ヒト運動における歩行特性の感覚調節:神経筋骨格モデリング研究【JST・京大機械翻訳】

Di Russo, A.; Stanev, D.; Armand, S.; Ijspeert, A.

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202205520430640 整理番号：22P0255911

ヒト運動における歩行特性の感覚調節:神経筋骨格モデリング研究【JST・京大機械翻訳】

Sensory modulation of gait characteristics in human locomotion: a neuromusculoskeletal modeling study

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発行年： 2020年12月17日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2020年12月17日
JST資料番号： O7001B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

※このプレプリント論文は学術誌に掲載済みです。なお、学術誌掲載の際には一部内容が変更されている可能性があります。

ヒトと動物の中枢神経系は,いくつかの移動行動を達成するために,脊髄の活性を調節できる。以前の神経力学モデルは,CPG(中心パターン発生器)フィードフォワード振動構造またはフィードバック反射回路に属する選択されたパラメータを変化させるヒト歩行の調節を調査した。CPGベースのモデルは,振動特性だけを変化させることによって,遅くて速い歩行を複製することができた。他方,反射ベースのモデルは,主に,大きな次元パラメータ空間の最適化を通して異なる挙動を達成することができたが,歩行特性の調整の原因となる個々の鍵反射パラメータを効果的に同定できなかった。本研究では,反射パラメータが神経機械的シミュレーションを通して歩行特性を調節するかを検討した。最近開発した反射ベースモデルを用いて,反射パラメータとこれらの歩行特性への影響との間の相関を解析するために,速度,ステップ長さおよびステップ持続時間に対する異なるターゲット挙動による最適化を行った。低速から高速歩行(0.48および1.71m/s)までの目標速度に影響する9つの重要パラメータ,およびステップ長(0.43および0.88m)およびステップ継続時間(0.51,0.98s)を同定した。所見は,立脚中の特異的反射が,足関節底屈筋群に対する正の力フィードバックの寄与により主に与えられるステップ長調節に主要な影響を及ぼすことを示す。一方,iliopsoasと中殿筋のスイング中のストレッチ反射は,分析中の全ての歩行特性を調節する。さらに,結果は,着陸相中のハムストリング群のストレッチ反射がステップ長とステップ持続時間の調節の原因であることを示した。シミュレーションにおける付加的検証研究は,同定された反射がヒト移動における歩行を調節するのに十分であることを示した。したがって,本研究は歩行特性を制御する可能な反射の概観を提供する。著者の要約。【JST・京大機械翻訳】

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, , , , , , , 【Automatic Indexing@JST】

脳・神経系モデル , 人間機械系 , ロボットの運動・制御

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