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運動の局面に応じたシナプス前抑制の変化

国立精神・神経医療研究センター神経研究所モデル動物開発研究部の関和彦部長と窪田慎治室長は、手首の屈曲伸展運動をするサルの脊髄を対象とした研究では、具体的にサルの手首運動中に固有感覚の神経終末に生じるシナプス前抑制の大きさを測定されました。

情報は神経から神経へと伝達されることで神経系内に広がります。シナプス前抑制が強まることは、信号伝達が抑制されて情報の広がりが抑えられることになり、シナプス前抑制が弱まることは、抑えていた情報が広がりやすくなるということを意味していることは、前述しました。



シナプス前抑制の大きさは、運動中いつも一定なのではなく、位相によって変化していることが観察されました。具体的には、手首伸展時には動的運動(AM)だけで一瞬小さくなり、一方、手首屈曲時には持続的に大きくなることが分かりました。つまり筋肉が活動、すなわち収縮する時には、筋肉の状態に関する信号が次の神経細胞に伝わりやすく、逆に筋肉が引き延ばされる時は、その状態が次の神経細胞に伝わりにくくなっていたということです。

この結果は、筋の感覚神経から脊髄への信号伝達が、運動の局面に応じてシナプス前抑制により変化している証拠であると考えられました。


シナプス前抑制の大きさを観察する

興奮性のシナプス伝達をするシナプス前ニューロンの神経終末部にシナプスを作り、そこからの興奮性物質の放出を減少させて、興奮性シナプス伝達効果を抑制する仕組みをシナプス前抑制と言います。シナプス前ニューロンとは、赤丸のところです。



運動する時に発生する手足の感覚信号が、シナプス前抑制という仕組みによって調節されていて、この調節によって運動が巧みにコントロールされていること、つまり身体運動の制御における感覚情報の役割が、少し解明されたと言うことを前述しました。

国立精神・神経医療研究センター神経研究所モデル動物開発研究部の関和彦部長と窪田慎治室長は、手首の屈曲伸展運動をするサルの脊髄を対象とした研究では、具体的にサルの手首運動中に固有感覚の神経終末に生じるシナプス前抑制の大きさを測定されました。情報は神経から神経へと伝達されることで神経系内に広がります。シナプス前抑制が強まることは、信号伝達が抑制されて情報の広がりが抑えられることになり、シナプス前抑制が弱まることは、抑えていた情報が広がりやすくなるということを意味しています。



神経終末の電位の高さは、シナプス前抑制の強さを示すことから、シナプス前抑制の測定には興奮性試験を用い、神経終末の逆行性電位(ADV)を観察評価に用いられました。実験では、運動中のサルの脊髄にある手首伸筋の感覚神経終末を微弱に電気刺激して、手首伸筋の感覚神経束から逆行性電位を測定しています。

ADVが大きいとシナプス前抑制も大きいといえるため、これが運動中に変化するのであれば、サルが運動の局面に応じた感覚情報の調整をしていることが考えられます。脊髄刺激で誘発されたADVの大きさが運動遂行中にどのように変化するのか、動的運動(AM)、筋力維持(AH)、受動的運動(PM)に分けて解析されていました。


膨大な感覚信号をどのように処理して身体の動きを抑制制御してるのでしょう?

ヒトを含むホ乳類の皮膚・筋肉・関節には、触覚・痛覚・力感覚・位置感覚など様々な信号を受容して脳に伝える細胞(受容器)が多数存在しています。

ヒトが手足を動かす際、それらは現在の身体の状態を刻一刻と大脳皮質(脳)へと送り続けています。例えば、野球のバッターがボールを打つ際には、1トンの物を動かせるほどの力が瞬間的にバットにかかります。このような非日常的な力が身体に与えられた時に、全身の受容器は一斉にそれぞれの活動を高めるため、神経系は膨大な量の感覚信号を一斉に受け、パンク状態になるのかも知れませんが、バッターはそんな状態であっても、バットスイングや足の踏ん張りをコントロールし、狙ったところにボールを弾き飛ばすための動きを続けなくてはなりません。

身体運動の制御における感覚情報の役割は、長年の研究課題でもありますが、様々な仮説が提案されて来ました。

試合中に感じなかったケガの痛みを試合終了後に急に感じ始めるといったアスリートの逸話や、運動中の触覚や聴覚、視覚情報が一時的に低下する現象が実験的にも確認されてきたため、感覚受容器からの信号を運動中に過小評価する仕組みが脳神経系内にあると考えられてきました。しかし、手足の精緻な運動制御に最も重要である固有感覚も同じように運動中に過小評価されるのか、またその具体的なメカニズムに関しては明らかではありませんでした。



シナプスには、情報を受け取るニューロンを興奮させる興奮性シナプスと、情報を受け取るニューロンの興奮を抑える抑制性シナプスがあり、アセチルコリン、ノルアドレナリン、グルタミン酸などの科学物質によって伝達されています。



興奮性のシナプス伝達をするシナプス前ニューロンの神経終末部にシナプスを作り、そこからの興奮性物質の放出を減少させて、興奮性シナプス伝達効果を抑制する仕組みをシナプス前抑制と言いますが、運動する時に発生する手足の感覚信号が、シナプス前抑制という仕組みによって調節されていて、この調節によって運動が巧みにコントロールされていることが、国立精神・神経医療研究センター神経研究所モデル動物開発研究部の関和彦部長と窪田慎治室長によって明らかになりました。


お勧め養生プログラム

いつものプログラムとは、異なりますが、認定講師による「やまおく体操を通じた養生法」 をご紹介します。

肘内まわし体操
肘内まわし体操は、肩甲骨の可動域を広げ、柔軟性を高め、捻る動きがスムーズになります。



肩を動かす支点は、胸鎖関節にありますが、鎖骨の一番内側に位置していて、胸鎖関節を軸に腕を動かすと肩甲骨がよく動き、スムーズに稼働するようになります。肩や肘の捻れの動きを、いかにうまく使えるかで、スポーツにも応用出来ます。



肩入れ体操
肩入れ体操は、股関節と肩甲骨の稼働域を広げ、身体の柔軟性、及び、筋肉の弾力性を高めるためのトレーニングです。



運動不足や椅子に座ったままなどの生活習慣によって、股関節の動きが、硬くなってしまいます。股関節は、インナーマッスルの大腰筋・内もも・お尻など、たくさんの筋肉や骨格と連動していて、横隔膜にまで関係しています。

股関節が硬くなったままだと、背骨や骨盤の歪みの原因にもなり、腰痛・むくみ・全身の疲労感など様々な身体の不調を引き起こします。



腰曲げ体操
お尻の筋肉は、立った状態で、片足をうしろに持ち上げる、外側に脚を上げる、つま先を外側に捻る、つま先を内側に捻るの4つの動きが、複合して歩行の動きや、姿勢維持の機能を果たしています。



座って片脚伸ばし腰曲げ体操は、垂れ尻の原因でもある大臀筋・中臀筋・小臀筋のそのものの筋力低下と、骨盤の後傾を予防解消し、くびれが出来る、姿勢が良く見える、タイトなパンツやスカートがに合うようになる効果が、期待出来ます。




股関節伸ばし体操
股関節伸ばし体操は、全身を鍛えるトレーニングです。 日常動作より、数ランク上の筋力アップが、効率良く行えます。筋肉量が、増えると、基礎代謝も上がるため、食べても太りにくくなり、日常の消費カロリーが、増えるなど、ダイエットにもうれしい効果が期待できます。



下半身の筋肉の弾力性と安定性が、維持向上し、ジョギングやウォーキング愛好家にも、お勧めのトレーニングです。スポーツでの、怪我や故障の予防として、スクワットを取り入れるアスリートも、少なくありません。




ヒザ屈伸体操
ヒザ屈伸体操は、は、下半身の筋肉を中心に背筋や腹筋など全身の筋肉を効率よく鍛えることができます。片足をクロスさせることで、肩関節から腸骨までの距離の左右差が、少なくなり、腹斜筋(脇腹)も、一緒に鍛えるトレーニングです。



腹斜筋を鍛えることによってお腹の引き締めてくびれを作る効果があります。腹斜筋も筋肉なので、鍛え過ぎてしまうと発達しすぎてしまい、ウエストが、太くなる可能性もありますので、片足クロススクワット体操で、適度に刺激することで、引き締めに期待ができます。


認定講師の岡田拓によるやまおく体操を通じた養生法

岡田拓
おかだ・たく
めぐりGYM代表。2019 年、腸から変わる健康管理サービス「KENKATSU」をスタート。世界 3 カ国 27 都市でサービスを提供している。

認定講師の藤谷周平によるやまおく体操を通じた養生法

藤谷周平
ふじや・しゅうへい 
早稲田大学健康福祉科学科。2023年春より社会人学生として、脳・神経系をシステムとして捉え、健全な心身の理解についての研究や実践から得られた知見を、医療・福祉・社会経済活動にお役に立てるよう取り組まれてます。


5種のやまおく体操

中国の友人は、朝目覚めてから日差しを浴びながら「六字訣(ろくじけつ)」という中国古来の養生法を日課にされています。六字訣は、発声とストレッチを組み合わせたリズム運動です。

基本的には、嘘(シュー)・呵(ホー)・呼(フー)・呬(ス ー)・吹(ツュイー)・嘻(シー)という6つの音を発声しながら、ゆっくりと身体を動かします。それぞれの運動が肝臓・心臓・脾臓(ひぞう)・肺・腎臓(じんぞう)・腸の活性化につながると言われてました。



筋肉と内臓は繋がっています。内臓を直接刺激することは出来ませんが、筋肉を使って、反射の伴う動作をさせることで、筋肉だけではなく、神経・血管・臓器も緩ませ、神経と筋肉の調和を整える「やまおく体操」を通じてご紹介したいと思います。いつも配信している動画は、効果的なプログラムとなっておりますが、筋肉ガイドの中から首・肩・腰・股関節・脚の5種の体操を認定講師さんに選んで頂きました。

是非、お試し下さい。


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