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ハードウエアーとソフトウエアー

僕達は、神経と筋肉の繋ぎ目を良くすることで、機能性を回復させる「やまおく体操」をベースに、D.R.Eマシン、リセットバイク等のハードウエアーにて、具現化に成功しました。

このマシン類は、大脳皮質からの随意的指令が、然程、動作の途中で続くこともなく、脊髄から無意識的に起こる指令を反射的指令により動作させることが、可能な仕組みになっており、運動後に、筋肉・血管・神経が、弛緩され、ほぐれた感があります。


また、継続的に利用することで、小脳に保存されているこれら一連の動きを内部モデルとして残すことが出来ます。動作に求められる酸素需要を強度と規定しますと、ここでの運動強度では、自律神経は、交感神経優位でもなく、副交感神経は、抑制された状態にあると思われます。

D.R.Eマシンやリセットバイクでは、子供に良い発育や高齢者の自立を促し、脳・血管系に疾患のある方々、また障害が残る方々に対しても、ご安心してご利用頂けるものと思います。


人体のカーナビゲーションシステム

小脳と大脳皮質には、目から入ってくる視覚や何かに触れた時の触覚といった外部情報に加えて、筋肉と関節からの内部情報が、常に入力されています。

筋肉内には、筋紡錘。筋肉の末端で骨につく腱には、腱紡錘というセンサーが、付いています。筋紡錘は、筋肉の長さ、腱紡錘は、腱の緊張を感知していて、脊髄を介して感覚ニューロンで、小脳と大脳皮質に伝えています。これを、深部感覚と呼んでいます。



深部感覚を元に、大脳皮質には、カーナビゲーションシステムのように、身体の地図が、描かれており、姿勢や運動の制御をナビゲートしています。小脳は、筋肉や腱から送られてくる内部データをモニタリングしつつ、運動時に協調して働く複数の筋肉を自在に操っています。

例えば、肘を曲げる時には、上腕の前側にある上腕二頭筋が、収縮すると同時に肘を伸ばす働きをする上腕三頭筋が、弛緩しています。二頭筋と三頭筋が、同時に収縮すると肘を曲げたり出来ませんから、無意識であっても、深部感覚を頼りに小脳と大脳皮質が収縮と弛緩の指令を上手く切り替えられています。


予測姿勢調整能

運動神経の良し悪しが、必要なのは、スポーツや楽器演奏といった高度なスキルが求められる場面ばかりではありません。グラつかづに立ったり、初めの一歩を歩みだして、まっすぐ歩くといった何気ない動きの背後にも、小脳と大脳皮質との連携プレーが、活躍しています。

姿勢維持で、大切な機能の1つに、予測的姿勢調節があります。例えば、机に置いたペットボトルを右手で取って、立ったまま飲む動作について考えてみて下さい。片腕の重さは、約4〜5kg。右腕を前に差し出すだけでも重心の位置は、前になるはずです。



ペットボトルを持つと、更に重心が前に振られます。それでも倒れないのは、腕を伸ばす前に、重心が前へ移動しても平気なように体幹や下半身の筋肉を適度に制御・抑制するからです。これが予測姿勢調節であり、その一連の命令も小脳が深く関わっています。

スポーツでは、ペットボトルを手で取るよりも、遥かに複雑な動作を組み合わせていますので、予測姿勢調節は、一層重要になります。フィードフォワード(予測制御)では、ボールを投げたり、打ったり、蹴ったりする動作の中では、手足が、力を発揮する直前に、体幹が、ガチッと安定します。

これが、フィードフォワード(予測制御)の典型的な例です。体幹が安定してから、手足等への末端へ、鞭をしならせるように、力(パワー:筋力×スピード)を伝えています。


小脳と大脳皮質の連携

小脳は、運動ニューロンの活動を調整していますが、小脳→運動ニューロン→筋肉というルートで、スキルが、発揮される訳では、ありません。隣接する小脳と大脳の大脳皮質は、互いに連絡しあって、情報をやり取りするループがあり、小脳と大脳皮質との連携プレーで運動が行われています。

例えば、記憶されている運動プログラムの実行命令を下すのは、大脳皮質のほぼ真ん中にある一次運動野です。一次運動野は、運動ニューロンと接続しており、筋肉の動きを、ダイレクトに司ります。



さらに、一次運動野の少し前方にある運動前野は、目から入力された視覚情報などを、取りまとめて小脳に伝えています。そしてドリブルをしようか?とか、楽器を、こんな風に演奏しようか?といった運動の実行を最終的に決断しているのは、額の奥にあり、意思決定や価値判断を下す前頭連合野です。

運動神経が、良いというのは、小脳に完成された多くのプログラムがあって、小脳と大脳皮質の連携が、スムーズで、状況に応じた素早い精密プログラムが実施出来る能力のことを指しています。

運動ニューロンの伝達スピードを引き上げることは、出来ません。小脳に多くの運動プログラムをインプットさせたうえで、小脳と大脳の連携によって多彩なプログラムを的確に運用してやると、運動神経が、良いという状態になります。

小脳は、大脳の下部にあって、スキルを内部モデルとしてストックしています。小脳は、大脳皮質の一次運動野、運動前野、前頭連合野とをリンクしています。大脳皮質は、脊髄の連動ニューロンを始めとする各種ニューロンに情報を送っています。


運動神経

筋肉は、脳の命令を伝える運動神経の刺激で動くと表現されていたために運動神経が存在すると誤解されてきましたが、実は、運動神経というものは、存在しません。

運動ニューロンは、脊髄から全身に広がり、末端で枝分かれ(神経終末)し、自らの意思で動かせる骨格筋まで伸びています。それによって、骨格筋は、収縮・弛緩・伸張をコントロール(制御)されています。ちなみに、お腹側を通る服内側系は、体幹。背中側を通る背外側系は、手足動きを制御してます。



身のこなしの巧みさや、スキルの上達に関わっているのは、運動ニューロンではなく、小脳と大脳です。小脳は、大脳の10分の1程なのに、1000億個以上と大脳よりも多くの神経細胞から構成されています。

サッカーや、バスケットボールのドリブル、自転車の乗りこなし、楽器の演奏などの動きは、慣れれば、無意識で動かせますが、姿勢や重心をこまめに制御し、手足を協調してタイミングよく動かす複雑な情報処理が、欠かせません。

小脳には、このデータ処理のプログラムが書き込まれています。脳科学では、小脳に保存されているこれら一連の動きを内部モデルと呼んでいますが、内部モデルが、良し悪しによって、スポーツの上手い下手に別れているのだと思います。


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