歩行運動制御において運動リズムリセットが果たす役割
スポンサーリンク
概要
- 論文の詳細を見る
ヒトやネコでは歩行運動中の一般に加えられた機械的な外乱に対して運動リズムの振動位相がシフトする,"位相リセット"が知られている.これは脊髄より上位の中枢神経系や末梢からの感覚入力がCPGの活動を調節するという神経系の応答によって生じる現象と考えられる.本報告ではこのような位相リセットの果たし得る機能的役割を明確に解釈することを目的とする.ヒトの下肢を2重振子としてモデル化するなど,簡略化した歩行運動制御モデルを用いる.モデルは筋・骨格系と(CPGを含む)神経系の状態を表わす変数により記述された力学系と見なせ,定常歩行に対応する安定なリミットサイクルを持つ.定常歩行時の下肢に加えられた機械的な外乱は,リミットサイクル上の状態点をそこから引き離し,状態点をリミットサイクルの吸引領域内または外に移す.このとき,それに応答する形でCPGの振動位相をインパルス的にリセットするような制御機構を考える.リミットサイクルの吸引領域と位相リセットの関係について詳しい解析を行い,適切な位相リセットは以下の役割を果たすことを示す:(1)リミットサイクルの吸引領域外にある状態点を再び吸引領域内に移す(すなわち外乱による転倒を回避する).さらに(2)リミットサイクルの吸引領域内にある状態点を吸引領域内の別の位置に移すことにより,この点が再びリミットサイクルに漸近する過渡状態の持続時間を短縮する(すなわち外乱によって乱された姿勢を速やかに回復させる).
- 社団法人電子情報通信学会の論文
- 2002-03-12
著者
-
佐藤 俊輔
大阪大学大学院基礎工学研究科
-
野村 泰伸
大阪大学大学院基礎工学研究科機能創成専攻生物工学講座
-
山崎 大河
大阪大学大学院基礎工学研究科システム人間系専攻生物工学分野
-
野村 泰伸
大阪大学 大学院医学系研究科薬理学講座(分子･細胞薬理学)
-
野村 泰伸
大阪大学大学院基礎工学研究科生体工学領域大阪大学臨床医工学融合研究教育センター
-
野村 泰伸
大阪大学大学院 基礎工学研究科
-
佐藤 俊輔
大阪大学大学院基礎工学研究科機能創成専攻生体工学領域生物工学講座
-
佐藤 俊輔
大阪大学 大学院基礎工学研究科機能創成専攻生体工学領域
-
山崎 大河
大阪大学大学院基礎工学研究科
関連論文
- Physiome.jpにおける統合生命科学推進のためのプラットフォーム開発 (特集 統合生命科学・予測生命科学を支えるソフトウェア基盤技術)
- 一側肢内協調性障害と左右間協調性障害 : パーキンソニズム患者と小脳失調患者の比較研究
- 生態リズムとゆらぎ,その制御(第31回日本バイオフィードバック学会総会抄録集)
- 795 Central pattern generator (CPG) modelの安定には中脳黒質-基底核系の制御が必要である(理学療法基礎系30)
- 小型二足歩行ロボット用両側分離型トレッドミルの開発とその評価
- 安定な二足歩行維持に位相リセットが果たす役割のヒューマノイドによる検証
- 234. 運動失調症における下肢協調運動障害(神経・感覚)
- Central pattern generator modelに基づいたクラスタ解析による失調症の協調運動障害の特徴
- 神経系による歩行運動制御におけるフィジオーム(フィジオーム)
- 生体リズムとゆらぎ、その制御
- 遺伝子調節におけるノイズの影響 : モンテカルロ計算による理論的研究
- 心拍変動のマルチフラクタル解析 : 胎児・新生児心拍変動への適用
- パーキンソン病患者における下肢協調運動失調データを再現する力学系モデルの同定とその分岐構造の解析(非線形回路システム及び一般)
- ヒトの二足歩行運動の外乱に対するリズムリセットと歩行の動的安定性の関係(非線形回路システム及び一般)
- パーキンソン病患者における下肢協調運動失調データを再現する力学系モデルの同定とその分岐構造の解析(非線回路システム及び一般)
- ヒトの二足歩行運動の外乱に対するリズムリセットと歩行の動的安定性の関係(非線回路システム及び一般)
- バクテリオファージλにおける遺伝子調節機構のシミュレーション
- 関節キネマティクス検出に関する計算論的考察
- Parkinson病患者のpedaling運動異常はCentral pattern generator dynamicsと関連している(神経・筋疾患)
- 歩行運動制御において運動リズムリセットが果たす役割
- 表面筋電と指関節モデルによる指屈伸運動関連脳磁図の再構成
- 簡約化Hodgkin-Huxley方程式におけるTwisted homoclinic orbit
- 神経細胞モデルの簡約化に対する考察
- 169. 足部ストレッチの簡易評価における生体工学的検証(バイオメカニクス)
- アナログ・デジタルハイブリッドモデルを用いた心筋興奮の実時間シミュレーション
- ヒト静止立位制御機能の定量化と制御理論モデルに基づくその解釈
- フィジオームにおけるデータベースとシミュレーションプラットフォーム
- ヒト静止立位時の重心動揺と下腿筋活動の立位条件依存性と制御モデルに基づくその解釈
- ヒト静止立位における間欠的神経制御の介入(立位姿勢・歩行運動制御,ME一般)
- 大阪大学臨床医工学融合研究教育センター
- Physiome. jp における統合生命科学推進のためのプラットフォーム開発
- 統合生命科学・予測生命科学の潮流と工学が果たす役割
- 足裏への微小機械刺激がヒト静止立付時の重心動揺に与える影響
- バランス課題の運動学習過程で獲得される低フィードバックゲインによる予測的立位安定化戦略
- 神経疾患の理学療法とシミュレーション(第40回日本理学療法学術大会(大阪)(テーマ: 臨床的感性からの創造))
- 階層および機能的ネットワーク構造モデリング支援ツールの開発(第1報)
- ヒト静止立位の予測的神経フィードバック制御
- 筋電信号による上肢筋骨格系モデルの実時間制御システムを用いたヒト運動制御原理の考察
- ヒト静止立位の予測的神経フィードバック制御
- 筋電信号による上肢筋骨格系モデルの実時間制御システムを用いたヒト運動制御原理の考察
- 神経疾患の理学療法とシミュレーション(セミナー6)
- Winters骨格筋モデルの動特性解析
- 筋活動を考慮したヒトの静止立位姿勢制御モデル
- 周期パルス列刺激を受ける1次元興奮性ケーブル上の興奮波伝導
- 1次元興奮性ケーブルの興奮波伝導特性
- フィジオームプロジェクトの課題
- 周期パルス入力を受ける興奮性・振動性膜モデルのダイナミクス
- 周期パルス刺激に対する興奮性/振動性膜モデルの応答特性
- 心拍・呼吸・歩行リズム間の相互作用と協調
- 逆相振動を示す結合2振動子系の摂動に対する応答
- 興奮性細胞膜動態のマルチエージェントシミュレーション
- 我がME事始め : ハングリーハートを語る
- フィジオームとBME:ポストゲノム時代の展望
- International Seminar on In Silico Techniques in Pharmaceutical Research and Development
- ペースメーカ仮説とネットワーク仮説に基づく脊髄神経回路モデルを用いた交互バースト生成メカニズムの解析(BCI/BMIとその周辺,一般)
- ヒト静止立位姿勢の倒立二重振子間欠制御モデル(BCI/BMIとその周辺,一般)
- 技術解説 バイオ・医療における工学技術
- 生体信号処理 : 二つの実際例
- 生体信号の解析と解釈
- 周期的なシナプス入力を受ける神経モデル集合の確率共振
- 3次元剛体リンクモデルに基づく二足歩行運動中のゼロモーメントポイント軌道の推定
- ヒトの二足歩行運動のインパルス状外乱に対する応答とその中枢神経機構に基づく解釈
- 二足歩行運動の外乱に対する応答とその力学系モデル
- 二足歩行運動の外乱に対する左右脚の協調的な応答
- 二足歩行運動の動的安定性
- 二足歩行運動におけるエネルギー消費量の歩容依存性
- 歩行運動に伴う力学的エネルギー消費量の評価
- 相互抑制回路の周期的パルス電流刺激に対する応答特性
- Hodgkin-Huxley 方程式における多安定な周期解およびその大域的分岐構造
- 刺激パルス幅が興奮性膜の電子回路モデルの刺激-応答特性に及ぼす影響
- トレッドミルの回転速度と斜度が歩行運動のキネマティクスに与える影響
- SD-2-4 静止立位時の重心動揺と筋電図に基づく姿勢制御機構に関する考察
- 神経細胞モデルにおけるノイズによる線形化
- 神経細胞モデルにおけるノイズによる線形化
- 筋モデルに基づいた二足歩行運動中の下肢筋張力および関節弾性係数の推定
- 二足歩行運動の力学系モデル
- 持続性および一過性交互脈の生成メカニズム
- 化学エネルギー駆動型ラチェットモデルの理論的研究
- 神経興奮の電子回路モデルが示す分岐構造
- 周期運動の制御に運動リズムリセットが与える影響
- 確率論的ラチェットモデルの研究
- 大阪大学大学院基礎工学研究科生物工学分野バイオサイバネティクス研究室
- 過渡的パルス入力に対するペースメーカ細胞モデルの応答
- 周期的に変調された神経モデルにおける雑音の効果 : 確率共振
- 力学系の手法を用いた神経細胞の電子回路モデルが示すダイナミクスの解析
- 二足歩行運動における歩容と力学的エネルギー消費量の相関
- ノイズにより引き起こされる, 微弱な刺激に対する結合興奮系の複雑な応答
- Hodgkin-Huxley神経モデルに対するノイズの影響
- Hodgkin-Huxley神経モデルに対するノイズの影響
- 甲殻類伸張受容器の非線形ダイナミクス
- 甲殻類伸張受容器の数理モデル
- Leaky Integrate-and-Fire 神経モデルのアンサンブルのダイナミクスとパルス入力に対する応答
- Leaky Integrate-and-Fire神経モデルにおける確率共振
- 不整脈の力学系モデル
- 過渡的パルス入力に対するペースメーカ細胞モデルの応答
- 甲殻類伸張受容器モデルの正弦波伸長刺激に対する応答の解析
- インタプリタ型汎用生体シミュレータinsilicoSimのGPUによる高速化
- ヒトの直立姿勢動揺と足関節粘弾性調節
- Z_2⨁Z_2対称性を持つ退化した分岐問題の普遍開折
- 正弦波プラスノイズ入力に対するLeaky Integratorモデルの応答特性