計画された自発的な動きを実行する前に、多くの脳領域がその活動を変化させます。 ウメオ大学による新しい研究は、この準備神経活動の新しい機能を特定し、神経系がその目標を達成するために使用できる別のメカニズムを強調しています。

自発的な動きは、実行される前に準備されます。 たとえば、このような「準備」は、コーヒーカップを見てから手が届き始めるまでの期間に発生します。 脳の多くの領域のニューロンは、意図された運動方向など、目標のさまざまな側面を反映する方法で、運動の準備中に活動を変化させます。

準備が反応時間と全体的な動きの質を改善することはよく知られていますが、準備的な脳活動がどのように運動能力の改善をもたらすのかは不明です。 筋肉の目標に関連した準備の変化の証拠はありませんでした。 しかし、ウメオ大学の新しい研究では、運動能力の改善につながる可能性のある特定の準備神経メカニズムが特定されています。

「私たちの研究は、筋紡錘受容体の感度とそれらが可能にする運動反射の準備的変化を示しています」と、この研究を率い、ウメオ大学の統合医学生物学部の研究員であるマイケル・ディミトリウ博士は言います。

筋紡錘受容体または「センサー」は通常、筋肉のストレッチ量を測定します。 スピンドルはまた、ストレッチ反射反応を引き起こし、形作る信号を供給します。 筋肉や皮膚の他の受容体タイプとは対照的に、筋紡錘には独自の運動または「紡錘運動」供給があります。 つまり、神経系自体が筋紡錘の感度を独立して調整することができます。

「準備中に紡錘体とストレッチ反射の感度を調整することにより、神経系は同時の筋力とは無関係に筋肉のこわばりを調整することができます」とDimitriou博士は言います。

筋肉のこわばりとは、伸ばされることに対する筋肉の機械的抵抗を指します。 筋肉と関節のこわばりは、運動能力と私たちの環境との相互作用を成功させるための重要なパラメーターです。 剛性が多すぎたり少なすぎたりすると、モーターの性能に悪影響を与える可能性があります。 たとえば、筋肉のこわばりが大きすぎると、痙性障害の特徴になります。

「特定の方向に到達する準備をしていると、ストレッチしようとしている筋肉では、反射感度と筋肉のこわばりが選択的に低下することがわかりました。 目標の達成を容易にするために、神経系は運動を開始する前に「休憩」を有利な方法で独立して調整しているようです」とDimitriou博士は言います。

「運動準備におけるその役割を超えて、感覚受容器の独立した制御は、筋力のトップダウン制御と感覚信号の選択的処理に加えて、神経系が日常的に目標依存制御を発揮する別の方法かもしれません。 人間の感覚運動機能をよりよく理解することで、義肢やロボット制御などの他の分野の新技術に情報を提供できます。」

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