運動のプログラム
こんにちは!
今日もやんわりとアウトプットしていきます。
前回は運動学習のタイプや段階について
書かせていただきました。
今回は、運動を実行するための流れを
ざっくりと書いていこうと思います。
では早速、、、
私たちは、近くのものに手を伸ばしたり、
いろんな道を歩いたりといちいち真剣に
考えなくても無意識に運動が行えています。
それは、今まで生活してきた中で繰り返し
行われてきたことにより、脳や体に
手続き記憶として刻み込まれているからです。
ちなみに、前回の記事の内容でもある、
運動学習の段階でいう最終段階の
後期自律段階(自動化段階)にあたります。
そもそも運動学習には
①順序学習:強化学習
②適応学習
があります。
①順序学習:強化学習とは
・大脳皮質と大脳基底核との相互作用に
より学習される
・記憶に基づいて学習の順序を学ぶ
・報酬に基づいて学習を強化する
ex)普段50mしか歩けないが今日は60m歩けた!
それに対し、「いつもより10mも多く
歩けましたね!!すごい!」と
褒める(この褒めが報酬)ことで、
次も頑張ってみようという"快"の
記憶として残り、次に同じ運動を行う際に
以前褒められた(報酬を受け取った)
記憶から、よし!!頑張るぞ!という
強化学習の促進に繋がる。
記憶の種類としては"エピソード記憶"が
当てはまる。
エピソード記憶とは
→出来事や個人的な体験(思い出)
先ほどの例でいうと、
「昨日褒められた」という、体験の記憶。
②適応学習とは
・大脳皮質と小脳との相互作用に
よって学習される
・身体と外界の適応を図る
・道具を使った運動
ex)歩く、自転車に乗るなどの手続き記憶に
関与するもの
手続き記憶とは
→技能や一連の動作に関する記憶
いわゆる「体が覚えている」状態なので
無意識に行える
では、そもそも、運動を行う際には
どういうメカニズムで運動を
実行しているのでしょうか?
「目の前にあるビールを飲む」
これを例に挙げてみていきます。
上図でいう"観念"とは、
「ビールを飲みたい!」という気持ち。
その気持ちが"連合野"に伝わり、そこから"大脳基底核"と"小脳(外側部)"を介して運動のプラン・プランニングした後、"運動野"から運動指令が脊髄を通して筋骨格系に送られ、運動を実行する。という流れになります。
ここでの大脳基底核の役割は、
どういう運動を行うかを選択する
ex)ビールを飲むためには、手を伸ばして
取るか?体を近づけるべきか?など
どれが一番良いかを選択する
また、小脳(外側部)の役割は、
運動パターンの準備を行う
ex)ビールまではこのくらいの距離で大きさと
重さはこれくらいだからこれくらいの力で
やってみようという予測した準備
これらで運動をプラン・プランニングしたものが運動野に伝達され、運動指令が脊髄を
通して筋骨格系に送られることで
ビールを飲むために、「ビールまで手を伸ばして口元まで運ぶ」という
運動が実行され、大好きなビールを飲むことができます。
ちなみに、
プラン plan :計画
プランニング planning:計画を立てること
しかし、上図では"小脳(中間部)"というものが記載されています。
これは、ビールまで手を伸ばした際に、
体幹が伸びてこなかったから届かない!
ということがフィードバックされ、
なら、もう少し手を伸ばそう!と
運動の修正を行うものです。
また上図の少し細かいバージョンがこちら。
連合野から、大脳基底核・小脳でプラン・プランニングし、被蓋核や赤核に伝達され、運動を実行しろ。という命令がなされる。
しかしここでは、大脳基底核と小脳との間に"視床"が存在しています。
この視床の役割は、大脳基底核や小脳でプラン・プランニングしたものに対し
あらかじめこうなるだろうと予測し「ほんまにそれでええんか?もっかい考えてみ?」と運動の微調整を行ってくれます。
その微調整を行い、運動野に伝達され、運動を実行するという流れです。
いわゆる、フィードフォワード制御が行われているということ。
このフィードバックやフィードフォワードは運動学習を行う上で重要。
ざっくりですが、用語説明をしておきます。
→間違えた分だけ修正
この方法では、時間が間に合わずフィードフォワード制御が必要になる
→あらかじめ目的とする運動に必要な運動指令を脳内で計算する
フィードバックのみでも運動は可能であるが、速くて滑らかな運動は行えない。そこで、運動に見合った運動指令を出力する”内部モデル”を学習によって小脳に形成する。
このモデルを含む図がこの下図
道免の運動学習とリハビリテーションから引用したもの 2)
この内部モデルに関しては、次回アウトプットしていこうと思います。
話がうまくまとまらず、わかりにくい内容ですいません。
最後まで読んで頂きありがとうございました!!
参考書
1)中村隆一,齋藤宏,長崎浩 著:基礎運動学 第6版補訂 P149-150