【医学/神経】『筋シナジー説』の神経基盤を解明　手指の多彩な運動を実現する神経メカニズムが明らかに/国立精神・神経医療研究センター©2ch.net

『筋シナジー説』の神経基盤を解明
−手指の多彩な運動を実現する神経メカニズムが明らかに−

国立研究開発法人　国立精神・神経医療研究センター（NCNP、東京都小平市、理事長：水澤英洋）神経研究所（所長：武田伸一）モデル動物開発研究部の武井智彦室長（現カナダ・クィーンズ大学研究員）と関和彦部長らの研究グループは、霊長類の特徴である手指運動の多機能性を支える神経メカニズムを発見しました。
　
ヒトを含めた霊長類の手は大変複雑な構造をしており27個の筋と18個の関節から構成されます。私たちの脳神経はこの複雑な構造をうまく制御し、ピアノ演奏や手話など手の多彩な動きを可能にしています。しかしその制御のあり方はこれまで不明でした。筋や関節の組み合わせパタンは膨大で、次世代コンピューターの処理能力を遥かに超えた計算を瞬時に行う必要があるからです。
　
他方、ロボットハンドの開発をめざす工学分野では「筋シナジー」と呼ばれる考え方が提唱されてきました。つまり、多数の筋や関節の中から「よく使われる」組み合わせとその時必要な活動パタンをあらかじめ複数作っておき（シナジー）、実際にロボットを動かす際は適切なシナジーを使うことによって、コンピューターにかかる制御の負荷を大幅に減らすことができる、という考え方です。
　
今回私たちはこの「筋シナジー」に注目し、「霊長類の脳神経は、筋シナジーの原理にもとづいて、膨大な数の筋肉や関節を制御している」という仮説を立てサルの脊髄から神経活動の記録をとり検証しました。まず、筋電図の解析からサルの手の運動は3種類の筋シナジーによって作られていることが分かりました。次に、脊髄神経もこの3種類の筋の組み合わせと活動パタンを表現していることが初めて明らかになりました。さらに驚くべきことに、筋の組み合わせと活動パタンはそれぞれ別のメカニズムで作られることが判明しました。これは、シナジーの組み合わせと活動を一体化して考える従来の仮説では説明できない結果です。
　
今回の研究成果は、脳による身体の制御が筋シナジーに基づいて行われていることを世界で初めて示したものであり、脳の疾患による運動失調の理解やそのリハビリテーション、またロボットの制御技術の開発などが大きく進展すると期待されます。
　
本研究成果は、2017年7月24日午後3時　米国東部時間（日本時間2017年7月25日午前4時）発行の米国科学雑誌「Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)」に掲載されました。
--- 引用ここまで　全文は引用元参照 ---

▽引用元：国立精神・神経医療研究センター2017年7月25日
http://www.ncnp.go.jp/press/release.html?no=355
http://www.ncnp.go.jp/up/1500611716.jpg

Published online before print July 24, 2017, doi: 10.1073/pnas.1704328114
PNAS July 24, 2017
Neural basis for hand muscle synergies in the primate spinal cord
http://www.pnas.org/content/early/2017/07/20/1704328114

ノーベル賞級の発見かもな。

オブジェクト指向やんけ

最近はパターンをパタンって言うのか。パティーンかと思っていたが、それも古いのか…

これもう人造人間作れるじゃん

意味がわからん

それこそ、義体が作れるようになるんかもね

人間の指もそんなに自由に動かないよ
試しにグーの状態から薬指だけ開いてごらんよ

新しい計算論が出てくるかもな。手当たり次第に記録とって、人工知能で解析とか
割りと夢広がりそうだが、PNASなんでワカンネで終わりそう。ホントに展開あるなら、ちまちましたフルペーパー書く

>>1
＞「筋シナジー」と呼ばれる考え方が提唱されてきました。つまり、多数の筋や関節の中から
「よく使われる」組み合わせとその時必要な活動パタンをあらかじめ複数作っておき（シナジー）、
実際にロボットを動かす際は適切なシナジーを使うことによって、コンピューターにかかる制御の負荷を大幅に減らす

なるほど
自分は楽器の演奏がヘタクソなんだが
子供の頃にピアニカとかで1つの曲をミスなく弾けるようになったら
別の曲でその前の曲と似たような音符の並びだが1音だけ違うなんてのがあったら
大抵それでミスってたもんなあｗ

>>1
> さらに驚くべきことに、筋の組み合わせと活動パタンはそれぞれ別のメカニズムで作られることが判明しました。

拡張した四肢も訓練で自在に操れるようになるのだからこれは特に驚かないな
シンプルな入力と結果出力のマッピングをうまく行って記憶するしくみが働いているはず

ボクシングトレーニングでいいところのマスボクシングみたいなもんかな？あらかじめ前提作っておいて、そのパターン覚えさせといて、本番で反応させるって感じ。

人間の指は脳からの指令以外に隣の筋肉の電気信号も影響受けてるだろ
機械みたいに指一本だけ動かして他の指が微動だにしないなんて人は不可能だ

>>8
それこそ
>>1にある「パターン」に組み込まれていない動作だからじゃないの？

>8
左手はなぜか出来た、右手は小指も一緒に動く
何で左手薬指の制御別々なんだ俺？

>>16
昭和生まれ乙

>>15
え、出来ないもん？
自分余裕だけど…ピアノやってたからかな？

>>1
よくわからんがギターのコードみたいなやつだと思っとけばいいんか？

>ヒトを含めた霊長類の手は大変複雑な構造をしており27個の筋と18個の関節から構成されます。

たったの27個と18個？

>つまり、多数の筋や関節の中から「よく使われる」組み合わせとその時必要な活動パタンをあらかじめ複数
>作っておき（シナジー）、実際にロボットを動かす際は適切なシナジーを使うことによって、コンピューターに
>かかる制御の負荷を大幅に減らすことができる、という考え方です。

この分野には馬鹿しかいないのか

>ヒトを含めた霊長類の手は大変複雑な構造をしており27個の筋と18個の関節から構成されます。私たちの脳神経はこの複雑な構造をうまく制御し、ピアノ演奏や手話など手の多彩な動きを可能にしています。

10本の指のどれでピアノの鍵盤おさえるかだけで1024通り、どの鍵盤おさえるかでさらに場合は増える

高速演奏だと次にどの鍵盤押さえるかの準備もいるから、さらに場合は増える

>しかしその制御のあり方はこれまで不明でした。筋や関節の組み合わせパタンは膨大で、次世代コンピューターの処理能力を遥かに超えた計算を瞬時に行う必要があるからです。

「人差し指を曲げる」程度のマクロはあるだろうけど、そんなのシナジーと呼ぶほどのもんじゃねーよ

手の動きってのは将棋に似てるのかもな
関節が升目、飛車角が親指人差し指の動き

とすれば王将は手根関節かな

手の動きには定跡が有って、と喩える事が出来るな

将棋よりチェスだな

そのために小脳あるのと違います？
今さらそんな事堂々と発表してるの？
国立精神神経医療研究センターが？

>>23
世界で初めて明らかにしたと言ってる事実が違うというなら誰が先に解明してたのか言えよ

鉄人28号に搭載されてる奴でしょ

>>21
ピアノの演奏については検討が足りないと思うよ
和音構成はパターン化されるので腕の動きや一定の運指と腕だけで演奏できるシーンも多々ある

子供の頃って手をグーパーするだけでも難しいし、指一本一本独立させて動かすなんて無理だもんな
少しずつ学習してパターンを作っていくんだな

パタン

>>23
小脳のもっと末端寄りだ。しっかし、そこでいまいち不透明だと、
ほんま個別運動の司令から筋活動への変換への道のりは遠い