ここれまで骨格筋は，収縮することで骨格に動きを与え，動作を生み運動を可能にさせる器官と認識されてきた．しかし最近になって，骨格筋の収縮は動き以外の生理機能ともリンクしていることが明らかになり，生体で担う役割がこれまでの想像を超えて広範にわたることが認識されつある．具体的には，糖代謝を含めた全身の代謝調節，分泌物を介した多臓器連関，強力な再生能力による自己再構築など，多岐にわたる．また，おかれた環境に合わせて自身の性質や構造を変える可塑性に富み，それが個体の健康や疾病に対して正にも負にも働きうる．それら骨格筋の多様な性質を紹介する．

ヒト以外の霊長類における二足歩行時の体幹制御メカニズムを明らかにするため，テナガザルとニホンザルの二足歩行時の体幹運動を分析した．【体軸まわりの回旋】骨盤に対する胸郭の回旋量はヒトとその他の霊長類で差がなく，体幹回旋メカニズムが二足歩行の力学的要請によるものであることが示唆された．【側屈】本研究のテナガザルとニホンザルは先行研究のチンパンジーと異なる側屈パターンを示し，体幹の姿勢制御戦略に種間差があることが示唆された．二足歩行中の脊椎のカップリングモーションは，ヒトとヒト以外の霊長類で同様の傾向を示していたが，そのメカニズムを明らかにするためには屍体を用いた今後の解剖学的研究が必要である．

初回の足関節内反捻挫後は，慢性足関節不安定症（CAI）を発症させずに，再発しないCoperの状態を維持することが必要である．そのためには，Coperの運動学的特徴を明らかにすることが必要である．本研究は，Coper群とCAI群における歩行中の前・中・後足部間の協調性を検証した．Control群10名，Coper群12名，CAI群13名を対象にトレッドミル上での歩行を計測した．協調性の指標であるcoupling angleを計算し，4つの協調性パターンに分類した．その結果，Coper群は他の2群と比較して，立脚中期に後足部外がえしと中足部内がえし＋後足部の動きが優位な協調性パターンの割合が有意に減少した（p<0.05）．Coper群が呈した中・後足部間の協調性は，再捻挫を生じさせないための運動戦略である可能性がある．

ボールの行方を予測し，適切に移動する能力はボールを扱ううえで欠かせない．本研究は，幼児の運動能力，転がるボールを捕りに行く課題における反応時間と走行方向，およびサッカー遊びでボールを蹴る回数との関係を調査した．その結果，4歳児クラスではボール蹴り回数と運動能力に有意な正の相関関係が認められた．対照的に，5歳児クラスでは，蹴り回数と運動能力との相関関係は観察されず，蹴り回数と走行方向に有意な相関関係が認められた．したがって，4歳児クラスでは運動能力，5歳児クラスではボールへの適切なアプローチ方法を選択する能力がボール遊びに必要とされる．

筋長–張力関係の下行脚では，系は理論的には不安定である．しかし生体では安定な位置制御がなされている．本報告では，まずカエルから摘出した半腱様筋を用い，下行脚の収縮力学特性を計測する．次に，下行脚で動作するヒト総指伸筋において，位置制御時の発射周波数が力制御時のそれより低い運動単位が存在することを示す．フィラメント滑走と下行脚で発現する力増強の2種のモードからなる筋モデルを構築し，筋線維束での下行脚における位置制御の安定性をモデル解析する．最後に，筋が多数の運動単位からなることを基にして，生体内での下行脚における安定な静的位置制御機構の理論的構築を行う．

多くの脳卒中片麻痺者では歩行中のフォアフットロッカー機能が消失する．本研究では単脚支持期間中に麻痺側の踵を挙上させフォアフットロッカーを機能させるための装具（ROSI：Reverse Omega Shoe Insert）の開発と評価を目的とした．本研究で開発したROSIはカーボン板で成型された逆オメガ形状を有し，MP関節より近位にROSI頂点を設置するものである．ROSIは直交表配列に従って16パターン製作し，健常者1名による模擬大腿義足歩行によってROSIの最適形状と設置位置を決定した．開発したROSIの有用性を確認するために，脳卒中片麻痺者16名を対象とした．比較方法は，2種類の条件（背屈遊動と背屈制動）の短下肢装具にROSIを組み合わせて，3次元動作解析による歩行評価を実施した．結果として，背屈制動機能を有する短下肢装具の足裏底面にROSIを内蔵することで，床反力作用点の前進をアシストするとともに，MP関節より近位に位置するROSI軸を床反力作用点が超えることで，単脚支持期間中に踵を挙上させることを明らかにした．

歩行能力の維持・向上は健康寿命延伸にとって重要である．一方，筋力トレーニングや歩行指導だけで歩容の改善を図ることは容易ではない課題がある．新たな歩容改善手法として，歩容タイミングに合わせて適切な足関節底背屈トルクを与えることで，正しい歩容に誘導するシューズ（誘導シューズ）を開発した．若年者を対象に，誘導シューズ着用時の歩容を分析した結果，接地角度の増大や足関節底屈モーメントピーク増大が認められた．また，高齢者を対象に，誘導シューズ着用における歩容改善に関する即時効果および残存効果を検討した結果，即時効果として接地角度およびクリアランス改善が認められ，残存効果として，つま先の上がりおよびストライド増大が認められた．

車いす陸上競技の競技スキルを高めることで競技自体の魅力の向上に貢献するために科学的解析に関する研究がこれまでになされてきている．本研究では，これらのなかで漕ぎ力を詳細に計測する技術をさらに高め，実際のトレーニング現場で使えるレベルのシステムを構築したのでこれを報告する．センサシステムには，6軸力センサと加速度センサと角速度センサを配置した．6軸力センサの値からハンドリムの力の作用中心点位置とその点における3軸力を算出した．さらにこの算出値を絶対座標系へ変換するために，加速度センサと角速度センサから6軸力センサの鉛直方向に対する回転角度を推定した．推定した結果をサイクルごとに切り出し，それぞれのサイクルごとに漕ぎ力を詳細にグラフなどで表示した．このシステムを用いて複数の選手に対して計測を開始しているが，計測の準備に約60分を要し，1試行あたりに5分程度を任意の回数繰り返し，その後選手とコーチを交えたフィードバックを行っている．

知的障害児は，コミュニケーションカードや音声出力コミュニケーションエイド（VOCA）などのコミュニケーションエイドを必要とする．それらの機器は教育現場ではコミュニケーション能力の発達にも用いられている．しかし，重度知的障害児は従来のツールに関心を示さないことがある．そのような生徒の関心を惹くために，われわれは拡張現実を用いたVOCA「VCAN/AR」を開発した．このシステムの構成は，コンピュータ，液晶ディスプレイ，Webカメラ，スピーカおよび絵カードマーカからなる．利用者がひとつの絵カードマーカを手で隠すと，システムは，その絵カードに対応する音声を出力すると同時に，画面中の絵カード上に3次元CGシンボルの動画を重ね書き表示する．コミュニケーション訓練のために与えられた課題に対する利用者の動機づけにVCAN/ARが有効かどうかを検証するために，知的障害児4名を対象として実験を行った．その結果，拡張現実を用いたシンボル群は3人の被験者には課題の実行に対する報酬として機能していたと考えられ，VCAN/ARはあるタイプの被験者には課題に対する動機づけとして有効であると考えられる．

扁平足は，代表的な足部変形障害として知られ，臨床的尺度のFoot Posture Index（FPI-6）やX線計測による評価が一般的に実施される．しかし，検者スキルへの依存や汎用性などに課題があった．本研究では，足形指標を用いた扁平足評価法の構築を目的として，FPI-6を規範とし，8つの足形指標を抽出した．成人女性足病患者104名208足を対象に，足形指標とX線指標との関係性を分析した結果，特に矢状面の足形指標にX線指標との強い相関関係が得られ，従来指標のアーチ高率に加え，内アーチ角や甲部角の有効性が示された．また，前額面と水平面においても両指標間で有意な相関関係が得られ，8つの足形指標は扁平足診断の尺度となりうることが示された．

本研究では，動いているボールを異なる方向にインサイドキックで蹴る際に，蹴り脚足部姿勢を変化させる動作や変化メカニズムについて検討することを目的とした．男子大学サッカー選手10名を対象に，30度間隔で3カ所に設置した標的を狙って射出球に対するインサイドキックを行わせた．その結果，インパクトにかけて骨盤前面が標的と正対する方向へ近づくように標的方向間で異なる骨盤回旋動作がみられた．一方で，蹴り脚各関節の回旋動作には標的方向間で差異はみられなかった．インサイドキックでは，骨盤回旋姿勢を主に調節することで，キック方向に合わせて蹴り脚各関節の動きを大きく変えることなくボールを異なる方向へ蹴り分けていることが示唆された．

捕球技術は審判によるストライク，ボールの判定にかかわる技術だと考えられる．そこで捕手の捕球技術を他者による官能評価とバイオメカニクス的観点から分析した．本研究は，捕手登録選手8名とその他のポジションの選手8名の比較をした．被験者は130km/hに設定されたマシンから放たれたボールを捕球した．官能評価が高かった捕手群は非捕手群と比較し，捕球音が一定で捕球の正確性が示唆された．また捕手群はボールコンタクト後のミット移動距離が有意に小さかった．ミット速度の結果から，ミットを捕球手側および鉛直上向きに引き上げることが重要であると推察される．筋活動において捕手群はボールコンタクト直前の橈側手根伸筋の筋活動量が高かった．これはミットを引き上げる準備動作と示唆される．

本研究の目的はバドミントンのバックハンドドライブにおける速度–正確性トレードオフ（Speed Accuracy Trade Off：SATO）の成否を検証し，技術特性を明らかにすることであった．大学バドミントン選手が異なる主観的努力度で行ったバックハンドドライブを対象に，打球パフォーマンスおよび上肢関節運動，筋電図データを分析した．その結果，主観的努力度の増大にともない打球速度は上昇したが，正確性は一定に保たれており，SATO関係は成立しないことが明らかとなった．その際の技術特性として，主観的努力度が増大しても上肢運動の動作範囲を一定に保つことで打球の正確性を維持しつつ，関節角速度を高めることで打球速度を高めていることが示唆された．

本研究は，長距離走中の走行フォームから，足部の変形傾向を推定する方法を提案することを目的とした．被験者は10km完走経験がある男性17名とした．試技は，加工した靴を用いてマーカーを足部へ直接貼付した状態でトレッドミル上にて10km走行させた．1kmごとの走動作と10km走前後の静止立位を3次元動作分析装置で計測した．結果として，走動作の支持期中に最大変形したときのアーチ高は走行フォームからおおむね推定可能であった．しかし，後足部に対する前足部姿勢など，後脛骨筋の伸張ストレスによる障害に関連する可能性が高い3次元的な足部変形傾向を知るためには，後足部や前足部に反射マーカーを直接貼付するような詳細な足部計測の必要性が示唆された．

筆者らは，視覚を用いて運動錯覚を誘導する治療を開発・システム化し，脳卒中後の麻痺が最重度の患者に対して適応となる能動的な努力を必要としない治療法である他動誘導型運動錯覚療法の臨床的有効性を報告してきた．他動誘導型運動錯覚療法により運動機能の改善を認めるものの，機能的電気刺激などの次の段階の治療に移行することが難しい患者が存在する．筆者らはそのような患者に対して適応となる，筋電図情報を基にして映像内の仮想身体が駆動することで運動を知覚するフィードバック療法である能動制御型運動錯覚療法を先述のシステムに実装した．脳卒中後片麻痺患者1名を対象に，能動制御型運動錯覚療法を実施し，運動機能の改善を認めた．

これまで筆者らは，脳卒中や脊髄損傷などの神経損傷後に生じる上肢運動麻痺の治療に応用するために，視覚刺激によって認知的に運動機能を拡張し，運動感覚を明示する方法（視覚誘導性運動錯覚，kinesthetic illusion induced by visual stimulation，KINVIS）について研究を継続してきた．本稿では，リハビリテーションの臨床において，脳卒中後に重度の運動麻痺を呈した患者群が1回20分のKINVISを体験することによって，即時的に運動イメージ想起能力が向上することを示した研究の内容を紹介する．また，その向上は，KINVISに神経筋電気刺激（Neuromuscular Electrical Stimulation，NMES）を併用したKINVIS療法と運動療法の複合療法を反復することによる運動機能改善の潜在能力を表している可能性について，補足データを基に考察する．

人体の筋肉に対し，皮膚表面から機械的な振動刺激を印加することにより，実際には動いていない体が動いているかのように感じる．この現象は運動錯覚と呼ばれている．近年，運動錯覚はリハビリテーションやバーチャルリアリティの分野などで研究が進められているが，ヒトによっては錯覚が生じない被験者がおり，個人差が大きい．本研究では，従来，拮抗筋のみに振動刺激を与えて錯覚を生起させていた方法に加え，主動筋側へ電気刺激を与え筋肉に等尺性収縮を生じさせることで錯覚の生起率を高める手法を用いて運動錯覚を生起させ，錯覚生起率の向上を試みた．錯覚生起率が電気刺激量の増大によって有意に増大しているかを確認するため，錯覚の生起率と電気刺激量に関する統計モデルを用いて検証した結果，電気刺激量を説明変数として含む生起モデルは，電気刺激を説明変数として含まない生起モデルに対して有意に実験データに対する当てはまりがよく，電気刺激の錯覚生起率向上への効果が示された．

本研究では，体型と歩行動作の組み合わせが観察者に与える審美的印象に，観察者の性別が及ぼす影響を検討した．2元配置分散分析の結果，有意な交互作用は認められず，性別と試行，それぞれの有意な主効果が認められ，女性観察者のほうが男性観察者よりも審美的評価が高かった．通常歩行ではやせ体型のほうが標準体型や肥満体型より審美的評価が高く，体型にかかわらず骨盤前傾歩行は骨盤後傾歩行よりも審美的評価が高かった．歩行者の運動学的特徴を動作解析によって取得したところ，骨盤後傾歩行では，股関節の屈曲角度と立脚初期の膝関節の屈曲角度が，骨盤通常歩行と前傾歩行よりも大きく，体幹の上部屈曲角度と下部屈曲角度が，骨盤通常歩行よりも有意に大きかった．骨盤の前後傾角度の違いに伴う身体各部位の動きの変化が，観察者の感じる審美的印象に影響を及ぼした可能性が示唆された．

多くのスポーツにおいて，奥行き方向の視覚機能が必要とされる．これまでアスリートにおける奥行き方向の視覚機能評価には，主に前後方向動体視力および深視力が用いられてきた（従来の視覚機能評価法）．また，高速で移動する視標に対する視覚機能には，奥行き方向の眼球運動（輻輳・開散眼球運動）が重要な役割を果たしていることが報告されている．しかし，アスリートにおける輻輳・開散眼球運動の特性はいまだ解明されていない．従来の視覚機能評価法と輻輳・開散眼球運動による評価法とでは，それぞれ奥行き方向の異なる視覚機能特性を反映する可能性がある．そこで，本研究では，従来の視覚機能評価法および輻輳・開散眼球運動測定による新たな視機能評価法を用いて，異なる対象者群（野球選手および非運動者）間における視覚機能特性の違いを解明することを目的とした．その結果，野球選手は非運動者に比べ，優れた輻輳・開散眼球運動を有しており，群間における奥行き方向の視覚機能特性が異なることが示唆された．