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# 生物学# 神経科学

スマホで運動能力をトラッキングする

スマートフォンを使って、研究者たちはすべての年齢層で運動能力を簡単に測定してるよ。

Atsushi Takagi, Noriyuki Tabuchi, Wakana Ishido, Chikako Kamimukai, Hiroaki Gomi

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スマートフォンを運動スキルスマートフォンを運動スキルトラッカーとして使うルをうまく測定できるみたいだよ。研究によると、スマートフォンは動きのスキ
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私たちの日常生活は、周りの世界とどれだけうまく動き、やり取りできるかに依存してる。書いたり、歩いたり、シャツのボタンを留めたりするような簡単な作業でも、手や足を上手に使う必要があるんだ。研究者たちは、こうした動きがどれだけうまくできているかを測る方法をいろいろ考えてきたよ。例えば、ピンホールテストでは、タイムアタックでできるだけ多くの小さなピンを穴に入れるんだ。30秒でそれをやるなんて想像してみて!ブロックを箱の間で移動させるテストや、テーブルの上でできるだけ早く指を叩くテストもある。手の動きに関するテストはたくさんあるけど、足に関するテストはあんまりない。足用のテストには、何回足を叩けるかや、木のようにぐらつかずに片足でバランスを取れるかが含まれてる。

子供や高齢者の動き具合を測ることで、たくさんのことがわかるんだ。研究によれば、子供は成長するにつれてピンを入れる能力が上がるけど、高齢者は減少するんだって。一つの研究では、いろんな動きのテストを子供に実施して、ティーンエイジャーになるまでパフォーマンスが上がって、その後は横ばいになることがわかったよ。

親や医療従事者は、子供の運動技能を追跡したり、高齢者の動きに問題があるかを確認したりする方法が必要なんだ。でも、今のテストは特別な機器や訓練を受けたプロが必要で、コストも時間もかかる。それに、動きの質を直接測るわけじゃないんだよね。四肢の動きは、動きの正確さや精度で測れるけど、本当に必要なのは、特別な機器や専門家なしで誰かの動きを簡単に評価できる方法なんだ。

スマートフォンを使ったスマートな解決策

この研究の目的は、スマートフォンを使って運動技能を簡単に測る方法を開発することだった。スマートフォンは一般的で手に入りやすいからね。約40億人が持ってるから、かなり人気だよね!動きが改善されると、同じ速度で動くときの変動が少なくなるから、参加者がメトロノームのリズムに合わせて手と足で円を描くテストを行ったんだ。メトロノームって、音楽家が好きな「チクタク」っていう音を出す装置で、リズムを保つのを助けてくれるんだ。

研究者たちは、子供と高齢者が使うのに快適な速度を見つけたよ。手は1秒間に2.5拍、足は1.5拍ね。子供向けには、12歳未満の参加者には小さいスマートフォンを使った。スマートフォンは、各肢の動きを記録して、研究者たちはデータを分析するための特別なプログラムを作ったんだ。

運動中、参加者は15秒間円を描いた。スマホは自分の手に持つか、足首に付けて行った。1675人の3歳から88歳までの参加者からデータを集めたから、運動技能について幅広い情報が得られたよ。円のトリックの後、参加者はどの手と足を使うのが好きかについてのアンケートに答えたんだ。

何がわかったの?

データを分析することで、動きの正確さがわかった。非優位肢(あまり使わない方の手や足)が、優位肢に比べて動きが変動しているかを確認したんだ。これは、利き手や利き足に基づく違いを示すのに重要なんだよね。

研究の過程で、子供たちは成長するにつれて手と足の技能が急速に向上し、15歳頃にピークを迎えることがわかった。その後、年齢とともにパフォーマンスは低下し、このシフトは特に非優位肢で目立ったんだ。

利き手による動きの違いを詳しく見てみると、研究者たちはその変動が人々が優位肢をどれだけ使っているかに関連していることに気づいた。例えば、右手を使う回数が増えると、右手のパフォーマンスが左手よりも良くなるかもしれないんだ。

年齢が運動技能に与える影響

研究によれば、4歳からティーンエイジャーになるまで、運動能力は急速に向上して、その後は横ばいになる。そして、このピークの後、運動技能は年齢とともに低下し始める。特に高齢者は、脳の変化によって技能レベルが低下する兆候が見られたんだ。

脳の変化が、筋肉が弱くなることだけでなく、この低下に大きな役割を果たしているみたい。年を取ると、反応時間が遅くなり、ぐらつかずに立っている能力も落ちちゃうんだ。研究者たちは、非優位手と足の技能が優位肢よりも早く低下する傾向があることに気づいて、時間と共に能力の喪失が大きいことを示しているよ。

左利きの進化

面白いことに、研究者たちは子供のころに右手を使うように強制された左利きの人たちを調べたんだ。この強制された人たちは、両手で素晴らしい運動技能を示したんだって。子供が反対の手を使わざるを得ないと、脳が適応して両手の運動技能が改善されることがわかったんだ。

でも、どうして右手を使うように強制することで足にも影響が出るの?研究者たちは、人々が物を取るときにバランスを保つために反対の足も使うからじゃないかと考えてる。だから、右手が鍛えられると、右足も一緒に動くことがあるんだ。

自己報告の限界

利き手や利き足を測るとき、研究者たちは二つの異なるアンケートを使って個人を分類したんだけど、多くの人が極端な(非常に左利きか非常に右利き)傾向があったんだ。これが実際の利き手の度合いを質問だけで把握するのが難しくなってる。

質問票だけに頼るのではなく、研究者たちは運動技能を直接測る方がいいと感じたんだ。そうすれば、後で利き手の違いや、優位肢と非優位肢のトレーニングの影響を本当に評価できるからね。

結論:進むべき道

この研究の目的は、私たち全員が持っている技術を使って、すべての年齢の人々の運動技能を簡単に測る方法を開発することだった。スマートフォンを使った評価は、運動技能が年齢や練習によって変わることを示したんだ。

この結果をもとに、特に学校の子供や高齢者の運動技能をより良く追跡できる希望があるよ。この新しいツールは、私たちの動きが時間と共にどう改善されるか、あるいは年を取るにつれてどう低下するかを理解するのに大きな役割を果たすかもしれない。

親にとっては、子供の成長をよりよく把握できるってこと。医療従事者にとっては、高価な機器や特別なトレーニングなしでクライアントの運動機能を素早く評価する方法を提供するんだ。

未来は明るいね!技術を活用することで、スマートフォンがあなたの運動技能に関する秘密を解き明かす手助けをするなんて、誰が思っただろう?ジムの仲間には代わりにならないかもしれないけど、運動技能の面ではかなりの戦力になりそうだよ!

オリジナルソース

タイトル: 15 second assessment of hand and foot motor skill using a smartphone

概要: Motor skills are essential for daily functioning and serve as key indicators of healthy development and aging. However, existing assessments of motor skill are inaccessible to the public and do not directly measure the quality of the movement. Here, we developed a convenient and robust measure of motor skill that uses a smartphone app to provide on-the-spot assessment in just 15 seconds. To validate our method, we asked 1675 participants between the ages of three to eighty-eight years old to trace circles at a fixed rhythm with a smartphone, which was either held in the hand or strapped to the ankle. Motor skill was quantified by the smartphone app using an algorithm that calculated the variability in the accelerations trajectory. Our assessment revealed significant changes in the skill of the hands and feet with age and practice. The variability of the hands and feet linearly decreased and matured in the mid-teens, but it regressed gradually thereafter. Laterality, or the difference in the motor skill between the left and right limbs, increased with age as the non-dominant hand and foot regressed faster in the elderly. Motor practice affected both skill and laterality as left-handers who were forced to write with their right-hand during childhood had a tell-tale sign of stronger right-handedness and, surprisingly, right-footedness. Our assessment aims to democratize motor skill assessment, making it accessible for professionals and users of all ages.

著者: Atsushi Takagi, Noriyuki Tabuchi, Wakana Ishido, Chikako Kamimukai, Hiroaki Gomi

最終更新: 2024-10-31 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.29.621007

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.29.621007.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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