背中の筋トレを紹介する筋電図のグラフは、筋肉の働きだけで決まるのか。皮下脂肪の厚さと信号の弱まりを調べた研究から、他人との比較、体表と筋内の測定、基準に対する割合の読み方を整理する。僧帽筋の女性の研究を軸に、数字が小さいだけで使えていないと判断しないための確認点を読む。
背中の筋トレを紹介する映像で、同じ動きをする人の棒グラフに差がある。長い棒の人ほど上手に引いているのだろうか。しかし、皮膚の上で測る筋電図の信号には、筋肉から測定場所までの組織の影響も含まれる。棒の長さを、そのまま人の努力の順位にはできない。[12]
答えの芯は、皮下脂肪の厚さは表面で受け取る信号を変えうるが、小さい信号をすべて脂肪で説明することもできない、である。背中に関わる筋肉を含めて体表と筋内を比べた研究では、測定方法どうしの関係は筋肉によって大きく異なり、皮下脂肪の厚さはその関係を左右する主要因とはされなかった。[2]
既存記事「背中の筋トレの筋活動は隣の筋肉も拾う？僧帽筋の測定から信号の出どころを読む」には、どの筋肉から来た信号かという問いを譲る。ここで読むのは、筋肉と電極の間の厚さが違う人を、同じ物差しで比較できるかという問題だ。体型を採点するためではなく、測定結果から余計な自己評価を引き算するために読む。
筋肉の働きと、皮膚で届く信号は分けて考える
表面筋電図は、皮膚の上の電極で筋肉に由来する電気的な信号を記録する測定である。研究では、その信号の振幅、つまり大きさを筋活動の指標として扱う。ただし、筋肉と皮膚の間を通るうちに信号が弱まり、その程度には個人差がある。同じ課題を丁寧にそろえても、記録値の人によるばらつきは残る。[12]
ここで、筋肉で起きていることと、電極が受け取ったことを分ける必要がある。背中の種目を比べるグラフを見て「この人は数字が小さいから使えていない」と読むと、測定までの経路を飛ばしてしまう。皮下組織の影響を調べた研究は、筋肉から皮膚表面までの距離が信号の個人差の一部を説明することを示している。[12]
もっとも、筋電図が役に立たないという話ではない。違う人の生の値をそのまま並べる前に、何をそろえ、何を基準にしたかを読む道具だ。研究者が信号を基準の収縮に対する割合へ直す「正規化」を使うのも、個人差に対処するためである。一方、その基準の収縮自体にもばらつきが入りうる。[12]
動画の数字を自分に当てはめる場面では、この区別が助けになる。画面に出ているのは、自分の背中の通信簿ではない。誰を対象に、どの筋肉を、どの条件で測った値かを確かめたい。基準に対する割合であっても、測定の前提まで消えた数字ではない、という立場で読むのが妥当だ。[12]
たとえば、別々の人が同じ課題を行った比較と、同じ人の信号を別の記録法で比べた比較では、調べている関係が違う。前者では人による皮下組織の違いを考え、後者では表面と筋内の値がどう対応するかを考える。どちらにも皮下脂肪という言葉が出てくるが、同じ補正で解決する問題としては扱えない。[2][12]
さらに、最大の力で測った値と最大未満の力で測った値を、同じ種類の数字として並べないことも大切だ。僧帽筋の研究では、筋肉と電極の距離が説明するばらつきの割合が、収縮条件によって異なっていた。力を出す条件を残して読むのは、細部へのこだわりというより、結果の意味を取り違えないための手順である。[12]
初日の汗は、予約した人だけが持ち帰れる。
女性の僧帽筋では、距離が個人差の一部を説明した
女性12人を対象とした測定研究では、左右の僧帽筋で、超音波を使って筋肉から皮膚表面までの距離を測った。僧帽筋は、この研究で背中に関わる測定部位として扱われた筋肉だ。研究者は皮膚をつまんで測る皮下の厚さや体格指数も調べ、最大の力を出す収縮と、それより弱い標準化した収縮で筋電図を記録した。[12]
最大未満の標準化した収縮では、超音波で測った筋肉と電極の距離が、信号のばらつきの利き側33%、反対側31%を説明した。左右を平均した値では46%だった。最大収縮についての説明率は21%である。ここでの説明率は、測定値が人によって違う理由のうち、統計的にその変数で説明できた割合を指す。[12]
この46%を「脂肪で信号が46%減る」と読み替えてはいけない。研究が扱ったのは人の間のばらつきであり、脂肪を増減させる前後の信号の減少率ではない。まして、同じ割合だけ筋力が低いという意味でもない。数字の後ろに「何の割合か」を添えるだけで、結論はかなり違って見える。[12]
興味深いのは、僧帽筋の場所で皮膚をつまんだ厚さと信号との相関は弱かったことだ。一方、別の部位の皮下の厚さを平均した指標では、最大未満の収縮のばらつきの68%、体格指数では67%を説明した。厚さに関わる指標でも、測り方によって信号との関係は異なった。[12]
この研究から実用的に持ち帰れるのは、自分で背中をつまめば筋電図を補正できる、という方法ではない。対象は女性12人で、測った課題と部位が決まっている。著者らも皮下の厚さを使う正規化を、さらに評価すべき可能性として述べている。家庭で測った厚さから活動量を逆算する式へ広げるのは避けたい。[12]
脂肪の性質と、電極までの距離は同じ話ではない
信号が小さくなる仕組みを考える際には、「脂肪という組織だから」と「筋肉から遠くなるから」を分ける必要がある。皮膚、筋肉、脂肪、骨を含む計算モデルの研究は、組織の性質の変更と、皮下脂肪の層を厚くする変更を分けて調べている。この切り分けが、単純な説明を修正する。[13]
モデルでは、均一な筋肉の外側を電気抵抗の高い皮膚や脂肪の組織に置き換えると、表面の信号の振幅と周波数成分は増えた。一方、皮下脂肪の層をさらに厚くすると、活動している筋線維と電極の距離が増え、振幅と周波数成分は低下した。同じ脂肪という言葉が登場しても、変更した条件が違うのである。[13]
これは人の背中で脂肪を増減させた実験ではなく、信号が伝わる仕組みを検討したシミュレーションだ。したがって、自分の厚さなら何倍の補正が必要かという数値には使わない。役立つのは、測定値を見たときに「組織の性質と距離のどちらを比べているのか」と問い直せることだ。[13]
体格が違う出演者のグラフを並べる場面では、努力、筋肉の働き、信号の伝わり方が同じ画面に重なりやすい。計算モデルが示す条件の違いを踏まえると、棒の短さを努力不足へ直結させる理由はない。数字は正確そうな顔をしているが、比較の条件までは代わりに説明してくれない。[13]
皮下脂肪が厚い患者でも、信号は検出できた
重度の肥満がある患者14人と、対照となる健康な人14人を比べた研究では、大腿四頭筋の表面筋電図を記録した。対象群の平均の体格指数は44.9、対照群は23.7で、測定は太ももの筋肉を使う随意収縮と、電気刺激による収縮で行われた。この患者群と太ももの結果を、18〜39歳の女性の背中のロウ種目へそのまま当てはめることはできない。[9]
この研究では、皮下脂肪の厚さが増している対象者でも、表面筋電図の信号を検出することは可能だった。皮下組織が薄いほど、信号の振幅と平均周波数は高かった。一方、研究で用いた間欠的な随意収縮と持続的な電気刺激による収縮では、疲労の機械的指標と筋電図上の指標に群間差は見られなかった。[9]
信号の大きさに関係する条件と、その課題で疲労がどう表れたかは分けて読む必要がある。「脂肪が厚いと信号が変わる」から「運動の働きが全部弱い」へは進めない。また、測れるという結果を、すべての筋肉と測定環境で同じ精度が得られる保証にすることも避ける。対象と課題を添えて初めて、結果の使いどころが見える。[9]
数字で読む筋電図と皮下組織
女性12人の僧帽筋を測定。背中に関わる部位で個人差を調べた研究である。[12]
46%は左右を平均した最大未満の収縮での説明率。信号の減衰率とは異なる。[12]
14人と14人の比較では、皮下脂肪が厚い対象者でも太ももの信号を検出できた。[9]
4筋の体表と筋内の比較では、調整済み決定係数は0.02〜0.74。関係の強さに幅があった。[2]
電極の間隔10mmと20mmを比べた太ももの研究では、振幅と周波数への影響は見られなかった。[4]
初日の汗は、予約した人だけが持ち帰れる。
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