プランク中の疲れを筋肉の音で測れるのか。筋表面の振動を記録する筋音図と、電気的活動を記録する筋電図を比べる。体幹で同じように測れること、腕の力を推定すること、疲労の変化を捉えることを分け、小規模な実験の数字から、プランクへ応用するときに残る距離を考える。
プランクをしながら時計を見る。姿勢は止まっているつもりなのに、腕やお腹の内側は忙しい。「筋肉の音を拾えば、疲れが分かるのだろうか」。ここでいう音は、耳で聞くうなり声ではない。収縮する筋線維の形の変化に伴う、筋表面の振動を指す。これを記録する方法が筋音図である。[15]
答えの芯は、振動には筋収縮や疲労に関する情報があるが、プランクの疲労判定への応用には検証が要る、ということだ。体幹では最大限に力を出すときの振動の測り直しが検討され、持続する等尺性収縮では電気と振動の関係が疲労に伴って変化した。等尺性収縮とは、関節を動かさず力を出す課題として研究される収縮である。体幹を測れることと、プランクの終了時点を当てられることは、別の問いになる。[2][16]
既存記事「腕の筋トレで筋肉の音は疲れると変わる？静止と握る動作で違う振動の読み方」は、腕での課題の違いを扱っている。ここでは体幹の測定を入口に、振動と電気を重ねると何が増えるのかを読む。時計の横にもう一つ数字を置く前に、その数字の役割を確かめたい。
既存記事「プランクの時間が伸びれば体幹は強い？保持テストの再現性と慣れを読み解く」は、保持時間や姿勢の採点を繰り返す際の条件を扱う。その問いはそちらに譲る。ここで確かめる再現性は、時計の記録ではなく、体幹の表面から取り出した振動の振幅についてである。同じ再現性という言葉でも、何を測り直したかを分けて読み進めたい。[2]
筋肉の音は、電気の波形の別名ではない
筋音図は英字でMMG、筋電図はEMGと表される。前者が筋の機械的な振動を、後者が電気的な活動を捉える。同じ筋の収縮を見ていても、取り出す情報は異なる。指の筋を対象とした実験では、筋電図と筋音図が筋の電気的活動と機械的活動について相補的な情報を与えるとされた。「相補的」は、互いの情報を補えるという意味である。[15][17]
肘を曲げる力の推定を検討した実験では、筋音図は活動に参加する運動単位の数や発火の頻度を反映するものとして扱われた。運動単位は、筋を動かす神経と、それが受け持つ筋線維のまとまりである。ただし研究者は、筋音図が筋の形態や物理的な周囲の条件にも影響されることを指摘している。振動の大きさだけを筋肉の働きの量に読み替えるには、条件の吟味が要る。[15]
「音」という言葉は親しみやすいが、研究の測定は皮膚の表面で信号を記録し、計算して特徴を取り出す作業である。体幹の研究では加速度計が使われた。普段のプランクで聞こえる息遣いや床のきしみを、その研究の筋音図と同じものとして扱うことはできない。どの現象を記録したかを先にそろえなければ、同じ「音」の話でも、比較の出発点がずれてしまう。[2][15]
たとえば動画に残った声の大きさと、腹部に置いたセンサーの振動は、どちらも運動中の記録にはなる。しかし後者についての研究結果を前者の判定精度として紹介するのは飛躍である。この文章で振動という言葉を繰り返すのは、その区別を保つためだ。名前の印象より、記録した対象を追う方が、測定の話は見通しやすくなる。[2][15]
疑問の続きは、体で確かめるのがいちばん早い。
体幹で測り直せることは、疲れを当てることと違う
体幹に近い証拠から見よう。健康な若い成人10人を対象とした測定研究では、腹直筋、外腹斜筋、脊柱起立筋、多裂筋について、最大随意等尺性収縮中の筋音図を調べた。本人の意思で最大限に力を出す課題である。5秒間の試行を3回行い、垂直、横、縦の方向で表面の振動を加速度計により記録した。健康な若い成人の結果だが、18〜39歳の女性のプランクにそのまま当てはめるには、課題と対象を合わせた検証が必要である。[2]
結果は、振幅の再検査信頼性が良好から優秀というものだった。信頼性の指標である級内相関係数は0.64〜0.99の範囲であり、著者らは、最大随意等尺性収縮における体幹筋の活動振幅を捉える信頼性のある測定と結論した。振幅とは、ここでは振動の大きさを表す指標である。[2]
体幹という大きな括りの内側でも、腹部と背部の複数の筋を調べている点に注目したい。腹直筋だけを測って体幹全体を代表させた研究ではなく、外腹斜筋、脊柱起立筋、多裂筋も測定に含む。それぞれの表面振動について測り直しを行い、信頼性を評価した。筋の名前と測定方向を組み合わせて読むと、「体幹で良好だった」という短い結論の内訳が見えてくる。[2]
また、最大随意等尺性収縮という条件をそろえたことも、この測定研究の特徴である。試行の長さと繰り返し回数が決まっているため、何を繰り返して得た信頼性かをたどれる。自宅の運動記録でも、日付だけを残すより、どんな姿勢と力の出し方で得た記録かを添える方が、後から測定条件を振り返りやすい。研究の手順をそのまま練習の処方にするのではなく、記録の条件を明らかにする姿勢を参考にしたい。[2]
振動を大きくすれば、力も比例して増えるのか
筋音図を力の目盛りとして使うには、別の検討が必要になる。肘を曲げる等尺性収縮を5人で調べた評価研究では、手首の位置で測った力と、関与する筋の振動を記録し、人工ニューラルネットワークという計算モデルで力を推定した。この5人の肘の実験を、18〜39歳の女性の体幹にそのまま当てはめることはできない。筋音図による推定の相互相関係数は0.892±0.033、正規化した誤差の指標は0.131±0.018だった。[15]
数字の並びだけ見ると、振動だけで十分と思えるかもしれない。しかし同じ実験では筋電図の方が筋音図より良く、両方を組み合わせると、どちらかだけの場合より推定成績が良かった。著者らは筋音図で力を推定する可能性と、電気と振動を組み合わせる価値の両方を示している。これは肘の力の推定であり、体幹の疲労を判定する成績としては読まない。[15]
別の実験では、指の筋を使い、短くなりながら力を出す収縮、動かさず力を出す収縮、引き伸ばされながら力を出す収縮を比較した。この指の課題の結果が18〜39歳の女性のプランクにも当てはまるかは、別途確かめる必要がある。最大随意収縮に対して0、25、50、75、100%の段階で調べると、電気・振動と力の関係は直線的ではなく、収縮の種類、力の水準、動く速さによって異なった。[17]
同じ研究では、筋電図の振幅は、筋が短くなる収縮と等尺性収縮で最大の50%まで有意に増えた。一方、筋音図の振幅について有意な増加が示されたのは、筋が短くなる収縮の0〜50%の範囲だった。どちらも信号だから同じ傾きで増える、という想像には合わない結果である。電気と振動は別々に測る意味がある。[17]
プランクの動画を見て「今日は揺れが目立つ」と感じても、その見た目を研究用の筋音図の振幅と同一視することは避けたい。研究の振幅は決めた条件と処理の下で得られる値である。筋音図と力の関係自体が収縮条件で変わるなら、見える揺れをそのまま強さの順位にする読み方は、さらに慎重であるべきだ。[15][17]
疲労の情報は、波の大きさ以外にもある
持続する等尺性収縮中に、筋電図と筋音図を同時記録した方法研究がある。この課題での結果を18〜39歳の女性のプランクに適用するには、対象と運動をそろえた検証が必要である。研究者は、異なる信号のパターンの似方や同期を捉えるため、交差ファジーエントロピーという解析を用いた。名称は難しいが、ここで注目したいのは「振動が大きいか」ではなく、「電気と振動の関係がどう変わるか」という問いの置き方である。[16]
局所的な筋疲労が進むにつれ、この指標は有意に低下した。その時間的な低下傾向は、疲労指標として用いられる筋電図の平均周波数の傾向と似ていた。著者らは、シミュレーションで方法の性質を検討したうえで、生体信号の解析に応用している。単に音量を追うのとは違う場所から、筋疲労に接近した研究である。[16]
ここでいう周波数は、波がどれくらい速く繰り返すかに関わる指標だ。振幅、周波数、信号同士の関係は、それぞれ異なる特徴を取り出す。研究の図に波が載っていても、どの特徴を取り出した数字なのかで意味が変わる。筋電図の平均周波数と似た変化があったことを、振動の大きさも同じ向きに変わったという説明に置き換えることはできない。[16][17]
数字で読む筋肉の振動の測定
体幹の測定は健康な若い成人10人が対象であり、大集団の追跡ではない。[2]
体幹の最大随意等尺性収縮は5秒間を3試行で、振幅の再現性を検討した。[2]
体幹の級内相関係数は0.64〜0.99であり、疲労の的中率ではない。[2]
肘の力を推定した研究は5人で、筋音図の相互相関係数は0.892±0.033だった。[15]
女性16人の脚の実験では、最大随意等尺性収縮の50%の力で、疲れるまで課題を行った。[5]
疑問の続きは、体で確かめるのがいちばん早い。
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