ランニングで腕の動きを減らせば、省エネで走れるのだろうか。腕振りをなくす実験、上半身の回転を測る研究、全身のシミュレーションを読み分け、動かす筋肉が少ないことと消費エネルギーが小さいことの違いを考える。腕の振り幅を一律に決める前に、比較する条件と自分の走り方を確かめたい。
走るとき、腕の振り幅を小さくすれば、その分だけ楽になるのだろうか。腕振りを完全になくした実験では、かえって走行中のエネルギー消費が増えた。[5] ただし、これは通常の腕振りを少し小さくする変更とは異なる。完全になくす条件の結果から、小さく振る効果の方向や大きさは判断できない。
答えの芯は、腕だけの仕事量で全身の燃費は決まらない、という点にある。走り方と経済性を検討したレビューは、腕振りを保つことを経済性に有利とみられる要因に挙げている。ただし、全員に共通する経済的な走法を勧めることには慎重である。[1]
したがって「小さく振るほどよい」も「大きく振るほどよい」も早い。腕振りを残すかなくすかという比較と、残した腕振りをどの幅にするかという比較は別だ。[1][5] 既存記事「有酸素運動の自転車は踏む力を画面で見る？力の配分と消費エネルギーを読む」には自転車の力配分の問いを譲り、ここでは走るときに腕の動きを省く判断を扱う。
腕を休ませる引き算は、全身でも成立するか
ランニングの経済性とは、走るために必要なエネルギーの少なさに関わる性質である。速く走れるかという成果と関係するが、同じ言葉ではない。走り方を検討したレビューでは、経済性に関わる修正可能な要因として、腕振りだけでなく、上下への動き、脚の動き、接地中の力の向きなどが検討されている。[1] 目に入りやすい手先だけを抜き出しても、走る体全体の計算にはならない。
たとえば腕を動かさずに済んだとして、その分だけ他の部位の仕事も減るとは限らない。この可能性を具体的に示すのが、能動的な腕振り、受動的な腕振り、腕を固定する条件を比べた筋骨格シミュレーションである。能動的に腕を振るモデルでは上肢の筋肉の代謝エネルギー消費は多かったが、全身の消費は最も少なかった。[9] 腕の家計だけは支出増でも、体全体の家計は支出減だったのである。
ここでいう能動的とは、自ら筋肉を使って腕を振る条件であり、受動的な条件や固定した条件と区別されている。[9] 日常語の「自然に振る」「力まず振る」と完全に同じ分類ではない。肩に力を込めて勢いよく振るよう勧める研究として読むのは違う。比較されたのはモデル内の腕の働き方であり、読者の肩の緊張を採点したものではないからだ。
一方、人が実際に走った実験でも腕振りをなくすと消費が増えている。[5] 計算上の説明だけでなく、人での比較も同じ方向を向く。ただし、これらを重ねても、腕振りの幅を少し狭めたときの変化まで自動的には決まらない。研究が切り替えた条件の大きさと、自分が直したい動きの大きさをそろえて考える必要がある。[1][5][9]
初日の汗は、予約した人だけが持ち帰れる。
腕振りを完全になくした実験は、小さく振る比較とは異なる
横方向のバランス維持に必要なエネルギーを調べた試験では、腕振りの有無と、外から横方向を安定させる補助の有無を組み合わせて比較している。走る速度は3.0 m/sで、足幅の影響を調整するため、同じ線に沿って走る条件が使われた。[5] 腕振りを完全になくし、足の置き方も制限した特殊な比較である。普段の小さな腕振りには動きが残っているため、その消費への影響をこの実験の7.6%増と同一視しない。[5]
腕振りをなくすことの主効果として、正味の代謝パワーは7.6%増加した。[5] 代謝パワーは時間当たりのエネルギー消費を表す量だ。ここでの「正味」という測定上の区別も残して読むべきで、時計の消費表示がそのまま同じ割合で増えるという意味ではない。腕の仕事を取り除けば走る負担も下がる、という単純な見立てには反する結果である。
横方向の安定補助を与えると、正味の代謝パワーは2.0%低下し、足幅のばらつきは12.3%減った。しかし、腕振りをなくしても足幅のばらつきは変わらず、安定補助と腕振りの有無の間に有意な交互作用も認められなかった。[5] つまり腕振りを消して増えた負担を、そのまま横倒れを防ぐための負担だと説明することはできない。
この試験の著者らは、走行中の横方向のバランスには主に足幅の調整を使うと解釈している。[5] 腕はバランスのため、と一言で済ませると、何のバランスなのかが抜け落ちる。左右の足を置く位置の安定と、胴体が縦の軸の周りに回る動きは異なる指標だ。腕振りの役割を読む際は、消費の結果と動きの結果を並べて確かめたい。
また、この7.6%は実験条件間の差である。[5] 腕の振り方を練習すれば自分の走りが同じ割合で改善する、という約束ではない。元々腕を振って走っている人が、その動きを大きくする効果とも違う。基準となる走り方がどちらなのかで、数字から引き出せる日常の意味は変わってくる。
回転を抑える仕組みと、体を固める指示は違う
全身の筋骨格モデルを用いた研究では、150の筋肉を組み込んだ走行シミュレーションで腕の条件を比べている。移動距離当たりの消費は、能動的腕振りで5.52 J/kg-m、受動的腕振りで5.73 J/kg-m、固定腕で5.82 J/kg-mだった。胴体の縦軸周りの回転も、能動的腕振りの条件で最小だった。[9]
この並びは、腕を動かすための消費があっても、全身として経済的になりうる仕組みを示している。[9] ただし、シミュレーションの結果は、人が同じようにフォームを修正して得た実測値と分けて扱う。筋肉を含む体の働きを計算して条件を比べた点に強みがあるが、18〜39歳の女性が腕振りを変えた際の効果を直接測った値ではない。
さらに、回転が少ない条件で消費が小さかったことと、自分の胴体を意識的に固めれば消費が下がることも同じではない。腕を働かせた結果として胴体の回転が変わる道筋と、胴体の動きを直接止めようとする道筋は違う。[9] 写真のように上体を静止させることを、走行中の目標に置き換える必要はない。
実際、若い男女の中長距離競技ランナーを対象とした観察研究では、上半身の回転とエネルギーコストにわずかな負の相関が認められた。[3] 競技者の観察結果なので、18〜39歳の女性一般にそのまま当てはめて適切な回転量を決めることはできない。 回転が大きいほど必ず不経済という単純な説明にはならない結果だ。この問いに近い既存記事「体力をつけるランニングは胴体を固める？回転の少なさと酸素消費の意外な関係」には体幹の固定そのものの検討を譲り、ここでは腕の動きを取り除く条件との差を見ている。
数字を並べる際には、時間当たりと距離当たりという分母の違いにも目を向けたい。人が走った試験では正味の代謝パワーが使われ、モデルの比較では移動距離当たりのエネルギーが示されている。[5][9] どちらも経済性を考える材料だが、同じ単位の数値として足したり、増減を直接引き算したりするものではない。何を一定にして、何を結果として数えたのかが、表の数字より先にある。
また、実験で腕をなくしたときの消費増は、普段の走りに隠れている改善余地を測った値ではない。[5] すでに腕を使って走っている人にとっては、その働きを取り去らない判断を支える材料になる。新しい動きを足す方法を探して検索した読者には地味な答えだが、必要な動きを無駄と見誤らないことにも意味がある。腕を振るという日常の動作が、計測して初めて別の顔を見せる。
シミュレーションでも、固定腕だけでなく受動的腕振りが比較に入っている点が肝心だ。腕が動いているかどうかの映像上の区別だけでなく、どのように動かしているかを変えて全身の消費を求めている。[9] 手先の軌跡が似て見えることと、筋肉の働き方まで同じであることを混同しない。この研究を走行動画の見た目だけで再現しようとすると、比較の中心がずれてしまう。
腕振りを残すという判断は、細部まで同じ形にそろえる指示ではない。レビューが一般的な経済的走法の推奨に慎重なのも、複数の要因が関わる走りを扱っているからだ。[1] まず比較の意味を理解し、そのあとで自分が変えたい動きを絞る。この順序なら、数字をフォームの命令として受け取らずに済む。
数字で読む腕振りと全身の消費
3.0 m/s：腕振りと横方向の安定補助を比較した試験の走行速度である。[5]
7.6%増：腕振りをなくした条件での正味の代謝パワーの変化だ。[5]
2.0%減：外から横方向の安定補助を加えた際の正味の代謝パワーの変化である。[5]
5.52、5.73、5.82 J/kg-m：能動的、受動的、固定腕の順に並べたモデルの距離当たり消費である。[9]
86人：上半身の回転と走行エネルギーコストを調べた若い競技ランナーの人数である。[3]
初日の汗は、予約した人だけが持ち帰れる。
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