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位相空間

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さて、「CAMRの胎動-解題!実用理論辞典」シリーズの続きで、今回は位相空間です。
まずは、論文を見てみましょう。



★☆★☆★☆★☆★☆★☆以下引用★☆★☆★☆★☆★☆★☆



 「位相空間の中では、ある一瞬の力学系についての全情報は一点に集まる」のである。もしこれが本当なら素晴らしいことではないだろうか。先に「アフォーダンス(その2)」のところで述べたように、運動を構成する様々な要素とその相互作用に関するすべての情報を含んだ結果を、一つの点としてこの図では見ることができるかもしれない。



 図1を見ていただきたい。これは満期産乳児(A)、低リスクの未熟児(B)、高リスクの未熟児(C)の妊娠後40週における、背臥位での蹴り運動時の一側の膝の動きを表したものだ。膝の速度と位置が一点で表されている。速度と位置という二つの軸からなる二次元の平面が、この場合の位相空間となる。乳児の運動は一瞬一瞬に変化するから、時間の経過とともに位相空間の中の点も移動する。それぞれの図の軌跡は、3分間に起きた運動の変化をたどったものだ。



 満期産児の図は、大まかに8つの円を描いている。つまり3分間に8回の周期運動を繰り返している。一番動きが速く、運動の範囲も大きい。その軌跡は空間内のある範囲に留まっていることが分かる。低リスク児の軌跡は、3回の周期運動しか見せていない。運動の速度が低く、運動範囲も小さい。しかしながらこの軌跡も満期産児のものと同様に閉じた円を描いている。つまりパターン自体あるいは運動の質は満期産児と変わらないことが視覚的に理解できる。



 このように運動がある領域内に留まっている場合、その領域をアトラクター領域と呼ぶ。この場合、アトラクター領域は閉じた円を描いているので周期的なアトラクターと呼ばれる。これは十分納得のいくことで、蹴る、走る、ジャンプなどの下肢運動は普通、周期運動である。このようなアトラクターは、膝の角度や速度に一定した関係があること、すなわち私たちがよく言うところの協調性があることを示している。



 高リスク児は、運動範囲も小さく速度も低い。しかも満期産児等に比べてアトラクター領域はより広い範囲に分散する。高リスク児の運動は角度や速度に安定した関係が築かれていない。このように位相空間を使うことによって、運動の特徴を理解しやすくなるのである。



 ただし、この場合の位相空間上の一点はそのシステムに関わる全ての情報を含んでいるわけではない。それでもⅡSTEP会議のセラピスト達は、以下のように説明している。「人の運動システムは高次元なシステムだが、低次元に振る舞う。」つまり人の運動を構成する要素はたくさんあるから、情報を与える点が存在する空間は、速度と位置だけを持った二次元平面ではなく、もっとたくさんの軸を持った多次元空間が必要かといえばそうでもない。それは結局低次元に振る舞うのだから二次元平面で充分だということらしい。



★☆★☆★☆★☆★☆★☆引用終わり★☆★☆★☆★☆★☆★☆



位相空間というものは、「現代科学の最も強力な発明の一つ」とも言われているそうです。
こう書くといろんな声が聞こえてきそうです。
「うん、その通りだ!」、「そんな大袈裟な!」、等々。
さて、あなたの反応はどちらでしょうか?



僕は前者でした。なぜなら、物理空間の呪縛から解放されるからです。僕たちはどうしても視覚情報の影響を大きく受けるので、目に見える物理空間というのはとてもわかりやすく、絶大な信頼を置いています。あたかも、物理空間こそが宇宙を支配する王様であるかのように。



それなのに、この位相空間というやつは、なんてことをしでかしてくれるのでしょう。たった二つの要素を軸にするだけで、これまで目に見えなかった運動の特徴を、見事に描き出しているではないですか。



そう考えると、今、目に見えている世界を僕たちはどの程度理解しているのか怪しいものです。これまで絶大な信頼を寄せていた物理空間からでさえ、十分な情報を得られていなかったわけですので。
見えないものを見える化する。そんな力が位相空間にはあるんですね。



【引用・参考文献】
西尾幸敏:実用理論事典-道具としての理論(その1).上田法治療研究会会報, No.18, p17-29, 1995.
西尾幸敏:実用理論事典-道具としての理論(その2).上田法治療研究会会報, No.19, p1-15, 1995.
西尾幸敏:実用理論事典-道具としての理論(その3).上田法治療研究会会報, Vol.8 No.1, p12-31, 1996.
西尾幸敏:実用理論事典-道具としての理論(その4).上田法治療研究会会報, Vol.8 No.2, p76-94, 1996.
西尾幸敏:実用理論事典-道具としての理論(その5).上田法治療研究会会報, Vol.8 No.2, p120-135, 1996.
西尾幸敏:実用理論事典-道具としての理論(その6 最終回).上田法治療研究会会報, Vol.8 No.3, p120-135, 1996.



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運動学習(その2)

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さて、「CAMRの胎動-解題!実用理論辞典」シリーズの続きで、今回は運動学習(その2)です。
まずは、論文を見てみましょう。



★☆★☆★☆★☆★☆★☆以下引用★☆★☆★☆★☆★☆★☆



 人は運動学習において「何を学んで」いるのだろうか?筋の活性化などのプログラムでないとしたら・・・



 システム理論では、「運動戦略」が学習されるということになるのだろう。運動戦略とは、運動システムを構成する様々な下位システムを協調させる規則のようなものである。少し具体的な例で考えてみる。何人かのグループで「本を作る」場合を考えてみよう。一人のリーダーが、自分を含め他のメンバー全員の行動予定表をみっちり作り、行動予定表からずれていないか常に観察し、思い通りにいくように指示を出し続ける、といったやり方はあまり現実的ではない。普通、グループの一人一人は自律的な存在である。一人一人の趣味や特技はもちろん、その人の持つ生活基盤も違っている。従って自分の思い通りに事を運ぼうとするリーダーはよく存在するが、その思惑通りに事が運ぶ事はまれである。



 これは人間という存在がかなり独立して振る舞うからである。つまり他人の思い通りにはなかなか振る舞わない。各人にはそれぞれの希望や夢がある。各人それぞれに、振る舞いを決定するためのルールがある。たとえば一人は、実際に発表したい作品がある。他の一人は皆とわいわい楽しみたいと思っているだけかもしれない。一人はグループの他のメンバーに好意を持っているのかもしれない。そういった人達の集まりにとって、たまたま「本を作る」という目標はとても「価値」のある課題となっている。そしてこの課題を達成するためにはやはりいくつかの規則が存在する。たとえば「活動には休まず、参加する」とかいったものである。



 この例で、人の運動システムを考えてみよう。人という存在は、何か意味のある課題を持つ。たとえば「食物を見つける」とか。その課題を達成するために個性の異なる、しかもかなり自律的なシステムが協力しあう。たとえば力を生み出す筋肉のシステムとか、ある方向への動きを可能にしたり制限したりする骨・関節のシステムとか記憶や認知の役割を持つ神経系システムとかである。それぞれのシステムは、それぞれのルールを持つ。骨・関節は重力の法則に従うし、筋は硬さを生み出すための独自のルールを持つ。それで全体として協力しあうための規則、つまり「運動戦略」が必要となる。



 様々な「運動戦略」が存在すると考えられるが、いろいろ経験してみるとやはり価値のある「運動戦略」が最終的に学習されるようになると思うのだ。たとえばエネルギー効率が一番良いとか。長く立位をとっているときは、筋の作用だけによって膝を伸展位に保つよりは、膝関節の靱帯などの制限なども利用した方が楽だとか、そのためには重心線が膝の前を通るような身体のアライメントをとることだとか、そんなことだと思う。



 だから運動戦略を教えられるかどうかと言えば、教えられない。患者さんの身体の状態とある環境が出会ったときにどのような運動戦略が生ずるか、わかりようがないではないか。



 だが患者さんの運動戦略を変化させることはできる。私たちは患者さんの変化が好ましい方向に向かうことを期待して、いろいろな構成要素を変化させたりする。たとえば関節可動域を、筋力を、あるいは意欲などを変化させることによって、一つ一つのサブシステムの振る舞いを変えることによってである。それは最終的に全体の振る舞いを変えてしまうかもしれない。



 たとえば「意欲を高める」ことは、ある運動をより高頻度に生み出すかもしれない。それは局所的な筋力を高めるかもしれない。全体的な持久力を高めるかもしれない。しかしそれは同時に運動戦略を変化させ、その変化した運動戦略がより異なった運動とその秩序を生み出す。そういった期待はできる。ただその過程を予測することはできないのである。



★☆★☆★☆★☆★☆★☆引用終わり★☆★☆★☆★☆★☆★☆



多くのセラピストが古典的な運動プログラム説から、なかなか脱することができないでいます。文献などを読んで頭では理解したつもりでも、実際の臨床場面では旧態依然としたことを繰り返している、というのはよくあることです。



CAMRでは「人は生まれながらの運動問題解決者である」という考え方を重視しています。これを理解し実践できるようになるためには、運動学習において「何を学んでいるか?」という点を腑に落ちるまで深く理解する必要があります。



僕は随分長い時間を費やしてしまいました。これからの時代の中心となる若いセラピストたちには、しっかりポイントを押さえてどんどん先に進んでいって欲しいと思います。



【引用・参考文献】
西尾幸敏:実用理論事典-道具としての理論(その1).上田法治療研究会会報, No.18, p17-29, 1995.
西尾幸敏:実用理論事典-道具としての理論(その2).上田法治療研究会会報, No.19, p1-15, 1995.
西尾幸敏:実用理論事典-道具としての理論(その3).上田法治療研究会会報, Vol.8 No.1, p12-31, 1996.
西尾幸敏:実用理論事典-道具としての理論(その4).上田法治療研究会会報, Vol.8 No.2, p76-94, 1996.
西尾幸敏:実用理論事典-道具としての理論(その5).上田法治療研究会会報, Vol.8 No.2, p120-135, 1996.
西尾幸敏:実用理論事典-道具としての理論(その6 最終回).上田法治療研究会会報, Vol.8 No.3, p120-135, 1996.



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運動学習(その1)

目安時間:約 7分

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さて、「CAMRの胎動-解題!実用理論辞典」シリーズの続きで、今回は運動学習(その1)です。
まずは、論文を見てみましょう。



★☆★☆★☆★☆★☆★☆以下引用★☆★☆★☆★☆★☆★☆



 シュミットによると、「訓練によって起こる持続的(半永久的)な運動変化」のことである。長い間この分野では、ある思いこみが存在していた。たとえば、「豊かなフィードバックはより良い運動学習を生む」というのものだ。特に小児の分野では、「豊かなフィードバックによって動機を高め、より適応的な行動を導き出す」とする行動療法などの影響もあって、私たちセラピストも「より早く、より適当なフィードバックをたくさん与えること」が大切と思ってきた。これは昔ソーンダイクという人が、フィードバックは接着剤のように刺激と反応を結びつけると考えて以来の伝統であるらしい。



 ところが1980年代のはじめ頃から、豊かなフィードバックは必ずしも運動学習を促進しているわけではないということがわかってきたのである。たとえばシュミットの研究では、ある運動を学習する被験者を4つのグループに分けた。1番目のグループは課題を一度練習する度にフィードバックを与えられる。2番目のグループは、5回に一度フィードバックを与えられる。3番目、4番目のグループは、それぞれ10回、15回に一度フィードバックを与えられた。その練習期間中にパフォーマンスが測定された。結果、一回毎にフィードバックが行われるものが一番パフォーマンスが改善した。また15回に一度のフィードバックのものが一番改善が見られなかった。



 「なんだ、ちっとも間違っていないじゃないか。フィードバックをたくさん与えたグループの方が結果がいいじゃない。」いや、まったくその通り。ところが、さてお立ち会い。練習終了後2日目にフィードバックなしで行われた保持テストでは、結果は逆転した。もっともパフォーマンスが良かったのは15回毎のグループ、最低は1回毎のグループだった。もし運動学習が「持続的な変化」を問題にしているのなら、1回毎のグループはちっとも運動学習をしないで、一時的な運動の改善だけを起こしていたことになる。



 シュミットによると従来運動学習の効果を測るために、練習中のパフォーマンス(その場で観察される運動)の変化を見ていたことが問題である。情報をより高頻度に、より素早く、より正確に与えること、すなわち豊かなフィードバックを与えれば、練習中のパフォーマンスは一時的に改善する。2日目の保持テストにおいて、結果の悪い1回毎のグループにフィードバックが与えられるとパフォーマンスが改善し、与えられない時には低下することがわかっている。そして、その一時的なパフォーマンスの改善がより良い運動学習につながるとも考えられてきたのである。



 フィードバックが運動学習を改善するというのは、間違いのない事実であるらしい。しかし豊かなフィードバックはパフォーマンスを著しく良くするが、運動学習を促進しない。さらにシュミットは、一時的なパフォーマンスの改善は、むしろ運動学習の妨げになるかもしれないとすら述べている。この具体的な説明については運動学習(その2)で述べる。



 つまりその場で観察される一時的な運動(パフォーマンス)の変化と、運動学習(訓練によって起きる持続的な運動変化)は、まるっきり異なった現象ということだ。これは私たちにとって新しい視点である。私たちは長い間、人の運動変化はなにもかも同じものと考えてきた。一時的な運動変化と持続的な運動変化は同じ線上にあると、当然のごとく考えていたのである。だから、一時的な運動(パフォーマンス)が変化すれば、それを繰り返すことによってやがて永続的な運動変化(運動学習)につながると考えていたのである。



 少し話がそれる。僕が新人の頃、ある研修会に参加した。そして、さる有名なインストラクターのデモンストレーションを見た。確かに、子供の姿勢や運動はその場で変化した。あたかもその場で新しい運動パターンを学習したように見えたものだ。皆は驚きのため息をもらした。その時ベテランのPTが質問した。「私の経験でいうと、訓練室を出るときには子供の運動は元に戻ってることが多いんですけど・・・」インストラクターがそれに答えて、「それは一時的な問題です。もっと長い目で見てください。一時的な変化でも繰り返し行えば、やがてその子のものになります」といった内容の説明を行った。それで質問者は納得し、その場は収まり、皆ほっとし、僕も「ああそうだな」と妙に納得したのを覚えている。でもそうではなかった。一時的な変化は、持続的な変化に結びついている可能性が低い。その二つの変化は異なったもの、それぞれ独立した現象であるかもしれないのだ。



★☆★☆★☆★☆★☆★☆引用終わり★☆★☆★☆★☆★☆★☆



以前にも少しコメントした、一時的な運動変化と持続的な運動変化についてここでも触れられていますね。
この論文が書かれたのはもう25年くらい前になりますが、運動学習についてはいまだに誤解がたくさんあると思っています。
この機会に、いったい「何を学習しているのか?」ということについて一緒に考えてみましょう!



【引用・参考文献】
西尾幸敏:実用理論事典-道具としての理論(その1).上田法治療研究会会報, No.18, p17-29, 1995.
西尾幸敏:実用理論事典-道具としての理論(その2).上田法治療研究会会報, No.19, p1-15, 1995.
西尾幸敏:実用理論事典-道具としての理論(その3).上田法治療研究会会報, Vol.8 No.1, p12-31, 1996.
西尾幸敏:実用理論事典-道具としての理論(その4).上田法治療研究会会報, Vol.8 No.2, p76-94, 1996.
西尾幸敏:実用理論事典-道具としての理論(その5).上田法治療研究会会報, Vol.8 No.2, p120-135, 1996.
西尾幸敏:実用理論事典-道具としての理論(その6 最終回).上田法治療研究会会報, Vol.8 No.3, p120-135, 1996.



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