動作に必要な関節の「自由度」とは？｜理学療法士がヨギに知ってほしい体のこと

動くために必要な「関節の自由度」

「ベルンシュタイン問題」という言葉を聞いたことがありますか。
運動とその制御についての研究者であるベルンシュタインという人が提示した問題なのですが、運動に関する「自由度」「文脈」「単位」について、それぞれが複雑に絡まりあって運動が遂行されていることで制御がいかに難しいものになっているかを問うています。

今回はそのうちの「自由度」について考えてみましょう。

「自由度」の問題は、動作を遂行するために動く関節の運動の自由度が大きいことを指摘しています。例えば、目の前のコップに手を伸ばそうとするときに運動する肩関節、肘関節、手関節について考えてみましょう。

肩関節は屈曲と伸展、内転と外転、内旋と外旋、という6つの運動が可能ですが、屈曲と伸展は同じ面での動きを肩関節を中心に反対方向に行うだけなのでひとつの運動と捉えることができます（矢状面上の動き）。同じように、外転と内転がひとつのセット（前額面上の動き）、内旋と外旋もひとつの組み合わせになります（水平面上の動き）。つまり、肩関節は、三次元的に動くことができる関節なので、自由度は「３」ということになります。
では肘関節はどうでしょうか。肘関節は骨格の構造上、屈曲伸展の動きしかできません。つまり自由度が「１」です。
手関節は、屈曲伸展と内外転が可能なので、「２」です。
それから腕の場合は前腕が回内回外できるので、尺骨の運動として自由度「１」があります。
合計すると「腕」の自由度は「７」になりますね。

「コップに手を伸ばす」という運動についての各関節の運動方向を考えただけでも、肩関節をどの程度屈曲しながら肘関節をどの程度伸展しながら手関節をどの程度伸展させて尺骨を回内外するのか、という自由度があるわけです。それを運動中にどう決定しているのか。選択肢は無限大に近いことがわかると思います。（さらにここにコップを掴むための指の動きが入ってくれば、その膨大な選択肢が容易に想像できるでしょう。）

※表示価格は記事執筆時点の価格です。現在の価格については各サイトでご確認ください。