習得した運動スキルを別の運動にも応用できるとしたら、その仕組みはなにか。たとえばアイスホッケーとゴルフです。実際プロアイスホッケー選手は引退後、ゴルファーになることがあります。その仕組みはステックを使ってパックを動かすあるいはアイアンでゴルフボールを飛ばすことが似ているからでしょうか。

身体バランス補正

　運動学習の先駆者N. Bernsteinは、異なる動きが他の動きに応用できるならそれは四肢の動き（キネマティックス）ではなく、運動中の無意識に制御される身体バランス補正（Background correction）であると説明します。身体バランス補正は、神経科学からだと錐体外路のことです。錐体外路とは脳幹から脊髄に下行し、随意運動を無意識に補助する機能のことです。さらに四肢を動かす際に姿勢を制御し、逆に外的な力で姿勢を崩すことでもあるなら、反射的にそれを抑えてくれます。一輪車とアイススケートは全く異なる下肢の動作ですが、運動中どちらともよく似た身体バランス補正をしています。どちらの運動中も重心の位置を常に補正しています。一輪車に乗れる人はアイススケートをしたことがなくても早く上手に慣れます。その逆も言えます。
一般的なトレーニングは筋力やパワー向上など個人の目的に沿って行われます。これらは意識的に大脳を活性させて行う随意運動になります。一方で種目特異性に沿ったトレーニングは意識的に四肢を動かしながら、無意識に身体バランス補正が伴います。

力の伝達の仕組み

　投球やテニスなどオーバーヘッド競技は、地面反力の力、エネルギーを下肢、体幹の連鎖運動から利き腕側に伝達することになります。鍛錬者は伝達それぞれのタイミングが優れていて、効率よく伝達できます。種目特異性のトレーニングとは下肢、上肢の力の発揮に合わせた無意識に制御される身体バランス補正とも言えます。

最終位の記憶

　非鍛錬者（初心者）は上肢、下肢の動き一つ一つ分習法で習得することになり、それぞれを上手く伝達できるまでにいくつもの過程があります。また動きの最終位のところを覚えてもらうためにいろいろな方法で固有受容器を刺激するような練習になります。最終位は記憶しやすいですが、一連の流れの動きを記憶することは容易でないからです。固有受容器は最終位の記憶に役立つだけでなく、その情報は小脳から脳幹を活性し、身体バランス補正の事前記憶にも役に立ちます。

まとめ

　身体バランス補正を意識付けたトレーニングもあります。意識付けと言って仰向けやプランク姿勢で体幹トレーニングを行うのでなく、あくまでも立位で行うことになり、そこに工夫が必要になります。たとえばチューブを用いるなどです。スポーツ動作に関連したいろいろな動きパターンのトレーニングは、身体バランス補正をいかに念頭において鍛錬するかであり、それが種目特異性のトレーニングにつながると考えます。

MLBピッチスマートの経緯

　投手から投球障害肩・肘を守るために考案されたMLB Pitch Smartガイドライン（日本語版）があります。その礎（科学的根拠）になったのが2010年に発表された研究論文（Fleisig et al. Am J Sports Med. 2010;39(2):253–257）でした。研究は1999から2008年までの10年間、毎年秋に電話と過去1年間の質問で少年野球の投球障害を追跡する調査でした。追跡調査開始時の対象者は少年野球投手481名（9歳から14歳）でした。
10年間に投手の5%（25/481名）が重症な投球障害を受け、その内訳は3名が肘の手術、7名が肩の手術を受け、14名は投球障害の手術回避のため野球を止めることになりました。受傷の平均年齢は17.6（範囲：11.9-20.9）歳でした。

年間100イニングで投球障害3.5倍

　さらにこの調査はFisherの正確検定を用い70、80、90、100、110、120、130イニングの投球障害リスクを検証しました。その結果、年間100イニングの投球で障害を受ける割合は3.5倍に上ることでした。この調査研究は後のMLB Pitch Smartガイドライン（日本語版）ができる基礎になりました。
また10年間の調査期間中、4年間投手でプレーできた割合が30%（143/481名）で、1年間の投球平均インニング数は71 ± 42.1でした。一方で3年以下プレーした投手は65%（313/481名）でした。調査開始から10年後の調査終了時点では2.2%の選手が投手としてプレ－していました。

高校生投手のガイドライン

　2023年に新たな10年間の追跡調査研究（Shanley et al. J Shoulder Elbow Surg. 2023;32:S106–S111）がありました。調査開始時の対象者は中学、高校投手261名（平均年齢14.2 ± 2.6歳）で、彼らの10年間の投球障害肩、肘（オーバーユース）障害を追跡しました。上記、追跡調査開始時の対象者年齢が9歳から14歳でしたので、それより後、レベルの上がった追跡になります。
参加登録した98%の投手は最低1シーズン投手としてプレーしました。調査の結果、投手63名が障害を発生させていました。

　20%の投手は7年以上の追跡調査に参加し、短大、大学あるいはプロレベルでプレーをしていました。受傷しなかった投手191名のうち13％は高校卒業後もプレーし、一方で投球障害肩・肘に受傷した投手63名のうち56.2%は高校卒業後もプレーしました。

　10年間で投手100名に換算して25.6の肩、肘の障害が発生し、手術介入は投手100名に換算して5.9人でした。投球障害リスクは競技レベルが上がれば約5倍高くなりました。前回の聞き取りと違い、今回の障害記録はAT、PT、医師の診断であり、受傷に伴う治療を受け、最低1日の練習あるいは試合出場ができなかった選手でした。研究はMLB Pitch Smartの投球制限では投球障害を軽減することができないことを指摘していました。

　Pitch Smartの投球制限は少年野球や中学生に有効であって、高校生の投球制限としては再考を要するか、他の要因たとえば球速90マイル（時速144.8 km）のガイドラインを設けるなどが要するかもしれません。

早期野球選択と投球障害リスク

　関連して早期野球選択の研究論文（Croci et al. Sports Health. 2021;13(3):230–236）があります。対象者は全米NCAAに所属する大学野球II部の学生選手30名、III部の選手49名さらに全米NAIA大学選手34名、全米クラブ野球II部の選手16名の計129名（うち投手49名）の選手でした。調査は、野球をしていた13歳時を振り返っての質問とその後の障害発生を聞き取る後ろ向き研究でした。以下の３つの質問に「はい」と答えれば +1 の合計３点満点で比較するものでした。
「8カ月以上野球をしていましたか」
「他の競技よりも野球を考えていましたか」
「他の競技をやめて野球に集中するようになりましたか」
結果は、早期野球のみに集中した選手（3点満点）は、２つの選択、あるいは選択0か1選手に比べ５倍肩に障害を発生させていました。

まとめ

　投手のスキル習得は成長によるものなのか、指導によるものなのか、ともかく時間を要します。指導者は、投手が持ち前の能力を最大に発揮できるためにもまずは科学的ガイドラインに沿って、投手に経験を積み上げさせることが大切だと思います。そしてレベルを重ねるごとに専門の投球障害予防トレーニングが必要になるでしょう。

肩関節と投球動作

身体の中で最も可動域のある肩はさまざまな運動を可能にしています。スポーツもその一つで特に投球やテニス、バトミントンのサーブ、バ`レーボールのアタックなどがそうです。

習慣性スポーツ活動は目的の運動に合わせて肩周辺の筋肉も発達させます。運動「スキル」が上達すれば最小限の筋力で運動の最大効果を発揮することができます。

運動学習

スキルを習得するには反復練習でフォームを確立することになります。特に投球やサーブのフォームは「クローズド・スキル」と呼ばれ、試合中であっても自らが開始する運動になります。サッカーやバスケットボールなど相手の動作による反応が前提の「オープン・スキル」と違い、クローズド・スキルは正確性、スピードを高めるための練習になります。

フォームを固めるためには部分トレーニング「分習法」や器具で類似の練習も行うことになりますが、トレーニングはあくまでも種目に沿った「特異性」になります。そして最終的には試合形式の練習が必要になります。さまざまな環境下の試合で習得したパフォーマンスの正確性やスピードを発揮するためには「失敗から学ぶ」経験が必要になるからです。

腱板／関節唇損傷

フォーム習得までの「反復練習」はその質を追求するがゆえに腱板と呼ばれる肩関節周辺筋を損傷させることになります。スキル習得後の効率良い筋肉の働きは逆に関節包や関節唇と呼ばれる肩関節内の結合組織を損傷させることになります。この場合の損傷は「症状としての痛みがでる」こともあれば「関節自体が適応する」こともあります。

特別なトレーニング

腱板や関節唇の損傷をできる限り避けるための予防を「特別なトレーニング」と呼び、チューブやミニメディシンボール、リストカフなどリハビリテーションに使う器具を使い、肩関節から肩甲骨周辺筋つまり投球やサーブに関係する筋肉を鍛え、肩を痛めないようにする必要があります。

関節弛緩の問題

個人によって異なるのですが「関節弛緩の問題」もあります。どの関節も弛緩はあるのですが、特に肩関節は「ゴルフのティ」に「ゴルフボール」が乗った球関節でありそれが大きいです。

肩関節の弛緩が比較的に大きい選手は早い段階で肩に慢性痛を発生させるかもしれません。そうでない選手もスキル向上に伴いやはり慢性痛を発生させることになります。特に肩関節前方不安定性を示す選手は肩を痛めやすくなります。慢性痛を避けるためにより多くの「特別なトレーニング」が求められます。

肩関節の評価

肩関節の評価は「機能」になり、つまり個人の運動（目的）が達成できるかになります。その機能にあった関節可動域を獲得することになります。ゆえに肩関節に限っての評価は「関節の安定性」でなく個人の機能評価になります。

投球やサーブなどのスキルは地面反力からの力、エネルギーを下肢から体幹、肩甲骨を通じてボールやラケットを握っている手に伝えることができるか、キネティックリンクの効率になります。しかし肩の痛みとなれば肩甲骨の動き、肩関節の可動域の改善がまず求められます。

肩甲骨の動き

肩甲骨は、前傾／後傾、外転／内転、内旋／外旋、上方・下方回旋と呼ばれる８つの動きが腕の動きに合わせて起こります。肩甲骨の適切な動きが起きなければ肩関節を痛めることになります。特別なトレーニングは肩甲骨の動きを最大かつ最適に引き出す運動になります。

投球障害肩予防トレーニングの研究は興味深く、この10年間積極的に取り組みエビデンスに基づいたエクササイズを確立しています。その結果、投球動作に必要な腱板の筋力も向上することがわかってきました。

アメリカの最新再建術ーハイブリッド術のすごさをエビデンスでひも解く

野球肘で最も多い手術がトミー・ジョンと呼ばれている肘の内側側副靭帯の損傷による再建術です。1974年にFrank J. Jobe医師によって初めて執刀され、その時の患者がメジャーリーグ（MLB）のTommy John投手でした。彼は手術後にMLBで164勝を挙げ、このことからトミー・ジョン術と呼ばれるようになりました。肘の内側側副靭帯は前腕小指側の尺骨（ulna）に付いていることからアメリカではUCL（ulnar collateral ligament）と呼び、その損傷をUCL損傷、トミー・ジョン術あるいはUCL再建術と呼んでいます。 マガジンでは、MLBのトミー・ジョン術の現状、UCL再々建術（２回目のトミー・ジョン術）、復帰率をエビデンスから説明しています。 野球に興味ある方、トミー・ジョン術に関心ある臨床家、大谷翔平選手の肘のゆくえに興味ある方に是非一読していただければと思っています。

マガジン「MLBのトミー・ジョン術ー大谷選手の肘をエビデンスでひも解く」はnoteで。

エクササイズ

エクササイズは、ある特定の目的を改善するための身体運動です。目的は、運動不足解消からプロポーション維持、アンチエイジングまでさまざまです。さらに怪我をして、痛みが解消したなら怪我の前のコンディションに戻すためにもエクササイズをします。

スポーツ選手なら怪我の予防のためにルーティンワークとしてエクササイズを行います。パフォーマンスに関するエクササイズなら筋力、瞬発力、跳躍力からパワー向上のために行い、個人のスポーツスキル向上に繋げます。パフォーマンスという全身からの出力なので体幹部を強調したりもします。

体幹部の筋力の実際は日常生活で最大筋力の５％、それなりの激しい運動でも最大筋力の１０％ぐらいしか活性していないと説明されています（Kibler 2006）。

随意運動、反射、リズム

エクササイズ、身体運動を神経科学視点で考えるなら、大きく３つに分けることができ、１つは随意運動、次に反射、３つ目にリズムです。

随意運動は意識的に筋肉を動かす運動です。たとえばアームカールやスクワット、マシンエクササイズなどのことです。

反射は、熱い物を触った時に熱さの感覚の前に手を引くなどの脊髄反射から身体バランスを崩した際、転倒を防ぐために抗重力筋の緊張など無意識的な反応があります。スクワットは股関節、膝関節の伸展運動、随意運動なのですが、背中や胸など意識的に緊張しているのでしょうか。パーソナルトレーナーなどによって指導があれば意識が注がれ、膝についても内側に入らないように股関節外旋筋を緊張したりしますが、普通は意識していないと思います。こうした運動目的以外の筋肉も対応している点から反射と言えます。

リズムは、始めは随意運動で途中は反射的活性そして終わりは随意運動になります。たとえば歩行やランニングが典型的です。歩行やランニングなどいちいち足を前に出すために足関節を背屈し、膝を曲げ、大腿部を上げてなど意識してられない。逆側の脚部全体を真逆の動きで一連に行い、それが髄運動でやめるまで連続です。

スポーツならウォームアップで用いる「ラダー」や陸上のスキップなどもリズムになります。何度も繰り返し身体に覚え込んだ動きなので、考えずにその動作ができ、むしろほかのことも意識できたりします。

複雑なラダーのステップワークも意識的に一つ一つの関節を屈伸するのでなく、むしろ身体のバランス、平衡感覚を保ちながらリズムでおこなっています。身体のバランスは先ほどの対応型の反射になります。

練習で習得したリズムはその動作スピードを上げることもできます。複雑な動きの究極はダンスやバレエかもしれません。動きを習得したなら完全に覚えたならリズムになります。

対応型

先ほどの運動中の身体のバランスや平衡感覚も表現の練習中で鍛えることができます。たとえば一輪車やスキー、アイススケートなども意識的に脚を操作しますが、体幹から頭の位置が転倒しないような緊張の仕方を覚え、目的の動作をリズム良くできるように貢献します。意識的に動かす動作とは別に身体バランスを調整している機能は無意識的であり、対応型と言えます。

固有受容器

私たちの動作は、末梢感覚、視覚、内耳にある三半規管前庭器からの情報を処理しながら行っています。固有受容器と呼ばれる末梢感覚からの情報で私たちは時空間の中で四肢（腕や脚）の位置を知ることができます。固有受容器には筋肉の長さや収縮速度を察知している「筋紡錘」、運動負荷や筋肉の張力を察知している「ゴルジ腱器官」があります。

ストレッチ

ストレッチはこの固有受容器を上手く刺激すると、相反抑制や自己抑制などが筋肉で起きリラックスに作用します。

相反抑制とは動かく筋肉を主導筋と呼び、その裏側の筋肉のことを拮抗筋と呼びます。たとえば肘を曲げるなら上腕二頭筋は主導筋になり、裏側の上腕三頭筋は拮抗筋になります。肘を曲げる際にわざわざ上腕三頭筋を大脳がリラックスの指令を出さなくても脊髄レベルで抑制してくれます。このことを相反抑制と呼んでいます。

自己抑制は重たい物を持ち続け、これ以上筋肉を働かせるなら怪我をするかもしれないので主導筋自体を抑制させる仕組みのことです。これも脊髄レベルで調節されています。

マッサージ

ストレッチは単関節でなくむしろ複合関節でも行うことができ、筋肉を弛緩させるのに有効です。一方でマッサージは気持ちよく「もっともっと」が働くばかりで、終わったは20分もすればマッサージを受けていた感覚を忘れます。むしろ下手なマッサージを受けると逆に時間の無駄や怒りすら覚えたりします。実はこれらすべてドーパミンという脳内物質の作用によるものです。これについては筋肉の張り解消法その５をご覧いただければ幸いです。

リハビリテーションエクササイズ

スポーツで怪我をした後、痛みが取れれば再発予防のためにリハビリテーションエクササイズを行います。このエクササイズは室内で行われます。怪我の箇所にもよりますが、単調な屈伸運動から様々な運動器具を用いた特別な運動があります。これら室内で行うエクササイズすべてが固有受容器を刺激しながらの運動になります。意識的に四肢を動かす中、私たちはその上肢や下肢の位置を知覚します。

リハビリテーションにおけるエクササイズのパターンを６つの神経学的な視点で考えることができます。６つの視点を理解すれば、あとは応用になり、さまざまなエクササイズも解釈でき、さらに創意工夫できるのではないかと考えます。是非マガジンで少しでも多く学んでいただければと思っています。