본 연구는 상지와 하지의 기능의 차이를 운동의 조절 양식 관점에서 고찰해 봄으로써, 그 발육에 따른 변화와, 운동 학습에 의한 영향에 대하여 알아보는 것을 목적으로 하였다. 수의 운동이란, 의사에 기반을 두고 행해지는 운동의 총칭으로, 운동의 수행과 중지를 의지에 따라 자유롭게 결정할 수 있다. 물건을 조작하는 의식적인 상지 운동과, 보행과 같이 무의식적인 하지 운동 모두 수의 운동이다. 그러나, 운동을 수행하는 경우의 의식 관여 정도는 다르다. 운동은 수의적인 운동과 자동적인 운동으로 분류된다. 수의적인 운동은 대뇌피질 등의 상위 중추에 의존한다. 자동적인 운동은 피질 하의 하위 중추에 의존한다. 학습의 초기에는 상위 중추를 동원, 전신의 근육 긴장이 나타난다. 운동을 반복하면 긴장은 감소하고, 시각 등 고유 수용기의 정보를 기반으로 한 피드백 제어가 활동한다. 시각은 피드백 제어의 역할로부터 해방되어, 보다 섬세한 운동 조절에 관여하게 된다. 최종적으로 상위 중추의 관여가 적은 자동화한다. 자동화는 숙련에 의한 수의 운동의 조절 양식의 변화이다. 시각과 청각 자극을 신호로 상지 운동을 반복하게 되면, 소뇌의 관여가 강해진다. 신체 활동에서 복수의 과제가 동시에 처리될 때, 조절을 가능한 자동화하여, 의식의 관여가 적도록 할 필요가 있다. 고도로 자동화된 운동도 때로는 의식에 의한 확인이 필요하다. 단속적인 의식에 의해 운동 전체를 파악하기 위해서는, 동작이 리듬을 형성하고 있는 것이 중요하다. 자동화의 대상이 되는 운동은 주기 운동 같은 연속적인 운동이다. 일과성 운동의 실행에는 대뇌피질 등 상위 중추가 강하게 관여, 자동화가 일어나기 어렵다. 자동화한 운동은, 운동 궤도와 운동에 필요한 시간이 안정되어 있고, 그 운동을 실시하면서 암산 등 다른 일을 동시에 할 수 있으며, 좌우 상지 운동을 동시에 하는 경우, 운동 간의 간섭이 적다. 조절에 관여하는 중추가 상위에서 하위로 이행되었기 때문에, 상위 중추에서 다른 수의적 과제의 처리가 가능하게 된 것이다. 복수의 신체부위 운동을 동시에 실시해도 상호 간섭이 줄어드는 것은, 상지와 하지로 목적이 다른 운동이 동시에 필요한 경우 중요하다. 상지와 하지 운동 사이에서 일어나는 간섭을 파악함으로써, 운동의 자동화 수준을 평가할 수 있다. 다리 구르기 운동은 보행과 유사하며, 성인에게는 숙련도와 자동화 수준이 높다. 다리 관절만의 주기 운동은 일상적 경험이 적으므로, 자동화 수준은 낮다. 하지 운동을 하고 있을 때, 상지의 일시적 운동을 병행시키면, 상지 운동 시점에 하지 운동의 주기가 연장한다. 이는 상지 운동을 하기 쉽게 해준다. 하지 운동 주기가 단축하는 것은, 혼란을 억제해 전체적으로 흔들리지 않도록 하는 것이다. 하지 운동 주기의 혼란이 상지 운동 도입 이전부터 생긴 것으로 보아, 중추에서의 운동을 조직화하는 단계에서 혼란이 생긴 것이다. 자동화가 진전되어 있는 하지의 주기 운동은 상지 운동에 의한 간섭이 적다. 빈도로 볼 때, 일상 보행에 가까운 매분 120회에 혼돈이 적어, 자동화가 보다 진전되어 있는 것으로 생각된다. 이처럼 운동의 자동화 수준은 상, 하지 운동 간의 간섭도에 따라 평가가 가능하다. 상지의 운동 중 하지 운동을 1회 삽입하면, 상지 운동의 주기가 겹쳐진다든지, 한쪽이 멈춰지는 현상이 나타난다. 하지 운동이 동기화되어 1회 이상 반복되기도 한다. 상지 운동에 대한 하지 운동의 간섭은, 하지 운동에 대한 상지 운동의 간섭에 비해 극히 크다. 즉, 상지 운동의 자동화 수준은 하지 운동의 그것보다 낮다. 상지 운동과 하지 운동의 자동화 수준에 차이가 있다. 소뇌에 의한 운동 조절에 차이이다. 상지 영역은 수의 운동의 프로그래밍에 관여하는 신 소뇌와, 반면 하지 영역은 말초 입력을 참조하여 운동을 보정하는 폐 루프 회로의 중추 역할을 하는 구소뇌와 깊은 관련이 있다. 하지 근은 근육의 신장 수용기인 근방추를 다수 포함한 지근 섬유가 많고, 근방추로부터의 입력을 기반으로 한 수축력의 억제 기구가 발달하고 있다. 이러한 특성이 자동화 수준에 차이를 만든다. 수의 운동에서는, 각종 반사를 이용 조절이 이루어진다. 하지 운동의 협응에 중요한 사지 간 반사이다. 보행 시 사지의 협조적 운동을 지지하는 척수 레벨의 신경 기구이다. 사지 간 반사에는 사지의 움직임에 따른 반사 활동의 변화가 보여진다. 상지 혹은 하지가 주기 운동을 하고 있을 때 다른 쪽의 운동을 일시적으로 삽입함으로써 생기는 간섭의 정도가, 삽입의 타이밍에 따라 변화된다. 하지의 주기 운동 중, 자유로운 타이밍에 상지 운동을 삽입하면, 상지 운동이 발의 접지 개시 직전부터 직후에 집중되어 있다.

The purpose of this study was to examine the differences in the functions of the upper and lower extremities from the viewpoint of the control style of movement, and to investigate the changes according to their development and the effects of motor learning. Voluntary exercise is a generic term for exercise performed based on one's will. Both conscious upper extremity movements that manipulate objects and unconscious lower extremity movements such as walking are voluntary movements. However, the degree of involvement of consciousness when performing exercise is different. Movements are classified into voluntary movements and automatic movements. Voluntary movements depend on higher centers such as the cerebral cortex. Automatic movement relies on lower centers of the cerebral cortex. At the beginning of learning, the upper center is mobilized, and muscle tension appears throughout the body. When the exercise is repeated, the tension is reduced, and feedback control based on information from proprioceptors such as vision is activated. Vision is liberated from the role of feedback control, and becomes involved in more delicate motor control. Finally, it automates with little involvement of the upper center. Automation is the change in the mode of control of voluntary movements by skill. If the upper extremity exercise is repeated with the signal of visual and auditory stimuli, the involvement of the cerebellum is strengthened. When multiple tasks are handled simultaneously in physical activity, there is a need to automate the control as much as possible, with little conscious involvement. Even highly automated movements sometimes require conscious confirmation. In order to grasp the whole movement by intermittent consciousness, it is important that the movement forms a rhythm. Movements subject to automation are continuous movements such as periodic movements. Higher centers such as the cerebral cortex are strongly involved in the execution of transient movements, and automation is difficult to occur. By identifying the interference between upper and lower extremity movements, the level of automation of the movements can be assessed. The leg rolling exercise is similar to walking, and the level of skill and automation is high for adults. The level of automation is low, as there is little routine experience for periodic movements of only the leg joints. When performing lower extremity exercise, if temporary upper extremity exercise is concurrently performed, the period of lower extremity exercise is extended at the time of upper extremity exercise. This makes upper extremity exercises easier. Shortening the exercise cycle of the lower extremities is to suppress confusion and not to shake the whole. As it seems that the disturbance of the lower extremity exercise cycle occurred before the introduction of upper extremity exercise, confusion occurred in the stage of organizing the exercise in the central part. Periodic movement of the lower extremities with advanced automation has little interference by upper extremity movements. In terms of frequency, it is thought that there is little confusion at 120 times per minute, which is close to daily walking, and automation is more advanced. As such, the level of automation of exercise can be evaluated according to the degree of interference between upper and lower extremity movements. If lower extremity exercise is inserted once during upper extremity exercise, the cycle of upper extremity exercise overlaps or one side stops. The lower extremity exercise is synchronized and repeated one or more times. The interference of the motion of the lower extremities with respect to the motion of the upper extremities is extremely large compared to the interference of the motion of the upper extremities with respect to the motion of the lower extremities. That is, the level of automation of upper extremity exercise is lower than that of lower extremity exercise. There is a difference in the level of automation of upper extremity and lower extremity movements. Differences in motor control by the cerebellum. The upper extremity region is deeply related to the neocerebellum, which is involved in the programming of voluntary movements, while the lower extremity region is closely related to the old cerebellum, which serves as the backbone of a closed-loop circuit that calibrates motion with reference to peripheral inputs. The lower extremity muscle has many slow muscle fibers including a large number of muscle spindles, which are the muscle extension receptors, and a mechanism for suppressing contractile force based on input from the muscle spindle is being developed. These characteristics make a difference in the level of automation. In veterinary exercise, regulation is achieved using various reflexes. It is an important interlimb reflex for coordination of lower extremity movements. It is a neural apparatus at the spinal level that supports the cooperative movement of the extremities during gait. The interlimb reflex shows the change in reflex activity according to the movement of the extremities. When the upper extremity or lower extremity is performing periodic motion, the degree of interference caused by temporarily inserting the motion of the other side changes according to the timing of insertion. During the periodic exercise of the lower extremities, if upper extremity exercise is inserted at a free timing, the upper extremity movement is concentrated from immediately before the start of the grounding of the foot to immediately after.