人間は走るときに自然にエネルギー効率の良い速度に落ち着く

ジョギングをするとき、人は走る距離に関係なく、自動的にエネルギー効率の良い走行速度に落ち着くと科学者らが今週報告した。

生体力学者のグループが、トレッドミルで走っている人の測定値と何千人ものレクリエーションランナーのウェアラブルデータを分析し、人間には消費カロリーを最小限に抑える好みの速度があると結論付けました。

「私たちも含めて多くの人が、短い距離を走るときは速いペースを選び、長い距離を走るときはそのペースを落とすだろうと想定している」と、オンタリオ州キングストンにあるクイーンズ大学の生体力学者で、この研究結果の共著者でもあるジェシカ・セリンジャー氏は言う。「私たちが発見したのは、個人の走るスピードは、走る距離に関係なく、実に一定しているということだ」

この研究結果はアスリート、人類学者、リハビリテーションの専門家にとって関連性があると、彼女と共同研究者は4月28日にCurrent Biology誌に報告した。

「この研究は、より多くのエネルギーを消費するために意図的に運動しているときでさえ、エネルギーコストを最小限に抑えようとする欲求が人間には非常に強いことを示唆している」と、南カリフォルニア大学で運動を研究している進化生物学者で、この研究には関わっていないデビッド・ライクレン氏は言う。「私たちは、どんなタスクでもできるだけエネルギーを使わないという欲求を抑えるのに苦労するのだ。」

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これまでの研究で、できるだけ早くゴールラインを越えることが目的の競争的なレースでは、人間は短い距離では速いペースで走り、長い距離ではより穏やかなペースで走ることが分かっている。しかし、このパターンがよりリラックスした状況でジョギングする人にも当てはまるかどうかは明らかではなかった。

セリンジャー氏と同僚は、その答えを見つけるために、フィットネストラッカーを装着しながら合計1.6～11.3キロ（1～7マイル）の距離を37,201回走った4,645人の実際のジョギング愛好家のデータを分析した。その結果、実際のジョギング愛好家は、走る距離に関係なく、概ね同じ速度を保っていることがわかった。10キロ（6.2マイル）を超える距離でのみ、疲労が始まったためか、ランナーのスピードがわずかに落ちた。

研究者らはまた、26 人の大学生がトレッドミルでさまざまな速度で走っている間に消費したエネルギー量を追跡しました。その後、研究チームはこれらの参加者を、比較的平坦な地形を走る、年齢、性別、BMI が類似するデータベース内のレクリエーションジョギング参加者と比較しました。トレッドミル ランナーにとって最もエネルギー効率の良い速度は、現実世界のジョギング参加者が好む速度と一致していることが判明しました。

「多くの人にとって、それはとても快適に感じる [ペース] であり、私たちは自然にそのペースに戻ってしまう傾向があります」とセリンジャーは言います。「他の状況ではより速く走れるし、実際にそうしているのは確かです。しかし、レースに参加すると、エネルギーが最適となる歩様を超えて自分を追い込むことになります。」

この最適速度は体重や性別などの特性によって異なる。最もエネルギー効率の良い速度は、女性では平均2.65メートル/秒（8.7フィート/秒）、男性では3.35メートル/秒（11フィート/秒）だった。（研究者らは、ウェアラブル端末グループの被験者の性別を、デバイスのアプリで自己申告されたユーザーIDから推測した）。しかし、これらの推定値はおそらく広く代表的ではないとセリンジャー氏は警告する。彼女と同僚が収集したエネルギーデータは、運動能力は高いが一流ランナーではない健康な若者から得たものだ。より幅広い年齢、フィットネスレベル、その他の人口統計の被験者を測定することで、チームはより完全な画像を作成することができるだろう。

研究者らはさらに、トレーニングや天候などの環境条件が、人のエネルギーを最適に使うランニング速度にどう影響するかを調査する予定だ。今後の研究では、参加者がトレッドミルに乗っているときだけでなく、日常的なジョギングをしているときも追跡できるだろうとライクレン氏は付け加える。「個人とエネルギーコストをより直接的に一致させることができればよいのですが」と同氏は言う。

スタンフォード大学の生体力学者で、この報告書の共著者でもあるジェニファー・ヒックス氏は、動物は歩く、駆ける、飛ぶ、泳ぐなど、一般的には体にとって最も効率的な速度を維持すると述べている。新たな研究結果は、人間もこの特性を持っていることを示している。「進化論的観点からすると、最もエネルギー効率の良い方法で動くことは、より少ない燃料でより遠くまで移動できるという点で非常に理にかなっています」とヒックス氏は述べている。

この結果は、運動科学者、リハビリテーション専門家、コーチ、スポーツ医学の実践者にとっても実用的な応用が期待できる。「人々がそのように動く理由を理解することは、他の動き方をするよう人々を訓練したり、動き方を変える補助器具を身体に追加したりすることを考え始める前に、本当に重要な第一原則です」とセリンジャー氏は言う。

フィットネストラッカーやランニングシューズのデザインは、人々が最も効率的に走るスピードを考慮に入れることで改善できる可能性がある。「人のエネルギーをそのペースから少し違うスピードに移し、それがその人の新しい自然なスピードになるようなシューズをデザインできるだろうか？」とヒックス氏は言う。

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より多くのエネルギーを消費したい趣味のランナーにとって、音楽を聴いたり、他の人と一緒に走ったりすることは、走るスピードを変えるのに素晴らしい方法だと彼女は言います。「カロリーを消費することがランニングの目的なら、自分の自然な傾向よりも少し速く走るか、あるいは少し遅く走るのが理にかなっているかもしれません」とヒックス氏は言います。

セリンジャー氏は、ゆっくり走っていると消費カロリーは少ないものの、目的地に着くまでにかなり時間がかかるので、全体としては消費カロリーが多くなると付け加えています。つまり、1マイルを最も効率的な速度で走るよりも、非常にゆっくり走った方が消費カロリーが多くなります。この点で、私たちの体は一定の距離を走らなければならない車に似ているとセリンジャー氏は言います。「アイドリングでほとんど動かずにA地点からB地点に着くまでに何時間もかかると、より多くの燃料を消費します。また、アクセルを全開にしてできるだけ速く走った場合も、より多くの燃料を消費します」と彼女は言います。「車には燃料消費が最も少ない最適な速度があり、それはランナーにも同じことが言えます。」

しかし、そうは言っても、ランニングやその他の運動には、カロリーを消費する以外にも、筋肉を強化したり、心臓血管疾患のリスクを下げたりするなど、多くの利点があります。

「カロリー燃焼という側面にこだわり過ぎないでほしい」とヒックス氏は言う。「自分の好みの、エネルギーを最適に消費できるスピードで走ることは、身体活動がもたらす精神衛生や病気予防の恩恵を得るための素晴らしい選択でもある」