「十坪ジム」の特徴は、認知動作型トレーニングマシンが設置されていることである。認知動作型トレーニングマシンを用いた運動は、脳の働きと密接な関係があることが観察されている。認知動作型トレーニングを理解するうえで、脳と運動とのかかわりを、簡単に理解しておくとよい。
大脳皮質は、前頭葉、頭頂葉、後頭葉、側頭葉の４つの葉に分けられている。前頭葉と頭頂葉の分かれ目には、中心溝があり、側頭葉は外側溝で区切られている。大脳の側面図を「ひと筆書き」で核とすれば、ひらがなの「の」の字を裏返しにしたラインを描き、中心溝を書き入れれば、右図のような大脳の側面図を簡単に描くことができる。
大脳の前頭葉には運動の中枢があり、中心溝の前が運動野（４野）と呼ばれる部分があり、運動の命令を発する。補足運動野（６野）は、やや複雑な動作を行うときに働く。前頭眼野、前頭前野は、運動の統合や全体的な調整機能にかかわっている。
大脳の頭頂葉で、中心溝からすぐ後ろの部分が体性感覚野（３，２，１野）でその後側に補足体性感覚野がある。筋肉からの感覚などを受け止める役割をしている。
大脳の運動野（４野）を発した運動指令は、脊髄を通って、筋肉に伝えられる。脊髄の前角と筋肉をつなぐ神経が、運動神経（α運動ニューロン）である。運動野には、ピラミッド型の錐体細胞があり、この細胞から運動神経が筋肉に伝えられるので、その経路を「錐体路」と呼んでいる。
大脳からの運動指令は、筋肉に伝えられるが、筋肉には感覚器として「筋紡錘」があり、筋紡錘からの感覚が、Ia群線維を通って、脊髄の後根の伝えられ、脊髄をさかのぼって、小脳や大脳皮質の体性感覚野に伝えられる。筋肉からさかのぼって脳に行く神経の刺激伝達は、上行性インパルス（神経衝撃）と呼ばれている。
大脳の前頭連合野は、大脳皮質の３０％ほどの面積を占めているが、脳に伝わったすべての感覚情報を統合して、運動野に伝え、運動を総合的にコントロールしている。
大脳皮質は、新皮質とも呼ばれ、帽子のように覆いかぶさっている。帽子の中身の部分はやや複雑な構造になっているので、この部分を便宜的にＢゾーンと呼ぶことにする。
大脳基底核は、Ｂゾーンの中で大脳皮質に最も近い位置にある。
大脳基底核大脳基底核は、運動野（４野）をはじめとして、前頭葉に抑制的な信号を送る。抑制的な信号は、力の発揮が過剰にならないようにするために、調整役として非常に重要な役割を果たしている。
海馬、扁桃体、脳弓、乳頭体海馬は、運動の刺激を受けやすい部分であり、認知症などでは、最初に萎縮がみられる場所として注目されている。また、ストレスの影響によって萎縮がみられるという。軽い運動を実施することによって海馬の発達がみられることが、筑波大学征矢英昭教授たちによって確かめられている。
視床視床は、多くの情報を大脳皮質に伝達する。視床下部は、交感神経、副交感神経を支配する。また、内分泌機能全体を調整する。下垂体からは、下垂体前葉ホルモンなどが分泌される。
スプリントトレーニングマシン動作中の脳内血液動態測定風景ｆＮＩＲＳ（近赤外光脳内酸素化動態モニター装置）（島津製作所製）
を用いて、大脳の表面から深さ２ｃｍ付近の酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンの割合の変化をとらえる研究を実施した。
スプリントトレーニングマシンを用いた運動中の脳内変化ｆＮＩＲＳのデータ。赤い色の部分は、酸素運搬が盛んな部分、青色の部分は酸素吸収が盛んな部分、緑色は中間的な部分。様々な運動様式での脳内活動の様子をとらえてみると、スプリントトレーニングマシンを行った時の脳内活動の様子が最も変化に富んでいた。スプリントトレーニングマシンに習熟した人の場合でも、脳内活動が最も顕著であった。このことから、様々な運動動作の種類や内容が、脳内の代謝活動にそれぞれ異なる反応を示すことが明らかになった。（２００５ 小林資料）
スプリントトレーニングマシンを用いた脳内NIRSデータ脳内の活動状態は、運動中に刻々と変化する。NIRSを用いて観察すると、酸素と結合したヘモグロビンの割合が多いところほど、赤色が濃くなる。左の図では、左上が時間経過に伴う変化、左下が５０チャンネルの総合した変化のうち、最も変化が大きかった時点（瞬間）を示している。右側の上段は第１チャンネルの様子を示している。チャンネルごとにその計測部位の変化が表示される。
脳内変化の様子は、個人差が大きい。スプリントトレーニングマシンは、初めての人では操作技術が難しいので脳がつかれるほど働くといわれる。
慣れない動作をするときに脳が良く働くといわれる。しかし、このデータの被験者となった人は、スプリントトレーニングマシンを１０年以上利用している人で、動作に不慣れによる脳の緊張といった要素はない。むしろ、スプリントトレーニングマシンの運動そのものが、脳の広い範囲にわたって活動の刺激となっているということができる。
自転車エルゴメータ（固定自転車）での運動中NIRSデータ一般的に利用されている自転車エルゴメータの運動中脳内変化は、比較的小さい。