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行動科学・神経科学・計算論の融合的アプローチによる身体運動の統一理論モデルの構築

Research Project

Project/Area Number 17J02601
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Developmental mechanisms and the body works (A)
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

林 拓志  東京農工大学, 工学研究院, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords身体運動制御 / 身体運動学習 / 腕到達運動 / 評価関数 / 運動時間 / 運動速度
Outline of Annual Research Achievements

カップに手を伸ばすときなど、ヒトは運動距離があらかじめ決まっていても、どのくらいのスピード(運動速度)で、どのくらいの時間(運動時間)動かすか、は決 まっていない場合がある。つまり、運動距離が決定していたとしても、どのような運動を実行するかは一意に定まらない冗長な問題である。従来の研究では、脳 はエネルギーや報酬を最適にする動作を選択していると示されている。しかし、一定の運動距離において、一方(e.g., 運動速度)が決まれば、他方(e.g., 運動速 度)が決まるため、脳がどちらを決定しているかは明らかではない。そこで、本研究では、運動学習課題を利用し、脳が運動速度と運動時間のどちらを決定してい るのか明らかにする。 被験者はマニピュランダムを握り、手の位置を反映した画面上のカーソルを、画面上のターゲットまで動かす腕到達運動課題を対象に実験 を行った。この時、運動中のカーソル位置は表示せず、最終地点のみを表示させることで、被験者は最終位置を適切にターゲットに合わせることを目指す。 画面 上のターゲットの距離を7cm, 10cm, 13cmに設定すると、被験者は運動速度および運動時間を変化させることが明らかとなった。続けて、ターゲットの距離を10cm に固定したまま、カーソルの表示位置を徐々に変化するカーソルシフト外乱に適応させた。カーソルが実際の位置より3cm 遠くに表示されるように変換を加えた 場合、運動距離を7cmにしなければならない。カーソルが実際の位置より3cm 近くに表示されるように変換を加えた場合、運動距離を13cmにしなければならない。 運動適応の結果、運動速度は運動距離と同じように変化しているのに対して、運動時間は常に一定であることが明らかとなった。これらの結果から、運動速度と 運動時間の両者のうち、運動速度は適応変化しやすく運動時間は適応変化しにくいことが明らかとなった。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2020 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Harvard University(米国)

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  • [Int'l Joint Research] ハーバード大学(米国)

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  • [Journal Article] Divisively normalized integration of multisensory error information develops motor memories specific to vision and proprioception2020

    • Author(s)
      Hayashi T, Kato Y, Nozaki D
    • Journal Title

      Journal of Neuroscience

      Volume: 40 Issue: 7 Pages: 1560-1570

    • DOI

      10.1523/jneurosci.1745-19.2019

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Movement variability is determined by the timing of the preceding movement2019

    • Author(s)
      Takuji Hayashi, Andrew E. Brennan, Maurice A. Smith
    • Journal Title

      Proceedings in Advances in Motor Learning & Motor Control

      Volume: 1 Pages: 1-1

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Divisively normalized integration of multisensory error information develops motor memories specific to vision and proprioception2019

    • Author(s)
      T. Hayashi, K. Kato, D. Nozaki
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: 1 Pages: 1-28

    • DOI

      10.1101/561332

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Influence of switching rule on motor learning.2018

    • Author(s)
      K. Ishii, T. Hayashi, K. Takiyama
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 13559-13559

    • DOI

      10.1038/s41598-018-31825-4

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Divisively normalized integration of visual and proprioceptive motor memories for motor adaptation2017

    • Author(s)
      Takuji Hayashi, Yutaro Kato, Daichi Nozaki
    • Journal Title

      Proceedings of Advances in Motor Control and Motor Learning

      Volume: 1 Pages: 1-2

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Movement variability is determined by the timing of the preceding movement2019

    • Author(s)
      Takuji Hayashi, Andrew E. Brennan, and Maurice A. Smith
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      Annual Meeting of Advances in Motor Control and Motor Learning
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      Y Makino, T Hayashi, D Nozaki
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      Annual meeting of Society for Neuroscience
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      H Troy, T Hayashi, C Lim, E Marcantonio, MA Smith, DZ Press
    • Organizer
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      2019 Annual Research Report
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  • [Presentation] Rapid brain microstructural changes during visuomotor adaptation2019

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      T Hayashi, S Sasai, S Kasuga, H Kadota
    • Organizer
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      T. Hayashi, K. Kato, D. Nozaki.
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      Takuji Hayashi, Ken Takiyama, Daichi Nozaki
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  • [Presentation] Divisively normalized integration of visual and proprioceptive motor memories2017

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      Takuji Hayashi, Yutaro Kato, Daichi Nozaki
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      Annual meetings of Advances in Motor Control and Motor Learning
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    • Author(s)
      Takuji Hayashi, Ken Takiyama, Daichi Nozaki
    • Organizer
      Annual meetings of Society for Neuroscience
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Divisively normalized integration of visual and proprioceptive information2017

    • Author(s)
      Yutaro Kato, Takuji Hayashi, Daichi Nozaki
    • Organizer
      Annual meetings of Society for Neuroscience
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      林拓志、太田啓示、瀧山健
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      モーターコントロール研究会
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      太田啓示、林拓志、瀧山健
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      モーターコントロール研究会
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      加藤悠太郎、林拓志、野崎大地
    • Organizer
      モーターコントロール研究会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ルールの切り替えが運動学習に及ぼす影響2017

    • Author(s)
      瀧山 健、石井 恒太郎、林拓志
    • Organizer
      モーターコントロール研究会
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      2017 Annual Research Report
  • [Book] 運動学習の脳・神経科学 その基礎から臨床まで (ヒトの動きの神経科学シリーズ)2020

    • Author(s)
      大築立志, 鈴木三央, 柳原大
    • Total Pages
      210
    • Publisher
      市村出版
    • ISBN
      9784902109535
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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