運動意思決定における非合理性の原因解明と意思決定支援システムの開発

• Project/Area Number: 17J07822
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Sports science (A)
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 太田 啓示 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: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: ベイズ決定理論 / 運動意思決定 / 不確実性 / リスク志向 / 最適性 / 神経行動経済学 / 運動の不確実性 / リーチング運動 / リスクテイク行動 / 確率表象 / 神経経済学

Outline of Annual Research Achievements

高度なスポーツパフォーマンスや精緻な運動制御を実現するためには、意思決定を適切に行うことが不可欠である。しかしながら、ヒトは失敗確率の高い運動を選択することが示されている。本研究では、ヒトの運動計画の非最適性の原因を解明し、最適な運動計画を支援する方法の開発に取り組んだ。
非最適性の原因として、１）自身の運動のばらつきを正確に把握できないという誤差分散仮説と、２）運動のばらつきと報酬情報との統合を正確に行えないベイズ統合仮説が考えられる。これらの仮説の検証のため、実験参加者が持つ運動のばらつきを可視化した上で、リスク下の運動選択課題を行って貰ったところ、リスク志向的な運動方略に改善が見られなかった。この結果から、自分自身の運動能力を正確に把握することよりも、ベイズ統合を行うための脳の計算資源に限界があることが、主原因であることが明らかとなった。
ヒトの運動は無意識の内に他者対戦相手やパートナーの運動に引き込まれ、他者の存在は運動・認知システムに大きな影響を与えることが知られている。そこで、次の検討課題では、仮想の対戦相手の存在により、最適な運動意思決定が誘導される可能性を検証した。実験参加者は、リスク下の運動選択課題をコンピュータと行い、課題終了時の総得点を争った。実験の結果、相手が強い場合には、方略に変化が見られないものの、相手がリスクに消極的な場合に、リスク志向性が低減し、最適な意思決定が達成されることが明らかとなった。またこの効果は対戦後にも部分的に維持された。
以上の研究結果から、運動能力を把握させることよりも、弱い相手を含めた多様な相手との対戦が、固定化した運動戦略の変化をもたらし、最適な意思決定および運動パフォーマンスの向上に繋がる可能性が示された。

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。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ニューヨーク大学(米国)
• [Int'l Joint Research] New York University(米国)
• [Journal Article] Optimizing motor decision-making through competition with opponents (2020)
  • Author(s): Ota, K., Tanae, T., Ishii, K., & Takiyama., K.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 10:950 Issue: 1 Pages: 1-14
  • DOI: 10.1038/s41598-019-56659-6
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Sub-optimality in motor planning is not improved by explicit observation of motor uncertainty (2019)
  • Author(s): Ota, K., Shinya, M., Maloney, L.T., & Kudo, K.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 9:14850 Issue: 1 Pages: 1-11
  • DOI: 10.1038/s41598-019-50901-x
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Transcranial direct current stimulation over dorsolateral prefrontal cortex modulates risk-attitude in motor decision-making (2019)
  • Author(s): Ota, K., Shinya, M., & Kudo, K.
  • Journal Title: Frontiers in Human Neuroscience Volume: 13: 297 Pages: 1-11
  • DOI: 10.3389/fnhum.2019.00297
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Risk aversion in the adjustment of speed-accuracy tradeoff depending on time constraints (2019)
  • Author(s): Onagawa R., Shinya M., Ota K., & Kudo K.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 9: 11732 Issue: 1 Pages: 1-12
  • DOI: 10.1038/s41598-019-48052-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 経頭蓋直流電気刺激(tDCS)を用いたニューロモデュレーション (2017)
  • Author(s): 太田啓示・工藤和俊
  • Journal Title: バイオメカニクス研究 Volume: 21(2) Pages: 101-107
• [Presentation] Optimal motor decision-making through competition with opponents (2019)
  • Author(s): Ota, K., Tanae, M., Ishii, K., & Takiyama, K.
  • Organizer: 29th Annual NCM Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 時間制約に応じた速度ー正確性トレードオフの調節におけ るリスク回避行動 (2019)
  • Author(s): 女川亮司・進矢正宏・太田啓示・工藤和俊
  • Organizer: 生理研研究会
• [Presentation] Testing accuracy, additivity, and sufficiency of human use of probability density information in a visuo-cognitive task (2019)
  • Author(s): Ota, K., Philips, J., & Maloney, L. T.
  • Organizer: Vision Sciences Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Human performance in a Bayesian decision task falls sufficiency (2019)
  • Author(s): Ota, K. & Maloney, L. T.
  • Organizer: 60th Annual Meeting Psychonomic Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 消極的な相手との対戦は最適な運動意思決定を促進する (2019)
  • Author(s): 田苗衛・太田啓示・瀧山健
  • Organizer: 電気情報通信学会
• [Presentation] Biased decision-making in human (2019)
  • Author(s): 太田啓示
  • Organizer: 理化学研究所セミナー
  • Invited
• [Presentation] 人間における認知・判断の誤り (2019)
  • Author(s): 太田啓示
  • Organizer: 福島県立医科大学 76th Molecular Medicine Seminar
  • Invited
• [Presentation] 対戦・協力課題による最適な運動計画 (2018)
  • Author(s): 田苗衛・太田啓示・瀧山健
  • Organizer: 日本体力医学会大会
• [Presentation] Probability estimation and decision with limited knowledge of uncertainty (2018)
  • Author(s): Ota, K., Philips, J., & Maloney, L. T
  • Organizer: Neuroscience 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 対戦課題における運動の意思決定戦略 (2017)
  • Author(s): 太田啓示・林拓志・瀧山健
  • Organizer: モーターコントロール研究会
• [Presentation] 競争課題は運動意思決定におけるリスク感受性に影響する (2017)
  • Author(s): 太田啓示・林拓志・瀧山健
  • Organizer: 日本体力医学会
• [Presentation] Competitive gaime influences risk-sensitivity in motor decision making (2017)
  • Author(s): Ota K, Hayashi T, & Takiyama K
  • Organizer: Neuroscience 2017