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Development of a New Motor Learning System Utilizing Real-Time Feedback of Interoception

Research Project

Project/Area Number 21K19798
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 61:Human informatics and related fields
Research InstitutionOita University

Principal Investigator

Sugata Hisato  大分大学, 福祉健康科学部, 准教授 (30721500)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 原 正之  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (00596497)
大鶴 直史  新潟医療福祉大学, リハビリテーション学部, 教授 (50586542)
Project Period (FY) 2021-07-09 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords内受容感覚 / リアルタイムフィードバック / 心拍誘発脳電位 / 運動学習 / フィードバック / 心拍誘発電位
Outline of Research at the Start

本研究では「内受容感覚が変化すれば運動機能もそれに従属して変化する」という仮説を立て、その科学的検証を試みる。具体的には、大脳一次運動野から得られる心拍誘発電位(HEP)のリアルタイムフィードバックシステムを開発し、HEPの制御能力の変化に伴う運動学習能力の変化について検証する。本研究は「内受容感覚、運動学習、リアルタイムフィードバック」という異なる研究要素を組み合わせた、いわば未開拓の研究領域と言える。しかしながら、内受容感覚と運動学習能力との関連性が明らかになれば、リハビリテーション分野やスポーツ分野などの学術体系を大きく変革させるほどの研究に発展する可能性が高い。

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to investigate the impact of real-time feedback of interoceptive sensation on motor learning. Using heartbeat-evoked potentials (HEP) as an indicator, experiments were conducted combining HEP real-time control tasks with motor learning tasks. The results showed a significant negative correlation between changes in HEP amplitude and motor learning performance, although real-time control itself was challenging. It was suggested that individuals with higher interoceptive sensitivity exhibited larger HEP amplitudes and were less proficient in motor learning. Additionally, the correlation between interoceptive sensation and Theory of Mind indicated that focusing on one's internal state after a learning task might inhibit further learning.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の学術的意義は、内受容感覚と運動学習の関係を明らかにし、新たなリハビリテーション手法の基礎を築いた点にある。具体的には、内受容感覚のリアルタイム制御が運動学習に与える影響を初めて実証的に示し、内受容感覚の鋭敏さが運動機能の改善に寄与する可能性を示唆した。社会的意義としては、高齢者やリハビリテーション患者の運動機能向上に役立つ新しい訓練方法の開発に貢献する可能性がある。さらに、内受容感覚を高めることで、自己認識や他者理解の向上に寄与し、精神的健康や社会的交流の促進にもつながると期待される。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (30 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Motor Imagery-based Brain-machine Interface (BMI) Opens the Potential for a New Neuro-physical Therapy2024

    • Author(s)
      菅田 陽怜
    • Journal Title

      Physical Therapy Japan

      Volume: 51 Issue: 1 Pages: 18-21

    • DOI

      10.15063/rigaku.51-1kikaku_Sugata_Hisato

    • ISSN
      0289-3770, 2189-602X
    • Year and Date
      2024-02-20
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    • Author(s)
      Kawasoe Ryushin、Takano Sou、Yasumoto Yui、Takeo Yuhi、Matsushita Kojiro、Sugata Hisato
    • Journal Title

      Neuroscience Letters

      Volume: 822 Pages: 137645-137645

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2024.137645

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 特集 運動イメージ-科学的根拠に基づく臨床実践をめざして 運動イメージと理学療法2022

    • Author(s)
      菅田 陽怜
    • Journal Title

      理学療法ジャーナル

      Volume: 56 Issue: 9 Pages: 1004-1009

    • DOI

      10.11477/mf.1551202783

    • ISSN
      0915-0552, 1882-1359
    • Year and Date
      2022-09-15
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  • [Journal Article] Effect of a Body Part Action on Body Perception of the Other Inactive Body Part2022

    • Author(s)
      Hara Masayuki、Sugata Hisato、Otsuru Naofumi、Takasaki Masaya、Ishino Yuji、Mizuno Takeshi、Miki Masahito、Kanayama Noriaki
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Cognitive and Developmental Systems

      Volume: 1 Issue: 3 Pages: 1-1

    • DOI

      10.1109/tcds.2022.3210659

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    • Author(s)
      Takeo Yuhi、Hara Masayuki、Shirakawa Yuna、Ikeda Takashi、Sugata Hisato
    • Journal Title

      Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation

      Volume: 18 Issue: 1 Pages: 107-107

    • DOI

      10.1186/s12984-021-00903-6

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      Nojima Ippei、Sugata Hisato、Takeuchi Hiroki、Mima Tatsuya
    • Journal Title

      Neurorehabilitation and Neural Repair

      Volume: 36 Issue: 2 Pages: 83-96

    • DOI

      10.1177/15459683211062895

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      菅田陽怜
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      理学療法

      Volume: 38 Pages: 641-651

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      D. DASH, F. IWANE, R. SALAMANCA-GIRON, W. HAYWARD, H. SUGATA, V. AZZOLLINI, M. BONSTRUP, E. R. BUCH, L. G. COHEN
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      Neuroscience 2023
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      第28回日本基礎理学療法学会学術大会
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      第28回日本基礎理学療法学会学術大会
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      祖父江 祐太, 大鶴 直史, 菅田 陽怜, 三木 将仁, 大西 秀明, 原 正之
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      第28回日本基礎理学療法学会学術大会
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      祖父江 祐太, 大鶴 直史, 菅田 陽怜, 三木 将仁, 大西 秀明, 原 正之
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      岩切 満梨乃, 竹尾 雄飛, 安部 レオ, 池田 尊司, 原 正之, 菅田 陽怜
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  • [Book] 運動学習2023

    • Author(s)
      藤澤宏幸、鈴木博人
    • Total Pages
      179
    • Publisher
      メディカルプレス
    • ISBN
      9784910614403
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-07-13   Modified: 2025-01-30  

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