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Effect of practice including various neuromodulations on motor learning of sports skills

Research Project

Project/Area Number 22K11504
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research InstitutionTokai University

Principal Investigator

Yamada Hiroshi  東海大学, 体育学部, 教授 (30372949)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 金子 文成  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任准教授 (00344200)
田中 彰吾  東海大学, 文化社会学部, 教授 (40408018)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords身体知 / 感覚投射 / 非侵襲的脳幹賦活 / 迷走神経 / 固有受容器 / 一人称映像フィードバック / ヘッドマウントディスプレイ / モーションキャプチャシステム / Neuromodulation / 感覚入力-出力系 / 一人称映像 / 仮想現実 / 運動イメージ / 筋電図 / モーションキャプチャ / 感覚運動学習 / バイオメカニクス / コーチング
Outline of Research at the Start

本研究の目的は、種々のニューロモデュレーションを含んだ練習がスポーツスキルの運動学習に与える効果を検討することである。感覚入力-出力系へのニューロモデュレーションとして、1.仮想現実空間内における一人称的運動観察と筋感覚運動イメージ想起を併用した練習を実施する運動イメージ想起課題(主に視覚野、第一次運動野への働きかけ)、2.通常の練習に非侵襲的な迷走神経への経皮的電気刺激を加えた練習を実施する非侵襲的脳幹賦活課題(主に脳幹、自律神経系への働きかけ)を設定する。本研究の仮説は、「ニューロモデュレーションを含んだ練習をした群は、しない群と比較して運動学習の効果がより早く大きくなる」である。

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to examine the effects of training involving various neuromodulation techniques on motor learning of sports skills. In a motor imagery recall task in which participants performed first-person observation of movements in a virtual reality space, the number of continuations improved in overhand passes in volleyball and in soccer ball juggling. In a non-invasive brainstem activation task in which non-invasive transcutaneous electrical stimulation of the vagus nerve was added to regular practice, no immediate effect was observed on badminton backhand strokes. The results of this study demonstrated that training involving various neuromodulations has various effects on motor learning of sports skills.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

研究結果は、ニューロモデュレーションを含んだ練習がスポーツスキルの運動学習への様々な効果を実証したものである。これは各領域において運動学習のバイオメカニズム(生体機構)について新しい知見を与え、かつ、この研究結果や研究アプローチなどを利用すれば、他の研究分野にまでその恩恵をもたらすことができる。今回得られた知見は、若年者のスポーツ・アートにおける運動学習への効果のみならず、今後、高齢者の運動機能低下の防止、脳卒中等の神経疾患からの四肢の機能回復を目指すリハビリテーション、あるは発育発達期の子どもの訓練といった、あらゆる階層へ適用できる可能性がある。

Report

(4 results)
  • 2024 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2025 2024 2023 2022

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Shot performance characteristics of badminton players of different skill levels2024

    • Author(s)
      清水幹弥,山田洋
    • Journal Title

      Japanese Journal of Physical Fitness and Sports Medicine

      Volume: 73 Issue: 5 Pages: 193-204

    • DOI

      10.7600/jspfsm.73.193

    • ISSN
      0039-906X, 1881-4751
    • Year and Date
      2024-10-01
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of number of college baseball pitching on movement, performance, physical strength, physiological, and psychological functions of pitchers2023

    • Author(s)
      Yamada Hiroshi、Ogawara Keita、Uchiyama Shuichi、Ito Eiji、Miyazaki Michinori、Miyazaki Seiji
    • Journal Title

      Japanese Journal of Physical Fitness and Sports Medicine

      Volume: 72 Issue: 3 Pages: 201-213

    • DOI

      10.7600/jspfsm.72.201

    • ISSN
      0039-906X, 1881-4751
    • Year and Date
      2023-06-01
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  • [Journal Article] 野球捕手の捕球時におけるミット制御2023

    • Author(s)
      澤井拓実 ,山田洋 ,小河原慶太,宮崎誠司,伊藤栄治
    • Journal Title

      バイオメカニズム

      Volume: 26 Pages: 127-136

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  • [Journal Article] Speed Accuracy Trade Off からみたバドミントンバックハンドドライブの技術特性2023

    • Author(s)
      清水幹弥, 山田洋, 植村隆志, 伊藤栄治, 八田有洋
    • Journal Title

      バイオメカニズム

      Volume: 26 Pages: 137-148

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  • [Journal Article] Biomechanical analysis of distance adjustment in volleyball overhead pass2022

    • Author(s)
      Ozawa, Y., Yamada, H., Ozawa, S., Vogt, T., & Kanosue, K.
    • Journal Title

      Sports Biomechanics

      Volume: - Issue: 2 Pages: 1-18

    • DOI

      10.1080/14763141.2022.2125427

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 走法の違いが方向転換能力に及ぼす影響2022

    • Author(s)
      山田洋,内山秀一,高野進,木村季由,八百則和,長尾秀行,青木真理子,塩崎知美,小河原慶太,宮崎誠司
    • Journal Title

      東海大学スポーツ医科学雑誌

      Volume: 35 Pages: 17-24

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    • Author(s)
      笠原脩,小林真貴,佐久間琉希,清水幹弥,山田洋
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      第7回身体科学研究会,神奈川
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  • [Presentation] 未熟練者へのヘッドマウントディスプレイを用いた一人称視点映像フィードバックが運動学習に及ぼす即時効果2025

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      山田洋
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      第33回日本運動生理学会大会,神奈川
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  • [Presentation] The Shuttlecocks Velocity Adjustment Strategy in Badminton Backhand Shots.2024

    • Author(s)
      Shimizu, M., Ozawa, Y., Yamada H.
    • Organizer
      29th European College of sport science,Glasgow
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  • [Presentation] バドミントン熟練者と非熟練者におけるバックハンドドライブ中の上肢運動の相違2023

    • Author(s)
      清水幹弥,山田洋,小澤悠,宮﨑誠司.
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      第30回よこはまスポーツ整形外科フォーラム
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  • [Presentation] Effects of immediate feedback on tackle technique in rugby using 3-dimensional motion analysis: A case study.2023

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      Norikazu Y.,Shogo Y., MikiyaS., Hiroshi Y., Yuta K., Kazuho N., Hideyuki K.
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      The 28th Annual Congress of the European College of Sport Science
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The characteristics of distribution of volleyball passing for several distances2023

    • Author(s)
      Ozawa Y., Nakamura S., Yamada H., Miyazaki S.
    • Organizer
      The 28th Annual Congress of the European College of Sport Science
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Changes muscle activity when manipulating the difficulty of the serve.2023

    • Author(s)
      Ryosuke F. Yu O., Hiroshi Y.
    • Organizer
      The 12th Asian-Pacific Conference on Biomechanics
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Influence of subjective effort level on badminton shot accuracy and movement2023

    • Author(s)
      Shimizu M. Ozawa Y. and Yamada H.
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      The 12th Asian-Pacific Conference on Biomechanics
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      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 異なる熟練度の打動作における打球速度調節方略―バドミントンバックハンドドライブに着目して―2023

    • Author(s)
      清水幹弥,小澤悠,山田洋.
    • Organizer
      第44回日本バイオメカニズム学術講演会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] バドミントンショットにおけるショット方向のばらつき2023

    • Author(s)
      清水幹弥,小澤悠,古屋良祐,山田洋.
    • Organizer
      第6回身体科学研究会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 熟練者と未熟練者におけるバックハンドドライブのショットパフォーマンスの比較2023

    • Author(s)
      清水幹弥,山田洋.
    • Organizer
      第7回日本バドミントン学会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] The effect of maximum voluntary isometric contraction immediately before drop jump on jump performance2022

    • Author(s)
      Ino Taiki, Yamada Hiroshi, Ogawara Keita, Uchiyama Shuichi, Endo Shinya, Miyazaki Seiji.
    • Organizer
      17th International Symposium of the 3-D Analysis of Human Movement (3D-AHM 2022)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Speed Accuracy Trade-Offからみたバドミントンバックハンドドライブの技術特性2022

    • Author(s)
      清水幹弥, 山田洋, 植村隆志, 伊藤栄治, 八田有洋.
    • Organizer
      第27回バイオメカニズムシンポジウム
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] スポーツバイオメカニクスにおけるデータ活用2022

    • Author(s)
      山田洋.
    • Organizer
      日本計算機統計学会第36回シンポジウム
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      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 打球速度の異なるバックハンドドライブ時の上肢関節運動の違い2022

    • Author(s)
      清水幹弥,山田洋,植村隆志.
    • Organizer
      日本バドミントン学会 第6回学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] バレーボール オーバーハンドパスの一人称視点映像がスポーツスキルに与える影響2022

    • Author(s)
      大原瑞希,山田洋,眞城敬朋,高木陸,藤井壮浩.
    • Organizer
      日本体育測定評価学会第22回大会・第5回身体科学研究会 合同大会
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  • [Presentation] バレーボールのアンダーハンドパスにおけるパスのばらつき特性の分析2022

    • Author(s)
      小澤悠,中村駿太郎,山田洋,伊坂忠夫,宮崎誠司.
    • Organizer
      日本体育測定評価学会第22回大会・第5回身体科学研究会 合同大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] バドミントン経験者と未経験者におけるバックハンドドライブの技術特性2022

    • Author(s)
      佐野大地,清水幹弥,榎木涼雅,花牟礼隆太,山田洋.
    • Organizer
      日本体育測定評価学会第22回大会・第5回身体科学研究会 合同大会
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  • [Presentation] 異なる速度の打球の正確性  バドミントン競技バックハンドドライブを題材に2022

    • Author(s)
      清水幹弥,山田洋,植村隆志.
    • Organizer
      日本体育測定評価学会第22回大会・第5回身体科学研究会 合同大会
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  • [Presentation] 即時フィードバックがパフォーマンスにどのように影響するか  ラグビータックル時の姿勢の変化に着目して2022

    • Author(s)
      八百則和,山門翔悟,木村季由,山田洋.
    • Organizer
      日本体育測定評価学会第22回大会・第5回身体科学研究会 合同大会
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Published: 2022-04-19   Modified: 2026-01-16  

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