Understanding adaptation process of human bodily movements in accordance with various task contexts by means of corticomuscular coherence
| Project/Area Number |
23K20370
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| Project/Area Number (Other) |
20H04091 (2020-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2020-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59030:Physical education, and physical and health education-related
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
牛山 潤一 慶應義塾大学, 環境情報学部(藤沢), 教授 (60407137)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Declined (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000)
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| Keywords | 脳波 / 筋電図 / コヒーレンス / 感覚運動統合 / 皮質ー筋コヒーレンス |
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| Outline of Research at the Start |
脳・神経系における情報処理過程を計算論的にモデリングする「計算論的神経科学」の枠組みを取り入れた実験パラダイムと，脳と身体の活動同期性を定量評価する皮質－筋コヒーレンスという「運動生理学」的な解析アプローチを融合し，脳－身体システムがどのように多様な“運動の文脈”に身体運動を適応させているのか，その情報処理過程の生理学的機序を明らかにすることを目的とする． 本研究の成果は，未だ概念の域を出ない「感覚運動統合」の基礎科学的理解を深化させるとともに，スポーツやリハビリテーション現場における神経筋機能評価の客観マーカーの提案や神経系トレーニング法の創造などへの寄与が期待される．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，脳－身体システムが運動を構成する多様なパラメーターの兼ね合い（=運動の『文脈』）に身体運動を適応させているのか，その情報処理過程の生理学的機序を，脳波と筋電図の相関を評価する「皮質－筋コヒーレンス（CMC）」と呼ばれる生理学的指標を駆使してあきらかにすることである．2022年度はコロナ禍における研究推進の方策も研究室内で成熟してきたため，とくに「（研究3）視覚フィードバックの差異がもたらす影響」について研究を加速させつつ，安全かつ着実に実験・解析を進めてきた．計算論的神経科学でもちいられる視覚外乱のパラダイムを参考に，(1) 与えられる視覚フィードバックは同じであるにも関わらず，実際に要求される収縮強度が異なる条件；（２）与えられる視覚フィードバックが異なるにも関わらず，実際に要求される収縮強度は同じ条件，など視覚環境が突然変化する実験系を構築した．当初予定では視覚環境変化にどのように適応するかといった運動のオンライン制御，外乱直後の課題にその影響がどのように反映されるかといった運動のオフライン制御，その双方に目を向けることを想定していたが，パラメータを増やしすぎることによって研究が煩雑になるリスクが浮上したため，当初予定通り，運動のオンライン制御における感覚運動統合の生理学的実態に切り込むパラダイムに戻す運びとなった．2022年度は研究パラダイムの修正に多くの時間を要したが，これはそもそも想定通りであり，2023年に研究をもう一段階加速させる準備が整ったということができる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
1コロナ禍に入り3年目ということで，研究遂行上の取り決めも充実し，従来以上のスピード感で研究を推進することができた．データ収集については本実験前の予備的検討にほぼすべての時間を割いたが，この「（研究3）視覚フィードバックの差異がもたらす影響」の遂行にあたってはそもそも多くの予備的検討が必要であるという目算であったため，総じて，当初の計画以上に進展していると評価できる
成果としては，研究代表者が過去15年にわたって積み上げてきた研究成果をレビューする機会に恵まれ，国際学会におけるキーノートレクチャー（Ushiyama J, Keynote Lecture 4, The International Society of Electrophysiology & Kinesiology 2022），レビュー論文の執筆（Ushiyama J, Advance in Exercise and Sports Physiology 2022）を行い，このなかで，本研究にまつわる未公開の知見の紹介などもおこなった．
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度は，2021年度から2022年度に積み上げた予備的検討からようやく形になった「（研究3）視覚フィードバックの差異がもたらす影響」に関する本実験を本格的に加速させる．本研究における最初の研究成果である原著論文（Suzuki & Ushiyama, Cereb Cortex Commun 2020）のパラダイムを最大限踏襲し，運動のオンライン修正における感覚運動統合の実態にせまることを目的に実験を積み上げる．また，必要に応じてコントロール実験としての「（研究4）課題のランダマイゼーションがもたらす影響」の検討も入れ込み，研究をより堅実なものへと成熟させていく．2023年8月に予定されているMotor Control研究会に本研究にまつわる演題を発表し，当該領域の専門家たちとのディスカッションを経て，学術論文の執筆に向かっていきたい．
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
