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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Mechanisms of body cognition and emotion inducing hyper-adaptability

Planned Research

Project AreaHyper-adaptability for overcoming body-brain dysfunction: Integrated empirical and system theoretical approaches
Project/Area Number 19H05725
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

今水 寛  東京大学, 大学院人文社会系研究科(文学部), 教授 (30395123)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 筒井 健一郎  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (90396466)
Project Period (FY) 2019-06-28 – 2024-03-31
Keywords身体認知 / 情動 / 運動主体感 / 運動学習 / ヒト脳活動計測 / サル電気生理 / 操作性の知覚 / 意欲の操作
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,新学術領域「超適応」の計画研究として「身体認知や意欲などの正の情動が,運動学習を促進する」という仮説を検証,そのメカニズムを解明することを目的とする.具体的には,1) 意欲や身体認知が,困難な運動学習を促進するメカニズムの解明,2) 意欲や身体認知への操作介入を通して,運動学習を促進する技術の開発である.これらの研究を通して「超適応」のメカニズムを理解するとともに,「超適応」を誘導・促進する技術の基礎を構築することを目指す.今年度の主な成果を以下に挙げる.
1) 運動主体感と運動学習  身体認知の一種である「運動主体感」(自身が運動を引き起こしているという感覚)が運動学習に影響を与えることを行動実験で示した.具体的には,運動主体感の基礎となる運動の自他帰属が,短期的な運動学習を促進することを示した.
2) 操作性の認知に関わる神経機構  運動主体感の基礎となる操作性の認知に関して,その神経基盤をfMRIで明らかにした.運動主体感の構成要素である操作性の認知に関して,対象物の操作性が増加するときと減少するときの脳活動を計測,その違いを調べた.その結果,操作性の増加と減少の認知には,異なるメカニズムが関与することが示唆された.
3) 動物において意欲を操作する方法の確立  サルにおいて意欲を評価あるいは操作しながら運動学習の過程を研究する行動パラダイムを確立した.手指運動の巧緻性を評価する課題である Brinkman Board 課題を応用し, 課題のパフォーマンスにおける意欲と手の巧緻性の要因を分離して評価することを試みた. サルの行動特性として, 意欲が低下したときには, 難しい課題に対するエフォートのコストが特異的に増加し, 易しい課題に対するエフォートのコストには変化がないという, 意欲とエフォートコストの間に非線形的な関係があることも明らかになった.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

運動主体感と運動学習の関係を調べる行動実験パラダイムの開発,運動主体感の構成要素である操作性認知の神経基盤の解明に関して進展がみられた.また,意欲に関して,サルにおいて意欲を評価あるいは操作しながら運動学習の過程を研究するための行動パラダイムを確立することができた.

Strategy for Future Research Activity

今年度の成果を基礎として,操作性の認知が運動学習に与える影響を,ヒトとサルで調べるための議論を積み重ねている.次年度以降は,ヒトとサルで共通する実験パラダイムの構築を行う予定である.

  • Research Products

    (38 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 11 results) Book (2 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] カロリンスカ研究所(スウェーデン)

    • Country Name
      SWEDEN
    • Counterpart Institution
      カロリンスカ研究所
  • [Int'l Joint Research] Tuebingen 大学(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Tuebingen 大学
  • [Journal Article] 経頭蓋磁気刺激による大脳皮質機能研究の新たな展開2020

    • Author(s)
      筒井健一郎、中村晋也
    • Journal Title

      Clinical Neuroscience

      Volume: 38 Pages: 193-195

  • [Journal Article] Compress global, dilate local: Intentional binding in action-outcome alternations2019

    • Author(s)
      Imaizumi Shu、Tanno Yoshihiko、Imamizu Hiroshi
    • Journal Title

      Consciousness and Cognition

      Volume: 73 Pages: e102768

    • DOI

      10.1016/j.concog.2019.102768

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Primate prefrontal neurons signal economic risk derived from the statistics of recent reward experience2019

    • Author(s)
      Grabenhorst Fabian、Tsutsui Ken-Ichiro、Kobayashi Shunsuke、Schultz Wolfram
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 8 Pages: e44838

    • DOI

      10.7554/eLife.44838

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Entorhinal Layer II Calbindin-Expressing Neurons Originate Widespread Telencephalic and Intrinsic Projections2019

    • Author(s)
      Ohara Shinya、Gianatti Michele、Itou Kazuki、Berndtsson Christin H.、Doan Thanh P.、Kitanishi Takuma、Mizuseki Kenji、Iijima Toshio、Tsutsui Ken-Ichiro、Witter Menno P.
    • Journal Title

      Frontiers in Systems Neuroscience

      Volume: 13 Pages: e54

    • DOI

      10.3389/fnsys.2019.00054

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 操作感の脳科学2020

    • Author(s)
      今水 寛
    • Organizer
      東京大学オープンイノベーションフォーラム「ロボティクスの新展開」
    • Invited
  • [Presentation] 感覚-運動学習のメカニズム2020

    • Author(s)
      今水 寛
    • Organizer
      日本ボバース研究会 関東甲信越神ブロック成人部門合同症例発表会 特別講演
    • Invited
  • [Presentation] Prefrontal cortex underpinning the flexibility of behavior: investigation by the recording, modeling, and manipulation of neural activity2020

    • Author(s)
      筒井健一郎
    • Organizer
      脳と心のメカニズム 第20回冬のワークショップ
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 経頭蓋磁気刺激で拓く高次脳機能研究2020

    • Author(s)
      筒井健一郎
    • Organizer
      第12回 若手インスパイアシンポジウム(東京医科歯科大学脳統合機能研究センター/お茶の水ニューロサイエンス協会/大学院セミナー共催)
  • [Presentation] 認知神経科学とリハビリテーション医学:運動学習・運動主体感・外骨格ロボット2019

    • Author(s)
      今水 寛
    • Organizer
      第56回日本リハビリテーション医学会学術集会(JARM2019)・特別講演
    • Invited
  • [Presentation] Two dissociable processes for detecting gaining and losing control in human brain2019

    • Author(s)
      Wen, W., Ohata, R., Tanaka, M., Yamashita, A., Asama, H., Imamizu, H.
    • Organizer
      23nd Annual Meeting of the Association for the Scientific Study of Consciousness (ASSC23)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Neural mechanisms for adaptive change of behaviors while car-driving2019

    • Author(s)
      Ohata, R, Ogawa, K., Imamizu, H.
    • Organizer
      Organization for Human Brain Mapping 2019 Annual Meeting (OHBM 2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 短期と長期の運動記憶2019

    • Author(s)
      今水 寛
    • Organizer
      東京大学 知の創造的摩擦プロジェクト 第15回講演会「脳科学×心理学」
    • Invited
  • [Presentation] 結合ニューロフィードバックの作業記憶成績への長期効果2019

    • Author(s)
      山下真寛, 浅井智久, 今水 寛
    • Organizer
      第42回日本神経科学大会
  • [Presentation] Response to gaining and losing control in human brain2019

    • Author(s)
      Wen, W., Ohata, R., Tanaka, M., Yamashita, A., Asama, H., Imamizu, H.
    • Organizer
      日本心理学会第83回大会 公募シンポジウム38 「The role of sense of agency in explorative and exploitative actions」
  • [Presentation] 運動主体感の成立に関わる脳のネットワーク2019

    • Author(s)
      今水 寛
    • Organizer
      日本心理学会第83回大会 公募シンポジウム63 「融合社会脳研究―自己の主体性を考える」
  • [Presentation] 運動主体感の神経基盤~新学術領域・身体性システムの成果から2019

    • Author(s)
      今水 寛
    • Organizer
      第13回Motor Control研究会 シンポジウム5
  • [Presentation] 誤差の原因帰属の主観的判断が運動学習に与える影響2019

    • Author(s)
      田中 大,井澤 淳,今水 寛
    • Organizer
      第13回Motor Control研究会
  • [Presentation] 認知機能と脳のネットワーク2019

    • Author(s)
      今水 寛
    • Organizer
      第23回東京大学文学部常呂公開講座
    • Invited
  • [Presentation] The role of medial and dorsal frontal cortices in the regulation of mood, motivation and social behavior: a monkey TMS study.2019

    • Author(s)
      Tsutsui KI
    • Organizer
      KU Leuven-Tohoku Univ. Symposium on Systems Neuroscience
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The role of medial and lateral frontal cortex in the regulation of motivation, mood, and social behavior in macaque monkeys.2019

    • Author(s)
      Tsutsui KI
    • Organizer
      Tohoku U-NTU Joint Symposium of Neuroscience(国立台湾大学神経科学シンポジウム)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 経頭蓋磁気刺激を用いた前頭連合野皮質の認知情動機能の解明2019

    • Author(s)
      筒井健一郎
    • Organizer
      CAPSシンポジウム(関西学院大学応用心理科学研究センター)
    • Invited
  • [Presentation] Neurostimulation for curing aged brain2019

    • Author(s)
      Tsutsui KI
    • Organizer
      JANET FORUM 2019(UCL-日本3大学合同シンポジウム)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Exploring the brain with transcranial magnetic stimulation2019

    • Author(s)
      Tsutsui KI
    • Organizer
      XXXVII Annual Meeting of Indian Academy of Neurosciences(インド神経科学学会IAN-AIIMS)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 脳とこころを健やかに生きるには:脳科学と心理学の最前線からの提言2019

    • Author(s)
      筒井健一郎
    • Organizer
      東北心理学会 第73回大会
  • [Presentation] Differential effects of rTMS to medial frontal and dorsolateral prefrontal cortices on competitive food picking behavior in monkeys2019

    • Author(s)
      Ikeda Y, Hosokawa T, Nagano H, Saita A, Nakamura S, Tsutsui KI
    • Organizer
      第42回日本神経科学大会
  • [Presentation] Behavioral and physiological measures reflecting positive and negative emotions elicited by conditioned stimuli in a probabilistic Pavlovian conditioning task2019

    • Author(s)
      Nakamura S, Moritani T, Honda Y, Tsutsui KI
    • Organizer
      第42回日本神経科学大会
  • [Presentation] Functional connectivity analysis on local field potentials (LFPs) simultaneously recorded from various cortical regions in rats performing a visuospatial working memory task2019

    • Author(s)
      Ohi M, Honda Y, Hosokawa T, Nakamura S, Oyama K, S Bestmann, Tsutsui KI
    • Organizer
      第42回日本神経科学大会
  • [Presentation] Effect of single-pulse transcranial magnetic stimulation on local neural activity in the primary motor cortex and its relation to motor evoked potential (MEP) examined by simultaneously recordings of electrocorticogram (ECoG) and MEP in monkeys.2019

    • Author(s)
      Honda Y, Nakamura S, Ogawa K, Iijima T, Nishimura Y, Tsutsui KI
    • Organizer
      第42回日本神経科学大会
  • [Presentation] Depressive behavioral and physiological state induced by low-frequency rTMS to the ventral medial frontal cortex in monkeys2019

    • Author(s)
      Nakamura S, Tsutsui KI
    • Organizer
      IBRO2019(The 10th IBRO World Congress of Neuroscience)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Behavioral evidence for the use of functional categories in Japanese monkeys (Macaca fuscata)2019

    • Author(s)
      Hosokawa T, M.D.C. Romero, Honda Y, Tsutsui KI
    • Organizer
      EBBS2019(48th Auuual General Meeting of the European Brain and Behaviour Society)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The measurement of motivational level by using a modified version of the Brinkman board test in monkeys2019

    • Author(s)
      Nakamura S, Tsutsui KI
    • Organizer
      Society for Neuroscience Annual Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 社会脳から心を探る―自己と他者をつなぐ社会適応の脳内メカニズム 第6章「社会脳から見た自己と身体意識」2020

    • Author(s)
      今水 寛, 大木紫, 前田貴記, 村田 哲
    • Total Pages
      203
    • Publisher
      日本学術協力財団
    • ISBN
      9784990997229
  • [Book] 公認心理師の基礎と実践 第6巻 心理学実験 第8章 感覚運動学習)2019

    • Author(s)
      今水 寛
    • Total Pages
      240
    • Publisher
      遠見書房
  • [Remarks] 超適応:身体-脳の機能不全を克服する潜在的適応力のシステム論的理解(A03 計画班)

    • URL

      https://www.hyper-adapt.org/organization/a03/

  • [Remarks] 東京大学大学院人文社会系研究科 今水学習機構研究室

    • URL

      http://www.l.u-tokyo.ac.jp/~imamizu/

  • [Remarks] 東北大学大学院生命科学研究科脳神経システム研究室

    • URL

      https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/sysneuro/index.html

URL: 

Published: 2021-12-27  

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