2023 Fiscal Year Annual Research Report
Systematic understanding and realization of hyper-adaptive phenomena focusing on cognition and emotion
| Project Area | Hyper-adaptability for overcoming body-brain dysfunction: Integrated empirical and system theoretical approaches |
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| Project/Area Number |
19H05729
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
淺間 一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50184156)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井澤 淳 筑波大学, システム情報系, 准教授 (20582349)
温 文 立教大学, 現代心理学部, 准教授 (50646601)
安 ち 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (70747873)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 身体意識 / 認知 / 情動 / 数理モデル / 計算論 / 運動主体感 / リハビリテーション / 運動学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和5年度において，研究代表者淺間のグループでは，45名のパーキンソン病患者に対する実験の結果から，字症の背景に運動主体感の変容が存在することを示した．さらに，脊髄小脳変性症患者に認められる運動制御システムの障害が，大脳によってどのように代償されているのかを調べ，大脳による適応的な神経活動のパターンの存在もしくは非適応的な神経活動パターンの存在を確認した．
研究分担者井澤のグループは，運動学習のメタ学習に関する計算モデルを最適化原理から導き出した．このモデルは，多様なメタ学習現象を統一的に説明できること，また既存のモデルではこれらの現象を説明できないことを示した．さらに，モデルを検証するために新しい実験パラダイムを開発し，人間が軌道誤差と報酬を試行研究分担者をまたいで統合し，メタ学習を実現することを明らかにした．
研究分担者温のグループは，主体感の探索行動を解析するため，2次元平面上のマウスの運動軌跡を，ディープニューラルネットワークを用いて学習させた．学習後の隠れ層のニューロンの情報に基づき，実験参加者が実際に描いた軌道と画面上に提示された軌道の類似性と違いを計算し，実験参加者の運動主体感を高い精度で推定した．この成果に基づいて，主体感の生起の基礎となる行動から情報を抽出し，モデル化するという斬新な研究アプローチにつながる．
研究分担者安のグループでは，本年はデイケアに通う高齢者を対象に福祉用具に取り付けた力センサの情報から，使用者の筋力とバランス能力を推定するシステムを構築し，それぞれ精度よく推定できることを確認した．本システムを用いることで，使用者にセンサを貼り付けることなく経時的な運動機能の変化を計測し，その変化を提示できるようになった．本システムを利用することで，デイケアなどで行うトレーニングの効果を簡便に提示することができ，意欲の向上が期待される．
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Characteristics of Structural Changes in the Cerebrum of Patients with Spinocerebellar Degeneration2023
Author(s)
Hamada, H., Kikuchi, Y., Wen, W., An Q., Yamashita, A., & Asama, H
Organizer
Neuroscience 2023 (SfN2023)
Int'l Joint Research
