Modeling of slow dynamics on body representations in brain

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Understanding brain plasticity on body representations to promote their adaptive functions
• Project/Area Number: 26120005
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Asama Hajime 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50184156)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 宏和 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (00332320) ; 井澤 淳 筑波大学, システム情報系, 准教授 (20582349) ; 近藤 敏之 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60323820) ; 矢野 史朗 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90636789)
• Research Collaborator: Yamashita Atsushi ; Yano Masafumi ; An Qi ; Wen Wen
• Project Period (FY): 2014-07-10 – 2019-03-31
• Keywords: システム工学 / 運動主体感 / 身体所有感 / 身体表象 / リハビリテーション

Outline of Final Research Achievements

Body consciousness such as sense of agency and sense of ownership is generated in real time based on the body representation in brain. This process can be called “fast dynamics.” On the other hand, the body representation is created, updated and transformed through perceptional and motion experience, which can be called “slow dynamics.” In this group, these dynamics on the process creating and updating body representation in brain related to body consciousness were investigated and modelled mathematically. B01 research group conducted mathematical modeling of creation of body consciousness and transformation of body representation of brain, verification of cognition-body mapping model, and examination of its application to model-based rehabilitation.

Free Research Field

システム工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

我が国は超高齢社会である．高齢者では加齢に伴う身体機能の低下だけでなく，脳卒中などになる割合も増え，その結果として片麻痺などが生じると運動機能が著しく制限される．特に片麻痺などでは運動機能の変化が急激に起こるため，発症前に脳内に構築されていた脳内身体表現と実際の身体との間に齟齬が生じてしまい，運動が適切に生成できなくなってしまう．このような状況を改善するためには，適切にリハビリテーションを行い，脳内身体表現の更新を行うことが重要である．本研究ではリハビリテーション中の運動主体感を高く保持させるシステムを構築し，リハビリテーションを通じて脳内身体表現の改善を行った．