2014 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Understanding brain plasticity on body representations to promote their adaptive functions |
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26120006
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
太田 順 東京大学, 人工物工学研究センター, 教授 (50233127)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青井 伸也 京都大学, 工学研究科, 講師 (60432366)
千葉 龍介 旭川医科大学, 脳機能医工学研究センター, 准教授 (80396936)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | モデル化 / システム工学 / 神経科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
- ヒトの代償性姿勢制御実験：ヒトの外乱に対し起立姿勢を維持する代償性姿勢維持戦略に着目し、姿勢制御のモデル化を試みた。実験系の構築と予備実験を行った。傾斜がある床面に対し、床面を短時間動かす外乱を与えたところ、外乱の大きさは変わらずに傾斜面の角度変化により戦略の変容が観察された。微小な傾斜面の変化に対する知覚が弱い高齢者の転倒に繋がる可能性が示唆された。
- 筋骨格シミュレータによるヒトの姿勢制御考察：筋骨格シミュレータOpenSim を用い、PD 制御系と筋緊張に相当するフィードフォワード系の制御を付与することでヒトの起立姿勢維持をシミュレートした。
- ラット後肢2足直立姿勢制御とラット後肢左右分離型トレッドミル歩行：ヒトの直立動作には1 Hz 未満のゆっくりとした重心動揺を伴い、神経疾患によって大きく変化することが知られている。この姿勢動揺に着目し、神経疾患による姿勢制御の変容メカニズムの解明に向けて、本年度はラットの後肢2 足直立実験系を構築した。ラットの後肢による左右分離型トレッドミル歩行の実験系を構築した。正常無傷ラットを用いて運動計測を行ったところ、ヒトやネコと同様の短期的な適応が確認された。
- 小脳部分障害ラットの歩行：姿勢・歩行制御において重要な役割を果たすとされている小脳機能の解明・モデル化を行うために、小脳の中央部と外側部をそれぞれ除去したラットを作成し、その歩行様態を計測した。
- ヒトの歩行・走行:運動計測に基づく運動学シナジー解析より、ヒトの歩行・走行を生み出す、共通、並びに特異な時空間構造を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、初年度における研究開始に伴い、主に実験系の構築と初期的な実験及び解析、ならびに解析ツールを開発した。これによりfast dynamics に関する制御メカニズムの考察が可能となった。このように順調に研究が進んでおり，おおむね順調に進展していると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度行った実験の継続によるfast dynamics モデルの精緻化とslow dynamicsモデル構築を開始する。また、他研究項目と連携し、実験データの解析とモデル化、ツールの提供を行っていく。
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