2015 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Understanding brain plasticity on body representations to promote their adaptive functions |
|---|
| Project/Area Number |
26120006
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
太田 順 東京大学, 人工物工学研究センター, 教授 (50233127)
|
|---|
| 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, 医学部, 准教授 (80396936)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
|
| Keywords | モデル化 / システム工学 / 神経科学 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
・姿勢制御におけるfast dynamicsモデルの構築：ヒトの立位姿勢における脳内身体表現を用いた制御メカニズムの解明を目指し，姿勢制御のfast dynamicsとslow dynamicsのモデル化を行っている．本年度は，ヒトの姿勢制御におけるfast dynamicsを解明するため，移動床面上での姿勢制御実験を行った．膝関節に屈伸を妨げる拘束具の有無による制御の相違を計測，分析した．ここでは、姿勢の制御方法を解析するため被験者の脚・体幹の筋電を計測し，その結果を筋シナジーに基づくモデルとする解析を行った．姿勢制御における筋シナジー制御器のfast dynamicsを分析した．更に，この姿勢制御の妥当性および長期的変容(slow dynamics)を詳細に調査するために筋骨格系シミュレータ上で立位姿勢維持が可能な制御モデルの構築を行った．
・歩行におけるslow dynamicsのモデル化：ヒトやラットの歩行を対象に，運動制御に見られるfast, slow dynamicsによる適応メカニズムの解明を目指して，運動計測に基づくデータ解析，ならびに神経筋骨格系の数理モデルの構築と動力学シミュレーション研究を行っている．本年度は，昨年度までに構築した接地感覚情報に基づく筋シナジーの反射的なタイミング制御（fast dynamics）をモデル化したラット後肢歩行の神経筋骨格モデルを改良し，運動制御におけるslow dynamicsのモデル化を目標とした．生理学的な知見から、歩行中は接地タイミングを予測し、実際のタイミングとの間に違いがあると，それを補償するような運動を取ることが示唆されている．そこで，歩行におけるslow dynamicsのモデルとして，接地タイミングを予測し，実際のタイミングとの誤差に基づいて学習的に筋シナジーの発火タイミングを調整するものを構築した．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度も初年度に引き続き研究を継続して行い，実験系の継続的構築，解析，解析ツールの継続的開発を行った．これより，fast dynamics，slow dynamicsに関する制御アルゴリ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いえる．
|
| Strategy for Future Research Activity |
引き続き，fast dynamicsの精緻化，slow dynamicsのモデル構築をおこなう．他研究項目と連携し，実験系構築，データ解析，モデル化，ツール提供を目指す．
|
Research Products
(47 results)
-
[Journal Article] Hereditary sensory and autonomic neuropathy types 4 and 5: Review and proposal of a new rehabilitation method2016
Author(s)
Yozu,Arito, Haga,Nobuhiko, Funato,Tetsuro, Owaki,Dai, Chiba,Ryoske & Ota,Jun
-
Journal Title
Neuroscience Research
Volume: 104
Pages: 105-111
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] ラットの二足直立運動の関節間協調の解析2016
Author(s)
佐藤陽太, 舩戸徹郎, 柳原大, 佐藤和, 藤木聡一朗, 青井伸也, 土屋和雄
Organizer
第28回自律分散システム・シンポジウム
Place of Presentation
広島大学東広島キャンパス 学士会館（広島県東広島市）
Year and Date
2016-01-21 – 2016-01-22
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Modeling method in embodied-brain systems science2015
Author(s)
J. Ota, H. Asama, T. Kondo, H. Tanaka, S. Yano, J. Izawa, S. Aoi, and R. Chiba
Organizer
IEEE International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS2015)
Place of Presentation
名古屋大学野依記念学術交流館（愛知県名古屋市）
Year and Date
2015-11-23 – 2015-11-25
Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
