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2015 Fiscal Year Annual Research Report

神経修飾法による運動学習の操作・デザインを実現するための基礎的研究

Research Project

Project/Area Number 13J04917
Research InstitutionNational Institute of Information and Communications Technology

Principal Investigator

上原 信太郎  国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報通信融合研究室, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords神経修飾法 / 運動学習 / 一次運動野 / 小脳 / 可塑的変化
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、ヒトの運動学習過程を非侵襲的神経(脳)修飾法を利用して効果的に促進することを見据え、運動学習に関わる脳内神経基盤を理解することを目的としている。本年度は運動学習の基盤となる学習メカニズムである誤差に基づく学習、成功に基づく学習に着目し、それらの重み変化を反映する脳内神経生理的パラメータを明らかにすることを目的とした実験を行った。運動学習には様々な学習メカニズムが関与することが示唆されており、その中でも特に誤差に基づく学習、成功に基づく学習はその代表的メカニズムと言える。本年度は、経頭蓋磁気刺激と経頭蓋直流電流を神経生理的変化を評価する手段として用い、学習メカニズムと脳内神経生理的変化の関係性を探った。その結果、誤差に基づく学習に依拠した運動学習が進行している際には小脳皮質での神経興奮性の可塑的変化が、一方で、成功に基づく学習を主に動員した運動学習時には一次運動野の可塑的変化が生じることが明らかとなった。これらの成果は、ヒトの運動学習過程を非侵襲的神経修飾法で操作(促進)することを企図した時、異なる脳領域の神経興奮性を操作することでそれぞれの領域を基盤に持つ異なる学習メカニズムが修飾されうる可能性を示している。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (7 results)

All 2016 2015

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] After-effects of pedaling exercise on spinal excitability and spinal reciprocal inhibition in patients with chronic stroke2016

    • Author(s)
      Tanuma A, Fujiwara T, Yamaguchi T, Ro T, Arano T, Uehara S, Honaga K, Mukaino M, Kimura A, Liu M
    • Journal Title

      International Journal of Neuroscience

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.3109/00207454.2016.1144055

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Does excessive attention to speech contribute to stuttering? A preliminary study with a reading comprehension task2016

    • Author(s)
      Iimura D, Uehara S, Yamamoto S, Aihara T, Kushiro K
    • Journal Title

      SIG 4: Fluency and Fluency Disorders

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Observation of interactive behavior increases corticospinal excitability in humans: A transcranial magnetic stimulation study2015

    • Author(s)
      Aihara T, Yamamoto S, Mori H, Kushiro K, Uehara S
    • Journal Title

      Brain and Cognition

      Volume: 100 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.bandc.2015.09.003

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Understanding distinct motor learning mechanisms with non-invasive brain stimulations2016

    • Author(s)
      上原 信太郎
    • Organizer
      The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2016-03-22
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 運動学習則の脳機能理解から応用展開へ2016

    • Author(s)
      上原 信太郎
    • Organizer
      日本生理学会プレシンポジウム -生理学とニューロリハビリテーションの接点-
    • Place of Presentation
      札幌医科大学記念ホール
    • Year and Date
      2016-03-21
    • Invited
  • [Presentation] Occlusion of LTP-like plasticity in the primary motor cortex following adaptive motor learning2015

    • Author(s)
      Shintaro Uehara, Firas Mawase, Pablo Celnik
    • Organizer
      Society for Neuroscience 45th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      MaCormick place, Chicago
    • Year and Date
      2015-10-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] LTP-like plasticity in M1 reflects reinforcement mechanism of motor learning2015

    • Author(s)
      Shintaro Uehara, Firas Mawase, Pablo Celnik
    • Organizer
      Translational and computational motor control (TCMC)
    • Place of Presentation
      InterContinental Chicago Magnificent Mile Hotel
    • Year and Date
      2015-10-17
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-12-27  

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