2009 Fiscal Year Annual Research Report
大脳皮質運動関連領野が創る「見なし情報」による随意運動制御
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17075003
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
矢野 雅文 Tohoku University, 電気通信研究所, 教授 (80119635)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
牧野 悌也 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (90250844)
坂本 一寛 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (80261569)
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| Keywords | 見なし情報 / 随意運動制御 / 生物・生体工学 |
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| Research Abstract |
環境に合わせて目的を達成する行動は随意運動である。目的を設定すると、これを解く問題は逆問題であり、逆問題は一般に不良設定問題になる。この不良設定性を解消するためには拘束条件が必要である。無限定環境下でリアルタイムに目的を達成するには、拘束条件を環境とシステムの状態に依存して時々刻々生成し、それをリアルタイムで充足しなければならない。随意運動において、目的を達成するための拘束条件を「見なし情報」と呼ぶことにする。
「見なし情報」は,運動遂行における最上位の拘束条件であり,そのもとで,下位の複数レベルの拘束条件がリアルタイムに生成・充足されなければならない.本年度は,腕到達運動制御に関し以下の研究を行った.(1)リアルタイムの動力学的情報に基づく運動制御指令生成の自律分散的制御モデルを構築した.身体に加わり姿勢を変化させる力やトルクは,筋自体が出力する"能動的成分"と運動や外力によって生じる"受動的成分"に分けられる.受動的成分を直接制御することは不可能だが,身体姿勢が変化すればその成分も相対的に変化する.モデルは,受動的成分が能動的成分をサポートできる方向に各リンクの姿勢を変化させれば,身体姿勢は局所的なエネルギー効率最適解にむかうことを明らかにした.(2)予測不可能的に環境が変化する場合の適応過程を検討する心理物理実験として,目標到達運動において,試行ごとに異なる回転座標変換を視覚的手先位置に加えたときの運動の計測を行った.被験者は,実際に動くことで始めて視覚回転変換情報を取得し,その情報に基づいて運動を修正しゴールへ到達する.1試行内で実行されるこの過程は,予測不可能な環境への対応を繰り返すことで,よりすばやく実行できるようになることを確認した.また,タスクにおける予測不可能性の程度が,この適応過程に影響することも見出した.
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