2021 Fiscal Year Research-status Report

文字を書くときの座標系はどのように決定されるのか？

Research Project

Project/Area Number	18K19816
Research Institution	Dokkyo Medical University
Principal Investigator	高橋俊光獨協医科大学, 医学部, 助教 (00250704)
Project Period (FY)	2018-06-29 – 2023-03-31
Keywords	身体表象 / 書字
Outline of Annual Research Achievements	文字を様々な対象物に書こうとするとき、書字の座標系は瞬時に決定され通常意図した通りに文字を書くことができる。本研究は、このような文字を書くときの書字座標を決定する脳内メカニズムの解明を通して、脳がどの様にして、身体と空間の表象を統合し、適切な行動を実現するのかという認知科学の根本問題一端を明らかにすることを目的とする。これまでの実験により、被験者の表面を向けた書字板の前面に「透明なガラス板だと思って、向こう側の人に読めるように書いてください」と教示した場合、鏡文字を前面に素早く書けるケースがあった。このとき、リアルタイムの視覚フィードバックに書字の動作が影響されていなく、また脳から手への橈尺方向の運動コマンドが反転していることになる。これは、脳内にある文字の視覚・触運動表象と身体中心・手中心座標系との関係性の度合いで書字結果（正字か鏡文字か）が決まることを示唆している。これを確かめるため、視点をさまざまに設定して自己主体感を制御（視覚フィードバックや書字の作用点の動きの遅延を設定）するバーチャルリアリティー（VR）環境下において書字課題を行う実験系の構築を進めた。しかし、新型コロナウイルス感染拡大防止のため、被験者の公募ができなかったため、実験データを収集することができなかった。一方で、実験ができない期間も研究を前進させるため、運動コマンドの橈尺方向の反転機構およびその獲得過程のモデル論的検討を進めた。そこでは、「書こうとする書字面の角度に応じて書字座標を決定することは、文脈（状況）に適するよう身体と空間表象を行動に向けて統合する過程である」ととらえ、近年注目を集めている自由エネルギー原理の、能動的推論に基づき知覚や運動制御を統一的に説明する枠組みを援用して理論モデルの構築を試みた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 当該年度は、新型コロナウイルス感染拡大防止のため、被験者の公募ができなかったため、実験データを収集することができなかった。しかし、新たな実験系の開発と、これまで収集したデータの追加解析、および数理モデルによる検討を進めることができた。実験系の開発については、昨年度までに取りかかれないでいた、視覚・触運動表象の身体中心・手中心座標系との繋がりを調べる実験系の構築を進めた。具体的には、視点をさまざまに設定して自己主体感を制御（遅延を設定）するバーチャルリアリティー環境下において書字課題を行うことにより、運動コマンドの橈尺方向の反転の出現の条件を探る実験系の構築を進めた。また、これまでに収集した実験データの解析を進めるとともに、運動コマンドの橈尺方向の反転機構およびその獲得過程のモデル論的検討を進めた。以上を総合して、進捗はやや遅れているものと自己評価した。
Strategy for Future Research Activity	これまで実験系の構築は進めたものの新型コロナウイルス感染拡大防止のため一般被験者を対象とした実験を実施できなかった、書字姿勢、空間的注意、運動主体感の書字過程への関与を調べるための実験、および視覚・触運動表象と身体中心・手中心座標系との繋がりを調べる実験を進める。並行して、前年度までに進めたデータ解析結果をまとめ、学術論文に発表する。また、現在、所属研究室において使用可能な高密度多点脳波計を用い、書字課題実行時の脳波計測実験を行い、条件による準備電位やERS/EDSの変化、および電極間の機能結合の動的変化を解析することで、書字過程に関わる脳内機序を調べる。また、MRIを用いた実験も、利用可能な状況になれば実施し、書字過程における座標決定に関係する脳内部位を同定する実験を行いたいと考えている。
Causes of Carryover	当該年度は、新型コロナウイルス感染拡大防止のため被験者の公募ができなかったことにより実験を思うように実施できなかったこと、および、前年度までにリプレース予定であった借用機材の一部が生産中止になったなどによる代替機種の購入先送などにより、未使用額が生じた。次年度はこれらを執行する予定である。また、解析に使用しているコンピュータが不調なため代替機種の購入を検討する。さらに、昨年度に続きfMRI実験施設の使用が現状ではまだ困難であったため、これに関する予算も次年度に使用予定である。また、脳波計測のための周辺機材を購入する。