2014 Fiscal Year Annual Research Report
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26242062
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
野崎 大地 東京大学, 教育学研究科(研究院), 教授 (70360683)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
門田 宏 高知工科大学, 総合研究所, 准教授 (00415366)
平島 雅也 国立研究開発法人情報通信研究機構, その他部局等, 研究員 (20541949)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 運動記憶 / 非侵襲的脳刺激 / 到達運動 / 運動学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の研究実績は以下の２つである。
1.経頭蓋直流電気刺激（tDCS）を用いた運動記憶操作可能性の検討：ロボットマニピュランダムを用いて、10cm前方への腕到達運動中に、ハンドル速度に依存した時計回り、もしくは反時計回りの力場をハンドルに加える運動学習実験を行った。このとき左一次運動野へのtDCSの極性を、力場の方向に応じて、陽極もしくは陰極と切り替えた。このトレーニングを十分行った後、被験者が腕到達運動をしている間に、tDCSを加えると、その極性に応じて、獲得した運動記憶が自動的に想起されることが明らかとなった。
2.手首運動の制御・学習に伴う脳賦活部位の同定：tDCSを行いながら運動学習課題を行うときの脳賦活部位を同定するため、fMRI内で使用可能な手首運動用のマニピュランダムを開発した。これは、力覚デバイスPhantom 3.0(Geomagic, USA)の先端部にカーボン製のロッドを取り付けて伸張し、手首運動用のハンドルを取り付けたものである。これにより本体部をfMRIスキャナから十分に離すことが可能となり、さらにアルミの箱で覆う構造を採用することでMRI画像へのノイズの混入を最小に抑えることができると考えられた。
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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
「経頭蓋直流電気刺激（tDCS）を用いた運動記憶操作可能性の検討」については、まず一次運動野に与えるtDCSの極性と運動適応課題中の力場方向を関連づけたトレーニングを行うことにより、その極性に依存した運動記憶が構築され、さらにトレーニング後、その極性のtDCSを加えることで構築された運動記憶が自動的に呼び起こされるという興味深い結果を得ている。
「手首運動の制御・学習に伴う脳賦活部位の同定」についても、fMRI内で使用可能なマニピュランダムの製作が予定どおり進み、今後、予備実験をいつでも行える状況となった。以上から、おおむね順調に研究が進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
「経頭蓋直流電気刺激（tDCS）を用いた運動記憶操作可能性の検討」については、H27年度にSham刺激（刺激開始直後短時間だけtDCSを加え、残りの時間は刺激を切る）を用いた対照実験を行う。具体的には、トレーニング中にtDCS―トレーニング後のテスト中にSham刺激、逆にトレーニング中にSham刺激-テスト中にtDCSの2群を対象とした実験を行い、異なる極性のtDCSを受けながらトレーニングを行うことが異なる運動記憶の構築に必要であること、またこうして構築された異なる運動記憶を取り出すには異なる極性のtDCSによってトレーニング時の脳状態を再度作り出すことが重要であることを検証する。
「手首運動の制御・学習に伴う脳賦活部位の同定」については、予備実験を行いながら、開発した機器とシステムをさらにブラッシュアップしていく。予備実験には、陽極および陰極tDCSを加えながら手首到達運動を行う実験、手首の運動速度依存性の回転力場に手首運動を適応させる実験の2種類を実施し、ノイズの混入の程度、頭部の動きへの影響、脳賦活部位の妥当性等を調べる。
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