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片手・両手運動学習による異なる神経ネットワークの可塑的変化について

Research Project

Project/Area Number 15J03540
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Developmental mechanisms and the body works (A)
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

平野 雅人  広島大学, 総合科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords両手運動学習 / 経頭蓋磁気刺激 / 運動モジュール / 運動スキル学習 / 両手運動 / 神経科学 / 運動学習
Outline of Annual Research Achievements

片手と両手運動では同じ運動であってもそれらを制御する神経ネットワークが異なり,状態依存的に運動が記憶されていると報告されている.本研究は,一次運動野(M1)においても片手・両手運動間で異なる神経ネットワークが使われているかどうか明らかにするため,M1とその遠心系に表現される運動モジュールに着目し,片手・両手運動学習によって状態依存的に手指運動に関する運動モジュールが再組織化されるか明らかにする実験を実施した.
27年度と28年度に実施した研究から,系列手指運動の学習によって運動モジュール構造が再組織化されることが明らかとなったため,本研究でも系列手指運動を対象とした.系列手指運動を用いた両手運動として,左手指を軽く屈曲しながら右手で系列手指運動を行う課題を設定した.学習前後において,経頭蓋磁気刺激法(TMS)を用いて左M1を磁気刺激し,誘発される右手指運動をデータグローブを用いて記録した.その際,左手指を①安静,②軽く屈曲した状態で磁気刺激する条件を設定した.運動モジュール構造は,TMSで誘発された右手の運動から主成分分析を用いて抽出した.
結果として,条件間において,運動モジュール構造の変化に統計学的な有意差は見られなかった.この結果は,両手運動学習によって状態依存的に運動モジュール構造が再組織化されないことを示唆する.したがって,先行研究で報告されている片手・両手運動における状態依存的な学習効果は,M1とその遠心系に表現される運動モジュールレベルでは生じていないことが示唆された.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] The acquisition of skilled finger movements is accompanied by the reorganization of the corticospinal system2018

    • Author(s)
      Hirano M, Kubota S, Furuya S, Koizume Y, Tanaka S, Funase K
    • Journal Title

      Journal of Neurophysiology

      Volume: 119 Issue: 2 Pages: 573-584

    • DOI

      10.1152/jn.00667.2017

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Relationship between motor module and motor skill learning2017

    • Author(s)
      Hirano Masato、Funase Kozo
    • Journal Title

      Advances in Exercise and Sports Physiology

      Volume: 23 Pages: 41-45

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Different effects of implicit and explicit motor sequence learning on latency of motor evoked potential evoked by transcranial magnetic stimulation on the primary motor cortex2017

    • Author(s)
      Hirano M, Kubota S, Koizume Y, Tanaka S, Funase K
    • Journal Title

      Frontiers in Human Neuroscience

      Volume: ー Pages: 1-8

    • DOI

      10.3389/fnhum.2016.00671

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Interactions Among Learning Stage, Retention, and Primary Motor Cortex Excitability in Motor Skill Learning2015

    • Author(s)
      Masato Hirano, Shinji Kubota, Shigeo Tanabe, Yoshiki Koizume, Kozo Funase
    • Journal Title

      Brain Stimulation

      Volume: 8 Issue: 6 Pages: 1195-1204

    • DOI

      10.1016/j.brs.2015.07.025

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 運動スキルのフィードフォワード制御の獲得に伴い一次運動野に可塑的変化が生じる2017

    • Author(s)
      平野雅人
    • Organizer
      第25回日本運動生理学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規手指動作獲得に伴う手指シナジーの再組織化2017

    • Author(s)
      平野雅人
    • Organizer
      第11回Motor Control 研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Reorganization of modular architectures in the corticospinal neuromuscular system by implicit and explicit learning2016

    • Author(s)
      Hirano M, Kubota S, Koizume Y, Tanaka S, Furuya S, Funase K
    • Organizer
      6th International Conference on Transcranial Brain Stimulation, 2016
    • Place of Presentation
      Gottingen, Germany
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 皮質脊髄路に表現される運動モジュールの運動学習に伴う再編成2016

    • Author(s)
      平野雅人, 窪田 慎治, 古屋晋一, 小井詰喜希, 田中新也, 船瀬 広三
    • Organizer
      第10回 Motor Control 研究会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学
    • Year and Date
      2016-09-01
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 中枢神経系に表現される関節間の協調関係とその運動学習による再編成2016

    • Author(s)
      平野雅人
    • Organizer
      第24回日本運動生理学会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2016-07-23
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 中枢神経系に表現される関節間の協調関係とその運動学習による再編成2016

    • Author(s)
      平野雅人
    • Organizer
      第24回日本運動生理学会大会
    • Place of Presentation
      熊本大学 黒髪キャンパス
    • Year and Date
      2016-07-23
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Remarks] (1)タイトル:下記参照

    • URL

      http://www.hiroshima-u.ac.jp/news/show/id/23835

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Remarks] (2)タイトル:下記参照

    • URL

      http://www.hiroshima-u.ac.jp/news/show/lang/en/id/2013

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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