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Neurophysiological traits related to the motor learning rate

Research Project

Project/Area Number 18H03154
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research InstitutionUniversity of Yamanashi (2021)
Jobu University (2018-2020)

Principal Investigator

関口 浩文  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (20392201)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 門田 宏  高知工科大学, 情報学群, 准教授 (00415366)
河野 豊  茨城県立医療大学, 保健医療学部, 教授 (10392200)
宮崎 真  静岡大学, 情報学部, 教授 (30392202)
牛山 潤一  慶應義塾大学, 環境情報学部(藤沢), 准教授 (60407137)
野崎 大地  東京大学, 大学院教育学研究科(教育学部), 教授 (70360683)
山中 健太郎  昭和女子大学, 生活機構研究科, 教授 (90359662)
中澤 公孝  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (90360677)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2018: ¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000)
Keywords運動学習速度 / fast learner / 神経生理学的要因 / 経頭蓋磁気刺激 / 皮質運動表象 / 皮質-筋コヒーレンス / sequential tapping / 運動学習 / 皮質表象 / ジャグリング / スポーツ歴
Outline of Annual Research Achievements

片手運動における2つの筋(右三角筋前部線維,右橈側手根屈筋)に関して,皮質表象の同定を行い,その後に2ボール片手ジャグリングを練習した。頭頂(Cz)を中心に左右半球に跨る17×9のグリッドを作成し,左半球のグリッドで,2筋それぞれに対し,経頭蓋磁気刺激による皮質表象の同定を行った。その際,被験者は等尺性による5%MVCの筋活動を発揮している時に1か所4回ずつ刺激した。前回(長掌筋,上腕二頭筋)同様,ジャグリングの総キャッチ数と各筋の皮質表象面積における指標(各筋皮質表象の面積,重複面積)との関係を検討した。しかし,結果は前回同様,いずれも統計的に有意な関係は見られなかった。そこで,今回は各筋の応答(MEP)の最大振幅(MEPピーク値)で標準化し,10%MEPmaxから80%MEPmaxまで10%間隔で,それぞれの振幅を閾値として囲まれる面積に関して,2筋間の重複面積と総キャッチ数の関係を検討した。その結果,40%および50%MEPmaxに関して,総キャッチ数との間に有意な関係が検出された。これを受け,前回のデータに関しても同様な解析を行ったところ,10%から40%MEPmaxまで総キャッチ数との間に有意な関係が検出された。2筋間の異なる組み合わせにおいて,同様な結果が観察されたことから,仮説通り,いろいろな経験によって培われた皮質表象の重複面積が広いヒトほど,それらの筋が参画する初めての運動でも速く上手くなることが明らかとなった。
筋シナジーパターンと運動学習に関しては,右上肢15筋から筋電図を記録し,力覚呈示装置による到達運動の力場学習を実施した。パフォーマンスの上位群と下位群に分け,筋シナジーパターンとの関係を検討したところ,上位群において手首と肩の屈筋を協調させる筋シナジーを運動開始時に大きく貢献させており,力場学習を促進させる要因になっていることが示唆された。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(13 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Acquisition of novel ball-related skills associated with sports experience2021

    • Author(s)
      Sekiguchi Hirofumi、Yamanaka Kentaro、Takeuchi Shigeki、Futatsubashi Genki、Kadota Hiroshi、Miyazaki Makoto、Nakazawa Kimitaka
    • Journal Title

      Scientific Report

      Volume: 11 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-021-91120-7

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Acquisition and maintenance of motor memory through specific motor practice over the long term as revealed by stretch reflex responses in older ballet dancers2020

    • Author(s)
      1GeeHee Kim*, Tetsuya Ogawa*, Hirofumi Sekiguchi, Kimitaka Nakazawa *equally-contributed first authors
    • Journal Title

      Physiological Reports

      Volume: 8(2)

    • DOI

      10.14814/phy2.14335

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Evidence for existence of trunk-limb neural interaction in the corticospinal pathway2018

    • Author(s)
      Sasaki, A., Milosevic, M., Sekiguchi, H., and Nakazawa, K.
    • Journal Title

      Neuroscience Letters

      Volume: 668(6) Pages: 31-36

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2018.01.011

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 下肢切断後の義足使用による皮質脊髄路興奮性の変調2020

    • Author(s)
      星野元訓,中西智也, 加藤辰弥, 関口浩文, 中澤公孝
    • Organizer
      第36回日本義肢装具学会学術大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 抑うつの程度とコントラスト判断の事象関連電位検討2020

    • Author(s)
      竹内成生,関口浩文,宮崎真
    • Organizer
      第38回日本生理心理学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 左右脳機能マップと両手協調運動によるスキル学習との関連性2020

    • Author(s)
      関口浩文,佐々木睦,二橋元紀,門田宏
    • Organizer
      第50回日本臨床神経生理学会学術大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 新奇なボール関連スキルの獲得はスポーツ歴に依存する2019

    • Author(s)
      関口浩文,二橋元紀,竹内成生,山中健太郎,門田宏,宮崎真,中澤公孝
    • Organizer
      第74回日本体力医学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ハムストリングスと大腿四頭筋における筋力比と皮質脊髄路入出力特性との関連2019

    • Author(s)
      東原綾子,二橋元紀,関口浩文,中川剣人,広瀬統一
    • Organizer
      第74回日本体力医学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 皮質脊髄路興奮性と足関節捻挫受傷リスクに関する前向き研究2019

    • Author(s)
      二橋元紀,関口浩文,小宮山伴与志
    • Organizer
      第74回日本体力医学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 運動学習能力に関連した安静時脳活動の検討2019

    • Author(s)
      坂谷大輔,関口浩文,宮崎真,平島雅也,門田宏
    • Organizer
      電子情報通信学会2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 時間順序判断におけるベイズ推定の神経基盤 ―経頭蓋磁気刺激による研究―2018

    • Author(s)
      宮崎真,竹内成生,関口浩文
    • Organizer
      日本スポーツ心理学会第45回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 科学研究費助成事業 基盤研究(B) H30 ~ R3 (H33)

    • URL

      http://www.mcontrol.org/p/blog-page_22.html

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] 科学研究費助成事業 基盤研究(B) H30~H33

    • URL

      http://www.mcontrol.org/p/blog-page_22.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-12-28  

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