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短時間の電気的感覚情報入力と運動の組み合わせによる学習促進効果

研究課題

研究課題/領域番号 10J04098
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 実験心理学
研究機関京都大学

研究代表者

上原 信太郎  京都大学, 人間・環境学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2012年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード運動学習 / 体性感覚 / 運動記憶 / 運動干渉 / 感覚入力 / 神経修飾 / 運動技能 / 神経可塑性 / 機能結合 / 皮質-皮質下回路 / 機能的磁気共鳴画像法
研究概要

これまでの研究代表者の研究成果によって、身体抹消からの体性感覚刺激入力は、直後の運動技能課題実行中の脳内運動領野の神経活動変化を引き起こし、停滞していた運動パフォーマンスを更に向上させる行動学的変容を導く効果があることが明らかとなった。こうした研究成果に基づき、本年度はまず、新規の運動学習過程に対する体性感覚刺激の介入効果を検証した。
手指の巧緻運動課題を新規に学習していく際の課題試行間を利用し、被験者の手部に短時間の体性感覚刺激を施した。このような運動課題実行と刺激介入を繰り返し実施し、運動技能の学習率を算出した。その結果、特別な介入を施さなかった対照群に比較して技能の学習率が向上し、翌日の運動パフォーマンスも相対的に高いレベルを示した。このことから、運動実行直前の体性感覚入力は、学習の初期・後期どちらにおいてもその学習を更に高めるような作用を及ぼすことが明らかとなり、体性感覚刺激介入はリハビリテーションの治療効果を促進させる補助手段として広く応用できることが示唆された。
次に、運動学習効率の促進という観点に着目した新たな実験を行った。体性感覚入力による運動技能学習の促進効果を高めるには、向上した運動技能を運動記憶として脳内にどの程度定着させ、それをどの程度忠実に再現できるかが重要な鍵となる。そこで、運動記憶の定着とそれを再現する能力について調査するための行動学的実験を行った。その結果、一度獲得した運動記憶を再現する時の正確性は、その運動を練習するときの戦略に依存することが明らかとなった。つまり、2種類の運動をランダムな順序で学習するような戦略を用いた場合には、各運動をまとめて練習する場合に比べてそれらの運動を再現する時の正確性が高くなることが明らかとなった。一方、まとめて練習する戦略を用いた場合には、運動を再現する際に2つの運動同士が干渉し合ってしまい、運動の正確性が相対的に低くなることがわかった。このことから、運動練習に体性感覚入力を組み合わせる際には、その練習方法に応じて複合的かつ効率的な運動技能学習の促進を引き起こせる可能性があることが示唆された。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Prior somatic stimulation improves performance of acquired motor skill by facilitating functional connectivity in cortico-subcortical motor2012

    • 著者名/発表者名
      Uehara S, Nambu I, Matsumura M, Kakei S, Naito E
    • 雑誌名

      Journal of Behavioral and Brain Science

      巻: 2 ページ: 343-356

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improving human plateaued motor skill with somatic stimulation2011

    • 著者名/発表者名
      S Uehara, I Nambu, S Tomatsu, J Lee, S Kakei, E Natio
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 6 号: 10 ページ: e25670-e25670

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0025670

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Random practice of two motor skills increases robustness against behavioral interference from one to the other2013

    • 著者名/発表者名
      Uehara S, Mizuguchi N, Yamamoto S, Hirose S, Naito E
    • 学会等名
      The 36th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都)(発表確定)
    • 年月日
      2013-06-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ランダム練習で獲得された運動記憶は運動干渉に対する耐性が高い2013

    • 著者名/発表者名
      上原信太郎、水口暢章、山本真史、廣瀬智士、内藤栄一
    • 学会等名
      第48回日本理学療法学術大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知)(発表確定)
    • 年月日
      2013-05-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 二つの運動技能の干渉は練習方法に依存する2013

    • 著者名/発表者名
      上原信太郎、水口暢章、山本真史、廣瀬智士、内藤栄一
    • 学会等名
      第1回ヒューマンパフォーマンス研究会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪)(招待講演)
    • 年月日
      2013-02-02
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Facilitation of functional connectivity in human cortico-subcortical motor circuit underlies rapid performance improvement of well-learned hand motor skill2011

    • 著者名/発表者名
      S Uehara, I Nambu, M Matsumura, S Kakei E Natio
    • 学会等名
      The 34th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 運動前短時間の筋刺激は安定化した運動パフォーマンスを改善し、更なる学習を促進する2011

    • 著者名/発表者名
      上原信太郎、松村道一、内藤栄一
    • 学会等名
      第46回日本理学療法学術大会
    • 発表場所
      シーガイアコンベンションセンター(宮崎県)
    • 年月日
      2011-05-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Pre-movement sensory manipulation facilitates initial learning of hand motor skills in humans2010

    • 著者名/発表者名
      上原信太郎
    • 学会等名
      Neuro2010
    • 発表場所
      兵庫、神戸コンベンションセンター
    • 年月日
      2010-09-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Improving plateaued performance of acquired motor skill with brief pre-movement sensory manipulation in humans2010

    • 著者名/発表者名
      内藤栄一
    • 学会等名
      Neuro2010
    • 発表場所
      兵庫、神戸コンベンションセンター
    • 年月日
      2010-09-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 運動前短時間の感覚刺激による技能学習の停滞状態からの脱却2010

    • 著者名/発表者名
      上原信太郎
    • 学会等名
      第4回生理学研究所Motor Control研究会
    • 発表場所
      愛知、自然科学研究機構岡崎カンファレンスセンター
    • 年月日
      2010-05-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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