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神経修飾法による運動学習の操作・デザインを実現するための基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 13J04917
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
研究機関国立研究開発法人情報通信研究機構

研究代表者

上原 信太郎  国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報通信融合研究室, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,320千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 720千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード神経修飾法 / 運動学習 / 一次運動野 / 小脳 / 可塑的変化 / 運動技能 / 運動の切り換え / ランダム練習 / 機能的核磁気共鳴画像法 / 切り替え能力 / 運動干渉 / 神経修飾
研究実績の概要

本研究は、ヒトの運動学習過程を非侵襲的神経(脳)修飾法を利用して効果的に促進することを見据え、運動学習に関わる脳内神経基盤を理解することを目的としている。本年度は運動学習の基盤となる学習メカニズムである誤差に基づく学習、成功に基づく学習に着目し、それらの重み変化を反映する脳内神経生理的パラメータを明らかにすることを目的とした実験を行った。運動学習には様々な学習メカニズムが関与することが示唆されており、その中でも特に誤差に基づく学習、成功に基づく学習はその代表的メカニズムと言える。本年度は、経頭蓋磁気刺激と経頭蓋直流電流を神経生理的変化を評価する手段として用い、学習メカニズムと脳内神経生理的変化の関係性を探った。その結果、誤差に基づく学習に依拠した運動学習が進行している際には小脳皮質での神経興奮性の可塑的変化が、一方で、成功に基づく学習を主に動員した運動学習時には一次運動野の可塑的変化が生じることが明らかとなった。これらの成果は、ヒトの運動学習過程を非侵襲的神経修飾法で操作(促進)することを企図した時、異なる脳領域の神経興奮性を操作することでそれぞれの領域を基盤に持つ異なる学習メカニズムが修飾されうる可能性を示している。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] After-effects of pedaling exercise on spinal excitability and spinal reciprocal inhibition in patients with chronic stroke2016

    • 著者名/発表者名
      Tanuma A, Fujiwara T, Yamaguchi T, Ro T, Arano T, Uehara S, Honaga K, Mukaino M, Kimura A, Liu M
    • 雑誌名

      International Journal of Neuroscience

      巻: 印刷中 号: 1 ページ: 73-79

    • DOI

      10.3109/00207454.2016.1144055

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Does excessive attention to speech contribute to stuttering? A preliminary study with a reading comprehension task2016

    • 著者名/発表者名
      Iimura D, Uehara S, Yamamoto S, Aihara T, Kushiro K
    • 雑誌名

      SIG 4: Fluency and Fluency Disorders

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Observation of interactive behavior increases corticospinal excitability in humans: A transcranial magnetic stimulation study2015

    • 著者名/発表者名
      Aihara T, Yamamoto S, Mori H, Kushiro K, Uehara S
    • 雑誌名

      Brain and Cognition

      巻: 100 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.bandc.2015.09.003

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The role of handedness-dependent sensorimotor experience in the development of mirroring2015

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Mori, Shinji Yamamoto, Tsuyoshi Aihara, Shintaro Uehara
    • 雑誌名

      Neurosciene Letters

      巻: 584 ページ: 119-122

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2014.10.012

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of cerebellar transcranial magnetic stimulation on soleus Ia presynaptic and reciprocal inhibition2015

    • 著者名/発表者名
      Akiyoshi Matsugi, Nobuhiko Mori, Shintaro Uehara, Noriyuki Kamata, Kosuke Oku, Yohei Okada,Yutaka Kikuchi, Kouichi Mukai,Kiyoshi Nagano
    • 雑誌名

      Neuroreport

      巻: 26 号: 3 ページ: 139-143

    • DOI

      10.1097/wnr.0000000000000315

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Task dependency of the long-latency facilitatory effect on the soleus H-reflex by cerebellar transcranial magnetic stimulation2014

    • 著者名/発表者名
      Akiyoshi Matsugi, Nobuhiko Mori, Shintaro Uehara, Noriyuki Kamata, Kosuke Oku, Kouichi Mukai, Kiyoshi Nagano
    • 雑誌名

      Neuroreport

      巻: 25 号: 17 ページ: 1375-1380

    • DOI

      10.1097/wnr.0000000000000275

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 運動イメージにおける脳内機構2013

    • 著者名/発表者名
      内藤栄一、水口暢章、上原信太郎、雨宮薫
    • 雑誌名

      脳科学とリハビリテーション

      巻: 13 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Understanding distinct motor learning mechanisms with non-invasive brain stimulations2016

    • 著者名/発表者名
      上原 信太郎
    • 学会等名
      The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 運動学習則の脳機能理解から応用展開へ2016

    • 著者名/発表者名
      上原 信太郎
    • 学会等名
      日本生理学会プレシンポジウム -生理学とニューロリハビリテーションの接点-
    • 発表場所
      札幌医科大学記念ホール
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Occlusion of LTP-like plasticity in the primary motor cortex following adaptive motor learning2015

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Uehara, Firas Mawase, Pablo Celnik
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 45th Annual Meeting
    • 発表場所
      MaCormick place, Chicago
    • 年月日
      2015-10-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LTP-like plasticity in M1 reflects reinforcement mechanism of motor learning2015

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Uehara, Firas Mawase, Pablo Celnik
    • 学会等名
      Translational and computational motor control (TCMC)
    • 発表場所
      InterContinental Chicago Magnificent Mile Hotel
    • 年月日
      2015-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Human left fronto-parietal cortices are associated with acquisition of skill-switching ability2014

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Uehara, Nobuaki Mizuguchi, Satoshi Hirose, Shinji Yamamoto, Eiichi Naito
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 44th Annual Meeting
    • 発表場所
      Washington Convention Center (Washington DC, USA)
    • 年月日
      2014-11-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Change in resting-state functional connectivity after motor skill learning in humans2013

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Uehara
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 43rd Annual Meeting
    • 発表場所
      San Diego Convention Center (USA, San Diego)
    • 年月日
      2013-11-10
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Acquisition of improved skill-switching ability with random-order practice2013

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Uehara
    • 学会等名
      The 7th Meeting of the Japanese Society for Motor Control
    • 発表場所
      東京大学弥生講堂(東京都文京区)
    • 年月日
      2013-09-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [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
      Shintaro Uehara
    • 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(京都府京都市)
    • 年月日
      2013-06-22
    • 関連する報告書
      2013 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
    • 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(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2013-05-25
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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