運動発達障害／遅滞の機序に対する構成論的解明：シミュレーションと神経生理学の融合

• 研究課題/領域番号: 15J03958
• 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: 特別支援教育
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 金沢 星慶 東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2015-04-24 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 発達 / 構成論 / 新生児 / 乳児 / 運動発達 / シミュレーション / 筋骨格 / 神経発達 / 発達科学 / 早産児 / 運動制御

研究実績の概要

運動発達障害/遅滞は多要因から影響を受けると同時に，各要因が相互に代償し合う複合的病態と言える．しかし，従来の研究方法では，このような複合的病態は解明困難なため，新たな研究方法を開発スべく「構成論的手法と神経生理学の融合」に着目して研究を進めた．
今年度は，昨年度までに行っていた新生児・乳児の運動データの計測および解析を進めるとともに，計測データのシミュレーションへの導入を進め，構成論的発達科学の完成を目指した．具体的には新生児・乳児の筋骨格モデルの構築・改善に加え，精密な運動計測結果から筋張力および固有感覚入力を推定し，新生児から乳児の運動時の運動感覚ネットワークの定量化・可視化に成功した．また，大量データ収集を目的とする新生児・乳児運動の簡易計測手法の開発を目指し，シミュレーションを利用した画像生成と実データ（RGB・深度データ）を組み合わせたGenerative Adversarial Networksによる学習モデルも構築した．
また，計測データの解析や計測手法の開発を進めると同時に，シミュレーションによる発達モデルの構築による発達メカニズムの追求も進めた．順モデルを学習する際の予測誤差を利用した内発的動機付けモデルにより探索行動を加速し，より広い空間での順モデル獲得および協調運動の発現という感覚運動発達の一側面を示した. また，Echo state networkを用いたPredictive Codingが運動主体感の獲得モデルとして有用であることも示した．

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Modulation of EMG-EMG Coherence in a Choice Stepping Task (2018)
  • 著者名/発表者名: Nojima Ippei、Watanabe Tatsunori、Saito Kotaro、Tanabe Shigeo、Kanazawa Hoshinori
  • 雑誌名: Frontiers in Human Neuroscience 巻: 12 ページ: 111-111
  • DOI: 10.3389/fnhum.2018.00050
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Validity of spectral analysis based on heart rate variability from 1-minute or less ECG recordings (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Naomi、Kuriyama Akira、Kanazawa Hoshinori、Takahashi Yoshimitsu、Nakayama Takeo
  • 雑誌名: Pacing and clinical electrophysiology 巻: 40 号: 9 ページ: 1004-1009
  • DOI: 10.1111/pace.13138
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 構成論的発達科学 (2017)
  • 著者名/発表者名: 國吉 康夫，長井 志江，小西 行郎，明和 政子，熊谷 晋一郎，大村 吉幸，金沢 星慶
  • 雑誌名: ベビーサイエンス 巻: 17
• [雑誌論文] 運動機能発達の脳・神経科学的メカニズム解明の成果と小児理学療法への応用の手がかり (2017)
  • 著者名/発表者名: 儀間 裕貴，金沢 星慶
  • 雑誌名: 理学療法学 巻: 34
• [雑誌論文] An Embodied Brain Model of the Human Foetus. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamada Y, Kanazawa H, Iwasaki S, Tsukahara Y, Iwata O, Yamada S, Kuniyoshi Y.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 15;6 号: 1 ページ: 27893-27893
  • DOI: 10.1038/srep27893
  • NAID: 120006349332
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Screening for the secondary hyperparathyroidism in preterm infants (2016)
  • 著者名/発表者名: Y Dowa, M Kawai, H Kanazawa, K Iwanaga, T Matsukura, T Heike
  • 雑誌名: Pediatrics International 巻: 58 号: 10 ページ: 988-992
  • DOI: 10.1111/ped.12961
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Screening for the secondary hyperparathyroidism in preterm infants (2016)
  • 著者名/発表者名: Dowa Y, Kawai M, Kanazawa H, Iwanaga K, Matsukura T, Heike T.
  • 雑誌名: Pediatrics international 巻: 印刷前
  • 査読あり
• [雑誌論文] ガイドラインの研究・評価用チェックリストAGREE II による理学療法診療ガイドライン第1版の質評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大寺祥佑, 金沢星慶, 金沢奈津子, 木内隆裕, 中山健夫
  • 雑誌名: 理学療法学 巻: 42 号: 7 ページ: 596-603
  • DOI: 10.15063/rigaku.11025
  • NAID: 130005114169
  • ISSN: 0289-3770, 2189-602X
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Single Laser to Multiple Optical Fiber Device for Optogenetics-based Epidural Spinal Cord Stimulation (2017)
  • 著者名/発表者名: Shih-Yin Chang, Kazunori Naganuma, Hoshinori Kanazawa, Kenta Takashima, Kuniaki Konishi, Takao Someya, Masaki Sekino, Yasuo Kuniyoshi, Hiroshi Onodera
  • 学会等名: The 8th International IEEE EMBS Conference on Neural Engineering
  • 国際学会
• [学会発表] Predictive Codingを用いた運動主体感の獲得モデル (2017)
  • 著者名/発表者名: 森岡 智陽、金沢 星慶、米倉 将吾、藤井 敬子、國吉 康夫
  • 学会等名: 第17回日本赤ちゃん学会
• [学会発表] 自発運動の発達的変化に潜む全身運動感覚と神経学的構造の関連性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 金沢 星慶，山田康智，田中一敏，河井昌彦，國吉康夫
  • 学会等名: 発達神経科学科会
  • 発表場所: 東京都文京区本郷，東京大学本郷キャンパス 武田先端知ビル
  • 年月日: 2016-11-26
  • 招待講演
• [学会発表] Information structure of proprioceptive feedback in infantile spontaneous movements (2016)
  • 著者名/発表者名: H Kanazawa, Y Yamada, K Kuniyoshi
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego Convention Center, America
  • 年月日: 2016-11-12
  • 国際学会
• [学会発表] Developmental changes in cortical folding patterns affect scalp EEG profiles: A large-scale cortex simulation study (2016)
  • 著者名/発表者名: K Fujii, H Kanazawa, Y Kuniyoshi
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego Convention Center, America
  • 年月日: 2016-11-12
  • 国際学会
• [学会発表] 発達初期の運動発達を取り巻く要因について (2016)
  • 著者名/発表者名: 金沢 星慶
  • 学会等名: 赤ちゃん学会若手の会研究合宿
  • 発表場所: 滋賀県高島市安曇川町近江白浜，白浜荘
  • 年月日: 2016-09-10
• [学会発表] 発達初期の自発運動に伴う全身運動感覚と神経学的構造の関連性について (2016)
  • 著者名/発表者名: 金沢 星慶，山田康智，田中一敏，河井昌彦，國吉康夫
  • 学会等名: Motor Control研究会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市港北区，慶應義塾大学 日吉キャンパス（協生館藤原洋記念ホール）
  • 年月日: 2016-09-01
• [学会発表] 理学療法診療ガイドラインに関する調査研究 －評価用チェックリストAGREE IIを用いたガイドラインの質の評価－ (2015)
  • 著者名/発表者名: 木内隆裕, 大寺祥佑, 金沢星慶, 法田奈津子, 中山健夫
  • 学会等名: 日本理学療法学術大会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム、東京都千代田区
  • 年月日: 2015-06-05
• [備考] ISI HP
  • URL: http://www.isi.imi.i.u-tokyo.ac.jp/index.html
• [備考] Kanazawa's HP
  • URL: http://www.isi.imi.i.u-tokyo.ac.jp/~kanazawa/