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背景脳状態が運動記憶形成・想起・維持過程に及ぼす影響

研究課題

研究課題/領域番号 17H00874
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 身体教育学
研究機関東京大学

研究代表者

野崎 大地  東京大学, 大学院教育学研究科(教育学部), 教授 (70360683)

研究分担者 門田 宏  高知工科大学, 情報学群, 准教授 (00415366)
平島 雅也  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, 主任研究員 (20541949)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
43,030千円 (直接経費: 33,100千円、間接経費: 9,930千円)
2020年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2019年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2018年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2017年度: 14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円)
キーワード運動記憶 / 運動学習 / 脳状態 / 非侵襲脳刺激 / 多様性練習 / 腕到達運動 / 非侵襲的脳刺激 / 到達運動 / 経頭蓋直流電気刺激 / 脳機能画像
研究成果の概要

身体運動の記憶は学習時の脳(感覚運動野)の状態に紐付けられて形成される。本研究はまず、非侵襲的な脳刺激(経頭蓋直流電気刺激)を用いて脳状態を操作することにより、学習した運動の再現度合いが想起時と学習時の脳状態の類似度に依存して決まることを明らかにした。この結果は、学習した運動のパフォーマンスが十分に発揮できないのは想起時に不可避的に存在する脳状態変動に起因するということも間接的に示唆している。我々は、学習時の運動課題や脳状態を多様にすることで、想起時の脳状態が多少変動してもより安定した運動パフォーマンスが発揮できること、またより長く運動記憶が定着することを実験的、理論的に示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

練習した運動スキルが実際に本番で発揮できるかどうかは、スポーツ、楽器演奏のみならず様々な機器の操作などに従事する人にとって重要な問題である。本研究は運動学習時と学習後の運動実行時(想起時)の感覚運動野状態の類似度が、練習効果をどの程度発揮できるかを決定するということを、非侵襲的脳刺激によって脳状態を操作することにより明らかにした点、また運動課題や脳状態の多様性を増やすことで、忘却しにくいより強固な運動記憶を形成可能であることを実験的・理論的に示した点で、学術的のみならず実践的な観点からも意義があると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (58件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (48件) (うち国際学会 21件、 招待講演 1件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Cosine tuning determines plantarflexors' activities during human upright standing and is affected by incomplete spinal cord injury2020

    • 著者名/発表者名
      Fok Kai Lon、Lee Jae W、Unger Janelle、Chan Katherine、Nozaki Daichi、Musselman Kristin E、Masani Kei
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology

      巻: 123 ページ: 2343-2354

    • DOI

      10.1152/jn.00123.2020

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Divisively normalized integration of multisensory error information develops motor memories specific to vision and proprioception2020

    • 著者名/発表者名
      Hayashi T, Kato Y, Nozaki D
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience

      巻: 40 号: 7 ページ: 1560-1570

    • DOI

      10.1523/jneurosci.1745-19.2019

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Paralympic Brain". Compensation and reorganization of a damaged human brain with intensive physical trainig2020

    • 著者名/発表者名
      Nakazawa K, Obata H, Nozaki D, Uehara S, Cennik P
    • 雑誌名

      Sports

      巻: 8 号: 4 ページ: 46-46

    • DOI

      10.3390/sports8040046

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Individuals physically interacting in a group rapidly coordinate their movement by estimating the collective goal2018

    • 著者名/発表者名
      Takagi A, Hirashima M, Nozaki D, Burdet E
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 8

    • DOI

      10.7554/elife.41328

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Motivational goal-priming with or without awareness produces faster and stronger force exertion2018

    • 著者名/発表者名
      Yudai Takarada, Daichi Nozaki
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41598-018-28410-0

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pupil dilations induced by barely conscious reward goal-priming2017

    • 著者名/発表者名
      Takarada Yudai、Nozaki Daichi
    • 雑誌名

      Neuropsychologia

      巻: 103 ページ: 69-76

    • DOI

      10.1016/j.neuropsychologia.2017.07.020

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 次世代健康・スポーツサービスの実現に向けた脳・身体科学的取り組み2020

    • 著者名/発表者名
      平島雅也
    • 学会等名
      第14回Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Redundant visual error information processing by motor adaptation system according to divisive normalization mechanism2019

    • 著者名/発表者名
      Makino Y, Hayashi T, Nozaki D
    • 学会等名
      29th Neural Control of Movement
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sensorimotor adaptation to alteration of postural dynamics induced by a closed-loop perturbation system2019

    • 著者名/発表者名
      Hagio S, Azat A, Nozaki D
    • 学会等名
      29th Neural Control of Movement
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Variable brain states practice improves the retention of motor memory2019

    • 著者名/発表者名
      Takemi M, Ogasawara T, Siebner H, Nozaki D
    • 学会等名
      29th Neural Control of Movement
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Looking for a sign of failure in actions: Reaching Errors triggered by slowing down of movement and specific brain activity in preceding trials2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi T, Takemi M, Nozaki D
    • 学会等名
      29th Neural Control of Movement
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A new approach using electrical muscle stimulation to elucidate sensorimotor adaptation in human postural control system2019

    • 著者名/発表者名
      Hagio S, Azat A, Nozaki D
    • 学会等名
      International Society for Posture and Gait Research
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Variation of Sensorimotor Cortex Activity during Motor Practice Facilitates the Skill Retention2019

    • 著者名/発表者名
      Takemi T, Kosugi A, Sato Y, Kondo T, Okano H, Ushiba J, Siebner H, Nozaki D
    • 学会等名
      2019 Organization of Human Brain Mapping Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Divisively normalized processing of redundant visual error information by visuomotor adaptation system2019

    • 著者名/発表者名
      Makino Y, Hayashi T, Nozaki D
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Successive failures caused by exploratory action in a reinforcement-based motor task2019

    • 著者名/発表者名
      Saito R, Kodama M, Nozaki D, Takemi M
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Encoding the control position relative to hand in motor memory for manipulating a tool2019

    • 著者名/発表者名
      Hara H, Takemi M, Hagio S, Nozaki D
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Divisively normalized neural processing of uncertain visual feedback by the visuomotor adaptation system2019

    • 著者名/発表者名
      Makino Y, Hayashi T, Nozaki D
    • 学会等名
      20th Workshop of Mechanism of Brain and Mind
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 運動学習系によるDivisive Normalization則に基づいた視覚情報の処理様式2019

    • 著者名/発表者名
      牧野勇登、林拓志、野崎大地
    • 学会等名
      第13回Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Focal transcranial alternating current stimulation to the sensorimotor hand area at individual alpha and beta rhythm; effects on corticospinal excitability2019

    • 著者名/発表者名
      武見充晃, Mads J. Madsen, Janine Kesselheim, 田代祥一, Guilherme B. Saturnino, Axel Thielscher, Hartwig R. Siebner
    • 学会等名
      第13回Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 腕到達運動の視覚フィードバック応答が保たれた同名半盲患者の一例2019

    • 著者名/発表者名
      牛山潤一、野崎大地
    • 学会等名
      第13回Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝的アルゴリズムを用いた最適な身体動作の推定2019

    • 著者名/発表者名
      村井亮介、野崎大地
    • 学会等名
      第13回Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒトの巧みな道具使用を可能にする操作点に依存した運動記憶形成2019

    • 著者名/発表者名
      原基,武見充晃,萩生翔大,野崎大地
    • 学会等名
      第13回Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 筋電気刺激による閉ループ型摂動印加システムを用いてヒト立位姿勢制御機構の適応性を解明する2019

    • 著者名/発表者名
      萩生翔大・Anvar Azat・野崎大地
    • 学会等名
      第13回Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 両手で道具を操作する冗長な運動課題制御の最適化2019

    • 著者名/発表者名
      小林稔季, 野崎大地
    • 学会等名
      第13回Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Looking for a Sign of Failure in Actions: Reaching errors Triggered by Slowing Down of Movement and Specific Brain Activity in Preceding Trials2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi T, Takemi M, Nozaki D
    • 学会等名
      Workshop of the Mechanism of Brain and Mind 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Variable brain states practice improves motor memory retention2019

    • 著者名/発表者名
      Takemi M, Nozaki D
    • 学会等名
      Workshop of the Mechanism of Brain and Mind 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Motor memory retrieval interrupts time-dependent motor memory decay2019

    • 著者名/発表者名
      Sasaki A, Nozaki D
    • 学会等名
      Workshop of the Mechanism of Brain and Mind 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Divisively normalized integration of visual and proprioceptive motor memories for motor adaptation2018

    • 著者名/発表者名
      Hayashi T, Nozaki D
    • 学会等名
      Neural Control of Movement 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Short-term memory maintenance by motor memory retrieval2018

    • 著者名/発表者名
      Sasaki A, Nozaki D
    • 学会等名
      Neural Control of Movement 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Motor practice under variable cortical activities fosters the stability of motor memories2018

    • 著者名/発表者名
      Takemi M, Ogasawara T, Nozaki D
    • 学会等名
      Neural Control of Movement 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Variety of target position in force-field reaching task affects retention of the motor skill2018

    • 著者名/発表者名
      Ogasawara T, Takemi M, Nozaki D
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Muscle-based perturbation using electrical stimulation revealed sensorimotor coordination in multiple muscles during motor adaptation2018

    • 著者名/発表者名
      Hagio S, Nozaki D
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sensorimotor adaptation to alteration in postural dynamics induced by a novel electrical muscle stimulation system2018

    • 著者名/発表者名
      Azat A, Hagio S, Nozaki D
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Looking for a sign of failures: Reaching error triggered by slowing down of movement in preceding trials2018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi T, Takemi M, Nozaki D
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Motor practice under transcranially induced variable brain states improves the retention of motor memories2018

    • 著者名/発表者名
      Takemi M, Nozaki D
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 運動記憶の想起は時間経過に依存した忘却を食い止める2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木彰一, 野崎大地
    • 学会等名
      第12回 Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 運動記憶の安定性を高める多様な脳状態下での運動学習2018

    • 著者名/発表者名
      武見充晃, Hartig R. Siebner, 野崎大地
    • 学会等名
      第12回 Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 熟達した運動スキル遂行時における動作ミスの予兆2018

    • 著者名/発表者名
      小林稔季, 武見充晃, 野崎大地
    • 学会等名
      第12回 Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 適度な標的位置多様性は運動到達運動記憶の強い定着を促進する2018

    • 著者名/発表者名
      小笠原東洋, 武見充晃, 野崎大地
    • 学会等名
      第12回 Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 単一骨格筋ダイナミクスの変化に対する筋活動の修正パターンを明らかにする2018

    • 著者名/発表者名
      萩生翔大, 野崎大地
    • 学会等名
      第12回 Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Artificially increasing brain state variability enhances motor memory consolidation2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuaki Takemi, Daichi Nozaki
    • 学会等名
      Winter Workshop on Mechanism of Brain and Mind 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 背景脳状態に依存して想起・保持される運動記憶2017

    • 著者名/発表者名
      武見充晃、野崎大地
    • 学会等名
      第11回モーターコントロール研究
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 標的位置の多様性が到達運動記憶の定着に及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      小笠原東洋、武見充晃、野崎大地
    • 学会等名
      第11回Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 筋シナジーを基盤として進む腕到達運動の学習2017

    • 著者名/発表者名
      萩生翔大、神崎素樹、野崎大地
    • 学会等名
      第11回Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 粗大-巧緻運動を支える一次運動野の神経機能2017

    • 著者名/発表者名
      木村岳裕、日高一郎、野崎大地
    • 学会等名
      第11回Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 全身動作のリアルタイム視覚情報変換フィードバッ クシステム2017

    • 著者名/発表者名
      山本健太、池上剛、平島雅也
    • 学会等名
      第11回Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 腕到達運動学習時における筋骨格系の運動制御則2017

    • 著者名/発表者名
      萩生翔大、神崎素樹、野崎大地
    • 学会等名
      日本体育学会第68回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Spatiotemporal control of redundant musculoskeletal system is modularly regulated in motor adaptation2017

    • 著者名/発表者名
      Shota Hagio, Motoki Kozaki, Daichi Nozaki
    • 学会等名
      International Society of Biomechanics 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Low-dimensional modification of musculoskeletal variables in motor adaptation2017

    • 著者名/発表者名
      Shota Hagio, Motoki Kozaki, Daichi Nozaki
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Implicit manipulation of gait parameters by a visuomotor adaptation paradigm2017

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto K, Ikegami T, Hirashima M.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Short-term maintenance of motor memories by movement execution2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木彰一、野崎大地
    • 学会等名
      日本神経科学学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] The effect of viewpoint conversion on motor memory2017

    • 著者名/発表者名
      Sawada S, Kadota H
    • 学会等名
      International Workshop on Human-Engaged Computing, Kochi University of Technology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 皮質脊髄路興奮性調節の左右差が小さいほど両手協調運動の学習速度が速い2017

    • 著者名/発表者名
      山崎雛子、田中真理、風間美咲、平上慎之介、二橋元紀、門田宏、関口浩文
    • 学会等名
      第 72回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 皮質脊髄路入手出力特性のgainが高いほど運動学習は早い2017

    • 著者名/発表者名
      関口浩文、二橋元紀、 門田宏
    • 学会等名
      第72回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 運動学習の脳・神経科学―その基礎から臨床まで 「運動の制御と学習におけるオンライン修正とオフライ ン修正の役割」2020

    • 著者名/発表者名
      林拓志、野崎大地
    • 総ページ数
      216
    • 出版者
      市村出版
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 日常と非日常からみる心と脳の科学:「無の境地でナイスプレイ」 身体運動の学習と制御 における意識的なプロセスと無意識的なプロセス2017

    • 著者名/発表者名
      平島雅也
    • 総ページ数
      198
    • 出版者
      コロナ社
    • ISBN
      9784339078145
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 日常と非日常からみる心と脳の科学:よく学び、よく休め2017

    • 著者名/発表者名
      門田宏
    • 総ページ数
      198
    • 出版者
      コロナ社
    • ISBN
      9784339078145
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 野崎研究室HP

    • URL

      http://www.p.u-tokyo.ac.jp/~dnl

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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