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運動学習に対する安静時脳活動の影響とニューロフィードバックによる促進

研究課題

研究課題/領域番号 17H04683
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 認知科学
研究機関北海道大学

研究代表者

小川 健二  北海道大学, 文学研究院, 准教授 (50586021)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
20,150千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 4,650千円)
2019年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2018年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2017年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
キーワード認知神経科学 / 感覚運動制御 / 脳機能イメージング / 感覚運動学習 / 運動学習 / 脳認知科学
研究成果の概要

本研究は、安静時脳活動が運動学習に果たす役割を機能的核磁気共鳴画像法(fMRI)で検討した。運動学習課題としてMRI内で視覚追随運動を用いた。まず、感覚運動野の脳活動パターンから運動学習試行とコントロール試行との識別を行い、次にその識別器を学習前後の安静時脳活動パターンに対して適用した。その結果、学習後の安静時において運動学習時と同じ脳活動パターンが再現されることが明らかとなった。次に安静時脳活動を計測し、ニューロフィードバックとして学習時の脳活動との類似度を、被験者に視覚的にリアルタイムに提示した。その結果、ニューロフィードバックにより運動時と類似した活動に誘導可能である点が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

運動学習において、学習後に休憩期間を置くことが運動成績の向上や運動記憶の固定化を助ける現象が多くの行動実験から示されてきたが、休息中の安静時脳活動が学習に及ぼす影響は不明であった。本研究から、学習後の安静時においては運動学習時と同じ脳活動パターンが再現されていることを明らかにし、従来は主に個別に研究されてきた安静時脳活動と運動学習との関連性を示したことで、オフライン学習の神経基盤を明らかにすることに繋がった。また、ニューロフィードバックを用いて学習時と同じ脳活動パターンを誘導できる可能性を示した点は、運動学習のみならず効果的な学習システムの構築への発展も期待できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Long-term training-dependent representation of individual finger movements in the primary motor cortex2019

    • 著者名/発表者名
      Ogawa K., Mitsui K., Imai F., & Nishida S.
    • 雑誌名

      Neuroimage.

      巻: 202 ページ: 116051-116051

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2019.116051

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Principles of fMRI multivariate analysis and its applications in cognitive neuroscience2019

    • 著者名/発表者名
      Ogawa K.
    • 学会等名
      The Conference of Data Science, Statistics & Visualisation (DSSV2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effects of neurofeedback on the activities of the motor-related areas using execution and imagery. 25th annual meeting of The Organization for Human Brain Mapping2019

    • 著者名/発表者名
      Yang H., Yang Y., & Ogawa K.
    • 学会等名
      25th annual meeting of The Organization for Human Brain Mapping.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 動的視覚イメージの身体的要素と運動シミュレーションの関係2019

    • 著者名/発表者名
      今井史, 小川健二
    • 学会等名
      日本認知心理学会第17回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] wake reactivation in the primary sensorimotor cortex after visuomotor learning in humans.2019

    • 著者名/発表者名
      Ogawa K., Yang H., Imai F., & Imamizu H.
    • 学会等名
      26th annual meeting of the Cognitive Neuroscience Society (CNS)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ニューロフィードバックが視覚運動学習に与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      楊惠翔・小川健二
    • 学会等名
      北海道心理学会第64会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-12-28  

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