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行動科学・神経科学・計算論の融合的アプローチによる身体運動の統一理論モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 17J02601
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 身体教育学(A)
研究機関東京農工大学

研究代表者

林 拓志  東京農工大学, 工学研究院, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード身体運動制御 / 身体運動学習 / 腕到達運動 / 評価関数 / 運動時間 / 運動速度
研究実績の概要

カップに手を伸ばすときなど、ヒトは運動距離があらかじめ決まっていても、どのくらいのスピード(運動速度)で、どのくらいの時間(運動時間)動かすか、は決 まっていない場合がある。つまり、運動距離が決定していたとしても、どのような運動を実行するかは一意に定まらない冗長な問題である。従来の研究では、脳 はエネルギーや報酬を最適にする動作を選択していると示されている。しかし、一定の運動距離において、一方(e.g., 運動速度)が決まれば、他方(e.g., 運動速 度)が決まるため、脳がどちらを決定しているかは明らかではない。そこで、本研究では、運動学習課題を利用し、脳が運動速度と運動時間のどちらを決定してい るのか明らかにする。 被験者はマニピュランダムを握り、手の位置を反映した画面上のカーソルを、画面上のターゲットまで動かす腕到達運動課題を対象に実験 を行った。この時、運動中のカーソル位置は表示せず、最終地点のみを表示させることで、被験者は最終位置を適切にターゲットに合わせることを目指す。 画面 上のターゲットの距離を7cm, 10cm, 13cmに設定すると、被験者は運動速度および運動時間を変化させることが明らかとなった。続けて、ターゲットの距離を10cm に固定したまま、カーソルの表示位置を徐々に変化するカーソルシフト外乱に適応させた。カーソルが実際の位置より3cm 遠くに表示されるように変換を加えた 場合、運動距離を7cmにしなければならない。カーソルが実際の位置より3cm 近くに表示されるように変換を加えた場合、運動距離を13cmにしなければならない。 運動適応の結果、運動速度は運動距離と同じように変化しているのに対して、運動時間は常に一定であることが明らかとなった。これらの結果から、運動速度と 運動時間の両者のうち、運動速度は適応変化しやすく運動時間は適応変化しにくいことが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 10件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] Harvard University(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ハーバード大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [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
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Movement variability is determined by the timing of the preceding movement2019

    • 著者名/発表者名
      Takuji Hayashi, Andrew E. Brennan, Maurice A. Smith
    • 雑誌名

      Proceedings in Advances in Motor Learning & Motor Control

      巻: 1 ページ: 1-1

    • 関連する報告書
      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 proprioception2019

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

      bioRxiv

      巻: 1 ページ: 1-28

    • DOI

      10.1101/561332

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Influence of switching rule on motor learning.2018

    • 著者名/発表者名
      K. Ishii, T. Hayashi, K. Takiyama
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 13559-13559

    • DOI

      10.1038/s41598-018-31825-4

    • 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] Divisively normalized integration of visual and proprioceptive motor memories for motor adaptation2017

    • 著者名/発表者名
      Takuji Hayashi, Yutaro Kato, Daichi Nozaki
    • 雑誌名

      Proceedings of Advances in Motor Control and Motor Learning

      巻: 1 ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Movement variability is determined by the timing of the preceding movement2019

    • 著者名/発表者名
      Takuji Hayashi, Andrew E. Brennan, and Maurice A. Smith
    • 学会等名
      Annual Meeting of Advances in Motor Control and Motor Learning
    • 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
      Y Makino, T Hayashi, D Nozaki
    • 学会等名
      Annual meeting of Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Creating a Cognitive Vital Sign for Detecting and Monitoring Delirium2019

    • 著者名/発表者名
      H Troy, T Hayashi, C Lim, E Marcantonio, MA Smith, DZ Press
    • 学会等名
      Annual Meeting of American Delirium Society
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rapid brain microstructural changes during visuomotor adaptation2019

    • 著者名/発表者名
      T Hayashi, S Sasai, S Kasuga, H Kadota
    • 学会等名
      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] Multisensory and Unisensory Integration with Divisive Normalization for Human Motor Adaptation2018

    • 著者名/発表者名
      T. Hayashi, K. Kato, D. Nozaki.
    • 学会等名
      CiNet Monthly Seminar
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Not movement duration but movement velocity is altered by implicit adaptation to movement-amplitude perturbation in self-paced reaching task2018

    • 著者名/発表者名
      T. Hayashi, K. Takiyama.
    • 学会等名
      Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Learning visuomotor map through reconfiguration2017

    • 著者名/発表者名
      Takuji Hayashi, Ken Takiyama, Daichi Nozaki
    • 学会等名
      Annual meetings of Neural Control of Movement
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Divisively normalized integration of visual and proprioceptive motor memories2017

    • 著者名/発表者名
      Takuji Hayashi, Yutaro Kato, Daichi Nozaki
    • 学会等名
      Annual meetings of Advances in Motor Control and Motor Learning
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] or learning rate is influenced by prior motMotor learning through reconfiguration of directional preference of motor primitives2017

    • 著者名/発表者名
      Takuji Hayashi, Ken Takiyama, Daichi Nozaki
    • 学会等名
      Annual meetings of Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Divisively normalized integration of visual and proprioceptive information2017

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Kato, Takuji Hayashi, Daichi Nozaki
    • 学会等名
      Annual meetings of Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 課題に関連しない潜在的な感覚予測誤差が探索行動へ与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      林拓志、太田啓示、瀧山健
    • 学会等名
      モーターコントロール研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 対戦課題における運動の意思決定戦略2017

    • 著者名/発表者名
      太田啓示、林拓志、瀧山健
    • 学会等名
      モーターコントロール研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 運動学習における視覚と固有感覚情報のDivisive Normalizationに基づく統合様式2017

    • 著者名/発表者名
      加藤悠太郎、林拓志、野崎大地
    • 学会等名
      モーターコントロール研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ルールの切り替えが運動学習に及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      瀧山 健、石井 恒太郎、林拓志
    • 学会等名
      モーターコントロール研究会
    • 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 (ヒトの動きの神経科学シリーズ)2020

    • 著者名/発表者名
      大築立志, 鈴木三央, 柳原大
    • 総ページ数
      210
    • 出版者
      市村出版
    • ISBN
      9784902109535
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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