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予測誤差と運動主体感をつなぐ神経機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H01098
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分10040:実験心理学関連
研究機関東京大学

研究代表者

今水 寛  東京大学, 大学院人文社会系研究科(文学部), 教授 (30395123)

研究分担者 小川 健二  北海道大学, 文学研究院, 准教授 (50586021)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2020年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2019年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード運動主体感 / 感覚予測誤差 / 心理実験 / 数理モデル / ベイズ推定 / 脳活動計測 / 側頭-頭頂接合部 / ニューロフィードバック / 予測誤差 / 計算モデル / 頭頂葉 / モデルベーストfMRI / モデルベーストMRI
研究成果の概要

人間が適切に身体を動かしているときには「自身が運動している」という運動主体感を得られる.どれくらい主体感が得られるかは,運動時に得られる感覚の予測誤差によって決まるとされている.しかし,予測誤差が運動主体感に繋がるプロセスは未解明である.本研究は,心理実験,数理モデル,脳活動の介入・操作により,このプロセスを検証した.運動中の予測誤差が累積されて,運動主体感の最終的な判断に至る過程を心理実験で明らかにし,その過程をベイズ推定の枠組みでモデル化した.さらに,予測誤差と運動主体感を媒介すると考えられる右の頭頂葉の脳活動を増加させることで,運動主体感の識別力が向上する可能性があることを示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

運動主体感は,スマートフォンや自動車など,日常で使うさまざまな機器の操作感を高めるために必要である.リハビリテーションでも,運動主体感が得られるまで回復させることが理想である.精神疾患や加齢でも主体感は変容し,その回復が望まれている.本研究は,予測誤差という感覚運動情報から,どのような過程を経て運動主体感という主観的な体験が生まれるかについて,定量的な解析を行い,数理モデルを提案した.また,脳活動への介入による運動主体感の操作可能性を示した.これにより運動主体感の全容解明に貢献するとともに,主体感を回復させる方法の開発に糸口を見いだしたと言える.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 4件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 7件、 招待講演 8件) 図書 (3件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Effects of neurofeedback on the activities of motor-related areas by using motor execution and imagery2021

    • 著者名/発表者名
      Yang Huixiang、Hu Zhengfei、Imai Fumihito、Yang Yuxiang、Ogawa Kenji
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 746 ページ: 135653-135653

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2021.135653

    • NAID

      120007191783

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sense of Agency Beyond Sensorimotor Process: Decoding Self-Other Action Attribution in the Human Brain2020

    • 著者名/発表者名
      Ohata Ryu、Asai Tomohisa、Kadota Hiroshi、Shigemasu Hiroaki、Ogawa Kenji、Imamizu Hiroshi
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: 30 号: 7 ページ: 4076-4091

    • DOI

      10.1093/cercor/bhaa028

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Active Sensing of Control Difference2020

    • 著者名/発表者名
      Wen Wen、Shibata Hiroshi、Ohata Ryu、Yamashita Atsushi、Asama Hajime、Imamizu Hiroshi
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 23 号: 5 ページ: 101112-101112

    • DOI

      10.1016/j.isci.2020.101112

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Statistical Learning Model of the Sense of Agency2020

    • 著者名/発表者名
      Yano S., Hayashi Y., Murata Y., Imamizu H., Maeda T., Kondo T.
    • 雑誌名

      Frontiers in Psychology

      巻: 11:539957 ページ: 539957-539957

    • DOI

      10.3389/fpsyg.2020.539957

    • 関連する報告書
      2020 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] Categorical Perception of Control2020

    • 著者名/発表者名
      Wen Wen、Shimazaki Naoto、Ohata Ryu、Yamashita Atsushi、Asama Hajime、Imamizu Hiroshi
    • 雑誌名

      eneuro

      巻: 7 号: 5 ページ: ENEURO.0258-20.2020

    • DOI

      10.1523/eneuro.0258-20.2020

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Passive training with upper extremity exoskeleton robot affects proprioceptive acuity and performance of motor learning2020

    • 著者名/発表者名
      Chiyohara Shinya、Furukawa Jun-ichiro、Noda Tomoyuki、Morimoto Jun、Imamizu Hiroshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-020-68711-x

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 特集 精神医学における主観と主体 主体感の認知神経機構2019

    • 著者名/発表者名
      今泉修,浅井智久,高橋英彦,今水寛
    • 雑誌名

      精神医学

      巻: 61 号: 5 ページ: 541-549

    • DOI

      10.11477/mf.1405205831

    • ISSN
      0488-1281, 1882-126X
    • 年月日
      2019-05-15
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [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
  • [雑誌論文] Fourth finger dependence of high-functioning autism spectrum disorder in multi-digit force coordination2019

    • 著者名/発表者名
      Togo Shunta、Itahashi Takashi、Hashimoto Ryuichiro、Cai Chang、Kanai Chieko、Kato Nobumasa、Imamizu Hiroshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41598-018-38421-6

    • 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] Voluntarily controlled but not merely observed visual feedback affects postural sway2018

    • 著者名/発表者名
      Imaizumi, S., Asai, T., Hiromitsu, K., & Imamizu, H.
    • 雑誌名

      PeerJ

      巻: 6 ページ: e4643-e4643

    • DOI

      10.7717/peerj.4643

    • 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] A prediction model of working memory across health and psychiatric disease using whole-brain functional connectivity2018

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Masahiro、Yoshihara Yujiro、Hashimoto Ryuichiro、Yahata Noriaki、Ichikawa Naho、Sakai Yuki、Yamada Takashi、Matsukawa Noriko、Okada Go、Tanaka Saori C、Kasai Kiyoto、Kato Nobumasa、Okamoto Yasumasa、Seymour Ben、Takahashi Hidehiko、Kawato Mitsuo、Imamizu Hiroshi
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 7

    • DOI

      10.7554/elife.38844

    • NAID

      120006549308

    • 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
  • [学会発表] 運動結果の自他帰属が運動学習に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      田中 大,井澤 淳,今水 寛
    • 学会等名
      第2回超適応領域全体会議
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 自分の音声により高められる発話時の運動主体感2021

    • 著者名/発表者名
      大畑 龍,浅井智久,今泉 修,今水 寛
    • 学会等名
      第2回超適応領域全体会議
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ダンス視聴中の脳情報処理2021

    • 著者名/発表者名
      高木 優,清水大地,大畑 龍,若林美奈,今水 寛
    • 学会等名
      第2回超適応領域全体会議
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 人工物と脳:人工物への適応と脳活動の変化2020

    • 著者名/発表者名
      今水 寛
    • 学会等名
      第3回「サスティナブルな日本のものづくり」研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 操作感の脳科学2020

    • 著者名/発表者名
      今水 寛
    • 学会等名
      東京大学オープンイノベーションフォーラム「ロボティクスの新展開」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 感覚-運動学習のメカニズム2020

    • 著者名/発表者名
      今水 寛
    • 学会等名
      日本ボバース研究会 関東甲信越神ブロック成人部門合同症例発表会 特別講演
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 運動主体感の神経基盤~新学術領域・身体性システムの成果から2019

    • 著者名/発表者名
      今水 寛
    • 学会等名
      第13回Motor Control研究会 シンポジウム5
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 誤差の原因帰属の主観的判断が運動学習に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      田中 大, 井澤 淳, 今水 寛
    • 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] Response to gaining and losing control in human brain2019

    • 著者名/発表者名
      Imamizu, H.
    • 学会等名
      日本心理学会第83回大会 公募シンポジウム38 「The role of sense of agency in explorative and exploitative actions」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 運動主体感の成立に関わる脳のネットワーク2019

    • 著者名/発表者名
      今水 寛
    • 学会等名
      日本心理学会第83回大会 公募シンポジウム63 「融合社会脳研究―自己の主体性を考える」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [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
    • 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] Awake reactivation in the primary sensorimotor cortex after visuomotor learning in humans2019

    • 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
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of neurofeedback on the activities of the motor-related areas using execution and imagery2019

    • 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] Brain networks building up sense of agency2018

    • 著者名/発表者名
      Imamizu H
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Embodied-Brain Systems Science (EmBoss 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dissociative processes for detecting change in control2018

    • 著者名/発表者名
      Ohata R, Wen W, Yamashita A , Asama H, Imamizu H
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Embodied-Brain Systems Science (EmBoss 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Biased Sense of Agency Changes Feedback Control2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka M, Asai T, Imamizu H, Ohata R
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Embodied-Brain Systems Science (EmBoss 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 身体運動と脳の学習・適応メカニズム ―運転行動を支える脳のネットワーク―2018

    • 著者名/発表者名
      今水 寛
    • 学会等名
      日本交通医学工学研究会 第27回学術総会「身体能力維持向上に貢献するモビリティー」特別講演 2018年9月17日
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] fMRIから知る機能的脳結合と認知機能2018

    • 著者名/発表者名
      今水 寛
    • 学会等名
      日本行動計量学会第46回大会・特別セッション「脳科学とデータサイエンス」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 回答運動の不随意的な変化によって自信判断は妨害されるか2018

    • 著者名/発表者名
      横山 了, 大畑 龍, 今水 寛
    • 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] Decoding self-other action attribution in the sensorimotor and the parietal cortices2018

    • 著者名/発表者名
      Ohata R, Asai T, Kadota H, Shigemasu H, Ogawa K, Imamizu H
    • 学会等名
      11th Federation of European Neuroscience Societies (FENS) Forum of Neuroscience
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 社会脳から見た自己と身体意識,『社会脳から心を探る―自己と他者をつなぐ社会適応の脳内メカニズム』第6章2020

    • 著者名/発表者名
      今水 寛, 大木紫, 前田貴記, 村田 哲
    • 総ページ数
      203
    • 出版者
      日本学術協力財団
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 基礎心理学実験法ハンドブック(分担執筆, 担当範囲:第5部 学習と行動 5.5.2 知覚-運動学習)2018

    • 著者名/発表者名
      日本基礎心理学会
    • 総ページ数
      608
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      4254520239
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 身体性システムとリハビリテーションの科学2 身体認知(分担執筆, 担当範囲:第6章「社会脳から見た自己と身体意識」)2018

    • 著者名/発表者名
      近藤 敏之、今水 寛、森岡 周
    • 総ページ数
      276
    • 出版者
      東京大学出版会
    • ISBN
      4130644025
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 東京大学大学院人文社会系研究科・今水学習機構研究室

    • URL

      http://www.l.u-tokyo.ac.jp/%7Eimamizu/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 運動主体感の脳内過程を初めて解明

    • URL

      https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/ja/press/z0105_00003.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 東京大学大学院人文社会研究科・今水学習機構研究室

    • URL

      http://www.l.u-tokyo.ac.jp/%7Eimamizu/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 東京大学 大学院人文社会系研究科 今水学習機構研究室

    • URL

      http://www.l.u-tokyo.ac.jp/~imamizu/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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