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テイラーメイド技能熟達支援のための感覚運動機能の個人差の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H04020
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59030:体育および身体教育学関連
研究機関上智大学

研究代表者

古屋 晋一  上智大学, 上智大学, 准教授 (20509690)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワード可塑性 / 巧緻性 / 感覚運動統合 / 熟達支援 / 運動学習 / 局所性ジストニア / 感覚運動統合機能 / 巧緻運動 / 音楽演奏科学 / 最適学習 / 運動技能 / テイラーメイド
研究開始時の研究の概要

熟練技能や疾患による症状の個人差は,どうして生まれるのだろうか?本研究は,エキスパートのモデルとして演奏家(健常者および局所性ジストニア患者)を対象に,巧緻技能の重要要素である“力制御の粒度”の個人差の背景にある感覚運動機能の役割に焦点を当て,行動実験と機械学習と介入を繋ぐ研究パイプラインを通して,技能と脳神経機能の因果性の解明に取り組む.さらに,熟練技能促進を最適化するテイラーメイド訓練法の開発に不可欠である訓練効果の予測因子を同定するため,「訓練による機能増強が技能向上に及ぼす影響の個人差は,個々人の感覚の嗜好性と関連する」という新しい仮説を立て,検証する.

研究成果の概要

本研究は,エキスパートのモデルとして演奏家(健常ピアニストおよび局所性ジストニアを罹患したピアニスト)を対象に,熟練技能促進を最適化するテイラーメイド訓練法の開発に不可欠である訓練効果の予測因子を同定するための実験研究を行った.特に手指による巧緻動作の生成を対象技能とし,体性感覚や聴覚の感覚情報処理と運動生成を統合する機序の可塑性に着目し,ロボット工学や神経生理評価,機械学習を組み合わせた研究を行った.局所性ジストニアによる体性感覚運動統合の機能異常や,熟達に伴う当該機能に関わる脳神経系および筋骨格系の変化を明らかにし,複数の国際学術誌に論文として発表した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳神経可塑性は,卓越した技能の獲得を担うだけではなく,その機能異常は局所性ジストニアなどの脳神経疾患の発症に関わっている.本研究は,特に感覚運動統合に関わる脳神経系の可塑的変化が,手指の巧緻運動技能の失調や洗練に関わる機序を明らかにしただけではなく,筋骨格系と脳神経系の相補的な適応機序が精緻な運動制御に関わることを,独自の手指外骨格システムと非侵襲脳刺激システムおよび機械学習を組み合わせることにより明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 2020 その他

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

  • [国際共同研究] HMTM Hannover(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Multisensory interactions on auditory and somatosensory information in expert pianists2022

    • 著者名/発表者名
      Hirano Masato、Furuya Shinichi
    • 雑誌名

      Biorxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2022.02.23.481694

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Adaptation of the Corticomuscular and Biomechanical Systems of Pianists2021

    • 著者名/発表者名
      Kimoto Yudai、Hirano Masato、Furuya Shinichi
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: 32 号: 4 ページ: 709-724

    • DOI

      10.1093/cercor/bhab229

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Back to feedback: aberrant sensorimotor control in music performance under pressure2021

    • 著者名/発表者名
      Furuya Shinichi、Ishimaru Reiko、Oku Takanori、Nagata Noriko
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 4 号: 1

    • DOI

      10.1038/s42003-021-02879-4

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Overcoming the ceiling effects of experts’ motor expertise through active haptic training2020

    • 著者名/発表者名
      Hirano M.、Sakurada M.、Furuya S.
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 6 号: 47

    • DOI

      10.1126/sciadv.abd2558

    • 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] 音楽家・職業性ジストニア2020

    • 著者名/発表者名
      古屋晋一
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience

      巻: 9 ページ: 1168-1170

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Somatosensory communication between the brain, body, and tool in pianists across the lifespan2021

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Furuya
    • 学会等名
      Nerosciences and Music VII
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Robust but specific enhancement of somatosensory-motor skills through an active haptic training in expert pianists.2021

    • 著者名/発表者名
      Masato Hirano, Shinichi Furuya
    • 学会等名
      Neural Control of Movement
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 音楽家のジストニア:病態生理学とリハビリ2021

    • 著者名/発表者名
      古屋晋一
    • 学会等名
      第12回ニューロリハビリテーション学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 局所性ジストニアの脳神経可塑性2021

    • 著者名/発表者名
      古屋晋一
    • 学会等名
      関東脳核医学研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Data science for describing neuromuscular adaptation of hand motor control.2020

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Furuya
    • 学会等名
      International Society of Electrophysiology and Kinesiology
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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