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眼球運動と脳波計測を用いたアスリートの視覚認知能力の評価法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K11460
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分59020:スポーツ科学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

小野 誠司  筑波大学, 体育系, 教授 (70754753)

研究分担者 木塚 朝博  筑波大学, 体育系, 教授 (30323281)
川村 卓  筑波大学, 体育系, 准教授 (30334056)
三浦 健一郎  国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 精神保健研究所 精神疾患病態研究部, 室長 (20362535)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード眼球運動 / 視覚認知能力 / 事象関連脳電位 / 視覚応答 / 反応時間 / 視覚反応 / パーシュート / 脳波 / タイミング一致課題 / 視覚認知 / 運動学習 / サッカード / 視覚 / アスリート / 認知
研究開始時の研究の概要

本研究では、視覚刺激によって誘発される眼球運動と事象関連電位(脳波)計測を組み合わせ、視標の動きやその変化を視覚的に認知する能力を定量化することによって、アスリートにおける視覚認知能力の新たな評価法を開発し、運動パフォーマンスとの関連性を明らかにする。そのため、異なる眼球運動の組み合わせと脳活動に関する基礎的な研究、およびアスリートにおける競技特性との関連性について検討する。これらの研究結果を踏まえ、視覚認知能力の意義や生理学的な根拠について総合的な検討を行い、これまで客観的な評価が困難であったアスリートの視覚認知能力を定量化するための測定法の研究開発につなげる。

研究成果の概要

本研究は、視覚刺激によって誘発される眼球運動および視覚運動反応、脳波を用いて視標の動きやその変化を視覚的に認知する能力を定量化することによって、アスリートにおける視覚認知能力の新たな評価法を開発し、運動パフォーマンスとの関連性を明らかにすることを目的とした。本研究により、滑動性追跡眼球運動(パーシュート)や急速眼球運動(サッカード)、奥行視覚に伴う眼球運動(輻輳開散眼球運動)の特性が視覚認知能力や競技特性と関連することが認められ、また、視覚運動応答と事象関連脳電位に関連性が示されたことから,これらが中枢神経系の視覚情報処理能力を客観的に評価するための有効な指標となることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果として、これまで定量的な評価が困難であったアスリートの卓越した視覚認知能力について、眼球運動の制御特性と事象関連電位(脳波)を用いて、これまで包括的に捉えられてきた視覚情報処理能力の解釈と神経科学的な根拠を明らかにしたことは学術的な意義を有するものと考える。また、視標の動きやその変化を視覚的に認知する能力を評価する新たな指標を開発した成果は、スポーツ科学分野において、個々の能力を最大限に引き出す効果的な視覚トレーニング法につながるという社会的意義を有するものである。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 1件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 9件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Visual Strategies for Eye and Head Movements During Table Tennis Rallies2022

    • 著者名/発表者名
      Shinkai Ryosuke、Ando Shintaro、Nonaka Yuki、Kizuka Tomohiro、Ono Seiji
    • 雑誌名

      Frontiers in Sports and Active Living

      巻: 4 ページ: 897373-897373

    • DOI

      10.3389/fspor.2022.897373

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Effect of Target Velocity on the Fast Corrective Response during Reaching Movement2022

    • 著者名/発表者名
      Numasawa Kosuke、Kizuka Tomohiro、Ono Seiji
    • 雑誌名

      Journal of Motor Behavior

      巻: 54 号: 6 ページ: 755-762

    • DOI

      10.1080/00222895.2022.2062288

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The influence of the motor command accuracy on the prediction error and the automatic corrective response2022

    • 著者名/発表者名
      Numasawa Kosuke、Kizuka Tomohiro、Ono Seiji
    • 雑誌名

      Physiology & Behavior

      巻: 250 ページ: 113801-113801

    • DOI

      10.1016/j.physbeh.2022.113801

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Changes in visual speed perception induced by anticipatory smooth eye movements2022

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Takeshi, Numasawa Kosuke, Ono Seiji
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology

      巻: 127 号: 4 ページ: 1198-1207

    • DOI

      10.1152/jn.00498.2021

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 眼球運動・注視点の制御が空間認知に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      小野誠司
    • 雑誌名

      理学療法

      巻: 36 ページ: 837-845

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Properties of fast vergence eye movements and horizontal saccades in athletes2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Yusei、Kizuka Tomohiro、Ono Seiji
    • 雑誌名

      Physiology & Behavior

      巻: 235 ページ: 113397-113397

    • DOI

      10.1016/j.physbeh.2021.113397

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The relationship between the implicit visuomotor control and the motor planning accuracy2021

    • 著者名/発表者名
      Numasawa Kosuke、Miyamoto Takeshi、Kizuka Tomohiro、Ono Seiji
    • 雑誌名

      Experimental Brain Research

      巻: 239 号: 7 ページ: 2151-2158

    • DOI

      10.1007/s00221-021-06120-w

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of smooth pursuit and second‐order stimuli on visual motion prediction2021

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Takeshi、Numasawa Kosuke、Hirata Yutaka、Katoh Akira、Miura Kenichiro、Ono Seiji
    • 雑誌名

      Physiological Reports

      巻: 9 号: 9 ページ: 1-13

    • DOI

      10.14814/phy2.14833

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The effect of explicit cues on smooth pursuit termination2021

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Takeshi、Miura Kenichiro、Kizuka Tomohiro、Ono Seiji
    • 雑誌名

      Vision Research

      巻: 189 ページ: 27-32

    • DOI

      10.1016/j.visres.2021.08.008

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The influence of stimulus and behavioral histories on predictive control of smooth pursuit eye movements2021

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Takeshi、Hirata Yutaka、Katoh Akira、Miura Kenichiro、Ono Seiji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 22327-22327

    • DOI

      10.1038/s41598-021-01733-1

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Properties of smooth pursuit adaptation induced by theta motion2021

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Takeshi、Miura Kenichiro、Kizuka Tomohiro、Ono Seiji
    • 雑誌名

      Physiology & Behavior

      巻: 229 ページ: 113245-113245

    • DOI

      10.1016/j.physbeh.2020.113245

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimal methods for estimating sports vision in kendo athletes2021

    • 著者名/発表者名
      Kudo Daisuke、Hiratsuka Yoshimune、Nakamura Mitsuru、Uchida Yusuke、Ono Seiji、Murakami Akira
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 315-315

    • DOI

      10.1038/s41598-020-79534-1

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Properties of smooth pursuit and visual motion reaction time to second-order motion stimuli2020

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Takeshi、Miura Kenichiro、Kizuka Tomohiro、Ono Seiji
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 号: 12 ページ: e0243430-e0243430

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0243430

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 球技系選手における視覚認知機能と反応時間の特性2020

    • 著者名/発表者名
      小野誠司,三浦健一郎,川村卓,木塚朝博
    • 雑誌名

      バイオメカニズム

      巻: 25 ページ: 45-54

    • NAID

      130008065577

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 球技系競技者における眼球運動の特性2023

    • 著者名/発表者名
      小野誠司
    • 学会等名
      第8回視覚生理学基礎セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 運動学習メカニズムから読み解く実践的学習への示唆2022

    • 著者名/発表者名
      小野誠司
    • 学会等名
      日本体育・スポーツ・健康学会第72回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Properties of visual search strategies based on eye-head coordination in athletes2021

    • 著者名/発表者名
      Ono Seiji; Yoshimura Yusei; Kizuka Tomohiro
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 50th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of the memory-guided task on the MFR amplitude2021

    • 著者名/発表者名
      Numasawa Kosuke; Miyamoto Takeshi; Kizuka Tomohiro; Ono Seiji
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 50th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Predictive control of smooth pursuit eye movements based on stimulus and behavioral histories2021

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Takeshi; Hirata Yutaka; Katoh Akira; Miura Kenichiro; Ono Seiji
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 50th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 追跡眼球運動中の大脳皮質活動特性:円滑追跡眼球運動と衝動性眼球運動の比較2021

    • 著者名/発表者名
      三浦健一郎; 山本哲也; 松田圭司; 松本純弥; 橋本亮太; 小野 誠司; 定藤規弘; 福永雅喜
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The property of the implicit visuomotor control to visual motion stimuli2021

    • 著者名/発表者名
      Numasawa Kosuke; Kizuka Tomohiro; Ono Seiji
    • 学会等名
      Neural Control of Movement 30th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] The effect of vergence eye movements and target deceleration on speed perception2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Yusei; Kizuka Tomohiro; Ono Seiji
    • 学会等名
      Neural Control of Movement 30th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] The relationship between vergence eye movements and dynamic visual acuity2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Y, Kizuka T, Ono S
    • 学会等名
      12th Federation of European Neuroscience Societies (FENS) Forum of Neuroscience
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Properties of movement-related cortical potential during ballistic contraction superimposed on preceding muscle activity2020

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto T, Kizuka T, Ono S
    • 学会等名
      Federation of European Neuroscience Societies (FENS) 12th Forum of Neuroscience
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The property of the main sequence of pure vergence eye movements and horizontal saccades2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Y, Kizuka T, Ono S
    • 学会等名
      The 2020 Yokohama sport conference
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 眼球運動による運動能力の評価について2020

    • 著者名/発表者名
      小野誠司
    • 学会等名
      日本視覚学会2020年冬季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 球技系選手における視覚認知機能と反応時間の関係2019

    • 著者名/発表者名
      小野誠司,三浦健一郎,川村卓,木塚朝博
    • 学会等名
      第26回バイオメカニズム・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 眼球運動を用いた中強度運動による中枢機能変化の推定2019

    • 著者名/発表者名
      影山絢子,木塚朝博,小野誠司
    • 学会等名
      日本体育学会第70回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Properties of smooth pursuit initiation and visual motion reaction time2019

    • 著者名/発表者名
      Ono S, Miura K, Kizuka T
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 49th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Properties of saccade vergence eye movements in athletes2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Y, Kizuka T, Matsuda K, Ono S
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 49th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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