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技能の熟達と喪失に関わる感覚運動機能の神経可塑性の包括的理解

研究課題

研究課題/領域番号 19KK0252
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
審査区分 中区分59:スポーツ科学、体育、健康科学およびその関連分野
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)

研究分担者 平野 雅人  上智大学, 上智大学, 研究員 (40852223)
上原 一将  生理学研究所, システム脳科学研究領域, 助教 (90746661)
瀧山 健  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40725933)
尾崎 有飛  昭和音楽大学, 音楽学部, 講師 (70789924)
研究期間 (年度) 2019-10-07 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード可塑性 / 巧緻性 / 感覚運動統合 / ジストニア / 脳神経疾患 / 技能 / 神経可塑性 / 感覚運動学習 / 運動レパートリー / 局所性ジストニア / 運動機能 / 体性感覚機能 / 音楽演奏科学
研究開始時の研究の概要

本研究課題の核心をなす学術的「問い」は,「多種多様な動作を高精度に生み出す生体機序は何か?」である.楽器演奏を例に挙げると,ある音列は別の音列に比べて演奏しにくい.このような異なる運動課題間での運動精度の差は,非熟練者や局所性ジストニア患者にて特に顕著であり,多彩な動作を行う妨げとなる.異なる課題での動作の正確性の頑健性が,感覚運動機能と関連する程度や,その背景にある生体機序,機能と技能の間の因果性や,熟達や疾患による変容を,本国際共同研究を通して明らかにすることを目指す.

研究成果の概要

本国際共同研究は,巧緻運動技能が熟達や疾患に伴いどのように変化するかを,行動実験と神経生理実験と数理モデリングを用いて,熟練度の異なる音楽家と局所性ジストニアを罹患した音楽家を対象に調べた.その結果,局所性ジストニアの発症に伴うフィードフォワード制御の機能異常や,熟達に伴う体性感覚運動統合機能の向上が背景機序として明らかになった.また技術的には,カメラ画像を用いた局所性ジストニアの診断補助システムのプロトタイプの開発と評価を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳神経系は学習や過剰訓練に伴い機能を変化する可塑性を有する.しかし,可塑性が技能の獲得や洗練,失調に及ぼす影響は十分に明らかにされていない.本国際共同研究は,異なる生体状態にある群の技能や中枢神経機能を比較することで,脳神経可塑性と技能の関連についての新しい知見を創出した.これらの知見は,教育プログラムやリハビリテーションの開発といった社会的意義を生み出す潜在性を有する.

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

    (17件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] HMTM Hannover/LMU Munich(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] HMTM Hannover(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ハノーファー音楽演劇メディア大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ハノーファー音楽演劇大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Reliability and Validity of the Embouchure Dystonia Severity Rating Scale2023

    • 著者名/発表者名
      Tobias Mantel, Andre Lee, Eckart Altenmuller, Shinichi Furuya, Masanori Morise, Bernhard Haslinger
    • 雑誌名

      Journal of Movement Disorders

      巻: -

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Impaired feedforward control of movements in pianists with focal dystonia2022

    • 著者名/発表者名
      Takiyama Ken、Mugikura Shuta、Furuya Shinichi
    • 雑誌名

      Frontiers in Neurology

      巻: 13 ページ: 983448-983448

    • DOI

      10.3389/fneur.2022.983448

    • 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] Noncontact and high-precision sensing system for piano keys identified fingerprints of virtuosity2022

    • 著者名/発表者名
      Oku Takanori、Furuya Shinichi
    • 雑誌名

      biorxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2022.02.17.480858

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Factors of choking under pressure in musicians2021

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

      PLOS ONE

      巻: 16 号: 1 ページ: e0244082-e0244082

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0244082

    • 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] Aberrant Somatosensory-Motor Adaptation in Musicians' Dystonia2020

    • 著者名/発表者名
      Furuya Shinichi、Lee Andre、Oku Takanori、Altenmuller Eckart
    • 雑誌名

      Movement Disorders

      巻: 35 号: 5 ページ: 808-815

    • DOI

      10.1002/mds.27985

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 音楽家の卓越した技能を支える感覚運動統合機能2022

    • 著者名/発表者名
      古屋晋一
    • 学会等名
      日本音響学会全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [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
      Neurosciences and Music VII
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surmounting limits of musicians’ expertise through a novel somatosensory training2021

    • 著者名/発表者名
      Masato Hirano, Shinichi Furuya
    • 学会等名
      Neurosciences and Music VII
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Distinct neuromuscular and anatomical constraints on the finger dexterity in pianists2021

    • 著者名/発表者名
      Yudai Kimoto, Masato Hirano, Shinichi Furuya
    • 学会等名
      Neurosciences and Music VII
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-resolution sensing of the piano key motions for characterizing motor virtuosity of expert pianists2021

    • 著者名/発表者名
      Takanori Oku, Shinichi Furuya
    • 学会等名
      CHI 2021 Human Augmentation for Skill Acquisition and Skill Transfer (HAA2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-10-10   更新日: 2024-01-30  

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