両腕協調運動の制御・学習を支える脳内過程

• 研究課題/領域番号: 20670008
• 研究種目: 若手研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 身体教育学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 野崎 大地 東京大学, 教育学研究科(研究院), 准教授 (70360683)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 76,700千円 (直接経費: 59,000千円、間接経費: 17,700千円); 2011年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円); 2010年度: 22,750千円 (直接経費: 17,500千円、間接経費: 5,250千円); 2009年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円); 2008年度: 31,200千円 (直接経費: 24,000千円、間接経費: 7,200千円)
• キーワード: 身体システム学 / 運動学習 / 運動制御 / リーチング運動 / 心理物理

研究概要

ヒトは複数身体部位の運動を組み合わせて、多様な複合運動を構成する能力を備えている。我々はこれまでの片腕・両腕運動を対象とした研究により「素過程(各腕を動かす脳内過程)が組み合わされて、複合運動(両腕運動)が構成される」という、両腕運動研究が拠り所としていた常識的な概念が誤りであることを明らかにしてきた。この「両腕運動を構成する右腕(左腕)運動は、片腕運動としての右腕(左腕)運動とは異なっている」という新しい描像を研究の出発点として設定すると、両腕運動制御の問題は単なる「協調」の問題だけに留まらず、その一見非効率な構造の機能的意義、構造の脳内表象、構造が運動学習過程に及ぼす影響、など多様かつ本質的に重要な問題を含んでいることが分かる。ロボットアームを用いた心理物理的実験、脳機能イメージング、片麻痺患者の調査、数学的モデル構築などの方法を用いて、これらの問題を解決し、両腕運動が構成・制御される原理解明を目指す。

研究成果

• [雑誌論文] Asymmetric transfer of visuomotor learning between discrete and rhythmic movements. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ikegami T, Hirashima M, Taga G, Nozaki D.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 30 ページ: 4515-4521
• [雑誌論文] The "cutaneous rabbit"hopping out of the body. (2010)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki M, Hirashima M, Nozaki D.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 30 ページ: 1856-1860
  • NAID: 120005246266
• [雑誌論文] How does stochastic resonance work within the human brain?-psychophysics of internal and external noise. (2010)
  • 著者名/発表者名: Aihara T, Kitajo K, Nozaki D, Yamamoto Y
  • 雑誌名: Chemical Physics 巻: 375 ページ: 616-624
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temporal correlations in center of body mass fluctuation during standing and walking. (2010)
  • 著者名/発表者名: Abe MO, Masani K, Nozaki D, AkaiM, Nakazawa K
  • 雑誌名: Human Movement Science 巻: 29 ページ: 556-566
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymmetric transfer of visuomotor learning between discrete and rhythmic movements (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Ikegami, Masaya Hirashima, Gentaro Taga, Daichi Nozaki
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 30(12) ページ: 4515-4521
  • 査読あり
• [雑誌論文] The "cutaneous rabbit" hopping out of the body. (2010)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki M, Hirashima M, Nozaki D
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 30 ページ: 1856-1860
  • NAID: 120005246266
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temporal correlations in center of body mass fluctuation during standing and walking. (2010)
  • 著者名/発表者名: Abe MO, Masani K, Nozaki D, Akai M, Nakazawa K
  • 雑誌名: Human Movement Science (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Generalized method to estimate waveforms common across trials from EEGs. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takeda Y, Sato M, Yamanaka K, Nozaki D, Yamamoto Y
  • 雑誌名: Neuroimage 51 ページ: 629-641
  • 査読あり
• [雑誌論文] Torque interaction among adjacent joints due to the action of bi-articular muscles. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nozaki D
  • 雑誌名: Medicine & Science in Sports & Exercise 41 ページ: 205-209
• [雑誌論文] Multi-compartment model can explain partial transfer of learning within the same limb between unimanual and bimanual reaching. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nozaki D, Scott SH
  • 雑誌名: Experimental Brain Research 194 ページ: 451-453
• [雑誌論文] Shaping appropriate locomotive motor output through interlimb neural pathway within spinal cord in humans. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kawashima N, Nozaki D, Abe MO, Nakazawa K
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 99 ページ: 2946-2955
• [雑誌論文] Shaping appropriate locomotive motor output through interlimb neural pathway within spinal cord in humans (2008)
  • 著者名/発表者名: Kawashima N, Nozaki D, Abe M, Nakazawa K
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 99 ページ: 2946-2955
  • 査読あり
• [学会発表] Distinct motor plans enable simultaneous adaptation to conflicting force fields (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirashima M, Nozaki D
  • 学会等名: Inaugural International Academy of Sportology
  • 発表場所: Juntendo University (Tokyo)
  • 年月日: 2011-03-05
• [学会発表] Flexible switching of multiple internal models during bimanual movement (2011)
  • 著者名/発表者名: Yokoi A, Hirashima M, Nozaki O
  • 学会等名: Inaugural International Academy of Sportology
  • 発表場所: Juntendo University (Tokyo)
  • 年月日: 2011-03-05
• [学会発表] 柔軟な両腕協調運動を実現する運動学習メカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 野崎大地
  • 学会等名: 日本神経回路学会「脳と心のメカニズム」第11回冬のワークショップ
  • 発表場所: 留寿都
• [学会発表] Context dependent formation of internal models for reaching movements. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nozaki D.
  • 学会等名: Conference on Systems Neuroscience and Rehabilitation 2011
  • 発表場所: Tokorozawa
• [学会発表] 柔軟な両腕協調運動を実現する運動学習メカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 野崎大地
  • 学会等名: 日本神経回路学会「脳と心のメカニズム」第11回夏のワークショップ
  • 発表場所: ルスツリゾート(北海道)
• [学会発表] Dancing Baby -How do 3- to 4-month-old infants respond to a musical beat? (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujii S, Watanabe H, Hirashima M, Nozaki D
  • 学会等名: International Workshop for Young Researchers "Knowing self, knowing others"
  • 発表場所: 京都大学(京都府)
• [学会発表] Context dependent formation of internal models for reaching movements (2011)
  • 著者名/発表者名: Nozaki D
  • 学会等名: Conference on Systems Neuroscience and Rehabilitation
  • 発表場所: College of NRCD (Saitama)
• [学会発表] Adaptation to a novel dynamical environment modifies the corticospinal excitability. Conference on Systems Neuroscience and Rehabilitation (2011)
  • 著者名/発表者名: Kadota H, Hirashima M, Daichi N
  • 学会等名: Conference on Systems Neuroscience and Rehabilitation
  • 発表場所: College of NRCD (Saitama)
• [学会発表] Online correction of reaching movement using sound location and pitch information in musicians and nonmusicians (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujii S, Hirashima M, Nozaki D
  • 学会等名: Conference on Systems Neuroscience and Rehabilitation
  • 発表場所: College of NRCD (Saitama)
• [学会発表] Crosstalk in implicit assignment of visual movement error during bimanual motor learning (2011)
  • 著者名/発表者名: Shoko Moriyama, Daichi Nozaki
  • 学会等名: Conference on Systems Neuroscience and Rehabilitation
  • 発表場所: College of NRCD (Saitama)
• [学会発表] Adaptation to delay changes error sensitivity. Conference on Systems (2011)
  • 著者名/発表者名: Takuya Honda, Daichi Nozaki
  • 学会等名: Conference on Systems Neuroscience and Rehabilitation
  • 発表場所: College of NRCD (Saitama)
• [学会発表] Bimanual action coordinated by gain-field encoding of both arm's kinematics in the internal model (2011)
  • 著者名/発表者名: Yokoi A, Hirashima M, Nozaki D
  • 学会等名: Conference on Systems Neuroscience and Rehabilitation
  • 発表場所: College of NRCD (Saitama)
• [学会発表] Intermittent visual feedback can boost visuomotor learning of rhythmic movements (2010)
  • 著者名/発表者名: Ikegami T., Hirashima M, Osu R, Nozaki D
  • 学会等名: Advances in Computational Motor Control
  • 発表場所: San Diego Convention Center (USA)
  • 年月日: 2010-11-12
• [学会発表] Crosstalk in implicit assignment of visual movement error during bimanual motor learning (2010)
  • 著者名/発表者名: Shoko Moriyama, Daichi Nozaki
  • 学会等名: 日本神経回路学会「脳と心のメカニズム」第11回夏のワークショップ
  • 発表場所: さっぽろ芸術文化の館(北海道)
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] A gain-field encoding of both limbs kinematics revealed by the motor adaptation during bimanual reaching movement (2010)
  • 著者名/発表者名: Yokoi A, Hirashima M, Nozaki D
  • 学会等名: 日本神経回路学会「脳と心のメカニズム」第11回夏のワークショップ
  • 発表場所: さっぽろ芸術文化の館(北海道)
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] 柔軟な両腕協調運動を可能にする脳内メカニズム (2010)
  • 著者名/発表者名: 野崎大地
  • 学会等名: 日立製作所基礎研究所研究会
  • 発表場所: 埼玉鳩山町
  • 年月日: 2010-02-09
• [学会発表] 運動系の冗長性はどのように解消されるか?-最適化によるアプローチ- (2010)
  • 著者名/発表者名: 野崎大地
  • 学会等名: 第4回生理学研究所Motor Control研究会
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター(愛知県)
• [学会発表] 両手運動における大脳小脳連関の変調 (2010)
  • 著者名/発表者名: 荒牧勇、河内w隆紀、大須理英子、野崎大地
  • 学会等名: 第4回生理学研究所Motor Control研究会
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター(愛知県)
• [学会発表] 筋座標系仮説に基づく一次運動野モデルから生じる見かけ上の筋及び空間情報表現ニューロン (2010)
  • 著者名/発表者名: 平島雅也、野崎大地
  • 学会等名: 第4回生理学研究所Motor Control研究会
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター(愛知県)
• [学会発表] 聴覚フィードバック情報に基づく到達運動のオンライン修正 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤井進也、平島雅也、野崎大地
  • 学会等名: 第4回生理学研究所Motor Control研究会
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター(愛知県)
• [学会発表] 間欠的な視覚フィードバックによる周期運動学習の促進 (2010)
  • 著者名/発表者名: 池上剛、平島雅也、大須理英子、野崎大地
  • 学会等名: 第4回生理学研究所Motor Control研究会
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター(愛知県)
• [学会発表] 両腕運動学習中の潜在的な視覚エラー割り当てにおけるクロストーク (2010)
  • 著者名/発表者名: 森山翔子、野崎大地
  • 学会等名: 第4回生理学研究所Motor Control研究会
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター(愛知県)
• [学会発表] 両腕運動学習の汎化様式から明らかになった両腕運動情報の掛け算的情報表現 (2010)
  • 著者名/発表者名: 横井惇、平易雅也、野崎大地
  • 学会等名: 第4回生理学研究所Motor Control研究会
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター(愛知県)
• [学会発表] Crosstalk in implicit assignment of visual movement error during bimanual motor learning (2010)
  • 著者名/発表者名: Shoko Moriyama, Daichi Nozaki
  • 学会等名: Neuro2010
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(兵庫県)
• [学会発表] The effect of non-veridical perception for external time lag on self-9enerated sensory stimulus perception (2010)
  • 著者名/発表者名: Takuya Honda, Daichi Nozaki
  • 学会等名: Neuro2010
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(兵庫県)
• [学会発表] 両腕到達運動における両側肢の運動方向に依存した学習の汎化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 横井惇、平島雅也、野崎大地
  • 学会等名: Neuro2010
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(兵庫県)
• [学会発表] Intermittent visual feedback can boost visuomotor learning of rhythmic movements (2010)
  • 著者名/発表者名: Ikegami T., Hirashima M, Osu R, Nozaki D
  • 学会等名: Neuro2010
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(兵庫県)
• [学会発表] Adaptation of wrist movements to a novel dynamical environment modifies the directional tuning of corticospinal excitability (2010)
  • 著者名/発表者名: Kadota H, Hirashima M, Nozaki D
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego Convention Center (USA)
• [学会発表] Visuomotor learning for rhythmic movement is driven by errors in previous movement cycles : A system identification study (2010)
  • 著者名/発表者名: Ikegami T., Hirashima M, Osu R, Nozaki D
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego Convention Center (USA)
• [学会発表] Crosstalk in implicit assignment of visual movement error during bimanual visuomotor learning (2010)
  • 著者名/発表者名: Shoko Moriyama, Daichi Nozaki
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego Convention Center (USA)
• [学会発表] Online correction of reaching movement by auditory feedback information (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujii S, Hirashima M, Nozaki D
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego Convention Center (USA)
• [学会発表] A gain-field encoding of both limbs kinematics revealed by the motor adaptation during bimanual reaching movement (2010)
  • 著者名/発表者名: Yokoi A, Hirashima M, Nozaki D
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego Convention Center (USA)
• [学会発表] Decrease in effective connectivity from cerebellum to primary motor cortex during bimanual movements (2010)
  • 著者名/発表者名: Aramaki Y, Kochiyama T, Osu R, Nozaki D
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego Convention Center (USA)
• [学会発表] Motor learning of uni- and bi-manual grip force modulation (2010)
  • 著者名/発表者名: Sekiguchi H, Takeuchi S, Kadota H, Nakazawa K, Miyazaki M, Uchida S, Nozaki D
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego Convention Center (USA)
• [学会発表] Context-dependent switching of motor control process for arm movement as revealed by the motor learning transfer within the same limb (2010)
  • 著者名/発表者名: 横井惇, 平島雅也, 野崎大地
  • 学会等名: Conference on Systems-neuroscience and Rehabilitation
  • 発表場所: Tokorozawa
• [学会発表] Switching of internal models with kinematics of contralateral limb. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nozaki D.
  • 学会等名: Okazaki International mini-symposium : Neural control of eye and hand movement.
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2009-11-16
• [学会発表] Switching of internal models with kinematics of contralateral limb. (2009)
  • 著者名/発表者名: 野崎大地
  • 学会等名: Okazaki International mini-symposium : Neural control of eye and hand movement
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2009-11-16
• [学会発表] 二関節筋存在下での筋活動レベルの制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 野崎大地
  • 学会等名: 第21回日本運動器リハビリテーション学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-07-11
• [学会発表] 運動学習から覗く脳内過程 (2009)
  • 著者名/発表者名: 野崎大地
  • 学会等名: 早稲田大学スポーツ科学研究センターシンポジウム「スポーツと脳2009」招待シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-14
• [学会発表] 離散運動と周期運動の制御過程の違い (2009)
  • 著者名/発表者名: 池上剛、平島雅也、多賀厳太郎、野崎大地
  • 学会等名: 早稲田大学スポーツ科学研究センターシンポジウム「スポーツと脳2009」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-14
• [学会発表] 運動学習から覗く脳内過程 (2009)
  • 著者名/発表者名: 野崎大地
  • 学会等名: 日本ボバース研究会・関東ブロック研修会招待講演
  • 発表場所: 取手
  • 年月日: 2009-02-28
• [学会発表] Adaptation to conflicting force fields by adopting different motor plans. (2009)
  • 著者名/発表者名: Hirashima M, Nozaki D.
  • 学会等名: Society for the Neural Control of Movement
  • 発表場所: Hawaii
• [学会発表] Similarity of various bimanual movements to unimanual movement as revealed by the motor learning transfer within the same limb. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yokoi A, Hirashima M, Nozaki D.
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago
• [学会発表] Adaptation to conflicting force fields by adopting different motor plans (2009)
  • 著者名/発表者名: 平島雅也, 野崎大地
  • 学会等名: Society for the Neural Control of Movement
  • 発表場所: Hawaii
• [学会発表] 「両腕到達運動中の脳内過程-対側の腕運動に応じた運動学習メモリ(制御過程)の切り替わり-」(シンポジウム「脳はどのよに両手の協調運動制御を実現するのか?」) (2009)
  • 著者名/発表者名: 横井惇、平島雅也、野崎大地
  • 学会等名: 第3回 生理学研究所「Motor Control研究会」
  • 発表場所: 岡崎
• [学会発表] 異なる運動計画が可能にする相反力場環境への同時適応 (2009)
  • 著者名/発表者名: 平島雅也、野崎大地
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Delay in the restarting of motor command just after the motor inhibition. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka K, Nozaki D
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago
• [学会発表] Simultaneous adaptation to conflicting force fields by adopting different motor plans (2009)
  • 著者名/発表者名: 平島雅也, 野崎大地
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago
• [学会発表] Similarity of various bimanual movements to unimanual movement as revealed by the motor learning transfer within the same limb (2009)
  • 著者名/発表者名: 横井惇, 平島雅也, 野崎大地
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago
• [学会発表] Intermittent visual feedback facilitates visuomotor learning of rhythmic reaching movements (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Ikegami, Masaya Hirashima, Daichi Nozaki
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago
• [学会発表] Limited transfer of learning between unimanual and bimanual skills within the same limb. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nozaki D.
  • 学会等名: Annual Meeting of the Neural Control of Movement
  • 発表場所: Naples Beach, USA
  • 年月日: 2008-05-02
• [学会発表] Limited transfer of learning between unimanual and bimanual skills within the same limb (2008)
  • 著者名/発表者名: Nozaki D
  • 学会等名: Annual Meeting of the Neural Control of Movement
  • 発表場所: Naples Beach, USA
  • 年月日: 2008-05-02
• [学会発表] 運動学習から覗く脳内過程 (2008)
  • 著者名/発表者名: 野崎大地
  • 学会等名: COMPO研究会招待講演
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-04-21
• [学会発表] 片腕・両腕運動時の運動学習過程の数学的モデル:空問構造と時間的動態の密接な関係 (2008)
  • 著者名/発表者名: 野崎大地
  • 学会等名: 第2回生理学研究所Motor Control研究会
  • 発表場所: 岡崎
• [学会発表] 離散運動と周期運動の問の非対称な学習転移 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池上剛、平島雅也、多賀厳太郎、野崎大地
  • 学会等名: 第2回生理学研究所Motor Control研究会
  • 発表場所: 岡崎
• [学会発表] 反対側上肢運動に応じた運動学習メモリの切り替わり (2008)
  • 著者名/発表者名: 横井惇、平島雅也、野崎大地
  • 学会等名: 第2回生理学研究所Motor Control研究会
  • 発表場所: 岡崎
• [学会発表] 上肢到達運動における座標変換と筋活動選択を行うニューラルネットワークモデル (2008)
  • 著者名/発表者名: 平島雅也、野崎大地
  • 学会等名: 第2回生理学研究所Motor Control研究会
  • 発表場所: 岡崎
• [学会発表] 到達運動における座標変換と筋活動選択を行う一次運動野のニューラルネットワークモデル (2008)
  • 著者名/発表者名: 平島雅也、野崎大地
  • 学会等名: 第26回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Asymmetric transfer of learning between discrete and rhythmic movements (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikegami T, Hirashima M, Taga G, Nozaki D
  • 学会等名: Society for Neuroscience.
  • 発表場所: Washington, DC.
• [学会発表] 上肢到達運動における座標変換と筋活動選択を行う皮質ニューラルネットワークモデル (2008)
  • 著者名/発表者名: 平島雅也、野崎大地
  • 学会等名: 計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] Contralateral limb motion-dependent motor learning in bimanual movement.
  • 著者名/発表者名: Yokoi A, Hirashima M, Nozaki D
  • 学会等名: Society for Neuroscience.
  • 発表場所: Washington, DC
• [学会発表] Coordinate transformation with muscle redundancy in cortical network: A modeling study.
  • 著者名/発表者名: Hirashima M, Nozaki D
  • 学会等名: Society for Neuroscience.
  • 発表場所: Washington, DC
• [学会発表] Spike-timing dependent plasticity in the human spinal motoneuronal pool.
  • 著者名/発表者名: Obata H, Takahashi M, Nozaki D, Nakazawa K
  • 学会等名: Society for Neuroscience.
  • 発表場所: Washington, DC
• [備考] 個人ホームページ
  • URL: http://www.p.u-tokyo.ac.jp/~nozaki
• [備考]
  • URL: http://www.p.u-tokyo.ac.jp/~nozaki
• [備考]
• [備考]
  • URL: http://www.p.u-tokyo.ac.jp~nozaki