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ヒト身体における仮想的運動神経支配入れ替えが引き起こす適応的可塑性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H01785
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
研究機関慶應義塾大学 (2021-2023)
静岡大学 (2020)

研究代表者

板口 典弘  慶應義塾大学, 文学部(三田), 准教授 (50706637)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
キーワード身体 / 運動 / 知覚 / 道具 / 感覚運動機能 / 脳損傷 / 身体化 / 学習 / 道具の身体化 / 病的身体化 / 予測 / 外乱 / 到達把持運動 / 重さ / 義手 / 運動制御
研究開始時の研究の概要

私たちの脳は,環境に合わせた柔軟な身体運動制御を実現している。特に,道具使用の熟達によって身体が更新・拡張される感覚(“道具の身体化”)が生じることも知られている。本研究では,道具の身体化現象を背景として,脳と,身体・道具の関係性を明らかにするとともに,感覚運動制御の適応的可塑性を支えるメカニズムの解明を目指す。研究では,ヒト腕において,「ある運動野領域が支配する筋運動を,他の運動野領域に結び付け替える手術」を仮想環境によって実現し,その際の適応的変化を,心理学的・神経生理学的な手法を組み合わせて明らかにする。

研究成果の概要

本研究は,ヒト上肢における感覚と運動の対応関係が入れ替えられた状況を仮想的に実現することを通して,身体の適応的可塑性を多面的に検討することを目指した。研究成果は総じて,身体と道具の学習あるいは制御過程において,座標変換という概念を通して統一的に解釈できる可能性を示した。また,脳機能障害との関連において,運動遂行における運動計画機能の重要性も確認した。さらに,身体化という現象あるいは身体という概念を考える際に,地球環境(重力)そのものを考慮する必要性があるという,これまでの理論にない学術的示唆を得ることもできた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は,「ヒトとは何か」「身体とは何か」という根源的な問題に答えるいくつかの理論的示唆を提供するものである。また,心理学研究と運動制御研究を組み合わせることにより,知覚と運動という両側面から身体を捉えることを可能とした点でも学術的な意義が大きい。このような成果は,モノづくり,スポーツ,リハビリテーションの分野に応用できる可能性がある。特に,脳機能障害との関連において,運動行為の実行に困難を抱える患者に対して,運動計画機能の訓練が重要であることを確認した点で,大きな社会的意義がある。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Tromse大学(ノルウェー)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 左脳梗塞により把持動作の障害を呈した症例2024

    • 著者名/発表者名
      梅田 実穂,髙木 早希,大門 正太郎,板口 典弘
    • 雑誌名

      認知リハビリテーション

      巻: 29 号: 0 ページ: 1-19

    • DOI

      10.50970/cogrehab.2024.001

    • ISSN
      2436-4223
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 脳卒中片麻痺患者における腕の加重に対する適応的運動計画2023

    • 著者名/発表者名
      安藤 瑠称、吉岡 実穂、大門 正太郎、板口 典弘
    • 雑誌名

      基礎心理学研究

      巻: 42 号: 1 ページ: 26-37

    • DOI

      10.14947/psychono.psychono.42.4

    • ISSN
      0287-7651, 2188-7977
    • 年月日
      2023-09-30
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Involuntary Stabilization in Discrete-Event Physical Human-Robot Interaction2023

    • 著者名/発表者名
      Hisayoshi Muramatsu, Yoshihiro Itaguchi, Seiichiro Katsura
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics: Systems

      巻: 53, 1 号: 1 ページ: 576-587

    • DOI

      10.1109/tsmc.2022.3184960

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 知覚・認知と運動制御5―体性感覚と運動制御,2022

    • 著者名/発表者名
      山田千晴・板口典弘.
    • 雑誌名

      理学療法

      巻: 39 ページ: 927-936

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] The heavier the arm, the higher the action: the effects of forearm-weight changes on reach-to-grasp movements.2022

    • 著者名/発表者名
      Ando L. and Itaguchi Y.
    • 雑誌名

      Experimental Brain Research.

      巻: - 号: 5 ページ: 710938-710938

    • DOI

      10.1007/s00221-022-06350-6

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Size Perception Bias and Reach-to-Grasp Kinematics: An Exploratory Study on the Virtual Hand With a Consumer Immersive Virtual-Reality Device2021

    • 著者名/発表者名
      Itaguchi Yoshihiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Virtual Reality

      巻: 2 ページ: 712378-712378

    • DOI

      10.3389/frvir.2021.712378

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Toward natural grasping with a tool: effects of practice and required accuracy on the kinematics of tool-use grasping2020

    • 著者名/発表者名
      Itaguchi Yoshihiro
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology

      巻: 123 号: 5 ページ: 2024-2036

    • DOI

      10.1152/jn.00384.2019

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Forearm-weight changes influence the height of reach-to-grasp movements.2020

    • 著者名/発表者名
      Ando R. and Itaguchi Y.
    • 学会等名
      43rd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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