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内受容感覚のリアルタイムフィードバックによる新たな運動学習システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K19798
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分61:人間情報学およびその関連分野
研究機関大分大学

研究代表者

菅田 陽怜  大分大学, 福祉健康科学部, 准教授 (30721500)

研究分担者 原 正之  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (00596497)
大鶴 直史  新潟医療福祉大学, リハビリテーション学部, 教授 (50586542)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード内受容感覚 / リアルタイムフィードバック / 心拍誘発脳電位 / 運動学習 / フィードバック / 心拍誘発電位
研究開始時の研究の概要

本研究では「内受容感覚が変化すれば運動機能もそれに従属して変化する」という仮説を立て、その科学的検証を試みる。具体的には、大脳一次運動野から得られる心拍誘発電位(HEP)のリアルタイムフィードバックシステムを開発し、HEPの制御能力の変化に伴う運動学習能力の変化について検証する。本研究は「内受容感覚、運動学習、リアルタイムフィードバック」という異なる研究要素を組み合わせた、いわば未開拓の研究領域と言える。しかしながら、内受容感覚と運動学習能力との関連性が明らかになれば、リハビリテーション分野やスポーツ分野などの学術体系を大きく変革させるほどの研究に発展する可能性が高い。

研究成果の概要

本研究は、内受容感覚のリアルタイムフィードバックが運動学習に与える影響を検証することを目的とした。HEP(心拍誘発脳電位)を指標に、HEPのリアルタイム制御課題と運動学習課題を組み合わせた実験を実施した。結果、HEPの振幅変化と運動学習成績には有意な負の相関が見られたが、リアルタイム制御自体は困難であった。また、内受容感覚が高い人はHEP振幅が大きく運動学習が苦手である可能性が示唆された。さらに、内受容感覚とTheory of Mind(心の理論)との関連性から、学習課題後に内面に意識が向くと学習が抑制される可能性が考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の学術的意義は、内受容感覚と運動学習の関係を明らかにし、新たなリハビリテーション手法の基礎を築いた点にある。具体的には、内受容感覚のリアルタイム制御が運動学習に与える影響を初めて実証的に示し、内受容感覚の鋭敏さが運動機能の改善に寄与する可能性を示唆した。社会的意義としては、高齢者やリハビリテーション患者の運動機能向上に役立つ新しい訓練方法の開発に貢献する可能性がある。さらに、内受容感覚を高めることで、自己認識や他者理解の向上に寄与し、精神的健康や社会的交流の促進にもつながると期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 運動イメージに基づくBrain-machine Interface(BMI)が切り拓く新たな神経理学療法の可能性2024

    • 著者名/発表者名
      菅田 陽怜
    • 雑誌名

      理学療法学

      巻: 51 号: 1 ページ: 18-21

    • DOI

      10.15063/rigaku.51-1kikaku_Sugata_Hisato

    • ISSN
      0289-3770, 2189-602X
    • 年月日
      2024-02-20
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Functional connectivity via the dorsolateral prefrontal cortex in the late phase of rest periods predicts offline learning2024

    • 著者名/発表者名
      Kawasoe Ryushin、Takano Sou、Yasumoto Yui、Takeo Yuhi、Matsushita Kojiro、Sugata Hisato
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 822 ページ: 137645-137645

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2024.137645

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 特集 運動イメージ-科学的根拠に基づく臨床実践をめざして 運動イメージと理学療法2022

    • 著者名/発表者名
      菅田 陽怜
    • 雑誌名

      理学療法ジャーナル

      巻: 56 号: 9 ページ: 1004-1009

    • DOI

      10.11477/mf.1551202783

    • ISSN
      0915-0552, 1882-1359
    • 年月日
      2022-09-15
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Effect of a Body Part Action on Body Perception of the Other Inactive Body Part2022

    • 著者名/発表者名
      Hara Masayuki、Sugata Hisato、Otsuru Naofumi、Takasaki Masaya、Ishino Yuji、Mizuno Takeshi、Miki Masahito、Kanayama Noriaki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Cognitive and Developmental Systems

      巻: 1 号: 3 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/tcds.2022.3210659

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sequential motor learning transfers from real to virtual environment2021

    • 著者名/発表者名
      Takeo Yuhi、Hara Masayuki、Shirakawa Yuna、Ikeda Takashi、Sugata Hisato
    • 雑誌名

      Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation

      巻: 18 号: 1 ページ: 107-107

    • DOI

      10.1186/s12984-021-00903-6

    • 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] Brain-Computer Interface Training Based on Brain Activity Can Induce Motor Recovery in Patients With Stroke: A Meta-Analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Nojima Ippei、Sugata Hisato、Takeuchi Hiroki、Mima Tatsuya
    • 雑誌名

      Neurorehabilitation and Neural Repair

      巻: 36 号: 2 ページ: 83-96

    • DOI

      10.1177/15459683211062895

    • 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] 運動学習脳内機構と理学療法2021

    • 著者名/発表者名
      菅田陽怜
    • 雑誌名

      理学療法

      巻: 38 ページ: 641-651

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] こころの科学と運動学習2023

    • 著者名/発表者名
      菅田陽怜
    • 学会等名
      第28回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 運動学習の先端脳機能研究から考える「理学療法」の原点回帰と汎化2023

    • 著者名/発表者名
      菅田陽怜
    • 学会等名
      九州理学療法士学術大会2023 in 熊本
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Caudate connectivity parallels rapid consolidation of skill2023

    • 著者名/発表者名
      H. SUGATA, F. IWANE, W. HAYWARD, V. AZZOLLINI, D. DASH, R. SALAMANCA-GIRON, M. BONSTRUP, E. R. BUCH, L. G. COHEN
    • 学会等名
      Neuroscience 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Crowdsourced evaluation of the relationship between age and early procedural skill learning2023

    • 著者名/発表者名
      W. HAYWARD, E. BUCH, F. IWANE, V. AZZOLLINI, H. SUGATA, D. DASH, R. F. SALAMANCA-GIRON, L. G. COHEN
    • 学会等名
      Neuroscience 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pupil linked arousal during early skill learning2023

    • 著者名/発表者名
      D. DASH, F. IWANE, R. SALAMANCA-GIRON, W. HAYWARD, H. SUGATA, V. AZZOLLINI, M. BONSTRUP, E. R. BUCH, L. G. COHEN
    • 学会等名
      Neuroscience 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] オフライン運動学習の個人差は再学習直前のネットワークダイナミクスによって規定される2023

    • 著者名/発表者名
      川添 隆伸, 高野 創, 安元 優衣, 松下 光次郎, 菅田 陽怜
    • 学会等名
      第28回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 視覚誤差課題を用いた仮想環境における運動学習と実環境における運動学習の転移2023

    • 著者名/発表者名
      竹尾 雄飛, 原 正之, 安元 優衣, 菅田 陽怜
    • 学会等名
      第28回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ペルチェ素子を用いた温感提示がMEG計測に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      祖父江 祐太, 大鶴 直史, 菅田 陽怜, 三木 将仁, 大西 秀明, 原 正之
    • 学会等名
      第28回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] レーザ変位計を用いた喉頭挙上の計測2023

    • 著者名/発表者名
      小松崎彪士, 菅田陽怜, 三木将仁, 原正之
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 身体化錯覚が生じた部位に対する視覚刺激が疼痛感覚に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      竹尾 雄飛, 原 正之, 大平 岳, 菅田 陽怜
    • 学会等名
      日本臨床神経生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 左右半球間の差が空間性注意に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      岩切 満梨乃, 竹尾 雄飛, 安部 レオ, 池田 尊司, 原 正之, 菅田 陽怜
    • 学会等名
      日本臨床神経生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] MEG環境下で使用可能なハプティックデバイスの開発2022

    • 著者名/発表者名
      祖父江 祐太, 大鶴 直史, 菅田 陽怜, 三木 将仁, 大西 秀明, 原 正之
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 空間性注意に関わる脳内神経基盤の解明 半側空間無視の発症機序解明を目指して2022

    • 著者名/発表者名
      岩切 満梨乃, 竹尾 雄飛, 安部 レオ, 池田 尊司, 原 正之, 菅田 陽怜
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 安静時脳機能結合の動的変化がオフライン運動学習に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      川添 隆伸, 井上 紗瑛, 高野 創, 安元 優衣, 松下 光次郎, 菅田 陽怜
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] VRによる身体化と視覚効果を用いたリーチングシステムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      中村 昂平, 菅田 陽怜, 三木 将仁, 原 正之
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] バーチャルリアリティによる視覚刺激が灼熱様の疼痛感覚に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      竹尾 雄飛, 原 正之, 大平 岳, 菅田 陽怜
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 弓道におけるイップス「早気」についての心理学的および神経生理学的検討2022

    • 著者名/発表者名
      安部 レオ, 池田 尊司, 菅田 陽怜
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 周期的視覚遮断刺激が運動学習能力に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      菅田 陽怜
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会若手研究者ネットワークシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Laterality Indexを用いた空間性注意に関わる脳内神経基盤の解明2022

    • 著者名/発表者名
      岩切 満梨乃, 竹尾 雄飛, 安部 レオ, 池田 尊司, 原 正之, 菅田 陽怜
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会若手研究者ネットワークシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] バーチャルリアリティーによる身体認識操作を応用した新たな筋力増強訓練の開発2022

    • 著者名/発表者名
      竹尾 雄飛, 原 正之, 菅田 陽怜
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会若手研究者ネットワークシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 「心身一如」の観点から運動学習を考える2021

    • 著者名/発表者名
      菅田陽怜
    • 学会等名
      第5回 若手研究者ネットワーク シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 実環境から仮想環境への運動学習の転移2021

    • 著者名/発表者名
      竹尾 雄飛, 原 正之, 白川 優奈, 菅田 陽怜
    • 学会等名
      日本リハビリテーション医学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 運動学習2023

    • 著者名/発表者名
      藤澤宏幸、鈴木博人
    • 総ページ数
      179
    • 出版者
      メディカルプレス
    • ISBN
      9784910614403
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2025-01-30  

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