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誤差に基づいて運動指令を洗練化するメカニズムと脳神経基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ0992
補助金の研究課題番号 22J15425 (2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2022)
応募区分国内
審査区分 小区分59030:体育および身体教育学関連
研究機関東京大学

研究代表者

牧野 勇登 (2023)  東京大学, 教育学研究科, 特別研究員(DC2)

特別研究員 牧野 勇登 (2022)  東京大学, 教育学研究科, 特別研究員(DC2)
研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2023年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード運動学習 / 感覚誤差情報 / 腕到達運動 / フィードバック応答 / 意識的 / 感覚誤差 / フィードバック制御
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は、誤差を受けた経験を基に、適切な運動指令を獲得するメカニズムの解明である。現在支持されている仮説では、誤差に対する試行内の修正であるフィードバック修正指令を教師信号として運動学習が遂行されるとされている。感覚情報を通じて獲得する誤差情報や、意識的なフィードバック修正指令、無意識的なフィードバック修正指令をもとに運動学習を実行するメカニズムについて検討する。

研究実績の概要

我々の運動学習系は、感覚器を通じて誤差を受けた経験を基に、試行をまたいで運動指令を洗練化する優れた能力を有している。しかしどのような感覚誤差情報を基に運動指令の洗練化プロセスを無意識に実行しているのか、またどのようなシステムによって干渉を受けるのかといった問題は解明されていない。
本研究では、腕到達運動を対象とした既存の行動実験パラダイムを改良することで、様々な誤差情報に対する試行をまたいだ誤差修正応答(運動学習応答)を測定し、運動学習系が運動指令を洗練化するプロセスの解明を目指した。前年度までは、不確実性な誤差情報や試行内で時間変動するような誤差情報に対する運動学習応答を測定してきた。さらに試行内で誤差を修正する応答(フィードバック応答)を意識的に出力することが、無意識的な運動学習応答を妨げることを報告した。
今年度は、それらの実験結果をもとに、誤差情報やその誤差情報に対する意識的・無意識的に生成されるフィードバック応答指令から運動学習応答が生成されるメカニズムを検討した。無意識的なフィードバック応答の大きさが運動学習応答生成の教師信号となっていることや、意識的なフィードバック応答指令が無意識的なフィードバック応答の大きさに影響を与えている可能性を明らかにした。さらに複数の到達運動で構成される往復到達運動課題を対象に誤差生起のタイミングが運動学習応答にどのような影響を与えるか検討したところ、誤差生起のタイミングは運動学習応答に反映されず、試行中の運動指令全体に影響を与えることも報告した。
これらの知見は、感覚誤差情報に基づいて運動指令を洗練化するメカニズムの一端の解明につながった。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Divisively normalized neuronal processing of uncertain visual feedback for visuomotor learning2023

    • 著者名/発表者名
      Makino Yuto、Hayashi Takuji、Nozaki Daichi
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 6 号: 1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1038/s42003-023-05578-4

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Differential visuomotor feedback response and learning response between the dominant and non-dominant arm.2023

    • 著者名/発表者名
      Yuto Makino, Nao Masuda, Daichi Nozaki
    • 学会等名
      The annual meeting of Society for the Neural Control of Movement 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 誤差生起の時間情報を反映した運動学習応答は生じるか?2023

    • 著者名/発表者名
      牧野 勇登, 野崎 大地
    • 学会等名
      Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Influence of implicit and explicit feedback response to a visual error on visuomotor learning response2022

    • 著者名/発表者名
      Yuto Makino, Keisyu Inoue, Toshiki Kobayashi Daichi Nozaki
    • 学会等名
      The annual meeting of Society for the Neural Control of Movement 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 不確実な視覚誤差情報に基づき運動指令修正を行う神経活動正規化メカニズム

    • URL

      https://www.p.u-tokyo.ac.jp/archives/5657

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-04-28   更新日: 2024-12-25  

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