予測的な滑動性眼球運動がもたらす認知的利点の解明

• 研究課題/領域番号: 23K16671
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分59020:スポーツ科学関連
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 宮本 健史 京都大学, 医学研究科, 特別研究員(PD) (80912526)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2025年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2024年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2023年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 視覚認知 / 目と手の協応 / インターセプト / 予測的運動制御 / 知覚的意思決定 / 心理物理

研究開始時の研究の概要

視標の移動に先行して発現する予測的な眼球運動は，視覚運動系で生じる感覚遅延を補償することで，移動視標に対する視認性を高める役割を持つ。また近年では，予測的眼球運動による網膜像の滑り速度の変化が移動視標に対する速度知覚を変容させることも報告されている。本研究では，予測的な眼球運動由来の視知覚の変化が，後続する運動の制御においてどのように利用され，パフォーマンスを変化させるのかを心理物理学手法を用いて検証する。

研究実績の概要

本研究の目的である，予測的な滑動性眼球運動がもたらす認知的利点を明らかにするため，本年度では移動物体を捕捉する上肢運動(インターセプト運動)に対する予測的滑動性眼球運動の効果を検証した．具体的には，標的の出現前にランダムドットキネマトグラムを呈示し，コヒーレント運動の方向を標的の移動方向を示すキューとして用いることで，実験対象者の標的移動に関する予測の程度を実験的に操作した．加えて，固視点の呈示パターンを切り替えることで予測的滑動性眼球運動を抑制/促進した．これにより，予測の程度を揃えたうえで，インターセプト運動に対する予測的滑動性眼球運動単独の影響を評価することができた．実験対象者は，PCディスプレイ上のカーソルを上肢運動によって操作し，事前に呈示されたランダムドットキネマトグラムのコヒーレンスと対応した方向へ移動する標的をなるべく早く捕捉した．
予測的滑動性眼球運動の速度はランダムドットキネマトグラムのコヒーレンスと相関し，同刺激を用いた方向弁別課題の成績と同様に，コヒーレンスを関数とするシグモイド関数で予測することができた．固視点呈示パターンの違いは，予測的滑動性眼球運動速度のシグモイド関数の傾きを変化させると同時に，インターセプト運動のパフォーマンスも変化させた．つまり，予測の程度が統制されているにも関わらず，予測的滑動性眼球運動速度に応じて，インターセプト運動の初期成分が増大した．以上の結果より，予測的滑動性眼球運動は，予測という認知プロセスそのものとは独立して，後続する視覚依存的運動制御の開始を促進する作用を持つことが示唆された．

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

今年度の目標の1つであった，実験課題の構築を達成することができた．従来の研究では，視覚認知や後続の運動制御に対する予測という認知プロセスの作用と眼球運動に由来する効果とを切り分けることが困難であり，この点を解決することが本研究の目的を達成するために解決すべき主な課題であった．一方で，もう1つの目標であった本データの取得を完了することはできなかった．以上を踏まえ，進捗はやや遅れていると判断した．

今後の研究の推進方策

2024年度は，本年度に構築した実験課題を用いた本データの収集を行い，年度内の論文発表を目指す．それと並行して，本研究を構成する2つ目の実験課題の作成，予備実験を進めていく予定である．具体的には，現在進めている実験課題では予測的滑動性眼球運動による後続運動の促進効果を評価しているが，実験課題2では後続運動の認知的要求によって，それに先行する予測的滑動性眼球運動が変調されるのかを検証する．2つの実験課題により，予測的滑動性眼球運動とその後の運動との双方向の効果を明らかにすることができると考えている．