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本研究の目的は、運動中に変化する外部環境における基底核の役割を明らかにすることである。
本研究はこれまでに、不安定な環境下における運動制御モデルを構築し計算実験によりその有効性を確かめた。また、提案モデルを元に心理物理実験を行い、モデルの実証とパラメータの推定をおこなった。最終的には、関連する脳活動を計測する。
モデルのうちの一つとして、強化学習を運動制御機構に適用し、このときの学習文脈情報に基づき関節インピーダンスを調節する機構が効果的に学習を進行させることを明らかにした。
また、フィードフォワード制御機構とフィードバック制御機構および関節インピーダンス制御機構を含む運動制御モデルを構築した。マニピュランダムを用いて発散場を構築し、この環境下で到達運動をおこなうことで手先インピーダンスが変化することを明らかにした。また、手先インピーダンスのみならず、フィードバック制御系が重要な役割を担っていることを明らかにした。さらに、フィードバック制御機構とインピーダンス制御機構の重みを最尤推定法から求め、学習の進行と共に、二つの役割が変化することを示した。また、心理物理実験により視覚運動系における反射ゲインが視覚刺激の期待値に依存することを示した。
以上より、不安定な環境がフィードバック制御のゲイン調整に影響を与えることを示した。
fMRI実験に用いるマニピュランダムの開発を行った。マニピュランダムはモータで駆動されるため、非磁性対応である必要がある。これまでこのような、マニピュランダムは存在しなかった。そのため、アクチュエータとして超音波モータを選択し、開発を行った。
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