• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2014 年度 実績報告書

運動学習・制御における運動野構造の機能解明:統一理論モデルの構築とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 13J06713
研究機関玉川大学

研究代表者

瀧山 健  玉川大学, 脳科学研究所, 特別研究員(SPD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード運動学習 / 運動制御 / 計算論的神経科学 / ニューラルネットワーク
研究実績の概要

運動学習の統一理論モデルの構築・応用を目指す本課題であるが、本年度はこの課題が達成できたといっても過言ではない。まず第一に、今まで再現されてこなかったランダム学習を再現するための数学的根拠に基づき、"我々は運動する前から暗黙の内に誤差を予測しており、その誤差の予測が脳活動に影響を与える"という要素をもつ新たな運動学習モデルを提案した。その結果、提案モデルはランダム学習のみならず、既存のモデルでは別々に再現されてきた8個以上の現象を同じ枠組みで同じパラメータで統一的に再現できることを確認した。さらに、提案モデルのみが予測できる効果的なトレーニング方法の存在も示した。そのトレーニング方法とは、"どんなに達成困難な運動でも2回続けて運動することで学習効果が得られる"というものである。事実、この予測が正しいことを実験的に実証した。

本年度は、以上の結果を論文として出版するに至った(Takiyama, HIrashiam, Nozaki, 2015, Nature Comm)。さらに、より脳に近いモデルへ発展するために、運動学習モデルに新たな評価関数を導入すること(Takiyama, 2015, Front Compt Neurosci)や脳活動を再現するモデル(Takiyama, 2015, Sci Rep)も提案した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初の目標であった運動学習の統一理論モデルの構築とその応用に成功した年度であった。

今後の研究の推進方策

運動学習は大きく分けて2つの要素に分けることができる(Schmidt, 2000)。それは"頭で考える認知的要素"と"体で覚えて自動化される純粋な運動の要素"である。現在提案している運動学習の統一理論モデルは、あくまで"体で覚えて自動化される純粋な運動の要素"のみをモデル化しているに過ぎない。次年度では、2つの要素を同時に捉える運動学習のモデルを提案していきたい。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Prospective errors determine motor learning.2015

    • 著者名/発表者名
      Ken Takiyama, Masaya Hirashima, Daichi Nozaki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 6 ページ: 5925 1-12

    • DOI

      10.1038/ncomms6925

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Sensorimotor transformation via sparse coding2015

    • 著者名/発表者名
      Ken Takiyama
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: 9648 1-7

    • DOI

      10.1038/srep09648

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Context-dependent memory decay is evidence of effort minimization in motor learning: A computational study.2015

    • 著者名/発表者名
      Ken Takiyama
    • 雑誌名

      Frontiers in Computational Neuroscience

      巻: 9(4) ページ: 1-10

    • DOI

      10.3389/fncom.2015.00004

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Phase shifts in alpha-frequency rhythm detected in electroencephalograms influence reaction time2015

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Naruse, Ken Takiyama, Masato Okada, Hiroaki Umehara, Yutaka Sakaguchi
    • 雑誌名

      Neural Networks

      巻: 62 ページ: 47-51

    • DOI

      10.1016/j.neunet.2014.07.012

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Prospective error determines motor learning: a step towards a unified model of motor learning2015

    • 著者名/発表者名
      Ken Takiyama, Masaya Hirashima, Daichi Nozaki
    • 学会等名
      Conference on Systems Neuroscience and Rehabilitation (SNR2015)
    • 発表場所
      Tokorozawa, Saitama
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-12
  • [学会発表] Modulation of preferred direction can unify motor learning in unimanual and bimanual movements2014

    • 著者名/発表者名
      Ken Takiyama, Yutaka Sakai
    • 学会等名
      日本神経科学学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 (神奈川県)
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-13
  • [学会発表] Balanced motor primitive can unify motor learning effects in unimanual and bimanual movements2014

    • 著者名/発表者名
      Ken Takiyama, Yutaka Sakai
    • 学会等名
      日本神経回路学会
    • 発表場所
      公立はこだて未来大学 (北海道)
    • 年月日
      2014-08-29 – 2014-08-29
  • [学会発表] Ken Takiyama, Yutaka Sakai2014

    • 著者名/発表者名
      Transfer of learning effects between unimanual and bimanual movements through modulation of preferred directions: a computational study
    • 学会等名
      Annual meeting of Neural Control of Movement (NCM2014)
    • 発表場所
      Amsterdam, Netherland
    • 年月日
      2014-04-23 – 2014-04-24

URL: 

公開日: 2016-06-01  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi