運動学習速度を規定する神経生理学的要因

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H03154
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 関口 浩文 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (20392201)
• 研究分担者: 門田 宏 高知工科大学, 情報学群, 准教授 (00415366) ; 河野 豊 茨城県立医療大学, 保健医療学部, 教授 (10392200) ; 宮崎 真 静岡大学, 情報学部, 教授 (30392202) ; 牛山 潤一 慶應義塾大学, 環境情報学部(藤沢), 准教授 (60407137) ; 野崎 大地 東京大学, 大学院教育学研究科(教育学部), 教授 (70360683) ; 山中 健太郎 昭和女子大学, 生活機構研究科, 教授 (90359662) ; 中澤 公孝 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (90360677)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 運動学習速度 / fast learner / 神経生理学的要因 / 経頭蓋磁気刺激 / 皮質運動表象

研究実績の概要

片手運動における2つの筋（右三角筋前部線維，右橈側手根屈筋）に関して，皮質表象の同定を行い，その後に2ボール片手ジャグリングを練習した。頭頂（Cz）を中心に左右半球に跨る17×9のグリッドを作成し，左半球のグリッドで，2筋それぞれに対し，経頭蓋磁気刺激による皮質表象の同定を行った。その際，被験者は等尺性による5％MVCの筋活動を発揮している時に1か所4回ずつ刺激した。前回（長掌筋，上腕二頭筋）同様，ジャグリングの総キャッチ数と各筋の皮質表象面積における指標（各筋皮質表象の面積，重複面積）との関係を検討した。しかし，結果は前回同様，いずれも統計的に有意な関係は見られなかった。そこで，今回は各筋の応答（MEP）の最大振幅（MEPピーク値）で標準化し，10％MEPmaxから80%MEPmaxまで10%間隔で，それぞれの振幅を閾値として囲まれる面積に関して，2筋間の重複面積と総キャッチ数の関係を検討した。その結果，40％および50%MEPmaxに関して，総キャッチ数との間に有意な関係が検出された。これを受け，前回のデータに関しても同様な解析を行ったところ，10%から40%MEPmaxまで総キャッチ数との間に有意な関係が検出された。2筋間の異なる組み合わせにおいて，同様な結果が観察されたことから，仮説通り，いろいろな経験によって培われた皮質表象の重複面積が広いヒトほど，それらの筋が参画する初めての運動でも速く上手くなることが明らかとなった。
筋シナジーパターンと運動学習に関しては，右上肢15筋から筋電図を記録し，力覚呈示装置による到達運動の力場学習を実施した。パフォーマンスの上位群と下位群に分け，筋シナジーパターンとの関係を検討したところ，上位群において手首と肩の屈筋を協調させる筋シナジーを運動開始時に大きく貢献させており，力場学習を促進させる要因になっていることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Acquisition of novel ball-related skills associated with sports experience (2021)
  • 著者名/発表者名: Sekiguchi Hirofumi、Yamanaka Kentaro、Takeuchi Shigeki、Futatsubashi Genki、Kadota Hiroshi、Miyazaki Makoto、Nakazawa Kimitaka
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: 12379
  • DOI: 10.1038/s41598-021-91120-7
  • 査読あり / オープンアクセス