| 研究課題/領域番号 |
19K04289
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| 研究機関 | 東京工芸大学 |
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研究代表者 |
神原 裕行 東京工芸大学, 工学部, 准教授 (50451993)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 計算論的神経科学 |
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| 研究実績の概要 |
ヒトが物や機械などの物体を操作する際、我々の脳は物体の動きや物体が身体に及ぼす影響を予測しながら自らの身体を制御している。本研究では、運動中の脳波信号から物体の動きの予測に関与する脳部位、情報表現、脳部位間の情報の流れを可視化することで、外部環境の変化を予測する脳内メカニズムの計算論的なモデル化を目的とする。また、脳の構造的な変化をもたらすことが知られている運動トレーニングを行うことによって、物体の動きの予測に関与する脳機能も変化するかを検証し、運動学習や適応も含めた運動制御に関する脳内情報処理機構の理解を目指す。本研究では、具体的な研究課題として以下の三つ課題を設定する。まず、バーチャルリアリティを用いたボールキャッチング実験環境の構築（課題１）を行う。次に、ボールの動きの予測に関する脳内情報処理の可視化とモデル化（課題２）を行う。最後に、複数のボールのジャグリング運動をトレーニングすることによる脳機能の変化の検証（課題３）を行う。2021年度は、2020年度に構築したバーチャルリアリティシステムの有効性を検証するためのパイロット実験およびシステム改良を継続して行った。また、バーチャルリアリティシステムを用いたジャグリングのトレーニングを実施するとともに、トレーニングによる運動スキルへの効果を行動と脳波データから検証するための計測実験を実施した。また、外部環境とのインタラクションを含む運動課題における運動学習モデルに関する解説記事を学術誌にて発表した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
2021年度は、課題３について、課題１で構築したバーチャルリアリティ技術を用いて、ジャグリング初心者数名に仮想現実空間内にて３つのボールのジャグリングのトレーニングを10日間に渡り行う計測実験を実施した。その結果、仮想現実空間内でのジャグリングトレーニングにより、現実空間におけるジャグリングスキルが上達する傾向が確かめられた。また、ボールの動きの予測能力を定量化するために、液晶シャッターゴーグルを用いてジャグリング中の視覚情報を遮断する計測実験を実施した。研究代表者の所属機関が異動したため、当初計画していたジャグリングトレーニングによる脳機能の変化を検証するための解析は進められていないものの、2021年度に計測したジャグリング中の脳波データやMRIデータの解析を今後進めていく予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
2022年度は、ジャグリングトレーニング中に計測した脳波データや、トレーニング前後に計測したMRIデータの解析を行い、トレーニングによる脳活動の変化の検証を行う予定である。また、仮想現実空間内でジャグリングが行えるバーチャルリアリティシステムを用いて、ボールの動きの予測に対する触覚情報や視覚情報の役割を調べるための、体動作や視線方向を計測する行動実験とデータ解析を行う予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究代表者の所属機関が異動したため、新たな研究実施環境の構築を効果的に進めることができず、当初計画していた計測装置等の導入が行えなかった。また、コロナの影響により、当初予定していた国際会議への参加や共同研究先（米国・カリフォルニア大学サンディエゴ校）への訪問が行えなかった。2022年度には、全身運動や視線計測をするための計測装置の購入や、国際会議のための海外渡航を行う予定である。
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