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2016 Fiscal Year Annual Research Report

片手・両手運動学習による異なる神経ネットワークの可塑的変化について

Research Project

Project/Area Number 15J03540
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

平野 雅人  広島大学, 総合科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Keywords経頭蓋磁気刺激 / 運動モジュール / 運動スキル学習 / 両手運動
Outline of Annual Research Achievements

昨年度に研究1の実験が終了したため、本年度は得られたデータの解析、学会発表、国際誌への論文投稿を行った。学会発表では、国内外の研究者とのディスカッションを通じ、多くの示唆を頂いた。それらを踏まえた上で論文を準備し、国際誌へ1本論文が受理された。加えてもう1本論文を投稿中である。さらに本年度は、研究1の研究成果公表と同時に、次の研究へ取り掛かった。
本年度では、運動学習の文脈依存性に着目し、片手・両手運動という運動形態の違いによって文脈依存的に一次運動野(M1)に可塑性が生じるかどうか検討した。9人の被験者に対し実験を実施した。課題は右手で行う系列タッピング課題とした。その際、左手を安静にする片手学習群と、左手の長掌筋の筋活動を一定に保ちながら課題を行う両手学習群を設定した。学習前後に経頭蓋磁気刺激(TMS)を用いて左M1を刺激し、誘発された右手指の関節角度変化を自作のデータグローブで記録した。この時、課題時と同様に、左手を安静に保つ安静条件と、左手の長掌筋を活動させる左手活動条件を設定した。結果として、文脈依存的に運動モジュールの再組織化が生じるという関係は観察されなかった。したがって、運動形態の違いによる学習効果の文脈依存性はM1よりも高次の領域で生じている可能性が示唆される。一方で、左手課題の難易度が低すぎた可能性が考えられる。さらに、文脈依存的にM1に可塑性が生じないことを示すには、異なる課題を用いて検証を進める必要がある。今後は、これら2点に着目して研究を進める。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の目的は、片手・両手運動学習において、一次運動野(M1)の異なる神経ネットワークに可塑的変化が生じるか明らかにすることである。そのために、M1とその遠心系の神経ネットワークとして表現される運動モジュールを対象とし、片手・両手運動学習が運動モジュールへどのように影響を及ぼすか検討する。
本年度は、予定していた実験を実施した。実験は順調に進み、結果を考察中である。同時に、昨年度得られた研究1の結果に関して、国内外での学会発表を実施し、学術論文として国際誌に受理された。したがって、進捗状況はおおむね順調である。

Strategy for Future Research Activity

本年度実施した実験結果から、片手・両手運動学習という運動形態の違いによって、文脈依存的に一次運動野に可塑的変化が生じ、運動モジュールが再組織化されるという関係は見られないことが示唆された。今後は、別の課題で同じ結果が得られるかどうか明らかにするため、異なる運動課題を用いて実験を実施する予定である。

  • Research Products

    (4 results)

All 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Different effects of implicit and explicit motor sequence learning on latency of motor evoked potential evoked by transcranial magnetic stimulation on the primary motor cortex2017

    • Author(s)
      Hirano M, Kubota S, Koizume Y, Tanaka S, Funase K
    • Journal Title

      Frontiers in Human Neuroscience

      Volume: ー Pages: ー

    • DOI

      10.3389/fnhum.2016.00671

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Reorganization of modular architectures in the corticospinal neuromuscular system by implicit and explicit learning2016

    • Author(s)
      Hirano M, Kubota S, Koizume Y, Tanaka S, Furuya S, Funase K
    • Organizer
      6th International Conference on Transcranial Brain Stimulation, 2016
    • Place of Presentation
      Gottingen, Germany
    • Year and Date
      2016-09-07 – 2016-09-10
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 皮質脊髄路に表現される運動モジュールの運動学習に伴う再編成2016

    • Author(s)
      平野雅人, 窪田 慎治, 古屋晋一, 小井詰喜希, 田中新也, 船瀬 広三
    • Organizer
      第10回 Motor Control 研究会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学
    • Year and Date
      2016-09-01 – 2016-09-03
  • [Presentation] 中枢神経系に表現される関節間の協調関係とその運動学習による再編成2016

    • Author(s)
      平野雅人
    • Organizer
      第24回日本運動生理学会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2016-07-23 – 2016-07-24
    • Invited

URL: 

Published: 2018-01-16  

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