両腕協調運動の制御・学習を支える脳内過程

支持控制和学习双臂协调的大脑过程

• 批准号: 20240059
• 负责人: 野崎 大地
• 金额: $ 17.89万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20240059/
• 关键词: 運動制御; 運動学習; リーチング運動; 心理物理; 一次運動野; 小脳; 脳機能イメージン; 計算論的神経科学

我々はこれまでに、同じ左腕(もしくは右腕)で同じ運動を行う場合であっても、その運動学習を支える脳内過程(メモリ)が、右腕(左腕)の運動の有無によって部分的に切り替わることを示してきた。すなわち、我々の脳には、片腕運動用の右腕(左腕)運動メモリ、両腕運動用の右腕(左腕)運動メモリが別々に用意されていることになる。このような冗長な構造の存在意義、機能、場所を明らかにするため、以下の4つの研究目標を設定した。1.ロボットアーム実験系を用いた運動学習メモリ乖離構造の機能的意義の解明2.機能的脳イメージング法による運動学習メモリ乖離構造の脳内表象の解明3.数学的モデリングによる、運動学習メモリ乖離構造のもとで運動学習が進行する動態の解明4.運動学習メモリ乖離構造そのものが発達、トレーニングによって獲得されていく過程の解明極めて短期間の研究期間であったものの、以下の成果が得られた。・力覚デバイスPhantom2台を用いたリーチング運動実験系を構築した。これにより、例えば、左腕の動きに依存した力を右腕にかける等の複雑な運動課題を自在に実現できる。・この実験系を用いて、左腕の運動学習のメモリが、右腕運動の有無だけに依存するのではなく、右腕の運動方向に依存することを示唆する予備的な実験結果を得た。・運動学習メモリの脳内表象を調べるのに用いるため、超音波モータを応用したfMRI内で使用可能なマニピュランダムを設計した。・複数の運動メモリが互いに少しずつオーバーラップしており、それぞれのメモリの状態が運動エラーに応じて修正・更新されるという数学的なモデルを構築した。このモデルが片腕-両腕運動時の運動学習の動態をほぼ再現することを示した。

I 々 は こ れ ま で に, with じ left wrist (も し く は right wrist) で じ movement を row う occasions で あ っ て も, そ の motor learning with を え る 脳 within the process (メ モ リ) が, right wrist (the left one) の movement の presence of に よ っ て part に cut り for わ る こ と を shown し て き た. す な わ ち, I 々 の 脳 に は, piece of wrist motion の right wrist (the left one) movement メ モ リ, struck the wrist movement in の right wrist (the left one) movement メ モ リ が don't 々 に intention さ れ て い る こ と に な る. <s:1> ような the lengthy な structure <e:1> has its significance, function, and location を. It is clear ら ら にするため. The following <s:1> 4 <e:1> research goals を are set to た た. 1. Youdaoplaceholder0 ロボットア ム the practical department を explains the significance of using ロボットア た motion to study the <s:1> function of メモリ dissociative structure <e:1> 2. Explanation of the 脳, メ, メ, ジ, グ method, による, motor learning, メモリ, dissociative structure, <s:1>, 脳, internal phenomena, etc. 3. Mathematical モデリ, グによる, グによる, motion learning, メモリ, dissociation construction, <s:1> とで, とで, motion learning, が, する, dynamic <e:1>, explanation 4. Motor learning メ モ リ goal structure そ の も の が 発, ト レ ー ニ ン グ に よ っ て get さ れ て い く process の interpret very め て の study period during short で あ っ た も の の, the following の results が ら れ た. · The force 覚デバ スPhantom2 units を are constructed with the を たリ チ チ グ グ グ motion experiment system を to build the た. こ れ に よ り, example え ば, left wrist の き に dependent し た force を right wrist に か け る etc. の complex 雑 な sports subject を comfortable に be presently で き る. · こ の be を 験 department with い て, left wrist の motor learning の メ モ リ が, right wrist movement の presence of だ け に dependent す る の で は な く, right wrist の direction に dependent す る こ と を in stopping す る reserve of な be た を 験 results. In motor learning, メ モ リ の 脳 representation を adjustable べ る の に with い る た め, ultrasound モ ー タ を 応 with し た で using fMRI may have a な マ ニ ピ ュ ラ ン ダ ム を design し た. , plural の movement メ モ リ が mutual い に less し ず つ オ ー バ ー ラ ッ プ し て お り, そ れ ぞ れ の メ モ リ の state が エ ラ ー に 応 じ て correction, update さ れ る と い う mathematical な モ デ ル を build し た. <s:1> モデ が が が when the wrist and the two wrists move, <s:1> motion learning <e:1> dynamics をほぼ reproduction する とを とを とを shows た た.

项目成果

Contralateral limb motion -dependent motor learning in bimanual movement

双手运动中对侧肢体运动依赖的运动学习

• 发表时间: 2008
• 作者: Atsushi Yokoi;Masaya Hirashima;Daichi Nozaki
• 通讯作者: Daichi Nozaki

Coordinate transformation with muscle redundancy in cortical network: A modeling study

皮质网络中肌肉冗余的坐标变换：建模研究

• 发表时间: 2008
• 作者: Masaya Hirashima;Daichi Nozaki
• 通讯作者: Daichi Nozaki

Limited transfer of motor learning between unimanual and bimanual reaching movements within the same limb.

同一肢体内的单手和双手伸展运动之间的运动学习转移有限。

• 发表时间: 2008
• 作者: C.Perrino;S.Lee;S.W.Choi;A.Maruyama;N.D.Spencer;Daichi Nozaki
• 通讯作者: Daichi Nozaki

Asymmetric transfer of learning between discrete and rhythmic moements

离散时刻和节奏时刻之间的学习不对称迁移

• 发表时间: 2008
• 作者: Tsuyoshi Ikegami;Masaya Hirashima;Gentaro Taga;Daichi Nozaki
• 通讯作者: Daichi Nozaki