柔軟な両腕運動の制御および学習メカニズムに関する研究

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両腕運動中は、左右の腕がお互いの腕の運動による力学的影響を補償しつつ運動制御を行う必要があるが、そのために左右の運動制御系がどのように両方の腕の情報を統合して用いているかは不明であった。そこで本研究では、「両腕運動中に一方の腕の制御過程において、もう一方の腕の運動情報がどのように統合されているか」、また「左右の制御系の間の相互作用が柔軟な両腕運動の達成にどのように貢献しているのか」について明らかにすることを目的として研究を行った。前年度までの研究成果から、「制御系の構成素子は両方の腕の運動情報を乗算的に統合している」という結果を得ているが、追加解析および追加実験により「左腕に関する素子が右腕の運動情報をより正確に表現している」という興味深い結果を得た。数理モデルを用いたシミュレーションにより、「非利き腕である左腕の方が、右腕よりも柔軟に反対側の腕の影響を補償することが可能である」という、両腕運動における左腕の優位性を示唆する意外な予測が得られた。、これを実験的に検証するために、さらに20名の右利き被験者と12名の左利き被験者を対象に、両腕到達運動中の一方の腕に、反対側の腕の運動方向に応じて変化する力場を課し、どちらの腕がより速く適応可能かを調べた(実験2)。その結果、仮説通り左腕を学習に用いた被験者が有意に高い学習成績を示した。一方、左利き被験者は右利き被験者のデータと逆の傾向を示したものの、その差は有意には至らなかった。日常的感覚としては、ビンの蓋を開けるなどといった両腕動作の際の左右の手の役割分担は、右手(利き手)の機能的優位性のみを反映した結果であると思われがちであるが、本研究の結果は、むしろ左手(非利き手)の機能的優位性を反映した結果であるという反直感的事実の存在を示唆している。