身体運動の学習プロセスの制御に基づいた最適な運動学習方略の解明

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本研究の目標は、運動課題の効率的な上達をうながす学習方略を明らかにすることであった。そこで私は，スポーツ科学や心理学領域では広く知られる「多様性練習：ある課題を多様な文脈で練習すると、単一の文脈で練習した時と比べて課題の定着が促進される現象」に着目し、最適な学習方略を「少ない練習回数で長期的に運動スキルの記憶が保持される学習法」と定義して研究を行った。H29年度には、力場環境下での腕到達運動課題で多様性練習の効果を再現した。その運動記憶は、到達目標に若干のバラつきをもたせて練習することで最もよく定着し、そのバラツキが小さすぎても大きすぎても定着を悪くすることが示された。この結果を運動学習の数理モデルで再現したところ、目標のバラツキは多様な神経細胞の発火をうながして、運動記憶を多様な神経細胞群に紐づけることを可能にすること、すなわち記憶表現を冗長にする効果があることが示された。これらの結果に基づいて、私は多様性練習の神経基盤が、学習中に発火する神経細胞の多様性にあると考えた。そこでH29年7月からは、経頭蓋直流電気脳刺激を用いて、皮質運動野の状態を操作的に変調し、運動学習中の皮質運動野の活動パターンの多様性が運動記憶に与える影響を調べてきた。特別研究員の採用を辞退した今年度9月末までに90名の被験者で実験を行い、その結果、脳活動の状態が一定になる刺激を受けた被験者と比べて、脳状態が多様に変動する刺激操作を受けた被験者では、有意に運動記憶の定着が優れるという結果が得られた。採用期間を通して得られた成果は、今年度査読付き英文原著論文として2報（うち筆頭1報）発表した。また国内学会で口頭発表を2回、ポスター発表を4回（うち筆頭1回）、国際学会では口頭発表を1回（うち筆頭0回）、ポスター発表5回（うち筆頭3回）おこなった。