腕の三次元運動に関する運動スキル学習メカニズムの解明－筋シナジー形成過程の理解－

ある目標に手を伸ばす到達運動は，成長過程において，運動精度や動きの滑らかさが上達することが知られている．本研究では，到達運動に関する体の動かし方を一から学習する脳内の運動学習メカニズムのモデル化やヒトを対象とした運動計測と解析を行い，筋シナジーと呼ばれる複数の筋の活動に内在する協調関係が形成される過程を明らかにすることを目指す．具体的な研究課題として，以下の二つの課題を設定する．まず，三次元空間内の任意の目標に対して手先を到達させるための複数の筋への運動指令を自律的に学習する到達運動学習モデルの構築と計算機シミュレーションを行う（課題１）．次に，到達運動学習モデルの妥当性を検証するため，モデルが予測する筋シナジーの特徴が実際の運動中にも観測されるかを確かめる（課題２）．2022年度は，三次元空間内の腕運動を計算機上でシミュレーションするための腕の数理的な筋骨格モデルを作成するとともに，強化学習を用いた運動学習モデルを３次元空間内の到達運動学習に適用する計算機シミュレーションを実施した．

ある目標に手を伸ばす到達運動は，成長過程において，運動精度や動きの滑らかさが上達することが知られている．本研究では，到達運動に関する体の動かし方を一から学習する脳内の運動学習メカニズムのモデル化やヒトを対象とした運動計測と解析を行い，筋シナジーと呼ばれる複数の筋の活動に内在する協調関係が形成される過程を明らかにすることを目指す．具体的な研究課題として，以下の二つの課題を設定する．まず，三次元空間内の任意の目標に対して手先を到達させるための複数の筋への運動指令を自律的に学習する到達運動学習モデルの構築と計算機シミュレーションを行う（課題１）．次に，到達運動学習モデルの妥当性を検証するため，モデルが予測する筋シナジーの特徴が実際の運動中にも観測されるかを確かめる（課題２）．2022年度は，三次元空間内の腕運動を計算機上でシミュレーションするための腕の数理的な筋骨格モデルを作成するとともに，強化学習を用いた運動学習モデルを３次元空間内の到達運動学習に適用する計算機シミュレーションを実施した．