巧緻運動技能の機序解明と神経筋訓練法の開発

精细运动技能机制的阐明和神经肌肉训练方法的开发

• 批准号: 20J22868
• 负责人: 木本 雄大
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Sophia University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J22868/
• 关键词: エキスパート; 天井効果; 誤差学習; 強化学習; 外骨格; TMS; 巧緻運動; 熟練運動トレーニング; 外骨格ロボット; 継頭蓋磁気刺激法

これまで行っていた，熟練したピアノ演奏スキル獲得のために必要な身体機能・神経機能の可塑性を明らかにする研究に基づき，「天井効果」と呼ばれる熟練者に共通する問題である練習をしても上達しづらい，上達が停滞した状態を解決するためのトレーニング実験を実施した．実験では，熟練ピアニストは，正確な運動に潜むわずかなエラー情報を知覚できず，練習をしても上達しづらいと仮説を立て，わずかなエラー情報を拡大して提示する視覚フィードバックトレーニング実験を行った．解析の結果，微小なエラー情報を拡大して視覚提示するトレーニングによって，熟練ピアニストの複雑な系列指運動課題の遂行時間およびミスの回数の減少が見られた．また，熟練ピアニストは，提示されたエラー情報に基づいて，様々な手指の動作パターンを探索していることが明らかになった．一方で，これらのパフォーマンスの変化や手指動作パターンの探索は，同様のトレーニングを行ったマチュアピアニスト群や視覚フィードバックを与えない熟練ピアニスト群，反復練習を行った熟練ピアニスト群では見られなかった．このことから，当該トレーニングは，膨大なトレーニングを積んだ熟練者に特異的に効果があることが示唆された．一方，アマチュアのピアニストは，基礎的なトレーニングが足りておらず，基礎的な手指の動作パターンが未習得であるため，微小なエラー情報を提示されても，思い通り手指の動作パターンを変化できなかったことが推察される．本研究成果をMotor Control研究会や，学術変革領域（B）「心脳限界のメカニズム解明とその突破」領域会議，CREST研究領域「人間と情報環境の共生インタラクション基盤技術の創出と展開」第11回領域会議で発表し，内2件ではポスター賞を受賞した．

基于直到现在进行的研究，以阐明获得熟练的钢琴弹弹技能所需的身体和神经功能的可塑性，我们进行了一项训练实验，以解决困难的情况，在这种情况下，改进已被停滞不前，称为“天花板效应”，这是熟练的人的常见问题，并且在练习后很难改善。在实验中，熟练的钢琴家假设他们无法感知在准确运动中隐藏的丝毫错误信息，并且即使在练习后也很难改进，并进行了视觉反馈训练实验，在该实验中，少量错误信息被扩大并提出。分析表明，在复杂的串联运动任务中，熟练的钢琴家的错误时间和错误数量减少了视觉上呈现小错误信息的培训。还揭示了熟练的钢琴家根据提出的错误信息搜索手指的各种运动模式。另一方面，在接受过类似训练的男性钢琴家，没有视觉反馈的一组熟练的钢琴家以及一组熟练的钢琴家组中，没有看到手动运动模式的性能和探索的变化。这表明该培训对于大量培训的熟练人士特别有效。另一方面，业余钢琴家缺乏基本训练，也没有学会基本的手动运动模式，因此，即使提出了小的错误信息，也可以推断出他们无法按照自己的意愿改变手动运动模式。这项研究的结果是在运动控制研究小组，学术变革领域（b）“揭示了思维脑限制和突破的机制”领域的机制，以及在Crest研究领域的第11区会议“创造和部署人与信息环境之间的基本技术”，其中两个奖项获得了海报奖。

项目成果

高精度動作に潜む微小エラーの可視化による運動探索の促進と熟練技能の洗練

通过可视化隐藏在高精度运动中的微小错误，促进运动探索并提高熟练技能

• 发表时间: 2022
• 作者: 丸山優斗;田中宏樹;前田大光;木本雄大，平野雅人，古屋晋一
• 通讯作者: 木本雄大，平野雅人，古屋晋一

Adaptation of the Corticomuscular and Biomechanical Systems of Pianists

钢琴家皮质肌肉和生物力学系统的适应

• DOI: 10.1093/cercor/bhab229
• 发表时间: 2021
• 期刊: Cerebral Cortex
• 影响因子: 3.7
• 作者: Kimoto Yudai;Hirano Masato;Furuya Shinichi
• 通讯作者: Furuya Shinichi

Distinct neuromuscular and anatomical constraints on the finger dexterity in pianists

钢琴家手指灵活性的独特神经肌肉和解剖学限制

• 发表时间: 2021
• 作者: Yudai Kimoto;Masato Hirano;Shinichi Furuya
• 通讯作者: Shinichi Furuya

Visualization of subtle errors in learning a high-precision motor task drives movement exploration and improves experts' expertise

学习高精度运动任务时细微错误的可视化可推动运动探索并提高专家的专业知识

• 发表时间: 2023
• 作者: H.Yoshimi;T.Yamaguchi;Y.Ota;Y. Arakawa;and .S Iwamoto;木本雄大，平野雅人，古屋晋一
• 通讯作者: 木本雄大，平野雅人，古屋晋一