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．

基于迄今为止为阐明获得专业钢琴演奏技能所需的身体和神经功能的可塑性而进行的研究，我们开发了一种新的练习方法，解决了专家中称为“天花板效应”的常见问题。一次训练实验，解决难以提高、进度停滞的情况。在实验中，我们假设熟练的钢琴家无法察觉隐藏在精确动作中的细微错误信息，因此即使练习也很难提高，并进行了视觉反馈训练实验，其中微小的错误信息被放大并呈现。分析结果表明，通过放大并直观地呈现小错误信息的训练，减少了钢琴专家在复杂的连续手指运动任务中所犯错误的时间和数量。据透露，专业钢琴家根据所提供的错误信息搜索各种手和手指的运动模式。另一方面，在接受过类似训练的业余钢琴家组、没有给予视觉反馈的专家钢琴家组或没有给予视觉反馈的专家钢琴家组中，没有观察到这些演奏和手部运动模式探索的变化。反复练习。这表明培训对于经过广泛培训的专家来说特别有效。另一方面，业余钢琴家缺乏基础训练，没有掌握基本的手指运动模式，因此即使出现微小的错误信息，他们也无法按预期改变手指运动模式。该研究成果提交给运动控制研究组、学术转化领域（B）“心脑限制机制的阐明及其突破”领域会议以及CREST研究领域“创造与发展”人类与信息环境共生交互的基础技术》第11次在会议上做了演讲，其中两个获得了墙报奖。

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