短時間の電気的感覚情報入力と運動の組み合わせによる学習促進効果

短期电感觉信息输入与锻炼相结合的学习促进效果

基本信息

批准号：
10J04098
负责人：
上原信太郎
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでの研究代表者の研究成果によって、身体抹消からの体性感覚刺激入力は、直後の運動技能課題実行中の脳内運動領野の神経活動変化を引き起こし、停滞していた運動パフォーマンスを更に向上させる行動学的変容を導く効果があることが明らかとなった。こうした研究成果に基づき、本年度はまず、新規の運動学習過程に対する体性感覚刺激の介入効果を検証した。手指の巧緻運動課題を新規に学習していく際の課題試行間を利用し、被験者の手部に短時間の体性感覚刺激を施した。このような運動課題実行と刺激介入を繰り返し実施し、運動技能の学習率を算出した。その結果、特別な介入を施さなかった対照群に比較して技能の学習率が向上し、翌日の運動パフォーマンスも相対的に高いレベルを示した。このことから、運動実行直前の体性感覚入力は、学習の初期・後期どちらにおいてもその学習を更に高めるような作用を及ぼすことが明らかとなり、体性感覚刺激介入はリハビリテーションの治療効果を促進させる補助手段として広く応用できることが示唆された。次に、運動学習効率の促進という観点に着目した新たな実験を行った。体性感覚入力による運動技能学習の促進効果を高めるには、向上した運動技能を運動記憶として脳内にどの程度定着させ、それをどの程度忠実に再現できるかが重要な鍵となる。そこで、運動記憶の定着とそれを再現する能力について調査するための行動学的実験を行った。その結果、一度獲得した運動記憶を再現する時の正確性は、その運動を練習するときの戦略に依存することが明らかとなった。つまり、2種類の運動をランダムな順序で学習するような戦略を用いた場合には、各運動をまとめて練習する場合に比べてそれらの運動を再現する時の正確性が高くなることが明らかとなった。一方、まとめて練習する戦略を用いた場合には、運動を再現する際に2つの運動同士が干渉し合ってしまい、運動の正確性が相対的に低くなることがわかった。このことから、運動練習に体性感覚入力を組み合わせる際には、その練習方法に応じて複合的かつ効率的な運動技能学習の促進を引き起こせる可能性があることが示唆された。

首席研究员的研究结果表明，从身体外围输入的体感刺激会在执行运动技能任务后立即引起大脑运动区域的神经活动发生变化，从而进一步改善停滞的运动表现。这可以有效地导致行为改变。基于这些研究成果，今年我们首次验证了体感刺激对新型运动学习过程的干预效果。在试验期间，当学习手和手指的新精细运动任务时，对受试者的手施加短期体感刺激。通过重复这些运动任务执行和刺激干预来计算运动技能的学习率。结果，与未接受特殊干预的对照组相比，技能的学习率有所提高，第二天的运动表现也表现出较高的水平。由此可见，在运动执行前的体感输入无论是在学习的早期还是后期都具有进一步增强学习的效果，体感刺激干预促进了康复的治疗效果，因此可以广泛应用。作为辅助手段。接下来，我们进行了一项新的实验，重点是提高运动学习效率。为了增强通过体感输入促进运动技能学习的效果，关键在于改进后的运动技能在多大程度上作为运动记忆固定在大脑中以及如何忠实地再现。因此，我们进行了一项行为实验来研究运动记忆的巩固和再现能力。结果表明，一旦获得运动记忆，再现的准确性取决于练习运动时使用的策略。换句话说，很明显，如果你使用一种以随机顺序学习两种类型动作的策略，你将能够比同时练习每种动作更准确地再现它们。另一方面，当采用一次练习的策略时，两个动作在再现动作时会相互干扰，导致动作精度相对较低。这表明，当体感输入与运动练习相结合时，根据练习方法，可能会促进复杂且高效的运动技能学习。