非線形力学系理論による全身動作の知覚－運動協調機構の解明

利用非线性动力系统理论阐明全身运动的感知-运动协调机制

基本信息

批准号：
11J09480
负责人：
三浦哲都
金额：
$ 0.83万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J09480/
关键词：
自己組織化ダンス非線形力学系知覚-運動協調

项目摘要

本研究は、非線形力学系理論を用いて全身動作の知覚-運動協調ダイナミクスの解明を目的とした。これまでの知覚-運動協調の研究では、座位での腕や指などの実験条件下動作が大部分を占めた。本研究は、実際のパフォーマンスと関わる知覚運動協調課題を用い、身体システムが自己組織化するシステムであることを調べた。Miura et al.(2011)の研究では、ストリートダンスの基本のリズム動作を用いて、アップ(膝伸展と音を同期)が動作周波数の増加に伴い、ダウン(膝屈曲と音を同期)に相転移することを示し、パフォーマンスと関わる全身動作も自己組織的に制御されていることが示唆された。また、非ダンサーは相転移してしまうが、ダンサーでは相転移しないことが明らかになった。しかしながら、Miura et al.(2011)の研究では、参加者はある動作パターンを維持しようとする意図をもって、自発的なパターン形成に抵抗していた。そのため、ダンサーが相転移に抵抗できたのが意図によるものなのか、学習によって内在するダイナミクス(intrinsic dynamics)が変化したのかは不明である。この点を確かめるために、連続的に周波数が変化するパラダイムを用い、参加者に自発的なパターン変化に抵抗しないように指示をした。その結果、アップからダウンへの相転移は、ダンサーと非ダンサー両群において観察された。各郡における相転移周波数を算出すると、ダンサーで約160拍/分、非ダンサーで125拍/分となり群間で有意に異なった。この結果は、意図の作用ではなく、学習前の段階の内在するダイナミクスが学習によって変化していることを示唆する。本結果はリズミカルな知覚運動協調の学習は、相転移を引き起こす内発的制約を克服する過程であることを示唆する。またその際の筋活動を記録した。その結果、ダンサーは太腿の前の筋肉と後ろの筋肉が交互に活動しているのにたいし、非ダンサーは共収縮していることが明らかになった。

本研究旨在利用非线性动力系统理论阐明全身运动的知觉-运动协调动力学。迄今为止，大多数关于知觉-运动协调的研究都集中在实验条件下坐姿下手臂和手指的运动。这项研究调查了这样一个事实：身体系统是一个使用涉及实际表现的知觉-运动协调任务的自组织系统。 Miura 等人 (2011) 的一项研究中，使用街舞的基本节奏动作，随着动作频率的增加，向上（使声音与膝盖伸展同步）与向下（使声音与膝盖弯曲同步）变得更加兼容。这一结果表明与表现相关的全身运动也是以自组织方式控制的。据透露，非舞者会经历相变，但舞者不会。然而，在 Miura 等人（2011）的研究中，参与者抵制自愿模式的形成，目的是维持某种运动模式。因此，尚不清楚舞者是否能够通过设计来抵抗相变，或者因为他们的内在动力通过学习而改变。为了验证这一点，他们使用了连续频率范式，并要求参与者不要抵制自发的模式变化。结果，在舞者组和非舞者组中都观察到了从上到下的相变。当计算各组的相变频率时，舞者约为160次/分钟，非舞者约为125次/分钟，组间差异显着。这一结果表明，学习改变了预学习阶段的潜在动态，而不是意图的影响。我们的结果表明，学习有节奏的感觉运动协调是克服导致相变的内在约束的过程。还记录了当时的肌肉活动。结果显示，舞者大腿前部和后部的肌肉交替激活，而非舞者则共同收缩。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Neurophysiological and dynamical control principles underlying variable and stereotyped movement patterns during motor skill acquisition

运动技能习得过程中可变和刻板运动模式的神经生理学和动力学控制原理

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics
影响因子：
0.7
作者：
Kudo;K.;Miyazaki;M.;Sekiguchi;H.,Kadota;H.;Fujii;S.;Miura;A.;Yoshie;M.,& Nakata;H.
通讯作者：
H.

Relative phase dynamics in auditory-motor coordination : Towards perceptual support for artistic performance

听觉运动协调中的相对相位动态：走向艺术表演的感知支持