運動制御におけるタスクスイッチングの検証とその神経基盤の解明

运动控制中任务切换的验证及其神经基础的阐明

• 批准号: 22K07321
• 负责人: 北 佳保里
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K07321/
• 关键词: 運動学習; スキル学習; タスクスイッチング; スイッチコスト; motor learning; de novo learning; task switching; switch cost; 運動制御

我々は、両手を用いてある道具を使ったあとに、別の道具をやはり同じ両手で使用するなど、無意識かつ柔軟に異なるスキル間をスイッチしている。タスクスイッチングに際しては、スイッチ後のタスクの起動や、スイッチ前のタスクの抑制に関わるコストが発生すると考えられるが、運動制御タスクにおけるスイッチコストの有無やその性質は明らかになっていない。本研究では、運動制御におけるスイッチコストを明らかにすることを目指す。そこで、被験者に新たな運動スキル（bimanual cursor control）を学習させ、学習させたスキルと元からできるタスクをスイッチした場合のスイッチコストを検証した。コンピュータカーソルを動かす場合、多くの場合片手で操作し、手をカーソルの動きのマッピングは直感的に理解できる。本実験では、手とカーソル間に新たなマッピング（de novo mappiong, 左手の前後の動きがカーソルの左右、右手の左右がカーソルの前後を制御）を設定し、被験者に4日間学習させたのち、直感的に操作可能なbaseline mapping（カーソルは両手の中間位置に提示される）を用意し、2つのマッピング間を繰り返しスイッチさせた際のコスト（運動方向の誤差、マッピング選択の正誤確率）を検証した。その結果、被験者はde novo mappingを4日間で学習可能であり、異なるマッピング間をスイッチした際には、スイッチ後1-4試行で運動方向のエラーが増加することを確認した。またこのエラーは、正しいマッピングを選択しているが、その実行が不完全で発生しているのではなく、マッピングの選択の誤りに起因していることを明らかにした。

我们无意识地灵活地在不同的技能之间切换，例如用双手使用一种工具，然后用同样的两只手使用另一种工具。在任务切换期间，认为会发生与切换后激活任务和切换前抑制任务相关的成本，但电机控制任务中切换成本的存在和性质尚不清楚。在这项研究中，我们的目标是阐明电机控制中的切换成本。因此，他们让受试者学习新的运动技能（双手光标控制），并检查在学习的技能和他们最初能够执行的任务之间切换时的切换成本。移动计算机光标通常是用一只手完成的，并且手光标移动的映射是直观的。在这个实验中，我们在手和光标之间建立了一种新的映射（de novo mapiong，其中左手的前后移动控制光标的左右移动，右手的左右移动）手控制光标的前后），让受试者学习4天后，我们准备了一个直观可操作的基线映射（光标呈现在双手的中间位置）并验证了成本（移动误差）方向，映射选择正确的概率）当在两个映射之间重复切换时。结果显示，受试者能够在 4 天内学会从头绘制地图，并且在不同地图之间切换时，在切换后的 1-4 次试验中，运动方向的错误会增加。据透露，这个错误并不是由于选择了正确的映射而导致执行不完整，而是由于错误的映射选择造成的。

项目成果

Johns Hopkins University(米国)

约翰·霍普金斯大学（美国）

De novo motor learning of a bimanual control task over multiple days of practice

• DOI: 10.1152/jn.00474.2021
• 发表时间: 2022-10-01
• 期刊: JOURNAL OF NEUROPHYSIOLOGY
• 影响因子: 2.5
• 作者: Haith，Adrian M.;Yang，Christopher S.;Kita，Kahori
• 通讯作者: Kita，Kahori

A cost for switching between learned controllers for different visuomotor maps

在不同视觉运动图的学习控制器之间切换的成本

• 发表时间: 2022
• 作者: Adrian M Haith;Christopher S Yang;Jina Pakpoor;Kahori Kita;Kahori Kita
• 通讯作者: Kahori Kita