著者

瀧山 健 進矢 正宏

出版者

日本神経回路学会

雑誌

日本神経回路学会誌 (ISSN:1340766X)

巻号頁・発行日

vol.23, no.3, pp.112-122, 2016-09-05 (Released:2016-10-31)

参考文献数

20

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多くの運動学習実験は実験室環境にて行われてきた.実験パラダイムとしてしばしば,巨大で高価なマニピュランダムが必要となる腕の到達運動と外乱学習が用いられる.すなわち,運動学習実験を行うためには,巨額の資金と広い実験スペースが必要不可欠である.被験者もまたマニピュランダムが設置された実験室へ移動する負担を課せられる.この負担は特に,感覚運動疾患患者(脳卒中患者など)を対象とした実験を行う際に大きな問題となる.本研究では無料で利用できるゲーム開発エンジンUnity3Dを用いて,スマートデバイス(スマートフォン・タブレット端末等)上で運動学習実験を行う新たなアプリケーション,Portable Motor Learning Laboratory(PoMLab)を開発した.人口の7割以上が所有しているスマートデバイスを利用することで,安価に,被験者の都合が良い時間・場所にて,実験室への移動という負担を強いることなく,いつでもどこでも運動学習実験を行うことが可能となる.加えて,Unity3DではAndroid,iOS,Windowsなどオペレーティングシステムに依存しないマルチプラットフォームアプリケーションの開発が容易であり,所有しているスマートデバイスを用いていつでもどこでも運動学習実験を行うことが可能となる.本研究ではPoMLabの開発,そして性能評価を行った.実験室にてPoMLabを用いた運動学習実験を行った後に,PoMLabの場所依存性・時間依存性を検証するため,スポーツサイエンスの授業中に実験データを取得した.その結果,場所依存性・時間依存性は認められず,PoMLabを用いていつでもどこでも運動学習実験データを取得できる可能性を支持する結果を得た.そして従来の運動学習実験との関係を検証するためにマニピュランダムを用いた実験とPoMLab を用いた実験との比較を行った.より統制された実験環境であるマニピュランダムを用いた実験ではデータのばらつきが少なく,より多くの運動学習効果を獲得できることが判明した一方,PoMLabを用いた実験ではいつでもどこでも被験者への負担が少なく運動学習実験データを取得可能であり,加えて被験者は実験設定に気づくことなく運動学習が進むことが判明した.したがって,マニピュランダムを用いた実験系とPoMLabを用いた実験系とでは異なる利点を有する,互いに相補的な実験系であると言える.以上の結果は,マルチプラットフォームアプリケーションであるPoMLabを用いることで,いつでもどこでも負担少なく運動学習実験を行うことができる可能性を支持している.

著者

瀧山 健

出版者

日本神経回路学会

雑誌

日本神経回路学会誌 = The Brain & neural networks (ISSN:1340766X)

巻号頁・発行日

vol.20, no.3, pp.108-122, 2013-09-05

参考文献数

59

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本稿では計算論的神経科学の視点からリハビリテーション,特に脳卒中リハビリテーションへアプローチする方法の一つを紹介する.第一に,腕の到達運動そして外乱学習に着目し,運動プリミティブの枠組みに基づく運動学習の数理モデルを紹介する.第二に,到達運動そして外乱学習において,各病態(小脳疾患,パーキンソン病,ハンチントン病,脳卒中)の患者と健常者の行動を比較する.第三に,脳卒中リハビリテーション方法をいくつか紹介する.最後に,計算論的神経科学の観点から脳卒中リハビリテーションに対する仮説を提唱する.すなわち,脳活動計測から推定できる両半球の一次運動野間の機能的結合の強度が十分強い脳卒中患者には両腕運動に基づいたリハビリテーションが有効であり,その機能的結合の強度が弱い患者には片腕運動に基づいたリハビリテーションが有効である,という仮説を計算論神経科学の観点から提唱する.

著者

瀧山 健

出版者

日本神経回路学会

雑誌

日本神経回路学会誌 (ISSN:1340766X)

巻号頁・発行日

vol.20, no.3, pp.108-122, 2013-09-05 (Released:2013-10-29)

参考文献数

59

被引用文献数

2

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本稿では計算論的神経科学の視点からリハビリテーション,特に脳卒中リハビリテーションへアプローチする方法の一つを紹介する.第一に,腕の到達運動そして外乱学習に着目し,運動プリミティブの枠組みに基づく運動学習の数理モデルを紹介する.第二に,到達運動そして外乱学習において,各病態(小脳疾患,パーキンソン病,ハンチントン病,脳卒中)の患者と健常者の行動を比較する.第三に,脳卒中リハビリテーション方法をいくつか紹介する.最後に,計算論的神経科学の観点から脳卒中リハビリテーションに対する仮説を提唱する.すなわち,脳活動計測から推定できる両半球の一次運動野間の機能的結合の強度が十分強い脳卒中患者には両腕運動に基づいたリハビリテーションが有効であり,その機能的結合の強度が弱い患者には片腕運動に基づいたリハビリテーションが有効である,という仮説を計算論神経科学の観点から提唱する.