身体・運動・認知の相互作用
運動計画・制御・学習
身体の道具性
神経心理学
私たちは難しい漢字の形や英語のスペルを思い出そうとするとき,自然と指を動かして文字を書いてしまいます。この現象は空書(くうしょ)と呼ばれています。Itaguchi et al. (2015, PLoS ONE; 2017 PLoS ONE) では,この空書行為においては,運動的なフィードバックよりも視覚フィードバックが重要であることを示しました。すなわち,行為は自発的に生じたとしても,その指運動を見なければ,認知課題への促進的な影響は見られないことを実験的に明らかにしました。
視覚刺激(見ている物体)の運動方向と私たち自身の実行する運動方向が一致している場合には,一致していない場合よりも正確さや反応速度が速くなることが知られています。この効果を,Congruency effectと言います。Itaguchi and Kaneko (2018, Human Movement Science) では,Congruency effectの運動方向を規定する座標自体が,反応以前の運動に従って変化してしまうことを示しました。Itaguchi and Fukuzawa (2019, Experimental Brain Research) では,Congruency effectが短期間の視覚運動順応によって反転してしまうことを示しました。これらの結果はどちらも,私たちの視覚ー身体(運動)の対応関係は一意に決定されているわけではなく,状況に応じて適応的に変容していく性質を持つものであることを示しています。
Itaguchi Y. and Kaneko F. (2018) Human Movement Science, 57, 94-102. [LINK] Itaguchi Y. and Fukuzawa K. (2019) Experimental Brain Research, 237(1), 147-159 . [LINK]私たちの運動は,たとえば腕を目の前のコップに伸ばす,といったとても簡単なものでさえ,非常に複雑な計算を必要とします。ヒトのように柔軟かつ優雅な運動は,いまだロボットでは実装不可能です。このような「運動」に対して, 運動計算論のモデルに依拠しつつ,心理学の立場からアプローチをおこなっています。計算は運動計測はロボット,WACOMタブレット,3次元位置計測装置(モーションキャプチャシステム)など,実験に応じて適したものを使用しています。
板口典弘ら(2019) 高次脳機能研究, 39(4), 436-443. [LINK] Yamada C., Itaguchi Y., and Fukuzawa K. (2019) PLOS ONE, 14(4): e0215331. [LINK] Itaguchi Y., Sugimori E., and Fukuzawa K. (2018) Neuropsychologia, 113, 43-51. [LINK] Itaguchi Y. and Fukuzawa K. (2018) Journal of Motor Behavior, 50, 653-663. [LINK]Itaguchi et al. (2018)
「道具の身体化」ではなく,そもそも「身体も脳にとっては道具」という立場から,道具と身体の連続性,脳損傷による「身体の道具化」およびリハビリによる「再身体化」というトピックについて研究を進めています。さらに,「身体と道具」という対比を,「自己と他者」にまで拡張したモデルを考え,様々な分野の現象の統一的な説明を試みています。
身体と道具の関係を解明することは,プロダクトデザイン,スポーツ,義肢装具の開発など,様々な分野への応用が期待されます。
Itaguchi and Fukuzawa (2014)
Wikipediaの記事をLDAを用いてトピック分析をおこない,その分析結果をもとに,言語流暢性課題(VFT)を定量的に評価する方法の開発を進めています。ノルウェー(University of Tromsø )や臨床現場の研究者と共同して,認知症患者および高齢者の意味構造変容の解明を目指しています。
Yoshihara M. and Itaguchi Y., et al. (in press) Behavior Research Methods [LINK]VR酔いのメカニズム解明(静岡大学,ヤマハ発動機)
音と振動を同期させて呈示させることにより,効率的に酔いを抑制することが可能なことを示しました(Sawada, Itaguchi, et al. 2020, Scientific Reports)。
麻痺を治療する錯覚システムの開発(札幌医科大学,AMED)
※KiNvis https://www.irc-web.co.jp/kinvis (インターリハ社から販売)
第二言語として英語が熟達した人の単語処理システム
第二言語の習得率によって,言語の自動的な処理が異なることを示しました(Nakayama, Itaguchi et al., 2018, Bilingualism: Language and Cognitioon)。
課題の楽しさおよび短時間の睡眠(Nap)が運動学習に与える影響
Visuomotor adaptation課題において,難易度を可変にした際の成績への影響,および仮眠の効果を検討しました(Kaida, Itaguchi et al., 2017 PLoS ONE)。
感覚運動機能の定量的評価のためのロボット開発(慶應義塾大学)
ロボットリハビリ研究はたくさんおこなわれていますが,提案手法はどれもバラバラで,実際にどのようなアシストをおこなえば効率の良い学習が行えるのかは未だ明らかでありません。そこで,複数のアシスト方法による学習効果を,単一デバイスを用いて比較検討する研究をおこなっています。
KiVvis(インターリハ)
上肢用運動学習ロボット
(慶應義塾大学理工学部)
PCを用いて視覚的に刺激を提示し反応を取得する実験や,上肢運動を行わせ,その動きを測定する実験などがあります。
生理指標も必要に応じて計測します。共同研究として,fMRIを用いた研究も行っています(東京科学大学・早稲田大学)。
Optitrack (Optitrack社)
Smarttrack (ART社)
MP36(Biopac社)
Cyton board/Ultra cortex (OpenBCI社)
Magstim M200² (magstim社)
Wacomのタブレットを用いて書字運動の計測プログラム,あるいは神経心理学的検査のデジタル版の開発をおこなっています。
アイカメラ(Eyetribe,Pupil Labs),発汗計,脈波測定計,無線加速度センサ,マイコン(基本的にAruduino),Leap motion controller 2 (Ultraleap)など
Meta Questなどを使用して,VR環境体験時の運動計測,VR環境における知覚検査,身体変容,錯覚体験などを行っています。
企業との共同研究において,乗り物・シミュレータ酔いの研究も行っています。
経頭蓋磁気刺激装置(TMS)
脳の神経細胞を磁気によって非侵襲的に刺激することができます
東京女子医科大学
文京昭和高齢者在宅サービスセンター
など