ヒトの运动记忆を人工的に操作することに成功 运动学习中の脳の状态によって形成?想起される运动记忆
脳の状态によって运动记忆が作られ、苏る
异なる极性の迟顿颁厂刺激を加えながら、右向き?左向きの力がかかる状况で前方に腕を动かす运动を繰り返す(上パネル)。十分な训练の后、再度腕を前方に动かそうとする际に迟顿颁厂刺激を加えると、その极性に関连づけて学习された腕の运动が自动的に苏る(下パネル)。
© 2016 Daichi Nozaki.
东京大学大学院教育学研究科の野崎大地教授らは、ヒトの运动の学习に関わる「运动记忆」が、トレーニングを行うときの脳の状态に応じて作られることを明らかにしました。本成果は、脳の状态を操作した状态でのトレーニング法、特にアスリートの効率的なトレーニング手法や运动麻痺からのリハビリテーション手法などに応用することが可能であり、それらへの応用が期待されます。
ある场所を久しぶりに访れると、そこでの思い出が突如苏ってきたという経験があるかもしれません。このように、记忆が状况（文脉）によって形成?想起されることはよく知られています。最近の研究から「运动记忆」についても、同様な文脉依存性があることが分かってきています。例えば、同じ腕を动かす动きであっても、反対侧の腕が动いているかどうかに応じて、それぞれ异なる运动记忆が形成されることが明らかになっています。しかし、このような运动记忆の文脉依存性を生み出すメカニズムについてはよく分かっていませんでした。
研究グループは、特定の运动を学习するときの脳の状态が异なっていれば、脳の状态ごとに别々の运动记忆が形成されるのではないかという仮説を検証しました。実験の参加者には、ハンドルを握ったまま腕を前方へ运かす运动、ただし、ハンドルには左向きあるいは右向きの力がかかるため、ハンドルを前方に动かすのは容易ではなく运动学习を必要とする课题を课しました。この课题を训练する际、头皮上に电极を配置して、一次运动野と呼ばれる脳の运动记忆の形成に中心的な役割を果たす领域に、二つの异なる电流刺激（阳极もしくは阴极の极性を持つ刺激）を加えることにより二つの状态を作り出します（この刺激方法は経头盖直流电気刺激法(迟顿颁厂)と呼ばれています）。この训练では、ハンドルにかかる力の方向と迟顿颁厂の极性が必ず一対一に対応するようにしました。十分な训练によって运动学习が成立した后、参加者が学习した腕の运动を行おうとするときに、迟顿颁厂を加えて学习时の脳の状态を再现すると、ハンドルに左右の力がかかっていないにも関わらず、たとえば、右向きの力がかかっている状态で阳极の迟顿颁厂刺激を受けて运动を学习した场合には、阳极の迟顿颁厂刺激によって腕を左に押そうとする运动が観察され、极性に対応した运动记忆が自动的に苏ってくることを示しました。
本结果は、人工的に作り出した二つの脳状态に応じて、参加者も気づかないうちに别々の运动记忆が形成されること、そして一旦运动记忆が作られれば、脳の状态を変えるだけでその状态に応じた运动记忆が呼び起こされることを示しています。つまり、运动学习およびその学习効果を発挥するときに脳の状态を同じように整えることがいかに大事であるかが明らかにされたと同时に、ヒトの运动记忆を人工的に外侧から操作できることを示したものです。
野崎教授は「私たちの仮説通りとはいえ、迟顿颁厂の异なる极性に対応して运动记忆が见事に苏ってくるデータを见たときは非常に惊きました」と话します。「今后は実践的なトレーニング方法としての応用を目指したい」と今后の展望を続けます。
论文情报
, "Tagging motor memories with transcranial direct current stimulation allows later artificially-controlled retrieval", eLife Online Edition: 2016/07/29 (Japan time), doi:10.7554/eLife.15378.
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