発表日:2022年05月26日

世界初、腕運動学習と視線の関わりを解明

〜視線の向け方を考慮した効率的なスキル獲得への道筋〜

日本電信電話株式会社（本社:東京都千代田区、代表取締役社長:澤田　純、以下「NTT」）は、視線（見ているところ）が、腕運動を行う際に新たな運動スキルを学習することと密接に関係することを、世界で初めて明らかにしました。

私たちは日常動作において、例えばテーブルの上のコップなどを掴む際に、コップを見つめながら手を伸ばすことが多くありますが、視線をすこしそらして周辺視野で見えている状態でも同じような腕運動を行えます。一方で、腕運動学習に関わる研究の多くは、腕の状態と腕運動学習の関係性に着目した議論に限られており、視線状態（視線を運動目標に向けているか、そらしているかの状態）がどのように腕運動学習に関係するかについては見過ごされてきました。

本研究では、視線を一定に保った状態で腕運動学習を行い、その後に様々な視線状態で学習結果の想起再現率（獲得した運動スキルを再現する度合い（※1））を評価する実験パラダイムを考案しました。その結果、学習中と異なる視線状態を用いると、学習結果を効果的に想起再現できないことが明らかになりました。すなわちこの結果は、視線状態と腕運動学習の間に強い連関が築かれていることを意味しています。さらに従来難しいとされてきた、相反する腕運動スキルの同時学習が、運動学習中に視線状態とスキルをペアにして試行毎に切り替えるだけで可能であり、視線状態毎に運動スキルが脳内で（ある程度）分離的に表現されることが示されました。

本研究の成果は、「腕運動学習は"腕の動かし方"のみを覚える」という従来の考え方に対して、「腕運動学習は"腕の動かし方と視線状態"を覚える」という新たな考え方を提案します。これら知見は、運動学習の統一的理解に向けた足がかりとなることに加え、スポーツやリハビリテーションにおける視線に着目した効果的な学習デザインや、デジタルツインに向けた人運動スキル表現の設計指針などにつながる可能性があります。

本成果は、2022年5月16日（米国東部時間）、米国科学雑誌「Current Biology」にオンラインで掲載されました。

1.研究の背景

テニスでショットを打つ、車の運転をする、タブレット端末に目を向けながら机の端に置いたコーヒーカップに手を伸ばす。私たちは様々な方向に視線を向けながら、巧みな腕運動を行うことができます（図1左）。このような何気ない日常の動作は、脳の運動学習の仕組みによって支えられています。腕運動学習に関わる脳メカニズムの解明は、人の身体運動制御の本質的理解のみならず、スポーツ、医療、ヒト内面のデジタル化技術など、様々な社会応用に関連する重要な課題と言えます。

一般的に、「腕運動学習とは、腕の新たな動かし方を学ぶこと」と考えられます。この考え方に従い、従来研究においても、様々な腕の状態（運動目標の位置、腕の姿勢、腕を動かす速度など）が、どのように運動学習に影響し、学習結果をうまく引き出すのに有効か、などが議論されてきました。

一方、様々な視線状態で適切な腕運動を実行するためには、脳は、視野のどこで目標をとらえているかという"視線状態"を考慮した上で、目標位置の表現や腕の動かし方を計算する必要があります。しかしながら、視覚入力に対する腕運動学習においては、目標を中心視で捉える優位性のみが強調・議論され、「中心視や周辺視を含めた"視線状態"が腕運動学習とどのように関係するか」という問いについては、見過ごされてきました。それゆえ現在の運動学習の理論では、視線状態と腕運動学習は独立したものとみなされてきました（図1中、従来説）。

＊図1は添付の関連資料を参照

＊以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

図1

https://release.nikkei.co.jp/attach/633173/01_202205271028.png

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach/633173/02_202205271028.pdf