論文

最速タッピング課題のパフォーマンス分析と非線形力学系モデリングを用いた数理的検討によって、ドラム奏者の手の機能的左右差について研究した。

最速タッピング課題を用いて、トップドラマーのタップ間隔とタップ力の解析を行い、トップドラマーの最速タッピングパフォーマンスを調査した。

表面筋電図を用いてドラマーとノンドラマーを対象に片手最速タッピング中の手首筋活動を調査し、筋の共収縮指標にスキルレベル差がみられることを明らかにした。

歪みセンサを配した乳児用モーションキャプチャースーツを用いた自発運動の計測技術が、加速度計を用いた計測技術と比してどのような特性があるかを明らかにした。本研究は、株式会社Xenomaとのディスカッションにより製品「e-skin Coo」を用いて実施された。

拡散テンソル画像法を用いて、非治療性統合失調症患者の脳の微細白質線維構造の特徴を明らかにした。

音楽リズムと発話リズムの知覚生成がどのような神経基盤により実現されるのかを概説し、発話言語リハビリテーションにおけるリズムの役割について「SEP Hypothesis」を提唱した。

ハーバード大学と共同でヒトのリズム知覚生成能力の個人差を評価するためのテスト（ハーバードビート評価テスト、Harvard Beat Assessment Test: HBAT）を開発し、リズム知覚生成能力の乖離性の評価を可能にした。

日本人トップドラマーが様々なテンポのメトロノーム音に合わせてエイトビートパターンを演奏している際のパフォーマンスを解析し、テンポ・四肢毎のリズム同期誤差の程度について明らかにした。

世界最速ドラマーの手首筋活動について調査し、世界最速ドラマーは10Hzという高速ドラミング下でも手首の主導筋群と拮抗筋群の共収縮水準を低く保っていることを解明した。

ドラマーとノンドラマーのタッピング速度の左右差について分析を行い、ドラマーはノンドラマーに比べてタッピング速度の左右差が小さいことを示した。

媒介分析を用いて、ストリートダンサーとノンダンサーの聴覚運動連関と速度限界の違いが生じる要因について明らかにした。

ハーバード大学と共同で核磁気共鳴画像（MRI）データのVoxel-based Morphometry（VBM）解析を行い、音楽のビート間隔の識別知覚能力の個人差が小脳の灰白質構造の個人差と関連していることを明らかにした。

拡張聴覚フィードバックの使用が脳卒中患者の上肢到達運動の改善やリハビリテーションにもたらす影響を明らかにした。リアルタイム拡張聴覚フィードバックを用いた短期間の運動リハビリテーション介入により、脳卒中患者の関節可動域や関節協調がどのように変化するかを明らかにした。

音楽聴取時の生後3－4ヵ月の乳児の四肢運動と発声パターンを調査し、生後3－4ヵ月の乳児において既に歌や踊りの前兆行動（音楽リズムへの運動同期やフォルマント変動の増大）が観測される可能性を明らかにした。

筋電図のスパイク型分析を行い、世界最速ドラマーはスパイク頻度が極めて高くスパイク当たりのピーク数が小さいことを明らかにした。これにより、超高速ドラミング実現メカニズムとして運動単位の発火頻度と同期性の増大が存在する可能性を示唆した。

最速ドラミング中の手首筋活動の立ち上がり速度とタイミング変動性について解析し、世界最速ドラマーは筋活動の立ち上がり速度が極めてすばやく、さらに筋活動の立ち上がり速度はドラム経験年数に関連していることを明らかにした。

While novices who are unfamiliar to a new motor skill typically show variable and unstable movements, highly skilled experts show a stable and accurate performance. These distinct differences in motor control between experts and novices have led researchers to hypothesize that neuromotor noise is reduced in the process of motor skill acquisition. On the other hand, it should be noted that novices’ movements have other characteristics; they are habituated and stereotyped. In this review, we discuss the principles governing spatiotemporal organization of movements in novices and experts while solving specific motor problems under varied conditions, by introducing experimental and theoretical studies that use neurophysiological techniques such as electromyography, functional magnetic resonance imaging, and transcranial magnetic stimulation, and mathematical models such as stochastic and dynamical models. On the basis of the findings from a variety of perceptual-motor skills (e.g., ballthrowing, badminton smash, long-distance running, piano and drum performance, street dance, a popular hand game of rock-paper-scissors, and temporal order judgement task), we argue that the novices’ characteristic movement patterns were organized under specific constraints and typical strategy, without which the variability would increase even more, while experts’ movements were organized with functional and compensatory variability that can drive out erroneous noise variability. We also showed that in a particular type of interlimb coordination, skilled and unskilled movement patterns could be seamlessly described as the time evolution of nonlinear and self-organized dynamical systems, suggesting that the dynamical systems approach is a major candidate for understanding the principle underlying organization of experts’ and novices’ movements.

The aim of this study was to investigate the spatiotemporal characteristics of rhythmic, stationary basketball bouncing in skilled and unskilled adult basketball players. Skilled (n=12) and unskilled (n=11) basketball players were asked to bounce a basketball every 700 msec. in as temporally stable and spatially accurate a manner as possible, while keeping their eyes fixed straight ahead. Spatial analyses revealed a lower variability of the ball bouncing point and less deviation from a target point in the performance of skilled players compared to unskilled players. Temporal analyses revealed no significant difference in variability of the interbounce interval in skilled versus unskilled players. However, skilled players had longer and more consistent contact time between hand and ball compared to the unskilled players. These results suggest that longer and more consistent hand contact with the ball play an important role in spatial control of basketball bouncing position.