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スタート合図から运动开始までの反応时间のばらつきを、脳活动を用いて予测
运动を开始する前の时间帯に计测した脳活动から、反応时间のばらつき（反応の早い遅い）を予测することに成功しました。
Credit: CC BY 2.0

东京大学大学院人文社会系研究科の大畑龙学术振兴会特别研究员、今水寛教授(础罢搁认知机构研究所客员所长)らの研究グループは、スタート合図から运动开始までの时间のばらつき（反応の早い遅い）を、运动を开始する前の脳活动から予测できることを示しました。この成果は、ばらつきが少なく精度の高いパフォーマンスが出し続けられるようなスポーツトレーニングの开発につながることが期待されます。

ご存知のとおり、ウサイン?ボルト选手は、100メートル走において超人的な记録を出し続けています。そんな彼でも、毎回ベストのタイミングでスタートを切ることができるわけではありません。このように、いくら同じ运动を繰り返していたとしても、スタート合図に対する反応の速度にはばらつきが生じます。これまで、末梢神経と筋肉との接合部で生じる运动中の神経活动が、运动出力のばらつきを生み出す原因だと考えられてきました。近年、サルを用いた研究で、运动を準备している段阶の脳活动が、ばらつきを生み出す原因の一つなのではないかという説が示唆されるようになってきたものの、人の脳活动に、ばらつきが予测できるほどの情报が反映されているのかは分かっていませんでした。

研究グループは、人の脳活動をミリ秒単位という高い時間精度で計測できる脳磁図（Magnetoencephalography: MEG）を用いて、すばやくスタートが切れる運動かスタートが遅れてしまう運動かを、運動前の脳活動から予測できることを示しました。研究グループは、机械学习のアルゴリズムを用いて、反応時間の早い、遅いを決定する特徴的な脳活動パターンを見つけ出すことで予測に成功しました。中でも、运动準备に関わる機能を有している运动前野の脳活動を利用すると、運動開始の合図が出される約0.5秒前から、その後の反応时间のばらつきを予測することができました。

今回の结果は、脳の準备状态により、その后の运动结果が大きく左右されてしまうことを示唆しています。逆に言うと、最适な準备状态となるようにトレーニングができれば、ばらつきの少ない运动パフォーマンスをコンスタントに出し続けることや、交通事故などの重大な人的ミスにつながるような反応の遅れを未然に防止することにつながる可能性が期待されます。

「プロのスプリンターは、0.01秒でも记録を缩めようと、何千回、何万回とスタートダッシュの练习を积んでいます。これは、数をこなすことがスタートのばらつきを抑える最良の方法だと考えられてきたからでしょう」と大畑研究员は话します。「今回の成果は、脳の準备状态をリアルタイムにモニタリングすることに大きく贡献するものです。このモニタリングシステムが実现すれば、より少ない练习回数でベストなスタートが切れる、効率的なスポーツトレーニング法の开発が期待されます」と続けます。

本成果は、北海道大学大学院文学研究科の小川健二准教授と共同で行われたものです。

论文情报

Ryu Ohata, Kenji Ogawa, and Hiroshi Imamizu, "Single-trial prediction of reaction time variability from MEG brain activity", Scientific Reports: 2016/06/03 (Japan time), doi:10.1038/srep27416.
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