脳トレ進化論
脳科学に関する研究について

論文集

ニューロトラッカーに関する論文をご紹介します。


地域在住高齢者における三次元複数対象追跡課題のトレーニング効果の検証

<要旨>
〔目的〕三次元複数物体追跡課題(3D-MOT)のトレーニング効果を検証した.
〔対象と方法〕地域在住高齢者25名とした.
トレーニング課題を3D-MOTとする介入群と対照群の間でのMini Mental State Examination,Trail Making Test part A(TMT-A),5 m歩行,Timed Up and Go Test(TUG),およびFunctional Reach Testの変化を比較した.
〔結果〕介入群ではTMT-Aが介入後に有意に短くなった.介入群においてTMT-AとTUGの変化比率の間に有意な正の相関が認められた.
〔結語〕3D-MOTは注意機能および動的バランス能力の向上が期待され,したがって地域在住高齢者の転倒予防に有効な課題である.
<キーワード>
三次元複数対象追跡課題,地域在住高齢者,転倒予防


知覚認知プログラムはサッカー選手のボールパッシング精度に繋ぐ判断力を改善させる

<序文>
人間の脳が情景に応じ、意味のある情報の抽出する能力は知覚・認知・予測・意思決定能力で示されている。前述の能力はレベルの高いスポーツパーフォーマンスに達成するためには欠かせない能力である[1]。スポーツ専門家たちは実験で知覚・認知能力は訓練可能だと示している。[1]〜[4]。この研究分野に対して、FaubertとSidebottom氏は近年、(2012年時点)ポーツ選手のための知覚·認知トレーニングの方法を導入している。[2]その導入されている技術は難度の高い「3次元複数オブジェクト追跡(MOT)」:複雑な運動統合、動的、持続的注意・分散的注意の処理と作業記憶力を含む、知覚·認知などの認知トレーニングである。

大分トリニータにおけるニューロトラッカーを利用した認知トレーニング報告書

1.はじめに
九州を代表するプロサッカーチームである大分トリニータでありますが、現在様々なスポーツ種目で取り入れられているビジョントレーニングや心理的なトレーニングは行われておりません。
そこで、モントリオール大学のジョスリン教授が開発し、イングランドプレミアリーグのトップチームやNBAのトップチームが認知力向上のために使用しているコグニセンス社製ニューロトラッカー(以下NT)を用いて認知力向上トレーニング(ビジョントレーニング)を行い、その効果の測定を行いました。
近年、スポーツの世界において心理学的なトレーニングが活用され、また注目されていますが、スポーツ心理学では「成功・失敗を左右するプレー中の心理的要素は動くという要素よりも大きく作用する」と考えられています。
また、認知的トレーニングは筋トレなどのトレーニングと比較すると遅効性のトレーニングであると考えられています。

スポーツ選手の知覚・認知トレーニング

本論文は、レベルの高いスポーツ選手の知覚・認知スキルのトレーニングに対するアプローチについて述べたものである。
本論文の目的は、
(a)スポーツ選手がスポーツにおける視覚的場面を知覚・認知レベルにおいて最適に処理するために必要なことに関して、各種コンセプトの紹介を行い、
(b)知覚・認知トレーニングにおいて良好な成果を得るために必要な点について論じながら、スポーツ選手の知覚・認知能力をトレーニングできる可能性のある実験的方法を提示し、
(c)最高水準のスポーツ選手においてさえも知覚・認知能力はトレーニングが可能であるということを提示することである。
本論文の重要な指摘は、座位又は立位という単純なテスト条件の違いが、スポーツの試合中のダイナミックな動きに似せたタスクにおけるスポーツ選手の限界速度に大きな影響を与えている可能性があるという点である。
このことは、このようなレベルの高い知覚・認知の要求と姿勢コントロールに関わるメカニズムが、同じリソースを共有していることを示唆している。
以下の本文において、知覚・認知トレーニングのアプローチが、スポーツ選手のトレーニングにおける不可欠な要素としていかに有用であるかを示す。論文の結論では、将来的に考えられる方向性について述べる。

<キーワード>
知覚・認知トレーニング、スポーツ、スポーツ選手、脳震盪、負傷

知覚・認知MOT トレーニングを受けた健康的な高齢者には、若い世代の被験者と同じレベルのベネフィットを得られる事を示すことができた。

複雑・動的なシーンにおいての情報処理能力は、実際の生活の中では非常に重要である。
例えば、衝突を回避し、方向性を維持しながら、人の間をすり抜ける能力。運動を制御するには知覚・認知能力を維持する事及び連続性のある情報処理力である。
高齢化(健やかに年をとること)は知覚認知への影響に関する研究はすでにたくさん発表されている。(Faubert、2002)、高齢者が有効なトレーニングを受け、知覚・認知能力を改善する事は可能だと証明されている。(Richards et al., 2006). 当論文は、高齢者が動的・仮想立体環境における追跡速度の閾値はどれくらいを向上させることができるのかを観察した。結果として、高齢化(健やかに年をとること)改善度に大きな 影響を与え認知・知覚トレーニングは大幅に、老化への影響を減らす事ができる。「高齢者たちが複雑な動的なシーンにおいての学習機能は若い世代と同様に維持することは可能である」収集したデータはこの観点を裏付けた。

知覚・認知トレーニングによる認知機能の向上

<要約>
3次元複数対象追跡(3D-MOT)は、3次元仮想環境を用いた知覚・認知トレーニングシステムである。
本研究は、3D-MOTが注意力、作業記憶、視覚情報処理速度にもたらす効果について、標準母集団を対象に機能的脳画像法を利用して調べた初めての研究である。
大学学齢期の学生20名を集めて、トレーニング(NT)群と非アクティブ対照(CON)群に分けた。神経心理検査を用いて認知機能の評価を行い、定量的脳波検査(qEEG)によって脳機能の相関を評価した。その結果、3D-MOTトレーニングを10回実施することにより注意力、視覚情報処理速度、作業記憶が向上し、さらに安静時における脳の神経電気活動に定量化可能な変化が生じることが示された。

<キーワード>
複数対象追跡(MOT)、認知機能向上、脳トレーニング、注意力、定量的脳波検査(qEEG)

<受理>
2014年7月30日、改訂2014年9月7日、2014年11月5日、認可:2014年11月17日

視覚追跡速度はNBA選手のバスケットボール競技特有のパフォーマンス尺度と相関

<要旨>
Mangine, GT、Hoffman, JR、Wells, AJ、Gonzalez, AM、Rogowski, JP、Townsend, JR、Jajtner, AR、Beyer, KS、Bohner, JD、Pruna, GJ、Fragala, MS、Stout, JR。
視覚追跡速度はNBA選手のバスケットボール競技特有のパフォーマンス尺度と相関。
J Strength Cond Res 28(9):2406‐2414, 2014―本研究の目的は、バスケットボール競技特有のパフォーマンス尺度における視覚追跡速度(VTS)と反応時間(RT)の相関を測定することである。2012~13年のシーズン前に、12名のバスケットボール選手を試験した。視覚追跡速度は複数対象追跡試験の1回のコアセッション(20回の試験)から得た一方、RTは照明ベースの試験装置を用いた一定領域および可変領域の選択反応試験により測定した。
VTSおよびRTのパフォーマンスは、バスケットボールのレギュラーシーズンにおけるバスケットボール競技特有のパフォーマンス尺度(アシスト[AST];ターンオーバー[TO];アシストターンオーバー比[AST/TO];スティール[STL])と比較した。すべてのパフォーマンス尺度を100分のプレー毎に報告した。バックコート(ガード;n = 5)とフロントコート(フォワード/センター;n = 7)のポジションにおけるパフォーマンスの相違も検証した。VTSとAST(r = 0.78;p < 0.003)、STL(r = 0.77;p < 0.003)、AST/TO(r = 0.78;p < 0.003)の間に相関が存在する可能性が非常に高く、一方でTO(r = 0.49;p < 0.109)との相関も観測された。反応時間はバスケットボール特有のパフォーマンス尺度のいずれにも相関が認められなかった。バックコートの選手は、ASTにおいてフロントコートの選手を上回る可能性が非常に高く、VTS、TO、AST/TOにおいてその可能性が高かった。
最後に、VTSはバスケットボールコート上の様々な刺激を見て反応し、ASTおよびSTLの増加、およびターンオーバーの減少等の良いプレーをもたらすバスケットボール選手の能力と、相関があると思われる。

<キーワード>
視覚追跡速度、視覚、反応時間法、意思決定、スポーツ科学、健康度評価

Perceptual-cognitive training improves biological motion perception: evidence for transferability of training in healthy aging

In our everyday life, processing complex dynamic scenes such as crowds and traffic is of critical importance. Further, it is well documented that there is an age-related decline in complex perceptual-cognitive processing, which can be reversed with training. It has been suggested that a specific dynamic scene perceptual-cognitive training procedure [the three-dimensional multiple object tracking speed task (3D-MOT)] helps observers manage socially relevant stimuli such as human body movements as seen in crowds or during sports activities. Here, we test this assertion by assessing whether training older observers on 3D-MOT can improve biological motion (BM) perception. Research has shown that healthy older adults require more distance in virtual space between themselves and a pointlight walker to integrate BM information than younger adults. Their performances decreased markedly at a distance as far away as 4m (critical for collision avoidance), whereas performance in young adults remained constant up to 1m. We trained observers between 64 and 73 years of age on the 3D-MOT speed task and looked at BM perception at 4 and 16m distances in virtual space. We also had a control group trained on a visual task and a third group without training. The perceptual-cognitive training eliminated the difference in BM perception between 4 and 16m after only a few weeks, whereas the two control groups showed no transfer. This demonstrates that 3D-MOT training could bea good generic process for helping certain observers deal with socially relevant dynamic scenes. NeuroReport 23:469–473 c 2012 Wolters Kluwer Health | Lippincott Williams & Wilkins. NeuroReport 2012, 23:469–473


Postural Hypo-Reactivity in Autism is Contingent on Development and Visual Environment: A Fully Immersive Virtual Reality Study

<Abstract>
Although atypical motor behaviors have been associated with autism, investigations regarding their possible origins are scarce. This study assessed the visual and vestibular components involved in atypical postural reactivity in autism. Postural reactivity and stability were measured for younger (12–15 years) and older (16–33 years) autistic participants in response to a virtual tunnel oscillating at different frequencies. At the highest oscillation frequency, younger autistic participants showed significantly less instability compared to younger typicallydeveloping participants; no such group differences were evidenced for older participants. Additionally, no significant differences in postural behavior were found between all 4 groups when presented with static or without visual information. Results confirm that postural hypo-reactivity to visual information is present in autism, but is contingent on both visual environment and development.


Enhanced and diminished visuo-spatial information processing in autism depends on stimulus complexity

Visuo-perceptual processing in autism is characterized by intact or enhanced performance on static spatial tasks and inferior performance on dynamic tasks, suggesting a deficit of dorsal visual stream processing in autism. However, previous findings by Bertone et al. indicate that neuro-integrative mechanisms used to detect complex motion, rather than motion perception per se, may be impaired in autism. We present here the first demonstration of concurrent enhanced and decreased performance in autism on the same visuo-spatial static task, wherein the only factor dichotomizing performance was the neural complexity required to discriminate grating orientation. The ability of persons with autism was found to be superior for identifying the orientation of simple, luminance-defined (or first-order) gratings but inferior for complex, texture-defined (or second-order) gratings. Using a flicker contrast sensitivity task, we demonstrated that this finding is probably not due to abnormal information processing at a sub-cortical level (magnocellular and parvocellular functioning). Together, these findings are interpreted as a clear indication of altered low-level perceptual information processing in autism, and confirm that the deficits and assets observed in autistic visual perception are contingent on the complexity of the neural network required to process a given type of visual stimulus. We suggest that atypical neural connectivity, resulting in enhanced lateral inhibition, may account for both enhanced and decreased low-level information processing in autism.

<Keywords>
autism, enhanced perceptual functioning; first and second order information processing; lateral inhibition; neural networks; perception; visuo-spatial information processing


Motion Perception in Autism: A ‘‘Complex’’ Issue

<Abstract>
We present the first assessment of motion sensitivity for persons with autism and normal intelligence using motion patterns that require neural processing mechanisms of varying complexity. Compared to matched controls, our results demonstrate that the motion sensitivity of observers with autism is similar to that of nonautistic observers for different types of first-order (luminance-defined) motion stimuli, but significantly decreased for the same types of second-order (texture-defined) stimuli. The latter class of motion stimuli has been demonstrated to require additional neural computation to be processed adequately. This finding may reflect less efficient integrative functioning of the neural mechanisms that mediate visuoperceptual processing in autism. The contribution of this finding with regards to abnormal perceptual integration in autism, its effect on cognitive operations, and possible behavioral implications are discussed.