身体-環境 両手 調
児玉 謙 郎
博士 情報学
総 研究大学院大学
複 学研究
情報学専攻
成27 (2015)
論文 総 研究大学院大学複 学研究 情報学専攻
博士 情報学 授 要件 出 博士論文 あ
審査委員
稲邑 哲也 主査 国立情報学研究 ／総 研究大学院大学
坊農 真弓 国立情報学研究 ／総 研究大学院大学
嶋 博之 稲 大学
佐藤 健 国立情報学研究 ／総 研究大学院大学
山 誠 国立情報学研究 ／総 研究大学院大学
主査 外
Bimanual coordination dynamics in body-environment system
Kentaro Kodama
DOCTOR OF
PHILOSOPHY
Department of Informatics
School of Multidisciplinary Sciences
The Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)
2015
A dissertation submitted to the Department of Informatics, School of Multidisciplinary Sciences,
The Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI) in partial fulfillment of the requirements for
the degree of Doctor of Philosophy
Advisory Committee:
Tetsunari Inamura (Chair) National Institute of Informatics/
The Graduate University for Advanced Studies Mayumi Bono National Institute of Informatics/
The Graduate University for Advanced Studies Hiroyuki Mishima Waseda University
Ken Sato National Institute of Informatics/
The Graduate University for Advanced Studies Seiji Yamada National Institute of Informatics/
The Graduate University for Advanced Studies
(Alphabet order of last name except chair)
目次
要 ... 10
第1章 序章 ... 1
第1節 目的 背景 ... 1
第2節 方法 ... 2
第3節 置 意義 ... 2
第4節 論文 構成 ... 3
第2章 身体運動 関 行研究 ... 4
第1節 知覚 運動研究 理論的背景 ... 4
第2節 知覚 運動 伝統的理論 ... 7
第3節 J. J. Gibson N. A. Bernstein ... 12
第4節 複雑系 学 身体運動研究 ... 18
第5節 関連領域 行研究 ... 21
第6節 研究 仮説 ... 29
第3章 環境 接触 体肢間 調 及 影響 実験1 ... 34
第1節 目的 ... 34
第2節 方法 ... 34
第3節 結果 ... 39
第4節 考察 ... 47
第1 2 指条件 ... 47
第2 4 指条件 ... 48
第5節 要約 ... 48
第4章 指 環境特性 体肢間 調 姿勢 及 影響 実験2 ... 50
第1節 目的 ... 50
第2節 方法 ... 50
第3節 結果 ... 57
第1 体肢間 調 析 ... 57
第2 姿勢 析 ... 65
第3 体肢-姿勢間 調 析 ... 79
第4節 考察 ... 104
第1 析1 体肢間 調 安 性 SDφ ... 104
第2 析2 体肢間 調 調性 CRQA ... 105
第3 析3 姿勢 安 性 L ... 106
第4 析4 姿勢 組織 DFA ... 106
第5 析5 姿勢 多 性 MWA ... 108
第1節 目的 ... 113
第2節 方法 ... 116
第3節 結果 ... 118
第2 体肢間 調 析 ... 118
第3 姿勢 析 ... 126
第4 体肢-姿勢間 調 析 ... 140
第4節 考察 ... 167
第1 析1 体肢間 調 安 性 SDφ ... 167
第2 析2 体肢間 調 調性 CRQA ... 168
第3 析3 姿勢 安 性 L ... 169
第4 析4 姿勢 組織 DFA ... 170
第5 析5 姿勢 多 性 MWA ... 171
第6 析6 体肢-姿勢間 調 調性 CRQA ... 172
第7 総 考察 ... 175
第6章 総 的議論 ... 178
第1節 研究 成果 要約 ... 178
第2節 結論 ... 180
第3節 置 意義 ... 182
第4節 課題 ... 185
謝辞 ... 187
参考文献 ... 188
図 目次
2-1 複雑系 ... 6
2-2 鍵盤支配型 ... 9
2-3 計算論的 ... 10
2-4 ... 14
2-5 生態学的 ... 17
2-6 自己組織 ... 20
2-7 Kelso(1984) 実施 指振 課題 ... 21
2-8 HKB ... 22
2-9 構造 20面体 ... 27
2-10 張力 要素 縮力 要素 身体 ... 27
2-11 研究 置 ... 31
3-1 実験状況 ... 35
3-2 実験条件 ... 36
3-3 SDφ ... 40
3-4 %REC ... 42
3-5 Maxline ... 44
3-6 Averageline ... 46
4-1 実験状況 ... 52
4-2 実験条件 ... 53
4-3 SDφ ... 58
4-4 %Recurrence ... 60
4-5 Maxline ... 62
4-6 Averageline ... 64
4-7 L ... 66
4-8 x成 速 い FS指数 ... 68
4-9 x成 置 い FS指数 ... 70
4-10 y成 速 い FS指数 ... 72
4-11 y成 置 い FS指数... 74
4-12 x成 置 い MFS幅... 76
4-13 x成 置 い MFS幅... 78
4-14 Lx い %Recurrence ... 80
4-15 Rx い %Recurrence ... 82
4-16 Ly い %Recurrence ... 84
4-17 Ry い %Recurrence ... 86
4-21 Ry い Maxline ... 94
4-22 Lx い Averageline ... 96
4-23 Rx い Averageline ... 98
4-24 Ly い Averageline ... 100
4-25 Ry い Averageline ... 102
5-1 実験条件 ... 114
5-2 実験状況 ... 115
5-3 支持面Soft条件 使用 ... 116
5-4 SDφ ... 119
5-5 %Recurrence ... 121
5-6 Maxline ... 123
5-7 Averageline ... 125
5-8 L ... 127
5-9 x成 速 情報 い FS指数 ... 129
5-10 x成 置情報 い FS指数 ... 131
5-11 y成 速 情報 い FS指数 ... 133
5-12 y成 置情報 い FS指数 ... 135
5-13 x成 置 い MFS幅... 137
5-14 y成 置 い MFS幅... 139
5-15 Lx い %Recurrence ... 141
5-16 Rx い %Recurrence ... 143
5-17 Ly い %Recurrence ... 145
5-18 Ry い %Recurrence ... 147
5-19 Lx い Maxline ... 150
5-20 Rx い Maxline ... 152
5-21 Ly い Maxline ... 154
5-22 Ry い Maxline ... 156
5-23 Lx い Averageline ... 159
5-24 Rx い Averageline ... 161
5-25 Ly い Averageline ... 163
5-26 Ry い Averageline ... 165
6-1 環境-身体 全体 姿勢 -身体 部 体肢 入 子 影響関 .... 181
6-2 体肢～姿勢 影響関 非対称性 ... 181
表 目次
表 3-1 実験1 周波数 設 ... 37
表 4-1 指 接触 環境特性 面 特性 ... 53
表 4-2 実験2 周波数 設 ... 54
表 5-1 実験3 周波数 設 ... 117
目的 身体-環境 身体運動研究 い 身体
運動 遂行 環境 関 捉え 身体-環境間 身体要素間 相互作用
創 現象 立場 捉え 身体 環境
あ 体肢間 調 複数 体肢 特 空間的 維持 運動
あ 身体運動 研究 体肢 運動 支え 姿勢
い 両者 階層的 入 子関 あ 身体 捉
え 理論的 指摘 一方 心理学 認知 学
論的 身体運動 基礎研究 実験的研究 手足 指 体肢
運動 全身 姿勢 々 研究 既 い 両者 関 検討
い い 背景 両者 計測 術的課題 両者 関 検
討 実験的 枠組 複雑 両者 関 解析手法 遈 立 いう
方法論 問題 あ
研究 体肢 運動 姿勢 相互作用関 明
実験計画法 実験的検証 行う 両 計測 及 情報学 理
論 基 解析手法 用い 両者 系列 析 行 両者 関
検証 実験的枠組 い 体肢間 調 姿勢 組織 方 共通 理論的
基盤 あ 両者 統一的理解 遉成 い い Dynamical Systems
Approach 枠組 用 両手 指 調運動課題 実施 支え
姿勢 動揺 計測 析
第3章 身体 指 環境 接触 体肢間 調運動 安
いう仮説 検証 実験1 い 報告 実験課題 体肢 運動 特異
屈曲 指 環境 接触 課題 用 いう
接触 足底 身体-環境接触面 通 常 持 い 身体 環境 地
接触 身体部 体肢 動 生 体肢 端 環境表面
断 的 接触 意味 実験1 結果 指 環境 接触 い指振 課題 実施
行研究 及 予測 異 安 い 逆 相
運動 安 仮説 支持
第4章 体肢間 調 安 要因 特 指 環境
接触 得 触覚情報 安 要因 あ いう仮説 検証 実験
2 い 報告 実験条件 指 接触 環境特性 Hard条件 指
力 加え 物理的 身体 支持 作用力 得 条件 Soft
条件 指 力 加え 物理的 身体 支持 作用力 得 触覚
情報 得 条件 No contact条件 指 接触 力 触覚情報
得 い条件 3水準 検討 実験2 結果 指 触覚情報 得
体肢間 調 安 示 仮説 支持
第5章 姿勢 安 性 操作 姿勢 安 体肢間 調 安 性
いう仮説 検討 実験3 い 報告 姿勢安 性 関わ 要因
体 支持面 身体 環境 接触面 操作 体 い
立 2水準 検討 立 う 支持基底面 い 姿勢 安 仮
支持面 い Hard条件 表面 硬 力学的 安 接触面 自己身
体 環境 い 触覚情報 得や い Soft条件 軟 い 用い 力
学的 安 接触面 触覚情報 得 い 2水準 検討 実験3 結果
Soft条件 う 体肢間 調 安 性 い傾向 示 体 体肢間
調 異 安 立 条件 体肢間 調 逆 相 安
示 部 的 仮説 支持
実験1～実験3 仮説 検証 行 研究 次 う 2
新 見 得 1 実験3 い 姿勢要因 体 支持面 操作
姿勢 安 性 及 影響 い 姿勢 安 性 予想 立 条件
や Soft 条件 う 姿勢 動的 安 いう あ 結果
い 姿勢 いう 身体 安 場
補償 体肢 課題 遉成 支え う 姿勢 柔軟 適応的
状態 組織 結果 現 い 解釈 2 実験2 実験3
体肢-姿勢間 調 い 析 結果 体肢間 調 相
体肢-姿勢間 調 異 いう 見 あ 結果 共通
傾向 相 場 指 姿勢 前 方向 調 強 逆 相
場 指 姿勢 方向 調 強 傾向 観察 結果 い
体肢 課題 体肢-姿勢間 調 変わ 身体
全体 柔軟 組織 能性 示 結果 考察
結果 示 研究 学術的意義 次 う
従来 体肢間 調 新 変数 環境 接触
触覚情報 や 体肢 運動 支え 姿勢 安 性 い 要因 考慮
必要性 実験的 示 身体運動研究 対 研究 学術的意義 あ
要因 従来 充 検討 い い新規 含 い
向 展開 求 体肢 運動 姿勢
計測 2 系列 間 非線形解析 用 体肢-姿勢 関 検証
示 研究 身体運動研究 新 研究領域 開拓 理論
的 実験的研究 展開 動機 当 貢献 認
1
第 1 章 序章
目的と背景
第 1 節
研究 目的 身体-環境 いう観 体肢間 調
捉え 両手 体肢間 調 環境 身体 体肢 接触 環境 姿勢
及 影響 明 あ 身体-環境 第 2 章 説
う 主 心 理 学 認 知 学 身 体 運 動 研 究 力 学 系
Dynamical Systems Approach DSA 立場 身体運動現象 身体-環境間
相互作用 過程 自己組織 現象 捉え 身体 環境
あ (Clark, 1997; Kelso, 1995) 身体-環境 い
身体 着目 場 身体 ぶ 研究 検討 環境
身体 物理的 触覚的 接触 対象 指 視覚や聴覚 環境 相互作用や
社会文 的 意味 環境 検討 い 研究 検討 接触 足底
身体-環境 接触面 通 常 持 い 身体 環境 地 接触
身体部 体肢 動 生 体肢 端 環境表面 断 的
接触 意味
体肢間 調 inter-limb coordination 例え
叩 動作 う 両手 運動 体肢 動 見 複数 体肢
特 空間的 あ あ 体肢間 調 歩行や走行 全身
行う移動行動 基礎 あ 手 握 手 把持 紙
い 手 行 基礎 あ (Bernstein, 1996)
通常 体肢 limb 体幹 対 手足 指 使う用語 あ
研究 手 指 対 体肢 いう語 用い 体幹 哺乳類 身体
中枢 中心 置 あ 中枢 梢 身体 側 外側 ―
わ 環境 ― 伸 体肢 あ 多 動物 体肢 複数 関節
結 中枢 梢 向 う
環境 知覚 触覚 感 性閾値 いう 皮膚 表面 得
感覚 体肢 端 ― わ 指 ―向 う 細 繊細 (岩 , 2001)
指 部 手 含 手 部 腕 含 い う
身体 階層的 構造 い
指 や手足 運動 全身 姿勢 あ ゆ 運動 御
姿勢 御 伴わ (Reed, & Jones, 1982; 佐々木, 2002) 常的 行 場面 振
返 姿勢 手 運動 大 影響 経験的 理解
例え 書遈や 習う 姿勢 書 う あ い
演奏 う 指 ソ
第1章
2
自然 無理 い姿勢 作業 行う 心身 負担 軽減 言わ い
( VDT作業 労働衛生管理 , 厚生労働省, 2002)
近 手足 害 あ 身体部
当 部 含 全身 入 行う 持 的 身体機能
回 向 う 試 行わ い (鎌 & 真 , 2013; 冨 , 2004)
う 経験的 知識や実践 臨床的知見 得 い 裏
付 う 基礎研究 足 い いう背景 あ
身体運動 学術的研究 身体 環境 埋 込 い
身体 い 体肢 運動 姿勢 依 両者 い い 理論的
指摘 (Bernstein, 1996; Gibson, 1966) 両者 関 実験的 検討
両者 調的 関 直接的 析 う 基礎研究 充 行わ
い い 背景 第2章 述 う 要素還元論的 思想背景や 術的問題
方法論 問題 あ 考え
方法
第 2 節
研究 身体運動研究 い 研究 盛 あ 非線形
力学や情報理論 情報学 基礎理論 応用 新 い や解析手法 積極的
応用 い 論的 DSA 観 実験 計画
析 行い 身体 環境 体肢間 調 姿勢 相互作用関 明
実験1 身体 環境 接触 体肢 指 調運動 安 性 及 影
響 検証 身体-環境間 相互作用 明 実験1 結果 踏 え
実験2 指 接触 環境 特性 体肢間 調 及 影響 検証
う 環境特性 体肢 運動 影響 及 う 知覚情報
利用 い 明 実験2 体肢 運動 姿勢 動揺
計測 指 接触 環境特性 操作 姿勢 安 性や組織
う 変 調 両者 系列 析 体肢-姿勢
間 調 い 明 実験3 姿勢 安 性 操作
体肢間 調 う 影響 調 実験1～実験3
環境→身体 体肢 体肢→姿勢 姿勢→体肢 相互作用関 明
位置 けと意義
第 3 節
研究 知覚や運動 関 理論 い 指摘 問題 わ
身体 環境 相互作用 身体 体肢 運動 姿勢 相互作用 い
実験的検討 行う基礎研究 置 実践
対 1 供 研究 置 研究
3
成果 記 問題 い 理論 実践 溝 埋 目標
研究 特色 理論的 示 実験的研究 充 行わ
体肢間 調 姿勢 相互作用関 DSA 観 実験的 明
う あ 両者 計測 複雑 調関 非線形力
学や情報理論 基 情報学的手法 用い 解明 従来 研究 術的 方
法論的課題 克服 う 方法 両者 関
能性 示 身体運動研究 対 研究 学術的意義 あ
本論文の構成
第 4 節
論文 第2章 関連 研究領域 行研究 概観 研究 問題設 仮説 検討 行う 第2章 出 仮説 基 第3章 身体 環境 接触
体肢間 調 及 影響 検証 実験1 い 報告 第4章 指 接
触 環境特性 体肢間 調 及 影響 検証 実験 2 い 報告 第 5
章 姿勢要因 体肢間 調 及 影響 検証 実験3 い 報告 最
第6章 実験1～実験3 結果 い 総 的議論 行う
第2章
4
第 2 章 身体運動に関する先行研究
知覚 運動研究の理論的背景
第 1 節
近代科学の方法論上の特徴
心理学 起源 巡 諸説あ 17 世紀 哲学者
心身 元論 道 (鹿 杉 鳥居, 2011) 知覚や身体運動
関 研究 理論的背景 心身 元論 無視
い あ (Lombardo, 1987; Turvey, 2004) 心 精神 世界 物
質 世界 前者 省 いう方法 思弁的 理解 い対象 あ
対 者 厳 格 因 果 論 基 法 則 支 配 対 象 (Lombardo, 1987; , 1637) 知覚現象 実 物質 持 い 性質
世界 現象 あ 知覚経験 何 物質的 脳 状態 結
い 経験 あ 考え あ (Lombardo, 1987) 知覚 いう
心的現象 例え 次元 網膜像 3次元 知覚経験 成立 い
う問題 説明 い 2 角 利用 3 距 計算
心 概念 入 (佐々木, 1994) 心 現 風 言え 感覚 激 統 断 推論 意味 創 出 言え う(佐々木, 1994)
私 動物 身体 い 決 論的 物理的世界 属 対象 物理
的世界 計 掛 機械 う 構成要素 あ 部品 個 調 理解
最 足 わ 全体 説明 物理的世界 対
要素還元論的 見方 示 ( , 1637) 元論
生 物理学 影響 え(Lombardo, 1987) 物理学
及 機械論的 決 論的世界観 始 現 身体運
動研究 影響 え い (Turvey, 2004)
や 確立 近 学 方法論 特徴 次
う う 知覚や認知 い 現象 心 世界 身体 及
身体運動現象 物 世界 独立 々 世界 考え 心身 元論 考え方
挙 前者 複雑 世界 者 単純 世界
水準 異 2 世界 結 付 心 中枢 想
対象 い 対象 全体 構成 要素 部
還元 要素 理解 わ い 部 総和 全体 理解 う
要素還元論 考え方 要 特徴 挙 身体 い 物理的 世界
属 物体 わ 中枢 御 対象 身体運動 中枢 御
側 一方向的 因果 決 論的 起 現象
御 側／ 側 元論 見出
5 情報科学の興隆
次 知覚 運動 理論 影響 え 学 出来 20 世紀
計算機 学 情報 学 興隆 い 心理学 認知 学 関連 概観 20 世
紀半 Wiener 唱 理論 動物 機械 共通
通信 御 原理 適用 試 あ 概念
知覚 運動 応用 心理学 認知 学 対 多大 影
響 え (鹿 , 2011) 誕生 Shannon 情報理論 情報
符 関 式 行わ 音声や 画像 い 情報 0 1
記 符 共通 符 え持 い
信 伝遉 共有 能 通信
個体 認知 や 個体間 情報 伝遉
広 心理学 認知 学 用 い (鹿 , 2011)
計算機 学 情報 学 展 背景 1956 開催 会議 機
認知革 起 心や知性 認知 理解
う 認知 学 誕生 (中川, 2002) 論文 認知 学 心や脳 理
解 方 認知的 ぶ
認知的 特徴 計算主義 表象主義 いう立場
挙 (Varela, Thompson, & Rosch, 1992; 山 , 2009) 計算主義 認知現象 脳
記 変換 情報 処理 わ 計算過程 理解 立場 あ
表象主義 外界 現実世界 脳 表象 構成 知覚世界 部
想 表象 操作 認知現象 理解 立場 あ 認知的
情報 概念 実環境 現実世界 状況や文脈
何 記 表象 変換 理物 指 脱文脈
言え 情報 概念 い 意味 払 い (Gibson,
1966; Haken, 1988) う 文脈 状況 環境 埋 込 い
いう 関 情報自体 含 い いう 特徴 あ
複雑系科学の台頭
20世紀 半 研究 関連深い う 学 出来 起
複雑系 学 いう あ 研究 基礎
自己組織 理論 確立 あ 体的 知覚や運動 研究 大 影響 え
Prigogine 散逸構造論(Nicolis & Prigogine, 1977)やHaken
(Haken, 1978) い 自己組織 理論 場 あ 複雑系 学 一言 い
様々 研究領域 含 生 知能 社会 い
生 い 対象 論 いう 共通 特徴 有 言
え (井庭 福原, 1998) わ 複雑系 構成 要素 振 舞い
全体 文脈 動的 変 う あ 複雑系 学
第2章
6
挙 近 学 前 要素還元論 異 方法論 模索 研究領
域 言え (井庭 福原, 1998) 生 い 構成要素 各自 局
的 従 振 舞い 局 的 要素間 相互作用
全体 状態 振 舞い 創 全体的 振 舞い
個々 要素 機能 関 性 変 い いう 環的 相互作用関 想
(井庭 福原, 1998 2-1) 身体運動 い 局 的
細胞～神経 要素間 相互作用 あ 結果 大域的 秩序 身体
動 創 環境や運動課題 目的 い 大域 約 神経
筋骨格系 要素間 関 機能 柔軟 変 いう特徴 有 や
複雑系 (Kelso, 1995; Turvey, 1990)
2-1 複雑系 (井庭 福原, 1998 改変)
要素還元論 対比 論 置 い 研究 両者 矛盾
対立 捉え 現象 対 異 見方 捉え
7
知覚 運動の伝統的理論
第 2 節
知覚研究における認知的アプロ チ
第 1 節 述 通 知覚理論 3 次元 視覚 説明
特 何計算 実行 中枢機構 心 概念 入 い (佐々木,
1994) 降 知覚理論 い 的世界 激
次 単純 激 視覚 原因 考え 次 単純 激 高次 複
雑 知覚現象 説明 中枢 想 い
(Lombardo, 1987) 20世紀半 起 認知革 降 認知 学 心理学
認知的 い 認知現象 心的表象 操作 理解 う
立場 表象主義 e.g., Fodor & Pylyshyn, 1981 主流 知覚 脳
中 世界 表象 いう知覚理論 主流 (山 , 2009) いう
表象 や 中枢 操作 処理 対象 文脈 独立 記 言え
脳 情報処理 い 計算 理解 う 計算論的
(Marr, 1983; 川人, 1996) 中枢 脱文脈 記 情報 処理
計算 捉え う 認知的
ぶ 20 世紀半 起 認知革 降 表象 や 計算
概念 様々 拡張 い 例え 表象 いう概念 い Fodor Pylyshyn
唱 文脈 独立性 高 言語 う 構文論的構造
表象 画や映像 う 構文論的構造 い表象 脳 神経
ワ 群 興奮 表象 散表象
概念 拡張 い (Thagard, 1999) 計算 いう概念 い 従来 う 構文論的構造 基 形式的 情報処理過程
神経 ワ ワ う 並列 散処理
過程 計算過程 う い (柴 , 2001) 認知 学 い
概念 拡張自体 研究課題 あ 表象主義 計算主義 考え
認知的 質的 特徴 現 展開 い (山 ,
2009) 20 世紀 半 う 表象主義や計算主義 立 知覚理論
神経 学 展 脳 特 部 中枢 特 機能 機構 見出 う
脳機能局 説 基 研究 盛 い (山 , 2009)
表象主義や計算主義 基 知覚や認知 対
主 心 哲学 原理的 問題 指摘 い 実環境 行動
前 自己や環境 全 い 明示的 書 能
問題; McCarthy & Hayes, 1969 記 変換 記 表象 対象 意味 理解 あ 中国語 部屋; Searle, 1980 脳 部
構成 記 世界 外界 現実世界 対象 対応付 問題 記 接地問題; Harnad, 1990 表象 観察 操作 計算 実行 中枢 仮
第2章
8
中枢自体 説明 中枢 必要 説明 無限
問題; Dennett, 1992 い 問題 あ 問題 散表象 概念
基 ワ い 様 指摘 い (山 , 2005,
2009; 柴 , 2001)
運動研究における認知的アプロ チ
運動研究 い 要素還元論 基 19世紀 運動 御理論 20世紀
認知革 流 結 現 認知的 研究 主流 い
19世紀 道 鍵盤支配型 (Turvey, Fitch & Tuller, 1982) 言
わ 運動 御理論 い 説明 問題 確認 い 19 世紀 運動 御
当 映像 術 革新 あ 撮 術 来 言わ い
(佐々木, 1994) 中枢 運動 御 指 撮 一枚 写真
う 瞬間 静 全身 配置 指 い いう 想 基 い い
中枢神経系 指 筋骨格系 身体各部 御
運動 実現 考え わ あ 2-2 う 中枢神経系
中 記憶 あ い 貯蔵 い 無数 索 出 各筋
関節 動 対応 大脳皮質 中 運動 部 激 運動 実現
考え 中枢神経系 前 用意 い 運動 譜面
大脳皮質 運動 鍵盤 使 演奏 中枢神経
活動 例え 鍵盤支配型 い (Turvey et al.,
1982) 特徴 運動結果 回路 持
い開回路 御 あ 中枢 指 身体 静的 配置 pose 構成
各部 変数 関節 角 筋 縮 個 表象 指 特 的 御
あ 挙 (佐々木 & 嶋, 1994) 脳 鍵盤 演奏 中枢 想
鍵盤支配型 運動 実行 脳 運動 関わ 全 運動単
α-γ連関 筋 関節 指 対応 全身 膨大
数 鍵盤 多様 状況や文脈 必要 う 身体 非常
多 自 あ 計算論 立場 膨大 計算
う 通常 運動 連 的 遂行 運動 実行
自己身体や環境 変 生 変 踏 え次 運動 開始
鍵盤支配型 前 運動 実行 開回路 御 あ
実行 運動 結果 関知 い あ 運動 出力 知覚 入力 明
確 い
9
2-2 鍵盤支配型 Turvey & Fonseca, 2009 改変
20世紀 入 運動実行 結果 知識や
筋感覚情報 求心性情報 い 情報 入 閉回路
御 案 (Adams, 1971; Schmidt & Lee, 1988)
特 的 御 想 い 運動 関わ 全 要素 表象 いう考え 再検
討 中枢 表象 単 変更 (佐々木 & 嶋, 1994) わ 個々
関節 角 い 細 い変数 表象 指 大 い規模 単
御 抽象的 表象 用い 自 縮減 考え わ あ
う 身体運動 御 い 中枢 一般
運動 仮 い (Schmidt & Lee, 1988)
計算論 基 運動 説明 立場 認知的
ぶ 2-3
・ホムン ルス 中枢
・事前のプロ ラム
・一方向トップダウン型
・制御側と制御対象の分離
第2章
10
2-3 計算論的 Turvey & Fonseca, 2009 改変
御 入 素 い修 運動 困
あ 近 う 認知的 説明 い現象
Ultrafast現象 指摘 い (Thorpe, 2002; Wallot & Van Orden, 2012) 例 え Kelso, Tuller, Vatikiotis-Bateson and Fowler (1984) 実験 /bab/ い
う単語 最 /b/ 音 顎 昇 い 外乱 予測
い 顎 負荷 加え 顎 機械的 結 い い
わ 15～30 素 い補償運動 見 外乱 補償
課題 遉成 (Kelso, Tuller, Vatikiotis-Bateson, & Fowler, 1984) 速
応 間や 射 情報処理 基 生理学的 説明 困 あ
いう意味 Ultrafast (Thorpe, 2002; Wallot & Van Orden, 2012) Ultrafast 現象 (Kelso et al., 1984)や姿勢 御(Marsden, Merton, & Morton, 1983)
画像識 課題 眼球運動 単語識 課題 全身 筋活動 認知
課題 確認 い (Wallot & Van Orden, 2012) 球選手
接 近 対 神 経 伝 遉 速 説 明 い 速 調 整 い
(Bootsma et al., 1990) Ultrafast現象 身体運動 いう現象 全 情
報処理 基 認知的 説明 限 い いう
示 (Wallot & Van Orden, 2012)
中枢 表象 抽象 一般 運動 仮
次 問題 わ 運動 遂行 文脈 独立
・中枢処理システム
・事前のプロ ラム
・一方向トップダウン型
・制御側と制御対象の分離
11
単 表象 特 文脈 実 運動 遂行 文脈 特 文脈
即 変換 機構 必要 あ 計算論 立場
文脈 特 表象 変換 膨大 計算 う いう問題 生
表象や 処理 計算 中枢 仮 次 う
原理的 問題 心身 元論 降 心理学 認知 学 心 哲学
議論 問題 あ 19 世紀 鍵盤支配型
20 世紀 認知的 演奏や計算 中枢 想
中枢自体 説明 中枢 中
想 中枢 説明 巡 無限
う あ (Dennett, 1992; 山 , 2005)
17 世紀 道 要素還元論 思想や 知覚や運動
説明 脳 中枢 仮 考え 見 中枢 御
側 対 御対象 置 身体 中枢 一方向的 型
指 動的 動 身体運動 生 説明 19世紀
運動 御理論 問題 確認 20 世紀 入 情報 学 展
現 認知 学 主流 い 認知的 前 い 表象や計
算 いう方法 知覚や運動 説明 限界 確認 認知的
特徴 20 世紀 半 知覚 運動 研究 認知的
異 示 J. J. Gibson N. A. Bernstein 理論 接 認知的アプロ チの特徴
述 生態学的 や力学系 比較 場
認知的 特徴 振 返 わ 特徴 研究対象 あ 個体
主体 周 環境 考え あ 知覚研究 知覚
対象 運動研究 運動 対象 知覚 運動 々 考え あ
挙 う 要素還元論的 現象 理解 方 垣間見え
対象 要素 還元 現象 原因 主 動物 身体 部 機構 脳 いう対象
当 知覚や運動 い 認知 機能 因果関 原因→結果 入力
→出力 いう 説明 う 特徴的 あ
身体 い 中枢 神経系 梢 筋骨格系 御側→ 御
対象 いう 型 関 想 特徴 見出 次節 述
Gibson 知覚理論 Bernstein 運動理論 認知的 問題 考
え 要 示 え
第2章
12
J. J. Gibson と N. A. Bernstein
第 3 節
J. J. Gibsonの知覚理論
第2節 概観 認知的 知覚 研究 対 全 異
着想 動物 知覚や行 い 理解 う 試 知覚心理学者
J. J. Gibson 開始 Gibson 初 疑 知覚 原因 従 来 知覚理論 想 い 次 単純 激 問題 あ (佐々木, 1994)
的 知覚心理学実験 構成 暗幕 壁 覆わ 実験室 浮 ぶ 激 象徴
う 外 何 い う 作 空間 中 浮 ぶ 果
私 豊 視覚的 見え 説明 う う 従来 知覚理論
問題 説明 高次 推論や計算 行う中枢 仮
Gibson 激 う 疑問 抱 激 環境 い 再考
過程 激 単純 一 構造 肌理 あ 面
面 面 関 あ 配置 捉え直 い (佐々木, 1994)
Gibson 知覚理論 心 いえ 動 情報 見
(佐々木, 1994) わ 従来 知覚心理学 知覚 説明 妨
実験 統 変数 扱わ い 身体 動 知覚
質 あ 考え わ あ 私 動 知覚 知覚
動 い (Gibson, 1979) いう言葉 象徴 う Gibson
知覚 行 い 強調 身体 動 知覚
知覚 原因 激 いう用語 適
Gibson 環境 知覚者 索的 行 抽出 情報
(Gibson, 1966) 従来 知覚心理学 激 いう原因 一方向的
動的 作用 感覚 容器 信 中枢神経系 処理
考え 対 Gibson 知覚理論 知覚 能動的 身体 索
行 環境 情報 抽出 環境や自己身体 い 両者 関
い 知 捉え直 あ
視覚 い 言え 知覚者 源 空気中 媒質 通過
媒質中 無数 塵や周 面 壁や床 射 周 う 配列
場 埋 込 い 知覚者 包 配列 周 環境
構成 面 含 環境 性質 法則
的 特 いう意味 情報 構造 知覚者 動 伴い
知覚者 対 学的流動 変 動 特 的 関 保 変
環境 特性 自己身体 関 情報 Gibson
情報 概念 自己身体 環境や状況 文脈 含 あ
情報 概念 全 異 言え
13
う Gibson 知覚理論 特徴 知覚 説明 あ 動物
環境 動物 能動的 環境 索 情報 抽出 過程 知覚
あ 個体 環境 知覚 行 運動 現象 捉え
いう視 あ 文脈や状況 目的 応 環境 情報 能動的 索
う組織 知覚 想 (Gibson, 1966) 知覚
感覚器 や運動器 要素 還元 対応
い5 類 基礎 聴覚 触覚
味覚-嗅覚 視覚 Gibson, 1966
研究 関連性 全 知覚 基礎
調 機能 基礎 特 感覚器 全
身 容器 調 働 触覚 着目 基礎
身体 能動的 索 行う 前 環境 担う あ 身体底面
触覚 地面 知覚 耳 前庭器 特 力方向 関 接触感覚
前庭感覚 2 動物 自身 身体 置 環境 性質 自己身体 姿勢
2 知 う 身体 環境 安 姿勢 保
安 姿勢 様々 行 能 いう
安 微動 い静的 安 常 揺 動 自己身体や変動的
環境 対 適応的 動的 安 あ 身体 環境 接触面 環
境-身体 関 関 情報 持 的 全身 姿勢 調整
働 担 い 触覚 あ
う Gibson 知覚理論 動物 環境 捉え 動物-
環境 生態学的 振 舞い 中 知覚や行 質 見出 う
生態学的心理学 Ecological phsychology 生態心理学 N. A. Bernsteinの運動理論
前節 述 運動研究 認知的 問題 い 20 世紀
半 ソ 運動生理学者N. A. Bernstein 自 問題 文脈 問題 指摘 (Bernstein, 1967) 自 対象 御 決 変数 数
あ 自 問題 鍵盤支配型 う 運動 立 身体各部 状態
指 身体 膨大 自 決 困 いう指摘
あ 人間 場 関節 約102個 筋 約103個
細 胞 約 1014 個 自 い
(Turvey, 1990) 問題 御 学 観 御 変数 う
状態 記述 必要 変数 多 解 一意 決 い いう冗長性 起
因 良設 問題 言え (川人, 1996)
次 指摘 運動 文脈 問題 あ 伝統的 運動 御理論 各
第2章
14
身体運動 姿勢 映像 う 互い 独立 要素 仮
解剖学的 力学的 生理学的 多義性 問題 生 (佐々木, 1994)
いう多義性 あ 要素 姿勢や神経筋骨格 状態 表
変数 え 前 状態 一意 決 い様
指 身体運動 行 運動 運動 い 一連 流 文脈
要素 捉え 要素 足 わ 記述 う 要素
還元論 起因 問題 言え 文脈 問題 多義性 有 良設 問題
言え 文脈 問題 運動 実行 前 解決 前 文脈
い(佐々木 & 嶋, 1994) 実 身体運動 動的 多様 環境
実現 い 運動 実行 い 最中 実行 生
文脈 問題 (佐々木 & 嶋, 1994) 身体 及
環境 常 変動やゆ あ 身体運動 実現 いう場面
常 環境 間 生 変動 ゆ 吸 特 課題 遉成
解 選択 い 冗長 自 生 確 性
身体や環境 前 文脈 約 拘束条件 解消 身体
運動 文脈 依 組織 考え 方 妥当 あ う
自 問題 文脈 問題 対 Bernstein 案 概念
synergy いう あ (Bernstein, 1967, 1996) あ 運動
課題 遉成 身体各部 要素 連携 調 運動 自
減 う 機能的 構造 単 あ Bernstein自身 運動 目的 組織 筋群 間 あ い 筋-関節 間 一 的 柔軟 結
(Bernstein, 1967, 1996) 筋群間 筋-関節
想 要素 個 御 要素間 調関 考慮
自 減 指摘 自 問題 解決 あ 2-4
一 的 柔軟 組織 無方向 要素間 調 組織 いい い
う 直面 課題 特 的 文脈 依 組織
意味 Bernstein う 課題特 的 文脈依 的 要素間 結 考慮
文脈 問題 解決 考え
2-4 Turvey, 1990 改変
・要素間の連携・結合による自由度縮減 協調構造
・身体-環境の相互作用 感覚調整
・双方向型
・制御側と制御対象の非分離
15
次 Bernstein 起 運動 関 理論 中 研究 関連
深い 4 い 述 い 1 身体 部 閉
環境や状況 捉え う あ 述 19世紀
鍵盤支配型 開回路 御 運動 出力 結果 い 関知 い 想
い 対 Bernstein 運動 あ 特 状況 文脈 課題 解決
考え Bernstein 身体運動 関 著書 冒
現 様々 例 共通 特徴 あ ゆ
状 況 あ ゆ 条 件 い 解 決 策 見 あ 述
(Bernstein, 1996) 必要 う 運動 種類 決
運動 条件 決 複雑 運動
あ あ 前 用意 実行 単 身体
部 要素 決 直面 課題 対 即応的 運動
調整 状況や環境 適応 側面 あ 指摘 言え 身体
環境 い 運動 知覚 い 含意 い 実
Bernstein 運動 行う 知覚 役割 視 感覚調整 運動
行う 必要 要素 置 い (Bernstein, 1996)
2 着目 い 身体運動 階層的 理解 う
あ Bernstein あ 運動課題 行う 中心的 役割 担う
支 え 役 割 担 う 背 景
(Bernstein, 1996) 担う役割 行 全体 行 遉成
要 一部 あ 部 調整役 背景 担う
2 階層 系統 生的 進 及 伴う脳
進 え 4 段階的 運動 獲得 い いう考え
示 最 次 置 体幹部 筋緊張 A
次 段階 置 多数 筋 筋 調 体肢 動作
現 B 遒隔 容器 視覚や聴覚 知覚 空間
対象 働 動作や 空間 移動 C 最
特有 運動 連鎖 行 現 D
置 (Bernstein, 1996) Bernstein 自 性 強調 高
次 例え 鏡 見 剃刀 髭 剃 いう D 行 遂行
支え 次 例え 鏡 自身 顔 適 角 映 う視覚
姿勢 調 や 手 皮膚表面 引 張 髭 剃 や い う整え
手 剃刀 滑 いう両手 調 背景 自 的
機能 指摘 (Bernstein, 1996) Bernstein 階層的 運動理論 い
手 行わ 的 行 D 環境 身体 視覚的
姿勢 調整 C 支え C自体 体肢 調的 動作
第2章
16
実現 B 支え 背景 適 筋緊張 動的
姿勢 安 A 支え い Bernstein A 背景
背景 Bernstein, 1996
3 着目 い A 置 あ Bernstein
あ ゆ 行 背景 背景 A 遂行 得 い
(Bernstein, 1996) 身体部 主 体幹 首 担う A 体肢
運動 支え 土 役割 果 適応的 柔軟 身体 支え 動的 衡
い (Bernstein, 1996) A 調的 運動 必要条件 あ
通常 自覚 作動 あ (Bernstein, 1996)
最 Bernstein 背景 機能 支え 感覚系 自己
容器系 筋-関節感覚 働 強調 着目 い 自己 容器 全身
散 自己身体 各部 置 関節角 筋力 情報 知 働
自己 容器系 運動 遂行 自己身体 環境 関 調整 感
覚調整 機能 い 極 要 感覚 あ (Bernstein, 1996) 自己
容器系 触覚 密接 関わ い 研究
う 自 己 身 体 関 情 報 知 覚 要 性 指 摘
Bernstein 運動理論 4 特徴 見出
概説 Gibson 知覚理論 生態学的心理学 や Bernsiten 運動
理論 運動研究 生態学的 身体運動 環境
関 規 行 記述 試 行わ い 2-5
17
2-5 生態学的 Turvey & Fonseca, 2009 改変
何 環境 対象 参照 い い単 運動 示 環境 対象
自動車 交換 行 わ 交換 いう 象 示 い
・能動的に探索する知覚システム
・動物-環境の相互作用
・双方向型
・制御側と制御対象の非分離
第2章
18
複雑系科学と身体運動研究
第 4 節
20世紀 半 知覚研究 文脈 い Gibson 運動研究 文脈 い Bernstein 全体 部 総和 あ 考え 要素還元論 基 認知的
知覚や運動 理論 限界や問題 指摘 彼 考え
複雑系 学 方法論 結 展開 見 研究 全体
部 総和 考え 想 自己組織 理論 複雑系 学
方法論 理論的背景 認知的 対比
論的 ぶ 全 研究領域 2
い 2 一方 方 対的
優 あ わ い あ 断 論 称
要素還元論 立場 う Gibson Bernstein 思
想 自己組織 理論 枠組 知覚や運動 研究 行う立場 限
論的 称 GibsonやBernstein 起 問
題 対 自己組織 理論 基 う 展開 あ う
Bernstein 自 問題 文脈 問題 克服 案
実現 条件 次 う 1 運動 自 充 減
あ 2 特 課題 対 環境や文脈 変 越え 維
持 う 柔 軟 組 織 課 題 特 性 有 あ ( 嶋, 2000)
Bernstein 問題 起 降 う 条件 満 自然界 観察
自己組織 現象 類似 指摘 調構造 Coordinateve structure 付 (Kugler, Kelso, & Turvey, 1980; Kelso, Kugler, & Turvey, 1980) 調構造
解剖的 筋群 機能的単 行 う 約
複数 関節 組織 筋群 あ (Kugler et al., 1980; Turvey, Shaw, & Mace, 1978)
自己組織 現象 例え 水 入 容器 加熱 生 対流
現象 対流現象 個 運動 い 水 子
要素 運動 容器外部 環境 熱源や 周 空気 関 決
容器 温 勾配 一 状態 遉 対流 いう
創 自己組織 いう 創 前 個々 水 子 要素 振
舞い 記 設計 中枢 い わ 要素 環境
相互作用 自 的 秩序 生 意味
環境 対 開 -環境間 散逸 流
中 構造 自己組織 Prigogine う 熱力学 いう 観
散逸 過程 構造 秩序 自己組織 考え
対 Haken い 無秩序 多数 子
振動 期 秩序 形成 強い 生 いう自己組織 現象
19
観察 現象 説明 現象一般 統一的
扱う (Haken, 1978) 要素 挙動
挙動 関 考慮 両者 環的 関
自己組織 起 (Haken, 1978) 対流や
う 振 舞い 秩序変数 order parameter いう変数
記述 影響 え 変数 御変数 control parameter ぶ
多数 要素 自 士 相互
作用 御 変 場
秩序変数 生成 個々 要素 振 舞い 場 適応
う 決 説明 う 無数
自 非常 少 い秩序 記述
自己組織 現象 う 比較的 振 舞い 理解 い い 力
学系 dynamical system 力学系
い あ 共通 い
対象 限 例え 対流 生 運動 御 応用
いう意味 力学系 機能的 課題特 的 言え ( 嶋, 2000)
う 考え 自己組織 理論 基 力学系 述 調
構造 条件 あ 自 縮減 課題特 性 いう条件 満 膨大 自
身体 有効 あ ( 嶋, 2000) 研究 身体運動研究
力 学 系 適 用 立 場 力 学 系 Dynamical Systems
Approach DSA ぶ 従来 運動 御 中枢神経系 御側 筋
骨格系 御対象 中枢 型 指 運動 実現
説明 い 対 DSA 身体-環境 相互作用や筋骨格
要素間 相互作用 運動 式 自己組織
側面 指摘 身体運動研究 新 能性 示 言え
身体運動研究 DSA 駆的 試 Gibson 生態心理学
着想 得 出 Kugler (Kugler et al., 1980; Kugler & Turvey, 1987) 自己組 織情報 論 あ 期 Kelso (Kelso, 1984; Kelso et al., 1980)
身体運動 応用 自己組織 現象 特徴 あ 相転移や
い 現象 体肢 間 調 運動 い 確 認 Haken 行い
Coordination Dynamics い う枠組 研 究 展開 い (Haken, Kelso, & Bunz, 1985; Kelso, 1995) 自己組織 理論 応用 身体運動研究 い
御側 中枢 型 指 運動 生成 御 認知
的 異 身体 構成 要素間 及 身体-環境間 相互作用
自然 生的 運動 生成 考え 特徴 見出 2-6
第2章
20
2-6 自己組織 Turvey & Fonseca, 2009 改変
う 複雑系 学 自己組織 理論 知覚や運動 研究
理論的枠組 供 いう意味 積極的 影響 え 言え 複雑系 学
身体運動研究 影響 DSA 新 い 案 いう側面
非線形力学や情報理論 基 解析手法 入 いう側面 及 い 研究
体肢 運動 や姿勢 動揺 関 対 非線形 系列解析 実施
身体-環境間 及 身体 部 部 -全体 い 階層間 動的相互
作用 的 評価
・要素間の相互作用による創発
→神経系～身体の相互作用
→神経系～環境の相互作用
→身体～環境の相互作用
・双方向型
・制御側と制御対象の非分離
21
関連領域の先行研究
第 5 節
第5節 身体運動研究 中 研究 関連 深い体肢間 調や 指 能動的触知覚 姿勢 御 関 行研究 中心 概観
体肢間協調 Inter-limb coordination に関する研究
Bernstein 起 問題 対 Kelso(1984) 両手 指
調運動実験 行い 身体運動 筋神経系 要素間 相互作
用 自 的 全体 秩序 創 実験的
示 (Kelso, 1984) 体的 両手 人差 指 周期的 運動 課題 実験
行 2-7 結果 2 調 相 逆 相 運動 安
運動周波数 増加 逆 相 相 変 相転移
状態 周波数 い 逆 相 戻 い
物理現象 観察 自己組織 類似 現象 観察 相
人差 指 対称 動 逆 相 非対称 動 あ
Haken 結果 対 観
記述 秩序変数 指 士 相差 変 御変数 運動周波数
運動 質的変 説明 案 HKB Haken et al., 1985
Kelso 相転移現象 被験者 意 独立 御変数 指振 実験
場 音 運動 変 起 必
中枢指 型 説明 い
2-7 Kelso(1984) 実施 指振 課題 Kelso, 1995)
第2章
22
Haken 案 HKB 人差 指 相
差φ Relative Phase 相対 相 秩序変数 一方 運動 周波数 御変数 b/a
次 説明 わ φ = 0 相 φ = ±π 逆 相
指振 運動 安 運動 周波数 増加 相 φ = 0 逆 相
φ = ±π い 運動 安 性 一方
臨界値 超え 御 増加 場 逆 相 相 相転移 起
あ 2-8 V 安 性 意味 い 安 状態
意味 谷 安 状態 示 い
2-8 HKB Kelso, 1995)
Kelso 一連 研究 契機 DSA 身体運動研究 様々
展開 手首(Byblow, Carson, & Goodman, 1994)や肩(Swinnen, Walter, Serrien, & Vandendriessche, 1992) 前腕(Beek, Rikkert, & van Wieringen, 1996) 調 肢
肢 調(Kelso & Jeka, 1992) 手首 肘 調(Buchanan & Kelso, 1993)
運動課題 適用 い 個体 身体部 間 調 運
動 外界 聴覚情報(Kelso, Delcolle, & Schöner, 1990)や視覚情報(Lopresti-Goodman, Richardson, Silva, & Schmidt, 2008; R. C. Schmidt, Richardson, Arsenault, &
23
Galantucci, 2007; Wimmers, Beek, & van Wieringen, 1992) 調 い 検討
い 個体 個体-環境間 視覚情報 個体間
脚(Schmidt, Carello, & Turvey, 1990)や逆 振 子(Schmidt & Turvey, 1994) 振 運
動課題 検討 HKB 従い 相 逆 相 相転移現象
観察 神経筋骨格 結 い い 知覚情報
相互作用 自己組織 起 示 い 昨 DSA
身体運動 研究 行動 個体間 調 行動 脳活動
計測 脳 現象 行動 現象 関
展開 い (Tognoli, Lagarde, DeGuzman, & Kelso, 2007)
実験的枠組 HKB (Haken et al., 1985) いう数理
様々 展開 い 例え Schöner 追加 運動 安
性 喪失 相転移 相ゆ 和 間 増大 理解
(Schöner, Haken, & Kelso, 1986) Schöner 運動 学習過程 行動 情報 環境情報 記憶情報 意 情報 考慮 拡張 い (Scholz & Kelso, 1990; Schöner & Kelso, 1988; Schöner, 1994) あ い 振動子 体肢 質
差 固有周波数差 映 追加(Kelso et al., 1990) 手 非対称性 考慮 (Treffner & Turvey, 1995) 入 や 散運動 拡張
(Schöner, 1990) 四肢 運動 拡張 (Schöner, Jiang, & Kelso, 1990) 振動子間 周波数比 問題 考慮 (DeGuzman & Kelso, 1991)や
安 (Jirsa, Fink, Foo, & Kelso, 2000) 聴覚情報 運動 (Anchoring effect; Fink, Jirsa, Foo, & Kelso, 2000) 神経系 筋骨格系 (Beek, Peper, & Daffertshofer, 2002) 様々 拡張 行わ い
う 20世紀 半 降 DSA 枠組 体肢間 調 関 研究
様々 拡 見 一方 HKB い 一般
性 い 疑問 投 実験 示 い (Kao, Ringenbach, & Martin, 2003; Kodama, Furuyama, & Inamura, 2015; Kodama, Makino, & Furuyama, 2012; Seay, Haddad, van Emmerik, & Hamill, 2006; van Ulzen, Lamoth, Daffertshofer, Semin, & Beek, 2008, 2010) 歩行 肢 調 HKB
予測 従う う い 調 研究(Kao et al., 2003; Seay et al., 2006) 歩行
走行 調 変 過程 い HKB 予測 現象 観
察 報告 い 体的 移動速 昇 伴う 変 前 歩行
安 観察 及 変 走行 再安 観察
人間 歩行 走行 調 変 過程 い HKB
応用 わ い 結論 (Kao et al., 2003; Seay et al., 2006) van Ulzen 行 個体間 調 関 実験 HKB
隣 並 歩行 個体間 肢 間 調 適用 調
第2章
24
(van Ulzen et al., 2008, 2010) 実験 結果 HKB 予測 歩行速 や
個々 固有周波数 相 逆 相 程 安 固有周波数差 体系的
相 引 起 (van Ulzen et al., 2008) 実験 HKB 基 仮説 支持 い結果 得 (van Ulzen et al., 2010) 一連
実験結果 van Ulzen 個体間 調歩行課題 HKB
応用 わ い 結論 (van Ulzen et al., 2008, 2010) Kodama
検討 実験 個体 実験 2 指条件 個体間実験 4 指
条件 周波数 相 逆 相 程 安 示 (Kodama
et al., 2015, 2012) 近 実験的研究 示 実 現状 HKB
応用 能性 い 再考 あ 実験 検討 い 実験
課題 わ 歩行 共通 運動 周期 特 体肢
環境 接触 挙 体肢間 調 い 身体-
環境 相互作用 身体 体肢 環境 接触 考慮 必要性 示
タッピングに関する研究
体肢間 調研究 関連 研究領域 手 指
関 行研究 い 概観 関 研究 19 世紀
感覚運動 期 Sensorymotor synchronization SMS 研究 開始
い (Stevens, 1886) SMS 主 運動 外界 象 激
対 周期的 期 あ SMS 身体運動 研究 いう
予 測 や 間 感 覚 い 認 知 研 究 展 開 い
(Repp & Su, 2013; Repp, 2005) 研究 多
外的 激 対 手 運動 期 いう実験 用 い
DSA 観 手 指 運動 聴覚情報(Kelso et al., 1990)や 視覚情報(Zanone & Kelso, 1992) 触覚情報(Kelso, Fink, DeLaplain, & Carson,
2001) 調 調 研究 体肢間 調 いう枠組 手 指
調 行 研 究 両 手 人 差 指 2 (Wing, Church, & Gentner, 1989; Yamanishi, Kawato, & Suzuki, 1979, 1980) 人差 指 中指
4 間 調(Mechsner, Kerzel, Knoblich, & Prinz, 2001; Riek & Woolley, 2005) あ
課題 多 DSA 体肢間 調研究 用 指
や脚 逆 振 子 振 運動課題 異 運動課題 特 体肢
屈曲 机 いう環境 表面 指 接触 象 起 う 指
接触 手 指 屈曲伸展運動 安 性 え 影響 調 Kelso 実験
指 接触 音 一 呈示 条件 触
覚情報 運動 安 いう(Kelso et al., 2001) 両手 逆 相
課 題 い 指 加 え 力 運 動 周 波 数 影 響 調 Loseby, Piek, &
25
Barrett(2001) 実験 高周波数 力 指 加え 逆 相 調運動 安 示 (Loesby et al., 2001) 実験結果 指 環境
接触 いう 課題固有 問題 指 得 触覚情報や力 運
動 安 性 影響 能性 示 い 環境 接触 生 触覚や
力覚 い う 研究 行わ う
能動的触知覚に関する研究
従来 触覚 関 心理学 生理学 研究 静 動 い実験参加者
身体 掌 皮膚表面 状 激 え 皮膚 触 温 対応 容器
応 調 い 動的 実験 用い (岩 , 2001)
Katz 動的 触覚 現象 常的 触覚 常
生活 能動的 環境 対象 触 知覚 指摘 (Katz, 1925)
Gibson 対象 形状 知覚 能動的 動 要性 実験的 示
(Gibson, 1962) Turvey 剛体 棒 振 長
や 形 状 向 知 覚 触 覚 わ 研 究 展 開
(Turvey, 1996) いう能動的触知覚 支え 知覚情報
身体 対象 関 求 主慣性 質 布 基 物理
情報 い (Pagano & Turvey, 1993) 情報 能動 的 動 索行 特 ( 嶋, 2000)
対 象 知 覚 自 己 身 体 知 覚 関 い 指 摘
(Carello & Turvey, 2004; Carello, 2005; Pagano & Turvey, 1995) 身体 置や向 い 自己 知覚 及 自己身体 環境 関 知覚 利用 い (Turvey & Carello, 2011) わ 環境 自己 身体
能動的 触覚 姿勢 調整 い 要 役割 果
い あ (Gibson, 1966; Turvey & Carello, 2011) う 能動的触知覚
能動的 索 知覚 自己 環境 関 知覚 行 性 自己
環境 関 知覚 いう特徴 能動的触知覚 固有
容器 う わ い 身体 全体 布 皮膚 筋
腱 及 構成 細胞 複数
要素 課題 即 柔軟 適応的 組織 知覚 実現 あ
う 触覚 機能 実現 い 近 Turvey
有力 仮説 出 い (Fonseca & Turvey, 2006; Turvey & Fonseca,
2014) 彼 身体 全体 布 課題特 的 文脈依 的 柔軟 組織
身体構造 構造 着目 (Fonseca & Turvey, 2006; Turvey & Fonseca, 2014) tensegrity 張力 tension 要素間 相互 連結 引 張 う力 縮力 compresion 張力 引 張
要素 支え 力 統 integrate 組織 あ tensional integrity
第2章
26
Fuller & Applewhite, 1975 構造 全体 力
保 変形 対 自身 安 う 力 全体 散
構造 常 外部 部 環境 間 力 う 調整
自 的 行 う 言 え (Turvey, 2007) 脊 椎 応 用
Biotensegrity あ Levin, 2002 2-9b 構造 20面
体 2-9a 何学的対称性 形成 機能 全方向性 表面積 広 3次
元空間 包 いう 優 性質 有 身体 構成 単 有効
特性 い (Turvey & Fonseca, 2014) Turvey 細胞 筋 腱
骨格 身体 要素 構造 20面体 構成
身体 全体 複数 階層 構造 20面体 多
入 子 2-10
細胞 いう最 単 細胞膜 張力 抗 細
胞繊維 縮力 均衡 保 筋 腱 骨格系 様
含 均衡 張力 縮力 いう物理的 相互作用 維持
い あ 張力 多 布 皮膚表面 身体 深部
広 Turvey Gibson 視覚理論 配列 optic array 概念 対 張力配列 tension array (Turvey & Fonseca, 2014) 張力配列
身体 環境 接触 面 指 や足底 面 生 力 及 接触
いう 変 変形 布 配列
わ 配列 様 身体 動 変 伴 自己 環境 関
い 特 的 情報 わ あ (Turvey & Fonseca, 2014) 力
構造 20面体 いう 変的 構造 媒 皮膚表面 細胞
変形 筋膜 腱 骨格 伝搬 う 触覚 細
胞 骨 格 複 数 間 相 互 作 用
Multifractal Tensegrity MFT Turvey & Fonseca, 2014 MFT構造
運動 う 環境 身体 接触 皮膚表面 変形
力や振動 全身 速や 伝搬 能 身体 部
変 直 全体 拡散 環境 部 変 素 柔軟 適応的
組織 あ う MFT構造 いう能動的
触知覚や 環境 姿勢 動的安 支え 知覚 有力 候
補 考え い (Palatinus, Dixon, & Kelty-Stephen, 2013; Palatinus, Kelty-Stephen, Kinsella-Shaw, Carello, & Turvey, 2014, Turvey & Fonseca, 2014)
MFT仮説 い 足 心 Center of Pressure COP
対 解析 行う 検証 い (Palatinus et al., 2013, 2014)
系列 多 間 間 相互作用 解析
身体 複数 空間 間 生 や情報 相互作用
27
評価 あ う 全身 入 子 構造
柔軟 組織 触覚 い いう仮説 案
間 い 仮説 関連 姿勢 御 組織 研究 い 次
概説
2-9 構造 20面体 Scarr, 2010
2-10 張力 要素 縮力 要素 身体 Palatinus, Kelty-Stephen, Kinsella-Shaw, Carello, & Turvey, 2014a; Turvey & Fonseca, 2014 改変
第2章
28 姿勢の制御 組織化に関する研究
一般 姿勢 御 関わ 知覚 視覚系 体性感覚系 前庭
感覚系 関 い (Shumway‐Cook & Woollacott, 2013) 指 環境 接触 立 姿勢 安 影響 い (Jeka & Lackner, 1995; Jeka & Lackner, 1994) Jeka 研究 立 静 課題 い 指 接触状態
い 次 3 条件 検討 姿勢動揺 影響 調 (Jeka & Lackner, 1994) わ 指 全 何 触 い条件 No contact条件 軽 触
身体 物理的 支持 力 得 い条件 Touch contact
条件 最大1N 力 加え い 必要 力 加え 条件 Force
contact 条件 無 限 力 加え 3 あ 実験 結果 Touch contact
条件 物理的 身体 支持 力 加え い わ
Force contact条件 程 姿勢動揺 減少 立 姿勢 安
(Jeka & Lackner, 1994) 指 力 変 姿勢動揺 変 間関 析 結果 Force contact条件 両者 相 関 変 い
指 力 加え 場 指 環境 接触 心動揺 補
利用 考察 い (Jeka & Lackner, 1994) 一方 Touch contact条件
指 力 加わ 200～300ms 遅延 心 動揺 い
指 身体 支え 力 加え い場 触覚情報
補 利用 考察 い (Jeka & Lackner, 1994) 指 得 接触 Light touch 身体 物理的 支持 程 力 得 い 姿勢 安
知覚 い 皮膚 容器 腕 置 関 固有 容器
情報 関 い いう(Jeka, 1997) Light touch 関 実験結果 指 接触 環境 特性 Touch/Force contact 立 姿勢保持 いう課題
遂行 身体 組織 方略 異 能性 示 い 興味
深い 姿勢 組織 い 全身 各部 得 体性感覚情報
要 役割 果 い 第3節 述 GibsonやBernstein 主張
姿勢 御 関わ 知覚 研究 Gibson 知覚理論
基 Lee 視覚性運動 御 研究 あ (Lee & Lishman, 1975; Lee & Aronson,
1974) 彼 揺 部屋 いう 井 壁 床 状態 部屋
中 実験 行 部屋 壁 格子状 視覚 印 壁 揺
伴い 部屋 中 い 実験参加者 対 肌理 拡大 縮 いう 学的流動 生
う い 彼 揺 部屋 実験参加者 立 外 参加者
気 い う 少 部屋 壁 揺 結果 壁 参加者 遒
う 動 参加者 対 肌理 縮 いう 学的流動 知覚
参加者 自身 前方 姿勢 傾 知覚 い 補償 う
29
方 姿勢 対 壁 参加者 接近 う 動 参加者
対 肌理 拡大 いう 学的流動 知覚 参加者 自身 方
姿勢 倒 知覚 い 補償 う 前方 姿勢 傾
あ (Lee & Lishman, 1975; Lee & Aronson, 1974) 実験結果 視覚
的 情報 学的流動 変 身体 無自覚 環境 変 調 う
示 い Lee 視覚性運動 御 関 研究 降 視覚情報 姿勢 調
関 研究 盛 行わ (e.g., Stoffregen, 1985) 近 DSA 観 視覚 課題 視覚情報 追従 身体 動 課題 用い 姿勢 御
身 体 調 研 究 行 わ (e.g., Bardy, 2004) 姿勢 調 HKB 応用 試 (Rooke, Bardy, & Tsaneva-Atanasova, 2011)
見 姿勢 関 研究 主 立 静 課題 視覚情報
課題 姿勢動揺 及 全身 関節間 調 関 析 いう枠組
用 い 立 静 や 視覚的 対象物
い 行 運動課題 実験課題 用 い
常的 行 い 姿勢 主 何 例え 体肢 指
使 行 支え 背景 役割 担う場 多い 考え Gibson
やBernstein 指摘 う あ ゆ 運動 環境 いう姿勢 側面 支え
初 実現 う あ 運動 姿勢 入 子 組織 い
あ う 意味 体肢 運動 支え 姿勢 関
研究 少 い Yamada(1995) 肢 振 運動課題中 足 心 計測
肢 運動 姿勢 動揺 計測 行う実験 実施 い 両者 関
い 直接 析 行 い い(Yamada, 1995) Light touch 関 研究 指 力 足 中心 Center of Pressure COP 系列 間 相関
析 い 実験課題自体 立 静 課題 あ 体肢 運動 姿勢 関
扱 い わ い(e.g., Jeka & Lackner, 1994)
本研究の仮説
第 6 節
問題の設定
身体運動 対 認知的 及 論的
研究 い 確認 研究 関連 研究領域 体肢間 調
能動的触知覚 姿勢 御 組織 関 行研究 い 概観
第3節 述 Gibson Bernstein 主張 基 行研究 問題 振 返 次 う 整理 GibsonやBernstein 理論 身体 環境
記述 環境 埋 込 身体 部 い
体肢 運動 部 支え 姿勢 全体 役割
体肢 運動 姿勢 依 両者 姿勢 環境 環境
