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今水 寛
【いまみず ひろし】

ATR認知機構研究所・認知神経科学研究室

情報通信研究機構・脳情報通信融合研究センター



主な論文
講  演
書  籍
共著論文
略  歴
 
連 絡 先


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研究分野

人間は目や耳などの感覚器官から外部世界の情報を取り込み,脳で適切な情報処理を行い,運動器官を操作して外部世界に働きかけている.目の前にあるものに手を伸ばすとき,どの筋肉をどれくらい収縮させるかなどと考えなくても,一瞬で正確に手を伸ばすことができる.感覚情報と運動情報の結びつきを,長い時間をかけて学習・記憶しているからである.このような学習を可能にする脳の仕組みを,実験心理学,計算理論,脳機能イメージングの手法を用いて解明している.最近は,道具の使用や自己認識など認知機能と,運動学習の関わり合いに興味を持っている.

上記のテーマに興味のある学生員を募集します
 学生は大阪大学生命機能研究科
まずは imamizu @ atr.jp に相談してください



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主な論文

■ Ogawa K. & Imamizu H. (2013).
Human sensorimotor cortex represents conflicting visuomotor mappings.
Journal of Neuroscience, 33(15), 6412-22


 互いに干渉する運動スキルの脳内表現  [PDF]

■ Honda T., Hagura N., Yoshioka T., & Imamizu H. (2013).
Imposed visual feedback delay of an action changes mass perception based on the sensory prediction error.
Frontiers in Psychology, 4, Article #760


応答に時間遅れがあると物体が重く感じられる理由   [PDF]

■ Imamizu H. & Kawato M. (2012). Review
Cerebellar internal models: Implications for the dexterous use of tools.
Cerebellum, 11(2), 325-35


 道具使用の学習と小脳活動の変化  [PDF]

■ Tanaka H., Homma K., & Imamizu H. (2011).
Physical delay but not subjective delay determines learning rate in prism adaptation.
Experimental Brain Research, 208(2), 257-68


 運動学習は主観的な時間の影響を受けずに進む  [PDF]

■ Toda A., Imamizu H., Kawato M., & Sato MA. (2011).
Reconstruction of two-dimensional movement trajectories from selected magnetoencephalography cortical currents by combined sparse Bayesian methods.
NeuroImage, 54(2), 892-905


 脳活動から手先の動きを再構成  [PDF]

■ Imamizu H. (2010). Review
Prediction of sensorimotor feedback from the efference copy of motor commands: A review of behavioral and functional neuroimaging studies.
Japanese Psychological Research, 52(2), 107-20


 運動と認知と結びつける脳の予測メカニズムについての心理実験と脳活動計測を展望  [PDF]

■ Imamizu H. & Kawato M. (2009). Review
Brain mechanisms for predictive control by switching internal models: implications for higher-order cognitive functions.
Psychological Research, 73(4), 527-44


 道具使用の学習に関連する脳活動を調べた10年間の研究を総まとめ  [PDF]

■ Imamizu H. & Kawato M. (2008).
Neural correlates of predictive and postdictive switching mechanisms for internal models.
Journal of Neuroscience, 28(42), 10751-65


 運動スキルを予測的に切り替える場合と,経験に基づいて切り替える場合では,脳内で情報の流れ方が著しく変化する.  [PDF]

■ Imamizu H., Sugimoto N., Osu R., Tsutsui K., Wada Y. & Kawato M. (2007).
Explicit contextual information selectively contributes to predictive switching of internal models.
Experimental Brain Research, 181(3), 395-408.


 運動学習における「意識的な理解」は,スキルの切り替えを加速して,記憶の保持を助ける.  [PDF]

■ Imamizu H., Higuchi S., Toda A., & Kawato M. (2007).
Reorganization of brain activity for multiple internal models after short but intensive training.
Cortex, 43(3), 338-49.


 新しいスキルを学習するとき,脳はまず過去に学習した同様のスキルを組み合わせて対応しようとする.
 練習するに従って新たなスキルに特有な内部表現が現れる.
 [PDF]

■ Imamizu H., Kuroda T., Yoshioka T., & Kawato M. (2004).
Functional magnetic resonance imaging examination of two modular architectures for switching multiple internal models.
Journal of Neuroscience, 24, 1173-81.


 柔軟な頭の切り替えは人間知性の重要な要素である
 いろいろな道具を使うとき,どのようにスキルを切り替えているかを脳全体のネットワークの中で調べた.
 [PDF]

■ Imamizu H., Kuroda T., Miyauchi S., Yoshioka T., & Kawato M. (2003).
Modular organization of internal models of tools in the human cerebellum.
Proc Natl Acad Sci U S A, 100, 5461-6.


 道具の操作特性が異なると,それぞれの道具に応じたスキルが,小脳の異なる場所に獲得される.  [PDF]  [Movie]

■ Imamizu H., Miyauchi S., Tamada,T., Sasaki Y., Takino R., Puetz B., Yoshioka T., Kawato M. (2000).
Human cerebellar activity reflecting an acquired internal model of a new tool.
Nature, 403, 192-195.


 新しい道具の使い方を学習しているとき,脳でどのような変化が起きているか.
 獲得された記憶が人間の小脳に獲得される様子を明らかにした.
 [PDF]
 → 実験で使った"a new tool=回転マウス"は,日本科学未来館に展示されています.

■ Imamizu, H., Uno, Y., & Kawato, M. (1998).
Adaptive internal model of intrinsic kinematics involved in learning an aiming task.
Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 24(3), 812-29.


 ある日突然,「脳が出す運動司令」と「腕の関節角度」の関係が変化したらどうなるか?
 3次元位置記録装置とコンピュータ画面を使い,仮想的に関節角度を変換.
 人間がどのように適応するか調べた.→ 原稿 [PDF(2.2M), 圧縮版(682K)]

■ Imamizu, H., Uno, Y., & Kawato, M. (1995).
Internal representations of the motor apparatus: implications from generalization in visuomotor learning.
Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 21(5), 1174-98.


 ある狭い領域で学習したことが,他の領域にどのような効果をもたらすか?
「応用の利く」感覚運動学習メカニズムを実験心理学の手法で解明した.

■ Imamizu, H., & Shimojo, S. (1995).
The locus of visual-motor learning at the task or manipulator level: implications from intermanual transfer. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 21(4), 719-33.


 一方の手を使って学習したことが,他方の手を使う行為に影響を及ぼすことを両手間転移効果という.
 強い両手間転移現象を心理実験で捉え,計算理論の枠組みから考察した.


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共著論文

■ Tanaka H., Homma K., & Imamizu H. (2012).
Illusory reversal of causality between touch and vision has no effect on prism adaptation rate.
Frontiers in Psychology, 3, Article #545


 運動とその結果の時間順序を主観的に逆転させても,運動学習の速度は変わらない  [PDF]

■ Higuchi S., Chaminate T., Imamizu H. & Kawato M. (2009).
Shared neural correlates for language and tool use in Broca's area.  
NeuroReport, 20(15), 1376-81.


 道具の使用と言語の理解に関連する脳活動を調べ,両者が共通の神経基盤を持つことを示した  [PDF]

■ Milner T.E., Franklin D.W., Imamizu H. & Kawato M. (2007).
Central control of grasp: Manipulation of objects with complex and simple dynamics.
NeuroImage, 36(2), 388-95.


 不安定な物体を操作するときに,巧みにバランスを取るための脳の仕組み  [PDF]

■ Higuchi S., Imamizu H. & Kawato M. (2007).
Cerebellar activity evoked by common tool-use execution and imagery tasks: an fMRI study.
Cortex, 43(3), 350-58.


 箸やハサミなど日常的な道具を使うためのスキルと小脳の活動.   [PDF]

■ Ganesh G., Franklin D. W., Gassert R., Imamizu H. & Kawato M. (2007).
Accurate real-time feedback of surface EMG during fMRI.
Journal of Neurophysiology, 97(1), 912-20.


 fMRIで脳活動を計測しながら筋電図も同時に計測するための手法.  [PDF]

■ Bursztyn L.L., Ganesh G., Imamizu H., Kawato M. & Flanagan J.R. (2006).
Neural correlates of internal-model loading. 
Current Biology, 16(24), 2440-5.


 過去に習得したスキルを,効率よく思い出すための脳の仕組み. [PDF]

■ Milner T.E., Franklin D.W., Imamizu H. & Kawato M. (2006).
Central representation of dynamics when manipulating handheld objects.  
Journal of Neurophysiology, 95(2), 893-901.


 手に持った不安定な物体の動力学的な特性は,小脳に表現されている. [PDF]

■ Schultz J., Imamizu H., Kawato M. & Frith C.D. (2004).
Activation of the human superior temporal gyrus during observation of goal attribution by intentional objects.  
Journal of Cognitive Neuroscience, 16(10), 1695-705.

 動いている物体が知性を持ち,目的を持って行動していると感じたときに現れる脳活動 [PDF]

■ Haruno M., Kuroda T., Doya K., Toyama K., Kimura M., Samejima K., Imamizu H., & Kawato M. (2004).
A neural correlate of reward-based behavioral learning in caudate nucleus: a functional magnetic resonance imaging study of a stochastic decision task. 
Journal of Neuroscience, 24(7), 1660-5.

 確率的に変化する環境の中で,適応的な行動をとるための脳の仕組み. [PDF]

■ Kawato M, Kuroda T, Imamizu H, Nakano E, Miyauchi S, & Yoshioka T. (2003).
Internal forward models in the cerebellum: fMRI study on grip force and load force coupling. 
Prog Brain Res., 142, 171-88.

 物体を効率よく操作するために,感覚を予測するメカニズムが小脳にある. [PDF]

■ Miall, R.C., Reckess, G.Z. & Imamizu, H. (2001).
The cerebellum coordinates eye and hand tracking movements.
Nature Neuroscience, 4(6), 638-44.


■ Miall, R.C., Imamizu, H., & Miyauchi, S. (2000).
Activation of the cerebellum in co-ordinated eye and hand tracking movements: an fMRI study.
Experimental Brain Research, 135(1), 22-33.


 例えば物をつかむとき,視線が向く先と手が伸びる先は一致しているので,的確な動作が可能になる.
 眼球を動かすメカニズムと,腕を動かすメカニズムのコーディネーターとして,小脳が重要な役割を果たしていることを示した(2部作).

■ Flanagan, J.R., Nakano, E., Imamizu, H., Osu, R., Yoshioka, T., & Kawato, M. (1999).
Composition and decomposition of internal models in motor learning under altered kinematic and dynamic environments.
The Journal of Neuroscience, 19(20):RC34:1-5.


 人間は,異なる環境で学習した成果を組み合わせたり,必要に応じて分離できる.
 感覚運動学習の柔軟な仕組みを明らかにした.
 → オンライン版Journal of Neuroscience誌の本文

■ Tamada, T., Miyauchi, S., Imamizu, H., Yoshioka, T., & Kawato, M. (1999).
Cerebro-cerebellar functional connectivity revealed by the laterality index in tool-use learning.
Neuroreport, 10(2), 325-31.


 小脳外側部と大脳皮質前頭連合野の機能的結びつきが,道具の使用に重要であることを明らかにした.

■ Itakura, S., & Imamizu, H. (1994).
An exploratory study of mirror-image shape discrimination in young children: vision and touch.
Perception and Motor Skills, 78(1), 83-8.


 幼児は目で見たものの形より,手で触ったものの形の方をよく記憶していることがある.


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書籍

■「認知心理学ハンドブック」 日本認知心理学会(編)有斐閣 
 第II部 知覚・感性 項目10 「身体知覚」

 自己身体の認識メカニズムを運動制御と知覚モデルの観点から解説

■「手の事典」 バイオメカニズム学会(編)朝倉書店 近日刊行予定
 機能編 項目10 「運動学習・適応」

 人間の運動適応を研究する方法と近年の成果について広く解説

■ 「Motor Control: Theories, Expeiments, and Applications」 F. Danion・M. Latash(Eds.)Oxford University Press
 Chapter 11: Learning and Switching of Internal Models for Dexterous Tool Use

 道具を使うスキルを獲得するときに小脳と大脳が果たす役割

■「よくわかる認知科学」 乾・吉川・川口(編)ミネルヴァ書房
 第1章19節 運動制御における逆モデルと順モデル

 逆モデルと順モデルの概念をわかりやすく解説

■「認知科学への招待」 波多野・大津(編)研究社
 第13章 計算理論・脳機能計測・実験心理学の融合

 道具を使うためのスキルがどのように脳内で構成され,適切に選択されているか

■「認知科学の新展開 第3巻:運動から言語へ」 乾・安西(編)岩波書店
 第1章 運動学習と道具の使用

 感覚運動学習の側面から,道具の使用に関与する神経機構について展望.

■「脳科学大事典」甘利・外山(編)朝倉書店
 III. 脳のモデル 3-1.最適軌道の計画(大須さんと共著)

 目の前にあるものに手を伸ばすとき,手先の軌道はどのように計画されているのか.

■「脳科学大事典」甘利・外山(編)朝倉書店
 III. 脳のモデル 3-19. 大脳皮質の情報表現

 脳内で,運動はどのように表現されているのか.
 運動を行うための情報処理(軌道計画,座標変換,運動司令生成)は,どのような順番で解決されているのか.

■「認知心理学 第1巻:知覚と運動」乾(編)東京大学出版会
 第9章 運動制御と視覚・自己受容感覚

 心理学の枠組みで運動の計算理論を解説.


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講演

■システム神経科学とリハビリテーション国際会議 Conference on Systems Neuroscience and Rehabilitation
 2014.3.12, 2013.3.13, 2011.03.09 国立身体障害者リハビリテーションセンター

■セラピスト・リハビリテーション科医のためのニューロサイエンスセミナー特別講演
 2013.9.28, 2012.09.29, 2011.10.09, 2010.10.10, 2009.02.15 & 10.11 兵庫医科大学

■日本イメージ心理学会第14回大会・レクチャー
 2013.12.1 常葉大学静岡キャンパス

■日本理学療法士協会・講演型研修会「科学するシリーズ」
 2013.10.26 名古屋大学

■第14回日本認知リハビリテーション学会学術集会特別講演
 2013.7.6 門真市民文化会館ルミエールホール

■第5回人間機能の計測・解析・モデルに関する国際シンポジウム
5th International Symposium on Measurement, Analysis and Modelling of Human Functions: ISHF 2013

 2013.6.27 ブリティッシュコロンビア大学

■時間学特別国際セミナー Time and Space in Perception and Action
 2012.12.09 山口大学時間学研究所

■大阪大学大学院生命機能研究科研究交流会 FBSコロキウム
 2012.07.31 大阪大学

■Japan Society for Motor Control & Neuro-rehabilitation 2012
 2012.07.28 札幌医科大学

■東京大学心理学研究室セミナー(2011年度第9回)
 2011.12.02 東京大学

■京都大学大学院情報学研究科 知能情報学セミナー
 2011.08.22 京都大学

■身体性情報学研究会 平成22年度第1回シンポジウム
 2010.07.06 ATR

■日本認知科学会「学習と対話」分科会 第43回研究会「コミュニケーションの身体基盤」
 2009.12.12 京都大学文学研究科

■運動制御研究の進歩 Progress in Motor Control VII
 2009.07.25 マルセイユ国際貿易センター

■学術振興会後援日伊共同セミナー Musculoskeletal Systems and Computational Neurosciene for Rehabilitation
 2009.06.16 ミラノ工科大学

■第72回 日本心理学会大会 国際賞奨励賞講演
 2008.09.21 北海道大学

■テクニカルライターフォーラム 2008
 2008.02.21 大阪中央電気倶楽部

■第17回 認知リハビリテーション研究会 特別講演
 2007.10.20 慶応義塾大学病院

■厚生労働省研究委託 ジストニア研究班 夏季ワークショップ
 2007.07.28 学士会館

■ブレインネットワークコミュニケーション研究会 チュートリアル講演
 2007.06.22 機械振興会館

■第8回 日本ヒト脳機能マッピング学会 キーノートレクチャー
 2006.03.11 愛知県岡崎コンファレンスセンター 

■京都大学作業療法士スペシャルセミナー
 2004.12.12 京都産業会館シルクホール

■第145回 情報通信技術研究交流会 講演会
 2004.11.19 ヴィアーレ大阪 

■第4回 日本赤ちゃん学会学術集会 教育講演
 2004.04.24 国立京都国際会館 

■第4回 日米先端科学シンポジウム Imaging the Human Mind
 2001.10.11 東京国際交流館 

■国際学会発表 リストへ

■国内学会発表 リストへ


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講義

■2003~13年度 大阪大学大学院生命機能研究科集中講義
 「感覚運動学習を可能にする中枢神経機構〜計算理論,行動実験,脳機能非侵襲計測からのアプローチ〜」「運動と認知の脳科学」  シラバス [PDF]

■2009~12年度 東京大学大学院情報理工学系研究科創造情報学連携講義
 「巧みな操作を可能にする脳の情報ネットワーク」「外界に働きかける脳情報通信」

■2012年度 福井大学大学院工学研究科集中講義
  知能システム工学特別講義

■2011年度 京都大学文学研究科・教育学研究科集中講義
  心理学特殊講義・認知心理学特論    小テスト回答例 [PDF]

■2009年度 東京大学大学院総合文化研究科集中講義
 「運動と認知の脳科学」  シラバス [PDF]

■2007年度 玉川大学工学研究科
  脳情報特別講義

■2006年度 福井大学医学部
  神経科学アドバンストコース

■2001年度 東京工業大学 精密工学研究所
  特別講義

■2000年度 神戸大学文学部集中講義
 「感覚運動学習を可能にする中枢神経機構〜計算理論,行動実験,脳機能非侵襲計測からのアプローチ〜」
  概要と参考文献 [PDF]

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略歴

 1992      東京大学大学院人文科学研究科博士課程単位取得退学【95年 博士(心理学)取得】
 1992ー1996  ATR人間情報通信研究所奨励研究員
 1996ー2001  科学技術振興事業団川人学習動態脳プロジェクト計算心理グループリーダー
 2001ー2003  ATR人間情報科学研究所主任研究員
 2002ー2011  大阪大学大学院生命機能研究科客員准教授
 2003ー2010  ATR脳情報認知神経科学研究室長
 2008ー2011  情報通信研究機構バイオICTグループリーダー
 2010ー 現在  ATR認知機構研究所長・認知神経科学研究室長
 2011ー 2013  情報通信研究機構・脳情報通信融合研究センター副室長
 2011ー 現在  大阪大学大学院生命機能研究科客員教授
 2013ー 現在  情報通信研究機構・脳情報通信融合研究センター特別研究員


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連絡先

 619-0288 京都府相楽郡精華町光台2−2−2
 ATR認知機構研究所 認知神経科学研究室

 TEL 0774-95-1220 FAX 0774-95-1236
 imamizu @ gmail.com

 ATRへの道案内


2014/08/19 更新