筋活動レベル決定機序の統合的理解にむけて ～最適化理論とその脳内メカニズム～

オーガナイザー
平島雅也（東京大学大学院教育学研究科）

概要
ヒトの身体・脳は冗長性に溢れており、ある運動目的を達成するために脳が取り得る選択肢は無数に存在する。無数にある解の中から一つの解を選ばなくてはならない問題は冗長性問題と呼ばれており、多くの関節、筋、神経が関わる身体運動制御を理解する上で極めて重要な問題である。これまで運動制御の分野では、脳はある基準に照らし合わせて最適な解を選び出すことにより冗長性問題を解決していると考えられてきた。しかし、その最適化計算が実際の脳でどのようなメカニズムで解かれているのかは未だ明らかではない。本シンポジウムでは、数ある冗長性問題の中でも筋活動レベル決定機序に焦点を当て、ツールとしての筋骨格モデルを紹介するとともに、最適化計算の理論的枠組みを解説し、最終的にその最適化計算を実現する生体内メカニズムについて迫っていきたい。
　まず、野崎がヒトの筋骨格系に内在する冗長性問題について、二関節筋の存在に焦点を当てながら解説を行い、筋活動二乗和を最小化するという規範によって様々な神経生理学的知見が説明されうることを示す。次に、村井が、筋活動レベル決定機序を研究する上で必ず必要となる筋骨格モデルの構築法について解説し、ヒトの全身筋骨格モデルと最適化手法を用いた最新の工学的アプリケーションの紹介を行う。最後に、平島が、その筋骨格モデルと一次運動野のニューラルネットワークモデルを用い、筋活動二乗和最小則がシナプス結合強度の自然減弱（忘却）によって実現可能であることを示し、冗長性問題が解消される脳内メカニズムについて議論を行う。

シンポジスト
野崎大地（東京大学大学院教育学研究科）
「筋骨格系に内在する冗長性問題とそれを解消する理論的枠組み」

村井昭彦（東京大学大学院情報理工学系研究科）
「ヒトの詳細筋骨格モデルの構築とその応用」

平島雅也（東京大学大学院教育学研究科）
「筋活動二乗和最小則が実現される脳内メカニズム」