大須 理英子 (オオス リエコ)

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所属

人間科学学術院 人間科学部

職名

教授

ホームページ

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兼担 【 表示 / 非表示

  • 理工学術院   大学院先進理工学研究科

  • 人間科学学術院   人間科学部通信課程

  • 人間科学学術院   大学院人間科学研究科

  • 附属機関・学校   グローバルエデュケーションセンター

学位 【 表示 / 非表示

  • 博士

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 認知脳科学

論文 【 表示 / 非表示

  • Wrist and finger motor representations embedded in the cerebral and cerebellar resting-state activation.

    Toshiki Kusano, Hiroki Kurashige, Isao Nambu, Yoshiya Moriguchi, Takashi Hanakawa, Yasuhiro Wada, Rieko Osu

    Brain structure & function    2021年07月  [国際誌]

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    Several functional magnetic resonance imaging (fMRI) studies have demonstrated that resting-state brain activity consists of multiple components, each corresponding to the spatial pattern of brain activity induced by performing a task. Especially in a movement task, such components have been shown to correspond to the brain activity pattern of the relevant anatomical region, meaning that the voxels of pattern that are cooperatively activated while using a body part (e.g., foot, hand, and tongue) also behave cooperatively in the resting state. However, it is unclear whether the components involved in resting-state brain activity correspond to those induced by the movement of discrete body parts. To address this issue, in the present study, we focused on wrist and finger movements in the hand, and a cross-decoding technique trained to discriminate between the multi-voxel patterns induced by wrist and finger movement was applied to the resting-state fMRI. We found that the multi-voxel pattern in resting-state brain activity corresponds to either wrist or finger movements in the motor-related areas of each hemisphere of the cerebrum and cerebellum. These results suggest that resting-state brain activity in the motor-related areas consists of the components corresponding to the elementary movements of individual body parts. Therefore, the resting-state brain activity possibly has a finer structure than considered previously.

    DOI PubMed

  • Motivation for Rehabilitation in Patients With Subacute Stroke: A Qualitative Study

    Taiki Yoshida, Yohei Otaka, Rieko Osu, Masashi Kumagai, Shin Kitamura, Jun Yaeda

    Frontiers in Rehabilitation Sciences   2  2021年06月

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    <bold>Background:</bold> Motivation is essential for patients with subacute stroke undergoing intensive rehabilitation. Although it is known that motivation induces behavioral changes toward rehabilitation, detailed description has been lacking. Motivation can be intrinsic or extrinsic; however, it is unclear which type of factors mainly motivates patients' daily rehabilitation.

    <bold>Purpose:</bold> This study aimed to examine the factors influencing patients' motivation and to explore the behavioral changes induced by motivation, especially age-related differences.

    <bold>Method:</bold> Twenty participants (mean age 65.8 years [standard deviation 13.7]) who had a subacute stroke and underwent rehabilitation at a convalescent hospital were recruited using convenience sampling. Semi-structured interviews were conducted by an occupational therapist with an interview topic guide regarding factors influencing motivation and how it affects behavioral change. Interviews were recorded, transcribed to text, and analyzed by three occupational therapists using thematic analysis. The participants were divided into two groups: aged patients (aged ≥ 65 years) and middle-aged patients (aged &amp;lt; 65 years), and data were analyzed according to the groups. This study was conducted according to the consolidated criteria for reporting qualitative research.

    <bold>Results:</bold> Seven core categories were identified as factors influencing patients' motivation: patients' goals, experiences of success and failure, physical condition and cognitive function, resilience, influence of rehabilitation professionals, relationships between patients, and patients' supporters. The first four and last three core categories were further classified as personal and social-relationship factors, respectively. The categories related to intrinsic motivation such as enjoyment of rehabilitation itself were not derived. In both age-groups, motivation affected the frequency of self-training and activity in daily lives. In some aged patients, however, high motivation restrained their self-training to conserve their physical strength for rehabilitation by professionals. Some aged patients do not express their high motivation through their facial expressions and conversations compared to middle-aged patients; therefore, motivation is not always observable in aged patients.

    <bold>Conclusions:</bold> Interventions tailored to extrinsic factors are important for maintaining patients' motivation. Observational evaluation may lead to mislabeling of their motivation, especially for aged patients. Rehabilitation professionals should use validated evaluation scales or patients' narratives to assess patients' motivation.

    DOI

  • Aberrant Cerebello-Cortical Connectivity in Pianists With Focal Task-Specific Dystonia.

    Kahori Kita, Shinichi Furuya, Rieko Osu, Takashi Sakamoto, Takashi Hanakawa

    Cerebral cortex (New York, N.Y. : 1991)    2021年05月  [国際誌]

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    Musician's dystonia is a type of focal task-specific dystonia (FTSD) characterized by abnormal muscle hypercontraction and loss of fine motor control specifically during instrument playing. Although the neuropathophysiology of musician's dystonia remains unclear, it has been suggested that maladaptive functional abnormalities in subcortical and cortical regions may be involved. Here, we hypothesized that aberrant effective connectivity between the cerebellum (subcortical) and motor/somatosensory cortex may underlie the neuropathophysiology of musician's dystonia. Using functional magnetic resonance imaging, we measured the brain activity of 30 pianists with or without FTSD as they played a magnetic resonance imaging-compatible piano-like keyboard, which elicited dystonic symptoms in many but not all pianists with FTSD. Pianists with FTSD showed greater activation of the right cerebellum during the task than healthy pianists. Furthermore, patients who reported dystonic symptoms during the task demonstrated greater cerebellar activation than those who did not, establishing a link between cerebellar activity and overt dystonic symptoms. Using multivoxel pattern analysis, moreover, we found that dystonic and healthy pianists differed in the task-related effective connectivity between the right cerebellum and left premotor/somatosensory cortex. The present study indicates that abnormal cerebellar activity and cerebello-cortical connectivity may underlie the pathophysiology of FTSD in musicians.

    DOI PubMed

  • Hierarchical motor adaptations negotiate failures during force field learning

    Tsuyoshi Ikegami, Gowrishankar Ganesh, Tricia L. Gibo, Toshinori Yoshioka, Rieko Osu, Mitsuo Kawato

    PLOS Computational Biology   17 ( 4 ) e1008481 - e1008481  2021年04月

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    Humans have the amazing ability to learn the dynamics of the body and environment to develop motor skills. Traditional motor studies using arm reaching paradigms have viewed this ability as the process of ‘internal model adaptation’. However, the behaviors have not been fully explored in the case when reaches fail to attain the intended target. Here we examined human reaching under two force fields types; one that induces failures (i.e., target errors), and the other that does not. Our results show the presence of a distinct failure-driven adaptation process that enables quick task success after failures, and before completion of internal model adaptation, but that can result in persistent changes to the undisturbed trajectory. These behaviors can be explained by considering a hierarchical interaction between internal model adaptation and the failure-driven adaptation of reach direction. Our findings suggest that movement failure is negotiated using hierarchical motor adaptations by humans.

    DOI

  • アスリートの外傷と運動学習能力の関係に関する予備的検討

    大須理英子, 早川梨香子, 古賀敬之, 平山健人, 江川陽介

    人間科学研究   33 ( 2 )  2021年03月

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Misc 【 表示 / 非表示

  • 脳卒中回復期における小脳灰白質の容積変化

    大須 理英子, 森田 とわ, 田中 悟志, 磯谷 悠子, 倉重 宏樹, 近藤 国嗣, 大高 洋平, 荒牧 勇

    日本心理学会大会発表論文集   82回   620 - 620  2018年08月

  • 脳卒中回復期における小脳灰白質の容積変化

    大須 理英子, 森田 とわ, 田中 悟志, 磯谷 悠子, 倉重 宏樹, 近藤 国嗣, 大高 洋平, 荒牧 勇

    日本心理学会大会発表論文集   82回   620 - 620  2018年08月

  • つり革につかまったときの筋緊張部位の変化の機序は? 転倒の危険性が減じ、緊張がゆるむためだが、反射ではなく随意運動

    大高 洋平, 大須 理英子

    日本医事新報   ( 4898 ) 59 - 60  2018年03月

  • Voxel-based morphometry法を用いた回復期脳卒中患者における大脳皮質体積変化の検討

    森田とわ, 大高洋平, 磯谷悠子, 倉重宏樹, 田中悟志, 近藤国嗣, 大須理英子

    第42回日本脳卒中学会学術集会    2017年03月

  • 携帯端末を用いた歩行解析ソフトウェアの開発

    小宅一彰, 倉山太一, 安田恒, 大須理英子, 大高洋平

    Jpn J Rehabil Med   52   S396  2015年05月

    J-GLOBAL

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受賞 【 表示 / 非表示

  • 優秀研究賞

    2016年   日本神経回路学会  

  • The Best Paper Award

    2007年   ICONIP  

  • 奨励賞

    2004年   日本神経科学学会  

  • ATR表彰

    2003年   株式会社国際電気通信基礎技術研究所  

  • 研究賞

    2002年   日本神経回路学会  

共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 中高年のこころの習慣と脳のコホート研究-精神的健康の予測と改善を目指して

    研究期間:

    2020年04月
    -
    2025年03月
     

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    本研究は、中高年者を対象に大規模な調査を行うことで、どのような生活習慣が、最も脳を活き活きした状態に保ち、低いうつ状態、高い認知機能、幸福感をもたらすかを明らかにすることを目指す。生活習慣の中では、これまで重要とされてきた運動・食・睡眠習慣に加えて、今の体験にありのままに気づくマインドフルネスという心の習慣の影響を検討する。さらにその影響が、遺伝子の個人差によって異なるかどうかも検討する

  • 新規非侵襲的脳刺激が拓くネオ・リハビリテーションとそのシステム脳科学的解明

    研究期間:

    2019年04月
    -
    2023年03月
     

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    本研究の目的は、新規非侵襲的脳刺激法(NIBS)を従来のリハと組み合わせた革新的な手法(ネオ・リハビリテーション)を開発し、その生理機構をシステム脳科学の観点から解明することである。新規NIBSとして静磁場刺激法(tSMS)とtDCSを応用したパターン電流刺激法を検討し、脳波での領域間結合測定によって脳機能ネットワークへの影響を明らかにし、動物実験による生理機構解明を目指す

  • 対人インタラクションにおける脳・身体同期への文化差の影響

    研究期間:

    2020年04月
    -
    2022年03月
     

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    対人インタラクションの場面において、脳活動が同期したり、身体が協調的に動いたりすることが知られている。では、このような脳-身体の同期協調ダイナミクスに、文化や文化差はどのような影響をもたらすのであろうか。心理的・社会的な文化差や、身体表現・身体コミュニケーションの文化差の影響を受けるであろうか。それとも、異文化の人どうしが向き合ったときに、文化の壁を越えた同期や協調が観察されるのであろうか。本研究提案では、対人インタラクション課題における脳活動および身体の同期協調ダイナミクスについて、同文化間のペアと異文化間のペアで比較することで、無意識的な社会的相互作用に及ぼす文化的影響を考察する

  • 脳刺激やモチベーション操作による障害側身体空間を志向する神経回路の活性化

    研究期間:

    2020年04月
    -
    2022年03月
     

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    脳卒中などの中枢神経系の損傷による機能障害を回復し、その機能を維持するためには、障害を受けた機能そのものを回復するだけではなく、障害を受けた身体空間に注意を向け、日常生活の中で、その部位を意識せずとも積極的に使用したくなる気持ちを醸成することが必要である。すなわち、嫌悪し無視しがちな障害側の身体や空間に対する志向性、preferenceを向上させることが重要である。そこで、本研究課題では、脳刺激による神経モジュレーションやVR技術をつかった空間の操作、モチベーションの操作により、障害側の身体空間へのpreference神経回路を顕在化・活性化する手法とメカニズムを明らかにすることを目指す

  • 注意機能を利用した「こころの未病」の見える化と改善

    研究期間:

    2019年04月
    -
    2022年03月
     

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    注意とこころの未病との関係を認知神経科学的に解明する。その上で、注意の特性をスマートフォンなどで測定し、機械学習を用いて幸福度を推定する技術を確立し、刻々と変化する注意状態からこころの未病を早期に検出可能かを明らかにする。更に、VRを利用した注意機能の強化訓練を行うことで、未病を改善し、こころを健康状態に戻す認知手法を開発する。この注意機能の訓練が脳内にどのような変化を起こすかを明らかにし、うつ病の神経科学的解明に知見を与える。本研究は、うつ病に対し、注意という客観的定量化と訓練が可能な機能を用い、未病のうちに見える化し、改善する新しい認知神経科学に基づいた神経認知療法の開発につながる

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講演・口頭発表等 【 表示 / 非表示

  • リハビリテーション医学への計算神経科学の導入例

    大須理英子  [招待有り]

    日本リハビリテーション医学会学術集会   (神戸)  日本リハビリテーション医学会  

    発表年月: 2019年06月

     概要を見る

    共催シンポジウム:Novel findings from Bench to Bedside~リハビリテーション医学における神経可塑性研究の最前線 (共催:エーザイ)

  • 「脳機能計測とニューロリハビリテーション」 リハビリテーション医学と計算神経科学の融合の先にあるもの

    大須理英子  [招待有り]

    高崎健康福祉大学公開講座   (高崎)  高崎健康福祉大学  

    発表年月: 2019年03月

  • Human motor control / learning and neurorehabilitation

    Rieko Osu  [招待有り]

    OIST workshop, Neuronal circuits in motor behavior   (沖縄)  沖縄科学技術大学院大学  

    発表年月: 2019年02月

  • 脳・認知機能系の話題提供

    大須理英子  [招待有り]

    東京医科歯科大学—早稲田大学連携ワークショップ   (東京)  早稲田大学  

    発表年月: 2017年07月

  • 脳科学は世の役に立つのか?

    大須理英子  [招待有り]

    オープンフォーラムVol.3技術経営(MOT)の新潮流-脳科学とICTの融合によるビジネスの可能性-   (大阪)  立命館大学テクノロジーマネジメント研究科  

    発表年月: 2017年03月

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特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • 非侵襲脳刺激法による前頭前野を中心とした脳活動モジュレーション

    2020年   熊野宏昭, 髙橋徹

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    前頭前野の脳活動は緊張や不安に関わっていることが知られている。近赤外分光計測法(fNIRS)を使用し、社交不安が高いと右前頭極の血流が増加することが示されている。そこで、本研究では、前頭前野や連携する脳部位を非侵襲脳刺激法である経頭蓋静磁場刺激(tSMS)によって修飾することで、社交不安に改善が見られるかどうかを検証するための予備的実験を実施した。また、期待するように脳活動が修飾されているかどうかを確認するために、刺激の前後で近赤外分光計測法により脳活動の変化をモニターした。その結果、tSMSにより、社交不安の要因である主観的な⾃⼰注⽬状態の緩和に繋がる可能性が⽰唆された。

  • 身体活動を伴うヨガの実践による脳の変化

    2019年   津野 千枝, 緒方 洋輔

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    メディテーションによる効果や、その神経基盤についての研究は盛んに行われ、精神疾患などの治療に使われるまでになっている。また、身体活動によって海馬や前頭前野の質量が増加することも近年の研究で明らかになっている。身体活動、呼吸の調整に加え、瞑想の側面も併せ持つメソッドであるハタヨガはそれらと共通する効果や脳構造の変化などが見られことが想像できるが、神経基盤についての研究は少ない。そこで、健常成人のヨガ初心者18名において、3ヶ月のヨガクラスを実践し、クラス開始前と実施した後、磁気共鳴画像装置(MRI)にて脳画像を撮像し、構造画像によりクラス前後の灰白質の容積変化を評価した。

  • 入力情報の文化差で生じる顔身体認知・行動の相違を深層学習で検証する

    2018年   松居辰則

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    本研究は、文化圏ごとに人工知能を設計し、各文化圏に対応した画像・動画を入力することで、顔や身体に対する認知の文化差が再現できるかどうかを検証することを目指す。その準備のため、深層学習を実施するGPUを整備した計算機環境を構築した。深層学習の実装にはPyTorchを使用した。これらを使用し、試験的に深層学習を用いた画像の判別実験を実施した。具体的には、CNN(畳み込みニューラルネットワーク)を使用し、画像からエリアの数を学習する課題を行い、その汎化特性を検証した。これらの結果をもとに、文化差を検証する方法と使用するデータベースについての研究打合せを実施した。

  • 脳波による内部状態の推定と反応の予測

    2017年  

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    日々の生活は、意思決定・行動選択の連続である。判断は論理的な計算に基づく部分もあるが、意識にのぼらない脳の内部状態が重要な役割を果たしている。このような内部状態を推定し、その後の判断を予測することができれば、脳内機序の解明と同時に行動の改善などに広く応用可能である。そこで、脳波と機械学習を用いて、意思決定を事前の脳内状態から予測できるかどうかを検討した。具体的には、左右の手の選択を伴うリーチング課題において、ターゲット提示前の自発脳波から手の選択を判別したところ、正答率はチャンスレベルより高かった。脳の内部状態の揺らぎが手の選択に影響を及ぼす可能性が示唆された。

 

現在担当している科目 【 表示 / 非表示

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委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2017年
    -
     

    Japanese Neural Network Society  board member

  • 2017年
    -
     

    日本神経回路学会  理事