計 測 自 動 制 御 学 会 論 文 集Vol.31,No.8,1023/1029(1995) ]

光音刺激に対する知覚運動協応についての基礎的研究†

永戸部 一 孝*・ 高 橋 誠*・ 加 藤 徹*

木 村 真 弘*・伊福部 達*

The Basic Study of 'Sensory-Motor Coordination' to

an Optic and Acoustic Stimulation

Kazutaka MITOBE*, Makoto TAKAHASHI*, Toru KATO*,

Masahiro KIMURA* and Tohru IFUKUBE*

Virtual reality technology provides an interface between man and computer. To make more real virtual environment, it is essential to investigate the 'Sensory-Motor Coordination.' In this paper, indicating movements and gazing movements were used as one of the 'Sensory-Motor Coordination.' The indicating movements, which were the response of normal subjects to optic and acoustic targets, were measured.

The measuring system was composed by a display unit, an eye and head measuring unit and an indicated point measuring unit. The display unit presents targets in a transverse plane of eyes. 19 targets (LEDs and speakers) were arranged from left to right, with separation of 10 degree. Targets were placed at 50 centimeter distance. Stimulation period of the target was 200 ms. This stimulation is the same

period as the latency of the saccadic eye movements. The eye and head measuring unit was composed by two instruments. One is EOG (electro-oculography). The other is '3SPACE FASTRAK' (POL-HEMUS Co.). Head movements were measured by '3SPACE FASTRAK' (POLHEMUS Co.) that uses electromagnetic search-coil technique. Indicating point measuring unit that used a touch panel measured azimuth and elevation of indicated points. The sampling frequency of this total experiment system is 40 Hz. Subjects continuously fixated an LED presented straight ahead (0 deg); proper fixation was monitored by an operator. Targets for pointing were presented on the display in a random sequence at eight positions. In a later data inspection, responses were discarded when the eyes had drifted or saccaded during the arm movement. From the responses of each movement, A shift and S. D. of indicated points increased according to a target presenting angle. This outcome revealed that the response in the peripheral visual field is underestimated on the 'Sensory-Motor Coordination.'

Key Words: sensory-motor coordination, pointing movements, space perception, virtual reality

1.は じ め に

飛 んで きた ボー ル を受 け とめた り,転 が っ て い る ボ ー

ル を蹴 っ た りす る とき に,身 体 運 動 が知 覚情 報 に誘 導 さ

れ協 応 的 に行 わ れ る よ うな運 動 が あ る.こ の よ うな運 動

を知 覚 運 動 協 応(sensory-motor coordination)と い う.

知覚運動協応 を実現す るには,視 聴覚お よび体性感覚 な

どの感覚器 により感覚情報 を知覚 し,つ ぎにそれ らの知

覚情報か ら物体 の空間的 な位置 を目標値 として空間の概

念 を構成 し,最 後に目標値に対 して,眼 球,頭 部お よび

腕 などの制御 を行 うこ とが要求 される.つ まり,知 覚,

認識,運 動 とい う全体的 な処理 が必要 となる.

これ まで に,空 間知覚 に関する視聴覚系 または運動系

に関する断片的な神経生理学上 の知見は多数報告 されて

いるが,感 覚情報 の統合および運動の関連 についての研

究 は,そ の複雑 さゆえにほとん ど行われていない.そ の

ため,知覚運動協応 に障害 をもつ微細脳機能 障害(MBD)

†第3回 バ イオメカニクスカ ンファレンスで発表(1993・1)

*北 海道 大学電子科学研究所 札 幌市北区北12条 西6

* Research Institute for Electronic Science , Hokkaido University, Sapporo

(Received April 18, 1994) (Revised October 19, 1994)

TR 0008/95/3108-1023 (C) 1994 SICE

[

1024 T. SICE Vol. 31 No. 8 August 1995

者お よび半側無視患者 とよばれる人達 の診断および訓練

は,全 体的な知見 の不足か ら,療 法士 らの経験 に依存 す

ることが多かった.

われわれ はトップ ・ダ ウン分析1)の立場 か ら運動計測

の手法 を用いて,神 経生理学上 の知見 と結合す ることに

より,知 覚運動協応 とい う全体的な機能的行動の問題 に

答 えることがで きると考 えている.本研究の最終 目標 は,

知覚運動協応 のメカニズムを解明することで,感 覚運動

機能 の定量的診断,お よび脳高次機能障害者に対する訓

練方法 を確立す ることである.ま た同時 に,知 覚運動協

応の特性 は人 と環境 との ヒューマ ン ・イ ンタフェースを

構築す る上で欠かせない要素 となる.本 報告で は以上 の

目的の基礎研究 として,新 たに計測装置 を構成 し,成 人

健常者 による知覚運動協応 の計測を行 った.

知覚運動協応の中で最 も基本 となる運動は,知 覚 した

位置 または方向 に頭を向 ける(注視運動),ま た は手を伸

ぼす(指示運動)と い う動作 である.こ れ までに行われた

視覚 情報 に対す る指示運動 および注視運動 に関す る研究

として,Biguerら2)は,神 経の命令が眼球,頭 部および

腕 に同時に到達 している ことか ら,運 動系に並列機構が

存在する ことを予言 している.Straumannら3)は,正 面

方向25° の範囲内での運動計測 を行 い,注 視点 と指示点

の間 に相関関係が成立す ることを見いだ した.ま た,指

示動作について笠 井 ら4)は,開 ループ指示動作 の計測 を

行 い,視 覚系 と運 動系 の間 にキ ャリブ ンーション機構が

存在することを示 唆している.前 田ら5)は,視覚空間 と運

動感覚的触空間の統合特性 を調べ,数 学モデル を提唱 し

てい る.

以上 の計測が正面 の両 眼視野(binocular feld)の 範囲

に限 られ てい るの に対 して,わ れ われ は,周 辺視 野

(peripheral feld)を 含 めた指示運動お よび注視運動の特

Fig. 1 Block diagram of the Experiment system

性 についての計測を行 った.同 時に,言 葉で提示 した角

度 の概 念に対す る応答 を計測 した.こ れまで に角度 の概

念 を指示運動 を用いて導出す る試みは行 われていない.

2.計 測 装置 の構 成

注視運動お よび指示点を計測するために新た に構成 し

た運動計測装置のブロック図 をFig.1に,お よび計測風

景 をPhoto.1に 示す.運 動計測装置 は四 つの シス テム

で構成 してお り,被 験者にターゲ ッ トを提示す る視聴覚

刺激 システム,頭 部運動を計測する頭部運動計測システ

ム,眼 球運動 を計測す る眼球運動計測 システム,指 示点

を計測する指示点計測 システム に大別 できる.こ れ らの

シス テ ム は各 イ ンタ フェース を介 して コ ン ピュータ

(NEC:PC 9801 RA)に 接続 した.運 動計 測装 置のサ ン

プリング周波数は,静 的なターゲ ッ トに対す る注視点 お

よび指示点 を計測 す ることを 目的 としてい るため,40

[Hz]と した.

視聴 覚刺激 システムは,デ ィスプ レイおよび ディスプ

レイ ・コン トローラで構成した.デ ィスプンイ は被験者

の両 眼の中心で ある鼻骨 の位置 を中心 とす る半 径530

[mm]の 円周上 に19個 の光源 お よび音源 を配 置 して構

成 した.光 源お よび音源は,被 験者 の正面0°か ら90°ま

で,10° ご とに左右 対称 に配 置 した.光 源 は赤色(700

[nm])の 発光ダイオード(LED)を 用いてお り,配 光半値

角が70° および輝 度210cd/m2の 特性 を有 す る.ま た音

源 には,圧 電 スピーカを用い,周 波数544[Hz]の 方形波

を使った.光 源および音源の制御は,自 作 のデ ィスプレ

イ ・コン トローラにて行った.デ ィスプレイ・コン トロー

ラでは,コ ンピュータか らパ ラレルI/Oボ ー ドを介 して

入力 された設定(提示位置,潜 時お よび提示期間)に 従い,

光源お よび音源のON/OFFが 行われる.

頭部運 動計測 シス テム には,変 動磁場 を利 用す る3

SPACE(McDONNEL DOUGLAS:ISOTRAK)を 用

いた6).3SPACEは ソースコイル,セ ンサコイルお よび

本体で構成 されてお り,本 体中のデジタイザで はソース

Photo. 1 An experiment scene

計測自動制御学会論文集 第31巻 第8号1995年8月 1025

Fig. 2 Pointing device

コイルに対するセンサ コイルの相対的 な位置お よび角度

を算出 している.算 出されたデータはRS-232Cケ ーブ

ルを介 してコンピュータに取 り込 まれ る.な お,ソ ース

コイルは木製支柱 に取 り付 け(Photo.1参 照),セ ンサコ

イルは被験者の頭部 にヘッ ドギヤを介 して装着 した.こ

のシステムにより被験者 の頭部 を自由な状態で計測 する

ことが可能 となった.

眼球運動計測 システムは電気眼球 図 記録法(electro-

oculography:以 下EOGと 略 す)を 用 い て い る.Ag

-AgC1皿 電極 を右 目の上下左右 に貼 り,こ れ に生 じる電

位差 をポリグラフ(日本電気三栄)に おいて フィルタリ ン

グお よび増幅 し,A/Dボ ー ドを介 して コンピュータに取

り込 んだ.また,各セ ッシ ョンの初 めにキ ャリブ レーシ ョ

ンを行 い,計 測終了時に電圧か ら角度 に変換 している.

指示点計測システムにはタ ッチパネル を用いたポイン

ティング・デバイス7)を用いている.ポ インテ ィング ・デ

バ イスの外観 図をFig.2に 示す.直 径1000[mm],高 さ

300[mm]の 円筒形であ り,円筒の材質 は厚 さ2[mm]の

透明塩化 ビニール板である.ポ インテ ィング・ デバ イス

はアナログ式であり,表 面抵抗450[Ω/□]の2枚 の透明

導電 性 フィルム(帝人(株):T-COAT)を 対抗 させ 構成

している.指 示点 は上下・左右の抵抗値 に従 って生 じる

電圧 に比例するため,A/Dボ ー ドを介 して電圧 の計測 を

行 い,計 測終 了時 に指示点 を算出 した.な お,計 測前後

でのポインティング ・デバイスの特性に差異 は見 られ な

かった.

3.実 験 方 法

知覚運動協応 で,ま ず刺激に対 して眼球や頭部 が動 き

その方 向を注視 するという動作が伴 う.こ の現 象を定量

的に確認す ることは知覚運動協応の特性 を調 べ る上 で重

要 となる.そ こで,注 視運 動 を伴 った 自然 な指示 運動

(Case 1)と,頭 部 と眼球 は正面 に固定 した まま行 う指示

運動(Case 2a)の 比較実験 を行 った.ま た,ヒ トは空 間の

概念 に関す る知覚情報 を長期記憶 として,ま たは,学 習

経験 として保持 している.こ れには頭頂連合野 が関与 し

ている ことが示唆 されている8).一方,ヒ トは言語 によっ

て も空間のイメー ジを想起 することができる.PETを 用

いた計測で は,頭 頂連合野の血液量が,空 間のイ メー ジ

を想起す る際 に増加 す る ことが示 されてい る9).こ れ ま

でに言語 により構 成 され る空間 の概念 を運動 を用いて調

べ るとい う試み は行われてお らず,定 量的に計測す るこ

とは今後の研 究のた めの知見 として意義のあることと考

えられ る.そ こで,頭 部 と眼球 は正面 に固定 した まま,

実験者の 言葉 に よ る角 度提示 に対す る指 示運動(Case

2b)の計測 を行 った.

計測の際に与 えた教示条件 を以下 に示す.指 示運 動 を

行 う際,右 半面 には右手 で,左 半面 には左手で指示 を行

うように教 示 した.Case 1で は,す ばや くターゲ ッ トに

顔を向け,す ばや く指示運動 を行 うように教示 した.た

だ し,動 作の順 序 についての指示は与 えていない.Case

2aお よびCase 2bで は,頭 部お よび眼球は正面0[deg]

方向に固定 し,すばや く指示運動を行 うように教示 した.

また,こ れを確認 するために,計 測中は頭部および眼球

運動 をモニタした.Case 2bに おいて,実 験者か ら言葉

による角度提示が行 われ る際,被 験者 は聞 いた角度 か ら

ターゲ ッ トの位置 を思 い浮かべ,そ の位置 に向かってす

ばや く指示運動 を行 うように教示 した.指 示の精度 をあ

げるには,被 験者が十分 に体性感覚 を認識で きるように

時間的制約 を課 さず に行 う実験手法10)が適 して い ると

考 えられ る.一 方,す ばや く指示運動 を行 う場合,指 示

の精度が低下 し,標 準偏差が増加する可能性が ある.し

かし,Case 2bの 予備実験 において,筋 肉および関節の

状態を参考 にして指示 を行 う場合があ り,目 的であ る空

間のイメー ジの導出が困難 になった.そ のため本実験で

は,指 示動作 をで きるだけ速 く行 うように と教示 した.

運動 をで きるだ けす ばや く行 う とい う教示 条 件 は,

Biguerら の実験2)で 用 いられた手法であ り,こ れに より

首や腕の筋感覚 を意識 する前 に指示運動を終了 させる こ

とがで きると考 え られる.

これ までの研究 で光音刺激 に対 する運動 の潜時 および

出力の標 準偏差 が,光 また は音刺激のみの場合に比 べ,

有意に小 さいこ とを見いだ した11).本実験では,結果 のば

らつきを少 な くす る ことを目的 として,光 源 と音源 を

ターゲ ッ トに用い てお り,同 期間,同 位置 に提示 してい

る.提 示期間は200[ms]で ある.一 般 にサ ッケー ドの潜

時が約200[ms]で あるか ら,こ の提示時間だ と目を向 け

たときにはターゲ ッ トは消失 してお り,注 視運動後の視

覚的フィー ドバ ックは得 られない.ま た,提 示角度 は左

右20,40,60,80[deg]の 計8点 であり,順番 はセ ッショ

ンごとに乱数 を用いて決定 した.各 提示角に対 して2点

ずつ,計16点 で1セ ッション とした.タ ーゲッ トの提示

パターンをFig.3に 示 す.な お,ポ イ ンティング ・デバ

1026 T. SICE Vol. 31 No. 8 August 1995

Fig. 3 Stimulation pattern of targets

Fig. 4 Three-dimensional coordinate of experiment

system

イスに対す る指示運動が正確 に行 えるように,計 測前 に

練 習 を3セ ッション(20[min])行 ってい る.ま た,タ ー

ゲ ッ トの提示位置お よび実験結果に関するフィー ドバ ッ

クは与 えていない.以 上の実験 は静かな暗室で行 った.

Case 1の 被験者 は右利 き手の男性5人,右 利 き手の女

性1人 の計6人 であ る.Case 2aお よびCase 2bで は,

共通 の被験者 によ り計測 を行 ってお り,右 利 き手の男性

3人 である.

Fig.4に 実験 系で定義 した座標系 を示す.以 下 に示す

結果で は,方 位角(azimuth)に のみ着 目して述べ る.

4.計 測 結 果

4.1 注 視 点 お よび 指示 点(Case 1)

Fig.5にCase 1で の ター ゲ ッ トの 提 示 位 置 に 対 す る

指 示 点 お よ び注 視 点 の 方位 角 の関 係 を示 す.Fig.5(a)

に指 示 点,Fig.5(b)に 注 視点,Fig.5(c)に 指 示 点 に対

す る注 視 点 の ズ レ を示 す,Fig.5(a)お よ び 同 図(b)に

Fig. 5 Azimuth of view points and indicated points to targets in Case 1(n=6). Each dot represents the

mean response to a target; each bar represents the

standard deviation. Each dotted line presents a target

おいて,点 線 はターゲ ッ トの提示位置 を示 し,実 線 は被

験者 の指示点 また は注視点 を示す.ま た,扇 形の円周上

にあ る円弧はそれぞれの標 準偏差 を示す.Fig.5(a)お

よび同図(b)か ら,注 視点 よりも指示点のほうが正確 に

ターゲ ッ トを とらえている ことが確認できる.また,ター

ゲ ットの提示位置が周辺部 に移 るほど,指 示点および注

視点の正 面(0[deg])方 向へ のズ レおよび標準偏 差が増

加 する傾向が確認で きる.Fig.5(c)の グラフは,指 示点

と注視点の差 を示す.横 軸 はターゲ ッ トの提示位置 を示

し,縦 軸 は注視点 と指示点の差を示す.左 右20[deg]の

ターゲ ッ トを除 いて,常 に注 視点が指示点 に対 して約4

[deg]正 面方 向にずれている ことが確認で きる.

計測自動制御学会論文集 第31巻 第8号1995年8月 1027

Fig. 6 Indicating performance when head and eye were fixed in Case 2a (n=3). Each dot represents the

mean pointing response to a target; each bar represents the standard deviation. Each dotted line

presents a target

4.2 頭部 および眼球固定時の指示運動(Case 2)

Fig.6にCase 2aで の ターゲッ トに対 す る指 示結 果

を示す.Fig.6よ り周辺部ほ ど,正面方向への指示点のズ

レお よび標準偏差が増加 する傾向が認 められる.こ の傾

向はFig.5(a)お よび同図(b)に も見 られたが,ズ レは

Fig.6の ほうが より大 き くなってい る.

Fig.7にCase 2bで の言葉 による角度 提示 に対 す る

指示結果 を示す.タ ーゲ ットを提示 した場合 に比べ標準

偏差が大 きい ことが確認できる.

5.考 察

5.1 注視 および指示の協調運動

一般 に指示運動 を行 う際,指 し示す対象を注視す ると

いう運動が伴 う.そ の際の指示点 と注視点の関係 におい

て,40,60,80[deg]の ターゲ ットに対 しては,注 視点が

指示点 に対 して約4[deg]正 面方向に位置 す る傾 向が明

らか になった(Fig.5(c)).こ の傾 向は,過 去 の学習経験

によ り構築された協調運動 の特性で あると考 え られ る.

同時 に,提 示角の増加に関わ らず注視点 と指示点の差 が

約4[deg]一 定 であることか ら,両 者 は同傾 向 を示す こ

とが考 えられる.Straumann3)ら は,左 右25[deg]の 範

囲で追従運動 の計測 を行 い,注 視お よび指示運動 に相 関

があ ることか ら同一のパラメータによる制御機構の存在

を示唆 している.今 回得 られた結果 は,そ の制御機構 が

周辺部 において も満足されることを示唆 している.また,

注視点 を固定 して指示運動のみ行 う場合,注 視運動 を同

時 に行 う場合 に比べ,よ り正面方向 にずれる傾 向が現 れ

た(Fig.5(a)お よびFig.6).指 示運動 にお よぼす注視運

動の影響 を調 べるために,Fig.5(a)とFig.6に 対 して,

提示位置 ごとに有意差の検定 を行 った.本 論文で は独立

二群 の二標本t検 定(two sample t test)を用 いてお り,

危険率P<0.05でF検 定(test for equal variance)を 行

Fig. 7 Indicating performance when head and eye were fixed in Case 2b (n=3). Each dot represents the

mean pointing response to a suggestion by an experimenter; each bar represents the standard

deviation. Each dotted line presents a suggestion

い,等分散 とみなせた ものについてはパ ラメ トリック法,

そうでないものにはWelch法 を用いた.t検 定 の結果,

左右40,60,80[deg]の ターゲ ッ トに対す る指示点 に有

意差(P<0.05)が 認 め られ,特 に左右40[deg]の ター

ゲッ トに対 して最 も顕 著 な有 意差(P<0.002)が 見 られ

た.Prablancら12)に よる頭 と眼の動 きを制限 した実験

で も指示誤差 が大 き くなることを指摘 している.こ れ は

注視運動 を行 わないことで,協 調運動 に障害が生 じ,正

面方向にズ レる傾 向が よ り強 く現れた可能性が ある.

Fig.7よ り,言 葉に よる角度提示 に対する指示点 の標

準偏差が,タ ーゲッ トを提示 した場合 に比べ,大 きい こ

とが確認で きる.これ について は被験者の内観報告か ら,

角度の概念 と運動 を直接結びつ ける学習経験 に乏 しい こ

とが報告 されてお り,経 験不足が曖昧 さに関与 している

もの と考 えている.ま た,左 右80[deg]を 除いて,右 半

面でほぼ正確 に,左 半面でやや大 きめに指示が行 われ て

い るように見 える.し か し,Fig.7に ついて左右差 の検定

を行 った結果,20[deg]に 対 す る運動 を除いて有意 な左

右差が認め られなかった.

5.2 運動の左右差

以上 の実験 の被験者 はすべて右利 きであるが,計 測 さ

れた指示点および注視点に左右差が存在するだろうか.

そこで,Fig.5(a),Fig.5(b),Fig.6お よびFig.7で

得 られた結果か ら,左 右差 の検定 を行った.そ の結果,

20[deg]の 方向への全 ての運動 に左右差(P<0.05)が 認

められた.左 右の優 劣性 の影響 が運動特性 に反映 してい

ると考 えられる.

5.3 知覚運動協応 にお ける位置情報処理

指示点 と注視点 に共通 した特性 として,周 辺部 のター

ゲ ットに対 する運動ほ ど,正 面方 向へのズレおよび標準

偏差 が増加す る傾向(Fig.5(a)お よび同図(b))が 見 ら

れた.同 様にFuller13)は,左 右40[deg]内 の視標 に対 す

1028 T. SICE Vol. 31 No. 8 August 1995

る頭部 運動の特性 を調べ,正 面方向に引き寄せ られ る傾

向(midline attraction)が あ ることを報告 している.こ れ

は,周 辺部において知覚運動協応 にズレが生 じてお り,

周辺視(peripheral vision)に 入る情報が,ヒ トの処理 過

程(感 覚系,認 識系,運 動系)の いずれかにおいて,正 面

方向にズ レが生 じてい るた めと考 えられ る.日 常,周 辺

視 に視 覚情報が存在 した場合,随 意的なサ ッケー ドお よ

び頭部運動 によ り両眼視野内 に捉 えよう とす る.そ のた

め,周 辺視 で物 を見 るとい った学習経験が乏 しい ことが

考 え られる.そ の結果,周 辺視野 にターゲ ッ トが提示 さ

れた場合 に,外 部空間 と脳 を介 して出力 された指示点 の

位置関係 にズレが生 じたと推測される.で は,こ の周辺

部 でのズレは,ヒ トの どの処理過程において生 じたので

あろ うか.

空間 に関す る認識 が行われている空間地図 とい うもの

を仮定 し,ヒ トの視聴覚伝導路 および大脳皮質 に関する

知見か ら,空 間地図が存在す る領野 を考 えてみる.視 覚

性 の空間定位 に関与 す る領野 は頭頂連合野 のPG野(7a

野)で あると考 えられてお り,聴覚性の空間定位 に関与 す

る領野 は側頭頭頂域(Tpt)で あると報告 されてい る14).

側頭頭頂域 は位置 的に頭頂葉 に隣接 してお り,細 胞構築

学的 にも非常 にPG野 に類似 している.ま た,頭頂連合野

で は周囲の空間認識,視 覚・触覚的イメージを伴 った身

体像の形成が成 され,頭 部 および眼球の運動 に影響 され

な い空 間地 図の形 成 が行 われ てい る と考 え られ て い

る15).

以上の知見 か ら,わ れわれは空間地図が頭頂連合野 お

よび側頭頭頂域周辺 に存在 する と推測 してお り,Fig.5

(a),Fig.5(b)お よびFig.6で 見 られ,Fig.7で 見 られ

なかった正面 方向へ のズレは,空 間地図に至 る視覚系 に

おいて生 じているので はないか と推測 している.今 後,

実験 的に これを検証 してい く予定であ る.

6.お わ り に

本稿 では,知 覚運動協応 の一つである注視運動 および

指示運動 に着 目し,こ れ らの運動を計測 するた めの同時

計測装置 の開発 を行 った.さ らに,本 装置 の評価 を行い,

健常者 における作業空間内での知覚運動協応の特性 を計

測 した.そ の結果,指 示点 および注視点 に共通 した特性

として,周 辺部の ターゲッ トに対す る運動 ほど,正 面方

向へのズ レお よび標 準偏 差が増加す る ことを見 いだ し

た.さ らに,周 辺部 におけるズ レは,注 視運動が伴わ な

い と,よ り正面方向 にずれ ることが明 らかになった.ま

た,視 覚情報 の有無 に関わらず,左 右20[deg]方 向への

運動 に,左 右差が出やすいことを見いだ した.

以上 の知見 は,作 業空間内でのヒ トの知覚運動特性 と

して新たに問題 を提起 しただ けでな く,周 辺視 に対 して

視覚情報を提示す るような仮想空 間(virtual reality)を

構築す る場合 に必要 にな るもの と考え られ る.

今後は,ズ レの要因 を解明 してい くとともに,MBDお

よび半側無視患者 における知覚運動特性 の計測 を行 い,

今回得 られた健常者 の特性 と比較 してい くことで,定 量

的な診断および訓練方法の確立 に寄与 していきたい と考

えてい る.

本研究を推進 するにあた り,貴 重 な御助言を頂いた生

命工学工業技術研究所の関喜一氏,B.U.G.,Inc.の 加藤

充孝氏 および秋 田大学の吉村 昇教授 に深 く感謝致 しま

す.ま た,本 研究 の一部 は特別研究員奨励費お よび文部

省科学研究費補助金(06680195)に より行われた.こ こに

心よ りの謝意を表 します.

参 考 文 献

1) M.A.ア ー ビブ著,金 子 訳:ニ ューラル ネ ットと脳理 論,

サイエン ス社,2/10(1992)

2) B. Biguer, M. Jeannerod and C. Prablanc: The Coor- dination of Eye, Head, and Arm Movements During

Reaching at a Single Visual Target, Exp. Brain res., 46, 301/304 (1982)

3) D. Straumann, Th. Haslwanter, M., C. Hepp-Reymond

and K. Hepp: Listing's Law for Eye, Head and Arm Movements and Their Synergistic Control, Exp. Brain

Res., 86, 209/215 (1991)4) 樋 口,山 崎,笠 井:視 覚系 と運動系 の3次 元位置 の対応付

け機構,信 学技 報,MBE-86-82,33/40(1986)

5) 前 田,舘:視 覚性到達運動 にお ける両 眼視 と上肢位置感覚

の統合,計 測 自動制御学会論 文集,29-2,201/210(1993)

6) 高橋,加 藤,水 戸 部,永 井,伊 福 部,松 島,山 本:め まい患者

におけ る頭部 お よび眼 球 の動 きの同時 計測,信 学技報,

BME91-29,79/83(1991)

7) 水戸部,高 橋,加 藤,永 井,泉,伊 福部:光 と音に対する指示

運動 と内部空間 の構成 に関 す る考察,信 学技報,BME92-

27,25/32(1992)

8) M. Mishkin and T. Appenzeller: The Anatomy of

Memory, Sci. American, June, 62/71 (1987) 9) P. E. Rolland and L. Friberg: Localization of Cortical

Areas Activated by Thinking, J. Nurophysiol., 53,

1219/1243 (1985) 10) O. Bock: Contribution of Retinal Versus Extraretinal Signals Towards Visual Localization in Goal-directed

Movements, Exp. Brain Res., 64, 476/482 (1986)11) 水戸部,高 橋,加 藤,泉,伊 福 部:光 と音 に対 する頭 と眼 の

協調運動 に関す る考察,信 学技 報,BME91-118,81/88

(1992)

12) C. Prablanc, JF. Echallier, E. Komilis and M. Jeannerod:

Optimal Response of Eye and Hand Motor Systems in Pointing at a Visual Target, Biol. Cybern., 35,113/124 (1979)

13) H. Fuller: Head Movement Propensity, Exp. Brain Res., 92, 152/164 (1992)14) 鈴木,酒 田:新 生理学体 系,高 次脳機能 の生理学,医 学書

院,284/293(1988)

15) 酒田英夫:頭 頂連 合野 の機能 分化,科 学,53,238/247

(1983)

計測自動制御学会論文集 第31巻 第8号1995年8月 1029

[著 者 紹 介]

水戸部 一 孝

1990年,秋 田大学鉱山学部電気工学科卒

業.92年 北海道大学大学院生体工学修士課

程修了.現 在,同 大学博士後期課程在学中

(電子科学研究所).同 時運動計測装置の開

発,運 動機能の解析,ヒ トの空間情報に関

する感覚統合の研究に従事.生 体の運動機

能に興味をもっている。

高 橋 誠

1972年,東 北大学工学部電子工学科卒

業.75年 同大学大学院修士課程修了.79年

北海道大学大学院単位修得退学.81年 東京

医科歯科大学助手.89年 北海道大学応用電

気研究所助教授.93年 同大学電子科学研究

所に改組,現 在 に至る.呼 吸循環および運

動系の分野の研究 に従事(工学博士).

加 藤 徹

1993年,北 海道 大学工学部電子工学科卒

業.同 年同大学 大学院生体工学専攻修士課

程入学.ヒ トの空間知覚 と運動 に関す る研

究 に従 事.人 工現 実感技術 における臨場感

お よび操作性 の向上 に興味 を もってい る.

木 村 真 弘

1993年,北 海道大学工学部精 密工学科卒

業,同 大学 大学院工学研究科生体 工学専攻

修士課程在 学中.日 本 ロボ ッ ト学会 の会 員.

学習機械 お よび ヒ トの平衡感覚 と視聴覚情

報 の研究 に従事.次 世代 のヒューマ ンイン

タフェースの開発 に興 味 をもってい る.

伊福部 達(正 会員)

1969年,北 海道大学工学部電 子工学科卒

業.71年 同大学大学院修士課程 修了.同 年

同大学 応用電気研究所助手.以 来,感 覚代

行 システム に関 す る福祉 工 学 の研 究 に従

事.84年 スタ ンフォー ド大学客 員助教授.

現在,同 大学電 子科学研 究所 教授(工 学博

士).流著者「音声タイプ ライタの設 計」な ど.