前回の記事の続きになります

難解な運動学習を少しずつ解説していきます

今回は運動学習に関与する脳について解説していきます

前回の記事はこちらから

https://pt0405pt.com/motorlearning_basic/

https://pt0405pt.com/motorlearning_basic2/

運動学習に関与する脳

運動学習に関与する脳で有名なのは、

• 大脳基底核：強化学習
• 小脳：教師あり学習

運動学習と言ってイメージするのはこの2つではないでしょうか？

僕はずっとそう思ってました

でも、もっとたくさんの脳部位が関与しています

今回は大脳基底核をpick upしていきます

運動学習と大脳基底核

大脳基底核は神経細胞の集合体で、大脳皮質全体と神経細胞で接続しています

運動に関する情報・指令を整理して、目的を達成するために必要な運動を

取捨選択しています

大脳基底核の構造は、

• 尾状核
• 被殻
• 淡蒼球
• 視床下核
• 黒質

の5つから形成されています

これらの入出力経路はそれぞれ、

• 骨格運動回路：一定の運動様式の自動化と潜在学習に関与
• 前頭前野回路：新たな指示や報酬に関する情報の記憶、課題解決、運動の選択
• 辺縁回路：情動や恐怖に関する情報に基づいた動機づけや報酬に対する運動パターンの学習に関与
• 眼球運動回路：サッケード運動に関与

とされています(筋力トレーニングと運動学習より)

運動学習と強化学習

さて、大脳基底核は強化学習に関与すると書きましたが、どういうことでしょうか？

オペラント条件付けに近いイメージをもってもらえるといいかと思います

黒質緻密部にはドーパミン細胞が存在しています

ドーパミンは、意欲・運動・快楽などに応答して分泌されます

このドーパミンが報酬予測に関与するとされています

報酬予測とは、

学習課題Aを実行している時に、課題に成功した場合に報酬をもらっていた場合、

最初は報酬に応答していたドーパミン細胞が、次第に報酬と結びついた指示刺激に応答するようになり、報酬自体には応答しなくなります。

これが強化学習の一連の流れです

ラットがレバーを押すたびに餌をもらえる

(レバーを押す：学習課題)(餌がもらえる：報酬)

最初は餌が欲しくてレバーを押す

(餌という報酬に応答している)

レバーを押せば餌がもらえる

(レバーを押すという刺激に応答。報酬に対しては応答しない)

ただし、レバーを押すという動作をしたときに、適切に報酬が与えられないと、

その動作は抑制されることになります

【補足】運動学習には種類がある？

補足となりますが、運動学習の様式には2パターンあると言われています

• 連続的運動学習：連続的に繰り返される動作(行動)の中から、運動順序に関する知識を獲得
• 適応的運動学習：感覚情報に基づいて行う運動学習

連続的運動学習の運動の順序学習には、線条体といった大脳基底核が速い運動、遅い学習、そして学習保持に対して主に関与し、

適応的運動学習の運動の適応学習には、小脳がそれぞれの期間において主に関与する

(リハビリテーションのための脳・神経科学入門より)

運動学習の基礎をわかりやすくおさらい③について、おしまい

前回に引き続き運動学習の基礎をわかりやすくおさらいしてみました。

今回は大脳基底核についておさらいをしました

今後も運動学習シリーズとして、少しずつ解説していきます

もし何かあれば、問い合わせやTwitter DMからお気軽にご質問をどうぞ！

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