若年層の運動学習、記憶、運動イメージ能力に対する覚醒の影響
Influencia de Los Niveles de Alerta en el Aprendizaje Motor de Una Tarea Manual Precisa, en la Memoria a Corto y Largo Plazo y en la Capacidad de Imaginación Motora
運動学習では、運動は多くの脳構造の協力と組み合わせによって生み出され、個人がさらされる感情の影響を受けると考えることが不可欠です. 感情系と運動制御系を密接に結びつけるいくつかの神経回路が特定されています。
覚醒は多くの感情的な反応に関連しており、神経系と運動系に影響を与えます。 「逆「U」仮説」に沿って、高覚醒と低覚醒のすべてのレベルが最適なタスク パフォーマンスを可能にするわけではありませんが、適度なレベルは優れたパフォーマンスにつながります。 覚醒は、重要な要素が記憶である運動学習においても重要な役割を果たします。 情報を暗号化または記録するには、最小限のレベルの覚醒が必要であり、適度なレベルの覚醒が記憶を改善するという証拠があります。
人間は数多くの動きを行うため、動き、感情、相互作用がどのように調整されているかを理解することは重要です。 これらのうち、手動タスクは、これらのタスクを正常に実行するために神経系による多くの要素の統合を必要とする正確な動きを表します. さまざまなレベルの覚醒が手作業の学習方法にどのように影響するかはまだわかっていません。
一方、運動イメージ (MI) は、運動の計画と実行に重要な役割を果たしている認知プロセスです。 MI の使用は、動作学習とタスク実行を改善するために推奨されています。 効果的で個別化された MI プログラムには、この能力を知ることが不可欠です。 しかし、さまざまなレベルの覚醒が私たちの運動イメージ能力にどのように影響するかについても、まだわかっていません。
この研究の主な目的は、細かい運動制御の 4 つのパラメーター (時間、エラー、速度、精度) について以前に訓練されていない正確な手動タスクの学習における覚醒レベルの影響を決定し、定量化することです。 一方、目的は、参加者がさまざまなレベルの覚醒を受けたときに、内部視覚、外部視覚、および運動感覚的イメージの能力が変化するかどうかを判断することです。
研究では、最適なレベルの覚醒を引き出す画像を見せられた、不安やストレスのない参加者は、微細運動課題での運動能力が向上し、運動イメージ能力が向上することが期待されています。 対照的に、研究では、不安やストレスのない参加者で、次善レベルの覚醒を誘発する写真を見せられた参加者は、細かい運動課題での運動能力が低下し、運動イメージ能力が低下することが予想されます。
調査の概要
詳細な説明
正確な手作業の学習および運動イメージ能力に対する覚醒レベルの影響を決定および定量化するという研究目的を達成するために、この研究が実施されます。 研究の開発は、アルカラ大学、マドリッドのコンプルテンセ大学、またはマドリッドのヨーロッパ大学に属するエアコン付きの部屋で行われます。 研究は、それぞれのセンターの同意と許可を条件として、他のスペインおよび国際的な大学センターで実施することもできます。 この研究は、すべての国内法および国際法、規制、および勧告に従って実施されます。
研究デザインは、現在のレジストリで指定されているように、縦断的、実験的、無作為化、および二重盲検になります。
研究集団は、研究が実施される大学センターの学部生および大学院生である参加者で構成され、そこから参加者が募集されます。 研究に含まれるすべての参加者は、研究選択基準を満たし、情報シートを読んでインフォームドコンセントフォームに署名した後、自発的に参加する必要があります。
この研究は、低、中、高の覚醒がそれぞれ誘発される 3 つの介入グループで構成されます。 各グループは、望ましい効果を研究できるように、最低 30 人の被験者で構成されます。
各参加者が研究への参加を自由に選択した後、各参加者が研究に参加するための基準を満たしていることを確認するために、最初のアンケートが実施されます。 この時点で、参加者はコード化され、番号が割り当てられます。これは、研究全体で識別として機能します。 参加者は、ストレスの多い刺激の量を考慮するため、不安の自己申告評価に最も広く使用されている手段の 1 つであり、ストレスの尺度に相当する状態特性不安インベントリー (STAI) を使用します。 したがって、不安の 2 つの要素が評価されます: 状態不安と特性不安。 状態不安または特性不安を示すスコアを持つ参加者は研究から除外され、特性不安も状態不安も示さないスコアを持つ参加者は含まれます。 含まれる参加者は、性別によって階層化された封印された封筒を通して、低覚醒、中覚醒、高覚醒の 3 つの実験グループのいずれかに無作為に割り付けられます。 参加者はまた、ムーブメント イメージ アンケート-3 (MIQ-3) を使用して内部視覚、外部視覚、運動感覚イメージ能力を測定し、エジンバラ利き手インベントリー (EHI) を使用して参加者の側性を判断します。 参加者が割り当てられているグループに応じて、参加者はさまざまな覚醒状態を誘発する一連の国際感情画像システム (IAPS) 画像を視覚化します。 IAPS は、実験的研究で最も広く使用されている標準化された感情を誘発する刺激セットの 1 つであり、この研究の研究対象集団の 3 つの感情反応システム (主観的言語的、行動的および生理学的) のすべてに信頼性が高く測定可能な変化をもたらすことが示されています。 画像を視覚化した後、参加者は非利き手で正確な手動タスクを学習します。 このタスクは、グラフィック タブレットで円周 127 mm を 1 周あたり 2 秒の速度で移動することで構成されます。これは、ワイヤレス ペンを使用してメトロノームによって設定されます。インクの痕跡は残りませんが、データは MATLAB に保存されます。グラフィックタブレットを介してプログラムします。 したがって、タスクの学習プロセスと短期記憶からのデータが記録されます。 その後、20 分間の休憩があり、その間に参加者は再び MIQ-3 を実行します。 最後に、手動タスクの長期記憶を記録するために、タスク データが収集されます。
さらに、すべての実験中に、Empatica E4 生理学的変数測定リストバンドを使用して、皮膚電気活動と心拍変動が記録されます。 この生理学的変数の測定は、重要な感情的効果が生成されたことを確認し、覚醒と運動イメージの両方が自律神経系の活性化を引き起こすため、運動イメージプロセスをテストするのに役立ちます。
MATLAB バージョン R2020b、および Empatica E4 リストバンドからのデータの分析と処理は、SPSS 25.0 統計ソフトウェアと Kubios HRV ソフトウェア (HRV 分析用) を使用して実行されます。
まず、適切な統計分析を実行して、データが Shapiro-Wilk テストを通じて標準曲線に従って分布しているかどうかを確認し、性別と年齢の影響を評価します。
その後、性別と年齢の質的変数の相対頻度と絶対頻度の記述分析が実行され、それらの均一性がカイ 2 乗検定を使用してテストされます。 時間、誤差、速度、精度、皮膚電気活動、心拍変動、運動感覚、内部視覚、および外部視覚イメージの量的変数の記述的分析も実行されます。 変数が標準に適合する場合、平均、範囲、および標準偏差が計算されます。 変数が正規性に適合しない場合、ノンパラメトリック検定が実行されます。
混合 ANOVA を使用して比較分析を実行し、モーター制御 (時間、誤差、速度、および精度) ごとの平均値の違い、および同じタスクの最初のラップと最後のラップの違い、および連続するラップの違いを確認します。短期と長期の両方で実行されるタスクの 4 つのパラメーター。 実験中の2つのそれぞれのポイントで得られた結果を比較して、イメージ能力についてさらにANOVA分析が行われます。
ラップ間の学習の効果は、反復測定 ANOVA によって分析され、ラッピング係数に関して各モーター制御測定パラメーターを比較します。 イメージ能力の測定中の皮膚電気活動、心拍数の変動、感情状態の誘導、手作業の学習、およびその短期的および長期的な維持も、反復測定ANOVAによって研究されます。
仮説検定の場合、有意水準 0.05 が設定されます。
研究の種類
入学 (実際)
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究場所
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Madrid
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Alcalá De Henares、Madrid、スペイン、28871
- University of Alcala
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Pozuelo De Alarcón、Madrid、スペイン、28223
- Complutense University of Madrid
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Villaviciosa De Odón、Madrid、スペイン、28670
- European University of Madrid
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Auvergne-Rhône-Alpes
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Villeurbanne、Auvergne-Rhône-Alpes、フランス、69100
- Claude Bernard University Lyon 1
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
受講資格のある性別
説明
包含基準:
- 18 歳から 35 歳までの男女。
- 矯正方法を指定する正常または矯正視力。
- 補正の方法を指定する通常のまたは補正された聴覚。
- 運動イメージの評価と使用に慣れていない。
除外基準:
- -過去6か月以内に、利き手ではない上肢、または利き手の上肢の指、手首、または肘のいずれかのセグメントで骨折、脱臼、または外傷性プロセスを経験した被験者。
- 学習障害または読み書きに問題のある被験者。
- -神経疾患、心血管疾患、筋障害性疾患、てんかん発作、欠神発作、睡眠時無呼吸症候群、慢性疲労症候群、または線維筋痛症の病歴がある被験者。
- 不安を抑える薬、睡眠薬、抗うつ薬、抗ヒスタミン薬、筋弛緩薬、向精神薬、または神経系に干渉するその他の薬を服用している。
- 過去 8 時間以内にカフェインやテインなどの神経系抑制剤または興奮剤を摂取した。
- Presence of State-Trait Anxiety Inventory スコアは、特性不安と状態不安に対応します。
- 手首部分の局所的な皮膚病変または疾患の存在。
研究計画
研究はどのように設計されていますか?
デザインの詳細
- 主な目的:基礎科学
- 割り当て:ランダム化
- 介入モデル:並列代入
- マスキング:ダブル
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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アクティブコンパレータ:低覚醒
このグループは、国際情緒的画像システムの 25 枚の情緒的イメージを、一度に 8 ~ 12 秒間ランダムに低覚醒レベルで表示し、画像間でランダムに 8 ~ 12 秒間休憩します。
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このグループは、低覚醒レベルの国際情緒的画像システムの情緒的イメージを表示します。
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アクティブコンパレータ:中程度の覚醒
このグループは、国際情緒的画像システムの 25 枚の情緒的イメージを、一度に 8 ~ 12 秒間、ランダムに 1 つずつ中程度の覚醒レベルで、イメージ間に 8 ~ 12 秒間のランダムな休憩を入れて表示します。
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このグループは、中程度の覚醒レベルの国際情緒的画像システムの情緒的イメージを表示します。
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アクティブコンパレータ:高覚醒
このグループは、一度に 8 ~ 12 秒間ランダムに 1 秒間、画像間に 8 ~ 12 秒間無作為に休止する、高い覚醒レベルの国際感情画像システムの 25 の感情画像を表示します。
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このグループは、覚醒レベルの高い国際情緒的画像システムの情緒的イメージを見ることができます。
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この研究は何を測定していますか?
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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MATLAB によって測定された手動タスクの実行時間 (秒単位)。
時間枠:手続き中
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これは被験者が一周するのにかかる時間です。
これは秒単位で表されます。
これは、MATLAB を介して記録および測定されます。
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手続き中
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MATLAB によって秒単位で測定された手動タスク実行エラー。
時間枠:手続き中
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それは、基準円周の追跡において被験者が犯した不正確さである。
1 周目から 20 周目までの各周回に記録された 1 インチあたりのドット数 (dpi) または 1 インチあたりのピクセル数 (pix) を考慮するものとする。
これは、MATLAB によって記録および測定されます。
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手続き中
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実行速度
時間枠:手続き中
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これは、単位時間あたりに描画されるピクセルになります。
これは、1 秒あたりのピクセル数 (pix/s) で表されます。
これは、MATLAB によって記録および測定されます。
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手続き中
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実行精度
時間枠:手続き中
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これは、各ラップの値を同じ条件で繰り返し測定して得られた一連の値のばらつきを指します。
これは、MATLAB に記録された以前のデータの実行速度で割ったエラー数の比率として計算されます。
これは秒単位で表されます: エラー数 (pix) /V (pix/s) = (s)。
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手続き中
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運動イメージ能力
時間枠:2点:施術前、施術中の休憩時間
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これは、動きのイメージに関するアンケート-3 を使用して測定され、運動感覚、外的視覚的および内的視覚的想像力のサブスケールを区別します。
各サブスケールには 4 つの項目があり、各項目は 1 ~ 7 点のリッカート スケールで採点できます。ここで、1 = 動きを見る/感じることが非常に難しい、7 = 動きを見る/感じるのが非常に簡単です。
したがって、得点が高いほど想像力が高いことを表し、各サブスケールは最低 4 点、最高 28 点となります。
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2点:施術前、施術中の休憩時間
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
|---|---|---|
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皮膚電気活動の潜時
時間枠:手続き中
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皮膚コンダクタンス レベルと皮膚コンダクタンス応答は、レイテンシに関して分析されるものとします。
それは、Empatica E4 リストバンドによって記録および測定されます。
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手続き中
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皮膚電気活動の立ち上がり時間
時間枠:手続き中
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皮膚コンダクタンス レベルと皮膚コンダクタンス応答は、立ち上がり時間に関して分析する必要があります。
それは、Empatica E4 リストバンドによって記録および測定されます。
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手続き中
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皮膚電気活動の振幅
時間枠:手続き中
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皮膚コンダクタンス レベルと皮膚コンダクタンス応答は、振幅 (μs) で分析する必要があります。
それは、Empatica E4 リストバンドによって記録および測定されます。
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手続き中
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心拍数
時間枠:手続き中
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心拍数 (Hz) が分析されます。
これは、血液量パルスの分析を通じて、Empatica E4 リストバンドによって記録および測定されます。
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手続き中
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ビート間隔
時間枠:手続き中
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心拍間隔が分析されます。
これらの拍動間隔 (IBI) シーケンスは、フォトプレチスモグラフィ信号の処理を通じて Empatica E4 リストバンドによって提供されます。
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手続き中
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心拍変動
時間枠:手続き中
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心拍変動 (Hz) が分析されます。
この測定値は、Kubios ソフトウェアを介して Empatica E4 リストバンドで測定された心拍間隔から計算されます。
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手続き中
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協力者と研究者
出版物と役立つリンク
一般刊行物
- Stins JF, Beek PJ. Effects of affective picture viewing on postural control. BMC Neurosci. 2007 Oct 4;8:83. doi: 10.1186/1471-2202-8-83.
- Coombes SA, Cauraugh JH, Janelle CM. Emotion and movement: activation of defensive circuitry alters the magnitude of a sustained muscle contraction. Neurosci Lett. 2006 Apr 3;396(3):192-6. doi: 10.1016/j.neulet.2005.11.048. Epub 2005 Dec 20.
- MacIntyre TE, Madan CR, Moran AP, Collet C, Guillot A. Motor imagery, performance and motor rehabilitation. Prog Brain Res. 2018;240:141-159. doi: 10.1016/bs.pbr.2018.09.010. Epub 2018 Oct 24.
- Schuster C, Hilfiker R, Amft O, Scheidhauer A, Andrews B, Butler J, Kischka U, Ettlin T. Best practice for motor imagery: a systematic literature review on motor imagery training elements in five different disciplines. BMC Med. 2011 Jun 17;9:75. doi: 10.1186/1741-7015-9-75.
- Trapero-Asenjo S, Gallego-Izquierdo T, Pecos-Martin D, Nunez-Nagy S. Translation, cultural adaptation, and validation of the Spanish version of the Movement Imagery Questionnaire-3 (MIQ-3). Musculoskelet Sci Pract. 2021 Feb;51:102313. doi: 10.1016/j.msksp.2020.102313. Epub 2020 Dec 9.
- Oldfield RC. The assessment and analysis of handedness: the Edinburgh inventory. Neuropsychologia. 1971 Mar;9(1):97-113. doi: 10.1016/0028-3932(71)90067-4. No abstract available.
- Bali A, Jaggi AS. Clinical experimental stress studies: methods and assessment. Rev Neurosci. 2015;26(5):555-79. doi: 10.1515/revneuro-2015-0004.
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (実際)
研究の完了 (実際)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
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