空間識失調の発生と訓練による解消を金魚の実験で確認 -- 航空機操縦ミスの減少などへの応用に期待 --

中部大学大学院工学研究科ロボット理工学専攻の田所慎氏、山中都史美氏、同情報工学専攻の進士裕介氏、同大学工学部AIロボティクス学科の平田豊教授らは、金魚に並進と傾き運動、視覚刺激を与えるシステムを開発し、人と同様の空間識失調が生じることを、前庭動眼反射と呼ばれる反射的な目の動きを評価することにより発見した。

発表のポイント
 方向感覚を失う空間識失調が人と同様に金魚でも発症することを発見。
 短時間の訓練で空間識失調を解消できることを確認。
 航空機事故や転倒防止など人への応用に期待。





　航空機事故の原因の約3割は操縦士が方向感覚を失う空間識失調（注1）という統計データがある。たとえば前方に加速している際に上方に傾斜していると勘違いするなどの状態（体重力錯覚（注2））が現れる（図）。航空機の操縦士に限らず、一般の人の乗り物酔いも空間識失調に起因すると考えられている。原因は耳の中にある加速度センサーである耳石器（注3）が並進運動の加速と重力に対する傾斜を区別できなくなるためと考えられている。しかし、空間識失調発症の詳細な神経メカニズムは不明であり、有効な発症防止法も未知である。

　中部大学大学院工学研究科ロボット理工学専攻の田所慎氏、山中都史美氏、同情報工学専攻の進士裕介氏、同大学工学部AIロボティクス学科の平田豊教授らは、金魚に並進と傾き運動、視覚刺激を与えるシステムを開発し、人と同様の空間識失調が生じることを、前庭動眼反射（注4）と呼ばれる反射的な目の動きを評価することにより発見した。


　さらに3時間以内の視覚と並進運動を協調させる訓練を実施した結果、空間識失調が解消されることを確認した。またこの空間識失調と解消過程を再現する数理モデルを構築し、脳内での空間識形成過程の計算理論も提案した。前庭動眼反射は運動時の視野安定化を実現する生存上重要な眼球運動であり、脳内で形成される空間識を反映し、人と金魚ではその神経メカニズムに高い類似性があることが知られている。


　したがって、今回の金魚で得られた知見が、航空機操縦士の空間識失調防止や、一般の人の不安定な視野に起因する転倒や乗り物酔い防止に役立つことが期待される。

　この研究は科学技術振興機構（JST）の助成を受け、戦略的創造研究推進事業（CREST）マルチセンシング領域の研究課題である「空間識の幾何による重力覚解明と感覚拡張世界創出」（ https://www.crest-sog.org
）の一環として実施した。研究成果は神経科学の専門誌Frontiers in Neurology（電子版）に掲載された。