五 味 裕 章

上席特別研究員 NTTコミュニケーション科学基礎研究所

外界からの刺激を自らの糧に，興味を追求しよう
医学，心理学の分野である脳の情報処理のメカニズムを探る，希有な技術系研究者，五味裕章上席特別研究員．その業績は，米国科学誌サイエンスにも掲載されるほど世界から注目を集めています．五味氏の原動力，発想の助けは何であるのか，研究の現在の進捗状況とともに，お話を伺いました．

を動かしているのかを解き明かしていると想像してくださ

日常の不思議をひも解く，脳の情報処理のメカニズムを探るい（図１）．
お話するよりも体験していただいたほうが早いかもしれませんね（笑）．では，実験室へどうぞ（図２）．

●五味さんが手掛けていらっしゃる研究について，ご説明──実験室では，エスカレータの模型に，黒い覆いがしいただけますか．てあった．黒い階段を上るのに違和感がなかったのに対し，一言で申し上げれば，脳の情報処理のメカニズムを探っ黒い覆いを外し，エスカレータに仕立ててあると視覚的にているということになります．感覚から運動までの情報処認められる階段を上った瞬間に，体が前に倒れるような不理のうち，意識に上るものはごく一部なのです．その多く思議な感覚を感じた．階段の高低差など，「黒」と「エスカは意識しないままに行われています．この機能は，子どもレータ」に相違はなく，見え方だけが変わった状況での出のときから成長する発達過程で獲得され，日常生活の中で，来事だった．──

目的に応じて感覚から運動までの情報処理を学習していくことで多様化していきます．私たちは，人間の運動における潜在的で高速・自動的な感覚運動プログラミングと制御過程，および感覚運動制御と知覚とのインタラクションを新たな視点で整理し，そのメカニズムを明らかにするための研究を手掛けています．特に視覚・体性感覚から運動指知覚
意思決定令生成に至る情報処理過程に作用するトップダウン修飾
およびプレディクション（前向き予測）とポストディク

視覚ション（回顧推定）に焦点を当てて，心理物理学，電気生

聴覚理学，脳機能イメージング，計算論的モデリングなどの複合的アプローチを用いてそのメカニズムを解き明かそうと運動しています．
●イメージはつかめましたが，もう少し簡単に教えてくだ

顕在（意識）的処理
潜在（無意識）的処理

さい．
脳が視覚や触覚，筋に埋め込まれたセンサなどからの情報をどのように使って外界を表現し，また手や足，口，目

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NTT技術ジャーナル 2012.2

体性感覚
触覚

図１

感覚・知覚・運動生成の情報処理のとらえ方

ます．
こうしたひらめきは，大学時代のロボットを専攻していたころに抱いた疑問にもつながっています．「人間がいとも簡単にできる作業を，なぜロボットはできないのだろうか」という思いです．
NTTに入社して配属されるとき，実はロボット分野以外（a） 黒い覆いをした （b） 覆いを外した
エスカレータエスカレータ

止まったエスカレータに乗り込むと姿勢が崩れ，違和感を感ずるが，手すりと移動床面をカバーで隠すとそれらがなくなる．

（c） 止まったエスカレータに乗り込む様子

図２

脳の情報処理の不思議の配属を希望していたのですが，ロボットに関する部署に決まり，その道を深めていくことになりました．そして，脳の情報処理に興味を持ち，京都にあるATR（国際電気通信基礎技術研究所）で，人間の学習や運動のメカニズムを解明する研究に携わり，人間の運動学習の情報処理について研究を進めることができました．
また，産業技術総合研究所（当時は電子技術総合研究所）●この感覚は，街で停止しているエスカレータを上るときの研究者とともに視覚の動きによって生ずる眼球運動やそに覚える違和感ですね．の生理学的なメカニズムを解明する研究に携わったことがそうです，おそらく多くの方が体験したことがあるのであります．研究を進めていくうちに，外界の動きのどのよはないでしょうか？

こういった違和感がなぜ起きるのかを研究しているのです．

うな情報を使って眼が動くかを理解することができました．
また外界が動くと体が動く現象も専門家には古くから知ら潜在的な脳の処理というのは，知られているようで，すれていて，このような無意識に体の動きが生ずる現象やそべてが解明されているわけではありません．こうした状況のメカニズムの知見を踏まえれば，エスカレータで体が傾下で，私たちが示したいわゆる停止エスカレータの不思議いてしまうメカニズムも解明できるのではないかと思いまについての見解は，非常に多くの方に関心を寄せていただ

した．

いています．それは，これまで語られていた見解とは違う見解を私たちが示したからです．
これまでは，「エスカレータの入り口にあるスロープのせいで，体の重心が前に移動するので重心が不安定になる」

研究を始めた当初は運動の学習や制御の情報処理について探求していましたが，それをさらに発展させて，2000年ごろから運動と視覚情報処理さらには知覚との関係について追求しています．というメカニズムが主に語られていました．
また，「エスカレータのステップの部分のストライプが視覚的な錯覚を引き起こす，段差が一般的な階段と違うからだ」という説明もありました．

希有ではあるが，必須であると自負

しかし，そのような理由ではなく，無意識のうちに脳が情報処理をして体を動かしているという事実を私たちは立（1）

証し，そしてさらに研究を進めている最中です．

●しかし，なぜNTTの研究所で感覚運動のメカニズムが必要なのでしょうか．
多くの方々からよく問われる質問です．確かに，こうした研究をしているのは医学系，心理学系の研究者が大半でひらめきはバルセロナのエスカレータす．私たちのようにもともと技術系の研究者が感覚運動の機能とメカニズムについて深く研究しているのは昔はとても珍しいことでした．今でも研究所の中では異端な存在で●この研究を始めたきっかけは．
実はずいぶん前にある学会に出席するために，スペインのバルセロナを訪れていました．気候が良いせいか屋外にはあります．NTTに戻って研究を始めてずいぶん年月が過ぎていますが，いまだに「なぜ？」と聞かれることが多いですね．

エスカレータがあって，ただし動いていないのは明らかでしかし，なぜこの研究が必要なのかとロジックをしっかした．そして停止したエスカレータに足をかけた瞬間になりと伝えられれば研究をさせてもらえるのがNTTの研究所

んともいえない違和感を覚え，そのとき「この感覚のメカの良いところです．

ニズムを解明したい」と強く感じたのです．同行していた

例えば，考え方の1つとして，技術者の多くは，通信技術仲間たちにこの感覚についての研究をしたいと訴えました

を向上させようと思ったら，まずその機器，システムの機が，あまり真剣に取り合ってくれなかったことを覚えてい能の向上や利便性などを追求するでしょう．これも当然のNTT技術ジャーナル 2012.227

ごとく大切なことなのですが，それを利用するのは「人間」

えも感じました．

であることも然り．だったら，人間の感覚・知覚について一方で，全容解明は難しいのも事実です．分かったつも解き明かしていけば，さらに通信技術を生かすこともできりになっていても，前提条件によっては成り立たないことるでしょうし，人間自身の知覚をある意味で無意識に誤魔もあったりするので，着実に一歩ずつ進めています．先ほ化したり変えたりすることによって，人間にとってより使ど説明した停止エスカレータで体がなぜ傾いてしまうかにいやすく，便利な技術にもなるのではないかと思いません

ついてはうまく説明ができ，しかも我々の習熟した動きのか？

私たちはその部分を追求したいのです．希有ではあ

さまざまな局面に存在し得る現象であるという理解ができりますが，必要だと思っています．基礎から応用まで非常ました．ただ，なぜそれが体の動かし方を「間違えた」でに幅広い分野の研究を取り扱っている研究所の中で，一番はなく「違和感」として伝わってくるかという部分につい基礎となる部分を担わせてもらっているという自負はありては，まだ研究を進めている段階です．脳のどこをどのよます．

うな情報処理に使っているのかまで理解したいと考えていそのうえ，NTTの基礎研究所には，世界に通用する視ます．

覚・聴覚の専門家も多く存在します．彼らと議論し，成果を共有することによって，さまざまな疑問や構想が浮かん

腕運動中の多時点で摂動を与えて計測した手先スティフネス楕円（青：運動開始前，橙：運動中，緑：運動終了後），運動方向速度（赤線），推定平衡点速度（黄線）．
計測された腕のスティフネスは，それまで予測されていたスティフネスより低い値であった．これにより，スムーズな手先運動を実現するために，脳は腕のダイナミクスにしたがって複雑な平衡点運動をコードする必要があることが明らかになった．この事実はそれまで主流であった「脳の平衡点運動制御仮説」の反証となった．

できています．こうした環境に身を置くことで，常に刺激を受け，研究はより充実してきていますね．
●手ごたえを感じた瞬間はおありですか．
解明を目指す研究は，すぐに役立てて喜んでもらうことが難しい場合も多いです．そこで心の支えになるのは，研究成果がどれだけ新しい知見を示し，注目されるかということになります．米国科学誌サイエンスに，腕を動かす脳の計算に関する研究（2）（図３）が掲載されたり，潜在的な視覚運動生成の情報処理の特性（3），（4）（図４）を新たに発図３

運動中の腕スティフネスと平衡点速度パターン見して有力な論文誌の表紙を飾ったときは，嬉しく手ごた（Hz）

手の応答（MFR）

手の応答（MFR）

知覚感度

MEG amp

（fT）
70

Ft

MFR amp1010.1Fs1（c/deg）

0.1

Fs1 （c/deg）

2つの特性の違いは，両者にかかわる視覚情報処理が異なることを意味する．

（a） 視覚の動きに反応する手の応答と同じ動きを見たときの知覚感度の時空間周波数特性比較（Fs：空間周波数，Ft：時間周波数）（b） 実験の様子

NTT技術ジャーナル 2012.26050403010Fs1.0

Ft20100.1

Fs1.0Ft

両者の類似した特性からMFRを生起するための脳活動が後頭葉でつくり出されていることが明らかになった．

（c） 手の応答（MFR）と磁場計測した脳活動（MEG）の時空間周波数特性比較（d） MEG 計測の様子

図４28

脳磁図（MEG）（mm/s 2 ）
70060050040030020010000.1

手の応答と知覚に関与する視覚運動解析の乖離（e） 脳磁図思議な影響が現れます．それらの現象は意識に上るときも興味をしつこく追求するも，立ち止まる瞬間を恐れないあれば，気づかずに起こることもあります．これらの現象を深く調べて，脳が外界とインタラクションするために行っている情報処理を明らかにし，またそれを応用する方●研究を進めていくうえで，五味さんのドライビングフォース
は，社会貢献などに対する使命感ですか．それとも謎を向性を見せていくことが大切だと思います．
1つ身近な例で例えると，3Dテレビの現在の技術は確か解き明かしていくという興味でしょうか．に素晴らしいのですが，長時間見ていると，疲れますよ

興味のほうがずっと大きいです．なぜどうしてというのね？

さらに同じような仕組みのものを頭につけて仮想的が根底にあって，使命感というよりは，知りたいという気な視覚空間の中で手や体を動かすと，運動がぎこちなくなっ持ちが研究への情熱になることが多いです．

たり，もっとすぐに疲れたり気分が悪くなったりします．

自分が興味を持てないことはやっても仕方がないしうま

これは，現段階では十分解き明かされていない脳の情報処

くいかないと思うと，若い研究者たちにもよく言っていま理に，無理が生じているからなのです．脳でどんな情報処す．分からないこと，どうしてこうなっているのだろうと理が行われていて，どうすれば無理が生じなくなるかが分いう疑問が深ければ深いほど，知的好奇心をくすぐられま

かれば，より自然で使いやすい3Dテレビのような技術の開す．それが社会に役立つと，さらに達成感があるのだと思発にも役立てることができるかもしれません．

います．
また私は，しつこい性格なのかもしれません．そう簡単には諦めません．考えて考えて考え抜きたいですね．しかし，アイデアが湧いてこない，方向性を見失ったときに立反骨精神，大いに歓迎．
がんがん議論しよう！

ち止まることはあります．しかし，ここで諦めるのではな
く別のことを進めておいて，改めて見直すと，見えてなかったものが見えてくることがあります．

●若い研究者たちへのアドバイスをお願いできますか．
現在，私たちの部は20〜40代の若い研究者たち30名ほどで構成されています．若い人たちは新しいことに柔軟に●刺激はどこから得ていらっしゃるのですか．

取り組めますし，その姿勢はとても喜ばしいことですが，少し専門と違う分野の学会への参加です．私たちの研究

その一方で，時々感じるのが，おとなしすぎることです．

は情報処理の観点から，ニューロサイエンス，ブレインサ

社会人としての高い評価を得るためには，もしかしたら私イエンス関連の学会で発表することが比較的多いですが，が求めている反骨精神は，相反するものにも見えるかもし以前は中でも運動を専門とする学会が主でした．しかし最れません．しかし，私は研究面においては「異端さ」は誇

近は，視覚・知覚を主なターゲットとする学会で発表するるべきだと思っています．のが楽しいですね．

単に学ぶだけでなく，熱い議論を交わして新しい実験パ

また外国の研究者と話をすると，同じ研究についての話ラダイムや新しい発想へとつなげていきたいと私は常々

題でも，日本人とは全く違う視点からの意見の投げかけが思っています．どうぞ，議論を恐れないでください．大いあります．学んだ分野や背景が異なるからでしょうね．こに議論をして良い研究につなげていきましょう．

れによって，自分が気づいていなかった部分が見えてきて，ひらめくことがあります．
そして，異分野の研究者とも交流することを心掛けています．優れた研究者は，異分野であっても素朴な疑問を投げかけてくれます．「素朴な疑問」は結構重要なことが多くて，大切に考えるようにしています．
●この研究は，将来どこへつながっていくのでしょうか．
新しく発見・解明した機能に着目し，応用の方向性を示すことです．基礎的知見から応用を見出すのは難しいことが多いのですが，脳の機能低下や病気などの診断，機能回■参考文献（1） T. Fukui, T. Kimura, K. Kadota, S. Shimojo, and H. Gomi: Odd Sensation
Induced by Moving-Phantom which Triggers Subconscious Motor
Program， PLoS ONE, Vol. 4, No. 6, e5782, 2009.
（2） H. Gomi and M. Kawato: Equilibrium-point control hypothesis examinedby measured arm-stiffness during multi-joint movement， Science,Vol. 272, No. 5258, pp. 117-120, 1996.
（3） H. Gomi, N. Abekawa, and S. Nishida: Spatiotemporal tuning of rapid
interactions between visual-motion analysis and reaching movement， The
Journal of Neuroscience, Vol. 26, No. 20, pp. 5301-5308, 2006.
（4） K. Amano, T. Kimura, S. Nishida, T. Takeda, and H. Gomi: Close
similarity between spatiotemporal frequency tunings of human corticalresponses and involuntary manual following responses to visual motion， J
Neurophysiol., Vol. 101, No. 2, pp. 888-897, 2009.

復や強化訓練法，新しいマンマシンインタフェースの創出などへ向かう道の基盤を構築したいと思っています．
感覚情報にちょっとした細工をすると，知覚や運動に不NTT技術ジャーナル 2012.2

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