柏 野 牧 夫 NTTコミュニケーション科学基礎研究所 フェロー
人間の柔軟な行動を支える無自覚的な脳機能を解明する
ICTやAI（人工知能）といった技術の進歩はあらゆる分野に変革をもたらしつつあります．脳科学も例外ではなく，計測技術や解析手法の高度化を背景に急速な進展をみせています．研究対象も実社会の問題にまで広がってきました．ICT×脳科学の研究は何を解き明かそうとしているのか，そしてそれは私たちの生活をどう変えていくのか，NTTコミュニケーショ
ン科学基礎研究所柏野牧夫フェローに伺いました．
や人を避けながら駅まで走ることも，騒々しい居酒屋で会自覚できない脳の働きを紐解く話することも，情報処理課題としてみると，実は非常に難易度の高いものなのです．にもかかわらず，それを行っている当人は何も難しいことをしている気はしていない．全●まずは研究内容からお聞かせいただけますでしょうか．

く無自覚的にやっていますし，なぜできるかと問われても最近もっとも時間を割いているのは，アスリートの脳機説明できません．このように，人間には無自覚的にできる能を解明し，パフォーマンスを向上させることをめざす「スようなことが，AIにとってはむしろ難しいということがよポーツ脳科学」の研究です．これに本格的に取り組むようくあります．では，非常に難易度が高い情報処理課題を人になったのは，2017年１月，プロジェクトが正式に発足

間が苦もなくこなしているとき，脳はそれをどのように実してからですから，運動生理学やバイオメカニクスなどが現しているのか．これが各研究テーマに通底する問題意識

主流のスポーツ研究の世界では変わり種の新参者というこです．とになります．本来の専門は聴覚などの知覚や認知にかかこうした人間の柔軟な情報処理がもっとも高度なかたちわる脳のメカニズムで，今もそういう研究は続けていまで現れるものの１つが，トップアスリートのパフォーマンす．数年前からは，自閉スペクトラム症 (ASD: Autism

スです．格闘技や球技などでは，めまぐるしく局面が変わSpectrum Disorder) などの発達障害も研究対象に加わる中で，ほんの一瞬の間に，その場の状況，相手やボールりました．の挙動といったものに応じて，最適な身体運動を実現しな

こうしてみると，随分異なった分野にあれこれ手を出しければなりません．その状況の多様性，求められる精度，ているようにみえるかもしれませんが，自分の中では，一許される時間の短さなどを考えれば，これがいかに難しい貫した問題意識に基づいているつもりです．人間は一般ものか想像できるでしょう．トップアスリートはこの難題に，さまざまな環境や状況の中で，極めて柔軟に，適応的を解いた結果として素晴らしいプレーをしているわけですに行動することができますが，それはなぜ可能なのかといから，その脳機能を研究すれば，具体的なアルゴリズムがうことが問題意識です．最近AI（人工知能）の進歩にはめ見えてくるはずです．同時に，その知見はアスリートにとっざましいものがありますが，現状では，あくまでも限定さても役に立つ可能性があります．というのも，レベルが高れた対象や状況において，という但し書きを外せません．

くなればなるほど，勝負は身体的能力だけでは決まらない

囲碁という特定のルールの中では名人に勝てるシステムからです．例えばプロ野球でも，球速はさほどでもないのも，それ以外では全く無力です．一方人間は，起きてからに一軍のエース級の人もいれば，剛速球を持ちながら二軍寝るまで，軽重問わず膨大な意思決定をし，多種多様な行にとどまっている人もいます．この差を埋めるには，フィ為を遂行しています．適度な力加減で歯を磨くことも，車ジカルなトレーニングだけでは不十分で，認知的側面のト38

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レーニングが不可欠です．それらの方法論を具体的，体系取れないといった症状で困っている方がしばしばいます．

的に確立することも，我々のスポーツ脳科学研究のゴール

また，手先が不器用とか，動作が非常にぎこちないといっの１つなのです．

た運動特性を示す方も少なくありません．このことは，状一方で，トップアスリートとは対照的に，多くの人が当況に柔軟に適応するうえで，外界から情報を得て，外界にたり前にできると思っていることがうまくできないという働きかける装置である「身体」が本質的な役割を果たして人たちもいます．その１つがASDの当事者です．ASDは，いる可能性を示しています．この点で，ASDの研究はア先天的な脳機能の特殊性を原因とするもので，他者とのコスリートの研究ともつながってきます．その先には，AIのミュニケーションがうまくいかなかったり，興味や活動が適用領域を本質的に拡大するためのヒントも得られるので著しく偏ったりするといった特徴があります．いわゆる「空はないかと考えています．

気が読めない」，つまり状況に応じた言動ができないとか，慣れていない状況でパニックになるといったことで日常生活が難しくなるわけですが，これは多様な状況に柔軟に適応する無自覚的な脳機能と関係があるともいえるでしょ

個性を把握し，多様性を活かすう．彼らの中には非常に知能の高い人もいますし，特定の領域では並外れた能力を発揮する場合もあります．しかし，多くの人が「なんとなく」「適当に」こなしているこ●スポーツ脳科学の研究は，2年余りでどのような手ごたえがありましたか．とが難しいのです．どこか，今のAIを連想させる部分もあ目下，野球とソフトボールを中心に研究を進めています．

るかもしれません．このような例を研究すれば，トップア

おかげさまで，日米のプロ球団，社会人野球チーム，大学スリートの場合とはまた別の角度から，状況に応じた柔軟野球チーム，日本ソフトボール協会（女子日本代表），日本な行動を実現する原理が明らかになるでしょう．特に注目女子ソフトボール１部リーグチームなどのご協力をいただ

しているのは，感覚系，運動系の特性です．ASDの当事き，レベルの高い選手たちのデータがかなり集まってきま

者には，特定の音に対して強い不快感を覚えるといった感した（図 1 ）．契約などの関係でまだ公表できない部分も多々覚過敏や，聴力検査では正常なのに日常環境で会話が聞きあるのですが，彼らの中でもトップレベルの選手とそれに各種ウェアラブルセンサ，カメラ，レーダ等で投手と打者の対戦シーンにおける身体の挙動や生体信号などを計測することができる．

図1

スマートブルペン

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日本代表選手A

日本リーグ新人選手B

身体各部位の相対速度

速球

腕速球

体幹脚遅球

1遅球

0.5
0

腰の回転速度︵ラジアン／秒︶

15

緩急に応じて身体運動が変わり始める時点

速球

10

遅球

500

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0（s） 0

ボールが投手の手を離れてからの時間

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0（s）

ボールが投手の手を離れてからの時間

緩急を判断したと推定される時点

図₂

打者の身体運動の特徴解析例

は及ばない選手の差が想像以上にはっきり見えてきたりして，なかなかエキサイティングです．
一例として，バッティングに関する研究を少し紹介しま

選手たちが，投球フォームとボールの軌道の組合せを入れ替えた条件では対応できなくなったのです．この結果は，ボールの緩急に対応できる打者が，投球フォームの情報をしょう．実際の試合では，投手は打者に打たせまいとして，用いて緩急を予測しているという明らかな証拠です．さらさまざまな球種やコースをうまく混ぜて投げてきます．こに興味深いことに，このような打者たちも，自身が投球れを打つというのは，決まったスイングをすればよい素振フォームの情報を利用しているという事実に全く気付いてりやティーバッティングとは異なり，まさに柔軟な対応力いませんでした．日本トップクラスのある打者は，「この投が求められます．この対応力の詳細を調べるために，投手手の場合，フォームでは球種は分かりません」と語っていに球速の異なる２種類の球をランダムに投げてもらい，打ました．しかし本人の意識と裏腹に，ちゃんと違いを判別者はストライクなら打ち，ボールなら見送るという設定でしていたのです．このように，本人も自覚できないことを実験を行いました．参加したのは日本代表も含む女子ソフ

客観的なデータで明らかにするのが我々の真骨頂です．そトボール選手たちです．ウェアラブルセンサで打者の身体のために，さまざまなICT，例えばウェアラブルセンサ，コ動作を解析してみると，ボールの緩急に対応してバットスンピュータビジョン，生体信号処理，機械学習，VRなどのイングのタイミングをうまく調整できる打者と，それがで技術を駆使して，外から観測できる情報から脳あるいは心きない打者とが明確に区別できました（図 ₂ ）．そして前者の状態を推定することを試みます．本人の主観は大切です

は，ボールのリリース後0.1秒くらいまでに得られる視覚情が，それだけでは真実に至らないことも往々にしてありま報（リリース前後の投球フォームもしくはリリース直後のすからね．

ボールの軌道）に基づいてスイングすべきタイミングを判このような解析を通して，従来，選手目線では「何とな断していることが，解析結果から推定できました．そこで，くできる」「身体が勝手に動く」，指導者目線では「センス判断に用いられている視覚情報をさらに特定するために，がある」などと言われていたことが，客観的に把握可能にVR（Virtual Reality）を用いて，実際に計測された投球なってきました．前述の実験でのパフォーマンスと，公式フォームとボールの軌道の情報を入れ替えた条件（速球の戦での調整力の指標と，公式戦での打率とがよく対応するフォームから遅球が来る，あるいはその逆）をつくり，先ことも分かりました．さらに，U14（14歳以下）日本代表

ほどと同様に打者の挙動を計測してみました．すると，本候補で同じ実験をやってみると，この段階ですでに緩急に来のフォームと軌道の組合せでは緩急にうまく対応できた対応できる選手とできない選手に分かれることも分かりま40

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した．客観的なデータに基づく選手評価や才能発掘への道

ついても認知的側面についても，たくさんのタイプ，サブが拓かれつつあります．

タイプがあるということを実感しています．一方，従来の●才 能がないと早々に宣告されるのは酷な気がするので人間観では，脳科学の基礎研究もそうですが，１つの標準すが．

的な人間というものを想定し，個人差はそこからのばらつ

よくそう言われるのですが，私はむしろ逆だと思っていきとみる，つまり，正規分布の平均と分散というようなとます．優劣がつくのは，あくまでもある特定の評価軸におらえ方が暗黙の前提となっていました．これはややもする

いて，ということであって，実際にはアスリートの評価軸と，多数派をよしとしたり，あるいは特定の軸だけで価値はたくさんあるわけです．重要なのは，その選手がたくさを判断したりということにつながりがちです．しかし，同んの評価軸の中でどのようなプロファイルを持っているか一の特性でも，目的や環境次第で長所にも短所にもなり得を正確に把握することです．一口にバッターといっても理ます．個人の多様性を「矯めて」，「標準」すなわち多数派想型は１つではありません．個々のプロファイルに応じに近づくようにしようという思想は至る所に根強いですて，長所を最大限発揮し，短所を克服するように努力すれが，これに対しては注意が必要です．どういう分野であれ，ば良いわけです．例えば，女子ソフトボールの選手で，高少数派の直面する困難を理解したり，個性を最大限発揮で校生まで長距離打者として大活躍したのに，日本リーグできるようにしたりするためには，特性を多次元的，客観的はまだレギュラーになれない人がいます．彼女は，ティーに把握することが出発点となります．その出発点と，本人バッティングではチームトップレベルのスイングスピードのめざすゴールとが定まれば，おのずと問題解決の方法はを誇ります．しかし，緩急混ぜられた実験では，平均打球見えてくるはずです．多少なりとも，そのお手伝いができ速度は遅い部類でした．いい投手にかかると，本来のスイればと考えています．

ングをさせてもらえないのです．解析してみると，そもそ●研究者の道を歩まれたきっかけは何でしたか．

も視覚情報から球種を判別することができていないことが私の父親は大学で有機化学を教えており，小学生時代は分かりました．ということは，彼女が練習すべきは球種の大学構内の官舎に住んでいましたから，目にする日常が研見極めであって，いくら素振りをしても練習の効果は上が究者の生活でした．ですから，職業として研究者を選んだ

りません．あるいは，別のアプローチとして，無自覚的なのも，そういうものだと思っていたというか，むしろ会社

球種の見極めは諦め，その代わり試合状況に応じた読みを勤めとか客商売とか，他の職業のイメージがなかったとい磨いて，決め打ちに徹するということも考えられます．読うのが本当のところです．幼いころから昆虫，天文，建築，みが外れて空振りしても気にしない．相手にしてみれば，考古学など森羅万象に興味があり，その時々の興味に導か一発があるほうがはるかに怖いですからね．実際一流選手れるままにここまで来たという感じです．

でもそういうタイプはいます．むしろ問題なのは，個々の聴覚に興味を持ったのは，物心ついたときから音を聞くプロファイルを無視して画一的な指導を行うことです．適と強い感情が喚起されていたからです．真空管をアスファ性に応じたトレーニングをしなければ，うまくならないばルトに投げて割ったときの「シャリーン」という音に得もかりか下手をすると壊れてしまいます．しかし現状では，言われぬ快を感じたり，ピアノの低音域の鍵盤を叩いてはトップレベルの現場でも選手個々のプロファイルが正確に暴力的な恐怖を感じたりしました．また，大人の歌謡曲が把握されているわけではなく，コーチが自分の過去のプ大好きで，内臓がザワザワする感じを味わっては，他の人レー経験と尺度に基づいて主観的な指導していることがまも同じように感じているのだろうかと思ったりしていましだまだ多いようです．コーチと選手のプレーやその背後にた．小学生高学年から中学生になると，音楽を聴くためにある脳の情報処理のタイプが異なる場合，イメージが共有

自分でラジオやオーディオ装置をつくるようになりましできず，お互い何を言っているか分からないこともありまた．誰かに習ったわけでもないし，部品も壊れたTVなどす．何しろ，できる人もなぜできるか本当のところは自覚から取ったようなものでしたが，ここで試行錯誤するうちできないわけですから．客観的データをうまく使えば，そに，実験や計測の基礎，あるいは電気や音響の理論といっうしたギャップを埋める助けになります．

たものを自然に会得していきました．ここで得た知識といスポーツやASDの研究は，つまるところ人間の多様性の研究でもあります．研究すればするほど，身体的側面にうよりむしろ態度が，今に至るまでベースになっていると思います．
NTT技術ジャーナル 2019.541

当時もう１つ好きだったのが和漢の古典で，軍記物，諸てしまうだけの話です．あれこれ考慮したうえで，興味も子百家，いろいろ読みあさりましたが，特に影響を受けたないことをするほうがよほど不幸だと思います．私はそれのは荘子です．胡蝶の夢，混沌の死といった寓話の数々にこそ空気が読めないと言いますか，誰かの顔色を見ながら触れて，当たり前のように思っている眼前の世界というも何かをするということができません．組織にいるのですかのが実はそれほど確固たるものではないことや，人間の認ら本当ならもっとそうすべきなのかしれませんが，幸いに識には限界があることなど，認識論的な問題意識を喚起さも基礎研究に携わらせていただけて，私のやり方を受け入れました．単一の見方，価値観を信じるのは危険だ．しかれていただける環境もありました．やっていることの善しし完全な認識には至れない．ではどうすれば良いか．この悪しを判断する基準があるとすれば，それは自然の摂理にような問いは今もずっと心にあります．

適っているかどうかということに尽きます．あることに対大学３年で専攻を決めるにあたって聴覚という分野を選する価値判断は状況や立場によって変わるかもしれません

んだわけですが，これは音への興味と，認識論的な問題意が，自然の摂理に適っていることは最後まで残ります．そ識と，実験という方法論が交わったところだからです．た

ういう仕事をするのが基礎研究だと思っています．

だ，聴覚を専門とする先生がいたわけではありません．視ただし，単なる個人の趣味ではなく，研究費や環境，人覚や神経生理，数理モデルなどの先生方からは基本的なこ材等を提供していただいて仕事として携わっている以上とを学びましたが，聴覚について何をどう研究するかといは，社会にどのような価値をもたらすかを説明する必要性

う点に関しては独力でなんとかするしかありませんでしは当然あります．そのとき念頭に置いているのは，「価値た．しかし，元々何でも自己流で試行錯誤しながらやってをねつ造しない」ということです．データのねつ造ではあきましたし，あれこれ言われるのはあまり好きではないのりません．研究プロポーザルなどの序論で，「これはこうで，これはむしろ居心地の良い環境でした．その分，遠回いうことに役に立つ」と書いてある部分を，根拠なくつくりした部分はあると思います．優秀な指導者のたくさんいり上げてしまうことです．高齢者のため，障がい者のため，る研究室でそこの得意分野を選べば，最初から研究コミュなどとうたっていても，彼らが直面している現実の問題をニティの中心的テーマについて先端的な方法論で効率良く知らないで書いていると思われるものや，具体的な研究内研究することができ，論文ももっと出せたでしょう．そう

容と，役に立つと言っていることの間にとんでもない飛躍

ではなかった分，独自性は多少出せたかもしれません．日があるものもあります．私は，独りよがりの立ち位置から常生活でも，行列のできている店にはまず入らないです「価 値 の ね つ 造」 を し な い よ う に， 極 力， ア ス リ ー ト やし，それこそ，良くも悪くも個人の性質ですね．

ASD当事者の話を聴くようにしています．研究対象をある程度絞っているのもそのためです．そこでリアルな問題

自らの興味と自然の摂理に従い，社会的価値をねつ造しない●興 味や独自性にこだわってこられたのですね．最後に研究者の皆さんへのメッセージをお聞かせください．
私は周囲の人に，人生の一大事みたいなことでもあっさり決めてしまうと，あきれられることがしばしばあります．研究分野を大きく変えたりするのも同様で，それまでに培った方法論や知識も，研究コミュニティで積み上げてきた実績や人脈もリセットされてしまいます．よくそんなリスクを取れるものだとか，随分思い切りが良いとか言われたりするのですが，当人はそんなことは考えていません．考えられないといったほうが正確ですね．先のことを心配する能力が乏しく，目下の興味や問題意識で駆動され42NTT技術ジャーナル 2019.5を見つけて，基礎研究として深掘りして解決する手段を見つける．彼らの人生がかかっていますから，この過程や結論に対して下手なことはできません．そして，本当に価値のあるものなら，人はそれを求めるはずで，そこにビジネスも生まれるでしょう．
■参考文献（1） http://www.kecl.ntt.co.jp/people/kashino.makio/（2） http://sports-brain.ilab.ntt.co.jp（3） http://hearing-x.ilab.ntt.co.jp（4） http://www.kecl.ntt.co.jp/IllusionForum/