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今回は「ベルンシュタインを読む！（その７）」です。
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ベルンシュタインを読む！(その７)2013/1/18
第Ⅲ章「動作の起源について」より。
この章では生命の誕生まで遡って、器管や動作の起源から発達史について述べられています。ベースには自然選択、生存競争といったテーマが流れています。少しまわり道っぽい気もしますが、興味深い点も多々あり、次に進む下地作り的なところもありますので、しばしお付き合いください。
さてある時、その後に続く進化を左右する決定的な出来事が起こりました。それは横紋筋の出現です。横紋筋は古くからある平滑筋の数千倍の大きな力を発揮でき、電光石火の速さで収縮します。原始的な軟体動物に欠けていた、速さと力の問題を完璧に解決しました。
そして次のニーズが生まれました。このような素早く強力なエンジンは、ミミズやクラゲなどのやわな体には負担が大きすぎます。そこで急遽必要になったのが、硬くて丈夫なレバー（挺子）システムでした。このシステムによって、新しい筋は高度な動きと、力強い収縮に適した力の作用点を得ることができました。ベルンシュタインはこの一連の出来事を「横紋筋革命」と呼んでいます。
その後、レバーシステムを持った動物は、体を支持するためのまったく異なる戦略を持った２つのグループに分かれていきました。そしてこの２つのグループは、巧みさという観点から見るならば、はっきりと明暗を分けることになってしまったのです。 …続く。
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今回は「ベルンシュタインを読む！（その６）」です。
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ベルンシュタインを読む！(その６）2013/1/14
いまだに根強い古典的な運動プログラム説に対して、ベルンシュタインは自由度と多義性という問題を提起しました。これらの問題を乗り越えて運動を制御するための彼自身のアイデア…、それが感覚調整による制御と協応による自由度の制限です。
かような冗長なシステムにおいては、もし中枢神経系からある筋を収縮させるような命令が出されたとしても、10回中10回とも異なる動きになってしまう可能性があるわけです。このようなシステムの制御は「感覚器が継続的にシステムを監視してはじめて可能になる」とベルンシュタインは述べています。
そして協応とは「運動器管の冗長な自由度を克服すること、すなわち運動器管を制御可能なシステムへと転換することだ」と説明されています。これだけだとちょっとわかりにくいので、川人光男 他編「岩波講座 認知科学４ 運動」の第1章「運動制御への生態学的アプローチ」（佐々木正人著）を参考にして、もう少し具体的に見てみましょう。
例えば自動車にはタイヤが４つあります。もしこの４つのタイヤをそれぞれ別々に制御するように設計された車があったとしたら？ 誰も安全に運転できないですよね。しかし実際には車輪が結合されることで操縦の際の自由度は大幅に削減されています。
これが協応のイメージです。「複数の筋や関節などが、それぞれお互いを拘束し合い、ひとつの機能的な単位として作動する仕組み」と言ってもいいかもしれません。
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今回は「ベルンシュタインを読む！（その５）」です。
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ベルンシュタインを読む！(その５）2013/1/11
ベルンシュタイン問題の続きで、今日は文脈の多義性の問題です。以下は再び、西尾の論文「実用理論辞典－道具としての理論（その４）」からの引用です。
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プログラムによる中枢性の運動コントロールは、筋あるいは筋群の活動をいかに調整するかというところに焦点があるのだが、一つの筋の振る舞いは、主に３つの文脈性によって変化する。1番目は解剖学的多義性で、一つの筋が関節の位置によって主働筋にも拮抗筋にも変化するというものである。2番目は力学的多義性で、肘が伸びている時と曲がっている時では、同じ興奮が二頭筋に起きても結果は異なってしまう。3番目は、生理学的多義性である。
一般に臨床神経学では、脊髄レベルは伝導路と呼ばれるものがあって、まるで上位の命令を糸電話のように、脊髄前角細胞に伝えているだけのように考えられているようだ。しかし、一つの細胞は他の多くの細胞からの興奮を受け、同時にその一つの細胞が他の多くの細胞に伝える構造である。構造そのものに上位・下位の違いは認められず、従って単なる伝導路という構造も存在しない。多くの神経系を伝わるほど、命令は変容してしまうのである。
これらが意味することは、筋を活性化するための一つの命令が、関節の位置や運動や神経細胞を伝わる途中に、常に一つの結果を生み出すのではなく、多くの異なった結果に終わってしまうことを示している。
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人の運動を制御するには、このように膨大な自由度のうえに、気の遠くなるほど冗長な多義性を扱わなければなりません。いかにしてこれが可能になるのでしょうか？
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今回は「ベルンシュタインを読む！（その４）」です。
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ベルンシュタインを読む！(その４）2013/1/10
第Ⅱ章「運動制御について」より。
この章では、運動制御理論に多大な影響を与えている、いわゆる「ベルンシュタイン問題」とその解決案である「協応」が登場します。
しかしこの本では、どうもすっきりまとめられていない感があります。これはこの本全編を通して言えるのですが、元々一般向けに書かれているため、読み物としての面白さを追及している面があるのだと思います。確かに抜群に面白いのですが、その分あるアイデアが微妙に表現を変えて、いろんな箇所に分散して顔を出したりしてまとまり感に欠けるという面もあるような気もします。
そこでベルンシュタイン問題については、西尾の論文「実用理論辞典－道具としての理論（その４）」から引用させていただきます。（ん？手抜き？ ハイ、その通りです、ごめんなさい…）
まずは自由度の問題から（以下引用）。
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自由度とは「制御のために決定しなくてはならない値」のことである。たとえば人の上肢には２６の筋がある。また、各筋には少なく見積もっても１００の運動ユニットがある。従って、一側の上肢をコントロールするために、２６かける１００、つまり２６００の自由度をコントロールしなければならない。しかもこれが全身となれば非常に膨大な自由度となる。人の中枢神経系は、どのようにこの自由度をコントロールしているのだろうか？もし脳がそんなにもたくさんの決定を、生きている間続けなければならないと考えるのは非経済的だし、現実的ではない。
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今回は「ベルンシュタインを読む！（その３）」です。
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ベルンシュタインを読む！(その３）2013/1/8
それでは、巧みさとは一体何なのでしょうか？
ベルンシュタインはゲームを始めます。いくつかの動作を取り上げ、暑い・寒いといった表現でヒントを与えます。暑いほど巧みさに近く、寒いほど遠ざかるというわけです。
・歩道を歩く…→寒い！
・交通量の多い道を渡る…→暖かくなってきた！
・熱いスープの入った皿を持って歩く…→とても暑い！
・いつもの道を走る…→とても寒い！
・障害物をよけて走る…→暖かくなってきた！
・敵の銃弾をくぐり抜けて走る…→暑くて暑くてしょうがない！
巧みさのニュアンスがつかめてきましたね。巧みさが必要になるかどうかは動作の種類によって決まるのではなく、動作を取り囲む状況によって決まるのです。どんな動作でも、ここぞというときには必ず巧みさという強力な助っ人の出番がやってくる、とも述べています。
さあ、そろそろ巧みさの定義に進みましょう。巧みさの一般的な定義は以下の通りです。
「あらゆる状況ならびにあらゆる条件下において解決策となる運動を見つけること」
実はより詳細な拡大定義が最終章で提示されています。果たしてそこまでたどり着けるでしょうか？ まあ、のんびり散策を楽しんでいきましょう。
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