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低強度運動介入が高齢者の高次認知機能に及ぼす影響-fNIRSによる神経基盤の検討

Research Project

Project/Area Number 12J01926
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied health science
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

兵頭 和樹  筑波大学, 大学院人間総合科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords加齢 / 実行機能 / 前頭前野 / 低強度運動 / 近赤外線分光法 / 高齢者 / Stroop課題 / 換気性作業閾値 / ストループ課題 / 健常高齢者
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、低体力者でも適応可能な低強度の運動トレーニングが高齢者の前頭前野機能に与える効果の脳内メカニズムを、最新の脳機能イメージング装置である近赤外線分光法装置(fNIRS)を用いて明らかにすることを目的としている。
昨年度までで、一過性の低・中強度運動が健常高齢者の実行機能(前頭前野が司る高次認知機能)を高める脳内機構を明らかにしてきた(Hyodoら, Neurobiol Aging,2012 ; Byunら、Neuroimage,2014)。また、低強度運動で向上する有酸素能力である換気性作業閾値(VTが高い高齢者は実行機能が高く、その脳内機構として、若者型の左半球優位の脳活動が保たれていたことから(論文投稿中)、本年度は、VTを高める3ヶ月間の低強度運動介入が健常高齢者の実行機能に与える影響とその脳内機構について検討した。
健常高齢者を通常生活を送らせる安静群と、3ヶ月間低強度運動トレーニング(週3回、1時間、35~40%VO2peakの自転車運動)を行なう低強度運動群に振り分けた。両群とも、介入前後で漸増運動負荷試験によるVT測定、ストループ課題による実行機能測定をおこなった。課題中の前頭前野の活動はfNIRSで測定した。有酸素能力に関して、低強度運動群ではVTの低下が抑えられて運動効果が見られた。また、認知課題成績は、低強度運動群でのみストループ課題の中でも実行機能を反映するストループ干渉の反応時間において有意な短縮が見られた。本研究の結果は、わずか3ヶ月間の軽運動でも高齢者の実行機能を高める効果があることを示唆している。現在はfNIRSデータを解析中であり、その脳内機構を解明していく予定である。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2015 2014 2013 2012

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Positive effect of acute mild exercise on executive function via arousal-related prefrontal activations2014

    • Author(s)
      Byun K, Hyodo K, Suwabe K, Ochi G, Sakairi Y, Kato M, Dan I, Soya H
    • Journal Title

      Neuroimage

      Volume: 98 Pages: 336-345

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2014.04.067

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Possible influences of exercise-intensity-dependent increases in non-cortical hemodynamic variables on NIRS-based neuroimaging analysis during cognitive tasks2014

    • Author(s)
      Byun K, Hyodo K, Suwabe K, Kujach S, Kato M, Soya H
    • Journal Title

      The Journal of Nutritional Biochemistry

      Volume: 18 Issue: 4 Pages: 327-332

    • DOI

      10.5717/jenb.2014.18.4.327

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Exercise effects on Prefrontal cortex function: functional near infrared spectroscopy study.2015

    • Author(s)
      Hyodo K
    • Organizer
      Kick-off Forum of Global Initiative for Sports Neuroscience
    • Place of Presentation
      筑波大学国際会議場(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2015-03-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Elderly with high aerobic fitness maintain executive function predominantly by recruiting the primary hemisphere in the prefrontal cortex: A neuroimaging study with fNIRS2014

    • Author(s)
      Hyodo K, Dan I, Suwabe K, Byun KH, Ochi G, Soya H
    • Organizer
      Neuroscience
    • Place of Presentation
      Washington, USA
    • Year and Date
      2014-11-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 前頭前野機能と関連の強い有酸素能力の同定―換気性作業閾値に着目して-2014

    • Author(s)
      兵頭和樹,邊ギョンホ,諏訪部和也,越智元太,征矢英昭
    • Organizer
      第69回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • Year and Date
      2014-09-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ベアフットシューズによるランニングが実行機能に及ぼす影響とその脳内メカニズム2013

    • Author(s)
      兵頭和樹, 澤田拓也, 征矢英昭
    • Organizer
      第68回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      日本教育会館(東京都千代田区)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Facilitatory role of playing music during exercise in xecutive function : a neuroimaging study with functional near-infrared spectroscopy.2013

    • Author(s)
      Suwabe K, Dan I, Hyodo K, Byun KH, Ochi G, Soya H
    • Organizer
      Neurocsience
    • Place of Presentation
      San Diego Convention Center, (San Diego, USA)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Acute mild exercise improves cognitive performance associated with arousal related prefrontal activation : a fNIRS study2013

    • Author(s)
      Byun, KH, Dan I, Hyodo K, Suwabe K, Ochi G, Soya H
    • Organizer
      Neuroscience
    • Place of Presentation
      San Diego Convention Center, (San Diego, USA)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 高齢期における体力レベルと前頭前野代償機能の関係2012

    • Author(s)
      兵頭和樹
    • Organizer
      第67回日本体力医学会
    • Place of Presentation
      長良川国際会議場(岐阜県)
    • Year and Date
      2012-09-15
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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