Development of exercise therapy for obesity and malnutrition on the basis of the neural regulatory mechanism of appetitive motives

• Project/Area Number: 17K01860
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Applied health science
• Research Institution: Osaka Metropolitan University (2022); Osaka City University (2017-2021)
• Principal Investigator: Yoshikawa Takahiro 大阪公立大学, 大学院医学研究科, 教授 (10381998)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 食意欲 / 食行動 / 促進・抑制のバランス / 脳磁図 / ストレス / 疲労 / 疲労感 / 食習慣 / 促進・抑制バランス / 無意識 / 情動性摂食 / 認知的摂食抑制 / 日本食 / 補足運動野 / 交感神経 / 精神的ストレス / 前頭極 / 身体的疲労感 / 食の意欲 / 食の認知的抑制 / 島皮質 / 下前頭回 / 脳・神経 / 行動学 / 食品 / 栄養学

Outline of Final Research Achievements

It has been thought that stress and fatigue prevalent in modern society affect behaviors related to food intake. We examined the alterations in neural response to the visual food stimuli caused by mental stress and fatigue sensation in the current study. The decrease of subjective appetite and the decrease of alpha band power in the frontal pole during viewing food images were caused by an acute social stress. The increase of appetite for fatty foods was observed when physical fatigue sensation was induced and the increase of appetite was related to the theta band power in the supplementary motor area during viewing the food images. These findings are expected to contribute to the understanding of the neural mechanisms by which mental stress and fatigue sensation affect the behaviors related to food intake in modern society.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現代社会において肥満や痩せが問題となっているが，ストレスや疲労を抱えることで食意欲の促進と抑制のバランスに悪影響が出る事がその背景にあると考えられる．本研究では，研究責任者が開発した食意欲の促進・抑制に働く脳内ネットワークに関する画期的な脳科学的評価系を応用することで，ストレス・疲労感により引き起こされる食意欲変容の機序の一端を明らかにすることに成功した．本評価系を用いることで，種々の状況下で食意欲が変容する理由を脳のレベルで明らかにできることが実証されたことと併せて，食意欲の促進と抑制を制御する生理学的機構の正常化を目指した運動を含めた介入法の開発に資する成果であり，その社会的意義は大きい．

Research Products

• [Journal Article] Association between eating behavior and the immediate neural activity caused by viewing food images presented in and out of awareness: A magnetoencephalography study (2022)
  • Author(s): Ishida R, Ishii A, Matsuo T, Minami T, Yoshikawa T.
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 17 Issue: 12 Pages: e0275959-e0275959
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0275959
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 運動による食欲コントロール～食・動・脳連関～（特集：糖尿病診療における運動・身体活動） (2021)
  • Author(s): 吉川貴仁
  • Journal Title: 月刊糖尿病 Volume: 13 Pages: 23-28
• [Journal Article] Neural effects of acute stress on appetite: A magnetoencephalography study (2020)
  • Author(s): Nakamura C, Ishii A, Matsuo T, Ishida R, Yamaguchi T, Takada K, Uji M, Yoshikawa T.
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 15 Issue: 1 Pages: 1-17
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0228039
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Neural activity induced by visual food stimuli presented out of awareness : a preliminary magnetoencephalography study (2018)
  • Author(s): Takada K, Ishii A, Matsuo T, Nakamura C, Uji M, Yoshikawa T.
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 8 Issue: 1 Pages: 3119
  • DOI: 10.1038/s41598-018-21383-0
  • NAID: 120006404343
  • URL: https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2020476
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 脳からみた食欲の仕組みと運動との繋がり－食・動・脳連関 (2021)
  • Author(s): 吉川貴仁
  • Organizer: 第34回近畿小児科学会（大阪）
  • Invited
• [Presentation] 脳からみた食欲の仕組みと運動の繋がり‐食・動・脳連関 (2020)
  • Author(s): 吉川貴仁
  • Organizer: 第34回近畿小児科学会 シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] 急性の運動負荷による疲労感が食欲に与える影響に関する脳磁図研究 (2018)
  • Author(s): 松尾貴司、石井聡、中村千華、高田勝子、宇治正人、山口貴大、吉川貴仁
  • Organizer: 第14回日本疲労学会総会・学術総会（福岡） ポスター発表
• [Presentation] 急性の運動負荷による疲労感が食欲およびその神経メカニズムに与える影響に関する脳磁図研究 (2018)
  • Author(s): 松尾貴司、石井聡、中村千華、高田勝子、山口貴大、石田梨佳、宇治正人、吉川貴仁
  • Organizer: 第73回日本体力医学会大会（福井） ポスター発表
• [Presentation] 食欲調節の脳神経・内分泌系メカニズムからアスリートの食事を考える (2018)
  • Author(s): 吉川貴仁、宇治正人、松尾貴司、中村千華、山口貴大、石田梨佳、高田勝子、石井聡
  • Organizer: 第73回日本体力医学会（福井） プログラム委員会企画シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] 無意識の視覚的食刺激による神経メカニズムに関連する脳活動の役割：ヒトの脳磁図研究 (2018)
  • Author(s): 高田勝子、吉川貴仁、石田梨佳、石井聡
  • Organizer: 第3回食欲・食嗜好研究会（岡崎） 口頭発表
• [Presentation] 精神的ストレスが食欲に及ぼす影響に関する脳磁図研究 (2018)
  • Author(s): 中村千華、石井聡、松尾貴司、高田勝子、山口貴大、石田梨佳、宇治正人、吉川貴仁
  • Organizer: 第41回日本神経科学大会 Late-Breaking Abstracts （神戸） ポスター発表
• [Presentation] 食欲に急性の運動負荷による疲労感が与える影響及びその神経メカニズムに関する脳磁図研究 (2018)
  • Author(s): 松尾貴司、石井聡、中村千華、石田梨佳、高田勝子、山口貴大、宇治正人、吉川貴仁
  • Organizer: 第82回日本体力医学会中・四国地方会（松江） 口頭発表
• [Presentation] 将来の出来事を予期することによって生じる心理的ストレスが食欲に与える影響に関する脳磁図研究 (2018)
  • Author(s): 中村千華、石井聡、松尾貴司、高田勝子、山口貴大、石田梨佳、宇治正人、吉川貴仁
  • Organizer: 第34回日本体力医学会近畿地方会（草津） ポスター発表
• [Remarks] http://www.med.osaka-cu.ac.jp/sportsmed/
• [Remarks] 大阪市立大学大学院医学研究科 運動生体医学
  • URL: http://www.med.osaka-cu.ac.jp/sportsmed/index.html
• [Remarks] 大阪市立大学大学院医学研究科 運動生体医学
  • URL: http://www.med.osaka-cu.ac.jp/sportsmed/
• [Remarks] 大阪市立大学大学院医学研究科運動生体医学
  • URL: http://www.med.osaka-cu.ac.jp/sportsmed/