Influence of dual task including mastication on stress

• Project/Area Number: 17K11765
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Prosthodontics/ Dental materials science and
• Research Institution: Tokyo Dental College
• Principal Investigator: 武田 友孝 東京歯科大学, 歯学部, 教授 (20236475)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中島 一憲 東京歯科大学, 歯学部, 准教授 (80317916) ; 酒谷 薫 日本大学, 工学部, 教授 (90244350)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
• Keywords: デュアルタスク / 情動反応 / NIRS / 咀嚼 / 歩行 / ストレス / 国際感情音響刺激 / 歯学 / 脳・神経 / ガム咀嚼

Outline of Annual Research Achievements

ガム咀嚼が、ストレスの緩和、軽減に寄与する可能性が高いと言われている。これまでの申請者らの前頭前野の活動量、自律神経機能、心理的指標などを用いた神経生理学的な研究でも、ガム咀嚼がストレスを緩和することが確認できた。一方、脳機能の活性化、脳血流の改善に、運動と思考力を働かせる二つの課題を同時に行うデュアルタスクが有効とされている。本申請の研究の目的は、ガム咀嚼を含めたデュアルタスクが、ストレス緩和・軽減に及ぼす影響を検討することである。ストレス課題は，これまでの多くの研究において安全性が確立され，かつストレスと認知されている国際音響刺激IADS（The NIMH Center for the Studyof Emotion and Attention at the University of Florida）とする。デュアルタスク課題としてはガム咀嚼および引き算、ガム咀嚼およびしりとりを用いてきた。これにコロナ禍による不活性の対策としてウォーキングを加えている。
測定，評価項目としては、①前頭前野脳活動状態の評価を，NIRS:光イメージング脳機能測定装置（Spectratech OEG-16およびNeU HOT-1000）を用いて行う。
②脳波を後頭部にてポータブル脳波計（ミューズブレインシステム）を用いて測定し，各タスクにおけるα波，β波，θ波の出現率の変化を求める。③自律神経反応を，心拍数ならびに周波数解析（心拍変動解析）を行い交感神経と副交感神経の全体のバランスを検討する。④免疫系の指標には，唾液コルチゾール濃度を用いる。⑤心理状態については，日本版STAIの状態不安尺度による評価を行う。⑥感情評価は10段階のVAS値を用いて評価する。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

コロナ禍において被験者を集めるのが難しいことが挙げられる。また，近赤外分光法（NIRS）における前頭皮質の活動部位を皮膚血流と脳血流の分離することにより正確に評価するため，NeU社製携帯型脳活動計測装置HOT-1000を使用する際の分析方法についても改良を加えているため。

Strategy for Future Research Activity

デュアルタスクの一つにウォーキングを加え，開催される光脳機能イメージング学会（東京都）にて研究成果の発表を予定している。

Research Products

• [Journal Article] Effect of Gum Chewing on PFC Activity During Discomfort Sound Stimulation. (2020)
  • Author(s): Konno M, Nakajima K, Takeda T, Kawano Y, Suzuki Y, Sakatani K
  • Journal Title: Advances in Experimental Medicine and Biology Volume: 1232 Pages: 113-119
  • DOI: 10.1007/978-3-030-34461-0_16
  • ISBN: 9783030344597, 9783030344610
• [Journal Article] Effect of Mastication Muscle Activity on Prefrontal Cortex NIRS Measurement: A Pilot Study. (2020)
  • Author(s): Nakajima K, Takeda T, Saito M, Konno M, Kawano Y, Suzuki Y, Nishino M, Matsuda Y, Ishigami K, Sakatani K
  • Journal Title: Advances in Experimental Medicine and Biology Volume: 1232 Pages: 121-127
  • DOI: 10.1007/978-3-030-34461-0_17
  • ISBN: 9783030344597, 9783030344610
• [Journal Article] Relation Between Cognitive Function and Baseline Concentrations of Hemoglobin in Prefrontal Cortex of Elderly People Measured by Time-Resolved Near-Infrared Spectroscopy. (2017)
  • Author(s): Murayama Y, Sato Y, Hu L, Brugnera A, Compare A, Sakatani K.
  • Journal Title: Adv Exp Med Biol Volume: 977 Pages: 269-276
  • DOI: 10.1007/978-3-319-55231-6_37
  • ISBN: 9783319552293, 9783319552316
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] PFC Blood Oxygenation Changes in Four Different Cognitive Tasks. (2017)
  • Author(s): Takeda T, Kawakami Y, Konno M, Matsuda Y, Nishino M, Suzuki Y, Kawano Y, Nakajima K, Ozawa T, Kondo Y, Sakatani K.
  • Journal Title: Adv Exp Med Biol Volume: 977 Pages: 199-204
  • DOI: 10.1007/978-3-319-55231-6_27
  • ISBN: 9783319552293, 9783319552316
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cortical and cardiovascular responses to acute stressors and their relations with psychological distress. (2017)
  • Author(s): Brugnera A, Zarbo C, Adorni R, Tasca GA, Rabboni M, Bondi E, Compare A, Sakatani K.
  • Journal Title: Int J Psychophysiol Volume: 114 Pages: 38-46
  • DOI: 10.1016/j.ijpsycho.2017.02.002
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Chair-Based Unobtrusive Cuffless Blood Pressure Monitoring System Based on Pulse Arrival Time. (2017)
  • Author(s): Tang Z, Tamura T, Sekine M, Huang M, Chen W, Yoshida M, Sakatani K, Kobayashi H, Kanaya S.
  • Journal Title: IEEE J Biomed Health Inform. Volume: 21(5) Issue: 5 Pages: 1194-1205
  • DOI: 10.1109/jbhi.2016.2614962
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 咀嚼を含めたデュアルタスクがストレス緩和に及ぼす影響 (2022)
  • Author(s): 筒井 新, 中島 一憲, 阪上 隆洋, 小原 信, 片野 勝司, 武田 友孝
  • Organizer: 第33回日本臨床スポーツ医学会学術集会
• [Presentation] Effect of gum chewing on PFC activity during discomfort sound stimulation (2018)
  • Author(s): M. Konno, K. Nakajima, T. Takeda, Y. Kawakami and K. Sakatani
  • Organizer: International Society on Oxygen Transport to Tissue
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] K. Nakajima, T. Takeda, M. Saito, M. Konno, Y. Kawano, Y. Suzuki, M. Nishino, Y. Matsuda, K. Ishigami and K. Sakatani (2018)
  • Author(s): Effect of Mastication Muscle Activity on PFC NIRS Measurement
  • Organizer: International Society on Oxygen Transport to Tissue
  • Int'l Joint Research