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随意運動発現機構の階層性を考慮したtDCSが運動能力に及ぼす影響の解明

Research Project

Project/Area Number 19J20371
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research InstitutionChukyo University

Principal Investigator

彦坂 幹斗  中京大学, スポーツ科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords経頭蓋直流電気刺激 / tDCS / 一次運動野 / 両手運動 / 前頭前野 / 持久的運動能力
Outline of Research at the Start

Transcranial Direct Current Stimulation(tDCS)は頭皮の上に電極を2枚置き、脳に対して微弱な電流を通すことにより特定の脳の部位の興奮性を変化させる非侵襲な脳刺激である。この研究では、脳の階層的なネットワークに着目し、脳ネットワークを電気刺激することで運動能力が変化するかどうか、またそのメカニズムを調査することを目的としている。

Outline of Annual Research Achievements

2021年度は、2020年度に行った「脳を非侵襲的に刺激する手法が両手同時の筋力発揮にどのような影響を与えるか」という研究の取りまとめを行った。その結果、左の運動野の活動を高め、右の運動野の活動を抑えるような刺激を与えることで、両手同時の握力が促通することを明らかにした。これらの結果は、左脳を陽極、右脳を陰極で電気刺激すると、片手運動でも両手運動でも、筋力発揮をしやすい脳状態になる可能性を示している。これらの研究成果は、国際誌への論文発表、国内での学会発表を行った。この実験から得られた左脳と右脳では片手運動と両手運動において異なる運動制御を行っているという仮説を検証するために、「片手だけで筋力発揮する片手握力で生じた疲労が両手同時に筋力発揮する両手握力に与える影響」について調査する実験を行い、その研究成果を取りまとめた。その結果、右手だけ筋力発揮する右片手握力を疲労させた場合、右片手握力は平均で7kg低下した一方で、両手同時に筋力発揮する右両手握力は平均で5kgしか低下していなかった。すなわち、片手での運動に疲れた場合、両手での運動に切り替えることで、筋力発揮が促通する可能性があり、スポーツトレーニングやリハビリテーションへの応用可能性を示している。例えば、右手の片手筋力発揮を事前に疲労させることで、両手同時の筋力発揮が求められるボートのローイングやウエイトリフティング、脳卒中や脊髄損傷による麻痺手を有する患者の両手運動を促通させるような手法として活用することができる可能性を示している。これらの研究成果は、国際誌への論文発表、国内での学会発表を行った。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 3 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Effects of Bilateral Transcranial Direct Current Stimulation on Simultaneous Bimanual Handgrip Strength2021

    • Author(s)
      Mikito Hikosaka and Yu Aramaki
    • Journal Title

      Frontiers in Human Neuroscience

      Volume: 15 Pages: 1-11

    • DOI

      10.3389/fnhum.2021.674851

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Neuromuscular Fatigue in Unimanual Handgrip Does Not Completely Affect Simultaneous Bimanual Handgrip2021

    • Author(s)
      Mikito Hikosaka and Yu Aramaki
    • Journal Title

      Frontiers in Human Neuroscience

      Volume: 15 Pages: 1-10

    • DOI

      10.3389/fnhum.2021.763580

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 一次運動野と背外側前頭前野への経頭蓋直流電気刺激が持久的運動能力に与える影響2020

    • Author(s)
      彦坂幹斗、荒牧勇
    • Journal Title

      中京大学体育研究所紀要

      Volume: 34 Pages: 1-9

    • NAID

      120006861960

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Presentation] 片手握力発揮による疲労は両手握力発揮に部分的に影響する2021

    • Author(s)
      彦坂幹斗, 荒牧勇
    • Organizer
      第15回 Motor Control 研究会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 経頭蓋直流電気刺激が両手同時に発揮する握力に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      彦坂幹斗, 荒牧勇
    • Organizer
      第27回日本バイオメカニクス学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 一次運動野への経頭蓋直流電気刺激は垂直跳びの跳躍高を増大させるか2019

    • Author(s)
      彦坂幹斗、荒牧勇
    • Organizer
      第19回日本電気生理運動学会・第7回計測自動制御学会電気生理運動学研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 一次運動野への経頭蓋直流電気刺激がジャンプパフォーマンスに及ぼす影響2019

    • Author(s)
      彦坂幹斗、荒牧勇
    • Organizer
      第70回日本体育学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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