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Exploring the neural basis of athletes' superior visual information processing function

Research Project

Project/Area Number 19K11482
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

Kamibayashi Kiyotaka  同志社大学, スポーツ健康科学部, 准教授 (70415363)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords視覚 / MRI / 灰白質 / 経頭蓋直流電気刺激 / 視覚情報処理 / 経頭蓋磁気刺激 / MOT課題 / tDCS / サッカー / アスリート
Outline of Research at the Start

スポーツ選手の優れた運動パフォーマンスには素早い正確な状況判断が不可欠で、視覚から得られた情報を知覚・認知し、状況に応じた運動指令を瞬時に出力することが求められる。この研究では、スポーツ場面に類似した動的な視覚情報処理課題において、アスリートの能力は優れているのかを調べる。また、課題実施中にどの脳領域の活動が高まるのか、課題成績の優れたアスリートの脳活動パターンや脳形態には特徴がみられるのか否かについてMRIを用いて調べることとする。

Outline of Final Research Achievements

The gray matter volume in the visual cortex areas associated with peripheral vision showed a positive correlation with performance on the 3D multiple object tracking task. Additionally, non-invasive cathodal stimulation to the visual areas in the occipital lobe by transcranial direct current stimulation demonstrated the potential to further enhance task performance. Furthermore, the results from observing basketball free-throw actions revealed that, regardless of basketball experience, the excitability of the corticospinal pathway, which connect primary motor cortex to spinal motor neurons, was not facilitated during video observation at a slower playback speed compared to normal playback speed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

今回の研究成果から、球技スポーツで重要となる視覚情報処理機能において、灰白質容積との関連が示され、アスリートの優れた視覚情報処理機能を支える脳の構造的特徴が明らかにされた。アスリートの卓越した機能に迫るこのような研究成果は、今後、スポーツタレントの発掘につながる可能性がある。また、非侵襲的な脳刺激がパフォーマンス向上に寄与する可能性が示されたことから、機能を高める新たなトレーニング手法の開発も期待される。

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 2021 2019 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Corticospinal excitability during observation of basketball free-throw movement: Effects of video playback speed and stimulus timing2023

    • Author(s)
      Masaya Kitamura, Katsuya Yamamoto, Atsushi Oshima, Kiyotaka Kamibayashi
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 18 Issue: 9 Pages: e0292060-e0292060

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0292060

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Changes in corticospinal excitability during motor imagery by training of force production task: effect of the rate of force development during training2023

    • Author(s)
      Kitamura M, Oshima A, Kamibayashi K
    • Organizer
      32nd Annual Meeting of the Society for the Neural Control of Movement (NCM)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] バスケットボールのフリースロー動作観察における動画再生速度が皮質脊髄路興奮性に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      北村将也,山本勝也,大島惇史,上林清孝
    • Organizer
      京都滋賀体育学会第152回大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 学習時と異なる力発揮速度で行う運動イメージが皮質脊髄路興奮性に及ぼす影響2022

    • Author(s)
      北村将也,大島惇史,上林清孝
    • Organizer
      第77回日本体力医学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 視覚情報処理能力に関連する大脳皮質構造2021

    • Author(s)
      上林清孝
    • Organizer
      日本体力医学会第35回近畿地方会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Cortical structures associated with multiple object tracking performance.2019

    • Author(s)
      Kamibayashi K, Narai Y, Oshima A.
    • Organizer
      Neuroscience 2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 3次元複数対象追跡課題の成績と皮質構造との関連2019

    • Author(s)
      上林清孝,楢井雄己,大島惇史
    • Organizer
      第74回日本体力医学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Remarks] 同志社大学 トピックス 国際学術誌「PLOS ONE」に掲載されました

    • URL

      https://www.doshisha.ac.jp/news/detail/001-OqAfZd.html

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 同志社大学スポーツ健康科学部 上林研究室

    • URL

      https://www1.doshisha.ac.jp/~kkamibay/

    • Related Report
      2022 Research-status Report 2021 Research-status Report 2020 Research-status Report
  • [Remarks] 同志社大学スポーツ健康科学部上林研究室ホームページ

    • URL

      https://www1.doshisha.ac.jp/~kkamibay/index.html

    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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