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Pattern analysis of physiological stress response using machine learning and construction of clinical model of stress response.

Research Project

Project/Area Number 20K03462
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 10030:Clinical psychology-related
Research InstitutionKagawa University

Principal Investigator

Kanbara Kenji  香川大学, 医学部, 教授 (90440990)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 澤田 砂織  公益財団法人京都高度技術研究所, 未来プロジェクト推進室, 主任研究員 (30373509)
小西 奈美  京都橘大学, 看護学部, 専任講師 (30535810)
吉田 信明  公益財団法人京都高度技術研究所, 研究開発本部, 主任研究員 (00373506)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 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 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywordsストレス関連疾患 / ストレス反応 / 心拍変動 / 機械学習 / モデル / アロスタティック負荷 / 多変量解析 / アロスタシス / パターン
Outline of Research at the Start

複雑化するストレス社会の中で、医療や心理臨床など様々な分野でストレスと身体の関係解明の重要性が増している。ストレスによる心身の反応については種々検討されてきたが、関係性の有無や程度だけでなく、ストレス前-中-後にわたる変化のパターンが個々の臨床像にどのように関係するかが臨床応用やストレス研究において重要である。
そこで本研究では、①生理的ストレス反応-回復と心理・臨床情報の多変量データから、機械学習等により臨床的に意味のあるパターンを抽出し、②それらのパターンからストレス反応の心理・疾患モデルを構築し、③新たな対象にそのモデルを適用してモデルの妥当性や疾患リスクの予測などの臨床応用を検討する。

Outline of Final Research Achievements

The stress response is involved in health maintenance and its response pattern is altered in stress-related diseases. In this study, significant stress response patterns were extracted from multivariate data on physiological stress responses and psychological and clinical information in stress-related diseases and healthy subjects, and their clinical significance was examined.The following is a summary of the results of this research project.
(1) Vagal heart rate variability was associated with lower quality of life in stress-related illnesses, and (2) a "flat and low pattern" of vagal heart rate variability before to after mental work stress was observed in the illness group. In addition, (3) circadian rhythms and relationships between psychological, behavioral, and physiological levels were important in assessing stress in daily life. Furthermore, (4) machine learning analysis showed that the stress response as a time-series change may predict mood disorders.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、ストレス関連疾患の生活の質(QOL)低下に関与する、特徴的な生理的ストレス反応パターンを明らかにした。また、日常生活下でのストレス評価手法を確立し、心理・行動・生理の3レベルでのストレスモニタリングの重要性を提案し、時系列変化としてのストレス反応モデル構築の基盤を築いた。
これらの成果は、ストレス社会におけるストレス関連疾患の病態の解明につながるとともに、日常生活下でのストレス評価により、QOL低下を避けてストレス社会で健康を維持する方策につながる。また、ストレス関連疾患の予防医療や新たな医学的及び心理的治療法開発への貢献も期待される。

Report

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

    (19 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Stress Response Pattern of Heart Rate Variability in Patients with Functional Somatic Syndromes2023

    • Author(s)
      Saka-Kochi Yukie、Kanbara Kenji、Yoshida Kohei、Kato Fumie、Kawashima Sadanobu、Abe Tetsuya、Hasuo Hideaki
    • Journal Title

      Applied Psychophysiology and Biofeedback

      Volume: 49 Issue: 1 Pages: 145-155

    • DOI

      10.1007/s10484-023-09608-z

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Patients with postprandial distress syndrome experience problems with their interoceptive perceptual function to the gastric region, but their heartbeat perception is normal: a case control study2023

    • Author(s)
      Yoshida Kohei、Abe Tetsuya、Kanbara Kenji、Ueda Kento、Saka-Kouchi Yukie、Hasuo Hideaki
    • Journal Title

      BioPsychoSocial Medicine

      Volume: 17 Issue: 1 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1186/s13030-023-00290-5

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of eating together online on autonomic nervous system functions: a randomized, open-label, controlled preliminary study among healthy volunteers2023

    • Author(s)
      Hasuo Hideaki、Kusaka Nahoko、Sano Mutsuo、Kanbara Kenji、Kitawaki Tomoki、Sakuma Hiroko、Sakazaki Tomoya、Yoshida Kohei、Shizuma Hisaharu、Araki Hideo、Suzuki Motoyuki、Nishiguchi Satoshi、Shuzo Masaki、Masuda Gaku、Shimonishi Kei、Kondo Kazuaki、Ueda Hirotada、Nakamura Yuichi
    • Journal Title

      BioPsychoSocial Medicine

      Volume: 17: 10 Issue: 1

    • DOI

      10.1186/s13030-023-00263-8

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Association Between Heart Rate Variability and Quality of Life in Patients with Functional Somatic Syndrome and Healthy Controls2021

    • Author(s)
      Kanbara K, Morita Y, Hasuo H, Abe T.
    • Journal Title

      Appl Psychophysiol Biofeedback.

      Volume: 46(3) Issue: 3 Pages: 279-285

    • DOI

      10.1007/s10484-021-09515-1

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Heart Rate Variability in Psychosomatic Medicine2021

    • Author(s)
      神原 憲治
    • Journal Title

      Japanese Journal of Psychosomatic Medicine

      Volume: 61 Issue: 2 Pages: 126-132

    • DOI

      10.15064/jjpm.61.2_126

    • NAID

      130007993518

    • ISSN
      0385-0307, 2189-5996
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] データ時代における人間理解と心身医学2020

    • Author(s)
      神原 憲治
    • Journal Title

      Japanese Journal of Psychosomatic Medicine

      Volume: 60 Issue: 3 Pages: 198-199

    • DOI

      10.15064/jjpm.60.3_198

    • NAID

      130007825439

    • ISSN
      0385-0307, 2189-5996
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 日常生活での心身モニタリングによるストレス評価の試み(第2報):気づきを促すフィードバッ クの検討2023

    • Author(s)
      小西 奈美、吉田 信明、澤田 砂織、神原 憲治
    • Organizer
      第27回日本心療内科学会総会・学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 心身医学における「身体性」と内受容感覚2022

    • Author(s)
      神原憲治
    • Organizer
      第63回日本心身医学会総会ならびに学術講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 心理面接での主観的な体験と客観的指標の関連(その3):心身相関のダイナミクス分析2022

    • Author(s)
      森田 幸弘, 橋本 忠行, 神原 憲治
    • Organizer
      第63回日本心身医学会総会ならびに学術講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 心理面接での主観的な体験と客観的指標の関連(その4):複数事例の検討2022

    • Author(s)
      橋本 忠行, 森田 幸弘, 神原 憲治
    • Organizer
      第63回日本心身医学会総会ならびに学術講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 精神生理学的ストレスプロファイルを用いた機能性消化管障害の身体的評価の検討2022

    • Author(s)
      坂崎友哉, 水野泰行, 神原憲治, 福永幹彦
    • Organizer
      第63回日本心身医学会総会ならびに学術講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 心理面接教育におけるウェアラブルデバイスと対人プロセス想起法(Interpersonal Process Recall)の活用2022

    • Author(s)
      橋本 忠行, 森田 幸弘, 神原 憲治
    • Organizer
      第26回日本心療内科学会総会・学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 日常生活での 心身モニタリングによる ストレス評価の試み2021

    • Author(s)
      小西奈美, 吉田信明, 澤田砂織, 神原憲治
    • Organizer
      第25回日本心療内科学会総会・学術大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 心理面接での主観的な体験と客観的指標の関連:ウェアラブルデバイスとビデオ記録による2事例の検討(その1)2021

    • Author(s)
      森田幸弘, 橋本忠行, 神原憲治
    • Organizer
      第62回日本心身医学会総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 心理面接での主観的な体験と客観的指標の関連:ウェアラブルデバイスとビデオ記録による2事例の検討(その2)2021

    • Author(s)
      橋本忠行, 森田幸弘, 神原憲治
    • Organizer
      第62回日本心身医学会総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Book] 医療系のための臨床心理学2023

    • Author(s)
      竹森 元彦, 神原 憲治, 坂中 尚哉, 橋本 忠行, 谷渕 真也, 角 徳文, 山下 明子, 加藤 育子, 岡田 宏基, 林 智一 , 野口 修司, 太田 美里, 長谷 綾子
    • Total Pages
      224
    • Publisher
      講談社
    • ISBN
      9784065303894
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] Stress response pattern of heart rate variability

    • URL

      https://psychosom.net/research/stress-response-pattern/

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] ストレス 関連疾患 発症リスク要因の心身医学的検討

    • URL

      https://psychosom.net/research/stress-disease/

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Remarks] ストレスプロファイルとストレス反応

    • URL

      https://psychosom.net/research_category/stress_profile/

    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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