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Explanation of exercise intensity that positively affects cognitive function through improvement of sleep disorder in older adults

Research Project

Project/Area Number 21F21110
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Review Section Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

大藏 倫博  筑波大学, 体育系, 教授 (60396611)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) SEOL JAEHOON  筑波大学, 体育系, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2021-04-28 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywords睡眠の質 / 前頭前野の脳血流 / 運動の強度 / 高齢者 / 前頭前野の活性化 / 強度別運動 / デルタパワー
Outline of Research at the Start

運動は睡眠に至るまでの時間の短縮や深い睡眠を増やすため睡眠障害の改善を図ることができる。また、深い睡眠の時に多く出現するδパワーは、認知機能と強く関連することが知られているため、運動は睡眠障害の改善(δパワーの増強)を介して翌朝の認知機能に好影響を与える可能性がある。しかし、実験環境等の問題で高齢者を対象にした研究は極めて少ない。本研究では、高齢者を対象に睡眠と認知機能を客観的検査により評価することで、睡眠障害の改善を介して認知機能へ好ましい効果を及ぼすための適切な運動強度を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、地域在住女性高齢者15名を対象にコントロール条件、低強度運動、中高強度運動を行わせ、就寝前後の認知機能および認知課題中の脳血流の活性化度を評価することにより、本研究の学術的な「問い」である“高齢者の睡眠障害の改善を通じて認知機能に好影響を与えうる運動強度はどのような強度か”を検証することである。
各試行中における平均心拍数は、安静座位が63拍/分、低強度運動が92拍/分、中高強度運動が109拍/分であり、安静座位に対して最大心拍数が低強度運動は約45%、中高強度運動は約72%であった。なお、試行中における深部体温の変化は、低強度運動(+0.5℃)と中高強度運動(0.7℃)は、安静座位に比べて有意に増加した。
総睡眠時間、睡眠効率、レム睡眠の潜時、N2、において有意な傾向はみられたものの、有意差は見られなかった。しかし、いずれの項目において、低強度運動が良好な値を示した。翌朝に実施した主観的な睡眠感については、統計的に有意な結果は示さなかった。
試行前後および翌朝に実施したストループテストにおいては、統計的な有意差はみられなかったが、低強度運動の後および翌朝の認知機能の中でも実行機能を表す指標(ストループ干渉量)が良好な値を示した。ストループテスト中にfNIRSによる前頭前野の脳血流を調べた結果、右側のDLPFCにおいて有意な交互作用がみられ、事後検定の結果、低強度運動が運動後に中高強度運動より前頭前野の脳血流が活性化されていた。なお、右側の腹外側前頭前野と左側の前頭極領域も有意な交互作用がみられたが、事後検定では有意な群間差がみられなかった。
本課題では、仮説通りに運動が睡眠および認知機能に大きな影響は及ぼさなかった。しかし、全体的に客観的な睡眠のパラメーターと認知機能、そして前頭前野の脳血流の活性化においては、低強度運動が良好な値を示している。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Effects of home-based manual dexterity training on cognitive function among older adults: a randomized controlled trial2023

    • Author(s)
      Seol Jaehoon、Lim Namhoon、Nagata Koki、Okura Tomohiro
    • Journal Title

      European Review of Aging and Physical Activity

      Volume: 20 Issue: 1

    • DOI

      10.1186/s11556-023-00319-2

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Bidirectional associations between physical activity and sleep in order adults: a multilevel analysis using polysomnography2022

    • Author(s)
      Jaehoon Seol, Jaehee Lee, Insung Park, Kumpei Tokuyama, Shoji Fukusumi, Toshio Kokubo, Masashi Yanagisawa, Tomohiro Okura
    • Journal Title

      Scientific Report

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 15399-15399

    • DOI

      10.1038/s41598-022-19841-x

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Combined effect of daily physical activity and social relationships on sleep disorder among older adults: cross-sectional and longitudinal study based on data from the Kasama study2021

    • Author(s)
      Seol Jaehoon、Lee Jaehee、Nagata Koki、Fujii Yuya、Joho Kaya、Tateoka Korin、Inoue Taiki、Liu Jue、Okura Tomohiro
    • Journal Title

      BMC Geriatrics

      Volume: 21 Issue: 1 Pages: 623-623

    • DOI

      10.1186/s12877-021-02589-w

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 手指巧緻性トレーニングが高齢者の認知機能に与える影響:3か月間のランダム化比較試験2022

    • Author(s)
      薛載勲、林ナム勲、大藏倫博
    • Organizer
      第11回日本認知症予防学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 高齢者における日中の座位活動と強度別身体活動と夜間の睡眠との双方向関係:睡眠ポリグラフ検査を用いた検討2022

    • Author(s)
      薛 載勲、李 宰熙、福住 昌司、小久保 利雄、柳沢 正史、大藏 倫博
    • Organizer
      第77回日本体力医学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 大藏研究室ホームページ

    • URL

      http://www.taiiku.tsukuba.ac.jp/~okura/index.html

    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2021-05-27   Modified: 2024-03-26  

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