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The effects of heart rate variability biofeedback on psychological and cognitive function and associated brain activity

Research Project

Project/Area Number 21K11187
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

境 信哉  北海道大学, 保健科学研究院, 教授 (30299804)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 澤村 大輔  北海道大学, 保健科学研究院, 講師 (20734750)
吉田 一生  北海道大学, 保健科学研究院, 講師 (90638280)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2023-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2022: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Keywords心拍変動 / バイオフィードバック / 脳波 / 注意 / 不安 / 自律神経
Outline of Research at the Start

自律神経系が認知機能(注意力や記憶力)に影響すると報告した研究が散見されるが、その作用機序は不明である。本研究では心拍変動バイオフィードバックという手法を用いて、自律神経系を調整する介入が、脳活動の変化を通して、不安、ストレスの軽減、認知機能の改善にかかわっていることを示す。本研究は、自律神経系に介入することでなぜ認知機能が改善するのか、その作用機序を明らかにし、新たな介入方法提案の一助となる。

Outline of Annual Research Achievements

近年、自律神経系への行動学的介入として心拍変動バイオフィードバック(Heart Rate Variability Biofeedback: HRVBF)が注目されている。HRVBFを行うことで、不安、ストレスの低減、抑うつの改善や認知機能の改善などの報告が散見されている。しかしながら、そのメカニズムに関しては十分に理解されておらず、効果を否定するような研究もあり、訓練効果に関して報告が一貫していない。また、どのような被験者がHRVBFによる自律神経系への介入の恩恵を受けるのかも明らかとなっていない。本研究は被験者を無作為にHRVBF群とコントロール群とに割付け、HRVBFによる訓練が被験者の不安低減に有効かを検証する。また、訓練前後の行動課題中、安静時の脳波を計測することにより、訓練効果の背景に脳活動の変化が存在するのかを検討し、HRVBFの効果のメカニズムに関わる示唆を得ることを目的とした。本研究の遂行によって、HRVBFの訓練効果の検証と自律神経系に問題が生じる、認知症、パーキンソン病、その他精神疾患患者に対する自律神経系への介入開発の一助となることが期待される。
今年度は無作為化比較試験のデータ収集を継続的に行った。現在、目標とする症例数のデータ収集が完了し、データ解析を行っている。また、データの一部に関しては途中経過として国内学会にて報告した。今後、データの詳細な解析を行い、結果をまとめ、国際学会や国際誌での報告を行う予定である。

Report

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

    (19 results)

All 2022 2021

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 6 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] The impact of visual cross-modal conflict with semantic and nonsemantic distractors on working memory task: A functional near-infrared spectroscopy study2022

    • Author(s)
      Sawamura Daisuke、Tanabe Yoshinobu、Sakuraba Satoshi、Cui Jiahong、Miura Hiroshi、Saito Ryuji、Sugi Masaaki、Watanabe Akihiro、Tokikuni Yukina、Sugawara Kazuhiro、Miyazaki Mitsunori、Miyamoto Reiko、Sakai Shinya
    • Journal Title

      Medicine

      Volume: 101 Issue: 36 Pages: e30330-e30330

    • DOI

      10.1097/md.0000000000030330

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of Audiovisual Cross-Modal Conflict during Working Memory Tasks: A Near-Infrared Spectroscopy Study2022

    • Author(s)
      Cui Jiahong、Sawamura Daisuke、Sakuraba Satoshi、Saito Ryuji、Tanabe Yoshinobu、Miura Hiroshi、Sugi Masaaki、Yoshida Kazuki、Watanabe Akihiro、Tokikuni Yukina、Yoshida Susumu、Sakai Shinya
    • Journal Title

      Brain Sciences

      Volume: 12 Issue: 3 Pages: 349-349

    • DOI

      10.3390/brainsci12030349

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Explicit and implicit attitudes toward smoking: Dissociation of attitudes and different characteristics for an implicit attitude in smokers and nonsmokers2022

    • Author(s)
      Gao Xinyue、Sawamura Daisuke、Saito Ryuji、Murakami Yui、Yano Rika、Sakuraba Satoshi、Yoshida Susumu、Sakai Shinya、Yoshida Kazuki
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 17 Issue: 10 Pages: e0275914-e0275914

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0275914

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Role of the Ventromedial Prefrontal Cortex in Preferential Decisions for Own- and Other-Age Faces2022

    • Author(s)
      Ito Ayahito、Yoshida Kazuki、Aoki Ryuta、Fujii Toshikatsu、Kawasaki Iori、Hayashi Akiko、Ueno Aya、Sakai Shinya、Mugikura Shunji、Takahashi Shoki、Mori Etsuro
    • Journal Title

      Frontiers in Psychology

      Volume: 13 Pages: 822234-822234

    • DOI

      10.3389/fpsyg.2022.822234

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Differences of expected intervention effects between participant-led and facilitator-led preventive care services in Japan2021

    • Author(s)
      Yun Shan、Takashima Risa、Yoshida Kazuki、Sawamura Daisuke、Inoue Takao、Sakai Shinya
    • Journal Title

      Hong Kong Journal of Occupational Therapy

      Volume: 34 Issue: 2 Pages: 83-93

    • DOI

      10.1177/15691861211022986

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      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Chopstick operation training with the left non-dominant hand2021

    • Author(s)
      Sawamura Daisuke、Sakuraba Satoshi、Yoshida Kazuki、Hasegawa Naoya、Suzuki Yumi、Yoshida Susumu、Honke Toshihiro、Sakai Shinya
    • Journal Title

      Translational Neuroscience

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 385-395

    • DOI

      10.1515/tnsci-2020-0189

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      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Relationship between the proficiency level and anxiety-reducing effect in a one-time heart rate variability biofeedback2021

    • Author(s)
      Saito Ryuji、Sawamura Daisuke、Yoshida Kazuki、Sakai Shinya
    • Journal Title

      Medicine

      Volume: 100 Issue: 45 Pages: e27742-e27742

    • DOI

      10.1097/md.0000000000027742

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    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 喫煙に対する明示的、暗黙的態度 -喫煙者、非喫煙者における態度の乖離と暗黙的態度の異なる特徴2022

    • Author(s)
      吉田一生, 高欣悦, 澤村大輔, 齋藤隆司, 村上優衣, 矢野里香, 桜庭聡, 吉田晋, 境信哉
    • Organizer
      第46回日本高次脳機能障害学会
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  • [Presentation] 運転課題中のマインドワンダリングによる不注意状態の検出2022

    • Author(s)
      吉田一生, 澤村大輔, 八木幹雄, 中嶋悠, 齊藤隆司, 山村奈央, 小笠原克彦, 境信哉
    • Organizer
      第46回日本高次脳機能障害学会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] スクロールする日本語黙読時における視線移動の特徴2022

    • Author(s)
      前山昂弥, 澤村大輔, 吉田一生, 鈴木哲平, 小笠原克彦, 境信哉
    • Organizer
      第46回日本高次脳機能障害学会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 心拍変動バイオフィードバック訓練による不安低減効果とその脳活動2022

    • Author(s)
      齋藤隆司, 吉田一生, 澤村大輔, 時國幸奈, 渡邉陽裕, 段ビョウ文, 境信哉
    • Organizer
      第46回日本高次脳機能障害学会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 外傷性脳損傷患者のメタ認知能力低下の特徴とself-awarenessとの関連2022

    • Author(s)
      吉田一生, 澤村大輔, 小川圭太, 本谷卓郎, 生駒一憲, 境信哉
    • Organizer
      第46回日本神経心理学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Young-age bias in valuation of faces2021

    • Author(s)
      Ayahito Ito, Kazuki Yoshida, Ryuta Aoki, Toshikatsu Fujii, Iori Kawasaki, Akiko Hayashi, Aya Ueno, Etsuro Mori, Shinya Sakai, Shunji Mugikura, Shoki Takahashi, Nobuhito Abe
    • Organizer
      European Society for Cognitive and Affective Neuroscience
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The role of the ventromedial prefrontal cortex in automatic formation of impression and reflected impression2021

    • Author(s)
      Ayahito Ito, Kazuki Yoshida, Kenta Takeda, Daisuke Sawamura, Yui Murakami, Ai Hasegawa, Shinya Sakai, Keise Izuma
    • Organizer
      32nd International Congress of Psychology
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Comparison of effectiveness between participant-led and facilitator-led preventive care programs in Japan2021

    • Author(s)
      Shan Yun, Risa Takashima, Kazuki Yoshida, Daisuke Sawamura, Shinya Sakai
    • Organizer
      Global Healthcare
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 顔の印象判断における若年者バイアス ―fMRIとdrift-diffusion modelによる検討―2021

    • Author(s)
      伊藤文人, 吉田一生, 川崎伊織, 境信哉
    • Organizer
      第55回日本作業療法学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Interfering Effect of Cross-modal Conflict During Working Memory Task: A Near-infrared Spectroscopy Study2021

    • Author(s)
      Cui J, Sawamura D, Tanabe Y, MiuraH, Sugi M, Yoshida K, SaitoR, Watanabe A, Tokikuni Y, Sakai S
    • Organizer
      fNIRS 2021 Virtual Meeting
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      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cognitive training-derived microstructural and functional neuroplasticity and the neural mechanisms underlying the far-transfer effect2021

    • Author(s)
      Sawamura D, Suzuki R, Sakai S, Ogawa K, Li X, Hamaguchi H, Tha KK
    • Organizer
      ISMRM & SMRT Virtual Conference & Exhibition (Annual meeting)
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      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 自己身体の認識の障害ー右大脳半球損傷後に認められる高次脳機能障害ー2021

    • Author(s)
      加藤正巳, 太田久晶, 境 信哉, 橋本竜作
    • Organizer
      第51回北海道作業療法学会総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2023-12-25  

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