運動パフォーマンス決定因子である運動時間精度へのカフェインの影響の定量的検討

Research Project

Project/Area Number	22K11605
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research Institution	Kumamoto University
Principal Investigator	西村方孝熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 助教 (80613398)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000) Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords	時間量子化 / タイミング / 運動 / 時間精度 / コーヒー / お茶
Outline of Research at the Start	本研究では、申請者らが新たに確立した運動時間精度を定量するための動物実験及びリアルタイム解析手法を用い、カフェイン摂取量依存的な運動時間精度への影響をリアルタイムに定量する。さらに、カフェインが拮抗薬として作用するアデノシン受容体（A1、A2A）の選択的拮抗薬を用いて、どのアデノシン受容体が運動時間精度の変化に寄与しているのかを、動物実験により検討する。
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、運動時間精度へのカフェインの影響を定量的に検討し、カフェインが拮抗薬として作用するアデノシン受容体と運動時間精度の関係を明らかにすることを目的としている。経口で接種したカフェインが実際の運動へ影響を与え始めるまでにはある程度の時間遅延があると期待されることから、本研究を進めていく上では、運動時間精度の経時的な変化を定量し解析することが必要となる。カフェインを投与していない状態の動物の行動データから運動時間精度の経時的な変化の定量を進めたところ、研究計画当初は明らかになっていなかった「運動時間の量子化」を発見した（プレプリントとして公開中：https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=4245139）。この発見は、現時点では査読済みの論文としての出版には至っていないものの、「運動時間の量子化」は運動時間精度を決定づける重要な要素となっている可能性が十分に考えられる。ヒトにおいては、脳内で計測された時間が量子化されているという示唆が先行研究で報告されていたが、それを直接的に示した先行研究は存在しない。ヒト以外の実験動物では、時間の量子化を示唆する報告は現時点ではなされていない。例えば運動時間の量子単位が17ミリ秒の場合、時間精度の限界は17ミリ秒に束縛されることになる。カフェインがアデノシン受容体に作用し、仮に、量子単位が17ミリ秒から15ミリ秒へと小さくなった場合、最大で約12%の運動時間精度の改善につながると見積もられる。これは現段階では仮説に過ぎないが、今後の本研究の方向性を大きく左右する新事実となりうるため、2022年度は、査読済み論文としての出版に向けてのデータ整理、論文執筆に注力した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 当初は予期していなかった運動時間の量子化が見つかった。そのため、研究実績の概要に記載した通り、その量子化に関する発見を査読済み論文として出版するためのデータ整理、論文執筆に注力した。そのため、当初の研究計画から見ると全体の進捗はやや遅れている。
Strategy for Future Research Activity	研究実績の概要に記載した通り、運動時間の量子化は今後の本研究の方向性を大きく左右する新事実となりうる。その発見をできるだけ速やかに査読済み論文として出版することが、今後の研究を推進することとなる。