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Effects and mechanisms of heart rate variability biofeedback on emotional and cognitive functions

Research Project

Project/Area Number 24K23754
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0908:Society medicine, nursing, and related fields
Research InstitutionHealth Sciences University of Hokkaido

Principal Investigator

齋藤 隆司  北海道医療大学, リハビリテーション科学部, 助教 (71002755)

Project Period (FY) 2024-07-31 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2025: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords自律神経 / 心拍変動 / バイオフィードバック / 覚醒度 / 認知機能 / 注意課題 / 感情機能 / 脳波 / 事象関連電位
Outline of Research at the Start

自律神経系は生命活動の維持だけでなく、感情・認知機能にも関連していることが近年注目されているが、どのような因果関係で関連しているのか依然として不明である。本研究は自律神経系を調整する技法である心拍変動バイオフィードバック(Heart rate variability biofeedback: HRVBF)を実施し、自律神経系の活性化が感情機能の改善を介して認知機能を向上させるのかを質問紙、行動学的課題、脳波、心拍変動の観点から明らかにする。HRVBFによる自律神経系の変化と感情・認知機能の変化との因果関係を明らかにすることで、自律神経系と感情・認知機能との関係性に対する理解、精緻化に貢献する。

Outline of Annual Research Achievements

自律神経系は生命活動の維持だけでなく、感情・認知機能にも関連している。自律神経系を調整する方法である心拍変動バイオフィードバック(Heart rate variability biofeedback: HRVBF)は感情・認知機能に対する効果が確認されており、抑うつや不安などの精神症状の改善や注意や抑制などの認知制御の向上が報告されている。しかし、HRVBFによる自律神経系の変化と感情・認知機能の変化がどのような関係性となっているのか明らかではなく、HRVBFの効果機序には不明な点が多い。
研究者らはこれまでにHRVBFの単回訓練効果および継続訓練効果を生理学的、行動学的に検証したが、いずれも訓練効果を積極的に支持する結果は得られなかった。また、近年の先行研究において訓練効果は否定的であるとする報告が増えてきており、HRVBFによる覚醒度の低下が寧ろ認知機能の低下を引き起こす可能性も示唆されている。覚醒度は感情・認知制御の根底にある重要な要素であることが広く知られている。これらの知見を鑑み、HRVBFによる感情機能の変化が認知機能の変化に与える影響を検証する前段階としてHRVBFによる覚醒度の変化が認知機能に与える影響を検証することが急務であると考えた。それを踏まえ、今年度は研究計画を修正し、覚醒度の生理学的測定方法を検討した。研究プロトコルやHRVBFの実施方法、行動学的課題(持続的注意課題)、解析方法については概ね準備が整っている。今後は単回のHRVBFによる一時的な自律神経系の変化により覚醒度が適切なレベルで調整される場合と調整されない場合が混在し、認知機能への効果に差異が生じている可能性を検証する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

研究者らのこれまでの研究や近年の先行研究の結果を鑑みて研究計画の修正を行ったこと、研究計画修正に伴う覚醒度の生理学的測定方法の検討・準備に時間を要していることにより、進捗状況に遅れが生じた。そのため、遅れていると判断した。

Strategy for Future Research Activity

次年度は覚醒度の生理学的測定方法を可及的すみやかに検討し、準備を進める。研究プロトコルやHRVBFの実施方法、行動学的課題、解析方法については概ね準備が整っているため、覚醒度の生理学的測定方法の検討・準備が完了し、倫理審査委員会の承認が得られ次第、データ収集を遂行することが可能である。予備実験を行って修正点が無ければ、本実験に移行しデータ収集に着手する。

Report

(1 results)
  • 2024 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2025 2024

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] The strength of confidence is involved in controlling the intensity of attentional allocation2025

    • Author(s)
      Yoshida Kazuki、Saito Ryuji
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 15 Issue: 1 Pages: 2688-2688

    • DOI

      10.1038/s41598-025-86160-2

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Association between individual differences in interoception and cardiac coherence during heart rate variability biofeedback2025

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

      Physiology & Behavior

      Volume: 294 Pages: 114877-114877

    • DOI

      10.1016/j.physbeh.2025.114877

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of Heart Rate Variability Biofeedback Training on Anxiety Reduction and Brain Activity: a Randomized Active-Controlled Study Using EEG2024

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

      Applied Psychophysiology and Biofeedback

      Volume: 49 Issue: 4 Pages: 603-617

    • DOI

      10.1007/s10484-024-09650-5

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Differing effectiveness of transcranial random noise stimulation and transcranial direct current stimulation for enhancing working memory in healthy individuals: a randomized controlled trial2024

    • Author(s)
      Tokikuni Yukina、Watanabe Akihiro、Nakazono Hisato、Miura Hiroshi、Saito Ryuji、Miaowen Duan、Fuyama Kanako、Takahashi Keita、Okada Kazufumi、Sugawara Kazuhiro、Tohyama Harukazu、Yoshida Susumu、Fong Kenneth N. K.、Sawamura Daisuke
    • Journal Title

      Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation

      Volume: 21 Issue: 1 Pages: 180-180

    • DOI

      10.1186/s12984-024-01481-z

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 内受容感覚が心拍変動バイオフィードバックの達成度に与える影響2025

    • Author(s)
      齋藤隆司, 吉田一生, 澤村大輔
    • Organizer
      第16回日本ニューロリハビリテーション学会学術集会
    • Related Report
      2024 Research-status Report

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Published: 2024-08-01   Modified: 2025-12-26  

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