幼少期の運動習慣が中高齢期の認知機能を維持・増進させる神経機構とその個人差の解明

• Project Area: Lifelong sciences: Reconceptualization of development and aging in the super aging society
• Project/Area Number: 21H05332
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (I)
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 石原 暢 神戸大学, 人間発達環境学研究科, 助教 (10801631)
• Project Period (FY): 2021-09-10 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000); Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: 身体活動 / 体力 / 体格 / 認知機能 / 磁気共鳴画像法 / 機能的近赤外分光分析法 / 運動 / 生活習慣

Outline of Research at the Start

幼少期の習慣的運動は認知機能の発達を促し，その効果は中高齢期にまで継続されることが示唆されている．しかし，その基盤となる神経機構と個人差は検討されておらず，どのような場合に幼少期の習慣的運動が中高齢期の認知機能の維持・増進に貢献するのかは未解明である．本研究では，子どもを対象とした2年間の前向き縦断研究と中高齢者を対象とした後ろ向き横断研究により，幼少期の習慣的運動が中高齢期の認知機能を維持・増進させる背景にある脳の構造・機能的変化およびその個人差を明らかにする．

Outline of Annual Research Achievements

幼少期の習慣的運動は認知機能の発達を促し、その効果は中高齢期にまで継続されることが示されている。しかし、その基盤となる神経機構と個人差は検討されておらず、どのような場合に幼少期の習慣的運動が中高齢期の認知機能の維持・増進に貢献するのかは未解明である。本研究は、子どもを対象とした2年間の前向き縦断研究と中高齢者を対象とした後ろ向き横断研究により、幼少期の習慣的運動が中高齢期の認知機能を維持・増進させる背景にある脳の構造・機能的変化およびその個人差を明らかにすることを目的としている。
令和4年度には、個人差に着目した研究を実施した。幼少期の習慣的運動は中高齢期の大脳皮質厚および大脳半球間の機能的・構造的結合と正の相関関係を持つ一方で、大脳皮質神経突起密度、方向散乱と負の相関関係を持つことが示された。また、中高齢期の身体不活動、座位時間、喫煙、睡眠不足、肥満、低体力は大脳皮質厚および大脳半球間の機能的・構造的結合と負の相関関係を持つ一方で、大脳皮質神経突起密度、方向散乱と正の相関関係を持つことが示された。これらの結果は、幼少期に運動を行なっていたとしても、成人後の身体不活動、座位時間、喫煙、睡眠不足、肥満、低体力により、幼少期の運動の好影響が弱まることを示唆している。

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。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Basel(スイス)
• [Int'l Joint Research] Universite des Antilles(フランス)
• [Int'l Joint Research] International Tennis Federation(英国)
• [Int'l Joint Research] University of Basel(スイス)
• [Int'l Joint Research] Edith Cowan University(オーストラリア)
• [Journal Article] Extracurricular music and visual arts activities are related to academic performance improvement in school-aged children (2023)
  • Author(s): Ishiguro Chiaki、Ishihara Toru、Morita Noriteru
  • Journal Title: npj Science of Learning Volume: 8 Issue: 1 Pages: 7-7
  • DOI: 10.1038/s41539-023-00155-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Editorial: Performance optimization in racket sports: The influence of psychological techniques, factors, and strategies (2023)
  • Author(s): Robin Nicolas、Ishihara Toru、Guillet-Descas Emma、Crespo Miguel
  • Journal Title: Frontiers in Psychology Volume: 14 Pages: 1140681-1140681
  • DOI: 10.3389/fpsyg.2023.1140681
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Association between perceived exertion and executive functions with serve accuracy among male university tennis players: A pilot study (2023)
  • Author(s): Kuroda Yuta、Ishihara Toru、Mizuno Masao
  • Journal Title: Frontiers in Psychology Volume: 14 Pages: 1007928-1007928
  • DOI: 10.3389/fpsyg.2023.1007928
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A narrative review of the relationship between early-life physical activity and later-life cognitive function (2022)
  • Author(s): Ishihara Toru、Kyan Akira
  • Journal Title: The Journal of Physical Fitness and Sports Medicine Volume: 11 Issue: 3 Pages: 137-147
  • DOI: 10.7600/jpfsm.11.137
  • ISSN: 2186-8123, 2186-8131
  • Year and Date: 2022-05-25
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Editorial: The effects of physical activity and exercise on cognitive and affective wellbeing (2022)
  • Author(s): Chen Chong、Yau Suk Yu、Clemente Filipe Manuel、Ishihara Toru
  • Journal Title: Frontiers in Behavioral Neuroscience Volume: 16 Pages: 1047758-1047758
  • DOI: 10.3389/fnbeh.2022.1047758
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Effects of the <scp>COVID</scp> ‐19 pandemic on professional tennis players' match statistics: A large‐scale population‐based study (2022)
  • Author(s): Ishihara Toru、Robin Nicolas、Naito Takashi、Murata Munenori、Crespo Miguel
  • Journal Title: Scandinavian Journal of Medicine &amp; Science in Sports Volume: 32 Issue: 10 Pages: 1516-1518
  • DOI: 10.1111/sms.14216
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The nervous system as a pathway for exercise to improve social cognition (2022)
  • Author(s): Ludyga S, Ishihara T, Kamijo K
  • Journal Title: Exercise and Sport Sciences Reviews Volume: 50 Issue: 4 Pages: 203-212
  • DOI: 10.1249/jes.0000000000000300
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Association of Cardiovascular Risk Markers and Fitness with Task-Related Neural Activity during Animacy Perception (2022)
  • Author(s): ISHIHARA TORU、MIYAZAKI ATSUSHI、TANAKA HIROKI、MATSUDA TETSUYA
  • Journal Title: Medicine and Science in Sports and Exercise Volume: 54 Issue: 10 Pages: 1738-1750
  • DOI: 10.1249/mss.0000000000002963
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Brain structural changes and the development of interference control in children with ADHD: The predictive value of physical activity and body mass index (2022)
  • Author(s): Ludyga Sebastian、Ishihara Toru
  • Journal Title: NeuroImage: Clinical Volume: 35 Pages: 103141-103141
  • DOI: 10.1016/j.nicl.2022.103141
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Content validity and reliability of an enjoyable multicomponent agility test for boys: The N-challenge test (2022)
  • Author(s): Morita Noriteru、Ishihara Toru、Yamamoto Rihito、Shide Noriyuki、Okuda Tomoyasu
  • Journal Title: Journal of Sports Sciences Volume: 40 Issue: 9 Pages: 976-983
  • DOI: 10.1080/02640414.2022.2043698
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Investigating the role of age and maturation on the association between tennis experience and cognitive function in junior beginner to intermediate-level tennis players (2022)
  • Author(s): Turner Mitchell、Ishihara Toru、Beranek Philipp、Turner Kate、Fransen Job、Born Philipp、Cruickshank Travis
  • Journal Title: International Journal of Sports Science & Coaching Volume: 17 Issue: 5 Pages: 174795412110558-174795412110558
  • DOI: 10.1177/17479541211055841
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Longitudinal Associations Between Physical Activity, Body Mass Index and Inhibitory Control in Children with ADHD: Mediation by Brain Structure (2022)
  • Author(s): Ludyga Sebastian、Ishihara Toru
  • Journal Title: SSRN Electronic Journal Volume: NA
  • DOI: 10.2139/ssrn.4008157
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The effects of acute aerobic exercise on executive function: A systematic review and meta-analysis of individual participant data (2021)
  • Author(s): Ishihara Toru、Drollette Eric S.、Ludyga Sebastian、Hillman Charles H.、Kamijo Keita
  • Journal Title: Neuroscience & Biobehavioral Reviews Volume: 128 Pages: 258-269
  • DOI: 10.1016/j.neubiorev.2021.06.026
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Childhood exercise predicts response inhibition in later life via changes in brain connectivity and structure (2021)
  • Author(s): Ishihara Toru、Miyazaki Atsushi、Tanaka Hiroki、Fujii Takayuki、Takahashi Muneyoshi、Nishina Kuniyuki、Kanari Kei、Takagishi Haruto、Matsuda Tetsuya
  • Journal Title: NeuroImage Volume: 237 Pages: 118196-118196
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2021.118196
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Effect of prenatal exposure to phthalates on epigenome-wide DNA methylations in cord blood and implications for fetal growth: The Hokkaido Study on Environment and Children's Health (2021)
  • Author(s): Miura Ryu、Ikeda-Araki Atsuko、Ishihara Toru、Miyake Kunio、Miyashita Chihiro、Nakajima Tamie、Kobayashi Sumitaka、Ishizuka Mayumi、Kubota Takeo、Kishi Reiko
  • Journal Title: Science of The Total Environment Volume: 783 Pages: 147035-147035
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.147035
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Differential effects of changes in cardiorespiratory fitness on worst- and best- school subjects. (2021)
  • Author(s): Ishihara T, Morita N, Nakajima T, Yamatsu K, Okita K, Sagawa M, Kamijo K.
  • Journal Title: npj Sci Learn Volume: 1 Issue: 1 Pages: 8-8
  • DOI: 10.1038/s41539-021-00086-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Extracurricular Activity on Music and Visual Art Associates with Children’ Academic Achievement by Transferring Each Subject Score (2021)
  • Author(s): Ishiguro Chiaki、Ishihara Toru、Morita Noriteru
  • Journal Title: Research Square Volume: NA
  • DOI: 10.21203/rs.3.rs-620557/v1
  • Open Access
• [Presentation] 若年成人の睡眠習慣と脳構造の関係 (2023)
  • Author(s): 韓天放, 宮崎淳, 丁同芳, 松田哲也, 石原暢
  • Organizer: 日本体力医学会 第37回近畿地方会
• [Presentation] 若年成人の体力および心血管リスクマーカーと脳構造・機能の関係 (2023)
  • Author(s): 丁同芳, 宮崎淳, 韓天放, 松田哲也, 石原暢
  • Organizer: 日本体力医学会 第37回近畿地方会
• [Presentation] 相互協調的自己観を支える脳機能・脳構造ネットワーク (2023)
  • Author(s): 李 述冰, 山田 順子, 石原 暢, 村山 美穂, 高橋 英彦, 松田 哲也, 高岸 治人
  • Organizer: 第25回日本ヒト脳機能マッピング学会
• [Presentation] 一過性運動が認知機能に与える影響ー調整変数に着目したIPDメタ分析ー (2022)
  • Author(s): 石原暢
  • Organizer: 第77回日本体力医学会大
  • Invited
• [Presentation] 身体的健康と脳の健康、社会性 (2022)
  • Author(s): 石原暢
  • Organizer: 日本社会心理学会第63回大会
  • Invited
• [Presentation] 幼少期の運動経験と将来の認知機能 (2022)
  • Author(s): 石原暢
  • Organizer: 第30回日本運動生理学会大
  • Invited
• [Presentation] マラソンタイムの個人内変動における性差 (2022)
  • Author(s): 大森由理, 石原暢
  • Organizer: 北海道体育学会第61回大会
• [Presentation] COVID-19の流行に伴うツアーの中断がプロテニスプレーヤーの試合統計に与えた影響 (2022)
  • Author(s): 石原 暢, Nicolas Robin, 内藤 貴司, 村田 宗紀, Miguel Crespo
  • Organizer: 日本テニス学会
• [Presentation] 思春期世代の子どもの向社会行動を支える脳機能・脳構造 (2022)
  • Author(s): 高岸治人, 石原 暢, 山田順子, 松田哲也
  • Organizer: 日本社会心理学会第63回大会
• [Presentation] Contribution of diffusion MRI tractography to the understanding of the relationship between physical function and working memory in healthy young adults (2022)
  • Author(s): Miyazaki, A, Matsuda, T, Ishihara, T
  • Organizer: NEURO2022
• [Presentation] Multimodal imaging brain markers of physical-cognitive health interaction in young adults (2022)
  • Author(s): Ishihara, T, Miyazaki, A, Matsuda, T
  • Organizer: NEURO2022
• [Presentation] Relevance of perceived exertion and neurocognitive functions on serve accuracy among male university tennis players (2022)
  • Author(s): Kuroda, Y, Ishihara, T
  • Organizer: NEURO2022
• [Presentation] 大脳皮質構造と年齢、体組成、運動習慣の関係 (2022)
  • Author(s): 石原暢, 宮崎淳, 高岸治人, 松田哲也
  • Organizer: 第24回日本ヒト脳機能マッピング学会
• [Presentation] 体力・肥満と認知機能 (2021)
  • Author(s): 石原暢
  • Organizer: 生理学研究所研究会「脳・環境・臓器間ネットワークと社会性」
  • Invited
• [Presentation] 学力とスポーツ競技力を同時に高めることは可能なのか？ (2021)
  • Author(s): 石原暢
  • Organizer: 第76回日本体力医学会大会, シンポジウム11 「運動・スポーツと脳 ―文武両道は成り立つのか？―」
  • Invited
• [Presentation] 運動・体力と認知機能の関係：脳マルチモーダルMRI研究 (2021)
  • Author(s): 石原暢
  • Organizer: 第４回 スポーツニューロサイエンス研究会, シンポジウム 「新しいライフスタイルに向けた運動と脳神経科学」
  • Invited
• [Presentation] 運動・体力と脳内ネットワーク (2021)
  • Author(s): 石原暢
  • Organizer: 第29回日本運動生理学会大会, シンポジウム3 「運動がもたらす認知機能の変化：最新の知見と展望」
  • Invited
• [Presentation] 運動が子どもの学力と認知機能に与える影響 (2021)
  • Author(s): 石原暢
  • Organizer: 第2回日本体力医学会北九州地方会学術集会, シンポジウム 「脳の健康への身体活動科学の貢献」
  • Invited
• [Presentation] Association of cardiovascular risk markers and physical fitness with task-related neural activity during social cognition (2021)
  • Author(s): Ishihara, T., Miyazaki, A., Tanaka, H., & Matsuda, T.
  • Organizer: 44th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
• [Presentation] Playing in online eSport tournament enhances psychological vigor with neurohumoral responses to winning or losing (2021)
  • Author(s): Matsui, T., Monma, T., Sagayama, H., Hyodo, K., Shima, T., Ishihara, T., Fujii, N., & Takagi, H.
  • Organizer: 44th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
• [Presentation] 思春期以前の親からの拒絶体験と成人期の海馬体積および社会機能 (2021)
  • Author(s): 川元茉莉乃, 高岸治人, 石原暢, 髙木俊輔, 金井良太, 杉原玄一, 髙橋英彦, 松田哲也
  • Organizer: 第5回ヒト脳イメージング研究会
• [Presentation] 多要素で構成されるアジリティテスト「Nチャレンジ」の信頼性および妥当性 (2021)
  • Author(s): 森田憲輝, 石原暢, 山本理人, 志手典之, 奥田知靖
  • Organizer: 日本体育・スポーツ・健康学会第71回大会
• [Presentation] eスポーツのオフラインプレーが高める気分とオキシトシン分泌 (2021)
  • Author(s): 松井崇, 門間貴史, 下山寛之, 兵頭和樹, 島孟留, 石原暢, 藤井直人, 高木英樹
  • Organizer: 日本体育・スポーツ・健康学会第71回大会
• [Presentation] Development of inequity aversion: A cross sectional study from adolescence to adulthood (2021)
  • Author(s): Shou, Q., Miyazaki, A., Yamada, J., Tanaka, H., Ishihara, T., Fujii, T., Takahashi, M., Okada, H., Matsuda, T., & Takagishi, H.
  • Organizer: The 32nd International Congress of Psychology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Developmental changes in trust and reciprocity: Cross sectional study from adolescence to adulthood (2021)
  • Author(s): Yamada, J., Miyazaki, A., Shou, Q., Tanaka, H., Ishihara, T., Fujii, T., Takahashi, M., Okada, H., Matsuda, T., & Takagishi, H.
  • Organizer: The 32nd International Congress of Psychology
  • Int'l Joint Research