2017 Fiscal Year Annual Research Report
Central neural circuits responsible for generating central command during exercise
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15H03061
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
松川 寛二 広島大学, 医歯薬保健学研究科(保), 教授 (90165788)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
丹 信介 山口大学, 教育学部, 教授 (00179920)
小峰 秀彦 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究チーム長 (10392614)
定本 朋子 日本女子体育大学, 体育学部, 教授 (30201528)
長尾 正崇 広島大学, 医歯薬保健学研究科(医), 教授 (80227991)
相澤 秀紀 広島大学, 医歯薬保健学研究科(医), 教授 (80391837)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 随意運動 / 運動の精神イメージ / 筋交感神経と筋血流量 / セントラルコマンドの発現 / 中枢神経機構 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高次中枢からの中枢指令が運動時に働き筋血管を拡張させ血流量を増加させることを報告した。大脳皮質から筋血管に至る中枢指令に関わる神経回路の同定を研究目的とした。
（I）動物を用いた研究：
大脳辺縁系から生じる信号が中脳腹側被蓋野(VTA)にある神経回路を駆動しVTAから中枢指令を発生させるという仮説を検証した。視床下部尾側部で除脳したラットは自発運動を起す事ができ、その際に交感神経活動や血圧も増加する。筋弛緩薬により筋収縮を抑制した場合でも、交感神経活動や血圧の増加は変らず、中枢指令が脳幹部で発現することを示唆した。除脳ラットのVTA尾側部切断は自発運動および中枢性循環応答を減少させた。次に、覚醒ラットを運動群（踏み車を回す群）と対照群（踏み車を除いたケージに入れた群）に分け、屠殺後に摘出した脳幹標本にc-Fos核染色を試みた。興奮した神経細胞はc-Fos陽性となるが、自発運動群のVTAにおけるc-Fos陽性細胞数は対照群よりも増加した。以上の結果はVTAが中枢指令の発生に関係するという仮説を支持した。
（II）ヒトを用いた研究：
① 筋血流量の中枢性調節：巧緻性動作がより大きな中枢性筋血流量の増加を伴うという仮説を調べるため、上肢の回転運動と手指巧緻運動（2球回転）を比較した。巧緻運動は、活動量が低いにも関らず、対側前腕筋の血流量をより増加させた。中枢指令の大きさは、活動量よりも巧緻性に関係すると考えられる。
② 中枢指令回路の探索：近赤外分光計を用いて自発歩行時にみられる前頭前野および運動野領域の脳活動の時空間分布を計測し、中枢指令の発現に関する脳機構を調べた。運動野と前頭前野の脳活動は歩行運動時に全く異なる動態を示し、前頭前野のみが自発運動開始に先行した賦活を示した。声掛けに応じて運動を開始した時には前頭前野の賦活は起らず、前頭前野は中枢指令の発現に深く関係すると思われる。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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