2015 Fiscal Year Research-status Report
短時間の間欠的高強度運動が心理状態と脳機能に及ぼす影響
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15K01689
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| Research Institution | Tokyo International University |
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Principal Investigator |
麓 正樹 東京国際大学, 人間社会学部, 准教授 (40339180)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西平 賀昭 筑波大学, 体育系, 教授 (20156095)
東浦 拓郎 清和大学, 法学部, 講師 (50436268)
碓井 外幸 東京国際大学, 人間社会学部, 教授 (60389822)
小宮山 伴与志 千葉大学, 教育学部, 教授 (70215408)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 脳波 / 気分 / 間欠的高強度運動 / 覚醒レベル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アスリートではない一般健常者や生活習慣病の疾患者に対し、短時間の間欠的高強度運動を実施すると、低強度から中強度で行われる持続的な持久性運動と同様の心血管機能と筋代謝機能の改善がもたらされることが報告され、注目を集めている。しかしながら、短時間の間欠的高強度運動を一般健常者や疾患者に対して行わせることには、心理的な耐性や安全性など解決すべき問題は少なくない。本研究の目的は短時間の間欠的高強度運動が心理状態の変化と対応する脳機能への影響を明らかにすることであった。そのためにまず、短時間の間欠的全力ペダリング運動(Pedaling Exercise: PE)前後において、疲労を含めた気分を評価する心理テストと脳波の測定および血中乳酸濃度の測定を行った。被験者は自転車エルゴメーターによる30 秒間の全力PE を、2 分の休憩を挟み3 回行った。脳波はPE前とPE直後から60分後にかけて15分間隔で、開眼及び閉眼状態をそれぞれ2分ずつ記録した。得られた脳波のFFT解析結果から、θ(4-8Hz)、α1(8-10Hz)、α2(10-13Hz)、β1(13-20Hz)、β2(20-30Hz)帯域のパワーを求めた。気分はPOMSを用いて評価した。その結果、PE直後には疲労が増加して活気が減少したが、60分後には回復した。開眼状態におけるα1パワーはPE15分とPE30分後に有意に増加し、θパワーは有意に減少した。閉眼状態ではPE15分と30分後にθパワーが有意に増加し、α1パワーは減少した。POMSの下位項目である活気の減少とθパワーの増加には有意な相関があった。以上の結果から、短時間の間欠的全力PE後の気分の回復過程において、一過性に覚醒レベルが低下する可能性が示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の研究によって、間欠的高強度運動後の気分の回復過程において一過性に覚醒レベルの低下が起こる可能性を示す、重要な結果を得ることができた。また、この成果を学会発表したところ、学会大会賞を受賞し、結果の重要性も認められた。一方で、脳血流と事象関連電位のミスマッチ陰性電位への影響も検討する予定であったが、脳波への影響を検討した結果にインパクトのある内容が含まれていると考えられたため、ミスマッチ陰性電位の基本的な性質に関する実験のみを行った。これらの内容は次年度以後の研究内容に含めていく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度は、平成27年度に得られた研究成果を論文にして発表するとともに、間欠的高強度運動が皮質脊髄路興奮性に及ぼす影響について研究を進める予定である。具体的には、短時間の間欠的全力ペダリング運動前後の皮質脊髄路興奮性に関して、運動誘発電位(Motor Evoked Potential:MEP)を記録する。MEPは、ペダリング運動前と、ペダリング運動終了後から60分後までに15分間隔で誘発する。被験者は上肢と下肢の肢位が変動しないように軽く固定された状態で実験用安楽椅子に座る。MEPは、被験者が安静状態と収縮状態のいずれかを維持した状態で、上肢と下肢にそれぞれ5回ずつ誘発する。収縮状況では、腕橈骨筋と外側広筋に、最大筋収縮維持時の筋電図の約7%が得られる弱い筋収縮を維持させる。磁気刺激は3-7秒に1回の間隔でランダムに与える。安静状況におけるMEPの振幅は皮質脊髄路興奮性の評価に、収縮状況ではMEPに続いて観察される不応期を皮質内の抑制回路の評価に用いる。上肢のMEPは、経頭蓋磁気刺激装置を用いて、左中心溝の腕橈骨筋支配領域を刺激して誘発し、下肢のMEPは、大腿四頭筋の外側広筋支配領域を刺激して誘発する。上肢及び下肢のMEPの記録と同様のタイミングで、疲労をVASによって主観的に評価し、血中乳酸値を簡易血中乳酸測定装置によって指尖部から採血して測定する。これらの測定により、これまであまり明らかにされてこなかった、全身性の高強度運動が皮質脊髄路興奮性に及ぼす影響が、詳細に明らかにされると考えられる。
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| Causes of Carryover |
協同研究者の支出が予定より少なかったこと、また、当初予定していた謝金としての支出が少なかったことなどが上げられる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度は、研究内容についての国内外での動向を調査するとともに、発表を行うための旅費使用、および測定や解析を進めるための消耗品、謝金使用を予定している。
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Research Products
(2 results)
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[Presentation] EFFECT OF 5-AMINOLEVULINIC ACID (ALA) AND EXERECISE TRAINING ON HEMOGLOBIN MIOGLOBIN AND CYTOCHROME C OXIDASE LEVELS2015
Author(s)
Suda,K., Kashiwase,T., Ogura, S., Usui, S., Fumoto, M., Ishiwata, T,
Organizer
2015 European College of Sport Science
Place of Presentation
Malmö(Sweden)
Year and Date
2015-06-24 – 2015-06-27
Int'l Joint Research
