2015 Fiscal Year Research-status Report
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15K12055
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| Research Institution | Hyogo Medical University |
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Principal Investigator |
越久 仁敬 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (20252512)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 望 兵庫医科大学, 医学部, 助教 (50450961)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 実行機能 / 再認記憶 / 前頭前皮質 / 呼吸位相 / 自律神経活動 / fMRI計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、意図的な呼吸制御を行いながら弁別課題を行うデュアルタスクの確立と、fMRI計測による課題賦活の脳活性化領域の同定を行うことを目的とした。具体的には、１．課題正解率を向上させる呼吸の要素、パターンを見つけ出すこと、２．デュアルタスクを用いて、正解率を向上させる呼吸とそうでない自然呼吸を比較した際の課題遂行による脳活性化領域をfMRI計測より同定し、それらの活性化領域分布の違いを明らかにすること、３．呼吸位相に課題提示が同調させたときの課題正解率の違いを明らかにすることであった。１．と３．に関して、健常者を用いた心理実験より、呼吸位相の違う課題提示が課題遂行の正解率に有意な違いをもたらすという画期的な効果を発見した。この効果は、課題の種類の違いによって見られ、現在、論文投稿準備中である。２．に関して、呼吸制御と課題遂行の関係についてこれまでほとんど報告がないという背景から、初年度の平成27年度はfMRI計測を行う認可が下りなかった。しかしながら、上記の成果を示したことで、生理研共同利用研究から認可が下り、平成28年度からfMRI計測を行うこととなり、大脳皮質活動との関連性についての研究は、現在進行中である。さらに初年度の心理実験から、呼吸を測定しながら弁別課題を行ったときの自然呼吸パターンが４種類のタイプに分けられることを発見し、それらが呼吸周期の長さだけでなく、副交感神経活動によって違いも見出され、第93回日本生理学会大会で発表した。またこの心理実験では、呼吸計測以外に心電図、瞳孔径の同時計測を行っていたため、今後、自律神経活動における課題遂行時との関連性についても、検討していく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の目論見通り、呼吸位相の違う課題提示だけで、課題遂行の正解率を変えることができるという画期的な成果が得られ、研究開始から一年経過した時点で、投稿論文作成に至るまでの成果が得られたため。これまで、実行機能を司る前頭前皮質は、呼吸の随意的制御にも関わることが知られていたが、これはあくまでも、実行機能が呼吸制御に影響を及ぼすというものである。しかしながら、本研究課題の発見から、今後、認知機構における呼吸制御の重要性に関する、さらなる成果へと発展していくことが期待される。また、呼吸を測定しながら弁別課題を行ったとき、その自然呼吸パターンが３要素で構成される４種類のタイプであるという、計画にはなかった予想外の成果を見出し、これについても、今後、自然呼吸パターンの違いに関する成果が得られていくと考えられる。この成果に関しては、第93回日本生理学会大会で発表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究において、以下の通りである：
１．呼吸位相による課題正解率の違いについて、生理研共同利用研究（愛知県岡崎市）にて健常者にこれまでの心理実験と同様な課題を行ってもらいfMRI計測を行う。それにより、直接、大脳皮質の活動パターンを追跡することができ、正解率の違いを生み出す呼吸位相による効果について脳賦活化との関係から明らかにしていく。
２．初年度の健常者心理実験で得られた心電図と瞳孔径の同時計測による自律神経活動を同定し、さまざまなソフトウェアを用いて解析し、課題遂行時との関連性を明らかにしていく。
３．心理実験で呼吸波形から新しく見出された４種類の自然呼吸パターンについても、多角的に検討を行う。fMRI計測による脳賦活化だけでなく、これまで初年度の心理実験で得られた心電図計測、瞳孔径計測から、交感神経・副交感神経活動との関係、さらには課題との関係について調べる。
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| Causes of Carryover |
初年度の平成27年度は、fMRI計測を行うことができなかったため、生理研への出張が実質的に少なくなったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度は、生理研共同利用研究におけるfMRI計測の認可が下り、今後、生理研へ出張しfMRI実験を行う計画である。
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