Association between endogenous dopamine and cognitive improvement during exercise

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H03230
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 安藤 創一 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (50535630)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田代 学 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (00333477) ; 藤本 敏彦 東北大学, 高度教養教育・学生支援機構, 准教授 (00229048) ; 檜垣 靖樹 福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (10228702)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 運動 / 脳 / 神経伝達物質 / PET

Outline of Annual Research Achievements

一過性の運動によりヒト認知パフォーマンスが向上することは広く知られている．しかし，なぜ一過性の運動により認知パフォーマンスが向上するのかについては依然として明らかになっていない．そこで本研究では，陽電子放射断層撮像法（PET）を用いて，運動による認知パフォーマンスの向上にドーパミンを介した神経伝達が関わるという仮説を検証することとした．被験者は運動条件と対照条件（安静）の2条件で実験を行った．運動条件では，事前に行った体力テストで決定した最高酸素摂取量の35%の強度で運動を行った．運動は自転車エルゴメーターを用いて仰臥位で行った．対照条件では，実験を通して仰臥位で安静を保った．本研究では，PET薬剤として[11C]ラクロプライドを用いた．運動条件では，運動時間は40分間とし，PETによる撮影は90分間行った．対照条件では，安静状態で90分間撮影を行った．認知課題は運動前および運動開始の25分後から開始した．認知課題は実行機能が要求されるGo/No-Go課題を用いた．本研究では，内因性ドーパミンの遊離を定量化するために，ドーパミンD2受容体の結合能（Binding potential）を線条体で測定した．ドーパミンの結合能については，Logan法により小脳を参照領域とした．本研究の結果，運動中に安静時と比較して認知パフォーマンスの向上がみられた．また，運動により線条体での内因性ドーパミンが遊離がみられた．これらの結果は，一過性の運動による認知パフォーマンスの向上に内因性のドーパミンの遊離が関与する可能性を示唆するものである．

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。