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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Translational study on a next generation exercise strategy for preventing cognitive decline

Research Project

Project/Area Number 18H04081
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

征矢 英昭  筑波大学, 体育系, 教授 (50221346)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 根本 清貴  筑波大学, 医学医療系, 准教授 (80550152)
Yassa Michael  筑波大学, 体育系, 教授 (90817610) [Withdrawn]
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords海馬 / 運動 / 認知機能 / ブレインフード / fMRI / DREADD
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、 海馬機能を高める運動とアスタキサンチン(ASX)の併用を「次世代運動戦略」として開発し、種々の臨床現場への応用促進を目指す。当初3年計画であった本研究プロジェクトは、新型コロナウイルス感染症拡大の影響で進捗が遅れたため計画を延長し、令和2~3年度の2ヵ年に渡ってプロジェクト1~3を実施した。
プロジェクト1では、低強度運動 (LET) が認知機能を高める脳内機構を明らかにすべく、逆行性トレーサーを用いて海馬へ入力するドーパミン (DA) 神経を探索した。すると、当初予想した腹側被蓋野ではなく青斑核から海馬への密な入力が認められ、海馬機能増強を導く新たなDA機構の関与が想定された (実験1-1)。ASX・LET併用による相乗的な海馬機能向上効果においてもDAが中核機構となる可能性が示されている (実験1-3)。
プロジェクト2では、健常高齢者に対する長期間の運動介入実験について、認知機能と海馬の下位領域別の構造的な変化に関するfMRIデータの解析を行った (実験2-2)。
プロジェクト3では、ASX・LET併用がアルツハイマー病モデル動物 (App NL-G-Fマウス) で低下した海馬機能を改善する背景を探索した。App NL-G-Fマウスの脳内で増加するアミロイドβなどの病原的因子はLETやASX・LET併用により緩和される可能性が示された (実験3-1)。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (59 results)

All 2021 2020 Other

All Journal Article (18 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results) Presentation (35 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 6 results) Book (1 results) Remarks (5 results)

  • [Journal Article] Preventive role of regular low-intensity exercise during adolescence in schizophrenia model mice with abnormal behaviors2021

    • Author(s)
      Koizumi Hikaru、Hiraga Taichi、Oharomari Leandro K.、Hata Toshiaki、Shima Takeru、Yook Jang Soo、Okamoto Masahiro、Mouri Akihiro、Nabeshima Toshitaka、Soya Hideaki
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 534 Pages: 610~616

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2020.06.007

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Positive Mood while Exercising Influences Beneficial Effects of Exercise with Music on Prefrontal Executive Function: A Functional NIRS Study2021

    • Author(s)
      Suwabe Kazuya、Hyodo Kazuki、Fukuie Takemune、Ochi Genta、Inagaki Kazuki、Sakairi Yosuke、Soya Hideaki
    • Journal Title

      Neuroscience

      Volume: 454 Pages: 61~71

    • DOI

      10.3390/antiox10060870

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Benefits of Exercise and Astaxanthin Supplementation: Are There Additive or Synergistic Effects?2021

    • Author(s)
      Oharomari Leandro Kansuke、Ikemoto Mitsushi J.、Hwang Dong Joo、Koizumi Hikaru、Soya Hideaki
    • Journal Title

      Antioxidants

      Volume: 10 Pages: 870~870

    • DOI

      10.1093/cercor/bhab093

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] High-intensity Intermittent Training Enhances Spatial Memory and Hippocampal Neurogenesis Associated with BDNF Signaling in Rats2021

    • Author(s)
      Okamoto Masahiro、Mizuuchi Daisuke、Omura Koki、Lee Minchul、Oharazawa Akihiko、Yook Jang Soo、Inoue Koshiro、Soya Hideaki
    • Journal Title

      Cerebral Cortex

      Volume: 31 Pages: 4386-4397

    • DOI

      10.1093/cercor/bhab093

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Benefit of human moderate running boosting mood and executive function coinciding with bilateral prefrontal activation2021

    • Author(s)
      Damrongthai Chorphaka、Kuwamizu Ryuta、Suwabe Kazuya、Ochi Genta、Yamazaki Yudai、Fukuie Takemune、Adachi Kazutaka、Yassa Michael A.、Churdchomjan Worachat、Soya Hideaki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Pages: 22657

    • DOI

      10.1038/s41598-021-01654-z

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Exercise-Induced Adrenocorticotropic Hormone Response Is Cooperatively Regulated by Hypothalamic Arginine Vasopressin and Corticotrophin-Releasing Hormone2021

    • Author(s)
      Takahashi Kanako、Shima Takeru、Soya Mariko、Yook Jang Soo、Koizumi Hikaru、Jesmin Subrina、Saito Tsuyoshi、Okamoto Masahiro、Soya Hideaki
    • Journal Title

      Neuroendocrinology

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1159/000521237

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 健康長寿を考える-腸内細菌、排尿排便とフレイル- 脳フィットネスを高める次世代運動・栄養戦略 楽しいスローランニングと天然栄養素の相乗効果2021

    • Author(s)
      征矢 英昭
    • Journal Title

      日本老年泌尿器科学会誌

      Volume: 34 Pages: 29

  • [Journal Article] 【職場における身体活動・運動・座位行動とメンタルヘルス】低強度運動が高める脳機能とメンタルヘルス2021

    • Author(s)
      下田 亮、征矢 英昭
    • Journal Title

      産業ストレス研究

      Volume: 28 Pages: 205-214

  • [Journal Article] パラアスリートボディのポテンシャル2021

    • Author(s)
      征矢 英昭
    • Journal Title

      体育の科学

      Volume: 71 Pages: 530-532

  • [Journal Article] 運動による海馬機能向上効果とその増強因子アスタキサンチン2021

    • Author(s)
      征矢 英昭, 秦 俊陽
    • Journal Title

      JMOAレポート

      Volume: 22 Pages: 1-16

  • [Journal Article] Spontaneous Eye Blink Rate Connects Missing Link between Aerobic Fitness and Cognition2020

    • Author(s)
      KUWAMIZU RYUTA、SUWABE KAZUYA、DAMRONGTHAI CHORPHAKA、FUKUIE TAKEMUNE、OCHI GENTA、HYODO KAZUKI、HIRAGA TAICHI、NAGANO-SAITO ATSUKO、SOYA HIDEAKI
    • Journal Title

      Medicine and Science in Sports and Exercise

      Volume: 53 Pages: 1425~1433

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.11.032

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] たくましい脳を育む身体活動2020

    • Author(s)
      桑水隆多、秦俊陽、小泉光、征矢英昭
    • Journal Title

      子どもと発育発達

      Volume: 18 Pages: 5-15

  • [Journal Article] 運動は脳で感じて認知機能を高める2020

    • Author(s)
      征矢英昭、福家健宗
    • Journal Title

      体育の科学

      Volume: 70 Pages: 234-237

  • [Journal Article] 低強度運動の認知機能増進効果2020

    • Author(s)
      諏訪部和也、征矢英昭
    • Journal Title

      体育の科学

      Volume: 70 Pages: 238-243

  • [Journal Article] 運動は海馬機能を変えるのか2020

    • Author(s)
      秦俊陽、平賀大一、征矢英昭
    • Journal Title

      臨床神経科学

      Volume: 38 Pages: 760-764

  • [Journal Article] メンタルヘルスを増進する運動の有益性に関する動物からヒトへの橋渡し研究2020

    • Author(s)
      平賀大一、桑水隆多、征矢英昭
    • Journal Title

      最新精神医学

      Volume: 25 Pages: 339-349

  • [Journal Article] ニューノーマルにおけるストレスへの適応2020

    • Author(s)
      征矢英昭
    • Journal Title

      体育の科学

      Volume: 70 Pages: 842-846

  • [Journal Article] 音楽×運動で高める子供の身体活動と心身の活力―SPARTS体操介入事例から探る “新しい運動様式”―2020

    • Author(s)
      福家健宗、菊池章人、征矢英昭
    • Journal Title

      体育の科学

      Volume: 70 Pages: 885-890

  • [Presentation] Running boosts positive mood and executive function coincide with prefrontal activation: An fNIRS study.2021

    • Author(s)
      Chorphaka Damrongthai, Ryuta Kuwamizu, Kazuya Suwabe, Genta Ochi, Yudai Yamazaki, Kazutaka Adachi, Michael A. Yassa, Worachat Churdchomjan, Hideaki Soya
    • Organizer
      the Society for Neuroscience
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The effect of clapping movement with high-groove rhythm on executive function:A preliminary study2021

    • Author(s)
      Takemune Fukuie, Kazuya Suwabe, Koshiro Inoue, Hideaki Soya
    • Organizer
      ARIHHPフォーラム2021パラリンピックバリューがつなぐスポーツと社会
  • [Presentation] Brain regions activated by post-learning-mild-exercise;a pilot study.2021

    • Author(s)
      Koshiro Inoue, Takemune Fukuie, Masahiro Okamoto, Hideaki Soya
    • Organizer
      ARIHHPフォーラム2021パラリンピックバリューがつなぐスポーツと社会
  • [Presentation] Feasibility of a home based online exercise program in older adults - a pilot study.2021

    • Author(s)
      Kazuki Hyodo, Tetsuhiro Kidokoro, Yuko Kai, Takayuki Noda, Daisuke Yamaguchi, Kenji Kawahara, Sumiyo Nishida, Hideaki Soya, Takashi Arao
    • Organizer
      ARIHHPフォーラム2021パラリンピックバリューがつなぐスポーツと社会
  • [Presentation] Effects of dairy components on endurance capacity and mood.2021

    • Author(s)
      Morimasa Kato, Masahiro Okamoto, Hideaki Soya
    • Organizer
      ARIHHPフォーラム2021パラリンピックバリューがつなぐスポーツと社会
  • [Presentation] Human brain activity during very light intensity exercise using MRI compatible ergometer: investigation for denoising methods.2021

    • Author(s)
      Kazuya Suwabe, Atsuko Nagano-Saito, Yudai Yamazaki, Akira Matsushita, Kousaku Saotome, Morimasa Kato, Kenji Suzuki, Hideaki Soya
    • Organizer
      ARIHHPフォーラム2021パラリンピックバリューがつなぐスポーツと社会
  • [Presentation] Blinks Links Fitness to Prefrontal Function: A fNIRS study2021

    • Author(s)
      Ryuta Kuwamizu, Kazuya Suwabe, Chorphaka Damrongthai, Takemune Fukuie, Genta Ochi, Kazuki Hyodo, Taichi Hiraga, Atsuko Nagano-Saito, Hideaki Soya
    • Organizer
      ARIHHPフォーラム2021パラリンピックバリューがつなぐスポーツと社会
  • [Presentation] Dorsal hippocampal monoamine release during and following different intensity exercise: in vivo microdialysis study.2021

    • Author(s)
      Taichi Hiraga, Toshiaki Hata, Takashi Matsui, Ryo Shimoda, Masahiro Okamoto, Hideaki Soya
    • Organizer
      ARIHHPフォーラム2021パラリンピックバリューがつなぐスポーツと社会
  • [Presentation] Brain mechanism underlying strong neuroplastic benefit by a combined strategy with light exercise and astaxanthin supplementation.2021

    • Author(s)
      Dong Joo Hwang, Leandro K. Oharomari, Claudia Perez Lopez, Mitsushi J. Ikemoto, Hikaru Koizumi, Masahiro Okamoto, Hideaki Soya
    • Organizer
      ARIHHPフォーラム2021パラリンピックバリューがつなぐスポーツと社会
  • [Presentation] Light-intensity exercise training during adolescent ameliorate abnormal transcriptomic expression profiles in prefrontal cortex of prenatal PCP-treated mice.2021

    • Author(s)
      Hikaru Koizumi, Okamoto Masahiro, Hideaki Soya
    • Organizer
      ARIHHPフォーラム2021パラリンピックバリューがつなぐスポーツと社会
  • [Presentation] he enhancing effect of light intensity exercise with high-groove rhythm on executive function and left DLPFC activity in groove enjoyer: An fNIRS Study.2021

    • Author(s)
      Takemune Fukuie, Kazuya Suwabe, Genta Ochi, Ryuta Kuwamizu, Hideaki Soya
    • Organizer
      ARIHHPフォーラム2021パラリンピックバリューがつなぐスポーツと社会
  • [Presentation] Positive Effect of Acute Moderate Intensity Running on Mood and Executive Function Coinciding with Prefrontal Activation: An fNIRS Study.2021

    • Author(s)
      Chorphaka Damrongthai, Ryuta Kuwamizu, Kazuya Suwabe, Genta Ochi, Yudai Yamazaki, Kazutaka Adachi, Michael A. Yassa, Worachat Churdchomjan, Hideaki Soya
    • Organizer
      ARIHHPフォーラム2021パラリンピックバリューがつなぐスポーツと社会
  • [Presentation] Neural basis of motivation for physical activity enhanced by vitamin B1 derivative: An immunohistochemical study of dopaminergic neurons.2021

    • Author(s)
      Toshiaki Hata, Taichi Hiraga, Masato Saiki, Takashi Matsui, Hideaki Soya
    • Organizer
      ARIHHPフォーラム2021パラリンピックバリューがつなぐスポーツと社会
  • [Presentation] A Preliminary Study on the Physiological Mechanism of Hypoxia-Induced Cognitive Impairment.2021

    • Author(s)
      Genta OCHI, Yudai YAMAZAKI, Hideaki SOYA
    • Organizer
      ARIHHPフォーラム2021パラリンピックバリューがつなぐスポーツと社会
  • [Presentation] Alteration of Hippocampal Dentate Gyrus Function with Acute Exposure to Hypoxia: A Preliminary Study.2021

    • Author(s)
      Yudai Yamazaki, Genta Ochi, Kazuya Suwabe, Hideaki Soya
    • Organizer
      ARIHHPフォーラム2021パラリンピックバリューがつなぐスポーツと社会
  • [Presentation] Benefits of Moderate Exercise Regimen that Ameliorates Cognitive Decline and Hippocampal Lactate Transporter in Type 2 Diabetic Rats.2021

    • Author(s)
      Hideaki Soya, Takeru Shima
    • Organizer
      International Congress on Obesity and Metabolic Syndrome 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Does dopamine connect the link between aerobic fitness and prefrontal executive function? A combined sEBR-fNIRS study.2021

    • Author(s)
      Ryuta Kuwamizu, Kazuya Suwabe, Chorphaka Damrongthai, Takemune Fukuie, Genta Ochi, Kazuki Hyodo, Taichi Hiraga, Atsuko Nagano-Saito, Hideaki Soya
    • Organizer
      Virtual dopamine conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脳フィットネスを高める次世代運動・栄養戦略:楽しいスローランニングと天然栄養素の相乗効果2021

    • Author(s)
      征矢 英昭
    • Organizer
      第34回日本老年泌尿器科学会
    • Invited
  • [Presentation] 認知機能を増強する次世代運動栄養戦略:軽運動とカロテノイドの併用効果と新たな脳機構.2021

    • Author(s)
      征矢 英昭
    • Organizer
      日本スポーツ栄養学会 第7回大会
    • Invited
  • [Presentation] 運動による認知機能促進効果の橋渡し研究:動物とヒトの運動モデルを用いて2021

    • Author(s)
      征矢 英昭
    • Organizer
      第43回生物学的精神医学会・第51回日本神経精神薬理学会
    • Invited
  • [Presentation] 海馬機能を高める運動ホルミシス効果:動物から人への橋渡し研究.2021

    • Author(s)
      征矢 英昭
    • Organizer
      第76回日本体力医学会大会
    • Invited
  • [Presentation] 認知機能を高める次世代運動戦略:楽しい軽運動+栄養がもつポテンシャル.2021

    • Author(s)
      征矢 英昭
    • Organizer
      日本臨床麻酔学会41回大会
    • Invited
  • [Presentation] 認知機能を高める運動条件と神経基盤:動物からヒトへの橋渡し研究.2021

    • Author(s)
      征矢 英昭
    • Organizer
      脳・医工学研究センターCNBEシンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] なぜ有酸素能と実行機能は関係するのか?: 自発性瞬目率がその“Missing link”を接続する.2021

    • Author(s)
      桑水 隆多, 征矢 英昭
    • Organizer
      第4回スポーツニューロサイエンス研究会
  • [Presentation] 海馬機能増強を導く低強度運動の脳内機構を探る: 青斑核-海馬系の関与.2021

    • Author(s)
      平賀 大一, 秦 俊陽, 松井 崇, 下田 亮, 岡本 正洋, 征矢 英昭
    • Organizer
      第4回スポーツニューロサイエンス研究会
  • [Presentation] 漸増負荷運動で見られる二つの瞳孔径閾値: 運動時の脳内覚醒機構.2021

    • Author(s)
      桑水 隆多, 青池 直樹, 山崎 雄大, 征矢 英昭
    • Organizer
      第76回日本体力医学会大会
  • [Presentation] 一過性強度別走運動における海馬背側部モノアミン放出: マイクロダイアリシスを用いた検討.2021

    • Author(s)
      平賀 大一, 秦 俊陽, 松井 崇, 下田 亮, 岡本 正洋, 征矢 英昭
    • Organizer
      第76回日本体力医学会大会
  • [Presentation] ランニングの認知機能促進効果: 気分と実行機能をともに高める脳機構.2021

    • Author(s)
      ダムロンタイ チョーパカ, 桑水 隆多, 足立 和隆, 征矢 英昭
    • Organizer
      第76回日本体力医学会大会
  • [Presentation] ビタミンB1誘導体で高まる身体活動性と覚醒に共通する脳内機構.2021

    • Author(s)
      秦 俊陽, 平賀 大一, Grenier Francois, 岡本 正洋, 松井 崇, 征矢 英昭
    • Organizer
      第76回日本体力医学会大会
  • [Presentation] 低強度運動習慣は海馬BDNFシグナリングを介して恐怖記憶消去を促進する.2021

    • Author(s)
      下田 亮, 天谷 友紀, 岡本 正洋, 平賀 大一 征矢 英昭
    • Organizer
      第76回日本体力医学会大会
  • [Presentation] 低酸素暴露を用いたヒト海馬認知疲労モデルの開発: 心理状態が及ぼす影響の検討.2021

    • Author(s)
      山崎 雄大, 越智 元太, 諏訪部 和也, 李 東旻, 征矢 英昭
    • Organizer
      第76回日本体力医学会大会
  • [Presentation] Mild-exercise training accelerates fear extinction through hippocampal-BDNF signaling.2020

    • Author(s)
      Ryo Shimoda, Yuki Amaya, Yu-fan Liu, Takashi Kojima, Shingo Soya, Masahiro Okamoto, Hideaki Soya
    • Organizer
      25th Annual Congress of the European College of Sport Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Vitamin B1 derivative stimulates brain dopaminergic neurons, potentially increasing voluntary physical activity.2020

    • Author(s)
      Toshiaki Hata, Taichi Hiraga, Masato Saiki, Mariko Soya, Takashi Matsui, Hideaki Soya
    • Organizer
      25th Annual Congress of the European College of Sport Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 認知機能を高める運動効果と神経基盤2020

    • Author(s)
      征矢英昭
    • Organizer
      第24回日本神経麻酔集中治療学会
  • [Presentation] ラットに対するビタミンB1誘導体の投与は約2時間にわたり睡眠脳波の減少と自発活動性の亢進を誘導する.2020

    • Author(s)
      フランソワ グレニエ, 征矢英昭
    • Organizer
      第75回日本体力医学会
  • [Book] 認知症にならない!させない!世界実証メソッドを網羅!脳の名医が教える最高の脳活大全2021

    • Author(s)
      遠藤 英俊, 白澤 卓二, 征矢 英昭, 中川 雅文, ほか
    • Total Pages
      216
    • Publisher
      文響社
    • ISBN
      978-4866513843
  • [Remarks] 軽運動が育むメンタルヘルスー発育期の低強度運動は統合失調症様の行動異常の発症を抑制するー

    • URL

      https://www.tsukuba.ac.jp/journal/medicine-health/20201130145358.html

  • [Remarks] 持久力が高く認知機能が優れている人は、多く瞬きをしている~ドーパミン神経の関与が浮かぶ~

    • URL

      https://www.tsukuba.ac.jp/journal/medicine-health/20210201140000.html

  • [Remarks] 時間効率に優れた高強度間欠的トレーニングが記憶力を高める

    • URL

      https://www.tsukuba.ac.jp/journal/medicine-health/20210517140000.html

  • [Remarks] ランニングが快適気分と認知機能を高める脳機構を解明

    • URL

      https://www.tsukuba.ac.jp/journal/medicine-health/20211125140000.html

  • [Remarks] ランニング時のストレス反機構を解明~主役は視床下部の二つのホルモン~

    • URL

      https://www.tsukuba.ac.jp/journal/medicine-health/20220128140000.html

URL: 

Published: 2022-12-28  

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