2019 Fiscal Year Research-status Report

アスリートの優れた視覚情報処理機能を支える神経基盤の解明

Research Project

Project/Area Number	19K11482
Research Institution	Doshisha University
Principal Investigator	上林清孝同志社大学, スポーツ健康科学部, 准教授 (70415363)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	視覚情報処理 / サッカー / MRI
Outline of Annual Research Achievements	スポーツ選手の優れた運動パフォーマンスには素早い正確な状況判断が不可欠で、視覚から得られた情報を知覚・認知し、状況に応じた運動指令を瞬時に出力することが求められる。スポーツ場面に類似した動的な視覚情報処理課題である3次元複数物体追跡(multiple object tracking: MOT)課題を用いて、アスリートの視覚情報処理能力を評価するとともに、情報処理能力に優れたアスリートでは安静時の脳領域間の機能結合や灰白質量に特徴がみられるのかMRIを用いて調べ、視覚情報処理の能力差をもたらす神経基盤を明らかにすることをこの研究の目的とする。さらに、経頭蓋直流刺激によって皮質の興奮性を修飾することで課題成績に変化が生じるか調べることとする。初年度はMOT課題の追跡ターゲットとなるボールの移動速度を3段階設定することで課題難度を変更し、ボールの正答率を比較した。また、追跡できるボールの速度閾値から個人の視覚処理能力と課題難度の関連性を評価した。スクリーンに表示される8個のボールのうち、指定された4個のボールを8秒間視覚追跡する課題であるが、ボールを追跡可能な速度閾値の約1.5倍のボール速度では、正しく追跡できたボール個数が6割程度に低下した。速度閾値の半分ほどのボール速度では正答率が9割を超えることがわかり、翌年度以降に実施予定であるfMRI計測での課題設定を確認できた。その他、大学体育会サッカー部員や一般大学生を対象に、視覚情報処理能力の差を検討した。その結果、大学競技レベルのサッカー部員は一般学生よりも視覚情報処理能力に優れていることが示された。さらに、MRIによるT1強調画像で得られた灰白質体積の大きさから、MOT課題成績に関連する脳領域を調べる実験を開始した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 初年度計画していたMOT課題の難度を変えることによる課題成績に対する影響を調べることができ、今後のfMRI実験での速度設定で参考となる研究成果が得られた。また、大学サッカー部員のデータから球技系アスリートの視覚情報処理能力が一般大学生よりも優れていることが確認でき、おおむね順調に進んでいるものと思われる。
Strategy for Future Research Activity	MRIのT1強調画像から灰白質体積を算出し、灰白質の体積がMOT課題の成績と相関する領域があるのか調べ、視覚情報処理能力に優れているアスリートでは脳にどのような形態的特徴が観察されるのか検証する。また、経頭蓋直流電気刺激による皮質の興奮性変化がMOT課題の成績に及ぼす効果に関する検証を行う。
Causes of Carryover	MOT課題のプログラムをアップデートするために経費が必要となり、当該年度に購入予定であった機器の購入を先送りしたことで次年度使用額が生じた。この次年度使用額をあわせた2021年度経費で予定していた機器を購入する。