2020 Fiscal Year Research-status Report
子どもの運動学習に関する脳神経科学的バイオマーカーの探索
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19K11576
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| Research Institution | Nara Women's University |
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Principal Investigator |
中田 大貴 奈良女子大学, 生活環境科学系, 准教授 (40571732)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
紙上 敬太 筑波大学, 教育推進部, 准教授 (20508254)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 運動イメージ / NIRS / 脳波 / 事象関連電位 / 立ち幅跳び |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では主に小学生の器械体操（鉄棒・マット運動）を対象とし、脳波事象関連電位（ERP）・誘発電位（EP）・機能的近赤外線分光法（fNIRS）によって計測される脳活動動態を「運動学習能力の脳神経科学的バイオマーカー」として捉え、運動パフォーマンスと脳波事象関連電位や誘発電位との関連性（横断的研究）、トレーニングによって生じる運動学習能力の変化と脳神経活動の可塑的変化の関連性（縦断的研究）、運動学習過程で生じる子どもの運動イメージ形成能力に関わる脳血流動態と運動パフォーマンスとの関連を解析する。
本年度は、小学校5年生を女児11名を対象とし、器械体操における前転・後転・側転に着目し、機能的近赤外線分光法を用いて、難易度の異なる全身動作イメージ時の脳血流動態を観察し、脳活動特性を検討した。また対照群として、一般成人女性18名を対象とし、同様の計測を行った。
また、2019年度に実施した小学校4年生を対象とした脳波事象関連電位の実験の解析を終わらせた。実験では、体性感覚刺激によるGo/No-go課題、聴覚刺激によるGo/No-go課題を実施した。特に運動抑制過程に関し、成人とは異なる脳活動動態を明らかにすることができた。実験結果は論文化し、国際誌に投稿中である。
小学2年生70名（男児36名；女児34名）を対象とし、立ち幅跳びの介入研究も実施した。直接脳活動を計測することはできないが、子どもの運動学習に関する基礎的データを得ることができた。具体的には、立ち幅跳びの跳躍距離に関係するキネマティクス的要因を明らかにした上で、注意効果（Internal Focus・External Focus）による介入が、立ち幅跳びの跳躍距離に繋がるのかを検討した。
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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
機能的近赤外線分光法を用いた実験の実施、昨年のデータの論文化、基礎的データの計測など、研究が進展しているため。
機能的近赤外線分光法を用いた実験では、実験条件として、前転・後転・側転の動画を見ながら運動イメージを行う「運動イメージ（Motor Imagery）条件」と、前転・後転・側転の動画を見るだけの「観察（Observation）条件」を設定した。運動イメージ条件におけるイメージの鮮明度と、前転・後転・側転の得意順も記録した。また、小学生それぞれの前転・後転・側転を実際にビデオ撮影し、観察的評価法によってそれぞれの全体印象と部分観点を評価し、7名の評価者で平均化した。実験の結果、小学5年生と成人では全身動作の運動イメージを行った際に同様の脳部位での活動が認められたことから、小学5年生の段階ですでに全身動作の運動イメージに関する神経ネットワークが形成されていることが示唆された。つまり、小学5年生においても成人と同様に運動学習には運動イメージが重要な役割を果たすと考えられる。また、本研究の結果において「自分の中でしっかりイメージができたか」が脳活動動態に関係性があると示されたことから、脳の神経活動を活性化させるためにはイメージを鮮明にすることが重要であると考えられた。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021度もコロナウィルス感染予防のため、実際に小学校に行かせてもらい、様々な計測を実施するのが難しい状況にある。そのため、まずは2020年度に実施した、機能的近赤外線分光法を用いた実験、立ち幅跳びの介入研究について論文化をする。また、2019年度には小学校4年生を34名を対象とし、事象関連電位と体性感覚誘発電位を計測したが、体力測定も実施している。脳活動動態と運動パフォーマンスとの関連性も明らかにする。
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| Causes of Carryover |
コロナウィルスのため、旅費を全く使用できなかった。2021年度は、研究分担者の紙上氏とも共同で計測をする予定があり、助成金を使用する。
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