Development of a neurophysiological "choking under pressure" index and its application to neurofeedback training

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K11367
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59020:Sports sciences-related
• Research Institution: Shibaura Institute of Technology
• Principal Investigator: SATO Hiroki 芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (90416933)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加納 慎一郎 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (00282103) ; 赤木 亮太 芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (20581458) ; 堀江 亮太 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (60327690) ; 八幡 憲明 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学領域, グループリーダー(定常) (70409150)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: パフォーマンス / 脳活動 / ニューロフィードバック / あがり / 緊張 / 機能的近赤外分光法（fNIRS）

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to quantify the decline in performance under psychological pressure as a neurophysiological "choking" index and to develop a mental training method utilizing this index. We aimed to investigate brain activity associated with golf putting performance and observed a weakening of brain activity in the right temporal lobe and a section of the dorsolateral prefrontal cortex among individuals with lower performance. Furthermore, an experiment involving a cognitive task revealed a tendency for activity in the left middle frontal gyrus to be correlated with performance under pressure. These findings suggest the potential of utilizing brain activity in the dorsolateral prefrontal cortex as a reliable "choking" index. Building upon these results, we have developed a prototype of a neurofeedback training system using a simple ｆNIRS device and a smartphone.

Free Research Field

応用脳科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の意義は，日常環境下で使用できる脳機能計測技術を用いて，実際の「あがり」状態を検討した点，また，実用化しやすいシステムを構築した点にある．従来研究の多くは，特別な実験室において限定した姿勢で実施されることが多かったため，自然な心理プレッシャー下でスポーツ課題を設定することが困難だった．本研究では，機能的近赤外分光法（fNIRS）を用いることによって，ゴルフパッティングに伴う脳活動を検討することができた．また，小型・安価なシステムとして，fNIRSとスマートフォンを用いたトレーニングアプリのプロトタイプを開発したことにより，脳科学の社会実装に向けて一歩前進したと考える．