Clarification of the "High Performance Brain" of athletes using simultaneous fMRI and EEG measurement techniques

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23K10693
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 川田 裕次郎 順天堂大学, 大学院スポーツ健康科学研究科, 准教授 (40623921)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鎌形 康司 順天堂大学, 医学部, 准教授 (60568153) ; 山中 航 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 准教授 (40551479) ; 菅野 秀宣 順天堂大学, 医学部, 非常勤講師 (90265992) ; 原田 睦巳 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 教授 (40365565) ; 桐野 衛二 順天堂大学, 医学部, 教授 (90276460)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Keywords: ハイパフォーマンスブレイン / アスリート / fMRIと脳波の同時計測 / 可塑性 / 神経効率性

Outline of Annual Research Achievements

令和5年度は、ハイパフォーマンスブレインの位置を解明するための実験デザインを確立するためにfMRIを用いて予備実験を行った。
実験群（ハイパフォーマンスアスリート）として国際試合に出場経験のある体操競技選手、統制群（コントロール）として性別と年齢をマッチングした一般成人を対象に、運動課題中の脳血流量を計測した。MRI内では動作を最小限に留める必要があるため、本研究では仰臥位で足を屈曲と伸展させる運動課題を実施した。この運動課題によって体操競技選手が行うパフォーマンスの一部を再現し、体操競技のパフォーマンスに関連した脳活動を測定した。実験プロトコルは運動とRESTを繰り返すブロックデザインとした。運動課題中の足の動きをMRI室内専用のカメラで撮影し運動課題の実施状況についても動作解析を行えるように映像データを取得した。
また、運動課題に関連した脳部位のみならず、運動を行わない安静時の脳機能の違いについて明らかにするための予備実験を試みた。実験群（ハイパフォーマンスアスリート）と統制群（コントロール）を対象に安静時の脳の機能的な接続性についても比較できる撮像パラメーターを用いてデータを取得した。これらの研究デザインを用いることで、ハイパフォーマンスに寄与する脳領域と脳活動について解明していく。なお、MRIによる脳撮像方法は、国立研究開発法人日本医療研究開発機構（AMED）で推奨されている国際的に標準化された脳撮像方法を用いた。これによって、国際的に比較可能なデータを取得することが可能となる。
現在、上記の予備実験で得られたデータの分析を進めており実験デザインを確立できるように準備を進めている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

実施予定であった調査を実施し研究が予定通りに進展している。そのため、進捗状況としては「おおむね順調に進展している」と判断した。

Strategy for Future Research Activity

今後の研究推進方策としては、予備実験で得られたデータを用いて本実験で用いることのできる研究デザインを確立していく。

Causes of Carryover

研究の進捗状況を踏まえ、予備実験を丁寧に進めて本実験を次年度としたため、次年度の使用額が生じた。次年度に本実験を行うための経費として使用予定である。