2015 Fiscal Year Annual Research Report
知的労働生産性向上のためのウェアラブル頭頸部冷却システムによる基幹脳活性法の研究
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25420236
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
片桐 祥雅 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所グリーンICTデバイス先端開発センター, 研究マネージャー (60462876)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川原 靖弘 放送大学, 教養学部, 准教授 (10422403)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 頭頚部冷却 / 暑熱ストレス / 注意ネットワーク / モノアミン神経 / 前頭全皮質 / 後頭部脳波アルファ波 / エラー処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
暑熱環境下における注意機能変容の神経生理学的基盤を解明した．具体的には，断熱スーツを用い脱水を伴わない中程度の高体温状態を実験室内で誘導し，脳波計測，深部および皮膚温度計測しながら持続的注意機能検査を行った．脳波は国際10-20法に準拠し，後頭部α波強度揺らぎから上部脳幹および前部帯状回を中心とする深部脳活動度を評価した．この被験者試験により，頸部冷却により選択的に冷却さえた深部脳はその活動を維持することで暑熱時に通常起動される視床下部の体温調節反応を抑制し，注意機能維持を優先し得ることをタスク中の抹消および脳深部温の動態から初めて明らかにした．さらに，不安尺度が小さいほど安静時の深部脳活動が高く，暑熱環境下でも深部脳活動を賦活させ注意機能を維持できるという個人差の存在を明らかにした．
以上の結果から，暑熱環境下における注意機能の障害とその防止の神経生理学的基盤を明らかにした．前部帯状回を中心に後部帯状回，腹内側前頭前皮質と腹外側前頭前皮質，背側前部帯状回の負の相互作用により維持される注意機能ネットワークは，耐暑反応に伴う脳血流低下により脆弱化するものの，モノアミン神経を中心とする深部脳活動により維持し得るものであり，頸部冷却はホメオスタシスを犠牲にしてもこの深部脳活動を支持し得るものであることが示唆された．なお，定常的な頸部冷却刺激は感覚ゲートを起動することで皮質への刺激を減弱させ眠気を誘発するが，適度な時間揺らぎの導入によりこの減弱作用を抑制することが可能である．
さらに，脳深部のモノアミン神経活動は不安尺度と高い相関を示すことから，暑熱環境下で注意機能脆弱性と気分障害との相関が初めて明らかになった．この結果は，暑熱環境下で注意機能障害発症リスクを個別にアセスメントし，頸部冷却等の手段によりその発症を未然に防止し得ることを示すものであった．
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Research Products
(12 results)
