高齢者の認知機能維持と運動制御機能－ワーキングメモリを用いた検討－

• Project/Area Number: 14J11049
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Experimental psychology
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 川越 敏和 熊本大学, 大学院社会文化科学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 加齢 / ワーキングメモリ / 運動制御 / 神経相関 / 認知運動間関係 / 歩行機能 / 脳活動 / 運動介入

Outline of Annual Research Achievements

これまで高齢者において認知機能と運動機能が関連しているという報告は多くされてきたが、それらは心肺系に依存する運動に関して特に議論されていた。近年になって運動制御系の能力、すなわち目標指向性であり精緻な計画や実行が必要となるような運動が高次な認知機能と関連することが明らかになってきた。筆者らの先行研究でもワーキングメモリと目標指向的歩行機能との関連があることが示されていたため、そのような関連を生む神経基盤を同定することを目的としてfMRI実験を行った。実験では、高齢の参加者らに対し運動機能の指標として目標指向的な歩行機能（椅子への着座姿勢より開始し、目標となる３m先のコーンを周回し、再びもとの着座状態に戻る）と単純な歩行（立位より開始し、ゴールである10ｍ先まで歩く）を測定した。その後、fMRI装置内でワーキングメモリ課題を行い、この認知課題中の脳活動を測定した。これらのデータに対していわゆる相関分析を行い、運動指標の成績と関連するようなワーキングメモリ中の脳活動を測定した。その結果、運動成績が高い人ほど認知課題中の活動が高い脳領域として皮質下の領域を中心とした脳部位、すなわち視床、被殻、小脳が確認された。これらの部位は運動に関わる領域として古くから知られている部位であった。さらに逆相関、つまり運動成績が高い人ほど認知課題中の活動が低い領域として、前頭葉を中心とした活動が見られた。このように、本研究では皮質下領域や小脳での脳賦活量の低下と、前頭葉での活動亢進という、減衰と増大のパターンが確認できた。行動データと脳活動との相関をとるという手法だったため、結果の解釈にいくらかの制限はかかるものの、比較的明瞭に認知と運動の関係性についての基盤が捉えられたのではないかと考える。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Brain activation during visual working memory correlates with behavioral mobility performance in older adults. (2015)
  • Author(s): Kawagoe, T., Suzuki, M., Nishiguchi, S., Abe, N., Otsuka, Y., Nakai, R, Yamada, M., Sekiyama, K.
  • Journal Title: Frontiers in Aging Neuroscience Volume: 7 Pages: 1-9
  • DOI: 10.3389/fnagi.2015.00186
  • NAID: 120005947003
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A 12-week physical and cognitive exercise program can improve cognitive function and neural efficiency in community-dwelling older adults: a randomized controlled trial. (2015)
  • Author(s): Nishiguchi, S., Yamada, M., Tanigawa, T., Sekiyama, K., Kawagoe, T., Suzuki, M., Yoshikawa, S., Abe, N., Otsuka, Y., Nakai, R, Aoyama, T., & Tsuboyama, T.
  • Journal Title: Journal of the American Geriatrics Society Volume: 63 Issue: 7 Pages: 1355-1363
  • DOI: 10.1111/jgs.13481
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A 12-week physical and cognitive exercise program can improve cognitive function and neural efficiency in community-dwelling older adults: a randomized controlled trial. (2015)
  • Author(s): Nishiguchi S, Yamada M, Tanigawa T, Sekiyama K, Kawagoe T, Suzuki M, Yoshikawa S, Abe N, Otsuka Y, Nakai R, Aoyama T, Tsuboyama T.
  • Journal Title: Journal of American Geriatrics Society Volume: in press
  • Peer Reviewed
• [Presentation] A deficit-compensation brain activation pattern common to working memory and functional mobility in older adults. (2015)
  • Author(s): Kawagoe T, Suzuki M, Nishiguchi S, Abe N, Otsuka Y, Nakai R, Yamada M, Yoshikawa S, Sekiyama K.
  • Organizer: Neuroscience 2015: SfN's 45th annual meeting
  • Place of Presentation: McCormick Place, Chicago, USA
  • Year and Date: 2015-10-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Neural correlates of working memory for face and location in advanced aging. (2015)
  • Author(s): Suzuki M, Kawagoe T, Nishiguchi S, Abe N, Otsuka Y, Nakai R, Yamada M, Yoshikawa S, Sekiyama K.
  • Organizer: Neuroscience 2015: SfN's 45th annual meeting
  • Place of Presentation: McCormick Place, Chicago, USA
  • Year and Date: 2015-10-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 移動運動と視覚ワーキングメモリの関連についてのfMRI研究 (2015)
  • Author(s): 川越敏和
  • Organizer: 日本心理学会第79回大会
  • Place of Presentation: 名古屋大学 (名古屋)
  • Year and Date: 2015-09-22
• [Presentation] Working Memory and functional mobility association was mediated by a deficit-compensation neural activation pattern. (2015)
  • Author(s): Kawagoe T, Suzuki M, Nishiguchi S, Abe N, Otsuka Y, Nakai R, Yamada M, Yoshikawa S, Sekiyama K.
  • Organizer: Brain Connect 2015
  • Place of Presentation: Nagoya University, Aichi, Japan
  • Year and Date: 2015-07-31
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Working Memory and functional mobility association was mediated by a deficit-compensation neural activation pattern. (2015)
  • Author(s): Kawagoe T, Suzuki M, Nishiguchi S, Abe N, Otsuka Y, Nakai R, Yamada M, Yoshikawa S, Sekiyama K.
  • Organizer: 第38回日本神経科学学会大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場 (神戸市)
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Presentation] 加齢による視覚探索能力の変化：視線計測を用いた検討 (2015)
  • Author(s): 川越敏和・浦川智和・森周二・積山薫
  • Organizer: 日本心理学会「注意と認知」研究会第13回合宿研究会
  • Place of Presentation: サンルートプラザ名古屋
  • Year and Date: 2015-03-15 – 2015-03-17
• [Presentation] ワーキングメモリと Timed-Up & Go test の関連について―脳画像研究に伴う行動データ解析による副次的検討 (2014)
  • Author(s): 川越敏和・積山薫・山田実・西口周
  • Organizer: 日本心理学会第78回大会
  • Place of Presentation: 同志社大学今出川キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-10 – 2014-09-12