| Project/Area Number |
23K24755
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| Project/Area Number (Other) |
22H03498 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59030:Physical education, and physical and health education-related
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| Research Institution | Jobu University (2024)
Waseda University (2022-2023) |
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Principal Investigator |
中川 剣人 上武大学, ビジネス情報学部, 准教授 (80735457)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大須 理英子 早稲田大学, 人間科学学術院, 教授 (60374112)
欠畑 岳 早稲田大学, スポーツ科学学術院, 専任講師 (80824606)
MILOSEVIC MATIJA 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教 (50840188)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2026: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | MRI / アスリート / 運動学習 / 反射 / 脊髄反射 / 相反抑制 / 陸上競技 / ニューロモジュレーション / ニューロモデュレーション / 脳の可塑性 / 神経系の可塑性 |
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| Outline of Research at the Start |
アスリートの競技力に必須となる「スキル」を担う中枢神経系を構成する脳や脊髄がそれぞれどの程度競技力に貢献するかについてはあまり研究が進んでいない。本研究では、アスリートの競技力や競技特性に関連する脳や脊髄を含む中枢神経系機能・構造を明らかにすることを目的とする。また、将来的な競技パフォーマンス向上のサポートを見据え、競技力や競技特性、運動能力に貢献しうる中枢神経系の機能を人工的に修飾することで、運動パフォーマンスが変調可能かを検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、アスリートの脊髄神経回路を検討するための準備段階として、これまで技術的に評価できなかった大腿筋の脊髄相反抑制の非侵襲的に評価できる実験手法を提案するため、大腿直筋のIa感覚神経への電気刺激、振動刺激および大腿直筋の随意収縮を条件刺激としたとき、経皮的脊髄刺激によって誘発される拮抗筋の大腿二頭筋の反射が抑制されることを示した論文をまとめ、投稿、査読対応を行った。
また、前年度に引き続き、MRIによるアスリートの脳機能・構造データを収集し、本年度新たに得た成果として、陸上競技の中でも、筋骨格系においては類似し、同じスプリント種目に属する短距離選手とハードル選手間で脳構造の違いを見出した。すなわち、短距離選手はハードル選手と比べて高次運動野のボリュームが大きかった。また、ハードル選手は短距離選手と比べて上側頭回のボリュームが大きい傾向にあった。上側頭回は時間パターン形成に関係する可能性が示されており、ハードル走に重要なリズム形成を反映していると考えられる。
また、非侵襲的なニューロモジュレーション手法による運動機能向上効果を検討する研究においては、本年度は運動機能障害リハビリテーション効果が高く（Ahmed et al. 2023）、動物モデルにおいては運動技能の獲得を促進する効果がある（Bowles et al. 2022）とされている迷走神経刺激を用いて、ヒト健常者において運動学習が促進されるかを検討する実験のセットアップを行った。刺激効果の確認のための瞳孔径を測定するシステム、AIによる動作分析システム、一次運動野の機能マッピングシステムの構築を行った。
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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
アスリートの脳機能・構造データについては、想定通りのペースで分析が進んでいる。ニューロモジュレーション実験についても、実験セットアップや予備実験が順調に進んだ。また、これまで得た実験結果も順調に論文として執筆、投稿ができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続きMRI実験、ニューロモジュレーション実験ともにデータ収集・分析を進めていき、分析が完了し次第、論文執筆にとりかかる。また、ニューロモジュレーションによるスポーツスキルの変化を検討するための実験準備として、ヒトの全身運動の動作分析を行うシステムの構築を進めていく。
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