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生理調節システムにおける「ノイズ」の機能的役割

研究課題

研究課題/領域番号 11694135
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関東京大学

研究代表者

山本 義春  東京大学, 大学院・教育学研究科, 助教授 (60251427)

研究分担者 野崎 大地  国立身体障害者リハビリテーションセンター研究所, 研究員
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
2000年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1999年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワードゆらぎ / 生体調節 / 血圧反射 / 心拍変動 / 確率共振 / 起立性調節障害 / ノイズ / 生体ゆらぎ / ホメオスタンス / 神経モデル / 動脈血圧反射
研究概要

数多くの生理学的信号に存在するとされる(有色)ノイズについては、その機能的役割がほとんど知られていない。本研究では、生理学的時系列データにみられるノイズが生体・生理調節システムに与える機能的役割を、ヒトの自律神経系および感覚,運動神経系調節との関連から明らかにし、同時にそのメカニズムについて理論的な考察を加えることを目的とした。
以下が本年度の実績である。
1.ヒトの頚動脈洞に存在する動脈血圧受容器に、空気圧制御によりノイズを印可できる装置を作成、ノイズ強度を変化させたとき、微細な体位変化による血圧低下を補償する調節系が中等度のノイズのもとに最適化されるという、`確率共振現象がみられることを本年度は主として血管運動性神経活動(筋交感神経活動)を中心に解明した。また、このようなノイズが循環調節系の閉ループ特性に与える影響にについての共同研究を、サウスカロライナ医科大、ハーバード大と実施した。
2.健常人の心拍数時系列にみられるマルチ・フラクタル性の成因について、ボストン大(物理)のグループと共同研究を行い、このようなマルチ・フラクタル性が、循環調節系に内在する神経性因子によることを実証した。
3.感覚・運動神経調節系に外部から印加したノイズがヒトの姿勢調節能力を改善し得るか、あるいは高齢者の転倒予防等の観点から、そのような小型医療機器が開発可能か、との点について、ボストン大(生体医工学)と共同研究を行った。
4.ヒトの活動パターンなどの神経行動学的データにみられるフラクタル性と心身症・精神障害との関連を調べるために、ニュージャージー医科大神経行動学部門との共同研究を行った。その結果、起立時に循環調節障害を頻繁に訴える慢性疲労症候群の患者では、立位時に循環調節系の神経性ゆらぎが大きく減少していることが示された。

報告書

(3件)
  • 2001 研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] Fortrat, J.O., Y.Yamamoto et al.: "Effect of prolonged head-down bed rest on complex cardiovascular dynamics"Autonomic Neuroscience. 86. 192-201 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Togo, F., Y.Yamamoto.: "Decreased fractal component of human heart rate variability during non-REM sleep"American Journal of Physiology Heart and Circulatory Physiology. 280. H17-H21 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hidaka, I., D.Nozaki, Y.Yamamoto.: "Functional stochastic resonance in the human brain : Noise induced sensitization of baroreflex system"Physical Review Letters. 85. 3740-3743 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kotani, K., I.Hidaka, Y.Yamamoto, S.Ozono.: "Analysis of respiratory sinus arrhythmia with respect to respiratory phase"Methods of Information in Medicine. 39. 153-156 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Aoyagi, N., K.Ohashi, S.Tomono, Y.Yamamoto.: "Temporal contribution of body movement to very long-term heart rate variablity in humans"American Journal of Physiology, Heart and Circulatory Physiology. 278. H1035-H1041 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fukusaki, C., K.Kawakubo, Y.Yamamoto.: "Assessment of the primary effect of aging on heart rate variability in humans"Clinical Autonomic Research. 10. 123-130 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] nozaki, D.: "Mechanism of stochastic resonance enhancement in neuronal models driven by I/T noise"Physical Reviews E.. 60. 4637-4644 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Aoyagi, N.: "Temporal contribution of body movement to very long-term heart rate variability in humans"American Journal of Physiology, Heart and Circulatory Physiology. 278. H4035-H4041 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hidaka, I.: "Functional stochastic resonance in the human brain : Noise induced sensitization of baroreflex system"Physical Review Letters. 85. 3740-3743 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Togo, F.: "decreased fractal component of human heart rate variability during non-REM sleep"American Journal of Physiology, Heart and circulatory Physiology. 280. H17-H21 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Amarai, L.A.N.: "Behavioral-independent features of complex heartbeat dynamics"Physical Review Letters. 86. 6026-6029 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hidaka, I.: "Noise enhanced heart rate and sympathetic nerve responses to oscillatory lower body negative pressure in humans"Journal of Neurophysiology. 86. 559-564 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kotani, K.: "A model for cardio-respiratory synchronization in humans"Physical Reviews E.. (in press). (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamamoto, Y.: "Noise-induced sensitizatiion of human brain"Physica A.. (in press). (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamamoto, Y.: "Noise-induced compensation for postural hypotension in primary autonomic failure"Brain Research. (in press). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fortrat,J.O.,Y.Yamamoto, et al.: "Effect of prolonged head-down bed rest on complex cardiovascular dynamics."Autonomic Neuroscience. 86. 192-201 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Togo,F.,and Y.Yamamoto.: "Decreased fractal component of human heart rate variability during non-REM sleep."American Journal of Physiology, Heart and Circulatory Physiology. 280. H17-H21 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hidaka,I.,D.Nozaki,and Y.Yamamoto.: "Functional stochastic resonance in the human brain : Noise induced sensitization of baroreflex system."Physical Review Letters. 85. 3740-3743 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kotani,K.,I.Hidaka,Y.Yamamoto,and S.Ozono.: "Analysis of respiratory sinus arrhythmia with respect to respiratory phase."Methods of Information in Medicine. 39. 153-156 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Aoyagi,N.,K.Ohashi,S.Tomono,and Y.Yamamoto.: "Temporal contribution of body movement to very long-term heart rate variablity in humans."American Journal of Physiology, Heart and Circulatory Physiology. 278. H1035-H1041 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Fukusaki,C.,K.Kawakubo,and Y.Yamamoto.: "Assessment of the primary effect of aging on heart rate variability in humans."Clinical Autonomic Research. 10. 123-130 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 日高一郎、山本義春: "頚動脈洞へのランダム負荷法とヒト動脈血圧反射"Therapeutic Research. 21. 141-144 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Fukusaki C,Yamamoto Y,他: "Assessment of the primary effect of aging on heart rate variability in humans"Clinical Autonomic Research. (印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Aoyagi N,Yamamoto Y,他: "Temporal cortribution of body movement to very long-term heart variability in humans"American Journal of Physiolohy. (印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Nozaki D,Yamamoto Y,他: "Mechanism of stochastic resonance enharcement in neuronal models driven by 1/f noise"Physical Reviews E.. 60. 4637-4644 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 山本義春、東郷史治、他: "心拍変動の起源をめぐって-最近の話題"Therapeutic Research. 20. 1416-1424 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 日高一郎、山本義春: "生体ゆらぎと神経系のダイナミクス"日本老年医学会雑誌. 36. 8 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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