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周期的制限給餌が睡眠・覚醒に及ぼす影響とその神経基盤

研究課題

研究課題/領域番号 17K00932
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 食生活学
研究機関東北工業大学

研究代表者

辛島 彰洋  東北工業大学, 工学部, 准教授 (40374988)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード睡眠 / ノンレム睡眠 / レム睡眠 / 呼吸リズム / 測定器 / 睡眠ステージ / ウェアラブルセンサ / 食事 / 生体リズム / 呼吸 / 睡眠-覚醒状態 / 脳波 / 睡眠ステージング / 行動解析 / 機械学習 / 制限給餌 / 時間生物 / 心電図測定 / 脳波測定 / 食事制限 / 生体生命情報学 / 神経科学
研究成果の概要

本研究は、ヒトの食生活を模したスケジュールで制限給餌を行い睡眠への影響を調べる動物実験を行うものであり、長期的に睡眠を安定に測定するためのシステムが必要であった。そこで本研究では2つの測定システムを製作した。1つ目は無拘束で睡眠時脳波を測定するための小型アンプ兼ロガーである。一般的に脳波測定では、頭部に埋め込まれた電極とアンプがケーブルで繋がれるが動物の活動が制限されてしまうため長期測定には向いていない。製作した小型アンプ兼ロガーではこの問題を解決できた。さらに動物への負担低減のため、呼吸リズムを記録するための測定装置および解析方法の開発も行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の最も大きな成果は、睡眠研究に必要な脳波・呼吸信号を長期間安定に測定できるげっ歯類用の測定システムを開発したことである。睡眠の制御に関わる神経機構や分子機構の解明、睡眠薬の開発は主にげっ歯類を用いた動物実験により進められていることから、本研究での成果は睡眠研究の発展に寄与するものであると考える

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Subjective sleep quality, quantitative sleep features, and their associations dependent on demographic characteristics, habitual sleep?wake patterns, and distinction of weekdays/weekends2021

    • 著者名/発表者名
      Choilek Siwalee、Karashima Akihiro、Motoike Ikuko、Katayama Norihiro、Kinoshita Kengo、Nakao Mitsuyuki
    • 雑誌名

      Sleep and Biological Rhythms

      巻: 19 号: 4 ページ: 369-381

    • DOI

      10.1007/s41105-021-00326-9

    • NAID

      40022677258

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ウェアラブルセンサを用いた睡眠時呼吸測定2021

    • 著者名/発表者名
      辛島彰洋, 柳田琢杜
    • 雑誌名

      Eos : 東北工業大学地域連携センター・研究支援センター紀要

      巻: 34 ページ: 69-74

    • NAID

      120007175271

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Consistency index of daily activity pattern and its correlations with subjective ratings of QOL2020

    • 著者名/発表者名
      R. Amano, A. Karashima, I. Motoike, N. Katayama, K. Kinoshita, M. Nakao
    • 雑誌名

      Sleep and Biological Rhythms

      巻: 18 号: 4 ページ: 297-304

    • DOI

      10.1007/s41105-020-00271-z

    • NAID

      40022375058

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intracellular ATP levels in mouse cortical excitatory neurons varies with sleep-wake states2020

    • 著者名/発表者名
      A. Natsubori, T. Tsunematsu, A. Karashima, H. Imamura, N. Kabe, A. Trevisiol, J. Hirrlinger, T. Kodama, T. Sanagi, K. Masamoto, N. Takata, K-A Nave, K. Matsui, K.F. Tanaka, M. Honda
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 3 号: 1 ページ: 491-491

    • DOI

      10.1038/s42003-020-01215-6

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 加速度センサを用いた呼吸数モニタリングシステムの基礎的検討2022

    • 著者名/発表者名
      安倍凜生, 大堀萌奈, 辛島彰洋
    • 学会等名
      令和4年東北地区若手研究者研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ウェアラブル磁気センサによる睡眠時呼吸リズムの計測2021

    • 著者名/発表者名
      辛島彰洋, 栁田琢杜
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 睡眠および生理学的状態の網羅的特徴付けとその食事習慣との関連性2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木圭介, チョイレク シワリー, 元池育子, 辛島彰洋, 片山統裕, 中尾光之
    • 学会等名
      電子情報通信学会 MEとバイオサイバネティックス研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ウェアラブルセンサによる睡眠時呼吸リズムの計測2021

    • 著者名/発表者名
      栁田琢杜, 庭滉詩郎, 辛島彰洋
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティックス研究会(2021年1月)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 日中の眠気が聴覚の周波数特性に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      辛島彰洋、石塚隆太、伊藤智、関直哉、鈴木幸也,
    • 学会等名
      第59回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ウェアラブルデバイスによる呼吸換気量測定の検討2020

    • 著者名/発表者名
      栁田琢杜, 今野 颯, 辛島彰洋
    • 学会等名
      2020年度電気関係学会東北支部連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 生理学的指標およびQOLの月経周期のフェーズ依存性2020

    • 著者名/発表者名
      二口裕太, 元池育子, 山仲勇二郎, 辛島彰洋, 片山統裕, 中尾光之
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティックス研究会(2020年10月)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 加速度・地磁気センサを用いたウェアラブル呼吸リズム測定器の作成2019

    • 著者名/発表者名
      辛島彰洋, 栁田琢杜, 佐川公平
    • 学会等名
      日本睡眠学会第44回定期学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁気センサを用いた呼吸数検出システムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      栁田琢杜, 辛島彰洋
    • 学会等名
      電子情報通信学会 MEとバイオサイバネティックス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Is sticking to highly regular sleep/wake timing good for health? -- A quantitative study of associations between sleep/wake habit, objective sleep-related parameters, and subjective sleep quality --2019

    • 著者名/発表者名
      S. Choilek. I. Motoike. T. Uchibayashi, A. Karashima, N. Katayama, M. Nakao
    • 学会等名
      電子情報通信学会 MEとバイオサイバネティックス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Influence of skilled reaching task on slow waves and sleep spindles in rats.2019

    • 著者名/発表者名
      A. Karashima, R. Tsukada, Y. Anzai, N. Katayama, M. Nakao
    • 学会等名
      WorldSleep 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 加速度・地磁気センサを用いたウェアラブル呼吸リズム測定器の作成2019

    • 著者名/発表者名
      辛島彰洋, 柳田琢杜, 佐川公平
    • 学会等名
      日本睡眠学会第44回定期学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 睡眠に依存した聴覚の周波数特性の変化2018

    • 著者名/発表者名
      辛島彰洋, 石塚隆太, 伊藤智, 関直哉, 鈴木幸也, 片山統裕, 中尾光之
    • 学会等名
      日本睡眠学会第43回定期学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 睡眠覚醒に伴う大脳皮質の細胞内ATP動態の解明2018

    • 著者名/発表者名
      夏堀晃世, 辛島彰洋, 山本正道, 小島崇, 児玉亨, 正本和人, 高田則夫, 田中謙二, 本多真
    • 学会等名
      日本睡眠学会第43回定期学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Heart rate variability and respiration rate variability dynamics differentiate subjective sleep quality depending on selected life style2018

    • 著者名/発表者名
      R. Amano, A. Karashima, I. Motoike, N. Katayama Norihiro, K. Kinoshita, M. Nakao
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 動物用非侵襲的な睡眠-覚醒モニタリングおよび心電図測定システムの製作2018

    • 著者名/発表者名
      千葉渓也, 松﨑優子, 佐藤望美, 石垣大和, 辛島彰洋
    • 学会等名
      平成30年東北地区若手研究者発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Sleep-Wake State Dependence of Ca-permeable AMPA Receptor Expression in the Rat Cortex and Hippocampus.2017

    • 著者名/発表者名
      A. Karashima, Masuda, A. Nakamura, H. Tsubokawa, N. Katayama, M. Nakao
    • 学会等名
      47th Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 睡眠学2020

    • 著者名/発表者名
      本多和樹、辛島彰洋ら
    • 総ページ数
      712
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254301205
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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