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電気生理学的手法を応用した加齢や運動にともなう骨格筋の質的・機能的変化の評価

研究課題

研究課題/領域番号 18H03158
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分59020:スポーツ科学関連
研究機関中京大学

研究代表者

渡邊 航平  中京大学, スポーツ科学部, 教授 (20630990)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
キーワード運動単位 / 骨格筋 / 運動神経 / サルコペニア / 筋肉量 / 筋収縮特性 / 加齢 / 多チャンネル表面筋電図法 / 高齢者 / 筋収縮様式 / 筋の質 / 筋電図 / 超音波画像 / 骨格筋電気刺激 / 筋電気刺激 / 筋の収縮特性
研究成果の概要

本研究課題では骨格筋電気刺激や高密度表面筋電図法といった電気生理学的研究手法を応用することによって、「筋肉の質」と「神経活動」といった従来は十分に評価されてこなかった筋力の規定因子を定量的に評価する方法を確立し(Tomita, Watanabe et al. Physiol Rep 2020)、高齢者や若齢者を対象としてその応用を実施した(Watanabe et al. Physiol Rep 2020, Watanabe et al. J Gerontol, Watanabe et al. Front Nutr 2021)。

研究成果の学術的意義や社会的意義

加齢にともなう筋力低下に関連する要因として、「筋肉の量」、「筋肉の質」、「神経活動」の3つが挙げられる。医用画像技術を用いて、「筋肉の量」の定量評価が一般化されつつあり、多くの研究のアウトカムとして用いられてきた。一方、高齢者における筋力低下は「筋肉の量」の低下だけでは説明できないことも指摘されている。本研究課題では、「筋肉の質」および「神経活動」を定量的に評価する方法を確立した。これにより、高齢者1人1人において筋力低下に寄与する要因の特定をすることや各種運動処方や食事介入が作用する要因を明確にすることが可能になると考えている。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (26件) (うち国際共著 13件、 査読あり 26件、 オープンアクセス 18件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] University of Maribor(スロベニア)

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      2021 実績報告書
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      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Maribor(スロベニア)

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      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Maribor(スロベニア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Regional neuromuscular regulation within rectus femoris muscle following three-month limb-loaded walking in older adults2022

    • 著者名/発表者名
      Narouei Shideh、Akatsu Hiroyasu、Watanabe Kohei
    • 雑誌名

      Sports Medicine and Health Science

      巻: 4 号: 1 ページ: 38-43

    • DOI

      10.1016/j.smhs.2021.12.003

    • 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] Central Tendon Injury Impairs Regional Neuromuscular Activation of the Rectus Femoris Muscle2021

    • 著者名/発表者名
      Kubo Yoshiaki、Watanabe Kohei、Nakazato Koichi、Koyama Koji、Hiranuma Kenji
    • 雑誌名

      Sports

      巻: 9 号: 11 ページ: 150-150

    • DOI

      10.3390/sports9110150

    • 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
  • [雑誌論文] Motor unit firing patterns on increasing force during force and position tasks2021

    • 著者名/発表者名
      Kunugi Shun、Holobar Ales、Kodera Tsutomu、Toyoda Heishiro、Watanabe Kohei
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology

      巻: 126 号: 5 ページ: 1653-1659

    • DOI

      10.1152/jn.00299.2021

    • 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] Unique Characteristics of Quadriceps Muscle Morphology and Function in Older Tennis Players2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshiko Akito、Beppu Moroe、Chosa Naoki、Watanabe Kohei
    • 雑誌名

      Journal of Aging and Physical Activity

      巻: 27 号: 4 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1123/japa.2021-0074

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Association between the degree of pre-synaptic dopaminergic pathway degeneration and motor unit firing behavior in Parkinson's disease patients2021

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Y, Watanabe K, Holobar A, Takahashi T, Maeda N, Maruyama H, Tanaka S, Hyngstrom A
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 21 号: 19 ページ: 6615-6615

    • DOI

      10.3390/s21196615

    • 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] The Effect of a Portable Electrical Muscle Stimulation on Brain-Derived Neurotrophic Factor in Elderly People: Three Case Studies2021

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Yuichi、Watanabe Kohei、Kawade Shuhei、Maeda Noriaki、Maruyama Hirofumi
    • 雑誌名

      Gerontology and Geriatric Medicine

      巻: 7 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1177/23337214211040319

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of hybrid assistive limb gait training on spatial muscle activation patterns in spinal muscular atrophy type III2021

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Yuichi、Watanabe Kohei、Orita Naoya、Maeda Noriaki、Kimura Hiroaki、Tanaka Shinobu、Hyngstrom Allison
    • 雑誌名

      F1000Research

      巻: 10 ページ: 214-214

    • DOI

      10.12688/f1000research.50951.2

    • 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] Effect of arm position on spatial distribution of upper trapezius muscle activity during simulated car driving2021

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kohei、Yoshida Takahiro
    • 雑誌名

      International Journal of Occupational Safety and Ergonomics

      巻: 15 号: 3 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1080/10803548.2021.1929700

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contribution of the peroneus longus neuromuscular compartments to eversion and plantarflexion of the ankle2021

    • 著者名/発表者名
      Mendez-Rebolledo Guillermo、Guzmn-Venegas Rodrigo、Valencia Oscar、Watanabe Kohei
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 16 号: 4 ページ: e0250159-e0250159

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0250159

    • 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] Impact of home-based squat training with two-depths on lower limb muscle parameters and physical functional tests in older adults2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshiko Akito、Watanabe Kohei
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-021-86030-7

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quercetin ingestion modifies human motor unit firing patterns and muscle contractile properties2021

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kohei、Holobar Ales
    • 雑誌名

      Experimental Brain Research

      巻: 239 号: 5 ページ: 1567-1579

    • DOI

      10.1007/s00221-021-06085-w

    • 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] Association between Oxygen Consumption and Surface Electromyographic Amplitude and Its Variation within Individual Calf Muscles during Walking at Various Speeds2021

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kohei、Narouei Shideh
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 21 号: 5 ページ: 1748-1748

    • DOI

      10.3390/s21051748

    • 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] Fish Protein Ingestion Induces Neural, but Not Muscular Adaptations, Following Resistance Training in Young Adults2021

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kohei、Holobar Ales、Uchida Kenji、Mita Yukiko
    • 雑誌名

      Frontiers in Nutrition

      巻: 8

    • DOI

      10.3389/fnut.2021.645747

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 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] Novel Insights Into Biarticular Muscle Actions Gained From High-Density Electromyogram2021

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kohei、Vieira Taian Martins、Gallina Alessio、Kouzaki Motoki、Moritani Toshio
    • 雑誌名

      Exercise and Sport Sciences Reviews

      巻: 49 号: 3 ページ: 179-187

    • DOI

      10.1249/jes.0000000000000254

    • 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] Effect of exercise intensity on metabolic responses on combined application of electrical stimulation and voluntary exercise2021

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kohei、Takada Tatsuya、Kawade Shuhei、Moritani Toshio
    • 雑誌名

      Physiological Reports

      巻: 9 号: 3

    • DOI

      10.14814/phy2.14758

    • 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
  • [雑誌論文] Identification of the laterality of motor unit behavior in female patients with Parkinson's disease using high-density surface electromyography.2021

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Y, Watanabe K, Holobar A, Maeda N, Maruyama H, Tanaka S.
    • 雑誌名

      European Journal of Neuroscience

      巻: 53 号: 6 ページ: 1938-1949

    • DOI

      10.1111/ejn.15099

    • NAID

      120007032037

    • 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] High-density surface electromyography to assess motor unit firing rate in Charcot-Marie-Tooth disease type 1A patients2021

    • 著者名/発表者名
      Noto Yu-ichi、Watanabe Kohei、Holobar Ale?、Kitaoji Takamasa、Tsuji Yukiko、Kojima Yuta、Kitani-Morii Fukiko、Mizuno Toshiki、Nakagawa Masanori
    • 雑誌名

      Clinical Neurophysiology

      巻: 132 号: 3 ページ: 812-818

    • DOI

      10.1016/j.clinph.2020.11.040

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Novel perspective on contractile properties and intensity‐dependent verification of force?frequency relationship during neuromuscular electrical stimulation2020

    • 著者名/発表者名
      Tomita A, Kawade S, Moritani T, Watanabe K
    • 雑誌名

      Physiological Reports

      巻: 8 号: 22

    • DOI

      10.14814/phy2.14598

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modulation of neural and muscular adaptation processes during resistance training by fish protein ingestions in older adults.2020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe K, Holobar A, Mita Y, Tomita A, Yoshiko A, Kouzaki M, Uchida K, Moritani T.
    • 雑誌名

      Journal of Gerontology Series A: Biological Sciences

      巻: 75 号: 5 ページ: 867-874

    • DOI

      10.1093/gerona/glz215

    • 関連する報告書
      2019 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] Effect of the combination of whole-body neuromuscular electrical stimulation and voluntary exercise on metabolic responses in human.2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe K, Yoshida T, Ishikawa T, Kawade S, Moritani T.
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 10 ページ: 1-8

    • DOI

      10.3389/fphys.2019.00291

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of taping and its conditions on electromyographic responses of knee extensor muscles2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kohei
    • 雑誌名

      Human Movement Science

      巻: 63 ページ: 148-155

    • DOI

      10.1016/j.humov.2018.12.003

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Resistance Training and Fish Protein Intake on Motor Unit Firing Pattern and Motor Function of Elderly2018

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kohei、Holobar Ales、Mita Yukiko、Kouzaki Motoki、Ogawa Madoka、Akima Hiroshi、Moritani Toshio
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 9 ページ: 1-14

    • DOI

      10.3389/fphys.2018.01733

    • 関連する報告書
      2018 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] Relationship Between Toe Clearance Strategy and Regional Regulation of Rectus Femoris Muscle During Swing Phase in Prolonged Walking in Young and Older Adults2018

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kohei
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 9 ページ: 1-8

    • DOI

      10.3389/fphys.2018.01274

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electromyographic analysis of hip adductor muscles in soccer instep and side-foot kicking2018

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kohei、Nunome Hiroyuki、Inoue Koichiro、Iga Takahiro、Akima Hiroshi
    • 雑誌名

      Sports Biomechanics

      巻: - 号: 3 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1080/14763141.2018.1499800

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between regional neuromuscular regulation within human rectus femoris muscle and lower extremity kinematics during gait in elderly men2018

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kohei、Kouzaki Motoki、Moritani Toshio
    • 雑誌名

      Journal of Electromyography and Kinesiology

      巻: 41 ページ: 103-108

    • DOI

      10.1016/j.jelekin.2018.05.011

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationships between muscle strength and multi-channel surface EMG parameters in eighty-eight elderly2018

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kohei、Kouzaki Motoki、Ogawa Madoka、Akima Hiroshi、Moritani Toshio
    • 雑誌名

      European Review of Aging and Physical Activity

      巻: 15 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1186/s11556-018-0192-z

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 3軸加速度センサを用いた歩行特徴量による 中・高齢者の運動習慣分析2022

    • 著者名/発表者名
      中村早希、増尾 明、佐久間拓人、加藤昇平、渡邊航平、赤津裕康
    • 学会等名
      情報処理学会第84回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 足関節外がえし筋の運動単位活動と発揮トルクの変動性評価2021

    • 著者名/発表者名
      功刀峻、吉村茜、廣野哲也、渡邊航平
    • 学会等名
      第27回日本バイオメカニクス学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高校生における最大筋力と筋量および運動単位活動との関係2021

    • 著者名/発表者名
      吉村茜、功刀峻、廣野哲也、能嶋宏弥、渡邊航平
    • 学会等名
      第27回日本バイオメカニクス学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 求心性および遠心性収縮運動による筋疲労時の運動単位動員特性の違い2021

    • 著者名/発表者名
      廣野哲也、功刀峻、吉村茜、渡邊航平
    • 学会等名
      第27回日本バイオメカニクス学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] トレッドミル歩行中の酸素摂取量と神経筋活動におよぼすアンクルウェイトと歩行速度の影響2021

    • 著者名/発表者名
      功刀峻、赤津裕康、渡邊航平
    • 学会等名
      第76回日本体力医学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] カフェイン摂取が運動単位の発火パターンに及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      渡邊航平、功刀峻、Ales Holobar
    • 学会等名
      第76回日本体力医学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高齢者における神経系と筋形態に対するトレーニング適応を食品摂取によってコントロールする試み2019

    • 著者名/発表者名
      渡邊航平、Ales Holobar、三田有紀子、富田彩、吉子彰人、神崎素樹、内田健志、森谷敏夫
    • 学会等名
      第74回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 低強度間欠的骨格筋電気刺激による筋疲労が周波数-張力関係や至適周波数に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      富田彩,川出周平,森谷敏夫,渡邊航平
    • 学会等名
      第74回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Force-frequency curve by NMES is associated with muscle thickness and maximal voluntary contraction for quadriceps femoris.2019

    • 著者名/発表者名
      Tomita A, Watanabe K.
    • 学会等名
      European Colledge of Sports Science.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電気刺激強度が周波数ー張力関係に及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      富田彩、渡邊航平
    • 学会等名
      日本体力医学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 中京大学スポーツ科学部渡邊航平研究室ホームページ

    • URL

      http://kwatanabe.net/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [備考] 中京大学渡邊航平研究室のホームページ

    • URL

      http://kwatanabe.net/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 中京大学国際教養学部渡邊航平研究室のホームページ

    • URL

      http://kwatanabe.net/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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