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暑熱環境下運動時の中枢性および末梢性疲労による筋出力調節および循環調節への影響

研究課題

研究課題/領域番号 18H03166
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59030:体育および身体教育学関連
研究機関奈良女子大学

研究代表者

芝崎 学  奈良女子大学, 工学系, 教授 (00314526)

研究分担者 中田 大貴  奈良女子大学, 工学系, 准教授 (40571732)
大高 千明  奈良女子大学, 工学系, 助教 (00783929)
藤原 素子  奈良女子大学, その他部局等, 副学長 (30220198)
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
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
キーワード運動 / 中枢性疲労 / 末梢性疲労 / 認知機能 / 運動関連電位 / 巧緻性 / 末梢疲労 / 中枢疲労 / Gating / 暑熱環境 / 運棟関連電位 / 脳活動 / 高体温 / 暑熱負荷 / 筋出力
研究成果の概要

本研究では、暑熱環境下運動時に誘発される中枢性疲労と末梢性疲労に注目し、脳波事象関連電位、近赤外線分光法、中大脳動脈血流速度を脳活動指標として筋出力調節と循環調節に対する2つの疲労の影響を統合的に評価した。また、疲労時の巧緻性に着目し、上肢と下肢運動の連動性について検討した。高体温による中枢性疲労の結果から、運動始動時のセントラルモーターコマンドが運動形態によって変化することが示された。また、末梢性疲労が脳活動であるセントラルモーターコマンドの出力にも影響することが示された。筋出力調節においても筋疲労によって「力の抜き方」が難しくなることを数値的に表現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高いレベルで運動パフォーマンスを発揮するためには疲労のマネジメントが重要である。しかし、疲労時のモーターコントロールが何によってどのように影響を受けるのかは不明な点が多い。特に夏季オリンピックのように真夏に実施されるハイレベルの大会では末梢性の筋疲労だけでなく、体温上昇や長時間運動による中枢性疲労の影響も検討する必要がある。これらの数値化によって、疲労による事故回避の指標を構築できる可能性を示すことができた。

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

    (31件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 9件、 招待講演 3件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] An assessment of hypercapnia-induced elevations in regional cerebral perfusion during combined orthostatic and heat stresses2020

    • 著者名/発表者名
      Shibasaki Manabu、Sato Kohei、Hirasawa Ai、Sadamoto Tomoko、Crandall Craig G.、Ogoh Shigehiko
    • 雑誌名

      The Journal of Physiological Sciences

      巻: 70 号: 1 ページ: 25-25

    • DOI

      10.1186/s12576-020-00751-4

    • 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 switching force control direction on consecutive compared to discrete adjustment2019

    • 著者名/発表者名
      Ohtaka Chiaki、Fujiwara Motoko
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Fitness and Sports Medicine

      巻: 8 号: 4 ページ: 173-180

    • DOI

      10.7600/jpfsm.8.173

    • NAID

      130007679879

    • ISSN
      2186-8123, 2186-8131
    • 年月日
      2019-07-25
    • 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
  • [雑誌論文] 認知機能と環境ストレス2019

    • 著者名/発表者名
      中田 大貴、芝﨑 学
    • 雑誌名

      日本生気象学会雑誌

      巻: 56 号: 1 ページ: 3-11

    • DOI

      10.11227/seikisho.56.3

    • NAID

      130007730042

    • ISSN
      0389-1313, 1347-7617
    • 年月日
      2019-06-01
    • 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
  • [雑誌論文] Effects of repetitive exercise and thermal stress on human cognitive processing2019

    • 著者名/発表者名
      Shibasaki Manabu、Namba Mari、Kamijo Yoshi-Ichiro、Ito Tomoyuki、Kakigi Ryusuke、Nakata Hiroki
    • 雑誌名

      Physiological Reports

      巻: 7 号: 4 ページ: e14003-e14003

    • DOI

      10.14814/phy2.14003

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The difference in hemodynamic responses between dominant and non-dominant hands during muscle contraction and relaxation: An fNIRS study2019

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama N, Ohtaka C, Kato K, Kubo H, Nakata H
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 14 号: 7 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0220100

    • 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] Negative BOLD responses during hand and foot movements: An fMRI study2019

    • 著者名/発表者名
      Nakata Hiroki、Domoto Ryo、Mizuguchi Nobuaki、Sakamoto Kiwako、Kanosue Kazuyuki
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 14 号: 4 ページ: e0215736-e0215736

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0215736

    • 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
  • [雑誌論文] Remote effects on corticospinal excitability during motor execution and motor imagery.2019

    • 著者名/発表者名
      Shironouchi F, Ohtaka C, Mizuguchi N, Kato K, Kakigi R, Nakata H.
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 707 ページ: 707-707

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2019.134284

    • 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] 暑熱環境下の循環調節とトレーニング適応2018

    • 著者名/発表者名
      芝崎 学
    • 雑誌名

      体育の科学

      巻: 68 ページ: 519-525

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Effects of passive heat stress and recovery on human cognitive function: An ERP study2022

    • 著者名/発表者名
      Nakata H, Shibasaki M.
    • 学会等名
      ACSM
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of hyperthermia-induced central fatigue on brain activity during preparation for exercise.2022

    • 著者名/発表者名
      Hirai M, Nakata H, Shibasaki M.
    • 学会等名
      ACSM
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of exercise strategy on brain activity at the start of exercise.2022

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto K, Nomura M, Hirai M, Kubo H, Shibasaki M.
    • 学会等名
      ACSM
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 温熱生理学の知見から運動療法を再検討する2021

    • 著者名/発表者名
      芝﨑学
    • 学会等名
      第58回 日本リハビリテーション医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 運動強度の増加に伴う志向が運動開始時の脳循環動態に及ぼす影響.2021

    • 著者名/発表者名
      山本恵子、牧井美波、久保博子、芝﨑学.
    • 学会等名
      第60回日本生気象学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 運動開始時における思考の違いが脳活動に与える影響.2021

    • 著者名/発表者名
      牧井美波、山本恵子、野村まどか、久保博子、芝﨑学.
    • 学会等名
      第60回日本生気象学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 末梢性疲労が運動準備期における脳活動に与える影響.2021

    • 著者名/発表者名
      牧井美波、大高千明、中田大貴、芝﨑学.
    • 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] 運動志向による脳活動に伴う脳循環動態.2021

    • 著者名/発表者名
      山本恵子、野村まどか、牧井美波、久保博子、芝﨑学.
    • 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] 認知課題の繰り返しが脳活動に与える影響 -視覚・聴覚・触覚による感覚刺激の差-.2020

    • 著者名/発表者名
      牧井美波,小林史乃,中田大貴,芝﨑 学.
    • 学会等名
      第59回日本生気象学会(奈良)オンライン
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 下半身陰圧負荷が体性感覚に与える影響.2020

    • 著者名/発表者名
      小林史乃,牧井美波,中田大貴,芝﨑 学.
    • 学会等名
      第59回日本生気象学会(奈良)オンライン
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 暑熱環境下の認知機能と運動パフォーマンス2019

    • 著者名/発表者名
      芝﨑学
    • 学会等名
      第27回 日本運動生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 暑熱環境下における運動準備に伴う脳活動の変化2019

    • 著者名/発表者名
      石倉慶子,小林史乃,中田大貴,芝﨑 学
    • 学会等名
      第58回日本生気象学会(相模原)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 認知課題および寒冷負荷による動的脳血流自動調節能への影響2019

    • 著者名/発表者名
      小林史乃,中田大貴,上條義一郎,芝﨑 学
    • 学会等名
      第58回日本生気象学会(相模原)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] The effect of adjunctive cooling gels on core temperature and cognitive function during cooling process in mild hyperthermic individuals2019

    • 著者名/発表者名
      Nagamatsu A, Watanabe H, Kitajima K, Kiyoe R, Fukue M, Kobayashi F, Nakata H, Shibasaki M
    • 学会等名
      Comfort and Samrt Textile International Symposium 2019.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neural activity and network during Go/No-go tasks in heat-stressed individuals2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi F, Nakata H, Shibasaki M
    • 学会等名
      Comfort and Samrt Textile International Symposium 2019.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 冷却シートによる暑熱時の認知機能と深部体温への影響2019

    • 著者名/発表者名
      永松彰,渡辺寛和,北島幸太郎,清江龍一,福江昌幸,小林史乃,中田大貴,芝﨑学
    • 学会等名
      日本繊維製品消費科学会2019年次大会(奈良)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] The dynamics of cerebral blood flow leading up to pre-syncope in heat stressed humans.2019

    • 著者名/発表者名
      Shibasaki M, Sato K, Crandall CG, Ogoh S.
    • 学会等名
      Experimental Biology 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neural activity and network during cognitive tasks in heat stressed individuals.2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi F, Nakata H, Shibasaki M.
    • 学会等名
      Experimental Biology 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neural network during cognitive tasks during whole body heat stress2019

    • 著者名/発表者名
      Manabu Shibasaki and Hiroki Nakata
    • 学会等名
      FAOPS2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Peripheral mechanisms of cutaneous vasoconstriction –A microdialysis study in cervical spinal cord injured individuals-2018

    • 著者名/発表者名
      Manabu Shibasaki
    • 学会等名
      International Symposium of Sports Medical Science for Persons with Impairments in Wakayama 2018 ~A scholarly legacy to post 2020 Tokyo~
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 体温の「なぜ?」がわかる生理学-からだで感じる・考える・理解する-2021

    • 著者名/発表者名
      永島計編
    • 総ページ数
      179
    • 出版者
      杏林書院
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 2.次世代自動車の熱マネジメント2020

    • 著者名/発表者名
      技術情報協会編
    • 総ページ数
      649
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      4861048192
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 生理学(改訂第4版)2020

    • 著者名/発表者名
      全国柔道整復学校協会、彼末 一之
    • 総ページ数
      262
    • 出版者
      南江堂
    • ISBN
      9784524240296
    • 関連する報告書
      2019 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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