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運動時に賦活する機能的脳ネットワークの解明と脳機能を高める至適運動条件の探索

研究課題

研究課題/領域番号 18K10852
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分59020:スポーツ科学関連
研究機関東京都立大学

研究代表者

北 一郎  東京都立大学, 人間健康科学研究科, 教授 (10186223)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード脳機能 / 機能的脳ネットワーク / 運動 / 精神機能 / 免疫組織化学 / グラフ理論 / 行動神経科学 / 運動処方 / 運動条件 / 抗うつ作用 / 神経活動 / ネットワーク / 動物実験 / 機能的脳神経回路 / メンタルヘルス
研究成果の概要

本研究では、脳機能向上効果を生み出す最適な運動条件をみつけだすために、免疫組織化学を用いた脳機能マッピング法をベースとして、運動時の機能的脳ネットワークの可視化とその運動条件依存性について解明することを目的とした。結果として、運動による効果的な抗うつ・抗不安効果は、運動強度と運動時間の相互作用によって決定され、低強度あるいは30分以上の運動が効果的である可能性が示唆された。さらに、脳領域間の全体的な機能的接続性は安静時に比べ運動時に減少し、運動時の機能的脳ネットワーク構造は運動強度に依存して異なることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

身体運動は情動に関与する複数の脳領域を同時に活性化することにより、多様な精神機能および心理的健康に有益な効果をもたらすことが示唆されている、しかし、運動の恩恵効果を最大限に享受するための至適運動条件については未だ明確となっていない。本研究の成果は、運動がもたらす脳機能向上の神経メカニズムの解明と至適運動条件の探索に新たな洞察を提供するものであり、ストレス社会や高齢化に伴う脳機能の低下、精神疾患の予防・改善に向けた適切な運動処方の確立に貢献するものと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Interaction between intensity and duration of acute exercise on neuronal activity associated with depression-related behavior in rats2021

    • 著者名/発表者名
      Morikawa R, Kubota N, Amemiya S, Nishijima T, Kita I
    • 雑誌名

      The Journal of Physiological Sciences

      巻: 71 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1186/s12576-020-00788-5

    • 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] Hyperactive and impulsive behaviors of LMTK1 knockout mice2020

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Miyuki、Sugiyama Arika、Wei Ran、Kobayashi Shizuka、Fukuda Kimiko、Nishino Hironori、Takahashi Roka、Tsutsumi Koji、Kita Ichiro、Ando Kanae、Manabe Toshiya、Kamiguchi Hiroyuki、Tomomura Mineko、Hisanaga Shin-ichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 15461-15461

    • DOI

      10.1038/s41598-020-72304-z

    • 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] The association between obesity and sedentary behavior or daily physical activity among children with Down's syndrome aged 7-12 years in Japan: A cross-sectional study.2020

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka E, Inayama T, Ohkawara K, Okazaki K, Kita I.
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 14/ 6(9) 号: 9 ページ: e04861-e04861

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2020.e04861

    • 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] Stress drives deliberative tendencies by influencing vicarious trial and error in decision making2020

    • 著者名/発表者名
      Amemiya S, Ishida M, Kubota N, Nishijima T, Kita I
    • 雑誌名

      Neurobiology of Learning and Memory

      巻: 174 ページ: 107276-107276

    • DOI

      10.1016/j.nlm.2020.107276

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Central nucleus of the amygdala is involved in induction of yawning response in rats2019

    • 著者名/発表者名
      Natsuko Kubota, Seiichiro Amemiya, Shinya Yanagita, Takeshi Nishijima, Ichiro Kita
    • 雑誌名

      BEHAVIORAL BRAIN RESEARCH

      巻: 371 ページ: 107792-107792

    • DOI

      10.1016/j.bbr.2019.111974

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 長期的自発運動が向社会的行動に及ぼす影響とオキシトシン神経の関与2020

    • 著者名/発表者名
      久保田夏子、劉依然、雨宮誠一朗、西島 壮、北 一郎
    • 学会等名
      第75回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ヨーガにおける呼吸と動作の同期が心拍変動に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      吉田直美、久保田夏子、北 一郎
    • 学会等名
      第75回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 飼育環境を狭小化するとマウスの身体活動量はどう変化するのか ―集団飼育による社会的交流に着目して―2020

    • 著者名/発表者名
      脇山雄輔、船橋大介、北 一郎、西島 壮
    • 学会等名
      第75回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 単独飼育による社会的交流の欠如がマウスの身体活動量に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      船橋大介、北 一郎、西島 壮
    • 学会等名
      第75回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Long-term voluntary exercise may facilitate helping behavior through the activation of oxytocin neurons in rats2020

    • 著者名/発表者名
      Kubota N, Liu Y, Amemiya S, Nishijima T, Kita I
    • 学会等名
      第43回日本神経科学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Involvement of monoaminergic neurons projecting to the prefrontal cortex in decision-making task immediately after acute stress.(前頭前野に投射しているモノアミン神経細胞が急性ストレス直後の意思決定課題に関与する)2019

    • 著者名/発表者名
      Kubota N, Ishida M, Amemiya S, Nishijima T, Kita I
    • 学会等名
      第42回日本神経科学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] The effect of long-term voluntary exercise on helping behavior for soaked conspecifics in rats.(長期的自発運動が向社会的行動に及ぼす影響)2019

    • 著者名/発表者名
      Liu Y, Shiiba T, Kubota N, Ishida M, Nishijima T, Kita I
    • 学会等名
      第42回日本神経科学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ラットにおける運動強度依存的な機能的脳ネットワークの探索2019

    • 著者名/発表者名
      久保田夏子、笠原秀昭、雨宮誠一朗、西島 壮、北 一郎
    • 学会等名
      第74回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of exercise-specific functional brain network and its exercise-intensity dependency2019

    • 著者名/発表者名
      N. Kubota, H. Kasahara, S. Amemiya, T. Nishijima, I. Kita
    • 学会等名
      Neuroscience 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Long-term voluntary exercise affected helping behavior mediated by activity of oxytocin neurons in rats2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Liu, N. Kubota, S. Amemiya, T. Nishijima, I. Kita
    • 学会等名
      Neuroscience 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stress drives deliberative tendency via influences on vicarious trial-and-error and monoaminergic systems2019

    • 著者名/発表者名
      S. Amemiya, M. Ishida, N. Kubota, T. Nishijima, I. Kita
    • 学会等名
      Neuroscience 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳を守る至適運動・環境条件の探索(シンポジウム):運動による抗うつ効果の至適運動条件の探索2018

    • 著者名/発表者名
      北 一郎
    • 学会等名
      第73回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 運動時に賦活する機能的脳神経ネットワークの運動強度依存性2018

    • 著者名/発表者名
      笠原秀昭、石田舞奈、森川涼子、西井愛裕、庄司一貴、久保田夏子、西島 壮、北 一郎
    • 学会等名
      第73回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 既修得課題直前のストレスが課題のパフォーマンスに及ぼす影響とモノアミン神経系の関与2018

    • 著者名/発表者名
      石田舞奈、雨宮誠一朗、笠原秀昭、西島 壮、北 一郎
    • 学会等名
      第73回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 豊かな環境による脳機能向上に身体活動が果たす役割2018

    • 著者名/発表者名
      船橋大介、北 一郎、西島 壮
    • 学会等名
      第73回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Activity of oxytocin neurons mediate prosocial behavior in rats of different familiarity (オキシトシン神経活動はラットの向社会的行動に関与する)2018

    • 著者名/発表者名
      北 一郎、椎葉竜生、石田舞奈、笠原秀昭、西島 壮
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Acute treadmill running at different intensities forms intensity-specific functional brain networks (急性運動は強度特異的に機能的脳神経ネットワークを形成する)2018

    • 著者名/発表者名
      笠原秀昭、石田舞奈、森川涼子、西井愛裕、西島 壮、北 一郎
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Acute mild stress just before the choice task in a familiar situation increases a deliberate tendency in decision-making via monoaminergic systems (選択課題直前のマイルドなストレスはモノアミン神経系を介して意思決定における「慎重さ」を高める)2018

    • 著者名/発表者名
      石田舞奈、雨宮誠一朗、笠原秀昭、西島 壮、北 一郎
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of functional brain networks recruited by acute treadmill running at different intensities2018

    • 著者名/発表者名
      H. KASAHARA, M. ISHIDA, R. MORIKAWA, A. NISHII, K. SHOJI, N. KUBOTA, T. NISHIJIMA, I. KITA
    • 学会等名
      Neurosicence 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Monoaminergic systems contribute to decision-making in the familiar choice task just after acute mild stress2018

    • 著者名/発表者名
      M. ISHIDA, S. AMEMIYA, N. KUBOTA, H. KASAHARA, T. NISHIJIMA, I. KITA.
    • 学会等名
      Neurosicence 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A new method for recording rodents' physical activity using an implantable accelerometer2018

    • 著者名/発表者名
      D. FUNABASHI, I. KITA, T. NISHIJIMA
    • 学会等名
      Neurosicence 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 健康・スポーツ科学のための動作と体力の測定法2019

    • 著者名/発表者名
      北 一郎(分担執筆):出村慎一監修
    • 総ページ数
      337
    • 出版者
      杏林書院
    • ISBN
      9784764412064
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 東京都立大学 行動生理学研究室

    • URL

      https://www.comp.tmu.ac.jp/sport/personal/kita/kita.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 首都大学東京 行動生理学研究室

    • URL

      http://www.comp.tmu.ac.jp/sport/personal/kita/kita.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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