筋持久力の向上を目的とした直流刺激法の開発

• 研究課題/領域番号: 18K17821
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分59020:スポーツ科学関連
• 研究機関: 九州産業大学 (2020); 東京大学 (2018-2019)
• 研究代表者: 齋藤 輝 九州産業大学, 健康・スポーツ科学センター, 助教 (90758591)
• 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: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 筋電図 / 筋持久力 / 筋疲労 / 経頭蓋直流刺激 / 経頭蓋磁気刺激 / 皮質脊髄路 / トレーニング

研究成果の概要

本研究の目的は、大脳一次運動野への直流刺激が骨格筋の持久的パフォーマンスに及ぼす影響とその神経メカニズムを明らかにすることであった。直流刺激が第一背側骨間筋の筋収縮持続時間および筋活動を司る中枢神経回路の興奮レベルの指標である皮質脊髄路興奮性に与える影響を明らかにする実験を実施した。直流刺激を与えても、筋収縮持続時間の有意な増大は認められなかったが、疲労困憊後における第一背側骨間筋の皮質脊髄路興奮性は有意に低下することが認められた。以上の結果から、大脳一次運動野への直流刺激は持久的パフォーマンスの向上に寄与しないが、中枢神経回路の疲労に影響することが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

人間の身体運動の動力源である骨格筋は、筋収縮を持続的に発揮すると疲労する。骨格筋の疲労は、一時的に筋機能を低下させ、スポーツ競技における運動パフォーマンスを著しく低下させる主要因となるため、筋疲労を低減して筋持久力を改善する方法は、健康・スポーツ科学にとって重要である。本研究は、ニューロモデュレーション法の1つである経頭蓋直流刺激を用いて、骨格筋の持久性パフォーマンスが向上するか否かを検討したが、経頭蓋直流刺激は持久性パフォーマンスを向上させなかった。

研究成果

• [雑誌論文] Inter-muscle differences in modulation of motor evoked potentials and posterior root-muscle reflexes evoked from lower-limb muscles during agonist and antagonist muscle contractions (2020)
  • 著者名/発表者名: Saito Akira、Nakagawa Kento、Masugi Yohei、Nakazawa Kimitaka
  • 雑誌名: Experimental Brain Research 巻: 239 号: 2 ページ: 463-474
  • DOI: 10.1007/s00221-020-05973-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Age-related changes in muscle volume and intramuscular fat content in quadriceps femoris and hamstrings (2020)
  • 著者名/発表者名: Maya Hioki, Nana Kanehira, Teruhiko Koike, Akira Saito, Kiyoshi Shimaoka, Hisataka Sakakibara, Yoshiharu Oshida, Hiroshi Akima
  • 雑誌名: Experimental Gerontology 巻: － ページ: 110834-110834
  • DOI: 10.1016/j.exger.2020.110834
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Repeatability of spinal reflexes of lower limb muscles evoked by transcutaneous spinal cord stimulation (2019)
  • 著者名/発表者名: Saito A, Masugi Y, Nakagawa K, Obata H, Nakazawa K.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 14 号: 4 ページ: e0214818-e0214818
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0214818
  • NAID: 120006800703
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 下肢筋群の脊髄興奮性を評価する経皮的脊髄刺激法―縦断的評価法としての確立を目指して― (2019)
  • 著者名/発表者名: 齋藤輝, 中川剣人, 一寸木洋平
  • 雑誌名: デサントスポーツ科学 巻: 印刷中
  • NAID: 40021944336
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of 10-week walking and walking with home-based resistance training on muscle quality, muscle size, and physical functional tests in healthy older individuals (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshiko Akito、Tomita Aya、Ando Ryosuke、Ogawa Madoka、Kondo Shohei、Saito Akira、Tanaka Noriko I.、Koike Teruhiko、Oshida Yoshiharu、Akima Hiroshi
  • 雑誌名: European Review of Aging and Physical Activity 巻: 15 号: 1 ページ: 13-13
  • DOI: 10.1186/s11556-018-0201-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Relationship between physical activity and intramyocellular lipid content is different between young and older adults (2018)
  • 著者名/発表者名: Hioki Maya、Kanehira Nana、Koike Teruhiko、Saito Akira、Takahashi Hideyuki、Shimaoka Kiyoshi、Sakakibara Hisataka、Oshida Yoshiharu、Akima Hiroshi
  • 雑誌名: European Journal of Applied Physiology 巻: 119 号: 1 ページ: 113-122
  • DOI: 10.1007/s00421-018-4005-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 下肢筋群の主働筋と拮抗筋活動時の皮質脊髄路と脊髄反射経路の興奮性の変調 (2019)
  • 著者名/発表者名: 齋藤輝, 中川剣人, 一寸木洋平, 中澤公孝
  • 学会等名: 第74回日本体力医学会
• [学会発表] Muscle-specific modulation of motor evoked potentials and spinal reflexes of agonist and antagonist muscles during voluntary contraction (2019)
  • 著者名/発表者名: Saito, A., Nakagawa, K., Masugi, Y., Nakazawa, K.
  • 学会等名: 24th annual Congress of the European College of Sport Science
  • 国際学会
• [学会発表] Electromyostimulation induced changes in intramyocellular lipid of vastus lateralis in older adults (2019)
  • 著者名/発表者名: Hioki, M., Kanehira, N., Koike, T., Saito, A., Takahashi, H., Shimaoka, K., Sakakibara, H., Oshida, Y., Akima, H.
  • 学会等名: The 66th Annual Meeting of the American College of Sports Medicine
  • 国際学会
• [学会発表] Inter-day repeatability of spinal reflexes evoked by transcutaneous spinal cord stimulation (2018)
  • 著者名/発表者名: Saito, A., Masugi, Y., Nakagawa, K., Obata, H., Nakazawa, K.
  • 学会等名: Neuroscience
  • 国際学会
• [学会発表] 経皮的脊髄刺激法を用いて下肢筋群から誘発された脊髄反射の再現性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 齋藤輝, 一寸木洋平, 中川剣人, 小幡博基, 中澤公孝
  • 学会等名: 第73回日本体力医学会
• [学会発表] Consistency of muscle synergies between level and uphill locomotion (2018)
  • 著者名/発表者名: Saito, A., Tomita, A., Ando, R., Watanabe, K., Akima, H.
  • 学会等名: 23rd annual Congress of the European College of Sport Science
  • 国際学会