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運動限界を決める脳内機序の探索: 運動時の循環調節における扁桃体の役割

研究課題

研究課題/領域番号 19J22706
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分59020:スポーツ科学関連
研究機関順天堂大学

研究代表者

月岡 惠惟  順天堂大学, スポーツ健康科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード運動限界 / 扁桃体中心核 / 循環調節 / 高強度運動 / 延髄孤束核
研究開始時の研究の概要

なぜ、高いレベルでの運動パフォーマンスを維持することができないのだろうか?
運動中には、運動指令(ex.〇分ペースで走る)による制御のみならず情動(ex. もう限界だ)による制御が混在する。情動による制御のなかでも「苦しい」などの感情は高い運動パフォーマンスの維持を困難にする。
情動に関与する脳領域の中でも扁桃体は「苦しい」などの負情動に関与する領域である上に、血圧や心拍数など運動パフォーマンスの良し悪しに強く関与する循環調節にも影響を与える。このことから、高いレベルでの運動を困難にする要因には「苦しい」などの情動を生み出す扁桃体が関わっていると考え、その検証を生理生化学的分析等を用いて実施する。

研究実績の概要

本研究課題は、「扁桃体中心核が負情動を伴うような高強度運動時のパフォーマンスおよび循環調節に果たす役割を明らかにすること」を目的としている。
研究期間の最終年である本年度は2つの実験を行った。1つ目は2年目から実施している「高強度運動による扁桃体中心核(CeA)でのc-Fos活性(神経活性化マーカー)が延髄孤束核(NTS)に投射している神経細胞かどうか」について、c-Fos活性とNTSに注入した逆行性トレーサー(Cholera Toxin β subunit、以下CT-B)がCeA以外の領域で二重染色されるか否かについては明らかになっていなかった。したがって、3年目に継続して研究を進めた結果、視床下部室傍核(PVN)においても神経細胞がc-FosとCT-Bで二重染色されることが確認された。また3年目に安静群を加え、CeAおよびPVNにおける二重染色された割合を高強度運動群と比較したところ、どちらの脳領域においても有意な増大を示した。
この研究結果を受け、2つ目の実験では、「扁桃体中心核と視床下部室傍核の活性化が自律神経性循環応答に及ぼす影響」について麻酔下ラットを用いて検討した。その結果、扁桃体中心核と視床下部室傍核の単独刺激ではベースラインと比較して平均血圧、心拍数および筋血流量を増加させたが、筋血管抵抗には変化がなかった。しかしながら、扁桃体中心核と視床下部室傍核の同時刺激はベースラインと比較して平均血圧の顕著な増加に加え筋血管抵抗を増大させた。
以上より、高強度運動では扁桃体中心核と視床下部室傍核の活性化が筋血管抵抗および血圧の増大を引き起こし、運動パフォーマンスに影響している可能性が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] Exploring the neuronal projections to the nucleus of the solitary tract activated by high-intensity exercise2021

    • 著者名/発表者名
      月岡惠惟, 山中航, 和氣秀文
    • 学会等名
      第98回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Effect of bilateral lesions in the amygdala on the maximum running velocity and cardiovascular response in rats during treadmill running2020

    • 著者名/発表者名
      Tsukioka Kei, Yamanaka Ko, Waki Hidefumi
    • 学会等名
      Experimental Biology
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 扁桃体中心核の破壊が漸増運動負荷試験におけるラットの運動パフォーマンスおよび循環調節に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      月岡惠惟, 山中航, 内藤久士, 和気秀文
    • 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] Effects of bilateral lesions of amygdala on cardiovascular responses during treadmill running in rats2020

    • 著者名/発表者名
      Tsukioka K, Yamanaka K, Waki H
    • 学会等名
      第97回 日本生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ラットの扁桃体破壊は漸増運動負荷試験における最大走速度を増大させる2019

    • 著者名/発表者名
      月岡惠惟, 山中航, 和気秀文
    • 学会等名
      第74回 日本体力医学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Specific changing patterns of arterial pressure during high intensity of treadmill exercise in rats2019

    • 著者名/発表者名
      Tsukioka K, Yamanaka K, Naito H, Waki H
    • 学会等名
      The 1st International Sport Neuroscience Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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