運動による子どもの認知機能向上は学習成果に影響を与えるのか

• 研究課題/領域番号: 19K11592
• 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59030:体育および身体教育学関連
• 研究機関: 北海道教育大学
• 研究代表者: 森田 憲輝 北海道教育大学, 教育学部, 教授 (10382540)
• 研究分担者: 中島 寿宏 北海道教育大学, 教育学部, 准教授 (10611535) ; 石原 暢 神戸大学, 人間発達環境学研究科, 助教 (10801631) ; 紙上 敬太 中京大学, 教養教育研究院, 准教授 (20508254) ; 山本 理人 北海道教育大学, 教育学部, 教授 (80312429) ; 奥田 知靖 北海道教育大学, 教育学部, 准教授 (90531806)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2019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: 子ども / 実行機能 / 認知機能 / 体力 / 体格 / 学力

研究開始時の研究の概要

これまでに体力が高い子どもは学業成績と認知機能が優れていると示されている．そして，体力・認知機能・学業成績との関連性は「体力→認知機能→学習成果」という順序があるが，子どものどんな体力が認知機能に影響するのかは不明である．本研究では小中学生を3年間追跡調査し，体力と認知機能の関連を検討する．また，学習成果に対しては子どもの授業時の対話行動（聞く・話す時間や内容）が影響しており，この対話行動が運動や体力と認知機能の関連性においてどのような位置づけになるのかを検討することで，上記研究課題の解明を進める．

研究成果の概要

体力・認知機能・学業成績との関連は「体力→認知機能→学習成果」として示せる．しかし，これまでどの体力要素の向上がどの認知機能に影響するかは明らかでなく，また体力と認知機能の向上が学習成果とどのように結びつくかも明確でない．本研究課題では，500名以上の小学生を3年間追跡し，体力と認知機能の向上の詳細な関係を明らかにすることを目指した．
3年間の追跡データの分析は完了していないが，1年目データから認知機能のひとつである抑制機能とアジリティという体力要素に正の相関関係が認められた．一方，他の体力要素と認知機能に関係がなかったことから，アジリティが認知機能と関係の強い体力要素である可能性が示された．

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題は，小・中学生を3年間で延べ1,500名以上追跡調査し，その縦断データ分析から，発育・発達途上の小・中学生における体力と認知機能との関連性の因果関係に迫る質の高い知見が得られるものである．特に，本研究課題では，子どもの心理特性や家庭の社会経済状況の影響を統制した比較的大規模の調査であり，極めて貴重なデータとなる．この分析データから得られる知見は，学術分野としてのスポーツ科学や発育発達学領域だけに貢献するのでなく，子を持つ家庭の保護者や教師・学校，そしてEvidence-based policy makingによって教育政策を検討・立案する教育行政にとって有用な知見となる．

研究成果

• [雑誌論文] Content validity and reliability of an enjoyable multicomponent agility test for boys: The N-challenge test (2022)
  • 著者名/発表者名: Morita Noriteru、Ishihara Toru、Yamamoto Rihito、Shide Noriyuki、Okuda Tomoyasu
  • 雑誌名: Journal of Sports Sciences 巻: 40 号: 9 ページ: 976-983
  • DOI: 10.1080/02640414.2022.2043698
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 身体運動が高める脳力と言葉の力 (2022)
  • 著者名/発表者名: 紙上敬太・石原暢
  • 雑誌名: 体育の科学 巻: 72 ページ: 16-20
• [雑誌論文] Exercise types and working memory components during development (2022)
  • 著者名/発表者名: Ludyga Sebastian、Gerber Markus、Kamijo Keita
  • 雑誌名: Trends in Cognitive Sciences 巻: 26 号: 3 ページ: 191-203
  • DOI: 10.1016/j.tics.2021.12.004
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 極小規模保育所における幼児の基本的な動作の種類と出現頻度の一考察 (2022)
  • 著者名/発表者名: 高瀬淳也・髙橋正年・河本岳哉・村上雅之・中島寿宏
  • 雑誌名: 北海道教育大学紀要. 教育科学編 巻: 72(2) ページ: 377-384
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 中学校の体つくり運動領域における学習内容としての「エアロビック」の有用性 ― グループ学習を用いた授業実践における質的データから ― (2022)
  • 著者名/発表者名: 今竜一・村上孔輔・竹花樹菜・山本理人
  • 雑誌名: 北海道教育大学紀要. 教育科学編 巻: 72(2) ページ: 393-408
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Investigating the role of age and maturation on the association between tennis experience and cognitive function in junior beginner to intermediate-level tennis players (2022)
  • 著者名/発表者名: Turner Mitchell、Ishihara Toru、Beranek Philipp、Turner Kate、Fransen Job、Born Philipp、Cruickshank Travis
  • 雑誌名: International Journal of Sports Science & Coaching 巻: 17 号: 5 ページ: 174795412110558-174795412110558
  • DOI: 10.1177/17479541211055841
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Association of Neighborhood Food Environment and Physical Activity Environment With Obesity: A Large-Scale Cross-Sectional Study of Fifth- to Ninth-Grade Children in Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Oishi K, Aoki T, Harada T, Tanaka C, Tanaka S, Tanaka H, Fukuda K, Kamikawa Y, Tsuji N, Komura K, Kokudo S, Morita N, Suzuki K, Watanabe M, Kasanami R, Hara T, Miyazaki R, Abe T, Yamatsu K, Kume D, Asai H, Yamamoto N, Tsuji T, Ishii K.
  • 雑誌名: INQUIRY: The Journal of Health Care Organization, Provision, and Financing 巻: 58 ページ: 004695802110556-004695802110556
  • DOI: 10.1177/00469580211055626
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Childhood exercise predicts response inhibition in later life via changes in brain connectivity and structure (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishihara Toru、Miyazaki Atsushi、Tanaka Hiroki、Fujii Takayuki、Takahashi Muneyoshi、Nishina Kuniyuki、Kanari Kei、Takagishi Haruto、Matsuda Tetsuya
  • 雑誌名: NeuroImage 巻: 237 ページ: 118196-118196
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2021.118196
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The effects of acute aerobic exercise on executive function: A systematic review and meta-analysis of individual participant data (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishihara Toru、Drollette Eric S.、Ludyga Sebastian、Hillman Charles H.、Kamijo Keita
  • 雑誌名: Neuroscience & Biobehavioral Reviews 巻: 128 ページ: 258-269
  • DOI: 10.1016/j.neubiorev.2021.06.026
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] How children with neurodevelopmental disorders can benefit from the neurocognitive effects of exercise (2021)
  • 著者名/発表者名: Ludyga Sebastian、Puhse Uwe、Gerber Markus、Kamijo Keita
  • 雑誌名: Neuroscience & Biobehavioral Reviews 巻: 127 ページ: 514-519
  • DOI: 10.1016/j.neubiorev.2021.04.039
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 中学校の保健学習における知識の習得と思考力の関係 : 感染症・エイズ及び性感染症の学習を通して (2021)
  • 著者名/発表者名: 髙橋正年・高瀬淳也・河本岳哉・村上雅之・梅村拓未・中島寿宏
  • 雑誌名: 北海道教育大学紀要. 教育科学編 巻: 72(1) ページ: 509-517
  • NAID: 120007162764
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 総合型地域スポーツクラブと学校体育の連携に関する質的研究 : 北海道内6つの総合型地域スポーツクラブの事例から (2021)
  • 著者名/発表者名: 村上孔輔・今竜一・山本理人
  • 雑誌名: 北海道教育大学紀要. 教育科学編 巻: 72(1) ページ: 553-561
  • NAID: 120007163563
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Differential effects of changes in cardiorespiratory fitness on worst- and best- school subjects. (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishihara T, Morita N, Nakajima T, Yamatsu K, Okita K, Sagawa M, Kamijo K.
  • 雑誌名: npj Sci Learn 巻: 1 号: 1 ページ: 8-8
  • DOI: 10.1038/s41539-021-00086-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Acute effects of highly intense interval and moderate continuous exercise on the modulation of neural oscillation during working memory. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kao SC, Wang CH, Kamijo K, Khan N, Hillman C.
  • 雑誌名: Int J Psychophysiol. 巻: 160 ページ: 10-17
  • DOI: 10.1016/j.ijpsycho.2020.12.003
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Exposure to Radiofrequency Electromagnetic Field in the High-Frequency Band and Cognitive Function in Children and Adolescents: A Literature Review. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ishihara T, Yamazaki K, Araki A, Teraoka Y, Tamura N, Hikage T, Omiya M, Mizuta M, Kishi R.
  • 雑誌名: Int J Environ Res Public Health 巻: 17 号: 24 ページ: 9179-9179
  • DOI: 10.3390/ijerph17249179
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Longitudinal relationship of favorable weight change to academic performance in children. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ishihara T, Nakajima T, Yamatsu K, Okita K, Sagawa M, Morita N.
  • 雑誌名: npj Sci Learn 巻: 5 号: 1 ページ: 4-4
  • DOI: 10.1038/s41539-020-0063-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of the brain networks that contribute to the interaction between physical function and working memory: An fMRI investigation with over 1,000 healthy adults. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ishihara T, Miyazaki A, Tanaka H, Matsuda T.
  • 雑誌名: Neuroimage 巻: 221 ページ: 117152-117152
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2020.117152
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Relationship of participation in specific sports to academic performance in adolescents: A 2-year longitudinal study. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ishihara T, Nakajima T, Yamatsu K, Okita K, Sagawa M, Morita N.
  • 雑誌名: Scand J Med Sci Sports 巻: 30 号: 8 ページ: 1471-1482
  • DOI: 10.1111/sms.13703
  • 査読あり
• [雑誌論文] Baseline Cognitive Performance Moderates the Effects of Physical Activity on Executive Functions in Children. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ishihara T, Drollette ES, Ludyga S, Hillman CH, Kamijo K.
  • 雑誌名: J Clin Med 巻: 9 号: 7 ページ: 2071-2071
  • DOI: 10.3390/jcm9072071
  • NAID: 120006882472
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 大脳皮質構造と年齢、体組成、運動習慣の関係 (2022)
  • 著者名/発表者名: 石原暢・宮崎淳・高岸治人・松田哲也
  • 学会等名: 第24回日本ヒト脳機能マッピング学会
• [学会発表] 「運動・スポーツと脳 ―文武両道は成り立つのか？―」：学力とスポーツ競技力を同時に高めることは可能なのか？ (2021)
  • 著者名/発表者名: 石原暢
  • 学会等名: 第76回日本体力医学会大会
• [学会発表] 「運動・スポーツと脳 ―文武両道は成り立つのか？―」：「文武両道」研究における矛盾とその解決に向けて (2021)
  • 著者名/発表者名: 紙上敬太
  • 学会等名: 第76回日本体力医学会大会
• [学会発表] 多要素で構成されるアジリティテスト「Nチャレンジ」の信頼性および妥当性 (2021)
  • 著者名/発表者名: 森田憲輝・石原暢・山本理人・志手典之・奥田知靖
  • 学会等名: 日本体育・スポーツ・健康学会第71回大会
• [学会発表] バルシューレの実践による小学校低学年におけるボールゲームの戦術行動の変化 (2021)
  • 著者名/発表者名: 奥田知靖・高橋生季・志手典之・森田憲輝
  • 学会等名: 日本体育・スポーツ・健康学会第71回大会
• [学会発表] 体力・肥満と認知機能 (2021)
  • 著者名/発表者名: 石原暢
  • 学会等名: 生理学研究所研究会「脳・環境・臓器間ネットワークと社会性」
• [学会発表] 運動・体力と認知機能の関係：脳マルチモーダルMRI研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 石原暢
  • 学会等名: 第４回 スポーツニューロサイエンス研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 運動・体力と脳内ネットワーク (2021)
  • 著者名/発表者名: 石原暢
  • 学会等名: 第29回日本運動生理学会大会
• [学会発表] 運動が子どもの学力と認知機能に与える影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: 石原暢
  • 学会等名: 第2回日本体力医学会北九州地方会学術集会
• [学会発表] 子どもの体格（肥満とやせ）と知的健康との関連性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 森田憲輝
  • 学会等名: 第39回日本臨床運動療法学会
  • 招待講演
• [学会発表] 子どもの運動・体力と高次認知機能の関係 (2020)
  • 著者名/発表者名: 石原暢
  • 学会等名: 第39回日本臨床運動療法学会
  • 招待講演
• [学会発表] Association between children’s physical fitness and performance on academic subjects. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ishihara, T, Kamijo, K, Nakajima, T, Yamatsu, K, Okita, K, Sagawa, M, Morita, N.
  • 学会等名: The 2020 Yokohama Sport Conference.
  • 国際学会
• [学会発表] Baseline cognitive performance moderates the benefits of regular exercise on cognition in children. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kamijo, K, Ishihara, T, Drollette, E.S, Ludyga, S, Hillman, C.H.
  • 学会等名: American College of Sports Medicine 67th Annual Meeting.
  • 国際学会
• [学会発表] 健常成人における過体重・肥満と実行機能・ 社会認知機能および課題関連脳活動の関係 (2020)
  • 著者名/発表者名: 石原暢, 宮崎淳, 田中大貴, 松田哲也.
  • 学会等名: 第22回日本ヒト脳機能マッピング学会.
• [学会発表] The negative association of body mass index to working memory and theory of mind in young and middle-aged adults: A task-fMRI study. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ishihara, T, Miyazaki, A, Tanaka, H, Matsuda, T.
  • 学会等名: 43rd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society.
• [学会発表] 子どもの体力と学力の関係：年齢層と年次変化に着目して (2020)
  • 著者名/発表者名: 石原暢, 森田憲輝, 紙上敬太.
  • 学会等名: 日本発育発達学会.
• [学会発表] 子どもの運動習慣や体力は学級内での対話的活動と関連するのか？ －ビジネス顕微鏡によるコミュニケーションの可視化データによる分析から－ (2019)
  • 著者名/発表者名: 中島 寿宏，伊藤 崇，川田 学
  • 学会等名: 第74回日本体力医学会大会
• [学会発表] 小学生のボールゲームの一般戦術能力における創造性と認知機能の関係 (2019)
  • 著者名/発表者名: 奥田 知靖
  • 学会等名: 第74回日本体力医学会大会
• [学会発表] 日本の子供の運動習慣・体力と学力および認知機能の関係 －これまでの研究成果と今後の課題－ (2019)
  • 著者名/発表者名: 石原 暢
  • 学会等名: 第74回日本体力医学会大会
• [学会発表] 子供の運動習慣・体力が学力と認知機能に与える影響 －研究動向と今後の課題－ (2019)
  • 著者名/発表者名: 紙上 敬太
  • 学会等名: 第74回日本体力医学会大会