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神経科学的根拠に基づいたヒトの生体へ作用する高速点滅光特性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03335
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45060:応用人類学関連
研究機関福岡女子大学

研究代表者

小崎 智照  福岡女子大学, 国際文理学部, 教授 (80380715)

研究分担者 高雄 元晴  東海大学, 情報理工学部, 教授 (90408013)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワード内因性光感受性網膜神経節細胞 / LED / 点滅光 / 概日リズム系 / 瞳孔反応 / ヒト / 動物 / ipRGC / 網膜電位
研究開始時の研究の概要

ヒトの生体リズムは光を最大の同調因子としており、夜間の光はメラトニン分泌を抑制する。このような夜間照明による生体作用は不眠症や乳がんの発生率を高める可能性が指摘され、我々の健康リスクを高める。最近、急速に普及しているLED照明は、蛍光灯などこれまでの光源とは異なり、常に一定で発光している「定常光」と視覚的に点滅を感じることのない「高速点滅光」の2種類が存在する。これまで本研究代表者は、定常光とは異なる作用を有する高速点滅光特性をいくつか明らかにしてきた。しかし、その特性には不明な点が多いことから、本研究では生体へ作用する光の点滅条件についてより詳細に検証する。

研究成果の概要

本研究は非視覚機能へ作用する高速点滅光特性とそれに対する内因性光感受性網膜神経節細胞(ipRGC)の応答特性について検討した。ヒトを対象として実験結果より、周波数250Hz以下の点滅光は非点滅光に比べ強い非視覚作用(瞳孔の対光反応など)を引き起こした。しかし、その効果はDuty比(点滅1周期のおける点灯と消灯の時間割合)が50%以下に限られることが示唆された。さらに、動物の網膜を用いて直接的に反応を調べた実験結果より、周波数100Hzまでの点滅光に対する網膜電位は錐体細胞など視細胞ではなくipRGCに起因していること、さらにその反応は最低でも1時間は安定していることも明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究より、光の色や強さなど視覚的に同じでも知覚されない程度の高速で点滅している場合は、点滅していない場合とは異なる非視覚的作用を持つことが示された。これは、概日リズム系の新たな光受容器であるipRGCが他の視細胞とは光に対する時間応答特性が異なることを示唆する学術的に意義のある結果である。ヒトの非視覚機能には概日リズム位相やメラトニン分泌などがあるため、不適切な光環境は睡眠負債や発がんなど健康リスクを高める可能性がある。そのため、ヒトの非視覚機能に作用するLEDの発光特性を明らかにした本研究は健康的な照明環境の普及に貢献する社会的にも意義のある成果である。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Light-induced Melatonin Suppressions by 1000-Hz Flickering and Nonflickering Blue Light Conditions2023

    • 著者名/発表者名
      Kozaki Tomoaki、Hidaka Yuki、Katami Kenshin
    • 雑誌名

      Journal of Science and Technology in Lighting

      巻: 46 号: 0 ページ: 19-23

    • DOI

      10.2150/jstl.IEIJJ22000660

    • ISSN
      2432-3225, 2432-3233
    • 年月日
      2023-03-15
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Diurnal Modulation of Pupillary Light Reflex2023

    • 著者名/発表者名
      Senba Ryuma、Maruyama Yu、Takao Motoharu
    • 雑誌名

      Light & Engineering

      巻: 31 号: 06-2023 ページ: 118-120

    • DOI

      10.33383/2023-054

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Right visual field is advantageous in detecting different color: an implication for appropriate arrangement of digital graphics on a display2023

    • 著者名/発表者名
      Kawashima Seiko、Takao Motoharu、Komiya Senri、Hattori Mana
    • 雑誌名

      Neuroergonomics and Cognitive Engineering

      巻: 102 ページ: 224-231

    • DOI

      10.54941/ahfe1003022

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 内因性光感受性網膜神経節細胞に関する最近の研究動向について2023

    • 著者名/発表者名
      添田悠介, 高雄元晴
    • 雑誌名

      東海大学紀要情報理工学部

      巻: 23 ページ: 10-13

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 光による情動行動の調整に関わる研究の展望2021

    • 著者名/発表者名
      高雄 元晴、Martina Meliana
    • 雑誌名

      日本生理人類学会誌

      巻: 26 号: 2 ページ: 35-38

    • DOI

      10.20718/jjpa.26.2_35

    • NAID

      130008042908

    • ISSN
      1342-3215, 2432-0986
    • 年月日
      2021-05-25
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 第3 の光受容器・内因性光感受性網膜神経節細胞の発見と脳機能との関わり2021

    • 著者名/発表者名
      高雄 元晴
    • 雑誌名

      日本頭痛学会誌

      巻: 48 号: 1 ページ: 159-165

    • DOI

      10.50860/jjho.48.1_159

    • NAID

      130008082123

    • ISSN
      1345-6547, 2436-1577
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] マインドフルネス実践中における瞳孔径の変動に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      小林優恭, 久保田周弥, 杉山乃愛, 松下夏望, 桑江曜子, 高雄元晴
    • 学会等名
      2023 年度 日本生理人類学会 フロンティアミーティング(秋期)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 瞳孔径の変化を指標にした心的努力の評価2023

    • 著者名/発表者名
      高雄元晴, 原嵜喬矢, 柏木智貴, 末廣俊介, 川島淨子
    • 学会等名
      日本生理人類学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 異なる周波数の青色点滅光に対する瞳孔の対光反射2023

    • 著者名/発表者名
      小崎智照、西村英玲奈、高雄元晴
    • 学会等名
      日本人間工学会第64回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 異なる日中の光環境が点滅光に対する網膜電位へ与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      小崎智照、鬼丸聖菜
    • 学会等名
      日本人間工学会第63回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Diurnal variation on the electroretinogram to red and blue lights in human.2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Kozaki, Mei Okuzono, Motoharu Takao
    • 学会等名
      The 15th International Congress of Physiological Anthropology
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 日中の明暗環境が異なる色の点滅光に対する網膜電位へ与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      小崎智照、鬼丸聖菜、高雄元晴
    • 学会等名
      第46会人間-生活環境系シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 内因性光感受性網膜神経節細胞の光刺激に対する時間応答特性に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤壱星, 小島大河, 堀田淳弘, 添田悠介, 小崎智照, 高雄元晴
    • 学会等名
      日本生理人類学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 青色LED の光点滅照射による内因性光感受性網膜神経節細胞の光応答特性に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      小島大河, 佐藤壱星, 堀田淳弘, 添田悠介, 小崎智照, 高雄元晴
    • 学会等名
      日本生理人類学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 片頭痛光過敏のサイエンス2022

    • 著者名/発表者名
      高雄元晴
    • 学会等名
      第49回日本頭痛学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 定常型網膜電位を用いた光の非視覚的作用評価の試み2021

    • 著者名/発表者名
      小崎智照、奥園芽生
    • 学会等名
      日本人間工学会第62回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 異なるデューティー比の点滅光に対する網膜電位2021

    • 著者名/発表者名
      小崎智照、鬼丸聖菜
    • 学会等名
      日本人間工学会第42回九州・沖縄支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 異なる波長の点滅光に対する網膜電位の日内変動2020

    • 著者名/発表者名
      小崎智照、奥園芽生、高雄元晴
    • 学会等名
      日本人間工学会第41回九州・沖縄支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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