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高齢者における睡眠中の自発脳活動を操作するフィードバック法の開発と学習への効果

研究課題

研究課題/領域番号 20K22297
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0110:心理学およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人理化学研究所 (2021-2022)
独立行政法人労働者健康安全機構労働安全衛生総合研究所 (2020)

研究代表者

玉置 應子  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 理研白眉研究チームリーダー (20586276)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード睡眠 / 学習 / 加齢 / 技能学習 / フィードバック / 自発脳活動
研究開始時の研究の概要

睡眠が学習などの脳機能に重要な役割を果たすことが示唆されている。しかし加齢に伴い、睡眠の質が悪化し学習に関連する睡眠中の自発脳活動が変容する可能性がある。今後、日本社会では一層労働力が高齢化することが予見され、加齢により慢性的な睡眠変容と学習低下が生じると、高年齢の労働者が新しい職場に適応できず精神衛生が悪化したり事故や怪我が引き起こされたりなど、社会に深刻な影響がある可能性がある。そこで加齢に伴う睡眠と学習の低下を防ぐ方法を開発することは急務の課題である。本研究では、睡眠中の自発脳活動の非侵襲的な操作方法を開発し、高齢者の睡眠の質、睡眠中の自発脳活動や学習への効果を調べることを目的とする。

研究成果の概要

睡眠が学習において重要な役割を果たす可能性が示唆されている。若年成人を対象とする一連の研究から、睡眠中の自発脳活動が学習促進と定着において重要な役割を果たすことが示唆された。しかし加齢に伴い、学習に関連する睡眠中の自発脳活動は変容し、オフライン学習に影響する可能性がある。本研究の結果、加齢に伴い、学習訓練ではなく、オフライン期間である睡眠中の学習プロセスに影響があることが示唆された。また、リアルタイムで脳波をモニタしながら、睡眠中に生じる自発脳活動(睡眠紡錘波など)の出現に合わせて、音刺激を提示するオンラインフィードバックの環境を構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

加齢に伴う睡眠の質の低下や睡眠障害が認知機能に及ぼす影響が示唆されており、加齢による睡眠の変化と認知機能の問題を解決することは、労働力の高齢化する日本社会における急務の課題である。本研究結果から加齢に伴う睡眠依存の学習プロセスへの影響が示唆されたこと、そして自発脳活動をリアルタイムで検出し音刺激を提示するシステムは、今後の高齢者における学習機能の回復を目指す上で意義があると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 4件、 招待講演 10件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Shift-Work Schedule Intervention for Extending Restart Breaks after Consecutive Night Shifts: A Non-randomized Controlled Cross-Over Study2022

    • 著者名/発表者名
      Kubo Tomohide、Matsumoto Shun、Izawa Shuhei、Ikeda Hiroki、Nishimura Yuki、Kawakami Sayaka、Tamaki Masako、Masuda Sanae
    • 雑誌名

      International Journal of Environmental Research and Public Health

      巻: 19 号: 22 ページ: 15042-15042

    • DOI

      10.3390/ijerph192215042

    • 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] Sleep-Dependent Facilitation of Visual Perceptual Learning Is Consistent with a Learning-Dependent Model2022

    • 著者名/発表者名
      Tamaki Masako、Sasaki Yuka
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience

      巻: 42 号: 9 ページ: 1777-1790

    • DOI

      10.1523/jneurosci.0982-21.2021

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 視覚学習におけるノンレム睡眠とレム睡眠の役割2021

    • 著者名/発表者名
      玉置應子
    • 雑誌名

      生理心理学と精神生理学

      巻: 39 号: 1 ページ: 36-51

    • DOI

      10.5674/jjppp.2108si

    • NAID

      130008130236

    • ISSN
      0289-2405, 2185-551X
    • 年月日
      2021-04-30
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coregistration of magnetic resonance spectroscopy and polysomnography for sleep analysis in human subjects2021

    • 著者名/発表者名
      Tamaki Masako、Watanabe Takeo、Sasaki Yuka
    • 雑誌名

      STAR Protocols

      巻: 2 号: 4 ページ: 100974-100974

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2021.100974

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Visual perceptual learning of a primitive feature in human V1/V2 as a result of unconscious processing, revealed by decoded functional MRI neurofeedback (DecNef)2021

    • 著者名/発表者名
      Wang Zhiyan、Tamaki Masako、Frank Sebastian M.、Shibata Kazuhisa、Worden Michael S.、Yamada Takashi、Kawato Mitsuo、Sasaki Yuka、Watanabe Takeo
    • 雑誌名

      Journal of Vision

      巻: 21 号: 8 ページ: 24-24

    • DOI

      10.1167/jov.21.8.24

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 睡眠と記憶や学習の定着:ノンレム睡眠とレム睡眠中の記憶処理2021

    • 著者名/発表者名
      玉置應子
    • 雑誌名

      Progress in Medicine

      巻: 41 ページ: 1171-1175

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Visual perceptual learning of a primitive feature in human V1/V2 as a result of unconscious processing, revealed by Decoded fMRI Neurofeedback (DecNef)2020

    • 著者名/発表者名
      Wang Zhiyan、Tamaki Masako、Shibata Kazuhisa、Worden Michael S.、Yamada Takashi、Kawato Mitsuo、Sasaki Yuka、Watanabe Takeo
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: N/A

    • DOI

      10.1101/2020.11.30.405209

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Why we sleep poorly in a new place2022

    • 著者名/発表者名
      Masako Tamaki
    • 学会等名
      Consciousness Talks
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 視覚学習に睡眠はどのような役割を果たすのか2022

    • 著者名/発表者名
      玉置應子
    • 学会等名
      東京電機大学
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 視覚学習における睡眠の役割2022

    • 著者名/発表者名
      玉置應子
    • 学会等名
      脳科学コンソーシアム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Reading out sleep spindles from cortical and subcortical brain circuits during sleep.2022

    • 著者名/発表者名
      Uji M, Li X, Saotome A, Katsumata R, Aritake S, Suzuki C, Ueno K, Tamaki M.
    • 学会等名
      Neuroscience 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The first-night effect impairs neurochemical processing of visual plasticity during NREM sleep, revealed by simultaneous magnetic resonance spectroscopy and polysomnography.2021

    • 著者名/発表者名
      Tamaki M, Barnes-Diana T, Wang Z, Watanabe T, Sasaki Y.
    • 学会等名
      Neuroscience 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 夜勤後の勤務感インターバル確保を念頭位においた3交代勤務シフトスケジュールへの介入調査2021

    • 著者名/発表者名
      久保智英、松元俊、井澤修平、西村悠貴、川上澄香、池田大樹、玉置應子
    • 学会等名
      第69回日本職業・災害医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Safety assessment study on temperature rise during MR scans with EEG electrode cap.2021

    • 著者名/発表者名
      Ueno K, Tamaki M, Suzuki C, Kamiguchi H, Tanaka K and Waggoner RA.
    • 学会等名
      The 49th Japan Society for Magnetic Resonance in Medicine (JSMRM)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Sleep depth is represented in the early visual area: evidence from multivoxel pattern analysis.2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada T, Tamaki M, Watanabe T, Sasaki Y.
    • 学会等名
      Vision Sciences Society Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of NREM and REM sleep in offline gains and stabilization of visual perceptual learning2021

    • 著者名/発表者名
      玉置應子
    • 学会等名
      日本睡眠学会第46回定期学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 睡眠における知覚学習のメカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      玉置應子
    • 学会等名
      2021年秋 第37回 日本臨床化学会関東支部例会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 視覚学習におけるノンレム睡眠とレム睡眠の役割2021

    • 著者名/発表者名
      玉置應子
    • 学会等名
      日本視覚学会 2022年 冬季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 睡眠中の相反する神経化学的および 機能的プロセスと視覚学習2021

    • 著者名/発表者名
      玉置應子
    • 学会等名
      戦略的国際脳科学研究推進プログラム(国際脳) 非線形動力学に基づく次世代AIと基盤技術に関する研究開発 東大・理研共催セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 視覚学習の促進と定着におけるノンレム睡眠とレム睡眠の相補的な役割2021

    • 著者名/発表者名
      玉置應子
    • 学会等名
      2021年度生理学研究所研究会 記憶研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 睡眠中の相反する神経化学的および機能的プロセスと視覚学習2021

    • 著者名/発表者名
      玉置應子
    • 学会等名
      精神神経内分泌免疫学研究会 第27回研究集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Complementary roles of NREM and REM sleep in facilitation of visual perceptual learning2021

    • 著者名/発表者名
      Masako Tamaki
    • 学会等名
      The 44th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Different but complementary roles of NREM and REM sleep in facilitation of visual perceptual learning associated with neurotransmitters changes revealed by magnetic resonance spectroscopy.2020

    • 著者名/発表者名
      Masako Tamaki, Zhiyan Wang, Tyler Barnes-Diana, DeeAnn Guo, Aaron V. Berard, Edward Walsh, Takeo Watanabe, Yuka Sasaki.
    • 学会等名
      25th Congress of The European Sleep Research Society.
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 快眠研究と製品開発、社会実装 (学習と記憶における睡眠の役割(2章5節)担当)2022

    • 著者名/発表者名
      玉置應子(田中 秀樹、岩城 達也、白川 修一郎編)
    • 総ページ数
      812
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860437848
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 睡眠学 (第2版)第8章 8.6 睡眠恒常性と局所睡眠.2020

    • 著者名/発表者名
      玉置應子,佐々木由香
    • 総ページ数
      11696
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254301205
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-09-29   更新日: 2024-01-30  

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