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fMRIと脳波の同時計測技術を用いたアスリートの「ハイパフォーマンスブレイン」の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K10693
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59020:スポーツ科学関連
研究機関順天堂大学

研究代表者

川田 裕次郎  順天堂大学, 大学院スポーツ健康科学研究科, 准教授 (40623921)

研究分担者 鎌形 康司  順天堂大学, 医学部, 准教授 (60568153)
山中 航  順天堂大学, スポーツ健康科学部, 准教授 (40551479)
菅野 秀宣  順天堂大学, 医学部, 非常勤講師 (90265992)
原田 睦巳  順天堂大学, スポーツ健康科学部, 教授 (40365565)
桐野 衛二  順天堂大学, 医学部, 教授 (90276460)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2026年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2025年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードハイパフォーマンスブレイン / アスリート / fMRIと脳波の同時計測 / 可塑性 / 神経効率性
研究開始時の研究の概要

申請者らは人並外れたハイパフォーマンスを発揮できるアスリート脳「ハイパフォーマンスブレイン」が必要最小限の脳部位で効率的に心と身体を制御することを明らかにしてきた。しかし、脳の測定方法の制約によって競技パフォーマンスに関連する脳機能について解明にするには至っていない。そこで本研究では、近年飛躍的に発展した「fMRIと脳波の同時計測手法」を用いて、国際レベルのアスリートと対照群の「脳機能」を比較することで、アスリートの優れたパフォーマンス発揮に関わる脳神経基盤を解明する。これにより、ハイパフォーマンスに寄与する脳領域と脳活動の実態が明らかとなり、ハイパフォーマンスサポートの研究基盤を創出できる。

研究実績の概要

令和5年度は、ハイパフォーマンスブレインの位置を解明するための実験デザインを確立するためにfMRIを用いて予備実験を行った。
実験群(ハイパフォーマンスアスリート)として国際試合に出場経験のある体操競技選手、統制群(コントロール)として性別と年齢をマッチングした一般成人を対象に、運動課題中の脳血流量を計測した。MRI内では動作を最小限に留める必要があるため、本研究では仰臥位で足を屈曲と伸展させる運動課題を実施した。この運動課題によって体操競技選手が行うパフォーマンスの一部を再現し、体操競技のパフォーマンスに関連した脳活動を測定した。実験プロトコルは運動とRESTを繰り返すブロックデザインとした。運動課題中の足の動きをMRI室内専用のカメラで撮影し運動課題の実施状況についても動作解析を行えるように映像データを取得した。
また、運動課題に関連した脳部位のみならず、運動を行わない安静時の脳機能の違いについて明らかにするための予備実験を試みた。実験群(ハイパフォーマンスアスリート)と統制群(コントロール)を対象に安静時の脳の機能的な接続性についても比較できる撮像パラメーターを用いてデータを取得した。これらの研究デザインを用いることで、ハイパフォーマンスに寄与する脳領域と脳活動について解明していく。なお、MRIによる脳撮像方法は、国立研究開発法人日本医療研究開発機構(AMED)で推奨されている国際的に標準化された脳撮像方法を用いた。これによって、国際的に比較可能なデータを取得することが可能となる。
現在、上記の予備実験で得られたデータの分析を進めており実験デザインを確立できるように準備を進めている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

実施予定であった調査を実施し研究が予定通りに進展している。そのため、進捗状況としては「おおむね順調に進展している」と判断した。

今後の研究の推進方策

今後の研究推進方策としては、予備実験で得られたデータを用いて本実験で用いることのできる研究デザインを確立していく。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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