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疲労時のパフォーマンス・ブーストを可能にする心理学的・神経科学的メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 23K22380
補助金の研究課題番号 22H01109 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分10040:実験心理学関連
研究機関日本大学 (2024)
公益財団法人東京都医学総合研究所 (2022-2023)

研究代表者

中山 義久  日本大学, 生産工学部, 助教 (30585906)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024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)
2025年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2024年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2023年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2022年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワード機能的MRI / 疲労 / 運動野 / 縫線核 / モノアミン
研究開始時の研究の概要

疲労を感じパフォーマンスが低下してきた場合であっても、パフォーマンスのレベルを維持したり、より高めることが必要となる場面がある。本研究では、心理的なエフォートによってパフォーマンスを押し上げる「ブースト」を生み出す心理学的・神経科学的メカニズムを検討する。「中脳のモノアミン神経核が心理的エフォートの程度を表現し、その活動を高めることでパフォーマンス・ブーストを実現する」という仮説をもとに、1) 自発的に心理的エフォートを生み出すメカニズムと、2) 他者や報酬等の外的な要因が心理的エフォートに影響するメカニズムについて、行動実験と脳機能イメージング実験により解明する。

研究実績の概要

競走や競泳のラストスパートや仕事の残業など、疲労を感じパフォーマンスが低下してきた場合であっても、パフォーマンスのレベルを維持したり、より高めることが必要とされることがある。このような「疲れていても頑張らないといけない状況」では、頑張り、努力、根性といった心理的なエフォートによってパフォーマンスを押し上げる「ブースト」がなされると考えられるが、このようなパフォーマンスのブースト効果を生み出す心理学的あるいは神経科学的メカニズムについてはわかっていない。本研究では、「中脳のモノアミン神経核が心理的エフォートの程度を表現し、その活動を高めることでパフォーマンス・ブーストを実現する」という仮説を検証する。
2023年度は、本研究全体の土台となる疲労状況からパフォーマンスの低下とブーストを検討できる実験課題を作成し、行動実験を実施した。実験参加者はできるだけ強い力でグリップを握り続けることが求められた。グリップを握っている最中には、参加者の前に置かれたディスプレイに緑色の円を提示し、円の大きさをリアルタイムに変化させることでその時点の握力を示した。半数の試行では視覚刺激による合図に合わせてそれまで維持していた力からさらに強い握力を出すように指示され(ブースト条件)、残りの半数では合図は出ず実験参加者はグリップを引き続き全力で握り続けることが求められた(統制条件)。解析の結果、いずれの条件でもセッションが進むにつれて全ての参加者で発揮される握力の低下が確認された。また、ブースト条件では合図に合わせて握力の上昇(ブースト)が認められた。このブースト効果は、セッションが進んでも生じていた。つまり、疲労を感じ握力が低下した状況であっても、握力をより強く出す「ブースト」の効果が行動実験において確認された。

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

2023年度は行動実験を実施した。研究全体の土台となるパフォーマンスのブースト効果が生じることを、行動実験において確認することに成功した。また、2024年度以降の実験を実施するための機器類のセットアップを行った。

今後の研究の推進方策

2023年度までに得られた行動実験のデータをもとに、機能的MRI実験を実施するために行動課題を改良し、実験を実施する。さらに、他の生理指標を記録する実験も実施する。これらをあわせて、自発的なパフォーマンス・ブーストを実現できる神経メカニズムの解明を目指す。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Premovement activity in the mesocortical system links peak force but not initiation of force generation under incentive motivation.2023

    • 著者名/発表者名
      Sho K. Sugawara, Tetsuya Yamamoto, Yoshihisa Nakayama, Yuki H. Hamano, Masaki Fukunaga, Norihiro Sadato, Yukio Nishimura
    • 雑誌名

      Cerebral cortex

      巻: 33(23) 号: 23 ページ: 11408-11419

    • DOI

      10.1093/cercor/bhad376

    • 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] The dorsal premotor cortex encodes the step-by-step planning processes for goal-directed motor behavior in humans2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Nakayama, Sho K. Sugawara, Masaki Fukunaga, Yuki H. Hamano, Norihiro Sadato, Yukio Nishimura
    • 雑誌名

      NeuroImage

      巻: 256 ページ: 119221-119221

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2022.119221

    • 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
  • [学会発表] Ventral midbrain activity links to short- and long-term fluctuations in motor performance2023

    • 著者名/発表者名
      Sugawara SK, Usuda N, Hamano YH, Nakayama Y, Fukuyama H, Amemiya K, Fukunaga M, Sadato N, Nishimura Y
    • 学会等名
      52nd annual meeting of the Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mesocortical system commonly contributes to short-and long-term fluctuations in motor performance2023

    • 著者名/発表者名
      Sugawara SK, Usuda N, Hamano YH, Nakayama Y, Fukuyama H, Amemiya K, Fukunaga M, Sadato N, Nishimura Y
    • 学会等名
      The 2023 annual meeting of Neural Control of Movement
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The ventral midbrain commonly representing approach and avoidance motivations encodes future force generation.2022

    • 著者名/発表者名
      Sugawara SK, Nakayama Y, Yamamoto T, Hamano YH, Fukunaga M, Sadato N, & Nishimura Y
    • 学会等名
      51st annual meeting of the Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 公益財団法人 東京都医学総合研究所 脳機能再建プロジェクト

    • URL

      https://neural-prosthetics.jp/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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