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2017 年度 実績報告書

ヒトとマウスにける概日リズムの光同調に関わる網膜内神経回路網と光応答特性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K07248
研究機関東海大学

研究代表者

高雄 元晴  東海大学, 情報理工学部, 教授 (90408013)

研究分担者 森田 健  福岡女子大学, 人間環境科学研究科, 教授 (20326474)
古賀 靖子  九州大学, 人間環境学研究院, 准教授 (60225399)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード網膜 / 網膜電図 / マウス / ヒト / 光瞳孔反応 / 波長
研究実績の概要

マウスを対象とした研究において、局所網膜電図成分は光源の輝度に対し高い閾値を持っており、その値も内因性光感受性網膜神経節細胞(ipRGC)のそれと同じであり、この成分はipRGC由来のものであることがほぼ明らかとなった。また、この成分は非常に高い時間周波数特性を示す一方で暗順応は見られなかった。次に視交叉上核および背側縫線核のニューロンにおける2波長および1波長の光に対する反応をc-Fosの発現を指標にして組織化学的に調べた。その結果、両神経核とも480nmの単色光より360nmのUV光を混色した方が同じ光量子束密度でも強い反応を惹起することがわかった。
ヒトを対象とした研究に関しては、ヒトの瞳孔の対光反射において、光刺激時間の長さによって分光感度が変化することから比較的長い光刺激により、ipRGCの反応を取り出すことを試みた。色温度は同じで分光分布の異なる白色LED光源を光刺激に用いた。一方、光刺激に用いた白色LED光源の分光分布測定より、ある放射照度においてipRGCの応答に寄与する割合を推定した。瞳孔反射測定で求めた縮瞳率に、光源による違いは見られず、ipRGCの応答に寄与する放射照度の割合に、ほとんど差がないことがわかった。
また生体リズムに関わる光受容器であるipRGCへの一日の刺激量を調整し、睡眠・覚醒リズムに適切に作用する照明の有効性を介護施設で検証した。被験者は介護施設に入居する1名である。実験開始後3日間は従来使用している天井照明のみで生活し、4日目より天井照明に加え実験照明として6色LEDを用いた照明器具をつけ1ヶ月間生活する。睡眠の質は、生活リズム質問表、夜間の活動量、メラトニン分泌量などから評価した。従来の光条件で生活した場合より光制御を行なった場合の条件のほうが、実睡眠時間および睡眠効率が改善し、中途覚醒時間が減り睡眠効率が上がりメラトニン分泌量が増加したことから、光環境制御の効果が認められた。

備考

ISO/TC274/TR 21783「光と照明 - 統合照明 - 非視覚的効果」の作成
IEA SHC Task 61「昼光照明と電気照明の統合方法:構成要素から利用者中心のシステム効率へ」(Operating Agent: J. de Boer, ドイツ)への参加

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 16件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] モンクット王トンブリ工業大学(タイ)

    • 国名
      タイ
    • 外国機関名
      モンクット王トンブリ工業大学
  • [雑誌論文] A novel intrinsic electroretinogram response in isolated mouse retina2017

    • 著者名/発表者名
      Motoharu Takao, Yumi Fukuda, Takeshi Morita
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 357 ページ: 363-371

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2017.06.021.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Immersive experience increases eye blinks in virtual reality games.2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohide Ishiguri, Motoharu Takao
    • 雑誌名

      The proceedings of the 10th Asia Lighting Conference

      巻: 10 ページ: 62-67

    • 査読あり
  • [学会発表] Solar energy in Saudi Arabia2018

    • 著者名/発表者名
      Abdulaziz Sadum Alhumaymis, Ahmed Mohammad Aschour, Motoharu Takao
    • 学会等名
      The 8th Lux Pacifica
    • 国際学会
  • [学会発表] Lighting and electricity consumption in Saudi Arabia2018

    • 著者名/発表者名
      Ahmed Mohammad Aschour, Abdulaziz Sadum Alhumaymis, Motoharu Takao
    • 学会等名
      The 8th Lux Pacifica
    • 国際学会
  • [学会発表] An LED-ambient lighting system for investigation of suprachiasmatic nucleus in free-moving mouse キーワード2018

    • 著者名/発表者名
      Martina Melianna Sity, Yasuko Koga, Motoharu Takao
    • 学会等名
      The 8th Lux Pacifica
    • 国際学会
  • [学会発表] Eye blink is a good physiological measure to evaluate immersive experience in virtual reality environment2018

    • 著者名/発表者名
      Tomohide Ishuguro
    • 学会等名
      The 8th Lux Pacifica
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of ambient lighting on devotion during video gaming on a tablet: an EEG study2018

    • 著者名/発表者名
      Peerapol Prasanseng Sayaka Yamamoto Takashi Kawasaki Motoharu Takao
    • 学会等名
      The 8th Lux Pacifica
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of ambient lighting on visual motion prediction2018

    • 著者名/発表者名
      Motoharu Takao
    • 学会等名
      The 8th Lux Pacifica
    • 国際学会
  • [学会発表] Current advancement in biological studies on circadian photoreception.2018

    • 著者名/発表者名
      Motoharu Takao
    • 学会等名
      Circadian Lighting: and Overview from Biology, Architecture and Industry, The 8th Lux Pacifica
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Eye blinking tells immersive experiences in virtually reality game2018

    • 著者名/発表者名
      Motoharu Takao
    • 学会等名
      The 1st SAAN
    • 国際学会
  • [学会発表] Hammock Pillow: development of stress-reducing pillow2018

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sakamoto Motoharu Takao
    • 学会等名
      The 1st SAAN
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluating User Experiences by Physiological Measures: Psychophysiology of Ergonomics2018

    • 著者名/発表者名
      Motoharu Takao
    • 学会等名
      The 1st SAAN
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Designing Circadian Luminous Environment - From buildings to vehicles2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuko Koga
    • 学会等名
      Circadian Lighting: and Overview from Biology, Architecture and Industry, The 8th Lux Pacifica
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Potential Non-Image-Forming Visual Effects of V-LED and B-LED White Light Sources2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuko Koga, Masahiko Yamakawa
    • 学会等名
      Balkan Light 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 青色LED励起型白色光源と紫色LED励起型白色光源の光特性比較 - 非イメージ形成の視覚とイメージ形成の視覚2018

    • 著者名/発表者名
      古賀靖子、宮下和貴
    • 学会等名
      2018年度日本建築学会大会
  • [学会発表] マウス視交叉上核ニューロンにおける混色光感受性に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      高雄 元晴 伊東 康志 Martina Meliana 韓 泰皓 太田 晟也 古賀 靖子
    • 学会等名
      日本生理人類学会 第76回大会
  • [学会発表] 内因性光感受性網膜神経節細胞の機能を反映する新奇な網膜電図成分の発見2017

    • 著者名/発表者名
      高雄 元晴
    • 学会等名
      第13回 総合医学研究所研修会
  • [学会発表] Immersive experience increases eye blinks in virtual reality games.2017

    • 著者名/発表者名
      Motoharu Takao Tomohide Ishiguro
    • 学会等名
      The 10th. Asia Lighting Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] An Intrinsic Electroretinogram Response of Melanopsin-Containing Retinal Ganglion Cells in Isolated Mouse Retina2017

    • 著者名/発表者名
      Motoharu Takao Yumi Fukuda Takashi Morita
    • 学会等名
      European Biological Rhythms Society XV Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] 光の非視覚作用の生理学的基盤に関する最近の研究動向2017

    • 著者名/発表者名
      高雄元晴
    • 学会等名
      日本生理人類学会 2017年度 照明研究部会
    • 招待講演
  • [学会発表] Discovery of photosensitive retinal ganglion cell -unveiling non-image forming vision-2017

    • 著者名/発表者名
      Motoharu Takao
    • 学会等名
      The 10th. Asia Lighting Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Time-dependent modulation of visual motion prediction in humans.2017

    • 著者名/発表者名
      Motohaur Takao
    • 学会等名
      The 20th Goettingen Meeting of the German Neuroscience Society.
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-08-19  

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