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2017 年度 実績報告書

運動時に賦活する機能的脳神経回路の同定と可塑性の探索

研究課題

研究課題/領域番号 16K13017
研究機関首都大学東京

研究代表者

北 一郎  首都大学東京, 人間健康科学研究科, 教授 (10186223)

研究分担者 西島 壮  首都大学東京, 人間健康科学研究科, 准教授 (10431678)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード機能的脳神経回路 / 運動 / 可塑性 / 免疫組織化学 / 行動神経科学
研究実績の概要

運動や身体活動は、身体にとどまらず精神機能(脳機能)に多様な恩恵効果をもたらすことが知られている。これは運動が局所的な脳領域だけでなく、皮質(意識的)および皮質下(非意識的)の脳領域間ネットワーク全体に対して、多様に、協調的に作用することを示唆している。しかし、運動時に賦活化する脳全体の神経活動をもとに、その機能的脳神経回路およびその運動条件依存性について明らかにした研究はこれまでにない。本研究では、運動時に賦活化される脳領域間ネットワーク(機能的脳神経回路)を可視化するために、動物実験を用いて各種運動条件による運動時の脳内神経活動の時空間特性について、神経活動依存的遺伝子発現(最初期遺伝子)を指標とする免疫組織化学法により明らかにし、それらの発現が共変動する脳領域の集合体を同定する(脳機能マッピング)とともに、その運動条件依存性について検討することを目的とした。前年度(28年度)は、運動および情動に関連する脳領域(大脳皮質、大脳辺縁系、視床下部、脳幹における主要な神経核)を対象とし、異なる運動強度(非運動、低強度運動、高強度運動)での30分間の急性トレッドミル走を用い、運動条件依存的な神経活動および脳領域間の共変動パターンの抽出を試みた。結果として、本研究で試みた新規手法は運動時に賦活化する機能的脳神経回路の探索に有効なツールとなる可能性が示唆された。その結果をもとに本年度(29年度)は、継続的な運動(慢性運動)によってリモデリングされる機能的脳神経回路と精神機能改善効果について検討を試みた。その結果、継続的な運動は、その強度に関わらず精神機能を改善し、また賦活脳領域の空間パターンおよび機能的脳神経回路を変化させる傾向がみとめられた。これらの結果から運動時に賦活化する機能的脳神経回路には運動条件依存性が存在する可能性が示唆された。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Adaptive Changes in the Sensitivity of the Dorsal Raphe and Hypothalamic Paraventricular Nuclei to Acute Exercise, and Hippocampal Neurogenesis May Contribute to the Antidepressant Effect of Regular Treadmill Running in Rats2017

    • 著者名/発表者名
      Nishii Ayu、Amemiya Seiichiro、Kubota Natsuko、Nishijima Takeshi、Kita Ichiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Behavioral Neuroscience

      巻: 11 ページ: -

    • DOI

      doi:10.3389/fnbeh.2017.00235

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 幼少期ストレス直後の一過性運動が恐怖記憶形成に及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      石田舞奈、山西 祐、梅原美紀子、西島 壮、北 一郎
    • 学会等名
      第72回日本体力医学会大会
  • [学会発表] 運動時に賦活する脳神経ネットワークは運動強度によって異なる2017

    • 著者名/発表者名
      笠原秀昭、西井愛裕、西島 壮、北 一郎
    • 学会等名
      第72回日本体力医学会大会
  • [学会発表] 急性運動による脳内神経活動と抗うつ作用ー運動時間と強度の交互作用ー2017

    • 著者名/発表者名
      森川涼子、白壁麗奈、西井愛裕、相川めぐみ、西島 壮、北 一郎
    • 学会等名
      第72回日本体力医学会大会
  • [学会発表] 運動がラットの向社会的行動とその神経機構に及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      椎葉竜生、森川涼子、西島 壮、北 一郎
    • 学会等名
      第72回日本体力医学会大会
  • [学会発表] マウス体内埋込型の小型活動量計の妥当性検証2017

    • 著者名/発表者名
      船橋大介、武藤直也、北 一郎、西島 壮
    • 学会等名
      第72回日本体力医学会大会
  • [学会発表] 既習得学習課題直前のマイルドなストレスは意思決定における「慎重さ」を高める2017

    • 著者名/発表者名
      石田舞奈、雨宮誠一朗、西島 壮、北 一郎
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
  • [学会発表] 急性運動がラットのセロトニン及びCRFニューロンの神経活動とうつ様行動に及ぼす影響:運動の時間と強度の交互作用2017

    • 著者名/発表者名
      笠原秀昭、森川涼子、椎葉竜生、西島 壮、北 一郎
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
  • [学会発表] 鉄欠乏食と慢性ストレスがラットのうつ様行動と海馬神経新生に及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      椎葉竜生、古屋里佳子、山田祥伍、西島 壮、北 一郎
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
  • [図書] 脳と体がよみがえる!リズム深呼吸2017

    • 著者名/発表者名
      北 一郎
    • 総ページ数
      192
    • 出版者
      山と渓谷社
  • [備考] 首都大学東京 行動生理学研究室

    • URL

      http://www.comp.tmu.ac.jp/sport/personal/kita/kita.html

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公開日: 2018-12-17  

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