認知－運動制御機能の活性化を目指した至適運動プログラムの開発

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K10969
• 研究機関: 平成国際大学
• 研究代表者: 加藤 雄一郎 平成国際大学, スポーツ健康学部, 教授 (90393173)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 認知－運動制御機能 / 事象関連電位 / Go/NoGo 反応時間 / 有酸素性運動 / 運動強度 / 全身持久性体力

研究実績の概要

本研究の目的は，継続的な有酸素性運動に伴う認知－運動制御機能の効果が，①どのような運動強度や快適感情でもたらされるのか，②全身持久性体力との関連性がどうなっているのかについて，反応時間，事象関連脳電位，ストレス指標（唾液アミラーゼ），快適感情尺度を用いてその機序を明らかにすることである。本年度の検討課題は，認知-運動制御機能を一過性に活性化させる有酸素性運動の強度・様式を明らかにすることであった。対象者は健常成人 15 名（男性12名，女性3名）であった。有酸素性運動は自転車エルゴメーター（232CXL, Combi）による自転車漕ぎを用い，３条件の運動強度による検討を行った（自己設定強度, 被験者自身が負荷と回転数を自由に設定（20 分間）；中等強度, 50-60%VO2max 強度・50 rpm（20 分間）；高強度インターバル, 85%VO2max 強度・50 rpm（90 s 高強度 + 60 s 低強度 50Wを４セット））。運動前後，運動後 30 分に左右選択 Go/NoGo 反応時間，唾液アミラーゼ， 感情尺度短縮版（MCL-S.2）を計測した。その結果，運動後の快適感情は全ての条件で改善されたが（期間の要因：0.47, 1.55, 1.05），唾液アミラーゼは高強度インターバル条件において有意に高くなった（高強度：26, 34, 23 kIU/L）。一方，Go/NoGo 反応時間は，高強度インターバル条件で有意な改善を示したが（285, 272, 276 ms），その他の条件では有意差は認められなかった（自己設定：281, 283, 282 ms；中等強度：288, 289, 284 ms）。これらの結果より，高強度インターバル運動は，ストレスはかかっているが，脳の実行・抑制機能を一過性に高めることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本研究では，自転車エルゴメーターによる自転車漕ぎ運動において，３種類の運動強度（①自己設定，②中等強度，③高強度インターバル）において認知－運動制御機能に与える一過性の効果を検証しなければならない。認知－運動制御機能の評価には，Go/NoGo 反応課題における事象関連電位（脳波）計測を用いる。現在までの進捗状況は，当初計画の検討課題１の実験が終了したところである。行動指標である反応時間，心理アンケート（快適感情尺）の分析は終了し，学会報告まで実施することができた。しかしながら，脳波解析については現在進行中である。
初年度において光刺激装置の刺激発生プログラムの作成，反応スイッチ信号のアナログ出力ボックスの修理に時間を要したため，本実験の開始に遅れが生じた。また，本年度，本実験を開始したが１名の被験者に２時間の実験課題に５回参加してもらう必要があり，実験自体に多くの時間を浪費することになった。また，事象関連電位の分析には，脳波データのアーチファクトを１試行ずつ目視で確認する作業が必要であり，被験者１名につき160 試行が９セッションあるため，こちらにも多くの時間を消費している。そのため，進捗状況には遅れが生じている。また，次の検討課題はトレーニング実験による持続的な効果（トレーナビリティ）の検証であるが，新型コロナウィルス感染防止のため，被験者実験そのものを中止している状況である。

今後の研究の推進方策

検討課題１のパフォーマンスデータからの研究成果を裏付けるために，脳波解析（事象関連電位 P3）の作業を引き続き実施していく。その中で中等強度，自己設定強度における注意機能の変化も併せて考察していく予定である。また，次の検討課題として，中等強度トレーニング，高強度インターバルトレーニング（HIT）による週３回３ヶ月間のトレーニング効果を検証する計画である。被験者は健常成人 20 名を対象に２つのトレーニンググループに分けて実施する（中等強度 n=10；HIT n=10）。トレーニング期間中の運動強度の設定とモニタリングのために GPS 心拍計（GARMIN, FA235J）を用い，それぞれのグループの被験者に装着してもらうことにしている。この検討課題を推進するにあたりGPS 心拍計を 20 台購入し，新型コロナウィルス感染拡大が収束に向かった際に実験が開始できるように準備をする。

次年度使用額が生じた理由

当該年度は，データ解析用の「物品費」が増加したが，トレーニング課題に以降できなかったために，「人件費・謝金」の支出減で相殺される形となった。また，予定していた学会が新型コロナウィルス感染拡大防止のために紙面開催となったため，「旅費」での経費支出がほとんど発生しなかった。生じた差額（次年度使用額）を次年度の「物品費」と「人件費・謝金」に使用する予定である。

研究成果

• [学会発表] 高強度インターバルと連続運動が反応時間，ストレスに及ぼす一過性効果. (2020)
  • 著者名/発表者名: 加藤雄一郎
  • 学会等名: 日本体育測定評価学会第19回大会