身体活動が認知機能を改善・発達させる神経ネットワークの同定

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K17832
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 石原 暢 神戸大学, 人間発達環境学研究科, 助教 (10801631)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 身体活動 / 体力 / 認知機能 / 磁気共鳴画像法

研究実績の概要

近年の研究により、身体活動は加齢に伴う認知機能の衰退予防だけでなく、子どもから青年期においても認知機能を改善、発達させるための１つの手段となり得ることが報告されている。しかし、身体活動が脳構造や機能に与える効果に関する知見は乏しい状況にある。磁気共鳴画像 (MRI) を用いた研究により、身体活動は前頭前野背外側部や海馬の体積を増大させることが報告されているものの、脳の機能レベルで身体活動の効果を理解するためには、脳領域間の解剖学的ならびに神経活動レベルでの繋がりの変化を調べる必要がある。
そこで本研究では、近年公開されたMRIで脳の構造・機能をより正確かつ詳細に計測・解析できる Human Connectome Project (HCP) 準拠のプロトコールで撮像したMRIデータ、ならびに解析パイプラインを用いて、20歳から60歳の健常者を対象に身体活動量と認知機能の成績に関わる脳の構造・機能的領域間結合の関連を詳細に検討し、身体活動が認知機能を改善、発達させる背景にある神経ネットワークの変化を明らかにすることを目的としている。
令和3年度にはマルチモーダルMRIデータ（T1, T2, rs-fMRI, dMRI）の解析手法を確立し、データ分析および論文執筆を順調に進めた。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

新型コロナウイルス感染症の対応のため、データの収集に遅延が遅れたため、その分データ分析と論文執筆に遅れが出ているため。

今後の研究の推進方策

2022年度は引き続き得られたデータの分析、学会での成果報告、論文化を進める予定である。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルス感染症の対応のため、データ分析と論文執筆に遅れが出た。そのため、令和3年度に予定していた論文の掲載料の支出が遅れた。令和4年度には論文の掲載料を支出する予定である。

研究成果

• [国際共同研究] University of Basel(スイス)
  • 国名: スイス
  • 外国機関名: University of Basel
• [国際共同研究] Edith Cowan University(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: Edith Cowan University
• [国際共同研究] Northeastern University/University of North Carolina(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Northeastern University/University of North Carolina
• [雑誌論文] Content validity and reliability of an enjoyable multicomponent agility test for boys: The N-challenge test (2022)
  • 著者名/発表者名: Morita Noriteru、Ishihara Toru、Yamamoto Rihito、Shide Noriyuki、Okuda Tomoyasu
  • 雑誌名: Journal of Sports Sciences 巻: 40 ページ: 976～983
  • DOI: 10.1080/02640414.2022.2043698
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigating the role of age and maturation on the association between tennis experience and cognitive function in junior beginner to intermediate-level tennis players (2022)
  • 著者名/発表者名: Turner Mitchell、Ishihara Toru、Beranek Philipp、Turner Kate、Fransen Job、Born Philipp、Cruickshank Travis
  • 雑誌名: International Journal of Sports Science & Coaching 巻: NA ページ: 174795412110558
  • DOI: 10.1177/17479541211055841
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Longitudinal Associations Between Physical Activity, Body Mass Index and Inhibitory Control in Children with ADHD: Mediation by Brain Structure (2022)
  • 著者名/発表者名: Ludyga Sebastian、Ishihara Toru
  • 雑誌名: SSRN Electronic Journal 巻: NA ページ: NA
  • DOI: 10.2139/ssrn.4008157
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The effects of acute aerobic exercise on executive function: A systematic review and meta-analysis of individual participant data (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishihara Toru、Drollette Eric S.、Ludyga Sebastian、Hillman Charles H.、Kamijo Keita
  • 雑誌名: Neuroscience & Biobehavioral Reviews 巻: 128 ページ: 258～269
  • DOI: 10.1016/j.neubiorev.2021.06.026
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Childhood exercise predicts response inhibition in later life via changes in brain connectivity and structure (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishihara Toru、Miyazaki Atsushi、Tanaka Hiroki、Fujii Takayuki、Takahashi Muneyoshi、Nishina Kuniyuki、Kanari Kei、Takagishi Haruto、Matsuda Tetsuya
  • 雑誌名: NeuroImage 巻: 237 ページ: 118196～118196
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2021.118196
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effect of prenatal exposure to phthalates on epigenome-wide DNA methylations in cord blood and implications for fetal growth: The Hokkaido Study on Environment and Children's Health (2021)
  • 著者名/発表者名: Miura Ryu、Ikeda-Araki Atsuko、Ishihara Toru、Miyake Kunio、Miyashita Chihiro、Nakajima Tamie、Kobayashi Sumitaka、Ishizuka Mayumi、Kubota Takeo、Kishi Reiko
  • 雑誌名: Science of The Total Environment 巻: 783 ページ: 147035～147035
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.147035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential effects of changes in cardiorespiratory fitness on worst- and best- school subjects (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishihara Toru、Morita Noriteru、Nakajima Toshihiro、Yamatsu Koji、Okita Koichi、Sagawa Masato、Kamijo Keita
  • 雑誌名: npj Science of Learning 巻: 6 ページ: 8
  • DOI: 10.1038/s41539-021-00086-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Extracurricular Activity on Music and Visual Art Associates with Children’ Academic Achievement by Transferring Each Subject Score (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishiguro Chiaki、Ishihara Toru、Morita Noriteru
  • 雑誌名: Research Square 巻: NA ページ: NA
  • DOI: 10.21203/rs.3.rs-620557/v1
  • オープンアクセス
• [学会発表] 大脳皮質構造と年齢、体組成、運動習慣の関係 (2022)
  • 著者名/発表者名: 石原暢, 宮崎淳, 高岸治人, 松田哲也
  • 学会等名: 第24回日本ヒト脳機能マッピング学会
• [学会発表] 体力・肥満と認知機能 (2021)
  • 著者名/発表者名: 石原暢
  • 学会等名: 生理学研究所研究会「脳・環境・臓器間ネットワークと社会性」
  • 招待講演
• [学会発表] 学力とスポーツ競技力を同時に高めることは可能なのか？ (2021)
  • 著者名/発表者名: 石原暢
  • 学会等名: 第76回日本体力医学会大会, シンポジウム11 「運動・スポーツと脳 ―文武両道は成り立つのか？―」
  • 招待講演
• [学会発表] 運動・体力と認知機能の関係：脳マルチモーダルMRI研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 石原暢
  • 学会等名: 第４回 スポーツニューロサイエンス研究会, シンポジウム 「新しいライフスタイルに向けた運動と脳神経科学」
  • 招待講演
• [学会発表] 運動・体力と脳内ネットワーク (2021)
  • 著者名/発表者名: 石原暢
  • 学会等名: 第29回日本運動生理学会大会, シンポジウム3 「運動がもたらす認知機能の変化：最新の知見と展望」
  • 招待講演
• [学会発表] 運動が子どもの学力と認知機能に与える影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: 石原暢
  • 学会等名: 第2回日本体力医学会北九州地方会学術集会, シンポジウム 「脳の健康への身体活動科学の貢献」
  • 招待講演
• [学会発表] Association of cardiovascular risk markers and physical fitness with task-related neural activity during social cognition (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishihara, T., Miyazaki, A., Tanaka, H., & Matsuda, T.
  • 学会等名: 44th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
• [学会発表] Playing in online eSport tournament enhances psychological vigor with neurohumoral responses to winning or losing (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsui, T., Monma, T., Sagayama, H., Hyodo, K., Shima, T., Ishihara, T., Fujii, N., & Takagi, H.
  • 学会等名: 44th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
• [学会発表] 思春期以前の親からの拒絶体験と成人期の海馬体積および社会機能 (2021)
  • 著者名/発表者名: 川元茉莉乃, 高岸治人, 石原暢, 髙木俊輔, 金井良太, 杉原玄一, 髙橋英彦, 松田哲也
  • 学会等名: 第5回ヒト脳イメージング研究会
• [学会発表] 多要素で構成されるアジリティテスト「Nチャレンジ」の信頼性および妥当性 (2021)
  • 著者名/発表者名: 森田憲輝, 石原暢, 山本理人, 志手典之, 奥田知靖
  • 学会等名: 日本体育・スポーツ・健康学会第71回大会
• [学会発表] eスポーツのオフラインプレーが高める気分とオキシトシン分泌 (2021)
  • 著者名/発表者名: 松井崇, 門間貴史, 下山寛之, 兵頭和樹, 島孟留, 石原暢, 藤井直人, 高木英樹
  • 学会等名: 日本体育・スポーツ・健康学会第71回大会
• [学会発表] Development of inequity aversion: A cross sectional study from adolescence to adulthood (2021)
  • 著者名/発表者名: Shou, Q., Miyazaki, A., Yamada, J., Tanaka, H., Ishihara, T., Fujii, T., Takahashi, M., Okada, H., Matsuda, T., & Takagishi, H.
  • 学会等名: The 32nd International Congress of Psychology
  • 国際学会
• [学会発表] Developmental changes in trust and reciprocity: Cross sectional study from adolescence to adulthood (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamada, J., Miyazaki, A., Shou, Q., Tanaka, H., Ishihara, T., Fujii, T., Takahashi, M., Okada, H., Matsuda, T., & Takagishi, H.
  • 学会等名: The 32nd International Congress of Psychology
  • 国際学会