| 研究課題/領域番号 |
19K19956
|
|---|
| 研究機関 | 早稲田大学 |
|---|
研究代表者 |
平尾 貴大 早稲田大学, スポーツ科学学術院, 助教 (70824572)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| キーワード | あがり / ニューロフィードバック / バイオフィードバック / 右半球賦活 / fMRI / EEG |
|---|
| 研究実績の概要 |
スポーツ競技パフォーマンス直前に，左手でボールを反復把握するだけで競技場面のあがりを防止できるといった報告がある．以下，このあがり防止法を反復把握法と呼ぶ．大脳の右半球には，スポーツ動作に重要な「空間認知」に関する脳部位が存在する．一方，左半球には「言語野」が存在する(あがり状態では，言語野と運動に関する脳領域活動のコネクティビティが強化される)．これらの機能局在に起因して，左手の反復把握はあがり防止効果を有すると推察されているが，実験による検証は行われていない．本研究では，機能的核磁気共鳴画像法(functional magnetic resonance imaging: fMRI)を用いて，反復把握法がなぜあがり防止策と有効であるか，そのメカニズムを解明する．さらに，反復把握法と脳波測定を用いたニューロフィードバック(neurofeedback: NF)訓練の組み合わせが，あがり防止策として有用であるか検証することで，より効果の高いあがり防止法を模索する．
令和１年度は，アスリートの内受容感覚に関する実験結果を論文に纏めた．内受容感覚は，内臓を含めた身体内部の感覚であり，不安のようなネガティブな情動と関係することが報告されている．本研究の結果，左半球の島皮質活動が，内受容感覚に関する一部の機能と関係することが示唆された(Hirao, Vogt & Masaki, 2020)．内受容感覚について脳機能の観点から調べた本研究の知見は，アスリートが経験するあがりのメカニズム解明の一助となる．特に，左右半球活動の不均衡を利用したあがり防止法の効果検証を実施する上で，重要な知見となる．
|
| 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
fMRI実験用に，エイミング動作を要するシューティング課題を作成した．モニタ上に呈示される的をめがけ，ジョイスティック操作で，円形のポイントを動かす課題であった．的の呈示位置は，三種類用意された(画面上部および画面の左右であった)．実験参加者(1名)よりデータ取得し，現在データ解析を進めている．
fMRI実験の課題作成と同時並行で，コンピュータプログラムによって，右半球活動増強を目的としたNF訓練のシステムを構築した．また，当該システムを使用した予備実験を実施した．当該システムは，左右半球の中心部から導出された脳波をオンラインで周波数解析し，アルファ帯域のパワ値を聴覚刺激として参加者にフィードバックするものであった．アルファ帯域のパワ値は，大脳皮質の活動と逆相関関係にあることが知られている．つまり，参加者は聴覚フィードバックにより左右半球のどちらが優勢に働いているか確認することができた(右半球優勢な活動が増大するほど，音の周波数が高くなった)．自らの脳活動をオンラインモニタリングしながら試行錯誤で右半球増強を訓練するNF群(5名)，虚偽のフィードバック(他者の聴覚フィードバックを録音したもの)を使用する統制群(5名)からデータ取得した．予備実験であったため，訓練時間は6分間と短く設定された．それゆえ，脳活動，パフォーマンスについて，NF群と統制群の間に統計的に有意な差は認められなかった．
fMRI実験については，当初の予定よりもデータ取得が遅れている．その一方，反復把握法と脳波NF訓練の相乗効果を検証する実験については，当初の計画よりも早く進展している．当該実験は，令和3年度より開始する計画であり，計画に先んじて，実験準備を開始することができている．総合的に判断し，本研究の進捗は概ね順調に進展しているといえる．
|
| 今後の研究の推進方策 |
まずは，令和1年度に取得したfMRI実験のデータ解析を進め，作成したシューティング課題がfMRI実験課題として妥当なものであるか確認する．その後，当該課題を使用し，30名程度を目指してデータ取得する．fMRI実験を通して，左手の反復ボール把握がなぜあがり防止策となるのか，そのメカニズムについて脳機能の観点から解明することを目指す．
さらに，反復把握法と脳波NF訓練の相乗効果検証についても進める．令和1年度は脳波NFシステムの構築および当該システムを使用した予備実験を実施した．予備実験の結果，NFにより訓練効果を得るためには訓練方法に改善が必要であることがわかった．一つ目の要改善点は訓練時間である．複数のセッションに分けて何度も繰り返すことがNFの訓練効果を高めると示されている (Mirifar et al., 2017)．複数のセッションで長時間訓練する必要がある．二つ目の要改善点は脳波を導出する電極数である．今回の実験では，左右半球の中心部に配置した電極，それぞれ１つずつから脳波を取得しNF訓練に使用した．単一の電極から得られたデータではシグナル/ノイズ比が低くなり訓練効果を得にくいことが指摘されている(Gong et al., 2020)．複数の電極から得られた電位をプーリングすることによって，左右半球の活動を取得することが必要である．以上の点を改善し，より効果の高いNF訓練システムを構築した上で，反復把握法との相乗効果を検証する．
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
令和１年度は，fMRI実験に使用する実験課題および脳波NF訓練に使用するNF訓練システムをコンピュータプログラミングで作成した．さらに，脳波NF訓練の妥当性を検証する目的の予備実験を実施した．
当初令和1年度に購入予定であった，fMRI実験用機材の一部を購入する必要がなくなったため，今年度の使用金額が減少した．
「今後の研究の推進方策」で記載した通り，脳波NF訓練のシステムについて改善が必要であることがわかっている．今年度の研究費の剰余分は，当該システムの改変にかかる費用として使用する予定である．
|
