自発的まばたきとドーパミンシステム活動の連動を利用した認知機能と有酸素運動の関係性

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自発的まばたきとドーパミンシステム活動の連動を利用した認知機能と有酸素運動の関係性

筑波大学の研究チームは、自発的まばたき率(sEBR)とドーパミンシステム活動の連動を利用し、認知機能と有酸素運動の関係を調査しました。
結果、有酸素運動と強化された認知機能は、ドーパミン作動性調節により部分的に媒介している事が判明しました。

Furthermore, activity in the left dorsolateral prefrontal cortex (l-DLPFC) during the cognitive task was the same or lower in participants with higher sEBR compared with lower sEBR, even though those with higher sEBR appeared to have greater executive function, and thus higher neural efficiency.

参照元:https://www.tsukuba.ac.jp/en/research-news/20210201140000.html
– 筑波大学 University of Tsukuba. Feb 01, 2021 –

概要:

  • 自発的まばたき率(sEBR)はドーパミンシステムの活動を反映する
  • sEBRを利用して、認知機能と有酸素フィットネスの関係を調査
  • ドーパミン作動性システムは身体活動と運動に関与している
  • 健康な実験参加者は、sEBRの測定、認知機能のテスト、有酸素フィットネステストを受けた
  • 実験参加者はさらに、機能的近赤外分光法を使用して、認知課題中の脳活動を測定
  • 結果、
    • 有酸素フィットネス、認知機能、sEBRの間に有意な相関関係があることが判明
    • 有酸素フィットネスと強化された認知機能は、ドーパミン作動性調節によって部分的に媒介されていた

運動は認知機能を高め、メンタルヘルスを改善することが知られていますが、このリンクの神経学的メカニズムは不明です。

現在、日本の研究者は、有酸素フィットネスと認知機能の間に欠落しているリンクの証拠を発見しました。

筑波大学の研究者は、Medicine&Science in Sports&Exerciseに掲載された研究で、ドーパミンシステムの活動を反映する自発的まばたき率(sEBR)を使用して、認知機能と有酸素フィットネスの関係を理解できることを明らかにしました。

ドーパミン作動性システムは身体活動と運動に関与することが知られており、以前の研究者は、運動によって誘発される認知機能の変化はドーパミン作動性システムの活動によって媒介される可能性があると提案しています。

しかし、この仮説を検証するには、このシステムの活動のマーカーが必要でした。

これは、筑波大学の研究者が取り組むことを目的としたものです。

研究の筆頭著者である桑水隆太氏は話します。

「ドーパミン作動性システムは、実行機能と身体活動を含むやる気のある行動の両方に関連しています。sEBRをドーパミン作動性システム機能の非侵襲的測定として使用して、有酸素フィットネスと認知機能の間の欠落したリンクである可能性があるかどうかをテストしました。」

これを行うために、研究者は健康な参加者にsEBRの測定、認知機能のテスト、および有酸素フィットネステストを受けるように依頼しました。

彼らはまた、機能的近赤外分光法を使用して、認知課題中の脳活動を測定しました。

上級著者の曽谷英明教授は説明します。

「予想通り、有酸素フィットネス、認知機能、sEBRの間に有意な相関関係があることがわかりました。これらの関係をさらに調べたところ、より高い有酸素フィットネスと強化された認知機能との関係は、ドーパミン作動性調節によって部分的に媒介されていることがわかりました。」

さらに、認知課題中の左背外側前頭前野(l-DLPFC)の活動は、sEBRが高い参加者は実行機能が高いように見えましたが、sEBRが低い参加者と比較して、sEBRが高い参加者では同じか低かった。

桑水隆太氏は話します。

「以前の研究では、有酸素フィットネスと認知機能が相関していることが示されていますが、これは人間のこの接続に神経調節の基礎を提供する最初のものです。私たちのデータは、ドーパミンが有酸素フィットネスと認知をリンクする上で重要な役割を果たしていることを示しています。」

l-DLPFCの神経効率が、より高い適応度と実行機能を持つ個人で観察されているドーパミン作動性システムの既知の特性であることを考えると、この領域の神経効率は、有酸素フィットネスと実行機能の間の関連を部分的に仲介する可能性があります。

さらに、身体的不活動はドーパミン作動性機能障害に関連している可能性があります。

この情報は、フィットネスが脳にどのように影響するかに関する研究の新しい方向性を提供し、運動療法の改善につながる可能性があります。

たとえば、ドーパミン作動性機能の改善に特に焦点を当てた運動は、特にモチベーション、気分、精神機能を高める可能性があります。

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