研究内容｜Research


1. 運動によって変化する脳の構造と機能を視る

　運動と脳に関する多彩な研究を行っている。例として、運動の好き・嫌いを決める遺伝子群の同定を試みている。運動意欲には脳内ドーパミン系が関与するとされていることから、運動の嗜好性にはドーパミン関連遺伝子群が関与していると考えている。また、運動の限界を決める脳内メカニズムについても調べている。長時間運動などで感じる疲労感（苦しみ）の一部は扁桃体と呼ばれる脳部位で感じ、運動パフォーマンスに強く影響すると考えている。また、扁桃体の興奮は自律神経を介して骨格筋などの血液供給に影響し、筋などの疲労物質蓄積を増悪する。その結果、苦しみがより強くなり、運動意欲の低下が起こると考えている。現在、動物モデルを用いてこれらの仮説を検証しているところである。


2. 健康・超健康脳における循環調節中枢の構造と機能

　血圧は脳（交感神経系）により調節されている。遺伝やストレスは脳細胞に作用し、交感神経の働きを強くする。その結果、血管の先（末梢血管系）が細くなり血液の流れが悪くなるため、高血圧になる。定期的に運動すると高血圧が改善する。この理由の一つは運動が脳にもたらす作用（遺伝子への影響と脳細胞、すなわちニューロンへの影響）によると考えている。右図は本仮説を検証するための研究方法概略を示す。高血圧の動物モデルを用い、血圧を調節する脳部位の遺伝子検査と脳細胞の異常の有無を特殊な顕微鏡を用いて観察する。また脳機能の評価も行う。そして、運動習慣が脳へもたらす効果についても明らかにする。



(1) 生活習慣病の発症や運動による予防・改善効果に関する研究

　健康科学に関する研究です。例えば精神的なストレスによる心臓病がどのように発症するのか？など、心の問題が生活習慣病を引き起こす脳内メカニズムについて遺伝子など分子レベルで調べていきます。また、運動による脱ストレスや生活習慣病改善効果のメカニズムについても調べています。


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(2) 競技力向上を目指した生理学的研究

　スポーツ競技成績を決める最大制限因子は「苦痛」感などの負の情動です。これに立ち向かうのは運動に対するモチベーションです。前者には扁桃体、後者には線条体などが関与しています。運動時の苦痛感やモチベーションなどの心の動きが生じる生理学的メカニズムを調べることにより、競技力向上に向けた新たなトレーニング法開発に貢献することを目指しています。


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(3) 運動意欲の神経基盤解明を目指した研究

　運動やスポーツが好きな人と嫌いな人の違いは何で決まるのか？運動嫌いな人を運動好きにするにはどうしたら良いのか？ 脳の中にはモチベーションに関係するといわれるドーパミンという物質があります。このドーパミンが運動やスポーツをやろうとするときにどのような振る舞いをするのか調べることでこの問題にチャレンジしています。

(4) 情動と自律神経系および運動パフォーマンスに関する研究

　嬉しいとか怖いと行った情動の変化と心臓のはたらきは連動しています。脳の中の「扁桃体」と呼ばれる領域はこういった情動と心臓のはたらきの両方をコントロールしています。運動中やさまざまな心の状態のときにこの扁桃体がどのような活動をしていてどのような役割を持っているのか、研究しています。


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(5) VRスポーツおよび宇宙スポーツに関する研究

　生理学的知識を応用した新しい分野の研究です。寝たきり状態を余儀なくされた方に対する新たな健康支援ツールの開発、また、アスリートに対する新しいメンタルトレーニング法の開発を目指し、VRスポーツ視聴時の生理心理学的応答について調べています。また最近では、宇宙飛行士の体力向上を目的に、宇宙でのトレーニング方法や宇宙スポーツ競技の開発も行っています。


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