Features of Cerebral Hemodynamics during Cardiac-Locomotor Synchronization Exercise: Study of Physical Exercise for Prevention of Dementia

心运动同步运动时脑血流动力学特征：体育运动预防痴呆的研究

• 批准号: 22K21264
• 负责人: 東本 翼
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K21264/
• 关键词: 脳血流; 心拍と動作リズムの同期現象; 運動療法; 筋ポンプ作用; 脳活動; 認知機能

認知症の根本治療の確立が難航しており、予防方法の確立が急務である。認知症発症リスクを増大する主な因子として、運動不足や脳血流の低下などがある。これらの因子を改善する方法の一つとして、習慣的な有酸素性運動の実施が推奨されている。そこで、本研究では、循環効率が向上する心拍と動作リズムの同期(CLS)現象に着目し、CLS現象が生じた運動中の脳血流と脳活動の特性を明らかにする。本研究は、CLS運動中の脳循環特性を検討し、脳血流の向上に効果的な心拍-動作リズムを選定する（課題１）。その選定したリズムを用いたCLS運動中に活動する脳部位を明らかにする（課題２）。そして、選定したリズムでCLS運動を習慣的に実施し、慢性的な脳血流・脳活動部位への影響を明らかにするとともに、認知機能との関連性を解明する（課題３）。本研究の成果は、脳循環の向上に効果的な運動様式の探索と認知症予防のための運動療法の確立を目指すうえで有益なエビデンスになると考える。令和４年度は、研究課題１のCLS運動中の脳循環特性を検討し、脳血流の向上に効果的な心拍-動作リズムの選定を実施した。プロトコル確立のため、運動習慣のない健常な若年者を対象とした。心臓から脳に至る循環特性の違いを比較するため、心収縮期または心拡張期に動作リズムを合わせる２条件を行った。具体的に、セミリカンベント式自転車エルゴメーターを用いて、ペダルを踏み込む運動を行った。ペダリングのタイミングは心電図を記録しR波より算出したタイミングで音を鳴らし被験者に知らせた。動作は、右外側広筋の筋電位を測定し、同調を確認した。成果として、心拡張期に同期すると筋ポンプ作用が効果的に生じ、静脈還流量が増大し、その影響で一回拍出量が増大した。この循環効率の向上により、脳への拍動性血流が増大することが確認された。

为痴呆症建立基本治疗是困难的，迫切需要制定预防措施。增加痴呆症风险的主要因素包括缺乏运动和脑血流减少。改善这些因素的一种方法是进行习惯性有氧运动。因此，这项研究的重点是心跳和运动节奏的同步（CLS）现象，从而提高了循环效率，并阐明了CLS现象发生的运动过程中大脑血流和脑活动的特征。这项研究检查了CLS运动期间的脑循环特征，并选择了有效改善脑血流的心跳节律（项目1）。使用选定的节奏在CLS运动过程中活跃的大脑部分将被揭示（研究2）。然后，在选定的节律上习惯性地进行CLS运动，以阐明慢性脑血流和脑活动部位的影响，并阐明与认知功能的关系（表3）。人们认为这项研究的结果为探索有效改善脑循环和建立运动治疗以预防痴呆症的运动模式提供了有用的证据。在2022年，我们检查了CLS运动，研究项目1的脑循环特征，并选择了有效改善脑血流的心跳和运动节律。为了建立协议，该计划针对没有运动习惯的健康年轻人。为了比较从心脏到大脑的循环特征的差异，进行了两个条件，以调整收缩期或舒张期间运动节奏。具体而言，使用半加工的通风型自行车测量表进行运动，使踏板凹陷。踏板时间是通过心电图记录的，并在从R波计算出来的时机上播放声音以告知受试者。该运动是通过测量右侧外侧肌肉的肌电潜力并确认调谐来进行的。结果，当与舒张期同步时，有效地执行了肌肉抽水动作，从而增加了静脉回流量，从而增加了这种中风体积增加的效果。循环效率的这种提高已被证实，可以增加向大脑的搏动血流。

项目成果

Cerebral Blood Flow During Cardiac Locomotor Synchronization Cycling Exercise In Young Healthy Men

年轻健康男性心脏运动同步自行车运动期间的脑血流量

• 发表时间: 2023
• 作者: Tsubasa Tomoto;Jun Sugawara
• 通讯作者: Jun Sugawara