アスリートの競技力を規定する中枢神経系の解明：新たな神経機能向上法開発を見据えて

阐明决定运动员竞技表现的中枢神经系统：寻求开发改善神经功能的新方法

• 批准号: 22H03498
• 负责人: 中川 剣人
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03498/
• 关键词: MRI; ニューロモデュレーション; 脳の可塑性; 脊髄反射; 相反抑制; 陸上競技; 神経系の可塑性; MRI; ニューロモデュレーション; 脳の可塑性; 脊髄反射; 相反抑制; 陸上競技; 神経系の可塑性

本年度は、競技力との関連や種目ごとの特徴を明らかにすることを目的に、競技力を定量しやすい陸上競技選手を中心に、MRIにて脳機能・構造、電気刺激により脊髄神経回路機能を測定することを試みた。MRI測定では、日本代表レベルから学生レベルまで70名の多様な種目の陸上競技選手を対象として、全脳の機能的結合、灰白質構造、白質構造、運動関連領域の脳内代謝物質濃度を測定した。今後は100名程度までデータを追加し、種目の違いによらず競技力に関与する脳領域、種目の違い依存的な脳領域を検討する解析を進めていく。また、大学トップレベルの陸上競技短距離選手を対象として、彼らの優れたスプリントパフォーマンスに関与する脊髄神経回路を検討することを目的とした実験を行った。経皮的に腰髄を電気刺激することで、短距離走に重要な大腿筋の脊髄反射を計測した。電気刺激強度の変化に伴う脊髄反射振幅の変化をリクルートメントカーブとして記録し、リクルートメントカーブの最大傾斜を求め、大腿筋脊髄反射の動員特性として評価した。その結果、大腿二頭筋においては、リクルートメントカーブの最大傾斜は短距離群のほうが対照群よりも有意に大きいことが明らかとなった。つまり、短距離選手は大腿筋の反射による運動出力変化を素早く行える可能性を示唆する。また、安静時に大腿直筋のIa感覚神経への刺激や大腿直筋の随意収縮による大腿二頭筋への相反抑制機能についても評価した。その結果、安静時や等尺性随意収縮時においては、大腿直筋から大腿二頭筋への相反抑制の程度は短距離選手群と対照群で違いが見られなかった。

今年，我们试图使用MRI（主要是易于量化竞争能力的田径运动员）来测量脊柱神经回路功能，以阐明他们与竞争能力的关系和每个事件的特征。 MRI测量值测量了灰质结构，白质结构和与运动相关的区域的整个大脑中的大脑代谢物浓度，针对来自各种活动的70名田径运动员，从日本国家团队级别到学生水平。将来，我们将为大约100人添加数据，我们将继续分析竞争能力的大脑区域，无论事件如何以及依赖于事件的大脑区域。我们还进行了一项实验，旨在研究参与其出色冲刺表现的脊柱神经回路，针对大学的顶级田径运动员。通过经肌的电刺激腰绳，测量了对冲刺很重要的大腿肌肉的脊柱反射。随着电刺激强度的变化，脊柱反射振幅的变化记录为募集曲线，并确定了募集曲线的最大斜率，并评估了大腿肌脊髓反射的募集特性。结果，据揭示了股二头肌的最大斜率在短距离组中明显大于对照组。这表明，由于大腿肌肉的反射，短跑运动员可能能够快速改变电动机输出。我们还评估了通过刺激静止时的Ia感觉神经并通过股骨直肌的自愿收缩来抑制股股股的功能。结果，从股骨直肌抑制的程度中没有发现差异，在冲刺组中，在静止或等距自愿收缩期间，在冲刺组和对照组中没有差异。