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

基本信息

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

项目摘要

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，为了明确与竞技能力的关系以及各个项目的特点，我们将重点关注竞技能力易于量化的田径运动员。 MRI 测量测量了 70 名从日本国家队级别到学生级别的田径运动员的全脑功能连接、灰质结构、白质结构以及运动相关区域的大脑代谢浓度。今后，我们将添加最多约100人的数据，并进行分析，以检查与事件差异无关的竞争能力相关的大脑区域以及依赖于事件差异的大脑区域。此外，我们还对顶尖大学短跑运动员进行了实验，以检查与他们卓越的短跑表现有关的脊髓神经回路。通过经皮电刺激腰部脊髓，我们测量了大腿肌肉的脊髓反射，这对于短跑很重要。将因电刺激强度的变化而引起的脊髓反射振幅的变化记录为募集曲线，确定募集曲线的最大斜率并评价为大腿肌肉脊髓反射的募集特性。结果显示，对于股二头肌，短距离组的募集曲线最大斜率明显大于对照组。这表明短距离运动员可能能够通过大腿肌肉反射快速改变运动输出。我们还通过刺激股直肌 Ia 感觉神经和休息时股直肌的随意收缩来评估股二头肌的相互抑制功能。结果，在休息期间和等长随意收缩期间，短跑运动员组和对照组之间从股直肌到股二头肌的相互抑制程度没有差异。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Neuromuscular recruitment pattern in motor point stimulation

运动点刺激中的神经肌肉募集模式

DOI：
10.1111/aor.14445
发表时间：
2022
期刊：
Artificial Organs
影响因子：
2.4
作者：
Nakagawa Kento;Fok Kai Lon;Masani Kei
通讯作者：
Masani Kei

フルマラソンによる一次運動野の縮小

全程马拉松导致初级运动皮层收缩

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
中川剣人;深野真子;東原綾子;飯塚哲司;稲見崇孝;彼末一之
通讯作者：
彼末一之

Differences in the recruitment properties of the corticospinal pathway between the biceps femoris and rectus femoris muscles

股二头肌和股直肌之间皮质脊髓通路募集特性的差异

DOI：
10.1016/j.brainres.2022.147963
发表时间：
2022
期刊：
Brain Research
影响因子：
2.9
作者：
Higashihara Ayako;Nakagawa Kento;Futatsubashi Genki;Sekiguchi Hirofumi;Nagano Yasuharu;Hirose Norikazu
通讯作者：
Hirose Norikazu

アスリートや障がい者における神経可塑性とニューロモジュレーションによる機能向上

通过神经可塑性和神经调节改善运动员和残疾人的功能

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
バイオメカニズム学会誌
影响因子：
0
作者：
Sato K;Fukuhara K;Higuchi T.;樋口貴広;樋口貴広・大鷲悠・井上順輝・中本浩揮・北洋輔;樋口貴広・大鷲悠・井上順輝・中本浩揮・北洋輔;福原和伸・樋口貴広・中本浩揮;渡邉諒，樋口貴広;菊地謙・樋口貴広;佐藤和之・福原和伸・樋口貴広;須田祐貴，児玉謙太郎，中村高仁，坂崎純太郎，樋口貴広;須田祐貴・児玉謙太郎・中村高仁・坂崎純太郎・樋口貴広;福原和伸;児玉謙太郎;中川剣人
通讯作者：
中川剣人