Exercsei adaptation and learning mechanism of respiratory and circulatory control system and development of a time-series prediction model for system change
Exercsei adaptation and learning mechanism of respiratory and circulatory control system and development of a time-series prediction model for system change
批准号:
22H03476
负责人:
宮本 忠吉
金额:
$11.48万
依托单位:
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
项目状态:
未结题
起止时间:
2022-04-01 至 2027-03-31
中文摘要
本研究の目的は、システム定量解析法を用いて呼吸循環調節系の運動適応・学習機構を解明し、生体システム変容の時系列予測モデルを開発することである。以下の研究①②③の課題解決を通じて、従来の研究手法では困難だった制御系内の運動適応能や恒常性維持の生理学的機構の時間的理解が向上し、幅広い年齢層や多様な人々のQuality of Life(QOL)の向上、将来的な疾病予防法や健康寿命の延伸プランニングなど、身体運動適応性の原理に基づく安全かつ効果的な運動プログラムの開発に寄与することが期待される。初年度から2年間の研究計画では、運動開始前の高位中枢からの神経性ドライブ(フィードフォワード制御)による予測的心拍、血圧、換気亢進反応に焦点を当て、その学習機構の解明に取り組む予定である。初年度は、ノーマル条件下で7回の高強度運動を実施し、被検者の脳循環、呼吸代謝、筋活動に関する時系列データを取得した。また、計7回のすべての試行時において最大運動パフォーマンスを測定し、予測制御による呼吸循環反応の変化が何回目の試行でどの程度発現し、その結果最大運動パフォーマンスがどの程度変化するかを比較検討した。高強度運動を3日間で計7回のトライアルを繰り返すことで、初期のピークワット値は被験者間でばらつきがあるものの、9~14%増加することが判明した。さらに、試行回数が増えるほど、実験中に計測される心拍数のベースライン値が測定開始初日の基準値よりも高くなり、各日程で試行を繰り返すことでさらなる心拍数のベースライン値の上昇と最高到達心拍数の上昇が認められた。本実験プロトコールを用いて、次年度も引き続き高位中枢による予測・見込み制御の学習機構の解明に取り組む。
英文摘要
本研究の目的は、システム定量解析法を用いて呼吸循環調節系の運動適応・学習機構を解明し、生体システム変容の時系列予測モデルを開発することである。以下の研究①②③の課題解決を通じて、従来の研究手法では困難だった制御系内の運動適応能や恒常性維持の生理学的機構の時間的理解が向上し、幅広い年齢層や多様な人々のQuality of Life(QOL)の向上、将来的な疾病予防法や健康寿命の延伸プランニングなど、身体運動適応性の原理に基づく安全かつ効果的な運動プログラムの開発に寄与することが期待される。初年度から2年間の研究計画では、運動開始前の高位中枢からの神経性ドライブ(フィードフォワード制御)による予測的心拍、血圧、換気亢進反応に焦点を当て、その学習機構の解明に取り組む予定である。初年度は、ノーマル条件下で7回の高強度運動を実施し、被検者の脳循環、呼吸代謝、筋活動に関する時系列データを取得した。また、計7回のすべての試行時において最大運動パフォーマンスを測定し、予測制御による呼吸循環反応の変化が何回目の試行でどの程度発現し、その結果最大運動パフォーマンスがどの程度変化するかを比較検討した。高強度運動を3日間で計7回のトライアルを繰り返すことで、初期のピークワット値は被験者間でばらつきがあるものの、9~14%増加することが判明した。さらに、試行回数が増えるほど、実験中に計測される心拍数のベースライン値が測定開始初日の基準値よりも高くなり、各日程で試行を繰り返すことでさらなる心拍数のベースライン値の上昇と最高到達心拍数の上昇が認められた。本実験プロトコールを用いて、次年度も引き続き高位中枢による予測・見込み制御の学習機構の解明に取り組む。
期刊论文(11)
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DOI:
10.14814/phy2.15210
发表时间:
2022-03
期刊:
Physiological reports
影响因子:
2.5
作者:
[Miyamoto T, Sotobayashi D, Ito G, Kawai E, Nakahara H, Ueda S, Toyama T, Saku K, Nakanishi Y, Kinoshita H]
通讯作者:
Kinoshita H
システム生理学的アプローチを用いて、 生体の統合的呼吸・循環調節機構の解明をめざす。
使用系统生理学方法,我们的目标是阐明生物体的综合呼吸和循环调节机制。
DOI:
--
发表时间:
期刊:
影响因子:
--
作者:
[]
通讯作者:
DOI:
10.1186/s12576-022-00855-z
发表时间:
2022-11-24
期刊:
JOURNAL OF PHYSIOLOGICAL SCIENCES
影响因子:
2.3
作者:
[Nakahara, Hidehiro, Kawai, Eriko, Miyamoto, Tadayoshi]
通讯作者:
Miyamoto, Tadayoshi
週1回の高強度インターバルトレーニングはアスリートの最大呼吸循環機能および運動パフォーマンスを改善する.
每周高强度间歇训练可改善运动员的最大呼吸循环功能和运动表现。
DOI:
--
发表时间:
2022
期刊:
影响因子:
--
作者:
[伊藤剛, フィーリー真利奈, 仲田秀臣, 澤井亨, 大槻伸吾, 宮本忠吉.]
通讯作者:
宮本忠吉.
高位中枢による呼吸循環系の予測・見込み的制御の神経性・体液性調節機構の解明
阐明高级中心对呼吸和循环系统的预测性和前瞻性控制的神经和体液调节机制
DOI:
--
发表时间:
2022
期刊:
影响因子:
--
作者:
[宮本忠吉, 伊藤剛, フィーリー真利奈, 嶋田愛, 中原英博, 澤井亨, 仲田秀臣, 大槻伸吾.]
通讯作者:
大槻伸吾.
共 10 条
呼吸循環調節系の運動適応・学習機構の解明とシステム変容の時系列予測モデルの開発
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批准号:23K24733
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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资助金额:$1.41万
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财政年份:2024
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负责人:宮本 忠吉
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依托单位:
Neural and Humoral Regulation of Circulatory and Metabolc Systems during exercise
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批准号:20K20622
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项目类别:Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
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资助金额:$16.56万
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财政年份:2020
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负责人:宮本 忠吉
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依托单位:
An integrative approach to exercise physiology using system sanalysis and mathematica simulation
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批准号:19500574
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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资助金额:$2.83万
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财政年份:2007
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负责人:宮本 忠吉
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依托单位:
中心循環血液量の増加がヒトの運動中および運動後の呼吸循環代謝系機能に及ぼす影響
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批准号:11780016
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项目类别:Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额:$1.47万
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财政年份:1999
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负责人:宮本 忠吉
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依托单位:
海外基金