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

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。

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。