に投稿された最近の研究では、 バイオRxiv* プレプリント サーバーを使用して、研究者は仮想現実 (VR) 運動が脳機能に及ぼす影響、特に重要な実行機能である作業記憶への影響を調査しました。
彼らの研究結果は、VR エクササイズセッションは単独での運動や休息よりも作業記憶タスクの気分とパフォーマンスを大幅に改善できることを示しており、VR エクササイズが作業記憶機能を強化し、うつ病や認知症を予防するのに最適なプログラムである可能性があることを示唆しています。
勉強： 仮想現実を使用したエクササイズは、単独でサイクリングするよりも作業記憶と前向きな気分に良い影響を与える可能性があります。 画像クレジット: Shyntartanya/Shutterstock.com
*重要なお知らせ： バイオRxiv は、査読されていない予備的な科学報告書を発行しているため、決定的なものとみなされたり、臨床実践や健康関連の行動をガイドしたり、確立された情報として扱われたりするべきではありません。
背景
これまでの研究では、身体活動が精神的および肉体的健康に有益であり、特に有酸素運動が実行機能の維持に関連していることが証明されています。
一部の研究では、一時的な運動が実行機能を改善できることが示されていますが、一貫性のない結果は、追加の要因が関与している可能性を示唆しています。
運動、気分の向上、実行機能の関係を調査した研究では、認知能力の向上と快適な気分の間に潜在的な関連性があることが示されています。
VR 環境は、運動中に快適さと興奮を引き出す能力で知られており、身体活動を促進する有望なツールとして浮上しています。
VR 環境での運動はポジティブな気分を引き起こし、実行機能を強化する可能性があることを示唆する証拠にもかかわらず、現時点ではその効果についてはほとんど明らかになっていません。 効能 従来の運動とその基礎となる神経メカニズムとの比較。
研究について
この研究では、研究者らは、機能的磁気共鳴画像法 (fMRI) を使用して、実行機能とその神経相関に対する VR エクササイズの影響を調査することで、既存の研究ギャップに対処することを目的としました。
研究者らは、Nバック課題中の脳活動を評価し、作業記憶機能を評価し、VR運動が標的の脳領域、特に背外側前頭前野（DLPFC）の活動増加を通じて実行機能を強化できるかどうかを判定するために使用した。
この研究では、正常または正常に矯正された視力を持つ25人の健康な日本人若者を募集し、サンプルサイズの十分性を決定するために検出力分析を実施しました。
参加者は、主要な実験条件に取り組む前に、ピーク酸素摂取量 (VO2peak) を測定するための段階的な運動テストを受け、N バック タスクを練習しました。
ヘッドマウント ディスプレイ (HMD) なしでの運動、HMD (VR) ありの運動、または HMD なしでの休息の 3 つの実験条件が利用されました。
すべての参加者は、順序を相殺して、別の日にすべての条件を完了しました。 作業記憶機能を評価する N バック タスクは、10 分間の fMRI 運動セッションの前後に実行されました。
心肺機能の有酸素運動能力は、段階的運動テストを使用して評価され、知覚運動量 (RPE) および二次元気分スケール (TDMS) の評価を含む心理的測定値が記録されました。
fMRI データは、前処理と統計分析を含む統計パラメトリック マッピング (SPM12) を使用して分析されました。
課題遂行中の神経活動は一般線形モデルを使用してモデル化され、課題遂行と脳活動の間の相関分析のために自動解剖学的ラベリング アトラス 3 (AAL3) を使用して定義された関心領域 (ROI) が使用されました。
調査結果
参加者全員は悪影響を受けることなくタスクを完了することができました。
心拍数 (HR) や RPE などの生理学的パラメーターは、状態とセッションの間の重要な相互作用を示しました。 HR と RPE は、安静時 (RS) 条件よりも運動条件 (EX) および VR 条件で有意に高かった。
活力や覚醒などの心理的気分状態は、RS 条件や EX 条件と比較して VR 条件の方が有意に高かった。 N-Back タスクを使用して評価した作業記憶のパフォーマンスでは、特に VR で運動後の反応時間が短縮されたことがわかりました。
fMRIによって測定された脳活動は、3バック課題中にいくつかの領域で活性化が明らかになり、EX条件とVR条件が重複していました。
ただし、左島島や左 DLPFC などの領域では VR 特異的な活性化が観察されました。 N-back タスクのパフォーマンスと DLPFC および青斑核 (LC) の脳活動の間に有意な相関関係は見つかりませんでした。
しかし、活力は 3 バック課題の反応時間と負の相関があり、活力の増加がパフォーマンスの向上と関連していることが示唆されました。
結論
この研究では、fMRI を利用して、DLPFC と LC の関与に焦点を当て、作業記憶と気分に対する VR 運動の影響を調査しました。
彼らの調査結果は、VR エクササイズが休息や従来のエクササイズと比べて、活力を高め、作業記憶を強化し、気分を高揚させることを示しました。
しかし、研究者らは作業記憶の強化とLCおよびDLPFC活動の変化との間に直接の相関関係がないことを発見した。
今後の研究では、個人差を調査し、結果を多様な集団に拡張し、VR エクササイズの長期的な効果を調査する必要があります。
正確な神経メカニズムは不明のままだが、この研究は、覚醒の高まりとポジティブな気分が作業記憶の強化に重要であり、VRが有力な要因であることを示唆している。
気分や認知機能を高めるための VR エクササイズの導入を促進するには、これらのメカニズムをさらに調査し、さまざまな人口統計にわたって検証する必要があります。
*重要なお知らせ： バイオRxiv は、査読されていない予備的な科学報告書を発行しているため、決定的なものとみなされたり、臨床実践/健康関連行動の指針となったり、確立された情報として扱われたりするべきではありません。
参考雑誌:
- 予備的な科学レポート。
越智 哲也、大野 和也、桑水 龍也、山城 和也、藤本 哲也、五十嵐 和也、児玉 直也、大西 洋、佐藤 大輔 (2024) バーチャル演習現実は、一人でサイクリングするよりも、作業記憶とポジティブな気分にとって潜在的に良いのです。 バイオRxiv。 土肥: https://doi.org/10.1101/2024.05.07.593030。 https://www.biorxiv.org/content/biorxiv/early/2024/05/08/2024.05.07.593030.full.pdf
1715598239
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2024-05-13 10:29:00