Research Projects

• Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Apr. 2023 - Mar. 2026, 23K10713, Motor control characteristics for simultaneous bilateral asymmetrical tasks performed by left and right limbs, 藤原 素子, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Nara Women's University, 2600000, 2000000, 600000, ヒトの随意動作遂行時の素早い筋出力調節に関わる中枢制御機構について、左右で異なる筋出力を行う場合のメカニズムに着目した実験を行った。
  研究の目的は、日常生活及びスポーツ場面で重要となる素早く正確な出力調節について、実際の場面では左右肢で異なる出力調節をすることが多いことから、そのような場面での出力調節が左右で独立して制御されているのか否かを明らかにすることである。これまでに上肢による出力増加時には、小さな出力を行う側が大きな出力を行う側の動作に引き込まれることを見出しており、今年度の研究では、出力を減らす場合でも同じ制御が見られるかどうかを検討するための実験を行った。
  まず、今年度は初年度として、実験システムの構築を行った。その後、女子大学生12名を被験者とし、座位で上肢の等尺性肘関節屈曲動作による筋出力発揮を左右肢それぞれ一側条件と両側同時条件で行った。
  具体的な被験者の課題は、左右の上肢による最大発揮張力（MVF）を計測し、この値をもとに50％MVCを保持した状態から、目標％MVF（30%あるいは10％）を示すLED点灯に対して、できるだけ素早く筋出力を減少させた。一側条件では、左右それぞれの上肢により目標％MVFへの筋出力減少を行った。両側同時条件では、左右肢で異なる目標％MVC（一側が30%で対側が10％MVF、またその逆）への筋出力減少を行った。指標として、発揮張力に加えて上腕二頭筋及び上腕三頭筋から筋電図を導出した。, kaken

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for Scientific Research (B), 01 Apr. 2018 - 31 Mar. 2022, 18H03166, Effects of central and peripheral fatigue on muscle output regulation and circulatory regulation during exercise in a hot environment, Shibasaki Manabu, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Nara Women's University, 17160000, 13200000, 3960000, We investigated the effects of central and peripheral fatigues on motor control and cardiovascular responses during exercise in a hot environment using electroencephalographic event-related potentials, near-infrared spectroscopy, and middle cerebral artery blood velocity. In addition, to investigate the motor skill with muscle fatigue, we examined the interlocking of upper and lower limbs movements. The results of hyperthermia-induced central fatigue showed that the mode of exercise is capable of modulating the central motor command. Also, the peripheral fatigue affects the output of the central motor command, which is brain activity. Finally, "how to relax" due to muscle fatigue was numerically presented., kaken

  対象リソースIRI
• 基盤研究(C), 21 Oct. 2016 - 31 Mar. 2020, 16K01661, 上肢と下肢の協応による素早い筋出力調節メカニズム, 藤原 素子, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奈良女子大学, 4680000, 3600000, 1080000, kaken

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for Scientific Research (C), 01 Apr. 2013 - 31 Mar. 2016, 25350762, Coordinate strategy during quick regulation of voluntary muscle output by right and left legs, FUJIWARA MOTOKO, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Nara Women's University, 4550000, 3500000, 1050000, This study aimed to investigate the central control mechanism behind the rapid adjustment of muscle output during isometric knee extension by analyzing tension as an indicator. In particular, attentions were focused on rapid increase or decrease in muscle output, muscle output was adjusted by unilateral or bilateral, and coordinate of muscle output by leg with arm. In the case of bilateral muscle output by leg, moreover, accuracy and quickness were compared between output level were same or not same among legs. The characteristics of muscle output control manner by leg were clarified., kaken

  対象リソースIRI
• 2011 - 2014, 柿栽培における作業負荷の測定, ＪＳＴ戦略的創造研究推進制度（研究チーム型） （戦略的基礎研究推進事業：ＣＲＥＳＴ）, 0, 0, 0, 「高齢者の営農を支える『らくらく農法』の開発」, Competitive research funding
• 2013, 幼児の調整力の発達, 0, 0, 0, Competitive research funding
• Grant-in-Aid for Scientific Research (C), 2010 - 2012, 22500577, Central Control Mechanism during quick regulation of voluntary Muscle Output, FUJIWARA Motoko, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Nara Women's University, 3900000, 3000000, 900000, This study aimed to investigate the central control mechanism behind the rapid adjustment of muscle output during isometric elbow flexion by analyzing tension and muscle activity as an indicator. In particular, attentions were focused on rapid decrease or increase in muscle output and muscle output was adjusted by unilateral or bilateral. In conclusion, characteristics of motor units mobilized during increase and decrease muscle output and extension in adjustment time when muscle output was decreased were revealed., kaken

  対象リソースIRI
• 2005 - 2012, ソックスの着圧が運動時の血流に及ぼす影響, 0, 0, 0, Competitive research funding
• 2005 - 2012, Effects of pressure of socks on blood flow during exercise., 0, 0, 0, Competitive research funding
• 奨励研究(A), 1998 - 1999, 10770026, 筋出力の変化からみた左右への打球動作に対する打ち分け指示時刻の影響, 藤原 素子, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奈良女子大学, 2100000, 2100000, テニスに代表されるネットスポーツでは、相手の動きの認知時刻が打球動作のパフォーマンスに影響を与えることが多い。本研究では、左右への打球打ち分け動作に打ち分け指示時刻の違いが与える影響について、主に筋出力を指標として調べることを目的とした。
  今年度は、前年度と同じ装置を用い、女子大学生10名(テニス経験者を含む、全員右利き)を被験者として、ボールガイド上を転がってくる硬式テニスボールを、実験台上で特別に作製した小型ラケットで打球し、左右前方に設置した的に入れる課題を行なわせた。打球方向はボールガイドの左右に設けた刺激LEDを、ボールスタートから1000ms,1250ms,1500msの3種類のいずれかのタイミングで点灯させることにより指示した。右上肢から、三角筋前部、三角筋後部、橈側手根屈筋、尺側手根伸筋の計4カ所について、表面筋電図をテレメーターシステム(日本光電WEB-5000)を介して導出し、生体現象取り込み装置(BIOPAC社MP100)によりコンピュータ(Macintosh)に取り込んだ。
  結果として、指示時刻が最も遅い場合に他の条件に比べて、橈側手根屈筋の活動に次のような顕著な違いがみられた。1)右方向へ打つ場合、尺側手根伸筋と同時に放電を開始した。2)左方向へ打つ場合、動き始めてからインパクトまでのスイング期に大きな放電がみられた。これらの結果より、相手の動きの認知が遅い場合の打球動作の特徴として、右方向へ打球するときには、前腕の屈筋を伸筋と同時に活動させ、共収縮による手関節の固定を行なうことが、また左方向へ打球するときには、より素早い手関節の屈曲によるスナップ動作を行なうことが示唆された。, kaken

  対象リソースIRI
• 1995, 随意運動の中枢制御機構, 0, 0, 0, Competitive research funding
• 1995, Motor Control in Voluntary Movement, 0, 0, 0, Competitive research funding
• 奨励研究(A), 1994 - 1994, 06770053, 運動時体温調節への脳内プロスタグランジンの関与, 藤原 素子, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 大阪大学, 900000, 900000, 運動時の体温上昇機構を解明するために、我々はこれまでにラットを用いて実験を行ない、いくつかの興味深い結果を得てきた。例えば運動時に発熱物質を投与すると、運動による体温上昇と発熱による体温上昇が加算される。また、発熱物質であるプロスタグランジン(PGE2)の合成阻害剤であるインドメタシンを脳室内あるいは皮下に投与して運動を行なわせたところ、脳室内投与時のみ運動による体温上昇が抑えられた。これらの結果は、運動時には体温の調節レベルが新たな値にリセットされること、またこれには血液-脳関門の脳側でのPGE2合成が関与していることを示唆する。今回我々は実際に運動中に脳内でPGE2が合成されているか否かを検討した。ラットに30分間の運動で直腸温が0.8℃-1.0℃上昇するような強度のトレッドミル走を行なわせ、運動終了後ネンブタール麻酔下で脳脊髄液を採取し、凍結、-80℃で保存した。ラジオイムノアッセイキットにより脳脊髄液中のPGE2を測定した。対象群として30分間トレッドミル内で安静にしているラットからも脳脊髄液を採取し、同様にPGE2を測定した。今回の実験では、運動終了直後のラット脳脊髄液中のPGE2レベルは、運動していないラットのそれと差がなかった。脳脊髄液中においてPGE2レベルの上昇が見られなかったことから、脳組織、特に体温調節中枢である視床下部、また最近発熱に関与していると注目されている脳室周囲器官などで、PGE2レベルが上昇している可能性が考えられる。今回の実験では脳組織でのPGE2レベルを測定するには至らなかったが、今後引き続き検討していく予定である。, kaken

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B), 1992 - 1994, 05557006, Optical recordings from hypothalamic neurons., KANOSUE Kazuyuki; SHIONO Satoru; FUZIWARA Motoko; KOSAKA Jun, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Osaka University, 15600000, 15600000, Homeostatic functions such as body temperature regulation, eating, drinkig, and reproduction are controlled by the central nervous system including the hypothalamus. There is almost no knowledge concerning thermoregulatory "network" , which makes it difficult to link electrophysiological and pharmachological data directly with responses observed in whole animals. Present study was planed to develop a system which analyzes the network by simultaneously recording activities of many neurons from hypothalamic culture preparation. Neurons taken from the preoptic area of new-born rats (three days old) were dissociated and cultrured. Neurons survived for 7-10 days and at around day 7 long processes were observed. In ordere to make optical recordings from single cultured neurons, we tried to find out conditions for making the neurons generate action potentials. No spontaneous activity was observed not only at 37ﾟCbut also in a wide temperature range of 34-42ﾟC.Application of glutamate (1 mM-0.1 M) or K+ (10-100 mM) also failed to generate action potentials. Signal to noise ratio of the plesently-available optical recording system requires voltage change of several tens mV.So without action potentials optical recordings can not be used for analyzing neuronal networks of the hypothalamus., kaken

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for General Scientific Research (B), 1992 - 1994, 04454143, Analysis of hypothalamic network for thermoregulation., KANOSUE Kazuyuki; FUJIWARA Motoko, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Osaka University, 6700000, 6700000, The body temperature is controlled by the central nervous system including the hypothalamus. There is almost no knowledge of thermoregulatory "network" , which makes it difficult to link electrophysiological and pharmachological data directly with thermoregulatory responses observed in whole animals. Present study was pland to answer this question. First, to examine how the control of shivering is shared between the brain's right and left sides, ketamine anesthetized rats had been implanted thermodes on both sides of the preoptic area and received unilateral transection of the hypothalamus just caudal to the anterior hypothalamus, which severed fibers running rosto-caudal diretion. Unilateral preoptic warming on the intact side produced bilateral suppression of cold-induced shivering without predominance of either side of the body but warming on the transected side had no effect on shivering. Therefore, no information seems to be exchanged between the left and right preoptic aera for control of shivering. When a partial transection covered the lateral part of the hypothalamus (the medial forebrain bundle), the transection had the same effect as did unilateral transections of the whole hyporhalamus. Efferent signals for shivering, thus, descend through the medial forebrain bundle. In the second experiment, skin vasodilation occurs bilaterally during unilateral thermal or electrical stimulation of the preoptic area (Kanosue et al., 1991). In rats which had received similar unilateral transection of the hypothalamus as in the shivering experiment, unilateral preoptic warming not only on the intact side but also on the transected side produced bilateral vasodilation on the hind paw. Therefore, information coutrolling thermoregulatory vasomotion--unlike that controlling shivering--crosses the midline within the preoptic area. Efferent fibers for vasomotor control seem to decend through the medial forebrain bundle., kaken

  対象リソースIRI
• 奨励研究(A), 1993 - 1993, 05770048, 高齢ラットの異常皮膚血管連動と脳内ゴナドトロピン放出ホルモンの関係, 藤原 素子, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 大阪大学, 900000, 900000, 閉経期の婦人を悩ませているのぼせが、脳内に放出されるLHRHの体温調節系への作用により誘発される、という仮説を検証する目的で動物を用いて実験を行なった。まず、老齢および若年雄ラットの尾血管運動反応の差を検討した。実験はラットによって,血管運動が体温調節の主たる方法となる温熱的中性温域環境温(26℃)で行なった。この条件下では血管拡張の起こる深部温の閾値に老齢群,若年群間に有意な差はなかった。さらに24℃の環境温下でも実験を行なったが,老齢群,若年群とも尾血管は収縮したままであった。以上の結果より,雌ラットの尾血管運動調節には老齢,若年群間で本質的な違いは無いと結論される。Simpkins(1984)は老齢雌ラットは,若齢ラットでは尾血管が収縮しているような環境温下でも不規則な拡張を示すと報告している。彼らはLong‐Evans系,本実験はWistar 系を用いており、系統の違いによる影響は今後検討すべき課題である。次に無麻酔無拘束の自由行動ラットで、LHRHの受容体が密に存在する中隔野にLHRHを投与し、尾血管反応を調べた。その結果、尾血管が収縮している環境温下で、LHRHの投与により一過性の尾血管拡張が観察された。本研究では老齢雌ラビットをのぼせのモデルとして確立することはできなかったが、無麻酔の動物においても脳内LHEH投与により尾血管拡張反応が誘発されるという、当初の仮説を検証する重要な結果を得ることができた。今後更に、脳内におけるLHRHの作用機序および神経回路に関する研究を進めていく予定である。, kaken

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for General Scientific Research (C), 1990 - 1991, 02670066, Functional conections between right & left hypothalamus in thermcregulation., KANOSUE Kazuyuki; FUJISAWAR Motoko, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Osaka Univerisity, 2300000, 2300000, The present study explored the laterality of central nervous thermoregulatory control in anesthetized rats by measuring paw skin vasomotor activity and cold-induced shivering in hind leg muscles during unilateral POAH warming and electrical stimulation or during unilateral thermal stimulation of abdominal skin. Unilateral POAH warming produced vasodilation on both sides of the body, but vasodilation on the ipsilateral side always either occurred at a lower threshold hypothalamic temperature or was stronger than on the contralateral side. In a cold environment(5ﾟC), shivering was suppressed simultaneously in both hind legs when one side of the POAH was warmed, and shivering reappeared simultaneously on both sides when POAH warming stopped. These results suggest that different thermoregtilarory effectors are regulated in a different way by each side of the POAH. In the next series of experiments, the possibility of direct exchange of thermoregulatory control information between the left and right sides of the preoptic area and anterior hypothalamus(POAH)was tested by extracellularly recording single unit activity in the POAH of urethane-anaesthetized rats during local temperature changes and electrical stimulation of the contralateral POAH. Twenty-four of 123 neurons were facilitated and 20 inhibited by contralateral stimulation ; none were antidromically activated. Twenty-seven of the 82 of these neurons tested for thermosensitivity were warm-sensitive, and 20 were cold-sensitive : a neuron's thermosensitivity was not significantly correlated with its response to contralateral stimulation. The highest incidence of response to contralateral stimulation(60%)was found when stimulation and recording sites were both in the anterior half of the POAH. These responses were absent after midsagittal transection of the anterior commissure and its rostral area. These results indicate plentiful and predominantly polysynaptic connections between the right and left sides of the anterior POAH., kaken

  対象リソースIRI
• 動作の熟練過程における中枢の制御機構の変容, 0, 0, 0, Competitive research funding
• 基盤研究（C）, 2023 - 2025, 23K10713, Principal investigator, 左右の体肢間で異なる筋出力発揮時の協応メカニズムの解析