研究者総覧

小河 繁彦 (オゴウ シゲヒコ)

  • 理工学部生体医工学科 教授
  • 工業技術研究所 教授
  • 理工学研究科生体医工学専攻 教授
  • 生体医工学研究センター 教授
Last Updated :2021/09/10

研究者情報

学位

  • Ph.D

科研費研究者番号

  • 80553841

J-Global ID

研究キーワード

  • 静的運動   超音波ドップラー法   脳循環   椎骨動脈血流量   生理学   血管抵抗   運動   外頸動脈血流量   循環器   内頸動脈血流量   中心循環   呼吸器   システム制御工学   フィードバックシステム   二酸化炭素濃度   循環調節   高炭酸ガス   高齢者   呼吸調節   CO_2感受性   運動後筋虚血   脳血流量   血圧   自動調節   体力   

研究分野

  • ライフサイエンス / 生理学
  • ライフサイエンス / 医療薬学
  • ライフサイエンス / 生理学
  • ライフサイエンス / 栄養学、健康科学
  • ライフサイエンス / スポーツ科学

経歴

  • 2021年01月 - 現在  ちふれASエルフェン(女子サッカーWEリーグ所属)埼玉マリU18フィジカル&コンディショニングコーチ
  • 2020年12月 - 現在  Frontiers in Physiology編集委員(Associate Editor)
  • 2019年02月 - 現在  University of Queensland (AUS)客員研究員
  • 2019年 - 現在  Journal of Clinical Medicine (Vascular Medicine)編集委員(Section Editor)
  • 2019年 - 現在  Exercise and Sport Sciences Reviews (アメリカスポーツ医学会)編集委員(Associate Editor)
  • 2018年 - 現在  PLoS One編集委員(Academic Editor)
  • 2017年 - 現在  産業総合研究所客員研究員
  • 2017年 - 現在  University of South Wales (UK)客員教授
  • 2015年 - 現在  Experimental Physiology (英国生理学会, UK)編集委員(Senior Editor)
  • 2013年 - 現在  Biomedical Research International (Physiology)編集委員(Academic Editor)
  • 2010年 - 現在  Journal of Physiological Sciences (日本生理学会, Japan)編集委員
  • 2009年04月 - 現在  東洋大学理工学部教授
  • 2009年 - 現在  Centre national d'études spatiales(CNES, フランス国立宇宙センター)客員研究員
  • 2012年 - 2017年  Agence spatiale européenne(ESA, 欧州宇宙機関)客員研究員
  • 2009年 - 2016年  日本女子体育大学客員研究員
  • 2012年 - 2013年  International Journal of Clinical & Medical Imaging編集委員
  • 1999年04月 - 2009年03月  テキサス州立北テキサス大学HSCDepartment of Integrative physiology

学歴

  • 1994年04月 - 1999年03月   Kyoto University Graduate School   Human and Environmental Studies   Graduate School
  • 1994年04月 - 1999年03月   京都大学大学院

所属学協会

  • 日本体力医学会   日本生理学会   生理学会(UK)   アメリカスポーツ医学会   アメリカ生理学会   

研究活動情報

論文

書籍

MISC

受賞

  • 2014年 American College of Sports Medicine (ACSM) Fellow
     
    受賞者: 小河 繁彦
  • 2012年 The Japanese Society of Physical Fitness and Sports Medicine & European College of Sports Science Research Travel Award
     
    受賞者: 小河 繁彦
  • 2006年 American College of Sports Medicine (ACSM) Visiting Scholar Award
     
    受賞者: 小河 繁彦
  • 2006年 The American Physiological Society Neural Control and Autonomic Regulation (NCAR) Research Recognition Award
     
    受賞者: 小河 繁彦
  • 2005年 American College of Sports Medicine (ACSM) New Investigator Award
     
    受賞者: 小河 繁彦
  • 2004年 American Heart Associate (AHA) Research Award (Texas Affiliate, Beginning grants-in-aid)
     
    受賞者: 小河 繁彦
  • 2004年 Texas Chapter American College of Sports Medicine (ACSM) Research Presentation Award
     
    受賞者: 小河 繁彦
  • 2000年 UNTHSC Post-doctoral Travel Award
     
    受賞者: 小河 繁彦
  • The American Physiological Society Career Enhancement Award
     
    受賞者: 小河 繁彦

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 運動時の血圧調節に筋ポンプおよび心肺圧受容器が果たす役割の解明
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2019年04月 -2022年03月 
    代表者 : 片山 敬章; 石田 浩司; 小河 繁彦
  • 運動時の血圧調節に筋ポンプおよび心肺圧受容器が果たす役割の解明
    文部科学省 科学研究費補助金(基盤研究B):
    研究期間 : 1999年 -2022年 
    代表者 : 片山敬章
  • 運動の認知機能に及ぼす効果におけるパラドックスの解明
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2018年04月 -2021年03月 
    代表者 : 小河 繁彦; 橋本 健志; 家光 素行
     
    我々の研究グループにおいて、運動習慣が脳認知症発症を予防(Tarumi et al. 2017)、また一過性の運動においても認知機能を高めることを報告した(Ogoh et al. 2014)。特に近年、運動は認知症発症予防の有効な手段として臨床研究分野において注目されており、重要な研究対象となっている。本申請研究では、この運動による認知機能改善のメカニズムに関するパラドックッスを明らかにすることを目的としている。平成30年度は、初年度であり、特に脳血流と認知機能との関連を明らかにするための実験を行ってきた。我々は、高強度インターバルエクササイズ(HIIE)は脳実行機能(EF)を改善することを報告したが(Tsukamoto et al. 2016)、この時の脳血流、脳乳酸摂取量、脳由来神経栄養因子(BDNF)の変化と認知機能改善との関連性を確かめるため実験を行った。我々は、高強度運動時脳血流が低下していることから(Ogoh et al. 2005)認知機能の改善は、脳乳酸摂取に関連すると仮説を立てた。脳乳酸摂取量を変化させる為、14名の健康な男性被験者は、60分の休憩を挟んで、2セットのHIIEを行った。血液サンプルを、右頸静脈および上腕動脈から得て、乳酸、グルコース、酸素、およびBDNF動静脈較差を算出した。また、実行機能(EF)は、カラーワードStroopタスクによって評価した。1回目のHIIEでは運動後40分間EFを改善したが、2回目HIIEでのEFの改善は運動直後のみであった。HIIE後のEFは特に脳の乳酸代謝の減少に関連した。これらの結果は、脳機能は、乳酸シャトルメカニズムの例として全身代謝に関連していることを示唆した。これらの結果は、FASEB J. (2018:1417-1427)で発表した。
  • 高次脳機能の維持・改善に重要なヒト脳内代謝機序の解明と運動・栄養処方基盤の創出
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2018年04月 -2021年03月 
    代表者 : 橋本 健志; 小河 繁彦; 家光 素行
     
    運動による認知機能亢進の作用機序は未解明な部分が多く、具体的方略は不明瞭なままである。本研究では、中高齢者を対象とした運動処方基盤を構築し、且つ、好適な栄養処方を付加できるよう、脳内エネルギー代謝が認知機能亢進に及ぼす影響や、運動・栄養処方による脳機能応答の詳細をヒトにおいて生理・生化学的に明らかにし、脳機能亢進や認知症予防に極めて重要かつ独創的な機序の解明と、適切な実践的応用方略策定の学術的基盤を創出することを目的とする。本研究では、上腕動脈と頸静脈にカテーテルを挿入し、乳酸、グルコース、酸素や神経伝達物質、脳由来神経栄養因子などの脳を介した動静脈較差(Across the Brain)を算出することにより、運動・栄養処方に対するヒト脳内代謝動態を測定し、認知機能との関連性を検証するという他に類を見ない研究アプローチを推進するものである。高次脳機能の維持・改善に重要な生理的ストレスに関する学術的基盤創出に貢献し、認知機能向上に適した運動・栄養処方の具体的方略の策定に寄与し得るものと考えている。 本年度は、高強度間欠的運動前後でのヒト脳内代謝をメタボローム解析によって網羅的に解析する実験を推進した。動静脈較差(Across the Brain)を算出することにより、これまで認識されていなかった代謝動態が明らかとなった(論文投稿準備中)。 また、運動と脳循環応答との関係性において、高強度間欠的運動では、脳自己調節機能は保持されていることを明らかにした(Tsukamoto et al., MSSE 2018)。 一方、日本人を対象に、年齢と認知実行機能との関係性を整理するとともに、中高齢者に対する一定期間のレジスタンス運動が脳機能に与える効果についても検証した(論文投稿準備中)。
  • 運動の認知機能に及ぼす効果におけるパラドックスの解明 研究課題
    文部科学省 科学研究費補助金(基盤研究B):
    研究期間 : 2018年 -2021年 
    代表者 : 小河 繁彦
  • 高次脳機能の維持・改善に重要なヒト脳内代謝機序の解明と運動・栄養処方基盤の創出
    文部科学省 科学研究費補助金(基盤研究B):
    研究期間 : 2018年 -2021年 
    代表者 : 橋本 健志
  • 多階層的研究によるアスリートサポートから高齢者ヘルスサポート技術への展開
    私立大学研究ブランディング事業 <タイプB> (文部科学省, Japan):
    研究期間 : 2018年 -2020年
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2016年04月 -2019年03月 
    代表者 : 吉武 康栄; 宮本 直和; 金久 博昭; 小河 繁彦
     
    1)同一仕事量の運動中において,課題の難度の違いにより,皮質脊髄路の興奮性が変化するか検証した.若齢者に対し,single pulseの経頭蓋磁気刺激を,強度は同一であるが課題の難度が異なる等尺性筋収縮中に与えた.その結果,MEPの振幅値が課題の難度が高いほうが有意に大きかった.したがって,課題の難度により皮質脊髄路の興奮性が増すことが明らかになった. 2)1)の結果を基に,同一仕事量であったとしても,課題の難度が高い運動メニューの方が高齢者の認知機能の改善に有用であるか検証した.その結果,筋力の増加は同程度であったが,1部認知機能がより向上することが明らかになった.
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    研究期間 : 2016年04月 -2019年03月 
    代表者 : 大和 洋輔; 真田 樹義; 小河 繁彦
     
    本研究では、ストレッチ運動が動脈硬化度に及ぼす効果について明らかにすることを目的とした。健常な若年男性を対象に、全身に対するスタティックストレッチ運動を実施した結果、全身および下肢の動脈硬化度が有意に低下した。また、片脚に対してストレッチ運動を実施した結果、ストレッチ運動を実施した脚の動脈硬化度が有意に低下した。さらに、ストレッチ運動を実施した脚の後脛骨動脈の血流量とshear rate(ずり応力の推定値)がセット間休息中に有意に増加していた。これらの結果から、ストレッチ運動による動脈硬化度の改善効果には血流やshear rateの増加が関与している可能性が示唆された。
  • 高齢者の複合的行動能力を特異的に鍛えるトレーニング法の開発
    文部科学省 科学研究費補助金(基盤研究B):
    研究期間 : 2016年 -2019年 
    代表者 : 吉武 康栄
  • 動脈硬化の予防・改善を目的としたストレッチ運動プログラムの開発
    文部科学省 科学研究費補助金(基盤研究C):
    研究期間 : 2016年 -2019年 
    代表者 : 大和洋輔
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2015年04月 -2018年03月 
    代表者 : 小河 繁彦; 佐藤 耕平
     
    脳血流量の低下は脳梗塞等の脳疾患発症リスクを高め(JCBFM 2007)、また認知症発症に関連することが示唆されている(Dementia 1995)。一方、運動による脳循環調節機能の改善が脳疾患発症リスクを軽減する可能性が示されている。本申請研究では、運動など様々な環境変化における中大脳動脈や内頸動脈血流など大脳皮質への脳血流、外頸及び椎骨動脈血流における循環動態の調節メカニズム及びその生理学的意義を明らかにすることを目的とした。本申請研究関連研究において各生理刺激に対する脳動脈及び動静脈の血流配分の生理メカニズムにおける新しい知見により、42編の原著論文として英生理学系雑誌に発表を行った。
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
    研究期間 : 2015年04月 -2017年03月 
    代表者 : 橋本 健志; 小河 繁彦
     
    本研究は、ヒトを対象に、脳内代謝亢進を誘発するような動的運動時の脳内代謝と脳機能(実行機能)の関係性を明らかにすることを目的とした。また、全身の代謝動態に影響する運動の強度や時間、種類を変え、急性的に実行機能を亢進し得る運動様式を評価することも実施した。その結果、運動に伴う全身の乳酸濃度の変化が、脳の代謝動態に影響し、ひいては脳機能に影響を及ぼすことが示唆された。
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    研究期間 : 2014年04月 -2017年03月 
    代表者 : 佐藤 耕平; 定本 朋子; 小河 繁彦
     
    左右の椎骨動脈は合流し脳底動脈となり小脳・脳幹・脊髄に血液を供給する非常に重要な脳血管であるが、血流調節においては不明な点が多い。また、椎骨動脈は解剖学的に多様であり、~5-8%の確率で左右差を伴った狭小化すなわち「低形成」が認められる。近年、椎骨動脈の低形成は、脳幹・小脳領域における脳卒中や偏頭痛のリスク要因となる可能性が報告されているが、このメカニズムは不明である。本申請課題においては、1)椎骨動脈の低形成が動的脳血流調節機能に及ぼす影響、2)姿勢変化に対する椎骨動脈の血流変化、3)長期ベッドレストに対する脳循環動態の適応、を明らかにし椎骨動脈の血流調節作用の特異性を明らかにした。
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2013年04月 -2017年03月 
    代表者 : 定本 朋子; 小河 繁彦; 夏井 裕明; 佐藤 耕平; 大上 安奈; 大槻 曜生; 米谷 茉里奈
     
    循環エストロゲンが脳血管を増大させるという報告は多いが,脳血流調節に及ぼす女性ホルモン(エストロゲン,プロゲステロン)の影響は明らかではない.本研究では,運動時の脳血流量を調節する有力因子である脳血管のCO2反応性を,若年男女の内頸動脈(ICA)と椎骨動脈(VA)において計測し,比較した.また女性被験者では,卵胞早期,卵胞後期,黄体中期におけるCO2反応性を計測し,月経周期の影響を検討した.その結果,ICAとVAのCO2反応性に有意な性差および月経周期の影響はみられなかった.このことから,女性ホルモンは脳血管のCO2反応性を決める因子ではないと推察した.
  • 運動時の脳血流調節における性差の探究
    文部科学省 科学研究費補助金(基盤研究B):
    研究期間 : 2013年 -2017年 
    代表者 : 定本 朋子
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
    研究期間 : 2013年04月 -2016年03月 
    代表者 : 小河 繁彦; 佐藤 耕平; 田中 尚樹
     
    近赤外分光法(NIRS)は,非侵襲的な頭蓋内酸素化動態同定法として確立されている(Jobsis 1977).我々は動脈血管の機械的な圧負荷により定量的に皮膚血流量を変化させ, 皮膚血流量変化のNIRS信号に及ぼす影響について検討した.その結果,NIRS信号は皮膚血流量変化に依存して変化する. 一方,皮膚血流量の影響はNIRSプローブの送光部-受光部間距離(15-30mm)に依存しないことを明らかにした(Hirasawa et al. 2014).また, これらの知見を用いて, NIRS信号に含まれる皮膚血流量の影響を除去するための分析方法を開発し,その妥当性を示した.
  • 運動時ヒト脳代謝動態と認知機能亢進の生理的機序の解明
    文部科学省 科学研究費補助金(挑戦的萌芽):
    研究期間 : 2015年 -2016年 
    代表者 : 橋本 健志
  • 椎骨動脈の動的血流調節:低形成の影響とトレーニングの効果を探る
    文部科学省 科学研究費補助金(基盤研究C):
    研究期間 : 2014年 -2016年 
    代表者 : 佐藤 耕平
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2012年04月 -2015年03月 
    代表者 : 小河 繁彦; 宮本 忠吉; 菅原 順; 片山 敬章
     
    我が国において、65歳以上の高齢者の約1割が認知症と言われている。近年、大規模な疫学調査などにより運動習慣(運動トレーニング)が認知症を含めた脳疾患発症リスクを軽減することが示唆されており、「脳疾患発症と運動習慣」の関連性が注目されている。しかしながら、脳循環調節は複雑な生理機能を有するため、運動習慣や運動トレーニングの脳疾患発症軽減の効果について十分な生理学的エビデンスが得られているわけではない。本研究課題では、基礎研究という位置づけにおいて脳疾患発症に関連している脳循環調節機能の適応変化だけでなく、体循環調節及び呼吸調節機能と脳循環調節機能との連関を生理学的に明らかにした。
  • The effect of changes in cerebral blood flow cognitive function and cerebral blood flow
    デサントスポーツ財団研究助成:
    研究期間 : 2014年 -2015年 
    代表者 : 小河 繁彦
  • Cardiovascular deconditioning; Otolith; Baroreflex; neurovestibular; artificial gravity
    International Research Staff Exchange Scheme(FP7-PEOPLE-2012-IRSES):
    研究期間 : 2012年 -2015年 
    代表者 : Pierre Denise
  • Relationship between cardiovascular deconditioning observed after bed-rest and alterations in otolith influences on vascular system
    European Science Foundation AO-2009-BR-0913 (ESA, Europe):
    研究期間 : 2009年 -2015年 
    代表者 : Pierre Denise
  • 脳科学を基盤としたストレスの可視化によるヘルスサポートシステムの開発
    私立大学戦略的研究基盤形成支援事業 (文部科学省, Japan):
    研究期間 : 2010年 -2014年
  • Effect of aerobic fitness on cerebral blood flow and cerebral autoregulation
    デサントスポーツ財団研究助成:
    研究期間 : 2012年 -2013年 
    代表者 : 小河 繁彦
  • 運動後の血圧低下作用の差異を生む要因を探る-血圧管理のための効果的な運動プログラムの構築を目指して
    中富健康科学振興財団研究助成金:
    研究期間 : 2011年 -2012年 
    代表者 : 菅原 順
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    研究期間 : 2010年 -2012年 
    代表者 : 宮本 忠吉; 小河 繁彦; 中原 英博
     
    本研究では、システム工学を理論的背景とする解析手法を導入することによって呼吸調節系と循環システムとの間にある相互連関機構の解明を目指し、以下に示す3つの研究(1)(2)(3)を段階的に遂行した。研究(1)水浸(陽圧負荷)及び下半身陰圧負荷を用いて中心循環血液量を増減させ、中心循環システムの変化が呼吸調節系の動的フィードバック制御機能に及ぼす影響を定量化する。研究(2)LBNP条件下にて運動を負荷し、運動と中心循環の相互因子が呼吸調節系の動的フィードバック制御機能に及ぼす影響を定量化する。研究(3)呼吸調節系のシステム解析データと中心循環(心拍出量)及び脳循環機能の各指標を用いて、呼吸調節と循環調節に関わる指標間にある定量的な関係を数値モデル化し、思考実験(シミュレーション)を行う。その結果、中心循環血液量の変化は呼吸調節系の制御部及び制御対象部の静的及び動的制御機能を劇的に変化させ、負帰還系全体の動的フィードバック制御機能の不安定性決定因子として動作している可能性が示された。本知見は今後、呼吸異常を呈する循環器疾患患者の病態メカニズムの解明に役立つと思われる。
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2010年 -2012年 
    代表者 : 定本 朋子; 小河 繁彦; 佐藤 耕平; 大上 安奈
     
    脳へ血液を運搬する経路には,内頸動脈から派生して主に大脳皮質へ連絡し前頭部脳循環を形成する内頸動脈経路と,椎骨動脈から派生して主に後頭葉,小脳,脳幹へ連絡し後頭部脳循環を形成する椎骨動脈の2経路がある.これまで2経路の脳血流反応は等しいと仮定されてきたが,本研究において2経路の運動時の脳血流反応は異なり,脳循環に地域差があることが示唆された.また血流調節因子である動脈CO2への感受性の違いが,その脳循環の地域差に関与することが示された.
  • 日本学術振興会:科学研究費助成事業 若手研究(B)
    研究期間 : 2009年 -2011年 
    代表者 : 佐藤 耕平; 定本 朋子; 大上 安奈; 平澤 愛; 小河 繁彦
     
    本研究では、高齢者における脳血流量と体力レベルの関係性を検討した。65歳から90歳までの高齢女性を対象に総頸動脈血流量の測定と文部科学省指定の運動能力・体力テストを実施し関係性を検討した。その結果、総合的な体力レベルと総頸動脈血流量の間に有意な正の相関関係が認められた。この結果は、高齢期における体力の維持が、加齢に伴う脳血流の低下を抑制する可能性を示唆するものであった。
  • Consistently and reliably measuring muscle or skin sympathetic nerve activity (SNA) in the leg and arm during dynamic exercise
    American College of Sports Medicine (ACSM, USA) Visiting Scholar Award:
    研究期間 : 2006年 -2007年 
    代表者 : 小河 繁彦
  • Carotid baroreflex control of muscle sympathetic nerve activity (MSNA) during dynamic exercise
    The American Physiological Society (APS, USA) Career Enhancement Award:
    研究期間 : 2006年 -2007年 
    代表者 : 小河 繁彦
  • Cardiopulmonary baroreflex control of blood pressure during exercise
    America Heart Association (AHA, USA):
    研究期間 : 2004年 -2007年 
    代表者 : 小河 繁彦
  • Arterial Baroreflex control of blood pressure: Exercise.(renewal)
    National institute health (NIH, USA)/NHLBI:
    研究期間 : 2003年 -2007年 
    代表者 : Peter Raven
  • Arterial Baroreflex control of blood pressure: Exercise.
    National institute health (NIH, USA)/NHLBI:
    研究期間 : 1999年 -2003年 
    代表者 : Peter Raven

委員歴

  • 2014年04月 - 現在   鶴ヶ島市   スポーツ推進審議会委員
  • 2014年 - 現在   アメリカスポーツ医学会   Fellow
  • 2015年04月 - 2017年03月   日本体力医学会   将来構想計画委員会委員

その他のリンク

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