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# 生物学# 神経科学

睡眠と気分が運動能力に与える影響

睡眠の質と気分が年齢層ごとの運動パフォーマンスにどう影響するかを探ってみよう。

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目次

運動パフォーマンス(MP)には、器用さ、力、持久力、情報処理の速さなどのスキルが含まれる。これらのスキルは日常生活に欠かせないものだ。高齢者がMPに問題を抱えると、日常的なタスクで他人に依存するようになり、生活の質が低下することがある。その上、MPが悪いことは、神経学的やメンタルヘルスの問題を持つ人々の健康問題とも関連していて、寿命にも影響を及ぼすことがある。研究者たちは、どんな要因がMPに影響を与えるのか、そして健康な人と健康問題を抱える人の間でこれらの要因がどう相互作用するのかを知りたがっている。

運動パフォーマンスに影響を与える要因

多くの研究がMPに何が影響するのかを調べてきた。これらの要因には、年齢、身体の健康、社会的な状況、ライフスタイルの選択が含まれる。最近では、質の悪い睡眠やうつがより一般的になっていて、これらは密接に関連している。どちらも身体の健康や脳の機能に悪影響を与える可能性があり、異常なMPを引き起こす要因になるかもしれない。

例えば、急性の睡眠不足を経験したアスリートは、翌日に特に持久力のタスクでパフォーマンスが悪化することがある。いくつかの研究では、筋力と睡眠時間に関連があるかもしれないと言われているが、結果は完全には明確ではない。また、うつが軽いとMPが良くなることが一般的に見られる、例えば握力やフィットネスなど。

睡眠障害やうつ症状が、特に大うつ病やパーキンソン病などの様々な慢性疾患でよく見られる問題であるため、これらの要因がMPにどう影響するのかを評価することが重要になる。これらの関係を理解することが、新しい問題の予防や治療法に繋がるかもしれない。

脳と運動パフォーマンス

神経画像研究では、特定の脳の構造がMPの向上に関与していることが明らかになっている。身体的にアクティブな人は、脳の特定の領域で灰白質の体積(GMV)が大きいことがよく見られる。握力のような特定のタスクも、異なる脳領域のGMVのバリエーションと関連している。しかし、睡眠の質やうつ症状が脳の構造にどう影響するかについての研究はまだ不確かだ。

いくつかの大規模な研究では、睡眠時間が長いほど特定の脳領域に灰白質が多いことが見つかったが、不眠症のような他の睡眠の問題との有意な関連は見つからなかった。同様に、うつ症状に関する研究でも脳の構造にほとんど影響が見られず、これらの要素がMPとどう相互作用するのかは明確ではなかった。

加齢と運動パフォーマンス

加齢はMP、睡眠、気分、脳の構造に目に見える変化をもたらす。歳を取るにつれて、動きが遅くなり、動作をコーディネートするのが難しくなることがある。睡眠もより断片化され、睡眠の質が悪くなる。うつ症状も年齢とともに変化し、時には孤独感が増すこともある。さらに、年齢とともに特定の脳の領域で萎縮や縮小が見られる。

このような変化のため、研究者たちは若年成人と高齢者を別々に調査し、年齢がこれらの要因の関係にどう影響するのかを見ている。彼らは、MPが良いと睡眠の質が良く、うつ症状が少ないことが関連していると考えていて、これらのつながりは若年と高齢者で異なるかもしれないと感じている。

研究デザイン

これらのアイデアを探るために、研究者たちは約1,950人を対象にした3つの研究のデータを使った。参加者は年齢でグループ分けされ、若年成人(18-40歳)と高齢者(50-85歳)に分けられた。睡眠の質は標準的な調査を用いて評価され、うつ症状は成人向けの質問票で評価された。MPを測定するために、握力テストや持久力のためのウォーキングテスト、スピードや器用さをテストする様々なタスクが使われた。

研究者たちは、年齢に無関係な影響を特定するために若年成人と高齢者のデータを組み合わせたが、使用したタスクが異なるため、3つの研究をすべて組み合わせることはできなかった。

脳構造の分析

脳スキャンは灰白質の体積を評価するために処理された。研究者たちは、さまざまな脳のアトラスを使って特定の脳領域に焦点を当てた手法を用いてGMVを分析した。彼らは分析に使用するスキャンが高品質であることを確保した。

正則化された典型相関分析

睡眠の質、うつ症状、脳の構造、MPの関係を理解するために、研究者たちは特別な統計手法を用いた。この技術を使うことで、異なるデータセットの間の接続を見つけ、さまざまな要因の間のリンクを特定することができた。この手法を適用することで、年齢や性別といった潜在的な影響を制御し、正確な結果を保証した。

年齢層間の発見

分析により、うつ症状、睡眠の質、灰白質の体積とMPとの信頼できる関連性が明らかになった。ただし、高齢者グループはより変動が大きく、一貫した結果を見つけるのが難しかった。驚くべきことに、若年者ではうつ症状がMPと相対的に弱い正の相関を示し、これらの症状がパフォーマンスに悪影響を与えると一般的に考えられていることと矛盾している。対照的に、睡眠の質は全てのグループでMPとの強い関連性を示していた。

睡眠の質とうつ症状のデータを組み合わせると、研究者たちはこれらの組み合わせた要素がMPに対して個々の要因よりも強い関係を持つことが観察され、この関係は若年者では重要であったが、高齢者では強い増加を示さなかった。脳構造のデータを追加すると、MPとの関連がさらに強くなり、行動的な要因と脳の要因の両方がパフォーマンスに影響を与えることを示唆した。

運動パフォーマンスへの個別的寄与

研究者たちがさまざまな要因の寄与を分析したところ、結果は持久力のタスクが若年成人のMPとの関連が最も高いことを示した。握力も正の関連があり、特にうつ症状が少ない場合にそうだった。高齢者では、睡眠の質が良く、うつに関連する身体的症状が少ないことがMPの向上に関連していた。

この研究は、脳の構造的要因、特にGMVがMPと強く関連していることを強調した。いくつかの脳の領域がMPの向上に関連していることが特定され、これらのさまざまな要因の間の複雑な関係を示している。

若年成人と高齢者の違い

行動要因と脳要因がMPに与える関係は、若年成人と高齢者で明確な違いを示した。若年者では、睡眠が良く、軽いうつ症状がMPの向上に関連していた。対照的に、高齢者の場合、主な要因は十分な睡眠時間と少ない身体的なうつ症状であった。

年齢がこれらの関係に与える影響の違いは、人々が年を取るにつれて異なる生物学的および行動的影響がMPに存在することを示唆している。これらの発見は、運動機能に寄与する要因の複雑さと、それらが年齢によってどのように異なるかを強調している。

意義と今後の研究

この研究の結果は、MPに関する睡眠の質、うつ症状、脳構造間の重要な関連性を指摘している。これらの洞察は、アスリートや神経学的または精神的な状態を持つ人々を含むさまざまなグループで運動パフォーマンスを向上させる戦略を導く可能性がある。

これらの要因の相互作用を理解することが、運動パフォーマンスの低下リスクのある人々に対するより良い治療法や予防策に繋がるかもしれない。今後の研究では、これらの領域間の因果関係を確認し、異なる年齢層における影響を評価できる大規模な縦断的研究を探るべきだ。

要するに、これらの発見は、一般の人々や臨床の場において、運動パフォーマンスを向上させるために睡眠の質とうつ症状に対処することの重要性を強調している。今後は、多様な集団を用いたさらなる研究や健康のさまざまな側面に焦点を当てた研究が、個別化医療の発展を支えるために必要になるだろう。

結論

この研究は、運動パフォーマンスが睡眠の質や気分、脳の構造などのさまざまな行動要因の複雑な関係に影響されていることを強調している。これらの要素を考慮することで、多くの人々、特に高齢者や特定の健康状態を持つ人々の運動機能を改善し、生活の質を向上させることが可能になるかもしれない。睡眠とメンタルヘルスに対処することは、より良い健康結果への道を提供するかもしれず、健康と幸福への包括的なアプローチの重要性を示している。

オリジナルソース

タイトル: Lower motor performance is linked with poor sleep quality, depressive symptoms, and grey matter volume alterations

概要: Motor performance (MP) is essential for functional independence and well-being, particularly in later life. However, the relationship between behavioural aspects such as sleep quality and depressive symptoms, which contribute to MP, and the underlying structural brain substrates of their interplay remains unclear. This study used three population-based cohorts of younger and older adults (n=1,950) from the Human Connectome Project-Young Adult (HCP-YA), HCP-Aging (HCP-A), and enhanced Nathan Kline Institute-Rockland sample (eNKI-RS). Several canonical correlation analyses were computed within a machine learning framework to assess the associations between each of the three domains (sleep quality, depressive symptoms, grey matter volume (GMV)) and MP. The HCP-YA analyses showed progressively stronger associations between MP and each domain: depressive symptoms (unexpectedly positive, r=0.13, SD=0.06), sleep quality (r=0.17, SD=0.05), and GMV (r=0.19, SD=0.06). Combining sleep and depressive symptoms significantly improved the canonical correlations (r=0.25, SD=0.05), while the addition of GMV exhibited no further increase (r=0.23, SD=0.06). In young adults, better sleep quality, mild depressive symptoms, and GMV of several brain regions were associated with better MP. This was conceptually replicated in young adults from the eNKI-RS cohort. In HCP-Aging, better sleep quality, fewer depressive symptoms, and increased GMV were associated with MP. Robust multivariate associations were observed between sleep quality, depressive symptoms and GMV with MP, as well as age-related variations in these factors. Future studies should further explore these associations and consider interventions targeting sleep and mental health to test the potential effects on MP across the lifespan.

著者: Masoud Tahmasian, V. Küppers, H. Bi, E. Nicolaisen-Sobesky, F. Hoffstaedter, B. T. T. Yeo, A. Drzezga, S. B. Eickhoff

最終更新: 2024-06-08 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.07.597666

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.07.597666.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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