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榊原雅人



榊原研究室

 リラクセーション法の効果を心理生理学的な手法で検討し、ストレス反応の緩和や臨床的な応用に役立てるための研究を行っています。人はリラクセーションの状態にあるとき、心拍変動・呼吸・血圧などの自律神経に関わる指標が変化します。これらを分析することでリラクセーション反応の背景にあるメカニズムを探ります。研究によって得られた知見から効率のよいリラクセーションの手順を確立したり、臨床で用いることのできる手続きを提案するのが目標です。

 主な研究のテーマは次のとおりです。

  • 心拍変動バイオフィードバック法を継続して練習すると皮質活動(脳活動)は変化するか
  • リラクセーションの効用を得るために心拍変動バイオフィードバック法をどう活用すればよいのか
  • 心拍変動バイオフィードバックによって身体に対する注意や内受容感覚は高まるのか
  • 坐禅の腹式呼吸法は心拍変動バイオフィードバックと同じような効果をもたらすのか
  • 主観的なリラクセーション反応を精度よく評価する尺度の開発・改良

主な研究業績

2022年
  • Sakakibara, M. (in press). Evaluation of heart rate variability and application of heart rate variability biofeedback: Toward further research on slow-paced abdominal breathing in Zen meditation. Applied Psychophysiology and Biofeedback. Advance online publication. DOI: 10.1007/s10484-022-09546-2.(査読付)

  • 2021年
    • 及川欧・榊原雅人(2021).コロナ禍における医・工・心連携とリテラシーについて.バイオフィードバック研究 48(1), 33-38.(査読なし)
      • 榊原雅人(2021).遠隔による心拍変動バイオフィードバック.バイオフィードバック研究 48(1), 25-32.(査読なし)
        • Kuwashima, R., Sakakibara, M., & Yoshikawa, Y.(2021).Dohsa-hou relaxation enhances cardiac parasympathetic activity assessed by analysis of heart rate variability. Japanese Psychological Research. doi.org/10.1111/jpr.12364 (査読付)
          • Oikawa, L.O., Hirota, A., Uratani, H., & Sakakibara, M.(2021).History and recent advances of the Japanese Society of Biofeedback Research. Applied Psychophysiology and Biofeedback, 46, 309–318. (査読付)

          • 2020年
            • 桑島隆二・榊原雅人・吉川吉美(2020).臨床動作法における心理的反応評価尺度の開発-リラクセーション課題と軸づくり課題の心理的反応-.臨床動作学研究, 25,15-25.(査読付)
              • 榊原雅人・松林容子・船本万里・竹本 笑・矢口充雄(2020).リラクセーション音源を備えた照明システムによるペース呼吸が心拍変動と圧受容体反射感度に及ぼす効果.愛知学院大学論叢心身科学部紀要, 16, 25-31. (査読なし)
                • Sakakibara, M., Kaneda, M. & Oikawa, L.O.(2020).Efficacy of paced breathing at the low-frequency peak on heart rate variability and baroreflex.Applied Psychophysiology and Biofeedback 45(1), 31-37.(査読付)
                  • 榊原雅人・藤井滋樹(2020).近世養生法と現代リラクセーション─白隠禅師・夜船閑話をもとにした考察─.愛知学院大学心身科学部紀要, 17, 13‒25.(査読なし)

                  • 2019年
                    • 榊原雅人(2019).臨床に活かす心拍変動バイオフィードバック バイオフィードバック研究 46(2),27-31(査読なし)
                      • 榊原雅人・佐藤 譲・竹内 聡・Park Suin・及川 欧(2019).バイオフィードバック/ニューロフィードバックの臨床応用 心身医学59(7), 613-621(査読なし)
                        • 榊原雅人・金田宗久・石田光男(2019).心拍変動増大に最適な呼吸は圧反射感度を高めるか?(第2報)-LF 成分のピーク周波数にもとづいたペース呼吸の効果- 愛知学院大学心身科学研究所紀要心身科学 11(1),17-23.(査読なし)

                        • 2018年
                          • 榊原雅人(2018).バイオフィードバックにおける心拍変動の可能性 バイオフィードバック研究 45(2),79-85.(査読なし)
                            • Ishida, M., Kaneda, M. , Akamine, A., & Sakakibara, M. (2018).Effect of negativity valenced words on deviant P3 during the three-stimulus oddball paradigm. Neuroscience Letters 683, pp.38-42.(査読付)
                              • 榊原雅人・金田宗久・石田光男(2018).心拍変動増大に最適な呼吸は圧反射感度を高めるか?(第1報)-シーケンス法を用いた圧反射感度評価システムによる検討- 愛知学院大学心身科学研究所紀要心身科学 10(1), 27-34.(査読なし)
                                • 榊原雅人(2018).心拍変動の有用性-高周波および低周波成分に着目して- 生理心理学と精神生理学 36(1),28-39.(査読付)

                                • 2017年
                                  • 榊原雅人・及川 欧(2017).心拍変動バイオフィードバックにおける共鳴周波数検索について-安静時LFピーク周波数を利用した手続きの検討- バイオフィードバック研究 44(1),21-28.(査読付)
                                    • 榊原雅人(2017).心拍変動バイオフィードバックの臨床実践 バイオフィードバック研究 44(1),37-41. (査読なし)

                                    • 2015年
                                      • 榊原雅人・早野順一郎(2015).就寝前の心拍変動バイオフィードバック訓練が睡眠中の心肺系休息機能に及ぼす影響 バイオフィードバック研究 42(1),47-56.(査読付)

                                        • 2014年
                                        • 榊原雅人・寺本安隆・谷 伊織(2014).リラクセーション評価尺度短縮版の開発 心理学研究, 85, 284-293.(査読付)
                                        • 榊原雅人 (2014).心肺系休息機能と心拍変動バイオフィードバック バイオフィードバック研究 ,41, 5-10.(査読なし)
                                        • 榊原雅人・早野順一郎(2014).就寝時状態不安と睡眠中の心肺系休息機能の関連について 愛知学院大学心身科学研究所紀要心身科学, 6, 145-151.(査読なし)

                                        • 2013年
                                        • Sakakibara, M., Hayano, J., Oikawa, L.O., Katsamanis, M., & Lehrer, P.(2013). Heart rate variability biofeedback improves cardiorespiratory resting function during sleep. Applied Psychophysiology and Biofeedback, 38, 265-271.(査読付)

                                        • 2012年
                                        • 榊原雅人(2012).心拍変動バイオフィードバック法の臨床応用-治療的効果と理論的基礎について- 愛知学院大学論叢心身科学部紀要, 8, 59-72.(査読なし)
                                        • 榊原雅人・佐部利真吾・Katsamanis, M.(2012). 自己認知の複雑性と心理的ストレス-20答法を利用した評価法による検討-.東海学園大学研究紀要, 17, 231-240.(査読なし)

                                        • 2011年
                                        • 榊原雅人(2011).呼吸法はなぜ健康によいのか?-心拍変動バイオフィードバック法からみた自律神経メカニズムと心理学的効果- 東海学園大学研究紀要,16,105-122.(査読なし)

                                        • 2009年
                                        • 榊原雅人(2009).心拍変動からみた休息機能とバイオフィードバック.バイオフィードバック研究,36, 84-89.(査読なし)

                                        • 2008年
                                        • Sakakibara, M., Kanematsu, T., Yasuma, F., & Hayano, J.(2008).Impact of real-world stress on cardiorespiratory resting function during sleep in daily life. Psychophysiology, 45, 667-670.(査読付)

                                        著書、教科書、啓発論文
                                        • Sakakibara M. & Hayano J. (2015). Relaxation enhances respiratory sinus arrhythmia, a cardiorespiratory resting function. In S, Walters(Ed.), Heart Rate Variability(HRV): Prognostic Significance, Risk Factors and Clinical Applications. New York, USA: NOVA Science Publishers. pp.149-163.
                                        • 榊原雅人. (2002). 自律神経機能の評価: 心理生理学的アプローチ (津田彰[編]医療の行動科学II) 北大路書房 p.20.
                                        • 榊原雅人.ストレスとどうつきあったらよいのか?:人間をストレス心理学からみる(東海学園大学人文学部心理行動系スタッフ(編)ようこそ!心と行動の学問へ)中部日本教育文化会 p.55-71.


心拍変動

 外的または内的に生じるさまざまな刺激が私たちの心拍数に変化を起こします。急に大きな音がしたり、何か不安なことが頭をよぎったり、あるいは、単に姿勢を変えるといったことでも自律神経の調節作用が働き、心拍数は微妙にときにダイナミックに変化します。心臓の拍動リズムを決めるペースメーカは洞房結節にありますが、ここに自律神経の交感神経と副交感神経(迷走神経)の入力があるために心拍数がさまざまに変化するのです(ここでは内分泌性もしくは病的に起こる心拍の変化については扱わないこととします)。

 自律神経(交感神経・迷走神経)が心拍数に及ぼす影響は主に2つの側面から知ることができます。1つは安静時心拍数です。正常な心臓の拍動リズム(正常洞調律)は60~100回/minの範囲にありますが(河合, 2014)、安静時心拍数はおよそ60~70回/minです(20~29歳男女の値を参照; Mason et al., 2007)。しかし、自律神経の影響を遮断したときは、たとえば、20歳ではおよそ107回/min、30歳ではおよそ102 回/minのレベルにまで高まります(内因性心拍数; Jose & Collison, 1970)。したがって、安静時は迷走神経の働きによって常に心拍数のレベルが抑えられているのです(若年健常者の場合は顕著に)。もう1つの側面は心拍の“ゆらぎ”です。安静時の拍動リズムはメトロノームのように一定頻度で維持されているのではなく1拍1拍が微妙に変化しています。たとえば、65→69→72→68→64回/minのように心拍数は早くなり遅くなりといった変化を繰り返えしています。このような心拍数のゆらぎを心拍変動(heart rate variability)とよびます。

図1.心電図記録

 心拍変動の測定 これまでの研究から、心拍変動は自律神経活動の指標となることが明らかにされています(後述)。それを受け、心理学においてもさまざまな心理的状態の背景にある自律神経の活動を調べるために心拍変動の分析が用いられるようになりましたが、そもそも心拍変動はどのように捉えられるのでしょう?

 心拍変動の分析はまず心電図の連続的な記録によって可能となります。臨床診断の用途と異なり、心拍変動の分析は拍動の時間間隔の変化を分析することが目的なので、QRS波が明瞭に現れる比較的簡便な誘導法で心電図を記録します(図1)。心電図のP波は心房の興奮を示し,QRS波は心室組織の脱分極興奮を示します(河合, 2014)。心電図はデジタル化してR波とR波の間隔を一つ一つ計測することで心拍変動をとらえることができます。

図2.心拍変動の計測

 図2は心電図R-R間隔を1ミリ秒単位で計測し、R-Rの後ろ側R波の時点でプロットしたものです(図2上)。さらに、測定した期間を全体的にながめてみると(図2下)、心拍が常にゆらいでいる様子がよくわかります。これはある健常な人(大学生)のデータですが座位でしばらくの間安静にしたときのものです。ここでは、15回/分(2秒吸って2秒吐く)のペースで呼吸を統制しています。

 心拍変動の分析を通して自律神経活動を評価しようとするときは、激しい運動、喫煙、アルコールやカフェインの摂取を前夜から制限し、測定前の約3時間は絶飲食とします。心拍変動は運動(Arai et al., 1989)、精神的な緊張(榊原, 1992)、体位(Pomeranz et al., 1985)、喫煙(Hayano et al., 1990b)、睡眠(Vanoli et al., 1995)などのさまざまな内的/外的刺激に影響を受けるからです。また、日内リズム(Hayano et al., 1990c)の影響もありますから、日を替えて複数回測定する場合は同じ時間帯に測定します。実験室で測定を開始するときは室温が調整された部屋で十分な安静(座位または仰臥位)を保った後、心拍数がほぼ定常的なレベルに達した5分間の連続記録を標準とします(早野, 2001a; Berntson et al., 1997)。

図3.心拍変動のスペクトル分析

 心拍変動の分析 心拍変動の大きさを表すためにさまざまな手順が工夫されています。たとえば、R-R間隔データの標準偏差を求めると心拍のゆらぎの程度を総合的に把握することができます。また、心拍変動の急峻な変化に着目して、隣り合ったR-R間隔データの差が50ミリ秒を超えるもののみを集計する方法もあります。これらは計測されたR-R間隔データを記述統計的に表すやり方で、時間領域の分析法とよばれています。また、心拍の変動をさまざまな周波数成分(遅い波や速い波)が重なり合ったものとして捉え、スペクトル分析を行って波形の周波数ごとに分解してそれぞれの大きさを表す手順もあります。このようなやり方は周波数領域の分析法とよばれています。図3は図2のデータをスペクトル分析したものです。心拍変動の中でも0.04~0.15Hzの範囲にある比較的遅い波を低周波数成分(low-frequency: LF)、0.15~0.4Hzの範囲にある速い波を高周波成分(high-frequency: HF)とよびます(Task Force, 1996)。

 心拍変動と自律神経活動 HF成分は心臓迷走神経活動を反映し、LF成分は交感神経活動と迷走神経活動の両方が関与していると考えられています。このことを調べるために、従来の研究は交感神経と迷走神経を電気刺激したり、薬物を投与してそれらの働きを遮断したとき、心拍のゆらぎがどのように変化するか観察しました。たとえば、Berger, Saul, and Cohen(1989)はイヌの迷走神経をさまざまな周波数(白色ガウス雑音)で刺激しました。その結果、心拍変動には(少なくとも)0.5Hz程度まで信号が伝達されることがわかりました(ただし、周波数が増加するにしたがって振幅は少しずつ減衰します)。一方、交感神経(イヌ)についても同様に刺激すると、心拍変動には0.15Hzまでの範囲にしか信号が伝達されませんでした。このことは、迷走神経活動の急峻な変化は心拍変動にほぼそのまま現れるけれども、交感神経活動の変化は(たとえ急峻な変化が含まれていても)0.15Hzより高い範囲の心拍変動には観察されないことを示しています。したがって、図3のように、0.15Hzよりも速い周波数帯域のところに現れる心拍変動成分(すなわちHF成分)は純粋な迷走神経活動の指標であるということができます。また、0.15Hzより遅い(ゆっくりとした)心拍変動の成分(すなわちLF成分など)には迷走神経と交感神経の両者が影響していると考えられます。心臓の洞房結節は交感神経と迷走神経の活動を受け入れると、さながらバンドパスフィルタのように働いて心拍変動を生成しているのです。

 つづく・・・
-文献-
河合 康明 (2014). 心電図 本間 研一・大森 治紀・大橋 俊夫・河合 康明・黒澤 美枝子・鯉淵 典之・伊佐 正(編) 標準生理学 第8版(pp.600-612)医学書院

Jose, A.D., & Collison, D. (1970). The normal range and determinants of the intrinsic heart rate in man. Cardiovascular Research, 4(2), 160-167.

Mason, J.W., Ramseth, D.J., Chanter, D.O., Moon, T.E, Goodman, D.B., & Mendzelevski, B. (2007). Electrocardiographic reference ranges derived from 79,743 ambulatory subjects. Journal of Electrocardiology, 40(3), 228-234.

Arai, Y., Saul, J.P., Albrecht, P., Hartley, L.H., Lilly, L.S., Cohen, R.J., & Colucci, W.S. (1989). Modulation of cardiac autonomic activity during and immediately after exercise. American Journal of Physiology, 256, H132-H141. https://doi.org/10.1152/ajpheart.1989.256.1.H132

榊原 雅人(1992). 心拍変動のスペクトル分析による自律神経機能の評価―鏡映描写課題における検討― 心理学研究, 63, 123-127.

Pomeranz, B., Macaulay, R.J.B., Caudill, M.A., Kutz, I., Adam, D., & Gordon, D. (1985). Assessment of autonomic function in humans by heart rate spectral analysis. American Journal of Physiology, Heart and Circulatory Physiology, 248, H151-153.

Hayano, J., Yamada, M., Sakakibara, Y., Fujinami, T., Yokoyama, K., Watanabe, Y., & Takata, K. (1990b). Short- and long-term effects of cigarette smoking on heart rate variability. American Journal of Cardiology, 65, 84-88. https://doi.org/10.1016/0002-9149(90)90030-5

Vanoli, E., Adamson, P.B., Ba-Lin, Pinna, G.D., Lazzara, R., & Orr, W.C. (1995). Heart rate variability during specific sleep stages. A comparison of healthy subjects with patients after myocardial infarction. Circulation, 91, 1918-1922. https://doi.org/10.1161/01.cir.91.7.1918

Hayano, J., Sakakibara, Y., Yamada, M., Kamiya, T., Fujinami, T., Yokoyama, …Takata, K. (1990c). Diurnal variations in vagal and sympathetic cardiac control. American Journal of Physiology, 258, H642-646. https://doi.org/10.1152/ajpheart.1990.258.3.H642

早野 順一郎 (2001a). 心拍変動による自律神経機能解析 井上 博(編) 循環器疾患と自律神経機能 第2版(pp.71-109) 医学書院

Berntson, G.G., Bigger, J.T. Jr., Eckberg, D.L., Grossman, P., Kaufmann, P.G., Malik, M., …van der Molen, M.W. (1997). Heart rate variability: origins, methods, and interpretive caveats. Psychophysiology, 34, 623-648.

Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. (1996). Heart rate variability, standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. European Heart Journal, 17, 354-381.

Berger, R.D., Saul, J.P., & Cohen, R.J. (1989). Transfer function analysis of autonomic regulation. I. Canine atrial rate response. American Journal of Physiology, 256, H142-H152. https://doi.org/10.1152/ajpheart.1989.256.1.H142