低酸素状態での運動中の脳反応 (CERVOX)

運動生理学の古典的なパラダイムでは、心肺能力と筋肉疲労が運動耐性の限界を設定すると考えられています。 ただし、この古典的なパラダイムを使用して運動パフォーマンスの制限を説明できない実験的な状況があり、したがって、代替手段を探す必要があります。 最近の調査では、脳の運動に関連する変化が強調されています。 脳灌流、脳酸素化およびニューロン興奮性の変化。 また、いくつかの結果は、いくつかの条件では、中枢神経系が運動ニューロンを適切に駆動できないこと、つまりいわゆる中枢性疲労を示唆しています。 ただし、運動に対する中枢性制限の現象とその根底にある神経生理学的メカニズムはまだ明らかにされていません。 したがって、運動制限を説明できる新しいパラダイムを提案するために、疲労運動中の脳代謝と神経液性反応を調査する必要があります。 運動パフォーマンス制限の古典的なパラダイムが実際の観察に適合しないように見える条件の中で、低酸素環境下での運動は特に困難なようです。 実際、いくつかのデータは、運動に対する脳の反応が、酸素正常状態と比較して低酸素状態で大幅に変更される可能性があることを示唆しています。

したがって、現在のプロジェクトでは、研究者は健康な人間の運動への脳の適応に対する低酸素症の影響を評価することを目指しています。 特に、目的は、正常酸素圧または低酸素ガス混合物を吸入しながら、脳灌流および酸素化、脳活性化、皮質興奮性、および結果として生じる運動コマンドを含む、疲労運動に対する脳の神経生理学的反応を評価することです。 これらの目的を達成するために、正常酸素圧条件と低酸素条件の両方で運動中に補完的な方法論的アプローチが使用されます。機能的磁気共鳴画像法 (fMRI) を使用して脳の活性化を評価し、灌流画像化動脈スピン標識法 (ASL) 核磁気共鳴法を使用して局所を評価します。脳灌流、近赤外分光法（NIRS）は脳酸素化の測定を可能にし、経頭蓋磁気刺激（TMS）に応答した運動誘発電位の測定は皮質興奮性を評価し、中枢活性化のレベルの測定（TMSによって評価）および筋電図 (EMG) 信号は運動コマンドを評価します。 さらに、運動中に関与する筋肉量と低酸素暴露の持続時間の影響を説明するために、低酸素状態での運動に対する脳の適応は、小さな (親指の内転) または大きな (膝伸展、サイクルエルゴメトリー) 筋肉群を含む運動課題について評価されます。急性 (<1 時間) または長期の低酸素曝露 (数時間: 6 時間) の場合も同様です。 このマルチテクニカル アプローチは、脳機能調査と運動生理学の 3 人のパートナー専門家 (Institut Fédératif de Recherche 'RMN Biomédical et Neurosciences' Joseph Fourier University and University Hospital, Grenoble; 'Exercise Physiology' Laboratory, University) 間のこの共同プロジェクトを通じて可能になります。 Hospital, St Etienne; 'Motor Efficiency and Deficiency Laboratory', Montpellier I University, Montpellier)。

研究者らは、低酸素症は特定の疲労運動に関連する脳の摂動を増強する、つまり、脳血液と脳酸素化の大幅な減少、皮質興奮性と中枢活性化の大幅な低下、および中枢コマンドの大幅な低下を引き起こすと仮定しています。低酸素曝露が長引く場合と同様に、大きな筋肉量が関与します。

このプロジェクトは、人間の運動パフォーマンスの限界に関する私たちのビジョンと、低酸素状態下での運動耐性に関する私たちの理解を更新することを目的としています。 後者は、運動と高地耐性を扱うスポーツと高地医学、および慢性閉塞性肺疾患などの呼吸器疾患などの低酸素血症と運動不耐性を特徴とする疾患に関連しています。