有酸素運動強度の変化に応じて、デフォルトモードネットワークと注意ネットワーク間の機能的接続性の変化

目的：有酸素運動は、デフォルトモードネットワーク（DMN）および背側注意ネットワーク（DAN）内の脳活動の変化に関連している可能性があります。DMNおよびDAN内の機能的接続性（FC）の変化は、中程度の強度運動によって最も効果的に活性化される可能性があると仮定しました。 方法：休憩後の休息状態の機能的磁気共鳴画像スキャンと、15人の健康な男性ボランティアで中程度および高強度の有酸素運動（それぞれ10分）のそれぞれの前後の休息後の視覚空間注意試験を実施しました。 結果：注意テスト中の反応時間は大幅に増加し、正しい反応の速度は中程度の強度の運動条件から高強度の運動条件まで減少しました。高強度の運動条件下でのDMN内のFCは、運動前および中程度の強度の運動条件下でそれよりも高かった。中程度の強度の運動条件下でのDAN内のFCは最高でしたが、中程度の強度運動条件下でのDMNとDANの間のFCは最も低かった。認知ドメイン関数の変化は、DMNとDANの間のFCの変化に関連していました。 結論：私たちの結果は、中程度の運動中の最大の覚醒効果の逆U仮説をサポートしています。両方の認知ドメイン、すなわち、注意システムと脳の活動ドメインは、高強度の運動よりも中程度の強度の運動の方が優れている可能性があります。

OBJECTIVE: Aerobic exercise may be associated with changes in brain activity within the default mode network (DMN) and dorsal attention network (DAN). We hypothesized that changes in functional connectivity (FC) within the DMN and DAN might be most effectively activated by moderate-intensity exercise. METHODS: Resting-state functional magnetic resonance imaging scans and visuospatial attention tests after resting were performed before and after each of moderate- and high-intensity aerobic exercises (10 min each) in 15 healthy male volunteers. RESULTS: The reaction time during the attention test increased significantly, and the rate of correct responses decreased from moderate-intensity exercise condition to high-intensity exercise condition. FC within the DMN under high-intensity exercise condition was higher than that under pre-exercise and moderate-intensity exercise conditions. FC within the DAN under moderate-intensity exercise condition was the highest, whereas FC between the DMN and DAN under moderate-intensity exercise condition was the lowest. Changes in cognitive domain functions were associated with changes in FC between the DMN and DAN. CONCLUSION: Our results support the inverted-U hypothesis of maximum arousal efficacy during moderate exercise. Both cognitive domains, namely, the attention system and brain activity domains, may be better under moderate-intensity exercise than under high-intensity exercise.