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バーチャルリアリティを模擬した運動が交感神経のバランスに及ぼす影響
Effect of virtual reality-simulated exercise on sympathovagal balance.
PMID: 32673347 DOI: 10.1371/journal.pone.0235792.
抄録
座りっぱなしの行動パターンを強制されている患者に運動の恩恵を提供する治療法を発見することは、ヘルスケアにとって変革的な重要性を持つだろう。モデル生物を用いた研究では、定常動物に毎日の間欠的なアドレナリンシグナル伝達の刺激を与えることで、運動の効果が得られることが実証されています。ここでは、運動のバーチャルリアリティ（VR）シミュレーションにヒトの参加者を暴露することで、静止しているヒトの交感神経のバランスが変化するかどうかを原理実証として検討した。この研究では、24名の参加者が標準的な抵抗で15分間のサイクリング運動を行い、その後、没入感のある環境を提供するバーチャルリアリティヘルメットを装着して運動を繰り返した。別の日には、それぞれが仮想環境を15分間コントロールし、実際のサイクリング運動を行わずに運動をシミュレートした。各治療に対する反応は心拍数（HR）、ノルエピネフリン、心拍変動を測定することで評価し、各参加者の仮想運動に対する反応を実際のサイクリングに対する反応と内部的に比較した。その結果、運動後のノルエピネフリンおよび運動後の心拍数（HR）は、VRシミュレーションによって有意に増加しないことがわかりました。しかし、仮想運動中に測定された心拍変動は、中等度の運動を行った参加者では実際のサイクリングと同等であったが、高強度の運動を行った参加者では同等ではなかった。以上の結果から、バーチャル運動には中等度運動の効果を模倣する可能性があることが示唆されました。VRを模擬した運動への慢性的な暴露が縦断的に及ぼす影響を調べるためには、さらなる研究が必要である。
Discovery of therapeutic avenues to provide the benefits of exercise to patients with enforced sedentary behavior patterns would be of transformative importance to health care. Work in model organisms has demonstrated that benefits of exercise can be provided to stationary animals by daily intermittent stimulation of adrenergic signaling. Here, we examine as a proof of principle whether exposure of human participants to virtual reality (VR) simulation of exercise can alter sympathovagal balance in stationary humans. In this study, 24 participants performed 15 minutes of cycling exercise at standardized resistance, then repeated the exercise with a virtual reality helmet that provided an immersive environment. On a separate day, they each controlled a virtual environment for 15 minutes to simulate exercise without actual cycling exercise. Response to each treatment was assessed by measuring heart rate (HR), norepinephrine, and heart rate variability, and each participant's response to virtual exercise was compared internally to his/her response to the actual cycling. We found that neither post-exercise norepinephrine nor post-exercise HR was significantly increased by VR simulation. However, heart rate variability measured during virtual exercise was comparable to actual cycling in participants that engaged in moderate exercise, but not in those that engaged in high-intensity exercise. These findings suggest that virtual exercise has the potential to mimic some effects of moderate exercise. Further work will be needed to examine the longitudinal effects of chronic exposure to VR-simulated exercise.