2023 年 5 ⽉ 2 ⽇
報道関係者各位
国⽴⼤学法⼈筑波⼤学

反復的なトレーニングで⾼齢者の認知機能と⼿指巧緻性が向上する
⼿指巧緻性トレーニング機器を開発し、これを⽤いて⾼齢者が⾃発的に⾃宅で 12 週間、毎⽇トレーニングを⾏ったところ、複雑な動作を伴う⼿指巧緻性および認知機能が向上することを確認しました。

⼿指巧緻性は、物を持ち運んだり、⽂字を書いたり、料理をしたり、ボトルの蓋を開けたりするなど、いわゆる⼿段的⽇常⽣活動作に直結する重要な⾝体機能の⼀つです。この機能は、加齢により低下し、とりわけ⾼齢者においては、認知機能とも関連することが知られています。本研究では、⼿指巧緻性の動作を繰り返す（トレーニングする）と認知機能を選択的に向上させることができるのではないかという仮説を⽴て、その検証を⾏いました。また、⼿指巧緻性動作のトレーニング中における脳への刺激（認知負荷）の有無についても確認しました。
茨城県内在住⾼齢者 57 名（平均年齢：73.6±6.1 歳，⼥性割合：68.4%）を対象に、無作為でトレーニング群 28 名（平均年齢：72.9±5.6 歳，⼥性割合：67.9%）と対照群 29 名（平均年齢：74.4±6.5 歳，⼥性割合：69.0%）に振り分け、トレーニング群には 12 週間の⼿指巧緻性動作トレーニングを毎⽇⾏いました。その結果、トレーニングの難易度が⾼くなるほど、前頭前野の脳⾎流が増⼤することを確認され、認知機能の中でも実⾏機能が、コントロール群に⽐べて介⼊群で有意に改善されました。実⾏機能以外の認知機能においても、トレーニング群の⽅が⼤きい効果量を⽰しました。以上より、⼿指巧緻性動作トレーニングにより、⾼齢者の⼿指巧緻性と認知機能を改善できることが明らかになりました。

研究代表者
筑波⼤学体育系
⼤藏 倫博 教授

1

研究の背景⼿指巧緻性注１）は、物を持ち運んだり、⽂字を書いたり、料理をしたり、ボトルの蓋を開けたりするなど、いわゆる⼿段的⽇常⽣活動作に直結する重要な⾝体機能の⼀つですが、加齢によりその機能は低下します。本研究グループはこれまでに、⾼齢者の⾝体機能の中で認知機能と⼀番強く関連する項⽬は⼿指巧緻性であることを発⾒しており（尹＆⼤藏ら 2010）、他の先⾏研究でも、認知機能低下者をスクリーニングするツールとして⼿指巧緻性が有効であるなど（Sobinov & Bensmaia, 2021; Diamond, 2013）、⾼齢者の⼿指巧緻性が認知機能と関連するエビデンスが蓄積されつつあります。
本研究グループは、作業療法分野で⼿指動作を訓練・評価するペグ移動テストと、紙とボールペンを使って数字やひらがなを順番に早く結ぶ認知機能テスト（トレイルメイキングテスト注２））を結合したトレ
イルメイキングペグテスト注３）を開発するとともに、⾮接触センサーおよび表⽰パネルを追加することで、⾃動測定が可能となり、⾃宅でも⼀⼈で利⽤できるような⼿指巧緻性トレーニング機器に改良しました（図１）。これにより、毎回、課題が無作為で表⽰させることが可能で、学習効果を取り除いたトレーニングができるようになりましたが、そのトレーニング効果についてはまだ検討されていませんでした。
そこで本研究では、この⼿指巧緻性トレーニング機器を、茨城県内に在住する⾼齢者 57 名に配布し、⾃宅で毎⽇トレーニングを⾏うことが、認知機能および⼿指巧緻性に及ぼす効果を検討しました。
研究内容と成果
まず、トレーニングの課題が脳への刺激（認知負荷注４））を有するのかを調べるため、調査対象者 57 名に対して、機能的近⾚外線分光法を⽤いて課題中における前頭前野の脳⾎流の活性化（ヘモグロビン濃度の上昇）を確認しました（図２）。この 57 名を無作為でトレーニング群（n = 28）、対照群（n = 29）に振り分け、7 種の⼿指巧緻性トレーニングモード（A モード：数字の順番にペグを差し込む、Ｂモード：数字とひらがなを交互に差し込む、Ｃモード：ペグを数字の順番に差し⼊れて抜くことを繰り返す、F モード：横に並ぶ記号のうち異なる記号を⾒つけ出す、Ｍモード：最初のパターンを覚えて別の作業後に思い出す、Ｐモード：上部にあるペグを中部の⽳に⽚⼿で全部動かす、Ｖモード：もぐらたたきのように、光る箇所に差し込む）を毎⽇、約 20 分間⾏いました。⽉・⽔・⾦曜⽇は利き⼿（右⼿）を、⽕・⽊・⼟
曜⽇は⾮利き⼿（左⼿）の訓練⽇とし、⽇曜⽇は、1 週間において⾜りないと思った側の⼿を訓練しました。また、トレーニング群には、スタッフが週 1 回、電話にて実践状況、機器に不具合などがないかの確認を⾏いました。対照群は、普段通りの⽣活を維持しました。機器に保存される記録を集計した結果、全トレーニングモードにおいて、週ごとに⼿指巧緻性が改善していく様⼦が確認できました（図３）。
また、認知機能の評価として、ストループテスト注５）（実⾏機能注６））と運転免許更新⽤認知機能検査（記憶⼒、判断⼒）、また、⼿指巧緻性の評価として、パーデューペグボードテスト注 7）を⽤いました。
12 週間の介⼊の結果、トレーニング群は、ストループテストのうちストループ⼲渉注 8）が、介⼊前に⽐べて良好に短縮されました（図４a）。また、パーデューペグボードテストの中で、両⼿を使って複数のパーツを組み⽴てる課題において介⼊前に⽐べて良好に改善しました（図４b）。運転免許更新⽤認知機能検査の得点においてもトレーニング群の⽅が対照群に⽐べて効果量が⼤きいという結果が得られました。
以上のことから、認知機能と関連すると知られていた⼿指巧緻性をピンポイントで訓練することで認知機能を向上させることが明らかになりました。認知機能が優れている者が⼿指巧緻性が良好なのか、⼿指巧緻性が優れている者が認知機能が良好なのか、という因果関係は、これまで明確になっていませんでしたが、⼿指巧緻性を反復的にトレーニングすることで認知機能を改善できることが分かりました。

2

今後の展開今後の展開
本研究では、⽐較的健康な⾼齢者が対象であったため、今回の結果を⼀般化するには限界があります。
本研究では、⽐較的健康な⾼齢者が対象であったため、今回の結果を⼀般化するには限界があります。
今後、認知症や軽度認知症（認知症の前段階）の⾼齢者の更なる増加が想像されることを踏まえると、こ今後、認知症や軽度認知症（認知症の前段階）の⾼齢者の更なる増加が想像されることを踏まえると、こういった⾼齢者を対象に、⼿指巧緻性トレーニングの認知機能への効果をより詳細に検証していくこと
ういった⾼齢者を対象に、⼿指巧緻性トレーニングの認知機能への効果をより詳細に検証していくことが重要な課題です。
が重要な課題です。
参考図
参考図

参考図
レーニング機器（ペグアモーレ、株式会社ニューコム社製）

⽰されたら、上部に刺されている⾚いペグを中部の表⽰パネルの横。ペグには⾮接触センサーが付けられており、正解でない場所に差し機器には、参加者の情報が登録されており使⽤する前に指紋で使⽤者

酸素化ヘモグロビン値、mM・mm酸素化ヘモグロビン値、mM・mm酸素化ヘモグロビン値、mM・mm

図１ 本研究で⽤いた⼿指巧緻性トレーニング機器
⽤する際は「Guest」で実施する。計7 種のモードと構成されている
図１ 本研究で⽤いた⼿指巧緻性トレーニング機器
中部のパネルに表⽰される課題に対して、上部に刺されている⾚いペグを中部の⽳に素早く動かしてし込む、Ｂモード：数字とひらがなを交互に差し込む、Ｃモード：ペ中部のパネルに表⽰される課題に対して、上部に刺されている⾚いペグを中部の⽳に素早く動かして差し込む。ペグには⾮接触センサーが付けられており、正解でない場所に差し込むと警告⾳が鳴る。計7
くことを繰り返す、F
モード：横に並ぶ表⽰パネルに記号のうち異な差し込む。ペグには⾮接触センサーが付けられており、正解でない場所に差し込むと警告⾳が鳴る。計 7
種のトレーニングモードがある。
初のパターンを覚えて別の作業後に思い出す、Ｐモード：上部にある種のトレーニングモードがある。
、Ｖモード：もぐらたたきのように、光る箇所に差し込む）
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レーニング機器（ペグアモーレ、株式会社ニューコム社製）
図１ 本研究で⽤いた⼿指巧緻性トレーニング機器（ペグアモーレ、株式会社ニューコム社製）
*$
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⽰されたら、上部に刺されている⾚いペグを中部の表⽰パネルの横中部にある表⽰パネルに課題が表⽰されたら、上部に刺されている⾚いペグを中部の表⽰パネルの横。ペグには⾮接触センサーが付けられており、正解でない場所に差しにある⽳に素早く動かして差し込む。
ペグには⾮接触センサーが付けられており、正解でない場所に差し機器には、参加者の情報が登録されており使⽤する前に指紋で使⽤者込むとブーブーという⾳がする。本機器には、参加者の情報が登録されており使⽤する前に指紋で使⽤者⽤する際は「Guest」で実施する。計
7 種のモードと構成されている情報を読み込む。⾃分以外の者が使⽤する際は「Guest」で実施する。計
7 種のモードと構成されている

し込む、Ｂモード：数字とひらがなを交互に差し込む、Ｃモード：ペ（A モード：数字の順番にペグを差し込む、Ｂモード：数字とひらがなを交互に差し込む、Ｃモード：ペくことを繰り返す、F
モード：横に並ぶ表⽰パネルに記号のうち異なグを数字の順番に差し⼊れ、また抜くことを繰り返す、F
モード：横に並ぶ表⽰パネルに記号のうち異なBモード
Bモード

Ch 3 42 1
3 4
2 1
初のパターンを覚えて別の作業後に思い出す、Ｐモード：上部にあるる記号を⾒つけ出す、Ｍモード：最初のパターンを覚えて別の作業後に思い出す、Ｐモード：上部にあるAモード
4.93.9Aモード
4.93.9

3.3

3.3

3.6

3.6

F値
F値
、Ｖモード：もぐらたたきのように、光る箇所に差し込む）。
ペグを中部の⽳に⽚⼿で全部動かす、Ｖモード：もぐらたたきのように、光る箇所に差し込む）。
Pモード*** $$$* $#***$$$

F値

酸素化ヘモグロビン値、mM・mm
酸素化ヘモグロビン値、mM・mmF値

酸素化ヘモグロビン値、mM・mm
酸素化ヘモグロビン値、mM・mm
酸素化ヘモグロビン値、mM・mm

Pモード

**$

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*$

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F値

mM・mm

mM・mm
mM・mm

3

コメンに、各で、Bす。

コメン

Bモード
Bモード
図２ P モード、Aモード、B モードにおける課題実⾏中の前頭前野の脳⾎流の活性化
ドにおける課題中の前頭前野の脳⾎流の活性化
3 42 1
Ch 3 42 1
図２
Pモード、Aモード、B
モードにおける課題実⾏中の前頭前野の脳⾎流の活性化
いずれも横軸は課題実⾏時間を表し、100%で課題完了となる。
＄：P モードと A モードとの有意な違い。
Aモード
3.9 3.6
Aモード
3.9 3.6
3.3 4.9
3.3 4.9
有意な違いを⽰す；*はP モードと B モードにおいて有意な違いを⽰
F値
F値
いずれも横軸は課題実⾏時間を表し、100%で課題完了となる。
＄：P モードと A モードとの有意な違い。
*：P モードと B モードとの有意な違い。＃：Aモードと BPモードモードとの有意な違い。
いて有意な違いを⽰す Pモード

F値

コメン

33

*$
*$にも数コメンに数値図３ 全モードのトレーニング期間中の記録の変化推移
時間（秒）が短いほど、また、ペグ本数（個）が多いほど、⼿指巧緻性が良好であることを意味する。

4ab

トレーニング群

対照群

トレーニング群

対照群

図４ 介⼊前後におけるストループ⼲渉（実⾏機能）と組⽴課題（複雑で難しい⼿指巧緻性課題）の結果時間（秒）が短いほど、また、ペグ本数（個）が多いほど、認知機能が良好であることを意味する。
⽤語解説
注１） ⼿指巧緻性
指先の器⽤さ、精巧で緻密な作業ができること。
注２） トレイルメイキングテスト
無作為に散らばった数字、もしくは数字とひらがなを、できるだけ早く順番に線で結ぶ認知機能テス
ト。注意機能、ワーキングメモリ、視空間探索、処理速度などを総合的に評価することができる。
注３） トレイルメイキングペグテスト
ペグ移動テストとトレイルメイキングテストを結合した⾝体機能テスト。⼿指巧緻性が測定できる。
注４） 認知負荷
課題遂⾏中に脳に与えられる刺激。知覚負荷、視覚負荷、動作負荷で構成される。
注５） ストループテスト
⾚、⻘、緑など、⾊名の単語が表す⾊とは異なる⾊で実際に印字された⾊名の単語を読み上げるテスト。認知機能のうち実⾏機能の評価ができる。
注６） 実⾏機能
複雑な課題を実⾏するために、注意や⾏動を適切に制御する機能。
注７） パーデューペグボードテスト
ピン、ワッシャー、カラーなどを組み⽴て、より複雑で難しい⼿指巧緻性を測定するテスト。
注８） ストループ⼲渉
⾊から分かる情報と意味がわかる情報が⽭盾している場合、即座に⾊を判断できなくなる現象。
研究資⾦および利益相反の開⽰
本 研 究 は 、 科 研 費 に よ る 研 究 プ ロ ジ ェ ク ト （ 21F21110 ）、 JST 共 創 の 場 形 成 ⽀ 援 プ ロ グ ラ ム（JPMJPF2017）および株式会社ニューコム、株式会社地球快適化インスティテュートからの研究助成を受けて実施されました。また、本研究に⽤いた⼿指巧緻性トレーニング機器は、株式会社ニューコム社から無償提供を受けました。なお、本機器は、筑波⼤学と株式会社ニューコム社により特許を共同出願（特開 2019-187682）しています。
5掲載論⽂
【題 名】 Effects of home-based manual dexterity training on cognitive function among older adults:
a randomized controlled trial.
（⾃宅で⾏う⼿指巧緻性トレーニングが⾼齢者の認知機能に及ぼす効果：ランダム化⽐較試験）【著者名】 Jaehoon Seol, Namhoon Lim, Koki Nagata, Tomohiro Okura【掲載誌】 European Review of Aging and Physical Activity【掲載⽇】 2023 年 4 ⽉ 22 ⽇
【DOI】

10.1186/s11556-023-00319-2

問合わせ先【研究に関すること】
⼤藏 倫博（おおくら ともひろ）
筑波⼤学 体育系 教授
URL: https://www.taiiku.tsukuba.ac.jp/~okura/【取材・報道に関すること】
筑波⼤学広報局
TEL: 029-853-2040
E-mail: kohositu@un.tsukuba.ac.jp

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