Chewing Gum: Cognitive Performance, Mood, Well-Being, and Associated Physiology

www.ncbi.nlm.nih.gov/labs/pmc/articles/PMC4449949/

2015年5月17日オンライン公開

アンドリュー・P・アレン1 、*、アンドリュー・P・スミス2

概要

最近のエビデンスでは、ガムを噛むと注意力が高まるだけでなく、幸福感や仕事上のパフォーマンスを促進することが示されている。4つの研究（2つの実験と2つの介入研究）により、これらの効果の頑健性とメカニズムが検討された。研究1では、課題遂行を伴わない場合の、ガムの気分に対する急性効果を調べた。研究2は、噛む速度と力が気分と注意のパフォーマンスに及ぼす影響について検討した。研究3では、1日の勤務中にガムを噛むことが、幸福感とパフォーマンス、そして勤務後の気分と認知パフォーマンスに及ぼす影響について調べた。研究4では、仕事中と一日の終わりに、パフォーマンスと幸福感を報告し、心拍数とコルチゾールを測定した。実験条件下では、ガムは、パフォーマンスタスクの完了の有無にかかわらず、より高い覚醒度と関連し、持続的な注意力を変化させた。噛む速度と主観的な噛む力は、気分を変えることはなかったが、注意に限定的な影響を及ぼした。仕事中にガムを噛むことは、より高い生産性とより少ない認知的問題と関連し、朝のコルチゾールレベルを上昇させ、心拍数には影響を与えなかった。この結果は、ガムを噛むことで覚醒度の低下を抑制できることを強調し、ガムを噛むことが労働者のパフォーマンスを高めることを示唆している。

1. はじめに

チューインガムは、覚醒度と持続的注意力を高めることができるが、ストレスに対する効果は、慢性ストレスか急性ストレスかによって異なる可能性がある。チューインガムは、以前の研究 [3, 4] において持続的注意のパフォーマンスを向上させており、チューインガムの覚醒作用と一致している [4-6]。この効果は課題遂行時間によって調節される可能性があり、ガムの改善効果は長時間遂行した後に大きくなるという証拠がいくつかある [6,7]。神経心理学的データでは、ガムによる持続的注意の増強がさらに確認されている。事象関連電位P300は警戒と関連しているが、ガムを噛むと潜時が短くなり [8]、前頭および側頭ベータ出力は、持続的注意課題の実行後にガムを噛むと増大した [9]。認知パフォーマンスを伴わないチューインガムの定量的な脳波効果は、風味によって調節されるようであり [10, 11] 、認知パフォーマンスを伴わないチューインガムによって覚醒度が変化する可能性が示唆された。注意ネットワーク課題の改良版 [12] における反応時間の速度は、覚醒ネットワークと実行ネットワークの運動領域の活動、および実行ネットワークの前帯状皮質と左前頭回における活動の増加と関連していた [13]．平野らは、フレーバーや匂いのないガムを用いてこの効果を実証し、咀嚼の運動活動がこれらの結果を説明する重要な要因である可能性を示唆した。しかし、咀嚼の運動活動のレベルが高ければ関連する効果が高まるかどうかは依然として不明である。咀嚼がより活発であったり、咀嚼に対する抵抗が大きいと、記憶に対する咀嚼効果が緩和されないという証拠があるが［14、15］、咀嚼ガムが注意タスクによって消耗される覚醒度を高めることができるという事実（例えば、警戒時に心拍とベータパワーを高めることによって）［9］は、より活発な咀嚼によって注意に対して大きな効果が得られる可能性がより高いということを示唆するものであった。

実験室条件下でのガムを噛むことの注意喚起効果と一致するように、勤務中にガムを噛むことは、大学職員 [16] と大学生 [17] の両方で自己申告の生産性を高め、持続的注意力の改善と一致することが示されている。実験的研究 [9, 18] では、ガムを噛むことは心拍数の増加と関連しているが、交感神経系の覚醒が日常の仕事の状況におけるパフォーマンスの向上を説明するかどうかはまだ不明である。

ガムを噛む習慣のある人はストレスが少ないと報告し [19, 20]、ガムを噛むことで急性の社会的ストレス要因によって引き起こされる不安 [21] と報告されたストレス [22] が減少したが、他の研究では急性ストレスや不安の減少は認められなかった [23, 24]。もしチューインガムがストレスの感情を軽減するならば、ストレス関連疾患であるうつ病の感情も軽減されるかもしれない。驚くべきことに、軽度から中等度のうつ病患者の臨床サンプルでは、ガムを抗うつ薬と一緒に投与した場合、薬だけの場合と比較して、うつ病がより大きく減少した [25]。非臨床サンプルでは、2週間ガムを噛むと、大学職員のストレス、不安、うつ病の感情が減少し [16] 、大学生のストレスも減少する [17]。要約すると、急性ストレスと比較して慢性ストレスに対するガムの改善効果を示す明確な証拠があるように思われる [1]。このように短期と長期の効果が対照的であることから、社会人のサンプルにおいて、より短い介入（1日）がストレス、不安、うつ病の感情を低減できるかどうかは依然として不明である。

本研究では、コントロールされた条件下での咀嚼効果の研究と、より自然主義的な勤務中のガム咀嚼の検討を組み合わせて、ガムの幸福感と認知パフォーマンスへの影響を検討することを目的としている。まず、認知パフォーマンスがない状態での気分に対するチューインガムの急性効果を調べた（研究1：パフォーマンスがない状態での気分効果）。ガムの気分効果に関する先行研究では、認知パフォーマンスがない状態での咀嚼が検討されているが、これは睡眠不足 [26] や神経学的検査の文脈でのものであり、むしろ要求度の低い条件下でのものであった。そこで、噛む強さが気分と認知パフォーマンスに及ぼす影響を評価した（研究2：噛む速度、気分、および認知）。自然主義的な環境で継続的にガムを噛むことの主観的影響とパフォーマンス効果を調べるために、次に、より長い介入期間で観察された効果が、この時間枠内で実証できるほど強固かどうかを調べるために、1日の勤務中に幸福とパフォーマンスに対するガムの効果を検証した（研究3：勤務日介入：幸福とパフォーマンス）。最後の研究では、再び単発の勤務日の介入を検討した（研究4：勤務日の介入：幸福感、パフォーマンス、生理学）。これまではより急性のテスト条件下でのみ研究されてきた幸福感とパフォーマンスへの影響の基礎となる生理学的メカニズムを、ガムを噛みながら勤務日の間に唾液コルチゾールと心拍数の変化を調べることで検証した。

2.研究1：パフォーマンスがないときの気分の影響

2.1. 方法

本論文に記載されたすべての研究は、カーディフ大学心理学部倫理委員会から倫理的承認を受け、ヘルシンキ宣言に準拠して実施された。

2.1.1. 参加者

大人100名（女性81名、男性19名、平均年齢21.1歳、SD=3.6）が募集された。参加者の多くは、カーディフ大学心理学部の学生であった。すべての研究において、薬を服用している人、医学的問題を訴える人、週に40単位以上のアルコールを摂取する人、日中と夜に10本以上のタバコを吸う人は参加から除外された。参加者の募集は、大学の掲示板とオンライン実験管理システムで行った。

2.1.2. 材料

チューイングガム。Wrigley’s extra spearmintとWrigley’s gum base（合成ゴム）が提供された。

ムード・タスク。気分タスクは、デスクトップPC上で提示された。参加者は、3つの大きな四角いボタン（左の「A」、右の「B」、中央の「スペース」）が付いた専用の応答箱を使ってタスクを完了した。気分の測定は、18個の両極性視覚的アナログスケール（VAS）を用いて行われた。これらの尺度から、覚醒度（最高得点＝400）、快調度（最高得点＝300）、不安度（最高得点＝150）の得点を導き出した。覚醒度の構成尺度は，眠い／覚醒，強い／弱い，協調的／不器用，注意深い／夢見がち，無気力／活力，ぼんやり／明晰，無能／熟達，精神的に遅い／機転のきく，であった．快楽的な調子の尺度は、満足/不満、幸せ/悲しい、敵対的/友好的、興味/退屈、自己中心的/外向的、内向的/社交的であった。不安の尺度は、リラックス／興奮、悩み／平穏、緊張／平穏であった。この課題には時間制限はなかった。この気分尺度は、以前、チューインガムに反応した気分の変化に対する感度を示したことがある [6]。

2.1.3. デザイン

参加者は、4つの条件のうちの1つに無作為に割り当てられた：スペアミントガムの噛み替え（女性 = 20, 男性 = 5）、ガムの噛み替えなし（女性 = 22, 男性 = 3）、ガムベース（女性 = 21, 男性 = 4）、噛まない（女性 = 18, 男性 = 6）。

2.1.4. 手順

試験は10:00から12:00の間に予定された。参加者は、到着後、人口統計学的情報と習慣的なガム消費を評価するアンケートに回答した。その後、スペアミントガムまたはガムベース（噛む条件の場合）を2個提供され、手順中は常に噛むように指示された。ガムを噛み始めた直後、彼らは最初の気分評価タスクを完了した。その後、静かに座って噛み続けるように指示された。15分後、噛む条件の参加者は、噛み続けるように口頭で注意され、交換条件の参加者は、現在のガムの風味が失われた場合、新しいペレット2個に交換するように注意された。心理学の教科書と雑誌が用意され、参加者は自分で読み物を持ち込むことができた。25分後、参加者は最終的な気分評価課題を記入した。

2.1.5. 統計分析

この分析は2段階で行った。第1段階では、ガムなしの対照と3つのガム条件を合わせたものを比較し、2×2混合ANOVAを用いて、時間（初期評価と最終評価）および噛み方（噛むか噛まないか）を独立変数として、ガムを噛むこと自体の効果を検証した。第2段階は、2×4混合ANOVAを用いて、時間（上記）とガムの条件（スペアミント（置換あり）、スペアミントガム（置換なし）、ガムベース、ガムなしコントロール）を独立変数として、4つのガム条件すべて間の差異を評価した。従属変数は、覚醒度、快調度、不安度であった。

2.2. 結果

.2.2.1. 気分に対する時間の効果

注意深さは初回と最終評価の間で有意に低下し、F(1,96) = 24.17, P < .001, 部分 η 2 = .2であった。不安は、最初の測定と最後の測定の間で上昇したが、この効果はわずかながら有意であった、F(1,94) = 3.57, P = .06, and partial η 2 = .04であった。ヘドニックトーンは研究期間中に有意に低下した、F(1,96) = 29.15, P < .001, and partial η 2 = 0.23。時間は、自己中心的／外向的なものを除く、快楽的なトーンのすべての構成要素に有意な影響を及ぼした。

2.2.2. 気分に対するチューインガムの効果

ガム条件を平均すると、対照と比較してチューインガム条件では注意力が高く、F(1,98) = 3.92, P = .05, and partial η 2 = .04、しかしガムは初期注意力と最終注意力の間の変化を緩和しなかった、F(1,98) <.001, P = .99, and partial η 2 < 0.001。交換用ガム条件では注意力の低下がやや少なかったが、ガムのフレーバーと交換は、気分の初期評価と最終評価の間の注意力の変化を有意に緩和せず、F(3,96) = 0.59, P = 0.62, および partial η 2 = 0.02, またフレーバーと交換には注意力に対する有意な主効果、F(3,96) = 1.61, P = .19, and partial η 2 = 0.05 (Figure 1 (a) 参照) がみられた。

図1 チューインガムと初期および最終的な気分（研究1）

(a)注意力。(b) ヘドニック調。(c) 不安（S = 交換なしのスペアミントガム、S/R = 交換ありのスペアミントガム、GB = ガムベース、N = ガムなしコントロール）。エラーバーは平均の標準誤差を表す。

ガムなし対照とすべてのガム条件とを比較すると、ガムは快楽性トーンを増加させる傾向があったが、F(1,98) = 3.54, P = .06, および部分η 2 = .04、ガムを噛んでも、最終快楽性ポイントと初期快楽性ポイントの差は緩和しなかった、F (1,98) = 1.68, P = .2, および部分η 2 = .02. ガムを交換した条件では快調度の低下がやや少なかったが、快調度の変化に対するガムの条件の有意な効果、F(3,96) = 1.25, P = .3, and partial η 2 = .04、または快調度に対するガムの条件の主効果、F (3,96) = 1.59, P = .2, and partial η 2 = .05 は見られなかった（図 1(b) を参照のこと）。

ガムなし対照とすべてのガム条件とを比較すると、ガムは不安に対して主効果をもたず、F(1,98) = .6, P = .44, and partial η 2 = .006、噛むガムと時間との間には相互作用はなかった、F(1,98) = 3.54, P = .99, and partial η 2 < 0.001. ガム条件は、不安に対する主効果、F(3,96) = .37, P = .78, and partial η 2 = .01をもたず、不安の経時変化に対するガム条件の有意効果、F(3,96) = .86, P = .47, and partial η 2 = .03はなかった（図1（C）参照）。

2.3. 研究1の考察

認知パフォーマンス中にガムを噛むことを検討した複数の研究と一致し、研究1の結果は、認知パフォーマンスタスクがない場合、ガムを噛むことで覚醒度が高まる可能性を示している。また、ガムを噛むことによって快楽的な緊張が高まる傾向もみられた。しかし、認知的パフォーマンスタスクがない場合、不安はチューインガムによって影響を受けなかった。観察された注意喚起効果はミントの風味には依存せず、このような注意喚起効果には咀嚼が重要な役割を担っているのかもしれない。したがって、咀嚼速度がガムの注意喚起効果を緩和するかどうかは興味深いところである。

3.研究2: 咀嚼速度、気分、および認知

この実験では、咀嚼速度が、注意と気分に対するガムの効果を緩和する可能性があるかどうかを調べた。実験参加者は、咀嚼速度を測定するために、咀嚼しているところを撮影された（パイロットデータでは、1分あたりの咀嚼回数のスコアリングについて、良好な相互信頼性が示された）。

3.1. 方法

3.1.1. 参加者

56人の成人（女性42人、男性14人、平均年齢19.6歳、SD=1.4）が募集された。参加者の多くは、カーディフ大学心理学部の学生であった。

3.1.2. 材料

チューイングガム。研究1では風味の緩和効果が観察されなかったため、研究3と4と同様に、この研究でも参加者に風味の選択をさせた。以下のチューインガムが用意された。Wrigleyのスペアミント、Wrigleyのエクストラ（フレーバー：スペアミント、ペパーミント、クールブリーズ、アイス）、Wrigleyのエアウェーブ（フレーバー：チェリー、グリーンミント、ブラックミント、メントール、ユーカリ）であった。

認知課題

選択的注意タスク[27]（Selective Attention Tasks）

(i) 集中注意タスク。この課題では、ターゲットとなる文字が画面中央に大文字のAとBで表示される。参加者は、画面上の他の場所に提示された注意散漫を無視しながら、左手または右手の人差し指でAまたはBを押して、標的の文字がAかBかをできるだけ速く、正確に識別することが要求された。各ターゲット提示の前に3つの警告十字が500ミリ秒間表示された。その後、真ん中の十字がターゲットに、外側の十字がディストラクターに置き換えられた（ディストラクターがある試行の場合）。外側の十字は中央の十字から1.02°または2.6°離れていた。標的文字には何も表示しないか、標的と同じ文字、標的とは異なる文字、アスタリスクを表示した。

平均反応時間，誤答数，長答数（800ms以上）を測定した．長時間の反応の閾値は先行研究[28]に基づくものであった。注意の幅も評価した（標的の近くにディストラクタを提示した場合と標的から離れた距離にディストラクタを提示した場合の反応時間と精度の差）。ターゲットが前回から変化した場合と変化しなかった場合の反応時間の差は、新しい情報の符号化の速度の指標として使用された。10回の練習試行の後、参加者は64回の試行を3ブロック行った。このテストは約5分間で終了した。

(ii) カテゴリー検索課題。この課題は、練習試行や実験試行の回数など、先に説明した注意集中課題と類似していた。しかし、この課題では、被験者はターゲットがどこに現れるかわからない。各試行の開始時に、ディスプレイの左右両端に2つの十字架が2.04°または5.2°離れて、あるいはさらに離れて表示された。その後、標的はこれらの十字のうちの1つに置き換わった。半数の試行で標的は単独で提示され、半数の試行でディストラクター（1〜7の数字）を伴って提示された。

平均反応時間、正確さ、長時間の反応（1000ms以上）が記録され、また、新しい情報が符号化されるまでの反応時間と正確さも記録された。反応組織化の指標として、標的刺激と反応キーの位置が適合する試行と適合しない試行の反応時間と精度の差が用いられた。また、刺激の出現位置が前の試行と同じ場合と異なる場合の効果、および、標的の位置がわからない場合の効果も測定した。この課題も約5分間であった。

可変前周期単純反応時間課題 [29]．この課題では画面に箱が表示され、その中央に四角が提示された。参加者は正方形を発見したらすぐに「スペース」ボタンを押さなければならない。正方形が現れるまでの経過時間はそれぞれ異なる。この課題は3分間で終了した。

反復数字覚醒課題 [29]．3桁の数字が1分間に100個の割合でスクリーンに表示された。各数字は通常前の数字と異なるが、1分間に8回だけ前の試行で提示された数字と同じ数字が提示された。参加者はこの繰り返しを検出し、できるだけ早く「スペース」ボタンを押して反応しなければならない。ヒット数（正しく検出された繰り返し）、ヒット時の反応時間、誤報の数が記録された。タスクは5分間続いた。

3.1.3. デザイン

各参加者は、チューインガム条件とガムなし対照条件の両方をこなした。以前の研究と同様、ガムの条件は、ガムの効果がガムなし条件（最初にガム条件を完了した人）に引き継がれるかどうかを試験するために、クロスオーバー変数として含まれた。

3.1.4. 手順

インフォームド・コンセントと気分・注意の課題に関する説明の後、参加者は気分・注意の課題を2回行った。参加者は、一方のテストセッションでは2枚のガムを自分のペースで常に噛むように指示され、もう一方のテストセッションでは噛まないように指示された。気分タスクと注意タスクの各セットは約25分かかり、参加者は1回目のテストの直後に2回目の条件を完了させた。参加者は、噛む条件の直前にガムの包みを選択した。参加者は、噛んでいる間、ずっと撮影されていた。各課題中の咀嚼速度を評価するため、各コンピュータ化された課題の開始と終了の時刻を記録した。このタスクのタイミングを、タスクを完了した参加者の映像に合わせることで、各タスク中の咀嚼率を算出することができた。参加者は、ガム条件の直後に、1（できるだけソフトに）から11（できるだけハードに）のスケールで、どの程度の強さで噛んでいたかを示した。

3.1.5. 分析

映像の分析 映像は、気分タスク、選択的注意タスクはブロック、単純反応時間タスクと反復桁警戒タスクは分単位で分割し、タスク間のギャップも設定した。各映像は2回評価され、クラス内相関（単一尺度）は0.996であり、映像評価に対する優れたテスト／レテスト信頼性が示唆された。映像の各セクションの2つのスコアの平均を最終結果とした。

統計分析

ガムの効果（反復測定：ガム対ガムなし対照）、ガム条件の順序（独立測定：ガム条件1番目対ガム条件2番目）、およびタスク時間の効果を評価するために、混合型ANOVAが使用された。タイムオンタスクデータが利用可能な変数（すなわち、覚醒度、快調度、不安、カテゴリー検索反応時間、集中注意反応時間、単純反応時間、反復数字ヒット、誤警報、反応時間）の分析において、タイムオンタスクは反復測定変数として入力された。タイムオンタスクは、報告された気分についてはテスト前とテスト後（すなわち、注意タスクの前と後）、認知タスクについてはブロックまたは分と定義された。

ガムなし条件とガムあり条件の間で、予測因子が注意と気分の変化に関連するかどうかを検証するために、強制入力による重回帰を用いた。予測因子は、噛む速度、噛むスピード、強度（ガムを噛む強さ）、事前の噛む量（噛んだ回数の合計、噛み始めたばかりの試験前の気分には当てはまらない）であった。

3.2. 結果

3.2.1.

覚醒度は試験前と試験後の評価で低下し、F(1,54) = 57.13, P < .001, 部分 η 2 = .51、ガムを噛むことは高い覚醒度と関連し、F (1,54) = 24.62, P < .001, 部分 η 2 = .31 となった。また、ガム条件と時間との交互作用、F(1,54) = 8.47, P = .005, および部分η 2 = .14; 警戒度はガム条件後試験で高くなった。ガム条件と順序の間に有意な交互作用があった、F(1,54) = 11.5, P = .001, および部分η 2 = .18。注意力は、ガムを最初に噛むことでより大きく改善された（図2(a)参照）。

図2 ガムを噛むことで、テスト前後の気分（研究2）

(a) 注意力。(b)ヘドニック調。(c)不安。エラーバーは平均の標準誤差を示す。

ヘドニック・トーンは、試験前と試験後の間で有意に低下し、F(1,54) = 62.45, P < .001, and partial η 2 = .54, ヘドニック・トーンは、ガム条件で有意に高かったが、ガムと時間の間の有意な交互作用はなかった、 F(1,54) = 2.32, P = .13, and partial η 2 = .04, となった。ガムとガムの順序の条件には、有意な交互作用があった、F(1,54) = 14.43, P < .001, そして部分η 2 = 0.21であった。ヘドニックトーンは、ガムが先に来たときに噛むことによってより大きく改善された（図2(b)参照）。

不安に対する時間の有意な効果は認められず、F(1,54) = 0.09, P = 0.77, および partial η 2 = 0.002 、ガムを噛むことの有意な主効果も認められなかった、F(1,54) = 2.75, P = .1, および partial η 2 = 0.05。ガムと時間の間の交互作用、F(1,54) = 1.4, P = .24, および部分η 2 = .03はなく、ガムとガム条件の順序の間の交互作用、F(1,54) = .76, P = .39, および部分η 2 = .01はなかった（図2（C）参照）。

3.2.2.

チューインガム、Time-on-Task、および認知 チューインガムは、カテゴリー検索符号化速度に有意な主効果を示した。反復数字反応時間では、ガム条件とタイムオンタスクの間に有意な相互作用があり、F(4,216) = 4.22, P = .003, partial η 2 = .07 (Figure 3 (a) 参照). ガムを噛むと4分目の反応時間が長くなり、F(1,54) = 13.91, P < .001, partial η 2 = .21、この時間帯にガムを噛むことがパフォーマンスに負の影響を与えることが示された。また、時間の主効果、F(4,216) = 20.53, P < .001, および部分η 2 = .28があり、反応時間は時間とともに長くなったが、チューインガムの主効果はなかった、F (1,54) = 1.04, P = .31, および部分η 2 = .02 であった。ガムとガムの順序の条件には有意な交互作用はなかった、F(1,54) = 0.04, P = 0.85, 部分η 2 = 0.001。

図3 (a) 警戒反応時間、(b) 警戒誤報、(c) 警戒ヒット、(d) カテゴリ検索反応時間に対するチューインガム効果のタイムオンタスク傾向（研究2）

エラーバーは平均の標準誤差を表す。

ガムを噛むと、タスクの最後の1分間で誤報が減り、F(1,54) = 13.69, P = .001, 部分 η 2 = .2 （図3（b）参照）、最後の1分間のパフォーマンスにプラスの効果があることが示された。タスク時間の主効果は有意で、F(4,216) = 9.07, P < .001, partial η 2 = .14であり、誤警報の数は最後の数分間に減少した。しかし、誤報に対するガムの噛み方の主効果はなく、F(1,55) = 1.52, P = 0.22, そして部分η 2 = 0.03であった。ガムとガム条件の順序との間に交互作用があったF(1,54) = 6.7, P = .01, そして部分η 2 = .11。ガムなし対照の前にガムがある場合、誤警報はガムによって増強された。

警戒ヒットについては、ガムを噛むことの主効果、F(1,54) = .91, P = .35, および部分η 2 = .02 とガムとタスク上の時間の交互作用、F(4,216) = .28, P = .89, および部分η 2 = .005 は有意ではなかった（図 3(c) を参照）。ここでも、タイムオンタスクの主効果があり、ヒット率は遅い時間に低下する、F(4,216) = 31.27, P < .001, そして部分η 2 = .37であった。ガムとガムの順序の間には交互作用があり、F(1,54) = 16.5, P < .001, そして部分η 2 = 0.23であった。ガムなし対照の前にガムを噛むと、ヒット数は増加した。

カテゴリー検索反応時間には、ガム×時間の相互作用があり、ガムは反応時間を短縮させたが、それは最初のブロックのときだけであった、F (2,108) = 5.76, P = .004, そして partial η 2 = .1 (Figure 3 (d) 参照). これは、時間の強い主効果、F(2,108) = 5.92, P = .004, および部分η 2 = .1 と関連しており、ガムの主効果はなかったものの、反応時間は第2ブロック中に有意に短縮した、F (1,55) = .01, P = .95, そして部分 η 2 < .001 といった状況だった。

ガムは、注意集中の符号化速度に有意な主効果を示し、ガム条件では情報の符号化がより遅かった。ガムは、注意の平均反応時間、エラー、符号化速度、単純反応時間に対して、チューインガムとガムの順序の間に有意な相互作用があった。単純反応時間では、対照条件の後にガムを噛むとパフォーマンスが向上したが、集中的注意ではその逆であった。結果は表1にまとめられている。

表1 チューインガム、タイムオンタスク、注意力

原文参照

平均値の標準誤差は括弧内に記載。1スコアが高いほど、より広い範囲に注意を向けることができる。2スコアが高いほど、情報のエンコードが遅い。3スコアが高いほど、整理整頓がうまくいかない。4スコアが高いほど、不確実性が高い。5.スコアが高いほど、場所の繰り返しの効果が大きい。**はP < .01、††はP < .001、***はP = .001を示す。ガム×ガム順序とは、ガム条件とガム条件の出現順序の交互作用をいう。

3.2.3.  咀嚼速度、気分、認知 咀嚼速度が速いと単純反応時間が長くなる（β = 0.42, P = 0.04）。咀嚼速度が速いほど、カテゴリー検索課題における新しい情報のエンコードが速くなる（β=-.37、P=0.02）。咀嚼回数が多いほど、注意集中エラーが多い（β=0.32、P=0.04）。咀嚼速度、咀嚼力、および事前の咀嚼は、気分や繰り返し数字警戒課題の成績を修飾することはなかった。結果は表2にまとめられている。

表2 咀嚼の程度と気分・認知への影響

原文参照

*P < 0.05を示す。

3.3. 研究2の考察

研究1と同様に、ガムを噛むことは、より高い覚醒度と関連していた。このことは、持続的注意力を向上させることが期待されるが、結果は、警戒課題を続けるにつれて、反応時間が長くなり、誤報も少なくなることを示しており、持続的注意力に対するネガティブおよびポジティブな効果を示唆するものであった。しかし、咀嚼の速さは単純反応時間の延長と関連していたが、咀嚼の困難さはカテゴリー検索課題における新しい情報のエンコーディングの速さと関連しており、咀嚼の先行は焦点型注意課題におけるより多くのエラーと関連していた。したがって、今後の研究において、参加者がどの程度強く、速く噛んでいるかを測定することは、研究者にとって有用であると考えられる。

次の研究では、ガムを噛むことがパフォーマンスや報告感情に及ぼす影響をより自然な環境でさらに検討するため、1日の勤務時間の中でガムを噛むことについて調べた。

4.研究3：ワーキングデイ・インターベンション。幸福感とパフォーマンス

この研究では、1日の勤務時間中にガムを噛むことが、報告された幸福感とパフォーマンスに及ぼす影響を調べた。我々は、ガムを噛むことは、仕事における幸福とパフォーマンスの向上に関連すると仮定した。

4.1. 方法

4.1.1. 参加者

大人126名（女性87名、男性39名）を募集した。平均年齢は29歳（SD=6.7）であった。参加者は大学の常勤職員で、職業は、事務・秘書（N = 36）、研究者・講師（36）、管理職（12）、技術者（10）、応用心理学者（4）、マーケティング（4）、支援員（4）、歯科医（2）、教師（2）、その他（16）であり、参加者各自が示した職業は、それぞれ1つである。

4.1.2. 材料

チューインガムは研究2で使用したものと同じである。仕事における幸福感とパフォーマンス 幸福度と仕事でのパフォーマンスを評価するために、自己報告式の質問票を使用した。Hospital Anxiety and Depression Scale（HADS；[30]）を用いた。調査データの主成分分析［31］に基づき、これらの元のカテゴリーから残った項目に基づいて、不安と抑うつと同様に不注意／多動（「自分が動かなければならないように落ち着かない」、「自分の容姿に興味がなくなった」、「良い本やラジオ・テレビ番組を楽しめる」の項目で構成）にも転帰を分けた。疲労の評価には、疲労関連症状プロファイル（PFRS；[32]）の疲労下位尺度を用い、また、参加者が自分の仕事を（生活一般ではなく）どの程度ストレスに感じているかについての単項目の質問も行った。また、認知障害や生産性、仕事の遅れに関する質問（0～4のスケール）も行われた。これらの尺度はすべてSmithら[16]によって使用されたものである。

4.1.3.

参加者は、噛む条件（女性＝39、男性＝23）と噛まない条件（女性＝48、男性＝16）に無作為に割り当てられた。

4.1.4. 手順

本試験日前の初回訪問時に、参加者はPCで行うタスクに慣れ、一般的な幸福度 と仕事でのパフォーマンスに関するアンケートに回答した（これらは幸福度とパフォーマ ンスのベースライン・スコアとなるものであった）。また、参加者は、人口統計、職業、ガムを噛む習慣の度合いに関する情報も提供した。試験当日、参加者はベースライン測定として、午前中に気分タスクと注意タスクの全バッテリーを完了した。試験当日、参加者はガムを噛むか（10枚入りパック1個）、ガムを噛まないようにすることが要求された。参加者は、ストレスを感じたときに噛むことを勧められるが、勤務時間中は好きなときに噛んでよいことを知らされ、普段と同じように食べたり飲んだりするように言われた。勤務終了後、研究室に戻り、ウェルビーイングアンケートを実施した。ただし、今回は勤務中の気分についてであった。その後、勤務中にガムを噛むことの影響を評価するため、再びフルバッテリーを行った。このバッテリーでは、誰もガムを噛まなかった。

4.1.5. 統計分析

チューインガムの状態を予測因子、ベースライン・スコアを共変量、幸福度とパフォーマンスを従属変数とし、共分散分析を用いた。

4.2. 結果

チューインガムは、職業性ストレスの軽減、F(1,119) = 3.83, P = .027, および部分η 2 = .03、不注意/多動、F(1,118) = 3.0, P = .04, および部分η 2 = .03、疲労、F(1,123) = 3.57, P = .03, および 部分 η 2 = 0-03と関連があった。不安は、うつ病と同様に、チューインガム群でわずかに高かったが、これらの差は有意ではなかった（表3参照）。1日の介入期間中、チューインガムは、より少ない認知的問題の報告、F(1,122) = 7.18, P = .008, and partial η 2 = .06 およびより低いレベルの仕事の遅れ、F (1,122) = 5.5, P = .02, および partial η 2 = .04 と有意に関連していた。

表3 ベースライン時および1日チューインガム介入/ガムなし対照後の幸福感とパフォーマンス

平均値の標準誤差は括弧内に記載。ベースライン得点で調整した場合、ガムなしと比較した場合のガム介入の有意な効果。*はP < .05、†はP = .01、**はP < .01を意味する。

4.3. 研究3の考察

その結果、同じ測定方法を用いたが2週間続いた以前の介入[16]と同様に、1勤務日ガムを噛むことは、仕事のストレス、疲労、不注意の低下と関連していることが示された。報告されたパフォーマンスの改善、疲労と不注意の減少という知見は、研究1および2で得られた覚醒度の上昇という知見と一致する。しかし、ベースラインの差を調整した後、不安と抑うつはチューインガム条件では高くなかった。このような知見を支える生理学的なメカニズムがあるのであれば、興味深いことだ。そこで、研究4では、心拍数とコルチゾールを測定し、一日中ガムを噛むことによっても変化するのかどうかを調べた。

5. 研究4：ワーキングデイ・インターベンション。幸福感、パフォーマンス、および生理学

この研究では、1日の労働時間の中で、ガムを噛むことが幸福感やパフォーマンス、心拍数やコルチゾールに及ぼす影響を調べた。我々は、ガムを噛むとコルチゾールが減少し、ストレスが軽減され、心拍数が増加し、パフォーマンスが向上するという知見と一致すると仮定した。

5.1. 方法

5.1.1. 参加者

大学常勤職員30名（女性23名、男性7名）である。平均年齢は30.4歳（SD=6.9）であった。職業は、事務・秘書（N = 12）、研究者（9）、その他（1名のみ）（9）であった。

5.1.2. 材料

チューインガム、および気分・幸福感の測定は、研究 2 および 3 で使用したものと同じである。心拍数は、Polar s610心拍計とSpectra 360ゲルを用いて測定した。唾液サンプルは、Sarstedt salivettesを使用して収集された。

5.1.3. デザイン

参加者は、クロスオーバー・デザインで、ガムを噛む条件とガムなしの対照条件の両方を完了した。

5.1.4. 手順

慣らしの日、参加者は心拍数モニターを装着し、唾液サンプルを与え、本試験日と同じ時間に幸福度とパフォーマンスを記録しながら勤務を行った。本試験は2日に分けて行われた。チューインガムは、一方の試験日には摂取し、もう一方の対照日には摂取しないようにした。試験日は、持ち越し効果を避けるため、少なくとも1週間は間隔をあけた。参加者は出勤前（午前8時から9時30分）に研究室に入り、心拍計、唾液腺、ガム（ガム条件の場合）、アンケート用紙（ハードコピーを使用する場合）を回収した。

参加者は、介入日中にガム1箱分を噛むよう求められた。参加者は、10時、11時、12時、14時、15時に、オンラインリンクまたはハードコピーの質問票を受け取り、それに記入した。参加者は、10時に最初のアンケートに答える前に、自由にガムを噛むことができた。唾液の採取はアンケートと同時に行われた。心拍数は1日中計測された。

参加者は、仕事後のセッションの1時間前から食事をしないように指示された。勤務終了後、幸福度とパフォーマンスが再び評価された。唾液サンプルは、採取後冷蔵保存するよう参加者に指示した。唾液サンプルは、実験室に戻った後、-20℃の冷凍庫で凍結された。

5.1.5. 分析 生理学的分析

コルチゾールレベルは、Readら[33]から適応されたラジオイムノアッセイによって二重に測定された。検出限界は 0.7 nmol/L、測定法内変動係数は 3.3, 6.4, 24.7 nmol/L でそれぞれ 10.8%, 8.8%, 5.3%, 測定法間変動は 2.5, 5.1, 26.4 nmol/L でそれぞれ 11.0%, 10.8%, 10.7% であっ た。心拍数データはアーティファクトの有無を目視で確認し、これらを除去した。
統計解析。ガムの効果（ガム対ガムなし）および時間帯（10時、11時、12時、14時、15時）は、反復測定2×5 ANOVAを用いて分析された。一日の終わりに報告されたガムの効果は、反復測定t検定を用いて分析された。試験日は少なくとも1週間離れていたため、ガム条件の順序は分析に入れなかった。

5.2. 結果

5.2.1.

ガム、パフォーマンス、幸福感 ガム条件では、日中に報告された仕事量が多い傾向があり、F(1,23) = 3.28, P = .08, 部分 η 2 = .13、参加者は仕事の遅れを報告していた（図 4 を参照）。ガムの幸福感や仕事中のパフォーマンスに対する他の効果は見られなかった（表4参照）。ガムの条件と時間帯の間には、健康状態や業績に対する有意な相互作用は見られなかった。

図4 就業時間中の仕事量（仕事が遅れている）のガム条件による変化（研究4）

差のスコアが低いほど、ガムなしの対照と比較してガム条件の生産性が高いことを示す。エラーバーは平均値の標準誤差を表す。

表4 平日の幸福度とパフォーマンスにおける、ガム条件とコントロール条件の間の平均的な変化

原文参照

括弧内は平均値の標準誤差。*はP < .05、†はP = .01を示す。

勤務終了時、認知的問題の報告は、ガム条件では対照条件よりも少なかった。ガム介入は、1日の終わりに報告された不安および不注意/多動性を減少させたが、これらの効果は有意ではなかった。介入条件の終了時に報告されたガムを噛むことの効果を表5にまとめた。

表5 仕事終わりに報告された幸福感とパフォーマンスの、ガム条件とコントロール条件の間の平均変化

5.2.2. チューインガムと生理機能 心拍数

心拍数は、定期的に噛む人（M = 1.6（1分あたりの拍数の変化）、SD = 8.8）および非定期的に噛む人（M = .8、SD = 5.9）の両方でガム条件中に高くなった。時間帯の有意な主効果があり、心拍数は10時から12時の間に最も低く、F(4,92) = 21.94, P < .001, 部分 η 2 = .49であった。しかし、ガムの主効果、F(1,23) = .87, P = .36, 部分η 2 = .04、またガムと時間との交互作用もなかった、 F(4,92) = .29, P = .88, 部分η 2 = .01 (Figure 5参照).

図5 勤務時間中の心拍数のガム条件による変化（研究4）

差のスコアが高いほど、ガムなしの対照と比較して、ガム条件では心拍数が高いことを示す。エラーバーは平均値の標準誤差を表す。

コルチゾール。ガム条件と時間帯の相互作用は、全体として有意ではなく、F(2.97,65.3) = .82, P = .24, 部分 η 2 = .04 (Greenhouse-Geisser adjusted) となった。しかし、唾液中コルチゾールは、午前10時の最初の試験時間において、ガム条件で高く、F(1,25) = 332.46, P < .001, 部分エータ2乗 = .91 (図6参照)であった。

図6 労働日の経過に伴うコルチゾールのガム条件間の変化（研究4）

エラーバーは平均値の標準誤差を表す。

5.3. 研究4の考察

研究3と同様に、ガムを噛むことは、認知問題の報告の減少、および仕事の遅れが少なくなる傾向と関連していたが、今回の研究では、疲労、不注意、仕事のストレスに対する正の効果は観察されず、1日の介入では、ガムを噛むことの効果は、幸福よりも業績に対してより強固であることが示唆された。心拍数はチューインガムによって有意に増加しなかったが、朝にコルチゾールが増加するという予備的な証拠がいくつかあった。

6.総論

この研究は、チューインガムの覚醒効果を支持する更なる証拠を提供し、それは認知パフォーマンスの有無に関わらず、覚醒度の高まりと関連していた。チューインガム条件下では、実験室に入ったとき、偶然、より注意深い状態にあり（これは、ベースライン気分測定によって捕えられる）、これが最初の気分評価に引き継がれた可能性があるが、ガムを噛むことは、ガムを受け取った直後に評価される気分の改善と関連するという以前の証拠がある [4, 34]. ガムを噛むことは、研究3（労働日介入：ストレスとパフォーマンス）において労働日中の疲労の減少とも関連していたが、これは研究4（労働日介入：ストレス、パフォーマンス、および生理学）の参加者では再現されなかった。咀嚼速度やガムの風味は覚醒効果を緩和しなかったことから、この効果はミントの風味や咀嚼の強さには依存しないことが示唆された。

研究2の実験条件下では、ガムを噛むことは、持続的注意のパフォーマンスに様々な効果をもたらし、4分目には反応時間が長くなり、最後の1分間には誤報が少なくなった。これは、ガムが注意に及ぼす効果について、一般的には肯定的であるが、時には混合的であることを示唆している以前の証拠と一致している [2]。誤報の減少は正のパフォーマンス効果を示唆し、反応時間の短縮は負の効果を示唆するが、両方の知見は、警戒パフォーマンスにおける速度と正確さの間のトレードオフと一致する。Tuchaらの知見 [35] では、ガムを噛むことはADHDの子供だけでなく健常な子供の警戒課題のパフォーマンスにもマイナスの影響を及ぼした。彼らは、今回の知見と同様に、ガム条件では反応時間が長くなることを観察した。しかし、ADHDの子どもは省略ミスが多く（今回の研究では、省略ミスはガムの影響を受けなかった）、委託ミスの点ではどちらのグループも影響を受けなかった。（今回の研究とは対照的に、課題の後半で誤警報が減るというプラスの影響が見られた）。子どもの持続的注意に対するチューインガムの影響に関する研究は比較的限られているが、今回の結果は、子どもがチューインガムに対してさまざまな反応を示す可能性があること、特にADHDの文脈では有益な効果がない可能性があることを示唆している。より速く噛むことは、単純反応時間の延長と関連していた。この説明として考えられるのは、以前に示唆されたように、気が散るということである[36]。

仕事中にガムを噛むことは、研究3および研究4の両方で、認知問題の減少および生産性の向上と関連しており、持続的注意に関する実験結果が仕事環境に一般化する可能性があることを示唆している。Smith [4]やGrayら[22]の実験と同様に、ガムを噛むとコルチゾールが増加するという予備的な証拠がいくつかあった。しかし、これは一日の最初の段階でのことであり、ガムを噛むことによって一日中コルチゾールの分泌が増加するわけではないことが示唆された。コルチゾールの結果は、コルチゾールの減少を観察したScholeyら[37]の結果とも対照的であった。このコルチゾールの減少は、心理社会的ストレス手順を用いたGrayらや、労働日中の自然主義的コルチゾール変化を調べた本研究の研究4と比較して、異なるストレス要因を用いたことに起因している可能性がある。ガムを噛むと心拍数の上昇と警戒心の向上が実験的に観察されているが [9] 、心拍数は勤務中のガム噛みに影響されず、交感神経の覚醒はガムを噛むことの短期的効果にのみ関係している可能性が示唆された。ガムを噛むと心拍数が増加することを示した以前の研究では、ガムが持続的注意 [9] と記憶 [18] を改善することも明らかにされており、この点はさらなる研究の対象であると考えられる。

Smithら [16]などの先行研究とは対照的に、チューインガムは不安や抑うつに影響を与えなかった。これは、通常2週間のチューインガムによる先行研究と比較して、チューインガムによる介入期間が比較的短かったことに起因すると思われる。Erbayら[16]のうつ病の標本では、チューインガムは不安と抑うつに影響を及ぼさなかった。[25]では、チューインガムが胃腸症状の変化と明らかに関連しており、チューインガムが脳腸軸において有益な役割を果たす可能性が示唆された [38] 。したがって、チューインガムが過敏性腸症候群などのストレス関連脳腸軸障害における胃腸症状を改善することができるかどうかは興味深いところであるが、過敏性腸症候群は急性ストレスに対するコルチゾール反応の延長と関連しているため [39] 、チューインガムがコルチゾールを増加させてしまうとストレス条件下の過敏性腸症候群には有益でない可能性があることに注意しなければならない。

ガムを噛むことで観察される効果を説明できる他のさまざまなメカニズムがある。例えば、持続的注意力のパフォーマンスがあまり低下しない場合、EMGが維持されることが示されているように、顔面筋の活性化 [4] などがある [40]。しかし、噛む速度が大きくなると顔面筋の活性化が必要になるので、今回の知見からすると、顔面筋の活性化が用量反応的に持続的注意に影響を与えている可能性は低いように思われる。他のメカニズムとしては、中枢神経系の活動の変化 [9, 13, 41-43]、おそらく局所血流またはグルコース供給の刺激によるもの [44]が考えらえる。これは、風味がチューインガムの注意喚起効果を緩和するようには見えないという研究1の知見と一致している。しかしながら、Allenらは急性実験条件下で心拍数の増加を観察したが、今回の結果は、一日の労働時間の中で心拍数が増加することを示す証拠にはならない。研究1において、チューインガムが気分に対して急速な効果を示したように、これらの効果を説明しうる急速作用のメカニズムが存在するはずであることを心に留めておく必要がある。

チューインガムの認知と気分への影響に関する多くの先行研究 [23, 37] と同様、我々は主に女性サンプルを使用した。男性よりも女性の方がガムを噛む傾向があるという調査結果が以前からあり [19]、このことはより広い消費パターンを代表している可能性がある。

心拍変動および外来血圧の指標は、仕事のストレスと関連しているため [45] 、チューインガムのストレスへの影響について情報を提供することができるかもしれない。長期間の介入におけるチューインガムの効果がより明確であることから、チューインガムを2週間食べると、職業性ストレスとともにコルチゾールの分泌が減少する可能性がある。実験条件は一貫した身体活動レベルと関連しているかもしれないが、活動レベルは個人の勤務日によって大きく異なる可能性があるため、今後の研究では勤務中の身体活動レベルを評価することが有用であろう。これは、心拍数の変動が大きくなることにつながるが、ガムは管理された低活動条件下で増加することが示されている [9, 18]。身体活動もコルチゾール値に影響を与える可能性があるため [46, 47] 、研究前および研究中に激しい身体活動を避けるよう参加者に求める身体活動の監視をより厳密に行うことが、より信頼できる結果を得るために役立つ可能性がある。

7.結論

ガムを噛むことは、仕事における生産性の向上や認知エラーの減少、また朝のコルチゾールの上昇と関連していた。しかし、咀嚼速度、風味、認知パフォーマンスは、ガムを噛むことによる覚醒の増強と持続的注意の変化を修飾せず、運動量の多さがこれらの効果を誇張しないことが示唆された。

謝辞

コルチゾールの測定にはBenita Middleton博士に感謝する。筆頭著者の博士課程研究は、リグレー科学研究所の支援を受けている。

利益相反

本論文の発表に関して、著者らは利益相反がないことを宣言する。