「脳の燃料」を正しく補給して集中力を引き出す。運動・勉強の成果を高める補食マネジメント

では、最初のテーマ「集中力のメカニズム、なぜ集中力が落ちるか」についてお話ししたいと思います。
「集中力」とは、医学的には前頭前野が司る機能です。ドーパミンやノルアドレナリンといった神経伝達物質がそのスイッチ役を果たしています。これらが適度に働くことで必要な情報を取捨選択し続けられるわけです。脳のエネルギー源であるブドウ糖も重要で、血糖が低下すると集中力も落ちます。
さらに神経伝達物質の消耗や血流低下で疲労を感じやすくなり、注意を保つのが難しくなります。また、ストレスによりコルチゾールが増えると前頭前野の働きが乱れ、さらに集中しにくくなるのです。例えば朝食を抜いた状態では記憶や計算能力が落ちることが知られています（参考1）。

おっしゃる通りです。短期的な集中力が維持できず、特定の記憶課題に悪影響を与えているのだと思います。

私も非常に納得しました。患者さんに説明する際にも「脳のエネルギーが不足すると集中力が落ちる」と具体的に伝えやすいですね。
さらに神経伝達物質が消耗すると雑念が増えたり、軽度の脱水でも集中力が低下したりする点も重要です。長時間の注意持続は「メンタル・ファティーグ（精神的疲労）」と表現され、脳の注意システム資源が消耗する結果だとされています。

また、単調作業ではデフォルトモードネットワークが活性化し、マインドワンダリングが増えるとも報告されています。さらに、外部刺激を抑制し続ける前頭前野の抑制機構が疲弊して注意力が下がる「Directed Attention Fatigue」の概念もあります。

「集中力が落ちる」という現象は単に脳が疲れるだけでなく、脳内ネットワークの切り替えの不具合とも捉えられます。
集中しているときはタスクポジティブネットワークが優位ですが、疲労やエネルギー不足で抑制が弱まるとデフォルトモードネットワークが活性化し、雑念に引っ張られてしまうのです。これも血糖低下などが原因で起こることが知られています（参考2）。

集中力を長時間維持するには、まず「脳の燃料補給」を考える必要があります。脳は体重のわずか2％しかないにも関わらず、身体の全エネルギーの20％を消費します。つまり数字だけ見れば非常に燃費の悪い臓器ですが、それだけエネルギーを必要とする重要な臓器でもあります。そのエネルギー源は主にブドウ糖です。血糖が安定していなければ集中は続きません。実際、朝食を摂った群では記憶課題の成績が改善する報告があります。朝食を抜いて勉強や仕事に臨むのは、燃料を入れずに走り出す車のようなものです。

もうひとつは水分。体の水分が2％減るだけで注意力や短期記憶が落ち、疲労感や不安感が増します（参考3）。喉が渇いたときにはすでに軽い脱水ですから、意識的にこまめに飲むのがいいですね。
さらに「注意資源は有限」だという点も忘れてはいけません。長時間続けると脳の神経伝達物質が消耗し、雑念が増えるマインドワンダリングが起きやすくなります。軽いストレッチや深呼吸を交えながら短い休憩を挟むのが有効です。まとめると、
①食事で血糖を安定させる、②水分を補給する、③休憩でリフレッシュする、この三本柱が重要だと思います。

お二人がおっしゃる通り、集中力を語るうえで血糖値は避けて通れません。特に問題なのは急激な血糖上昇です。上がるとインスリンが大量に分泌され、その反動で下がり過ぎて眠気や倦怠感につながります。ですから食事内容を工夫する必要があります。
例えば、低GI食品を取り入れることです。GIとは食後の血糖上昇度を示す指標で、ブドウ糖を100とした場合の相対値です。食物繊維が多い食品や、タンパク質・脂質を含むものは血糖上昇が緩やかです。反対に白米やパンケーキ、ラーメンなどは急激に血糖を上げます（参考5）。私は学生にも「昼にラーメンは危険、午後は眠くなるから」とよく話しています。

とても良い工夫だと思います。最近は市販食品でも「低GI」と表示しているものを見かけるようになりました。こうした情報を意識するだけでも違うと思います。
また、ここで補足したいのが「リズム」の視点です。人間の脳や体は約90分周期で活動と休息のリズムを刻んでいます。これをウルトラディアンリズムといいます。このリズムを無視して何時間も集中し続けようとすると、自然と脳が疲れて集中が途切れます。逆に90分ごとに短い休憩を入れると効率が上がります。大学の講義が90分以内に設定されているのもそのためですね。

同感です。血糖や水分だけでなく、リズムの考え方を取り入れると一層集中が持続しそうです。

集中力に直結する食べ物を考えると、まず血糖値の安定と水分補給が“土台”です。その上で大事な成分を3つ挙げます。

1つ目は神経伝達物質の材料になるアミノ酸。大豆製品や卵、乳製品のチロシンはドーパミンの材料に、魚や肉のトリプトファンはセロトニンをつくり、集中や落ち着きを支えます。
2つ目は青魚に含まれるDHAやEPAといったオメガ3脂肪酸。神経細胞膜を柔らかくし、情報伝達をスムーズにします。学習や記憶の改善効果も報告されています（参考6）
3つ目はカフェインとテアニン。コーヒーや緑茶のカフェインは覚醒を助けますが、摂りすぎは不眠や不安の原因に。
緑茶のテアニンはリラックス効果があり、カフェインと組み合わせて落ち着いた集中を生み出します。

さらにビタミンB群（B6・B12・葉酸）は神経伝達物質の合成に不可欠で、集中力を支える重要な栄養素です。

青魚を食べると“頭がよくなる”と昔から言われますが、実際にDHA/EPAの摂取は記憶力や注意力の改善に関連が示されています。特に週2回以上の摂取が推奨されますね。食生活で難しい人はEPA/DHAサプリやサバ缶も便利です（参考7）。
また、緑茶に含まれるテアニン100mgとカフェイン50mgを同時に摂ると、認知課題で集中力向上効果が出ることも報告されています（参考8）。手術前や長時間の会議前に飲むのは実用的です。

補足しますと、ビタミンB群が不足すると注意力低下や慢性疲労につながりますし、発酵食品（納豆・ヨーグルト・キムチなど）は腸内環境を整えて腸―脳相関を通じ、間接的に集中力を助けます。食事全体のバランスが重要だと改めて感じます。

私自身は緑茶をよく飲みます。落ち着いた集中が得やすいですね。また、高カカオチョコレート（70%以上を10〜20g）も時折摂ります。フラバノールによって短期的な注意力や処理速度が改善すると報告されています（参考9）。

確かにチョコレート製品でも“集中力アップ”を謳うものがありますね。やはり、基本はバランスの良い食事で、その上でカフェインやチョコをうまく取り入れるのが効果的だと思います。

補食の「取り方」は、まず「タイミング」が重要です。運動と勉強で分けて整理します。

・運動前：開始1〜2時間前に、体重1kgあたり約1gの糖質を含む軽食が有用です。たとえばバナナ＋ヨーグルト。過量は胃の重さにつながり逆効果。
・運動中：60分以上の持久運動では、開始30分後から30〜60分ごとに30〜60gの糖質を分割補給するとパフォーマンス維持に有効と報告があります（参考10）。マラソンやロングライドではエナジージェルやスポーツドリンクを小分けに。
・運動直後：終了後30分以内（ゴールデンタイム）に糖質0.8〜1.0g/kg＋タンパク質10〜20gを同時補給すると、筋グリコーゲン回復と次回への備えになります。　

・勉強前：開始30〜60分前に低GI食品（全粒パン、オートミールなど）＋少量のタンパク質。過量摂取は血糖変動や胃の不快感で集中を損ねます。
・勉強中：2〜3時間ごとの小休憩で約100kcalの軽い補食（ナッツ＋果物、ヨーグルト等）を。運動時より間隔は長めでよい。
・長時間学習後：終了後1時間以内に炭水化物＋少量のタンパク質で、消費したグリコーゲンの補充と疲労回復を支援。

これらを意識すると、血糖の安定と神経伝達物質の補給がスムーズになり、集中力と持久力を保ちやすくなります。

咀嚼は前頭前野の賦活、海馬機能の維持など、脳機能に好影響を与える可能性が報告されています（参考12）。脳血流・代謝の向上、ストレス軽減の示唆もあります（参考13、14）。
ただし、効果は一過性という指摘もあり、試験や重要会議の直前〜開始直後など「ここ一番」に短時間活用するのが現実的です。
実務的には、「噛む補食」を選ぶことで栄養補給と脳刺激を同時に満たせます。

持久系では混合糖質90g/時の上限を意識しつつ、個人の胃腸耐性に合わせて調整を。学習では低GI＋適量、必要に応じて短時間のガムなどを組み合わせるのが現実的だと思います。