hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳内機能性ネットワークの解析による慢性疼痛の診断と治療効果の検討

本研究の目的は、脳機能画像法(fMRI)の一種であるdefault mode network(DMN)の解析を応用し、痛みの処理に関わるネットワークを詳細に検討するとともに、MRスペクトロスコピーによる脳代謝の変化を抽出し、慢性疼痛関連ネットワークと神経情報伝達物質の解析から疼痛関与のパターンを解析することにある。今年度は被験者を対象として脳機能画像の安定化を図り精度の検証を行った。3.0T MRI装置(SIEMENS Trio)および32chヘッドコイルを使って安静仰臥位で閉眼状態のrs-fMRIと刺激によるfMRIによって健常同一被験者間でのバラツキについて評価を行い、固定具等の調整を実施した。また、疼痛に対する脳機能評価として、rs-fMRIの症例を重ねた。脳代謝物の検討では、スペクトル分離とフィッティングの精度が重要であり、昨年度に引き続きこれらの改善に注力した。測定には3.0T MRI装置(SIEMENS Trio)を用い、7cm single channel surface coil(7cm_SC)および32ch matrix head coil(32ch)のコイルを使用し、ファントムを用いてパルスシーケンスの最適化を行った選択的に原子核スピンを反転させ化学結合している原子核の磁化を反転させるシーケンスを用いて代謝物の信号を取得した。γ-アミノ酪酸(GABA)などは脳内の濃度が多くないため測定が難しく、また他の代謝物ピークとの重なりがあり、エデティングで分離計測が必要であることから信号が減弱する、計測時間が延長するなどの問題があった。脳機能に関する検討については概ね順調に推移しているが、代謝物の計測に不安定な要素があり、研究が予定よりも遅れている。脳代謝物に関する検討では、スペクトル分離とフィッティングの精度が重要であり、昨年度に引き続きこれらの改善に注力した。γ-アミノ酪酸(GABA)などは脳内の濃度が多くないため測定が難しく、また他の代謝物ピークとの重なりがあり、エデティングで分離計測が必要であることから信号が減弱する、計測時間が延長するなどの問題がある。これを解決するために7Tの超高磁場MR装置を用いて脳の代謝物を計測し、代謝物分離ソフト等を用いて結果の比較を行う必要がある。被験者から得られた脳機能データを詳細に解析し、痛みとその緩和に依存する伝達機構と関連する代謝物について検討を行う。特に代謝物の検討については7Tの超高磁場MR装置を用いて脳の代謝物を計測し、代謝物分離ソフトのLC-Modelを用いた解析を実施する。また、来年度は研究成果の論文化と共に、fMRIと並行して行う脳内代謝物計測(multi-voxel MRS )の実用化を目指す。今年度は撮像シーケンスの調整および解析環境の構築を行い、データ取得から解析までをスムーズに遂行できる環境を整えた。また、ファントムおよび健常被験者を対象として脳機能画像の精度調査を行い、安定性の検証を行った。3.0T MRI装置(SIEMENS Trio)および32chヘッドコイルを使って安静仰臥位で閉眼状態のrs-fMRIと刺激によるfMRIを測定した。脳代謝物の検討では、スペクトル分離とフィッティングの精度が重要であり、これらの改善に注力した。測定には3.0T MRI装置(SIEMENS Trio)を用い、7cm single channel surface coil(7cm_SC)および32ch matrix head coil(32ch)のコイルを使用し、ファントムを用いてパルスシーケンスの最適化を行った。選択的に原子核スピンを反転させ化学結合している原子核の磁化を反転させるシーケンスを用いて代謝物の信号を取得したが、生体脳では高分子の存在によって、特にγ-アミノ酪酸(GABA)等においての信号損失を招くことがある。ファントムとは異なる結果となることに対応するため、より生体に近い組成のファントムによってスペクトル処理の手法を改善する必要がある。スペクトロスコピーのキャリブレーションと解析環境の構築を重点的に行ったため、被験者を置いた実験に至らなかった。

測定には3.0T MRI装置(SIEMENS Trio)を用い、7cm single channel surface coil(7cm_SC)および32ch matrix head coil(32ch)のコイルを使用し、ファントムを用いてパルスシーケンスの最適化を行った選択的に原子核スピンを反転させ化学結合している原子核の磁化を反転させるシーケンスを用いて代謝物の信号を取得した。γ-アミノ酪酸(GABA)などは脳内の濃度が多くないため測定が難しく、また他の代謝物ピークとの重なりがあり、エデティングで分離計測が必要であることから信号が減弱する、計測時間が延長するなどの問題があった。脳機能に関する検討については概ね順調に推移しているが、代謝物の計測に不安定な要素があり、研究が予定よりも遅れている。脳代謝物に関する検討では、スペクトル分離とフィッティングの精度が重要であり、昨年度に引き続きこれらの改善に注力した。γ-アミノ酪酸(GABA)などは脳内の濃度が多くないため測定が難しく、また他の代謝物ピークとの重なりがあり、エデティングで分離計測が必要であることから信号が減弱する、計測時間が延長するなどの問題がある。これを解決するために7Tの超高磁場MR装置を用いて脳の代謝物を計測し、代謝物分離ソフト等を用いて結果の比較を行う必要がある。安静時脳機能画像による痛み関連ネットワークの抽出と治療による影響をMRIによって検出することを目的とし、rs-fMRIに加えてMRスペクトロスコピーによる脳代謝の変化を治療前後で検討する。慢性疼痛関連ネットワークと神経情報伝達物質の解析から疼痛関与のパターンを抽出するため、痛みの経緯やVASやODIスコアの段階に対応する変化に着目して検討を行う。痛み症状のある被験者は長時間同一の姿勢を保つ事が難しく、必要に応じて撮像シーケンスの高速化や固定具の作成を行う。被験者から得られた脳機能データを詳細に解析し、痛みとその緩和に依存する伝達機構と関連する代謝物について検討を行う。特に代謝物の検討については7Tの超高磁場MR装置を用いて脳の代謝物を計測し、代謝物分離ソフトのLC-Modelを用いた解析を実施する。また、来年度は研究成果の論文化と共に、fMRIと並行して行う脳内代謝物計測(multi-voxel MRS )の実用化を目指す。(理由)ボランティア実験に至らず謝金を必要としなかったため、次年度使用額が生じた。(使用計画)被験者謝金およびデータ処理依頼に対する謝金として使用する。また、ファントム作成のための薬品購入および封入材料の調達に充てる。
非比例負荷を含む多軸応力下での疲労寿命特性および実設計のための強度設計基準の開発

多軸疲労強度設計の現状から,非比例・多軸の過酷負荷状態下にある機器・構造物の健全性および信頼性保証の点からも,適切な非比例多軸疲労の変形・損傷モデルを構築することは,設計技術者からも強い要望がある.そこで本研究では,多軸疲労強度設計基準を構築する上で,多軸疲労研究の成果の鍵を握る実験研究,また,研究者と設計現場が抱えている諸問題の把握や国際的な動向等の調査が必要であるとの認識から,(1)研究調査,(2)多軸疲労試験,(3)設計基準の構築,を主柱とする研究を実施した.多軸疲労強度設計の現状から,非比例・多軸の過酷負荷状態下にある機器・構造物の健全性および信頼性保証の点からも,適切な非比例多軸疲労の変形・損傷モデルを構築することは,設計技術者からも強い要望がある.そこで本研究では,多軸疲労強度設計基準を構築する上で,多軸疲労研究の成果の鍵を握る実験研究,また,研究者と設計現場が抱えている諸問題の把握や国際的な動向等の調査が必要であるとの認識から,(1)研究調査,(2)多軸疲労試験,(3)設計基準の構築,を主柱とする研究を実施した.多軸疲労強度設計の現状から,非比例・多軸の過酷負荷状態下にある機器・構造物の健全性および信頼性保証(安全・安心)の点からも,適切な非比例多軸疲労の変形・損傷モデルを構築することは,設計技術者からも強い要望がある.しかしながら,いくつかの寿命評価モデルが提案されているが,ASME基準等に代わる寿命評価モデルの完成の域には至っていないのが実状である.本研究では,多軸疲労強度設計基準を構築する上で,多軸疲労研究の成果の鍵を握る実験研究,また,研究者と設計現場が抱えている諸問題の把握や国際的な動向等の調査が必要であるとの認識から,(1)研究調査,(2)多軸疲労試験,(3)設計基準の構築,を主柱とする研究を実施することを目的としている.本年度の研究では,上記(1)および(2)の研究を主に実施し,ある一定の成果を得た.(1)研究調査では,多軸疲労強度設計基準を構築する上で、研究者と設計現揚が抱えている諸問題の把握や国際的な動向等の調査,また,多軸疲労研究の成果の鍵を握る実験研究の企画・調査が必要であることを示した.また,具体的な研究課題として,(1)解決済および未解決問題の把握,(2)研究室レベルでの成果を設計規格・基準へ応用する場合の問題点の把握,(3)研究者および設計現場の両サイドでの諸問題点の把握,(4)実機で生じる多軸負荷状態の解析およびモデル化,(5)各種多軸負荷における繰返し変形・破壊特性の実験による把握および検証,であることを挙げた.(2)多軸疲労試験では,種金属材料の非比例多軸負荷による変形特性および寿命特性,とくに応力増加と寿命低下のメカニズムの材料依存性の解明に主眼を置くとともに,主に材料工学の切り口から多軸下における材料強度特性を示した.多軸疲労強度設計の現状から,非比例・多軸の過酷負荷状態下にある機器・構造物の健全性および信頼性保証(安全・安心)の点からも,適切な非比例多軸疲労の変形・損傷モデルを構築することは,設計技術者からも強い要望がある.しかしながら,いくつかの寿命評価モデルが提案されているが,ASME基準等に代わる寿命評価モデルの完成の域には至っていないのが実状である.本研究では,多軸疲労強度設計基準を構築する上で,多軸疲労研究の成果の鍵を握る実験研究,また,研究者と設計現場が抱えている諸問題の把握や国際的な動向等の調査が必要であるとの認識から,(1)研究調査,(2)多軸疲労試験,(3)設計基準の構築,を主柱とする研究を実施することを目的としている.本年度の研究では,(2)の研究を主に実施し,ある一定の成果を得た.すなわち,各種金属材料の非比例多軸負荷による変形特性および寿命特性,とくに応力増加と寿命低下のメカニズムの材料依存性の解明に主眼を置くとともに,主に材料工学の切り口から多軸下における材料強度特性を示した.また,軸・ねじり多軸油圧シリンダーを備えた高速繰返し試験対応の試験装置を開発し,同試験装置による応力制御の試験(高サイクル疲労)も次年度から開始する準備が整った.さらに,本年度は新たに,(3)の設計基準の構築にあたる寿命評価法の開発および実設計基準への反映に向けた具体的な検討を行い,最終目標達成に向けた次年度の研究内容の具体的な指針を得た.多軸疲労強度設計の現状から,非比例・多軸の過酷負荷状態下にある機器・構造物の健全性および信頼性保証(安全・安心)の点からも,適切な非比例多軸疲労の変形・損傷モデルを構築することは,設計技術者からも強い要望がある.しかしながら,いくつかの寿命評価モデルが提案されているが,ASME基準等に代わる寿命評価モデルの完成の域には至っていないのが実状である.本研究では,多軸疲労強度設計基準を構築する上で,多軸疲労研究の成果の鍵を握る実験研究,また,研究者と設計現場が抱えている諸問題の把握や国際的な動向等の調査が必要であるとの認識から,(1)研究調査,(2)多軸疲労試験,(3)設計基準の構築,を主柱とする研究を実施することを目的とした。

本年度の研究では,平成1920年度に実施した(1)および(2)の研究成果を基に,とくに応力増加と寿命低下のメカニズムの材料依存性の解明に主眼をおいて,材料工学の切り口から多軸下における材料強度特性を示し,非比例多軸負荷における低サイクル疲労寿命評価手法について示した.また,平成21年度後半から(3)の設計基準の構築にあたる寿命評価法の開発および実設計・評価への反映に向けた具体的な検討を行い,本年度には非比例多軸負荷の応力・ひずみ状態,多軸度および非比例度を簡易的および視覚的に解析および表示するツール(プログラム)を試作した.複雑な多軸負荷を受ける機器・構造物の設計・開発および維持管理者が使用できる汎用ツールの開発に向けて本研究の継続研究を展開する.
肺小細胞癌において高発現するインスリン様増殖因子結合蛋白2の発現機序及び機能解析

肺小細胞癌において高発現するインスリン様増殖因子結合蛋白2(IGFBP-2)の発現機序及び機能解析を行うことを目的とし、前年度の研究結果を受け、本年度は肺小細胞癌におけるIGFBP-2蛋白の腫瘍マーカーとしての有用性の検討を行った。まず、病理学的診断のため作成された肺癌組織のホルマリン固定パラフィン包埋切片を用い、14症例の小細胞癌、67症例の腺癌、15症例の扁平上皮癌、14例の大細胞癌について、癌細胞におけるIGFBP-2の発現状態を免疫組織化学的に検討した。その結果、小細胞癌全例において高度のIGFBP-2発現が認められた。一方、大細胞癌では殆どの症例でIGFBP-2発現の減弱している症例が多く見られ、腺癌や扁平上皮癌においてもIGFBP-2発現の減弱している症例が見られた。次に、肺癌患者血清中に含まれるIGFBP-2についてELISA法による測定を行った。その結果、stage IやIIといった早期肺癌症例においては、非小細胞癌症例に比して小細胞癌症例で有意に血清IGFBP-2が高値を示しているというデータは得られず、むしろ扁平上皮癌症例や腺癌症例に血清IGFBP-2上昇例が多く見られた。しかしstage IIIやstage IVといった進行肺癌症例においてはその傾向が逆転し、小細胞癌症例における血清IGFBP-2値は早期小細胞癌症例に比して上昇しているのに対し、扁平上皮癌症例や腺癌症例では進行に伴い減少していることが明らかになった。IGFBP-2発現低下の原因をIGFBP-2プロモーターの過メチル化に求め、メチル化特異的PCR法を用いて検索してみると、小細胞癌症例ではメチル化が検出されなかったが、非小細胞癌症例では多数の症例でメチル化が検出された。以上より、血清IGFBP-2の測定は、小細胞癌の病勢を示すマーカーになりうることが明らかになった。IGFBP-2が小細胞細胞の増殖に及ぼす影響の解析:IGFBP-2に対するsiRNA(small interfering RNA)を作成し、我々の保有する肺小細胞癌株に遺伝子導入したところ、細胞の増殖速度は亢進した。またIGFBP-2に対する中和抗体を用い、これを培地に添加することにより、小細胞癌細胞の増殖能は亢進した。このことから、小細胞癌細胞には腫瘍化に伴う過剰増殖に対してIGFBP-2を介した増殖抑制機構が作動していることが確認された。また、一般に小細胞癌細胞は培養条件下において非常に増殖速度が遅いことが特徴になっているが、その原因の一つにIGFBP-2過剰発現が影響していることが示唆された。小細胞癌細胞におけるIGFBP-2高発現のメカニズムの解析:IGFBP-2promoter遺伝子を挿入したluciferase vectorを作成し、これを用いてプロモーターアッセイを行ったところ、IGFBP-2promoter外に存在するE-boxが小細胞癌におけるIGFBP-2の過剰発現現象に深く関与していることが明らかとなった。また、このE-boxに結合する候補因子には神経内分泌形質に関連したものが含まれていることが判明した。IGFBP-2の肺小細胞癌に対する腫瘍マーカーとしての有用性の検討肺癌切除標本を用い、肺癌細胞におけるIGFBP-2の発現について検索したどころ、非小細胞癌に比して小細胞癌では高度のIGFBP-2発現が見られることが明らかとなった。また現在も検索を続行中であるが、肺癌患者のうち小細胞癌患者血清には高レベルのIGFBP-2が含まれていることが確認されている。
話者の絶えた樺太アイヌ語資料集成

樺太アイヌ語は、その最後の話者、浅井タケさん(1902-1994)の死によって「話者の絶えた言語」、つまり死語となった。本研究は、この樺太アイヌ語の過去に蓄積された言語資料を、音声とそのテキスト及びグロッサリー、さらにその意味内容の三者が一体となって関連づけられるような形に整えて整理保存することを目的として実施された。平成810年度の研究期間に達成された研究成果は、上述の研究課題の一部に過ぎないが、各年度の研究実施計画に基づいて研究を実施した結果、『浅井タケ昔話全集I』300頁の冊子を完成した。『浅井タケ昔話全集』IとIIには、村崎が1984年から1992年までの期間に収録したテープの中から浅井タケさんが語った昔話全54編をぬきだして、そのすべてを収録した。本書『浅井タケ昔話全集I』には、昔話54編のうち収録期間の前半に当たる1984年から1988年までの期間に収録された昔話30編(At01At30)を収めた。平成8年度研究実施計画に基づき以下のような研究を実施した。(1)樺太アイヌ語音声資料及び文献資料の整理、分類。村崎が収録した、樺太アイヌ語の録音テープ、(90分、100本)をDATテープにコピーして保存できるようにした。収録されたすべての口承資料をジャンル別に分類した。(2)文献資料の収集。ルダノフスキーのアイヌ語辞典(北大図書館北方資料室)のコピーを入手した。(3)村崎テープの聞き書き村崎とアイヌ語の分かる研究協力者(丹菊)でテープの聞き書きを行った。全体の4分の1程度完了。(4)国内外の関係学会で「樺太アイヌ語」に関する研究発表を行った。6/16第112回日本言語学会大会(麗澤大学)で村崎恭子発表「話し手の絶えた樺太アイヌ語」10/27第113回日本言語学会大会(北海道大学)で村崎恭子発表「述語の構造-日本語、韓国語、アイヌ語-」(5)マルチメディアデータベースのシステム作成最終的には大量の文字と音声を総合的に処理できるパソコンセットを入手して「樺太アイヌ語マルチメディアデータベース」の具体的な形式が、横浜国立大学工学部の大学院生で研究協力者(秋元)の協力によって確立した。また、できるかぎり研究協力者によるデータベース入力を行った。平成9年度研究実施計画に基づき以下のような研究を実施した。(1)浅井タケの昔話30編の録音テープ聞き書き及び日本語訳(2)補充調査、資料収集調査(3)北海道へ村崎が2回(4)データベース作成のための例文・語彙入力作業継続(5)平成9年5月に制定された「アイヌ文化振興法」に基いて村崎が文化庁の国語調査官としてアイヌ言語文化の振興について全国各地において調査研究した。平成十年度研究実施計画に基づき以下のような研究を実施した。(1)村崎テープの聞き書き村崎が収録した全200本に及ぶ樺太アイヌ語録音テープのうちから,浅井タケさんの昔話54編を改めて聞きなおし原音声に近い表記で記述し和訳を付けた。村崎と研究協力者丹菊,蔡とで作業を行った。(2)補充調査,資料収集村崎が10月に北海道の常呂に故藤山ハルさんの次女の白川八重子さんを訪れ,ハルさんの音声資料の補充調査を行った。(3)研究成果報告書の印刷(1)『浅井タケ昔話全集I』300頁の印刷(2)『浅井タケ昔話全集II』300頁の印刷(3) CDROM('wave)浅井タケ昔話全集(74分10枚)の制作ただし,以上の(1)のみ本科学研究補助金で研究成果報告書を印刷した。(2)(3)(4)については(財)放送文化基金平成9年度研究助成によって成果報告資料を制作した。なお,(1)は,平成11年3月14日現在,完全原稿が整ったという進捗状況で,4月9日の提出期限に間に合うかどうか不明である。
SETD1A遺伝子の稀な変異と日本人統合失調症における発症リスク

統合失調症の発症に影響する遺伝子として、白人ではSETD1A遺伝子が同定された。本研究では、この遺伝子が人種を超えた統合失調症のリスク遺伝子であることを明らかにする。そのため以下の方法を組み合わせ、研究を進める。1) SETD1A遺伝子シーケンスでは、症例・対照サンプルを用いて、稀な変異を網羅的に検索する。2)関連解析では、症例・対照サンプルを用いて、SETD1A遺伝子が日本人においても統合失調症の発症に大きな効果をもつリスク遺伝子であることを確認する。本研究で得られる成果を基盤として、統合失調症の病態を解明し、根本的治療法の開発に結び付けることが最終目標である。
高齢化社会における中高年者の健康維持増進と疾病予防に対する高地トレーニングの効果

本研究は、短期集中型高地トレーニングに焦点を絞って、末梢血液循環の動態、動脈硬化度に及ぼす効果について明らかにするとともに、自律神経系(交感神経及び副交感神経のバランス)の変化からも検討した。その結果、中高年者に対する標高1500m前後に相当する低圧低酸素環境下における2日間の歩行運動は、運動終了後の翌朝において、自律神経活動の適切な反応(健常型)がみられ、末梢血液循環を一時的に改善することが示唆された。週末を利用した「高地ウォーキング」は、定期的に継続すると安静時の自律神経系及び末梢循環を比較的早期に改善することが期待できると示唆された。1.目的:本研究は、中高年者を対象に、高地(低圧低酸素環境下)で2日間の歩行運動を行った場合、運動中、運動終了後の翌朝における自律神経系の応答について検討した。2.方法:歩行運動は、低圧室を使用した。被験者には、平地(NE)及び標高1500m(HE)でそれぞれ歩行運動を行わせた。1回の運動時間は、4560分間とした。運動中は、心拍数、動脈血酸素飽和度(SpO2)及び自覚的運動強度(RPE)を測定した。運動終了後(翌朝)には、自律神経活動(体位変換テストを含む)を測定した。自律神経活動の評価は、心拍変動データを解析(低周波帯域;LF、高周波帯域;HF)し、HF normalized unit(以下HFnu=HF/(LF+HF)×100)を求め、交感神経活動と副交感神経活動のバランスを推定した。3.結果及び考察:1)歩行運動中のSpO2は、HEがNEに比較して、有意に低値を示した。2)歩行運動中のRPEは、HEがNEに比較して、有意に高値を示した。3)歩行運動中の心拍数は、HEがNEに比較して、有意に高値を示した。4)歩行運動中のHFnuは、HEがNEに比較して、有意に低値を示した。5)運動終了後(翌朝)のHFnuは、HEとNEで有意差がみられなかった。しかし、6名中4名がHFnuで高値の傾向を示した。6)体位変換テスト時の自律神経活動は、6名中2名がHE及びNEのいずれも座位から起立・立位まで適切に反応していた。その他の4名は、NEに比べてHEで座位から起立・立位まで適切に反応していた。7)自律神経機能の総合評価は、平均点でHEがNEに比べて、高得点を示した。以上の成績から、標高1500mに相当する低圧低酸素環境下における2日間の歩行運動は、運動終了後の翌朝においても、副交感神経活動が優位な状態がみられ、自律神経活動のバランス及び反応力を一時的に改善することが示唆された。1.目的:本研究は、成人男子(5名)を対象に、自然環境を利用した高地(低圧低酸素環境下)における2日間の歩行運動を行った場合、運動前及び運動終了後(翌朝)の自律神経系の応答及び末梢血液循環の動態にどのような影響を及ぼすかを検討した。2.方法:被験者には、2日間の低圧低酸素環境下で歩行運動を行わせた。1日目は、標高;12601400mを90分間、2日目は標高14001650mを140分間(休息を含む)の歩行運動であった。歩行運動前及び2日間の歩行運動終了後(翌朝)に、自律神経活動(体位変換テスト)、末梢血液循環(加速度脈波の変化)の動態を測定した。3.結果及び考察:1)歩行運動前後における加速度脈波波高比(b/a)及び加速度脈波加齢指数(APG-AI)値は、歩行運動前後で有意の差がみられなかった。しかし、APG-AI値は、特に、中高年者(3名)において歩行運動前(平均-0.10)より歩行運動後(平均-0.36)に明らかに低値を示した。2)歩行運動後の加速度脈波波高比(d/a)は、歩行運動前に比較して、有意な増加を示した。3)歩行運動前後における体位変換テスト時の自律神経活動は、とくに、2名において、歩行運動前が安静(座位)及び立位で健常型、起立で交感神経反応過剰型であったのに対して、歩行運動終了後では安静から起立・立位まで自律神経活動が適切に反応していた(いずれも健常型)。4)自律神経機能の総合評価は、歩行運動終了後(平均8.6点)が歩行運動前(平均7.6点)よりも高い得点になった。以上の成績から、とくに、中高年者において標高1500m前後の低圧低酸素環境下における2日間の歩行運動は、運動終了後の翌朝において、自律神経活動の適切な反応がみられ、末梢血液循環を一時的に改善する傾向があることが示唆された。

1.目的:本研究では、中高年者を対象に、高地(低圧低酸素環境下)で2日間の歩行運動を行った場合、運動終了後の翌朝における自律神経系の応答、末梢血液循環及び動脈スティフネスの動態にどのような影響を及ぼすか検討した。2.方法:歩行運動は、低圧室を使用した。被験者には、平地(NE)及び標高1500m(HE)でそれぞれ歩行運動を行わせた。1回の運動時間は、4560分間とした。運動中は、心拍数、動脈血酸素飽和度(SpO2)及び自覚的運動強度(RPE)を測定した。運動終了後(翌朝)には、自律神経活動、末梢血液循環(加速度脈波加齢指数)及び動脈スティフネス(脈波伝播速度)を測定した。自律神経活動の評価は、心拍変動データを解析(低周波帯域;LF、高周波帯域;HF)し、HF normalized unit(以下HFnu=HF/(LF+HF)×100)を求め、交感神経活動と副交感神経活動のバランスを推定した。3.結果及び考察:1)歩行運動中の心拍数は、HEがNEに比較して、有意に高値を示した。2)歩行運動中のHFnuは、HEがNEに比較して、有意に低値を示した。3)歩行運動中のSpO2は、HEがNEに比較して、有意に低値を示した。4)歩行運動中のRPEは、HEがNEに比較して、有意に高値を示した。5)運動終了後(翌朝)のHFnuは、HEがNEに比較して、有意に高値を示した。6)運動終了後(翌朝)の加速度脈波加齢指数は、HEがNEに比較して、有意に低値を示した。7)運動終了後(翌朝)の脈波伝播速度は、HEとNEの間で、有意な差がみられなかった。以上の成績から、中高年者に対する標高1500mに相当する低圧低酸素環境下における2日間の歩行運動は、運動終了後の翌朝においても、自律神経活動のバランスとして副交感神経が優位な状態がみられ、末梢血液循環を一時的に改善することが示唆された。近年、女性や中高年者が日常生活のレクリェーションにおいて登山やハイキング、トレッキングで高地環境に触れ合う機会も増加してきている。実際の実施期間は、週末を利用することを考えると、23日間が限度になるケースが多い。したがって、この実情を踏まえて、本研究では、短期集中型高地トレーニング(2日間)に焦点を絞って、運動中、運動終了後の翌朝における自律神経系の応答について検討した。その結果、短期集中型高地トレーニングでも運動中はもとより、運動終了後の翌朝に自律神経活動が明らかに変化することを確認できた。したがって、本研究の経過及び成果から様々な実践的な応用研究に発展することができると考えている。さらに、予備実験として自然環境を利用した高地トレーニング(標高1400mの東海大学嬬恋高原研修センターを拠点として宿泊効果も検討)の基礎資料も得ることができた。したがって、この実情を踏まえて、本研究では、短期集中型高地トレーニング(平成23年度は2日間)に焦点を絞って、生理的応答を検討した。その結果、短期集中型高地トレーニングでも翌朝に生理的応答(自律神経活動、末梢血液循環)が明らかに変化することを確認できた。
障害者雇用における障害者に対する合理的配慮提供モデルの構築

障害者に対する合理的配慮の提供に対する事業主の態度を包括的に明らかにするため、郵送質問紙調査用の項目収集を行った。具体的には、Journal of Ocupational Rehabilitationをはじめとした職業リハビリテーション関連の論文や厚生労働省による合理的配慮指針から、項目候補を集めた。収集した項目は、厚生労働省による合理的配慮指針に沿って、採用プロセスに沿った合理的配慮(1募集時の合理的配慮、2採用時における合理的配慮、3採用後における合理的配慮)、障害種類ごとの合理的配慮、中途障害者に対する対応、合理的配慮と過重な負担との関連(事業への影響の程度、実現の困難さ、費用・労力・時間、企業規模、企業の財政状況、公的支援の有無)の内容に分類された。今後は、職業リハビリテーションの研究者、実践者に対して、これらの項目で構成された質問紙(予備調査用)の内容妥当性の検討を依頼する。それと並行して、全業種の企業(予備調査用の標本)を対象に、質問紙(予備調査用)の予備調査を実施する。そして、内容妥当性の検討及び予備調査をとおして項目数が絞られた質問紙(本調査用)を、全業種の企業(本調査用の標本)に実施する予定である。しかし一方で、企業の回答者に対して、当該企業の応募を希望する架空の障害者のプロフィールを読ませ、その障害者に対する回答者の印象を問うような郵送質問紙調査を実施した研究も先行研究で見受けられ、回答者の本音を引き出す方法としては適切でありかつ興味深いため、計画変更を行うか否か、現在模索中である。所属機関内での責任者の業務が増え、授業の負担が変わらない中、研究に費やす時間が捻出しにくい状況であるため。時間管理の方法をさらに工夫すること。遅れている理由は、所属研究機関において、今年度から複数の新たな業務の責任者となり、それらの業務の優先順位が本研究よりも高く、かつ、当該業務の連絡調整に多くの時間が割かれるためである。30年度と31年度の研究の推進方策は次のとおりである。30年度は、本研究において作成予定の「障害者雇用における合理的配慮測定尺度(RA尺度)」の質問項目を収集したうえで、内容妥当性の検討を行い、全業種の事業主を対象に予備調査、本調査および再調査を実施する。31年度は、30年度に作成したRA尺度と、(成人用一般的)Locus ofControl尺度(鎌原・樋口・清水, 1982)を全業種の事業にしに実施する。また、31年度は本研究の最終年度であることから、本研究を投稿論文としてまとめる。以上、当初の研究計画から省略するプロセスは特にない。次年度使用額が生じた理由は、29年度に実施予定であった予備調査が、業務多忙により実施できなかたっためである。今後は、当該業務に次第に習熟することで、本研究に関わる時間を捻出できることが予想されるため、研究計画より遅れながらも、30年度は使用計画どおりの執行が可能と予想される。計画通りに研究が進まなかったため、次年度使用額が生じた。なお、次年度に、企業を対象とした郵送による質問紙の予備調査、本調査を実施予定であり、それらに次年度使用額と次年度分として請求した助成金を使用する計画である。
多様な紡錘体形成マシナリーの統合的解析と次世代型分裂期阻害剤の創生

本研究では、多様なヒトがん培養細胞を用いて、中心体依存的・非依存的な分裂期紡錘体の形成機構を統合的に解明する。特に、中心小体複製の進化的保存性、高度な再現性を保障する基本原理の解明に正面から取り組み、新しいコンセプトの創出を目指す。また、様々な組織由来のヒトがん細胞をモデル系とし、中心体除去時に駆動する紡錘体形成バックアップシステムに関与する因子群をCRISPR-Cas9 sgRNAライブラリーを用いた細胞遺伝学スクリーニングにより網羅的に同定する。さらに、介在する複合体形成や、紡錘体極を形成する構造体の機能解析を行い、その分子基盤を包括的に理解する。
日本の国境地域における観光振興の課題と対策に関する研究

日本は観光立国を目指し、2013年には訪日外客1,000万人を突破した。しかし一方で、近年の隣国との政治的な軋轢もあり、離島の安全保障とも相俟って、国境の島である対馬では、韓国人観光客の急増に対して地域住民の不安・不満が現れている。2014年に実施した対馬地域住民意識調査結果では、8割以上の人から韓国人観光客の増加に反対との意見が示された。離島での地域振興のために外客観光に依存する度合いが高まると、生活習慣の違いから安全保障問題まで、住民の不安不満感が高まることが判明した。したがって今後の受入には、訪日外客人数の拡大もさることながら、地元との調和と幅広い経済効果が期待できる施策が重要と言える。平成25年度は、日本の国境地域における観光振興の研究に関しては、対馬及び石垣島を中心に研究を行った。1対馬に関して、近年の日韓関係を踏まえた対馬への観光人旅行者の動向を平成22年度の前回調査との比較分析を行った。対馬市役所(市長、対馬観光物産推進本部長他)及び九州運輸局(局長、企画観光部課長他)を訪問し、各種データの入手及び関係者からのヒヤリング調査と現地での参与観察を行った。また当初計画では、対馬を訪問する韓国人旅行者に対する意識調査を考えていたが、部分的には昨年市役所が実施した調査結果があること、近年の観光政府の日本に対する厳しい姿勢があること等を考慮し、市役所と相談しながら、対馬市民に対する「韓国及び韓国人旅行者に対する意識調査」アンケート調査を行うことに変更した。そして平成25年度はアンケート内容を確定し、その調整準備手続きを行い、対馬市役所の御協力の下、平成26年6月に実施することを確定した。2石垣島に関しては、新石垣空港の開設以来1年を経ての国内および海外からの入込客数の変化、台湾との直行便路線の開設、受け入れ体制の改善、今後の課題等を調査するため石垣市を訪問した。市役所企画部長以下からヒヤリングを行うとともに、最新の各種統計資料を入手した。また石垣市と東海大学海洋学部の共催で開催された「石垣市海洋ゼミナール」に講師として「八重山の魅力・観光資源の活用」のタイトルで講演及び質疑応答を行った。併せて外国人観光客が多数宿泊する川平湾に臨むクラブメッツを訪問し、施設内を視察するとともに担当課長から受入体制その他ついてヒヤリングを行った。また石垣市観光協会を訪問し、資料を入手した。市の青年商工会議所の人たちと石垣市長選挙で前市長が再選されたことと関連して、最近の尖閣諸島を巡る日中関係や政治問題に対する率直な意見を聴取した。平成24年度は、日本の国境地域における観光振興の研究に関し、1沖縄県・石垣島について、地理的に近い中国、台湾からの観光客の実態把握を行うとともに、2台湾にとっての国境地域となる金門島の観光振興に関する中国との関係について、現地調査を行った。1国境の島である沖縄県・石垣島における外国人観光客の実態と受け入れ体制の課題に関し、那覇を2回、石垣市・竹富町を1回訪問し、行政関係者、観光協会、民間会社等からヒヤリング調査を行うとともに、入込客統計データの分析を行った。沖縄県から日本に入国する中国人観光客に対するマルチビザ発給の効果と、一方での中国人観光客のマナー等の問題に対する地域住民・店舗の複雑な心理状況も浮かび上がった。また石垣市においては外国人観光客は台湾からクルーズ船に乗って寄港する人がほとんどであるが、クルーズ船内に宿泊することから必ずしも地元経済に対する支出効果は大きいとは言えない実情である。台湾との間では2013年4月に懸案であった漁業協定が締結され、また新石垣空港が2013年3月に開港したことにより台湾との間で直行便が就航することが予定され、尖閣諸島をめぐり緊張関係が続く日中関係と異なり、台湾との関係においては石垣市の観光振興に期待が持てる状況となった。2金門島はかっては中華人民共和国(大陸)と中華民国(台湾)との間で大きな戦闘のあった戦略要地であったが、現在はアモイからフェリーで30分の距離的な近さのため人的交流も盛んになり、多くの中国人観光客が金門島を訪問している。台湾・金門島を1回訪問し、台北においては交流協会、台湾政府観光部署、台湾旅行会社からヒヤリング調査を行うとともに、金門市関係者、金門大学学生からもヒヤリングを行った。金門市は既に中国観光客によって観光経済が成り立っている状況であり、実質的に中国経済に飲み込まれている状況であることが確認された。平成26年度の日本の国境地域における観光振興の研究に関しては次の調査研究を行った。

(1)対馬に関して、前年度から対馬市役所の協力の下準備してきた平成26年6月に、「対馬市民の韓国及び韓国人旅行者に対する意識調査」を実施し(サンプル数1000名、回答数312名回収率31.2%)、その集計結果を分析した。その結果対馬市民の86.2%は韓国に対して良くない印象を持っていることが明らかになった。また韓国人観光客にはこれ以上来てほしくないという割合が78.4%であった。そして国境の島の対馬の観光振興のあり方に関しては、1対馬に首都圏などから日本人観光客にもっと来てもらいたい、そのためには政府からの補助も含めた施策を検討してほしい(66.8%)、2地域活性化のためには、観光振興もさることながら、公共事業等も含め、政府による国境の島の活性化方策を検討してほしい(63.1%)が主な要望である。国境の島の対馬の韓国人観光客受け入れに関する一般住民意識調査は初めてのものであったが、非常に厳しい認識であることが判明し、国境観光振興における多くの課題が明らかになった。(2)沖縄における外国人観光客受入体制と、沖縄県民の中国人、台湾人、米国人に関する意識について、各種資料に基づき研究分担者である琉球大学金城盛彦教授と意見交換を行うとともに、現地視察と関係者からのヒヤリングを行った。(3)韓国の国境観光である板門店ツアーに参加し、安全保障と絡んだ国境観光の実情を視察し、併せて、駐韓国日本大使館及び日本政府観光局ソウル事務所と意見交換を行った。以上の平成26年度研究と、24年度、25年度の研究成果を総合して纏め、「日本の国境地域における観光振興の課題と対策に関する研究ー日本のイメージの考察と対馬市民の意識調査を中心としてー」として研究報告書を完成させた。国際観光振興石垣島において、当初空港開港とともに可能ならば石垣市と連携して石垣島を訪問する外国人旅行者からアンケート調査の実施を考え、石垣市役所とも相談してきたが、諸状況により空港内での外国人旅行者に対するアンケート調査は難しくなったため、関係者からの各種ヒヤリング等調査に切り替えることとした。本研究調査は国境観光として平成23年度に申請して承認されたものであるが、その後の日韓の間では竹島や慰安婦を巡る問題、対馬の盗難仏像の返還を巡る対立の拡大が生じ、また日中間では石垣市管内尖閣諸島を巡る対立等、隣国との政治環境が大きく変化した。このため、必ずしも国境の島を訪問する韓国人、中国人、台湾人からバランスあるサンプル数とバイアスのかからないアンケート調査を実施することが困難となった状況の変化がある。しかしながら、逆にいえば離島の観光振興は首都圏からの日本人客よりも隣国からの観光客の訪問が大きなウエイトを占めることで、地域経済や地域住民意識に首都圏都は異なる影響を与えていると言える。これらの状況を見極めつつ、本来の研究目的に沿った調査研究を実施するために、対馬市役所、石垣市役所との各種相談等に時間を要し、当初計画よりは若干遅れている状況である。石垣島における外国人観光客からのヒヤリング・アンケート調査に関しては、2012年9月からの尖閣諸島に関わる中国、台湾との関係から実施が困難になったため、先延ばしして平成25年度に実施する予定とした。他方沖縄県・石垣市の行政や民間関係者からのヒヤリング及び各種統計資料の分析は当初予定通り進捗していると評価できる。また平成25年度計画で予定していた台湾にとっての国境の島に当たる金門島における中国人観光客の実態調査と台湾政府の方針確認に関しては、平成24年度中に前倒しで第1回目の訪問調査を行った。
アルツハイマー病および神経分化異常・発達障害発症へのユビキチンリガーゼの関与機構

アルツハイマー病(AD)発症原因としての検討を行い、AD患者死後大脳皮質を用いた解析の結果、細胞内小器官の小胞体に蓄積した異常タンパク質を分解する過程に関与するユビキチンリガーゼHRD1がAD患者の大脳皮質では、特異的に減少していた。その原因は酸化ストレスによるHRD1タンパク質の不溶化により特異的に減少することが発症の原因の一つであることを明らかにした。また、小胞体にストレスを負荷すると神経幹細胞からの神経分化の過程や神経突起形成に異常をきたすこと。また、この過程に増加したHRD1が関与することの可能性を明らかにした。酸化ストレス・小胞体ストレス・Aβ・タウによるHRD1の不溶化各種ストレスによるHRD1の不溶化機構について詳細に検討した。昨年度は、小胞体ストレスによってもHRD1の不溶化は認められなかったこと。また、培養神経細胞を用いて、内因性AβによるHRD1タンパク質の不溶化を検討した結果、Aβ負荷によるHRD1タンパク質の不溶化は認められなかった。一方、過酸化水素等による酸化ストレスの惹起により、不溶化することを明らかにした。今年度は、さらに、16ー20ヶ月齢におけるヒト変異型APP遺伝子導入A&#61538;負荷マウスの大脳皮質においても、HRD1タンパク質の不溶化は認められなかった。また、タウ負荷によってもHRD1タンパク質の不溶化は認められなかった。一方、酸化ストレスでは、過酸化水素以外でもロテノンおよび4-ヒドロキシノネナールによりHRD1タンパク質が不溶化することが明らかとなった。2)またHRD1ならびに小胞体ストレスが神経幹細胞の分化誘導能にいかなる異常を及ぼすかを検討した。その結果、小胞体ストレス負荷は、細胞死に影響することなく、神経細胞の発現を増加させた。一方、樹状突起は、小胞体ストレス負荷により著明に減少した。さらに、小胞体ストレス負荷は、樹状突起の長さを著明に抑制させた。さらに、小胞体ストレスによる神経分化の促進および樹状突起の伸張抑制は、小胞体ストレスにより誘導されるユビキチンリガーゼHRD1の発現を抑制することにより、対照群と同程度まで回復することが明らかとなった。また、小胞体ストレスは、シナプス形成因子かつ自閉症原因因子であるNeuroligin3、Neurexin-1およびShank3の発現量を著明に抑制させた。以上の結果より、小胞体ストレスはユビキチンリガーゼHRD1の発現増加を介して樹状突起の伸張およびシナプス形成を抑制している可能性が示唆された。酸化ストレス・小胞体ストレス・AβによるHRD1の不溶化プレセニリンを安定発現する培養神経細胞に対し、一過性にAPPの過剰発現を行うことでAβ産生を増加させ、内因性AβによるHRD1タンパク質の不溶化を検討した結果、HRD1を含む小胞体ストレスマーカータンパク質が誘導される傾向にあることが明らかとなった。しかしながら、Aβ負荷によるHRD1タンパク質の不溶化は認められなかった。つぎに、小胞体ストレス誘導試薬であるツニカマイシンおよびタプシガルギンにより、小胞体ストレスによるHRD1の不溶化を検討した結果、小胞体ストレス応答によるHRD1の誘導は認められたが、同ストレスによるHRD1の不溶化は認められなかった。一方、過酸化水素等による酸化ストレスの惹起により、HRD1が小胞体外に凝集体を形成し、不溶化することが明らかとなった。本研究により、HRD1はAβや小胞体ストレスに起因する細胞毒性に対しては防御因子として機能する可能性が示唆された。一方、酸化ストレスはHRD1を不溶化させることで、HRD1を介したERAD機構に対して、負の影響を与える可能性が示唆された。2神経分化における小胞体ストレスの役割を解明する目的でP19細胞を用いて胚細胞から神経細胞へ分化させる過程に低濃度のツニカマイシンによる小胞体ストレスを与えた。その結果、10 ng/mlのtunicamycinは細胞生存率および細胞増殖に影響しなかった。この条件下で、対照群に比べ、ツニカマイシン暴露群でグリア分化が抑制されると同時に神経分化が促進された。さらに、神経幹細胞および神経細胞に特異的に存在するユビキチンリガーゼHRD1は、tunicamycinにより神経幹細胞内で増加し、この増加したHRD1を発現抑制することでツニカマイシン誘導性神経分化の異常を対照群と同程度に回復することを見出した。1)酸化ストレス・小胞体ストレス・Aβ・タウによるHRD1の不溶化各種ストレスによるHRD1の不溶化機構について詳細に検討した。前年度では、各種酸化ストレスよりHRD1タンパク質が不溶化することが明らかとなった。蛍光免疫二重染色法を用いて、酸化ストレス誘導試薬によるHRD1凝集体形成の可能性について検討を行った。

SH-SY5Y細胞を用いて、γ-tubulinおよびHRD1タンパク質に対する蛍光二重染色を行ない、HRD1タンパク質の細胞内局在の変化について解析を行った。その結果、通常小胞体膜上に局在するHRD1タンパク質が、酸化ストレス誘導試薬であるH2O2、ロテノンおよび4-ヒドロキシノネナールの曝露により、小胞体外に凝集し、微小管形成中心付近に位置することも明らかになり、凝集体であるアグリソーム形成に基づく可能性が示唆された。2)本研究では、マウス胚性腫瘍細胞P19を用いた解析により、小胞体ストレスは神経分化の促進および神経突起の伸長抑制を誘発させることをすでに明らかにした。また小胞体ストレスによる神経分化および神経成熟の異常にユビキチンリガーゼHRD1が関与することを見出した。今年度は、バルプロ酸誘発性自閉症モデルマウス脳内において、小胞体ストレスが負荷状態にあること、および神経分化系譜が亢進状態にあることが認められた。また、自閉症モデルマウス脳内においても神経突起の伸長が抑制されていた。さらに、小胞体ストレスによる突起伸長の抑制はP19細胞だけではなく、マウス大脳皮質由来初代神経細胞においても確認された。したがって、自閉症発症のメカニズムに小胞体ストレスが関与することが示唆された。さらに、小胞体ストレスによる自閉症発症にユビキチンリガーゼHRD1が関与する可能性が推察された。神経薬理学上記の研究実績の概要に記述した成果を基に、学会発表として、日本神経精神薬理学会および日本薬理学会年会などに発表した。また、その成果を国際雑誌に発表した。上記の研究実績の概要に記述した成果を基に、学会発表として、2013年3月の日本薬理学会年会および、同3月の日本薬学会年会に発表した。また、その成果を国際雑誌に投稿準備中である。今後、HRD1タンパク質の不溶化と神経細胞内での不溶化した凝集体の動態を検討すること、ならびに小胞体ストレスと神経の分化と発達障害との関連を更に検討する目的でin vivoモデルにおいても検討する。1)HRD1ノックアウトマウスにおけるHRD1減少に伴うAD発症HRD1減少によってADが発症するか否かを明らかにするため、HRD1ノックアウトマウス脳において、Aβやリン酸化Tauの蓄積、神経変性が観察されるか生化学的・免疫組織学的に検討し、さらに学習記憶能力の低下が認められるかについて、Y字型迷路試験や新奇物質探索試験、ステップスルー型受動的回避学習試験など行動科学的な解析も行う。学習記憶能力は教室所有の機器にて評価する。2)小胞体ストレスによる神経細胞分化異常に関与する転写因子神経分化の過程において、小胞体ストレスおよびHRD1により制御される転写調節機構を明らかにする目的で、神経分化に関与する、bHLH遺伝子発現変化を、正常細胞、小胞体ストレス負荷細胞、HRD1発現抑制細胞を用いて検討する。3)胎児期への小胞体ストレス負荷と神経発達障害との関係妊娠期投与で自閉症を誘発する、バルプロ酸・サリドマイドを投与する。また胎児に直接小胞体ストレス負荷する目的で、妊娠マウスに小胞体ストレス誘導試薬を投与する。胎児脳および生後脳における小胞体ストレスセンサー分子、およびシナプス接着因子neurexinなどの発達障害関連因子の時間依存的な発現変動を解析する。
自由意志にもとづく意思決定を可能にする神経機構の解明

脳は,脳内で起こる様々な情報処理にトップダウン的にアクセスし操作を加える能力をもっている.ヒトのその能力は他の動物と比較して,量的かつ質的に圧倒的である.このヒトの優れた認知能力が「自由意志」にあると仮定し,意思決定時のトップダウン信号の作用機序の解明に取り組んだ.意思決定課題を遂行中のヒト被験者の前頭前皮質に磁気刺激(TMS)をおこない,トップダウン信号の伝達効率のダイナミクスを評価した.刺激の難易度と被験者の課題遂行速度の両方に依存して伝達効率は変化し,このことから前頭前皮質からのトップダウン信号がボトムアップ信号の強度に依存して変化し,課題の遂行を補助していることが示唆された.脳は,脳内で起こる様々な情報処理にトップダウン的にアクセスし操作を加える能力をもっている.ヒトのその能力は他の動物と比較して,量的かつ質的に圧倒的である.このヒトの優れた認知能力が「自由意志」にあると仮定し,意思決定時のトップダウン信号の作用機序の解明に取り組んだ.意思決定課題を遂行中のヒト被験者の前頭前皮質に磁気刺激(TMS)をおこない,トップダウン信号の伝達効率のダイナミクスを評価した.刺激の難易度と被験者の課題遂行速度の両方に依存して伝達効率は変化し,このことから前頭前皮質からのトップダウン信号がボトムアップ信号の強度に依存して変化し,課題の遂行を補助していることが示唆された.本研究では,研究代表者が新しく提案した自由選択課題を用いることが第一の大きな特色である.本年度前半は,この第一段階である自由選択課題プログラムの作成と,その課題パラメータの調節と決定を行った.新しい課題であるため,課題遂行時の被験者の負担や行動データの顕著さに配慮して,課題パラメータを慎重に決定した.本研究の第二の特色は,研究代表者が所属する研究室にて新しく開発された脳波計測法である磁気刺激誘発性電位追跡システムを用いることである.被験者に磁気刺激を行ううえで,先に決定した課題パラメータでは,短時間で磁気刺激を連続して行う必要があったが,磁気刺激に必要なチャージ時間の関係から従来のシステムでは不十分であることが分かった.そこで研究代表者は,2台の磁気刺激装置を並行して用い,短時間で複数回の磁気刺激を実行可能とした.本年度後半は,新たに追加した複数台磁気刺激システムが有効に機能しうるかどうかを検証するために,所属研究室の先行研究においてその有効性がすでに確認されている脳領域をターゲットとして,磁気刺激を異なるタイミングで実行する試験的研究を行った.この試験的実験の結果,追加システムが正しく機能することを確認することができた.また現在,自由選択課題を用いた本実験に先立って,それらのデータを解析することで,記録されるデータの信頼性の確認や今後の解析手法の開発を行っている.これらのデータ解析の結果の一部は,シンポジウムや学会等でポスター発表し,研究そのものの意義のみならず,本実験のためのシステムやデザインを改良させるためのフィードバックを得るために有効な成果となった.本研究は研究代表者が新しく提案し課題を用い,磁気刺激誘発性電位追跡システム(TMS-EEG)によって脳機能計測を行うことによって,意思決定の神経基盤を解明することを目的におこなった.本年度の計画は,実験の継続実施,データの解析,そしてそれらの発表であった.本年度には,当初の磁気刺激の対象であった前頭葉だけでなく,頭頂葉に磁気刺激をおこなう実験も実施した.この実験においては,事前に記録した各被験者のMRI脳画像を用いることで,オンラインで磁気刺激の位置をモニタするシステムを導入し,より信頼性の高いデータを得ることに成功した.解析されたデータから,研究代表者は意思決定課題遂行中とくに視覚刺激の呈示直後の数百ミリ秒の間に,脳領域間の結合性がダイナミックに変化することを明らかにした.この変化は課題の難易度と被験者のレスポンスに依存していたことから,直面する課題に応じて前頭葉からのトップダウン信号の伝達効率が適応的に変化することが示唆された.さらにこの伝達効率の変化は,試行内だけでなく試行間においても課題依存的におこるという興味深いデータも得た.この試行間のダイナミクスが,被験者の課題遂行においてどのような意義をもつのかについては検討中であり,年度末現在においても多方面からの解析を続けている.研究代表者は,これらの成果を日本神経科学会や北米神経科学会において口頭発表およびポスター発表した.年度末現在,これらを論文として発表することを目指し,執筆を進めている.
3次元地震動を考慮した液状化メカニズムに関する研究

本年度は比較的新しい信号処理の手法であるウェーブレット変換を用いて液状化地盤および非液状化地盤での波動伝播特性を考察した。地盤・地震工学分野では構造物の損傷推定や模擬地震動の作成にウェーブレット変換を利用した研究が近年数多く見られるが、本研究では損傷推定に用いられている考え方を応用した。これらの研究では、ウェーブレット係数の時刻暦波形にパルス状の波形が現れる時刻を、構造物の剛性が急変した時刻と定義して損傷を推定している。そこで液状化地盤での地震記録に見られるように、液状化により地盤剛性が急激に低下する時刻と液状化後のサイクリックモビリティにより地盤剛性が回復する時刻とについてウェーブレット係数の時刻暦波形を求めた。マザーウェーブレットには周波数領域でコンパクトサポートなメイエのものを用いた。液状化地盤の地震記録として1995年兵庫県南部地震のポートアイランドでの記録を、非液状化地盤での地震記録として1998年宮城県南部地震の際に東北大学工学部建築学科免震実験建屋で観測された記録を用いた。得られた結果より、液状化地盤での記録の、特に上下動で、ウェーブレット係数の時刻暦に比較的明瞭なパルス状の波形が見られる箇所が多く存在した。液状化前の時刻や液状化中の時刻でもパルス状の波形は見られるが、液状化後の時刻のほうが周辺の時刻と比べても、明瞭なパルスが見られる。これら液状化後の時刻でのパルス状の波形はサイクリックモビリティによる地盤剛性の回復と関係があると思われる。今後、地盤剛性の推定値などとの比較・検討が必要となるが、液状化後の波動伝播特性を詳細に検討することにより地盤振動と液状化による地盤の側方流動現象との関連を明らかにできる可能性がある。また、非液状化地盤の記録ではウェーブレット係数の時刻暦波形に液状化地盤ほど明瞭なパルス状の波形は確認されなかった。1995年兵庫県南部地震時の液状化強震記録を用い,液状化地盤での上下動の挙動についてスペクトル解析により検討した。激しい液状化被害の見られたポートアイランドおよび東神戸大橋では鉛直アレーによる観測記録が得られており,この2つの記録を中心に検討した。特にポートアイランドではGL-83mからGL-32m,16m,0mの4地点での鉛直アレー記録が得られており,またここでは過大な上下動の加速度記録が得られたことが知られている。ランニングスペクトルを用いて,地表面(GL-0m)での上下動のスペクトル特性の推移を眺めると,液状化の起こる直前の時刻あたりからほぼ主要動の間,約4Hzのピークが上下動に見られることがわかった。上下動による地盤の非線形化は考慮しないで,1次元の応答解析を行うと,1次の卓越周波数は約8Hzとなり,この約4Hzのピークは説明できなかった。したがって,表面波や散乱波などの,1次元的な上下動の波動伝播以外の要因により約4Hzのピークが現れたことを明らかにした。また完全液状化に至る直前からこの約4Hzのピークは卓越し始めるため,一般に液状化発生のメカニズムで説明されるせん断振動(水平動)だけでなく,過大な上下動も土粒子の噛み合わせを解き,地盤を完全液状化状態に至らしめることに貢献したことを示唆した。今後,表面波の影響について検討したい。また液状化層上面および下面での水平動の位相差およびコヒーレンスを検討し,構造物被害に大きな影響を与えると考えられる約1Hz以下の周波数帯で位相差が逆転していることを指摘した。液状化層上面と下面での大きな位相差は大きな相対応答変位である程度説明できると考えられるが,主要動中の杭基礎構造物への影響という観点からは,応答変位法で考慮される地盤変位のほか,慣性力に似た杭地中部への影響が考えられる。この点に関しては継続して検討中である。

今後、地盤剛性の推定値などとの比較・検討が必要となるが、液状化後の波動伝播特性を詳細に検討することにより地盤振動と液状化による地盤の側方流動現象との関連を明らかにできる可能性がある。また、非液状化地盤の記録ではウェーブレット係数の時刻暦波形に液状化地盤ほど明瞭なパルス状の波形は確認されなかった。