hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多孔質超伝導体の開発

結晶性のよいβ-Mo_2N薄膜を初めて合成し,超伝導臨界温度Tcが5.2Kであることを明らかにした.山中らは,(i)軽元素カゴ状構造物質の創製による新規超伝導体の実現を目指して、フラーレンC_<60>の3次元ポリマーの合成と物性評価を行った。3種類の結晶性3次元ポリマーの超高圧力合成に成功し、構造解析と電気伝導度、マイクロビッカース硬度の測定を行った。X線構造解析により、体心斜方格子と面心立方格子の3次元ポリマーの構造を明らかにした。(ii)層状窒化物に関連して,ZrNF1.2の合成には,酸素の混入が不可欠であることを明らかにした。フッ素原子を一部デインターカレーションすることにより,超伝導の発現を示唆するデータが得られた。(iii)α-TiNClへの有機塩基のインターカレーションによる超伝導体の合成と特性評価およびα-HfNBrからの硫黄架橋誘導体Hf_2N_2Sの合成とインターカレーションについても研究を進めた。藤は、Li-ZrNCl,およびZrNClx配向試料の強磁場電気抵抗測定、および核磁気共鳴実験プローブを用いたラジオ波インピーダンス測定を行った。磁気抵抗測定および磁化率の異方性測定から,超伝導の異方性パラメータはγ>4と予想され、2次元的な超伝導が強く示唆された。犬丸は,RF窒素ラジカル源を装備したPLDおよびMBEによりモリブデン窒化物の薄膜合成を検討した.バルク体でも合成例の少ないβ-Mo_2N(tetragonal)の結晶性配向膜の合成に成功し,Tc=5.2Kの超伝導体であることを見出した.また,MgOおよびAl_2O_3基板上に格子歪が小さく組成が精密に制御されたNaCl型MoN薄膜の合成にも成功した。この窒化物はこれまで,高いTc(29K)を有することが予測されていたが,本研究では,Tc=4Kが観測された。超伝導特性と膜の組成と格子の歪み,格子定数との関係を実験データに基づき議論した。福岡は,超高圧装置を用いて,ゲルマニウムの新規カゴ状物質であるSrGe_<6-x>の合成に成功し,構造解析と電気伝導特性について調べた。1.C_<60>3次元ポリマーへの電子ドープカリウムをドープした1次元ポリマーKC_<60>およびリチウムをドープした2次元ポリマーLi_4C_<60>を合成し,15GPa,550-570°Cで処理し,金属をドープした3次元ポリマーを合成した。液体ヘリウム温度域での電気伝導の活性化エネルギーは0.1meV以下で,金属伝導体に近いポリマーの合成に成功した。2.層状窒化フッ化物Zr_5N_5F_6およびHf_5N_5F_6の合成とデインターカレーションによる電子ドープZr_5N_5F_6の生成には,酸素の混入が不可欠で,実際の化学組成はZr_5(N_4O)F_6に近いことを明らかにした。アルカリ金属アジ化物を用いて,フッ素を一部デインターカレーションすることにより,Tc=4.5Kの超伝導体に変化することを見いだした。3.TiNClの化学修飾と超伝導FeOCl型の層状構造をとるTiNClについて,有機塩基やアルカリ金属のインターカレーションを行い,Tc=417Kの超伝導体が得られることを見出した。電子ドナーの種類やドープ量に応じて,Tcは大きく変化するのが特徴である。超伝導分率が低い超伝導体が含まれるので,その原因を解明すると共に,超伝導特性をNMRによって,詳細に解析する必要がある。4.窒化物薄膜の合成CrNは反強磁性体でありT_N270Kで単斜晶的な格子歪みを生じる.MgO(001)上に成長したCrN(001)薄膜ではバルクのT_N近傍で構造転移がみられるが,Al_2O_3 c面上のCrN(111)薄膜は構造転移を起こさなかった.つまりミスマッチが大きく格子が緩和した薄膜でも基板の効果で構造転移の有無を制御できた.CrN(111)
呼吸システムの実用的数理モデルの構築方法とその人工呼吸への応用

本研究は,人工呼吸のための実用的な数理モデルの構築を目的とし,呼吸モデルの推定方法やその人工呼吸への応用について研究開発を行った.呼吸モデルの特徴や運用環境を勘案し,呼吸の周期性に基づくパラメータ推定法,デュアルレートシステムの同定法,異なる未知時間遅れをもつ連続時間システムの同定法,バイアス補償原理に基づく補助変数推定法,履歴特性を考慮した呼吸モデルとその推定法などの提案し,さらに換気条件を設定する方法として静的P-V曲線回転変換法を開発した.本研究は,人工呼吸のための実用的な数理モデルの構築を目的とし,呼吸モデルの推定方法やその人工呼吸への応用について研究開発を行った.呼吸モデルの特徴や運用環境を勘案し,呼吸の周期性に基づくパラメータ推定法,デュアルレートシステムの同定法,異なる未知時間遅れをもつ連続時間システムの同定法,バイアス補償原理に基づく補助変数推定法,履歴特性を考慮した呼吸モデルとその推定法などの提案し,さらに換気条件を設定する方法として静的P-V曲線回転変換法を開発した.本研究での呼吸モデルを構築は、呼吸の状態を判別するときに根拠となる肺のエラスタンス特性を推定することが第一の目的である。したがって、呼吸モデルとして、そのダイナミクスを正確に表現可能なだけでなく、そのモデルから肺のエラスタンスが容易に得られるような構造になるのが望ましい。我々は、肺のエラスタンスと気道のレジスタンスを肺の体積(V)と空気流量(P)の多項式やRBFネットワークで表現する非線形微分方程式モデルを提案し、そのパラメータの推定法を導出している。このようなモデルとその推定法は過去に蓄積された実験データから選び出した代表的なデータをオフラインで補正してから、検証にもいたもので、方法の有用性を検証するには役立っているが、実用上はデータの前処理や、推定結果の信頼性に問題があった。本年度の研究において、我々は呼吸の周期性に着目して、医療現場での直接採集した生データから、呼吸周期を検出し、周期単位でのドリフトの補正法、ノイズ軽減のためのフィルタリングや流量と気量の整合性補正法を開発し、データの前処理に適用した。また、パラメータの推定においては、多周期に渡るデータを周期単位で平均化して呼吸の摂動の影響を軽減する(1)データ平均化法;(2)パラメータ平均化法;(3)エラスタンス平均化法などの手法を提案し、その生データへの耐用性を検証し、アルゴリズムにおける設計パラメータの経験的指針を与えた。人工呼吸において、各患者に適切な気圧上限値や呼気吸気の時間を設定するためには、呼吸システムの適切な数理モデルが必要である。我々は従来の研究において、すでに肺のエラスタンスの多項式表現に基づく二階非線形微分方程式モデルとRBFネットワーク表現に基づく二階非線形微分方程式モデルを提案し、これらのモデルが気圧上限値を設定する上で有用であることを証明した。しかし、肺の弾性を表す静的P-V曲線は履歴特性を持ち、呼吸の摂動などを解析する上では、肺のエラスタンスの履歴特性を考慮したより正確なモデルが必要である。本年度の研究において、我々は呼気相と吸気相でそれぞれ異なるパラメータを持つモデルを提案し、呼気と吸気時の測定データをそれぞれに適用してパラメータを推定する方法を考案した。さらに、動的P-V曲線と静的P-V曲線が吸気相と呼吸相の変換点で重なることに注目し、パラメータの推定を静的拘束条件が付加された推定問題として捉え、拘束条件付きパラメータ推定アルゴリズムを導出した。また、これら提案手法を検証するため、臨床データを用いてシミュレーションを行い、その有効性を確認した。このモデルとパラメータの推定アルゴリズムにより、肺のエラスタンスの履歴特性を反映した呼吸モデルを得ることができ、呼吸の摂動を顧慮した気圧設定や時間設定のために基礎を築いた。一方、パラメータ推定に及ぼす呼吸摂動お影響については、呼吸の多周期に渡ってデータを採取し、多周期におけるデータ平均化法、パラメータ平均化法、エラスタンス平均化法が有効であり、呼気吸気で異なるパラメータを持つモデルの推定でも、有効な手法であると考えられる。人工呼吸は、呼吸という生体の重要な機能を肩代わりしているもので、換気モード(従量式人工呼吸、従圧式人工呼吸など)や換気頻度、吸気時間、気道内圧上限値などの量を適切に設定する必要がある。各々の患者の呼吸システムの特性を知り、その患者に合った人工呼吸の設定が求められている。本年度はまず,前年度の研究を踏まえ,肺エラスタンスのヒステリシスを表す関数系として,2組のRBFネットワークを用い,それぞれを含む吸気と呼気時の非線形微分方程式モデルを提案し,さらにそのパラメータを観測値から推定する拘束条件付き連続時間モデル推定法を導出した.また,本モデルと先に提案した呼気相と吸気相でそれぞれ異なるパラメータを持つ多項式関数表現型モデルと比較検討し,数値計算の安定性や,未知領域の外挿性の面でよりよい性能が期待できることが分かった.人工呼吸時の気圧上限値の設定は基本的には吸気相で気圧が上昇するときに考慮する問題であり,吸気相と呼気相で分けてモデル化することにより,より正確に呼吸のダイナミクスを把握し,これに沿って適切に気圧上限値を決めることが期待できる.一方,人工呼吸においても多くの現場経験があり,このような知見を比較的容易に取り入れる手段としてファジィ推論がある.ファジィ推論の言語的表現の特徴や異なる状況への柔軟な対応を見込み,呼吸システムのファジィ表現型のモデリングを試みた.これからの研究により,さらに統一したファジィ推論の枠組みの中で,気圧上限値・呼吸時間パラメータの決定,呼吸支援システムのオンラインメンテナンスが実現できると予測している.
救急看護における看護実践能力の向上を目的としたコンテンツ及び教材開発に関する研究

本研究の目的は、臨床の現状、社会からの要請、卒後継続教育を視野に入れ、学部教育での救急看護に関する、特に心肺蘇生における看護実践能力を向上させることである。そのために、以下の2点を今回の研究目的とし,実施した。1)臨床における救急看護の現状及び専門性の確立の視点から,現在行っている学部教育内容を再考し,救急蘇生法の看護教育用コンテンツの充実をはかる。2)救急蘇生法用CAI教材(BLS)を開発する。1)に関しては,看護系4年生大学の救急看護を担当している教員に救急蘇生法の看護技術に関する教育の実際(教育方法を含む)と必要性について質問紙調査を行った。また救急救命センターの新人教育担当看護師に対して大学での教育を必要と考える救急蘇生法の看護技術項目について質問紙調査を行った(有効回答教員:41名,看護師:67名)。必要度が高かったのは,両者とも救急蘇生の意義・心肺蘇生法・AED等の一次救命処置に対するものであった。実際に教育を行っている内容も一次救命処置についてが多かった。二次救命処置に関しては,必要と認める人は少なかったが,その中でバックバルブマスクについては看護師が教員より必要性を認めていた。2)に関しては,救急蘇生法用CAI教材(BLS)を作成したが,救急蘇生法の新ガイドラインが2006年(市民用)・2007年(医療従事者用)に策定され,開発した心肺蘇生法用CAI教材の学習効果について検証し改良点を明らかにするまでには至っていない。今後は一次救命処置項目にリザーバー付きバックバルブマスクを加えた内容で,看護学生を対象として開発した救急蘇生法用CAI教材について学習効果と満足度について検証し,完成度の高い教材の作成を目指していく予定である。本年度は、臨床における救命救急の現状及び専門性の確立の視点から、現在行っている学部教育内容を再考し、重要項目別に学習できるよう新規に開発している。1.心肺蘇生法の教育内容を精選し、コンテンツを開発する。1)看護の学部における救急看護教育関係の文献を検索し、学部教育で学習すべき救急看護に必要な知識・技術・態度を列挙した一覧表を作成し、アンケート内容の精選を行っている。・質問紙の内容は、実態把握及びBasic Life Supportを中心に卒業時に学習させたい看護技術で構成している(Advanced Cardiac Life Supportも一部含む)。実態調査では、救急看護を担当している教員の状況、救急看護教育の実施の有無、教授内容の項目(看護技術以外に救急時における法の理解、生と死について、専門職としての責務、インフォームドコンセント、患者・家族へのQOL、自己のマネージメントなどを含む)、教授方法(講義・演習・実習・コンピュータ教材など)等で構成している。Basic Life Supportに関しては、意識確認、気道確保、人工呼吸法、心マッサージ法、AEDなど、Advanced Cardiac Life Supportとして止血法、静脈路の確保などの技術で構成している。・平行して行う予定であった心肺蘇生法用CAI教材を開発に関して現在日本救急医療財団の日本版救急蘇生ガイドライン策定小委員会が、2005年に発表された国際蘇生法連絡委員会(ILCOR)の国際コンセンサスを受け、新しい心肺蘇生法を発表する(3月中間発表)予定である。その報告がなされてから、教材の内容を決定する予定である。

そのために、1.臨床における救急看護の現状及び専門性の確立の視点から、学部教育内容を再考し、BLSの看護教育用コンテンツの充実をはかる、2.開発した心肺蘇生法用CAI教材をパイロット・スタディによって評価し、その結果に基づいて改良する、3.看護学生、卒業後1年以内の看護師を対象として、開発した心肺蘇生法用CAI教材を提供し、満足度と学習効果について検証する、という計画で行っている。本年度は、日本救急医療財団(日本版救急蘇生ガイドライン策定小委員会)による新しい心肺蘇生法の内容確認を行っている。発表は、2006年3月に発表予定であったが延期され、BLSは6月12日、ALSは8月31日の発表となり、書籍は8月の下旬及び2007年1月下旬にであった。主な変更点は、Basic Life Support(BLS)では胸骨圧迫の重要性が強調され、救助者の心肺蘇生法の習熟度による実施内容の区分がなされている。そのほか、発見時の対応手順、人工呼吸の換気の注意点、胸骨圧迫位置の目安、AEDの回数、交代要員などが変更点である。学部における教育内容の精選のために質問紙に関しては、新しい心肺蘇生法への変更の有無を取り入れ、BLSにおける意識確認、気道確保、人工呼吸法、心マッサージ法、AEDなど、Advanced Life Support(ALS)としてバック・バルブ・マスク換気、静脈路の確保などの技術で構成している。また、心肺蘇生法用CAI教材のコンテンツを充実させ、教材の作成を行った。新しい心肺蘇生法によるビデオ撮影を行い、教材としてのコンテンツを充実させるために知識部分を2005年度版に修正し、作成している。
黄色ブドウ球菌感染時に活性化し皮膚菌叢を健全化する脂質の酵素・微生物生産法の検討

ヒトは多数の微生物と共生し、それらは健康に寄与する微生物、疾病に関与する微生物などに分類できる。本研究は皮膚上の細菌(皮膚細菌叢)を対象とする。アトピー性皮膚炎では、顕著に増加するStaphylococcus aureusが炎症悪化に関与する。一方、健常者ではS. epidermidisが多く存在し、種々の有益作用(S. aureusの生育抑制など)を保持する。皮脂中にはサピエン酸(6-cis-C16:1, SA)が存在し、健常者ではSAがS. aureusの生育を抑制しS. epidermidisの生育を抑制しないことにより健全な皮膚細菌叢が維持される。しかし、アトピー性皮膚炎ではSA含量が約1/10に減少してS. aureusが増加する。本研究では、天然油脂中にないSAと同等の抗菌活性を持ち、SAの異性体である天然油脂中のパルミトレイン酸(9-cis-C16:1, PoA)を、酵素・微生物法でPoA結合リン脂質に変換する方法を検討する。このリン脂質は、健常時は抗菌活性がない。一方、S. aureusだけがホスフォリパーゼを発現することから、S. aureus感染時のみこのリン脂質が活性型のPoAに変換され、皮膚細菌叢が健全化されるという特徴がある。本年度は、酵素法により植物油からPoA含量を高め、PoAの抗菌活性を妨害するオレイン酸含量を下げることを試みた。シーベリー由来脂肪酸(PoA, 40%、オレイン酸, 10%)、ラウリルアルコール、Candida rugosaリパーゼで選択的にエステル化し、エステル画分中の脂肪酸組成を調べたところ、PoA含量を1.8倍に高め、2種の異性体が混じったオレイン酸含量を0.6, 0.2倍に減らすことができた。本研究の応用として、遊離脂肪酸形態でのパルミトレイン酸を化粧品に配合する研究を共同研究先と行っている。試作した標品がS. aureusの生育を抑制しS. epidermidisの生育を抑制しない機能を持つかどうかの評価系の構築を行う必要が生じたため、本科研費研究の進行が少し遅れてしまった。なお、この評価系は、本科研費研究で作成したパルミトレイン酸結合リン脂質の機能性評価に適用可能であるので、有意義なものである。天然油脂中に最も多く存在するオレイン酸は、S. aureusに対するPoAの抗菌活性を妨害することが分かった。しかもその程度がS. aureusの菌株によって異なることが示唆された。PoA結合リン脂質をつくるにしても、夾雑するオレイン酸がどの程度まで許されるのかを調べておく必要がある。そこで、S. aureusの菌株の違いに依存したオレイン酸によるPoAの抗菌活性の妨害の程度を調べる。また、リン脂質中の脂肪酸を変換する先行研究として、DHAをエステル交換させた研究がある。まずはその論文を参考として、大豆リン脂質にPoAをエステル交換させることを試みる。

しかもその程度がS. aureusの菌株によって異なることが示唆された。PoA結合リン脂質をつくるにしても、夾雑するオレイン酸がどの程度まで許されるのかを調べておく必要がある。そこで、S. aureusの菌株の違いに依存したオレイン酸によるPoAの抗菌活性の妨害の程度を調べる。また、リン脂質中の脂肪酸を変換する先行研究として、DHAをエステル交換させた研究がある。まずはその論文を参考として、大豆リン脂質にPoAをエステル交換させることを試みる。PoA含量の高い油脂を酵母で生産させた研究成果を2019年5月のアメリカ油化学会(セントルイス)で発表するための経費を次年度に繰り越したかったため。
高振動レベル下における圧電セラミックスの縦効果および反共振特性の測定

本研究は圧電縦効果セラミックス素子における振動レベル特性を測定する手法,及び圧電横効果セラミックス素子の反共振下における振動レベル特性を測定する手法を提案し,それぞれの特性を測定することを目的としている。今年度は昨年度に引き続き,圧電縦効果測定に関する実験及び反共振測定に関する実験として,横効果素子及び縦効果素子で構成され複合振動子としてみなされるローゼン型圧電トランスの電気的出力端子短絡時における振動レベル特性を電気的過渡応答法で測定した。振動レベルにより機械的損失や見かけの弾性定数や圧電定数が変化することの他に,振動速度や電流波形の歪として高調波成分が確認され,それぞれの高調波成分と基本周波数成分との関係を確認した。これらの結果より,複合振動子法を用いて振動レベル特性を測定することの可能性を見出すことが出来た。その結果を踏まえ,まずは圧電横効果素子と圧電横効果素子で構成される複合振動子を用いて共振・反共振特性等を測定し,圧電横効果に関する必要定数を算出する方法を検討した。そして小振幅振動下での実験を行いその測定精度を確認した。圧電横効果素子単体での結果と比較したところ,一部の定数を除き多くの定数の誤差率は数パーセント以内で測定された。次に,圧電縦効果素子と圧電横効果素子で構成される複合振動子を用いて共振・反共振特性等を測定し,圧電縦効果に関係する必要定数を算出する方法を検討した。圧電縦効果素子単体で測定算出した結果と比較したところ,主要定数の最大誤差率は10パーセント以上となった。圧電横効果素子と圧電横効果素子で構成される複合振動子を用いて共振・反共振特性等を測定し,圧電横効果に関する必要定数を算出する方法については,小振幅下での実験結果において主要定数の誤差率は数パーセントに収まった。一方,圧電縦効果素子と圧電横効果素子で構成される複合振動子を用いて共振・反共振特性等を測定し,圧電縦効果に関係する必要定数を算出する方法については,小振幅下での実験結果において主要定数の誤差率は10パーセント以上であった。その原因については調査中であるが,これらの原因を究明し,対策を考案するまでは,複合振動子法により振動レベル特性を測定算出する手法については一旦保留することとし,先に別の方法を検討することとした。本年度はまず,電気的過渡応答法を用いて圧電縦振動子単体の振動レベル特性の測定を試みるが,ここでは電気的共振下での特性を測定することとする。このとき,圧電縦効果素子を高振動レベルに励起するには高い電圧で駆動する必要があると考えられるのでその駆動条件を検討し,高振動レベル励起を試みる。また,縦効果では駆動電流値が小さいのでその測定手法に注意する必要があると考えられる。次いで,同形状の圧電横効果素子単体での電気的共振下における振動レベル特性を電気的過渡応答法により測定し,圧電縦効果素子単体での結果と比較する。ここで,電気的共振下における横効果素子の振動レベル特性の変動に比べ,縦効果素子の振動レベル特性の変動は異なるものになると推察しているが,実験でその傾向を確認しながら,理論的にその結果を検証することを試みる。さらに,圧電縦効果素子単体での電気的共振下における振動レベル特性の測定結果より,圧電縦効果素子単体での電気的反共振特性の推定方法を検討する。本研究は圧電縦効果セラミックス素子における振動レベル特性を測定する手法,及び圧電横効果素子の反共振下における振動レベル特性を測定する手法を提案し,それぞれの特性を測定することを目的としている。このため,まず,電源を高電圧化・高周波化するための整備を行なった。バイポーラ型高周波電力増幅器を導入し,今まで研究で用いてきた圧電横効果縦振動子に対し電気的過渡応答法で共振下における振動レベルを測定したところ,過去のデータと同等の結果を得ることが出来た。また,電気的過渡応答法で解析に使用する専用ソフトを導入し,従来の解析結果と比較したところ,同等の結果を得ることが出来た。さらに,解析時間も約半分に短縮された。以上より,導入した電源および解析ソフトの信頼性が確認でき,作業の効率化も実現できた。これらの装置を用いて,圧電縦効果測定に関する準備実験及び反共振測定に関する準備実験として,横効果及び縦効果の複合振動子としてみなされるローゼン型圧電トランスの出力端子短絡時における振動レベル特性を電気的過渡応答法で測定した。その結果,高振動レベル領域では機械的損失が増大し,見かけの弾性定数や圧電定数が変化することが確認された。また,予備実験用の試料の発注と保持治具の設計と発注を行い,縦効果測定用の準備を行った。試料は,従来測定して来た横効果縦振動子に加え,縦効果縦振動子とこれらの寸法に見合った横効果と縦効果を複合した振動子とした。保持治具は試料の寸法に合わせて2箇所を保持することのできる電極ピン等で構成するものとした。この予備実験を踏まえ,次年度以降の研究の方向性決定の参考とする。高周波電源の導入と解析フソフトを導入し,以前に測定・解析したデータと同等の結果が得られた。以上より,当初目的としていた,新しく導入する電源および解析ソフトの信頼性が確認できた。また,これらの装置を用いて圧電トランスを試料とし,振動レベル特性の準備実験を実施・解析することが出来た。さらに,予備実験用の試料と治具の発注を行った。

以上より,当初の計画に対し概ね順調に進展している。本研究は圧電縦効果セラミックス素子における振動レベル特性を測定する手法,及び圧電横効果セラミックス素子の反共振下における振動レベル特性を測定する手法を提案し,それぞれの特性を測定することを目的としている。今年度は昨年度に引き続き,圧電縦効果測定に関する実験及び反共振測定に関する実験として,横効果素子及び縦効果素子で構成され複合振動子としてみなされるローゼン型圧電トランスの電気的出力端子短絡時における振動レベル特性を電気的過渡応答法で測定した。振動レベルにより機械的損失や見かけの弾性定数や圧電定数が変化することの他に,振動速度や電流波形の歪として高調波成分が確認され,それぞれの高調波成分と基本周波数成分との関係を確認した。これらの結果より,複合振動子法を用いて振動レベル特性を測定することの可能性を見出すことが出来た。その結果を踏まえ,まずは圧電横効果素子と圧電横効果素子で構成される複合振動子を用いて共振・反共振特性等を測定し,圧電横効果に関する必要定数を算出する方法を検討した。そして小振幅振動下での実験を行いその測定精度を確認した。圧電横効果素子単体での結果と比較したところ,一部の定数を除き多くの定数の誤差率は数パーセント以内で測定された。次に,圧電縦効果素子と圧電横効果素子で構成される複合振動子を用いて共振・反共振特性等を測定し,圧電縦効果に関係する必要定数を算出する方法を検討した。圧電縦効果素子単体で測定算出した結果と比較したところ,主要定数の最大誤差率は10パーセント以上となった。圧電横効果素子と圧電横効果素子で構成される複合振動子を用いて共振・反共振特性等を測定し,圧電横効果に関する必要定数を算出する方法については,小振幅下での実験結果において主要定数の誤差率は数パーセントに収まった。一方,圧電縦効果素子と圧電横効果素子で構成される複合振動子を用いて共振・反共振特性等を測定し,圧電縦効果に関係する必要定数を算出する方法については,小振幅下での実験結果において主要定数の誤差率は10パーセント以上であった。その原因については調査中であるが,これらの原因を究明し,対策を考案するまでは,複合振動子法により振動レベル特性を測定算出する手法については一旦保留することとし,先に別の方法を検討することとした。電気的過渡応答法を用いた圧電縦効果振動子の振動応力特性測定法を検討する。本年度は圧電縦効果素子の振動レベル測定の測定を試みる。昨年度入手した試料と治具を用いて,予備実験を行う。この結果を基に,本実験用試料の寸法を決定する。特に試料の寸法は共振周波数や印加電圧に大きく影響を及ぼすこととなるので,注意が必要である。次いで,測定治具を再設計する。試料の保持方法や電極面への配線について検討し,専用の測定治具を考案する。ここで,圧電縦効果素子の場合,電圧印加面が振動速度最大となるので,何らかの工夫が必要となる。また,測定冶具の保持加圧力による影響が考えられ電極パターンの工夫や加圧力調整ダンパーの導入などで対応することも考えられる。なお,本年度行う予備実験の結果次第では,平成32年度以降に行う予定の反共振特性測定を先行することもありうる。
表情が刻むコンテクストによるエピソード記憶の構築

本研究では,表情とコンテクストから,適応的かつ自己組織的にエピソード記憶を構築する手法を提案し,プラットフォームとして試作した自律移動ロボットを用いて,実環境での評価実験を実施した.提案手法では,適応共鳴理論ネットワークにより生成したラベルを用いて,対向伝播ネットワークの教師なし学習を実現した.評価実験では,独自のベンチマークデータセットを構築し,エピソード記憶として,表情空間マップとコンテクストマップのリアルタイム生成を実現した.初年度となる平成26年度は,エピソード記憶を自己生成するための表情空間マップとコンテクストマップを構築し,シミュレーションを通じて両マップの動作を支配するパラメータについて評価した.特に,適応共鳴理論(Adaptive Resonance Theory: ART)の分類粒度を制御するビジランスパラメータは記憶の粒度に直結するため,カテゴリマップの写像結果から再帰的に評価した.(1)表情空間マップの構築(佐藤,間所):表情の動的多様性を定量的に捉えるマップとして,表情変化から満足度や疲労感などの表出頻度の高い表情をカテゴリ化し,その関係性を可視化するための2次元マップを構築した.(2)コンテクストマップの構築(間所,佐藤):表情空間マップで推定される感情を意味情報として,利用者が日常生活で接する場面やシーンを大局的に記述し,利用者の興味や要求を満たす情報を可視化すると共に,関連する情報への手がかりを与えるための2次元マップを構築した.(3) ARTの分類粒度評価(間所):Gabor Waveletsによる方位選択特性を利用して,入力の位相変化や時系列情報に対するARTの分類粒度を評価した.また,冗長なカテゴリの発生を抑えつつ,表情変化を最小のカテゴリ数で抽出できるビジランスパラメータを探索した.2年目の平成27年度は,環境内を自律的に移動するための行動様式を生成するプログラムを開発した.また,評価用のプラットフォームとして,視覚機能に重点を置いた搭乗型の自律移動型ロボットを試作した.エピソード記憶の生成に関しては,完全同期の2眼式カメラを用いて,表情とシーンの同時撮影を行った.(1)自律行動様式の生成(間所,佐藤):ロボットの視覚から得られるシーン画像の移動に伴う見え方の変化と,測域センサから得られる距離情報から,顕著性マップを用いたビジュアルランドマークに基づくセミオートパイロットの行動様式を生成した.(2)移動ロボットの設計と製作(間所,下井):3次元設計支援装置を用いて,評価実験用のプラットフォームとなる搭乗型ロボットの外観,機構,及びフレームをモジュール単位で設計した.また,歪強度と座屈荷重を計算し,シミュレーションを通じて,搭乗時の走行性能を検証した.人間が行き交う一般環境での移動を想定していることから,安全性や親和性を十分考慮した.ハードウェアの構築に加えて,移動のためのモータ制御用プログラムは,前進や後進,旋回などの行動セットをライブラリ化による汎用性の高いプログラムとして開発した.(3)エピソード記憶の生成(間所):平成26年度に構築した表情空間マップとコンテクスマップを用いて,イベントの遷移をエピソードとして時空間情報として表現した.また,ARTのビジランスパラメータを変化させることにより,イベントとエピソードの関係性を分類粒度という観点から実データで評価した.当初計画に沿って自律移動ロボットの試作と行動様式のプログラムを開発した.また,実データを用いてエピソード記憶の工学的モデル化を示した.以上の成果は,学術論文3編(英文),国際会議発表1編,ベストペーパー賞受賞1件へと結びついた.本研究課題の最終年度となった平成28年度は,前年度に試作した移動ロボットを用いて,研究室ならびに一般家庭を模した実環境においてフィールドテストを実施した.ロボットの自律移動に関しては,安全性を考慮して速度制限を設けるとともに,衝突を防止するための方策として,ロボット側が停止して人間に回避の選択権を委ねる構成にした.フィールドテストにおけるコンテクストの評価では,シーンの分類結果及びユーザの文脈理解を,アンケートに基づく主観テストにより定性的かつ定量的に実施した.表情空間マップについては,基本6表情及び律動的な表情表出について,感性情報学的に基づく評価を実施した.その結果,複数の感情に装飾される表情について,各表情の影響度をチャート化する枠組みを構築した.より具体的には,表情空間チャートを用いて個人毎に固有な空間を表現し,時系列で変化特性をパターン化した.オクルージョンやコラプションに対するロバスト性の検証では,人間共生環境において,人物の出現に影響されないシーン認識法を考案し,実環境で取得したデータセットを用いて,従来手法との比較実験を実施した.その結果,人物領域にマスク処理を施して,顕著性マップに基づいて環境内から自動検出したビジュアルランドマークを用いることにより,意味的シーンの認識精度において,比較優位性を有する結果が得られた.エピソード記憶については,ユーザとのインタラクションを通じて,エピソード記憶の形成について評価した.

ロボットが記憶したエピソードを各ユーザが主観的に評価することにより,感性情報学に基づく意味付けを施す方法を構築し,エピソード記憶の工学的モデリングの可能性を示した.本研究では,表情とコンテクストから,適応的かつ自己組織的にエピソード記憶を構築する手法を提案し,プラットフォームとして試作した自律移動ロボットを用いて,実環境での評価実験を実施した.提案手法では,適応共鳴理論ネットワークにより生成したラベルを用いて,対向伝播ネットワークの教師なし学習を実現した.評価実験では,独自のベンチマークデータセットを構築し,エピソード記憶として,表情空間マップとコンテクストマップのリアルタイム生成を実現した.当初計画に沿って,表情空間マップとコンテクストマップを構築した.また,Gabor Waveletsによる方位選択特性を利用して,入力の位相変化や時系列情報に対するARTの分類粒度を評価した.ハードウェア化に関しては,SystemCを用いて並列動作シミュレーションを実施した.以上の研究成果は,学術論文1編(和文),国際会議プロシーディング5編にまとめて発表した.最終年度となる平成28年度は,シーンの分類結果及びユーザの文脈理解を,認知科学的側面を踏まえて定量的に評価する.表情空間マップについては,基本6表情及び律動的な表情表出について,感性情報学的に評価する.また,オクルージョンやコラプションに対するロバスト性を検証する.エピソード記憶については,ユーザとのインタラクションを通じて,エピソード記憶の形成について評価する.ロボットが記憶したエピソードを各ユーザが主的に評価することにより,感性情報学に基づく意味付けを施す.更に,研究連携者との国際的連携を強化して,平成29年度以降の新規研究課題の提案に向けたシナリオを作成する.情報工学次年度は自律移動型ロボットの設計と製作を行い,提案アルゴリズムの実装と実環境での評価に向けて研究を進める予定である.また,自律移動のための行動様式に関しても,進化的アルゴリズムによる自動生成を目指す.研究代表者が2015年9月より1年間,サバティカルを取得して共同研究先に長期滞在することになったため,国際連携に関する経費が節減できた.また,エピソード記憶の工学的モデルの応用として財団の助成金(タカタ財団研究助成「交通シーンのエピソード記憶に基づく安全予測モデルの構築」)が得られたため,基盤部分を成す科研費の本研究において,相乗効果と効率化を生むことができたため,来年度に繰り越すことができる予算が発生した.海外研究者の招聘を含めて,研究補助業務での人件費・謝金として執行する予定である.
日本における木彫像の樹種と用材観に関する調査研究

私たちは先に「日本古代における木彫像の樹種と用材観-7・8世紀を中心に-」(『MUSEUM』555号平成10年8月)という論文で、日本古代の木彫像は、7世紀ではクスノキの使用が原則であるのに対し、8世紀にはその代表作例が定説のヒノキではなく、いずれもカヤを用いていることを科学的に立証した。そして、カヤが木彫像の材として尊重された理由を以下のように指摘した。つまり、古代インドでは白檀が仏像の材として尊重されたが、それが自生しない中国では唐時代になると、代用材として「栢」を用いることが説かれるようになった。8世紀に日本に渡来した唐僧・鑑真はこうした木彫像の用材観を日本にもたらしたと考えられるが、日本では8世紀前半には「栢」をカヤとみなしており、この時期の代表的木彫像がカヤを用いたのも白檀の代用材としての選択であったと考えられる。今回私たちは、木彫像調査の範囲を奈良時代から平安時代初期の各地の作例にまで拡大し、また、当該期の乾漆像や塑像の心木まで広げた結果、木彫像ではカヤを用いることが中央から地方にまで及んでいることを確認した。当該期の木彫像の大半は、一木造りであるが、像の大きさと種類を問わず、カヤを用いることが広い地域で原則となっていたと考えられる。また、カヤが自生しないか、ごく少ない地域、たとえば、東北地方では他の樹種(ケヤキ)を使用していることが判明した。乾漆像や塑像の心木については、例外を除いてカヤを使用せず、ヒノキ、ケヤキ、キリなどを用いているという興味深い事実を確認した。それは木心乾漆像や塑像と、木彫像とは全く別の意識で制作されたことを意味しており、木心乾漆像の心木部が発達することで当該期の一木彫刻が発生したとする説を用材観という観点から否定するものとなった。今年度はまず、この科研以前に調査した当該作品について資料整理を行い本研究の基礎固めとした。特に、調査時に採集していながら分析していなかったサンプルについては、森林総合研究所の協力を得て分析を進めた。これまで、唐招提寺や大安寺の木彫像、神護寺や元興寺の薬師如来像という8・9世紀を代表する一木彫像についは用材の樹種がカヤと判明していたが、今回の分析によってその他の当該期の重要な作例の多くも用材としてカヤが使用されていることがわかった。これは従来われわれが提唱した説を補足する結果といえる。つまり、われわれが以前論文の中で取り上げた作例は上記のように限られたものであったため、当該期の一木彫像の用材としてカヤが使用されていたことを一般化することに疑問をもつ向きもあったが、今回の分析によって、当時木彫像を制作する際、白檀の代用材としての「栢」を使用する思想が重要な意味をもっていたこと、この「栢」が日本ではカヤに当てられていたことなどをより明確にできたのではないかと思われる。この成果については論文として公表するため現在準備中である。

また今年度は、東北地方と九州地方を中心に、関連作品の調査を実施したが、特に、当該期一木彫の大作である勝常寺(福島県)薬師三尊像、道成寺(和歌山県)千手観音及び両脇侍像、清涼寺(京都府)阿弥陀三尊像について入念な調査を行い、勝常寺の薬師如来像、道成寺千手観音立像についてはサンプル収集を行うことができた。分析の結果、勝常寺の薬師如来像についてはその用材が広葉樹材であることがわかり、針葉樹であるカヤを選択する認識とは異なる用材観のもとに造立されたと考えられ、その思想的な背景や地方造像のあり方について、あらたな課題が設定されるに至った。今年度は、奈良時代の木心乾漆像及び塑像を中心に調査を実施し、あわせて可能な作例に限って木心部の用材のサンプル採集を行った。従来、一木彫の成立に関して、奈良時代に盛んに造立された木心乾漆像や塑像の木心部が重要な要因をなしたとする説が提唱されてきたが、これを木心部の用材にはどのような樹種が使用されているかという観点から検討するのが今年度の研究の目的である。調査した作例は天福寺(大分県)の塑像、観世音寺(福岡県)の塑像心木、薬師寺(奈良県)塔本塑像残欠、木心乾漆造文殊菩薩坐像、聖林寺(奈良県)木心乾漆造十一面観音立像であり、聖林寺の像を除いて、用材のサンプル採集を実施することができた。採集したサンプルは森林総合研究所の協力によって分析され、天福寺の塑像(三尊中両脇侍像)の木心部はカヤ、観世音寺の心木はヒノキ、薬師寺の塔本塑像の木心部はスギまたはヒノキ、同寺木心乾漆造文殊菩薩坐像の木心部はヒノキと同定されるに至った。データ数は不足しているものの、天福寺の塑像を除いて、塑像ないし木心乾漆像の木心部にはヒノキが多く使用されていることは注目される。つまり、塑像や木心乾漆像の木心部には建築部材として一般的であったヒノキを使用するという認識が大勢としてあり、一木彫の用材にカヤを使用する認識とは一線を画していた状況が浮び上がってきたように思われる。従って、一木彫は塑像や木心乾漆像の木心部が発展して成立したとは必ずしもいえないという一つの見通しが今回の調査によって得られたといえる。この問題に関しては今後もさらにデータ数を増やして検討していく予定である。なお、年度当初、調査範囲を神像にまで広げていく予定であったが、今年度は十分な調査を実施できなかった。神像については、次年度に重点的に行っていく予定である。今年度は、調査対象を8・9世紀から10・11世紀の木彫像まで広げ、さらに鎌倉時代の作例も含む神像及び神仏習合関連の木彫像の調査を行った。特に、本研究の代表者及び分担者が所属する東京国立博物館で開催された三つの特別展、「国宝醍醐寺展」、「天神さまの美術」、「美術の中のこども」には本研究の対象となる作例が多く出品され、研究を進めていく上で極めて有効であった。その他関連作品を収蔵する寺院や博物館等でも調査を実施した。主な調査作品は、醍醐寺(京都府)の薬師三尊像、聖観音立像、帝釈天騎象像、道明寺(大阪府)十一面観音立像、廣智寺(大阪府)不空羂索観音立像、大報恩寺(京都府)千手観音立像、立川不動尊(山梨県)不動明王坐像、神像としては、上野神社(滋賀県)男神坐像、観音寺(京都府)男神坐像、高田八幡神社(愛媛県)童形神立像、荏柄天神社(神奈川県)天神坐像及び立像、神仏習合関係では、川原観音堂(滋賀県)十一面観音立像、大野神牡(滋賀県)十一面観音立像、比良天満宮(滋賀県)天王立像、長安寺(大分県)太郎天及び両脇侍立像などである。本年度の調査を通じて特に注目された点を摘記すると以下のようである。まず、醍醐寺の上記作品は同寺を創建した聖宝と関連する像と考えられ、檀像にも深い理解を示した聖宝の木彫観を究明する上で重要な作例であることがあらためて認識された。また、十一面観音像は天神の本地仏として菅原道真関係の寺院に祀られたが、現存する像には檀像風の作例が多く見られる点は注目され、檀像認識の広がりを考えるための有効な視点となるように思われる。さらに立川不動尊の不動明王像は丈六の巨像であるが、頭体幹部をウロのある一木で造っており、霊木信仰を背景にもつ作例として注目される。
ホスト分子となるシクロファンの結晶環境下での合成とその評価

シクロファン類の合成を研究し、効率の良いビニル芳香族化合物の分子内[2+2]光環化付加反応を見い出し、その合成法を利用して機能物質、特に特異的な性質を示すレセプター、イオノファーの創製を目指し検討を加えた。本年度はナフタレノファン類の合成と得られたナフタレノファンの包接結晶形成における選択性について検討した。ナフタレノファン類の合成法の多くは、アンチ-体を選択的に与えるものである。もちろんシン-体の方が機能の点からより魅力的であり、この異性体を独占的に与える方法の開発が望まれていた。本方法はα-ビニル体の光反応でシン-体のみを与える方法である。合成された1,2-エタノ[2.3]ナフタノファンを種々の溶媒から再結晶すると溶媒分子との1:1包接結晶が得られる。包接結晶を形成する溶媒としない溶媒があり、検討した溶媒の中では、電子供与基を持つ偏平な芳香族分子は包接結晶形成能があるが、電子吸引基を持つものでは包接結晶を形成しないことが明らかとなった。ナフタレノファンの構造を修飾して、この包接結晶形成能を検討した。架橋鎖を1つ増した1,2-エタノ[2.4]ナフタレノファンは、同様な結果を与えたが、2つ増した1,2-エタノ[2.5]ナフタレノファンは単独で結晶化するのみで、包接結晶形成能はなかった。1,2-エタノ[2.3]ナフタレノファンとベンゼンとの包接結晶のX線結晶構造解析によれば、ベンゼンはナフタレンと辺対面に配置されており、π-H:π-相互作用をしているように見える。π-H受容体としてより電子密度の高い芳香族が包接結晶を作りやすく、トルエンとほぼ構造の類似なクロロベンゼンがそれを作らない理由がここにあるのかもしれない。コフェシャルに芳香環を持つナフタレノファンは電子供与性物質であり、これと電子密度の高い芳香族分子がT型配置にプレオルガナイズして包接結晶を形成するのが、説明として妥当と結論した。
エストロゲン受容体欠損マウスを用いた環境ホルモンの脳攪乱発現機構の解明

今年度は、まずDES暴露による脳撹乱作用の作用発現機構にエストロゲン受容体(ER)のβサブユニットが関与するのか否かについて、ERβKO, Wild type(WT)マウスを用いて神経科学的に検討した。その結果、DESを暴露したWTは、Corn oilを暴露したWTに比べ、脳海馬のリン酸化型CaMKIIβ(pCaMKIIβ)のレベルが増加する傾向を示した。一方、DESを暴露したERβKOのpCaMKIIβレベルもCorn oilを暴露したERβKOに比べ有意に増加し、昨年度のERαKOの結果とは異なっていた。これらのことより、DES暴露による脳撹乱作用の作用発現機構にはERのβサブユニットではなく、αサブユニットが関与している可能性が示唆された。また、OH-PCB暴露マウスについては、行動異常が生じる生後30日齢のマウスの脳においてERや甲状腺ホルモン受容体(TR)の発現レベルが変動するのか否かについて調べた。その結果、情動行動との関連性が示唆されている扁桃体において、ER、TRともに著しい変動を示さなかった。以前の研究より、生後1日齢のOH-PCB暴露マウス脳のERおよびTRは著しい変動を示していることから、OH-PCB暴露による受容体の発現変化は一過性のものであることが示唆された。さらに、今年度はDES暴露による脳撹乱作用の作用発現機構を解明する一環として、DES暴露による脳撹乱作用のエンドポイントのひとつであるpCaMKII増加に関与する分子をプロテオミクスの手法を用いて調べた。その結果、mitochondrial HSP70がDES暴露によるpCaMKIIの増加に伴い増加すること、さらにこれらの分子はマウス脳海馬において共局在していることも確認された。今後はこれらの分子の相互作用など、詳細な分子メカニズムを解明していく必要があると思われる。本年度はDES暴露による脳撹乱作用の作用発現機構にエストロゲン受容体(ER)のαアイソフォームが関与しているのか否かについて、ERαKO, Wild typeマウスを用いて行動科学的、神経科学的に検討した。1.行動科学的実験学習行動を評価するために、受動的回避反応試験を行ったところ、DESを暴露した雄のWild type仔マウスは、Corn oilを暴露した雄のWild type仔マウスに比べ受動的回避反応が有意に阻害され、DES暴露による学習能力の異常が認められた。しかし、雌マウスでは学習能力に異常は認められなかった。そこで、DESを暴露した雄のERαKO仔マウスの学習能力を調べたところ、Corn oilを暴露した雄のERαKO仔マウスに比べ受動的回避反応は阻害されなかった。よってDES暴露による受動的回避反応の阻害には、何らかの形でERαが関与していることが示唆された。また、ERαKOマウスとWild typeマウスの受動的回避反応を比較したところ、ERαKOマウスで受動的回避反応が阻害される結果が得られ、ERαの欠損が学習異常に関与している可能性が示唆された。2.神経科学的実験DESを暴露した雄のWild type仔マウスは、Corn oilを暴露した雄のWild type仔マウスに比べ、リン酸化型CaMKII(pCaMKII)のレベルが増加し、これまでと同様の結果が得られた。そこで、DESを暴露した雄のERαKO仔マウスのpCaMKIIレベルを調べたところ、Corn oilを暴露した雄のERαKO仔マウスのpCaMKIIレベルに比べ、変化しなかった。よってDES暴露によるpCaMKIIレベルの増加にも、何らかの形でERαが関与していることが示唆された。
腰椎における痛覚受容器に関する電気生理学的研究

電気生理学的手法を用い、腰椎椎間板および周囲組織における感覚受容器の特性を解析することを目的とした。実験には雄の成熟日本白ウサギを用いた。腰椎椎間板および周囲組織に13個の感覚受容器が同定された。13個中3個が椎間板部に認められた。このうち1個がL5/6椎間板線維論の表層部に、2個が線維論のL5およびL6椎体付着部に同定された。これらの受容器の支配神経線維の伝導速度は平均9.67m/sであり、全てIII群神経線維により支配されていた。3個全ての受容器が160g以上(平均241.0g)の極めて高い機械的閾値を有していた。その他の10個の受容器は腰筋に同定された。腰筋の受容器の支配神経線維の伝導速度は平均8.47m/sであった。10個中7個がIII群神経線維、2個がIV群神経線維、1個がII群神経線維により支配されていた。機械的閾値は、5個が7g-13g、他の5個が5g以下で、平均5.89gであった。椎間板部に同定された受容器は、いずれも160g以上という極めて高い閾値を示し、III群神経線維により支配されていた。これらの受容器は、組織に対して障害を及ぼす可能性のある極めて強い刺激に反応する侵害受容器として機能すると思われた。一方、腰筋の受容器は、1g以下の極めて低い閾値から、10g前後の比較的高い閾値を有し、IV群、III群、II群神経線維により支配されていた。これらはより弱い侵害刺激に反応する侵害受容器、あるいは圧覚や運動感覚などに反応する固有感覚受容器として機能すると思われた。New Zealand Rabbitの腰椎に椎弓切除術を施行し、後根から求心性電位を記録した。機械的刺激に対する感覚受容野を、腰椎および周囲組織において検索した。感覚受容器とその支配神経線維からなる単位(mechanosensitive afferent unit)の特性を以下の点について解析した。(1)支配神経線維の伝導速度、(2)受容器の機械的閾値(von Frey threーshold)。感覚受容器は、腰椎椎間関節包内、関節包辺縁部、黄色靭帯、傍脊柱筋(多裂筋、回旋筋等)などの組織に同定された。受容器は、関節包の内尾側部および外尾側の筋付着部に多く分布していた。6.0g以上の高い機械的閾値を有し、伝導速度の遅い神経線維(III群およびIV群線維)により支配される受容器は、侵害受容の機能を持つと思われた。侵害受容器は、主として椎間関節包内や関節包辺縁部に多く認められた。これに対し、筋・腱や靭帯などの組織における受容器の多くは、II群神経線維により支配され、低い機械的閾値を有していた。これらの受容器は、主として圧覚などの固有感覚受容器として機能すると思われた。サブスタンスP(SP)を感覚受容野に投与し、自発性求心性放電の頻度および受容野の機械的閾値の変化を分析した。SP投与により、80%の受容器からの自発性放電頻度が増大した。また、30%の受容器の機械的閾値が、SP投与により低下した。これらの結果は、SPが機械的感覚受容器に対し、興奮性作用(excitation)と感作作用(sensitization)を及ぼすことを示唆した。平成3年度の本研究において、腰椎椎間関節および周囲組織における感覚受容器の特性を電気生理学的手法を用いて解析し、その一部は痛覚受容器としての機能を有することを明らかにした。本年度は、これらの痛覚容受器が急性炎症に対していかなる反応を示すかを分析した。実験には成熟New Zealand White Rabbitを用いた。腰椎に椎弓切除術(L4-L5)を施行し、L5後根より求心性電位を記録した。椎間関節および周囲組織において機械的感覚受容器を同定した。4%kaolin(0.1-0.2ml)および2%carrageenan(0.1-0.2ml)を椎間関節部に注入し、急性炎症を惹起させた。求心性放電の活動性や感覚受容器の特性を炎症性物質投与群(炎症群、N=10)と非投与群(対照群、N=10)で比較検討した。炎症群の椎間関節部に、hydrocortisoneやlidocaineを注入し、放電の変化を観察した。受容器からの求心性放電頻度は、炎症群が平均18.1imp/s、対照群が平均9.3imp/sで、炎症群が有意に増大していた。また、炎症群のほうが関節の動きに対して、より顕著に反応する傾向がみられた。hydrocortisone 5mgの投与により、炎症群の受容器からの求心性放電活動の抑制が観察された。また、lidocaine 0.1-0.2mlの投与により、放電活動の低下ないし消失が認められた。以上のように、実験的に惹起した急性炎症は、椎間関節部の受容器の興奮性を増大させ、関節の動きに対する反応性を高めることが示された。即ち、椎間関節の炎症が、関節および周囲組織からの痛覚の発生に関与していることが示唆された。また、この実験モデルは、感覚受容器に対する種々の薬剤の影響の検索に応用可能であると思われた。

電気生理学的手法を用い、腰椎椎間板および周囲組織における感覚受容器の特性を解析することを目的とした。実験には雄の成熟日本白ウサギを用いた。腰椎椎間板および周囲組織に13個の感覚受容器が同定された。13個中3個が椎間板部に認められた。このうち1個がL5/6椎間板線維論の表層部に、2個が線維論のL5およびL6椎体付着部に同定された。これらの受容器の支配神経線維の伝導速度は平均9.67m/sであり、全てIII群神経線維により支配されていた。3個全ての受容器が160g以上(平均241.0g)の極めて高い機械的閾値を有していた。その他の10個の受容器は腰筋に同定された。腰筋の受容器の支配神経線維の伝導速度は平均8.47m/sであった。10個中7個がIII群神経線維、2個がIV群神経線維、1個がII群神経線維により支配されていた。機械的閾値は、5個が7g-13g、他の5個が5g以下で、平均5.89gであった。椎間板部に同定された受容器は、いずれも160g以上という極めて高い閾値を示し、III群神経線維により支配されていた。これらの受容器は、組織に対して障害を及ぼす可能性のある極めて強い刺激に反応する侵害受容器として機能すると思われた。一方、腰筋の受容器は、1g以下の極めて低い閾値から、10g前後の比較的高い閾値を有し、IV群、III群、II群神経線維により支配されていた。これらはより弱い侵害刺激に反応する侵害受容器、あるいは圧覚や運動感覚などに反応する固有感覚受容器として機能すると思われた。