hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
学習障害児の学習支援に関する生理心理学的検討

マルチカメラ観察システムを用い、学習障害児における図形探索、数唱、積木、符号合わせなどの課題に取り組んでいる間の視線位置や手の操作状況を記録し、無拘束条件下での視覚認知・感覚運動過程検討の見通しを得た。これまで検討を進めてきた項目は下記の通り。1.視覚刺激呈示ドームの作製:直径3mの半球ドームに20°間隔13ヶ所に窓を開けて任意位置・任意時間に映像刺激呈示をする装置であり、視覚認知過程における頭と眼球の動きを定量的に検討(学会発表)。2.マルチカメラ観察システムの作製:机周辺に取り付けた最大4台のビデオカメラ映像を合成し、4分割画面としてビデオテープ集録する装置で、これを用い机に向かって課題に取り組む経過を多角的に検討(学会発表、論文)。3.認知面に困難さを持つ児童の多角的検討:視野、有効視野の計測や、マルチカメラ観察システムによる図形探索、数唱、積木、符号合わせなどの課題に取り組む経過中の視線位置や手の操作を検討(論文、学会発表)。4.運動準備の脳内過程の検討:運動準備過程をCNVにより検討(学会発表、論文)。5.ランダム数字呈示装置の作製:視線と頭部の協応的な動きを検討するために、直径3mの円弧状に配置した7セグLEDにより、任意視覚に任意数字刺激を呈示できる装置を作製した。新たに得た知見:これまでの検討で下記の点について新たな知見を得た。6.視覚刺激呈示ドームにより、自然条件下での視線定位過程を定量的に捉えることが可能となり、視野や有効視野計測結果と併せて検討して、子どもの視覚認知過程を詳細に検討できる見通しを得た。7.マルチカメラ観察システムを学習障害児へ適用し、無拘束条件下での視覚認知・感覚運動過程検討の見通しを得た。8.CNVを計測し、中枢にいて運動に先行してその準備過程が進行していることを確認した。対象児の基本的行動特性把握のための計測装置作製はめどがつき、それらを用いた検討が進んでいる。これらの研究成果の一部は、平成6年度日本特殊教育学会にて発表されるとともに研究論文に執筆された。最終年度である平成7年度には、下記の事項についての研究をおこなた。1.マルチカメラ観察システムによる視覚認知過程の検討:昨年度に引続きマルチカメラ観察システムを用い学習障害が疑われる子どもや学習の遅れが著しい子どもについての検討を進めた。その結果、個々の子どもの認知状況に対応して眼球と頭部を協応的に回転させる視覚定位の様相が異なることが明かになった。これらの成果の一部は、平成7年度日本特殊教育学会において発表されるとともに、「茨城大学教育実践研究」にまとめられた。2.事象関連電位による認知過程の検討:刺激が反復呈示される際に時々偏奇な刺激が呈示されるとその刺激を気づきやすいが、そのような偏奇刺激により生じるミスマッチネガティビティー(MMN)は脳内の自動的処理を反映すると言われている。このMMNを精神遅滞児で検討した結果、刺激間隔が一定であると自動化された弁別機能がよく働くが、間隔がランダムになると十分に機能しなくなることを見いだし、その内容を「臨床脳波」に論文発表した。さらに、発達障害児の注意・認知障害と関連し平成7年度日本特殊教育学会シンポジウムにて、MMN・P300・CNVなど認知に関連した各種事象関連電位について発表した。
控えめに手取り足取りして,身振りの学習を支援するヒューマン・インターフェイス

(1)ジャイロセンサによる動作タイミング計測システム本計測システムは膝,腰,上腕,前腕にそれぞれ1軸ジャイロセンサENC-03Rを1個(1軸)あるいは2個(2軸)取り付けたものである.このシステムを用いた実験の結果,本教示デバイスに動作指令を与えてから人に教示が加えられるまでに0.24[s],人が教示されてから反応動作を行うまでに0.24[s]程度かかることがわかった.これらの時間を考慮して0.48[s]程度前に教示を行うことで,人は適切なタイミングで動作を行うことができる可能性のあることが判明した,次に,本計測システムで砲丸投の立ち投げ動作を計測した結果,この動作で重要な膝の伸展,腰の回転及び伸展,腕の伸展の動作タイミングを検出することができることが確かめられた.(2)槌打型触圧覚教示デバイスによる動作教示システム本教示デバイスは,主として教示力を発揮するばね鋼,教示力の蓄積,解放を行うサーボモータ,サーボモータの回転軸に接続されたサーボホーンからなる.サーボホーンを回転させると,やがてばね鋼がサーボホーンによる支持から解放される.すると,それまでに蓄積された弾性力が解放され,ばね鋼が人体側に伸展する.そして,ばね鋼の下部に取り付けられた突起部が人体に触れ,人体へ瞬間的に教示を与える.(3)空気圧を用いた加圧拘束型アクチュエータ開発したアクチュエータは,関節の回転運動を拘束するためのクラッチ型拘束装置及び,関節のねじり運動を拘束するためのシリンダ型拘束装置の2種類である.また,これらのアクチュエータを用いて,上肢に対する動作学習支援装置の開発を行った.そして,これらの装置の評価実験及び,動作学習支援装置を用いた姿勢教示実験を行い,動作教示に対する可能性について示した.目標正しい動作を直感的に理解しやすい,体験型教育システムの開発を目的として研究を行っている.ロボットにより"手取り足取りの教育"を行い,スポーツや職人技の伝授への応用を目標としている.身振り動作教示に用いるための装着型動作計測システムの開発そのためには,まず,様々な動作に対応でき,学習者の関節角がリアルタイムに計測できるシステムが必要となる.そのため本研究では,複数の曲げセンサにより関節角を計測する新しいシステムを提案した.具体的には,肩関節の2自由度の角度,肘関節の1自由度の角度の計測を行った.センサの非線形性および,センサ間の相互干渉の影響を緩和するため関節毎にキャリブレーションを行った.測定範囲の制限,複数の関節の出力の干渉,感度の悪い測定条件の存在など,いくつかの課題が明らかになった.控えめ性を重視した身振り教示用アクチュエータの開発目標次に,控えめ性を重視したアクチュエータとして振動モータおよびマッキベン型空気圧人工筋を選択した.特に,本研究の目的に適した空気圧人工筋を開発することで,任意の収縮量を持つ空気圧人工筋を容易に作製できることを示した.特性解析実験より,開発した空気圧人工筋の特性を解析し,その利点や問題点を明らかにした.(1)機能的電気刺激(FES)を利用した筋肉駆動による動作教示システム実験装置を製作し,今まで不可能だった,任意の電気パルスを作成することが可能になった。また,独立に5系統が制御できるようになった。表面式FESによって,5本の指の屈曲駆動知覚が得られることを示した。そのときの刺激位置を記録し,刺激位置マップを作成した。複数の被験者で実験を行い,駆動知覚や刺激位置に個人差があることを示した。(2)形状記憶合金による教示装置応答時間との対応で最適電流の測定を行った変形時間と発生力を測定し,通電時間設定値の最適値は0.14秒であることが分かった。被験者7名に実際に着用してもらい,形状記憶合金の固定方法など改善すべき点はあったが,おおむね教示に必要な力が出ていることが確認された。(3)機械式動作計測システム(市販のGypsyMIDI使用),外骨格型上肢計測装置肩屈曲90°且つ前腕回内90°と肩外転90°且つ前腕回外90°の2つの姿勢でキャリブレーションを行うことにより,零点姿勢を含め片腕につき3回でキャリブレーションを完了することができた。上肢の各動作において本システムにより得られた値と実測値との比較実験を行った。各動作においてそれぞれ誤差は約1°であり,動作教示という目的に対して本システムの測定精度が十分なものであることを示した。また動作教示の例として投球動作を計測し,手先位置での加速度などを求めその運動を解析した。また開発した計測表示プログラムにより野球経験者の手本投球動作における手先の軌跡を表示しながら,練習者の軌跡と動作を再生することで,本システムが視覚的な教示システムとして有効であることを示した。(1)ジャイロセンサによる動作タイミング計測システム本計測システムは膝,腰,上腕,前腕にそれぞれ1軸ジャイロセンサENC-03Rを1個(1軸)あるいは2個(2軸)取り付けたものである.このシステムを用いた実験の結果,本教示デバイスに動作指令を与えてから人に教示が加えられるまでに0.24[s],人が教示されてから反応動作を行うまでに0.24[s]程度かかることがわかった.

これらの時間を考慮して0.48[s]程度前に教示を行うことで,人は適切なタイミングで動作を行うことができる可能性のあることが判明した,次に,本計測システムで砲丸投の立ち投げ動作を計測した結果,この動作で重要な膝の伸展,腰の回転及び伸展,腕の伸展の動作タイミングを検出することができることが確かめられた.(2)槌打型触圧覚教示デバイスによる動作教示システム本教示デバイスは,主として教示力を発揮するばね鋼,教示力の蓄積,解放を行うサーボモータ,サーボモータの回転軸に接続されたサーボホーンからなる.サーボホーンを回転させると,やがてばね鋼がサーボホーンによる支持から解放される.すると,それまでに蓄積された弾性力が解放され,ばね鋼が人体側に伸展する.そして,ばね鋼の下部に取り付けられた突起部が人体に触れ,人体へ瞬間的に教示を与える.(3)空気圧を用いた加圧拘束型アクチュエータ開発したアクチュエータは,関節の回転運動を拘束するためのクラッチ型拘束装置及び,関節のねじり運動を拘束するためのシリンダ型拘束装置の2種類である.また,これらのアクチュエータを用いて,上肢に対する動作学習支援装置の開発を行った.そして,これらの装置の評価実験及び,動作学習支援装置を用いた姿勢教示実験を行い,動作教示に対する可能性について示した.
緑葉野菜に含まれる硝酸塩の摂取による虚血性脳障害予防に関する基礎的研究

近年,食事で野菜を多く摂取する習慣が虚血性組織障害を軽減する可能性が示されている。野菜に含まれる硝酸塩が体内で亜硝酸塩となって貯蔵され,虚血時に一酸化窒素に変換されて保護作用を示すというものである。本研究において,ラットに中大脳動脈閉塞再灌流処置を行い,その直後に亜硝酸塩を静脈内投与すると,脳梗塞巣体積および脳浮腫の有意な減少が認められた。また,亜硝酸塩の長期経口摂取は,両側総頸動脈永久閉塞ラットにおける嚥下反射機能障害を軽減した。虚血性脳障害は,脳に酸素や栄養分を送る動脈が閉塞して生じる脳組織の循環障害であり,その対策が急がれている。一方,亜硝酸塩は野菜に多く含有される硝酸塩から口腔細菌によって生じ,体内に貯蔵され,虚血時にNOに変換されるNOドナーとしての作用を有することが明らかになってきた。このことは,硝酸塩や亜硝酸塩の摂取が虚血性脳疾患の予防や発作時の組織損傷を軽減できる可能性を示している。しかし,その作用メカニズムや疾患予防に適した摂取量等についての詳細な知見は得られていない。したがって,本研究ではラットの脳虚血モデルを用い,亜硝酸塩,硝酸塩および緑葉野菜の摂取による脳保護効果メカニズムを調査することを目的とした。ラットの大脳動脈閉塞再灌流モデルを用いて検討を行ったところ,脳虚血を起こした直後に亜硝酸塩を静脈内投与すると,ある一定の用量においてのみ脳保護効果が認められ,これより低用量および高用量では効果が消失することを確認した。また,亜硝酸塩を再灌流後に投与した場合は,どの用量においても脳保護効果は認められなかった。さらに,糖尿病態モデルラットでは亜硝酸の効果は現れず,高用量では障害の増悪が認められた。脳保護効果を有する用量の亜硝酸投与による大脳皮質内のNO濃度変化をNO電極によって測定したところ,正常血糖ラットでは持続的なNO濃度の上昇とこれに伴う脳血流量の増加が見られたが,糖尿病ラットではこれらの効果が認められなかった。以上の研究結果より,脳の虚血再灌流障害に対して亜硝酸塩が細胞保護作用を有することが推測されるものの,投与のタイミング,投与量,病態等によって現れる効果が異なることが明らかになった。【目的】亜硝酸塩は野菜に多く含有される硝酸塩から口腔細菌によって生じ,体内に貯蔵され,組織虚血時にNOに変換されるNOドナーとしての作用を有することが明らかになってきた。脳梗塞患者には,.嚥下障害が合併症として生じる割合が高く,これに伴うQOLの低下や誤嚥性肺炎の発症が問題となっている。そこで慢性脳低灌流ラットの虚血性脳障害およびこれに伴う嚥下障害に対する亜硝酸塩・硝酸塩の効果について検討した。【方法】ラットの両側総頸動脈を麻酔下で永久結紮(2VO)し,慢性脳低灌流モデルを作製した。2VO処置の2週間後に嚥下反射機能の測定を行った。刺激液(水,クエン酸,カプサイシン)を咽喉に投与し,誘発される嚥下の回数を顎舌骨筋の筋電図にて計測した。亜硝酸塩・硝酸塩は飲料水に溶解し,嚥下反射機能測定の3週間前からラットに自由摂取させた。また,レーザドップラ血流計を用い,経時的に脳血流量を測定した。嚥下機能評価終了後,脳を摘出し,線条体でのtyrosine hydroxylase(TH)の発現を免疫組織染色により調査した。【結果・考察】2VOによる慢性脳低灌流状態は,ラットにおいて各種刺激液に対する嚥下回数を減少させた。一方,亜硝酸塩を投与した2VOラットでは嚥下回数の有意な回復がみられた。また,亜硝酸塩は,2VO直後の血流量の減少を抑制し,その後の血流の回復を促進する傾向が認められた。免疫染色の結果,2VOラットの線条体ではTH発現の減少が認められたが,亜硝酸塩はこれを抑制した。同用量の硝酸塩は効果を示さなかった。以上の結果から,亜硝酸塩の摂取は,脳虚血による組織障害および嚥下反射機能障害に対して改善効果を示すことが示唆された。脳梗塞患者には,後遺症として嚥下障害が高い割合で生じ,これに伴うQOLの低下や誤嚥性肺炎の発症が問題となっている。近年,亜硝酸塩が虚血性組織障害を軽減させる可能性が示されているが,脳虚血後の嚥下障害に対する効果は明らかではない。平成24年度は,両側総頸動脈永久結紮(2VO)処置により作製した嚥下障害モデルラットを用い,亜硝酸塩,硝酸塩,硝酸塩とビタミンCの混合経口摂取による脳保護効果および嚥下反射機能の改善効果について検討した。

2VOラットでは,刺激液(水,クエン酸,カプサイシン水溶液)に対する嚥下反射の低下が認められた。一方,亜硝酸塩を摂取させたラットでは,2VO直後およびその後の脳血流量の回復が経時的に促進される傾向が認められ,嚥下反射機能の低下が抑制された。硝酸塩,硝酸塩とビタミンCの混合摂取では,有意な効果は認められなかった。2VOラットの線条体では,虚血による細胞死やTH発現およびドパミン含量の低下が認められたが,亜硝酸塩摂取群ではこれらが抑制された。また,亜硝酸塩摂取群の線条体組織中の亜硝酸塩含量は,対照群と比較し約2倍であった。以上の結果より,亜硝酸塩の摂取により,ラットの脳組織中に亜硝酸塩が蓄積し,虚血時に効果的にNOが供給されることによって虚血障害が軽減されることが示唆された。嚥下反射や咳反射に重要な伝達物質であるサブスタンスPの合成は,黒質-線条体系において生合成されるドパミンにより促進されることが報告されている。2VOラットでは,脳虚血により黒質-線条体系ニューロンが障害され,ドパミン産生が減少し,サブスタンスPによる反射シグナルが低下し,嚥下障害が生じたと考えられる。亜硝酸塩は,2VO処置によるTH発現量とドパミン含量の低下を共に抑制したことから,黒質-線条体系の障害を軽減することによって嚥下反射機能を維持したと考えられる。平成23年度は,亜硝酸塩および硝酸塩摂取による脳虚血障害抑制作用について概ね実験計画に沿って明らかにすることが出来た。さらに,交付申請時には予定していなかった嚥下反射機能障害に対する効果についてもデータを得ることが出来た。脳虚血再灌流時の脳内NO動態の測定に関しては,技術的な問題によりデータの取得が遅れているが,今後実験を重ねることにより克服できるものと考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでと同様の方法に基づき,緑葉野菜の摂取による脳虚血障害抑制作用について実験計画に沿って明らかにする。脳虚血再灌流時の脳内NO動態の測定に関しては,技術的な問題によりデータの取得が遅れているが,今後実験を重ね,最適な条件を見つけることにより克服できるものと考えている。実験計画では,緑葉野菜の摂取による脳内遺伝子発現変化を,DNAアレイ法を用いて検索する予定であったが,予算の関係から定量PCRに変更して行うことを考えている。
摂食促進ホルモン・グレリンによる自発運動量制御機構の解明

本研究は,グレリンの摂食・代謝リズムや自発運動量を制御するメカニズムおよび両者のクロストークにおけるグレリンの役割を明らかにすることを目的とし,1)グレリンによる摂食・エネルギー代謝リズム調節機構および摂食リズムと自発運動量制御機構を明らかにし,2)肥満者の食行動異常と自律神経活動を解析した。本研究により,摂食リズム,体内エネルギー代謝の日内リズムの恒常性の維持および自発運動の動機付けにグレリンが関与し,グレリン・リズム(サージ)の重要性が示唆された。また,肥満者において夜間の副交感神経活動が減弱し,QOLの低下をきたしている可能性が示唆された。本研究は、グレリンの摂食・代謝リズムや自発運動量を制御するメカニズムおよび両者のクロストークにおけるグレリンの役割を明らかにすることを目的とし、平成25年度は「グレリンによる摂食・エネルギー代謝リズム調節機構の解明」について以下の研究を実施した。1グレリン動態と自発活動・エネルギー代謝の日内リズムの解析:a)グレリン動態の日内変動;野生型(WT)マウスの7時、13時、19時、25時におけるグレリン動態を比較検討した結果、25時に有意に高くなり、7時に有意に低値となる日内リズムが存在した。b)摂食・自発行動量とエネルギー代謝リズムの解析;エネルギー代謝測定装置(アルコシステム)を用い,WTおよびグレリンKO(KO)マウスにおけるエネルギー代謝(エネルギー消費量,脂肪燃焼,炭水化物燃焼量)と自発行動量を比較検討した結果、KOマウスでは自発活動量や体内エネルギー代謝の日内リズムの恒常性に異常が認められた。2グレリンKOマウスの摂食・エネルギー代謝リズムの解析:WTおよびKOマウスについて、迷走神経胃枝切除後のWTマウス、グレリンantagonist投与後のWTマウスでは自発活動量や体内エネルギー代謝の日内リズムに乱れが生じ、一方、グレリンagonist投与後のKOマウスではWTマウスと同様の摂食リズムや体内エネルギー代謝の日内リズムの恒常性が維持されていた。以上の結果より、摂食リズムや体内エネルギー代謝の日内リズムの恒常性維持に、グレリンが関与している可能性が示唆された。本研究は,グレリンの摂食・代謝リズムや自発運動量を制御するメカニズムおよび両者のクロストークにおけるグレリンの役割を明らかにすることを目的とし、平成26年度は「グレリンによる摂食リズムと自発運動量制御機構の解明」について以下の研究を実施した。1回転かご自発運動量,摂餌行動とグレリン動態の解析:a)回転かご自発運動量および摂餌行動;自由摂餌における野生型(WT)およびグレリンKOマウス(KO)の自発運動は、一日の間では主に暗期に認められ、WTの自発運動パターンは、暗期開始時後と暗期終了時前数時間の持続的な自発運動が主であり、その間に断続的な自発運動が散見されたが、KOでは、断続的な自発運動が暗期全体を通して生じる傾向にあった。両マウスを2週間時限給餌(2回/日;57時、1921時)すると、WTの自発運動は制限給餌時刻に同調した自発運動が認められるようになり、暗期開始時刻後の運動量が著しく増大し、KOでは暗期開始時後の自発運動が明確に認められるようになったが、その後の断続的な自発運動は依然存在した。b)グレリン動態;自由摂餌のWTの血中グレリン濃度は、午前7時と午後7時に有意に上昇し、午後1時と午前1時に有意に減少する日内リズムが存在し、時限給餌後は制限給餌時刻においてのみ有意に高くなった。2自発運動および探索行動時のグレリンによる動機付け:グレリンagonist (GHRP-6)をKOマウスへ浸透圧ミニポンプを用い午前7時と午後7時に腹腔内投与すると、自由摂餌における投与前に認められた暗期全体を通しての断続的な自発運動は減少する傾向にあったが、午前7時と午後7時の時限給餌では、WTと同様の自発運動パターンが観察された。以上の結果より、探索行動は暗期開始時刻後に生じることから、その動機付けには摂餌行動、明暗の光刺激以外にグレリンが関与している可能性が示唆された。平成27年度は「肥満者における食行動やグレリン分泌異常の有無、生活習慣介入による効果」について以下の研究を実施した。1)対象:肥満または肥満歴を有する入院患者18名(Ob群;男6名・女12名(糖尿病))および当院で交代勤務に従事する看護師13名(SW群)を対象とした(年齢:50.6±14.0歳, BMI:31.3±8.0kg/m2)。SW群のうち肥満(SW-Ob群)が4名(年齢:42.8±3.6歳, BMI:30.1±1.9kg/m2 )、非肥満(SW-N群)が9名(年齢: 36.4±8.8歳, BMI:22.5±1.4kg/m2)であった。2)方法:自律神経活動の評価はActiHR4を24時間装着し、心拍周期変動の周波数成分のHF成分(副交感神経活動)とLF成分(交感・副交感神経両者の活動)を抽出し、HF成分を副交感神経活動、LF/HF比を交感神経活動の指標とした。24時間を6時間毎に分け、深夜(0時6時)と昼(12時18時)のHF成分、LF/HF比を比較した。

3)結果:LF/HF比についてはOb群(深夜2.47±1.07,昼5.62±2.04)で、深夜に比較して昼が有意に上昇し、SW-Ob群、SW-C群でも深夜に比較して昼において有意な上昇を認めた。一方、HFはOb群(深夜617.6±833.4ms2,昼411.1±675.4ms2)では健常者でみられる夜間の上昇がみられず、SW-Ob群でも深夜と昼に有意差が認められなかったのに対し、SW-N群(深夜645.9±340.9ms2,昼213.1±132.0ms2)では深夜が昼に比べ有意な上昇を認めたが、健常者と比較すると深夜のHFが減弱していた。以上の結果より、肥満およびShift workerと深夜の副交感神経活動に関係性が示唆され、副交感神経活動に影響を与える因子を特定することが肥満の予防や改善に寄与する可能性が考えられた。本研究は,グレリンの摂食・代謝リズムや自発運動量を制御するメカニズムおよび両者のクロストークにおけるグレリンの役割を明らかにすることを目的とし,1)グレリンによる摂食・エネルギー代謝リズム調節機構および摂食リズムと自発運動量制御機構を明らかにし,2)肥満者の食行動異常と自律神経活動を解析した。本研究により,摂食リズム,体内エネルギー代謝の日内リズムの恒常性の維持および自発運動の動機付けにグレリンが関与し,グレリン・リズム(サージ)の重要性が示唆された。また,肥満者において夜間の副交感神経活動が減弱し,QOLの低下をきたしている可能性が示唆された。平成26年度予定していた野生型(WT)マウスおよびグレリンKOマウスを用いた「グレリンによる摂食リズムと自発運動量制御機構の解明」については、1回転かご自発運動量,エネルギー代謝とグレリン動態の解析、2自発運動および探索行動時のグレリンによる動機付けなどを実施した。さらに、WTおよびKOマウスの2週間時限給餌期間の行動(記憶、弁別、空間認知など)をマウス用集団型全自動行動・記憶学習測定装置(IntelliCage)を用いた探索行動動機の解析については、現在進行中の動物実験であり、おおむね当初の研究計画通りに進展している。さらに、当初の予定に入れていなかった視交叉上核を追加サンプリングし、ニューロメジンUおよびS等の摂食抑制因子や時計遺伝子制御における自発運動量制御機構の解析も進行中である。健康スポーツ科学平成25、26年度の研究結果より、摂食リズムや体内エネルギー代謝の日内リズムの恒常性の維持にグレリンが関与し、グレリン遺伝子欠損(KO)マウスでは日内リズムに関与する時計遺伝子の制御機構が破綻し、さらに、探索行動としての自発運動の動機付けには、摂餌行動や明暗の光刺激以外にグレリンが関与している可能性が示唆された。以上の研究成果を踏まえ、今後は、自発運動の動機付けには摂餌行動、明暗の光刺激、グレリンなど以外の摂食抑制因子や時計遺伝子制御も研究視野に入れた自発運動量制御機構の解析を進めて行く予定である。また、グレリンKOマウスを用い、グレリンのagonist、antagonistなどによる介入や制限給餌パターン(制限摂餌時間、回数など)を変化させた自発運動の動機付けを検討し、摂食活動と自発運動が生体の明暗リズムへ及ぼす影響を探索する。平成25年度(初年度)予定していた野生型(WT)マウスおよびグレリンKOマウスを用いた「グレリンによる摂食・エネルギー代謝リズム調節機構の解明」については、1グレリン動態と自発活動・エネルギー代謝の日内リズムの解析、2グレリンKOマウスの摂食・エネルギー代謝リズムの解析などを実施し、おおむね当初の研究計画通りに進展している。
食道癌悪性化における癌内線維芽細胞の役割の解明

癌患者の死因の9割は浸潤・転移による治療抵抗性の獲得に関与しているにもかかわらず、現在に至るまでこれらの分子メカニズムの解明は発展途上の段階である。申請者の先行研究より、申請者らは独自の研究方向性として、CAFsが近傍の癌細胞にpartial EMTを誘導することにより、浸潤能の亢進した癌細胞クラスターの転移促進機構に注目している。食道癌は所属リンパ節および肺・肝臓への転移が多いことが知られている。CAFsとのPDX共移植系モデルが患者食道癌の転移の臓器指向性を模倣し、CAFsと癌細胞の相互作用を媒介するpartial EMTに関与する遺伝子やシグナルが同定されることが予期される。申請研究では、CAFsによる食道癌の浸潤・転移や治療抵抗性メカニズムならびに抑制法を解明することを目的とする。本年度は食道癌PDXモデルの樹立の為に臨床サンプルの採集方法を検討している。本講座で施行される内視鏡的粘膜下層剥離術より得られた標本を高度免疫不全NOGマウスに移植予定である。現在、そのための倫理申請書類準備中である。現在、そのための倫理申請書類準備中である倫理申請承認後は、本講座で施行される内視鏡的粘膜下層剥離術より得られた標本や手術で切除され検体を高度免疫不全NOGマウスに移植予定である。PDXモデルの作製は他の癌種ではすでに実績がある。次年度の使用計画としては、5-10例の患者食道がん検体をマウスに移植し、その増殖能や新たなマウスに継代可能かなど調査する。現在倫理審査申請準備中であり、癌検体移植に必要なNOGマウスの購入がされなかったために、次年度使用額が生じた。
アンブレラ種の保全は湿地性鳥類の持続可能性を保証するか？繁殖成功度を用いた検証

平成28年度は、過年度までに予定していたすべてのデータが得られていたため野外調査の実施規模を大幅に縮小した。過年度までに論文として出版された成果(勇払原野に生息するアンブレラ種であるチュウヒとその他鳥類の繁殖成功度は正に関係する)を受け、4年間にわたって得た多数の湿地パッチのチュウヒの定着とつがいあたりの繁殖成功度(巣立ち雛数)に影響する要因を解析した論文を執筆し、The Journal of Wildlife Management誌に受理された。具体的には、チュウヒのつがいの定着には湿地周囲500mの生息地面積が広いことが重要であるが、巣立ち雛数には湿地周囲2000mの人工構造物が少ないことが重要であることを示した。さらに、アンブレラ種を保全する際にどの程度の経済効果が生まれるのか、またそれは他の保全ターゲット(生態系サービス、湿地面積)による経済効果よりも高いのかを比較した論文を執筆し、現在国際誌で査読中である。また、69月には海外研修を行った。研修中では研究に関する意見交換や論文執筆にあたり有意義だった。これらにより、予定していた研究のすべてがアウトプットの段階まで到達したと考えている。さらに、採用期間の最終年度であることから、年間を通して研究成果のアウトリーチ活動を精力的に行った。具体的には、国際学会1件(NAOC)、国内学会3件(日本鳥学会2件、日本生態学会)、商業誌での解説2件(バーダー誌、モーリー)を行った。28年度が最終年度であるため、記入しない。現存する生物多様性の将来における維持の保証は、我々に課された重大な課題の一つである。今日まで、投資と社会の関心を高める点から、アンブレラ種の保全は実践的な生物多様性保全の根幹を担ってきたが、この手法は対象生物群集が将来にわたっても維持されるかどうかは考慮してこなかった。本研究の目的は、アンブレラ種を利用して、湿地性鳥類群集の将来にわたる持続可能性が高い場所(繁殖成績の高い場所)を迅速かつ適切に保全する手法を開発することである。研究計画の初年度であるH26年度は、北海道中央部の分断化された湿地パッチ全域において、H24年度から行っているアンブレラ種の猛禽類(チュウヒ)の繁殖成績モニタリングを引き続き行った。このデータを元に、チュウヒにとっての湿地パッチの質を評価した。さらに、チュウヒにとっての湿地パッチの質が様々な26のパッチで、他の湿地性鳥類の成鳥/巣立ち雛密度を、プレイバック法による複数回カウントを用いて調べた。データの解析の結果、プレイバック法と個体の発見率を考慮する統計モデルの併用により、10種の成鳥、7種の幼鳥で個体数密度を推定することに成功した。また、チュウヒを利用して多種の繁殖成績を高い場所を保全出来るかどうかを明らかにするために、チュウヒにとってのパッチの質と湿地性鳥類の成鳥/巣立ち雛密度の関係を調べたところ、4種の成鳥個体数、5種の巣立ち雛個体数がチュウヒにとってのパッチの質と正に関係することが明らかになった。これらは、アンブレラ種にとって質の高い場所の保全が、湿地性鳥類群集全体の持続可能性が高い場所の保全につながることを示唆している。現在は、一連の成果をまとめた論文を国際誌に投稿中である。また、これらの成果は昨年度中に開催された国際鳥学会、日本生態学会にて発表した。現存する生態系から保全価値の高い場所を迅速に特定する技術の確立は、保全生態学において最も優先順位の高い課題である。アンブレラ種の生息地の保全は、この課題に対する最も一般的な手法である。しかし、この手法はアンブレラ種や他種の将来の存続可能性を考慮してこなかった。そこで本研究では、湿地性鳥類群集をモデルに、アンブレラ種を利用して他種の繁殖成功度の高い場所を保全する手法を確立することを目的とする。研究2年目にあたるH27年度は、過年度までの野外調査で得られたデータをまとめた2編の論文が受理された。具体的には、アンブレラ種であるチュウヒの生息地と非生息地で複数の分類群の種数・密度・種組成を比べた論文がWetlands Ecology and Management誌に、チュウヒの繁殖成績の高い場所の保全が複数の小鳥類の繁殖成績の高い場所の保全につながることを示した論文がBiological Conservation誌に受理された。所属研究機関から、これらの結果をプレスリリースし、複数の新聞で報道された。また、商業誌での解説や一般市民を対象とした講演会でも研究内容を紹介した。その一方、今年度もチュウヒおよび湿地性鳥類のモニタリング調査を継続し、その結果を日本鳥学会、日本生態学会で発表した。現在は、これらについて論文の執筆を進めている。次年度は、これらの論文を国際誌に投稿する予定である。また、さらに野外調査を継続し、新たな論文の投稿も目指す。チュウヒのモニタリング調査を継続して行う傍ら、過年度までに行ったチュウヒの繁殖成績と他の鳥類群集の繁殖成績の関係を調べた研究をはじめとする2編の論文が国際誌に受理されたため。

過年度までに論文として出版された成果(勇払原野に生息するアンブレラ種であるチュウヒとその他鳥類の繁殖成功度は正に関係する)を受け、4年間にわたって得た多数の湿地パッチのチュウヒの定着とつがいあたりの繁殖成功度(巣立ち雛数)に影響する要因を解析した論文を執筆し、The Journal of Wildlife Management誌に受理された。具体的には、チュウヒのつがいの定着には湿地周囲500mの生息地面積が広いことが重要であるが、巣立ち雛数には湿地周囲2000mの人工構造物が少ないことが重要であることを示した。さらに、アンブレラ種を保全する際にどの程度の経済効果が生まれるのか、またそれは他の保全ターゲット(生態系サービス、湿地面積)による経済効果よりも高いのかを比較した論文を執筆し、現在国際誌で査読中である。また、69月には海外研修を行った。研修中では研究に関する意見交換や論文執筆にあたり有意義だった。これらにより、予定していた研究のすべてがアウトプットの段階まで到達したと考えている。さらに、採用期間の最終年度であることから、年間を通して研究成果のアウトリーチ活動を精力的に行った。具体的には、国際学会1件(NAOC)、国内学会3件(日本鳥学会2件、日本生態学会)、商業誌での解説2件(バーダー誌、モーリー)を行った。複数の湿地性鳥類種の繁殖成功度を簡易的に測る手法を開発することに成功し、この手法を用いて得られたデータから、チュウヒの繁殖成績と他の鳥類群集の繁殖成績の関係を明らかにできたので。現在は、2015年度に取得したデータの解析と取りまとめを進めている。また、研究最終年度にあたる2016年も、チュウヒのモニタリングを継続することで、長期的なデータに基づく新たな課題に挑戦する。28年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は計画通りチュウヒの繁殖成績のモニタリングを継続し、他種の繁殖成績の調査地も拡大する。また、昨年度の調査を通して見えてきた新たな課題にも取り組む予定である。
プライマリーシリアの特性を応用した新規歯周組織再生治療の確立

プライマリーシリアはほとんどの細胞が有する構造の一つであり、その機能として骨形成に関連する働きが知られている。歯と周囲骨を連結する歯根膜は歯の移動に伴い周囲への骨添加と骨吸収を短期間に生ずる組織であるが、この機能を生かした骨再生療法はいまだ発展途上である。そこで歯根膜におけるプライマリーシリアの骨形成に関連する働きを解明しこの構造による新規再生療法の確立を目指した。ラット歯根膜における一次繊毛の発現率に有意差は認められなかったことから、その存在は部位特異的ではなく歯根膜全体の機能に関わる可能性が示唆された。また、陽性細胞は歯根膜繊維の走行と一致して各細胞の長軸方向に存在する傾向が認められた。プライマリーシリア(一次繊毛)はほとんどの細胞が有する構造の一つであり、その機能として体幹の左右決定、および骨形成における重要な蛋白の一つソニックヘッジホッグのシグナル伝達に関わることが知られている。歯牙と周囲骨を連結する歯根膜は、歯の移動に伴い周囲への骨添加と骨吸収を短期間に生ずる組織であるが、その機能を生かした骨再生治療は未だ発展途上である。そこで、歯根膜におけるプライマリーシリアの骨形成に関連する働きを解明し、この構造の持つ骨形成の指向性、骨形成のアクティビティーを生かした新規再生治療の確立を目指している。平成25年度はラット歯根膜細胞中にどの程度のプライマリーシリアを有する細胞が存在するかをAnti-Acetylated alpha Tubulinに対する抗体を用いて確認した。本実験においては第一大臼歯の歯根膜においてその歯頸部、中間部、根尖部においてともに63%程度の細胞にプライマリーシリアの発現が認められた。なお、その配列にはある程度の法則性が観察された。現在プライマリーシリアの起点となる中心体を染色する目的でgamma tubulinの染色を行った。これによりプライマリーシリアの歯根膜細胞内での方向性も明らかとなった。昨年度試行していたラットに対する矯正装置モデルが完成しこれを用いたサンプルを作成した。同サンプル中のプライマリーシリアに関する観察は今後詳細に行っていく予定である。プライマリーシリア(一次繊毛)はほとんどの細胞が有する構造の一つであり、その機能として骨形成における重要な蛋白の一つソニックヘッジホッグのシグナル伝達に関わることが知られている。歯根膜におけるプライマリーシリアの骨形成に関連する働きを解明し、この構造の持つ骨形成の指向性、骨形成のアクティビティーを生かした新規再生治療の確立を目指している。平成24年度はマウス歯牙移動、挺出時における骨、靭帯、一次繊毛関連タンパクの局在を検索することを目的として実験を行った。この際、1年目のラット第一大臼歯の矯正力による移動を用いたを試みた。歯牙の矯正力による移動ではその移動にい今回標的とする歯根膜に圧迫側と牽引側が生まれ、圧迫側では歯槽骨の吸収が、牽引側では骨の添加が認められる。今回最終的に採用したモデルでは左右両側の臼歯を正中に向かい牽引することで歯根膜細胞が骨を添加していく過程および吸収していく過程における一次繊毛の動態が観察可能となった。歯根膜細胞を増殖し、2から3継代した細胞集団においてはその5%がStro-1陽性の細胞、つまり歯根膜における未分化な幹細胞系の細胞であり(Xu et al., 2009)が、これらの細胞が一次繊毛を有しSHHシグナルを受け取ることがわかっていおり、その際、SHSシグナリングの下流であるSmoがプライマリーシリアに局在することが知られているとともにこれらのシグナルが幹細胞の自己増幅に関連すると知られている。本研究のサンプルでは特に牽引側にて一次繊毛における染色が確認され、これは歯根膜中に存在する幹細胞が増殖し骨形成を行う上でIn Vivoにおいても一次繊毛が重要であることを示唆した。プライマリーシリア(一次繊毛)はほとんどの細胞が有する構造の一つであり、その機能として体幹の左右決定、および骨形成における重要な蛋白の一つソニックヘッジホッグのシグナル伝達にかかわることが知られている。歯と周囲骨を連結する歯根膜は歯の移動に伴い周囲への骨添加と骨吸収を短期間に生ずる組織であるが、この機能を生かした骨再生治療はいまだ発展途上である。そこで、歯根膜におけるプライマリーシリアの骨形成に関連する働きを解明し、この構造の持つ骨形成のし好性、骨形成のアクティビティーを生かした新規再生治療の確立を目指している。平成26年度はラットM1を矯正力により口蓋側へ傾斜移動させた際の歯根膜歯頸部における牽引側および圧迫側のプライマリーシリアの発現状況を観察した。

週齢は矯正力付与後0日、3日、1週、2週、4週とし、HE染色およびアセチル化αチューブリン、αチューブリンの染色を行いその分布状況を観察した。各週齢においてプライマリーシリアの発現に有意差はなかったが、1週後のサンプルで若干高い傾向が観察された。また、歯根側、中央部、骨側の3つに分けた際、矯正力を加えた際には特に骨側で発現している細胞数が多い傾向が観察された。歯周病学プライマリーシリア染色のための抗体濃度検討に時間がかかってしまった。25年度には抜去歯牙より歯根膜細胞を回収培養し、これに対して培養細胞伸縮装置(フレクサーセル)(FLEXCELL社、FX-3000)により伸展刺激を加え、(Gardner K et. al. J Orthop Res. 2011Apr;29(4):582-7)同様の実験系を歯根膜細胞に適用しその変化を観察する予定であったが大学移転に伴い同装置が廃棄となってしまい実験を行うことができなくなってしまった。矯正による歯の移動を行うモデル作成において、当初、近心への移動を考えていたが、歯肉の炎症、外傷性咬合の発生等が認められ、歯根膜の動態をシンプルに観察することが困難であった。そのためモデルの変更を試み今回採用した第一大臼歯の正中への牽引に至った。そのプロセスに時間がかかり、その後のRNA抽出に至らず、その結果を得ることができなかった。また、研究施設である東京歯科大学が千葉から東京への移転過程にありRIの使用が禁止されてしまったためIn Situ Hybridization(ISH)をRIを用いて行うことができなかった。本年度より本研究に参加した大学院生が基本手技の獲得を終え本格的に本実験を行えるようになったため、同大学院生が主に研究を行うことにより研究の推進を図ることとする。使用できなくなった培養細胞伸縮装置(フレクサーセル)(FLEXCELL社、FX-3000)に関しては代替的な研究を模索しているところだが、一次繊毛をコントロールする因子として知られているcytosolic tubulin、Galectin-7、Tctex-1 (DYNLT1)等のタンパクをプラスミド等を用いて強制発現させ人為的にプライマリーシリアを伸長させた細胞の動態を観察することによりその代替とする予定である。これら導入が成功すれば、26年度に行う予定であったラット頭蓋骨への移植実験にも使用できることから、有用な手段と思われる。平成23年度に予定されていた動物実験と平成24年度に行う予定のin Vitroの実験を並行して進めていく。モデルは平成23年度に確立したため、今後は各週齢のサンプルを作成し、固定サンプルでの免疫染色、凍結サンプルとレーザーマイクロダイセクションを用いたRNAの定量等を行う。使用する研究施設で行えなかったISHについては担当研究者が以前所属していたChildren's hospital of Philadelphiaとの共同研究として行う。同研究室ではISHをルーティンとして行っているため、必要な結果が得られると考えられる。なお、研究体制として大学院生が本プロジェクトに参加することが決まっており同大学院生は研究のエフォートが高いことから、より円滑な研究の遂行が可能になると考えられる。
分子細胞学的技法を用いた口腔癌の新しい生物学的悪性度評価法の確立

我々は十数種の口腔扁平上皮癌(OSCC)細胞株を樹立して来た。本研究中にさらに5種類のOSCC細胞株を樹立した。うち2種類は同一患者の原発巣とリンパ節より各々無蛋白培地中で分離培養できた。この患者に協力を得、正常頬粘膜を採取し正常口腔粘膜上皮の分離培養に成功した。また、これとは別の細胞株において同一個体より癌細胞株と正常口腔粘膜上皮細胞を得ることにも成功し、個々の癌細胞の産生する種々の生理活性物質の発現の異常の際のコントロールとなった。これらの同一個体由来の正常と癌細胞のペアを用いてdifferential displayを行い、癌細胞に特異的に発現している遺伝子のクローニングなどの検討を行なった。あるOSCC胞株の産生する未知のリンパ球増殖抑制因子について検討を行ないその蛋白の性格を報告した。さらに、他の細胞株の産生する血管内皮細胞増殖抑制因子蛋白のモノクローナル抗体を作製した。これと既に報告されている軟骨由来血管内皮細胞増殖抑制因子の抗体と正常粘膜の染色性、分子量などを比較した結果異なる分子であることが示唆された。また、表皮において発現しているPKCの分子種であるPKCηをアデノウイルスベクターを用いて過剰発現させ細胞生物学的検討を行なったところ、PKCの活性化物質であるTPA処理により、増殖の抑制効果が認められた。同一の条件では繊維芽細胞の抑制は見られず、OSCCの分化誘導遺伝子治療への展開が期待された。引き続いてOSCCの過半数で変異を持つことを我々が報告したp53癌抑制遺伝子の生物学的機能解析を行い、138番目のコドンがValに変異した異変p53遺伝子は、37.5°Cではトランスフォーム能を持ち、32.5°Cで失う温度感受性型異変であることを明らかにした。また、p53変異と、臨床的経過及び予後さらには病理組織学的悪性度を比較し分子生物学的悪性度評価法の確立を目指したが、明らかな相関は認めなかった。我々は本邦で初の口腔癌由来細胞株の樹立以来、多数の口腔癌の樹立を続けて来たが、最近あらたに2種の扁平上皮癌、3種の横紋筋肉腫由来細胞株の樹立に成功しており、その生物学的特徴の検索をつづけている。当教室では過去に口腔粘膜扁平上皮癌細胞が種々のサイトカインを発現していることを報告してきた。口腔粘膜疾患においても上皮細胞由来の液性因子がその疾患成立機序に関与し得る可能性に着目し、正常及び疾患状態の口腔粘膜における各種サイトカインの発現をモノクローナル抗体を用いた免疫組織化学的検索を行い、そのうちのいくつかについて報告を行った。口腔癌細胞の産生分泌する生理活性物質を無蛋白培養系を用いて検討し、血管内皮細胞に対する未知の増殖抑制蛋白を見出し、その性質を詳細に検討し、発表して来た。今回HPLCシステムによって部分精製したこの蛋白を用いて脾内免疫法に従ってモノクローナル抗体を作製、報告した。また口腔癌細胞の無蛋白培養上清にIL2依存性ヒト末梢血リンパ球に対する増殖抑制活性を見出し、その生物学的な検討を、主にDNA合成に対する影響を中心に行い報告した。数種のカラムを用いて精製を行い、更にこの上清がこの癌に対するリンパ球の細胞障害活性を抑制する事を見出した。これらの活性を持つ既知の蛋白についての検討を分子生物学的手法を用いて行いつつ、更に精製をすすめている。扁平上皮癌、横紋筋肉腫、粘表皮腫などの口腔癌由来細胞株の樹立に成功して来た。

また、正常口腔粘膜上皮を採取し、in vitroでの培養を確立した。正常細胞株は56代までは充分継代維持可能であった。これらの技術を用いて、同一個体由来の口腔扁平上皮癌細胞株と正常粘膜上皮細胞からRNAを抽出、Differential Display Systemに従い、種々のcDNAフラグメントをシークエンスゲル上に展開した。差異を認めるDNAフラグメントをクローニング、塩基配列等の解析中である。一方、血管内皮細胞増殖抑制因子の1つに数えられるコンドロモジュリンに着目し、ヒト正常皮膚および正常口腔粘膜について免疫組織化学染色を用い、その発現を検索、確認した。同一個体由来の口腔癌細胞株と培養正常口腔粘膜上皮細胞より全タンパクを抽出し、抗コンドロモジュリン抗体を用いウエスタンブロッティングにて検索したところ、正常細胞に比較して癌細胞では発現の低下が認められた。また当科で部分精製した培養扁平上皮癌細胞株の産生する血管内皮細胞増殖抑制因子についてはN末端のアミノ酸シークエンスを解析し、既知の物質であるか否かを検討中である。また癌抑制遺伝子として知られているp53遺伝子産物の口腔癌および前癌病変における発現を免疫染色により検討し、予後との照合を行っている。さらに、低い培養温度で培養すると増殖の停止する口腔癌細胞を見いだし、これがp53遺伝子のバリン138の変異と相関する事を報告した。この際、p53によって誘導されるwaf1遺伝子の発現誘導が見られないことから、今まで報告されているものとは異なる細胞周期調節のカスケードが示唆される。扁平上皮癌、横紋筋肉腫などの口腔癌由来細胞株の樹立に成功して来た。さらに悪性神経鞘腫の初代培養に成功し、現在細胞株樹立に向かい20代まで継代培養が進んでいる。また当科で部分精製した培養扁平上皮癌細胞株の産生する血管内皮細胞増殖抑制因子についてはN末端のアミノ酸シークエンスを解析し、既知の物質であるか否かを検討中であるが、部分精製した蛋白が微量のためなかなかはかどっていない。また癌抑制遺伝子として知られているp53遺伝子産物の口腔癌および前癌病変における発現を免疫染色により検討し、学会発表した。予後との照合を行っている。
空間分離指標における空間単位と隣接関数の影響に関する統計的分析

オブジェクト群の混合度を評価する最も代表的な指標の一つとして,Duncanらが1950年代半ばに提案した分離指標がある.彼等の指標は,非空間的事象に対しては大変有効であるが,空間的概念が考慮されていないことから,混合割合が等しく,空間構成のみが異なる状態を区別することができない.そのためこれまで多数の空間混合度指標が提案されてきてきているが,それぞれ算出方法,表現内容共に大きく異なる.そのため利用者は,目的に応じて適切な指標を選択する必要があるが,選択の方法は未だ明確には定まっていない.そこで本研究では,既存の乖離指標に対する統計的評価を用いて,以下の2つの問いに答えることを目的とした:1)空間乖離指標は,多くの既存研究で用いられてきた伝統的な非空間乖離指標とどのような関係にあるのか,2)空間乖離の評価には,どのような空間補間方法と近接度定義を選択すれば良いのか.これらの方法や定義に対して,頑健性の高い乖離指標は存在するのか.上記の目的を,以下の3つの研究段階によって達成した.第1段階では,均質,暴露,集中,集塊という4つの典型的な乖離パターンについて,それらを表す代表的な実証データセットを収集した.第2段階ではこれらのデータについて,既存の空間乖離指標の計算と評価を行った.指標値としては,Massey & Denton (1988)の全指標,及び,Moran's Iを用いている.また,本研究の目的の一つが空間乖離指標に対する空間補間方法と近接度定義の影響評価であることから,補間方法と近接度定義についても様々なものを用いている.特に後者は,ユークリッド距離に基づく比較的単純な距離低減関数から,ネットワークK関数で用いられるネットワーク距離関数まで多岐に渡っている.第3段階では,結果として得られた指標値間の関係を考察した.主成分分析及びその他の多変量解析手法を利用して,50を超える指標同士の類似点と差異を検証した.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度はまず,既存の指標群に関する詳細なレビューを実施した.Duncanらの分離指標以来,既に50年以上が経過しており,その間に提案された空間的混合度指標は膨大な数に上る.それらを性質や利用データに応じて体系的に分類し,それぞれの特性を明らかにした.次に,分析に必要な空間データの整備を行った.国土数値情報,国勢調査など,基本的な空間データは近年,公的機園によって網羅的に提供されつつある.しかしこれらのデータは,集計のための空間単位や日時,投影系,空間参照系などがそれぞれ異なり,すぐに同一のシステム上で利用することができない.そこでまずは,これらのデータを同一時空間上で扱えるよう,空間的変換作業を行った.空間単位の変換には面積按分による面補間,日時の変換にはスプライン補間を用いた.投影系と空間参照系については,既存のソフトウェアを利用している.年度最後には,整備したデータを利用し,全国市区町村の社会経済的特性を,最終学歴,職業,年収,世帯構成等を用いて,複数のグループに分類した.次年度の分析に利用しやすいよう,2-5程度の少数グループへの分類している.本年度は,前年に作成した特性データを利用し,市区町村特性の混合状態を複数の空間的混合度指標によって評価した.各指標はそれぞれその目的が異なることから,混合状態の評価もそれぞれ異なる.そこで,評価指標の結果を典型的な4つのパターン(一様混合,ランダム混合,塊状混合,分離)に分類し,各分類に含まれるデータ群の相違を評価している.評価に用いた非空間的指標には, R and index及びWallace indexに加え, Duncan & Duncanのindex of dissimilarity,ジニ係数,エントロピー指標などがある.また空間的指標としては,新たに開発した3つの指標群と, Reardon & O'Sullivan (2004)のthe spatialinformation theory indexも比較している.新たに開発した3つの指標群は,空間的乖離の相異なる3つの側面をそれぞれ個別に数値化したものであり,互いに独立性が高く,且つ,補完的であるという利点を有する.そのため既存の他の指標と較べて,その解釈が容易であり,相互比較も可能となっている.評価の結果をふまえ,分析目的に応じた,適切な空間的混合度指標の選択基準を策定しつつある.既存の非空間的混合度指標群との整合性,データの集計単位や補間方法に対する頑健性,小サンプルデータに対する値の安定性.という3つの観点から,各指標の適性を判断し,選択のためのフローチャートを作成している.現時点では,選択手法をシステムとしてGIS上に実装する作業を行っている途中であるが,最終的には,利用者が容易に指標を選択できる仕組みを構成したいと考えている.なお,実装にはRとArcGISを組み合わせて用いている.オブジェクト群の混合度を評価する最も代表的な指標の一つとして,Duncanらが1950年代半ばに提案した分離指標がある.彼等の指標は,非空間的事象に対しては大変有効であるが,空間的概念が考慮されていないことから,混合割合が等しく,空間構成のみが異なる状態を区別することができない.そのためこれまで多数の空間混合度指標が提案されてきてきているが,それぞれ算出方法,表現内容共に大きく異なる.そのため利用者は,目的に応じて適切な指標を選択する必要があるが,選択の方法は未だ明確には定まっていない.そこで本研究では,既存の乖離指標に対する統計的評価を用いて,以下の2つの問いに答えることを目的とした:

1)空間乖離指標は,多くの既存研究で用いられてきた伝統的な非空間乖離指標とどのような関係にあるのか,2)空間乖離の評価には,どのような空間補間方法と近接度定義を選択すれば良いのか.これらの方法や定義に対して,頑健性の高い乖離指標は存在するのか.上記の目的を,以下の3つの研究段階によって達成した.第1段階では,均質,暴露,集中,集塊という4つの典型的な乖離パターンについて,それらを表す代表的な実証データセットを収集した.第2段階ではこれらのデータについて,既存の空間乖離指標の計算と評価を行った.指標値としては,Massey & Denton (1988)の全指標,及び,Moran's Iを用いている.また,本研究の目的の一つが空間乖離指標に対する空間補間方法と近接度定義の影響評価であることから,補間方法と近接度定義についても様々なものを用いている.特に後者は,ユークリッド距離に基づく比較的単純な距離低減関数から,ネットワークK関数で用いられるネットワーク距離関数まで多岐に渡っている.第3段階では,結果として得られた指標値間の関係を考察した.主成分分析及びその他の多変量解析手法を利用して,50を超える指標同士の類似点と差異を検証した.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。ほぼ,申請時の計画通りに研究が進行している.ほぼ,申請時の計画通りに研究が進行している.申請時の計画通りに研究が進行しており,来年度以降も特に計画に変更はない.申請時の計画通りに研究が進行しており,来年度以降も特に計画に変更はない.