hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シングルセルゲノム解析を活用した難培養性嫌気的メタン酸化アーキアの分離・培養

海底環境において生成されるメタンの大部分は、ANaerobic MEthanotroph (ANME)やその他のアーキアが担う嫌気的メタン反応によって分解されていることが指摘されている。しかし、嫌気的メタン反応に関与することが推定されているアーキアは、難培養性未培養微生物であり、その詳細な生理学的・遺伝学的特徴については十分に理解されていない。本研究は、それらの特徴を把握するため、嫌気的メタン酸化アーキアの分離・培養を最終目的として実施したものである。本年度は、メタン生成/メタン酸化アーキアと比較的に近縁と考えられた未培養アーキアゲノムの解析を進めた。ゲノム解析結果の一例としては、未培養アーキア由来と考えられる硫黄化学種の異化型代謝反応に関与するaprBA遺伝子の存在が明らかになったことが挙げられる。一方、mcrA遺伝子等の嫌気的メタン酸化反応に関与することが推定されている遺伝子は、得られたゲノム配列において確認することはできなかった。過去にも報告したように、得られたゲノムDNAには細胞回収時に混入したと考えられるバクテリア由来のゲノムDNAが混入している状況であった。このバクテリア由来のゲノムDNAの混入が本研究において大きな問題となり、未培養アーキアのゲノム情報を培養作業へ活用することが困難な状況となってしまった。ゲノム解析と同時に進めていたアーキアの培養作業においては、バッチ式集積培養系内のバクテリアを抗生物質により死滅させる試みに加えて、嫌気性微生物の代謝活性化が可能とされている電気培養法による培養を継続して行ったが、研究期間内での未培養アーキアの純粋化には至らなかった。27年度が最終年度であるため、記入しない。海底環境において生成される莫大な量のメタンは、嫌気的メタン酸化反応により、堆積物中の嫌気的な環境でその多くが分解されていることか知られている。その反応は、ANaerobic MEthanotroph (ANME)やその他の未培養アーキアが関与していることが指摘されているが、これらのアーキアは典型的な難培養性微生物であり、これまでに純粋分離株の報告はない。本研究では、嫌気的メタン酸化反応を行うと推定される難培養性未培養アーキアの分離・培養を行うため、大きく分けて2つの実験を昨年度までに実施した。(1)未培養アーキアを効率的に分離・培養するために必要なゲノム情報の獲得のために、FISH法を利用した1細胞でのアーキア細胞の回収を試みた。サンプルには、バイオリアクター内で活性化させたメタン湧水域の深海底堆積物サンプルを使用した。蛍光物質を標識したFISHプローブ由来の蛍光と細胞の内部構造を反映する側方散乱光に基づき、アーキア細胞と考えられるものをフローサイトメーターにより分取を行った。回収された細胞由来の16SrRNA遺伝子配列をPCR法により増幅・決定したところ、ユーリアーキオータ門に属すると考えられる未培養アーキアが回収されている可能性が示唆された。(2)バイオリアクターから回収したサンプルを植種源として使用し、難培養性アーキアのさらなる集積をバッチ式培養法により試みた。アーキアを選択的に培養するための条件の1つとして、多くのアーキアに効果が無いと考えられる抗生物質を培地添加する等の工夫も施した。これまでのところ、いくつかの培養系において微生物細胞の増殖を確認できたが、アーキアが選択的に培養できているかに関しては、まだ確認ができていない。海底環境において生成されるメタンは、海水中に放出される前に微生物による嫌気的メタン酸化反応によってそのほとんどが分解されている。しかしながら、その反応に関与することが推定されているANaerobic MEthanotroph (ANME)等の未培養アーキアは、難培養性微生物であり純粋分離株は存在しない。それ故、これら未培養アーキアの詳細な生理学的・遺伝学的特徴については十分に理解されていない。本研究では、これら未培養アーキアの詳細な微生物機能を明らかにすることを目的とし、シングルセルゲノム解析を活用することで難培養性アーキアの分離・培養を試みるものである。今年度はセルソーターで回収したアーキア細胞由来のゲノム配列の決定を行った。得られたアーキア細胞中でも、既知のメタン生成/メタン酸化アーキアと比較的に系統が近いと考えられた未培養アーキア由来のゲノム配列を決定した。得られたゲノム配列の遺伝子/タンパク質配列を公共データベース上の既知遺伝子/タンパク質を用いて相同性検索を行ったところ、予期せぬことに、アーキア細胞のみに由来すると考えていたゲノム配列からバクテリア細胞由来と考えられる16S rRNA遺伝子等が検出された。この原因は明らかにできてはいないが、セルソーターによる細胞分取の際に、2つの細胞を同時に回収してしまった可能性が高いと考えている。シングルセルゲノム解析と並行して開始をしたバッチ式培養法による培養系の観察も併せて行った。一部の培養系においては、ANMEアーキアに加えてThermoplasmata網に属する海底下未培養アーキア由来の16S rRNA遺伝子もクローン解析により検出され、バッチ式培養法によりアーキアが集積培養できている培養系が存在することが判明した。未培養アーキアの代謝活性の促進を目的とし、電気培養法による培養も開始した。

しかし、嫌気的メタン反応に関与することが推定されているアーキアは、難培養性未培養微生物であり、その詳細な生理学的・遺伝学的特徴については十分に理解されていない。本研究は、それらの特徴を把握するため、嫌気的メタン酸化アーキアの分離・培養を最終目的として実施したものである。本年度は、メタン生成/メタン酸化アーキアと比較的に近縁と考えられた未培養アーキアゲノムの解析を進めた。ゲノム解析結果の一例としては、未培養アーキア由来と考えられる硫黄化学種の異化型代謝反応に関与するaprBA遺伝子の存在が明らかになったことが挙げられる。一方、mcrA遺伝子等の嫌気的メタン酸化反応に関与することが推定されている遺伝子は、得られたゲノム配列において確認することはできなかった。過去にも報告したように、得られたゲノムDNAには細胞回収時に混入したと考えられるバクテリア由来のゲノムDNAが混入している状況であった。このバクテリア由来のゲノムDNAの混入が本研究において大きな問題となり、未培養アーキアのゲノム情報を培養作業へ活用することが困難な状況となってしまった。ゲノム解析と同時に進めていたアーキアの培養作業においては、バッチ式集積培養系内のバクテリアを抗生物質により死滅させる試みに加えて、嫌気性微生物の代謝活性化が可能とされている電気培養法による培養を継続して行ったが、研究期間内での未培養アーキアの純粋化には至らなかった。シングルセルゲノム解析においては、アーキア由来のゲノムDNAと一緒にバクテリア由来のゲノムDNAが回収されてしまったために、当初の計画よりも進行が遅れた。一方で、バッチ式培養法により未培養アーキアが集積培養できている培養系が存在することが明らかとなったことから判断して、区分(3)やや遅れているの評価とした。27年度が最終年度であるため、記入しない。得られたゲノム配列情報からアーキア由来の情報を抽出可能かどうかの検討を行う。バッチ式培養法で得られた未培養アーキアを含んだ集積培養系に関しては、継代培養を継続して行うことで分離を目指す。未培養アーキアの代謝活性の促進を目的として開始した電気培養法による培養系に関しては、分子生態学手法を適用することでその培養状況の調査を行う。未培養アーキアがバッチ式培養法により選択的に培養できているかどうかはまだ確認ができていないが、アーキアの代謝情報を取得するために必要なゲノムDNAの回収までは完了できた。ゲノム解析と平行してバッチ式培養法等によるアーキアの分離・培養作業を継続して行う。分離・培養作業では、アーキアの増殖を16SrRNA遺伝子に基づいたクローン解析、FISH法等によりモニタリングすることで、より高効率な培養条件の絞り込みを行う予定である。
身体発達における時代差及びコホート差の研究-昭和30年以降の身体成熟の前傾現象の変遷とその現代的意義について-

本研究は以下の目的のもとに行なわれた。(1)既に公開されている統計データ(学校保健統計調査)を用いて、身体成熟の前傾現象および発達加速現象を昭和30年代から平成4年度に至るまでの身体的な変化の分析を通してその推移を明らかにすること、(2)そしてその分析にいくつかの縦断的方法と横断的方法を重ね合わせてそれぞれの短所を補い、長所を最大限に利用するためのデータ収集のストラテジーであるシーケンス(系列)方略を適用して年代(世代差)の明確な姿を浮き彫りにすること、(3)また、従来から身体的な成長は年代的な変遷を示しているという研究結果が示されているが、果たしてそれはここ数十年の間に生じているのか、また生じているとすればどの程度のものであるのか、新しいデータ収集のモデルにしたがってパラメトリックに分析をすること。身長・体重・胸囲・座高の4つについてそれぞれ男女ごとに分け、それを年齢差と年代差の観点から分散分析した。全体的な傾向として、従来言われているようなこの年齢での男女差がより詳しく認められたこと、いくつかの例外はあるが年代を追ってどの数値も増加していること、などが明確になった。また、身長や座高はそれほど大きな違いは年代ごとには見られていない。しかし、特に男子の体重や胸囲については、年代が上になるにしたがって値が大きくなっており、身体成熟の前傾現象あるいは発達加速現象というよりも体格は大柄になりつつあるようである。また、女子は男子に比べて標準偏差の違いは小さく、体格の違いが明確になっている。分析したデータは、最近の10年間の分であったが、その傾向はかなり明確になった。加えて、これらのデータともう少し以前のものとの比較が可能であるならば、時代差はより明確になったのではなかろうかと思われる。
腎結石における尿細管上皮での結晶の付着および貧食作用に関する形態学的研究

尿路結石形成における一過程として最近注目されている結晶と尿細管上皮の相互作用を検討するため、以下の実験を行った。1ポリスチレン製のプレートに犬遠位尿細管細胞由来のMDCK細胞を培養し、これを一定の速度で撹拌している蓚酸カルシウム一水和物結晶の浮遊液中に垂直に固定し5分間反応させる。反応後、細胞表面を洗浄し、結晶を含まない培養液中でプレートを垂直に固定し培養を継続する。経時的に結晶・細胞の相互作用を生化学的、形態学的に検討した。その結果、反応直後には結晶は細胞表面に付着しており、多くは時間経過とともに脱落していくが、一部の結晶は細胞表面のMicrovilliによって捕捉され、さらには細胞内に取り込まれていくことが明らかになった。また、こうした結晶の細胞表面への付着あるいは細胞内への取り込みはいくつかのglycosaminoglycansによって抑制された。2次に、上述のような結晶・細胞の相互作用が実際の生体内での結石形成過程に占める重要性を明らかにするために、ラット結石モデルを作成し組織学的検討を加えた。高カルシウム食で1週間飼育したラットに蓚酸ナトリウムを腹腔内投与し、2時間後にその腎を摘出し偏光顕微鏡下に観察した。その結果、ラット腎の尿細管腔には多数の蓚酸カルシウム結晶が認められ、多くは上皮細胞に付着した状態で存在しており、一部には細胞内に取り込まれているものも見られた。以上の結果より、蓚酸カルシウム結晶の尿細管細胞への付着および取り込みは、腎結石形成の初期過程における重要な現象の一つと考えられ、現在も我々はこうした結晶・細胞の相互作用の機序および促進、抑制因子についての研究を続けている。
映像の即時フィードバックが体育授業における運動技術に及ぼす影響

本研究は、体育授業中の学習者の動きを映像によって即時的にフィードバックし、しかも、自分の動きを再生するだけではなく、モデルとなる動きと様々な観点から比較して、技術のポイントに思考を加えながら視覚的に運動技術の改善を図ってみようとするものである。そして、このような学習過程を辿った子どもたちの運動技術の様相をさらに詳細にするために、バイオメカニクス的手法である動作解析により定量的に解析して、運動技術の学習に生かすことのできる基礎的な資料を得ようとしている。対象は運動技術の変化を捉えやすいであろう個人的技能で技への挑戦という特性を持った陸上運動(競技)とした。本年度は、学習者の実態を把握するために、前年度に撮影された12歳と16歳の児童・生徒を対象として行われた体育授業における走幅跳の運動技術の様相を動作解析により定量的に捉えてみた。その結果は、平成18年度高等専門学校教育教員研究集会及び九州体育・スポーツ学会第55回大会で発表した。そして、モデルとなる一流選手の映像を撮影するためにいくつかの大会等に参加して、技能レベルが高いと思われる競技者のビデオ映像などを収集した。動作解析などのスポーツ工学を専門とされている井上伸一氏(佐賀大学)には、バイオメカニクス的側面からの専門的な知識を提供していただくとともに、授業のなかで映像を活用するための機器に欄する工夫や、複雑で膨大な作業時間を要する解析過程を簡便化するための方法などについて助言を1いただいている。また、特に一流選手の陸上競技研究を専門とされている有川秀之氏(埼玉大学)や、体育授業研究に精通している高田俊也氏(兵庫教育大学)からも専門的知識を提供していただいた。
内湾河口域の物質循環に及ぼす流入負荷の影響とその制御

多摩川河口域では、塩分の鉛直分布は弱混合弱混合に近い緩混合の状態になっている。河川系の水は上層部を12mの厚さで流れ、下層水の上層への連行は大師橋付近で著しく、5〓以下から10〓以下に上昇する。河川流量が5001000m^3/s以上の洪水時になると塩水楔はフラッシュされる。河川起源の懸濁物質は、塩水遡上域の先端付近(多摩川大橋より上流部)で、海水との接触によりフロックを形成し、平水時には大部分が六郷橋より上流の部分で下層に沈降し、底面からの巻き上げも加わって、下層の濁度の方が高い傾向が見られる。しかし、増水時には高濁度の河川水が流入し、河口部付近に推積するものと推測される。また、河口域の上層水の体積は24×10^6m^3と概算され、河川流量が10m^3/sの場合、河口域における河川水の滞留時間(通過時間)は24日と概算される。洪水時には体積は増すが、1日以下で通過すると予想される。多摩川河口域における陸起源の有機物や栄養塩濃度は季節により大きく変動し、沿岸河口域の一次生産力に大きな影響を及ぼしていると考えられる。多摩川河口沖の定点における定期観測で得られた透明度から水中光の減衰係数(k)および相対光強度1%深度(D_1%)を求め、実測で得られた各月の平均飽和光合成速度(Pmax)と平均クロロフィルa__ー濃度から海面1m^2あたり生産層内の植物プランクトンによる日生産量を月毎に算出した。その結果、2月に最底、7月に最高となり、1.0814.61gc/m^2/day(平均5.50gc/m^2/day)が得られた。さらにC/N=6.6として、日生産量からNの取込量を算出すると0.172.21gN/m^2/day(平均0.833gN/m^2/day)となった。この結果、この海域における植物プランクトンによるN取込みのレベルは304gN/m^2/年程度であると推定される。
遷移金属表面における触媒作用メカニズムの理論的解析

Cuクラスターへの吸着:Cu_5および3種類のCu_4クラスターのCOからCOへの電荷移動遷移励起状態への励起エネルギーの計算をab-initio SCF-MO法及びCIを用いて行った.その結果を銅表面に吸着したCO分子の吸着エネルギー及び励起エネルギーの観測値と比較した.4種類のクラスターへのCO吸着安定化エネルギーは0.62eVと0.35eVの間に求まり,実験値0.61eV-0.52eVと比較的良い一致を得た.更に吸着によって新たに現れる6-10eVの間にある2ピークはCO内5δ→π^※π^※及びCuからの電荷移動遷移3d→πD^※からなること, 13eV付近のピークには4δ→π^※遷移が寄与するとの結論を得た. F-T反応にはCH_2分子の関与が議論されるが,まず電子構造に対する基礎的研究として最小クラスターCuCH_2を取り上げて計算を行った. CuCH_2は結合によって強く安定化され(計算された安定化エネルギーは2eV)そのCH, CuC伸縮, HCH偏角振動の振動数は波数を単位として2868, 618, 1406であり,単離されたCuCH_2の実験値とは各々2961, 614, 1345と大変良く一致した. Cu原子のクラスターを増やした計算を続行する.遷移金属錯塩の電子構造を精度良い計算によって研究するには多体相関を有効に取り入れる計算法が大切となる.本研究において,多参照関数による1.2電子励起CIの枠内で多電子励起を含める計算手法を安定化した.現在プログラムを開発中である.Cuクラスターへの吸着:Cu_5および3種類のCu_4クラスターのCOからCOへの電荷移動遷移励起状態への励起エネルギーの計算をab-initio SCF-MO法及びCIを用いて行った.その結果を銅表面に吸着したCO分子の吸着エネルギー及び励起エネルギーの観測値と比較した.4種類のクラスターへのCO吸着安定化エネルギーは0.62eVと0.35eVの間に求まり,実験値0.61eV-0.52eVと比較的良い一致を得た.更に吸着によって新たに現れる6-10eVの間にある2ピークはCO内5δ→π^※π^※及びCuからの電荷移動遷移3d→πD^※からなること, 13eV付近のピークには4δ→π^※遷移が寄与するとの結論を得た. F-T反応にはCH_2分子の関与が議論されるが,まず電子構造に対する基礎的研究として最小クラスターCuCH_2を取り上げて計算を行った. CuCH_2は結合によって強く安定化され(計算された安定化エネルギーは2eV)そのCH, CuC伸縮, HCH偏角振動の振動数は波数を単位として2868, 618, 1406であり,単離されたCuCH_2の実験値とは各々2961, 614, 1345と大変良く一致した. Cu原子のクラスターを増やした計算を続行する.遷移金属錯塩の電子構造を精度良い計算によって研究するには多体相関を有効に取り入れる計算法が大切となる.本研究において,多参照関数による1.2電子励起CIの枠内で多電子励起を含める計算手法を安定化した.現在プログラムを開発中である.
PIXE法による脳腫瘍の元素分析

PIXE測定に必要な医学生物試料のサンプルを作製する方法の検討として、ホモジナイズ法と硝酸灰化法との二つの方法を比較した。また材料は、岩手医科大学脳神経外科にて摘出した脳腫瘍(神経膠腫と髄膜腫)と、培養脳腫瘍組織(ラットの神経膠腫培養組織であるC6と、ヒトの神経膠芽腫培養組織であるA-172)とを用い、腫瘍の悪性度によって元素構成が異なるか否かを検討した。培養腫瘍組織の試料の作製にあたっては、微量な試料を効率よく抽出して分析できるように工夫した。検討の結果、サンプル作成方法としては、硝酸灰化法がホモジナイズ法に比べて安定した結果が得られることが明らかとなり、これまで議論の多かった医学生物試料の調整方法として有効である事がわかった。微量な試料の作成方法についても再現性のある結果が得られるようになった。また、腫瘍の悪性度と元素分析結果については、悪性度の高い腫瘍では亜鉛の含有量が高い傾向がある事が明らかとなった。これは、増殖速度の速い細胞では、cell cycleが早いために、細胞の酵素活性が高まっている事によると推測された。
子供の遠見視力低下の防止のための保健モデルの構築

小児期における近視の発症と進行には長時間の近業が大きく影響するが、その抑制には十分な屋外活動が有効である。そこで、児童が視力を低下させない保健行動を取らせるための保健モデルを提案した。このモデルは、1自動視力計による視力測定、2視力に関するアンケート調査、3視力に関する講義の3つから構成される。これを県内の小学校で実施した結果、児童の視力に対する関心が高まること、視力が心配な児童は視力を低下させない保健行動をとることがわかった。本年度は、長期的活動のための基盤づくりとして、次の3つを実施した。(1)行動変容を促すための行動的教育モデルの構築実験I:小規模小学校(1学年ほぼ1クラス)の4年生20名の教室に自動視力計を5週間設置し、児童に休憩時間等を利用して自らの視力を自由に測定させた。その結果、全児童が一人で自分の視力を測定できること、最初の2週間は興味を持って幾度となく測定を行うこと、視力が高い児童ほど測定回数は多く、視力の変動に興味が高いことがわかった。また、調査結果を養護教諭に報告するとともに、調査対象のクラスで「近視を知ろう」と題して近視の仕組みと近視の予防の特別講義を行い、行動変容を促すための行動的教育モデルについて検討した。(2)行動変容を促すための行動的教育モデルの構築実験II:中規模小学校(1学年ほぼ2クラス)の全学年263名を対象に、自動視力計2台を保健室に設置し、各学年2週間ごと、3ヶ月間、児童に視力を自由に測定させるとともに、視力測定期間の前後に視力に対する関心と生活習慣を把握するためのアンケート調査を行った。自動視力計を設置することによる行動変容をアンケート結果と視力測定結果より評価することができることがわかった。(3)小学校での外遊び効果の実証実験:上記(2)の小学校の学童保育で外遊び効果の測定実験を行った。その結果、強めの遊びでは視力回復を示す児童の割合が半数を越えることがわかった。また、上記(2),(3)の調査結果については、当該小学校校長と養護教諭に報告するとともに、報告書を当該小学校および当該教育委員会に送付した。本研究では、短時間での携帯ゲームの操作によって目の調節緊張が生じること、また、外遊びによってその調節緊張を効率よく緩和できることを示し、遠見視力の低下を防止するための保健モデルを確立することを行った。その結果、携帯ゲーム等の近見作業によって遠見視力は1一時的に低下、2変化なし、3向上の3つの場合があることがわかった。1の場合には、外遊びによる遠見視力の顕著な回復が見られた。3については起床後の遠見視力が通常視力に至らない状態での近見作業の場合であった。一方、視力に関する意識調査では、1/3以上の児童が自分の視力を答えることができないことがわかった。そこで、S小学校とN小学校に自動視力計を設置したところ、児童が自発的に視力を測定し、自分の視力を答えることができるようになるとともに、自分の視力に関心を持つ児童を増加させることができることがわかった。最終年度は、自動視力計の設置場所、設置期間、教員の働きかけを考慮して、再度、N小学校に自動視力計を設置した。対象学年を中間年度の第4学年から第3学年6学年に広げ、視力に対する関心の変化と視力の低下を防ぐための行動変容に関する調査を行った。また、調査直後に通常の授業の中において、目の結像と近視の仕組みについての体験学習の授業を行った。その結果、自動視力計は教室内に1週間設置が効果的であり、児童が視力に関心を持ったところでの視力に関する体験学習は効果的であることがわかった。また、2つの小学校での調査結果の成果を学術講演会で発表したところ、近県の複数の小学校の養護教諭が遠見視力低下に対する取り組みに興味を持ち、継続的に取り組むための研究会「児童の視力の健康を維持する研究会」を立ち上げることができた。今後、本研究の成果を生かして過度の視力低下を防止するための中長期的な活動に行う予定である。1.測定環境の整備と評価方法の確立:携帯ゲーム操作時と外遊び中の眼球と体の動き状態の評価方法を確立するために,次の2つを行った。(1)体の動きのワイヤレスモニタリング:複数名(現在は最大4名)の子供の動きを,帽子に取り付けたモーションセンサー(9軸)と,それと同期させた外部カメラで観察するシステムを構築した。その結果,携帯ゲーム操作時の体の動きが子供によって異なること,様々な外遊びを体の動きから特徴付けることができることがわかった。(2)眼球の動きのワイヤレスモニタリング:ピンホール式の超小型カメラを帽子に取り付けたが,外遊び中は位置ずれと揺れが大き過ぎ,安定した測定が行えなかったが,眼鏡(伊達メガネも可能)に取り付けるタイプでは片眼のみとなるが測定は可能であることがわかった。2.携帯ゲーム操作と外遊びが遠見視力に及ぼす影響の調査:休日昼間における携帯ゲーム操作と外遊びの遠見視力への影響について,計7回26名の小学生(4年6年)に対して調査を行った。

その結果,携帯遊びによって遠見視力が低下した生徒は土曜日午後が,8名中3名,日曜日午前が18名中2名とわずかであることがわかり,休日昼間は遠見視力が低い状態にあり,30分程度の短時間での携帯ゲーム操作では,眼の調節緊張よりは交感神経の刺激による視力向上(回復)が優位であることがわかった。3.遊びの質とその環境が及ぼす視力への影響の調査:外遊び中の視力の変動と遊びの質との関係を調べるために,体の動きのワイヤレスモニタリングを使って,子供の遊びの質についての解析を行った。その結果,様々な遊びの動作は,地磁気,加速度,角速度の変動をレーダーチャートに表現することによって質的分類が可能であることがわかった。また,自動視力計を導入することによって,生徒が自分で視力の測定を行うことができるようになり,測定の迅速化が図れた。下記の2つの観点より,おおむね順調に進展していると判断する。1.「家庭における視力変動の調査」は2おおむね順調に進展している:計画作成当初は、休日や放課後の家庭での過ごし方と視力変化との関係を求める予定であったが、視力に対する関心と生活習慣を把握するための詳細なアンケート調査により、生活習慣と視力との関係が明確となったことがわかり、当初の目的を達成した。2.「長期的活動のための基盤づくり」は2おおむね順調に進展している:規模が異なる2つの小学校で行動変容を促すための行動的教育モデルの構築実験を行ったことにより、遠見視力の低下は生活習慣病であって予防できるという情報提供の仕方、視力に対する関心や問題意識を喚起するための教育モデルを検討することができた。下記の3つの観点より,おおむね順調に進展していると判断する。1.測定環境の整備と評価方法の確立は(3)やや遅れている:(1)体の動きのワイヤレスモニタリングについては,システムの構築ができ,実際に小学生の外遊びに対して適用しており,遊びの評価方法の確立に対してもおおむね目途がたち,おおむね順調に進展していると評価する。一方,(2)眼球の動きのワイヤレスモニタリングについては,外遊びでは,特に,かけっこをしたりするときには,センサの重みで帽子がずれたりし,両眼が視野から大きくずれたりしたため,安定的な画像が得られるところまでいかなかった点はやや遅れていると判断する。2.携帯ゲーム操作と外遊びが遠見視力に及ぼす影響の調査は(2)おおむね順調に進展している:休日の朝や午後はリラックスしているため,携帯ゲーム遊びも外遊びも視力を回復させる効果があることがわかったことは,今後の長時間の近見作業による眼の調節緊張を生じさせる環境を作る上で重要な成果が得られたものと考えており,おおむね順調に進展していると判断する。3.遊びの質とその環境が及ぼす視力への影響の調査は(2)おおむね順調に進展している:外遊びの質の評価にモーションセンサが有効であることがわかり,おおむね順調に進展していると判断する。次年度は当初の計画通りに、視力低下を防止する取組の地域への普及を目指すために、小学校の協力を得て、生活習慣作りの取組の中で、良い生活習慣作りが視力低下の回避につながることを児童ならびに保護者に情報伝達できる仕組みを検討する。また、視力回復に効果的な外遊びの質と量に関する検討を引き続き行う。
本態性高血圧の分子遺伝学的研究

遺伝子多型としてSNP(single nucleotide polymorphism)を用いた多因子病の解析が、最近注目されている。アンジオテンシン変換酵素(ACE)遺伝子上の10種のSNPsのタイピングを行い、ハプロタイプを作成した。されに、英国人と日本人の間、あるいは高血圧患者群と健常人群の間で、ハプロタイプ頻度を統計学的に比較し、ACE遺伝子が高血圧関連遺伝子であるかどうか検討した。対象とした遺伝子はアンジオテンシン変換酵素(ACE)遺伝子であり、心筋梗塞を始めとする各種循環器疾患や糖尿病性腎症の発症との連鎖が報告されている。今回、ACE遺伝子の中の10種のSNPsについてタイピングした。5'上流から順に、T-5991C、A-5466C、T-3892C、A240T、T93C、T1237C、G2215A、I/D(insertion/deletion)、G2350Aと4656(CT)3/2多型である。解析した集団は血縁関係のない100名であり、SNPsのタイピングの後、コンピュータープログラムであるHAPLOを利用して、ACE遺伝子のハプロタイプを作成した。5%以上のハプロタイプは2種類のみであり、英国人に5%以上の頻度で認められたTATATCADG2(英国人で9%)やTACATCADG2(同7%)は、日本人では認められなっかた。また、高血圧群と対照群の間では、ハプロタイプの頻度に差を認めなかった。HAPLOによるハプロタイプを作成により、日本人のACEのハプロタイプにおいて、イギリスでは報告されていない頻度の高いものを認めた。本法は、本態性高血圧の責任遺伝子解析に応用できるものと考えられる。平成11年8月上旬、三木と上村欣司(研究協力者)は、グラスゴー大学を訪問し、共同研究者のジョンソン教授や、ドミニックザック教授のグループの研究者に会い、ヒト高血圧研究や自然高血圧発症ラットの原因遺伝子の単離同定に向けた分子遺伝学的研究について情報を交換しあった。愛媛県下の研究では、A企業で、成人病健診を行った社員(約2700人)、高齢化率が40%を越えている島嶼部B村で、健康調査の終了した住民(約300人)、無症候性脳梗塞患者(約300人)の合計約3300人を対象とした分子疫学の研究を行っている。各個人について、家族歴、疾病の有無、生活習慣などの聞き取り調査と、末梢血検査、検尿、血液生化学検査、血圧などの健診データ収集は終了した。頚動脈エコー検査の結果を、動脈硬化の指標とした。さらに、白血球由来の高分子量DNAの抽出も終わった。A企業では、高血圧患者100名と健常者100名を選び出し、症例一対照研究を行っている。ACE遺伝子の中の10種のSNP(single nucleotide polymorphism)によるハプロタイプ作成したが、日本人のハプロタイプの中には、欧米白人では報告されていないタイプが存在することが判明した。今のところ、ACE遺伝子と高血圧との関連はみられない。また、既報告の高血圧関連遺伝子のゲノタイピングをASO(allele specific oligonucleotide)の原理を用いた方法で決定しつつある。B村では、起立時の血圧の変動と頚動脈の動脈硬化度の関連を調べたが、起立後、血圧の変動が大きいヒトほど、頚動脈硬化度が大きいことが判明した。また、これらの遺伝的危険因子として、APOE遺伝子、ACE遺伝子が関与していることが判明した。

さらに、英国人と日本人の間、あるいは高血圧患者群と健常人群の間で、ハプロタイプ頻度を統計学的に比較し、ACE遺伝子が高血圧関連遺伝子であるかどうか検討した。対象とした遺伝子はアンジオテンシン変換酵素(ACE)遺伝子であり、心筋梗塞を始めとする各種循環器疾患や糖尿病性腎症の発症との連鎖が報告されている。今回、ACE遺伝子の中の10種のSNPsについてタイピングした。5'上流から順に、T-5991C、A-5466C、T-3892C、A240T、T93C、T1237C、G2215A、I/D(insertion/deletion)、G2350Aと4656(CT)3/2多型である。解析した集団は血縁関係のない100名であり、SNPsのタイピングの後、コンピュータープログラムであるHAPLOを利用して、ACE遺伝子のハプロタイプを作成した。5%以上のハプロタイプは2種類のみであり、英国人に5%以上の頻度で認められたTATATCADG2(英国人で9%)やTACATCADG2(同7%)は、日本人では認められなかった。また、高血圧群と対照群の間では、ハプロタイプの頻度に差を認めなかった。HAPLOによるハプロタイプの作成により、日本人のACEのハプロタイプにおいて、イギリスでは報告されていない頻度の高いものを認めた。本法は、本態性高血圧の責任遺伝子解析に応用できるものと考えられる。
平面交差点の計画・構造設計と交通運用の一体的設計手法の構築

道路交通において最も重要な位置を占める交差点を対象に、現行の設計手法の課題を改善することを目的に研究を実施した。渋滞時を含んだ計測交通量から、直接計測できない需要交通量を推定する手法を見出し、事故や渋滞が特に多い広幅員交差点の制御パラメータの設定法を車両交錯の回避の観点から分析した。さらに交差点制御の評価指標を既往文献から整理し、交差点の幾何構造と制御運用について、交通需要に応じた最適デザインの選択方法を提示した。18年度の研究実績概要は以下の通りである。(1)交通需要変動の推定平成1315年の常観データを用いて,月・曜日・時間変動とK値を分析した結果,交通需要は観光交通が最も大きく変動することを確認した。これより,年間を通じた連続的な交通量の変動が大きい観光道路について,時間交通需要の変動を,時系列的に推定する手法を検討した。渋滞ありと渋滞なしの日の時間係数から,渋滞ありの日の時間交通需要変動を時系列的に推定した結果,渋滞ありの日を補正したものは渋滞なしの日の時間係数の変動パターンと類似し,ピーク時では渋滞なしを数%拡大した形状であることが確認した。つまり,渋滞なしの日の交通需要の変動パターンから渋滞がある日の真の交通需要を推定する可能性を示した。(2)インターグリーン時間の設定手法車両の交差点通過時間に関するビデオ観測を実施し,90パーセンタイル値を代表値として交差点通行距離との関係を整理した。その結果,事例検討ながら現行の停止線間距離と交差点の設計速度からインターグリーン時間を求める手法では,交差点内から車両を一掃するという見地からは直進車の通行は安全であるが,右折車や左折車については安全な通行が確保できていないことが明らかになった。また,交差点通過速度について10パーセンタイル値を代表値として分析したところ,左折鈍角を除いて直角交差に比較して通過速度が低下していることが明らかとなった。右折を例にとると,直角交差に対して鋭角で約75%,鈍角で約90%に低下している。(3)評価基準の整理交通容量の評価基準として,計画段階の簡便な評価方法と渋滞時の可能交通容量の算出に関するものを抽出整理した。温室効果ガス排出量の評価は,平均車速によって推計するモデルと速度・加速度の影響を考慮したモデルの2つに大別することができた。交差点の評価には後者が適しており,今後応用することが期待できる。19年度の研究実績概要は以下の通りである。1.交差点の存在を前提とした車線数決定の手法評価18年度に続いて、わが国の全国標準である設計基準交通量により計画する車線数の適合性について、現実の交通流データによって評価した。交通需要の変動を整数値として決定される車線数がどの程度吸収できるか、この吸収程度のマージンについて定量的な評価を進めた。2.広幅員交差点の幾何構造設計と交通運用の一体化18年度に続いて、往復6車線以上の広幅員路線における大規模交差点に着目し、信号現示の組み合わせと現示時間、および現示間のインターグリーン時間の選択手法について、交差点交通流を観測することにより実証的に分析した。特に、現示の切り替わり時の通行車両に着目すると共に、次現示の通行車両との交錯地点をベースとして車両走行のデータを採取したことが特徴である。3.設計車両、交差点構造と交通運用の最適デザイン手法交差点設計における左折導流路の明示的な設置の有無について、現地観測によるデータを収集し、今年度導入した設計ソフトウェアによる比較分析を行った。4.交差部の制御方法の選択基準の構築交差部の制御方法の選択における(1)信号制御、(2)無信号制御1(一時停止型)、(3)無信号制御2(ラウンドアバウト型)の3種類の制御方法の得失を分析するため、各交差点制御方法の現地観測を行い、データの解析を進めた。評価基準として交通容量と速度低減効果に着目し、基礎的な分析までを終了した。20年度は、以下の項目を中心に研究を進め、全体を取りまとめた。1.設計車両、交差点構造と交通運用の最適デザイン手法適切な交差点設計においては、流入部車線の選択行動が重要なファクタとなることを明らかにした。最左車線の利用率が低い交差点では、駐停車の行動が大きな影響を有しており、交通容量・安全性の指標を用いて得失の評価を行った。2.交差部の制御方法の選択基準の構築交差部の制御方法の選択における(1)信号制御、(3)無信号制御1(一時停止型)、(3)無信号制御2(ラウンドアバウト型)の3種類の制御方法の得失を分析した。過年度までの大交差点に加えて、比較的小規模の交差点における現地観測を行ってデータの解析をさらに進めた。各制御方法の評価基準としては、交通容量に加え、利用者の被る遅れ時間とNOxなどの環境負荷に着目した。その結果、交差交通量のバランスによって、適する制御方法を判定できることを示した。またこの際に、わが国とドイツの交差点設計のガイドラインを比較して、その長短も評価している。

さらに3年間の研究を取りまとめるにあたり、過年度の研究を増補することをねらい、わが国で急務となっている、現示切り替わりにおけるインターグリーン時間の設定方法を検討した。評価基準は動線交錯点通過時間差(PET)を取り上げた。10ヶ所の交差点における行動データの採取により、PETと幾何構造・信号制御パラメータとの関係を明らかにした。
閉空間に発生させたレーザ誘起プラズマの開空間への移行のダイナミクスの理解と応用

本申請では,申請者らが見いだしたガラス内の閉空間に発生させたレーザ誘起プラズマをレーザ照射軸に沿って移動させるメカニズムの解明と応用を目的としている.従来は,ガラス背面に金属箔を設置することで,ガラス裏面からプラズマを形成していた.これに対して,本年は,ガラス内部でレーザ誘起プラズマを起こすために,パルスレーザと連続発振レーザを同軸でガラス内部に集光する方法を検討した.パルスレーザを集光することで高い光強度の際に起きる,多光子吸収により,プラズマをガラス内部に形成できる.このプラズマに連続発振レーザを照射することで,連続発振レーザを吸収させる手法を検討した.この結果,ガラス内部の任意の位置からプラズマを形成できることを示し,照射条件による影響などをあきらかにした.さらに,数値解析により,パルスレーザによる高温部分が連続発振レーザの吸収によりどのように形状変化していく様子を可視化した.また,2つの連続発振レーザをガラス内部で直交させることで,プラズマを分岐する方法について検討した.1つのレーザ光の光軸に沿って光源方向に向かって移動するプラズマがこの交差部分で2つに分かれ,それぞれの光軸にそって光源に向かって移動していく様子を高速度カメラにより観察した.さらに,このプラズマが完全に2つに分離する前に,片方のプラズマを表面に導くことで,プラズマを表面から噴出させ,枝分かれした形状の穴あけを実現した.本申請は申請者らが見出したガラス内の閉空間に発生させたレーザ誘起プラズマをレーザ照射軸に沿って移動させる物理現象のメカニズム解明と応用を目的としている.本年はプロセス観察が可能な実験装置の製作を行った.本課題には連続発振のレーザ発振器が不可欠である。また発光部を長くするために高出力である必要がある。これまでの予察実験はデモ機によって行われていたことから,発振器を導入し,現有する高速度カメラや分光器などを設置できるような実験系を構築した.さらに基礎実験として石英ガラスに対して実験を行い,このプラズマが表面に到達した際の挙動を高速度カメラを用いて観察すると同時に,プラズマが飛散することでの得られる穴の形状などを評価した.レーザ照射にともなって,光源に向かってプラズマが移動する.この発光の長さは3mm程度,移動速度は,600mm/s程度であった.そして,この移動した軌跡には,急熱急冷により形成した変質と所々,丸く囲まれる部分に黒くボイドが観察された.この発光がガラスの表面に達すると爆発音と共にガラスが噴出する.ガラスが噴出した結果,ガラス表面から4mm程度の範囲で穴があいた.ガラス表面では,その太さは90μm程度である.表面から離れるに従って太くなり,ガラスの入射側表面から100μm800μm程度の範囲が最も太く,その太さは110μm程度である,表面から離れるに従って,徐々に細くなった.穴の形成のプロセスの観察の結果,表面からの噴出が250μsで認められなくなることから,250μs程度という短時間で穴が形成したと考えられる.仮に,深さ3mmの位置にあったガラスが250us以内に穴の外に噴出したと考えるとその平均速度12m/s以上でガラスが噴出したと算出される.装置の購入,実験装置の構築は順調に進み,既に実験にも供されている.これらの装置により,プラズマの形成,高速度カメラによる観察や分光分析が可能となっている.しかし,雰囲気調整用のチャンバについては,他の部品がモデルチェンジし,高価になったなどの問題から十分に準備が進んでいない.一方,解析面については,ソースコードの準備を進めている.以上のことから,本研究課題は概ね順調に進展しているものと考える.本申請は申請者らが見出したガラス内の閉空間に発生させたレーザ誘起プラズマをレーザ照射軸に沿って移動させる物理現象のメカニズム解明と応用を目的としている.本年度は噴出物の観察を主に行った.石英ガラス,銅箔,スライドガラスを重ねジグで固定した.焦点距離407mmのレンズで集光してレーザ照射した.金属箔表面に焦点が合うように照射した.噴出の様子を観察するため,高速度カメラを用いて観察を行った.飛散したガラスの採取の際には,試料表面から3.5 mm離れたところに厚さ3 mmの石英ガラスを設置し,このガラスを透過させレーザ照射している.このガラスによりレーザ照射により,噴出する繊維状の噴出物を付着して回収した.レーザ照射により箔近傍に発光が観察され,その発光が光源の方に移動する,この発光がガラス表面に達すると爆発音と共にガラスが噴出した.堆積用のガラス表面に繊維状の噴出物が付着した.直径数mm程度の範囲に白く繊維状の付着物が観察された.最大で太さ10μmを超える様々な太さのファイバが観察される.この太いファイバは引き延ばされたように徐々に細くなっている部分も観察された.同時に多くの直径1μmよりも細いファイバか観察された.さらに倍率を上げて観察すると多くのファイバは直径500nm以下でありファイバに直径数10nmの粒子が多く付着している様子が観察された.さらに,来年度以後や数値解析を行いダイナミクスの理解を進めていく予定である.計画していた雰囲気調整用のチャンバは必要な部品のモデルチェンジにより価格が上がったなどの問題で構築できていないが,それ以外については概ね順調に進んでいる本申請では,申請者らが見いだしたガラス内の閉空間に発生させたレーザ誘起プラズマをレーザ照射軸に沿って移動させるメカニズムの解明と応用を目的としている.従来は,ガラス背面に金属箔を設置することで,ガラス裏面からプラズマを形成していた.

これに対して,本年は,ガラス内部でレーザ誘起プラズマを起こすために,パルスレーザと連続発振レーザを同軸でガラス内部に集光する方法を検討した.パルスレーザを集光することで高い光強度の際に起きる,多光子吸収により,プラズマをガラス内部に形成できる.このプラズマに連続発振レーザを照射することで,連続発振レーザを吸収させる手法を検討した.この結果,ガラス内部の任意の位置からプラズマを形成できることを示し,照射条件による影響などをあきらかにした.さらに,数値解析により,パルスレーザによる高温部分が連続発振レーザの吸収によりどのように形状変化していく様子を可視化した.また,2つの連続発振レーザをガラス内部で直交させることで,プラズマを分岐する方法について検討した.1つのレーザ光の光軸に沿って光源方向に向かって移動するプラズマがこの交差部分で2つに分かれ,それぞれの光軸にそって光源に向かって移動していく様子を高速度カメラにより観察した.さらに,このプラズマが完全に2つに分離する前に,片方のプラズマを表面に導くことで,プラズマを表面から噴出させ,枝分かれした形状の穴あけを実現した.当初の計画に従って,予定通り遂行する.準備の遅れている雰囲気調整用のチャンバについては,当初予定したものよりも簡便で安価なものとして,予算内で2017年度内に準備し,後れている部分の挽回を図る.準備の遅れている雰囲気調整用のチャンバについては,来年度準備し,後れている部分の挽回を図る.
高気圧マイクロホロープラズマによる大気開放型オゾンリアクタ

大気開放型の非平衡プラズマの利用拡大を最終目標に,高速ガス流とマイクロプラズマを組み合わせた大気開放型オゾン発生源を開発した。1.直流駆動マイクロホローカソードプラズマと高速酸素ガス流を組み合わせることで冷却装置を用いずに,オゾン濃度14g/Nm3,オゾン発生効率97g/kWhが得られ,大気開放型オゾン生成システムが実現された。特にオゾン生成の空間分解測定から,酸素ガスの解離からオゾン生成までの過程を,本方式では分離していることを実証した。また,酸素ガスに変えて空気原料ガスによるオゾン生成特性を分析し,本方式のように高エネルギー密度プラズマを使用する場合は,数%の窒素ガスを添加するだけで生成されたNOxがオゾンを激しく分解する機構を明らかにした。2.2.45GHz電源を使用したマイクロ波励起マイクロプラズマの発生を進め,大気圧以上の高速ガス流中で,安定なマイクロプラズマを内径400μmのガラスキャビティ内に生成可能とした。この際マイクロ波キャビティ内の絶縁特性をプラズマ化ガスに応じて高める必要性を示した。マイクロ波励起方式は直流駆動方式と比較してプラズマの一様性が高く,電子付着作用の強いガス中においても安定なプラズマ生成が可能であることがわかった。また分光計測結果からは,直流駆動,マイクロ波駆動ともに高エネルギー電子の存在が予測されたが,マイクロ波駆動方式では電子温度の注入電力依存性が直流駆動方式よりも小さいことが新たにわかった。高気圧マイクロプラズマ源を開発することにより,電力効率が極めて高いオゾンリアクタを実現し,併せて,これまで容器内に限定されてきた非平衡大気圧プラズマの利用を,地中,水中から宇宙まで無限に広げる技術の確立を目的とする。このため,必要な場所に,必要な反応性ガスを必要量だけ高効率で供給するシステムを構築し,反応生成物が生成するまでの空間・時間双方に於けるプロセス制御を加える。今年度の研究実績を以下にまとめる。1.ガス供給系の構築:プラズマの発生は定常的に酸素ガスを流した状態で行うため,プラズマ発生部を含めたガス流路形状は,プラズマ形成後の圧力変化を考慮して決定した。また安定したプラズマ発生を実現するために,放電部圧力制御は精密に設定される必要があるので,デジタル流量制御系を構築した。原料ガスには,酸素ガス,模擬空気および希ガスを選定し,流量制御可能なガス供給系を構築した。2.DCおよびマイクロ波駆動電源の設置:マイクロプラズマの発生に関しては,高電圧直流安定化電源を利用した直流駆動方式を確立した。また,2GHz帯のマイクロ波電源およびプラズマ発生キャビティの設計を進めた。マイクロ波電源方式は,マイクロ波電源に整合器を加え,マグネトロン部から放電部までを等した動作確認を行い大気圧模擬空気中でのプラズマ発生を確認した。3.マイクロプラズマの計測:マイクロホロープラズマの観測には,デジタルマイクロスコープの導入により,数10倍から1000倍程度までの拡大率で,プラズマの発光観測,放電部電極形状の観測を可能とした。特に,プラズマ発生時において,過渡的に変化する空間分布の測定手法に目処を付けた。さらに分光計測手法によるプラズマ内電子温度及び中性ガス温度の測定評価方法を検討し,実際に窒素ガスからの発光スペクトルによる計測を行った。大気開放型の非平衡プラズマの利用拡大を最終目標に,高速ガス流とマイクロプラズマを組み合わせたプラズマ源の開発を進めた。1.直流駆動マイクロホローカソードプラズマと高速酸素ガス流を組み合わせることで,より高効率なオゾン生成が可能となることを示し,本方式による大気開放型オゾン生成システムが構築された。また,酸素ガスに変えて空気原料ガスによるオゾン生成特性を分析し,プラズマ内の高エネルギー電子による窒素酸化物の生成とこれによるオゾン分解機構を明らかにした。さらに,以上の知見を元に,本マイクロプラズマの特徴である高電力密度,高電子エネルギー密度を最大限に活かす応用対象を明らにした。

2.2.45GHz電源を使用したマイクロ波励起マイクロプラズマの発生を進め,大気圧以上の高速ガス流中で,始めて安定なマイクロプラズマを内径400μmのガラスキャビティ内に生成できた。この結果,直流駆動方式で課題となる電極消耗のないマイクロプラズマ発生が可能になった。この際マイクロ波キャビティ内の絶縁特性をプラズマ化ガスに応じて高める必要性を示した。マイクロ波励起方式は直流駆動方式と比較してプラズマの一様性が高く,電子付着作用の強いガス中においても安定なプラズマ生成が可能であることがわかった。また分光計測結果からは,直流駆動,マイクロ波駆動ともに高エネルギー電子の存在が予測されたが,マイクロ波駆動方式では電子温度の注入電力依存性が直流駆動方式よりも小さいことが新たにわかった。
重力/微小重力環境下での新しい知覚・運動協応

脊椎動物には3次元的生活空間を営む生物(以後,3次元行動生物と略す)には魚類,両性類鳥類哺乳類の一部があり,その他の多くの生物は2次元的な生活を営なんでいる.これらの動物は重力空間で行動するという意味ではそれぞれ固有のストラテージを持っており,固有の行動様式を持っている.これらの生物に共通な外力(生存条件,不可避的条件)は重力である.地球上に棲む限りに於いてこのことは等しく共通の条件であるために,特別の環境下か特殊な個体で無い限り問題にされることは無い.一度特殊な環境,例えば重力の無い宇宙環境に生物が晒された時,そこには多くの解決しなければならない問題が生じると共に,我々にとって重力とは何であるかを再考しなければならない.本研究課題では、(1)頭部の非動化を解除し、自由に頭部を運動させ、その時に頭部運動を補償するような眼球運動が生じた時に、その眼球運動が(動く視対象)の運動をどのように修飾するかという点について、(2)精密な頭部運動ならびに眼球運動の計測を行い、被験者の運動印象の知覚との関連性を検証することを実験的に検討することを目的にしている.脊椎動物には3次元的生活空間を営む生物(以後,3次元行動生物と略す)には魚類,両性類鳥類哺乳類の一部があり,その他の多くの生物は2次元的な生活を営なんでいる.これらの動物は重力空間で行動するという意味ではそれぞれ固有のストラテージを持っており,固有の行動様式を持っている.これらの生物に共通な外力(生存条件,不可避的条件)は重力である.地球上に棲む限りに於いてこのことは等しく共通の条件であるために,特別の環境下か特殊な個体で無い限り問題にされることは無い.一度特殊な環境,例えば重力の無い宇宙環境に生物が晒された時,そこには多くの解決しなければならない問題が生じると共に,我々にとって重力とは何であるかを再考しなければならない.本研究課題では、(1)頭部の非動化を解除し、自由に頭部を運動させ、その時に頭部運動を補償するような眼球運動が生じた時に、その眼球運動が(動く視対象)の運動をどのように修飾するかという点について、(2)精密な頭部運動ならびに眼球運動の計測を行い、被験者の運動印象の知覚との関連性を検証することを実験的に検討することを目的にしている.地上で生活する多くの生物は2次元的な生活を営なんでいる.これらの動物は重力空間で行動するという意味で固有の行動様式を持っている.これらの生物に共通な外力(生存条件,不可避的条件)は重力である.地球上に棲む限りに於いてこのことは等しく共通の条件であるために,特別の環境下か特殊な個体で無い限り問題にされることは無い.一度特殊な環境,例えば重力の無い宇宙環境に生物が晒された時,そこには多くの解決しなければならない問題が生じると共に,我々にとって重力とは何であるかを再考しなければならない.本研究課題はこのような研究目的の為に以下のような感覚・知覚および運動に関する個別の研究目的を設定し研究を実施した。それらは(1)頭部の非動化を解除した時に頭部運動を補償するような眼球運動が生じるが,その時の眼球運動が動く視対象物の運動をどのように修飾するかという点について、(2)精密な頭部運動、ならびに眼球運動の計測を行い、被験者の運動印象との関連性を検証することを実験的に検討した。(3)この時,頭部搭載型のヘッド・マウント・ディスプレー上に動画像を呈示し、身体運動が運動知覚に関与する要因を様々な実験変数によって検討した.4)様々な運動方向と速度をもつ運動刺激をプログラムし、パラメータの操作によって簡単に動的視覚刺激が多様に運用できるような基本的システムを作成した.5)作成した視覚的動刺激を頭部搭載型のディスプレー上に表示し、被験者の頭部が運動しても運動刺激自体は被験者の挙動に同期するような事態を設定し検討を加えた.6)同様な事態で眼球運動に動機して視覚的動刺激の、i)速度成分、)運動方向成分にフィードバックをかけることで眼球運動とインターラクティブな刺激生成事態を可能にする実験状況を確立した.脊椎動物には3次元的生活空間を営む生物(以後、3次元行動生物と略す)には魚類、両性類、鳥類、哺乳類の一部があり、その他の多くの生物は2次元的な生活を営なんでいる。これらの動物は重力空間で行動するという意味ではそれぞれ固有のストラテージを持っており、固有の行動様式を持っている。これらの生物に共通な外力(生存条件、不可避的条件)は重力である。地球上に棲む限りに於いてこのことは等しく共通の条件であるために、特別の環境下か特殊な個体で無い限り問題にされることは無い。一度特殊な環境、例えば重力の無い宇宙環境に生物が晒された時、そこには多くの解決しなければならない問題が生じると共に、我々にとって重力とは何であるかを再考しなければならない。本研究課題はこのような研究目的の為に以下のような感覚・知覚および運動に関する個別の研究目的を設定し研究を実施した。本研究課題では、(1)頭部の非動化を解除し、自由に頭部を運動させ、その時に頭部運動を補償するような眼球運動が生じた時に、その眼球運動が(動く視対象)の運動をどのように修飾するかという点について、(2)精密な頭部運動、ならびに眼球運動の計測を行い、被験者の運動印象の知覚との関連性を検証することを実験的に検討した。