hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳神経外科手術における手術シュミレーションの開発

ボクセルデータ方式はボクセルを削る場合、選択された部分を透明にし、再度モデリングすることで骨削除シュミレーションを行うことができる。これにより骨削除によるボクセル変化を統一化することが可能となった。また、テクスチャ・マッピングおよび逐次画像更新方式を導入することにより、画像の写実性を高め、かつ表示するボクセルデータの変化の高速化を実現した。錐体骨3次元モデルをさらに現実的なものにするため、屍体頭を用いて乳様突起削除を行い、詳細な3次元解剖情報、ステップバイステップに術野の変化、見えてくる解剖構造を正確に把握し、シュミレーションシステムに反映させた。こうして作成した立体解剖情報をシステムに組み込みこんだ。システムはグラフィックライブラリとしてOpen GLをワークステーションとしてSGI OCTANEを使用した。左右の目から見た画像を垂直走査に同期して交互に表示させ、赤外線エミッターが送信する赤外線の同期信号により、液晶シャッターメガネの左右のシャッターが高速で交互に開閉し、立体視を得ることを可能とした。センサーは3次元位置(x, y, z)および3軸の回転角が検出可能となった。このセンサーから得られたデーターをもとに、骨削除用ドリルの動きをシュミレーションし、対話的に仮想モデルに対し切削を行うことを可能とした。
子どもの運動能力および運動技能低下の原因の検討:主として環境的側面から

本研究では特色有る地域(都市部、農村部、中間部)の小学校を対象に、その地域の子どもたちの運動能力および運動技能を診断するとともに、それらに影響を及ぼすと考えられる要因についても調査し、運動能力および運動技能の低下の原因について検討することを目的とした。平成12年度には、小学校全学年に対応できる運動技能(走・跳・投)の観察的評価法を作成し、1年生から6年生までの運動技能の推移を検討し、現在の子どもたちの運動技能、運動能力および体力の発達を調査した。その結果、先行研究で示された年齢層よりも遅くまで技能は習熟していくことが明らかになった。平成13年度には、都市部(東京都北部)、農村部(茨城県千代川村)、14年度には中間部(茨城県石下町)の小学校を対象に、1年生から6年生までの運動能力、運動技能の発達およびアンケート法により環境的要因について検討した。その結果、グラウンドが極めて狭く、運動クラブも十分に普及していない都市部小学校では、幾つかの運動技能に劣る傾向が認められた。それとともに、過体重が運動技能の未習熟を招くことが明らかになった。この傾向は、特に高学年の女子に認められた。追加実験として、運動技能の習熟に影響を及ぼす要因として模倣能力を取り上げ、上肢と下肢の模倣能力と運動技能および運動能力との関連について検討した。その結果、下肢の模倣能力が運動技能の発達に影響を及ぼしていることが明らかになった。本研究では特色ある地域(都市部、農村部、運動推進地域など)の小学校をピックアップし、その地域の子どもたちの運動能力および運動技能を診断するとともに、それらに影響を及ぼすと考えられる環境的要因についても調査し、運動能力および運動技能の低下の原因について検討することを目的としている。1年目である12年度には、運動技能を判断する指標づくり、アンケート作成を行うとともに、都市部と農村部の中間に位置する地域の小学校を対象に、1年生から6年生までの体力、運動能力、運動技能の発達について検討した。その結果、作成した技能評価の指標は、信頼性、妥当性、客観性を満たしており、有効であることが明らかになった。また、これまでの一般的な見解とは逆に、走・跳・投運動の技能は、小学校の6年間を通して、習熟を続けることが明らかになった。これは、これまでに使用されていた指標に問題があったと考えられる。また、運動能力の発達には運動技能の習熟が強く関与していることが明らかになった。しかし、高学年になれば、体力の向上が運動能力の発達に強く影響する運動形態もあることが認められた。形態面の発育と運動能力の関係に関して、高学年の女子では過体重が運動能力の低下の原因になっていることが示唆された。2年目である平成13年度には、都市部(東京都北区)、農村部(茨城県千代川村)の小学校を対象に、1年生から6年生までの体力、運動能力、運動技能の発達および環境的要因について検討した。それとともに、平成12年度の報告と同様に、過体重が運動技能の未習熟を招くことが明らかになった。また、昨年度作成した運動動作診断の評価基準をさらに妥当性の高いものにするために、基準の見直しを図り、備えるべき信頼性と客観性についても、先行研究と比較することにより詳細に検討した。追加実験として、オーバーハンドスローの学習の前後で、投動作の評価を行い、個々の児童の動作習熟度について明らかにした。個人間の習熟度の差異を生じさせる原因について、形態、体力、動作完成度、環境などの側面から検討している。

本研究では特色有る地域(都市部、農村部、中間部)の小学校を対象に、その地域の子どもたちの運動能力および運動技能を診断するとともに、それらに影響を及ぼすと考えられる要因についても調査し、運動能力および運動技能の低下の原因について検討することを目的とした。平成12年度には、小学校全学年に対応できる運動技能(走・跳・投)の観察的評価法を作成し、1年生から6年生までの技能の推移を検討し、現在の子どもたちの運動技能および体力の発達を調査した。その結果、先行研究で示された年齢層よりも遅くまで技能は習熟していくことが明らかになった。平成13年度には、都市部(東京都北部)、農村部(茨城県千代川村)、14年度には中間部(茨城県石下町)の小学校を対象に、1年生から6年生までの運動能力、運動技能の発達およびアンケート法により環境的要因について検討した。その結果、グラウンドが極めて狭く、運動クラブも十分に普及していない都市部小学校では、幾つかの運動技能に劣る傾向が認められた。それとともに、過体重が運動技能の未習熟を招くことが明らかになった。この傾向は、特に高学年の女子に認められた。追加実験として、オーバーハンドスローの学習(8回程度の授業1回20分程度)前後で、投動作の評価を行い、個々の児童の動作習熟について明らかにした。個人間での習熟度の差異を生じさせる原因を、形態、体力、動作完成度、模倣能力、環境などの側面から検討した。その結果、下肢の動きをコントロールする能力の高い児童は、学習により動作を習熟させる可能性の高いことが明らかになった。
内因性カンナビノイドによる逆行性シナプス伝達の脳機能・脳病態における役割の解明

これまでの研究を継続・発展させ、平成25年度に以下の研究を行った。脳スライス及びin vivoの個体脳の解析は狩野が、培養海馬ニューロンの解析は少作が、行動学的解析は岸本と狩野が担当した。また、遺伝子改変マウスの維持は崎村が担当した。1.内因性カンナビノイド(eCB)系によるNMDA受容体機能調節のメカニズム:逆行性シナプス伝達を担うeCBである2-アラキドノイルグリセロール(2-AG)の合成酵素DGLαの欠損マウスと、2-AGの受容体であるCB1の欠損マウスの側坐核中型有棘ニューロンの興奮性シナプスにおいて、NMDA受容体機能の低下が認められた。その原因として、NR2Bサブユニットを含むNMDA受容体の寄与が低下していることを示す電気生理学的所見を得た。2.大脳基底核の運動学習におけるeCB系の役割: 3レバーオペラント課題のマウスへの適用について、平成24年度に引き続き検討した。3.分界条床核の抑制性シナプス伝達の2-AGによる逆行性伝達抑圧のメカニズム:分界条床核の抑制性シナプスの逆行性伝達抑圧が、eCB系遺伝子改変マウスにおいてどのように変化しているかについて、継続して電気生理学的解析を行った。5.eCB系の抗炎症作用:U87-MGヒト悪性グリオーマ細胞における、NF-kBシグナルを介する炎症作用に注目し、グリアのeCB系による抗炎症作用のメカニズムを調べるための条件検討を行った。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成21年度は、以下の4項目について調べ、それぞれ当初の目的を達することができた。1.海馬培養ニューロンのペアから、内因性カンナビノイド(eCB)感受性の抑制性シナプス応答を記録し、Protease-activated receptor 1(PAR1)のアゴニストを投与すると一過性の抑制性シナプス応答の減弱が起こった。これがCB1カンナビノイド受容体のブロッカーで消失したことから、PAR1活性化によってeCBが放出され、逆行性のシナプス伝達抑圧が起こることが考えられた。2.小脳プルキンエ細胞、海馬ニューロン及び線条体中型有棘細胞において、eCBによる一過性抑圧(eCB-STD)が、2-アラキドノイルグリセロール(2-AG)の合成酵素(DGLα)のKOマウスにおいて完全に消失していたが、DGLβのKOマウスでは正常であった。また、小脳、海馬、線条体の2-AG含有量はDGLαKOマウスでは正常マウスに比べて20%程度に減少していたが、DGLβKOマウスでは正常であった。これらの結果から、逆行性シグナルを担うeCBはDGLαによって作られる2-AGであることが確定した。3.in vivoマウス小脳のプルキンエ細胞からホールセル記録を行い、自発的に発生するシナプス電流が、脱分極によって一過性の減弱が起こることを見出した。4.DGLαのプルキンエ細胞特異的KOマウスでは、小脳依存性運動学習である瞬目反射条件付けが障害されていた。また、2-AG分解酵素(MGL)のブロッカーを投与したマウスでは、瞬目反射条件付けの獲得は正常だが消去が起きにくくなっていた。この結果、eCB系は小脳依存性の運動学習に促進的に作用することが明らかとなった。脳のシナプスにおいて、マリファナ類似物質(内因性カンナビノイド:eCB)が逆行性伝達物質として働くが、その主体は、ジアシルグリセロールリパーゼα(DGLα)によって作られる2-アラキドノイルグリセロール(2-AG)であると考えられる。平成22年度は、DGLα欠損マウスの解析を中心に、以下の4項目について研究した。1.海馬において、グリア細胞ではなくニューロンに存在するProtease-activated recepbor 1(PAR1)の活性化が2-AGを放出し、シナプス伝達抑圧を起こすことを明らかにした。また、2-AGの分解酵素モノアシルグリセロールリパーゼ(MGL)の欠損マウスでは、持続的に2-AG濃度が上昇しており、シナプス前部のCB1カンナビノイド受容体の機能低下がみられた。2.MGL欠損マウスの小脳において、逆行性抑圧が有意に延長していたことから、2-AG分解系が逆行性シナプス伝達の長さを調節すると考えられた。また、側坐核や扁桃体の逆行性シナプス伝達もDGLα欠損マウスで消失しており、これらの部位でも2-AGが逆行性伝達物質であると結論された。3.DGLα及びCB1の欠損マウスにおいて、麻酔下で膜透過性のCa2+感受性蛍光色素を小脳に注入して多数の細胞に取り込ませ、細胞内Ca2+濃度上昇を指標にして、プルキンエ細胞集団の活動をin vivoで記録した。自発活動に関しては特に異常はみられなかった。4.DGLα欠損マウスでは不安のレベルが亢進し、モルヒネによる薬物依存が起こらないが、海馬依存的学習課題は正常であった。カイニン酸腹腔内投与による海馬てんかん発作が起きやすく、キンドリング刺激によるてんかん焦点形成も起こりやすかった。以上から、2-AGがてんかん発作発生及び焦点形成を抑制していることが明らかになった。これまでの研究を継続・発展させ、平成23年度には、以下の結果を得た。

(1)海馬培養ニューロンにおいて、新たなDGL阻害剤OMDM-188を用いて一連の電気生理学的解析を行い、2-AGは刺激が加わると、その都度DGLによって合成される可能性を示した。(2)2-AG分解酵素MGLの小脳穎粒細胞特異的欠損マウスの電気生理学的及び形態学的解析から、小脳では、2-AGはシナプス非特異的に分解され、逆行性シナプス伝達の持続時間が調節されていることを示した。(3)DGLα欠損マウスの側坐核中型有棘細胞では興奮性シナプス電流のAMPA受容体成分とNMDA受容体成分(AMPA/NMDA比)が野生型マウスに比べて有意に上昇しており、NMDA受容体機能の低下が示唆された。また、分界条床核ニューロンの興奮性シナプスでも、2-AGが逆行性伝達物質であることを示した。(4)MGL欠損マウスにおいて、多数のプルキンエ細胞の登上線維応答を、細胞内Ca^<2+>濃度上昇を指標にして、in vivoで同時に記録した。内外側方向の活動の同期性が、野生型マウスに比べて低下傾向にあった。(5)自由行動下のDGLα及びMGL欠損マウスの海馬CA1において、シータ波刺激によりシナプス伝達の長期増強を誘発したが、野生型マウスとの間に差は認めなかった。(6)ドーパミンD_2受容体を発現する神経細胞のみでDGLαを欠損するマウスでは、モルヒネに対する感受性が亢進していた。DGLα及びMGL欠損マウスでは、海馬依存性の物体認知課題と匂い弁別課題では異常はなかった。瞬目反射条件付けのLI(latent inhibition)課題は、DGLα欠損マウスでは異常がないが、MGL欠損マウスで障害されていた。(7)大脳基底核依存性学習の評価系として、3レバー・オペラント課題が妥当であることを確認し、マウスへの適応を検討した。これまでの研究を継続・発展させ、平成25年度に以下の研究を行った。脳スライス及びin vivoの個体脳の解析は狩野が、培養海馬ニューロンの解析は少作が、行動学的解析は岸本と狩野が担当した。また、遺伝子改変マウスの維持は崎村が担当した。1.内因性カンナビノイド(eCB)系によるNMDA受容体機能調節のメカニズム:逆行性シナプス伝達を担うeCBである2-アラキドノイルグリセロール(2-AG)の合成酵素DGLαの欠損マウスと、2-AGの受容体であるCB1の欠損マウスの側坐核中型有棘ニューロンの興奮性シナプスにおいて、NMDA受容体機能の低下が認められた。その原因として、NR2Bサブユニットを含むNMDA受容体の寄与が低下していることを示す電気生理学的所見を得た。2.大脳基底核の運動学習におけるeCB系の役割: 3レバーオペラント課題のマウスへの適用について、平成24年度に引き続き検討した。3.分界条床核の抑制性シナプス伝達の2-AGによる逆行性伝達抑圧のメカニズム:分界条床核の抑制性シナプスの逆行性伝達抑圧が、eCB系遺伝子改変マウスにおいてどのように変化しているかについて、継続して電気生理学的解析を行った。5.eCB系の抗炎症作用:U87-MGヒト悪性グリオーマ細胞における、NF-kBシグナルを介する炎症作用に注目し、グリアのeCB系による抗炎症作用のメカニズムを調べるための条件検討を行った。これまでの研究を継続・発展させ、平成24年度には、以下の結果を得た。(1)海馬培養ニューロンにおいて、CB1受容体のアンタゴニストと、主要な内因性カンナビノイドである2ーアラキドノイルグリセロール(2-AG)
微小振動付与による操作性向上効果のメカニズムの解明

我々のこれまでの研究により,操作デバイスに微小振動(わずかに感じるレベル)を付与し,デバイスを介して操作の主働筋をわずかに刺激することにより,トラッキング作業の精度が向上する場合があることが分かった.そこでこの効果を汎用的に利用するために,本研究では正の効果が得られる振動条件と,そのメカニズム(筋紡錘に確率共鳴現象が生じ,その機能が向上した効果と仮定)の解明を目的とした.実験の結果,筋紡錘のみ機能低下している場合にて操作精度が低下したことから,正の効果に筋紡錘が関与していること,そして振動条件には,操作の主働筋のある部位の共振周波数が含まれる可能性が示唆された.我々のこれまでの研究により,操作デバイス等へ微小振動(わずかに感じるレベル)を付与し,操作の主動筋を刺激することにより,トラッキング作業(追従操作)の精度が向上する場合があることが分かっている.そこで本研究では,この効果を汎用的に利用するためのメカニズムの解明(操作部位の筋に振動刺激が伝わることにより、筋紡錘に確率共鳴現象が生じた効果と仮定),および効果が得られる刺激条件,対象範囲(若年/高齢,男女など)の抽出を目的としている.2014年度は,この微小振動付与による操作精度向上メカニズム解明のための検討を行った.振動刺激により筋紡錘の機能が向上するとの仮説を軸に,筋冷却により筋紡錘の一時的な機能低下状態を生じさせ,その時の振動付与の効果を被験者8名で検討した.その結果,筋紡錘のみの機能低下時に追従精度が低下したことから,操作精度に筋紡錘が寄与していること,さらに筋紡錘の機能低下時にも,振動刺激により追従精度が向上することが分かった.これらの知見を,第5回国際応用人間工学会(AHFE2014,7月,ポーランド)にて発表および論文投稿(AHFE2014 Conference Book)し,さらに日本生理人類学会(11月,神戸大学)にて発表し,科研費研究にて得られた知見を情報発信するとともに,関連する研究者と情報交換を行った.我々のこれまでの研究により,操作デバイスに微小振動(わずかに感じるレベル)を付与し,デバイスを介して操作の主働筋をわずかに刺激することにより,トラッキング作業(追従操作)の精度が向上する場合があることが分かってきた.そこで本研究では,この効果を汎用的に利用するために,正の効果が得られる振動条件の抽出と,そのメカニズムの解明(主働筋内の筋紡錘に確率共鳴現象が生じ,筋紡錘の機能(動きの分解能)が向上した効果と仮定)を目的としている.2014年度の検討では,仮説に基づき,筋冷却により筋紡錘に一時的な機能低下状態を生じさせ,その時の振動付与の効果を追従成績から検討した(被験者8名).この筋冷却の程度は表面皮膚温を基に判断した.実験の結果,筋紡錘のみの機能低下時に追従成績が有意に低下したことから,操作精度の向上に筋紡錘が寄与している可能性を得た.2015年度は,この筋紡錘の寄与をさらに検討するため,筋温に近い皮下1cmの深部温を計測できる装置を用い,筋冷却時の操作成績と筋温の関係を検討した.実験の結果,筋紡錘のみの機能低下時に追従成績が有意に低下したことから,操作精度の向上に筋紡錘が寄与している可能性,および筋紡錘の機能低下時でも微小振動付与の正の効果が得られる可能性を得た.さらに正の効果が得られる振動条件は,操作の主働筋がある上肢部位の共振周波数が含まれる可能性を得た.我々のこれまでの研究により,操作デバイスに微小振動(わずかに感じるレベル)を付与し,デバイスを介して操作の主働筋をわずかに刺激することにより,トラッキング作業の精度が向上する場合があることが分かった.そこでこの効果を汎用的に利用するために,本研究では正の効果が得られる振動条件と,そのメカニズム(筋紡錘に確率共鳴現象が生じ,その機能が向上した効果と仮定)の解明を目的とした.実験の結果,筋紡錘のみ機能低下している場合にて操作精度が低下したことから,正の効果に筋紡錘が関与していること,そして振動条件には,操作の主働筋のある部位の共振周波数が含まれる可能性が示唆された.当初の計画どおり実施できた.人間工学2015年度は,上半期に2014年度に得られた知見を,第6回国際応用人間工学会(AHFE2015,7月,アメリカ)にて発表し,関連する情報収集を行う予定.下半期に,微小振動付与の効果がある対象範囲(若年/高齢,男女など)の検討を行う予定.
HIF1aが修飾するヒト歯髄細胞からの炎症性メディエーター産生メカニズムの解析

歯髄炎の特性の解析と制御法の開発は、炎症歯髄に対する新規治療戦略創成の端緒となる。歯髄炎の特徴的病態として、閉鎖的環境下で低酸素状態になることが挙げられる。低酸素状態で特異的に誘導される転写調節因子HIF1aが歯髄炎の進展に関与する可能性に着目し、低酸素培養した歯髄細胞をLPSにて刺激したところ、炎症性メディエーター(IL1b、TNFa)の産生が亢進するとともに、HIF1a発現も増加した。本研究は、HIF1aによる歯髄細胞からの炎症性メディエーター産生に関与するシグナル伝達機構を解明し、HIF1活性の抑制による歯髄炎制御の可能性をin vitro, in vivoにおいて探求することである。
非対称情報の下での最適R&D投資戦略及び特許制度の整備

1年で2本の単著論文が査読付き国際ジャーナルにアクセプトされ、更に2本のワーキングペーパーが出来上がっているため、当初の計画よりも順調に進んでいると言える。論文の数という面ではある程度成果を出しているため、これからはトップジャーナルに掲載されるよう、より時間をかけて論文のクォリティーを高める努力する。特に、経済学的な含意が認められ、経済分野のトップジャーナルに掲載されることを最終的な目標とする。また、情報の非対称性に加え、企業間の競争を踏まえて技術開発及びライセンス契約を分析し、単独で執筆した「Licensing and information disclosure under asymmetric information」も国内外の研究集会にて発表してきた。その研究成果を、Dynamic Corporate Finance Workshop(2017年12月21日、大阪大学)、日本オペレーションズ・リサーチ学会2018年春季研究発表会(2018年3月15日、東海大学)、京都大学数理解析研究所研究集会「ファイナンスの数理解析とその応用」(2017年11月13日、京都大学)などで発表してきた。上記の二本の単独論文は、現在査読付国際ジャーナルにおいて査読中である。既に一本の論文が有名な国際ジャーナルに掲載され、また二本の単独論文も執筆済みであるため、当初の計画よりも順調に進んでいると言える。今までの研究は理論的分析及びモデリングに集中してきたが、これからの研究ではより具体的に特許制度及びR&D補助金を設計し、実践的含意を導くことができるように努力する。
ミトコンドリア関連核遺伝子多型を用いた双極性障害の治療反応性予測に関する研究

いくつかの研究が双極性障害におけるミトコンドリア機能障害を示唆している。さらに、近年統合失調症においても病態生理学的にミトコンドリア機能異常が疾患と関連していることを示唆する報告がみられている。我々は以前ミトコンドリアComplex Iサブユニット遺伝子NDUFV2と双極性障害の関連を報告した。本研究で我々は、双極性障害において関連を認めたNDUFV2遺伝子の多型が統合失調症においても関連しているかを疾患対照研究によって検証した。その結果、本研究で調べた-3542G>A多型と-602多型について、個々の多型においては遺伝子型、対立遺伝子頻度とも統計学的な有意差は認めなかった。しかし、これら2つの多型によって構成されるハプロタイプは統合失調症と関連していた。次いで、我々は多数の日本人双極性障害患者、および白人双極性瞳害および統合失調症患者のリンパ芽球を用いてNDUFV2の大規模発現量解析を行った。その結果は我々の先行研究と同様の結果を示したほか、日本人双極II型障害患者では発現量の有意な上昇を、また白人統合失調症患者群では低下を認めた。ただし、NDUFV2遺伝子の多型の違いによって発現量に差はみられず、我々が報告した疾患と関連する多型が発現量調節には関与していないものと思われた。また我々は、バルプロ酸を加えてリンパ芽球を培養することでNDUFV2の発現量が増加することを見出した。我々の先行研究の結果と合わせて、NDUFV2遺伝子の調節領域の多型は双極性障害および統合失調症両者の遺伝的危険因子であることが示された。また、NDUFV2の発現量が低下している患者においては治療薬としてバルプロ酸が有効である可能性を示唆され、本遺伝子の発現量測定が気分安定薬の治療反応性予測因子になりうる可能性があると考えられた。我々は、ミトコンドリア複合体Iのサブユニットをコードする核遺伝子、NDUFV2と双極性障害との関連をすでに見出しているが、近年、同遺伝子と統合失調症との関連を示唆する報告がなされている。NDUFV2遺伝子の位置する遺伝子座18p11は双極性障害とともに、統合失調症においても疾患との連鎖が示唆される領域でもあることから、双極性障害において疾患との関連を認めたNDUFV2遺伝子の一遺伝子多型(SNP)、およびハプロタイプと、統合失調症との関連を調べた。229名の統合失調症患者および222名の健常対照群による疾患対照研究では、個々のSNPと疾患との間に統計学的に有意な関連は認めなかったものの、双極性障害において疾患との関連を認めたハプロタイプが、統合失調症においても同様に発病危険因子となることが示唆された(P<0.0001)。また、我々は、以前に双極性障害との関連が報告されたミトコンドリアDNA(mtDNA)多型の一部が存在する呼吸鎖サブユニット遺伝子について、そのmRNA発現量を培養リンパ芽球で測定した。現在までに測定を終えたサブユニット遺伝子では、双極性障害と遺伝子発現量との間に関連は認めておらず、これは多くのミトコンドリア関連核遺伝子の発現量が疾患群で低下していた結果とは異なる。今後疾患とmtDNA発現量との間に関連を認めたサブユニット遺伝子が見出されれば、その遺伝子に存在する疾患関連多型が気分安定薬の治療反応性予測因子となりうるか否かについて検討を加える予定でいるが、mtDNAによってコードされる遺伝子の発現量と疾患との有意な関連がみられなければ、ミトコンドリア関連核遺伝子の多型について、気分安定薬の治療反応性を調べることとする。

我々は、ミトコンドリア複合体Iのサブユニットをコードする核遺伝子、NDUFV2遺伝子のmRNA発現量を多数の日本人培養リンパ芽球で調べた。25名の双極I型障害患者、11名の双極II型障害患者、および33名の健常者でNDUFV2遺伝子の発現量を測定し比較検討したところ、双極I型障害群においては健常者群に較べて発現量は統計学的に有意に低下していた。これは少数サンプルで調べた我々の以前の報告と同様の結果であった。一方、双極II型障害群では、健常者群と比較して有意に発現量が上昇しており、有意差のみられなかった我々の以前の測定とは異なる結果を示した。発現量の上昇および低下に服用している治療薬の影響は認められなかった。これらの知見は、NDUFV2遺伝子が双極性障害の病因遺伝子であることをさらに裏付ける所見であると考えられた。また、NDUFV2の機能的多型と遺伝子発現量の関連を比較検討したところ、多型の違いによって発現量に差はみられず、我々が以前報告した双極性障害と関連する一塩基多型は発現量調節には関与していないものと思われた。さらに4サンプルにおいて、リンパ芽球を気分安定薬である炭酸リチウムおよびバルプロ酸ナトリウムを加えてそれぞれ培養したうえで、mRNA発現量を測定した。その結果、炭酸リチウムを加えて培養したリンパ芽球は発現量においてコントロール群と差はなかったが、バルプロ酸ナトリウムを加えた群は統計学的に有意に発現量が増加していた。この結果は、NDUFV2遺伝子の発現量が低下している双極性障害の患者に対してはバルプロ酸ナトリウムが有効であることを示唆し、同遺伝子の発現量測定が気分安定薬の治療反応性予測因子になりうる可能性があると考えられた。
統合失調症における周波数間カップリング-脳磁図研究-

平成30年度においては統合失調症患者および正常対照者において脳磁計を用いて聴性定常反応(ASSR: Auditory Steady State Response)の測定を行った。得られた脳磁図データにおいて位相振幅間カップリングの解析を行うために、コンピュータ言語であるPythonおよびMATLABを用いて解析プログラムの開発を行った。データ解析については2018年9月に神戸市において開催された日本生物学的精神医学会に参加し、国内及び国外との研究者と討論を行い、最新の知見を得た。また九州大学精神科神経科と群馬大学精神科神経科との共同研究において開催されているPsychiatry Neuroscience Seminar(2018年11月)に参加し、「permutation ANOVAのmatlabおよびpython上での実装の試み」との演題で発表を行い、データ解析についての議論を行い、解析手法を改良した。統合失調症患者および正常対照者において脳磁計を用いた聴性定常反応の測定は概ね順調に進んでいる。データ解析のプログラム開発についても、現在のところは順調に進んでいる。統合失調症患者および正常対照者において脳磁計を用いた聴性定常反応の測定を進め、目標の被験者数を目指す。データ解析のプログラム開発を進め、測定された脳磁図データを解析し、結果を学会や専門誌において発表する。当初の計画では高性能ワークステーションである米国アップル社製のMac Proを購入する予定であったが、同機種と同程度のデータ処理能力が期待され、かつより安価で拡張性のより高い同社製のMac miniが当該年度に発売されたため、Mac miniを購入したことにより次年度使用額が生じた。次年度使用額は翌年度分として請求した助成金のうち、物品費と合わせ、データ管理用のハードディスク購入などに充て、バックアップなどデータ管理の安全性のさらなる向上を図る予定としている。
3次元入力インタフェースおよび3次元運動の定性的解析手法の研究

コンピュータの性能向上とともに,3次元の形状や動きを扱うアプリケーションが増加している.それに伴い,2次元マウスのような便利な3次元対応のインタフェース装置や身振りによりコマンドを入力できるインタフェースの必要性が増加している.本研究は,3次元シミュレーションなどのアプリケーションで対象物の操作を容易に操作する入力インタフェースと操作された対象物の6軸の動きを定性的なレベルで記述する事を目的とした.入力インタフェースとして,球を回転することで3次元の回転運動を人間の直感にあった方法で入力できることに着目し,装置を試作した.試作装置を用いて,3次元運動の基本動作を例にした作業タスクを用いた評価実験で回転球を用いたインタフェースの有効性を確認した.動きと状況を合わせて解釈する意味的なアプローチで,組立作業の動作の記号レベルでの記述を検討した.動きの時系列データ列に対して,(1)予め作業内容を解析し作成された局所的な接触モデルをもとに動きの変化を定性的に記述する,(2)作業環境を与えることにより,定性的に記述されたデータからその作業環境にあった動きデータを作成するアルゴリズムを検討した.検討したアルゴリズムは2種類の組立作業に対して,定性的な表現および,その記述からの動きデータを生成し,環境にあった動きを再現することができた.特に,動きの再現にあたっては,シミュレーションに加え実際のロボットによる確認も行い,検討した手法の有効性を確認した.コンピュータの性能向上とともに,3次元の形状や動きを扱うアプリケーションが増加している.それに伴い,2次元マウスのような便利な3次元対応のインタフェース装置や身振りによりコマンドを入力できるインタフェースの必要性が増加している.本研究は,3次元シミュレーションなどのアプリケーションで対象物の操作を容易に操作する入力インタフェースと操作された対象物の6軸の動きを定性的なレベルで記述する事を目的とした.入力インタフェースとして,球を回転することで3次元の回転運動を人間の直感にあった方法で入力できることに着目し,装置を試作した.試作装置を用いて,3次元運動の基本動作を例にした作業タスクを用いた評価実験で回転球を用いたインタフェースの有効性を確認した.動きと状況を合わせて解釈する意味的なアプローチで,組立作業の動作の記号レベルでの記述を検討した.動きの時系列データ列に対して,(1)予め作業内容を解析し作成された局所的な接触モデルをもとに動きの変化を定性的に記述する,(2)作業環境を与えることにより,定性的に記述されたデータからその作業環境にあった動きデータを作成するアルゴリズムを検討した.検討したアルゴリズムは2種類の組立作業に対して,定性的な表現および,その記述からの動きデータを生成し,環境にあった動きを再現することができた.特に,動きの再現にあたっては,シミュレーションに加え実際のロボットによる確認も行い,検討した手法の有効性を確認した.今年度は、本研究の目標である(1) 3次元シミュレーションで対象物の操作を容易に操作する入力インタフェースの検討する、(2)操作された対象物の6軸の動きを定性的な記号レベルで記述し、多次元の時系列データの解析方法を考案する、の2点の最初のテーマを実施した。具体的には、(1)今まで検討してきた回転球による3次元回転運動を入力できる装置を全面的に作り直すとともに,DOSベースに変更、RS232Cインタフェース等の点を改良した。(2)試作装置を用いて3次元の回転運動の入力指示の基本機能の評価した。また、市販の複数の3次元運動入力装置との比較評価を、複数の3次元シミュレーション評価タスクを用いて行った.以上から、提案した回転球による3次元入力インタフェースは,(1) 3次元回転運動を入力インタフェースとして2次元マウスより優れている,(2)市販の装置と比べても,並進運動をあわせた6自由度の3次元入力インタフェースとして,同等以上に使い勝手がよい,ことを実験で検証した。来年度から、装置の改良,より多方面からの評価とともに後半のテーマのうち,定性的な運動の記述方法の検討を行う。2年目にある11年度の目標(1)ジョイスティック型とあわせマウス型の並進運動入力装置のインターフェースの評価。(2)回転運動を、S^2上の軌跡として表現するオイラー角を要素とする3次元ベクトル表現など複数の表現方法に対する主要な運動成分を抽出する数値計算アルゴリズムの検討。(3)試作装置を用いて3次元ポインティングの回転運動の入力指示の基本機能の評価。特に、インターフェース評価においては、入力装置のハード面での改良にくわた複数の評価尺度からの検討。のうち、(1)と(3)については、順調に進捗し機能的に市販装置に劣らず、安価に実現できる事をしめす事ができた。マウス型の入力装置についてはジョイスティック型とあわせ市販装置と同等の回転運動インターフェース性能を示した。(2)については、数値計算アルゴリズムを検討しプログラムを作成し始めた。来年度は、主要な運動成分に基づく定性的な運動表現およびその表現能力についての評価を行う。今まで試作した3次元入力インタフェース装置の改良に加え,3次元シミュレーションなどのアプリケーションにおいて,操作対象の並進運動と回転運動の6軸の動きを定性的な記号レベルで記述する方法の検討と評価を試みた.動きの解釈方法としては,ウェーブレット解析に代表される信号処理的なアプローチと手話動作解析などで使用される動きと状況を合わせて解釈する意味的なアプローチの2種類がある.

今回は,組立作業の動作解釈を題材に後者のアプローチで動きの記号レベルでの記述を検討した.組立作業は,剛体である部品の接触状態の遷移課程とモデル化できる.部品の3次元空間における動きの時系列データから,この接触状態の変化を検出する.検出した接触状態間の時系列データ列に対して,(1)予め作業内容を解析し作成された局所的な接触モデルをもとに動きの変化を定性的に記述する,(2)作業環境を与えることにより,定性的に記述されたデータからその作業環境にあった動きデータを作成するアルゴリズムを検討した.検討したアルゴリズムは2種類の組立作業に対して,定性的な表現および,その記述からの動きデータを生成し,環境にあった動きを再現することができた.特に,動きの再現にあたっては,シミュレーションに加え実際のロボットによる確認を行い,検討した手法の有効性を確認した.
発作性夜間血色素尿症（PNH）形質を利用したヒト造血幹細胞動態の解明

骨髄不全症例の約60%で検出されるPNH形質血球をマーカーとして、造血幹細胞の分化造血制御について考察した。患者の骨髄中に存在している様々な造血前駆細胞ごとにPNH形質血球の割合を調べたところ、CMPにおいては10%未満であったのに対して、以降の造血前駆細胞においては末梢血中の骨髄球系細胞とほぼ同等の割合でPNH形質血球が認められた。PNH形質血球の選択的増殖における付加的遺伝子変異を確認するための遺伝子解析では、特定のサイトカインの発現が亢進していることを明らかにした。以上より、ヒト造血の系列は個々の造血幹細胞または骨髄内のサイトカインを含む複合的な因子により規定されると結論付けた。平成26年度の研究では、既に同定されていたPNH型血球陽性症例に加えて、新たに1,132例の骨髄不全症例を対象にPNH型血球の有無について解析を行った。従来の解析結果では、PNH型血球陽性例の約80%が1全ての血球系統で陽性、2顆粒球と赤血球で陽性、32+単球で陽性であったが、今年度の解析でも同様の傾向が得られた。つまり、検討症例のうち、99例(19.9%)ではPNH型血球陽性の血球系統パターンに明らかな偏りが認める症例を同定し、計画通り研究を実施できた。さらに一段階進んで、骨髄中の各前駆細胞におけるPNH型血球の分布についても検討した。また、PNH型血球の陽性パターンに偏りが認められた99症例のうち、骨髄採取が可能な例を対象に、骨髄細胞からCD34陽性分画を純粋化し、平成27年度へ向けて、免疫不全マウスへの骨髄内移植の準備ができている。本研究の目的は、PNH形質血球を1つのマーカとして利用することで、造血分化の動態を明らかにすることである。これまでに末梢血中の様々な血球についてPNH形質血球の有無を解析した骨髄不全症例のうち、1系統以上の血球でPNH形質血球が陽性となったのは、約60%であった。これらについて免疫不全マウスへの移植実験を行い、骨髄および、末梢血において検出されるPNH形質血球の多様性について検討を試みた。その結果、骨髄の生着効率が低く、患者で確認された血球系統と移植後の多様性について結論付けるに至らなかった。一方、骨髄環境について、特定の血球または前駆細胞の集簇性を確認するために骨髄生検像を解析したが、骨髄内の特定空間に特定血球の集簇は認められなかった。これらの結果、ヒト造血において、その系列決定は造血幹細胞が置かれた環境に依存し、系列を決定しているという当初の予想に反する結果となった。それに対して、PNH形質血球の選択的増殖における付加的な遺伝子変異の存在を確認するため遺伝子解析を実施した結果、ある特定のサイトカインの発現が著しく亢進していることを明らかにした。従って、ヒト造血の系列は、個々の造血幹細胞または骨髄内のサイトカインを含む複合的な因子により規定されることが予測された。このサイトカインは、造血が進行するに従い発現が低下しており、造血を制御している分子の1つである可能性が考えられた。以上のように、平成27年度の研究計画通りに研究を遂行したことに加えて、造血制御の候補分子を同定することができた。加えて、これまでとは異なる新しいphenotypeを用いて、造血幹(前駆)細胞をより細分化し解析を行った。さらに、従来リンパ球として定義されているNK細胞が、骨髄球系前駆細胞由来の可能性を示唆するデータを得ることに成功し、本研究をベースにした新たな研究課題を生み出すことができた。平成26年度の研究計画で、PNH形質血球陽性パターンに偏りのある症例を蓄積し、様々な造血前駆細胞ごとにPNH形質血球の分布を解析することで、造血の進行に伴いPNH形質血球の割合が増加することを明らかにした。平成27年度の計画では、このモデルを利用してヒト造血の動態を明らかにするために、免疫不全マウスへの移植実験を行った。骨髄環境について、特定の血球集団の空間的集簇性を確認するために骨髄生検像を解析したが、骨髄内の特定空間へ特定血球の集簇は認められなかった。一方、PNH形質血球の選択的増殖における付加的遺伝子変異を確認するための遺伝子解析を実施した結果、特定のサイトカインの発現が亢進していることを明らかにした。このサイトカイン受容体の発現について、造血分化経路を踏まえて各分画で確認したところ、非常に示唆に富むデータを得ることができた。従って、ヒト造血において、その系列決定は造血幹細胞が置かれた環境に依存する、という当初の予想とは異なる結果となったが、ヒト造血の系列は、個々の造血幹細胞または骨髄内のサイトカインを含む複合的な因子により規定されるという発展的な予測につながった。加えて、造血幹(前駆)細胞のphenotypeに関して、これまでとは異なる新しい分子を多数加え、より細分化することで各分画におけるPNH形質血球の割合を検討した。

さらに、本研究の過程で、従来リンパ球として定義されているNK細胞の発生について非常に興味深いデータを得ることに成功した。平成27年度の研究計画通りに研究を遂行したことに加えて、新たにヒト造血の一端を解明する足掛かりを築いた。骨髄不全症例の約50%では、造血幹細胞においてPIG-A遺伝子変異の結果生じるGPI-AP欠失血球(PNH型血球)が検出される。これまでに約600例の骨髄不全症例を対象にして、PNH型血球の検出を実施した結果、250例(44%)で末梢血中のいずれかの血球系統でPNH型血球が陽性という結果が得られた。このPNH型血球が陽性になる血球系統のパターンは、病態が発症してから治療による寛解が得られた後も同様の経過を辿ることが証明されている。今回、既に同定されていたPNH型血球陽性症例に加えて、新たに1,132例の骨髄不全症例を対象にPNH型血球の有無について解析を行った結果、99例(19.9%)でPNH型血球陽性の血球系統パターンに明らかな偏りを認めた。これらの症例から採取した骨髄細胞を免疫不全マウスへ移植し、骨髄、脾臓、胸腺、末梢血において検出されるPNH形質血球の多様性について検討を試みた。その結果、骨髄の生着効率が低く、患者で確認された血球系統と移植後の多様性について結論付けるに至らなかった。また、骨髄環境について特定の血球または前駆細胞の集簇性を確認するために骨髄生検像を解析したが、骨髄内の特定空間に特定血球の集簇は認められなかった。これらの結果、ヒト造血において、その系列決定は造血幹細胞が置かれた環境に依存し、系列を決定しているという当初の予想に反する結果となった。それに対して、PNH形質血球の選択的増殖における付加的な遺伝子変異の存在を確認するため遺伝子解析を実施した結果、特定のサイトカインの発現が著しく亢進していることを明らかにした。従って、ヒト造血の系列は、個々の造血幹細胞または骨髄内のサイトカインを含む複合的な因子により規定されることが予測された。このサイトカインは、造血が進行するに従い発現が低下しており、造血を制御している分子の1つである可能性が考えられた。骨髄不全症例の約60%で検出されるPNH形質血球をマーカーとして、造血幹細胞の分化造血制御について考察した。患者の骨髄中に存在している様々な造血前駆細胞ごとにPNH形質血球の割合を調べたところ、CMPにおいては10%未満であったのに対して、以降の造血前駆細胞においては末梢血中の骨髄球系細胞とほぼ同等の割合でPNH形質血球が認められた。PNH形質血球の選択的増殖における付加的遺伝子変異を確認するための遺伝子解析では、特定のサイトカインの発現が亢進していることを明らかにした。以上より、ヒト造血の系列は個々の造血幹細胞または骨髄内のサイトカインを含む複合的な因子により規定されると結論付けた。平成26年度の研究計画では、骨髄不全症例におけるPNH型血球陽性例を増やすことが主たる目標であった。平成26年度は、1000症例以上の骨髄不全症例を対象としてPNH型血球の有無について検討した。その結果、陽性例の約80%では、骨髄系の顆粒球、単球、赤血球の組み合わせで陽性(顆粒球と赤血球、顆粒球と単球と赤血球)、或いは、全血球系統で陽性であったが、1系統でもPNH型血球が陽性となる例のうち、約20%がPNH型血球陽性パターンに何らかの偏りがあることを明らかにした。その結果、陽性パターンに偏りのある症例を蓄積するという研究目標を達成することができた。さらに、骨髄採取が可能な例を対象に、骨髄細胞からCD34陽性分画を純粋化し、平成27年度へ向けて、免疫不全マウスへの骨髄内移植の準備ができている。
論文キーワード間の関連性からみた海外のポートフォリオ研究に関する歴史的特徴

本研究の目的は,Education Resources Information Center Collectionに収録されたすべてのポートフォリオ研究論文のキーワードをテキストマイニング手法により分析し,海外ポートフォリオ研究の歴史的特徴を明らかにすることであった.「Portfolio Assessment」「Portfolios (Background Materials)」をキーワードに含むすべての論文を抽出し,キーワード間の関連性と因子分析の結果から,ポートフォリオ研究は「教師・学生,大学の評価」「人間の内面的評価」「言語コミュニケーションに関わる表現技術の評価」手法として1975年以降発展してきたことが明らかになった.また,年間論文数の推移に基づきポートフォリオ研究の歴史を5つの時代に分け,さらに5年単位に年代別の特徴付けを行うことを通じて,過去のポートフォリオ研究内容の推移を明らかにした.すなわち,黎明期(19751989年)は「Portfolios (Background Materials)」をキーワードにした論文のみがあり,研究対象は主に教師で,中等高等教育に関する内容のものだったが,発展期(19901993年)になると「Portfolio Assessment」が出現し,初等教育が注目されるようになった.また,ICT (Information and Communication Technology)の発展に伴い評価対象が個人から組織・団体へと拡張され,最盛期(19941997年)には大学の説明責任を果たす役割がより強くなった.しかし,減衰期(19982003年)になると年間論文数は急減して最盛期の約3分の1となり,内容も中等高等教育に関するものが再び多くなった.安定期(2004年以降)になった現在では約150編の論文が毎年発行され,最盛期に多くみられた初等中等教育や社会人教育を対象とした研究は少なくなり,多くは高等教育を対象としたものになっていることが明らかになった.以上の成果を踏まえ,先駆的な海外のポートフォリオ研究動向を把握した本研究は,発展途上中の我が国のポートフォリオ研究動向と照らし合わせたうえで,今後の我が国におけるポートフォリオ研究のさらなる発展に寄与するものと期待される.本研究の目的は,Education Resources Information Center Collectionに収録されたすべてのポートフォリオ研究論文のキーワードをテキストマイニング手法により分析し,海外ポートフォリオ研究の歴史的特徴を明らかにすることであった.「Portfolio Assessment」「Portfolios (Background Materials)」をキーワードに含むすべての論文を抽出し,キーワード間の関連性と因子分析の結果から,ポートフォリオ研究は「教師・学生,大学の評価」「人間の内面的評価」「言語コミュニケーションに関わる表現技術の評価」手法として1975年以降発展してきたことが明らかになった.また,年間論文数の推移に基づきポートフォリオ研究の歴史を5つの時代に分け,さらに5年単位に年代別の特徴付けを行うことを通じて,過去のポートフォリオ研究内容の推移を明らかにした.すなわち,黎明期(19751989年)は「Portfolios (Background Materials)」をキーワードにした論文のみがあり,研究対象は主に教師で,中等高等教育に関する内容のものだったが,発展期(19901993年)になると「Portfolio Assessment」が出現し,初等教育が注目されるようになった.また,ICT (Information and Communication Technology)の発展に伴い評価対象が個人から組織・団体へと拡張され,最盛期(19941997年)には大学の説明責任を果たす役割がより強くなった.しかし,減衰期(19982003年)になると年間論文数は急減して最盛期の約3分の1となり,内容も中等高等教育に関するものが再び多くなった.安定期(2004年以降)になった現在では約150編の論文が毎年発行され,最盛期に多くみられた初等中等教育や社会人教育を対象とした研究は少なくなり,多くは高等教育を対象としたものになっていることが明らかになった.以上の成果を踏まえ,先駆的な海外のポートフォリオ研究動向を把握した本研究は,発展途上中の我が国のポートフォリオ研究動向と照らし合わせたうえで,今後の我が国におけるポートフォリオ研究のさらなる発展に寄与するものと期待される.
ガス・光複合環境がカット野菜の保蔵性に及ぼす影響

本研究は,カット加工してパッケージングされた後でもカット野菜の品質,特に栄養機能性を維持あるいは向上させることが可能となる新たな保蔵技術の確立を目的とする.H29年度は,近赤外線の照射処理によるカット野菜保蔵中の品質変化を検討した.品質の評価項目として試料外観および抗酸化能を定量的に調査,解析した.実験試料にはカット野菜として最も用いられているキャベツを選択した.試料はカット加工,殺菌処理ののち光透過性が高くかつガス透過性は低いナイロン製袋に封入し,袋を通して近赤外光を照射処理した.照射処理後は暗所下で冷蔵し,一定期間ごとに各品質項目を調査,検討した.外観はデジタル画像から色情報を抽出処理することで色差として定量的に評価した.試料の抗酸化能評価にはFRAPアッセイを適用した.それら検討の結果,本実験条件下では試料に適した波長・照射強度の近赤外線を照射することで初期条件からの色差変化抑制現象が確認された.また適切な強度の近赤外光を照射した結果,対象区や過剰・過少照射区と比較して保蔵後のドリップ生成が抑制される傾向も確認された.これら現象が生じた原因として近赤外光による試料組織内でのラジカル生成が考えられたため,照射処理した試料の抗酸化能を調査した.実験の結果,近赤外光を照射処理した試料は,保蔵時間の経過に伴って抗酸化能の増加傾向が示された.このことから,照射処理によって抗酸化能を有する何らかの物質の蓄積が示唆された.植物組織はカット加工後もある程度の期間,細胞レベルでの生理活性を保持する.本研究ではガスや光などの物理的環境要素がカット処理された植物組織の生理活性に及ぼす影響を検討し,保蔵中の栄養機能性向上に関わる能動的な生理活性物質の生合成促進を目指す.H29年度は物理環境要素としての近赤外線の照射処理による効果を検討した.本研究では,収穫された後の未加工野菜などに対して保蔵性延長効果があるとされる波長850nm近傍の近赤外線を照射処理に適用した.近赤外線はカット加工,殺菌処理後に袋詰めした状態の試料に対して袋を通して照射処理した.試料保蔵用の袋には光透過性が高くかつガス透過性は低いナイロン製袋を用いた.照射処理後の試料は袋に封入したまま暗所下で冷蔵し,一定期間ごとに袋内二酸化炭素濃度,試料の外観品質および抗酸化能を調査した.外観品質は試料のデジタル画像を取得して色情報を抽出処理することで定量的に評価した.試料の抗酸化能評価には定法であるFRAPアッセイを適用した.その結果,本実験条件下では試料に波長850nmの近赤外線を60秒間程度照射処理することで,初期条件からの色差変化抑制が確認された.特に,対象区や過剰・過少照射区と比較して保蔵後のドリップ生成が抑制されるなどの傾向が確認された.それらの効果が見られた原因として近赤外光の照射作用による試料組織内でのラジカル生成が考えられたため,照射処理した試料の抗酸化能を調査した.実験の結果,近赤外光を照射した試料は,保蔵時間の経過に伴って抗酸化能の増加傾向が示された.このことから,照射処理によって抗酸化能を有する何らかの物質の蓄積が示唆された.H30年度は,光学的な処理のみではなくガス環境の影響も検討する.特に植物組織の呼吸限界となる酸素ガス濃度を設定し,同時に二酸化炭素ガス濃度を段階的に調節した環境を用いることでガス環境がカット野菜の保蔵性に及ぼす影響について調査,検討する.また光学的な環境として近赤外光以外にも波長幅を絞った可視光,紫外光の照射による影響も検討する.品質評価のための項目としては二酸化炭素濃度で評価可能な呼吸量,外観の色情報・萎凋程度を示す水分量,および抗酸化能などを検討する.呼吸量はガス濃度計を用いて測定する.外観はデジタル画像を取得して画像処理による色情報抽出,解析によって定量的に評価する.水分量は質量変化をもとに評価する.試料の抗酸化能はFRAPアッセイによって評価する.以上のように光環境,ガス環境それぞれがカット野菜の保蔵性に及ぼす影響を検討ののち,ガス・光複合環境も検討を進める.本研究は,カット加工してパッケージングされた後でもカット野菜の品質,特に栄養機能性を維持あるいは向上させることが可能となる新たな保蔵技術の確立を目的とする.H29年度は,近赤外線の照射処理によるカット野菜保蔵中の品質変化を検討した.品質の評価項目として試料外観および抗酸化能を定量的に調査,解析した.実験試料にはカット野菜として最も用いられているキャベツを選択した.試料はカット加工,殺菌処理ののち光透過性が高くかつガス透過性は低いナイロン製袋に封入し,袋を通して近赤外光を照射処理した.照射処理後は暗所下で冷蔵し,一定期間ごとに各品質項目を調査,検討した.外観はデジタル画像から色情報を抽出処理することで色差として定量的に評価した.試料の抗酸化能評価にはFRAPアッセイを適用した.それら検討の結果,本実験条件下では試料に適した波長・照射強度の近赤外線を照射することで初期条件からの色差変化抑制現象が確認された.また適切な強度の近赤外光を照射した結果,対象区や過剰・過少照射区と比較して保蔵後のドリップ生成が抑制される傾向も確認された.これら現象が生じた原因として近赤外光による試料組織内でのラジカル生成が考えられたため,照射処理した試料の抗酸化能を調査した.実験の結果,近赤外光を照射処理した試料は,保蔵時間の経過に伴って抗酸化能の増加傾向が示された.