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ファレノプシスの生理学的特性と栽培管理法について

ファレノプシス栽培の光あるいは温度などの環境条件については、不明名部分が多く定まった管理法は確立していない。本研究では生理的特性を明らかにし、生育を促進させるための栽培方法について検討した。1.制御された一定の環境条件下でのファレノプシスの葉温は、受光量に依存し気温よりも明期は上昇し暗期は低下する。昼夜の周期的な温度変化のほかに、明期後半の葉温が前半よりも低く、明期後半には気孔が開き水の蒸散によって葉温が低下するためと考えられた。また明条件下で灌水直後(高湿度条件)に葉温が高まること、灌水後時間の経過した低湿度条件では葉温はあまり上昇しないことから、ファレノプシス葉では低湿度下では気孔の開閉とは無関係に、葉からの水の蒸散(クチクラ蒸散)が起こっていることが示唆された。2.O_2の放出によって昼間の光合成を測定した結果では、適温は30°Cであり、CO_2吸収量で測定した結果よりも高い温度であった。光飽和点も750μmol/m^2/sで、CO_2吸収で得られた値よりも高い値であった。3.蛍光燈照射による低照度条件(4000lux)でのファレノプシスの栽培実験では、通常の栽培条件よりも生育は格段に優れていた。これらの結果から、光強度、温度、湿度など環境条件を改善すれば、大幅に生育が促進される可能性が示されたが、具体的な設定値についてはさらに検討する必要がある。制御された一定の環境条件下でのファレノプシスの葉温は、気温に比較し明期は上昇し暗期は低下する。しかしその温度変化は微小で、昼夜温の変化は1°C以内である場合が多い。この温度変化は照明光源からの輻射熱と、気孔からの気化熱の出入りを反映したものと考えられる。昼夜の周期的な温度変化のほかに、明期後半の葉温が前半よりも低いことが観察された。これは、明期後半には気孔が開き水の蒸散によって葉温が低下するためと考えられ、本研究の目的の一つであった、葉温変化から光合成の様相を推定することが可能なことを示す現象である。また明条件下で潅水直後(高湿度条件)に葉温が高まること、潅水後時間の経過した低温度条件では葉温はあまり上昇しないことから、ファレノプシス葉では低温度下では気孔の開閉とは無関係に、葉からの水の蒸散(クチクラ蒸散)が起こっていることが示唆される。光合成酸素測定装置によるファレノプシスの光合成特性の測定(切断葉)では、高炭酸ガス濃度下では常に高い水準の酸素放出が観察され、ファレノプシス葉はC3型光合成が活発に行ない得る状態にあると考えられる。しかし通常昼間には炭酸ガスの吸収は見られないが、これは気孔にょる制御が働いているためと考えられる。C3光合成の好適温度範囲は20-25°Cであったが、夜間に蓄積した有機酸を利用した光合成(CAM)の場合は35°Cまでは温度上昇とともに酸素放出速度は上昇した。ファレノプシスはCAM植物であり、その光合成は昼間気孔を閉じた状態で細胞内でCO_2発生と固定が行われ、従来行われてきたCO_2吸収を確認する方法で光合成を測定するのは不可能である。しかしO_2の放出は昼間に行はれ、その測定によって昼間の光合成を20°Cから40°Cまでの範囲で検討した結果、適温は30°Cであり、20°Cでは30°Cの10分の1程度であった。CO_2吸収量で測定した場合の適温は、昼間25°Cという結果が得られているが、それよりも高い温度に適温があった。光強度については、光飽和点は750μmol/m^2/sで、一般のC3植物などの光飽和点とはほぼ同程度であった。

CO_2吸収で測定した場合のファレノプシスの昼間の光強度の光飽和点は150μmol/m^2/sであったことからすると、今回得られた結果は非常に高い値であった。実際栽培でも、幅広い光強度範囲での栽培が行われており、ファレノプシスの光合成の最適光強度に関する見解は定まってはいない。したがってファレノプシスの光合成の最適光強度は変わり得るものとも考えられ、低照度での生育促進も可能と考えられた。蛍光燈照射による低照度条件(4000lux)でのファレノプシスの栽培実験では、自然光での栽培に比べ生育は顕著に促進された。35/25°C(昼温/夜温)条件では枯死個体も認められたが、生育は自然光の場合よりも良好であった。ファレノプシスの生育適温と考えられる30/25°C区では、通常の栽培条件よりも生育は格段に優れていた。培養槽内の環境条件は、昼間あるいは夜間の温度が一定であること、高湿度条件であること、光条件は低照度ではあるが一定強度に保たれたことなどが温室環境との大きな違いであり、これらが生育促進の要因と考えられた。
補助犬の凍結精液銀行設立のための基礎的研究

犬精子は他の動物の精子に比較して耐凍性が低いことが知られている。このため、犬の凍結精液において、希釈液である卵黄トリス・フルクトース・クエン酸液(EYT-FC)に、豚で使用されている合成界面活性剤であるOrvus ES Paste(OEP)を添加しないと、受胎できず、OEP添加は犬の凍結精液の作製には不可欠なものとなっている。この理由としては、OEPの添加によって凍結融解後も精子アクロソーム・キャップが保護され、融解後の精子活力が向上し、長時間活力が維持されるためである。しかし、OEPの主成分はラウリル(ドデシル)硫酸ナトリウム(SLS)であることが知られているが、含有SLS濃度や、それ以外の組成は明らかにされていない。そこで、犬凍結精液においてEYT-FCへのSLSの添加の影響をOEPと比較した。その結果、凍結融解後の精子活力および精子生存率は、SLSを添加した群では2mg/ml添加群が最も高かったが、OEP添加群がそれを上回った。しかし、両者の間に有意差はみられなかった。正常精子アクロソーム・キャップ保有率も、両者の間で差は認められなかった。以上のように、犬の凍結精液の希釈液にOEP添加と同様にSLS2mg/mlの添加が有用であることが明らかとなった。このことから、SLS2mg/mlを添加した犬凍結精液でも、十分な受胎率が期待できることが考えられた。我々がすでに報告している犬凍結精液の作製法は、卵黄トリス-フルクトース-クエン酸液(EYT-FC)で精液を希釈し(1次希釈)、その後、凍結保護物質であるグリセリンおよび界面活性剤であるOrvus ES paste (OEP)を添加したEYTFCを点滴法で希釈し(2次希釈)、ストロー法で簡易凍結器を用いて凍結を行う方法であった。しかし、この方法だと精液採取から凍結処理までに時間がかかること、また、簡易凍結器という特別な大型の機械を使用することが問題となる。このため、これらの方法の簡便化を検討する必要が考えられた。そこで、実験1として、精液の希釈時間を短縮する方法、すなわち1段階希釈法の検討、また実験2として、簡易な凍結方法、すなわち発泡スチロールの中の液体窒素で凍結を行う投げ込み法の検討を行った。その結果、実験1において、1段希釈法および2段希釈法(従来法)の問に、凍結融解後の精液性状には統計学的には有意差は認められなかったが、1段希釈法では精子活力に幅が見られた。これは、精子にとって有害な物質であるグリセリンやOEPを1度に希釈することによって、精子に与えるショックを大きくしてしまったため、精液性状が悪くなるものが生じたためであると思われた。実験2において、凍結融解後の精子活力および精子生存率は、簡易凍結器法に比較して投げ込み法で有意に高値を示した(それぞれ、p<0.01,p<0.05)。以上のことから、犬凍結精液の作製法において、確実で、良好な成績が得るためには、希釈方法は従来の2段階で希釈することが望ましいことが明らかとなった。また、凍結方法として投げ込み法は簡便であり、簡易凍結器法に代わる方法として有効であることが明らかとなった。
微細構造相関解析法を用いたシナプス前後の協調的成熟を支える分子機構の解明

シナプス前後構造の接着に関与するシナプス接着分子を中心に遺伝子改変マウスのシナプス構造を解析し、シナプス前後構造の協調的な構築を支える分子を同定する。更に、これらの遺伝子改変マウスの単一シナプスレベルの機能的特徴を電気生理学的に明らかにすることで、各シナプス微細構造の機能との対応関係を明らかにする。また、精神神経疾患モデルマウスのシナプス構造を解析し、シナプス前後構造の協調的な構築機構の破綻と精神神経疾患の発症との関連性を明らかにすることで、病態解明と治療法開発の一助とする。
19世紀イギリスの公衆衛生と自由・権利

本研究は、19世紀イギリスの感染症の予防を題材として、公衆衛生と自由を両立させることが可能な思想的基盤を探求することが目的である。平成30年度は、前年度に行った研究のうち、チャドウィックの初期論文の分析についての論文を公表した。また研究計画を変更して、次年度予定の予防接種にまつわる議論、特に反ワクチン運動についての研究を行い、学会発表と、そこでのコメントを参考に、論文を公表した。現在、反ワクチン運動は時代遅れの、科学を無視した運動であるとの主張がなされる。しかし、ダーバックの研究によれば、少なくとも19世紀のイギリスでは、自己統治のひとつの現れとして反予防接種運動が展開されていた。当時、イギリスの労働者たちは、相互扶助組織に代表されるように、自分たちの金銭や労働の管理を自分たちの助け合いで行うことを誇りとしていた。こうした世界観のなかで、労働者たちは、医学もまた、身体を自らの力で治療できる方法を教える代替医療が優れていると判断していた。逆に、医師による治療を本質とする近代医療は、自己統治の世界観にそぐわなかったし、予防接種は強制を本質とするため、とくに労働者たちから反対の声があがっていた。一方、予防接種の法律化は1840年にはじまり、しだいにその強制力を強めていった。その根拠にあるのは、低い接種率と、ときおり起こる天然痘の流行であった。予防接種法には、罰則が設けられており、罰金を払えない場合には、刑務所に入所させられることがあったが、この場合には他の刑事犯と同様に扱われていた。ところで、接種率が低く、また刑罰を課されたのは主に貧困階級の労働者たちであった。フーコーが指摘するように、この時代の予防接種は貧者をコントロールすることにあったが、まさにこの点にこそ予防接種に反対する要点があった、つまり自己統治への侵害と捉えられていたのである。主たる資料の分析はおおむね順調に進んでいる。しかしながら、前年度に行ったチャドウィックの分析についての論文の執筆および公表が遅れている。最終年度に公表していきたいと考えている。最終年度は、1)感染症予防法、公衆衛生法などの法整備の周辺で巻き起こった議論と反発、2)コレラや結核に代表される具体的な感染症の予防とその反発の二点について資料を精読・分析していく。どちらの研究も議会の議事録、法学雑誌、新聞、その他の著作などの当時の資料を分析していく。当時の議事録や新聞については、NII-REOやPROQUESTのようなインターネット・サービスを活用しながら、研究を進めていく。また2)については歴史学分野においてコレラや結核などの感染症の社会史分析は盛んに行われており、昨年度から収集、および分析を進めている。これらを活用することで研究を進めながら、国内で可能な限り研究を進めておき、渡英し研究する際に必要な部分を可能な限り少なくしておく。研究の成果は、積極的に口頭発表を行い、研究を練り上げた上で学術論文として発表していく。平成29年度は研究の最初の年であり、研究計画に基づいて、研究全体の柱であるチャドウィックとミルの著作の精読、分析を行った。まず、チャドウィックに関しては、彼が公衆衛生運動に関わっていく前の段階で、彼の思想のなかで「健康」とその格差、そして「予防」がどのような位置づけにあるのかを確認した。次に彼の主著である『大英帝国における労働人口集団の衛生状態に関する報告書』とその時代において、彼の思想のなかで「健康」と「予防」がどのように扱われているのか分析した。最後に、その後に執筆された感染症予防に関するいくつかの著作や、彼の周辺の公衆衛生に関係した人物、例えばサウスウッド・スミスやナイチンゲールなどの分析に進んだところで、初年度の研究が終了した。こうした分析の結果について発表や執筆を行う予定であったが叶わなかったため、次年度以降に発表していくことにする。またサウスウッド・スミスたちの著作の分析なども次年度以降に行うことにする。ミルと感染症に関してはすでに論文を執筆しているが、その論文以上の新たな発見をすることはできなかった。したがって、いったんミルの研究については保留して先に進むことにした。また次年度以降の研究に取り組みやすくするため、基礎となる文献に目を通した上で、重要な文献をリストアップし、必要なものについては購入した。この文献のなかで、19世紀イギリスの公衆衛生史に関わる重要ないくつかの著作については分析を行い、本研究全体の見通しをつけた。しかしながら、次の2点において、やや遅れている。1)チャドウィックやミルの周辺で公衆衛生運動に従事した学者たちの著作の分析が遅れている。2)研究の成果を口頭発表および学術論文として公表する予定であったが、平成29年度はそれが叶わなかった。1)および2)については平成30年度の研究とあわせて行い、その研究成果を発表しながら、遅れを取り戻していく予定である。

現在、反ワクチン運動は時代遅れの、科学を無視した運動であるとの主張がなされる。しかし、ダーバックの研究によれば、少なくとも19世紀のイギリスでは、自己統治のひとつの現れとして反予防接種運動が展開されていた。当時、イギリスの労働者たちは、相互扶助組織に代表されるように、自分たちの金銭や労働の管理を自分たちの助け合いで行うことを誇りとしていた。こうした世界観のなかで、労働者たちは、医学もまた、身体を自らの力で治療できる方法を教える代替医療が優れていると判断していた。逆に、医師による治療を本質とする近代医療は、自己統治の世界観にそぐわなかったし、予防接種は強制を本質とするため、とくに労働者たちから反対の声があがっていた。一方、予防接種の法律化は1840年にはじまり、しだいにその強制力を強めていった。その根拠にあるのは、低い接種率と、ときおり起こる天然痘の流行であった。予防接種法には、罰則が設けられており、罰金を払えない場合には、刑務所に入所させられることがあったが、この場合には他の刑事犯と同様に扱われていた。ところで、接種率が低く、また刑罰を課されたのは主に貧困階級の労働者たちであった。フーコーが指摘するように、この時代の予防接種は貧者をコントロールすることにあったが、まさにこの点にこそ予防接種に反対する要点があった、つまり自己統治への侵害と捉えられていたのである。主たる資料の分析はおおむね順調に進んでいる。しかしながら、前年度に行ったチャドウィックの分析についての論文の執筆および公表が遅れている。最終年度に公表していきたいと考えている。平成30年度は、1)感染症予防法、公衆衛生法などの法整備の周辺で巻き起こった議論と反発、2)コレラや結核に代表される具体的な感染症の予防とその反発の二点について資料を精読・分析していく。どちらの研究も議会の議事録、法学雑誌、新聞、その他の著作などの当時の資料を分析していく。研究の成果は、積極的に口頭発表を行い、研究を練り上げた上で学術論文として発表していく。現時点では、日本法哲学会の学術大会の発表を予定している。当時の議事録や新聞については、NII-REOやPROQUESTのようなインターネット・サービスを活用しながら、研究を進めていく。また2)については歴史学分野においてコレラや結核などの感染症の社会史分析は盛んに行われており、昨年度から収集、および分析を進めている。これらを活用することで研究を進めながら、国内で可能な限り研究を進めておき、平成31年度に渡英し研究する際に必要な部分を可能な限り少なくしておく。最終年度は、1)感染症予防法、公衆衛生法などの法整備の周辺で巻き起こった議論と反発、2)コレラや結核に代表される具体的な感染症の予防とその反発の二点について資料を精読・分析していく。
高靭性材料を用いた土構造物の耐震性・耐侵食性強化技術

河川堤防や貯水池堤体などの耐震強化が遅れており、施工効率に優れ経済的な土構造物の補強技術の開発が要求されている。本研究は、土構造物の強靭化を目的として構造と材料の両面からアプローチした。構造面では、振動台模型実験等の結果に基づき、土構造物表面を部分的に改良することによって、耐震性を向上させる耐震補強技術を提案した。土質材料の開発においては、低利用資源の積極的活用と環境配慮型に配慮して以下の適用性を検討した。すなわち、再生石膏を用いた底泥固化材、竹繊維を用いた繊維補強土、木くずが混入する津波堆積土の土工材料としての利用、再生プラスチックを用いた地山補強土工法の受圧板等である。土構造物の強靭化を目的として構造と材料の両面からアプローチした。構造面では、河川堤防や貯水池堤体など土構造物の経済的な耐震補強技術の開発を目的として、盛土の部分補強について位置・範囲など諸元に関する基本パターンを数種類設定した。本年度は補強パターンとして天端補強、のり面補強、天端+のり面補強を対象とし、縮尺1/30の模型盛土を実験土槽内に作製して振動台実験で完全な崩壊が生じる加速度から耐震性を評価した。また、高速度カメラで加振時の撮影を行い、補強パターンの違いによる部分補強盛土の崩壊形態を分析した。その結果、天端補強がのり面補強よりもより効果的に耐震性が向上することが確認された。また、円弧すべり計算を用いた斜面安定解析により実験結果の再現を試みた。材料面では環境配慮の目的から低利用資源の活用を前提に以下の各種材料に関する利用可能性を検討した。1)廃石膏ボードの再利用法に関しては、再生石膏固化材によるため池改修技術への利用を前提として、その固化性能と環境安全性を室内試験で評価し現場への適用条件を確認した。2)耐震強化を目的とする部分補強改良形式での使用が期待される高靭性材料として、繊維補強固化処理土の適用性を検討した。本年度は、乾湿繰り返し抵抗性の向上効果に優れることを確認した。3)低利用資源の植物繊維の有効利用法に関して、引張強度に優れる竹繊維の有効性を確認した。4)再生プラスチックを用いた土木資材の開発に関して、地山補強土工法において再生プラスチック製受圧板の適用性を確認した。また、SEM撮影画像を用いた微視構造解析を実施し、繊維補強固化処理土への適用性を確認できた。構造面では、土構造物の経済的な耐震補強方法の検討として、高い靭性を有する土質材料を用いて土構造物表面を部分的に改良することによって、全体系の耐震性と耐侵食性を向上させる低コストな土構造物補強技術を確立することである。その第一段階として、盛土の部分補強に関する基本モデルを設定し、剛性だけを高めた材料を用いた振動台模型実験を実施した。その結果から最も効率的な部分改良モデルを評価した。第二段階として柔軟性があり引張抵抗力を有する布状あるいは袋状材料を用いた補強形態を検討し、拘束圧の作用が少ないと補強の効果が発揮できないことを明らかにした。また、実験結果を安定解析で再現することで設計への反映の道筋を得た。土質系靭性材料の開発においては、低利用資源の積極的活用と環境配慮型技術に配慮して以下の各種材料の利用可能性を検討した。1)廃石膏ボード由来の再生石膏固化材について、室内試験ならびに現場施工実験から基本的硬化特性と環境安全性を評価して、実用可能な範囲をある程度設定した。2)繊維補強固化処理土の面状改良体としての利用形態に関して、曲げモードでのひずみ分布を画像解析技術を用いて明らかにする手法を開発した。また、SEM撮影画像による微視構造解析結果から二相材料としての解析が可能である目安を得た。3)低利用かつ自然由来の竹繊維を用いた繊維補強土について基本的な土質改善効果を確認した。一方、東日本大震災の津波堆積土に木くずが混入する理由から通常の土工資材としての活用が進まない状況に対応して、少量の繊維混入が土の工学的性質を改善するか悪化するかという基本的な問題提起を得た。4)再生プラスチックを用いた土木資材開発について、地山補強土工法の受圧板として利用することで耐震補強効果を発揮することを確認した。構造面のアプローチとして、盛土の部分補強に関する基本モデルを設定し、振動台模型実験により基礎的な動的特性と破壊形態を検討した。前年度の剛性を高めた部分補強材料を用いた実験ケースに続き、柔軟性を有し引張抵抗力を有する袋状材料を用いた補強形態を検討した。その結果、変形追随性がある柔軟性のある補強材の有利性が確認された。この実験結果を震度法安定解析ならびに動的応答解析で再現し、盛土の応力状態を精査した結果、柔軟性のある表層補強材により盛土表面のクラック発生を抑制する効果があることが確認された。土質系靭性材料の開発においては、低利用資源の積極的活用と環境配慮型技術に配慮して以下の各種材料および利用法の可能性を検討した。

1)再生石膏固化材について、現場における含水比評価方法を明らかにした。また、細粒土の造粒材として適する可能性を確認できた。2)繊維補強固化処理土の面状改良体としての利用に関し、曲げ変形時のひずみ分布を画像解析技術により可視化する手法を開発した。SEM撮影画像による微視構造解析結果から繊維材料の疎水性と親水性の相違が検出できる目安を得た。3)低利用かつ自然由来の竹繊維を用いた繊維補強土について砂質土礫質土における適用限界を確認した。東日本大震災の津波堆積土について、木くず混入量がせん断強度特性に与える影響を評価した。4)再生プラスチックを用いた地山補強土工法の受圧板の柔軟性が支圧特性に与える影響を評価した。河川堤防や貯水池堤体などの耐震強化が遅れており、施工効率に優れ経済的な土構造物の補強技術の開発が要求されている。本研究は、土構造物の強靭化を目的として構造と材料の両面からアプローチした。構造面では、振動台模型実験等の結果に基づき、土構造物表面を部分的に改良することによって、耐震性を向上させる耐震補強技術を提案した。土質材料の開発においては、低利用資源の積極的活用と環境配慮型に配慮して以下の適用性を検討した。すなわち、再生石膏を用いた底泥固化材、竹繊維を用いた繊維補強土、木くずが混入する津波堆積土の土工材料としての利用、再生プラスチックを用いた地山補強土工法の受圧板等である。全体的には順調に進捗していると判断している。材料面の開発については水平展開もあって当初の計画以上に進展した。構造面の検討では、振動台模型実験と数値解析との両者を効率よく使用することを計画していたが、数値解析法の進捗がやや遅れ気味である。実験の遅れは、適切な実験材料の選定に時間を要していることに依るが、次年度の早期に実施できる目途がついている。地盤工学当初計画に従って研究を推進していく。最終年度となる平成27年度では、実施済みの過去2年分で抽出された課題の解決を織り込んだ詳細計画を練り直して執行していく。進展の不十分な研究項目については、研究協力者との連携を強めて取り組んでいく方針である。材料面の検討は当初の計画以上に進展した。構造面の検討については、振動台実験の実施可否が本研究の大きなポイントになることから、その可能性の検討を先行して基本ケースに係わる実験を実施できた。また、安定解析により実験結果を再現する目途がついた。しかし、全体系を対象とする数値解析(地震応答解析)の進捗がやや遅れている。次年度使用額が生じた理由は、今年度購入を計画していた装置の購入を次年度に見送ったことと、消耗品の購入等が計画より少なかったことによる。装置に関しては、振動実験装置に取り付ける任意波形発生装置の導入を予定していたが、今年度の研究結果を踏まえると、本研究で設定する実験条件から同装置の有効性があまり認められないと評価された。さらに来年度計画を考慮すると、汎用せん断試験機の繰り返し制御装置が本研究の目的に適合すると考えられた。当初計画に従って研究を推進していく。初年度の結果から抽出された新たな課題を含めて、次年度の詳細計画を立案して進めていく方針である。進展の不十分な項目については、研究協力者との連携を強めて取り組んでいく。
心房細動維持機構の可視化と計算科学に基づく新たなアブレーション治療戦略の構築

急速に増加しつつある心房細動患者に対する有効な予防・治療対策の確立が急がれる。心房細動の発生・維持に渦巻き型旋回興奮波(Spiral wave: SW)や巣状興奮が重要な役割を果たすことが明らかになっている。本研究では、計算科学に基づいた心房電気興奮シミュレーションモデルで観察される心房細動と動物実験モデルを用いて効果的な心房細動焼灼治療戦略を提案することである。我々の開発した位相分散解析の結果、多電極マッピングのみでSWの存在可能領域の予測が可能になることが判明し、さらに、心筋再分極領域に電気刺激を加えることで細動の駆動源であるSWが消滅する可能性があることを発見した。1.3次元光学計測および電極計測の統合システムによる心房細動動物モデルの心房興奮伝播波面解析:心房細動の発生・持続のメカニズムや、有効なアブレーション条件の検討を動物実験で行うために必要な、電極計測および組織の3次元光学計測の統合計測システムの実現を目標とする。これまでに、心内膜・心外膜同時計測実験、およびカメラ・電極同時計測の予備実験を行った。さらに、光学計測画像の定量的解析手法を開発した。また、組織内の光拡散を用いる新たな3次元計測手法の原理確認を行った。2.慢性(永続的)心房細動動物モデルの作製:ターゲットとする慢性心房細動を生理学的により忠実に再現するための動物実験モデルの作成プロトコルを確立することを目標とする。これまでに、ペースメーカー留置による慢性心房細動モデルの作成に成功した。3.心房モデルの改良と不整脈発生・持続機序とアブレーション手法の検討:解剖学的構造、電気生理学的特性の不均一性を考慮した心房電気興奮シミュレーションを構築し、これに基づいて効果的な心臓細動アブレーション戦略を提案することを目標とする。これまでに、簡略化された心房モデルの興奮伝播シミュレーションが完了している。1.3次元光学計測および電極計測の統合計測システムによる心房細動動物モデルの興奮伝播波面解析:3次元光学計測においては、心外膜・心内膜光学計測における画像レジストレーションアルゴリズムを改良し、内外の電位活動の対応関係をより高い精度で把握可能となった。さらに、組織内の光拡散から組織深部の蛍光強度を推定する光学計測を応用し、パターン照明を利用することで高速な計測を可能とする新たな手法の原理をシミュレーション上で確認した。これにより不整脈現象のような高速かつ非周期的な現象の三次元計測の可能性が示された。一方電極計測においては、カメラによる光学計測と、実際に臨床にも用いられるカテーテル電極による電気計測の同時計測システムの予備実験を行った。また光学計測画像において、旋回興奮軌跡を定量的に解析可能するための、位相分散解析とよぶ新たな信号処理アルゴリズムを開発し、発生・移動・消滅する旋回興奮波の追跡を実現した。2.慢性(永続的)心房細動動物モデルの作製:全身麻酔下のウサギに対して、右心耳心外膜面にペーシングリードを縫縮、ペースメーカー本体を右胸部皮下に植え込む。術後7日に高頻度ペーシングを加えることで心房細動を誘発する事で、6か月以上持続する慢性心房細動モデルを作成した。3.心房モデルの改良と不整脈発生・持続機序とアブレーション手法の検討:簡略化された左右心房のサーフェスモデルをユニットモデル化し、各ユニットに活動電位モデルを組み込んだ心臓モデルを作製した。作製した心臓モデルを用いることで、洞結節からの興奮発生と周囲心房組織への興奮伝播を再現することができている。佐久間・本荘・山崎・中川・小林は心臓突然死につながる不整脈の効果的な治療の実現に向けて、心臓内に発生する旋回興奮波(spiral wave : SW)を効果的に停止させるための通電刺激の効果機序の理解と最適刺激条件の検討を目的とし、昨年度までの研究で提案した位相分散解析によりウサギ摘出心臓灌流標本の光学マッピング結果で観察されるSWの定量的解析を行った。その結果位相分散の高い部分にSWの移動軌跡が高い確率で存在することを示唆するデータを得た。また通電刺激時に通電により位相分散が高い領域が発生し、SWが移動し解剖学的ブロックラインに衝突して消滅する現象を確認した。また興奮後面付近への点通電刺激が複数のSW中心を誘発し、SW中心同士の相互作用によりSW中心の位置が移動するという、点通電刺激によるSWシフトのメカニズムを明らかにしている。また心筋組織のバイドメインモデルを用いたコンピュータシミュレーションにより、同様の現象が生じることを確認した。また、過去に収集した心臓を冷却した状態でのSW発生時の膜電位光学マッピングデータを解析し、同様の傾向があることを確認するとともに、冷却効果を心筋細胞の電気生理学モデルに取り入れたコンピュータシミュレーションを行い、位相分散の高い領域にSWの移動軌跡が高い確率で存在することを明らかにした。芦原・中沢・稲田はコンピュータシミュレーションによる知見を駆使し、臨床的に計測可能な多電極双極表面電位マッピングデータから、心房内の電気的興奮状態をその再分極相も含め再構成する手法を提案し、カテーテルアブレーション部位の決定のための支援データをする研究を進めている。この推定結果の妥当性を検証するための光学マッピングと電極マッピングの同時計測系を佐久間・本荘・山崎が製作し、推定アルゴリズムの検証を行う準備を進めている。心房細動時に観察される旋回性興奮のダイナミクスを解析する新しい手法として、位相分散を用いた手法を提案しその有用性を明らかにしている。

本手法はこれまで観察されてきた現象を、体系的に理解できる可能性が示唆されており、過去の研究で得られた様々な条件(通電条件、薬剤負荷条件、冷却条件等)でのウサギ摘出心臓灌流標本を用いた膜電位光学マッピングデータをこの手法を用いて解析する作業を進めている。その結果位相分散解析が、SWダイナミクスの挙動を解析・推定する上で有用な情報を与えることが示されつつある。通電刺激や心筋組織の興奮伝播の電気焼灼による伝導のブロックの作成が、どのように旋回性興奮のダイナミクス変化をもたらすのかを解析する一定の手段を得たものと考えている。慢性心房細胞動物モデルの開発に関しては、その基本的な動物モデル作成手法はできており、実験的な検討を行う前段階にある。光学マッピングは心筋細胞膜電位の再分極相の情報を得ることを特徴とするが、臨床応用できないことが、研究成果の臨床展開上の大きな課題である。芦原・中沢らが別途開発したコンピュータシミュレーションによる知見を駆使した、臨床応用可能な多電極双極表面電位マッピングデータから心房内の電気的興奮状態をその再分極相も含め再構成する手法は、本研究成果を臨床展開する上で重要な技術であることから、マッピング技術に関してはこの推定結果の妥当性を検証するための光学マッピングと電極マッピングの同時計測系による検討に研究に力点を移した。基礎研究成果の展開の観点から、重要となる心房の解剖構造を考慮した、興奮伝播シミュレーションシステムの開発と治療戦略立案への展開に関しては、興奮伝播モデルを組み込む前段階までの準備が進んでいる状況である。1位相分散解析を用いた解析手法の有用性を、兎摘出灌流モデルを用いた膜電位光学マッピングデータを用いてさらに検討を加えた。その結果、不整脈現象において重要なSpiral Wave(SW)の旋回位置を電気刺激により移動し、解剖学的ブロックラインに衝突させてSWを停止させるという戦略を考える場合、電気刺激に生成される新たな電気興奮前面と、ともとのSWの再分極部分である後面の相互作用が重要であることを明らかにし、論文(Am. J. Physiol.,Heart and Circulatory Physiol.)として発表した。位相分散量の空間的構造によりSWのさまよい運動や電気刺激直後の挙動理解のための重要な情報が得られることを示唆するデータを得た。22次元心臓興奮膜電位モデルを用いたシミュレーションモデルを用いて、実験現象の詳細な検討を行い理論的な解析に取り組んでいる。この知見をもとにコンピュータシミュレーションを行い、通電刺激以外のSWへの介入手法としての局所冷却法性を検討し、局所冷却によりSWを意図する方向へ移動させることが可能であることを確認した。3さらにこれらの知見を臨床応用するための基礎検討として、臨床応用可能な多電極双極表面電位マッピングデータから心房内の電気的興奮状態を最分極相も含め再構成する手法との妥当性を、兎摘出灌流モデルを用いた光学・電極マッピングの同時計測にて検討する実験系を構築し、現在データの蓄積を進めている。得られた実験結果に対して位相分散解析を適用し、本研究で得られた知見を臨床応用への展開の可能性を検討した。4SWのさまよい運動が少ない心房梗塞誘発心房細動モデルを確立し、心房梗塞誘発心房細動の発生機序に酸化ストレスが大きく関与することを発見した。
ゾル-ゲル法による二重分子認識場をもつクロマトグラフィー用シリカゲル固定相の調製

1.二次分離場の構築:テトラメトキシシランを原料とするゾル-ゲル操作によって、イオン交換能をもつキトサンあるいはキラル配位子交換クロマトグラフィーで高いキラル分離能を示したN-(1-カルボキシブチル)キトサン(NCBC)を包括したシリカゲルを市販HPLC用シリカゲル表面に被覆した。その際のゲルの熟成における反応濃縮液へのデカリンの添加が均一なシリカゲル層の調製に有効であることが分かった。2.二次分離場の特性評価:キトサン包括シリカゲルはアニオン交換分離機能を有していることを芳香族モノカルボン酸類、ジカルボン酸類及びスルホン酸類のHPLC分離で確かめた。NCBC包括シリカゲルの配位子交換キラルクロマト分離性能は主にα-アミノ酸を分析対象物として評価した。ほとんどのα-アミノ酸のキラル分離が可能で、酢酸緩衝液を溶離液として使ったpH効果の検討からpH4.0で最も高い分離度(バリンの分離度:1.37)を得た。3.一次分離場の付与と分離能の評価:常法によってキトサン包括シリカゲルのシラノール基にオクタデシル基を導入した。得られた疎水場をもつシリカゲルは、疎水性の異なる官能基をもつ芳香族モノカルボン酸類やスルホン酸類あるいは芳香族フェノール類のHPLC分離を可能とし、イオン交換モードと逆相クロマトモードが同時に働く二重認識場の構築を確認した。4.今後の展開:シリカゲル表面のシラノール基上へのシス-ジオール認識部位、疎水的包接部位等の一次分離場の構築法を検討し、別種の二重認識場を有するシリカゲルの調製法を確立する予定である。1.被包括高分子の調製:完全脱アセチル化キトサンと種々のα-ケト酸とのシッフ塩基をシアノ水素化ホウ素ナトリウムで還元し,N-(1-カルボキシアルキル)キトサン類(NCAC)を調製した.この際,過酸化水素によって分子量を低めたキトサン(平均分子量20,000-30,000)を用いた場合,より高い置換度のNCACを得ることができた.2.NCACの分離能の評価:α-アミノ酸ラセミ体を分析物とする銅(II)キラル配位子交換クロマトグラフィーで,得られたNCACのキラル分離能を評価した.NCACは市販のHPLC用シリカゲル表面に銅(II)錯体として被覆しキラル固定相とした.より崇高いアルキル基をもつNCACほど分離能は高く,N-(1-カルボキシブチル)キトサンは,バリンに対して3.35の高い分離係数を示した.また,NCACの置換度を高くすると分離係数が高くなる傾向があり,低分子量のキトサンから合成したNCACではピークの半値幅の減少による分離度の向上も見られた.3.二次分離場の構築と特性評価:テトラメトキシシランを原料とするW/Oエマルジョン中でのゾル-ゲル操作によって,イオン交換能をもつキトサンを包括したシリカゲルビーズを調製した.粒子径は添加した界面活性剤Span80の濃度に大きく依存し,5wt%/20mlデカリンでHPLC用として適当な5μmに最大値をもつ粒度分布を得た.表面積は約600m^2/gであった.一方,市販のHPLC用シリカゲル表面にゾル-ゲル法でキトサンあるいはNCACを包括したシリカゲルを被覆する方法も検討し,この方法がより簡便で効率的な二次分離場の構築法であることが分かった.4.今後の展開:シリカゲル表面のシラノール基上への疎水認識部位,シス-ジオール認識部位,疎水的包接部位等の一次分離場の構築法を検討し,二重認識場を有するシリカゲルの調製法を確立する予定である.1.二次分離場の構築:テトラメトキシシランを原料とするゾル-ゲル操作によって、イオン交換能をもつキトサンあるいはキラル配位子交換クロマトグラフィーで高いキラル分離能を示したN-(1-カルボキシブチル)キトサン(NCBC)を包括したシリカゲルを市販HPLC用シリカゲル表面に被覆した。4.今後の展開:

シリカゲル表面のシラノール基上へのシス-ジオール認識部位、疎水的包接部位等の一次分離場の構築法を検討し、別種の二重認識場を有するシリカゲルの調製法を確立する予定である。
膵管癌細胞における一次繊毛消失機構の解明と癌治療への応用

前年度に引き続き、膵管癌細胞における一次繊毛消失に介在する分子機構を解析し以下の知見を得た。(1)ヒストン脱アセチル化酵素HDAC2による一次繊毛抑制は、HDAC2の脱アセチル化酵素活性に依存すること、(2) HDAC2発現抑制により引き起こされる一次繊毛形成は、分裂キナーゼであるAurora Aの異所発現により抑制され、その抑制効果はAurora Aのキナーゼ活性に依存すること、(3) Krasの発現抑制により引き起こされる一次繊毛形成は、Aurora Aの異所発現により抑制されるが、HDAC2の異所発現では抑制されないことを見出した。さらに、一次繊毛の有無が膵管癌細胞の特性に与える影響を調べた結果、一次繊毛形成能を持つ膵管癌細胞と比べて、一次繊毛形成能が低い膵管癌細胞は、増殖能が高いことが分かった。27年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの本領域での研究から、(1)膵管癌細胞においてヒストン脱アセチル化酵素HDAC2が一次繊毛形成を抑制するが、一方で先に一次繊毛消失に必要であることが報告されていたHDAC6の阻害、または発現抑制は膵管癌細胞の一次繊毛形成に影響しないこと、(2)HDAC2の発現抑制により一次繊毛の消失を促進するAurora Aキナーゼの発現量が低下することから、Aurora AキナーゼはHDAC2の下流で働くことが示唆されたこと、及び(3)HDAC2とK-rasは独立した経路で膵管癌細胞の一次繊毛形成を抑制することを明らかにした。ヒストン脱アセチル化酵素HDAC2とK-ras、HDAC2の下流分子であるAurora Aキナーゼによる膵管癌細胞における一次繊毛抑制の分子メカニズムが明らかになりつつ有るため。HDAC2, K-ras, Aurora Aによる膵管癌細胞における一次繊毛抑制機構を詳細に解析する。また、それぞれの分子の下流タンパク質を探索する。さらに、一次繊毛を形成させた膵管癌細胞の表現型を評価する。
類洞再生を制御するシグナル分子の解明及び血管内皮前駆細胞を用いた肝再生促進の試み

再生肝では主に増殖した肝細胞からVEGFの産生がおこり、類洞内皮細胞膜上のレセプターに作用し、類洞内皮細胞の増殖を誘導、それにより増殖肝細胞の群塊のなかに類洞内皮細胞が侵入、正常な肝細胞と類洞の関係が回復する。さらに、肝再生後期に星細胞からAng-1の産生が亢進し、類洞の安定化、その後、さらにVEGF非存在下のAng-2の発現により、アポトーシスが誘導され、不要な血管の退縮がおき、再生肝組織での類洞リモデリングが完成すると考えられた。(1)類洞再生を制御するシグナル分子の解明:ラット70%肝切除モデルを用い、まず、はじめに類洞内皮細胞の再生に必須で唯一の増殖因子とされるVGEF、及びその受容体の発現を再生肝組織においてmRNA、さらに蛋白レベルで経時的に評価した。そしてその実験結果より再生肝では、主に増殖した肝細胞からVEGFの産生がおこり、類洞内皮細胞膜上の発現の亢進したFlt-1, KDR/Flk-1 receptorにparacrineに作用し、肝細胞増殖に遅れて類洞内皮細胞の増殖を誘導し、それにより増殖肝細胞の群塊のなかに類洞内皮細胞が侵入、正常な肝細胞と類洞の関係が回復することが強く示唆された。さらには血管内皮細胞の発芽、成熟、安定をTIE-2受容体を介して調節するAngiopoietin-Tiesystemは、VEGF systemにやや遅れ作用すること、つまり、肝再生後期にIto細胞にて、Ang-1の産生が亢進し、類洞の安定化を導き、さらには、VEGF非存在下のang-2の発現により、アポトーシスが誘導、血管の退縮、類洞のリモデリングが完成することが考えられた。(2)血管内皮前駆細胞を用いた肝再生促進の試み:ラット末梢血中の単核球を比重遠沈法で分離する。この単核球分画に存在するEPCは、Thy-1(CD90)、CD31(PECAM-1)、Flt-1(VEGF-2)を発現するとされるが、まず、CD34の発現した細胞をFACScanにより解析し、EPCと推測される細胞集団を分離中である。(1)類洞再生を制御するシグナル分子の解明:ラット70%肝切除モデルを用い、類洞内皮細胞の再生に必須で唯一の増殖因子とされるVGEF、及びその受容体の発現を再生肝組織においてmRNA、さらに蛋白レベルで経時的に評価した。結果より再生肝では、主に増殖した肝細胞からVEGFの産生がおこり、類洞内皮細胞膜上の発現の亢進したFlt-1,KDR/Flk-1 receptorにparacrineに作用し、肝細胞増殖に遅れて類洞内皮細胞の増殖を誘導し、それにより増殖肝細胞の群塊のなかに類洞内皮細胞が侵入、正常な肝細胞と類洞の関係が回復することが強く示唆され、さらには血管内皮細胞の発芽、成熟、安定をTIE-2受容体を介して調節するAngiopoietin-Tiesystemは、肝再生後期にIto細胞にて、Ang-1の産生が亢進し、類洞の安定化を導き、さらには、VEGF非存在下のang-2の発現により、アポトーシスが誘導、血管の退縮、類洞のリモデリングが完成することが結論づけられた。この単核球分画中のCD34の発現した細胞をFACScanにより、分離を試みるているが困難を要し、別なアプローチでの検討も考えている。結果より再生肝では、主に増殖した肝細胞からVEGFの産生がおこり、類洞内皮細胞膜上の発現の亢進したF1t-1,KDR/F1k-1 receptorにparacrineに作用し、肝細胞増殖に遅れて類洞内皮細胞の増殖を誘導し、それにより増殖肝細胞の群塊のなかに類洞内皮細胞が侵入、正常な肝細胞と類洞の関係が回復することが強く示唆され、さらには血管内皮細胞の発芽、成熟、安定をTIE-2受容体を介して調節するAngiopoietin-Tiesystemは、肝再生後期にIto細胞にて、Ang-1の産生が亢進し、類洞の安定化を導き、さらには、VEGF非存在下のang-2の発現により、アポトーシスが誘導、血管の退縮、類洞のリモデリングが完成することが結論づけられた。

閉塞性ラット胆管結紮(BDL)モデルを用いた実験の結果よ、閉塞性黄疸時には、HSCsの数の増加と活性化に伴い、繊維化/増殖抑制因子としてのTGF-β1が強発現しており、また肝組織中のHGFもすでに誘導さおり、肝切除後には活性化HSCsからのHGFの産生低下がおこっており、TGF-β1の発現の亢進と相まって肝再生は抑制・遅延される状態にあることが強く示唆された。(2)血管内皮前駆細胞を用いた肝再生促進の試み:ラット末梢血中の単核球を比重遠沈法で分離する。この単核球分画中のCD34の発現した細胞をFACScanにより、分離を試みているが収量とviabilityなどの問題があり、困難を要している。
包括的リハビリテーションの冠動脈粥腫親展抑制に関する研究

本研究は心臓リハビリテーションによる冠動脈CT造影上のプラークの量・質的変化を検討した前向き研究である。2016年8月から2017年12月に冠動脈硬化症の診断で冠動脈CTを施行した12名(男性10名、平均年齢64±9歳)を登録した。心肺運動負荷試験より3.6メッツの有酸素運動を指示し、日常活動度は9633±3847歩/日であった。1年後冠動脈CTを実施し、プラークの解析が可能であった1例(標的血管は左前下行枝)では、Labeling methodを用いたplaque解析の結果、プラーク体積、脂質成分ともに減少を認め、量的にも質的にも改善を認めた。CTによるプラーク質量解析も可能であった。体軸方向に多数の検出器列を有する多列CT(multidetector CT; MDCT)が開発され、心臓、特に冠動脈領域でのCTは、低侵襲で冠動脈を評価できる方法として近年臨床の場において広く普及している。2008年に登場した320列MDCTは、心臓全体を1回のスキャンでとらえることができ、従来の64列MDCTと比較して撮影時間の短縮、被ばく量の低減が可能になった。我々は、当院で2014年10月1日から2015年4月30日の間に320列MDCTを用いて冠動脈CT検査を施行した症例のうち1心拍での撮影が可能であった209例を対象とし、低電圧撮像、逐次近似応用再構成技術に加え、脈拍数に応じて再構成法を選択することで従来よりも低被曝かつ正確な診断が可能かどうか検討した。その結果、全例で良好な画質を得ることができた。また、実効線量は従来の再構成法で2.0±0.7mSvであったのに比較して、このたび試みた再構成法(フル再構成法)では0.8±0.3mSvと有意に低被ばくでの撮影が可能であった。320列MDCTを用いて撮影法や再構成法を症例ごとに検討することで、従来よりも低被ばくでかつ正確な診断が可能な画像を撮影することができた。今年度は320列MDCTの低侵襲で正確な診断が可能であることを確認した。本研究は2016年4月当院での病院倫理委員会で承認を得た。来年度より実際の被験者のエントリーを開始する予定である。平成27年3月病院倫理委員会にて研究実施の承認を得た。平成29年1月までに60症例を登録する予定である。我々は冠動脈のプラーク量、プラーク性状をより客観的、定量的に評価できるLabeling methodを用いたplaque解析softを開発し、異なる管電圧間でも同等にプラーク性状が評価可能かどうか検討した。現在実際の被験者のエントリーを開始している。急性冠症候群3例、冠動脈硬化症20例を対象として現在経過観察中。目標症例数達成までさらに登録を促進していきたい。本研究は心臓リハビリテーションによって冠動脈CT造影上のプラークの質がどのように変化するかを検討するものである。我々は既に冠動脈のプラーク量、プラーク性状をより客観的、定量的に評価できるLabeling methodを用いたplaque解析softwareを開発しているが、本年度はその技法を用いて、プラーク成分面積を解析した。12名が研究登録した。男性10名、平均年齢は64±9歳、冠動脈硬化症の病型に関しては、急性冠症候群が2例、労作性狭心症が3名、冠動脈硬化症が6名、無症候性心筋虚血が1例であった。標的血管は左前下行枝が8例、左回旋枝が2例、右冠状動脈が2例であった。冠危険因子は高血圧症が7名、糖尿病が3例、脂質異常症が9名、喫煙が2名であった。ベースラインの脂質データは、TG値164±125mg/dl、HDL-C値52±8mg/dl、LDL-C値105±42mg/dlで、空腹時血糖値は104±15mg/dl、HbA1c値は6.4±1.4%であった。運動耐容能に関しては、Peak VO2 20.6±3.9ml/kg/minであり、心肺運動負荷試験より求めた嫌気性代謝閾値(12.8±2.5ml/kg/min)より、約3.6メッツの有酸素運動を指示した。運動実施状況として日常活動度は、9633±3847歩/日であった。1年後フォロー冠動脈CTを2名実施した。プラークの解析が可能であった1例の結果を提示する。標的血管は左前下行枝であり、Labeling methodを用いたplaque解析では冠動脈プラーク体積は871mm3→644mm3、脂質成分は13.5mm3(1.5%) →8.2mm3(1.2%)と、量的にも質的にも改善を認めており、プラークの質の評価も可能であった。今後は残りの症例の1年後の冠動脈CTを解析し、介入の効果を検討していく予定である。

心肺運動負荷試験より3.6メッツの有酸素運動を指示し、日常活動度は9633±3847歩/日であった。1年後冠動脈CTを実施し、プラークの解析が可能であった1例(標的血管は左前下行枝)では、Labeling methodを用いたplaque解析の結果、プラーク体積、脂質成分ともに減少を認め、量的にも質的にも改善を認めた。CTによるプラーク質量解析も可能であった。前後320列冠動脈CTのコストを科研費で賄い、より患者さんが研究参加に対して負担がないように検討した。急性冠症候群以外の虚血性心疾患にも対象を拡大することを検討している。動脈硬化症本研究は、心臓リハビリテーションの動脈硬化への影響を冠動脈CTを用いて観察するものである。患者のリクルートに時間がかかり上記金額を次年度へ繰り越したものです。本研究は、心臓リハビリテーションの動脈硬化への影響を冠動脈CTを用いて観察するものである。患者のリクルートに時間がかかり上記金額を次年度へ繰り越した。CT検査は患者負担無しで行うため、CT検査費用を執行予定である。
着座姿勢の感情推定モデルを用いた2者間感情伝達評価方法の構築

非言語コミュニケーションにおける身体の着座姿勢に焦点をあて、日本人における着座姿勢に対して日本人の感情判断の実験を行い、「覚醒度」、「快適度」、「支配度」の感情判断因子を抽出した。また、圧力センサや加速度センサを用いて、因子と身体部位およびセンサ値との関係を分析した結果、感情判断は上体および首の角度、脚および腕の状態、臀部の位置と関係することがわかり、センサを用いた他者による実時間感情判断推定システムを構築し、評価を行った。また、同様な実験を英国人に行ったところ、「覚醒度」、「快適度」の感情判断因子を抽出した。よって、同じ着座姿勢でも文化的な背景が異なると感情判断が異なることが示唆された。建築計画分野の先行研究では着座姿勢を16種類に分類した。それらの着座姿勢に頭部および腕部の状態が異なる着座姿勢サンプルを加え、顔の表情と比較として着座姿勢で表出される感情の構造を探った。また、表出される感情を測定するために、足下、椅子の座面、背もたれに計12個の圧力センサーを装備した、実時間データ無線通信可能な着座姿勢測定装置を開発した。平成22年度は、24姿勢を3名のアクターに表現してもらい、計72着座姿勢サンプル、16感情語、日本人30名の被験者によって心理実験を行った。また、3名のアクターの各着座姿勢の圧力センサー値も同時に記録した。因子分析を用いて被験者全員の各感情語の平均値を分析した結果、「覚醒度」、「快適度」、「防御度」の3心理要因が抽出された。各心理要因と物理要因の関係を分析した結果、「覚醒度」と身体上部の角度と関係があることが判明し、着座姿勢測定装置の圧力センサーで推定可能であることが分かった。「快適度」、「防御度」は、身体本体より、身体部分としての脚部、腕部、頭部の状態に関係があることが分かり、他のセンサーと組み合わせることによって推定可能であることが示唆された。今後は、着座姿勢測定装置と他のセンサーとを組み合わせることにより、「覚醒度」、「快適度」、「防御度」の3心理要因を推定可能な実時間感情推定システムを構築する。また、椅子は座り心地を考慮していないので座り心地のよい着座姿勢測定装置を開発する。前年度の分析結果から、他者が側面から見た着座姿勢の感情構造として、「覚醒度」、「快適度」、「防御度」の3心理要因が抽出された。「覚醒度」と身体上部の角度とに関係があることから、足下、椅子の座面、背もたれに計12個の圧力センサーを装備した着座姿勢測定装置によるセンサー値と「覚醒度」と関係を見つけ、圧力センサーで「覚醒度」が推定可能であることが分かった。「快適度」、「防御度」は、身体本体より、身体部分としての脚部、腕部、頭部の状態に関係があることが分かったので、本年度は、新たに以下の項目について研究を行った。1.「快適度」、「防御度」を推定するために、腕部、頭部の位置センサー値と加速度センサー値を計測し、各種センサー値との関係を分析2.見え方の相違をみるために、側面と正面から見た着座姿勢の感情構造比較分析3.座り心地を考慮したソファーによる「覚醒度」の実時間推定システムの構築以上の3点についての結果として、1.加速度センサーを腕部と頭部に装着すると70%前後の精度で推定が可能になった。ただ、非接触ではないので、今後の課題である。一方、位置センサーは60%前後の精度で、加速度センサーより精度は少し落ちた。両方のセンサー値を利用すれば、「快適度」、「防御度」の精度が向上すると考えられる。今後の課題とする。2.側面と正面から見た着座姿勢の感情構造の相違はなかった。よって、着座姿勢の見え方によらず、感情構造は変化しないことがわかった。3.ソファーにしたことによって、一部のセンサー精度が落ちることがわかった。その影響で「覚醒度」の推定モデルの精度が落ちたが、「覚醒度」の実時間推定システムは完成した。非言語で測定も表情より容易な身体の着座姿勢に焦点をあて、他者による感情判断の構造を分析・モデル化した。日本人による着座姿勢に対して、20代の日本人観察者28名と20代の英国人観察者21名による感情判断の実験を行い、相違点を分析した。その結果、日本人は「覚醒度」、「快適度」、「支配度」という3種類の感情判断因子、英国人は「覚醒度」、「快適度」の2種類の感情判断因子を抽出した。よって、顔の表情や立位姿勢の感情判断の研究でも抽出された「覚醒度」、「快適度」については、着座姿勢でも同様な感情構造があることが分かった。

一方、日本人観察者はパーソナルスペースに関連する「支配度」判断を行っている一方、英国人観察者は、そのような感情判断をしていないことが分かった。よって、同じ着座姿勢でも、文化的な背景により感情判断が異なることが示唆され、感情のモデル化において注意が必要であることが分かった。また、圧力センサや加速度センサを用いて、因子と身体部位およびセンサ値との関係を分析した結果、感情判断となる身体状態は、「覚醒度」は主に上体および首の角度、腕の状態、「快適度」は主に脚および首の角度、腕の状態、「支配度」は主に腕の状態および臀部の位置、脚組、首の角度と関係することが示唆された。センサを用いた他者による実時間感情判断推定システムを構築した結果、「驚いた」、「喜んだ」、「興奮した」などの「覚醒度」の高い感情語の精度が80%の正答率となり、「悩んだ」、「悲しんだ」などの「快適度」が低い感情語、および、「悩んだ」、「悲しんだ」などの受動的な「支配度」は正答率60、70%となった。その他の感情語は推定が困難であった。ただ、正答率の精度が劣る感情語は、感情判断に個人差があることが分かり、観察者と評価者を同一人物にすれば正答率が上がると考えられるが、一般化が今後の課題となった。9で述べた通り、着座姿勢の分析項目が増えたため、顔の表情と着座姿勢との相互作用による感情分析が実施されていないため、達成度はやや遅れている。24年度が最終年度であるため、記入しない。分析項目が計画より増えたため、顔の表情と着座姿勢との相互作用による感情分析より、重要だと考えられる下記の項目を重点的に行う。1.着座姿勢の「覚醒度」、「快適度」、「防御度」の実時間推定システムの構築2.2者間の感情伝達のためのシステム構築および分析・評価24年度が最終年度であるため、記入しない。