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フッ素が幼児の口腔内細菌叢と齲蝕原性細菌に及ぼす影響

本研究では,齲蝕原性細菌レベルと齲蝕経験との間には有意な関連性は認められたが,唾液中フッ素(F)イオンと齲蝕経験および齲蝕原性細菌との関連性は認められなかった。一方,親の仕上げ磨きの頻度と唾液中Fイオン濃度との関連性が認められ,唾液中Fと口腔衛生習慣との関連性が確認された。しかし,幼児の平衡時唾液中Fイオン濃度は歯の脱灰抑制・再石灰化が期待できる濃度には至っておらず,フッ化物製剤の積極的な応用プログラムの作成が必要と考えた。本年度の調査は下記の方法にて以下の結果を得た。【方法】1.対象は46歳の幼児38名とし、口腔内検査と唾液の採取を行った。口腔内診査はWHOの基準に従い、齲蝕経験歯面数(dmfs)を求めた。唾液は小片にしたパラフィンワックスを咀嚼し、チューブに刺激唾液を採取した。2.齲蝕原性細菌レベルの測定として、採取唾液を改良MSB培地とROGOSA培地に塗抹、48時間培養後コロニー数を算定し、それぞれ唾液中ミュータンスレンサ球菌(MS)と乳酸桿菌(LB)のレベルとした。3.イオンの測定は、採取唾液を除タンパク処理し、精製水にて希釈したものをイオンクロマトグラフに陰イオンカラムを用い、塩素(Cl^-)、リン酸(PO_4^<3->)、臭素(Br^-)、硝酸(NO_3^-)について測定した。得られた結果を、dmfsと齲蝕原性細菌のレベルの結果を合わせ統計学的に検討した。【結果と考察】1.被験者の平均dmfs、ds、fsは、それぞれ1.76、0.84、0.92であった。2.MSの人数分布は、10^2(CFU/ml)以下のグループが12名(31.6%)で最も多く、続いて10^4と10^5以上のグループで各10名(26.3%)であった。LBでは、10^2以下のグループが20名(55.6%)と最も多く、他のグループは45名と均等に分布していた。3.唾液の陰イオン濃度の平均は、Cl^-は451.5、PO_4^<3->は251、Br^-は4.49、NO_3^-は1.36(mg/l)であった。5.本研究で定量した陰イオン濃度と齲蝕原性細菌レベル、齲蝕経験との間の有意な相関係数は認められなかった。6.唾液の無機成分は採取方法、時間、種類などにより変化することから、これらの因子を考慮し今後、フッ素および他の無機イオンと齲蝕原性細菌との関係について検討していく予定である。平成19年度の調査は幼児唾液中無機イオン濃度の測定および口腔内細菌レベルとの関連性について、さらに幼児唾液中フッ素濃度の測定をフローインジェクション法を用いて行い以下の結果を得た。1.幼児の唾液中無機イオン濃度と齲蝕原性細菌との関連について46歳児66名を対象とし,口腔内検査と唾液の採取を行い、齲蝕原性細菌レベルおよび無機イオン濃度の測定を行った。齲蝕原性細菌として,ミュータンスレンサ球菌(MS)と乳酸桿菌(LB)を、また無機イオンは,塩素,リン酸,臭素,ナトリウム,アンモニア,カリウム,マグネシウム,カルシウムの各イオン濃度を測定し、得られた結果は齲蝕経験(dmfs)と合わせ統計学的に検討した。その結果、齲蝕の罹患状況は二極分化を示していた。MSレベルは高レベル児と未検出児の割合が高く,二極分化の原因としてMSの定着が強く関係していると考えられた。また、今回調査した無機イオンにはMS,LBレベルとの強い関連は認められなかった。2.フローインジェクション法による幼児の唾液中フッ素(F)イオン濃度の検討フッ化物洗口を行っている保育園と行っていない保育園の園児(46歳)56名を対象とし、採取した刺激唾液をフローインジェクション分析装置を用いてFイオン濃度を測定した。フローインジェクション法にて測定したFイオン濃度は,0.001ppmFから安定した値が得られ、全体の平均値は0.008,最大0.017,最小0.0025ppmFであった。また,フッ化物洗口を行っている園児群は行っていない園児群と比較して有意に高いFイオン濃度を示した。以上を踏まえ、唾液中のフッ素濃度と齲蝕原性細菌との関連性を検討する予定である。【目的】超微量フッ素(F)の測定が可能なフローインジェクションシステムにて幼児唾液中の遊離型Fイオン濃度を測定し,フッ化物使用状況,口腔衛生習慣,齲蝕原性細菌レベルおよび齲蝕経験との関連性を検討した。

【対象および方法】対象は,横浜市の2つの保育園の4歳6歳の園児のうち,フッ化物使用状況,口腔衛生習慣について保護者へのアンケートを行い,併せて唾液の採取および口腔内診察が可能であった68名(男児26名,女児42名,平均年齢5.6歳)とした。唾液試料は,パラフィンワックス咀嚼にて刺激全唾液を採取した。Fイオン濃度の測定には,フローインジェクション分析装置を用い,標準液から得られた電位差のピーク高を測定し,検量線を作成後,濃度の算出を行った。齲蝕原性細菌として,採取唾液を改良MSB培地およびROGOSA培地に塗抹・培養し,コロニー数からそれぞれミュータンスレンサ球菌と乳酸桿菌の唾液中レベルを算定した。【結果および考察】1.被験者のdmftとdmfsの平均はそれぞれ0.68,3.68であった。齲蝕経験と齢蝕原性細菌レベルとの間に有意な相関が認められた(p<0.01)。2.採取唾液中Fイオン濃度は,平均0.0083±0.0026,最大0.018,最小0.0035(ppmF)であった。唾液中Fイオン濃度とアンケート結果との関連性のうち「保護者の仕上げ磨きの回数」との間に有意な相関が認められ,「日に2回以上」の場合に有意に高い値が認められた(p<0.05)。3.唾液中Fイオン濃度と口腔衛生習慣との関連性が確認され,仕上げ磨き時の歯みがきペーストの使用回数が影響することが示唆された。しかし、本研究の被験者の唾液Fイオン濃度は,最大0.018ppmと低濃度であり,歯の脱灰の抑制,再石灰化が期待できる濃度には至っておらず,フッ化物製剤の積極的な応用が必要と思われた。
対象者の残存能力に応じた支援機器選定システムの開発

本研究の目的は,ベイズ推定を用いた筋活動推定を応用した「対象者の残存能力に応じた支援機器選定システム」の構築である。初年度は本研究手法の有効性を示すことを目的とし,支援機器から直接人体に影響を与える部位が少ない下肢装具を対象とした,望ましい筋活動と関節可動域から必要な下肢装具を決定可能な「患者の残存能力に応じた下肢装具選定システム」の構築を目指した.また,生活動作の良い悪いの判別システムの構築及び,片麻痺患者に対して,実際に使用可能な杖練習用歩行器の開発を行った。本研究の目的は、「対象者の残存能力に応じた支援機器選定システム」の構築である。初年度は本研究手法の有効性を示すことを目的とし、支援機器から直接人体に影響を与える部位が少ない下肢装具を対象とした,望ましい筋活動と関節可動域から必要な下肢装具を決定可能な「患者の残存能力に応じた下肢装具選定システム」を構築を目指した.具体的には下肢筋活動量の推定を、通常歩行時の歩行データからベイジアンネットワークを用いた数学的モデルを構築することで行った。その結果、下肢筋活動の高い推定精度が得られただけではなく、筋活動量の変化する原因についても原因推定が可能となった。その原因推定について、歩行時の生体力学的見地からの検討を行い、推定モデルの妥当性を示した。また、下肢装具を装着した際の関節角度などの歩行条件を実験用下肢装具を用いて再現し、関節が固定された状態と固定されていない状態を比較して両モデル間の筋活動変化の原因を検討した。その結果、装具装着歩行時の筋活動変化原因も表すことができ、歩行条件が変わった際、本モデルだけで筋活動変化原因をピックアップできることが示された。このことから、本モデルの下肢装具の選定システムへの応用が有効であることが示唆された。今後は、実験用下肢装具で再現できる下肢装具条件を増やし、様々な条件で装具歩行時の筋活動がモデリング可能かどうかを示すことで、下肢装具の選定システムの構築を進める。本研究では高齢者や障碍者の筋力や関節可動域といった,残存能力に対応した器具の定量的選定手法の確立を目的として,ベイジアンネットワークを用いた動作の解析手法と,患者の残存能力に応じた福祉機器の検討を行ってきた。本年度は,下肢装具を使用した際の筋活動の推定手法の研究,周期的動作における分解された時系列中の動作の解析,片麻痺患者に杖をついたリハビリテーションを可能とする歩行補助機の開発等を主に行ってきた。下肢装具を使用した際の筋活動の推定手法の研究では,筋活動推定モデルのブラックボックスとなっていた部分が,生体力学的に正しい構造になっている事を明らかにした。周期的動作における分解された動作の解析については,時系列で分割された各動作ごとにベイジアンネットワークを組むことにより,体の各部分を動かすタイミングを明確にする手法を開発した。これにより,リハビリや日常生活動作の訓練において,理学療法士から患者への効果的な指示が可能になると考えられる。歩行補助機の開発では,患者が歩行器に頼りきりで訓練を行うのでなく,退院後に杖を使った生活をする事を視野に入れた訓練を可能とした。歩行機能が回復してきた患者に対し,病棟において見守り無しに安全に杖歩行訓練ができるために,転倒時に自動的に制動がかかり,なおかつ手を使わずに歩行補助器を人間に追従させる機構を開発した。また,本件は2015年2月に特許出願を行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。福祉工学26年度が最終年度であるため、記入しない。初年度に下肢麻痺患者における効果の検証まで行う事を計画していたが、下肢麻痺被験者の確保ができず、実際は健常者での実験にとどまっていため。初年度で実施できなかった下肢麻痺被験者での検証を行う一方で、次年度目標である支援機器全般に一般化することを目的とし、医療・福祉現場で広く使用されている歩行器を対象として,「患者の残存能力にあった歩行器の選定システム構築」を進めていく.
石造文化財の劣化機構と保存対策の研究

1)石造、レンガ建造物の劣化にかかわる材料物性で特に重要な水分特性曲線、不飽和透水係数を測定する装置の作成を行った。本測定装置を用いて、タイのレンガ、漆喰の水分特性曲線、不飽和透水係数の値を求めた。漆喰は、レンガに比べて同じマトリックポテンシャルにおいて、体積含水率が大きく、いわゆる保水性が大きいことが分かった。また、これに対応して乾燥状態において、漆喰の方が、レンガより不飽和透水係数が大きいことが分かった。水分特性曲線、不飽和透水係数などの物性値を用いて、タイ、アユタヤのレンガ造建造物内の年間を通した水分量の変化、水分移動速度などを有限要素法による解析ブログラムを用いて解析した。2)タイの遺跡周辺の土の粒度分布を、レーザー回折粒度分布測定装置を用いて測定した。土の粒度分布は土の水分特性を求める上で重要なパラメータである粒度分布から、水分特性曲線、不飽和透水係数などの値を、米国塩類研究所で作成したデータベースを用いて予測することができた。3)サーモTDRセンサーを開発し、土の含水率、電気伝導度、熱伝導率の同時測定手法に関する提案を行った。このセンサーを用い、石造、レンガ造建造物、土壁等のの熱物性、水分特性の測定の測定を試みその有用性を検証した。4)日本壁の水分分布、水分移動を明らかにするために、モデル土壁を作成し実験を行った。モデル土壁中には、小型TDR水分センサーを設置し、土壁作成時、作成後の土壁中の水分測定を行った。また、モデル土壁中の水分分布、水分移動に関するシミュレーション研究を行った。気象データとしては、現在モデル実験を行っている札幌開拓の村での温度、湿度、放射収支等を用いた。シミュレーションの結果は実測結果と良く対応した。文化財の劣化には材料中の水分量、水分移動等が大きな影響を与えており、水分状態を非破壊で測定、評価する上で有効であることが分かった。1.本年度は、タイ、アユタヤのレンガ建造物、スコータイのレンガ造で表面層を漆喰仕上げしている大仏中の水分分布、水分移動状況を降水量、可能条発散量、地下水位などのデータを基に、計算した。これらの、計算結果と、TDR水分量測定装置を用いた材料表面近くの水分量の測定結果と比較したところ、良い対応が見られた。また、計算結果から、乾季の始まりに表面近くの水分蒸発量の大きい部分と、観測結果による塩類風化の顕著な部分とは、対応が見られた。また、スコータイのレンガ造大仏に関しても同様の水分移動に関するシミュレーションを行った。計算は、大仏表面に撥水強化処理を施す前と撥水強化処理を施した後の条件で行った。撥水強化処理前では、雨季に水分の浸透が見られ、撥水強化処理後は、雨季でも、大仏中の水分の極端な上昇が見られなかった。これは、TDR表面含水率の測定結果と良い対応が見られた。また、大仏中の水分分布、水分移動に寄与する水は、主として降水から供給されていて、地下水の毛管上昇による寄与が小さいことが分かった。これらの、研究成果は、米国ソルトレークシティーで開催された米国土壌物理学会(ASA)で発表した。また、保存科学38号、39号で報告した。2.本研究課題に関して、Deterioration of stone monuments, historical tombs, cave sites, and brick buildings and protective measuresというシンポジウムを開催した。研究分担者の、独国、ドレスデン工科大学のハウプル教授は、ドイツの歴史的建造物中の劣化と保存対策手法に関する研究成果を発表した。

また、同大学のグルネワルド研究員は、保存対策手法を構築する上で重要である、建築材料中の水分、熱移動に関するシミュレーションプログラムの開発について講演を行った。また、韓国の徐教授は、韓国の古墳の保存に関して、また、フランスの歴史記念物研究所のブリュネ研究員は、フランスの先史時代の壁画保存に関する研究発表を行い、研究者間で情報交換を行い、報告書を作成した。1.本年度は、岩手県盛岡市にある史跡志波城の築地塀中の水分分布、水分移動状況を降水量、可能蒸発散量、地下水位、日射などのデータを基に計算した。これらの計算結果とTDR水分測定装置による土壁表面近くの水分量の測定結果を比較したところ良い対応が見られた。本解析に於いて、米国農務省塩類研究所で開発した解析プログラム(HYDRUS-2D)と、ドイツドレスデン工科大学の開発した解析プログラム(Dolphin4.1)を用いて計算しその結果の比較を行った。その結果、ドレスデン工科大学の開発した解析プログラムには、日射の条件を入れることができるので、北面、南面の水分状況の違いなど方位による相違を予測するには、有効であることが分かった。現在は、歴史的建造物の日本壁中の水分分布、水分移動に関するシミュレーションをドレスデン工科大学の研究者と検討中である。本解析手法に関しては、インドネシアのバンドンで開催された国際会議The Second Asia/Pacific Conference on Durability of Building Systems Harmonized Standards and Evaluationと韓国のデジュン(大田)で開催された国際会議New Millennium International Forum on Conservation of Cultural Propertiesで研究発表を行った。2.本研究課題に関して、Analysis of Water and Salt Flow in Porous Material and its measuring methodというセミナーを開催した。研究分担者の、独国、ドレスデン工科大学のプラーゲ助教授は、TDR法と定常法を統合した水分移動、塩分移動の同時測定に関する研究発表を行った。また、研究協力者の同大学のフェヒナー研究員はドイツの歴史的建造物中の水分移動シミュレーション結果と測定結果の比較に関する研究成果を発表した。本セミナーでは、研究者間で活発な討論を行い、報告書を作成した。1.本年度は、日本壁の水分分布、水分移動を明らかにするために、モデル土壁を作成し実験を行った。モデル土壁中には、小型TDR水分センサーを設置し、土壁作成時、作成後の土壁中の水分測定を行った。また、水分移動解析を行うために必要な、土試料の水分特性曲線、飽和透水係数、不飽和透水係数の測定を行った。また、研究代表者の石崎は、9月に独国ドレスデン工科大学に行き、ジョングルネワルド氏らと多孔質体中の水分移動のシミュレーション解析に関する共同研究を行った。
陸水環境変遷と気候との相互関連の研究ー中国の塩湖、青海湖を対象としてー

青海湖は青海高原の東端に位置する湖面積4,484km^2の中国最大の内陸湖水湖である。同湖の成因は、黄河の支川が構造運動に伴う土地降起により塞止められた閉塞湖と云われている。かつての排出河川とされる倒淌川沿に、比抵抗法電気探査を実施した結果、現在、同河川は湖の東岸に流入する小河川にすぎないにもかかわらず、その谷の堆積層は厚く、約400mに達することが判明した。この倒淌谷の走向は湖内の最深部を経て、湖西端に流入する最大の流入河川で断層線谷と云われる布哈河の走向とほぼ一致している。この走向は、また、青海湖流域における断層線の主方向と一致している。基本的に青海湖は断層盆地に湛水した構造湖である。また、湖が完全に閉塞状態となった時期は、現在の湖水の^-Cl含有量5.9g/lと耳海湖岸で掘削した湖底堆積物コア中の塩類含有量の時代変化から判断して、更新世末期、最終氷期にはいってからと結論した。倒淌川は日月山峠南方で黄河へ流入していたが、激しい隆起運動により、Wurm氷期に至って、完全に湖盆は閉塞した。なお、湖水の濃縮状態から見て、氷期期間中は、湖への流入量は著しく少く、湿原状態で推移したと考えられる。現在の湖面標高、3,193mの青海湖の気候は、年降水量375mm、年平均気温-0.6°Cで、過去29年間の気象資料から求めた年蒸発量は804mmであった。現気候条件下で湖水位が平衡状態にあるとすれば、流域蒸発散量と湖面蒸発量との比(f値)は、0.37となる。f値に関する中尾のこれまでの見積によれば、温暖湿潤な森林流域では、f=0.650.75、植生のまばらな乾燥流域では蒸発散量は著しく少く、f=0.15であった。青海湖流域は草原状態にあり、f=0.37の値は、流域の植生から見て妥当であろう。湖岸に3段の明瞭な広い湖棚平野(湖岸段丘)が拡がり、3回のドラスチックな湖水位変化を示している。それぞれ、高位段丘(T_3)、中位段丘(T_2)および低位段丘(T_1)と名付ける。高波測量と貝化石の^<14>C年代測定によれば、T_1の現湖面との比高は約+22mで、1,900yr.B.P.、T_2は+40mで、4,830yr.B.P.、T_3は+67mで、形成年代は耳海湖岸の湖成堆積物コアの化学分析から判断して、約8,000yr.B.P.であった。なお、最高水位の痕跡は、+110mに認められ、その^<14>C年代は後氷期が始まる12,000yr.B.P.であった。この時期、日月山の最低鞍部である+105mのKetu Passを越流した可能性が強い。また、最高水位時の湖面積は、現湖面積の約2倍の8,543km^2に達した。若し、後氷期の融雪水を考慮せず、水収支平衡を考えると、古降水量は現降水量の20%程度の増加となる。衛生写真から測定した青海湖流域面積は、湖を含んで、30,028km^2である。流域内の現存氷河は、湖の北西、流域分水界の最高峰(標高5,174m)にわずかに見られるのみである。当地での現氷河の下限標高は、4,700mで、氷期の氷河痕跡(ス-ク地形)の下限は、青海湖高山山脈で、4,100mであった。単純に、気温逓減率で考えると、氷期と現在では、約4.2°C程度の温度上昇が推定される。なお、氷期に山岳氷河に被われていた標高4,100m以上の流域面積は、中国側の計測により、現湖面積とほぼ等しい4,435km^2であった。氷期は流域の高地に降水量を氷として固定し、山岳氷河域を拡大してきた。従って、湖盆はツンドラ湿原状態にあり、湖水位は最低水位を示していた。また、4,100mのス-ク地形末端に連なるU字谷から見て、最終氷期の最盛期には、ス-クから下流に氷河は溢流したと見られる。後氷期になると、山岳氷河の融雪により、湖水位は急激に上昇し、+110mの最高水位において、拡大した湖面の蒸発散量と降水量の約20%増に相当する融氷水により、一時的に水位平衡に達し、最高水位痕跡を印した。一方、今世紀初頭から現在まで、約10mの湖水位低下が報告されている。ロシアの探検家、コゾロフによれば、1908年、同湖の最大水深は36mと測定された。その後、中国隊の調査によれば、1955年、32.8m、1979年、28.7mで、1987年の我々の測定では27mであった。湖水位低下に伴う流域の地下水位低下は牧草地の減収につながることから、青海省政府はこの低下原因について重大な関心を寄せている。

今回の水収支解析によれば、低下原因は近世における流域の畑地拡大により、著しく畑地灌漑が増大した結果と判断される。青海湖は青海高原の東端に位置する湖面積4,484km^2の中国最大の内陸湖水湖である。同湖の成因は、黄河の支川が構造運動に伴う土地降起により塞止められた閉塞湖と云われている。かつての排出河川とされる倒淌川沿に、比抵抗法電気探査を実施した結果、現在、同河川は湖の東岸に流入する小河川にすぎないにもかかわらず、その谷の堆積層は厚く、約400mに達することが判明した。この倒淌谷の走向は湖内の最深部を経て、湖西端に流入する最大の流入河川で断層線谷と云われる布哈河の走向とほぼ一致している。この走向は、また、青海湖流域における断層線の主方向と一致している。基本的に青海湖は断層盆地に湛水した構造湖である。また、湖が完全に閉塞状態となった時期は、現在の湖水の^-Cl含有量5.9g/lと耳海湖岸で掘削した湖底堆積物コア中の塩類含有量の時代変化から判断して、更新世末期、最終氷期にはいってからと結論した。倒淌川は日月山峠南方で黄河へ流入していたが、激しい隆起運動により、Wurm氷期に至って、完全に湖盆は閉塞した。なお、湖水の濃縮状態から見て、氷期期間中は、湖への流入量は著しく少く、湿原状態で推移したと考えられる。現在の湖面標高、3,193mの青海湖の気候は、年降水量375mm、年平均気温-0.6°Cで、過去29年間の気象資料から求めた年蒸発量は804mmであった。現気候条件下で湖水位が平衡状態にあるとすれば、流域蒸発散量と湖面蒸発量との比(f値)は、0.37となる。f値に関する中尾のこれまでの見積によれば、温暖湿潤な森林流域では、f=0.650.75、植生のまばらな乾燥流域では蒸発散量は著しく少く、f=0.15であった。青海湖流域は草原状態にあり、f=0.37の値は、流域の植生から見て妥当であろう。湖岸に3段の明瞭な広い湖棚平野(湖岸段丘)が拡がり、3回のドラスチックな湖水位変化を示している。それぞれ、高位段丘(T_3)、中位段丘(T_2)および低位段丘(T_1)と名付ける。高波測量と貝化石の^<14>C年代測定によれば、T_1の現湖面との比高は約+22mで、1,900yr.B.P.、T_2は+40mで、4,830yr.B.P.、T_3は+67mで、形成年代は耳海湖岸の湖成堆積物コアの化学分析から判断して、約8,000yr.B.P.であった。なお、最高水位の痕跡は、+110mに認められ、その^<14>C年代は後氷期が始まる12,000yr.B.P.であった。この時期、日月山の最低鞍部である+105mのKetu Passを越流した可能性が強い。また、最高水位時の湖面積は、現湖面積の約2倍の8,543km^2に達した。若し、後氷期の融雪水を考慮せず、水収支平衡を考えると、古降水量は現降水量の20%程度の増加となる。衛生写真から測定した青海湖流域面積は、湖を含んで、30,028km^2である。流域内の現存氷河は、湖の北西、流域分水界の最高峰(標高5,174m)にわずかに見られるのみである。当地での現氷河の下限標高は、4,700mで、氷期の氷河痕跡(ス-ク地形)の下限は、青海湖高山山脈で、4,100mであった。単純に、気温逓減率で考えると、氷期と現在では、約4.2°C程度の温度上昇が推定される。なお、氷期に山岳氷河に被われていた標高4,100m以上の流域面積は、中国側の計測により、現湖面積とほぼ等しい4,435km^2であった。氷期は流域の高地に降水量を氷として固定し、山岳氷河域を拡大してきた。従って、湖盆はツンドラ湿原状態にあり、湖水位は最低水位を示していた。また、4,100mのス-ク地形末端に連なるU字谷から見て、最終氷期の最盛期には、ス-クから下流に氷河は溢流したと見られる。後氷期になると、山岳氷河の融雪により、湖水位は急激に上昇し、+110mの最高水位において、拡大した湖面の蒸発散量と降水量の約20%増に相当する融氷水により、一時的に水位平衡に達し、最高水位痕跡を印した。一方、今世紀初頭から現在まで、約10mの湖水位低下が報告されている。
モーションキャプチャーを用いた運動フォーム学習支援システムの研究と授業への応用

運動フォームを習得する学習支援システムの構築を目的として本研究を行った。Kinectを利用した運動動作の即時フィードバックシステムを開発し、フライングディスクと野球の投動作において検証した。フライングディスクの投動作では、フォームが確立している経験者はシステムの効果がみられなかったが、上手に投げられない学習者にはフォームの改善効果がみられた。野球でも未熟な学習者にフォーム改善効果がみられ、本システムを使用して投動作の習得を自学自習できる可能性が示唆された。本研究は、体育実技における運動動作の学習支援システムを構築することを目的として、Kinectを用いて適切な動作を獲得するためのフィードバックを自動的に学習者に提示するシステムの研究開発を行うものである。平成25年度は、(1)システムの運動動作特徴パターンの抽出および閾値の設定と、(2)動作改善に有効なフィードバックの提示について検討・開発を行った。(1)については、フライングディスクの授業時に投動作を撮影、指導者が共通する弊害となる動作についていくつかのパターンに分類し、その結果から初心者が陥りやすい5つの動作特徴を選び出した。それらを矯正するための判定基準をシステムに実装した。判定基準は、(1)テイクバック判定、(2)右手の高さ判定、(3)右手の高さ遷移判定、(4)右肘の角度判定、(5)腰の捻り判定である。からだの大きさや腕の長さにより基準も変動するため、いくつかのパターンを試し基準となる閾値を設定した。実験では現段階のシステムにおいてコントロールの精度向上での相関は見られなかったが、初中級者レベルのフォームの改善には相関が見られた。これらのことから、システム利用により学習者のフォームが改善すること、学習支援として利用可能であることが確認された。(2)については、現システムではKinectの前で投動作を行うことによりPC上の提示画面で学習者の実際の動きを見る映像と動作後に上記の5つの判定基準に沿ったフィードバックが行われるようにした。。使用方法について事前説明を受けた後は、学習者が投動作を実際行い画面に提示される内容に従って動作の改善を行うことができる。特定の動作でPCに触らずともリセットができるようにしたため、学習者が繰り返し試技を行えるようになった。本研究は、体育実技における運動動作の学習支援システムを構築することを目的にとして、Kinectを用いて適切な動作を獲得するためのフィードバックを自動的に学習者に提示するシステムの研究開発を行うものである。平成26年度は、(1)システムの運動操作特徴パターンの閾値の再検討、(2)動作改善に有効なフィードバッグの提示について再検討・開発、(3)フライングディスクのフォーム改善システムを他のスポーツへの応用を行った。(1)フライングディスクについては開発したシステムについて、3つのフェーズにおいて設定した閾値の範囲内、範囲外から判定を導き出していたが、これを範囲外でも理想とする投げ方に近い平行に投げ出せている情報に対して高い評価を出せるように改良を行った。(2)学習者により視覚的にフィードバックできるように、学習者の投げ方がわかるような提示方法を考えシステムに実装することを試みたが、プログラムのデバッグができなかったためシステムが完成せず次の段階の実験が行えなかった。これについては27年度も改良を継続し実験を行う。(3)他のスポーツへの応用では、野球の投球フォームについてフィードバックシステムを構築し実験を行った。その結果、初心者のフォーム改善に効果があることが示唆された。昨年度の実験からも、ある程度フライングディスクやボールを投げることのできる学習者よりも、初心者レベルの学習者に効果がみられたことから、それらの対象者にむけてわかりやすく視覚的なフィードバックを行えるシステムの構築ができれば、より効果的な学習支援ができる期待できる。本研究は、体育実技における運動動作の学習支援システムを構築することを目的にして、Kinectを用いて適切な動作を獲得するためのフィードバックを自動的に学習者に提示するシステムの研究開発を行うものである。平成27年度は、他のスポーツへの応用として野球の投球フォームに対するシステムの効用について実験を行った。フライングディスク用のフォーム改善システムを野球に応用したが、現場であるグラウンドでの屋外使用が動作対象を認知しないなどの使用制限がわかり応用への問題点が見つかった。室内といった限られた空間でしかシステムが使用できないことから専用スペース(屋内練習場など)の必要があり、実用性を考えた場合、現場での還元をどうするかが別課題として浮かび上がった。システムそのものよりもKinectの制限であるため別途検討が必要である。フィードバックシステムを用いた投球フォーム改善については、実験の結果からは大きな効果は認められなかったが、学習者が投球時のゼロポジションを意識し、システムのアドバイスを頼りに自分自身で修正を試みながら投球練習することによりフォームの修正が行えることがわかった。フライングディスクの場合と同じく、システムを使用することでフォーム矯正に一定の効果があった。研究からシステム利用で、指導者のアドバイスがなくても自学できる運動動作の学習支援が可能なことがわかったが、その結果がパフォーマンスに及ぼす効果を検証するまでには本研究では残念ながら至らなかった。今後はより効果的なアドバイスの方法やフィードバックの方法を検討しパフォーマンス向上にも繋げていく必要性が残された。

野球でも未熟な学習者にフォーム改善効果がみられ、本システムを使用して投動作の習得を自学自習できる可能性が示唆された。学習者によりわかりやすいフィードバックを提示するためのシステム改良を試みたが、プログラム作成でデバッグ作業がうまくいかず、思ったような仕様を組み込むことができなかった。そのため実験も行えず27年度にずれこむことになってしまった。他のスポーツ種目への応用ということでは野球の投球フォームの改善にシステムを改良したものについては実験が行えたが、初心者への効果は認められたが他のレベルへの効果を考え実験方法の再検討が必要となった。スポーツコーチングまずはシステムのデバッグを進めてシステムを完成させ、フライングディスクの初心者がシステムを使うことによるディスクの投フォーム改善に焦点をあてて研究を推進する。また野球の投球への応用もフォーム改善だけではなく球速への影響を平行して検証し、27年度は2つのシステムで授業応用への検証を行う。本年度でフライングディスクのバックハンド動作についてのプログラムについては基本的なものが完成した。一般学生によるシステム利用実験により、システムによるフォーム改善の効果が認められたことから、本システムを学習者の学習支援に利用できる目処がついた。システムの改良が間に合わなかったことによる学会発表のための出張や実験にかかる不要が予定よりも少なくなったため現行システムでは5つの判定基準について、システムがうまく判定できない箇所があったり、右手の高さ遷移判定で、基準となる高さが優先されるのか、それとも水平に投げ出されることが優先されるのかが判別できなかったりしているため、対応するためにシステム修正が必要とされる。平成26年度は、修正を加えたシステムを実際の授業内で利用し、学習者のフォーム変化やコントロール精度の検証を行い、実技授業への応用について検討する。本年度は実験と学会発表をこなし世界大会の視察等で計画通りに予算執行する海外での学会参加がアジア圏であったため、旅費が予定よりも少なく予算が残ってしまった今年度は世界大会等の視察も含まれるので計画通り使用できるものと思われる
高強度フェムト秒レーザー駆動極細ワイヤー高エネルギー電子銃

超高強度極短パルスレーザーと金属極細線(ワイヤー)との相互作用により、レーザー生成加速電子が細線方向に誘導され、細線端から指向性の高い電子ビームを発生することを実験的に実証した。電子誘導はm級の長さの細線においても実現され、数100keVの電子が数10mradの指向性をもって放射された。数値シミュレーションにより、生成電子は細線周辺に誘起される過渡的電界により細線周囲に補足され、細線方向に誘導されることが示された。超高強度レーザー物質相互作用と放射線発生の物理を明らかにし、超高強度短パルスレーザー生成プラズマ電子線源の実用化を目指す。本研究の具体的目的は、超高強度短パルスレーザーと金属極細線(ワイヤー)との相互作用により、生成電子の線方向誘導による線端からの電子ビーム発生(微小点源、高指向性)の可能性を検証することである。本研究に先立ちその要素実験として、薄膜に短パルス高強度レーザーを照射することにより発生する電子の放射線特性を調べた。その結果、放射特性は膜の導電性に大きく影響を受けることが明らかになった。裏面からの電子放射角度分布を調べると、ポリエチレン膜からはレーザー入射方向や膜に垂直な方向に放射されるのに対して、アルミ膜からは10倍以上の強度で膜の面に沿って径方向に分布することが判明した。また、ポリエチレン膜の裏面に薄くアルミ蒸着することにより、放射線量、分布ともアルミ薄膜に類する特性を示した。これらより、放射特性は裏面の導電性により決まると考えられる。裏面に帯形状のアルミ蒸着をしたポリエチレン膜では、面に沿って帯の長手方向により強い放射が観察された。すなわち、電子は導電性の高い箇所に収束する傾向がある。これらは、レーザー集光点へ周辺の導電部分より自由電子が流れ込むことにより、正電荷部分が広がるとともに、飛び出した電子が膜側に引き戻され、膜周辺の電場が弱まった際に、面方向に放射すると考えられる。これらの基礎研究を基に、超高強度レーザーを数10ミクロンの金属極細線に側面より照射することにより、電子が細線端より発生すると予測され、実験を実施した。その結果、極めて指向性の高い電子ビームが細線端より観測され、加えて、細線周辺にできる電場は初期の発生電子数により決まるので、その電場に束縛されるエネルギースペクトルも決まり、エネルギー幅を制限できることの可能性を示唆する結果も得られた。高強度短パルスレーザーとワイヤーとの相互作用による電子線発生の実験を実施した。超高強度レーザーを数10ミクロンの金属極細ワイヤーに側面より照射し、ワイヤー方向の電子線の放射特性(空間角度分布、エネルギースペクトル)を調べた。その結果、次のことが明らかになった。(1)集光点より発生する電子(数100keV)がワイヤーにより収束し、ワイヤー端より高い指向性(65mrad)で放射した。(2)絶縁体ワイヤーではこのような収束は観測されない。これらの実験条件を荷電粒子運動計算コードによりシミュレーションした結果、(3)電子はワイヤー周囲を螺旋運動するように収束し、ワイヤー端より放射していることが示された。さらに、(4)この金属ワイヤーによる電子収束誘導は、メートル級のワイヤーを用いても実現することが実験的に実証された。これらの研究は、レーザーとワイヤーとの相互作用による電子線発生の世界で初めての成果であり、今後のレーザープラズマ生成・加速電子の制御法として新しい知見を与えるものである。高輝度、低エミッタンスビーム発生のための重要な要素として期待できるものである。
化学物貭の卵巣毒性-不妊患者における化学物貭曝露歴の調査と実験的検討-

1.不妊症外来女性受診者における職業歴の検討不妊症外来を受診した患者から無作為に選んだカップルに、曝露を受けた化学物質や物理的因子等を調査し、診断名が確定した女性230人に対して以下の解析を行った。1)環境要因以外に不妊原因が明らかな患者を除いた182人について解析を行った。視床下部・下垂体・卵巣系(以下HPO)障害の患者80人と、これ以外の疾患の患者および婦人科的異常の見いだされない者102人との2群にわけ、各環境要因に曝露した者の割合を群間で比較した。その結果、有機溶剤曝露歴のある者について群間で有意差が認められた(x^2検定でP<0.05)。2)患者をHPO障害のある者91名(患者群)とこれ以外の疾患および検査で異常を認められなかった者136名(対照群)とにわけ、曝露効果の指標としてオッズ比を求めた。有機溶剤曝露についてオッズ比4.5(95%信頼区間1.5-16.8)であった。以上より、不妊外来受診女性における有機溶剤曝露とHPO障害との関連が示唆された。今後は曝露内容の同定とともに、調査対象数をよりふやして検討することが重要と考えられる。2.雌ラットにおける1-ブロモプロパンの吸入曝露実験40匹のWistar系非妊娠雌ラットを4群に分け、1-ブロモプロパンをOppm、200ppm、400ppm、800ppmの濃度段階別に1日8時間、週7日、12週間曝露した。膣スメアで観察した性周期は400ppm以上曝露群で濃度依存的に不規則となり、始原卵胞は800PPm曝露群で対照群に比べて有意な増加、成長卵胞は400ppm以上の曝露群で有意な減少、濾胞卵胞は200ppm以上の曝露群で有意な減少を認めた。1-ブロモプロパン吸入曝露により卵巣が傷害されること、傷害を受ける卵胞は始原卵胞にアポトーシスを誘発させる2-ブロモプロパンの場合とは異なることが明らかになった。1.不妊患者の職業歴の問診名古屋市内及び周辺の3カ所の産婦人科病院不妊外来を受診した女性301人に対し、自記式質問票により職業歴を調査した。このうち41人(13.6%)が化学物質または放射線に曝露する職歴を有していた。この41人中、27人は化学物質に、9人は放射線に、5人は両者に曝露しており、化学物質の種類は有機溶剤(ガソリンを含む)が26人と目立ち、鉛など重金属に5人が曝露していた。2.ラットを用いた吸入曝露実験40匹のWistar系非妊娠雌ラットを4群に分け、卵巣毒性が疑われ、フロン代替品として使用量が急増している1-ブロモプロパンを0ppm、200ppm、400ppm、800ppmの濃度段階別に一日8時間、週7日、12週間曝露した。性周期を調べるために腟スメアを毎日採取した。800ppm群は衰弱が著明であったため7週で曝露を中止し断頭・解剖した。他の群は12週間曝露し、性周期を揃えて発情休止期第1日に断頭・解剖した。

体重の増加は800ppm群では有意に抑制されたが、200、400ppm群では対照群に比して有意差はなかった。卵巣・子宮重量は800ppm群で絶対重量・相対重量ともに減少していたが、200、400ppm群ではこれらの有意な変化は認められなかった。性周期については、800ppm群で曝露第4-6週頃から不規則となり、第7-9週には全てのラットで不規則となるかまたは停止した。400ppm群では曝露第7-9週頃から不規則となるラットが有意に増加した。200ppm群では性周期への有意な影響はみられなかった。すなわち濃度依存的に性周期への影響が認められた。血漿中のLH,FSHでは有意な差は認められなかった。1.不妊症外来女性受診者における職業歴の検討前年度は不妊症外来受診者の職業歴を予備的に検討し、放射線や化学物質への曝露歴を有する者を拾い上げたが、今年度は検討をさらに発展させ職業歴を含む環境要因の解析を総合的に進めた。1)診断名が確定した女性230人のうち、環境要因以外に不妊原因が明らかな患者を除いた182人の解析を行った。視床下部・下垂体・卵巣系(以下HPO)障害の患者80人と、これ以外の疾患の患者および婦人科的異常の見いだされない者102人との2群にわけ、各環境要因に曝露した者の割合を群間で比較した。その結果、有機溶剤曝露歴のある者について群間で有意差が認められた(x^2検定でp<0.05)。2)患者をHPO障害のある者91名(患者群)とこれ以外の疾患および検査で異常を認められなかった者136名(対照群)とにわけ、曝露効果の指標としてオッズ比を求めた。有機溶剤曝露についてオッズ比4.5(95%信頼区間1.5-16.8)であった。2.雌ラットにおける1-ブロモプロパンの吸入曝露実験40匹のWistar系非妊娠雌ラットを4群に分け、1-ブロモプロパンを0ppm、200ppm、400ppm、800ppmの濃度段階別に1日8時間、週7日、12週間曝露した。今年度は、卵巣連続切片上で卵胞のステージ別計測を行った結果、始原卵胞は800ppm曝露群で対照群に比べて有意な増加、成長卵胞は400ppm以上の曝露群で有意な減少、濾胞卵胞は200ppm以上の曝露群で有意な減少を認めた。これらの変化は濃度依存性であり、1-ブロモプロパン吸入曝露により卵巣が傷害されること、傷害を受ける卵胞は始原卵胞にアポトーシスを誘発させる2-ブロモプロパンの場合とは異なることが明らかになった。
米国ランドバンク制度(Land Bank)の運用実態と課題に関する調査研究

本研究では、ミシガン州、オハイオ州のランドバンク制度の調査、空き家や問題のある住宅に関する条例の調査を実施した。施策対象の空き家等の判定基準、管理基準、措置の内容や手続き等を分析した。日本の現行の法制度になじまない条例の項目もあるが、空き家等の問題が大幅に増加したり、深刻化したりする前に、自治体が総合的な空き家対策を立案し、関連条例を整備することを提案した。並行して。賃貸住宅の維持管理を行わない家主への対抗措置とし、管財人制度に着目し、ボルティモア市とフィラデルフィア市の関連法令及びヒアリング調査を実施した。財源的にも人的も負担の少ない空き家再生対策であることが確認できた。本年度は、ミシガン州、オハイオ州、ジョージア州のランドバンク制度について現地ヒアリング調査を実施した。ミシガン州、オハイオ州では産業構造の転換に伴い1970年代から都市人口の減少を経験しているところもあり、空き家、放棄地対策に長年の蓄積がある。その対策の一つとしてランドバンク(Land Bank : LB)制度が導入されてきており、固定資産税の滞納物件や放棄された所有者不明の物件などの所有権をLBに移管し、それらを管理することにより都市の社会的、経済的な負の影響を緩和する役割を担ってきている。ミシガン州のGenesee County Land Bank(以下GCLB)とオハイ州のCuyahoga County Land Reutilization Corporation(以下CCLRC)は、その中でも先行的に取り組んでいる組織であり、設立の経緯、税滞納差押物件の処置の仕組み、再活用の課題などについてヒアリング調査を行なった。また、ジョージア州ではアトランタ市のランドバンク制度に加えて、米国のランドバンク研究の第一人者であるエモリー大学のアレキサンダー教授にヒアリングを行なった。オハイオ州の郡レベルのランドバンクは、クリーブランド市やミシガン州のランドバンクの経験を踏まえて、制度設計がなされている。一方で、ミシガン州のランドバンクと異なり、不動産の取得が戦略的であり、空き家や空き地の維持管理ではなく、生産的再利用、課税対象に戻すことが強く意識されている。問題として、不動産市場の回復が遅れているため、補修した住宅が採算割れの価格でしか売却できないことなど、持続可能なビジネスとなっていないことが挙げられる。また、依然として大量に存在する住宅除去のための外部の財源がいつまで継続するかという大きな懸念もある。本年度は大きく2つの点で研究成果が得られた。一つは、空き家問題が深刻なオハイオ州の中で、住宅関連条例(空家条例も含む)が強力に施行されていると評価されているデイトン市を主たる対象として、空き家や問題のある住宅に関する条例(2014年時点)を参照しつつ、デイトン市計画及びコミュニティ部と建造物部へのインタビュー調査結果も合わせて、施策対象の空き家等の判定基準、管理基準、措置の内容や手続き等を分析した。もう一つは、ミシガン、オハイオを対象としてランドバンク及びバンドリング制度導入の経緯を文献調査およびヒアリング調査に基づき整理し、それを踏まえて、数値シミュレーション手法としてMCMC(Markov chain Monte Carlo)ギブスサンプラー手法を用いてバンドリングの負の効果について考察した。今後の研究課題としては、バンドリング物件をどのような優先順位と事業手段によって再生し不動産市場に戻していくかという出口戦略を詰めることがある。どのような条件が整えば、再度、税収を生む物件となるかを検討することである。その際、都市計画行政との連携がポイントであり、連携のあり方も出口戦略に大きく影響してくると考えている。以上の二つの研究成果の他に、米国の事例を踏まえて、日本の自治体を事例に、空き家発生条件の調査、分析を行った研究成果があり、それについては、現在、論文の投稿中である。平成27年度は、1回の米国現地調査を実施した。当初の計画では、2から3回ほど実施する予定であったが、所属する大学の学務の関係で実現できなかった。しかし、論文成果としては、平成26年度の調査結果に基づき、予定通りの結果が得られたと考えている。本年度は、2つの点で研究成果を出した。これは、昨年度から学会論文として取りまとめているもので、本年度に査読付き論文として最終的な修正プロセスを経て学会誌に掲載されることになった。さらに、連邦政策であるNeighborhood Stabilization Program (NSP)についても、その運用方法を詳細に分析した成果を論文として取りまとめた。NSPは、2014年に空き家対策の推進に関する特別措置法として制定され、自治体支援の法整備なされた連邦政策である。論文では、既存資料を基に、オハイオ州、ミシガン州における事例を参考に、NSPの内容や仕組み、成果と問題点を整理した。もう一つの成果は、日本のコンパクトシティに関する成果である。米国では人口減少、地域の衰退に伴い空き家問題が顕在化しているが、日本の地方自治体でも同様な現象が起きている。そのため、日本の地方自治体の様々な地域データを用いて、コンパクト性と都市構造との関係を分析した。

米国の自治体における空き家対策、地域再生方策などを参考に、日本の自治体における取組の在り方を提言した。その他としては、日本の経済状況及び世界経済の変化が自治体運営に及ぼす影響を考察した論文なども取りまとめた。共同研究者、研究協力者については、平成28年度で研究が終了している。一方で、研究代表者については、所属する大学の学務のため、平成28年度における米国出張の日程調整がつかなかった。また、米国大統領選挙結果に見られるように、世論の動向が大きく様変わりしており、特に、本研究の対象地域であるオハイオ、ミシガン、ペンシルバニアなどのラストベルト地帯については、都市政策が大きく変わる可能性がある。従って、それらに情報収集を行いつつ、延長年度の研究を進めてゆきたいと考えている。本年度は、貸住宅の維持管理を行わない家主への対抗措置として、管財人制度に着目し、メリーランド州ボルティモア市とペンシルベニア州フィラデルフィア市の関連法令及び両市担当部署・関連団体へのインタビュー調査を実施した。両市の管財人制度の概要を踏まえた上で、ランドバンク及び税差押え不動産の競売と比較し、管財人制度の妥当性・自治体にとっての利点・限界を検討するとともに、両市の制度の比較を行った。調査結果としては、主として以下のことがあげられる。1)両市の制度は、非政府セクターが周辺に悪影響をもたらしている空き家の修繕や除却を行うことにより、不動産市場の機能を活用した、維持管理が不要とともに行政代執行と比較して財源的にも人的にも公的負担の少ない空き家再生方策である。2)ボルティモア市では、住宅需要のある地区内の、修繕命令不履行の空き家を対象に、市が設立に関わった非営利団体を管財人に任命するように裁判所に申立てし、その団体が競売にかけ、新規所有者が空き家を修繕して販売するという流れが確立されている。そのため、準備に手間のかかる申立てを民間にゆだねているフィラデルフィア市の制度と比べて、各段に実施件数が多く、具体的な効果ももたらしている。その他として、カリフォルニア州サンディエゴ市において、空き家管理を含む都市計画全般の取組ついてヒアリング調査を行った。これについては、今後取りまとめる予定である。本研究では、ミシガン州、オハイオ州のランドバンク制度の調査、空き家や問題のある住宅に関する条例の調査を実施した。施策対象の空き家等の判定基準、管理基準、措置の内容や手続き等を分析した。日本の現行の法制度になじまない条例の項目もあるが、空き家等の問題が大幅に増加したり、深刻化したりする前に、自治体が総合的な空き家対策を立案し、関連条例を整備することを提案した。並行して。賃貸住宅の維持管理を行わない家主への対抗措置とし、管財人制度に着目し、ボルティモア市とフィラデルフィア市の関連法令及びヒアリング調査を実施した。財源的にも人的も負担の少ない空き家再生対策であることが確認できた。
運動による生理的・心理的変化が周辺視野で見る能力に及ぼす影響

本年度は、安静時および運動中に中心視野と周辺視野に呈示される視覚刺激に対する反応時間を測定した。運動には自転車エルゴメーター(コンビ社製75XL II)を用いた。実験は三日間に分けて行い、実験の初日に最高酸素摂取量を測定し、最高酸素摂取量の65%に相当する運動負荷を決定した。実験二日目および三日目には、中心視野と周辺視野のそれぞれに呈示される視覚刺激に対する反応時間を、安静時、運動中の順で測定した。視覚刺激の作成及び呈示にはプログラム言語MATLAB(Mathwork社)を用いた。中心視野と周辺視野の反応時間は異なる日に測定し、半数の実験参加者は中心視野→周辺視野の順で、残りの半数の参加者は周辺視野→中心視野の順で行った。安静時および自転車運動中には、反応時間と併せて心拍数(HR)、主観的運動強度(RPE)を測定した。その結果、運動中の周辺視野反応時間は安静時と比較して有意に大きい値を示した。一方、運動中の中心視野反応時間は安静時と差がみられなかった。HR&RPEはそれぞれの測定日の間で差がみられなかった。以上の結果から、周辺視野に呈示される視覚刺激に対して反応する能力が、中心視野に呈示される視覚刺激に対して反応する能力と比較して一過性の運動の影響を受けやすいことが示唆された。以上の結果は国際バイオメカニクス学会にて発表を行った後、国際雑誌に受理された(Ando, et. al. in press)。本年度は、高負荷での運動中に周辺視野の反応時間が増加すること、および運動中の周辺視野の反応時間が増加する運動負荷は換気性作業閾値(Ventilatory Threshold)を超える運動負荷であることを報告した。また、最大酸素摂取量で評価される有酸素性能力が高い被験者ほど、運動中の周辺視野の反応時間の増加が小さいことも併せて報告した(Ando et al. 2005)。次に、激しい運動が周辺視野の視覚情報処理に与える影響について検討するために、自転車運動中に脳波を測定することができるシステムの構築を試みた。運動中の脳波の測定から、一過性の激しい運動による生理的・心理的変化が周辺視野で見る能力に与える影響を定量化できることが期待された。しかしながら、本年度中に、運動中の脳波測定を可能にする実験システムの構築には至らなかった。その理由として様々な原因によるアーチファクトの混入が考えられ、今後はいかにしてアーチファクトの混入を除けるかが課題であると言える。来年度も引き続いて自転車運動中に脳波を測定することのできるシステムの構築を試みる計画である。運動中の脳波の測定が計画通りに進まなかったため、運動中の反応時間の増加と換気状態との関係をより詳細に検討する新たな実験を併せて進めることを計画している。この実験により、運動による換気状態と周辺視野で見る能力との関係について考察することが可能になると考えられる。昨年度、高負荷での運動中に周辺視野の反応時間が増加すること、および運動中の周辺視野の反応時間が増加する運動負荷は換気性作業閾値(Ventilatory Threshold)を超える運動負荷であることを報告した(Ando et al. 2005)。この結果は、過換気による生理的変化が運動中の周辺視野反応時間を増加させる要因である可能性を示唆している。しかし、運動中にはグリコーゲンの枯渇、乳酸の蓄積、体温の上昇などの様々な生理的変化が時間経過と共に生じることが知られている。そこで今年度は、過換気による生理的変化が運動中の周辺視野の反応時間の増加に貢献しているかについて検討するために、漸減負荷運動中に周辺視野の反応時間を測定した。併せて運動中の周辺視野反応時間と呼気ガス・心拍数との関係について検討した。その結果、漸減負荷運動中にも換気性作業域値を超える運動中にのみ周辺視野反応時間が安静時と比較して増加した。また、安静時の反応時間を基準とした運動中の反応時間の変化(delta RT)は換気量、酸素摂取量、二酸化炭素排出量と有意な正の相関関係がみられたが、心拍数とは有意な相関関係はみられなかった。以上の結果は、過換気による生理的変化がVT以上での運動強度における運動中の反応時間の増加をもたらす要因であること、換気状態が運動時に周辺視野に対して反応する能力の低下の兆候を見る有効な指標となりうることを示唆している。

以上の結果から、周辺視野に呈示される視覚刺激に対して反応する能力が、中心視野に呈示される視覚刺激に対して反応する能力と比較して一過性の運動の影響を受けやすいことが示唆された。以上の結果は国際バイオメカニクス学会にて発表を行った後、国際雑誌に受理された(Ando, et. al. in press)。