hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
透析用動静脈瘻の閉塞ハイリスク群に対する内膜肥厚制御

自己静脈を用いた動静脈瘻は維持透析用ブラッドアクセスの第一選択であるが、造設後一年の一次開存率は約60%と極めて成績が悪く、これまでの研究で動静脈瘻不全に至る症例の疫学的なハイリスク群が明らかにされている。本研究の目的は、マウス動静脈瘻モデルを用いて、動静脈瘻不全ハイリスク群における内膜肥厚のメカニズムを解明し、ハイリスク患者の手術成績改善につなげることである。性ホルモンの内膜肥厚に対する影響を検討し、動静脈瘻不全に対するホルモン療法の可能性を探る。ストレプトゾトシン投与によるI型糖尿病マウスの動静脈瘻モデルを作成し動静脈瘻不全のメカニズムを解明する。
原始惑星系円盤の構造と分類：ALMAがもたらす新機軸

本研究では、ALMA望遠鏡の観測データを主に使いながら、原始惑星系円盤の構造について再考する。近年になって可能になった、電波領域における原始惑星系円盤の高解像度観測は、若い星周囲の円盤の描像に関する大きな変革をもたらしつつある。その中で、従来考えられていたような円盤の分類に合わないようなものも見つかってきている。そこで、原始惑星系円盤にどのような構造が存在するのかを、データに基づいて改めて俯瞰的に見直し、そこに理論的な考察を加え、円盤の進化や惑星形成への示唆を得ていく。
超小型電気光学デバイスの実現を目指した強誘電体薄膜のストレインエンジニアリング

電気光学(EO)デバイスは光通信において光を変調する素子として利用されてきた。近年、デバイスの小型化や省エネルギー化などの観点で、強誘電体薄膜材料が注目されている。薄膜では基板拘束の影響で特性が大きく変化し、基板に拘束されないバルク材料と同等の特性を出すことが困難である。一方、薄膜では基板拘束の影響でバルクには現れない特有のドメイン構造(電気的な分極の配列)が存在する。そこで、本研究ではドメイン構造を歪みによって制御することで、バルクでは実現できないメカニズムによって薄膜のEO効果向上及び高速光通信応用の可能性を検討することを目的とする。
統計的実験とその応用の新開拓

大きさnの標本の値域である標本空間Hをn次元ユークリッド空間とし、これを制限して標本の最小値と最大値の凸結合の値域から成る制約標本空間をH"とし、統計的実験を標本空間、標本及びその密度の組で定義して、空間H、H"に対応する実験をそれぞれE、E"とする。このとき、位置母数θをもつ両側切断分布のθの推定問題を考えると、「位置共変推定の観点からは実験H"がHに比べて漸近的に情報量を保存する」と予想される。本研究では、この予想は否定的に解決され、一般化情報量を用いて実験Hに対するH"の漸近情報量損失を求めることができた。このことは、実験Hがもつ情報量を実験H"では捉えきれないことを示している。一般に、統計学においては標本空間をユークリッド空間に取ることが多いが、実際の問題においては、標本空間を制約してその部分空間と見なせることもある。また、適切な統計量によって標本空間を縮約して考えることもできる。このような観点から本研究において、母数に正値あるいは非負値であるという制約がある場合に区間推定について再考を行った。ここで区間推定方式は統計的実験における1つの有用な方式と見なされる。そこで、母集団分布が正値の平均μと既知の分散をもつ正規分布と仮定するとき、有限次元の標本空間はμの十分統計量である標本平均を用いて標準正規分布に従う枢軸量に基づく信頼区間が負にならないようにする方法が考えられる。一方、μの最尤推定量は標本平均と0の内で大きい方になり、これを用い尤度比検定の受容域から信頼区間を構成することもできる。また、ベイズ的観点からμに事前分布を仮定して、標本平均値を与えたときのμの事後密度からベイズ信頼区間もつくることができる。さらにベイズ法と頻度法を混合させて、対立仮説としてμがある分布に従うことにして仮説検定を考え、受容域から信頼区間を構成したベイズ・頻度混合法も考えられ、これは本研究代表者らが提案したものである。これらの方法の中では、ベイズ・頻度混合法は比較的良いが、μの事前分布を如何に選ぶかが重要になるので、それについて検討を加えた。さらに、一般に適当な正則条件の下で、最尤推定値を与えたときの漸近事後分布と事前分布の差異を一般化情報量で測ることを試みた。現段階では事前分布として一様分布を取る方が良さそうではあるが、さらなる検討が必要である。そのとき、元の標本空間上の値を取る標本に基づく実験と制約標本空間上の値を取る実験の比較を行う。本研究では、臨床統計において頻出する2標本問題の設定の下でn次元確率ベクトルの関数として非心統計量を考える。この非心統計量によってn次元ユークリッド空間から1次元空間に縮約して、その分布のパーセント点の近似を求める。特に、その確率ベクトルの成分であるn個の確率変数が独立に同一の正規分布に従う場合には、その非心統計量の分布は非心t分布としてよく知られ、そのパーセント点の近似はAkahira(1995, CSSC)によって精確に得られている。本研究では、まず、ピアソンのカイ2乗統計量による適合度検定とステューデントのt統計量による検定について再考した。その上で、正規性の条件を課さない場合を考え、非心t統計量の分布の近似について考察し、植物の種の分布傾向のデータ解析に適用した。その結果、その非心t統計量の分布の近似は実際問題においても十分有用であることが確認された。ベイズ(Bayes)理論においては、或る事前分布について適当な推定量の値を与えたときの事後分布を求め、それを改めて事前分布として用いることを繰り返すベイズ更新が知られている。これはベイズ推測方式による統計実験の比較においても役立つものである。その事前分布と事後分布の差異を測ることは重要になり、その尺度としてKullback-Leibler(K-L)情報量等が知られている(Bernardo(1979), Ghosh et al.(2006))。しかし、事前分布は必ずしも正則分布とは限らず、たとえば一様分布のような滑らかでない分布も用いられる。そのような非正則な場合にはK-L情報量はその尺度として必ずしも適用可能ではないことに注意する必要がある。本研究では、まず母数θの母数空間をHとし、θの事前密度をπ(θ)として実験E=(θ,H,π)を考える。また、θの最尤推定量Mを与えたときのθの事後密度ν(θ|M)として

実験E'=(θ,H, ν(・|M))も考える。このとき、実験EとE'をAkahira(1996, AISM)において導入された一般化情報量を用いて比較した。実際に事前分布としていずれも平均0、分散1をもつ正規分布、両側指数分布、指数分布を取ったときに、実験EとE'の間の一般化情報量を求め、それらの期待値を求めた。その結果、いずれの場も、EとE'の間の情報量の差異は比較的小さいことが分かった。また、特に一様事前分布が一般一様分布に近づけば、実験EとE'の間の情報量の近似差が無くなることも分かった。数理統計学研究の目的を踏まえ、統計的実験において十分統計量を用いて元の標本空間を縮約することによって、母数に正値あるいは非負値であるという制約がある場合に区間推定について再考を行った。このような問題では事前分布の選択が重要になり、一般に事前分布と事後分布の差異を一般化情報量で測るところまで進め更なる検討は必要ではあるが、様々な問題に波及する可能性も分かってきているので、研究はおおむね順調に進展していると考えられる。研究の初年度であるが、研究の目的に向かって統計的実験において統計量を用いて元の標本空間を縮約することによって、2標本問題において重要な非心t統計量の分布のパーセント点の精確な近似を実際問題へ適用することによってその有用性が定まりつつある。特に、実際の問題への適用も可能になっているので、研究はおおむね順調に進展していると考えられる。研究目的に沿って、標本空間を制約してその部分空間と見なせることもあり、その制約標本空間上の値を取る統計実験について考える。特に、適当な統計量等を用いて元の標本空間を縮約して推定、検定において必ずしも明確でなかったところを明らかにし、今後は、頻度主義的見地からのみならずベイズ的見地からもさらに研究を進める予定である。研究目的に沿って、標本空間を制約してその部分空間と見なせることもあり、その制約標本空間上の値を取る実験について考える。特に、適当な統計量等を用いて元の標本空間を縮約して、それらの分布を通した性質を詳細に調べ、従来必ずしも明確でなかったところを明らかにし、今後は、小標本の観点からだけではなく大標本の観点からも研究を推進していく予定である。また、余裕があれば事前分布を想定するベイズ的な見地からも研究を遂行していく予定である。予定していた研究集会等への出張が所用のため遂行できなかったため。研究計画を遂行するために必要な統計的実験に関する情報収集や研究打合せ等に旅費を使用するする予定であり、研究環境整備のためにも研究費を使用する予定である。平成24年度に予定していた学会等への出張が副学長の業務多忙により遂行できなかったので、次年度に日本数学会秋季総合分科会等に出席するために旅費を使用する予定であり、また、研究を強力に推進するために、統計的実験に関する情報収集や研究打合せの機会をもっと多く持つために旅費を使用する予定である。さらに、パソコン等の研究環境整備等についても研究費を使用する予定である。
斜出射測定型―微小領域X線分析装置の試作とエアロゾル等の単1粒子分析

平成12年度の本研究の申請書を作成した時点では斜出射X線分析法をEPMA(電子線励起マイクロアナリシス)のみに応用する計画であったが、これに加えてこの手法をマイクロ蛍光X線分析にも応用できた。まず、電子線励起の特性X線を低取り出し角度で測定する斜出射EPMA法について研究を進めた。斜出射角度で測定することにより、試料内部で発生したX線の検出を押さえて、表面近傍からのX線のみを選択的に測定できるため、局所的な表面分析が可能となる。この方法を用いると、微粒子のみの分析が可能となり、従来のEPMA分析と比較して、検出限界も向上するという結果を得た。検出限界の向上には、特性X線の強度の増大と、バックグランド強度の低減化が重要な因子であることが明らかとなった。実験装置として今回の科研費で購入した日本電子(株)のSEM(JSM-5500)に、エネルギー分散型X線検出器EDXを電子ビームに対して直角方向からX線を検出できるように取り付けた。(13年度はエネルギーアナライザーも購入)出射角度を制御するためにEDXにスリットを取りつけるとともに、EDX自身を上下に動かせる機構とした。よって、出射角度を変えても電子ビームと試料の位置関係は変わらず、微小領域の出射角依存測定に適している。さまざまな薄膜試料やエアロゾルなどの微粒子試料を測定した。モンテカルロシミュレーションにより面内の分析分解能を評価したところ、従来の方法より数倍から10倍ほど改善される結果が得られた。斜出射X線分析法のマイクロ蛍光X線分析への応用研究は平成14年から行い、現在も継続中である。マイクロ蛍光X線分析による2次元分析と斜出射法により深さ方向分析を組み合わせることにより3次元分析を提案し、基礎研究を行っている。以上の成果に関して、平成12年から15年までに10編以上の論文にまとめた。また、国際会議においても招待講演・口頭発表・ポスター発表など15回以上成果を発表した。12年度の科研費により日本電子製の電子顕微鏡(SEM,JSM-5500)を購入した。これは最も単純なSEMであるので、これに現有のエネルギー分散型X線検出器EDXを取り付けることとした。斜出射X線測定を行うためには出射角度と変える必要がある。これまでの予備実験では電子源とEDXを固定したままで試料ホルダーを傾斜させることで出射角を変えていた。しかし、試料ホルダーを傾斜させる際に電子ビームが試料を照射する位置が移動するため、微小領域の分析に応用できなかった。そこで、今回の試作品ではEDX自身を上下に動かす方式を考えた。つまり、EDXをフレシキブル管でESM本体に接続し、かつ、上下に動かすためにZ-ステージにEDXを取り付けた。Z-ステージはステッピングモーターで駆動でき、X線エネルギー分析と角度制御をパソコンで制御できるようにシステムを構築した。その後、検出限界、連続X線バックグラウンド、分析深さなど基本的な分析特性を評価し、総説を含む数編の論文として報告した。本年度後半は、この斜出射EPMA装置を用いて薄膜分析、表面分析、微粒子分析などに応用した。その結果、斜出射EPMA法は局所-表面分析に有効であることが明らかとなった。これらの結果は論文として報告するとともに、ブラジル(Sao Pedro,19-24,Nov.2000)で開催されたラテンアメリカX線分析セミナーにおいて招待基調講演において発表した。

電子線励起の特性X線を低取り出し角度で測定する斜出射EPMA法について研究を進めた。斜出射角度で測定することにより、試料内部で発生したX線の検出を押さえて、表面近傍からのX線のみを選択的に測定できる。よって、局所的な表面分析が可能となる。この方法を用いると、従来のEPMAと比較して、検出限界が向上するという結果を得た。検出限界の向上には、特性X線の強度の増大と、バックグランド強度の低減化が重要である。そこで、斜出射条件下においてEPMAの連続X線バックグランドがどのように現れるかについてもを出射角度、電子線の加速電圧、試料などを変えながら調べた。実験装置として今回の科研費で購入した日本電子(株)のSEM(JSM-5500)に、エネルギー分散型X線検出器EDXを電子ビームに対して直角方向からX線を検出できるように取り付けた。(13年度はエネルギーアナライザーを購入)出射角度を制御するためにEDXにスリットを取りつけるとともに、EDX自身を上下に動かせる機構とした。よって、出射角度を変えても電子ビームと試料の位置関係は変わらず、微小領域の出射角依存測定に適している。さまざまな薄膜試料やエアロゾルなどの微粒子試料を測定した。この手法の特徴は微小領域の表面・薄膜分析ができる点であり、この特徴を活かして、3次元元素分析を提案すべく、研究を行っていく計画である。平成12年度の本研究の申請書を作成した時点では斜出射X線分析法をEPMA(電子線励起マイクロアナリシス)のみに応用する計画であったが、これに加えてこの手法をマイクロ蛍光X線分析にも応用できた。まず、電子線励起の特性X線を低取り出し角度で測定する斜出射EPMA法について研究を進めた。斜出射角度で測定することにより、試料内部で発生したX線の検出を押さえて、表面近傍からのX線のみを選択的に測定できるため、局所的な表面分析が可能となる。この方法を用いると、微粒子のみの分析が可能となり、従来のEPMA分析と比較して、検出限界も向上するという結果を得た。検出限界の向上には、特性X線の強度の増大と、バックグランド強度の低減化が重要な因子であることが明らかとなった。(13年度はエネルギーアナライザーも購入)出射角度を制御するためにEDXにスリットを取りつけるとともに、EDX自身を上下に動かせる機構とした。モンテカルロシミュレーションにより面内の分析分解能を評価したところ、従来の方法より数倍から10倍ほど改善される結果が得られた。斜出射X線分析法のマイクロ蛍光X線分析への応用研究は平成14年から行い、現在も継続中である。マイクロ蛍光X線分析による2次元分析と斜出射法により深さ方向分析を組み合わせることにより3次元分析を提案し、基礎研究を行っている。以上の成果に関して、平成12年から15年までに10編以上の論文にまとめた。
紅葉の適応的意義に関する生態学的研究

紅葉の色彩は植食性昆虫に対する警告信号であるとする仮説と、秋に好蟻性アブラムシを誘引し翌春にアリによって木を植食性昆虫から守ってもらう機能があるとする仮説を、野外調査で検証した。4地点3樹種の調査から2仮説が支持されることはなかったが、紅葉が虫に対する抵抗性と相関をもつ例があった。また、150種以上の植物で新葉と古葉の色彩を比較したところ、春の新葉と秋の古葉の色が異なるケースが多く認められ、春と秋で葉色に対する選択圧が異なることが示唆された。紅葉(黄葉)の適応的意義として、生物間相互作用を重視した次の2仮説が提唱されている。紅葉は秋に木へと移住するアブラムシなどの植食性昆虫に対する木からの警告信号であるという共進化仮説と、アブラムシを誘引して好蟻性アブラムシによって木を他の植食性昆虫から防衛してもらうという三栄養段階相互作用仮説である。これら2仮説を検証するため、以下の野外調査を行った。(1)都市緑地の大阪城公園に自生するエノキを約30本選び、秋の黄葉の程度、春のアブラムシの発生量、アリの来訪数、食害量、シュートの長さ(木の活力の指標)の関係を調査した。その結果、黄葉が強い木で食害量(葉面積消失率)が少ない傾向がわずかにあった。しかし、アブラムシはいずれの木でも発生量が少なく、アリの来訪も稀であった。一部のシュートの長い木で黄葉が強い傾向があり、秋にはそのような木にスペシャリストのエノキワタアブラムシが発生していた。詳細な解析は進行中だが、2仮説のいずれも支持しない結果と思われる。調査した木は古木でありアブラムシへの抵抗性が比較的強いと考えられること、都市環境なので本来の生物間相互作用が失われている可能性があることが結果に影響しているかもしれない。(2)大阪府箕面公園のイロハモミジの若木16本と金剛山のウリハダカエデ20本を選び、秋の紅葉の程度を記録した。次年度に、春のアブラムシの発生量、アリの来訪数、食害量、シュートの長さを(1)と同様に測定し、2仮説の予測と適合するか否かを検討する。これら2仮説を検証するため、大阪城公園のエノキ、箕面公園のイロハモミジ、金剛山のウリハダカエデで、秋の紅葉(あるいは黄葉)の程度、春のアブラムシの発生量、アリの来訪数、食害量、シュートの長さ(木の活力の指標)の関係を調査した。エノキでは、黄葉とアブラムシの発生量、アリの随伴には有意な関係が認められなかったが、2シーズンのうち1シーズンで黄葉が強い木ほど葉の食害量が少ない関係が認められた。これは、アブラムシ以外の食葉性昆虫に関して共進化仮説が成り立つ可能性を示唆している。イロハモミジでは、とくに有意な関係は見出されず、黄葉する木にアブラムシがやや多い傾向があったが、葉色と食害量は相関がなかった。2仮説とも支持されなかった。ウリハダカエデでは、どの木でもアブラムシの発生はほとんどなかった。黄葉する木は、緑葉や赤葉の木より食害量が多かった。2仮説より防御表示仮説に合う結果かもしれない。現在、より詳細な解析を行なっているところである。他に、春の新葉と秋の古葉の色を比較し、春と秋での葉色に対する選択圧を推測する調査も行なった。秋に赤葉となる樹種は、春の新葉も必ず赤いという法則性があった。本年度は、1)山梨県塩山においてイロハモミジの紅葉の程度と植食性昆虫による食害、アブラムシの個体数、アリの随伴の関係の調査と、2)草本植物、木本植物の新葉と古葉の色の比較調査の2つをおもに行なった(この調査は過去2年も行なったが、本年に集大成)。1)の調査では、イロハモミジの秋季の葉色と植食性昆虫による食害、アブラムシの個体数、アリの随伴のいずれとも有意な関係は見出されなかった。秋季のアブラムシ数は、他の虫(チョウ目幼虫とフクログモ類)が作ったリーフシェルターの存在に依存し、アブラムシはシェルター内部で増殖していた。これは、モミジ樹上での節足動物間の相互作用が複雑であることを示している。過去2年の調査では、秋に赤く紅葉する木で食害が少なく、黄色に紅葉する木で食害が多い傾向があった。

しかし、本年度の調査地ではっきりした関係がなかったのは、植林地なので樹木が遺伝的に均質であること、シカによる食害で状態のよい木が少ないなどの撹乱要因があったことが原因であろう。2)さまざまな生活型の植物(木本102種、草本61種)で、新葉と古葉の色彩を比較した。木本では、69%の種で新葉と古葉の色が一致したが、31%の種で色が異なっていた。新葉が緑色の種では、古葉は必ず黄色か緑色であり、赤く紅葉する種はなかった。草本では、57%の種が新葉と古葉の色が一致したが、43%の種で異なっていた。木本とは異なり、新葉が緑色で古葉が赤色の種もあった。以上から、木本、草本ともに新葉と古葉の色が異なる種がかなり含まれ、これは新葉と古葉で異なる選択圧が作用していると考えられた。春と秋で光環境はあまり変わらないと考えると、植食性昆虫などの生物的要因の重要性が示唆された。また、草本植物では、全体が赤くなって結実した後枯死する種があった。これは種子への栄養分の転流のために色素を形成していると考えられる。紅葉の意義に関する仮説を野外データから検証しようというのが本研究のおもな目的であるが、3調査地でのデータを取り終えることができたので、ほぼ順調である。24年度が最終年度であるため、記入しない。今までの暖温帯中心(金剛山のみ冷温帯下部)の3調査地に加えて、紅葉がより発達している冷温帯(本州中部山地)でのデータを取る予定である。また、それらのデータを詳細に解析してまとめる。新葉と古葉の色の比較も継続して調査し、春と秋での葉色に与える要因の違い、樹木と草本での紅葉の発達程度の比較とその要因などに取り組む。
国立公園のアイデンティティーの獲得に向けた昭和初期における国立公園成立史の拡充

現在、国策的なインバウンド観光の推進の手段として国立公園が位置付けられる中で、国立公園の方向性の転換が生じている。インバウンド観光への対応の円滑化のためにも国立公園とはどういった制度・空間であるのかというアイデンティティーが問われる。本研究は、日本の国立公園のアイデンティティー獲得を大きな狙いとした造園史研究であり、国立公園やその計画思想はどういった社会関係のもとに構築されてきたのかを史資料による歴史的分析を通じて明らかにするものである。本年度は、国立公園法制定後の国立公園の区域指定や施設計画などの実体化の局面において人為が介入しない原生自然型を理想とするアメリカ型の国立公園の理念と、日本の国情という実際のズレがどれほどであったのか、そのズレに従って理念や計画思想がどのように修正されていったのかの検討を試みた。この観点から、国立公園内で面積が大きく、牧畜などが営まれていた「原野」に着目しその対応を検討したが、国立公園の理念とのズレは認識されつつも、「原野」自体の景観的価値も認識の上、現実的に対応可能な問題として認識されており、1930年代前半においては、国立公園の計画思想を巡った深刻な問題となっていなかったことを明らかとした。このように、1930年代前半の国立公園の実体化の局面に於いては、アメリカ型の国立公園を普遍的な国立公園のモデルとしながら、日本での国立公園の実現を目指しており、日本固有の歴史文化的資源の重視されていなかったことを明らかとした。資料の収集など予定していた通り順調に進んでいる。戦時体制下においては国立公園の計画思想の転換が強いられる一方で「自然公園体系」という国立公園の理念レベルでの精緻化が行われ、この延長線上に戦後の国立公園行政が展開されている。時代背景をふまえて理念と実体のズレを前提に、戦時体制下の国立公園の計画思想を明らかにする。
医療職を対象とする法的コンピテンス養成教育プログラムの開発

本研究は、医療従事者を対象に、教育効果が高いとされるロールプレイなどの体感的学習方法に基づいて、知識のみならず実践に生かす能力をも含む「法的コンピテンス」を向上させる「法的コンピテンス養成教育プログラム」の構築をめざし、書籍、海外学会での発表のほか、既存の医療者への研修提供システムに組込み、実際に研修による人材養成を実践していくことを目標としたものである。穂年度は最終年度であるが、研究実施の途上で、それに随伴する成果について随時公表してきた。国内外での学会発表や、翻訳書の出版等である。研修プログラムについては、神奈川県病院機構の協力を得て、初年度及び終了年度である今年度にもこれからプログラムの実施検証を行う予定である。プログラム自体については、医療事故後の初期対応を念頭に置いたプログラム、インフォームド・コンセントの実効性を高めるためのプログラム、医療倫理や法が関係する倫理場面での調整についてのプログラムを作成している。いずれも、端野医療職の能力向上を目的とするのでなく、患者側との調整や対話により、いっそう医療者、患者双方にとって満足のいくモデルを構築することを心がけた。いま一段の精錬が必要ではあるがおおむねその骨格は完成することが出来た。また、プログラムにとどまらず、研究過程で米国、台湾、中国等の研究者とのネットワークも構築され、また成果を海外でも公表することを通じて、広くこうした教育プログラムの重要性と普遍的適用可能性について、アピールすることが出来たと考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、教育学、心理学等、研究テーマに関する隣接領域の文献から得た知見をベースに、第一に、医療職の法的コンピテンス向上のための教育プログラムの試行モデルを構築し、かつ神奈川県の協力を得て、神奈川県立病院から参加したメンバーに対し、試行プラグの実施を3月に行った。今後はこの、結果を解析し、より精錬されたプログラムへと精錬していくことになる。第二に、研究過程で代表者である和田が、厚生労働省の医療事故調査制度の省令・通知に関する検討会に座長代理として参加したことから、新たに平成27年度10月より施行される事故調査制度を念頭に置いて、より実践的なプログラムの構築へ向けて検討を重ねていくことになる。本検討会は、平成26年度に終了しており、この参加経験も、研究の方向付けに大きなインパクトを持つ知見を提供してくれる結果となった。第三に、26年度の研究実施の過程で、下記の研究会・講演会を実施した。1)日台医療紛争と医療者教育の現状シンポ(台湾より研究者・医師を招聘し、日台の医療紛争処理の現況比較および医療職への法的コンピテンス向上教育の実態と課題について検討した)2)米国における医療事故後の対応についての教育プログラム講演会(米国で同様の医療職への紛争対応、法的能力養成教育に携わる研究者・弁護士を招き検討を行った)、以上は日本において開催された。これに加え、中国山西省より招聘され、本プログラムについての講演と、試行プログラムの中国の医療関係者を対象とした研修実施も行った。いまのところ、予定通りに順調に進んでいる。医療事故調査制度について新たな法施行に伴う省令・通知等の設定を検討する会議が厚生労働省で開催されたが、本研究代表者が座長代理を務めたこともあり、これを研究にスムーズに反映することもできていると考える。また、研究過程で、海外の同様の取り組みを行っている研究者との意見交換の機会を持てたほか、中国等から、実践的な関心を寄せられ、国際的な協働も予想以上に進んでいる。現在の方向を維持しつつ、内容をより精錬させることに集中する。海外での意見交流などもいっそう推進していく予定である。
Brain Forkhead遺伝子の単離とその機能の解析

新しい遺伝子Brain Forkhead(発現場所からMesenchyme Fork Head-1、略してMFH-1と改名)は胎児期において重要な役割を果たしていることが期待された。そこで、胎児期と出生後のRNAをノーザンブロット解析した結果、MFH-1は胎児期に強く発現しており、出生後はほとんど発現していないことが明らかになった。さらに、RNase防護法を用いて、胎児期9.5日が最も強く発現しており、以後減少することが見いだされた。in situハイブリ法を用いて組織分布を詳細に検討した。胎児期9.5日ではsomiteに発現し、以後脊椎骨、四肢骨、頭蓋骨などの軟骨組織と腎臓皮質に強くそのmRNAが検出された。以上の結果より、新しい遺伝子は軟骨や腎臓の形成に重要な役割を担っていることが強く示唆された。MFH-1cDNAから予測されるアミノ酸配列の特徴を見てみると、N末側にフォークヘッドドメインが存在し、C末側にはプロリン、ヒスチジンに富む転写活性化ドメインと推定される領域が認められた。また、ウサギreticulocyte lysateで作製した組換えMFH-1蛋白はHNF3蛋白の結合するDNA配列にも結合することが判明した。この遺伝子の機能を解明する第一歩として、まず、染色体MFH-1遺伝子構造の解析を行った。その結果、MFH-1遺伝子はイントロンをもたない遺伝子であり全長は約4.5kbpであることが判明した。遺伝子の主な転写開始点は一つであり、翻訳開始のMetの上流584bpであった。また、大腸菌内で大量に産生し生化学的に精製した組換えMFH-1蛋白をウサギに免疫して抗血清を得るのに成功した。抗体を用いて、MFH-1蛋白を解析した結果、MFH-1蛋白は核に局在する核蛋白であり60kDaと58kDaの二つの分子量をもつことが明らかにされた。マウス胎児10.5日cDNAライブラリーより分離した新しい遺伝子Brain Forkheadは胎児期において重要な役割を果たしていることが期待される。そこで、胎児期9.5日から13.5日までのRNAと出生後の各組織のRNAをノーザンブロット解析した結果、Brain Forkheadは胎児期に強く発現しており、出生後はほとんど発現していないことが明らかになった。Brain Forkhead cDNAから予測されるアミノ酸配列の特徴を見てみると、N末側にフォークヘッドドメインが存在し、C末側にはプロリン、ヒスチジンに富む転写活性化ドメインと推定される領域が認められた。このcDNAのopenreading frameを大腸菌発現ベクターpET-3cに組み込み、大腸菌で組換えBrain Forkhead蛋白をつくり、ウサギに免疫し抗体を得た。また、ウサギreticulocyte lysateで作製した組換えBrain Forkhead蛋白はHNF3蛋白の結合するDNA配列にも結合することが判明した。マウスゲノミックライブラリーをcDNAをプローブとしてスクリーニングして、合計21個の染色体遺伝子のクローンを得た。エキソン・イントロン境界を決定して、遺伝子の基本的構造を明らかにした。

マウス胎児10.5日cDNAライブラリーより分離した新しい遺伝子Brain Forkhead(発現場所からMesenchyme Fork Head-1、略してMFH-1と改名)は胎児期において重要な役割を果たしていることが期待される。この遺伝子の特徴は胎児期を中心に発現し、軟骨組織と腎臓皮質に一過性に発現することである。この遺伝子の機能を解明する第一歩として、まず、染色体MFH-1遺伝子のクローニングを行い、21個のクローンを得て、その遺伝子構造の解析を行った。その結果、MFH-1遺伝子はイントロンをもたない遺伝子であり全長は約4.5kbpであることが判明した。遺伝子の主な転写開始点は一つであり、翻訳開始のMetの上流584bpであった。次に、MFH-1遺伝子のエキソン部分をネオマイシン遺伝子と置換し、5′上流3.1kbpの所にHSV-TK遺伝子を組み込んだターゲティングベクターを作製した。このベクターをES細胞に遺伝子導入し、ネオマイシン、ガンシクロビルに耐性の細胞クローンを480個得た。サザンブロット解析の結果、遺伝子標的組換えをおこしたクローンが3個得られた。現在、このES細胞クローンをマウスBlastocystに注射しキメラマウスを作製中である。また、大腸菌内で大量に産生し生化学的に精製した組換えMFH-1蛋白をウサギに免疫して抗血清を得るのに成功した。抗体を用いて、MFH-1蛋白を解析した結果、MFH-1蛋白は核に局在する核蛋白であり60kDaと58kDaの二つの分子量をもつことが明らかにされた。
慢性遺伝性筋疾患に対する新規 RNAi 医薬の開発

これまでsiRNA導入剤として有効性が確認されているアテロコラーゲンの代替として、より安価で臨床応用が可能な安全供給の確実性の高い特殊コラーゲンを開発し、この特殊コラーゲンを併用した骨格筋量抑制遺伝子であるマイオスタチン特異的siRNAの導入が、個体レベルにおいても局所の骨格筋量の調節に有効である可能性が示唆され、将来的に慢性遺伝性筋疾患に対する新規治療法の開発につながるものと考えられた。本研究では、骨格筋量抑制因子であるマイオスタチンを標的遺伝子とし、これまで用いてきたアテロコラーゲンに代わる新しいsiRNA導入剤として、より安価で安全供給の確実性の高い特殊コラーゲンを併用したRNAi効果について検討した。まず、この特殊コラーゲンを併用してマイオスタチン特異的siRNAを筋ジストロフィーモデルマウスであるmdxマウスの左右咬筋に局所導入し、マイオスタチン遺伝子の発現抑制がマウス骨格筋量に及ぼす影響を検討した。その結果、マイオスタチン特異的siRNAの局所導入から2週間後、採取したマウス骨格筋重量は対照群に比べMst-siRNA導入群では有意に増加していた。また、マイオスタチンに対するRNAiによる筋分化への影響を検討するため、筋分化マーカーであるMyoDファミリーに属する遺伝子(MyoD, myogenin)の発現レベルを解析したところ、Mst-siRNA導入群では対照群に比べ、マイオスタチン遺伝子発現の抑制とともに増加していた。さらに、各咬筋について最大直径部における切片を作製しHE染色を行ったところ、筋線維直径および断面積ともにMst-siRNA導入群では対照群に比べ有意に増加していた。現在、テレメトリーシステムを用いて筋ジストロフィーモデルマウスの筋張力を測定し、筋機能の回復度を検討している。本研究結果より、特殊コラーゲンを併用したマイオスタチン特異的siRNAの導入は筋ジスモデルマウスにおいても局所の骨格筋量の調節に有効である可能性が示唆され、将来的に慢性遺伝性筋疾患に対する新規治療法の開発につながるものと考えられた。本研究では、骨格筋量抑制因子マイオスタチンを標的遺伝子とし、これまで有効性が確認されているアテロコラーゲン(ATCOL)の代替として、より安価で安全供給の確実性の高い特殊コラーゲン(SYCOL)を併用したRNAi効果を検討することを目標とした。In vitroにおいて、Luciferase恒常発現B16-F10-luc-G5メラノーマ細胞にLuciferase-siRNA、scramble-siRNAをトランスフェクションし、各細胞のLuciferase活性を測定した。In vivoでは野生型雄性マウス(C57BL/6)の左右咬筋にSYCOLを用いてMst-siRNA、scramble-siRNAを局所投与し、2週間後の筋重量を測定した。また、対照群(scramble-siRNA導入群)あるいはMst-siRNA導入群、それぞれ筋最大直径部における切片のHE染色から筋断面積を計測した。結果、siRNA/SYCOL導入した細胞でのLuciferase活性はSYCOLのみ導入した場合に比べ有意に減少しており、その抑制レベルはsiRNA/ATCOLを導入した場合とほぼ同等であった。またMst-siRNA導入した咬筋の筋重量、筋断面積は対照群に比べマイオスタチンの発現レベルの減少とともに有意に増加していた。本研究結果より、特殊コラーゲン(SYCOL)を併用したマイオスタチン特異的siRNAの導入は個体レベルにおいても局所の骨格筋量の調節に有用である可能性が示唆され、将来的に慢性遺伝性筋疾患に対する新規治療法の開発につながるものと考えられた。当初の計画では、すでに高い導入効率が確認されているアテロコラーゲンと比較しながら特殊コラーゲンを併用したsiRNAの導入法を確立すること、さらにはこの特殊コラーゲンを併用して骨格筋量抑制遺伝子であるマイオスタチン特異的siRNAを筋ジストロフィーモデルマウスに導入し、マイオスタチン遺伝子の発現抑制がマウス骨格筋量に及ぼす影響を解析し、in vivoにおけるsiRNA導入剤としての特殊コラーゲンの有効性について検討することを目標としていた。現段階では、野生型マウスを用いた実験ではその有効性について検討済みであるが、筋ジストロフィーモデルマウスにおいては検討中である。加えてテレメトリーシステムを用いて、筋ジストロフィーモデルマウスの筋張力を測定し、筋機能の回復度を評価する予定であったが、siRNAを用いた実験系では重要となるsiRNAの導入効率の検討や導入技術の獲得に少し時間を要したため、今後の課題となっている。今回の研究結果より、特殊コラーゲンを用いたマイオスタチン特異的siRNAの有効性は高いことが示唆されるが、実用化に向けては今後細胞増殖ならびに筋分化に与える影響をさらに検討するとともに、筋ジスモデルマウスを用いて同様の実験を行い筋機能の回復について筋電図等による筋活動評価を行い解析していく必要があると思われる。マウス骨格筋の生化学的解析としてマイオスタチンに対するRNAiによる筋分化への影響を検討するため、採取した組織よりtotal RNAを抽出し筋分化マーカーであるMyoDファミリーに属する遺伝子(MyoD, myogenin)の発現レベルをリアルタイムPCRを用いて解析する。

また繰り越し分についての使用計画としては、前年度行う予定であった野生型あるいは筋ジスモデルマウスの背部にテレメトリーシステムを埋め込むとともに送信機につながった記録用針電極を咬筋、大腿四頭筋に刺入して1週間の記録(control data)をとった後、siRNAの全身投与を実施し約3週間終日筋電図を測定して筋機能の回復度を検討する予定である。
Hirschsprung病の病因におけるErbB2遺伝子の関与の検討

Hirschsprung病(以下本症)の発生要因の一つに消化管の発生過程、特に神経堤細胞の発生において、特定の遺伝子変異が関与するとの報告が近年なされている。我々はErbB2遺伝子欠損conditionedノックアウトマウスが、心室の形成異常とともに神経節細胞の減少を生じているという米国Salk研究所Lee KF教授の報告をもとに、本遺伝子の変異もしくは欠失が、本疾患の発生に関与している可能性を考えた。そこで当科で1991年より2002年までに経験した本疾患19症例についてまずErbB2遺伝子の発現について免疫組織化学による蛋白の過剰発現を検討し、異常所見が認められればその症例についてRT-PCRとdirect sequenccによる遺伝子異常の解析を行うこととした。それぞれの症例の組織標本よりHEにて正常神経節細胞を含む部と無神経節領域の部をそれぞれ分けて評価し、免疫組織学的にNSE(神経特異エノラーゼ)で神経節細胞を確認した上で、ErbB2のモノクローナル抗体を用いて免疫組織学的検討を行った。免疫組織学的には19症例中7例(36.8%)において正常神経節細胞部にErbB2の過剰発現を認めた。通常、本遺伝子は乳癌、肺癌、さらに小児では腎芽腫などに免疫組織学的に過剰発現が報告されている。先に述べた仮説のうち変異の形式をとるのであれば、免疫組織学的に過剰発現している可能性があり、陽性の7症例に関して同遺伝子の異常が関与している可能性がある。一方、分子生物学的検索として、同遺伝子の異常あるいは欠失については、今までに報告のある部位として骨肉腫あるいはEwing肉腫で検討された部位をターゲットとし、患者の末梢血リンパ球よりRNAを抽出する予定であるが、現在のところ免疫組織学的検索の検討方法に習熟を要したため、この段階には至っていない。現時点での結果、すなわちHE所見では一見正常と思われる領域の神経節細胞にErbB2が過剰発現していることは、germlineに何らかの変異を来していることが考えられる。今後は分子生物学的検索により変異を検討することで今後の研究を継続したい。神経堤細胞の発生が胎生5-12週に食道から直腸肛門に向けて遊走することにより始まりその過程で障害を受けHirschsprung病(以下、本症)が形成されるという事実から、本症の病因を解明する目的で神経堤細胞の発生過程に関与する様々な因子に対する検討が行われてきた。しかし、本症の病因となる遺伝子異常は現在までに報告されている遺伝子の異常(GDNF、NTN、Ret complex、エンドセリン3、エンドセリンB受容体、Mash1、Sox10)だけでは説明ができない。海外共同研究者が動物実験より推定されるErbB2遺伝子が本症の病因となりうる原因遺伝子であるかどうか臨床例を過去にさかのぼり血液サンプルや切除標本の遺伝子解析や特殊免疫染色を行い検討するため、小児対照例および本症術後例から白血球を分離しゲノムDNAをPCRで増幅させ、そのPCR産物(一本鎖DNA)における塩基配列変化をポリアクリルアミドゲルの中で電気泳動によって解析し、対照例でのゲノムDNAにおけるErbB2遺伝子の変異(deletion、point mutation、など)の有無を検討することとした。実際、これを行うに当たり、今年度はPCRサーマルサイクラーとSSCP用電気泳動槽が必要なためこれらを新たに導入、整備した。

本症術後症例10例の患児および家族にインフォームドコンセントを行い同意の得られた患児から採血した血液からリンパ球を分離し凍結保存し検体の準備を行った。これをもとに次年度本症の忠実なモデルとなったErbB2遺伝子欠損conditionedノックアウトマウスを作成した海外共同研究者の米国Salk研究所Lee KF教授および同研究所の高部和明博士の指導のもと遺伝子解析を行いErbB2遺伝子異常の有無を検討する予定である。神経堤細胞の発生過程で障害を受けHirschsprung病(以下、本症)が形成されるという事実から、本症の病因を解明する目的で神経堤細胞の発生過程に関与する様々な因子に対する検討が行われてきた。しかし、本症の病因となる遺伝子異常は現在までに報告されている遺伝子の異常(GDNF、NTN、Ret complex、エンドセリン3、エンドセリンB受容体・Mash1・Sox10)だけでは説明ができない。海外共同研究者の動物実験より推定されるErbB2遺伝子が本症の病因となりうる原因遺伝子であるかどうか臨床例を過去にさかのぼり血液サンプルや切除標本の遺伝子解析や特殊免疫染色を行い検討するため、小児対照例および本症術後例から白血球を分離しゲノムDNAをPCRで増幅させ、そのPCR産物(一本鎖DNA)における塩基配列変化をポリアクリルアミドゲルの中で電気泳動によって解析し、対照例でのゲノムDNAにおけるErbB2遺伝子の変異(deletion、point mutation、など)の有無を検討することとした。実際、これを行うに当たり、12年度はPCRサーマルサイクラーとSSCP用電気泳動槽が必要なためこれらを新たに導入、整備した。13年度は本症術後症例10例の患児および家族にインフォームドコンセントを行い同意の得られた患児から採血した血液からリンパ球を分離し凍結保存し検体の準備を行った。これをもとに次年度本症の忠実なモデルとなったErbB2遺伝子欠損conditionedノックアウトマウスを作成した海外共同研究者の米国Salk研究所LeeKF教授および同研究所の高部和明博士の指導のもと遺伝子解析を行いErbB2遺伝子異常の有無を検討し、本症発症の原因遺伝子であるか検討する予定である。Hirschsprung病(以下本症)の発生要因の一つに消化管の発生過程、特に神経堤細胞の発生において、特定の遺伝子変異が関与するとの報告が近年なされている。我々はErbB2遺伝子欠損conditionedノックアウトマウスが、心室の形成異常とともに神経節細胞の減少を生じているという米国Salk研究所Lee KF教授の報告をもとに、本遺伝子の変異もしくは欠失が、本疾患の発生に関与しでいる可能性を考えた。そこで当科で1991年より2002年までに経験した本疾患19症例についてまずErbB2遺伝子の発現について免疫組織化学による蛋白の過剰発現を検討し、異常所見が認められればその症例についてRT-PCRとdirect sequenceによる遺伝子異常の解析を行うこととした。それぞれの症例の組織標本よりHEにて正常神経節細胞を含む部と無神経節領域の部をそれぞれ分けて評価し、免疫組織学的にNSE(神経特異エノラーゼ)で神経節細胞を確認した上で、ErbB2のモノクローナル抗体を用いて免疫組織学的検討を行った。
大強度ビーム対応型K^+稀崩壊実験装置の開発

K+→π+υυ崩壊に代表されるような稀崩壊現象を統計精度を上げて測定するためには,大強度のK+ビームが必要となる。このような実験では大量のK+崩壊のバックグラウンドの中から,求める稀崩壊事象を高速・高効率で選別し,信頼性のある高純度のデータ収集を行わなければならない。このために(1)プログラマブル・ロジックデバイスを用いたトリガー回路システムを開発し,BNLで実施中の実験装置に組み込んで性能評価を行い,期待通りの良好な成果が得られた。この成果はモントリオールでのIEEE国際会議にて報告された。(2)ビームライン上の入射K+を,π+,μ+,γ等のバックグラウンドから高精度で分離することを目的とした測定器開発を進めた。その一つとして,PWO結晶シンチレータをチェレンコフ放射体に変える開発研究を行った結果,光学的にも耐放射線の観点でも非常に優れたチェレンコフ放射結晶を開発することに成功した。国際会議や論文として報告された。(3)大強度ビームに起因する光電子増倍管のゲイン変動を調べるため,モニターシステムを開発しBNLで実施中の実験装置に組み込んで性能評価を行った。その結果,ビーム・スピル内のゲイン変動までモニターすることに成功し,詳細なゲイン較正を行う方法を見つけることができた。この結果は国際会議で報告された。(4)K+の崩壊寸前の軌跡とdE/dXを測定して,粒子の種類,位置,静止レンジを測定することを目的としたシリコンストリップ検出器(SSD)の開発を行った。不感領域のない密閉型検出器を実現するために大有効面積SSDだけを検出器の中に入れ,2mのフラットケーブルを介してプリアンプを装置外に設置し,要請される低ノイズ・高レイトでの測定が可能なシステムの開発に成功した。(5)FNALのCKMグループとK+飛行崩壊実験の検討を行うとともに,γ線測定器開発研究を共同で開始した。大強度ビームで稼動する次世代K^+稀崩壊実験装置を開発するため下記の研究を行った。1.大強度2次ビームライン中のK^+とバックグラウンドのπ^+,μ^+,γとの高精度分離。(1)K^+ビームには感応せず,ビームに含まれるバックグラウンド粒子(π^+,μ^+)や崩壊反応で発生するγ線に対しては高性能で感応する「バックグラウンド除去用検出器」を開発するために,PWO結晶シンチレーターをチェレンコフ化する試みを進めた(発表論文)。この新しい結晶をKEK-PSでビームテストして,その優れた性能を確認した(論文作成中)。(2)入射ビームK^+と,ビームに含まれるπ^+やμ^+を分離し,かつ各粒子の軌跡を正確に知るために,1mmピッチのシリコンストリップを用いた高速・高性能DE/DX測定システムの開発研究を開始した。2.稀崩壊事象を高速・高効率で選別し、高純度データ収集を可能とする高速判定トリガーボードの開発。(1)ALTERA社製のMAXとFLEX(プログラマブルアレイを内蔵するICチップ)を用いて高速トリガーボードの製作・試験を行い所期の目標を達成した。現在,このボードをBNL/AGSでのE949実験装置に組み込んで,実際のK^+稀崩壊実験での性能評価を行っている。(2)上記のアレイチップの中にミーンタイマーの機能を組み込み,多入力に対し高速で論理判定可能なボードを開発した。これをE949実験装置に組み込んで性能評価を行っている。3.次世代実験と装置の検討。BNL/日米共同実験E787の物理解析の成果(発表論文)を基に,次期実験の方向を検討した。

また,日米欧で実施中または計画中の実験を検討して将来の実験装置の計画を作成するために、平成13年2月14-16日にKEKにおいてワークショップを開催し,国内外から多数の参加者を得て活発な議論検討を行った(会議録出版予定)。大強度ビームでの稀崩壊実験準備のために下記の研究を行った。1)1998年にBNLで取得したK^+稀崩壊実験データを解析し、各種バックグラウンドの確定を行った。その結果、さらにもう1個のK^+→π^+νν事象の発見に成功した。2)1996年にBNLで取得したK^+稀崩壊実験データを解析し、K^+→π^+π^0崩壊でのπ^+運動量より低い領域pnn2(P<195MeV/c)でのK^+→π^+νν事象探索を行った。この解析法の開発は、これまでの解析領域Pnn1(221<P<229MeV/c))のアクセプタンスを約2倍に改善することを目指したものである。本研究ではpnn2でのKe4のバックグラウンド評価や、K_<π2>崩壊で発生したπ^+が、静止ターゲット中で散乱して信号事象と見誤るバックグラウンドの評価を行い、結果を雑誌に投稿した。3)1998年にBNLで取得したガンマ線を伴う実験データを用いてK^+→π^+γの解析法を確立し、その結果を雑誌に投稿した。4)稀崩壊モードの検出を効率よく信頼度を上げて行うために、プログラマブル・ロジックディバイスを用いたトリガー回路システムを開発し、BNLで実施中の実験装置に設置した。ビームによる予備的な性能評価で、所期の目標達成を確認した。5)K/π入射ビーム選別のため、シリコンストリップ検出器(SSD)の開発を行い、0.8mmピッチのSSDとプリアンプの間を2mのフラットケーブルで結んでビーム信号を測定し、この時のノイズレベルを約3000 electronに抑えることに成功した。このことにより、時間的・空間的に近接して入射するビームの識別と、ターゲット中の静止場所の推定が可能であることが判明した。6)Geant4による実験装置の検討を行った。7)静止ターゲットからビーム入射方向へ放出される崩壊粒子(特にガンマ線)を、高感度で検出するために種々の検出器の検討を行った。大強度ビームでの稀崩壊実験のために関連する開発研究を行った。(1)稀崩壊モードK^+→π^+ννおよび、同時に検出可能な他の崩壊モードのデータを効率よく収集するために、昨年度の高速トリガー回路開発に引続き、下記の研究を行った。a)トリガーロジックをデバッグするためのモニターシステム(FPGA : field programmable gate arrayをトリガー回路上に実装)を開発し、トリガーロジックモジュールと共に実験装置に組み込んで所期の性能を確認した。b)FPGA内に導入した遅延時間演算回路による、mean time情報と粒子通過位置情報を用いたトリガー回路の開発を行い、実際のK^+崩壊実験装置に組み込んでテストし、その性能を実証した。(II)大強度ビーム中で粒子識別を行うために下記の開発研究を行った。a)放射線損傷に強いPWOシンチレータの特性評価や、チェレンコフ検出器としてのPWOの開発を進めた。b)粒子飛跡と粒子選別を同時に可能にするシリコンストリップ検出器の開発を進めた。c)新型シリコンストリップ検出器の設計・製作を行った。
発話運動の連続性と音声の離散性に関する研究

本研究では,緩やかな発話運動から急峻に変化する音声が生成される非線形過程について,声道内の音響感度分布と時間領域で音声を生成する発話シミュレータを用いて検討を行った.その結果,母音の連続発話では,特定のホルマントに影響が大きい部分がそうでない部分に先行して運動することで急峻なホルマント遷移を実現していること,歯列間隙による零点がホルマント遷移に不連続を生じさせていることが明らかになった.本研究では,緩やかな発話運動から急峻に変化する音声が生成される非線形過程について,声道内の音響感度分布と時間領域で音声を生成する発話シミュレータを用いて検討を行った.その結果,母音の連続発話では,特定のホルマントに影響が大きい部分がそうでない部分に先行して運動することで急峻なホルマント遷移を実現していること,歯列間隙による零点がホルマント遷移に不連続を生じさせていることが明らかになった.本年度は、計画に従って以下の2つの研究を実施した。まず、5母音生成時の声道形状の微小変動と音響変動の大きさを対応付けた。解析に用いたデータはMRIで計測した男女1名ずつの声道形状である。この声道形状から声道内の音響エネルギー分布を解析し、各母音の第1-4フォルマントの生成に主として関与する部位を特定した。この解析では、音響エネルギーの局在する部位がフォルマント生成に関与する部位であると特定できる。/e/では音響エネルギーが局在せず、一様管的であった。それ以外の母音では、第1フォルマントの生成には主として咽頭腔が関与し、前舌母音では狭め、円唇母音では口唇も関与した。第2フォルマントの生成には、前舌母音では咽頭腔,中・後舌母音では口腔、円唇母音では口唇も関与した。第3フォルマントの生成には、前舌母音では喉頭腔、中舌母音では咽頭腔上部、後舌母音では軟口蓋近辺が関与していた。第4フォルマントの生成には、ほとんど喉頭腔のみが関与していた。次に、声門の開放に伴う声道共鳴の変化を検討した。全ての母音で、声門が開放すると喉頭腔自体の共鳴が弱まり、その共鳴が誘導するフォルマントは周波数が高まりながら弱まって消失した。第1フォルマントも同様の傾向を示した。声門面積が最大になると、声道は開管共鳴に近づいた。すなわち、一声門周期の間に、声道は閉管共鳴と開管共鳴とを往復し、喉頭腔の誘導するフォルマントは出現と消失を繰り返すことが明らかになった。さらに、研究計画を前倒しして、子音も生成できる発話シミュレータを作成した。このシミュレータは時間領域で声道内の音響現象を扱うことができ、声道断面積関数と声門面積との時間変化を入力すれば、音声信号を時間波形として出力できる。このシミュレータを用いて、母音といくつかの子音を生成し、これらを含む短い単語を生成することに成功した。本年度は,MRI動画データに基づき,緩やかな発話運動から急峻な音響変化が生じる過程について,母音と破裂子音、鼻子音で検討を行った。まず,昨年度から開発に取り組んでいた,時間領域で音声生成をシミュレートするタイムドメイン合成器の開発を続行し,その内容を論文として発表した。次に,2モーラからなる単語の発話運動を,MRI動画撮像法を用いて60frame/secのサンプリングレートで記録した。この動画データから,発話器官各部の運動を計測した。計測したのは,破裂子音における声道閉鎖の位置とタイミング,鼻腔入り口の開放のタイミング,および無声化に伴う披裂軟骨の外転のタイミングである。これらの時間パタンに基づいて,タイムドメイン合成器を用いて音声生成をシミュレートした。その結果,破裂子音では,発話運動は全体としては緩やかであっても,局所的な声道閉鎖が開放される瞬間に生成される体積流は急激な音響変化を生じさせていることが明らかになった。しかし,鼻子音を含む発話では,鼻腔入り口は常に開いており,急激な音響変化は軟口蓋ではなく,口唇などの閉鎖により,口腔が零点を生じる分岐管に急激に変化することによって生じる可能性が示唆された。また,母音の各フォルマントに対する声道各部の音響的な影響を3次元的に解析するために,3次元のMRIデータを時間領域差分法で音響解析する手法も開発した。この手法により計測された声道の伝達関数は,同じデータから作成した実体模型の伝達関数の実測値と高い精度(第4フォルマントまでの平均誤差が2.1%以下)で一致した。本年度は,これまでに得られたMRIデータ(静止画・動画)と,開発したタイムドメイン合成器を用いて,発話運動と音響現象との間の非線系性について検証した.その結果,母音の連続発話では,歯列間隙が緩やかな発話運動から急峻な音響変化を生じる一つの要因になっていることが明らかになった.歯列間隙とは,上下の歯列,頬,舌に囲まれた細長い空間で,声道に対しては分岐管として作用し,零点を生成する.この歯列間隙は,舌の高さによってその大きさと長さが連続的に変化し,/a/などの低母音では口腔に吸収されて存在しないが,/i/などの高母音では,断面積は約0.2cm^2,長さは約4.5cmになる.まず,歯列間隙の生成する零点の周波数を調べるために, MRIの静止画データから作成した声道実体模型の音響計測と,同一のMRIデータを用いた時間領域差分法によるシミュレーションを行った.