hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
特徴的動作局面の同期が二肢協調動作制御に及ぼす影響

指を曲げる,指を伸ばすという表現はそれぞれの動作を同等に扱っているが,我々の脳はそれら動作を同等に扱っていない可能性がある.腕の様々な動作について調べた結果,指の曲げ伸ばしと前腕を捻る動作において一方の動作を特徴的とみなしていることがわかった.そうした特徴的動作局面を持つ動作を左右の腕で周期的に行う時,左右の腕でいつのまにか同時に特徴的動作を行ってしまう傾向があることがわかった.二肢の周期的協調動作において,二肢の相対的動作方向は動作安定性に強く影響する.ただし,両手示指屈曲-伸展は例外で,相対的動作方向によらず両手示指を同時に屈曲(伸展)する動作が最も安定する.これらの統一的解釈のため,「二肢協調動作は特定の知覚的目標を指向する」という仮説が提案されている.その根拠として,協調動作においては,特定の方向(同方向または左右対称)あるいは特定の動作組合せ(特徴的動作局面(示指屈曲)の同時遂行)が指向されていることが挙げられている.しかし,後者を示す研究は示指屈曲-伸展を対象とした研究しかない.そこで本研究では,上肢6動作を対象に,特徴的動作局面を持つ動作・持たない動作を明らかにする実験を平成23年度に行った.その結果,先行研究で示された示指屈曲に加え,橈尺関節(前腕)回内が特徴的動作局面であることが明らかとなった.次に,上記研究により特徴的動作局面を持たないことが示された手首撓屈ー尺屈または特徴的動作局面を持つことが示された橈尺関節(前腕)回内ー回外の両上肢協調動作を行った時,動作と方向のいずれが指向されるかを明らかにする実験を平成24年度に行った.その結果,特徴的動作局面を持たない動作では特定の方向を,特徴的動作局面を持つ動作では特定の動作組合せを指向することが示された.次に,特徴的動作局面を持つ示指屈曲ー伸展と,同じく特徴的動作局面を持つ橈尺関節(前腕)回内ー回外または特徴的動作局面を持たない手首撓屈ー尺屈で協調動作を行った時,動作安定性が何によって決まるかを明らかにする実験を平成24年度に行った.その結果,特徴的動作局面を持つ動作同士の時には特徴的動作局面の同時遂行が指向され,特徴的動作局面を持つ動作と持たない動作の時には特定の方向が指向されることが示された.以上の研究から,「二肢協調動作は特定の知覚的目標を指向する」という仮説が支持された.指を曲げる,指を伸ばすという表現はそれぞれの動作を同等に扱っているが,我々の脳はそれら動作を同等に扱っていない可能性がある.腕の様々な動作について調べた結果,指の曲げ伸ばしと前腕を捻る動作において一方の動作を特徴的とみなしていることがわかった.そうした特徴的動作局面を持つ動作を左右の腕で周期的に行う時,左右の腕でいつのまにか同時に特徴的動作を行ってしまう傾向があることがわかった.「複数肢の協調動作は,特徴的動作局面を同時に動作させるという知覚的目標を指向する」という仮説があるが,この仮説は両手示指の周期的屈曲ー伸展協調動作の結果のみに基づき,十分に検証されていない.そこで,本研究では研究計画に基づき,平成23年度は特徴的動作局面を持つ動作が何であるかを検証する実験を行った.従来の研究では,関節動作を屈曲-伸展や内転-外転などというように,ある関節動作の二つの動作局面を一律に取り扱っていたが,手指の屈曲が物体の把持という重要な機能と結びつくように,動作局面によって機能的重要性は異なり,特徴的動作局面が手指以外でも存在することが予想される.実験では,日常的に複数肢を協調させて動作させることが多い上肢を対象とした.示指屈曲ー伸展,示指内転ー外転,手首屈曲ー伸展,橈尺関節(前腕)回内ー回外,肘関節屈曲ー伸展の6動作を対象とし,それらをメトロノーム音(1.75Hz3.75Hz,8秒毎に0.25Hz速度増加,72秒)に合わせて周期的に動作させた時の音と動作(例:最も屈曲した時の時間)の時間差を測定し,動作安定性の指標とした.実験の結果,示指屈曲ー伸展においては屈曲局面がより特徴的動作局面である(動作安定性が高い)ことが確認され,これは先行研究と同様であった.本研究では,それに加え,橈尺関節(前腕)回内ー回外において回内局面が特徴的動作局面であることが示された.一方,その他の4動作においては,個々の被験者において一貫した特徴的動作局面が見られることがある場合があっても,被験者に一貫した特徴的動作局面の存在は認められなかった.研究遂行において協力を仰ぐ予定であった人物が遠方に異動したことにより,実験の立ち上げが遅れてしまったが,概ね予定通りに研究計画は実施された.2324年度の2年度にわたって実施する実験については,予備的な実験を行うに留まっているが,24年度には計画通りに遂行される見込みである.既に行った上肢関節動作と音との協調に関する実験について,被験者によらない特徴的動作局面と,特定の被験者固有にみられる特徴的動作局面という視点から追加の実験(再現性の確認等)を行う.その上で,確認された特徴的動作局面を持つ動作が,動作に付随した刺激(皮膚への電気刺激等)によって変化しうるものか否か(頑健性)を検討する.

その後,特徴的動作局面を持つ動作,持たない動作について,左右肢での協調動作を行い,二肢協調動作は特定(特徴的動作局面を同時に動作させるという)の知覚的目標を指向するというMechsner et al.(Nature, 2001)の仮説を検証する.上述した頑健性検討の実験は,2324年度にかけて行う実験であり,実験における「動作に付随した刺激をする装置の作成」の工程が24年度にずれ込んだために,23年度研究費の一部は24年度に使用することとなった.次年度の研究費は,主に,特徴的動作局面頑健性を調べる実験装置の材料製作費,関節角度計測機器(ゴニオメータ),被験者への謝金に使用する計画である.
「形状通過型」フィルタバンクによる多重解像度画像の解析

平成13年度は,シロクローバとイネ科雑草の混合した植生の画像から,380mm×250mmのグリッド毎に「シロクローバ優占」「イネ科雑草優占」「裸地」のいずれかに分類するという具体的な問題に対して,次の方法で判別実験を行った.(1)多重解像度の画像からテクスチャに含まれる微小構造要素の種類と大きさにより特徴量を得る.(2)上記の中から判別に有効な特徴を判別分析によって選択し,判別関数を構成する.判別実験の結果から,サンプル画像自体では98%の正答率を得た.またシロクローバとイネ科雑草が混在するテスト画像では,88%が人の目視判定と一致した.一致しないものは,ほぼ群落の境界に由来するものであった.さらに別状況下のシロクローバとイネ科雑草の画像に対しても,判別関数はそのまま有効であった.これにより,形状通過型フィルタを多重解像度画像に適用することで,高い判別力が得られることが分かった.また,形状通過型フィルタが着目している微小形状要素を自在に組み合わせるテクスチャ合成実験で実際に158枚の自然なテクスチャの形状特徴を再現した.この実験では,同じ対象画像について複数の合成画像を生成し,アンケートによって視覚的に似ているかどうか確認したところ,過半数が似ていると判断した.しかし,無関係なテクスチャから採取した形状要素から合成された画像と,原画像そのものから採取した形状要素を使って合成した画像では,後者の方がより原画像に似ていることが分かった.このことから,ここのテクスチャを特徴付けるような局所的な特徴が,形状特徴のほかにも存在していることが明らかになった.今後の課題として,このような局所特徴を検討することが挙げられる人間と機械の視覚の大きな違いを生む要因の一つが、識別対象の画像に対する柔軟な解像力ではないかと考える.そこで,本研究は、自然なテクスチャを対象とし、その階層性を利用したテクスチャ識別システムのための手法を確立する。そのために、人間が知覚するようなテクスチャの特徴がどの解像度に存在するのかを測定する方法、各階層レベルに適した特徴抽出の実現を図り、その検証を行う。平成12年度は,実験対象とするサンプル画像の取得と,その画像からの特徴抽出を試みた.特徴抽出には,すでに提案した「形状通過型フィルタバンク」を用いた.これは,テクスチャから微小な形状要素を抽出するフィルタである.この「形状通過型フィルタ」を使って,単一分解能の画像からでは識別が困難な問題のひとつが,豆状の物体が積み重なったテクスチャと,棒のような細長い形状が積み重なったテクスチャの識別である.具体例に,クローバとイネ科雑草の識別問題がある.ここでは,複数の分解能の対象テクスチャを用意する代わりに,形状通過型フィルタで抽出する形状要素の大きさを複数にすることにより,同等の効果を得て,クローバとイネ科雑草の判別に成功した.平成13年度は,シロクローバとイネ科雑草の混合した植生の画像から,380mm×250mmのグリッド毎に「シロクローバ優占」「イネ科雑草優占」「裸地」のいずれかに分類するという具体的な問題に対して,次の方法で判別実験を行った.(1)多重解像度の画像からテクスチャに含まれる微小構造要素の種類と大きさにより特徴量を得る.(2)上記の中から判別に有効な特徴を判別分析によって選択し,判別関数を構成する.判別実験の結果から,サンプル画像自体では98%の正答率を得た.またシロクローバとイネ科雑草が混在するテスト画像では,88%が人の目視判定と一致した.一致しないものは,ほぼ群落の境界に由来するものであった.さらに別状況下のシロクローバとイネ科雑草の画像に対しても,判別関数はそのまま有効であった.これにより,形状通過型フィルタを多重解像度画像に適用することで,高い判別力が得られることが分かった.また,形状通過型フィルタが着目している微小形状要素を自在に組み合わせるテクスチャ合成実験で実際に158枚の自然なテクスチャの形状特徴を再現した.この実験では,同じ対象画像について複数の合成画像を生成し,アンケートによって視覚的に似ているかどうか確認したところ,過半数が似ていると判断した.しかし,無関係なテクスチャから採取した形状要素から合成された画像と,原画像そのものから採取した形状要素を使って合成した画像では,後者の方がより原画像に似ていることが分かった.このことから,ここのテクスチャを特徴付けるような局所的な特徴が,形状特徴のほかにも存在していることが明らかになった.今後の課題として,このような局所特徴を検討することが挙げられる
末梢性および中枢性摂食調節因子に及ぼす運動療法および食事療法の影響

体脂肪量と血中のレプチン濃度の関係や視床下部領域のレプチンレセプターを介する摂食行動調節は,減量方法の相違や体脂肪量の減少速度によって変化する可能性が示唆されており,肥満改善を目的とした各種の介入において,至適な減量方法や体脂肪減少速度が存在する可能性が考えられる.そこで本研究では,ウッドを対象に食事療法および運動療法をその程度や頻度を調節することによって実施し,体脂肪量の減少速度を調節することによって,減量後の脳内の摂食行動調節因子の変化から至適な減量方法についての検討を行った.2週間の自発走運動によって達成された体重減少を目標体重に設定し,食事療法群も同様に2週間で目標体重に到達するように摂餌制限の程度を調節して体重減少速度のコントロールを行った.その結果,食事療法群および運動療法群の体重は対照群の約80%となり,各療法間に差はみられなかった.また,腹部脂肪重量は全ての療法群において有意な減少が観察されたが,内臓脂肪および皮下脂肪の両者とも運動療法群において顕著な減少が観察された.一方,摂食行動の重要な調節因子であるレプチンは,食事療法および運動療法によって顕著に低下し,両群とも対照群との間に有意差がみられた.また,摂食調節中枢として重要な役割を担っている視床下部弓状核におけるNPYの遣伝子発現量について検討を行ったところ,食事療法時に高値となり,運動療法時には低値となる傾向が観察された.以上の結果から,食事療法および運動療法とも末梢性に摂食充進状態を惹起するが,食事療法よりも運動療法において中枢性の摂食亢進が減弱化している可能性が示唆された.体脂肪量と血中のレプチン濃度の関係や視床下部領域のレプチンレセプターを介する摂食行動調節は,減量方法の相違や体脂肪量の減少速度によって変化する可能性が示唆されており,肥満改善を目的とした各種の介入において,至適な減量方法や体脂肪減少速度が存在する可能性が考えられる.そこで本研究では,ラットを対象に食事療法および運動療法をその程度や頻度を調節することによって実施し,体脂肪量の減少速度を調節することによって,減量後の脳内の摂食行動調節因子の変化から至適な減量方法についての検討を行った.平成18年度の研究では,2週間の自発走運動によって達成された体重減少を目標体重に設定し,食事療法群も同様に2週間で目標体重に到達するように摂餌制限の程度を調節して体重減少速度のコントロールを行った.その結果,食事療法群および運動療法群の体重は対照群の約80%となり,各療法間に差はみれらなかった.また,腹部脂肪重量は全ての療法群において有意な減少が観察されたが,内臓脂肪および皮下脂肪の両者とも運動療法群において顕著な減少が観察された.一方,摂食行動の重要な調節因子であるレプチンは,食事療法および運動療法によって顕著に低下し,両群とも対照群との間に有意差がみられた.また,摂食調節中枢として重要な役割を担っている視床下部弓状核におけるNPYの遺伝子発現量について検討を行ったところ,食事療法時に高値となり,運動療法時には低値となる傾向が観察された.体脂肪量と血中のレプチン濃度の関係や視床下部領域のレプチンレセプターを介する摂食行動調節は,減量方法の相違や体脂肪量の減少速度によって変化する可能性が示唆されており,肥満改善を目的とした各種の介入において,至適な減量方法や体脂肪減少速度が存在する可能性が考えられる.そこで本研究では,ウッドを対象に食事療法および運動療法をその程度や頻度を調節することによって実施し,体脂肪量の減少速度を調節することによって,減量後の脳内の摂食行動調節因子の変化から至適な減量方法についての検討を行った.2週間の自発走運動によって達成された体重減少を目標体重に設定し,食事療法群も同様に2週間で目標体重に到達するように摂餌制限の程度を調節して体重減少速度のコントロールを行った.その結果,食事療法群および運動療法群の体重は対照群の約80%となり,各療法間に差はみられなかった.また,腹部脂肪重量は全ての療法群において有意な減少が観察されたが,内臓脂肪および皮下脂肪の両者とも運動療法群において顕著な減少が観察された.一方,摂食行動の重要な調節因子であるレプチンは,食事療法および運動療法によって顕著に低下し,両群とも対照群との間に有意差がみられた.また,摂食調節中枢として重要な役割を担っている視床下部弓状核におけるNPYの遣伝子発現量について検討を行ったところ,食事療法時に高値となり,運動療法時には低値となる傾向が観察された.以上の結果から,食事療法および運動療法とも末梢性に摂食充進状態を惹起するが,食事療法よりも運動療法において中枢性の摂食亢進が減弱化している可能性が示唆された.
神経筋シナプス活動を反映する血中新規バイオマーカーを用いた身体活動性の予後評価

サルコペニア・フレイルの予後予測への臨床応用を目指して、神経筋シナプス活動を反映する新規バイオマーカーとして期待される血中分泌型分子Aの機能的意義を明らかにする研究を実施した。高齢者サンプルを用いた解析では、骨格筋量、筋力、骨密度、フレイル予後、脊椎骨折などの指標との相関関係が、年齢補正すると消失することが分かった。ところで、血中分泌型分子Aは運動介入で有意に増加し、日常身体活動量、歩数、最大酸素消費量と有意に正相関することが明らかとなった。以上の研究によって、血清分泌型分子Aは何らかの骨格筋機能を反映する指標となりうる可能性は示された。我々は骨格筋において神経シナプス形成に必須のある膜蛋白の血中分泌型を定量的に測定し、機能解析とともに、身体活動の維持増進効果を評価する新規バイオマーカーとしての意義を確立することを目的としている。昨年度は既に保有している地域住民コホート血清サンプル、病院患者コホート血清を用いて測定を行った。データ解析をしたところ、検出限界以下のサンプルが全体の半分を占め、もっと高感度な抗体が必要であることを判明した。測定の感度を上げるため、新にモノクロ抗体を作成し、測定系を再構築している。引き続き骨格筋において神経シナプス形成に必要のある膜蛋白Aの血中分泌型を定量的に測定し、機能解析とともに、健康長寿達成に向けた身体活動性の維持増進効果を評価するバイオマーカーとしての意義を確立する。解析の結果、健康コホートにおいて、血中分子Aと体組成、身体活動能力との相関関係を解析したところ、単変量解析では筋量や身体機能、健康寿命(要介護認定または認定前死亡)と有意な関連を示したが、年齢で調整すると、その関連はすべて消失するという結果だった。高齢者では年齢と分子Aは極めて有意な正の相関を示すことが明らかとなった。運動負荷により骨格筋から分子Aの分泌量の変動を確認するため、健常な高齢者に三ヶ月間運動・栄養介入を行った後、介入前後の血中分子A濃度を比較し、解析を行った。その結果、血中分子A濃度は運動によっても、栄養介入によっても上昇することがわかった。また、血中25OHDとの間に有意な負の相関が認められた。一方、バイオバンクジャパン骨粗鬆症患者血清を用いた解析結果では、血中分子A濃度は年齢、腎機能、大腿骨骨密度と有意に相関していることがわかった。脊椎骨折の有無によって血中分子A濃度に有意な差は認められなかったが、脊椎骨折を有する症例で血中分子A濃度が高い傾向が見られた。健常者と異なる結果に、骨粗鬆症患者においては、血中分子Aと25OHDとの間に有意な相関関係は認められなかった。新にモノクロ抗体を作成することができ、測定系を再構築した。抗体が改良され、測定感度を上げることができたため、ゼロデータの問題は解消され、測定及び解析は順調に進むことができた。東京都在住の健常者血清サンプルを用いて、血中分泌型分子Aと体組成、身体活動との関連性を検討した。男女別で各年齢層に分けてみても、血中分泌型分子Aと筋肉指数との相関は見られなかった。血中分泌型分子A濃度は骨格筋量を反映しないことを示した。重回帰分析の結果も同様だった。年齢別で血中分泌型分子A濃度と体力との関係を解析したところ、若年者においては男女とも有意な関連性は認められなかったが、60歳以上においては、女性の血中分泌型分子A濃度が最大酸素消費量と有意に相関することが分った。その他マイオカインについても測定を行った。地域住民コホート血清サンプル及び当センターフレイル外来患者血清サンプルを用いて、運動時に骨格筋から分泌され、骨格筋のエネルギー消費を支援する生体内エネルギーセンサーとして機能するIL6や、運動刺激により骨格筋から遊離され、皮下脂肪組織の白色脂肪細胞を褐色脂肪様細胞へ変換誘導するIrisinの血中濃度を測定し、血中IL6、Irisin濃度と分泌型分子Aとの相関関係を解析したが、有意な相関が見られなかった。さらに、分子Aの生理的役割を解明するため、神経筋シナプス活動が低下する重症筋無力症患者の血清を用いて、血中分泌型分子A濃度を測定したが、健常者と比べ有意な差は認めなかった。以上全ての解析を終了し、データを統合的検討したところ、人において、血中分泌型分子A濃度は筋肉量との相関性は認められなかったため、現段階ではサルコペニアのバイオマーカーとして評価するのは難しい。一方、血中分泌型分子Aは何らかの骨格筋機能を反映する指標となりうる可能性は示された。また、高齢者と非高齢者においては血中分泌型分子A濃度変動の意義が異なり、更なる研究が必要と考える。新しい抗体による測定系の確立および再度の測定を行い、解析を進める。

サルコペニア患者を対象に、分泌型分子Aと各種マイオカイン測定を行うとともに、コホート追跡サンプルの解析も行い、本研究で得られた全てのデータを統合して、分泌型分子Aならびに各種マイオカインの血清バイオマーカーとしての臨床的意義を確立する。骨格筋現段階で測定に使用した抗体の感度が低かったことを判明し、新たに高感度の抗体が必要になったため、新しい抗体作成および測定系の再構築を優先させている。そのため、本来進む予定の測定に掛かる費用およびサンプル数を増やすための人件費は次年度に繰り越すこととなる。改良した抗体を使用したため、測定感度が上がり、データが安定し、繰り返し測定するサンプル数が減り、その分の試薬の節約が出来た。新たな抗体を作成し、感度を確認したうえで、既存サンプルを再度測定する。この一連の作業に必要な費用に充てる。コホートを拡充し、その分の血中分子A及びマイオカイン測定費用に充てる。
高齢者の住まい-医療・介護一体改革実現の鍵-

本研究は、高齢者の住まいのあり方について、(1)地域における医療・介護サービスの利用実態、(2)高齢者の住まいの現状と課題、(3)地域ケアの現状と課題を分析し、(4)その介護保険財政への影響の4点について研究成果を得た。これらの研究成果は、平成22年度から平成24年度までに、公刊学術雑誌に発表するとともに、一般向け図書にも寄稿し、研究成果の普及に役立てた。本研究は、医療・介護両制度の一体改革を進める上でベースとなる、高齢者の住まいのあり方について検討している。なかでも、(1)地域における医療・介護サービスの利用実態、(2)高齢者の住まいの現状と課題、(3)地域ケアの現状と課題を分析し、(4)その介護保険財政への影響を検討することを主眼としている。今年度は、(2)について油井論文において制度上複雑に入り組んでいる高齢者向けの住宅制度を整理し、現状の整備数などの実態を把握した。次に、河口・油井論文において、わが国で今年度実施予定の高齢者住宅政策について検討し、問題点を指摘した。(3)については、高齢者住宅の整備及び地域ケア体制の構築において先進国であるデンマークを訪問し現地調査を行うとともに、その成果を河口・田近・油井論文(研究3)において報告している。さらに、包括的な高齢者住宅の品質管理手法を採用している米国を訪問し、関係省庁にヒアリングを行い、その運用を確認するために現地調査も行った。また、フィンランドを訪問し、高齢者住宅の監督官庁に医療介護政策に関するヒアリングを実施した。これらの研究により、高齢者住宅の現状把握、地域ケア体制の構築手法、地域ケア制度における高齢者住宅のあり方については十分な検討をすることができた。来年度は、残されている(1)及び(4)の研究課題に取り組むとともに、(3)については米国・フィンランドの調査結果を論文として報告し、わが国における高齢者住宅の品質管理手法について検計する予定である。なかでも、(1)地域における医療・介護サービスの利用実態、(2)高齢者の住まいの現状と課題、(3)地域ケアの現状と課題を分析し、(4)その介護保険財政への影響を検討するという4つの研究課題に主眼をおいて研究を進めている。今年度は、前年度に実施した(2)及び(3)の研究実績を踏まえて、残された研究課題である(1)を把握するために、法律改正が行われた「高齢者住まい法」で新たに設けられた「サービス付き高齢者住宅」に分類される複合施設について、現地調査を行うとともに、附帯する回復期リハビリテーション病院及び老人保健施設との連携について検討を行った。さらに、(4)については、民間介護保険の利用を検討するために、OECD諸国の民間医療保険の利用実態に関する研究を実施し、その成果を発表した。併せて、(3)については既に実施している米国・フィンランドの高齢者住宅及びその品質管理手法に関する調査結果を、論文として報告するための検討を継続して行う予定である。更に、わが国における高齢者住宅の介護サービスの品質管理手法についても厚生労働省の検討会に参加しつつ、研究を深化させていきたいと考えている。尚、最終年度にあたる次年度には、上記4つの研究課題のまとめはもとより、政策提言をすることで、研究の締めくくりとしたい。なかでも、1地域における医療・介護サービスの利用実態、2高齢者の住まいの現状と課題、3地域ケアの現状と課題を分析し、4その介護保険財政への影響を検討することを主眼とした。22年度から24年度までに、1については医療・介護レセプトから高齢期の医療介護費用の実態を把握した論文をベースに討論し、共通認識を確認した。2について制度上複雑に入り組んでいる高齢者向けの住宅制度を整理し、現状の整備数などの実態を把握した論文を作成した。さらに、わが国で今年度実施予定の高齢者住宅政策について検討し、問題点を指摘した。3については、高齢者住宅の整備及び地域ケア体制の構築において先進国であるデンマークを訪問し現地調査を行うとともに、その成果を論文にまとめた。さらに、包括的な高齢者住宅の品質管理手法を採用している米国を訪問し、関係省庁にヒアリングを行い、その日本への示唆を含めて論文にまとめた。4については、将来の医療介護費用の財政負担を市町村単位でシミュレーションした論文を参考にして検討した。併せて、政府財政のひっ迫を踏まえて、民間保険による費用負担のあり方についても検討し、日本での公私財源の活用方法に関する論文を作成した。上記の研究結果を踏まえて、一般向け図書である「地域リハビリテーション白書3」(三輪書店)に、住宅政策から見た地域包括ケア体制に関する1節を寄稿し、研究成果の普及に役立てた。

平成23年度に予定していた高齢者住宅の現地調査及び保障制度(保険)面からの検討を実施することができた。平成22年度の研究実績と合わせると、概ね研究課題をカバーし、一定の研究成果を達成していると考えられる。一方で、米国及びフィンランドの高齢者住宅の現地調査結果を論文としてまとめる点については若干の遅れが認められる。但し、既にデータ整理やヒアリングメモ作成は完了しており、大きな問題はないと考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の遂行について、これまでに問題は認められない。平成24年度は、本研究の最終年度となるため、本研究の4つの研究課題である、(1)地域における医療・介護サービスの利用実態、(2)高齢者の住まいの現状と課題、(3)地域ケアの現状と課題を分析し、(4)その介護保険財政への影響を検討する、の研究成果に基づき、包括的な政策提言を検討したい。
有機セレンを活用するアルド-ル類の新規合成法とその天然物合成への応用

アルド-ル構造は重要な生理活性天然物によく見出される構造であり,これらのアルド-ル類を効率よく,しかも立体選択的に合成するため,新しく有機セレン試薬ナトリウムフェニルセレノ(トリエトキシ)ボレ-ト;Na[PhSeB(OE+)_3]を用いたエポキシケトン類の還元法を開発し,この方法により種々の鎖状および環状アルド-ル類が高収率で合成できることを見出した。また,本法はエポキシケトンのみならずエポキシエステル,エポキシラクトンおよびエポキシラクタムの還元にも適用できることを明らかにした。さらに、交付申請書に記載した研究計画に従い,本還元法を鍵反応として用いることによりオオバヤシャブシAlnus sieboldianaの雄性化から単離されたジアリルヘプタノリド,ヤシャブシケトオ-ル1,ヤシャブシケトジオ-ルA2,ヤシャブシケトジオ-ルB3,およびヤシャブシトリオ-ル4の短段階全合成を達成した。今回見出したセレン試薬を用いるα,βーエポキシカルボニル化合物の還元法は,アルド-ル類の合成法として優れているばかりでなく,反応条件が極めて穏和であり,多官能性化合物にも適用できることから天然物合成を含む有機合成に広く利用でき,今後の進展が期待される。
薬剤送達改善を目指した星細胞標的化 desmoplasia 制御と膵癌治療への応用

膵癌のdesmoplasia形成を、特発性線維症治療薬であるピルフェニドンが抑制することを同定した。ピルフェニドンは膵星細胞の生物学的活性を抑制し、膵星細胞と膵癌細胞における癌間質相互作用を抑制した。膵癌細胞株と膵星細胞を共移植した膵癌マウスモデルにおいても、ピルフェニドンはその腫瘍形成を抑制しdesmoplasia形成を抑制した。ジェムシタビンとの併用により、相乗的な抗腫瘍効果を確認した。ピルフェニドンとジェムシタビンの併用療法は膵癌における有効な治療戦略として期待される。昨年度までは、特発性線維症治療薬であるPirfenidoneが膵星細胞の増殖能、浸潤能、遊走能を抑制し、膵星細胞と膵癌細胞における癌間質相互作用を抑制することを明らかとした。本年度は膵癌皮下移植マウスモデルを用いた検討において、Pirfenidoneが膵癌細胞株と膵星細胞を共移植して形成される腫瘍の増大を抑制した。Pirfenidoneは膵癌細胞株のみから形成される腫瘍の増大には抑制効果を示さなかった。形成された腫瘍の免疫組織学的検索において、膵星細胞の増殖やcollagen、periostinなどの細胞外器質の増生が抑制されていることを認めた。膵癌同所移植マウスモデルへのPirfenidoneとgemcitabineの併用投与により、併用投与がそれぞれの単剤投与よりも著明な腫瘍抑制効果を示し、腹膜播種や肝転移の頻度を著明に減少させることを明らかとした。Gemcitabine単独投与にはdesmoplasia抑制作用は認めなかった。これらの結果よりPirfenidoneがdesmoplasiaを、gemcitabineが膵癌細胞を治療標的とすることで、両者が相乗的に作用し膵癌に対して強力な抗腫瘍効果を示したと考えられる。本研究により、膵癌のdesmoplsaia形成が、pirfeniodoneにより抑制されることを明らかとし、Pirfenidoneとgemcitabineの併用療法は膵癌における有効な治療戦略として期待される。これらの結果はCancer Research誌において報告した。平成23年度は以下のことを明らかとした。(1)ヒト膵星細胞株の作成とその同定平成23年度現在までに、膵癌患者より得られる手術切除標本を用いて、BachemやApteらにより報告されたout growth法により膵癌手術標本よりヒト膵星細胞株を30株以上作成し、膵星細胞の特徴とされるMyofibroblast様の形態を呈し、α-SMAが陽性であることを確認した。これにより、膵癌由来のヒト膵星細胞を用いた実験の重要な基盤を整備できたと考えてる。(2)膵星細胞とそのdesmoplasiaを抑制する新たな治療薬の同定およびその分子生物学的作用の解析膵癌でのdesmoplasia形成機序に関する知見に基づいて、その癌間質相互作用を抑制する薬剤を文献より網羅的に検索し、現在までに2つに薬剤を選択した。平成23年度はその内の特発性肺線維症の治療薬であるピルフェニドンが、膵癌間質で中心的役割を果たす膵星細胞において、その、増殖、浸潤能を抑制し、癌間質相互作用に関与するTGF-β1、FGF、PDGF-Aなどの増殖因子やdesmoplasiaの構成器質であるコラーゲンIやフィブロネクチン、ペリオスチンの発現を抑制しうることを発見した。これらの結果はピルフェニドンが膵癌のdesmoplasia増生を抑制しうることを示す重要な結果と思われる。この結果を踏まえ、平成24年度は、ヌードマウスを用いた膵癌細胞と膵星細胞の同所膵癌モデルに対して同薬剤を投与し、膵癌の代表的な抗癌剤であるGemcitabineと併用し、膵癌細胞への抗癌剤の到達効率を測定し、抗腫瘍効果を検討する。また、腫瘍の組織学的評価も行う。平成23年中の予定実験を終えており、おおむね順調に進展していると判断している。当初の実験予定通りに計画が進行しており、大きな実験計画の変更は予定していない。当初の実験計画通りに、平成24年度実験計画を推進する。研究の遂行に必要な主要装置(共焦点レーザー顕微鏡、in vivo蛍光イメージャー、リアルタイムPCR,蛍光顕微鏡、遺伝子導入装置、セルソーター、バイオアナライザー、ナノドロップ、FACS機器など)など大型実験機器に関しては既に研究室内に設置されており、すべて実験可能な状態であるため、新たな購入計画はない。この他の機器(透過型電子顕微鏡、DNAシークエンサーなど)についても学内の研究支援センターにおいて利用可能な状態であり、研究経費において新たな設備備品の購入は不要である。消耗品においては、qRT-PCRを行うための試薬やプライマーの購入、in vitro実験を行うための抗繊維化薬試薬の購入、in vivo実験を行うにあたり、マウスやマウス投与のための抗線維化薬の購入を予定している。
着磁体による磁界の乱れを利用した閉創前ガーゼ感知システムの開発

手術時に体内に残存しても短時間で体外より検知できる閉創前ガーゼ感知システムの構築を試みた。ガーゼ感知デバイス及び感知ガーゼを数種類試作し、閉創前に感知ガーゼに含まれる金属繊維を検出することで遺残ガーゼを検知する。これまでの閉創前ガーゼ感知システムの改良で、研究開始当初の検知距離は約10cmであったが、現在では約30cm離れた部位から感知ガーゼを検出できるようになった。更に聴覚と視覚に同時に訴えるガーゼ感知デバイスの試作器を作製したが、現状では遺残ガーゼの位置を特定するシステムではない。平成25年度は感知ガーゼの感知距離を伸ばす点に重点をおいた。実際に感知ガーゼを数種類作製したが、感知ガーゼ作製に当たっては着磁体(希土類及びフェライト)だけでなく、ステンレス線や銅線糸・銀線糸を含ませ、更に感知物質自体(希土類・フェライト・ステンレス線・銅線糸・銀線糸)の形態及びガーゼ内の配置変化による感知距離を比較・検討した。更にガーゼ感知デバイスは感知様式の異なる数種類の感知デバイスを使用して感知距離を比較検討した。前年度の研究結果よりコーティングによる医療機器としての安全性はある程度確保できると判断し、平成25年度の改良点を感知距離を伸ばす点に絞ったが、コーティーング素材に関しては現状ではウレタンコーティーングのみの実験結果であり、今後コーティーング素材の変更またはコーティーングの必要性のない素材への変更を検討中である。今回の感知距離測定結果では感知ガーゼや感知デバイス、感知物質自体の形態や配置次第で約30cmの距離を感知できることが判明した。結果的に昨年度までの結果と比較し感知距離を約3倍にまで伸ばすことが可能となった。今後も感知ガーゼと感知デバイスの改良により、感知距離を伸ばすことは可能と考えられるが、閉創前感知ガーゼシステムとして手術台と感知デバイスを一体化させシステムとして感知結果に偽陰性(false negative)、偽陽性(false positive)のないシステム構築を目標とする。1ガーゼ感知デバイスを改良し、更に感知距離を伸ばす。ガーゼ感知デバイスに含まれる着磁体(レアメタルの種類・質量、コイルの巻数)を変化させることにより、感知距離を伸ばす。2感知ガーゼに含まれる着磁体において医療機器としての安全性・信頼性を担保する。着磁体の基礎物性試験(溶出試験)を行い、その結果に基づき着磁体にコーティーングを施行し、医療機器としての安全性を確保する。平成24年度は1ガーゼ感知デバイスを改良し、更に感知距離を伸ばす点、2感知ガーゼに含まれる着磁体において医療機器としての安全性・信頼性を担保する点に重点をおいた。ガーゼ感知デバイスは数社の検針器を使用し感知距離を測定した結果、最も感度の良い日本金属探知機製造株式会社製ATTER130Rハンディー型検針器を使用する。尚、ガーゼ感知デバイスの改良に関して現在進行中であり、着磁体の種類・形体により感知距離が異なるため、今後さらなる検討を要す。感知ガーゼに組み込まれる着磁体はフェライトとする。更にフェライトの基礎物性試験(溶出試験)(財日本食品分析センター)を行い、その結果に基づきフェライトにコーティングを施行し、医療機器としての安全性を確保する。コーティングは現時点ではウレタンコーティングのみ施行し医療機器としての安全性を確保できた点では良好な結果を得た。手術時の遺残ガーゼ事故が後を絶たない。再手術による患者の身体的、精神的負担だけでなく、被害者である患者と加害者である医者・病院側双方にとっての精神的・経済的負担も大きい。医療安全に対する意識が高まっていても人災である医療事故は一定の頻度でおこる。この現状を考えると個人の努力だけでなく、医療システムとしての補完が急務である。医療事故を未然に防ぐには医療安全システムにおける多重防護壁の強化が必要となる。現在、バリウム糸を一本組み込んだ手術用ガーゼが市販されているが、バリウム糸組み込みガーゼの検出には、レントゲン撮影を要する欠点と、実際にX線撮影でもバリウム糸が細い為に多くの見落としが生じている。そこで手術時に体内に残存しても閉創前に確実に検知でき、容易に全て回収できる閉創前ガーゼ感知システムの構築が必要と考えた。本研究で遺残ガーゼの画像化により聴覚と視覚に同時に訴えるシステムに関して、手術用吸収性物品、検出装置および検出方法特願2014-166299として特許出願した。感知距離は約30cm、現時点では感知物質のコーティーングは必須であるが、将来的にはコーティーングのない素材への変更に向け感知システムを改良中である。更に手術室の状況により、偽陽性(false positive)の結果となることがあるため、あらゆる手術室の状況に対応すべく手術台と感知デバイスを一体化させたシステム構築を目指している。体内の遺残ガーゼを検出できる機器は現状でX線しかない。検出装置としては医療分野以外では種々の近接センサーやレーザーセンサー、医療分野では超音波センサーがあるが、体腔内のガーゼを確実に検出可能なセンサーがない。この4年間、感知ガーゼに含まれる金属繊維を体外から検知することに重点を置いてきた。着磁体(種類・質量・形状・巻数)及び金属繊維の変化と感知距離の違いを中心に感知ガーゼの検出を検討した。2年目から3年目は初年度の研究を更に進展させ、種々の金属を使用して、金属の形状及び配置の異なる感知ガーゼを数種類作製した。ガーゼ感知デバイスに関しては、感知様式の異なる数種類のデバイスを実際に試作し、我々の作製した感知ガーゼで検知距離を比較検討した。

結果的に感知物質自体の形態(太さや長さ)や配置次第で、当初の検出距離の約3倍の距離を感知することができた。4年目は聴覚と視覚に同時に訴えるシステムの構築に重点を置き、特願2014-166299(PCT/JP2015/73001)檜顕成:手術用吸収性物品、検出装置および検出方法)を出願した。またガーゼに含まれる金属のコーティーングが無い場合及び、万が一体内に異物として残った場合を考慮し、2種類の金属で異物反応を病理学的に検討した。最終的に聴覚と視覚に同時に訴える新たな感知デバイスを試作したが、実際に製品化を目指した、しなやかな手術用ガーゼで十分な距離を確実に検知するには、更なる研究開発が必要となる。手術時に体内に残存しても短時間で体外より検知できる閉創前ガーゼ感知システムの構築を試みた。ガーゼ感知デバイス及び感知ガーゼを数種類試作し、閉創前に感知ガーゼに含まれる金属繊維を検出することで遺残ガーゼを検知する。これまでの閉創前ガーゼ感知システムの改良で、研究開始当初の検知距離は約10cmであったが、現在では約30cm離れた部位から感知ガーゼを検出できるようになった。更に聴覚と視覚に同時に訴えるガーゼ感知デバイスの試作器を作製したが、現状では遺残ガーゼの位置を特定するシステムではない。遺残ガーゼの検知距離に関して十分な距離が確保できていると考えるが手術室の状況により、偽陽性(false positive)となることがあることより、遺残ガーゼの画像化は必須である。画像化に関しては手術用吸収性物品、検出装置および検出方法特願2014-166299として特許出願しており、画像化に関する検出装置作製中である。小児外科学画像化に関する検出装置作製と、あらゆる手術室の状況に応じた手術台と感知デバイスを一体化させたシステム構築を行う。感知距離を伸ばす点では目標を十分に達成できたと考えるが、次なる目標である、体内の1遺残ガーゼの画像化ができていない。来年度中に1遺残ガーゼの画像化を実現したい。画像化が実現すれば、最終段階として2ガーゼ感知の確実性の保証及び3システム全体の医療従事者の操作性の追求が必要となる。平成24年度は1ガーゼ感知デバイスを改良し、更に感知距離を伸ばす点、2感知ガーゼに含まれる着磁体において医療機器としての安全性・信頼性を担保する点に重点をおいたが、結果的には当初の計画より感知デバイスの改良と感知距離を伸ばす点、適切なコーティーングの選択が十分とは言えない点でやや遅れを取っている。1ガーゼ感知デバイスを改良し、更に感知距離を伸ばす。ガーゼ感知デバイスは数社の検針器を使用し感知距離を測定した結果、最も感度の良い日本金属探知機製造株式会社製ATTER130Rハンディー型検針器を使用した。尚、ガーゼ感知デバイスの改良に関して現在進行中であり、着磁体の種類・形体により感知距離が異なるため、今後さらなる検討を要す。
アポトーシスを誘導するガングリオシドGD3類縁体の設計と合成

近年,GD3の生合成がFas受容体を介するシグナル伝達や膜透過性セラミドにより促進され,これが分化・発生に重要な役割を果たすアポトーシス誘導の引金になると報告されて以来,アポトーシスにおけるGD3の重要性が注目されている。GD3はb-系列ガングリオシドの中では最も簡単な構造を有しており,非還元末端のNeu5Ac(α2-8)Neu5Acとセラミ卜部分の二本鎖脂質を構造上の特徴とする。また最近,末端二糖のNeu5Ac(α2-8)Neu5Acはコロミン酸を出発原料とする製法が確立され,大量入手が可能となっている。そこで著者らは,Neu5Ac(α2-8)Neu5Acと脂質二本鎖を有するGD3の類似体を合成し,アポトーシス誘導活性を検討した。まず,Neu5Ac(α2-8)Neu5Acを2-chloro-Neu5Ac(α2-8)Neu5Ac誘導体へと変換し,これをsilver salicylate存在下allyl alcoholあるいは4-penten-1-olと反応させた。さらに,アルカリ処理した後,末端の二重結合をオゾン分解してアルデヒド体とし, phosphatidylethanolamine(5 eq.)と還元的アミノ化により縮合させて2種のGD3 mimicを収率良く調製した。次に,GD3はミトコンドリア膜間電位(ΔΨm)を変化させ,これに起因する外膜の膨張・破裂にともなって遊離されるcytochrome cがcaspase 3を活性化してアポトーシスの引金を引くことから,合成したGD3類似体のアポトーシス誘導能をミトコンドリアの膨潤を指標に検討した。その結果,GM1やGD1aでは全くミトコンドリアの膨潤を引き起こさなかったのに対し,GD3類似体はGD3およびGD1bと同程度の活性を示した。
顎顔面成長発育における遺伝解析

本研究目的は関連試験による解析に加え、複数の顎顔面成長発育に関与する因子をゲノム全領域にわたる体系的な探索(罹患同胞対法)によって可及的に同定することにある。研究開始にあたりわれわれはDNA収集に関して、血液からの抽出に加えて頬粘膜細胞からその後の解析に必要な精製度、量のゲノムDNAが得られるか検討した結果、十分満足できるものであった。したがって資料採取にあたり血液ないし頬粘膜細胞から抽出することとした。平成13年度の申請研究予定に準じ1.資料採取・収集:同胞被験者(男性18歳以上,女性16歳以上)50組の血液・側面頭部X線規格写真の収集がなされた。2.顎顔面形態計測:採取された50組すべての側面頭部X線規格写真分析について、通法に従い分析(ReazaNet, Power Cephalo)した。3.遺伝解析1)すべての血液・頬粘膜細胞からゲノムDNAの抽出がなされた(QIAGEN KitおよびMaster Amp Buccal Swab)。2)遺伝マーカーの検定:市販全染色体遺伝マーカー(ABI PRISM Linkage Mapping Set)について日本人におけるその後の遺伝統計解析に有用でないものを検出、その領域における代用マーカー(Ikari K et al. Establishment of an optimized set of 406microsatellite markers covering the whole genome for the Japanese population. J Hum Genet. 46 : 207-210. 2001)を設定した。引き続き平成14年度計画として3)全資料についての遺伝マーカーの検出4).遺伝統計学的解析5).関連試験による検討を予定している。
分子性導体におけるディラック電子のトポロジーとゼロギャップ物質の研究

分子性導体において2つのバンドが縮退して生じるディラック点の出現機構を研究した。有機分子の結晶が空間反転対称を持つ場合、電子の波動関数も反転に対して偶関数または奇関数となる。これから得られる位相(トポロジー)の性質がディラック点の出現の原因であることを示した。これを3次元単一成分分子性導体に応用し、HOMOとLUMO軌道の偶奇性から得られるディラック点が3次元ループを描くことを見つけた。これより、系に相反する2つの要素が内在することがディラック電子の本質で、その出現に必要なトポロジカルな条件を明らかにした。さらにディラックコーンの傾きは電気伝導度の実験から検証できることを示した。有機導体α-(BEDT-TTF)2I3のディラック電子ではディラックコーンの傾斜が大きい。これを検証する有効な手法である光学電気伝導度を計算し、コーンの傾斜効果による面内異方性を調べ、振動数および化学ポテンシャル依存性から、バンド内励起とバンド間励起のそれぞれの役割を明らかにした。さらに直接的な観測に有益な光学反射率を計算し、コーンの傾斜と直線偏光との角度依存性から傾斜の役割を示した。α-(BETS-TSF)2I3は加圧下でディラック電子によるゼロギャップ状態を示すが、α-(BEDT-TTF)2I3と異なり、電子相関効果が大きい。これを考慮し、各分子のサイトポテンシャルや、分子間飛び移りエネルギーへの効果を明らかにし、さらに常圧での絶縁体は2つのディラック点が合体することにより生じることを指摘した。α型有機導体では8個の分子間移動エネルギーが存在する。この符号の組合わせのパターンにより16個の異なるバンドが生じることを示し、α-(BETS-TSF)2I3でディラック電子が出現する状況を把握した。さらにこのパターンの中でディラック電子を最も安定に出現させるものを見つけた。これを参考に移動エネルギーを変化させ調べ、分子の積層方向とそれに垂直方向の特定の組のトポロジカルな性質がディラック電子に重要な役割を果たしていることを見つけた。これらの研究結果はゼロギャップ物質探索の指針となることが予測される。有機導体のディラック点を、ホッピングパラメータが構成する三角格子のパターンから調べ、強束縛模型におけるエネルギーバンドの一般的観点からこのディラック電子の位置づけを明らかにした。この符号の組合わせのパターンにより16個の異なるさまざまなバンドが生じる。α-(BETS-TSF)2I3(ET)でディラック電子が出現する状況では、通常の金属状態とは異なる特別の状況になっていることをを示した。このような分子の重なり積分の特徴を考慮することにより、ディラック電子の物質合成に有益になると期待される。このパターンの中でディラック電子を最も安定に出現させる組み合わせを見つけた。直接このような物質合成は困難であるが、将来的には有益な情報となる。たとえば、移動エネルギーを変化させ、分子の積層方向とそれに垂直方向の特定の組による三角格子のトポロジカルな性質がディラック電子に重要な役割を果たしていると期待できる。さらに、ETにおける垂直磁場下での電気伝導の温度依存性を説明した。この成果を踏まえて、HOMO軌道とLUMO軌道から構成される[Pd(dddt)2]塩の分子性導体で見つかっているディラック電子を調べた。単位胞が4個の分子から構成され、各分子でHOMO軌道とLUMO軌道が存在し、その波動関数の対称性が異なることが本質的である。これを運動量の時間反転対称点における偶奇性によるディラック点存在条件に適用し、ETと共通していることを示した。。今後ディラック電子を出現させる分子性結晶合成の際、その解析の指針となることが期待される。この成果を学会等で発表し、現在論文投稿の準備中である。一方この研究は、これまで偶然の縮退と考えられてきたETのディラック点について、その原因を明らかにすることができた(2016年度出版予定)。ディラック点の存在は、ベリー位相等の電子の波動関数のトポロジカルな性質に反映される。このような物質合成に有益となる、ホッピングパラメータが構成する三角格子のパターンを明らかにした。ディラック点の存在条件、「運動量の時間反転対称点における偶奇性」をET塩について示したが、これが一般的であることを別の物質である[Pd(dddt)2]単一成分分子性導体のディラック点についても成立することを示した。これにより得られたHOMO-LUMO相互作用の役割の理解は、ET塩のディラック点出現の解明に貢献した。運動量空間の時間反転対称点の固有値を用いて有効ハミルトニアンを導出しこれによりディラック点を直接計算できる手法を得ることに成功した。これを論文にまとめた。有機導体α-(BEDT-TTTF)2I3塩(ET)のディラック点は伝導電子バンドと価電子バンドの偶然の縮退により生じると考えられているが、その原因は不明であった。単位胞に存在する4分子のうちの2つの分子の中間の位置に空間反転対称点が存在することが重要で、これを用いて運動量の時間反転対称点(TRIM)における偶奇性によるディラック点存在条件を導出してきた。本研究ではさらにTRIMにおける偶奇性の異なる波動関数に着目してディラック点を具体的に導出した。これによりディラック点出現の原因として空間反転対称点の存在が必要条件であることが明らかになり、偶然の縮退の謎が解けた(JPSJ発表)。

この成果を基に、HOMO軌道とLUMO軌道から構成される[Pd(dddt)2]塩の分子性導体で見つかっている3次元ディラック電子を調べた。この導体の特徴は、単位胞に4個の分子が存在し、各分子でHOMO軌道とLUMO軌道をもつことである。このディラック点はHOMO軌道とLUMO軌道の波動関数の対称性が異なること及び分子間の電子移動が面間及び面内の2段階で生じることを示した(JACS発表)。ETと同様の手法を用いて、TRIMにおける波動関数の偶奇性によるディラック点存在条件に適用し、第一原理計算及びタイトバインディング模型で得られたディラック点の存在をトポロジカルな観点から証明した。さらにこの場合のディラック点は3次元運動量空間でループを描き、そのループの周りのフェルミ面から電子ポケットと正孔ポケットが存在(ノーダルライン半金属)することを見つけた。そこで、このような一電子状態密度を計算しさらにスピン磁化率の温度依存性を調べ、2次元ディラック電子の場合との相違点を明らかにした(HPSP17及びJJAPで発表)。分子性導体において2つのバンドが縮退して生じるディラック点の出現機構を研究した。有機分子の結晶が空間反転対称を持つ場合、電子の波動関数も反転に対して偶関数または奇関数となる。これから得られる位相(トポロジー)の性質がディラック点の出現の原因であることを示した。これを3次元単一成分分子性導体に応用し、HOMOとLUMO軌道の偶奇性から得られるディラック点が3次元ループを描くことを見つけた。これより、系に相反する2つの要素が内在することがディラック電子の本質で、その出現に必要なトポロジカルな条件を明らかにした。さらにディラックコーンの傾きは電気伝導度の実験から検証できることを示した。ディラック点の存在から出発して、ゼロギャップ状態を生じるための移動エネルギーの性質を調べ、ディラックコーンの傾斜とゼロギャップ状態出現の相互の関連を明らかにした。これにより研究目的ンの第一段階が達成できたので論文にまとめ、投稿の準備ができた。この研究で開始した単一成分分子性導体[Pd(dddt)2]は、ディラック電子を示す2番目の物質として、今後の研究の発展が期待される。今回、ET塩との相補的な研究はディラック電子出現の解明に向かって大きく前進した。このディラック点は3次元運動量空間で閉じた曲線を描くことは、今回の物質で見つかった注目される特徴である。この原因解明のためHOMO-LUMO相互作用の役割を研究し、偶奇性に基づくトポロジカルな性質を明らかにする。これまでは主に分子間伝導の性質を調べてきたが、さらに、電子相関の役割を調べる。この物質ではクーロン相互作用の遮蔽が小さいので、長距離相互作用の磁気的性質への効果を調べる。特にこれまでの謎である、磁化率の温度依存性の解明を試みる。数物系科学ゼロギャップ状態を示す有機導体はすでにみつかているBEDT-TTF塩の他に盛んに研究されている。最近話題となっている単一成分金属でゼロギャップ状態が明らかにされてきた。ディラック電子を示す