hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Optical Neurocommunicatorによる義体制御システムの開発

一連の研究は知覚・肢体能力の減損者のための新しい補綴技術の礎となることをめざし、2009年の構想により開始された。光によって脳神経細胞と会話できる双方向光情報伝達技術の創成と、その後、当該技術を生体脳において運用するための各種デバイスを試作して実証実験を繰り返すことで推進されてきた。結果、低侵襲的に適用できるウェアラブルデバイスを用いて光学的に脳と情報交換することが可能であることが実証された。研究代表者の異動に伴い前研究プロジェクトの最後の一部が一時停止状態となっていたが、新たに研究活動の場を得て、また本科研費をいただけた事により完遂することが出来たことを感謝したい。本研究では肢体不自由障害者への治療・リハビリ機器における従来の課題の克服を目指して、脳内埋植型の双方向光情報伝達デバイスと随意運動知覚装置とを開発し、実際に動物の生体脳に適用することで試験運用する事を目的としている。これまでの研究において、脳内に低侵襲的に長期埋植可能で神経細胞の活動を光学的に計測すると同時に光学的に刺激することが可能な微小半導体デバイスを試作した。このデバイスを、神経細胞の活動を光計測するための蛍光指示タンパク質と、光刺激するための光感受性タンパク質とを併せて使用することにより、培養細胞と脳内移植細胞において、そして動物の生体脳の神経細胞において運用した。この結果、このデバイスを介して光学的に神経細胞と情報伝達することが可能であることを実証した(Kobayashi et al., 2016)。また、随意運動装置として動物用の小型モビリティを試作した。この小型モビリティは動物の体の運動と連動して稼働させることができるような機構を備えているために、動物が体を動かすことで移動することができる。まずはこの装置を用いて、動物が自由に操縦して好きな場所に到達できるようになるかどうかを検証することにより、デバイスと小型モビリティを連動して評価するためのシステムを構築している。青色光感受性遺伝子ChR2と、細胞内Ca2+濃度に応じて蛍光強度変化する赤色蛍光指示タンパク質遺伝子R-GECO1とを、培養神経株細胞Neuro2aあるいはPC12に共導入した。神経細胞は活動に応じて細胞内Ca2+濃度を変化させるため、青色光刺激時に緑色励起光を照射しながら赤色蛍光強度変化として神経活動をreal time計測出来る。蛍光強度変化の大きな赤色蛍光指示薬もあり適用が簡便なため実際に複数使用比較したが、いずれもやがて細胞外に排出されるため長期計測にはリロードを要する。生体脳組織で安定計測するにはgenetically encoded Ca2+ indicatorが将来AAV臨床適用への期待からも好ましいと考えた。脳組織を模すため遺伝子共導入細胞を細胞外基質ゲル包埋しセンサ上で3D培養し、光刺激と蛍光計測を行った。至適培養条件はゲル内で細胞を分化、突起伸長させて検証した。また、センサに実装したLEDによる光刺激範囲を定量した。引き続き生体脳環境で検証するため、遺伝子共導入細胞をシート状あるいは塊としてマウス大脳皮質に生体移植して検証した。最後にin utero電気穿孔法で遺伝子共導入したマウス大脳皮質で検証したが、蛍光変化量が低く計測が困難だった。このため蛍光変化量のより高いCAR-GECO1、R-GECO1.2、O-GECO1を新たに入手した。これらをHela細胞に導入し、ヒスタミン刺激で生じるCa2+ oscillationを利用して比較検討した。センサ上で培養したHelaへ静粛に薬液被曝するためには微小還流装置を作製し、培地表層波面の照り返しによる計測ノイズを無くした。また生体内発現を高効率とするためvectorを組換えて比較検討した。この結果、ChR2とO-GECO1によりマウス大脳皮質の神経細胞において光刺激と蛍光計測がセンサで実施可能と実証された。本研究では肢体能力の減損患者のための補綴装具における従来の課題の克服を目指して、脳内埋植型の双方向光情報伝達デバイスと随意運動発露装置とを開発し、実際に動物の生体脳に適用することで試験運用することを目的とした。前年度までに開発した、脳内に低侵襲的に長期埋植可能で神経細胞の活動を光学的に計測すると同時に光学的に刺激することが可能な微小半導体デバイスを、神経細胞の活動を光計測するための蛍光指示タンパク質と、光刺激するための光感受性タンパク質とを併せて使用することにより、培養細胞と脳内移植細胞において、そしてin utero電気穿孔法で遺伝子導入した動物の生体脳の神経細胞において運用した。次に、当該デバイスの主要な脳機能光計測機能と脳機能光制御機能を分離し、それぞれについてさらに独自に発展させた。主に脳機能光計測機能に特化させるため、低侵襲的に頭部に慢性留置して大脳皮質の神経活動を可視化するための1ウェアラブル極小イメージャーを試作した。また、主に脳機能光制御機能に特化させるため、低侵襲的に脳内に慢性留置して使用することが可能な2ウェアラブル光プローブを試作した。また動物用の義体として体躯連動型の3小型モビリティを試作した。これら新たに開発したツールを用いて、大脳皮質の神経活動を光計測してモビリティを駆動することと、外部情報、モビリティあるいは動物の行動様式を計測して大脳皮質の神経活動を光制御することを、それぞれリアルタイムで連動的に制御し、評価するための行動解析プラットフォームを構築した。最終的に構築したプロトタイプの基礎システムを稼働させた結果、実際に運用可能であることが検証により確かめられた。以上により当初目的であるoptical

neurocommunicatorによる義体制御システムは3と連動可能なシステムとして開発されて達成され、新たに1、2が試作された。一連の研究は知覚・肢体能力の減損者のための新しい補綴技術の礎となることをめざし、2009年の構想により開始された。光によって脳神経細胞と会話できる双方向光情報伝達技術の創成と、その後、当該技術を生体脳において運用するための各種デバイスを試作して実証実験を繰り返すことで推進されてきた。結果、低侵襲的に適用できるウェアラブルデバイスを用いて光学的に脳と情報交換することが可能であることが実証された。患者が躰の各部位の動きを想起した時に、左右脳の連動を考慮した上で運動野とされている脳領野全体で、個々人で異なる神経活動に応じて随意制御できる補綴装具があれば理想的である。しかし補綴装具は身体を模しているが動作機構は生身と異なるため、装具に準じて制御信号の変換を行いつつも装具制御に患者は長期の学習を強いられる。仮に理想的なシステムを試作してもいきなりヒトに適用できない。また、特定筋肉と運動出力系の個々の神経細胞の活動は1対1対応ではない上、神経回路は環境に応じ様々に情報付与されるとともに可塑的に組み変わる事が知られる。このため得られた活動情報をそのまま装具の出力情報とするのは好ましく無い。脳活動を元に補綴装具を制御するには、まず運動発露過程の左右運動野全体の差次的活動を細胞単位で分析する必要がある。このため本研究では新たにツールを開発し、移動装具と併用するシステムを構築した。そして運動野が脳溝に隠れてなく露出しているマウスに適用して実証する。マウスは指示通りに運動を想起しないので、個別動作で個別移動がもたらされる装具とした。これにより特定の運動に依存した特定の神経活動を見出しやすくなる。移動装具の操縦学習前の生来的運動時の、左右運動野の運動前指令を下しているとされる短期には普遍的な神経活動をピックアップして装具を稼働すれば、マウスは思考するだけで行きたい場所に移動できると考えられる。つまり短期間で操縦できると想定される。これが実際にマウスが移動装具の操縦会得に要する期間より有意に短期ならば、学習を要さず新規道具使用が可能となることを意味する。ピックアップした細胞を誤り、その活動依存的に操縦する事を学習してしまう可能性があるが、その場合にはやはり時間を要するので区別できる。以上の方法論により、運動意思の実証と学習不要なBMIの基礎試験が出来るものと期待している。脳科学本年度において16円に相当する用途事案が発生しなかったため、次年度において実験用消耗品等の購入に際して充当して使用する。実験動物の購入、また、飼育・繁殖のために必要な消耗品、器具、エサや床敷きを購入するために使用する。アデノ随伴ウイルスベクター組み換えとウイルス溶液の精製のために必要な分子生物学実験用試薬を購入する。また、培養神経細胞を遺伝子操作するために必要な培養用試薬、遺伝子導入用試薬を購入する。光学計測装置や動物行動試験用の装置の試作、運用のために必要な制御機器、計測機器、電子部品を購入する。
人間の言語理解中における情報補完プロセスの解明

人間が文を理解する際に必要な情報が欠けている場合、どのように予測、補完を行っているのかを明らかにする事を目的とした。先行研究では文理解中に予測、補完処理が行われることが指摘されていたが、その神経基盤は解明されていなかった。そこで本研究は脳機能計測手法を用いることにより、脳内の予測、補完処処理に関与する神経基盤の解明を試みた。その結果、言語関連領域を中心に有意な脳活動を観察した。このことから、人間は文理解中に実際に現れていない情報についてもすでに先に統語・語彙意味処理していることが示唆された。本研究課題の目的は、人間の言語活動上の機能である言語情報の補完がどのように行われているのかを明らかにすることである。22年度は、情報補完処理のために必須であると考えられる予測処理について検証を行った。これは情報補完処理過程をモデル化する上で重要であるゆえに意義がある。検証方法としてはfMRI実験を行った。課題としては、未完成の文を文節ごとに提示し、最後にどのような動詞が現れるかを予測してもらうという課題であった。結果については現在解析中であるが、傾向としては側頭葉に有意な賦活がみられると予測される。次に、本処理が個別言語に依るものであるか、言語差に関係ないユニバーサルなものであるかを検証するため、また、情報の処理後の経過時間の影響を探るために、フランス語母語話者を対象に心理行動実験を行った。課題としては、7段階のレーティングによる文法性判断課題であり、容認度、文節ごとの読み時間を計測した。刺激には、文法的には同様に間違っているが、語順のみ異なっている文を用いた。これは予測、補完をする上での時間的・短期記憶的側面の影響を探るためである。本実験はすでに日本語と英語において検証ずみであったが、実験の結果、日英両言語と同様に、フランス語においても予測処理が存在することを示唆された。本結果はESCOP(The European Society for Cognitive Psychology)において発表する予定である。本研究の目的は、我々が日常的に行なっている言語理解に関して、文として入力される言語情報がまだ聞き手にとって未入力である場合、どのようにその未入力の情報を補うのかを心理指標のみならず脳機能の側面からも解明することである。未入力の情報を補完する場合、前提となる認知プロセスは「予測処理」と考えられる。予測処理では、まだ発話者が発話をしていない段階で次の情報を推測し、それを記憶に保持する処理であり、これまで心理言語学、もしくは認知心理学の分野で研究が行われてきたテーマである(Kamide,2009レビューなど)。一方、補完処理は実際には表象としては現れなかった情報を推論し、それを記憶に保持しておく処理だと考えられる。このことから、補完処理は予測処理と関連性がある可能性が示唆されるが、予測処理に関する神経基盤、特に、言語情報の予測に関わる神経基盤についての研究はまだ稀である。そこで本年度は予測処理に焦点をあて、fMRI実験を行なった。データについては規在解析中であるが、傾向としては運動(モーター)に関する予測、言語の予測、数列など規則性に基づく予測ではそれぞれ異なる神経基盤が関与している可能性が示唆される。一方で情報の種類に関係なく共通した賦活も見られる傾向があることから、今後、予測処理と補完処理の共通性、個別性について追究されることが期待される。予測処理と補完処理は実際には現れていない情報を処理する点において共通しており、先行研究においても心理実験により予測処理について検証されているが、その神経基盤、特に言語情報についてはまだ稀である。一方、運動と言語の予測の関わりについては先行研究において示唆されているが、まだ実証されていないことからこれについても検証を行う必要がある。本年は計測したfMRIデータの解析を行った。その結果、言語情報を予測、補完する際には、言語理解関連領域として報告されている下前頭回、中側頭回において有意な賦活を認めた。また、運動の予測については、左後中心回、右後頭回、右内側前頭前野に特異的な賦活を認めた。加えて言語、運動の共通領域として、言語情報の補完、予測において見られた下前頭回、中側頭回が観察された。実験では、未入力の情報を予測させる内容であったが、言語関連領域が賦活したことから、情報が実際に現れていない場合でも先に意味統語処理をし、文構造を構築していると考えられる。一方、運動においては、先行研究の知見より、一連の運動の動きよりパターンを抽出し、それを元に次に現れる運動、行動情報を構築していると考えられる。

言語、運動において共通した処理として、先行研究より入力済み情報から規則獲得を行い、それを援用することが考えられ、言語、運動といった異なる情報モダリティ間における予測、補完処理の共通神経基盤、及び個別の神経基盤が示唆された。今後更なる解析を行う予定である。当初着目をしていなかった予測処理に関する実験を行い解析中であるためやや遅れているが、予測処理との比較も可能になるため、当初予想した成果よりも緻密な結果が期待できる。24年度が最終年度であるため、記入しない。補完処理に関する脳機能計測を行い、予測処理との比較を行う。
ダイナミック測定によるペニング電離過程の解析

1.励起粒子の生成密度分布の決定電子エネルギ-の非平衡領域を含めたギャップ条件で、励起粒子生成分布をモンテカルロシミュレ-ションにより求めた。Ne/Ar混合ガス及び、N_2、Ar,Neなどの単一ガス中でデ-タを集積しスオ-ムパラメ-タに関する議論をした。2.励起粒子の消滅過程前項1で得られた結果を基礎として消滅過程を吟味した。今年度は、従来の方法とは全く独立に励起粒子の拡散方程式を第3種の境界値問題として扱うことにした。この方法により境界上での反射がある場合の消滅過程を明かにできた。3.過渡電流波形と励起粒子の高感度検出測定Towsend放電域での過渡電流波形の観測を前項2の結果に基づいて解析し、N_2(A^3Σ^+_U)の拡散係数、失活の反応速度係数、電極面での反射率を決定した。また、励起粒子の高感度検出法により、N_2(A^3Σ^+_U)と解離N原子とを区別して観測できることを確認した。4.研究結果の報告励起粒子の生成過程について論文をまとめ投稿中である。他にICPIG(1989,及び1991)に2件の論文を、又GD92(Gas Discharges and their Applications)に論文を提出済みである。励起分子に関する実験結果をまとめた論文を電気学会に2篇報告した。(1)Ne^*の生成密度分布の決定Ne中での電子群のふるまいをモンテカルロシミュレ-ションにより観測すると共に、Neの励起原子生成密度分布の空間分布を決定した。特にペニング電離とγ_m作用に大きな寄与をなす準安定励起原子についての生成密度分布も決定した。(2)Ne^*の密度分布の形成と減衰過程励起原子の拡散とクエンチングによる脱励起過程を考慮して、連続的なNe^*の生成を行った場合の定常空間分布の形成と、定常状態から、励起原子の生成停止後の減衰過程を検討する粒子拡散シミュレ-ションのアルゴリズムを確立した。これより、まずN_2の準安定励起分子(A^3Σ^+_u)の脱励起過程の基本的特性とγ_m係数などを評価する検討を行った。又前項(1)から得られたNe^*の生成密度分布を用いて、Ne中におけるNe^*の拡散過程を検討した。(3)過渡電流波形の励起粒子の高感度検出測定電子増倍管により放電空間で生成された準安定励起粒子を直接検出する実験を推進した。予備実験の結果、準安定励起分子と電子との信号分離が十分でなく引続き検討中である。しかし基本的な手法は確立され、電子群のふるまいについて興味深い結果を得ている。(4)研究結果の報告昨年度のICPIG.XIX Belgrade(第19回電離気体国際会議)に論文を提出した。前項(1)、(2)に関しては、国内の講演発表を6編提出したほか、本年4月開催の電気学会放電研究会で発表、討論した後、論文にまとめる予定である。なお、N_2ガス中の準安定励起分子(A^3Σ^+_u)に関連した論文の報告もある。(5)来年度の展望前項(1)、(2)が好調に進展しているので引続き推進しながら、論文にまとめる。(3)についても当初の目的はもちろん、途中得られた興味ある現象についても検討しながら進めていく予定である。Ne/Ar混合ガス及び,N^<12>,Ar,Neなどの単一ガス中でデ-タを集積しながらスォ-ムパラメ-タに関する議論ができるようになった。現在取りまとめ中である。2.励起粒子の密度分布の形成と消滅過程前項1で得られた結果を基礎として消滅過程を吟味した。

今年度は、従来の方法とは全く独立に励起粒子の拡散方程式を第3種の境界値問題として扱うことにした。この方法により境界上での反射がある場合の消滅過程を明らかにできた。今後のこの分野の発展に少なからず寄与があったものと考えている。現在取りまとめ中である。3.過渡電流波形と励起粒子の高感度検出測定Townsend放電域での過渡電流波形の観測を前項2の結果に基づいて解析し、N_<22>(A^<13>2u)の拡散係数、生活の反応速度係数、電極面での反射率を決定した。励起粒子の高感度検出法により、N_<22>(A^<13>2n)と解離N原子とを区別して観測できることを確認した。4.研究結果の報告次ペ-ジ11に本研究の一連の活動の中から得られた結果をまとめた。現在取りまとめ中のものは1991年12月末日までを日程として作業を進めている。5.研究打ち合わせなど1990年10月27日、千葉工大において研究会(出席者伊藤、鈴木(千葉工大院生)、生田(徳島大)、関澤(千葉工大))を開いた。又最終の打ち合わせを1991年2月13日徳島大で行った。6.今後の展望2で述べた解析方法の発展が望まれる。これは励起粒子と表面との相互作用を論ずる上での基礎理論が構築されたことを意味し、従来の理論との比較をはじめ、実験結果との照合など興味深い問題が山積している。3の実験的手法の改良と発展も望まれる項目である。
表面間力と表面微細構造のin-situ測定複合装置の開発

原子間力顕微鏡(AFM)は、表面構造と表面間力がin-situに測定できる装置であり、界面構造研究に用いる今後の新たな複合装置開発のためのプロトタイプとして重要な存在である。そこでまず第一段階として、従来から使用してきたAFMを用いて、界面活性剤、高分子等の水溶液中においてそれらが吸着した雲母表面の凹凸像および表面間力プロフィールを得、吸着メカニズムの推定を試みた。また光学顕微鏡とAFMを複合させ、表面間力と界面の光学像を同時に測定できる装置を作成し、水溶液中の疎水表面上にナノサイズの気泡の存在を確認し、疎水表面間に働く長距離性の引力の発生起源の推定を試みた。つぎにAFMと類似の表面走査機構を持つ走査型近接場光顕微鏡(SNOM)を用いて、液中in-situ表面観察を試みた。本試みでは、プローブからの発光源にアルゴンレーザーを用い、ガラス表面を水溶液中にてin-situ観察することに成功し、表面の凹凸像及び光学像を得た。同様の実験を他の透明な試料表面に関しても試み、電解質、界面活性剤、高分子等が溶存する水溶液、石英、ガラス等の透明試料が使用可能であることがわかった。また、表面に蛍光プローブを導入し、光源に励起光を使用することで表面の蛍光像が得られる可能性があることが明らかになった。これらの応用として微細分光分析が考えられる。ただしソースが非常に弱くなりS/Nが悪くなるという弱点が予想されるため、まず通常のFTIRでどこまで感度があるのかを検討した。その結果、わずかなコンタミの影響が無視できず、分光分析の光路や試料室を真空化するとか、高純度な光ファイバーを用いるなどの工夫が必要であることが明らかになった。そのため、微細分光分析への応用は今後の装置の改良を待つ必要がある。本年度は、第一段階として、まず従来から使用してきた原子間力顕微鏡(AFM)を用いて、表面微細構造が表面間力に大きな影響を及ぼしていると考えられそのメカニズムも未解明である系について検討を行った。界面活性剤、高分子等の水容溶中においてそれらが吸着した雲母表面の凹凸像および表面間力プロフィールを得、吸着メカニズムの推定を試みた。また、水溶液中の疎水表面上にナノサイズの気泡の存在を確認し、疎水表面間に働く長距離性の引力の発生起源の推定を試みた。つぎに原子間力顕微鏡と類似の表面走査機構を持つ走査型近接場光顕微鏡(SNOM)を用いて、in-situ測定複合装置開発の前提となる、液中in-situ表面観察を試みた。また、同様の系でSNOMプローブ-ガラス表面間相互作用力の測定に成功した。同様の実験をガラス表面以外の透明な試料表面に関しても行い、適用範囲としては、電解質、界面活性剤、高分子等が溶存する水溶液、石英、ガラス等の透明試料が使用可能であることがわかった。SNOMはAFMから得られる凹凸像及び表面間力と同時に、透過光像、蛍光像といった光学的情報を与えるため、表面微細構造や表面間相互作用力に関するより詳細な検討が可能であると考えられた。原子間力顕微鏡(AFM)は、表面構造と表面間力がin-situに測定できる装置であり、今後の新たな複合装置開発のためのプロトタイプとして重要な存在である。

本年度は、1.界面活性剤吸着させることにより作成した疎水性表面間の特異的引力、および2.水溶性高分子を吸着させた表面間に働く相互作用力について、in-situ測定を行いメカニズムを検討した。原子間力顕微鏡(AFM)のプローブ先端に粒子を固定し、溶液中における相互作用力の直接測定をin-situで行った。疎水性表面間において得られた引力は、従来の理論では説明不可能な程強く、遠距離に及ぶものであることがわかった。また、引力の発生点に不連続点が存在するという特異な特徴が確認された。この特徴は、疎水化剤としてシランカップリング剤を用いた際の引力と類似するものであり、引力の発生には系内に微量に存在する気相が重要な影響を与えることが示唆された。また高分子の吸着においては、その溶解条件により、表面への吸着構造及び表面間相互作用が大きく異なることが明らかになった。また極めて希薄な条件では高分子1分子をとらえることに成功し、今後、高分子鎖間の相互作用力が測定できる可能性が示唆された。これらの表面状態の評価の一つとして通常用いられるのが分光分析である。AFMと類似の機構を持つ走査型近接場光顕微鏡(SNOM)などを用いると、in-situ微細分光分析を行うことができる可能性がある。ただしソースが非常に弱くなりS/Nが悪くなるという弱点が予想されるため、まず通常のFTIRでどこまで感度があるのかを検討した。その結果、わずかなコンタミの影響が無視できず、分光分析の光路や試料室を真空化するとか、高純度な光ファイバーを用いるなどの工夫が必要であることが明らかになった。そのため、微細分光分析への応用は今後の装置の改良を待つ必要がある。
癌の基底膜と浸潤・転移-マウス乳癌モデルの作製

1.マウス自然発生乳癌の文化と浸潤・転移今回の研究では、先ず、マウス自然発生乳癌の浸潤・転移を細胞分化の観点から検討した。正常乳腺の基底膜は乳腺の外側に位置する筋上皮細胞に由来し、ヒト浸潤性乳癌の多くは筋上皮細胞・基底膜ともに消失することが知られている。しかし、マウス乳癌は基本的に癌胞巣の辺縁部に筋上皮系の性質をもった癌細胞を保有し、この細胞が積極的に基底膜形成に関わっていることが今回の免疫電顕による観察から明らかとなった。このような筋上皮と基底膜を示標とする癌の分化や極性は浸潤先端部では著しく消失していたのに対し、血管内侵入に始まる血行性転移の過程では極性の喪失は見られず、血管内の腫瘍塞栓子や肺転移結節にも筋上皮・基底膜が保持されていた。これらの結果は能動的な浸潤性を要しない癌の血行性転移機構が存在する可能性を示唆している。2.マウス乳癌細胞株の樹立とその性状マウス自然発生乳癌から基底膜形成能の異なる2種の培養細胞株(MCH66,MCH416)およびそのクローン細胞株を樹立した。in vitroでは両者の細胞は単層に増殖し、その形態や増殖率は類似していたが、in vivoにおいてはMCH66が癌胞巣の周囲に明瞭な基底膜を保有していたのに対し、MCH416の基底膜の保有性は低く、しばしば断裂していた。細胞を同系マウスの尾静脈内に注入した場合の人工的転移形成は両者とも肺に同程度に認められた。一方、細胞を腹壁皮下に注入した場合、MCH66、MCH416の肺への血行性転移はいずれも約40%と極だった差異はなかったが、周囲組織への浸潤性やリンパ行性転移に大きな差が認められた。すなわち、MCH66は周囲組織への浸潤性がきわめて乏しく、リンパ節への転移を全く認めなかったのに対し、MCH416は浸潤性が高く、ときに癌細胞は腹壁を越え腹膜(25%)や卵巣(8%)への播種や腋下リンパ節(33%)への転移も認められた。これらのことは癌細胞の基底喪失と癌の浸潤性やリンパ行性転移との密接な関わりを示す一方、基底膜の喪失や癌細胞の浸潤性とは異なる血行性転移機構の存在を支持している。
間充織ー上皮転換におけるカドヘリンの機能制御因子の役割

本研究は、動物の形態形成のいろいろな場面で現れる間充織ー上皮転換の機構を、分子のレベルから解析することを目的としている。この転換において、上皮組織における細胞接着装置の構築は特徴的な現象の一つである。アドヘレンス・ジャンクション(AJ)は、このような接着装置の一つで、細胞質領域でアクチンを含む細胞骨格系と結合していることから、上皮構造の構築と維持と重要な役割を果たしていると考えられる。細胞接着分子カドヘリンは間充織機造をとっている細胞においては細胞表面全体に分布し接着分子として機能しているように見えるが、上皮組織が形成されるとAJに濃縮することが知られている。また、この分子の細胞質領域にはいくつかの細胞質因子が結合し、それらはカドヘリンの接着分子としての機能を制御する可能性も示唆されていた。本年度は、先ず、このカドヘリン結合タンパク質がマウスから単離したAJに濃縮していることを明らかにした。さらに、その中で102kDの分子量を持つもの(CAP102)について、タンパク質の部分精製、特異抗体の作成、cDNAのクロ-ニングに成功した。その結果、この分子の一次構造は、AJの主要構成タンパク質であるヴィンキュリンと有為な相同性を示した。ヴィンキュリン分子についてはこれまでにいくつかの機能が明らかにされており、それぞれの機能について必要な分子内の領域が決定されてきたが、CAP102が相同性を示す領域はちょうどそれらの領域と重なっており、この分子がヴィンキュリン分子と同様AJにおいて主要な役割を果たしていることが示唆された。今後、遺伝子工学の手法用い細胞内や細胞接着装置でのCAP102の役割の解析、他の細胞質因子との相互作用などについて解析が可能になると思われる。
緑内障分子機構の解明と遺伝子治療に関する研究

緑内障の病態において、異常な眼圧上昇が網膜神経節細胞の細胞死を引き起こし、視力障害につながることが知られている。現在の緑内障治療における薬剤や手術は眼圧を下げることを目的として開発されてきた。我々の研究目的は、網膜神経節細胞の細胞死を抑制する「神経保護治療」と障害された神経軸索を再生する「神経再生治療」とを目的としている。網膜神経節細胞を細胞死から守るため、我々は、緑内障動物モデルを用いて、神経栄養因子の神経保護作用を検討した。我々の免疫染色における実験データでは、緑内障動物モデル眼の網膜において、ミュラー細胞やアストロサイトといったグリア細胞が活性化され、ciliaryneurotrophic factor(CNTF)とよばれる神経栄養因子がグリア細胞から放出されていることがわかった。さらに、二種類の神経栄養因子、CNTFとbrain-derived neurotrophic factor (BDNF)とを緑内障動物モデル眼に投与したところ、神経保護作用を示した。加えて、二種類のコンドロイチン硫酸型プロテオグリカンであるニューロカンとホスファカンとが、網膜の発生段階において非常に多く発現していることが判明した。また、これらのコンドロイチン硫酸型プロテオグリカンが培養実験上で、網膜神経節細胞の神経突起伸長を調整していることがわかった。これらのことから、これらのコンドロイチン硫酸型プロテオグリカンの発現を調節することによって、神経再生治療に結びつく可能性が示された。我々の研究は、新たな緑内障治療の概念の発展に重要な役割を果たすことができたと考える。近年、緑内障神経節細胞死がアポトーシスによることが解明され、直接的に細胞死を防ぐという「神経防御」的緑内障治療や分子生物学の進歩により、緑内障における房水流出抵抗の異常上昇の原因が解明されつつある。本研究は緑内障分子機構を解明して、薬物投与・遺伝子導入などの手法で新しい治療概念をうち立てようとするものである。緑内障患者の眼房水を採取して、緑内障房水流出抵抗を上昇させる因子と考えられている成長因子であるTGFβ2濃度をELISA法にて測定した。原発開放隅角緑内障患者の房水中TGFβ2濃度は、白内障患者のそれと比較して、高値であることがわかった。また、偽落屑症候群患者のTGFβ2は原発開放隅角緑内障患者よりも低値であり、緑内障病型によってTGFβ2濃度が異なることが判明した。また、線維柱帯培養細胞にTGFβ2を加えると、緑内障眼の房水流出抵抗を上昇させる因子と考えられている細胞外マトリックスであるプロテオグリカンの遺伝子発現上昇が認められた。線維柱帯培養細胞に生理活性因子であるIL-1を加えると、線維柱帯細胞の接着能や増殖能、遊走能に著しい低下が見られ、緑内障病的状態で見られる房水中の生理活性因子の上昇が、線維柱帯細胞の活性に影響を与えることが明らかになった。また、サル緑内障モデル眼の網膜において、IL-1やGFAPなとの生理活性因子の発現が上昇していることが明らかになった。これらの生理活性因子が緑内障網膜にどのような影響を与えるのかを検討するために、網膜神経細胞に遺伝子導入を試みた。HVJリポソーム法により、動物網膜に遺伝子を効率よく導入できた。我々は、ラット緑内障モデルと考えられているNMDAおよびカイニン酸硝子体注入モデルを作成し、様々なタンパクのストレス応答を確認した。これらのラット緑内障モデルで神経栄養因子であるCNTFとサイトカインの一つであるIL-1の上昇を認めた。

また、これらの内因性の発現が上昇しているCNTFやIL-1をNMDAやカイニン酸で障害した網膜に対して硝子体注入によって加えると、緑内障の病状に特徴的である網膜神経節細胞の細胞死が抑制された。さらに、別の実験で、BDNFという別の神経栄養因子を投与することによっても抑制することができた。さらに我々は、眼内移行を考慮し、低分子の神経保護分子を用いた網膜神経節細胞死抑制作用についても検討した。また、我々は、従来の眼圧下降治療にも重点を置き、Rhoタンパクとよばれる物質によって家兎眼の眼圧を下げることを確認した。これらの研究が将来の新たな緑内障治療に役立つものと我々は確信している。近年緑内障における神経節細胞死の機序の一つであるアポトーシスが解明されつつあり、その治療法として直接的に細胞死を防ぐという「神経防御」的緑内障治療が期待されている。また、緑内障における房水流出抵抗の異常上昇の原因も分子生物学的の進歩により解明されつつある。本研究では緑内障におけるアポトーシスの機構を解明し、薬物投与、遺伝子導入などの技術を用いて、新しい治療概念をたてようとするものである。我々はラット緑内障モデルと考えられているNMDA及びカイニン酸の硝子体注入モデルを作成し、様々なタンパクのストレス応答を確認した。その中でも神経栄養因子のひとつであるCNTFあるいはBDNFをラット緑内障モデル眼の硝子体に投与したところ、緑内障に特徴的とされる網膜神経節細胞の細胞死が抑制されることを確認した。さらに別の実験において、ヒト線維柱帯細胞の培養細胞を用いて、現在原発開放隅角緑内障で異常沈着が指摘されているコンドロイチン硫酸型プロテオグリカンの中のいくつかの発現を観察したところ、特にバイグリカンの発現が多く認められた。さらに、網膜神経節細胞の培養を行い、網膜神経細胞の培養皿を神経節細胞の再生を促すラミニンやコンドロイチン硫酸型プロテオグリカンでコーティングした後に神経突起の伸長及び分岐を観察したところフォスファカン、ニューロカンでは神経伸長及び分岐の抑制を認めた。今後これらの研究が将来の緑内障治療に役立つものと考えている。
地盤内の注入材挙動と割裂注入発生機構に関する研究

本研究は,地盤土(砂質土)への一次元注入実験に基づいて,間隙構造特性(特に,開発した「空気圧入法」により計測する間隙径分布)の観点から,砂層内の注入材挙動を究明したものである.砂質土の間隙構造を明確にするため,間隙径分布データを補足して,粒度と間隙径分布の関係を検討した結果,1.粒度の均等係数の増大に伴い,間隙径の分布範囲は広くなる,2.しかしながら,粒度に関係なく,間隙径分布は狭い範囲で頻度がかなり高くなる均等な分布型となり,また,平均間隙径は平均粒径の約3割となる,ことが得られた.一方,注入実験に基づいて砂層の間隙径と注入材粒径の関係を調べた結果,3.砂層内に侵入可能な注入材粒径は,砂層の平均間隙径の約6割以下,平均粒径の約2割以下の大きさである,4.注入材粒径の平均間隙径に対する比率が変化するに伴って,砂層の高さ(50cm)方向における注入材の侵入長や注入量分布が変化する,具体的には,その比率が46割のとき注入材は砂層中央部まで侵入するが注入量は砂層上部に集中し,3割程度のとき砂層上部から下部にかけて一様な注入量分布が得られるとともに砂層通過量が増加する,ことが判明した.また,注入後の平均間隙径が注入前のものに較べて12割減少することから,5.注入材の挙動には,注入開始直後は砂層の間隙径分布が影響するが,注入時間の経過に伴って,形成される二次的な間隙径分布(注入材粒子間,注入材粒子と砂粒子間の間隙径)の影響が大きくなると予想された.本研究は,地盤土(砂質土)への一次元注入実験に基づいて,間隙構造特性(特に,開発した「空気圧入法」により計測する間隙径分布)の観点から,砂層内の注入材挙動を究明したものである.砂質土の間隙構造を明確にするため,間隙径分布データを補足して,粒度と間隙径分布の関係を検討した結果,1.粒度の均等係数の増大に伴い,間隙径の分布範囲は広くなる,2.しかしながら,粒度に関係なく,間隙径分布は狭い範囲で頻度がかなり高くなる均等な分布型となり,また,平均間隙径は平均粒径の約3割となる,ことが得られた.一方,注入実験に基づいて砂層の間隙径と注入材粒径の関係を調べた結果,3.砂層内に侵入可能な注入材粒径は,砂層の平均間隙径の約6割以下,平均粒径の約2割以下の大きさである,4.注入材粒径の平均間隙径に対する比率が変化するに伴って,砂層の高さ(50cm)方向における注入材の侵入長や注入量分布が変化する,具体的には,その比率が46割のとき注入材は砂層中央部まで侵入するが注入量は砂層上部に集中し,3割程度のとき砂層上部から下部にかけて一様な注入量分布が得られるとともに砂層通過量が増加する,ことが判明した.また,注入後の平均間隙径が注入前のものに較べて12割減少することから,5.注入材の挙動には,注入開始直後は砂層の間隙径分布が影響するが,注入時間の経過に伴って,形成される二次的な間隙径分布(注入材粒子間,注入材粒子と砂粒子間の間隙径)の影響が大きくなると予想された.
多次元一般相対論的輻射流体力学シミュレーションによる超新星爆発の研究

今年度は、これまでに筆者が開発を進めてきた第一原理的に重力崩壊型超新星爆発シミュレーションを行うための数値計算コードの一般相対論化と、それに付随した改良や研究を多面的に進めた。以下、これらの成果を順に報告する。まず、相対論化自体については、アインシュタイン方程式のsemi-implicitソルバー部分の改良を試みた。結果としては残念ながらオリジナルのものに勝るものは見出せなかった。一方、ニュートリノ輸送を計算するボルツマンソルバーについては、物質との運動量のやり取りを計算する部分をoptical depthに応じて従来の衝突項を直接積分するものからエネルギー運動量テンソルの微分を用いるものに切り替え運動量の保存を大幅に改善した結果、原始中性子星の固有運動を正確に捉えることができるようになった。これと並行して、ニュートン重力ではあるが親星の自転も考慮した軸対称2次元での第1原理シミュレーションを京コンピューターで行った。特に、運動量空間におけるニュートリノの角度分布を詳細に解析し、ニュートリノによる角運動量輸送を調べた。また、ニュートリノと軽元素との相互作用を状態方程式と矛盾のない形で新たに取り込むことにも成功した。こうした大規模シミュレーションとは別に、近似的な定常解を用いたグローバルな線形解析も行い、特に原始中性子星における振動が降着流を通して停滞衝撃波にどのような影響を与えるか系統的に調べた。その結果、原始中性子星の振動による音波の注入は降着流の不安定性を助長し、爆発を起こす臨界ニュートリノ光度を下げる働きがあることが明らかになった。この他、原始中性子星付近でfast flavor conversionと呼ばれるニュートリノ集団振動が起こりうるかどうかを調べるため、自らの現実的なシミュレーションの結果から代表的な数点を抜き出し線形解析を行い、否定的な結果を得た。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。質量が太陽の約10倍以上の恒星がその寿命の果てる際に起こす重力崩壊型超新星爆発の定量的な数値シミュレーションでは、非球対称性を考慮し、一般相対論を時空の発展、ガスの運動、ニュートリノ輸送において近似なしに取り込むことが重要であるが、これまでのところこれを成し遂げた研究はこれまでのところない。本研究では、これまでの研究ですでに一般相対論化されたボルツマンソルバーと流体力学方程式をやはり有限差分法で解くコードに、アインシュタイン方程式を有限差分して時空の発展を解くコードを開発、合体することを目指している。本年度はまず、アインシュタインソルバーの開発に多くの時間と労力を割いた。申請者らはすでにいわゆるBSSN形式に基づくアインシュタインソルバーを保有しているが、これは直交座標に基づくcartoon法を使用しており、ボルツマンコードや流体コードで用いている球座標と一致していない。そこでこの研究では、近年提案された球座標に基づくBSSN形式に準拠したコードの開発を行った。まず球座標のもとで時空を3+1分解し、アインシュタイン方程式を書き下し、方程式の中で座標特異性を含む部分とそうでない部分を分離し、前者に対して部分的に陰的なルンゲクッタ法を適用した。コードは基本的に完成し、シュバルツシルト時空に対して時間発展するように見える時間スライスをとった系や線形重力波の伝播など、解が解析的にわかっているものに関してテスト計算を行い、コードが想定した精度で問題なく動くことを確認した。なお、この研究は雇用した博士研究員西條統之氏と研究協力者の東大大学院生原田了君およびカルフォルニア工科大のポスドク研究員長倉洋樹氏の協力のもとに行った。また、次年度に流体コードとボルツマンコードを合体させるための準備も行った。同時にボルツマンコードをコア全体ではなく、球殻部分にのみ適用する手法も確立した。アインシュタイン方程式を球座標のもとでBSSN形式で数値的に解くコードの開発における最大の山場は今年度で越えることができたと考えている。その意味で、研究はおおむね順調といえる。開発は、部分的陰解放ルンゲクッタ法を座標特異な部分にのみ適用する方法のメリットとデメリットを理解するところから始め、共変微分や曲率の計算ルーチンを一つづつ慎重にバグが出ないように作って行ったため、予想より若干時間がかかった。また、テスト計算では境界条件の扱いが予想より難しいことなどが明らかになり、その対処法を確立するのにやはり当初予想したより時間を要したが、問題なく解決することができた。年度当初は、以前に開発した球対称用の一般相対論的ボルツマン計算コードと比較することも目指していたが、その準備までしか達することができなかった。その意味ではやや遅れているとも言えるが、本年度の研究において最も重要な点が想定した精度で基本的に問題なく動くコードの完成であったことを勘案すれば、計画通り順調に進んでいると言ってよいと考えている。質量が太陽の約10倍以上の恒星がその寿命の果てる際に起こす重力崩壊型超新星爆発の定量的な数値シミュレーションでは、星の自転や流体力学的不安定の成長などによる非球対称性を考慮し、一般相対論を時空の発展、ガスの運動、ニュートリノ輸送において近似なしに取り込み、精度よく計算することが重要であるが、これを成し遂げた研究はこれまでのところない。本研究では、これまでの研究ですでに一般相対論化されたボルツマンソルバーと流体力学方程式を有限差分法で解くコードに、アインシュタイン方程式をやはり有限差分して時空の発展を解くコードを開発、合体することを目指している。本年度はまず、アインシュタインソルバーの完成に最も注力した。我々のコードは、近年提案された球座標に基づくBSSN形式に準拠している。

時間発展を解くメインモジュールの開発は昨年度終えたので、今年度は初期条件を作るモジュールと、それに関連して、いわゆる共形平坦近似で時空の発展を求めるモジュールの開発を行った。特に後者については、現実的だが一般相対論を考慮していないシミュレーションで得られた計算結果からいくつかのスナップショットを切り出し、それにコードを適用するテストを行い、基本的な動作確認をした。なお、この研究は雇用した博士研究員西條統之氏と研究協力者の東大大学院生原田了君およびカルフォルニア工科大のポスドク研究員長倉洋樹氏の協力のもとで行った。またこれとは別に、流体運動と重力についてはニュートン近似を用いたシミュレーションを異なる親星モデル、自転の速さ、状態方程式に対して行い、ボルツマンコードが適切に動作することを確認した。さらに、一般座標変換の自由度を用いて原始中性子星の運動をトラックし、キック速度を正確に計算するモジュールが現実的なシミュレーションにおいても設計通りに作動することを確認できた。アインシュタインソルバーの開発において残されていた初期条件を求めるモジュールは問題なく完成した。また、その副産物として、共形平坦近似で時空の発展を追うモジュールも作成した。しかし、これは予想していなかったことだが、後者のテストにおいて、コアバウンド後のいくつかのスナップショットに対しては解が求まらないことがわかった。共形平坦近似では解が一意的でないことがあることは知られているが、今のケースで本当にそれが原因か、それともニュートン法における収束の問題であるのかは現時点では不明で、さらなる検証が必要であることが明らかになった。ただしこのモジュールは、従来使われてきた共形平坦近似の妥当性を調べるために副次的に作成したもので、この問題が本研究の遂行にとって致命的なわけでは全くなく、全体的にはほぼ予定通りに進んでいる。今年度は、これまでに筆者が開発を進めてきた第一原理的に重力崩壊型超新星爆発シミュレーションを行うための数値計算コードの一般相対論化と、それに付随した改良や研究を多面的に進めた。以下、これらの成果を順に報告する。まず、相対論化自体については、アインシュタイン方程式のsemi-implicitソルバー部分の改良を試みた。結果としては残念ながらオリジナルのものに勝るものは見出せなかった。一方、ニュートリノ輸送を計算するボルツマンソルバーについては、物質との運動量のやり取りを計算する部分をoptical depthに応じて従来の衝突項を直接積分するものからエネルギー運動量テンソルの微分を用いるものに切り替え運動量の保存を大幅に改善した結果、原始中性子星の固有運動を正確に捉えることができるようになった。これと並行して、ニュートン重力ではあるが親星の自転も考慮した軸対称2次元での第1原理シミュレーションを京コンピューターで行った。特に、運動量空間におけるニュートリノの角度分布を詳細に解析し、ニュートリノによる角運動量輸送を調べた。
気候変動下における永久凍土流域での融雪洪水

シベリアにおける凍土や雪氷の特徴に関して、既存研究成果の取りまとめを行った。その過程で、シベリアの積雪・凍土、ならびに湖氷・河川氷の総説としてまとめ上げ、シュプリンガー出版より印刷中である。本研究で行った実験に関しては、凍結土壌の物理特性として、凍結土壌ならびに未凍結土壌と共に温度が高くなると同じ含水量でも通期係数が大きくなる傾向にあることが分かった。さらに、簡便な同化手法と領域気候モデルの出力を用いて、降水量などの環境因子と融雪流出の年々変動の関係を解析している。融雪洪水予測にとって重要となるプロセスであるが,現段階でモデルに十分反映されていない河川氷と凍結土壌への融雪水浸透の過程をモデル化するために,(1)低温室内で凍土の通気性と,(2)河川氷に関する実験を行った。その結果以下の事が分かった。(1)凍土実験:通気係数と飽和度の関係について実験を行い,飽和度が大きくなるに従い,通気係数が減少することが分かる。これは,飽和度が高くなると,砂の孔隙を水又は氷が埋めることで,通気性が無くなることを示している。また,-4°Cの条件では,砂の中の水は,氷であることが予想される。すなわち,凍土の状態である。凍土と融解した砂の通気係数を比較すると,同じ飽和度であっても,凍土の方が通気性が小さくなった。すなわち,凍土であることにより,通気性を低下させることが分かった。この原因については,現時点では不明である。今後のさらなる実験データの蓄積により,凍土中での水や空気などの流体の動きのモデル化のため,基礎式の確立やパラメータの決定を行う予定である。(2)河川氷実験:実験開始してから約24時間後,厚さ65mmの氷を観測された。その後,同じ氷面に積雪ありとなしの二タイプに分けて,氷成長実験を続いた。実験開始後約72時間という最終時点では,氷厚が積雪ありの70mmと積雪なしの120mmをそれぞれ確認した。室温5°Cになったから日射装置も稼動したので,融解過程はやや早かった。約18時間で,氷厚70mmの薄い部分が完全に溶けた。今回の室内実験から得られたデータは河川氷の成長及び融解過程の検証データとして使われる。昨年に引き続き、現段階でモデルに十分反映されていない、河川氷と凍結土壌への融雪水浸透の過程の実験研究を中心に行った。<凍土実験>凍結した試験体と未凍結の試験体を,それぞれ同じ飽和度で2個ずつ作った。その試験体に対して,低温室内の温度を-5°C,-2.5°C,0°C,ならびに2.5°Cと変化させ,土壌通気性測定器(DIK-5001)によって通気係数を測定した.なお,未凍結の試験体は,氷点下以下の室温で凍結しないように,常温の室内に実験直前まで試験体を置いておき,実験時のみ試験体を低温室内に入れた。異なる温度条件下での通気係数と試験体の飽和度との関係を示している。未凍結土では,温度が低いほど,通気係数が低下することが確認された。また,未凍結と凍結土を比較すると,凍結土では飽和度が0.1-0.3の間で急激に低下し飽和度0.5以上ではほとんど通気性が無くなるが,未凍結土では飽和度の増加と共になだらかに減少することが分かった。未凍結土で見られた通気係数の温度依存性は,凍結土ではほとんど見られなかった。さらにデータを蓄積することで,凍土の通気性並びに透水性に関する理論とモデルの構築を行っていく予定である。<淡水結氷実験>水槽(幅1200mm、奥幅900mm、高さ750mm)で淡水(水深400mm)結氷実験を行った。2009年11月30日午後5時30分、クーラー稼動開始。12月1日午前10時45分、実験室内の温度を-30°Cに設定し実験開始。水槽に攪拌機を取り付け、午後11時まで、不連続で掻き混ぜる。12月2日午前9時、全面結氷(氷厚3cm)。片方の氷面に10cmの雪を覆って凍結実験を続く。12月3日午前9時、室内温度を-30°Cから5°Cへ切り替え、凍結終了。同日午後3時から強度500W/m^2の日射装置も稼動開始。12月4日午前9時に実験終了。また,攪拌機を取り付け、水の動的な環境での結氷実験を行った。その結果、静的な環境での実験と比べ、最初の全面結氷のタイミングがやや遅れるが、その後の氷の成長には特に影響が見られなかった。本年度は、補足的な実験とモデル・シミュレーションを行った。<実験>凍結土壌の物理特性に関する補足実験を行った。

実験の内容は、異なる温度条件下での通気係数と試験体の飽和度との関係についてである。その結果、-5°Cでは、未凍結固体と凍結固体に大きな差は生じていない。しかしながら、0°Cの条件下では、未凍結固体の通気係数は、飽和度0.4で急激に減少したのに対し、凍結固体では-5°Cの条件と同じように含水が増えるに従い、徐々に減少していった。どちらの凍結固体ならびに未凍結固体と共に温度が高くなると同じ含水量でも通期係数が大きくなる傾向になる<流出モデル・シミュレーション>融雪洪水の将来予測にとって、気候モデル内の降水量の精度が問題である。大気の再解析値を初期値・境界条件として、領域気候モデル(WRF)を用いてシベリア・レナ川流域における降水量のシミュレーションを行い、実際に観測された降水量の比較することで、気候モデルによる降水量の再現性を検討した。降水量を精度を理解し、過去から近未来までの融雪洪水の変動を解析している。特に、本年度は、気候モデルの精度を踏まえ、近未来の融雪洪水変動の基礎となる知見を得た。さらに、陸面で実際に観測された気象要素を空間内挿し、詳細な気象条件のマップを作成し、流出モデルへの入力要素として計算を行い、年間流出変動の推定を行った。気象要素空間内挿の中で、簡便な同化手法を用いて、スナップショット的な積雪観測データを用いることで、冬季降水量と流出量がどのように変動するのか解析した。
高齢者のうつ症状およびリカバリー要因に関する研究

62,438名の縦断データで,うつからのリカバリー要因を検証した.リカバリー率は,男女で31.6%,34.3%であった.男女共に,ベースライン時に1日30分以上歩行は,リカバリー群で有意に高く,男性では週1以上の外出,女性では手段的日常生活動作の自立がリカバリー群で有意に高かった.過去1年の経験は,男性では,経済的な余裕ができたことはリカバリー群で有意に高かった.一方,男女共に,転倒歴,大病歴,経済的困窮,独居生活開始は,有意にリカバリー群で低かった.男女で相違はあるが,歩行時間の確保や,外出機会を作る工夫で,高齢者がうつとなっても,リカバリーできる可能性を示唆した.本研究では下記1,2を目的に実施している.1高齢者のうつ症状に関連する心理・社会的決定要因を男女別・教育歴別・都市規模別・等価所得別およびソーシャル・キャピタルの豊かさ別に明らかにする.2高齢者のうつ症状からのリカバリー率およびリカバリー要因を男女別・教育歴別・都市規模別・等価所得別およびソーシャル・キャピタルの豊かさ別に明らかにする.2014年度は既存の国内外の調査研究のレビューを行い,日本老年学的評価研究(Japan Gerontological Evaluation Study,JAGES)プロジェクトによって収集されたデータのクリーニングを行った.具体的には,2010年8月から2012年1月にかけて全国31自治体に居住する要介護認定を受けていない高齢者112,123人から,身体,心理,社会的な状況について得たデータ(2010年度調査)を起点に,2013年度の追跡データ(2013年度調査)を結合した.2010年度および2013年度いずれにも調査協力が得られ,なおかつデータリンクのためのキーとなる暗号化された被保険者番号についての同意の得られた24市町村のデータを結合し,クリーニング作業を行った.また,このクリーニング作業と同時進行で,2013年度データを用いて,上記1の目的に対し個人回答を市町村単位に変換可能であった全国29市町村データを用いて,横断的に地域レベルでの検証を行った.高齢者のうつと周囲からのサポートなどのソーシャル・キャピタルの豊かさやうつからのリカバリー率・リカバリー要因について検証した.当研究では,昨年度に引き続き日本老年学的評価研究(JAGES)プロジェクトのデータを用いた.2010年8月から2012年1月にかけて全国31市町村に居住する要介護認定を受けていない高齢者112,123人から,質問紙によって身体,心理,社会的な状況についての回答を得た(2010年度調査).このデータを起点に,2014年度は,2013年度に実施済みの追跡データ(2013年度調査)を結合した.2010年度および2013年度いずれにも調査協力が得られ,なおかつデータリンクのためのキーとなる暗号化された被保険者番号について提供の同意の得られた24市町のデータを結合し,クリーニング作業を行った.今年度は,作成が完了したこの6万人強の縦断パネルデータを用いて,うつ症状に先行する要因について時間的な前後関係を考慮した分析を行った.より精確な因果に迫ることを可能とするパネルデータを用い,うつ予防やうつからのリカバリーに向けた地域づくりを戦略的に進めるための科学的根拠に基づいた考察を行った.以上の研究成果を学会や雑誌,記者会見を通じて広く発信し,うつ予防施策における高齢期の社会とのつながりや社会参加のあり方について提言を行った.62,438名の縦断データで,うつからのリカバリー要因を検証した.リカバリー率は,男女で31.6%,34.3%であった.男女共に,ベースライン時に1日30分以上歩行は,リカバリー群で有意に高く,男性では週1以上の外出,女性では手段的日常生活動作の自立がリカバリー群で有意に高かった.過去1年の経験は,男性では,経済的な余裕ができたことはリカバリー群で有意に高かった.一方,男女共に,転倒歴,大病歴,経済的困窮,独居生活開始は,有意にリカバリー群で低かった.男女で相違はあるが,歩行時間の確保や,外出機会を作る工夫で,高齢者がうつとなっても,リカバリーできる可能性を示唆した.ソーシャル・キャピタルの豊かさの指標として,社会的サポートや周囲との関わりに着目し,目的1を主に検証し,おおむね予定通りに分析を進めることができた.具体的には社会的サポートの享受について「心配事や愚痴を聞いてもらう人がいる」割合が高い地域はうつ傾向が低かった.男性高齢者(β=-.52, p<.01),女性高齢者(β=-.60, p<.01)のいずれでも有意となった.同様に,「病気で寝込んだ時に,世話や看病をしてくれる人がいる」と認識している割合が高い地域は,うつ傾向が低く,女性高齢者(β=-.68, p<.01)では有意となった.社会的サポートの提供についても「心配事や愚痴を聞いてあげる人がいる」割合が高い地域はうつ傾向が低く,男性高齢者(β=-.41, p<.05),女性高齢者(β=-.55, p<.01)のいずれでも有意となった.