hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
天然魚のクドア属粘液胞子虫による食中毒のリスク評価

本研究では、天然海産魚(キチヌ、スズキ、クロダイなど)に寄生するKudoa iwataiと天然・養殖クロマグロに寄生するKudoa hexapunctataの実態調査およびヒト腸管培養細胞(Caco-2 cell)を用いた毒性試験により、クドア食中毒のリスク因子を解析することを目的とした。K. iwataiについては、浜名湖産天然魚の寄生調査を実施した結果、寄生率や寄生強度はキチヌにおいて最も高く、スズキやクロダイでは低かった。病理組織観察の結果、キチヌでは変性シストが多く、次いで成熟シストが見られたが、スズキでは、成熟シストが最も多かった。キチヌにおける胞子の生残率は、シストの発育段階が未成熟、成熟、変性と進行するに伴い低下した。全体的に見て、スズキよりキチヌの方が変性シストの割合が多く、胞子の生残率も低かった。以上の結果から、K. iwataiにとってキチヌは生活環を完結できる宿主ではないこと、ヒトへの毒性は成熟シストが多いスズキの方がキチヌより高いことが示唆された。メジマグロのKudoa hexapunctataについて、養殖クロマグロ同一群を定期的に調査し、寄生が高まる時期を特定した。K. hexapunctataは血液から10月以降に60%前後の率で検出され、筋肉からは9月下旬に検出され始めて11月には100%に達した。11月以降は検鏡でも偽シスト(胞子)として観察された。しかし、Caco-2細胞を用いた毒性試験を試みた結果、ヒラメのK. septempunctataほど強い毒性は証明できなかった。魚病学天然魚におけるクドア寄生の実態調査について、当初計画していたK. iwataiの地理的分布は、ほとんど調査できなかった。魚市場では、様々な定置網等で漁獲された魚がすでに混ざった状態で水揚げされてくるので、実際の漁獲場所を魚体個別に特定するのは困難であることが原因である。そこで前年度と同様、魚種別、月別の寄生状況の比較を継続し、疫学データの集積をした。K. iwataiの胞子の生残性とシストの発育段階については、それぞれ蛍光色素を用いた生体染色法と病理組織学により評価したところ、両者の間には相関関係がありそうであることがわかった。Caco-2細胞を用いた毒性試験ではまだ毒性が証明できていないが、これらの評価方法は、今後、毒性の指標となりうることが示唆され、当初の計画通りに進行できていると言える。メジマグロのKudoa sp.については、分類学的位置を決定して新種として記載したことと、実体顕微鏡レベルで偽シストを計数して寄生強度をカテゴリー分けした点は計画通りであるが、寄生状況の季節変動や病理組織学的な検討ができなかった点を考慮すると、「おおむね順調に進捗している」といえる。浜名湖の天然魚におけるK. iwataiの寄生状況調査について、一部は想定していた結果が得られなかったが、予想外に良い結果も得られた。たとえば、寄生率や寄生強度に季節性があれば、寄生が高まる時期の漁獲や流通を回避するといった方法が食中毒のリスクを減らすために有効であろうと考えられたが、季節的パターンはないことが示され、当初の計画通りにはいかなかった。しかし、シストを病理組織学的に調べたところ、定量的な指標には現れない質的な変化が観察できた。すなわち、シストは肉眼的には同じように見えても、中身は未成熟であったり変性していたりすることから、これらのシストには毒性がない可能性が示された。このようなシストの質的違いが毒性に関与するなら、食中毒のリスク評価をするにあたっての重要な検査項目になり得る。
スポーツ選手の方向転換能力の競技別特性とトレーニング効果

本研究の目的はスポーツ選手の方向転換能力の競技別特性を明らかにするとともに、方向転換能力の長期的変化やその改善のためのトレーニング方法について検討することであった。男子バレーボール選手を対象に、各種方向転換動作を伴うテストを実施したところ、方向転換能力と競技力及びポジションとの間に関係性が認められた。また、方向転換能力の長期な変化として、前方と側方への移動を伴う方向転換能力において有意な短縮がみられることが明らかとなった。さらに、方向転換能力を高めることを目的とした2種類のトレーニング法について検討を行い、その特性や実施条件について新たな知見が得られた。本研究は、複数の競技種目の選手を対象として、方向転換能力の競技別特性と体力トレーニングに伴う変化について明らかにすることを目的とするものである。3年間の研究期間の初年度となる平成26年度は、方向転換能力の競技別特性を把握するための各種測定を実施し、データの分析を行った。また、長期にわたる体力トレーニングの実施に伴う方向転換能力の変化を調査するため、対象の専門競技の試合日程を考慮した上で、身体各部の筋力強化を目的とした筋力トレーニングと、方向転換能力の向上を目的とした体力トレーニングの2つのプログラムをそれぞれ週23回の頻度で実施させた。本年度に実施した測定の対象は、T大学バレーボール部に所属する男子及び女子選手約70名、T大学バスケットボール部に所属する男子選手約40名であった。方向転換能力の指標としては、2回の方向転換を有するプロアジリティテスト(所要時間)、サイドステップ(所要時間と方向転換局面の接地時間)、左右交互に外側の足で切り返しながら連続的に跳躍動作を行うラテラルホップ(接地時間)の測定を実施した。また、その他の体力及び形態の指標としては、直線走能力(20mダッシュ)、筋力・パワー(スクワット1RM、パワークリーン1RM、垂直跳び)、リバウンドジャンプ指数、体組成(体重及び体脂肪率)、周径(大腿囲)の測定を実施した。得られたデータより、方向転換能力の特性と他の形態・体力測定値との関連について検討を加えた。本年度に収集したデータにより、水平方向の移動が多いバスケットボール選手と垂直方向への移動が多いバレーボール選手の方向転換能力を把握するとともに、両者の相違について明らかにすることが可能となると考えられる。本研究は、複数の競技種目の選手を対象として、方向転換能力の競技特性と体力トレーニングに伴う変化について明らかにすることを目的とするものである。3年間の研究期間の2年目となる平成27年度は、前年度に引き続き方向転換能力の競技特性を把握するための各種測定を実施し、データの分析を行った。また、体力トレーニングの実施に伴う方向転換能力の変化を調査するため、身体各部の筋力強化を目的とした筋力トレーニングと、方向転換能力の向上を目的とした体力トレーニングをそれぞれ週23回の頻度で実施させた。本年度に実施した測定の対象は、T大学バレーボール部に所属する男子及び女子選手合計約70名、T大学バスケットボール部に所属する男子選手約20名であった。方向転換能力の指標として、2回の方向転換を有するプロアジリティテスト(所要時間)、サイドステップ(所要時間と方向転換局面の接地時間)、左右交互に外側の足で切り返しながら連続的に跳躍動作を行うラテラルホップ(接地時間)の測定を実施した。また、その他の体力及び形態の指標として、直線走能力(20mダッシュ)、筋力・パワー(スクワット1RM、パワークリーン1RM、垂直跳び)、リバウンドジャンプ指数、体組成(体重及び体脂肪率)、周径(大腿囲)の測定を実施した。平成27度には、上記の研究成果を3編の研究論文にまとめて発表を行った。バレーボール選手とバスケットボール選手を対象とした測定を実施し、データを収集することができた。また、トレーニング効果を把握することを目的としたトレーニングプログラムの提供を開始し、継続的に実施することができた。研究成果については、3件の学会発表と3編の研究論文による発表を行った。本研究は、複数の競技種目のスポーツ選手を対象として、方向転換能力の競技特性と体力トレーニングに伴う変化について明らかにすることを目的とするものである。平成28年度は、前年度に引き続き方向転換を伴う移動能力、直線移動能力及び関連するその他の体力・形態測定を実施し、データの蓄積と分析を行った。具体的な測定項目は、前方走による方向転換を伴うプロアジリティテスト、前方走と後方走による方向転換を伴うプロアジリティテスト、側方へのサイドステップ動作による方向転換を伴うアジリティテスト、前方・後方・側方への10m及び20mの直線走、最大挙上重量(スクワット、パワークリーン)、垂直跳び、リバウンドジャンプ能力に関するテスト(RJ-index及び接地時間)、体重、体脂肪率、周径(大腿囲)であった。また、体力トレーニングの実施に伴う方向転換能力及びその他の測定値の変化を調査するため、身体各部の筋力強化を目的とした筋力トレーニングと、方向転換能力の向上を目的としたトレーニングをそれぞれ週23回の頻度で継続させた。研究期間最終年度となる平成28年度には、男子バレーボール選手を対象とした方向転換を伴う移動能力の特性に関する研究について学会発表を行ったほか、同じく男子バレーボール選手を対象に12か月間にわたる練習及び体力トレーニングに伴う直線移動能力と方向転換移動能力の変化の特性に関する縦断的研究の成果を原著論文として発表した。

また、方向転換能力の長期な変化として、前方と側方への移動を伴う方向転換能力において有意な短縮がみられることが明らかとなった。さらに、方向転換能力を高めることを目的とした2種類のトレーニング法について検討を行い、その特性や実施条件について新たな知見が得られた。当初計画に記載した柔道選手を対象とした測定を実施することはできなかったが、バレーボール選手とバスケットボール選手を対象とした測定を実施し、データを収集することができた。また、トレーニング効果を把握することを目的としたトレーニングプログラムの提供を開始し、継続的に実施することができた。今後は、対象をバレーボール選手に限定し、トレーニングの実施に伴う方向転換能力や他の体力測定値及び体組成等の変化についての調査を継続する。また、バレーボール競技については、研究対象に女子選手を加え、性別による相違についても検討を追加することを計画している。総合領域今後は、対象をバレーボール選手とバスケットボール選手に限定し、トレーニングの実施に伴う方向転換能力や他の体力測定値及び体組成等の変化についての調査を継続する。バレーボール及びバスケットボール以外の競技を専門とする選手を対象としたデータ収集を実施する予定であったが、見送りとなった。これに伴い、必要とされる消耗品の一部が減少したため、次年度使用額が生じた。柔道選手を対象としたデータ収集を実施する予定であったが、見送りとなった。対象や測定項目を増加することなどによって生じる消耗品の増額分に充当する。柔道選手以外の対象を増加することなどによって生じる消耗品の増額分に充当する。
小分子ＲＮＡ作用マシナリーの調節機構

小分子RNAとは約20塩基程度の小さなRNAであり、RNAサイレンシングあるいはRNA interference (RNA干渉)と呼ばれる現象によって、遺伝子発現を抑制する。RNAサイレンシングは、神経機能などの高次生命機能を制御したり、癌化などの重篤な疾病に関わることがわかっている。本研究では、小分子RNA作用マシナリーの調節機構を塩基対合の様式や、相互作用するRNA結合タンパク質との相互作用から解析した。細胞内には内在性のmiRNA(endo-miRNA)が過剰に存在し、Argonauteタンパク質を含むRNAサイレンシング実行分子であるRNA-induced silencing complex(RISC)中に飽和して存在していると考えられる。そのため、細胞に外部からmiRNA(exo-miRNA)を導入した場合や、細胞内で新たなmiRNAの発現が誘導された場合には、内在性のmiRNA(endo-miRNA)がexo-miRNAによってRISCから追い出され、endo-miRNAのターゲットmRNAの抑制効果が緩和され、発現量が上昇するという影響があらわれる事が考えられる。本年度は、マイクロアレイ法や、ルシフェラーゼレポーターアッセイなどを用いて、このようなendo-miRNAターゲット遺伝子の発現量の変動を解析した。その結果、Endo-miRNAターゲット遺伝子の発現量は、exo-miRNAを細胞へ導入することによって上昇することがわかった。その上昇の程度はexo-miRNAの種類によって異なるが、endo-miRNAの種類には依存しないことがわかった。さらに、exo-miRNAによるRISC置換効率の定量化を試みた結果、置換効率はmiRNAの末端と中央部の熱力学的安定性と強い相関があることが明らかとなった。ヒトでは約1,000種のmiRNAが同定されているが、今回の結果に基づき、5'末端がAまたはUの215種類のヒトmiRNAにおけるRISC置換効率の計算を行ったところ、miRNAの種類によってRISC置換効率は大きく異なることがわかった。MicroRNA(miRNA)は、Argonaute(Ago)タンパク質に取り込まれ、miRNA-induced silencing complex(miRISC)と呼ばれるRNA-タンパク質複合体を形成する。miRISC中のmiRNAは、3'UTRに部分的に相補的な配列をもつmRNAを識別して対合し、他のmiRISC構成因子とともに翻訳抑制や分解を引き起こす。動物細胞における、このようなRNAサイレンシングには細胞質で起こると考えられており、miRNA、Agoに加えて、GW182ファミリータンパク質が必須であることが示されている。GW182ファミリータンパク質は、そのGWmotif(s)を介してAgoと直接相互作用し、P-bodyと呼ばれる細胞質内の点状の構造体に局在することから、miRNAによるサイレンシングは主として細胞質で起こると考えられている。我々は、ヒトGW182ファミリータンパク質に属するTNRC6Aは、核移行シグナル(NLS)と核外移行シグナル(NES)をもつ核-細胞質間輸送タンパク質であることを見いだした。TNRC6AのNES変異体は核のみで点状の局在を示した。さらに、TNRC6Aの核移行により核内でもRNAサイレンシングが誘導されることが示唆された。すなわち、TNRC6Aの核移行にはAgoタンパク質は必ずしも必要ではないが、GW motif(s)を介した相互作用によりAgoを核内へ輸送できることが明らかになった。このとき、核内のAgoにもmiRNAは取り込まれていた。さらに、内在性のGw182ファミリータンパク質をRNAiでノックダウンした条件下で、野生型TNRC6Aを発現させるとサイレンシング活性が回復したが、NES変異型TNRC6Aを核内で発現させても同様のサイレンシング活性の回復がみられた。これらの結果から、TNRC6AはAgo-miRNAを核内に運び、核内でもmiRNAによるサイレンシングを引き起こすと考えられた。本研究では、小分子RNAによるサイレンシング機構のRNA結合タンパク質による調節作用、およびホストRNAの発現との関連における統合的制御機構を明らかにすることを目指している。平成23年度の主な研究成果は下記のとおりである。(1) 2本鎖RNAのエデティング酵素であるADAR、小分子RNA結合タンパク質であるLIN28A, LIN28B、およびmiRNAサイレンシングの必須タンパク質であるTNRC6Aなどの、小分子RNAによる遺伝子発現制御機構に関わると考えられるタンパク質群をヒト培養細胞で発現させ、免疫沈降することで、それらと相互作用するタンパク質とRNAを質量分析と次世代シーケンサーにより特定した。さらに、TNRC6Aおよび2本鎖RNA結合タンパク質であるTRBPなどの安定的発現細胞系が構築できたため、これらについても解析を行っている。(2)レンチウイルスを用いた、簡易なシングルコピーDNA組み換え配列(FRT)挿入法を樹立し、様々なFRT細胞株を樹立した。また、動物細胞を用いた、簡易なリコンビナント蛋白質作成法を樹立し、1x10e8の細胞から150microgの蛋白質精製を可能とした。これらの技術を使用し、動物細胞からのmRNA結合蛋白質生製法を確立した。さらに、特異的mRNAをアンチセンスオリゴLNAを用いて精製する方法の確立を目指し解析を行っている。(3) RNA結合タンパク質D8がmiRNAの作用機序を制御し、標的RNAにコードされるタンパク質の発現を促進していることを明らかにした。

さらにその制御機構はとして、D8タンパク質が標的RNAの2次構造を変化することによりmiRNAの働きを阻害していることを明らかにした。現在D8ノックアウトマウスの解析を行っており、D8の生理的意義を明らかにすると共にD8による小分子RNAの調節機構の詳細を解析している。本研究では、小分子RNAによる塩基対合様式が遺伝子発現制御機構に与える影響とRNA結合タンパク質による調節作用を明らかにすることを目的とした。主な研究実績は次のとおりである。(1) miRNAサイレンシング効率の定量的解析:miRNAは塩基配列特異的に遺伝子発現を抑制する。我々はmiRNAによるサイレンシングの効率を、塩基対合の熱力学的性質をNearest-neighbor法を用いて数値化し、数式を用いて定量化することに成功した。このような塩基対合の熱力学的性質は温度によって大きな影響を受けるが、それぞれの生物種において保存されているmiRNAの種類は、体温あるいは生育温度と強い相関関係があることを明らかにし、miRNAが進化の過程において温度による選択を受けている可能性を示した。(2) TNRC6AによるArgonaute-miRNAの核ー細胞質間輸送機構の解明:miRNAによる遺伝子抑制は主として細胞質で起こる現象であると考えられてきた。しかしながら、我々はRNAサイレンシングにおける翻訳抑制機構に重要な役割をもつTNRC6Aが核移行シグナルと核外移行シグナルの両方をもち、小分子RNAとAgoタンパク質の核ー細胞質間輸送タンパク質として機能することを明らかにした。(3) RNA結合タンパク質TRBPとPACTの機能解析:2本鎖RNA結合タンパク質であるTRBPおよびPACTは、両者とも3つの2本鎖RNA結合ドメインをもつ、良く似た構造のタンパク質であるが、その機能がどのように区別されているかは不明であった。我々は、TRBPまたはPACTとsiRNAおよびDNA-RNAキメラ型siRNAとの親和性は詳細に解析し、両者のsiRNAへの親和性は大きく異なることを明らかにし、siRNAはTRBPと強く相互作用していることを示した。本研究では、小分子RNAによるサイレンシング機構のRNA結合タンパク質による調節作用、およびホストRNAの発現との関連における統合的制御機構を明らかにすることを目的としている。平成24年度の主な研究成果は以下のとおりである。(2)レンチウイルスを用いた、簡易なシングルコピーDNA組み換え配列(FRT)挿入法を用い、MEF-FRT細胞株を樹立した。さらに、特異的mRNAをアンチ
平滑筋の興奮性に対する細胞内pHの影響

平滑筋の興奮性に対する細胞内pH(pHi)の影響を調べるため、モルモットから摘出した胸部大静脈、下大静脈、門脈、肺動脈、あるいは家兎の門脈の筋切片を用い、それらの張力発生、pHiの変化、ならびに膜電流を測定した。pHiを高めるには塩化アンモニウム(NH_4Cl)を、低めるときにはいろんな弱酸(butyrate,acetate,propionate)を用いた。pHiの測定はpH感受性の色素(Me_2CF)の吸収スペクトルの変化を利用し、単離した細胞の膜電流の測定にはいわゆるwhole-cell clamp法を用いた。NH_4Cl(10-20mM)を作用させると、細胞内はアルカリ(pHi:7.6-7.8)に傾き、緩やかな収縮が発生する。NH_4Clを洗い流したときには、一過性の酸性化(pHi:6.7-6.8)が、弱酸によっては農度依存性に持続性の酸性化が起こるが、この場合も酸性化に伴って収縮の発生がみられる。NH_4Cl投与中の収縮はphenoxybenzamine(PBA)で強く抑えられるので、少なくとも一部は神経から放出されるカテコルアミンによるものと考えられる。外液のK濃度を増して(30-40mM)収縮を起こした後でNH_4Clを与えると弛緩がみられる。一方、細胞内の酸性化による収縮はPBAによっても張力の増大によっても著明な影響を受けないので、平滑筋自身の反応であると推測される。外液のCaを除くと、pHiの変化に伴った収縮は殆ど消失するので、主に細胞内へ流入するCaによって発生すると推測される。しかし、この収縮はverapamilなどのCaチャネル遮断剤で抑制され難いので、いわゆる膜電位で制御されるCaチャネル以外の経路で流入するCaの関与や、細胞内貯蔵部からのCaの遊離の増強作用、あるいは、まずNa-H交換によって細胞内Na濃度が増加し、この結果Na-Ca交換(または直接的にH-Ca交換)が促進して細胞内Ca濃度([Ca]i)が増加するというようような可能性も考えられる。膜電流における主な変化は、細胞内アルカリ化によって内向きのCa電流が増大し、酸性化によって減弱することである。これらには[Ca]iの変化を介した間接的なチャネルへの影響の要素も含まれ得る。1:ニュ-トラルレッドの吸光スペクトルの変化を利用した細胞内pHの測定:この実験には主にモルモット胃壁の平滑筋を用いた。細胞内pHの較正はナイゼリシンによって細胞膜のHイオンの透過性を増加させた条件下で行った。細胞内pHの絶対値についての信頼性にはまだ少し問題があるが、およそ7.2の値が得られた。pHの相対的変化に関してはかなり正確な測定が可能であるといえる。塩化アンモニウムを与えると濃度依存性に細胞内はアルカリになり、20mMで約0.4ほど変化した。塩化アンモニウムを洗い流すと一過性の酸性化が起こる。輪走筋の張力発生を同時に記録すると細胞内のアルカリ化で弛緩が、酸性化に相当して収縮がみられた。外液からCaイオンを除いてもほぼ同様の細胞内pHの変化がみられるので、収縮による組織の厚さの変化などによるpH測定への二次的影響は少ないといえる。

外液のNaイオンを除いても細胞内のpHは殆ど変化しないので(0.1以下)、少なくともこの平滑筋においては細胞内pHの調節へのNaーH交換過程の関与は小さいものと考えられる。2.電気生理学的研究:主にモルモット門脈から単離した細胞を用いて内向きの膜電流(Ca電流)に対する細胞内pHの影響を調べた。塩化アンモニウムを細胞外に与えて細胞内をアルカリにすると著明な内向き電流の増加が、逆に酪酸を与えて酸性にすると減少がみられた。塩化アンモニウムを洗い流した後での細胞内酸性化に対応する電流の減少は観察できなかった。このように細胞内pHの変化によるCa電流の増減についてと収縮や弛緩とは一見矛盾するような結果が得られた。これらが胃と門脈の平滑筋の性質の差によるのか、酵素を用いて単離した細胞で膜電位固定という実験条件で電流を測定することに問題があるのか、あるいは電極内に緩衝剤(Hepes)を用いていることなどに関係しているのか、今後明らかにしていかなければならない。細胞内pHと機械的反応:モルモットの血管平滑筋(下大静脈、門脈、大動脈)における細胞内pHと張力発生との関係について調べた。細胞内pHは塩化アンモニウム(NH_4Cl)及び酪酸を与えて変化させ、その程度はdimethylcarboxyfluorescein(Me_2CF)の吸収スペクトルの変化から推定した。NH_4Clは投与中に細胞内をアルカリに、除去直後に酸性にし、酪酸は投与中に酸性化、除去後に弱いアルカリ化を起こす。NH_4Clを与えると緩やかな収縮が発生し、洗い流すと再び一過性の収縮が見られる。NH_4Cl投与時の収縮はα受容体遮断剤であるphenoxybenzamineで抑えられるが、除去後の収縮と酪酸による収縮は著明な影響を受けないので、前者には神経から遊離されるnoradrenalineが関与していることが考えられる。外液のK濃度を増して起こした拘縮の途中でNH_4Clを与えると弛緩が、除くと拘縮の増大がみられる。また、NH_4Cl除去後の収縮や酪酸による収縮は外液のCa濃度への依存度が弱く、verapamilなどのCaチャネル遮断剤に対して抵抗性をもち、外液のNaを除くと著しく増強する。細胞内Ca濃度は機械的反応と相関した増減がみられる。このような結果から、細胞内Caはアルカリ化で減少し、酸性化で増加するが、NH_4Clは神経から伝達物質を放出させて収縮を起こすと推測される。また、酸性化からの回復にはNaーH交換過程の関与があると考えられる。膜電流に対する細胞内pHの影響:この実験では主に家兎の門脈平滑筋細胞を用い、いわゆるwholeーcell clamp法による膜電流の測定をおこなった。多くの細胞でNH_4Clは内向きCa電流を増加させ、verapamilによる抑制と拮抗する作用を示す。Ca依存性の外向きK電流は細胞内アルカリ化で減少、酸性化で増加するが、これは細胞内Ca濃度の変化を反映するものと考えられる。平滑筋の興奮性に対する細胞内pH(pHi)の影響を調べるため、pHiの測定には主にモルモットから摘出した下大静脈の筋切片を、膜電流の測定には家兎の門脈から単離した平滑筋細胞を用いた。
人工神経接続による脊髄損傷者の随意歩行機能の改善を促すリハビリテーション法の確立

本研究は、非侵襲型人工神経接続による脊髄損傷者の歩行機能の回復が、いかなる条件のもと、どのような生理学的機序でもたらされるかを多角的に調査し、明らかにすることを目的としている。研究の初年度にあたる平成30年度は、人工神経接続により効果的な介入を行うための方法論の検証を行った。異なる髄節レベルに損傷を負った脊髄損傷者を対象に、損傷部尾側の脊髄軸索および神経細胞の残存機能を評価するために、非侵襲的磁気刺激を用いて腰髄を経皮的に刺激した。その結果、損傷部より尾側の麻痺筋において誘発筋電図が観察できることが明らかとなった。4年間の研究期間の1年目として、研究は現在まで順調に進捗している。研究を進めるにあたって、長期間の介入の対象となる脊髄損傷者の研究参加が滞りなく進んでいることで、予定通り本研究が進捗している。介入開始前の脊髄の残存神経機能の評価法も確立しつつあり、今後の介入効果を検証する重要な知見が得られている。具体的には、非侵襲的磁気刺激を腰髄に与えることによって、損傷部尾側の麻痺筋を支配する脊髄神経が残存していることを明らかにすることが可能となった。研究計画の2年目にあたる2019年度は、初年度より開始した慢性期脊髄損傷者を対象に人工神接続の介入効果を検証するための、神経生理学的機能評価法の確立を目指す。そのために、以下の2点を引き続き実施していく。(1)人工神経接続により運動機能回復が見込める脊髄の損傷状態の特定。ここでは、脊髄損傷の位置(髄節レベル)や希望にともなう損傷部尾側の脊髄軸索および神経細胞の残存機能を評価し、人工神経接続の介入による運動機能回復を認める脊髄損傷の条件を検証する。初年度に引き続き、非侵襲的脊髄刺激による電気生理学的手法と新たにMRIによる画像診断法を実施し、多角的な検査の実現を目指す。(2)人工神経接続により制御される脊髄神経回路の刺激方法の検索。ここでは、運動訓練として有効な下肢の歩行様運動を効果的に誘発するための脊髄刺激の方法を検討する。これを行うために、刺激により誘発される下肢運動や筋電図パターン基に脊髄の運動機能マップを作成し、歩行様運動を誘発するための適切な位置を調査する。
固有ジョセフソン接合を利用した高温超伝導量子計算機に関する研究

高温超伝導体のひとつであるBi-2212高温超伝導体の結晶中に自然に形成される固有ジョセフソン接合を用いた量子計算機実現に向けて研究を行い、マイクロ波照射による量子状態の共鳴励起に成功し、高温超伝導体量子ビットの有効性を示した。また合わせてデコヒーレンス許容型の量子計算アルゴリズムを提案し、その優位性を示した。以下に研究内容を3つに分けて記載する.1.量子ビットデバイス作製,量子状態制御,量子ビット読み出しBi2212固有ジョセフソン接合を用いて,Martinisらによって提案された位相量子ビットを実現する.単一ジョセフソン接合のダイナミクスはRSJモデルと呼ばれる受動素子モデルで近似できることが知られており,接合を構成する電極間の電子波動関数の位相差を座標変数とし,ジョセフソンエネルギーに相当する1次元ポテンシャル中を粒子が運動するという描像が成り立つ.十分低温においてエネルギーは量子化されるため,任意の2準位を量子ビットの|0>と|1>に対応させることができ,これを位相量子ビットと呼ぶ.本年度は主に1ビット動作に焦点を絞って,量子化エネルギーとラビ振動の観測が主な課題となった.マイクロ波照射により、マルチプォトン共鳴による巨視的量子トンネルが強化されること、共鳴周波数とスイッチング電流が単ジョセフソン接合の理論とほぼ一致することが確認された.また量子ビット動作確認のためには、信号線からの熱及びノイズの流入の最小化が肝要であるとの観点から、これらの改良を図った.ラビ振動つまり量子1ビットの動作確認は次年度以降の課題として残った.2.理論解析・数値解析他の研究グループから固有ジョセフソン接合間の電気的、磁気的結合により量子トンネルの頻度が接合数の2乗倍で強化されることが発表され、この検証を数値計算により行った.解析は現在も進行中である.また実験的にも検証を行い、予備的な結果ではあるが、素子の作製方法によって生じる現象に違いが生じることがわかった。我々のFIBを用いた作製方法では、このような結合が弱く量子トンネルの頻度は単接合の場合とほぼ変化がないことがわかった。3.量子計算アルゴリズム本年度は,我々が提案しているニューロ様量子計算アルゴリズムを高温超伝導位相量子ビットへ適用し、その性能評価を行った。組み合わせ最適化問題における計算時間と正解率の関係を明らかにした。単一ジョセフソン接合のダイナミクスはRSJモデルと呼ばれる受動素子モデルで近似できることが知られており,接合を構成する電極間の電子波動関数の位相差を座標変数とし,ジョセフソンエネルギーに相当する1次元ポテンシャル中を粒子が運動するという描像が成り立つ.十分低温においてエネルギーは量子化されるため,任意の2準位を量子ビットの|0>と|1>に対応させることができ,これを位相量子ビットと呼ぶ.今年度はまず量子ビット動作検証にはサンプルへのノイズ流入,熱流入を最小限に抑制する必要があるため,測定系に各種改良を加えた.銅粉フィルタや炭素粉フィルタなど各種フィルタの作製・評価,超伝導体など特殊材料を利用した同軸ケーブルの配線・評価,平坦な周波数特性を有するアンテナの作製などを行い,良好なノイズ及び熱除去特性を得た.また1ビット動作に焦点を絞って実験を行い,マイクロ波照射によりシングルフォトン共鳴による共鳴励起を確認した.さらに加工方法やサイズの異なる各種サンプルについて測定を行い,スィッチング電流分布に複数のピークが現れること,接合間結合によりスイッチング頻度が増加するなど,単一接合における理論では説明できない現象の観測に成功した.加工プロセスの違いが巨視的量子トンネル確率に影響すること,つまりトンネル接合間の結合状態が変化することを実験的に証明した.ラビ振動つまり量子1ビットの動作確認は次年度の課題として残った.単一ジョセフソン接合のダイナミクスはRSJモデルと呼ばれる受動素子モデルで近似できることが知られており、接合を構成する電極間の電子波動関数の位相差を座標変数とし、ジョセフソンエネルギーに相当する1次元ポテンシャル中を粒子が運動するという描像が成り立つ。十分低温においてエネルギーは量子化されるため、任意の2準位を量子ビットの|0>と|1>に対応させることができ、これを位相量子ビットと呼ぶ。今年度はまず、昨年度の成果であるBi-2212固有ジョセフソン接合におけるシングルフォトン共鳴特性実験のデータ解析を行った。1ビット量子ビット動作つまりラビ振動の観測には、基底状態|0>から第一励起準位|1>への遷移に必要な電磁波周波数と、第一励起準位|1>から第二励起準位|2>への遷移に必要な電磁波周波数が十分離れていることが必要であり、周波数差を大きくするためにはバイアス電流を大きくすればよい。しかし、あまりにバイアス電流が大きい場合には基底準位からもトンネル効果による脱出が起きるため、共鳴による励起準位からの脱出と区別がつかなくなる。共鳴曲線から得られたQ値は約70程度であり、ラビ振動の観測には難があることがわかった。接合のごく近い場所にフィルタを導入すること、電磁場と接合の結合を強めるなどの実験的工夫が必要であることから、測定系の改良を図った。ラビ振動つまり量子1ビットの動作確認は今後の課題として残った。ニューロ的手法を導入したアルゴリズムでは、デコヒーレンスと計算能力の関係について数値シミュレーションで評価した。
放射光の応用による微小粒子と微結晶及びその成長過程に関する学際的共同研究

筑波大学とState University of New York at Stony Brook(SB校)は微小粒子と微小結晶の成長過程に関する研究を双方の得意とする実験及び理論で相互に協力しながら進めた。そのために初年度から互いに2名から4名の研究者を派遣または招聘し、共同実験、講演、討論を重ねながら広い分野間のつながりを広げ、また個々の研究者間の信頼と協力の精神を培った。共同における研究題目と交流は次のようである。(a)高温高圧物質探査:高温高圧物質の研究は工業的及び宇宙・惑星科学的に重要であるが、SB校と筑波大学では共にこの研究が盛んである。特に合成実験ではSB校のLiebermann,Weidner,Vaughan教授等と本校の若槻教授(物質工学系)、栗田助教授(地球科学系)が技術と情報の交換を行なっている。特に放射光による高圧下での結晶成長の直接観察実験はつくば市の高エネルギ-研究所の実験施設が世界的に群を毅いているためSB校からは多くの招聘研究者が訪れ、ここで共同実験を行なった。ここ数年間でSB校の高圧実験施設は交流の成果もあり、実績を重ねて米国における高圧実験のセンタ-となったことは喜ばしい。(b)単結晶の構造解析および組成分析実験も両校共に優れた実績を持っているが、互いに試料の提供や解析結果と実験手法の交流など重ねた。合成及び天然物質の構造・組成評価研究はSB校のParise助教授、Ko研究員、筑波大学の末野教授(地球科学系)藤井教授(物質工学系)、中井講師(化学系)が協力しつつ放射光を始めとするX線的研究を発展させてきた。SB校で合成された結晶を筑波大学のSIMSによる微量元素解析を行なうなどの新しい発展を見せており、両者の得意とする分野で互いに研究を補いつつ理想的な共同研究を推進している。(c)小角散乱実験:SB校のChu教授はこの分野の第一人者であり、特に末野教授が開発を進めていたCCD検出器による小角散乱実験及び回折強度測定における応用についての共同研究と討論を行った。(d)微小結晶からのX線回折強度測定:大政助教授(物質工学系、現在姫路工業大学)が開発したサブミクロンの微小結晶X線回折実験は、他に例を見ない実験技術であり、Chu教授やParise助教授が深い関心を示し、各々の分野におけるそ応用について討論と研究打ち合せが行なわれた。特に細いビ-ムを作る法や試料結晶の保持法について検討し,SUNY(Chu)がcollimatorを作成することになった。Chu教授が開発中の広領域の小角散乱装置は本研究の目的に重要であると考えられる。(e)EXAFS実験:BNLにある測定システムを用いてParise助教授と中井講師は放射光を利用したX線分光分析法による非晶質物質中の金属元素の状態分析とEXAFS法による構造解析を行い、多くの有用な知見を得た。(f)X線顕微鏡:放射光の平行性と偏光性を利用したX線顕微鏡に関する開発研究は物質科学において重要であるが、SB校のKirz教授と本校の青木助教授(物理工学系)が、永年にわたりNSLS(米国)と高エネ研の放射光を利用して共同研究を行なった。(g)相転移とX線散漫散乱研究:NSLS(米国)と高エネ研の放射光を利用してSB校のStephens教授と大嶋助教授(物理工学系)が金属のマルテンサイト変態などに関する共同研究を行なった。(h)講演会・研究会:両校の研究者が相手校を訪問した際には、講義またはゼミナ-ル形式で講演会・研究会を開催して互いに情報の交換と研究上の意見とアイディアを討論している。特に、Chu教授による講演会(題目:Recent advance in laser light scattering)は広く関心を集め、つくば市の各研究所からの研究者が参集した。昭和60年に締結した交流協定も本科学研究費により交流が本格化し、お蔭で両校の研究者間に共同作業に対する違和感や不信感が取れ、親密にフランクに意見やアイディアの交換がなされ、両校の交流が定常的に行なうことが出来、共同研究に一層のはずみが附いたことが将来に亙って最大の成果であると考える。

合成及び天然物質の構造・組成評価研究はSB校のParise助教授、Ko研究員、筑波大学の末野教授(地球科学系)藤井教授(物質工学系)、中井講師(化学系)が協力しつつ放射光を始めとするX線的研究を発展させてきた。SB校で合成された結晶を筑波大学のSIMSによる微量元素解析を行なうなどの新しい発展を見せており、両者の得意とする分野で互いに研究を補いつつ理想的な共同研究を推進している。(c)小角散乱実験:SB校のChu教授はこの分野の第一人者であり、特に末野教授が開発を進めていたCCD検出器による小角散乱実験及び回折強度測定における応用についての共同研究と討論を行った。(d)微小結晶からのX線回折強度測定:大政助教授(物質工学系、現在姫路工業大学)が開発したサブミクロンの微小結晶X線回折実験は、他に例を見ない実験技術であり、Chu教授やParise助教授が深い関心を示し、各々の分野におけるそ応用について討論と研究打ち合せが行なわれた。特に細いビ-ムを作る法や試料結晶の保持法について検討し,SUNY(Chu)がcollimatorを作成することになった。Chu教授が開発中の広領域の小角散乱装置は本研究の目的に重要であると考えられる。(e)EXAFS実験:BNLにある測定システムを用いてParise助教授と中井講師は放射光を利用したX線分光分析法による非晶質物質中の金属元素の状態分析とEXAFS法による構造解析を行い、多くの有用な知見を得た。(f)X線顕微鏡:放射光の平行性と偏光性を利用したX線顕微鏡に関する開発研究は物質科学において重要であるが、SB校のKirz教授と本校の青木助教授(物理工学系)が、永年にわたりNSLS(米国)と高エネ研の放射光を利用して共同研究を行なった。(g)相転移とX線散漫散乱研究:NSLS(米国)と高エネ研の放射光を利用してSB校のStephens教授と大嶋助教授(物理工学系)が金属のマルテンサイト変態などに関する共同研究を行なった。(h)講演会・研究会:両校の研究者が相手校を訪問した際には、講義またはゼミナ-ル形式で講演会・研究会を開催して互いに情報の交換と研究上の意見とアイディアを討論している。特に、Chu教授による講演会(題目:Recent advance in laser light scattering)は広く関心を集め、つくば市の各研究所からの研究者が参集した。昭和60年に締結した交流協定も本科学研究費により交流が本格化し、お蔭で両校の研究者間に共同作業に対する違和感や不信感が取れ、親密にフランクに意見やアイディアの交換がなされ、両校の交流が定常的に行なうことが出来、共同研究に一層のはずみが附いたことが将来に亙って最大の成果であると考える。本研究の目的は、微細粒子及びその集合体からの結晶生成の過程を広い視野から、かつ双方の大学が得意とする見地から、学際的に研究することである。平成2年度における両大学間の研究交流の経過は次の通りである。1.7月188月1日:末野がSB校を訪問。地球深部鉱物中の水素の存在について討論し、それについて双方で合成実験をすることになった。2.7月1923日:B.Chu教授が本学を訪問。研究代表者らと交流研究の進め方について懇談の後、各研究室を視察。2回にわたり最近のレ-ザ-光散乱を応用した研究を紹介(講演会)。
地域主義の国際的源泉の総合的研究ー国家・地域機関の役割ー

本研究は、今日国際政治上の争点の一つである地域主義について、その国際的源泉を総合的に明らかにすることを目的としたものである。従来の地域主義研究においては、当該地域内の統合要因が重視され、域内貿易量の拡大や人的交流、さらには文化的共通性などがもつ重要性が取り上げられてきた。本研究ではそれに対して、地域主義を促進するプロアクティブなアクターの役割に着目し、国家及び地域機関を取り上げた。研究二年目である本年度には、研究計画通りにEUによる地域主義支援政策に関する調査・研究を行った。そのためフランス、ベルギーに出張し、現地調査を実施した。パリではOECD関係者への聞き取り調査を実施するとともに、ボルドーにおいては欧州政治学会(ECPR)研究大会において地域主義に関して研究発表を行い、各国の研究者との交流・意見交換を行った。ブリュッセルでは、欧州委員会及び欧州対外行動庁の関係部署において担当者へのインタビューを行うとともに、資料を収集した。更に初年度に予定しながら実施できなかったアジア開発銀行(ADB)の政策を調査するため、フィリピンへの出張を実施することができた。ADB職員への多数の聞き取り調査を実施し、資料を収集した。研究初年度においては、アジアにおける地域主義への域外国・機関からの支援を主たる研究対象として調査・研究を行った。地域主義に関する理論研究を収集・分析するとともに、現地出張調査を実施した。出張調査を行ったインドネシアでは、ASEAN事務局職員(対外関係担当)に面会して聞き取り調査を実施するとともに、事務局内において日本の技術支援担当者からも聞き取りを行うことができた。また、日本政府ASEAN代表部公使、駐インドネシア日本大使館経済担当公使とも面会して、聞き取り調査を実施した。さらに駐インドネシア米国大使館の経済担当書記官、援助担当書記官と面会して米国によるASEAN支援の現状について聞き取り調査を行った。これらの調査を通じて、地域主義機関としてのASEANの性格やその中での事務局の位置づけについて知見を得ることができた。また日本、米国によるASEAN支援政策の実態について貴重な情報をインタビューを通じて得ることができた。さらにASEAN側からのこれら域外からの支援についての認識・評価の一端を垣間見ることができた。研究最終年度である2014年度には、予定していた最後の現地調査を米州において実施した(9月)。まずワシントンでは、米州開発銀行(IDB)本部において貿易統合セクターのエコノミストから米州開発銀行の地域主義促進政策に関してインタビューを行い、関連する資料を収集した。また世界銀行、駐米日本大使館においてそれぞれ世界銀行及び米国の地域主義政策に関するインタビューを実施した。コロンビアのボゴタにおいては、駐コロンビア日本大使館においてコロンビアの政治経済状況全般に関して聞き取り調査を実施するとともに、コロンビア政府外務省、貿易省関係者から、太平洋同盟やOECD加盟問題の現況について聞き取り調査を実施した。3年間の海外現地調査および国内での主として文献調査の結果、本科研の目的である域外アクターによる国際関係上の地域主義支援政策について多くの知見を得ることができた。研究計画に記載された海外調査についても、1年目のインドネシア、フィリピン出張によってASEAN事務局から各国・機関からの地域主義支援の現状、及びアジア開発銀行(ADB)による地域主義支援政策について聞き取り調査が実施できた。また2年目には、欧州連合(EU)による地域主義支援政策に関して、欧州委員会スタッフや研究者からの聞き取り調査を実施し、資料を収集することができた。これらの海外出張調査によって、地域主義の国際的源泉の中核であるEU及び地域開発銀行の役割について総合的な知見を得ることができた。EUによる域外の地域主義支援は、東南アジアや南米においては特定の形態の地域主義(超国家主義)として警戒されていることも確認できた。これらの研究成果を公刊するべく準備を進めている。国際関係論政策移転及び地域主義の伝播に関する理論研究を進めるとともに、予定していた現地調査を順調に実施することができた。本年度には、研究計画の中で最も大きな比重を占めるEUの政策に関して現地調査を実施するとともに、昨年度実施できなかったADBへの出張も実施するなど順調に推移した。研究初年度においては、地域主義および政策移転に関する理論文献の収集・分析にあたるとともに、予定されていた現地調査を東南アジアにおいて実施した。現地調査として、インドネシア、シンガポールを訪問して聞き取り調査・資料調査を実施することができた。現地調査によって、ASEANの実態、ASEAN事務局の位置づけ、ASEANへの域外国として最も重要な米国と日本の政策・実態、これらの国々による域外支援のASEANによる認識・評価といった研究計画上重要な点について、知見を深めることができた。他方では、予定していたアジア開発銀行に関する現地調査が日程上の都合から、初年度において実施することができなかったのは残念であった。研究二年度以降にアジア開発銀行の本部があるフィリピンを訪問するなどさらなる現地調査を実施して残りの研究目的の達成にさらに努めたいと考えている。本年度は最終年度であり、予定している米州への出張調査を予定している。米州開発銀行(IDB)による地域主義政策を調査するとともに、アメリカの研究者との意見交換を予定している。南米現地における聞き取り調査、資料収集も日程上可能な限り行いたい。また研究成果のとりまとめ、成果発表にも遅滞なく取り組みたい。

初年度において進めた地域主義や政策移転に関する理論のサーベイ作業を初年度に引き続き行いたいと考えている。また初年度において実施することのできなかったアジア開発銀行での現地調査を行うことによって、初年度に対象としたアジア地域主義に関する研究を一層進展することをめざしたい。そして第二年度において予定している米国、中南米、および第三年度に予定しているヨーロッパへの現地出張調査を、日程上の都合を考慮しながら、できるだけ効率的に実施したいと考えている。さらに我が国外務省関係者から日本の地域主義支援政策について集中的に聞き取り調査を実施したい。第二年度からは諸外国の研究者との意見交換を広く行い、同時にこれまでに得られた知見の発信にも留意したいと考えている。予定していた書籍の納入が遅れたため。予定していた書籍の購入に充てる予定である。地域主義理論・地域研究・政策理論等に関する文献の収集に引き続きあたりたい。またこれまでに収集したデータの整理のために謝金を支払うことを予定している。出張調査については、本年度については日程上の都合から、ヨーロッパを中心にして行いたいと考えている。海外の研究者との意見交換や情報収集も同時に行うことをめざしたい。国内出張では、外務省において聞き取り調査を実施するなど行うことを予定している。
音楽ライブのインターネット中継における一体感の付与

ロック・ポップス音楽のライブ演奏のインターネット中継を対象に、演奏者と遠隔視聴者間、および遠隔視聴者間の非言語コミュニケーション実現手段として、限定した数種類の身振りの情報を送り合う方法が、有効であると判断できた。音楽ライブの価値である「一体感」とは何かを明確にするために、評価グリッド法による調査を実施し、身振り情報の共有が一体感の再現に必須であることがわかった。さらに、「一体感」の他、「非日常性」がライブの重要な価値であることも確認できた。「一体感」と「非日常性」を支援するため、仮想現実と拡張現実を用いたライブ中継システムを試作・評価し、この手法の有効性が確認できた。本研究では、ロック・ポップス等の軽音楽のインターネットライブ中継を対象とし、遠隔視聴者と演奏者の間での非言語コミュニケーションについての支援方法を探求する。音楽の生演奏の現場では、観客は手を振るなどの身振りで演奏者に対して反応することによって双方向コミュニケーションが成立しているが、インターネット中継ではそれができない。ネットワーク遅延が存在する前提でこの問題を解決するための工夫を行い、遠隔視聴者と演奏者との間での一体感を提供することが目的である。このため、遠隔視聴者が音楽鑑賞中に身振りを入力し、それを違和感なく演奏者に伝えるシステムを構築する。演奏者に伝える方法は、アニメーション表示とする。遅延による違和感を緩和するため、音楽と身振りの時間的ずれを修正する工夫を行う。具体的には、演奏の拍と身振りを強制的な同期を実現する仕組みを作り、試作評価を行った。ドラムに振動センサを装着し、検出した振動を音楽の拍とみなして身振りのアニメーション表示を同期させた。その試作品について、大学の軽音楽部に評価を依頼した。試作品が動作すること、及び演奏上の支障がないことが確認された。またアニメーションが同期をとることについては賛同する評価が得られた。一方で、入力方法についても検討した。キーボード、マウスによる入力の他、スマートフォンの加速度センサによる身振り入力を開発した。音楽ライブで多用される3種類の身振りをスマートフォンで入力できるようにし、これら3種類の入力方法を比較評価する実験を行った。その結果、ライブに参加している印象を与えやすいのはスマートフォン、ライブ映像に集中しやすいのはキーボードとの結果が得られた。またスマートフォンの重量による疲労や身振り検出精度に課題があることも判明した。成果については一部を口頭発表した。うち一件は、情報処理学会第78回全国大会で学生奨励賞を受賞した。平成27年度の研究計画では、アニメーションと演奏を強制的に同期するシステムの試作と試験運用を行い、演奏者側からの評価を中心にシステムの妥当性を検討することとなっていた。この点については実現している。さらに、入力デバイスにスマートフォンを導入したことについては、当初の計画になかったが実現した。この点では達成度が計画より優っている。一方で、成果のまとめが年度末になったため、論文化については一部未発表となっている。具体的には最終的な評価結果については論文発表が次年度にまたぐことになった。この点については少し遅れている。以上のプラス・マイナスを総合して、「おおむね順調に進展している」と判断した。本研究は、ロック・ポップス等の軽音楽のインターネットライブ中継を対象とし、遠隔視聴者と演奏者の間での非言語コミュニケーションについての支援方法を探求する。音楽の生演奏の現場では、観客は手を振るなどの身振りで演奏者に対して反応しているが、インターネット中継で、遅延が存在する前提で同様のコミュニケーションを支援するための工夫を行い、遠隔視聴者と演奏者との間での一体感を提供することが目的である。遠隔視聴者が音楽鑑賞中に身振りを入力し、アニメーション表示で演奏者に伝えるシステムを構築する。平成28年度は、前年度までに試作したシステムを改善し、アニメーションの改良、入力方法の改良(拍手動作のサポート、ジェスチャー入力の認識改善)、打楽器の拍とアニメーションの同期方法の改善、等の開発作業を行った上で、演奏者、遠隔視聴者双方からの評価を取得し、概ね想定通りの効果が得られていることを確認した。さらに、視聴者のアバターをカスタマイズするツールの試作と評価を行い、これについても双方から概ね良い評価を得ることができた。また、ジェスチャー入力については他のウェアラブルデバイスと比較し、本システムで採用しているスマートフォンによる方法が妥当であることを確認した。ジェスチャー入力の研究発表については、情報処理学会全国大会で学生奨励賞を授与された。最後に、ライブにおける「一体感」の本質を確認するために評価グリッド法を用いたインタビュー調査を行い、演奏者と観客の一体感、観客同士の一体感を生ずる具体的な要件を探求し、本研究で支援している動作情報の共有が効果的であることを確認した。これらの成果について査読付国際会議論文発表1件、国際会議招待講演2件、国内発表5件を行った。当初計画及び昨年示した平成28年度の研究計画では、(1)一体感についての考察・研究、(2)演奏者から視聴者へのフィードバックの実現・評価、(3)アニメーションの改善、(4)視聴者の入力方法の改善・比較評価、(5)アバターのカスタマイズの5つを28年度の実施項目として挙げていた。このうち(2)以外は達成した。(2)については十分に行えなかったが、調査対象となった学生バンドの経験の範囲では演奏者としての評価が難しい面もあった。一方で(1)(4)については想定以上の十分な検討結果が得られており、また国際会議での招待講演が2件あったことは想定以上である。

以上のプラス・マイナスを総合して、「おおむね順調に進展している」と判断した。本研究では、ロック・ポップス等の軽音楽のインターネットライブ中継を対象とし、遠隔視聴者と演奏者の間での非言語コミュニケーションについての支援方法を探求した。音楽の生演奏の現場では、観客は手を振るなどの身振りで演奏者に対して反応しているが、インターネット中継で、遅延が存在する前提で同様のコミュニケーションを支援するための工夫を行い、遠隔視聴者と演奏者との間での一体感を提供すること、またそのための設計指針を示すことが目的である。平成29年度は、前年度に実施した「ライブにおける一体感の本質を確認するために評価グリッド法を用いたインタビュー調査」の結果に基づき、遠隔でも支援可能なライブの価値として「一体感」と「非日常性」を重視すべきと考え、それらを実現する機能が設計指針になると仮定した。これに基づいて新たに仮想現実感と拡張現実感を導入したシステムKSA2を設計・実装し、評価した。このシステムでは、仮想空間中にライブハウスを構築し、遠隔視聴者はアバターとして参加する。また演奏者は拡張現実を用いて仮想ライブハウスにいる遠隔視聴者をアバターとして認識する。視聴者の動作は通信負荷を下げるため記号化して演奏者や他の視聴者に送信され、再現される。このシステムを評価した結果、前年度までのアニメーションベースのシステムよりも価値の高い利用者体験が実現でき、設計指針についても一定のものを示せた。これらの成果について、査読付き国際会議発表1件(雑誌にも掲載)、国内学会発表7件(うち1件が情報処理学会全国大会学生奨励賞を受賞)を行った。一方、当初予定から方針を改めた新システムの設計開発・評価実験に時間と予算を要したため、研究開始時の計画で予定していたプロの音楽家による評価と、最終成果の学術雑誌論文への掲載は期間内に実現できなかった。最終成果論文のとりまとめは今後実施する。ロック・ポップス音楽のライブ演奏のインターネット中継を対象に、演奏者と遠隔視聴者間、および遠隔視聴者間の非言語コミュニケーション実現手段として、限定した数種類の身振りの情報を送り合う方法が、有効であると判断できた。音楽ライブの価値である「一体感」とは何かを明確にするために、評価グリッド法による調査を実施し、身振り情報の共有が一体感の再現に必須であることがわかった。さらに、「一体感」の他、「非日常性」がライブの重要な価値であることも確認できた。「一体感」と「非日常性」を支援するため、仮想現実と拡張現実を用いたライブ中継システムを試作・評価し、この手法の有効性が確認できた。平成28年度は、当初計画によれば遠隔視聴者側の評価を実施することになっている。特にライブで重視される「一体感」についての考察・研究を行い、具体的な評価軸を定めて視聴者側に本研究で試作するシステムについて評価をしてもらう。これに加え、個別の視聴者の識別を演奏者に提示する方法、また演奏者から遠隔視聴者へのコミュニケーションフィードバックの方法についても検討する予定となっている。