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イラン語仏典とイラン語の仏教用語の成立について

「イラン語仏典とイラン語の仏教用語の成立」というテーマのもとに,吉田豊(神戸市外国語大学教授)と影山悦子(日本学術振興会特別研究員)が共同で研究にあたった.具体的には次のような問題を扱った.中央アジアのかつてのソグド語圏で発見される考古学的な遺物と,ソグド語仏典およびその原典,さらには信仰の一端が現れるソグド人の人名の研究に関する共同の研究の結果,サマルカンドをを中心とするソグドでは仏教信仰は根付かず,ソグド語仏典は主に中国および仏教が盛んな東トルキスタンに移住したソグド人が,7世紀に仏教に改宗した結果成立したものであることが明らかになった.そしてセミレチエ地域が,仏教に改宗したソグド人が組織的に居住する地域の西の端であったことも明らかにできた.べつに,ソグド語以外のイラン語圏に於ける仏教信仰のありかたについて,従来知られていることをまとめた.その結果,仏教信仰の度合いの違いによって,専ら仏教だけを信仰する東トルキスタン型,土着の宗教と仏教が並列的に信仰されるバクトリア型,仏教圏に移住した人々だけが仏教を信仰するソグド型の3種類の類型があることを明らかにした.仏教の影響が最も少なかったのはパルティア(安息)で,わずかにパルティアの東の地域にいて通商の目的で仏教圏に入った少数の人たちが,仏教徒になったように思われる.初期の康姓の訳経僧もこれら安息出身の訳経僧と同様であったようだ.仏教用語の成立の問題では,ソグド語に導入されたインド語紀元の仏教用語を網羅的にあつめて,定着の程度や導入の経路などによって分類した.さらに仏教文化圏で重要な役割を果たしたコータンの仏教については,すこし詳しくその仏典や信仰の位置づけについて調査した.仏教の西漸,特にイラン語圏への伝播についての研究を目的とする,本研究の本年度の主な実績は下記の通りである。(1)イラン語圏も含む中央アジアに於ける仏教説話ヴェッサンタラジャータカの図像資料を網羅的に列挙し,いくつかの問題点を扱った論文を公表した。さらに,従来このジャータカのウイグル語(古代トルコ語)版には3種あると報告されていたが,資料を保管するベルリンの国立図書館における実地調査により,そのうちの散文訳と考えられていた未発表資料は実は当該のジャータカの翻訳とは考えられないことが判明した。従って,当面ウイグル語訳には従来から確認されていた韻文訳2写本だけが確認される。(2)イラン語の仏典のうち,未発表のソグド語仏典写本を多く保管するベルリンの国立図書館で数十点の断片を実地に調査し,転写作業を行った。これらのトルファン盆地出土の仏典のうち,わずかではあるが原典を比定できる断片も見つかった。そのうち僧伽〓経の翻訳では,原典からの逸脱が著しく,従来あまり知られていないソグド語訳の手法が存在していたことが明らかになった。また,漢文仏典の注釈書のソグド語訳の存在も明らかになった。これらとは別に,西域北道にのみ流布した仏典のソグド語訳の存在が知られるようになってきており,その典型的な例としてかつて我々が発見したアラネミジャータカのソグド語訳が,ベルリンのW.Sundermann氏とJ.Ebert女史によって公表された。これはソグド語仏典としてはめずらしく,全葉がイラストレーションを含んでおり,絵画の手法の伝統もまた研究の対象とすることができるようになった。(3)トルファン盆地に於けるソグド語使用の最下限を示す資料として,ベゼクリク千仏洞出土の,マニ教ソグド語の手紙の年代比定を試み,1010年頃のものであることを明らかにした。(4)ソグディアナ地方への仏教伝播の実態解明の手続きとして,イスラム化以前の壁画が多く発見されるペンジケント遺跡の壁画資料の整理を行った。この作業では,仏教の伝播とは必ずしも関係はないが,ソグディアナ地方における絹織物製産の実態の一端を明らかにすることができた。「イラン語仏典とイラン語の仏教用語の成立」というテーマのもとに,吉田豊(神戸市外国語大学教授)と影山悦子(日本学術振興会特別研究員)が共同で研究にあたった.具体的には次のような問題を扱った.中央アジアのかつてのソグド語圏で発見される考古学的な遺物と,ソグド語仏典およびその原典,さらには信仰の一端が現れるソグド人の人名の研究に関する共同の研究の結果,サマルカンドをを中心とするソグドでは仏教信仰は根付かず,ソグド語仏典は主に中国および仏教が盛んな東トルキスタンに移住したソグド人が,7世紀に仏教に改宗した結果成立したものであることが明らかになった.そしてセミレチエ地域が,仏教に改宗したソグド人が組織的に居住する地域の西の端であったことも明らかにできた.べつに,ソグド語以外のイラン語圏に於ける仏教信仰のありかたについて,従来知られていることをまとめた.その結果,仏教信仰の度合いの違いによって,専ら仏教だけを信仰する東トルキスタン型,土着の宗教と仏教が並列的に信仰されるバクトリア型,仏教圏に移住した人々だけが仏教を信仰するソグド型の3種類の類型があることを明らかにした.

仏教の影響が最も少なかったのはパルティア(安息)で,わずかにパルティアの東の地域にいて通商の目的で仏教圏に入った少数の人たちが,仏教徒になったように思われる.初期の康姓の訳経僧もこれら安息出身の訳経僧と同様であったようだ.仏教用語の成立の問題では,ソグド語に導入されたインド語紀元の仏教用語を網羅的にあつめて,定着の程度や導入の経路などによって分類した.さらに仏教文化圏で重要な役割を果たしたコータンの仏教については,すこし詳しくその仏典や信仰の位置づけについて調査した.
自己組織型冗長設計による持続成長型情報ネットワーク構築手法

本研究では、トポロジーが有する構造の多様性を測る指標として残存次数の相互情報量に着目し、その有用性を評価する。評価の結果、ルーターレベルトポロジーの残存次数の相互情報量は約1.0となり、トポロジー構造の多様性が低いことがわかった。また、トポロジー構造の多様性を高めるネットワーク設計手法を提案し、単一ノード故障に対応するために求められる回線設備量を半減することが明らかとなった。また、回線容量の多様性を示す指標としての相互情報量指標を新たに導入し、相互情報量指標を高めることで、環境変化に対する適応性や拡張性を高まることを示した。トポロジーが有する構造の多様性を測る指標として、相互情報量に着目する。相互情報量は、情報理論における解釈では、確率変数X、Yがあった時、Yを知ることにより得られるXの情報量となる。相互情報量を、トポロジーの構造の一部(Yに相当)を知ることで得られる残りのトポロジーの構造(Xに相当)の情報量と見立てることで、トポロジーが有する構造の多様性を測る。相互情報量を用いてルータレベルトポロジを評価した結果、確率的に生成されるトポロジの相互情報量が小さいのに対し、多くのルータレベルトポロジの相互情報量が大きいことが分かった。また相互情報量の異なるトポロジを用いて、相互情報量Iが小さいとトポロジー構造が多様となり、またIが大きいとトポロジー構造に規則性が出現することを説明した。さらに、多様性が低いルーターレベルトポロジーと、多様性を高めたトポロジーを用いて、トラヒック需要の変動が生じたときに必要となる回線設備量の増設量を評価した。シミュレーション結果から、相互情報量が大きく多様性を高いトポロジーの増設量が多様性の低いトポロジーの増設量に比べて少ないことを示した。そして、これはホップ長の違いのみによるものではなく、多様性の違いが一因にあることを示した。構造的冗長設計のために導入した相互情報量を用いてトポロジー構造の多様性を高めるネットワーク設計手法を提案した。提案設計手法は、ノード追加時の接続先を決定する際に、相互情報量が最小となるノードを接続先としている。提案設計手法を物理距離とホップ間距離の重み付き和を最小化するFKPモデルに基づいて規模拡張したネットワークと比較評価した。その結果、提案手法に基づいて規模拡張したネットワークは、FKPモデルに基づいて規模拡張したネットワークと比較して、単一ノード故障に対応するために求められる回線設備量を半減することが明らかとなった。さらに、提案設計手法は、単一ノード故障への対応するよう配置した回線設備量を用いた場合でも、2ノード故障時のネットワーク特性が良好であることを示している。次に、回線容量に関する重み付きの相互情報量にもとづいた機能創発機構の検討を進めた。冗長に接続された物理トポロジーにおいて、エンド・エンド間の予測通信需要収容時の割当回線容量に多様性を持たせることにより、予測通信需要に誤りがあった場合においても多くのトラヒックを収容できる例を示した。すなわち、割当回線容量に多様性を持たせることで、機能創発が誘発されることが明らかとなった。回線容量に関する相互情報量の定義を、回線容量そのものに与える方法と、エンド・エンド間への割当回線容量に与える方法が候補として残されているため、今後は2つの方法を比較しつつ、機能創発機構の検討・評価を進める。本年度は、回線容量設計に多様性の概念を導入し、トポロジー構造と回線容量が多様となるように設計しておくことで、より大規模な環境変動(トラヒック変動や故障)に対応することを数値評価により示した。回線容量が多様ではないケースとして、ネットワークの工学的最適化を図り、ノードの役割(=集線等)に応じた回線容量を用意する場合が考えられる。これは、ノードと回線が事前設計により与えられた役割を果たしているという点では効率的であるが、設計外の事象に対する堅牢性が損なわれている。ここでの堅牢性は未知の環境変化への適応性を指しており、単一ノード故障などの事前設計で考慮する範疇のものではない。例えば多重故障に対してトラヒックが収容できない場合である。そこで、回線容量の多様性を示す指標としての相互情報量指標を新たに導入した。導入した相互情報量指標は、ここではリンクeの迂回路がリンクeの故障に備えて用意する容量の倍率を準備倍率W_eとし、準備倍率を確率変数X,故障前にリンクを流れるトラヒック量を確率変数Yとし、確率変数Xと確率変数Yの相互情報量I(X,Y)を導入している。様々なI(X,Y)を有するトポロジーを生成し比較評価を行った。その結果、故障リンク数が多いとき、エントロピーが大きなネットワークで利用可能帯域(AVB)の最悪値が良いことが明らかとなった。

これらの結果から、事前に発生頻度や発生規模を想定して設備設計を行うネットワーク設計手法は、設計時に想定した環境下もしくは想定の範囲内の環境ではよい性能が得られるものの、環境が大きく変化すると急激に性能が悪化している。本研究において導入した相互情報量指標を大きくするよう設計することで、環境変化に対する適応性や拡張性を高まることが示された。26年度が最終年度であるため、記入しない。情報ネットワーク26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の研究計画通り、トポロジーが有する構造の多様性を測る指標として、相互情報量を用いることの有用性を示した。さらに、相互情報量を用いた自己組織化冗長性の概念と、故障耐性、成長耐性の評価に取り組み、相互情報量を高めたトポロジーが故障耐性、成長耐性に優れることをシミュレーション評価により示し、平成24年度目標を達成している。本研究の目標である、トラヒック量の増加や機器故障への環境変動への適応性に優れた情報ネットワーク設計手法の確立に向け順調に進捗している。回線による接続性だけでなく、回線容量も考慮した相互情報量指標を導入し、自己組織化冗長性に拡張する。接続性および回線容量に関する冗長性概念を導入し、エンド間フロー量を考慮した成長耐性および故障耐性の評価を進める。回線容量に関する相互情報量の定義を、回線容量そのものに与える方法と、エンド・エンド間への割当回線容量に与える方法が候補として残されているため、今後は2つの方法を比較しつつ、機能創発機構の検討・評価を進める。
ユビキタスコンピューティングにおける柔軟かつ安全なソフトウェアの研究開発

申請時の研究実施計画にもとづいて研究を行った.以下は本年度の研究実績である.1.ライブラリの改良:前年度までの実験から得られた知見をもとに前年度に実装したライブラリの改良を行った.具体的には,ライブラリの機能拡張と効率化のためのコード改善を行った.まず,本研究の主な部分であるプログラムの表明に関する制御機構の機能を拡張した.これは表明の結果が偽であった場合,一定時間を経過した後,再度プログラムの実行を試みる機能である.このような機能はユビキタスコンピューティング環境のようなコンテキスト(状況)の劇的な変化が起こる可能性のある環境下では非常に重要かつ有効な機能である.本ライブラリにおける表明の制御機構はコンテナとして設計・実装されており,この機能拡張は再実行機能のプログラム・コンポーネントを実装してコンテナにアドインするだけで実現された.また,コード改善としては,ライブラリ全体のリファクタリングを行ってライブラリの実行効率を高めた.2.メッセージ通信システムの再実装と実験:改良したライブラリを用いてメッセージ通信システムを再実装し,実験を行った.実験の内容はメッセージのオーバーフローなど基本的にはシステムの脆弱性に関するものであるが,前年度とは違い,今回新たに実装した表明に関するプログラムの再実行機能を利用し,単なるシステムの脆弱性を回避するだけではなく,それから柔軟に回復する実験を行った.これは表明に関する制御機構をコンテキスト(状況)に応じて柔軟に変更することを意味しており,安全性を損なうことなくシステムの柔軟性を実現することを目指した本研究の最終目標が達成されたことを示している.しかし,この実験は仮想空間において意図的に創造したコンテキスト内で行われたものであり,ユビキタスコンピューティングの実空間による実証実験の難しさを再認識させられた.申請時の研究実施計画にもとついて研究を行った.以下は本年度の研究実績である.1.ソフトウェアアーキテクチャの設計:ユビキタスコンピューティングにおける柔軟かつ安全なソフトウェアのアーキテクチャを設計した.具体的には,メタレベルとベースレベルの2層構造からなるアーキテクチャとして設計し,ベースレベルには表明を含む問題領域のコンポーネントを,メタレベルには表明に関する制御機構およびコンテキストアウェア機構のコンポーネントをそれぞれ配置することとした.表明はプログラムが満たすべき性質に関する記述であるが,ユビキタスコンピューティングにおけるシステムの変化に柔軟に対応できるように,可換なモジュールとして設計した.また,表明に関する制御機構もコンテキスト(状況)に応じて柔軟に変更可能とするため,独立したモジュールとして設計した.これらのモジュール化はアスペクト指向的な方式で系統的に行われた.2.小規模な実験環境の構築と実験:ユビキタスコンピューティングをシミュレートする小規模な実験環境を構築し,基本的な実験を行った.具体的には,アクティブRFIDシステム一式を導入してプログラムを作成し,RFIDタグを持った人の位置検出を行う実験などを行った.また,この実験とは別にシンプルなメッセージ通信システムをJavaで作成し,その脆弱性(特にメッセージのオーバーフローなど)に関する基本的な実験を行った.3.ライブラリの設計と実装:設計したソフトウェアアーキテクチャの実現を支援するライブラリを設計し,その一部をJavaのクラスライブラリとして実装した.このライブラリにはJavaで記述されたミドルウェアも含まれる.このミドルウェアは本研究で新たに実装されたもので,コンパクトな実装にして高い汎用性と十分な機能を備えている.表明に関する制御機構なども可換なモジュールとしてこのミドルウェアに組み込む形で実装した.申請時の研究実施計画にもとづいて研究を行った.以下は本年度の研究実績である.1.ソフトウェアアーキテクチャとライブラリの改良:実験から得られた知見をもとに前年度設計したソフトウェアアーキテクチャとライブラリの改良を行った.具体的には,クライアント・サーバ型のアーキテクチャを修正し,スタンドアローン型のコンピューティングにも効率的に対処できる方式にした.計算機の機能と役割が固定的なクライアント・サーバ型のアーキテクチャは実行時の状況を事前に予測することが困難なユビキタスコンピューティングにおけるソフトウェアのアーキテクチャとして適切ではなく,この修正はユビキタスコンピューティングにおけるソフトウェアの有用性に大きく貢献するものである.こうしたソフトウェアアーキテクチャの修正を受け,前年度に実装したライブラリの改良も行った.2.コンテキストアウェア機構の設計と実装:前年度に導入したアクティブRFIDシステムのためのコンテキストアウェア機構をライブラリの一部として設計・実装した.具体的には,アクティブRFIDタグの位置を検出する機能を実装した.この機能は単にアクティブRFIDタグの位置検出だけでなく,位置に対する付加的な情報を保持するデータベースとの接続性を考慮し,独立したモジュールとして実装された.3.メッセージ通信システムの実装と実験:作成したライブラリを用いてメッセージ通信システムを実装し,実験を行った.実験の内容はメッセージのオーバーフローなどシステムの脆弱性に関するものである.前年度とは違い,実装したライブラリを用いてメッセージ通信システムを実装し,ライブラリの提供する表明の機構を用いてシステムの脆弱性を回避する実験を行った.この実験により得られた知見はソフトウェアアーキテクチャとライブラリの設計にフィードバックされた.申請時の研究実施計画にもとづいて研究を行った.以下は本年度の研究実績である.1.ライブラリの改良:前年度までの実験から得られた知見をもとに前年度に実装したライブラリの改良を行った.具体的には,ライブラリの機能拡張と効率化のためのコード改善を行った.まず,本研究の主な部分であるプログラムの表明に関する制御機構の機能を拡張した.

これは表明の結果が偽であった場合,一定時間を経過した後,再度プログラムの実行を試みる機能である.このような機能はユビキタスコンピューティング環境のようなコンテキスト(状況)の劇的な変化が起こる可能性のある環境下では非常に重要かつ有効な機能である.本ライブラリにおける表明の制御機構はコンテナとして設計・実装されており,この機能拡張は再実行機能のプログラム・コンポーネントを実装してコンテナにアドインするだけで実現された.また,コード改善としては,ライブラリ全体のリファクタリングを行ってライブラリの実行効率を高めた.2.メッセージ通信システムの再実装と実験:改良したライブラリを用いてメッセージ通信システムを再実装し,実験を行った.実験の内容はメッセージのオーバーフローなど基本的にはシステムの脆弱性に関するものであるが,前年度とは違い,今回新たに実装した表明に関するプログラムの再実行機能を利用し,単なるシステムの脆弱性を回避するだけではなく,それから柔軟に回復する実験を行った.これは表明に関する制御機構をコンテキスト(状況)に応じて柔軟に変更することを意味しており,安全性を損なうことなくシステムの柔軟性を実現することを目指した本研究の最終目標が達成されたことを示している.しかし,この実験は仮想空間において意図的に創造したコンテキスト内で行われたものであり,ユビキタスコンピューティングの実空間による実証実験の難しさを再認識させられた.
脳波信号を利用した人間の意志推定とマンマシンインターフェースへの応用

本研究では,人間の意志を脳波から識別し,マンマシンインターフェースに利用する方法を確立することを目的として,運動や認識に関連した脳波の識別に関する研究を進め,以下の研究成果を得た.(1)運動に関連した脳波変動検出ディスプレイからの指示に応じて,右手や左手を動かすことを想像するよう被験者に義務づけた実験によって得られた脳波2ch(C3,C4)に対して,有向情報量解析,ARモデル・準ARモデルに基づく特徴抽出,および統計的パタン認識法・クラスタリング手法を用いた識別を試みた.その結果,学習を積んだ被験者では85%以上の精度で識別可能なこと,想像する手(右手,左手)によって,C3,C4間に流れる情報量に偏りが見られること,ARモデルに基づく手法で高い識別精度が得られない場合,クラスタリング手法を併用することや準ARモデルを適用することによって識別精度の改善が可能であることを確認した.また,動作想像時の脳波をリアルタイムに識別し被験者へフィードバックことにより,3日4日程度の実験によって被験者の学習が進み,識別精度が向上すること,また,異なる被験者から抽出されたパラメータを用いてフィードバックを行っても,被験者はある程度適応可能であることを確認した.(2)視覚・聴覚認識時の脳波識別マンマシンインターフェースにおいて被験者の意志に反する誤動作を脳波から検出することを目的に,視覚刺激や聴覚刺激に対する応答脳波の解析を行い,周波数成分の変動や,高振幅波形が出現する電極部位の1時間的変動に特徴がある可能性を確認した.(3)マンマシンインターフェースへの応用脳波からの情報を基にAIBO(SONY製)を操作するシステムを作成し,最適な脳波処理データ長・操作指令間隔等のパラメータに関して検討を行った.また,実際に健常者に対して実験を行い,実用上の問題点に関して検討を行った.本研究では,人間の意志を脳波から識別し,マンマシンインターフェースに利用する方法を確立することを目的として,運動や認識に関連した脳波の識別に関する研究を進め,以下の研究成果を得た.(1)運動に関連した脳波変動検出ディスプレイからの指示に応じて,右手や左手を動かすことを想像するよう被験者に義務づけた実験によって得られた脳波2ch(C3,C4)に対して,有向情報量解析,ARモデル・準ARモデルに基づく特徴抽出,および統計的パタン認識法・クラスタリング手法を用いた識別を試みた.その結果,学習を積んだ被験者では85%以上の精度で識別可能なこと,想像する手(右手,左手)によって,C3,C4間に流れる情報量に偏りが見られること,ARモデルに基づく手法で高い識別精度が得られない場合,クラスタリング手法を併用することや準ARモデルを適用することによって識別精度の改善が可能であることを確認した.また,動作想像時の脳波をリアルタイムに識別し被験者へフィードバックことにより,3日4日程度の実験によって被験者の学習が進み,識別精度が向上すること,また,異なる被験者から抽出されたパラメータを用いてフィードバックを行っても,被験者はある程度適応可能であることを確認した.(2)視覚・聴覚認識時の脳波識別マンマシンインターフェースにおいて被験者の意志に反する誤動作を脳波から検出することを目的に,視覚刺激や聴覚刺激に対する応答脳波の解析を行い,周波数成分の変動や,高振幅波形が出現する電極部位の1時間的変動に特徴がある可能性を確認した.(3)マンマシンインターフェースへの応用脳波からの情報を基にAIBO(SONY製)を操作するシステムを作成し,最適な脳波処理データ長・操作指令間隔等のパラメータに関して検討を行った.また,実際に健常者に対して実験を行い,実用上の問題点に関して検討を行った.本研究では,人間の意志を脳波から識別し,マンマシンインターフェースに利用する方法を確立することを目的として,認識や運動に関連した脳波の識別に関する研究を進め,以下の研究成果を得た.(1)脳波データ採取システムの構築本研究経費で購入したディジタル脳波計は電極毎の情報をメーカー独自のフォーマットで記録しており,このデータを本研究室で開発してきた処理システムで利用できるよう,その変換ソフトウェアの整備等を進め,新実験システムの構築を行った.(2)視覚性オドボール課題時の応答脳波の波形パタン識別目標刺激が出現した時だけその回数をカウントするよう被験者に義務づけた選択反応実験において得られた刺激応答脳波の識別を試みた.これまでの研究において,前頭部や後頭部の局所脳波を利用することによって,識別精度が上がることが確認されており,その定量的評価を主目的として実験を行ったが,再現性のある結果を得るまでにはいたらず,現在,新実験システムや実験環境の見直しを行っている段階である.(3)波形形状認識手法に関する検討P300等に見られる徐波成分の波形形状認識手法に関する検討を行った.波形のボトムからボトムまでの一波形切り出しにおいて,現状の手法では,ボトムの左右差が大きい場合や,下り側のリップル成分が大きい場合に識別ミスすること等が明らかになった.(4)運動に関連した脳波変動検出に関する検討右手・左手をディスプレィからの指示に応じて動かすことを想像することを被験者に義務づけた実験によって得られた脳波2ch(C3,C4)を統計的パタン認識手法によって識別検出することを試み,2chを同時に処理して識別を行うことによって,安定して識別できることを確認した.現在,個人差や実験日間の差違等に関して,推定自己回帰モデルパラメータの分布に着目して,検討を行っている段階である.

本研究では,人間の意志を脳波から識別し,マンマシンインターフェースに利用する方法を確立することを目的として,認識や運動に関連した脳波の識別に関する研究を進め,以下の研究成果を得た.(1)視覚性オドボール課題時の応答脳波の波形パタン識別標的刺激が出現した時だけその回数をカウントするよう被験者に義務づけた選択反応実験において得られた刺激応答脳波の波形識別における,最適な脳波採取部位,サンプリング周波数,周波数的特徴量等に関する検討を行った.最適採取部位に関しては,単極誘導脳波では後頭部が,局所脳波では左右からみた中央部で識別精度が良いこと,また,被験者毎に識別精度の良いサンプリング周波数が異なることを確認した.周波数的特徴量に関しては,被験者毎にその現れる帯域が異なるものの,標的刺激提示時のほうが,非標的刺激提示時より,高い周波数までその成分を持つ傾向があることを確認した.(2)ウェーブレット解析を利用した脳波波形の特徴抽出脳波特有の周波数成分を考慮に入れた周波数分解能を持つよう修正を加えたガボールウェーブレット変換を利用して特徴抽出を行い,その特徴量を基に,脳波波形パタンならびに20秒毎の睡眠段階のパタン識別を試みた.その結果,脳波波形パタンはもとより,脳波要素波の総合的判読を必要とする睡眠段階のパタン識別もある程度可能であることを確認した.(3)運動に関連した脳波変動の検出右手・左手をディスプレイからの指示に応じて動かすことを想像することを被験者に義務づけた実験によって得られた脳波2ch(C3,C4)の個人差や実験日間の差違等に関して,推定自己回帰モデルパラメータの分布に着目して検討を行った.その結果,推定パラメータの分布が小さい時間帯において識別精度が向上すること,同一被験者においても,実験を繰り返すことによって応答脳波が変化(安定)することを確認した.本研究では,人間の意志を脳波から識別し,マンマシンインターフェースに利用する方法を確立することを目的として,認識や運動に関連した脳波の識別に関する研究を進め,以下の研究成果を得た.(1)予測を伴う聴覚認識時の脳波識別被験者に,絵を視覚刺激として呈示し,その後発音を聴覚刺激として与え,呈示した絵と発音が一致しているかを被験者に判断・ボタン押しさせる実験を行い,被験者が呈示された絵の発音を予想し,その後に与えられる発音が,予想と一致する場合と,一致しない場合の,応答脳波の違いに関して,検討を行った.その結果,刺激の意味によって変化する事象関連電位の存在を確認した.また,その結果を基に,単一試行データの識別を試み,発音の種類・長さ等を考慮する必要があることを確認した.(2)運動に関連した脳波変動の検出右手・左手をディスプレィからの指示に応じて動かすことを想像することを被験者に義務づけた実験によって得られた脳波2ch(C3,C4)の識別を,(1)多次元ARモデル,(2)各チャンネルの信号を独立とみなした1次元ARモデルの結合系モデルを用いて行った.その結果,推定パラメータ数が少ない(2)のモデルのほうが識別精度が良いこと,また,脳波導出に関して,双極誘導信号と周辺4電極の平均を引いた信号で,識別に寄与するチャンネルが変わる現象が観察され,信号導出法によって,同一箇所の脳波から異なる情報を抽出できる可能性があることを確認した.
情報伝達分子アンカリング蛋白質による中心体・ゴルジ体の機能制御

本研究では、中心体とゴルジ体に局在する巨大アンカリング蛋白質CG-NAPの解析を通して中心体・ゴルジ体の機能制御、特に中心体複製・ゴルジ体の断片化・再構築の分子メカニズムを明らかにすることにより細胞増殖・細胞周期制御機構の解明の一助とすることを目的とした。以下に得られた研究成果の概要を記す。1.CG-NAPのゴルジ体局在は微小管に依存し、またCG-NAPが微小管および細胞質ダイニンのサブユニットp150^Gluedに結合することを見出した。細胞の微小管脱重合あるいは細胞質ダイニンの活性阻害からの回復過程におけるCG-NAPの挙動等の解析から、CG-NAPは細胞質ダイニンに結合して微小管マイナス端側(中心体側)へ輸送された後にゴルジ体に局在することが明らかになった。2.CG-NAPのゴルジ体局在を阻害した細胞においてゴルジ体が断片化することを見出した。このような細胞において細胞膜蛋白質の輸送や糖鎖修飾はやや遅れるものの起こることから、ゴルジ体として機能的なユニットは形成されていると考えられた。CG-NAPはゴルジ体のユニットが連結され、より機能的な一つのリボン状構造を形成する段階に必要であることが示唆された。3.複製後の2つの中心体は近接して保持され、M期の紡錘体極の形成に先立ちG2後期に中心体間の蛋白質複合体が蛋白質リン酸化酵素Nek2Aにリン酸化されることにより分離する。CG-NAPおよびkendrinの発現抑制により中心体分離の頻度が上昇し、またこれらが高リン酸化型で活性の無いNek2Aと結合することから中心体におけるNek2A活性の抑制制御に関わる可能性が示唆された。中心体・ゴルジ体は、細胞増殖・細胞周期において極めて厳密にその構造的・機能的変動が制御されている細胞内小器官で、その制御異常は多くの癌細胞で中心体の異常複製が観察されるなど、種々の疾患とも関連している。本研究では、この中心体とゴルジ体に局在する巨大アンカリング蛋白質CG-NAPの解析を通して中心体・ゴルジ体の機能制御、特に中心体複製・ゴルジ体の断片化・再構築の分子メカニズムを明らかにすることにより細胞増殖・細胞周期制御機構の解明の一助とすることを目的とした。以下に本年度得られた研究実績の概要を記す。CG-NAPがゴルジ体にどのような機構で局在しているのかを検討した。M期においてCG-NAPは中心体のみに局在しているように見えるが、ゴルジ体および中心体-ゴルジ体間に局在していたCG-NAPがM期においてゴルジ体膜(あるいは膜上の蛋白質)から解離するのか、あるいは膜に局在したまま断片化した膜と共に分散して顕微鏡下では観察できないのかを検討した。また、M期におけるCG-NAPの局在変化を引き起こしている原因として最も可能性のあるリン酸化についても検討を行った。2)中心体複製におけるCG-NAPの機能解析中心体・ゴルジ体は、細胞増殖・細胞周期において極めて厳密にその構造的・機能的変動が制御されている細胞内小器官で、その制御異常は多くの癌細胞で中心体の異常複製が観察されるなど、種々の疾患とも関連している。CG-NAP (centrosome and Golgi localized PKN-associated protein)のゴルジ体局在機構および中心体分離における機能の解析を行った。

CG-NAPのゴルジ体局在は微小管に依存し、またCG-NAPが微小管および細胞質ダイニンのサブユニットp150^<Glued>に結合することを見出した。細胞の微小管脱重合あるいは細胞質ダイニンの活性阻害からの回復過程におけるCG-NAPの挙動等の解析から、CG-NAPは細胞質ダイニンに結合して微小管マイナス端側(中心体側)へ輸送された後にゴルジ体に局在することが明らかになった。またCG-NAPおよび類縁中心体蛋白質であるkendrinの発現抑制をかけた細胞において中心体分離頻度が上がることを見出した。中心体分離はM期の紡錘体極形成直前のG2後期に起こり、複製後の2つの中心体を繋ぐcohesion蛋白質複合体の蛋白質リン酸化酵素Nek2Aによるリン酸化が必要であると報告されている。CG-NAPおよびkendrinがNek2Aと結合すること、さらに結合しているNek2Aは高リン酸化型で活性がほとんど無いことを見出した。CG-NAPとkendrinはNek2Aを不活性な状態で中心体にアンカーしてG2後期まで中心体分離を抑制している可能性が示唆される。中心体・ゴルジ体は、細胞増殖・細胞周期において極めて厳密にその構造的・機能的変動が制御されている細胞内小器官で、その制御異常は多くの癌細胞で中心体の異常複製が観察されるなど、種々の疾患とも関連している。本研究では、この中心体とゴルジ体に局在する巨大アンカリング蛋白質CG-NAPの解析を通して中心体・ゴルジ体の機能制御、特に中心体複製・ゴルジ体の断片化・再構築の分子メカニズムを明らかにすることにより細胞増殖・細胞周期制御機構の解明の一助とすることを目的とした。以下に本年度得られた研究実績の概要を記す。ゴルジ体は哺乳類細胞において中心体近傍に1つの連続したリボン状構造として形成されるが、その意義や形成機構についてはほとんど明らかにされていない。CG-NAPのゴルジ体局在を阻害した細胞においてゴルジ体が断片化することを見出した。このような細胞において細胞膜蛋白質の輸送や糖鎖修飾はやや遅れるものの起こることから、ゴルジ体として機能的なユニットは形成されていると考えられた。CG-NAPはゴルジ体のユニットが連結され、より機能的な一つのリボン状構造を形成する段階に必要であることが示唆された。複製後の2つの中心体は近接して保持され、M期の紡錘体極の形成に先立ちG2後期に中心体間の蛋白質複合体が蛋白質リン酸化酵素Nek2Aにリン酸化されることにより分離する。CG-NAPおよびkendrinの発現抑制により中心体分離の頻度が上昇し、またこれらが高リン酸化型で活性の無いNek2Aと結合することから中心体におけるNek2A活性の抑制制御に関わる可能性が考えられる。Nek2A活性の抑制機構について、リン酸化、結合などについて検討中である。
生体イメージングのための脂質ナノディスクの開発

造影剤や放射性同位元素を用いた画像診断において、それらを目的部位に集積させることが、診断の正確性や安全性を高めるうえで重要である。本研究では、生体内にも存在するリポタンパク質(いわゆる善玉コレステロール)に類似した構造をもつ脂質ナノディスクを調製し、物理化学的特性評価を行うとともに、機能性修飾による腫瘍細胞への集積を目指した。その結果、機能性を付与することで一部、腫瘍細胞への集積性向上が認められたが、今後さらなる検証を加えることで、イメージングツールとしてのより洗練されたデザインが可能になると考えられた。アポEからなる脂質ナノディスクを作製し、腫瘍細胞への集積性評価を行った。まず、HepG2細胞(ヒト肝癌細胞)におけるLDLレセプターの発現をウエスタンブロットによって確認した。アポEナノディスクは、通常の培地においてもHepG2細胞への集積が認められたが、LDLレセプターの発現が増加するとされているLPDS含有培地においては集積が約2倍に増加した。このことから、アポEナノディスクのHepG2細胞への集積にはLDLレセプターが関与していることが推察された。レセプターへの結合と細胞内への内在化が起こる37°Cにおける集積量とレセプターへの結合のみが起こる4°Cにおける集積量の差から細胞内への内在化が示され、実際に蛍光顕微鏡によってもアポEナノディスクのHepG2細胞への集積が確認された。そこで、前年度に作製したアポE分子のLDLレセプター結合領域からなるペプチド(LDLR-BRペプチド:20残基)および連結型LDLR-BRペプチドを用いて脂質ナノディスクの調製を試みた。しかしながら、脂質成分としてホスファチジルコリン以外のリン脂質についても検討したにもかかわらず、安定な脂質ナノディスク粒子を調製することはできなかった。そこで現在、安定な脂質ナノディスクを形成することが知られているアポA-Iのモデルペプチド(18Aペプチド:18残基)とLDLR-BRペプチドとの連結型ペプチド(LpAペプチド)を作製し、脂質ナノディスクの調製を検討している。機能性を有するリン脂質誘導体やアポリポタンパク質類似ペプチドを用いた生体イメージングのための脂質ナノディスクの設計に基づき、初年度においてペプチド合成とディスク粒子形成能評価、粒子調製条件の検討と粒子物性の評価を計画した。続いて次年度において、生体適合性および機能性評価、ラット生体内分布の評価、腫瘍を標的とする放射性標識脂質ナノディスクのイメージングツールとしての有用性の検討までを系統的に行うことを計画した。・機能性リン脂質誘導体およびアポリポタンパク質類似ペプチドの調製リン脂質への機能性付与を目的として、PEG化DSPEに葉酸修飾を行った。葉酸の吸光度測定およびNMR測定より、高収率かつ高純度に葉酸修飾PEG化DSPEを得た。また、アポE分子のLDLレセプター結合領域からなるペプチド(LDLR-BRペプチド:20残基)を作製した。さらに、粒子の安定性向上を目的として連結型LDLR-BRペプチドの作製を試みた。しかしながら、連結型ペプチドに関しては合成効率が極めて悪く、粒子を複数回にわたって作製するために十分な量を得ることはできなかった。・粒子調製条件の検討と粒子物性の評価リン脂質に各ペプチドおよび界面活性剤を混合してミセルを形成し、透析により界面活性剤を除去後、ゲル濾過クロマトグラフィーにより分画することで脂質ナノディスクを調製した。この際、リン脂質とペプチドとの混合比率を変化することによる影響についても調査した。調製した脂質ナノディスクの組成分析(リン脂質およびペプチドの定量)、粒子サイズ測定(動的光散乱法)、表面物性評価(ゼータ電位)を行った。しかし、蛍光プローブやNMRを用いた分子パッキングなどの表面物性評価や熱・凍結乾燥・タンパク質変性剤などによる粒子の物理化学的安定性評価に関してはまだ行えておらず今後の課題である。次年度において、生体適合性および機能性評価等を計画しているが、当研究室においてそれらの評価系が確立しているわけではない。それゆえ、初年度においても生体適合性および機能性評価のための準備を並行して行ったため。初年度に引き続いて、機能性リン脂質誘導体およびアポリポタンパク質類似ペプチドの調製や粒子調製条件の検討と粒子物性の評価といった基礎的知見を蓄積するとともに、それらを応用していくための生体適合性および機能性評価、ラット生体内分布の評価を推進していく。現在のところ、機器の購入計画は特になく、学会参加等のための旅費20万円以外は試薬や消耗品の購入に充てる。
扁桃体による海馬長期増強の制御

脳の中で海馬と呼ばれる部位は記憶形成に重要である。この海馬神経系においては、記憶の分子メカニズムと考えられる長期増強(LTP)現象が認められる。一方、扁桃体は情動を司る脳部位である。私は以前の研究において、扁桃体を破壊すると海馬のLTPが減弱することを発見した。この結果は、扁桃体が海馬LTPを制御していることを示す初めての知見であり、情動によって記憶がコントロールされるメカニズムを研究するよいモデルになると思われた。本年度の研究では、この現象についてより詳細な解析を行った。扁桃体は幾つかの神経核から成りそれぞれ異なった役割を担うことが知られているので、各神経核の電気刺激または破壊の影響を調べることにより、海馬LTPへの関与を検討した。まず、基底外側核(BLA)または基底内側核(BMA)に単発刺激を与えると海馬歯状回においてシナプス電位が誘発された。一方中心核(CeA)または内側核(MeA)に刺激を与えても誘発電位は観察されなかった。このことから、特にBLAとBMAから海馬歯状回への神経連絡があることが確認された。次に、BLAまたはBMAの破壊により海馬LTPは減弱したが、CeAまたはMeAの破壊は海馬LTPに影響なかった。さらにBLAまたはBMAへ高頻度刺激を与えると海馬LTPの形成が促進された。BLAを破壊した動物においても、BMAの高頻度刺激によって海馬LTPが促進されたので、これらの神経核はそれぞれ独立して海馬LTPを制御していると考えられた。以上の成果から、扁桃体の中でも特にBLAとBMAからの神経投射によって海馬LTPが制御されていることが明らかとなった。BLAやBMAは情動の中でも恐怖や驚きといった負の感情に関わることが知られているので、BLAやBMAによる海馬LTPの制御は、「恐怖や驚きを伴う体験を覚える」ことに役立っているのかもしれない。
里山における遠隔看護システムの活用と普及に関する実践的研究

最先端の遠隔看護機器とシステムの開発・実用化を通して、特に過疎・高齢化に直面しているわが国の里山(へき地/中山間地域、島しょ等)における在宅療養者とその家族介護者に対する質の高いケアサービスの提供、医療費の低減化、医療過疎・格差の解消及び地域社会の再生に寄与することを目指した実践的研究である。多様な小規模臨床試験を通して、通常の通信回線(ADSLまたは光回線)でも医用データの画像診断が可能な最先端の高画質高音質の遠隔看護機器の開発、タブレット型PCやスマートフォン等の携帯端末と連動してデータ共有する遠隔看護、独居高齢者の見守りと生活支援等が可能な遠隔看護システム(サラス)の開発に成功した。このシステムを用いることによって、費用対効果や質の高いケアサービスの提供、医療過疎・格差の解消及び地域社会の再生に寄与することが期待される。また、今後保健医療福祉分野における新たなビジネスモデル創生の潜在性も提示した。最先端の遠隔看護機器とシステムの開発実用化を通して、特に過疎・高齢化に直面しているわが国の里山(へき地/中山間地域や島しょ)における在宅療養者と家族に対する質の高いケアサービスの提供、医療過疎・格差の解消及び地域社会の再生に寄与することを目指す。本研究は、中山間地である里山(長野県阿南町)における小規模臨床試験を通して、24時間画像音声による見守りが出来る遠隔看護システムを里山のライフラインのひとつと位置付け、高度情報通信システム(双方向画像音声伝送システム)を装備した第3世代の携帯電話を利用して、在宅療養者と家族等の多様なニーズに対応した最先端最高水準の遠隔看護機器およびシステム(名称:サラス里山)の開発、ガイドラインづくり及び費用対効果分析を目的とした実践的研究である。平成20年度は以下のことを行った。1)双方向テレビ電話を装備した第3世代携帯電話システムと遠隔看護システム「サラス里山」を融合することにより、介護者が外出先から携帯電話を用いて在宅療養者の状態を24時間画像音声による見守りしたり、ステーションの看護師と在宅療養者の状態について相談したり、在宅療養者からの緊急通報が外出中の介護者の携帯電話とステーションにもリアルタイムに送信されるシステムを設計・構築して試験運用した。2)バイタルサインの情報収集システムと遠隔操作パネルを開発した。3)遠隔看護機器がコンパクトに収納できる筐体を製作した。4)遠隔妊婦健診システムへの応用に関する臨床試験を行って通信回線の状態や利用者の満足度、メンテナンス態勢等についてデータを収集した。5)日本遠隔医療学会誌に投稿したり信州公衆衛生学会で研究成果を発表したりした。本研究は、最先端の遠隔看護システムを開発し実用化することによって、特に里山(へき地/中山間地域や島しょ)における医療過疎の解消と地域社会の再生を目指している。今年度は、特に以下の課題を中心に取り組んだ。1)遠隔看護システム「サラス」と第3世代携帯電話システムの接続双方向テレビ電話を装備した第3世代携帯電話システムと遠隔看護システム「サラス」が接続可能となり、介護者が外出先から携帯電話を用いて遠隔看護システム「サラス」に入り、在宅療養者の状態を24時間いつでも見守りしたりステーションの看護師と在宅療養者の状態について相談したり、在宅療養者からの緊急通報が外出中の介護者の携帯電話とステーションに同時かつリアルタイムに送受信されることが可能となった。2)遠隔看護システム「サラス」の簡便/安価なメンテナンスの方策の検討ASP型Web会議システムのテクノロジーを導入することでメンテナンス負担が大幅に軽減することを確認した。3)遠隔妊産婦健診への遠隔看護システム「サラス」の導入今年度、開業助産師の協力を得て市内2名の妊産婦宅に設置して、必要な情報項目、利用者の満足度、回線の状態やメンテナンス態勢等についてデータ収集した。その結果をもとに「遠隔妊産婦健診データベース」を開発した。4)地元の自治体、IT企業等との取り組み遠隔看護システム「サラス」の応用分野は極めて広範囲に及ぶ。遠隔看護を中核とした「スーパーユビキタス・コミュニティサービスプロジェクト(略称:SUCOS Project)」を地元自治体と立ち上げ、24時間コミュニティサービス(コミュニティ・ルネサンス)を目指した取り組みを今年度から始めた。1)遠隔妊産婦健診への遠隔看護システム「サラス」の導入

平成21年度、開業助産師の協力を得て市内2名の妊産婦宅に設置して、必要な情報項目、利用者の満足度、回線の状態やメンテナンス態勢等についてデータ収集し、その結果をもとに「遠隔妊産婦健診データベース(DB)」を開発した。平成22年度は、そのDBに胎児心拍(CTG : Cardio- Tocogram)計測データの送受信システムを付加して、遠隔地における助産師の妊産婦健診を医師がサポートできる態勢を構築した。2)地元の自治体、IT企業等との取り組み遠隔看護システム「サラス」の応用分野は極めて広範囲に及ぶ。遠隔看護を中核とした「スーパーユビキタス・コミュニティサービスプロジェクト(略称:SUCOS Project)」を地元自治体及びIT企業と立ち上げ、24時間コミュニティサービス(コミュニティ・ルネサンス)を目指した取り組みを平成21年度に引き続き平成22年度も推進した。3)遠隔看護システム「サラス」のより簡便/安価な方策の検討メンテナンスに関しては、平成21年度ASP型Web会議システムのテクノロジーを導入することで大幅に負担軽減することを確認した。平成22年度は、画面タッチタイプのスマートテレビと利用者個別の「Only One Menu」画面の開発と導入に着手した。4)研究成果の広報活動平成23年3月に「遠隔看護研究開発プロジェクト」ホームページを立ち上げた。本研究は、最先端の遠隔看護機器とシステムを開発・構築し実用化することによって、特に里山(へき地/中山間地域や島しょ)における医療格差・過疎の解消と地域社会の再生を目指している。今年度は、特に以下の課題を中心に取り組んだ。1)里山のコミュニティに対する総合生活支援としての遠隔看護システム「サラス」利活用の検討遠隔看護システム「サラス」を中核とした「スーパーユビキタス・コミュニティサービスプロジェクト(略称:SUCOSProject)」を地元自治体及びIT企業と立ち上げ、在宅ケアを含めた24時間コミュニティサービス(コミュニティ・ルネサンス)を目指した取り組みを平成22年度に引き続き平成23年度も推進し課題の抽出を行った。2)遠隔妊産婦健診構築の試み平成22年度の成果をもとに、平成23年度は、開業助産師の協力を得て「遠隔妊産婦健診データベース(DB)」に胎児心拍(CTG:Cardio-Tocogram)計測データの送受信システムを付加して、遠隔地における助産師の妊産婦健診を医師がサポートできる態勢構築の課題の抽出を行った。3)遠隔看護システム「サラス」と携帯端末との接続の検討急速な進歩を遂げているタブレット型やスマートフォン等の携帯端末との接続のためのソフト開発や画面タッチタイプのスマートテレビ対応の利用者個別「Only One Menu」画面の開発に着手・推進した。4)研究成果の広報活動
環境臭気分析による細菌同定法の開発

実験モデルとしてE.coli等の8菌種をFBSに懸濁、滅菌ガーゼに散布し培養、揮発性物質分析を行ったところ検出パターンは菌毎に異なっていた。次に広範囲重症熱傷患者18名の病棟環境および熱傷創被覆ガーゼの揮発性物質分析を行った。環境アンモニア濃度は創部デブリードマンおよび皮膚移植時に増加し、創閉鎖後に減少した。死亡例では高濃度が維持された。一方、熱傷創被覆ガーゼの揮発性物質分析ではアソシエーション解析にてヒト由来成分と細菌由来成分を分離し、再解析したところ属の判別は可能であった。しかしながら検討症例が少なく、種の同定には、同種内バリエーションの検討等、更なる検討が必要である。熱傷患者における創部感染は植皮片の脱落、敗血症等を引き起こし、最終転帰を左右する極めて重大な影響を及ぼす。現在、創感染の原因菌同定は培養法にて行われるが、培養同定率は30%程度で有り、陽性期待率、陰性期待率ともに高くない。また16Sリボゾーム遺伝子解析による細菌同定法も研究レベルでは応用されているが、特定菌種の同定法としては優れた面があるも、菌量の同定、臨床検体の横断的検索等、臨床現場での利用においては培養法が優れている。今回、我々は研究協力者である東海大学理学部化学科、関根嘉香らが開発した皮膚ガス測定装置を応用し熱傷創面より発せられる揮発性物質を患者周辺環境中にて補足し、細菌同定に利用されている特定揮発性物質(生化学的菌性状による同定法)を検出することにより細菌同定を行う方法を開発することを目的とし研究を行っている。重症熱傷患者15例に対し実施した。熱傷創部ガーゼより揮発するアンモニアを測定したところ受傷後1週間は低値で、以後、熱傷創デブリードマン実施後に上昇が見られ、以後、皮膚移植後(自家移植、同種移植)に更に上昇、皮膚の生着、創閉鎖後が最大値となった。一方、血中アンモニア濃度は皮膚ガスより検知させたアンモニア濃度の推移とは異なり、経過を通じ変動はなかった。健常ボランティアの検討では皮膚揮発性アンモニアは1)運動負荷、2)不眠時の早朝、3)睡眠時覚醒前に上昇していた。本件検討より皮膚揮発性アンモニアは1)皮膚の再生により上昇、2)日内変動が大きいとの知見が得られ、一般的に考えられている肝臓での代謝不全による上昇では説明が出来ない動態を示しており、皮膚局所でのアンモニア産生が示唆され、それは運動、交感神経-副交感神経バランス等、自律神経系の影響を受けていると推察した。一方、皮膚揮発性低級脂肪酸は熱傷受傷後早期、皮膚移植後、皮膚生着の経過に於いて上昇が見られなかった。しかしながら健常ボランティアによる検討では睡眠時に於ける周期的変動が観察されておりREM、non-REM睡眠と同期した変動があることが推察された。創部ガーゼからの揮発性低級脂肪酸測定による検討では変動は観察されなかったが、夜間等、測定時間を変えて検討する必要がある。患者周辺環境の空気分析ではアンモニア気中濃度は熱傷患者創部ガーゼからのアンモニア濃度の変動と類似した動向を示したが室内気流、ヒトの動きなどの影響を受けるため症例毎の変動が大きく、測定方法の検討が必要である。非特異的吸着カラムによる検討では百種程度の物質を検知しており、臨床経過、創部感染等の状態を勘案し、有意物質の絞り込みを行っている。研究成果は第61回日本臨床検査医学会学術集会にて発表した。実験モデルとし、大腸菌、緑膿菌、黄色ブドウ球菌、多剤耐性緑膿菌株、MRSA、アシネトバクター、多剤耐性アシネトバクター、各1コロニーを非働化ウシ胎児血清10mlに懸濁し、滅菌ガーゼに散布、37°C、24時間培養、空気中の揮発性有機物質を測定した。8菌種の混合培養により9種類の揮発性有機物質が検出され、ライブラリー検索によりOleic Acid、Phosphinous amide、Allyl chlorideなどと同定された。これらの物質は8菌種の単培養においても検出され、9種類の揮発性有機物質の検出パターンは菌種毎に異なっていた細菌増殖における揮発性物質による細菌同定は、揮発性有機物質、アンモニア、アミン類の分析により属レベルでの判別は可能であると考える。次に重度熱傷患者4名を対象に実施し、集中治療室の室内空気中濃度を測定した。室内空気中アンモニア濃度は入院中に大きく変動し、創部デブリードマンおよび皮膚移植時に増加し、創閉鎖時にバックグラウンドレベルに減少、創閉鎖せず患者が死に至った場合には高濃度を維持する傾向が見られた。このことから、室内空中アンモニア濃度のモニタリングが熱傷創部の治癒程度の観察に利用できる可能性を見出した。一方、熱傷創被覆ガーゼの揮発性物質分析ではアソシエーション解析にてヒト

由来成分と細菌由来成分を分離し、再解析したところ属の判別は可能であった。しかしながら検討症例が少なく、種の同定には、同種内バリエーションの検討等、更なる検討が必要である。当初計画では熱傷創部感染により発生した揮発性物質を分析し細菌同定法を開発する事を目的としたが、平成26年度までの検討では感染に伴う揮発性物質発生の他に熱傷創の皮膚再生によるアンモニアの動態が判明し、皮膚揮発性物質分析は感染症診断のみに留まらず、様々な応用はにがあることが期待される。現在、非特異的吸着カラムによる広範な物質の検知、解析を行っており、本来の目的範囲を超えた成果が得られる可能性があり、研究は概ね順調に進行している。研究の進行には症例数の確保が重要であるが現在までの2年間の研究期間に於いては15例症例の検討を行っており、最終年度である平成27年度までの3年間では2025症例に症例数が増えることが期待され、統計学的検討に耐える症例数になることが期待される。救急医学アンモニア吸着フィルター、低級脂肪酸吸着フィルター、非特異的吸着カラムの3種の吸着体を使用している。平成26年度までに使用してきた非特異的吸着カラムは有機溶剤の検出に優れた吸着特性を有するが、生体由来揮発性物質の検出には分離性が悪く、現在、新しい非特異的吸着カラムに変更し、基礎的検討を行ったところ、分離性の向上が見られ、カラムの変更を行った。現在まで検討した症例の創部ガーゼは冷凍保存しており、新しい吸着カラムでの再検討、新規登録症例の検討と合わせ、細菌由来揮発性物質を捕捉、特定し細菌同定のためのアルゴリズム解析を行う。細菌同定は従来の培養法による同定の他に冷凍保存ガーの16SリボゾームDNA解析による細菌同定も行い、検出揮発性物質によるクラスター解析により細菌同例アルゴリズムを検討してゆく。平成25年度に於いては8名の重症熱傷患者において創部ガーゼの揮発性分析、環境臭気分析を行った。創部、環境共に様々な物質が同定されており、培養法による同定細菌情報と生化学的菌性状との比較検討を行い菌種毎の補足物質の検討を開始している。また同時に患者登録も継続し行っている。また、菌同定以外の成果として受傷原因(火炎熱傷、温湯熱傷)、受傷後の経過により一定の傾向があり、環境臭気分析による細菌同定以外にも熱傷の重症度、進行度により揮発性物質が変化することが示唆され、病態判断にも応用できる可能性がある。平成26年度において発注した物品において品切れ品、輸入遅延による年度内納品が出来なかった物品(消耗品)が発生したため、請求分と使用金額に差異が生じた。平成27年度に納品されるため、平成27年度の研究費の執行となった。1患者登録の継続によるdatabaseの拡大、2標準菌株、臨床分離株の血清培養条件下による揮発性物質分析による補足物質の絞り込み、3病態による揮発性物質変化の推定のために長期連続補則の実施を行い、概ね2030症例の段階で解析を行い、基礎技術を買う呈する。平成26年度において発注した物品において品切れ品、輸入遅延による年度内納品が出来なかった物品(消耗品)平成27年度に納入されるため、平成27年度の消耗品として計上する。平成25年度年度中に必要物品(物品)を発注したが、平成25年度中の納品が不能となった。予算は計画通りに使用したが、納品時期のずれにより未使用金額が発生した。