hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中性子照射下におけるオーステナイト鋼の劣化診断・予測手法確立に関する技術開発

本研究の目的である、オーステナイト鋼の照射硬化を予測するために、「ボイド組織時間進展モデルの構築」と「ボイドと転位との相互作用モデルの構築」に焦点をあてて、研究を行った。その成果を以下に記述する。1.ボイド組織時間進展モデル構築に伴う要素技術の開発と入力パラメータの算出ボイド組織時間進展モデルの入力パラメータを得るためには、幅広い温度域での分子動力学計算が必要であるが、特に高温域では照射下ミクロ組織の観察が困難となる。これを解決するためには膨大な計算時間とデータ出力が必要となるが、本研究では実用的な範囲内における計算時間とデータ出力量において実現する方法を確立し、入力パラメータの算出を行った。2.ボイドと転位との相互作用における包括的検討従来ミクロ組織と転位の相互作用は、ミクロ組織の重心と転位のすべり面が一致する場合における検討が主であったが、実際のミクロ組織と転位の相互作用においてはミクロ組織の重心と転位のすべり面が一致しない場合の方が高い確率で発生する。本研究ではこれらについて検討を行う事に加え、積層欠陥エネルギーのみが異なりその他の物性値は極力一定に保った複数の原子間ポテンシャルを用いる事により、積層欠陥エネルギーの影響についても明らかにした。これらは低積層欠陥エネルギー金属であるオーステナイト鋼の硬化モデルに必要な知見であり、これによりボイドと転位との相互作用モデルについて包括的な検討が可能となった。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
ウェーブレットによる視覚情報処理と錯視の研究

眼球から入った視覚情報は,網膜からLGNでの情報処理がされ,ほとんどの情報はさらに大脳皮質に伝送され処理される.大脳皮質ではまずV1野が処理を行う.本研究で行った主なものはこのV1野での情報処理の新しい数理モデルの設計である.この数理モデルはウェーブレットあるいはフレームレットフィルタバンクを基礎にして,情報の統合的処理,刺激文脈依存的修飾作用などを数理化してモデルに組み込んだ.この新しいモデルをSNWシステムと呼ぶことにした.これにより多くの明暗の錯視,色の錯視発生のコンピューター・シミュレーションを統一的に与えることに成功した.そしてこれらの錯視の数理的な研究が可能になった.このほか,ウェーブレット,フレームレットを用いた視覚研究の新しいスキームを提唱した.これは従来のガボールフィルタやDOGフィルタの研究に比べて優れた点が数多くある.本研究で得た上記の数理モデルは,本研究で提案したスキームの一部の実現である.この研究は数学,視覚科学,色彩科学,計算科学などと深く関連しており,実際,その成果の一部は情報科学系,視覚科学系の学術雑誌に掲載され,計算機科学系の国際会議報告集に掲載も決定している.また本研究の成果は専門の学者のみならず,一般市民からも興味をもたれ,新聞記事でも紹介され,市民講演会,公開講座でも好評を博した.数学と他分野との関連を一般の人々にも理解してもらうことにも貢献できるものと考えられる.本年度は申請者が考案したウェーブレットを用いた非線形情報処理システムをさらに改良を加えて、カフェウェール錯視の分析ならびにカラーヴィジョンにおける錯視の研究を行った。今回の改良点は再構成フィルタバンクに関するものが大きかった。このおかげで、シェブルール錯視、マッハの帯、ヘルマン格子、トドロヴィック錯視、同時対比錯視などについても満足のいくシミュレーションが得られた。特にカラーの錯視に関するウェーブレットによる解析は大きな成功をおさめた。しかし同時にいくつかの今後の問題点が明らかになった。これについては現在論文をまとめて、来年度に発表予定である。ウェーブレットそのものについても、線形代数の枠組みでフレーム理論を作ることに成功した。これについては現在、論文ならびに著書として成果を記しているところで、発表は来年度になるであろう。以上のように、今年度は来年度に向けての基盤固めを十分おこなうことができた。なお成果の途中経過は和文の論説として発表した(研究発表の欄を参照。)眼球から入った視覚情報は,網膜からLGNでの情報処理がされ,ほとんどの情報はさらに大脳皮質に伝送され処理される.大脳皮質ではまずV1野が処理を行う.本研究で行った主なものはこのV1野での情報処理の新しい数理モデルの設計である.この数理モデルはウェーブレットあるいはフレームレットフィルタバンクを基礎にして,情報の統合的処理,刺激文脈依存的修飾作用などを数理化してモデルに組み込んだ.この新しいモデルをSNWシステムと呼ぶことにした.これにより多くの明暗の錯視,色の錯視発生のコンピューター・シミュレーションを統一的に与えることに成功した.そしてこれらの錯視の数理的な研究が可能になった.このほか,ウェーブレット,フレームレットを用いた視覚研究の新しいスキームを提唱した.これは従来のガボールフィルタやDOGフィルタの研究に比べて優れた点が数多くある.本研究で得た上記の数理モデルは,本研究で提案したスキームの一部の実現である.この研究は数学,視覚科学,色彩科学,計算科学などと深く関連しており,実際,その成果の一部は情報科学系,視覚科学系の学術雑誌に掲載され,計算機科学系の国際会議報告集に掲載も決定している.また本研究の成果は専門の学者のみならず,一般市民からも興味をもたれ,新聞記事でも紹介され,市民講演会,公開講座でも好評を博した.数学と他分野との関連を一般の人々にも理解してもらうことにも貢献できるものと考えられる.
短距離走スプリント強化トレーニングマシンの開発

1)本研究は、日本人選手に不足しているスプリント能力を向上させる目的で新しいアイディアにもとづく「スプリント強化トレーニングマシン」を開発することであった。開発においては、スプリントに必要な筋肉である股関節伸展筋群、〈特にハムストリングス(大腿二頭筋)や大殿筋〉を走動作に類似の動作パターンを行ないながら強化することを大きなテーマとした。2)理想的な走動作における足の軌跡をたどりながら、筋力トレーニングが行えるようにするためには、どのような足の軌跡が最も望ましいものかを検討した。その結果、円軌道を基本にした足の動きが最も効率良い動きであるとの結論を得た。3)円軌道を基本にした足の移動軌跡を実現させるため、自転車のペダリングを行う際に、ペダルアームの軸が前後に往復するかたちにペダリングすると、目的とする動作が実現することがわかった。4)本研究によって開発されたトレーニング装置は「スプリント・トレーニングマシン」と名づけたが、次のような特色をもつ。この装置は、基本的に、1)クランク、アーム、ペダルをとりつけた移動台座(左右一対:右脚用と左脚用)、2)動力部及び動力伝達部、3)負荷調節部、4)てすり、から成り立つ。オペレータは右脚用と左脚用の移動台座に取り付けられたペダルの上に乗って立ち、足部はペダルに固定される。移動式台座は動力を用い、定められた一定速度(速度変更可能)で連続的に前後往復運動を繰り返すが、右脚用と左脚用では完全に交互にすれちがうタイミングで移動する。オペレータは、往復運動を繰り返す移動台座の動きに合わせて両足のペダリング運動を行う。電気的な抵抗負荷が、ペダルが水平位置以下の部分でかかり、キック動作時での筋力発揮が必要とされる。5)国内特許、国外特許の申請を行なった。日本人は、マラソンなど持久的スポーツにおいて、世界第一線級の能力を有しているが100m走などのスプリント種目では、世界の水準から大きく遅れている。日本人は民族的にスプリント能力が低いと考えられているが、トレーニングの工夫によって日本人のスプリント能力も世界一線級に向上させることの可能性があると考えられる。バルセロナオリンピックに向けて実施した短距離走のためのスプリントトレーニングの発想をさらに発展させたかたちで、スプリント強化トレーニングマシンを開発し、日本人のスプリント能力に関する基礎的・応用的研究を行い、その実質的効果をはかることを本研究の目的とした。計画は、3年間にわたるが、初年度にあたる平成5年度は、スプリントトレーニングマシンの試作機を作成することに全力を注いだ。スプリントトレーニングマシンは、ランニング動作の1サイクルの軌跡、すなわち、キック動作、キック後の脚の前方への振り出し動作、前方からの脚の振り戻し動作、着地動作、という一連の動作について理想的なスプリンターの軌跡をなぞる要領でペダル漕ぎを行うことができるように作成された。通常のランニングでは、脚の振り戻し動作は空中で行われ、着地して初めて地面からの抵抗力を受けるが、スプリントトレーニングマシンでは、脚の振り戻し、着地、キック、脚の前方への振り出し、のそれぞれの動作において、抵抗力が加えられるように設計され、その抵抗値の大きさは、軌跡の部分部分でコンピューターにより適宜調整される機能となっている。この踏み込みペダルは、左右脚の足幅の間隔におかれた2本の平行的な軌道の上を移動できるようになっている。この踏み込みペダルの抵抗力に打ち勝って、脚をスプリント動作軌跡に従って移動させることにより、特に股関節伸展筋群の重点的な強化が図られる。基礎研究をふまえ試作機を用いた実際的効果は、第2年度に確かめることができる。本研究は、我国の短距離走におけるスプリント能力を向上させるためのトレーニングマシンを開発することにある。

1991年世界陸上選手権大会において、カ-ルルイスとリロイバレル選手の走動作をバイオメカニクス手法にもとづいて分析した結果、股関節を中心とした大腿部の股関節伸展方向への動作が、高い速度で行われていることがわかった。このような動作が行われるためには、大臀筋や大腿二頭筋(ハムストリング)の強力な働きが必要である。日本人選手について、これらの筋力を測定してみると、極めて不十分で伸展筋力と屈曲筋力のバランスも良くない選手が多い。本研究は、股関節伸展筋群を強化する適当なトレーニング法が、現在のところ存在しないことから、その開発を試みた。初年度に第1号機を製作したが、第1号機に大幅な改良を加え、第2号機を完成させた。その機械的構造の特徴は、「車軸移動式ペダル踏み込み型負荷変動労作装置」と呼ぶことができるもので、走動作に極めて類似の動作を行いながら、スプリント能力を養うものである。その構造とアイディアについては、世界で初のものであり、来年度はこの装置を用いてトレーニング実験を実施する予定である。また、トレーニングの効果を実際面で実証することも期待できる。1)本研究は、日本人選手に不足しているスプリント能力を向上させる目的で新しいアイディアにもとづく「スプリント強化トレーニングマシン」を開発することであった。開発においては、スプリントに必要な筋肉である股関節伸展筋群、〈特にハムストリングス(大腿二頭筋)や大殿筋〉を走動作に類似の動作パターンを行ないながら強化することを大きなテーマとした。2)理想的な走動作における足の軌跡をたどりながら、筋力トレーニングが行えるようにするためには、どのような足の軌跡が最も望ましいものかを検討した。その結果、円軌道を基本にした足の動きが最も効率良い動きであるとの結論を得た。3)円軌道を基本にした足の移動軌跡を実現させるため、自転車のペダリングを行う際に、ペダルアームの軸が前後に往復するかたちにペダリングすると、目的とする動作が実現することがわかった。4)本研究によって開発されたトレーニング装置は、「スプリント・トレーニングマシン」と名づけたが、次のような特色をもつ。この装置は、基本的に、1)クランク、アーム、ペダルをとりつけた移動台座(左右一対:右脚用と左脚用)、2)動力部及び動力伝達部、3)負荷調節部、4)てすり、から成り立つ。オペレータは右脚用と左脚用の移動台座に取り付けられたペダルの上に乗って立ち、足部はペダルに固定される。移動式台座は動力を用い、定められた一定速度(速度変更可能)で連続的に前後往復運動を繰り返すが、右脚用と左脚用では完全に交互にすれちがうタイミングで移動する。オペレータは、往復運動を繰り返す移動台座の動きに合わせて両足のペダリング運動を行う。電気的な抵抗負荷が、ペダルが水平位置以下の部分でかかり、キック動作時での筋力発揮が必要とされる。5)国内特許、国外特許の申請を行なった。
雄ラットの脊髄勃起制御機構に対する脳の調節系の解明

無麻酔の雄ラットを仰向けに固定しペニスを包皮から露出させると、その露出自身によって生じる皮膚刺激によって反射勃起が起こる。この反射勃起は脊髄を切断した動物でも生じることから、脊髄には勃起発現の神経回路が備わっていると考えられる。しかしながら、実際の勃起は性行動場面などで触刺激なしでも生じることから、脳から脊髄の勃起回路に対して促進系や抑制系の修飾がなされていることは明らかである。そこで我々は性行動場面により近い新しいテスト場面(精神誘起性勃起テスト)、反射勃起テスト、性行動テストの3つを用い、雄ラットの性行動を促進的に抑制していると考えられている扁桃体内側野を高周波電気破壊してこれら性機能に対する効果を検討した。精神誘起性勃起テストでは、長方形の観察ケージを二重の金網で2部屋に区切り一方に被験体雄を、もう一方に発情雌を入れて、生殖器のグル-ミング及び勃起の観察を行った。雄ラットの扁桃体内側野を破壊すると性行動は著しく傷害され、それに対して反射勃起にはほとんど変化は見られなかった。また、非接触刺激による精神誘起性勃起は、扁桃体内側視索前野や破壊によって完全に抑制された。これらのことから扁桃体内側野は、勃起機能、特に非接触性に誘起される勃起機能において極めて重要な役割を果たしていることが示唆された。今後、さらに扁桃体内側野と脳の他の領域がどのような回路を構成し、勃起をコントロールしているか検討を重ねたい。
多様な立地環境に適応した高山植物のエコタイプ分化の起源

エコタイプとは同じ種に属しながら、異なる環境に適応して遺伝的分化を遂げたもののことであり、生物多様性を生み出す供給源となる。高山植物ミヤマキンバイでは、風衝地と雪田という対照的な立地環境に適応したエコタイプの分化が、複数の山岳地域で多発的に生じていることが明らかになった。「天空の島々」のように互いに隔離されながらも平行進化的にエコタイプ分化が生じているミヤマキンバイは、生物多様性の創出メカニズムを研究する上で有用なモデル系となる可能性がある。日本の高山帯では,世界的にも稀な強風と多雪環境によって,風衝地と雪田という対照的なハビタットが成立する.高山植物であるミヤマキンバイ(Potentilla matsumurae)は,これらのハビタットに適応して,風衝地型と雪田型エコタイプに遺伝分化していることが栽培実験やアロザイム分析によって明らかになっている.本研究では,系統地理学的な手法を用いてエコタイプ分化の起源を明らかにしようと試みた.ミヤマキンバイは,本州(中部東北)・北海道・サハリン・千島列島で分布が確認されている.文献および現地調査から,風衝地型および雪田型エコタイプの分布をまとめたところ,風衝地型は分布全域にわたって認められたが,雪田型は北海道および本州中部の日本海側に分布が限られていた.東北地方では雪田植生があるにも関わらず,それらの雪田にはミヤマキンバイが分布していなかった.次に,日本の各山岳地域の風衝地および雪田から試料を集め,葉緑体DNA(rpl20-rps12およびtrnTL領域の約1500bp)に基づく系統解析を行った.その結果,エコタイプ分化は単起源ではなく,少なくとも北海道と本州中部では別個にエコタイブ分化が生じたことが明らかになった.雪田で検出できたハプロタイプの種類は風衝地に比べて少なく,雪田に特有のハプロタイプは見つからなかった.また,ある雪田で検出できたハプロタイプは,同一山岳地域の隣接する風衝地でも検出することができた.これらの事実は,風衝地型から雪田型へのエコタイプ分化の方向性を示唆する.今後, Genomic scanを用いた適応的遺伝子の探索を試みる.エコタイプとは同じ種に属しながら、異なる環境に適応して遺伝的分化を遂げたもののことであり、生物多様性を生み出す供給源となる。高山植物ミヤマキンバイは日本列島の高山帯に広く分布するが、風衝地と雪田という異なるハビタットに適応して2つのエコタイプ(風衝地型と雪田型)に遺伝的分化していることが明らかになっている。本研究では、系統地理学的にミヤマキンバイのエコタイプ分化パターンを解明することで、"天空の島々"として互いに隔離された高山生態系における生物多様性の創出メカニズムを理解しようと試みた。文献および野外調査の結果、ミヤマキンバイの風衝地型は本州中部から東北さらには北海道まで広く分布するが、雪田型は本州中部地方と北海道の日本海側に分布が限られていることが確認された。葉緑体DNAおよびAFLPに基づいた分子系統解析の結果、北海道と本州中部地方では独立的にエコタイプ分化が生じたことが明らかになった。日本産の高山植物の多くの種では、本州中部地方と北海道・東北地方では系統が大きく異なることが知られており、高山植物群集に共通した過去の分布変遷の歴史が、ミヤマキンバイのエコタイプ分化における系統的な独立性にも反映されていると考えられる。次に本州中部地方の北アルプスや中央アルプス、または北海道の大雪山と日高山脈といった山岳地域の間でエコタイプの系統関係を検討した結果、それぞれの山岳地域で多発的なエコタイプ分化が生じていることが明らかになった。さらにゲノム・スキャン法によって多型的なAFLP遺伝子座の遺伝的分化の程度を調べた結果、同じ山岳地域内の異なるエコタイプ集団では僅か数パーセントのAFLP遺伝子座のみが有意に分化していた。もし異所的分化が生じたとするとゲノム全体に遺伝的分化が蓄積しているはずであり、同一山岳地域での側所的なエコタイプ分化の可能性が示唆された。
ロボットによるリアルタイムでのアクションの予測に基づく作業支援に関する研究

本科研費を元に、複数のグラフィックボードに対して、並列に処理を分散して実行することが可能なSLI(Scalable Link Interface)技術を用いて、演算に非常に時間がかかる特徴の計算を行うことで、研究者が従来行っていたCUDAを用いた方法の3倍程度の高速化を達成した。予測の場合、予測対象のアクションのフレーム数が長くなるほど、その部分アクションとして計算する必要のあるデータ量が指数関数的に増加するため、フレーム数が大きいアクションの実時間処理は困難だが、フレーム数が非常に短いアクションに対しては、実時間での処理も可能となる目途が立った。現時点では、処理性能の向上に加えて、更なる予測精度の向上を目指して、検討を行っており、精度の向上が実現でき次第、予測の研究の成果を学会にて発表する予定である。また、当研究に関連して、Kinect Version2で追加された新規の関節を用いた新しい上半身を対象とした特徴記述子を定義して、動作の種類だけでなく、行為の対象物の場所を認識する方法についても実画像を用いた研究を行った。こちらの研究に関しては、被験者の前にテーブルを置き、そのテーブルの上の異なる個所に置かれた対象物に対して複数のアクションを行った際の各関節の三次元位置をKinectVersion2により取得して、そのデータを元に学習した結果を用いて、正しく認識を行うことができるかどうかの検討を行った。センサーのノイズを除去した上で、提案手法を適用した所、認識率が90%以上という、非常に高い認識率を実現できることを確認したため、その成果を3月に行われる画像電子学会第276回研究会で発表した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
ポジトロン断層法によるヒト脳ドーパミン代謝測定へのF-18標識プロドラッグの応用

ポジトロン断層法(PET)によるヒト脳のドーパミン合成能を評価する標識薬剤として,^<18>F標識のL-dopaプロドラッグの応用を検討した.4-O-pivaloyl-L-dopa(PDOPA)をacetyl[^<18>F]hypofluoriteにより^<18>F標識化し,6-[^<18>F]fluoro-O-pivaloyl-L-dopa(FPDOPA)合成し,マウスにおける代謝動態を,広くPETにおいて臨床使用されている6-[^<18>F]fluoro-L-dopa(FDOPA)と比較検討した。FPDOPAは,FDOPAと同様に中性アミノ酸輸送により脳に取り込まれたが,その割合はやや低下した.しかし,ドーパミン合成の盛んな線条体への集積は,脳の他の部位に対する集積より高まった.また,FDOPAの線条体への集積は,末梢系の代謝阻害剤を投与することで著しく高まるが,FPDOPAに対する効果はやや小さく,プロドラッグとしての望ましい特徴が現れたものと考えられた.組織内においては,FPDOPAはまずエステラーゼによりFDOPAとなり,線条体においてのみ更に[^<18>F]fluorodopamine(FDA)と代謝されることが,HPLC分析による代謝物分析により明かになった.本結果は,FPDOPAがドーパミン合成能を評価する^<18>F標識プロドラッグとなり得ることを示した.また,FPDOPAを加水分解して,生理的食塩水によるHPLC精製による新しいFDOPA合成法は,従来報告されている方法に比べ,ルーチンの合成法としていくつかの優れた特徴を持つ.FDOPAによる臨床研究においては,脳の小構造体である線条体に対して,PETによる代謝画像とMRIによる形態画像を正確に重ね合わせ技術を確立し,半定量的解析を行った.ポジトロン断層法(PET)によるヒト脳のドーパミン合成能を評価する標識薬剤として,^<18>F標識のL-dopaプロドラッグの応用を検討した.4-O-pivaloyl-L-dopa(PDOPA)をacetyl[^<18>F]hypofluoriteにより^<18>F標識化し,6-[^<18>F]fluoro-O-pivaloyl-L-dopa(FPDOPA)合成し,マウスにおける代謝動態を,広くPETにおいて臨床使用されている6-[^<18>F]fluoro-L-dopa(FDOPA)と比較検討した。FPDOPAは,FDOPAと同様に中性アミノ酸輸送により脳に取り込まれたが,その割合はやや低下した.しかし,ドーパミン合成の盛んな線条体への集積は,脳の他の部位に対する集積より高まった.また,FDOPAの線条体への集積は,末梢系の代謝阻害剤を投与することで著しく高まるが,FPDOPAに対する効果はやや小さく,プロドラッグとしての望ましい特徴が現れたものと考えられた.組織内においては,FPDOPAはまずエステラーゼによりFDOPAとなり,線条体においてのみ更に[^<18>F]fluorodopamine(FDA)と代謝されることが,HPLC分析による代謝物分析により明かになった.本結果は,FPDOPAがドーパミン合成能を評価する^<18>F標識プロドラッグとなり得ることを示した.また,FPDOPAを加水分解して,生理的食塩水によるHPLC精製による新しいFDOPA合成法は,従来報告されている方法に比べ,ルーチンの合成法としていくつかの優れた特徴を持つ.FDOPAによる臨床研究においては,脳の小構造体である線条体に対して,PETによる代謝画像とMRIによる形態画像を正確に重ね合わせ技術を確立し,半定量的解析を行った.一方,mPDOPAとacetyl[^<18>F]hypofluoriteの反応で6-^<18>F-mPDOPAの生成比が高いので,この反応はドーパミン代謝測定用のPETトレーサ6-^<18>F-dopa新規合成法に至った.^<18>F-標識体を塩酸加水分解し,生理食塩水系のHPLC精製単離よりなる.従来法に比べ,脱保護基反応が温和,毒性のあるHg化合物を使用しない,2-位に対し6-位標識体の反応選択性に優れている.生理食塩水系のHPLC精製法の導入等の優れた特徴を有している.本研究所の専門委員会の承認に基づきPETによるドーパミン合成能測定のための薬剤として臨床使用されることとなった.この2つのトレーサの有用性を,マウスを用いて既に臨床に使われている6-〔^<18>F〕fluorodopa(6-FDOPA)と比較検討した.6-FPDOPAは,6-FDOPAと同様に中性アミノ酸輸送により脳に取り込まれたが,その割合はやや低下した.しかし,ドーパミン合成の盛んな線条体への集積は,脳の他の部位に対する集積より高まった.また,6-FDOPAの線条体への集積は,末梢系の代謝阻害剤を投与することで著しく高まるが,6-FPDOPAに対する効果はやや小さく,プロドラッグとして性質が現れたものと考えられた.組織内の代謝物を分析すると,線条体においては,6-FPDOPAは6--FDOPA,次いで6-〔^<18>F〕fluorodopamine(FDA)と代謝されるが,他の脳部位ではFDAとはならなかった.6-FPDOPAは,ドーパミン合成能を評価する^<18>F標識プロドラックとしての可能性が示された.

また,昨年度本研究所において臨床使用が可能となった6-FDOPAによるPET研究においては,健常者を対象としてPETによる代謝画像とMRIによる形態画像の重ね合わせ方法を確立し,半定量的解析を行った.
卵細胞と精子のATPライブイメージングから生殖細胞のエネルギー代謝の総合理解へ

本研究課題では生殖細胞におけるエネルギー代謝機構を明らかにするために、ツメガエル卵細胞とマウス精子を対象にしてATPの変化を調べた。これまでのツメガエル卵細胞におけるATPイメージング系による解析から、通常ATPは卵成熟誘導後にしばらく増加し続けるが、ATP合成酵素の阻害剤を加えた時だけでなく解糖系の阻害剤を加えた時にもATPの増加タイミングの遅延がみられた。また、ツメガエル卵細胞が成熟した指標であるホワイトスポットの観察からも、阻害剤を用いた結果ツメガエル卵成熟ではATP産生に酸化的リン酸化だけでなく解糖系も使われていることが示唆された。さらにATPイメージングにより、ツメガエル卵細胞では卵核胞崩壊後にATPが減少することが明らかになっている。この時のATPの消費先の一つとしてタンパク質のリン酸化が考えられるが、平成30年度にもチロシンリン酸化を検出する抗体を用いてウェスタン解析を行い、それを強く示唆する結果が得られた。マウス精子におけるATPイメージングのためには蛍光ATPプローブ(ATeam)を精子特異的にミトコンドリアで発現するマウスが必要である。平成30年度には、ようやくATeam遺伝子をホモにもつマウスが得られ、さらに公的機関から精子特異的に組換え反応を起こすStra8-Creマウスの提供を受けたため、これらのマウスの交配を行っている。目的のマウスが得られ次第、その精子のATPイメージングを行い、ATP動態の観察から精子の機能とミトコンドリアの関係を調べる。一方で、平成30年度にはATeamノックインマウスを用いて、ルシフェラーゼ反応により200万匹程度の精子に含まれるATP量を測定した。以前の予備実験同様に、受精能獲得後の精子では受精能獲得前に比べてATP含有量が30%前後減少していた。この基礎データは実際にイメージングを行う際に有益な情報となる。本研究課題では、生殖細胞におけるエネルギー代謝を総合的に理解することを目的としており、ツメガエル卵細胞を用いた解析とマウス精子を対象とした観察とを行っている。これらの研究において平成27年度は、卵細胞の方では成熟過程に絞って後に示すような結果を得ることができ、精子の方ではATPイメージングのための蛍光プローブが精子中で蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)を起こすのを観察することに成功した。成熟前後における卵母細胞でのATPの観察とATPが成熟に与える影響の解析:これまでにアルビノのツメガエル卵母細胞におけるATPライブイメージングの系を用いて、卵表層付近のATPは卵成熟誘導直後からしばらく増加を続けることがわかっている。この時に増加するATPの由来を調べるために解糖系の阻害剤(2DG)やATP合成酵素の阻害剤(OliA)を卵細胞に注入し、ATPの変化を観察した。ATP観察の結果は、現在、解析中である。また、ツメガエルの卵成熟にATP産生が重要であるかどうかを詳細に解析したが、ツメガエルの野生型の卵細胞は成熟すると表面にホワイトスポットが現れるので、それを指標にして成熟具合を判定した。この実験でも2DGやOliAを注入した後に成熟誘導し、ホワイトスポットの出現を観察することからATP合成阻害剤が卵成熟に及ぼす影響を調べた。その結果、ツメガエルでは卵成熟時に酸化的リン酸化だけでなく解糖系も働いていることを示唆するデータが得られ、興味深いことに、これらのATP合成阻害剤の影響によるホワイトスポット出現の遅れは、ATPをインジェクションすることでレスキューされた。これはATPがツメガエルの卵成熟においてシグナル分子として働いている可能性も示唆している。卵成熟過程におけるホワイトスポットの観察においては、野生型のツメガエル由来の卵細胞を用いてATP合成の阻害剤が成熟に及ぼす影響を重点的に調べた。その結果、ツメガエルの卵成熟時には酸化的リン酸化だけでなく解糖系も働いていることを示すのに十分なデータが得られつつある。卵細胞表層付近でのATPライブイメージングに関しては、連携研究者の山口大の岩尾博士の研究室でアルビノのツメガエル由来の卵細胞を用いた観察実験を行った。こちらでも未成熟卵母細胞にATP合成の阻害剤を注入し、成熟誘導後の卵細胞表層付近のATPの変化を観察した。これまでに観察結果は十分に得られたが、データの解析は一部にとどまっている。しかしながら、少なくともミトコンドリアのATP合成酵素を阻害すると、阻害しない場合に比べてATPの増加開始が遅延し抑えられていることが示唆された。精子ATPのライブイメージングでは蛍光ATPプローブをノックインしたマウス(ATeamノックインマウス)が必要であり、この雄マウスを増やすために多くの時間を費やした。これまでに、蛍光ATPプローブを細胞質で発現するATeamノックインマウスを用いて予備実験を行ったところ、凍結精子を復活させた後に顕微鏡で観察した場合でも弱いながらもFRETを観察することに成功した。本研究課題は生殖細胞におけるエネルギー代謝を総合的に理解することを目的としている。そのためにツメガエル卵細胞とマウス精子を対象として、主にATPイメージングの手法を用いて解析している。平成27年度中に卵細胞のエネルギー代謝の理解に繋がる基礎データの多くを蓄積することができたため、平成28年度は精子ATPイメージングに関連した解析を中心に行った。精子ATPイメージングでは、引き続き蛍光ATPプローブをノックインしたマウス(ATeamノックインマウス)の精子を蛍光顕微鏡下で観察した。平成27年度の予備実験で観察できた精子中での蛍光ATPプローブの蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)は非常に弱かった。そのため、ATP量の変化を正確に反映した結果を得るためには、十分な強度のFRETを観察することが重要となる。

まずイメージングに使う機器の検討を行ったところ、電子増倍機能CCD素子を搭載したEM-CCDカメラを用いることでより強い精子のFRETを検出することができた。また、使用するATeamノックインマウスの検討も行っている。これまでの解析で用いたATeamノックインマウスは蛍光ATPプローブを細胞質で発現する系統であり、ミトコンドリアで発現する系統を使用するための準備を始めた(後述)。さらに、観察したATeamノックインマウス精子のFRETが実際の精子の生理的な状況を反映しているか評価することも重要となる。精子のATP量を測定できる系があれば、精子の置かれた様々な生理的条件とATPの関係を対応できるため、FRETを基にした結果の解釈に役立てることが可能となる。そのため、連携研究者である京都産業大の横山博士の研究室においてルシフェラーゼによる活性測定を利用した精子ATPの定量を試したところ、200万匹程度の精子を用いればそこに含まれるATP量を測定することが可能となった。平成28年度は研究代表者が摂南大学で研究室を開設した初年度であるため、研究室のセットアップに多大な時間を費やすこととなった。本研究費助成事業からの補助により、ツメガエル卵細胞へ阻害剤や蛍光プローブをインジェクションするためのオートインジェクター・ピペットを購入し、9月から研究室に分属された学部3年生7名に実験指導を行いながら系を立ち上げた。また、ルシフェラーゼによる精子のATPを定量する系を摂南大学で立ち上げる必要もあり、現在取り組んでいる。このように、新たな研究室で様々な実験システムをセットアップするための試薬・機器を購入し予備実験を行っていたため、本研究課題に関する具体的な研究成果を得るには至らなかった。研究の進捗が滞っている一方で、第87回日本動物学会大会で5名の演者による「オルガネラから精子と卵を理解する」というシンポジウムを主催した。特に、本研究課題の卵細胞のエネルギー代謝に関する研究を遂行する上で参考になるマウス卵成熟時のミトコンドリアの動き等の知見を得ることができただけでなく、共同研究者から本研究課題を達成するために有益な助言を受けることができた。また、平成28年度に研究分担者の京都大学の山本博士の研究室から摂南大学に移入したATeamノックインマウス(細胞質で発現する系統とミトコンドリアで発現する系統)は順調に維持できている。これらのマウスは研究代表者の研究室で精子のATP量を測定するためにも利用できるため、今後の研究課題の進展が期待される。本研究課題ではツメガエル卵細胞とマウス精子のATPに着目し、生殖細胞におけるエネルギー代謝を総合的に理解することを目的としている。今年度は研究代表者の研究室の学部4年生とともに、これまでに得られた結果の再現性を調べ、また立ち上げた実験系を用いて本研究課題を遂行した。
温度感受性突然変異体を用いた苗条再分化機構の遺伝学的解析

本研究では、植物の器官再分化の基本機構の理解を目指して,シロイヌナズナの苗条および根再分化に関する温度感受性突然変異体を利用した遺伝学的解析を行った。シロイヌナズナの根あるいは胚軸断片をカルス誘導培地(CIM)で数日間培養後、苗条誘導培地(SIM)に移植すると苗条が,発根誘導培地(RIM)に移植すると不定根が形成されるが、まずこのような器官再分化を指標としたスクリーニングにより、8系統(srd1、srd2、srd3、rrd1、rrd2、rrd3、rrd4、rrd5)の温度感受性変異体を単離した。RFLP解析により、SRD13遺伝子はいずれも第1染色体上に存在することが示された。主としてsrd変異体の解析結果に基づき、器官再分化の枠組みを説明するモデルを提示した。本モデルでは、組織の生理状態としてIC(器官再分化能なし)、CR(根再分化能あり)、CSR(苗条および根再分化能あり)の3つを想定し、胚軸はICの状態からCIMでの前培養中にCRを経てCSRに到るのに対し、根ははじめからCRの状態にあり前培養中にCSRになると考える。このとき、SRD1はCSRから苗条形成に到る段階に、SRD2はICからCRに到る段階とCSRから苗条形成に到る段階の両方に、SRD3はCRからCSRに到る段階にそれぞれ関与すると考えられる。また、srd2変異体の増殖特性を詳細に調べ、ICとCRが増殖能の有無でも区別され、SRD2遺伝子の働きが増殖能の獲得に必要であることを見出した。さらに、p34^<cdc2>キナーゼの遺伝子cdc2aの新規発現にSRD2が関与することを示し、cdc2a遺伝子の発現が細胞増殖そのものではなく増殖能を規定していることを示唆した。
老齢由来プロジェニター細胞の分化誘導とミエリン膜再形成の分子機構の解明

超老齢ラット(32ヶ月齢)脳でどのような種類の細胞が初代培養系で存在しうるのか検討し結果、若齢ラット脳由来の場合と同様、04/01-陽性のプロジェニター細胞を含めグリア系細胞が数多く生存していることを明らかにした。これらの細胞は各種の成長因子(サイトカイン)やメディウムの組み合わせによってミエリン形成細胞へと分化誘導させることができるが、これらの細胞と幼若脳由来のニューロンとでミエリン膜形成初期過程をリアルタイムで可視化して調べたところオリゴデンドロサイトは軸索に接触はするものの実際にミエリン膜を巻くにいたらなかった。このときにオリゴデンドロサイトでミエリン塩基性タンパクが細胞体から膜側に移動し、接着分子として全長型のL1分子が増加すること、またニューロン側ではlgスーパーファミリーコンタクチンの発現が増加し、これらの分子がミエリン膜形成初期過程にヘテロフィリックな結合を介してミエリン形成のシグナル伝達機構に関与することが示唆された。オリゴデンドロサイト(OL)は中枢神経系においてミエリン形成を担当する細胞であり、生後においても側脳室の上皮下層から大量に発生し移動中に分裂を繰り返しながら成熟している。その前駆細胞であるO2Aからの分化や成熟の過程は、厳密な段階を経由することがわかっており、各段階特異的な表面抗原の発現にしたがってその細胞系譜が規定されてきている。老齢ラット脳由来のプロジェニタ-細胞からもOLが分化誘導されることが判明したが、その量は極めて少ないことから、本年度はまず胎生期ラット大脳より発達特異的なOLの大量培養法を確立するとともにOL細胞系譜を明らかにした。未成熟段階にあるOL(A2B5^-,04^+/GC^-,MBP^-)の可溶性膜画分を用いてモノクローナル抗体を作成し、その中の一つである4F7では還元後では80kDa付近にダブレットのバンドがウェスタンブロットで観察された。また14F7においては43kDa付近にOL特異的なはっきりとしたバンドが確認された。これら二つの抗体が認識する発達段階的OL膜表面上の認識部位が異なることが考えられ、さらにその抗体作成法から考えると、これらの認識するのは細胞接着分子種の可能性が高いことを示した。神経接着分子Llの発現は細胞の種類・発達の時期により正確に制御されていることが知られている。Llは神経細胞やシュワン細胞に特異的に発現しているが、Llには2種類の選択的スプライシングが存在し、オリゴデンドロサイトにもLlが存在することが判明した。ミエリン膜形成は未成熟オリゴデンドロサイトと未成熟神経細胞の軸索が出会うことから始まり絶縁体ができ神経活動を活発にするが、これまでミエリン膜形成の初期過程における分子機構解明のための手掛かりを得るような情報は少なかったことから、本研究ではオリゴデンドロサイトにおけるLlの機能を検討した。オリゴデンドロサイトのプロジェニター細胞は胎生早期(E9,10)に脳室周囲の神経上皮細胞層に認められ妊娠経過に伴って脳内に広く分布し、生後の新生仔期から成熟期に至るまで白室と灰白室を含む脳の広い範囲に認められた。このプロジェニター細胞はさまざまな因子の影響下でin vitroで未成熟オリゴデンドロサイトへと分化誘導することが可能であり、このO4^+未成熟型オリゴデンドロサイトをさらにミエリン塩基性タンパク(MBP)の細胞内発現分布の違いによって初期O4^+未熟オリゴデンドロサイトと後期O4^+未熟オリゴデンドロサイトに分類した後にそれぞれRT-PCR法及びウェスタンブロット法によってLlの発現パターンの違いを調べた。初期O4^+未熟型ではL1のスプライシング型が発現しており、後期O4^+未熟型では全長型のLlが発現していた。さらに興味深いことに、後期O4^+未熟型ではmRNAとタンパクレベルでL1が増加していた。これらの結果は、後期O4^+未熟型オリゴデンドロサイトに発現する全長型のL1と軸索に発現している全長型のLlが互いにホモフィリックな結合を介してミエリン膜形成開始のシグナル伝達に関与している可能性を強く示唆した。老齢ラット脳から初代培養を行い、どのような種類の細胞が存在しているのかを検討したところ、若齢ラット脳由来のグリア細胞とは増殖能や分化形質を異にするグリア細胞の前駆細胞が生存しており、これらの細胞は各種の成長因子や培養液の組成を組み合わせることによって反応性のアストロサイトやミエリン形成担当細胞である未成熟型オリゴデンドロサイトへ分化誘導されることが明らかになった。

培養条件下ではあるが、老齢脳由来のグリア前駆細胞をミエリン形成担当細胞や反応性アストロサイトへ分化誘導させうることに成功したことは、脳の老化に伴う機能低下や、脳の発達障害と老化の制御をも明らかにすることができることを示唆するばかりでなく、将来、老化脳での病気を克服することが出来る可能性を秘めていると思われる。超老齢ラット(32ヶ月齢)脳でどのような種類の細胞が初代培養系で存在しうるのか検討し結果、若齢ラット脳由来の場合と同様、O4/O1-陽性のプロジェニター細胞を含めグリア系細胞が数多く生存していることを明らかにした。これらの細胞は各種の成長因子(サイトカイン)やメディウムの組み合わせによってミエリン形成細胞へと分化誘導させることができるが、これらの細胞と幼若脳由来のニューロンとでミエリン膜形成初期過程をリアルタイムで可視化して調べたところオリゴデンドロサイトは軸索に接触はするものの実際にミエリン膜を巻くにいたらなかった。このときにオリゴデンドロサイトでミエリン塩基性タンパクが細胞体から膜側に移動し、接着分子として全長型のL1分子が増加すること、またニューロン側ではIgスーパーファミリーコンタクチンの発現が増加し、これらの分子がミエリン膜形成初期過程にヘテロフィリックな結合を介してミエリン形成のシグナル伝達機構に関与することが示唆された。
自動的エラーモニタリングの眼球運動プロセス

本研究は、認知課題遂行中の自動的エラーモニタリングとそれに伴う眼球運動プロセスを明らかにするために行われた。具体的には、[1+4=5 6]のような刺激を提示し、左端の数字「1」と答え「5」を加えると右端の数字「6」と等しいかどうかを判断することが求められると、1+4=5という足し算が間違っていても課された課題とは無関係にも関わらず、課題に要する時間に遅延が生じた。また、誤答式が含まれる左方向への眼球運動の広がりが見られた。これらの結果は、誤答式を見ただけで自動的にエラーモニタリングが駆動している可能性を示している。ただ、再実験では異なったデータが得られており、さらに検討が必要である本研究は、Okamoto & Amano (2012)で示された自動的エラーモニタリングの眼球運動プロセスを解明する目的で計画された。実験パラダイムとして、Okamoto & Amano (2012)で用いたものを使用する予定であったが、実験計画の途中、Okamoto & Amano (2012)のデータを再検討した所、刺激の統制が十分でない可能性が有り、実験結果が刺激構成のアーチファクトである可能性が発見された。具体的には、自動的エラーモニタリングが生起するのが特定の刺激セットに偏っているのでないかという可能性が発見された。そこで、眼球運動プロセスを測定する実験を行う前に、再度,刺激を統制し直した上で、Okamoto & Amano (2012)と同様のパラダイムで一致した結果が得られるかどうかについて再検討した。2つの実験結果の不一致について、再度検証した上で、さらに検討する。潜在的モニタリングのプロセスを取り出すために、計算課題中に誤った式を見せて、潜在的モニタリングが自動的にエラーを検出するのかどうかを調べた。結果、繰り上がりのない問題では、誤った式を見ることで反応時間が遅延し、繰り上がりのある問題では、式の正誤の効果は見られなかった。このことから、繰り上がりのない問題においては、計算遂行中に目にした等式の誤りが自動的に検出されたものと考えられる。繰り上がりのある試行で式の正誤の影響が見られなかった事については2つの可能性が考えられる。1つは、繰り上がりのある計算では繰り上がりのない計算に比べて認知負荷が高いため、潜在的モニタリングを駆動させるための資源の余裕がなかったという可能性である。この場合、繰り上がりありの問題では潜在的モニタリングは働いていなかったと考えられる。もう1つの可能性は、繰り上がり計算においては式の正誤にかかわらず常に意識的モニタリングが働いていたというものである。この場合は、繰り上がりの有無×式の正誤の4水準の中で、繰り上がりがなく式が正しい条件以外では潜在的にせよ意識的にせよモニタリング行われていたため、繰り上がりがなく式が正しい条件でのみ反応時間が短くなったと考えられる。本稿の分析から、この二つの可能性を検証する事はできないが、アイトラッカーから得られたデータを分析することで検証できると思われる。近年、視線情報は人間のメタ認知活動の指標として扱われており(Paulus&Proust,2013)、本課題でも視線の動きや注視時間の変化でモニタリングの生起を検出できるかもしれない。また、視線情報を分析することで、意識的なモニタリングと非意識的なモニタリングの質的な違いを取り出せることも期待できるだろう。本研究では、これまでメタ認知研究にはほとんど用いられてこなかった眼球運動計測装置を用いて、分析に取り組んでいる。そこで、眼球運動計測装置の実験状況へのフィッティング及びデータ解析に解消べき壁があったことによって、検討が遅れている。本研究は、認知課題遂行中に自動的に駆動される自動的エラーモニタリングのプロセスを取り出すために行われた。具体的には、[2+6=7 8]のような刺激を提示し、左端の数字「2」と答え「7」を加えると右端の数字「8」と等しいかどうかを判断することが求めらた。ここでの課題要求は、「2+7」が「8」と等しいかどうかを判断することであるが、もし我々が2+6=7という足し算の間違いを自動的に検出できるとしたら、課題に要する時間に遅延が生じるだろうという仮説を立て、この仮説を実験的に検討した。昨年度の実験では、予想したように、誤った計算式を含む場合に反応の遅延が生じた。本年度は、その結果を追試するための再実験を行った。大学生33名を対象として実験を行った結果、繰り上がりのある計算において、正しい計算式を含む場合に謝った計算式を含む場合よりも反応時間が遅くなることが明らかになった。H27年度に行った先行実験では、謝った式を含む場合に反応に遅延が生じるという結果であるのに対して、H28年度に行った本実験では、正しい式を含む場合に遅延が生じるという逆の結果となっている。また、反応の遅延が生じるのは、先行実験では繰り上がりがなく容易な計算課題である場合なのに、本実験では繰り上がりがある困難な課題の場合であるという点でも結果に不一致が生じている。これらの結果の不一致は、何を原因としているのかは本研究からは明らかにならず、今後さらに検討を進めて行く必要がある。具体的には、[1+4=5 6]のような刺激を提示し、左端の数字「1」と答え

「5」を加えると右端の数字「6」と等しいかどうかを判断することが求められると、1+4=5という足し算が間違っていても課された課題とは無関係にも関わらず、課題に要する時間に遅延が生じた。また、誤答式が含まれる左方向への眼球運動の広がりが見られた。これらの結果は、誤答式を見ただけで自動的にエラーモニタリングが駆動している可能性を示している。ただ、再実験では異なったデータが得られており、さらに検討が必要である研究計画段階で用いる予定であった実験パラダイムが、そのままでは利用できない可能性が有り、研究方法を再検討する必要が生じており、現段階では研究が遅れている状態であると判断している。昨年度の研究によって、実験プログラム及び分析プログラムのひな形を作成することができたので、本年度は、研究を着実に進めることができるであろう。教育心理学眼球運動を計測するために、刺激提示装置などを先行のOkamoto & Amano (2012)からは変更する必要も有り、刺激の構成などに変更を加えて、自動的エラーモニタリングが安定的に生起する実験パラダイムを発見することによって、研究の着実な進展を見込めると考えている。眼球運動計測装置を実験状況にフィッティングさせる作業に手間取ったために、予定より研究がやや遅れているため。研究計画が計画通りに進行しなかったため研究補助の人件費が生じなかったことと、アイカメラを学内予算との合算によって購入したために物品費が少なくてすんだため。予定していた研究を遂行するための、実験補助者の雇用に充てる予定である。実験補助の人件費と情報収集のための旅費として使用する予定である。
高次脳機能障害患者の症状に対する家族の認知と理解を促進するための介入研究

本研究の研究課題は、高次脳機能障害患者の症状を家族が理解するプロセスと、理解の様相を明らかにすること、および医療の場で病棟看護師が用いているスキルを明らかにし、家族が活用できる症状へのアプローチ方法を選定し、家族への教育介入に盛り込み、その効果を明らかにすることである。介入前の段階では、主に質的記述的研究デザインをとり、リハビリテーション機能のある回復期の医療施設において、家族及び看護師への面接及び参加観察から脳卒中により高次機能障害を生じた患者の家族の症状理解の様相を記述した。看護師の用いているスキルを選定した後家族への教育介入に盛り込み、ケアによる家族の症状理解の変化を事例ごとに記述した。結果:データ収集に先立つ2例の家族の面接から、【コミュニケーション場面】、【事故やトラブルの場面】を振り返ることで家族の症状理解が深められ、【違和感を感じ取る】【症状として認知する】【トラブルの予測をつける】【手だてを思い描く】などの「症状理解の過程」が明らかになった。これらは、家族の「予測不能な不安」を喚起しながら、「落胆」「患者への悲観的見通し」という感情を生じさせていた。高次脳機能のうち認知及び注意の障害に限定し2事例を約2ヶ月間追跡した参加観察の結果、患者の家族は、患者の症状を理解する際に、「予測困難」「対応困難」の2つの困難を体験していることが分かった。「予測困難」に関しては、「症状の確認を繰り返す」ことを通して、「問題発生場面を予測する」という作業をおこなっており、「対応困難」に関しては「生活上の危険場面を探る」「コミュニケーションが通じているか確かめる」「理解できているのか確かめる」「本人の認識の過程を確かめる」という確かめ行動を起こしていた。その際、家族は「正体がつかめない不安」「患者の変貌への戸惑い」「予測できない怖さ」などを語った。抽出したスキルを事例に適用し、患者の家族が患者の症状によって「以前と異なる日常生活変化」「生活上のリスク予測」について看護師と一致するかどうかなどを評価した。看護師による症状アプローチの方法は、「違和感」によって察知され、「コミュニケーション法」の形を変えて、患者にケアする構造が明らかになった。2事例の介入を経た現段階においては、「生活上のリスク予測」について看護師よりも多い傾向にある事例と少ない事例とがあった。今後事例によって異なる要因を探りながら事例数を増やし、明確な介入評価を行う必要があることが課題となった。なお、研究過程で、高次脳機能障害の種類と程度によって固有の理解の様相が認められたため、結果については障害を特定し追試する必要があると考えている。平成18年度における本研究の目的は、高次脳機能障害を発症した患者の家族が、発症後の経過の中で、日常生活に現れる高次脳機能障害に起因する症状をどのように理解していくのかを明らかにすることとした。

症状理解の過程については、あらかじめ文献検討を進めたが、先行研究において十分な成果が得られていなかった。そのため、研究デザインを質的記述的研究とし、研究方法は、当事者である家族が、患者の生活行動を通して症状を理解していった体験の語りを通して、質的に分析することとした。現在までに、文献検討およびデータ収集に先立つ2例の面接から、【コミュニケーション場面】、【事故やトラブルの場面】を振り返ることで理解が深められ、【違和感を感じ取る】【症状として認知する】【トラブルの予測をつける】【手だてを思い描く】などの症状理解の「過程」のカテゴリーが抽出された。これらは、家族の不安を喚起しながら継続され、「落胆」「患者への悲観的見通し」という感情を生じさせており、対象者への面接時期、面接によるインタビューガイドの作成につなげることができた。現在、さらにデータ収集を継続している段階にあるが、さらにフィールドを急性期病棟に移し、参加観察により発症初期から発症後1カ月くらいの時点での観察データと、1ヵ月後の面接を追加する予定である。本研究は、高次脳機能障害患者の複雑な症状に対して家族が的確に症状を理解し、障害を認知し、在宅での介護へとつなげるために必要な教育的介入を開発することを目的としている。平成19年度は、平成18年度において高次脳機能障害の家族の理解は、その高次脳機能の障害の症状により、理解の様相が複雑に異なり、症状を絞り込む必要があると考えられたため、研究方法を再検討しながらすすめた。対象は、知能および注意の障害を残した患者の家族とし、データ収集時期は、脳卒中発作後できるだけ早期に変更した。家族が面会に来る場面を捉え、了解を得て参加観察し、その後にインタビューを行った。2事例を約2ヶ月間追跡した参加観察の結果、患者の家族は、患者の症状を理解する際に、「予測困難」「対応困難」の2つの困難を体験していることが分かった。「予測困難」に関しては、「症状の確認を繰り返す」ことを通して、「問題発生場面を予測する」という作業をおこなっており、「対応困難」に関しては「生活上の危険場面を探る」「コミュニケーションが通じているのか確かめる」「理解できているのか確かめる」「本人の認識の程度を確かめる」という確かめ行動を起こしていた。また、インタビューでは、症状理解のための行動とあわせて、家族の感性が語られ、「正体がつかめない不安」「患者の変容への戸惑い」「予測できない怖さ」などが語られた。今後、看護師が用いている高次脳機能障害の症状理解のための実践的行動を分析し、これらから、患者家族への教育的介入の内容を検討し、介入を進める。1.研究の目的:研究課題は(1)医療の場で看護師が用いている高次脳機能障害患者への症状アプローチの方法とその開拓過程を明らかする、(2)その中から家族が活用できる症状アプローチの方法を選定し、教育介入プログラムを策定し、効果を明らかにすることである。II.研究方法:研究デザインは、質的帰納的に症状アプローチの方法を明らかにした後、事例に適用し変化を評価する方法をとった。
生体における免疫制御機構の解明

IFN-γKOマウスをコントロールとし、長期生存可能なSOCS-1/IFN-γダブルKO(DKO)マウスを使用して実験を行った。IL-2はTregの増殖や生存に重要なサイトカインであるが、SOCS-1/IFN-γDKOマウスにおけるTregでは、IL-2刺激によって生じるSTAT5活性化が遷延することがわかった。また、DKOマウスにおけるリンパ系臓器では、CD4細胞全体の中に占めるCD25+CD4+Tregの割合が通常よりやや高いことが、FACS解析にて判明した。これは、SOCS-1欠損によつてIL-2の作用が高まり、Tregの増殖または生存が増強されたためと考えられる。一方、DKOマウスのTregの正常CD4T細胞と共培養し、正常CD4T細胞の増殖をCFSE dilution assayで検討したところ、Tregの増殖抑制効果はコントロールTregと同等であった。これは以前の実験結果と異なるが、アッセイ系の違いによるものと考えられる。すなわち、Tregの免疫制御活性において、SOCS-1は必ずしも必要でないものと考えられた。Tregが正常と同等以上に存在するにもかかわらず、SOCS-1/IFN-γDKOマウスは加齢とともに慢性炎症を自然と発症し、早期に死亡する。DKOマウスのCD4T細胞のサイトカイン産生を調べると、その多くがTh17と呼ばれるIL-17産生細胞が分化していることがわかった。最近の報告によればTregがTh17応答をむしろ促進する可能性が指摘されている。今後、DKOマウスにおけるTh17応答亢進のメカニズムについて解析を行う予定である。Treg関連の免疫制御分子の検索として、TGFβ刺激後のマウスCD4T細胞株由来のライブラリーを用いてSignal Sequence Trap法を行った。同定した新規分子のうち特にリンパ系臓器に発現の強いものを選び、今後、細胞株やマウスCD4T細胞において強制発現やノックダウンを行い、新規分子の免疫制御における役割を解析していく予定である。