hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
原子価制御による機能性鉄チタン複合酸化物薄膜の開拓

使用した基板はα-Al2O3(001)および(110)であり、成膜時の基板温度は、500°C800°Cの範囲で変化させた。また成膜中は固溶体組成に応じて2基のターゲットの出力比を厳密に制御するとともに、質量分析計でチャンバー内の酸素分圧を厳密に制御しながら微量の酸素ガスを導入した。作製した薄膜の膜厚は約50 nmであり、薄膜の固溶体組成はEDX分析により決定した。薄膜の評価として、結晶相およびその配向性の同定をXRD測定で行い、FIB加工後に微細構造をTEM観察した。また、磁化測定をVSM又はSQUID、さらにPPMSにより電気抵抗ならびにホール効果測定を実施した。ところで、FeTiO3固溶体の磁性や伝導性は、主としてFeサイトが担っているとされている。そこで本研究では、固溶体薄膜の合成に加え、FeTiO3のTiサイトを他の元素で置換した新規なイルメナイト型鉄酸化物の合成を試み、FeTiO3の磁気構造や電子状態を変化させ、あらたな機能性材料を導き出すことを目指した。その手始めとして、Tiサイトを同じ第4周期に属し、かつ4価のカチオン状態が安定なGeで置換したFeGeO3の高圧合成を試み、その結晶構造と磁性を評価した。RFマグネトロンスパッタ法によりα-Fe2O3-FeTiO3固溶体薄膜をサファイア(α-Al2O3)単結晶基板上に作製した。成膜ではα-FeとTiOの2種類のターゲットによる2元同時スパッタを用い、2基のターゲットの出力比を厳密に制御することで、薄膜のFe/Ti組成を制御した。使用した基板はα-Al2O3(001), (110)及び(100)であり、成膜時の基板温度は、800°Cと固定した。また成膜中はFe2+/Fe3+の混合原子価状態を制御するため、質量分析計でチャンバー内の酸素分圧を厳密に制御しながら微量の酸素ガスを導入した。実験では、n型相であるFe1.4Ti0.6O3及びp型相であるFe1.8Ti0.2O3の成膜条件を確立した後、完全な単相膜が得られた(001)配向膜について、これらn型相とp型相の二層からなるp/n積層膜の作製を行った。作製したp/n積層膜の電流-電圧特性を測定したが、残念ながら整流特性は示さなかった。その原因として、積層膜の断面をTEM観察したところ、Fe/Tiの組成が深さ方向になだらかに変化しており、接合界面でFe/Tiの拡散が生じたためと考えられる。また、Fe2-xTixO3固溶体と同様、Fe2+/Fe3+の混合原子価状態をもつ希土類鉄酸化物YbFe2O4についてもスパッタ法による単結晶状薄膜の作製を試みた。その結果、成膜時の基板温度と酸素分圧を制御することで、ほぼ単相のYbFe2O4薄膜が成長する成膜条件を見い出すことができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。無機材料化学26年度が最終年度であるため、記入しない。ヘマタイト・イルメナイト固溶体薄膜を幅広い組成範囲で再現性良く成膜できる成膜条件を確立することができ、また、そのデバイス化に向けて必要となる薄膜のフォトリソグラフィー条件、エッチング条件も見出すことができたため、上記のように判断した。今年度はスパッタ成膜装置がトラブルなく稼働したため、薄膜の試料作製が順調に進み、成膜条件の微妙な違いが薄膜の微細構造や半導体特性に与える影響を系統的に解明することができたため。また、高圧合成についても、合成手順を習熟することができ、物性評価に耐えうるだけの試料を得ることができた。成膜装置が安定せず、数ケ月にわたりイルメナイト固溶体薄膜の成膜が行えなかったため、予定していたpn接合膜の作製ができなかった。
日本と台湾におけるボランタリズムと社会資本の多様化に関する比較研究

近代化とともにボランタリズムが高揚し、ボランティア団体によって家族機能を補うことが期待される。子育て支援に焦点をおき、東アジア社会に特徴的な文化構造を共有する日本と台湾において、ボランティア団体の活動やボランティア意識に関する実証的調査を行った。その結果、台湾においてボランティア意識がより高く、個人の寄付や民間の基金会がボランティア活動を支援しており、東アジア社会に特徴的な親族組織や地域集団を基盤とした共同主義的ボランタリズムが存在することが明らかとなった。21年度は、まず、社会資本の多様化に関する、ボランティア活動やNPO団体に関する文献資料を収集した。近代化とともに解体する家族機能をおぎなう、社会資本の実態を明らかにするための調査を、子育て支援の活動に焦点を絞って、日本と台湾との比較研究を開始した。まず日本においては、大都市(福岡市)と地方都市(山口県内市部)の、青少年健全育成に関する市民活動団体に対して、アンケート調査を郵送法にて実施した。抽出したサンプルは、福岡市558、山口県403、計961サンプルで、福岡市220票、山口県162票、計382票を回収し、回収率は39.8%であった。調査データの入力を終了し、詳細な調査結果の分析が可能となっている。台湾においては、子育て支援に関する、官・民の取組の実態に関する概況調査を、台北県と高雄県において実施した。台北県三郷鎮児童健康発展センター、台北県永和市の公設託児所民権牧托場、高雄県政府社会局旗山区社会福利館における親子図書室のボランティア活動の実態、高雄県政府委託伊旬社会福利鋭基金会経営の鳳山区児童早期療育発展中心、旗山基督長教会付設博愛託児所、仏光山大慈育幼院、台湾高雄市のショウ毅文教事業集団、蔵林文教機構、新育幼稚園における学童保育の実態に関する実態を調査し、それぞれの施設長や職員と意見交換を行った。その結果、子育て支援に関する市民団体の活動は、台湾においては日本ほどにはみられず、台湾においてはそれ以外の社会的ネットワークが、子育てを支援していることが明らかとなった。台湾におけるボランティア団体に対するアンケート調査を、昨年度実施した日本のボランティア団体の実態と比較するために、台北市と台北県の社会服務慈善団体名簿より450団体を抽出し、郵送法にて実施した。回収票は現在までのところ78票で、住所等不明の調査票を除去した有効回収率は17.6%である。第2に、児童を家庭で保育する「保育ママ制度」に関して、日本における先進的な取り組みを行ってきた東京都江戸川区において聴き取り調査を実施した。日本の保育ママ制度に類似した制度は、台湾では「ベビーシッター制度」と呼ばれ、インフォーマルに広く浸透しており、保育者を管轄する台北市保母協会に対しても聴き取り調査を行った。近年この制度は、日本においては国が「家庭的保育事業」とし、台湾では公的に制度化されてきたことから、保育者の資格をめぐる問題や、保育者と行政、公的施設、および地域における子育て支援ネットワークとの連携が、今後の重要な課題となることが明らかとなった。第3に、台湾のボランティア活動に関して、日本統治時代に創設された貧困者の救済施設愛愛寮(現・財団法人台北市私立愛愛院)、高齢者支援の地域福祉的モデルといえる、祖先を同じくする地域共同体の台北県淡水鎮の蔡家村、および、アンケート調査に回答を寄せられた団体に対して聴き取り調査を実施した。これらの台湾におけるボランティア活動の実態から、東アジアにおける固有のボランタリズムの基層構造として、親族ネットワークと地縁的ネットワークの累積した公共領域における共同性が潜んでいることが解明された。第4に、台湾国立政治大学社会科学研究科主催の国際シンポジウムに招聘され、近代化とボランティア団体の家族支援における可能性に関する研究発表を行ったほか、東アジアにおけるボランタリズムの基層構造に関する考察結果や、保育ママ制度に関する研究報告を国内の学会においても行った。1.日本と台湾においてボランティア意識に関するアンケート調査を、子育て支援団体「山口ファミリーサポートセンター」の会員全体、及び、日本と台湾の大学生に対して実施した。センター会員調査は郵送法で行い、196票が回収され、回収率は21.3%であった。大学生に対しては集合法で調査を実施し、日本の学生からは238票、台湾の学生からは380票を回収した。それらのデータを比較分析した結果、ボランティア活動の経験には国別の違いはみられないが、日本では行政の要請が大きいのに対して、台湾では、ボランティア活動への目的意識が明確で、ボランティア意識も日本より高いことがわかった。2.台湾において、淡江大学の学生ボランティア団体、及び、民間のボランティア団体に対する聴き取り調査を行った。いずれも、主体的な団体形成の態度が明確で、民間の基金会が、活動を経済的に支援しており、これらの基金会や行政からの支援に加えて、個人の寄付も積極的に行われていることが明らかとなった。3.「企業のボランティア活動に関して、[台塑グループ]の運営する、高齢者施設「長庚養生文化村」における聴き取り調査を実施した。この施設では、高齢者が可能な限り文化的な生活を持続する仕組みが模索さていた。

4.これまでの台湾における調査から得られた知見をもとに、台湾における調査協力者と意見交換会を行った。その結果、ボランタリズムは近代化とともに促進される個人の自発性に依存するものではあるが、東アジア社会においては、血縁的、地縁的、その他のさまざまな縁による社会的ネットワークに支えられており、台湾ではその基盤がより明確であることが明らかとなった。
皮膚病変部に認められるマスト細胞の増殖機構及びその機能に関する研究

1.我々はこれまでNIH/3T3線維芽細胞とマウス骨髄由来培養マスト細胞の共生培養系を用い、炎症性サイトカインIL-1α、TNF-αが線維芽細胞を介してマスト細胞増殖を促進し、このマスト細胞増殖にはStem cell factor(SCF)、c-kitを介した経路が重要な役割を占めているが、それ以外の因子も存在することを見出していた。本年度の研究では、この系におけるプロスタグランジン(PG)の関与について検討した。シクロオキシゲナーゼ・インヒビター、インドメタシンは、IL-1α、TNF-αのマスト細胞増殖活性を抑制し、また共生培養系にPGE2を加えることにより、マスト細胞増殖が認められた。この結果より、IL-1α、TNF-αによるマスト細胞増殖には、線維芽細胞由来のPGが重要な役割を演じていると考えられた。2.種々の皮膚疾患病変部で認められるマスト細胞増加に対する線維芽細胞の役割を調べるため、手術、生検の際得られた皮膚組織より、線維芽細胞を分離・培養し、SCFの産生量をELISAにより測定した。その結果、線維芽細胞は無刺激でもSCFを産生するが、IL-1α、TNF-αはその産生に影響を及ぼさず、線維芽細胞増殖活性を持つTGF-βは、むしろSCFの産生を抑制することが明らかとなった。遊離SCFだけでなく、フローサイトメトリーにより細胞表面上のSCFの発現についても検討したが結果は同様であった。また、マスト細胞増加を伴うとされる肥厚性瘢痕、ケロイド病変部より得た綿維芽細胞からのSCF産生についても検討したが、無刺激、サイトカイン刺激いずれの場合にも正常部より得た線維芽細胞との間に明らかな違いは見出されず、同病変におけるマスト細胞増殖が、線維芽細胞からのSCF産生の増加によるものではないことが示唆された。皮膚におけるマスト細胞増殖機構解析のためのモデルとして、我々はNIH/3T3線維芽細胞とマウス骨髄由来培養マスト細胞の共生培養系を用いている。これまでにマウス有棘細胞癌培養上清、炎症性サイトカインIL-1α、TNFαが線維芽細胞を介しマスト細胞増殖を促進することを見出し、現在この系におけるマスト細胞増殖機構の解析を試みている。WBB6F_1-+/+およびW/W^vマウス由来のマスト細胞を比較した結果より、この系でのマスト細胞増殖にはStem cell factor(SCF),c-kitを介した経路が重要な役割を占めているが、それ以外の因子も存在することが示唆された。細胞接着因子はその候補の一つであるが、RGDSペプチドをこの共生培養系に加えてもマスト細胞増殖は阻害されないことがわかった。種々の皮膚疾患病変部で認められるマスト細胞増加に対する線維芽細胞の役割を調べるため、手術、生検の際得られた皮膚病変組織より、線維芽細胞を分離・培養し、その比較を試みた。ケロイド、肥厚性瘢痕、瘢痕強皮症、神経線維腫、アトピー性皮膚炎、および、正常皮膚を対象とし、各々より得られた3ないし5代目の線維芽細胞培養上清中に含まれるSCFをELISAにて測定した。いずれの線維芽細胞でも無刺激でSCFの産生がみられ、その量には差が見られたが、まだ症例数が少ないため疾患との関連については判定できていない。また線維芽細胞をサイトカインで刺激した場合のSCF産生量についても検討しているが、これまでのところIL-α、TNFαでは明らかなSCF量の変化は見られていない。現在他のサイトカインについて検討中である。
癌遺伝子関連ゲノム情報を活用した先天奇形症候群原因遺伝子の同定

本研究の目的は、先天奇形症候群の病因遺伝子を同定するため、これまで体細胞変異が数多く検出されている癌遺伝子およびそのシグナル伝達経路関連遺伝子を候補として探索する戦略について、その検討と実証をおこなうことにある。1)遺伝子変異のスクリーニングおよび遺伝子のコピー数の検討(松原、青木)新たな候補遺伝子における遺伝子変異の検索を行い、これまで報告されていない変異を同定した。また、シークエンスにより遺伝子変異が認められなかった症例について、MLPA法を用いた候補遺伝子のコピー数の検索をおこなったが、これまでのところコピー数の異常は同定されなかった。2)変異蛋白の機能解析(1)細胞内発現による変異蛋白の生化学的・細胞生物学的特性の検討(青木)変異遺伝子を細胞内で発現させ、その変異蛋白の活性や他の分子との結合について検討した。(2)細胞内発現によるシグナル伝達系に及ぼす影響の検討(青木)上記の発現ベクターと共に、シグナル伝達系の下流にあたる転写因子の転写活性をルシフェラーゼ活性として測定し、変異蛋白がそのシグナル伝達系に及ぼす影響を検討した。(3)変異蛋白を過剰発現させたトランスジェニックマウスの作製に関する検討(青木、松原)トランスジェニックマウス作成のためのベクター作成をおこなった。なお、本研究は東北大学医学部倫理委員会の承認(承認番号#2001-217)を得ており、遺伝子解析研究は3省庁の「ヒトゲノム・遺伝子解析研究に関する倫理指針」に沿って行った。原因不明の先天奇形症候群のうち、新生突然変異による優性遺伝疾患の可能性が示唆されているものは少なくない。わたしたちはこれまでに、先天奇形症候群のひとつであるコステロ症候群が、これまで癌遺伝子としてよく知られていたHRAS遺伝子の変異によってひきおこされるシグナル伝達異常症であることを世界に先駆けて報告した(Nature Genet 37:1038-1040,2005)。癌遺伝子のgain-of-functionによってひきおこされる先天奇形症候群の同定はこれが最初である。この成果をもとに、本研究の目的は、これまで体細胞変異が数多く検出されている癌遺伝子およびそのシグナル伝達経路関連遺伝子を候補とし、先天奇形症候群の病因遺伝子を同定するための戦略について検討と実証をおこなうことにある。本年度はまず、癌遺伝子の変異データベースを対象に、これまでに知られている遺伝子機能、そのシグナル伝達系、その発現部位、発生過程における発現時期などから、先天奇形症候群の候補遺伝子を抽出・選定した。次に、新生突然変異による可能性が高い先天奇形症候群で、その発生・発達過程において過成長や特定臓器の肥大を伴うことがあるもの、腫瘍(良性・悪性)の合併が報告されているものなどを中心に、国内外の臨床遺伝専門医との共同によって検体の収集をおこなった。さらに、選定した候補遺伝子について、症例より得られた検体を対象に、順次、遺伝子変異の検索をおこなった。遺伝子変異の検索に当たっては、遺伝子の各エクソンと近傍イントロンのPCR増幅を行い、塩基配列を決定した。シークエンスにより遺伝子変異が認められなかった症例については、Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification(MLPA)法を用いて、候補遺伝子のコピー数の増減の有無を検索した。
有病高齢者の摂食・嚥下を評価するための新たな機能画像の開発と臨床応用

正常ボランティア、口腔がん患者及び口腔がんにより舌、顎骨等を切除した患者を対象にT2強調をベースにしたMR sequencesを用いてCine-MRIを撮像し、嚥下機能の評価に試みた。具体的には、T2強調をベースにしたMR sequencesを用いてCine-MRIを撮像する際、生理食塩水5 mlを経口摂取する状態を経時的に撮像する。昨年度の研究で決定した撮像sequencesとして1秒あたりの撮影数を15枚として正常ボランティア、口腔がん患者の術前及び口腔がんにより舌、顎骨等を切除した患者にCine-MRIの撮像を行った。正常ボランティアではほぼ全員撮像し、嚥下による液体の流動性を確認することができた。口腔がん患者でも、術前の場合はほぼ全員撮像することに成功し、正常ボランティア同様液体の流動性を確認することが可能であった。一方、手術後の患者では切除の程度のよって体動による画質の低下が強い症例が若干見られた。しかし、撮影対象者の全員に嚥下による飲水の口腔から食道迄の流れを評価することは可能であった。更に、今回手術後の患者さんの中には1回嚥下のみではなく、2回嚥下、3回嚥下を示すものも見られた。従って、そのような多数回嚥下の状態も我々のCine-MRIでは描出することが可能であることも確認できた。加えて、正常者と嚥下機能が低下している患者を比較することにより4つのパラメータ(oral transit times、orovelar opening time、first passavant ridge、tissue immobility score)において両者差異のある可能性を見出した。今後、症例数を増すことで統計的な有意性を明らかにし、客観的な指標としての有効性を確認していく予定である。Super Dynamic MR sialography及びfMRIのデータも集める。Cine-MRIを用いた嚥下機能評価により正常ボランティアと口腔がん患者及び口腔がんによる舌や顎骨を切除した患者に対する応用も可能であることを確認できた。同時に正常者と嚥下機能が低下している患者を比較することにより4つのパラメータ(oral transit times、orovelar opening time、first passavant ridge、tissue immobility score)において両者差異のある可能性を見出した。このようなデータがでていることは順調に進んでいると考える。しかし、Super Dynamic MR sialographyの手法は確立したものの、昨年度同様唾液の流出状態を描出することには成功しておらず、新しい知見の発見には至っていないのが現状である。Functional MRIによる咬合状態の評価に関しては、高齢者のボランティア及び咬合状態が著しく壊れた高齢者に対するデータ取得があまり進んでいないため全体としてはやや遅れていると考えている。我々が試みたT2強調をベースにしたMR sequencesを用いて作成したCine-MRIは1秒間に15回撮影を施すことで生理食塩水を嚥下する状態を適切に評価できることは確認している。それは正常ボランティアだけではなく、口腔がん患者及び口腔がんに対する手術を行った患者へも可能である。従って、今後は口腔がん患者に対して行っている術前及び手術後のMRによる評価時に必ずCine-MRIを追加撮影する。そのことで、Cine-MRIの症例数を増やし、その意義を確立して結果の発表に繋げていきたいと考えている。併行してSuper Dynamic MR sialographyによる極短時間の撮像において唾液流出の状態を描出し、その画像が意味するものを探求していく。更に、Functional MRIにおける咬合状態の把握について、若年者のボランティアにおけるデータに加えて高齢者や歯周病で咬合状態が不全になった患者を対象として撮像を追加し、基礎データの確立を目指す予定である。平成29年度より開始した研究内容を継続して行い、分析対象者の症例数を蓄積して行く。具体的には以下の通りである。Cine-MRIに関しては進行が良いため同研究を中心に進めていく。1.正常ボランティア、口腔がん患者及び口腔がんにより舌、顎骨等を切除した患者を対象にT2強調をベースにしたMR sequencesを用いてCine-MRIを撮像し、嚥下機能の評価に試みた。T2強調をベースにしたMR sequencesを用いてCine-MRIを撮像する際、生理食塩水5 mlを経口摂取する状態を経時的に撮像する。今年度の研究では、撮像sequencesの決定が重要であったが、1秒あたりの撮影数は28枚迄可能であるが確認できた。しかし、撮像コマ数を上昇することに画質の劣化が強まるため、実際の飲水による嚥下機能を評価するにあたり、その最適なものとして1秒あたり15枚撮像することにした。その結果、試みた正常ボランティア、口腔がん患者及び口腔がんにより舌、顎骨等を切除した患者全てにCine-MRIの撮像は可能であった。患者の中には体動により画質が低下したものも見られた。しかし、撮影対象者の全員に嚥下による飲水の口腔から食道迄の流れを評価することが可能であった。この結果より、我々が試みたT2強調をベースにしたMR sequencesを用いて口腔がん患者に非侵襲的で安全に嚥下機能を評価できる方法は確立できたと思われる。Cine-MRIを用いた嚥下機能評価について、ボランティアだけではなく、口腔がん患者に対する応用も可能であることを確認しているため順調に進んでいると考える。しかし、Super Dynamic MR sialographyの手法は確立したものの画像化については成功しておらず、新しい知見の発見には至っていないのが現状である。

Functional MRIによる咬合状態の評価に関しては、若年者ボランティアでの評価は可能であることから高齢者のボランィア及び咬合状態が著しく壊れた高齢者に対して今後行っていきたいと考えている。正常ボランティア、口腔がん患者及び口腔がんにより舌、顎骨等を切除した患者を対象にT2強調をベースにしたMR sequencesを用いてCine-MRIを撮像し、嚥下機能の評価に試みた。具体的には、T2強調をベースにしたMR sequencesを用いてCine-MRIを撮像する際、生理食塩水5 mlを経口摂取する状態を経時的に撮像する。昨年度の研究で決定した撮像sequencesとして1秒あたりの撮影数を15枚として正常ボランティア、口腔がん患者の術前及び口腔がんにより舌、顎骨等を切除した患者にCine-MRIの撮像を行った。正常ボランティアではほぼ全員撮像し、嚥下による液体の流動性を確認することができた。口腔がん患者でも、術前の場合はほぼ全員撮像することに成功し、正常ボランティア同様液体の流動性を確認することが可能であった。一方、手術後の患者では切除の程度のよって体動による画質の低下が強い症例が若干見られた。しかし、撮影対象者の全員に嚥下による飲水の口腔から食道迄の流れを評価することは可能であった。更に、今回手術後の患者さんの中には1回嚥下のみではなく、2回嚥下、3回嚥下を示すものも見られた。従って、そのような多数回嚥下の状態も我々のCine-MRIでは描出することが可能であることも確認できた。加えて、正常者と嚥下機能が低下している患者を比較することにより4つのパラメータ(oral transit times、orovelar opening time、first passavant ridge、tissue immobility score)において両者差異のある可能性を見出した。今後、症例数を増すことで統計的な有意性を明らかにし、客観的な指標としての有効性を確認していく予定である。Super Dynamic MR sialography及びfMRIのデータも集める。Cine-MRIを用いた嚥下機能評価により正常ボランティアと口腔がん患者及び口腔がんによる舌や顎骨を切除した患者に対する応用も可能であることを確認できた。同時に正常者と嚥下機能が低下している患者を比較することにより4つのパラメータ(oral transit times、orovelar opening time、first passavant ridge、tissue immobility score)において両者差異のある可能性を見出した。このようなデータがでていることは順調に進んでいると考える。しかし、Super Dynamic MR sialographyの手法は確立したものの、昨年度同様唾液の流出状態を描出することには成功しておらず、新しい知見の発見には至っていないのが現状である。
要介護高齢者の地域生活を可能にする地域ケアシステムの構造に関する研究

居宅サービス利用水準が高く、出来る限り住み慣れた家庭や地域で生活を送ることが可能な地域ケアシステムは、地域の現状を把握した上で、限られた資源の中で最も効果が高い方法が選択され、老人保健福祉計画・介護保険事業計画等に組み込まれている。同時に、居宅サービスの提供に関わる機関・施設がネットワークを組み、高齢化の進行等の変化に対応しつつ、介護保険内外の適切なサービスの組み合わせが総合的かつ継続的に提供されるケアマネジメントが行われている。また、看取りへの対応ができていることも重要な要素である。本研究では「介護保険事業状況報告」のデータを使い、2002、2005、2006年度の1)訪問介護、2)訪問看護、3)通所介護と通所リハビリテーションを足したもの、4)短期入所それぞれについて保険者ごとに要介護認定者1人あたりの利用件数を偏差値化し、それらを平均したもの(以下居宅4サービス利用指数)で全国の保険者をランキングした上で、保険者ごとの基礎的データ及び医療・福祉資源データとも併せて分析することで地域差を明らかにした。また地域属性と居宅4サービス利用指数の関係性についても分析している。さらに居宅4サービス利用指数が経年でみて「高」のグループに属している6市町村についてヒアリング調査を行い、地域ケアシステムの現状と地域密着型サービス実施前後での変化を分析している。以下主要結果を記述する。居宅4サービス利用指数1位と最下位の保険者の指数の差は年々拡大傾向にある。また、上位100位まででみると、市が占める割合の増加及び、長野県、特に南信州広域連合に属している町村の占める割合が高いという傾向が引き続いてみられた。居宅4サービス利用指数の分布を属性別に高位から低位まで5グループに分けてみたところ、各年度とも「人口規模が大きい」「人口密度が高い」「高齢化率が低い」「財政力指数が高い」「人口10万人当たり医師数が多い」グループの指数が高くなっており、介護保険制度施行前に居宅サービスの利用指数が上位のグループに属していた市町村とは異なる傾向を示していることが分かった。居宅4サービス利用指数が経年でみて「高」のグループに属している市町村の地域ケアシステムは、様々なサービスの単なる寄せ集めではなく、利用可能な社会資源を有効に連携させ、包括的サービスが提供できる体制になっている。このことが様々な環境の変化に対応し、在宅化を推進させる要因になっている。本研究では「介護保険事業状況報告」のデータを使い、2002、2004、2005、2006、2007年度の1)訪問介護、2)訪問看護、3)通所介護と通所リハビリテーションを足したもの、4)短期入所それぞれについて保険者ごとに要介護認定者1人あたりの利用件数を偏差値化し、それらを平均したもの(以下居宅4サービス利用指数)で全国の保険者をランキングした上で、保険者ごとの基礎的データ及び医療・福祉資源データとも併せて分析することで地域差を明らかにした。さらに居宅4サービス利用指数が経年でみて「中」のグループに属している4市町村についてヒアリング調査を行い、地域ケアシステムの現状と地域密着型サービス実施前後での変化を分析している。また、上位100位まででみると、市が占める割合の増加及び、長野県、特に南信州広域連合に属している町村の占める割合が高いという傾向は、引き続きみられた。居宅4サービス利用指数の分布を属性別に高位・中位・低位の3グループに分けてみたところ、各年度とも「人口規模が大きい」「人口密度が高い」「高齢化率が低い」「財政力指数が高い」「老人保健医療給付対象者一人当たりの医療諸費費用額が低い」「人口10万人当たり医師数が多い」グループの指数が高くなっている。保険者をさらに細かく属性別に高位から低位まで5グループに分けてみても、医師数以外は同じ傾向がみられた。居宅4サービス利用指数が経年でみて「中」のグループに属している市町村の地域ケアシステムは、「高」のグループにみられたような共通の傾向はみられず、地域内の様々な施設・機関による連携がとれているところから、限定的な連携になっているところまで多様であることが分かった。2010年度までに構築した、全国の市町村(保険者)の「介護保険事業状況報告」(厚労省)等を使用した2002、2004、2005、2006、2007年度のDBに、2003、2008年度のデータを新たに付加し、居宅4サービス((1)訪問介護、(2)訪問看護、(3)通所介護と通所リハを足したもの、(4)短期入所)、施設サービス、施設+居住系サービス(特定施設入居者生活介護)の利用状況を偏差値化した指数及び人口等の基礎データ、医療・福祉資源データを分析することで、地域差を明らかにした。

2006年度以降については、地域密着型サービスの利用状況を偏差値化した指数も分析に含めた。地域属性とこれらの指数の関係性についても分析を行っている。また、居宅4サービス利用指数が経年でみて「低」のグループに属している3市町村にヒアリグ調査を行い、地域ケアシステムの現状を分析している。さらに、居宅4サービス利用指数が「高」「中」「低」の市町村のケース・スタディ結果を比較し、「出来る限り住み慣れた家庭や地域で生活を送ること」を可能にする地域ケアシステムの構造を提示した。以下主要結果を記述する。施設サービス利用指数の分布を行政区分別に経年でみると、各年度とも、政令指定都市・特別区は他の区分に比べて指数45以下の低い方に多く分布している。また市、町、村、広域連合ともに指数50近辺に分布のピークはあるが、全体的に非常に広く分布しており、グループ内の差が大きい。施設・居住系サービス利用指数も、各年度とも、政令指定都市・特別区以外は非常に広く分布しており、グループ内の差が大きい。地域密着型サービス利用指数は、政令指定都市・特別区、市、広域連合に比べて、町・村は指数が高い方に多く分布している。保険者別の指数の分布を属性別に高位低位の5グループに分けてみると、施設サービス利用指数が高いのは、「人口規模が小さい」「高齢化率が高い」「財政力指数が低い」グループである。地域密着型サービス利用指数については、「人口規模が小さい」「人口密度が低い」「高齢化率が高い」「財政力指数が低い」「人口10万人あたりの医師数が少ない」グループの指数が高くなっている。居宅4サービス利用指数が「高」「中」「低」の市町村のケース・スタディの比較からは、居宅サービスの利用水準が高く、出来る限り住み慣れた家庭や地域で生活を送ることが可能になっている地域ケアシステムは、地域の現状を把握した上で、限られた資源の中で最も効果が上がる方法が選択され、老人保健福祉計画・介護保険事業計画に組み込まれている。同時に、居宅サービスの提供に関わる機関・施設がネットワークを組み、高齢化の進行や重度の要介護者の増加等の変化に対応しつつ、介護保険内外の適切なサービスの組み合わせが総合的かつ継続的に提供されるケアマネジメントが行われている。また、看取りへの対応ができていることも重要な要素になっている。
量子ドット人工原子による電波・赤外分光天文観測の為の次世代超高感度検出素子の開発

近年、ブラックホールや、生命起源物質、系内外惑星大気の観測的研究において、より微弱な電波光赤外域の分光観測の重要性が高まっている。そこで、カーボンナノチューブを用いた量子ドットによる極限的な高感度検出素子の製作に着手した。また、素子にフェムトアンペアのレベルで低雑音に電流・電圧を供給する極低温機械式冷却システムを完成させた。さらに2重接合の量子ドット素子のモデルを開発し、クーロンブロッケードやクーロンステアケース、光アシステッドトンネリング現象に付随する非線形電圧電流特性のシミュレーションを可能にした。これにより、回路設計や、動作点の最適化、プロセスへのフィードバックが容易化した。近年、天文学において、系外惑星大気、原始惑星系円盤、遠方銀河などからの極めて微弱なスペクトル線の観測の必要性が一層高まってきている。本研究では、分野横断のユニークな共同研究開発により、電波・赤外領域において究極の感度をもつと期待される人工原子カーボンナノチューブ量子ドット(CND-QD)検出素子を応用し、天文学の分光観測や直接撮像のための極限的な高感度検出素子の開発に着手する。本年は、CND-QD素子へのビーム集光用2次元アンテナを設計し、これに多層カーボンナノチューブ、サイドゲート電極、ソース/ドレイン電極への微弱電流/電圧を供給するパターン実装/インピーダンス整合について検討を行った。これをもとに電子ビーム描画システムや光露光などのリソグラフィー装置のマスクパターンの検討も行った。本パターンの設計評価は、境界要素法と有限要素法による高周波電磁界シミュレータを用いて行った。また、CND-QD素子に供給する2チャンネルの微小電流電圧ソースユニット(分解能:0.1fA)などを、我々の天文/地球惑星観測のための実験開発専用機械式4K冷却システム/超伝導ヘテロダイン検出素子評価系にアセンブリーし、CND-QD素子のDC特性/クーロンブロッケード現象、RF応答/光アシステッドトンネリング現象の評価系の環境を構築した。また、CNT-QDの電磁波応答に関わる物理素過程・動作メカニズムのモデルの開発を進めた。近年、系外惑星探査が飛躍的に進み、生命起源物質のサーベイや、系内外惑星大気やハビタブルゾーンからの極めて微弱な電波赤外域の分光観測の重要性が急速に高まっている。本研究では、カーボンナノチューブ量子ドット(CND-QD)検出素子を応用し、電波・赤外領域の天文学の分光観測や直接撮像のための極限的な高感度検出素子の開発に着手する。具体的にはインピーダンス整合やビーム集光アンテナ、サイドゲート電極などの設計改良・集積を行い、ヘテロダイン検出素子・ダイレクト応答素子としての性能評価・実用化開発を推進する。さらに、CNT-QDの電磁波との相互作用の物理素過程を探り、検出素子としての動作メカニズムをモデル化し、高感度化開発にいかすことを目指す。本年(1)量子ドット素子の形成プロセスについて、従来のエッチングから、新しい手法に改良し、接合部の容量・抵抗などの物性の再現性を改善することができた。(2)そのパラメータを用いて、従来の準光学型のTHzヘテロダインミクサ検出素子とコンパチブルな設計パターンを検討し、試作段階に入った。(3)極低温真空冷却チャンバーを改良し、3ポートの微小電流・電圧供給システムを融合し、外的な電磁場ノイズの影響を受けず、フェムトアンペアのオーダーでも安定かつ低雑音に電流を供給する量子ドット素子の冷却・評価実験システムを完成させた。(4)2重接合の量子ドット素子の、回路内の電磁場環境も考慮したモデルを構築し、クーロンブロッケードやクーロンステアケース、RF/LO入射によるフォトンアシステッドトンネリング効果に付随する温度依存の非線形電圧電流特性のシミュレーションを可能にした。これにより、入射電磁波とのマッチングの回路設計や、稼働時のバイアス動作点の最適化、量子ドット接合部の物理パラメータの設計・プロセスへのフィードバックが容易化した。実際のRFパターンまでを実装したチップについて、マスク作成の目処までたてることができた。また既存のマスクによるQD-CNTについて4mm角の試作素子を用いて、実装を踏まえたハンドリングなどを確認する作業も進めることができた。また、fAオーダーの微小電流を供給する専用のDC回路系を構築し、我々のパルス管冷凍機に実装することができた。一方、QD-CNT素子の抵抗が極めて高いことから、RF帯域でのマッチングの最適化にはまだ検討を要している。また、一度に製作できるチップ数が限られるため、実験可能なチップの抽出方法や複数素子の同時製作などのプロセス検討が今後の課題となっている。電波天文学地球・惑星科学

1) CNT-QD素子を製作し、低振動パルス管冷凍機による受信機評価システムに搭載し、クーロンブロッケードによる非線形電流・電圧特性を確認する2)ミリ/テラヘルツ波帯(0.1-2THz)の固体CW発振器を2器用いてCNT-QDに照射し、ビート信号の取り出しなど、ヘテロダイン動作/直接検波の検証・確認を行う。3)アラン分散を測定し、検出器の安定動作時間を調べる。特にCNT-QD素子の出力特性が印加電圧・電流に対して緩やかに変化する最適動作ポイントを探る。冷凍機や周辺機器の温度変化やパルス管冷凍機の微弱振動(振動の変位は数μm以内)に誘起される不安定性なども調べ、必要に応じて受信器システムとしての改善を行う。4) CNTと電極間の界面における抵抗と接合容量の発生メカニズム、量子ドット部の抵抗値の再現性、トンネリングした励起電子の拡散・フォノンとの相互作用の時定数など、まだ明らかになっていない物理素過程/メカニズムを、上記IF帯域、非線形特性、クーロンブロッケード特性、テロダイン動作特性、直接検波特性を通して紐解き、CNT-QD素子の設計モデルの開発にいかす。マスクの設計の議論に慎重を期したため(歩留まりやインピーダンス整合など)、素子製作が2014年度内にスタートできなかったため、素子の製作費/材料費を繰り越すことなった。2015年度の4月現在、素子の製作を速やかにスタートさせており、遅れを挽回し、素子の冷却実験を開始していく予定である。
代償性僧帽弁伸展の破綻：3次元心エコーによる新たな虚血性僧帽弁逆流発症機序の解明

3次元心エコー法を用いて虚血性僧帽弁逆流(MR)と僧帽弁面積の関連を検討した。正常左室を有する175例の検討では、僧帽弁面積は弁接合部面積と有意な相関があり、僧帽弁面積は虚血性MRの予防に重要なことが示された。また、弁葉面積は左室サイズや年齢よりも、体表面積と強い相関を示した(r =0.907, p<0.001)。Cardio-ankle vascular index (CAVI)を用いて動脈硬化を評価した68例においては、CAVIの値は、僧帽弁接合部面積/体表面積の独立した規定因子であった。すなわち、動脈硬化により僧帽弁接合面積が減少し、虚血性MRの発症リスクになることが示された。本研究は、3次元心エコー法を用いて、虚血性僧帽弁逆流と僧帽弁面積の関連を明らかにすることを目的としている。昨年度は、本研究助成を得てYD社製3次元心エコー解析ソフトウェアREAL VIEWおよび解析用のPCを購入した。同時に経胸壁心エコーによる3次元心エコーデータの蓄積を開始した。これまで260名の経胸壁3次元心エコーデータを収集し、94名(平均年齢64±15歳)のデータを解析した。本研究の最初の検討項目として、左室拡大を伴わない例で加齢や動脈硬化の進行に伴い僧帽弁葉面積が変化するか検討を行っている。この検討は、動脈硬化に伴い僧帽弁が硬化短縮し、左室拡大に伴う虚血性僧帽弁逆流と関連するとの仮説に基づいている。3次元的な広がりを考慮した僧帽弁の弁葉面積は平均で11.2±1.8cm2、前尖と後尖の接合部分面積は2.0±0.3cm2であった。この僧帽弁葉面積と接合部分面積は、年齢と相関して小さくなる傾向があり、動脈硬化と関連して僧帽弁葉が短縮していくことが示唆された。今後は、症例を増やした上で多変量解析を用いて僧帽弁葉面積の規定因子を求める予定としている。また、同時にQ labソフトウェアを用いて左室の3次元心エコーの定量解析も進めており、左室と僧帽弁面積の関係についても検討する予定である。1ヶ月あたり3050例の3次元心エコーデータを収集しており、順調にデータ収集が進行している。一方で、虚血性僧帽弁逆流を伴った心筋梗塞例の登録数が不足しており、登録を増やす必要がある。昨年度までで既に400例以上の3次元心エコーデータを収集して電子媒体に保存し、順次解析を開始している。最初の検討として、これまで左室収縮能が正常で左室拡大を伴わない175例(平均年齢67±15歳)の僧帽弁構造を、YD社製3次元心エコー解析ソフトウェアREAL VIEWを用いて解析した。また、3次元心エコーによる左室容積はPhilip社製Q-LABを用いて解析した。3次元的な広がりを考慮した僧帽弁葉面積は平均で10.7±1.7cm2、前尖と後尖の接合部分面積は1.8±0.7cm2であった。この僧帽弁葉面積は、逆流を防ぐための僧帽弁閉鎖機能として重要な接合部面積と有意な相関があり(r=0.48, p<0.001)、左室拡大を認めない例においても僧帽弁葉面積は僧帽弁閉鎖機能に重要であることが示された。僧帽弁葉面積は体表面積と密接な関連があり(r=0.907、p<0.001)、僧帽弁葉面積は、先天的に体の大きさによって規定されており、比較的保持されているものと考えられた。この結果により、僧帽弁葉面積を体表面積で補正して検討することは妥当と考えられ、現在は僧帽弁葉面積/体表面積として検討を行っている。僧帽弁葉面積は左室容積係数や左室拡張期圧、透析の既往と有意な関連を示した。また僧帽弁接合面積/体表面積は左室容積係数の他、冠動脈の既往と関連した。これらの結果は、僧帽弁葉面積は比較的体格に応じた大きさによって規定されているが、なお動脈硬化や左室拡大に応じて短縮あるいは拡大することを示している。以上の結果は、日本循環器病学会(2017年3月)および日本心エコーズ学会(2017年4月)で口述発表し、論文投稿準備を行っている。現在は、さらに僧帽弁葉面積と動脈硬化の指標として脈波速度CAVIとの関連や、大動脈弁狭窄症における機能的僧帽弁逆流を対象にした解析を行っている。機能的僧帽弁逆流の症例がやや不足しているが、研究全体としては概ね順調に進行している。本研究では、3次元心エコー法を用いて虚血性僧帽弁逆流(MR)と僧帽弁面積の関連を検討している。昨年度までの研究結果については英文論文として投稿し、リバイスした論文を再投稿しているところである。今年度は、昨年度までの研究に加えて動脈硬化と僧帽弁葉面積の関係について検討し、僧帽弁面積の規定因子についてより詳細に検討を行った。動脈硬化評価のためCAVI検査を行った68例を対象に、3Dエコーによる僧帽弁葉面積および接合部面積の計測を行った。

3次元的に求めた僧帽弁葉面積および接合部面積はそれぞれ10.6±1.5 cm2および1.3±0.4 cm2であった。さらに、MR発生の重要な機序である僧帽弁接合部面積の減少は、左CAVI計測値、右CAVI計測値、E/A、E波減衰時間、糖尿病の既往と関連していた(それぞれstandardized coefficients; -0.561 (p<0.001), -0.403 (p=0.001), 0.121 (p=0.016), 0.059 (p=0.026)and 0.023 (p=0.032))。中でも、CAVI計測値は最も重要な僧帽弁接合部面積の規定因子であった。CAVIで評価される動脈硬化と類似のメカニズムで僧帽弁面積は減少し、機能性僧帽弁発症に起用する可能性がある。以上の研究結果については、2018年日本循環器病学会で発表し、英文論文を準備中である。3次元心エコー法を用いて虚血性僧帽弁逆流(MR)と僧帽弁面積の関連を検討した。正常左室を有する175例の検討では、僧帽弁面積は弁接合部面積と有意な相関があり、僧帽弁面積は虚血性MRの予防に重要なことが示された。また、弁葉面積は左室サイズや年齢よりも、体表面積と強い相関を示した(r =0.907, p<0.001)。Cardio-ankle vascular index (CAVI)を用いて動脈硬化を評価した68例においては、CAVIの値は、僧帽弁接合部面積/体表面積の独立した規定因子であった。すなわち、動脈硬化により僧帽弁接合面積が減少し、虚血性MRの発症リスクになることが示された。今後は、虚血性僧帽弁逆流の症例の登録を増やし、僧帽弁葉面積と僧帽弁逆流の重症度について検討を加えていく。また、順次登録した3次元心エコーデータの解析を行っていく。今後は、僧帽弁逆流の症例の登録を増やし、僧帽弁葉面積と僧帽弁逆流の重症度について検討を加えていく。また、これまでの研究結果により、左室の大きさだけでなく形態も重要との着想を得た。解析を進めながら、機能性僧帽弁逆流の新たな病態の解明を行っていく予定である。画像診断データのまとめがやや遅れ、学会発表が少なかったために出張費などが予想より少なかった。また、データ集計まで行かなかったために、統計解析ソフトを購入しなかった。データ解析が少し遅れたために、学会発表の機会が少なく旅費が見積もりより少なかったことや、論文別冊代、英文校正代などの支出が少なかった。国内外の学会において研究発表を行うための出張旅費として使用する。また、統計ソフトを購入して統計解析を行う。データ解析はやや遅れたものの概ね順調に進行しており、データがまとまり次第、学会発表、論文化を行う。
盲ろう者の歌唱支援のための触覚フィードバック音声ピッチ制御システムの実用化研究

盲ろう者は、視覚と聴覚に重複した障害を持つため歌唱が困難である。これまで盲ろう者・聴覚障害者の歌唱支援のための触覚フィードバックによる2次元触覚ディスプレイを用いたシステムを開発し、その有効性を示してきた。本研究では、実用化のために市販の新触覚ディスプレイに対応した触覚刺激呈示方式を確立することを主な目的とした。その結果、新たな触覚ディスプレイを用いたシステムを構築し、その有効性を確認することができた。平成27年度においては、新触覚ディスプレイに対応した触覚刺激呈示システムの整備をおこなう計画であった。新触覚ディスプレイは、点字ディスプレイとして市販されているもので32行×48列の刺激ピンが2.4mmピッチで配置されている。これまでに使用していた旧触覚ディスプレイとは呈示ドット数と解像度が異なるので、これに対応した触覚刺激呈示システムの確立が必要となっていた。具体的には、次のようにしてシステムを整備した。配置されている触覚ディスプレイの触知ピンは32行42列なので、横方向をx、縦方向をyと定義し、x方向に48ドット、y方向に38ドットの触知ピンが配列されていることになる。縦方向では、yの1ドットを半音として縦方向に2オクターブ分の音階を呈示できるようにした。オクターブをユーザに呈示するために基準音階を左端2列に呈示し、そのすぐ右側の2列に目標音階を呈示した。ユーザは、この目標音階と同じyの高さになるように発声する。ユーザが発声した音高は目標音階の右側に呈示され、既定値では1秒間に4ドットの速さで右側にスクロールする。ユーザが発声した音声はリアルタイムに処理され触覚ディスプレイに呈示されるので、ユーザは目標音階と自身の音高を確認することができる。目標音階と自身の音高とに違いがあれば触覚フィードバックにより音高を調節することができる。本システムには、設定した目標音階とユーザが発声した際の音高のデータ等を記録する機能も付加されている。新触覚ディスプレイに対応するために開発した本システムを評価し、旧触覚ディスプレイを用いていた旧システムと同等程度の正確性でユーザが歌唱できることを確認した。平成27年度の研究では、当初計画通りに新触覚ディスプレイに対応した触覚刺激呈示システムの整備をおこない、従来使用していた旧触覚ディスプレイを用いたシステムと比べて十分な機能が確認できたことから、平成27年度の実績として概ね順調に進展していると考えられる。平成28年度においては、平成27年度において新たに開発した新触覚ディスプレイに対応した触覚刺激呈示システムを用いた評価をおこなった。従来の研究で用いていた旧触覚ディスプレイは刺激ピンが縦16行で横4列であったが新触覚ディスプレイは縦32行横48列となり、特に横方向にスクロールさせ音声ピッチ周波数の軌跡を呈示できるようになったという特徴がある。平成28年度においては、このように従来の旧触覚ディスプレイに比べて表示ドット数が増えた新触覚ディスプレイを用いたシステムで評価をおこない、平成27年度において開発したシステムが従来システムと比べてどのような効果があり、どのような表示設定をおこなうと効果的に本システムを利用できるのかを検討した。その結果、次にあげることが確認された。縦方向における音声ピッチ(声の高さ)の呈示に関しては1つの刺激ピン(1行)に半音を割り当て、12行で1オクターブを割り当てる設定で十分効果的に利用可能なことが確認された。なお、特定の音高に音声ピッチを合わせる訓練においては、半音に割り当てる行数を増やす必要があるので、そのための改良が必要になると考えられる。横方向における音声ピッチの呈示のスクロール速度については、1秒間に4ドットの速さでの右スクロールで十分利用可能なことが確認された。今後は本システムを用いた訓練効果の検証をおこなう予定であり、繰返し行う訓練の効果により最適な設定が変化する可能性もあるが、平成28年度の結果がそのための基礎データになると考えられる。平成28年度においては、平成27年度において新たに開発した新触覚ディスプレイに対応した触覚刺激呈示システムを用いた評価とその結果に基づいた本システムの改良をおこなったことから、平成28年度の実績として概ね順調に進展していると考えられる。本研究課題では、盲ろう者・聴覚障害者の歌唱支援のための触覚フィードバック音声ピッチ制御システムの実用化を目的とした研究をおこなった。平成27年度と28年度においては、従来用いていた試作の触覚ディスプレイを用いたシステムでは実用化が難しいことから市販の触覚ディスプレイを用いたシステムを新たに開発し、その評価をおこなった。最終年度の平成29年度においては、本システムを用いた訓練効果の検証と本システムの普及に向けたシステムの改修をおこなった。本研究課題の成果は次のようになる。市販の触覚ディスプレイを用いたシステムの開発については、従来の刺激ピンが縦16行×横4列の試作の触覚ディスプレイを用いたシステムから、刺激ピンが縦32行×横48列の市販の触覚ディスプレイを用いた新しいシステムに変更した。新システムでは、縦方向における音声ピッチ(声の高さ)の提示に関しては1つの刺激ピン(1行)に半音を割り当て、12行で1オクターブを割り当てる設定で十分効果的に利用可能であることが確認された。横方向における音声ピッチ提示のスクロール速度においては、1秒間に4列の速さでの右スクロールでの十分利用可能なことが繰り返し行う訓練効果の検証の結果から確認された。

さらに、本システムの普及に向けて、市販の触覚ディスプレイの専用ドライバ経由での駆動での不安定さを解消するために、専用ドライバを介さずに本システムから市販の触覚ディスプレイを直接駆動する方式へと変更するためにシステムを改修した。本研究課題の結果、盲ろう者・聴覚障害者の歌唱支援のための触覚フィードバック音声ピッチ制御システムの実用化が大きく進展したと考えられる。今後は、本システムの教育への応用に向けた研究を本学に在籍する盲ろう学生等を対象としておこなっていく計画である。盲ろう者は、視覚と聴覚に重複した障害を持つため歌唱が困難である。これまで盲ろう者・聴覚障害者の歌唱支援のための触覚フィードバックによる2次元触覚ディスプレイを用いたシステムを開発し、その有効性を示してきた。本研究では、実用化のために市販の新触覚ディスプレイに対応した触覚刺激呈示方式を確立することを主な目的とした。その結果、新たな触覚ディスプレイを用いたシステムを構築し、その有効性を確認することができた。平成28年度以降においては、整備した本システムにより訓練効果の検証をおこなうとともに、本システムにより触覚ディスプレイの呈示面積が大きくなったことを活用した新たな触覚呈示方式を検討していく計画である。これまでの研究では、新触覚ディスプレイに対応した触覚刺激呈示システムを開発し、新しい刺激呈示方式に対する評価・改良をおこなってきたが、平成29年度においては、このように整備されたシステムを用いた訓練効果の検証をおこなっていく予定である。福祉工学平成27年度に実施する予定であった評価実験の一部と国際会議発表論文の英文校閲をおこなわなかったためにこれらの費用が未使用となった。平成28年度に実施する予定であった評価実験の一部と国際会議発表論文の英文校閲をおこなわなかったために費用が未使用となった。平成28年度においては、平成27年度に実施予定であった評価実験を実施し、また、国際会議発表論文の英文校閲をおこなう予定である。平成29年度においては、平成28年度において実施する予定であった評価実験及び国際会議発表論文の英文校閲をおこなう予定である。
捕食者と被捕食者の相互作用に関わる化学物質

本研究では、自然界の捕食者と被捕食者の間の生物現象に着目し、海洋生物を用いた活性試験法を確立するとともに異種個体間の相互作用に関与する化学物質の解明を目指した。1.シカクナマコとウズラガイの化学的成分ウズラガイを実験用水槽で飼育し、シカクナマコ抽出物を寒天で保持して水槽試験によりウズラガイの捕食行動を実験的に再現させることに成功した。このように海洋生物の行動を生物活性試験に用いる例はまだ少なく、今後の化学物質の探索に新しい方向性を提示できたと考えている。ここで開発した生物活性試験法を指標として各種カラムクロマトグラフィーによる生物活性物質の精製を試みたが、対象としたウズラガイが予想していたよりも稀少であり、数個体しか入手できなかったために化学成分の特定には至らなかった。本研究により確立させた生物活性試験法は、種々の海洋生物にも広く応用が可能であり、生物間の相互作用を司る物質を解明するために有用となる。尚、ウズラガイの中毒成分、シカクナマコのウズラガイ認識成分についても研究を進めた。2.ウツボが忌避行動を示すマベガイ内臓の化学的成分マベガイのエタノール抽出物から各種カラムクロマトグラフィーによりマウス急性毒性を指標としてプテリアトキシンA、B、Cの三種類を単離した。この新規毒性物質は各々ナノモルオーダーの量しか得られなかったが、800MHz NMRを用いてその平面構造および絶対立体配置を決定することができた。また、ウツボに対して忌避作用があるとされるマベガイの内臓を水槽内のウツボに与えたところ一度口にして吐き出す行動を再現させることに成功した。ウツボを用いた活性評価法の確立には至らなかったが、今回単離した強力な毒性物質がこの忌避行動に重要な役割を果たしていると予想している。本研究では、自然界の捕食者と被食者の間の生物現象に着目し、それを制御する化学物質を研究することで、画期的な天然有機化合物の発見を目指している。特定の動物間での試験法は、従来の細胞毒性や急性毒性などによるランダムスクリーニングとは異なった化合物の発見が期待される。例えば(1)シカクナマコが逃避行動を示すウズラガイの化学的成分、(2)ウツボが忌避行動を示すマベガイ内臓の化学的成分、(3)サンゴを殺しながら被覆成長していくカイメンがあげられる。被捕食者の逃避作用や捕食者に対して忌避作用を示す物質は、シカクナマコやマベガイなどの被食者にとって防衛物質として機能すると考えられる。このように、海洋生物を用いた活性試験法を確立するとともに、異種個体間の相互作用に関与する化学物質の解明を目的としている。マベガイの内臓の抽出物からは、マウスに対して強力な毒性を示すプテリアトキシン類を単離した。ナノモルオーダーの量しか得られなかったが、800MHz NMRを用いてその構造を決定することができた。現在、ウツボの忌避作用物質との関連を検討している。また、サンゴに被覆するカイメンTerpios sp.の抽出物からは、P388マウスリンパ性白血病細胞に対する細胞毒性を示すテルピオジエンを単離、構造決定した。また極微量成分として、強力な細胞毒性(IC_<50>=0.05μg/mL)を示す化合物の単離に成功しており、構造解析を進めている。