hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
聴覚による仮想自己空間識体験の脳機能解析と臨床応用

社会生活の基盤となる自己中心の空間識の解析と認知障害者支援への応用を目指した。音響呈示法を制御した認知検査の結果から,聴覚情報の両耳時間差により周囲環境内の対象物の方位が,周波数成分差により距離が認識され,視空間認知とともに脳内に仮想の自他空間を形成し,高次認知行動を統御するワーキングメモリの要素となることが確認された。この成果から,診断や治療・訓練評価のための簡便な社会機能検査法を提案した。本研究は,近年の社会精神障害者の増加に対処し,診断・治療や社会復帰訓練とその評価,簡便な検診を可能とする医療・保健支援技術の進展に向けて,特にそれら障害の根幹となる自己認識を取り上げ,自己モニタ認知系を制御することにより想起された仮想自我変容感の脳機能および認知・言語機能変調の解析と障害者の精神症状との比較を通じて,社会生活能力のうち特に自己を中心とした環境識に対する,客観的,定量的指標に基づく簡易型の社会機能検査法の確立を目差している。本年度は,研究目的を遂行するために,具体的に以下の5項目の研究を行った。1.光トポグラフィ・EEGの事象関連活動の簡易記録による計測・解析法の開発に向けて,能動型および受動型脳波電極の特性比較を行い,両者の検査応用への可能性を検討した。2.光トポグラフィ・EEG記録時における音声自己モニタ認知系の制御法の設計のため,自己中心空間における音源定位および頭内音像定位の比較を,健聴者と末梢から中枢に至る各種聴覚障害者を対象に行った。3.発話データによる自己認識性に関連した脳機能モジュール解析法の設計を,行動準備とその予測シミュレーションを含む運動理論を採用して開始し,脳機能計測データをもとに妥当性を検討した。4.自己認識性社会能力およびその障害・回復評価法の設計を,高次脳機能を説明するワーキングメモリー理論をもとに検討して,簡易評価法に乱数生成課題を用いることの検証とデータベース構築に着手した。5.光トポグラフィ・EEG記録データと自己認識性相関解析法の設計のため,記録データと検査課題との相関マッピング法を提案し,予備検討から本法の有用性を確認した。1.光トポグラフィ・EEGの事象関連活動の簡易記録による計測・解析法の開発に向けて,各種電極材料の能動型および受動型脳波電極のペーストの有無,乾式・湿式の特性比較を行った。2.光トポグラフィ・EEG記録時における音声の聴覚・非聴覚自己モニタ認知系の制御法開発に向けて,言語音・非言語音の頭内音像定位位置を周期的に移動させたときの認知機能変調への効果を調べた。3.発話データによる自己認識性に関連した脳機能モジュール特定法の開発を,行動準備とその予測シミュレーションを含む運動理論関連した脳機能計測データ,特に事象関連発振をもとに妥当性を検討した。4.自己認識性社会能力とその障害・認知リハビリテーション評価法の開発を,高次脳機能を説明するワーキングメモリー理論をもとに進め,簡易評価法として音声とキー押し乱数生成課題の比較検証を行った。5.光トポグラフィ・EEG記録データと発話データによる自己認識性相関解析法の開発のため,外国語習得時における記録データと検査課題との相関マッピング法による予備的なデータベース構築を行った。本研究は,近年の社会精神障害者の増加に対処し,診断・治療や社会復帰訓練とその評価や簡便な検診を可能とする医療・保健支援技術の進展に向け,それら障害の根幹となる自己空間認識を取り上げ,自己モニタ認知系の制御により想起される仮想自我変容感と脳機能および認知・言語機能変調の解析および障害者の精神症状との比較を通じて,社会生活能力のうち自己中心環境識に対する客観的,定量的指標を用いた簡易型社会機能検査法の確立を目指した。本年度は,研究目的を遂行するため,以下の5項目の研究を行った。1.空間認知関連活動の簡易計測・解析法の開発に向けて,認知課題時の光トポグラフィ・EEGに加えてfMRIデータを取得し,認知成績と脳機能部位との相関解析を行った。2.聴覚・非聴覚自己モニタ認知系の制御法開発に向けて,外部視覚呈示による視野空間の変調が認知機能に及ぼす影響を乱数生成課題を用いて定量化し,聴覚による変調効果と比較した。3.発話データによる自己認識性に関連した脳機能モジュール特定法の開発を,音声による乱数生成課題とキー押し乱数生成課題によるデータの軸モデルに基づく相互解析により遂行した。

4.自己空間認識性社会能力とその障害・認知リハビリテーション効果の評価法確立のため,視野空間制御下における線分2分法のプログラムを追加し,乱数生成課題との相関性・相補性を確認した。5.ワーキングメモリ理論を基に,身体・運動能力,言語学習・運用能力とリーディングスパンの成績,社会コミュニケーション能力(システム化・共感・自閉性:SQ-EQ-AQ)の調査結果,音声とキー押し乱数生成および線分2等分の認知検査データ,光トポ・脳波・fMRIの脳機能情報をデータベース化し,性差や年齢差を含めた個人性・障害性抽出を試み,運動,言語,認知の個別学習・リハビリへの応用可能性を検討した。
慢性腎疾患に合併する血管石灰化の分子機構の解明

動脈硬化の発症・進展には動脈壁の炎症反応が重要な役割をもっ。Receptor for advanced glycation end products(RAGE)とその内因性リガンドであるHMGB1は、生体内の様々な炎症反応に関与するといわれ、血管傷害部位においてもその発現が増加する。一方、血管平滑筋細胞の脱分化は動脈硬化病変の形成に重要な役割を果たしていることが知られているが、そのメカニズムは十分には解明されていない。そこで、私たちは培養ヒト大動脈平滑筋細胞(HASMC)を用いてRAGEとHMGB1が血管平滑筋細胞の脱分化を誘導するか否かを検討した。アデノウイルス用いてRAGEをHASMCに導入し、血管平滑筋細胞の最終分化マーカーである平滑筋ミオシン重鎖(MHC)遺伝子の発現をRT-PCR法で検討した。RAGEの過剰発現によってMHC遣伝子の発現は抑制され、HMGB1を添加することによって追加するとMHC遺伝子発現はさらに抑制された。興味深いことにRAGEの過剰発現は内因性RAGE遺伝子の発現を増加し、また、HMGB1の添加はそれをさらに増加させた。これは動脈硬化病変における炎症のポジティブフィードバックの可能性を示している。また、強力な血管平滑筋細胞の分化誘導因子であるmyocardinは、MHC遺伝子プロモーターの活性を強力に誘導しRAGE過剰発現はその転写活性化を用量依存的に抑制した。HMGB1追加はさらにその抑制を増強した。以上より、HMGB1/RAGEは血管平滑筋細胞の分化を抑制し、その機序の少なくとも1つにはRAGEによるmyocardinの機能抑制が重要であることが考えられた。慢性腎臓病患者に高頻度に認められる血管石灰化の分子機序を解析した。慢性腎臓病患者では血清中AGEやS100/calgranulin,HMGB-1などのRAGEリガンドの濃度が高値である。これらのリガンドは血管内皮細胞や血管平滑筋綿胞、マクロファージ/単球上のRAGE(receptor for AGE)に結合することによって、細胞内に活性酸素腫(Reactive Oxygen Species ; ROS)を産生させ、MAPキナーゼやNFkB経路を活性化し、炎症性サイトカインや接着因子の発現を増強させる。本研究ではAGE/RAGEシグナルが血管平滑筋細胞の骨芽細胞分化に関与するかを検討した。慢性腎臓病患者の頚動脈の免疫組織学的に解析し、動脈硬化病変にはMsx2,Runx2,Osxなど骨形成に必須な転写制御因子とともにRAGEが高発現すること、および細胞分化に重要なNotchシグナル分子が発現することを見出した。さらに、RAGEをを発現するアデノウイルスを作製し、ヒト大動脈由来血管平滑筋細胞に強制的に発現させる実験の結果、血管平滑筋細胞は骨芽細胞様の細胞に分化した。一方、Notchシグナルの阻害薬(γセクレターゼ阻害剤)やMsx2のsRNAによってRAGEによる骨芽細胞へ分化はほぼ完全に消失した。したがって、RAGEはNotch?Msx2シグナルの活性化を介して血管平滑筋細胞を骨芽細胞化することがが明らかになった。血管平滑筋細胞の骨芽細胞への分化に伴って、血管平滑筋細胞に特異的な遺伝子発現の抑制が見られることが報告されているがその分子機構は不明であった。本研究でRAGEの過剰発現が、分化調節因子SRF (Serum Response Factor)・myocardin複合体による血管平滑筋細胞特異的遺伝子の転写の活性化を抑制することを見出した。慢性腎臓病患者(CKD)は心血管イベントのハイリスク群である。CKDとCVDの関連には、古典的な因子によるものの他、血管石灰化の合併が多いことが上げられる。血管石灰化があると、大動脈のコンプライアンスの低下による心臓後負荷の増加や、冠動脈の〓漫性の狭窄、大動脈解離の頻度が増加する。長い間、血管石灰化は血管細胞の変性に伴って起こる受動的な過程と考えられていた。私たちは、血管平滑筋細胞の形質変換のメカニズムに関する研究の中で、細胞の分化調節を担うNotchシグナルが血管平滑筋細胞を骨芽細胞に変換することを見い出した。CKD患者では高AGE (advanced glycation end product)血症が認められることから、本研究では、AGE/GE (receptor for AGE)の相互作用による血管石灰化の誘導について解析した。培養血管平滑筋細胞にRAGEを過剰発現させると、石灰化が認められ、ALPの発現誘導が観察された。Real-time PCRにて骨芽細胞の分化調節因子であるMsx2、Notch1およびJagged1の発現増加が認められた。また、RAGEによるMsx2とALPの誘導は、γセクレターゼ阻害剤であるDAPTによって完全に抑制された。したがって、RAGEの活性化→Notchの活性化→Msx2の発現誘導→ALPの発現誘導→骨芽細胞へ分化というメカニズムが明らかになった。また、BMP2添加はNotchによる骨芽細胞への分化を顕著に促進した。そして、Msx2遺伝子プロモーターの解析によってBMP2シグナルとNotchシグナルは相乗的にMsx2プロモーターを活性化させることを明らかにした。この結果は、血管平滑筋細胞は、RAGE/Msx2遺伝子の発現誘導によって、骨芽細胞に分化することを示したものである。さらに、透析患者では、リン排泄因子FGF23の血清濃度が高く、FGF23の血清濃度と心エコーで評価した左室肥大の程度が相関することを明らかにした。
退化した偏微分方程式と積分変換

1.複数のフックス型変数をもつ線形偏微分方程式(複数の超曲面で退化した偏微分方程式の典型)について,フックス型変数については正則で,その他の変数についてはジュヴレイクラスに属するという関数のクラスで大域的な解を構成する問題について,アルジェリアのMechab氏,Belarbi氏と協力して構成することに成功した.2.上記方程式に関する滑らかな零解の存在について,ある種の双曲性の仮定のもとで,1,2階の場合にはかなり一般な条件のもとで,また高階の場合には典型的な方程式について,存在を示すことができた.3.Blind Source Separationの問題(複数のソース信号が混じっている観測信号から元のソース信号を分離する)で,3つ以上のウェーブレットを用いる方法について,2つの場合との比較などを行い,有効性を確認することができた.また,信号差をもって混ざっている場合について,東京理科大の佐々木文夫教授との協力のもと,解析信号(analytic signal)になっているウェーブレット関数を用いた方法について,具体的なアルゴリズムの詳細,理論的な裏づけの考察、シミュレーションなどについて,ほぼ最終的な形が得られた.これらの結果は2008年度中に論文にまとめる予定である.4.信号のフーリエ像の「中心」,「幅」について,どのような定義がもっとも適切であるかという問題について,数学的観点およびウェーブレット解析の観点から考察を進め,特に「不確定性原理」の修正について部分的な結果と言いうる不等式が得られた.1.複数のフックス型変数をもつ線形偏微分方程式(複数の超曲面で退化した偏微分方程式の典型)について,フックス型変数については正則で,その他の変数についてはジュヴレイクラスに属するという関数のクラスで大域的な解を構成する問題について,アルジェリアのMechab氏,Belarbi氏と協力して構成することに成功した.2.上記方程式に関する滑らかな零解の存在について,ある種の双曲性の仮定のもとで,1,2階の場合にはかなり一般な条件のもとで,また高階の場合には典型的な方程式について,存在を示すことができた.3.Blind Source Separationの問題(複数のソース信号が混じっている観測信号から元のソース信号を分離する)で,3つ以上のウェーブレットを用いる方法について,2つの場合との比較などを行い,有効性を確認することができた.また,信号差をもって混ざっている場合について,東京理科大の佐々木文夫教授との協力のもと,解析信号(analytic signal)になっているウェーブレット関数を用いた方法について,具体的なアルゴリズムの詳細,理論的な裏づけの考察、シミュレーションなどについて,ほぼ最終的な形が得られた.これらの結果は2008年度中に論文にまとめる予定である.4.信号のフーリエ像の「中心」,「幅」について,どのような定義がもっとも適切であるかという問題について,数学的観点およびウェーブレット解析の観点から考察を進め,特に「不確定性原理」の修正について部分的な結果と言いうる不等式が得られた.1.複数の超曲面で退化した偏微分方程式のうち,複数のフックス変数を持つ方程式について,アルジェリアのMechab氏およびBelarbi氏と協力して研究を進めることができた.特に,Belarbi氏を1週間日本に招き,萬代・猪狩と3人で最近のMechab氏・Belarbi氏による成果(大域的に正則なGoursatデータに対して,大域的に正則な解の存在を証明する)について集中的に検討した.これを受けて,更なる進んだ結果(やはり大域的な解の存在をフックス変数については正則,その他の変数についてはGevreyクラスに属するという関数のクラスで考える)を得るべく,主に萬代が協力して研究を行っている.2.上記方程式に対する滑らかな零解の存在についても,平行して独自に考察を続け,典型的な2つの場合(1階の場合,および2階双曲型ですべての変数がフックス型の場合)については結果を得た.今後も考察を集中的に進めたい.3.連続ウェーブレット変換を使って,Blind Source Separation(複数の信号が混じっている複数の信号を元に,元の信号を分離する)を行うことを考え,まずは,従来短時間フーリエ変換を行っていた部分を複素数値ウェーブレットを使った連続ウェーブレット変換に置き換える方法を検討した.さらに,この方法の本質を考察し,複数の異なる実数値ウェーブレットを使った連続ウェーブレット変換を使う方法を模索した.使用するウェーブレットの基本的な周波数を合わせる必要があり,これが予想より難しいことが明らかになったが,StockwellのS Transformの考えを使うとこの点が克服できるということがわかってきた.1.複数の超曲面で退化した偏微分方程式のうち,複数のフックス型変数を持つ方程式について,アルジェリアのMechab氏およびBelarbi氏と協力して研究を進めることができた.特に,大域的な正則関数解を構成するという彼らの結果を拡張して,大域的な解の存在を,フックス型変数については正則,その他の変数についてはGevreyクラスに属するという関数のクラスで構成することができた.2.複数のフックス型変数を持つ方程式に対する滑らかな零解の存在についても,平行して独自に考察を続け,ある種の双曲性の仮定の下で,1,2階の場合についてはかなり一般の結果,高階の場合については典型的な場合について,いくつかの結果を得た.今後も考察を集中的に進めたい.また,この結果の中間報告的な発表をマドリッド(スペイン)で行われた「国際数学者会議(International Congress of Mathematicians)2006」で行った.3.連続ウェーブレット変換を使ったBlind Source Separation(複数の信号が混じっている複数の信号を元に,元の信号を分離する)について,複数のウェーブレットを用いる方法の考察を進めた.

また,別の方向への発展として,元の信号が時間差をもって混ざっている場合を,東京理科大学の佐々木文夫教授と協力して考察し,シミュレーションに成功した.4.画像処理(圧縮や雑音除去など)において,特異値分解とウェーブレットを両方使用する手法について考察を進め,ノイズと特異値との関連などについて理解を深めることができた.いくつか重要な問題への認識も深めることができた.1.複数のフックス型変数をもつ線形偏微分方程式(複数の超曲面で退化した偏微分方程式の典型)について,フックス型変数については正則で,その他の変数についてはジュヴレイクラスに属するという関数のクラスで大域的な解を構成する方法について,アルジェリアのMechab氏, Belarbi氏と引き続き協力して最終的な詰めを行い,論文にまとめた.2.Blind Source Separationの問題(複数のソース信号が混じっている観測信号から元のソース信号を分離する)で,信号差をもって混ざっている場合について,東京理科大の佐々木文夫教授との協力のもと,解析信号(analytic signal)になっているウェーブレット関数を用いた方法について研究を進めた.具体的なアルゴリズムの詳細,理論的な裏づけの考察などについて,ほぼ最終的な形が得られた.シミュレーションについても2006年度に行ったものとは違った形で,さらにいくつかのシミュレーションを行った.これらの結果は2008年度中に論文にまとめる予定である.3.信号のフーリエ像の「中心」,「幅」について,どのような定義がもっとも適切であるかという問題について,数学的観点およびウェーレット解析の応用の観点から考察を進め,いくつかの定義の問の比較検討を行った.さらに,関連して生じる数学的問題,特に「不確定性原理」の修正について考察した.最終的な結果とはまだ言いがたいが,部分的な結果と言いうる不等式が得られた.
白血病の予後因子としてのnm23遺伝子の機能解析

私達が精製した白血病細胞の分化誘導抑制因子が、nm23遺伝子産物であることを明らかにして以来、白血病細胞におけるnm23遺伝子の発現とその臨床的意義を検討してきた。白血病細胞ではnm23mRNAの発現レベルが高く、そのレベルは治療抵抗性や予後不良と相関し白血病の新しい予後因子となることを報告している。平成10年度から平成12年度における本研究は、腫瘍細胞におけるnm23遺伝子の発現と機能の解析および臨床的意義の解析を目的とした。この3年間の主な研究成果は、細胞外に分泌されるNM23-H1蛋白質を定量するためのシステムを開発し、血中NM23-H1蛋白質が白血病や悪性リンパ腫の簡便な予後予測法となることを世界に先駆けて報告し、同時に特許出願申請と実用化へのプロセスを進めたことである。また、NM23-H1蛋白質の細胞外への分泌に加え細胞表面での発現も検出し、この蛋白質の細胞外での新しい機能を示唆した。さらに、細胞表面NM23蛋白質を分子標的として補体依存性細胞障害を誘導できることを明らかにし、治療の分子標的としての有用性を示唆した。環境汚染や高齢化に伴い今後益々増加してくることが予想される悪性リンパ腫の治療指針の選択に有用な予後因子であると考えられる。また、血中NM23蛋白質の定量系の開発により固形腫瘍への応用も可能になった。しかし、この顕著な臨床的意義を明らかにするに止まり、その分子基盤の研究は途についたばかりである。白血病細胞や悪性リンパ腫細胞におけるnm23遺伝子の過剰発現や悪性度発現の分子基盤の解明は、nm23の多彩な機能の解明においても重要な今後の研究課題である。[目的]白血病細胞では、分化誘導抑制因子nm23が過剰発現している。我々は、急性骨髄性白血病においてこのnm23遺伝子が過剰発現していること、その過剰発現は治療抵抗性と相関し、新しい予後不良因子となることを明らかにし報告した。本年度は、機能分子であるnm23蛋白質の検出系を作製し、nm23蛋白質の発現や細胞内局在について解析した。[成果]・正常未分化細胞として骨髄単核細胞・正常終末分化細胞として末梢血液細胞・特定の分化段階で停止し増殖している細胞として白血病株細胞・分化誘導により分化段階や分化系統を誘導した白血病株細胞・白血病患者より得られた新鮮白血病細胞正常骨髄単核細胞や末梢血液細胞に比べて、白血病株細胞や新鮮白血病細胞では高いレベルのnm23蛋白質が検出された。nm23 mRNAで観察された過剰発現は、蛋白質レベルでも確認された。2.白血病株細胞の細胞表面にはnm23蛋白質が発現していた正常骨髄および末梢血単核細胞の細胞表面には全く検出されないことから、細胞表面におけるnm23-H1蛋白質の発現は、白血病細胞に特異的であることが判った。急性骨髄性白血病患者より得られた新鮮白血病細胞の細胞表面におけるnm23-H1蛋白質の発現を検討した。23例中11例で細胞表面nm23-H1蛋白質を検出した。治療の分子標的としての有用性が期待される。3.細胞外(培養液中や血液中)で検出されるnm23蛋白質を定量するための検出システム(サンドインチELISA法)を作成した。我々は、急性骨髄性白血病においてこのnm23遺伝子が過剰発現していること、その発現量は治療抵抗性と相関し、白血病の新しい予後因子となることを明らかにした。昨年度は、機能分子であるnm23蛋白質の検出系を作製し、nm23蛋白質の発現や細胞内局在について解析した。

その結果に基づき、本年度は(1)サンドイッチELISA法を利用して、白血病以外の造血器腫瘍への対象の拡大、および(2)細胞表面nm23蛋白質を治療の分子標的とする治療法の開発を検討した。[成果](1)細胞外(培養液や血液)に検出されるnm23蛋白質を定量するための検出システムとしてnm23抗体を用いたサンドイッチELISA法を昨年度開発した。正常細胞が混在する悪性リンパ腫などは従来のRT-PCR法によるmRNAの定量では限界があったが、血中のnm23蛋白質の定量が可能になったので、白血病以外の造血器腫瘍へ対象を拡大した。治療指針の選択に予後因子解析が特に重要である悪性リンパ腫について解析した。悪性リンパ腫の血中nm23蛋白質レベルは健康人血中レベルに比べて有意に高く、特にaggressive非ホジキンリンパ腫で高値であった。このaggressive非ホジキンリンパ腫においてnm23高発現群と低発現群を比較すると、高発現群では生存率の顕著な低下を認めた。国際予後指標の予後因子との多変量解析により、血中nm23蛋白質レベルはaggressive非ホジキンリンパ腫の優れた予後因子となることが明らかになった。(2)nm23抗体を用いたFlow cytometrical analysisにより急性骨髄性白血病例の約30%に細胞表面nm23蛋白質が検出できることを昨年度明らかにした。そこで本年度は、この細胞表面nm23蛋白質を標的として補体依存性細胞障害の誘導を検討した。細胞表面にnm23-H1蛋白質を発現している白血病細胞株はnm23-H1抗体と補体により、また、nm23-H2蛋白質を発現している白血病細胞株はnm23-H2抗体と補体により抗体濃度依存性に細胞障害が誘導された。治療の分子標的としての有用性が期待される。[研究目的]白血病細胞では、分化誘導抑制因子nm23が過剰発現している。その発現量は治療抵抗性と相関し、白血病の新しい予後因子となることを明らかにした。昨年度までに、血液中に分泌されるnm23-H1蛋白質を定量するための検出システムを開発し、血中nm23-H1蛋白質が悪性リンパ腫の簡便な予後予測法となることを明らかにし、同時に特許出願申請をした。本年度は、この方法を利用して血中nm23-H1蛋白質が白血病においても簡便な予後予測法となりうるかを検討した。[成果]1.急性骨髄性白血病(AML)102症例について血中nm23-H1を測定した。AMLでは健常人血中レベルに比べ有意に高値であった。nm23高発現群と低発現群を比較すると、高発現群では生存率の顕著な低下を認めた。多変量解析により、血中nm23-H1レベルはAMLの有意な予後因子となることが明らかになった。2.血中nm23-H1レベルは、細胞内nm23-H1 mRNA発現レベルと末梢血総白血球数の積に相関することから、総nm23-H1蛋白質量であると推察された。3.AML以外の造血器腫瘍70症例(急性リンパ性白血病6例、慢性骨髄性白血病21例、骨髄異形成症候群18例、多発性骨髄腫21例、慢性リンパ性白血病4例)についても測定した。いずれの疾患においても、健常人血中レベルに比べ有意に高値であった。したがって、これらの疾患においても予後因子となる可能性が示唆された。
時間分解蛍光装置と共焦点顕微鏡を用いる細胞のエンドサイトーシスの研究

1.単一の細胞レベルでのエンドサイトーシス過程を測定するための時間分解共焦点蛍光顕微鏡装置の試作:共焦点蛍光顕微鏡(LSM10)にパルスレーザー光を導き入れるための取り入れ口と、試料からの蛍光をシンクロスキャンストリークカメラのカメラベッドに導くための取り出し口を設置し、我々が先に開発した時間分解顕微蛍光装置を共焦点レーザー顕微鏡に組み込んだシステムを組み立てた。この装置によりx,y軸のみならずz軸(深さ)方向においても1μm程度の空間分解能をももって、細胞内でのエンドサイトーシスの動的過程を研究できる可能性が開けた。2.自動細胞分取装置(セルソーター)と蛍光性リガンドを用いたエンドサイトーシス過程の非破壊的測定方法の確立:蛍光性リガンドを用い、エンドゾームからライソゾームへの移動過程で蛍光スペクトルが変化することを利用して、セルソータによるエンドゾーム・リソソーム輸送過程を、細胞を破壊することなく定量的に解析する方法を確立した。この方法を用いて、低密度リポタンパク質のエンドゾームからライソゾームへの輸送には、細胞内のタンパク質のリン酸化が関与されていることをはじめて明らかにした。3.エンドサイトーシス過程に変異を持つ変異株細胞の分取:変異誘発剤で処理したチャイニーズハムスター卵母細胞に蛍光性LDLを取り込ませ、上記の2の方法により、エンドゾームからライソゾームの輸送過程に変異をもつ細胞を分取し、株化した。そして共焦点蛍光顕微鏡、細胞分画法を用いて変異部位を特定した結果、エンドサイトーシス経路と、トランスゴルジネットワークからライソゾームのsorting経路とが重なる点において変異が生じていることが示唆された。真核細胞のエンドサイト-シスの分子機構解明を目的とし、培養細胞中における「単一の」エンドソ-ムの膜融合を、顕微鏡下において定量的に測定した。融合アッセイには、2種の蛍光色素(エネルギ-供与体;Dとエネルギ-受容体;A)それぞれでラベルしたタンパク質リガンド(α_2マクログロブリンなど)を含むエンドソ-ムの融合に伴う内水相混合の結果、DーA間の蛍光共鳴エネルギ-移動(RET)効率が増加し、Dの蛍光寿命が短くなることを利用した。蛍光寿命の見積りには、当研究室で開発した時間分解顕微蛍光装置により、顕微鏡下、直径約1.5μmの微小領域内にある蛍光リガンドの入った「単一の」エンドソ-ムからのDの蛍光減衰曲線を精度良く、短時間(約60秒)で測定し、その減衰曲線よりDの蛍光寿命を見積った。その結果、単一のエンドソ-ムの融合がNH/3T3細胞内で確かに測定でき、エンドソ-ムの融合は、エンドソ-ム内の酸性化や、細胞骨格であるアクチンフィラメントには非依存的であるが、微小管には部分的に依存していることを明らかにした。しかし、MDCK細胞のような厚みのある細胞内でのエンドソ-ム融合の程度の空間的分布を見るには、z軸(深さ)方向から来る他のエンドソ-ムからの迷光や、細胞の自家蛍光の為に、個々の減衰曲線の測定精度がどうしても低下する。現有の時間分解顕微蛍光装置の顕微鏡部を共焦点レ-ザ-顕微鏡にすることで、従来の光学顕微鏡において達成しにくかったz軸方向の空間分解能を飛躍的に向上させうる。その為、現在、蛍光励起用のパルスレ-ザ-光(繰り返し頻度4MHz、波長365nm、パルス外部幅約8psec)をできるだけ強度を保ったまま外部レ-ザ-として共焦点レ-ザ-顕微鏡に導入し、試料からの蛍光をシンクロスキャンストリ-クカメラよりなる検光部で感度良く検出するための中間レンズ、フィルタ-系の改良を行っている。我々はこれまでに、時間分解顕微蛍光法を用いて、細胞内のエンドソーム融合を測定してきた。二種類の蛍光プローブを、エンドサイトーシスによって細胞内に段階的に取り込ませた後、各蛍光プローブを含んだエンドソームが融合すると、両蛍光プローブ間の距離が短くなり、蛍光共鳴エネルギー移動(RET)が起こる。

このとき、RETのエネルギー供与体の蛍光寿命が短くなるので、これを測定することによって、RETの程度、すなわち融合の程度がわかる。ところが、細胞内のように様々な分子が存在する系では、供与体分子同士の衝突や供与体分子と細胞内の消光物質の衝突などによる消光のために蛍光寿命が短くなる場合もあるので、RETが供与体の蛍光寿命に与える影響だけを検出するのは難しかった。そこで、本年度はRETによって、RETのエネルギー受容体の蛍光寿命が長くなるのを測定するために、エネルギー供与体としてpyrenebutyrate、受容体として紅藻・ラン藻の色素タンパク質B-phycoerythrinを使用した。pyrenebutyrateの蛍光寿命はモノマーが約100ns、エキシマーが約50nsと蛍光プローブとしては比較的長く、B-phycoerythrinは約2.5nsの短い蛍光寿命を持つ。RETが完全に起こるとB-phycoerythrinの蛍光寿命は理論的には約50nsになるので、RETの効果が検出しやすくなる。また、RETの効率を上げるために、pyrenebutyrateをアビジンに結合させて、B-phycoerythrinをビオチニル化して、アビジン-ビオチン複合体の形成を利用して蛍光プローブ間の距離が短くなるようにした。実際に、B-phycoerythrinの蛍光減衰曲線を測定すると単一成分からなっていた。そして、pyrenebutyrate-アビジンとビオチニル化B-phycoerythrinを溶液中で混合し、B-phycoerythrinの蛍光減衰曲線を測定すると、確かに、蛍光寿命が長くなっていた。また、溶液中にビオチニル化インシュリンを加えておくと、pyrenebutyrate-アビジンとビオチニル化B-phycoerythrinとの結合が阻害されるために、B-phycoerythrinの蛍光寿命は変化しなかった。本方法を利用してpyrenebutyrate-アビジンとビオチニル化B-phycoerythrinを、リポソーム(人工膜)に別々に封入して、リポソーム融合を測定することに成功した。1.低密度リポタンパク質(LDL)の細胞内輸送の変異株(T41)の分離変異剤、エチルメタンスルフォン酸で処理したCHO細胞を、コレステロール生合成経路の律速酵素(HMG-CoA)の阻害剤であるプラバスタチン存在のもと、ネガティブ選択法により単離し、LDL取り込みまたはその代謝に異常のある変異株を得た。つぎに、これらの変異株のうち、LDLの取り込みは正常であるが、その分解が抑制された表現型を示す変異株を、蛍光脂質オクタデシールロダミン(R18)とNBD-リノール酸エステル(NBD-Cl)を封入したLDL(蛍光LDL)を用いて、Flow Cytometerにより分離することを試みた。この方法は、LDLの細胞内代謝異常が蛍光性LDLの蛍光スペクトルに反映することを利用したものであり、その結果、LDLの取り込みは正常であるが、その分解が抑制された安定な表現型を示す変異株(T41)の単離に成功した。2.時間分解共焦点
１型糖尿病免疫寛容モデルでの樹状細胞の病原体感知センサーの役割と臨床応用の検討

我々は、1型糖尿病(T1D)モデルマウスであるNODマウスへの抗Fas抗体投与によるT1D発症の完全抑制、また、免疫寛容マウスであるFas欠損NOD-lprマウスの骨髄由来樹状細胞(DC)によるT1D発症の完全抑制を見出した。そこで、NODマウスにDCの病原体感知センサーであるTLR3のagonistであるpoly(I:C)の低用量投与でNODマウスの糖尿病発症を抑制、高用量投与で糖尿病発症を促進することを示した。また、抗Fas抗体投与免疫寛容NODマウスでも高用量poly(I:C)で免疫寛容の破綻を来たしT1D発症を誘導した。以上より、病原体感知センサーのT1D発症における重要性を示した。Inslin 1欠損NODマウス及びInslin 1&2欠損改変ヒトInslin移入NODマウスが1型糖尿病(T1D)発症を完全に抑制することよりinsulinがprimaryな自己抗原であること、また、preproinsulinのシグナルペプチドがT1D発症抑制や治療に有効で、NODマウスの骨髄由来制御性樹状細胞(DC)がT1D発症抑制に有効であることも我々は見出した。今回、これらの免疫寛容誘導モデルやT1Dの免疫寛容モデルを用いて、DCの病原体感知センサーである病原体感知分子(TLRなど)の観点から免疫寛容機構の解明を試み、将来のワクチン療法などのT1D治療の開発を目指す。(成果)NODマウスでのT1D発症を促進するCY誘導糖尿病モデルに対して、われわれは、1型糖尿病(T1D)のモデルマウスであるNODマウスに抗Fas抗体を投与すると、T1D発症を完全に抑制することを以前に報告している。また、Fasを欠損するNOD-lpr/lprマウスはT1D発症を完全に抑制する免疫寛容マウスモデルであるが、その骨髄由来樹状細胞(DC)をNODマウスに投与すると、これもT1D発症を完全に抑制することを我々は見出した。さらに、このマウスに、cyclophosphamide(CY)投与で強制的に炎症を誘発することを試みてもやはりT1D発症を誘導できず、免疫寛容状態であることを見出した。同様に、NODマウスへのpreproinsulin L7-24投与によりT1D発症が抑制されることを見出したが、このマウスへのCY投与でもT1D発症を抑制できる可能性を見出した。次に、DCの病原体認識分子を介したDC活性化因子:細胞外病原体を認識する病原体センサーTLRsやCLRsや細胞内病原体を認識する病原体センサーRLR(RIG-IやMDA5など)やNLRのagonistなどを用いて検討し、特に、TLR3のagonistでRIG-IやMDA5のagonistでもあることが示唆されているpoly(I:C)をNODマウスに対して、低用量で投与した場合は糖尿病発症を抑制するが、高用量で投与するとNODマウスの糖尿病自然発症の推移と比較すると、糖尿病発症を促進する結果を得た。そこで、免疫寛容モデルマウスである抗Fas抗体投与NODマウスにpoly(I:C)を投与したところ、低用量ではT1D発症には至らないものの高用量投与では、免疫寛容を破綻できることを新たに見出した。さらに、免疫寛容マウスモデルであるNOD-lpr/lprマウスに低用量poly(I:C)投与を試みているが現在までのところT1D発症には至っておらず、高用量投与も同時に観察中である。我々は、プレプロインスリンのシグナルペプチドがNODマウスの1型糖尿病(T1D)発症抑制と治療に有効で、また、NODマウスの骨髄由来制御性樹状細胞(DC)を樹立し、これがNODマウス糖尿病を完全に抑制することを見出した。今回、これらの免疫寛容の誘導に成功したモデルやT1Dの免疫寛容モデルを用いて、DCの病原体感知センサーである病原体感知分子(TLRなど)の観点から免疫寛容機構の解明を試み、将来のワクチン療法などのT1D治療の開発を目指す。T1Dの免疫寛容モデル:(1)NOD-lpr/lprマウス(Fas分子自然欠損)(2)Ins1KO-NODマウス(3)DC投与NODマウス(4)preproinsulin L7-24投与NODマウスT1Dの疾患モデル:(1)NODマウス(自然発症モデル)(2)cyclophosphamide(CY)誘導糖尿病モデル(薬剤誘発モデル)(3)NY8.3NODマウス(膵β細胞抗原(IGRP)特異的CD8T細胞クローンのT細胞受容体Tgマウス,発症促進モデル)(成果)

NODマウスへのCY投与にてT1D発症を誘導するCY誘導糖尿病モデルに対して、1)NOD-lpr/lprマウス(免疫寛容モデル)へのCY投与にてもT1D発症は誘導されなかった。2)NOD-lpr/lprマウス由来DCのNODマウスへの投与にてT1D発症は認めず免疫寛容を誘導できた。3)このマウスへのCY投与にてもT1D発症は誘導されなかった。4)Ins1KO-NODマウス(免疫寛容モデル)へのCY投与にてT1D発症は有意に抑制された。現在、preproinsulin L7-24投与NODマウス(免疫寛容モデル)へのCY投与も施行中である。数種類の1型糖尿病発症を認めない免疫寛容モデルマウスの系統維持を図りつつ実験に使用している。その中で、マウスの飼育数の制限により実験に制約ができるため、実験の進行がやや遅れる結果となっている。また、多くの研究分担者の異動があったことも研究の遅延に若干影響している。1型糖尿病発症を認めない免疫寛容マウスやそのモデルが数種類存在しており、系統維持のためのマウスを確保しつつ実験に使用している。preproinsulin L7-24投与NODマウス(免疫寛容モデル)においては、CY投与でも糖尿病発症の誘導が抑制できる可能性が見出された。この結果、免疫寛容状態が維持できたモデルに対して、今後、DCの病原体感知センサーのagonist投与にてDC活性化を行い、免疫寛容を破綻できるかどうかを検討していき、病原体感知分子(TLR,RLR,NLR,CLR)の観点から免疫寛容機構の解明を試みる。DCの病原体認識分子を介したDC活性化因子:細胞外病原体を認識する病原体センサーTLRsやCLRsや細胞内病原体を認識する病原体センサーRLR(RIG-IやMDA5など)やNLRのagonistなどを用いて検討している。特に、TLR3のagonistでRIG-IやMDA5のagonistでもあることが示唆されているpoly(I:C)をNODマウスに対して低用量で投与した場合は糖尿病発症を抑制するが、高用量で投与すると糖尿病発症を初期には促進する傾向が得られている。以上より、他の免疫寛容モデルマウスでも高用量では免疫寛容を破綻できるか検討する予定である。本年度は研究分担者の異動などにより若干実験の物品費の使用が少なく、次年度使用額が生じる結果となった。次年度は、免疫寛容モデルマウスの飼育費、実験のための物品費、研究発表のための旅費、学会費、及び論文作成や投稿費に使用する請求研究費と合わせて使用する予定である。本年度は実験の物品費の使用が少なく、次年度使用額が生じる結果となったが、次年度は、マウスの飼育費、実験のための物品費、研究発表のための旅費、学会費、及び論文作成や投稿費に使用する請求研究費と合わせて使用する予定である。
複数のスマートデバイスを活用した個人適応型学習環境の研究開発

スマートフォンやタブレットに加え,日常的に利用されるようになるリストバンド型や眼鏡型のスマートデバイスを組合わせることによって,オンライン学習中の学習者の学習状態をリアルタイムに推定し,学習者の状況に応じた学習コンテンツや学習支援を提供可能とする個人適応型学習環境の実現に向けた研究開発を行う.研究期間には,次の項目について研究開発を進める.1)複数のスマートデバイスを組合わせた実験用学習環境の構築,2)複数のスマートデバイスのセンサから得られるデータを利用した学習者の学習状況判断モデルの構築,3)学習状況判断モデルを組込んだ学習環境の開発と評価スマートフォンやタブレットに加え,日常的に利用されるようになるリストバンド型や眼鏡型のスマートデバイスを組合わせることによって,オンライン学習中の学習者の学習状態をリアルタイムに推定し,学習者の状況に応じた学習コンテンツや学習支援を提供可能とする個人適応型学習環境の実現に向けた研究開発を行う.研究期間には,次の項目について研究開発を進める.1)複数のスマートデバイスを組合わせた実験用学習環境の構築,2)複数のスマートデバイスのセンサから得られるデータを利用した学習者の学習状況判断モデルの構築,3)学習状況判断モデルを組込んだ学習環境の開発と評価
力覚メディアの対遅延特性とメディア同期の研究

人間の意思を他者に能動的に伝達することの可能な感覚として、力覚(触覚)が注目され既にいくつかの触覚デバイスが商用化されている。本研究は帯域の制限、無視し得ない遅延、パケットの欠落などのネットワーク上の擾乱(network impairment)が生じる実際のネットワーク環境で力覚メディアを円滑に伝達させる方策の中でメディア同期、即ち遅延補償の問題に重点をおいてその解決を図っており、既に、力覚メディア同志のメディア同期特性、及び視覚メディアとのメディア間メディア同期特性を主観評価実験を通して解明してきている.本年度は特に、遅延にゆらぎ(Jitter)を含む場合の適切なメディア同期手法について検討を行った。その結果、単一触覚ストリームの場合には遅延時間の絶対値の増加を犠牲にして遅延ゆらぎを完全に吸収してしまう方式、およびその逆にゆらぎの補償をおこなわずにそのまま出力してしまう方式は、両者共に適切ではなく、「ゆるやかな」メディア同期を行うことが主観的品質を最大化すること、またこのゆるやかさを規定するパラメータはネットワーク条件に依らずほぼ一定であり、ロバストなメディア同期系を設計出来る可能性があることを実証した。またあわせて、マルチモーダルな環境でのメディア同期特性を解明するために、触覚デバイスを用いるユーザと触覚をもたないマウスを用いるユーザとの間で協調作業を行った場合のタスク達成時間や操作感などの品質との関係を調べた。遅延がない場合を前提とした場合には、触覚をもつデバイス同士での協調作業が最も品質が高くなり、触覚モダリティの追加が協調作業の効率向上に資することが解明された。引き続きこのような場合のメディア同期手法の設計について理論的検討と実験環境の構築を行っている。
低分子量熱ショックタンパク質の構造機能相関の研究

本研究補助金を利用することによって、すでに我々が筋肉に特異性が高い新規の低分子量熱ショックタンパク質(sHSP)として同定・命名していたMKBPの構造機能相関に関する研究を大きく進展させることができた。この結果、今後MKBPの生理的機能をさらに検討していく上で有用となる、変異体を設計するための基礎データを得ることができた。哺乳動物の筋肉中に多量に発現しているsHSPは5種存在し、それらが非常に選択的な相互作用を示すことによって2つの独立した会合体を形成していることを、我々はすでに明らかとしている。その中で、MKBPはホモ会合活性を示すとともに、HSBP3とも結合する。まず、こうしたMKBPの選択的会合特性に関与する分子上の領域を酵母two-hybrid systemを利用して検討した。そして、1)当初の予想に反して、選択的なホモ会合、およびHSPB3との結合両方に、MKBPを特異的な配列が存在するN、またはC末端は必要ではなく、むしろsHSP全般に保存されたα-crystallinドメインが関与していること、2)しかし、その2種の結合に必須な領域は微妙に異なり、ホモ会合にはその前半部分、HSPB3との結合にはこのドメイン全体が必須であること、3)MKBPの生理的気質と考えられる、筋強直性ジストロフィーキナーゼ(DMPK)との結合もやはりこのα-crystallinドメインのより広い領域が関与していること、などが示された。一方、今回初めてMKBP、およびHSPB3に関して他の既知のsHSP(HSP27)と同様なシャペロン活性を試験管内で確認することもできた。特にMKBPについては、その会合活性と同様に、このシャペロン活性にもN末端領域は必須ではなく、基本的な活性がα-srystallinドメインに存在することも確認できた。
多次元医用画像情報の融合処理手法の研究

高度な医療,予防的な医学の実践が強く望まれ,信頼性の高い早期診断手法の確立が急務となっている.診断に用いる医用データの種類も増大しており,多様な臨床観測からの多次元データを最大限に利用して,生体の状態や活動を評価し,対象システムのより確度の高い理解に至るには,マルチモーダルな情報融合処理による支援情報の提供手法の確立が課題となる.そこでまず,機能情報や確度の高い形態情報を抽出するアルゴリズムを追及した.放射光を利用した蛍光イメージングや位相強調イメージング,光透過型CTや超音波イメージング手法の開発である.これらからの獲得情報の活用には,対象の形態と機能のモデリング手法の構築が鍵となるが,心臓データ,頭部神経関連,指関節などについて検討を進めた.このとき,蛍光X線と散乱X線によるイメージでは異種情報が同時観測可能であり,その融合処理は情報の理解のみならず各々の情報の確度を向上する上でも有用であることを示した.また,蛍光画像の機能情報と,位相強調画像の高精度な形態情報の融合も有効であった.さらに,光CTにおいても,透過減衰情報とスペクトル幅広がり情報の融合処理の展開の可能性を確認した.心動態評価では,SPECTとMRI情報の3次元統合表示システムを試作して,データ取り込みと表示が容易に行えるシステムの実現に努めた.このとき,情報融合の観点から位置合わせや計測特性パラメータの自動取得に必要な特徴抽出手法の開発実験を進めた.さらに,PETとMRIとの情報融合手法についても検討を進め,対象部位を頭部と腹部にしてデータ採取と位置合わせ手法を検討し,関心臓器以外で観測しやすい周辺臓器をマーカーとして検出利用する手法を導入してその有用性を確かめた.今後,個々の観測対象に応じたシステムの最適化を進め,臨床の場で試用し,完成度を高めていくことにしている.高度な医療,予防的な医学の実践が強く望まれ,信頼性の高い早期診断手法の確立が急務となっている.診断に用いる医用データの種類も増大しており,多様な臨床観測からの多次元データを最大限に利用して,生体の状態や活動を評価し,対象システムのより確度の高い理解に至るには,マルチモーダルな情報融合処理による支援情報の提供手法の確立が課題となる.そこでまず,機能情報や確度の高い形態情報を抽出するアルゴリズムを追及した.放射光を利用した蛍光イメージングや位相強調イメージング,光透過型CTや超音波イメージング手法の開発である.これらからの獲得情報の活用には,対象の形態と機能のモデリング手法の構築が鍵となるが,心臓データ,頭部神経関連,指関節などについて検討を進めた.このとき,蛍光X線と散乱X線によるイメージでは異種情報が同時観測可能であり,その融合処理は情報の理解のみならず各々の情報の確度を向上する上でも有用であることを示した.また,蛍光画像の機能情報と,位相強調画像の高精度な形態情報の融合も有効であった.さらに,光CTにおいても,透過減衰情報とスペクトル幅広がり情報の融合処理の展開の可能性を確認した.心動態評価では,SPECTとMRI情報の3次元統合表示システムを試作して,データ取り込みと表示が容易に行えるシステムの実現に努めた.このとき,情報融合の観点から位置合わせや計測特性パラメータの自動取得に必要な特徴抽出手法の開発実験を進めた.さらに,PETとMRIとの情報融合手法についても検討を進め,対象部位を頭部と腹部にしてデータ採取と位置合わせ手法を検討し,関心臓器以外で観測しやすい周辺臓器をマーカーとして検出利用する手法を導入してその有用性を確かめた.今後,個々の観測対象に応じたシステムの最適化を進め,臨床の場で試用し,完成度を高めていくことにしている.臨床画像情報など、多様な観測が日常的に使われるようになってきた.このとき,観測対象を十分に解析理解するには、対象に関するこれら多次元情報を統合できる記述と対象の形態や機能を認識する上での支援システムが極めて有用なものとなる.このような情報融合のためのアルゴリズムの開発と3次元表示システム試作とその評価を進めている.まず、心動態評価を具体的対象に,SPECTとMRI情報の3次元融合表示システムを試作して,技術的観点と臨床的な意義とを評価した。異なるモダリティデータの整合,位置合わせ,特性計測とその認識し易い表示法とを工夫して,臨床の場で用いうるシステムを構築した.次いで,異種情報が同時観測可能な例をとりあげ,放射光の蛍光X線と散乱X線によるイメージを融合処理することの有効性を,情報の理解のみならずおのおのの情報の確度を向上する上でも有用であることを示した.このとき、観測画像の獲得法も十分検討しておく必要がある。このような観点からも,放射光CTや光CTに関する検討を進め,時系列データと画像データとの融合についても考察を進めた。本研究で開発したシステムを個々の観測対象に応じたシステムとしての最適化を行い,実際的な理解支援システムが実現される。SPECTとMRIの融合処理システムは,今後臨床の場で試用し,そこから返される情報で,完成度を高めていきたい.放射光のシステムは,イメージング研究用のシステムとして活用していく予定である。胴体の評価などを含めた手法の開発も今後の課題である。多様な臨床画像情報が日常的に使われるようになってきた.このとき,観測対象を十分に解析理解するには、確かな観測システムとそこからの多次元情報を統合した記述と対象の形態や機能を認識する上での支援システムが極めて有用なものとなる.このような情報融合のためのアルゴリズムの開発と3次元表示システム試作とその評価を進めている.

心動態評価を具体的対象にした開発実験では,SPECTとMRI情報の3次元融合表示システムの臨床応用を目指し,データ取り込みと表示が容易に行えるシステムの改善に努め,特に情報融合の観点からの技術的観点と臨床的な意義とを評価した.位置合わせや特性計測の自動化に必要な特徴抽出手法の検討を進めた.また,異種情報が同時観測可能な例として,これまでの放射光の蛍光X線と散乱X線によるイメージを融合処理することの有効性を生体情報について確かめるとともに,新たに,光CT画像を得る際の,透過減衰情報とスペクトル幅広がり情報の融合処理による異種情報の統合についての検討を進めた.このとき,各々の観測画像の獲得法も十分検討した.さらに,PETとMRI情報の融合手法についても新たに検討を開始し,対象部位を頭部と腹部にしてデータ採取と位置合わせ手法の検討,これら研究遂行上有用なデータベースシステムの構成とに取り掛かった.本研究で開発したシステムを個々の観測対象に応じたシステムとしての最適化を行い,臨床の場で試用し,そこから返される情報で,完成度を高めていきたい.融合表示手法と診断支援情報の生成を含めた表示手法の開発も今後の課題である.多様な臨床画像情報が日常診療に不可欠になってきた.これらの情報を十分に活用して,観測対象を理解して解析するには、確かな観測システムと,そこから得られる多次元情報を統合した記述と,対象の形態や機能を認識する上での支援システムの役割とが極めて重要なものとなる.このような情報融合のためのアルゴリズムの開発と3次元表示システムの試作およびその評価を進めてきた.心動態評価を具体的対象に,SPECTとMRI情報の3次元融合表示システムの臨床応用を目指し,データ取り込みと表示が容易に行えるシステムの完成に努め,特に情報融合の観点から位置合わせや特性パラメータ計測の自動化に必要な特徴抽出手法の試作実験を進めた.このとき,異種情報が同時観測可能な場合は対応が比較的容易なものとなる.この例である放射光利用の蛍光X線と散乱X線によるイメージを融合処理することの有効性を生体情報について確かめるとともに,光CT画像システムを開発して,透過減衰情報とスペクトル幅広がり情報を収集してこれらの融合処理による異種情報の統合についての検討を進めた.このとき,各々の観測画像の獲得手法の実用性についても十分な検討を進めた.さらに,機能情報を得るPETと形態情報を主に得るMRIとの情報融合手法についても検討した.対象部位を頭部と腹部にして,データ採取法と位置合わせ手法の検討,これら研究遂行上有用なデータベースシステムの構成とに取り掛かった.ここで,関心臓器以外で観測しやすい周辺臓器をマーカーとして検出利用する手法をMRI-SPECT, MRI-PETの両融合問題について導入して,その有用性を確かめた.今後,本研究で開発した手法を個々の観測対象に応じた最適システムとして再構築し,臨床の場で試用し,そこから返される情報で,完成度を高めていきたい.融合表示手法と診断支援情報の抽出統合による確度を高める臨床診断支援手法の開発も今後の課題である.