hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
磁気による物体の非接触遠隔操作の研究

(1)強磁性物体の3次元非接触遠隔操作の実現:昨年度試作した磁気駆動装置を用い、強磁性物体(鉄)を対象に3次元浮上実験を行った。対象物が永久磁石の場合に比べ、浮上力は弱いものの制御の安定性に優れていることが明らかになった。原因は、永久磁石の場合、永久磁石によって磁極片が磁化されるため非線形特性が強いことによるものである。(2)磁気試験装置を用いた実験と磁場解析による金属物体操作方式の検討:交流磁界により金属物体に渦電流を発生させて浮上力を得る方式を検討するため磁気試験装置を試作した。本装置は、複数のブロック状の成層鋼板を積み木のように配置して、種々の鉄心形状について実験できるようにしたものである。実験の結果、鉄心形状を最適にすれば十分な浮上力を得ることが可能であることが明かになった。また理論による検討を行った。(3)運動測定装置と運動予測の併用による間接測定法の検討:超音波を用いた運動測定装置の出力からカルマンフィルタによって物体位置を推定する方式について、シミュレーションおよび実験により検討を行った。本研究では市販の超音波センサを用いたが、専用のセンサの利用によって実用化が可能であることが明らかになった。とくに超音波による測定法は人体内のマイクロマシンの位置測定にも利用できるため将来性がある。
長方形断面を有する曲り流路内流れのカオス構造

本申請の研究テーマは、力学系および分岐理論を基礎として長方形断面を有する曲がり流路内二次流れを例として、流れの位相的な構造を明らかにすることを主目的としている。本研究期間は平成4年と5年度でもって終了する。平成4年度で購入されたEWSが順調に稼働し、大型計算機で実行していた数値実験がEWSで計算することが可能となった。その結果、長時間の計算を要する数値シミュレーションが容易に行えることになった。このシステムにより、計算時間をとくに必要とする同時置換法による計算が詳細に数値実験された。平成4年度で主として数値シミュレーションされた逐次置換法による結果と比較して、同次置換法による流れは微小攪乱が少ないので数値解の明確な位相構造が得られた。また、この流れではホップ分岐する前に定常解から定常解への分岐が認められた。ホップ分岐以上の流れでは周期倍化現象が明確に確認された。また、アトラクターは流れを記述する位相空間の次元が減少するので、幾可学的にシンプルなアトラクター曲面が得られ、その形状はレスラーモデルに類似していた。このアトラクターにも折りたたみ構造が見いだされ、最終的にはストレンジアトラクターのカオスが存在することが予想された。逐次置換法と同次置換法との結果を考察して、圧力勾配を分岐パラメータとし、解のノルムおよび微小攪乱を位相平面とする3次元空間で分岐解のカタストロフ構造が推測された。しかし流れのカオス構造を明らかにするためには理論的な取り扱いが必要であることがわかった。まずその手始めとして直線流路内の完全に発達した流れについて級数展開による力学系モデルを導いた。非線形性が流れに及ぼす影響、たとえば流れの多重性および安定性などが数式処理リフトを使用して検証された。アスペクト比2の長方形断面を有する曲がり流路内二次流れについて、ホップ分岐以上で生じる周期および擬周期流れについて数値実験した。多重周期流れにおける各流れパターンの変化について記号力学の考え方を適用することによって考察した。その結果、各流れパターンは安定な平衡状態をもたずに、各パターンからなるサイクルが安定であった。非対称流れが間欠的に表れるディーン数領域において、速度位相空間上で得られるアトラクターは若干のフラクタル性を示すが、ほぼ2次元的であった。そのアトラクターは周期軌道に沿って折りたたみ構造が見いだされた。この種の流れはストレンジアトラクター形のカオスになることが予想された。これらの結果をまとめて機械学会論文誌に発表した。また同じ流れに対して、逐次置換法の替わりに同時置換法を用い、できるだけ非対称攪乱を抑えて計算した。その結果、対称流れが得られたが、その流れは構造的に不安定であった。ホップ分岐する前に定常解から定常解への分岐が認められた。また、アトラクターは流れを記述する位相空間の次元が減少するので、幾何学的にシンプルなアトラクター曲面が得られ、その形状はレスラーモデルに類似していた。現在、これらの結果を機械学会論文誌に発表するために執筆中である。またこの研究とは別に、理論解明の予備研究として直線流路内の完全に発達した流れについて級数展開による発展モデル式を導いた。多くの興味ある結果が得られたが、零解以外に定常解の存在が予想された。また、この手法は曲がり流路内流れの発展モデル式による解析にも容易に適用されることが確認された。本申請の研究テーマは、力学系および分岐理論を基礎として長方形断面を曲がり流路内二次流れを例として、流れの位相的な構造を明らかにすることを主目的としている。

本研究期間は平成4年度と5年度でもって終了する。平成4年度で購入されたEWSが順調に稼働し、大型計算機で実行していた数値実験がEWSで計算することが可能となった。その結果、長時間の計算を要する数値シミュレーションが容易に行なえることになった。このシステムにより、計算時間をとくに必要とする同時置換法による計算が詳細に数値実験された。平成4年度で主として数値シミュレーションされた逐次置換法による結果と比較して、同時置換法による流れは微小攪乱が少ないので数値解の明確な位相構造が得られた。また、この流れではホップ分岐する前に定常解から定常解への分岐が認められた。ホップ分岐以上の流れでは周期倍化現象が明確に確認された。また、アトラクターは流れを記述する位相空間の次元が減少するので、幾何学的にシンプルなアトラクター曲面が得られ、その形状はレスラーモデルに類似していた。このアトラクターにも折りたたみ構造が見いだされ、最終的にはストレンジアトラクターのカオスが存在することが予想された。逐次置換法と同時置換法との結果を考察して、圧力勾配を分岐パラメータとし、解のノルムおよび微小攪乱を位相平面とする3次元空間で分岐解のカタストロフ構造が推測された。しかし、流れのカオス構造を明らかにするためには理論的な取り扱いが必要であることがわかった。まずその手始めとして直線流路内の完全に発達した流れについて級数展開による力学系モデルを導いた。非線形性が流れに及ぼす影響、たとえば流れの多重性および安定性などが数式処理ソフトを使用して検証された。
熱核のgradientのGauss型評価に伴う空間の幾何学的性質の研究

非コンパクトリーマン多様体及び無限グラフにおいて,近年熱核の長時間挙動と空間の大域的な性質との深いつながりが明らかとなってきた.このような状況のもと,本研究では熱核の空間方向へのgradientについて研究を行い,(1)熱核のgradientのGauss型評価がグラフのある摂動のもとでは安定であること,(2) Dungeyの方法によりベキ零群の作用のあるグラフ上では熱核のgradientがGauss型評価を持つこと,(3)ベキ零被覆グラフの中心極限定理がグラフのある摂動のもとで安定であること,(4)正方格子グラフの連結和の下で熱核のgradientのGauss型評価が成り立たないための十分条件,を得た.非コンパクトリーマン多様体及び無限グラフにおいて,近年熱核の長時間挙動と空間の大域的な性質との深いつながりが明らかとなってきた.このような状況のもと,本研究では熱核の空間方向へのgradientについて研究を行い,(1)熱核のgradientのGauss型評価がグラフのある摂動のもとでは安定であること,(2) Dungeyの方法によりベキ零群の作用のあるグラフ上では熱核のgradientがGauss型評価を持つこと,(3)ベキ零被覆グラフの中心極限定理がグラフのある摂動のもとで安定であること,(4)正方格子グラフの連結和の下で熱核のgradientのGauss型評価が成り立たないための十分条件,を得た.本年度はグラフ上のランダム・ウォークに関する推移確率gradientのGauss型評価の安定性の研究を行った。空間に周期的な構造や、曲率が非負などの良い条件を持つ場合にはすでに多くの研究者によって研究されているが、この評価がquasi-isometryの下で安定かどうかについては明らかになっていない。この様な状況の下で次の結果を得た。あるグラフ上においてgradientのGauss型評価が成り立つと仮定する。このときこのグラフの辺に関する変形で、その変形部分の増大度が全体の増大度より小さく、ある条件を満たすときそのような変形の下でも熱核のgradientのGauss型評価は安定であることを証明した(現在投稿中)。この成果は東京確率論セミナー(東京工業大学、6月)、第53回幾何学シンポジウム(金沢大学、8月)において発表した。また、この研究の重要な例であるベキ零被覆グラフ上の熱核のgradientのGauss型評価は研究代表者により証明されているが、Dumgeyが用いたtime derivativeとweighted integralを用いる方法により別証明を与えた。この成果はAnnales Mathematiques BlaisePascalから出版された。安定性の研究のためには熱核のgradientのGauss型評価が成り立たない空間を詳しく調べる必要がある。そのような空間の例を構成するために、空間にある種の連結性が低いとPoincareの不等式が成り立たないという事実を用いていることについて注目し、ベキ零離散群上ではPoincareの不等式が成り立つことを用いてベキ零離散群はその多項式増大度-2以下の増大度をもつ部分群の連結性を持つことを証明した(現在論文執筆中)。この成果はデーンセミナー(東北大学、10月)、多様体上の微分方程式(金沢大学、12月)、日本数学会2007年度年会(埼玉大学、3月)において発表した。1.連結和の下での熱核のgradient評価についての研究を行った.ある条件を持つ2つの非コンパクトリーマン多様体の連結和をとるとき,連結部分がコンパクトである場合にはPoincare不等式が成り立たないことを用いて熱核のgradientがGauss型評価を持たないことが示されている(Culhon,Duong).Heinonen,Koskelaの定理により連結部分の増大度が多様体の増大度-2より大きいときはPoincare^^ ́不等式が成立するため,この議論が適用できない.そこで私は昨年度に得られたグラフの変形の下での熱核の安定性とGrigoryan,Saloff-Costeによって最近得られた連結部分がコンパクトの場合の熱核の精密評価を用いて,連結部分の増大度が多様体の次元-1未満なら熱核のgradientはGauss型評価を持たないことを示した(現在投稿準備中).この成果は談話会(岡山大学, 7月),阿蘇幾何学研究会(休暇村南阿蘇, 9月),確率論と幾何学(熊本大学, 10月),談話会(東京理科大学, 11月),福岡大学微分幾何研究会(福岡大学, 1月),リーマン幾何と幾何解析(筑波大学, 2月)において発表した.2.グラフの変形の下での熱核のgradient評価の安定性を用いてベキ零被覆グラフ上のランダム・ウォークに関する関数解析的中心極限定理の安定性についての研究を行い,変形部分の増大度がグラフの増大度にくらべてある程度小さいならば変形されたグラフをベキ零Lie群にうまく実現することにより推移作用素をベキ零Lie群の劣ラプラシアンに関する半群に収束させることができることを証明した(現在投稿中)今年度は昨年度に引き続き, 2つのD次元正方格子の連結和上の熱核のgradient評価に関する研究を行った.連結部分の増大度がD-2以下であるならばPoincare不等式が不成立であることから直ちに熱核のgradientはGauss型評価を持たないことがわかる(Coulhon, Duong, 1999).そこで本研究では連結部分の増大度がD-2よりも大きい場合を考え,増大度がD-1未満ならば熱核のgradientがGauss型の評価を持たないことを明らかにした.この証明において,原点のみでの連結和をとった空間において熱核のgradientがGauss型評価を持たせない点(点列)が原点よりも十分遠くに分布していることを明らかにした.

また, Grigoryan, Saloff-Costeがリーマン多様体の場合に明らかにした熱核の上からの精密評価を原点のみでの連結和上において示した.これら成果は現在投稿中であるが,日独共同研究Stochastic Analysis and Applications 2008(9月),島根大学松江セミナー(11月),京都大学微分トポロジーセミナー(12月),広島大学数理情報科学セミナー(1月)にて発表した.
社会的価値の測定に関する計量心理学的研究

社会的な価値の中でも重要な罪や罰に関わり、一般の人々が行う主観的な判断(素朴判決・素朴量刑判断)の特徴を明らかにすることを研究の目的とした。実際の判決と素朴判決や素朴量刑判断の間には食い違いが見られることがある。この問題について大学生を対象として、(1)刑法や刑罰に関する意識調査を行い、素朴判決に影響する要因を探った。さらに(2)素朴量刑判断の特徴について計量心理学的な調査を行った。その結果、情状や責任に関する要因の受容に関して法的な基準とはやや異なる判断が見られ、素朴量刑判断は実際の判決と比較して厳罰傾向を示していたが、順序統計的な水準においては社会的な一致が認められた。これらの結果から、量刑判断におけるバラツキの生ずる要因について考察した。今年度は社会的な価値を測定するための方法的な検討を行った。社会的な価値のうち、本研究では「罪」や「罰」の重さの判断を対象として、心理尺度構成の方法を検討した。これらの測定の対象は心理物理学的な意味での対応する物理的な連続体を想定することができない。このため、一次元心理尺度構成法としてはThurstone(1927)による一対比較法が有用である。この際、刺激対象間に感じられる「比」判断をもとにした方法を検討した。「比」判断の測定方法として次の二種類の方法を検討した。すなわち、提示される刺激対のうち、たとえば「罪の重さ」の判断の場合、「より重い」と感じられる対象を基準(任意に100)として両者に感じられる比率関係を推定し数量的報告を求める方法、および、数直線の一方の極を基準点とし他方の「罪の重さ」の程度を線分の位置関係により推定する方法の比較を行った。これらの方法を用いて「罪の重さ」、「(ふさわしい)罰の重さ」、「(刑期年数の)厳しさ」の心理尺度を構成した。また、一対比較法の問題点の一つとして指摘されてきた刺激対象の増加にともなう比較判断回数の増加の問題に対応するために、可能な組み合わせの一部分を対象として一対比較判断を求める「不完備行列」による計算法を検討した。計算法はGulliksen(1956)、Indow and Ida(1975)による方法(Indow and Ida,1975,OnScalingfrom incomplete paired comparison matrix, Japanese Psychological Research,17,98-105.を参照)が適用可能と思われる。本研究課題において対象としている罪や罰の重さの判断については複数の要因が関わることが多い。たとえば、ある犯罪について情状酌量等の要因の組み合わせによってその主観的な(素朴な)罪の重さ(あるいはふさわしい罰の大きさ)が異なることが予想される。この点において実際の判決とは異なる素朴判決の特徴が現れることが予想される。本調査においては複数の要因が関わる場合の主観的な罪の重さ(あるいは罰の重さ)を一対比較法によって測定する際に、どのような要因を取り上げるべきかを検討することにした。主観的な罪の重さ(あるいは罰の大きさ)に影響するものとして責任判断に関わると思われる要因をとりあげた。また、罪や罰の主観的な大きさについてどのような償いがふさわしいと感じられるかを調査対象者に被害者の場合、加害者の場合をそれぞれ想定して回答してもらうことを試みた。調査は山崎雅也の協力を得て実施した。調査対象者は大学生93名であった。刑事事件の裁判判例を素材として、量刑判断に影響を与えると考えられる要因を変化させた質問文を構成した。とりあげた要因は被告人の年齢、動機、精神状態、犯行後の行動、計画性、犯行にいたるまでの経緯、結果の重大性、再犯可能性、被害者の年齢および感情であった。素朴量刑判断を行う際に、とりあげた要因についてはおおむね考慮したとの回答が得られたが、「少年であること」については非寛容な意見が多数を占めていた。これらの結果をもとにした要因の組み合わせ条件について一対比較法により罪(あるいは罰)の重さに関する心理尺度構成を行う。研究課題である社会的価値として本研究では「罪と罰」に関する計量心理学的研究を行った。一般市民による「罪と罰」についての価値判断がどのような性質をもっているのか、また、それらは司法の専門家とどのように異なるのか、あるいは一致しているのであろうか。この問題については、この分野の先駆者である植松正氏によって1949年に専門家と一般市民の間の「判決」を比較した研究が発表されている。しかし、その後は一般市民の「判決」にっいての研究は我が国では少なく、もっぱら専門家の判決の客観化という観点から研究が行われてきている。

専門家と一般市民の間の「判決」を比較した諸研究によると概して一般市民の方がより厳しい判断を下すことが知られている。このような差異が生ずるのはなぜなのだろうか。この問題を計量心理学的な観点から検討した。その結果、順序尺度レベルでは専門家・非専門家の判断間に大きな相違は見られないことから、「罪の重さ」や「罰の重さ」(年数)を「量定」する際の「尺度」の相違によるものであると考えることができる。新しい裁判員制度が予定されている今日では一般市民の「判決」の特徴を知ることはその重要性を増している。最後に、さまざまな社会的価値判断の測定方法として心理尺度構成法を適用することが可能であるが、社会的価値は多様であり、その測定については方法的な検討が必要とされる。これらの適用例を整理し、体系化することを試みた。
狭ギャップ半導体薄膜の磁場下電子物性研究と超高感度電流センサの開発

本研究では、現在産業界で使われる磁気センサ技術開発と結晶成長技術の実績を生かして、超高感度磁気センサ技術、およびその応用としての超高感度非接触電流センサの開発に向けて注力し、実用化の道を開く研究を実施する。さらに本研究に付随して得られる結果から、狭ギャップIII-V族半導体の薄膜の量子構造における未知の物性や、スピントロニクス材料としての新規の可能性についても検討を進める。本研究では、未だ学術的にも未解明な部分の多い狭ギャップIII-V族半導体ナノ薄膜の基礎物性やノイズ特性との関係等を体系的に明らかにすることにより、超高感度磁気センサ等の要素技術の確立する。
中世後期〜近世における皇帝と帝国の研究

本研究の目的は、中世後期から近世における帝権に関する理念を、マクシミリアン一世の時代を中心として明らかにし、これを帝国史の展開の中に位置づけることであった。そのために、本年度はマクシミリアンおよびその前後の時代のハプスブルク家の皇帝たちが帯びた称号とその用法を比較検討し、以下の知見を得た。中世における神聖ローマ帝国の首長の地位の特色は、国王として選出・戴冠された後、教皇による戴冠を通じて皇帝位に就くという二重性に存したが、この過程への教皇の介入を極力排除することにより、教権との結合から解放された帝権が近世までに確立されたとし、マクシミリアンが皇帝戴冠なしに帯びた「選挙されたローマ皇帝」称号にその表明をみるのが、従来の歴史研究における傾向であった。確かに、この称号の登場は、14世紀に国王選挙に対する教皇の認可権要求を退け、選挙に基づく王権と帝権の結合を主張した、皇帝側の理論の帰結であると位置付けられる。しかし、実際には教皇の戴冠権はなお尊重され、これにより象徴される帝権と教権についての両剣論的観念も保持されていた。従って、この新たな皇帝称号は、将来の皇帝戴冠まで過渡的に用いられるものと考えられていたといえ、また帝国国制の二元化が進行し、帝国首長と帝国等族が分離・対立する状況下で、選帝侯による選挙に皇帝号の正統性の根拠を求めることも回避された。この称号の登場は、国王戴冠の直後に皇帝号を称したカール五世の例が示すように、称号用法における国王と皇帝の差異をほとんど消滅させたが、文字通り選帝侯により「選挙された皇帝」を頂点とし、教皇による皇帝戴冠すら必要としない、世俗的傾向の強い帝権は、むしろ宗教改革の影響下に、フェルディナント一世以降に確立されたのであった。なお、上述の主題に関する論文は現在執筆中であり、学会誌に投稿される予定である。神聖ローマ皇帝マクシミリアン一世(1519年没)の時代は、帝国史のうえでは、国王ないし皇帝と帝国等族の分離・対立による国制の二元化が進行した時期とみなされている。教権との関係についていえば、すでに14世紀の国王選挙制度の確立により、教皇の介入は極力排除された状態にあり、したがって選挙された国王と教皇により戴冠された皇帝の相違も実質的にはうすれつつあった。マクシミリアンが皇帝戴冠によらず、自ら「選挙されたローマ皇帝」号を帯びたことは、この傾向を決定的に明らかにしたものととらえられている。しかし、少なくとも皇帝の周辺においては、皇帝戴冠の必要性はなお自明だったのであり、それはコンラート・ポイティンガーのような帝国の知識人の著作にあらわれている通りである。彼の帝権観は、皇帝を教皇との協調のもとにキリスト教世界を守護する存在とみなす伝統的な観念を基調とするものであり、カール大帝への帝権移行の理論に立脚し、また皇帝戴冠を期待する根拠をドイツ諸王・諸帝の教会に対する功績に求める点において、帝権と教権の理論的闘争を経験した中世後期の著作家に多くを負っている。とくに帝権のドイツへの帰属の主張は、フランスとの対抗関係の下で現実的意義を持ち続けた。一方、故郷アウクスブルクと皇帝の間の政治的仲介役もつとめたポイティンガーは、帝国外へ支配権を拡大しつつあるハプスブルク家の王朝政策の支持者でもあり、その政治思想においては、ドイツ的帝権論とハプスブルク王朝理念が共存せられている。だが、マクシミリアン時代には、中世後期に練り上げられた、帝国支配の淵源としての選挙に関する議論に比重が置かれなかった点が注目される。国王選挙と皇帝戴冠の意義については、国王と皇帝の称号を手がかりとして、中世後期から近世にかけての帝国史の展開を視野に入れつつ、今後も検討を行ってゆきたい。
運動重荷に対応する心機能の変動を基とした簡易メディカル・チェック法の検討

現在,運動重荷に際して一般に行われているメディカル・チェックは,それを行う機関によって内容が著しく異なり判定の基準も一定していない.しかし,衆目の一致する所は少くも重荷した運動にその人の心機能が追従し得るか否かの検査が必要であるということであろう.このためには運動中の心拍数,心電図波形,心拍出量,血圧などを継時的にチェックして結論付けなければならない.私たちの実験も当然この考え方に立っているが,一般にこれを行うことは機械・技術面などからも困難なことが多い.本研究は,これらの精細な実験と対比して,より容易に心機能を精細に把握でき得る指標を検索しようとするもので,昭和60年以来,運動時の心拍数心機能と体内代謝の対応および運動による心拍数の変動を指標とした心機能の監視に関する実験を進め昭和63年度本科学研究費補助金(一般研究B)研究成果報告書に「運動重荷に対応する心機能を基とした簡易メディカル・チェックの検討」として報告している.要は,従来私たちが行ってきた全身持久性の向上,運動療法に際しての安全かつ効果的運動を目的とした心拍数を任意の一定レベルに規定した運動の実験から発展して,心電図上の変化と心拍数の変動との関連性,さらには心拍出量,血圧,体内脂質代謝等の関連,ことに心拍数と心電図波形について実験を進めてきたのである.その結果私たちはこれら一連の実験成績から,運動重荷に対応する心機能を基とした簡易メディカル・チェック法の1つとして,ある一定運動を重荷した時の運動前および運動後の最高心拍数を測定し,その増加の度を算出することが,その人の心機能に対する侵襲の度を推定する1つの目安となると考えている.すなわち,一般の人ならば,運動時の最高心拍数として150回/分運動前に対する心拍数増加率にして150%を上限とした運動がより安全性を考慮した運動重荷となろう.現在,運動重荷に際して一般に行われているメディカル・チェックは,それを行う機関によって内容が著しく異なり判定の基準も一定していない.しかし,衆目の一致する所は少くも重荷した運動にその人の心機能が追従し得るか否かの検査が必要であるということであろう.このためには運動中の心拍数,心電図波形,心拍出量,血圧などを継時的にチェックして結論付けなければならない.私たちの実験も当然この考え方に立っているが,一般にこれを行うことは機械・技術面などからも困難なことが多い.本研究は,これらの精細な実験と対比して,より容易に心機能を精細に把握でき得る指標を検索しようとするもので,昭和60年以来,運動時の心拍数心機能と体内代謝の対応および運動による心拍数の変動を指標とした心機能の監視に関する実験を進め昭和63年度本科学研究費補助金(一般研究B)研究成果報告書に「運動重荷に対応する心機能を基とした簡易メディカル・チェックの検討」として報告している.要は,従来私たちが行ってきた全身持久性の向上,運動療法に際しての安全かつ効果的運動を目的とした心拍数を任意の一定レベルに規定した運動の実験から発展して,心電図上の変化と心拍数の変動との関連性,さらには心拍出量,血圧,体内脂質代謝等の関連,ことに心拍数と心電図波形について実験を進めてきたのである.その結果私たちはこれら一連の実験成績から,運動重荷に対応する心機能を基とした簡易メディカル・チェック法の1つとして,ある一定運動を重荷した時の運動前および運動後の最高心拍数を測定し,その増加の度を算出することが,その人の心機能に対する侵襲の度を推定する1つの目安となると考えている.すなわち,一般の人ならば,運動時の最高心拍数として150回/分運動前に対する心拍数増加率にして150%を上限とした運動がより安全性を考慮した運動重荷となろう.昭和60年度研究実績書に述べたごとく、運動負荷に際し、現在一般に行われているメディカル・チェックは、それを行う機関によって著しく異なり、その内容および判定の基準が必ずしも一致していない。しかし、衆目の一致するところは、負荷された運動にその人の心機能が速やかに追従する能力があるか否かを検討する点であり、私たちは全身持久性の向上、運動療法に際し、もっとも効果的で安全性を考慮した運動負荷方法として心拍数を任意の一定レベルに規定した運動負荷が代謝的にも心機能の上からもより効果的であると報告している。この場合、当然、運動中の心電図からそのS-Tレベル,S-Tスロープ、心拍数、心拍出量等を継時的にチェックして結論を出しているわけであるが、このような精密検査を一般に行うことは難しく、昭和60年度には、各種運動強度のトレッドミル走および自転車エルゴメーター運動負荷実験によって、正常成人男子の場合、運動中の心拍数が170回/分を超えると、その増減の度とS-Tレベル、S-Tスロープとの関係に乱れを生じるところから一応の基準を170回/分の心拍数に置き、そのレベルにまで心拍数を増加させる運動負荷速度を変えて実験を行い、少なくも5分間以内に心拍数を170回/分まで増加させた場合には、正常成人男子の運動鍛練者でも心電図波形上のS-Tレベル2mm以上の低下をきたす者がおり、またS-Tレベルの低下とS-Tスロープの上昇との間に規則性のみられなくなること、インピーダンス法による心拍出量の変化も乱れ、血圧も運動開始後3分で200mmHgにも達するものが多く、脈圧の増加が著明であったことを報告している。

そこで今回はこの点をさらに追究するとともに10分間で心拍数が170回/分に達するような運動に主眼を置き、心拍数増加率を基本としてS-Tレベルと運動負荷時間とを三次元に作図した図表をつくり、より簡易なメディカル・チェックのできる方法の検討を行ったのである。
倍変化検出型の適応的応答ダイナミクスとその分子機構の解析

細胞性粘菌は、細胞外cAMPの変化に対して適応的にcAMPを合成・分泌する(cAMP応答)ことが知られている。私は、このcAMP応答が、細胞外cAMPの変化の比によってその振幅が決定されること、すなわち倍変化検出型の応答であることを発見し、その適応的意義及び分子機構の解明を目指して研究を行ってきた。平成24年度における研究の主な成果は次の様なものである。1.cAMP応答の倍変化検出性の分子機構に関して新たな知見を得た。cAMP応答の倍変化検出性の分子メカニズムを探るべく、cAMP合成酵素であるアデニル酸シクラーゼの上流にある、フォスファチジルイノシトール3リン酸(PIP3)に着目し、その合成量が、細胞外cAMPの刺激に対しどのように応答するかを調べた。その結果、PIP3においても倍変化検出型の応答が観察されることが分かった。この結果は、細胞内cAMPの倍変化検出型の応答が、より上流のPIP3の合成量によって制御されていることを強く示唆している。2.cAMP応答の適応的意義を数理的に議論し、その理論の検証を行った。昨年度までに、倍変化検出型の応答が、細胞密度に依存しない細胞間シグナリングに寄与し得ることを、数理モデルを用いて示した。本年度は、このモデルの帰結を実験的に検証し、その妥当性を示した。3.倍変化検出型応答の機能の一般性を数理的に議論した。細胞間シグナリングの様式が、細胞性粘菌と異なる状況を数理的に表現し、事例研究を網羅的に行った。その結果、倍変化検出型の応答さえ仮定すれば、かなり一般的な状況においても、細胞密度依存性が無くなる、あるいは低減することが分かった。すなわち、倍変化検出型の応答と細胞密度に依存しない細胞間シグナリングの関係が普遍的なものであることが明らかになった。平成23年度における研究の主な成果は次の様なものである。1.cAMP応答の倍変化検出型の応答性が頑強な性質であることを見出した。細胞内環境(各タンパク質の濃度など)は個々の細胞ごとに大きくばらついていることが分かっている。それゆえ、一般には細胞レベルで観察される性質も同様にばらつきの大きいものとなる。倍変化検出型の応答性が頑強な(細胞間のばらつきの少ない)性質であるということは、その分子機構である生化学反応ネットワークが何らかの特殊な関係性を有しているということを意味する。2.cAMP応答を本質的に再現するネットワークモデルを同定した。上記の新たな実験事実から、このようなcAMP応答の性質を実現し得る生化学的なネットワーク構造がどのようなものかを問い、計算機を用いて可能なモデルを探索した。結果として、負のフィードバックを含んだネットワークモデルがcAMP応答を本質的に再現することを明らかにした。3.cAMP応答の適応的意義を数理的に議論した。cAMP応答の倍変化検出型の応答がどのような意味で適応的なのかを問い、これが細胞間シグナリングにおいて機能する可能性を議論した。具体的には、細胞がcAMPを媒介にシグナリングを行う際に、倍変化検出型の応答によって、細胞密度の変化に対する依存性をなくすことができることを数理的に議論することが出来た。

cAMP応答の性質を定量的に特徴付けることで、その内部の分子機構のあり得る構造に強く制限をかけることが出来た。さらに、cAMP応答の適応的意義までも議論することが出来た。細胞性粘菌においては、一細胞レベルのcAMP応答が原因となって、細胞集団レベルのcAMPの振動現象が生じていると考えられる。現段階では、この振動現象の周期が一細胞レベルのどのような性質に依って決まるのかが明らかになっていない。一細胞の不応期を調べることでこれを明らかにする。また、現段階で得られたcAMP応答のあり得る分子機構(ネットワーク構造)は抽象的なものであり、その実体が明らかになっていない。変異株等を用いた実験を通してこれを明らかにする。
術中放射線治療に併用する悪性腫瘍組織識別法の研究

口腔悪性腫瘍も現段階では信頼し得る治療手段は切除手段、次いで放射線治療である。従って、切除手術ならびに放射線治療を効果的に組み合わせという治療体系がむしろ現実的であり、その臨床的成果を公表している。最近の我々の治療眼目として、手術においては腫瘍を最小限かつ取り残しのない切除を施行し、なおかつ腫瘍が頸動脈あるいは重要臓器に癒着し残存した部位においては必要領域に照射範囲を絞って術中照射治療を適用する方針で臨んでいる。即ち、手術後の化学療法や術後照射は時期的に局所再発や遠隔転移の点で後手になるため、より確実性のある術中照射の必要性を強調したい。術中照射の有用性は、放射線に感受性の高い正常組織を照射野外にはずせ、病巣の深さに応じて適切なエネルギーの電子線を選択できる点にあるが、頭頸部悪性腫瘍に対する術中照射の積極的臨床応用を推し進め、臨床例も経験し報告した。ここで、問題点として(1)照射筒と術野との形態的適合、(2)ひいては、放射線効果の深達度、(3)照射野面積の限界の点で課題が残り、今後はイリジウム(^<192>lr)ワイヤー^<20>との併用も考慮している。しかし質の高い術中照射のためには、(1)直視下で、正確に病巣を確認できること.(2)腫瘍の感受性を特異的に高め、正常組織を護る.という点を念頭に置かねばならない。従って悪性腫瘍を特異的に識別し、照射線量を減じる手法が要求される。残存腫瘍の識別に関し、腫瘍のみ陽性となり非腫瘍部はすべて陰性となるマーカーは現在報告をみない。我々は免疫組織学的手法を用い悪性腫瘍組織の識別のためのマーカーさらに種々なる識別化学物質とともに、口腔癌に一般的な扁平上皮癌のみならずその他の腫瘍細胞に対しても臨床応用の可能性につき検討してきた。一方、放射線感受性を高める方法としては5FUについて検討し臨床効果が得られている。以上、悪性腫瘍組織識別を併用する術中照射の本治療体系は、口腔癌進行例における5年生存率に寄与するものと考える。実験的口腔癌形成ハムスターの腫瘍染色に関する検討、実験的口腔癌形成ハムスターに対する放射線高感受性剤の検討、染色薬剤ならびに放射線高感受性剤の正常組織に対する組織毒性、損傷の有無に関する病理組織学的検討および、それに基く至適染色薬剤、増感剤のスクリーニング、実験的口腔癌形成ハムスターにおける至適放射線線量の検討がなされた。これらに基き放射線使用下動物実験系の確立がなされてきている。一方、ヒト悪性腫瘍組織についてはその切除組織が化学療法、放射線療法を被っている場合、その評価につき基準が求められる。伝統的腫瘍組織特異的染色法、光学的腫瘍組織特異的識別法、免疫酵素抗体法、及びその他の手法による悪性腫瘍切除標本(原発腫瘍、転移リンパ節)の腫瘍染色に関する検討については、現在ヒトの諸臓器、すなわち悪性腫瘍(癌腫、肉腫)、良性腫瘍、さらに骨および筋肉組織さらには神経組織などに対して染色、ならびに検鏡を施行している。また実験的口腔癌形成ハムスターの腫瘍染色に関する検討、実験的口腔癌形成ハムスターに対する放射線高感受性剤の検討も進行している。なかでもヒト悪性神経腫瘍組織については著明な反応がみられ、その結果は本年度日本頭頚部腫瘍学会(大阪)にて報告した。口腔悪性腫瘍も現段階では信頼し得る治療手段は切除手術、欠いて放射線治療である。

従って、切除手術ならびに放射線治療を効果的に組み合わせという治療体系がむしろ現実的であり、その臨床的成果を公表している。最近の我々の治療眼目として、手術においては腫瘍を最小限かつ取り残しのない切除を施行し、なおかつ腫瘍が頸動脈あるいは重要臓器に癒着し残存した部位においては必要領域に照射範囲を絞って術中照射治療を適用する方針で臨んでいる。即ち、手術後の化学療法や術後照射は時期的に局所再発や遠隔転移の点で後手になるため、より確実性のある術中照射の必要性を強調したい。術中照射の有用性は、放射線に感受性の高い正常組織を照射野外にはずせ、病巣の深さに応じて適切なエネルギーの電子線を選択できる点にあるが、頭頸部悪性腫瘍に対する術中照射の積極的臨床応用を推し進め、臨床例も経験し報告した。ここで、問題点として(1)照射筒と術野との形態的適合、(2)ひいては、放射線効果の深達度、(3)照射野面積の限界の点で課題が残り、今後はイリジウム(^<192>Ir)ワイヤー^<201>との併用も考慮している。しかし質の高い術中照射のためには、(1)直視下で、正確に病巣を確認できること.(2)腫瘍の感受性を特異的に高め、正常組織を護る.という点を念頭に置かねばならない。従って悪性腫瘍を特異的に識別し、照射線量を減じる手法が要求される。残存腫瘍の識別に関し、腫瘍のみ陽性となり非腫瘍部はすべて陰性となるマーカーは現在報告をみない。我々は免疫組織学的手法を用い悪性腫瘍組織の識別のためのマーカーさらに種々なる識別化学物質とともに、口腔癌に一般的な扁平上皮癌のみならずその他の腫瘍細胞に対しても臨床応用の可能性につき検討してきた。一方、放射線感受性を高める方法としては5FUについて検討し臨床効果が得られている。以上、悪性腫瘍組織識別を併用する術中照射の本治療体系は、口腔癌進行例における5年生存率に寄与するものと考える。
学校運動会の生態学

本研究では、研究代表者による数年来の映像解析に関する基礎研究、調査・収録実績をふまえ、学校の歴史の中でもっとも古く、各学校や地域に根を張り、それそれの枝葉を形作っている運動会(体育大会)に焦点を絞り、その意義、役割を映像特性を生かした新視座により究明し、文章および歴史的な経過を含めた包括的な考察を行おうとする、運動会の「生態学」であり、文章からは得られない諸情報の解析に主力を注いだ。この主旨に則し、平成7年度および平成8年度の2年間にわたり、以下の4項目にわたる取り組みを行った。なお、本研究で使用する収録・編集用機材は、大部分、現有の機器をもって充て、必要最小限の機器に限り補充するにとどめた結果、配分経費の大部分を実質的な調査活動に振り向けることができた。1関連文献資料(文学作品、沿革史、プログラム)、既存フィルム等の調査(文芸映画作品、記録映画作品、写真)の調査と収集2これまでの研究実績と収録手法(3カメラ・フル稼働方式)を生かして、平成7年度には、近畿ブロックから2校、平成8年度には、全国レベルで4校の学校運動会(体育大会)の収録を行った。3収録した素材を視聴、解析し、運動会の性格、プログラムの構成・内容・児童・生徒の表情と動き、教員の表情と動き、保護者・地域民の参加と対応、卒業生の参加度、招待者の区分と顔ぶれ、学校環境との関連などの視座から、映像分析の枠組みを設定した。4本研究室に常備の追記型ビデオディスク検索システムを用いて、本研究の目的に照らし大量の「静止画・動画の併用検索」を可能ならしめる技法を開発。実用化した。実用化した。本研究は、小学校、中学校における運動会・体育大会を、同時多角度から収録した映像を分析することによって、そこに投影される事象を手がかりに学校、児童生徒、地域の実態を読み取ることを期し、歴史的、地域的な発展の経過・背景をふまえた「生態学」的な分析を行う研究計画(2年間)の初年度にあたる。本計画は研究方法や技法についての試行的な性格を有し、やがて各地の気鋭の研究者の強力を得て取り組む予定の総合研究計画の準備的な位置を占めている。このような将来計画と展望に立ち、本年度は、第一に、研究方法の改善のための活動を継続発展させ、第二に、収録映像の分類・検索のための技法の開発と試行を行い、第三に、総合研究体勢の確立のための事前調査、連絡調整を行なった。まず、映像収録試行範囲の拡大と分析方法の改善では、運動会・体育大会の収録および準備(予備調査)を、近畿各府県から中国四国地域にまで拡大して実施するとともに、収録映像の分析視点の吟味を実地に収録した映像により集中的に行った。つぎに、収録映像の分類・検索のための技法の開発と試行では、本研究室準備の追記型ビデオディスク検索システムを用い、本研究の目的に適う「静止画・動画の併用検索」の技法を開発、実用化した。さらに、総合的研究体勢の確立のための準備では、全国の研究者と共同研究を進めるための連絡、調整を深め、調査・収録対象地域設定のための事前調査と関係情報の収集を積極的に行った。本研究では、研究代表者による数年来の映像解析に関する基礎研究、調査・収録実績をふまえ、学校の歴史の中でもっとも古く、各学校や地域に根を張り、それそれの枝葉を形作っている運動会(体育大会)に焦点を絞り、その意義、役割を映像特性を生かした新視座により究明し、文書および歴史的な経過を含めた包括的な考察を行おうとする、運動会の「生態学」であり、文書からは得られない諸情報の解析に主力を注いだ。

なお、本研究で使用する収録・編集用機材は、大部分、現有の機器をもって充て、必要最小限の機器に限り補充するにとどめた結果、配分経費の大部分を実質的な調査活動に振り向けることができた。1関連文献資料(文学作品、沿革史、プログラム)、既存フィルム等の調査(文芸映画作品、記録映画作品、写真)の調査と収集2これまでの研究実績と収録手法(3カメラ・フル稼働方式)を生かして、平成7年度には、近畿ブロックから2校、平成8年度には、全国レベルで4校の学校運動会(体育大会)の収録を行った。3収録した素材を視聴、解析し、運動会の性格、プログラムの構成・内容、児童・生徒の表情と動き、教員の表情を動き、保護者・地域民の参加と対応、卒業生の参加度、招待者の区分と顔ぶれ、学校環境との関連などの視座から、映像分析の枠組みを設定した。4本研究室に常備の追記型ビデオディスク検索システムを用いて、本研究の目的に照らし大量の「静止画・動画の併用検索」を可能ならしめる技法を開発、実用化した。
異種移植における遅延型拒絶反応の抑制

double-DAFはさらなる補体の活性化の抑制に、また、d-1-99AA-C1-INHはC4の沈着の抑制に有効であった。HSV-gC1は予想されたサイズでSECおよびCHO cellの細胞表面上に発現することが示された。LDH assayの結果では、SECに発現させた場合HSV-gC1の細胞傷害抑制効果は20-50%で、80-95%のDAFに比べて低いが有意に補体抑制効果を示した。CHO cellでの結果はSECの場合と若干異なり、いくつかの血清でむしろ補体反応を活性化する傾向が見られた。これらのヒト血清をウェスタンブロットにて解析したところHSV-gC1に対する抗体反応が陽性であることが示された。異種移植におけるGRAFT内での補体制御に必要な抑制因子の再検討をおこなった。をもちい、安定発現株の樹立を得た。ブタの血管内皮にこのFactor Iを発現した(株)は低発現のものしかとれなかった。それでも、ヒトの血清をつかった細胞傷害性試験では、20%血清に対しては約40%、40%血清に対しては約10%補体の攻撃性を抑制することが判明した。一方、十分なFactor Iの発現を得られたCHO細胞の株では、20%血清および40%血清に対して補体活性を約60%抑制することが判明した。また、次にこの分子のlight chainだけをPI-anchorにつないだ形のものを作製し、同じくpCAGGSに組み込み、CHO細胞での発現に成功している。C1-INH-関しても、全長をPI-anchorにつなぎ、CHO細胞およびブタ血管内皮細胞上での発現に成功した。CHO細胞上では75%、ブタ血管内皮細胞上では60-65%の補体抑制効果を示した。また、この分子の機能ドメインだけをPI-anchorにつなぎ、CHO細胞およびブタ血管内皮細胞上での発現に成功している。MCPに関しては、SCR2-3とSTドメインを同じくDAF(CD55)のPI-anchorにつないだ構築のものをつくった。1.補体制御因子等の必要な遺伝子を移植臓器に高発現させることを目的DAFのすべてのアミノ酸の遺伝子コドンを、ホ乳類の細胞(特にブタ)で利用頻度の高いコドンに換えたホ乳類型DAFを合成した。また高発現を得るにはできるだけ小さな分子が有利と考え、SCR1をカットした遺伝子構築にした。従来のDAFと、合成DAFのcDNAを発現ベクターpCAGGSに組み込み、CHO細胞にトランスフェクションし一過性の発現の差を検討した。従来型DAFと合成DAFの差は、FACSでは1日目に明らかで、蛋白量も1日目、3日目で有意差がみられた。次に、トランスジェニックマウスを作成し、同様に調べた。従来型DAFを7 line、合成DAFを5 line作成した。結果はシッポの切片にFITCラベルした抗体を用い、免疫組織染色を行い、(-)(+++)で判定した。結果は、従来型DAFでは(±)(+++)(±)(±)(+++)(-)(±)に対して、合成DAFでは(±)(++)(+++)(+++)(++)であった。2.補体制御機能を強化することを目的また、DAFの機能ドメインであるSCR2-4を二重につなぎ、ウイルスレセプターであるSCR1を欠いたダブルDAFを作成し、その補体制御機能をトランスフェクションにより検討した。ダブルDAFはCHO細胞やブタ血管内皮に発現し得た。補体制御機能は従来のDAFよりも有意に認められた。現在このダブルDAFにC1-INHをつけたhybrid分子を合成し、その機能を検討している。HSV-1による補体制御作用の検討HSV-gC1をCHO cellおよびブタ血管内皮細胞(SEC)に遺伝子導入し,安定発現株を得た。
マイクロTPCを用いた超対称性暗黒物質直接検出の為の地上・地下実験による基礎研究

平成19年度の研究では、(1)京大タンデムを用いたマイクロTPC性能評価実験のための基礎実験(2)神岡地下実験室でのマイクロTPCの長期安定動作およびバックグラウンド測定を行った。(1)電気分解法によって製作したTiDターゲットを京大タンデムにて重陽子ビームに照射、ターゲット中の重水素(D)と反応して、中性子とヘリウム3原子核を生成、ヘリウム3原子核をシリコン検出器で検出、中性子をマイクロTPCに照射することを目的としている。重陽子ビームの加速電圧、ターゲットの作成方法を変更しながら合計9度のビーム試験を行い、真空槽外部に設置した中性子検出器との同時計測によって真空槽内部に設置したシリコン検出器でエネルギースペクトルを取得した。この結果、平成18年度に設置した重陽子ビームの減速材(75マイクロメートル厚のアルミニウム)が背景事象の源となることが判明した。減速材を取り除いて2.5メガ電子ボルトに加速した重陽子ビームをターゲットに直射することで、シリコン検出器と中性子検出器の同時計測率が上昇、エネルギーの定まった中性子を用いたマイクロTPC較正への基礎となった。(2)30cm角マイクロTPCを用いて、神岡地下実験室での長期測定及びバックグラウンド測定をを行った。平成19年1月に神岡地下実験室に装置を設置、月に1,2度のメンテナンスを除いて無人運転を行い、安定したデータ取得を実現した。更に宇宙からの放射線バックグラウンドが低い条件下での観測をおこなったことで、検出器内部のバックグラウンドを調査、得られたエネルギースペクトル、時間変化とシミュレーション結果を合わせることで、検出器構成物質の放射性不純物が現在のバックグラウンドの主であることが判明した。平成18年度の研究では、(1)京大タンデムを用いたマイクロTPC性能評価実験のための準備実験(2)マイクロTPCによる地上実験室での暗黒物質探索実験、および地下実験の開始、を行った。(1)京大タンデムでの実験に使用するためのTiDターゲットを電気分解法によって製作した。重粒子ビーム(d)がターゲット中の重水素(D)と反応して、中性子とヘリウム3原子核を生成、ヘリウム3原子核をシリコン検出器で検出、中住子をマイクロTPCに照射することを目的としている。作成したターゲットを真空槽に設置、タンデムのビームラインに接続した。二度のビーム試験を行い、一度目は4メガ電子ボルト程度に加速した重陽子ビームをターゲットに照射、近傍に設置したシリコン検出器でエネルギースペクトルを取得した。この結果、データ収集システムの動作が確認され、重陽子の弾性散乱事象が実際の事象に対する大きな背景事象となることが判明した。この結果を踏まえて、重陽子ビームに減速材(75マイクロメートル厚のアルミニウム)、シリコン検出器の前に弾性散乱の遮蔽材(0.8マイクロメートルのアルミニウム)を設置し、二度目のビーム試験を行った。この結果、弾性散乱による重粒子事象は排除され、シリコン検出器でヘリウム3原子核のスペクトルが取得された。平成19年度は中性子検出器を用いて中性子が生成されていることを確認したのち、マイクロTPCを設置してマイクロTPCの性能評価実験を行う。(2)30cm角マイクロTPCを用いて、地上実験室での暗黒物質探索実験を行った。地上であるために中性子バックグラウンドによって暗黒物質への感度が制限されているが、方向に感度を持つ手法としてはじめて暗黒物質と通常の物質との反応率に対して制限をつけた。この結果を論文としてまとめ、Physics Letters B誌に投稿した。30cmマイクロTPCを平成19年1月に東京大学宇宙線研究所神岡宇宙粒子地下実験室に設置、宇宙からの放射線バックグラウンドが低い条件下での観測を開始した。
心筋ＩＫｓチャンネルに対する吸入麻酔薬と交感神経刺激の相互作用

本研究はこれまでパッチクランプ法を行っていなかった新しい実験室にて進めていたためデータ記録が困難であった。各種実験装置の場所移動やアース付電源タップの使用などによりデータへのノイズ混入は大幅に改善され、良好なパッチクランプデータ記録環境を確立することが出来た。また、実験備品メーカーとの話し合いによりcDNAを受託増幅してくれることとなり、現在cDNAの納入を待っている状況である。本研究で必須の実験方法であるパッチクランプ法を行うための環境を整備するために、パッチクランプ用ピペット作成に必要なピペットプーラーやカセットガス、pHメーターをはじめとする各種実験備品、実際の実験で用いるイソプロテレノールなどの各種薬剤、細胞培養に必要なDPBS溶液をはじめとする各種溶液等を新たに購入した。また細胞培養に用いていたインキュベーターが故障したり、パッチクランプ法で用いる顕微鏡のマニピュレーターが故障するなどのトラブルも経験した。現在は当初の予定よりも遅れてWild-type IKsの研究を進めている状況である。パッチクランプ法による実験では、僅かな電気的ノイズでも取得データに大きなノイズが混入し研究結果が大きな影響を受ける。本研究でも新しい実験室を用いて実験を進めている都合上、現在でも電気的ノイズがデータに混入する状況であり、ノイズの排除に難渋している。パッチクランプアンプリファイヤーやパッチクランプ用の顕微鏡、その周囲の物品の配置場所を変えてみたり、以前より配備されている電源タップをアース付きの電源タップに交換するなどの工夫によりノイズの混入は改善してきている。また基礎実験経験のない共同研究者らに培養細胞の培養方法やパッチクランプ法によるデータ記録・解析方法、各種溶液作成方法、オートクレーブ機器の使用方法などの指導も行っている。さらに今後の実験の参考になるようにIKsチャンネルに関する論文を集め実験方法の検討なども行っている。本研究を行う実験環境を整えるため、パッチクランプ法による実験を進めるにあたって必要な顕微鏡用温度制御記録チャンバーをはじめとする各種実験備品、データ解析ソフトなどのコンピューター備品、細胞培養に必要なDMEM溶液をはじめとする各種薬剤、細胞培養用フラスコ、細胞培養用試験管などを購入した。平成24年度は研究実施計画書にあるように、Wild-type KCNQ1を用いて正常型IKsに対する吸入麻酔薬と交感神経刺激の相互作用に関する研究を進めた。交感神経刺激には研究実施計画書のとおりにイソプロテレノールを用いることとしたが、吸入麻酔薬に関しては研究実施計画書で言及したセボフルランに加え、これまでにパッチクランプ法を用いたイオンチャンネルの研究で数多く用いられてきたイソフルランも用いて研究を進めることとした。パッチクランプ法による実験は僅かな電気的ノイズでも取得データには大きな電気的ノイズとして混入し研究結果が大きな影響を受ける。本研究においてもこれまでパッチクランプ法を行っていなかった新しい実験室を用いて実験を行っている都合上、電気的ノイズを完全に排除出来る環境が完成しておらず、データ取得が不安定となることがある。IKsに関するデータ取得とともに電気的ノイズが混入しないような実験環境の構築も進めているところである。また基礎研究経験のない共同研究者らに細胞培養方法やパッチクランプ法によるデータ記録・解析方法の指導も行っている。本研究はこれまでパッチクランプ法を行っていなかった新しい実験室にて進めていたため、当初はパッチクランプデータ記録の環境整備が進んでおらず、コンセント等に由来する交流ノイズがデータに混入し正確なデータ記録が困難な状況であった。各種実験装置の場所移動や電源タップをアース付きのものに交換するなどの工夫によりノイズ混入は大幅に改善され、良好なパッチクランプデータ記録環境を確立することが出来た。また、当初は培養細胞にIKsチャンネルを発現させるためのcDNAを増幅出来る環境を当実験室で構築することも検討していたが、実験備品メーカーと話し合いを行いcDNA増幅を代わりに行ってくれることとなり、現在cDNAの納入を待っている状況である。これによりcDNA増幅にかかる手間と時間を大幅に省くことが出来ると期待している。心筋IKsチャンネル(パッチクランプ法)新しい実験室を用いて実験を進めている都合上、現在でも電気的ノイズがパッチクランプ法のデータに混入する状況であり、電気的ノイズの排除に難渋している。実験備品の場所移動や、以前より配備されていた電源タップをアース付の電源タップに交換するなどの工夫によりノイズの混入は改善してきている。また細胞培養に用いていたインキュベーターが故障したり、パッチクランプ法で用いる顕微鏡のマニピュレーターが故障したこともあり、実験の進度は当初予定していたものより遅れている。パッチクランプ法などの電気生理学的実験は安定したデータ取得までの環境整備に時間がかかるが、一度データが安定して記録出来るようになると研究の進展速度が一気に上がるものなので、安定してデータを取得出来る実験環境の構築を急ぎたい。研究実施計画書では平成24年度中に正常型IKsに対する吸入麻酔薬と交感神経刺激の相互作用の検討を終了する予定だったが、新しい実験室の環境整備等に予想以上に時間がかかり検討終了までは至っていない。パッチクランプ法などの電気生理学に関する実験は安定したデータ取得までの環境整備に時間がかかるが、一度データが安定して取得出来るようになると研究の進展速度が一気に上がるので、安定してデータを取得できる実験環境を可能な限り早く構築したい。

平成26年度中にはWild-type IKsに対する吸入麻酔薬と交感神経刺激の相互作用の研究を終了させ、その後は変異型IKsに対する吸入麻酔薬と交感神経刺激の相互作用の研究を開始する予定である。平成25年度中には正常型IKsに対する吸入麻酔薬と交感神経刺激の相互作用の検討を終了させ、その後は変異型IKs(A341V型を予定)に対する吸入麻酔薬と交感神経刺激の相互作用の検討を開始する予定である。本研究はこれまでパッチクランプ法を行っていなかった新しい実験室で進めているため、現在はコンセント等に由来する電気的ノイズがデータに混入している状況でその対処に難渋している。そのため研究の進行が遅れており消耗品の購入頻度が少ない状況である。研究の進行に合わせて各種薬剤、細胞培養用ピペット、細胞培養用フラスコなどの消耗品を購入していく予定である。消耗品の購入の他、日本国内や外国で行われる学術学会への旅費として使用する予定である。