hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境汚染および環境変動によるバルト海産サケの遺伝子発現への影響

本研究の目的は、バルト海の3海域で採取したタイセイヨウサケ個体群を対象に、環境汚染物質蓄積濃度やその他環境因子(水温・溶存酸素濃度・採取年)・生物学的因子(人工孵化・野生・年齢・体重・系群・栄養段階・餌生物種)がサケのトランスクリプトーム・プロテオームに与える影響を評価することである。具体的には、以下の4点に焦点を絞って解析することを計画した。1)サケ肝臓に蓄積するPCBを含む難分解性有機汚染物質を質量分析計で定性・定量する。2)次世代シーケンサーを使用して、サケ肝臓における各遺伝子のmRNA発現量を網羅的に測定する。3)飛行時間型タンデム質量分析計を用いて、サケ肝臓におけるタンパク質発現量を網羅的に測定する。4)上記1)ー3)のデータに加え、研究分担者がこれまで測定してきた環境因子や生物学的因子を併せて主成分分析をおこない、交絡因子の影響を最小限にして各因子の影響を評価する。今年度は、飛行時間型タンデム質量分析計を用いて、サケ肝臓におけるタンパク質発現量(プロテオーム発現プロファイル)を網羅的に測定した。その結果、3海域間でプロテオーム発現プロファイルに違いが認められた。さらに、前年度解析したサケ肝臓のトランスクリプトーム発現プロファイルと併せてcoinertia分析を実施したところ、両データセットの類似性を確認した。さらに、環境因子(環境汚染物質濃度・水温・採取年)や生物学的因子(人工孵化・野生・系群)を併せて主成分分析をおこなった結果、サケ肝臓のスクリプトーム・プロテオーム発現量は主として難分解性有機汚染物質濃度に影響されていることが明らかとなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、バルト海の3海域で採取したタイセイヨウサケ個体群を対象に、環境汚染物質蓄積濃度やその他環境因子(水温・溶存酸素濃度・採取年)・生物学的因子(年齢・体重・系群・栄養段階・餌生物種)がサケのトランスクリプトーム・プロテオームに与える影響を評価することである。今年度は、タイセイヨウサケの肝臓に蓄積する難分解性有機汚染物質を高分解能ガスクロマトグラフー質量分析計で測定し、バルト海の3海域における汚染の特徴(濃度・組成)を明らかにした。その結果、バルト海はPCBsやDDTsによって高濃度に汚染されていることがわかった。また、3海域間で汚染物質濃度に違いが認められた。さらに、次世代シーケンサーHiSeqを用いて、サケ肝臓のトランスクリプトームを解析した。環境汚染物質濃度・トランスクリプトーム発現量のほか、すでに測定済みであった環境因子や生物学的因子を併せて主成分分析をおこなった結果、サケ肝臓のスクリプトーム発現量は主として環境汚染物質濃度に影響されていることが明らかとなった。対照的に、サケの系群間でトランスクリプトームに大きな差は認められなかった。本研究では、以下の4点に焦点を絞って解析することを計画した。今年度はすでに1)・2)・4)の大半を終了することができた。次年度は3)を終了さえすれば、当初の目標は達成できる見込みであるため、今年度の進捗状況は、「当初の計画以上に進展している」と判断した。

今年度は、飛行時間型タンデム質量分析計を用いて、サケ肝臓におけるタンパク質発現量(プロテオーム発現プロファイル)を網羅的に測定した。その結果、3海域間でプロテオーム発現プロファイルに違いが認められた。さらに、前年度解析したサケ肝臓のトランスクリプトーム発現プロファイルと併せてcoinertia分析を実施したところ、両データセットの類似性を確認した。さらに、環境因子(環境汚染物質濃度・水温・採取年)や生物学的因子(人工孵化・野生・系群)を併せて主成分分析をおこなった結果、サケ肝臓のスクリプトーム・プロテオーム発現量は主として難分解性有機汚染物質濃度に影響されていることが明らかとなった。今年度と同様、タイセイヨウサケの肝臓を対象に、トランスクリプトームおよびプロテオームの解析を継続する。環境汚染物質蓄積濃度やその他環境因子(水温・溶存酸素濃度・採取年)・生物学的因子(年齢・体重・系群・栄養段階・餌生物種)によってmRNA・タンパク質の発現量の変動が認められた遺伝子に関しては、GeneOntologyを用いて機能情報を収集・分類する。これら同定された発現変動遺伝子については、Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery(DAVID)を用いたパスウェイ解析をおこない、各因子の変動によって受ける影響およびその作用機序を予測する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
地理情報を活用した地域高齢者の低栄養予防のための食環境・行動評価バッテリーの開発

本研究は、自立した地域高齢者の低栄養のリスク要因として、屋内外の客観的/主観的食環境・行動に着目し、社会的低栄養予防のための食環境・行動を評価する質問紙バッテリーを開発する。具体的には、1)屋外食環境・行動及び家庭内食環境・行動と地域高齢者の栄養状態の関連の分析、2)低栄養の社会環境リスクを早期発見するための食環境・行動評価バッテリーの開発を目的としている。今年度は、調査1として、屋外の客観的食環境指標と栄養状態・食品摂取多様性の関係を分析した。地域在住高齢者向け体力測定会に参加した65歳以上の者139名を調査した。屋外の客観的食環境指標として、対象者の所属する町内会または町丁名から一定距離帯にある各種買い物施設(スーパーマーケット、コンビニ、ドラッグストア)の数を地理情報システム上で評価した。その結果、500m圏内にスーパーマーケットがある地区に住む者は、500m圏内にない地区に住む者に比べ、卵と果物を毎日摂取することが有意に多かった。また、500m圏内にドラッグストアがある地区に住む者は、500m圏内にない地区に住む者に比べ、卵、牛乳、果物を毎日摂取し、食品摂取多様性スコア高値が有意に多かった。また、買い物施設の種類ごとに、買い物行動の特徴を分析した。次に、買い物以外の食料品アクセス状況として家庭内環境に着目し、地域在住高齢者89名を対象に、家庭内に常備している食品の種類と栄養状態・食品摂取多様性の関係性を調査した(調査2)。その結果、高齢者が常備している食品としては、卵、緑黄色野菜(生鮮)、果物(生鮮)の順に多かったが、卵の保存は摂取頻度とは関連しなかった。食品摂取多様性4点以上の者は、3点以下に比べ、生魚介類、ヨーグルト、納豆、生鮮緑黄色野菜を常備していることが多かった。前年度に行った地理情報システムや調査フィールドの整備をもとに、今年度は、首都圏2地区の地域住民に対する現地調査を継続して実施し、買い物環境や家庭内の食品保存状況に関する現状を分析するためのデータが蓄積された。食品摂取頻度に影響する屋外の食環境指標や家庭内の保存食品の種類が明らかとなり、次年度の調査の基礎資料とすることができた。2つの調査を並行して実施し、一部は聞き取り調査項目があったため、予備調査ではあるが対象者数が十分ではなかった。次年度は、さらに調査フィールドを拡大し、対象者数を増やす予定である。前年度取得したデータから、買い物代替行動をさらに分析する。具体的には、買い物施設までの距離別や身体機能別に、家庭内環境指標など買い物の代替行動や食に対する価値観の相違を分析する予定である。得られた分析結果をもとに、低栄養の社会環境リスクを早期に発見するための客観的食環境インデックスと自記式食環境・行動評価スケールの開発を進める。これまでの本研究の分析結果に加え、文献レビューや、専門家、当事者へのインタビューをもとに、候補となる項目を3050項目程度リストアップし、最終的な自記式質問紙のアイテムを作成する予定である。その質問紙を用いて、地域在住高齢者に妥当性調査を実施し、個々人の食料品アクセスの程度や食に関わる手段的ADLを評価できる質問紙を開発する予定である。具体的には、1)屋外食環境・行動(買い物施設の近接性、密度、経路、頻度など)及び屋内食環境・行動(食品保存・選択、嗜好、調理、配食サービス利用など)と地域高齢者の栄養状態の関連の分析、2)食環境・行動評価バッテリー(客観的食環境インデックスと自記式スケール)の開発を目的としている。今年度は調査1として地域在住高齢者の栄養状態と食環境・行動の関連評価のための研究体制を整備し、プレテストを実施した。屋外の客観的食環境を評価することを目的とし、地理情報システムを用いて、フィールドとなる首都圏2地区のスーパーマーケットやコンビニエンスストア、ドラッグストアなどの立地情報をインターネットから収集し、食環境地図を作製した。また、その地区の人口統計(人口、高齢化率)を国勢調査データから、標高や傾斜のメッシュデータを国土地理院の基盤地図情報から収集し、食環境地図に重ね合わせた。次に、その地区の高齢者向け体力測定会に参加した65歳以上の者を対象に、栄養状態・食品摂取多様性に関する聞き取り調査、体力測定、買い物行動(頻度、手段など)・その他の食行動(食事会への参加、配食の利用、冷凍食品など保存食の利用頻度など)に関する自記式質問紙調査を実施した。これまでに139名(地区1:59名、地区2:80名)から回答を得た。屋外の客観的食環境指標として、対象者の所属する町内会または町丁名からスーパーマーケットまでの最短距離、一定距離帯にある各種買い物施設の数を地理情報システム上で評価した。今後、これらの指標と栄養状態、食品摂取多様性の関係性を評価する予定である。今年度は調査フィールドとの調整や地理情報システムの整備を中心に実施し、おおむね調査や解析が実施できる状態となった。フィールドとして首都圏2地区の住民グループから協力を得て、実際に対象者139名に調査をすることができた。屋外の食環境指標についての分析準備は整ったが、買い物行動の評価、屋内食環境の評価については次年度の課題となっている。

本研究は、自立した地域高齢者の低栄養のリスク要因として、屋内外の客観的/主観的食環境・行動に着目し、社会的低栄養予防のための食環境・行動を評価する質問紙バッテリーを開発する。具体的には、1)屋外食環境・行動及び家庭内食環境・行動と地域高齢者の栄養状態の関連の分析、2)低栄養の社会環境リスクを早期発見するための食環境・行動評価バッテリーの開発を目的としている。今年度は、調査1として、屋外の客観的食環境指標と栄養状態・食品摂取多様性の関係を分析した。地域在住高齢者向け体力測定会に参加した65歳以上の者139名を調査した。屋外の客観的食環境指標として、対象者の所属する町内会または町丁名から一定距離帯にある各種買い物施設(スーパーマーケット、コンビニ、ドラッグストア)の数を地理情報システム上で評価した。その結果、500m圏内にスーパーマーケットがある地区に住む者は、500m圏内にない地区に住む者に比べ、卵と果物を毎日摂取することが有意に多かった。また、500m圏内にドラッグストアがある地区に住む者は、500m圏内にない地区に住む者に比べ、卵、牛乳、果物を毎日摂取し、食品摂取多様性スコア高値が有意に多かった。また、買い物施設の種類ごとに、買い物行動の特徴を分析した。次に、買い物以外の食料品アクセス状況として家庭内環境に着目し、地域在住高齢者89名を対象に、家庭内に常備している食品の種類と栄養状態・食品摂取多様性の関係性を調査した(調査2)。その結果、高齢者が常備している食品としては、卵、緑黄色野菜(生鮮)、果物(生鮮)の順に多かったが、卵の保存は摂取頻度とは関連しなかった。食品摂取多様性4点以上の者は、3点以下に比べ、生魚介類、ヨーグルト、納豆、生鮮緑黄色野菜を常備していることが多かった。前年度に行った地理情報システムや調査フィールドの整備をもとに、今年度は、首都圏2地区の地域住民に対する現地調査を継続して実施し、買い物環境や家庭内の食品保存状況に関する現状を分析するためのデータが蓄積された。食品摂取頻度に影響する屋外の食環境指標や家庭内の保存食品の種類が明らかとなり、次年度の調査の基礎資料とすることができた。2つの調査を並行して実施し、一部は聞き取り調査項目があったため、予備調査ではあるが対象者数が十分ではなかった。次年度は、さらに調査フィールドを拡大し、対象者数を増やす予定である。前年度の調査を継続し、さらに対象者を増やし、地域在住高齢者の屋内外の食環境・行動指標と栄養状態・食品摂取状況との関連を分析する予定である。地理情報システムから得られる屋外食環境指標に加え、対象者本人の買い物施設・交通に対する主観的評価、配食サービス利用頻度や保存食品利用などの主観的買い物行動の指標について、定量的な指標の作成に取り組み、アウトカム指標との関係性を検討する。当初、位置情報システムを用いた買い物行動のモニタリング調査を実施する予定であったが、プレテストの結果、センサの精度や機器のバッテリー、所持状況などの問題のために、正確な行動測定が困難であった。そのため、買い物行動の評価は、行動日誌による評価を中心に変更する予定である。屋内環境指標については、買い物状況や調理状況、家庭に保存されている食品の種類や数等の状況を訪問調査、インタビュー調査により詳細に把握する予定である。
痴呆性高齢者の生活における既存地域環境資源の活用に関する研究

1グループホーム居住者・スタッフの地域資源活用状況、とくに買い物外出行動についての考察をおこなった。これには、具体的な利用者や職員、地域の人々など様々な人たちの実際の人間関係構築の仕組みを会話等の具体的な行動から詳細に捉え、エスノメソドロジカルな分析をおこない、地域における高齢者が、地域からの環境圧力を受けることによって、自発的な能力が開示されていく様子を捉えることができた。2.周辺住民が施設に対して抱いているイメージの分析・考察をおこなった。このために、地域の人々や職員等に、そのイメージについて把握するためのアンケート調査やヒアリングを行った。実際の写真を選びすることによって、そのイメージについて推察したところ、大きな施設とは異なり、グループホームの高齢者の生活の場としてのイメージは比較的良く捉えられているが、その内部で行われている生活の様子などについては、あまり認識されていない実情などが明らかになった。また、施設で働く職員の地域交流に関する実際の意識なども調査し、明らかにした。3.新しい動向としての施設と地域との一体化、相互浸透の動きを把握した。このような先進事例を捉えるため、制度にならない自発的な試みとしての、「宅老所」的な施設の実態をケーススタディし、地域との関係性構築の成立過程を分析した。地域に潜在しているニーズに対応して、その施設の形態が構築されていくことが分かった。さらに、具体的に地域に浸透する施設利用者のための独自の空間づくりの現場に関わることによって、その過程から得られた様々な知見についてまとめている。利用者の生活の広がりや、施設内で見られる行動との違いなどが明らかになった。本研究では、特別養護老人ホームやグループホームにおいて痴呆性高齢者が地域とどのように関係しながら生活をしているか、その実態を調査し、地域との関係性のあり方について考察を進めている。とくに地域環境において、入居者が施設内では味わえない生活としてどのような総合的な経験をしているのか、またそれによってどのような効果を生みだしているのかについて明らかにするものである。本年度は、以下の課題にそって研究を進めた。1)痴呆性高齢者グループホームの地域資源活用状況都市部に立地するグループホームの周辺地域環境・地域社会との関係について、また、買い物などの外出行為の際の地域資源の利用状況に関して、先駆的な事例についての情報を収集し、実情についてヒアリング調査をおこなった。2)グループホーム居住者の地域との関係に関する調査活発な地域交流の行われている施設において、居住者の外出行動に関する実態を事例的にとらえ、その行為の意義を考察した。さらに、国のグループホームに対し調査をおこない、地域との交流をより良く示しているグループホーム生活の様子を写真撮影してもらい、その画像を収集し分析考察を試みた。3)特別養護老人ホームの入居者の地域との交流に関する実態積極的に地域と関わりをもとうとして活動している特別養護老人ホームにおいて、外出行動の詳細な追跡調査をおこない、とくに買い物行動について、地域における商店の役割や施設生活者にとっての買い物の意義について考察した。本研究では、特別養護老人ホームやグループホームにおいて認知症高齢者が地域とどのように関係しながら生活をしているか、その実態を調査し、地域との関係性のあり方について考察を進めている。1)痴呆性高齢者グループホームの地域資源活用状況都市部に立地し先進的な活動をおこなっているグループホームにおいて、周辺地域環境、地域社会との関係、地域資源の利用状況に関する調査をおこなった。地域との関わり方については、事業所によって意識の違いがやや見られた。イベント的な関わりを重視するものと、日常的な散歩や買い物などといった通常の生活における関わりを重視するものがあり、施設の運営方針により実情が異なる点が指摘できた。2)グループホームの立地する地域の周辺住民の意識調査

周辺住民が、グループホームをどのように認知し、受け入れているか、周辺住民へのアンケート調査を行った。施設の設立時期からの期間や地域への働きかけの有無など施設の条件によって、地域における施設の周辺住民への浸透度合いが異なることが明らかになった。先進的な事例では、商店街等の利用に際しての対応や日常的な商店街との交流などの実態をとらえた。地域の商店の側から、施設の内部空間における生活の様子については、とくに認識が高いわけではないことなどがわかった。本年度は研究のまとめとして、グループホームや特別養護老人ホームが構築する地域との関係について、新たな取り組み事例などに着目して考察した。とくに地域環境において、入居者が施設内では味わえない生活としてどのような経験をしているか、について事例調査をおこなった。本年度に取り組む新たな研究課題として、1.地域資源としての商店街の活用のあり方の考察2.地域の施設との相互浸透のあり方の考察を当初、設定している。これらの課題に対して、現在建設中の地域密着型小規模多機能施設の事例において、周辺住民と一緒にワークショップを実施し、地域にとって必要な機能を明らかにすると共に、地域住民が新設される施設を受け入れるための精神的な基盤を作った。このワークショップにおいて、地元商店街や地域資源と施設との関連づけを検討した。このような実際の計画事例から、計画のプロセスとして広く住民が参加することの意義が指摘できた。また、都市部の特別養護老人ホームの敷地の外部の商店において、入居者が一時的に休息、喫茶、食事を行う場所を開設するプロジェクトを支援することとなり、その具体的事例検討の経過から地域と施設との相互浸透に関する研究を進めた。施設入居者が外部のリビングとしての居場所を必要としていることを明らかにし、この場の実現によって、施設生活には見られない個々人の生活展開が獲得できることを示した。また、このような場の存在によって地域の高齢者とその介助者のネットワーク、また施設職員のネットワークなど、多様なコミュニケーションが展開することも実例として示すことができた。これらのきわめて先進的な事例の考察を含め、総合的に3年間の研究を振り返り、報告としてまとめた。
線毛の運動能に関連するG蛋白質の研究

本研究はラットの脳室を裏打ちする上衣細胞・気管上皮細胞・卵管上皮細胞の線毛にどのような百日咳毒素感受性G蛋白質が存在するかを、GoとGiサブタイプ(Gi1,Gi2,Gi3)のαサブユニット対する抗体を用いて免疫組織化学的に明らかにすることを目的に行った。麻酔したラットを灌流固定して脳・気管・卵管を取り出し、パラフィンおよび電子顕微鏡用樹脂に包埋した。光学顕微鏡用および電子顕微鏡用の切片を作製し、それらの抗体を用いて免疫組織化学的に検索した。また、脳室表面から線毛を多く含むペレット(cilia-rich pellet)を採取し,そのペレットと他の脳皮質の等量の蛋白を電気泳動してcilia-rich pelletにどういったG蛋白質が多く含まれている事を生化学的に検討した。その結果、まず光学顕微鏡的には、上衣細胞の線毛・気管上皮の線毛・卵管上皮の線毛にはGi2が特異的に存在することが明らかになった。電子顕微鏡的に観察すると、Gi2は線毛の細胞膜に局在していた。また、cilia-rich pelletには他の脳組織と比較して多くのGi2が存在し、免疫組織化学的所見とよく合致した。実験動物の脳室内に百日咳菌を注入するとそれらの菌は脳室を裏打ちする上皮細胞の線毛に集まるという報告がある。また、培養した気管に百日咳菌を加えると上皮細胞の線毛の運動が停止したが、線毛を持たない細胞はほとんど障害されなかったという。これらの報告および今回得られた結果から、脳室上衣細胞や気管上皮の線毛には百日咳毒素感受性のGi2が特異的に存在して線毛の運動能に関与している可能性が高い事が示唆された。細胞外からの情報は主に膜の受容体からG蛋白質を経て細胞内に伝達される。これらG蛋白質にはGo,Gi,Gsなどの多くの種類が知られているが、これら3量体G蛋白質はα、β、γという3つのサブユニットからなっている。さらに最近の研究により、これらα、β、γサブユニットにそれぞれ多くのサブタイプがあることが明らかになってきた。たとえば、GiのαサブユニットにはGi1、Gi2、Gi3という3つのサブタイプがある。これまでの研究により我々は、ラット脳室を裏うちする上衣細胞の線毛にはGiαサブタイプの中ではGi2のαサブユニットが特異的に存在することを明らかにした。本年度は、これら上衣細胞線毛のGi2αサブユニットが3量体を形成する際の、γサブユニットの局在を免疫組織化学的に検索した。現在、γサブユニットには十数種類のγサブユニットが知られているが、今回はラットを灌流固定してパラフィン切片を作成し、γ2、γ3、γ5、γ12に対する抗体で免疫染色した。その結果、上衣細胞線毛はγ2抗体とγ3抗体では染色されず、γ5抗体とγ12抗体に対して免疫陽性を示した。その一方、Gq/11α抗体およびGsα抗体というαサブユニットに対する抗体で染色すると、上衣細胞線毛はGq/11α免疫陰性、Gsα免疫陽性を示した。これらの結果から上衣細胞におけるγ5やγ12は、Gi2αやGsαなどといったαサブユニットと関連する可能性があると考えられた。今後は、こういったγサブユニットが線毛のさらにどういった部分にあるかを、電子顕微鏡レベルでも解析を続けていく予定である。本研究はラットの脳室を裏打ちする上衣細胞・気管上皮細胞・卵管

上皮細胞の線毛にどのような百日咳毒素感受性G蛋白質が存在するかを、GoとGiサブタイプ(Gi1,Gi2,Gi3)のαサブユニット対する抗体を用いて免疫組織化学的に明らかにすることを目的に行った。麻酔したラットを灌流固定して脳・気管・卵管を取り出し、パラフィンおよび電子顕微鏡用樹脂に包埋した。光学顕微鏡用および電子顕微鏡用の切片を作製し、それらの抗体を用いて免疫組織化学的に検索した。また、脳室表面から線毛を多く含むペレット(cilia-rich pellet)を採取し,そのペレットと他の脳皮質の等量の蛋白を電気泳動してcilia-rich pelletにどういったG蛋白質が多く含まれている事を生化学的に検討した。その結果、まず光学顕微鏡的には、上衣細胞の線毛・気管上皮の線毛・卵管上皮の線毛にはGi2が特異的に存在することが明らかになった。電子顕微鏡的に観察すると、Gi2は線毛の細胞膜に局在していた。また、cilia-rich pelletには他の脳組織と比較して多くのGi2が存在し、免疫組織化学的所見とよく合致した。実験動物の脳室内に百日咳菌を注入するとそれらの菌は脳室を裏打ちする上衣細胞の線毛に集まるという報告がある。また、培養した気管に百日咳菌を加えると上皮細胞の線毛の運動が停止したが、線毛を持たない細胞はほとんど障害されなかったという。これらの報告および今回得られた結果から、脳室上衣細胞や気管上皮の線毛には百日咳毒素感受性のGi2が特異的に存在して線毛の運動能に関与している可能性が高い事が示唆された。
Psychomotorスキル習得における行動-認知過程と教授に関する実証的研究

本研究は生理心理学的手法を用いて,学習者が精神運動領域psychomotor domainの教育目標をどのようなプロセスをへて習得していくかを明らかにしようとした。本研究における成果をまとめると以下の3点になる。(1)スキル習得に至る学習者の生理心理的プロセスを連続的に追跡するためには,授業場面において生理的変化を測定する技法を開発する必要がある。そこで,心理的変化を敏感に反映する呼吸活動の無拘束計測(ambulatory monitoring)を試み,測定値の信頼性と妥当性を検討した。その結果,実験室を離れた場面において生理心理的変化を連続測定することが可能になった。(2)我々は体育科教育の授業実践には,教師が経験的に獲得した精神運動領域の教授-学習過程についての経験則があると考えた。それを実証するために,授業実践報告を丹念に読みとり,学習者の認知と運動表出に関する教師の経験則を抽出することを試みた。その結果,スキル習得過程と認知についての複数の仮説群を抽出することに成功した。(3)一輪車走行スキルの習得プロセスを追跡することを試みた。個々の学習者の習得プロセスは多様であり,学習速度につも大きな個人差が認められた。しかし,すべての被験者において飛躍的な学習段階が生じていることが確認された。悉無的変化を特徴とする習得は,学習者が見通しを持ちにくいという状況を生む。従って,見通しを与えるための教授方略の導入が教授-学習の成否を決定する重要な要因になることが示唆された。平成7年度はこれまでの一輪車走行スキルの習得実験から得られた定性的な習得プロセスを、定量的に把握するための方法論の開発を主たる研究課題とした、定性的に記述された習得段階のな内で,特に初期の取得段階に絞り,初心者が犯す誤った身体運動と認知的方略を浮き彫りにするための以下のような試みを行った.(1)(ア)ビデオカメラによる映像データ,(イ)訓練途上に挟み込む内観データ,(ウ)筋電図などの身体情報データによる分析から,初心者には次のような認知と運動表出のズレがあることが推定された.これを検証するために,複数の関節角度データから走行姿勢を連続的にモニターできるシステムを開発した.(2)初心者が一輪車走行を取得するプロセスで,リラクセイションがどのように深化していくかを検証するため,リラクセイションの深化を鋭敏に反映すると考えられる走行時の呼吸活動を連続測定するシステムを携帯型レスピトレースと現有設備のテレメータを組み合わせて開発した.本システムについては第14回日本生理心理学会で報告予定である.(3)走行姿勢データと呼吸データを時系列を合わせて表示し,かつ姿勢の崩れと緊張レベルを的確に把握できるようなデータ処理・表示用のソフトウェアを開発した.平静8年度に予定している実験のために,身体情報の乱れを聴覚的にフィードバックする機能をもたせた.(4)早稲田大学では,これまでの取得実験で得られた到達階段の異なる学習者のVTR画像データを編集して,Visual Testを開発した.走行できない段階から10秒以上の走行が可能な段階までの学習者のVTR画像を用いた.以上の方法論の整備により,平成8年度に予定している実験の準備は整ったことになる.平成8年度に取り組んだ研究課題と得られた知見は以下の通りである。(1)授業者がもつ経験則の同定身体と教育に関する授業実践をレビューし,その実践研究に内包された授業者の身体と認識に関する経験則を収集・分析することを試みた。その結果,教師がもつ経験則は,(a)身体とイメージの統合と乖離に関するもの,(b)身体制御と理解に関するものに大別できることを見出した。また体育科教育のみならず,国語科や総合学習の授業実践のなかにも,こうした経験則が認められること,またこうした経験則が授業づくりに大きな影響を及ぼしていることを確かめた。(2)一輪車習得過程の特徴初心者が一輪車を乗りこなすようになるまで(10秒以上の走行が可能になるまで)の習得プロセスを分析した。

現在までのデータ処理結果から,習得に要する時間には大きな個人差が存在するものの,いずれの被験者も23秒の走行が可能な段階から急激な走行時間の伸びを示すという悉無的な習得プロセスを辿ることを確認した。急峻な変化の前後における認知的方略を比較したところ,大きな差異がなかったことから,身体の側で生じた変化のメカニズムを被験者が覚知していないことが推定された。従ってこの身体と認識のズレを補正することが教授の目標になると考えられた。また一輪車に認められる飛躍的なの習得プロセスは,バイオフィードバックを用いたリラクセィションスキルの習得プロセスと近似していることも確かめた。以上の知見ついては第16回科学技術フォーラムにおいて発表した。(3)オープンフィールドにおける身体情報測定システムの開発心理的な緊張を反映する呼吸活動を一輪車走行というダイナミックな場面で連続測定するためのシステムを開発した。システムの概要については1996年度の生理心理学会,日本心理学会において発表し,バイオフィードバック研究に投稿,受理された。
神経変性疾患発症に関わる生体内蛋白質のS-ニトロシル化とその細胞死への影響

私たちはこれまでに,内在性脳虚血抵抗因子として小胞体内腔に存在する蛋白質ジスルフィドイソメラーゼ(PDI)の単離・同定に成功してきた.PDIは小胞体ストレスならびに低酸素ストレス誘発性のアポトーシスは著名に抑制するものの,一酸化窒素(NO)に対しては無効であった.これはPDIの触媒活性に必須なシステイン残基がNOによって修飾され(S-ニトロシル化),機能不全に陥ることに起因しているのではないかと推定した.そこで,PDIのS-ニトロシル化の可能性ならびに細胞死への影響について解析し,以下のような結果を得た.まず,リコンビナント蛋白質ならびに細胞質画分をNOドナーで処理した際に,S-ニトロシル化蛋白質(SNO-P)を特異的に検出するDAN法やBiotin-switch法によって,S-ニトロシル化PDI(SNO-PDI)形成が観察された.さらに,細胞をカルシウムイオノフォアやロテノン等のパーキンソン病発症試薬,またはグルタミン酸刺激に応じてSNO-PDI形成が認められた.これらはすべて内在性NO合成酵素阻害薬処理によって抑制されたことから,細胞内で発生するNOによってS-ニトロシル化が亢進していることがわかった.つぎに,SNO-PDIの酵素活性への影響について検討した.PDIはシャペロンおよびジスルフィドイソメラーゼ活性を有しているが,SNO化によって両者ともに著しい活性の低下が観察された.また,PDIのS-ニトロシル化により小胞体内に未成熟な変性蛋白質が蓄積し,これが小胞体ストレスを惹起してUPRと呼ばれるシグナルを活性化することがわかった.興味深いことに,孤発性神経変性疾患患者の死後脳を用いて,Biotin-switchassayからSNO-PDI形成の有無を調べたところ,すべての脳において非常に強いシグナル,すなわちSNO-PDIが検出された.これらの知見より,酸化ストレス,とくにニトロソ化ストレスが生じた際に,小胞体シヤペロンであり蛋白質の品質管理や成熟に関わっているPDIがS-ニトロシル化されて機能不全になることで変性蛋白質が蓄積し,小胞体由来の特異的シグナルによって細胞死が惹起されることが示唆された.私たちはこれまでに,内在性脳虚血抵抗因子として小胞体内腔に存在する蛋白質ジスルフィドイソメラーゼ(PDI)の単離・同定に成功してきた.PDIは小胞体ストレスならびに低酸素ストレス誘発性のアポトーシスは著名に抑制するものの,一酸化窒素(NO)に対しては無効であった.これはPDIの触媒活性に必須なシステイン残基がNOによって修飾され(S-ニトロシル化),機能不全に陥ることに起因しているのではないかと推定した.そこで,PDIのS-ニトロシル化の可能性ならびに細胞死への影響について解析し,以下のような結果を得た.まず,リコンビナント蛋白質ならびに細胞質画分をNOドナーで処理した際に,S-ニトロシル化蛋白質(SNO-P)を特異的に検出するDAN法やBiotin-switch法によって,S-ニトロシル化PDI(SNO-PDI)形成が観察された.さらに,細胞をカルシウムイオノフォアやロテノン等のパーキンソン病発症試薬,またはグルタミン酸刺激に応じてSNO-PDI形成が認められた.これらはすべて内在性NO合成酵素阻害薬処理によって抑制されたことから,細胞内で発生するNOによってS-ニトロシル化が亢進していることがわかった.つぎに,SNO-PDIの酵素活性への影響について検討した.PDIはシャペロンおよびジスルフィドイソメラーゼ活性を有しているが,SNO化によって両者ともに著しい活性の低下が観察された.また,PDIのS-ニトロシル化により小胞体内に未成熟な変性蛋白質が蓄積し,これが小胞体ストレスを惹起してUPRと呼ばれるシグナルを活性化することがわかった.興味深いことに,孤発性神経変性疾患患者の死後脳を用いて,Biotin-switchassayからSNO-PDI形成の有無を調べたところ,すべての脳において非常に強いシグナル,すなわちSNO-PDIが検出された.これらの知見より,酸化ストレス,とくにニトロソ化ストレスが生じた際に,小胞体シヤペロンであり蛋白質の品質管理や成熟に関わっているPDIがS-ニトロシル化されて機能不全になることで変性蛋白質が蓄積し,小胞体由来の特異的シグナルによって細胞死が惹起されることが示唆された.私たちはこれまでに,グリア細胞由来の内在性脳虚血抵抗因子として小胞体に存在する蛋白質ジスルフィドイソメラーゼ(PDI)の単離・同定に成功してきた.PDIは小胞体ストレスならびに低酸素ストレス誘発性のアポトーシスは著名に抑制するものの,一酸化窒素(NO)に対しては無効であった.これはPDIの触媒活性に必須なシステイン残基がNOによって修飾され(S-ニトロシル化),機能不全に陥ることに起因しているのではないかと推定した.そこで,PDIのS-ニトロシル化の可能性ならびに細胞死への影響について解析し,以下のような結果を得た.まず,リコンビナント蛋白質ならびに細胞質画分をNOドナーで処理した際に,S-ニトロシル化蛋白質(SNO-P)を特異的に検出するDAN法やBiotin-switch法によって,S-ニトロシル化PDI(SNO-PDI)が観察された.さらに,細胞をカルシウムイオノフォアやロテノン等のパーキンソン病発症試薬,またはグルタミン酸刺激に応じてSNO-PDI形成が認められた.

これらはすべて内在性NO合成酵素阻害薬処理によって抑制されたことから,細胞内で発生するNOによってS-ニトロシル化が亢進していることがわかった.つぎに,SNO-PDIの酵素活性への影響について検討した.PDIはシャペロンおよびジスルフィドイソメラーゼ活性を有しているが,SNO化によって両者ともに著しい活性の低下が観察された.興味深いことに,孤発性神経変性疾患患者の死後脳を用いて,Biotin-switch assayからSNO-PDI形成の有無を調べたところ,すべての脳において非常に強いシグナル,すなわちSNO-PDIが検出された.これらの知見より,酸化ストレス,とくにnitrosativeストレスが生じた際に,小胞体シャペロンであり蛋白質の品質管理や成熟に関わっているPDIがS-ニトロシル化されて機能不全になることで変性蛋白質が蓄積し,小胞体由来の特異的シグナルによって細胞死が惹起されることが示唆された.今後,詳細な機構について解析する予定である.私たちはこれまでに,内在性脳虚血抵抗因子として小胞体内腔に存在する蛋白質ジスルフィドイソメラーゼ(PDI)の単離・同定に成功してきた.PDIは小胞体ストレスならびに低酸素ストレス誘発性のアポトーシスは著名に抑制するものの,一酸化窒素(NO)に対しては無効であった.これはPDIの触媒活性に必須なシステイン残基がNOによって修飾され(S-ニトロシル化),機能不全に陥ることに起因しているのではないかと推定した.そこで,PDIのS-ニトロシル化の可能性ならびに細胞死への影響について解析し,以下のような結果を得た.まず,リコンビナント蛋白質ならびに細胞質画分をNOドナーで処理した際に,S-ニトロシル化蛋白質(SNO-P)を特異的に検出するDAN法やBiotin-switch法によって,S-ニトロシル化PDI(SNO-PDI)形成が観察された.さらに,細胞をカルシウムイオノフォアやロテノン等のパーキンソン病発症試薬,またはグルタミン酸刺激に応じてSNO-PDI形成が認められた.これらはすべて内在性NO合成酵素阻害薬処理によって抑制されたことから,細胞内で発生するNOによってS-ニトロシル化が亢進していることがわかった.つぎに,SNO-PDIの酵素活性への影響について検討した.PDIはシャペロンおよびジスルフィドイソメラーゼ活性を有しているが,SNO化によって両者ともに著しい活性の低下が観察された.また,PDIのS-ニトロシル化により小胞体内に未成熟な変性蛋白質が蓄積し,これが小胞体ストレスを惹起してUPRと呼ばれるシグナルを活性化することがわかった.興味深いことに,孤発性神経変性疾患患者の死後脳を用いて,Biotin-switch assayからSNO-PDI形成の有無を調べたところ,すべての脳において非常に強いシグナル,すなわちSNO-PDIが検出された.これらの知見より,酸化ストレス,とくにニトロソ化ストレスが生じた際に,小胞体シャペロンであり蛋白質の品質管理や成熟に関わっているPDIがS-ニトロシル化されて機能不全になることで変性蛋白質が蓄積し,小胞体由来の特異的シグナルによって細胞死が惹起されることが示唆された.
強震を受ける鋼構造骨組の変形制御に関する研究

座屈による耐力劣化を生じる従来型筋違をもつ骨組と、最下層の一部の柱脚を滑り支承にして摩擦ダンパーとして活用した骨組の2つを対象にして、最大層間変位角と残留層間変位角の予測法を開発した。また、この予測法を逆に辿ることで、最大層間変位角と残留層間変位角を指定値以下に収める変形制御型耐震設計が可能であることを示した。解析例は、何れの骨組も安価で効率的な制震システムとして有望であることを明らかにしている。平成25年度は、当初から計画していた従来型筋違付骨組と偏心をもつ立体骨組の2つの対象以外に、滑り支承をもつ骨組も対象に加えて、数値解析と理論解析の両面から、その地震応答性状を検討した。まず、従来型筋違付骨組については、層崩壊を起こして特定層に変形が集中することを避けるための筋違の耐力分担率の上限値、最大層間変位角および残留層間変位角の予測法を明らかにした。すなわち、これが本研究の主要な目的の1つであるが、従来型筋違を用いた最大層間変位角指定型の耐震設計法を構築することが可能であることは明確にできた。また、ここで採用した、スリップ型の履歴特性をもつ引張側筋違の挙動を考慮した最大層間変位角の予測法は、既に弱い柱脚をもつ骨組の応答予測に用いたものであり、スリップ型履歴特性をもつ構造物の応答予測に広く利用できるものであることを明らかにしえたと考えている。偏心をもつ立体骨組に関しては、特定層にだけ偏心がある骨組においてもねじれモーメントは全層に生じること、ねじれと並進の固有周期が近接した骨組では特異な現象が見られるが、偏心が大きくなるにつれてねじれと並進の固有周期の差違は広がる傾向があること、偏心量の増大に伴って変位応答が無制限に増大することはないことなどを明らかにした。しかし、これらの効果を定量化するには至っていない。柱脚の一部を滑り支承にして摩擦ダンパーとして活用する研究は今年度から開始した。この課題については、最大層間変位角および残留層間変位角の予測法の開発を概ね終了し、経済性と実用性の範囲内で、1次設計時には弾性で、2次設計時にも滑り支承がエネルギーを消散して骨組は弾性域に留め、残留変形も許容範囲内に収める設計が可能であることを示した。費用と効果の両面から、非常に有望な新たな制震システムであることは明らかにしている。平成24年度は、従来型筋違付骨組と偏心をもつ立体骨組の2つに対象を限定して、数値解析と理論解析の両面から、その地震応答性状を検討した。まず、従来型筋違付骨組については、地震応答解析結果による検討から、従来型筋違も安定した変位応答抑制効果を持つこと、十分な変位応答抑制効果を期待するには、筋違の耐力分担率を高くする必要があること、耐力分担率を極端に高くすると層崩壊を起こして特定層に変形が集中すること等を明らかにした。さらに、変形集中を避けるための耐力分担率の上限値を、骨組の終局ベースシヤ係数、地動強さ、ラーメン部分の柱梁耐力比等の関数として定量化した。また、履歴型ダンパー付骨組に対して提案している残留層間変位角予測法を拡張する形で、筋違付骨組の残留層間変位角の予測方法を提案し、1次元有限要素法を用いた詳細な地震応答解析結果と比較することで、その妥当性を検証した。偏心をもつ立体骨組に関しては、まず単純化動力学モデルで用いる各層の降伏曲面について単純塑性解析によって検討し、構面数や構面配置などによってその形状が変化することを示し、任意の骨組に対応するための降伏曲面の一般形を提案した。また、地震応答解析によって降伏曲面の形状が地震応答に及ぼす影響が極めて小さいことを確認し、単純化動力学モデルによる検討結果が任意形状の骨組に適用できることを明らかにした。また、単純化動力学モデルの弾性地震応答解析によって、偏心骨組に生じるねじれモーメントについて検討した。その結果、特定層にだけ偏心がある骨組においてもねじれモーメントは全層に生じることなどを明らかにした。このねじれモーメントの定量化手法についても検討を行ったが、ねじれと並進の固有周期が近接した骨組では、偏心量の増大に伴いねじれモーメントが増大するという傾向すら認められず、予測が極めて困難であることを示すに留まっている。従来型筋違付骨組と滑り支承をもつ骨組との2つに対象を絞って、最大層間変位角と残留層間変位角を指定値以下に収める耐震設計法の確立を目指した。従来型筋違付骨組については、筋違の復元力特性を単純化することで、エネルギーの釣合から筋違付単層骨組の最大層間変位角応答を予測する方法を提案した。

また、筋違付骨組を等価1自由度系に置換する方法を提案し、前記の単層骨組の応答予測法と組み合わせることで、重層筋違付骨組の最大層間変位角の予測方法を確立した。この予測方法の妥当性は、1次元有限要素法を用いて筋違の挙動を詳細に再現した地震応答解析結果においても検証している。滑り支承をもつ鋼骨組については、これを第1層だけに強剛なダンパーをもつ骨組に単純化して、筆者が既に提案している履歴型ダンパー付骨組の応答予測法と、地震応答解析の両面から、この制震システムの効果の定量化、および、効果を最大にする構造パラメータについて検討した。その結果、この制震システムは、5,6層程度以下の低層骨組に対し、耐力分担率を0.5程度として用いるのが最も有効であること等を示し、安価で高性能な制震システムとして非常に有望であることを明らかにした。筆者は既に履歴型ダンパー付骨組の残留変形の予測法を提案していたが、この方法では、ダンパーの剛性比が大きい骨組に対して残留変形を過大に評価する。一方、本研究で対象とした従来型筋違付骨組や滑り支承をもつ鋼骨組のダンパー部分の剛性比は、かなり大きくする必要がある。本研究では、非常に単純で適用範囲が極めて広い残留変形の上限値の予測式を提案した。複雑な座屈後挙動をとる筋違付骨組についても、筋違を座屈後安定耐力をもつ完全弾塑性要素とみなして適用すれば、この予測式で残留変形の合理的な近似が得られることを確認している。工学研究実績の概要で述べたように、従来型筋違付骨組、偏心をもつ立体骨組、滑り支承をもつ骨組の3つを対象に研究を進めている。従来型筋違付骨組については、特定層への変形集中を抑制するための筋違の耐力分担率の上限値、最大層間変位角および残留層間変位角の予測法の検討を終え、これらを総括して設計法を構築する課題だけを残している。非常に順調に進展している。偏心をもつ立体骨組に関しては、ある程度の成果はあげ得たとは考えているが、現象を定量化するには至っていない。滑り支承をもつ骨組については、経済性と実用性を兼ね備えた全く新しい変位応答抑制システムを提案するものであり、当初の想定を越える研究成果と考えている。しかし、偏心をもつ立体骨組の地震応答の定量化や、滑り支承をもつ骨組の研究の立ち上げに大きく時間を割いたこともあり、成果の公表については、いずれの課題についても、国際会議や日本建築学会大会学術講演会程度しか行っていない。従来型筋違付骨組については、特定層への変形集中を抑制する筋違の耐力分担率の上限値(柱梁耐力比の下限値)と残留層間変位角の上限値を明らかにしたが、この成果は単に筋違だけを対象とするものでなく、間柱型を含む各種の履歴型ダンパー等の耐震要素付骨組全般に適用できる研究成果である。偏心をもつ立体骨組に関しては、単純化動力学モデルで用いる降伏曲面の形状について検討を重ね、その改善に多大の労力を費やしたが、降伏曲面の形状が地震応答に及ぼす影響が極めて小さいことを確認する結果となった。これは、降伏曲面の形状に関する検討の意味を否定するような結果ではあるが、単純化動力学モデルによって、スパン数などにとらわれない汎用性の高い耐震設計資料が得られることを保証する有用な成果と評価している。単純化動力学モデルを用いた理論的考察と地震応答解析によって、偏心骨組の各層に生じる応力(せん断力・ねじれモーメント)や変形を予測する方法については、必ずしも順調に進展していないが、その定量化に関しても、既にいくつかの糸口は見出している。今年度は最終年度であり、研究成果を総括してできるだけ利用しやすい形に整理すると共に、既に遅れ気味の状態になっている結果の公表に集中する。公表に関しては、本研究が非常に実用性の高い成果を含んでおり、広く早く公表する必要性があると考えているので、国際会議や日本建築学会の大会学術講演会、支部研究報告会、鋼構造シンポジウムなど多くの機会を活用する予定である。
心筋興奮の発生と伝導のシミュレ-ション

(1)洞結節細胞のペ-スメ-カ機能をシミュレ-トする際に重要となる背影電流に占めるNaーKポンプ電流の寄与を検討したところ、このポンプ電流は緩徐脱分極相で1026PAに達することが判明した(入沢)。(2)作業心筋の興奮伝導を規定するNa電流モデルを単離心室筋細胞の膜活動電位立ち上がり相と生理的な条件下(37°C、正常Na勾配)での膜電位固定によるNa電流記録に基づいて構成し、これをギャップ結合(1001000ns)を介して格子状にあるいは六角状に配列して興奮伝導をシミュレ-トしたところ、後者の配列の方がモルモット乳頭筋標本から得た二次元の興奮伝播様式をより良く表現することが判明した(外山)。(3)Di Frances co &NobleのPurkinje線維の膜活動電位モデルを基本として、心室筋の再分極過程モデルを実験的に得られたI_K、I_<TO>、I_<KCa>、I_<cl>から構成したところ、細胞内Ca濃度による修飾が重要であることが判明した(沢登)。(4)簡略化したイオン電流モデルまたは心筋の膜活動電位波形を二次元またはヒトの心臓を模した構築を持つ素子に抗して、不整脈の発生機構をシミュレ-トした。不整脈の発生には時空間的な興奮伝導性の不均一化が重要であり、特に心室細動発生はPurkinje線維の心拍数に依存した不応期の変化をイヌの実験デ-タに基づいて心室筋のそれの数倍に認定する事が致死的不整脈である心室細動発生の必要条件となる(春見、武者、安井、鈴木)。(5)イヌ冠動脈に直径25μm以上のマイクロフフェアを注入すると組織標本上でパッチ状の梗塞がみられ、心室遅延電位が出現した(井上)。
眼表面の炎症性疾患に対するEpstein-Barrウイルスの関与についての研究

本研究では、種々の原因不明の眼表面炎症性疾患の角膜上皮障害にEpstein-Barrウイルス(EBV)が関与しているか否かを明らかにすることを目的とする。方法としては、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を利用して涙液中のEBVのDNAの有無を検索した。まず、方法の確立のため、濃度既知の単純ヘルペスウイルス培養液からウイルス液の希釈系列を作成して本法の検出感度を調べ、ついで実際に臨床診断として単純ヘルペスウイルスによる角膜上皮炎とされている症例の涙液から、本法で単純にヘルペスウイルスDANが検出されることを確認した。つぎに上記と同様にEBVのDNAの希釈系列液を作成してEBV検索における検出感度を調べた上で、特発性角結膜上皮疾患7例14眼、スチ-ブンス症候群8例16眼、眼類天疱瘡1例2眼、シェ-グレン症候群7例14眼の涙液中のEBVのDNAの有無を本法で検索した。また、対照として正常人5例10眼の涙液も検索した。このうち、特発性角結膜上皮疾患1例2眼の涙液中にEBVのDNAが検出され、これはEBV特異的プローブを用いたサザンブロットハイブリダイゼーションでも確認された。一方、他の症例や対照群ではEBVのDANは検出されなかった。今回の結果から、原因不明のため特発性角結膜上皮疾患と一括してよばれている疾患群の中に、EBVが発症に関与している症例が存在していることが示された。これまではEBVが関与している眼表面炎症性疾患としてシェ-グレン症候群が報告されているにすぎなかったが、今回はじめて角結膜上皮疾患とEBVとの関連性を示した。現在、さらに対象症例を増やして検索しているところであり、本研究の継続によりEBVと眼表面炎症性疾患との関連性が解明され、ひいてはその治療法の開発に繁がるものと期待される。
3次元多様体の幾何的性質に関するヘガード分解を用いた研究

1.(1,1)-分解の複雑度に関する研究「与えられた(1,1)-結び目に対して,(1,1)-分解の複雑度は不変であるだろう」という予想の解決へ向けた研究を行った.この予想は複雑度が「2」以下の場合は正しいことが既に分かっており,前年度の成果としては,ある特定の性質をもった結び目以外はこの予想が正しいことを示すことまではできていた.今年度は,その「特定の性質」が(1,1)-分解に与える影響を詳細に捉えることに成功し,上記予想の解決を目指すにあたり,避けては通れない本質的問題点を見つけることができた.2.レンズ空間を生成するデーン手術を許容する結び目に関する研究レンズ空間を生成するようなデーン手術(レンズ空間手術)を許容する3次元球面内の結び目に関する研究を行った.(-2,3,7)型のプレッツェル結び目はそのような結び目のなかで最も基本的な双曲結び目として知られていることをふまえて,レンズ空間手術を許容する双曲結び目の1変数族として(-2,3,7)型プレッツェル結び目を含むものを構成した.その後,Alberto Cavicchioliとの共同研究により,その1変数族に属する各結び目はレンズ空間手術の"近く"として位置付けられる(整数係数)デーン手術においても,(-2,3,7)型プレッツェル結び目と同様の例外手術を許容することを示した.さらに,その1変数族に属する各結び目が許容する(1,1)-分解の複雑度は必ず「3」になることも証明した.このことは,1.に記述した予想を肯定的に支持する新たな無限族の発見という意味で非常に興味深い結び目族であることを意味している.1.結び目の連結和と結び目解消トンネルに関する研究結び目の連結和によりトンネル数が退化する場合,幾何的にどのような現象が起こっているのかを小林毅と共同で研究した.その結果,結び目の連結和により自然に得られるヘガード分解がstabilizedであるための必要十分条件を導くことに成功し,いくつか知られている具体例に対しては,「結び目の連結和」という操作と「結び目解消トンネルの退化」との間の非常に興味深い関係を発見した.これらの例は,両者の関係解明へ向けて非常に有効な手掛かりとなることが期待できる.2.3次元多様体のオープンブック分解に関する研究J.Hempelが閉3次元多様体のヘガード分解に「複雑度」を導入した手法を応用して,閉3次元多様体のオープンブック分解に対して,ファイバー曲面のarc complexを利用することにより,オープンブック分解の「複雑度」を山本亮介と共同で導入した.与えられたオープンブック分解が,より簡単なオープンブック分解に分割できるときは複雑度が小さいなど,幾何的性質をきれいに反映する尺度であることが分かった.今後は複雑度が大きなオープンブック分解の幾何的な特徴付けが課題となる.3.(1,1)-分解の複雑度に関する研究前年度までの研究成果から「与えられた(1,1)-結び目に対して,(1,1)-分解の複雑度は不変であるだろう」という予想をたて,解決へ向けて研究を行い,この予想の肯定的解決を支持する新たな結び目の無限族を見つけることに成功した.1.レンズ空間を生成するデーン手術に関する研究3次元球面内の結び目に沿ったデーン手術に関して,レンズ空間を生成するような手術に関する研究を行った.市原一裕との共同研究により,与えられたレンズ空間を生成するような3次元球面内のBergeの結び目が存在するか否かを判定するアルゴリズムを発見した.その応用として,「Bergeの結び目族」のうちクラインボトルを含むようなレンズ空間を生成するようなデーン手術を許容する結び目を決定した.また,寺垣内政一との共同研究において,同係数のデーン手術により同相なレンズ空間を生成する双曲結び目の対が無限にあること,また一方で,そのようなサテライト結び目の対は存在しないことなどを示した.3次元多様体を頂点とし,2つの多様体があるデーン手術により互いに移りあうとき両点を辺で繋いで得られる1次元複体に関する研究を市原一裕と共同で行った.今年度は特に,レンズ空間に対応する頂点で張られる部分複体に対して,双曲結び目のデーン手術に制限したときの連結性や局所無限性を調べた.3.(1,1)-分解の複雑度に関する研究「与えられた(1,1)-結び目に対して,(1,1)-分解の複雑度は不変であるだろう」という予想の解決へ向けた研究を行った.今年度の成果としては,ある特定の性質をもった結び目以外はこの予想が正しいことを示すことができた.1.(1,1)-分解の複雑度に関する研究「与えられた(1,1)-結び目に対して,(1,1)-分解の複雑度は不変であるだろう」という予想の解決へ向けた研究を行った.この予想は複雑度が「2」以下の場合は正しいことが既に分かっており,前年度の成果としては,ある特定の性質をもった結び目以外はこの予想が正しいことを示すことまではできていた.今年度は,その「特定の性質」が(1,1)-分解に与える影響を詳細に捉えることに成功し,上記予想の解決を目指すにあたり,避けては通れない本質的問題点を見つけることができた.2.レンズ空間を生成するデーン手術を許容する結び目に関する研究レンズ空間を生成するようなデーン手術(レンズ空間手術)を許容する

3次元球面内の結び目に関する研究を行った.(-2,3,7)型のプレッツェル結び目はそのような結び目のなかで最も基本的な双曲結び目として知られていることをふまえて,レンズ空間手術を許容する双曲結び目の1変数族として(-2,3,7)型プレッツェル結び目を含むものを構成した.その後,Alberto Cavicchioliとの共同研究により,その1変数族に属する各結び目はレンズ空間手術の"近く"として位置付けられる(整数係数)デーン手術においても,(-2,3,7)型プレッツェル結び目と同様の例外手術を許容することを示した.さらに,その1変数族に属する各結び目が許容する(1,1)-分解の複雑度は必ず「3」になることも証明した.このことは,1.に記述した予想を肯定的に支持する新たな無限族の発見という意味で非常に興味深い結び目族であることを意味している.