hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
通勤費補助制度のグリーン化による環境改善効果に関する研究

本研究では,環境を考慮した通勤手当支給制度に先進的に変更した企業の効果,きっかけ,工夫,従業員の制度変更に対する意識を把握し,まだ制度変更していない企業の変更意図を構成する要因を把握することにより,制度変更を促す方法を提案した.通勤自動車抑制施策としてコストの小さい経済的手法が望ましいこと,企業が環境対策を行うメリットが生じていること,従業員のコミットメント問題の解決策が必要であることから,環境を考慮した通勤手当支給制度へ企業が変更することを提案した.現在,通勤手当は所得税の非課税範囲に沿った支給額となっていることが多く、外部費用と自動車による大気環境問題から,制度変更する必要があることが示唆された.また、先進的制度変更として,名古屋市はベースアップを通勤手当にあてることにより,自転車通勤手当を増額し,5km未満の自動車通勤手当を減額した.5km未満の自動車通勤手当を2000円から1000円に減額したところ,1453人から747人に減少している.また,82.3%の職員に支持されており,やむを得ず自動車通勤する職員に配慮し,対象外としている.大阪府下の企業に対してアンケートを実施した結果,名古屋市型の通勤手当支給制度変更は12.5%普及すると期待された.さらに,通勤手当支給制度変更意図を高める方策を探るために,通勤手当支給制度変更の共分散構造分析を行った,それにより他企業の賛同傾向や有効性や公平性を開示することにより制度変更を促す効果があることが確認された.1.諸外国とわが国の通勤費支給制度について整理をし,比較した.また,同制度について報奨金制度の導入などの公共交通の利用を促進させる効果を持つ事例を収集した.2.自転車の外部費用の計測事例に関して,既往の研究のレビューを行い,グリーン化を実施する際の根拠付けを行った.本研究では,外部費用として交通事故,窒素酸化物や浮遊粒子状物質による大気汚染,二酸化炭素による地球温暖化,騒音・振動を取り上げた.3.本研究では,大阪市をケーススタディに設定し,市内の事業所に通勤費補助制度についてのアンケートを行い,補助制度の現状を把握した.(1)13の知見より,通勤費支給制度のグリーン化に関する代替案を作成した.(2)大都市の通勤者に対して,通勤費支給制度のグリーン化に関してアンケートを実施し,グリーン化が実施された状況下での通勤交通手段の意識データやグリーン化に対する賛否意識データをえた.ここで,グリーン化を示す際にはグリーン化によって生じる財源の使途についてもあわせて通勤者に提示した.これらのデータをもとに,交通行動特性や環境への意識,交通環境の現状の課題,通勤費支給システムの代替案に対する行動意識データを比較し,その特性を把握した.(3)通勤費補助制度は企業独自に設定可能であったため,実態が把握されていなかったが,本研究のアンケート調査により地区別,業種別等の相違点が明らかになった.(4)(2)のデータを用いて,グリーン化が実施された状況下での賛否意識モデルを構築した.本研究では,環境を考慮した通勤手当支給制度に先進的に変更した企業の効果,きっかけ,工夫,従業員の制度変更に対する意識を把握し,まだ制度変更していない企業の変更意図を構成する要因を把握することにより,制度変更を促す方法を提案した.通勤自動車抑制施策としてコストの小さい経済的手法が望ましいこと,企業が環境対策を行うメリットが生じていること,従業員のコミットメント問題の解決策が必要であることから,環境を考慮した通勤手当支給制度へ企業が変更することを提案した.現在,通勤手当は所得税の非課税範囲に沿った支給額となっていることが多く、外部費用と自動車による大気環境問題から,制度変更する必要があることが示唆された.また、先進的制度変更として,名古屋市はベースアップを通勤手当にあてることにより,自転車通勤手当を増額し,5km未満の自動車通勤手当を減額した.5km未満の自動車通勤手当を2000円から1000円に減額したところ,1453人から747人に減少している.また,82.3%の職員に支持されており,やむを得ず自動車通勤する職員に配慮し,対象外としている.大阪府下の企業に対してアンケートを実施した結果,名古屋市型の通勤手当支給制度変更は12.5%普及すると期待された.さらに,通勤手当支給制度変更意図を高める方策を探るために,通勤手当支給制度変更の共分散構造分析を行った,それにより他企業の賛同傾向や有効性や公平性を開示することにより制度変更を促す効果があることが確認された.
デジタル時代のディスコース理解と思考に関する実証的検討およびカリキュラムの提案

家庭など学校外でのインフォーマルな学習場面では,新聞や雑誌,テレビやインターネットなどの多様なメディアを介してディスコース(言語的に表現される内容)の理解と思考が重要である。こうした多様なメディアで提示される「デジタル時代のディスコース」には,信頼性の低い情報も含まれる。本研究では,信頼性の低い情報を理解・思考する際に,メディアの形式やソーシャルメディアなどによって提示される他者の意見がどのような影響を与えるかを実験的に明らかにするとともに,その結果に基づいた教育カリキュラムの提案を行う。
福島第一原発事故由来プルトニウム同位体の環境中への飛散状況の把握

環境試料中の238Pu/239+240Pu比を調べることにより,放出されたプルトニウムの起源を同定することができる。土壌中の238Pu/239+240Pu比を測定し,福島第一原発事故由来のプルトニウムの寄与率を推定した。福島県内の表層土壌中の238Pu/239+240Pu比は0.031.27であり,福島第一原発事故由来のプルトニウムの存在を確認した。その寄与率は,最大で42%であった。1.福島第一原子力発電所からの放射性物質の飛散状況の把握のために、初めに、平成23年3月から6月までにすでに採取済みの土壌試料中の放射性セシウムの濃度分布をガンマ線スペクトロメトリにより測定した。この研究成果は、Tazoe et al., Radiation Protection Dosimetry(2012)に発表した。また、福島県浪江町を中心に試料の採取を行った。2.アルファ線スペクトロメトリにより、^<238>Pu/^<239+240>Pu放射能比を測定するための分析法の検討を行った。試料分解法として硝酸-フッ化水素酸混合溶液を用い、硝酸系陰イオン交換法と塩酸系陰イオン交換法の2段階でプルトニウムを分離・精製することとした。まず大まかな分布状況を把握するために土壌試料中の放射性セシウムの濃度の比較的高い試料を選び、アルファ線スペクトロメトリにより、^<238>Pu/^<239+240>Pu放射能比の測定を行った。3.汚染土壌による農作物への影響の有無を調査するため、植物への放射性物質の移行評価を行った。平成24年度は予備的調査と位置づけ、ヨモギなどの自生植物中の放射性核種濃度を測定した。また、放置された田に自然に生えてきたイネを採取し、籾は脱穀をして籾殻と玄米、さらに精米機で重量として約3%ずつ精米し糠を分離し、それぞれの放射性セシウムを測定した。玄米表層の糠はその他の部位に比べ、^<137>Cs濃度は4倍以上の高濃度であった。イネの各部位の^<137>Cs濃度と生育した土壌の^<137>Cs濃度の比は、糠で0.07と最も高かったが、この値は^<40>Kに比べると2桁低い値であった。福島第一原子力発電所からの放射性物質の飛散状況の概要を把握するために、福島第一原子力発電所事故初期の平成23年3月に福島県内各地および宮城県南部において採取した表層土壌、植物、水(水道水・地下水・河川水・雨水)試料中のCs-134, Cs-136, Cs-137, I-131, I-132, Te-129m, Te-232, La-140の濃度分布をガンマ線スペクトロメトリにより分析した。この研究成果は、Hosoda et al., Scientific Reports, 3:2283, doi:10.1038/srep02283 (2013)に発表した。前年度に検討し、確立した分析法である硝酸ーフッ化水素酸混合溶液を用いた試料分解、硝酸系陰イオン交換法と塩酸系陰イオン交換法の2段階でプルトニウムを分離・精製する手法を用いて、アルファ線スペクトロメトリにより、表層土壌試料中の238Pu/239+240Pu放射能比の分析を行った。その結果、いくつかの地点において、大気圏核実験によるグローバルフォールアウト比の0.032±0.017に比べて有意に高い238Pu/239+240Pu放射能比が観測された。これは、福島第一原子力発電所事故由来のプルトニウムが飛散・沈着したことを示唆している。238Pu/239+240Pu放射能比が0.5を超える高い地点は、Cs-137の沈着密度が最も大きい(3000kBq/m2以上)原発から北西方向のエリアと重なった。238Pu/239+240Pu放射能比が0.2-0.5の地点は、主に原発から45km以遠の北西方向の地点であった。福島第一原子力発電所事故由来のプルトニウムの飛散・沈着との関連を調べるために、分析法の複雑さなどのためにデータが極めて限られているSr-90について、低バックグラウンドベータ線計測法を用いた分析法開発の検討を行った。1.福島第一原子力発電所からの放射性物質の飛散状況の概要を把握するために、土壌試料中の238Pu/239+240Pu放射能比の分析を行ってきた。238Pu/239+240Pu

放射能比マップの精度をさらに高めるために、福島市、会津若松市、郡山市、いわき市などの周辺地域に広げて分析を行った。その結果、少量ではあるが福島第一原子力発電所由来プルトニウムが福島市付近,郡山市でも観測された。福島第一原子力発電所から南方向にあるいわき市の土壌試料は0.1以下となり,有意の原発由来プルトニウムは確認できなかった。2. 238Pu/239+240Pu放射能比を測定した内の一部の試料について、235U/238U同位体比の分析をアルファ線スペクトロメトリーにより行った。今回測定した土壌試料中の235U/238U同位体比の平均値は0.00548±0.00049であり、天然存在比の0.00728と同程度であった。アルファ線スペクトロメトリーなので精度はよくないが有意の飛散はないと評価した。3. 235Uの核分裂によって生じる放射性核種のうち、90Srは放射性Csとともに高い生成率(核分裂収率)を持つ。プルトニウムとともにストロンチウムの環境動態を把握するため、土壌および水中生物であるサクラマスの分析を実施した。土壌試料においては福島第一原子力発電所より北西方向に飛散した高濃度プルームにより汚染された浪江町赤宇木で最も高い90Sr (166 ±24 Bq/kg)および137Cs (72,227 ±206 Bq/kg)濃度が観察された。一方で福島市や郡山市では90Sr濃度については事故以前のバックグランド値と区別できない10 Bq/kg以下の値であった。土壌試料の90Sr/137Cs放射能比は0.00020.0023であり、平均値は0.0013であり、文部科学省によって実査されたモニタリング結果と整合的であった。26年度が最終年度であるため、記入しない。同位体環境化学26年度が最終年度であるため、記入しない。アルファ線スペクトロメトリにより、土壌試料中の^<238>Pu/^<239+240>Pu放射能比を測定するための分析法が確立し、試料の採取も順調である。また、高汚染地域で放置された田に自然に生えてきたイネを使った植物への放射性物質の移行評価も行うことができた。福島第一原子力発電所事故初期に福島県内各地および宮城県南部において採取した表層土壌、植物、水試料中のCs-134, Cs-136, Cs-137, I-131, I-132, Te-129m, Te-232, La-140の濃度分布から放射性物質の飛散状況の概要を把握できた。また、大気圏核実験によるグローバルフォールアウト比の0.032±0.017に比べて有意に高い238Pu/239+240Pu放射能比が観測され、福島第一原子力発電所事故由来のプルトニウムが飛散・沈着したことを確認できた。さらに、238Pu/239+240Pu放射能比が0.5を超える高い地点は、Cs-137の沈着密度が最も大きい(3000kBq/m2以上)原発から北西方向のエリアと同じであることを特定できた。表面土壌中に放射性セシウムの高濃度蓄積がみられた福島第一原子力発電所から北西方向を中心に土壌試料中の^<238>Pu/^<239+240>Pu放射能比を測定する。また、フキやヨモギなどの自生の植物を採取し、その放射性核種濃度(主に放射性セシウム)を測定し、移行の評価を行う。238Pu/239+240Pu放射能比マップの精度をさらに高めるために、福島市、会津若松市、郡山市、いわき市などの周辺地域に広げて分析を行う。238Pu/239+240Pu放射能比とCs-137やI-131などの放射性核種濃度との関係について比較検討する。大気圏核実験によるグローバルフォールアウト起源プルトニウムと福島第一原子力発電所事故起源のプルトニウムの比率を推定し、プルトニウムがどの範囲まで飛散したのかについて成果をとりまとめる。
さんご礁生態系の撹乱と保護管理に関する研究

本研究は各種の攪乱を受けて急速に荒癈しつつあるわが国のさんご礁生態系の保護管理に役立てるため、既存の、又はさんご礁海域外における調査研究の成果を整理考察して、英文の総説論文にまとめることを目的とした。完成した論文集には下記の内容の論文が集録されている。沖縄南西部八重山群島におけるさんご礁魚類資源の管理八重山におけるさんご礁漁業は、漁業法と集落ごとの伝統的慣習にもとづく規則によって運用され、前者は全体的枠組みを規定し、後者は日常的運営や漁業者の規範を規定する。両者の中間に八重山漁業組合が位置する。ラドルさんご礁海域水の化学成分の挙動-さんご礁海域における化学環境の監視さんご礁海域の化学環境に関する十分な研究資料はないが、ある点で類似する河口域水についてはかなりの研究成果の蓄積があるので、そのさんご礁海域えの適用について検討した。北野造礁サンゴに及ぼす無機粒子の堆積と懸濁の影響このことに関する野外や実験室における研究成果をまとめて、サンゴは無機粒子の懸濁にはかなり耐性が高いことがわかった。山里南西日本におけるオニヒトデ集団の消長と海況の関係オニヒトデの幼生は24週間浮游生活をするので、その間に琉球列島から四国・本州の太平洋岸に運ばれた幼生により一時的集団が形成される。伊豆半島では水温が低いためオニヒトデは出現しない。紀伊半島先端と三宅島では、黒潮流路の変動に伴ってオニヒトデの集団が出現したりしなかったりする。四国南の集団はそれ以南の場合と同様に自己再生産を行っているようである。山口さんご礁生物群集の攪乱沖縄における広範囲にわたるサーベイは少いが、既存の調査研究を総合すると、1969年-1976年ごろにオニヒトデ食害が終り、在は恢服期にある。西平本研究は各種の攪乱を受けて急速に荒癈しつつあるわが国のさんご礁生態系の保護管理に役立てるため、既存の、又はさんご礁海域外における調査研究の成果を整理考察して、英文の総説論文にまとめることを目的とした。西平
マウス頭部外傷モデルにおける軸索可塑性を介した神経機能回復とTNFαの関与

平成25年度に引き続き、実験計画を実践するための準備を継続した。具体的には、マウスを用いて行う頭部外傷作成手術手技やポンプ埋没手技、脳組織の採取、固定および免疫染色、もう組織の懸濁手技を新たな研究環境で再現することを試みた。ノックアウトマウスを使用する事を前提としたため、外傷作成用のインパクタについては動物実験施設内での設置場所確保が困難であり、購入を見合わせることとなった。このため、外傷作成は本来のcontrolled cortical injuryからfocal cortical ablationモデルに変更し、その他の主義の習熟を目指した。外傷作成から標本採取までの手技は安定したものの、その後の凍結切片作成は施設内他部署の設備を適宜借用することとなったため、定期的に実践できず手技の習熟が遅れた。このため、その先の免疫染色などの予備実験は非常に限られたものとなった。本研究は,頭部外傷モデルマウスを用いて重症頭部外傷におけるTNFαの治療効果を検証し,この回復機構のシグナル伝達経路を明らかにする事を目的としている.そのために,以下の実験を予定していた.まず,TNFα(-/-)マウスおよびWTマウスを用いて,CCI法による左側頭部外傷モデルとshamを作成する.事前にcomposite neuroscore,rotarod testによる神経機能評価を行い,実験処置後も経時的に評価を行い各群を比較する.処置から28日後, Biotin dextran amine(BDA)を健側の大脳皮質に注入し,神経線維の順行性染色を行い,各群を比較することでsproutingの有無を評価する.TNFαの関与を明確にするための介入実験として,頭部外傷モデルのTNFα(-/-)マウスに対するTNFαの投与,WTマウスに対するTNFαの中和抗体,およびTNFαの投与を行う.また, TNFR1(-/-)マウス,TNFR2(-/-)マウスで評価を行い,神経機能の回復に関与が強いreceptorを解析し,その先のシグナル伝達経路を解析することで,新たな治療標的を探る.平成25年度は新たな実験環境で過去に行った実験の再現も計画したため,環境の整備とマウスに対する手術手技の習熟に多くの時間を費やした.特にマウスの手術については,以前の外傷作成手技に加え,長期にわたりosmotic pumpを留置する必要がある事から,より手技の精度を向上させる必要があった.これまでのところマウスの手術に最も時間をかけているが,安定して観察期間を耐えうる手技の習熟に至っていない.平成25年度に引き続き、実験計画を実践するための準備を継続した。平成25年度の研究計画を実行するにあたり,前回の研究から5年あまりの時間が経過しており,設備や機器も一新され新たな環境で実験を再開する事となったため.そのため、新しい環境で過去に行った実験を改めて行い,再現性を確認する必要性があると判断した.そのためには,まずは研究に必要な実験系の再構築を行う事となった.具体的には設備および機材の確保と,実験手技,マウスの飼育・繁殖手順の習熟である.特に手術手技については新たな手技も加わり,より高い技術が必要となった.しかしながら,未だその精度に達しておらず,手術手技が確立しないためその先の研究に至っていない.現在の所,手術主義の確立が最大の鍵となる.手技が安定するまで方法を微調整したり,繰り返し行う必要があると考えているが,解決に至らない場合は介入方法を再検討する必要がある.また,同時に手術に用いる器具等についても再検討する必要性が考えられる.手術手技の安定を待つ間、標本作製や組織染色についても手技の再確認をしておく必要があり,平行して実施していく.こうする事で,手術手技が安定次第速やかに実験を推進できるものと考えられる.平成25年度は実験環境の整備や手術手技の習熟に時間を費やす事となった.このため,本実験で新たに購入する予定であった実験器具の購入を控えており,準備が整った段階での購入を検討している.平成25年度に開始する予定であった実験を実行に移す.外傷作成も本格化するためにimpactorも購入する予定であり,薬剤注入用のosmotic pumpも購入することになり,各種免疫染色のための試薬類も必要となる.すなわち,当初1年目に予定していた支出の多くが2年目に移行した形となる.
国際的スポーツイベントを通じた都市ブランディングに関する実証的研究

国際的スポーツイベントの開催がイベント開催都市にどのような影響を及ぼすのか検討するために、スポーツイベントの観戦者を対象にアンケート調査を実施する。イベント開催都市とスポーツイベントのイメージフィットを測定する尺度を作成し、スポーツイベント満足度および都市イメージとの関連、都市ブランディングに及ぼす影響を検証する。さらにスポーツイベントの開催に伴って実施される開催都市に対するブランディングの取り組みが都市ブランドにどのような影響を及ぼしているのかを明らかにする。
誤帰属問題における進化的素因　－　男女差の検討を中心として　－

本研究は、人間の判断や思考の意識的体験における、身体反応としての視線の役割と、それについて進化的な背景による男女差が存在するかを検討することを目的とした。今年度は昨年度達成した内容に基づき、対連合学習課題における視線分析を行った。Shimojo, Simion, Shimojo, & Scheier (2003)は、選好判断時に判断の約600ms前から選択刺激に視線が偏っていくという現象(視線カスケード現象)を報告した。これは判断の意識的な体験と視線の動きの重要な関係性を示す知見であった。この視線カスケードに関して、対連合学習課題で、参加者が正解対を顕在的に記憶した場合(顕在呈示条件)と潜在的に記憶した場合(潜在呈示条件)で視線カスケードを比較した。その結果、潜在呈示条件の方が、視線カスケードが長くなる可能性が示された。このことは、意思決定場面において視線の動きが判断の手掛かりとして機能しているという可能性を支持する結果であった。また、参加者の主観的な課題のとらえ方が違うことによる影響を排除するために、参加者の主観としては潜在呈示条件と全く同じで、参加者が正解対の情報を全く持っていない条件(無呈示条件)を追加して再度実験を行った。その結果、潜在呈示条件の方が無呈示条件より大きな視線カスケードになる可能性が示された。このことは参加者が持つ無意識的な情報が視線の動きに反映されることを示す知見であった。また、顕在呈示条件と潜在呈示条件において視線カスケードの長さに男女差が生じる可能性について検討したところ、男性の方が短時間の視線カスケードを示すことが示された。このことは意識的な判断が生じる場面において身体反応が持つ役割に男女間で違いが存在する可能性を示しており、本研究の最終的な目標である、誤帰属問題における進化的素因の存在を示唆する重要な知見であると言える。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、人間の判断や思考が意識的に体験される際に、潜在的な情報処理の結果生じた身体反応が重要な役割を持っている可能性を検討し、更にこれに関して進化的な背景による男女差が存在するかについても検討することを目的とした。今年度はまず研究の基礎固めとして、先行研究の実験結果が再現できることを確認し、さらにそれが別の刺激や課題にも般化できる可能性を検討した。Shimojo. Simion, Shimojo, & Scheief (2003)は、選好判断時に判断の600ms前程度から選択刺激上に視線が偏っていくという環象(視線カスケード現象)を報告した,これは判断の意識的な体験に先立って無意識的な判断が成立している可能性を示すものであり、本研究の研究文脈において最も重要な先行研究のひとつである、、本研究ではこの視線カスケード現象が、正解・不正解のある課題においても生じる可能性について検討した。色と形の対連合記憶課題を実験課題とし、視線カスケードが生起するかどうか、また、回答が正解である場合と不正解である場合、更にその回答に確信がある場合と無い場合に分けて視線カスケードの大きさを比較した。実験から、対連合学習課題においても視線カスケードが生じることが示された。また、視線カスケードの大きさに関しては、確信の有無で違いは見られなかったが、不正解の場合に比べ、正解している場合の方が大きくなることが示された,このことは、意識的な判断とは一致しない、潜在的な記憶が視線の動きへと影響を与えたため、選択刺激に対する視線の偏りである視線カスケード現象が阻害されたと可能性が考えられる.この実験結果は、先行研究によって得られた知見を発展させるものであり、潜在的な情報処理過程と意識的な体験の関係性について考える上で、非常に重要な示唆を含んでいると言える。

また、顕在呈示条件と潜在呈示条件において視線カスケードの長さに男女差が生じる可能性について検討したところ、男性の方が短時間の視線カスケードを示すことが示された。このことは意識的な判断が生じる場面において身体反応が持つ役割に男女間で違いが存在する可能性を示しており、本研究の最終的な目標である、誤帰属問題における進化的素因の存在を示唆する重要な知見であると言える。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究においては視線の記録と刺激呈示に関して空間的、時間的な正確な同期が必要であったが、それを達成するにあたり技術的な問題が生じたため。上記の実験結果から、潜在的な知識が視線の動きに影響する可能性が示されたため、これについて検討する。両眼視野闘争を利用した潜在学習を用いて、潜在学習された対連合が視線カスケードに及ぼす影饗をみる。また、当初の目的であった男女差についても参加者の性別を実験要因の1つとして扱うことで検討していく。
振動刺激への錯覚を利用した触覚インターフェースの研究

素材の手触りのような複合的な触覚情報をできるだけ単純な機械インターフェースで呈示することを目指し,触覚受容器の周波数応答特性を利用して,単純な振動刺激で受容器を選択的に刺激する方法を提案した.触対象をなぞった際の皮膚の変形挙動と触覚受容器の活動を解析した.その結果,圧覚・粗さ感・摩擦感を振動刺激によって呈示することに成功した.また,超音波振動の振幅変調によって振動刺激を呈示する触覚インターフェースを開発した.素材の手触りのような複合的な触覚情報をできるだけ単純な機械インターフェースで呈示することを目指し,触覚受容器の周波数応答特性を利用して,単純な振動刺激で受容器を選択的に刺激する方法を提案した.触対象をなぞった際の皮膚の変形挙動と触覚受容器の活動を解析した.その結果,圧覚・粗さ感・摩擦感を振動刺激によって呈示することに成功した.また,超音波振動の振幅変調によって振動刺激を呈示する触覚インターフェースを開発した.素材の手触りのような複合的な触覚情報をできるだけ単純な機械インターフェースで呈示することを目指す。触覚を再現するには,触対象の物理的因子をそのまま呈示する必要はなく,皮膚内部の触覚受容器の活動を一致させればよい。そこで,本研究では,触覚受容器の周波数応答特性を利用して,単純な振動刺激で受容器を選択的に刺激する方法を提案する。この振動刺激を合成することによって,ヒトが触対象をなぞった際の受容器活動を再現し,あたかも本物の触対象に触れたかのように錯覚させる触覚呈示法を確立する.本研究では,これを実現するために,触対象をなぞった際の皮膚の変形挙動と触覚受容器の活動を解析し,その受容器活動を振動刺激で再現する機械インターフェースを構築する事が目的である.本年度は以下の研究を行った.1.ヒト指腹部有限要素モデルと触覚受容器応答モデルの構築ヒト指腹部有限要素モデルを利用して,皮膚内部の触覚受容器の活動を推定する手法を確立した。触覚受容器の活動は,ひずみエネルギとの相関が知られていることから,触覚受容器位置でのひずみエネルギ分布の変動と周波数応答特性を考慮して,触覚受容器の活動を推定した.2.振動刺激を用いた圧感の呈示法の確立1の触覚受容器応答モデルによって5Hz以下の低周波振動によるSA I受容器の活動を推定し,それと同等の振動刺激を実際に与えることにより,振動ではない静的圧覚を呈示できることを心理物理実験により実証した.3.波長伝達による粗さ感の呈示法の検討触対象の空間波長に基づいて振動刺激を生成することで,粗さ感が呈示できることを心理物理実験によって確認し,触覚伝達を試みた.4.超音波振動の振幅変調による触感呈示法の検討超音波振動を触覚知覚閾で振幅変調することにより,直接振動を与えたときと同じように刺激を与えられることを確認した.これにより機械インターフェースの小型化できる.素材の手触りのような複合的な触覚情報をできるだけ単純な機械インターフェースで呈示することを目指す。この振動刺激を合成することによって,ヒトが触対象をなぞった際の受容器活動を再現し,あたかも本物の触対象に触れたかのように錯覚させる触覚呈示法を確立する。本研究では,これを実現するために,触対象をなぞった際の皮膚の変形挙動と触覚受容器の活動を解析し,その受容器活動を振動刺激で再現する機械インターフェースを構築する事が目的である.本年度は以下の研究を行った.1.振動刺激を用いた摩擦感の呈示法の検討ヒト指腹部の触察時の固着・滑り現象に着目し,固着から滑りに遷移した際の触覚受容器の活動を触覚受容器応答モデルによって推定し,パチニ小体の活動の関与を提案した.また,皮膚と接触面との1自由度振動系モデルを構築し,固着・滑り遷移を疑似的に再現し,それに同期して高周波の振動刺激を加えることによって摩擦感を呈示できることを確認した.2.単一の圧電素子を用いた小型超音波触覚ディスプレイの開発前年度検討した超音波振動による触感呈示法を実現するために,共振を利用してピンアレイ状の弾性体を単一の圧電素子で駆動する触覚ディスプレイを開発した.素材の手触りのような複合的な触覚情報をできるだけ単純な機械インターフェースで呈示することを目指す。本研究では,これを実現するために,触対象をなぞった際の皮膚の変形挙動と触覚受容器の活動を解析し,その受容器活動を振動刺激で再現する機械インターフェースを構築する事が目的である。本年度は以下の研究を行った。1.振動刺激を用いた摩擦感の呈示法の開発ヒト

指腹部の触察時の固着・滑り現象に着目し,固着から滑りに遷移した際の触覚受容器の活動を高周波の振動刺激によって制御し,摩擦感を呈示する手法を開発した。また,皮膚と接触面との固着・滑り現象を計測し, 1自由度振動系モデルによって疑似的に再現した。2.超音波振動を用いた触覚ディスプレイの開発超音波振動による触感呈示法を実現するために,共振を利用してピンアレイ状の弾性体を単一の圧電素子で駆動する触覚ディスプレイを開発し,ゲームコントローラのジョイスティック部に装着可能であることを検証した。また,ランジュバン振動子による超音波振動の振幅変調を用いた皮膚感覚呈示と力覚呈示装置を組み合わせて,複数の素材感の呈示を実現した。
ネギ属植物に由来する2PTSおよびNPTSの多機能性とその実用化に関する研究

本研究は、当初予定されていた実験動物を用いた2PTSおよびNPTSの抗メタボリック症候群に関する実験が、実験動物施設の設備上の問題で実施できなかったため、予備的に計画していた培養細胞を用いたDNA損傷に対する予防効果(放射線防御効果)に関する実験を行い、次のような成果を得た。1.ラット肝腫瘍由来細胞(H4IIE細胞)に対する放射線防御効果2PTSあるいはNPTSを150μMの存在下でH4IIE細胞を48時間培養した後、10Gyの放射線を照射して、培養細胞が受けたDNAの損傷の程度についてコメットアッセイを用いて評価した。その結果、2PTSおよびNPTSはコメットアッセイにおける値(Tail moment)を低下される効果があり、その効果は用量依存性であった。L5178Y細胞に対してもH4IIE細胞と同様の実験を実施した。まず、L5178Y細胞は、H4IIE細胞に比較して放射線に対する感受性が高い傾向を示した。2PTSおよびNPTSのL5178Y細胞に対する放射染防御効果は、H4IIE細胞に対する効果よりもさらに顕著に現れた。以上の成績から、2PTSおよびNPTSには、放射線によるDNA損傷に対する防御効果があり、腫瘍の発生に対する抑制効果があると考えられた。前年度までに明らかにした第II相解毒酵素誘導効果とともに、これらの化合物は、相加相乗的にガン予防に寄与するものと推察された。平成20年度には、ネギ属植物(ニンニクおよびタマネギ)に含まれる含流化合物である2PTSおよびNPTSの新規機能性を解析する目的で以下のような実験を行った。数年前に、2PTSおよびNPTSは、ラット肝ガン由来の培養細胞であるH4IIEにおいて、ガン予防効果を示す第2相解毒酵素に属するキノンリダクターゼ(QR)活性を有意に上昇させることが明らかになったが、その他の第2相解毒酵素であるエポシキドヒドララーゼ(EH)、グルタチオンS-トランスフェラーゼ(GST)およびUDP-グルクロノシルトランスフェラーゼ(UDPGT)活性に関しては影響を及ぼさなかった。したがって、今回は、これら第2相解毒酵素群のmRNA量をリアルタイムPCRにて測定し、2PTSおよびNPTSが有する機能性としてガン予防効果について再評価した。評価に用いた試料は、H4IIE細胞の総RNAから作成した保存cDNAであり、内在性コントロールとしてグルクロニダーゼを用いて、各酵素の発現量を内在性コントールとの比で表した。今回、リアルタイムPCRにて測定した第2相解毒酵素群は、QR、EHの1型酵素(EH1)、GSTのA5型酵素(GSTA5)およびUDPGTの1A1型酵素(UDPGT1A1)であった。実験の結果、2PTSはQRおよびEH1の発現量を有意に上昇させたが、GSTA5およびUDPGT1A1の発現は上昇させなかった。また、NPTSにはいずれの酵素の発現も上昇させなかった。したがって、2PTSにはガン予防効果が存在することが、リアルタイムPCRを用いて再確認された。
LB法で機能化した電極界面でのヘム蛋白質の電子移動

本研究では、LB法及び吸着法を用いて機能化した電極上でヘム蛋白質であるチトクロムc及びその関連物質、さらにフラビン蛋白質等について、電子移動反応を検討した。得られた成果の概略は次の通りである。1.プロモ-タ-修飾電極の特性評価とチトクロムcの電極反応:LB法及び吸着法を用いて修飾した電極の内、ピリジン系プロモ-タ-分子で修飾した電極上ではチトクロムcの速い(>10^<-3>cm/s)電子移動が認められたのに対して、対応するフェニル系分子で修飾した電極では電子移動反応が抑制された。修飾膜機能を金属錯体を用いたレドックス反応及び長光路セルを用いた分光学的手法を併用して検討した結果、電極表面での修飾分子の吸着量の30%以下の変化が、その電気化学挙動に大きな影響を与えた。特にフェニル系修飾剤の中から、長鎖アルキル基を持たない小分子の単分子膜が金属錯体の電極反応を完全にブロックする例を初めて見出した。2.呼吸鎖末端の電気化学モデルを用いた電子移動反応:プロモ-タ-単分子膜で機能化した電極を用いてチトクロムcとその生理学的酸化還元相手との電子移動反応を検討した結果、チトクロムcとリダクタ-ゼとの反応はオキシダ-ゼとの反応に比べ蛋白質表面のアミノ酸配列の影響を顕著に受けること、また、チトクロムcのアミノ酸修飾はプロモ-タ-修飾電極上での電極反応に比べ蛋白質分子間電子移動に顕著な影響を与えることが明らかになった。3.フラビン酵素の電極反応:起源の異なるサルコシンオキシダ-ゼの電極反応の検討から、蛋白質の直接電子移動に及ぼす分子サイズの効果が示された。特に、分子量4万程度のBacillus由来の酵素について電極上での直接電子移動が見出された。
三次元ゲノム構造を介したKLF5、CCAT1遺伝子の発現制御メカニズムの解明

KLF5とノンコーディングRNAであるCCAT1はいずれも大腸がんなどの消化器腺がんや食道がんなどの扁平上皮がんにおいて発現が亢進している遺伝子であり、三次元ゲノム構造を介した遺伝子発現制御メカニズムの存在が示唆されている。本研究では、三次元ゲノム構造を介したKLF5、CCAT1の発現制御メカニズムを明らかにし、大腸がん悪性化との関連や新規治療法開発に繋げることを目的とする。
好熱性絶対共生細菌に見られる微生物間共生現象の解明

かつての我々の研究により、Bacillusによって生産されるSTの生育を支持する非常に弱い活性を持った蛋白質としてPtsI蛋白質が同定された。このことにもとづき、STの生育支持に対するBacillusのptsIの関与を検討した。結論として、野性型ptsI遺伝子をもつBacillus subtilisでは培地にグルコースを添加した条件でST生育支持活性が抑制されるのに対し、ptsI欠損変異株ではそのグルコースによる抑制が解除されることが判明した。この結果は2つの予備実験による新しい知見をふまえている。すなわち、1つはこれまでSTの生育支持は特定のBacillus属細菌に限られるとされていたが、STの単離・保存法の改良によりB.subtillsにもST支持能が存在すること、2つめはこれらBacillus属細菌によるSTの生育支持は培地にグルコースなど特定の炭素源を添加することで抑制されることである。以上の結果から、STの生育支持因子はpts系による制御支配下にあり、グルコース抑制を受ける性質を有することが強く示唆されている。昨年度の結果から、STは自然界に広く分布することが明らかであるが、同時に、それが牛糞を原料とした堆肥中に非常に高い頻度で検出されることに気づいた。そこで牛やヤギなどの反芻獣のルーメン内容物を対象として探索実験を行ったところ、調べた個体ほぼ全てにSTが存在していることが判明した。この結果から、STは反芻獣などのルーメン中に共生する細菌で、環境中ではBacillus属の支持により生育している菌種であることが強く示唆された。耐熱性トリプトファナーゼ(TNase)生産菌Symbiobacterium thermophilum(ST)は、好熱性Bacillus sp.strain S(BS)との共存下でのみ生育できる絶対共生細菌である。予備実験からSTは16sDNAによる分類でグラム陽性細菌の新しい属であることが明らかとなっている。STの自然界における分布を調べるために、各地の土壌,堆肥サンプルからTNase活性を指標にスクリーニングを行い、陽性を示す菌株の16sDNAを解析した。その結果現在までに24サンプルにおいてST特異的PCRにおいて陽性を示し、うち11サンプルは塩基配列がSTと全く同一であった。この結果からSTが自然界に広く分布していることが明らかになった。次にSTとBSの共生培養においてコロニーを形成しないSTの生育をBSと同時に追跡する手段として、それぞれに特異的な遺伝子の配列を基に設計したプライマーを用いた定量的PCRにより菌数測定を行う方法を検討した。その結果最終処理試料当たりの限界細胞数約5×10^2までの検出が可能となった。STは染色体上で隣接した2つのTNase(tna1,tna2)を有し、それらは高い相同性を示しながら耐熱性や活性の温度依存性が異なる。好熱性共生細菌の遺伝子発現制御に関する知見の取得を目的として、tnaを含む周辺の8kbのDNA断片の塩基配列を決定した。その結果、tna1,2を含め同一の方向に5つのORFをみいだした。ORF1産物はDNA結合配列を有する転写調節蛋白質、ORF2産物は真核生物にのみその存在と機能が確認されていた型の膜輪送蛋白質と相同性を示した。またORF3産物はtRNA Synthaseと相同性があることが判明した。ORF1産物はこのオペロンの転写調節に関与し、またORF2産物はトリプトファナーゼに対する基質の膜輸送に関与するものと推測している。このことにもとづき、STの生育支持に対するBacillusのptslの関与を検討した。結論として、野生型ptsI遺伝子をもつBacillus subtilisでは培地にグルコースを添加した条件でST生育支持活性が抑制されるのに対し、ptsl欠損変異株ではそのグルコースによる抑制が解除されることが判明した。

すなわち、1つはこれまでSTの生育支持は特定のBacillus属細菌に限られるとされていたが、STの単離・保存法の改良によりB.subtilisにもST支持能が存在すること、2つめはこれらBacillus属細菌によるSTの生育支持は培地にグルコースなど特定の炭素源を添加することで抑制されることである。以上の結果から、STの生育支持因子はpts系による制御支配下にあり、グルコース抑制を受ける性質を有することが強く示唆されている。昨年度の結果から、STは自然界に広く分布することが明らかであるが、同時に、それが牛糞を原料とした堆肥中に非常に高い頻度で検出されることに気づいた。そこで牛やヤギなどの反芻獣のルーメン内容物を対象として探索実験を行ったところ、調べた個体はほぼ全てにSTが存在していることが判明した。この結果から、STは反芻中などのルーメン中に共生する細菌で、環境中ではBacillus属の支持により生育している菌種であることが強く示唆された。
部位特異的組換えにおけるドナー選択制御機構の解析

相同組換えは、生物種多様性に寄与する一方で、DNA損傷に対する修復に働きゲノム安定性維持に深く関わる。分裂酵母のホモタリックな野生型株(h90)において、相同組換え機構は接合型変換にも働く。分裂酵母の接合型には、Plus(P)とMinus(M)があり、mat1遺伝子座に入る遺伝情報によって決定されている。接合型変換は、mat1遺伝子座とサイレントなドナー遺伝子座(mat2Pもしくはmat3M)との間で起こり、前者がレシピエント、後者の片方がドナーとなる一方向性の遺伝子変換である。この際、上記2つの遺伝子座がドナー候補となるが、その選択は細胞の接合型(つまり、mat1座に入っている遺伝情報)により厳密に制御されており、この制御によって、P→M、M→Pへの効率的な変換が保障されている。これまでに、Class Ibグループに分類されるSwi2、Swi5、Swi6の少なくとも3種がドナー選択制御に働くことが示唆されているが、ドナー制御機構の全体像は未だ不明な点が多く残されている。これまでの知見から、未だ同定されていないClass Ib因子が存在することが予想されたため、本研究では、分裂酵母破壊株ライブラリーを用いてClass Ib因子のスクリーニング、及び、得られた候補因子の機能解析を計画した。破壊株ライブラリーがh+株(h90派生型で、接合型変換は起こらないが、カセット間の組換えは起こる)バックグラウンドで作製されたものであるため、当初の計画では、これを利用してスクリーニングを行なう予定であった。しかしながら、前年度の計画実施の初期段階でh90株でスクリーニングを行なった方が厳密性が高いことが判明したため、掛け合わせによって全ての破壊株のh90株を作製し、スクリーニングすることとした。今年度は、約1000株の構築とスクリーニングを実施し、約20種類の候補因子を同定した。相同組換えは生物に普遍的な生命現象であり、生物種多様性に寄与する一方で、DNA修復に働きゲノム安定維持にも深く関わっている。ホモタリックな分裂酵母野生型株(h90)においては、相同組換え機構は接合型変換にも働く。分裂酵母の接合型にはP(Plus)とM(Minus)があり、mat1遺伝子座に入る遺伝情報によって決定される。接合型変換は、mat1遺伝子座とサイレントな遺伝子座(mat2Pもしくはmat3M)との間で起こり、前者がレシピエント、後者の片方がドナーとなる一方向性の遺伝子変換である。この際、上記2つの遺伝子座がドナーの候補となるが、その選択は細胞の接合型(つまり、mat1座に入っている遺伝情報)により厳密に制御されており、この制御によって、P->M、M->Pへの効率的な変換が保証されている。これまでに、Class Ibグループに分類されるSwi2、Swi5、Swi6の少なくとも3つがドナー選択制御に働くことが示唆されているが、ドナー制御機構の全体像は未だ不明な点が多く残されている。これまでの知見から、未だ同定されていないClass Ib因子が存在することが予想されたため、本研究では、分裂酵母破壊株ライブラリーを用いて新規Class Ib因子のスクリーニング、及び、得られた候補因子の機能解析を計画した。しかしながら、より厳密なスクリーニングを行なうために、掛け合わせによって全ての破壊株をh90株バックグラウンドで作製し、接合型変換の異常をスクリーニングすることとした。初年度は約800株の構築とスクリーニングを実施し、約10種類の候補因子を同定した。

今年度は、約1000株の構築とスクリーニングを実施し、約20種類の候補因子を同定した。当初の計画を変更し、h90株バックグラウンドでのスクリーニングを行なうことにしたため、破壊株においてh90株との掛け合わせが必要になったが、全破壊株の約1/3のスクリーニングが完了し、平成26年度中に完了できる見通しが立った。全てのh90破壊株を構築することによって、接合型変換の異常の有無を同時に解析できるため、より厳密なスクリーニングが可能となった。また、スクリーニングと平行して、接合型変換に異常を示すことが明らかになった候補株の機能解析を前倒しで実施し、より一層の推進を目指す。
6-FGFを用いた骨形成制御に関する研究

骨再生誘導法(GBR)は有用な術式ではあるが,治療が長期にわたることが最大の問題点である.そこで我々はイヌ顎骨の欠損モデルを用い,GBRの骨再生速度をb-FGFの投与により制御し速めることができるかどうかを実証することを試みた.ビ-グル犬12頭(体重1012kg)の下顎左右第3小臼歯を抜去,他小臼歯は抜髄,根充後歯冠を削除し粘膜で完全に閉鎖し,3カ月後,無歯顎部に骨欠損(深さ5mm,幅8mm)を形成した.実験群は0.15μgのb-FGFを含むコラーゲンペレット(高研/住友製薬)を血餅で満たした欠損内に投与し,対照群はプラセボ(b-FGF被含有)ペレット投与または無投与(血餅のみ)とした.その結果は,以下の通りであった.1)肉眼的所見:実験群および対照群において,骨欠損部の形態は完全に回復されていた.また,実験群においては,GBR適用部位の歯槽堤幅が術前より広くなっているものを観察された.2)X線所見:実験側の骨欠損部は,ほぼ完全に骨梁によるX線不透過像で満たされていた.これに対し対照側は明らかにX線透過像が観察され骨再生の遅れが示唆された.3)組織学的所見:実験群において,膜の内部は大部分が成熟した骨組織により満たされていた.また多くの標本において,既存骨外側の骨膜下にも骨新生が観察された.それに対し対照群はGBR膜内の既存骨側1/22/3にしか成熟骨組織を認めなかった.以上の結果から,GBRにおけるバリア膜内部に徐放性コラーゲンペレットを用いてb-FGFを局所投与することにより,骨再生を加速させることができ治療期間を短縮できる可能性が示させた.骨再生誘導法(GBR)は有用な術式ではあるが,治療が長期にわたることが最大の問題点である.そこで我々はイヌ顎骨の欠損モデルを用い,GBRの骨再生速度をb-FGFの投与により制御し速めることができるかどうかを実証することを試みた.ビ-グル犬12頭(体重1012kg)の下顎左右第3小臼歯を抜去,他小臼歯は抜髄,根充後歯冠を削除し粘膜で完全に閉鎖し,3カ月後,無歯顎部に骨欠損(深さ5mm,幅8mm)を形成した.実験群は0.15μgのb-FGFを含むコラーゲンペレット(高研/住友製薬)を血餅で満たした欠損内に投与し,対照群はプラセボ(b-FGF被含有)ペレット投与または無投与(血餅のみ)とした.その結果は,以下の通りであった.1)肉眼的所見:実験群および対照群において,骨欠損部の形態は完全に回復されていた.また,実験群においては,GBR適用部位の歯槽堤幅が術前より広くなっているものを観察された.2)X線所見:実験側の骨欠損部は,ほぼ完全に骨梁によるX線不透過像で満たされていた.これに対し対照側は明らかにX線透過像が観察され骨再生の遅れが示唆された.3)組織学的所見:実験群において,膜の内部は大部分が成熟した骨組織により満たされていた.また多くの標本において,既存骨外側の骨膜下にも骨新生が観察された.それに対し対照群はGBR膜内の既存骨側1/22/3にしか成熟骨組織を認めなかった.以上の結果から,GBRにおけるバリア膜内部に徐放性コラーゲンペレットを用いてb-FGFを局所投与することにより,骨再生を加速させることができ治療期間を短縮できる可能性が示させた.
気相・気泡ハイブリッドモデルによる混相流シミュレーション手法の開発

気相と気泡のハイブリッドモデルを開発し、気相と気泡が混在する二相流場の推定手法を構築した。まず、開発した手法を気泡が上昇するケースに適用し、既存の計算結果と定性的に一致する結果を得た。次に計算格子サイズより大きな気泡と、ハイブリッドモデルに適した数で格子サイズより小さな気泡を与え、気相・気泡が混在しても、安定した計算ができることを確認した。今後は、検証例を増やすことにより、実用への完成度を高めていく予定である。船底より気泡を吹き出す空気潤滑法は、船体へ付加する突起物を必要とせず、かつ、船体抵抗の大半を占める摩擦抵抗の低減量が大きいため、実船への適用も始まった。一方で、吹き出された空気と船体周り流れの干渉を含む二相流れを解析し、抵抗低減量を安定に精度良く推定できる手法は確立されておらず、早急な解決が必要とされていることから、気相・気泡を含む二相流れモデルと数値シミュレーションによる流場の推定手法を構築した。まず、海上技術安全研究所で開発中の、船体周り流れに対し精度・実績を有している一相の非圧縮性に基づくソルバーを、体積率に基く気液混相一流体による気液二相に拡張し、気相の体積率の移流方程式は、界面捕獲に優れたレベルセット法により解き、質量保存則を満たすようレベルセット関数を補正した。開発した手法を気泡上昇問題に適用し、二相計算の検証を行った。次に、気泡の運動について、運動方程式は支配的要素のみを考慮し、揚力と抗力、浮力項等とした。開発したモデルを気泡上昇問題に適用し、検証を行った。最後に、気相・気泡を組み合わせたハイブリッドモデルを構築した。気泡数は気相・気泡のハイブリッドモデルに適した数とし、気泡の運動計算を行いつつ、気相に気泡が含まれる場合、気相の移流方程式に時間微分項として付加した。開発した手法を複数気泡上昇問題に適用し、気相・気泡が混在しても、安定した計算ができることを確認した。今後は、構築したモデルと計算手法の検証例を増やすことにより、実用への完成度を高めていく予定である。一方で、気泡の吹き出し方を変え、吹き出された空気と船体周り流れの干渉を含む二相流れを解析し、抵抗低減量を精度良く推定できる手法は確立されておらず、早急な解決が必要とされており、安定かつ実用精度を有する流場シミュレーション手法として、気相・気泡を含む二相流れモデルを構築するため、モデル開発のベースとなる気液二相流ソルバーを開発した。海上技術安全研究所で開発中の、船体周り流れに対し精度・実績を有している非圧縮性に基づくソルバーを、気液二相に拡張するため、気液二相の混相流は体積率に基く気液混相一流体として扱い、流場を計算した。具体的には、本ソルバーは擬似圧縮性に基づき圧力と流場をカップリングしており、同手法に密度、動粘性係数を変数として新たに加えた。密度と動粘性係数は、空気と水の密度と動粘性係数から体積率で定義した。体積率の移流方程式は、界面捕獲に優れたレベルセット法とVOF法を組み合わせる手法により解いた。VOF法での気相の移流方程式、レベルセット関数の移流方程式を解き、レベルセット関数が得られたら、質量保存則を満たすようVOF法で求めた体積率により補正した。空気を吹き出す境界条件を加え、今後、計算結果については、既存の計測結果・計算結果と比較する。気相・気泡を含む二相流れモデル開発のベースとなる、「VOF+レベルセット法」による界面追跡法と、体積率を介し、気液二相を混相一流体として扱い、保存則を満たした、気液二相の界面を精度よく推定できる気液二相流ソルバーを開発し、初年度の目的を達成した。今後は、気泡モデルを開発し、既開発の「VOF+レベルセット法」とのハイブリッドモデルを構築する。気泡モデルの運動方程式は支配的要素のみを考慮し、人為的パラメータは可能な限り除く。吹き出された気泡を効率良く追跡する手法として、気泡軌跡を計算する分散相モデル等を適用する。気泡数はハイブリッドモデルに適した数とし、計算格子セル内の気泡から体積率を導出し、VOF法での気相の移流方程式に時間微分項として付加する。気相の体積率の移流方程式とレベルセット関数の移流方程式も解いたあと、気相の体積率に基づきレベルセット関数を補正する。導出した体積率に基づき、混相のナビエ・ストークスの式を解く。以上により、気泡・気相のハイブリッドモデルに基づく、シミュレーション手法を構築する。また、海上技術安全研究所で行われた空気潤滑法に関する実験データ及び公表文献等の計測・計算結果によりモデルを検証する。気泡・気相ハイブリッドモデル開発のための計算ノードを追加する。
膀胱・直腸の自律神経支配と自律神経再生に関する研究

平成2,3年度には,膀胱,直腸の自律神経支配をHRP法で検討し以下のことが示された。膀胱の求心性支配は,下腹神経を主な神経経路とする腰髄後根神経節からの支配と骨盤内臓神経を経路とする仙髄後根神経節からの支配に大別できた。両者の比率は標識細胞数で比較すると1:4で後者が優勢であった。これらの支配は両側性であるが,骨盤内臓神経を経路とするものは骨盤神経叢を通過後始めて対側に分布する。また,膀胱に分布する求心神経の起始細胞は仙髄より腰髄の方が小型であった。膀胱の交感神経支配は,下腹神経主な経路とする第6腰部幹神経節より吻側の幹神経節からの支配(上位群)と骨盤内臓神経を主な経路とする第7幹神経節より尾側からの支配(下位群)に大別できた。両者の比率は1:3で下位群が優勢であった。この事より,従来仙髄副交感神経の経路とされていた骨盤内臓神経が,幹神経節からの交感神経支配の経路としても重要であることが判明した。また,上位群は,右側が優勢で,下腸間膜動脈神経節を通過しないものも存在した。下部直腸の求心性支配は両側の第2腰髄から第2尾髄の後根神経節より支配をうけ,主な支配は第1,2,3,仙髄と第1尾髄の高さである。神経経路として下腹神経,骨盤内臓神経が重要であるが,陰部神経などの体性神経も関与していることが強く示唆された。下部直腸の交感神経支配は第2腰部から第4尾部の幹神経節より両側性に支配を受け,とくに第7腰部から第1,2尾部の幹神経節からの支配が多い。肛門周囲皮膚の求心性支配は両側性に仙髄と尾髄の後根神経節より支配を受けるが,腰髄後根神経節からの内臓神経性求心性支配が存在する(経路は下腹神経)。平成3,4年度には主として切断された骨盤内臓神経の再生につき検討し,自律神経の再生が盛んであることが示された。また,神経移植も自律神経再生にとって有効であることが判明した。成熟ネコを用い、sodium pentobarbitalの腹腔内投与による全身麻酔下で33%HRP(40mg)を膀胱頂部、直腸にマイクロシリンジにて分注した。HRP注入後48時間の生存期間をおき、深麻酔下で、経左心的に灌流固定した。固定後直ちに、脊髄後根神経節(DRG)、交感神経幹神経節(幹神経節)、脊椎前神経節を摘出し、クリオスタットにて40μm厚の凍結切片を作成した。その後、TMB法にて組織化学的処理を行い、HRP標識細胞を観察し、膀胱および直腸の神経支配を検討した。本研究により以下のことが判明した。膀胱の求心性支配は、下腹神経を主な経路とする腰髄DRGからの支配と骨盤神経を主な経路とする仙髄DRGから支配に大別でき、両者の比率は標識細胞数で約1:4であった。