hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
放射光利用表面X線散乱法による電気化学活性界面の構造ダイナミクス解析

本研究では、放射光利用表面X線散乱(Surface X-ray Scattering ; SXS)法を利用して高い空間分解能で電気化学活性な電極/溶液界面の三次元構造を決定する事に加え、時間分解能が低いというこれまでのSXS法の欠点を装置や電気化学セルの工夫によって克服し、電気化学活性界面の構造ダイナミクスを高い時間分解能で測定・解析する事を目的としている。今年度は、電気化学分野では参照電極として日常的に利用されており、銀塩写真のもとともなっている銀/塩化銀反応に着目した。その成果としては、通常の銀電極では測定木可能な銀/塩化銀反応の構造追跡を、Au(111)単結晶電極上にアンダーポテンシャル析出(UPD)させたAg超薄膜を利用して、SXS法とともに走査型プローブ顕微鏡(STM)および水晶振動子マイクロバランス(EQCM)測定を利用して行った。Au(111)単結晶上にUPDさせた銀超薄膜は二層膜であることは、すでに報告しているが、この電極を塩化物イオンを含む電解質溶液に-0.2V(vs.Ag/AgCl,sat.NaCl)で浸しても、その二層膜構造は保持されていた。このAu(111)上銀二層膜を酸化(塩素化)するとAu(111)上に塩化銀のクラスター形成をともなって(【square root】13×【square root】13)R13.9°構造の塩化銀一層膜を経由して、(4×4)構造の塩化銀一層膜となり、これを還元(脱塩素化)するともとの銀二層膜とは異なり銀一層膜となることを明らかにした。また、これらの反応ダイナミクスを追跡し、還元に比べて酸化反応の方が極端に遅く、塩化銀の原子レベルでの二次元配列にはかなりの時間を要することが分かった。本研究では、放射光利用表面X線散乱(SXS)法を利用して高い空間分解能で電気化学活性な電極/溶液界面の三次元構造を決定する事に加え、時間分解能が低いというこれまでのSXS法の欠点を装置や電気化学セルの工夫によって克服し、電気化学活性界面の構造ダイナミクスを高い時間分解能で測定・解析する事を目的としている。今年度の成果としては、最も一般的に利用されている金単結晶電極(Au(111)、Au(100))を用い、種々の電極電位におけるAu(111)/硫酸水溶液界面およびAu(100)/硫酸水溶液界面の静的三次元構造を厳密に決定した。具体的には、アニールクエンチ直後に0V(vs.Ag/AgCl)で浸した場合には、(【square root】3×23)-Au(111)構造およびhexagonal closed-packing-Au(100)構造という、いわゆる再配列構造をとっており、その上に1ML程度の水分子が吸着している事を明らかにした。電位を0Vから正側に掃引して0.95Vとすると、それぞれの電極の(1×1)構造の上に硫酸イオンとヒドロニウムイオンが1対1の対となって(【square root】7×【square root】7)R19.1°構造、(1.4×3.6)構造をとっている事を確認した。さらに電位を正側に掃引し1.05Vとすると、硫酸イオンに置き換わって酸素原子が(1×1)構造をとってon-topの位置に配列する事がわかった。1.40Vとすると表面1層目の金原子のみが酸化され、二重膜構造をとる。1.40Vで折り返し、負側に掃引して酸化膜を還元し0.65Vとすると、金(1×1)構造の上に0.95V時と同様に硫酸イオンとヒドロニウムイオンが1対1の対となって(【square root】7×【square root】7)R19.1°構造、(1.4×3.6)構造をとって吸着し、さらに0Vまで掃引すると、もとの(【square root】3×23)-Au(111)再配列構造およびhexagonal closed-packing-Au(100)再配列構造をとっている事を明らかにした。このAu(111)上銀二層膜を酸化(塩素化)するとAu(111)上に塩化銀のクラスター形成をともなって(【square root】13×【square root】13)R13.9°

構造の塩化銀一層膜を経由して、(4×4)構造の塩化銀一層膜となり、これを還元(脱塩素化)するともとの銀二層膜とは異なり銀一層膜となることを明らかにした。また、これらの反応ダイナミクスを追跡し、還元に比べて酸化反応の方が極端に遅く、塩化銀の原子レベルでの二次元配列にはかなりの時間を要することが分かった。
負債の公正価値測定と報告企業の信用状態の変化に関する基礎研究

本研究の目的は,負債の公正価値測定と報告企業の信用状態の変化を中心に,公正価値会計が抱える問題点について検討することである。本研究の主要な成果は,次のとおりである。(1)理念型の公正価値会計を含め,IASBとFASBが提案した方法では,金融負債の公正価値測定の問題点を解決することは難しい。(2)貸借対照表を重視する会計モデルは,意思決定支援機能と契約支援機能を損なう可能性がある。(3)公正価値会計は,銀行の行動に影響を及ぼし,景気変動増幅効果をもたらす可能性がある。これらの結果は,資産と負債を公正価値で測定するストック重視の会計が会計情報の有用性を損なう可能性を示している。本研究の目的は,負債の公正価値測定と報告企業の信用状態(信用リスク)の変化に関して,歴史的・理論的・経験的研究を行い,公正価値会計に内在する特性を明らかにすることである。平成22年度は,国際会計基準審議会(IASB)と財務会計基準審議会(FASB)が会計基準のコンバージェンスを推進する中で取り組んでいるプロジェクトの中から金融商品プロジェクトを取り上げて,金融負債の公正価値測定と報告企業の信用状態の変化に関して検討を行った。金融負債の公正価値に対する懸念として,以前より「負債のパラドックス」が指摘されている。「負債のパラドックス」が生じるのは,報告企業の信用状態の変化が事業機会の変化に起因する場合,現行の会計システムの下では,無形財の価値の増減が財務諸表上で認識されないので,金融負債を公正価値で測定すれば,その評価損益のみが認識されるからである。そこで,「負債のパラドックス」を解決する根本的な方法として,貸借対照表の純資産簿価で株主価値を表示する理念的な公正価値会計の採用が考えられる。ところが,理念的な公正価値会計は財務報告の目的に抵触するため,当該方法を採用することは困難である。そこで,今年度は,「負債のパラドックス」を解決する幾つかの代替案について整理・分析を行い,研究成果として2本の論文を公表した。「金融負債の公正価値測定と報告企業の信用状態の変化」(『日本簿記学会年報』第25号)では,海外の先行研究で提案された方法について検討を行った。そして,「金融負債の公正価値測定の動向と報告企業の信用状態の変化」(『會計』第178巻第4号)では,FASBが2010年5月に公表した公開草案の中で提案した方法を検討し,その特徴を明らかにした。平成23年度は,国際会計基準審議会(IASB)と財務会計基準審議会(FASB)が会計基準のコンバージェンスを推進する中で概念フレームワークの統合プロジェクトに取り組んでいるが,その中で本研究課題と密接に関連するフェーズC「測定」を取り上げて,その動向とその方向性について検討した。IASBとFASBは,当初,単一の測定基準として公正価値を指向していたが,2008年頃から混合測定アプローチに基づいて測定フェーズの検討を進めている。そして,このような単一の測定基準(公正価値)から混合測定アプローチという方向性を,金融商品と収益認識のプロジェクトを用いて検証し,概念フレームワークプロジェクトの方向性と個別の会計基準の方向性が軌を一にしていることを確認した。ただし,現在,混合測定アプローチに基づいて審議が進められているとはいえ,依然として公正価値が重視されていることに変わりはない。当該研究成果は,論文として日本会計研究学会特別委員会の報告書で発表している。次に,IASBとFASBは,会計基準のコンバージェンスを推進する中で,公正価値測定の導入とオンバランス項目の拡大を通じて,貸借対照表重視の会計モデルを採用すると指摘される。そこで,企業価値評価モデル(残余利益モデル)に基づいてフローとストックの観点から2つの会計モデルを提示・整理し,貸借対照表重視の会計モデル(ストック重視の会計モデル)か抱える問題点を検討した。当該研究成果について,日本会計研究学会第61回関西部会の統一論題で研究報告を行った。さらに,公正価値測定重視の会計処理は証券化取引の会計処理にも表れており,証券化会計の観点から,公正価値会計の特性について分析した。当該研究成果は,カナダ会計学会とアメリカ会計学会で研究報告を行った。平成25年度は,本研究課題と密接に関連する概念フレームワーク・プロジェクトを取り上げ,測定に関して,歴史的・理論的検討を行った。

国際会計基準審議会(IASB)と米国の財務会計基準審議会(FASB)は,当初,単一の測定基準(公正価値)を指向していたが,2008年の金融危機以降,混合測定アプローチに基づいて測定の検討を進めている。今日,混合測定アプローチに基づいて検討が進められているが,公正価値が重視されることに変わりはない。そこで,フローとストックの観点から,混合測定アプローチを巡る解釈について検討した。公正価値測定はフロー重視の会計とストック重視の会計の観点から解釈でき,この2つの会計モデルの違いによって,混合測定アプローチの測定基準間の位置づけが異なることを示した。また,経験的研究に基づいて,ストック重視の会計が財務会計の機能に及ぼす影響について調査した。まず,公正価値測定の拡大が財務会計の契約支援機能に及ぼす影響について検討した。公正価値測定の拡大は,会計情報の契約上の有用性を低下させ,契約支援機能にマイナスの影響を与える可能性があることを示した。次に,認識と開示の差異が財務会計の意思決定支援機能に及ぼす影響について検討した。その結果,現時点では,意思決定有用性の観点から,認識と開示の間に差異があるとは必ずしも明確に言うことはできないことが分かった。さらに,金融危機に焦点を当て,マクロ会計政策の観点から,公正価値会計の特性とその経済的帰結について分析した。本研究の目的は,負債の公正価値測定と報告企業の信用状態(信用リスク)の変化に関して,歴史的・理論的・経験的研究を行い,公正価値会計に内在する特性を明らかにすることである。平成24年度は,国際会計基準審議会(IASB)と財務会計基準審議会(FASB)が会計基準のコンバージェンスを推進する中で貸借対照表重視の会計モデルを採用されると指摘される。そこで,企業価値評価モデル(残余利益モデル)に基づいて,フローとストックの観点から2つの会計モデルを提示し,ストック重視(貸借対照表重視)の会計モデルが抱える問題点を示した。具体的には,フロー重視の会計からストック重視の会計へと会計モデルが変容する場合,公正価値(出口価格)に基づくストック重視の会計は,ストック情報の意思決定有用性が改善されるとは限らず,利益情報の有用性が低下するために,全体として,意思決定支援機能が損なわれる可能性があることを明らかにした。当該研究成果は,論文として『會計』とThe Japanese Accounting Reviewで発表している。また,上記の研究と関連して,ストック重視の会計によって,財務会計の意思決定支援機能が改善されるのか否かを,認識対開示の実証研究のサーベイを通じて調査した。当該研究成果は,論文として日本会計研究学会特別委員会の報告書で発表している。さらに,ストック重視の会計処理は証券化取引やリース取引の会計処理にも表れており,これら取引の観点から,公正価値測定の特性やストック重視の会計の経済的帰結について分析した。当該研究成果は,海外の国際学会で研究報告を行った。
心筋細胞分化の制御と適応不全に関する研究

本年度は、心筋特異的に発現する遺伝子とその制御機構について解析し、心肥大や心不全などの病態形成の原因となる遺伝要因や分子レベルの変化について検討を行なった。まず心筋特異的に発現するホメオボックスCsxのcDNAと遺伝子がマウスおよびヒトで単離された。Csxは最近明らかになった心筋で発現するbHLH蛋白との関係を明らかにするうえで重要な手掛かりを与えるものである。心筋梗塞や梗塞後再灌流における心筋障害の機序として低酸素、再酸素化、およびacidosis刺激が心筋細胞のIL-6産生を増強することウィルス性心筋炎における細胞傷害には、スーパーオキサイドが関与することが明かとなった。アンジオテンシンII(AII)は心筋線維芽細胞のコラーゲン合成を促進させ、高血圧自然発症ラット(SHR)では心筋の線維化にAIIが重要な役割を果たしていることが示された。ナトリウム利尿ペプチドファミリーBNPは急性の心室筋負荷刺激に対し極めて迅速にその遺伝子発現が亢進し、constltutive pathwayにより速やかに分泌される。またBNPは、そのmRNA3'非翻訳領域のATTTA反復配列によりANPに比べその半減期は著しく短い事も明かとなった。甲状腺ホルモンは遺伝子転写を介して筋小胞体Caポンプとその調節蛋白質ホスホランバン(PLN)の発現を変化させ、Caポンプ活性、親和性を増加した。またCaポンプとPLNの相互作用部位がPLNドメインIaであること、Ca遊離チャンネルでは615Argの活性調節における重要性が示された。日本人肥大型心筋症患者の心筋βミオシン連鎖遺伝子の構造解析を行い、172名の患者中20名に13種のミスセンス変異を見いだした。このうち2種については心室筋で変異遺伝子の発現を確認した。一方、本症多発家系の解析から、少なくとも25%は心筋ミオシン変異に起因しないことを明かにした。また、筋収縮に関わる遺伝子群の単離、染色体マッピング、発現の組織特異性を解析し、心筋に発現し、骨格筋には発現しないものは、心房筋型ミオシン調節軽鎖、心筋型トロポニンC鎖および心筋型トロポニンエ鎖の遺伝子であることを見いだした。
ポリネシア諸語における語類の推移と曖昧性に関する対照研究

前年度に引き続き、太平洋地域の言語関連文献を多数所蔵する東京外国語大学図書館においてポリネシア諸語及び近隣諸言語の文献収集を行った。また、タヒチ語及び東部ポリネシア諸言語の言語データ収集のため、仏領ポリネシア(タヒチ)において、La Maison de la Culture de Tahiti図書館での関連文献の閲覧、KLIMA、Archipelle等の専門書取扱書店及びキリスト教関連文献頒布書店等において、日本では入手困難な現地語文献資料の購入、及び現地各所でのタヒチ語言語用例データの収集を行った。様々なポリネシア諸語の先行研究から、動詞の後置修飾要素の記述に関連するものを集め、それぞれにおける後置修飾要素の扱いについて比較対照した。それを踏まえて、ハワイ語の用例データを分析・比較し、典型的に動詞の副詞的用法とみなせる事例、典型的に動詞の副詞的用法とはみなせずむしろ独立した動詞修飾語として特化した語類とみなせる事例、及びその中間に位置する事例のように、連続体としてとらえる基準案を示し、2018年9月の北海道言語研究会において発表した。また、その基準について、ハワイ語に加えて、サモア語とタヒチ語への適用を試みた結果を、2019年3月の北海道言語研究会において発表した。今回は動詞修飾要素に絞って分析したが、今回の研究成果を総括する中で、動詞修飾要素と名詞修飾要素とは重なる部分が多々あり、動詞修飾要素と名詞修飾要素を切り離さず併せて行うことでより完全な基準が設定されるという予測が得られた。平成31年度(令和元年度)に取り組む予定の名詞句と動詞句の区分の曖昧さについての考察の成果を見た上で、今回の成果に修正及び拡張を加えた形で論文としてまとめる予定である。この研究の目的として設定したポリネシア諸語の語類の同定に関わる三つの課題のうち、平成30年度には「動詞を副詞的に後置修飾する様々な要素のうち、自立語である動詞の副詞用法として扱うべきものと、動詞の一用法としてではなく副詞的な機能を持つ小辞・接語の用法として扱うべきものをどう区別すべきか」を考察することを予定していた。平成30年度内に、まず、ハワイ語の事例について、ある事例を動詞の副詞的用法としてみなす際の基準を設定した上で、一方の極に動詞の副詞用法とみなす事例、もう一方の極に副詞的な機能を持つ小辞(動詞ではなく)の用法とみなす事例を設定し、また、両者の中間段階も認め、連続体としてとらえるという基準案を示し、その後、それをサモア語、タヒチ語等他のポリネシア諸語にも適用した。研究結果の総括の段階で、動詞の後置修飾と名詞の後置修飾との間で重なる部分が多く、分類基準の設定に際しては両者を併せた上での再吟味が必要との考えに至ったが、当初の計画として設定した動詞の後置修飾については一応の基準案を設定に至ったので、概ね順調に進展していると判断される。この研究の目的として設定したポリネシア諸語の語類の同定に関わる三つの課題のうち、平成31年度(令和元年度)には、残る一つの課題、すなわち、名詞句と動詞句の区分の曖昧性についての考察を行う。ある句が動詞句として機能しているのか名詞句として機能しているのか明確でない事例を複数のポリネシア諸語から拾い出し、その環境について対照することにより、名詞句と動詞句の区分の基準について考察する。これに平成30年度の研究で浮かび上がった問題、ずなわち、動詞後置修飾成分と名詞後置修飾成分の重なりについても含めて考察する。最終年度にはそれまでに考察した三つの疑問点についての考察結果を踏まえた上で、ポリネシア諸語の語類の分類基準の再構築をすると共に、それを設定する上での原理を提示することを目指す。尚、研究調書においては、平成31年度(令和元年度)には外国出張先に米国ハワイを予定していたが、必要なデータの充足状況等を考慮して、出張先を仏領ポリネシアに変更することも有り得る。太平洋地域の言語関連文献を多数所蔵する東京外国語大学図書館においてポリネシア諸語及び近隣諸言語の文献収集を行った。また、タヒチ語及び東部ポリネシア諸言語の言語データ収集のため、仏領ポリネシア(タヒチ)において、La Maison de la Culture de Tahiti図書館での関連文献の閲覧、KLIMA、Archipelle等の専門書取扱書店及びキリスト教関連文献頒布書店等での文献の購入、及び現地各所でのタヒチ語言語用例データの収集を行った。様々なポリネシア諸語の先行研究から、小辞・自立語・接辞の区分に関連するものを集め、それぞれにおける小辞・自立語・接辞の区分の基準を拾い出し、比較対照した。それを踏まえて、音韻・形態・統語の面から小辞・自立語・接辞についての共通の基準を設定し、その基準について、ハワイ語、サモア語、タヒチ語の語類の用例データへの適用を試み、その成果を、2017年9月の北海道言語研究会において「ポリネシア諸語における語・接語・接辞の区別について」として発表した。また、その基準を適用する際に、ハワイ語、サモア語、タヒチ語の間で、小辞・自立語・接辞の区別について、不一致が生じている事例として、数詞句の冒頭に現れる諸要素と受動態或いは能格動詞の指標とされる要素を取り上げ、その音韻・形態・統語的特性を比較し、三つの言語の間の類似点と相違点について考察した。その成果について、2018年3月の北海道言語研究会において、「ポリネシア諸語の接辞と接語の区別について」として、発表した。これらの成果について論文としてまとめ、室蘭工業大学紀要に投稿準備中である。

この研究の目的として設定したポリネシア諸語の語類の同定に関わる三つの課題のうち、平成29年度には「ある同系の要素について、それが小辞・自立語・接辞のうちどれに分類されるのかポリネシア諸語間で一致しない場合があるが、どのような場合に不一致が起こるのか」を考察することを予定していた。平成29年度には、小辞・自立語・接辞・接語の区分について共通の基準を設定した上で、ハワイ語、サモア語、タヒチ語の間で小辞・自立語・接辞・接語の区分について不一致がみられる二つの事例(、数詞句の冒頭に現れる諸要素と受動態或いは能格動詞の指標とされる要素)にいて分析を行った。従って、当初の計画通り概ね順調に進展していると判断される。前年度に引き続き、太平洋地域の言語関連文献を多数所蔵する東京外国語大学図書館においてポリネシア諸語及び近隣諸言語の文献収集を行った。また、タヒチ語及び東部ポリネシア諸言語の言語データ収集のため、仏領ポリネシア(タヒチ)において、La Maison de la Culture de Tahiti図書館での関連文献の閲覧、KLIMA、Archipelle等の専門書取扱書店及びキリスト教関連文献頒布書店等において、日本では入手困難な現地語文献資料の購入、及び現地各所でのタヒチ語言語用例データの収集を行った。様々なポリネシア諸語の先行研究から、動詞の後置修飾要素の記述に関連するものを集め、それぞれにおける後置修飾要素の扱いについて比較対照した。それを踏まえて、ハワイ語の用例データを分析・比較し、典型的に動詞の副詞的用法とみなせる事例、典型的に動詞の副詞的用法とはみなせずむしろ独立した動詞修飾語として特化した語類とみなせる事例、及びその中間に位置する事例のように、連続体としてとらえる基準案を示し、2018年9月の北海道言語研究会において発表した。また、その基準について、ハワイ語に加えて、サモア語とタヒチ語への適用を試みた結果を、2019年3月の北海道言語研究会において発表した。今回は動詞修飾要素に絞って分析したが、今回の研究成果を総括する中で、動詞修飾要素と名詞修飾要素とは重なる部分が多々あり、動詞修飾要素と名詞修飾要素を切り離さず併せて行うことでより完全な基準が設定されるという予測が得られた。平成31年度(令和元年度)に取り組む予定の名詞句と動詞句の区分の曖昧さについての考察の成果を見た上で、今回の成果に修正及び拡張を加えた形で論文としてまとめる予定である。この研究の目的として設定したポリネシア諸語の語類の同定に関わる三つの課題のうち、平成30年度には「動詞を副詞的に後置修飾する様々な要素のうち、自立語である動詞の副詞用法として扱うべきものと、動詞の一用法としてではなく副詞的な機能を持つ小辞・接語の用法として扱うべきものをどう区別すべきか」を考察することを予定していた。平成30年度内に、まず、ハワイ語の事例について、ある事例を動詞の副詞的用法としてみなす際の基準を設定した上で、一方の極に動詞の副詞用法とみなす事例、もう一方の極に副詞的な機能を持つ小辞(動詞ではなく)の用法とみなす事例を設定し、また、両者の中間段階も認め、連続体としてとらえるという基準案を示し、その後、それをサモア語、タヒチ語等他のポリネシア諸語にも適用した。
知能的機能を有するアドバンスド・デバイスの研究

本総合研究においては知能的機能を有するアドバンスド・デバイスを実現するために,どのような領域について重点的に研究を進めるべきかについて検討を行った.ここで対象としているデバイスは認織機能,学習機能,誤謬訂正機能,連想機能等高度な機能を有するデバイスであって,現在ディジタル回路に使用されている主としてスイッチ機能を果たすデバイスではない.検討の結果,次の4分野を重点的に研究すべきであるとの結論に達した.即ち,1.固体内のコヒーレント電子現象とその応用,2.異種固体界面における光・電子現象とその応用,3.分子低次元系における秩序化現象とその応用,4.分子秩序系における光・電子現象とその応用である.具体的な研究内容としては(1)超微細加工技術を用いて,重子の波動性に基く干渉効果などを利用する電子導波路や論理素子,コヒーレントな電子による慣性インダクタンスなどの研究,(2)金属,半導体,絶緑体,超伝導体,あるいは結晶,非晶質からなる異社同体界面におけるミクロな光・電子現象を探索し,光信号・電気信号の伝送,蓄積,制御に応用する研究,(3)分子薄膜の生成核となる分子集合体の構造形態,分子薄膜における秩序化とその素過程,分子薄膜の原子レベルでの物性,(4)ある秩序のもとに集合した分子系の光学的・電子的現象,情報処理機能,秩序性と分子現象,機能の関係,及び分子秩序系を用いた新しいデバイスの研究などがあげられる.本研究の実施に当たっては総合研究分担者の他に若干名を加え,約30の研究グループで計画研究班を構成することが可能で,研究期間は3年を目途とし,3年後に見直しを行うのが適当と考えられるとの結論を得た.また,研究経費を精算した所,約8億円となり,その中設備備品費は約5億円と考えられることが判明した.本総合研究においては知能的機能を有するアドバンスド・デバイスを実現するために,どのような領域について重点的に研究を進めるべきかについて検討を行った.ここで対象としているデバイスは認織機能,学習機能,誤謬訂正機能,連想機能等高度な機能を有するデバイスであって,現在ディジタル回路に使用されている主としてスイッチ機能を果たすデバイスではない.検討の結果,次の4分野を重点的に研究すべきであるとの結論に達した.即ち,1.固体内のコヒーレント電子現象とその応用,2.異種固体界面における光・電子現象とその応用,3.分子低次元系における秩序化現象とその応用,4.分子秩序系における光・電子現象とその応用である.具体的な研究内容としては(1)超微細加工技術を用いて,重子の波動性に基く干渉効果などを利用する電子導波路や論理素子,コヒーレントな電子による慣性インダクタンスなどの研究,(2)金属,半導体,絶緑体,超伝導体,あるいは結晶,非晶質からなる異社同体界面におけるミクロな光・電子現象を探索し,光信号・電気信号の伝送,蓄積,制御に応用する研究,(3)分子薄膜の生成核となる分子集合体の構造形態,分子薄膜における秩序化とその素過程,分子薄膜の原子レベルでの物性,(4)ある秩序のもとに集合した分子系の光学的・電子的現象,情報処理機能,秩序性と分子現象,機能の関係,及び分子秩序系を用いた新しいデバイスの研究などがあげられる.本研究の実施に当たっては総合研究分担者の他に若干名を加え,約30の研究グループで計画研究班を構成することが可能で,研究期間は3年を目途とし,3年後に見直しを行うのが適当と考えられるとの結論を得た.また,研究経費を精算した所,約8億円となり,その中設備備品費は約5億円と考えられることが判明した.
自家骨髄間葉系幹細胞を用いた歯周組織再生療法の開発

本研究は、歯周病で破壊された歯周組織欠損部に骨髄間葉系幹細胞(MSC)を移植して歯周組織を再生させるという新たな治療法を開発することを目的とし、その前臨床試験である動物実験を行い、以下の結果を得た。(1)ビーグル犬のIII級根分岐部外科的歯周組織欠損モデルで、移植するMSCをgreen fluorescent protein(GFP)を導入し、移植後の動態を検索した結果、移植後4週で再生したセメント質表面に配列しているセメント芽細胞、再生骨表面に配列した骨芽細胞、再生骨内の骨細胞、再生歯周靱帯線維芽細胞などの歯周組織構成細胞が、GFP陽性を示した。(2)III級根分岐部外科的歯周組織欠損にアルジネート印象剤を入れ、慢性炎症を惹起させた歯周組織欠損モデルでは、移植後2wのMSC移植群では、コントロール(MSC非移植群)と同様、明かな歯周組織の再生は認められなかった。しかし、根表面はコントロール群で上皮の侵入が認められるのに対し、MSC群は、上皮の侵入は観察されず幼弱な結合組織が充満していた。また、MSC群では、裸出歯根表面の多くはオステオポンチンに陽性を示した。移植後4,8週と経過するに連れて、MSC群では歯槽骨の再生が進んでくるが、根面との間には、シャーピー線維を伴う歯周靱帯が介在していた。一方、コントロール群では、上皮の侵入のため、分岐部直下は炎症が持続しており歯周組織再生は認められなかった。(3)MSCを1年凍結し、移植した場合の組織学的結果は、凍結せずに移植したMSCの場合と同等の歯周組織再生が認められた。本研究で、現在の再生医療では比較的難しい3級根分岐部病変にMSCを医療用アテロコラーゲンと混和し、歯周外科時に歯周組織欠損部に移植する治療法の有用性が前臨床試験として示された。さらに凍結細胞の歯周組織再生への有効性が示されたことから、MSCをバンク化し、必要なときに再度利用するシステムを構築する有用性が示された。我々は,自己間葉系幹細胞を担体とともに歯周組織欠損部に移植する治療法の開発研究に取り組んでいる.これまで行った動物実験の結果は,術後1か月の評価でセメント質再生,歯槽骨再生が対照群に比べて優れており,幹細胞移植の効果が確認された.そこでMSC移植による歯周組織再生機序をさらに詳細に検討することを目的として,MSC移植後の長期観察とgreen fluorescent protein(GFP)導入MSCを用いて移植幹細胞の動態,さらに,歯周組織再生過程で関与する細胞外基質タンパクの発現について免疫組織化学的に検討した.ビーグル犬の下顎両側第2,3,4小臼歯に実験的3級根分岐部病変を作成し,腸骨骨髄から分離・増殖させたMSCをアテロコラーゲンゲルを担体として,2×10^7cells/mlの細胞密度で移植した.対照群としてアテロコラーゲンゲルのみを移植した.GFPを導入したMSCについても同様に移植を行い観察期間は移植後4週とした.免疫染色の一次抗体には抗GFP抗体,抗osteopontin(OPN)抗体,抗bonesialoprotein(BSP)抗体を用いた.移植後4週のOPN, BSP発現は,コントロールでは,再生した歯槽骨表面の骨芽細胞および周囲の結合組織中の一部の細胞に認められたが,分岐部直下の結合組織中には認められなかった.

それに対し,細胞移植群では,再生した歯槽骨表面だけでなく,分岐部直下の根表面に配列する細胞,結合組織中の豊富な細胞にOPN, BSPの発現が認められた.また,抗GFP抗体を用いた免疫染色では,再生したセメント質表面に配列したセメント芽細胞,再生した骨表面の骨芽細胞,骨内の骨細胞,歯周靱帯線維芽細胞などの歯周組織構成細胞に陽性反応を示した.我々は,自己骨髄間葉系幹細胞(MSC)を歯周組織欠損部に移植する治療法の開発に取り組んでいる.これまでの本研究の動物実験の結果で,移植後4週で,MSC移植は歯周組織の再生を促進していること,移植したMSCは,セメント芽細胞,骨芽細胞,歯周靱帯線維芽細胞などの歯周組織構成細胞に分化することで歯周組織再生に関わるであろうことを示した.平成16年度は,移植後2週と3カ月の組織観察と細胞外基質蛋白の局在を検討した.また,実験モデルをこれまでの外科的歯周組織欠損モデルから,さらに慢性炎症を惹起させた実験的歯周炎モデルとして,MSC移植の効果を観察した.外科的欠損モデルは平成15年度と同様な方法で作成した.また実験炎症モデルは,外科的欠損モデル同様,実験的3級根分岐部病変を作成後,欠損部にアルジネートを埋入し2週間の期間観察し,同部歯周組織に慢性炎症を惹起させた.移植後2週の組織観察では,歯周組織の再生に関して,コントロールと比較して大きな差は認められなかったが,オステオポンチン(OPN),骨シアロプロテイン(BSP)陽性の細胞が多数観察された.分岐部直下は,コントロールでは上皮の侵入が観察されるのに対して,MSC移植群ではOPN,BSP陽性の細胞が認められ上皮の侵入は観察されなかった。また,MSC移植群の根表面は,OPN,BSPに強染した.慢性炎症モデルの術後4週では,外科的欠損モデルと比較するとMSC移植の歯周組織再生量は見劣りするものの,歯根表面は全面にわたりセメント芽細胞様細胞が認められた.分岐部直下では,未だ歯周組織の再生は起こっていないが,コントロールと異なり上皮の侵入は観察されず,根表面にコラーゲン線維を埋入した像が認められた.本年度は、慢性炎症を伴う歯周組織欠損モデルの骨髄間葉系幹細胞(MSC)移植を評価することと、長期凍結したMSCの歯周組織再生への有効性を確認することが目的であった。移植後2wのMSC移植群では、コントロール(MSC非移植群)と同様、明かな歯周組織の再生は認められなかった。根表面はコントロール群で上皮の侵入が認められるのに対し、MSC群は、上皮の侵入は観察されず幼弱な結合組織が充満していた。また、MSC群では、裸出歯根表面の多くはオステオポンチン(OPN)に陽性を示した。移植後4,8週と経過するに連れて、MSC群では歯槽骨の再生が進んでくるが、根面との間には、シャーピー線維を伴う歯周靱帯が介在していた。一方、コントロール群では、上皮の侵入のため、分岐部直下は炎症が持続しており歯周組織再生は認められなかった。MSCを1年凍結し、移植した場合の組織学的結果は、凍結せずに移植したMSCの場合と同等の歯周組織再生が認められた。以上の結果から、慢性炎症を伴う歯周組織欠損モデルにおいても、MSCの移植が歯周組織再生に有効であることが示された。より具体的には、移植したMSCが歯根面に付着し、早期に分化し、セメント質を形成することでその後に続く歯周組織再生を誘導している可能性が示唆された。また、MSCを1年凍結保存して移植に用いた場合でも、歯周組織再生に有効であることが示された。実験の総括
エネルギ-に関する重点領域の総括的研究

「総括班」は「エネルギ-重点領域研究」を総括するとともに,「運営委員会」,「研究計画委員会」,「問題検討小委員会」及び「評価委員会」を置き,研究の企画・運営・評価を行ってきた.その成果は次のとおりである.a.「総括班」1.以下のように総括班会議を開催した.(1)第1回平成2年6月6日,霞山会館(1)平成2年度の「エネルギ-重点領域研究」の活動方針の検討(2)前期3年成果総合報告会について検討(3)各研究班の平成2年度研究実施計画の審議(2)第2回平成2年10月3日,霞山会館(1)各研究班の研究進捗状況報告ならびに討論(2)前期3年成果総合報告会について審議(3)各研究班の平成3年度の研究計画報告ならびに討論(3)第3回平成3年2月4日,霞山会館(1)平成2年度研究成果の検討(2)平成3年度研究計画の検討2.「平成2年度研究計画概要」,「平成2年度研究成果概要」及びNewsletter Vol.4,no.14を刊行した. 3.総括班連絡班代表会議では,次のような事項について主に審議・検討した.(1)各研究班の研究進捗状況ならびに平成2年度研究成果報告会開催について(2)平成3年度の研究計画についてb.「研究計画委員会」16課題の研究計画について検討した.c.「問題検討小委員会」(1)「エネルギ-と環境」では,地球規模のCO_2問題に焦点を絞り内外の研究成果の調査を行った.(2)「評価法」では,エネルギ-重点領域研究の捉え方に関するアンケ-ト調査結果を整理し,重点領域研究に対する取り組み方などについて知見を得た.d.「評価委員会」3名の評価委員が分担して各研究班の研究会,成果報告会等に参加し,研究の進め方,研究目的の達成度などをチェックすると共に今後の研究の実施及び計画の立案に助言を与えた.「総括班」は「エネルギ-重点領域研究」を総括するとともに,「運営委員会」,「研究計画委員会」,「問題検討小委員会」及び「評価委員会」を置き,研究の企画・運営・評価を行ってきた.その成果は次のとおりである.a.「総括班」1.以下のように総括班会議を開催した.(1)第1回平成2年6月6日,霞山会館(1)平成2年度の「エネルギ-重点領域研究」の活動方針の検討(2)前期3年成果総合報告会について検討(3)各研究班の平成2年度研究実施計画の審議(2)第2回平成2年10月3日,霞山会館(1)各研究班の研究進捗状況報告ならびに討論(2)前期3年成果総合報告会について審議(3)各研究班の平成3年度の研究計画報告ならびに討論(3)第3回平成3年2月4日,霞山会館(1)平成2年度研究成果の検討(2)平成3年度研究計画の検討2.「平成2年度研究計画概要」,「平成2年度研究成果概要」及びNewsletter Vol.4,no.14を刊行した. 3.総括班連絡班代表会議では,次のような事項について主に審議・検討した.(1)各研究班の研究進捗状況ならびに平成2年度研究成果報告会開催について(2)平成3年度の研究計画についてb.「研究計画委員会」16課題の研究計画について検討した.c.「問題検討小委員会」(1)「エネルギ-と環境」では,地球規模のCO_2問題に焦点を絞り内外の研究成果の調査を行った.(2)「評価法」では,エネルギ-重点領域研究の捉え方に関するアンケ-ト調査結果を整理し,重点領域研究に対する取り組み方などについて知見を得た.d.「評価委員会」3名の評価委員が分担して各研究班の研究会,成果報告会等に参加し,研究の進め方,研究目的の達成度などをチェックすると共に今後の研究の実施及び計画の立案に助言を与えた.
平滑筋細胞膜イオンチャンネルに対する無機及び有機Ca拮抗薬の作用機序の研究

平滑筋細胞を酵素処理により単離し、膜電流を直接記録し、その性質を解析した。単離したウサギ門脈平滑筋細胞を用いてパッチクランプを行い、単一チャンネル電流を記録し、コンダクタンスの違いにより3種類のチャンネル(【K_L】【K_m】【K_s】)に分類することができた。これらは3種類ともK選択性を有し、このうち【K_L】と【K_S】は細胞内側のCa濃度と膜電位に依存して活性化され、いわゆるCa依存性Kチャンネルであると推定できた。【K_m】は10μM以上の細胞内Ca濃度で活性化され、また細胞外Ca濃度を現象させることにより抑制され、正常な細胞外Ca濃度条件では電位依存性を示さず、従来のCa依存性Kチャンネルとは性質を異にしていた。有機Ca拮抗薬はこれらのKチャンネルに対しては無効であったが、MgやBa等の2価イオンは【K_L】チャンネルに対して抑制作用を示した。しかしMgはみかけ上の単一チャンネルコンダクタンスを抑制させるのに対し、Baは開口頻度を減少させるように働き、その抑制様式は2種の2価イオンで異なっていた。それゆえ高濃度の有機Ca拮抗薬による膜脱分極はこうしたCa依存性のチャンネルの抑制にはよらないと推論した。そこで有機Ca拮抗薬(ニカルジピン,ベラパミル,ディルチアゼム)の作用を記録検討するため巨視的電流に対する作用を検討した。これらのCa拮抗薬は脱分極刺激によって発生させた内向き電流を抑制し、その強さはニカルジピン>ベラパミル≒ディルチアゼムの順であった。薬物投与による時間経過はニカルジピンが最も早く、ベラパミルの作用発現は刺激頻度や刺激回数に依存する抑制を示した。これらのCa拮抗薬の作用点は細胞内灌流法により薬物を細胞内から投与しても抑制が認められないことから、チャンネル外側より作用すると考えられた。これらのことから、Ca拮抗薬の膜電流に対する抑制作用は薬物により異なり、また平滑筋のCaチャンネルの性質は他の細胞とは異なることが本研究により明かにできた。
原子による反陽子捕獲の研究

反陽子が水素原子と衝突し、原子内電子をたたき出すことにより陽子-反陽子系(プロトニウム)が生成される過程を考え、反陽子の主量子数・方位量子数に関する初期状態毎の捕獲断面積を純量子論的な手法を用いて求め、そのダイナミクスを詳細に理解する研究を試みた。まず初期状態の反陽子の波動関数を、基底電子状態における水素原子の電荷分布に基づく静電ポテンシャル内の運動として計算すべき式を導出し、そのプログラムを作成した。次に終状態の放出電子の波動関数であるが、電子とプロトニウムの間には、十分離れてもその距離の二乗に反比例する長距離相互作用が存在する。そこで、その効果を厳密に取り入れた相互作用を用意し、電子の運動を記述するシュレーディンガー方程式から解くべき式を導き、それを解くプログラムを作成した。また、入射粒子と放出電子の組み替えの効果は一次で取り入れた。続いて、得られた上記の数値波動関数から全系の波動関数を求め、その漸近形から得られる散乱振幅を用いてプロトニウム生成断面積を求める式を導出し、その計算プログラムを作成した。以上のプログラムを用いて、プロトニウムの生成断面積計算を行った。その結果まず、(既に知られていることだが)主量子数が5程度の小さい状態に捕獲される断面積は非常に小さいことが確認された。一方、その生成断面積が大きくなるのは、主量子数30程度ということが予見されてきたが、今回作成したプログラムでは、取り入れるべき状態数の多さと要される計算精度の高さのために、そのような計算には莫大な時間が必要であることが分かった。そこで、詳細な計算のチェックを行うために、反陽子だけでなく任意の負電荷重粒子衝突の問題に対応出来るようにプログラムを改良し、反陽子に比べより低い主量子数の状態に捕獲される断面積が大きいと考えられるミュオン衝突の問題に適用した。現在その計算を継続中である。
グループ間コミュニケーションを誘発するＰＢＬ支援高機能携帯端末ソフトウェアの開発

本研究では,高等教育において高機能携帯端末の特性を利用した,分散・非対面環境におけるPBL(Project-based Learning)支援ソフトウェアの開発を行った.開発プロセスにおいて,PBL活動の文脈をUCD(User-Centered Design)/デザイン思考の方法論に基づいたデザインプロセスを適用することで詳細に検討し, PBLを行う学習者の状況・文脈に適合した高機能携帯端末ソフトウェアのユーザビリティを実現した.申請者らの先行研究から、PBL(Project-based Learning)を行うグループ内の学習者個人間に加えて、グループ間における相互のモニタリングが分散環境で適切に確保されていることが、高等教育におけるPBLの学習環境デザイン要件のひとつとして重要であることが明らかになっている。また、近年、スマートフォン等の高機能携帯端末の普及により、時間と場所を問わず他者との情報交換・共有や、情報編集・統合作業が簡易に行えるようになっている。そこで本研究では、このような高機能携帯端末の特性を利用して、分散環境にてPBLを行う学習者グループ間の相互モニタリングが促進され、グループを横断した能動的なコミュニケーションを誘発するようなPBL支援ソフトウェアの開発を行う。このソフトウェアにおいてPBL活動の文脈に適したユーザビリティを実現するために、UCD(User-Centered Design)プロセスおよび、「Design Thinking(デザイン思考)」法に基づいたデザインプロセスを適用することに本研究の特徴がある。平成24年度の成果は以下の2点である。1.UCDおよびDesign Thinkingに基づいたデザインプロセスを適用したソフトウェア・インタフェースの仕様検討およびプロトタイプの開発(この開発過程について、日本教育工学会第28回大会にて報告した)。2.プロトタイプの稼働試験:平成24年度にソフトウェアの仕様を確定し、開発を完了するとともに評価を行う予定であったが、この仕様検討段階でのプロトタイプ稼働試験において問題や課題が多く見つかり、仕様確定に当初より時間をかけることとなり、実用版ソフトウェアの開発と評価は次年度に延長した。本研究は、高等教育において高機能携帯端末の特性(時間と場所を問わず他者との情報交換・共有や、情報編集・統合作業が簡易に行えること)を利用した、分散・非対面環境ににおけるPBL(Project-based Learning)支援ソフトウェアの開発を行うものである。このソフトウェアにおいて、PBLを行う学習者グループ間の相互モニタリングが促進され、グループを横断した能動的なコミュニケーションを誘発するようなユーザビリティを実現するために、UCD(User-Centered Design)およびDesign Thinkingに基づいたデザインマネジメントプロセスを適用することに本研究の特徴がある。本研究の成果は以下の通りである。1.関連先行研究の調査:国際学会ED-MEDIA2011に参加し、関連研究の情報収集を行った。また、UCDおよび、そのプロセスを製品開発やイノベーション・マネジメント分野に活用している「デザイン思考(Design Thinking)」に関する研究および実践事例の分析を行い、本研究にて採用するデザインプロセスの整理を行った。2.プロトタイプ開発とユーザーテスト:1にて整理を行ったデザインプロセスを採用したソフトウェア・インタフェースの仕様策定を行い、プロトタイプの開発を行った。また、大学授業にて少数の学習者に協力してもらい、ユーザテストを実施し形成的評価を行い、プロトタイプの漸進的改善を行った(日本教育工学会第28回大会、第29回大会にて発表)。3.実用版ソフトウェアの開発:プロトタイプの稼働試験結果を受けて、高等教育現場での実証実験に耐えうるレベルのシステム開発を行った。そこで、本研究では、このような高機能携帯端末の特性を利用して、分散環境にてPBLを行う学習者グループ間の相互モニタリングが促進され、グループを横断した能動的なコミュニケーションを誘発するようなPBL支援ソフトウェアの開発を行う。このソフトウェアにおいてPBL活動の文脈に適したユーザビリティを実現するために、UCD(User-Centered Design)プロセスに基づいたデザインプロセスを適用することに本研究の特徴がある。平成23年度の成果は以下の2点である。1.関連先行研究の調査平成23年6月には国際学会ED-MEDIA2011に参加し、関連研究の情報収集を行った。また、UCDおよび、そのプロセスを製品開発やイノベーション分野に活用している「デザイン思考(Design Thinking)」に関する研究および実践事例の分析を行い、本研究にて採用するUser-Centered Designプロセスの整理を行った。2.User-Centered Designに基づいたソフトウェア・インタフェースの仕様検討1,にて整理を行ったUser-Centered Designプロセスを採用したソフトウェア・インタフェースの仕様検討を行い、現在このプロセスを実行しソフトウェアのプロトタイプ開発に従事しているところである。平成24年度にソフトウェアの仕様を確定し、開発を完了するとともに評価を行う予定であったが、仕様検討段階でのシミュレーションやユーザテストにおいて問題や課題が多く見つかり、仕様確定に当初より時間をかけることとなった。このため、ソフトウェアの開発・実装および評価を次年度に行うこととする。

今年度は、ソフトウェア・インタフェースの仕様検討だけでなく、その仕様を実装したプロトタイプの開発まで行う予定であったが、関連先行研究の文献調査およびそのまとめに時間をかけたため、現在予定より若干の遅れをとっている。今後は以下の2点を行う。1.実用版ソフトウェアの開発:プロトタイプの稼働試験結果を受けて、高等教育現場での実証実験に耐えうるレベルのシステムを開発する。2.授業実践における評価:開発したソフトウェアについて、大学において実際のPBL活動を行う実践授業を通してその有効性を検証する。実験対象は専門特化した授業形態ではなく、一般的な課題探究型のグループワークが行われる授業をフィールドとする。今後は以下の3点を行う。1.プロトタイプ開発とユーザーテスト:策定した仕様に基づきソフトウェアのプロトタイプを開発し、稼働試験を行い、実現可能性を検証する。2.実用版ソフトウェアの開発:プロトタイプの稼働試験結果を受けて、高等教育現場での実証実験に耐えうるレベルのシステムを開発する。3.授業実践における評価:開発したソフトウェアについて、大学において実際のPBL活動を行う実践授業を通してその有効性を検証する。平成24年度に完了を予定していた研究計画を継続するため、24年度と同様に25年度も以下の3点において研究費を使用する予定である。1.ソフトウェア開発費:ソフトウェアを開発するために、申請者は工程管理およびユーザインタフェースデザインを行い、詳細機能実装・サーバ設定等は外部業者に委託する。このため開発委託経費が発生する。2.稼働試験に関する経費:稼働試験は、単なるシステム実働の検証ではなく、大学授業にて少数の学習者に協力してもらい、ユーザテストを実施し形成的評価を行う。このために謝金、稼動試験の打合せ・調査旅費が発生する。3.研究のまとめ・報告に関する経費:授業実践の観察記録ビデオや発話プロトコルの分析にあたり、学生にデータ整理の協力を依頼するため謝金を必要とする。また研究報告のため学会旅費が発生する。次年度は、以下の3点において研究費を使用する予定である。1.ソフトウェア
カフ圧による上肢または下肢虚血時の身体図式の知覚変化

正確な運動を計画し,遂行するために,我々は四肢の位置情報が必要である。もし事故または局所麻酔によって,四肢からの感覚入力がなくなると,幻肢が生じる。本研究は幻肢のメカニズムの研究を通して身体イメージの系統的な変化を把握するために,上腕部と大腿部にカフ圧を加え,手と足を実験的な幻肢にした。驚いたことに,手指,手首,肘,足首,膝を止血前と止血中に伸ばして固定すると,それらは止血終了時点に曲がって知覚された。対照的に,それらを止血前と止血中に曲げて固定すると,止血終了時点に伸びて知覚された。したがって,幻肢の最終的な姿勢は感覚入力が遮断される直前の姿勢に依存していた。【目的】幻肢は一般的に習慣的な位置と姿勢を採用し,四肢切断前の姿勢に類似した姿勢をとる場合が多いが,幻肢の姿勢の知覚研究は十分に定量化されていない。したがって,カフ圧による上肢の虚血時の手指と手首の関節角度の知覚変化を定量的に測定し,どの末梢神経がその変化に関与しているかを検討した。【方法】被験者は10名の健康な成人男女(24-54歳)である。実験1では実験開始前10分間と実験中の手指と手首が屈曲位または伸展位に固定され,屈曲位と伸展位の実験は別々の日に行った。実験中,被験者の右上腕部にカフ圧(300mmHg)を加え,肘の触覚と痛覚がなくなるまで圧を加えた(約40分間)。次に,被験者は開眼し,右の手と前腕を紙箱で隠されたまま,関節が動く手の木製モデルを用い,指と手首の関節角度の知覚変化を再生した。その後,手のモデルの写真撮影を行い,示指と手首の関節角度を計測した。実験2では実験開始前10分間は手指と手首を屈曲位に固定したが,実験開始直前に伸展位に変換して実験を行った。【結果と考察】実験1では,カフ圧15分後から25分後まで手指と手首の関節の知覚が急激に変化し,伸展位で開始した時の関節の知覚は屈曲位の方向へ変化し,屈曲位で開始した時のそれは伸展位の方向へ変化した。実験2では,指と手首の関節の知覚は伸展位から屈曲位へと変化し,関節角度の知覚はカフ圧直前の姿勢に依存して変化することが判明した。そして,その変化は皮膚と固有感覚の受容器に関係する大径有髄線維の麻痺に対応していた。これらの結果は幻肢の形成に新たな知見をもたらした。第一に,幻肢の最終的な姿勢は感覚刺激が遮断される直前の姿勢に依存し,脳は感覚入力に依存した身体図式を保持していた。第二に,すべての被験者は解剖学的に正常な姿勢の幻肢を知覚した。第三に,虚血によって手の感覚が消失した時,手の姿勢の知覚は現実の姿勢から幻肢の姿勢へ連続的に変化した。本研究は手のテンプレートの選択による手の大きさの知覚変化と触覚・温度感覚の閾値変化との対応関係を検討した。被験者は神経学的な病気のない10名の健康な男女成人である(年齢24-54歳)。対照実験では被験者は閉眼で椅座位をとり,右腕を被験者の眼前の机に伸ばして置き,手と前腕は枕の上に置いた。右上腕部には加圧されていないカフがすでに装着されている。被験者はこの状態で,温度感覚と触覚の検査を栂指,手首,肘において5分の周期で4回行われた。温度感覚と触覚の検査終了後,知覚された手の大きさを評価するために,被験者は右の手と前腕を紙箱で隠されたまま開眼し,被験者の眼前1mに提示された用紙の中から,手の大きさに一致したテンプレートを10秒以内に選択した。対照実験終了後,被験者の右上腕部にカフ圧(250mmHg)を加え,肘の触覚がなくなり,右手の運動が消失するまで圧を加えた(約40分間)。カフ加圧中,温度感覚と触覚の検査,手のテンプレートの選択が対照実験と同一の手続きで5分毎に行われた。その結果,知覚された手の大きさはカフ加圧後徐々に大きくなり,カフ加圧終了までに38%の増加率に達した。触覚は手で19.5分,肘で37.5分に消失した。冷覚の閾値は20-25分までに腕まで変化し始め,カブ圧終了までに5-10s上昇した。

その変化は近位部よりも遠位部で大きかった。それに対して,カフ圧後30-40分経過しても,熱による痛覚は誘発され,C線維の機能に対応する痛覚は3箇所でわずかしか変化しなかった。したがって,本研究の結果は手の大きさの知覚変化が冷覚に関与する小径有髄神経線維(Aδ線維)と触覚に関与する大径有髄神経線維(Aβ線維)の麻痺に対応していた。しかし,本研究の方法は選択的に末梢神経を麻痺できないので,幻肢の大きさに与えるAδ線維とC線維の機能的役割を明らかにできなかった。目的:手首,肘,足首,膝を十分に伸展または屈曲して固定すると,皮膚と固有感覚の受容器に関係する大径有髄線維の麻痺に対応して,各関節は逆方向に動くように知覚されることを確かめた。さらに,手首を中間位に固定すると,どのようにその知覚変化が生じるかを検討した。方法:実験開始前10分間と実験中に各関節が屈曲位または伸展位に固定され,実験中,被験者の右上腕部または大腿部にカフ圧(250mmHg)を加え,肘または膝の触覚と痛覚がなくなるまで圧を加えた(約40分間)。この時点で被験者の右の前腕または下腿の運動は消失している。被験者が閉眼の状態で,触覚検査と痛覚検査が行われた。ゴニオメータを付けた左の腕と足で右の各関節の知覚変化を示した。次に実験開始前と実験中の肘は十分な伸展位に固定されたが,手首は中間位に固定された。結果と考察:大径有髄線維の麻痺に対応して,各関節の知覚が徐々に変化し,伸展位に固定した関節の知覚は屈曲位の方向へ変化し,屈曲位に固定したそれは伸展位の方向へ変化した。肘と膝の皮膚感覚は完全に消失していなかったので,体性感覚入力が部分的にしか遮断されない時でも,肘と膝の知覚が系統的に変化した。次に実験開始前と実験中の手首が中間位に固定された時,手首の知覚は変化しなかった。手首が中間位に固定された時,屈筋と伸筋からの求心入力は平衡状態にあり,入力が減少してもその平衡を保持している。対照的に,極端な姿勢の時,一方の入力が高く,他方の入力が低いので,求心入力の減少に伴って,高い入力の方が主として変化する。結果として,極端姿勢をとった場合,高い入力の減少によって反対方向に姿勢が知覚された。従来,四肢のないヒトに生じる幻肢は小径無髄神経からの入力の消失により,大脳の感覚運動皮質の再組織化が起こると考えられている。しかし,本研究は大径有髄線維からの入力の消失により,短期的な皮質の再組織化が起こり,関節の知覚変化を生じたと考えられる。