hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ダリエー病SERCA2b変異遺伝子導入トランスジェニックマウスの解析

われわれは以前からの研究に引き続き、ナンセンス変異以外の点突然変異を有するSERCA2b 51種類全ての機能解析を行った。これら51種類の異常は、いくつかの群に分けられるが、各々の典型についてtransgenic mouseを作成中である。本年度はまとまった仕事として、現在投稿中の結果について主に報告する(Miyauchi, Iizuka et al.:J Biol Chem submitted)。51種類中、15種類はSERCA2bの発現そのものの低下によるものであり、21種類はカルシウムポンプ機能と共役するATPase活性が完全消失によるものであった。残りの8種類はATPase活性とカルシウムポンプとの間の機能的uncouplingを示し、最後に残った3種類(I274V, L321F, M719I)は、変異SERCA2bがほぼ正常に発現、局在化し、しかも高いカルシウム輸送活性を有するにもかかわらず、速度論的性質において、細胞質カルシウムに対する親和性の低下や小胞体内腔カルシウムによるfeedback inhibitionに対する非感受性を示す変異であった。最後の異常(L321F変異体)は他に類をみない極めてユニークなもので、われわれの、今後のteransgenic mouseの解析において最も注目しているものである。ダリエー病は常染色体優性遺伝の角化異常症で、原因遺伝子は染色体12q24.1領域のATP2A2で本体は小胞体カルシウムポンプ(SERCA2b)である。多くのダリエー病患者の解析により、われわれの発見したものも含め現在までに多くの遺伝子変異が同定されている。われわれは、報告のあるSERCA2b点突然変異51種類のmutantを全て作成し、Cos1細胞に導入する系を用いてカルシウムポンプ機能を解析し、その異常がいくつかの群に分けられることをすでに見出している(Sato, Miyauchi, Iizuka et al.:J Biol Chem 2004; Miyauchi, Daiho, Iizuka, et al.:J Biol Chem 2006)。この中でも、L321F変異、I274V変異、M719I変異はわれわれが日本人家系から見出したもので、各々、単純なhaploinsufficiencyではなく、カルシウムポンプにおけるkinetics上の異常を示す。本年度の研究においてはL321F変異導入transgenic mouseの解析を行った。
高感度マグネットテルリック法で中央海嶺下溶融体の底を見る

「海底電磁気データから中央海嶺下溶融体の深部構造を決定する方法を確立」する事を主眼に本年度の研究を進めた。本研究では、(1)磁場データの感度向上、(2)長周期(具体的には潮汐周期帯)信号の開拓、(3)電磁場のmigrationに基づいた構造解析法(イメージング法)の導入、の3点からこの目的を達成する事を試みた。(1)により、電場に比べ明らかに感度が足りない事が分かって来た磁場データを高感度で採取する事で厚い海水のスクリーニングを受けても浅部構造を精密に決める事が可能になる。(2)では、新しい時系列解析法を開発し海洋潮汐により海洋中でキネマティックに誘導される電磁場を信号源として活用する事により、上部マントルの持つコンダクタンスの上限値が制約条件として得られ、(1)で得られた浅部構造と組み合わせる事によって、中央海嶺下部に存在する溶融体の「底」が見えて来る。また(3)では、時間領域及び周波数領域における電磁場のmigrationに基づいたイメージング法を新たに導入し、これを従来の電気伝導度構造解析と組み合わせる事により、海底電磁気データの形状決定に対する分解能の向上につながる。(1)の測器改良では、高感度3成分磁場センサーを導入する事により磁場感度の向上を実現でき、改良した測器を伊豆小笠原弧をテストフィールドとした海域実験に投入し高感度磁場データを取得する事が出来た。(2)の海洋潮汐を信号源とする新しい解析法、及び、(3)の電磁場のmigrationを利用した新しい構造解析法、についても必要なソフトウェア群は一応の完成をみた。但し、海域実験の時期が本年度後半にずれ込んだ為、観測データの一部はまだ解析の途上にあり実測データに基づく新しい解析手法の有効を検証するまでには至っていない。しかしながら、ほぼ所期の目的を達成する事が出来たと考えられる。
低出力レーザーの人工歯根生着におよぼす影響

インプラント埋入後の初期固定におよぼす低出力レーザーの影響を検討する事を目的に実験を行った.インプラント体は(Ti)および同寸法でHAコーティング処理したもの(HA)をそれぞれウサギ顎骨内に埋入した.埋入直後より出力12.3mWのHe-Neレーザーを1日10分間づつ合計4日間連日照射した.埋入後2,3,4週後のインプラント体周囲骨組織について骨形態計測学的手法により検討をおこない以下の結果を得た.1,インプラント埋入部周囲の皮質骨内膜部および皮質骨内の骨単位(osteon)の類骨層石灰化速度は非照射群が3.93±0.73μmに対し,照射群は4.41±0.58μmと1.16倍の高値を呈し,有意に増加(P<0.05)していた.また,類骨層石灰化速度の推移では非照射群の2週で5.14.±1.19μm,3週で3.82±0.99μm,4週で3.48±0.32μmと経時的な平均値の低下が認められるが,レーザー照射群では2週で4.55±0.96μm,3週で4.46±0.56μm,4週で4.23±0.86μmと低下が少なく,埋入4週例では両者間に有意の差(P<0.01)がみられた.2,インプラント体欠損部における骨形成量はTiとHAとの間の差はみられなかった.しかしレーザ-の照射により,いずれの週においても,また,Ti, HAともに照射群が高値を示した.特にTiの4週,HAの2週で有意の増加を認めた(P<0.05).骨接触率ではHAは埋入直後早期から高い値を呈し,照射による影響はみられなかった.しかしTiはその2週目で非照射群に対し,2.54倍と有意の増加を認めた(P<0.01).3,今回の照射条件下においてHe-Neレーザーの照射は類骨層石灰化速度の上昇,新生骨形成量の増加,さらに.Tiで埋入後早期の骨接触率の増加がみられたことからインプラントの初期固定に対し有利にはたらくと考えられる.インプラント埋入後の初期固定におよぼす低出力レーザーの影響を検討する事を目的に実験を行った.インプラント体は(Ti)および同寸法でHAコーティング処理したもの(HA)をそれぞれウサギ顎骨内に埋入した.埋入直後より出力12.3mWのHe-Neレーザーを1日10分間づつ合計4日間連日照射した.埋入後2,3,4週後のインプラント体周囲骨組織について骨形態計測学的手法により検討をおこない以下の結果を得た.1,インプラント埋入部周囲の皮質骨内膜部および皮質骨内の骨単位(osteon)の類骨層石灰化速度は非照射群が3.93±0.73μmに対し,照射群は4.41±0.58μmと1.16倍の高値を呈し,有意に増加(P<0.05)していた.また,類骨層石灰化速度の推移では非照射群の2週で5.14.±1.19μm,3週で3.82±0.99μm,4週で3.48±0.32μmと経時的な平均値の低下が認められるが,レーザー照射群では2週で4.55±0.96μm,3週で4.46±0.56μm,4週で4.23±0.86μmと低下が少なく,埋入4週例では両者間に有意の差(P<0.01)がみられた.2,インプラント体欠損部における骨形成量はTiとHAとの間の差はみられなかった.しかしレーザ-の照射により,いずれの週においても,また,Ti, HAともに照射群が高値を示した.特にTiの4週,HAの2週で有意の増加を認めた(P<0.05).骨接触率ではHAは埋入直後早期から高い値を呈し,照射による影響はみられなかった.しかしTiはその2週目で非照射群に対し,2.54倍と有意の増加を認めた(P<0.01).3,今回の照射条件下においてHe-Neレーザーの照射は類骨層石灰化速度の上昇,新生骨形成量の増加,さらに.Tiで埋入後早期の骨接触率の増加がみられたことからインプラントの初期固定に対し有利にはたらくと考えられる.ウサギ顎骨内に経皮的に埋入した純チタンインプラント体へ埋入日より連日4日間低出力レーザー(He-Ne,10mW)を照射し、埋入後14、21、28日後に顎骨を採取、脱灰HE標本、および非脱灰研磨標本を作製し、病理組織学的および骨形態計測学的検討をおこなった。その結果、脱灰標本では、レーザー照射群で内骨膜反応の促進、炎症性細胞浸潤の減少および骨芽細胞の増生がみられた。非脱灰研磨標本による形態計測では、埋入2、3週後のレーザー照射群でインプラント体周囲海綿骨量およびインプラント体と骨梁との接触距離が増加していた。また薄膜HAコーティングチタンと純チタンの比較ではHAコーティングチタンでやや多い傾向がみられた。さらに骨芽細胞様細胞(KUSA)のチタンプレート(インプラント体)に対する初期細胞接着率、および増殖曲線に与える低出力レーザーの影響を検討した実験では、照射により、増殖曲線に変化は見られないものの、チタンプレートヘの初期細胞接着率は増加する傾向がみられた。

今後、経皮照射した場合のインプラント埋入部周囲骨組織のレーザー強度や骨形態計測において構造インデックスに加え、骨標識ラベリングをおこない、石灰化速度等の動的観察も予定している。インプラント埋入後の周囲骨組織に及ぼすHe-Neレーザー照射の影響について家兎を用いた実験をすすめてきた。実験動物には白色家兎を用い、切歯後方の下顎骨体部に直径2mm長さ3mmの純チタン製インプラント体を片側につき2本づつ埋入した。うち1本は薄層HAコーティング処理をおこなっている。埋入後、片顎のみにHe-Neレーザー(10mW)を1日10分間、連日4日間照射した。7日間間隔でテトラサイクリンによるラベリングをおこない、埋入14日、21日、28日後に屠殺し、インプラント体と共に顎骨を摘出、研磨標本を作製した。測定はインプラント体縦溝部分(埋入直後死腔となる部分)の全海綿骨量およびテトラサイクリンの線条間平均距離を求め、類骨石灰化速度算出した。その結果He-Neレーザーの照射によりインプラント体周囲全海綿骨量の増加傾向を認め、類骨石灰加速度は照射群で有意の増加が認められた。また、経皮照射した場合のインプラント埋入部骨組織のレーザー強度を測定した。測定には安藤電気製OPTICAL MULTIMETERを用い、センサー部分を麻酔下にウサギの骨膜下に挿入し、経皮照射によるレーザー強度の減衰率を測定した。その結果、平均3.5mmの組織厚で骨表面まで到達する割合は平均2.9%であった。埋入14日、21日、28日後に屠殺し、インプラント体と共に顎骨を摘出、研磨標本を作製した。測定はインプラント体欠損部表面(2.2mm)への海綿骨接触距離を測定した。その結果レーザー非照射下におけるTiとHAを比較するとHAコーティングチタンはTiに較べ埋入直後早期から高い骨接触率を呈し、2週例で4.0倍,3週例で3.0倍,4週例では2.1倍と有意に高値を示した。しかしその差は経時的に減少していた。こうした条件のもと、照射による変化はHA群では認められないが、Ti群については骨接触率の促進傾向を呈し、特に埋入初期の2週目において2.54倍と有意の増加を認めた(P<0.01)。以上の結果から、今回の照射条件下においてHe-Neレーザーの照射は類骨層石灰化速度の上昇,新生骨形成量の増加,さらにTiで埋入後早期の骨接触率の増加がみられたことからインプラントの初期固定に対し有利にはたらくと考えられる。
反応度事故条件下における高ウェーバー数域での溶融燃料-冷却材相互作用

原子炉での反応度事故における蒸気爆発現象の素過程解明を目的とし,ノズルから高温融体を噴出することによって熔融燃料-冷却材相互作用を実現し,高速度ビデオ撮影を通して微粒子化過程の観測,ならびに発生圧力の測定を行い,噴出条件と相互作用の発生の有無,溶融物の微粒子化の差異を調べた.1.まず,相互作用発生の有無と微粒子化過程の可視化,ならびに発生圧力を測定するための実験容器および加熱機能を有するノズルの製作を行った.融体の加熱は酸化膜の形成を抑さえるため,アルゴンガス雰囲気中で行なうこととし,半導体圧力センサー,融液温度と冷却材(水)温度測定のための熱電対を設置した.この実験システムによって,融体最高温度1000°C,サブクール度75°C10°C,融体噴出時間3.5秒程度の実験が可能となった.2.融点が約70°Cの低融点物質であるウッズメタルを使用し,300°C700°Cに加熱溶融させ,ノズルから水中へ噴出する実験を行った.ウェーバー数は,ノズル径と噴出距離を変えて30から100までとし,水温を25°Cから60°Cの範囲で変え,サブクール度の影響を調べている.水温が25°Cの場合,強い相互作用の生じる融体温度の下限界は,ウェーバー数が20の時には約600°Cであったのに対し,ウェーバー数が100程度ではおよそ400°Cに下がり,ウェーバー数への依存性が強いことがわかった.一方,サブクール度が小さくなると,融体ジェットからの相互作用発生頻度は低下するものの,発生時の規模はサブクール度が大きい場合と比較して大きなものとなった.3.実験後に行った粒径分布の測定結果から,その分布には二つのピークが存在し,その一つは融体ジェットの液柱不安定化波長から算出した粒子径に一致すること,他の一つはこれよりも粒子径が一桁小さく,相互作用の結果生じたもので,相互作用の激しいほど微粒子化が進むことが確認された.原子炉での反応度事故における蒸気爆発現象の素過程解明を目的とし,ノズルから高温融体を噴出することによって熔融燃料-冷却材相互作用を実現し,高速度ビデオ撮影を通して微粒子化過程の観測,ならびに発生圧力の測定を行い,噴出条件と相互作用の発生の有無,溶融物の微粒子化の差異を調べた.1.まず,相互作用発生の有無と微粒子化過程の可視化,ならびに発生圧力を測定するための実験容器および加熱機能を有するノズルの製作を行った.融体の加熱は酸化膜の形成を抑さえるため,アルゴンガス雰囲気中で行なうこととし,半導体圧力センサー,融液温度と冷却材(水)温度測定のための熱電対を設置した.この実験システムによって,融体最高温度1000°C,サブクール度75°C10°C,融体噴出時間3.5秒程度の実験が可能となった.2.融点が約70°Cの低融点物質であるウッズメタルを使用し,300°C700°Cに加熱溶融させ,ノズルから水中へ噴出する実験を行った.ウェーバー数は,ノズル径と噴出距離を変えて30から100までとし,水温を25°Cから60°Cの範囲で変え,サブクール度の影響を調べている.水温が25°Cの場合,強い相互作用の生じる融体温度の下限界は,ウェーバー数が20の時には約600°Cであったのに対し,ウェーバー数が100程度ではおよそ400°Cに下がり,ウェーバー数への依存性が強いことがわかった.一方,サブクール度が小さくなると,融体ジェットからの相互作用発生頻度は低下するものの,発生時の規模はサブクール度が大きい場合と比較して大きなものとなった.3.実験後に行った粒径分布の測定結果から,その分布には二つのピークが存在し,その一つは融体ジェットの液柱不安定化波長から算出した粒子径に一致すること,他の一つはこれよりも粒子径が一桁小さく,相互作用の結果生じたもので,相互作用の激しいほど微粒子化が進むことが確認された.
体性感覚誘発電位および誘発磁場のON、OFF-response発性源の分離同定

1.ハードウェアの作成バイモルフ型ピエゾ素子を駆動源としたプラスチックピンによる8点点字セル(ケージーエス株式会社製SC2)を用い、主に手指末節に適用することを目的とした体性感覚刺激装置を考案・作成した。ピエゾ素子に含まれる強磁性体による誘発磁場へのアーチファクトを取り除くため、パーマロイ製のシールドボックスを用いセル本体を磁気遮蔽する構造とした。この刺激提示部とケーブルで接続された駆動回路部は、ピエゾ駆動のための高電圧生成、MPU(富士通MB89PV130A)によるシーケンス制御回路等より構成した。2.ソフトウェアの作成上記刺激提示部を3線同期式シリアル通信により駆動回路部より制御し、8点のうち任意の組合せの複数のピンをポップアップ・ポップダウン制御できるよう刺激提示ソフトウェアをアセンブリ言語で作成し、ROMに書き込んで駆動回路部のMPUに実装した。3.本刺激装置を用いた誘発反応の記録上記刺激装置を用いて、ON-、OFF-durationをそれぞれ500msec、8ピン全てがポップアップ・ダウンするシークエンスにより右第2指末節を刺激し、誘発電位、誘発磁場反応の記録を試みた。全8ピンのポップアップの瞬間からON-response、ポップダウンの瞬間からOFF-responseを、誘発電位、誘発磁場反応ともに明瞭に記録できた。ON-, OFF-responseともN1,P1,N2,P2の4つの成分が確認された。4.データ解析結果各成分ともOFF-responseの方がON-responseよりも有意に振幅が小さかったが、潜時および脳内局在部位には有意差は認められなかった。ON, OFFのデューティ比を変化させ、先行するOFF(またはON)状態の持続時間の変化に対するON(またはOFF)反応のN1-P1振幅の変化の様子を解析した結果、ON-, OFF-responseの回復曲線に顕著な相違を認めた。5.研究実績のまとめ点字セルを用いた体性感覚刺激装置を考案・作成し、手指に適用することにより体性感覚誘発反応を記録することに成功した。手指への圧刺激の解除時にも聴覚刺激の休止時に誘発されるようなOFF-responseが誘発されることが初めて示された。ON-responseとの回復曲線の違いから、皮膚感覚受容における、tonic/phasic receptorslowly/rapidly adaptingsystemの生理学的挙動の相違を示唆する所見を得た。全8ピンのポップアップの瞬間からON-response、ポップダウンの瞬間からOFF-responseを、誘発電位、誘発磁場反応ともに明瞭に記録できた(本データ収集は一部、次年度へ跨がる)。4.今年度の研究実績のまとめ点字セルを用いた体性感覚刺激装置を考案・作成し、手指に適用することにより体性感覚誘発反応を記録することに成功した。4.データ解析結果

各成分ともOFF-responseの方がON-responseよりも有意に振幅が小さかったが、潜時および脳内局在部位には有意差は認められなかった。ON, OFFのデューティ比を変化させ、先行するOFF(またはON)状態の持続時間の変化に対するON(またはOFF)反応のN1-P1振幅の変化の様子を解析した結果、ON-, OFF-responseの回復曲線に顕著な相違を認めた。5.研究実績のまとめ点字セルを用いた体性感覚刺激装置を考案・作成し、手指に適用することにより体性感覚誘発反応を記録することに成功した。手指への圧刺激の解除時にも聴覚刺激の休止時に誘発されるようなOFF-responseが誘発されることが初めて示された。ON-responseとの回復曲線の違いから、皮膚感覚受容における、tonic/phasic receptorslowly/rapidly adaptingsystemの生理学的挙動の相違を示唆する所見を得た。
高次脳機能障害者における意思決定支援の定式化

高次脳機能障害者の意思決定支援の定式化に向けて3つの調査を実施した.最初の2つでは,1愛媛県・和歌山県で高次脳機能障害関連研修に参加した383名の医療福祉専門職,2高次脳機能障害支援拠点機関の支援コーディネーター100名,徳島大学脳神経外科同門会の医師63名を対象とした意思決定支援の定式が早急に求められるべきであるというエビデンスを求めた.3つ目の調査は,代表する支援拠点機関の支援コーディネーターに密着し,高次脳機能障害者との面接場面を観察し,支援者側の「質問」の種類を分類,そして社会的行動障害の有無と質問種類の統計学的分析を行った.平成28年度は,本研究の第1段階として,全国の高次脳機能障害支援拠点機関および関連病院などを対象に,意思決定に問題があった高次脳機能障害者の事例や意思決定支援の定式化の必要性などについて,その実態を明らかにした.内容は,全国の都道府県に指定された高次脳機能障害支援拠点機関(以下「拠点機関」)100カ所(平成25年度末現在)と,徳島大学病院・関連病院(以下「関連病院」)20カ所に対し,今までに受診または支援した高次脳機能障害者のうち,訓練や検査の際に意思決定の問題(医療同意困難例含む)が確認された,などの項目ついてアンケート調査を実施した.なお,本調査に関し,事前に徳島大学病院倫理審査委員会の承認を得て行った.拠点機関,関連病院の配布・回収は,49/101(回収率48.5%),19/61(回収率31.1%)であった.高次脳機能障害者の意思決定に際して困った経験がある,と回答した者は,拠点機関が27件(55.1%),関連病院が14件(47.4%)であり,意思決定支援の定式化が必要である,と回答した者は,32件(65.3%),14件(73.3%)であった.患者の治療・支援同意に関する事柄(Mac-CAT-Tから抜粋;診断の理解,疾患の特徴や経過の理解など10項目)ついて多重回答を求めたところ,治療時期や職種などの違いにより,異なった傾向を示していた.また,高次脳機能障害特有の「病識欠如」が,医療同意などを図る上で,大きな障壁になっていることが明らかとなった.以上のことから,本研究の意義は証されたといえる.今後,さらに統計的分析を加え,問題の明確化を図る予定である.研究計画に示した第1段階の高次脳機能障害者における意思決定支援の問題の所在を明らかにするための調査はすでに終了しているが,これを基に高次脳機能障害者の意思決定支援の定式化に向けた検討会の立ち上げ,ならびに合意形成プロセスを明示した原案の作成には未だ至っていない.要因としては,全体に合意形成プロセスに対する回答数が少なく,逆に定式化への困難性を訴える回答数の割合が多かったためで,原案作成の根拠として乏しいと判断した.平成28年度は,最終目標である定式化された意思決定支援の介入研究を行うため,診断基準に基づく高次脳機能障害者に対し,どのような項目が必要なのか,また,Mac-CAT11(意思決定能力指標)など,各指標の精度が,実際に適しているのかを検証した.対象は愛媛県松山リハビリテーション病院の外来患者4名と,医師,看護師,療法士,医療ソーシャルワーカーなど,複数の専門職種から聴き取りを行った.患者からの聴き取りについては,高次脳機能障害支援コーディネーター立会いの下,計画した指標ごとに各1時間程度面接を行った.さらにMMSEによって認知能力の測定を行った.また,FIMやその他個人属性については,本人同意のもとカルテを閲覧した.その結果,高次脳機能障害者の病態は,非常に多様で,病識があっても,それがどのように意思決定能力に関連するかを明確に特定することができなかった.また,Mac-CAT11の精度については,医師が診断し,その内容を説明する場面と,コ・メディカルが検査・リハビリテーションを行う場合及び支援コーディネーターなどが地域社会サービスを用いて計画作成を行う場面とでは,それぞれの対応方法や方式の違いから,共通にその指標を用いることが困難であることが分かった.高次脳機能障害の問題は,最終的には医療的ケアを受けつつも地域・社会で適応することが重要であり,意思決定支援に関する場面設定が必要であることから,その検討に入ることとした.当初は,意思決定支援ツールの開発段階に入る予定であったが,介入研究にあたるプレ調査にて,根拠となる各指標から意思決定支援の定式化を図ることが高次脳機能障害の多様性から困難であることが判明し,研究の方向性(意思決定支援のプロセス解明に向けて)の修正を余儀なくされたことで進捗がやや遅れている.ただし,27年度に実施した高次脳機能障害者の意思決定支援定式化の重要性に関する根拠となる二つの調査結果については,複数の学会で発表し,すでに論文化(2016年度掲載,2017年度掲載予定)を果たしている.最終に関しては,「高次脳機能障害者の相談面接における『質問』」をテーマに,実際に高次脳機能障害支援拠点機関において調査分析を行った.その概要は以下のとおりである.高次脳機能障害者は,認知能力の低下に伴い,意思決定能力の喪失または低下が散見されている.本人の意思を尊重し,エビデンスに基づいた意思決定支援の定式化が早急に求められている.本研究では,高次脳機能障害者に対する高次脳機能障害支援コーディネーター(以下,「Co」)の相談面接場面における「質問」について観察・分析を行った.Coは,10年の経験をもつ.高次脳機能

障害者13名とCoの相談面接場面における「質問」を集めた.計15日間の相談面接場面におけるCoの質問を全て記録した.質問形式はオープンクエスチョン(Op),セミオープンクエスチョン(SeOp),セミクローズクエスチョン(SeClo),クローズクエスチョン(Clo)の4つに分類することができた.面接内で使われる質問はCloが多く,さらに,社会的行動障害のある者は,ない者に比べ,オープンの質問(OpとSeOpの合計回数)が有意に少なかった.「質問」は,様々な場面での意思決定支援に共通して必要となるものであり,今後,高次脳機能障害者の意思決定支援の定式化に向けて,重要な要素の一つになり得ると示唆された.また,相談面接場面を2回記録した者の中で,2回目に研究同意を覚えていなかったものが7名中3名いた.そのため,治療やリハビリテーションの場面においても,同意の再確認や適切な媒体を用いた説明などが必要である.高次脳機能障害者の意思決定支援の定式化に向けて3つの調査を実施した.最初の2つでは,1愛媛県・和歌山県で高次脳機能障害関連研修に参加した383名の医療福祉専門職,2高次脳機能障害支援拠点機関の支援コーディネーター100名,徳島大学脳神経外科同門会の医師63名を対象とした意思決定支援の定式が早急に求められるべきであるというエビデンスを求めた.3つ目の調査は,代表する支援拠点機関の支援コーディネーターに密着し,高次脳機能障害者との面接場面を観察し,支援者側の「質問」の種類を分類,そして社会的行動障害の有無と質問種類の統計学的分析を行った.今後は研究計画に示した介入研究を実施する前に,高次脳機能障害者の意思決定能力(同意能力)を判別するための指標を作成するため,拠点機関や関連病院の医師などから詳細な聴き取りを実施し,その上で意思決定支援の定式化原案の作成に着手する予定である.平成29年度は,意思決定支援ツール作成のため,意思決定支援の場面設定を固定化する.そのため,支援コーディネーターと高次脳機能障害者とが,就労可能性や福祉サービスの選択場面で,どのように意思決定を促し,決定していくプロセスを詳細に評価する.その方法としては,支援コーディネーターの面接場面に介入し,その内容すべてを逐語化して,対象の高次脳機能障害者の認知能力(MMSEなどで測定)と,意思決定支援促しのキーワードや質問形式を定量化する.それによって一定の場面において,定式化された意思決定支援の有用性を実証する.また,それを基にツールの項目立てを行い,分担研究者および協力者による検討会を実施し.内容妥当性を検証する.医療福祉要因の大きくは,研究計画に示したPCをタブレット端末にしたことで購入コストが減った,統計ソフトが未購入である,などの理由から次年度使用額が生じた.プレ調査結果に基づき,意思決定支援指標,場面設定の再考を求められたため,通常の臨地での介入機会が減少し,それに伴って旅費等の支出が当初より減額したのと,意思決定支援ツール100部程度の印刷をまだ行っていないため.高次脳機能障害者における意思決定支援の定式化に向けた検討会立ち上げの謝金・旅費,統計ソフトの購入など,当初のとおり使用する予定である.平成29年度は,意思決定支援の場面設定に基づいた臨地研究と,分析用統計ソフトの購入,シンポジウム・会議などの開催により,適切に使用する予定である.
身体運動と睡眠-覚醒リズムの関係-時間隔離法を用いて

本研究の目的は、ヒトにおいて身体運動が睡眠-覚醒リズムの変調要因となりうるかを検証することであった。身体運動がヒトの睡眠-覚醒リズムを変調させるかとの問いに答える際、最も問題となるのは、通常の日常生活においては、明暗サイクル・社会生活のリズムなどの物理的・社会的因子-非常に強力であるにもかかわらずコントロールが困難である-が身体運動の影響を隠蔽してしまうかも知れないということである。そこで本研究では、概日リズムの変調を起こすような明暗サイクルや時間情報を示す機器の一切ない部屋に被験者を住まわせるという「時間隔離実験」を行い、概日リズムの異なった相で行う身体運動が、被験者の睡眠-覚醒リズムや自律神経活動の日内リズムに与える影響を観察することを目的とした。最終年度である平成12年度においては健常な被験者10名を対象に、早朝あるいは夕刻に行われる身体運動が、時間隔離下の自由継続リズムをどのように変調させるかについて、本実験を行った。被験者は、隔離実験室内で6日間滞在、その間の心電図R-R間隔(心拍変動)、積分加速度計による身体活動度、および直腸温時系列を連続測定した。実験開始3日目および5日目に、被験者の主観的な午前あるいは午後(順序は個人間でランダム)にあたる時間帯に3時間の有酸素性運動を行わせ、体温あるいは心拍変動の概日リズム周期が、前日までの自由走行周期に対してどの程度伸長/短縮しているかを評価した。その結果、運動を行った時間帯によらず、概日リズムの周期が運動後に約1時間伸長(P<0.01)するということが明らかになった。この結果は、高齢者の早朝覚醒などに代表される睡眠相前進への対処法として、身体運動が有効に機能する可能性を示したとの点で重要と考えられた(一般に、覚醒位相を後退させることは、前進させることに比べて、難しいとされるから)。身体運動がヒトの睡眠-覚醒リズムを変調させるかとの問いに答える際、最も問題となるのは、通常の日常生活においては、明暗サイクル・社会生活のリズムなどの物理的・社会的同調因子-非常に強力であるにもかかわらずコントロールが困難である-が身体運動の影響を隠蔽してしまうかも知れないということである。そこで本研究では、概日リズムの変調を起こすような明暗サイクルや時間情報を示す機器の一切ない部屋に被検者を住まわせるという「時間隔離実験」を行い、概日リズムの異なった相で行う身体運動が、被検者の睡眠-覚醒リズムや自律神経活動の日内リスムに与える影響を観察することを目的とした。初年度である平成10年度においては、主として時間隔離実験施設(岐阜県神岡町神岡鉱山内)の整備および対照実験、として運動を行わない自由継続リズムの観察を行った。コンピュータ制御で、心電図R-R間隔の一拍毎の変動(心拍変動)、体温、体動、頭部運動、室内照度などを連続的に測定し、データ確認のためにこれらをインターネットを介して所属研究室(東京)のワークステーションに実時間で転送するシステムを構築、動作確認を行った。また、被検者の行動内容、内感、起床後より1時間毎の時間経過の推定結果を記録するテキストエディタ(時間情報の隠されたもの)を制作した。対照実験の結果、このように自動化され検者の介入が最小限の状態では、被検者が固有にもつ体温等の概日リズムと睡眠-覚醒リズムは、比較的容易に乖離することが示された。

この結果を受けて、次年度においては、決まったタイミングで行う身体運動が、睡眠-覚醒リズムに見られる脱同調を補正しうるかについて検討を加える予定である。本研究の目的は、ヒトにおいて身体運動が睡眠-覚醒リズムの変調要因となりうるかを検証することであった。身体運動がヒトの睡眠-覚醒リズムを変調させるかとの問いに答える際、最も問題となるのは、通常の日常生活においては明暗サイクル・社会生活のリズムなどの物理的・社会的因子-非常に強力であるにもかかわらずコントロールが困難である-が身体運動の影響を隠蔽してしまうかも知れないということである。そこで本研究では、概日リズムの変調を起こすような明暗サイクルや時間情報を示す機器の一切ない部屋に被験者を住まわせるという「時間隔離実験」を行い、概日リズムの異なった相で行う身体運動が、被験者の睡眠-覚醒リズムや自律神経活動の日内リズムに与える影響を観察することを目的とした。第2年度である平成11年度においては、「被験者が身につける機器が多岐にわたり、そのことによって通常の日常生活が乱され、安定した概日リズムの把握が困難である。」との初年度の実験結果を勘案し、まず、心電図R-R間隔(心拍変動)、体動の長期モニタリングが可能な小型機器を作成、さらに、直腸温の連続測定が可能な小型データ・ロガーを導入した。これらの機器を用いて、十数名の被験者について、通常の日常生活中のデータを12週間に渡り測定し、計測システムが安定して稼働することを確認、心拍、体動、および直腸温の概日リズムを正確に把握できるようにした。その後、4名の被験者について、時間隔離条件下で自由継続リズムの観察を行い、隔離実験室外の明暗・時間条件と被験者が固有にもつ体温等の概日リズムが容易に乖離することを確認した。また、さらに2名の被験者について、主観的な早朝に行った3時間の有酸素性運動(相当の疲労感をもたらす)が、その後の自由継続リズムにどのような影響を及ぼすかとの実験を行い、データは現在解析中である。このように、実験のセットアップ・ルーチン化がほぼ完全に終了したことを受けて、最終年度においては、早朝あるいは夕刻に行われる身体運動が、時間隔離下の自由継続リズムをどのように変調させるかについて大規模な調査を行う予定である。身体運動がヒトの睡眠-覚醒リズムを変調させるかとの問いに答える際、最も問題となるのは、通常の日常生活においては、明暗サイクル・社会生活のリズムなどの物理的・社会的因子-非常に強力であるにもかかわらずコントロールが困難である-が身体運動の影響を隠蔽してしまうかも知れないということである。最終年度である平成12年度においては、健常な被験者10名を対象に、早朝あるいは夕刻に行われる身体運動が、時間隔離下の自由継続リズムをどのように変調させるかについて、本実験を行った。被験者は、隔離実験室内で6日間滞在、その間の心電図R-R間隔(心拍変動)、積分加速度計による身体活動度、および直腸温時系列を連続測定した。
分化誘導剤コチレニンAと癌分子標的薬による固形癌細胞の増殖抑制とその分子基盤解析

私たちは白血病細胞の分化誘導剤として見出してきた物質が固形癌細胞に対しても有効な抗癌作用を示すことができるかどうかを検討している。昨年度はcotylenin Aとインドナガコショウ由来のROS誘導剤piperlongumine (PL)とを併用処理すると早期にフェロトーシスを介した顕著な膵癌細胞死を誘導できることを見出した。現在、cotylenin Aはその産生菌が変異した為供給不可能の状態になっている。そこで、本年度は、現在報告されているcotylenin A模倣体(ISIR-050)がcotylenin Aと同様にPLと相乗的に膵癌細胞の増殖を抑制できるか、さらに、フェロトーシスを介した顕著な膵癌細胞死を誘導できるか否かを検討した。その結果、ISIR-050とPLの併用処理ではフェロトーシスが誘導できなかった。Cotylenin Aの分子内にはエポキシド構造が存在するがISIR-050はこのエポキシド構造を持たないので、cotylenin AとPLのフェロトーシス誘導にはCN-A分子内のエポキシド構造が重要であることが示唆された。一方、低濃度で比較的長時間ISIR-050とPLをPANC-1およびCFPAC-1細胞に併用処理すると相乗的に増殖を抑制できることを見出した。ISIR-050とPLとの併用処理でスフェア形成も相乗的に抑制した。この併用処理による細胞死はNAC処理、カスパーゼ阻害剤またはオートファジー阻害剤で有意に回避された。以上の結果からcotylenin A模倣体(ISIR-050)とPLとの併用処理ではフェロトーシスを介した膵癌細胞死を誘導出来なかったが、低濃度で比較的長時間併用処理することで相乗的な膵癌細胞死を誘導出来ることを見出した。また、これらの細胞死誘導には主にアポトーシスおよびオートファジー関連死の関与が示唆された我々は、白血病細胞の分化誘導剤コチレニンAを遺伝子発現修飾物質と捉え固形癌細胞の増殖制御に応用出来るか否かを検討してきた。最近、コチレニンAは低濃度の三酸化ヒ素(arsenic trioxide, ATO)によるヒト乳癌細胞(MCF-7, MDA-MB-231)の増殖抑制を顕著に促進することを見出した。このコチレニンAとATOの併用処理による増殖抑制効果は、抗酸化剤N-acetyl-L-cysteine (NAC)により、部分的に消失することを明らかにした。これらの結果は、コチレニンAと活性酸素(ROS)誘導剤との併用処理が、効果的な抗癌作用を示す可能性を示唆している。そこで本年度では、活性酸素(ROS)誘導剤として植物由来で癌化学予防剤としても期待されているphenethy isothiocyanate (PEITC)を用い、コチレニンAとの併用効果を難治性固形癌である膵臓癌細胞に対する効果を検討した。コチレニンAとPEITCとの併用処理はヒト膵臓癌細胞MIAPaCa-2およびPANC-1細胞の増殖を相乗的に抑制した。この併用処理の増殖抑制の効果は細胞死誘導によるものであった。コチレニンAはPEITCによるROSの誘導を顕著に増強した。このコチレニンAとPEITCの併用処理による細胞死誘導効果は抗酸化剤NACやTroloxによりほぼ完全に消失し、さらに、フェロトーシス阻害剤ferrostatin-1やliproxstatin-1や鉄キレート剤deferoxamineで顕著に消失した。これらの結果から、この細胞死誘導のメカニズムにはフェロトーシス(non-apoptotic, iron-dependent, oxidative cell death)が関与していることを明らかにした。今年度では、白血病細胞の分化誘導剤コチレニンAと活性酸素(ROS)誘導剤として知られているPEITCが難治性固形癌である膵臓癌細胞の増殖を相乗的に抑制できることを見出すことができた。さらに、これらの増殖抑制効果に重要な分子基盤についても解明を試み、アポトーシス誘導ではなく、最近新しく報告されてきた活性化酸素と鉄依存性の細胞死フェロトーシス誘導が大きく関与していることを明らかにできた。我々は、白血病細胞の分化誘導剤コチレニンAを遺伝子発現修飾物質と捉え固形癌細胞の増殖制御に応用出来るか否かを検討してきた。これまでの我々の研究から、コチレニンAと活性酸素(ROS)誘導剤との併用処理が、効果的な抗癌作用を示す可能性あることが判明してきた。昨年度では活性酸素(ROS)誘導剤として植物由来で癌化学予防剤としても期待されているphenethy isothiocyanate (PEITC)を用い、コチレニンAとの併用効果を難治性固形癌である膵臓癌細胞に対する効果を検討した。その結果、コチレニンAとPEITCとの併用処理はヒト膵臓癌細胞の増殖を相乗的に抑制した。さらに、この細胞死誘導のメカニズムにはフェロトーシス(non-apoptotic, iron-dependent, oxidative cell death)が関与していることを明らかにした。そこで本年度では、活性酸素(ROS)誘導剤として知られているPEITC以外の植物成分とコチレニンAとの併用効果を膵臓癌細胞(PANC-1、MIAPaCa-2、BxPC-3、CFPAC-3)に対して検討した。その結果、コチレニンAとインドナガコショウ由来のpiperlongumine (PL)との併用処理で、膵臓癌細胞の増殖が相乗的に抑制された。

また、コチレニンAとPEITCとの併用処理で誘導されたフェロトーシスによる細胞死誘導がこのコチレニンAとPL併用処理での効果に含まれることを様々な細胞死誘導の阻害剤を用いて明らかにした。また、比較的高濃度のPLは単独でもフェロトーシスを誘導することを見出し、PLによる癌細胞死誘導の新しい作用メカニズムを提唱した。今年度では、白血病細胞の分化誘導剤コチレニンAと活性酸素(ROS)誘導剤として知られているPLが難治性固形癌である膵臓癌細胞の増殖を相乗的に抑制できることを見出すことができた。さらに、これらの増殖抑制効果に重要な分子基盤についても解明を試み、アポトーシス誘導ではなく、最近新しく報告されてきた活性化酸素と鉄依存性の細胞死フェロトーシス誘導が大きく関与していることを明らかにできた。さらに、PL単独でもある程度フェロトーシス誘導による細胞死を誘導できることを明らかにした。私たちは白血病細胞の分化誘導剤として見出してきた物質が固形癌細胞に対しても有効な抗癌作用を示すことができるかどうかを検討している。昨年度はcotylenin Aとインドナガコショウ由来のROS誘導剤piperlongumine (PL)とを併用処理すると早期にフェロトーシスを介した顕著な膵癌細胞死を誘導できることを見出した。現在、cotylenin Aはその産生菌が変異した為供給不可能の状態になっている。そこで、本年度は、現在報告されているcotylenin A模倣体(ISIR-050)がcotylenin Aと同様にPLと相乗的に膵癌細胞の増殖を抑制できるか、さらに、フェロトーシスを介した顕著な膵癌細胞死を誘導できるか否かを検討した。その結果、ISIR-050とPLの併用処理ではフェロトーシスが誘導できなかった。Cotylenin Aの分子内にはエポキシド構造が存在するがISIR-050はこのエポキシド構造を持たないので、cotylenin AとPLのフェロトーシス誘導にはCN-A分子内のエポキシド構造が重要であることが示唆された。一方、低濃度で比較的長時間ISIR-050とPLをPANC-1およびCFPAC-1細胞に併用処理すると相乗的に増殖を抑制できることを見出した。ISIR-050とPLとの併用処理でスフェア形成も相乗的に抑制した。この併用処理による細胞死はNAC処理、カスパーゼ阻害剤またはオートファジー阻害剤で有意に回避された。以上の結果からcotylenin A模倣体(ISIR-050)とPLとの併用処理ではフェロトーシスを介した膵癌細胞死を誘導出来なかったが、低濃度で比較的長時間併用処理することで相乗的な膵癌細胞死を誘導出来ることを見出した。また、これらの細胞死誘導には主にアポトーシスおよびオートファジー関連死の関与が示唆された平成28年度に得られた結果を基にして、さらに、遺伝子強制発現実験、抗体アレイを用いた細胞死誘導因子の同定実験、フローサイトメトリーを用いたROS測定、定量PCRおよび、ウェスタンブロッティング実験を行い、コチレニンAとphenethy isothiocyanate (PEITC)による増殖抑制効果の分子基盤を明らかにし、これらの処理の最も重要な分子標的遺伝子を同定する。
ニッポンウミシダの、遺伝的純系種作成のための研究

研究目的本研究は研究室内で受精させたニッポンウミシダを放卵放精させ、受精を行い成長させ、受精後1年後及び2年後の個体で性成熟及び受精卵を得ることを目指した。研究方法研究室内において受精後1年及び2年経過したニッポンウミシダを、通常よりも個体数を減らして飼育を行い、どちらも成長を促進させる試みを行った。さらにこれらの個体を海に放流し、成長度合いを確認しながら産卵期近くになったら回収して、成熟度合いの確認と放卵放精の観察を行った。研究成果飼育経過としては、受精後1年経過した稚ウミシダは平成22年3月現在で腕長約10cmで腕の分岐が進み20本程に増えた。受精後2年経過した個体は、平成22年3月時点で大きい個体は腕長12cm程、小さい個体は腕長8cm程と成長にばらつきが目立った。どちらの個体も昨年10月の産卵時期に研究室内に回収し、生殖巣の成熟度合いの確認と放卵放精の観察を行った。受精後1年経過した個体は生殖巣の発達も放卵放精も確認されなかった。受精後2年経過した個体は16個体中4個体の雄と2個体の雌が判別できる生殖巣の発達が確認された。受精後2年目の雌の個体で生殖巣の発達が確認されたのは初めてである。また、受精後1年及び2年経過した個体をそれぞれ実験所近くの岩礁に放流し月1回観察を行った。どちらの個体も平成22年3月時点においてもほぼ同じところでの生息が確認されている。どちらの個体も昨年10月の産卵時期には回収し、研究室内に於いて生殖巣の成熟度合いの確認と放卵放精の観察を行った。受精後1年目の個体は、生殖巣の発達も放卵放精も確認されなかったが、2年経過した個体は10個体中2個体の雌の生殖巣の発達が確認され、こちらも受精後2年目の雌の個体で初の確認となった。本研究により受精後2年経過した個体の性成熟飼育技術が初めて確立できたので、来年度以降も飼育を継続し、飼育技術の向上を目指す。
第1年度に当たる本年度は、まず、京都大学大学院文学研究科応用哲学・倫理学教育研究センター内にコーディネート・オフィスを設置し、またウェブサイトを設置した。また、計3回の全体ミーティングを開催し、研究グループの各メンバーがこれまでに行ってきた研究の内容を互いに紹介し、関連分野の専門的知識とおよび宇宙科学技術と社会の関係を巡る現状認識の共有、グループ全体の問題意識と各メンバーの役割分担の明確化を行った。さらに、本課題の主要成果となる書籍に関して、全体の構成と各章の内容に関する相談を行った。加えて、第3回全体ミーティングでは、科学技術史の専門家である佐藤靖氏(新潟大学)を招聘して講演会「米国の宇宙開発の歴史と米国社会の変容」を開催し、本課題遂行に必要な海外の宇宙開発史に関する基礎知識の収集と共有を行った。この他に、「宇宙科学技術コミュニケーション」班にて、対論型サイエンスカフェ「宇宙資源は誰のもの?」を開催し、今後の宇宙資源開発のあり方を巡って一般市民を交えた議論を行った。本年度はまず、京都大学大学院文学研究科応用哲学・倫理学教育研究センター内にコーディネート・オフィスを設置し、また研究内容や成果を社会に発信するためのウェブサイトを設置するなど、課題遂行のための体制を整えることができた。また、本課題のように多数の異なる分野の専門家をメンバーとする研究プロジェクトでは、メンバー間で専門的知識と問題意識を共有することが非常に重要であるが、計3回の全体ミーティングと招聘講師による講演会を通してこの作業を遂行できた。具体的な成果としては、国内学会・国際会議で多数の研究発表を行い、またサイエンスカフェ「宇宙資源は誰のもの?」を開催した。後者では、本課題が提案する新しい科学技術コミュニケーションの形態である「対論型サイエンスカフェ」を試験的に実施し、その手法や内容、効果を検討することができた。以上から、第1年度に行うべき作業は十分に達成し、第2年度以降に本格的な研究を行う準備を整えることができたと考えられる。第2年度に当たる2019年度は、本課題の主要成果となる書籍の執筆に着手する。また、研究成果の中間発表の機会として、国内学会にて本課題に関わるオーガナイズドセッションを開催する予定である。さらに、1「宇宙文化」、2「宇宙と持続可能性」、3「宇宙科学技術コミュニケーション」、および4「宇宙開発に関する社会的意思決定」、の4つのテーマに関して、それぞれの班が現状の課題を正確に分析する作業に集中的に取り組む。具体的には、各班で、以下の内容の研究を実施する。1「宇宙文化」班では、新聞やソーシャルメディア等の各種媒体に見られる言説や表象から宇宙開発に関するパブリックイメージを抽出する手法を検討すると同時に、そうして抽出されたイメージに基づいて宇宙科学技術の文化的価値を分析する手法を考案する。2「宇宙と持続可能性」班では、人類の生存の危機に関する過去から現在に至る言説の変化のサーベイを実施するとともに、「人新世」における生存上の課題を整理し、また世界的に活発化しつつある宇宙資源開発の現在の動向を調査する。3「宇宙科学技術コミュニケーション」班では、宇宙開発を巡ってこれまでに行われてきた科学技術コミュニケーション形態の問題点を特定するとともに、「対論型サイエンスカフェ」を実施することを通して新形態の科学技術コミュニケーションを開発し、その効果を従来の形態と比較する手法を考案する。4「宇宙開発に関する社会的意思決定」班では、アクターの多様化を踏まえた宇宙開発利用のガバナンス上の問題点を国内・国際の両面から調査・検討することを通して、宇宙開発を巡ってこれまでに行われてきた意思決定方法の問題点を特定する。第3年度以降は、各班で第2年度に特定した課題の解決に向けた研究を実施する。
以上から、第1年度に行うべき作業は十分に達成し、第2年度以降に本格的な研究を行う準備を整えることができたと考えられる。第2年度に当たる2019年度は、本課題の主要成果となる書籍の執筆に着手する。また、研究成果の中間発表の機会として、国内学会にて本課題に関わるオーガナイズドセッションを開催する予定である。さらに、1「宇宙文化」、2「宇宙と持続可能性」、3「宇宙科学技術コミュニケーション」、および4「宇宙開発に関する社会的意思決定」、の4つのテーマに関して、それぞれの班が現状の課題を正確に分析する作業に集中的に取り組む。具体的には、各班で、以下の内容の研究を実施する。1「宇宙文化」班では、新聞やソーシャルメディア等の各種媒体に見られる言説や表象から宇宙開発に関するパブリックイメージを抽出する手法を検討すると同時に、そうして抽出されたイメージに基づいて宇宙科学技術の文化的価値を分析する手法を考案する。2「宇宙と持続可能性」班では、人類の生存の危機に関する過去から現在に至る言説の変化のサーベイを実施するとともに、「人新世」における生存上の課題を整理し、また世界的に活発化しつつある宇宙資源開発の現在の動向を調査する。3「宇宙科学技術コミュニケーション」班では、宇宙開発を巡ってこれまでに行われてきた科学技術コミュニケーション形態の問題点を特定するとともに、「対論型サイエンスカフェ」を実施することを通して新形態の科学技術コミュニケーションを開発し、その効果を従来の形態と比較する手法を考案する。4「宇宙開発に関する社会的意思決定」班では、アクターの多様化を踏まえた宇宙開発利用のガバナンス上の問題点を国内・国際の両面から調査・検討することを通して、宇宙開発を巡ってこれまでに行われてきた意思決定方法の問題点を特定する。第3年度以降は、各班で第2年度に特定した課題の解決に向けた研究を実施する。
アクションアルファベット抽出に基づく日常生活行動の認識と要約の研究

本研究は、コンピュータによる人間の全身的身体動作の認識方法と要約的記述法を研究した。人間の動作は、動作のアルファベットと言うべき動作の断片をつなぎ合わせて成り立づているものと、我々は仮定した。そこでコンピュータがアクション・アルファベットを自動的に抜き出し、さらにはアクション・アルファベットの並び方から行動を識別し、最終的に日常生活で見られる動作を行動の名称として要約して記録する方法を構築した。方法原理は、身体動作には部位間の動作に相関があり、その相関の切り替わり時点にてデータの分節を区切ると、ひとつの動作を抜き出すことができるという発想である。ビデオ動画像を用いる実験では、人体像領域の光学流れに分布に注目した。ベクトル量子化手法によって分布の典型を抽出したところ、典型は身体運動の動作相関類型を示すものであり、アクション・アルファベットといえる。各時刻の生データを最も似た典型の番号に変換し、行動データを符号化した。そして行動の種別に応じて、典型番号の遷移に特徴が現れ、隠れマルコフモデル法を用いて、行動の内容を認識し、行動名として要約する実験に成功した。加速度計による方法では、人間の四肢に小型携帯型の加速度計を装着し、そのデータから行動を識別することを目指した。部位間動作相関を計測するには原理的には各肢に1つのセンサがあればよい。そこで手首・足首に装着した場合と、肘・膝に装着した場合を実験で試した。いずれの場合でも、データをベクトル量子化おとび状態遷移確率比較にて、基本的行動を識別することができた。以上の成果から、日常生活での人間行動をアクション・アルファベットとして認識し要約する方法論を構築することができた。人間の身体動作を、動作の断片であるアクションアルファベットに分節化することで、行動の内容を認識する手法の構築に成功した。本研究では、人間の四肢等の主要関節の動作の相関、いわゆる「つられ」に注目した。人間は四肢を全く独立に動かすことができず、常につられが存在している。つられ方は、心理状態や動作の労力需要に応じて切り替わる。従って、心理状態の変化や作業の切り替わりは、つられの変化に現れると予想を立てた。そこで、つられの急変化する時点をもって「動作の区切れ目」と判定する方法を考案した。この動作時間的分節化法が、人間の感覚に近い分節化を実現するか、さらに行動の自動的認識に有効であるかを検証するために実験を行った。実験では、歩行、投擲、文字書きなど、作業動作からスポーツ的動作までの多様な12種類の動作のデータを、本手法の分析対象とした。分節化を実施すると、歩行のデータは一歩一歩が切り出され妥当であった。スポーツや作業動作においても、筋制御に継続性のある期間を「動作のまとまり」として分節化していた。このようにして、一連の動作を構成するアクションアルファベットを、自動的に抜き出すことに成功した。この段階において、行動はアクションアルファベットの列に変化されている。しからば、行動の認識はアルファベットの列の比較・認識によって実現されうると期待できる。文字列の比較と類似度の照合はDPマッチング手法によって容易になしえる。本研究おいて用意した12種類全36個の動作データに関して、それらのアクションアルファベット列の文字列照合を行うと、62%の正答率をもって、動作の認識ができることが分かった。従来のジェスチャ認識手法においては、本研究のように多様な動作は適応不可能であった。また、行動データの照合に膨大な計算が必要であった。本研究の動作の分節化は、これらの問題を解決できている。本年度は、人間動作データの時間分節化の方法原理を、実用性の高い計測装置に適用する試みに取り組んだ。具体的には、ビデオカメラ、および装着型加速度計を用い、そのデータを処理して人間の動作の基本的類型(アクション・アルファベット)を抽出し、行動を認識する方法を研究した。

方法原理は、身体動作には部位間の動作に相関があり、その相関の切り替わり時点にてデータの分節を区切ると、ひとつの動作を抜き出すことができるという発想である。ビデオ動画像を用いる実験では、人体像領域の光学流れに分布に注目した。ベクトル量子化手法によって分布の典型を抽出したところ、典型は身体運動の動作相関類型を示すものであり、アクション・アルファベットといえる。各時刻の生データを最も似た典型の番号に変換し、行動データを符号化した。そして行動の種別に応じて、典型番号の遷移に特徴が現れ、隠れマルコフモデル法を用いて、行動の内容を認識し、行動名として要約する実験に成功した。加速度計による方法では、人間の四肢に小型携帯型の加速度計を装着し、そのデータから行動を識別することを目指した。携帯型のセンサなら、日常生活の行動範囲の広さに対応できる利点がある。しかしセンサシステムの規模が大型化すると、装着者の行動に変化を及ぼす恐れがある。本研究では最小規模のセンサシステムを追究した。部位間動作相関を計測するには原理的には各肢に1つのセンサがあればよい。そこで手首・足首に装着した場合と、肘・膝に装着した場合を実験で試した。いずれの場合でも、データをベクトル量子化おとび状態遷移確率比較にて、基本的行動を識別することができた。肘・膝に装着した場合のデータの方が、データの範囲が小さく安定しており、使用に向いていることが分かった。以上の成果から、日常生活での人間行動をアクション・アルファベットとして認識し要約する方法論を構築することができた。