hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
外傷後成長（PTD）の形成に関わる要因の実証的研究

本研究の目的は、災害後の辛い体験を乗り越えた後、よりよく成長を遂げる事例(PTG)がどのように成立するかを検討することであった。地震災害後のPTGを定量化する指標の開発が第一の課題であった。次に、災害直後のPTSD症状との関係、被災後の様々な体験、および性格因子について検討することであった。3つのWeb調査を行い、1因子構造のPTGIJ(17)尺度の信頼性、妥当性が認められた。この尺度を用いてPTGの現れかたと関係の深い因子として、(1)直後のPTSD症状、(2)災害後の体験のうち他者からの支援、および克服への強い信念が抽出された。本研究の目的は、1995年に発生した阪神淡路大震災時に小中学生であった人達を対象として、20年後の現在、外傷後成長(posttraumatic growth)と呼ばれる心身状態にあるかどうかを調査し、災害後の体験などがどのようにPTG成立に関わるかを検討することであった。平成27年度はPTGの尺度の標準化をおこない、当時小中学生であった年齢層(現在2740歳)の2055名(男994名、女1061名)を対象としてWeb調査を実施し、PTG尺度の標準値を求め、因子構造を確認した。その結果、21項目からなるPTG尺度は1因子構造を示した。そこで合計得点を算出して標準値を求めたところ平均値±SDは47.3±24.5であった。PTG得点は21点(最小値)から126点(最大値)まで広く分布し、歪度.935、尖度.265であった。男女別平均±SEは、男性で49.1±1.681、女性で51.4±2.46で性差は有意ではなかった。阪神淡路大震災で直接被災者302人、被災なし1713名、記憶なし40名別の平均PTG得点を男女別に比較したところ、性(2)×被災体験(3)の交互作用に有意傾向がみられた(F(2,2049)=2.684, p<.10)。被災群の平均PTG得点では女性が男性より高く、記憶なし群のPTG得点では男性が女性より高かった。また被災有り群は被災なし群よりPTG得点は高かった。PTG得点と主観的幸福感(r=.183)、レジリエンス得点(r=.134)との間に有意な正の相関が認められた。主観的幸福感とレジリエンス得点との間には比較的強い正の相関が認められた(r=.553)。以上の結果に基づいて、PTG尺度21項目の標準化第一段階を終え、男女別、被災体験の有無や程度別の標準値を求め、個々の対象者のPTG得点を評価する基盤となったと結論づける。当初の予定ではまず阪神淡路大震災発生時に我々がストレスマネジメント教育を実施した西宮市の小中学生を対象としてインタビューを行い、PTG尺度を作成することを予定していた。ところが既に宅香菜子氏により21項目からなるPTG尺度の日本語版が開発されており、その使用許可が得られたので、まず多くの集団を対象とした21項目からなるPTG尺度の標準化を行った後に被災地に住む対象者集団への面接を試みることと改めた。Web調査により震災当時小・中学生各学年60名以上の計2055名を対象とした調査が実施でき、その標準値を得ると共に因子構造を確認し、妥当性の検討もおこなうことができた。次年度以降、これらの資料を基礎として、震災体験者のインタビューからPTG成立の用件を調査する準備が完了したといえる。阪神淡路大震災(1995年1月17日発生)の被災者を対象として、21年たった現在の様子を面接によって聴き取り調査をおこなった。さらに、H27年度に実施したWeb調査によりPTGを数量的に把握する21項目から成るPTGI-j(宅,2000)の詳細な分析を行った。PTGI-jは想定された4因子の同定が困難であったので探索的因子分析により17項目から成る1因子構造の尺度を構成した(クロンバックのα=0.978)。17項目からなるPTGI-j(17)の合計得点の対数変換値は、正規分布型を呈し、レジリエンス尺度(r=.156)、主観的幸福感尺度(r=.202)、楽観性尺度(r=.276)、自己効力感尺度(R=253)との間に有意な正相関を示した。これよりPTGI-j(17)の尺度としての信頼性と妥当性が立証できた。また同尺度は年齢とは相関がなく、女性は男性より高いことを示唆する結果が得られた。また、喫煙者グループよりも禁煙を指向し禁煙準備にかかるグループのPTGI-j(17)得点は有意に高かったことから、PTGは健康行動を促進することが推測された。一方、平成28年度には、阪神淡路大震災被災者に加えて東日本大震災被災者と熊本地震被災者をも対象者に加え、PTGI-j(17)の適用を試みる目的で、Web調査を実施した。男性814名、女性833名を対象とした同調査結果は、現在詳細を分析中である。結果の概要はH27年度の結果と類似しており、震災体験を重大なイベントであると認識した対象者ほどPTGI-j(17)の合計得点は高いことが示された。

さらに、阪神淡路大震災当時の被災児を対象とした聞き取り調査時に、PTGI-j(17)を用いてPTGの有無と程度を評価を継続しているところである。研究は概ね当初の計画に近い形で発展している。すなわち、(1)PTGを客観的・数量的に評価をするための尺度として17項目で構成されるPTGI-j(17)の標準化がすすみ、その信頼性と妥当性が認められた。(2)阪神淡路大震災発生時の児童で現在成人となった人々との面接数を増やしつつ、その対象者へのPTGI-j(17)の適用が可能になった。(3)ホームページ上で研究成果を公開するとともに開発した尺度を公開し、面接対象者以外の被災者集団もPTGI-j(17)を用いた評価が可能になったことである。本研究の目的は震災後のPTG成立に関わる因子を特定し、精査することであった。これまで、(1)PTGの指標として17項目・1因子構造をもつPTGIーJ(17)の信頼性・妥当性が示され、(2)PTG成立には災害の体験が必須であること、(3)直後のPTSD症状が強いほどPTG得点が高いこと、(4)現在の幸福感が高く、楽観的で、自己効力感が高いことがPTG得点に影響することがわかってきた。本年度はPTGに、災害後に経験する体験がどのように影響するかを検討することを目的として、阪神淡路大震災(879名)、東日本大震災(東北468名、関東459名)、および熊本地震(453名)発生地に住む2749歳の住民計2259名(男1120名, 1139名)を対象とした。調査は2018年3月にWeb調査として実施した。調査項目は1PTGI-J21項目、2PCL-S17項目、3幸福感4項目、4レジリエンス6項目、5自己効力感23項目、6楽観主義・悲観主義20項目、および7被災後の体験13項目から構成された。震災後の体験13項目への回答について最尤法、プロマックス回転による因子分析を実施したところ、2因子構造をとり、因子1は713番の項目、因子2は16番の項目から構成され、因子1は「辛い体験を乗り越えようとする強い意志や信念」、因子2は「他者からの支援とそれに応えるがんばり意識」とみなした。PTGI-J(17)得点と、震災後の体験得点(因子1,2の合計得点、および13項目個々の点)の積率相関係数を求めたところ、相関係数はいずれも強い正の相関を示した(n=1582)。また、PTGとの相関係数は、因子2(r=.655)が、因子1(r=.613)より高く、他者からの支援がPTG形成により強く作用したことを示した。これまでの調査結果は順次学会などで報告するとともに、ホームページ上で公開する。本研究の目的は、災害後の辛い体験を乗り越えた後、よりよく成長を遂げる事例(PTG)がどのように成立するかを検討することであった。地震災害後のPTGを定量化する指標の開発が第一の課題であった。次に、災害直後のPTSD症状との関係、被災後の様々な体験、および性格因子について検討することであった。3つのWeb調査を行い、1因子構造のPTGIJ(17)尺度の信頼性、妥当性が認められた。この尺度を用いてPTGの現れかたと関係の深い因子として、(1)直後のPTSD症状、(2)災害後の体験のうち他者からの支援、および克服への強い信念が抽出された。平成28年度は、PTG尺度の標準化資料を基として、西宮市内の対象者ならびに他地域で震災体験者のインタビューを行い、PTG成立の用件を調査する。都合2回にわたるWeb調査の結果をまとめ、PTGI-j(17)の得点に寄与する特性要因のモデル化を試みる予定である。また阪神淡路大震災のみならず、他の震災の被災者についての資料を比較することにより、被災時の心身の健康状態や被災状況、その後の体験などとの関係について詳細な考察ができると期待している。29年度が最終年度であるため、記入しない。
鎌倉後期から室町期における歌論・連歌論についての韻学史的研究

本研究は、鎌倉後期から室町期に成立した歌論や連歌論に現れる、日本語の音韻に関する言及や、音図を利用した考え方にもとづく注釈方法に着目して考察する。その考察を通して、和歌や連歌について論じた言説を、韻学史という観点からとらえ直し、文学と日本語学の方法を架橋する視座から、日本の中世後期の詩歌の深奥にある言語意識と思想を解明することを目的とするものである。研究の計画は、全体で平成29年度から32年度までの四年間でたてている。その期間を三つの段階に分けておこなう予定である。すなわち、まず(1)鎌倉後期から南北朝期における歌論・連歌論について、資料収集と注釈的検討をおこなうこと。次に、(2)韻書類や歌学書・悉曇学書・能楽論等との比較と分析をおこなうこと。そして、(3)平安後期から江戸期にわたる韻学史および文学史のなかに位置づけること、である。研究の二年目にあたる平成30年度には、主に連歌論についての検討をすすめた。具体的には、南北朝期以降に成立した『知連抄』『長短抄』『さゝめごと』そのほかの連歌論をとりあげた。本文の比較検討をおこなったうえで、音韻相通説を用いた注釈の記述や、掲出されている音図に注目して、韻学からくる発想が、連歌論において重要な位置をしめていることを確認した。また、次年度にむけての作業として、百韻連歌の賦物に現れる、韻学的な発想に関連があると思われる用語(たとえば「二字反音」「三字中略」等)について、概略を整理した。研究実績の概要にあげたように、主に南北朝期以降に成立した連歌論についての検討をすすめた。未だ考察が半ばのところもあるが、総じて研究はおおむね順調に進展していると言える。基本的には研究計画に沿って鋭意研究を進めつつも、必要に応じてある程度ポイントを絞って、考察を掘り下げてゆきたい。それによって、効率的に研究を遂行し、実りある研究成果をあげることを、今後の研究の推進方策とする。その考察を通して、和歌や連歌について論じた言説を、韻学史という観点からとらえ直し、文学と日本語学の方法を架橋した視座から、日本の中世後期の詩歌の深奥にある言語意識と思想を解明することを目的とするものである。研究の一年目にあたる平成29年度には、考察の対象とする歌論・連歌論についての基本的資料の収集と、その注釈的検討に着手した。具体的には、主に『毘沙門堂本古今集注』と『竹園抄』、『竹園抄』の影響が色濃い『長短抄』をとりあげた。本文の比較検討をおこなったうえで、音韻相通説を用いた注釈の記述や、掲出されている音図に注目して、韻学からくる発想が、歌学・連歌論において重要な位置をしめていることを確認した。そして、それらの発想が、地理的には関東とゆかりが深い学問の場に由来する現れる傾向があるのではないかと想定した。研究計画にあげたように、鎌倉後期から南北朝期における歌論・連歌論の資料収集と注釈的検討をおこなった。注釈的検討は未だ十分ではないものの、総じて研究はおおむね順調に進展していると言える。

また、次年度にむけての作業として、百韻連歌の賦物に現れる、韻学的な発想に関連があると思われる用語(たとえば「二字反音」「三字中略」等)について、概略を整理した。研究実績の概要にあげたように、主に南北朝期以降に成立した連歌論についての検討をすすめた。未だ考察が半ばのところもあるが、総じて研究はおおむね順調に進展していると言える。基本的には研究計画に沿って鋭意研究を進めつつも、必要に応じてある程度ポイントを絞って、考察を掘り下げてゆきたい。それによって、効率的に研究を遂行し、実りある研究成果をあげることを、今後の研究の推進方策とする。
高性能PWMサイクロコンバータの開発

PWMサイクロコンバータは、交流から交流へ直接周波数変換を行うサイクロコンバータにおいて、PWM(パルス幅変調)を行うもので、次の特徴をもつ。(1)エネルギー蓄積要素をもたないため、小形・軽量化が可能となる。(2)入出力間に直列に入る素子数が少ないため高効率となる。(3)(制御)が複雑となる。このPWMサイクロコンバータの高性能化について検討を行った結果、次の成果をえた。(1)PWMサイクロコンバータのPWM制御法において、入力電流の高周波振動成分を少なくし、入出力電圧比を最大にすることができるPWMパターン作成法を確立した。(2)実験装置を整作し、購入したディジタルパワメータで入力電力、出力電力、効率を測定した結果、高効率を実現できる可能性のあることがわかった。(3)出力電流制御は、出力電流を検出し、出力電流指令値とともに制御要素に入出することにより、出力電圧指令値を作る。制御要素には予測制御を主体とした制御を行い、補助的にPI制御を用いた。(4)電流検出を行うことにより、出力電流切換え方式を完成した。(5)(3)と(4)を用いて、出力電流制御を行った結果、過渡的に少し振動が見られたものの良好な制御特性がえられた。(6)入力電圧不平衡時の制御法は開ループで実現することができた。閉ループ制御は今後の課題である。以上の成果をまとめて電気学会論文誌に投稿し、掲載された。PWMサイクロコンバータは,交流から交流へ直接周波数変換を行うサンクロコンバータにおいて, PWM(パルス幅)制御を行うもので次の特徴をもつ.(1)エネルギー蓄積要素をもたないため,小形・計量化が可能となる.(2)入出力間に直列に入る素子数が少ないため高効率となる.(3)制御が複雑となる.このPWMサイクロコンバータにおいて, 63年度の計画は,新しく提案している制御法の理論解析を行い,制御手法として具体化すること,実験装置を製作し,開ループ制御を行うこと,実験結果の検討を行い問題点の解決を企り,閉ループ制御を行うための制御アルゴリズムを作成することであった.これに対する研究実績を次に示す.(1)周波数直接変換の原理を用いた制御法の理論解析を行った結果,制御手法を確立することができた.(2)PWMサイクロコンバータの実験装置を製作し,開ループの電力制御を行った.購入したディジタルパワーメータで入力電力,出力電力,効率を測定した結果,高効率運転を実現できることが明らかとなった.(3)出力電流波形の閉ループ制御も実現することができた.(4)問題点として,出力電流の正負切換え時に制御法を改善する必要があることがわかった.以上の結果をまとめて, IEEE(アメリカ電気学会)と電気学会に投稿中である.64年度は63年度の問題点であった出力電流の制御法について検討する予定である.PWMサイクロコンバータは、交流から交流へ直接周波数変換を行うサイクロコンバータにおいて、PWM(パルス幅変調)を行うもので、次の特徴をもつ。PWMサイクロコンバータは、交流から交流へ直接周波数変換を行うサイクロコンバータにおいて、PWM(パルス幅制御)を行うもので、次の特徴をもつ。(2)入出力間に直列に入る素子数が少ないため、高効率となる。制御が複雑となる。このPWMサイクロコンバータにおいて、63年度の計画は、(1)出力電流正負切換え方法を確立すること、(2)入力電圧不平衡時の制御方法を確立すること、(3)(1)と(2)を用いて、出力電圧制御と入力電流制御を閉ループで行うこと、(4)実用化への問題点を検討することであった。これに対する研究実績を次に示す。(1)出力電流制御は、出力電流を検出し、出力電流指令と共に制御要素に入力することにより、出力電圧指令値を作るものとした。(2)制御要素には、予測制御を主体とした制御を行い、補助的にPI制御を用いた。(3)出力電流正負切換えを電流検出を行うことにより完成した。その結果、電圧波形と電流波形の改善がみられた。

(4)これらを用いて、出力電流制御を行った結果、過渡的に少し振動は見られたものの良好な制御特性がえられた。(5)入力電圧不平衡時の制御法は、開ループいで実現することができた。以上の結果を、投稿中であった電気学会の論文に付加し、論文が掲載となった。
新しい緑内障診断法の確立に関する研究

我々は、スペクトラルドメイン光干渉断層計を用いて初めて計測可能となった黄斑部網膜内層厚が、緑内障の早期診断に有用であることを示した。また、緑内障眼に対する黄斑部網膜内層厚測定は、緑内障の進行予後をも予測できる、すぐれた検査法であることが示唆された。Latexmicrosheres前房内注入法によるラット眼圧上昇モテルの作成を試みたが、うまく上昇しないことが判明したため、新しい試みとしてシリコンオイルをラット前房内に充填することによる眼圧上昇モデルの作成を試みた。しかしながら、充填後3日までは眼圧は上昇するがその後下降した。これは、シリコンオイルが前房から流出してしまうことが原因と判明したため、次年度はシリコンオイルを人為的に乳化させ懸濁状とした上で眼圧上昇の試みを続けることとした。一方、緑内障は篩状板部における網膜神経節細胞の軸索の障害が引き金になるが、その障害は網膜神経節細胞の減少として現れる。網膜神経節細胞は、網膜黄斑部では密な層になっているが、その層厚を直接測定することは、緑内障の早期発見に有用であることが幾つかの報告で示唆されている。そのため、黄斑部における網膜神経節細胞厚が真に緑内障早期発見の新しいパラメーターとなり得るのかを、近年開発されたスペクトラルドメイン光干渉断層計を用いて自動計測した。上下どちらかの半視野にのみ自動視野結果で欠損がみられる緑内障眼を対象に網膜神経節細胞層を含む黄斑部網膜内層厚を自動測定した。その結果、視野に異常がみられない半視野側の網膜内層厚は、正常眼対照眼の黄斑部網膜内層厚と比較して有意に減少していることが判明した。網膜全層厚を比較しただけではこのような有意差は検出されなかった。このことは、通常の視野検査にて異常が検出されるより以前に網膜神経節厚が含まれる黄斑部網膜内層が特異的に障害されることを意味しており、緑内障における早期の構造異常を検出できる新しいパラメーターとして有望であることを示した。我々は、近年使用可能となった、スペクトラルドメイン光干渉断層計(SD-OCT)を用いることにより初めて計測可能となった、黄斑部網膜内層厚が、緑内障の早期診断に有用であることを示した。すなわち、上下どちらかの半視野異常を呈する人の緑内障眼において、視野異常をいまだ示していな正常半視野側においても、黄斑部網膜内層厚は、正常眼のそれと比べて有意に低下しており、黄斑網膜内層厚は視野に異常がでない極早期より異常を生じる可能性を示した。さらに、これらの変化は視神経乳頭周囲の網膜神経線維層変化とよく相関し、乳頭篩状板部から始まる視神経軸索の障害は黄斑部網膜内層厚にも鋭敏に反映されることを証明した。また、視神経乳頭の形状変化と黄斑部網膜内層厚との間に相関性があることも確認した。これらの一連の結果において、黄斑部網膜内層が緑内障診断の新しいパラメーターとして極めて重要な要素であることが判明してきた。しかしながら、黄斑部網膜内層においても個体間でバラツキがあり、年齢差、人種差や屈折異常による影響も考慮しなくてはならないことも判明してきた。そこで、黄斑部網膜内層と網膜全体の厚み、あるいは網膜外層厚との関連を解析し、黄斑部網膜内層厚と黄斑部網膜外層厚との比が、バラツキの少ない、より安定したパラメーターの可能性があることを示した。一方、シリコンオイルを人工的に乳化させることは、困難であることが判明し、ラット眼圧上昇モデルの作成に関しては、マノメーターを用いて眼圧を調整したうえで、短期眼圧上昇モデルを作成することに動物実験の中心を移し、引き続きラット眼球の眼圧による物理的な篩状板の後方偏移度を測定し、正常ラット眼の篩状板の可動性を確認してきた。我々は、これまでの研究で、スペクトラルドメイン光干渉断層計(SD-OCT)を用いて初めて計測可能となった黄斑部網膜内層厚が、緑内障の早期診断に有用であることを示してきた。今回、我々は黄斑部網膜内層厚が、正常眼圧緑内障(NTG)の視野進行の予測因子になるかを検討した。対象は初診時未治療のNTG患者で、治療開始前にSD-OCTにて黄斑部網膜内層厚を測定され、かつ標準的自動視野計にて中心視野30度以内の静的量的視野測定が2年以上の経過観察期間に5回以上測定された31例31眼である。視野障害指数である、Mean Deviation(MD)値の経時的スロープが、-0.4dB/年を越える群(進行群:6例6眼)と-0.4dB/年以内の群(非進行群:25例25眼)との間で、初診時眼圧、屈折値、視野障害指数、および網膜内層厚の、平均値、Global Loss Volume(GLV)、Focal Loss Volume(FLV)を比較した。

その結果、2群間で初診時の、眼圧、屈折、視野障害指数には有意な差をみとめなかったが、網膜内層厚においては、GLVで有意な差があった(進行群:27.0±10.2%、非進行群:19.1±8.0%、p=0.048)。すなわち、未治療NTG患者での初診時の黄斑部網膜内層厚GLV値が大きいものは、視野進行が早いという結果であった。このことにより、緑内障眼に対する黄斑部網膜内層厚測定は、緑内障の早期診断のみならず、その進行予後を予測できる、すぐれたパラメーターであることが示唆された。
高齢過疏地を事例とした地域福祉システムの構築とまちづくりに関する実践的研究

高齢化・過疎化が急速に進展する地域である和歌山県みなべ町(旧南部町域)をフィールドとして、地域福祉システムの構築と住民のQOL(生活の質)を向上させるためのまちづくりに関する実践的研究を行った。1.障がい者・高齢者の生活実態と今後の課題を調査・研究し、みなべ町保健福祉課と協働して障がい者・高齢者の住環境整備のあり方を示した。また、それらに基づき、「高齢者ユニットケア施設(新型特別養護老人ホーム)」等のモデル提案を行い、計画・設計を行った。2.地域福祉サービスと利用ニーズを把握した上で、貴重な地域資源である「既存集会場」の実測調査・ヒアリング調査を行い、小規模多機能施設導入の観点から、より身近なデイサービスセンターとしての利活用提案を行った。3.小学校児童の通学環境の安全性に着目し、児童福祉ニーズ、小学校および地域の取り組みを把握した。また、「校区内危険箇所マップ」「きしゅう君の家マップ」等の作成を通して、地域に貢献し得る通学路の安全性確保に関する実践的研究を行った。4.小学校児童が通学路近傍に構築する「場所」に関する研究を行い、環境行動論の視点から、高齢化・過疎化が進展する地域における通学路近傍の環境要件を抽出した。5.小学校区の地域住民を対象として「住み良さ調査」を行い、住民固有の生活環境要素と環境評価との関係性を把握し、環境行動論の視点からQOL(生活の質)の向上に資する地域計画的知見を抽出した。全国でも有数の高齢過疎化が進展する地域である、「和歌山県みなべ町」をフィールドとして、福祉環境システムの構築と、住民のQOL(生活の質)を向上のための住環境整備に関する実践的な整備計画を提示するための研究を行った。1.南部町における障害者・高齢者福祉ニーズに関する予備調査を行い、実態を把握し、課題を整理した。これらの成果をもとに、みなべ町保健福祉課と協働して「障害者プラン」「高齢者福祉計画」などを策定し、住み慣れた地域で生活する上での保健、福祉、住環境のあり方に関する提案を行った。2.子供の生活環境にも着目し、児童福祉ニーズを把握した。また、みなべ町立南部小学校の児童の通学路の安全性に関する調査を行い、「校区内危険箇所マップ」を作成した。さらに、子供を対象とした犯罪の防止にも着目し、「きしゅう君の家マップ」を作成して地域住民に成果を還元した。3.全国の先進的な福祉のまちづくりの事例調査を行い、高齢過疎化における地域福祉システムに関する資料を作成した。4.障害者グループホーム、高齢者ユニットケア施設等のモデル提案を行い、計画・竣工に至った。5.字(地区)ごとに残る地域資源である集会所に着目し、地域福祉ニーズに対応する形で、「小規模多機能施設の調査研究を行った。必要となる改修箇所を具体的に明示し、高齢過疎化が進展する地域に住む住民にとって、身近で親しみやすい施設となる可能性を示した。全国有数の少子化・高齢化・過疎化が進展する地域である、和歌山県みなべ町をフィールドとして、地域福祉システムの構築と、住民のQOL(生活の質)を向上させるための、まちづくりに関する実践的研究を行った。また、それらに基づき、「高齢者ユニットケア施設(新型特別養護老人ホーム)」等のモデル提案を行い、計画・設計の上、竣工した。2.地域福祉サービスと利用ニーズを把握した上で、貴重な地域資源である「既存集会場」の実測調査・ヒアリングを行い、小規模多機能施設導入の観点から、より身近なデイサービスセンターとしての利活用提案を行った。3,小学校児童の通学環境の安全性に着目し、児童福祉ニーズ、小学校および地域の取り組みを把握した。

4.小学校児童が通学路近傍に構築する「場所」に関する研究を行い、環境行動論の視点から少子化・高齢化・過疎化が進展する地域におけるQOL(生活の質)の向上に資する地域計画的知見を抽出した。5.小学校区の地域住民を対象として「住み良さ調査」を行い、住民固有の生活環境要素と環境評価との関係性を把握し、環境行動論の視点から地域計画に資する知見を抽出した。
口腔機能(発音・咀嚼・嚥下)の客観的評価法と障害の治療に関する研究

1.X線ビデオ透視検査法の客観的評価法の確立従来誤嚥の有無の診断に限られていた本検査法にパーソナルコンピューターを使った画像解析装置を応用して、時間軸上での定量的な解析方法を確立するための基礎的な検討を行った。その結果姿勢や接触動作を規定することで、再現性の高い評価が可能であることが明らかになり、嚥下障害の機序に関する検討も可能であることが示された。2.脳卒中患者の嚥下動態の解析脳血管障害による嚥下障害患者約250名の嚥下動態を解析し健常者と比較したところ、嚥下咽頭機の動きが遅くしかもタイミングが遅れていることが明らかとなった。また食物の物性によって嚥下動態が変化するため、物性が異なる数種類の検査食を用意する必要があることが示された。3.食物の硬さと嚥下障害の重症度嚥下障害と食物の物性の関連性を検討する目的で、イオパミドール含有の寒天ゼリーを使って、検査食の硬さ相違による嚥下障害の重症度の変化を検討した。対象症例はX線ビデオ透視検査(以下VF検査)で気管内侵入または咽頭内侵入の見られた24名である。使用した検査食は付着性を低くし、硬さのみ変化させた4種類である。その結果、検査食が硬くなるほど誤嚥の重症度は低下し、最も軟らかい検査食1が最も誤嚥の重症度が高く、最も硬い検査食4で誤嚥の重症度が明らかに低かった。したがって本研究で用いた同質素材の食品では、食物の硬さが嚥下機能に影響を与えることが明らかとなった。4.近赤外線を使った誤嚥診断装置に関する基礎的な研究を行ったところ、波長880nmの近赤外線、入力電流は900mAとして9個の発光ダイオードを使用し、吸光剤としてイントシアニングレーンを用いることで誤嚥の診断が可能であることが示された。インドシアニングリーンの濃度は、通常の20倍希釈でも検出可能であった。舌切除症例について術後の口腔機能について検討した。対象症例は集積された101例中、舌を含む切除術を受けた39症例である。切除部位別では、舌・口底切除症例が15例、舌・口底・下顎の切除術を受けた症例が24例であった。舌の切除様式別に見ると口底切除群では部分切除症例4例、可動部半側切除症例8例、半側切除症例3例であるのに対し、下顎切除群では舌部分切除症例が10例、可動部半側切除症例5例、半側切除症例2例、亜全摘出症例が7例であった。再建方法別では前腕皮弁を使用した症例が25例、腹直筋皮弁を使用した症例7例、大胸筋皮弁を使用した症例が5例、その他の再建法が3例であった。これらの症例について、視診による構音器官の機能評価、山本の咬度表咀嚼機能検査、日本語100語音による発語明瞭度検査、会話明瞭度検査、水30mlを実際に飲み干すまでの時間を計る嚥下機能検査を行った。

その結果、発語明瞭度検査では、部分切除症例64.4%、可動部半側切除症例62.9%、半側切除症例65.3%、亜全摘出症例31.8%であり、とくに舌亜全摘出症例で術後の構音障害が大きかった。咀嚼機能検査と嚥下機能検査ても同様に亜全摘出群で低い値であった。したがって舌半側切除を越える症例では、術後の口腔機能は低く、今後検討が必要と思われた。再建材料についての分析では舌半側切除術までの切除では前腕皮弁による再建が適切と思われたが、舌亜全摘出症例では筋体の豊富な腹直筋皮弁が適切と思われた。また咀嚼機能の改善のためには、歯槽堤の再建が必要であり、下顎骨体の再建と歯槽部の再建とを分けて考える必要がと思われた。1.嚥下機能検査用試験食品の開発嚥下機能の障害はX線ビデオ透視検査が広く行われているが、使用する造影剤の物性と嚥下機能との関連についての検討は成されていない。一方嚥下障害を示す患者でも、食物の物性を変えることで、安全に嚥下できるようになることが知られているが、食物の物性と嚥下機能との関連は明らかではない。そこで、嚥下機能を定量的に評価することと嚥下機能と食物の物性の関連を検討することを目的として、付着性、硬さ、粘性の異なる造影試薬(嚥下検査用試験食品)を開発している。まず経験的に知られていた、飲み込みやすい食品の物性を検討し、これを参考にして5種類の試験食品を開発した。本試験食品によって嚥下機能と食品の物性を関連づけたより実際的な嚥下機能の評価が可能となるばかりでなく、患者には嚥下機能障害の程度に応じた食品の摂取を勧めるなどのきめ細かな対応が可能になるものと考えている。詳細は平成10年度の関連学会で公表する予定である。2.舌圧センサーの開発構音、嚥下時の舌圧の変化を検討する目的で、舌圧センサーを開発中である。口蓋面に8-12個の圧センサーを配置し、舌の接触状況と舌圧の変化を時間軸上で計測できるように検討している。本装置によりこれまで間接的に推測していた咀嚼時の舌の動きとその圧の変化、嚥下口腔期の舌の送り込み運動と食塊の位置の関連などを時間軸上で解明する事に役立つばかりでなく、舌運動不全を示す患者の訓練用としても役立つものと考えている。詳細は平成10年度の関連学会で発表する予定である。3.摂食障害に対する要介護度認定基準の作成と介護法の検討高齢化社会の急速な進行により、要介護者数が急速に増加している。これらの患者では摂食障害を示す頻度も高いが、その客観的な介護基準は決定していない。そこで要介護度認定のための基準と介護法の検討を検討している。1.食物の物性の検討嚥下障害者に適していると考えられている33種類の食物の硬さと付着性を分析した。形態は均質ゾル、粘稠ゾル、不均質粘稠ゾル、ゾルとゾルの混合、均質ゲル、不均質ゲルの6種類に分類された。硬さの最小値は1.87×10^2N/m^2、最大値は3.07×10^4N/m^2であり、付着エネルギーについては最小値が4.97×10J/m^3、最大値が4.63×10^3J/m^3であった。したがってほとんどの嚥下訓練食の硬さは2×10^4N/m^2以下、付着エネルギーは2×10^2J/m^3以下であり、軟らかくて付着性も低いものが嚥下訓練食として頻用されていた。2.嚥下機能検査食の開発食物の物性と摂食・嚥下機能の関連を検討するには、物性を規定できる検査食の開発が必要と考えられた。そこで寒天を基材としイオパミドールを含有する嚥下機能の検査食を開発した。今回試作したのは付着エネルギーの低い食材で、硬さの異なる6種類の試験食品である。脳血管障害患者に応用したが、硬さの相違により誤嚥や咽頭部への貯留の程度に明らかな相違が見られた。そのため、本検査食は食物の物性と嚥下機能との関連を検討するために有用であると考えられた。3.摂食・嚥下障害患者のケアアセスメント法の試案摂食・嚥下障害患者の多くは今後、施設や在宅での介護サービスを受けるようになると思われる。しかし介護保険制度におけるケアプランの基礎となるアセスメント票が確立していないのが現状である。
混合寡占市場における環境政策の効果の分析と会話による結託と結託抑止策の効果の分析

今年度は混合寡占市場における環境政策の効果の分析を行うとともに、混合寡占市場における様々な分析を行った。前者については、排出権取引の可否が社会厚生にどのような影響を及ぼすかについて書いた論文がJournal of Economicsに掲載された。また、後者については、同質財の価格競争における均衡結果を企業の意思決定ごとに場合分けをし、比較したものがEconomics Bulletinに掲載された。また、民間部門の目的が必ずしも利潤最大化ではない場合に生産補助金を課したとき、いくつかの場合で均衡結果が同一水準になる、と示したものがEconomicsLettersに掲載予定(2007年1月にaccept)となった。実験の方では、5月に東京大学、6月に公立はこだて未来大学、2007年2月に亜細亜大学で従来からの研究している「声」に関する実験を行った。これは山森哲雄(東京大学、PD)、川越敏司(公立はこだて未来大学)、松井彰彦(東京大学)との共同研究である。なお、「声」に関するはじめの研究成果がExperimental Economicsに掲載予定(2007年3月にaccept)となった。なお、9月に東京大学から亜細亜大学へと所属が変更した関係上、海外での学会等の参加は見合わせたものの、国内における学会やセミナー等には積極的に参加し、自身の研究に関する意見交換を行った。3月に混合寡占市場の分析に関する共同研究を海外英文査読誌に投稿するとともに、それに関する他の共同研究も進行中である。
X線回折と電子顕微鏡によるマルチスケール解析を用いた高強度構造材料の変形機構解明

高強度構造材料の複雑な組織とその変形機構を明らかにするため, X線回折と電子顕微鏡によるマルチスケール解析を軸に組織解析を行った.特異な引張伸びを示す高強度マルテンサイト鋼と高延性鋼の複層鋼では,マルテンサイト鋼中のラス構造をはじめとする各スケールにおける構造が全体の変形挙動に影響を及ぼす.また,高強度マルテンサイトに隣接する延性層が,高延性発現において果たす役割の一つが明らかになった.高強度構造材料の複雑な組織とその変形機構を明らかにするため, X線回折と電子顕微鏡によるマルチスケール解析を軸に組織解析を行った.特異な引張伸びを示す高強度マルテンサイト鋼と高延性鋼の複層鋼では,マルテンサイト鋼中のラス構造をはじめとする各スケールにおける構造が全体の変形挙動に影響を及ぼす.また,高強度マルテンサイトに隣接する延性層が,高延性発現において果たす役割の一つが明らかになった.二酸化炭素排出量削減の要求が高まる中,自動車などの車体軽量化に直結する高強度構造材料の性能向上が必要とされている.本研究では近年注目されている,高強度・高延性を両立するために複合化・複相化を行った高強度構造材料を題材とし,微細組織観察とさまざまなスケールにおける観察を組合せて考察を行うことにより,上記の高強度材料で観察される特異かつ複雑な変形挙動を解明することが目的である.本年度は次に記すような結果を得た.1.X線回折法,走査型電子顕微鏡による結晶方位解析等を用いて予備的調査を行った.透過型電子顕微鏡による微細なスケールにおける観察結果と併せて,今後の実験方針決定・解析への足掛かりを得ることが出来た.これらの結果は,目的であるマルチスケール解析を行うための重要な基礎となる.次年度はこの結果を踏まえてより定量的な解析を行う予定である.2.高強度鋼のラスマルテンサイト組織について,透過型電子顕微鏡を用いた微細組織観察を行い,転位の定性的評価,周辺組織との対応,結晶方位・変形方向の影響を調査した.この結果をもとに現在考察を行っており,次年度中に行う実験の結果と併せて,変形挙動の詳細を明らかにする予定である.また,高強度相と高延性相を組合せた場合に生じる異相境界付近に生じるひずみの蓄積と緩和について,微細領域における結晶方位を測定可能な電子線後方散乱回折法による測定結果をもとに考察を行った.さらに,透過型電子顕微鏡による微細組織観察の結果と整合する最適な変形モデルを探索した.二酸化炭素排出量削減の要求が高まる中,自動車などの車体軽量化に直結する高強度構造材料の性能向上が必要とされている.本研究では,高強度・高延性を両立するために複合化・複相化を行った高強度構造材料を対象とし,微細組織観察とさまざまなスケールにおける観察を行い,その結果を組合せて考察を行うことにより,上記の高強度材料で観察される特異かつ複雑な変形挙動を解明することが目的である.本年度は次に記す結果を得た.1.X線回折法によるテクスチャー,転位密度測定法について供試材への応用の検討を行った後,それぞれデータ取得と解析を行いマルチスケール解析の一端とした.2.前年度より引き続き走査型電子顕微鏡による結晶方位測定とその結果の解析を行い,透過型電子顕微鏡観察とX線回折法などのマクロスケール観察の間を埋める情報を得た.3.透過型電子顕微鏡による微細スケールにおける観察を行った.例えばマルテンサイトラス構造の詳細を変形前後で観察し,ラス構造と変形機構の相関について考察した.4.上記の観察結果から,ラス構造のミクロスケールにおける変形に及ぼす影響からマクロな変形・破壊挙動に至るまでの過程に,いくつかのスケールで観察される不均一変形帯が大きな影響を与える可能性を示した.また,高強度相と高延性相を組合せた場合に生じる異相境界付近に生じるひずみに注目し,複相化による効果について考察を行った.さらに,複合組織中の高強度相と高延性相境界部が塑性変形の不一致をどのように緩和しているかについて考察を行い,複合高強度材料の延性改善へ向けて基礎的知見を得た.
ファミリー分子GITRとOX40による自己免疫制御機構の解明

【目的】TNF受容体型分子であるGITR(glucocoricoid-induced TNF receptor)はCD25陽性制御性T細胞(Treg細胞)機能に関与し、自己免疫疾患発症や腫瘍免疫に重要な役割を果たす分子として注目されている。一方、同様のTNF型受容体分子であるOX40からのT細胞補助シグナルはCD4陽性T細胞の機能と生存を増強することにより、T細胞免疫記憶を増強し、一方で自己免疫・アレルギーなどの炎症反応遷延化に関与する。GITRとOX40およびそのリガンド同士はともにゲノム上で数kb内に隣接しており、遺伝子構造上およびタンパク構造上からリガンド、受容体ともに同一の分子から進化的に派生したと考えられる。従って、GITRとOX40は上記のように異なる機能が指摘される一方で、類似の機能を有することも知られており、互いに機能的相補性を有する可能性が想定される。すなわち、同一の分子から派生・進化したと考えられる両分子は一見反対の機能を有する。そこで本研究では、両者の遺伝子欠損マウス、およびGITR(L)、OX40(L)に対する単クロン抗体を用いて、Treg細胞増殖・機能におけるGITRとOX40の役割を解析する。【結果】GITR欠損マウス脾臓細胞から精製したTreg細胞をOX40L欠損マウス、OX40L-Tgマウス、野生型マウスからそれぞれ調製した抗原提示細胞存在下にCD3刺激を加えて、in vitroでの増殖反応と抗原刺激後のTreg細胞機能を測定した。OX40シグナルはTreg細胞増殖と機能に促進に働くことを明らかにした。また、GITRとOX40シグナルの機能的関連性についても明らかにした。
超高磁場MRIを用いた脳血流量・血液量の非侵襲的リアルタイム・イメージング法

本研究の目的は,脳血流量・脳血液量の高速撮像法を超高磁場MRI向けに新規開発し,それらを従来の機能的MRI(fMRI)の短所を改善するような新規fMRI法として確立することである.平成29年度の研究実施計画は,平成28年度に引き続き,先端的技術開発の導入により超高磁場MRIの技術的課題に対処しつつ,超高磁場MRIシステムに実用可能な撮像パルス系列を開発・実装すること,並びに,その応用として生体を対象とした実測データを得ることであった.実際には,超高磁場MRIを用いた生体撮像において技術的課題となるRadiofrequency (RF)コイル磁場強度の不均一性,および,RFパルス照射の際の比吸収率(SAR)の増大の問題点を解決するために,本研究課題における脳血流量や脳血液量の非侵襲的撮像パルス系列への適用に即したRFパルスの独自開発・改良を行った.さらには,超高磁場MRIにおいては組織横緩和時間がより短縮されるため,特にfMRIへの適用の際には並列化技術による撮像の高速化が要求されるが,平成29年度も前年度から引き続いて,多スライス同時収集法の撮像パルス系列の改良も継続し,その成果を本研究課題における脳血流量・脳血液量の計測に適用した.こうした超高磁場向け撮像パルス系列全般の洗練化を進めつつ,それらの実用化に向けて,動物専用機への実装,ファントム撮像実験,小動物脳の撮像実験により,実測精度を高めるための研究開発を進めた.小動物の脳を対象としたfMRI計測においては,一定の成果を得ることができた.これら,MRI撮像法に関する基礎的研究成果の一部は,特許出願するとともに,平成29年4月の国際学会にて発表した.現在誌上発表に向けての準備中である.研究実施計画の項目1「超高磁場MRI装置を用いた新規機能的MRI法の開発」に関しては,平成28年度に実施する予定であったが,項目1ーa)の「超高磁場用RFパルスの設計」,および,項目1ーc)の「多周波数帯域同時励起法を用いた多スライスないし多スラブ同時収集法の開発」についての開発に多くの労力と時間を割く結果となり,項目1ーb)「脳血流量,脳血液量の非侵襲的画像化のためのASL法とVASO法の開発」の実施にまで手が回らない結果となった.このやり残された項目1ーb)に関しては,平成29年度から開始することになったため,当初の予定は順次後送りとなった.また,この項目に関しても,動物実験機での実施を中心に進めることとなったため,ヒトを対象とした動脈スピン標識のための準備パルス系列の磁場均一性の確認,および,それに用いられるRFパルスの比吸収率の面から見た安全性の確保に関しては,計画に遅れを生じている状況である.また,項目2「新規開発計測技術による,従来のBOLD法を用いた機能的MRI法の短所の克服課題」に関しても,ヒトを対象とした超高磁場MRIの実施に関しては予定よりも遅れを生じている.これは初年度からの遅れのために順次後送りになっているためでもあるが,新規撮像法をヒトに適用する際の安全性の確認・実施承認を得る段階において必要以上に時間を要してしまっているためでもある.平成29年度までの予定でやり残した項目を含む,平成30年度の実施予定項目は以下の通りである.計画項目1-b)「脳血流量,脳血液量の非侵襲的画像化のためのASL法とVASO法の開発」においては,ヒトを対象とした検討が残されており,その中から可能なものを順次実施していく.計画項目2-b)「ASL法およびaVASO法による絶対値定量画像」に関しては,ラット脳を対象とした場合の絶対値の定量画像を得ることはできたが,その計測精度のさらなる改善および結果の評価検討を引き続いて行う.計画項目2-c)「画像歪みや感度不均一性の排除」については,小動物専用MRI装置を用いた実測においては一定の成果を得ることができたので,今後はヒトの脳を対象としたfMRI計測においても実測結果から得られた知見をフィードバックする形で,再度撮像技術レベルに戻って超高磁場用に撮像方法を調整し,画質改善,高速化,撮像範囲の全脳化のための改良および最適化を加える.計画項目3)については,本課題研究において開発したASL法およびVASO法の計測技術を脳機能イメージングへ適用する.従来法では困難な刺激非負荷(安静)時の脳の状態を絶対値定量画像としてとらえる方法を確立する.また,安静時および課題負荷時における小動物とヒトの脳での機能連関を調べる実験を行う予定である.以上の実験にあたっては,生命倫理・人権等に配慮して施行する.本研究の目的は,脳血流量・脳血液量の高速撮像法を超高磁場MRI向けに新規開発し,それらを従来の機能的MRI(fMRI)の短所を改善するような新規fMRI法として確立することである.平成28年度の研究実施計画は,先端的技術の導入により超高磁場MRIの技術的問題点をできる限り克服し,超高磁場MRIシステムに実用可能な撮像パルス系列を開発・実装することである.超高磁場MRIの技術的問題点としては,RFコイル磁場強度の不均一性,および,RFパルス照射の際の比吸収率(SAR)の増大の問題が挙げられる.

特に本研究課題における脳血流量や脳血液量の非侵襲的撮像法の場合には,撮像パルス系列においてフリップ角の大きな反転パルスを多用するため,これら問題は最重要課題となる.平成28年度は,まず超高磁場向けのRFパルスの設計・開発から着手し,それらを用いた超高磁場向けの撮像パルス系列の開発,および,動物専用機への実装,ファントム撮像実験,小動物脳の撮像実験を行った.一方,超高磁場においては組織横緩和時間がより短縮されるという問題もあり,特にfMRIへの適用の際には,並列化技術による撮像の高速化が要求される.平成28年度は,これまで独自に開発を進めてきた多スライス同時収集法の撮像パルス系列をさらに改良し,本研究課題における脳血流量・脳血液量の計測への適用を可能とした.より具体的には,多周波数帯域励起RFパルスを独自に設計開発し,それをヒト用と動物用の双方の超高磁場MRI装置向けに別々に開発した多スライス同時収集MRI撮像法として実装した.これら,MRI法に関する基礎的研究成果の一部は,特許出願するとともに,平成28年5月の国際学会にて発表した.目下誌上発表に向けての準備中である.研究実施計画の項目1「超高磁場MRI装置を用いた新規機能的MRI法の開発」に関しては,項目1ーa)の「超高磁場用RFパルスの設計」,および,項目1ーc)の「多周波数帯域同時励起法を用いた多スライスないし多スラブ同時収集法の開発」についての開発に多くの労力と時間を割くことになり,結果として,項目1ーb)「脳血流量,脳血液量の非侵襲的画像化のためのASL法とVASO法の開発」の実施が予定よりも遅れてしまった.特に,ヒトを対象とした動脈スピン標識のための準備パルス系列の磁場均一性の確認,および,それに用いられるRFパルスの比吸収率の面から見た安全性の確保に関しては,平成28年度の計画内容が十分に達成できたとは言い難い状況である.ヒトの頭部という比較的低磁場においては磁場の均一性を保ちやすい部位でさえ,超高磁場環境においては,その磁場均一性を保つことが予想以上に困難であった.特にRFパルスの設計如何により十分対処可能であると考えていたRFコイル磁場(B1)の不均一性の克服の課題は積み残しとなった.また,研究実施効率を上げる理由から動物専用機での開発,実装,検証を優先したために,特に健常人ボランティアを対象とした実験の実施が遅れてしまった.本研究の目的は,脳血流量・脳血液量の高速撮像法を超高磁場MRI向けに新規開発し,それらを従来の機能的MRI(fMRI)の短所を改善するような新規fMRI法として確立することである.平成29年度の研究実施計画は,平成28年度に引き続き,先端的技術開発の導入により超高磁場MRIの技術的課題に対処しつつ,超高磁場MRIシステムに実用可能な撮像パルス系列を開発・実装すること,並びに,その応用として生体を対象とした実測データを得ることであった.実際には,超高磁場MRIを用いた生体撮像において技術的課題となるRadiofrequency (RF)コイル磁場強度の不均一性,および,RFパルス照射の際の比吸収率(SAR)の増大の問題点を解決するために,本研究課題における脳血流量や脳血液量の非侵襲的撮像パルス系列への適用に即したRFパルスの独自開発・改良を行った.さらには,超高磁場MRIにおいては組織横緩和時間がより短縮されるため,特にfMRIへの適用の際には並列化技術による撮像の高速化が要求されるが,平成29年度も前年度から引き続いて,多スライス同時収集法の撮像パルス系列の改良も継続し,その成果を本研究課題における脳血流量・脳血液量の計測に適用した.
自律系における多様な運動モードスイッチングの界面化学制御

ベローゾブ・ジャボチンスキー反応(BZ反応)は時空間発展する化学反応系として幅広く取り扱われ、そのメカニズムや実験系の多様性に関して、これまで数十年間で数多くの研究論文が報告されて、学術的にも発展してきた。研究者が進めてきた「反応拡散」と「運動」を結合させた「運動モードスイッチング」を発現する系は、国際的に例のない独創的な研究である。本研究の実験システムは、反応場の柔軟性と反応拡散系の制御を利用して、多様な運動モードスイッチング現象をマイクロレベルで制御し、巨視的なレベルへ階層構造の形成が可能である。本研究では、自律運動する系内部と境界条件(膜・界面を構成する物質のミクロな化学構造とマクロな幾何学構造)と外部条件(反応場の物質と濃度分布、反応槽や境界の形状)をマイクロからミリメートルスケールで実験系をデザインすることが可能である。そしてこれにより、多様な変化が可能な自律運動体の時空間発展現象の様相にスイッチングの機能を持たせるとともに、自律運動体が移動する方向(ベクトル)と速度(スカラー)を制御するところに学術的な特色がある。加えて、非線形現象の特徴である「分岐現象と履歴現象」を運動モードの機能として加えて、自律運動のオン・オフに活用したところも特徴的な点である。これにより時空間軸上でミクロなレベルで反応拡散させ、マクロに発展する多様な自律運動パターンの制御が可能になると、例えば走化性を示すモデル実験系の構築、又は自己診断や自己修復能を持つ人工膜系の開発につながると考えて本研究を進めた。加えて、生体系における時空間発展現象を理解するためのモデル実験系とその理論が確立されると考えた。自律運動体(脂肪酸エステルを含む油滴、有機金属錯体を含む油滴、又は樟脳誘導体を含む固相)から展開される界面活性分子について、「表面濃度と表面圧」の関係に依存した運動モードのスイッチング現象を実験したところ、錯体の安定度と温度の関係から界面自由エネルギーを導くことができた。具体的には、錯体形成の安定度が高い(鉄イオンやコバルトイオンなど)ほど、反応時間が長く、間欠時間が増加し、逆に、安定度が低い(カルシウムイオンやマグネシウムイオン)と反応が起こらず、連続運動のみであった。また、停止と運動が交互に繰り返される間欠運動について、界面活性物質の化学構造に依存した「表面濃度と表面圧」曲線の関係が明瞭になり、普遍的な理論を構築することができた。次に、外部反応場の境界に幾何学的形状を導入し、その形状に依存して変化する「流れ」の様相を自律運動にフィードバックする実験を行った。具体的には、外部反応場が移動又は変形可能(高分子ゲル)な場合、「流れ」の方向に依存して外部反応場が移動又は変形することから、反応場の形状変化に依存した、自律運動体の運動の様相変化を制御する実験、すなわち「外部境界と結合した内部自律運動系」の実験を行ったところ、外部反応場や自律運動体の形状やスケールを制御パラメータとして、これらの「分岐と履歴」の特徴を利用した運動モードのスイッチングの実験系を構築することに成功した。また、購入した赤外線サーモグラフィーの測定により、界面での反応熱の時空間的な変化を観測することに成功し、自律運動系のエネルギー変換機構を知る重要な知見を得ることができた。それにより、駆動力となる界面活性物質の溶解熱と運動の関係が明らかになった。

本研究では、自律運動する系内部と境界条件(膜・界面を構成する物質のミクロな化学構造とマクロな幾何学構造)と外部条件(反応場の物質と濃度分布、反応槽や境界の形状)をマイクロからミリメートルスケールで実験系をデザインすることが可能である。そしてこれにより、多様な変化が可能な自律運動体の時空間発展現象の様相にスイッチングの機能を持たせるとともに、自律運動体が移動する方向(ベクトル)と速度(スカラー)を制御するところに学術的な特色がある。加えて、非線形現象の特徴である「分岐現象と履歴現象」を運動モードの機能として加えて、自律運動のオン・オフに活用したところも特徴的な点である。これにより時空間軸上でミクロなレベルで反応拡散させ、マクロに発展する多様な自律運動パターンの制御が可能になると、例えば走化性を示すモデル実験系の構築、又は自己診断や自己修復能を持つ人工膜系の開発につながると考えて本研究を進めた。加えて、生体系における時空間発展現象を理解するためのモデル実験系とその理論が確立されると考えた。
X線マイクロビーム照射誘導を用いた神経細胞アレイの製作

本研究では、X線マイクロビームを用いて、神経細胞め分化を制御し、人工的に配列された神経回路モデルを製作する。神経モデル培養細胞PC12は、放射線照射によってNGF成長因子を必要とせずに神経突起を成長させることが報告されている。卓上型のX線マイクロビーム照射装置を用いて、単一のPC12細胞に照射し、細胞の分化制御を行う技術を開発する。予備実験として、PC12細胞を培養シャーレで培養し、PC12のCo-60γ線照射を行った。吸収線量は最大10Gyで、細胞核内のDNA二重鎖切断の指標となるγ-H2AXの産生を蛍光抗体法で調べた。γ線照射直後では、γ-H2AXを示す応答が最大となり、24時間後には、修復作用によって10%程度まで減少していることが判った。また、45日後より、神経突起を成長させる細胞が現れ、全体の20%のPC12細胞が分化することが判った。人工的に細胞を配列するためにマイクロチェンバーアレイチップを製作した。マイクロチェンバーアレイチップは、SU-8感光樹脂を用いてフォトリソグラフィーでガラス基板上に形成した。細胞を格納するための1個の容器の大きさは40x40μmで深さ15μmとなっている。また、オートクレーブで滅菌処理し、表面にゼラチン層を塗布した。マイクロチェンバー内にPC12細胞が培養されたサンプルを用意し、X線マイクロビーム照射装置を用いて最大10Gyまで照射した。γ線実験と同様に、照射直後では、γ-H2AXを示す応答が最大となり、24時間後には応答は小さくなっていた。ただし、神経細胞の分化については、ターゲット細胞の数%以下で見られ、γ線をもちいた場合と比較して、低い値となった。本研究では、テーブルトップサイズのX線マイクロビーム照射装置を用いて、神経細胞アレイを製作する。一般に、神経培養細胞PC12は、細胞培地に神経成長因子(NGF)薬剤を投与することによって、神経突起を成長させることができる。また、PC12細胞はNGF薬剤無しの条件でも、γ線照射によって分化することを確認した。放射線に伴うラジカルがNGFと類似した機能として働き、適量線量の放射線照射では、DNA損傷の自己修復機能が働くために、細胞障害への影響は小さいと考えられる。次に、半導体用マイクロ加工技術を用いて細胞チップを開発した。細胞チップは、フォトリソグラフィー技術を用いてガラス基板上に、高厚フォトレジストで深さ35μmのマイクロピット、マイクロチャンネルを形成した。マイクロピット間には、神経突起の伸長を誘導するためのマイクロチャンネルが形成されている。細胞チップは、洗浄、滅菌、コラーゲンコート等の処理を施した後、実際に培養細胞を細胞チップ内で培養し、その健全性について調べた。細胞チップ内でPC12細胞を培養し、さらに適量線量のX線マイクロビームで分化制御を行うことで、人工配列の神経回路を形成する。現在、X線マイクロビームを用いて、単一のPC12培養細胞の分化制御に成功している。X線マイクロビームによるPC12細胞の分化形成では、通常に比べて神経伝達の入力樹状突起(神経突起)の成長が小さいことが特徴的で、マイクロサイズの溝で、PC12細胞の分化を行った場合、索軸(神経突起)は溝に沿って伸長することが判った。