hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
培養血管内皮細胞の機能発現と細胞外基質の役割

培養血管内皮細胞の機能発現に及ぼす細胞外基質の影響を検討した。1.まず臍帯由来内皮細胞を20%牛胎児血清存在下で検討した。ラミニン,V型コラ-ゲンおよびエラスチンは細胞接着を抑制した。フィブロネクチン,I,III,およびIV型コラ-ゲンはほとんど影響しなかった。細胞増殖に対しては,フィブロネクチンとI型コラ-ゲンは促進したが,エラスチンは抑制した。ラミニン,III,およびIV型コラ-ゲンの影響は観察されなかった。ところが,V型コラ-ゲンを基質として用いた時,内皮細胞は基質面から剥離した。2.有血清下では血清中のフィブロネクチンの影響を受けて細胞外基質の効果が修飾されている可能性がある。そこで,血清(フィブロネクチン)の影響が無視出来る条件を開発した。この条件下で,血管内皮細胞は,フィブロネクチンとI型コラ-ゲンは細胞接着を促進し,20%血清並の細胞増殖を示した。ところが,V型コラ-ゲン上では,内皮細胞は培養時間の経過とともに基質面から剥離し,細胞増殖は観察されなかった。この時接着細胞の細胞内Fーアクチンは再構成されていないかった。一方,培養液中に離脱した細胞は新たなI型コラ-ゲン上では接着,増殖することが出来た。一方,平滑筋細胞はV型コラ-ゲン上でさえ完全なFーアクチンを形成し,素早く増殖した。あたかもV型コラ-ゲンは内皮細胞に特異的に接着を弱め基質からの脱離を促進している様に見える。このことは生体血管で内皮細胞基底膜直下にV型コラ-ゲンが存在することを併せ考えると,血管におけるV型コラ-ゲンの役割を示唆しているものと思われ興味深い。3.この様に,フィブロネクチンやI型コラ-ゲンを基質とした時,細胞の伸展,増殖は促進されるが,抗血栓作用をもつプロスタサイクリン(PGI2)産生能やアンギオテンシン転換酵素(ACE,昇圧作用を営むアンギオテンシンIIを産生)活性は影響されなかった。1.まず臍帯由来内皮細胞を20%牛胎児血清存在下で,基底膜成分(IV型コラ-ゲン,フィブロネクチン,ラミニン),エラスチン,およびI,III,Vコラ-ゲンなどの細胞外基質上で培養した。細胞接着に対しては,ラミニン,V型コラ-ゲンおよびエラスチンは抑制した。ところが,V型コラ-ゲンを基質として用いた時,内皮細胞は培養時間の経過と共に基質面から剥離し,細胞増殖は観察されなかった。あたかもV型コラ-

ゲンは内皮細胞の接着を弱め基質からの脱離を促進している様に見える。このことは生体血管で内皮細胞基底膜直下にV型コラ-ゲンが存在することを併せ考えると,血管におけるV型コラ-ゲンの役割を示唆しているものと思われ興味深い。2.この様に,フィブロネクチンやI型コラ-ゲンを基質とした時,細胞の伸展,増殖は促進されるが,抗血栓作用をもつプロスタサイクリン(PGI2)産生能やアンギオテンシン転換酵素(ACE,昇圧作用を営むアンギオテンシンIIを産生)活性に対する影響について調べたところ,フィブロネクチン,I型コラ-ゲンともPGI2産生およびACE活性に影響しなかった。3.内皮細胞の無血清培養下での細胞外基質の影響も調べたが,ヒト内皮細胞は,無血清下では基質成分としてフィブロネクチンかI型コラ-ゲンがないと細胞の伸展が抑制され,その増殖がみられず,細胞の維持が出来なかった。今後さらに無血清培養の可能性を検討する。培養血管内皮細胞の機能発現に及ぼす細胞外基質の影響を検討した。有血清下では血清中のフィブロネクチンの影響を受けて細胞外基質の効果が修飾されている可能性がある。そこで今年度はまず培養液の改良を試み,プラスチィック上ではほとんど増殖しないが、フィブロネクチンコ-トディッシュ上では20%血清並の細胞増殖を示す条件(1%血清に増殖因子を添加した培養液)を開発した。この条件下で,ヒト血管内皮細胞および平滑筋細胞を細胞外基質上(前年度の結果からフィブロネクチン,I型コラ-ゲン,およびV型コラ-ゲン選択)に培養した。内皮細胞では,フィブロネクチンおよびI型コラ-ゲンはプラスティックに比べ細胞接着を促進したが,V型コラ-ゲンは抑制的に作用した。また,フィブロネクチンとI型コラ-ゲンは20%血清並の細胞増殖促進効果を示した。ところが,V型コラ-ゲン上では,内皮細胞は培養時間の経過とともに基質面から剥離し,細胞増殖は観察されなかった。しかも24ー48時間後の接着細胞ではBrdUの取り込みは観察されなかった。この時,細胞内Fーアクチンは再構成さず,また接着斑も観察されなかった。加えて,培養液中に離脱した細胞は新たなI型コラ-ゲン上では接着,増殖することが出来た。これらの結果は,離脱した内皮細胞は分裂期の細胞ではなく,また傷害を受けた細胞でもないことを示している。一方,平滑節細胞は,フィブロネクチンやI型コラ-ゲンと同様V型コラ-ゲン上でも完全なFーアクチンを形成し,素早く増殖することが観察された。この様に,V型コラ-ゲンの作用は内皮細胞に特有な現象であり,V型コラ-ゲンはあたかも内皮細胞の接着を弱め基質からの脱離促進している様に見える。このことは生体内の血管で内皮細胞の基底膜直下にV型コラ-ゲンが存在することを併せ考えると,血管におけるV型コラ-ゲンの役割を示唆しているものと思われ興味深い。
生体アパタイトの配行性・結晶性を有した骨オルガノイドの構築と臨床応用への展開

本研究は、新規足場材料"多孔性ナノゲル架橋ハイブリッドゲル"上で骨系細胞を3次元培養することで、ハイドロキシアパタイト(HAP)の配向性をそろえた骨オルガノイドを構築し、その質を分光学的解析で評価する。最終的には、ハイブリッドゲルにおけるHAPの配向の制御因子を明らかにし、良質の骨オルガノイドを骨疾患モデルに移植することで臨床応用への展開を目指す。
病床機能分化を支える看護実践能力評価を組み込んだ病棟看護師配置数算定モデルの構築

3病院看護部を対象に調査を進めた.看護実践能力を目標管理における目標評価の側面で調査した.看護部長へのインタビュー調査では,目標評価を年2回実施していた.看護スタッフの評価は,病棟中間管理者が教育担当者,プリセプターなどの意見を総合し,面談で実施していた.評価項目は,設置母体が全職種共通の設定項目を各病院の看護部がアレンジし設定していた.また,評価では,評価者が想定する経験年数の看護師像を基準に目標に対する努力の程度を判断していた.評価結果は賞与・昇給に反映されていた.ほとんどのスタッフはスタンダードに昇格し,ごく一部が現状維持あるいは昇給につながっていた.スタッフへの質問紙調査では,各病院で目標評価の意識が異なった.1病院では,約70%のスタッフが目標評価の意味がない,負担であると回答した.2病院では約70%が目標評価の目的を理解し取り組んでいるという回答であった.スタッフの経験年数が長い方が目標評価の目的や評価の効果をネガティブにとらえ,評価者の主観に頼る評価と受け止める傾向があった.評価結果については納得しているという回答が多い反面,具体的な伝達方法を知る回答者は少なかった.調査の結果,同一設置母体でも病院により評価の捉え方が異なった.それは,地域,スタッフの年齢構成,定着率,組織トップの考え方,取り組み方などが影響を及ぼしていると考えられる.また,経験年数が短いほど,新しいスキルの獲得が自覚的にも他覚的にも確認しやすく,目標達成の意識もそれに比例し高くなっていると考えられる.逆に経験年数が長くなれば,新しいスキルの獲得機会は少なく,目標として看護実践力より組織マネジメントの観点が要求されるようになることも影響していると考えられる.申請段階で予定していた研究対象病院が遠距離であり,対象病院の設置母体の人事管理システム・目標管理の見直し作業,看護部長の異動などに伴い,調査タイミングが計れず調査が3病院にとどまり,データ収集に遅れが生じている.研究対象予定の残る4病院での調査を急ぐとともに,近隣の病院看護部に調査協力を求め,データ数を確保する.そして,データ集計,分析,結果の公表を進める.看護師の看護実践能力に関する概念,客観的評価について,文献レビューを行い整理した.その結果,看護実践能力については,日本看護協会の各種報告書に基づき定義している研究が多かった.看護実践能力の評価は,自己評価と他者評価について,看護師の意識レベルでの評価項目・評価レベルを示す研究が多かった.しかし,他者(看護管理者)による評価の具体的方法を述べている研究は少なかった.特に,スタッフの看護実践のすべてを観察できない看護管理者が,どのようなタイミングで,どのような手段(患者や同僚の評価,指導者の評価,看護記録内容,報告内容,看護実践の帯同など)を活用し,何を基準(各施設で設定している基準の解釈)に評価しているかは事例紹介・報告レベルのもので一部の報告にとどまり,わずかしか見当たらなかった.これらの文献レビュー結果を踏まえて研究計画を立案し,学内の研究倫理委員会を受審し,承認を得た.そして,予定していた研究協力施設10施設のうち,4施設についてすでに看護部トップマネジャーの研究協力の同意を得て,施設内で複数の協力病棟の選定を進めてもらっている.さらに,看護部トップマネジャーの人事異動に伴い3施設を変更し,他3施設は研究同意に向けた手続きを進めている.さらに,以前の研究におけるパートナーシップ看護体制下における看護師の看護業務を調査したデータに基づき,看護実践能力の実態について研究成果を発表した.看護師の看護実践能力に対する客観的評価,特に看護マネジャーの具体的な評価方法に関する文献が少なく,検索・整理するのに時間を要した.そのため,研究計画について,研究倫理委員会への申請が予定より遅れた.また,予定していた研究協力施設の看護部トップマネジャーの人事異動による事務的煩雑さのため研究協力依頼の日程調整や説明に時間を要したり,研究協力施設を変更したため協力の内諾プロセスに時間を要した.本年度は,看護師の看護実践能力の客観的評価について,病棟における評価の実際や看護部長と意識調査の内容を検討し,看護部長,病棟看護師長,病棟看護師に対し意識調査を実施する予定であった.しかし,研究対象病院の看護部長と看護師の看護実践能力の客観的評価にかかる調査内容の検討中,設置主体において病院共通の人事評価システム(職員の評価項目)の見直しが進められ,その時期と重なり,看護師の看護実践能力の評価に関する質問紙作成に難渋し,病棟での看護師長と看護師の評価の実際の調査も見合わせた.昨年度実施した文献レビューによる看護師の看護実践能力の自己評価項目に新たな文献レビュー結果を加えながら,看護部長から設置主体の見直し作業の途中経過の報告を受け,さらに看護部長のそのシステムに対する意向の確認作業を進めた.その結果,看護部長,病棟看護師長,病棟看護師,それぞれを対象とした看護師の看護実践能力の客観評価に関する意識調査内容がほぼ確定し,調査用紙のフォーマットの完成に近づいた.また,看護実践の場の状況を詳しく知る-可視化-するために,以前に調査したPNS体制下の緩和ケア病棟の看護師ペアの日勤帯業務の音声データについて追加分析を進めた.その分析結果から,看護師の看護実践能力の客観評価に関する意識調査に,看護師長が直接見ていない看護師の看護実践場面の評価に関する項目を含めることにつながった.今年度は,この音声データの追加分析の結果を学会で発表した.本年度から研究対象病院との物理的距離が離れ,日程調整に難航したこと,看護師の実践能力の客観的評価に関し,目標管理システムを含め,研究対象病院の看護部長とはメールや電話を用いて,研究計画を進めていたが,研究対象病院の設置主体の人事評価システムの見直し時期とも重なり,意識調査の作成が遅れた.

3病院看護部を対象に調査を進めた.看護実践能力を目標管理における目標評価の側面で調査した.看護部長へのインタビュー調査では,目標評価を年2回実施していた.看護スタッフの評価は,病棟中間管理者が教育担当者,プリセプターなどの意見を総合し,面談で実施していた.評価項目は,設置母体が全職種共通の設定項目を各病院の看護部がアレンジし設定していた.また,評価では,評価者が想定する経験年数の看護師像を基準に目標に対する努力の程度を判断していた.評価結果は賞与・昇給に反映されていた.ほとんどのスタッフはスタンダードに昇格し,ごく一部が現状維持あるいは昇給につながっていた.スタッフへの質問紙調査では,各病院で目標評価の意識が異なった.1病院では,約70%のスタッフが目標評価の意味がない,負担であると回答した.2病院では約70%が目標評価の目的を理解し取り組んでいるという回答であった.スタッフの経験年数が長い方が目標評価の目的や評価の効果をネガティブにとらえ,評価者の主観に頼る評価と受け止める傾向があった.評価結果については納得しているという回答が多い反面,具体的な伝達方法を知る回答者は少なかった.調査の結果,同一設置母体でも病院により評価の捉え方が異なった.それは,地域,スタッフの年齢構成,定着率,組織トップの考え方,取り組み方などが影響を及ぼしていると考えられる.また,経験年数が短いほど,新しいスキルの獲得が自覚的にも他覚的にも確認しやすく,目標達成の意識もそれに比例し高くなっていると考えられる.逆に経験年数が長くなれば,新しいスキルの獲得機会は少なく,目標として看護実践力より組織マネジメントの観点が要求されるようになることも影響していると考えられる.申請段階で予定していた研究対象病院が遠距離であり,対象病院の設置母体の人事管理システム・目標管理の見直し作業,看護部長の異動などに伴い,調査タイミングが計れず調査が3病院にとどまり,データ収集に遅れが生じている.調査が,研究施設の前期目標管理面接に間に合うよう,研究協力施設の同意を得るプロセスを急ぐ.そのために,看護実践能力の評価項目について,施設の設定項目と文献レビュー結果を対比させ,看護部トップ及びミドルマネジャーが判断しやすい資料を作成・提示し,インタビュー調査の効率を高める.遅れていた研究対象病院の看護部長,病棟看護師長,病棟看護師に対する看護実践能力の客観的評価にかかる意識調査の項目について,看護部長との検討結果,ほぼ確定したため,調査時期を検討し実施する.調査時期は,新人看護師が入職後初めて目標面接実施後の夏以降が望ましいという研究対象病院看護部長の意向を尊重し,準備・実施する予定である.調査実施後は適時データ入力とともに分析作業を開始する。研究対象予定の残る4病院での調査を急ぐとともに,近隣の病院看護部に調査協力を求め,データ数を確保する.そして,データ集計,分析,結果の公表を進める.文献レビューに予想以上に時間を要したこと,研究協力について3施設の変更を要し協力要請に時間がかかり,他3施設については看護部トップマネジャーの異動に伴い日程調整等の関係で研究同意を得る時期が遅れている.
日本語を母語とする英語学習者による発音練習の効果に関する実験音声学的研究

本研究では日本語を母語とする英語学習者の発音練習に関する調査・実験報告である.まず学習者のニーズを正しく把握することを目的として,マーケット分析で実績のある重回帰(コンジョイント)分析を行い,学習者は「聞き」「話す」音声言語を重視し,教授者は「読み」「聞く」インプットを重視することを明らかにした.続いて実験1では発音練習の際には音節数により学習者の反応開始までの時間が異なることが明らかとなった.録音教材を作成する際に設定する無音のポーズは0.5sでは短かすぎ,1sでは長すぎると言える.発音練習の代表的な型であるa-repeatとw-repeatにより再生された学習者の発音は,実験2の単語の練習ではあまり差がなかったが,実験3の英文での練習でa-repeatの方が,より母語話者の評価の高い発音となることが確認された.実験4では英文の持つ強勢リズムの再生成績を検討し,音声言語と非言語は異なる処理が行われている可能性を見いだした.w-repeatはモデル発音を聞きながら同時に自分の発音をフィードバックして聞く必要があり,情報の入出力が多い「忙しい」作業となるため,学習者は達成感あるいは「心地よい疲労」(いずれも著者の内観による)を感じやすい.そのため教師も学習者もw-repeatはa-repeatより有効であると錯覚してしまいがちである.しかしw-repeatは自己の発音を正しくモニターすることを妨げてしまう行為でもあり,より自然な発音を目指すための練習としては,特に韻律的特徴が重要な文レベルの練習には,必ずしも最良の練習方法とは言えないことが明らかにされた.本研究では日本語を母語とする英語学習者の発音練習に関する調査・実験報告である.まず学習者のニーズを正しく把握することを目的として,マーケット分析で実績のある重回帰(コンジョイント)分析を行い,学習者は「聞き」「話す」音声言語を重視し,教授者は「読み」「聞く」インプットを重視することを明らかにした.続いて実験1では発音練習の際には音節数により学習者の反応開始までの時間が異なることが明らかとなった.録音教材を作成する際に設定する無音のポーズは0.5sでは短かすぎ,1sでは長すぎると言える.発音練習の代表的な型であるa-repeatとw-repeatにより再生された学習者の発音は,実験2の単語の練習ではあまり差がなかったが,実験3の英文での練習でa-repeatの方が,より母語話者の評価の高い発音となることが確認された.実験4では英文の持つ強勢リズムの再生成績を検討し,音声言語と非言語は異なる処理が行われている可能性を見いだした.w-repeatはモデル発音を聞きながら同時に自分の発音をフィードバックして聞く必要があり,情報の入出力が多い「忙しい」作業となるため,学習者は達成感あるいは「心地よい疲労」(いずれも著者の内観による)を感じやすい.そのため教師も学習者もw-repeatはa-repeatより有効であると錯覚してしまいがちである.しかしw-repeatは自己の発音を正しくモニターすることを妨げてしまう行為でもあり,より自然な発音を目指すための練習としては,特に韻律的特徴が重要な文レベルの練習には,必ずしも最良の練習方法とは言えないことが明らかにされた.本年度は1年目として,先行研究の整理及び予備実験を行い,さらに本実験の準備と実験の一部を行った.まず,学習者と教師が語学の授業に必要であると考えているものを正確に把握するため,コンジョイント分析を用いてニーズ分析を行った.この分析法はマーケット調査の分野で利用されるようになっててきたものであり,学習者は聞き話すこと(音声)を,教師は聞くことと読むこと(インプット)を重視していることが明らかとなった.発音練習では教師のモデル発音を学習者が真似る形式が基本であるが,教師の発音を聞きながら学習者が同時に発音をしている場面をマルチトラック録音し,その時間構成を詳しく調べると,学習者の発音のタイミングの微妙な「ずれ」に一定の規則性のようなものが発見された.また,例えば日本人が困難を覚えることの多いLとRの発音では,初級学習者に見られない第3フォルマントの上昇が上級学習者に見られた.このような音響的特徴は,発音指導法の有効性を定量的に検証することへの利用が考えられる.さらに,全ての刺激音をコンピュータにより合成し,日本語の促音音素の知覚実験を行うことにより,Time Order Errorと呼ばれる刺激提示順序により生じる誤差が音声知覚に影響を与えていることが実験により明らかとなった.また,ピッチを変化させた刺激音による実験ではTime Order Errorの効果が減少することも分かった.以上のような本年度の実績を踏まえ,次年度は英語学習者の単語・文両方の発音練習に対象を絞り,更に詳しい実験を重ねる予定である.本研究では日本語を母語とする英語学習者の発音練習の性質を実験により定量的に調査した.

まず,語学学習場面で行われる様々な発音練習の形式について記述的に整理し,それぞれの特徴を明確に記述した上で予備実験を行った.教育場面への応用のためには発音学習がどの程度必要とされているかを把握する必要があるが,その把握のための新しい手法としてコンジョイント分析を応用した.コンジョイント分析はマーケット調査の分野で急速に普及が進んでいる重回帰を利用したニーズ分析の一手法であり,「全て需要が高い」と結論すると結果として全体の情報量が減ってしまうような場合でも利用可能と考えられる.本研究では学習者と教授者の両方を被験者としてこの手法を応用し,学習者は「聞き」「話す」音声言語重視,教師は「読み」「聞く」インプット重視の判断をしている,ということを明らかにすることに成功した.次に,L/Rやth等に代表される日本語母語話者にとって難しい無意味語,有意味語,及び強弱パタンを持つ英文を用いた発音練習を(1)教師のモデル発音の後に学習者が発話する形式,(2)教師のモデル発音の後に学習者が発話し,その際に教師も同時に発話する(2回目に教師と学習者の声が重なる形式),により行い録音した.それを更に編集してイギリス英語を母語とする語学教師に提示し,自然性の判断を依頼した.結果は語単位では大きな差はなかったが,英文での練習では教師が声を重ねる形式では母語話者の評価の低くなってしまうことを確認した.さらに,発音練習場面で生起するタイミングの制御に関して,時間順序誤差(Time Order Error)の影響を調べる実験を行った。コンピュータ上でフォルマント周波数を操作して合成した単音節無意味語を試験語とし,学習者の母語である日本語の促音知覚の変化を利用して刺激提示のタイミングがその知覚に影響を与えることを定量的に検証した.また,刺激音の基本周波数の操作によりピッチの上下をつけた刺激語でも同様の実験を行い,周波数の変化が学習者の安定した知覚を阻害している可能性があることが示唆された.
大脳皮質運動領野より線条体への線維投射の解析

本研究では実験動物としてニホンザルを用いた.ネンブタール麻酔下に,頭蓋骨上に固定器具をとりつける予備手術をおこない,サルの回復後に,運動関連領野の同定をおこなった.サルをモンキーチェアに座らせて,浅麻酔下に運動関連領野上の頭蓋骨を部分的に除去し,麻酔から回復後に油圧式マニピュレーターにとりつけた金属微小電極を細胞外記録をおこないつつ脳内に挿入し,皮質内の適当な位置でこの微小電極を介して,皮質内微小刺激(Intracortical microstimulation;ICMS)をおこない誘発される運動を観察した.本年は運動前野,補足運動野,帯状皮質運動野の上肢領域を同定しそのそれぞれに順行性トレーサーであるWGA-HRP(Horseradish pcroxidase conjugated to wheat germ agglutinin)や,BDA(Biotinylated dextran amine)を注入した.これらの注入を受けたサルを適切な生存期間の後,灌流固定し,その脳の凍結切片を作成し,組織化学的に標識物質を可視化した後,光学顕微鏡的観察に供した.運動前野,補足運動野の線維終末は被殻の背内側部に収束性の終末領域を形成することがわかった。これは一次運動野の終末領域と一部重なるものであった。一方帯状皮質運動野の終末はより前方に存在し,吻側帯状皮質運動野は被殻の背内側部から尾状核にかけて,背側帯状皮質運動野は被殻の腹外側部に終末領域を形成することが明らかになった。線条体の各領域が別箇の運動情報処理を行なっている可能性が明らかになった。本研究では実験動物としてニホンザルを用いた.ネンブタール麻酔下に,頭蓋骨上に固定器具をとりつける予備手術をおこない,サルの回復後に,神経生理学実験をおこなった.サルをモンキーチェアに座らせて,浅麻酔下に運動関連領野上の頭蓋骨を部分的に除去し,麻酔から回復後に油圧式マニピュレーターにとりつけた金属微小電極を細胞外記録をおこないつつ脳内に挿入し,皮質内の適当な位置でこの微小電極を介して,皮質内微小刺激(Intracortical microstimulation;ICMS)をおこない誘発される運動を観察した.本年は一次運動野の三つの部分に分け(上肢遠位支配部・上肢近位支配部中心溝前壁部・上肢近位支配部中心溝表面部)そのそれぞれに順行性トレーサーであるWGA-HRP(Horseradish peroxidase conjugated to wheat germ agglutinin)や,BDA(Biotinylated dextran amine)を注入した.これらに注入を受けたサルを適切な生存期間の後,潅流固定し,その脳の凍結切片を作成し,組織化学的に標識物質を可視化した後,光学顕微鏡的観察に供した.一次運動野からの線維終末は線条体内では被殻に終止するが,上肢遠位支配部・上肢近位支配部中心溝前壁部・上肢近位支配部中心溝表面部の順に被殻内で外側から内側にかけて終止域が配列されていることが明らかになった.上肢近位支配部中心溝前壁部・上肢近位支配部中心溝表面部の終止域は補足運動野や運動前野など他の高次運動領野からの線維終末の終止域と重なり合うことが示唆された.被殻の中でもこの領域が高次運動調節に関与する可能性があると考えられるため,一次運動野との相互作用という点で興味ある知見が得られた.本研究では実験動物としてニホンザルを用いた.ネンブタール麻酔下に,頭蓋骨上に固定器具をとりつける予備手術をおこない,サルの回復後に,運動関連領野の同定をおこなった.サルをモンキーチェアに座らせて,浅麻酔下に運動関連領野上の頭蓋骨を部分的に除去し,麻酔から回復後に油圧式マニピュレーターにとりつけた金属微小電極を細胞外記録をおこないつつ脳内に挿入し,皮質内の適当な位置でこの微小電極を介して,皮質内微小刺激(Intracortical microstimulation;ICMS)をおこない誘発される運動を観察した.本年は運動前野,補足運動野,帯状皮質運動野の上肢領域を同定しそのそれぞれに順行性トレーサーであるWGA-HRP(Horseradish pcroxidase conjugated to wheat germ agglutinin)や,BDA(Biotinylated dextran amine)を注入した.これらの注入を受けたサルを適切な生存期間の後,灌流固定し,その脳の凍結切片を作成し,組織化学的に標識物質を可視化した後,光学顕微鏡的観察に供した.運動前野,補足運動野の線維終末は被殻の背内側部に収束性の終末領域を形成することがわかった。
特異的運動耐容能を呈するCOPD患者の身体機能、身体能力、社会背景の多次元的分析

特異的高運動耐容能患者の呼吸機能、身体機能、身体能力、心理機能、社会背景の特性を、および3か月間の呼吸リハビリテーションの効果を検証した。対象は、病状安定期COPD患者235例で、6MWD(350m)、FEV1.0(50%)で、SH群、H群、L群、SL群に分けた。SH群は、L群、SL群と比較して、多くの指標で有意に高い呼吸機能、身体機能・能力を有していた。初期と3ヵ月後の変化率の比較では、SH群は、L群よりも膝伸展筋力の変化率が有意に低値であった。SH患者は、呼吸機能が不良(病期が進行)しているにもかかわらず、高い呼吸機能、身体機能、身体能力を有していた。研究準備として、共同研究者の林真一郎(佐賀大学)とともに進めている。共同研究施設との調整は、佐賀大学医学部附属病院、佐賀県医療センター好生館(旧佐賀県立病院好生館)、佐賀社会保険病院、伊万里松浦病院(旧社会保険浦ノ崎病院)、敬天堂古賀病院、長生堂渡辺医院、ふじおか病院(以上、佐賀県)、高木病院(福岡県)を中心に順調に進められている。研究対象者は、慢性閉塞性肺疾患(COPD)患者、同意取得時の年齢が60歳以上、性別は不問、COPDの病態が安定している、本研究の参加に関して文書による同意が得られていることを選択基準としてリクルートを開始し、既にデータ収集に取り掛かっている。身体機能・身体能力(血液ガス、血液検査、呼吸機能(FVC、%FVC、FEV1.0、FEV1.0%)、呼吸筋力(最大吸気口腔内圧、最大呼気口腔内圧)、四肢筋力(握力、大腿四頭筋筋力)、Timed up and goテスト、30秒椅子立ち上がりテスト、生活の質テスト(St George's Respiratory Questionnaire)、日常生活動作テスト(長崎大学呼吸器疾患日常生活質問表)、身体活動量)、社会的背景(職業歴、家族構成、教育歴、趣向、運動習慣、居住環境、車の運転、在宅酸素療法、入院回数に関する質問票)の初期データの収集を進めている。また、それらの結果から症例を運動耐容能と呼吸機能(病期)から4群に分類し、4群間についてその差異、および運動耐容能の影響因子を身体機能、身体能力に加え、社会的背景について横断的分析作業を開始している。共同研究者である林真一郎(佐賀大学)とともにデータ収集、データ解析を進めた。共同研究施設である佐賀大学医学部付属病院、佐賀県医療センター好生館、佐賀中部病院、伊万里松浦病院、敬天堂古賀病院、長生堂渡辺医院、副島病院(以上、佐賀県)、高木病院(福岡県)にて、順調に患者データの収集にあることができた。26年度は、「特異的運動耐容能を呈するCOPD患者の身体機能、身体能力、日常生活動作、健康関連QOLに関する検証」をテーマにデータを解析、公表した。病状安定期にあるCOPD患者165名の中から、%FEV1が50%以上で、漸増シャトルウォーキング距離(ISWD)が250m以下の者21名(特異的低運動耐容能群)、%FEV1が50%未満で、ISWTが251m以上の者47名(特異的高運動耐容能群)を対象とし、それぞれの群の身体機能、身体能力、日常生活動作、健康関連QOLの差異について検証した。結果、特異的高運動耐容能群は、%FVC、FEV1%、%MIP、%GP、%QF、片脚立位時間、最速歩行速度、6MWD、NRADLにおいて有意に高値を示し、TUGにおいて有意に低値を示した。このことから、呼吸機能が不良であっても運動耐容能の高いCOPD患者は身体機能、身体能力が高く、ADLも高いことがわかった。病期が進行し、呼吸機能が不良となっても、運動耐容能トレーニングによって、運動耐容能を維持することにより、高い身体機能、身体能力、ADLが維持できる可能性が示唆された(European Respiratory Society Annual Congress2014にて発表)。共同研究者である林真一郎(国際医療福祉大学)と共に縦断的データを中心にデータ収集し、データ解析を進めた。高邦会高木病院(福岡県大川市)、佐賀大学医学部付属病院、渡辺医院を中心とした、それら施設に通院中のCOPD患者のデータ収集が順調になされた。27年度は、以下の2点の解析を行った。「特異的高運動耐容能患者と特異的低運動耐容能(SL)患者の呼吸機能、身体機能、身体能力、心理機能、社会背景の特性における3か月間の呼吸リハビリテーションの効果」を検証した。結果、3か月間継続フォローできたCOPD患者235例で、6MWD≧350m、%FEV1.0<50%(SH群)50例、6MWD<350m未満、%FEV1.0≧50%(SL群)38例であった。SH群は、mMRC、最速歩行速度、6MWDが有意に改善した。SL群は、%MEP、最速歩行速度、6MWD、ISWD、SGRQが有意に改善した。しかし、SL患者は、病期が早期であるにも関わらず呼吸機能、身体機能、身体能力は低値を示した。また、「特異的運動耐容能を呈するCOPD患者の呼吸リハビリテーションにおける変化特性についての検証1年間の前向きコホート研究」で検証した。

結果、1年間継続フォローできたCOPD患者49例で、SH群10例、SL群12例であった。1年間の呼吸リハビリで、SL群、SH群は、共に多くの測定指標で現状維持しかできなかった。呼吸リハビリに関する1年間の短期効果は、概ね良好であるとの先行研究が多いものの、特異的運動耐容能を有するCOPD患者では、現状維持が目標となるのかもしれないことが示唆された。特異的高運動耐容能患者の呼吸機能、身体機能、身体能力、心理機能、社会背景の特性を、および3か月間の呼吸リハビリテーションの効果を検証した。対象は、病状安定期COPD患者235例で、6MWD(350m)、FEV1.0(50%)で、SH群、H群、L群、SL群に分けた。SH群は、L群、SL群と比較して、多くの指標で有意に高い呼吸機能、身体機能・能力を有していた。初期と3ヵ月後の変化率の比較では、SH群は、L群よりも膝伸展筋力の変化率が有意に低値であった。SH患者は、呼吸機能が不良(病期が進行)しているにもかかわらず、高い呼吸機能、身体機能、身体能力を有していた。研究分担者、研究協力者とのコミュニケーションが十分にはかれているため、研究はおおむね順調に進んでいる。また、共同研究施設のCOPD患者の受診状況も概ね変化がなく、研究が順調に進んでいる要因となっている。呼吸リハビリテーション平成26年度までに選択基準を満たしているCOPD患者のエントリーを終了しており、横断データの収集は、概ね順調に収集できている。平成27年度は、26年度から引き続き、1年後の縦断データを収集し、データの分析を進めていく。また、新たに追加した指標についての縦断分析も行い、特異的運動耐容能を呈するCOPD患者の影響因子に関する解析を詳細に進める予定である。共同研究施設との調整、測定のための準備、患者のリクルートは、当初の計画通り順調に進んでいる。研究開始までの準備状況が的確、かつ実現可能性のある状況であったこと、研究協力者の積極的な協力がえられていることが、当初の計画通り順調に進んでいる要因となっている。測定機器、および解析機器について既存のものを継続して使用が可能であり、臨床診療用の測定機器を、研究用として活用することができたため。また、データ収集の範囲を拡げるために、身体活動量計でのデータ収集を取りやめ、質問票によるデータ収集に変更したため。更に、平成27年度に共同研究施設でのデータ収集の機会が増加することが予測されたため、次年度に予算を繰り越した。平成25年度の対象者の選択基準、除外基準のもと、新規の対象者のリクルートを続ける。それら対象者に対する身体機能、身体能力、社会的背景の初期データ測定を継続する。更に、25年度にリクルートした対象者縦断的データに収集、データ解析を進めていく。分析方法として、分析1は、I群、II群、III群、IV群の身体機能、身体能力、社会的背景の変化量を比較し、縦断的に分析、分析2は、「負のグループ」と「正のグループ」の身体機能、身体能力、社会的背景の変化量を比較し、縦断的に検証する。更に、運動耐容能の変化量に影響する因子を分析、分析3は、I群とIV群の身体機能、身体能力、社会的背景の変化量を比較し、縦断的に分析する。更に、運動耐容能の変化量に影響する因子を分析する。解析用ソフト、データ管理用ソフト、データ管理用PCを購入予定。また、データ収集をさらに進めるため、共同研究施設までの旅費に使用予定。
BMPファミリーの表皮角化細胞における動態

培養表皮角化細胞における骨成長因子・BMPファミリーの発現とその誘導について調べ、以下の結果を得た。培養表皮角化細胞は主にBMP2メッセンジャーRNAを発現し、BMP6メッセンジャーRNAも誘導しうることがわかった。BMP2については蛋白合成と培養液中への分泌も確認した。蛋白合成・培養液中への分泌はメッセンジャーRNAの発現量に比例しており、BMP2の表皮角化細胞における発現は、転写レベルで調整されていると考えられた。表皮角化細胞をBMPで刺激すると、BMPは濃度依存的に表皮角化細胞の増殖を抑制した。このときの表皮角化細胞の細胞周期を調べると、G0/G1期に集中していた。また、BMP添加により表皮角化細胞は形態変化を起こしており、このときに表皮角化細胞の分化に伴い発現する遺伝子を調べると、分化の早期に誘導される遺伝子が増えていた。これらのことから、BMPは表皮角化細胞の分化を誘導することが示唆された。BMP受容体の表皮角化細胞における発現を確認したところ、I型受容体とII型受容体の発現が確認できた。これらの受容体のドミナントネガティブ変異体を表皮角化細胞に発現させるとBMP2による表皮角化細胞増殖抑制作用が解除されたことから、BMP2はこれらの受容体を介して作用していることが確認できた。以上のことから、BMP2は表皮角化細胞において自己誘導因子として、表皮角化細胞の増殖を制御し、分化を誘導することにより表皮の恒常性維持に働いていることが示唆された。培養表皮角化細胞は主にBMP 2メッセンジャーRNAを発現し、BMP 6メッセンジャーRNAも誘導しうることがわかった。BMP 2については蛋白合成と培養液中への分泌も確認した。蛋白合成・培養液中への分泌はメッセンジヤーRNAの発現量に比例しており、BMP 2の表皮角化細胞における発現は、転写レベルで調整されていると考えられた。
人工生命による生体機構のモデル化と並列シミュレーション

本研究では,組換えDNA技術を初めとするバイオテクノロジのめざましい発展により,あらゆる生物の遺伝子に関する情報が急速に蓄積されつつある状況を受けて,計算機上で現実の生物を単純化したモデルとして人工生命を形成し,その機能をシミュレートしながら生物の持つ多様な生体機構の解明に役立てることを目的とした.具体的には,以下の手順で研究を行なった.1.DNAの複製機構と遺伝子情報のタンパク質への翻訳を司る遺伝子発現機構を,DNA塩基配列,DNAおよびタンパク質分子の構造情報,DNA複製にともなう突然変異の発生頻度などをパラメータとしてモデル化し,シミュレーションを行なった.2.その結果を受けて,遺伝子発現機構をマルコフ連鎖に基づく確率モデルによりモデリングし,DNA塩基配列上のコード領域(タンパク質への翻訳情報を持つ領域)の予測を行なった.3.また,2.のコード領域の予測手法が遺伝子配列の分類に利用できることを示した.例えば,大腸菌の遺伝子配列に適用した結果,リボソーム・タンパクを中心とした一群の遺伝子配列のグループを抽出できたが,これは遺伝子の発現量に基づく分類になっているものと思われる.4.最後に,遺伝的アルゴリズムを利用して,生物の分子レベルでの進化過程を導く手法を開発した.このシステムは,最終的に対象生物の系統関係を現す系統樹を作成するが,既存の系統樹作成法と比べて必ずしもよい結果が得られなかった.この手法の改良および並列処理による高速化が今後の課題である.本研究では,組換えDNA技術を初めとするバイオテクノロジのめざましい発展により,あらゆる生物の遺伝子に関する情報が急速に蓄積されつつある状況を受けて,計算機上で現実の生物を単純化したモデルとして人工生命を形成し,その機能をシミュレートしながら生物の持つ多様な生体機構の解明に役立てることを目的とした.具体的には,以下の手順で研究を行なった.1.DNAの複製機構と遺伝子情報のタンパク質への翻訳を司る遺伝子発現機構を,DNA塩基配列,DNAおよびタンパク質分子の構造情報,DNA複製にともなう突然変異の発生頻度などをパラメータとしてモデル化し,シミュレーションを行なった.2.その結果を受けて,遺伝子発現機構をマルコフ連鎖に基づく確率モデルによりモデリングし,DNA塩基配列上のコード領域(タンパク質への翻訳情報を持つ領域)の予測を行なった.3.また,2.のコード領域の予測手法が遺伝子配列の分類に利用できることを示した.例えば,大腸菌の遺伝子配列に適用した結果,リボソーム・タンパクを中心とした一群の遺伝子配列のグループを抽出できたが,これは遺伝子の発現量に基づく分類になっているものと思われる.4.最後に,遺伝的アルゴリズムを利用して,生物の分子レベルでの進化過程を導く手法を開発した.このシステムは,最終的に対象生物の系統関係を現す系統樹を作成するが,既存の系統樹作成法と比べて必ずしもよい結果が得られなかった.この手法の改良および並列処理による高速化が今後の課題である.
学校組織におけるコミュニケーション・意思決定過程に関する社会心理学的研究

まず基礎的研究として、学校改善に伴う管理職・教師・子供の社会的行動(コミュニケーションや意思決定)の変化の視点から文献収集を行い、それらをまとめた(渕上克義、学校組織の構造特性と個性化への改善へ向けた経営戦略-鹿児島大学教育実践研究紀要)。また教育組織も含めた集団や組織における最近のリーダーシップに関する研究動向をまとめた(渕上克義、最近の上方向への影響戦略に関する研究の動向-実験社会心理学研究)。さらにこれらの文献収集の成果は、本年度のコミュニティー心理学シンポジウムと日本教育心理学会のシンポジウムで発表する予定である。次にこれらの資料収集に基づいて、学校生活・活動に対する満足度について、学校組織成員の認知的枠組みとして組織イメージを設定し、調査を実施した(昨年のグループダイナミックス学会で発表及び本年度の日本教育経営学会で発表予定)。また集団内での活力あるコミュニケーションや意思決定を妨げる要因として、派閥を取り上げて集団内での派閥の存在が成員の人間関係やコミュニケーション及び意思決定にどのような効果を及ぼすのかを実験によって検討した。この実験結果は、本年度の日本教育心理学会において詳細に発表する予定である。そして本年度の成果をまとめた著書(学校改善心理学-仮題-)を本年五月に出版する予定である。
ウエルシュ菌α毒素による好中球分化抑制機構の解明

ウエルシュ菌はガス壊疽の原因菌の一つであり、短時間で好中球減少症を介した敗血症を引き起こし、抗菌薬の投与でコントロールできない極めて予後の悪い感染症を引き起こす。最近、我々は、ウエルシュ菌に感染したガス壊疽モデルマウスを用いた検討により、本菌に感染した宿主では好中球の分化が抑制され、宿主の自然免疫機能が低下することを発見した。このような作用は、本菌による感染症の急速な進行に関与すると考えられる。そこで、本研究では、ガス壊疽モデルマウスを用いて、本菌が好中球の産生に与える詳細な検討を行った。はじめに、ウエルシュ菌感染マウスで、好中球の分化や増殖を促進する顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)の産生を定量すると、予想に反し、本菌の感染により生体内でG-CSFが過剰に産生されることが判明した。また、このようなG-CSFの産生亢進作用は、α毒素遺伝子を欠損した変異型のウエルシュ菌ではほとんど観察されず、本菌より産生されたα毒素が、G-CSFの産生を亢進することが判明した。さらに、ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVECs)を用いた検討により、α毒素がToll様受容体を過剰に活性化することが分かった。一方、純化した好中球にα毒素を作用させると、G-CSF受容体の発現が低下し、好中球のG-CSFに対する感受性が低下した。これらの結果より、ウエルシュ菌が感染した宿主では、産生されたα毒素が好中球でG-CSF受容体の発現を低下させ、G-CSFを介した好中球の分化や増殖を阻害し、好中球の産生が障害されると考えられる。当初の計画では、血管内皮細胞からのG-CSF産生に対するα毒素の影響、G-CSFの好中球増殖促進作用に対するα毒素の影響、G-CSF受容体に対するα毒素の効果について、それぞれ検討することとした。我々は、毒素のこれらのターゲットに注目した検討を計画通り進め、本毒素が血管内皮細胞からのG-CSFの産生を亢進すること、G-CSFの好中球増殖促進作用を抑制すること、G-CSF受容体の発現を減少させることをそれぞれ見出した。このように、本研究は当初の計画にそって、おおむね順調に進展している。今後の検討は以下の方針で行う予定である。1.ウエルシュ菌感染マウスにリコンビナントG-CSF(rG-CSF)を投与し、本菌の感染に対するrG-CSFの治療効果について検討する。2.マウスより採取した好中球にα毒素を処理し、発現が変動する遺伝子をDNAマイクロアレイを用いて網羅的に解析し、α毒素の作用メカニズムの全体像を明らかにする。3. DNAマイクロアレイを用いた検討で同定されたα毒素のターゲットをノックダウン、あるいは、ゲノム編集技術によりノックアウトし、これらが本毒素の作用に与える影響を検討する。これにより、α毒素の好中球に対する作用メカニズムを解明する。

1.ウエルシュ菌感染マウスにリコンビナントG-CSF(rG-CSF)を投与し、本菌の感染に対するrG-CSFの治療効果について検討する。2.マウスより採取した好中球にα毒素を処理し、発現が変動する遺伝子をDNAマイクロアレイを用いて網羅的に解析し、α毒素の作用メカニズムの全体像を明らかにする。3. DNAマイクロアレイを用いた検討で同定されたα毒素のターゲットをノックダウン、あるいは、ゲノム編集技術によりノックアウトし、これらが本毒素の作用に与える影響を検討する。これにより、α毒素の好中球に対する作用メカニズムを解明する。当初は、2018年3月に旅費の支出を計画していたが、参加を予定していた学術集会の開催時期に変更(2019年3月から2019年4月に変更)があったため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は、2019年度に旅費として支出し、本研究課題の研究成果を発表する計画である。
去勢抵抗性前立腺癌におけるアンドロゲン受容体isoform及び癌関連遺伝子の検討

前立腺癌において去勢抵抗性獲得にアンドロゲン受容体(AR)が深く関与しているという過去の報告がある。我々は前立腺癌の皮膚転移巣をマウスに移植し、JDCaPという独自の細胞株を樹立している。また、これらを去勢し継代することからJDCaP-HRという去勢抵抗性を持つ細胞株も独自に樹立した。これらの細胞株の比較からARのスプライスバリアントであるAR-V7が去勢獲得後に強発現していることが分かった。これらを人検体で実証するために、去勢抵抗性前立腺癌患者において去勢抵抗性獲得前後の検体(前立腺生検および剖検検体)を用いて遺伝子発現について比較解析を予定していたが、検体の保存状態が悪かったため、患者の抹消血液の循環腫瘍細胞(CTC)に発現している遺伝子解析へ手法を変更した。CTCを用いて去勢抵抗性獲得前後を比較するために、CTCが採取可能と考えられる去勢抵抗性獲得前の前立腺癌患者として診断時に転移を伴う未治療患者を採択し、去勢抵抗性前立腺癌患者はガイドラインの定義に則り採用した。両群の患者それぞれ40例を目標として、学内倫理委員会の審査の上、前向き臨床研究を開始した。また、CTCの解析に妥当性があるかを検証するために健常人から採血を行い、前立腺癌細胞株を混入した例との比較検討を行った。平成27年9月の時点でCTC採血を行った患者は両軍ともに5例程度で、科研費研究としては一時中断となるが学内臨床研究としては現在進行中である。前立腺癌の去勢抵抗性獲得の一因として考えられるアンドロゲン受容体の変化(スプライスバリアント)についての研究。我々は去勢抵抗性を獲得したマウスの細胞株を独自に樹立しており、去勢抵抗性マウスにおいてホルモン感受性マウスよりも発現が増加している遺伝子を複数確認している。今回の研究において、これらの遺伝子がヒトの前立腺癌においても去勢抵抗性獲得に関連するかを確認することが主目的である。ヒトの前立腺癌検体として血液循環腫瘍細胞(CTC)を採取し、その発現についての検討を、免疫染色、次世代シーケンサーによるアンドロゲン受容体の遺伝子配列の解析、CTCより抽出されたRNAを用いてリアルタイムPCRにより行う。現在、去勢抵抗性を獲得する前の状態で、CTCが得られるであろう患者(初診時に転移を有している患者)および去勢抵抗性となった前立腺癌患者の二群を対象としてCTC採取および遺伝子発現の検討を臨床研究として遂行している。また、CTCが実験系で正確に確認できるか、CTCに対する免疫染色等の操作が正常に機能しているかを確認するために正常人の血液サンプルを用いて、培養前立腺癌細胞を混和させた状態での確認を行っている。得られた血液サンプルより、順次CTCの抽出および染色等の実験を行っている。当初、ホルモン感受性前立腺癌の検体として前立腺針生検時のサンプルを用い、去勢抵抗性前立腺癌の検体として前述した前立腺針生検時の検体を同一人物の死亡時の病理解剖の検体を比較する予定であった。しかし、前立腺針生検時の病理検体の保存状態が悪く、研究材料と使えないと判断したため、臨床サンプルとして、血液循環腫瘍細胞(CTC)を用いての実験となった。これによりCTCを臨床患者から新たに採取する必要が生じ、倫理委員会承認の上、現在臨床研究として血液サンプルの蓄積中となっている。実験系としては問題ないが、上記事情により新たな臨床検体収集が必要となり、これによる若干の遅延が生じている。今後、臨床検体(血液から採取したCTC)の蓄積により、順次実験を遂行していく。臨床検体はホルモン感受性前立腺癌患者40例、去勢抵抗性前立腺癌患者40例を目標としており、前述したCTCにおける遺伝子発現の確認(免疫染色、次世代シーケンサーによるアンドロゲン受容体の遺伝子配列の解析、CTCより抽出されたRNAを用いてリアルタイムPCR)を行う。実験器具等の購入において節約ができたため、2073円は使用しない形となりました。実験系に必要な器具を必要時に適宜購入していきます。
新形式耐航性試験水槽の開発

新耐航性試験水槽は47個の造波吸収装置からなるが、その一つの造波吸収装置の設計を行なった。これらの造波吸収機を組み合わせることにより、任意形状の小水槽が自由に組み立てできるようになった。研究成果は以下の通りである。1.片側に造波制御のみをした装置を、反対側に吸収制御のみをした装置を設置し、一方から造波された波が反対側で吸収されることを確認した。2.同様に斜波も造波吸収されることを確認した。3.装置を円弧上に連結し同位相で作動させることにより水槽中央で波が集中しその後、拡散して各々の波が造波吸収装置に到達すると一斉に吸収されることも確認した。4.要素造波吸収装置を組み合わせ円形、楕円水槽を造り各種の波を発生させ、その波動場の任意地点での波振幅を計測する装置を試作し、波の計測値と理論計算値を比較した。1)各種の波を発生するためにの造波吸収信号の作成を行い各種の波を円形、楕円両水槽で発生させた。2)水槽の任意点に計測点を移動させ、その地点の波振幅自動計測化に成功した。計測点の移動を船の移動と見なすことによって、船にとって最も危険な波浪との出合いの状況を実現できることになった。3)円形、楕円水槽の巾に発生させた波動場の理論計算を行った。理論値と実験値は極めて良く合致した。4)長波頂不規則波のデータの2地点間のクロスコレレーションを求め長波頂不規則波が発生されていることを確認した。5.円形水槽内の中央に設置された球に働く波浪流体力を計測し、小さな水槽であるにも関わらず十分な広さを持った水槽で計測された結果と同じ結果を与えていた。このことは水槽設計に大きな知見を加えることになった。6.各種の実験を行なった結果、再現性、機械の操作性、制御の容易性等の点から見ても優れた耐航性試験水槽であることが確認された。今後この装置を使用した各種の新しい実験が行われることが期待される。7.不規則波の造波吸収に関する時間領域における理論を完成させた。この理論は従来の理論の不十分さを克服するもので、線形理論では完備なものである。8.この手法を非線形波、極めて急峻な波(集中した孤立波)の吸収にも適用可能なことを示した。9.実験状態をビデオに製作し各種の研究発表会で講演し研究成果の普及に勤めた。耐航性小水槽は47個の造波吸収機によって組み立てられるが、その1つの造波吸収機の設計を行った。1、波を起こす浮体の設計。2、波を造りながら、同時に波を吸収する浮体の外部にとりつける外部力学系の制御系の設計。3、これらの造波吸収機を組み合わせることにより、いろいろな形状を持った小水槽ができるようにその組み合わせ方法について検討を行い、任意形状の小水槽が自由に組み立てできるようにすること。

設計に当り(株)森技術研究所との技術的検討を深め、製作された1つの造波吸収機の性能試験を行いその結果に基づき47個の最終総合調整を行った。即ち、1台の造波吸収装置が設計仕様通りであるか、本学の他の水槽を使って試験を行い、要求仕様通りの性能を得られることがわかった。その結果に基づき、47個の造波吸収機を使用した下記の実験を行った。1、小水槽の片側に造波装置を、反対側に吸収性能を設置し、一方から造波された波が反対側に設置された吸収装置で波エネルギーが吸収されることを確認した。2、この造波装置を使って、斜波を造波し、設計通りに斜波が造波されることを確認した。その波も上記1と同様に一方から造波された波が反対側に設置された吸収装置に波エネルギーが吸収されることを確認した。3、全ての造波機を円弧状に連結し一斉に同位相で造波機を作動させることにより、水槽中央で波が著しく高くなる集中する現象、その後、その波が拡散して各々の波が吸収装置に到達すると一斉に吸収されるということも確認された。以上の結果より計画通りの装置であることが確認された。本年度は以上のように小水槽を構成する造波吸収装置の試設計および性能確認を行う計画であったが、それを実現することができた。次年度からはこの装置を使い各種実験を行い理論計算との比較を行っていく。本年度は昨年度に製作された要素造波吸収機を組み合わせ円形、楕円水槽を造り、各種の波を発生させると共に、その波動場の任意地点での波振幅を計測する装置を試作し、波の計測値と理論計算値を比較した。具体的な成果は以下の通りである。1.規則波、2成分波、集中波、回転波、円筒波など、各種の波を発生するために制御器への造波吸収信号の作成を行い、実際にそれらの波を円形、楕円の両水槽で発生させることができた。波振幅を計測するために、水槽の任意の指定した地点に波の計測点を移動させ、その地点での波振幅を計測する装置を完成し、波計測の自動化に成功した。計測点の移動速度を指定することが可能なため、計測点の移動を船の移動と見なすことによって、船にとって最も危険な波浪との出合いの状況を実験的に実現できることになった。3.円形、楕円水槽の中に発生させた波動場の理論計算を行った。この計算は今まで本研究で発展させてきた理論を任意形状水槽の場合へと拡張したものである。この理論値と上記実験値との比較の結果は極めて良く、理論の拡張の正しいことを証明した。4.上記の実験状態をビデオに製作し各種の研究発表会で講演し研究成果の普及に勤めた。5.次年度の研究目標である不規則波の造波吸収に関する時間領域における理論を完成させた。この理論は従来の理論の不十分さ(装置を制御する時因果律を満足していない。)を克服するものであり、線形理論では完備なものである。この理論に基づいた不規則波の造波吸収を可能とする装置の試作方針の議論も深めた。波の吸収今年度は最終年度として以下の成果を得た。1.新しい円形水槽に於て長波頂不規則波の発生法を確立した。2.上記の手法で発生した長波頂不規則波を小水槽内数点で計測し、それらのデータのクロスコレレーションを求め、所期の目標である長波頂不規則波が発生されていることを確認した。3.円形水槽内の中央に設置された円柱に働く規則波中の波浪流体力を計測し、小さな水槽であるにも関わらず長時間の実験を続行することができ、得られたデータは従来行われていた、十分な広さを持った水槽で計測された結果と同じ結果を与えていた。これは本研究で開発された狭い水槽でも広い水槽での実験結果と同じ結果を得ることができることを示しており、水槽設計に大きな知見を加えることになった。