hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リフレクション活動の深化を目指した「学びのスケッチ」ツールの高度化

本研究は実践の中で自分の置かれた状況や判断を振り返り、軌道修正をしながら次の課題に取り組むという高度なリフレクションスキルの養成支援を目指し、リフレクション活動支援ツール「学びのスケッチ」の高度化を目指した研究である。24年度は「学びのスケッチグラフ機能」と「成果物の引き出し機能」の二つの開発に取り組んだ。25年度は二つの機能のパイロットテストを実施した。添付の新機能も利用ができることを確認した。26年度はパイロットテスト結果を踏まえた修正後に、授業内で活用した。これまでの課題であった授業活動と振り返りのつながりをシステムとその指示文の改善で円滑な運用が可能となった。本研究は実践の中で自分の置かれた状況や判断を振り返り、軌道修正をしながら次の課題に取り組むという実務家に求められる高度なリフレクションスキルの養成支援を目指し、実践的スキルを安定的に培うための支援としてリフレクション活動支援ツール「学びのスケッチ」の高度化を目指した研究である。25年度は助成金を受けた二年目として、前年度に設計した「学びのスケッチ」ツールの「学びのスケッチグラフ機能」と「成果物の引き出し機能」の実装とそのシステムを用いた、パイロットテストの実施を行った。利用者の負担が増加されないように、学習者が作成した成果物を学習週単位に学習者が振り返りに参考になると考えたファイルを複数添付できるようにした新機能も実際に利用できるようにした。開発したシステムは学内システムの連携をさせ、シングルサインオンでアクセスできることを可能とした。これによって学習者は、いつでも大学のIDを用いて本システムにアクセスすることができるようになった。各学習サイクル内に提供されるリフレクション活動のなで、本システム(学びのスケッチグラフ)はシームレスに運用できることを確認できた。本成果は、教育システム情報学会で発表し、メディア学会で採録された論文では学習活動の一部として含まれた。24年度は助成金を受けた初年度として、「学びのスケッチ」ツールの3機能のうち、「学びのスケッチグラフ機能」と「成果物の引き出し機能」の二つの開発に取り組んだ。まず、既存のスケッチツールを利用する際に出てきた課題を洗い出し、「学びのスケッチグラフ機能」の改善点を明確にした。計画をしていた15週間分まとめてスケッチグラフを記述していたものを、学習サイクルの期間にあわせて、学びのスケッチグラフを分割して書ける機能へと拡張し、それに伴いユーザの管理や振り返り活動全体設計がシステム上で一元管理できるようにした。その上で、将来的な運用や実施方法を検討しながら、新規で開発する「成果物の引き出し機能」として何を用意するべきかを明確した。今回は、利用者の負担が増加されないように、学習者が作成した成果物を学習週単位に学習者が振り返りに参考になると考えたファイルを複数添付できるようにした。これによってリフレクション活動の基礎情報となる成果物の管理する本機能を追加実装した。成果物を生み出す学習活動のレポートや作品などを選択して蓄積・参照できるようになった。各学習サイクル内に提供されるリフレクション活動のうち、学びのスケッチグラフと併せて確認できるように開発した。開発リストを元に、プロトタイプ版のシステム開発し、それを踏まえて専門家レビューと形成的評価を行った。複数回の改善を行い、安定した運用が可能となったことを確認し、25年度の前期に開発できた範囲で本運用する段階まで可能となった。本研究は実践の中で自分の置かれた状況や判断を振り返り、軌道修正をしながら次の課題に取り組むと言う実務家に求められる高度なリフレクションスキルを学ぶ学習環境の提供を目指して、リフレクション活動支援ツール「学びのスケッチ」の高度化を目指した研究である。26年度は、助成金を受けた3年目として、25年度までに開発し、パイロットテストの実施での成果を踏まえた微修正後に、授業内で改善版「学びのスケッチ」ツールの運用を取り組んだ。これまでの課題であった授業活動と振り返りのつながりをシステムとその指示文の改善によってより円滑な運用が可能となった。スケッチグラフを中心とした機能では、使用のトラブルもなく利用された。実践した成果は、書籍の一部にまとめた。教育工学研究の目的に沿って、システムの開発に着手し、プロトタイプを実施した。本研究の成果は発表することができた。さらに機能の精緻化が必要である。研究の目的に沿って、システムの開発に着手し、予定通りに開発が進んでいる。しかし、本研究の成果はまだ発表できていないため、翌年度は成果発表の機会を積極的に設ける。利用者の声をインタビュー等から収集し、本システム利用の成果をさらに詳細に分析し、それらの結果を踏まえて改善を行う。

開発が完了した「学びのスケッチ」ツールを25年度の前期を通じて本運用させる。適宜実施状況を確認・分析し、次の段階である「ラーニング・ダイアログ機能」の開発に反映させる。利用者が利用しやすいシステム作りを目指し、前期に運用後に得られたインタビューやアンケート結果を踏まえて既存機能の改善と新機能の開発に取り組む。平成24年度に「学びのスケッチ」ツールのプロトタイプを開発し、その中に3つの機能を含む予定であったが、関連する他のシステムの中に開発予定であった「ラーニング・ダイアログ」の基本機能を有するものがあり、そのシステムと今回開発するシステムの差分を姓るする課題を新たに発見した。そこで平成24年度は開発する機能を2点に絞ったため、当初計画していた研究計画に遅れが生じ、未使用額が発生した。このため、平成25年度実施予定であった長期運用テスト期間に間に合わなかった「ラーニングダイアログ」機能開発・運用に関しては次年度に行うこととし、未使用額は、その経費に充てることとしたい。研究費の中心は、本研究の中心となる「学びのスケッチ」ツールの設計と開発の費用に充てる。実運用までに持っていくには、利用者の声を即時にシステム開発に反映させるように、数回のインタビュー調査を行うための旅費として使用する。さらに研究成果を発表するために学会に参加するための旅費としても使用する。
多成分剛体球の最密充填構造の実現と解析の数値的研究

ガラス形成のメカニズムの物質組成への依存性を理解するため、複数種の剛体粒子からなる系を調べた。形成過程の詳細によらず、組成だけで決まる一意な性質である最密構造に着目した。これを計算機上で実現するため、Wang-Landau法とレプリカ交換法をあわせた方法を開発し、巨視変数空間における全状態探査によって最密状態を達成した。密度以外の適当な巨視変数も採用することで状態空間の次元が上がっても、探査は早まることがわかった。また、超高密度領域でWang-Landau法が収束しないという問題が発覚し、これに対しては外挿によって対処したが、原因についても詳しい解析を行った。多成分剛体球の最密充填構造を計算機上に実現するため、Wang-Landauアルゴリズムに基づくモンテカルロシミュレーションのコード開発を行った。調和ポテンシャルによって閉じ込められたドロップレット上のクラスタ形状と周期境界をもつ空間に一様に分布した場合を試した結果、後者では境界が構造に影響するため、前者を選択することにした。テストケースである1成分の場合には、高密な球配置の探索に2次元、3次元の双方でおおむね成功している。多分散の場合には扱う状態空間の次元が高くなるためシミュレーションに要する時間が格段に大きくなる。この困難を克服するため、購入したワークステーションにおける並列計算システムを構築し、また東京大学物性研究所の共同利用スーパーコンピュータシステムを使用し、並列計算によるシミュレーション性能の向上を達成しつつある。1成分系の高密度状態をWang-Landau sampling法で求める結果は数百粒子程度まで可能になった。高密度領域は閉じ込めの調和ポテンシャルから予想される密度依存性から外挿して求めている。今年度は多分散系に取り組んできた。単分散では結晶構造が自明な高密度構造であるのに対し、多分散では予想通りランダム構造が現れることを確かめた。比較的少数粒子の有限系でも、大粒子と小粒子の相分離が起こることがわかってきた。これはガラス構造の安定性が、比較的長い特徴的スケールの相関によってもたらされていることを示唆している。2成分系では3次元の状態空間を扱うことになる。これを探索するために並列シミュレーションが必須であるが、マルチスレッドの初期状態をどのように作るかが問題であった。当初は、シミュレーション開始時に、各スレッドに対して初期粒子配置を作成していたが、状態変数によっては人為的に作成するのが不可能な場合もあった。スレッド間で扱う空間を重複させることで、1つのスレッドの途中の状態を別のスレッドの初期状態にすることができ、事前に初期状態をつくる必要がなくなった。前年度までの研究により、最密状態となる原子配置を求めるため、原子の移動と加減を伴うWang-Landauサンプリングによって、全ての巨視的変数で指定される状態を訪問するという方法には、なにか原理的な困難さがあることがわかってきた。この原因を追及するため、いったん連続空間モデルから離れて、シンプルな離散的な格子気体模型から連続極限として問題にアプローチすることにした。ここで格子気体とは、原子を周期格子上の連続する格子点を占有するものによって表し、連続極限とは系の大きさと原子の大きさの比を一定に保ったまま原子の大きさを無限大にするということである。簡単のため1次元系を調べた。そこでわかったことは、原子密度を唯一の巨視的状態変数とする変数空間での状態探査では、未訪問状態の数は、シミュレーション時間のどんなべき関数よりも遅く減少し、現実的な時間での全状態探査は不可能であるということであった。一方、変数に粒子ペアの接触数を加えて2つにすると、未訪問状態は時間の指数関数で減少するようになり、全状態探査が可能になった。しかし、その時定数は連続極限をとると、発散してしまい、やはり全状態探査はできない。状態遷移の確率を詳しく解析することにより、この困難の原因は、高密度領域で許される原子追加の試行が極めて限られており、ほとんどの試行が棄却されてしまうこととわかった。これを克服するため、原子の移動の直後に移動した原子の背後に粒子を追加するという方法を導入した。さらに移動については、原理的に棄却のないアルゴリズムを採用した。これによって最も厳しいボトルネックが解消されていることが確認することができた。前年度からひきつづきの課題ではあるが、連続変数の自由度を持つ系に対するWang-Landau samplingの適用に関して、剛体球密度の高い領域で、シミュレーションの収束判定を満たさないという問題が生じている。現状では、外挿法によって高密度極限を見積もるという方法をとることで一応の回避をして、先の段階へ進んでいる。しかし根本的な解決も完全に断念していないため、そちらにも時間がとられているのが現状である。同様な困難は他の研究者からも聞いているので、これはモデル固有の問題ではなく、その解決自体も重要な成果となると見込んでいる。統計物理学前項で述べた困難を解決するためには、より単純なテストモデルでの調査が有効だと考えている。これまで試していない

1次元モデルや、現在取り組んでいる非格子系よりも易しいであろう格子系の連続自由度モデルの基底状態探査をあつかうつもりである。その上で、粒子のランダム配置の構造解析を進める。現在扱っているポテンシャルによる閉じ込めの方法は、平衡状態としてランダム構造を出すための条件であるが、それ特有の有限サイズ効果はさけられない。この効果を差し引いたバルクのランダム構造を見出すのが本研究の主たる目的であり、最終年度ではこれに集中する。系統的なサイズ依存性の解析によってサイズに寄らないバルク構造を見出す。通常用いられているの動径分布関数などに加えて、新たな構造評価の指標を見出すことにも同時に取り組む。数値最適化に用いているWang-Landauアルゴリズムが、超高密度領域において、うまく機能しないため、良い精度で最大密度を見積もることができないという問題が生じている。イジングモデルのようなlattice系では広く用いられている方法だが、本研究のようなoff-lattice系で成功した例は私の調べた限り存在しない。報告する同様の困難にぶつかったことを他の研究者から聞いており、手法原理のチェックと本質的なアルゴリズムの改良が必要と考えている。海外出張を見込んで確保していたが、本年度に適当な国際会議が開催されていなかったため次年度に繰り越した。喫緊の課題としては、上記の[現在までの達成度]の項で述べた問題を解決することである。これが実現できれば本研究を含む広範囲の最適化問題に対する貢献・波及効果も期待できる。そうして実現できた高密度構造の解析が本年度の主な目的である。ガラス系の研究では動径分布関数やボンド配向秩序変数などを用いた解析が主流であるが、複数の粒子種を区別した解析は多くない。この方向で粒子種を混合して生じる効果に最適な構造を特徴づける関数を考案し、実際に解析する。次年度予算は当初計画通りに物品・旅費に使用し、繰り越し分は追加の国際会議等の旅費に充てる。残額は少なく、次年度に繰り越したほうが有効に活用できると判断したため。26年度の旅費および物品費に追加して充てる。
アミロイドベータに対する中枢神経細胞の防御機能に関する研究:遺伝子修復の観点から

アルツハイマー病の原因として考えられているアミロイドベータ(Aβ)が集まってできる重合体の作製条件を検討、調整した。そして、この重合体が神経系の細胞であるN2a neuroblastoma細胞に与える細胞毒性について調べた。加えるAβ重合体の濃度が高くなるにつれて、細胞死がより生じることが確認された。また、Aβによる細胞死の機序として活性酸素が関与しているのかについて検討した。アルツハイマー病は認知症の代表的な疾患の1つで、原因としてはアミロイドベータ(以下Aβとす)仮説が提唱されています。これは脳内において神経細胞膜上にあるアミロイド前駆体蛋白から酵素により切り出された可溶性のAβ蛋白質が重合、凝集そして蓄積し不溶化した結果、神経細胞死を引き起こし、アルツハイマー病に特徴的な老人斑や神経原線維変化を呈してくるというものです。しかし、蓄積したAβが神経細胞死を引き起こすとしても、実際には、神経細胞死が生じる前(10数年以上前)から認知機能上の障害が出現しており、どういったメカニズムが脳内で生じているのか未だ結論が出ていません。1つの可能性として、蓄積する前段階のAβが、重合した結果、神経細胞のNMDA受容体を介して、長期増強LTPなどの記憶のメカニズムに影響を与える可能性があります。しかし、こうした神経毒性によるDNA損傷の可能性やその修復といった生体の防御する側についての研究は極めて少ないのが現状です。染色体DNAの損傷には、塩基の加水分解、アルキル化、酸素ラジカルによるものや、一本鎖DNA切断があり、これには塩基除去修復(BER)が働くことが知られています。また、脳内ではヌクレオチド除去修復(NER)による修復が必要な酸化的DNA損傷が生じると報告されています。今回、申請者はAβの神経およびアストロサイトのDNAに及ぼす影響とその修復について検討する計画を立案しました。初年度においては、神経系セルラインであるN2a neuroblastoma細胞に対するAβの細胞毒性について検討した。添加するAβの濃度を上げるにしたがって、用いた溶媒による培養細胞生存率への影響があったため、現在は培養液を用いたAβの重合の程度を検討し、再度Aβの適正な刺激濃度を検討している。これは脳内において神経細胞膜上にあるアミロイド前駆体蛋白から酵素により切り出された可溶性のAβ蛋白質が重合、凝集そして蓄積し不溶化した結果、神経細胞死を引き起こし、アルツハイマー病に特徴的な老人斑などの病理を呈してくるというものです。Aβ重合体の作製条件を検討、調整し、神経系セルラインであるN2a neuroblastoma細胞に対する細胞毒性について検討した。添加するAβオリゴマーの濃度に依存して、細胞死が生じることが確認された。
神経毒性スフィンゴ脂質による精神疾患発症のメカニズム解明

本研究では統合失調症、自閉症および双極性障害の3群および交絡因子をマッチさせた対照群の死後脳を用いて精神疾患とスフィンゴ脂質代謝の関連を検討した。その結果、白質(脳梁)において統合失調症特異的な一部スフィンゴ脂質の含量変化を発見した。さらに、統合失調症患者死後脳(白質)におけるスフィンゴ脂質代謝酵素およびスフィンゴ脂質受容体の遺伝子発現変化も明らかにした。これらの知見はスフィンゴ脂質の受容体を介したシグナル経路の異常が統合失調症の病態の分子基盤に関与する可能性を示唆した。スフィンゴ脂質の合成はセリンパルミトイル転移酵素(SPT)によるL-セリンとパルミトイルCoAの縮合反応から開始されるが、近年、SPTの変異による基質特異性の変化によって、L-セリンではなくL-アラニンやグリシンと縮合した神経毒性を持つスフィンゴ脂質群(1-deoxy-sphingolipids: doxSL)が産生されることが報告された。従来doxSLはSPTの遺伝子突然変異によってのみ合成されると考えられていたが、私はアラニン/セリン比の上昇によるアミノ酸不均衡によって正常SPT酵素によりdoxSLが合成されることを見いだした。このことからアラニン/セリン比が上昇する疾患の病態分子メカニズムにdoxSLが関与する可能性が考えられ、現在、一部の患者で血中セリン濃度の低下が報告されている精神疾患への関与を検討している。健常者から採取した血清および数種の採血管によって得た血漿を用いた検討により、血中のdoxSLを含むスフィンゴ脂質の測定に最適な採血条件および脂質抽出プロトコルを決定した。さらに、予備検討用の精神疾患死後脳を用いて最適な脂質抽出法を確立し、さらに死後脳および血中のdoxSLの存在を確認した。また、ヒト末梢血から末梢Tリンパ球を分離し、センダイウイルスを用いて初期化因子を導入してiPS細胞を樹立した。さらに、iPS細胞を神経幹細胞へと分化させた後、回収して脂質を抽出したところ、doxSLを検出することに成功した。血液スフィンゴ脂質の測定条件を検討するため、血漿用のEDTA-2Na、EDTA-2K、ヘパリンおよびクエン酸添加の採血管、そして血清用の採血管における脂質抽出量の違いを検討した。すると、ヘパリンおよびクエン酸は他の採血管よりも全体的な脂質の抽出量が少なく、血清サンプルは特定の脂質(スフィンゴシン-1-リン酸:S1P)の濃度が他の採血管に比べて顕著に高かった。脂質の抽出効率はpHの影響を受けるため、ヘパリンおよびクエン酸採血管は血液pHを酸性に傾かせ、結果抽出効率が低下したと考えられる。また、血中のS1P産生源は赤血球および血小板だと知られている。血清は採取するまでに30分間常温で静置する操作があるため、その間に血小板や赤血球からS1Pが放出されて濃度が上昇したと考えられる。これらのことから脂質の測定にはEDTA-2NaまたはEDTA-2Kの採血管が適切であると考えられる。また、血液サンプルは夾雑物の影響により既存の脂質抽出法では上手く抽出できなかったため、既存の方法を改変して血液サンプルに適する抽出法を確立し、その結果、血中のdoxSLの検出に成功した。さらに予備検討用の精神疾患死後脳を用いて既存の脂質抽出法が適するかを確認し、さらに予備検討用のサンプルを用いた実験でdoxSLの存在を確認した。また、健常者の血液から末梢Tリンパ球を分離し、センダイウイルスを用いて初期化因子を導入してiPS細胞を樹立した。iPS細胞を神経幹細胞へと分化させた後、回収して脂質を抽出し、doxSLを検出した。代表的な精神疾患である統合失調症は、人口の約1%という高頻度で発症するにも関わらず、詳細な発症メカニズムが不明なため、十分な予防・治療法が確立されていない。統合失調症は複数の遺伝的要因や環境要因により発症すると考えられており、多くの臨床研究より脂質が疾患病理に関連する因子の一つとして報告されているが、病態と脂質代謝異常の関連や、そのメカニズムに関する詳細な研究は行われていない。統合失調症患者の一群では血中のセリン含量の減少および患者皮膚においてスフィンゴ脂質含量の低下が報告されている。このことから、生体膜に豊富な脂質の中でもアミノ酸セリン由来のスフィンゴ脂質が病態に果たす役割に着目し、精神疾患と脂質代謝に関連が見られるのかについて、精神疾患患者の死後脳サンプルを用いて検討した。まず統合失調症、自閉症および双極性障害の3群および交絡因子をマッチさせた対照群の死後脳について15例ずつ分析した。死後脳の部位としては、細胞膜に富む白質部位である脳梁、および灰白質部位であるBrodmann area 8(BA8)を用いた。統合失調症患者死後脳のスフィンゴ脂質解析により、白質(脳梁)において疾患特異的な一部のスフィンゴイド塩基の含量低下を発見した。統合失調症患者ではMRI画像解析により白質容積の減少などの白質異常や神経細胞軸索のミエリン(スフィンゴ脂質が豊富)形成異常が報告されている。また、自閉症および双極性障害患者の死後脳において対照群と比較してBA8の一部スフィンゴイド塩基の含量増加を発見した。脳においてスフィンゴ脂質は神経細胞軸索のミエリン形成だけでなく、神経細胞の突起伸長や神経伝達物質グルタミン酸の分泌の制御に関与している。これらの知見からスフィンゴ脂質の代謝異常が精神疾患の病態発症の分子基盤に関与する可能性を見出した。

統合失調症、自閉症および双極性障害の3群および交絡因子をマッチさせた対照群の死後脳について15例ずつ脂質分析を行った。死後脳の部位としては、大脳の両半球をつなぐ神経細胞の軸索の束からなり細胞膜に富む白質部位である脳梁、および眼球の随意運動を制御して情動・動機づけに重要な働きを担う灰白質部位であるBrodmann area 8(BA8)を用いた。それぞれの死後脳からスフィンゴ脂質を抽出して分析を行ったところ、統合失調症患者の脳梁において対照群と比べて有意に一部のスフィンゴイド塩基の含量が低下していることが明らかになった。さらにBA8では自閉症および双極性障害患者の死後脳において疾患特異的な一部スフィンゴイド塩基の含量増加を発見した。精神疾患患者のほとんどは投薬治療を受けているため、次に投薬量とスフィンゴイド塩基含量の相関を検討したところ、弱い正の相関がみられた。そこでマウスに抗精神病薬のクロザピンを投与して投薬とスフィンゴ脂質含量の相関を検討したが、2つの間に相関は見られなかった。また、対照群よりも投薬量が多い(投薬治療を受けている)患者群においてスフィンゴイド塩基含量の低下がみられたことから、患者群の死後脳スフィンゴイド塩基含量の低下は投薬の影響である可能性は極めて低いと考えられる。これらのことから、現在までにスフィンゴ脂質の代謝異常が精神疾患の病態発症の分子基盤に関与する可能性を見出した。代表的な精神疾患である統合失調症は、人口の約1%という高頻度で発症するにも関わらず、詳細な発症メカニズムが不明なため、十分な予防・治療法が確立されていない。統合失調症は複数の遺伝的要因や環境要因により発症すると考えられており、多くの臨床研究より脂質が疾患病理に関連する因子の一つとして報告されている。そこで本研究では精神疾患患者の死後脳サンプルを用い、精神疾患と脂質代謝の関連を明らかにすることを目指している。前年度までの解析で白質(脳梁)において統合失調症特異的な一部スフィンゴ脂質の含量変化を発見した。そこで本年度は、サンプルサイズを各群約95例まで拡大し、統合失調症患者群と対照群の死後脳白質を用いてスフィンゴ脂質代謝関連酵素の遺伝子発現変化を解析した。その結果、統合失調症患者群におけるスフィンゴ脂質代謝関連酵素の遺伝子発現変化が明らかになった。さらに、RNA-seqによってスフィンゴ脂質受容体の各サブタイプの白質における発現レベルを明らかにした後、リアルタイムPCR法で統合失調症群と対照群の白質における遺伝子発現を解析した。すると、白質で高発現している一部のスフィンゴ脂質受容体について、統合失調症患者群で有意に遺伝子発現が上昇していることを見出した。脳においてスフィンゴ脂質は神経細胞軸索のミエリン形成だけでなく、神経細胞の突起伸長やオリゴデンドロサイトの生存の制御に関与している。これらの知見はスフィンゴ脂質の受容体を介したシグナル経路の異常が統合失調症の病態の分子基盤に関与する可能性を示唆した。本研究では統合失調症、自閉症および双極性障害の3群および交絡因子をマッチさせた対照群の死後脳を用いて精神疾患とスフィンゴ脂質代謝の関連を検討した。その結果、白質(脳梁)において統合失調症特異的な一部スフィンゴ脂質の含量変化を発見した。
20世紀初頭のイギリスにおける学校体育制度に関する歴史的研究

本研究は,20世紀初頭のイギリスにおける学校体育制度の歴史的意義を明らかにすることを目的として研究に着手した。その際,研究範囲として政策と実態を網羅的に叙述することよりも,学校体育としての課外ゲーム活動の実施の歴史的経緯を中心として,その法的根拠を言及することに限定した。本研究によって得られた知見は以下の3点である。1.これまで研究対象とされなかったロンドンの救貧地区児童の体育・スポーツ状況を明らかにした。そして,救貧地区児童のゲーム活動実施にはパブリックスクールの伝道団や大学のセツルメントが支援しており,このことが20世紀初頭の初等学校や公立中等学校における課外ゲーム活動の進展につながることを論証した。2.これまで体育史研究では研究対象とされてこなかったブライス委員会報告書(Gt.Brit.,Report of the Royal Commission on Secondary Education)を吟味し,中等教育機関の体育施設の有無,その規模,課外ゲーム活動,体育授業の状況を基金立学校,共同出資立学校,上級初等学校別に査定した。そして,このことが20世紀初頭の初等・中等教育における体育授業や課外ゲーム活動の進展につながることを論証した。3.1906年教育規則(the Code of Regulation,1906.)の課外ゲーム活動条項の内容と,学校体育への影響を明らかにすることでその歴史的重要性を検討した。条項の内容は,十分な監視や指導の下にある年長の児童が適切な組織的ゲームを当局(Board of Education)の認可した取り決めの下で,学校時間中に占める一定の時間帯を出席時間(attendance)とみなしていた。1906年教育規則の課外ゲーム活動条項は,20世紀初頭の学校体育制度として,重要な内容を有していたといえる。本研究は、20世紀初頭のイギリスにおける学校体育制度の歴史的意義を明らかにすることを目的として研究に着手した。その際、先導的な都市部から徐々に体育授業実施が拡充していた状況が推移し、やがて政策主体としての教育院(Board of Education)が体育授業の必修を具体化する19世紀末から20世紀初頭に至るまでを研究の時代対象とした。具体的に14年度において、これまで研究対象とされなかったロンドンの救貧地区の児童の体育・スポーツ状況を明らかにした。そして、このことが20世紀初頭の初等教育における課外ゲーム活動の端緒、及び中等教育における課外ゲーム活動の進展につながることを歴史的文脈として吟味した。Poor Law Schoolsの体育授業ではスウェーデン体操の実施も試みられており,課外ゲーム活動実施など一般の初等学校とは異なる状況がみられた。その際パブリック・スクールの関係者との接点も明らかになった。ロンドンでも特定の貧民地区にパブリック・スクールや大学のセツルメント(settlement)が設置されており,パブリック・スクールのゲーム活動がその地区の児童にまず浸透していく。このことは,パブリック・スクールのアスレティシズムが一般の学校へも浸透していく具体的事例でもある。そうした経緯の一端がPoor Law Schoolsでの体育・スポーツ事情に反映されていた。体育授業や課題ゲーム活動実施の政策策定は,一般の公立初等学校や公立中等学校では20世紀初頭に持ち越されることになる。14年度において,具体的に,1904年の身体退化に関する王立委員会及び20世紀初頭のChief Offical Officerの報告書を収集し,資料整理も行った。次年度は,それをもとに20世紀初頭の学校体育制度の内容と政策策定の経緯を吟味する。政策主体としての教育院(Board of Education)が体育授業の必修を具体化する19世紀末から20世紀初頭に至るまでを研究の時代対象とした。

具体的に第1に,15年度において,これまで体育史研究では研究対象とされなかったブライス委員会報告書(Gt.Brit.,report of the Royal Commission on Secondary Education)を吟味し,当該教育機関の体育施設の有無,その規模,課外ゲーム活動,体育授業の状況を基金立学校,共同出資立学校,上級初等学校別に査定した。そして,このことが20世紀初頭の初等・中等教育における体育授業や課外ゲーム活動の進展につながることを歴史的文脈として理解した。第2に,20世紀初頭の学校体育制度の内容として,体育授業必修化に関する教育院の政策決定の動向,初等・中等学校での学校時間内にゲーム活動実施を認可する経緯,初等・中等学校別の学校運動場設置基準の策定経緯を吟味するために,英国議会議事録(Hansard Parliamentary debates)に所収の学校体育関連議事を収集し,その整理を行った。これらの作業によって,次年度に以下の4つの事柄を明らかにすることができる見通しを得ることができた。1 1905年の初等学校における課外ゲーム活動実施を認可する政策策定2身体退化に関する王立委員会における体育授業や課外ゲーム活動の位置づけ本研究は,20世紀初頭のイギリスにおける学校体育制度の歴史的意義を明らかにすることを目的として研究に着手した。その際,先導的な都市部から徐々に体育授業実施が拡充していた状況が推移し,やがて政策主体としての教育院(Board of Education)が体育授業の必修を具体化する19世紀末から20世紀初頭に至るまでを歴史研究の時代対象とした。16年度は具体的に,1906年教育規則(the Code of Regulation,1906.)の課外ゲーム活動条項の内容と,学校体育への影響を明らかにすることでその歴史的重要性を検討した。条項の内容は,十分な監視や指導の下にある年長の児童が適切な組織的ゲームを当局(Board)の認可した取り決めの下で,学校時間中に占める一定の時間帯を出席時間(attendance)とみなしていた。そして,学校時間中に占める時間とみなすのは,週のうち早朝あるいは午後の一定時間に限られ,1時間30分以上あるいは,運動場へ行ったり,運動場から学校へ戻ったりするのにかかる時間を除いたとしても2時間の継続した一定の時間をその時間としていた。1906年教育規則の前書きには,前年規則との変更点が項目別に記載されていた。教師のイニシャティブやボランティアで児童の課外ゲーム活動を実施していた19世紀末まで現状から,20世紀初頭において課外ゲーム活動を出席時間として認める施策へと転換した歴史的意味は,学校外部における児童の日常的な課外ゲーム活動を教育行政の傘下に組み入れることをも意味していた。1906年教育規則の課外ゲーム活動条項は,20世紀初頭の学校体育制度として,重要な内容を有していたといえる。
健康高齢者の記憶機能における計算訓練課題の効果

高齢者の記憶機能を計算訓練によって維持・増進することが可能であるか検討した。訓練期間は5週間から22週間であった。研究協力者は地域在住の健康な70歳代の高齢者であった。実験群と統制群は無作為に分けられた。実験群には毎日自宅で10分15分程度を要する計算課題が課せられた。訓練前後に両群の記憶能力、主観的幸福観、抑うつ度を測定した。その結果、全体として計算訓練の効果を実証することはできなかった。回想法による訓練効果も検討したが効果は見られなかった。古橋は2つの実験を行った。第1実験は、8週間め計算訓練であった。健康な高齢者の記憶機能が、毎日の計算訓練の遂行のみで向上するか検討した。最終的に有効な被験者は実験群18名、統制群23名であった。平均年齢は約71歳であった。訓練の前後に短期記憶課題、長期記憶課題、作動記憶課題、意味記憶課題、メタ記憶課題、主観的幸福感、PCGモラールスケールを実施した。結果は記憶能力、メタ記憶能力、主観的幸福感のいずれにも効果は見られなかった。第2実験は、第1実験と同じ目的で5週間の計算訓練が行われた。毎週1回全員で集まり、実験者とのコミュニケーションによる強化を少し受ける条件であった。結果は実験1と同様に、自宅で毎日計算訓練を行うことのみでは記憶能力、情意的検査課題に効果は見られなかった。吉田は健康高齢者に学習療法を用いた計算課題遂行の効果との比較の中で理論的検討を行った。吉田は継続的に学習療法を用いて音読課題・計算課題を6ヶ月間行う条件で記憶課題や情意的検査課題による効果を測定している。その結果では記憶課題や情意的検査課題の多くに改善の効果が見られたことから、コミュニケーションの有無が重要な要因であることを示唆している。出口は小学3年生59名、小学4年生71名、小学5年生70名、小学6年生57名、大学生70名を対象に短期記憶、作動記憶、長期記憶、意味記憶の発達的変化を調査した。青年期までの各記憶過程の発達過程が測定された。2009年度に行う成人期以降の結果と併せて、記憶の生涯発達過程を明らかにし、訓練効果を理解するための資料とする。古橋は2実験を実施した。第1実験では健康高齢者に12週間毎日簡単な計算課題50問への取り組みを行ってもらった。対象者は最終的に、実験群13名、統制群10名であった。平均年齢は実験群73.9歳、統制群70.0歳であった。計算課題遂行の前後に、短期記憶、長期記憶、作業記憶、意味記憶、メタ記憶、脳機能測定尺度としてFAB、心理的適応尺度としてPGC(主観的幸福観)、GDS(うつ傾向尺度)を測定した。実験群と統制群の間に、記憶の各尺度及びFAB、PGCに有意な差はなかった。GDSに交互作用が見られ、うつ尺度が実験群で改善した。第2実験は訓練期間を22週間と長くして健康高齢者を対象に検討した。最終的に実験群は16名、平均年齢は78歳6ヶ月であった。統制群は10名、平均年齢は76歳8ヶ月であった。訓練課題と訓練前後の心理的尺度は第1実験と同じものを用いた。その結果、実験群は作業記憶の遂行量が統制群と比較して有意に伸びた。作業記憶の機能改善に効果があることを示唆した。吉田は学習療法との比較から古橋、出口の結果に対して理論的考察を加え、訓練の効果訓練時のコミュニケーションの量が関与すると考察した。出口は健康高齢者の記憶遂行量の変化状況を調査するために、40代30名、50代18名、60代6名、70代10名、80代2名を対象に記憶課題を用いて調査した。その結果、60代以降における作動記憶、短期記憶、長期記憶における減退状況が見られた。一方、意味記憶の減退は遅れることが分かった。健康高齢者に対する認知訓練の可能性と制限と、訓練は60代から開始することが望ましいことが示された。古橋は訓練課題として回想法を用いることの効果を検討した。2008年度と2009年度には5週間から計算22週間に及ぶ計算訓練の効果を検討してきたが、記憶機能のどの側面にも効果は見られなかった。2010年度は高齢者の心理的側面の改善の効果があることが知られている回想法を用いることの効果を検討した。実験群は22名であったが最終的に18名(平均78歳6ヶ月)、統制群は10名であったが最終的に8名(平均75歳4カ月)であった。

個人回想法を5回行い、効果を統制群と比較したが、結果は記憶機能、脳機能、心理的尺度のいずれにも効果は見られなかった。計算訓練のみでも、回想法のみでも健康高齢者の記憶機能を改善することはできなかった。吉田・古橋は古橋の結果や吉田の学習療法の結果から、単独の訓練課題を実施することでは認知訓練の効果が得られないとする他の研究と同様の結果であると考え、多様相訓練開発の重要性を指摘した。出口は記憶の生涯発達の様相を明らかにするため、平成20年度、平成21年度に得られた資料に加えて本年は高齢者を中心とした調査を行った。50歳代6名、60歳代2名、70歳代3名、80歳代1名の計12名に調査した。得られた全資料は小学生257名、大学生81名、40歳代80歳代78名の計416名であった。Z得点に変換し比較したところ、意味記憶は40歳代を最大値として増大しその後減少の変化、短期・長期記憶は大学生を頂点として増大しその後減少の変化が明らかにされた。記憶過程の違いで変化の様相が異なること、従来多くの研究で得られている結果より最大値の年齢が若いことが示された。
運動はMEF2を介してGLUT4を増加させるか

運動によるGLUT4発現量増加に転写因子MEF2が関与するかどうか調べた。骨格筋特異的にMEF2Aを過剰発現させたマウスでは、GLUT4発現量増加は認められなかった。MEF2を活性化し、運動で増加するPGC-1α-bとPGC-1α-cを筋肉過剰発現したマウスでもGLUT4mRNAの増加は認められなかった。以上の結果から、MEF2は運動によるGLUT4mRNA増加に関与していないことが想定された。運動を行うとMEF2を介した転写活性化がおこることが多数報告されている。GLUT4の発現調:節領域にもMEF2結合部位があるため、運動によるGLUT4発現増加にMEF2結合部位が関与している可能性がある。そこで骨格筋特異的にMEF2Aを過剰発現させたマウスを作製し、1ラインのFOを得た。骨格筋でのみMEF2A発現が2倍程度増加し、白色脂肪細胞、褐色脂肪細胞、肝臓、脾臓、肺、脳には発現は認められなかった。又、MEF2Aによって制御されているとされる遺伝子GLUT4およびPGC-1Ct発現量をreal time PCR法で調べたが、増加は認められなかった。GTT(経口糖負荷テスト)を行っても野生型マウスとの間に差は認められなかった。このマウスに運動負荷をかけてもその変化にトランスジーンの影響は認められなかった。1ラインのマウスしか調べていないが、MEF2AはGLUT4発現量を増加させなかった原因としてMEF2Aの発現量が少なかった可能性がある。今後、より過剰にMEF2Aを発現したトランスジェニックマウスを新たに作成し、その表現型を調べる。又、MEF2Aのdominant negative miceを作成し、MEF2Aの機能を抑制した場合、GLUT4の発現が抑えられるかどうか調べる。更に、GLUT4発現を制御する新しい転写因子を探索するため、各種転写因子の活1生化剤をマウスに投与し、筋肉に於いてGLUT4発現量が変化するかどうか明らかにする。GLUT4の発現調節領域にもMEF2結合部位があるため、運動によるGLUT4発現増加にMEF2結合部位が関与している可能性がある。しかし、骨格筋特異的にMEF2Aを過剰発現させたマウスを作製したが、GLUT4発現量の増加は認められなかった。この原因として、MEF2A以外のMEF蛋白が関与する可能性がある。各種MEF2蛋白に結合し、MEF2の機能を亢進させる転写共役因子PGC-1αを筋肉で増加させた場合、GLUT4量が増加するか調べた。ESTライブラリーを検索中、PGC1-αmRNAにはスプライシングやエクソンの異なる3種類(PGC1-α-a,PGC1-α-b,PGC1-α-c)が存在することを新規に見いだした。今まで知られていたのはPGC1-α-aである。PGC1-α-b,PGC1-α-cは蛋白質に翻訳された場合、PGC1-α-aに比べて少し小さいサイズになる。PGC1-α-b,PGC1-α-cはエクソン1bを使用するのに対し、PGC1-α-aはエクソン1aを用いる。又、発現調節機序も異なった。筋肉に於いて運動で増加するのは、新しく見いだしたPGC1-α-bとPGC1-α-cのmRNAであり、PGC1-α-a mRNA量は変化しなかった。一方、肝臓において絶食で増加するのはPGC1-α-a mRNAで、PGC1-α-bとPGC1-α-cのmRNA発現量は増加しなかった。褐色脂肪細胞で寒冷により増加するのはPGC1-α-bであり、PGC1-α-aは変化しなかった。以前の我々の研究ではPGC1-α-a過剰発現マウスは筋アトロフィーを生じ、GLUT4量を低下させたが(JBC2004,Am J Pathol 2006),PGC1-α-b,PGC1-α-c過剰発現マウスでは、GLUT4の減少は認められず、PGC1-α-bマウスではGLUT4mRNAの増加傾向が認められた。21年度はPGC1-α-bのMEF2への結合やGLUT4量発現増加機序、全身での糖脂質代謝への影響を調べる。この原因として、MEF2A以外のMEF蛋白が関与する可能性が考えられた。

各種MEF2蛋白に結合し、MEF2の機能を亢進させる転写共役因子PGC-1αを筋肉で増加させると、GLUT4量が増加し、耐糖能が高脂肪食摂取時に改善するかどうかトランスジェニックマウスを用いて検討した。筋肉に於いて運動で増加するのは、今まで報告されているPGC-1α-aと異なり、スプライシングやエクソンの異なるPGC-1α-bとPGC-1α-cである。このため、これら2種類のPGC-1αを筋肉特異的に過剰発現したマウスのGLUT4mRNA量を測定した。PGC-1α-bとPGC-1α-cの両ラインの雄、雌ともミトコンドリア関連遺伝子の発現増加は認められたが、GLUT4mRNAの増加は認められなかった。更に、PGC-1α-bの独立した2つのラインの雌を用いて、高脂肪食を摂取させ負荷を与えた状態で、糖負荷試験、インスリン負荷テストを行った。興味深いことに高脂肪食により異なる表現型が得られた。PGC-1α-b/Aでは、コントロールマウスに対しより肥満、PGC-1α-b/Bでは、コントロールマウスに対しよりやせになったが、糖負荷試験ではどちらのラインでも耐糖能の悪化が見られ、GLUT4機能が増加していないことが、in vivoの結果からも予測された。以上の結果から、MEF2はGLUT4増加に関与していないことが予想された。
健康状態評価に基づく日本人高齢者泌尿器癌患者の管理指針作成

2016-2017年にかけて外来に新患で受診される70歳以上の高齢者を中心に、約800人の患者においてGeriatric 8screening toolを使用した健康状態の調査を行った。前立腺癌については、中央値が14.5点と他疾患と比較すると点数が高い傾向にあった。一般的にG8のcut-offとされる14点以下と14点以上の2群に分けてその後の治療法の選択に違いがあるか検討を行ったが、手術や放射線、ホルモン療法などの治療の割合に有意な差を認めなかった。大学病院へ治療を目的に紹介される患者という、すでにバイアスのかかった集団であることは考慮する必要があるが、少なくとも限局性の前立腺癌については、G8による評価をそのまま使用するには多くの課題があることがわかった。一方で膀胱癌については前立腺癌患者と比較して平均年齢で5歳高齢で、合併症を多くもつ傾向にあった。G8の点数も中央値で12点と明らかに低い結果であった。実際の臨床でも膀胱癌の高齢者の方が治療を検討する上で苦慮することが多く、G8による健康状態の評価が治療法を考える際のひとつの指標になる可能性があると考えられた。今回の検討では膀胱癌でも、早期癌から進行癌、あるいは治療も内視鏡的手術から膀胱全摘、化学療法などさまざまな程度の侵襲を伴う治療を行う患者を含めたため、具体的にG8の評価と治療選択や治療成績、合併症、予後などを検討することはできなかったが、今後高齢者の膀胱癌に対象を絞って検討することにより、さらに高齢者における健康状態評価の意義を明らかにすることができる可能性があるものと考えられた。前立腺癌や膀胱癌などの尿路悪性腫瘍は一般的に高齢者に発生することが多く、人口の高齢化に伴いその数は急増している。そのような背景のもとに、高齢者における適切な評価や治療が行われることを目指して、本研究では高齢者の治療成績やQOLなどの情報の蓄積や解析、さらに虚血マーカーを用いた新たな高齢者の評価法の可能性の検討、さらには高齢者のスクリーニングツールや治療指針の作成を目的としている。平成28年度は当初の計画のように、75歳以上の前立腺癌や膀胱癌などの泌尿器癌患者の背景や治療法の選択、Geriatric 8アンケート調査、治療による合併症、治療成績、QOLなどの情報収集を行った。早期前立腺癌、膀胱癌でそれぞれ数十例ずつの情報が得られることが見込まれるが、高齢者の患者背景は多岐に渡ることと、治療法の選択も一様ではないため、今後さらに対象となる患者数を増やしていく予定である。また前立腺癌については当初早期がんを対象としていたが、現在東北大学を中心に行っている去勢抵抗性前立腺癌に関する多施設共同臨床研究の中において、80歳以上の高齢者が60-70例近く登録されている。このような進行癌における高齢者の積極的な治療の意義や有害事象、QOL変化などは明らかにされておらず、現在新たに研究の対象として調査を行っている。また上記調査は高齢者だけでなく、若年者も同時に調査の対象としており、今後若年者との相違を解析することにより、より高齢者の特性を明らかにすることができるものと考えている。平成28年度は高齢泌尿器癌患者の情報収集を行うことを主な計画予定としており、それについては調査が比較的順調に進んでいる。また高齢者以外の若年者の情報も収集できており、今後比較を行うことによりさらに有意義な結果が得られることが期待される。前立腺癌や膀胱癌などの尿路悪性腫瘍は一般的に高齢者に発生することが多く、人口の高齢化に伴いその罹患数は増加している。高齢者では個々の患者の健康状態に基づく治療法の選択が重要であり、本研究では高齢者癌治療の成績や、健康状態評価の方法を検討する上で必要となる基本的な情報を収集し、そこから出てくる課題や問題点を明らかにし解決策を見出すことを目的としている。平成29年度はこれまで収集した高齢者泌尿器癌患者の患者背景や治療成績の情報、また同時に収集したGeriatric 8スクリーニングによる健康状態の評価の検討を行った。その結果、海外で作成されたgeriatric 8ツールがBMIや内服数などいくつかの評価項目において日本人の高齢者では評価方法が適切ではない可能性が出てきた。そこでまずは日本人における点数の付け方などの基準に関する検証が必要と考えられた。また例えば同じ高齢者の前立腺癌でも、早期癌と進行癌で同じ点数のカットオフで標準治療を行うかどうかの判断をしていいかという点も疑問としてあがった。癌種や進行度にかかわらず、まず高齢者の健康状態を評価することがまず必要であることに変わりはないが、癌側の要因、すなわし癌の種類や進行度、あるいは治療による侵襲の大きさも実際に高齢者の治療を検討する上では重要となってくるため、さらに検討が必要と考えられた。今後はこれまでの日本人高齢者の健康状態の評価の検討を進めるとともに、まずは前立腺癌をモデルケースとして、早期癌と進行癌に分けて高齢者の治療の適応がどのように変わってくるかについても検討を行っていくことを予定している。平成29年度はこれまで収集した情報をもとに、高齢者健康状態評価の日本人での結果や課題などを検討してきた。今後は課題となった点についてさらに原因検索を進め、より日本人に適した評価法の開発につなげていく予定である。

前立腺癌については、中央値が14.5点と他疾患と比較すると点数が高い傾向にあった。一般的にG8のcut-offとされる14点以下と14点以上の2群に分けてその後の治療法の選択に違いがあるか検討を行ったが、手術や放射線、ホルモン療法などの治療の割合に有意な差を認めなかった。大学病院へ治療を目的に紹介される患者という、すでにバイアスのかかった集団であることは考慮する必要があるが、少なくとも限局性の前立腺癌については、G8による評価をそのまま使用するには多くの課題があることがわかった。一方で膀胱癌については前立腺癌患者と比較して平均年齢で5歳高齢で、合併症を多くもつ傾向にあった。G8の点数も中央値で12点と明らかに低い結果であった。実際の臨床でも膀胱癌の高齢者の方が治療を検討する上で苦慮することが多く、G8による健康状態の評価が治療法を考える際のひとつの指標になる可能性があると考えられた。今回の検討では膀胱癌でも、早期癌から進行癌、あるいは治療も内視鏡的手術から膀胱全摘、化学療法などさまざまな程度の侵襲を伴う治療を行う患者を含めたため、具体的にG8の評価と治療選択や治療成績、合併症、予後などを検討することはできなかったが、今後高齢者の膀胱癌に対象を絞って検討することにより、さらに高齢者における健康状態評価の意義を明らかにすることができる可能性があるものと考えられた。対象となる患者を増やしていくとともに、得られた情報をもとにデータベースの作成を行う。また当初予定していた虚血マーカーの解析も開始していく予定である。作成したデータベースをもとに、様々な視点から高齢者と若年者の比較を行い、高齢者の治療の特性を明らかにしていく。前立腺癌でも早期癌と進行癌では治療の適応や治療方法自体も異なるため、両者を分けて解析を行う。また新規治療薬の登場により、特に進行前立腺癌では標準治療が変わってきており、高齢者における治療状況に関する情報収集と、現在我々が行っている臨床試験から得られた情報の比較を行う。解析用のパソコン購入や統計解析用のソフト、および虚血マーカー検討用の実験器具や試薬などの購入は次年度に行う予定になったため。平成29年度は計画通り進捗したが、効率的に実施することができ、次年度使用額が生じた。次年度使用額は平成30年度の助成金と合わせて、論文発表に必要な英文校正や投稿料に使用する計画である。データの解析用PC・統計ソフト・虚血マーカー用の実験器具や試薬、成果発表の際の旅費(国際学会を含む)などに使用する予定です。
姿勢協同筋を中心とした神経系システムの補償的作用ならびにその加齢的変化

本研究の目的は,被験者の姿勢筋を疲労させた後,立位姿勢から2kgの錘をアンダーハンドで前方へ最大努力での投じた時の投速度と先行随伴性姿勢調節(anticipatoryposturaladjustments;APA)の回復様相についてみようとするものである.健康な被験者が,30%MVCの挙上重量を用い,等張性足背屈動作を疲労困憊まで実施し,前脛骨筋(TA)の疲労前・後にそれぞれ最大努力の投球動作を実施した.疲労動作課題直後のTAのEMG活動は投動作中に消失したが,姿勢協同筋の脊柱起立筋と大腿二頭筋のEMG活動量は,それぞれ増大した(各々P=0.007,P=0.272).これら姿勢協同筋の疲労に伴う変化は,45秒の回復時間でベースラインに戻り,低下していた投速度も225秒の回復時間を経て疲労前の運動成果に戻った.これら姿勢協同筋群の活動パターンは,疲労で損なわれたTAの筋活動を補償する,いわゆる"筋交替活動alternatemuscleactivity"と考えられた.以上のことから,上位中枢機構は疲労困憊した姿勢筋を休止させ,他の疲労していない姿勢協同筋を選択的に賦活させることで,高いレベルの運動成果と姿勢平衡を保つ事を意図していることが示唆された.本研究の目的は,被験者の姿勢筋を疲労させた後,立位姿勢から2kgの錘をアンダーハンドで前方へ最大努力での投じた時の投速度と先行随伴性姿勢調節(anticipatoryposturaladjustments;APA)の回復様相についてみようとするものである.健康な被験者が,30%MVCの挙上重量を用い,等張性足背屈動作を疲労困憊まで実施し,前脛骨筋(TA)の疲労前・後にそれぞれ最大努力の投球動作を実施した.疲労動作課題直後のTAのEMG活動は投動作中に消失したが,姿勢協同筋の脊柱起立筋と大腿二頭筋のEMG活動量は,それぞれ増大した(各々P=0.007,P=0.272).これら姿勢協同筋の疲労に伴う変化は,45秒の回復時間でベースラインに戻り,低下していた投速度も225秒の回復時間を経て疲労前の運動成果に戻った.これら姿勢協同筋群の活動パターンは,疲労で損なわれたTAの筋活動を補償する,いわゆる"筋交替活動alternatemuscleactivity"と考えられた.以上のことから,上位中枢機構は疲労困憊した姿勢筋を休止させ,他の疲労していない姿勢協同筋を選択的に賦活させることで,高いレベルの運動成果と姿勢平衡を保つ事を意図していることが示唆された.立位姿勢での動的な多関節運動において,姿勢調節に参画する筋が疲労した場台,他の姿勢協同筋が補償し平衡保持を図ることが予測されるが,その機序はいまだ明らかではない.この姿勢協同筋の補償機能は,とくに高齢者の安全な生活遂行能力(転倒予防)の確保にとって重要である.本研究では,姿勢平衡を維持する姿勢協同筋を中心とした神経系システムの,筋疲労に対する補償的作用およびその加齢的変化を全身協関的視点から精査し,その老化遅延策を体力・生活環境面から検討しようとした.平成22年度は,第1実験として若年成人20名を被験者とし,安静立位から片上肢の前方挙上による錘の投球動作を実施し,その際に姿勢筋である前脛骨筋を疲労させ姿勢協同筋の回復様相を検討した.その結果,疲労姿勢筋の活動は消失し,代わって協同筋である大腿二頭筋や脊柱起立筋の有意な活動増大が認められ,姿勢協同筋の補償機能の存在が確認された.第2実験として,若年成人10名の被験者に単盲検クロスオーバー法を用いて,等熱量の高炭水化物食(HC)と高脂肪食(HF)を摂取させ,同様の姿勢筋疲労をともなう投球実験を実施した.その結果,HF摂取の場合,姿勢筋の疲労回復時間(姿勢筋活動の出現時間)がHC摂取より有意に遅れ,それに応じて姿勢協同筋活動の増大が認められた.第3実験として,投球トレーニングを重ねているソフトボール投手10名を被験者とし,同様の実験を実施した結果,姿勢筋の回復が一般若年成人よりも有意に早く,疲労運動終了後30秒1分以内での回復が認められた.以上のことから,姿勢協同筋適応能は,日常の栄養摂取や運動習慣に影響を受けることが示唆された.立位姿勢での動的な多関節運動において,姿勢調節に参画する筋が疲労した場合,他の姿勢協同筋が補償し平衡保持を図ることが予測されるが,その機序はいまだ明らかではない.この姿勢協同筋の補償機能は,とくに高齢者の安全な生活遂行能力(転倒予防)の確保にとって重要である.安静立位から片上肢の前方挙上による錘の投球動作を実施し,その際に姿勢筋である前脛骨筋を疲労させ姿勢協同筋の回復様相をみると,疲労直後に疲労姿勢筋の活動は消失し,替わって協同筋である大腿二頭筋や脊柱起立筋の有意な活動増大が認められ,姿勢協同筋の補償機能の存在が確認された(平成22年度).平成23年度は,若年成人22名を被験者とし,近赤外分光法(NIRS)を用い,疲労回復中の前脛骨筋の酸素動態を筋電図と同時記録した。被験者個々で姿勢筋の疲労回復時間(姿勢筋活動の出現時間)は異なったが,被験者各々の前脛骨筋における筋内酸素濃度の回復と姿勢筋としての再活動開始時間が符合した.