hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
巨大クラスターによる非線形スパッタリング現象に関する研究

数百の原子から構成されるガスクラスターイオンビームは単原子イオンよりも一桁以上高いスパッタ率、高い化学反応性、照射表面の平坦化効果などを持ち、高速無損傷加工や極浅注入、深さ方向分析といった産業分野への応用が期待されている。ガスクラスターの持つこれらの照射効果は照射するガスクラスターイオンの原子種類、構成原子数や速度に強く依存することが報告されており、ガスクラスターの持つさまざまな照射効果がどのようにして誘起されているかの理解は急務である。また巨大なクラスターと固体との相互作用は単原子固体間相互作用と固体固体間相互作用の間を埋める物理現象であるため、その解明は物理学的にも非常に重要である。クラスター照射効果の詳細な理解のためにはさまざまなサイズ、速度のクラスター照射を行い、放出される二次粒子を測定するなどして誘起される照射効果を定量的に評価する必要がある。第三年度では第二年度までの結果を元に高いサイズ分解能でクラスターイオンを選別照射可能なクラスターイオン源の設計を行った。ガスクラスターと固体との衝突メカニズムの評価のためには放出される二次粒子の分析が必要であるが、二次粒子の飛行時間分析を行う場合、サイズ分布を持つガスクラスターイオンビームにはさまざまな速度のクラスタービームが混在するため入射ビームが時間的に広がるという問題があった。しかし新たに設計した装置では高い分解能での入射クラスターイオン選別により約100nsという短いパルス幅が可能となった。また、得られた100ns程度のパルス幅のガスクラスターイオンビームを用いて実際に有機試料の二次イオン分析を行い高い時間分解能での飛行時間質量分析にも成功した。以上のことからこの研究はクラスターイオンと固体との衝突メカニズムの解明に非常に有用であると考えられる。巨大クラスター衝突による非線形スパッタリングは孤立原子衝突や固体衝突とは異なる衝突メカニズムに起因する興味深い物理現象であり、加えて超平坦化加工や高速エッチングといった産業分野への応用が可能である。巨大クラスター衝突時に固体表面で起こる現象を定量的に評価し理解することは非常に重要だが、特定のクラスターサイズを持つ巨大クラスターを用いた照射効果の評価は極めて困難でありほとんど行われていない。第一年度は飛行時開法を用いてサイズ選択を行ったArクラスターイオンビームをSiに照射することにより入射クラスターのエネルギーおよびサイズがスパッタリング収量に及ぼす非線形効果についての評価を行った。飛行時間法は入射クラスターのサイズ選択手法として有用であるが、利用可能なビーム電流量が1/100以下に激減するため二次イオン測定などの一部を除いた照射効果の評価はこれまで不可能であった。本研究ではガスクラスクーイオンビーム照射装置のイオン光学系を新たに設計し、これまでよりも二桁以上高いビーム電流密度の照射を可能とすることにより飛行時間測定法による巨大クラスターのサイズ選択の問題を解決した。巨大クラスター衝突の非線形効果として入射クラスターエネルギーおよびサイズの増加に伴い、それぞれべき乗でスパッタリング収量が増加するという結果を得た。第1年度の研究によって得られた高電流密度サイズ分離ガスクラスターイオン照射技術およびスパッタリング収量の非線形効果評価は、衝突メカニズムの包括的な理解のために第2年度以降に予定している二次中性粒子測定を行う上において非常に重要であるといえる。ガスクラスターイオンは従来の単原子イオンと比較して著しく高質量かつ低速度であり、衝突時には非常に高い密度のエネルギーを固体表面に付与し多粒子間相互作用を引き起こす。その結果として得られる特異な照射効果は高速無損傷加工や極浅注入、深さ方向分析といった産業分野への応用が期待されている。クラスター衝突によって誘起されるこれらの効果は照射するガスクラスターイオンの原子種類、構成原子数や衝突速度に強く依存するため、効率的な利用のためには用途に応じて使用するクラスターの最適化を行う必要がある。そのためにはさまざまなサイズ、速度のクラスターイオン衝突により誘起される照射効果を定量的に評価し、クラスターの持つさまざまな照射効果がどのようにして誘起されているかを体系的に理解しなくてはならない。第二年度では第一年度で得られたサイズ選別したガスクラスターイオンを有機物質であるPMMAに照射し、スパッタリング収量およびスパッタリングに伴う表面荒れの評価を行った。また、これまでのクラスターイオンのサイズ選別照射装置で選別可能なクラスターイオンの持つエネルギーは最大でも40eV/atom程度であり、低速度であるためモノマーイオンとの定量的な比較が困難であった。したがって第二年度ではクラスターイオン照射装置を再度設計し、100eV/atom以上の速度を持つクラスターイオンを選別照射可能な装置を製作した。これによりこれまで不可能であった同じ速度の小型クラスターイオンや単原子イオン衝突との直接的な比較が可能となった。第二年度で得られた高電流密度サイズ分離ガスクラスターイオン照射技術をもちいて第三年度はより仔細な衝突メカニズムの評価を行う。

クラスター照射効果の詳細な理解のためにはさまざまなサイズ、速度のクラスター照射を行い、放出される二次粒子を測定するなどして誘起される照射効果を定量的に評価する必要がある。第三年度では第二年度までの結果を元に高いサイズ分解能でクラスターイオンを選別照射可能なクラスターイオン源の設計を行った。ガスクラスターと固体との衝突メカニズムの評価のためには放出される二次粒子の分析が必要であるが、二次粒子の飛行時間分析を行う場合、サイズ分布を持つガスクラスターイオンビームにはさまざまな速度のクラスタービームが混在するため入射ビームが時間的に広がるという問題があった。しかし新たに設計した装置では高い分解能での入射クラスターイオン選別により約100nsという短いパルス幅が可能となった。また、得られた100ns程度のパルス幅のガスクラスターイオンビームを用いて実際に有機試料の二次イオン分析を行い高い時間分解能での飛行時間質量分析にも成功した。以上のことからこの研究はクラスターイオンと固体との衝突メカニズムの解明に非常に有用であると考えられる。
大学運営に係る大学事務職員のビヘイビアに関する日米比較

○研究目的我が国経済・社会の環境変化は、大学経営管理手法の抜本的な改革を余儀なくさせ、これまで大学経営管理の意思決定の関与度合いが低く、意思決定に必要な資質や能力が十分に担保されていなかった大学事務職員に対し、大学改革の推進力としての期待が高まっている。一方、米国の高等教育が、規模や教育・研究水準の面で圧倒的な影響力を有する現状を踏まえれば、我が国の大学は、今後も米国の大学改革の影響を受けていくと考えられる。特にAdministrative Staff(以下「AS」)の現状を見ると、組織的変革の必要性に気付かされる。こうした背景を踏まえ、我が国の大学事務職員(以下「職員」)が、大学経営管理に関していかなる役割を果たし意思決定に関わっていくべきかという観点からASの特質を考察することで、大学経営管理上の問題点を明らかにしつつ職員の職能開発のあり方を考察する。○研究成果公立大学では各州の自治権が強く、私立大学では経営母体の独自性が強いため、米国内ですら一貫したASの現状を把握することは困難であり、ある程度の専門性が認められるASについては、独自の職務名称を用いて非専門職員との区別を図っているため、我が国の職員と厳密な同義語を見つけることは困難である。事務組織の構成も千差万別である。したがって、我が国の国立大学法人の事務局配属職員と米国州立大学のHuman Resources配属ASのような比較対象軸を限定することで考察結果を明確にできる。勿論、専門化が進むASの現状を的確に把握することは継続した研究課題となる。ASは、長期雇用を前提として採用されることは希で、The Chronicle of Higher EducationのAdministrative Positionsの求人では、職務分野毎に毎号数百件のポストの募集が行われているが、将来的にASと我が国の職員との交流の展開が期待される。
白血球減少時におけるサイトカイン産生に及ぼすコロニー刺激因子の影響の解析

雄のWister系ラットを用い,以下の4群に分けて処置を行った.c群生理食塩水を前処理した3日後,連日3日間G-CSFまたはM-CSFを投与した後,E.coli.を投与した群.d群生理食塩水を前処理した3日後,連日3日間生理食塩水を投与した後,E.coli.を投与した群.E.coli.を投与した後,経時的に6時間目まで,血行動態(心拍数,動脈血圧)を測定した.心拍数,血圧の変化は4群間で有意な差は認められなかった.E.coli.投与後,5日間生死を観察すると,致死率はcyclophosphamide投与群は投与していない群に較べて有意に高値を示した.しかし,コロニー刺激因子の投与は致死率に対して影響を与えなかった.コロニー刺激因子を投与した後の,経時的な血清TNF-αと1L1-βの変動,臓器障害の程度については病理学的な検索を含め現在検討中である.雄のWister系ラットを用い,以下の4群に分けて処置を行った.c群生理食塩水を前処理した3日後,連日3日間G-CSFまたはM-CSFを投与した後,E.coli.を投与した群.d群生理食塩水を前処理した3日後,連日3日間生理食塩水を投与した後,E.coli.を投与した群.E.coli.を投与した後,経時的に6時間目まで,血行動態(心拍数,動脈血圧)を測定した.心拍数,血圧の変化は4群間で有意な差は認められなかった.E.coli.投与後,5日間生死を観察すると,致死率はcyclophosphamide投与群は投与していない群に較べて有意に高値を示した.しかし,コロニー刺激因子の投与は致死率に対して影響を与えなかった.コロニー刺激因子を投与した後の,経時的な血清TNF-αと1L1-βの変動,臓器障害の程度については病理学的な検索を含め現在検討中である.
心筋梗塞後左室リモデリングにおける顆粒球・マクロファージコロニー刺激因子の関与

ラット心筋梗塞モデルを作成し、Sham群、GM-CSF投与Sham群、心筋梗塞(MI)群、GM-CSF投与MI群につき、平成15年度においてはGM-CSF投与による梗塞部および非梗塞部の線維化に及ぼす影響について経時的に検討を行った。今年度は、Sample数を増加し、前年度の結果の再確認を行うとともに、梗塞部へのマクロファージの浸潤の程度につき評価を行った。GM-CSF投与による形態学的変化を観察するためMI作成後7、14日後に心臓を摘出し、ヘマトキシリン・エオジン染色を行った。結果、7、14日後の検体ともGM-CSF投与MI群はMI群に比して、梗塞部伸展に伴う左室内腔の拡大と中隔の肥厚を認めた。また、マロリーアザン染色を行い、各群における梗塞部、非梗塞部の線維化の程度につき肉眼的評価を行った。結果、GM-CSF投与MI群では、急性期には線維化がMI群に比し抑制されていたのに対し、MI作成後14日後には逆に線維化を強く認めた。梗塞部、非梗塞部へのマクロファージ浸潤の程度を評価するため、抗ED-1抗体を用いて免疫組織染色を行った。結果、GM-CSF投与MI群において、梗塞部に抗ED-1抗体陽性マクロファージの浸潤を強く認めた。これらの結果と過去2年間の結果を合わせて考えると、GM-CSF投与が心筋梗塞後の梗塞部における線維化の過程に強く影響を及ぼし、線維化はマクロファージの浸潤の程度と密接な関連があると考えられた。GM-CSFは、梗塞後の心筋局所の炎症と治癒過程を修飾することにより心筋線維化の過程に変化をもたらし、結果として左室リモデリングを加速する作用を有する事を確認した。GM-CSF投与ラット心筋梗塞モデルにおいて、末梢血白血球数及び単球数を測定し、結紮2日後に白血球数が、4日後に単球数がGM-CSF非投与心筋梗塞モデル及びSham群に比し高値を認めた。この事より、GM-CSFが心筋梗塞後の白血球及び単球増加を亢進させる事を確認した。2週モデルにおいて心エコー、カテ先マノメーターを用いて左室機能、血行動態の測定を行ったところ、GM-CSF投与群において心エコー上LVEDPの増加、カテ先マノメーター上LVEDDの上昇を確認した(GM-CSF非投与心筋梗塞モデル及びSham群に比し)。左室心筋組織におけるGM-CSF、TGF-β_1、MCP-1の発現をImmunoblottingで検討し、2週モデルにおいてGM-CSF投与群では、梗塞部だけではなく非梗塞部にて発現が亢進していた。同様に心筋組織におけるTGF-β_1、オステオポンチンの発現をRnase Protection Assay法にてRNAレベルで2、6週後と時系列にて比較検討し、2週モデルにて梗塞部だけでなく非梗塞部においてもSham群と比較し発現の亢進を確認した。また2週後の非梗塞部での上記サイトカインの発現は、6週モデルのGM-CSF非投与群と同等の発現亢進を認め、GM-CSFが左室リモデリングを加速する作用を有する事を確認する事が出来た。そして、梗塞後左室リモデリングの進展に炎症性サイトカインが深く関わっている事を再確認した。ラット心筋梗塞モデルを作成し、Sham群、GM-CSF投与Sham群、心筋梗塞(MI)群、GM-CSF投与MI群につき、平成14年度においては白血球数及び単球数の経時的変動及び各モデルについて心エコー、カテ先マノメーターを用いて左室機能、血行動態の評価を行った。今年度は、サンプル数を増加し、前年度の結果の再確認を行った。
心筋緩徐活性型遅延整流性カリウムチャネルにおけるKCNE蛋白の機能的意義

KCNQ1は心臓に発現する主要なカリウムチャネルのひとつで,遺伝子変異に伴うKCNQ1チャネルの機能異常は致死性不整脈を誘引するQT延長症候群の原因となる.心筋KCNQ1チャネルはそのアクセサリサブユニットであるKCNE1と会合し,活動電位の再分極過程を担う緩徐活性型遅延整流性カリウム電流(I_<Ks>)を構成することが知られている.一方,心臓にはKCNE1と構造的に類似した他のKCNEタンパク質(KCNE2からKCNE5)の発現しており,異種性の共発現実験ではこれらもKCNQ1チャネルと機能的に会合することが知られている.本研究では,心筋KCNQ1チャネルの機能調節における各種KCNEタンパク質(特にKCNE3に着目)の機能的意義についてパッチクランプ法を用いて検討した.KCNQ1を恒常発現させたCHO細胞にKCNE1を一過性に発現させると心筋I_<Ks>に類似した電流が得られたが,KCNE3を導入すると常時活性化型のカリウム電流が誘発した.そこでKCNE1とKCNE3を共発現するとKCNQ1/KCNE1電流とKCNQ1/KCNE3電流の両方が誘発した.このことからKCNE3はKCNE1存在下でもKCNQ1と会合できることが示唆された.次にモルモット心室筋細胞にRNA干渉法を適用し,KCNE1ならびにKCNE3の発現抑制が電気活動におよぼす効果を検討した.モルモットの各KCNE遺伝子をクローニング・配列決定を行い,siRNAを作製した.KCNE1を標的としたsiRNAを導入するとI_<Ks>が約70%抑制され,活動電位が延長した.一方,KCNE3のノックダウンはI_<Ks>に影響せず,脱分極直後に速やかに活性化される小さな外向きを抑制し,やはり活動電位の延長を引き起こした.これらの結果からモルモット心筋再分極過程にKCNE1のみならずKCNE3も寄与する可能性が示唆された.心筋緩徐活性型遅延整流性カリウム電流(/_<ks>)は活動電位の再分極過程に必須の外向き電流で,電依存性カリウムチャネルであるKCNQ1によって構成される.一方,KCNEタンパク質は一回膜貫通構造をとる電位依存性カリウムチャネルの調節性サブユニットであり,現在までにKCNE1からKCNE5までの5種類が同定されている.これらはいずれもKCNQ1チャネルと機能的に会合し,それぞれ異なった電気生理学的ならびに薬理学的性質のチャネルを構築することで心筋/_<ks>を調節していると考えられる.本研究では2種類以上のKCNEタンパク質がKCNQ1チャネルにおよぼす相乗効果をホールセルパッチクランプ法により検討した.KCNQ1をKCNE1とCOS7細胞に共発現させると,ゆっくりとした活性化キネティクスを示す時間依存性のカリウム電流を誘発した.一方,KCNE2と共発現させると時間非依存性の常時活性型のカリウム電流を誘発した.そこで,KCNQ1をKCNE1とKCNE2の両方と共発現すると,時間依存性のカリウム電流のみを誘発したが,KCNQ1/KCNE1チャネル電流に比べ活性化の膜電位依存性が脱分極側にシフトしており,脱活性化速度も亢進した.またKCNQ1/KCNE1/KCNE2電流はKCNQ1/KCNE1電流に比べ,メフェナム酸に対する感受性が低下しており,心筋/_<ks>により近い応答を示すことがわかった.これらの実験結果から,KCNE1ならびにKCNE2が同一KCNQ1チャネル分子に会合することが明らかとなり,複数種のKCNEタンパク質が相乗的に機能して心筋/_<ks>チャネルを調節する可能性が示唆された.KCNQ1は心臓に発現する主要なカリウムチャネルのひとつで,遺伝子変異に伴うKCNQ1チャネルの機能異常は致死性不整脈を誘引するQT延長症候群の原因となる.心筋KCNQ1チャネルはそのアクセサリサブユニットであるKCNE1と会合し,活動電位の再分極過程を担う緩徐活性型遅延整流性カリウム電流(I_<Ks>)を構成することが知られている.一方,心臓にはKCNE1と構造的に類似した他のKCNEタンパク質(KCNE2からKCNE5)の発現しており,異種性の共発現実験ではこれらもKCNQ1チャネルと機能的に会合することが知られている.本研究では,心筋KCNQ1チャネルの機能調節における各種KCNEタンパク質(特にKCNE3に着目)の機能的意義についてパッチクランプ法を用いて検討した.KCNQ1を恒常発現させたCHO細胞にKCNE1を一過性に発現させると心筋I_<Ks>に類似した電流が得られたが,KCNE3を導入すると常時活性化型のカリウム電流が誘発した.そこでKCNE1とKCNE3を共発現するとKCNQ1/KCNE1電流とKCNQ1/KCNE3電流の両方が誘発した.このことからKCNE3はKCNE1存在下でもKCNQ1と会合できることが示唆された.次にモルモット心室筋細胞にRNA干渉法を適用し,KCNE1ならびにKCNE3の発現抑制が電気活動におよぼす効果を検討した.モルモットの各KCNE遺伝子をクローニング・配列決定を行い,siRNAを作製した.KCNE1を標的としたsiRNAを導入するとI_<Ks>が約70%抑制され,活動電位が延長した.

一方,KCNE3のノックダウンはI_<Ks>に影響せず,脱分極直後に速やかに活性化される小さな外向きを抑制し,やはり活動電位の延長を引き起こした.これらの結果からモルモット心筋再分極過程にKCNE1のみならずKCNE3も寄与する可能性が示唆された.
体細胞融合によるワサビとワサビダイコンの属間雑種の作出と増殖法の確立

ワサビとワサビダイコンの対称及び非対称融合を電気細胞融合法により行った。材料とする成葉は両種とも無菌的に培養した植物体より得た。対称融合においてはパルス印加数を3ないし4回に増やすことで融合細胞形成率を17%に引き上げることができ、さらに、比較的生存能力が高いとされる2核融合細胞形成率も8%に向上させることができた。非対称融合ではPercollによる不連続密度勾配遠心法により脱核処理を行い、比較的活性の高いミニプロトプラストとサイトプラストを分離した。しかし、脱核されずに残ったプロトプラストが多く存在し、サイトプラストの分画も不完全であった。分画が不完全ながらそれぞれ正逆のプロトプラストとミニプロトプラストの融合による核移入、ミニプロトプラストとサイトプラストの融合による核置換およびプロトプラストとサイトプラストの融合による細胞質移入を行った。その結果、プロトプラストとサイトプラストの融合による細胞質移入はスムーズに行われたが、ミニプロトプラストが泳動しにくく、また、プロトプラストとサイトプラストとの融合も起こりにくいことから、電気細胞融合法では核移入と核置換は困難であった。非対称融合細胞からコロニーを誘導するため、液体培養とアルギン酸ゲルによるビーズ培養を行った。液体培養では融合細胞の破裂が目立ったのに対して、ビーズ培養では培養から3週間後でも状態の良い融合細胞が多く存在した。今後は分裂からコロニー形成を誘導する培養条件を検索する。プロトプラストの単離に関わる酸素処理条件について検索した。その結果,使用酸素はセルラーゼオノヅカRSおよびペクトリアーゼY-23の組み合わせが最も良く,セルラーゼオノヅカの濃度はワサビでは2.0%,ワサビダイコンでは1.5%,また,ペクトリアーゼの濃度は両種とも0.2%が最適条件であった。プロトプラストを得るための外植体は無菌的に培養した茎頂由来の展開葉が細胞の活性も高く,また,再現性もあり,材料として好適であると判断された。細胞融合には,PEG法と電気融合法の両手法について検討した。その結果,PEG法は融合率が20%と高く,一方,電気融合法では10%とPEG法に比べ低くなったが,PEG法は操作が煩雑で熟練を要することと,以後のコロニー形成が順調に進行しないなどの点から,今後は電気融合法による体細胞雑種の作出を進めていく。電気融合は島津製作所製の電気細胞融合装置SSH-2によったが,電気的諸条件の検索の結果,2535V VAC,35sec.IT,29OV VDC 85μsec.PWが融合の最適条件であることが確認された。融合後の培養は当研究室で考案した改変MS固形培地に細胞懸濁液を滴下する方法が最も良いと考えられた。コロニー形成は外植体の由来に最も大きく影響されたが,茎頂培養由来の展開葉が最も良く,しかも,再現性も高かった。コロニー形成のための培養条件は,暗黒下,15°C,1週間培養後,1000lx.条件下で培養するのがよいと判断された。また,培養期間中浸透圧調整のため,毎日改変MS培養液を滴下しないと,細胞の凝縮がみられた。今後は培養系材料の大量増殖と,コロニーからカルス形成にいたる培養条件の検索を行う。これまで、ワサビおよびワサビダイコンのプロトプラスト単離のための最適な酵素処理条件、あるいは細胞融合に関わる電気融合の諸条件を明らかにした。さらに、当研究室で考案した改変MS液体培地により、融合細胞の分裂がみられコロニーも形成された。しかし、液体培地では小さなコロニー形成後褐変し、細胞塊が生長しない現象が多々認められた。そこで、アルギン酸カルシウムゲルによるビーズ培養を試みた。包埋するプロトプラストはワサビ、ワサビダイコンおよび両種の融合細胞を用いた。アルギン酸ナトリウムは500、1,000、1,500ユニットの3種類を用いた。

また、ビーズ培養における液体培地には改変MS培地にD-マンニトールおよびグルコースを添加した。いずれのプロトプラストとも、培養後1週間で最初の細胞分裂が観察され、液体培養に比べて1週間速まった。また、添加糖の違いによりコロニー形成の速度と、形成されるコロニーの大きさが異なった。用いた2種の添加糖ではグルコースが適するものと判断された。さらに、アルギン酸の分子量がプロトプラストの生存率に大きな影響を及ぼすことが明らかとなった。ビーズ培養後の生存率をFDA染色により経時的に確認したところ、培養1週間後において、1,500ユニットに比べて500ユニットでは、およそ3倍の生存率を維持していた。本年度の研究において、ビーズ培養の効果と添加糖あるいはアルギン酸の種類について適切な条件が明らかとなった。しかし、ヘテロ融合細胞をスクリーニングする選択培地については十分検討することができなかった。来年度においてはこの選択培地の検索と、非対称融合について検討する計画である。電気細胞融合法によりワサビとワサビダイコンの非対称融合属間雑種の作出を試みた。Percollによる不連続密度勾配遠心法により脱核処理を行い、比較的活性の高いミニプロトプラストとサイトプラストを分離した。しかし、脱核されずに残ったプロトプラストが多く存在し、サブプロトプラストの分画も不完全であった。分画が不完全ながらそれぞれ正逆のプロトプラストとミニプロトプラストの融合による核移入、ミニプロトプラストとサイトプラストの融合による核置換およびプロトプラストとサイトプラストの融合による細胞質移入を行った。その結果、プロトプラストとサイトプラストの融合によ細胞質移入はスムーズに行われたが、ミニプロトプラストが泳動しにくく、また、プロトプラストやサイトプラストとの融合も起こりにくいことから、電気細胞融合法では核移入と核置換は困難であった。非対称融合細胞からコロニーを誘導するため、液体培養とアルギン酸ゲルによるビーズ培養を行った。液体培養では融合細胞の破裂が目立ったのに対して、ビーズ培養では培養から3週間後でも状態の良い融合細胞が多く存在した。今後は分裂からコロニー形成を誘導する培養条件を検索する。
微生物食者の食物年齢から土壌食物網の生態系機能を解き明かす

土壌生物は、物質循環の主たるプロセスである有機物分解を担っている。それにもかかわらず、各分類群の役割は依然定量されずブラックボックスとして扱われたままである。生態系プロセスに対する動物の貢献は摂食活動により果たされるので、食性の検討はまずなされるべきものであるが、手法的困難さゆえに利用している炭素源の理解さえ進んでいない。本研究は、土壌小型節足動物の放射性炭素同位体比測定によって下位栄養段階に属する生物の炭素源を特定することで、土壌食物網全体の生態系機能の推定を可能にすることを目指す。
流れの可視化写真から組織運動パタ-ンを高速検出するファジ-推論コンピュ-タの試作

可視化法は広い流れ場全体の情報が一度に得られる点で極めて有用であるが、その解釈の段階で、写真を見る研究者が自己の潜在的なイメ-ジで像を眺めてしまう為、その研究者の主観が入り込む危険性が、その欠点として指摘されている。この研究は人工知能を用いることで任意の潜在的なイメ-ジを与えて、可視化写真からどのような組織的なパタ-ンが抽出できるかを調べることを最終的な目的とし、そのために高速で高度なファジ-(あいまい)推論を行うコンピュ-タボ-ドを試作しようとするものであった。コンピュ-タボ-ドの製作は数種類の試作の後、可視化写真の画像の処理というこの研究の目的に適した回路の設計製作に成功した。この研究の過程で明らかになったこととして、コンピュ-タボ-ドのハ-ドウェア(回路設計)はそれほど問題ではなく、そこに与えるファジ-推論のル-ルに結果の善し悪しが大きく関わっていることが挙げられる。われわれは、コンピュ-タボ-ドの性能評価の対象としてデルタ翼の司視化写真、ウォ-タ-ジェット中の飛行する砥粒の写真、冬季の日本近辺の雲の写真を選び、このコンピュ-タボ-ドによるファジ-推論システムが、渦列やすじ状の雲のパタ-ンの存在を人間の感覚に近い基準で発見できることを確認した。その際にもル-ルが結果に強く影響し、ル-ルの製作が困難であった。この研究はこの分野の研究の先駆けであったが、当初の目的を達成することができたと考える。これからの課題としては、ル-ル製作のノウハウを蓄積し、人間を越える認識力をコンピュ-タシステムに持たせることにあると考えられる。この研究は人工知能を用いることで任意の潜在的なイメ-ジが与えられた場合、乱流の可視化写真からどのような組織的なパタ-ンが抽出されるかを調べることを最終的な目的としているが、その際に高度なファジ-(あいまい)推論を行うために高速でファジ-推論を行うコンピュ-タボ-ドを試作しようとするものである。まず、すでに開発ずみであった、パソコン用で、外部から入力されたデ-タの取り込みが可能なように設計されているプロロ-グ型推論システムをパタ-ン認識用に改良する作業から始められた。とくにファジ-推論を行うようにシステムを改良する段階で困難を伴った。また現在の画像処理・画像認識のレベルでは、当初の予定していたスモ-クワイヤによる乱流場の可視化写真の処理は困難であることもわかり、人工知能の適用対象を少し変更することにした。我々の研究室において高速水噴流に砥粒を混入させて物体を切断するアブレシブジェットの研究を行っており、乱流噴流中の砥粒の速度を測定する目的で超短時間発光ストロボを2度発光させて砥粒粒子像を2重露光した写真を撮影し、適用対象とした。困難であった点としては、写真をコンピュ-タに取り込んだ後、画像認識システムにかける前にかなりの前処理を必要であったことで、乱流研究の新手法として注目されているウェ-ブレットアナリシスを応用した特殊な2次元フィルタ-を開発することで対処した。推論ボ-ドの開発と平行して、推論ボ-ドを用いない、コンピュ-タ本体によるファジ-推論エミュレ-ションを行っており、かなりノウハウが蓄積されつつある。その結果、推論システムが取り扱うべき画像情報が想像以上に大きいことが明らかとなり、ファジ-推論を行うコンピュ-タボ-ドも大幅な設計変更を余儀なくされた。そのため製作のほうも遅れが生じたが、いくつかの試作品を経てまもなく完成品ができあがるという段階まで進んでいる。

可視化法は広い流れ場全体の情報が一度に得られる点で極めて有用であるが、その解釈の段階で、写真を見る研究者が自己の潜在的なイメ-ジで像を眺めてしまう為、その研究者の主観が入り込む危険性が、その欠点として指摘されている。この研究は人工知能を用いることで任意の潜在的なイメ-ジを与えて、可視化写真からどのような組織的なパタ-ンが抽出できるかを調べることを最終的な目的とし、そのために高速で高度なファジ-(あいまい)推論を行うコンピュ-タボ-ドを試作しようとするものであった。コンピュ-タボ-ドの製作は数種類の試作の後、可視化写真の画像の処理というこの研究の目的に適した回路の設計製作に成功した。この研究の過程で明らかになったこととして、コンピュ-タボ-ドのハ-ドウエア(回路設計)はそれほど問題ではなく、そこに与えるファジ-推論のル-ルに結果の善し悪しが大きく関わっていることが挙げられる。われわれは、コンピュ-タボ-ドの性能評価の対象としてデルタ翼の可視化写真、ウォ-タ-ジェット中の飛行する砥粒の写真、冬季の日本近辺の雲の写真を選び、このコンピュ-タボ-ドによるファジ-推論システムが、渦列やすじ状の雲のパタ-ンの存在を人間の感覚に近い基準で発見できることを確認した。その際にもル-ルが結果に強く影響し、ル-ルの製作が困難であった。この研究はこの分野の研究の先駆けであったが、当初の目的を達成することができたと考える。これらの課題としては、ル-ル製作のノウハウを蓄積し、人間を越える認識力をコンピュ-タシステムに特たせることにあると考えられる。
ニオブ基合金に適用する耐高温酸化性表面改質層の形成と状態図データベースの構築

本研究では、耐高温酸化性表面改質層としてNb基合金上に適用するRe-Si-Al合金相の最適組成および熱サイクル酸化特性を明らかにするため、アーク溶解法を用いて種々のRe-Si-Al合金を作製し、熱サイクル酸化試験を行った。本研究で作製したRe-Si-Al合金は、Re-Si二元系においてRe2Si相とReSi1.8相それぞれの組成にAlを添加して三元合金とし、アーク溶解法により合金インゴットを作製した。作製した合金インゴットを切断後、切断面を鏡面研磨し、熱サイクル酸化試験を行った。熱サイクル酸化試験の条件は大気中で、1150°Cで45min加熱保持後、室温まで15minの冷却を1サイクルとし、加熱と冷却を繰り返した。以上の結果より、Nb基合金上にReSi1.8相→Re-Si-Al三元化合物相→ReSi1.8相→Al2O3皮膜のような層構造が熱力学に安定であり、さらに耐高温酸化性を付与することができると考えられる。耐高温酸化性表面改質層としてNb基合金上に適用するRe-Si-Al合金相について、合金状態図および熱サイクル酸化による検討からおおよそ層構造を明らかにすることができた。次年度はNb-Re-Si-Al四元系合金による検討も進め、総合的考察を行う。熱サイクル酸化試験は最大1500サイクルまで実施することが可能であり、他の試験片ではAl2O3皮膜の成長および剥離が抑制することにより、優れた熱サイクル酸化特性が得られた。本研究においても、Re-Si-Al合金相による熱力学的安定な層構造およびAl2O3皮膜の剥離抑制を実現することが求められる。次年度は、合金状態図および熱サイクル酸化試験による検討を行い、耐高温酸化性に優れた表面改質層の最適設計を行う。本研究では、テトラアーク引上炉を用いて合金試料の溶解と引上を同時に行い、合金元素の密度差による成分偏析を逆に利用して合金試料を作製した。作製した合金試料は1150°Cの均質化熱処理を施し、各部での局所平衡から広い組成範囲での相平衡を明らかにすることが狙いである。詳細な断面組織観察と各元素の定量分析を行い、得られた結果をもとに三元系合金状態図について検討した。11150 °CのNb-Re-Si三元系合金状態図には不明な点が多く、本研究ではNb基合金の組成を提案するために重要な情報となる、Nb固溶体相に固溶するSi量とNb5Si3相に固溶するRe量がそれぞれ非常に小さいことを明らかにした。特に、表面改質層はReが主要元素であるため、表面改質層からReがNb基合金側に拡散しないことが望ましい。また、この三元系にはNb-Re-Si三元化合物相が存在し、この相はNb固溶体相とNb5Si3相との三相が共存する領域を形成した。しかし、このような三元化合物相に関する情報は見当たらず、Nb-Re-Si三元化合物相を同定することが今後の課題であり、Nb-Re-Si三元系合金状態図の解明を継続して遂行する。21150 °CのNb-Re-Al三元系合金状態図に関しても不明な点が多く、本研究ではNb固溶体相中のRe量が増加するとNb固溶体相に固溶するAl量は非常に小さいことを明らかにした。特に、表面改質層の耐酸化性付与にはアルミナ皮膜の形成・維持が不可欠であるため、Nb固溶体相とタイラインを結ぶRe-Nb基合金相にはAlが固溶しないことが望ましい。本研究ではテトラアーク式引上炉を用いて試料作製を行っているが、非常に細かなテクニックが必要であり、本研究を担当する大学院生へ伝授するのに時間を要した。また、引上軸として用いる金属試料の溶解が結晶成長部中に形成する各合金相の組成に大きく影響するため、金属試料の選定および作製方法を十分に考慮することが課題であった。三元系合金状態図データベースの構築に関しては、テトラアーク式引上炉を用いて作製した試料をもとに検討を進めているが、得られた一連の研究成果をもとにアーク溶解法による試料作製を同時に行う。これは状態図中に不足している部分の合金組成をピンポイントで作製することができるため、試料数を増加することで多くのタイラインが得られる。

また、熱サイクル酸化試験に関しては平成30年度に熱サイクル酸化試験用電気炉を導入するため、すでに均質化熱処理を施したRe-Si-Al合金を用いて耐酸化性を検討する。熱サイクル酸化試験は最大1500サイクルまで実施することが可能であり、他の試験片ではAl2O3皮膜の成長および剥離が抑制することにより、優れた熱サイクル酸化特性が得られた。本研究においても、Re-Si-Al合金相による熱力学的安定な層構造およびAl2O3皮膜の剥離抑制を実現することが求められる。次年度は、合金状態図および熱サイクル酸化試験による検討を行い、耐高温酸化性に優れた表面改質層の最適設計を行う。(理由)当初の研究計画では、平成29年度に熱サイクル酸化試験用電気炉を導入する予定であった。しかし、本学のキャンパス再整備計画に伴い、導入先である新実験棟の竣工が平成30年3月末であり、熱サイクル酸化試験用電気炉を導入することができなかった。(使用計画)平成30年7月に熱サイクル酸化試験用電気炉一式を搬入・設置し、動作確認等を行った後、8月より本格的に使用を開始する計画である。本研究は熱サイクル酸化試験装置によって促進することができ、その購入により若干の次年度使用額が生じた。次年度の研究成果発表として旅費に充当する。
道路照明が夜間の交通安全に及ぼす影響に関する研究

生活の24時間化にともない、夜間交通事故が増加していることに鑑み、本研究では道路照明と交通事故の関連性を検討し、夜間校事故を防ぐ道路照明施設のあり方について提言することを目的とした。具体的には、道路の照度分布の自動計測システムを開発し、それを用いて宇都宮市内の実際の道路を走行して照度分布のデータを収集した。一方、交通事故データベースを構築し、夜間交通事故と照度分布の間の因果関係を路線単位・事故地点単位で分析した結果、次のような知見を得ることができた。まず、照度分散が大きいと夜間交通事故が増加する傾向が見られ、その減少には平均照度の引き上げに加えて、照度分散の低減が大きく影響することがわかった。また、一般に路線の道路照明装置本数が増加すると夜間事故率が減少し、道路照明以外の光源が増えると事故が増加する。特に、歩道照明のような連続照明が安全な夜間道路環境を形成する反面、ガソリンスタンドやコンビニエンスストアなどの著しく高い光源付近では照度が大きく変化し、夜間交通事故の増加の一因となっている。このことから、夜間事故の減少に向けて、連続照明の設置に加えて、過度の光源を発生する沿道の土地利用に対する適正な誘導を図る必要があるという結論を得た。夜間事故の分析への導入部として、(1)夜間事故の特性把握と(2)人的原因を加えた事故要因の分析といった基礎分析を行った。まず、人身事故・物損事故の全事故データ(7187件)を統計処理し、近年の一般的な事故要因の分析を、事故類型や道路構造等の多視点から比較検討した。分析の結果、死亡・重傷・軽傷といった事故の程度や、事故類型と道路環境の関連性等が示唆された。次に、夜間事故の特性を多変量解析等を用いて分析し、昼間と比較して死亡事故の発生確率が大きいことを確認した。また、夜間交通事故における道路照明の有効性を検証した。また、夜間事故データのデータを地理情報システムに取り込むことで、事故発生箇所や危険個所の表示を行った。以上に関しては、平成7年度土木計画学研究発表会において発表を行った。また、事故要因の検討として、交通事故類型別に事故の発生原因を探り、事故当事者の人的要因と道路環境との関連性について研究を行った。その結果、夜間照明をつけることで事故の減少効果が期待される道路環境について以下のいくつかの知見が得られた。(1)道路線形を誤認しやすいカーブでの設置が効果的。(2)人対車両の事故は非市街地で重大事故が発生しやすい。(3)歩車道の区分のない道路では事故内容が悪化する傾向がある。また、地理情報システムに関しては、ベースマップの構築や事故の基礎データの入力は完了した。現段階で路線単位での事故データの表示は可能であるが、今後は事故発生地点ベースでの表示や明るさマップとの結合を検討する予定である。夜間事故の分析として宇都宮市を対象に、(1)夜間交通事故の特性把握と(2)夜間交通事故との道路照明環境の分析を行った。まず、平成3年平成7年までの交通事故データ(7187件)をデータベース化し、事故の第一当事者に着目して分析を行った。特に全事故の中から夜間に発生した事故で、かつ事故要因が前方を注意していた事故(288件)を抽出し、事故類型別(人対物、車相互、車単独)に考察を行った。事故程度を外的基準とした数量化II類の分析結果、夜間事故の悪化傾向は道路構造、道路付帯施設、沿道土地利用に関係することがわかった。特に人対車両の事故を見ると、非市街地で歩車道区分のない場所で事故が悪化することがわかった。次に、宇都宮市内の中で対象路線を設定し、夜間事故と道路照明の関連性をより詳細に検討した。なお本研究で用いた照度分布測定においては、照度計とGPSをパソコン上で連結することで、独自に自動計測システムを構築した。実測された照度データをもとに、交通事故の発生地点と照度を対応させることで、照度が交通事故に与える影響を検討した。その結果、夜間事故の起きていない区間と事故区間を比較すると、総じて事故区間の平均照度が低く、かつ区間内の照度の分散値が高いことがわかった。今後は事故データベースと照度分布を地理情報システム上でリンクさえることで総合的なシステムを構築する予定である。

これまでに構築した事故データベース及び道路照明分布の自動計測システムを用いて、夜間の交通事故発生要因と道路照明分布との関連性を詳細に検討した。具体的には夜間事故発生と照明分布の因果関係の分析、及び照度に影響及ぼす光源の分析を線路単位、事故地点単位に行うことで、今後の道路照明施設のあり方について提言を行った。研究の結果、次の知見が得られた。(1)照度分散が大きいと夜間交通事故率が増加する傾向がある。道路の照度が著しく変化する場合、明順応、暗順応やグレアの発生と大きく関係し、道路の視認性が低下することで、事故率が増大するものと思われる。夜間交通事故の減少には、平均照度の引き上げに加えて照度分散の低減が大きな要因となる。(2)路線の照明設置本数が増えると事故率は低減し、照明以外の光源が増えると事故に悪影響を及ぼす。特に歩道照明のような連続照明が照度分散を下げ、安全な夜間道路環境を創出する。一方、ガソリンスタンドやコンビニエンスストア等の著しく高い光源付近で照度が大きく変化し、夜間事故の悪化の原因となっている。夜間事故の減少に向けて、連続照明の配置に加えて、過度の光源を発生する沿道土地利用の適正な誘導を図る必要がある。
母集団PK/PD解析に共変量として遺伝子多型を加味した小児用TCIの新規開発

前年度は、小児患者におけるプロポフォール血中濃度測定法としての液体ガスクロマトグラフィーによる測定系を確立した。本年度は母集団薬物動態解析ソフトであるNONMEMを稼働できるようにコンピューター環境を確立し、そのための複数の採血プロトコールも策定した。しかしながら、同時期の社会的影響(東京女子医大における小児プロポフォール注入症候群死亡事件)により、本研究を遂行することは極めて困難な状況なった。よって本研究は中断せざるを得ず、本研究費は次年度より返還の方針となった。プロポフォールは全身麻酔において頻用される静脈麻酔薬である。その特徴として、覚醒の質が良好であること、術後の悪心嘔吐が少ないことなどが挙げられ、これらの利点は小児麻酔で問題となる覚醒時興奮や術後嘔吐の減少に寄与することが期待されている。しかしながら、本邦において小児麻酔におけるプロポフォールの使用頻度は決して高いとは言えない現状がある。その理由として、プロポフォールは薬物動態の個人差が大きいことから目標制御型投与法(TCI)が必要となるが、本邦では小児においてはTCI使用ができないことが挙げられる。そこで我々は、小耳症手術を受ける学童期小児を対象としてプロポフォール麻酔を行い、薬物血中濃度を測定し、そのデータを元に日本人学童期小児における適切なTCIモデル構築を想起した。当院における小耳症手術患者は年齢や背景が均一であり、良質なデータを得ることが期待できる。初年度の実績としては、数名の患者にプロポフォールによる全身麻酔を行い、1名あたり15-20の血液サンプルを収集している。また、プロポフォールの血中濃度測定のため、簡易型プロポフォール血中濃度測定器および液体ガスクロマトグラフィーによる測定系を確立した。サンプルの収集がやや遅れている。本研究は小児を対象としており、同意書取得には保護者の同意が必要であるが、本来であれば不要である採血ラインを挿入するため、同意を得ることが難しい場合が多いためである。ただし、同意が得られた症例に関しては、1症例あたり15-20のサンプルを採取できている。サンプル収集を進める。また、母集団薬物動態解析ソフトウエアであるNONMEMを稼働できるよう環境を整える。当初の計画よりもサンプル収集が進まず、血中濃度解析の実施ができなかったため。引き続きサンプル収集を進め、薬物血中濃度解析の試薬等に使用する予定である。
アルツハイマ-病における伝達機構障害

1)神経伝達物質の研究では、大脳皮質・錐体細胞の機能の指標としてグルタミナ-ゼが有用であり、その酵素活性および免疫活性は共に、13例のアルツハイマ-病(AD)症例で低下していることが明らかとなった。また、細胞内活性酸素のひとつであるマンガン・ス-パ-オキシドジスムタ-ゼ(MnーSOD)が、老人斑を構成するreactive astrocytesの少なくとも一部や顆粒空胞変性細胞に強く発現しており、ス-パ-オキシドと同組織変化との関連性が示唆された。2)受容体および細胞内代謝の研究では、ムスカリン(m)性Ach受容体遺伝子導入細胞で、受容体の各サブタイプによるシグナル伝達経路の差異を調べ、脳の短期記憶の機序を検討した結果、神経興奮性をモジュレ-トする受容体のうち、m3受容体が、もっともよくM電流を抑制することが明らかとなった。また、抗痴呆薬として可能性の高いm1受容体agonistと、逆に低いm2受容体agonist投与による比較で、脳内Achの放出が相反することが明らかとなった。しかし、m3受容体の刺激により、アミロイドβ蛋白前駆体(APP)mRNAの発現が誘導されたことから、AD治療薬として使用されるAch agonistが、条件によりAPPの産生を促し、アミロイド沈着をきたすことが示唆された。大脳皮質や海馬において、GABA_Aおよびグリシン受容体の各subunitのmRNAの発現様式が、非常に異なっていることが明らかとなったことから、AD脳での受容体の量的変化を解析する上でsubunitごとの検討が必要であることが示唆された。3)モデル動物の開発・改良・ADとの類似性の検討では、NGF・ジフテリアトキシン結合物によるモデル動物を用いて抗痴呆薬であるSMー10888を腹腔投与したところ、大脳皮質でAchの放出が増加した。老化促進モデルマウス(SAM)脳において加齢による各種受容体やCキナ-ゼの変化が検討された。
アロ抗原の存続とAICDの有無による移植免疫寛容の臨床診断法確立への予備的研究

GFP陽性B6(同系)、脾細胞投与による免疫寛容が得られる(B6xbm1)F1(class I MHC-mismatch),免疫寛容が得られない(B6xB10. QBR)F1(class I MHC-mismatch)と(B6xbm12)F1(class II MHC-mismatch)脾細胞を、各々5x10^7個B6マウスに静脈内投与し、経時的に宿主脾臓内のGFP陽性細胞数と細胞種を検討した。脾内のGFP陽性細胞は何れの場合にも8週まで検出され、その後検出感度以下となった。4週後の比率は各々1.63+/-0.55,1.69+/-1.39,1.36+/-0.50,0.85+/-0.50%であった。bm12脾細胞の生存率が低いのは、B細胞が選択的に除去されるためであったが、同じく免疫寛容が誘導されない(B6xB10. QBR)F1脾細胞投与の場合には、免疫寛容が誘導される(B6Xbm1)F1脾細胞やB6脾細胞投与の場合と同じく、B, T両細胞が検出された。対応する脾細胞投与後に皮膚移植を行ったところ、bm1移殖片は8週以上生着したのに対して、(B6xB10. QBR)F1とbm12移殖片は全例2週以内に拒絶された。この(B6xB10. QBR)F1拒絶例で、脾細胞投与4週後のGFP陽性細胞を検討したところ、移植片が拒絶されたにもかかわらず、1.74+/-0.91%のドナー脾細胞を認めた。以上から、リンパ系キメリズムは免疫寛容と相関する場合もあるが、単独では免疫寛容の指標となり得ないことが示唆された。そこで、(b6xbm1)F1脾細胞移入後のリンパ節と脾内でのFasligand, TRANCE, B7.1, B7.2, CTLA-4遺伝子発現を定量的に検討したが、免疫寛容を説明し得る結果は得られなかった。免疫寛容の診断法開発には、さらなる免疫寛容機構の解明が必要である事が示唆された。
発達過程における神経細胞K^+チャネル密度の調節機構

神経細胞の発火パタンはその細胞の持っているイオンチャネルによって決定される。チャネルの機能を決定する因子はチャネルの密度と性質であるが、神経細胞はどのようにこれらの因子を調節して正常な機能を実現しているのかは明らかになっていない。遺伝的要因と環境的要因の関与が考えられるが、本研究では、環境要因の一つとしてのシナプス入力による調節に着目し、研究を行った。モデルとして、ラットの線条体コリン作動性介在ニューロンのK+チャネルを用いた。このニューロンの主な興奮性入力は大脳皮質運動野から受ける。大脳からの投射線維は新生ラットではわずかに存在し、生後発達することが報告されている(Christensen et al.,1999)。また、成熟ラットの線条体コリン作動性細胞は遅延整流性電流と一過性のA電流を発現し、そのいずれも生後一ヶ月の間に単調増加することが我々の研究でわかっているので、本研究では、生後1週齢(P6)と4週齢(P27)のラットの大脳皮質運動野の破壊の効果を調べた。大脳皮質運動野を吸引破壊法によって方側だけ破壊した。健常側はコントロールとして用いた。破壊後、2日目、3日目、4日目、と7日目で線条体コリン作動性細胞のK+電流を記録した。生後1週齢のラットでは、破壊後2日目と3日目では、K+電流に明らかな変化が認められなかった。しかし、破壊後7日目では、一過性A電流の密度に明らかな変化がなかったが、遅延整流性電流の密度が上昇した。また、A電流の不活性化の時定数が見かけ上短くなった。A電流の不活性化過程は時定数の短い成分(24ms)と長い成分(150ms)で表すことができ、破壊によって、時定数の短い成分が強くなり、遅い成分が弱くなった。一方、生後4週齢のラットでは、破壊後3日目からK+電流に対する効果が認められるようになり、少なくとも1週間持続した。この場合も、生後1週齢での破壊の場合と同様、A電流の密度が変化しなかったが、遅延整流性電流の密度が増加した。また、A電流のキネティクスの変化も認められた。いずれの破壊の場合も、チャネルの活性化と不活性化の電位依存性の変化は認められなかった。これらの結果から、神経細胞のK+チャネルの密度と性質はシナプス入力によって修飾を受けることが示された。
視覚と触覚の相互作用と身体図式

本研究は,視触覚干渉課題(妨害光が触覚刺激と対応しない位置で同時に生じることで,触覚弁別の反応時間・誤反応率が上昇する現象)を用いて,視覚,触覚,自己受容感覚間の情報統合および相互作用と,それらを成立させる条件を明らかにすることを目的としている.Igarashi, et. al.,(2004,2007)では,身体知覚における身体(部位)を見ることの重要性に着目し,"手の線画"のような抽象的な手に関する情報であっても,触覚に影響を及ぼすことを明らかにした.本年度は,触覚弁別課題中に,妨害光とともに6種類の異なる画像(手の写真,手の線画,車,U,楕円,絵なし)をディスプレイ上に呈示し,視触覚相互作用に影響を及ぼしうる視覚情報についてさらに詳しく検討した.その結果,有意に効果がみられたのは,手に関連する視覚オブジェクト(手の写真,手の線画)のみであり,視触覚相互作用は,身体部位と関わらない視覚オブジェクトに対しては生じないことが確認できた.特に手の写真では,手の線画と比較しても強い視触覚干渉効果がみられたことから,爪や肌の色,肌理などの手に関する一般的な視覚情報によって視触覚相互作用が促進されることが明らかとなった.この成果は,"Experimental Brain Research"誌にて発表した.また,視覚,触覚,聴覚間に生じる感覚間相互作用についての研究をまとめたものを,雑誌"表面"に投稿した.最後に,これまでの得られた研究成果を,視覚,触覚,自己受容感覚の異なるモダリティ間の情報統合と,身体の内的表象(身体図式)の形成の観点から考察し,博士論文としてまとめた.絶えず変化している自分の身体の位置を正確に把握するためには,身体の位置感覚である自己受容感覚だけでなく,視覚や触覚などの複数のモダリティからの情報が手がかりとなる.本研究では,視触覚干渉課題(妨害光が触覚刺激と対応しない位置で同時に生じることで,触覚弁別の反応時間・誤反応率が上昇する現象)を用いて,異なる感覚モダリティ間の情報統合および相互作用とそれらを成立させる条件を明らかにすることを目的としている.これまで,直接自分の手を見るだけでなく,鏡やモニター越しなどで間接的に自分の手を見ることでも視触覚相互作用が生じることが示唆されていた.しかしIgarashi et al.(2004)はディスプレイ上の単純な"手の線画"を見ることでも,触覚弁別が影響を受けることを明らかにした.この結果は,視触覚情報の統合に,より高次の(認知的)処理過程が関与しうることを示す.そこで,どのような視覚情報であれば視触覚相互作用に影響を与えるのか検討するために,手を表す文字・方向の手がかりを表す矢印を視覚手がかりとして呈示し,手の線画の効果と比較したところ,視触覚相互作用に影響するのは手の線画特有の効果であることが分かった.この成果は感覚間相互作用を扱う国際学会International Multisensory Research Forumで発表し,論文にまとめたものを現在Acta Psycologicaに投稿中である.手の線画の効果については,電子情報通信学会手の研究会で口頭発表を行い,報告書にまとめた.続いて,視覚と触覚の間の空間対応関係に自身の手の配置がどのような影響を与えるのかについて検討した.その結果,視覚刺激と触覚刺激配列の対応関係が,触覚刺激を呈示している手の自然な姿勢にしたがって決まること,さらに視触覚相互作用には手の内的表象も関与しうることが分かった.これらの研究成果を,学会,研究会,講演会などで報告した.本研究は,視触覚干渉課題(妨害光が触覚刺激と対応しない位置で同時に生じることで,触覚弁別の反応時間・誤反応率が上昇する現象)を用いて,視覚,触覚,自己受容感覚間の情報統合および相互作用と,それらを成立させる条件を明らかにすることを目的としている.昨年度は,身体知覚における身体(部位)を見ることの重要性に着目し,妨害光に重ねて"手の線画"を提示することで,実物の手とは見た目のかけ離れた単純で平面的な線画であっても,触覚に影響を与えることを明らかにした.今年度はこれまでの研究によって示唆された視触覚相互作用における自己受容感覚の効果に注目し,空間的に関連のない2点の視覚刺激(妨害光)と2点の触覚刺激が,触覚刺激を受ける手の配置(自己受容感覚)によってどのような対応を示すのかについて検討した.その結果,触覚刺激が呈示されている手の自然な姿勢に応じて視触覚刺激配列間に対応が生じ,手の配置に従って視触覚干渉効果の強さが変化することが分かった.さらに,視触覚干渉効果は,視覚刺激と触覚刺激の空間的な対応が上下方向に近づくにつれ強まることが分かった.この結果は,反応ボタンの配置を統制して,再度検討した場合でも変わらなかった.手の絵の心的回転の実験から,私たちの手の内的表象は,手を上に向けた状態で保持されていることが示唆されている(Sekiyama, 1982,1983).今回観察された視