hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
e-Campusでの行動履歴と成績との相関性の調査研究

また、この手法は現実的に適用可能な比較的安価な機器によって実現できることから、この手法を用いることで、成績との相関性を明らかにできる仕組みの実現までは可能とした。学生の行動と成績との相関性を導くには至らなかったが、相関性を求めるために非常に有益となる学習行動の識別手法を実現することができたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。23年度に実現した学習行動の識別手法についての知見から、更に実用性を高めるために識別精度を向上させる。また、他の学習行動履歴情報と合わせて成績情報との相関性を求めることにより、本研究の当初目標を達成する。識別精度の向上については、動作部位と識別する動作種別ごとに重み付けを行うようなアルゴリズムの改良を行いつつ、対象データ(被験者)を拡大することにより、より汎用的なパラメータの推定を行うことで実現することができると考えられる。
中間言語の音韻論

本研究は、日本語学習者の日本語の長短母音の知覚を「持続時間」と「ピッチ」のキュー使用という観点から記述し、第二言語音声知覚への「母語の影響」と「普遍的側面」を解明することを目的とする。本年度は、日本語母語話者と日本語学習者(持続時間群:フィンランド、英、露、仏語母語話者、ピッチ群:中国、韓国、英、仏語母語話者)に対し長短同定の知覚実験を行った。実験0は自然音声、実験14は編集音声を用いた。実験0では、フィンランド語母語以外の学習者の正答率が日本語母語話者より有意に低く、話速の影響があることがわかった。また、ピッチが低い場合に比べピッチが高い長母音の同定正答率が高いこともわかった。そこで、まず、母語の語レベルにおいて持続時間の役割が異なる持続時間群対象に、範疇知覚の有無(実験1)と話速の影響(実験2)を調べた。持続時間が弁別的なキューであるフィンランド母語話者の境界値、境界幅、話速の影響が日本語母語話者と同様なのに対し、他の言語の母語話者の境界幅は有意に大きく、話速の影響は日本語母語話者とは異なっていた。また、母語の語レベルでピッチの役割が異なるピッチ群対象に、ピッチの高低の影響(実験3)、音節内ピッチ下降の影響(実験4)を調べた。ピッチの高低は韓国語、フランス語母語話者に影響したが、その影響は対照的だった。音節内ピッチ下降の影響は、中国語、フランス語の母語話者と日本語母語話者では似ているが、英語と韓国母語話者は異なった。これらの結果は、現在提案されているいずれの第二言語音声知覚モデルや仮説も支持しない。現在、モデルや仮説の組み合わせによる説明可能性を検討している。母語の影響の議論には、複数の母語話者対象に同一の調査が必要だが、これまでほとんどなされてきていない。したがって、本研究が完成した際の第二言語音声知覚のメカニズムの理解に対する貢献度は高いと考えられる。本研究は、日本語学習者の長短母音の知覚・産出能力の習得を扱う。本年度は、各言語での持続時間と音の高低の役割の調査、産出・知覚実験の組み立てを中心に進めた。まず、各言語での持続時間と音の高低のキューとしての役割を文献・辞書で調べた。当初、3段階:(1)弁別的、(2)非弁別的だが音声的に重要、(3)無関係を想定したが、調査の結果、無関係な場合は考えにくく、また、(2)と(3)の非恣意的な線引きは困難との考えに至った。現在は、(1)弁別的、(2)非弁別的の2段階設定、(2)の細分化法を検討している。母語の弁別的・非弁別的なキューの第二言語使用時の振る舞い、母語と第二言語の音声学・音韻論の相互作用の解明の意義は大きい。これらを明確に捉えるために細分化法は重要であり、平成23年度の課題とする。また、持続時間に関し、諸研究がこれまで「弁別的」と扱う言語でも、そう言えない場合があることがわかった。この事実は、キュー使用を問題にする際には注意深く扱うべき点で、第二言語習得に新たな知見をもたらす可能性がある。次に、産出・知覚実験で共通に使用する語のリストを作成した。親密度・アクセント妥当性が一定以上の語(58056語)に対し、語末母音種、音節構造、重音節種等のタグ付けを行い、条件に沿って語を選出した(280語+コントロール37語)。日本語母語話者4名に産出のパイロット実験を行い、結果をワーキングペーパーにまとめた。パイロット実験後、音声提示用のテスト語の刺激音を作成し、日本語母語話者6名に本実験を実施、データの音響分析を進めている。知覚実験では、(1)日本語母語話者発話の自然音声、(2)自然音声の母音長・ピッチを編集した編集音の2種を刺激音として使う。(1)の刺激音は作成済み、(2)は、編集作業中である。平成23年度は日本語母語話者・日本語学習者に産出・知覚実験を実施し、データ収集・分析を中心に進める。本研究は、日本語学習者の日本語の長母音・短母音のカテゴリーの習得を扱う。学習者の長短母音の産出・知覚特性をキューの使用という観点から記述し、産出・知覚実験のデータを基に、第二言語習得における「母語の影響」と「普遍的側面」を解明し、第二言語習得のメカニズムの理解への貢献を目的としている。23年度は、前年度から継続の持続時間とピッチの各言語内での役割や理論的枠組・モデルの文献調査、日本語母語話者に対する産出実験・知覚実験の実施と結果の分析に基づく実験や分析方法の修正を中心に進めた。また、日本語学習者の知覚データの再分析や日本語母語話者に新たに弁別実験を行い、実験・分析法を検討した。持続時間とピッチの各言語内での役割の文献調査では、弁別的キューと非弁別的キューの2段階を設定することとし、非弁別的キューが各言語の音声現象にどのように具現されるかを調べた。音声的具現の特徴は言語固有とされ、音韻論的現象同様、第二言語の産出・知覚に影響すると考えられている。したがって、学習者の母語における音声特徴の詳細を知らずして、彼らの第二言語での振る舞いを解釈することは不可能である。しかし、この視点はこれまでの日本語の習得研究に欠けていた点であり、それを補う。

理論的枠組み・モデルの文献調査を行い、音声の第二言語習得を扱うモデルと言語学的理論との間に隔たりがあることが分かった。第二言語習得は言語の一側面であり、言語学理論で扱うべき課題である。両者をうまく結び付けることができれば、両理論の発展に寄与できると考えている。日本語母語話者対象の産出・知覚実験の実施と修正を繰り返し、より信頼性の高いデータ収集を可能にする実験デザインの完成と分析方法の検討を重ねた。大変な時間と労力を要する作業だが、信頼性・妥当性の高いデータを基に議論を展開するには必要不可欠な過程であり、今後の研究の糧となるはずである。本研究は、日本語学習者の日本語の長短母音の知覚を「持続時間」と「ピッチ」のキュー使用という観点から記述し、第二言語音声知覚への「母語の影響」と「普遍的側面」を解明することを目的とする。本年度は、日本語母語話者と日本語学習者(持続時間群:フィンランド、英、露、仏語母語話者、ピッチ群:中国、韓国、英、仏語母語話者)に対し長短同定の知覚実験を行った。実験0は自然音声、実験14は編集音声を用いた。実験0では、フィンランド語母語以外の学習者の正答率が日本語母語話者より有意に低く、話速の影響があることがわかった。また、ピッチが低い場合に比べピッチが高い長母音の同定正答率が高いこともわかった。そこで、まず、母語の語レベルにおいて持続時間の役割が異なる持続時間群対象に、範疇知覚の有無(実験1)と話速の影響(実験2)を調べた。持続時間が弁別的なキューであるフィンランド母語話者の境界値、境界幅、話速の影響が日本語母語話者と同様なのに対し、他の言語の母語話者の境界幅は有意に大きく、話速の影響は日本語母語話者とは異なっていた。また、母語の語レベルでピッチの役割が異なるピッチ群対象に、ピッチの高低の影響(実験3)、音節内ピッチ下降の影響(実験4)を調べた。ピッチの高低は韓国語、フランス語母語話者に影響したが、その影響は対照的だった。音節内ピッチ下降の影響は、中国語、フランス語の母語話者と日本語母語話者では似ているが、英語と韓国母語話者は異なった。これらの結果は、現在提案されているいずれの第二言語音声知覚モデルや仮説も支持しない。現在、モデルや仮説の組み合わせによる説明可能性を検討している。母語の影響の議論には、複数の母語話者対象に同一の調査が必要だが、これまでほとんどなされてきていない。したがって、本研究が完成した際の第二言語音声知覚のメカニズムの理解に対する貢献度は高いと考えられる。より妥当な方法で信頼性のあるデータの収集を目指し、産出、知覚共にパイロット実験の実施、実験の修正を何度も重ね、さらに、新たな分析方法や実験方法の検討・試行を繰り返しているため、当初の研究実施計画と比べるとやや遅れていると考えている。しかし、これらの試行錯誤の過程は今後研究を進め、研究の目的を達成する上で必要不可欠なものと認識している。本研究課題の目的は、(1)日本語学習者と日本語母語話者を実験参加者として産出・知覚実験を行い、日本語学習者の長母音・短母音の産出・知覚特性をキューの使用という観点から明らかにする(記述)、(2)産出・知覚実験のデータを基に、第二言語習得における「母語の影響」と「普遍的側面」を明らかにし、第二言語習得のメカニズムの理解に貢献する(一般化)の2点である。この目的を達成するため、理論的枠組みに関する研究を始め、主に、実験方法について数々の修正を加え、より信頼性の高いデータをとれる実験デザインの構成や分析方法の検討を試みてきた。
色々な機能を持つ食品成分の体内輸送へのPー糖蛋白質の関与の解明

Pー糖蛋白質は肝臓、腎臓、小腸、大腸、副腎などで発現しており、食物中の有害物の体外排出への関与、およびホルモンなどの輸送への関与が示唆されている。本研究は、Pー糖蛋白質と色々な食品成分との相互作用を明らかにすることを目的とした。酵母内で発現させたPー糖蛋白質は、リン脂質存在下ATPase活性を示したが、薬剤排出ポンプとして機能しなかった。その原因のひとつとして、Pー糖蛋白質の機能に与えるステロ-ルの影響を検討した。動物細胞の主ステロ-ルであるコレステロ-ルは影響しなかったが、酵母の膜の主ステロ-ルであるエルゴステロ-ルはPー糖蛋白質の薬剤結合能を阻害した。エルゴステ-ルから生成するビタミンD_2は、すでにPー糖蛋白質に結合することが報告されているプロゲステロンと比較し得る強い阻害活性を示した。Pー糖蛋白質は消化管中の有害物と接触する部分で発現しており、種々の毒物で誘導発現される可能性がある。そこでヒト肝癌由来の培養細胞HepG2におけるMDR1遺伝子の発現調節を検討した。MDR1RNA量は、砒素で処理することによって3倍程度上昇した。Pー糖蛋白質の合成量も3倍程度増加しており、転写活性も上昇していた。MDR1のプロモ-タ-領域を単離し、塩基配列を決定後、種々の欠失プロモ-タの砒素による誘導を検討した。砒素による発現誘導には、転写開始点上流に並んで存在する2つのストレス応答エレメントを含む60bpの領域が必須であった。以上、本年度の研究から、Pー糖蛋白質が、アドリアマイシン、コルヒチンなどの抗癌剤だけでなく、ビタミンD_2やプロゲステロンなどを輸送している可能性があること、また砒素などの有害物で誘導発現されることによって、食物中の有害物から人体を防御している可能性が示唆された。
ITを使ったFFQの妥当性と再現性の検討

習慣的な食事摂取状況を評価するために、正確にポーションサイズの推定が可能な三次元の実物大食品モデル画像を見ながら回答できる、コンピュータを用いた食物摂取頻度調査法(ITFFQ)を開発した。2030歳代の学生88名を対象にこの調査法と3日間の食事記録法を実施し、比較した。両調査間の相関係数は、エネルギー、たんぱく質、脂質、炭水化物それぞれ0.386、0.278、0.164、0.264であり、統計的に有意な相関が得られた。2回実施したITFFQ間においても有意な相関が得られたことから、ITFFQには妥当性と再現性があり、習慣的な食事摂取状況を評価するための有用な調査方法であることが示唆された。本年度は、ITを使ったFFQを行うためのシステム構築を行った。従来のFFQの質問票をコンピュータ上で行えるようにし、さらには質問票に回答する際、ポーションサイズを推定するために必要な実物大の食品モデル写真集を三次元の実物大の食品モデル画像とした。食品モデル画像は回転できるように、従来のFFQを作成したときに用いたフードモデル及び実物の食品)を準備し、斜め45度の角度で1回転撮影(45度ずつ8点撮影)し、真上、真横からの撮影も実施した。対象者が質問票に回答するときに上下左右の矢印ボタンをクリックすることによって、食品モデル画像が回転するようにした。このことから、フードモデルの縦、横、高さの大きさを把握することが可能となった。また、質問票の画面と食品モデル画像とは別ウィンドウで実施することとした。写真画像はデータ容量が大きいため、質問票とは別のウィンドウで提示することによって、回答時間を短縮するようつとめた。また、一辺5cmのスケールを実物大の食品モデル画像の前面に表示することによって従来の食品モデル写真集よりも大きさを把握しやすいように設定した。回答には、個人を特定することができないように対象者にはIDとパスワードを配布することとしている。IT上で実物大の写真集を見ながら回答することによって、記入漏れや聞き取りにおける標準化の問題が解決され、データ整理も速やかに行うことが可能である。現在、ITを使ったFFQを行うための対象者の選定中である。三次元の実物大食品モデル画像を見ながら回答することができるコンピュータを用いた食物摂取頻度調査法(ITFFQ)を開発した。このITFFQの妥当性と再現性を検討するため、2010年10月11月に、S大学栄養科学科の学生88名を対象に、ITFFQを1ヶ月間隔で2回(ITFFQ1とITFFQ2)行い、その間に3日間の秤量食事記録調査(WDR)を実施した。全ての調査を完了できなかった者とエネルギー摂取量が過小・過大評価の可能性がある者を除外し、81名を解析対象者とした。五訂増補日本食品標準成分表に準拠しエネルギーおよび42種類の栄養素等摂取量を算出し、残差法によるエネルギー調整を行った。3日間のWDRの平均値をゴールドスタンダードとし、ITFFQ2の平均値と標準偏差を求め、対応のあるt検定を行い、それぞれの相関係数を算出して妥当性を検討した。再現性は、ITFFQ1とITFFQ2の相関係数を算出して評価した。WDRの結果から、3日間の平均エネルギー摂取量は1451±344kcal/日であった。WDRとITFFQ2の栄養素等摂取量の平均値を比較すると、ほとんどの栄養素等でほぼ同等であった。WDRとITFFQ2の相関係数は、中央値0.331、最小値0.098(レチノール)、最大値0.516(リン)であった。ITFFQ1とITFFQ2の栄養素等摂取量の平均値を比較すると、ほとんどの栄養素等でITFFQ2に比べてITFFQ1の方が高値を示した。ITFFQ1とITFFQ2の相関係数は、中央値0.427、最小値0.269(レチノール当量)、最大値0.590(カルシウム)であった。WDRとITFFQ2、ITFFQ1とITFFQ2の相関係数は共に中等度であり、エネルギー及びほとんどの栄養素で有意な相関関係が認められた。以上のことから、本研究の対象者では、妥当性と再現性が認められたことから、簡潔で実用的なコンピュータを使った標準化した調査方法である。
必須アミノ酸導入プラスチン補足による飼料タンパク質の栄養価改善

一般に、アミノ酸組成に欠陥のある飼料タンパク質の栄養価を改善する目的で、養魚飼料に結晶アミノ酸を補足することが試みられているが、クルマエビやティラピアの場合は必ずしも成長は改善されない。そこで、筆者は酵素的装飾によりペプチド鎖の中に必須アミノ酸を導入した機能性タンパク質様高分子化合物(プラスチン)を作製し、飼料に添加してタンパク質の栄養価を改善しようとした。まず、必須アミノ酸導入プラスチンの作製方法について検討し、大豆プラスチン分子にメチオニン、リジンおよびトリプトファンをかなり高収率で導入できることを明らかにした。アルギニンの場合も、プラスチン分子内に導入することは可能であったが、その導入率は低かった。つぎに、メチオニン導入大豆プラスチン(met-PLS)を飼料に補足すると、結晶メチオニンの場合よりも、優れた補足効果を示し、成長、飼料効率およびタンパク効率が改善されることがわかった。しかし、リジン導入大豆プラスチン(Iys-PLS)は、ティラピアに対して、結晶リジンよりも優れた添加効果を示す傾向がみられたが、その効果はそれほど著しいものではなかった。
シュレディンガー方程式の準古典解析

第1に、古典ハミルトニアンのあるエネルギー超曲面上の捕捉された集合が、一つの双曲型不動点とそれに付随する一つないしは複数のホモクリニック軌道からなる場合、そのエネルギーの近傍でのレゾナンスの量子化条件を書き下し、レゾナンスの漸近分布が明らかにした。第2に、シュタルクポテンシャルをもつシュレディンガー作用素およびその摂動から定義されるスペクトルシフト関数が、非捕捉的なエネルギーの近傍では完全な漸近展開を持つことが示せた。第3に、ある連立のシュレディンガー作用素について、交差エネルギーの近傍でのレゾナンスの量子化条件を書き下し、レゾナンスの漸近分布が明らかにした。まず、Jean-Francois Bony, Thierry Ramond, Maher Zerzeriとの共同研究である、ホモクリニック軌道が生成するレゾナンスの漸近分布の研究では、実軸に最も近い第1列のレゾナンスの漸近分布を明らかにした。MouezDimassiとの共同研究である、スペクトルシフト関数の漸近展開の研究では、作用素の関数をレゾルベントを用いて表示するHelffer-Sjostrandの公式を用いた、時間に依存しない方法を導入した。これは、時間に依存するシュレディンガー発展作用素を考える従来の方法とは異なり、多くの困難な点が回避できる。一つの応用として、シュタルク効果を持つシュレディンガー作用素とその摂動に関するスペクトルシフト関数が、対応する古典力学の非捕捉条件の下に、完全な漸近展開を持つことを示し、さらに最初の2項を求めた。この論文は一旦投稿したものの、投稿後に証明方法を格段に簡略化できる事に気がついたため、改めて修正版を投稿し直した。MouezDimassiとは、非有界領域におけるtransmission eigenvalueの存在に関する研究に着手した。これは今までとはかなり異なる研究である。Andre Martinez,渡部拓也との共同研究である、連立のシュレディンガー作用素のポテンシャルの交差点近傍のレゾナンスの虚部の研究は、証明、計算ともに未だ完成はしていないものの、レゾナンスの虚部が準古典パラメータの5/3乗のオーダーであるとの予測を得た。当該年度において、以下の3つの研究を並行して行った。1.ホモクリニック軌道が生成するレゾナンスの虚部の下からの評価を、双曲型不動点が等方的な場合と非等方的な場合に分けて研究した。双曲型不動点が非等方的であるか、またはその不動点に付随する安定多様体と不安定多様体が横断的に交わる場合はレゾナンスの虚部は準古典パラメータhのオーダーで、それ以外の場合は、h/log hのオーダーであることを示した。(J.-F.Bony, T.Ramond, M.Zerzeriとの共同研究)2.シュタルク効果をもつシュレディンガー作用素のスペクトルシフト関数が、非捕捉条件のもとに準古典パラメータに関して完全な漸近展開をもつことを示した。この研究において重要なのは、時間に依存しない方法を初めて用いたことである。この方法は、従来難しいとされてきた連立のシュレディンガー方程式のスペクトルシフト関数の解析にも用いることができる。(M.Dimassiとの共同研究)3.一次元連立のシュレディンガー方程式のエネルギー交差レベルでのレゾナンスの量子化条件を求め、特に虚部の漸近挙動を調べた。連立2階であるために、通常の複素WKB法が使えないとことに難しさがある。レゾナンスの虚部はhの5/3のオーダーであると予想している。この研究は現在進行中である。(A.Martinez, T.Watanabeとの共同研究)最終年度の研究内容は、主に次の3つである。まず、単独のシュレディンガー作用素のレゾナンスの準古典分布について、対応する古典力学系の捕捉された軌道の集合が、複数の双曲型平衡点と、それに付随するホモクリニック軌道、ヘテロクリニック軌道からなって有向グラフをなす一般的な状況での研究である。各平衡点に対して「減衰指数」が自然に定義されるが、この和が最小であるような周期グラフが、実軸に最も近いレゾナンスの分布を決定すること、さらにシュレディンガー作用素の場合、そのような周期グラフは常に一つのホモクリニック、あるいはヘテロクリニックな軌道であることを理解した。この結果は、それまでの一連の結果とともに一本の論文にまとめている最中である。第2は、連立のシュレディンガー作用素のレゾナンスの準古典分布である。次元は1とし、二つのポテンシャルの交差するエネルギーの近傍でのレゾナンスの量子化条件、特に虚部の漸近的挙動を調べている。一歩のポテンシャルは井戸型であるとしており、その井戸が生成する固有値(Bohr-Sommerfeldの量子化条件を満たす)の近くにレゾナンスが存在することが推測されるが、虚部は準古典パラメータの5/3のオーダーであると予想している。現在厳密な証明を与えつつある。

最後は、Zakharov-Shabat方程式の固有値の漸近分布、および反射係数の漸近展開の研究である。これは、defocusingな非線形シュレディンガー方程式の初期値問題を逆散乱法によって解く過程の一つで、今まで厳密な方法が知られていなかった部分を、完全WKB法を用いて厳密に証明するのが目的である。この研究は今年度も継続して行う。偏微分方程式論長年にわたってこの研究課題で続けて来た、ホモクリニック軌道が生成するレゾナンスの漸近分布の研究が、かなり完成に近づいたと言えるからである。ホモクリニック軌道が一つの場合に限らず、多数ある場合、また、双曲型不動点の数も複数ある場合にも、レゾナンスの準古典極限における漸近分布が、対応する古典力学系のどのような幾何学的量によって決まるかが解明した。これは、レゾナンスの虚部の下からの評価のみしかわかっていなかった前年度と比べて飛躍的に進歩している。上記「研究実績の概要」に記した3つの研究それぞれについて述べる。(1)のホモクリニック軌道が生成するレゾナンスについてであるが、当初目的としていたレゾナンスの虚部の下からの評価については十分な結果を得ることができた。のみならず、最近では、自然な付加条件の下では、レゾナンスの量子化条件を求めることができ、それによってレゾナンスの詳しい漸近分布がわかることに気がついた。これは長年にわたって当科学研究費の研究課題で目標としてきた問題であり、もう少し時間がかかると考えていた。想定した以上の成果である。(2)のシュタルク効果をもつシュレディンガー作用素のスペクトルシフト関数であるが、これも完全な形で解決を見た。成果は現在学術雑誌に投稿中である。(3)の一次元連立のシュレディンガー方程式のエネルギー交差レベルでのレゾナンスについては、一部形式的な議論を用いたものの、量子化条件の予想がたっている。後はこれを数学的に厳密に正当化する仕事が残っているが、これも当初の予定からすれば、十分な進展を見たと言える。ホモクリニック軌道が生成するレゾナンスの漸近分布の研究は、現在100ページを超える大部の論文として投稿する準備を続けている。スペクトルシフト関数の漸近展開の研究については、連立の作用素の場合に、同じく時間に依存しない方法を用いる事で、これまで難しいとされて来た、eigenvalue crossingがおこる場合も扱える事を示したい。transmission eigenvalueの研究については、まず実数のtransmission eigenvalue、引き続き複素平面におけるtransmission eigenvalueの分布を、それぞれ別の方法で考える予定である。連立のシュレディンガー作用素のポテンシャルの交差点近傍のレゾナンスの虚部の研究は、上記予想を厳密に証明して、今年度中に論文として投稿する予定である。
ヒトの随意筋活動におけるrelaxation機構のパフォーマンス向上への応用

それは一定の等尺性筋力を発揮した状態から急激なrelaxationを行うと,筋活動が一旦休止するが,その後まるでリバウンドしたかのような筋放電が発現することを見出した.本研究では,このような意図的なrelaxationによって生じる特有の筋活動を利用して筋力増大や反応潜時の短縮に利用できるのではないかと考え,意図的なrelaxationのパフォーマンス向上への応用の可能性を探ることを目的とした.主働筋の意図的なrelaxationによって目的のパフォーマンスを向上させる可能性は次の2点に絞ることができる.(1)relaxationを意図的にタイミングよく行うことによって,主たる筋活動の際により多くのmotor unitをシンクロナイズして活動させることができるのではないか(2)relaxation直後に発現する筋放電を随意筋活動に利用すれば,いわゆる反応時間よりも短い潜時で反応を開始することができるかもしれない.この2点について検討すべく,まず,relaxation時に発現する筋放電の出現条件について検討し,一定筋力発揮状態(20%MVC以下未満及び80%MVC以上)では特有の筋放電が出現しない,もしくはその発現を判定できないため,少なくとも20%MVCを超え80%未満の筋力発揮があることが基本条件である.筋出力漸増状態からのrelaxationでは,一定発揮状態よりもrelaxationすること自体がより難しい課題となるため,パフォーマンス向上に利用するには一定量の筋出力保持状態からのrelaxationが望ましいことが示唆された.また,この現象を応用するには,筋の収縮と弛緩時における筋-腱複合体の挙動とその粘弾性がパフォーマンスに及ぼす影響についても考慮する必要があり,考察を加えた.それは一定の等尺性筋力を発揮した状態から急激なrelaxationを行うと,筋活動が一旦休止するが,その後まるでリバウンドしたかのような筋放電が発現することを見出した.本研究では,このような意図的なrelaxationによって生じる特有の筋活動を利用して筋力増大や反応潜時の短縮に利用できるのではないかと考え,意図的なrelaxationのパフォーマンス向上への応用の可能性を探ることを目的とした.主働筋の意図的なrelaxationによって目的のパフォーマンスを向上させる可能性は次の2点に絞ることができる.(1)relaxationを意図的にタイミングよく行うことによって,主たる筋活動の際により多くのmotor unitをシンクロナイズして活動させることができるのではないか(2)relaxation直後に発現する筋放電を随意筋活動に利用すれば,いわゆる反応時間よりも短い潜時で反応を開始することができるかもしれない.この2点について検討すべく,まず,relaxation時に発現する筋放電の出現条件について検討し,一定筋力発揮状態(20%MVC以下未満及び80%MVC以上)では特有の筋放電が出現しない,もしくはその発現を判定できないため,少なくとも20%MVCを超え80%未満の筋力発揮があることが基本条件である.筋出力漸増状態からのrelaxationでは,一定発揮状態よりもrelaxationすること自体がより難しい課題となるため,パフォーマンス向上に利用するには一定量の筋出力保持状態からのrelaxationが望ましいことが示唆された.また,この現象を応用するには,筋の収縮と弛緩時における筋-腱複合体の挙動とその粘弾性がパフォーマンスに及ぼす影響についても考慮する必要があり,考察を加えた.代表者らがここ数年行ってきたヒトの随意relaxationに関する研究から,relaxation特有の筋放電反応パターンが発現することが明らかになってきた.一定の等尺性筋力を発揮した状態から急激なrelaxationを行うと,筋活動が一旦休止するが,その後まるでリバウンドしたかのような筋放電が発現する.本研究はこのrelaxation特有の筋活動をパフォーマンスの向上に利用できるのではないかと考え,計画したものである.主働筋の素早く意図的なrelaxation後に現れる筋放電のパフォーマンス向上への応用の可能性は次の2点に絞られる.・relaxation後の随意的な筋活動とタイミングを合わせることができれば,さらに大きな力を発揮することができるかもしれない.・relaxation後の筋放電を利用すれば随意に次の反応を起こすよりも短い潜時で反応を開始することができるかもしれない.本年度は,relaxationがパフォーマンスの向上に寄与できる可能性を,発揮筋力の増大という面から検討を加え,relaxationの応用について探ることを目的とした.《被検者》本実験にご協力いただいた被検者には,本研究の目的・方法・意義などについて事前に十分な説明を行い,実験に参加することを書面にて承諾を得た.《実験》目的:relaxationが発揮筋力の増大に貢献するのではないかという仮説を検証する.方法:上腕二頭筋及び三頭筋を被検筋として,肘関節屈曲力及び伸展力について検討した.実験手続きは代表者らによる先行研究とほぼ同様であるが,動作課題として,一定筋力発揮状態から急激なrelaxation後,できるだけ大きな力を発揮するという動作を用いた.対照群として,意図的なrelaxationを行わずに一定筋力発揮状態から最大筋力発揮を行う条件も設定した.発揮筋力や単位時間当たりの筋放電量などから評価を行った.詳細な分析は現在進行中である.研究代表者らがすでに報告してきたヒトのvoluntary relaxationに関する研究をもとに,本研究では意図的なrelaxationをうまく利用することによって運動パフォーマンスの向上に利用できるのではないかと考え,そのパフォーマンス向上への応用の可能性を探ることを目的とした.主働筋の意図的なrelaxationによって目的のパフォーマンスを向上させる可能性は次の2点に絞ルことができる.(1)relaxationを意図的に行うことによって,次の筋活動の際に多くのmotor unitを同時に活動させることができるのではないか(同期化することによる出力量の増大)

(2)relaxation後に発現する筋放電を利用すれば随意反応を起こすよりも短い潜時で反応を開始することができるかもしれない.昨年度は,relaxationがパフォーマンスの向上に寄与できる可能性を,発揮筋力の増大という面から検討を加えたが,今年度も引き続き発揮筋力の増大効果の観点から探るとともに,反応潜時の短縮化についても検討を加えた.上腕二頭筋及び三頭筋を被検筋として,肘関節屈曲力及び伸展力について検討した.実験方法は代表者らによる先行研究とほぼ同様であるが,動作課題として,一定筋力発揮状態から急激なrelaxation後,できるだけ大きな力をできるだけ素早く発揮するという動作を用いた.対照群として意図的なrelaxationを行わずに一定筋力発揮状態から最大筋力発揮を行う条件も設定した.発揮筋力や単位時間当たりの筋放電量,反応潜時の分析などから検討を加えた結果,うまくrelaxationができると発揮筋力の増強は見られたが,relaxationが瞬時にできるか否かによってその効果が異なるようであった.さらに今後もrelaxationのパフォーマンスへの向上について検討を加える必要があると考えられた.
異物排出膜輸送体のX線結晶構造解析

研究目的)膜輸送という現象はもっとも基本的な生命現象の一つである。この膜を介した物質輸送の原理を理解するためには詳細な立体構造情報が必須である。本研究では、異物排出膜輸送体を素材として、世界に先駆けて膜輸送体の立体構造決定に成功した。さらに異物の認識・排出機構の解明を目指す。結果)結晶化条件の検討の結果、回折実験に使用できる異物排出膜輸送体の結晶(空間群R32)を得た。これを用いた放射光施設SPring-8での回折実験の結果、3.5Åの分解能で分子モデリングと構造精密化に成功(共同研究者による)し、3個のプロトマーがクラゲの様な形に並んだ三量体構造が明らかになった。ペリプラズムに突き出した頭部と、膜に挿入された足のように見える膜貫通部からなっている。頭頂部には漏斗状の開口部があり、この部分でTolCと直接結合しているらしい。この結晶構造によって、ようやく多剤排出というメカニズムを現実の分子構造をもとに議論する出発点が得られた。これらの成果はnature (vol.419,10 oct 2002)に発表された。異物の認識・排出機構の解明には、基質となる異物との複合体の立体構造情報が不可欠である。そこで重原子を含む薬剤を用いて基質結合型結晶の調製を試みた。これまでに重原子を含む薬剤について、その存在下での結晶化を行い複数種類の薬剤で結晶を得ることに成功した。これらの結晶を用いて放射光施設SPring-8において回折データを収集した。今後これらの解析を進め、異物の認識・膜輸送機構の解明を目指す。本研究では、異物排出膜輸送体を素材として、世界に先駆けて膜輸送体のX線結晶構造解析による立体構造決定を目指す。これを用いた放射光施設SPring-8での回折実験の結果、3.5Å分解能で198,425個の反射を観測、データの完全性98.6%で26,406個の独立の反射に対するRmergeは9.0%だった。また、水銀、白金、オスミウムの多重同型置換法で位相を決定した。さらに、セレノメチオニン置換AcrBの結晶から差フーリエ法でセレニウム原子の位置を決め、分子モデリングの際の指標として用いた。その結果、3.5Åの分解能で分子モデリングと構造精密化に成功(共同研究者による)し、3個のプロトマーがクラゲの様な形に並んだ三量体構造が明らかになった。これらの成果はnature(vol.419,10 oct 2002)に発表された。私は構造解析に用いた結晶に基質を浸潤させる方法で複合体結晶の調製を試みた。これまでに複数の基質について、これを浸潤させた結晶の回折データを収集した。今後これらの解析を進める。
体位検知とユビキタス技術による患者状態検知型医療安全・患者管理システムの研究

3軸加速度センサーとジャイロセンサーを内蔵したタグを利用し,患者の体位や行動などの状態をリアルタイムに検出・分析し,医療安全の向上や,客観的なデータに基づく患者管理・指導に役立つシステムの可能性を研究した.両センサーの組み合わせにより,加速度による閾値だけでは異常状態の検出に不十分と思われる事象の検出が可能となるほか,連続記録により,就眠中の体位や身体各所の安静度の客観的な評価が可能であった.位置情報との組み合わせで,効果的な安全管理システムやエビデンスをもとにした患者管理・指導のためのシステムが構築可能と思われた.3軸加速度センサーとジャイロセンサーを内蔵したタグを利用し,患者の体位や行動などの状態をリアルタイムに検出・分析し,医療安全の向上や,客観的なデータに基づく患者管理・指導に役立つシステムの可能性を研究した.両センサーの組み合わせにより,加速度による閾値だけでは異常状態の検出に不十分と思われる事象の検出が可能となるほか,連続記録により,就眠中の体位や身体各所の安静度の客観的な評価が可能であった.位置情報との組み合わせで,効果的な安全管理システムやエビデンスをもとにした患者管理・指導のためのシステムが構築可能と思われた.本研究は,アクティブ型電子タグとジャイロセンサーの組み合わせにより,患者の体位や行動などの状態を位置情報と合わせてリアルタイムに検出・分析し,医療安全の向上や,客観的なデータに基づく患者管理・指導に役立てる事を目的とする.アクティブ型電子タグは最近,位置情報管理などに利用されるようになってきたが,医療安全への効果的な活用を果たすには位置情報だけでは不十分で,いかに患者の状態を的確に検知し,位置情報と組み合わせて活用できるかが重要である.ユビキタス関連技術や各種センサーは小型化・高性能化が進んできており,それらの技術を融合活用して,医療安全の向上や,患者管理・指導の質的向上と言った社会的課題に応えることを目指す.初年度である本年度は,研究に適したデバイスを評価すべく,2種のセンサー内蔵型アクティブタグを用いて体動や体位変化の基礎データを取得し,評価を行うこととした.ただし,うち1種のセンサー内蔵型アクティブタグが生産中止のため入手不可能となったため,繰越し制度を活用し,当該機材による計測は平成24年度に行った.その結果,ジャイロセンサーにより体位の情報をリアルタイムに得ることで,過年度の研究で行った加速度センサーによる情報取得だけでは検出し得なかった動作や状態を検出することが可能であり,転倒転落事故の検出のみならず,体位交換をはじめとする様々な医療行為や患者ケアにも応用可能と思われた.ただし,装着位置によって得られる情報には差異が大きく,ユースケースに応じて,最適な装着部位を検討する必要があると思われた.本研究は,アクティブ型電子タグとジャイロセンサーの組み合わせにより,患者の体位や行動などの状態を位置情報と合わせてリアルタイムに検出・分析し,医療安全の向上や,客観的なデータに基づく患者管理・指導に役立てる事を目的とする.本年度の研究では,3軸加速度センサーとジャイロセンサーを内蔵したタグ,および,3軸加速度センサーと心電計を内蔵したタグを用い,各々の性能評価を行った上で,入院患者のデータを各々50Hz,256Hzのサンプリング間隔で取得し,分析した.全身17箇所にタグを装着し,部位別のデータを解析するとともに,患者自身に記録してもらった行動記録との突合を行い,動作の検出能を評価した.その結果,患者の動作や状態検知に対し,各種センサーを内蔵したタグは十分有効であることが分かったものの,装着部位については目的に応じて適切に選択する必要がある.本研究では,入手できたタグの関係で位置情報を同時に取得することはできなかったが,通信手段を有するアクティブ型電子タグの位置情報を取得する方法は既にいくつか確立されていることから,実現は困難ではないと思われる.ただし,今回使用したタグのうち前者は若干サイズが大きく,患者にとっては装着しているストレスがあった.後者は,縦横は前者とほぼ同等だが奥行が薄いため,それほどのストレスはなかったようで,実医療に応用する際,筐体のサイズや形態も重要な要素と考えられた.アクティブ型電子タグは位置情報管理にも利用され,医療機関業務においてもトレーサビリティの確保など様々な場面で有効だが,医療安全に関し真に効果的に活用するには患者の状態を的確に検知し,位置情報と組み合わせて活用できることが重要である.ユビキタス関連技術や各種センサー技術の融合活用は,医療安全の向上や,患者管理・指導の質的向上と言った社会的課題に応える可能性を十分に持っていると考える.本研究は,アクティブ型電子タグとジャイロセンサーの組み合わせにより,患者の体位や行動などの状態を位置情報と合わせてリアルタイムに検出・分析し,医療安全の向上や,客観的なデータに基づく患者管理・指導に役立てる事を目的とする.アクティブ型電子タグは最近,位置情報管理などに利用されるようになってきたが,医療安全への効果的な活用を果たすには位置情報だけでは不十分で,いかに患者の状態を的確に検知し,位置情報と組み合わせて活用できるかが重要である.ユビキタス関連技術や各種センサーは小型化・高性能化が進んできており,それらの技術を融合活用して,医療安全の向上や,患者管理・指導の質的向上と言った社会的課題に応えることを目指す.研究2年目の本年度では,昨年度に性能評価と基礎データ収集を行った2種のセンサー内蔵型アクティブタグを用いて,サンプリング間隔等のパラメータを変更し,患者の状態検出における最適な設定を検討したほか,過年度の研究で分析した加速度

センサー単独のデータとの比較検証を行うべく,本研究で使用している機材からのログと過去データのログをデータベースに取り込み,解析に供することができるような環境を構築した.加えて,全身の複数部位にセンサーを装着し,ジャイロセンサーおよび加速度センサーからの情報を取得し,最適な装着方法の検討をすすめた.本研究において重要な,センサー内蔵型アクティブタグの購入を平成23年10月頃に予定していたが,機器を構成する部品の一部が生産中止となったことに伴い,購入を予定していた機材一式も発売中止となり,入手不可能となった.これに伴い,メーカー側では他の部品を用いて,より性能を向上させた後継機種の開発を行っており,その発売が平成24年4月5月になるため,平成23年度補助金の一部を翌年度に繰越し,同機材一式を購入することとなった.そのため,平成23年度後半に予定していた,基礎データ収集に遅れが生じた.ただし,その期間には比較検証用の他機材を用いてデータの取得を行い,平成24年5月には後継機種を入手し,基礎データの取得を開始できたため,その後の全体計画には大幅な影響はないと考えている.25年度が最終年度であるため、記入しない。初年度は機材の入手困難から,若干の遅れを認めたが,本年度は必要な機材を入手できたことかた概ね予定通りの進捗となっており,最終年度の次年度へ向けてデータをまとめている.平成24年度以降の研究では,多数のセンサー内蔵型アクティブタグを複数の部位に装着するなどして,医療や介護の現場での実用を想定したデータ収集方法を検証するとともに,各センサーの情報を分析し,患者の状態を検出するための閾値やパターンなどを明らかにしていく.最終年度には,十分なインフォームドコンセントのもとに,在宅での情報取得なども試みて,患者状態の検出性能に加えて在宅等での指導管理への利用可能性も検討していきたい.最終的には,3年間の研究成果を総合し,ジャイロセンサーによる転倒転落他の患者リスクの検出と未然防止の可能性,病院情報システムとの統合によるリアルタイムなインシデント通知システムの可能性,効果,実現性を明確にし,以後の機器開発にも役立つようにしていく予定である.25年度が最終年度であるため、記入しない。研究3年目(最終年度)の次年度は,本年度までの成果をまとめ,実用を想定したデータ収集方法を確立するとともに,十分なインフォームドコンセントのもとに,在宅での情報取得なども試みて,患者状態の検出性能に加えて在宅等での指導管理への利用可能性も検討する.また,当初計画に加えて,他の生体センサー等の情報も付加することでより的確な状態検出につながる可能性もあることから,可能な範囲で評価を加える.最終的には,3年間の研究成果を総合し,ジャイロセンサーによる転倒転落他の患者リスクの検出と未然防止の可能性,病院情報システムとの統合によるリアルタイムなインシデント通知システムの可能性,効果,実現性を明確にし,以後の機器開発にも役立つよう,成果を公表する.
小規模町村の自律と重層的自治体間連携の実証研究：多元・協働型自治の可能性の検討

人口減少社会において、地方創生など「集権・競争型自治」モデルに対して小規模町村の自律・自治を維持する「多元・協働型自治」モデルを提示し、水平連携と垂直連携による重層的自治体間連携の実態とその「圏域自治」におけるガバナンスのあり方を理論的、実証的に分析・研究しながら、「自治の総量」が増大する行財政運営の条件と、そのモデルの可能性、自治制度改革方向として市町村合併・道州制論とは異なるあり方を検討する。
強電子-格子結合系における光誘起力学特性変化の探索

本研究では、申請者らの研究によって光励起状態での構造変化が大きいことが予測されている電子-格子強結合系物質や有機錯体結晶を中心に、光励起によって弾性特性等の力学特性に変化を示す物質探索を行うことを目的としている。またこの目的達成の為に、申請者らが開発し実用レベルに到達しつつある、パルスX線発生法(SOR光)と同期光励起の組み合わせ技術を利用して、探索のための測定装置試作とデモ実験を試行することも重要な目的としている。本年度は強い電子-格子結合が予測される新しい物質である高濃度カルシウムドープチタン酸バリウム結晶を準備し、本格的な物質特性の評価を行った。測定として光励起の無い状態で電場誘起による結晶歪み効果を測定し、現在実用に供されているPb含有型セラミックスを遥かに凌駕する巨大な電場誘起歪み効果を確認した。これは緊急性を持った応用上も重要な発見である為、本年度はこの物質探索部分に集中した研究展開を行った。その結果、カルシウム濃度が30%超までの単結晶の作製に成功するとともに、量子揺らぎを伴う特異な温度-組成相図や、370K-2Kの非常に広範な温度域で、温度依存性、周波数依存性をほとんど示さない大きな誘電応答など、数々の特異な物性を発見することが出来た。これらの結果を取りまとめて投稿し、論文として公表した。さらに光誘起で大きな格子歪みの発生が期待できる有機結晶の探索も行い、幾つかの物質で候補を発見し、その特性の研究も実施した。この結果も現在論文にとりまとめ一部は既に公表され、一部は投稿中である。本年度は装置準備として、圧縮率測定のための高圧セル(共同設備)の組み合わせ改造を実施した。具体的には、大型放射光共同施設(KEK-PF-AR)を利用して、申請者らが準備を行って来た「時間分解構造解析装置」と、同じ施設の「高圧下温度可変型X線回折観測用クライオスタット」の組み合わせ利用による、光誘起弾性率測定装置の作製に着手し、高圧下温度可変型X線回折観測用装置の試料保持部を新たに作製し、励起用短パルスレーザー光が導入可能な形態の準備作業を行った。さらに高圧装置に励起光を導入する為の、超短パルスファイバーレーザーの準備も行った。また実際に光誘起力学特性変化を観測すべき物質系として、強い電子-格子結合が予測される新しい物質である高濃度カルシウムドープチタン酸バリウム結晶を準備し、予備的測定として光励起の無い状態でピエゾ効果を測定し、巨大な電場誘起歪み効果を確認した。これは緊急性を持った応用上も重要な発見である為、来年度はこの物質探索部分に重点を置いた研究展開を予定している。本年度は引き続き装置準備として、圧縮率測定のための高圧セル(共同設備)の組み合わせ改造を実施した。高圧装置に励起光を導入する為の、超短パルスファイバーレーザーの準備も行った。また実際に超高圧をレーザーアブレション法で発生させ、それによって誘起された構造・力学特性変化を半導体CdSで観測することにも成功した。さらに強い電子-格子結合が予測される新しい物質である高濃度カルシウムドープチタン酸バリウム結晶を準備し、本格的な物質特性の評価を開始した。これは緊急性を持った応用上も重要な発見である為、本年度はこの物質探索部分に重点を置いた研究展開を行った。これらを現在論文に投稿中である。

測定として光励起の無い状態で電場誘起による結晶歪み効果を測定し、現在実用に供されているPb含有型セラミックスを遥かに凌駕する巨大な電場誘起歪み効果を確認した。これは緊急性を持った応用上も重要な発見である為、本年度はこの物質探索部分に集中した研究展開を行った。その結果、カルシウム濃度が30%超までの単結晶の作製に成功するとともに、量子揺らぎを伴う特異な温度-組成相図や、370K-2Kの非常に広範な温度域で、温度依存性、周波数依存性をほとんど示さない大きな誘電応答など、数々の特異な物性を発見することが出来た。これらの結果を取りまとめて投稿し、論文として公表した。さらに光誘起で大きな格子歪みの発生が期待できる有機結晶の探索も行い、幾つかの物質で候補を発見し、その特性の研究も実施した。この結果も現在論文にとりまとめ一部は既に公表され、一部は投稿中である。
周波数標準にトレーサブルなサブナノメートル精度・絶対光学長測定法の開発

ファブリー・ペロー光共振器の光学的共振器長(nL)は、光速度の半分(c/2)を隣接する共鳴周波数差(自由スペクトル領域:FSR)で除算することで決定可能である。すなわち長さを周波数測定から決定可能である。本研究では、周波数標準及び同期検波法を用い光共振器の絶対光学長を零位法により相対不確かさ10^<-8>オーダで実験的に決定した。1メートルの絶対長さをナノメートルの不確かさで決定する見通しを得た。同様な手法を用い、空気屈折率変動を能動的に抑止した。ファブリーペロー光共振器の光学的共振器長(nL)は、光速度(c)を隣接する共鳴周波数差(自由スペクトル領域:FSR)で除算することで決定可能である。本研究では、外部共振器型周波数可変半導体レーザ、電気光学変調器およびロックインアンプを用い、ファブリーペロー共振器のFSRを零位法によって高精度に決定する手法を理論・実験で明らかにした。キャリア周波数が共振器共鳴点から僅かにずれた状態に半導体レーザを調整し、電気光学素子により周波数変調(Frequency Modulation: FM)を掛け、キャリアの両側に2個のFMサイドバンドを発生させる。この光を共振器に導入し、その透過光を光検出器により観察する。光検出器の出力は電気光学素子に加えた変調信号とロックインアンプにより同期検波を行う。このとき電気光学素子に加えた変調周波数をFSR近傍で走査すると、FMサイドバンドとキャリア間の干渉により、変調周波数がちょうどFSRのときに必ず、ロックインアンプ出力がゼロ点を通る。ゼロ点を通るときの傾きは、キャリア周波数の共鳴点からのずれが、共鳴全値幅の58%のときに最も大きくなることを理論から導き出した。またこの傾きは電気光学素子の変調深さ及び光源レーザの出力に比例することを理論的に見いだした。実際に波長633nm・出力1mWの半導体レーザを、変調深さ1.08radで変調を掛け、光学的共振器長168mmの共振器に導入し、そのFSR(888.867MHz)を測定した。10^<-6>オーダの測定不確かさでFSRの決定が出来た。光源レーザの出力を1Wとすれば不確かさ10^<-9>オーダが達成できる見通しを得た。変調深さをより大きくし多数のFMサイドバンドを利用すると、ゼロ点を通るときの傾きがさらに大きくなることを理論的に予測しており、これを利用すれば不確かさ10^<-10>オーダも達成可能である。キャリア周波数が共振器共鳴点から僅かにずれた状態に半導体レーザを調整し、電気光学素子により周波数変調(Frequency Modulation : FM)を掛け、キャリアの両側に2個のFMサイドバンドを発生させる。この光を共振器に導入し、その透過光または反射光を光検出器により観察する。ゼロ点を通るときの傾きは、キャリア周波数の共鳴点からのずれが、共鳴全値幅の29%のときに最も大きくなることを理論・実験から導き出した。また傾きは電気光学素子の変調深さ、入力レーザパワーに比例することを理論実験両面で証明した。相対不確かさが、10^<-9>以下でのFSR測定が可能なことを示した。ファブリーペロー光共振器の光学的共振器長(nL)は、光速度の半分(c/2)を隣接する共鳴周波数差(自由スペクトル領域:FSR)で除算することで決定可能である。キャリア周波数が共振器共鳴点から僅かにずれた状態に半導体レーザを調整し、電気光学素子により周波数変調(Frequency Modulation:FM)を掛け、キャリアの両側に複数のFMサイドバンドを発生させる。

光検出器の出力は電気光学素子に加えた変調信号とロックインアンプにより同期検波を行う。このとき電気光学素子に加えた変調周波数をFSR近傍で走査すると、FMサイドバンドとキャリア間の干渉により、変調周波数がちょうどFSRのときに必ず、ロックインアンプ出力がゼロ点を通る。ゼロ点を通るときの傾きは、キャリア周波数の共鳴点からのずれが、共鳴全値幅の29%のときに最も大きくなることを理論・実験から導き出した。また傾きは電気光学素子の変調深さ、入力レーザパワーに比例することを理論実験両面で証明した。FSR測定の相対不確かさを10^<-8>以下で実験的に決定した。1メートルの絶対長さをナノメートルの不確かさで決定する見通しを得た。同様な手法を用い、空気屈折率変動を能動的に抑止した。
情動触の異種感覚相互作用

触覚には接触対象の構造や形状など物理的特性の分析に関わる識別触のほかに,接触対象の情動的評価に関わる情動触があることが明らかになりつつある。触覚に関わる従来研究は位置,運動,粗さの知覚など識別触に焦点を当てており,刺激の心地よさや痛みという情動触をも含めた研究はほとんどない。布地の見た目の質感は容易に肌触りの心地よさといった触感と結びつき,注射や歯の治療で感じられる痛さは,目や耳を遮ることによって幾分和らぐという経験を考えると,識別触だけではなく,情動触においても密接な異種感覚相互作用が行われていると考えられる。そこで本研究では,未開拓の分野である情動触も含めた異種感覚相互作用を体系的に検討する。また,最終段階では,心理実験によって得られた知見に基づき,視覚や聴覚情報を使って情動触をも喚起/増強する情動喚起型疑似触覚提示法の提案を行うことを目的としている。本年度は,まず,【課題A】識別触で明らかにされた従来知見を情動触という側面から再考した。比較的ゆっくりした触刺激を用いた場合に強い快情動が生じることが報告されている(Cascio et al., 2008)。そこで,ラバーハンド錯覚を対象として,手の甲側の指先に触刺激を素早く与える条件(約1.5cm/s)とゆっくり与える条件(約5cm/s)を比較した結果,後者で生起潜時が短いことを見いだした。ただし,接触時間等の他の変数も異なることから,今後いくつかの統制条件を設けて調べる必要がある。次に,【課題B】他の感覚情報が情動触に及ぼす影響の検討については,複数の試料について視覚情報と触覚情報の一致性を操作し,触覚的情動評価に与える影響を調べている。【課題B】他の感覚情報が情動触に及ぼす影響の検討については,本実験に移行する予定であったが,試料の選定および測定方法の検討に時間を要し,予備実験にとどまっている。そのため,やや遅れていると評価した。【課題A識別触で明らかにされた従来知見を情動触という側面から再考】ゆっくりとした触刺激を与えた場合にラバーハンド錯覚が強く生起することに関して,複数の統制条件を設定し,C繊維の関与等そのメカニズムを明らかにする。【課題B他の感覚情報が情動触に及ぼす影響の検討】情動触に関する最も効果的なデータが得られる試料を2, 3個選定し,本実験を開始する。【課題C情動触における異種感覚間対応学習および課題D提示対象の情動価をも伝える情動喚起型疑似触覚提示法の提案】視覚または聴覚と情動触の異種感覚対応学習の成立過程を明らかにする実験を開始し,そのデータに基づき情動喚起型疑似触覚提示法の提案を行う。触覚には接触対象の物理特徴の分析に関わる識別触と接触対象の情動的評価(快・不快)に深く関わる情動触という2つの機能があり,神経基盤も異なっていることが近年明らかになりつつある。従来,異種感覚相互作用研究はこの2つの触覚機能のうち識別触を対象としてきており,情動触を積極的に扱った研究はほとんどない。しかし,識別触に関わる神経繊維は皮膚表面の刺激受容器に連なる神経繊維のわずか1/4程度であることを考えると,従来の射程は触覚系が関わりうる異種感覚相互作用のわずかな範囲のみであったといえる。また,最終段階では,心理実験によって得られた知見に基づき,視聴覚情報を使って識別触だけではなく情動触をも喚起/増強する情動喚起型疑似触覚提示法の提案を行うことを目的としている。本年度は識別触で明らかにされてきた知見を情動触という側面から再考した。特に情動を伴う触覚刺激が他の感覚における識別に与える影響と他の感覚刺激が情動を伴う触覚識別に与える影響について検討することを目標とした。まず,痛み刺激が与えられるように定電流高電圧装置一式を購入し,実験系に組み込んだ。また,快刺激提示を可能にするためエアパフ装置を設計した。予備実験の結果,本実験系において,ラバーハンド錯覚の快刺激による促進(Crucianelli et al., 2013),身体近傍空間における視触覚相互作用の痛み/快刺激による促進(De Paepe et al., 2016; Teramoto et al., 2013)など情動触に関わる異種感覚相互作用に関する知見を再現されうることが示された。当初予定では特に不快情動に関して本実験まで進める予定であったが,実験系のセットアップと課題選定に時間を要したため,従来知見を確認する予備実験にとどまっている。そのため本年度はやや遅れていると評価した。一方で,快情動に関しては,平成30年度予定であった課題を,予備実験ではあるが前倒して実施することができた。