hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
群の作用で不変な微分方程式系

球関数は、表現の指標を一般化した重要な関数であるが、その動径成分は対称群を一般化したWeyl群による不変性を持つホロノミックな微分方程式系を満たすことで特徴づけられる。この微分方程式系のもつルートの重複度に対応した離散的なパラメータはHeckman-Opdamによって連続化がなされた。一方、知られている完全積分可能量子系はWeyl群ないしはCoxter群による対称性を持っているか、あるいはそれの特殊化のみであり、Heckman-Opdamの微分方程式系は、三角関数ポテンシャルの完全積分可能量子系と見なせる。研究代表者を中心とする本研究では、古典型Weyl群で不変な完全積分可能量子系を一般的に全て求めよう、という一見手がつきそうにない問題に着目し、最終的にはコンピュータの助けも借りて、その完全な分類に成功した。すなわち、ポテンシャル関数は、必ず楕円関数、あるいはそれが退化した三角関数か有理関数で表せることを示し、具体型を決定した。さらに、高次の積分の具体型を求めることにより完全積分可能性を証明した。楕円型ポテンシャルの場合は、完全積分可能性は予想されていたが、本研究でその予想が証明された。なお、その後Cherednikにより、ルート型から作られる場合には完全積分可能性については別証明が与えられた。この完全積分可能量子系は1変数の場合のHuenの超幾何微分方程式系の多変数への拡張と見なすことができる。全体の枠組みが定まったとことになるので、今後は、この超幾何微分方程式の解の性質の研究、特に表現論など他の分野との関連で特殊な良いパラメータを見つけ、そのときの解を深く研究することが、本研究を発展させていく上での次の目標となった。Weyl群の作用で不変な可換微分作用素系の研究を行い,当初の目標であったB型およびD型Weyl群の場合について,基本的解決を得た。既に分かっていたA型の場合も含めると,Weyl群が古典型の場合は,ラプラシアンのポテンシャル函数や,その積分が,楕円函数を用いて具体的に表わせることを示した。これにより,古典型Weyl群の場合の完全積分可能不変量子系の分類がほぼ完成した。これは,徒来から数理物理で知られていた完全積分可能量子系の多くを含み,それらを統一した観点で扱えるようになった。楕円函数が退化すると三角函数になり,さらに退化すると有理函数になる。この有理函数の場合は,まだ分類で残っている部分があり,今後の課題となった。また,三角函数の場合は,表現論に表われる球函数の満たす微分作用素系の一般化となっており,種々の立場から深い研究がなされてきた。これらとの関連も次第に明らかになってきており,方程式の特殊解を求めるのに重要な,可換微分方程式系の既約性や分解について,いくつかの例を得,また,一般的な予想を得ることができた。完全積分可能量子系は、対称空間上の帯球函数の動径成分の満たす微分方程式系から作られるものが例として知られており、一方、数理物理においては、古典力学系の完全積分可能系と合わせて、その研究が続いてきた。そこに含まれるHamiltonianあるいはLaplacianのpotentialが、楕円函数で表わせWeyl群不変な形で2点間で決まる例につき、その完全積分可能性が予想されていた。今まで知られている完全積分可能系は、ほとんどすべてこれに帰着できることが知られていた。研究代表者を中心とする今回の研究により、Weyl群が単純古典型の場合に、高次積分を具体的に求め、完全積分可能性の予想を解決した。さらに、Weyl群不変な完全積分可能系は、このような楕円函数で表わせる2点間ポテンシャルに限ることを示し、新たな完全積分可能系を発見し、それも含めて完全な分類に成功した。また、高次積分の一意性も決定された。

さらに、最も自由度の高い2変数の場合、微分方程式系の可約性を超幾何微分方程式の立場から調べ、条件を決定した。一方、半単純リー群G上の不変微分作用素系の同時微分方程式系の境界値写像の解析により、Gの閉部分群Hの表現からGに誘導した表現の中に、Gの既約表現が、常に有限重複度で含まれるためのHの必要十分条件を決定した。これは、コンパクト群、あるいは有限次元表現のときのspherical subgroupの概念の無限次元の場合への拡張である。さらに、G上の一般球函数を調べ、その次元を決定した。
宿主リン酸化酵素阻害による喉頭乳頭腫の新規治療の開発

喉頭乳頭腫はヒトパピローマウイルス(HPV)が関連する良性腫瘍であるが、再発率の高い難治性の疾患である。喉頭は上気道の中でも最も狭く、腫瘍の発生により容易に上気道狭窄を生じて呼吸困難をきたす。既存の治療では限界が明らかであるにもかかわらず、新たな治療を確立するための基礎的・臨床的研究は世界レベルで見てもほとんど進んでいない。本研究は、喉頭乳頭腫のpatient-derived xenograftモデルと培養細胞モデルを作成し,ダイレクトにウイルスに対してではなく、宿主リン酸化酵素からのウイルスへのアプローチという新たな視点で実現性の高い治療を探索し、実地医療への架け橋を築くものである。
変則十字火炎による超高温燃焼の実現と非平衡燃焼学の開拓

対向流バーナの改良版である「変則十字火炎バーナ」により断熱温度を超える燃焼状態を断続的に持続可能な新燃焼法を提案し,実用的には超高温燃焼の制御に関する知見を深めると共に,学術的には超高温科学,非平衡燃焼学という新しい学術領域の開拓を目指す.ここで示す「変則十字火炎バーナ」とは,2対のスロットバーナを対向させたもので,互いに燃料と酸化剤を流すことでガス成分の界面を4つ(十字に)形成するものである.このバーナでは火炎は界面に沿って十字に形成されるが,縦・横・奥行きの3方向には火炎(=高温場が形成)されるので,それぞれの界面が交わる1点において断熱性の高い状況を作り出すことが可能である.昨年度の状態では変則十字火炎の燃焼実験でも,数値解析で予測されるような不安定燃焼を明確に実現させることは困難であったが,本年度においては装置を改善して投入流量を増加させることで不安定状態を明確に再現することに成功した.不安定モードの不安定周波数を解析するためマイクロフォンによって得られる音の周波数解析を行ったところ,爆発現象時にはある特定周波数を発することが確認され,それが場の速度勾配に依存(単調に増加する)ことがわかった,これは前年度から実施している解析結果と定性的に同じであり,不安定現象の発生メカニズムを理解することに貢献した,不安定状態を支配する物理を探るため,LDVによる速度分布計測,数値計算結果の詳細な検討を重ね,一般的な不安定要因である火炎伸張によるものではないことを明確にし,大きな曲部における反応弱化による局所ダムケラー数の低下が爆発現象をもたらす要因である可能性を指摘した.これらの成果は,採択が極めて困難とされる国際燃焼シンポジウムで高評価で採択され,本研究の学術意義の高さが世界レベルであることを示した.現在,Combustion and Flameへの投稿を目指すべく鋭意原稿準備中である.対向流バーナの改良版である「変則十字火炎バーナ」により断熱温度を超える燃焼状態を断続的に持続可能な新燃焼法を提案し,実用的には超高温燃焼の制御に関する知見を深めると共に,学術的には超高温科学,非平衡燃焼学という新しい学術領域の開拓を目指す.ここで示す「変則十字火炎バーナ」とは,2対のスロットバーナを対向させたもので,互いに燃料と酸化剤を流すことでガス成分の界面を4つ(十字に)形成するものである.このバーナでは火炎は界面に沿って十字に形成されるが,縦・横・奥行きの3方向には火炎(=高温場が形成)されるので,それぞれの界面が交わる1点において断熱性の高い状況を作り出すことが可能である.初年度である平成21年度においては,変則十字火炎バーナを設計・作成し,中心部の非平衡状態が実験的に得られるかどうかの検討を行った.その結果,逆拡散火炎モードにおいて不安定な燃焼挙動を観察することができたが,それを達成できる条件が極めて狭く,再現性を得ることが困難であることがわかった.その詳細を理解するためにFDS(汎用燃焼流解析ソフト)による数値計算にてパラメトリックスタディを行ったところ,不安定状態を作り出すための条件は極めて限られており,実験にて再現することが困難であることを指摘した.また,実験画像ならびに数値計算結果をまとめて,不安定状態が生じるメカニズムについて検討した.この成果は燃焼研究で最高峰の国際学会である国際燃焼シンポジウムに投稿し,良好な査読結果を得ている(最終的な採択の可否通知は4月上旬予定のためまだ未定).数値計算による結果から,バーナ噴出口の面積が現在のものでは不安定性を得るのに適さないことがわかった.そのため,再検討を加えたバーナシステムの製造を再発注し,現在その試験を実施している.次年度では不安定性を与える条件と達成可能な非平衡状態について定量的に検討を行う予定である.対向流バーナの改良版である「変則十字火炎バーナ」により断熱温度を超える燃焼状態を断続的に持続可能な新燃焼法を提案し,実用的には超高温燃焼の制御に関する知見を深めると共に,学術的には超高温科学,非平衡燃焼学という新しい学術領域の開拓を目指す.ここで示す「変則十字火炎バーナ」とは,2対のスロットバーナを対向させたもので,互いに燃料と酸化剤を流すことでガス成分の界面を4つ(十字に)形成するものである.このバーナでは火炎は界面に沿って十字に形成されるが,縦・横・奥行きの3方向には火炎(=高温場が形成)されるので,それぞれの界面が交わる1点において断熱性の高い状況を作り出すことが可能である.昨年度の状態では変則十字火炎の燃焼実験でも,数値解析で予測されるような不安定燃焼を明確に実現させることは困難であったが,本年度においては装置を改善して投入流量を増加させることで不安定状態を明確に再現することに成功した.不安定モードの不安定周波数を解析するためマイクロフォンによって得られる音の周波数解析を行ったところ,爆発現象時にはある特定周波数を発することが確認され,それが場の速度勾配に依存(単調に増加する)ことがわかった,これは前年度から実施している解析結果と定性的に同じであり,不安定現象の発生メカニズムを理解することに貢献した,不安定状態を支配する物理を探るため,LDVによる速度分布計測,数値計算結果の詳細な検討を重ね,一般的な不安定要因である火炎伸張によるものではないことを明確にし,大きな曲部における反応弱化による局所ダムケラー数の低下が爆発現象をもたらす要因である可能性を指摘した.これらの成果は,採択が極めて困難とされる国際燃焼シンポジウムで高評価で採択され,本研究の学術意義の高さが世界レベルであることを示した.現在,Combustion and Flameへの投稿を目指すべく鋭意原稿準備中である.
新しい虚血再灌流動物を用いた、内耳虚血の高圧酸素、エダラボン同時投与の治療効果

突発性難聴をはじめとする内耳性難聴の病態の一つとして、内耳における虚血性病変が唱えられている。無呼吸負荷による一過性内耳虚血により蝸牛内直流電位(EP)は一時的に低下するが、内リンパ腔にCキナーゼ阻害剤を投与すると、無呼吸負荷によるEP低下が著明に抑制される。また、内リンパ腔にCキナーゼ活性化剤を投与するとEPが著明に低下した。したがって、虚血により血管条細胞においてCキナーゼが活性化することがEP低下の一因であると考えられた。突発性難聴をはじめとする内耳性難聴の原因、病態の一つとして、内耳における虚血性病変が唱えられている。本研究では、独自に開発したモルモット内耳虚血再灌流モデルを用い、虚血による蝸牛血管条の障害に対する高圧酸素療法およびフリーラジカルスカベンジャー投与の同時施行が、各々の単独施行よりも有効な治療効果を有するかを評価検討し、病態の解明および治療に結びつけることを目的として実験を行った。本年度は、週齢3週のモルモットを用い、独自の虚血再灌流モデルモルモットの確立を試み、主として手技確立のための予備実験を行った。内耳は前下小脳動脈より分岐する内耳動脈から血流を受けているため、この血管から内耳血流をコントロールすることを試みた。モルモットを麻酔したのち、内耳動脈へ後頭部よりアプローチした。露出した内耳動脈に希釈したエピネフリン液を滴下し、これによる血管収縮により内耳虚血を誘発した。血液の再灌流は、エピネフリン液を吸引除去し、さらにアセチルコリンを含む液を滴下して血管拡張を促すことで誘発した。この手法の有用性を評価するため、腹側より側頭骨内耳骨胞を開放して蝸牛を露出させ、レーザードップラー法による蝸牛血管条周囲の血流の測定と、電気生理学的手法による蝸牛内直流電位(EP)の測定を行った。この結果、内耳動脈へのエピネフリン液投与により蝸牛血流の低下とEPの低下が観察された。この手法は今後さらなる改良が必要であるが、内耳血流のコントロールについては良好な結果を得ている。したがって、次年度以降の虚血状態における高圧酸素療法およびフリーラジカルスカベンジャー投与の同時施行の効果を評価するために、きわめて有用な手段であることが確認された。本研究は、モルモットを用いて内耳虚血モデルを作成し、虚血による蝸牛血管条障害の病態を解明し、治療法の開発にかかわる手がかりを得ることを目的としてきた。平成22年度は、週齢3週のモルモットを用い虚血モデルモルモットの作成と実験手技の確立を試みた。さらに平成23年度は、前年度に確立した虚血再灌流モルモットを(1)コントロール群、(2)非特異的プロティンキナーゼ阻害剤投与群、(3)Aキナーゼ阻害剤投与群、(4)Cキナーゼ阻害剤投与群の4群に分け、蝸牛内直流電位(EP)について評価を行った。各群での一過性内耳虚血は、ベンチレーター停止により無呼吸とすることで、低酸素および心機能低下による低灌流状態を誘発した。ベンチレーター停止による無呼吸負荷を行うと、コントロール群では+80 mV程度であったEPは、90秒以内に0 mV以下に低下するが、内リンパ腔に非特異的プロティンキナーゼ阻害剤を投与するとEP低下が著明に低下するため、虚血状態では何れかのプロティンキナーゼが活性化してEP低下を引き起こすものと考えられる。そこで、虚血状態で活性化するプロティンキナーゼを同定するために、AキナーゼおよびCキナーゼに関して検討を加えた。Aキナーゼ阻害剤投与群では無呼吸負荷によるEP低下は抑制されず、呼吸再開時のEPの回復が著明に抑制された。しかし、Cキナーゼ阻害剤投与群では無呼吸負荷によるEP低下が著明に抑制されたため、虚血状態では血管条を構成する細胞においてCキナーゼが活性化することでEPが低下するものと考えられた。したがって、drugdelivery system等を用いて内耳にAキナーゼ活性化剤やCキナーゼ阻害剤を投与することが出来れば、虚血による内耳障害を防止出来る可能性が示唆された。
図的推論を含む論理推論の認知特性に関する論理学研究

本研究は、演繹的推論における図形の有効性、特にEuler図は量化文から成る三段論法推論においてどのように効果的であるのか、またなぜそのような特定の図形表現が有効性を持つのかという問いに答えることを目的とした。以上の研究により、哲学や認知科学の問題設定を出発点としながら、図形を用いた推論の具体的な現象を詳細に分析する一方、実際に形式的理論構築に携わることを通して、認知科学・論理学双方との統合的研究から得られる新たな知見を獲得することを目指した。より具体的には、量化文から成る三段論法推論に関して、通常の言語的表現にまる推論系と、さらにEuler図やVenn図を用いた推論系について、証明論・自然言語意味論に基づく分析、実験心理学・脳科学の手法による検証を行った。最終年度である本年は、Euler図と同様の構造を持つ線図の有効性を検討することを通して、三段論法推論とEuler図推論はともに関係構造に基づく推論として分析することが可能であり、そうした対応(模倣)が、三段論法推論におけるEuler図の有効性を説明に重要な役割を果たすことを示した。研究成果は、2011年Cognitive Science Society年次大会、2012年Diagrams国際会議に査読付き国際会議論文として、また学内紀要の英語論文としてまとめた。さらに以上の研究成果をまとめ、英語学術雑誌に論文投稿を準備中であり、来年度前期中には投稿可能な見込みである。また、これまで進めてきた図的推論に関する機能的MRIを用いた研究を本年度とりまとめ終えた。研究成果は、本年度の国内会議において途中報告した上で、英語学術雑誌への論文投稿を現在進めている。本研究の目的は,外的資源としての図形使用が論理推論の認知プロセスにおいて果たす役割を,論理学の手法を用いたモデル化と実験心理学・脳画像研究の手法を用いた実験を通して,認知科学の観点から明らかにすることである.本研究は特に,絵や写真とは異なりある程度の抽象性を持った図形,特に論理図と呼ばれるオイラー図・ヴェン図の論理推論という複雑な処理における効果を研究対象としている。これは論理学や情報科学において扱われることの多いテーマであるが,それらの理論的な成果を踏まえた上での実証研究は皆無に近い状況である.本年度は大きく分けて以下のふたつの研究を実施した.(1)論理推論における図形使用の有効性を,前提や結論に現れる文の正しい解釈を固定し,誤解釈に基づく推論エラーをブロックする「図の解釈効果」と,推論の妥当性を判定するというプロセスを,図に対する具体的操作として実現できる「図の推論効果」のふたつに分類した.そして,それぞれのパフォーマンスをcompetence modelにおける運用エラーという形で説明し,行動実験によって確かめた.これらの研究成果は,国外ではCognitive Science Society年次大会,国内では図的推論ワークショップなどにおいて発表され,多くのフィードバックを頂戴した.それらを受けてまとめ直したものが,国際査読を経てSpringer社LNCSの17ページのconference paperと,Cognitive Science Society大会抄録の6ページのconference paperとして受理され来年度に公刊される予定である.(2)また一方でこの図形の有効性は,図形の使用が推論に必要とされる認知的負荷を軽減する過程と見ることもできる.そこで,論理的推論で特異的な脳賦活が見られるparietal-frontal systemに図形の使用がどのような影響をもたらすのか,推論における負荷の軽減は物理的・神経レベルでどのように表されるのかを明らかにするために,fMRIを用いた脳画像実験を実施した.この研究成果は次年度発表される予定である.外的表象や図的推論に関するこれまでの研究では、演繹的推論のようなより高次で複雑な問題解決プロセスにおける図形表現の認知的役割は十分に検討されてこなかった。そこで本研究は、量化文を含む演繹的推論において、図形表現がどのような認知的役割を担っているのかについて、論理学の手法と実験心理学・脳画像研究の手法を用いて検討する。特に、演繹的推論に効果的な道具としてこれまで考えられてきたオイラー図やヴェン図などの論理図を中心に扱う。演繹的推論は、前提から情報を抽出し、さらに抽出された情報を整理・統合するプロセスだと考えることができる。このようなプロセスにおいて論理図を用いることで、情報の統合という抽象的操作を図形の具体的操作に置き換えることが可能となり、それゆえ論理図を用いた推論は、言語的表現のみに基づく推論と比べてより効果的であることが予想される。そこで本研究は、オイラー図とヴェン図の証明論的分析に基づく演繹推論プロセスの認知モデル(competence model)を提示した上で、二つのプロセスを比較することで、それぞれの図の有効性が、具体的な図形操作に由来するものであるのかどうかを検討した。これらの研究成果は,Diagrams国際会議、Cognitive Science Society年次大会などにおいて発表され、それぞれ査読付きの国際会議論文として出版された。また、発達的教育的展開を視野に、同様の設定の実験を小学生を対象に実施し、その成果はSpatial Cognition国際会議において発表された。また図形を用いた演繹的推論に関する脳内機構の検討を行った。オイラー図を用いた推論は、言語的表現のみに基づく推論と比べて、賦活部位の位置的変化や賦活強度の変化が見られることがfMRIを使用した実験によって明らかとなった。この研究成果は,Organization for Human Brain Mappingの年次大会において発表された。

本研究は、演繹的推論における図形の有効性、特にEuler図は量化文から成る三段論法推論においてどのように効果的であるのか、またなぜそのような特定の図形表現が有効性を持つのかという問いに答えることを目的とした。以上の研究により、哲学や認知科学の問題設定を出発点としながら、図形を用いた推論の具体的な現象を詳細に分析する一方、実際に形式的理論構築に携わることを通して、認知科学・論理学双方との統合的研究から得られる新たな知見を獲得することを目指した。より具体的には、量化文から成る三段論法推論に関して、通常の言語的表現にまる推論系と、さらにEuler図やVenn図を用いた推論系について、証明論・自然言語意味論に基づく分析、実験心理学・脳科学の手法による検証を行った。最終年度である本年は、Euler図と同様の構造を持つ線図の有効性を検討することを通して、三段論法推論とEuler図推論はともに関係構造に基づく推論として分析することが可能であり、そうした対応(模倣)が、三段論法推論におけるEuler図の有効性を説明に重要な役割を果たすことを示した。研究成果は、2011年Cognitive Science Society年次大会、2012年Diagrams国際会議に査読付き国際会議論文として、また学内紀要の英語論文としてまとめた。さらに以上の研究成果をまとめ、英語学術雑誌に論文投稿を準備中であり、来年度前期中には投稿可能な見込みである。また、これまで進めてきた図的推論に関する機能的MRIを用いた研究を本年度とりまとめ終えた。研究成果は、本年度の国内会議において途中報告した上で、英語学術雑誌への論文投稿を現在進めている。
腫瘍血管新生因子CTGFの遺伝子発現制御機構の解明

結合組織成長因子(CTGF)は90年代初頭に内皮細胞培養上清中に、その存在が確認されたばかりの新しい成長因子である。その働きは内皮細胞、上皮細胞、神経細胞などいくつかの細胞種に作用し、血管形成、動脈硬化、神経痂皮形成等にも関与する多様な生物学的作用を持っている。中でも血管新生作用はVEGFと比較して遜色ない作用を有している事が判明した為、CTGFの遺伝子発現制御機構、特に腫瘍血管新生時における制御機構と解明する事は、より効果的な抗血管新生療法を開発する糸口を提示すると思われた。よって研究代表者は腫瘍血管新生時の癌組織の微少環境である低酸素状態を模倣した実験的低酸素下のCTGF遺伝子発現制御機構の解明を目的としている。研究代表者らはこれまでにctgf mRNAの3'側非翻訳領域(3'-UTR)に遺伝子発現抑制性elementを発見し、当該84bpの領域に細胞特定因子が結合することで低酸素下のctgf mRNAの安定性を増大させていることを報告した(Kubota, et. al. Oncogene2000,Kondo, et. al. Oncogene2006)。現在までに,その細胞特定因子の同定は終了し当該RNAとの結合の再確認も複数の手法で既に確認した。現在同定したタンパクのRNAへの結合に関する責任領域の絞り込みを行いN末にその責任領域が存在する傍証を掴んだ。さらに絞り込みを行っている段階である。中でも血管新生作用はVEGFと比較して遜色ない作用を有している事が判明した為、CTGFの遺伝子発現制御機構、特に腫瘍血管新生時における制御機構を解明する事は、より効果的な抗血管新生療法を開発する糸口を提示すると思われた。研究代表者らはこれまでにctgf mRNAの3'側非翻訳領域(3'-UTR)に遺伝子発現抑制性elementを発見し、当該84bpの領域に細胞特定因子が結合することで低酸素下のctgf mRNAの安定性を増大させていることを報告した(Kubota et al. Oncogene 2000,Kondo et al. Oncogene 2006)。今回科学研究費の交付を希望する期間内に18年度:その細胞特定因子の同定と結合の再確認を行っている。既に特定因子の同定が終了し,現在結合の確認を複数の手法で確認しつつある。
電気泳動による帯電微粒子群の高速往復運動を利用した精密加工法の研究

本研究は,平行平板電極間で高速往復運動を繰り返す微粒子の運動エネルギーを利用して,電極としての工作物を除去加工する試みである.まず,平行平板電極間に静電界が印加されている場合に,導電体の単一粒子の電極面に垂直な直線上の電気泳動現象を解析した.最初に数値計算により極間の軸対称な電位分布と粒子表面の電荷密度分布を求めた.次に,粒子に作用する静電力を求め,粘性や重量を考慮した上で絶縁体で満たされた極間中での運動方程式から微小時間ステップ後の粒子位置を求めた.以上を各微小時間ステップ毎に繰り返すことによって,粒子の運動をシミュレーションした.このとき,粒子が電極と接触している場合は粒子の電位が既知であるとした.また,粒子が電極から離れる時は,接触したときの帯電量が保たれたまま運動することから,帯電量を既知として解析を行った.その結果,直径30umの鋼球が,電位差100V,感激120umの極間中を一秒間に役1600回往復することが分かった.次に,実際の加工時と同様に極間に複数の粒子が存在する場合の挙動を解析した.この場合は電位が3次元的な分布となるため,3次元の静電界解析を行った.しかし,簡単のため粒子は2個だけ存在する場合を考え,電極に垂直な一平面上の2粒子の運動について解析した.その結果,弾性衝突を仮定しただけでは二つの粒子が付着することはないが,分子間力や衝突時の放電による電荷交換により溶着する影響を考慮すると,粒子が柱状化して極間を短絡する現象が説明できることを示した.以上の単一粒子や二つの粒子の電気泳動は高速度ビデオカメラにより観察され,解析結果と良い一致が見られることが分かった.最後に,実際に工作物を兼ねた平行平板電極間に鋼球などの粒子群を入れ,砥粒加工が行えることを示した.また,シリコンなどの硬脆材料の加工の場合は,ダイヤモンド砥粒を混入することにより間接的に鋼球の運動エネルギーをダイヤモンド砥粒に与えることによって,加工が可能なことを明らかにした.真空,あるいは絶縁体(液体,あるいは気体)で満たされた極間隙中を,多数の帯電粒子が電気泳動によって陽極と陰極との間を高速に往復運動し,陽極と陰極の一方,あるいは両方に配置された工作物表面を除去する新しい加工法を開発した.1.機械的加工作用の確認筆者の過去の研究では,除去作用としては熱的加工のみが確認されていた.すなわち,帯電粒子が極間を架橋し,連なった粒子の先端と工作物との間で放電が生じることによる加工作用である.そこで,本年度は新たに極間隙を0.8mm程度に大きくし,印加電圧を1kV以上に増加させた.また,液体中では粘性の影響で粒子の速度が遅いので,空気中での加工を試みた.その結果,鋼の30μm直径の粒子を用いてアルミや銅の表面に機械的衝突による圧痕の形成が初めて確認できた.しかし,ブロックゲージやシリコンウェハなどの高硬度材料への加工は困難であることが分かった.2.ダイヤモンド砥粒の混入による高硬度材料の除去加工の確認そこで,高硬度材料に対しても加工が行なえるように,ダイヤモンド砥粒を混入した.ダイヤモンド砥粒は絶縁体なので泳動現象は生じないが,混在する鋼の粒子が泳動するので,鋼の粒子の運動エネルギーが工作物表面上のダイヤモンド粒子に伝達され,高硬度材の表面に加工痕が生じることが明かとなった.また,シリコンウェハの除去加工を試み,工作物上に堆積する加工屑や鋼の粒子の研磨粉を周期的に洗浄しながら加工を行なうと,1時間当たり30nmの除去深さの進展が見られた.今後は加工変質層の少ない加工を行なうために,3番目の加工作用である化学的加工作用の存在の可能性を探る.つまり,機械的な衝突や放電の熱的作用により粒子と工作物との接触部を活性化し,これによって粒子と工作物,あるいは極間の流体と工作物との間の化学反応を促進させて加工を行なう方法である.本研究は,平行平板電極間で高速往復運動を繰り返す微粒子の運動エネルギーを利用して,電極としての工作物を除去加工する試みである.まず,平行平板電極間に静電界が印加されている場合に,導電体の単一粒子の電極面に垂直な直線上の電気泳動現象を解析した.最初に数値計算により極間の軸対称な電位分布と粒子表面の電荷密度分布を求めた.次に,粒子に作用する静電力を求め,粘性や重量を考慮した上で絶縁体で満たされた極間中での運動方程式から微小時間ステップ後の粒子位置を求めた.以上を各微小時間ステップ毎に繰り返すことによって,粒子の運動をシミュレーションした.このとき,粒子が電極と接触している場合は粒子の電位が既知であるとした.また,粒子が電極から離れる時は,接触したときの帯電量が保たれたまま運動することから,帯電量を既知として解析を行った.その結果,直径30umの鋼球が,電位差100V,感激120umの極間中を一秒間に役1600回往復することが分かった.次に,実際の加工時と同様に極間に複数の粒子が存在する場合の挙動を解析した.この場合は電位が3次元的な分布となるため,3次元の静電界解析を行った.しかし,簡単のため粒子は2個だけ存在する場合を考え,電極に垂直な一平面上の2粒子の運動について解析した.

その結果,弾性衝突を仮定しただけでは二つの粒子が付着することはないが,分子間力や衝突時の放電による電荷交換により溶着する影響を考慮すると,粒子が柱状化して極間を短絡する現象が説明できることを示した.以上の単一粒子や二つの粒子の電気泳動は高速度ビデオカメラにより観察され,解析結果と良い一致が見られることが分かった.最後に,実際に工作物を兼ねた平行平板電極間に鋼球などの粒子群を入れ,砥粒加工が行えることを示した.また,シリコンなどの硬脆材料の加工の場合は,ダイヤモンド砥粒を混入することにより間接的に鋼球の運動エネルギーをダイヤモンド砥粒に与えることによって,加工が可能なことを明らかにした.
島尻層泥岩における膠結作用に関する研究

本邦に分布する新第三紀層泥岩は通常,堆積粘土とは異なる圧縮・剪断挙動,風化による短期間の著しい劣化などを示し,農業土木構造物の建設並びにその維持管理を行う上で問題となることが多い。このような軟質泥岩特有の工学的性質に関与している膠結作用を明らかにするため,沖縄島中南部地域に分布する島尻層泥岩について遊離の鉄酸化物,非晶質のシリカとアルミニウム酸化物,炭酸カルシウムをそれぞれ選択的に溶脱させ,(1)溶脱中の変形挙動,(2)溶脱に伴う団粒分布の変化,(3)溶脱に伴う圧縮・膨張・せん断特性の変化を調べ,膠結物質の特定とその機能について検討した。得られた結果は次のとおりである。(1)遊離の鉄酸化物の圧密圧力6.4kgf/cm^2での溶脱中には膨張変形が生じ,溶脱による団粒の細粒化および圧縮性と膨張性の増大が認められ,遊離の鉄酸化物は膠結機能を有し,団粒内の膠結に強く寄与していることが推定された。(2)非晶質のシリカ,アルミニウム酸化物の圧密圧力6.4kgf/cm^2での溶脱中には圧縮変形がややみられ,溶脱による団粒の細粒化と圧縮性・膨張性の増大が認められ,非晶質のシリカ・アルミニウム酸化物も膠結機能を有しているが,これらは団粒内ではなく,団粒間の膠結に寄与しているものと推察された。(3)炭酸カルシウムの圧密圧力6.4kgf/cm^2での溶脱中には圧縮変形が生じるが,溶脱による団粒分布や膨張性の変化はあまり認められないことから,炭酸カルシウムは膠結物質としてよりも,むしろ単一粒子あるいは団粒の構成粒子として泥岩の構造形成に関与していると考えられる。(4)膠結作用により圧密降状応力と有効応力表示の粘着力(剪断強度定数)は増大し,圧縮・膨張・剪断の各変形抵抗が強められていることが分かった。本邦に分布する新第三紀層の剪断変形挙動と風化特性の解明には構成鉱物粒子間の結合力を強めているとされる膠結作用の機能とそれに関与している膠結物質を特定することが重要との認識から、沖縄島中南部に分布する島尻層泥岩について研究を進めている。本年度に行った内容を列記する。(1)試料......未風化泥岩試料を東風平町,玉城村の2ケ所からブロックサンプルする機会を得た。これらの泥岩は島尻層群与那原層中部から上部に相当するところで堆積したものである。(2)力学試験......両試料について,圧密排水三軸圧縮試験と高圧一次元圧密試験を行い,一般的なせん断特性と圧縮特性を明らかにした。特に玉城村試料は本研究の目的である膠結作用を含水比40%と泥岩にしては高間隙状態で受けており,幾つかの特異なせん断挙動を示した。すなわち,有効応力で整理した場合、排水せん断と非排水せん断で異なった破壊包絡球を示した。(3)化学分析......これまで採取した泥岩試料,風化泥岩試料,人工風化泥岩試料計約30ほどについて、遊離性および非晶質のFe,Al,Siをそれぞれメ-ラ・ジャクソンとハシモト・ジャクソンの両方法で抽出し、各成分を定量分析した。その結果,未風化泥岩試料間では各成分の含有量で大差がなく,これらの成分と強度との相関は得られなかった。しかし,風化して弱くなったものの一部については明らかに炭酸カルシウムと鉄の溶脱により強度が低下していることを確認できた。(4)高圧三軸透水試験......試験機の性能と適切な試験条件を決定するのに予想外に時間がかかり、本格的なデ-タはこれからである。圧密圧力30kgf/cm^2,透水圧25kgf/cm^2で蒸留水を1週間透水を継続させ、膨張挙動を確認することができた。

(3)炭酸カルシウムの圧密圧力6.4kgf/cm^2での溶脱中には圧縮変形が生じるが,溶脱による団粒分布や膨張性の変化はあまり認められないことから,炭酸カルシウムは膠結物質としてよりも,むしろ単一粒子あるいは団粒の構成粒子として泥岩の構造形成に関与していると考えられる。(4)膠結作用により圧密降状応力と有効応力表示の粘着力(剪断強度定数)は増大し,圧縮・膨張・剪断の各変形抵抗が強められていることが分かった。
放射線近抗性細菌Deinococcus radioduransの生存戦略

真正細菌Deinococcusradioduransは、放射線滅菌した肉の缶詰の中から1956年に見つかった微生物で、放射線に抵抗性の細菌の一つである。D. radioduransのD37は約6kGyであり、この場合DNAには200個の2本鎖切断、3000個の1本鎖切断、1000個の塩基損傷ができている。D. radioduransの放射線抵抗性機構を明らかにすることは、DNA修復機構を明らかにするだけでなく、D. radioduransの進化や環境適応の分子機構を明らかにすることにつながる問題である。D. radiodurans放射線耐性の仕組みは、2つの立場から説明されている。DNAの組換えに関わる遺伝子産物が高い能力を持っているから耐性になっているという考えと、放射線耐性を付与する新規の遺伝子が存在するという考えである。本研究では、1)D. radioduransのゲノム構造と放射線耐性との関係を明らかにする、2)同定した放射線耐性遺伝子について、遺伝学的、生化学的解析を加え、その作用の仕組みを明らかにする、の2点について研究しD. radioduransの放射線耐性機構ひいては生存戦略を明らかにすることを研究目的とした。本研究の結果、1)細胞当たり3個以上の染色体が存在すること、2)大腸菌のrecA、lexA、uvrA遺伝子homologがあるほかに、全く新しい概念の放射線耐性遺伝子を複数持っていること、3)DNA損傷の修復に関して、4000グレイの放射線で、約200個のDNA2本鎖切断が生じるが、約4時間で完全に元通りに修復されること、この修復にはrecA遺伝子のほかに新規遺伝子が必要なこと、DNA損傷に依存して誘導される遺伝子発現が必要なこと、またこの過程にはlexA遺伝子は関与しないこと、4)5-フルオロウラシル抵抗性を指標にすると、野生株に比べて、recA欠損株では約1000倍の高い突然変異率を示し、欠失などのゲノム不安定性の変異を通常はrecA遺伝子が防御していることを明らかにした。真正細菌Deinococcusradioduransは、放射線滅菌した肉の缶詰の中から見つかった放射線に抵抗性の細菌の一つである。D.radioduransの放射線耐性の機構を明らかにすることは、DNA修復機構を明らかにするだけでなく、D.radioduransの進化や環境適応の分子機構を明らかにすることにつながる問題である。そこで、染色体構造についてパルスフィールド電気泳動によって解析したところ、染色体が2本と、プラスミドよりなること、それぞれの染色体は、細胞当たり3個以上の存在することを明らかにした。DNA損傷の修復に関して、4000グレイの放射線で、約200個のDNA2本鎖切断が生じるが、約4時間で完全に元通りに修復されること、この修復には大腸菌のrecA遺伝子homologが必要なこと、DNA損傷に依存して誘導される遺伝子発現が必要なことを明らかにした。損傷によって誘導される遺伝子系に関して、この誘導のない変異体を明らかにした。現在この原因遺伝子のクローニングに全力を注いでいる。RecA欠損株のほかに、DNA2本鎖切断の観察されない変異株も同定している。この変異株の原因遺伝子に関して、遺伝学的、生化学的解析を加えているところである。全ゲノム配列を参考にして、DNA複製のinitiationに関わるdnaA遺伝子をクローニングした。複製の開始と終結の調節と、前述した染色体コピー数の調節との関係がD.radioduransの放射線感受性に関与しているという可能性を明らかにするため、DnaAタンパク質の精製を行っているところである。高い修復能に、どの程度突然変異が伴うかを調べたところ、紫外線やX-線ではほとんど突然変異が生じないことが明らかとなった。D.radioduransの修復が驚くほどerroe-freeであることを示している。

真正細菌Deinococcusradioduransは、放射線滅菌した肉の缶詰の中から見つかった放射線に抵抗性の細菌の一つであるD.radioduransの放射線耐性の機構を明らかにすることは、DNA修復機構を明かにするだけでなく、D.radioduransの進化や環境適応の分子機構を明らかにすることにつながる問題である。本年は、D.radioduransの紫外線抵抗低の仕組みを理解するために、本細菌のゲノムDNA解読の結果をもとに、組換え修復RecA系、除去修復UvrA1系、UvrA2系の4つのDNA修復系に着目した。これらの系に関する破壊株を作製し、各菌株の紫外線に対する応答を調べることで、組換え修復系及び除去修復系の紫外線防御への寄与を解析した。まず、recA-株においては、野生株に比べて紫外線感受性が増大し、突然変異も高頻度に誘発された。従って、組換え修復RecA系は、紫外線の致死作用も突然変異誘発作用も効果的に抑制できることが明かとなった。一方、除去修復系欠損株の場合、uvde-株及びuvrA1-株は野生株よりも紫外線にわずかに感受性となり、uvde-uvrA1株はさらに高い感受性を示した。また、突然変異誘発についても、UVDE系とUvrA1系をともに破壊された菌株では突然変異頻度が高くなった。uvrA2遺伝子を破壊しても、生存率や突然変異頻度に変化はみられなかった。従って、紫外線防御に大きく関わる除去修復系はUVDE系とUvrA1系であり、これらは互いに独立に働き、バックアップとなることが示された。さらに、各除去修復系の損傷除去能力を解析した結果、UVDE系及びUvrA1系は効率的に損傷を除去すること、UvrA2系はUveA1系の損傷除去を促進すること、そしてuvde-uvrA-1株においても損傷が除去されることが明かとなった。従って、本細菌はUVDE系やUvrA1系以外にも損傷を除去する新規の機構を有すると結論した。真正細菌Deinococcusradioduransは、放射線滅菌した肉の缶詰の中から見つかった放射線に抵抗性の細菌の一つである。D. radioduransの放射線耐性機構を明らかにすることは、DNA修復機構を明らかにするだけでなく、D. radioduransの進化や環境適応の分子機構を明らかにすることにつながる問題である。本年はD. radioduransのゲノムの安定性の維持機構を理解するために、本細菌のゲノムDNA解読の結果をもとに、組換え修復RecA系に関する破壊株を作製し、recA欠損株での自然突然変異の生成機構について研究を行った。抗生物質リファンピシン抵抗性(Rif^R)を指標とする突然変異では、野生株でもrecA欠損株でも変異頻度は同じであった。Rif^R変異は、T→Gへの塩基置換に起因する突然変異で、従ってこの過程にはrecAの関係する組み換えは関与しないことが示された。
アミノレブリン酸のX-線増感放射線療法の検証と遺伝子発現解析による作用機序の解明

ポルフィリン(PpIX)前駆体の5-アミノレブリン酸(ALA)は生体に取り込まれ、腫瘍細胞に特異的にPpIXが蓄積する。PpIXは光励起により活性酸素を生じるため、ALAは光線力学的治療の増感剤として用いられている。我々は新たにX線照射によりPpIXが活性酸素を生じることを見いだし、X線増感剤としての有用性を検証することとした。本課題では、ヒトの放射線治療装置リニアックは実験用放射線装置と同様に、ALAの併用はX線単独処理よりも腫瘍増殖抑制効果を示すことが確認された。また、遺伝子発現解析等から、ALA併用のメカニズムは、遺伝子損傷を原因とする細胞周期の停止が増強されることであると推察された。プロトポルフィリン(PpIX)前駆体の5-アミノレブリン酸(ALA)は生体に取り込まれ、腫瘍細胞には高濃度にPpIXが蓄積される。PpIXは光励起により活性酸素を生じるため、ALAは光線力学的治療(PDT)の増感剤として用いられている。我々はX線照射によりPpIXが活性酸素を生じることを見いだし、X線増感剤としての有用性を検証してきた。さらに24年度終了課題(基盤C)では担癌マウスへのALA投与による腫瘍のPpIX蓄積、X線分割照射(合計30Gy)による腫瘍増殖抑制を検証した。ALA-PDTの研究報告は多いが適用範囲は光が到達可能な表層のがんに限られている。本研究では、多種類の癌に対するALA-X線療法の効果を検証し、遺伝子発現解析により作用機序を明らかにすることを目的とした。深部の腫瘍の選択的な治療を可能とするX線励起による物理化学療法であるALA-X線療法について、用量と抗癌効果の関係および作用機序を明らかにし、手法を確立するための基礎的データの蓄積を行う。その一環として、平成25年度はB16黒色腫固形癌マウスに対しALAの投与濃度、投与経路、投与時間と腫瘍内PpIX濃度のデータを取得し、複数の濃度条件に対して、線量を変えた分割照射と一括照射を行い、腫瘍抑制効果に対する腫瘍内PpIX濃度とX線量のデータを取得した。またマイクロアレイを用いて、分割照射終了後の腫瘍組織の網羅的遺伝子発現解析を行い、作用機序の検討を行った。24年度終了課題(基盤C)では担癌マウスへのALA投与による腫瘍のPpIX蓄積、X線分割照射(合計30Gy)による腫瘍増殖抑制を検証した。腫瘍組織のマイクロアレイ解析では遺伝子損傷を原因とする細胞周期の停止が示された。本研究では、多種類の癌に対するALA-X線療法の効果を検証し、遺伝子発現解析により作用機序を明らかにすることを研究の目的とした。本研究課題では、深部の腫瘍の選択的な治療を可能とするX線励起による物理化学療法であるALA-X線療法について、用量と抗癌効果の関係および作用機序を明らかにし、手法を確立するための基礎的データの蓄積を行う。その一環として、平成26年度は複数種類のヒト腫瘍細胞を選択し、ヌードマウスに接種した担癌マウスモデルを作成し、ALAの投与濃度、投与経路、投与時間と腫瘍内PpIX濃度のデータを取得した。また、線量を変えた分割照射と一括照射を行い、腫瘍抑制効果に対するデータを取得した。その一環として、平成27年度は前年度に複数種類のヒト腫瘍細胞、マウス腫瘍細胞を選択し、マウスに接種した担癌マウスモデルを作成し、ALAの投与濃度、投与経路、投与時間と腫瘍内PpIX濃度のデータを取得し、線量を変えた分割照射と一括照射を行い、腫瘍抑制効果に対するデータを取得した。また、放射線照射後の腫瘍組織のマイクロアレイの解析により、ALA投与による線量低減効果の評価を試みた。

5-ALAは既に光線力学療法、および光線力学診断の光増感剤前駆体として薬事承認を受けており、臨床適用に対する障壁は他の薬剤と比較しても低い。平成27年度から臨床医との実用化に向けた議論を進めたところ、複数の医療施設の臨床医の参画を得られ、薬事申請に向けたロードマップつくりを開始した。この為、臨床ニーズが明確になり、ニーズに対して必要な実験項目を優先的に進めることが出来た。また、放射線増感療法の基盤となるメカニズム解明の一環として、生体由来の有機化合物の放射線応答性を調べたところ、多数の放射線応答物質が確認され、さらなる放射線増感物質の可能性が見出された。これらのことから、当初の計画以上の進捗が達成された。ポルフィリン(PpIX)前駆体の5-アミノレブリン酸(ALA)は生体に取り込まれ、腫瘍細胞には高濃度にPpIXが蓄積される。PpIXは光励起により活性酸素を生じるため、ALAは光線力学的治療(PDT)の増感剤として用いられている。我々はX線照射によりPpIXが活性酸素を生じることを見いだし、X線増感剤としての有用性を検証してきた。24年度終了課題(基盤C)では担癌マウスへのALA投与による腫瘍のPpIX蓄積、X線分割照射(合計30Gy)による腫瘍増殖抑制を検証した。腫瘍組織のマイクロアレイ解析では遺伝子損傷を原因とする細胞周期の停止が示された。ALA-PDTの研究報告は多いが適用範囲は光が到達可能な表層のがんに限られている。本研究では、多種類の癌に対するALA-X線療法の効果を検証し、遺伝子発現解析により作用機序を明らかにすることを研究の目的とした。深部の腫瘍の選択的な治療を可能とするX線励起による物理化学療法であるALA-X線療法について、用量と抗癌効果の関係および作用機序を明らかにし、手法を確立するための基礎的データの蓄積を行う。その一環として、平成28年度は前年度に引き続き複数種類のヒト腫瘍細胞、マウス腫瘍細胞を選択し、マウスに接種した担癌マウスモデルを作成し、ALAの投与濃度、投与経路、投与時間と腫瘍内PpIX濃度のデータを取得し、線量を変えた分割照射と一括照射を行い、腫瘍増殖抑制効果に対するデータを取得した。また、放射線照射後の腫瘍組織の組織学的解析、遺伝子発現解析により、ALA投与による線量低減効果の評価を試みた。5-ALAは光線力学診断または光線力学療法の光増感剤として、国内で薬事承認されており、臨床適用に関する障害は他の薬剤と比較して低い。平成27年度から臨床医と実用化に向けた議論を開始し、基礎的な研究のみでなく、実用化に向けた取り組みを進めている。ポルフィリン(PpIX)前駆体の5-アミノレブリン酸(ALA)は生体に取り込まれ、腫瘍細胞に特異的にPpIXが蓄積する。PpIXは光励起により活性酸素を生じるため、ALAは光線力学的治療の増感剤として用いられている。我々は新たにX線照射によりPpIXが活性酸素を生じることを見いだし、X線増感剤としての有用性を検証することとした。本課題では、ヒトの放射線治療装置リニアックは実験用放射線装置と同様に、ALAの併用はX線単独処理よりも腫瘍増殖抑制効果を示すことが確認された。また、遺伝子発現解析等から、ALA併用のメカニズムは、遺伝子損傷を原因とする細胞周期の停止が増強されることであると推察された。
思春期における摂食障害(拒食・過食症)者の食行動に関する研究

健常者ならびに有病者(摂食障害者含む)に対する咀嚼運動後の脳波測定値と心理テスト結果との相関関係の検討我々は,健常成人20名に対し,精神身体的状態を2種類の心理テスト(State-Trait Anxiety Inventory,以下STAIおよびProfile of Mood States,以下POMS)により評価した。さらに圧痛計を用いて,茎状突起部に対する圧痛閾値測定を行い,精神身体的状態が顎顔面部における圧痛閾値測定結果に及ぼす影響について調査した。各被験者から得られた心理テストの各因子の得点と圧痛閾値の変動係数との相関を検討したところ,茎状突起部における圧痛閾値の変動係数とSTAI,POMSの否定的感情に関連した5つ因子の得点との間に有意な正の相関が見られた。本研究結果から,口腔顔面痛を有する患者は精神身体的状態により,筋の触診などの検査結果に影響を生じ,誤った検査結果を導き出してしまう可能性があることが示唆された。また,これらの予備的研究を踏まえ,咀嚼運動後の脳波測定および心理テストを実施し,有病者では,摂食時の咀嚼運動後の脳波測定値と心理テスト結果との間に負の相関がみられ,健常者に比べ有病者では,摂食行動時の脳活動が低くなる一方,精神状態の変化が大きくなることが,示唆された。本研究で使用した心理テストは日常の歯科臨床においても比較的導入しやすく,患者の精神身体的状態を簡単に把握できる反面,歯科医療側の努力で本来解決できる問題を安易に患者の精神的な問題であるかの様にすり替えてしまうとの指摘もあり,歯科臨床における心理テストの実践的な活用においては,今後さらなる検討が必要である。1.心理テストの選定および、検討本研究で使用する心理テストの選定を行い、Unist Mood-Adjective listによる主観調査法を採用することにした。実験当日の気分状態を知ることができるが、被験者となる患者への使用に先立ち、健常者による心理テストの記入、評価、考察を行い、個人内でどのように変動するものか調査した。個人内変動には記録時間帯に有意な影響を受け、男性より女性、特に月経周期に大きな影響を受けることが示された。2.顎運動解析装置による健常者のガム咀嚼運動の記録および検討本研究で使用する、2台のCCDカメラにより光学的に顎の動きを捕らえる、6自由度下顎運動解析装置であるナソヘキサグラフII^<【○!R】>(GC社製)を導入し、前述の健常被験者に対して、解析点を下顎中切歯近心切縁隅角とし、無味無臭のガムを被検食品とした咀嚼運動を行い運動軌跡を調査した。この予備実験から個人間の習慣的な咀嚼能力を示す有効な手段であるだけでなく、心理テストと組み合わせて測定することにより、個人の精神状態によって運動状態に影響を与えていることが示された。3.機能的核磁気共鳴装置(f-MRI)の統計解析法の検討f-MRIの撮影により得られたデータは複雑でかつ専門的な統計解析が必要となり、画像構築は本研究において最重要項目の一つである。そこで本研究に先立ち、過去に撮影したデータをシュミレーション用として統計解析法の検討を行った。統計解析のプロセスとして、(1)統計分散の減少させる(2)統計計算(3)統計値の検定について検討を重ねるとともに、有意性確率地図(SPM)による解析プログラムの構成を行った。精神身体的状態が顎顔面部における圧痛閾値測定結果に及ぼす影響についての検討【研究目的】当科では顎関節症などの口腔顔面痛を有する患者の治療・管理を行っており、その中で重要な検査項目に、顎顔面領域の筋の触診がある。しかしながら、筋の触診の再現性には多くの技術的な問題があるだけでなく、患者個人の精神身体的状態の影響も少なからず関与しているものと思われる。そこで今回、健常成人に対し、精神身体的状態を2種類の心理テストで測定し、さらに再現性を可能な限り向上させた圧痛計を用いて、茎状突起部に対する圧痛閾値測定を行い、精神身体的状態が顎顔面部における圧痛閾値測定結果に及ぼす影響について調査した。【対象と方法】被験者は健常成人20名(男性10名と女性10名;平均年齢26.3±2.5歳)である。被験者に対し同時刻から2種類の心理テスト(STAI,POMS)を実施し、引き続き疼痛感受性の高い部位とされている左右側の茎状突起部に対し、各5回ずっ圧痛計にて圧痛閾値を測定した。得られた心理テストの各項目の尺度と各被験者の圧痛閾値の変動係数(CV値)との相関を検討した。【結果と考察】茎状突起部における圧痛閾値のCV値とSTAI,POMSの計5つの項目の尺度に有意な正の相関が見られた。本研究結果から、口腔顔面痛を有する患者においても精神身体的状態の影響を受けて、筋の触診などの検査結果にばらつきが出る、つまり誤った検査結果を導き出してしまう可能性があることが示唆された。

口腔顔面痛を有する患者が心理テストなどにより精神的な問題があると疑われた場合、我々歯科医がまず行うべき対応は、可逆的で侵襲が少ない治療法を選択することであり、口腔顔面痛が長期化する場合、信頼性に乏しい検査結果に惑わされて不可逆的な治療を選択してしまうことは、精神症状の複雑化を招く恐れがある点からも絶対に避けるべきであり、精神科や心療内科との対診が望まれる。以上の結果と考察は思春期における摂食障害(拒食・過食症)者への歯科における臨床的対応にも応用できうるものと考えられる。健常者ならびに有病者(摂食障害者含む)に対する咀嚼運動後の脳波測定値と心理テスト結果との相関関係の検討我々は,健常成人20名に対し,精神身体的状態を2種類の心理テスト(State-Trait Anxiety Inventory,以下STAIおよびProfile of Mood States,以下POMS)により評価した。さらに圧痛計を用いて,茎状突起部に対する圧痛閾値測定を行い,精神身体的状態が顎顔面部における圧痛閾値測定結果に及ぼす影響について調査した。各被験者から得られた心理テストの各因子の得点と圧痛閾値の変動係数との相関を検討したところ,茎状突起部における圧痛閾値の変動係数とSTAI,POMSの否定的感情に関連した5つ因子の得点との間に有意な正の相関が見られた。本研究結果から,口腔顔面痛を有する患者は精神身体的状態により,筋の触診などの検査結果に影響を生じ,誤った検査結果を導き出してしまう可能性があることが示唆された。また,これらの予備的研究を踏まえ,咀嚼運動後の脳波測定および心理テストを実施し,有病者では,摂食時の咀嚼運動後の脳波測定値と心理テスト結果との間に負の相関がみられ,健常者に比べ有病者では,摂食行動時の脳活動が低くなる一方,精神状態の変化が大きくなることが,示唆された。本研究で使用した心理テストは日常の歯科臨床においても比較的導入しやすく,患者の精神身体的状態を簡単に把握できる反面,歯科医療側の努力で本来解決できる問題を安易に患者の精神的な問題であるかの様にすり替えてしまうとの指摘もあり,歯科臨床における心理テストの実践的な活用においては,今後さらなる検討が必要である。