hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「機動的な財政出動」としての公共投資が地域の雇用および企業活動に与える影響

上記の結果は,ゼロ金利下における公共投資の有効性を唱える多くの経済学者の主張とも平仄の合うものである一方,日本の財政政策を回顧した場合,ゼロ金利以前で公共投資を中心に景気対策を立案する一方,ゼロ金利下では却って公共投資を減少させている.その意味では,日本の安定化政策としての公共投資は適切になされているとは言い難い.日本経済政策学会第75回大会における共通論題では,この点も踏まえ,財政政策に関する論点整理を行った.講演の内容は,同学会の叢書にまとめられた.また,前年度に引き続き,市町村レベルでのデータの整理と加工を進め,関連研究として,市町村データを用いた,固定資産税と土地利用に関する研究を経済産業研究所のディスカッションペーパーにまとめた.まず,分析において主として用いる手法を用いた研究を完成させた.かつ,そこで得られた結果は,地域レベルにおける雇用や民間投資にも示唆を与えるものである.かつ,夏季に滞在したエセックス大学の研究者や,研究会での専門家との討議を経て,分析手法に関する深めることもできた.また,学会での講演の機会を持つことで,問題意識を強化することや,予想される政策的含意についても考察をできたと考えられる.かつ,2017年度に着手した研究について,ディスカッションペーパー等としてまとめることができた.次年度以降は,データセットを計量分析用に加工することに加え,実際に計量分析に移る.まず,雇用についての影響を探ることになる.財政政策と雇用との関係を探る場合は供給面で捉えられることが多いが,本研究では需要面について光を当てたい.このほか,30年度は,産業別データを用いた研究を完成させ,学術雑誌に投稿することを目指したい.また,固定資産税についての研究も完成を目指す.次年度は最終年度であるため,計量分析を完成させたい.2018年度の分析結果も踏まえ,地域を区分することだけではなく,ゼロ金利以前と以降とに期間を分けて,政策の効果を探ることも一案と考えている.かつ,その際政策のレジームを分けることができる分析手法を用いることも考えたい.このほか,上記の研究に加え,2018年度にまとめた研究を学術雑誌に投稿したい.国際情勢の変化で,当初予定していた国際学会への参加を取りやめたため.次年度に複数の国際学会への参加を予定している.このほか,海外から研究者を招聘し研究会を行うことも考えている.当初予定していた,アジア地域での学会参加を取りやめたため.代替策として,2019年度は,シンガポールで開催される学会にて参加・報告予定.
下垂体腺腫の発生に関与する癌抑制遺伝子変異およびその遺伝子産物発現異常の解析

細胞周期調整腫瘍抑制遺伝子の役割をもつp16^<INK4A>,p15^<INK4B>,p27^<Kip1>各遺伝子変異の有無について、下垂体腺腫手術例33例を対象に解析を行なった結果、p16およびp15遺伝子の遺伝子座である9p21-22のLOHを2例に、p27遺伝子の遺伝子多型を3例に認めたが、腫瘍に特異的な突然変異は検出されなかった。これらの成績からp16、p15、p27各遺伝子の突然変異は下垂体腺腫発生に関与していないことが推測された。一方、p27遺伝子の存在する第12染色体のトリソミーがFISH法の可能であった5例全例に観察され、このトリソミーが一部の下垂体腺腫の発生に関与していると考えられた。細胞周期調整に関与する腫瘍抑制遺伝子の他に、MEN1型の原因遺伝子MEN1も腫瘍抑制遺伝子とみなされている。MEN1型ではない、散発性の下垂体腺腫31例におけるMEN1の不活性化の有無について検討した所、MEN1の存在する11q13のLOHは1例のみに見られ、また、2例で第11染色体のトリソミーがFISH法による検索で確認された。MEN1の突然変異は、LOHのあった1例に検出されたが、残る30例には異常を認めなかった。以上の成績からMEN1の不活性化は散発性の下垂体腺腫の発生原因としてはまれと推測された。下垂体腺腫の発生増殖に対する視床下部ホルモンの関与をみるため、44例のACTH産生下垂体腺腫における腫瘍由来のCRHの発現と腫瘍増殖能について検討した結果、in situ hybridization法によるCRHmRNAの発現量とMIB-1標識率には強い相関性(p<0.0001)のあることが示された。この成績は腫瘍由来のCRHがautocrine的な機序でACTH産生腺腫の増殖に関与することを示唆したものである。cyclin D/cyclin-dependent kinase4複合体のインヒビターで、細胞周期調整腫瘍抑制遺伝子の役割を果たすp16^<INK4A>、p15^<INK4B>、p27^<Kip1>各遺伝子の下垂体腺腫発生への関与を明らかにするために、手術で得られた下垂体腺腫33例(散発性31、家族性2)について解析を行なった。その成績は以下の通りである。1.p16^<INK4A>およびp15^<INK4B>遺伝子の遺伝子座である9p21-22のLOHをスクリーニングし、さらにPCR-SSCP法にて両遺伝子の突然変異の有無を検討したところ、2例に9p21-22のLOHを認めたが、いずれにも腫瘍に特異的な突然変異は検出されなかった。p16^<INK4A>遺伝子およびp15^<INK4B>遺伝子の突然変異は下垂体腺腫発生には関与していないことが推測される。2.p27^<Kip1>遺伝子については、33例中3例に遺伝子多型を認めたが、腫瘍に特異的な変異は検出されなかった。一方、p27^<Kip1>遺伝子の存在する第12

染色体を18個のマイクロサテライトマーカーを用いて検討した結果、8例に54-66%の一定した減少比が検出され、さらに、このうちFISH法による検索が可能であった5例全例に第12染色体のトリソミ-が観察された。p27^<Kip1>遺伝子の異常ではなく、第12染色体のトリソミ-が一部の腫瘍の発生に関与していると考えられる。現在、p16^<INK4A>、p27^<Kip1>、RB,p53各蛋白の免疫組織化学的な検討を行っている。多発性内分泌腫瘍症1型の原因遺伝子(MEN1)遺伝子は腫瘍抑制遺伝子とみなされており、MEN1型の下垂体腺腫ではその異常が見られる。MEN1型ではない、散発性の下垂体腺腫におけるMEN1遺伝子の不活性化の有無について、下垂体腺腫散発例31例を対象に検討した。MEN1遺伝子の存在する11q13領域のloss of heterozygosity(LOH)は1例のみに見られ、また、2例では第11番染色体のトリソミーがfluorescence in situ hybridization(FISH)法による検索で確認された。MEN1遺伝子の突然変異は、11q13のLOHがあった1例にPCR-SSCP法にて検出されたが、残る30例には異常を認めなかった。以上の成績からMEN1遺伝子の不活性化は散発性の下垂体腺腫の発生原因としてはまれと推測され、11番染色体のトリソミーを含む他の原因によるものと考えられた。下垂体腺腫の発生増殖には視床下部ホルモンの関与が従来より注目されているが、44例のACTH産生下垂体腺腫における腫瘍由来のcorticotropin-releasing hormone(CRH)の発現と腫瘍増殖能について検討した所、in situ hybridization法によるCRHmRNAの発現量とMIB-1標識率には強い相関性(p<0.0001)のあることが示された。この成績は腫瘍に由来するCRHがautocrine的な機序でACTH産生腺腫の増殖に関与することを示唆している。
オゾン欠損の分子科学的起源の解明

オゾン欠損を説明する一つのモデルは、オゾンの光分解によって生成する振動励起酸素分子が周辺に存在する基底振動状態の酸素分子と反応しオゾンを再生するというものである。そこで、励起酸素分子の収率を光分解波長毎に測定した。その際、測定は酸素原子の散乱画像測定によって行ったが、酸素原子の電子軌道の偏向を考慮した補正が必須となる。そこで、電子軌道の偏向を解析する理論を、密度行列を用いた定式化によって構築した。また、成層圏オゾン層の化学において重要な、励起酸素原子O(^1D)の反応を明らかにするために、交差分子線用の励起酸素原子線源を製作した。励起酸素原子源としては、F_2レーザー(157nm)によるO_2に光分解、O_2→O(^3P)+O(^1D)によって励起酸素原子を生成し、Heと共に断熱膨張してパルスビームとする方式を採用した。酸素原子の濃度は、真空紫外レーザーを用いた蛍光励起法によって測定した。Nd:YAGレーザー励起の色素レーザーの出力をKDPによって二倍波に変換し、これをXeガスに集光することで三倍波(115.2nm)を発生した。酸素原子からの発光を真空紫外専用の光電子増倍管によって検出した結果、酸素原子の濃度は超音速噴流全体の約0.1%と見積もられた。三原子分子の光解離によって生成する原子の速度角度分布は、解離動力学に関する詳細な情報を与える。今年度は、さらに、生成原子の電子軌道配向をレーザー分光によって解析することで、解離過程における非断熱遷移を検出する理論的、実験的な方法論を開発した(鈴木ら、分子科学研究所)。この研究には、Ioffe物理研究所のVasyutinskiiが一部協力した。この方法論を検証するため、OCSの光解離(OCS_->CO+S(D^1))に関する2次元画像観測実験と量子波束計算の比較を行った。ポテンシャル曲面の計算では、先に岩田らが行った計算を鈴木らが精密化(MCSCF/SDCI/DZP)している。また、量子波束計算には屈曲振動方向での非断熱遷移を取り入れた。実験結果と計算は良い一致を示し、取り扱いの正しさを証明した。コ-ネル大学のHoustonらは、同様の方法論をオゾンの光解離動力学に応用し、オゾン欠損に関わる高振動励起酸素分子の生成収率を光波長の関数として求めた。方法論の議論のため、Houstonは、分子科学研究所に来所し議論を行った。インペリアルカレッジのToumiらは、Houstonらの得た実験データを考慮した大気化学計算を行い、成層圏におけるオゾン濃度の計算精度を向上させた。フェムト秒レーザーを用いたpump-probe法と光電子画像観測法を組み合わせた新しい実験法として、「時間分解光電子画像観測法」を開発した。NOのA状態を経由した光イオン化によって、s電子が主にp波となって放出される様子を画像化し、飛行時間型光電子分光によって得られている散乱分布を再現し、装置の動作を確認した。さらに、無輻射遷移の中間ケースとして最も有名なピラジンのS_1状態について、一重項状態からのdephasingと三重項状態のbuild-upを光電子エネルギーの変化として観測した。角度分布は、ピコ秒の領域で異方性因子の増大減少を示し、分子の整列状態の変化や核スピンとの結合による偏向解消を示唆した。ブルガリア科学アカデミーのPavlov博士との共同研究によって、ホローファイバーを用いたフェムト秒パルスの圧縮装置を開発した。このようにして開発された装置は、オゾンをはじめとする大気化合物の光解離動力学を明らかにする装置として有効であり、FaradayDiscuss.Chem.Soc.をはじめとする学術誌に投稿済みあるいは準備中である。
環境音に対する回避反応の分析

健康な男女学生を被験者として、はじめに、オージオメータを用いて、聴力の正常であることを確認し、実験を開始した。被験者には、実験の目的、手続き、危険性、および、資料の守秘について、文書を用いて説明を実施し、実験参加の同意を得た。刺激音としては、歯科医のドリル音とし、ディジタルサンプラに取り込んで、パソコンから提示をコントロールした。音の邪魔感に個人差があることが予想されたので、はじめに、音の大きさを自分で調節して、個人ごとの1)聞いていて邪魔にならない程度、2)聞いていてわずらわしい程度、3)聞き続けるのが耐えられない程度の大きさを決定した。2回のセッションからなる本実験では、2)と3)の大きさの音を刺激とし、パソコンのキーを押しを反応とした、シドマン型回避スケジュール下で回避訓練を行った。実験時間はそれぞれ30分程度であった。結果は、以下の通りであった。歯科医のドリル音に対する邪魔感は、個人ごとにかなり異なっていた。これには、個人の経験による影響が考えられるが、歯科医にかかったことがないから平気だとする被験者がいる反面、よくかかっていたので平気だと報告する被験者もあり、経験だけでなく、経験の内容によって異なることが示唆された。このことを反映して、回避反応の成績にも、大きな個人差があり、ある被験者では、通常、シドマン回避行動としてよく観察されるような、刺激後に反応をするパタンで始まり、しだいに、間隔をあけて、反応が連続する回避行動か形成された。しかし、別の被験者では、まったく反応が生起しなかった。これらのことから、今後は、これらの行動成立の背後にある、諸要因の分析を行うことが重要であると考えられた。
磁気共鳴法によるポーラスシリコンの構造欠陥および光劣化機構の研究

ポーラスシリコンにおける構造欠陥の同定を行うために、電子スピン共鳴(ESR)の測定を行った。発光と密接な関係にある構造欠陥の同定を行うことは発光機構を考察する上で重要である。その結果、ポーラスシリコンにおける主な構造欠陥は、<111>軸対称性を持ち、g値の異方性としてg_<1i>=2.0022、g_〓=2.0078を持つシリコンのダングリングボンド、すなわちPbセンター的なものであることがわかった。また、短時間の光照射により発光強度の著しい減少(光劣化)が観察されているが、これに対応して短時間の光照射の場合、主にPbセンター的欠陥が生成されていることがわかった。これらのことにより、発光の起因は量子的な閉じこめ効果によるものであることが示唆された。さらに、このような欠陥は、酸素の存在下では容易に生成されるが、窒素などの不活性ガス雰囲気中では生成されにくいことから、ポーラスシリコンにおける光照射による欠陥生成機構には、光化学酸化が関与していることが示唆された。一方、長時間の光照射を行うことにより、ESRスペクトルの波形に変化が観測される。これらのESRスペクトルを解析することにより、長時間の光照射を行った場合、角度によらない等方的成分の出現することが示された。この等方的成分のg値および線幅は、アモルファスシリコンにおけるダングリングボンドのそれらと似通っていることより、この成分の起因としてアモルファスシリコンのダングリングボンドが示唆された。この等方的欠陥の出現が、ポーラスシリコン中に元々存在したアモルファス層に起因したものか、結晶層が光照射により破壊されてアモルファス的になることに起因したものかについて考察することは、ポーラスシリコンの発光機構をさらに詳細に考察する上で重大な問題と考えられる。
アミノ酸のラセミ化反応を利用した雪氷コア年代測定手法の研究

まず、アミノ酸年代と対比するために水の安定同位体比の湿雪中での変遷について検討した。その結果、湿雪の雪粒と間隙水との間で同位体交換が生じていることを定量的に明らかにした。そこで、上記結果と比較しつつ、ネパールヒマラヤ、リッカサンバ氷河から採取した浅層コアについて特にアミノ酸が多量に含まれることが期待される汚れ層に注目して解析した。その結果、アミノ酸としては、アラニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、メチオニン、フェニルアラニンが確認された。これらのD/L比について測定したところ、濃度が高い汚れ層よりも薄い汚れ層のほうがD/L比が大きいことが判明した。このことは同氷河上では、その場において生物が活発に繁殖してL型アミノ酸を生産しており、濃度の濃い層はそのためにD/L比が減少しているものと解釈される。濃度の薄い層は、おそらく既に死滅して大きいD/L比をもつアミノ酸を含む生物体の破片等が氷河上に落下したものではないだろうか。したがって、アミノ酸のラセミ化反応を利用してコアの年代推定を行うためには、積雪表面(初期)におけるD/L比を把握することが必要であることが明らかになった。上記の発見は、アミノ酸のD/L比が、過去の生物活動の活発さの指標になることを示唆している。積雪表層では微生物の個体数を測定することによって生物活動の活発さを復元した例はあるが、深くなるにつれて細胞が破壊されて観察不可能になると報告されている。その点、微生物の個体数のカウントが不可能なほど深い場所から採取した試料でも、アミノ酸を測定することによって過去の生物活動活動の状態が復元できる道を拓いたことになる過去の地球気候や環境の変動を調べる手段として有効な雪氷コア解析の新たな年代決定手法の開発のために、従来の雪氷コアに対して用いられていた分析・解析項目に加えて、コア中のアミノ酸の分析・解析を実施した。用いたコア試料は、1998年にネパール・ヒマラヤのリッカサンバ氷河で採取した氷河表面から深さ15mまでのものである。その結果、同コアにはメチオニン、アスパラギン酸、アラニン、フエニルアラニン、グルタミン酸の5種類のアミノ酸が検出された。アミノ酸が主として検出されたのは、フィルターで濾した濾液ではなくフィルターに残った粒子であり、アミノ酸が溶存態アミノ酸というよりは粒子状アミノ酸として氷コア中に存在していると考えられる。またそのD/L比は、メチオニン、アスパラギン酸、アラニン、フエニルアラニン、グルタミン酸の順番で小さくなっており、ラセミ化反応速度(時定数)の大きい方から小さい方へという順番になっていることが判明した。各アミノ酸の濃度の深さ分布には、種類によらずお互いに類似した特徴が見られ、濃度が極大値を示した深さはコア中の汚れ層の位置と一致していた。このことは、コア中のアミノ酸は溶存態ではなく、粒子状物質の中に存在するという上述の結果とも一致する。同コアのトリチウム濃度の鉛直分布を調べたところ、世界各地の氷河コアで見られる1963年を示す高濃度層が現れず、このコアは、少なくとも最近35年よりも若い時代に形成されたと推定される。しかし、測定した各アミノ酸のD/L比の値は、氷河表面で全てのアミノ酸のD/L比が0(ゼロ)であったと考える値よりも大きな値を示していた。したがって、アミノ酸のD/L比、は氷河表面に堆積した時点で既にある程度の値を取っていることが示唆された。その点、微生物の個体数のカウントが不可能なほど深い場所から採取した試料でも、アミノ酸を測定することによって過去の生物活動活動の状態が復元できる道を拓いたことになる
日本におけるドイツ表現主義の受容と変容 ―1920年代の文学運動を中心に―

本研究は、日本における表現主義受容を多角的に把握するために、三つの視角から考察を進めた。第一は、演劇・戯曲の領域における表現主義受容を跡づけることであった。ベルリンに留学し表現主義を学んだ土方與志・小山内薫・村山知義らは、その後の新劇運動を主導し、日本における表現主義運動を牽引する役割を担った。日本の近代劇形成において決定的な役割を果たしたこの表現主義演劇の受容過程について、これまではあまり論究されなかったが、本研究は先ずその欠陥を補うことを目的とした。第二の視角は、日本の文学者たちが表現主義を受容する際に、日本古来の既成観念をもって対処し、インターナショナルな思想的方向性を示さなかった、この受容の日本的変容のあり方を究明するとともに、演劇の観点から別な途の可能性を跡づけた。第三の視角は、国家権力の文化・思想統制の下における表現主義受容の余儀なくされた変容、「歪み」に注目した点である。このような視座のもと、本研究はまず、ドイツ表現主義と関係のある諸雑誌を調査し、雑誌を中心とした論争によって表現主義運動がいかに新しい地平を切り開いたかを考察した。国立国会図書館や早稲田大学演劇博物館および国文学研究資料館などに所蔵されている資料や、共立女子大学図書館の所蔵する築地小劇場の検閲済上演生台本などを精査した。本研究の果たした意義として,第一に、従来のドイツ表現主義研究が、絵画・写真・映画・建築など視覚文化における受容研究がその大部分であったのに対し、言語表現の領域に焦点を当てることによって表現主義受容の全体像を示した点である。第二に、表現主義受容者たちが、インターナショナルの立場から日本社会を批判するとともに、従来の日本文壇の旧態たる政治意識・社会観・文学観の変革を呼びかけた点に注目し、従来の一国的な文学史、あるいはそれを前提とした比較文学史の方法を乗り越える足掛りを示した点である。第三に、表現主義受容期(主に1920年代)の日本における歴史的・社会的状況、また言説のイデオロギー的配置をも考察し、社会的存在としての文学のあり方に照明を当て、文学史叙述の新局面を切り拓く可能性を示した点にある。(抄録なし)本研究は、日本における表現主義受容を多角的に把握するために、三つの視角から考察を進めた。(抄録なし)
マルチモーダル磁気共鳴イメージングを用いた脊髄脊椎疾患の評価法の確立

また、実際に取得した正常および疾患群のMRIデータより、軸索および髄鞘の定量的変化を頚椎症患者群におおて検討して、その結果を論文化を行った(英文、査読あり)。研究途中より導入された、より恣意性の低い定量的な脊髄の解析手法である、spinal cord toolboxを用いて、脊髄の各種MRI画像の定量値に関するより客観的な解析手法の構築およびその妥当性の検討を行い、邦文誌にて解説した。また上記spinal cord toolboxの作者であるカナダ・モントリオール工科大学のJulien先生主導の脊髄に関する国際的な研究に参加し、今後のAI等を用いた解析の必要性を認識した。新たな、より恣意性の低い定量的な脊髄の解析手法である、spinal cord tool boxの導入を行い、それを用いた脊髄の各種MRI画像の定量値に関するより客観的な解析手法の構築およびその妥当性の検討を行った。上記spinal cord tool boxの導入に関しては、2016年6月、カナダのモントリオールで行われた脳および脊髄組織におけるイメージングのワークショップに参加し、このtool boxの製作者である研究者らと直接検討を行い、その導入方法、有用性や妥当性に関する情報収集を行った。また、実際に取得した正常および疾患群のMRIデータより、特に髄鞘や軸索のイメージングに比重をおいた定量値の初期的な検討結果に関して、2016年11月の北米放射線学会にて、ポスター発表を行った。現在、解析手法は特に髄鞘の定量化イメージングが当初の予想より複数可能となった結果、その手法も多岐にわたり、特にT1値および2あるいはそれ以上のMRI緩和定量値の組み合わせ(例:T1,T2およびプロトン密度など)による手法も複数可能となったことで、その撮像時および解析時における様々な条件の至適化や、正常値における妥当性の検討やそれぞれの手法における比較検討に若干時間がかかっているものの、総じてデータの解析そのものは順調に進行しているといえる。また、他の撮像手法として、軸索のイメージングとして現状用いているSimultaneous Multi-Slice(SMS) Readout Segmentation of Long Variable Echo-trains(RESOLVE)EPIのような高度の新技術が可能となったことで、より高速かつ効率よくデータ収集が可能であるが、現状でも常に安定した完全な画質とは言い難く、結果軸索の定量値は症例によってはやや安定していない。従って、上記のような先端技術の使用を前提とした脊椎脊髄拡散MRIの撮像条件のより至適な条件、あるいは新たな画像補正(ノイズ除去等を含む)や解析手法を模索する必要がある。また、脊髄の疾患群における臨床におけるデータに関しては、頻度の高い変形性脊椎症におけるデータは比較的良好に蓄積され、その結果の一部からは本疾患に伴う軸索や髄鞘の変化が初期経験としての結果を提示しうる程度までに至っているが、その他の個々の疾患(腫瘍性病変や血管性病変など)におけるデータ数が統計学的処理には実数が不十分なものもあり、今後もデータ収集が必要である。昨年度より導入された、より恣意性の低い定量的な脊髄の解析手法である、spinal cord toolboxを用いて、脊髄の各種MRI画像の定量値に関するより客観的な解析手法の構築およびその妥当性の検討、実際の症例における初期的な応用を行った。上記spinal cord toolboxの導入後の利用に関しては、2017年1月より本大学に滞在中の、カナダ・モントリオール工科大学のJulien先生(tool boxの製作者)と直接検討を行い、その利用方法、有用性や妥当性に関する情報収集を行うことが可能であった。当院における脊髄脊椎の撮像手法の検討としては、昨年より軸索のイメージングとしては特に脳と異なる解剖学的な特殊性を考慮した磁化率アーチファクトの低さや信号雑音比の確保を考慮したうえで、Simultaneous Multi-Slice(SMS) Readout Segmentation of Long Variable Echo-trains(RESOLVE)EPIを用いて、一部実際の症例およびボランティアにて撮像を行った。また、その他の撮像方法として、撮像視野を絞って撮像する手法の検討も行った。さらに、髄鞘のイメージングとしては、磁化率移動を用いた撮像方法を導入し、同様に撮像パラメーターの検討および至適化を行い、実際に撮像の検討を行った。また、いずれのデータも歪み補正や後処理としての定量的マップの構築が必要であるが、それに関しては先行論文を参照の上、Matlabなどの数理計算ソフトを用いて構築、改良を行った。また、実際に取得した正常および疾患群のMRIデータより、上記SMS RESOLVE EPIを用いた軸索の定量的変化および磁化率移動を用いた髄鞘の定量的変化を頚椎症患者群におおて検討して、その結果を、2017年4月の国際磁気共鳴医学会にて、ポスター発表を行った。解析手法として、複数の定量化イメージングが可能となった結果、その撮像および解析における条件の至適化や、正常値における妥当性の検討やそれぞれの手法における比較検討に若干時間がかかっているものの、総じてデータの解析そのものは順調に進行しているといえる。また、脊髄の疾患群における臨床におけるデータに関しては、特に多発性硬化症患者群におけるデータの収集は、安定して推移している。しかし、その他の個々の疾患(脊髄腫瘍や血管病変など)におけるデータ数が、統計学的処理には現状でも実数が不十分なものもあり、さらに引き続き今後もデータ収集が必要であると考える。

研究途中より導入された、より恣意性の低い定量的な脊髄の解析手法である、spinal cord toolboxを用いて、脊髄の各種MRI画像の定量値に関するより客観的な解析手法の構築およびその妥当性の検討を行い、邦文誌にて解説した。また上記spinal cord toolboxの作者であるカナダ・モントリオール工科大学のJulien先生主導の脊髄に関する国際的な研究に参加し、今後のAI等を用いた解析の必要性を認識した。現状の研究遂行に関して、基本的な方針に大きな変更はなく、引き続き脊椎脊髄におけるMRIデータの収集を、病的状態にある場合、および健常ボランティアで行う。研究計画当初と最も大きく異なる点は、従来脊髄の画像解析は主に観察者の主観が入りやすい手法が主であったのに対して、spinal cord toolboxのような、比較的客観性の高いといえる解析手法の導入が行われたことである。また、この内部には多数の健常者のデータより作成された標準脊髄といえるようなアトラスも内包されており、より高度かつ普遍性の高い研究、解析が可能となったものと考えられる。また、新たに複数の撮像手法(例、ミエリンイメージ)や解析手法(例、複数の拡散のデータ解析)が可能となってきているが、場合によっては従来とは異なるMRIにおけるデータ収集が必要となる場合があり、実現可能なデータ取得時間内で、その有効性、妥当性を検討したうえで、データ取得の方法の変更を行う。実際、現状のデータ収集方法が最善とは言い難い面もあり、さらなる撮像時間短縮やより精度の高い定量値を可能とするようなデータの取得方法は検討する必要がある。さらに、他施設のMRIあるいは臨床指標に関するデータに関して、一部他の機関からの協力の申し出、試験的なデータ提供が既に行われているので、他の研究機関との情報交換や解析結果の共有などを、今後積極的に推進していく。本研究は、マルチモーダル磁気共鳴イメージングを用いた脊椎脊髄疾患の評価方法の確立が第一義であるが、その研究背景で最も重要なものは脊髄脊椎病変内の微細な構造変化の観察や可視化、およびイメージングと臨床指標との相関および関連であり、特にその点に関してもデータの取集および解析、統計を引き続き遂行する。本研究の遂行に関して、昨年同様基本的な方針に大きな変更はなく、引き続き脊椎脊髄における各種MRIデータの収集を、様々な撮像方法にて、健常ボランティアおよび疾患群にて行う。研究計画当初と最も大きく異なる点は、従来脊髄の画像解析は主に観察者の主観が入りやすい手法が主であったのに対して、spinal cord toolboxのような、比較的客観性の高いといえる解析手法の導入が行われ、かつこの手法自体も深層学習のアルゴリズムを用いて改良がすすみ、より高度な解析が可能となっている点である。従って、このような解析手法に精通することも重要なポイントとなる。
腸粘膜のバリヤ-機構破綻(透過性亢進、蛋白漏出等)に関する腸上皮細胞を用いた研究

1.腸粘膜透過性の検討胆汁酸や脂肪酸は一定濃度以上で腸粘膜透過性を亢進させた。粘液層は、管腔内因子によって引き起こされる透過性亢進を抑制することにより、粘膜バリヤ-機構に貢献していると考えられた。nitric oxide(NO)は透過性を亢進させた。共焦点レーザー顕微鏡観察によりNOによる透過性亢進はtight junctionが開いたことによることが確認できた。tight junction蛋白のoccludinの存在、分子量はWestern blotで確認しえた。2.腸上皮のサイトカイン、ケモカイン産生3.炎症性腸疾患(IBD)患者の糞便中蛋白の分析1.腸粘膜透過性の検討胆汁酸や脂肪酸は一定濃度以上で腸粘膜透過性を亢進させた。2.腸上皮のサイトカイン、ケモカイン産生3.炎症性腸疾患(IBD)患者の糞便中蛋白の分析1.腸上皮細胞に対しての障害惹起因子の検討2.腸粘膜透過性の検討胆汁酸や脂肪酸は一定濃度以上で腸粘膜透過性を亢進させた。共焦点レーザー顕微鏡でtight junctionの開大は確認できなかった。外因性にあらかじめmucusを細胞上に重層しておくと胆汁酸や脂肪酸による腸粘膜透過性亢進は抑制できた。3.腸上皮細胞のサイトカインの発現IL-1βやTNFαの刺激により30分後にはIL-8 mRNAが誘導され、数時間後には培養液中にIL-8の増加がみられた。glucocorticoidの前投与あるいは同時投与によって上記の誘導は抑制できなかった。腸上皮細胞におけるサイトカインや炎症性mediatorの産生調節機構と粘膜バリヤ-機能との関連性の分子レベルの検討が必要である。4.患者の糞便中蛋白の分析およびその他腸管に炎症のある患者では糞便中に好中球に由来する蛋白(エラスターゼなど)が大量に存在していた。すなわちこのような患者の糞便(消化管内容物)は刺激性が高く、消化管粘膜に対して攻撃的に作用してバリヤ-機構破綻の原因になりうる。実際、患者の血中のエンドトキシン値は高く、bacterial translocationがおこっていることが示唆された。1.胆汁酸の腸上皮細胞に対しての障害性と保護作用2.腸粘膜透過性基礎的検討ではnitrogen oxide(NO)donorのNOCが腸粘膜透過性を亢進させた。現在,他のNO donorを用いて検討を加え,また透過性亢進の機序について検討している。3.腸上皮細胞のサイトカインIL-1βやTNFαの刺激により30分後にはIL-8 mRNAが誘導され、数時間後には培養液中にIL-8の増加がみられる。HT-29細胞においてcyclosporine AはIL-8mRNA発現,IL-8産生を著明に抑制した。一方、glucocorticoidやFK506では抑制できなかった。4.糞便中蛋白の分析,その他炎症性腸疾患(IBD)患者では糞便中に好中球由来蛋白が大量に存在していた。それらの蛋白の中でもlactoferrinは糞便中でも安定で炎症の良い糞便中マーカーになると考えられた。蛋白漏出のマーカーであるα1-antitrypsin(AT)は腸上皮細胞でも産生される。一方、α1-acid glycoproteinは腸上皮細胞ではほとんど産生されない。血中のエンドトキシン(ET)値はIBD患者で高く、bacterial translocationがおこっていることが示唆された。metronidazoleの2週間の投与でも血中ET値は変化しなかった。1.腸粘膜透過性の検討2.腸上皮細胞のサイトカイン、ケモカイン3.糞便中蛋白の分析、その他炎症性腸疾患患者では糞便中IL-8が増加している。糞便中に増加したIL-8は粘膜から腸管腔内への好中球の移行に関与していると考えられる。炎症性腸疾患患者では好酸球顆粒由来のeosinophil cationic protein(ECP),eosinophil proteinX(EPX,EDN)も糞便中に増加しており、その値は再熱の予測に有用であることが示唆された。また糞便中のα1-antitrypsinの分子量やレクチン結合性も健常者とは異なる。
一層構造導波管アレイアンテナのビーム走査のための位相器を節減した給電系の研究

本年度の計画では、前年度の平面型一層構造導波管アレイアンテナにおける給電点の数を節減してもビーム走査特性が劣化しない給電回路の構造(素子を削減しても線形位相変化が実現する給電構造)の研究において給電点:放射導波管数が1:2の構造で、設計周波数で放射導波管間の位相差および2つの給電点の位相変化に対する特性については、ほぼ設計通りの特性が得られた。しかし、基本構造の連結によって生じる反射波の打ち消しを十分に考慮しておらず、給電回路の入出力部の反射特性が-3dB程度と悪く、この影響により、特に2つの給電点間の振幅差、位相変化に対する周波数特性が著しく悪くなり、アンテナを試作し総合的な特性を評価するためには不十分なため、位相特性等を変えないで反射特性を改善した新たな構造の開発が必要となり解析を行った。さらに、電磁界解析により放射導波管部に生じる位相差と振幅差の特性変化を求め、放射導波管数の1/4程度の給電数で特性劣化なくビーム走査できる給電構造の実現をめざす。1.給電点から見た連結用入出力の反射特性の改善については、連結用給電導波管を傾斜させ各ポートからの反射波に位相差を付けることにより、-8dB程度に特性の改善がみられた。しかし、これによって、ポート間の線形位相特性に影響がでてしまい、基本構造を連結する場合には相互の結合を考慮した有限構造の解析が必要であり、また給電点の反射特性はチルト角によって特性が大きく変化するので、アレイアンテナを試作するためには、周波数特性を含む新たな解析的検討が必要である。3.波長が短いミリ波等のアレイアンテナの試作については、各ポートの位相誤差、振幅差を小さくおさえるために高い製作精度(絶対精度)が要求されるので、より高精度の有限構造解析を行う必要があり、有限要素法等を用いた構造解析を新たに進めている。本年度の計画は、給電点の節減で生じる位相の階段的変化による量子化誤差および2つの放射導波管に対する位相および振幅の分岐誤差による指向性への影響(グレーティング・ローブの発生、サイドローブ・レベルの上昇等)の切り分けを主目的として、製作誤差が発生しにくい4GHzで給電回路を試作し、詳細なモデル実験を行い、有限構造の解析の可能性を探る。試作モデルは連結を考慮した2本の放射導波管、連結用入出力と2つの給電点、合計6つのポートを有する構造で、各ポート間の振幅差、位相差、反射特性等をベクトルネットワーク・アナライザで測定した。1.連結用入出力の反射特性については、解析結果に等しい特性が得られたが、2つの放射導波管の振幅差と位相差に設計の重点を置いたため、基本構造の連結によって生じる反射波の打ち消しを十分に考慮しておらず-34dB程度とあまり良好な特性ではなかった。この、基本構造を連結する場合には相互の結合を考慮した有限構造の解析が必要であり、給電点の反射特性についてもチルト角によって特性が大きく変化するので、さらに検討の必要がある。2.2つの放射導波管の位相差に関しては設計周波数で6°以下とほぼ設計通りの値が得られ、さらに2つの給電点に与える位相差を変化させると、放射導波管に生じる位相差はきちんとその半分になることもわかった。しかし、振幅差は、チルト角によって0.52dB以上の誤差を生じていた。これら放射導波管における分岐誤差の所望の指向性に与える影響をシュミレイションしてみると、サイドローブ・レベルを-20dB以下におさえるためには、位相差6°、振幅差1.5dB以下におさえる必要があり、位相差に関してはこの条件をほぼ満足しているので、今後はこれらの結果を基に、振幅に関してより高い精度の解析を行い、位相器を削減したアレイアンテナを12GHzで試作し、近傍界測定等により特性の解明を行う。さらに、給電導波管を傾斜させ留ことにより給電位相をなめらかに補正して量子化誤差による指向特性の劣化を改善するための給電回路の解析、設計を行う。

しかし、これによって、ポート間の線形位相特性に影響がでてしまい、基本構造を連結する場合には相互の結合を考慮した有限構造の解析が必要であり、また給電点の反射特性はチルト角によって特性が大きく変化するので、アレイアンテナを試作するためには、周波数特性を含む新たな解析的検討が必要である。3.波長が短いミリ波等のアレイアンテナの試作については、各ポートの位相誤差、振幅差を小さくおさえるために高い製作精度(絶対精度)が要求されるので、より高精度の有限構造解析を行う必要があり、有限要素法等を用いた構造解析を新たに進めている。
オステオポンチン遺伝子導入トランスジェニックマウスの解析

【目的】骨基質蛋白のひとつであるosteopontinはその生理機能がまだ不明であるが、RGD配列を有することから、細胞接着機能を介して骨代謝に影響をおよぼしている可能性が考えられている。我々はin situ hybridizationにより、成熟骨組織では骨芽細胞ではなく、破骨細胞を含む骨吸収系の細胞でosteopontin遺伝子が発現していることを以前確認した。このことは、osteopontinが骨吸収に関与していることを示唆しているが、今回in vivoでのosteopontinの機能を明らかにする目的で、マウスosteopontinを過剰発現するトランスジェニックマウスを作製し、解析した。【方法】マウスosteopontinのcDNAをcytomegalovirus enhancer/chick β-actin promoterと融合させたtransgeneを、C57BL/6N x B6C3F1マウスの受精卵核内にmicroinjectionしてトランスジェニックマウスを作出した。これらのトランスジェニックマウスより得られたF1およびF2マウスを用いて、Northern hybridization, in situ hybridization,抗osteopontin抗体を用いた免疫組織化学染色、tartrate resistant acid phosphatase (TRACP)活性染色、hematoxylin-eosin染色をおこなった。【結果】得られた15ラインのトランスジェニックマウスについてNorthern hybridizationをおこなったところ、11ラインはtransgeneの発現を認めたが、ライン間で発現レベルおよび発現臓器は異なっていた。また、骨組織を含む主要臓器で比較的高い発現を示した4ラインのF1マウスでは、発育遅延をきたした小型の個体が出現し、そのうちのひとつのラインでは、そのhomozygoteのF2マウスでほぼ全例に小型化を認めた。また、上記4ラインの骨組織の組織学的解析をおこなったところ、一次海綿骨梁およびTRACP陽性細胞の著明な減少が認められた。さらに抗osteopontin抗体を用いた免疫組織化学染色では、Northern hybridizationやin situ hybridizationの結果とは異なり、ほぼ骨組織特異的に蛋白が認められた。【考察】一次海綿骨梁が減少している原因として骨の形成不全または骨吸収の亢進が考えられるが、全身的な発育不全を伴っていたことおよび、TRACP陽性細胞が著明に減少していたことから、骨形成過程に異常があることが考えられた。トランスジェニックマウスにおいてTRACP細胞が著明に減少していた理由は不明であるが、現在各週齢のマウスを用いて骨組織の異常がいつ発現するかについて検討中であり、こらによりある程度原因が類推できるものと思われる。また、osteopontinのmRNAと蛋白の局在とに異なる部分が認められたことについては、詳細を明らかにすべく、現在Western blottingをおこなって比較検討中である。
リグニンのメカノケミストリーとパルプ漂白に関する研究

フェニルクマランA環上にαーカルボニル、B環上にPーOH(I)、PーOCH_3(II)として、CBM、VBM処理を行ない、(I)からはスチルベン、フェニルクマロンそれぞれ9.5%、(II)からはそれぞれ2.0、0.5%を得た。(I)からのスチルベンはH_3O_2酸化で無色化するが、(II)からのスチルベンはヒドロキノンとなり、容易に赤色のキノンへ移行する。最も有害なクロモフォアの一つが見出されたことになる。一方前年度のαーカルボニルを欠くフェニルクマランを、Asplund defibratorからの粗パルプに分散させ、KRKー型リフアイナーで精砕、溶媒抽出して、前年度CBM処理とほぼ同じ収率でスチルベンを得た。これによりCBM、VBMでの変化が、機械パルプ製造条件の重要な部分での変化に一致することを証明した。スチルベンはβー1型モデル化合物からも得られると考え、まずスレオ型モデルを合成してCBM処理を行ない、約30%の収率でスチルベンを得た。以上すべてのスチルべン生成はHCHOの放出を伴う。上記粗パルプにクレオゾールを分散させて、リファイナー処理し、5ーヒドロキシメチルクレオゾール、2ケのクレオゾールをーCH_2ーで結ぶジフェニルメタン、デヒドロージクレオゾールなどが高収率で得られ、パルプ化の場に著量のホルマリンがあること、これらはラジカル反応で再びフェノールのオルト位にとり込まれることを示した。以上の事実からリグニンのパルプ化時におけるメカノケミカルな変化の第一がフェノキシラジカル、ついでキノンメチドの生成、第3にrーメチロールのホルマリンへの変換放出と続く、一連の基本的な反応であることを見出した。今年度のバイオブリーチングは光による色戻り抑制に集中し、Pleurotus ostreatus(ヒラタケ)とFusarium solaniが有効であり、モデル実験の結果はお互いに相補的である可能性が高いと考えられた。それぞれの菌体外酸素を連続して、または同時の使用で効果を高めたい。【◯!1】GP,TMPのNaB【H_4】,【H_2】【O_2】,NaOH処理後の色戻りを知る指標として、"見かけの吸光度"を定義し、その差スペクトルを求めることで、NaOH処理により生成するλmax=420nmの着色団はNaB【H_4】前処理で防除し得ること、NaB【H_4】-【H_2】【O_2】処理で残留する400500nmの着色団とこれに近い紫外部の着色団除去がメカニカルパルプ漂白のポイントであることを示した。【◯!2】4種の新物質を含む12種のβ-O-4-エーテル型リグニンモデル2量体を合成し、これらのニトロベンゼン酸化によるバニリン収率の推移を、木粉・GP・TMPからのそれと比較した。モデルではP-OHがエーテル型で、α-カルボニルないしβ-O-4コニフェリルアルデヒドエーテルなどの酸化型構造であれば、バニリン収率が増加し、α-カルビノールないしβ-O-4コニフェリルアルコールエーテルなどの還元型であれば減少することを見出した。またGPリグニンからのバニリン収率は木粉に比べて高いが、NaB【H_4】処理で減少することから、GPリグニンは上記酸化型を多く含むと考えた。【◯!3】木粉・TMPからのMWL収率は等しいが、TMPでは半減しそのMWLの一部に高分子化を認めた。逆にCEL(セルラーゼ処理磨砕リグニン)の収率は木粉>TMP>GPとなるが、GP-CELのα-カルボニル、共役カルボニルは木粉・TMPのそれより高く、前項GPリグニンを酸化型とする考えを支持した。これについてはMWL,CELの収率の均一化,PMR,CMRなどによる性状の定量化などが進行中である。【◯!4】P-OHフリーのグアヤシルグリセロールβ-O-4グアヤシルエーテルのPF【I】ミル処理でα-カルボニルが生成するが、P-O-エーテル型では殆ど検出されなかった。従って上記【◯!2】に記した2種のP-Oエーテル酸化型のうち、GPリグニンに重要な型をβ-O-4コニフェリルアルデヒド型と推定し、この観点からコニフェリルアルコールエーテルのPF【I】ミル処理を進めている。コニフェリルアルコールP-O-メチルエーテル(1)のメカノケミカルな変化としてコニフェリルアルデヒドP-O-メチルエーテル(2)と共にベラトリルアルデヒド(3)、シスコニフェリルアルコールP-O-メチルエーテル(4)、シクロブタン骨格を有する2量体(5)を得た。(2,3)の生成はメカノケミカル反応が酸化的であることを示す。まず(5)の構造を確認するため、フェルラ酸の光照射で構造既知の2量体を得て、これをメチル化、ついでLiAl【H_4】還元して(5)に一致することを見出した。またトランス-フェルラ酸の光照射でシスフェルラ酸を得て、そのメチル化、ついでLiAl【H_4】還元して(4)に一致することを認め、(4,5)の構造を決定した。しかし(1)を光照射しても(2,3,4,5)は全く得られない。これらはメカノケミカル反応と光反応との類似性および相違点を示す。

メカノケミカル反応で得られるもう一つの2量体(6)についても構造を確認した。他方リグニン分解菌Phanerochaete Crysosporiumを3日間前培養して得られる菌体外酵素でGPを数時間処理した後、高温洗浄、【H_2】【O_2】漂白すると、酵素処理なしの場合より、白色度は23ポイント上昇し、熱による色戻りは1/41/5、光による色戻りは1/21/3に減少した。モデル実験としてのコニフェリルアルデヒドP-O-メチルエーテル(2)のP.C.処理ではコニフェリルアルコールP-O-メチルエーテル(1)を経てベラトリルアルコール(7)へ還元的に分解される。L-カルボニル基を有するモデル化合物も容易に還元される。つまりリグニン分子中の光増感部が、菌体外酵素によりかなりの選択性を持って還元分解されることが始めて明確に示された。短時間の処理であるため、酵素処理に伴なう収率の減少はゼロである。なおTMPの処理にはP.crysbsporiumよりもカワラタケの菌体外酵素が優れている。一層の処理条件の改善、菌種の拡大などにより、高収率パルプ漂白の長年の課題解決の可能性が示された。尚β-1型、ピノレジノール型モデルを合成した。グアヤシルー及びベラトリルーグリセロールーβー0ー4ーグアヤシルエーテルを検討した後,ベラトリルグリセロールーバニリンエーテルのメカノケミカル反応を調べた.前二者と異なりバニリンエーテルではβー0ー4総合のホモリシスによるラジカル生成, C_α=C_βの生成,C_βーC_γの開裂, C_α及びC_γの酸化,C_βとC_α間のラジカルカップリングによる二量化など活発な反応が起ることを生成物の同定により認めた.グアヤシル型とベラトリル型では一般の化学反応と異なり後者の反応性が高かった.フェニルクマラン型構造の場合も,同様にベラトリル型の反応性が高かった.また水なしでのボールミル処理よりも,水添加時の反応性は低く, βー0ー4型同様ラジカル反応が主体であることを示す.フェニルクマラン型ではクマラン環の開裂が容易に起り,一方では2ーカルボニル,他方ではスチルベンがかなりの収率で得られた.前者は光増感剤として機能するが,後者は光でそれ自身容易に変色するので,機械パルプの色戻りに直結する原因の一つと思われる. NaBH_4でパルプを反覆還元しても色戻りの大勢に影響しない事実は,従来の2ーカルボニル説に疑問を投げかけ,パルプリグニン中のスチルベン等,より長波長部のクロモフォアの重要性を示唆したものと云えよう.バイオブリーチングについては,前年度の2種の他14種の白色腐朽菌についてスクリーニングを行ない,新たにヒラタケがTMPに有効であることを見出した. Phanerochaete crysosporiumはグリコースーペプトン培地での継代培養を4ヶ月間重ねることで色戻り抑制効果が現われ始め, 5ー6ヶ月の2ヶ月間が最高となり,それ以後衰退する.また菌体外酵素液の熱処理,酵素阻害剤処理でその色戻り抑制効果は低下するが,硫安塩折では保持される.つまり酵素反応に違いないことを確認した.またこの反応がC=0やC=Cなどの還元を含むことを明らかにした.フェニルクマランA環上にαーカルボニル、B環上にPーOH(I)、PーOCH_3(II)として、CBM、VBM処理を行ない、(I)からはスチルベン、フェニルクマロンそれぞれ9.5%、(II)からはそれぞれ2.0、0.5%を得た。(I)からのスチルベンはH_3O_2酸化で無色化するが、(II)からのスチルベンはヒドロキノンとなり、容易に赤色のキノンへ移行する。
メダカの呼吸信号予測器を用いた逐次判別型水質バイオアッセイ法の基礎研究

本年度は,まず,昨年度までに仕様決定した「呼吸波増幅用アンプ」および「呼吸信号をロストしない電極配置の計測水槽」を用い,複数匹の個体に対して同時に同じ試験水を提供する「小型魚類集合水槽システム」を構築した.そして,複数個体に同じ試験水を提供し,時間経過における複数個体の呼吸波パターンの変化を分析した.昨年度の予備実験で確認された通り,水槽投入時から時間が経過すると呼吸波の大きさが60%以上減少する傾向や,呼吸パターンが各個体で異なる傾向を確認した.つまり,メダカの呼吸のパターンについては,一日の各時間帯において,同じ呼吸信号の変化(概日周期)は明確に確認できなかった.従って,呼吸パターンは各個体で独立しており,個体ごとで異なるものと結論付けた.そこで,個体ごとの呼吸パターンを考慮しつつ,毒物が混入された時の呼吸パターンを検出する方法として,One-class SVMを用いた「外れ値検出法」を採用することにした.取得される呼吸信号の大きさや周波数などからパラメータを選定し,直近数時間の呼吸パターンからのモデルを構築した.時々刻々取得される信号から得られるパラメータ値をモデルに入力し,外れ値検出を行うとともに,モデルの更新を行うものとした.毒性が低い上,水質の急激な変化をもたらさないタバコ成分を抽出した液を「毒物」と設定し,毒物検出性能の検証を行った.提案する手法により,生命維持に影響を与えない非常に希薄な毒物液についても,2時間後から異常確率の上昇が確認され,3時間後には異常確率が50%以上に上昇されるなどの有効性が確認された.その結果について,1件の学会発表を行った.安全な生活用水の確保を目的として,生物を利用した水質検査法の開発を目的とした研究である.メダカを被験魚に採用し,同種の研究を行った報告はあるが,水質条件に対するメダカの呼吸信号に関する知見が少ない為,実用に耐えうる手法の提案に至っていない.この知見を得る為に,初年度は,メダカの呼吸信号をロストしない最少電極数と配置に関する研究を行った.経験則とメダカの呼吸信号の発生原理を参考に,さまざまな電極配置を試みた.具体的な配置例の結論には至らなかったが,有用となる以下2点の研究効果が得られた.1つ目は,炭素棒電極にこだわる必要が無いことが判明した点である.計測には15万倍程度の信号増幅アンプが必要であり,計測経路のどこかで微小の直流成分が発生すると,信号が飽和して計測ができなくなってしまう.計測時に信号が飽和する問題の対策として,電極表面での分極が少ないと見込まれる炭素棒電極を採用してきたが,信号増幅アンプを改良することで炭素棒電極にこだわる必要が無いことが判明した.銅張積層の生基板で電極を作成しても信号が計測できることが確認された為,計測システムの構築における電極素材および形状の選択性が広がった.2つ目は,水質計測機器の導入により,信号が計測できなくなる原因解明に向けて新たな実験計画を立てられたことである.計測し始めて一定期間は,特徴的な呼吸信号が確認されるが,同じ個体でもあっても日数が経つにつれ,計測対象とする信号のSN比が極端に悪くなる傾向が何度も確認された.これについて存酸素濃度などの傾向も確認したが,特に大きな違いなどは確認されなかった.従って,「慣れ」などの感情に起因したエラ膜でのイオン交換量の低下と推測された.これまでも同様の傾向は確認されてきたが,今回,水質条件を計測する機器が導入できた為,環境要因よりも心理要因の占める割合が高そうであることが推測できた.信号をロストしない最少電極数と配置に関する研究ステップの年度であった.これまでの経験則とメダカの呼吸信号の発生理論を参考に,さまざまな電極配置を試みた.計測電極には炭素棒電極を採用し,有効と判断される何種類かの電極配置について,その優位性の比較を行ってきた.計測し始めて一定期間は,特徴的な呼吸信号が確認されるが,同じ個体でもあっても日数が経つにつれ,計測対象とする信号のSN比が極端に悪くなる傾向が何度も確認された.これについて,溶存酸素濃度などの傾向も確認したが,際立った変化はみられず,「慣れ」などの感情に起因したエラ膜でのイオン交換量の低下と推測したが,原因究明については次年度以降も継続課題である.このような各個体の「慣れ」や「体質」といった特徴差を考慮し,一度に複数匹の呼吸信号を別々の水槽で計測することが良いと判断し,2年目に導入予定であった「集合水槽システム」を自作することで,別々の水槽にいれた個体から,同条件の水質に対する信号を同時に計測するシステムを構築した.当初予定していた環境計測条件を同時に記録する機能の付加までには至っていない.これは,水質条件が急激に変化することが無かった為,手作業による定期的な確認で十分と判断された為である.計測時に信号が飽和する問題の対策として,電極表面の分極が少ないと見込まれる炭素棒電極を採用してきたが,信号増幅アンプを改良することで炭素棒電極にこだわる必要が無いことが判明した.逆に,その表面の形状が要因で計測信号を捉えにくい,もしくは,ノイズを拾いやすい傾向が見受けられた為,銅張積層の生基板で電極を作成して計測してみたところ,一定の効果を確認することができた.以上より,一定の進捗はあるが,信号計測が困難になる不確定要因がはっきり解明されていない為,上記区分とした。本年度は,主に,呼吸波を計測するためのカギとなる電極配置を含む計測用水槽の設計,および,呼吸波増幅用の回路設計・製作を行った.