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戦時下における〈ユーモア〉表象に関する研究

戦時下におけるユーモア表象を裏面から支えた思想として、人間性の絶対的な尊厳を前提としたヒューマニズムがあった。しかし、ユーモアをめぐる議論は近代主義と結びつき、文化の序列化を促した結果、文学運動としての広がりを欠くこととなる。そのような状況の中で、戦時体制の苛酷な要請に応えて、いくつかの文芸や演芸において、言語を技術的に操り、独自のユーモア観を具現化する表現者たちが登場した。とりわけ、太宰治の小説の中には、軍政下の一元化した思潮を逆手にとり、そこからの逸脱によって挑発的な笑いを生み出した、きわめて質の高い試みが認められる。本研究は、アジア・太平洋戦争期における〈ユーモア〉表象の機制を分析しようとするものである。本来、その研究対象は多くのジャンルを横断し、表象文化全般に及ぶべきであり、実際に、戦時体制下の日本を文化的な暗黒の時代と論断する見方は、近年の歴史学や社会学の成果によって徐々に書き換えられつつある。本研究は対象を言語文化に限定して、戦時下ゆえに表象の可能性を与えられていたかもしれない〈ユーモア〉の実質を見極め、同時に、〈笑い〉の持つ攻撃性とナショナリズムとの連関を探ることが目的である。当該年度は、広く〈笑い〉をもたらす戦時文芸の読解を進め、その中から、太宰治の短編小説『十二月八日』が放つ〈笑い〉の質を同時代の言説状況の中で吟味し、高揚するナショナリズムを梃子とすることで立ち現れる〈ユーモア〉の様態を解析した。そこには、「日本」の優越性に寄り添おうとすればするほど、的外れな言動を繰り返してしまう「主人」のありようをとおして、ナショナリティに後れを取るところに生まれる挑発的な〈笑い〉が描出されていた。この考察によって、従来支配的だった、作者の戦争に対する「讃美」・「抵抗」という二元論的な立論の枠組みを相対化する視座を提示できたものと考える。また、昭和10年代前半における〈諷刺〉という創作態度への関心の高まりが〈ヒューマニズム〉をめぐる論争とつながりを持ち、文化的逸脱としての〈ユーモア〉が〈ヒューマニティ〉の再定義を要請するものだったことも見えてきた。そこで、戦時下におけるヒューマニズム批判が激化する前の〈ユーモア〉の領域がナショナリズムと対峙しつつも、相互に依存し合う要素を抱えていたことについて、その予備的な分析を進めた。〈ユーモア〉表象は〈笑い〉とは別の文化事象とも結びつき機能する可能性を秘めている。今後も同時代の思潮との通底に留意し、より動態的な文化研究に発展させたいと考える。本研究はアジア・太平洋戦争下における〈ユーモア〉表象を研究対象とし、それが表象・感受される機制を明らかにすることを目的としている。戦時体制下の〈笑い〉をめぐる表象文化のなかには、従来指摘されていた抑圧への抵抗という現れ方のみならず、戦時下ゆえに可能であったと考えられる表現の形も見いだすことができる。本研究は主に後者の表象の仕組みについて考察するものである。前年度までに明らかにした、ナショナリズムと共存し得る〈ユーモア〉の実態とその効果をふまえ、当該年度の研究においては、戦争期に支配的であった理念を対象化するかに見えて、実際にはそこから逸脱することの面白さを描く太宰治の短編小説『裸川』(『新釈諸国噺』中の一編)を精細に分析することで、古典作品を意図的に読みかえる〈うがち〉の手法によって、「公正」と「節倹」の象徴として在りつづけた「青砥藤綱」伝説が〈笑い〉の文学に変容する機制について検証した。そこでは、当時は広く知られ、国民に対して生活上の指針を示す教材でもあった逸話の要所がことごとく茶化しの対象となり、理念は無化されるのである。この研究を足がかりとして、一見〈ユーモア〉とは遠く隔たるかに思われる言語作品のなかにも、軍政下の同調圧力を逆手に取り、利用する〈笑い〉の存在を確認し、その可能性について研究を進めていくことができる。前年度から引き続き考察を深めつつある、同時代の特徴的な思潮である「ヒューマニズム」と文化的な逸脱表現としての〈ユーモア〉との親和性についても、これらの連動が人間の本質をどこに見定めるかという「ヒューマニティ」の再定義を促すという意味で、軍事体制下の偏狭なナショナリズムや排外的な全体主義と対峙する、反時代的な価値となり得ていたことが確かめられる。本研究は戦時下における〈ユーモア〉表象を研究対象とし、それが感受される言説上の仕組みを解明することを目的としている。初年度は、「研究実施計画」に沿って、文芸に限定して資料の収集と分析に努めた。ほぼ計画通りにテクストの読解は進んでおり、ジャンルを超えて同時代に横溢する〈ユーモア〉や〈笑い〉をめぐる言説の特質が徐々に解明されつつある。そうした言説の広がりは当初の推測を上回ることから、さらに研究対象の範囲を拡大する必要がある。

『笑いと創造』(文学と笑い研究会編)や「笑い学研究」(日本笑い学会)のなかで蓄積されてきた、当該分野における先行研究には優れた知見が多い。しかし、戦時体制という状況との関連で多様な言説のありようや言説間の交響の様相を研究するとき、〈笑い〉の〈効用〉だけではなく、その負の面もまた考究の対象とすべきであることがわかる。その意味で、戦争のなかの〈ユーモア〉を分析することは、一元的な〈戦時暗黒観〉を相対化するとともに、〈笑い〉の善なる側面にのみ光を当てているかに見える従前の〈ユーモア〉研究にも対峙することとなる。初年度における研究では、戦時下にあってユーモア小説や軽演劇、漫才を構成する言説がどのような特徴を持ち、そこに表象される〈ユーモア〉の質がいかなるものかについて考察を進めた。例えば、伊馬鵜平の戯曲や小説に見られる諷刺性は、〈非常時〉という同時代の共通認識を逆手に取る、きわめてアイロニカルな技法を含んでおり、また、関西を中心として盛んに出版されていた漫才台本からは、戦時体制における表現への規制が〈笑い〉を発生させる仕掛けとして利用されていたことが確かめられる。これらと〈戦記〉に散見される、絶対的な優越感に支えられた〈笑い〉との連続性を吟味することによって、戦時下における多層的な〈ユーモア〉の問題に一つの解答が得られるものと考える。同時代の関係資料の収集、分析は概ね順調に進んでおり、さらには調査により新たな研究対象が浮き彫りになるなどの進展が見られるが、本研究に基づく論文は現在のところ1編にとどまっており、今後、研究内容を論考としてまとめる作業を急ぎたい。関係資料の収集は順調に進んでおり、読解・考察作業も進捗しているものの、その分析内容を論文・研究発表という形でまとめ、成果を発表するには至っていないため。今後は、個別のテクストに関する論考を含め、研究の目的に即した考察を続行し、活字媒体や口頭発表を通してご批判をいただき、さらに課題を掘り下げたいと考えている。文芸においては、佐々木邦、獅子文六、伊馬鵜平、太宰治が切りひらいた戦時下の〈ユーモア〉表象を研究対象とするほか、昭和10年代前半の〈諷刺文学〉や〈ヒューマニズム〉に関する論争とのつながりを検証し、あわせて、文章化された話芸である漫才台本の技法を分析し、戦争の時代に〈ユーモア〉が抱えていた困難や求められていた〈笑い〉の質を捉え直す。過去二年間の研究を基礎に、佐々木邦が編集していた「ユーモアクラブ」(後に「明朗」と改名)や関西の大衆娯楽雑誌「ヨシモト」における表現を研究対象に加え、戦争と〈ユーモア〉とがどのような関係にあったのかを、広い視野から解明したいと考える。研究対象とする資料の範囲をさらに広げ、雑誌や新聞の挿絵、漫画に見られる時事的な話題をめぐる〈ユーモア〉表象や〈笑い〉に対する規制の実態なども視野に入れた考察を進める予定である。戦時下において求められていた〈ユーモア〉や〈笑い〉の質は多層化しており、看過されることが多い表現領域にもそれらの痕跡が確かめられるため、文芸という枠組みにこだわることなく、研究対象を拡大する必要がある。初年度における研究を土台として、視覚資料の収集・分析だけではなく、読者や鑑賞者という享受者側の証言を拾い集め、考察することにより、効果の面からも表象を評価することができるものと考える。前年度までに収集しきれなかった同時代資料の購入費用として使用するほか、調査および研究発表のために必要な旅費としても使用したいと考えている。
発熱植物ザゼンソウにおいて見出された脱共役活性の分子基盤に関する研究

一般に植物には強力な発熱能力はないと考えられているが、ザゼンソウを含むある種の植物は積極的に発熱し、発熱器官の温度を外気温よりも有意に上昇できることが知られている。本研究においては、哺乳動物において熱産生因子の一つとして知られている脱共役タンパク質に着目し、ザゼンソウ肉穂花序由来ミトコンドリアにおける発現を他の発熱植物であるArum maculatumと比較した。その結果、A. maculatumにおける脱共役タンパク質の発現はザゼンソウと比較して極めて低レベルでること等が判明した。これらの結果は、植物の熱産生現象において脱共役タンパク質は異なる発現および機能性を有する可能性を示唆している。昨年度に引き続き、ザゼンソウ群落地にて発熱中の肉穂花序からパーコール密度勾配法によりミトコンドリアを精製した。本年度においては、従来の精製方法を改変し、より短時間で高品質のミトコンドリアが得られる条件を見出した。得られたミトコンドリアは従来法により精製したものと比較し、高いCOX活性を有していることが判明した。この実験系は脱共役活性の評価系としても有用であると考えられた。また、ザゼンソウから調製したゲノムDNAにおける脱共役タンパク質をコードする遺伝子は、少なくとも2つ存在することが明らかとなった。膜貫通ドメインVにおいて、両遺伝子ともExonic splicing enhancerが存在していたが、一方の遺伝子においては、これに加え、Exonicsplicing silencerも存在している可能性が示唆された。また、膜貫通ドメインVをコードする領域の近傍に位置するイントロン領域には、遺伝子変異が見出され、これらの領域が両遺伝子のスプライシングに影響を与えることが示唆された。また、本年度においては、UCPaの転写産物の発現について、特異的なプライマーを用いた定量的PCRにより、詳細に解析することができた。その結果、発熱性肉穂花序における同遺伝子の転写産物の発現量は、シアン耐性呼吸酵素遺伝子の発現と比較すると極めて低レベルであることが明らかとなった。また、非発熱性組織における同遺伝子の発現も発熱組織と同様に低いレベルであった。ザゼンソウ群落地にて発熱中のザゼンソウより肉穂花序をサンプリングした。肉穂花序から小花を分離し、細胞分画により得られた粗ミトコンドリアをパーコール密度勾配法により精製した。得られたミトコンドリアについては、NADH等の呼吸基質を用い、その呼吸活性を測定し、ミトコンドリアの活性をチェックし、以降の実験に用いた。本年度においては、脱共役タンパク質を解析するための新たなペプチド抗体を作成した。得られた抗体についてはその特異性等について精製ミトコンドリアを用いたウエスタン解析を行い、当該抗体が以降の解析に使用可能であることを確認した。興味深いことに、本抗体により検出されるシグナルは、雌期の肉穂花序のみならず、花粉が現れた後の雄期の肉穂花序においても十分高レベルの発現が観察されることが判明した。これは肉穂花序における脱共役タンパク質が雌期のみならず雄期においても機能していることをうかがわせる結果である。得られたペプチド抗体を用い、ザゼンソウ由来ミトコンドリアを用い、Blue Native2D SDS-PAGEによって分離された脱共役タンパク質のスポットを検出することに成功した。このスポットを切り出し、nano LC-MS/MS分析を行った結果、脱共役タンパク質のペプチド配列が複数確認できた。次年度は本手法をより効率的に行うための最適化された方法を確立する予定である。また、ザゼンソウのゲノムDNAを抽出し、脱共役タンパク質をコードする遺伝子の増幅を試みた結果、少なくとも2種類のゲノム遺伝子が存在することが判明し、その構造解析を進めているところである。この解析は次年度以降も継続し、これら別々のゲノム遺伝子からいかなる転写産物が生じているのかをより明確にする予定である。サトイモ科植物であるザゼンソウは、早春に開花し、肉穂花序と呼ばれる花器が特異的に発熱することが知られている。肉穂花序による発熱反応により当該器官の温度はほぼ23°C程度に保たれることが判明しており、本植物においては、熱制御に関わる分子メカニズムが存在していることが予想される。本年度の研究においては、野外に自生しているザゼンソウの発熱器官である肉穂花序の小花からパーコール密度勾配法を用い、インタクトなミトコンドリアを調製した。精製手法の改変により、高品質で高い活性を有するミトコンドリアを得ることに成功した。ミトコンドリアの呼吸経路はシアン耐性呼吸酵素を回するAOX経路と、脱共役タンパク質が関与することが予想されCOX経路を介した代謝が行われる。両経路は、ATPの合成に関与せずエネルギー消散的であることから、熱産生に密接に関与していると考えられている。

本年度の解析においては、両者の活性を特異的な阻害剤を用い、種々の条件において個別に解析し、それぞれの経路の熱産生への関与について詳細に検討した。その結果、野外に自生するザゼンソウ肉穂花序温度である23°CにおけるCOX経路の呼吸活性は、AOX経路に比べて低いものの、より高い温度においては、COX経路の活性が相対的に高くなることが判明した。さらに、state 3およびstate4呼吸から見積もられるCOX経路のRCRはほぼ1に近い値を示すことが明らかとなった。生物学、生物科学、機能生物科学ゲノムに関する情報が明らかになりつつある。また、ミトコンドリアの精製方法を改変し、より品質の高いミトコンドリアが得られるようになり、関連する解析が進むことが予想される。問題とするタンパク質のペプチドおよびゲノム情報が得られつつあり、目標の達成に向けて概ね順調に進んでいると考えている。逆転写酵素について、従来とは異なる耐熱性酵素を用い、2つのゲノム遺伝子から生じる転写産物の発現量をもう少し詳しく解析し、遺伝子発現の一連の流れを把握したいと考えている。次年度以降も、新鮮なミトコンドリアの調製を継続するとともに、nano LC-MS/MS解析をより効率良く行うための手法を最適化する。また、転写産物のバリエーションなどに関する解析も開始し、ゲノムからタンパク質までの一連の情報の流れをつかみたい。該当なし。
医療等IDを用いてゲノム情報を含めた医療ビッグデータを扱うための法政策の研究

本研究は、医療等IDを用いてゲノム情報を含めた医療ビッグデータを扱うための法政策の研究を行うものである。医療ビッグデータは、一般的な個人情報と比して、1.対象情報2.取得状況3.情報の活用方法の点で特殊性を有する。その中でもゲノム情報は個人識別性や血縁者との共通性等の特徴があり、取得時の同意をはじめ、取り扱いには配慮が必要である。本研究では、そうした特殊性を考慮した上で、医療等分野におけるIDやデータベースの利用を中心とした海外における先進的な制度・仕組みを確認し、学際的・分野横断的な視点から、我が国における法制度との比較検討を行い、日本が課題解決先進国として、超高齢化社会を乗り越えるモデル作りを行うための基礎的な研究成果を生み出すことを目的とする。本年度は、前年度に引き続き、EUのGDPR(一般データ保護規則)に関する調査として、ドイツの状況に関する調査を行うとともに、アジアにおける関連の取り組みの調査として、タイや台湾等の状況に関する調査を行った。ドイツにおいては医療分野の個別IDが導入され、基盤は構築されたものの、全体としての電子化は進んでおらず、GDPRへの対応にも課題があることがわかった。また、医療分野の電子化に関して日本より先行しているタイや台湾においても、個人情報保護との兼ね合いが大きな課題となっていることがわかった。対象情報の特殊性への考慮のみならず、情報の活用方法の特殊性に重点をおいた制度が望ましいものと考えた。概ね計画通りであるが、中国の状況に関する実地調査に関し、国際情勢に鑑み文献調査に留まった。一年間延長をし、中国、インド、UK、アメリカの状況を更に調べるとともに、我が国における個人情報保護法の次回改正その他立法に資する整理を行うこととしたい。本年度は、医療分野におけるIDの取り扱い及びゲノム情報の取り扱いに関する国内外の整理として、EUにおいて2018年から施行となるGDPR(一般データ保護規則)に関する調査をし、スペイン・オランダ・デンマーク等におけるGDPRへの対応状況も含めた医療データの扱いの状況の調査を行った。IDの取り扱いに関しては、スペイン、デンマークでは先進的な取り組みがなされているが、2017年時点ではGDPRとの整合性のある取扱いの整理はなされていないようであった。オランダにおいては、我が国同様に、本人を中心に医療情報を扱う仕組みを整備しつつあるが、同意のあり方等、我が国と共通の課題を有していることがわかった。成果の発表も含め、ほぼ研究計画通りの進捗であり、研究の目的は順調に達成できている。成果発表に関しては、来年度に、海外学会も含め、より推進を行いたい。情報工学的な解決策も含めた、医療ビッグデータ全体の利活用に関する規制のあり方を国際的な動向を踏まえて、検討し、成果発表に関しても、より積極的に行う。本年度は、海外調査費用を最小限度とし、海外論文・国際学会報告をしなかったため、旅費・人件費等に余剰が生じた。次年度において、海外論文・国際学会報告を行うことで使用する計画である。中国等の実地調査費用、成果とりまとめ費用として留保しており、次年度使用予定である。
現代哲学の言語論及び創造論的手法を用いてのギリシア教父哲学の研究

本年度は主にギリシア教父関係の図書充実に勢いをえて,ヘブライ思想,ギリシア教父の提示する諸テーマ(存在の生成,エペクタシス的人間論,言語行為論,創造,アガペーなど)の研究をほりさげ,成果を諸論文の形で世に問うた。また九州大学,南山大学,京都大学などへ出張し,各教授に発表していただき,資料も収集してその成果は小生が編集員として加わる『エイコーン』誌に論文の形をとった。また東欧の激動する思想世界の底流を明らかにする意味で東欧研究家と交流し,テーマを論文化した。海外との関係ではカナダ,オタワ市のドミニコ大学と交流し,ヘブライ的人間論(倫理)が現代世界の人間論(環境倫理,フェミニスム,民族問題,正義)とどう関わるかについて示唆をえた。加うるにロシア,モスクワ大学科学アカデミーの所長から,日本におけるギリシア教父研究の成果を紹介したい旨の知らせがあり,その一環として小生の論文がロシア語に訳されつつある。小生の研究実績は内・外と関わること以上のようである。
量子モンテカルロ法の発展・深化による多原子分子への陽電子吸着機構の理論的解明

本研究では、申請者がこれまでに開発してきた陽電子吸着分子に対する世界最高精度の第一原理法と、分光学的精度を有する振動状態理論をさらに発展・深化させることで、これまで起源が不明だった多原子分子への陽電子吸着状態の発現機構を世界に先駆けて明らかにすることを目的に研究を行なっている。H30年度は申請時の研究計画に基づき、以下に記す研究項目(1A)および(1B)を実施した。高次の振動励起状態への陽電子吸着機構を詳細に議論するためには、高次の倍音・結合音準位に対して、高精度な振動状態解析の実現が必要不可欠である。そこで本研究では、多体効果を効率よく取り込むことが可能なbackflow相関因子を導入することで、分光学的精度を達成し得る理論手法の開発・実装を行い、いくつかの小分子の振動基底状態に対して数値的厳密解と同等の結果を得られることを確認した。(1B)振動励起状態における陽電子吸着能の精密計算法の開発陽電子分子分光スペクトルを非経験的に解析・帰属するためには、振動励起状態において陽電子親和力計算と対消滅率の解析が必要不可欠となる。そこで基準振動座標で張られた配置空間内のグリッド点において、陽電子親和力と対消滅率に対する多次元曲面を作成し、(1A)の理論手法で得られる振動励起状態の確率密度分布を用いて、陽電子親和力と対消滅率に対する重み付き平均を算出可能な理論手法を確立した。H30年度は申請時に記した研究計画通り、(1A)Backflow相関因子による振動量子モンテカルロ法の高精度化、および(1B)振動励起状態における陽電子吸着能の精密計算法の開発を実施した。当初案通り、両課題とも一部をH31年度も継続課題としているが、現時点で概ね想定内の研究成果が得られていることから、自己評価として「おおむね順調に進展している」と判断した。H31年度は申請時の研究計画の通り、H30年度からの継続課題である(1A)Backflow相関因子による振動量子モンテカルロ法の高精度化、および(1B)振動励起状態における陽電子吸着能の精密計算法の開発を引き続き実施する。また、これから開発手法を用いて、(2A)高次振動励起状態への陽電子吸着に関する網羅的解析にも着手する。これは様々な分子群に対する系統的解析を実施することで、基礎的データを広く収集することが目的である。また、この段階で得られた結果を研究項目(1A), (1B)へフィードバックすることで、信頼性と精度を損なうことなく理論手法の洗錬化を図る予定である。導入したファイルサーバーの購入費用が、当初よりも安価に済んだため差額が生じた。この差額は翌年度のバックアップ用ディスク・消耗品の購入、および成果報告のための旅費に使用する予定である。
自己組織化液晶マイクロドロップレットの新規光学機能探索

熱硬化型のポリジメチルシロキサンをマトリクスとし、ネマチック液晶E7を分散することで5ミクロン径の液晶マイクロドロップレットを作製し、レーザー光照射によるフォトニックナノジェットの生成と外部電界による液晶分子の再配向に基づく動的制御を試みた。自作のレーザー走査型共焦点顕微光学系によりフォトニックナノジェットの観測に成功した。電界印加によるフォトニックナノジェットの動的制御も確認した。金属ナノ粒子を分散させた液晶によるメタマテリアルにおいて見られる特異な表面波についての理論的な解析についても併せて進めた。液晶が自己組織化的に形成する液晶マイクロドロップレットにおける新規光学効果の探索を目的に、数値シミュレーションならびに実験の両面より検証を進めている。液晶マイクロシリンダーによれば、光の波長程度に収束されたフォトニック・ナノジェット(PNJ)が得られ、さらには液晶の光学異方性を反映した特異な偏光特性を示すことをFDTD電磁界シミュレーションによりこれまで明らかにしてきた。液晶によればその動的制御も可能になると期待される。その実験的な観測を目標に、共焦点顕微システムの構築に取り組んできた。ビームの2次元走査のためのガルバノミラーペアや、集光点の1軸走査のための対物レンズに装着可能なピエゾ素子を導入し、LabVIEWにて自動制御可能な光学系の構築を進めている。一方で、等方性媒質と異方性媒質など対称性の異なる誘電体の界面に存在する表面波として、Dyakonov表面波の存在が知られている。伝搬損失を受けない表面波としてセンシングデバイスなどへの応用の高いポテンシャルを有しているものの、その存在条件は厳しく典型的なネマチック液晶における存在角は1度程度と狭い。Dyakonov表面波の存在条件の緩和を目的として、様々なメタマテリアルの採用が提案されてきたが、いずれも素子作製は容易ではなく現実的なアプローチとは言い難い。そこで本研究では、より現実的なDyakonov表面波の支持媒質として、金属ナノ粒子を分散した液晶メタマテリアル(nanoparticle dispersed liquid crystal: NDLC)の採用を提案し、理論的な検証を進めてきた。NDLCの実効誘電率の解析には、異方性媒質の解析のために拡張されたMaxwell-Garnett有効媒質近似を採用した。数%程度の銀ナノ微粒子の添加によりDyakonov表面波の存在条件が大幅に緩和されることを見出した。液晶マイクロシリンダーによれば、光の波長程度に収束されたフォトニック・ナノジェット(PNJ)が得られることをこれまでに明らかとしてきており、その実験的な観測を目的に共焦点レーザー走査顕微光学系の構築に取り組んでいる。2次元面内での走査においては200nmの空間分解能の画像の取得をこれまでに実現したが、画像1枚の取得に数時間を要し改善が望まれる。一方で、等方性媒質と異方性媒質との界面に存在する表面波であるDyakonov表面波の存在条件の緩和のために、金属ナノ粒子を分散させた液晶メタマテリアルの採用を理論的に検証してきた。銀の他にもさまざまな金属材料の採用を検討してきたが、銀を超える特性を示す系を見出すには至っていない。今後、実験的な観測を目指す。共焦点レーザー走査顕微光学系では、2次元面内での走査において200nmの空間分解能の画像の取得に成功した。Dyakonov表面波に関しては、その実験的な観測に向けて試料を提供頂ける共同研究者を得た。液晶が自己組織化的に形成する液晶マイクロドロップレットにおける新規光学効果の探索を目的として、主にフォトニック・ナノジェット効果の実験的な観測に取り組んだ。液晶のマイクロシリンダーに平面波を入射すれば、光の波長程度に集束された光のジェットが数波長分にわたって伸びるフォトニック・ナノジェットが得られることをこれまでに数値シミュレーションにより明らかとしてきた。本研究では、高分子マトリクスに分散して得られる液晶マイクロドロップレットを試料として、共焦点レーザー走査型顕微光学系による観測に取り組んだ。まずはそのための光学実験系の構築に取り組み、レーザースポットの2次元面内での走査にはガルバノミラーペアを、深さ方向の走査には対物レンズを装着可能なピエゾ素子を、光強度取得にはMPPCモジュールを採用した。レーザースポットの位置走査と光強度取得とをLabVIEWにより全自動にて行なえるシステムとした。熱硬化性のPDMSを分散マトリクスとし、室温ネマチック液晶E7を分散して数ミクロン径の液晶マイクロドロップレットを得た。光源として波長532nmのDPSSレーザーを用いフォトニック・ナノジェットの観測に成功した。透明電極で挟んだ素子も作成し、電界印加による液晶分子の再配向に基づくフォトニック・ナノジェットの動的制御にも成功した。一方で、等方性媒質と異方性媒質との界面に存在する表面波であるDyakonov表面波の存在条件の緩和のために、金属ナノ粒子を分散させた液晶メタマテリアルの採用を検討した。異方性媒質を取扱うために拡張されたMaxwell-Garnett有効媒質近似により実効誘電率を評価し、Dyakonov表面波の存在条件が緩和可能であることを明らかとした。そのような金属ナノ粒子分散メタマテリアルの合成のために共同研究者も得ることができ、今後に繋がる成果を得た。

自作のレーザー走査型共焦点顕微光学系によりフォトニックナノジェットの観測に成功した。電界印加によるフォトニックナノジェットの動的制御も確認した。金属ナノ粒子を分散させた液晶によるメタマテリアルにおいて見られる特異な表面波についての理論的な解析についても併せて進めた。ガルバノミラーおよびピエゾ素子を採用した共焦点顕微システムの構築と、LabVIEWによるその自動制御プログラムの整備はほぼ完了している。また、当初予定に無かったDyakonov表面波関連の研究を立ち上げ、理論面での検証が進んでいる。共焦点レーザー走査顕微光学系にDACボード等を導入し、画像取得時間の短縮化を図り、フォトニック・ナノジェットの実験的な観測に取り組む。特に、電圧印加時におけるフォトニック・ナノジェット形状の変化を明らかにする。Dyakonov表面波の実験観測のための光学系を構築する。電子材料工学レーザー光源やアバランシェ・フォトダイオードなどの高感度受光器を導入し、共焦点顕微システムを完成させフォトニック・ナノジェットの観測実験に取り組む。Dyakonov表面波の観測実験のための光学系を構築する。また、金属ナノ微粒子を分散させた液晶メタマテリアルの作製に取り組む。
生体高分子キラル反応場を活用したアシンメトリック配位空間創出と不斉光反応への展開

本研究では申請者の"生体高分子をキラル反応場とする超分子不斉光反応系"で培った知識と経験を、配位アシンメトリー不斉空間のキラル反応場としての活用研究に適用し、配位アシンメトリー不斉空間構築のスカッフォールドとして、タンパク質など生体高分子のキラル空間が活用できるのか?さらに構築した不斉空間が、超分子不斉光反応のキラル反応場として機能するのかを明らかにする。本研究により、クリーンなエネルギーである光を反応駆動力とし、生分解性の生体高分子を不斉反応場として活用し、水を溶媒とする"環境調和型不斉合成法"の有効性が明らかになること期待される。
顎顔面筋の抗疲労性に関する研究

顎関節症の一つに咀嚼筋痛がある.これに罹患した患者は咀嚼筋の疼痛とそれに伴う開口障害に悩まされる.原因としてブラキシズム(はぎしり,くいしばり)が第一に挙げられるが実験的疼痛誘発では咀嚼筋に疲労を起こすことができなかった.本研究は顎顔面領域の筋に抗疲労性があるのか検証した.用いた筋は口輪筋を含めた口唇周囲の筋,眼輪筋を含めた眼球周囲を取り巻く筋,そして舌筋であった.研究結果より,実験的はぎしりやくいしばりには顎顔面筋痛を発生させる効果はあるが,顎関節症のような持続的な影響を与えることは無いことがわかった.結論として,顎顔面筋は抗疲労性を有する可能性があることが示唆された.咀嚼筋の筋・筋膜疼痛は顎関節症の一型で,患者は咀嚼筋のぼんやりとした持続性の疼痛に悩まされる。筋・筋膜疼痛の原因として現在まで,様々な要素が挙げてこられたが,今でも特にブラキシズムが第一要因として挙げられている。しかしわれわれの研究結果を含め未だ研究結果による支持は得られていない。そこで本研究は,「咀嚼筋を含め顎顔面筋は四肢筋と大きく異なり,抗疲労性がある」という仮説を立て,検証することにした。具体的には,健常者に実験的顎顔面筋活動(運動)を行わせ,運動後疼痛が発生し得るか検証するものである。またこの実験的顎顔面筋収縮と疼痛の関係を推し量る上で重要なストレス度も常時計測し,筋収縮-ストレス-筋痛の関係を明らかにする。今回調査する顎顔面領域の実験的顎顔面筋活動は,口輪筋を含めた“口唇周囲の筋",“眼輪筋を含めた眼球周囲を取り巻く筋",そして“舌筋"である。これら3部位に実験的活動をさせ,その時の該当筋内で起きている反応と被験者の主観的感覚を調査する。測定セットアップを平成26年6月に完了し,予備実験で動作確認と分析方法の検証を行った。平成26年6月中旬には本実験に入ることができた。平成26年8月に本測定が予定人数へ到達したため測定を終了した。平成26年度中に一通りの分析を完了し,共同研究者と結果の確認を行った。一連の研究に問題が無かったため成果を一部学会で発表した。現在成果について研究協力者と検討,論文執筆に入った。顎関節症の一つに筋・筋膜疼痛がある.これに罹患した患者は咀嚼筋の疼痛とそれに伴う開口障害に悩まされる。原因としてブラキシズム(はぎしり,くいしばり)が第一に挙げられるが,未だ研究結果による支持は得られていない.そこで本研究は咀嚼筋以外の顎顔面領域の筋に同様の抗疲労性があるのか検証する事を目的とし、顎顔面領域の筋に実験的活動させた時の筋の状況を調査した.今回調査した顎顔面領域の筋は口輪筋を含めた口唇周囲の筋,眼輪筋を含めた眼球周囲を取り巻く筋,そして舌筋であった.これら3部位に実験的活動をさせ,その時の該当筋内で起きている反応と被験者の主観的感覚を調査した.16名の健常者が本研究に参加した.結果は「閉口筋・眼輪筋・口輪筋には抗疲労性があり,一定の疼痛は発生するものの四肢筋のような筋・筋膜疼痛は起こらない」であった.顎顔面筋,もしくは日常頻繁に収縮する筋群は四肢筋とは異なった特徴を有することが示唆された.顎関節症の一つに咀嚼筋痛がある.これに罹患した患者は咀嚼筋の疼痛とそれに伴う開口障害に悩まされる.原因としてブラキシズム(はぎしり,くいしばり)が第一に挙げられるが実験的疼痛誘発では咀嚼筋に疲労を起こすことができなかった.本研究は顎顔面領域の筋に抗疲労性があるのか検証した.用いた筋は口輪筋を含めた口唇周囲の筋,眼輪筋を含めた眼球周囲を取り巻く筋,そして舌筋であった.研究結果より,実験的はぎしりやくいしばりには顎顔面筋痛を発生させる効果はあるが,顎関節症のような持続的な影響を与えることは無いことがわかった.結論として,顎顔面筋は抗疲労性を有する可能性があることが示唆された.順調に進み,分析まで完了した。補綴理工学今後は論文執筆完了へ向けて進める。また本研究プロジェクトに対して他のアプローチから研究を開始することにした。予定より物品費を低く抑えることができたから。研究協力者の大学へ派遣し,成果についての討論と研究発表についての最終打ち合わせを行う。
東アジアにおける木彫像の樹種と用材観に関する調査研究

本研究の主要な成果としては、10世紀から13世紀にかけての日本の木彫像の樹種は、10世紀を転換期として、9世紀に主流をなしたカヤからヒノキへと移行する傾向にあることを科学的に確認することができたことがあげられる。神像彫刻については、畿内を境に東日本ではヒノキ、西日本ではカヤを使用する傾向にあることを把握することができた。これまでの研究成果を研究者のみならず幅広く伝えるために一般向けのシンポジウムを開催し、その報告書を一般図書として刊行した。5月7日に連携研究者、研究協力者も含めて東京国立博物館で会合を開き、本年度の研究計画について話し合った。それに基づいて国内で実施した調査は以下の通りである。(1)7月18日21日奈良・興福寺東金堂十二神将立像12躯(2)8月28日31日奈良・興福寺板彫十二神将立像12面(3)10月26日埼玉県立歴史と民俗の博物館男神坐像1躯(4)1月12日14日静岡・南禅寺木彫像7躯(5)2月18日東京国立博物館開催の特別展「飛騨の円空」出品作品26躯(2)については研究協力者の金子が実施したが、それ以外は参加可能なメンバーによって実施した。いずれについても樹種分析を行った。(1)は鎌倉時代初期の慶派の作例、(2)は平安時代後期を代表する作例であるが、いずれもヒノキと判定された。(3)は神像彫刻としては比較的大作に属し、カヤ、(4)は平安時代前期の作例であり、7躯ともカヤと判定された。(5)においては円空作品として樹種を科学的に分析するのは今回初めての試みとなるが、ヒノキとスギが主に用いられていることが判明した。いずれも木彫像における樹種選択のあり方を考える上で貴重なデータを確保できたといえる。海外調査は8月29日9月6日に中国の江蘇省、浙江省、上海市で実施し、メンバー7名が参加した。各地所在の博物館、寺院、植物園等を訪れ、現存する木彫像や木製品に関するデータ収集、実際の樹木の見学を行った。中国では古い木彫像の残存率は極めて低いが、木俑などの木製品も本研究の対象になりうることを確認した。また、白檀の代用材とされる柏(バク)は中国では樹種として独自に存在すること(日本には自生していない)、中国のカヤは日本のカヤと形態上ほぼ同じであること、日本で同一のクスノキとして認識される樟と楠は中国では樹種として明確に区別されることを確認した。以上の調査で得られた成果をもとに2月18日に東京国立博物館で研究報告会を行い、総括とした。5月23日に東京国立博物館で前年度の総括と本年度の調査に向けての会合を開いた。それに基いて本年度、国内で実施した調査は以下の通りである。15月23日東京国立博物館開催の「大神社展」の出品作品、26月21日23日静岡・南禅寺木彫像11躯、37月22日・23日東京国立博物館収蔵品49月4日6日静岡・南禅寺木彫像5躯、破損仏木片24個、部材木片25個、510月25日26日長野・正覚院木彫像1躯、破損仏木片19個調査は参加可能なメンバーによって実施し、いずれについても近赤外分光分析や香りの分析、樹種分析(1は除く)を行った。2については8躯が神像系の彫像であるが、いずれもクスノキで、残りの3躯は仏像であるが、カヤと判明した。3は大谷探検隊関係の木製品を中心に行い、あわせて行った鎌倉時代の如意輪観音坐像についてはカヤと判明した。4については木彫像3躯がカヤ、2躯がヒノキ、破損仏木片の大半がカヤないしクスノキ、部材木片の大半がヒノキないしスギと判明した。5については平安時代中期の木彫像がカツラ、破損仏木片の大半がカツラないしヒノキ、一部トチノキと判明した。その他、6月16日には、静岡県函南町所在の「かんなみ仏の里美術館」で木彫像の見学を行った。海外調査は3月24日3月31日に中国の山西省、河北省を中心に実施した。各地所在の博物館、寺院等を訪れ、現存する木彫像や関連遺物に関するデータ収集を行った。山西芸術博物館、山西省博物館には宋代以降のものではあるが、木彫像が収蔵されていることを確認した。また、河北省正定県の隆興寺慈氏閣では7.4メートルに及ぶ宋時代の一木彫像を見学した。なお、山西省には唐代に遡る木造建築が現存しており、木彫像との関連でも重要な地域であることを認識した。5月30日に連携研究者、研究協力者も含めて成城大学で会合を開き、前年度の総括と本年度の研究計画について話し合った。16月20日(金)22日(日)静岡・南禅寺の木彫像24躯、破損仏木片26箇、部材木片25箇28月5日(火)9日(土)静岡・坂ノ上薬師堂

木彫像16躯、39月8日(月)・9日(火)奈良・興福寺木彫像11躯、仏手2箇412月15日(月)17日(水)岐阜・薬王寺木彫像22躯、破損物木片14箇52015年3月9日(月)11日(水)奈良・興福寺木彫像18躯、63月23日(月)27日(金)広島・善根寺収蔵庫木彫像27躯、破損木片3箇、円城寺木彫像8躯、背板1枚73月31日(火)東京国立博物館・特別展「みちのくの仏像」出品作品の調査1については調書作成のみを実施した。2、3、4、6については調書作成、樹種分析、近赤外分光分析、VOC分析、写真撮影を実施したが、5については近赤外分光分析、VOC分析、7については樹種分析は実施しなかった。2については作風が類似しながらも、カヤないしヒノキが用いられていることが判明した。3ではいずれも鎌倉時代の木彫像を調査対象としたが、南円堂の四天王像がカツラ系統の材であったのに対して、ほかは大半がヒノキと判明した。4については、カヤ、ヒノキ、カツラ、サクラ、トチノキなど多様な樹種が検出された。5については鎌倉時代の像がヒノキないしカツラ、奈良時代末の木心乾漆造の北円堂四天王像がヒノキと判明した。6は大半がカヤであったが、一部ヒノキやコウヤマキの像もあった。海外調査は11月2日9日に中国の甘粛省敦煌莫高窟内の塑像の心木を中心に調査を行った。なお、次年度の5月に研究成果の報告を兼ねて、一般向けのシンポジウムを成城大学で開催することになり、その準備を進めた。5月16日に本研究の成果報告の一環として一般向けシンポジウム「仏像と木の交流ー古代一木彫像の樹種をめぐって」を成城大学で開催した。研究協力者の金子が司会を務め、研究代表者の岩佐、研究分担者の能城、連携研究者の安部、研究協力者の藤井がそれぞれ発表し、会場からの意見や質問を踏まえて討議を行った。研究者を含め200名に及ぶ参加者を得た。さらに12月にはその報告書をかねて一般向けの図書として『仏像の樹種から考える古代一木彫像の謎』(東京美術)を刊行した。国内で実施した調査は以下の通りである。19月14日(月)9月16日(水)山梨県南アルプス市所在寺社の木彫像調査。慈眼寺木彫像17躯、円通院木彫像3躯、上宮地八幡神社木彫像4躯、古市場若宮八幡神社木彫像6躯、2平成28年1月6日(水)京都国立博物館収蔵及び寄託作品の調査。33月11日(金)3月12日(土)静岡・南禅寺保管河津町谷津地区温泉堂木彫像2躯の調査。1は調書作成、樹種分析、近赤外分光分析、VOC分析を実施した。2は本格調査に向けての事前調査、3は調書作成のみを行った。また、静岡県南伊豆町の善福寺の秘仏(木造大日如来坐像)を開帳に合わせて見学した他、本研究と関連する展覧会の見学を上原仏教美術館、仙台市博物館、大津市歴史博物館、長野県立歴史館、あべのハルカス美術館、奈良国立博物館で実施し、情報収集を行った。海外調査は9月1日(火)9月6日(日)に中国の河南省と河北省所在の博物館を中心に木彫像及び関連作品の所在調査を実施した。非破壊による樹種分析方法の確立のために行っている近赤外分光分析、VOC分析については、調査結果に基づいて適宜論文発表、学会発表を行った。シンポジウムを開催し、その報告書を一般図書として刊行することによって本研究の成果とその意義について研究者のみならず一般の人たちに発信できたことは、科研の成果を国民に還元できたという意味で評価できる。また、非破壊による樹種分析方法の確立のために行っている近赤外分光分析、VOC分析については、調査結果に基づいて適宜論文発表、学会発表を行った。特に近赤外分光分析については、針葉樹と広葉樹の識別を行える段階に達し、さらにヒノキとカヤの識別を実現できる見通しもついてきたといえる。
使い捨てが可能で環境に優しい尿糖計測システムの構築

本研究の目的は、使い捨てが可能で環境に優しい、糖尿病のための尿診断デバイスを提供することにある。この目的に対し、ガラス基板上の酸化タンタル膜と酸化亜鉛膜の積層膜で溶液ゲート型電界効果トランジスタを作製し、そのゲート電極上にプロトン受容体、ヒト抗体アプタマ、あるいはグルコース酸化酵素を固定化することで、診断に十分な感度を有するバイオセンサを開発した。また、当該バイオセンサを集積化してヘルスケアチップを作製するMEMS技術を開発するとともに、尿や呼気の匂いから糖尿病を診断するための半導体セラミックガスセンサを新規に開発し、その信号を処理して診断結果を判定するエキスパートシステムの雛形を構築した。本研究の目的は、低コストで製造できるガラス基板上の酸化亜鉛薄膜を用いて、単結晶シリコン製と同等以上の検出感度を有する溶液ゲート電界効果トランジスタ(SG-FET)素子を作製し、そのゲート電極上に異なる感応膜を固定化した多数の素子をマイクロ流路ならびに液体制御系と組み合わせて透明な分析チップに構成して、尿中の水素イオン濃度・糖濃度・クレアチニン濃度といった「複数成分を同時に」、「その場で」、「連続して」、「短時間で」、「定量的に」測定できる、使い捨てが可能で環境に優しい糖尿病診療支援デバイスを提供することにある。この目標に対して、H24年度は、プラズマダメージの少ない成膜法である対向ターゲット式スパッタリング装置による成膜条件を検討し、従来のダイオードタイプマグネトロンスパッタリング法よりも格段に特性の良い酸化亜鉛ならびに酸化タンタル薄膜を得ることができた。この薄膜を用いてイオン感応SG-FETを作製し、定電圧動作時のpH感度83μA/pH、定電流動作時のpH感度55mV/pH、ゲート電圧変更時のヒステリシス幅0.1V、定常状態の電流ドリフト±0.5μA以内を実現した。この値は従来法によるイオン感応SG-FETに比較して、感度が5倍に増加、ヒステリシス幅と電流ドリフトは1/10に減少しており、大幅な改善となっている、単結晶シリコン製の市販品と比較した場合、感度は同等以上を達成できているが、ヒステリシス幅と電流ドリフトはまだ一桁大きく、H25年度以降に残された課題となった。改善されたイオン感応SG-FETをベースに、ゲート表面上へ分子識別機能を有する酵素や抗体を固定化する実験に着手した。また、SG-FETを集積して分析チップを作製するためのMEMS技術の開発も、被検液から粒子を除去するためのフィルタ作製を中心に、順調に進んでいる。さらに、多数のSG-FETからの信号を統一的に処理して定量化するために、現状では未開発のSG-FET素子に代えてガスセンサアレイを用い、特性の異なるセンサーの出力から被検量の特徴量を抽出するアルゴリズムの開発にも着手した。本研究の目的は、低コストで製造できるガラス基板上の酸化亜鉛薄膜を用いて、シリコン製と同等以上の検出感度を有する溶液ゲート電界効果トランジスタ(SG-FET)素子を作製し、そのゲート電極上に異なる感応膜を固定化した複数素子をマイクロ流路ならびに液体制御系と組み合わせて透明なチップに構成し、尿中の水素イオン濃度・糖濃度・クレアチニン濃度といった「複数成分を同時に」、「その場で」、「連続して」、「短時間で」、「定量的に」測定できる、使い捨てが可能で環境に優しい糖尿病診療支援デバイスを提供することにある。H25年度は、プラズマダメージの少ない成膜法である対向ターゲット式スパッタリングを用い、従来のマグネトロン式スパッタリングよりも格段に特性の良い酸化亜鉛ならびに酸化タンタルの薄膜を得た。この薄膜を用いてイオン感応SG-FETを作製し、単結晶シリコン製の市販品と同等以上の特性を実現した。また、酸化亜鉛が可視光に透明であるため、シリコン製と異なり、遮光しなくとも外部光による測定誤差を生じないことを実証した。このイオン感応型SG-FETのゲート表面にグルコース酸化酵素を固定化し、電解質溶液中3280mmol/Lの糖を濃度の対数に比例するドレイン電流の変化として検出した。また、同時に測定する健康指標マーカとして免疫グロブリンを選定し、ゲート表面に抗体アプタマを固定化することにより、0.325μmol/Lのγ免疫グロブリンを濃度の対数として検出することに成功した。より高感度のSG-FETを実現する候補材料として酸化モリブデンに注目し、その単結晶薄膜の成長と基本特性を検討した。また、ガラス基板上にマイクロ流路を構成し、流体中の固形物をろ過するフィルタの特性を検討した。さらに、類似の測定信号処理を要する分析システムを例に、検出信号の知的処理を行うアルゴリズムの開発に着手した。本研究の目的は、生体液(尿)中の健康指標マーカを、「複数成分を同時に」、「その場で」、「連続して」、「短時間に」、「定量的に」検出できる、使い捨てが可能で、環境に優しい、糖尿病診療支援デバイスを提供することにある。その目的を達成するための研究に関して、平成26年度は以下の成果を得た。1.ガラス基板上の酸化タンタルと酸化亜鉛の積層薄膜で作製した溶液ゲート型電界効果トランジスタ(SG-FET)で、溶液中の水素イオン、血糖(β-Dグルコース)、免疫グロブリンの夫々を特異的に検出し、これらの健康指標マーカのゲート表面への結合が可逆的な単分子層吸着であることを見出した。また、その結合速度定数と解離速度定数ならびに解離平衡定数を見積もり、試作した溶液分析センサが健康指標マーカの濃度増減に対して数10秒以内の時定数で可逆的に応答することを実証した。

2.さらに低コストでSG-FETを作製する方法として、ゾル・ゲル法による酸化亜鉛系薄膜の成膜を検討した。金属配線でゲート電位を印加する通常タイプではあるが、良好な変調特性と伝達特性を有するFETを実現した。3.溶液の匂いが糖尿病の診断に有益であることに着目し、従来にないp型酸化物半導体セラミックスを用いた高感度ガスセンサを開発し、その検出特性を解析した。4.SG-FETを集積化した溶液分析チップの実用的動作で重要となる、溶液から固形夾雑物を濾過するフィルタをマイクロピラーアレイで構成することに成功した。5.検出特性の異なる複数のセンサ(今回は酸化物半導体セラミックスガスセンサを使用)を用いて、学習制御型ニューラルネットワークを用いた人工知能で、未知の液体の成分を同定するアルゴリズムを開発した。本研究の目的は、生体液中の健康指標マーカを、「複数成分を同時に」、「その場で」、「連続して」、「短時間に」、「定量的に」検出できる、使い捨てが可能で、環境に優しい、糖尿病診断支援デバイスを提供することにある。平成27年度は以下の成果を得た。1.ガラス基板上の酸化タンタル膜と酸化亜鉛膜の積層膜で作製した溶液ゲート型電界効果トランジスタのゲート電極上に、プロトン受容体とグルコース酸化酵素を重ねて固定化して、溶液中の糖(β-Dグルコース)とグルコース酸化酵素の反応で生ずるプロトンを検出するにあたり、酸化タンタル膜の作製条件の最適化とグルコース酸化酵素の固定化方法を改善することで、グルコース濃度の変化に対して可逆的に繰り返し応答するバイオセンサを実現した。2.さらに低コストで溶液ゲート型電界効果トランジスタを作製する技術として、ゾル・ゲル法で電界効果トランジスタを作製する技術を開発し、世界でトップレベルの伝達特性を実現した。3.匂いが糖尿病の診断に有効であることに鑑み、p型半導体セラミックスを用いて、従来にない特性の、匂い分析用ガスセンサを開発した。4.溶液ゲート型電界効果トランジスタを集積したヘルスケアチップの実現に必要となる、マイクロ流路の作製とピラー構造の血球フィルタの組込みならびにそこを流れる流体の動特性解析を実施した。5.複数成分を同時に検出して健康状態を診断する技術として、学習制御型ニューラルネットワークに入力する特徴量を抽出し、構築した匂い分析用人工知能システムの有用性を検証した。本研究の目的は、使い捨てが可能で環境に優しい、糖尿病のための尿診断デバイスを提供することにある。この目的に対し、ガラス基板上の酸化タンタル膜と酸化亜鉛膜の積層膜で溶液ゲート型電界効果トランジスタを作製し、そのゲート電極上にプロトン受容体、ヒト抗体アプタマ、あるいはグルコース酸化酵素を固定化することで、診断に十分な感度を有するバイオセンサを開発した。また、当該バイオセンサを集積化してヘルスケアチップを作製するMEMS技術を開発するとともに、尿や呼気の匂いから糖尿病を診断するための半導体セラミックガスセンサを新規に開発し、その信号を処理して診断結果を判定するエキスパートシステムの雛形を構築した。単結晶シリコン製と同等の感度と安定性を有するのみならず、光照射に対するエラーが格段に少ない溶液ゲート電界効果トランジスタ(SG-FET)を作製し、ゲート絶縁膜上に選択的イオン吸着膜を固定化することにより、健康指標マーカを特異的に検出するセンサとして動作させた。
呼吸筋活動を促通し調整する呼吸トレーニング方法の開発

本研究は、呼吸筋活動を促通し調整する呼吸トレーニング方法の開発を目指すものである.研究期間中、1)トレーニング時の換気・呼吸筋活動・胸郭運動の評価を可能とするための計測解析方法の構築、2)呼吸筋活動を調整し換気効率を向上させるための換気フィードバックシステムの開発、3)呼吸筋活動を促通するための方法の提案、4)1)-3)の統合により促通と調整を実現するためのトレーニング方法を構築し、身体に及ぼす影響を検証した.本研究は、呼吸筋活動を促通し調整する呼吸トレーニング方法の開発を目指すものである.研究期間中、1)トレーニング時の換気・呼吸筋活動・胸郭運動の評価を可能とするための計測解析方法の構築、2)呼吸筋活動を調整し換気効率を向上させるための換気フィードバックシステムの開発、3)呼吸筋活動を促通するための方法の提案、4)1)-3)の統合により促通と調整を実現するためのトレーニング方法を構築し、身体に及ぼす影響を検証した.本研究は呼吸機能と全身持久力を改善するための効果的な運動療法の発展を目指すため、呼吸運動の促進、調整、抵抗が可能な新たなトレーニングシステムを開発し、開発したシステムを健常成人に適用した時の効果を検証し、効果の機序を運動学的・生理学的に解明することを目的とする.平成22年度は、呼吸の促進、調整の評価およびトレーニングを可能にするために、呼吸運動パターン、呼吸筋活動、換気量および、フィードバック刺激の同期測定を行うための、装置製作、機器接続を実施した.(1)現状で所持している呼吸代謝測定装置では換気量を也の装置と同期する事が困難であるため、吸気呼気弁マスク、フローセンサ、出力端子を備えた吸気量測定装置を製作した.(2)流量校正用シリンジとパワーラブシステムを使用して、製作した吸気量測定装置の測定精度の検証を実施した.(3)吸気量側定装置と動作解析装置を接続し、吸気量測定データの入力を確認し、呼吸運動との同期測定を実施した.(4)吸気補助筋である胸鎖乳突筋と斜角筋において、表面筋電図により呼吸筋活動の測定を確認した.上記の研究実施により、フィードバック刺激の介入効果を換気応答、呼吸運動パターン、呼吸筋活動の面から評価するための測定手段を確立した.これらの手段は、介入効果の定量的評価を可能にし、より効果的な介入方法を検索することができる.さらに、フィードバックトレーニング装置の目標値測定部を兼ねる.本研究は呼吸機能と全身持久力を改善するための効果的な運動療法の発展を目指すことを目的とし,平成23年度は呼吸を調整するためのフィードバック装置を製作すること,適当なフィードバック信号を検索すること,振動刺激が呼吸運動の大きさにどのように関わるのかを検証することを目的として,以下の成果を得た.1)呼吸フィードバック装置の製作製作したフィードバック装置は,提示を制御し測定データを記録するコンピュータと,入出力BOX(A/Dコンバータ)部,筋電計,吸気測定装置,VICON,音提示装置,光提示装置,振動刺激装置から成る.VICONへはトリガー信号を入力することが可能であるため,筋活動,吸気信号,呼吸運動を同期測定することを可能とする.2)吸気反応時間の測定1)で製作した装置で,健常男性9名を対象に,7パターンの刺激提示を行い,吸気反応時間の測定を実施した.振動提示のみでは,反応時間の延長がみられた.この結果から,フィードバック刺激は音,光提示を組み合わせたほうが有効である可能性が示された.3)振動刺激に対する最大吸気量の測定健常男性9名を対象に,振動刺激が最大吸気量におよぼす影響を評価した.横隔膜のレベルで,体表から振動モータ20個をベルトで固定し,吸気時に刺激した.刺激を加えた時に最大吸気量の増大はみられなかった.刺激提示部位や刺激の種類などに検討の余地はあるが,今回の結果からは振動刺激で吸気量の促進を図ることの困難さが示された.本研究は呼吸機能と全身持久力を改善するための効果的な運動療法の発展を目指すことを目的とし、平成24年度は呼吸を調整するための換気フィードバックシステムの閾値を決定すること、安静状態においてシステムを評価すること、自転車エルゴメータ運動時の換気フィードバックトレーニングの生理学的影響を評価すること、構築したフィードバックシステムと呼吸負荷マスクを併用した呼吸の調整と抵抗が可能なトレーニング方法を構築して評価することを目標として、以下の成果を得た.1換気フィードバックシステムの閾値の決定:前年度に制作した換気量計測、筋活動計測、胸郭運動計測、振動刺激提示装置に加えて、換気フィードバックプログラムを製作し、予備実験を行い、最大換気量に対するフィードバック閾値を決定した.2 1で製作したシステムを健常成人において評価した:健常若年成人の安静状態においてシステム評価を行った.フィードバックトレーニング時には一回換気量の増大、呼吸数の減少がみられ、深くゆっくりとした呼吸が惹起された.3自転車運動と換気フィードバックを併用したトレーニングの実施:自転車エルゴメータ運動と換気フィードバックを併用したトレーニングでは、換気フィードバックなしのトレーニングと比べて、1回換気量の増大、呼吸数の減少、呼吸リズムの変化がみられた.また、呼吸リズムにおいては被験者間の差が大きく、換気フィードバックにより、リズム変化が減少するものと、変化が大きくなるものに分かれた.4振動刺激装置と呼吸負荷マスクを併用したトレーニングの実施:3のトレーニングにこれまで運動時呼吸負荷トレーニングに用いられている呼吸負荷マスクを併用し、呼吸の調整と抵抗が可能なトレーニングを実施し、健常若年成人において安全面に問題はみられなかった.装置の製作と測定時の筋電計へのノイズの混入に対する対策に時間がかかったため,フィードバックするための閾値の設定には至らなかった.

24年度が最終年度であるため、記入しない。当初の研究目的を達成するために,来年度の計画にフィードバック閾値の設定を含む.また,被験者の謝金の捻出に合わせて,来年度の実験対象者数を調整する.24年度が最終年度であるため、記入しない。