hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非金属周期構造を用いた帯域的電磁波遮へい材の開発と医療電磁環境への応用

本研究では,医療機関内で必要とされる無線通信を確保しつつ,不要な電磁波を遮断することを念頭におき,周波数帯域を選択して電磁波を遮へいするための方策について検討した.フォトニック結晶と呼ばれる周期構造がもつバンドギャップ(帯域遮断)特性に着目し,2次元及び3次元非金属フォトニック結晶構造をマイクロ波帯に適用して電磁波の反射と透過に関する計算機シミュレーションを実行した.数種類の周期構造について周波数特性と空間特性を解析し,帯域的電磁波遮へい材を作製するための基礎データを取得した.遮へい材の試作とその特性評価実験は今後の課題である.1.2次元周期構造におけるシミュレーションの検証(工藤): 2次元正方格子型に加え,層状媒質型及び2次元三角格子型のフォトニック結晶構造による電磁波の反射・透過に関する計算機シミュレーションを実施し,バンドギャップの周波数特性及び空間特性のデータを取得した.このシミュレーションにより,帯域的電磁波遮へい材を作成するためのパラメータのデータを一部取得することができた.2.3次元シミュレーションへの拡張(工藤):本助成金により数種の部品を購入し,高速演算装置を自主作成した.また,研究代表者(工藤)が所属する講座の大学院生に研究補助(3次元シミュレーション用のソース・コードの作成)を依頼した.ソース・コードの調整に時間を要したため,3次元フォトニック結晶構造におけるバンドギャップ特性に関する十分なデータを取得するまでには至らなかった.3.シミュレーション結果の可視化技法に関する検討(工藤,花田):双曲型偏微分方程式の高精度差分解法の1つであるCIP (Constrained Interpolation Profile)法を電磁波の伝搬・散乱問題に適用し,Java言語でプログラミングした電磁波動画シミュレータを開発及び改良した.定式化においては媒質定数の周波数分散性を考慮し,シミュレータの汎用性を高めた.4.研究成果の発表(工藤,花田):国外開催の国際学会論文1編,国内開催の学会等における講演論文7編の研究成果発表を行った.また,研究代表者(工藤),研究分担者(花田)ともに,平成28年8月に韓国で開催される国際学会より招待講演の依頼を受け,論文を投稿した.研究計画のうち,2次元シミュレーションにより,帯域的電磁波遮へい材を作成するためのパラメータのデータを一部取得することができたが,3次元シミュレーションについては,仕様策定に必要となる十分なデータを取得するまでに至らなかった.シミュレーション結果の可視化技法については,電磁波動画シミュレータの開発及び改良に成功し,一定の成果を収めることができた.1.計算機シミュレーションの継続及び帯域的電磁波遮へい材の仕様策定(工藤):平成27年度に引き続き,2次元及び3次元非金属フォトニック結晶構造による電磁波の反射・透過に関する計算機シミュレーションを実施し,バンドギャップの周波数特性及び空間特性のデータを取得した.このシミュレーションにより,帯域的電磁波遮へい材の試作品を作製するための仕様を一定程度,策定することができた.なお,データの取得及び解析には,研究代表者が所属する講座の学生に研究補助を依頼した.2.帯域的電磁波遮へい材の試作(工藤,花田):上記1で策定した仕様に基づいて帯域的電磁波遮へい材を試作するため,まず,兵庫県伊丹市の樹脂加工業者((株)光金型製作所)に誘電体材料とそのマイクロ波帯における誘電率,必要となる加工技術や精度等について調査を依頼した.残念ながら調査結果は芳しくなく,誘電体材料の選定及び加工方法の決定には至らなかった.次に,大分大学の産学官連携コーディネーターにも誘電体材料と加工業者に関する調査を依頼したが,現時点で回答を得られていない.このため,帯域的電磁波遮へい材の試作は平成28年度内に達成できなかった.以上の事情を鑑み,今後は試作品を自作する方向に研究計画を転換し,試作品の作製(業者依頼)に充てる予定であった研究経費で自作に必要な3Dプリンタを購入することとした.3.研究成果の発表(工藤,花田):国外開催の国際会議論文2編,国内開催の学会及び研究会等における講演論文9編の研究成果発表を行った.研究計画のうち,帯域的電磁波遮へい材の試作が年度内に達成できなかったことから,やや遅れていると判断した.誘電体材料とその誘電率に関する調査は今後も継続する.なお,3次元計算機シミュレーションに関しては,解析結果の評価がやや不十分な点があり更なる検討を要するが,帯域的電磁波遮へい材の仕様策定に必要なデータを一定程度,取得することができた.1.帯域的電磁波遮へいに関するシミュレーション技法の機能強化(工藤):平成28年度に引き続き,フォトニック結晶構造をマイクロ波帯に適用し,特定の周波数帯のみの電磁波を遮へいする技術についての計算機シミュレーションを行い,周波数特性と空間特性を解析してその有効性を確認した.遮へい対象は,近年医療機関での普及が著しい,無線LANの周波数帯(2.4GHz帯及び5.2GHz帯)とした.また,シミュレーションプログラムを2次元解析においてはTM・TE両偏波へ対応させるとともに,より汎用性の高い3次元解析へ対応させるべく改良した.2.帯域的電磁波遮へい構造体の試作と試作品の特性評価実験(工藤,花田):帯域的電磁波遮へい構造体の試作品を自作する方向に研究計画を転換した.誘電体材料とそのマイクロ波帯における誘電率に関する調査を継続して実施するととともに,3Dプリンタを購入して構造体の試作を試みた.年度内に完成には至らず,その結果,試作品の特性実験も実施できなかったが,誘電体材料の特性及び構造体の作成に関する知見を一定程度,取得することができた.3.医療電磁環境における帯域的電磁波遮へい構造体の活用に関する検討(花田,工藤)

:医療情報学及び医療社会学の見地から,医療現場における帯域的電磁波遮へい構造体の現実的かつ効果的な適用方法について検討した.研究成果の一部は論文として学術雑誌及び国際会議に投稿した.4.研究成果の発表(工藤,花田):国外の学術雑誌論文1編,国外開催の国際会議論文2編(うち1編は投稿中(採録済)),国内開催の学会等における講演論文5編の研究成果発表を行った.本研究では,医療機関内で必要とされる無線通信を確保しつつ,不要な電磁波を遮断することを念頭におき,周波数帯域を選択して電磁波を遮へいするための方策について検討した.フォトニック結晶と呼ばれる周期構造がもつバンドギャップ(帯域遮断)特性に着目し,2次元及び3次元非金属フォトニック結晶構造をマイクロ波帯に適用して電磁波の反射と透過に関する計算機シミュレーションを実行した.数種類の周期構造について周波数特性と空間特性を解析し,帯域的電磁波遮へい材を作製するための基礎データを取得した.遮へい材の試作とその特性評価実験は今後の課題である.1.3次元シミュレーションの継続及び帯域的電磁波遮へい材の仕様策定(工藤):平成27年度に引き続き,3次元フォトニック結晶構造による電磁波の反射・透過に関するシミュレーションを繰り返し実行し,格子定数(配置する物体の大きさ及び周期),媒質定数,周期の繰り返し数など,帯域的電磁波遮へい材の試作品を作製するための具体的な仕様を策定する.シミュレーション用のソース・コードの作成及びデータ処理に関しては,研究代表者(工藤)が所属する講座の大学院生や卒業研究生に研究補助を依頼する.2.帯域的電磁波遮へい材の試作(工藤,花田):上記1で策定した仕様に基づき,帯域的電磁波遮へい材を試作する.作製については,専門業者と綿密に打ち合わせて委託する.また,試作品の特性評価実験は基本的に平成29年度に実施する予定であるが,作製と並行して特性評価実験の準備を進める.3.研究成果の発表(工藤,花田):得られた研究成果を速やかに国内外の学会で発表するとともに,論文誌への投稿の準備を進める.本研究課題の最終年度となるので,以下の計画を鋭意推進する.1.帯域的電磁波遮へい材の試作の継続(工藤,花田):帯域的電磁波遮へい材の試作品を自作する方向に研究計画を転換する.誘電体材料とそのマイクロ波帯における誘電率に関する調査を継続するとともに,試作(業者依頼)に充てる予定であった研究経費で自作に必要な3Dプリンタを購入する.研究経費の許す範囲で可能であれば,断面積や奥行きの異なる複数個の試作品を作製する.2.試作品の特性評価実験(工藤,花田):作製した試作品の電磁波遮へい効果について,周波数特性及び空間特性を実験により測定する.データの取得に関しては,電磁環境測定に精通した専門業者に委託する.実験に必要な測定機器及び電波暗室については使用頻度が低く,高価であるため借用する.測定委託先及び機器類の借用先は,竹中工務店技術研究所(千葉県印西市)を予定している.データの処理に関しては,研究代表者が所属する講座の学生に研究補助を依頼する.3.遮へい材の医療電磁環境での活用に関する検討(工藤,花田)
オーロラ現象に関与する静電ポテンシャル構造の室内実験

実験装置は,東北大学の接触電離プラズマ発注装置, Q_T-MachineおよびQT-Upgrade Machineを使用した.装置端に設置された熱板(タングステン,焼く2000K)上でアルカリ金属蒸気が電離して生成されるプラズマを軸方向の強磁界で保持する.プラズマ密度は10^8cm^<-3>前後であり,このプラズマを軸方向に加速し,プラズマ流として磁力線に沿って流がす.磁界は,プラズマ源から遠ざかるに従って強くなるようなミラー型配位とする.ミラー比は1-7.5である.このような配位は,オーロラ上空を模擬するものであり,そこで形成される静電ポテンシャル構造の実内実験を可能とするものであり,理論的予測を実証するに必要である.実験結果を要約すると,1.プラズマが磁力線に沿って流がれ,磁界が強くなる場所に達するとプラズマ電位の上昇が観測される.その値は,ボルツマン則から予想される値よりはりかに大きく,電子およびイオンのピッチ角の異方性の相違に基づく電位形成によるものであることがわかった.2.また,プラズマ流がターゲットに到達すると,大きなターゲット効果が見い出される.ターゲット電位が正のときは,電位上昇が更に増加し,負のときには,電位上昇が小さくなり,ほゞボルツマン則からの予測値になる.3.電位構造の三次元分布を測定すると,プラズマ断面上の中心近辺の電位上昇に比して,プラズマ周辺部でき電位上昇が大きいことがわかった.以上の結果は,オーロラ現象に関与する電位形成についての理論的予測の一つを実証するものである.実験装置は,東北大学の接触電離プラズマ発注装置, Q_T-MachineおよびQT-Upgrade Machineを使用した.装置端に設置された熱板(タングステン,焼く2000K)上でアルカリ金属蒸気が電離して生成されるプラズマを軸方向の強磁界で保持する.プラズマ密度は10^8cm^<-3>前後であり,このプラズマを軸方向に加速し,プラズマ流として磁力線に沿って流がす.磁界は,プラズマ源から遠ざかるに従って強くなるようなミラー型配位とする.ミラー比は1-7.5である.このような配位は,オーロラ上空を模擬するものであり,そこで形成される静電ポテンシャル構造の実内実験を可能とするものであり,理論的予測を実証するに必要である.実験結果を要約すると,1.プラズマが磁力線に沿って流がれ,磁界が強くなる場所に達するとプラズマ電位の上昇が観測される.その値は,ボルツマン則から予想される値よりはりかに大きく,電子およびイオンのピッチ角の異方性の相違に基づく電位形成によるものであることがわかった.2.また,プラズマ流がターゲットに到達すると,大きなターゲット効果が見い出される.ターゲット電位が正のときは,電位上昇が更に増加し,負のときには,電位上昇が小さくなり,ほゞボルツマン則からの予測値になる.3.電位構造の三次元分布を測定すると,プラズマ断面上の中心近辺の電位上昇に比して,プラズマ周辺部でき電位上昇が大きいことがわかった.以上の結果は,オーロラ現象に関与する電位形成についての理論的予測の一つを実証するものである.実験装置は、東北大学の接触電離プラズマ発生装置、Qt-MachineおよびQt-Upgrade Machineを使用した。装置端に設置された熱板(約2300K)上でアルカリ金属蒸気が接触電離して生成されるプラズマを軸方向の強磁界で保持する。プラズマ密度は【10^8】-【10^9】【cm^(-3)】であり、このプラズマを軸方向に加速し、プラズマ流として磁力線に沿って流す。磁界は、プラズマ源から遠ざかるに従って強くなるようなミラー型配位とする。ミラー比は1-7である。このような配位は、オーロラ上空を模擬するものであり、そこで形成される静電ポテンシャル構造の室内実験が可能と考えられる。実験結果を要約すると、1.プラズマが磁力線に沿って流れ、磁界が強くなる場所に到達すると、プラズマ電位が上昇する。2.上記の電位上昇は、電子を加速する方向の電界を発生、事実プラズマ流前面に電子加速が観測される。3.電位上昇の大きさは、ミラー比およびプラズマ流速とともに大きくなり、理論的予測と一致する。4.プラズマ流がターゲットに達すると、著しいターゲットの影響が見られ、ターゲット電圧が正のときには、電位上昇が増大し、ターゲツト電圧が負のときには、電位上昇が減少する。以上の結果は、プラグマ流中の電子とイオンのピッチ角が異なることに起因する電位上昇の理論的結界とおゝむね一致するが、ターゲットの影響は理論的予測には含まれておらず、特筆すべき重要な実験結果である。今後更に詳細を述べ、オーロラ電子加速機構について有用な知見を得るよう研究を進める。
呼気中一酸化窒素の慢性気道炎症における変化と室内窒素酸化物の影響

一酸化窒素(NO)と二酸化窒素(NO2)を含む窒素酸化物(NOx)は化石燃料やバイオマスの燃焼により生じ、特に後者は自動車から排気されるため近年急増し、呼吸器疾患との関連から重要視されている大気環境汚染物質である。一方、換気の十分に行われていない室内におけるガス調理や喫煙では、屋外を遥かに上回る濃度に達することが知られており、人体への影響を考慮するなら一日の大半を過ごす室内でのNOx曝露の方がより重要とも考えられる。また、NOに関してはヒトの呼気からも大気の数十倍の濃度が排気されており、その大半は鼻副鼻腔粘膜から産生され、喫煙者や慢性副鼻腔炎患者で減少し、気管支喘息患者で増加することが報告され、呼気NOは気道炎症の指標とも考えられている。我々は上気道病変における呼気NOの変化を検討する過程で、室内環境中のNOが呼気NO測定に大きく影響するに気づき、環境内NOが高ければ、呼気NOは環境内NOを下回り、NOを排気せず、逆に吸気している状況(NO filter)が室内では日常的に起こっていると考えられた。特に夏期のクーラー使用時には換気がおこなわれず、調理や喫煙で室内NOは上昇することが予想され、このような状況下での室内環境中のNOおよびNO2さらに呼気NO濃度の経時的変化を測定した。その結果、室内NOx濃度は、化石燃料であるガス燃焼ではNOが、バイオマスである喫煙ではNO2がそれぞれ優位に増加した。またその濃度は容易に環境基準値を上回った。呼気NOは、室内NO濃度が4-12ppbの範囲では一定しているが、12ppbを越えると次第に増加し、20ppb以上では、室内濃度を下回り、NOを吸気していることが明らかになった。今回の検討では、室内窒素酸化物汚染の重要性と換気の重要性が示唆されると同時に、呼気NO測定の技術的問題点としての環境内NOの重要性、さらに、気道におけるNO産生と吸収の動態についても、興味深いデータが得られた。クーラーによる閉鎖循環空調下の室内における一酸化窒素(以下、NO)および二酸化窒素(以下、NO_2)を化学発光法を用いることにより、初めて経時的定量的に測定し、調理用ガスコンロによる液体ブタンガス燃焼時および喫煙時の窒素酸化物の濃度変化を検討した。広さ20平方メートル、容積43立方メートルの室内において、家庭用クーラーを使用しながら、ブタンガスを60分間に5000kcal燃焼させるとNO_2は20分後に0.8ppmで平衡し,NOは60分間増加し3.2ppmに達し,NO優位な増加を示した。一方、紙巻きたばこを60分間に36本喫煙すると、60分間でNO_2は1.1ppm,NOは0.8ppmに達し、NO_2優位な増加を示した。ガスと喫煙どちらの燃焼によっても、NO_2の環境基準値(0.06ppm)は2分以内に越えた。これまで検討されていなかったNOに関しても、NOそのものの組織傷害性は明らかでないが、大気中ではNOは一定の反応速度で、この程度の濃度でも組織傷害性の明らかなNO_2に酸化されることから、窒素酸化物の健康への影響の検討には同時定量が必要と思われる。今回の結果と過去の実験的疫学的検討から、一日の大半を過ごす室内における窒素酸化物濃度は、呼吸器障害を惹起する濃度に日常的に達していると思われた。この結果は現在投稿中である。

今後はヒト呼気中のNO_2の有無、ヒト呼気中NOの室内窒素酸化物への影響、中耳NOの測定、呼吸器がNOを排気しているか環境から吸着しているかの臨界値の検討を行いたい。クーラーによる閉鎖循環空調下の室内における一酸化窒素(以下、NO)および二酸化窒素(以下、NO_2)を化学発光法を用いることにより、初めて経時的定量的に測定し、調理用ガスコンロによる液体ブタンガス燃焼時および喫煙時の窒素酸化物の濃度変化を検討した。広さ20平方メートル、容積43立方メートルの室内において、家庭用クーラーを使用しながら、ブタンガスを60分間に5000kcal燃焼させるとNO_2は20分後に0.8ppmで平衡し,NOは60分間増加し3.2ppmに達し、NO優位な増加を示した。一方、紙巻きたばこを60分間に36本喫煙すると、60分間でNO_2は1.1ppm,NOは0.8ppmに達し、NO_2優位な増加を示した。ガスと喫煙どちらの燃焼によっても、NO_2の環境基準値(0.06ppm)は2分以内に越えた。これまで検討されていなかったNOに関しても、NOそのものの組織傷害性は明らかでないが、大気中ではNOは一定の反応速度で、この程度の濃度でも組織傷害性の明らかなNO_2に酸化されることから、窒素酸化物の健康への影響の検討には同時定量が必要と思われる。今回の結果と過去の実験的疫学的検討から、一日の大半を過ごす室内における窒素酸化物濃度は、呼吸器障害を惹起する濃度に日常的に達していると思われた。この結果は現在投稿中である。今後はヒト呼気中NO_2の有無、ヒト呼気中NOの室内窒素酸化物への影響、中耳NOの測定、呼吸器がNOを排気しているか環境から吸着しているかの臨界値の検討を行いたい。
クラス階層の再構成支援機構に関する研究

本研究では、オブジェクト指向ソフトウエアのクラス階層が再構成されたときに、その変更による波及効果の影響の受ける範囲を限定する手法を考察し、その手法に基づいて再構成を支援するツールの設計を行った。本ツールは波及効果による影響追跡のために、クラス間の依存関係をモデル化した依存関係モデルを利用している。まず、クラス階層の再構成における波及効果の発生状況を分析・整理し、属性やメソッドの継承、ポリモーフィズム等、オブジェクト指向特有の性質による依存関係による波及効果について明確にした。つぎに、波及効果追跡の情報を記述するための言語を設計した。さらに、その言語により記述された依存関係モデルにもとづき、波及効果による影響箇所を指摘するツールの設計を行った。以下、本研究により得られた成果をまとめる。1.具体的な例題を用いて、クラス階層の再構成の過程で生じるクラス間の継承関係とクラス間での応答関係の変化やそれにより生じる問題について調査し、それらを整理・分類した。その結果、大きく5つに分類できることが分かった。さらに、その結果を分析し、汎化することにより依存関係モデルがもつべき情報を検討した。2. 1.で明らかになった情報を形式的に表現できる記述言語を設計した。このとき、言語構成要素はモデル記述者にとって理解が容易になるように、対象領域で利用している用語で記述できるように設計した。3. 2.で設計された言語により記述された依存関係モデルを解釈し、クラス階層が変更されたときに、その波及効果を検出する機構を設計し、構成された検出機構を組み入れた再構成支援ツールを試作した。
アメニティ空間としての溜池の貯水管理計画に関する研究

水供給としての溜池本来の機能を保持しつつ,親水などのアメニティ機能を促進するための妥当な貯水位及びその水位が必要とされる時期などについて明らかにし,それらの貯水位を確保するための方策について,貯水管理の視点から検討した。第一に,溜池の貯水空間を活用した多面的利用の実態について,アンケートによる全国的な傾向を把握した。その結果,散策,魚釣り,イベントの開催,キャンプ等として多面的に利用されていることが明らかになった。同時に,溜池の水利用及び水位変動パターン等について,現地調査,資料収集等により分析した。その結果,貯水の変動としては灌漑始期減水型,夏季減水型,貯水温存型の3タイプに大別された。灌漑始期減水型及び夏季減水型の溜池では,春季,夏季において頻繁にみられる多面的利用が制約を受け,その具体的内容としては,景観保全,ボ-ト乗り,魚釣り等であった。第二に,溜池を含む利水モデルを構築し,多面的利用を目的として組み込んだ溜池の水管理について検討した。現実的な利水モデルとして,香川県内における香川用水より注水を受けている溜池を取り上げ,非渇水年における貯水位,溜池集水域流入量,香川用水注水量,溜池放流量の実測データより,貯水位の変動パターンを明らかにし,灌漑期間の貯水量変動のシミュレーションを行った。その結果,香川用水からの注水が貯水の維持あるいは回復に大きく寄与していることから,安定的な水供給を行い,多面的利用を促進するための水位維持を行うためには,他流域からの注水などの手段が有効であることが判明した。また,必要水位を満水下0.5mと仮定すれば,これを維持するために必要な日注水量は,無降雨の状態で貯水容量換算で最大1.3%程度であると推測された。
小児四肢疼痛発作症の疫学と環境相互作用の解明

我々は1)乳幼児期に発症、2)四肢大関節に発作性疼痛、3)青年期に軽快、4)寒冷、悪天候で悪化、5)常染色体優性遺伝、という共通の特徴を持つ国内慢性疼痛6家系において、SCN11A遺伝子(Nav1.9をコード)のp.R222変異(R222SまたはR222H)が疼痛を引き起こすことを示し、この疾患を小児四肢疼痛発作症と命名した(Okuda et al.,2016)。本研究では、本疾患の国内実態を明らかにする事、気温・天候と疼痛症状との関連を明らかにする事を目的とした。平成30年度は下記2項目の解析および実験結果を論文にまとめ発表した。1)遺伝解析:2016年3月2018年3月の2年間に、国内複数の医療機関から、小児四肢疼痛発作症の新規疑い42家系(合計92名、うち患者80名)を集積した。これら家系に対しSCN11A遺伝子R222変異の遺伝子型判定を行った結果、7家系がR222H変異陽性であった。R222変異陰性であった35家系につきSCN11A遺伝子exon全体で変異を検索した結果、2家系で海外既報変異(p.R225C, p.V1184A)を国内で初めて検出し、別の2家系で新規変異(p.F814C, p.F1146S)を見出した。これら変異は各家系において発症者・非発症者で分離しており、疼痛の責任変異と判断された。東北地方にはR222H変異を持つ家系が特に多く存在し、東北地方の疑い症例ではR222変異スクリーニングが積極的に勧められる。2)機能解析:F814C, F1146Sの各相同変異を持つノックインマウスを作成し、DRGニューロンの電気生理学的特性を解析した結果、変異マウスのDRGニューロンにおいては野生型マウスに比べ静止膜電位が優位に高く、発火頻度も上昇していることが分かった。この結果は、これら変異がgain-of-function変異であることを示唆する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。我々は、1)乳幼児期より始まる、2)四肢大関節に発作性の痛みを呈する、3)青年期に軽快する、4)寒冷、悪天候への曝露で悪化する、5)常染色体優性遺伝を示す、という特徴を持つ疼痛症状を呈する日本人慢性疼痛家系6家系において、SCN11A遺伝子(Nav1.9をコードする遺伝子)のp.R222変異(R222SまたはR222H)が疼痛症状を引き起こしていることを示し、この疾患を「小児四肢疼痛発作症」と命名した(Okuda et al. PLoS One, 2016)。そこで、本疾患の国内実態を明らかにする事、疼痛症状の分子メカニズムを明らかにする事を目的とし、平成29年度は下記2項目の解析および実験を実施した。1)小児四肢疼痛発作症の遺伝疫学的解析小児四肢疼痛発作症の疑い35家系を国内複数地域の医療機関より集積し、SCN11A遺伝子p.R222変異の遺伝子型判定を行った。その結果、集積された35家系のうち、12家系がp.R222H/S変異陽性であった。p.R222変異陰性であった23家系について、SCN11A遺伝子のエクソン全体で変異を検索した結果、2家系で海外で既報の変異が検出され、また別の2家系では新規変異が見出された。2)機能解析上述の2つの新規変異を持つノックインマウスを作成し、そのDRGニューロンの電気生理学的特性を解析した。その結果、これら変異を持つマウスのDRGニューロンにおいては野生型マウスに比べ静止膜電位が有意に高く、発火頻度が上昇していることが分かった。1)小児四肢疼痛発作症の遺伝疫学的解析全国の医療機関から小児四肢疼痛発作症疑い患者のリクルートを行い、遺伝解析を実施した。集積された35家系(合計75名、うち患者63名)のうち12家系でSCN11A遺伝子p.R222変異が陽性であった。このことから、疑い症例に対するp.R222変異スクリーニングの有効性が示唆された。p.R222変異陰性であった23家系について、SCN11A遺伝子のexon全体で変異を検索した結果、2家系で既報変異(V1184A, R225C)が検出され、また別の2家系で新規変異(F814C, F1146S)が見出された。一方で、本症に類似した症状を示すにも関わらずSCN11A変異が陰性である家系のうち、一部の症例について全ゲノムシークエンスを実施した。その結果、疼痛発症の原因遺伝子として知られているSCN9A, SCN10A遺伝子変異が各一例ずつ検出された。よって、網羅的な遺伝子検索は疼痛疾患の正確な鑑別に重要であると考えられる。2)機能解析2つの新規変異(F814C, F1146S)のノックインマウスを作成し、そのDRGニューロンの電気生理学的特性を解析した。その結果、これらの変異を持つマウスのDRGニューロンにおいては野生型マウスに比べ静止膜電位が優位に高く、発火頻度も上昇していることが示された。

また、in vitro解析実施も検討しているが、Nav1.9の発現・機能にはβ1、β2サブユニットの共発現が重要な働きを担うことが既に報告されている(Lin Z et al., 2016)ため、本年度はβ1、β2サブユニットの安定発現細胞株作成を開始した。発現ベクターの作成を行い、細胞への遺伝子導入を行った。安定発現細胞株の候補クローン選定のため、β1、β2サブユニットの免疫蛍光染色およびウェスタンブロット法により、タンパク発現の有無を確認中である。我々は1)乳幼児期に発症、2)四肢大関節に発作性疼痛、3)青年期に軽快、4)寒冷、悪天候で悪化、5)常染色体優性遺伝、という共通の特徴を持つ国内慢性疼痛6家系において、SCN11A遺伝子(Nav1.9をコード)のp.R222変異(R222SまたはR222H)が疼痛を引き起こすことを示し、この疾患を小児四肢疼痛発作症と命名した(Okuda et al.,2016)。本研究では、本疾患の国内実態を明らかにする事、気温・天候と疼痛症状との関連を明らかにする事を目的とした。平成30年度は下記2項目の解析および実験結果を論文にまとめ発表した。1)遺伝解析:2016年3月2018年3月の2年間に、国内複数の医療機関から、小児四肢疼痛発作症の新規疑い42家系(合計92名、うち患者80名)を集積した。これら家系に対しSCN11A遺伝子R222変異の遺伝子型判定を行った結果、7家系がR222H変異陽性であった。R222変異陰性であった35家系につきSCN11A遺伝子exon全体で変異を検索した結果、2家系で海外既報変異(p.R225C, p.V1184A)を国内で初めて検出し、別の2家系で新規変異(p.F814C, p.F1146S)を見出した。これら変異は各家系において発症者・非発症者で分離しており、疼痛の責任変異と判断された。東北地方にはR222H変異を持つ家系が特に多く存在し、東北地方の疑い症例ではR222変異スクリーニングが積極的に勧められる。2)機能解析:F814C, F1146Sの各相同変異を持つノックインマウスを作成し、DRGニューロンの電気生理学的特性を解析した結果、変異マウスのDRGニューロンにおいては野生型マウスに比べ静止膜電位が優位に高く、発火頻度も上昇していることが分かった。この結果は、これら変異がgain-of-function変異であることを示唆する。1)小児四肢疼痛発作症の遺伝疫学的解析今後も全国の医療機関の協力を得ながら、小児四肢疼痛発作症の疑い患者のリクルートと家系の集積を行い、Nav1.9変異の探索を中心に遺伝子解析を進めていく。本疾患の国内での認知度は徐々に上がってきているものの未だ十分ではないので、論文発表、学会発表等を通じて全国の小児科医や神経内科医に呼びかけ認知度を高めていき、さらなる症例収集拡大につなげていきたい。2)機能解析現在作成中のβ1、β2サブユニットの安定発現株が完成次第、Nav1.9の野生型および各変異型のコンストラクトを共発現させる。細胞膜での発現状況の違いや結合タンパクの違いを比較し、気温や気圧などの環境因子との相互作用の解析を予定している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
児童福祉施設における要養護児童の生活環境と援助職員の職場環境の関連性に関する研究

本研究では要養護児童に対する子どもの発達や養護ニーズに応じた人的・物的生活環境ならびに援助の提供と児童福祉施設職員の職場環境の関連に関する現状の分析と課題の析出を目的とした。研究終了年度である本年度は、(1)本研究期間中継続的になされてきたケア単位の小規模化に取り組んでいる乳児院、児童養護施設職員からの児童の生活環境や援助関係形成にむけた取り組みの経緯、要点、課題に関する聞き取り調査及びその分析、(2)乳児院職員を対象とした養育体制、職場環境、仕事に対する態度に関する自計式調査実施結果の分析、(3)資料収集分析結果、上記(1)、(2)分析結果を総括し、今後の要養護児童の施設援助における生活環境向上に寄与する研究課題の析出を中心に研究を行った。(1)では4法人6施設への訪問、聞き取り事例検討、うち1施設職員への継続調査から施設援助においてケア単位の小規模化への移行の結果から、小規模化による児童の生活の安定や、発達への好影響が指摘されたことはこれまでいわれてきた小規模化の効果として期待されていたことと重なる結果であったことが明らかになった。しかし、施設設備の改変、援助体制の理念の職員間での共有化、その体制を維持するための職場環境、職員間サポート体制がない上では、小規模ケアの好影響を期待することは難しく、各施設、それぞれの工夫や試行錯誤によって小規模ケア体制を維持していることが明らかになった。(2)の調査結果からはおおむね養護の質の向上や各職員の仕事に対す取り組みの熱心さにかかわる評価は高いが、援助職員の不足感、相互認識の一致や相互サポート、連携の困難に対して苦慮している傾向がみられた。(3)として児童の生活環境は小規模化を志向しつつ、それを支える施設設備の充当と他職員との援助理念や援助方法の認識の一致、連携やサポートによる継続的なフォローを組織の中で意図的に組み入れた職場体制形成が不可欠であることを指摘した。15年度は我が国の児童養護施設や乳児院の職員を対象にした調査等先行研究収集分析を行い、総括し、これまでの職場環境や児童の生活環境に関する知見を確認し、論文にまとめつつある。先行研究総括の結果として、調査実施の年代や調査対象の援助者職種に限らず、援助に関わると指摘されていたのは職場の人間関係、職務の範囲、職種間の認知の差、人員配置、仕事のやりがい、仕事の管理と責任などであることが明らかになった。また、援助者の職場環境や児童の生活環境について他の研究結果や他種施設における差異と比較検討し、課題の相対化ができるような尺度を使った結果はほとんど無いことも確認できた。さらに次年度予定している施設職員の職場環境や職務に関する認知を明らかにする調査に関して調査項目の確定作業を進めた。特にMoos & Insel(1974)が開発したWork Environment Scale (以下WES)を児童養護施設ならびに乳児院などの職場環境評価を把握する尺度として使用することの適否について検討を行った。先行研究の総括から援助職員の仕事や職場環境に関する認知を把握する項目はWESに包括できる得る内容であることは示唆された。さらに職員体制や児童の生活環境の課題検討という視点から、施設開設時から小舎制養護の歴史をもつ施設、20数年前、あるいはここ10年以内にそれぞれ児童の生活環境、ケア単位をより小規模にすべく物理的に改築等を行い、新たな体制による援助を意図的に組み立てる経過を経つつある施設等、取り組みと生活環境形成の経緯が異なる5法人9施設の乳児院、児童養護施設を訪問し、見学、参与観察、施設長もしくは役職者などにインタビューを行った。結果、職務体制や、ケアの要点、子ども達の生活と危機管理のための設備配慮、人員配置と少規模ケアを支える工夫や留意点、課題解決に必要な視点、実践例などを提示いただき、来年度の調査に必要な項目についての考察材料を得た。平成17度は、養護ニーズに応じた人的・物的生活環境ならびに援助の提供に資する児童福祉施設職員の職場環境に関する現状の分析、課題の析出を目的として、ケアの小規模化の取り組みや援助職員の職場環境の実態調査等の文献資料を分析、日本社会福祉学会での報告並びに論文執筆を行った。そのなかでケア単位の小規模化への取り組みプロセス上の課題、児童の生活環境の成り立ちに関わる条件、個々の援助職員の職場環境に対する個別的条件などは更なる実証的な検証の必要があることが明らかになった。以上のことを踏まえて本年度は資料収集とあわせて実証的な研究として、小規模ケア単位への移行実践のプロセスの事例調査と全国乳児院の職員を対象に職場環境に関する郵送調査依頼を実施した。前者は敷地内に乳児院、児童養護施設が併設されている-法人内施設においてケア単位の小規模化へむけた移行計画から準備、児童の生活移動、移動後の生活環境の変化、援助者の職場環境の変化のプロセス調査である。援助課題の析出を目的に資料提供ならびに援助職員面接の協力が得られた。面接は環境移行後2ヶ月経過時点で援助職員に対して環境移行に関わる職場環境の変化のプロセスを中心に半構造化面接の方法を用いて聞き取りを実施した。対象は新たに小規模ケア単位のために改築された棟を担当する援助職員全員にあたる7人。職種や援助経験、移動以前の担当部署の違いによるそれぞれの移行に対する態度や職務上の着眼点、職場環境にかかわる意識などが明らかにされた。さらに分析を重ね、児童の生活環境の変化と援助職員の職場環境の関連について移行プロセスにおける課題の析出を引き続き行う。

後者は全国の乳児院職員を対象に、Moosの職場環境スケールを含めて検討した調査項目を用いた援助行為及び援助内容と援助体制に関する実態把握を目的に自計式の質問紙法による調査の依頼実施であり、回収分析を進めている。本研究では要養護児童に対する子どもの発達や養護ニーズに応じた人的・物的生活環境ならびに援助の提供と児童福祉施設職員の職場環境の関連に関する現状の分析と課題の析出を目的とした。研究終了年度である本年度は、(1)本研究期間中継続的になされてきたケア単位の小規模化に取り組んでいる乳児院、児童養護施設職員からの児童の生活環境や援助関係形成にむけた取り組みの経緯、要点、課題に関する聞き取り調査及びその分析、(2)乳児院職員を対象とした養育体制、職場環境、仕事に対する態度に関する自計式調査実施結果の分析、(3)資料収集分析結果、上記(1)、(2)分析結果を総括し、今後の要養護児童の施設援助における生活環境向上に寄与する研究課題の析出を中心に研究を行った。(1)では4法人6施設への訪問、聞き取り事例検討、うち1施設職員への継続調査から施設援助においてケア単位の小規模化への移行の結果から、小規模化による児童の生活の安定や、発達への好影響が指摘されたことはこれまでいわれてきた小規模化の効果として期待されていたことと重なる結果であったことが明らかになった。しかし、施設設備の改変、援助体制の理念の職員間での共有化、その体制を維持するための職場環境、職員間サポート体制がない上では、小規模ケアの好影響を期待することは難しく、各施設、それぞれの工夫や試行錯誤によって小規模ケア体制を維持していることが明らかになった。(2)の調査結果からはおおむね養護の質の向上や各職員の仕事に対す取り組みの熱心さにかかわる評価は高いが、援助職員の不足感、相互認識の一致や相互サポート、連携の困難に対して苦慮している傾向がみられた。(3)として児童の生活環境は小規模化を志向しつつ、それを支える施設設備の充当と他職員との援助理念や援助方法の認識の一致、連携やサポートによる継続的なフォローを組織の中で意図的に組み入れた職場体制形成が不可欠であることを指摘した。
生体情報処理における深層計算と表層計算に関する研究

様々なネットワークにおける計算のモデルを、深層計算、表層計算、あるいは階層化されたモデルと捉えることにより、その振る舞いに関していくつかの知見を得た。脳の神経細胞からなるネットワークは、しきい値素子ネットワークでモデル化される。脳のネットワークでスパイクを伝搬させるためにはエネルギーを消費することから、しきい値素子ネットワークのエネルギー計算量を、計算中のネットワークに現れる"1"の個数として定義することができる。このような視点から、しきい値素子ネットワークにおいて、小さいエネルギー計算量で計算できるブール関数を特性化できるかということが問題となる。このような視点から、しきい値素子ネットワークにおけるエネルギー計算量、回路サイズ、および回路深さの間のトレードオフを導いた。そして、この結果より、定数深さで、小さいエネルギー計算量のしきい値素子ネットワークにおけるサイズに対して、指数関数の下界を導いた。さらに、売り手が、次々と訪れる買い手に対して品物を売ることを繰り返すオンラインオークション?デルにおいて、あらかじめ決められた価格のセットを前提とした場合、最大の利益をあげる売り手に匹敵する利益をあげる戦略は既に知られている。この戦略にVovkの統合戦略を適応して、新しいオークション戦略を導出し、価格レべルが独立ではない場合にも適応可能な新しいオークション戦略を導き、このように一般化しても既存の戦略に匹敵する利益をあげることができることを導いた。本研究は,生理学的な測定や認知心理学の実験から人が高度の認識を極めて少ないステップ数の計算のメカニズムの解明し,生体で行われるような様々の計算を,深層計算と表層計算とに分けて解釈するという視点から,コンピュータで再現できる程度に明確にすることを目指すものである.初年度は,主に並列計算のモデルである論理回路を対象として,基本的な問題を計算するサイズの評価や回路の設計などについて研究を行った.具体的には次のとおりである.1 2次の論理関数を,単調論理回路や単調論理式で計算する際に必要な素子数や,積素子の個数について論じた.特に,この種の関数を単層回路で計算した場合と複層回路で計算した場合とで生ずる素子数のギャップについて解析し,これに関する幾つかの未解決問題を解決した.2ニューラルネットワークのモデルとして広く用いられる2層のしきい値回路を用いて論理関数を計算するのに必要なサイズを評価する問題に対して,その下界の導出を線形計画問題に帰着する新たな手法を開発した.また,提案手法を用いて,従来知られる最良の結果に匹敵する下界の導出に成功した.3論理回路の正当性の検証などに広く用いられる決定二分グラフを用いて,四則演算のうちの乗算を表現する,従来知られているものより優れた手法を開発した.また,計算機実験によって,提案手法がほぼ最適なサイズの決定二分グラフを生成することを確認した.4任意に与えられたしきい値関数に対して,真理値表の意味で最も遠い論理関数を構成する具体的手法を与えた.また,本手法の正当性の証明に際して,従来この種の議論に良く用いられてきたKruskal-Katonaの手法に依存しない,より簡潔な証明法の開発に成功した.深層計算と表層計算を階層化されたネットワークにおける計算ととらえて,以下のとおりの成果を得た.(1)オンライン予測アルゴリズムの統合戦略(Aggregating Strategy)に基づいてオンラインオークションアルゴリズム,及びリスク情報を伴うオンラインアロケーションアルゴリズムを開発し,その性能を評価した.(2)2つのnビットの整数を掛け算した数の中央のビットを計算する順序付きダイアグラムを設計1し,このダイアグラムのサイズが準最適であることを導いた.(3)2進系列は,隣接する2ビットの値が異なる箇所が高々k以下であるとき,kトニックという.また,2進系列の各ビットを反転して得られる系列を反転系列という.否定ゲートの個数が限定された論理回路で,Kトニック2進系列をソートするものと,反転するものを設計した.特に,後者については,ゲートの個数が最小のオーダーであることを導いた.(4)2個の論理変数の積の論理和からなる,2次論理関数の単調回路量について考察し,1層論理回路と一般の論理回路の間には指数関数で与えられるギャップが存在することを証明した.様々なネットワークにおける計算のモデルを、深層計算、表層計算、あるいは階層化されたモデルと捉えることにより、その振る舞いに関していくつかの知見を得た。
オールセラミックレストレーションに最適な多機能調和型ナノ複合セラミックスの開発

本研究の目的は、イットリア系部分安定型ジルコニア(Y-TZP)にシリカを微量添加した新しい材料を対象に加速劣化試験を行い、従来型Y-TZPとの比較を行うことである。50時間の加速試験後に、従来型Y-TZPでは強度が5060%に低下したが、シリカ含有Y-TZPでは、強度低下は20%以下であった。劣化の指標となる単斜晶は、従来型Y-TZPでは5時間後に62.7%と大きく増加したが、シリカ含有ジルコニアは18.9%であり従来型のような大きな増加はみられなかった。オールセラミックレストレーションでは、金属に代わる高強度のフレーム材料が必要である。そこで、まずセラミックスとしては極めて高い強度をもつジルコニア系の材料について検討を行った。イットリア系の部分安定化ジルコニアおよびセリア系ジルコニア/アルミナ・ナノ複合材料の基本的な物性を測定した。両者を1400°Cから1500°Cで焼結して製作した試料の曲げ強度、硬度および破壊靭性値を求めた。その結果、1450°C以上の温度で焼結させた試料では、1000MPa以上の高い曲げ強度と10MPa・m1/2以上の破壊靭性値が得られたが、焼結温度が低いと物性が下がることが示された。今回の実験結果から、ジルコニアやジルコニア系の複合材料が、優れた物性を示すことが明らかとなったが、実際の口腔内で長期間使用した際には、ジルコニア特有の低温劣化が生じて、物性が低下する可能性がある。そこで、このような劣化を防ぐためにジルコニアの結晶間にシリカを含有させた新しい材料と従来型のイットリア系ジルコニアを使用して、加速試験を行う予定である。また、オールセラミックレストレーションではジルコニア系の高強度フレーム上に歯冠色の陶材を築盛して色調を再現する。臨床では、ジルコニアフレームと歯冠色陶材の間の焼付強度が問題となる。そこで、ジルコニア表面の処理条件を変化させて焼付強度を検討した。その結果、ジルコニア表面をサンドブラスト処理するのが有効であることが明らかとなった。この焼付強度についても加速試験を行い、その耐久性について検討を加える予定である。オールセラミックレストレーションでは,金属に代わる高強度のジルコニアフレームが使用される場合が多い.ところが,通常のイットリア系ジルコニア(Y-TZP)は口腔内のような低温でも湿潤な環境では,劣化することが危惧される.そこで,本年度はジルコニアにわずかにシリカを0.2mol%含有させた材料を1400,1450,1500°Cで焼成した試料について,200°Cの水中に550時間保存する加速試験を行い,その物性や結晶構造の変化を従来型のジルコニアと比較検討した.その結果,劣化試験前の曲げ強度は9101180MPaであったが,50時間の加速試験後は,従来がジルコニアでは強度が4060%低下した.一方,シリカ含有ジルコニアでは,劣化試験語でも強度は950MPaであり,強度低下は20%以下であった.放射能濃度に関しては,両方の試料ともに,規定値の1.0Bq/g以下の値を示した.X線回折により,劣化試験後は単斜晶が増加することが示されだ.従来型ジルコニアでは,劣化試験後に最も強度の高かった1450°Cで焼成した試料の単斜晶は78%であり,同じ1450°Cで焼成したシリカ含有ジルコニア(47%)よりはるかに単斜晶の割合が高がった.単斜晶の増加は体積の増加を伴い,クラックの発牛をまねくことから,単斜晶の増加を抑えられたことが,シリカ含有ジルコニアの強度低下の抑制に影響したものと思われた.今後は,この材料の上に歯冠角の陶材が焼成できるかどうか,あるいはこの材料を切削して歯科用インプラント体の製作が可能かどうかについて検討を行う予定である。歯科で一般に使用されるイットリア系ジルコニア(Y-TZP)は、口腔内のような低温でも湿潤な環境では劣化が危惧される。本研究の目的は、Y-TZPにシリカを微量添加した新しい材料で試料を製作し、200°C水中で加速劣化試験を行い、従来型のY-TZPとの比較を行うことである。実験の結果、50時間の加速試験後に、従来型のY-TZPでは低温劣化により試料表面が損傷し、強度が5060%に低下したが、シリカ含有Y-TZPでは、強度の低下は20%以下であった。劣化時間を変化させると、従来型Y-TZPでは加速試験前と5、10時間加速試験後の強度の間に有意差がみられなかったが、20時間以降は強度が有意に低下した。

シリカ含有Y-TZPでは、加速試験前と5,10,20時間後の強度の間に有意差はなかった。劣化の指標となる単斜晶の割合は、加速試験前に10%以下であったものが、従来型Y-TZPでは5時間後に62.7%と大きく増加したが、シリカ含有Y-TZPでは、5時間後で18.9%と従来型のY-TZPのような大きな増加はみられなかった。また、このシリカ含有Y-TZPの被切削性と切削後の劣化についても検討した。シリカ含有Y-TZPおよび市販のY-TZPブロックを歯科用CAD/CAMシステムにより切削加工した。その結果、シリカ含有Y-TZPブロックは、市販のY-TZPブロックと同様にチッピングなしに切削加工が行えた。さらに、加工後に加速劣化試験を行っても、シリカ添加Y-TZPでは市販Y-TZPよりも単斜晶の増加がはるかに少なく、加工物の破折抵抗も低下しなかった。以上の結果より、微量のシリカを添加したY-TZPは従来型のY-TZPよりはるかに低温劣化しにくい性質をもち、歯科用として有望な材料であることが示唆された。
多電極相関法とパッチクランプ法による聴覚皮質局所回路の研究

すべての哺乳類の聴覚皮質には、機能的構造としての周波数局在が認められ、近似する特徴周波数はバンドを形成する。このような聴覚皮質特有の機能が回路網としてどのように形成されているかは非常に興味深い。本研究では、光学的測定法でモルモット聴覚皮質の機能的解析を行った後、多電極相関法によりニューロン間の機能的つながりを計測した。初年度は、光学的計測法によるモルモット聴覚野の中心領域および周辺領域での機能的解析、特に、両耳特性を中心に解析した。また、難聴動物での周波数バンドの可塑的変化や、2音刺激による皮質活動の相互作用を調べた。次年度は、多電極相関法によりニューロン間の機能的つながりを計測した。モルモット聴皮質は、純音対側刺激に対し潜時20-25msの応答を示す一次聴覚野(AI)とそれより1-2ms遅れて応答を示す二次聴覚野(AII)の中心領域が従来どおり観察され、その周辺に9つの時間経過の異なった周辺領域が見つかった。特に、中心領域の尾側にあるP、VP野は、AI、AII野に比べて5-10ms遅く、持続時間の長い応答を示した。また、両耳刺激に対する応答は同側音刺激の音圧に依存してAI、AII野より低い音圧で消失した。この結果は,AI、AII野より両耳刺激に敏感であることを示し、方向知覚に何らかの役割を果たしているものと考えられる。それらの結果に基づき、各領域に4本の電極を挿入し、水平方向に同側(-90)から正面(0)、対側(+90)まで30度毎に音源の位置を変化させ、音刺激時の相関と自発放電時の相関を測定した。その結果、対側方向の音刺激に対して大きな応答を示す傾向が観察された。方向特異的なニューロンは覗察されなかった。また、周辺領域の自発放電の相関は中心領域より強い傾向が見られ、電極間距離約850μmに第2のピークが観察された。さらにその回路網を調べるため、現在パッチ電極法による解析を試みている。モルモットの聴覚皮質では、周波数局在が明確な一次及び二次聴覚領と周波数局在が不明瞭な周辺野が報告されているだけで、周辺野の機能的解析がなされていない。今年度は、光学的計測法による一次聴覚野周辺領域の機能的解析とその領域の多電極相関法による解析を行った。光学的測定領域を移動させて得た数ヶ所の画像データを再構成して広領域の活動を測定した結果、純音対側刺激に対し潜時20-25msの応答を示す一次聴覚野(A野)とそれより1-2msおくれて応答を示す二次聴覚野(DC野)が従来どおり観察された。さらにその周辺に3つの時間経過の異なった領域が観察された。特に、DC野のさらに尾側にある領域(CDC野)は、A野、DC野に比べて5-10ms遅く、時間経過がゆっくりした応答を示た。また、両耳応答は同側音刺激の音圧に依存してA及びDC野より低い音圧で消失した。この結果は,A野,DC野より両耳刺激に敏感であることを示し、方向知覚に何らかの役割をしているものと考えられる。次に、その領域に4本の電極を挿入し、音源を水平方向に右横(-90)から正面(0)、左横(+90)まで30度毎に位置を変化させ、音刺激時の相関と自発放電時の相関を測定した。

その結果、対側方向の音応答が大きい傾向は観察されたが、方向特異的なニューロン活動は観察されなかった。また、CDC野の相関は一次聴覚領より強い傾向が見られた。モルモットの聴覚皮質の機能をより深く調べるため、今年度は、光学的計測法によるモルモット聴覚野の中心領域および周辺領域での機能的解析を行った。特に、音刺激の方向に依存した活動を聴覚皮質の各領域で解析した。その後、多電極相関法により各領域の皮質活動の相互相関を調べた。オプティカルイメージングにより、モルモット聴覚皮質には、一次聴覚野(AI)と二次聴覚野(AII)の中心領域が従来どおり観察され、その周辺に6つの応答の時間経過が異なった周辺領域(the posterior(P),ventroposterior(VP),dorsoanterior(DA),dorsal(D),dorsoposterior(DP),and ventroanterior(VA)fields)が観察された。特に、中心領域の尾側にあるP野、VP野では、持続時間の長い応答を示し、両耳刺激や同側方向からの音刺激で応答が消失した。この結果は、AI、AII野より音の方向に敏感であることを示し、方向知覚に何らかの役割を果たしているものと考えられる。それらの結果に基づき、各領域に4本の電極を挿入し、音源を水平方向に動物を中心に同側から正面、対側まで30度毎に位置を変化させ、音刺激時の相関と自発放電時の相関を測定した。その結果、対側方向の音に対して強い応答が示す傾向が観察された。しかし、方向特異性的に活動するニューロンは観察されなかった。また、周辺領域の自発放電の相関は中心領域より強い傾向が見られ、電極間距離約900μmのところに第2のピークが観察された。さらにその回路網をしらべるため、パッチ電極法による解析を試みている。