hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
会話の場への参画を支援する会話ロボットの開発と評価分析

(1)ポスターセッションの追加収録:大学2年生の授業における成果発表としてポスターセッションを行い,同意書を得られた学生19人のセッションを映像に収録した.90分の映像に対し,学生の発話,視線,頭部運動,手の動きを書き起こし,分析のためのコーパスを作成した.初年度の2回の映像収録と合わせ,セッション3回,61人,延べ210分の映像データを取得した.(2)ポスターセッションにおける人の行動分析:ポスターセッションにおける効率的な聴講行動をサポートするロボット設計のため,各発表場面において形成される聴講者の陣形の変移を分析した.陣形が形成されたり解体される中で,輪から立ち去りたいのに立ち去れない聴講者が複数観察された.それらの聴講者には,お辞儀をして抜けるタイミングがつかめない,他のポスターに興味を示し上半身をねじるがその場に居続けるなどの特徴的な行動が定量的に示された.この結果は,立ち去りたいのに立ち去れない聴講者特有の行動として,適切な立ち去り行動に促すためのロボットの設計指針に寄与するものと考えられた.本成果はLREC2018,HCSシンポジウム2018において発表した.HCSシンポジウム2018では最優秀インタラクティブ発表賞を受賞した.(3)会話場支援ロボットの導入実験と評価WoZ法によりロボットのコミュニケーション支援の評価が可能な遠隔操縦ロボットを実装し,ポスターセッションの実験を実施し,聴講者への支援機能を評価した.陣形の輪を崩しながら脱退支援したり,陣形の外にいる聴講者を輪の中に誘い入れる振る舞いをデザインした.実験の結果,ロボットの振る舞いに違和感を抱く聴講者が多く,支援の振舞い,タイミングなど新たな課題を抽出した.これまでにポスターセッションの大規模な映像収録実験を3回行い,分析に必要なコーパスが十分に作成できている.そのコーパスに基づき人の行動分析データも積み上げられ,その成果は順次,学会発表で報告している.ロボットへの実装実験と評価もおこなわれており,本研究は当初の計画通りに進捗している.今年度は聴講者の行動分析を継続し,発表者の発表スキル,発表マネジメントスキルを分析し,発表者支援も視野にいれたロボットの振る舞いをデザイン・実装をしていく.発表者の発表行動を質的,定量的に分析し,それと並行してポスターセッションにおける聴講者支援ロボット導入実験を実施し,その効果の評価を行う.初年度において,人による聴講者支援を実験的に行っており,人による聴講の支援とロボットによる支援の結果を比較することにより,最適なサポートの手法を明らかにする.本成果は,HCS研究会,HCGシンポジウム,情報処理学会インタラクション2019などで広く公表する.29年度の研究実績概要(1)ポスター発表会話映像の収録と分析:学内でのポスター発表の映像を2度にわたり収録した.会場に複数のポスターを設置し,ポスター発表の開始,聞き手が途中から加わる様子,聞き手に加わらず立ち去る様子など多様な場面を収録した.得られた収録映像を編集し,分析映像コーパスを作成した.これまでに40分のセッションの4人のポスターシーンの立ち位置,顔の向き,姿勢,ジェスチャーなどの非言語的な要素,発話を10分の1秒単位でトランスクリプト(書きおこし)した.(2)会話開始・継続・終了モデル構築:複数人が会話をするときに作る陣形(F-陣形)に基づき,ポスター発表における聞き手の途中からの参入,立ち去りについて観察分析した.途中からの参入,立ち去りに対して聞き手は特徴的なノンバーバルのふるまいをしていることが明らかになった.結果を,信学会HCGシンポジウム,信学会総合大会に発表した.HCGシンポジウムにおいて最優秀発表賞を受賞した.また,Language Resources and Evaluation Conference(LREC2018)7-12 Mayに投稿し,採択された.(3)会話場の構築支援ロボットの開発評価:聞き手が発表の場に入ること,抜けることを支援する移動ロボットを構築中である.これまでにロボット遠隔無線操縦しながら音声を発話するWoZ実験が可能なシステムを構築済みである.これを用いて,ロボットが新しい聞き手を会話の場に招き入れたり,長く続く議論を適切なタイミングで収束させたりするようにふるまうなど,気遣いながら場をマネージメントする行動をさせることが可能になった.初年度の最大の目標であったポスター発表シーンの収録,コーパス作成,書きおこしができたことは大きな成果であった.これについては計画以上に進んでいると考える.一方,ロボットの構築についてはロボットの自律動作の検討が今後の課題であるが,WoZ実験が可能なところまで達成できたので,今年度はロボットの遠隔操作によるポスター発表支援をする実験を行えるため,今後の進捗への影響はないと考える.(1)ポスターセッションの追加収録:大学2年生の授業における成果発表としてポスターセッションを行い,同意書を得られた学生19人のセッションを映像に収録した.90分の映像に対し,学生の発話,視線,頭部運動,手の動きを書き起こし,分析のためのコーパスを作成した.初年度の2回の映像収録と合わせ,セッション3回,61人,延べ210分の映像データを取得した.(2)ポスターセッションにおける人の行動分析:ポスターセッションにおける効率的な聴講行動をサポートするロボット設計のため,各発表場面において形成される聴講者の陣形の変移を分析した.陣形が形成されたり解体される中で,輪から立ち去りたいのに立ち去れない聴講者が複数観察された.それらの聴講者には,お辞儀をして抜けるタイミングがつかめない,他のポスターに興味を示し上半身をねじるがその場に居続けるなどの特徴的な行動が定量的に示された.

この結果は,立ち去りたいのに立ち去れない聴講者特有の行動として,適切な立ち去り行動に促すためのロボットの設計指針に寄与するものと考えられた.本成果はLREC2018,HCSシンポジウム2018において発表した.HCSシンポジウム2018では最優秀インタラクティブ発表賞を受賞した.(3)会話場支援ロボットの導入実験と評価WoZ法によりロボットのコミュニケーション支援の評価が可能な遠隔操縦ロボットを実装し,ポスターセッションの実験を実施し,聴講者への支援機能を評価した.陣形の輪を崩しながら脱退支援したり,陣形の外にいる聴講者を輪の中に誘い入れる振る舞いをデザインした.実験の結果,ロボットの振る舞いに違和感を抱く聴講者が多く,支援の振舞い,タイミングなど新たな課題を抽出した.これまでにポスターセッションの大規模な映像収録実験を3回行い,分析に必要なコーパスが十分に作成できている.そのコーパスに基づき人の行動分析データも積み上げられ,その成果は順次,学会発表で報告している.ロボットへの実装実験と評価もおこなわれており,本研究は当初の計画通りに進捗している.前年度までに収録したコーパスを用いて多くのポスターセッションを継続分析する.これまでは聴講者の立ち位置にフォーカスをあてた分析であったのに対して,本年は,体の向き,顔の向き,発表者との相互のインタラクション,ジェスチャ,相槌,うなずきに着目して,ポスター発表における会話モデルを構築する.書き起こしされた会話の分析のため,研究分担者を追加する.会話モデルに基づき,ポスター支援ロボットの動作をデザインし,ポスター発表の場に導入し,評価する今年度は聴講者の行動分析を継続し,発表者の発表スキル,発表マネジメントスキルを分析し,発表者支援も視野にいれたロボットの振る舞いをデザイン・実装をしていく.発表者の発表行動を質的,定量的に分析し,それと並行してポスターセッションにおける聴講者支援ロボット導入実験を実施し,その効果の評価を行う.初年度において,人による聴講者支援を実験的に行っており,人による聴講の支援とロボットによる支援の結果を比較することにより,最適なサポートの手法を明らかにする.本成果は,HCS研究会,HCGシンポジウム,情報処理学会インタラクション2019などで広く公表する.予算執行は当初の計画通りに進んでいる.本年度生じた端数に関しては,次年度に使用する.研究員の徳永弘子は,当初コーパスの作成,インタラクション分析の研究支援のため3年間雇用を計画していた.30年度は本人が勤務時間の一部が他のプロジェクト雇用に充てられたため,本研究課題においては研究分担者として参画した.よって雇用費として計上していた予算が31年度使用となった.31年度は研究推進のため再び研究支援者としての雇用が必要となった.よって,31年度使用分は再び研究支援としての雇用費に充当する.
古代動物の体細胞核移植による再生に関する基礎研究

古代動物の体細胞核移植による再生に関わる基礎研究として、シベリアの永久凍土中に軟組織が保存されている氷河期に生息した、げっ歯目ネズミ科の動物の各組織からの「核ドナー」の回収・処理方法を開発するとともに、現生の異属・異種動物由来の「レシピエント細胞質」を用いた体細胞核移植胚を作製し、体細胞核移植による古代動物の再生を可能にするための基礎研究を行う。
ナノ空間内に閉じこめられた水の高圧下における挙動

ナノ細孔(細孔径1.4 nm45.7 nm)を持つシリカゲルに水および電解質や糖などの不純物を含む水溶液を充填した試料の示差走査熱量(DSC)測定を大気圧下および高圧下において行った。大気圧下においては,細孔径の逆数に比例して水の凝固点は降下した。大気圧下における融解エントロピーの詳細な解析から,細孔内に充填された水の融解エントロピーはバルク水から予想される融解エントロピーと一致した。この結果は細孔内に充填された水とバルク水の熱力学的性質は同一である可能性を示唆している。化学物理の分野で現在注目を集めている問題の一つに「液体ー液体相転移」がある。液体ー液体相転移はこれまでヘリウムの超流動が知られているが、近年、リンや亜リン酸トリフェニルにおいて液体ー液体相転移が存在する可能性が指摘されている。「水」は生命を維持する上で欠かすことの出来ない物質の一つである。地球表面はその3分の2は水で覆われており、人体の60%は水で出来ているといわれ、細胞を形成する上で重要な役割を果たしているのも水である。水分子自身は非常に単純な構造ではあるが、その物性は非常に奇妙であり、古くから科学的研究対象となってきた。例えば、4 °Cで水の密度が最大になることは、既に300年前から知られていたが、現在でも充分に理解されていない問題の一つである。三島らは計算機シミュレーションにより水で液体ー液体相転移が存在する可能性を見出した[O. Mishima and H. E. Stanley、Nature、396、329-335 (1998)]。しかしながら液体ー液体相転移が存在すると推測される温度・圧力領域では、水は全て結晶化してしまうため、水における液体ー液体相転移は未だ実験的には見出されていない。そこで、本研究では、水における液体ー液体相転移の観測およびナノ空間内に閉じこめられた水や高圧下におかれた水など、極限状態における水の物性を明らかにすることを目的とし、熱力学的な手法、および分光学的な手法を用いて研究を行った。

三島らは計算機シミュレーションにより水で液体ー液体相転移が存在する可能性を見出した[O. Mishima and H. E. Stanley、Nature、396、329-335 (1998)]。しかしながら液体ー液体相転移が存在すると推測される温度・圧力領域では、水は全て結晶化してしまうため、水における液体ー液体相転移は未だ実験的には見出されていない。そこで、本研究では、水における液体ー液体相転移の観測およびナノ空間内に閉じこめられた水や高圧下におかれた水など、極限状態における水の物性を明らかにすることを目的とし、熱力学的な手法、および分光学的な手法を用いて研究を行う。平成23年度では、水を細孔径をコントロールしたシリカゲルに充填しDSC測定を行った。その結果、細孔径の逆数に依存して水の融点が低下することが見出され、一次元の細孔の場合、細孔径2.2 nm以下では水が過冷却して110 K付近まで結晶化していない可能性が見出された。今年度は水の融点をさらに低下させるために、不純物としてNaCl、KCl等の電解質物質やスクロース等の糖類を混合した水をシリカゲル細孔に充填し、DSC測定を行った。その結果、純粋な水に比べて更なる融点の低下が観測された。これはシリカゲル細孔により物理的制限を受けている水の中に不純物が添加されることにより、水の相互作用距離がさらに制限されたためと考えられる。しかしながら細孔内に閉じこめられた水をバルクの水と同等と見なして良いかという問題、さらに不純物が水の物性に関してどのような影響を及ぼしているかに関しても解明する必要がある。水を細孔径をコントロールしたシリカゲルに充填しDSC測定を行った結果、細孔径の逆数に依存して水の融点が低下することが見出された。一次元の細孔の場合、細孔径2.2 nmと1.4 nmの試料では細孔内部の水の融解に関する顕著な熱異常は観測されず、水が過冷却して110 K付近まで結晶化していないと考えられる。またシリカゲル表面を有機物で修飾した試料を作成し同様の実験を行ったところ、水の凝固点降下度はシリカゲルの表面形状に依存せず、その細孔径のみに依存することが見出された。さらに水の融点を低下させるために、水に不純物としてNaClを混合し、DSC測定を行った。その結果、NaCl水溶液中の水の融解(凝固)、共融混合物の融解(凝固)、およびガラス転移が観測された。NaCl水溶液中の水の融解は、バルクおよび細孔径の大きな試料で観測された。同じ細孔径の場合、水の融点は、NaClの添加量に比例して低下することが見出された。共融混合物の融解はバルクと細孔径の大きなシリカゲルで観測されたが、細孔径が3.1 nm以下では共融混合物の融解が観測されず、代わりにガラス転移が見出された。このガラス転移は、サンプル中で結晶化しなかった液体成分の凍結に起因するものと考えられる。以上の結果、水に不純物を添加し、さらに細孔内に閉じ込めることにより、水の融点が大きく低下することが見出され、低温域でも結晶化しない水の存在が示された。しかし細孔内に閉じこめられた水をバルクの水と同等と見なして良いかという問題に関しては今後議論をする必要がある。これまで実験は全て大気圧下において行ってきた。しかしながら、水における液体ー液体相転移は高圧下に存在すると予測されている。また高圧下における水の物性、特に液体や気体状態における研究例は未だ少ない。そこで、高圧下における熱測定を計画している。現在装置を試作中であるが、まだ精度の高いデータを得るには至っていない。そこで、装置の開発を進め、高圧下における熱測定データが得られるようにする。またこれまでは熱測定というマクロな測定を中心に研究を進めてきたが、水の物性をより理解するためにはミクロな測定も必要と考える。そこでNMRやRaman測定なども行う予定である。
南インドのヴェーダ儀軌「チャダンガ」の基礎的研究：古代と現代を結ぶ新領域の開拓

前年度(平成29年度)のインド調査で得られた「シュラウタ・チャダンガ」手書き諸写本のうち、アグニホートラ章のテキスト校訂と和訳を、目下全体の3分の2程度まで進めた。その過程では、写本の言語であるマラヤーラム語の儀礼用語など、公刊された辞書類に収録されていない単語・表現の意味確認が必要となった。そこで平成30年8月に、南インドのポンディシェリ連邦直轄地にあるフランス極東学院ポンディシェリ支部に出張し、ケーララ、タミルナドゥ両州を中心とする南インド儀礼研究者らに写本の語句・書字について討議する機会を持った。そうした研究活動の中間報告として、平成30年9月に開催された日本印度学仏教学会学術大会(東洋大学)ではパネル部会「現代インドにおけるヴェーダ祭式の文化的・社会的プレゼンス:ケーララ州の事例から探る」(パネル代表者・手嶋英貴)において、「ヴェーダ伝承者たちと儀軌文献:祭式を維持する文化的・社会的基盤」と題する報告を行った。そこでは、「バウダーヤナ・シュラウタ・チャダンガ」からアグニホートラ章の冒頭部を取り上げ、原文およびマラヤーラム語文法の詳細な注記と和訳を示した。それと同時に「バウダーヤナ・シュラウタ・スートラ」の当該個所の原典および和訳を示して記述内容の違いを確認した。その上で、現地で撮影された実際のアグニホートラ祭の映像を紹介した。これにより、現代のヴェーダ祭式が、実際には古代のヴェーダ文献に直接依拠するのではなく、チャダンガに基いて実行されている事実を具体的に示した。この報告を通じて、従来は学界においてほぼ未知の存在であったシュラウタ・チャダンガの実像を、それを研究することの意義と併せて、多くの研究者に理解してもらうことが出来たと考える。ケーララ州、トリシュール県内における調査活動を、2017年3月12日から18日まで実施した。そこでは(1)チャダンガ文献写本の写真撮影、(2)未見写本の所在確認、(3)チャダンガに則って行われるヴェーダ祭式自体のヴィデオ撮影を行った。(1)の活動では、カウシータカ派宗家であるテッキャート家の分家(トリシュール市)において、ソーマ祭のチャダンガなど計3種の写本を撮影した。(2)では、バウダーヤナ派宗家の一つであるパンタル家で、同家が所蔵する写本のリストを入手し、その内容に関するインタビューを行った。(3)では、バウダーヤナ派宗家の一つであるカイムック家(コダカラ村)にて満月祭の全過程をヴィデオ撮影した。また、カウシータカ派のプッティラム家と上述のパンタル家でも、グリヒャ祭としての満月祭であるスターリーパーカ祭の様子を撮影した。調査の実施とそこで得た研究マテリアルの内容はほぼ予定通りだった。一方、研究成果の一部(学術論文)をすでに公表プロセスにのせられた点は予想以上の進捗であった。本課題遂行のための調査対象である「シュラウタ・チャダンガ」文献は、これまでもっぱら写本の形で伝承されてきたものであり、一度も公刊されていない。ところが、平成29年8月に行った現地調査では、ヴェーダ伝承村落の一つペルヴァナム地区のあるブラーマン家で、バウダーヤナ派のシュラウタ・チャダンガを自家製本の形で刊行することがわかった。そこで当の家を訪ね、本課題の主な研究対象としているアグニホートラ祭を扱った章の準備原稿を入手した。今回得られたものは、ケーララ州内にある多様なシュラウタ・チャダンガの一伝本にすぎないが、ある程度「読み」の確定したテキストを一つ持ちえたことは、今後様々な手書き写本を解読していく上で大いに役立つ。さて、この「バウダーヤナ・シュラウタ・チャダンガ」アグニホートラ章を翻訳することが当面の目標となるが、そのためには、チャダンガ文献の言語的理解を深めるための基礎資料づくりが欠かせない。チャダンガのマラヤーラム語は、現代で一般的な語句・表現とはしばしば大きく異なっている。特に、祭具など特殊な事物の名称や、祭官が行う所作の表現などは、通常の辞書にないことが多い。そこで、先行研究で唯一、チャダンガ(ただしシュラウタではなくグリヒャのもの)のテキストを翻訳しているAsko Parpolaの論文“Codification of Vedicdomesticritual in Kerala". Travaux de symposium international: lelivre, la Roumanie, l'Europe (2011 Bucarest), pp.261-354を基にしたヴェーダ祭式用語小辞典、およびチャダンガで多用される表現を文法事項別にまとめた一覧表を作成した。これにて、平成30年度に予定する研究課題の遂行に向け、必要な資料がこれで概ね整備されたことになる。平成30年度に予定する研究課題の遂行に向け、必要な資料とツールが整備された。また現地調査を通じて、チャダンガの内容読解に必要となるブラーマン学匠との人脈も、本課題の遂行に十分なだけの広がりを得ることが出来た。

その過程では、写本の言語であるマラヤーラム語の儀礼用語など、公刊された辞書類に収録されていない単語・表現の意味確認が必要となった。そこで平成30年8月に、南インドのポンディシェリ連邦直轄地にあるフランス極東学院ポンディシェリ支部に出張し、ケーララ、タミルナドゥ両州を中心とする南インド儀礼研究者らに写本の語句・書字について討議する機会を持った。そうした研究活動の中間報告として、平成30年9月に開催された日本印度学仏教学会学術大会(東洋大学)ではパネル部会「現代インドにおけるヴェーダ祭式の文化的・社会的プレゼンス:ケーララ州の事例から探る」(パネル代表者・手嶋英貴)において、「ヴェーダ伝承者たちと儀軌文献:祭式を維持する文化的・社会的基盤」と題する報告を行った。そこでは、「バウダーヤナ・シュラウタ・チャダンガ」からアグニホートラ章の冒頭部を取り上げ、原文およびマラヤーラム語文法の詳細な注記と和訳を示した。それと同時に「バウダーヤナ・シュラウタ・スートラ」の当該個所の原典および和訳を示して記述内容の違いを確認した。その上で、現地で撮影された実際のアグニホートラ祭の映像を紹介した。これにより、現代のヴェーダ祭式が、実際には古代のヴェーダ文献に直接依拠するのではなく、チャダンガに基いて実行されている事実を具体的に示した。この報告を通じて、従来は学界においてほぼ未知の存在であったシュラウタ・チャダンガの実像を、それを研究することの意義と併せて、多くの研究者に理解してもらうことが出来たと考える。(1)調査活動を通じて撮影した写本の分析を進める。(2)未見ながら今回の調査で所在確認のできた写本の撮影を行う。(3)チャダンガ文献およびケーララのヴェーダ祭式伝統に関する研究情報の交流を行う。「バウダーヤナ・シュラウタ・チャダンガ」アグニホートラ章のテキストと英訳の提示を中心とする研究論文の作成に進む。また、ヴェーダ祭式文献の発展史におけるチャダンガ文献の特色と意義、さらにはケーララ州のブラーマン社会・文化におけるその影響など、より広い視野での位置づけを行い、学会、シンポジウム等の適切な場で情報発信を行う。現地調査の旅費(宿泊費、移動の交通費など)が当初見込みより若干低く抑えられたため。次年度使用差額分に相当する調査日程の拡大を行う。
未校正多視点カメラシステムを用いた任意視点画像の生成

本研究の目的は,カメラ校正を必要とせず,取得した画像からの情報のみで対象シーンの3次元復元を行う手法を提案し,実験により有効性を検証することである.この目的のために、平成13年度に,10台程度のCCDカメラにより構成される多視点カメラシステムを構築した.これらは,複数のPCに接続され,640×480画素のデジタルカラー画像としてPCのメモリに取り込まれる仕組みになっている.次に,上記の多視点カメラから,カメラ校正を必要としない射影グリッド空間法を適用した3次元復元アルゴリズムとアピアランスベース法によるレンダリングアルゴリズムを構築した.平成14年度は,多視点カメラから3次元復元アルゴリズムを高速化し,動画像に対してリアルタイムでの復元処理実現を行った.ここでは,現有のPCを組み合わせてPCクラスタマシンを構成し,並列処理を行うことにより高速化を実現した.高速化の方策としては,復元する3次元モデルの多重階層表現による計算の効率化を行った.ここでは,3次元モデルを表現するメッシュ構造データの大きさや体積空間の離散化間隔を階層的に変化させることにより,3次元モデルのプログレッシブ復元を可能にする仕組みを考案した.また,時間軸方向の連続性を考慮して,時間変化によって形状が変化した部分に相当する情報のみを取り出し,これのみを復元するという動物体3次元モデルの復元法の検討も進めたが,これは今後の課題である.また,現実世界の映像と仮想世界の映像を融合する,複合現実感の実験を行うために,射影グリッド空間が射影3次元空間であるために生じる射影歪みを回避する方法について検討を行った.原理的には,射影グリッド空間を定義するための基底カメラが正射影と見なせれば,射影歪みを回避できるので,そのような近似が可能なカメラを基底カメラとして利用する方法を考案して,この方法による基礎実験を行った.本研究の目的は,カメラ校正を必要とせず,取得した画像からの情報のみで対象シーンの3次元復元を行う手法を提案し,実験により有効性を検証することである.この目的のために、本年度は、まず,10台程度のCCDカメラにより構成される多視点カメラシステムを構築した.これらは,複数のPCに接続され,640×480画素のデジタルカラー画像としてPCのメモリに取り込まれる仕組みになっている.次に,上記の多視点カメラから,カメラ校正を必要としない射影グリッド空間法を適用した3次元復元アルゴリズムとアピアランスベース法によるレンダリングアルゴリズムを構築した.これまでに行ってきた研究では,各カメラにおいて撮影された対象物体のシルエットを検出し,3次元構造を復元する体積空間の各点毎にシルエットの内外判定を行う手法を用いた.しかし,この方法では復元できる形状の複雑さに限界があるため,シルエットのみではなく,従来のステレオマッチングで利用されているような,画像の濃度パターンに基づいた手法を導入し,より複雑な形状の復元が行えるアルゴリズムを考案した.さらに,上記の3次元復元アルゴリズムの構築に加え,復元された現実3次元形状を仮想物体や,他の現実3次元形状と融合させるためのアルゴリズムを構築した.本研究で利用する射影グリッド空間は射影3次元空間であるため,通常のユークリッド3次元空間における3次元物体の融合とは異なり,射影の原点の整合性をとりながら融合する必要があった.このためには,一旦2次元画像に投影した2次元パターンとして融合する必要があり,これを効率的に行うアルゴリズムを構築した.本研究の目的は,カメラ校正を必要とせず,取得した画像からの情報のみで対象シーンの3次元復元を行う手法を提案し,実験により有効性を検証することである.この目的のために、平成13年度に,10台程度のCCDカメラにより構成される多視点カメラシステムを構築した.これらは,複数のPCに接続され,640×480画素のデジタルカラー画像としてPCのメモリに取り込まれる仕組みになっている.次に,上記の多視点カメラから,カメラ校正を必要としない射影グリッド空間法を適用した3次元復元アルゴリズムとアピアランスベース法によるレンダリングアルゴリズムを構築した.平成14年度は,多視点カメラから3次元復元アルゴリズムを高速化し,動画像に対してリアルタイムでの復元処理実現を行った.ここでは,現有のPCを組み合わせてPCクラスタマシンを構成し,並列処理を行うことにより高速化を実現した.高速化の方策としては,復元する3次元モデルの多重階層表現による計算の効率化を行った.ここでは,3次元モデルを表現するメッシュ構造データの大きさや体積空間の離散化間隔を階層的に変化させることにより,3次元モデルのプログレッシブ復元を可能にする仕組みを考案した.また,時間軸方向の連続性を考慮して,時間変化によって形状が変化した部分に相当する情報のみを取り出し,これのみを復元するという動物体3次元モデルの復元法の検討も進めたが,これは今後の課題である.また,現実世界の映像と仮想世界の映像を融合する,複合現実感の実験を行うために,射影グリッド空間が射影3次元空間であるために生じる射影歪みを回避する方法について検討を行った.原理的には,射影グリッド空間を定義するための基底カメラが正射影と見なせれば,射影歪みを回避できるので,そのような近似が可能なカメラを基底カメラとして利用する方法を考案して,この方法による基礎実験を行った.
極低温硬さ計と極低温摩擦試験機の開発

従来の極低温硬さ計を改良して,機能性をあげた硬さ試験機の開発と,その冷却部を利用した摩擦試験毛の開発に関し,3年間の研究において,以下の成果を挙げた.1)従来の液体ヘリウムを用いた浸潰冷却から,GM冷凍機を用いた硬さ計を開発した.課題であった試料を任意の温度に制御することは可能となった.しかし,GM冷凍機の2ndステージと試料との接触熱低抗により,試料をステージ温度(4K)までは冷却できず,最低30Kまで冷却できた.2)硬さ計の性能を検討するために,従来の装置を用いて測定した値と,今回開発した装置を用いて測定した値を比較すると,硬さはほぼ同じ値と温度依存性を示し,硬さ計の性能を十分満足することを得た.3)硬さ試験の材料として,当初はオーステナイト系ステンレス鋼(SUS316L)を用いたが,その後,測定対象の材料をバルク高温超電導体に主力を移した.これは,脆性材料であるバルク超電導体を磁石として用いるときに極低温で励磁するが,その際,ローレンツ力で自己破壊することがあるために機械的特性評価,特に破壊靭性値の評価が必要であるためである.しかし,破壊靱性値の有効な評価方法はなく,この場合,それは硬さと圧痕から発生したき裂の大きさから算出される.4)測定したバルク超電導材はYBCO,((Nd, Eu, Gd)BaCuO)などである.バルク超電導体は超電導相と常電導相が混在し,しかもき裂が内在しているために,硬さの値のばらつきは大きい.また温度依存性は温度低下とともに単調に増加する傾向を示した.一方,硬さ測定から求めた破壊靱性値もばらつきが大きく,温度の低下とともに減少する場合もあったが,場合によっては増加傾向を示した.(001)面に比べ,(100)面には多くのき裂が存在し,硬さと破壊靭性値のばらつきは大きくなった.5)硬さ計の冷却部を利用した往復すべり摩擦試験装置を製作し,装置の性能を確認した.摩擦力とヒステリシスループから摩擦試験装置としては性能を満足することを得た.しかし,種々の材料の摩擦の温度依存性のデータをとるまでには至っていない.従来の極低温硬さ計を改良して,機能性をあげた硬さ試験機の開発と,その冷却部を利用した摩擦試験毛の開発に関し,3年間の研究において,以下の成果を挙げた.1)従来の液体ヘリウムを用いた浸潰冷却から,GM冷凍機を用いた硬さ計を開発した.課題であった試料を任意の温度に制御することは可能となった.しかし,GM冷凍機の2ndステージと試料との接触熱低抗により,試料をステージ温度(4K)までは冷却できず,最低30Kまで冷却できた.2)硬さ計の性能を検討するために,従来の装置を用いて測定した値と,今回開発した装置を用いて測定した値を比較すると,硬さはほぼ同じ値と温度依存性を示し,硬さ計の性能を十分満足することを得た.3)硬さ試験の材料として,当初はオーステナイト系ステンレス鋼(SUS316L)を用いたが,その後,測定対象の材料をバルク高温超電導体に主力を移した.これは,脆性材料であるバルク超電導体を磁石として用いるときに極低温で励磁するが,その際,ローレンツ力で自己破壊することがあるために機械的特性評価,特に破壊靭性値の評価が必要であるためである.しかし,破壊靱性値の有効な評価方法はなく,この場合,それは硬さと圧痕から発生したき裂の大きさから算出される.4)測定したバルク超電導材はYBCO,((Nd, Eu, Gd)BaCuO)などである.バルク超電導体は超電導相と常電導相が混在し,しかもき裂が内在しているために,硬さの値のばらつきは大きい.また温度依存性は温度低下とともに単調に増加する傾向を示した.一方,硬さ測定から求めた破壊靱性値もばらつきが大きく,温度の低下とともに減少する場合もあったが,場合によっては増加傾向を示した.(001)面に比べ,(100)面には多くのき裂が存在し,硬さと破壊靭性値のばらつきは大きくなった.5)硬さ計の冷却部を利用した往復すべり摩擦試験装置を製作し,装置の性能を確認した.摩擦力とヒステリシスループから摩擦試験装置としては性能を満足することを得た.しかし,種々の材料の摩擦の温度依存性のデータをとるまでには至っていない.超電導材料や超電導マグネット構造材料のトライボロジー特性を評価するには,極低温における材料間の接触を知る必要がある。そこで本年度は平成5年度に試作された極低温ビッカース硬さ計の問題点の改善を行った。主たる改良点は,1)試料室環境,2)冷却方法,3)試料移動方法の変更である。1)試料室環境従来の浸漬型試験機では,試料が液体ヘリウムや液体窒素などの寒剤による冷却であるため,試料表面に大気成分が凝縮する可能性が指摘されていた。そこで試料室を真空容器に取込み,試料の置かれる環境を7×10^<-3>Paの高真空とすることによって大気成分の影響を完全に除いた。2)冷却方法浸漬冷却式では試料を任意の温度にコントロールすることが困難であった。そこで改良型試験機ではGM型ヘリウム冷凍機によって試料ステージを直接冷却する方法を採用した。

そして,試料ステージにヒータを取付け,冷凍機との操作によって温度上昇をコントロールできるように改良した。その結果,77Kまでの冷却に成功し,試験温度は±1Kにコントロール可能となった。3)試料移動方法従来では試料ホルダを回転することにより試料の移動を行ったが,押込み位置の自由度が制限されていた。そこで試料移動方法を2軸(XY軸)に変更し,硬さ分布が求められるように改良を行った。改良型試験機の問題点としては,試料の冷却が77Kまでである点と圧子温度が試料温度よりも100K程度高いことが挙げられる。そこで,試料の温度を77K以下に冷却できるように装置をさらに改良すること及び圧子の冷却を十分に行うことを来年度の計画に加える予定である。極低温における超電導材料や超電導マグネット構造材料のトライボロジー特性を評価するため,昨年度に引き続きGM冷凍機を用いた伝導冷却型極低温硬さ計の開発を行った。昨年度の課題としては,試料の冷却が77Kまでである点と圧子温度が試料温度よりも100K程度高いことがあげられたため,本年度は試料並びに圧子冷却方法を変更を行った。また硬さ試験を行う位置を確認できるシステムの確立を行った。まず冷却方法の改善に対しては,試料移動機構(XYステージ)を試料室外部(上部)へ移設し,試料ステージを直接冷凍機によって冷却効率の改善を計った。その結果,13-293Kまでの温度領域においてビッカース硬さ測定が可能となった。一方,ビッカース圧子の冷却についても改善を行い,現在約50Kまで冷却が可能である。しかしながら,試料温度と一致させるまでには至っていない。そこで来年度は圧子冷却方法についてさらに検討を加え試料温度と圧子温度とを一致できるように改善を加える計画である。また圧子押込み位置確認システムの確立に対しては,ボアスコープ(オリンパス製)を試料室外部から導入することによって極低温環境におかれた試料の観察が可能となった。極低温中で用いられる超電導材料や超電導マグネット構造材料のビッカース硬さ試験法を確立するためバルク超電導体(YBCO,(Sm,Gd)BCO)の極低温硬さ測定並びに破壊靭性値算出を行った。その結果,圧子対角線方位を変化させると硬さの温度依存性に大きな違いが生じることが判明した。この原因については,双晶変形とき裂進展メカニズムに関連があると考察しているが,これらの検証については来年度実行する。また,硬さ,押込み時のき裂長さ及び弾性係数を用いて極低温におけるバルク超電導体の破壊靭性値(K_<IC>)を算出した。その結果,K_<IC>は温度の低下に伴って減少する傾向が認められた。本研究で求められたK_<IC>が妥当であるか,また押込み方位や位置依存性については来年度実施する計画である。なお,本研究では摩擦特性の評価を行う予定であったが,硬さ試験機並びに試験方法の確立に重点をおいたので今年度は実施していない。そこでこれについては来年度実施する。極低温中で用いられる超電導材料や超電導マグネット構造材料の機械的特性をビッカース硬さ試験から評価するため,極低温硬さ計の開発並びにバルク超電導体の極低温硬さ測定を実施してきた。13年度は,バルク超電導((Nd, Eu, Gd)BaCuO)の極低温硬さ測定並びに破壊靭性値算出を行い,硬さ試験を用いた材料の強度特性評価を行った。特に今年度は超電導相の種類と含有量を変化させて極低温硬さ測定を行った。その結果,超電導相(NEG)を30mol%含有した材料(NEG30)の極低温硬さは9,800MPaを示し,それ以外の材料(NEG40, Gd30)よりも3,000-3,700MPa(at 40K)高い値を示した。
自動噴出物採取システムによる火山噴火様式の変遷メカニズム解明

本研究課題は,噴火時には危険となる活火山の火口近傍において,自動的に噴出物を時系列採取するとともに,噴火現象・噴出物の堆積現象を記録することによって,噴出物の特性から噴火現象の時間推移のメカニズムを明らかにしようというものである.昨年度は,主に自動火山灰採取装置の開発を行い,桜島火山南岳火口から約2kmの地点において,装置の過酷な自然環境下での動作確認を行った.今年度は,より過酷な条件となる諏訪之瀬島火山で装置の試運転を行い,その結果を踏まえて改良機を製作した.その後,活動の活発化した桜島火山において観測を継続した.火山灰採取装置については,1号機の試運転結果を踏まえ,改良機を2機製作した.課題であった軽量化(可搬性),回転部の精度向上を行った.また,設定変更・電源交換時の密閉部(機構部,制御部)への火山灰侵入を防ぐため,外付け電源,外部制御コントローラを製作した.採取間隔は1分単位での試料採取が可能になり,設定変更も容易になった.以上の結果,降灰があれば,天候に関係なくほぼ確実な試料採取が可能になった.更に,装置の複数設置により,風向き変動による降灰分布変化にも対応可能であることが確認された.今後,様々な分野(黄砂,花粉,有害物質の分布など)での応用が考えられる.噴出物については,桜島火山の活動活発化と改良機の稼働が本年度末であったため,現在分析途中である.しかし,既に以前から噴火毎に映像記録と火山灰試料が得られているため,それらの比較により,火山灰の特性を用いた噴火活動度の評価手法を検討した.また,諏訪之瀬島については,昨年度考察した火山灰の特性とマグマの上昇過程の関係についてのモデルを裏付けるため,噴出物の解析を進め,噴火推移について議論した論文を準備中である.本研究課題は,噴火時には危険となる活火山の火口近傍において,自動的に噴出物を時系列採取すると同時に,噴火現象・噴出物の堆積現象を連続記録することによって,噴出物の特性から火山噴火現象の時間推移のメカニズムを明らかにしようというものである.本年度は主に,自動火山噴出物採取装置の開発とその活火山近傍(桜島)での動作試験,噴火映像撮影のために国内活火山における火口・噴煙の撮影ポイントの検討調査・カメラの設置試験を行った.試料採取装置については,設置環境を鑑み,耐水性を重視し,採取時間間隔を任意に設定でき,一度に30試料を自動採取できる装置の製作に入った.当初外注の予定であつたが,東北大学理学部技術部に依頼が可能となり,1機を試作した(2006年8月-2007年2月).2007年2-3月には,本機を桜島南岳火口約2kmに設置し,動作,風雨・降灰に対する耐久性の試験を行った.火山活動が微弱であったため,比較的小規模な噴火に対する試験しかできなかったが,上記の項目はほぼ達成された.課題として,可搬性,長期観測化,緊急対応力が挙げられ,軽量化,省電力化,遠隔操作対応を検討する予定である.一方,噴火映像については,諏訪之瀬島火山を対象に既存データの検討を行った.また,桜島,阿蘇火山では現地調査を行い,噴火現象を捉えるために良好な撮影場所の検討とカメラ試験を行った.また,既に採取した火山噴出物の解析結果をまとめ,論文を出版・準備した.特に最近の諏訪之瀬島の活動については,結晶度の異なる2タイプのマグマが噴出しており,それらが地下浅部での結晶化進行度(滞留時間等)の違いによるものであることを明らかにし(近日Journal of Volcanology and Geothermal Research誌に投稿予定),今後,時系列試料採取によって検証すべきモデルの提案を行った.本研究課題は,噴火時には危険となる活火山の火口近傍において,自動的に噴出物を時系列採取するとともに,噴火現象・噴出物の堆積現象を記録することによって,噴出物の特性から噴火現象の時間推移のメカニズムを明らかにしようというものである.昨年度は,主に自動火山灰採取装置の開発を行い,桜島火山南岳火口から約2kmの地点において,装置の過酷な自然環境下での動作確認を行った.今年度は,より過酷な条件となる諏訪之瀬島火山で装置の試運転を行い,その結果を踏まえて改良機を製作した.その後,活動の活発化した桜島火山において観測を継続した.火山灰採取装置については,1号機の試運転結果を踏まえ,改良機を2機製作した.課題であった軽量化(可搬性),回転部の精度向上を行った.また,設定変更・電源交換時の密閉部(機構部,制御部)への火山灰侵入を防ぐため,外付け電源,外部制御コントローラを製作した.採取間隔は1分単位での試料採取が可能になり,設定変更も容易になった.以上の結果,降灰があれば,天候に関係なくほぼ確実な試料採取が可能になった.更に,装置の複数設置により,風向き変動による降灰分布変化にも対応可能であることが確認された.今後,様々な分野(黄砂,花粉,有害物質の分布など)での応用が考えられる.噴出物については,桜島火山の活動活発化と改良機の稼働が本年度末であったため,現在分析途中である.しかし,既に以前から噴火毎に映像記録と火山灰試料が得られているため,それらの比較により,火山灰の特性を用いた噴火活動度の評価手法を検討した.また,諏訪之瀬島については,昨年度考察した火山灰の特性とマグマの上昇過程の関係についてのモデルを裏付けるため,噴出物の解析を進め,噴火推移について議論した論文を準備中である.
弁膜症外科治療のための臨床解剖学的解析

本研究の目的は,心臓弁膜症外科学手術におけるさらなる患者QOL向上を指向した機能温存術式検討のための臨床解剖学的基盤構築をすることである。その結果、(1)新規導入された大動脈弁狭窄症の新しいカテーテル治療(TAVI)と大動脈弁置換術との比較を行い、両者の長所と短所を解剖学的観点から指摘した。(2)刺激伝導系と心臓自律神経系の個体差や周囲構造との関係を明らかにした。(3)これまでの動物実験結果をヒトへ応用解釈するための比較解剖学的基盤を作成した。これらの結果や成果は、当初の目標をクリアできたとともに、今後の重要なデータとなりうるであろう。本年度は、心臓弁膜症の中でも最も頻度の多い大動脈弁疾患(例えば大動脈弁狭窄症)に対する患者QOL向上の為の機能温存術式検討のために臨床解剖学的検討を中心に行った。我が国では、近年一部の施設のみ試験的に開始された内科的径カテーテル大動脈弁埋込み術(TAVI)と従来から施行されている外科的大動脈弁置換術(SAVR)のどちらが優れているのかといった議論がなされている。そのため、それぞれの利点と欠点について、解剖学的見地より検証を行った。その結果、(1)SAVRでは特に大動脈弁へのアプローチとして上行大動脈を横切開もしくは斜切開を行うが、この部位での心臓神経叢の多様性からできるだけ外側部において斜切開で行う事が望ましく、動脈間溝へかかる切開は避けるべきである。(2)TAVIにおいては、人工弁置換部での伝導障害防止のために刺激伝導系の標準的位置とその多様性について解析した。実際は伝承障害を防止することは解剖学的位置関係から難しいという結果を得た。これらの一部の結果を学会にて発表を行った。現在、論文として発表するために追加データを収集しているところである。さらには、弁膜症の中では頻度はそれほど多くはないが、三尖弁形成術における機能温存のための臨床解剖学的解析もスタートさせた。また、従来から蓄積されている実験動物データをヒトへ応用するための橋渡しデータとしての心臓神経の系統発生学的データの収集も行い、その一部を論文として発表した(Kawashima and Sato, 2012)。この結果は、他の体性神経系とは異なり、心臓自律神経系は比較的保守的な構造物であることを示し、ラットやマウスなどの齧歯類実験動物の動物実験データを著しく異なる形態を有するヒトへ応用するためには、分子系統発生学的データが示すようにその移行的形態を示す霊長類の進化形態データが有用である事が明らかとなった。本研究は、近年著しい増加傾向にある心臓弁膜症に対する弁形成術・置換術に対して、内科的経カテーテル弁埋込み術等との比較なども視野に入れながら、さらなる機能温存術式確立の為に臨床解剖学的基盤構築を行うことである。本年度は、僧帽弁ならびに三尖弁へのアプローチとしての径右心房切開部位の検討ならびに三尖弁形成術・置換術のための臨床解剖学的検討を重点的に行った。その結果、従来から注意が向けられている中隔尖周囲の刺激伝導系のみならず、その血行動態維持という事が重要であるという結果を得た。また冠動脈造影の際の重要な評価基盤であるアメリカ心臓協会(AHA)の冠動脈セグメントを改変する必要があることが考えられた(川島・村上、2014年2月東邦医学会にて発表)。また、昨年度まで重点的に解析してきた大動脈弁狭窄症に対する解析結果は、2論文に分けて論文発表する予定である。そのうちの1本は内科的経カテーテル大動脈弁埋込み術に対する臨床解剖学的解析として現在論文投稿中である。もう1本は外科的大動脈弁置換術のための臨床解剖学的解析として学会発表を行い(川島ら、2014年3月日本解剖学会)、現在さらなるサンプルサイズを増やして解析を継続している。本研究の目的は、近年増加傾向にある心臓弁膜症外科における弁形成術・置換術のさらなる機能温存術式確立のために臨床解剖学的見地より検討を行う事である。その際、様々な観点から検証するために、個体発生学的ならびに系統発生学的視点を導入し、(1)本来どういった構造物が形質的に重要であるかを検証する事、(2)これまで主に実験医学によって使用されていた実験動物にはヒトと大きな形態学的差異が存在する事より、そのギャップを埋める為・理解する為・臨床応用する際の翻訳の為、などに必要な比較解剖学的知見も提示する事、などの基盤データを作成する事も本研究の大きな特徴である。本年度は、心臓弁膜症の中でも特に近年著しく増加している大動脈弁膜症のための臨床解剖学的解析に着手した。

大動脈弁置換術の際に行われる切開部位はどの当たりが解剖学的に妥当であるかという事をヒト成人遺体11例(平成24年4月現在)を対象にマクロ解剖学的解析を行った。特に心臓を制御する構造物としてこの周囲には冠状動脈神経叢を分枝する心臓神経叢の主要部が存在し、個体間での多くのvariationを認めた。また、さらなる詳細な解析のために現在、神経特異性の抗体を用いた免疫組織学的検討も行っているところである。さらには、心臓自律神経系の系統発生学的解析においては、主要な実験動物を含む齧歯類や分子系統進化学的に齧歯類とヒトとの間に位置する霊長類を対象とした解析を行った。最終的に、本年度ではヒトでの臨床解剖学的解析の一部と系統発生学的解析の一部を発表論文として刊行した(Kawashima, 2011; Kawashima and Sasaki, 2011; Kawashima and Thorington, 2011)。本研究は、将来のさらなる心臓外科の発展のために急増している弁膜症に注目し、機能温存術式確立のための臨床解剖学的解析を行う事である。最終年度は、根治性が高く低侵襲であるカテーテル治療(昨年度末に本邦へも導入された経カテーテル大動脈弁埋込み術:TAVI)との対比を行う事も視野に入れた。これは深刻なTAVI術後合併症の1つである伝導障害を回避するための検討である。しかし、1刺激伝導系の解剖学的特性からは人工弁高や位置を多少変動させても多くの例で伝導障害は起こりやすく回避する事は難しい事や2冠動脈口が低い我々アジア人には新しく提唱されたTAVI弁の中でJenaValveが適当である事などが解剖学的に示された。伝導障害回避という点では、これまでのデータが示すように直視下で行える外科的弁置換術の方が優れているともいえる。これら結果を、国際学会での発表ならびに循環器分野のトップジャーナルの1誌であるInt J Cardiolで説明した。さらには弁置換術のための基本的解剖記載として国内誌にて解説ならびに国内学会にて発表も行った。加えて、これまでの総括として不明な点の多く、トピック性のある三尖弁弁膜症のための途中経過報告として三尖弁形成術のための臨床解剖学的検討を取りまとめ、学会発表を行った。さらには、これまでの動物実験結果をヒトへ応用するための基盤データ構築のための比較解剖学的データ収集等も行った。また、臨床医の飛躍的理解のために可能な限り共通ツールとしての画像解析を用いた立体配置を示す事にも努めた。以上の結果を踏まえて、今後、大動脈弁置換術ならびに三尖弁形成術のための機能温存術開発のための臨床解剖学的検討をそれぞれとりまとめ、国際学術雑誌への投稿を準備していく。4年間での研究発表を振り返ると、その成果は十分であると考えられるが、さらなる成果発表を継続していきたい。循環器臨床解剖学本年度は、弁膜症の中でも最も頻度の高い大動脈弁弁膜症のための臨床解剖学的検討を精力的に行い、その一部について学会発表することができた。その過程において、論文として結果をまとめるに不足しているデータや本研究の意義について検討することができた。昨年度に集中的に調査した大動脈弁に関する解析に関しては、本年度1本の論文を作成し現在投稿中であり、もう1本は現在もサイプサイズを増やして論文投稿を目指す。また、今年度に重点的に解析した三尖弁・僧帽弁に関する解析では学会発表を通して内容をまとめ来年度投稿を目指している。さらには、結果統合のための心臓神経に関する比較解剖学的解析においては2本の論文発表を今年度に行った。
コラーゲンフィラメント補填を用いた脊髄機能再建

Monkeyを用いた脊髄損傷モデル作成のための、全身麻酔や術後管理手法、モデル作成方法など多くの基礎的な知見を得た。またAllodyniaについて、Rat&Mouseを用いて、適切な評価スケールを作成し、客観的なスケールを用いて神経障害性疼痛を示すことに成功した。CFを用いた移植治療では、急性期においてはげっ歯類同様に良好な軸索の再生が確認された。短期評価のため、下肢運動機能の回復については未確認なデータであり、今後の検討課題である。哺乳動物での適切な胸髄損傷モデルは存在しないため、まずはコモンマーモセット、アカゲザルを用いた脊髄損傷モデル作成のために、最適な麻酔条件、IH impactorを用いた中等度胸髄損傷モデル、術後管理の条件についての詳細な条件設定を確認した。全身麻酔の設備や術後管理は集中的でかつ多くの人的労力が必要であり、統計学的に適切な数のモデルを管理するにはさらなる工夫が必要である。また従来のIH imapactorを用いての脊髄損傷モデルの作成は、実験の動物の大型化がすすむと使用が困難であり、現在バルーンを用いた脊髄損傷モデルの作成やクリップモデルの確立を同時にすすめている。また、BBB scoreとASIA scaleを改良した下肢運動スケールを作成し、ほ乳類における脊髄損傷後の運動機能評価法について検討した。また、中等度損傷モデルにおいて重要となる、脊髄損傷後のアロデニアについての適切な評価法が確立していないため、ラット・マウスを用いて、von Frey test, Thermal testの正常、損傷群での基礎データの収集をおこなった。マウスにおいては、anti IL6 receptor抗体を用いた胸髄損傷治療後のアロデニアに対する治療効果を、上記データをもとに解析し、発表した。私たちの評価法にて、異常疼痛が治療により軽減され、いわゆる脊髄損傷後のアロデニアが改善していることを、客観的なスケールを用いて表すことに成功した。コラーゲンフィラメントを用いた胸髄損傷アカゲザルに対する移植治療に関しては、現時点では術後の長期生存が困難なため、移植後の短期間での組織評価にとどまったが、急性期においてはげっ歯類同様に良好な軸索の再生が確認された。まず、運動機能評価スケールは確立しているものの、感覚機能評価については適切なものが存在しない。そのため、まずは脊髄損傷ラットを用いて、電気生理学的なSEP評価を行うとともに、触覚・痛覚機能評価スケールを作成した。また、運動機能だけでなくGABAニューロンなどの感覚ニューロンの組織評価スケールについても適切なプロトコールを作成した。次にサルを用いたコラーゲンフィラメント移植研究をおこなった。コモンマーモセットを用いた際には、実験動物のサイズの小ささのために移植実験での煩雑さが目立ち、また手術後の管理の問題が生じた。そのため、本実験系に最適なサル種の同定のための調査をおこなった。具体的には(株)新日本科学の鹿児島研究所を訪問し、研究者や動物管理者とも入念な打ち合わせをおこなった。アカゲザルを用いた際の具体的な手術室での麻酔管理や手術操作や必要となる手術道具の調整をおこなった。また脊髄損傷サルの術後管理に際して問題となるであろう呼吸抑制や排尿管理などの問題点を解決しうるケージやバルーンの開発をおこなった。最終評価時に委託する組織評価の具体的な評価方法や切片作成手法などの詳細についての決定をこなった。最後にそうした研究を具体的におこなった際の費用や予算、必要とされる時間などについてのシュミレーションをおこなった。予算的な問題から、すべての評価を行うことは困難であったため、アカゲザルの購入の後、プレリミナリーな移植実験をおこなった段階である。実際にはサルでの研究を積極的に進めるには,膨大な予算が必要となることが判明した。そのため、数匹を購入して実際に移植を行い、短期間での評価を行うに留まっているため。サルでの研究体制が整っている、今回訪問した研究所などにて、ある程度委託できるものについては委託を行っていけば、非常にスムーズに研究は進むことになるが、数千万単位での予算を要す。今回はnの数は少なくても、実際に移植をおこなったサルにて、入念な組織評価をおこなうことで、コラーゲンフィァメントの移植効果と脊髄再生の効率やメカニズムなどについての詳細なデータ収集をまずはおこなうことを第一目標と設定することに変更した。現時点では統計学的処理が可能な匹数での研究は困難であっても、今後のヒト再生治療の前段階として十分なデータ回収が可能となる。結果的に本研究を推進する結果になると考えている。電気生理学的評価や組織評価やその解析に必要とされる各種消耗品などに使用する予定である。また、動物管理やあらたな手術操作のさいのインスツルメント開発や購入にも使用予定である。さらには、研究協力のために、研究所の訪問や打ち合わせなどの際の交通費にも研究費を使用予定である。

本年度はサル購入費用が大幅に不足したため、大量購入を断念することになり、結果的に本年度は未使用額が多く生じた。次年度は匹数を限定した状況で、予算内での研究計画に変更することとする。
リポゾームを用いたHCV抗原の肝細胞発現系による肝炎モデルの構築

われわれはC型肝炎における免疫応答を解析するためにHCV遺伝子導入マウスモデルの作製とHCV抗原にたいする細胞障害性T細胞(CTL)の効果的誘導をおこない以下のような研究成果を得た。玉置はまずLaeZ遺伝子-リポゾーム複合体を直接マウス肝臓に穿刺注入しβ-galactosidase染色をおこなったが穿刺部位と被膜下に染色がみられたのみであった。そのためより効率的な肝臓への遺伝子導入を試みた。HCVコア蛋白のcDNAをプラスミドpCDNA3に組み換え、10,25,50μg/100μlでBALB/cマウスの肝臓に直接穿刺注入した。注入直後にBTX社製DC generator T820をもちいて注入部位に電気パルスをおこない、48時間後に肝組織よりmRNAを抽出し、RT-PCRをおこなった。その結果電気パルスを与えない場合にはmRNAの発現は認められなかったが、電気パルスを与えた場合には50μg/100μlで確実な発現が確認され、HCV遺伝子導入モデルの作製に成功した。われわれはすでにマウスにおけるHCVコア蛋白のヘルパーエピトープを明らかにしているが、玉置と栗林はそのヘルパーエピトープをCTLエビトープと組み合わせたキメラペプチドのHCVコア蛋白特異的CTLの誘導における効果を検討した。CTLエピ卜-プペプチド、ヘルパーエピトープペプチド、CTL-ヘルパーキメラペプチドおよびヘルパー-CTLキメラペプチドをBALB/cマウスに皮下に初回免疫し、ついで腹腔内に追加免疫しCTL活性を測定した。その結果CTLエピトープ単独での単独での免疫に比べてヘルパー-CTLキメラペプチドで免疫した場合に2から3倍高いCTL活性が得られた。現在われわれはキメラヘプチドで誘導したCTLをHCV遺伝子導入マウスに養子移入し肝炎モデルの作製をおこなっている。