hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
過渡呈示刺激に対する視機能とVDTによる眼精疲労に関する研究

時間よりも,(2)の過渡呈示時間の方が正答率が下がらない(疲労が少ない)傾向があることが確認できた.この特性の理由として,神経節細胞であるX細胞やY細胞が関係していると考えられる.咋年度開発した過渡呈示刺激システムはPC-DOSで動いていたため、グラフィックボードの性能を十分に発揮できていなかった。今年度は過渡呈示刺激システムをWindowsに移植し、問題点の解決を行った。表示の分解能は、1280×1024と1024×768ドットに1600×1280ドットを加えた3種類で、リフレッシュレートは人間工学的にちらつきを感じない85Hzに統一した。被験者に対して昨年同様の以下3種類の実験を行った。第1実験では、ランドルト環を呈示する視距離に対する正答率特性を測定し、そのグラフより正答率100、75、50%の視距離を求める。第2実験では、ランドルト環を白から黒にフェードインするときの過渡呈示時間に対する正答率特性を、上の3つの視距離について測定した。その結果、ほとんどの被験者で過渡呈示時間が2060msの範囲に最小値がある興味ある結果が得られた。第3実験では、過渡呈示時間が(1)0msの場合、(2)第2実験で得られた最小値の時間の場合、(3)100msの場合の3種類についてランドルト環を呈示し開口方向をジョイスティックで回答してもらう簡単な視覚負荷作業を行い正答率特性の測定を行った。また、視覚負荷作業5回ごとにオートレフラクトメータにより眼屈折力の測定も行った。昨年度は、過渡呈示部をフェードインだけで行ったが、今年度はフェードインとフェードアウトの両方ある場合についても行った。視覚刺激呈示に用いたVDTについては、昨年度はCRTだけであったが、今年度はLCDも加え同様の実験を行った。その結果、第3実験よりフェードインとフェードアウトの両方の時間を(2)の過渡呈示時間が最小値になる時間に設定するとさらに正答率が下がらない(疲労が少ない)傾向が今年度確認できた。また、CRTに比べLCDの方が正答率が下がらない(疲労が少ない)傾向も確認できた。昨年度、Windowsに移植した過渡呈示刺激システムにおいて、CRT画面輝度の過渡制御がリニアでないことが分かったので、その修正を行った。昨年同様の実験を行い、システムの修正効果の検討を以下の実験で行った。自覚的な評価は、被験者にランドルト環を呈示し開口方向をジョイスティックで回答してもらい、その正答率で行った。また、これを視覚負荷作業とした。第1実験では、実験に最適な正答率75%の視距離を求める。第2実験では、ランドルト環をフェードイン・アウトする過渡呈示時間に対する正答率特性を測定した。その結果、ほとんどの被験者で過渡呈示時間が2060msの範囲に最小値がある結果が得られた。第3実験では、過渡呈示時間が(1)0msの場合、(2)第2実験で得られた最小値の時間の場合、(3)100msの場合の3種類について視覚負荷作業を行った。結果は、全ての実験において過渡呈示刺激をリニア、ノンリニアに制御することがほとんど関係ないことが分かった。つまり、指定時間内に過渡的な輝度変化があれば効果があると言える。今年度は新たに過渡呈示刺激に対する視覚誘発脳波(VEP)の測定システムを構築し、2種類のVDTについて前述の自覚的な結果と比較検討を行った。呈示画像は市松模様を用い、過渡呈示時間は前述の(1)(3)の3種類で、VEPの検出には同期加算法を用いた。結果は、過渡呈示刺激時間によりVEPの検出電位の低下と位相の遅れがあることが確認できた。(1)と(2)の場合で顕著な差が現れたが、(2)と(3)の場合では大きな差は現れなかった。
化学溶液法による新規積層バリスタ薄膜の創製

本研究では、電子素子の小型化に伴い必要性が高まると考えられる積層バリスタ薄膜の合成を目的として、低温下での合成が可能である化学溶液法による検討を行った。具体的には、還元再酸化型SrTiO_3バリスタをモデル材料として、絶縁層/半導体層/絶縁層という構造をSrTiO_3/Nb:SrTiO_3/SrTiO_3によって作製した。まず、原料となる金属アルコキシド及び、溶媒の選択、溶液に添加する安定剤などの検討によって、安定な前駆体溶液を合成することが可能となった。電子デバイスへの応用を考えて、半導体素子用基板上での積層体作製を検討し、コーテイング条件、結晶化条件の検討を行った。こうした検討を通じて最適化した条件での合成によって基板上に直接バリスタ薄膜を作成することができた。調製したセラミックス薄膜については、非直線的な電圧電流特性が確認されバリスタとしての機能を有していることがわかった。さらに、オールセラミックバリスタシステムを考え、電極材料として酸化物であるLaNiO_3を合成し、層間における拡散バリスタ特性に与える影響などを調べた。ESCAによる深さ方向の組成解析を行った結果、La, Niの拡散は、Nbと同程度でありほとんど拡散していないことが確かめられた。また、この積層型バリスタの特性は、SrTiO_3層の厚さに依存して変化することが確かめられ、非直線係数4.5、バリスタ電圧38kV/cm^<-1>の値が得られた。LaNiO_3については、その溶液濃度によって薄膜の成長方位を制御することが可能であることを発見し、バリスタ層の方位制御の可能性も見出した。平成13年度は、主に本研究で目的とするバリスタ薄膜の合成法の確立および物性発現の確認を中心に検討を行った。ここでは、還元再酸化型SrTiO_3バリスタのモデル界面:絶縁層-半導体層-絶縁層の積層構造を模倣した積層膜の作製を試み、実際にはSrTiO_3-NbドープSrTiO_3-SrTiO_3という積層構造を有する薄膜の作製を化学溶液法により行った。まず、原料として用いる金属アルコキシド及び溶媒の選択、溶液へ添加する安定化剤など、均一かつ安定な薄膜作製用前駆体溶液を調製するための最適条件について検討し、溶液中での反応により得られた複合金属-有機化合物前駆体の構造解析も行った。次に、実際の電子デバイスへの応用を見据えた半導体素子用基板を主に基板として選択し、積層構造膜作製のためのコーティング条件・結晶化条件の検討を行った。前駆体溶液の濃度、コーティング方法、前駆体膜の加熱処理条件を最適化することにより、均質かつ膜厚および結晶化後の微構造を制御した目的とするSrTiO_3系積層構造膜を基板上に直接合成することに成功した。また、作製した積層構造膜について電流-電圧(I-V)特性の評価を行うことにより、このような積層構造膜によるバリスタ特性の発現についてはじめて明らかとした。さらに、バリスタ薄膜の特性を引き出すのに最適な電極材料の選択および作製に関する検討も行い、電極材料が発現するバリスタ特性に及ぼす影響も明らかにした。平成14年度は、前年度に良好なバリスタ特性を確認できたSrTiO_3/Nb : SrTiO_3/SrTiO_3(ST/Nb : ST/ST)積層体について、電極に酸化物であるLaNiO_3(LNO)を利用した場合の層間における拡散、バリスタ特性の評価、配向制御の可能性などについて検討をすすめた。合成によって得られた薄膜についてESCAによる深さ方向の組成解析を行った結果、ST/Nb : ST/ST/LNO/SiO_2薄膜でのLa, Niの拡散はNbと同程度でありほとんど拡散していないことが確かめられた。

また、こうして得られた積層型バリスタ特性は、ST層の厚さに依存してバリスタ特性が変化した。Nb : SrTiO_3層の厚さを500nmと一定にしてSrTiO_3の厚さを変化させ200nmとした場合に、非直線係数4.5、バリスタ電圧38kV/cm_<-1>の値を得たが、純バイアスと逆バイアスではその値が異なり、さらにその原因を探索する必要が認められた。また、LaNio_3については、その作製段階で用いる溶液の濃度によって薄膜の方位に明らかな違いが確認できたことから、その上に作製するST薄膜についての方位制御の可能性を見い出した。
分子疫学的手法を用いたS.mutansビルレンスの識別

Streptococcus mutansはう蝕の主要な原因細菌であるとともに感染性心内膜炎の起炎菌としても知られている.本研究では,国内外のう蝕および感染性心内膜炎患者血液より分離されたS. mutans菌株を用いて,分子疫学的解析法であるMulti Locus SequenceTyping (MLST)法を確立し,病原性や伝播に関する系統的分析を行った.その結果,病原性に関与する血清型や遺伝子を保有する菌株が,系統樹上のある特定の領域に集中することが明らかとなった.Streptococcus mutansはう蝕の主要な原因細菌であるとともに感染性心内膜炎の起炎菌としても知られている.本研究では,国内外のう蝕および感染性心内膜炎患者血液より分離されたS. mutans菌株を用いて,分子疫学的解析法であるMulti Locus SequenceTyping (MLST)法を確立し,病原性や伝播に関する系統的分析を行った.その結果,病原性に関与する血清型や遺伝子を保有する菌株が,系統樹上のある特定の領域に集中することが明らかとなった.Streptococcus mutansはう蝕の主要な原因細菌であるとともに,感染性心内膜炎の起炎菌としても知られている.これまで.S.mutansの分類法としては,血清学的分類や染色体DNAを用いたフィンガープリント法などが用いられてきたが,これらの方法に対しては種々の問題点が指摘されてきた.それにもかかわらず,これらの分析法以外に,病原性や伝播に関する研究のための系統的な進化解析はほとんど行われてこなかった.そこで,本研究では,近年多くの菌種で確立されてきたMultilocusSequenceTyping(MLST)法をS.mutansで確立し,総計101株の国内外の口腔および感染性心内膜炎患者血液由来のS.mutans菌株について分析を行った.具体的には,S.mutansUAI59の全ゲノム配列より8種のハウスキーピング遺伝子をターゲットとレてプライマーを設計し,PCR法にて遣伝子断片を増幅後,遺伝子配列を決定した.これにより得られた配列から,MLST解析を行うことにより系統樹を作製した.その結果,101株は92のSequenceTypeに分類され,血清学的には,e.f型株がそれぞれclonalcomplexを形成した.また,象牙質や軟組織中に存在する1型コラーゲンへの結合に関与するenm遺伝子を有する菌株が,ある特定の領域に集中する傾向が見られた.このように,本研究で確立されたMLST法は,S.mutansの分子生物学的手法を用いた系統的進化解析や病原性獲得に至る伝播様式の解明にも応用できることが示された.Streptococcus mutansはう蝕の主要な原因細菌であるとともに,感染性心内膜炎の起炎菌としても知られている.これまで, S. mutansの分類法としては,血清学的分類や染色体DNAを用いたフィンガープリント法などが用いられてきたが,これらの方法に対しては種々の問題点が指摘されてきた.そこで,近年多くの菌種で確立されてきた系統的な進化解析法である, Multilocus Sequence Typing(MLST)法をS. mutansではじめて確立し,国内外の口腔および感染性心内膜炎患者血液由来のS. mutans臨床分離株について分析を行った.これにより得られた系統樹から,分析したS. mutans 101株は92のsequence Typeに分類され,血清学的にはe, f型株がそれぞれclonal complexを形成することが明らかとなった.また,象牙質や軟組織中に多く含まれるI型コラーゲンへの結合に関与するcnm遺伝子を有するS. mutansが,ある特定のクラスターに集中する傾向が見られた.そこで, cnm遺伝子に着目し研究を進めたところ, cnm遺伝子保有S. mutansが口腔内に存在する患者の割合に約10%であり, cnm遺伝子保有菌株が口腔内に存在する小児では, cnm遺伝子を持たない菌株のみしか存在しない小児と比較して多数のう蝕が存在した.さらに, cnm遺伝子保有菌株は母から子へと伝播していることが明らかとなった.このように,本研究で確立されたMLST法で,ある特定のクラスターに集中するS. mutansに共通した性状が,う蝕病原性に関与している可能性が示された.
エチレン前駆物質による紅藻スサビノリの有性生殖の制御機構に関する研究

海藻の持続的な生産のためには、これらの繁殖戦略を理解した上で、藻場の保全や増養殖を適切に行っていく必要がある。海藻において繁殖が成功するためには、最適なタイミングで生殖することが重要である。そのため、海藻は外界の環境の変化を感知することで、成長から生殖の転換を厳密に調節していると考えられているが、これらの制御機構は不明である。そこで本研究では水産重要種であるスサビノリを材料とし、植物ホルモンの1種であるエチレンの前駆物質、1-アミノシクロプロパンカルボン酸(ACC)が本種の有性生殖の制御にどのように関与しているのかをACCのシグナル伝達系などの解析を通して、明らかにするものである。
アジア・アフリカ地域のホットスポットに生息する希少哺乳類の生息域外保全の実践

アジア・アフリカ地域のホットスポットに生息する希少動物種を生息域外保全するために、日本の動物園で飼育展示されているゾウ、サイ、チーターなどの希少動物種の繁殖生理を解明して繁殖に応用しようとした。これらの研究の結果、種による繁殖様式の違いや糞や尿へ排泄されるステロイドホルモン代謝物の違いなどを明らかにし、さらにはイヌ科やネコ科の過排卵誘起処理法や妊娠判定法を明らかにした。平成26年度では、本研究課題の対象動物の中で、ゾウ科2種、チーターおよびモウコノウマにおいてのみ顕著な発情行動や交尾行動があり、その一部の個体が妊娠したため、これらを中心に糞尿中や血中のステロイドホルモン代謝物含量のモニタリングを行った。また、ネコ科のジャガーなど4種と霊長類のフランソワルトンなど4種の発情期や妊娠期間の試料を入手できる機会が得られたので、本研究対象種の参考とすべくこれらのモニタリングも行った。雌ゾウ2種で、糞尿中の性ステロイドホルモン代謝物含量の動態を解明した結果、排卵に関与する血中LH濃度との動態の関連性が認められ、その結果から排卵時期がほぼ特定できるようになり、またこれらの動態と雄ゾウの交尾行動との関連性が強く認められたため、雌雄のペアリングの適切な設定が可能になった。チーターとクロサイついては、母子の育子期間中の授乳行動などの行動パターンや頻度、また糞中のステロイドホルモン含量の動態を調査し、母個体の発情回帰時期と授乳行動や頻度などとの関連性が解明でき、希少ネコ科やサイ科の育子に関する詳細な飼育管理情報が得られた。また、他のネコ科の糞中の13,14-Dihydro-15-Keto-ProstaglandinF2α(PGFM)値の上昇から黄体退行や子宮筋収縮の状況を捉えることも可能となった。モウコノウマについては、糞中プロジェステロン含量の変化から卵巣周期や妊娠期の特徴的な動態を見出し、さらに妊娠期の糞中からは主に5α-pregnan-3β-ol-20-oneおよび5α-pregnane-3,20-dione,エストラジオール-17βおよび-17αが多く検出されたため、これらの動態が本種の妊娠期の特徴を示すものと考えられた。研究対象種以外の4種の霊長類で、内分泌学的なモニタリングを行った結果、それら全ての種の発情期や妊娠の鑑定が可能となった。平成27年度では、平成26年度で対象にできなかった種について研究が実施できる体制に入ることができたため、ゾウ科、キリン科、サイ科、ネコ科、クマ科、ウマ科、霊長類の希少動物の繁殖生理のモニタリングを開始した。アフリカゾウとアジアゾウ計8頭およびインドサイ、クロサイ、シロサイ計20頭では、糞中、血中および乳中のステロイドホルモンやその代謝物の量的変動を調査するとともに、泌乳期中における乳中生化学的諸成分濃度の分析を行い、出産後の内分泌状態、乳成分変化、諸行動との関連性を明らかにした。アミメ系キリン雌5頭では、糞中プロジェステロン含量を測定するとともに、肉眼観察結果と赤外線カメラで撮影された映像から、発情期や非発情期、育子期間における特徴的な行動や発現時期について調査した。スマトラトラ、インドライオン、ジャガー、マヌルネコ計6頭とジャイアントパンダ、ホッキョクグマ、メガネグマ計7頭については、妊娠期と偽妊娠期の糞中と尿中の各種ステロイドホルモン代謝物およびプロスタグランジンF2α代謝物を測定し、排卵から分娩に至る一連の妊娠生理を明らかにした。グレイビーシマウマ雌11頭では、雌の糞中プロジェステロン含量を測定するとともに、施設間移動(ブリーディングローン)を行った際のストレスを検討するために糞中のコルチコステロイド含量を測定して検討した。またニシゴリラ3頭では、飼育下での繁殖管理上課題とされてきた人工哺育個体の群れへの復帰を目指した母親個体の発情回帰の抑制を行うため避妊薬の経口投与を行い、その後の育子期における母親の卵巣活動について調査した。また一方で、雌雄ゾウ、シロテナガザルおよびキンシコウの尿中のセロトニン濃度の変化を捉えた。これら希少種の繁殖生理等に関する成果全てを各動物種の飼育園館と共有して、今後の生息域外保全体制を促進する上で重要なデータを得ることができた。本年度の研究では、ゾウ科、キリン科、サイ科、ネコ科、ウマ科、霊長類の希少動物の繁殖生理や諸行動について内分泌モニタリングを行う研究計画をほぼ全て完遂できた。さらにはウマ科などの予定外の動物種も対象として研究を実施することができた。またその上、動物個体の情動の変化と関連して血中への移行量や尿への排泄量が変化するといわれているセロトニンを尿中で測定することに成功し、例えば雄ゾウの攻撃性が増すマスト期およびキンシコウやシロテテナガザルの雌個体の卵巣周期と妊娠期における尿中濃度の変化を調査することができ、尿中セロトニン濃度の変動が生体の攻撃行動や性周期に関わる行動発現と関連することを明らかにすることができた。ただ、研究開始時には発情兆候や性行動がほぼ見出されず不妊の希少種が飼育されていたため、研究開始当初は侵襲的な性ホルモン処理による排卵誘起を行って妊娠させる方法を考えていたが、ブリーディングローンなどによって必ずしも侵襲的な手段を用いなくても妊娠が可能となった個体も現れ始めた。そこで、現在霊長類の特にゴリラの繁殖管理上大きな課題のひとつとなっている人工哺育個体の群れ復帰を解決するために母親の発情回帰抑制を目的とした経口ホルモン剤投与による避妊処置について検討し、その後の生殖腺活動に与える影響について詳細に解明した。

育子放棄や母乳不足により産子を人工哺育に切り替えたため、母親の発情回帰を抑制するために一定期間発情ホルモンと黄体ホルモンの合剤で排卵を抑制するヒト用避妊薬(オーソM-21錠)を経口投与し排卵を抑制したが、その後の卵巣活動の回復と活発化には大きな影響をもたらさないことが明らかになった。また、過去の妊娠や出産の際に採取した対象希少動物種の血液、排泄物または乳サンプルを用いて、妊娠期や出産から発情回帰までの繁殖生理や泌乳期間中の乳成分の変化についても調査した。アジア・アフリカ地域のホットスポットに生息する希少動物種を生息域外保全するために、日本の動物園で飼育展示されているゾウ、サイ、チーターなどの希少動物種の繁殖生理を解明して繁殖に応用することが、この研究の目的である。そのために、これらの種の(1)発情周期や妊娠期間などにおける繁殖モニタリング、(2)繁殖モニタリングに必要な代謝産物や生理活性物質の解明、(3)13のモニタリングの結果から繁殖適期を把握した交配の実施などを行った。その結果、(1)飼育下のゾウ2種、サイ3種、モウコノウマ、ニシゴリラ、グレビーシマウマなどの血中や糞中のプロジェステロン値や尿中エストラジオールグルクロニド濃度などの変動から周年繁殖動物であることが判明したが、アムールトラやチーターなどのネコ科動物は交尾排卵動物であるが稀に自然排卵を起こす種であることが判明した。さらに、妊娠期間の繁殖生理や乳汁成分の変化も解明した。(2)各種の糞中に排泄されるステロイドホルモン代謝物を液体クロマトグラフィーで分析した結果、20α-ヒドロキシプロジェステロン、5α-pregnane-3β-ol-20-one,5α-pregnan-3,20-dioneなど多くの代謝物が排泄されていることが明らかとなり、種に特徴的な代謝物を排泄物中で捉えることにより種々の内分泌状態を明らかにすることができるものと考えられた。(3)雌アムールヤマネコではPMSG200300IUとhCG200IUを筋肉内投与して過排卵誘起処理を行った後、hCG投与翌日に人工授精を実施した。その結果、アムールヤマネコでは発情と排卵を誘起することができたが、雌チーターにおいても同様な方法で実施したが排卵誘起には至らなかった。さらに、市販のイヌ用リラキシン簡易検出キットを用いて妊娠判定をネコ科動物などで行った結果、妊娠判定の指標として有用であることが判明した。アジア・アフリカ地域のホットスポットに生息する希少動物種を生息域外保全するために、日本の動物園で飼育展示されているゾウ、サイ、チーターなどの希少動物種の繁殖生理を解明して繁殖に応用しようとした。これらの研究の結果、種による繁殖様式の違いや糞や尿へ排泄されるステロイドホルモン代謝物の違いなどを明らかにし、さらにはイヌ科やネコ科の過排卵誘起処理法や妊娠判定法を明らかにした。本年度の研究では、ゾウ科2種、サイ科3種、ネコ科3種、霊長類2種およびウマ科2種の希少動物種の繁殖生理をモニタリングするにあたり、先ず排泄物中の性ステロイドホルモン代謝物を特定し、発情周期や妊娠期間などにおける繁殖モニタリングを行い、その上で個体ごとに目視またはビデオにより特徴的な性行動を観察して、発情時期や妊娠の鑑定等に応用する計画であった。
ケモカイン・ケモカインレセプター阻害剤による関節リウマチに対する新規治療薬の開発

関節リウマチ(RA)滑膜組織でCX3CL1が発現され、そのレセプターCX3CR1陽性細胞の滑膜への浸潤がみられたことより、CX3CL1が炎症細胞浸潤に関与していると考えられた。そこで関節炎モデル動物であるコラーゲン関節炎マウスに抗CX3CL1抗体を投与して関節炎抑制効果を検討した。抗CX3CL1抗体投与群では、コントロール抗体投与群と比較して、関節炎の程度は有意に抑制された。また脾臓Mac-1陽性細胞を蛍光ラベルし関節炎マウスにトランスファーし、関節滑膜への遊走を観察した。抗CX3CL1抗体の投与により、標識細胞の滑膜組織への遊走が抑制された。以上より抗CX3CL1抗体は、滑膜組織への炎症細胞浸潤を抑制することにより、関節炎を抑制すると考えられた。CX3CL1阻害はRAの新規治療薬となる可能性が示唆された。新規ケモカインCXCL16はRA線維芽細胞様滑膜細胞、マクロファージ様滑膜細胞から発現がみられた。そのレセプターCXCR6は末梢血と比較して、RA滑膜T細胞で発現頻度が上昇していた。IL-15刺激により末梢血T細胞からのCXCR6の発現亢進がみられ、そのT細胞はCXCL16により細胞遊走され、また固層化したCXCL16により抗CD3抗体刺激によるIFN-γの産生が亢進された。抗CXCL16抗体をコラーゲン関節炎マウスに投与すると、コントロール抗体投与群と比較して、関節炎は有意に軽減され、炎症細胞浸潤および骨破壊が抑制された。以上よりCXCR6陽性の活性化T細胞はCXCL16によりRA滑膜組織へ浸潤する。CXCR6陽性T細胞はtype-1型のサイトカインを産生することが報告されており、CXCL16刺激によりそれらのサイトカイン産生が亢進されていることが推測される。CXCL16阻害剤は、T細胞の浸潤・活性化抑制によりRAに対する新規治療薬となりうることが示唆された。関節リウマチ(RA)滑膜組織でCX3CL1が発現され、そのレセプターであるCX3CR1陽性細胞の滑膜への浸潤がみられたことより、CX3CL1が炎症細胞浸潤に関与していることが疑われた。そこでRAのモデル動物の一つである、マウスコラーゲン関節炎に対して、抗マウスCX3CL1抗体またはコントロール抗体を投与し、関節炎抑制効果を検討した。抗CX3CL1抗体投与群では、コントロール抗体投与群と比較して、関節炎スコアは低値であり、関節炎の程度は有意に抑制された。また組織学的に炎症細胞浸潤は減少し、骨破壊も抑制された。血清中の抗コラーゲン抗体の産生には有意差はなく、また脾臓T細胞のコラーゲン刺激に対するIFN-γ産生にも、抗CX3CL1抗体投与は影響しなかった。次に脾臓Mac-1陽性細胞を蛍光ラベルし関節炎マウスにトランスファーし、関節滑膜への遊走を観察した。抗CX3CL1抗体の投与により、脾臓Mac-1陽性細胞の滑膜組織への遊走が抑制された。これらのことより、抗CX3CL1抗体は、関節滑膜組織への炎症細胞浸潤を抑制することにより、関節炎を抑制すると考えられた。RA滑膜組織における、CXCL16の産生を解析した。RA線維芽細胞様滑膜細胞、およびマクロファージ様滑膜細胞よりCXCL16の発現がみられた。また、in vitroにおいて線維芽細胞様滑膜細胞よりCXCL16は発現され、TNF-α,IL-1β刺激によりその発現の亢進がみられた。これらのことより、CXCL16もRA滑膜組織への炎症細胞浸潤などに関与する可能性が示唆された。抗CXCL

16抗体をコラーゲン関節炎マウスに投与すると、コントロール抗体投与群と比較して、関節炎は有意に軽減され、炎症細胞浸潤および骨破壊が抑制された。以上よりCXCR6陽性の活性化T細胞はCXCL16によりRA滑膜組織へ浸潤する。CXCR6陽性T細胞はtype-1型のサイトカインを産生することが報告されており、CXCL16刺激によりそれらのサイトカイン産生が亢進されていることが推測される。CXCL16阻害剤は、T細胞の浸潤・活性化抑制によりRAに対する新規治療薬となりうることが示唆された。
刑罰や取調べに対する国民の意見や認識に関する研究

本研究では,大学生と一般国民を対象に取調べや刑罰に対する国民の意見を検討した.一般的な取調べ手法に関する研究から,参加者が積極的傾聴の手法を,有罪の被疑者から自白を得るのに効果的でかつ虚偽自白を得にくいとみなし,最も好ましい手法と認識していることが示された.具体的な殺人事件概要と取調べ手法を提示した研究では,参加者は対抗的な取調べを最も適正ではなく,自白を信用できないとみなしていた.さらに被疑者の有罪の判断には参加者の性別と取調べ手法が影響していることが示された。本研究では,大学生と一般国民を対象に取調べ手法や刑罰に対して国民がどのような意見を持っているかを検討した.Wachi et al. (2012)で提示された取調べ手法5因子(証拠の提示,直面,関係構築,積極的傾聴,事件の話題)に関して,大学生と一般国民がどのような意見を持っているかを検討した.その結果,大学生と一般国民ともにほぼ同様の結果が得られた.適正さに関して,積極的傾聴因子が最も適正であり,直面因子が最も適正ではないという結果になった.有罪の被疑者からの自白の得やすさに関して,大学生の場合は証拠の提示因子が最も自白を得やすいとみなされたのに対し,一般国民では証拠の提示,積極的傾聴,事件の話題因子が同様に最も自白を得やすいとみなされた.無実の被疑者に関しては,大学生・一般国民ほぼ同様の結果が得られ,直面因子が最も虚偽自白を得やすいと判断された.このように,積極的傾聴因子は,最も適正とみなされ,最も虚偽自白を得にくく,有罪の被疑者からも自白を得やすいと判断されたことから,国民が最も好ましい手法と判断していることが示された.架空の殺人事件を提示した調査では,国民は被疑者に対抗する取調べを適正ではなく,誘導的で高圧的であり,その取調べによって得られた自白が信用できず,さらには裁判でも認められないとみなしていた.被疑者の判決に関する意見においても,取調べ手法により違いが見られ,被疑者がたとえ自白したとしても,対抗的な取調べでは被疑者を無罪であるとみなす傾向がよりみられた.一方,性別以外の属性は被疑者が有罪であるか否かの判断には影響していないことが示された.これらの結果は,取調べ手法という警察がコントロールできる要因が,一般国民の取調べの適正さの判断だけでなく,裁判の判決にも影響を与えることが示されており,適正な取調べ手法を警察が利用していくことの重要性が示されたと言える.本研究では,大学生と一般国民を対象に取調べや刑罰に対する国民の意見を検討した.一般的な取調べ手法に関する研究から,参加者が積極的傾聴の手法を,有罪の被疑者から自白を得るのに効果的でかつ虚偽自白を得にくいとみなし,最も好ましい手法と認識していることが示された.具体的な殺人事件概要と取調べ手法を提示した研究では,参加者は対抗的な取調べを最も適正ではなく,自白を信用できないとみなしていた.さらに被疑者の有罪の判断には参加者の性別と取調べ手法が影響していることが示された。2009年より裁判員制度が開始し、国民の司法への参加が推進されることとなった。それに伴い、国民が刑事捜査や裁判に対してどのような態度や認識を持っているかを理解することは、法執行機関にとって重要なことである。欧米では犯罪や警察活動、裁判、保護観察などの司法過程に関して、国民がどのような態度や意見を抱いているかについて盛んに研究が行われてきた。しかし、日本ではそのような研究はあまり行われてこなかった。そこで本研究では、以下の2点に関して研究することを目的としている;1)国民が取調べに関してどのような意見を持ち、どのような取調べ手法であれば裁判で証拠として認められうるのか、2)国民の刑罰の判断にはどのような要因が影響しているのか、という点である。研究初年度である本年度は、国民の取調べに関する意見の研究に関して、詳細な実験計画を立て、実験で利用する調査票を作成し、94名の大学生(そのうち20歳以上の大学生は75名)に予備調査を実施した。調査票では、まず参加者に、一般的な取調べ手法を示し、その取調べ手法が適正であると思うか、有罪の被疑者を自白に導くのに有効であると思うか、無罪の被疑者を虚偽自白に導いやすいと思うかを尋ねた。次に、ある架空の殺人事件に関する事件情報と、異なる3つの取調べスタイルを提示した。これらに対し、取調べ手法が適正と思うか、有罪の被疑者を自供に導くのに効果的であると思うか、裁判で証拠として認められるか等を尋ねた。これらの分析結果に基づき、一般人対象のインターネット調査の調査票の原案を作成した。また、国民の刑罰の判断に影響を与える要因の研究に関しては、分析に利用可能な2次データを入手し、データの整理を行った。国民の取調べに関する意見の研究に関して予備調査を行い、その分析結果を論文として投稿することに時間を割いたため、一般人対象のインターネット調査を実施できなかった。国民の取調べに関する意見の研究に関して、800名程度の一般人を対象にインターネット調査を実施・分析を行う。国民の刑罰の判断に関する研究について、2次データの分析を実施する。本年度は、取調べに関するインターネット調査の実施が遅れ、海外での学会発表もできなかったため、研究費を翌年度に繰り越すことになった。翌年度は刑罰の意見に関する2次データの分析、取調べに関するインターネット調査を実施・分析する。
第二言語不安を操作し日本語能力を高めるe-learning日本語学習環境

本研究が明らかにしたいのは次の3点であった。1.第二言語不安傾向の違う学習者に対する、効果的な事前の言葉かけ、フィードバックの方法について検証すること。2.通常の教室環境とe-learningのそれぞれにおいて、第二言語不安の変化、フィードバックの効果について検証すること。3.効果的な学習指導のために知ることが必要な学習者特性を、第二言語不安を中心に検討すること。平成17年度の実験では事前調査に基づいて、言語不安を操作するフィードバックを返す実験群と、返さない統制群に分けた。学習者の不安を操作するフィードバックメッセージを返すことによって、学習を促進し学習効果を高めることができる可能性が示唆された。平成18年度には、フィードバックの文言に関するアンケート調査の分析を行った。その結果、不安の高低に関わらず、失敗したときの叱咤のフィードバックメッセージはあまり効果がなく、両者ともに成功したときに賞賛・激励のメッセージを受け取ると動機が高まるということがわかった。言語不安、自尊感情、フィードバックのタイプなどによる定型的なパターンを見出すことはできなかったが、同じフィードバックメッセージに対して、ある群では効果があるが、ある群では効果があまり無いものがあることが確かめられた。実際の学習場面においては、多様なフィードバックを組み合わせ、課題の難易度によっても与え方を変えることも必要であり、失敗した場合に再チャレンジの機会を作る、失敗や成功を能力や運でなく努力に帰するメッセージが必要であるということも示唆された。研究課題3点のうち、第1の点についてはかなりの程度明らかになったが、第2、第3については、さらなる実証研究が必要である。本研究は、第二言語不安は学習を促進することもあれば阻害することもある、という立場にたつ。本研究の目的は、第二言語不安を操作し日本語能力を高めるe-learning日本語学習環境を探ることである。本研究が具体的に明らかにしたいことは以下の3点であった。1.第二言語不安傾向の違う学習者に対する、効果的な事前の言葉かけ、フィードバックの方法について検証する。2.通常の教室環境とe-learningのそれぞれにおいて、第二言語不安の変化、フィードバックの効果について検証する。3.効果的な学習指導のために知ることが必要な学習者特性を、第二言語不安を中心に検討する。第一の課題である「第二言語不安傾向の違う学習者に対する、効果的な事前の言葉かけ、フィードバックの方法について」実験を行った。第一の実験は日本語上級レベルの学習者19名を対象に4ヶ月にわたって行われた。事前調査に基づいて、言語不安を操作するフィードバックを返す実験群と、返さない統制群に分けた。不安高グループには不安を軽減させるメッセージ、不安低グループには不安を高めるメッセージを送った。実験群の不安高グループの不安は軽減し、不安低グループの不安は一時的に高まり元の水準に戻ったが、統制群との比較では不安の変化に有意な差は見られなかった。しかし、学習態度には大きな違いが見られたしたがって、学習者の不安を操作するフィードバックメッセージを返すことによって、学習を促進し、学習効果を高めることができる可能性が示唆された。第二の実験はラオスにおいてe-learningを利用して行われた。不安傾向の高低によって正解・不正解の場合にそれぞれに異なるフィードバックメッセージを出す実験を行った。この実験は継続中であり、分析の過程にある。第二言語不安は学習を促進することもあれば阻害することもあるという立場にたち、本研究の目的は、第二言語不安を操作し日本語能力を高めるe-1earning日本語学習環境を探ることが目的である。2.通常の教室環境とe-learningのそれぞれにおいて、第二言語不安の変化フィードバックの効果について検証する。

1については、教育工学分野におけるフィードバックに関する先行研究をレビューし、日本語学習者に対するアンケートを行った。その結果、不安の高低に関わらず、失敗したときの叱咤のフィードバックメッセージはあまり効果がなく、両者ともに成功したときに賞賛・激励のメッセージを受け取ると動機が高まるということがわかった。2については、ベトナム、中国においてe-learningのオリエンテーションを行い、e-learning授業が進行中である。3については、自己効力感、達成動機、成績などいろいろな要素が推定されているが、はっきりとした傾向をつかむには至っていない。実際の学習場面においては、多様なフィードバックを組み合わせ、課題の難易度によっても与え方を変えることも必要であり、失敗した場合に再チャレンジの機会を作る、失敗や成功を能力や運でなく努力に帰するメッセージが必要であるということも示唆された。
成長ラジカルの酸化還元電位の評価と重合規制

ラジカル重合は重合化学の中で最も広く利用されており,高分子合成の中で最も重要な研究分野である.それだけに多くの研究がなされているが,ラジカル末端の性質に関しては,生長末端の定常濃度が低く,多くの未解決問題を残している.本研究は,ラジカル重合における生長末端の性質をESRおよび電気化学的手法を用いて解明し,ラジカル重合の分子設計に対する基礎データを得ることを目的とする.まず,生長末端のESR測定は,前年度に開発した光化学用TMキャビティを用いて,色々なビニル化合物の生長末端のESRスペクトル観測に成功した.そこで得られた基礎データをもとに長い間,高分子量ポリマー生成に問題を残して来た酢酸イソプロペニルやビニルエーテルのラジカルの性質を検討し,生長速度定数や生長ラジカルの構造に他の方法では得られない新たな情報を得た.酢酸イソプロペニルの生長速度は,メタクリル酸メチルより大きく,高分子生成の条件を充しているがモノマーへの連鎖移動が容易なため,オリゴマーしか得られないことを見い出した.ビニルエーテル類の研究では,生長ラジカルの構造がSP2からずれていることを示し,これがラジカル重合の特異な挙動の原因になっていることを明らかにした.また,スヒントラッピング剤を用いて,生長端モデルラジカルの反応性を検討し,四ハロメタンのような電子親和力の大きい化合物へは,生長ラジカルからの電子移動(一電子酸化)が起っていることを見い出した.このようにESR法によりラジカルの性質に関する情報を得たが,生長ラジカルの酸化還元電位は,光化学用ESRセルに電気化学手法をくみこむと, ESRの測定感度が低下したため見積ることができなかった.ラジカル重合は重合化学の中で最も広く利用されており,高分子合成の中で最も重要な研究分野である.それだけに多くの研究がなされているが,ラジカル末端の性質に関しては,生長末端の定常濃度が低く,多くの未解決問題を残している.本研究は,ラジカル重合における生長末端の性質をESRおよび電気化学的手法を用いて解明し,ラジカル重合の分子設計に対する基礎データを得ることを目的とする.まず,生長末端のESR測定は,前年度に開発した光化学用TMキャビティを用いて,色々なビニル化合物の生長末端のESRスペクトル観測に成功した.そこで得られた基礎データをもとに長い間,高分子量ポリマー生成に問題を残して来た酢酸イソプロペニルやビニルエーテルのラジカルの性質を検討し,生長速度定数や生長ラジカルの構造に他の方法では得られない新たな情報を得た.酢酸イソプロペニルの生長速度は,メタクリル酸メチルより大きく,高分子生成の条件を充しているがモノマーへの連鎖移動が容易なため,オリゴマーしか得られないことを見い出した.ビニルエーテル類の研究では,生長ラジカルの構造がSP2からずれていることを示し,これがラジカル重合の特異な挙動の原因になっていることを明らかにした.また,スヒントラッピング剤を用いて,生長端モデルラジカルの反応性を検討し,四ハロメタンのような電子親和力の大きい化合物へは,生長ラジカルからの電子移動(一電子酸化)が起っていることを見い出した.このようにESR法によりラジカルの性質に関する情報を得たが,生長ラジカルの酸化還元電位は,光化学用ESRセルに電気化学手法をくみこむと, ESRの測定感度が低下したため見積ることができなかった.購入予定のデータ処理装置の納入が遅れたため、当初予定した成長ラジカルの酸化還元電位の電子スピン共鳴法による評価を行うにはいたらなかったしたがって、今年度は電子スピン共鳴法による成長ラジカルの測定、レーザー光分解による成長ラジカルの基礎的研究を行った。電子スピン法による研究は、酢酸イソプロペニル,イタコン酸ブチルなどのビニル化合物を用いて、成長ラジカルの直接測定,成長速度定数の見積りに関するものであり、成長ラジカルの発生条件に関して新たな知見を得た。その他、スピントラッピング剤を用いて生長ラジカルの酸化還元能に関する基礎データを得た。レーザー光分解では、成長ラジカルのモデルになるような低分子ラジカルを発生させ、その吸収スペクトルおよび経時変化を検討した。この研究によりスチレンの成長ラジカルに関する基礎データを得た。上記の研究は学会誌に発表した。本研究は,ラジカル重合における成長末端の性質をESR法および電気化学的手法を用いて解明し,ラジカル重合の分子設計に対する基礎データを得ることを目的とする.生長ラジカルの観測は前年度開発した光化学用ESRキャビティを用いて,色々なビニル化合物の生長末端のESRスペクトル観測に成功した.そこで得られた基礎データをもとに,長い間,高分子量ポリマー生成に問題を残した酢酸イソプロペニルやビニルエーテルのラジカルの性質を検討し,生長速度定数の決定や生長ラジカルの構造に他の方法では得られない新たな情報を得た.酢酸イソプロペニルの生長速度定数は,ラジカル重合で容易に高分子量ポリマーが得られるメタクリル酸メチルより大きく,高分子生成の条件を充しているが,モノマーへの連鎖移動反応が容易なため,オリゴマーしか得られないことを見い出した.ビニルエーテル類の研究では,生長ラジカルの構造がSP^2からずれ,SP^3の構造に近づいていることを示し,これがラジカル重合の特異な挙動の原因になっていることを明らかにした.また,スピントラッピング剤を用いて,成長末端モデルの反応性を検討し,四ハロメタンのような電子親和力の大きい化合物へは,生長ラジカルからの電子移動(ー電子酸化)が起っていることを見い出した.

このように,ESR法によりラジカルの末端の性質に関する情報を得たが,成長ラジカルの酸化環元電位は,光化学用ESRセルに電気化学の手法をくみこむと,ESRの測定感度が低下したため,成長ラジカルの観測ができなくなり,酸化環元電位の見積りは困難であった.
グルタミン酸誘発神経毒性に対するプロスタグランジンE2の保護作用に関する研究

グルタミン酸神経毒性に対するプロスタグランジン(PC)E_2の保護作用機序を検討する目的でラット初代培養大脳皮質ニューロンを用いて実験を行った。最初にPGE_2の保護作用発現に関与するPGE_2受容体サブタイプの検討を行った。グルタミン酸神経毒性に対してEP_2受容体作動薬のbutaprostはPGE_2と同程度の保護作用を発現したがEP1受容体作動薬の17-phenyl-ω-trinor-PGE_2おのびEP_3受容体作動薬のM&B28767は保護作用を発現しなかった。次に諸種興奮性アミノ酸に対するPGE_2の作用を検討したところ、PGE_2はグルタミン酸およびN-methyl-D-aspartate(NMDA)誘発神経毒性を抑制したが、non-NMDA受容体作動薬のカイニン酸神経毒性は抑制しなかった。EP_2受容体はGs蛋白と連関することからPGE_2の細胞内cyclic AMP含量に対する作用を検討したところ、PGE_2は保護作用を発現した濃度と同じ濃度範囲において細胞内cyclic AMPレベルを上昇させた。さらに、グルタミン酸神経毒性に対するPGE2およびbutaprostの保護作用はcyclic AMPdependent-protein kinase(PKA)阻害薬であるH-89によりほぼ完全に拮抗された。グルタミン酸神経毒性はCa^<2+>の過剰流入により惹起されることからグルタミン酸誘発Ca^<2+>流入に対するPGE_2の作用を検討したが、PGE2は有意な作用を発現しなかった。さらにPGE_2は一酸化窒素(NO)生成試薬により誘発される神経毒性は抑制しなかった。以上の知見は、PGE_2がEP_2受容体を介してNMDA受容体性グルタミン酸神経毒性を選択的に抑制することを示唆する。その機序はcyclic AMP-PKA系を活性化しCa^<2+>流入移行NO生成に至るまでの過程を抑制することによると推察される。
病院訪問教育におけるICT活用による実体験を補う学習の実践と研究

本研究では、「ICTを活用することで、病院内でも児童生徒が意欲的に活動し、体験的な活動を補うことができる」という仮説のもと、児童生徒の実体験を補うための学習活動や方法について実践した。その結果、理科、社会科、生活科、自立活動、生活単元学習、特別活動の各教科及び領域で、学習の制約を緩和し、生徒は、意欲的かつ体験的に活動することができた。訪問教育での生徒の実態について担当教員への面接調査を行い、生徒の経験に偏りがあり、経験不足もまた経験の偏りの一つであることがわかった。訪問教育での制約を「物理的制約」「時間的制約」「障害・症状による生徒自身の制約」の3つに分類し、「ICT活用の目的(国立教育政策研究所)」と組み合わせて分析を行い、訪問教育でのICT活用の特色が見いだされた。主な特色として、1「モデルの提示」や「体験の代行」に分類される活動が頻繁に見られた。様々な制約をなくしたり、緩和したりするためと考えられる。2「教師の説明資料」と「体験の代行」を組み合わせての活用が顕著に見られた。ICTを活用して、説明する時間の短縮を図り、その短縮された時間を、実験や調べ学習等の「体験の代行」に充てているためと考えられる。3交流学習の分類に、「体験の代行」に双方向性を加味した「意思疎通」を加えた。また、全てをICT化することには問題が生じた。学習効率が上がる半面、コミュニケーションが減り、同じような操作が続き、単調で飽き易かったり、考えずに操作のみを行ったりする問題が浮上した。制限された環境の中、実体験の代替手段がなく、ICTが唯一の手段の場合は、積極的に活用するが、実体験が可能な場合は、部分的にでも実体験を取り入れた方が、学習効果が高いといえる。実体験と仮想体験を最適化した、ハイブリッドな学習をデザインすることが求められる。
Ｓ／Ｎ比８０ｄＢ超・広光波長帯域ＣＭＯＳ撮像素子による吸光・発光イメージング

高精度な吸光分析を2次元画像として実現するために、高いSNRと、紫外から近赤外の広光波長帯域における高い量子効率を同時に実現するCMOSイメージセンサを開発すること、また、その応用として非侵襲での血糖値測定の基礎技術を確立する研究に取り組んでいる。CMOSイメージセンサに関しては、約24fF/um2の容量密度かつ低リーク電流なトレンチ型キャパシタと低濃度p型基板を用いた1901100nmの広光波長帯域において高い量子効率を有するフォトダイオードを集積する設計基準を明らかにし、原理確認用CMOSイメージセンサの設計・試作を行った。約24fF/um2の容量密度かつ低リーク電流であることを実測で得た。また、低濃度p型基板を用いたフォトダイオード技術により、波長860nmで約90%、940nmで約78%、1050nmで約27%の高いフォトダイオード量子効率を得た。CMOSイメージセンサの特性として、約2400万電子の飽和電子数、71dBのSNRを実測で得た。また、更なる高感度化の為、画素へオンチップマイクロレンズ導入を光学シミュレーションにより検討し、改善効果を見積もった。さらに、原理確認用CMOSイメージセンサの測定結果をもとに、1次試作センサの設計を行った。吸光イメージングシステムに関しては、光源及び放熱機構を改良することで、測定精度を向上した。本システムを用い、グルコース溶液を溶解した生理食塩水の検量線取得に成功した。非侵襲血糖値測定に向けては、まず、グルコースを溶解した血液の吸収スペクトルを測定し、近赤外領域において、グルコース濃度と光吸収の相関を見出した。また、血管内の血液を模擬した測定系を構築し、グルコースを溶解した血液を流し、検量線を得た。高容量密度・低リーク電流な画素内電荷蓄積キャパシタと低濃度p型基板を用いた1901100nmの広光波長帯域において高い量子効率を有するフォトダイオードを画素内に集積する設計基準を明らかにし、計画に先駆けて原理確認用CMOSイメージセンサの試作を行った。測定結果より課題を抽出し、1次試作センサの設計・試作に着手した。吸光イメージング応用に関しては、光源の改善により測定精度を向上し、非侵襲血糖値測定に向け、血液を用いた原理確認実験に着手した。平成30年度に設計を行った1次試作センサを試作し、特性を測定する。1次試作センサの課題を抽出し、2次試作センサの設計を行う。非侵襲血糖値測定に向けては、模擬生体を導入することで、実際の人体での測定を見越した測定系を構築し、実験を進める。
マルケスパン膜蛋白質の立体構造形成機構

小胞体は真核細胞の主要な膜系の膜タンパク質の合成と立体構造形成の場である。本研究では、小胞体における膜タンパク質のトポロジーを規定する原理について、以下のことを明らかにした。【1】マルチスパン型膜蛋白質のトポロジー形成を説明する新しいモデルの実証:“I型シグナルアンカー配列"はリボソームを小胞体に標的化し、合成途上にある新生タンパク質のアミノ末端側を膜透過させる機能をもつ。膜を貫通する多数のα-へリックス(膜貫通セグメント)をもつ、いわゆるマルチスパン膜タンパク質の立体構造形成過程で、このユニークなシグナル配列が、そのカルボキシル末端側に存在する疎水性の低いセグメントを強制的に膜内に引き込むことができることを実証した。この機能によって、親水的なセグメントすら膜貫通トポロジーを形成できることが示され、従来説明できなかった疎水性の低いセグメントの膜貫通トポロジーの形成メカニズムが解き明かされた。赤血球のBand3蛋白質は、12本の膜貫通セグメントを有する典型的なマルチスパン型膜蛋白質である。それぞれのセグメントのトポロジー形成機能を評価した結果、各セグメント単独では膜との相互作用が不十分であり、膜内に組み込まれ得ないケースが多くあることが判明した。これらのセグメントでは、近接するセグメント間の相互作用によって膜内配向が決まるケースや、それらのカルボギシル末端側にあるセグメントの“I型シグナルアンカー配列"の機能によって膜内に組み込まれるケースがあることが示された。後者のケースは【1】で示した新しいモデルをさらに実証するものとなった。【2】“赤血球Band3"のトポロジー形成機構:赤血球のBand3蛋白質は、12本の膜貫通セグメントを有する典型的なマルチスパン型膜蛋白質である。
コンテキスト・アウェアネスを活用した眼底画像からの血管解析法と病変検出法の開発

本年度は、眼底の状況を理解する処理を中心に研究開発を進めた。検診目的で撮影する眼底画像では、視神経乳頭を含めるように撮影する。眼底領域の動脈や静脈は視神経乳頭を出入口にしていることから、その血管を理解するように研究を進めた。血管抽出については、昨年度の手法を踏襲し、深層畳み込みニューラルネットワーク(CNN)のパラメタを確定させた。次に、抽出した血管を動脈と静脈に自動分類する処理の開発を進めた。昨年度に開発し始めた深層学習に基づいた自動分類処理の開発を進め、CNNのパラメタを確定させた。高血圧性眼底変化の判定性能の評価用データベースINSPIRE-AVRから無作為選出した10枚の眼底画像を用いて動静脈の分類性能を調べたとき、分類成功率は93%であった。そして、高血圧性眼底変化の診断所見である動静脈の口径比(AV比)を求める処理を追加した。INSPIRE-AVRには2名のエキスパートによるAV比が含まれており,2名によるAV比の絶対誤差0.05に対して、開発した手法とエキスパートの1名との絶対誤差は0.06となり、開発した手法の計測精度がエキスパート相当であることを確認した。次に、病変検出処理として、毛細血管瘤と白斑の自動検出処理の開発を行った。毛細血管瘤は昨年度から継続して開発を進め、主に誤検出数の削減に取り組んだ。海外の糖尿病網膜症の公開データベースDIARETDB1に開発した処理を適用し、画像当たりの偽陽性数が8箇所の時の毛細血管瘤の検出率が、海外の深層学習を用いた競合手法の64%に対して、開発した手法では87%となった。また、CNNを用いて白斑の自動検出処理の開発を新たに開始した。糖尿病網膜症の公開データベースIDRiDに開発した手法を適用したところ、感度87%、特異度92%の結果を得た。循環器検診の目的で行われる眼底検査はディジタル化されていて、ビッグデータとして蓄積されると重要な非侵襲生体データとなり得る。しかし、現状では眼底画像のデータベース化、読影作業は精度管理や時間的・人資源的な効率が確保されておらず、蓄積された大規模データとして十分に生かされる環境にない。本研究では、過去の症例解析から得られる病変の特徴、眼底の経時変化、年齢、血圧などの検査値などの大規模な情報から眼底画像解析に有用な情報をコンテキストと定義し、それらを最大限に活用した血管解析法、病変検出法、経時変化解析法を開発することを最終目的としている。当該年度は、その基礎技術として、動脈抽出処理の開発、時系列眼底画像のレジストレーション、および画像データの収集を計画し、実施した。動脈抽出について、最初に高次局所自己相関特徴を基本とした特徴量をニューラルネットワークで処理することによって、血管を抽出した。次に、濃淡形状特徴を用いたニューラルネットワークによって、動脈と静脈を自動分類する処理を行い、本研究項目を実現した。血管の抽出精度が約94%、動静脈の分類率が93%の結果を得た。時系列眼底画像のレジストレーションについては、Iterative Closest Pointアルゴリズムを中心とした処理を開発した。10組20枚の時系列眼底画像を用いて、時系列眼底画像の血管の対応付けを評価したとき、9組の時系列眼底画像で問題なく行えた。最後に、健診における136組の時系列眼底画像を収集した。データは、2009年と2013年に共に健診を受診した被験者で構成される。動脈の自動抽出処理と、時系列眼底画像のレジストレーション処理の開発については、順調に進んでいる。本年度は、眼底画像から異常部位を自動検出・解析するアルゴリズムの開発を進めた。まずは、高血圧性変化の解析のために、血管の自動検出処理と動静脈の自動分類処理の検討を進めた。血管の自動抽出処理について、従来のフィルタベースの処理に変えて、新たにパッチベースの深層学習による手法を開発した。研究用に公開されているDRIVEデータベースに適用したところ、処理時に設定すべきパラメタ数を減らしつつ、従来手法と同等の結果を得た。また、動静脈の自動分類についても深層学習による判別処理の開発を進めている。高血圧性変化の研究用データベースであるINSPIREに適用したところ、従来手法のほうが高性能であり、深層学習の有意な点、不利な点の知見を得た。つぎに、網膜動脈硬化性変化を解析するために、動静脈が交差する部位における静脈口径を計測する処理の改良に取り組んだ。従来手法では、眼底画像上で動脈が不鮮明であると解析できない課題を残していた。従来は全自動処理であったが、検討の結果、半自動処理に切り替えて、手作業を補正する処理を加えたところ、従来は解析できなかった症例に対応可能になった。最後に、病変の自動検出処理として、最も視認性の低い毛細血管瘤を検出の対処として研究を進めた。従来は、フィルタ処理によって病変を強調し、閾値処理によって病変を自動検出する手法であった。本年度は、この強調画像を入力とした新たな深層学習の手法を新たに開発した。海外の糖尿病網膜症の公開データベースDIARETDB1に開発した処理を適用したところ、従来手法を上回る成果を得た。症例収集が遅れ気味であるが、昨年度に時系列眼底画像のレジストレーション処理を開発し、本年度に病変の自動検出処理を改良したことにより、順調に進んでいる。