hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
幼若期ストレスが脳発達期に及ぼす影響へのドパミン神経系の係わり

幼若期のストレス応答において、行動変容とdopamine神経系の係わりを明らかにするためdopamine receptor発現への変化について検討している。マウスを用いて幼若期ストレスとして出生早期に母子分離を行い、母子分離群をストレス群、非母子分離群を対照群として研究を継続している。ddyを用いて研究を行っていたが、ストレス研究に対してBalcが妥当とのアドバイスによりBalcを用いて実験を行うこととした。5週齢時に両群マウスより線条体・中脳を摘出し、dopamine receptor D1R, D2RのmRNA発現量についてRT-PCRにて解析し、ストレス群で線条体においてストレス群に発現量の減少傾向が認められた。行動量に関してはストレス群では対照群より増加するマウスと逆に低下するマウスもいたことから例数を増やして個々での検討の必要性が明らかとなった。またD2Rについてはshortとlongの2種類の発現があることからそれぞれでの発現について検討を行った。ストレス群でD2のshortの発現量が多少増加している傾向が認められた。行動量に加えて、抑うつ状態への差があるかどうかを確認するために強制水泳(FST)等他のテストを行うこととした。加齢により症状が出る可能性を考慮し、12か月齢時マウスを用いた。行動量はストレス群で多少減少しており、FSTでは、不動時間が長い傾向が窺えた。D1R、D2RのmRNA発現量変化については、5週齢時と同様の傾向を示した。また、対照群においてFSTにより発現の減少が認められた。幼若期のストレス応答において、行動変容とdopamine神経系の係わりを明らかにするためまずdopamine receptor発現への変化について検討を行った。マウスを用いて幼若期ストレスとして出生早期に母子分離を行い、母子分離群をストレス群、非母子分離群を対照群として体重測定ならびに行動量等を経時的に測定した。行動量に関して予備実験を通して、測定時間を決定、並びに、当初性別による差も確認することを予定していたが、メスにおいては行動量において変動が大きく、オスのみを使用して研究を行うこととした。行動量に関しては分離群において高値を示す傾向があった。5か月時に両群マウスより線条体・中脳を摘出し、dopamine receptor D1R, D2Rの発現量についてRT-PCRにて解析した。DIRについてはストレス群で線条体において対照群の約1/2の発現量と減少が確認できたが、中脳について、並びにD2Rについてはばらつきがあった。行動量に関してストレス群でも逆に低下するマウスもいたことから例数を増やしての検討の必要性が明らかとなり、現在繰り返し検討を行っている。行動量に加えて、強制水泳等他のテストを行うことでさらに行動変容を調べる準備を行っている。一方、バソプレッシンenhancer領域のメチル化変化の関連に関してアプローチするために両群間でのメチルトランスフェラーゼの発現量の変化を明らかにするためにRT-PCRにてmRNAの発現量の測定を行い、また、経時的に血中コルチコステロン測定を行う準備を行っている。ケージの確保が難しく、実験スタートが遅くなったこと、また1回の実験でのマウスの匹数が少ないことから実験がなかなか進んでいない現状となった。年度が代わり少しケージを増やしていただけたことから実験が進むと考えている。また、研究協力者が変更となったことからより研究が進むと考えている。幼若期のストレス応答において、行動変容とdopamine神経系の係わりを明らかにするためdopamine receptor発現への変化について検討を継続している。昨年までの検討を基に、マウスを用いて幼若期ストレスとして出生早期に母子分離を行い、母子分離群をストレス群、非母子分離群を対照群として研究を継続しているが、ストレス研究に対してBalcが妥当とのアドバイスによりBalcも用いて実験を行うこととした。両群マウスより線条体・中脳を摘出し、dopamine receptor D1R, D2Rの発現量についてRT-PCRにて解析しているが、DIRについてはストレス群で線条体において対照群に発現量の減少傾向がみられたが、Balcでは異なった結果となった。行動量に関してはストレス群でも逆に低下するマウスもいたことから例数を増やして個々での検討の必要性が明らかとなった。またD2Rについてはshortとlongの2種類の発現があることからそれぞれでの発現を検討することを計画し、Balcでパイロット的に確認したところ、ストレス群でD2のshortの発現量が多少増加している傾向が認められた。行動量に加えて、強制水泳等他のテストを行うことでさらに急性ストレス時の行動変容を調べるとともに脳内のレセプターの発現量の変化を調べる準備を行っている。一方、バソプレッシンenhancer領域のメチル化変化の関連に関してアプローチするために両群間でのメチルトランスフェラーゼの発現量の変化を明らかにするためにRT-PCRにてmRNAの発現量の測定を行う準備を行っており、D1R、D2Rの変化について、エクソソームなどによる発現コントロールの可能性についても検討を行う予定としている。ケージの確保が難しく、実験スタートが遅くなったこと、また1回の実験でのマウスの匹数が少ないことから実験がなかなか進んでいない現状となっている。サンプル採取にも慣れたてきたことから個々からのサンプルごとのRT-PCRが可能となり、また年度が代わり少しケージを増やしていただけたことから実験が進むと考えている。

マウスを用いて幼若期ストレスとして出生早期に母子分離を行い、母子分離群をストレス群、非母子分離群を対照群として研究を継続している。ddyを用いて研究を行っていたが、ストレス研究に対してBalcが妥当とのアドバイスによりBalcを用いて実験を行うこととした。5週齢時に両群マウスより線条体・中脳を摘出し、dopamine receptor D1R, D2RのmRNA発現量についてRT-PCRにて解析し、ストレス群で線条体においてストレス群に発現量の減少傾向が認められた。行動量に関してはストレス群では対照群より増加するマウスと逆に低下するマウスもいたことから例数を増やして個々での検討の必要性が明らかとなった。またD2Rについてはshortとlongの2種類の発現があることからそれぞれでの発現について検討を行った。ストレス群でD2のshortの発現量が多少増加している傾向が認められた。行動量に加えて、抑うつ状態への差があるかどうかを確認するために強制水泳(FST)等他のテストを行うこととした。加齢により症状が出る可能性を考慮し、12か月齢時マウスを用いた。行動量はストレス群で多少減少しており、FSTでは、不動時間が長い傾向が窺えた。D1R、D2RのmRNA発現量変化については、5週齢時と同様の傾向を示した。また、対照群においてFSTにより発現の減少が認められた。初年度での実験を踏まえて、早期母子分離を行ったストレス群と対照群を用いて、行動量に加え、オープンフィールド・強制水泳を用いてさらに行動の解析を行い、また、経時的に血中コルチコステロン、脳内コルチコイドや脳内バソプレッシン濃度を測定し、ストレスに対する反応の違いを明らかにしたい。バソプレッシンenhancer領域のメチル化変化の関連に関し、メチルトランスフェラーゼの関与について明らかにするため、発現量や活性測定を行う。加えて、dopamine receptor DIR, D2RならびにHT2CRの発現についてプラーマー領域の再検討を行うと共に例数を増やして群間での比較を行う。初年度、昨年度での実験を踏まえて、早期母子分離を行ったストレス群と対照群を用いて研究を継続する。D1R、D2Rの発現量変化について更に検討を加えるために行動量に加え、オープンフィールドや強制水泳等のテストも行う予定としている。また、急性ストレスを加えることでの行動変容を調べるとともに脳内のレセプターの発現量の変化を調べることも計画している。一方、バソプレッシンenhancer領域のメチル化変化の関連に関してアプローチするために両群間でのメチルトランスフェラーゼの発現量の変化を明らかにするためにRT-PCRにてmRNAの発現量の測定を行う準備を行っている。D1R、D2Rについての発現量の変化に関しては、エクソソームなどによる発現コントロールの可能性についても検討を行いたいと考えている。
ナノ粒子流動プロセスのマルチスケール・マルチフィジックス統合解析

本研究は,ナノ・マイクロ粒子混相流のフロンティア領域創成を目指して,新たなナノ・マイクロ粒子流動モデルを実験結果と統合解析することにより構築し,超音速ジェット中におけるナノ粒子の複雑流動,粒子と基板との衝突・複雑干渉及び皮膜形成過程を詳細に解明することにより,ナノ・マイクロ粒子流動が要となるナノ・マイクロ粒子超音速ジェット加工(コールドスプレー),さらにはその歯科医療への応用展開,ナノ粒子創製プロセス等に幅広く貢献することを目的として行ったものである。最終年度である平成19年度には,高速気流と粒子との運動量交換による従来の粒子加速法に加え,コロナ放電により粒子を積極的に帯電させ,粒子を静電気力により加速する方法に着目し,静電気力を活用したナノ・マイクロ粒子超音速ジェット加工を対象として,固気混相流モデルおよび粒子のスプラット形成モデル,さらにはスプラット積層による皮膜形成モデルを統合したマルチスケール・マルチフィジックス統合解析を行うことに成功した。これにより,粒子注入から皮膜創成までの全プロセスを再現し,システム全体の性能評価を行うとともに,高性能化および最先端歯科医療への応用展開のための基礎資料を提供した。さらに,従来の方法では,衝撃波発生下において急激な減速作用を受けるために使用することができなかった数100ナノオーダー以下の粒子に対して,静電加速がより効果的に作用し,その結果付着効率が大きく向上することを明らかにした。得られた成果は,日本機械学会第85期流体工学部門講演会,日本混相流学会年会講演会等の国内学会やInternational Thermal Spray Conference, 5th Joint ASME/JSME Fluid Engineering Conferenceにおいて発表された。日本混相流学会年会講演会で発表された本研究成果は,年会講演会論文審査委員会で優秀と認知され,混相流研究の進展2(論文精選集)に招待論文として掲載され,今後の混相流研究および微粒子流動加工技術発展に大きく貢献した。また,国内の溶射メーカーから共同研究のための可能性研究の申し出があった。最終年度に得られた研究成果を論文にまとめ,Powder TechnologyおよびASME Journal of Fluid Engineeringに投稿した結果,掲載可の判定を得ており,現在印刷中である。本研究は,ナノ粒子超音速ジェット加工の高性能化およびその歯科医療への革新的応用展開,さらにはナノ粒子混相流のフロンティア領域創成を目指し,ナノ粒子流動モデルを構築し,加工プロセス全過程の数値実験を行った。まず,圧縮性乱流計算コードにより数値計算を行い,微小空間における基板に衝突する超音速ジェットの熱流動場を明らかにした。さらに,熱流動場の方程式と粘性抵抗力,流体加速力,付加質量,Saffman揚力,ブラウン運動等を考慮したナノ粒子の運動方程式をカップリングすることにより,微小空間超音速ジェット中におけるナノ粒子の飛行特性や基板近傍に生じる衝撃波とナノ粒子との複雑干渉を詳細に解析し,衝撃波前後において粒子に働く力を定量的に評価した。さらに,粒子と基板との衝突・複雑干渉および皮膜形成過程という異なる空間スケールを持つ現象に対して物理モデルを構築し,これらの個々のモデルを統合し,システム全体を対象としたマルチスケール・マルチフィジックス統合解析を行うことにより,個々のエレメント評価を統合したシステム全体の評価およびシステムの最適化に成功した。また,本年度では,来年度の実験解析に向けて高速応答圧力センサーおよびデータロガーを購入し,基板に衝突する高速噴流の流体力学特性と皮膜特性との相関を明らかにするための流体計測システムを構築した。
義歯作製治療時のストレス解析とハグ・抱擁効果を応用した新たなストレス緩和法の構築

全身状態に影響を及ぼす歯科治療時ストレスを軽減させる因子を探索することを目的に,平成28年度に健常者ボランティアによる基礎的研究を行った.本院ですでに開発されている生体情報モニターシステムをどのように印象採得時に活用するかを確認し,さらにアルジネート印象材を用いた概形印象時に受けるストレスの検出がメインである.その結果報告である本モニターシステムを用いることで,概形印象採得時のストレスを検出することができた.さらにそのストレスは,恐怖心のない者にとっては小さいが,恐怖心を有する者にとっては大きなストレスになると考えられたが,被験者数を増やして検討する必要がある.今後は,本モニターシステムを義歯作製予定患者に用い,印象採得が自律神経活動に及ぼす影響について評価する予定である.は平成29年7月に日本補綴歯科学会にて行った.平成29年度30年度は実際に当院に部分床義歯製作目的で来院している患者対象に精密印象採得時のストレス解析を行った.被検者は恐怖心も有無でその後のストレス緩和法に移行予定であったが,恐怖心のある患者が本研究に同意することが少なく,また途中でドロップアウトとなるケースがほとんどであり,目的の20症例に期間内に達することができなかった.症例数不足により統計処理は不可能であったが,概形印象時と比較し精密印象採得時でのストレスは大きいという傾向にあることは確認できた.現在も症例数を増やすよう募集を行っている.期間は終了となってしまったが,今後結果がまとまり次第報告する予定である.全身状態をリアルタイムに把握できるモニターシステムを用い『義歯製作行程』から受けるストレスについて,自律神経活動の変化を中心に検証する目的で,平成28年度は「実験I:補綴治療(義歯作製過程)が自律神経活動に及ぼす影響の解明と評価方法の確立有歯顎ボランティアによる基礎的研究」の予定であった.今回は,補綴治療中偶発症を誘発しストレッサーとなる可能性が高い「印象採得」に焦点を絞り,基礎疾患を有しない健常ボランティア(当院所属の歯科医師11名)に対し,アルジネート印象材を用いた上顎概形印象採得時の自律神経活動,特に交感神経活動(LF/HF)の変化を評価した.歯科治療への恐怖心と現在の不安感についての質問票に回答後,生体情報モニターシステムを用いて「印象採得前」「採得中」「採得後」のLF/HF,心拍数(HR),血圧(BP)を連続的に測定した.各段階における不安感と生体情報の変化については平均値および標準誤差を算出して検討を行った.本研究は,北海道大学大学院歯学研究科臨床・疫学研究倫理委員会の承認を受けて行った(承認番号:2016第4号).多くの被験者が歯科治療への恐怖心が殆どなくHRおよびBPは測定期間を通じて大きな変化は認められなかった.また恐怖心のない被験者の多くで,LF/HFに大きな上昇はみられず,測定期間を通して強いストレスを感じていないことが示唆された.ただし,印象採得中と比較し,採得前に高い傾向がみられ,処置自体よりも処置に対する不安,つまり精神面からのストレスが大きい可能性がある.一方,恐怖心の強い被験者のLF/HFは,測定期間を通して高い値が持続した.これにより,本モニターシステムは歯科治療時のストレス検出が可能で,そのストレスは精神的要因が大きいことが示唆された.本研究結果は日本補綴歯科学会126回学術大会(6/30-7/1)にて発表予定である.今回使用している生体情報モニターシステムでの補綴分野の研究は,我々にとって初めてであり,また実際にボランティアに行うにあたり,条件の一定化やその他の詳細部分の検討に多くの時間を費やした.特に印象採得を行う上で条件を一定にするための機材や材料,方法をより選定し行った.さらに今後行う予定である内容についての検討も同時に行っているところである.全身状態をリアルタイムに把握できるモニターシステムを用い、平成28年度に全身疾患を有しない成人ボランティアを対象に,アルジネート印象材を用いた概形印象採得が自律神経活動に及ぼす影響について検討した結果について、平成29年6月30日7月1日に、日本補綴歯科学会第126回学術大会(日本補綴学会誌9巻126回特別号,Page59,横浜)にて発表した。交付申請書の平成29年度研究実地計画では「補綴治療(義歯作製過程)が自律神経活動に及ぼす影響の解明と評価方法の確立遊離端欠損歯列患者による介入研究」を目的として計画していたが、平成30年度の研究計画である「ハグ(抱擁)用多機能人型クッションを用いた新たなストレス緩和方法の確立遊離端欠損歯列患者による介入研究」についても一連の流れで行っていけるようなステップに変更した。また被検者数は(介入群20名、非介入群20名)計40名の予定であったが、統計学的に再度見直し(各々30名)計60名と見直し変更した。そのうえで、当院にて部分床義歯を製作する予定さんを対象に印象採得時のストレス変動の計測を遂行するために、北海道大学病院自主臨床研究【No.017-0082】「歯科治療時の精神的ストレス解明とハグ(抱擁)効果を応用した緩和方法の検討ー非盲検ランダム化比較試験ー」と題し、申請を行った。当初の経過腕は被検者数を承認を得た。現在は患者さんを対象に被検者を募りである。病院の自主臨床研究申請にやや時間を要したことと、被検者数が規定に達していない状況である。全身状態に影響を及ぼす歯科治療時

ストレスを軽減させる因子を探索することを目的に,平成28年度に健常者ボランティアによる基礎的研究を行った.本院ですでに開発されている生体情報モニターシステムをどのように印象採得時に活用するかを確認し,さらにアルジネート印象材を用いた概形印象時に受けるストレスの検出がメインである.その結果報告である本モニターシステムを用いることで,概形印象採得時のストレスを検出することができた.さらにそのストレスは,恐怖心のない者にとっては小さいが,恐怖心を有する者にとっては大きなストレスになると考えられたが,被験者数を増やして検討する必要がある.今後は,本モニターシステムを義歯作製予定患者に用い,印象採得が自律神経活動に及ぼす影響について評価する予定である.は平成29年7月に日本補綴歯科学会にて行った.平成29年度30年度は実際に当院に部分床義歯製作目的で来院している患者対象に精密印象採得時のストレス解析を行った.被検者は恐怖心も有無でその後のストレス緩和法に移行予定であったが,恐怖心のある患者が本研究に同意することが少なく,また途中でドロップアウトとなるケースがほとんどであり,目的の20症例に期間内に達することができなかった.症例数不足により統計処理は不可能であったが,概形印象時と比較し精密印象採得時でのストレスは大きいという傾向にあることは確認できた.現在も症例数を増やすよう募集を行っている.期間は終了となってしまったが,今後結果がまとまり次第報告する予定である.健常ボランティアに対して次のステップである「精密印象採得」を行い,これまでの結果等を踏まえ,実際の患者を被検者とした研究に進んでいく予定である.計測を行う術者側の協力をこれまで以上に得ることにより、被検者数を増やしていく予定。購入を予定をしていた物品に本年度分として使用できる在庫があったことと,次行程である「精密印象採得」での使用予定材料に関して,進捗状況から購入していないためである.(理由)購入を予定していた物品に、本年度分として使用できる在庫があったことと、次工程を遂行する上で、資料集めや申請書政策に時間が必要であったためである。(使用計画)予定通りの内容を遂行できるよう購入および研究発表を予定している。予定通りの内容を遂行するよう「精密印象採得」に使用する「トレーレジンII」「シリコーン系印象材」および「唾液ホルモン測定キット」等の購入を行う予定である.またそれらの研究成果についての発表を予定している.
C型肝炎ウイルス複製に対する脂肪沈着、およびアディポサイトカインの作用

C型肝炎ウイルス(HCV)は慢性肝炎を発症、肝硬変、肝細胞癌の原因となるウイルスであり、治療薬として抗ウイルスサイトカインであるインターフェロン(IFN)が用いられている。肥満を伴う患者では治療効果が有意に低下するということが報告されているがその機序は不明である。本研究ではHCVの増殖モデルであるレプリコン細胞を用いて、細胞内の脂肪沈着、及び脂肪組織より分泌されるアディポサイトカイン(adiponectin、resistin、PAI-1)によるHCV増殖に対する影響、さらにHCVに対するIFNの効果へのアディポサイトカインの影響について評価をおこなったが、HCV増殖に対して脂肪沈着、アディポサイトカイン、いずれも有意な影響を認めなかった。C型肝炎ウイルス(HCV)は慢性肝炎を発症、肝硬変、肝細胞癌の原因となるウイルスである。治療にはインターフェロン(IFN)が用いられるが、その作用機所はIFNレセプターを介したシグナル伝達による抗ウイルス蛋白の発現とされる。臨床的に肝組織への脂肪の沈着がHCV肝炎患者のIFN治療効果を有意に下げることが報告されている。肥満者においては脂肪細胞よりアディポサイトカインの分泌が増加しており、本研究の目的は脂肪沈着、アディポサイトカインによる、HCV複製、IFNの作用に対する影響について、HCVレプリコンシステムを用いて、基礎的に調べることである。HCVレプリコンシステム:HCV遺伝子が持続的に複製をする細胞系。HCV全長遺伝子から構造蛋白領域を欠失させ、Neomycin耐性遺伝子を挿入したsubgenomic RNAを肝癌由来の細胞株であるHuh-7細胞に遺伝子導入し,G418存在下で培養することにより選択的にレプリコンRNAが自律複製している細胞株(レプリコン細胞)を得ることができる。今回の実験で用いた細胞はホタルluciferaseとNeomycin耐性遺伝子の融合遺伝子を発現するレプリコン細胞であり,luciferine量を定量することにより簡便かつ正確にHCV-RNA量を定量、評価することが可能(TYoko,JInfect Dis.2004)である。細胞内脂肪沈着の影響経過:上記方法にてレプリコン細胞への脂肪沈着行ったところ、luciferase活性が不安定となり、実験結果の再現性を得られず、平成21年3月末現在、レプリコン細胞への最適な脂肪沈着法の研究を行っている(補充採択のため、研究は平成20年12月から開始)。HCVレプリコンシステムの開発により人肝細胞由来の培養細胞内でHCVモデルウイルスを増殖させることが可能となった。同システムを用い、アディポサイトカインのHCV複製への影響の検討を行った。HCVレプリコンシステム:HCV全長遺伝子から構造蛋白領域を欠失させ、代わりにNeomycin耐性遺伝子を挿入したsubgenomic RNAである。このsubgenomic RNAを肝癌由来の細胞株であるHuh-7細胞に遺伝子導入し,G418存在下で培養することにより選択的にレプリコンRNAが自律複製する細胞株(レプリコン細胞Huh7/feo)を得ることができる。今回の実験で用いたのはホタルluciferaseとNeomycin耐性遺伝子の融合遺伝子を発現するレプリコン細胞であり,luciferine量を定量することにより簡便かつ正確にHCV-RNA量を定量、評価することが可能(Toma S, Yamashiro T et al., J Viral Hepat. 2009)。HCVレプリコン細胞ヘアディポサイトカイン(アディポネクチン、レプチン、レジスチン、MCP-1,IL-6)を投与し、HCVレプリコン複製に対する経時的影響(Oh、24h、48h、72h後)についてルシフェラーゼアッセイを行った。結果:今年度使用したHuh7細胞内レプリコンの増殖は不安定で研究結果に再現性がとれず、評価不能であった。今年度は東京医科歯科大学消化器内科坂本直哉先生より提供されたHuh7.5.1/feo細胞(新たに開発されたレプリコン細胞でHCVが安定的に増殖)を用いて再実験を行う予定である。背景:HCVレプリコンシステム(HCV全長遺伝子から構造蛋白領域を欠失させ、代わりにNeomycin耐性遺伝子を挿入したsubgenomic RNAを肝癌由来の細胞株であるHuh-7細胞に遺伝子導入し,G418存在下で培養することにより選択的にレプリコンRNAが自律複製する細胞株、レプリコン細胞Huh7/feoを得ることができる。今回の実験で用いたのはホタルluciferaseとNeomycin耐性遺伝子の融合遺伝子を発現するレプリコン細胞であり,luciferine量を定量することにより簡便かつ正確にHCV-RNA量を定量、評価することが可能、Toma S,Yamashiro T et al.、J Viral Hepat.2009)の開発により人肝細胞由来の培養細胞内でHCVモデルウイルスを増殖させることが可能となった。

方法:アディポネクチン、レプチン、レジスチン含有培養液を、報告されている人血中濃度を参考に3-5段階濃度設定で作成し、HCVレプリコン細胞へ投与、HCV複製に対する作用(48h)についてルシフェラーゼアッセイを行った。結果:東京医科歯科大学より供与されたHCVレプリコン細胞に対して培養環境(培養液、温度、CO2濃度)の調整及び、実験方法の最適化を行い、安定的なHCVレプリコンの増殖を確認。実験を数回繰り返したが、各アディポサイトカインによるHCVレプリコン増殖への有意な作用は認められなかった。結論:今回使用した人肝細胞由来培養細胞自体への上記サイトカインのシグナル伝達が正常人肝細胞と同じであることを確認する必要があるが、今回の結果から肥満と関連したアディポサイトカインによるHCV増殖への影響を証明することはできなかった。
骨転移巣における腫瘍-骨髄境界領域の解明

骨転移巣で形成される腫瘍微小環境の形成機構および骨髄構成細胞による骨転移制御の解析を行った。マウスのがん骨転移モデルとして、マウスメラノーマ細胞株B16F10の左心室移植モデルを使用した。骨転移巣から単離した腫瘍細胞、骨髄構成細胞を用いて網羅的遺伝子発現解析を実施した。また骨転移巣中の分泌タンパク質を質量分析装置を用いて網羅的に同定した。以上の網羅解析から、骨転移によって誘導される遺伝子・タンパク質の中から、腫瘍微小環境形成に関連性の高い因子群を抽出し、その病理学的意義を検討した。破骨細胞分化必須サイトカインRANKLは骨転移病態に深く関わることが知られているが、実際上記の網羅解析からもRANKLシグナルの関連性が認められた。そこで新規RANKLシグナル低分子阻害剤(AS2676293)を用いて、骨転移に対する効果を検証したところ、AS2676293の経口投与によりB16F10細胞の骨転移が有意に抑えられることがわかった。またヒト乳がん細胞株MDA-MB-231を用いた骨転移モデルに対しても顕著な抑制効果が認められた。RANKLの抗体製剤は既に骨吸収阻害薬として使用されているが、低分子阻害剤によるRANKL阻害療法はRANKL抗体製剤の代替としてだけでなく、がん骨転移の新たな治療戦略としても大いに期待できる。また骨転移巣の病理組織学解析から癌細胞ー骨髄細胞間には免疫細胞の集積が認められたため、PD-1やMHC-IIなどがん免疫制御に関わる分子群の発現をもとにフローサイトメーターを用いてその免疫集団のポプュレーション解析を行った。骨転移巣特有の発現パターンを示す免疫細胞群の検出に成功し、遺伝子発現解析を通して細胞特性の評価を進めた。当該細胞群が癌細胞ー骨髄境界領域の形成、および転移性骨腫瘍に対する抗腫瘍免疫応答に深く関与することが示唆された。マウスのがん骨転移モデルを用いて、骨転移巣で形成される腫瘍-骨髄境界領域の構成因子及び制御機構を明らかにし、抗腫瘍免疫応答に対する病理学的意義を解明することを目指す。1.がん細胞-骨髄細胞間の境界領域を構成する細胞の解析C57BL/6 backgroundのメラノーマ細胞株B16F10の左心室投与による骨転移モデルを使用した。転移マウスの大腿骨の病理組織標本を作製し、T、B、NK、NKT、単球、各種マクロファージ、樹状細胞等の免疫細胞、及び骨芽細胞、破骨細胞、血管内皮細胞、CXCL12陽性細胞、間葉系幹細胞等の骨髄構成細胞に対する特異的抗体を用いて免疫染色を実施し、骨転移によりもたらされる骨髄構成細胞の変化を明らかにした。特にがん細胞-骨髄境界領域に着目し、境界領域を構成する細胞集団を検討した2.境界領域構成細胞の遺伝子発現変動解析と、骨転移巣の分泌因子の網羅解析骨転移巣における腫瘍、骨髄構成細胞をCell sorterにより単離してRNAを抽出し、次世代シークエンサーによる網羅的遺伝子発現解析を実施した。さらにB16F10細胞上清もしくは骨髄液中の分泌タンパク質を四重極飛行時間型質量分析装置を用いて、網羅的同定及び検体間の比較定量解析を行った。以上のトランスクリプトーム解析、プロテオーム解析の結果から、骨転移によって誘導される遺伝子・タンパク質発現変動を検討し、境界構成細胞に関連性の高い因子群を抽出した。これらはがん細胞-骨髄境界領域の形成に関与する候補因子と想定し、今後その病理学的意義の解析を進める。当初の計画では、レーザーマイクロダイセクションを用いて採取したがん細胞-骨髄境界領域の組織片からRNAを抽出し、遺伝子発現解析を実施する予定であった。しかしながらRNA-seq解析に適応できる程の高純度RNAを組織切片から精製することに限界があったため、Cell sorterを用いて骨髄と腫瘍の2集団に大きく分けてRNAを抽出しRNA-seq解析を実施した。一方プロテオーム解析は計画通りに実施でき、上記のRNA-seq解析結果と統合することで、骨転移によって生じる骨髄内遺伝子発現変動データを網羅的に収集することできた。以上より、総じてほぼ計画通りに研究が順調に進めることができたと判断できる。

また骨転移巣の病理組織学解析から癌細胞ー骨髄細胞間には免疫細胞の集積が認められたため、PD-1やMHC-IIなどがん免疫制御に関わる分子群の発現をもとにフローサイトメーターを用いてその免疫集団のポプュレーション解析を行った。骨転移巣特有の発現パターンを示す免疫細胞群の検出に成功し、遺伝子発現解析を通して細胞特性の評価を進めた。当該細胞群が癌細胞ー骨髄境界領域の形成、および転移性骨腫瘍に対する抗腫瘍免疫応答に深く関与することが示唆された。初年度の実験結果から、がん細胞-骨髄細胞境界領域の構成細胞がヘテロな集団である可能性が高いと考察している。従って、より詳細に遺伝子発現変動を明らかにするため、single-cell RNA-seq解析も計画に含めて進めていく予定である。境界領域構成細胞の特徴的遺伝子、及び境界領域形成を誘導する分泌因子の候補を絞り、CRISPR/Cas9システムにより遺伝子欠損マウスを作製する予定である。最終的にB16F10骨転移モデルを実施し、病態進行度ならびに免疫応答、炎症反応の免疫学的表現型を検討することで、がん細胞-骨髄境界領域の抗腫瘍免疫応答への関与を検討する。日本骨代謝学会2017年度研究奨励賞受賞
省力型沿岸漁船の安全性向上に関する作業研究

沿岸小型漁船における操業の安全性向上を目的に,作業甲板上における漁労操業を対象とした作業研究を,山口県下関市西方海域,及び山口県長門市沖海域を主な漁場とする,計4種類の漁業を対象に実施した。漁場での漁労および甲板上での漁労作業時間を分析することで,漁船での操業が一連の作業内容を繰り返し行っているという特徴を,操業サイクルとして明らかにした。また,投網または揚網などの漁撈作業に要する作業時間の変化を計測することで,作業の困難度や作業環境における作業負担,または作業に影響する作業環境中の要因について検討する上での指標となることが明らかとなった。省力型の一人乗り漁船における作業甲板での作業研究を行う上で必要な分析手法を検討することを目的に、建網漁業及び小型機船底曳き網漁業従事漁船を対象に乗船調査を実施した。同調査において漁労作業に関する動作計測を行い,作業時間や作業姿勢,作業工程毎の動作の特徴について分析を行った。その結果,漁港を出港してから漁場での漁具操作,漁獲物処理,漁場移動,入港及び水揚げまでを繰り返す,いわば操業サイクル中,各工程は強固な順位性を持つとともに,海況や漁獲対象物の生態に対して対応する必要があるという特徴を明らかにした。乗船調査を実施する中で、漁船の作業環境に関する測定に必要な船体動揺測定装置、GPS装置、画像解析装置の準備・調整を行った。船体動揺測定用センサーとデータロガーに必要な電源を、軽量型小型バッテリーから供給するとともに、甲板上で海水がかかっても動作等に影響しないように、水密を保つためのボックスに装置一式を収納出来るようにした。また調査対象漁船の洋上での位置情報を高精度で測定する上で必要なキネマティックGPSの測定精度と、船体動揺の測定精度への影響について把握するための実験分析を行った。乗船実験及び作業分析を行う中で、安全性向上に向けた作業手順等の改善策を検討する上で、作業従事者の主観的な要素、すなわち各作業工程における状況判断や対応動作を行った理由等について、分析対象として取り入れていく必要性があり、平成22年度に実施する研究計画の中で明らかにしていく必要がある。また漁労作業の分析、船体動揺等の作業環境に関する測定データを基に、造船所や鉄鋼所と意見調整を行い、作業環境の改善に必要なデータ収集や分析結果の表現方法についても、今後検討を行う。沿岸小型漁船での一人乗り操業の安全性向上に関する、甲板上における漁労作業を対象とした作業研究の手法を開発するために、乗船実験を行った。同実験の対象として、下関市西方海域で操業を行う建網漁業従事漁船(Loa : 11.0m,総トン数:2.9ton)、及び長門市沖海域を漁場とする棒受網漁業従事漁船(Loa : 16.9m,総トン数:10.0ton)とし、漁港を出港後、漁場での操業、漁場移動及び帰港するまでの各作業内容に関するデータ収集を行った。特に漁場での操船及び漁具操作については、昨年度に小型漁船でデータ収集を行うために防水措置や軽量小型バッテリー仕様等、調整を行った船体動揺測定装置、GPS装置等の計測機器を用いてデータ収集を行った。漁場で漁業生産活動を行うために漁船がどのように運用されているかを把握するために、携帯型GPSロガー(PGPS)を漁船の船首及び船尾に配置し、これら2つの受信機によりディファレンシャル方式で誤差を補正することで、漁労作業中の漁船の位置情報に加えて、船首方位の変化を高精度で把握することが出来ることを明らかにした。また、漁船上での漁具の動きと、作業甲板上での漁船の遠隔操作や漁具操作時の身体動作等について、画像データを基に分析を行うと共に、揚網、漁獲物処理、漁労器械、操船などの作業内容に関して作業工程表を作成した。そして、PGPSデータと画像データによる分析結果について同期をとることで、漁具や漁船、漁労器械の操作に伴う漁業従事者の動作と、同動作による漁具や漁船の動きの関連性について分析することができた。昨年度まで実施した省力型沿岸漁船の乗船調査、及び同調査を対象とした動作時間分析に関する結果を基に、漁港と漁場間の航海、漁場での漁労作業従事等の、漁業を行う上で必要な漁船の性能について分析考察を行った。その中で、漁船の性能を「漁船船体」,「推進力」,「漁獲方法」,「漁獲物取扱い」,「漁獲物積載」,「労働条件」,「メンテナンス」の6項目に分類し、各項目の具体的な内容について明らかにした。また、作業従事者に影響を与える船体動揺等の国際基準を基にした、漁船労働環境の特徴と、省力型漁船、特に一人乗り漁船の労働環境中、作業の安全性向上に重要な課題についても明確化した。同分析及び考察結果を基に、下関市西方海域を漁場とする建網漁業、小型底曳き網漁業の、漁船甲板上での漁労作業を対象とした乗船調査を実施した。

同乗船により収集した映像、船体動揺等のデータを基に、漁船甲板上での漁業従事者の動作を分析する手法について考案した。すなわち一人乗りでの漁船運航中に行われた作業内容を「操船」「揚網」「投網」「漁獲物処理」「投棄対象処理」「道具」「漁労機械」の計7項目に分類し、各項目(作業)数を時間経過毎の作業量の指標とした。また、漁場における作業工程を単位作業、要素作業に分類し、漁網1反を最小単位とするなど、各作業内容と作業時間の分析を行った。同分析結果と、乗船調査後に実施した、漁船甲板上での各動作時の安全確保に関する、漁業従事者の主観に関する聞き取り調査の内容を比較した結果、各単位及び要素作業に要する時間が、作業毎に大きく変動する場合に、作業の危険性や困難度が増すことが分かった。さらに、同作業時間の変動を作業内容の指標として、作業内容に関する前記7項目を対象に分析を行い、漁船の性能に関わる船体性能等との関連性を調べた結果、作業性を向上する上で船体運動、特にyawingの安定化が重要であるなど、漁船の性能の中で、作業性を向上する上で有効な、具体的な改善内容について明らかにすることができた。
VR酔い防止と操作性向上を両立する3DCGゲームのカメラワーク制御条件の解明

三人称視点の3DCGアクションゲームに実装されているカメラの制御システムは,一般にカメラの可動範囲が制限されており,アバタと呼ばれる操作対象を中心に旋回させることしかできない.これらの制約下においても迫力感を高められるカメラワークや,衝突時でも見やすい映像表現を新たに導入できれば,3DCGゲームの質や魅力を更に向上できる余地がある.本研究課題では,三人称視点の3DCGゲームで頻繁に生じる場面として,アバタが敵キャラクタと衝突して弾き飛ばされるシーンに着目し,衝突判定後に,(a)カメラを自動旋回させるカメラワークと,(b)アバタを遮る障害物を半透明化させる表現手法を提案し,その視覚的効果の有用性を検討した.主観評価実験の結果,衝突時にカメラを旋回させる動きには,(1)スピード感や迫力感を高める効果がある,(2)酔いそうな印象を高めてしまう可能性は低い,(3)障害物の配置状況などによっては見やすい印象を高める効果がある,ということが示された.加えて,障害物を半透明化する処理を併用すると,障害物の配置状況などに関わらず,見やすい,総合的によい,と評価されることが示された.また,本研究課題の派生的な成果として,建築系とデザイン系では3DCGの陰影に対する違和感の抱き方に差異があることが明らかとなった.これは,制作対象として目にしてきたオブジェクトの違い,具体的には立体の投影図に付加される陰影との触れ合い方が関わっていると考えらえる.すなわち,建築系では空間全体の表現に関わる「影」に着目する機会があり,デザイン系ではオブジェクトを構成する面の表現に関わる「陰」に着目する機会があることから,これらに対する違和感の抱き方に差異が生じる可能性が示唆された.この研究成果については,日本感性工学会から「優秀発表賞」を頂いた。当初計画していた実験が概ね完了し、仮説の通りの結果のほか、予想していなかった知見を得ることができた。これらの成果を論文としてまとめ、学術誌に2編投稿した(現在査読中)。前述したように、提案手法の有効性を検証することができたが、状況によっては十分に一部の機能が十分に効果を発揮しない可能性が考えらえた。計画を延長し、ユーザビリティについての検討を再度行う。本研究は,VR酔いの防止と操作性の維持/維持向上を両立できるCGカメラワークの制御条件を,実験に基づいて定量的に解明することを目的とし,初年度はゲームコンテンツの準備と印象評価実験を行った。【研究成果1】印象評価実験の結果から,3DCGのキャラクタ(アバタ)を追従する三人称視点カメラワークを制御する上で,アバタがほかのCGオブジェクト(敵キャラクタなど)と衝突した際にカメラを旋回させると,迫力感やスピード感といった感性的な印象を有意に高めることが可能で,総合的によいカメラワークと評価されることが明らかとなった。映像酔いに関しては,カメラワークのほか,背景などのほかの要素も影響する結果が示されたため,CGカメラを旋回させる際には背後にあるほかのオブジェクトとの相互作用について考慮する必要があると考えらえた。【研究成果2】ゲームの難易度に応じて心臓の拍動間隔(RRI)が有意に変化することが明らかとなった。具体的には,2DCGの場合,全体的な傾向として,プレイ前の休憩中(安静閉眼座位時)に比べて,プレイ中のRRIが下降する,すなわち,心拍数が上昇することが明らかとなり,その変動パタンからプレイ後の疲労感などを予測できる可能性が示唆された。VRの場合でも同様な実験を行っているが,結果については現在分析中である。敵キャラクタとの衝突といった接触判定時にカメラを自動旋回させるシステムについては試作できたが,背景オブジェクトとの接触判定時に動作させるシステムについては初年度のうちに開発が間に合わず,評価実験を行うことができなかった。これは計算機が排熱によって処理落ちしてしまうことなどが原因となっている。三人称視点の3DCGアクションゲームに実装されているカメラの制御システムは,一般にカメラの可動範囲が制限されており,アバタと呼ばれる操作対象を中心に旋回させることしかできない.これらの制約下においても迫力感を高められるカメラワークや,衝突時でも見やすい映像表現を新たに導入できれば,3DCGゲームの質や魅力を更に向上できる余地がある.本研究課題では,三人称視点の3DCGゲームで頻繁に生じる場面として,アバタが敵キャラクタと衝突して弾き飛ばされるシーンに着目し,衝突判定後に,(a)カメラを自動旋回させるカメラワークと,(b)アバタを遮る障害物を半透明化させる表現手法を提案し,その視覚的効果の有用性を検討した.主観評価実験の結果,衝突時にカメラを旋回させる動きには,(1)スピード感や迫力感を高める効果がある,(2)酔いそうな印象を高めてしまう可能性は低い,(3)障害物の配置状況などによっては見やすい印象を高める効果がある,ということが示された.加えて,障害物を半透明化する処理を併用すると,障害物の配置状況などに関わらず,見やすい,総合的によい,と評価されることが示された.また,本研究課題の派生的な成果として,建築系とデザイン系では3DCGの陰影に対する違和感の抱き方に差異があることが明らかとなった.

これは,制作対象として目にしてきたオブジェクトの違い,具体的には立体の投影図に付加される陰影との触れ合い方が関わっていると考えらえる.すなわち,建築系では空間全体の表現に関わる「影」に着目する機会があり,デザイン系ではオブジェクトを構成する面の表現に関わる「陰」に着目する機会があることから,これらに対する違和感の抱き方に差異が生じる可能性が示唆された.この研究成果については,日本感性工学会から「優秀発表賞」を頂いた。当初計画していた実験が概ね完了し、仮説の通りの結果のほか、予想していなかった知見を得ることができた。これらの成果を論文としてまとめ、学術誌に2編投稿した(現在査読中)。試作が間に合わなかった分については今後も開発を進めるが,計画全体の変更は必要ないと考える。現状では,計算機が排熱によって処理落ちしてしまうことが問題で急遽空冷を強化して対応しているが,今後はソースコードの見直しのほか,新しい計算機の購入を検討する。前述したように、提案手法の有効性を検証することができたが、状況によっては十分に一部の機能が十分に効果を発揮しない可能性が考えらえた。計画を延長し、ユーザビリティについての検討を再度行う。各費目とも、支出金額を少しずつ抑えることができたため、次年度使用額がやや生じた。研究の遂行上、計算機の新たな購入が必要となったため、次年度はその分に使用することを計画している。主に、論文の査読掲載料、学会発表を支出するタイミングの観点から、差額が生じている。したがって、次年度の使用計画としては、主にこれらに支出するほか、研究データの整理等に必要な人件費、ユーザビリティに関する追加の評価実験に関わる物品費として使用する。
次世代シークエンサーによる縄文および弥生時代人骨のゲノム解析

次世代シークエンサー解析に必要なDNA量を古人骨および同時代の獣骨から抽出することに成功した。DNAは70bp以下にまで断片化し化学修飾を受けていた。また抽出液は多くのバクテリア由来DNAを含んでいた。Y染色体ハプロタイプ解析はアイヌ-沖縄同系を強く支持した。1.古動物骨ゲノム解析:遺跡から人骨とともに出土した古イノシシ骨のゲノム解析を行い、ラセミ化率の測定、定量PCR法によるDNA残存量の推定およびコンタミネーション率を査定した。2.古人骨を選定:形態学的情報をもちい対象とすべき古人骨を選定した。つづいて、古人骨のラセミ化率を測定し、DNA残存率がより高い試料を選定した。3.古人骨ゲノム解析:【DNA抽出と残存量の推定】上記の選定方法で選ばれた古人骨2個体からDNAを抽出した。分光光度計に夜測定および定量PCR法によるDNA残存量の推定を行った。【ライブラリー作成】古人骨2個体に加え上記のイノシシ1検体からのDNAももちいた。古代DNAは脱プリン化など化学修飾を受けている。こうした化学修飾を取り除く酵素処理をしたものとしないもので別々のライブラリーを作成した。また古人骨に関しては、1検体から複数の独立したライブラリー作成を行った。こうして古人骨と古イノシシ骨あわせて合計16個のライブラリーを作成した。【次世代シークエンサーによる解析】これらのライブラリーをIllumina Genome Analyzer IIxをもちい、3枚のフローセル(合計24レーン)を使用して塩基配列解析を行った。【バイオインフォーマティクス】得られたゲノム情報をコンピュータを用いて解析した。4.統計手法の開発:隠れマルコフモデルおよび階層ベイズモデルを構築した。5.コンピュータシュミレーション:現代の沖縄諸島ヒト集団のゲノム網羅的SNPデータを用いて日本の人類学で古典的に議論されてきた1置換説、2小進化説、3混血説(二重構造モデル)のうちどのモデルが妥当か査定した。【研究目的】日本列島に住んでいる私達「現代日本人」が如何に形成されてきたかは、人類学者のみならず医学者を含めた他分野の生命科学者、さらには一般社会にとっても高い関心事である。本研究では「日本列島のヒト集団形成史」を明らかにすることを目的とし、縄文時代および弥生時代人骨から十分量のDNAを抽出し次世代シークエンサーをもちいた全ゲノム配列決定を行う。この古代ゲノム配列データを近年膨大に蓄積されつつある現代東アジア人のゲノムワイドSNPデータとの比較解析し、縄文人と弥生人の東アジアにおける系統的位置を明らかにする。さらにそうしたゲノム情報と集団形成史のモデルを融合したベイズモデリングにより過去の拡散・移動、混血および人口動態を明らかにする。【本年度の成果】1.古動物骨の解析:対象とする遺跡から人骨とともに出土したイノシシの骨からDNAを抽出し、ミトコンドリアのゲノム配列をターゲットとした定量PCRにより残存DNA量を測定した。同時にDNAの保存状態をアミノ酸のラセミ化率により評価し、ラセミ化率と残存DNA量の関係を確認した。2.古人骨の選定:上記の情報にもとづき、複数の遺跡から出土した古人骨についてラセミ化率の測定を行い、DNA抽出および定量PCRを行った。多くの遺跡出土人骨でDNA分析が難しいラセミ化率の値が示されたが、一部の標本で全ゲノム解析が成功する確率が比較的高い標本が見つかった。3.これらの成果について、近々では、5月27日に東京で開催される第78回日本考古学協会大会で一部報告予定である。複数の縄文時代遺跡出土の動物骨(イノシシ)の骨および人骨のラセミ化率の測定とDNA抽出および定量PCRによる残存DNA量の測定を行った。これらの標本の残存DNA量は次世代シークエンサーによるDNA配列決定に十分な量(約1ug)に満たないことが判明した。この結果は、当初の研究計画で想定した状況より達成度が低いといわざるを得ない。一方で、当初の研究計画では次年度(平成24年度)に遂行する計画であった現代人のゲノム情報をもちいた集団ゲノム解析を前倒し的に行った。この点は達成度としての挽回要因といえる。今後の研究の推進方策:ラセミ化率の値が良好であった標本からより多くの骨部位のサンプリングを行い、できる限り1ugに近いDNA量を確保し、次世代シークエンサーによるDNA配列の決定を行う。得られたデータを現代人ゲノム情報とともに解析し、研究目的を達成する。必要な機器および試薬類は本年度で多くを取りそろえたため、次年度はこれらをもちいて分析を進める。次年度の研究費は主にその他の実験のための消耗品や厳重さと慎重さを要する骨標本の輸送や分析にたずさわる研究者の移動・宿泊に当てられる。
ワーキングメモリ容量の個人差と語彙アクセス:事象関連電位のトポグラフィによる検討

本研究の目的は、語彙アクセス過程におけるワーキングメモリの個人差を、脳の生理学的基礎データから測定しようとするものである。そこで、本研究では、先行単語によるプライミング効果の大きさを、ワーキングメモリの個人差と視点から分析した。そこで、先行単語によるプライミング効果の大きさを、ワーキングメモリの個人差の視点から分析した。そして、語彙アクセスの過程の脳内メカニズムを探索するため、語彙アクセスと同期した事象関連電位の測定を行なった。実験では、言語の情報処理と関わるワーキングメモリ容量の個人差を測定するリーディングスパンテスト(RST)を、大学生を対象として実施した。RSTの測定結果から、スパンが4.0以上の高いスパン(ワーキングメモリ容量が大きい)の被験者と、スパンが2.5以下の低スパン(ワーキングメモリ容量が小さい)の被験者の2つのグループを設定した。2つのグループについて、単語の語彙アクセスに同期した事象関連電位の測定を行なった。そこでは、プライミムとターゲットのそれぞれの単語が意味的に関連する条件と、意味的に関連しない条件を設定して、それぞれの条件ごとんに反応時間と事象関連電位を測定した。事象関連電位は、陽性成分(P300)と陰性成分(N400)についてトポグラフィを求めた。この結果、意味的関連条件に比較して、意味的非関連条件ではN400の増大が認められた。また、この負方向の電位の大きさは被験者により差があった。電位の増加は高スパンの被験者に、特に前頭部位に限局して増大する傾向が、トポグラフィから認められた。さらに、潜時200-400msの陽性方向のP300成分も高いスパンの被験者では、前頭部位を中心に増加する傾向が認められた。本研究の目的は、言語、特に語彙アクセス過程におけるワーキングメモリの個人差を、脳の生理学的基礎データから測定しようとするものである。そこで、本研究では、先行単語によるプライミング効果の大きさを、ワーキングメモリの個人差の視点から分析する。ワーキングメモリ容量の大きい被験者では、知識として貯蔵されている情報を参照することが効率よく行なわれるため、必要な情報を選択して不必要な情報を抑制することが瞬時に並列的に行なわれると考えられる。そのため、語彙アクセスはより短い時間で行なわれる。このような語彙アクセスの過程の脳内メカニズムを探索するため、語彙アクセスと同期した事象関連電位の測定を行なう。平成7年度は、言語の情報処理と関わるワーキングメモリの容量の個人差を測定するため、リーディングスパンテストの作成を行なった。ここでは、大学生を対象としてリーディングスパンテストを実施して、さらに、記憶範囲テストの測定を行なった。上記のテストを受けた被験者に対して、単語の語彙アクセスに同期した事象関連電位N400の測定を行なった。単語の語彙アクセス過程は、プライミング実験の手法を用いた。そこでは、二つの単語間で意味的に関連する条件と、意味的に関連しない条件とについて反応時間を測定すると同時に、事象関連電位をそれぞれの条件ごとに測定した。事象関連電位の測定は、プライムが先行して与えられた後の二番目の刺激に同期して測定された。この結果、意味的関連条件に比較して、意味的非関連条件では刺激提示後の350ms-450msの潜時に負方向に電位の増加が認められた。しかし、この負方向の電位の大きさは被験者により差が認められた。電位の増加はリーディング・スパン・テストの測定結果から、リーディングスパンが4.0以上の高スパンの被験者に増大する傾向があった。本研究では、語彙アクセス過程におけるワーキングメモリの個人差を、脳の生理学的基礎データから測定することを目的とした。そして、語彙アクセス過程の脳内メカニズムを探索するため、語彙アクセスと同期した事象関連電位の測定を行なった。平成8年度には、言語の情報処理と関わるワーキングメモリ容量の個人差を測定するリーディングスパンテスト(RST)を、大学生を対象として実施した。

RSTの測定結果から、スパンが4.0以上の高スパン(ワーキングメモリ容量が大きい)の被験者と、スパンが2.5以下の低スパン(ワーキングメモリ容量が小さい)の被験者の2つのグループを設定した。2つのグループについて、単語の語彙アクセスに同期した事象関連電位の測定を行なった。そこでは、プライミムとターゲットのそれぞれの単語が意味的に関連する条件と、意味的に関連しない条件を設定して、それぞれの条件ごとに反応時間と事象関連電位を測定した。事象関連電位は、陽性成分(p300)と陰性成分(N400)についてトポグラフィを求めた。この結果、意味的関連条件に比較して、意味的非関連条件ではN400の増大が認められた。また、この負方向の電位の大きさは被験者により差があった。電位の増加は高スパンの被験者に、特に前頭部位に限局して増大する傾向が、トポグラフィから認められた。さらに、潜時200-400msの陽性方向のP300の成分も高スパンの被験者では、前頭部位を中心に増加する傾向が認められた。
磁性酸化物およびその人工格子の単結晶薄膜の生成と表面、界面の物性

前年度はサファイヤのC面を基板とした酸化鉄薄膜の成長と磁性について検討したが、本年度はMgO(100)面に成長した薄膜の研究を行なった。薄膜作製条件として基板温度、酸素圧を変化させると、Fe、Fe_3O_4、Fe_<3-x>O_4のエピタキシャル薄膜が得られた。サファイヤC面の基板ではα-Fe_2O_3が生成する領域でFe_<3-x>O_4が得られ、基板面の対象性により生成する結晶が異なることがわかった。ミスマッチが0.2%と小さく、4軸X線回折によって面内と面間の格子常数を測定すると面内では格子はMgOと同じ値でFe_3O_4のバルク値より大きく、逆に面に垂直方向では小さい値を示した。結晶は弾性歪を受け、このためスピン軸は垂直方向成分が多くなっている。1.8kまで作動する内部転換電子メスバウア効果(CEMS)用カウンタ-の作製に成功し、それを用いて基板との界面、あるいは表面5Åの厚さにのみ^<57>Fe(0.1/μg)を含むFe_3O_4膜について室温、液体窒素、液体ヘリウム温度で測定した結果、表面の電子状態について次のような結晶を得た。(1)Fe_3O_4の最表面までFe^<2+>が存在し、(2)フェベ-転移が内部と同じように生じているが、(3)Fe_3O_4(100)表面のFe^<2+>は(111)表面より少なくなっている。これは結晶表面の構造の差によるもので(111)面の最表面は酸素の原子層で終り、Fe^<2+>が安定であるのに対し、(100)面は酸素と鉄の原子層で終り、吸着酸素などの影響が現われたものである。(4)表面のFeの内部磁場の値は結晶内部の値とほとんど同じであった。以上の結果は表面の電子状態が内部と同じであることを示し、これは従来いわれてきたものとはかなり異なっている。本研究の結果は結晶本来の性質とみなすことができる。微粒子の表面磁性の内部磁場がバルクよりかなり低くなるのは、結晶状態や吸着分子などによりきれいな表面でないための2次元的な原因によるものと考えている。