hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心身障害児に対する口腔保健ケアーの最適な実施間隔

近年,障害児の歯科医療に関する需要に対し,その供給は質・量ともに徐々に充実されつつある。しかしながら障害の種類,程度によって,その治療は困難な場合も多く,多数の齲蝕歯が放置されている場合も認められる。障害児の齲蝕を減少させるためには乳幼児期からの歯科保健指導や管理システムが必要であると考えられる。そこで,健常児ならびに心身障害児が,診療室で術者のいかなる診療行為をどの程度受け入れることが可能かを把握することによって,障害の種類,患児の年齢に合せた口腔保健ケアーを実施する間隔を検索した。健常児(男児29名,女児31名)を6歳未満68歳,9歳以上の3群に分け,電気エンジン,エアータービン,注射を用いて,独立した刺激を与えた場合の外部行動変化をVTRにより記録し,その出現状況を体(四肢)で7項目,目・顔で5項目,口で6項目,音声で7項目観察し比較検討した。さらに障害児(自閉症児10名,精神発達遅滞児19名)に術者がブラッシングを行なっている場合についても同様に分析した。〔結果〕1.健常児の器具別の外部行動変化の総出現回数の順位は,注射,タービン,エンジンの順で,注射で有意に高くなっていた。2.健常児の各部位における年齢別の出現回数は各器具とも増齢的な減少傾向が認められた。3.健常児の部位別の出現回数の順位は目・顔,口,体,音声の順であり,目・顔の出現が明らかに高くなっていた。4.健常児の各部位における性別の出現回数の順位は,エンジンでは男>女,タービンでは男=女,注射では男<女であった。5.障害別の総出現得点は,精神発達遅滞児より自閉症児で高くなっていた。6.障害児の部位別の出現得点は,自閉症児,精神発達遅滞児とも,目・顔で最も多く,次いで体,口,音声の順であった。7.障害児の口腔保健ケアーを実施する最適な間隔については,本研究では明らかにすることはできなかった。I.研究遂行のための設備備品,周辺機器の購入整備を行った.1.デジタルビデオ一式(ソニーDCR-TRV310K)3.カラープリンター(エプソンPM-960C)などこれらの機器を使用し被験者の行動をデジタルビデオにて撮影し,チップに収録し,受診能力を評価するため以下のことを行った.II.研究内容1.被験者1)自閉症・精神発達遅滞・脳性マヒ児,者を11名抽出.2)幼児期・学童前期・学童後期・思春期の患児,者を順次抽出し被験者数を増加中.3)健常被験者の抽出.2.被験者の受診行動をデジタルビデオで撮影,チップに収録.1)被験者が診療室に入室し,診療椅子に上がり,衛生士の刷掃を受け,小窩裂溝填塞,フッ素塗布を行う場面を収録.2)収録被験者数の蓄積中.3.受診行動の分析.1)IIIと平行し,収録画像より被験者の身体各部(目,頭部,手足,躯幹)の動きの分析を行っている.近年,障害児の歯科医療に関する需要に対し,その供給は質・量ともに徐々に充実されつつある。しかしながら障害の種類,程度によって,その治療は困難な場合も多く,障害児の口腔内には,多数の齲蝕歯が処置されずに放置されている場合も多く認められる。

障害児の齲蝕を減少させるためには乳幼児期からの歯科保健指導や管理システムが必要であると考えられる。そこで,各年齢層の健常児ならびに心身障害児(自閉症,精神発達遅滞,脳性マヒ)が,診療室で術者のいかなる診療行為をどの程度受け入れることが可能かを把握することによって,障害の種類,患児の年齢に合わせた口腔保健ケアーを実施する最適な間隔を明らかにするとともに,より高度な口腔保健ケアーや診療を受けることが可能になるようなトレーニング方法を検索する。本年度は,6歳未満,6歳9歳未満,9歳以上の健常児(男児29名,女児31名)に,電気エンジン,エアータービン,注射器を用いて診療した時の外部行動変化を観察した。観察部位と観察項目は,体(四肢)で7項目,目・顔で5項目,口で6項目,音声で7項目とし,それぞれの出現状況を分析した。〔結果〕1.器具別の外部行動変化の総出現回数の順位は,注射器,タービン,エンジンの順で,注射器で有意に高くなっていた。2.各部位における年齢別の出現回数は,各器具とも増齢的な減少傾向が認められた。3.部位別の出現回数の順位は目・顔,口,体,音声の順であり,目・顔の出現が明らかに高くなっていた。4.各部位における性別の出現回数の順位は,エンジンでは男>女,タービンでは男=女,注射器では男<女であり,とくに注射器で女児が高い傾向を認めた。近年,障害児の歯科医療に関する需要に対し,その供給は質・量ともに徐々に充実されつつある。しかしながら障害の種類,程度によって,その治療は困難な場合も多く,障害児の口腔内には,多数の齲蝕歯が処置されずに放置されている場合も多く認められる。そこで,各年齢層の健常児ならびに心身障害児が,診療室で術者のいかなる診療行為をどの程度受け入れることが可能かを把握することによって,障害の種類,患児の年齢に合わせた口腔保健ケアーを実施する最適な間隔を明らかにするとともに,より高度な口腔保健ケアーや診療を受けることが可能になるようなトレーニング方法を検索する。本年度は,自閉症児10症例,精神発達遅滞児16症例について,術者がブラッシングを行なった時の外部行動変化を観察した。〔結果〕1.障害別の外部行動変化の総出現回数は,精神発達遅滞児より自閉症児で高くなっていた。2.部位別の出現回数は,自閉症児,精神発達遅滞児とも体で最も多く,ついで目・顔,口,音声の順であった。近年、障害児の歯科医療に関する需要に対し、その供給は質、量ともに徐々に充実されつつある。しかしながら障害の種類、程度によって、その治療は困難な場合も多く、障害児の口腔内には、多数のう蝕歯が処置されずに放置されている場合も多く認められる。障害児のう蝕を減少させるためには乳幼児期からの歯科保健指導や管理システムが必要であると考えられる。そこで、各年齢層の健常児ならびに心身障害児が、診療室で術者のいかなる診療行為をどの程度受け入れることが可能かを把握することによって、障害の種類、患児の年齢にあわせた口腔保健ケアーを実施する最適な間隔を検索した。本年度は、これまでに得られた、6歳未満、68歳、9歳以上の健常児(男児29名、女児31名)に、電気エンジン、エアータービン、注射を用いて、独立した刺激を与えた場合の外部行動変化をVTRにより記録し、外部行動変化の出現状況を体(四肢)、目・顔、口、音声に分けて観察した結果と、障害児(自閉症児10名、精神発達遅滞児19名)に術者がブラッシングを行っている場合の外部行動変化について同様に出現状況を分析した結果を比較検討した。
伝統産業の知識基盤化と類型化に関する研究

本研究の目的は、代表的な伝統的工芸品産地において、産業振興のために行った過去の取組みとその効果に基づき、伝統的工芸品産地を類型化し各産地の特徴を可視化するとともに、取組みとその効果の関係を分析・解釈することである。具体的には、技術という知識、技術を創造するというメタ知識を基盤化するための方法論に基づき、陶磁器と漆器における技術革新を時系列的に整理する。インタビューにより社会・文化との相互関係を整理し技術マネジメントの観点から解釈を加え、特に、知識創造がなされた場の特徴を明らかにする。本年度は、伝統的産業の技術革新の分析のために開発してきた類型化手法を確立し、それに基づいて、石川県の陶磁器産地および漆器産地と県外のいくつかの陶磁器産地と漆器産地について、伝統的産業で起こった技術革新に関する情報(国や県が開発し研究報告書等で公開されている技術や企業が独自に開発し産地全体に影響を与えた技術など)と、技術革新時の周辺状況を文献調査、インタビュー調査などで収集してきたデータに基づき精密な分析を行った。さらに、本特定領域研究グループにおいて伝統的産業の技術革新に関する知識基盤化を進めている研究者と共同で、領域代表者の支援・指導の下で、伝統的産業における過去50年100年の技術革新の意味づけを行った。これにより、個別研究の列挙にとどまらない、領域内を横断する総合研究としてまとめ上げ、領域代表者が計画した「日本の技術革新体系」の中に1章を割いて記述した。伝統工芸に対する技術革新アーカイブ構築においては、知識を統合し創造するシステム方法論を用いる。これまでに、九谷焼と石川県の漆器産業に関して知識基盤化を実施してきたが、平成20年度は比較分析のために、佐賀県の有田伊万里焼と三大漆器産地の一つである福島県の会津塗に関して調査し、九谷焼と石川県の漆器産業の技術知識基盤化を深化させた。また、類型化手法の確立のために、石川県の陶磁器産地および漆器産地と県外のいくつかの陶磁器産地と漆器産地について、伝統産業で起こった技術革新に関する情報(国や県が開発し研究報告書等で公開されている技術や企業が独自に開発し産地全体に影響を与えた技術など)と、技術革新時の周辺状況を文献調査、インタビュー調査などで収集した。特に周辺状況は以下の3点について着目し情報を収集した。(a)産地状況:各種数値データ、流行のデザイン/売れ筋商品、流通形態の変遷、業界ニュース、組織形態、イベントの開催時期/継続期間、その他業界の取組みなどの出来事の収集。また、生産額を算出する際に考慮している事柄の調査。(b)社会情勢:景気状況、戦争、オイルショックといった出来事の収集。(c)社会文化的背景:健康・安全ブーム、日本で開催された世界的なイベントといった出来事の収集。情報収集後、技術革新年表の作成、技術評価票の作成、技術革新の評価、最後に伝統的工芸品産業の類型化を行い、近年の伝統工芸産業における技術革新と社会受容に関する有用な知見を得た。
排尿アセスメントに基づいた夜間転倒ハイリスク者を識別するアルゴリズムの開発

本研究は,高齢者の夜間の離床行動と膀胱内尿量変化を分析し,夜間離床しやすい排尿パターンの特徴を明らかにすることを目的とした。測定には膀胱用超音波画像診断装置と離床行動検知・記録システムの2つの機器を使用した。寝たきりでない高齢者を対象として,夜間の離床行動と尿量データを照合して分析したところ,残尿量が多い高齢者は離床回数が多いことがわかった。さらに,残尿量が多い場合は離床間隔が不規則で,次の離床までの時間が極端に短いこともあった。このことから,残尿量が多い高齢者は転倒リスクが高いことが示唆された。本研究の目的は,1夜間の膀胱内尿量の変化と離床行動を分析し,夜間離床しやすい排尿パターンを明らかにすること,2入院高齢者の排尿パターンと認知機能・日常生活動作等の情報を統合して夜間転倒リスクのレベルやタイプを識別するアルゴリズムを開発することである。平成27年度は,高齢者の転倒と排尿障害に関する文献・資料収集,専門家への尿量測定方法の確認,離床行動を解析するプログラムの作成を行った。また,これまでに行った健康な青年13名を対象とした予備試験結果を解析し,プロトコルの検討と本試験でのデータ収集に向けての準備を整えた。予備試験の解析では画像データから排尿目的による離床場面を抽出した。そして,一定の蓄尿率における離床率を割り出した。ここでの蓄尿率とは,測定中の被験者の膀胱内尿量が最大になったところを蓄尿率100%とし,それに対する膀胱内尿量の割合のこととした。排尿目的による離床は63回確認された。蓄尿率における離床率は,蓄尿率70%以上で71.4%(離床45回)で最も多かった。一方,蓄尿率が低いものでは,蓄尿率50%未満での離床率が14.3%(離床9回)であった。蓄尿率が70%を超えると排尿目的の離床行動を起こす傾向があることが示された。蓄尿率が低いにもかかわらず離床した理由としては,被験者の姿勢やプローブの装着位置が影響していると考えられた。正しいデータ測定にはプローブ装着について熟練した技術が必要であることがわかった。今後は入院および施設入所者を対象とした研究を行い,基本情報,認知機能評価,身体機能評価,転倒既往,薬剤の使用などの項目も調査する。排尿パターンは,膀胱用超音波画像診断装置を用いて膀胱内尿量の経時変化を測定し,夜間の排尿状態(頻尿,多尿,残尿量など)を把握する。夜間の離床行動は,画像データと尿動態とを照合して排尿目的による離床であったかどうかを判断していく。本研究では,膀胱用超音波画像診断装置を用いて対象者の膀胱内尿量を測定し,排尿機能をアセスメントする必要がある。使用する機器を用いた尿量測定について熟練した技術を持ち合わせたスタッフの協力が不可欠であり,その調整と実施体制作りに時間を要した。平成28年度は,前年度作成した離床行動を解析するプログラムを用いて,実際に研究協力施設でデータ収集を試みた。その結果,最初は予備試験どおりにはデータ収集が行えなかった。その理由として,予備試験は広い部屋で行っていたのに対し,実際にデータ収集をしたのは多床室であり,病床環境が予備試験時よりも狭く,患者と機器との距離が十分に保てなかったことが原因であると考えた。そこでプログラムを修正し,近距離でも離床行動を捉えることができるプログラムを作成した。膀胱用超音波画像診断装置を用いた膀胱内尿量の経時変化を測定については,データ収集ができている。修正したプログラムをもとに,再度協力施設でのデータ収集を行い,多床室でも個室でも行動解析ができることを確認した。平成28年度は,2例の高齢者のデータを収集した。夜間の排尿状態として,残尿量が100ml以上の対象者は一晩のトイレ離床の回数が11回15回あったことを確認した。対象者数が少ないため,現時点では夜間の離床行動と排尿状態との照合による対象者個人での分析に留まっている。今後は,対象者数を増やし,対象者の基本情報,認知機能評価,身体機能評価,転倒既往,薬剤の使用等とあわせた解析を行う予定である。理由:これまでの離床行動を解析するプログラムの予備試験では,問題なく離床行動の画像データが取れていた。しかし,実際の病床環境でデータ収集を行った際,多床室では対象者と機器との距離が近く,予備試験のように離床行動の画像データを取ることができなかった。このことから,対象者と機器との距離が行動解析プログラムに影響することが分かった。その後,対象者と機器との距離が画像データに影響しないようプログラムを修正したため,これに時間を要した。平成29年度は,引き続き高齢者の夜間の膀胱内尿量の変化と離床行動記録を収集し分析を行った。対象は,研究協力施設に入院入所されている寝たきりでない高齢者で,研究の同意が得られた方。測定データとして,夜間の膀胱内尿量および離床行動記録を2日間収集した。

膀胱内尿量測定には膀胱用超音波画像診断装置を用いた。また,前年度までに開発した離床行動検知・記録システムを用いて対象者の夜間の行動を記録した。これらのデータをもとに,膀胱内尿量と離床のタイミングを照合し,離床頻度や残尿量等から転倒のリスクについて考察した。夜間の膀胱内尿量変化と離床行動の照合が可能であったのは6例であった。平均年齢は84.2±1.1歳。一晩の離床回数は10回以上が1名,5回9回が3名,2回4回が2名であった。離床回数が10回を越えた者は残尿量が100200mlあり,ポータブルトイレ移動は自力でできる方であった。尿失禁はみられなかったが,離床間隔は最短で10分程度のこともあった。離床回数が5回9回の者は,膀胱容量が200ml以下であることや泌尿器科疾患に罹患しているという特徴がみられた。離床回数が2回4回の対象者については,1名は膀胱容量が350ml程度あり残尿量はほとんどみられなかった。もう1名は,膀胱容量は500ml以上と多かった。残尿量も多く尿失禁もみられた。膀胱壁が弛緩し,尿意の低下があることが考えられた。残尿量がほとんどない高齢者については,各々の膀胱容量に達してから離床しており,その間隔は個人差はあるものの,個人の中である程度一定であることが共通していた。夜間の離床頻度から転倒リスクを考えると,残尿量が多い高齢者は転倒リスクが高いことがわかった。なかでも,残尿感や尿意をいつも感じている者は,離床間隔が不規則で予測が困難で,特に転倒リスクが高いことが見出された。本研究は,高齢者の夜間の離床行動と膀胱内尿量変化を分析し,夜間離床しやすい排尿パターンの特徴を明らかにすることを目的とした。測定には膀胱用超音波画像診断装置と離床行動検知・記録システムの2つの機器を使用した。寝たきりでない高齢者を対象として,夜間の離床行動と尿量データを照合して分析したところ,残尿量が多い高齢者は離床回数が多いことがわかった。さらに,残尿量が多い場合は離床間隔が不規則で,次の離床までの時間が極端に短いこともあった。このことから,残尿量が多い高齢者は転倒リスクが高いことが示唆された。研究実施に向けて施設とスタッフの協力は得られている。平成28年度は,検討したプロトコルをもとに,主に大分県の病院施設においてデータ収集・解析を進めていく予定である。現在,主に大分県の病院施設で研究を実施している。しかし,この協力機関だけでは研究期間内に収集できるデータ数が限られるため,対象者を増やすべく,米子市の病院にも研究協力を依頼した。今後は,当初計画していなかった病院施設においてもデータ収集・解析を進めていく予定である。基礎看護学実際のデータ収集はこれからであり,病棟に設置する測定したデータ保存用のパソコンが一部未購入であるため。プログラムを修正している期間はデータ収集が行えず,大分県への出張旅費が予定よりも少なかったため。今後の主な研究協力施設は大分県の施設となる。打合せの旅費,データ保存に使用するノートパソコンの購入などを考えている。今後,集中して対象者のデータを収集することにしている。大分県へのデータ確認およびデータ回収のための旅費に当てる。
運動負荷が成長期の筋の骨格系に与える影響に関する実験的研究

4週齢Wistar系雄ラット20匹を、10匹ずつ運動群と非運動群にわけ、運動群には最大酸素摂取量(VO2max)の80%の強度で、1日1時間、週5日、12週間トレッドミルによる走行運動を負荷した。運動負荷終了時に、体重、下腿筋重量、右脛骨の骨長および骨幹中央部の骨周径を測定した後、右脛骨を採取した。脛骨骨組織を70%エタノールで固定した後、Villanueva bone stainを行い、メチルメタクリレートに包埋した。ついで5μm厚の脛骨近位部の矢上断薄切切片および脛腓骨癒合部の輪状断薄切切片を作製し、骨端線部分の成長軟骨の観察と海綿骨および皮質骨の骨形態計測を行った。12週間の運動によりVO2maxは約20%増加した。また体重は約20%減少したにもかかわらず、下腿筋重量は約10%増加した。運動群は非運動群より脛骨の骨長が有意に短かかったが、骨周径は有意に大きかった。非運動群の成長軟骨は残存するものの、運動群のそれはすでに骨化していた。脛骨の海綿骨量および皮質骨量は、運動群が非運動群より有意に大きかったが、これは組織学的にはremodelingの抑制とmodelingの促進によるものと考えられた。以上から、成長期における過度の運動は、荷重骨の横軸方向の成長を促進させるが、骨端線の閉鎖を早め長軸方向の成長を抑制することが示唆された。今後は骨端線に対し、サフラニン染色を行い基底相、静止相、増殖相、肥大相の各相についての観察を行い、骨端線閉鎖のmechanismの検討を行う予定である。
子どもの肥満度、身体活動量、食事は10年間で変化したか?(同一地域における調査)

我々は子どもたちの身体活動量と栄養素摂取量の両者を同時に測定し、その実態と問題点を明らかにしたいと考え、学年や地域の異なる広範な児童・生徒を対象に調査を継続している。今回は、都市部小学校に在籍する6年生における身体活動量と栄養素摂取状況の調査結果について検討した。また10年前に今回の対象校で調査した身体活動量データと比較し、最近の子どもの身体活動量がどの程度減少しているのかについても明らかにした。対象は京都市内のK小学校に在籍する6年生110名(男子58名、女子52名)、2009年2月の下旬の1週間を調査期間とし、体格、身体活動量、生活時間、栄養素摂取量を調査した。その結果、本対象児は1)肥満傾向児が少なく、2)平均歩数は10716歩(男子11402歩、女子10001歩)であり、休日は平日の約6割に減少し、軽いから強いまでの各運動強度時間(LC強度)の実施時間も有意に減少していた。3)通学に要する徒歩時間は往復37分で、車バスを利用する者は4.9%であった。4)BMIと歩数(r=-0.252,p<0.05)、歩数と徒歩通学時間(r=0.440,p<0.001)、休み時間(r=0.358,p<0.001)、部活動(r=0.325,p<0.01)、スポーツクラブ時間(r=0.341,p<0.01)に有意な相関が認められたが、放課後や学校以外の遊び時間には認められなかった。5)栄養素摂取状況については、推定エネルギー必要量未満(身体活動レベルII:普通)に達していない者は89割で、カルシウム、鉄、ビタミンの摂取量が少なく、脂肪エネルギー比(30.7%)が高率であった。6)本対象児は10年前の同一校児童に比べ、体格には変化が見られなかったが、平均歩数は60008000歩、運動量は150250kcal減少していた。以上のことから、現代の子どもにはしっかり食べて、栄養バランスの良い食習慣を身につけ、それに見合うよう身体活動量をアップさせる必要性が示唆された。
多読の実践を通じた日本語教師の言語教育観・言語能力観の変容に関する研究

本研究は、多読を実践する教師が実践過程を通じて、言語教育観・言語能力観をいかに変容させるかに関する調査研究である。多読は学習者が自ら多くの本を読むことを中心とするため、知識を教えることを「教育」とする従来の教育観からは「反教育的」に見える。多読は学習者に自律的な学びを求める学習方法である。学習者中心の自律的学習活動である多読において、従来の教師の役割と異なるどんな役割が求められているか、また、多読教育の実践を通じて日本語教師の言語教育観・言語能力観はどのように変容するか、調査を通じて明らかにする。
気液流動特性を活性制御因子とするリポソーム内封入酸化酵素反応システムの構築

脂質二分子膜小胞(リポソーム)の低分子量物質に対する膜透過性が,高温・液体せん断場において増大することを明らかにした。グルコース酸化酵素を内包させ,副生過酸化水素を分解する酵素カタラーゼを固定化させたリポソームを調製して,外部循環式エアリフト型気泡塔内の気液流動が誘起する液体せん断場においてグルコースに対するリポソーム膜透過性を増大させ,高活性で安定な酸化反応触媒システムを構築した。気液流動場における酸化酵素の安定性と反応性制御を目的として,下記の検討を行った(1)酸化酵素封入リポソームの調製と気液流動場におけるリポソーム内封入酵素の反応性制御アミノ酸酸化酵素(DAAO)封入リポソームの調製に関する基礎的検討と同時に,DAAO反応で生成する過酸化水素を分解するためのカタラーゼ封入リポソームの気液流動場における反応性を検討した。その結果,リポソーム内封入カタラーゼの過酸化分解活性は,気泡塔内ガス空塔速度,温度及び脂質膜中のコレステロール含有量に基づき制御可能であることを示した。これは,これらの因子により基質分子に対する脂質膜透過性が変化するためであることがわかった。(2)リポソームに複合化した酸化酵素/カタラーゼ反応系の調製と特性Multivesicular(MV)リポソーム反応系を構築するためのモデル酸化酵素反応系として,リポソームに複合化したグルコースオキシダーゼ/カタラーゼ反応系を構築して過酸化水素の分解を伴う連続的酸化反応を検討した。リポソーム膜外表面に共有結合させたカタラーゼ分子数,リポソーム膜を介するpH勾配及び低濃度の界面活性剤によるリポソーム膜修飾により,リポソーム内封入グルコースオキシダーゼ反応速度の制御が可能であることを示した。(3)液体せん断場におけるリポソーム膜の安定性液体せん断場におけるリポソーム膜の特性を評価するために,コーン・プレート型粘度計の定義されたせん断場における各種粒子径のリポソームの安定性を粒子径分布をもとに検討した。ここでは,せん断場におけるリポソーム膜の安定性が,初期平均粒子径とせん断速度に影響を受けることが示唆された。以上の成果に基づき液体せん断力によるDAAO/カタラーゼ複合化MVリポソーム反応の制御に関する検討を進める。本年度は,気泡塔内に懸濁させた脂質二分子膜小胞(リポソーム)の膜透過性が気液流動場において増大する現象をリポソーム系酸化酵素反応の制御に応用するために,下記の検討を行った。(1)リポソームに複合化した酸化酵素反応系の調製と特性の評価グルコース酸化酵素を内包して,カタラーゼが脂質膜外表面に固定化されたリポソームを調製した。さらに,D-アミノ酸酸化酵素を内包したリポソームを調製して,酵素活性の保存安定性とD-Alanine, D-Methionine, D-Serineの酸化活性を評価した。その結果,各アミノ酸の膜透過抵抗によりリポソーム系酸化速度が低下した。リポソーム系では,見かけの基質選択性がアミノ酸の脂質膜透過性に依存することが示唆された。一方,リポソーム内封入アミノ酸酸化酵素活性は保存時に著しく不安定であった。酵素分子のリポソーム膜への固定化と補酵素FADの添加により,酵素の多量体構造が安定化され,高活性を発現することを明らかにした。(2)リポソーム膜透過性に及ぼすせん断流の影響基質のモデル物質として蛍光色素を内包したリポソームを,温度制御されたコーン・プレート型粘度計内に懸濁した。本系を用いて,高温条件のせん断場では,懸濁リポソームの粒子径に依存して,脂質膜透過性が増大することを,蛍光色素の膜透過係数に基づき定量的に明らかにした。(3)気液流動を活性制御因子とするリポソーム系酸化酵素反応操作グルコース酸化酵素を内包したカタラーゼ固定化リポソームを外部循環式エアリフト型気泡塔に懸濁して,過酸化水素の分解を伴うグルコース酸化反応操作を行った。その結果,気液流動場では,グルコースの脂質膜透過が促進されて酸化反応速度が著しく増大した。また,リポソーム膜上のカタラーゼ活性は,懸濁リポソーム径が大きいと不安定となることを明らかにした。以上のように,リポソーム系酸化酵素反応の速度と安定性を気泡塔内気液流動場で制御する触媒系を開発した。
東アジア植民地期映画フィルム史料の多角的研究モデル構築

本研究では以下の3点を実施した。(1)平成20-21年度科研費(挑戦的萌芽)「植民地期台湾映画フィルム史料の歴史学的整理分析」を引き継ぎ、国立台湾歴史博物館に所蔵された植民地期台湾フィルム史料の採録データベースを構築し、「台湾フィルム史料」としてウェブ上で公開した。(2)国内外の研究者を招請して研究会などを開催し、異なる視角による研究可能性を探求すると同時に、上記フィルム史料を活用した個別研究を進めた。(3)植民地期映画フィルム史料の多角的研究モデルを構築するため、報告者自身が各地で学会報告や講演を実施して国際的なネットワークを広げると同時に、複数言語で研究論文を発表した。本研究の三つの目的(1国立台湾歴史博物館所蔵植民地期映画フィルム史料の採録データ整理公開、2同データを利用した分野横断的な研究可能性の提示、3東アジア他地域との共同研究による植民地期映画フィルム史料の多角的研究モデルの構築)に即して、2012年度は合同研究会1回、研究者招聘による講演会1回、国際ワークショップ1回を実施したほか、研究代表者は後掲の通り招待講演3回、国際学会での研究発表1回を行ったほか論文1本を発表した。ゲスト招聘による合同研究会、講演会、国際ワークショップの実施概要は下記の通りである。◎合同研究会2012年6月24日、報告者と報告テーマ:土屋由香(愛媛大学)「広報文化外交としての原子力平和利用キャンペーンー原子力平和利用USIS映画に焦点を当てて」。◎講演会2012年9月29日、講演者と講演テーマ:Johannes Schonherrヨハネス・シューンヘル(フィルム・キュレーター)「北朝鮮と東ドイツ:メディアによる大衆の形成」、コメンテーター:門間貴志(明治学院大学)、◎国際ワークショップ「東アジア植民地期における映画フィルム史料をいかに読み解くか」2012年度10月13日、報告者と報告テーマ:三澤真美恵「皇民化を目撃するー映画『台南州国民道場』に関する試論」、許殷ホ・ウン(高麗大学)「生きている歴史、動いている資料ー韓国近現代の映像アーカイブと歴史研究の拡張」、金麗実キム・リョシル(釜山大学)「朝鮮映画の研究における現況と課題」、邱淑【女亭】;(香港中文大学)「日本占領軍による香港映画工作とその構想をめぐって」、劉麟玉(奈良教育大学)「映画『南進台湾』にみられる音楽的要素」本研究の三つの目的(1国立台湾歴史博物館所蔵の植民地期映画フィルム史料の採録データ公開、2同データを利用した分野横断的な研究可能性の提示、3東アジア他地域との共同研究による植民地期映画フィルム史料の多角的研究モデルの構築)に即して、2013年度は後掲の通り招待講演による合同研究会1回、ゲスト招聘による定例研究会1回を実施したほか、研究代表者は調査出張3回を行った。【合同研究会】日本大学文理学部人文科学研究所総合研究「東アジアの情報統制と地域間・メディア間におけるテキスト変容に関する総合的研究」との合同研究会2013年4月15日、講演者とテーマ:Olivier Wieviorkaオリヴィエ・ヴィヴィオルカ(フランス学士院メンバー、カシャン市フランス国立高等師範学校歴史学教授)「フランスにおける第二次世界大戦の記憶:ステイクとアプローチ」。【定例研究会】2013年4月20日、報告者と報告テーマ:晏尼アン・ニ(明治学院大学研究員)「満州映画館の変遷と日本映画の上映」、李敬淑イ・ギョンスク(日本学術振興会特別研究員PD)「帝国と植民地の女優ー戦時下日本・朝鮮映画における女優表象の比較研究」【調査出張】2013年7月4日-11日米国公文書館、2013年7月21日-25日香港電影資料館・香港政府档案處、2013年7月25日-29日台湾国家電影資料館・台湾国家図書館本研究では以下の3点を実施した。本研究の三つの目的((1)国立台湾歴史博物館[以下、台史博と略記])所蔵植民地期映画フィルム史料の採録データ整理公開、(2)同データを利用した分野横断的な研究可能性の提示、(3)東アジア他地域との共同研究による植民地期映画フィルム史料の多角的研究モデルの構築)に即して、今年度は共催も含めて合計3回の合同研究会と1回の合同シンポジウムを行うと共に、2011年11月5日に国立民族学博物館共同研究会に参加して日本コロムビヤ外地録音資料の研究者と意見交換を行い、2011年11月16日20日には台湾に出張して台史博において当該フィルム史料に関する研究代表者による現時点での研究成果の講演を行うと同時に今後の研究協力について打ち合わせを行った。また、採録データの整理については脚本部分の校正を完了した。合同研究会と合同シンポジウムの実施概要は下記の通りである。合同研究会:

(1)2011年10月20日、ゲスト報告者と報告テーマ:アルノー・ナンタ氏(フランス国立科学研究センター、一級研究員)「植民地主義の歴史と〈記憶〉闘争」。(2)2011年11月22日、ゲスト報告者と報告テーマ:李道新氏(北京大学芸術学院、教授)「中国映画史:理論と実践」。(3)2012年2月27日、ゲスト報告者:成田雄太(早稲田大学演劇博物館研究員)「活動弁士は「映画」をつくるか」、李敬淑(東北大学大学院博士後期課程)「試論と再論の間、朝鮮弁士研究の現況」。合同シンポジウム:(1)2012年2月18日、「1930年代台湾における大衆文化」、ゲスト報告者:李承機(成功大学)陳淑容(台湾・清華大学)柳書琴(台湾・清華大学)黄美娥(台湾大学)石婉舜(台湾・清華大学)。本研究では、以下の3点を目的とした。(1)2008-2009年度科研費(挑戦的萌芽研究)「植民地期台湾映画フィルム史料の歴史学的整理分析」(研究代表者:三澤真美恵)による国立台湾歴史博物館所蔵植民地期映画フィルム史料の研究を基礎とし、データベースを構築、ウェブなどを利用して公開、広く研究調査に資する。(2)歴史学のみならず複数の異なる視角から上記の採録データを活用し、植民地期映画フィルム史料の研究可能性を具体的に提示する。(3)東アジア他地域と共同研究を進め、東アジアにおける植民地期映画フィルム史料の多角的研究モデルを構築する。本研究の成果として、上記の目的(1)については、引き継ぎ国立台湾歴史博物館との共同研究を進め、脚本資料に関して採録データすべての校正を行った。映像資料については希少性の高い「1群=台史博のみに所蔵があるフィルム」の採録と校正を行った。これらのデータは2015年3月26日からホームページ「三澤研究室」( http://misawa.pbworks.com/w/page/86462635/FrontPage )で公開している。目的(2)については、台湾、香港、中国、韓国、フランス、ドイツを含む内外の研究者を招請して講演会・研究会・ワークショップ・合同シンポジウムなどを実施した(2011年度3回、2012年度3回、2013年度1回、2014年度1回)。このうち特に台史博フィルム史料を活用した成果としては研究報告1篇(音楽学)、研究論文2編(音楽学、文化映画)がある。目的(3)については、報告者自身が、アメリカ合衆国、韓国、台湾などの各地で学会報告や講演を実施し、日本語のほか英語、中国語、韓国語、フランス語などの言語(翻訳含む)で研究論文を発表し、より広い文脈のなかで東アジアにおける植民地期映画フィルム史料の多角的研究モデルを構築することを目指した。このページには国立台湾歴史博物館所蔵「植民地台湾映画フィルム史料」の「脚本採録データ」と「映画フィルム採録データ」が公開されている。公開データは本科研による研究成果の一部である。データ採録は国立台湾歴史博物館との共同研究として、同館所蔵フィルム史料のデジタルデータの提供を受けて実施された。地域研究今年度は上記のようにゲスト招聘による合同研究会と講演会によって、東アジア植民地期映画フィルム史料の研究を欧米圏に関する研究と接合するための手がかりを得ることができた。
運動負荷頸動脈エコーは左室機能の運動応答指標になり得るか

運動中の心機能応答の評価のために,運動負荷頸動脈エコーを用いた評価を試みた.体幹と頭部を固定する特殊な運動装置を用いることにより,運動時においても安定した頸動脈エコーを取得することができた.心エコーを用いて従来の心機能の評価によって得られた左室収縮能および拡張能と比較すると,頸動脈エコーから得られた指標は,収縮能においては良好な相関が得られたが,拡張能においては今後の課題を残した.運動中の心機能応答の評価のために,運動負荷頸動脈エコーを用いた評価を試みた.体幹と頭部を固定する特殊な運動装置を用いることにより,運動時においても安定した頸動脈エコーを取得することができた.心エコーを用いて従来の心機能の評価によって得られた左室収縮能および拡張能と比較すると,頸動脈エコーから得られた指標は,収縮能においては良好な相関が得られたが,拡張能においては今後の課題を残した.【具体的内容】漸増運動負荷中の心機能応答の評価を経胸壁心エコーで実施することの妥当性および信頼性への疑問から,運動負荷頸動脈エコーを用いて,心機能評価を動的に評価することが可能であるかを検証することが本研究の目的である.本年は,リクライニング椅子付き下肢エルゴメータを用いて漸増運動負荷を行い,心電図,血圧計,呼気ガス分析装置を併用しながら頸動脈エコーが連続的に取得可能であるかを確認し,良好な頸動脈エコー図の取得に最適な実験プロトコールを設定することを目的として行った呼気ガス分析を行う場合のマスク装着は,1.5mほどの呼気ガスサンプリングチューブにより分析装置と連結されており,被検者のペダリングに伴う体動は酸素摂取量などの計測には何ら影響を及ぼさないことが確認された.また,頸動脈エコー図の取得については,日本超音波医学会認定の技師により外頸動脈における血流速変化(dU/dt)と径変化(dD/dt)の計測を組織ドップラー法により経時的に行った.これらの積すなわち(dU/dt)・(dD/dt)値は1心周期において予測通り2つの陽性波として描出された.これらの波高,すなわち出現する順にWd1,Wd2とすると,漸増運動負荷に対してWd1は経時的に増加する傾向を示し,Wd2はゆるやかに漸減する傾向を示した.【意義】本来のWave Intensity(WI)では,その重要な要素である圧変化計測を上腕動脈で得られる血圧値によって補正する必要があるが,本研究のプロトコールでは漸増運動負荷を採用しているため極めて困難である.従って血圧値による補正を行わなず頸動脈径変化の時間微分値を採用して経時的変化を追求することとしたが,予測通り1心周期に2つの陽性波が描出された.この波高の経時的変化が心機能の運動応答および呼気ガス分析値といかような関連があるかを,対象者を広げて解析していく予定である.【重要性】Wd=(dU/dt)・(dD/dt)は1心周期に2つの陽性棘波を示した.まだ準備実験の段階であるが,これらの漸増運動負荷に対する経時的変化について解析することの臨床的意義は極めて大きい.[具体的内容]安静時での経胸壁心エコー評価では日常生活における心機能応答を十分に評価しきれないことから,運動負荷頸動脈エコーによる評価法を試みた。すなわち、外頸動脈における血流速変化(dU/dt)と径変化(dD/dt)の計測を組織ドップラー法により経時的に施行し、この2つの値の積の時間変化を解析することにより心機能応答の評価に寄与するかどうかが本研究の課題である.昨年の研究成果に基づき、本年は客観的な指標として得られる運動強度(VO2)に対して、頸動脈エコー図から得られた頸動脈内径変化(dD/dt)と頸動脈血流速度変化(dU/dt)の積(Wave Density 1^<st>、2^<nd>),および経胸壁心エコー図から得られた左室収縮能および拡張能指標とを比較し,運動負荷頸動脈エコー図所見が左室機能の運動応答指標となり得るかを検証した.運動負荷強度の増加に対して多くの被検者が2nd Wave DenstiyとEmは有意な負の相関を認めた。一方、正相関を示すものや無相関を示すものも認められた。またE/Emと2nd Wave Densityとの関係ではいずれの被検者も有意な相関を示さなかった。これらの結果は、Emが容量変化を伴わない拡張早期の弛緩を僧帽弁の後退速度として記録している一方,Wd2は駆出末期における左室の急速弛緩すなわち左室圧の急速な低下を表現していることから,駆出期から拡張期におけるいわゆる拡張能評価の時相の相違が影響しているものと考えられる.【意義】Wave Densityの手法を用いた心機能評価が現時点で有効とされる組織ドップラー法との関係において、ある程度有意な相関が認められた。本手法の論理的確立は運動負荷中の心機能応答変化を有効にとらえられる臨床的手法として大きな意義がある。【重要性】運動負荷強度の増加による心拍数増加、すなわち心筋拡張時間の短縮が、Wave Densityの理論を用いることにより明らかにすることができることが示唆されたことは、今後の研究に極めて重要である.【具体的内容】健常若年男性を対象とし,臥位エルゴメータ上にてランプ負荷を行った.

右総頚動脈において超音波診断装置を用いて頸動脈直径の時間変化(dD/dt)および頚動脈血流速の時間変化(dU/dt)を記録し,干渉波の第2波形(Wd2)を20秒ごとに計測した.また別の日程で同一被検者に対し,同一の運動負荷プロトコールにて経胸壁心臓超音波検査を組織ドップラー法にて行い,僧帽弁輪後退速度(Em)およびE/Emを得た.結果は,運動負荷強度の増加に対してEmは全ての被検者において有意な増加を示した.E/Emは運動強度の増加に対して弱い負の相関を示した.EmとWd2とは被検者の60%において有意な負の相関を認めた.EmとWd2の運動負荷において極めて高い正相関を認めたものや無相関を示すものが存在した.またE/EmとWd2との関係では,いずれの被検者も有意な相関を示さなかった.【この研究の意義】左室駆出期早期および収縮末期における動脈系の圧(P)と血流速(U)の時間微分の積として定義されるWI(=(dP/dt)(dU/dt))は動脈圧の上昇と血流が加速する駆出早期と,圧が低下し血流が減速する駆出末期にWIは陽性の棘波を示す.とりわけ後者の陽性波は急速な左室弛緩による左室圧低下などが作用しており,駆出末期の拡張能を表現していると考えられる.今回の研究における運動反応として,EmとWd2とは大局的に見ると負の相関を示す被検者が半数以上いたが,全体としては一定の傾向を示さなかった.Emの運動時の計測をより標準化する必要ある一方,Wd2の解析方法の改善を検討する必要がある.【重要性】経胸壁心臓超音波検査の運動強度増加による解析の困難性を頸動脈エコーからの指標により解決できれば,心不全患者の心機能応答を詳細に解析することが可能となり,治療効果や治療指針の策定に有効となる可能性を有する.本研究の主たる指標であるWave Denstyの1stWaveと2ndWaveがそれぞれ収縮能および拡張能といかなる関連が認められるか、それが新たな運動負荷中の心機能応答の指標となりうるかを検討することであった。平成23年度での研究計画における収縮能および拡張能のうち拡張能のデータ取得は進展しているが、収縮能のデータ取得がいまだ不十分である。一方、Wave Densityのデータ取得は順調に進行している。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究組織において,現在は講師との2名体制で行っているが,かつての共同研究者で昨年定年退官された名誉教授とのデータ解釈における意見交換および市内の病院にて心臓超音波検査を業務としている臨床検査技師の技術協力は,今後も継続可能であること,および近畿圏の医科大学との共同研究も射程距離に入りつつあることなど,今後の研究課題推進において,何ら不安材料はない.24年度が最終年度であるため、記入しない。
両生類胚を用いた遺伝子機能解析法の確立

今回の研究では、哺乳類から単離した遺伝子の機能を解析するための簡便で迅速な方法の開発と、その確立を行った。その方法は、哺乳類から単離した遺伝子を両生類の初期胚の胚細胞内で強制発現させ、その結杲として胚細胞内に引き起こされた微細構造の変化を観察することにより、未知の遺伝子機能を推測しようとするものである。ここでは、哺乳類の骨格筋から単離した2種類の遺伝子(MG29とJunctophilinと名づけられた遺伝子で、両方とも骨格筋の三つ組み構造の形成に関与していると思われる)について、上記の方法を試みた。その結杲、骨格筋のMG29については、筋小胞体網の形成に関与していることが推測された。そして、Junctophilin(3種類のサブタイプ、JP-1、JP-2、JP-3からなる)については、筋小胞体膜とT管膜(あるいは細胞膜)との結合に関与していることが推測された。以上の結杲をふまえて、MG29とJunctophilin遺伝子のそれぞれについて、ノックアウトマウスを作成し、それぞれの遺伝子の役割について詳しく調べた。その結杲、両生類の胚細胞を用いた遺伝子の強制発現実験から推測されたように、MG29をノックアウトしたマウスでは、骨格筋の筋小胞体網の形成に異常が引き起こされることが明らかになった。そして、JunctophilinのJP-1やJP-2をノックアウトしたマウスについても、推測されたとおり、筋小胞体とT管(あるいは細胞膜)との結合ができないために、骨格筋のTriad(あるいは、心筋のPeripheral coupling)構造に異常が引き起こされて、マウスは死亡してしまった。以上の結杲から、両生類の胚細胞を用いた遺伝子の強制発現実験は、哺乳類の遺伝子機能を解析するために、簡便で迅速な方法として有効であることが明らかにされた。そして、今回の一連の研究結杲から、両生類胚を用いた哺乳類の遺伝子機能の解析法が確立された。我々は哺乳類の骨格筋細胞を用いて、その細胞内Caイオン濃度調節機能に関与しているTriad構造(T管と筋小胞体から成る構造)の形成に関与している分子の探索を行っている。現在までに、その可能性のあるいくつかの遺伝子を単離し、それらの機能解析を進めている。単離した遺伝子の解析法として、遺伝子産物である蛋白質の発現パターンの解析、遺伝子の強制発現実験、ノックアウトマウスの作成による遺伝子機能解析などを行っている。まず最初に、単離したいくつかの遺伝子の中から重要な機能を持った遺伝子を探す方法として、遺伝子の強制発現実験による細胞への影響を調査し、その遺伝子の機能を推測することを行っている。しかしながら、一般の培養株細胞(たとえば、CHO.PC12、MDCKなど)を用いた実験では、それらの株細胞における生理機能が限られたものになっているために、遺伝子の機能解析がうまく行かない場合が多い。そこで、我々は、非常に多様な細胞生理機能を発現している、発生初期の胚細胞を用いて遺伝子の強制発現実験を行った。そして、遺伝子の強制発現により、胚細胞内に引き起こされた細胞内オルガネラの変化を観察して、遺伝子の機能を推測する方法を試みた。我々が単離した遺伝子のいくつかについて、その方法を試みて、既にいくつかの成果をあげつつある。たとえば、筋小胞体の網目構造とTriad構造の形成などに関与しているMG29遺伝子、そして、T管と筋小胞体を結合させてTriad形成に重要な働きをしているJP-1、JP-2遺伝子などがある。これらについては、イモリの胚細胞を用いた遺伝子の強制発現実験を行い、その遺伝子機能を推定してから、有望なものについてノックアウトマウスを作成した。その結果、以上の遺伝子全てについて、イモリの胚細胞を用いた遺伝子の強制発現実験により推測された機能が、ノックアウトマウスにおいて再現性良く確認できた。これらの結果から、イモリの胚細胞を用いた遺伝子の強制発現実験が哺乳類の遺伝子機能解析のために、非常に有効な手段の1つであることが証明された。

そして、JunctophilinのJP-1やJP-2をノックアウトしたマウスについても、推測されたとおり、筋小胞体とT管(あるいは細胞膜)との結合ができないために、骨格筋のTriad(あるいは、心筋のPeripheral coupling)構造に異常が引き起こされて、マウスは死亡してしまった。以上の結杲から、両生類の胚細胞を用いた遺伝子の強制発現実験は、哺乳類の遺伝子機能を解析するために、簡便で迅速な方法として有効であることが明らかにされた。そして、今回の一連の研究結杲から、両生類胚を用いた哺乳類の遺伝子機能の解析法が確立された。我々は、哺乳類の骨格筋の細胞内で、Caイオン濃度の調節に重要な役割を果たしている、Triad構造の形成に関与している分子の探索を行った。その過程で、骨格筋細胞から単離した未知の遺伝子の機能を解析するための簡便で迅速な方法の開発を試みた。それは、未知の遺伝子を両生類初期胚(18細胞期の動物極域の細胞内)にマイクロインジェクションして強制発現させ、その結果、胚細胞内に引き起こされた微細形態の変化を電子顕微鏡で詳細に観察することにより、その遺伝子が細胞内でどのような役割を果たしているのかを推測する試みである。我々は、現在までに、哺乳類の骨格筋から単離した2種類の遺伝子(MG29とJunctophilin)について、上記の方法を試みた。その結果、MG29遺伝子は小胞体網の形成に、そして、Junctophilin(JP-1、JP-2,JP-3のサブタイプからなる)は細胞膜と小胞体の結合に関与していることが推測された。それらの結果を踏まえて、この2種類の遺伝子についてノックアウトマウスを作成し、それらがTriad形成に果たす役割を解析した。その結果、MG29の欠損は、骨格筋の筋小胞体網の形成とT管の走行などに異常を引き起こすことを明らかにした。そして、JP-2の遺伝子のみが発現している心筋では、JP-2が欠損すると、発生初期の心筋における細胞膜と筋小胞体の結合(Peripheral Coupling構造)ができないことを明らかにした。また、JP-1とJP-2の遺伝子が発現している骨格筋においては、JP-1が欠損すると、Triadの形成ができないことを明らかにした。さらに、骨格筋の発生過程においては、JP-1とJP-2が、それぞれTriad構造とDiad構造の形成に関与していることも明らかにした(投稿中)。
咀嚼が認知機能に与える影響の検討および認知症早期診断バイオマーカーの網羅的探索

本研究では,認知症の発症,進行過程を反映する客観的バイオマーカーとされている脳由来神経栄養因子(BDNF)に着眼し,ヒト高齢者において試験的咀嚼運動刺激が唾液や血液中BDNF濃度に及ぼす影響と,要介護高齢者における唾液や血液中BDNF濃度と咀嚼能力などの口腔関連因子との関連を明らかにする.さらに,軽度認知障害(MCI)患者を対象に前向きコホート研究を行い,BDNFを含めたベースライン時の唾液や血液に存在する認知症発症に関わる早期バイオマーカーを網羅的に探索する.本研究では,認知症の発症,進行過程を反映する客観的バイオマーカーとされている脳由来神経栄養因子(BDNF)に着眼し,ヒト高齢者において試験的咀嚼運動刺激が唾液や血液中BDNF濃度に及ぼす影響と,要介護高齢者における唾液や血液中BDNF濃度と咀嚼能力などの口腔関連因子との関連を明らかにする.さらに,軽度認知障害(MCI)患者を対象に前向きコホート研究を行い,BDNFを含めたベースライン時の唾液や血液に存在する認知症発症に関わる早期バイオマーカーを網羅的に探索する.
ザゼンソウにおける発熱制御システムおよびエネルギーフローに関する研究

氷点下を含む外気温の変動にも関わらず,その肉穂花序の温度を約20°C程度に維持できる恒温性を有する植物であるザゼンソウの温度制御機構に存在する省エネルギー特性を提供するメカニズムの一つとして,その地下器官(特に茎部)の役割に関して多くの知見を得ることができた.生体を用いた実験とシミュレーションから,ザゼンソウの茎は,花序から球茎方向への熱を伝え難く,球茎から花序方向へ熱を伝えやすいと推測できる.ザゼンソウの茎の長さはおおむね20 cm程度であり,その熱伝導は地中の安定な熱を伝えやすい方向となっていることから,ザゼンソウの茎は花序の温度安定度に大きく貢献しているものと思われる.氷点下を含む外気温の変動にも関わらず,その肉穂花序の温度を約20°C程度に維持できる恒温性を有する植物であるザゼンソウの温度制御機構に存在する省エネルギー特性を提供するメカニズムの一つとして,その地下器官(特に茎部)の役割に関して多くの知見を得ることができた.生体を用いた実験とシミュレーションから,ザゼンソウの茎は,花序から球茎方向への熱を伝え難く,球茎から花序方向へ熱を伝えやすいと推測できる.ザゼンソウの茎の長さはおおむね20 cm程度であり,その熱伝導は地中の安定な熱を伝えやすい方向となっていることから,ザゼンソウの茎は花序の温度安定度に大きく貢献しているものと思われる.本研究は,限られたエネルギーにより効率的な温度制御を行う恒温植物ザゼンソウの温度制御機構を,工学および生化学の両面から解析し,その省エネルギー特性を提供するメカニズムの解明を目指すものである.本年度は,MATLAB等のモデルベースシミュレーションツールと電子回路を用いたザゼンソウ発熱機構の解析と数学モデルの考察を検討した.これまでの研究で得られている,ザゼンソウ型制御アルゴリズムを組み込んだ発熱細胞モデルを基本とし,発熱細胞間の熱伝達や同細胞へのエネルギー供給経路やエネルギー貯蔵部分,および外界との熱的相互作用に関する項を付加し,より生体に近いモデルを作成した.ただし,同モデルではその係数の一部(フィードバック係数など)が試行錯誤的に求められるため,同モデルが現実に即しているかどうかの判定およびその係数範囲が示す意義を生化学的に評価する必要がある.また,同モデルには生体調査から得られる熱容量などのパラメータも組み込む必要があるため,ザゼンソウ群生地から採取した生体を用いた熱特性計測用実験系を構築した.同装置は生体のザゼンソウの一部を任意の温度に変化させることができるため,同装置を用いることで生体のザゼンソウにおける各部の熱特性を推定することができる.なお,震災により生体の採取時期に同装置の完成が間に合わなかったため,本年度は同装置による実験を行う事ができなかった.次年度,同装置での実験から得られる結果を実装したモデルにより,より一層ザゼンソウの温度制御メカニズムへの理解が進むことが期待される.本研究は,限られたエネルギーにより効率的な温度制御を行う恒温植物ザゼンソウの温度制御機構を,工学および生化学の両面から解析し,その省エネルギー特性を提供するメカニズムの解明を目指すものである.本年度は,ザゼンソウの物理モデルを構築し,全体のエネルギー特性のシミュレーションを行うことを目指した.国内の群落地より生体のザゼンソウを採取し,根部等の周囲温度を局所的に変化させたときの肉穂花序の温度変化を微細温度プローブで記録して時系列解析等によりその物理モデルを構築することを予定していたが,東日本大震災の影響などにより生体の採取ができなかったため,物理モデルの構築には至らなかった.ただし,局所温度制御装置などの,同実験に用いるハードとソフトは予定通り作製を完了した.また,数学的なエネルギーフローのシミュレーションのベースとなる部分の作成を,粒子法を用いて検討した.同手法は,有限要素法などの他の解析方法と比べて物質の動的変化の再現力が高いため,ザゼンソウのエネルギーフローをモデル化するツールとして適していると考えられる.次年度は,同装置での実験から得られる生体の熱特性パラメータを実装したエネルギーフローモデルの構築を目指す.本研究は,限られたエネルギーにより効率的な温度制御を行う恒温植物ザゼンソウの温度制御機構を,工学および生化学の両面から解析し,その省エネルギー特性を提供するメカニズムの解明を目指すものである.本年度は,昨年度に引き続き,ザゼンソウの物理モデルを構築し,全体のエネルギーフローを理解することを目指した.国内の群落地より生体のザゼンソウを採取し,前年度に引き続き,自作した局所温度制御装置等により,ザゼンソウ各部の温度を局所的に変化させたときの温度変化を計測した.また,各器官の熱伝導率を,熱伝導率計測装置を用いて測定した.さらに,根部付近の地中の温度変化も測定した.茎部の温度変化の実験から,茎部の急激な温度変化は肉穂花序へ良く伝わって,体温制御を行うことが分かった.また,自然環境下での実験から得られたデータの茎部および球茎部の温度変化から,地中の安定した温度が茎部を通して肉穂花序へ伝わり,その体温を安定させる一助になっていると考えられる.さらに,ザゼンソウの各器官の熱特性および応答特性を元にモデルを構成し,シミュレーションを交えて考察したところ,茎部分の熱伝導率に方向性を持たせると,モデルと生体の温度応答特性が一致することが示唆された.茎部分は比較的安定な地中の熱と肉穂花序の熱を効率よく制御するために一役買っていると思われる.