hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゾル-ゲル法による新しい有機-無機ハイブリッドの合成

ゾル-ゲル法によるハイブリッドゲルの合成に際して、有機成分のポリエーテル分子の末端にトリエトキシシリル基を導入する必要がある。ポリ(オキシテトラメチレン)の例を参考にして、数回の試みの後にポリ(プロピレンオキシド)(PPO)の末端トリエトキシシリル(ET-)化に成功した。このET-PPOとテトラエトキシシラン(TEOS)の酸触媒下でのゾル-ゲル反応を検討した結果、溶媒であるテトラヒドロフランの量を増やすことにより、ゲル化が比較的スムーズに進行することが判明した。分子量が2000のET-PPOを用いて合成されたハイブリッドゲルは、光学的に透明であり、フレキシブルなガラスが作製できた。ポリ(オキシテトラメチレン)の場合と同じく、示差走査熱量計測定も動的粘弾性測定の結果も、PPO成分のガラスからゴム状への転移点を示し、可視光より小さなレベルでミクロ相分離していることが明らかとなった。すなわち、ハイブリッドゲルとはいえ、有機のPPO鎖と、無機のSi-O-Si鎖が分子オーダーで混合しているのではないと考えられる。ET-PPOの分子量が5000のものでは、ゾル-ゲル反応を行う溶媒の組成の最適化が成功せず、作製されたゲルはいずれも光学的に完全に透明なものではなかった。この場合、PPO成分のドメインが可視光の波長よりも大きなレベルにあるものと推定される。新しいフレキシブルなガラスに過塩素酸リチウムをドー阜したものは、10のマイナス5乗S/cmの導電率を示した。塩のドープ量が膨潤度によって決定されるため、その量に限界がありこれ以上の導電率のものを得ることができなかった。しかし、測定された導電率は帯電防止などいくつかの用途には充分であり、応用展開の必要がある。
下オリーブ核を介する「大脳-小脳関連」における身体部位局在様式

小脳や小脳と強い連絡を有する下オリーブ核において、上肢、下肢、あるいは口腔顔面の運動に関連する領域がどのように分布しているかについては明らかにされていない。本研究では、神経生理学的および神経解剖学的手法を用いて、大脳皮質前頭葉の一次運動野に狂犬病ウイルスを局所注入し、ニューロンの逆行性かつ越シナプス性ラベルを利用して、下オリーブ核を介する「大脳-小脳ループ」における身体部位特異的な投射様式を選択的に可視化することを目的とした。18年度は、具体的に以下の研究計画を実施した。まず、サルに脳定位固定装置及びチャンバーを取り付ける手術を行い、エルジロイ電極を前頭葉皮質の中心溝前壁及び内側壁に挿入し、皮質内微小刺激により惹起される上肢、下肢、あるいは口腔顔面運動を指標にして、一次運動野の各身体部位領域を同定した。次に、同定された領域に狂犬病ウイルスを注入し、3-4日の生存期間の後、ラベルされた二次および三次ニューロンの小脳核と小脳皮質における分布様式を解析した。その結果、小脳核および小脳皮質において、下肢、上肢および口腔顔面の運動に関連する領域が吻側から尾側に配列していることが明らかになった。以上の結果に基づき、19年度は、一次運動野の各身体部位領域に狂犬病ウイルスを注入し、注入後4-5日の生存期間において三次および四次ニューロンのラベルが下オリーブ核にみとめられることを見出した。下オリーブ核では、下肢、上肢および口腔顔面の運動に関連する領域が尾側から吻側への身体部位局在配列を有していることがわかった。小脳において上肢、下肢、あるいは口腔顔面の運動に関連する領域はどこにあるのか?このような身体部位局在に関する問題は、大脳皮質の前頭葉に分布する運動関連野では、すでによく研究されているのに対して、小脳や脳幹にある小脳前核群、例えば、下オリーブ核では明らかにされていない。本研究では、神経生理学的および神経解剖学的手法を用いて、大脳皮質の前頭葉に分布する運動関連野(一次運動野)に狂犬病ウイルスを局所注入し、ニューロンの逆行性かつ越シナプス性ラベルを利用して、下オリーブ核を介する「大脳-小脳ループ」における身体部位特異的な投射様式を選択的に可視化することを目的とした。まず、サルに脳定位固定装置及びチャンバーを取り付ける手術を行い、エルジロイ電極を前頭葉皮質の中心溝前壁及び内側壁に挿入し、皮質内微小刺激に引き起こされる上肢、下肢、あるいは口腔顔面運動をして一次運動野を同定した。次に、同定された領域に狂犬病ウイルスを注入し、その結果、注入後3-4日の生存期間では、二次および三次ニューロンのラベルが小脳核および小脳皮質にみとめられ、注入後4-5日の生存期間では、三次あるいは四次ニューロンのラベルが下オリーブ核にみとめられた。さらに、下肢、上肢および口腔顔面の運動に関連する領域が吻側から尾側への身体部位局在様式は小脳核および小脳皮質にみとめられた(EJN, in press)。以上の結果に基づき、19年度は、下肢、上肢および口腔顔面の運動に関連する領域(一次運動野)に狂犬病ウイルスを注入し、オリーブ核における三次あるいは四次ニューロンのラベルを観察するデータを補足するために、注入後の生存期間は4-5日間にする。下オリーブ核におけるニューロンラベルの分布を解析し、下オリーブ核における身体部位局在様式を明らかにするともに、本プロジェクトの研究成果を最終的にまとめる論文を準備する。

本研究では、神経生理学的および神経解剖学的手法を用いて、大脳皮質前頭葉の一次運動野に狂犬病ウイルスを局所注入し、ニューロンの逆行性かつ越シナプス性ラベルを利用して、下オリーブ核を介する「大脳-小脳ループ」における身体部位特異的な投射様式を選択的に可視化することを目的とした。18年度は、具体的に以下の研究計画を実施した。まず、サルに脳定位固定装置及びチャンバーを取り付ける手術を行い、エルジロイ電極を前頭葉皮質の中心溝前壁及び内側壁に挿入し、皮質内微小刺激により惹起される上肢、下肢、あるいは口腔顔面運動を指標にして、一次運動野の各身体部位領域を同定した。次に、同定された領域に狂犬病ウイルスを注入し、3-4日の生存期間の後、ラベルされた二次および三次ニューロンの小脳核と小脳皮質における分布様式を解析した。その結果、小脳核および小脳皮質において、下肢、上肢および口腔顔面の運動に関連する領域が吻側から尾側に配列していることが明らかになった。以上の結果に基づき、19年度は、一次運動野の各身体部位領域に狂犬病ウイルスを注入し、注入後4-5日の生存期間において三次および四次ニューロンのラベルが下オリーブ核にみとめられることを見出した。下オリーブ核では、下肢、上肢および口腔顔面の運動に関連する領域が尾側から吻側への身体部位局在配列を有していることがわかった。
非侵襲近赤外クロスレーザーナノスペック顕微鏡の開発と生体機能分子解析への応用

非侵襲近赤外クロスレーザーナノスペック顕微鏡の開発と生体機能分子解析への応用を試み、以下の研究成果を得た。1.非侵襲近赤外クロスレーザーナノスペック顕微鏡の開発平成13年度に2台の近赤外レーザー光源の光を生体組織中の任意の1領域に照射し、そこから得られる観察像を顕微鏡用対物レンズで捉え、CCDカメラで撮影し、デジタルビデオレコーダーにより記録する非侵襲近赤外クロスレーザーナノスペック顕微鏡の開発を行い、平成14年度にはデジタルビデオの画像を高速演算コンピューターにより解析するためのプログラムの改良とそれを組み込んだ非侵襲近赤外クロスレーザーナノスペック顕微鏡システムの一部開発に成功した。2.皮下組織におけるマスト細胞の血球細胞の機能解析上記1で開発したシステムと高速液体クロマトグラフィーを用い、アレルギー反応に関与するマスト細胞ならびに培養モデル細胞であるRBL-2H3細胞の機能解析を試みた。その結果、従来より花粉症等のI型アレルギー疾患に対して、抗炎症作用を目的として使用されてきたNSAIDs(Non Steroidal Anti-Inflammatory Drugs)の一部が、マスト細胞あるいはRBL2H3細胞からのヒスタミン遊離を抑制することを発見した。さらに、その作用機序の解明を行った結果、カルシウム以降のシグナル伝達を阻害するものであることを明らかとした。3.廃用性筋萎縮のメカニズム解析上記1で開発したシステムを用いて、ラットにおける廃用性筋萎縮のメカニズム解明を行った結果、廃用性筋萎縮にはネクローシスではなくアポトーシスが関与し、さらにcaspase3が関与するアポトーシスカスケードとcaspase12が関与するアポトーシスカスケードの両者が混在することを明らかとした。非侵襲近赤外クロスレーザーナノスペック顕微鏡の開発と生体機能分子解析への応用を試み、以下の実績を得た。1.差侵襲近赤外クロスナノスペック顕微鏡の開発2台の近赤外レーザ光源の光を生体組織中の任意の1領域に照射し、そこから得られる観察像を顕微鏡用対物レンズで捉え、CCDカメラで撮影し、デジタルビデオレコーダーにより記録する非侵襲近赤外クロスレーザーナノスペック顕微鏡の開発を試み、半透明な薄い膜の下に存在する細胞形体が観察可能なシステムの構築に成功した。さらに、デジタルビデオの画像を高速演算コンピューターにより解析するためのプログラムの開発を試みている。2.皮下組織におけるマスト細胞等の血球細胞の機能解析本システムを用い、アレルギー反応に関与するマスト細胞の動態解析を、ラット(本年度消耗品費にて購入)の皮下組織で試み、本年度開発したシステムでは鮮明な画像の取得が困難であることが判明した。ラット皮下組織での解析が困難であったため、まず、モデル実験系として、RBL-2H3細胞の観察を試み、成功した(Jpan. J. Pharmacol. 85,12-15,2001)。また、顕微鏡による解析と同時に、皮下組織及び血液中のマスト細胞等の血球細胞を血管内カテーテルを用いて採取し、細胞機能の変化を避けるために、高速冷却遠心機システム(本年度設備備品費にて購入)を用いて迅速にマスト細胞等の血球細胞とヒスタミン等の低分子生理活性物質との分離を行い、マスト細胞等の血球細胞への薬物作用の生化学的解析を試みた。このとき、同じ動物で継続的な観察を行うために、血管カテーテル等の器具は高圧蒸気滅菌器(本年度設備備品費にて購入)を用いて滅菌を行った結果、炎症あるいは感染症を伴うことなく継続的な解析が可能となった。1.非侵襲近赤外クロスナノスペック顕微鏡の改良平成13年度に開発した非侵襲近赤外クロスレーザーナノスペック顕微鏡の改良を試み、デジタルピデオの画像を高速演算コンピューターにより解析するためのプログラムの改良とそれを組み込んだ非侵襲近赤外クロスレーザーナノスペック顕微鏡システムの一部開発に成功した。

2.マスト細胞の機能解析と廃用性筋萎縮のメカニズム解析本システムと高速液体クロマトグラフィー(本年度設備備品費にて購入)を用い、アレルギー反応に関与するマスト細胞ならびに培養モデル細胞であるRBL2H3細胞の機能解析を試みた。その結果、従来より花粉症等のI型アレルギー疾患に対して、抗炎症作用を目的として使用されてきたNSAIDs(Non Steroidal Anti-Inflammatory Drugs)の一部が、マスト細胞あるいはRBL2H3細胞からのヒスタミン遊離を抑制することを発見した。さらに、その作用機序の解明を行った結果、カルシウム以降のシグナル伝達を阻害するものであることが明らかとなった(第123年会日本薬学会要旨集4,P169)。さらに、本システムを用いて、ラット(本年度消耗品費にて購入)における廃用性筋萎縮のメカニズム解明を行った結果、廃用性筋萎縮にはネクローシスではなくアポトーシスが関与し、さらにcaspase3が関与するアポトーシスカスケードとcaspase12が関与するアポトーシスカスケードの両者が混在することが明らかとなった(Cryoletters in press,2003他)。
マメ科植物窒素固定能改良に向けた共生メカニズムの解明

マメ科植物は根粒菌が感染すると根粒を着生し、共生窒素固定を行う。本研究ではマメ科植物の共生窒素固定能の改良を目指し、共生窒素メカニズム特に老化メカニズムの解明を行った。感染後2週目、4週目、8週目の根粒からRNAを抽出しマイクロアレー解析により発現変動を調べた。その結果、根粒老化により発現が誘導する遺伝子群の中にフェリチン遺伝子が存在した。qRT-PCR解析によって発現変動を調べた結果、マイクロアレー解析と同様に老化によりその発現が誘導した。さらに老化時に遊離した鉄イオンによりNOシグナルを介してフェリチン遺伝子の発現が増加することを解明した。マメ科植物に根粒が過剰に着生する変異体は数多く得られているがこれら植物は窒素固定能が高くなりすぎ、エネルギーを過剰に必要とするために収量は逆に低下する。では、現存のマメ科植物が最も収量が高いのだろうか。申請者は、この疑問を解明することを目的として2つの着眼点から研究を行う。1)様々な変異体の中から適度な根粒数の増加に伴い収量増加が期待できる変異体を検索し、その原因遺伝子の同定・機能解析を行う。2)根粒菌の感染を制御する膜輸送メカニズムの解明することにより感染能力を変えることで窒素固定能の増加の可能性を検討する。申請者は、この疑問を解明することを目的として研究をおこなう。根粒菌の感染を制御する共生窒素固定メカニズムの解明することにより感染能力を変えることで窒素固定能の増加の可能性を検討する。計画1)H26年度は変異体の戻し交配を行い次世代の解析を行っている。これは申請時の計画通りである。計画2)膜輸送系システムに関しても根粒菌が感染するSNAREを介した膜輸送システムに関する研究は当初の計画通り、細胞内局在性、相互作用するタンパク質の同定も行う事ができ概ね順調に進展している。植物栄養学計画1)戻し交配種子を栽培し、メンデルの法則に準じた変異体形質が現れるか検討する。計画2)マメ科植物SNARE遺伝子過剰発現体の作出を試みる。おおむね計画通り進行している。購入予定であったプラスチック消耗品や酵素類の購入を次年度に変更したため。概ね当初の計画通り進行予定である。1)変異体ホモ個体を選抜後、野生株と交配中である。今年度は交配種子の選抜を行う予定である。2)酵母YTHを行い、Ljvamp722と結合するタンパク質を同定することができた。今年度はこのタンパク質に着目し、その機能解析を行っていく。理化学機材のプラスチック消耗品やキットの購入を計画している。購入予定であった酵素類の購入を次年度に変更したため。理化学機材のプラスチック消耗品や酵素類(キット類)の購入を計画している。
テトラヒメナのアクチン重合阻害剤に対する耐性能獲得機構の研究

「アクチン重合阻害剤に特異的な薬剤耐性能獲得」の分子機構解明を目的として、アクチン重合阻害剤Lat-Aで発現量が増加したアクチン遺伝子Act2に着目し、Act2を破壊した。Act2破壊株では薬剤耐性能を獲得できなかったので、Act2の発現によって、アクチン重合阻害剤に特異的な薬剤耐性能が獲得されたと結論する。また、Act2破壊株にLat-Aを処理すると分裂期に入れなくなること、飢餓状態でAct2破壊株にLat-A処理するとオートファジーが阻害されることが明らかになった。さらに、ヨツヒメゾウリムシにも,アクチン重合阻害剤耐性能があったので、この性質が繊毛虫共通であると考える。平成25年度はアクチン重合阻害剤であるラトランキュリンA(Lat-A)処理によって、発現量が急激に増加するACT2遺伝子に着目して、「ACT2遺伝子の発現誘導と薬剤耐性の因果関係の検証」をめざした。ACT2遺伝子はテトラヒメナに存在する4種類のアクチン遺伝子の一つである。ACT2遺伝子破壊株の作製を試みたが、大核のACT2遺伝子破壊株を作製することが困難であった。そこで、生殖核である小核のACT2遺伝子破壊株を作製し、接合させて大核のACT2遺伝子破壊株の作製を試み、それに成功した。ACT2遺伝子破壊株の表現型を調べたところ予想通り、Lat-A耐性能を獲得できなかった。野生株でLat-A耐性能獲得とともに出現する新規アクチンがACT2遺伝子破壊株では観察されなかった。これらの結果より、Lat-A耐性能獲得はACT2遺伝子の発現によることが明らかになった。また、テトラヒメナをアクチン重合阻害剤であるLat-Aで処理すると、分裂溝のくびれの進行は阻害されないが、食胞形成は阻害される現象について論文にまとめ、Zoological Science誌に発表した。これは、テトラヒメナの収縮環のアクチン繊維はLat-Aに非感受性である可能性、あるいはテトラヒメナの細胞質分裂にはアクチン細胞骨格が関与していない可能性を示唆する。さらに、動物細胞の収縮環アクチン繊維のダイナミックスに不可欠であるADF/cofilinのテトラヒメナのホモログAdf73の遺伝子を破壊しても、食胞形成は阻害されるが、分裂溝のくびれの進行は阻害されないことを論文にまとめEukaryotic Cell誌に公表した。これは、テトラヒメナの収縮環を構成するアクチン繊維のダイナミクスはADF/cofilinによって制御されない可能性、あるいはテトラヒメナの細胞質分裂にはアクチン繊維が関与しない可能性を示唆する。平成24年度はラトランキュリンA(Lat-A)処理によって、発現量が急激に増加するACT2遺伝子に着目して、「ACT2遺伝子の発現誘導と薬剤耐性の因果関係の検証」をめざした。まず、ACT2遺伝子破壊株を作製し、表現型を調べることに着手した。ACT2遺伝子破壊株で、Lat-A処理を行った場合、Lat-A耐性機能が獲得されるか否かを調べるのである。しかしながら、ACT2遺伝子破壊株の作成は非常に難しいことがわかった。この結果はACT2遺伝子破壊株が致死であること、すなわちACT2蛋白質が生存に不可欠であることを示唆する。そこで、ACT2遺伝子過剰発現株の作成に着手した。ACT2遺伝子過剰発現株が初めからLat-A耐性能を持てば、ACT2タンパク質がLat-A耐性であると結論できるからである。この実験は現在進行中である。さらに、「薬剤耐性機構の誘導のオミクス解析」を進める準備をしている。すなわち、Lat-A処理を行った細胞とそうでない細胞のmRNAについて、次世代シーケンサーを用いて網羅的に調べるのである。両者のmRNAの発現パターンを比較することで、どのような遺伝子の転写がLat-A処理により動くかを調べる。Lat-A処理時に発現量が上がる遺伝子こそ、Lat-A耐性獲得に関わっていると考えるからである。また、テトラヒメナをアクチン重合阻害剤であるLat-Aで処理すると、分裂溝のくびれの進行は阻害されないが、食胞形成は阻害される現象について論文にまとめ、Zoological Science誌に投稿した。この結果は、テトラヒメナの収縮環を構成するアクチン細胞骨格はLat-Aに非感受性である可能性、あるいはテトラヒメナの細胞質分裂にはアクチン細胞骨格が関与していない可能性を示唆する。平成26年度はアクチン重合阻害剤であるラトランキュリンA(Lat-A)処理によって、テトラヒメナで発現量が急激に増加するACT2遺伝子に着目して、「ACT2遺伝子の発現誘導と薬剤耐性の因果関係の検証」をめざした。平成25年度の研究では、ACT2遺伝子破壊株はLat-A耐性能を獲得できず、Lat-A耐性能獲得細胞に出現する新規アクチンが観察されなかった。したがって、Lat-A耐性能獲得はACT2遺伝子の発現によると考えた。

この可能性を証明するため、平成26年度はACT2遺伝子過剰発現株が最初からLat-A耐性能を持つかを調べた。薬剤耐性カセットとカドミウム誘導性プロモーターを含むコンストラクトをACT2のN末側に導入し,カドミウム処理でACT2を過剰発現する株を作成した。EGFPあるいはmCherry融合ACT2遺伝子を載せたものも作成した。ACT2の過剰発現誘導は、塩化カドミウム添加によって行った。ACT2のみの過剰発現株でも、蛍光タンパク質(EGFP、あるいはmCherry)を融合したACT2の過剰発現株でも、Lat-A処理後,数時間経過しても食胞形成能は回復せず、薬剤耐性能を獲得しなかった。そこで、ACT2過剰発現株のAct2p量を抗アクチン抗体を用いたウェスタンブロッティング法で確認した。その結果、発現量が十分でないことが分かったので、改善を図っている。一方、EGFPの局在を調べた結果、Act2pが細胞後方の細胞肛門周辺に局在することが分かった。テトラヒメナの近縁種であるヨツヒメゾウリムシ(Paramecium tetraurelia)にもアクチン重合阻害耐性能があるかどうかをサイトカラシンDを用いて調べた。その結果、ヨツヒメゾウリムシにもアクチン重合阻害耐性能があることが明らかになった。細胞生物学ACT2遺伝子破壊株の作成に成功したため、研究は順調に進んでいる。研究の遅れは、ACT2遺伝子破壊株の作成が非常に難しいことによる。ACT2遺伝子破壊株の作成が困難であることは、単なる技術的な問題なのか、あるいはACT2蛋白質が生存に不可欠であるのかを考慮しながら、ACT2遺伝子破壊株の作成を慎重に進めていきたい。もし、ACT2遺伝子破壊株が致死であり、ACT2蛋白質が生存に不可欠であるならば、テトラヒメナのアクチン重合阻害剤に対する耐性能獲得機構の解明のためには、別の方法を試みなければならない。すなわち、次世代シーケンサーを用いた「薬剤耐性機構の誘導のオミクス解析」である。ACT2遺伝子破壊株の表現型の詳細な検討を行う。ACT2遺伝子破壊株をLat-Aで処理するとアクチン繊維が機能しなくなる。この細胞の表現型を詳細に検討することにより、細胞質分裂にアクチンが関与しているかどうかが明らかになる。また、ACT2遺伝子は飢餓状態におくと発現量が増大するので、飢餓状態でACT2遺伝子破壊株をLat-Aで処理した場合、どのような表現型を示すか検討する。野生型細胞をLat-A処理した時、どのようなしくみでACT2遺伝子が発現するのかを検討する。アクチン繊維の重合状態を感知するセンサー因子の存在を仮定し、アクチン繊維がLat-Aで脱重合されると、センサー因子が活性化し、大核内に移行しACT2遺伝子の発現を誘導するという作業仮説を立て、この仮説の検証を行う。ACT2遺伝子の配列からアミノ酸配列を推定し、Act2タンパク質のアミノ酸配列をウサギ骨格筋アクチンやテトラヒメナのAct1タンパク質と比較した結果、驚くべきことが分かった。これらのアクチンでは既知のLat-A結合部位のアミノ酸配列が保存されており、違いがなかったのである。
高速分光法を用いたプラズマの輸送と揺動の相関に関する実験的研究

He Iの衝突輻射(Collisional-Radiative : CR)モデルは,励起準位密度分布を与えられた電子温度と電子密度における電子衝突と輻射遷移による流出と流入のバランスとして記述し,その定常解を求めるものである.各準位の密度は,準位寿命の長い基底準位,2つの準安定準位及びイオンを独立粒子として扱い,それらの密度の線形和として表される.輻射捕獲の影響は,自然放出係数(A係数)の実効的な減少として発現するが,その程度は体系の大きさに依存する.近年,電子温度,電子密度に依存性の高い,輻射遷移強度比の組み合わせから高速にそれらの値を測定する手法が着目されてきている.中性粒子ビームをプローブとして用いる能動的なビーム放射分光法(Beam Emission Spectroscopy : BES)と相補的に用いることで,炉心から周辺にわたる,プラズマの高速分光としての有効性を示すことが本研究の課題の一つでもある.本研究では,核融合科学研究所の大型ヘリカル装置(LHD)を想定して,境界プラズマのHe Iの高速分光計測系とビーム放射分光法計測系の開発を行ってきた.それぞれの計測系ついて,分光視線の選択と分光方法および検出系の検討をした後,分光システムの設計・製作を行った.原理検証のための検討として,東京大学ダイバータ模擬装置MAP-IIにおいて,He Iの受動分光法を行った.衝突輻射モデルに輻射捕獲の効果を考慮することで,再結合プラズマの発光の実験値をよく再現し,電子温度・電子密度の同時計測が可能であることを示した.He Iの衝突輻射(Collisional-Radiative : CR)モデルは,励起準位密度分布を与えられた電子温度と電子密度における電子衝突と輻射遷移による流出と流入のバランスとして記述し,その定常解を求めるものである.各準位の密度は,準位寿命の長い基底準位,2つの準安定準位及びイオンを独立粒子として扱い,それらの密度の線形和として表される.輻射捕獲の影響は,自然放出係数(A係数)の実効的な減少として発現するが,その程度は体系の大きさに依存する.近年,電子温度,電子密度に依存性の高い,輻射遷移強度比の組み合わせから高速にそれらの値を測定する手法が着目されてきている.中性粒子ビームをプローブとして用いる能動的なビーム放射分光法(Beam Emission Spectroscopy : BES)と相補的に用いることで,炉心から周辺にわたる,プラズマの高速分光としての有効性を示すことが本研究の課題の一つでもある.本研究では,核融合科学研究所の大型ヘリカル装置(LHD)を想定して,境界プラズマのHe Iの高速分光計測系とビーム放射分光法計測系の開発を行ってきた.それぞれの計測系ついて,分光視線の選択と分光方法および検出系の検討をした後,分光システムの設計・製作を行った.原理検証のための検討として,東京大学ダイバータ模擬装置MAP-IIにおいて,He Iの受動分光法を行った.衝突輻射モデルに輻射捕獲の効果を考慮することで,再結合プラズマの発光の実験値をよく再現し,電子温度・電子密度の同時計測が可能であることを示した.
中高年齢者の登山に関する研究

本研究の目的は、中高年齢者の登山中の生理的応答を測定し、登山が中高年齢者の生体に及ぼす影響を明らかにすることによって、安全で健康的に登山を行っていくための基礎資料を得ることにある。被検者は、月平均2回の登山を行っている4967歳の中高年齢者男子4名である。被検者の有酸素能力を測定するために、平成3年11月25日に、運動負荷テストを実施した。登山中の生理的応答を測定するために、平成3年11月30日に、茨城県の筑波山(標高875.9m)で日帰り登山を実施した。登山中の生理的応答の指標として、(1)心拍数(60秒間隔の積算心拍数を連続的に記録)、(2)血圧(15分間隔で定時記録すると共に各休憩の前後に随時測定)、(3)血中乳酸(登高の中間点、頂上において測定)、(4)主観的運動強度(血圧測定時に測定)、(5)加速度脈波(登山前、頂上到着時、下山時、登山終了2時間後に測定)、(6)疲労(登山前後に検尿を実施し、登山後1週間毎朝自覚疲労調査と疲労部位調査を実施)、を測定した。主な結果は、次の通りである。1.登山経験を有する中高年齢者が、各自のペ-スで登山を行ったにも関わらず、3名の被検者は最高心拍数157182bpm、%VO_2maxが85%100%に近く、いずれもATを越えており、血中乳酸濃度も3.26.6mmol/lを示していたことから、高い運動強度の登山であったことが示された。これは、急な登りが登山開始時から続くコ-スのためであり、中高年齢者が登山を行う場合のコ-スどりの大切さを示唆している。2.登山前後のSBPは平均2.5mmHg低下しており、加速度脈波係数では平均19.8(45-8)の改善がみられ、登山の歩き始めや、急な登りでの行動に注意することによって、中高年齢者の登山は、健康の維持に効果があることが示唆された。
空間的に拡がったX線天体の研究

(1)“あすか"搭載用のX線望遠鏡の開発と応答関数の決定名古屋大学X線発生装置および宇宙研平行ビーム装置を用いて測定した。その結果が設計値を満足することを確認した。またX線2次元検出器の開発のため信号処理標準システムを京都大学に設置し、実際の解析に有用なデータを取得し、さらに解析用の応答関数を作成した。これは現在全世界に公表され、使用されている。(2)“あすか"のデータ解析システムの確立。ワークステーションにIRAFを組み込み画像処理とシュミレーションをもちいてデータの評価ができるようにした。X線のみならず赤外線観測結果の解析にも威力を発揮している。“ぎんが"衛星のコリメーター応答関数の解析をおこない、精度よくさだめた。これを解析ソフトに移植した。(3)“ぎんが"衛星データの解析若い超新星残骸(SNR)の解析をおこない、IC443から初めて硬X線放射成分を発見した。またRCW86の高温プラズマが電離非平衡であることも初めてあきらかにした。ROSAT衛星で新しく発見された超新星残骸、狼座付近に広がったX線放射、その他明るい超新星残骸の硬X線領域における空間構造を解明した。エータ、カリーナ星雲、オリオン星雲、蛇使い座暗黒星雲からの硬X線スペクトルを観測し、硬X線領域での星生成活動性を明らかにした。また後者からは初めて硬X線フレアーを発見した。我々の銀河中心に大きく広がった高温プラズマガスを発見し、その分布特長をくわしく観測した。この成果はX線天文史上にも特筆されるべきものである。明るい楕円銀河NGC4472,NGC4636のすぐれたX線スペクトル取得し、信頼おけるプラズマ温度をはじめて決定した。NGC3998からよわい活動銀河核を発見した。スターバースト銀河NGC253,M83のスペクトルを取得し、星形成にともなうの活動性を解明した。宇宙規模での大きく広がったX線の輝度分布を測定し、銀河団間のプラズマ密度の上限をきめた。X線望遠鏡による撮像を目指し、今年度は以下の二つを柱にして研究を進めた。1。ASTROーD及び将来のX線望遠鏡の応答関数を実験室のX線ビ-ムを用いて実測する。(1)X線検出器とその信号処理系の整備0.28ー10keVまでの広いエネルギ-範囲で測定する為に、Polypropylene窓の比例計数管を製作し、その信号を処理する為の、<波高分析器(セイコ-EG&G社製)>___ーを購入した。現在、一次元位置検出型比例計数管の試験を行っている。この出力も手持ちの回路を通した後、位置情報を波高分析器で処理する。(2)望遠鏡結像性能測定の自動化システムの整備X線望遠鏡による結像を測定するには、位置・角度(3軸)を変えながらX線測定を多数回行わなければならない。これを高速化するため、波高分析器の結果を<計算機(東海電子計測)>___ーに取り込み<(セイコ-EG&G社製専用ソフト)>___ー、同時に同じ計算機で望遠鏡の移動台を制御するシステムを構築した。2。画像デ-タ解析システムの構築(1)ワ-クステ-ションのシステム整備前年度導入したワ-クステ-ション上で、画像解析専用プログラムIRAFを走らせた。(2)大型計算機を用いた画像解析システムの整備

Fitting等、将来必要と予想される更に高速の解析で必要となる大型計算機と、学内LANを通してつなぐ為、I/F Boxとソフトを備えた<パソコン(富士電機総設)>___ーを用意し、実際に接続に成功した。(1)ASTROーD用のX線望遠鏡の応答関数を名古屋大学X線発生装置および宇宙研平行くビ-ム装置を用いて測定した。その結果は設計値を満足するものであった。(2)X線2次元検出器の開発のため信号処理標準システムを京都大学に設置した。(3)ワ-クステ-ションにIRAFを組み込み画像処理とシュミレ-ションをもちいてデ-タの評価ができるようにした。X線のみならず赤外線観測結果の解析にも威力を発揮している。(4)“ぎんが"衛星のコリメ-タ-応答関数の解析をおこない。精度よくさだめた。これを解析ソフトに移植した。(5)新しく発見された超新星残骸、狼座付近に広がったX線放射、その他明るい超新星残骸の硬X線領域における空間構造を解明した。オリオン星雲、蛇使い座暗黒星雲からのX線放射の空間構造を解明し、これが超新星爆発によるものか、星生成活動によるものかを解明した。乙女座、かみの毛座、ペルセウス座等近傍の銀河団の空間的構造、特に温度分布と鉄元素組成分布を明かにした。これらの解析をもとに銀河団の進化を解明する。これらの結果は内外の学術誌、国際学会招待講演論文等として約20編の論文にまとめられている。1.昨年にひき続きASCA搭載用のX線望遠鏡の応答関数を名古屋大学X線発生装置および宇宙研平行くビーム装置を用いて側定し、実際の解析に使用できる応答関数を作成した。2.上記応答関数をワークステーション上の解析プログラムに組み込み画像処理とシュミレーションをもちいてデータの評価をおこなった。3.“ぎんが"衛星のコリメーター応答関数の解析をおこない。精度よくさだめた。これをワークステーション上の解析ソフトに移植し、実際の解析に使用した。4.“ぎんが"衛星データを用いて若い超新星残骸(SNR)の解析をおこない、SNR,IC443から初めて硬X線放射成分を発見した。またSNR、RCW86の高温プラズマが電離非平衡であることも初めてあきらかにした。蛇使い座暗黒星雲からのX線フレアーを発見し、硬X線領域での星生成活動性を明らかにした。セイファート銀河中心核からのX線および紫外線を同時に観測し、銀河核の周辺のガス分布を解明した。また狭い輝線を放射する電波銀河のX線スペクトルを精度良く観測し、これが2型セイファート銀河と本質的に同じ構造をもつことを解明した。以上の結果は内外の学術誌、国際学会招待講演論文等として約10編の論文にまとめられている。ぎんが衛星を用いて、星生成領域から硬X線放射を発見した。個々の前主系列星がこのX線の放射源でることを示唆した。いくつかの超新星残骸を観測し、統計よいスペクトルを取得した。またこれらから硬X線がでていることを発見した。銀河中心の高電離鉄輝線をもちいたMappingをおこなった。あすか衛星で銀河中心付近約1平方度の撮像、分光観測をおこない銀河中心から異常に濃いガス雲で隠されている点源と、やや広がった構造をもつX線天体を発見した。
感情のコントロールに困難を抱えた若者に対する認知行動的グループ療法の効果研究

本研究は,感情のコントロールに困難を抱えた若者に対してSTEPPSを実施し,その効果を検証することを目的としていた。研究1では,BPD症状を測定する尺度であるQuEST-Jを開発し,その信頼性・妥当性が確認された。研究2では,感情のコントロールが苦手な大学生16名を対象にSTEPPSの効果を検証した結果,BPD症状全般,BPD症状の中でも特に思考と感情に関わる部分が介入前と介入後で改善していた。また,BPD症状全般では,終了3か月後も効果が維持されていた。よって,大学生においてSTEPPSが実施可能であり,有効である可能性が示された。本研究は,感情のコントロールに困難を抱えた若者に対して「感情を予測する力と問題解決力のためのシステムズトレーニング(以下STEPPS)」を実施し,その効果を検証することを目的としている。STEPPSとはもともとは境界性パーソナリティ障害(BPD)を対象としたグループ療法であるが,感情のコントロールに困難を抱えた人すべてに有効であることが示されている。今年度は,感情のコントロールが苦手な大学生を対象にして,まずは対照群をおかない単群でのSTEPPSの効果を検証した。大学生13名(女性9名,男性4名)を対象に全20回のSTEPPSを実施した。途中で生活状況の変化によって継続参加が困難という理由で3名がドロップアウトし,最終的には10名がグループを終了した。グループ実施前,感情にアプローチする前半12回の終了後,全20回を終えた時点でQuEST-J,PANAS(川人ら,2011)を実施した。その結果,実施前と20回終了後の間でQuEST-Jの思考や感情の不安定性に関する得点が低下し,PANASのポジティブ感情が増加した。よって,STEPPSは特に思考と感情の不安定性を改善し,ポジティブ感情の増加を促すことが明らかとなった。以上から,感情のコントロールに困難を抱える大学生にSTEPPSは有効であることが示された。また,STEPPS内で用いられるQuEST日本語版(QuEST-J)の信頼性・妥当性を検討した結果について認知・行動療法学会にて発表した。QuESTとはBPDの診断基準は満たさないが感情調整に問題を抱える人のBPD様症状を測定する尺度であり,一定の信頼性と妥当性を有した尺度であることが示された。予定していたJ-QuESTの日本版の作成および大学生へのSTEPPSの実施および単群での効果検証という本年度の目的は達成できたため,当初の計画通りにおおむね順調に進展しているといえる。平成28年度は,研究1で検討したSTEPPSのドロップアウト要因をもとに,マニュアルを改良すること,および日本の多くの施設にてSTEPPSの実施が可能となるようマニュアルを出版し,ワークショップを日本で実施することを目的としていた。また,ワークショップの受講者のうち希望する者に平成29年度の研究におけるファシリテーターの担当を要請することも目的としていた。開発者のNancee Blum氏の紹介により,イギリスのSTEPPS TrainerであるRenee Harvey氏を招聘して,3月に2日間にわたるワークショップを実施した。ワークショップには23名の参加者があった。参加者からは実践的で,各自の臨床現場ですぐに利用できる内容であったとの感想を得た。なお,平成28年度にマニュアルの日本語版を出版する予定であったが,原著者からSTEPPSの第3版がOxford University Pressから出版される予定との報告があり,日本語のマニュアル出版も第3版の出版を待つこととなった。ワークショップの実施という本年度の主な目的は達成できたため,当初の計画通りにおおむね順調に進展しているといえる。本研究は、感情のコントロールに困難を抱えた若者に対して「感情を予測する力と問題解決力のためのシステムズトレーニング(以下STEPPS)」を実施し、その効果を検証することを目的としていた。STEPPSはもともとは境界性パーソナリティ障害(BPD)を対象としたグループ療法であるが、感情のコントロールに困難を抱えた人すべてに有効であることが示されている。平成29年度は、日本認知・行動療法学会および集団認知行動療法学会にて、STEPPSに関する口頭発表を行った。また、大学に限らない多くの施設で、感情のコントロールに困難を抱えた若者を対象にSTEPPSを実施してその効果を検証するために、上記学会および前年度に実施したワークショップの参加者からファシリテーターを募った。その結果、医療、福祉、司法の施設から、BPD傾向のある利用者を対象にSTEPPSを活用したいという依頼を得た。そこで、各施設でSTEPPSを実施するために勉強会等を開いて準備を行ってきたが、今年度中にSTEPPSを各施設で実施するまでには至らなかった。なお、平成29年度は「青年におけるBPD症状の重症度を捉えるJapanese version of Quick Evaluation of Severity over Time(QuEST-J)の開発と信頼性・妥当性の検討」という論文を感情心理学研究に発表した。また、平成27年度に大学生を対象に実施した成果等に関する論文を投稿し、現在査読中である。今後も、STEPPSを各施設にて実施する準備を進めていくことで、感情のコントロールに困難を抱えた若者に対するSTEPPSの効果を検証していく。

また,BPD症状全般では,終了3か月後も効果が維持されていた。よって,大学生においてSTEPPSが実施可能であり,有効である可能性が示された。平成28年度は,ドロップアウト要因をもとに,よりドロップアウトの少ない形にマニュアルを改良する。また,開発者のBlumを日本へ招聘して,STEPPSのワークショップを行う。受講者は病院や高校で働く臨床心理士とし,希望者には平成29年度のランダム化比較試験におけるファシリテーターを要請する。平成29年度は,学会等でSTEPPSを紹介することでファシリテーターの担当者を広く募集する。準備が整い次第,大学や病院等の各ファシリテーターの施設にて,ランダム化比較試験を開始し,その効果を検証する。臨床心理学スーパービジョン代への使用を予定していたが,支払い請求が年度をまたいで執行できなかったため。ワークショップにて人数分のSTEPPSマニュアルを購入する必要が生じたが,一括購入するには残高が不足していたため残高を繰り越して,次年度予算と合わせて購入することとした。残金はスーパービジョン代に使用する。STEPPSマニュアルを購入する。
ヒトゲノム低頻度変異の第一原理的理解に向けた基盤構築

最終的に、これまで開発を行ってきたシステムに関して、機能アノテーションの拡充、公開基盤の改良及び解析基盤の準備を進めながら、予定より遅れていた公開基盤としてwebサイトのリリースを行うことができた。ここでは、我々が開発を行った解析基盤を利用して変異をヒトモデル構造にマップすると共に、既知の疾患関連変異の可視化を行った。これらのシステムでは計画にあるようにホモロジーモデリングと共に、今回新たに開発を行ったゲノム座標とタンパク質アミノ酸残基の対応付けに基づきマッピングを行った。これらの結果を解析することで、タミフルの代謝係わるタンパク質に関して、日本人特有の興味深い変異を見いだすことができた。近年、国内外で数多くのゲノムコホート研究が展開されつつある。ゲノムコホート研究では、従来型コホート研究に加えてゲノム解析を行い、遺伝型と環境要因の相互作用を解析し、疾患の原因を明らかにすることが試みられるが、産出された変異データを解釈する基盤がまだ不十分なため、ゲノムデータが十分に活用されているとは言いがたい。そこで本研究では、ヒトのゲノム情報とタンパク質の構造情報を統合し、レアバリアントの解釈を行う基盤を構築する。初年度は特にゲノム情報とタンパク質立体構造情報をつなぐ手法の開発を行った。具体的には、ゲノムとトランスクリプトームの対応付けに応じて、ゲノム上の位置とトランスクリプトの位置の対応付けを行い、平行して連携研究者の太田・白井らが開発を行ったモデリングパイプラインを利用して、RefSeq配列と構造情報の対応付けを行う基盤を構築した。NHLBIが公開している6500人の変異データを構造にマップし変異の登場頻度との関係の解析を行った。その結果、タンパク質相互作用部位に予想に反して、立体構造上は重篤に見えるが頻度が高くヒトには影響の無いと思われる興味深い変異を見つけることができた。関連する実験情報を集めることで、この変異が確かに相互作用を弱めることが確認出来ると同時に、相互作用が弱まっても、生体内でのタンパク質の存在量を考えると、複合体の形成自体は可能であることが明らかになった。これは、構造情報だけでは意味づけ困難な変異であるが、全体としては非常にまれなケースであることも確認することができた(Nishi et al, Protein Sci)。また、低分子結合部位周辺の変異も同様に解析を行い、概ね構造情報から予想される変異頻度であることが確認でき、我々のアプローチの妥当性が見えてきた(Yamada et al, BPPB, 2016, in press)。初年度は特にゲノム情報とタンパク質立体構造情報をつなぐ手法の開発を行い、6500人エクソームのタンパク質立体構造へのマッピングを行い、データ解析を行うことができた。手法の開発に関しては、連携研究者の太田・白井らが開発を行っているSAHGの構造モデリングパイプラインを、来年度以降データベースの構築と公開の基盤として利用する東大医科研のスパコン環境で利用可能にすることができた。データ解析に関しては、当初、頻度の高い変異はタンパク質の分子的な機能に影響しないという作業仮説の下で解析を進めた。その際、分子的な機能として、立体構造から意味づけがしやすいタンパク質間相互作用部位と低分子の相互作用部位を対象として解析を行った。その結果、低分子の結合部位は概ね予想通りで、作業仮説との齟齬はほとんど無かった。一方、タンパク質間相互作用部位に関しては、予想に反する変異を一つ見いだした。その後、関連する実験情報を収集し、精査することで、タンパク質立体構造だけでは理解できず、そのタンパク質が生体内でどれぐらいの量存在するかという情報も合わせて考えると、仮説と矛盾しないケースであるということが分かった。これらの結果は、予想と違い非常に深い例であったので、原著論文として報告を行った。これらの結果は、ある意味ではタンパク質立体構造だけで機能に関して理解しようという本研究のアプローチの限界を示しているとも言えるが、一方で、非常に例外的なケースであることも判明したので、我々のアプローチの妥当性が見えてきたと考え、今後も計画に従って研究を進めることとした。一方で、解析におもったよりも時間がかかったので、ユーザインターフェースの開発が少し遅れ気味であるが、大きな問題になるほどではないと考えている。以上のように、計画通りに研究は進捗していると共に予想外の結果を得て報告することもでき、順調な進捗であると考えている。28年度以降:機能アノテーションの拡充、公開基盤の改良及び解析基盤の準備27年度には前年度に開発をした公開基盤のプロトタイプとしての公開基盤の公開を行うと同時に、実験研究者に評価を依頼し、改良点の洗い出しと改良を行う。また、次年度に向けて解析基盤の構築を開始する。解析基盤は基本的には公開基盤の内部利用のためのパッケージという位置づけで構築を行うので、比較的短期間での構築が期待できる。Webインターフェースに関しては経験豊かな業者への外注を念頭に、専門家の協力を仰ぐことで実験研究者が直感的に使いやすいインターフェースのデザインを目指す。具体的には、以下の項目に分けて研究開発を進める。(1)ゲノム情報とタンパク質立体構造情報をつなぐ内部用ツールの改良ツールの基本的な部分は27年度に開発を終了するというスケジュールで進めるが、27年度末頃にはヒト参照ゲノムの新しいバージョン(GRCh38, 2013年12月リリース)に対応したアノテーションも充実してくると思われる。そこで、マッピングの更新を行うと共に、今後のゲノム情報、タンパク質立体構造情報も常に最新のバージョンに追随できるように開発を進める(当初の開発はアノテーションが充実しているhg19をベースとして開発を行う予定であるが、27年度当初の国内外の状況を調査した上で決定する)。

なお、最近は多くのデータベースがRDF化されデータが提供されていることを念頭に、情報ソースとしてRDF化されたもの、特にUniProt, PDBjのRDF版を積極的に利用していく。28年度には前年度に開発をした公開基盤のプロトタイプ版の内部評価を行うと同時に、実験研究者に評価を依頼し、問題点の洗い出しと改良を行う予定であった。また、最終年度に向けて解析基盤の構築を開始する。解析基盤は基本的には公開基盤の内部利用のためのパッケージという位置づけで構築を行うので、比較的短期間での構築が可能であると考えている。Webインターフェースに関しては経験豊かな業者への外注を念頭に、専門家の協力を仰ぎ、実験研究者が直感的に使いやすいインターフェースのデザインを行ってきた。具体的には、以下の項目に分けて研究開発を進めた。(1)ゲノム情報とタンパク質立体構造情報をつなぐ内部用ツールの改良、(2)内部用解析用、解析基盤の開発、(3)非コード領域・構造を持たない領域を中心とした機能情報の拡充。(1)に関しては、28年度末頃にはヒト参照ゲノムの新しいバージョン(GRCh38, 2013年12月リリース)に対応したアノテーションも充実してくると予想していたが、予想以上にGRCh38のアノテーション情報がそろわないので、マッピングの更新は29年度へと持ち越すこととした。(2)に関しては、公開基盤の開発と並行して、これまで開発してきたすべての手法を内部環境でも同じように利用できるような解析基盤の開発を進めることができた。(3)に関しては、新たにChIP-seqのデータを活用する道筋が見えてきたので、予想以上に進展した。以上のように、公開基盤に関してはwebインターフェースの構築に予想以上に時間が掛かっており、若干遅れているが最終年度に当初目的は達成できる範囲内だと思われるため、全体としては、概ね順調に進展していると判断した。最終年度では、これまで開発を行ってきたシステムに関して、機能アノテーションの拡充、公開基盤の改良及び解析基盤の準備を進めながら、予定より遅れていた公開基盤としてwebサイトのリリースを行うことができた。(https://sahg.hgc.jp/snvmap)。ここでは、我々が開発を行った解析基盤を利用して変異をヒトモデル構造にマップすると共に、UniProtやCliVarにある疾患関連変異をMolMilで可視化を行った。これらのシステムは計画にあるようにSAHGをベースとしたホモロジーモデリングと共に、今回新たに開発を行ったゲノム座標とタンパク質アミノ酸残基の対応付けに基づきマッピングを行った。この際、最新の立体構造情報を利用可能なように、パイプラインを見直し高速化を行うことができた。これらの結果を解析することで、タミフルの代謝係わるタンパク質に関して、日本人特有の興味深い変異を見いだすことができた。また、並行して可視化としてVRを用いた可視化について検討も行った。
珪酸塩鉱物の高温高速変形実験

昨年度設置した電磁加速器とランチャー、速度測定部、高温炉を結合して試験運転に入ったが、今年度、ランチャー部にいくつかの重要な設計変更を行った。第1点はプロジェクタイルのサポーターを止めて、新たに射出管をプロジェクタイルの直径+0.01mmで作成し、これを通過させることによって発射方向をコントロールすることにした。この結果、方向の制御がほぼ満足のゆくものとなり、ターゲットに直接衝突させることが可能となった。第2点は、速度測定は2ケ所にピエゾ紙を張り、これを破壊したときに発生する電位シグナルの間隔を計測することにより行われるが、このためにはmsecμsecの2現象ストアーヅ型のオシロスコープが必要とされる。しかし高価なため購入できず、現在マイクロコンピューターによる2現象のA/D変換を利用してのデータ取り込みを設計している。システムで試運転の結果、方向制御が可能となったため10×10mmφのターゲットに導くことができる。システムは電磁加速器の電気容量(Capacitator tankの容量)によって能力がきまり、現在1kV10kVの印加電圧で、110Msecで505kA程度の電流が流れる。このため本体のコイル部、コネクター部の絶縁を大巾に改善し、10kV可能なようにした。高温下での本実験は進行中である。電磁加速器を理学部に設置し,試験運転を行った.その結果安定してm/sから0.1km/sのスピードを得ることに成功した.ランチャーおよび,速度測定システム,ターゲット部の高温炉を設計・製作し,測温試験・安定性,安全性,ガスコントロールについて調査・検討した.その結果・安全かつ安定に約1000°Cまで保持できることが判明した.天然のかんらん石の高速変形に伴う転位の培殖プロセスについて研究し,高温では大量の転位ループの形成と,その保持が見られることを見出し,高温衝突実験による転位の急激な増加とその保持が実延されうることを示した.やや低温での高速変形に伴い転位の双極子が大量に形成されることを天然のサンプル(かんらん石)が観察により明らかにした.このことにより,実験系で低温度領域から高温度へかけて塑性領域内の転位様式に変化のあることが期待される.昨年度設置した電磁加速器とランチャー、速度測定部、高温炉を結合して試験運転に入ったが、今年度、ランチャー部にいくつかの重要な設計変更を行った。第1点はプロジェクタイルのサポーターを進めて、新たに射出管をプロジェクタイルの直径+0.01mmで作成し、これを通過させることによって発射方向をコントロールすることにした。第2点は、速度測定は2ヶ所にピエソ紙を張り、これを破壊したときに発生する電位シグナルの間隔を計測することにより行われるが、このためにはmsecusecの2現象ストアージ型のオシロスコープが必要とされる。しかし高価なため購入できず、現在マイクロコンピュータによる2現象のA/D変換を利用してのデータ取り込みを設計している。システムで試運転の結果、方向制御が可能となったため10x10mmφのターゲットに導くことができる。システムは電磁加速器の電気容量(Capacitator Tankの容量)によって能力がきまり、現在1KV10KVの印加電圧で110Msecで505KA程度の電流が流れる。このため本体のコイル部、コネクター部の絶縁を大幅に改善し、10KV可能なようにした。
骨格筋fMRIを用いた舌内部における筋機能分布の3次元解析

当該年度では、まず過去に撮像した左側臼歯欠損状態のクレンチングの前後における頭頚部MR画像を利用して、舌よりも解析の実績がある咀嚼筋を対象とした解剖学的標準化と統計マップ作成の検証を行った。脳画像の3D nonlinear registrationにおいて定評のあるAdvanced Normalization Tools (ANTs)を使用して、頭頚部全体の空間的標準化を行った。リファレンスとなるテンプレート画像には、IXI画像データベースの中から頭頚部全体が含まれているものを選出して使用した。運動タスクによる咀嚼筋内におけるT2変化の統計マップの作製は、SPM8を使用して行った。まず、空間的標準化された各被験者のT2画像に対してSmoothingを行い、統計マップの作製には対応のあるT検定を使用し、左側臼歯欠損状態のクレンチング前後の比較を行った。統計処理の有意水準は、FWEによる多重比較補正あり5%と、補正なし0.1%(クラスタサイズ20voxels)を使用した。FWEによる多重比較補正あり(p<0.05)の場合は、咬筋中央の限られた範囲のみ有意なT2増加が検出された。多重比較補正無し(p<0.001、クラスタサイズ20voxels)の場合は、咬合支持欠損側の内側翼突筋や咬筋下部に特徴的なT2増加の分布が見られ、非欠損側では外側翼突筋や咬筋の上部での分布が認められた。今回作成に成功した統計マップは、筋内部の局所活動や機能分布を反映すると考えられる。次年度には、解析対象を舌内部の筋とし、MRI撮像および解析を行う予定である。研究課題の対象である舌のMRI撮像と解析を行う前に、解析実績のある咀嚼筋を対象として統計マッピング作製方法を確立する必要があると考え、過去のデータを利用した検証を行ったため、本研究課題の進捗はやや遅れている。頭頚部MR画像の空間的標準化については、方法が確立されたと考えられる。次年度からは、本研究課題の対象である舌のMRI撮像と解析を実際に開始する予定である。過去に撮像した頭頚部MR画像を使用して空間的標準化と統計マップ作製の検証を行ったため、MRI撮像に関わる費用が不要となり、次年度使用額が発生した。次年度からは、被験者の舌を対象としたMRI撮像と解析が開始されるため、次年度使用額はMRI撮像に関連する器材の購入等に使用する予定である。