hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高度データベースの構築と検索

本研究では、生体分子の情報を相互作用という鯨からデータベース化し、そこから新たな生物学的知見を得るための方法論を開発してきた。その際、従来のゲノム研究の中心であった遺伝子やタンパク質の情報だけでなく化合物の情報も扱えるようにすること、多種多様なデータベースの情報を統合的に扱えるようにすることが重要となってくる。そのよつな観点から研究を進め、大きく以下の3点成果が得られた。1.BRITEデータベースの構築分子間の直接・間接相互作用を二項関係の形でデータベース化したBRITEを構築した。主に、酵母2ハイブリッドシステムで得られたタンパク質相互作用、KEGCの代謝系において隣り合う酵素間の関係、転写因子と転写産物の関係などを抽出しデータベース化している。これらを検索し、結果をネットワークとして表示するためのシステムも同時に構築した。2.ゲノムデータベースからのオントロジーの抽出データ間の関連を抽出するために、代表的なデータマイニング手法である相関ルール発見手法を用いて、与えられたエントリ集合に共通かつ特有な性質を高速に発見する汎用的な枠組を実現した。次に、データベースから切り出した大規模な辞書の構築によるキーワードやエントリ間の関連付けを行った。さらに、大規模データベース構築のためのグリッド環境も開発した。3.化学情報の統合とネットワークのトポロジー解析反応性という観点から化合物の構造を2次元で表現するための方法と、それを用いた構造比較方法を開発した。また、酵素反応式から構造変換規則を推定する方法を開発し、反応物ペアデータベースを構築した。さらに、このデータベースを新規反応経路探索へと応用した。このような化合物のペアで作られるネットワークと、酵素で作られるネットワークの関係をネットワークトポロジーという観点から解析し、両者の関係や機能モジュールに関する新しい知見を得た。1.分子間相互作用データベースBRITEの構築分子間相互作用のデータと付加情報をファクトデータベースと統合できる形でデータベース化するために,分子間の様々な関連を二項関係として表現し,データベース化した.具体的にデータベース化した情報は次の6つである.1)酵母2ハイブリッドシステムによるタンパク質問相互作用データ2)連続して起こる酵素反応の情報を表す酵素反応間の関連データ3)文献より抽出したタンパク質問相互作用データおよびタンパク質と遺伝子間の相互作用データ4)マイクロアレイの発現実験による共発現している遺伝子間の関連データ5)ゲノムが決定された生物種の遺伝子間のアミノ酸配列類似性データ6)ゲノム上で隣り合った遺伝子間の関連データ2.データ間の関連をデータベースから抽出するシステムの開発データ間の関連を抽出するために,代表的なデータマイニング手法である相関ルール発見手法を用いて,与えられたエントリ集合に共通かつ特有な性質を高速に発見する汎用的な枠組みを考案し,実現した.また,既に構築済みのゲノムデータベース全文検索システムSTAGにこれを組み込んだ.ここでは,エントリ間の基礎的な関連情報として,研究代表者が既に開発・運用を行っているLinkDBが提供するリンク情報を用いている.これにより,STAGの利用者は「検索結果として得られたエントリ集合にどんな意味があるか」を手軽に調べることができる.さらに,リンク情報以外のリソースとして,ゲノムデータベースから専門用語を切り出し,組織化することにより,一種のオントロジーを構築するための予備調査を行った.本研究では、生体分子の情報を相互作用という鯨からデータベース化し、そこから新たな生物学的知見を得るための方法論を開発してきた。(1)分子間の関連情報データベースBRITEの構築従来の分子生物学データベースから抽出したリンク情報はLinkDBとして構築してきたが、これをBRITEと統合的に扱えるように拡張している。また、ネットワーク計算と比較を行うためのインタフェースを構築し、これは現在も改良中である。(2)データ間の関連をデータベースから抽出するシステムの開発データ間の関連を抽出するために、代表的なデータマイニング手法である相関

ルール発見手法を用いて、与えられたエントリ集合に共通かつ特有な性質を高速に発見する汎用的な枠組みを考案し、実現している。これまで、LinkDBのリンク情報を利用して、そこから共通性質の抽出を行うようにしていたが、本年度は、外延的オントロジーの構築によるキーワード間の関連付けを試みた。具体的にはGenomeNetでサービス中の22のデータベースから専門用語を切り出し、簡単な階層化と専門用語認識ツールを作成した。現在、約160万語のキーワードが抽出されており、これらを整理し関連付けた結果を用いて、エントリ集合の共通性質の抽出に適用できるようにした。高度データベースを構築するために、まず分子間の様々な関連を表現したデータを収集して、効率よく管理・検索するための枠組みを構築してきた。今年度は分子生物学データベース間のリンク情報を抽出してデータベース化したLinkDBのためのリンク抽出アルゴリズムの改良と、検索高速化のためのサフィックスアレイによるインデックス化を行った。また、大規模な分子生物学データベースを分散管理する手法として、グリッドコンピューティングを用いた分子生物学データベースの管理および検索に関する研究を行った。さらにこれらのデータベースから抽出したオントロジーを用いて、文献からの知識抽出を試みた。その結果、分子間の関係を抽出するためのテンプレートを自動的に生成することができるようになった。分子同士を関係づけるための手法として以下の3つの手法を開発した。1)タンパク質の配列および立体構造情報からサポートベクターマシンを用いて2つのタンパク質が相互作用するかどうかを判定する手法。2)研究代表者らが開発しているLIGANDデータベースに登録されている酵素反応式において、反応の前後でどの部分が置き換わったかを推定するアルゴリズム。これを用いて化合物間の関連情報を抽出した。3)反応式を生化学の知識に基づき素反応に分解した上で、反応機構により反応を分類する手法。これにより似た反応を触媒する酵素間の関係を抽出できるようになる。高度データベースの実装として、分子間の関連情報を収集してデータベース化したBRITEを構築してきたが、今年度は、そこから様々な知識を抽出するために以下の3つの手法を開発した。1)タンパク質間相互作用のデータからタンパク質中のどのドメインが相互作用に関わっているかを推定するための新しいアルゴリズム。2)これまでに開発してきた複数のネットワークから相関するクラスタを抽出するアルゴリズムの改良による、抽出に利用した中間データを同時に抽出する手法。これにより、2つのクラスタを関連づけている分子を特定することが容易になった。
精子幹細胞の自己複製機構の解明

本研究は精子幹細胞の安定性制御機構の解明を目的に行った。本研究では精子幹細胞が試験管内で5年以上にわたり核型を維持したまま増殖するが、幹細胞活性や分化能は低下することを明らかにした。また自己複製因GDNFからの刺激がAkt/PI3Kシグナルを介して伝達されることや、Ras/Cyclin D2やCDK inhibitorのp27の自己複製制御への関与を明らかにした。精子幹細胞は成体の精巣にあり、一生にわたって精子形成の源となる細胞である。研究代表者らは2003年にマウスの精子幹細胞の長期培養系を確立し、これをGermline stem(GS)細胞と命名した。この細胞の特徴は非常な長期にわたり安定的に増殖することであり、2年間で10^<85>倍(139 passages)に増え、その間増殖速度や幹細胞としての活性×インプリンティングや核型などに全く変化を示さず、2年の培養後も正常な子孫を作った。本研究の目的は幹細胞の安定した自己複製機構がどのようなメカニズムで成り立っているのか、そしてその破綻がどのように起こるのかを精子幹細胞を使って明らかにすることである。具体的には、GS細胞の2年以降の増殖を追跡し、寿命の測定とともに、どのように終焉を迎えるかを観察する。またGS細胞の自己複製を司るシグナル伝達経路の解明と、寿命と自己複製活性の関連について調べる。研究代表者らはこれまで精子幹細胞の機能解析を行ってきたが、2003年にマウスの精子幹細胞の長期培養系を独自に確立し、これをGermline Stem(GS)細胞と命名した。この細胞の特徴は非常な長期にわたり安定的に増殖することであり、二年間で10^<85>倍に増殖し、その間増殖速度や幹細胞としての活性、インプリンティングや核型などに全く変化を示さず正常な子孫を作った。本年度の研究では幹細胞の安定した自己複製機構がどのようなメカニズムで成り立っているのかを解析するため以下の研究を行った。1)GS細胞の2年以降の増殖を追跡し、増殖曲線を作成した。2)その間のテロメア長の測定を行った。具体的にはGS細胞からDNA細胞からDNAを採取し、terminal restriction fragmentを測定したところ、経時的に短縮していることが観察された。3)精巣内移植を行い、コロニーの形成能、および分化度を判定した。3年以上経過した細胞でもコロニー形成能があることが分かった。4)GS細胞の自己複製を司るシグナル伝達経路を明らかにするため、精子幹細胞の自己複製因子GDNF(Glial cell-linederived neurotrophic factor)によって活性化されるシグナル分子の一つがAktであることを明らかにした。Akt分子をtamoxifenによるinducible promoterの下流に発現させたコンストラクトをGS細胞に発現させたところ、GDNF非存在下でも長期間にわたって自己複製増殖が起こった。本研究の目的は精子幹細胞の自己複製シグナルを解明することにある。本年度の研究では第一に、精子幹細胞とテロメア調節との関連を調べるため、精子幹細胞培養株(Germline Stem : GS細胞)にtelomeraseをレトロウイルスベクターにより導入し、強制発現細胞を作出した。現在この細胞における増殖速度、サイトカインの増殖必要性、テロメア長などについて解析中である。第二に、GS細胞を用いて2007年にAkt/PI3Kを介するシグナル経路が自己複製因子GDNF(Glial cell-line derivedneurotrophic factor)からの刺激を伝達していることを明らかにしたが、Akt/PI3K以外のシグナル経路の関与も示唆されていた。そこで本年度の研究ではGS細胞ヘレンチウイルスによる発現ベクターを導入し、他の自己複製シグナル分子のスクリーニングを行った。Rasのdominant negative体をGS細胞に導入したところ、GS細胞の自己複製増殖は著しく阻害された。またRasの強制発現によりGS細胞はGDNF非依存性に長期にわたって増殖することが分かった。4ヶ月以上培養した細胞は野生型GS細胞と同様精子幹細胞マーカーの発現を維持し、精巣内に移植すると精子形成像が見られたことから、精子幹細胞としての活性を維持していることが示唆された。さらに、移植後の精巣においては精子形成像の他に、一部でseminomaの形成が認められた。これらのことから、Ras分子がAktと同様に精子幹細胞の自己複製制御に関わっていること、しかしAktのoverexpressionの場合とは異なり、Rasには精子幹細胞の腫瘍化を促す作用があることが明らかになった。この成果は現在論文投稿中である。本年度の研究では幹細胞の安定した自己複製機構がどのようなメカニズムで成り立っているのかを解析するため、以下の研究を行った。培養精子幹細胞株(GS細胞)の増殖を追跡し、増殖曲線を作成し、また、長期培養したものと短期間のものとで以下の点について解析した。(1)精子形成能の判定:培養細胞を精細管内に移植し、コロニーの数から幹細胞としての活性を判定する。また組織像を観察した。2年間の段階でのGS細胞では完全に正常な形態の精子形成の像が観察されたが、その後の幹細胞活性の低下が見られた。

(2)ホスト精巣のRT-PCRにて、精子形成に関わる分化マーカーの発現を調べたところ、精原細胞マーカーの発現は見られたが、減数分裂期に発現するマーカーに一部発現の欠損が見られた。(3)核型の解析:長期培養によってGS細胞の核型は保たれていた。(4)ゲノムインプリンティングの解析:GS細胞のゲノムDNAを採取し、COBRA(Combined bisulfite restriction analysis)によって母親性(Igf2r, Peg10)および父親性インプリンティング遺伝子(H19, Meg3IG, Rasgrf1)のメチル化領域についてメチル化の状態が培養の経過に伴って変化するかを調べた。GS細胞は長期培養によってインプリンティングパターンの変化を来たさなかった。研究代表者らはマウスの精子幹細胞の長期培養系を独自に確立し、これをGermline Stem (GS)細胞と命名した。この細胞の特徴は非常な長期にわたり安定的に増殖することであり、その間増殖速度や幹細胞としての活性、インプリンティングや核型などに全く変化を示さず正常な子孫を作った。本研究の目的は幹細胞の安定した自己複製機構がどのようなメカニズムで成り立っているのか、そしてその破綻がどのように起こるのかを精子幹細胞を使って明らかにすることである。本年度の研究では、精子幹細胞の増殖速度の制御に関わると考えられる分子(特にCDK-inhibitorなど)について、細胞の培養期間との相関を調べた。短期間培養のもの(5ヶ月)と長期間培養のもの(60ヶ月)のGS細胞についてRT-PCRにてTaf4b, Ret, Neurogenin3, Pou5f1, Zbtb16など精原細胞のマーカーの発現を調べたが、差異は無かった。一方、CDK-inhibitorのp16, p19, p21, p27についてquantitative PCR法により遺伝子発現を調べたところ、p27の発現が長期培養にて低下することが分かった。そこでp21ノックアウトマウスおよびp27ノックアウトマウスをICRにBackcrossした後、ホモ個体の精巣からGS細胞を樹立した。これらの細胞はflow cytometoryによりITGA6やITGB1, CD9, EPCAMなど、精原細胞マーカーの発現に変化は認められなかったが、幹細胞活性に差異があるのではないかと考え、現在これらの細胞の試験管内での増殖速度の差異を調べるほか、精巣内に移植を行い、分化度やコロニー形成率を調べている。
ケアの論理を通した〈自然＝社会〉性と主体性の再検討

昨年度は主に文献のサーベイを中心に研究をすすめた。ケアに関する文献および人間と他の生物との関係性に関する先行研究は膨大であり、現在順次読みすすめているところであるが、これまで検討した範囲からだけでも、両方のテーマに共通する重要な視角として、情動(affect, affection)に関わる問題があることが明確になってきた。情動には、感情(emotion)が例えば社会学などで従来扱われてきた「感情労働(emotional labor)」では抑制したり演技したりというかたちで管理されるべきものとして論じられてきたのとは対照的に、自己の情動的な経験のなかに積極的に沈潜していくことを通して他者とのあいだに新たなつながりを作り出すという契機になりうるという側面をもっている。情動のこうした側面は、「感じる身体」をもった人間同士、そして人間と他の存在を通底するような〈自然=社会〉性とそこにおける主体性の問題を考える上できわめて大きな意味を有していると考えられる。ただし、この点を本研究のなかでさらに深く掘り下げて探究していくためには、今後のフィールド調査において情動の次元をどのようにすれば意味あるかたちで捉えられるのかという調査におけるアプローチの問題についてもあらためて検討する必要がある。少し回り道になるかもしれないが、次年度以降は、近年の情動に関する人類学的研究も視野に入れつつ、調査手法も練り直しながら研究をすすめることにしたい。当初計画では初年度に予備的な調査を二度実施する予定だったが、調査先とのスケジュール調整などの関係で一回だけしか行なうことができなかったため。今年度は、フィールド調査を実施する前に情動に関する人類学の先行研究を検討し、情動に関わる問題について調査中にどのようにすれば効果的であるかをあらかじめ練った上でフィールド調査を実施する計画である。当初二度行う予定にしていたフィールドでの予備的調査を一度しか実施することができなかったため、それに充てる予定だった分を残した。当該助成金に関しては、今年度に実施するフィールド調査費に充てる予定である。
AOMを用いた実時間CGHによる精密測定

この研究の計画段階では、超音波光変調器(AOM)によるダイナミックCGH(計算ホログラム)を考えていたが、このデバイスにより実現される光波面は干渉計測には適さないことが判明した。干渉計測に適合する可能性のあるダイナミックCGHとして、液晶パネルを考え、これによる基礎的な実験をおこなった。但し、現在入手可能な液晶パネルは、画素ピッチが粗くまた画素数も少ないため、どの程度平面波からずれた光波面が実現できるかを検討した。CGHを非球面光学部品のヌル干渉計測に適応する場合に問題になる諸点について研究を進め、その適応可能性を明確にすることができた。干渉計測の測定精度を上げる方法として、縞走査法があるが、この走査を実現する電子的スタティック法として、半導体レーザ(LD)の波長変化を制御し、干渉計の二つの光路間にわずかの光路差を持たせることを考え、基礎的なデータを得、この方法の有効性を実験的に確認することができた。この研究において、上記の成果を組み合わせることにより、広範囲の測定対象に適応できる干渉計測法を実現できる見通しを得た。
顎変形症に対するVisual feedbackを応用した新規筋機能療法の開発

2018年度は、外科的矯正治療を施した顎変形症患者が、手術後の適正な固有口腔内でどのような嚥下時舌運動を行う傾向にあるのかを検索した。対象は手術後6か月3年経過した患者10名とし、舌圧センサシートを用いて横断的に計測を行い、過去に発表した正常咬合者10名の結果と比較検討をした。その結果、手術後患者の嚥下時舌動態は、正常咬合者の動きに近似はしているものの、嚥下時の舌が全体的に低位であることが明らかとなった。この研究結果より、申請研究の目的である「visual feedbackを応用した新規筋機能療法」を患者に活用する際の、活用前の舌動態の傾向と治療するべき舌部位が明確となった。この研究結果は、甲北信越矯正歯科学会(2018年7月1日、新潟)にてシンポジウム、公益社団法人日本矯正歯科学会(2018年10月30日11月1日、神奈川)にてポスター発表を行い、日本矯正歯科学会では優秀発表賞を受賞した。加えて論文「骨格性下顎前突症患者の顎矯正手術後における嚥下時舌圧発現様相の解析」を筆頭著者で投稿し、特定非営利活動法人日本顎変形症学会に受理された。(2019年4月15日発行)2019年度は手術後患者を対象に、舌圧センサシートを用いたvisual feedbackを応用した筋機能療法の実践を試み、筋機能療法によって嚥下時舌動態は回復するのか、また回復すのであればどれくらいの期間を要するのかを縦断的に検索する。その後、より効果的な舌に対する筋機能療法を検討する予定である。対象者は手術後患者20人を目標に行う。また、2018年度までの研究成果は、第29回特定非営利法人日本顎変形症学会(2019年6月8日9日、東京)にてシンポジウム、第78回公益社団法人日本矯正歯科学会(2019年11月20日22日)の生涯研修セミナーにて招待講演をすることが決定している。2018年度は申請研究の予備研究として、外科的矯正治療を施した骨格性下顎前突症患者が、手術後の適正な固有口腔内でどのような嚥下時舌運動をしているのかを舌圧センサシートを用いて検索した。手術後6か月3年経過した患者10名を対象に横断的に計測し、過去に発表した個性正常咬合者10名の結果と比較検討を行った。その結果、手術後患者の嚥下時舌動態は正常咬合者の動きに近似はしているものの、嚥下時の舌が全体的に低位であることが明らかとなった。この研究結果より、申請研究の目的であるvisual feedbackを応用した新規筋機能療法を活用した際の治療到達目標が明確となった。しかし、手術後の骨格性下顎前突症患者数が限られること、来院頻度が患者によって違うことから10人のデータ採取しかできなかった事は反省点である。今後は20人以上を目標にデータ採取を続ける予定である。本研究の内容は、甲北信越矯正歯科学会(2018年7月1日、新潟)にてシンポジウム、日本矯正歯科学会(2018年10月30日11月1日、神奈川)にてポスター発表を行った。日本矯正歯科学会では優秀発表賞を受賞した。加えて論文「骨格性下顎前突症患者の顎矯正手術後における嚥下時舌圧発現様相の解析」を筆頭著者で投稿し、特定非営利活動法人日本顎変形症学会に受理され掲載(2019年4月15日発行)された。以上のことから、今年度の進捗状況はおおむね順調に進展したと考える。2019年度は、舌圧センサシートを用いたvisual feedbackによる新規筋機能療法の実践を試み、手術後患者の低位である嚥下時舌動態が筋機能療法で改善するのか、また改善するのであればどれくらいの期間を要するのかを初めに検索する。次に、より短期間でかつ効果的な舌に対する筋機能療法を再度検討する。対象者は、手術後の骨格性下顎前突症患者20人を目標にし、縦断的に嚥下時舌圧測定を行うことで舌の回復度を観察する。手術後3か月から歯列は安定し、口腔機能の適応変化を認めることが過去の研究から考察できるので、術後3か月から筋機能療法を開始する。可能であれば毎月縦断的に嚥下時舌圧を計測することで個人の回復度を観察する。より効果的な筋機能療法を検討する事および縦断期間を考慮すると、2019年度から2020年度にかけて計測することが必要と思われる。また、新型の舌圧センサシートも開発されたので精度や利便性も比較したい。加えて、咀嚼筋の筋電図・口唇圧・頬圧計測と舌圧センサシートによる嚥下時舌動態の観察を同時に測定をすることにより、手術前の骨格性下顎前突症患者のより詳細な嚥下動態を解析していくことも新たな研究目標として現在検討している。この同時測定方法は、歯科補綴学分野において確立され論文発表されており、歯科矯正学分野においても応用可能と考えている。以上のことを進捗が順調であれば各年度に所属学会にて研究成果をポスター発表する。また、最終的に論文としても発表する予定である。

対象は手術後6か月3年経過した患者10名とし、舌圧センサシートを用いて横断的に計測を行い、過去に発表した正常咬合者10名の結果と比較検討をした。その結果、手術後患者の嚥下時舌動態は、正常咬合者の動きに近似はしているものの、嚥下時の舌が全体的に低位であることが明らかとなった。この研究結果より、申請研究の目的である「visual feedbackを応用した新規筋機能療法」を患者に活用する際の、活用前の舌動態の傾向と治療するべき舌部位が明確となった。この研究結果は、甲北信越矯正歯科学会(2018年7月1日、新潟)にてシンポジウム、公益社団法人日本矯正歯科学会(2018年10月30日11月1日、神奈川)にてポスター発表を行い、日本矯正歯科学会では優秀発表賞を受賞した。加えて論文「骨格性下顎前突症患者の顎矯正手術後における嚥下時舌圧発現様相の解析」を筆頭著者で投稿し、特定非営利活動法人日本顎変形症学会に受理された。(2019年4月15日発行)2019年度は手術後患者を対象に、舌圧センサシートを用いたvisual feedbackを応用した筋機能療法の実践を試み、筋機能療法によって嚥下時舌動態は回復するのか、また回復すのであればどれくらいの期間を要するのかを縦断的に検索する。その後、より効果的な舌に対する筋機能療法を検討する予定である。対象者は手術後患者20人を目標に行う。また、2018年度までの研究成果は、第29回特定非営利法人日本顎変形症学会(2019年6月8日9日、東京)にてシンポジウム、第78回公益社団法人日本矯正歯科学会(2019年11月20日22日)の生涯研修セミナーにて招待講演をすることが決定している。2018年度は申請研究の予備研究として、外科的矯正治療を施した骨格性下顎前突症患者が、手術後の適正な固有口腔内でどのような嚥下時舌運動をしているのかを舌圧センサシートを用いて検索した。手術後6か月3年経過した患者10名を対象に横断的に計測し、過去に発表した個性正常咬合者10名の結果と比較検討を行った。その結果、手術後患者の嚥下時舌動態は正常咬合者の動きに近似はしているものの、嚥下時の舌が全体的に低位であることが明らかとなった。この研究結果より、申請研究の目的であるvisual feedbackを応用した新規筋機能療法を活用した際の治療到達目標が明確となった。しかし、手術後の骨格性下顎前突症患者数が限られること、来院頻度が患者によって違うことから10人のデータ採取しかできなかった事は反省点である。今後は20人以上を目標にデータ採取を続ける予定である。本研究の内容は、甲北信越矯正歯科学会(2018年7月1日、新潟)にてシンポジウム、日本矯正歯科学会(2018年10月30日11月1日、神奈川)にてポスター発表を行った。日本矯正歯科学会では優秀発表賞を受賞した。加えて論文「骨格性下顎前突症患者の顎矯正手術後における嚥下時舌圧発現様相の解析」を筆頭著者で投稿し、特定非営利活動法人日本顎変形症学会に受理され掲載(2019年4月15日発行)された。以上のことから、今年度の進捗状況はおおむね順調に進展したと考える。2019年度は、舌圧センサシートを用いたvisual feedbackによる新規筋機能療法の実践を試み、手術後患者の低位である嚥下時舌動態が筋機能療法で改善するのか、また改善するのであればどれくらいの期間を要するのかを初めに検索する。次に、より短期間でかつ効果的な舌に対する筋機能療法を再度検討する。対象者は、手術後の骨格性下顎前突症患者20人を目標にし、縦断的に嚥下時舌圧測定を行うことで舌の回復度を観察する。手術後3か月から歯列は安定し、口腔機能の適応変化を認めることが過去の研究から考察できるので、術後3か月から筋機能療法を開始する。
股関節疾患患者の歩行異常の原因解明と新しい治療戦略の開発

人工股関節置換術(THA)後患者は、手術により股関節が再建された後も様々な歩行異常が残存し、歩行速度や歩行持久性の低下を招くとされている。中でも股関節角度範囲の狭小化や股関節パワーの減少は多くのTHA患者に共通した歩行異常である。株式会社本田技術研究所が開発中の歩行アシスト装置は、大腿部に低強度のトルクを付加することによって歩行時の股関節屈曲伸展運動を補助する装置である。同装置が持つ股関節屈曲伸展運動の補助機能は,歩行時の股関節屈曲伸展運動が狭小化している股関節疾患患者の歩行動作の改善に有効であると考えられる。そこで,本年度は股関節疾患者への適応に先がけて,歩行アシスト装置が若年者および高齢者の歩行動作と下肢筋活動に及ぼす影響を調べた。若年者17名と高齢者17名を対象として,歩行アシスト装着時と非装着時の三次元歩行動作解析と下肢筋活動分析を行った。その結果,歩行アシスト装着時は非装着時に比べて股関節角度範囲と股関節モーメント・パワーが有意に増加し,それに付随して膝・足関節においても運動学的変化が認められた。その結果として、歩幅や歩行率が上昇し、歩行速度が向上した。一方で、下肢筋活動には殆ど変化が無かった。本研究の結果から、歩行アシスト装置は筋活動を高めることなく、下肢関節の運動学的変化を生じさせ歩行速度を向上させ得る装置であることが示された。次に、歩行アシスト装置の即時的効果として、3分間の歩行アシスト使用が歩行に与える影響を調べた。対象は若年者17名と高齢者13名とし、歩行アシスト使用前と使用後の歩行動作と下肢筋活動を比較した。その結果、使用後は使用前に比べて股関節伸展角度の拡大や股関節モーメント・パワーの増加が認められ、歩行速度が増加した。これらは高齢者においてより顕著であり、歩幅の増加は高齢者のみに認められた。本研究の結果は、歩行補助ロボットが股関節疾患患者をはじめとする歩行障害者の歩行能力の改善を促進させる可能性を示しており、リハビリテーションの発展に寄与するものと思われる。本年度は、人工股関節置換術(THA)後患者の歩行異常の要因を明らかにすること、および運動介入による効果を調べることを目的とした以下の研究を行った。1.THA患者の歩行異常の原因解明THA患者は、手術により股関節が再建された後も様々な歩行異常が残存し、歩行速度や歩行持久性の低下を招くとされている。本研究ではTHA後の代表的な歩行異常である歩行立脚後期の股関節伸展制限に影響する要因を調べた。THA患者67名を対象として、三次元歩行動作分析により歩行時股関節伸展制限を測定し、あわせて下肢筋力、股関節可動域および股関節疼痛を測定した。その結果、歩行時股関節伸展制限には股関節外転筋力,股関節疼痛および股関節伸展可動域が影響していることが明らかとなった。本研究の結果は,THA後の歩行リハビリテーションにおいてターゲットとなる機能低下要因を示したものであり、理学療法学研究としての意義は大きいと考える。2.THA患者の運動機能と歩行動作に対する荷重位・非荷重位エクササイズの効果65名のTHA患者をスクワットや片脚立位練習、歩行動作練習などの荷重位エクササイズを行うWB群、股関節外転運動や膝関節伸展運動などの非荷重位エクササイズを行うNWB群およびエクササイズを行わないC群に無作為に分け、運動介入の効果を調べた。介入期間は2ヶ月間とし、介入前後において股関節筋と膝関節筋の最大等尺性筋力測定、殿部筋厚測定、運動能力評価および三次元歩行動作分析を実施し、介入効果を判定した。その結果、WB群とNWB群の最大等尺性筋力と運動能力はC群に比べて有意に改善し、特にWB群は立ち座り能力と歩行持久性においてNWB群よりも高い改善を示した。一方、殿部筋の筋厚には両群ともに増加はみられなかった。本研究の結果より、THA患者に対する荷重位・非荷重位エクササイズはともに筋力と運動能力に対して効果的であり,特に荷重位エクササイズは運動能力の改善に効果的である可能性が示唆された。一方、歩行動作分析では、WB群において立脚後期の股関節伸展角度が増加する傾向を示したものの、統計的には有意ではなかく、荷重位または非荷重位エクササイズによる歩行動作の明らかな改善はみられなかった。本研究の結果は、THA患者に対する運動療法介入のエビデンスの確立に寄与するものである。

その結果,歩行アシスト装着時は非装着時に比べて股関節角度範囲と股関節モーメント・パワーが有意に増加し,それに付随して膝・足関節においても運動学的変化が認められた。その結果として、歩幅や歩行率が上昇し、歩行速度が向上した。一方で、下肢筋活動には殆ど変化が無かった。本研究の結果から、歩行アシスト装置は筋活動を高めることなく、下肢関節の運動学的変化を生じさせ歩行速度を向上させ得る装置であることが示された。次に、歩行アシスト装置の即時的効果として、3分間の歩行アシスト使用が歩行に与える影響を調べた。対象は若年者17名と高齢者13名とし、歩行アシスト使用前と使用後の歩行動作と下肢筋活動を比較した。その結果、使用後は使用前に比べて股関節伸展角度の拡大や股関節モーメント・パワーの増加が認められ、歩行速度が増加した。これらは高齢者においてより顕著であり、歩幅の増加は高齢者のみに認められた。本研究の結果は、歩行補助ロボットが股関節疾患患者をはじめとする歩行障害者の歩行能力の改善を促進させる可能性を示しており、リハビリテーションの発展に寄与するものと思われる。本研究の目的は、人工股関節置換術後患者の歩行異常の原因を解明すること、歩行動作や運動機能の改善を目的とした運動療法介入を開発することである。歩行異常の原因解明については、その目的を達成した。しかし、本年度に実施した運動療法効果を検証するための無作為化比較対照試験では運動機能の改善は認められたものの、歩行異常は改善しなかった。そのため、THA患者の歩行異常に対する新たな介入方法を検討する必要がある。THA患者の歩行動作を改善するための運動療法介入方法を考案し、その効果を運動学・運動力学的的および筋電図学的手法を用いて検証する。
力学的負荷による関節軟骨変性の分子機構の解明

メカニカルストレスは変形性関節症をはじめ、骨粗鬆症、骨折治癒など、整形外科における多くの病態で中心的な役割を果たす重要な因子と考えられている。しかし、その分子メカニズムについては殆ど解明されていない。本研究では、メカニカルストレスによる関節軟骨変性の分子機構を解明することを目的とし、軟骨において肥大分化促進因子として働くRunx2(Runt relatedtranscription factor 2)シグナルや軟骨初期分化に必須のSox9(SRY-box containing gene 9)シグナルなどに着眼し、各種遺伝子欠損マウスにおける膝関節不安定性モデル(メカニカルストレス過剰負荷モデル)実験モデルの解析を行い、関節軟骨変性に関連する分子シグナルの詳細を明らかにした。生理的な力学的負荷(メカニカルストレス)は正常な軟骨細胞代謝と関節軟骨の恒常性の維持に必須であるが、その分子メカニズムの詳細は不明である。微小重力環境などのメカニカルストレス微小負荷時には軟骨細胞の初期分化や基質合成が抑制され、関節軟骨は変性・萎縮すると考えられる。一方、メカニカルストレス過剰負荷時には軟骨細胞の後期分化と基質分解が促進し、関節軟骨は変性破壊を生じる。本研究では特に軟骨の発生や成長に必須の分子シグナルであるRunx2シグナルとSox9シグナルに着目し、メカニカルストレス負荷モデルを確立してマウス関節軟骨における変化を分子レベルで解析し、遺伝子改変マウスを用いた検証を行っている。現在、研究計画に従い野生型マウスおよび遺伝子改変マウスを用いてメカニカルストレスの過剰負荷モデルおよび微小負荷モデルを作製し、生理的条件下で飼育したマウスと比較検討している。野生型マウスを用いたメカニカルストレス過剰負荷モデルを解析した結果、メカニカルストレス過剰負荷により関節軟骨細胞の肥大化とMMP-13発現が誘導された。一方、Runx2ヘテロノックアウトマウスを用いたメカニカルストレス過剰負荷モデルでは関節軟骨細胞の肥大化とMMP-13発現の誘導が低下した。このため、メカニカルストレス過剰負荷による関節軟骨細胞の肥大化とMMP-13発現が誘導はRunx2を介していることが示唆された(Arthritis Rheum 54:2462,2006)。Sox9の分子シグナルの検討については、Sox trioに関するDNAマイクロアレイを用いた解析からSox trioの肥大化・石灰化抑制の標的分子としてS100A1,Bを同定した(EMBO Reports, in press)。また、軟骨の石灰化に関連する新規軟骨特異的分子Carminerinのノックアウトマウスにメカニカルストレス過剰負荷モデルを適用したところ、軟骨変性破壊に伴う骨棘形成が野生型マウスに比べて抑制された(Nature Med 12:665,2006)。本研究の目的はメカニカルストレスによる関節軟骨変性の分子機構を解明することであるが,前年度,メカニカルストレス過剰負荷による関節軟骨細胞の肥大化とMMP-13の発現誘導はRunx2を介していることが示唆され,さらにSox9の分子シグナルの検討については,Soxtrioに関するDNAマイクロアレイを用いた解析からSoxtrioの肥大化,石灰化抑制の標的分子としてS100A1,Bを同定した(EMBOReports,2007)。今年度はメカニカルストレスが誘導するRunx2の上流シグナル分子に着目し,まず,メカニカルストレス過剰負荷刺激に応答してRunx2発現調節を行う分子の同定をおこなった。既に塩基配列が決定しているRunx2のプロモーター領域について,長さの異なるプロモータ-断片とルシフェラ,ゼ遺伝子を組み合わせてレポーター遺伝子を作成し,これを軟骨細胞株ATDC5細胞へstabletransfectionしてクローンを単離した。この細胞に細胞伸張システム(Flexcel社製)による伸張刺激を加え,メカニカルストレスにより誘導される活性を維持するための最小単位までの絞り込みを行った。更に数塩基ごとに変異を入れた変異体を作成し転写因子が直接結合するシスエレメントを同定した。得られたシスエレメントに対して実際に配列特異的に結合する転写因子が存在することを,インスリン刺激により分化を促したATDC5の核抽出物とのelectrophoreticmobilityshnassay(EMsADを用いて証明した(論文発表予定)。今後はメカニカルストレスが誘導するRunx2の上流シグナル分子の詳細な解析と相互作用を検討していき,Sox9に対しても同様に上流分子の同定を目的にSox9のプロモーター解析を行っていく予定である。生理的な力学的な負担(メカニカルストレス)は正常な軟骨細胞代謝と関節軟骨の恒常性の維持に必須であるが、その分子メカニズムの詳細は不明である。この分子メカニズムの解明を目的として、本年度は、メカニカルストレス過剰・微小負荷モデルにおける関節軟骨変性と分子シグナルを検討し、野生型マウスを用いて作製したメカニカルストレス過剰負荷および微小負荷モデルについて組織学的、分子生物学的検討を継続するとともに、生理的条件下で飼育したコントロールマウスと比較検討した。

また、Runx2、Sox9遺伝子改変マウスにおける各条件下での関節軟骨の変性破壊の組織学的、分子生物学的検討を継続した。メカニカルストレスが誘導するRunx2およびSox9の上流シグナル分子の同定に関しては、メカニカルストレスに応答するRunx2プロモーターおよびSox9プロモーダーの解析を進め、転写因子が直接結合するシスエレメントを検討した。さらに、同シスエレメントに対して実際に結合する転写因子を検索した。メカニカルストレスで誘導されるRunx2およびSox9の下流シグナル分子の同定に関しては、Runx2およびSox9遺伝子改変マウスを用いてメカニカルストレス負荷モデルを作製し、遺伝子変動を網羅的に解析して、メカニカルストレスで誘導されるRunx2およびSox9の下流シグナル分子を検索し、さらに分子機能の解析を行った。そして、遺伝子改変マゥスメカニカルストレス負荷モデルの表現型を検索し、その機能を検証した。
電池の高電圧化を可能にする微粒子集積ポリマー電解

リチウムイオン電池の安全性向上のため、新規なアプローチによる難燃型ポリマー電解質を開発した。難燃性のイオン液体モノマーに表面開始リビングラジカル重合を適用し、イオン液体ポリマーブラシ/シリカ複合微粒子(PSiP)を合成した。PSiPは少量のイオン液体中でブラシ鎖の立体斥力により三次元配列した疑似コロイド結晶を形成する。特定の条件下で疑似コロイド結晶を固体化出来ることを見出した。PSiPの集積膜は固体でありながら、比較的高いイオン伝導性を示した。走査型電子顕微鏡観察によって、電解質マトリクスの微粒子は面心立法格子の規則配列構造を形成していることが明らかになった。粒子間隙には高い分子運動性を有するブラシ末端が連続したイオン伝導ネットワークチャネルが存在していると考えられ、その為に高いイオン伝導性を示すと予測できた。またイオン液体中においては、リチウムイオンはイオン液体のアニオンとの相互作用により、比較的大規模なクラスターを形成し、系の粘度が著しく上昇する為、イオン伝導性が大きく低下することが知られている。しかしながら、本微粒子集積ポリマー電解質内においては、濃厚ポリマーブラシ効果によりクラスター形成が抑制され、高いイオン移動性が保たれることが磁場勾配NMR測定によって明らかとなった。本研究では、この新しいポリマー電解質の合成と電気化学特性について明らかにすると共に、電解質のイオン伝導性、難燃性、固体膜特性を利用した高電圧電気化学デバイスが設計可能と考え、リチウムイオン電池の試作評価を行った。この新しい固体電解質の実用性をリチウムイオン電池で実証した。本研究はイオン液体濃厚ポリマーブラシを有するシリカ複合微粒子(SiP)を利用して、世界トップレベル(0.5mS/cm @30°C)のイオン伝導性を有する固体ポリマー電解質創製を目指す。イオン液体濃厚ポリマーブラシを有するシリカ複合微粒子とイオン液体からなる疑似コロイド結晶固体膜は、高いイオン伝導性を有する新規固体電解質膜(イオンネットワークポリマー電解質)として機能する。今年度はまず、パルス磁場勾配NMR法による固体内Li^+拡散を評価した結果、Li^+の拡散係数に関して、当該研究開発の電解質膜は固体系にもかかわらずイオン液体中より約4倍高い拡散係数を有することを確認した。当該電解質膜では、イオン液体中で問題となる強いイオン間相互作用が緩和され、チャンネル内に電解質として有利なイオン移動環境が構築されていることが明らかとなった。本研究はイオン液体濃厚ポリマーブラシを有するシリカ複合微粒子(SiP)を利用して、世界トップレベル(0.5mS/cm @30°C)のイオン伝導性を有する固体ポリマー電解質創製を目指すものである。上記の固体電解質について電子顕微鏡を用いたPSiPの配列解析よって、固体電解質中でPSiPが面心立方格子(fcc)構造で規則配列していることが明らかとなった。顕微鏡観察により決定された微粒子間隔と各物質の密度より算出された平均粒子間隔は良い一致をしめした。このことからもPSiPの配列はfccであることが明らかといえる。さらにこの固体電解質を用いて、バイポーラ型の高電圧リチウムイオン電池を設計した。次年度で評価を行う予定である。難燃性のイオン液体モノマーに表面開始リビングラジカル重合を適用し、イオン液体ポリマーブラシ/シリカ複合微粒子(SiP)を合成した。本研究はこの複合微粒子(SiP)を利用して、世界トップレベル(0.5mS/cm @30°C)のイオン伝導性を有する固体ポリマー電解質創製を目指すものである。今年度は、本研究課題で開発した固体電解質を用いて、バイポーラ型の高電圧リチウムイオン電池を設計し、試作評価を実施した。バイポーラ電極と固体電解質を積層した単セルを直列積層した電池は従来のリチウムイオン電池より高い電圧を持つ。

駆動電圧6V及び9Vの二種類のセルを試作し、充放電特性並びにサイクル耐久性を評価し、複合微粒子電解質が難燃性の高電圧リチウムイオン電池として優れた性能を有することをセルにて実証できた。試作セルは50サイクルで80%程度のクーロン効率を有していた。開発した固体電解質を用いて積層バイポーラ型リチウムイオン電池の設計を終えた。24年度が最終年度であるため、記入しない。次年度は試作した電池の評価を行い、本研究で開発した固体電解質の性能をセルにて実証すり予定。
Gタンパク質が関与する味情報伝達機構に関する研究

本研究は受容体が関与する味覚受容機構を提唱・確立するために、苦味・うま味についてGタンパク質の関与を焦点にして以下のことを明らかにすることを目的とする。電位生理学的に異なる応答パターンを示す苦味についてGタンパク質の関与する成分を明確にすることによって細胞内情報伝達機構のクロストークについて明らかにする。うま味についてはまずGタンパク質の関与の有無について明確にする。苦味-パッチクランプ法によってキニーネ(10mM)味応答時に起こる膜電流変化を、生理的条件下と細胞内にGDPβsを導入した条件下で調べた。GDPβsは細胞内と導通するガラスピベットから拡散によって導入するが、ガラスピペットが細胞内と導通直後の味刺激時を生理条件下、拡散が十分におきた状態をGDPβs導入条件下とした。GDPβsは非分解性GDPのため、細胞内にいきわたるとGタンパク質系の応答は消失するはずである。しかし、キニーネで見られた大きな内向き電流応答は消失しなかった。このことから、キニーネで見られた内向き応答にはGたん白質が関与しないことが示唆された。うま味-味物質はうま味を呈するグルタミン酸と核酸の混合液で味細胞を刺激した。その結果、グルタミン酸応答でみられた2種類の内向き応答と1種類の外向き応答がみられた。なかでも、2種類の内向き応答が大きくなっていた。その濃度の核酸だけでは応答が見られなかった事から、グルタミン酸刺激で見られた内向き応答電流が、うま味応答であると考えられる。電位生理学的に異なる応答パターンを示す苦味についてGタンパク質の関与する成分を明確にし、さらに直接セカンドメッセンジャー量を測定し、時間的変化を知ることによって細胞内情報伝達機構のクロストークについて明らかにする。GDPβsは細胞内と導通するガラスピベットから拡散によって導入するが、ガラスピベットが細胞内と導通直後の味刺激時を生理条件下、拡散が十分におきた状態(35分後)をGDPβs導入条件下とした。しかし、キニーネに見られた大きな内向き電流応答は消失しなかった。うま味-味物質はうま味を呈するグルタミン酸アゴニストのイボテン酸(1mM)で味細胞を刺激した。イボテン酸は、NMDA型・代謝型グルタミン酸受容体グループI,IIのアゴニストである。その結果、グルタミン酸応答でみられた内向き応答がみられた。このことから、グルタミン酸刺激で見られた外向き応答電流は、うま味応答でない可能性が考えられた。得られた内向き応答パターンは代謝型・NMDA型グルタミン酸受容体を介する応答でも得られることから更なる解析が必要である。
咬合異常感と口腔内装置許容能力の関連性の検討　ー脳磁図による定量的評価ー

咬合異常感と咬合接触強さの関連について中枢レベルで客観的に評価する方法を確立するために口腔体性感覚に刺激を与え,脳磁図を用いて脳活動を分析した.その結果,歯根膜に持続的な機械的圧刺激を与えると,不快刺激により減少するα波のパワー値が安静時と比較して有意に減少することが確認され,その活動は頭頂・後頭領域を信号源とするものであった.この刺激方法は歯根膜へ不快刺激を与える方法として有効であると考えられた.感覚刺激に対する知覚閾値には個人差があり,持続的刺激でも変化すると言われている.顎口腔機能において重要である咬合接触強さに対する認識もこの知覚閾値と関連していると考えられる.そのため咬合異常感を評価するには大脳皮質体性感覚野といった知覚中枢レベルでの客観的評価することは重要であり必要となる.本研究の目的は脳磁図(Magnetoencephalograph:以下MEGと呼ぶ)用いて刺激に対する口腔体性感覚の閾値と脳活動状態の関連性を定量的評価,検討し,個々が持つ感覚許容能力に応じた咬合接触方法を確立することである.本年度は昨年度の結果を踏まえ,刺激条件を変えてMEG計測を行った.検査は76ch球面型生体磁気計測システムを使用し,サンプリング周波数600Hz,オンラインフィルタ0.03200Hz,1セッションの計測時間を約2分30秒,セッション数は刺激onとoffを交互に3セッションずつで計測した.刺激部位は咬合接触時の触覚,圧覚を,一感覚を感受する歯根膜とし,刺激として使用する金属箔はあらかじめ計測磁場に影響がない非磁性体であることを確認した.また刺激として使用する金属箔の厚みを昨年と違う条件とした.計測結果は周波数解析で200Hzから徐々に絞り,安静・覚醒時に増加するα波の出現の有無を観察した.その結果,刺激条件の違いにより若干の違いが認められる可能性が示唆された.次年度の課題として被験者を増やし条件による脳活動状態の違いの差の有無を検討する必要があると考えられた.感覚刺激に対する知覚閾値には個人差があり,持続的刺激でも変化すると言われている.顎口腔機能において重要である咬合接触強さに対する認識もこの知覚閾値と関連していると考えられている.そのため,原因の根拠が不明瞭となる場合がある咬合異常感を評価するには大脳皮質体性感覚や知覚中枢レベルで客観的評価することは重要であり必要となる.本研究の目的は脳磁図を用いて刺激に対する口腔体制感覚の閾値と脳活動状態の関連性を定量的に評価し,個々が持つ感覚許容能力に応じた咬合接触付与方法を確立することである.検査には76チャンネル球面型生体磁気計測システムを使用した.計測は刺激オン、オフを1セッションとし,4セッション計測した.刺激部位は咬合時の圧覚等を知覚する歯根膜とし,刺激には昨年と同様,非磁性体の金属箔を使用した.計測結果は周波数解析で200Hzから徐々に絞り,安静,閉眼時に増加するα波の出現の有無を観察後,被験者ごとにα波帯域が大きい領域をROIと定めてセンサー群を同定した.さらにその周波数帯を2つに分けて各々について周波数解析を行った.その結果,被験者間でも計測値は異なり,各セッションのα波帯域のピーク,各セッション内やセッション間のピークの出現形態,ピーク値は必ずしも一定の傾向を示すとは限らないと考えられた.したがって,今後は被験者を増やすとともに各被験者ごとのα波帯域のピーク値の詳細な分析が必要と考えられた.咬合異常感と咬合接触強さの関連について中枢レベルで客観的に評価する方法を確立するために口腔体性感覚に刺激を与え,脳磁図を用いて脳活動を分析した.その結果,歯根膜に持続的な機械的圧刺激を与えると,不快刺激により減少するα波のパワー値が安静時と比較して有意に減少することが確認され,その活動は頭頂・後頭領域を信号源とするものであった.この刺激方法は歯根膜へ不快刺激を与える方法として有効であると考えられた.感覚刺激に対する知覚閾値には個人差があり,持続的刺激でも変化すると言われている.顎口腔機能において重要である咬合接触強さに対する認識もこの知覚閾値と関連していると考えられる.そのため咬合異常感を評価するには大脳皮質体性感覚野といった知覚中枢レベルでの客観的評価が必要である.本研究の目的は脳磁図(Magnetoencephalograph:以下MEGと呼ぶ)を用いて刺激に対する口腔体性感覚の閾値と脳活動状態の関連性を定量的評価,検討することである.本年度はMEG計測のプロトコルの作製に取り組んだ.MEG検査は76ch球面型生体磁気計測システムを使用し,サンプリング周波数600Hz,オンラインフィルタ0.03 200Hzの条件で計測した.咬合接触感は歯牙に加わる力により歯根膜が圧迫あるいは牽引され,歯根膜中に存在する歯根膜機械受容器が興奮し,その情報が脳に伝えられ生じる知覚であるため,刺激対象を歯根膜とした.刺激方法として左右下顎中切歯間に非磁性箔を介在させた.刺激オンとオフを交互に各々3回ずつ繰り返し,周波数解析をおこなった.通常安静・閉眼・覚醒でα波が観察されることから各々の条件でのα波の抑制の有無を観察した.

その結果,10Hz付近では今回の刺激条件のオン,オフの間に明らかな差は認められなかった.次年度の課題として被験者を刺激部位,刺激時間や強度のバリエーションを増やし検討する必要があると考えられた.感覚刺激に対する知覚閾値には個人差があり,持続的刺激でも変化すると言われている.顎口腔機能において重要である咬合接触強さに対する認識もこの知覚閾値と関連していると考えられる.そのため咬合異常感を評価するには大脳皮質における知覚中枢レベルでの客観的評価することは重要である.本研究の目的は刺激に対する口腔体性感覚の閾値と脳活動状態の関連性を脳磁図を用いて定量的に評価し,個々が持つ感覚許容能力に応じた咬合接触方法を確立することである.検査は76ch球面型生体磁気計測システムを使用し,オンラインフィルタ0.03200Hzをかけた後,サンプリング周波数600Hzで記録した.刺激部位は咬合接触時の圧覚等を知覚する歯根膜とし,非磁性体の金属箔を使用し,持続的刺激を与えた.計測は刺激ON条件と刺激OFF条件の各2分40秒を1セッションとし,計4セッション行った.計測した各セッションのデータについて,7秒毎に高速フーリエ変換(FFT)を行った.今年度は安静,閉眼時に優位律動とされるα波のピーク周波数に分析の焦点を絞った.被験者ごとの刺激OFF条件を加算平均したデータからピーク周波数を求め,ピーク周波数の前後1Hzを各被験者の関心周波数帯としてそのパワー値を算出した.さらに関心周波数帯のパワー値の上位10センサーを選択し,刺激OFF条件と刺激ON条件の各セッションについてパワー値(以下ピークパワー値)を算出し,比較検討した.その結果,すべての被験者の刺激OFF条件の頭頂・後頭野において,安静閉眼時で優位律動とされるα波が観察された.また,不快刺激時に減少するα波の刺激ON条件のピークパワー値は刺激OFF条件と比較して有意に減少した.補綴系歯学口腔顔面領域の感覚刺激に対する脳活動は個人差があると考えられる.計測には脳磁図(以下MEG)計測システムを使用している.これはわずかな活動も計測される反面,ノイズを含めた様々な信号をも情報として混入してくるため,与えた刺激が出現する部位の特定が必要である.それを特定するための刺激条件等が口腔内という環境であるため制限され,時間を要したことが原因と考えられた.計測に使用している脳磁図計測システムはわずかな活動も計測可能である反面,ノイズを含めた様々な信号をも情報として混入してくるため,安定した情報を得るために苦慮している.また,信号源を詳細に特定するための計測方法や解析方法をにも時間を要したことが原因として考えられた.計測対象領域が歯牙,口腔粘膜,舌,顎口腔顔面筋群といった感覚および運動機能を担う複数器官が存在し,同時に働く領域であるため,脳内で複数の活動が近接しやすく,アーチファクトを含めたノイズの混濁防止や排除へのよりいっそうの配慮が必要であることがわかった.また,対象とした部分は刺激に対する知覚閾値が低い特性を有しているため,刺激頻度や強度についての検討に予想以上の時間を要したことも原因と考えられた.刺激方法のバリエーションを増やすこと,刺激にリンクした反応部位の特定およびサンプルを増やすことが課題と考えられる.特に反応部位を特定する方法として刺激部位の知覚領域に電気的刺激を与えることも検討する予定であるため,電気的刺激も検討する必要があると考えている.本研究の目的である個々が持つ感覚許容能力に応じた咬合接触付与方法を確立することであるため,サンプル数をさらに増やし,どのようなバリアエーションが認められるかを考察する知る予定である.まら得られたデータの詳細な周波数解析を行っていく予定である.