hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
壊死細胞に対する免疫応答の分子機構および生理的意義の解明

生体内で発生する細胞死に対して免疫細胞が応答し、自己由来の死細胞を除去することは個体の恒常性維持にとって重要である。細胞の壊死に伴ってDNAが放出されると、免疫細胞は核酸認識受容体であるTLR9を介して活性化する。TLR9は本来は微生物由来のDNAに対する受容体であるため、感染防御に重要である。しかしTLR9シグナル経路の異常な活性化は恒常性の範囲を逸脱した炎症反応を引き起こす原因となり、その一例として全身性エリテマトーデスなどの自己免疫疾患が挙げられる。TLR9は小胞体で合成されるが、DNAと結合するのはエンドライソソームである。TLR9の小胞体からエンドライソソームへの局在変化がTLR9経路の活性化に不可欠であるされている。この局在変化は厳密に制御されるはずだが、詳細な機構は不明である。平成25年3月までの研究により、軸索身長阻害因子として以前報告されたNogoがTLR9刺激に対する免疫応答に必須の分子であることを明らかにした。Nogo欠損マウスを用いて解析を進めた結果、NogoはTLR9のエンドライソソームへの局在を促進することが明らかになった。またNogo結合分子を探索したところ、機能未知のタンパク質であるGRAMD4がNogoと結合し、かつTLR9の局在変化を阻害することを見出した。NogoとGRMAD4はともに小胞体に集積する性質を示したことから、これらの分子はTLR9の小胞体からの搬出をそれぞれ促進的および抑制的に制御すると考えられる。一部の自己免疫疾患や炎症性疾患では核酸認識受容体の活性化が亢進している。本研究であきらかにしたNogoとGRAMD4に注目することで、これらの疾患の治療標的を見出すことが期待される。26年度が最終年度であるため、記入しない。NogoがTLR9下流のシグナル伝達機構を正に制御し、炎症応答に関与する分子であると明らかにした点において、本研究は順調に進展している。NogoによるTLRシグナル制御機構の詳細な分子メカニズムについては更なる検討が必要である。NogoによるTLR9シグナル活性化のメカニズムとして、当初想定していたNogoとPIR-Bの結合にもとつく説明はできなった。一方でNogoと結合する分子を網羅的に解析したことにより新規Nogo会合分子を同定し、その分子とNogOとの結合に着目することで本来の目標達成に向けて研究はおおむね順調に推移している。自己由来壊死細胞に対する応答に焦点を限定せず、感染応答などTLRが関与する免疫応答全般についてNogoの機能解明を目指す。PIR-Bあるいは他の結合分子を介してNogoはTLRシグナルを制御すると考えられるので、in vitroにおける各種研究手法を利用して必要ならば新規Nogo結合分子を同定し、NogoによるTLRシグナル制御の分子機構を明らかにする。また、Nogo欠損マウスを使用して感染・ストレス刺激を行い、個体レベルの免疫系におけるNogoの生理的機能の解析を行う。今後は、同定した新規Nogo結合分子に着目し、Nogoとの会合を介していかにTLR9シグナルを制御するのか解明を進める。
オスマン帝都イスタンブルの都市改革と多文化社会の近代

19世紀にオスマン帝国は、帝都イスタンブルにおいて近代的な市政制度の設置やインフラの整備など、様々な改革を推進した。本研究では、こうした都市改革を、多文化社会としてのイスタンブルの特性を明らかにする題材とする。そして、都市改革の過程で帝国政府が非ムスリム住民といかに交渉し、利害の調整を図ったのかを検討し、19世紀の都市改革が宗教・宗派別の個別性に配慮した側面をどの程度有していたのかを解明する。
栄養バランスの変化に応じて発生タイミングを調整する適応能力の解明

自然界には、様々な物を食べる広食性の種と、特定の物のみを食べる狭食性の種が存在する。我々は、様々な栄養環境に対して個体がどのように応答し、適応(個体成長)を実現しているかを明らかにするため、食性の異なるショウジョウバエ近縁種に注目した。モデル生物キイロショウジョウバエは、自然界では発酵した多種類の果物を食べる広食性種で、適応できる栄養条件の幅が広い。一方で、その近縁種には特定の花や果実のみを食性とする狭食性種も存在する。そこで、キイロショウジョウバエを含む広食性二種と狭食性三種を選び、異なる栄養バランスに対する適応能力と応答を比較した。栄養バランスを捉える上で、タンパク質と炭水化物の比に着目し、この比が異なる複数の食餌条件で各種の幼虫を育てた。その結果、広食性種はどの食餌条件でも蛹までの発生率が高い一方で、狭食性種は高炭水化物餌に適応できないことを見出した。加えて、広食性種と狭食性種が野外で餌とする食物を分析し、餌中の炭水化物比率増加に伴い発生率が低下する狭食性種の適応能力にとって鍵となる栄養バランス構成因子を絞り込んだ。これらの結果をもとに、栄養バランスへの適応能力の種間差を生み出す全身性シグナル伝達経路を探索し、糖への応答機構として近年報告されたTGF-β/Activinシグナル伝達経路に着目した。上記の広食性種と狭食性種、そして広食性種キイロショウジョウバエのActivin変異体は、異なる食餌条件下での発生率が互いによく似ていた。さらにそれぞれの種や変異体を育てた際の応答をオミクス解析により調べたところ、狭食性種セイシェルショウジョウバエが示す遺伝子発現及び代謝産物量の変動パターンは、キイロショウジョウバエActivin変異体の応答と非常に酷似することを見出した。昨年度までに得られた結果をさらに解析し、TGF-β/Activinシグナル伝達経路により制御され高炭水化物食への適応に寄与する遺伝子群の同定を試みた。どの組織でアクチビンシグナルを受容することが栄養バランスに応じた適応に重要かを明らかにする目的で、組織特異的にアクチビン受容体遺伝子をノックダウンした。その結果、少なくとも筋肉が適応に寄与していることがわかった。筋肉などの組織特異的な遺伝子発現解析を行った結果、栄養バランスに応じた代謝酵素遺伝子群の発現調節が広食性種の代謝恒常性を維持し、その適応能力を支える可能性が考えられた。広食性種と狭食性種のいずれの種にも、TGF-β/Activinシグナル伝達経路を構成する遺伝子は保存されており、しかも少なくとも転写レベルで発現しているにもかかわらず、両者の間で高炭水化物食への適応に大きな差が生じていた。餌中の炭水化物比率の増加に伴い発生率が低下する狭食性種では、このシグナル経路内のいずれかの遺伝子に変異が生じたために、代謝酵素遺伝子群の発現制御ができず高炭水化物食へ適応不全を示すとの仮説を立て、その検証も行った。その目的で広食性種と狭食性種との雑種を作製し、その遺伝子発現や表現型を解析した。その結果、TGF-β/Activinシグナル経路を構成する複数の遺伝子に変異が起きたことが原因の一つとして考えられた。狭食性種は、高炭水化物食条件下で多数の代謝産物の量が上昇する。この中には複数の有機酸が含まれることから、血リンパ液が酸性化しており、このため狭食性種が適応できなくなる可能性が考えられた。この可能性を検証する。

どの組織でアクチビンシグナルを受容することが栄養バランスに応じた適応に重要かを明らかにする目的で、組織特異的にアクチビン受容体遺伝子をノックダウンした。その結果、少なくとも筋肉が適応に寄与していることがわかった。筋肉などの組織特異的な遺伝子発現解析を行った結果、栄養バランスに応じた代謝酵素遺伝子群の発現調節が広食性種の代謝恒常性を維持し、その適応能力を支える可能性が考えられた。広食性種と狭食性種のいずれの種にも、TGF-β/Activinシグナル伝達経路を構成する遺伝子は保存されており、しかも少なくとも転写レベルで発現しているにもかかわらず、両者の間で高炭水化物食への適応に大きな差が生じていた。餌中の炭水化物比率の増加に伴い発生率が低下する狭食性種では、このシグナル経路内のいずれかの遺伝子に変異が生じたために、代謝酵素遺伝子群の発現制御ができず高炭水化物食へ適応不全を示すとの仮説を立て、その検証も行った。その目的で広食性種と狭食性種との雑種を作製し、その遺伝子発現や表現型を解析した。その結果、TGF-β/Activinシグナル経路を構成する複数の遺伝子に変異が起きたことが原因の一つとして考えられた。狭食性種は、高炭水化物食条件下で多数の代謝産物の量が上昇する。この中には複数の有機酸が含まれることから、血リンパ液が酸性化しており、このため狭食性種が適応できなくなる可能性が考えられた。この可能性を検証する。
深紫外発光デバイスに向けた単結晶窒化アルミニウム薄膜の新作製法

AlNやGaNなどのIII族窒化物半導体は,サファイアなどの基板上に各種の気相成長法によって成長させなければならないが,基板との格子不整合が大きいため,未だに欠陥の少ない窒化物薄膜を得るのはきわめて難しい.特に紫外発光素子として必要不可欠なAlGaN系半導体を積層するためには,高品位の単結晶AlN薄膜を基板として用いる必要がある.本研究の目的は,既存の薄膜作製技術に依らないまったく新しい単結晶AlN基板の安価で簡便な方法を確立することである。本研究では,AlN-Al_2O_3-C-N_2-CO系ポテンシャルダイアグラムに基づき,炭素共存下でN_2-CO混合ガスを用いて,サファイア基板の窒化を行った.c面(0001)に切り出したサファイア基板を,所定の温度およびN_2-CO混合ガス雰囲気下で一定時間保持した後,X線回折(XRD)による相同定,極点図形による結晶方位関係の解析,ωモードロッキングカーブによる結晶配向性の評価,高分解能透過電子顕微鏡(HRTEM)による断面観察,レーザー顕微鏡およびプローブ顕微鏡(SPM)による表面観察を行った.2θ/ω-XRDの結果から,c面サファイア基板の面上には,c軸配向したAlNが生成していることが分かった.また,極点図から,Al_2O_3[2-1-10]方向とAlN[1-100]方向が平行である,つまり,サファイアの(0001)面とAlNの(0001)面が30°回転方向にずれていることが分かった.また,サファイア基板/AlN膜断面のHRTEM像から,AlN膜内に貫通転位等の結晶欠陥は確認されなかった.サファイア/AlN界面に周期的にミスフィット転位が挿入されており,これによって界面の不整合が緩和されていることが分かった.GaNなどのIII族窒化物半導体は,青紫外発光デバイスとして近年特に注目されている物質である。III族窒化物はサファイアなどの基板上に気相成長法などによってエピタキシャル成長させなければならないが,基板材料との格子不整合が大きいため,未だに欠陥の少ない窒化物薄膜を得るのはきわめて難しく,多数の貫通転位が存在している。本研究の目的は,安価で簡便なまったく新しい単結晶窒化アルミニウム(AlN)基板の作製方法を確立すること,またこの独自の薄膜作製法における結晶成長メカニズムの解明を目指すことである。今年度は,Al_2O_3-ALON-AlN系の化学ポテンシャル図に基づいて,温度およびCO/N_2分圧比を実験パラメータとして制御し,種々の面方位を持つエピタキシャル基板用研磨したサファイア基板を初期試料に用いて,サファイア/ALON/AlN多層膜の成長を行った。作製した試料については次の観点からキャラクタリゼーションを行ない,単結晶AlN膜作製の最適条件を検討した。1.サファイア/ALON/AlN多層構造の作製と評価(1)サファイア/ALON/AlN各層の断面および表面性状の観察(TEM, AFM)界面の高分解能のTEM断面像を得ることが出来,これに基づいて界面の格子の不整合の緩和機構について考察した.(2)サファイア/ALON/AlN各層の結晶方位関係(薄膜X線回折装置)薄膜X線装置により,各層の結晶方位関係を明らかにした.(3)AlNおよびALON膜の結晶性の評価X線ロッキングカーブを測定し,チルトおよびツイスト方向の結晶性の評価を行った.AlNやGaNなどのIII族窒化物半導体は,サファイアなどの基板上に各種の気相成長法によって成長させなければならないが,基板との格子不整合が大きいため,未だに欠陥の少ない窒化物薄膜を得るのはきわめて難しい.特に紫外発光素子として必要不可欠なAlGaN系半導体を積層するためには,高品位の単結晶AlN薄膜を基板として用いる必要がある.本研究の目的は,既存の薄膜作製技術に依らないまったく新しい単結晶AlN基板の安価で簡便な方法を確立することである。本研究では,AlN-Al_2O_3-C-N_2-CO系ポテンシャルダイアグラムに基づき,炭素共存下でN_2-CO混合ガスを用いて,サファイア基板の窒化を行った.c面(0001)に切り出したサファイア基板を,所定の温度およびN_2-CO混合ガス雰囲気下で一定時間保持した後,X線回折(XRD)による相同定,極点図形による結晶方位関係の解析,ωモードロッキングカーブによる結晶配向性の評価,高分解能透過電子顕微鏡(HRTEM)による断面観察,レーザー顕微鏡およびプローブ顕微鏡(SPM)による表面観察を行った.2θ/ω-XRDの結果から,c面サファイア基板の面上には,c軸配向したAlNが生成していることが分かった.また,極点図から,Al_2O_3[2-1-10]方向とAlN[1-100]方向が平行である,つまり,サファイアの(0001)面とAlNの(0001)面が30°回転方向にずれていることが分かった.また,サファイア基板/AlN膜断面のHRTEM像から,AlN膜内に貫通転位等の結晶欠陥は確認されなかった.サファイア/AlN界面に周期的にミスフィット転位が挿入されており,これによって界面の不整合が緩和されていることが分かった.
ストレスの初期反応の中枢性機構に関する研究

実験にはWistar系雄性ラットを使用した。ラットを麻酔下に、脳定位固定装置に固定し、脳内透析用プローブを青斑核、扁桃体の基底外側核などに挿入し、術後24時間以降に、人工脳脊髄液を用いて潅流を行い、潅流液中のノルアドレナリン含量、セロトニン含量、それらの代謝産物含量を電気化学検出器付きの高速液体クロマトグラフィーにより定量した。安定した基礎放出量が得られた後、ストレス負荷実験を行った。その結果、一度電撃ストレスを受けた箱に再び入れるがその際電撃は受けないという恐怖条件づけストレスにより、扁桃核基底外側核のセロトニン放出が亢進すること、このセロトニン放出亢進はベンゾジアゼピン系抗不安薬であるミダゾラムを前投与することにより抑制されることが明らかになった。またベンゾジアゼピン受容体の部分的作用薬であるY-23684によっても抑制された。これらの事実からストレス初期に生じる扁桃核の基底外側核のセロトニン放出亢進が不安の惹起と関連している可能性が示唆された。さらに青斑核にプローブを植え込み同部を潅流し、潅流液中のノルアドレナリン含量を定量したが、α_2受容体の拮抗薬であるヨヒンビンの青斑核への投与や電撃ストレスによりノルアドレナリン放出が亢進することが示され、ノルアドレナリン神経系の起始核として重要な同部位のノルアドレナリン神経細胞がα_2受容体により抑制的調節を受けていること、ストレスで青斑核のノルアドレナリン放出が亢進することなどが明らかになった。
干潟における生物採集活動および環境認識の世代差とその地域的背景

沖縄島の羽地内海を事例に現地調査をおこなったところ、沿岸集落の1920年以降1940年生まれの女性は、潮間帯上部中部に生息する貝類の生態知識を他の年代に比べて多く持っていることがわかった。このなかには赤土流出によって減少した藻場性の貝類が含まれる。一方で、これらの知識は、稲作・畑作を中心とした労働のなかで、周辺的なものとみなされており、住民参加型の干潟保全・再生は、こうした知識の地域的背景を考慮する必要がある。1)羽地内海沿岸の一集落において、利用される生物資源と採集方法について参与観察と聞き取り調査をおこなった。その結果、礫が多い底がある干潟では、マスオガイが採集されてきたことがわかった。本種は陸域からの湧水がある場所に集まって棲んでいるが、その湧水の存在も住民によって認識されている。2)名護市教育委員会の発掘資料により、羽地内海近くのウフドゥーバル遺跡の貝塚に干潟性の貝類がみられることがわかった。これらの貝類のなかには現在高齢の女性が認知して採集しているものも含まれ、その歴史的連続性がうかがえる。3)近年の住民参加型の自然管理における、権力の不平等な分布に関する議論では、ジェンダーの役割が着目されているものの、ジェンダーを地域的背景とのかかわりから動態的にとらえている研究は少ないことが、文献レビューからわかった。1)干潟の資源利用調査昨年度に引き続き,羽地内海沿岸の一集落において,利用される生物資源と採集方法について参与観察と聞き取り調査をおこなった.その結果, 1940年代においては,羽地内海に広く見られた海草藻場の代表的な貝である,ニッコウガイが採集されていたことや,その利用には男性からの忌避がみられたことなどがあきらかになった.これは,陸域の農業活動時間との兼ね合いで貝類採集の労働が必ずしも正当化されたものではなかったことを示していると考えられる.2)現代的干潟利用の調査エコツーリズムや環境学習など,近年活発となってきた干潟利用の実態調査をおこなった.また,自然再生協議会など,自然再生に向けた取り組みについても資料収集をおこなった.その結果,エコツーリズムではマングローブ域を中心とした利用となっていること,環境学習では野鳥観察,ごみ拾いなどが中心となっていることなど,従来の資源利用と資源や空間において差異がみられた.このように,資源再生の際に重視するべきとされる「地域」と干潟のかかわりには大きな世代差があることが明らかになった.3)市民向けの研究成果発表名護市立図書館において,羽地内海の干潟の変遷,貝類を中心とした資源の多様性,現在の利用者の居住地の多様性について地域住民向けの展示をおこなった.また,貝類・魚類・鳥類を中心に羽地内海に生息する生物写真,および方言や地域の逸話などの聞き取り成果を合わせた図鑑を発行し,名護市内の中学校に配布した.
ブドウ果実のアントシアニン生成における波長域別の光条件

本研究において、ブドウ果実のアントシアニン生成における波長域別の光条件が明らかとなった。まず培養果実切片の光感受性における品種間比較では、暗黒条件下のブドウ果実切片のアントシアニン蓄積は、供試したいずれの品種においても、光照射下と比べ抑制され、ブドウ果実のアントシアニン生成が光照射に強く影響を受けていることが示された。さらにブドウ果実のアントシアニン生成に対する光質の影響が明らかとなった。全体として、白色光および紫外光は単独でアントシアニン生成を促進すること、白色光と紫外光の同時照射によりさらに促進されることが示された。次に`グローコールマン'果実において白色光と紫外光照射の相互作用について調査したところ、紫外光の波長域間での比較においては、UV-BはUV-Aに比べより低い強度でアントシアニン生成の促進効果が現れるものとみられたが、高い強度では逆に抑制が起こることがしめされた。可視域では青色および赤色光での促進効果が、緑色および黄色光より大きく、紫外光に対する反応を合わせて考えると`グローコールマン'果実は、青色から長波長の紫外に至る波長域および赤色域に反応スペクトルの極大を有しているものと考えられた。また光条件はアントシアニン色素の全体的な量に影響すると同時にその組成に影響を及ぼしていることが示された。さらに糖およびABAのレベルが果皮切片のアントシアニン生成に大きく影響することが確認されたが、同時に果実切片のアントシアニン生成の光依存性に変化をもたらすことが示された。またブドウ果実切片のアントシアニン生成とPAL活性との間に密接な関係があることが明らかとなり、アントシアニン生成における光照射の影響が、PAL活性に対する作用を介して生じていることが示唆された。1.種々の光照射条件下におけるアントシアニン生成(1)成熟開始期(ベレゾーン期)にあるブドウ果実を用いて、果皮組織ディスクを調製し、各種波長域の光照射条件下において無菌培養を行い、光感受性を調査したところ、光成分の内、とくに紫外域の光線が果実のアントシアニン生成の制御に深く関わっていることが明らかとなった。(2)HPLC分析により、果皮中に含まれるアントシアニン色素の成分について分析を行ったところ、色素の組成は品種間で大きく異なり、光照射条件は個々色素成分に影響を及ぼし、赤色系品種では非アシル化アントシアニンが、紫および黒色系品種ではアシル化アントシアニンの含量が大きく変化することが示された。2.光感受性における品種分類紫外線の照射によるアントシアニンの蓄積促進効果は、供試したいずれの品種においても認められたが、その程度は品種間で大きな差異があり、グローコールマンのように紫外光の照射に対する反応性が極めて大きい品種とマスカットベ-リ-Aのように反応性の低いものに分類されることが明らかとなり、紫外線感応性によりブドウ品種の分類が可能であることが示された。このことについては、さらに供試品種の範囲を拡大して検討を行う予定である。3.光感受性の機構光照射は巨峰果実においてフェノール生成経路の律速酵素であるPALの活性に影響を及ぼすことが明らかになった。紫外線の照射の影響および品種間の差異について継続調査を行う予定である。1.種々の光照射条件に対するブドウ果実のアントシアニン生成の品種間比較`グローコールマン'、`巨峰'、`紅アレキ'、`ブラック・オリンピア'、`ルビー・オグヤマ'および`マスカット・ベ-リ-A'について、光条件と果実切片のアントシアニン生成の関係を調査したところ、このことからいずれの品種群に属するブドウ品種も光の照射によりアントシアニン生成が促進され、これには白色光および紫外光の両者が関わっていることが明らかとなった。

次に、`グローコールマン'果実において白色光と紫外光照射の相互作用について調査したところ、紫外光の波長域間での比較においては、UV-BはUV-Aに比べより低い強度でアントシアニン生成の促進効果が現れるものとみられたが、高い強度では逆に抑制が起こるものとみられた。白色光の異なる波長域の光照射の影響についての調査では、青色および赤色光での促進効果が、緑色および黄色光より大きかった。紫外光に対する反応を合わせて考えると`グローコールマン'果実は、青色から長波長の紫外に至る波長域および赤色域に反応スペクトルの極大を有しているものと考えられた。2.光条件がアントシアニン合成経路の酵素活性に及ぼす影響ブドウ果実切片のアントシアニン生成とPAL活性との間に密接な関係があることが明らかとなり、アントシアニン生成における光照射の影響が、PAL活性に対する作用を介して生じていることが示唆された。
金属基複合材料のクローズドリサイクルプロセス

金属基複合材料は,優れた特性を示す一方で,母材と強化材の分離が非常に困難であるという,リサイクルの観点からは決定的な欠点を持ち合わせている。本研究では,Al基複合材料を対象として,水溶性フラックスを用いたクローズド・リサイクルプロセスの開発を目指し,以下の知見を得た。Al-SiC系複合材料に対し,種々の塩化物系フラックスにより処理を行ったところ,NaCl-KCl-KF系フラックスを用いることにより,強化材のSiCがほぼ100%回収でき,回収Al合金の内部・表面ともにSiC粒子が認められない,再利用可能な大きな塊状で回収することができた。次に,回収した母材,強化材,フラックスに対して,再利用の観点から性状を調査した。回収Al合金:フラックス処理による組成の変化は見られず,また,内部や表面にSiC粒子は認められないことから,様々な用途に再利用が可能であることが分かった。回収SiC粒子:K_2NaAlF_6やAl_2O_3が不純物として共存し,前者については,NaOH溶液により分解させ,NaF, KFとして回収しフラックスに再利用できる。また,後者については,処理中の溶湯の酸化が原因であるため混入抑制は難しく,除去方法について今後検討していく必要がある。回収フラックス:少量のフッ化物を添加することで再利用できることが分かった。また,実操業を想定して最適処理条件を検討したところ,複合材料およびNaCl-KCl系フラックスが溶解した後にKFを添加する方法をとることにより,1mass%よりも少量のKF添加で,複合材料をAl合金とSiC粒子に完全に分離することが可能であることが分かった。以上の検討結果を基に,Al基複合材料に対するクローズド・リサイクルプロセスフローを作成した。本研究では,水溶性フラックスを用いたクローズドリサイクルプロセスの開発を目指し,本年度は以下の知見を得た。対象とした複合材料はAl-SiC系粒子強化複合材料であり,母材にAl-8.5%Si合金,強化材としてSiC粒子を20vol%含む。これに対し,種々の塩化物系フラックスにおいて処理を行ったところ,いずれの場合も強化材であるSiCの回収率は60%以下にとどまった。またAl合金は表面にSiC, Al_2O_3が付着している多数の粒状で回収された。そこで,SiC回収率を向上させ,Al合金を一つの塊状として回収するため,系の界面張力を改善させる効果が期待できるアルカリフッ化物の添加を検討した。添加するアルカリフッ化物としては,水への溶解度の大きいKFを選択した。SiC回収率は向上せず,回収Al合金もこれまでと同様の状態であった。回収SiC粉末にCaF_2が存在したことから,CaCl_2とKFの間でハロゲンの交換反応が起こり,KF添加の効果が現れなかったものと考えられる。SiC回収率が向上し,Al合金の内部・表面ともにSiC粒子が認めらない,再利用可能な大きな塊状で回収することができた。また,回収したSiC粉末については,切削屑表面の酸化膜および処理中のAl合金の酸化によるAl_2O_3,フラックスとAl合金が反応して生成したK_2NaAlF_6が若干存在することが分かった。これらのうち,後者についてはNaOH溶液処理により除去できることが分かった。

また,これまでの研究結果をまとめることにより,Al基複合材料に対するクローズド・リサイクルプロセスのフローシートを完成させ,本研究のとりまとめと報告を行った。前年度の結果からNaCl-KCl-KF系フラックスが,Al-SiC系粒子強化複合材料の分離・回収には適していることが分かった。そこで,フラックス処理後に回収した母材,強化材,フラックスに対して,再利用の観点から性状を調査した。回収Al合金:フラックス処理による組成の変化は見られず,また,内部や表面にSiC粒子は認められないことから,様々な用途に再利用が可能であることが分かった。回収SiC粒子:K_2NaAlF_6やAl_2O_3が不純物として共存し,前者については,NaOH溶液により分解させ,NaF, KFとして回収しフラックスに再利用できる。また,後者については,処理中の溶湯の酸化が原因であるため混入抑制は難しく,除去方法について今後検討していく必要がある。回収フラックス:少量のフッ化物を添加することで再利用できることが分かった。また,実操業を想定して最適処理条件を検討したところ,複合材料およびNaCl-KCl系フラックスが溶解した後にIVを添加する方法をとることにより,1mass%よりも少量のKF添加で,複合材料をAl合金とSiC粒子に完全に分離することが可能であることが分かった。
光増幅機能集積LiNbO_3導波路擬似位相整合波長変換素子の研究

研究計画に基づいて研究を実施し、次のような結果を得た。(1)Er添加LiNbO_3基板上での分極反転グレーティング作製技術確立Er拡散のための長時間高温熱処理の際に生じるLiNbO_3結晶-Z面での分極反転層は、擬似位相整合に必要な分極反転グレーティングの作製を妨げる。-Z面にSiO_2を堆積してから熱処理することでその生成を抑制できることを昨年度見出した。本年度はSiO_2膜厚、熱処理時の雰囲気や結晶保持用具の検討を行ない、抑制の再現性を改善できた。しかしながら、熱処理後の結晶での分極反転実験において、分極反転に必要な電圧が増加し、しましま結晶の絶縁破壊が生じてしまった。原因として、極薄い分極反転層が生じてしまっている、または、SiO_2とLiNbO_3の相互作用により新規膜が形成されて残留している、などが考えられる。(2)デバイスの試作と評価分極反転グレーティング作製技術がまだ確立できていないため、デバイス試作には至らなかった。本年度以降も研究を継続し、試作と評価を行なう予定である。その際、(1)での困難を回避する新たな方法として、Erを結晶成長段階で添加した結晶の使用も検討している。熱拡散添加した場合に比べて強い励起光が必要となるが、(1)の問題の回避に加えて、極限増幅率の増大、デバイス作製プロセスの大幅な簡略化、省時間化が可能となる利点もある。(3)デバイスシミュレータ開発モード結合理論による非線形光学波長変換解析とレート方程式によるレーザ動作解析を融合したデバイスシミュレータを開発した。相互作用長30mmのデバイスを想定した場合、100mW程度の励起光入力で、Erによる光増幅の効果が現れ、デバイスのトータル波長変換効率の向上が得られると分かった。研究計画に従って光増幅機能集積LiNb0_3(LN)導波路擬似位相整合波長変換素子の研究を実施し、次のような成果を得た。1.Er : LN導波路光増幅器の作製技術確立に関して、(1)既存のEr : LN導波路レーザ発振器の単一通過あたりの増幅率を測定した。レーザ発振器の共振器鏡を取り外し、波長1.53μmの信号光とともに波長1.48μmの励起光を入射した。信号光の入射パワーと出射パワーを測定し、+0.7dBの信号光増幅を確認した。(2)増幅率向上のため、新たにデバイスを設計した。デバイス長が励起光吸収長を超えない範囲では、増幅率はデバイス長に近似的に比例する。そこで、デバイス長を29mmより60mm拡大した。また、理論シミュレーションにより、Er濃度分布と導波モード分布の重なり増大により増幅率が向上することが分かった。そこで、Er拡散時の温度を1090°Cから1100°Cに変更してEr添加濃度を向上させるとともにTi拡散導波路の作製条件を最適化して、Er分布と導波光モード分布の重なり増大を図った。(3)デバイスを試作した。単一通過あたりの増幅率として3.7dBが得られ、3dBの増幅率向上が達成できた。2.Er : LN基板上での分極反転グレーテイング作製技術確立に関して、(1)-Z面にSio_2層をスパッタ堆積してからEr拡散処理を施したところ、このSio_2、層が意図しないLNの分極反転層生成を抑制できることが分かった。(2)Sio_2層の代わりにAl_20_3スパッタ堆積膜を用いることも試みたが、熱処理中にAl_20_3が凝集してしまい、分極反転層生成抑制膜として適さないことが分かった。
磁気ターゲティングを利用した脊椎再建材料による脊髄再生

本研究は磁気ターゲティングを利用した脊髄損傷に対する新たな治療方法を開発することを目的とした。本研究期間中に実施した研究の成果として、神経幹細胞・磁気ビーズ複合体および骨髄間葉系細胞・磁気ビーズ複合体の樹立、ならびに脊髄損傷モデル作成および骨髄間葉系細胞・磁気ビーズ複合体の投与を行った。脊髄損傷再生を図る研究として、第7胸椎椎弓切除後、ラット脊髄損傷モデルを作成、磁石または無着磁金属を脊髄背側筋肉内に留置し、損傷翌日に骨髄間葉系細胞・磁気ビーズ複合体を脳脊髄液内に投与した。磁石によるターゲティングを行うことで、脊髄背側に細胞が有意に多く集積し、後肢運動機能評価では有意な改善が得られた。本研究の目的は、磁気ターゲティングを利用した脊髄損傷に対する新たな治療方法を開発することである。損傷脊髄に対する細胞移植方法については、報告される実験の多くは注射針などを用いて脊髄損傷部に細胞を直接注入する局所投与が多い。しかし実際の臨床応用を念頭に置くと、すでに易損性のある損傷脊髄に対して更なる障害を与えかねない。全身的経静脈的投与あるいはくも膜下腔投与なども提唱されているが、局所投与と比較すると細胞自体の損傷部位への誘導効果に期待するのみであるため移植効率の低さは否めない。脊髄損傷の再生には、細胞移植による作用機序の解明とともに安全で効率的な移植方法の開発も重要な課題である。我々の施設では、細胞を磁気で誘導・集積させる磁気ターゲティング法で細胞移植による効果を有効に引き出す研究を、軟骨、腫瘍などに対して行ってきた。当該年度に実施した研究の成果として、神経幹細胞・磁気ビーズ複合体および骨髄間葉系細胞・磁気ビーズ複合体の樹立、ならびに脊髄損傷モデル作成および骨髄間葉系細胞・磁気ビーズ複合体の投与を行った。胎生14日のgreen fluorescent protein transgenic Sprague-Dawley rat (GFPラット)より採取した後約2週間浮遊培養した細胞集塊(neurosphear)を神経幹細胞として使用し、磁気ビーズ(フェリスフェア100®)を活性化させRGDSペプチドを癒合させ標識し神経幹細胞・磁気ビーズ複合体を作成した。また同様に磁気ビーズにより標識した骨髄間葉系細胞・磁気ビーズ複合体も作成した。脊髄損傷再生を図る研究として、ラット脊髄損傷モデルを用いて骨髄間葉系細胞・磁気ビーズ複合体を投与し,磁場を用いることにより脊髄損傷部位に移植細胞を集積させることを示した。本研究では、磁場を用いることにより脊髄損傷部位に細胞を集積させることが示され、磁気ターゲティングは、細胞を任意の場所に、高密度に集積させ、より高い治療効果が期待できる新しいセルデリバリーシステムとなりうると考えられた。本研究では脊髄損傷モデルに磁気ビーズ複合体により磁性化した神経幹細胞を移植し、損傷部位周囲に組み込まれた磁性体を利用し、損傷部位への効率的な細胞集積を図り脊髄再生を目指すことを目的としている。平成23年度の本研究の実施状況として、神経幹細胞・磁気ビーズ複合体の樹立を行った。胎生14日のgreen fluorescent protein transgenic Sprague-Dawley rat (GFPラット)より海馬組織を採取し、機械的に細片化した後、bFGFを含んだ培養液(DMEM/F12, N2 supplement, bFGF)中で約2週間浮遊培養する。形成された緑色の自家蛍光を発する細胞集塊(neurosphear)を神経幹細胞として使用する。続いて磁気ビーズ(フェリスフェア100®)を活性化させRGDSペプチドを癒合させ標識し神経幹細胞・磁気ビーズ複合体を作成した。それに続いて脊髄損傷作成および神経幹細胞・磁気ビーズ複合体の投与を行っている。

脊髄損傷モデルを作成するためにIHインパクターを用意した.成体ヌードラットを用いてIHインパクターにより第7胸髄高位に、圧挫損傷を加え脊髄損傷ラットを作成した。損傷直後、L4/5腰椎高位で1x105個の神経幹細胞・磁気ビーズ複合体を髄腔内投与し、脊椎内に磁性化した内固定材料を挿入し損傷部への磁気ターゲティングを試みている。脊髄損傷モデルに対する磁気ターゲティングモデルの構築が予定に比べ遅れている。神経幹細胞・磁気ビーズ複合体の樹立は順調に行われてた。また脊髄損傷モデルの作成も順調である。より効率のよい磁気ターゲティングを行うために、脊椎内に挿入する磁性体の形状などについては検討を要する。今後は臨床における脊髄脊椎損傷治療に応用すべく、固定材料に磁性体を埋め込み、磁性化した神経幹細胞を移植することで脊髄損傷を再生することを目的とする。損傷部位周囲の脊椎に導入した磁性体により、損傷部位への効率的な細胞集積を図り脊髄再生を目指す。損傷脊髄の修復、再生について画像的、運動学的、組織学的評価など多角的に客観的評価を行い、磁気ターゲティングの有効性を明らかにする。該当なし超微弱発光イメージングシステムによる評価としてIn vivoイメージング法を用いて、ラット脊髄損傷モデルでの外磁場による細胞の集積効果について検討する。遺伝子導入装置を用いて、神経幹細胞・磁気ビーズ複合体にluciferase遺伝子を導入する。超微弱発光イメージングシステムを用いて磁気ターゲティングを行ったモデルでの脊髄損傷部への細胞移行・着床を観察する。細胞移植後0日,3日,10日,2週,4週で観察する。またラット脊髄損傷モデルの脊髄運動機能評価として、ビデオ撮影を併用して術者以外の第3者によりBBB locomotor rating scaleを用いた後肢の運動機能を経時的に評価ならびに頭蓋電気刺激運動誘発電位(Br(E)-MsEP)を計測し、後肢運動機能の電気生理学的評価も行う。
イオニクス材料のナノ構造制御と中性子散乱による評価

γ-二酸化マンガン中に含まれる二種類のプロトンの詳細な構造を調べた。中性子反射スペクトルの測定は高エネルギー加速器研究機構のHITを用いて行った。熱処理を行いながら、中性子全反射スペクトルを測定したところ、150°C以上で、1Å付近のピークの消失、2Å付近のピークとマンガンの周りの6配位酸素のピーク強度が減衰するなどの変化が見られた、1ÅのピークはDe Wolffのプロトンと呼ばれる酸素に直接結合したプロトン、2ÅのピークはColemanのプロトンと呼ばれるプロトンがそれぞれ脱離したことにより減少したと思われる。以上のことを明確にするためには、二酸化マンガン中のプロトンを重水素に置き換える必要がある。二酸化マンガンを化学酸化して、プロトンを脱離させた後に、重水に浸すことにより、構造に変化のない重プロトン添加二酸化マンガンが得られた。この試料の中性子全反射スペクトル測定を行うことにより、先の1Åのピークは酸素に直接結合した水素、2Åのピークは6つの酸素に囲まれた六角形の中心に存在していることが明らかになった。同時に新規プロトン導電体の開発を行った。Clay中にイオン性液体を挿入することにより、200-300°Cの温度範囲で高い導電率を示すプロトン導電体材料の開発を試みた。用いたイオン性液体はアルキル、アミン、アミド、有機酸基などの側鎖の異なるイミダゾリウムである。現在までの所、優れた高温安定性と導電率を示す物は、350°Cまで安定で200°Cにおいて4.8×10^<-6>S/cm、350°Cにおいて3.7×10^<-5>S/cmの導電率を示した試料である。この系の優れた点は、有機化合物を挿入した化合物よりも、高温での安定性が高く、導電率も高いことである。この導電性の高さは、イオン性液体がClayの層間でも擬液体状態を維持しているためと推察出来る。
ブラジルにおける日本語教育史構築のための基礎的研究

日本人の集団移住開始から約100年の歴史を持つブラジルの日本語教育史を構築するため、ブラジル・日本で収集した日本語教育に関する書記資料および口述資料により、戦前・戦中・戦後・現代の各時代における日本語教育がどのようであったのか、ブラジル日系移民社会を取り囲む社会的背景や言語環境を踏まえ、教育実践の背景にある日本語教育の理念や言語観・子弟教育観と絡めながら記述・考察を行い、歴史的変遷を明らかにした。本研究では、ブラジル移住開始から現在までの100年を、大きくは戦前・戦中・戦後・現代の4つに区分し、各時代の日本語教育に関する書記資料および口述資料を収集、分類・整理し、ブラジル日本語教育史を構築すべく基礎的研究を行うことを目的とする。各時代における日本語教育とはどのようなものだったのか、日系社会を取り囲む社会的背景や言語環境を踏まえ、教育実践の背景にある日本語教育の理念や言語観・子弟教育観と絡めながら記述・考察を行い、どのような変遷をたどり現在に至るのか歴史的視点から明らかにする。本年度は、研究目的の一つである書記資料の収集として、ブラジルへの移住が開始された1908年1920年代ごろまでを対象として行った。日本で発刊された外務省・拓務省等による政府刊行物・報告書、民間の移民会社などによる移住者支援事業に関する書籍・報告書などにより、ブラジルへの移民開始の経緯や当時のブラジル・日本の政治的状況および国内の社会的状況、ブラジル日系移住地が誕生した背景と初期移民の暮らし、移住地内に日本語学校が創設された背景と当時の日本語教育の様子、そして移住先のブラジルで初期移民らが経験した言語接触・言語変容とその背景について考察を行った。研究成果の一部として、東北大学グローバルCOEプログラム国際移動研究部門主催ワークショップ(於:東北大学、2009年3月4日)において「ブラジル日系移民社会における言語の接触と変容」をテーマに発表を行った。また、資料収集に際しては、これまでブラジル日系人が集住するブラジル南東部サンパウロ州に集中して行われていたため、ブラジル北部アマゾン地域へ赴き、北伯地域でも日系人が比較的多く居住するパラー州ベレン市と、アマゾン地域最古の日系移住地トメ・アスー移住地(トメアス郡クアトロボッカス区)において資料収集を行った。ベレン市においては、汎アマゾニア日伯協会の協力のもと、ブラジル北伯地域の日系人社会全般に関する資料を、北伯日本語普及センターおよびベレン市内の日本語学校の協力のもと、北伯地域の日本語教育についての資料収集を行った。また、トメ・アスー移住地においては、トメアスー文化農業振興協会およびトメアスー日本語学校の協力のもと資料収集を行った。北伯地域は南伯地域よりも移住開始時期が少し遅れること、また、都市の規模や日系人口規模の違い、ブラジル最大の都市であるサンパウロ市を中心とする南伯との地理的距離など、ブラジルの日本語教育を論じる際にも、このような歴史的社会的地理的背景を考慮する必要性のあることが明らかとなった。本年度は、昨年度に引き続き、1920年代後半1950年ごろまでの書記資料の収集を行った。この時期には邦字新聞、雑誌、文芸誌、また、ブラジルで初めての日本人子弟のための日本語教科書『日本語読本』が刊行されるなど、ブラジルで発刊された書記資料が豊富にあるが、とりわけ戦前の資料は劣化がひどく、書記資料の整理・保存に加え、資料の電子メディア化およびデータベース化を早急に行う必要があると思われた。また、口述資料の収集に関しては、ブラジル南東部サンパウロ州および南部パラナ州の戦前日系移住地を中心に、この時期に学齢期を迎えた1世子供移民と2世を対象に行った。研究成果の一部は、国際交流基金サンパウロ日本文化センター日本語セミナーにて「日本国内および海外日系社会の日本語におけるアクセントの継承と変容」(於:Fundacao Japao, Sao Paulo, Brasil, 2009年9月19日)をテーマに、また、慶應義塾大学言語政策研究会にて「ブラジル日系・沖縄系移民社会における言語接触」(於:慶應義塾大学,2009年12月22日)をテーマに発表を行った。昨年度と同様、資料収集に際しては、ブラジル南東部サンパウロ州のほか、北部アマゾン地域へ赴いたが、本年度は戦後移住者もかなり多く居住するサンパウロ州内の移住地と、戦後ブラジル国内からの移住者により新しく形成されつつある日系人集住地であるブラジル最北のRoraima州Boa Vista市、および、ブラジル国外であるが、その大半が戦後移住者で構成されるパラグアイの日系集団移住地にも赴いた。南米の日本語教育について論じる際には、とかく戦前移住の視点から論じられることが多かったが、むしろ今後は戦後移住へと重点をシフトし、歴史的社会的地理的背景を異にするそれぞれの地域における日系社会との関わりの中で論じていく必要性のあることが明らかになった。本年度は主に1950年代後半1970年代までを対象として資料収集を行った。この時期は、第二次世界大戦が終結し、日本の敗戦による「勝ち組負け組」抗争という混乱期を経た後、祖国への帰国を諦め、ブラジルの地に永住を決意し、「ブラジルの日本人」としての新たなアイデンティティを析出していく時期である。

戦前には「在伯同邦」などと呼んでいた日系社会を次第に「コロニア」と呼び始め、「日伯混合語」などと呼んでいたポルトガル語混じりの日系人の日本語を「コロニア語」と呼び、日本の日本語とは違うブラジルの日本語の独自性を見出し、その存在意義を積極的に認めていった。このような日系人の意識の変化は、1960年代に発刊された「コロニア版教科書」と呼ばれる日系子弟のための日本語教科書に体現されることとなった。だが、70年代に移民の時代が終焉を迎えると、世代交代、職業の多様化、都市部への人口集中、高学歴化、非日系との結婚など、日系人の生活も大きく様変わりし、日本語からポルトガル語へ大きく言語シフトしていく中で、新たな日系コロニアの在り方を模索する必要に迫られ、それとともに従来の「日系子弟のための日本語教育」が揺らぎ始めていった。このようなブラジルにおける日系社会と日本語の位置づけの歴史的変遷について、「ブラジルの日系社会と日本語:南米日系社会における日本語の変容」(広島・方言研究会,2011年3月5日)として研究発表を行った。また、戦前移民の多いブラジルと対照的なフィールドとして、戦後移民が多くを占めるパラグアイにおいて行った調査の結果は、「パラグアイ日系社会におけるアクセントの継承と変容」(日本方言研究会第90回研究発表会,2010年5月28日:『社会言語科学』13(2)に掲載)、「パラグアイ日系社会における言語継承と言語生活の背景」(長野・言語文化研究会,2011年2月12日)として発表を行った。本年度は、主に1980年代以降から現在に至るまでを対象として資料収集を行った。この時期は、戦後移住も途絶えて移民の時代は終焉を迎え、ブラジル日系人の日本への還流、いわゆる「デカセギ・ブーム」が始まった時期である。ブラジルでは、1980年代後半から、初等・中等教育機関における外国語教育プログラムや高等教育機関における日本語講座の開設などにより、公教育機関における第二外国語としての日本語学習者(主に非日系・成人学習者)が増加し、従来の日本語教育とは大きく様変わりした。かつて、ブラジルの日本語教育と言えば「日系子弟への日本語(国語)教育」、すなわち「継承語教育としての日本語教育」であったが、すでにこの時期、日本語からポルトガル語への言語シフトが完了した日系社会においては、学習者だけでなく日系の日本語教師にとっても日本語はすでに外国語となっており、実質上「外国語教育としての日本語教育」へと大きくシフトしつつあった。
カーボンナノチューブによる光電場増強効果の検証

非常に細長い形状を持つカーボンナノチューブ(CNT)には大きな光電場増強効果が期待される。また、一次元性の強いCNTは非常に強い共鳴的光吸収を示すばかりでなく、共鳴付近で複素誘電率(超分子分極率)の異常分散も大きく、表面プラズモン共鳴と本質的には同様の原理で、しかもより巨大な光電場増強効果をもたらす可能性がある。本研究は、CNTによる光電場増強効果の有無を検証することを目的とし、今年度は次のことを行った。1.2層CNT探針の作成:豊田工大の協力を得て、2層CNTをPt-Ir探針の先端に電子ビームCVDにより生成したアモルファスカーボンを用いて接着し、2層CNT探針を作成。2.走査トンネル分光(STS)法による2層CNT探針の電子構造評価:探針とグラファイト結晶間でSTS測定を行い、探針先端の2層CNTが第1Hvギャップ幅が約0.7eVの半導体であることを確認。3.光整流電流の観測:光電場増強効果によって増大が期待される光整流電流を検出するため、この2層CNT探針とグラファイト結晶問に波長800nm(第1Hvギャップ0.7eVに対し第2Hvギャップにほぼ共鳴)のレーザー光を照射し光整流電流の測定を試みた。光熱膨張によらない信号が測定中一時的に観測されることが分かった。4.共鳴的光誘電泳動による特定CNT分離の試み:ジメチルフォルムアミドに種々の構造の単層CNTが混合分散させ、レーザー光を照射すると、照射ビームに捕捉されるCNTとはじかれるCNTが存在することを見出した。光に対するこの力学的応答が、共鳴的光吸収によるものかどうかを調べるために、凝集したCNTのラマン測定を行った結果、波長選択的な凝集が起こっていることを示唆する結果を得た。本研究は、CNTによる光電場増強効果の有無を検証することを目的とする。走査トンネル顕微鏡(STM)の金属探針を導電性試料に近づけ、探針先端に光照射すると、トンネル電流に金属探針先端の光電場強度に依存した光整流成分が発生することが知られている。これを測定することによってCNT探針の光電場増強効果を評価するために、今年度は次のことを行った。1)CNT探針の作成とその準備a)2層CNT(DWNT)探針:豊田工大の吉村教授の協力を得てPt探針にDWNTを接着し作成。b)単層CNT(SWNT)探針:独自にSWNT探針を作成するために、アルコールCVDによるSWNT成長炉を立ち上げた。2)STMを用いたCNT探針の光電場増強効果評価実験の準備上記で作成したDWNT探針と、DWNTを付けないPt探針に対して、光整i流電流の予備的測定を行い、前者で比較的大きな信号を観測した。3)CNT探針の光吸収スペクトル測定我々の開発したSTM-FT分光方式の光吸収スペクトル測定法を用いることにより、予備的ではあるが、STM探針に付着したDWNTに由来すると解釈できる光吸収スペクトルを得ることに成功した。
近赤外光脳機能計測装置による運動意思の認識手法に関する研究

近赤外光脳機能計測装置(NIRS)によって運動想像時の脳活動変化を検出し機器を制御するBrain-Computer Interface (BCI)の開発を目的として,掌握運動想像時の脳活動計測データ特性を分析し,BCIとしての利用可能性を検討し,以下の知見を得た.1.複数チャンネルで計測したデータの加算によって時間遅れを生じさせることなくノイズが軽減できる.2.NIRSの計測アルゴリズムによりOxy-HbやDeoxy-Hbに比べて,その和であるTotal-Hbのほうがノイズが少ない.3.脳活動と計測状態の変動によりNIRS計測値は常に不安定であるため,安静状態を基準として脳活動値を推定するよりも,積極的に異なる脳活動を生じさせて,その差を観察するほうがBCIとしては安定した判別が行える.4.右手掌握想像時には左運動野,左手想像時に左右運動野が活性化される.5.左手と右手の掌握運動想像により生じるNIRS計測値変化より,約80%の成功率で左右の判別が可能であった.6.ただし,運動野周辺活動をまったく計測できない被験者も存在した.運動イメージだけでなく,実際の運動による脳活動変化も計測されないことから,脳形状や頭皮の状態が原因でNIRS計測が行えない被験者が存在すると思われる.一方,前頭野周辺は個人差も少なくクリアな計測値が得られた.7.NIRSホルダ装着が被験者に与える負担が大きく,NIRS計測値にも負担が反映されるため,BCIとしての実用化にはNIRSホルダの装着感改善が重要な課題である.8.前頭前野活動は情動によって大きく変動する.情動を意識的に生じさせることで,BCIとしての利用が行える可能性がある.近赤外光脳機能計測装置(NIRS)によって運動想像時の脳活動変化を検出し機器を制御するBrain-Computer Interface(BCI)の開発を目的として、掌握運動想像時の脳活動計測データ特性を分析し、BCIとしての利用可能性を検討した。まず、NIRSによる計測データのノイズ軽減策として、複数のチャンネルで計測したデータの加算によってノイズを軽減し、スムージング処理により生じる時間遅れの問題を解消することを試みた。NIRSの隣接するチャンネルは3cmの間隔で設置されているため、チャンネル毎で異なる脳活動変化が計測されることが予想される。実験の結果、運動野周辺の脳活動計測においては、隣接4チャンネルの脳活動に大きな差はなく、単純加算しても意思判別上問題なく利用できることがわかった。また、計測されるOxy-HbやDeoxy-Hbに比べて、その和であるTotal-Hb量がNIRSの計測アルゴリズム上、ノイズが少なく、BCIの信号として適していることがわかった。つぎに掌握運動想像時の運動野周辺の脳活動変化より、左と右の2種類の意思判別を試み、約80%の成功率で判別が可能であることが示せた。また、NIRSの計測用ホルダの装着における毛髪除去の手間を軽減するため、装着時に自動的に毛髪が除去される計測プローブの構造を考案した。実験によって、計測者が毛髪除去を行わなくとも、計測プローブを装着するだけで毛髪が除去され、計測値にも問題が生じないことが確認できた。近赤外光脳機能計測装置(NIRS)によって運動想像時の脳活動変化を検出し機器を制御するBrain-Computer Interface (BCI)の開発を目的として,掌握運動想像時の脳活動計測データ特性を分析し,BCIとしての利用可能性を検討し,以下の知見を得た.1.複数チャンネルで計測したデータの加算によって時間遅れを生じさせることなくノイズが軽減できる.2.NIRSの計測アルゴリズムによりOxy-HbやDeoxy-Hbに比べて,その和であるTotal-Hbのほうがノイズが少ない.3.脳活動と計測状態の変動によりNIRS計測値は常に不安定であるため,安静状態を基準として脳活動値を推定するよりも,積極的に異なる脳活動を生じさせて,その差を観察するほうがBCIとしては安定した判別が行える.4.右手掌握想像時には左運動野,左手想像時に左右運動野が活性化される.5.左手と右手の掌握運動想像により生じるNIRS計測値変化より,約80%の成功率で左右の判別が可能であった.6.ただし,運動野周辺活動をまったく計測できない被験者も存在した.運動イメージだけでなく,実際の運動による脳活動変化も計測されないことから,脳形状や頭皮の状態が原因でNIRS計測が行えない被験者が存在すると思われる.一方,前頭野周辺は個人差も少なくクリアな計測値が得られた.7.NIRSホルダ装着が被験者に与える負担が大きく,NIRS計測値にも負担が反映されるため,BCIとしての実用化にはNIRSホルダの装着感改善が重要な課題である.8.前頭前野活動は情動によって大きく変動する.情動を意識的に生じさせることで,BCIとしての利用が行える可能性がある.