hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遺伝性角膜変性症の原因遺伝子検索、SNP解析、角膜発現プロモーターに関する研究

大阪大学病院の眼科外来には200家系を超える遺伝性角膜疾患患者が通院している。われわれは、これらの角膜ジストロフィ患者より同意を得た後、積極的に原因遺伝子解析に取り組んできた。既に格子状角膜変性症III型の原因遺伝子解明(Am J Hum Genet. 1998)や膠様滴状角膜変性症の原因遺伝子発見(Nat Genet. 1999)、斑状角膜変性症の原因遺伝子発見(Nat Genet.2000:ゲノムニュースVol.1/No.1 2002.Feb p28-p29)など画期的な成果をあげている。臨床の現場でも、遺伝カウンセリングや遺伝相談の際にも、遺伝子解析結果を提示できるようになった。遺伝子解析の結果、遺伝性角膜疾患の60%強がケラトエピテリン遺伝子変異によることが、明らかになった。既に150家系に及ぶケラトエピテリン遺伝子変異による角膜変性症家系の解析を終了している。その結果、同一の変異を有する患者間でも、臨床病型に.大きな差(視力、発症年齢)があることが次第に明らかになってきた。本年度は同一の遺伝子変異(Arg124His変異ホモ接合体)を持ちながら、臨床病型の大きく異なる2つの家系が存在することを発見し、報告した(Am J Opthalmol.2001)。両者の表現型は、SNP (single nucleotide polymorphism)によって修飾されていると思われる。また、BIGH3遺伝子のArg124His変異をホモで持つ患者は、ヘテロで変異をもつ角膜変性症患者に比べて、角膜移植やエキシマレーザ治療に抵抗性を示すことを発見し、報告した(Am J Opthalmol.2001)。格子状角膜変性III型家系の解析中に新しいSNPをケラトエピテリン遺伝子のエクソン8とイントロン10領域内に発見した。それらのリンケージ解析により、本邦特有の格子状角膜変性III型は創始者効果によることが明らかになった(J Med Genet.投稿中)。
小児の歯垢から分離された各種代用糖代謝菌の性状とその歯垢pH変動への寄与

3-7歳の小児7名の平滑面,裂溝部位(のべ11部位)から採取した歯垢を,pH指示薬としてブロモクレゾールパープル(以下BPと記す)を添加した1%各種糖(ソルビトール,マルチトール,パラチノース,以下各々Sor,Mal,Palと記す)を含む寒天培地(2% Proteose Peptone,0.5% YeastExtracl,0.5% NaCl,0.1% Na_2HPO_4,pH7.6;Hardie and Bowden,1976,以下Sugar Agarと記す)にうえて嫌気培養し,それぞれの糖を代謝し酸産生する菌株を分離した.分離株は,0.5%グリコースを含む同液体培地で前培養後,1%各種糖を含む同液体培地で培養し,培地のpHを経時的に測定した.1.各Sugar Agar上のコロニー生育数は,糖無添加培地,BP無添加培地と比較して差はなくそれぞれの糖およびBPによる歯垢細菌の発育阻害は認められなかった.2.Sor代謝菌は11サンプルすべてから,Pal代謝菌は10サンプルから,Mal代謝菌は4サンプルから分離された.分離されたSor代謝菌の液体培地でのpHは,4.3-5.1で,グラム陽性連鎖球菌がほとんどだったが,培養24時間後に4.5以下の最低pHにまで到達した菌株は22株中2株のみだった.Pal代謝菌の液体培地でのpHは,4.3-5.9で,pHが5.5以上の酸産生性の弱い株がほとんどであった.pHが4.5以下に達したグラム陰性桿菌が3人の歯垢から分離され,その同定中である.分離したMal代謝菌はグラム陽性桿菌で,7株中3株は液体培地のpHを4.4-4.9に低下させたが,残りの株はこの培地で生育しないため,培養条件を検討中である.3-7歳の小児7名の平滑面,裂溝部位(のべ11部位)から採取した歯垢を,pH指示薬としてブロモクレゾールパープル(以下BPと記す)を添加した1%各種糖(ソルビトール,マルチトール,パラチノース,以下各々Sor,Mal,Palと記す)を含む寒天培地(2% Proteose Peptone,0.5% YeastExtracl,0.5% NaCl,0.1% Na_2HPO_4,pH7.6;Hardie and Bowden,1976,以下Sugar Agarと記す)にうえて嫌気培養し,それぞれの糖を代謝し酸産生する菌株を分離した.分離株は,0.5%グリコースを含む同液体培地で前培養後,1%各種糖を含む同液体培地で培養し,培地のpHを経時的に測定した.1.各Sugar Agar上のコロニー生育数は,糖無添加培地,BP無添加培地と比較して差はなくそれぞれの糖およびBPによる歯垢細菌の発育阻害は認められなかった.2.Sor代謝菌は11サンプルすべてから,Pal代謝菌は10サンプルから,Mal代謝菌は4サンプルから分離された.分離されたSor代謝菌の液体培地でのpHは,4.3-5.1で,グラム陽性連鎖球菌がほとんどだったが,培養24時間後に4.5以下の最低pHにまで到達した菌株は22株中2株のみだった.Pal代謝菌の液体培地でのpHは,4.3-5.9で,pHが5.5以上の酸産生性の弱い株がほとんどであった.pHが4.5以下に達したグラム陰性桿菌が3人の歯垢から分離され,その同定中である.分離したMal代謝菌はグラム陽性桿菌で,7株中3株は液体培地のpHを4.4-4.9に低下させたが,残りの株はこの培地で生育しないため,培養条件を検討中である.
アモルファス酸化物の磁気光学特性と構造の相関

情報化社会の発展に伴って、青色あるいは紫外の半導体レーザー用の光制御素子の需要が増大している。光制御素子へ応用可能な磁気光学材料の創製を目指し、3d遷移金属元素を含むガラスを対象に、遷移金属元素の種類、濃度あるいは母ガラス組成が磁気光学特性、特にファラデー効果に与える影響を調査した。無容器浮遊法を用いて、3d遷移金属酸化物(Sc2O3、TiO2、V2O5、Cr2O3、MnO、FeO、CoO、NiO、CuO、ZnO)を1-5 mol%含むガラスを作製した。単位磁場、単位厚さあたりのファラデー回転角であるベルデ定数は、Sc2O3、TiO2、V2O5、MnO、FeO、CoO含有ガラスでは負の値を、Cr2O3、NiO、CuO、ZnO含有ガラスでは正の値を取った。3d遷移金属酸化物を含むガラスの中では、FeO含有ガラスが最も大きなベルデ定数の絶対値を示した。単位質量あたりの磁化率は、FeO含有ガラスで最大となった。FeO濃度を1、2.5、5、10 mol%と増加させると、比例してベルデ定数の絶対値も増加した。また、母ガラス組成を変化させることで、ベルデ定数の値が変化することが分かった。同じ濃度のFeOを含むケイ酸塩ガラスとホウ酸塩ガラスを比較すると、ホウ酸塩ガラスの方がベルデ定数が大きかった。カルシウムケイ酸塩ガラスとストロンチウムケイ酸塩ガラスでは、カルシウムケイ酸塩ガラスの方がベルデ定数は大きかった。ベルデ定数の変化の理由を考察するため、Van Vleck-Hebbの式を用いて解析を行った。有効遷移確率の変化がベルデ定数の値の変化に寄与していることが分かった。母ガラス組成によってベルデ定数が変化することについてより理解が進めば、磁気光学材料の自在な設計が可能になると考えられる。
野菜の湖上生産システムの確立と汚濁淡水浄化に関する研究

本研究は、富栄養化した手賀沼の湖沼水を、低濃度培養液とみなして,作物生産と富栄養化水の浄化を同時に行う栽培システムの構築を目指したものである。昨年度は7月に,無加温プラスチックハウス,防鳥ネット内に設置したNFT, DFTに,エンサイを定植した.本年度は,定植日を早め,栽培終了を遅らせることで,栽培期間を延長するとともに,エンサイの栽培に不適な低温期におけるシステムの利用効率の向上を図るため,春にホウレンソウ,チンゲンサイならびにコマツナを栽培し,それらの生産性を検討した.4月に植えたホウレンソウ,コマツナ,チンゲンサイはいずれも,被覆により,植物に好適な気温が維持されたことから,ネットハウスよりプラスチックハウスで生育が良かった.一方,6月15日に定植したエンサイは,約一月半で大きく生長し,茶園用の摘菜機を改良した自動刈り取り装置を用いて,7月19日に1回目の刈り取りを行った.昨年度同様,気温・水温の上昇とともにエンサイは旺盛に生育した.実験終了(11月15日)まで約2週間ごとに,昨年度は7回刈り取りを行ったが今年度はNFTシステムでは計8回,DFTシステムでは,45回の刈り取りが可能であった.NFT, DFTシステムにおける収量は,それぞれ16.5,9.4kg・m^<-2>であった.また,タイ,台湾,日本で栽培または自生している27系統のエンサイを栽培し,系統の特性を調査した.生育は系統間で大きく異なり,タイの栽培系統の中には低肥料濃度環境下でも高い生長速度が得られるものが見られ,生産性のさらなる向上が期待された.今年度の実験では,NFTシステムを改良したところ,生産量が大幅に増加したので,さらに改良することで,生産性が高い実用的システムの開発が可能であると思われる.本研究は、富栄養化した手賀沼の湖沼水を、低濃度培養液とみなして作物を栽培するシステムの構築を目指したものである。本年度は、まず手賀沼湖沼上および隣接したビオトープにおいてエンツァイを試作した。この結果、エンツァイは湖沼水に含まれる養分だけで、6月10月上旬の高温期に旺盛な生育を示すことが確認できた。また、エンツァイの体内成分を分析したところ、鉛、水銀といった人体に有害とされる物質は検出されなかった。このことから、湖沼水で栽培した作物を食用として利用することの安全性に問題はないものと推察できた。さらに、エンツァイの栽培が不可能である低温期に、湖沼水で栽培可能な作物の検討を行った。1999年12月2月にかけて無加温プラスチックハウス内に設置されたNFTに、湖沼水のみの区と、園試処方1/41/2濃度の培養液の区を設け、ホウレンソウ、コマツナ、トマト苗の試作を行った。いずれの作物も湖沼水のみの区において、園試処方区に比べて生育速度は遅くなったものの、正常な生育を示した。また、湖沼水区のホウレンソウは園試処方区に比べて、植物体内の硝酸体窒素濃度が低くなり、アスコルビン酸濃度が高くなった。通常の養液栽培のホウレンソウより品質が良くなった。この試作では培養液の交換を一週間に一回としたため、培養液中の無機成分濃度はその間に低下したものと考えられる。実際の湖沼上での栽培では、培養液を常時交換していることと同じ条件であり、無機成分濃度の変化はほとんどないと言える。すなわち、湖沼上で栽培を行えば、生育速度は試作よりも速くなり、品質の良い作物が完全無肥料で生産できる可能性が示唆された。本研究は,富栄養化した手賀沼の湖沼水を,低濃度培養液とみなして作物を栽培するシステムの構築を目指したものである.本年度は,手賀沼に浮かべた小型フローティングベット(イカダ)と湖岸に設置したDFT及びNFTシステムにおいて,エンサイを中心とした葉菜類の栽培試験を年間を通じて実施した.エンサイは6月下旬に定植した.栽培は茎葉部を刈り取り,その後再生した茎葉部を再び刈り取るという方法で行った.この方法で,7月下旬から10月下旬までの3ヶ月間に渡り,収穫することができた.全期間を通じての生産量は,DFT>NFT>イカダとなった.これらの結果から,イカダによる栽培は,風や波などの影響が大きく,栽培システムを実用化する場合には,湖岸に設置する形態の方が適していると思われた.NFTシステムで栽培したエンサイは,生育後半にチャンネル内で根詰まりを起こし,生育が停止した.NFTの構造の検討は次年度の課題である.冬季に適した葉菜類を選択する目的で12月から2月にかけて,上記3システムでの8種類の葉菜類の栽培試験を行ったが,いずれの種類も厳寒期である1月には枯死した.このことから,手賀沼湖沼水を用いて無加温で野菜栽培を行うのは難しいことが確認された.また,8月にタイ・バンコク周辺でエンサイの水上栽培を行っている地区の水質の予備調査を行った.この結果,エンサイの栽培は手賀沼よりも低い硝酸態窒素濃度条件下でも無施肥で行われていることがわかった.この予備調査に基づいて3月にはバンコク周辺で,エンサイを川,運河,水田で栽培している地区において,水質及び植物体内無機成分の分析用サンプルを収集した.これから,これらの成分を分析する予定である.また,工場排水が流れ込んでいる地区でも栽培が行われていたことから,無機成分と併せて重金属濃度の分析も行う予定である.

本研究は、富栄養化した手賀沼の湖沼水を、低濃度培養液とみなして,作物生産と富栄養化水の浄化を同時に行う栽培システムの構築を目指したものである。昨年度は7月に,無加温プラスチックハウス,防鳥ネット内に設置したNFT, DFTに,エンサイを定植した.本年度は,定植日を早め,栽培終了を遅らせることで,栽培期間を延長するとともに,エンサイの栽培に不適な低温期におけるシステムの利用効率の向上を図るため,春にホウレンソウ,チンゲンサイならびにコマツナを栽培し,それらの生産性を検討した.4月に植えたホウレンソウ,コマツナ,チンゲンサイはいずれも,被覆により,植物に好適な気温が維持されたことから,ネットハウスよりプラスチックハウスで生育が良かった.一方,6月15日に定植したエンサイは,約一月半で大きく生長し,茶園用の摘菜機を改良した自動刈り取り装置を用いて,7月19日に1回目の刈り取りを行った.昨年度同様,気温・水温の上昇とともにエンサイは旺盛に生育した.実験終了(11月15日)まで約2週間ごとに,昨年度は7回刈り取りを行ったが今年度はNFTシステムでは計8回,DFTシステムでは,45回の刈り取りが可能であった.NFT, DFTシステムにおける収量は,それぞれ16.5,9.4kg・m^<-2>であった.また,タイ,台湾,日本で栽培または自生している27系統のエンサイを栽培し,系統の特性を調査した.生育は系統間で大きく異なり,タイの栽培系統の中には低肥料濃度環境下でも高い生長速度が得られるものが見られ,生産性のさらなる向上が期待された.今年度の実験では,NFTシステムを改良したところ,生産量が大幅に増加したので,さらに改良することで,生産性が高い実用的システムの開発が可能であると思われる.
ミリ波帯移動体通信用高誘電率円板共振器の最適設計に関する基礎的研究

本研究の成果は以下の2つに分けられる.1高誘電率円板共振器におけるウィスパリングギャラリモードの共振周波数の算定及び電磁界分布の実験的解明2高誘電率方形誘電体導波路の伝搬特性の解明以下にそれぞれの成果について述べる.(1)について従来の近似変数分離法に加えて,等価誘電率の概念を導入し高誘電率円板共振器のウィスパリングギャラリモード共振周波数の算定した.その結果,従来の結果を多いに改善することがわかった.また,ウィスパリングギャラリモードのモード名を決定するためにこの円板共振器に定在波をたたせ,その電磁界分布を精度良く測定をし,ウィスパリングギャラリモードの電磁界的振る舞いを明らかにした.さらにより高精度の解析法をめざし,円板共振器内外の電磁界分布を球面素波で表わし,境界の数点で境界条件を満足させるポイントマッチング法を応用した解析法を確立した.この方法は共振周波数及び無負荷時のQ値を同時に算出できる方法で画期的なものである.(2)について高誘電率方形誘電体導波路では,電磁界は導波路境界の近傍で湾曲する.本研究ではこのことを考慮にいれて,全ての電磁界成分(6成分)を使って固有値方程式を算出している.この際最初に主横方向電磁界の境界条件から誘導される固有値方程式を求め,それを解くことにより無限個の解の組を得る.次にこの無限個の解の組の中から正しい解を得るために副次的な横方向電磁界の境界条件からのずれを用いている.得られる伝搬定数を従来から最も精度の良いと言われている方法での結果と比較検討したところ両者は互いにほぼ一致た.本解析法は非常に簡便な方法ではあるがその有効性が明らかになった.これまで、本研究代表者等は平成9年度の研究計画・方法に従い、ミリ波帯移動体通信システムにおいて用いられるであろう高誘電率円板共振器が単独に存在する時の固有モードであるウィスパリングギャラリーモード(WGモード)の固有値の算出に携わってきた。その結果、軸方向に偏波したWGモード(WGH)の固有値方程式の誘導及び固有地の算出に成功し、電子情報通信学会に投稿したところ採録されて本年1月号に掲載された。また、半径方向に偏波したWGモード(WGE)についても同様な解析を行い固有値の算出に成功し、本学教育学部紀要に掲載が決定している。これら2つのWGモードの共振特性を比較検討したところ、同じ共振次数Nに対しWGEの方がWGHよりも低い周波数で共振することが明らかになった。また共振周波数間隔(共振次数Nが1つ増えるために必要な周波数推移)はWGEの方がより広いことも分かった。これらが本年度の理論的研究によって得られた知見の一部である。一方、本科学研究費補助金により購入したスカラーネットワークアナライザー(追加採択のため2月に納入された)を用いた実験回路システムの構築はすでに完了している。さらに高誘電率セラミックスを用いた共振周波数およびQ値に関する実験が一部開始され本解析結果の妥等性が確認されつつある。今後、円板共振器上のWGモードの電磁界分布の正確に測定しQ値との関係を検討する必要がある。また平成10年度の研究に向けて、この円板共振器を分布結合現象により励振したり、検出用に用いられる高誘電率を持つ方形誘電体導波路の分散特性を、近似ではあるが簡単な方法で精度良く求められることが可能となった。その結果を本年5月にポーランドで開催される国際学会('98MIKON)で発表することも決定している。本研究の成果は以下の2つに分けられる.1高誘電率円板共振器におけるウィスパリングギャラリモードの共振周波数の算定及び電磁界分布の実験的解明2高誘電率方形誘電体導波路の伝搬特性の解明以下にそれぞれの成果について述べる.(1)について従来の近似変数分離法に加えて,等価誘電率の概念を導入し高誘電率円板共振器のウィスパリングギャラリモード共振周波数の算定した.その結果,従来の結果を多いに改善することがわかった.また,ウィスパリングギャラリモードのモード名を決定するためにこの円板共振器に定在波をたたせ,その電磁界分布を精度良く測定をし,ウィスパリングギャラリモードの電磁界的振る舞いを明らかにした.さらにより高精度の解析法をめざし,円板共振器内外の電磁界分布を球面素波で表わし,境界の数点で境界条件を満足させるポイントマッチング法を応用した解析法を確立した.この方法は共振周波数及び無負荷時のQ値を同時に算出できる方法で画期的なものである.(2)について高誘電率方形誘電体導波路では,電磁界は導波路境界の近傍で湾曲する.本研究ではこのことを考慮にいれて,全ての電磁界成分(6成分)を使って固有値方程式を算出している.この際最初に主横方向電磁界の境界条件から誘導される固有値方程式を求め,それを解くことにより無限個の解の組を得る.次にこの無限個の解の組の中から正しい解を得るために副次的な横方向電磁界の境界条件からのずれを用いている.得られる伝搬定数を従来から最も精度の良いと言われている方法での結果と比較検討したところ両者は互いにほぼ一致た.本解析法は非常に簡便な方法ではあるがその有効性が明らかになった.

平成9年度の研究成果を踏まえ,平成10年度は高誘電率円板共振器のウィスパリングギャラリーモード(WGモード)の共振特性を実験的に求め理論解析結果と比較検討した。またこの円板共振器を励振したり,共振エネルギーを検出するために用いられる高誘電率方形誘電体導波路の分散特性を理論的及び実験的に求めた。以下に研究実績と研究経過を述べる。(1)高誘電率円板共振器の共振特性についてアルミナ(比誘電率は約9.7)でできた円板共振器を用いて,軸方向に偏波したWGモード(WGH)と半径方向に偏波したWGモード(WGE)の共振特性について本科学研究費補助金により購入したスカラーネットワークアナライザーを用いて実験的検討を行ない理論解析結果と比較した。その結果,WGEモードにおいては共振周波数の相対誤差は約4%程度であるが,WGHにおいては約1%程度であり,平成9年度の研究成果の妥当性が明らかになった。今年度はこの誤差の原因を明らかにすることに成功し,さらにより精度の良い解析方法を見い出しつつある。この新しい解析法は99年4月の電子情報通信学会マイクロ波研究会で発表予定である。(2)高誘電率方形誘電体導波路の分散特性について円板共振器を効率良く励振したり効率良く共振エネルギーを検出するには,この共振器の近傍に配置される方形誘電体導波路の分散特性を詳しく知らなければならない。従来の近似的な解析法では高誘電率を持つ導波路には適用できないため,今年度は全ての電磁界を用いたより精度の高い解析法を新たに提案している。この解析法は基本モードのみならず高次モードにも適用可能であり,また得られる結果は遮断状態に近い場合を除いて実験的解析に良く一致することも明らかになった。これらの成果の一部は,平成10年5月にクラコフ(ポーランド)で開催された国際学会('98MIKON)で発表され高い評価を得ている。
3次元多様体とその基本群の研究

研究の目的は3次元多様体上の種々の構造と基本群の関係を明らかにすることである。これらに関しては、3次元多様体の基本群の表示と幾何学的群論、3次元多様体の基本群のリー群への表現空間の位相などの研究が行われている。我々は、3次元多様体上の種々の構造に着目して、ラミネーションや葉層構造、3次元多様体への群作用、亜群作用のダイナミクスとの関係、3次元多様体の基本群がさまざまな形で円周の同相群や曲面の同相群に作用する様子などを特に重点的に研究する。本年度は、自由群などの無限群の代数的な取り扱いについての研究を整理し、3次元多様体の基本群との関連を調べた。ストーリングスや、ジェイコ-シャーレン-ヨハンソンによる非圧縮曲面の研究、曲面の写像類群の研究においても、写像類群の曲面の基本群への作用、サーストンによる3次元多様体の幾何学化予想についての知られている結果を整理した。また、自由群の外部自己同型群の有限部分群については、キュラーツィンマーマンにより、自由群と同じ階数を持つ有限グラフへ作用することが知られていたが、その作用が効果的である条件がワン-ツィンマーマンにより知られていた。これにより、自由群の外部自己同型群の有限部分群の最大位数の評価が得られていたが、さらに有限可換部分群に対しそれを精密に評価し、最大位数を与える外部自己同型の有限可換部分群の性質を明らかにした。それらは、位数2または4の群の直積となる。また、自由群の外部自己同型群の巡回部分群の最大位数を評価した。
減量教室の指導回数や期間と効果との関係：汎用性のあるプログラム開発を目指して

減量介入(教室)における指導回数および期間の充実が減量効果を大きくするが,指導回数や指導期間を2倍に増やしても,減量効果も2倍になることはなかった.介入修了から1年間にわたる体重の維持には,指導回数による影響はなかった.指導回数が10回程度,期間が1.5-3.0ヵ月を超えると,指導回数1回あたり,または単位時間あたりの減量幅は小さくなる傾向と脱落率が増加する傾向がみられた.このことは,これ以上の指導回数,指導期間の増加は費用対効果や時間対効果の低下を招く可能性が懸念された.やみくもに,指導回数や期間の延長をすべきでないないことが示唆された.本研究の目的は,体重減少(減量)プログラムにおける指導回数や期間などの教育条件と効果との関係を明らかにし,汎用性のある減量プログラムを作成すべく,減量幅や費用対効果,脱落者数/率などの指標から包括的に評価することとした.指導内容,形態(対面集団指導),指導総時間数を均一にし,指導回数と期間が異なる4種類(週1回指導3ヵ月群,週2回指導3ヵ月群,週2回指導1.5ヵ月群,週1回指導6ヵ月群)を比較したところ,週2回指導3ヵ月群(指導回数24回)と週1回指導3ヵ月群(指導回数12回)の減量幅が最も大きかった.週2回指導1.5ヵ月群(指導回数12回)の減量幅は最も小さかったが期間が短い分コストが最も低く,費用対効果(1体重減少1kgあたり,2スタッフ人件費等教室運営に係るコストあたり,3期間1日あたり)が最も高かった.一方,週1回指導6ヵ月群(指導回数12回)は指導期間が他の群よりも長いにも関わらず,減量幅は3ヵ月群と差が無かった.平成24年に実施した2週1回指導6ヵ月群の参加者は僅か3名しかなく,欠席も多くデータ収集ができなかった.平成25年に実施した週1回指導6ヵ月群も参加者が10名と少なかった.また,週1回指導3ヵ月と週2回指導3ヵ月の2教室を用意し,参加者に自由選択してもらった群と自由選択を認めなかった群では,自由選択群の脱落率が最も低かった.現在,わが国では特定保健指導の低実施(参加)率が課題である.参加者を増やすためには,参加者のニーズに沿った教室や複数の教室を用意し,選択できるようにすることが効果的かもしれない.指導回数・期間と減量効果にはある一定のポイント(指導回数は12回程度,期間は3ヵ月程度)までは効果が期待されるが,回数や期間(プログラム実施者側の負担)が増すと費用対効果は小さくなる.また,参加者のニーズが効果(参加・脱落数)に影響することが示唆された.本研究の目的は、体重減少(減量)プログラムにおける指導回数や期間と効果との関係を明らかにすることと、プログラムを体重減少量および費用対効果など複数の指標から包括的に評価することとした。指導回数と期間が異なる3種類の減量群(週1回教室3ヵ月群、週2回教室3ヵ月群、週2回教室1.5ヵ月群)の体重減少量、脱落者数、1年後の体重維持効果、費用対効果を比較したところ、指導回数が多いほど減量効果が大きくなることが明らかとなった。また、週2回教室1.5ヵ月群の体重減少量は他の群に比べ、最も小さい傾向にあるが、コストが最も低く(少なく)抑えられたため、費用対効果(体重1kg減少あたり、スタッフに係るコストあたり、減量・教室開催期間あたり)が最も高い(良い)結果が得られた。さらに減量群を自由選択した場合と自由選択できずに指導回数の多い群に割り当てられた場合(週1回教室自由選択群、週2回教室自由選択群、週2回教室非自由選択群:それぞれ3ヵ月間の介入期間)の効果について比較したところ、講義回数が多いほど効果が大きいだけでなく、非自由選択群は脱落者数が多くなる傾向が認められた。多くの対象者が脱落することなく減量を達成するためには、ニーズ(希望)に沿ったプログラムを提供することの必要性が示唆された。以上のことから、指導回数と効果に正の関係性が示唆されたことは、減量・健康教育をおこなう上で学術的意義が高いと言える。また、ニーズに沿った中で指導回数を最大限に確保することが、大きな減量効果を得られると考えられたこと、プログラムを提供する側には、コストと効果には負の関係が示唆されたことから、今後、提供する側の予算に応じて効果を試算したり、求める効果から予算やコストを試算したりできるような、汎用性のある減量プログラムの開発に貢献できると考えられ、社会的意義も高いと言える。本研究の目的は,汎用性のある減量プログラムを作成すべく,体重減少(減量)プログラムにおける指導・講義回数や期間などの教育条件と減量効果ならびにコストや費用対効果,時間対効果,脱落者数/率などとの関係を明らかにし,これらの指標から減量プログラムを包括的に評価することとした.指導内容(提供する健康情報の内容や情報量など),指導形態(対面集団指導),指導・講義にかける総時間数を均一にし,指導・講義回数や期間が異なる4種類(週2回講義1.5ヵ月群,週1回講義3ヵ月群,週2回講義3ヵ月群,週1回講義6ヵ月群)の減量効果や費用対効果,時間対効果,脱落者率を比較したところ,減量効果は群間差は認められなかったが,講義1回あたりの体重減少量(費用対効果)は,週1回講義3ヵ月群と週1回講義6ヵ月群が最も大きかった.

一方,週あたりの体重減少量(時間対効果)は週2回講義1.5ヵ月群が最も大きかった.単位経費あたりの体重減少量(費用対効果)が良好だったのは,週2回講義1.5ヵ月群と週1回講義3ヵ月群であった.脱落者率が最も低かったのは週1回講義3ヵ月群であった.統計的な検証ができていないが,6ヵ月間の減量教室(群)は参加希望者が他の教室(群)に比べ非常に少なくなる(集まりにくい)傾向にあった.以上のことから,参加者の増加を促し,脱落者を抑制し,多くの参加者に確かな減量効果を提供するためには,指導・講義回数は週1回程度,期間は1.5ヵ月から3ヵ月程度が望ましいことが示唆された.講義回数や期間の増加は減量効果を大きくする可能性はあるがその量は僅かであり,参加希望者の減少と脱落者の増加,経費負担の増加などネガティブな要素が生じることを考慮しなければならない.本研究の目的は,汎用性のある減量プログラムを作成すべく,体重減少(減量)プログラムにおける講義回数や期間などの教育条件と減量効果ならびにコストや費用対効果,脱落者数(率)などとの関係を明らかにし,これらの指標から減量プログラムを包括的に評価することであった,指導講義にかける総時間数を均一にすることで,講義内容(提供する健康関連情報の内容や量)を統一し,また,指導形態を対面式・集団指導に統一することで,減量効果に影響を及ぼさないように調整した.そのうえで,講義回数と期間が異なる4種類(週2回講義1.5ヵ月群,週1回講義3ヵ月群,週2回講義3ヵ月群,週1回講義6ヵ月群)の減量効果や費用対効果,脱落者率を比較したところ,減量介入(教室)における指導回数および期間の充実が減量効果を大きくするが,指導回数や指導期間を2倍に増やしても,減量効果も2倍になることはなかった.介入修了から1年間にわたる体重の維持には,指導回数による影響はなかった.指導回数が10回程度,期間が1.5-3.0ヵ月を超えると,指導回数1回あたり,または単位時間あたりの減量幅は小さくなる傾向と脱落率が増加する傾向がみられた.このことは,これ以上の指導回数,指導期間の増加は費用対効果や時間対効果の低下を招く可能性が懸念された.やみくもに,指導回数や期間の延長をすべきでないないことが示唆された.減量介入(教室)における指導回数および期間の充実が減量効果を大きくするが,指導回数や指導期間を2倍に増やしても,減量効果も2倍になることはなかった.介入修了から1年間にわたる体重の維持には,指導回数による影響はなかった.指導回数が10回程度,期間が1.5-3.0ヵ月を超えると,指導回数1回あたり,または単位時間あたりの減量幅は小さくなる傾向と脱落率が増加する傾向がみられた.このことは,これ以上の指導回数,指導期間の増加は費用対効果や時間対効果の低下を招く可能性が懸念された.やみくもに,指導回数や期間の延長をすべきでないないことが示唆された.研究計画では6群の比較対照群を設定したが,そのうち1群は実施可能性が非常に低いことを予見していた.減量プログラムに対するニーズ(希望,好み)調査を実施した結果,その群に対するニーズは非常に低かったことから,その教室の参加者を集めることは困難であり,実施可能性が低いことが裏付けられた.また,参加者の募集と教室の実施を試みたが,参加希望者数が僅か3名に留まった.この群以外のデータは収集し,分析することができた.その結果,参加者の増加を促し,且つ脱落者数の増加を抑制し,多くの参加者に確かな減量効果を提供するためには,指導・講義回数は週1回程度,期間は1.5ヵ月から3ヵ月程度が望ましいことが示唆された.一方で,できるだけ減量効果を高めるには,指導・講義回数や期間の増やすことが考えられるが,それによる体重減少効果は僅かであり,参加希望者の減少と脱落者の増加,経費負担の増加などネガティブな要素が生じることを考慮しなければならないことが明らかとなった.
銅蒸気レーザの下準位原子の基礎過程に関する研究

可視領域で大出力・高効率発振が可能な銅蒸気レーザーは、レーザー下準位が準安定状態であり、その緩和過程の詳細を知ることがレーザーの特性向上に重要である。本研究の目的は、放電中の銅準安定原子の寿命を決定する、拡散及び電子衝突脱励起に関する基礎的な情報を得ることにある。まず、銅蒸気発生のための、銅ホローカソード放電管を製作し、リング色素レーザーを光源とする吸収分光法により、アフタ-グロー中の準安定原子密度の減衰速度を測定して、Ne、Ar中での拡散係数を決定した。また、合わせて、銅ホローカソードランプを光源とする吸収分光計測より、銅基底状態原子のHe、Ne、Ar中の拡散係数も決定した。一部文献の報告とは異なり、基底状態原子と準安定原子の拡散係数は、ほぼ等しいことが明らかになった。次に、定常放電中の準安定原子の寿命を飽和吸収光法を用いて測定する新しい方法を開発し、銅準安定原子の寿命測定に適用した。この方法では強いポンプレーザー光により準安定原子密度を減少させ、これを弱いプローブ光の吸収で測定し、レート方程式解析を通じて準安定原子の寿命を導く。実験に用いた圧力では準安定原子はその寿命の間に多数回他の原子と衝突し、これによる速度分布の緩和のためポンプ光はホールバーニングを起こさない(これは実験的に確かめられた)。従って、レート方程式による取り扱いが正当化される。測定された銅安定原子の定常放電中の寿命は、放電電流の増加とともに減少し、従って、主に電子衝突脱励起が寿命を決めていることが確かめられた。この寿命測定法を、電子密度・温度測定と組み合わせれば、準安定原子の脱励起速度定数の導出が可能になる。銅丸棒(直径25mm長さ50mm)の長手方向に幅3mm深さ9mmのトレンチを作り、これをホローカソードとして動作させる放電管を試作した。100mA程度の電流の直流放電により、トレンチ中には光吸収法で密度を測定するのに十分な量の銅蒸気が陰極スパッタリングで生成されることが分かった。トレンチを通して波長578.2nmのリング色素レーザー光を通過させることにより、銅レーザー下準位である準安定原子Cu(^2D_<3/2>)が検出できた。また波長324.8nmのホローカソードランプからのスペクトル線を通過させることにより基底状態原子Cu(^2S_<1/2>)が検出できた。放電をオン・オフ変調することにより、アフターグロー中の準安定原子および基底状態原子の密度の減衰を計測し、この減衰時定数のガス圧力依存性から、それぞれの拡散定数が求められた。なお、バッファガスとしてHe、Ne、Arの3種を用いた。この結果、これまで1例ある報告とは異なり、これら希ガス中において準安定原子と基底状態原子の拡散定数はほぼ等しいことが分かった。また、放電オフ直後の準安定原子の減衰は拡散で決まる速度よりも非常に速く、アフターグロー中に残存する電子による脱励起によるものと考えられた。さらに、得られたAr中の基底状態原子の拡散定数を、より高温で測定された他の結果と比較することにより、Arと基底状態銅原子の分子間ポテンシャルに関する若干の情報が得られた。前年度の銅基底状態原子及び準安定原子の拡散係数の測定に続き、本年度は準安定原子の定常放電中の新しい寿命測定法を開発し、銅蒸気レーザー下準位である銅準安定原子の寿命測定を実際に行った。測定系は、通常、ドップラーフリー飽和吸収分光計測に用いられる系に若干の変更を加えたものである。ドップラーフリー飽和吸収分光では、狭帯域レーザーのビームを2分して、互いに逆方向から媒質を照射し、一方のビーム(ポンプ光)が媒質に与えたホールバーニングを他方の弱いビーム(プローブ光)で検出する。

2つのビームの進行方向が逆であるため、レーザー周波数が吸収ラインプロファイルの中心近くに同調している時のみホールバーニングが検出でき、ドップラーフリーとなる。しかし、準安定原子のような寿命の長い原子では、衝突によりその寿命内に速度分布の緩和が起こり、ホールが埋められてしまう。従って、線中心に同調したポンプ光でも、等価的に速度分布全体にわたって原子を励起する。このような状況で、ポンプ光による励起が引き起こす定常放電中の準安定原子密度の減少をプローブ光で検出し、レート方程式解析と組み合わせて、準安定原子の寿命を導くことができる。Neの2P^53s電子配置の準安定準位及び非安定準位からの吸収遷移については飽和吸収分光測定を行い、実験に用いた数Torrの圧力において、準安定準位にはホールバーニングが生じないことが確かめられた。また、銅準安定原子(^2D_<3/2>)からの吸収線についても同様であった。レート方程式解析と組み合わせて銅準安定原子の放電中の寿命を決定し、数μsの値を得た。寿命は放電電流の増加とともに減少し、寿命が電子による脱励起により決まっていることが確かめられた。本研究で確立した寿命測定法を電子密度・温度測定と組み合わせることにより、準安定原子の電子衝突脱励起速度定数を導くことが可能になる。
人工筋肉材料の開発

高分子ゲル材料から生体筋肉に匹敵する収縮強度を持ち,収縮速度の速い人工筋肉材料を開発するには,弾性率が高く,繊維直径の細いゲル繊維を作製する必要がある.そこで炭素繊維を製造するのに一般に使用されている直径約23μのポリマクリロニトリル(PAN)繊維を利用し, PAN繊維を約200°Cで熱処理および加水分解することにより, PAN系ゲルを作製した.このように作製したPAN系ゲルは酸/アルカリ(1NのNaOH/1NのHCl)溶液交換により収縮応答し,この時の応答速度は約1秒と速く,発生応力も約20kg/cm_2に達した.このPAN系ゲルのpH変化による伸縮挙動を調べると, pH約3で収縮し, pH約11で膨潤するヒステリシスを描く.このPh領域における発生応力,弾性率の時間依存性において収縮力はpHを変化するとすぐに発生するが,弾性率は収縮応力がほぼ飽和する時間から増加し始める.これはゲルが収縮し分子鎖同志が接近し,ゲル中のカルボキシル基とピリジン環との間に大きな静電的相互作用が働き,凝集構造がより強固になり,弾性率が大きく増加したものと考えられる.pH11付近では,このゲル中の静電的相互作用による分子鎖間の凝集が破壊され,膨潤するため弾性率,応力とも同時に減少する.そこでこの分子鎖間の静電相互作用を断切するためNaClを加えてpH変化を調べると, pH11付近の伸縮応答は消滅し, pH3付近でのみ伸縮応力し,ピステリシス曲線は描かなくなった.すなわち,生体筋肉のミオシン/アクチン系でカルシウムイオン濃度変化による収縮応答性と良く似た挙動が, PAN系ゲル繊維でもpH変化により可逆的に伸縮応答し,大きな収縮強度を示す.高分子ゲル材料から生体筋肉に匹敵する収縮強度を持ち,収縮速度の速い人工筋肉材料を開発するには,弾性率が高く,繊維直径の細いゲル繊維を作製する必要がある.そこで炭素繊維を製造するのに一般に使用されている直径約23μのポリマクリロニトリル(PAN)繊維を利用し, PAN繊維を約200°Cで熱処理および加水分解することにより, PAN系ゲルを作製した.このように作製したPAN系ゲルは酸/アルカリ(1NのNaOH/1NのHCl)溶液交換により収縮応答し,この時の応答速度は約1秒と速く,発生応力も約20kg/cm_2に達した.このPAN系ゲルのpH変化による伸縮挙動を調べると, pH約3で収縮し, pH約11で膨潤するヒステリシスを描く.このPh領域における発生応力,弾性率の時間依存性において収縮力はpHを変化するとすぐに発生するが,弾性率は収縮応力がほぼ飽和する時間から増加し始める.これはゲルが収縮し分子鎖同志が接近し,ゲル中のカルボキシル基とピリジン環との間に大きな静電的相互作用が働き,凝集構造がより強固になり,弾性率が大きく増加したものと考えられる.pH11付近では,このゲル中の静電的相互作用による分子鎖間の凝集が破壊され,膨潤するため弾性率,応力とも同時に減少する.そこでこの分子鎖間の静電相互作用を断切するためNaClを加えてpH変化を調べると, pH11付近の伸縮応答は消滅し, pH3付近でのみ伸縮応力し,ピステリシス曲線は描かなくなった.すなわち,生体筋肉のミオシン/アクチン系でカルシウムイオン濃度変化による収縮応答性と良く似た挙動が, PAN系ゲル繊維でもpH変化により可逆的に伸縮応答し,大きな収縮強度を示す.
モノクローナル抗体によるTMA治療モデルの確立

VWFマルチマーを分解するADAMTS13の欠乏はマルチマーのダウンサイジング機構破綻=VWF機能の過剰をきたすと考えられる.ADAMTS13ノックアウトマウスをvon Willebrand因子(VWF)血中濃度が高いCAST/Eiマウスとの交配により血栓性血小板減少性紫斑病(TTP)様の血栓症を自然発症させ、我々が見いだしたがマウスVWFに交差反応する抗ヒトVWFモノクローナル抗体5D2をこれに直接投与、病態の修飾を観察し、「VWF機能亢進症」であるTMAの抗VWF抗体による病態制御の基盤的な知見を得た.VWFマルチマーを分解するADAMTS13の欠乏はマルチマーのダウンサイジング機構破綻=VWF機能の過剰をきたすと考えられる.ADAMTS13ノックアウトマウスをvon Willebrand因子(VWF)血中濃度が高いCAST/Eiマウスとの交配により血栓性血小板減少性紫斑病(TTP)様の血栓症を自然発症させ、我々が見いだしたがマウスVWFに交差反応する抗ヒトVWFモノクローナル抗体5D2をこれに直接投与、病態の修飾を観察し、「VWF機能亢進症」であるTMAの抗VWF抗体による病態制御の基盤的な知見を得た.予備実験としてFulllengthマワスVWFを発規させ、保有する抗体のスクリーニングを行い、抗体5D2がマウスVWFにヒトVWFに対するのと同程度に反応することを見いだした。またADAMTS13-/-マウスにつき、まず129/SVバックグラウンドのものを国立循環器病センター宮田敏行博士より供与を受け、繁殖に成功した。一方、CASA/Rkマウスは現在ジャクソン研究所(米国)が供給を停止しているため同系統のCAST/Eiを移入、ADAMTS13-/-マウスに対し2回以上の交配を実施中である。一方、陰性コントロールとしてGPIb結合能を欠くノックインマウスの準備が完了した。これはVWFのexon28(Al domainをふくむ)においてLys599(ヒト配列番号)をAlaに置換(K599A mutation)したノックインマウスで、Lvs599はA1ドメインのGPIb結合面の中心であるため、K599Aにより、VWFは他の機能を残してGPIb結合能のみを完全に矢う。ノックインマウスはエクソン28を含むマウスVWF遺伝子断片中(イントロン27)にloxP配列によって囲まれたネオマイシン耐性遺伝子(Neo)とチミジンキナーゼ遺伝子(TK、インーロン32)をセットしたポジティブ・ネガティブセレクション用のターゲティングベクターをES細胞にtransfectionして作成され、CAG-Creマウスと交配後NeoR遺伝子を除去した。新年度は抗体5D2を10μg/gマウス体重あたりを各strain backgroundのADAMTS13-/-マウス尾静脈より直接投与、TMAに特徴的な所見、(破砕赤血球、血小板減少、臓器機能障害などのみならず、各臓器(肝、腎、副腎、肺、小腸など)での血栓形成ならびに組織障害について、血液生化学的、凝血学的、あるいは組織学的変化を観察することにより、TMA発症に対する治療・予防効果を検討する。抗体の投与時期について計画より若干の遅れが発生しているがその他はおおむね計画通りに進行している予備実験としてFull lengthマウスVWFを発現させ、保有する抗体のスクリーニングを行い、抗体5D2がマウスVWFにヒトVWFに対するのと同程度に反応することを見いだした。またADAMTS13-/-マウスにつき、129/SVバックグラウンドのものを国立循環器病センター宮田敏行博士より供与を受け、繁殖に成功したので、CASA/Rkマウスと同系統のCAST/Eiに対し4回の交配を実施した。一方、陰性コントロールとしてGPIb結合能を欠くノックインマウスを準備した。これはVWFのexon28(Al domainをふくむ)においてLys599(ヒト配列番号)をAlaに置換(K599A mutation)したノックインマウスで、VWFは他の機能を残してGPIb結合能のみを完全に失う。次に野生型をCAST/Eiと雑種第一代(F1)からF2、C2、F3とCAST/Eiと交配させていくに連れ、VWF抗原量は野生型を100%としたときに342%、411%、419%、537%と増加することがわかった。一方、ADAMTS13ノックアウトマウスにおける血小板数はコントロールの52%と低下しており、この系がTTPを自然発症する系であることが示唆された。この後抗体5D2を10μg/gマウス体重あたりを各strain backgroundのADAMTS13-/-マウス尾静脈より直接投与、TMAに特徴的な所見(破砕赤血球、血小板減少、臓器機能障害などのみならず、各臓器(肝、腎、副腎、肺、小腸など)での血栓形成ならびに組織障害について、血液生化学的、凝血学的、あるいは組織学的変化を観察した。このことによりTMA発症に対する抗体の治療・予防効果を検討した。これまで、TMAの病態の本質であるVWFの血小板GPIb結合部位であるVWF Alドメインを狙ってVWFそのものを制御するという治療的試みはこれまで行われていない。一方抗VWFモノクローナル抗体は動物モデルにおいて広い安全域を有することが報告されており、TMA以外の血栓症においても臨床応用が期待されている。本研究ではVWFの血栓症発症における役割を病態的側面から再検討を行うことができた。
アミノ配糖体抗生物質生合成遺伝子群の機能解析と抗生物質類縁体合成への応用

ブチロシン生産菌Bacillus circulansの2-デオキシ-scyllo-イノソース合成酵素遺伝子周辺を探索した結果、現在までに18の読み枠を確認した。この範囲内では読み枠が切れ目なく続いていることから考えて、まだ全体の解明には至っていないものと思われる。読み枠の多くは既知遺伝子との相同性は低いものの、糖転移酵素、酸素化酵素、脱炭酸酵素など、ブチロシン生合成経路から考えて、その生合成に関与しうると思われる遺伝子にある程度の相同性を示す遺伝子が存在した。またその読み枠のうち4個をそれぞれ破壊した変異株を4種取得し、表現型を調べた結果、それらの培養上清はいずれも抗菌活性を示さなくなった。このことから本遺伝子クラスターはブチロシン生合成遺伝子クラスターであることが確認された。現在これらの変異株に対しさらに詳細に検討を加え、それぞれの読み枠の機能を同定する予定である。またこれまで未同定であったBacillus circulansの2-デオキシ-scyllo-イノソース合成酵素20kDaサブユニット遺伝子(btrC2)の同定に成功した。BtrC2は枯草菌YaaEと高い相同性を示した。また本遺伝子の破壊株は野生株に比べて生育が遅く、BtrC2が一次代謝、二次代謝の両方に関与する可能性が示唆された。さらにBacillus circulansの2-デオキシ-scyllo-イノソース合成酵素遺伝子の配列を元にPCRプライマーを設計し、他の2-デオキシストレプタミン含有アミノグリコシド生産菌から相同遺伝子の取得を試みたが、取得に至らなかった。さらに条件を検討する必要があると思われる。読み枠の多くは既知遺伝子との相同性は低いものの、糖転移酵素、酸素化酵素、脱炭素酵素など、ブチロシン生合成経路から考えて、その生合成に関与しうると思われる遺伝子にある程度の相同性を示す遺伝子が存在した。またその読み枠のうち3個をそれぞれ破壊した変異株を3種取得し、表現型を調べた結果、それらの培養上清はいずれも抗菌活性を示さなくなった。またこれまで未同定であったBacillus circulansの2-デオキシ-scyllo-イノソース合成酵素20kDaサブユニット遺伝子の同定に成功した。現在発現系、および破壊株を構築中である。さらにBacillus circulansの2-デオキシ-scyllo-イノソース合成酵素遺伝子の配列を元にPCRプライマーを設計し、他の2-デオキシストレプタミン含有アミノグリコシド生産菌から相同遺伝子の取得を試みているが、現在まで取得に至っていない。さらに条件を検討し、アミノグリコシド生合成遺伝子クラスターの取得を目指す。
脳情報とパーソナリティに基づく自動運転想定下の危険場面回避に関する基礎的検討

脳の老化現象と考えられる白質病変(LA)の自動定量化解析プログラムを利用して、LAマッピングを作成した。このデータから健常中高年ドライバー573名を対象に、2時点間の白質病変容積の変化量と交通事故との因果関係を検討した。2回目受診時にも事故歴なし群(209名)と単独の事故歴あり群(12名)、2回以上の事故歴あり群(13名)の3群間の差のでの白質病変容積変化量との検定を行ったところ、事故歴なし群と2回以上の事故歴あり群間で白質病変容積が有意に増加していた。これにより複数事故と白質病変との因果関係が示唆された。VBM法による部位別脳容量データ、パーソナリティのスコアデータ、交通事故・逆走歴などの危険運転行動データ、運転適性検査成績を合わせた3,000人分のデータベースを構築中である。ヘッドマントディスプレイを装着した仮想現実下のドライビングシミュレータを用いて、自動運転から手動運転への切り替え時における手動運転時と自動運転時の運転行動を比較検討した。咄嗟の危険運転場面における運転行動中の認知タスク(N-back課題)により、自動運転中であっても認知負荷のかかる作業を行うとその後の手動運転への切り替え時に妨害的効果が生じ、運転のパフォーマンスが低下することが示された。高齢者は若年者と比べて課題がより単純であったにも関わらずパフォーマンスは大きく低下した。脳ドックからのMRIデータと交通関連データを連結させたデータベース構築は順調に進展している。一方、ヘッドマントディスプレイを用いたドライビングシミュレータ実験において、高齢ドライバーに対してDS酔いが高頻度で生じるために、実験遂行に支障を来している。LAマッピングデータとVBM法による部位別脳容量データから、パーソナリティのスコアデータや交通事故・逆走歴などの危険運転行動データ、さらに運転適性検査成績を合わせた3,000人分のデータベースを用いて、危険運転をするドライバーの脳特性を同定する。また、自動運転下での最も危険であると考えられる手動から自動走行、あるいは自動から手動運転への変換時における咄嗟の危険場面を近似再現できるヘッドマントディスプレイを用いたドライビングシミュレータを通じて、上記の脳特性条件を満たす被験者の危険運転行動を検証する。白質病変(LA)容量を自動定量化解析プログラムを利用して脳部位毎に計測し、LAマッピングを作成する。これにVBM法による部位別脳容量データ、パーソナリティのスコアデータ、交通事故・逆走歴などの危険運転行動データ、運転適性検査成績を合わせた約3,000人分のデータベースを構築中である。自動運転下での最も危険であると考えられる手動から自動走行、あるいは自動から手動運転への変換時における咄嗟の危険場面を近似再現できるVR(Virtual Reality)を用いたD・ドライビングシュミレータ(室内用)のプロトタイプを作成した。HMD (head-mounted lay)を装着した被験者にN-バック課題を行い、課題あり条件では課題なし条件より走行車両の停止位置が近く(F(1,17) = 5.51, p = 0.031)、自動条件では手動条件より停止位置が近い(F(1, 17) = 33.2, p=0.000)ことが判明した。ドライバーにホロレンズを装着させることで、実車でのAR(Augmented Reality)による危険場面を制御して提示するシステムを開発中である。少人数(高齢者2名、若者2名)ではあるが、当システムのプロトタイプを実装し、予備実験を実施した。パーソナリティも含めたドライバーの運転属性情報と脳MRI特徴量とのデータベース構築は順調にデータ収集が進んでいる。自動運転下において、特に安全に対応されなければいけない咄嗟の危険運転場面は、HMD (head-mounted display)を装着した被験者にN-バック課題(運転以外の認知課題)をさせながら3Dドライビングシュミレータ操作を行うというマルチタスクで代用できている。ホロレンズを用いたARによる実車運転では、屋外ではコントラストが低くARの視認性が悪いかつ誤作動も多く解決すべき課題が存在する。

LAマッピング、部位別脳容量データ、パーソナリティのスコアデータ、交通事故・逆走歴などの危険運転行動データ、運転適性検査データを照合したを大規模データから、危険ドライバーの脳特徴量を同定する。3D映像による咄嗟の危険場面を仮想体験させ、その成績から個別的安全運転指導(安全運転行動への教育的介入)法を開発する。小集団的あるいは個別的フィードバック手法を用いて、個別的かつ効率的な危険回避法を探る。LAマッピングデータとVBM法による部位別脳容量データから、パーソナリティのスコアデータや交通事故・逆走歴などの危険運転行動データ、さらに運転適性検査成績を合わせた3,000人分のデータベースを用いて、危険運転をするドライバーの脳特性を同定する。また、自動運転下での最も危険であると考えられる手動から自動走行、あるいは自動から手動運転への変換時における咄嗟の危険場面を近似再現できるヘッドマントディスプレイを用いたドライビングシミュレータを通じて、上記の脳特性条件を満たす被験者の危険運転行動を検証する。