hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超精密ダイヤモンド工具切れ刃形状の非接触式超高速計測法に関する研究

本研究では,加工機上における工具形状測定の実現を目的とし,超高速高分解能形状測定に適用する光学プローブを提案した.研究開始時の研究目標を(1)ナノレベルの測定分解能(2)1mm以上の広測定範囲および(3)AFMを用いた手法に比べて格段に速い1分以内での迅速測定の実現と定め,以下の通りTaskを策定して研究を遂行した.Task1 :工具形状評価手法の創案Task2 :波動光学解析基づく高精度輪郭測定法の確立Task1では,回折限界まで絞ったレーザスポットを含む光学プローブと,このレーザスポットを工具の輪郭付近にて工具の刃先輪郭形状に沿って走査する機構を備えた,工具形状評価機構を開発した.工具によって一部を遮られたレーザを光検出器で受光しつつ,レーザスポット制御軌跡と受光量から工具の輪郭を評価を実施した.Task2としては,回折光学に基づく解析計算から提案手法の測定限界を検討するとともに,測定結果の信頼性を高めた.また, Task3では,測定精度劣化の原因となる周囲環境からの電磁場による影響や加工機の機械振動の影響を低減するため,これらの補正機構を含んだ光学設計を実施するとともに,光量変化信号を安定して捕捉する補正アルゴリズムを確立した.この結果,課題開始時の目標を超える高分解能(10nm)を実現した.更に,開発の装置を実際の加工工具の形状測定に適用し, 3.5mmの測定距離を目標時間1分以内で測定できることを確認した.この結果は,工具刃先の欠損を迅速に発見し適切な交換時期の検出を実現するのみならず,工具の形状測定結果を参照した補正加工の応用にも適用できるものであり,重要な成果である.更に,工具走査精度を補う測定装置として,既製作した光学プローブと同光軸を持つ白色干渉計を含んだ,新しい測定システムを提案した.新な測定システムの導入は光軸方向の走査精度を高めただけではなく,すくい面の3D形状測定も可能にした.本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない本研究では,加工機上における工具形状測定の実現を目的とし,超高速高分解能形状測定に適用する光学プローブを提案する.研究目標は,測定分解能をナノレベルに保ちながら,1mn以上の広範囲を,AFMを用いた手法と比べて革新的に速い1分以内で測定することである.研究実施計画として,Task1:工具形状評価手法の創案,Task2:波動光学解析基づく高精度輪郭測定法の確立,Task3:光学プローブの製作と加工機上への応用に伴うアルゴリズムの確立とソフトウェア開発に大別する.Task1では,回折限界まで絞ったレーザスポットを含む光学プローブと,このレーザスポットを工具の輪郭付近にて工具の刃先輪郭形状に沿って走査する機構を備え,工具形状評価機構を開発した.工具によって一部を遮られたレーザを光検出器で受光しつつ,レーザスポット制御軌跡と受光量から工具の輪郭を評価を実施した.超精密切削工具を測定対象とし,捜査座標による光量変化から得られた工具の形状測定結果を報告した.また,Task3では,測定精度劣化の原因となる周囲環境からの電磁場による影響や加工機の機械振動の影響を低減するため,これらの補正機構を含んだ光学設計を実施すると伴に,光量変化信号を安定に捕捉する補正アルゴリズムを確立した.従来は100nm程度であった測定分解能が,課題開始時の目標である±10nmより高分解能である±5nm以下と出来る見通しを得ることができた.更に,実際の加工工具の形状測定に適用し,1.2mmの測定距離を目標時間1分以内で測定できることを確認した.この結果は,工具刃先の欠損を迅速に発見し適切な交換時期の検出を実現するのみならず,工具の形状測定結果を参照した補正加工の応用にも適用できるものであり,重要な成果である.今後はTask2の波動光学解析に注力するとともに,その結果を測定装置及びアルゴリズム設計にフィードバックして測定精度の向上を試みる.本研究では,加工機上における工具形状測定の実現を目的とし,超高速高分解能形状測定に適用する光学プローブを提案する.研究目標は,測定分解能をナノレベルに保ちながら, 1mm以上の広範囲を, AFMを用いた手法と比べて革新的に速い1分以内で測定することである.研究実施計画はTaskl :工具形状評価手法の創案, Task2 :波動光学解析基づく高精度輪郭測定法の確立, Task3 :光学プローブの製作と加工機上への応用に伴うアルゴリズムの確立とソフトウェア開発に大別される.採用1年目はTask1, Task3に取り組み,集光レーザで工具の刃先上を走査し走査軌道と刃先の周りを通過したレーザ光量変化から刃先形状測定する測定原理を創案するとともに測定機構を構築し,目標である測定分解能10mmを達成した. 2年目となる本年度は, 1年目に開発の測定機構を加工機上に搭載し,数mmの測定範囲に渡る工具輪郭形状測定を実施した結果を学術誌(論文1)に報告した.また,創案した工具形状評価手法の制約条件について,実験および数値解析シミュレーションから検討した.

1工具輪郭形状を横切る方向については光の回折限界を超える測定分解能での工具輪郭評価が可能であるが,光学プローブ走査方向である工具輪郭形状に沿った方向に対しては市販の光学式測定機の横分解能と同様に光の回折限界に制限されること,また, 2数mmに渡る軌道を光学プローブで走査する間にμmレベルの光軸方向変位が存在すると,測定偏差が発生することを明らかにした.以上の結果を鑑み,光学プローブ走査の更なる高精度化のため,構築した光学プローブと同光軸を有する白色干渉光学系を融合した,新しい測定システムを提案した(学会4).今後は新システムによる光軸方向の走査精度向上,すくい面3次元形状の同時評価とともにTask2に注力し,その結果をフィードバックしての測定精度向上を試みる.本研究では,加工機上における工具形状測定の実現を目的とし,超高速高分解能形状測定に適用する光学プローブを提案した.研究開始時の研究目標を(1)ナノレベルの測定分解能(2)1mm以上の広測定範囲および(3)AFMを用いた手法に比べて格段に速い1分以内での迅速測定の実現と定め,以下の通りTaskを策定して研究を遂行した.Task1 :工具形状評価手法の創案Task2 :波動光学解析基づく高精度輪郭測定法の確立Task1では,回折限界まで絞ったレーザスポットを含む光学プローブと,このレーザスポットを工具の輪郭付近にて工具の刃先輪郭形状に沿って走査する機構を備えた,工具形状評価機構を開発した.工具によって一部を遮られたレーザを光検出器で受光しつつ,レーザスポット制御軌跡と受光量から工具の輪郭を評価を実施した.Task2としては,回折光学に基づく解析計算から提案手法の測定限界を検討するとともに,測定結果の信頼性を高めた.また, Task3では,測定精度劣化の原因となる周囲環境からの電磁場による影響や加工機の機械振動の影響を低減するため,これらの補正機構を含んだ光学設計を実施するとともに,光量変化信号を安定して捕捉する補正アルゴリズムを確立した.この結果,課題開始時の目標を超える高分解能(10nm)を実現した.更に,開発の装置を実際の加工工具の形状測定に適用し, 3.5mmの測定距離を目標時間1分以内で測定できることを確認した.この結果は,工具刃先の欠損を迅速に発見し適切な交換時期の検出を実現するのみならず,工具の形状測定結果を参照した補正加工の応用にも適用できるものであり,重要な成果である.更に,工具走査精度を補う測定装置として,既製作した光学プローブと同光軸を持つ白色干渉計を含んだ,新しい測定システムを提案した.新な測定システムの導入は光軸方向の走査精度を高めただけではなく,すくい面の3D形状測定も可能にした.本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない本研究は,超高速加工機上形状測定用光学プローブによるダイヤモンド切削工具形状測定手法の開発を目的としており,測定範囲10mm,及び測定時間1分以内の同時実現を目標としている.具体的内容はTask1:工具形状評価手法の創案,Task2:波動光学解析基づく高精度輪郭測定法の確立,Task3(1):
F.nucleatumとT.forsythiaの感染による根尖病変増悪化の解明

wistar系ラットにおける膿瘍形成実験モデルを用いて、F. nucleatumおよびT. forsythiaの病原性について検討した。F. nucleatumの接種により皮膚および一部皮下組織に潰瘍形成が認められた。また、潰瘍の直下では、多数の酸フォスファターゼ(ACP)陽性細胞の浸潤が観察された。一方、T. forsythia接種群では、エオジン好性の線維性結合組織で被包された膿瘍が観察された。膿瘍部では、多数の好中球およびACP陽性細胞の浸潤像が観察された。ACPはライソゾーム酵素の一つであり、病変の急性期および骨吸収期にその増加が認められることから、F. nucleatumおよびT. forsythiaは病変局所で重度の組織破壊を惹起していることが推察された。ラット根尖性歯周炎実験系にF. nucleatumおよびT. forsythiaをペーパーポイントを用いて、根管内への留置後、術後1週目において膿瘍周囲には多数のマクロファージの浸潤像が観察され、28日目までの実験期間全般にわたって増加したマクロファージの浸潤像が観察された。また、骨吸収部位では破骨細胞に近接して、多数のIL-1発現細胞およびRANKL発現細胞が観察された。さらに、経時的に抗CD5抗体陽性T細胞の増加が観察された。以上の結果より、F. nucleatumおよびT. forsythiaが根尖性歯周炎の増悪化に関与する可能性が示唆された。本研究の目的は、Fusobacterium nucleatumとTannerella forsythiaの混合感染により誘導された根尖病変モデル動物において、マクロファージおよびT細胞に焦点を絞り、炎症の波及状況について免疫組織化学的に解析することである。また、破骨細胞のマーカー酵素であるTRAP、骨吸収活性化因子であるRANKL-RANKL経路および骨芽細胞のマーカー酵素であるALPの発現について解析することを目的としている。今年度は、ラットの下顎第一臼歯を髄腔開拡後、遠心根を抜髄することにより根尖病変の成立を図った。また、混合感染群の対照として、抜髄後7日目に根管内に生理食塩液を貼薬し、術後3日及び7日目の根尖病変部の試料を採取した。自然感染群では、根尖病変の面積は14日まで拡大傾向を示し、28,56日目では拡大傾向は認められなかった。病変が拡大傾向を示した7,14日目では根尖部に著しい好中球およびマクロファージの浸潤が認めらるとともに、歯根膜中には著しいIL-1αおよびIL-1β発現細胞の浸潤が観察された。骨面にはTRAP陽性を示す破骨細胞が多数観察された。一方、混合感染の対照群では、同時期の自然感染群と同様に根尖病変中に多数のマクロファージの浸潤が観察された。しかしながら、RANKLおよびTRAPの発現及び破骨細胞数は、自然感染群に比較して低い値を示した。また、両群において根尖病変中にT細胞の浸潤が観察された。大学の動物実験委員会において、Fusobacterium nucleatumとTannerella forsythiaの病原因子の製作法において、動物実験計画書の承認を得ることに時間がかかったため、Fusobacterium nucleatumとTannerella forsythiaの混合感染モデルを作成することができなったため、対照群のみの免疫組織学的解析のみとなってしまったため、当初の計画より遅れることとなった。昨年度は、混合感染の解析に先立ち、根尖病変モデルの作製と自然感染により形成された根尖病変における炎症の波及状況について解析を行った。本年度、2菌種に熱処理を行い不活化させたものを使用して混合感染モデルを作製予定であったが、T. forsythiaの培養に手間取ったため、根尖孔外バイオフィルム構成細菌中、検出頻度が高いF. nucleatumの感染モデルを使用することとした。抜髄後7日目に根管内に菌を留置させ、7日後に根尖部の試料を採取しHE染色を行い、根尖病変の大きさを比較した。しかしながら、自然感染群(対照群)において根尖病変の大きさが一定していなかったため、同様の大きさのもののみ抽出して平均化して比較したが、実験群と有意差は認められなかった。また、両群とも根尖病変中には多数のマクロファージの浸潤が観察された。RANKLおよびTRAPの発現及び破骨細胞数は、自然感染群と有意差は認められなかった。実験手技が一定しなかったこと、および混合感染モデル作製遅れのため、次年度まで研究計画を延長した。今後、速やかにF. nucleatumが根尖性歯周炎における骨破壊に及ぼす影響について、免疫組織化学的解析を行っていく。本研究にて使用予定の2菌種の混合感染モデル作製にあたり、生菌ではなく死活化したものを使用するよう計画を変更したが、その作製に時間を要した。また、2菌種のうち、T. forsythiaの培養に時間を要したため、まずF. nucleatumと対照群との比較検討を行うこととした。

一方、T. forsythia接種群では、エオジン好性の線維性結合組織で被包された膿瘍が観察された。膿瘍部では、多数の好中球およびACP陽性細胞の浸潤像が観察された。ACPはライソゾーム酵素の一つであり、病変の急性期および骨吸収期にその増加が認められることから、F. nucleatumおよびT. forsythiaは病変局所で重度の組織破壊を惹起していることが推察された。ラット根尖性歯周炎実験系にF. nucleatumおよびT. forsythiaをペーパーポイントを用いて、根管内への留置後、術後1週目において膿瘍周囲には多数のマクロファージの浸潤像が観察され、28日目までの実験期間全般にわたって増加したマクロファージの浸潤像が観察された。また、骨吸収部位では破骨細胞に近接して、多数のIL-1発現細胞およびRANKL発現細胞が観察された。さらに、経時的に抗CD5抗体陽性T細胞の増加が観察された。以上の結果より、F. nucleatumおよびT. forsythiaが根尖性歯周炎の増悪化に関与する可能性が示唆された。1ラットの下顎第一臼歯遠心根を抜髄し、不活化した死菌を根管内に貼付・仮封する。抜髄した日をDay 0とし7、14、28日間、1Fusobacterium nucleatumの感染モデル2Tannerella forsythiaの感染モデル3Fusobacterium nucleatumとTannerella forsythiaの混合感染モデル4NegativeControlの生理食塩液を根管内に静置した群を4群を作成する。細菌は総合歯科学分野実験室にてまず細菌の培養を行う。次に培養した細菌に熱処理(60°にて30分)を行い死活化する。死活化の判定は、血液寒天培地にて増殖するか確認をすることで行う。その際にcontrol群(熱処理を行っていない細菌)では増殖する事を確認する。2抜髄0日目(術直前)、7日目、14日目、28日目に、各実験に供したラットをイソフルランにて全身麻酔を施し、PLP固定液にて灌流固定を行い、試料を下顎骨ごとまとめて摘出する。使用予定数:各群ともn数を5匹とし、4群で20匹。これを術後7日目、14日目、28日目で3回に分けて行うので20×3で60匹。これに0日目で5匹必要になるので総数は65匹となる。なお、0日目の5匹は、健常群の骨吸収マーカーの検索のために必要である。また麻酔回復期の不慮の突然死、特定のtime pointにおけるサンプル追加のニーズなど不測の事態の備え、13匹の予備動物をあらかじめ設定しておき、総計で78匹のラットの使用を予定している。2菌種混合感染モデル作製遅れのため、次年度まで研究計画を延長した。使用予定の2菌種混合感染モデルの作製を速やかに行うが、根尖孔外バイオフィルム構成細菌中、検出頻度が高いF. nucleatumが根尖性歯周炎における骨破壊に及ぼす影響について、先に免疫組織化学的解析を行っていく。また、実験手技の安定に努める。実験の進行具合上、消耗品として計上する実験実験
ＣＲＩＳＰＲシステムにおけるＡＧＯ２様活性を有するＲＮＰ複合体の構造機能解析

Cmrエフェクター複合体は6種のCmrタンパク質(Cmr1-6)とcrRNAから構成されたリボ核タンパク質複合体である。発現・精製したタンパク質サブユニットを用いて、分子間相互作用を検討した結果、Cmr2とCmr3が相互作用することを明らかにした。次に、Cmr2-Cmr3複合体の結晶化を試みた結果、15%イソプロパノール、20 mM MgCl2、50 mM MES (pH 6.0)を含む条件で単結晶を得た。大型放射光施設フォトンファクトリーにて回折実験を行い、2.52.6Å分解能の回折データを収集した。Cmr2の結晶構造はすでに報告されており、Cmr2をサーチモデルとした分子置換法によって複合体の結晶構造を決定した。Cmr2-Cmr3複合体の結晶構造を解析した結果、分子境界付近に大きなクレバスが存在することが明らかとなった。また、本研究ではATPもしくは3'-AMPと結合したCmr2-Cmr3複合体の結晶構造を決定しており、これらヌクレオチドはクレバスの奥深くに結合していることが明らかとなるとともに、ヌクレオチド結合部位が少なくとも2か所存在することが判明した。また、Cmr3の立体構造はCas6と類似していることが分かった。Cas6はpre-crRNAのプロセシングに関わる酵素であり、Cas6に特有のくぼみ領域を用いてpre-crRNAの5'側に位置するssRNA領域と結合する。興味深いことに、Cmr3にもプラスにチャージしたくぼみ領域が存在し、それはクレバス形成に関わることが分かった。したがって、Cmr2-Cmr3に見られるクレバスはssRNAと相互作用することが推定され、結合していたヌクレオチドはssRNAの各ヌクレオチド残基をミミックしたものであることが推定された。Cmr2-Cmr3はssRNAと結合することから、このクレバスにssRNAが結合すると示唆される。24年度が最終年度であるため、記入しない。CRISPR-Casシステムは原核生物にみられる生体防御機構の1つであり、細胞内に侵入してきたウイルスやプラスミドなどの外来遺伝子の発現を特異的に抑制するという役割を担う。本研究は、CRISPR-Casシステムにおけるエフェクターコンプレックスの作動原理を解明することを目的としている。エフェクターコンプレックスは複数のタンパク質サブユニットと一つのcrRNAから構成されている。まず、エフェクターコンプレックスを構成するタンパク質サブユニットの大腸菌内における発現系を構築した。発現させたタンパク質サブユニットをアフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィーなどを用いて精製した。調製したタンパク質サブユニットを用いて、サブユニット間の相互作用をゲルろ過クロマトグラフィーもしくはプルダウンアッセイにより検討し、サブユニット間の相互作用を解明した。また、合成したcrRNAと精製したタンパク質サブユニットを用いて、in vitroにおける活性の再構成を試みたが、現在のところ再構成には至っていない。次に、各タンパク質サブユニット単独の結晶化、相互作用しあうタンパク質サブユニット同士の複合体の結晶化を試みたところ、2種のタンパク質サブユニットの結晶と1種の複合体結晶が得られた。大型放射光施設フォトンファクトリーにて回折実験を行い、各結晶について4Å程度の回折データを収集した。現在、結晶化条件を最適化しており、今後、各結晶の位相を多波長異常分散法などにより決定する予定である。タンパク質サブユニット間の相互作用を解明し、複合体を調製して結晶が得られ、約4Å程度の回折データを取得している。

また、複数のタンパク質サブユニット単独の結晶化とその回折データも取得していることから、おおむね順調に進展していると考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。得られている結晶の結晶化条件を最適化し、より分解能の高い結晶を調製して、結晶構造を決定する。また、活性の再構成を引き続き試みる。
非光合成器官におけるアスコルビン酸の機能

光合成器官におけるアスコルビン酸の機能については、光・酸素ストレスによって生ずる活性酸素の消去に必須の{趙りを果たしていることはよく知られている。しかしながら、光合成と関係のない組織であるジャガイモの塊茎にも、かなりの含量のアスコルビン酸が含まれているが、その機能についてはほとんど解明されていない。そこで平成9年度は、非光合成器官でのアスコルビン酸の機能を解明するため、アスコルビン酸含量の異なる2品種のジャガイモ(高アスコルビン酸含量の品種′′キタアカリ′′とその親で通常のアスコルビン酸含量である′′男爵′′)を用いて、ジャガイモの貯蔵に頻繁に用いられる低温貯蔵および対象として常温貯蔵中でのアスコルビン酸含量と活性酸素消去酵素群の挙動を調べ、ジャガイモを低温貯蔵した際、低温ストレスにより過酸化水素水が生成し、それを消去するためにアスコルビン酸ペルオキシダーゼの基質であるアスコルビン酸が電子供与体として機能していることが明らかとなった。今年度はその続きとして、低温ストレスによる活性酸素の発生が、どの器官から起こっているのかを解明するため、特にその可能性の高いミトコンドリア中の電子伝達系について調べた。ミトコンドリア中の電子伝達系において特に酸化還元速度の律束であるユビキノンとその還元型であるユビキノール含量を高速液体クロマトグラフィーを用いて測定した結果、低温貯蔵した際にユビキノンとユビキノールの比が顕著に変化することを見いだした。このことは、低温貯蔵することによってミトコンドリア中に存在する電子伝達系のユビキノンに電子が蓄積していることを示し、ここから電子の漏れが起こり活性酸素が発生していると仮定された。また、低温ストレスに対する防御機構として重要な働きをしていると考えられたアスコルビン酸ペルオキシダーゼの抗体を作成し、タンパク質レベルでの挙動を調べた結果、本酵素は低温ストレスによってde novo合成されていることを、前年度に明らかにしたアスコルビン酸ペルオキシダーゼがmRNAレベルで制御されていることとあわせて明らかにした。光合成器官におけるアスコルビン酸の機能については、光・酸素ストレスによって生ずる活性酸素の消去に必須の役割を果たしていることはよく知られている。そこで本研究では、非光合成器官でのアスコルビン酸の機能を解明するため、アスコルビン酸含量の異なる2品種のジャガイモ(高アスコルビン酸含量の品種“キタアカリ"とその親で通常のアスコルビン酸含量である“男爵")を用いて、ジャガイモの貯蔵に頻繁に用いられる低温貯蔵および対象として常温貯蔵中でのアスコルビン酸含量と活性酸素消去酵素群の挙動を調べた。低温貯蔵(5°C)および常温貯蔵(20°C)両区においてアスコルビン酸含量は顕著に減少したが、その度合いは低温貯蔵区において急激であった。このことから、低温貯蔵区では低温ストレスがかかりそれによって活性酸素が発生し、それを消去するためにアスコルビン酸が消費されたと考え、アスコルビン酸を電子供与体として過酸化水素水を消去するアスコルビン酸ペルオキシダーゼ(SPx)活性を測定したところ、高アスコルビン酸含量の“キタアカリ"では経時的にその活性は上昇したが、“男爵"では、一旦上昇した後に減少するといった異なった傾向が認められた。この現象は、既にAPxがアスコルビン酸含量によって影響されるという報告と一致しており、低含量の“男爵"では、閾値に達した時点で活性が低下したを考えられた。また、APx mRNAの発現をノーザン法を用いて検討したところ、低温ストレスによって誘導されていることが判明した。これらのことより、ジャガイモを低温貯蔵した際、低温ストレスにより過酸化水素水が生成し、それを消去するためにアスコルビン酸が電子供与体として機能していることが明らかとなった。

また、低温ストレスに対する防御機構として重要な働きをしていると考えられたアスコルビン酸ペルオキシダーゼの抗体を作成し、タンパク質レベルでの挙動を調べた結果、本酵素は低温ストレスによってde novo合成されていることを、前年度に明らかにしたアスコルビン酸ペルオキシダーゼがmRNAレベルで制御されていることとあわせて明らかにした。
東日本大震災における地元住民によるコミュニティ支援体制の促進・強化について

人材が限られる被災地において、長期的な被災者支援を促進するために、人材育成のあり方についてアクション・リサーチを段階的に進めた。支援者への聞き取り調査から被災後の中長期の心理社会的支援として求められているものや支援者のニーズを把握した。その調査結果をもとに支援者の人材育成のための研修プログラムを現地のリーダーとともに開発し、その検証を行った。そして調査結果と研修結果をもとに、継続的支援を強化するため、支援者のエンパワメントを含めた支援者向けのサポートガイドを現地専門家と共同で作成した。支援者支援の具体的なアプローチを現地で展開することにより、コミュニティ強化の一つのモデルを提示できた。本研究は、災害後に地域住民が自らの支援活動をレベルアップし、地元での持続的・長期的な支援体制が構築できるようそのモデル化を目指すものである。【現地の関係者の聞き取り調査】毎月複数回の訪問によって、大槌町と釜石市を中心に住民支援に当たる保健師や民間団体とのネットワークを構築した。これまでの信頼関係を強化し、刻々と変化する地元住民やそれを取り巻く環境への支援について現在の取り組みや支援者として直面する課題について聞き取り調査や意見交換を重ねた。その結果、再建に向けて動き始めた住民の陰で取り残されつつある特に高齢者の不安感や孤立、認知や身体機能の衰え、依存症の増幅などは、沿岸部共通して見受けられる状況であることが判明した。また、支援者自身のメンタルの課題も明らかになってきている。特に住民の自死や支援者自身の震災体験が外傷体験となる例もあった。支援者層が限られているのも現地の特徴であり、少数保健師の役割は広範囲に及びその活動は拡散傾向にある。このような土地では、専門職単独の住民支援は不十分で、現地の民間団体等との連携が必須であることも判明した。【東北3県の支援者との意見交換と協力体制整備】宮城県と福島県にて被災住民のメンタル支援機関の責任者や実働メンバーと、現地での住民の状況や支援の方法について情報交換を行った。また、岩手県内の大学関係者とも検討会を持ち、地元支援者に対する長期的育成の協力体制を整備することができた。2年目に当たり、東日本大震災の被災者支援としての多角的なフィールド研究を実施できた。【被災者支援】被災者を支援する岩手県在住の担当者への研修会や意見交換を継続的に展開した。定期的に被災者支援に関わっている支援者(約90名)を対象に、岩手県内8カ所にて、支援の基本や長期支援を継続するに当たりチームワークのあり方について研修を実施した。研修内容は、支援団体の責任者やリーダーのニーズを踏まえ協議のうえで作成していった。結果は非常に好評で研修前後のアンケート調査より、研修で自身の支援者としての振り返りと今後の課題が明確になったことが判明した。【大槌町町民対象の聞き取り調査】分担研究者の川野健治氏(国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター)が、大槌町との契約締結のもと大槌町の町民のメンタルヘルスについての実際調査を実施した。過去に実施された町民対象のメンタルヘルス調査によって「要支援」群に当てはまる町民について、25名に対する聞き取り調査を自宅、公共機関などで実施し、貴重な町民の声を収集できた。【国際的学術交流について】米国同時多発テロ事件の遺族を長年に渡って支援しているマウント・サイナイ病院、Dr.Craig Katzと心理療法士を訪問。長期支援の現状と課題について情報交換を行った。1研究成果:突然の自然災害による甚大な被害は、被災地住民に心身ともに非常に深い傷とストレスを与える。住居、生活基盤、人間関係、生活設計など多重な側面における大きな損害を一挙に経験し、その被害の深刻さによって回復には多くの時間と支援を要する。今回の研究では、被災者への中長期的な心理社会的支援のあり方について、その課題とその対応や持続的な支援としてどうあるべきかについて、現場の支援者(実働の支援者・支援者のリーダー・支援を受け入れる行政)とともに検討した。人材が限られている地方では、同県住民が支援者として関わる事例も多いが、長期的支援に携わるなかで支援者により専門的・具体的な援助スキルや知識へのニーズが高まっていることが判明した。3年間の研究活動を通し、支援者の人材育成を目指し、具体的な介入として、支援者向け研修の実施と支援者が活用できるサポートガイドの作成に取り組んだ。2意義と重要性:従来、「支援者支援」とは、支援する側が提供者であり、支援をされる側はそれを受ける者という位置づけで進みやすいが、今回の研究では「アクション・リサーチ」として、現場の支援者と共に検討を重ねながら人材育成を組み立て、その結果を支援者活用のサポートガイドの冊子作成に集約させていった。言わば、現場の支援者との協働作業を研究の分析・評価手法も反映させつつ実施したと言える。3今後の展開について:主に冊子の共同編者を通し、宮城県、福島県、岩手県の行政や民間支援団体へ冊子を配布している。また2016年4月以降発生している熊本大分地震について、現地へ支援に入る関係者からも冊子の依頼が続いている。被災地に入る前準備として冊子活用を希望する団体が増えている。今後は冊子内容の評価と活用分析を実施し、可能であれば支援者のニーズに応じて冊子内容にも展開を加えたいと考えている。

その調査結果をもとに支援者の人材育成のための研修プログラムを現地のリーダーとともに開発し、その検証を行った。そして調査結果と研修結果をもとに、継続的支援を強化するため、支援者のエンパワメントを含めた支援者向けのサポートガイドを現地専門家と共同で作成した。支援者支援の具体的なアプローチを現地で展開することにより、コミュニティ強化の一つのモデルを提示できた。当初計画していた現地の住民、住民支援に当たる現地の担当者、現地に出向く研究者など様々な層の人々とのアクセスが可能となり、支援者支援について、現地の地域住民の意見を反映する形で研修を実施することができた。また、その研修を通し、地域住民でかつ支援者でもある人々の生の声にも触れることができ、我が国の実情と特徴に沿った長期支援の際のケアのプログラム・ガイドブックや人材育成の研修プログラムの実用化に向けても貴重な情報を入手することが可能となった。また、それらの活動を、アンケート調査結果として分析し、国際学会において発表することもでき、また学会参加を通し、PTSD分野の第一人者の研究者らとの意見交換もでき、国内外の研究者との交流の目的を達成することができた。最終年度に向けた、地元のキーとなる研究者とのネットワークも着実に構築することができ、最終年度の活動の環境も整えることが出来た。臨床心理学25年度、26年度の研究活動を通して得られたデータとネットワークをもとに、研修用、また支援者が長期的に支援に当たる際に活用できるガイドブックや、ケアのプログラム、研修の実際の進め方など、地元住民の養成に役立つ資料を作成し、その活用に向けての情報発信も行う予定である。現地の支援者支援は、引き続き、研修という形で実施予定であり、二回目の研修では、参加者からより深い本音や情報を得ることができると期待している。その情報も、成果物に反映させる予定である。研究のカウンターパートとして、岩手大学の山口教授、佐々木准教授、国立精神・神経医療研究センターの川野健治室長を迎え、チームとして最終年度の取り組みを効率よく実施する予定である。【現地の住民・支援者への聞き取り調査】初年度の目的である現地の状況理解と支援者ニーズ把握については、半構造化面接形式が難しかったものの個別の聞き取り調査を重ねていくことができた。聞き取り調査と住民支援の現地フィールド活動から、1)住民ニーズとしては、刻々と住民を取り巻く住居環境や支援人材の変化のなかで、中・長期に渡る継続的な支援、特に孤立感を緩和する定期的な訪問と自分たちの声を伝える場の提供が非常に大きなものであった、また再建から取り残される社会的弱者の人達の長期的ケア体制の整備、高齢化に伴う認知障害の対応、2)支援者ニーズとしては、支援者自身が被災者であり喪失体験を持つことから来るメンタルヘルスの課題とその対応、長期支援での精神的な疲弊、支援者間での組織内役割葛藤とその解決が挙げられた。【研修の形】聞き取り調査から、現地の住民かつ支援者である人々を対象とした研修については、ある程度具体的な内容の組み立てが可能になっている。
技能伝承のための分散協調訓練での深層学習による触力感覚再現の高度化

技能を習得するには、それに習熟した人の技術を体感する必要がある。本研究では、体感的インタラクションを通して感覚情報を交換できるようにするため、触力感覚を再現するインタフェースを構築すると共に、体感的インタラクションを共有するための視覚的臨場感を向上させる提示システムを構築する。触力覚インタフェースで触力感覚情報を交換するには、遠隔通信による遅延を低減する必要がある。そのために、表面筋電信号から手の動作を推定する枠組みを構築している。手の動作に伴う筋電信号と、そのときの手の動きを赤外線カメラで抽出した骨格データとを対応づけて記録し、深層学習の手法を使って筋電信号から手の動きを予測する機能を実装してきた。畳み込みニューラルネットワークの入力データとしてどんな特徴量を選択するかは自由度がある。そこで、腕の周りの筋電信号を複数チャネルで計測し、その信号強度を濃淡として組み合わせた画像を入力データとして学習を行った。その結果、筋電信号計測デバイスを着脱せずに学習と評価を行えば、90%程度の精度が得られることがわかった。体感的インタラクションを共有するためには、視覚的臨場感を高めることが重要である。そこで、三次元情報を立体的に提示する仕組みとして、ホログラフィック再生像について検討してきた。空間投影による立体像表示では、大きなサイズの立体像を広い視野で観察できる。しかし、空間投影型ではカラー化が難しく、特に青色光での再生像の再現性がよくなかった。そこで、青紫色光を導入し、青色光での再生像の特性改善を図った。その結果、立体像の再生可能な色範囲を拡大できることが示された。また、全方向視差で立体像を表示するため、空間スクリーンとしてフォグを利用し、散乱光強度の変動に伴うチラツキの低減を図った。体感的インタラクションを通して感覚情報を交換できるようにするという目的に対して、本年度は、触力覚インタフェースの筋電信号による手の動作の推定モデルの高度化、三次元情報を立体的に提示するシステムの改善と触力覚情報との相互連携を計画していた。筋電信号による手の動作の推定では筋電信号が動作に先立って変化するため、触力感覚情報の交換を遠隔で行う際の遅延低減に貢献する。手の動きに伴う筋電信号を複数チャネルで計測し、その信号強度を濃淡領域として組み合わせて1つの画像を構成した。これを畳み込ニューラルネットワークの入力データとして学習すると、データの数は多くないものの、90%程度の精度で手の開閉を判定できた。これまでは入力画像として筋電信号を周波数変換した結果を二次元面に構成していたが、単純な信号強度でも動作することがわかった。三次元情報を立体的に提示するシステムの改善と触力覚情報との相互連携では後者の検討には至らなかったものの、立体像表示システムの改善では空間投影での立体像の色の再現性及び空間スクリーンの立体像の安定性について進展が見られた。空間投影による立体像表示ではカラー化の課題があった。特に青色光の知見は少なく、その像特性は不十分であった。青紫色レーザ光を利用することにより、カラー像の色域の拡張が可能になることが示された。また、空間スクリーンの立体像の提示を安定化することが一つの課題であった。これに対して空間スクリーン媒体としてフォグを用いて散乱光強度の変動に伴うチラツキを軽減し、光学的特性の改善が見込めることがわかった。上記のように研究が進んでおり、「おおむね順調に進展している」と判断した。触力感覚を再現するインタフェースの構築、体感的インタラクションを共有するための視覚的臨場感を向上させる提示システムの構築を進める。触力覚インタフェースの構築では、筋電信号による動作の推定精度を向上させ、触力覚提示の高度化を図る。また、触力感覚の提示に整合した可視化に重点的に取り組む予定である。高臨場感提示システムの構築では、空間投影による立体像表示の特性の向上を図り、視覚的臨場感の改善に取り組む。触力覚提示の高度化では、筋電信号による動作の推定精度を改善する。筋電信号の周波数成分及び振幅強度に基づく画像を入力データとして畳み込みニューラルネットワークを適用し、手の動きを推定している。現状では簡単な動作であれば、比較的高い精度で推定できているが、その結果の解析は不十分であり、今後詳細な解析及び考察を進めていく。ハイパーパラメータの探索や、入力データとして適した特徴量についても更なる改善を図る計画である。さらに、データが少なかったり、複雑な動作に対応していなかったりする問題への解決策を探る。触力感覚の提示に整合した可視化について、触力覚インタフェースで三次元形状の触知を支援する視覚情報の適切な提示を引き続き検討する。三次元表面を二次元面に展開したり、三次元構造を直感的に理解するのに適した視点を入れたりすることによって、三次元情報の視覚情報と触力覚情報との相互連携を改善する仕組みを検討する。立体像の表示では、視覚的臨場感を高める方策としてホログラフィック再生像の提示を引き続き検討する。立体像表示として空間投影による方法を基本とし、立体像のカラー化と、空間スクリーンによる全方向視差での立体像の安定的表示を中心に改良を進めていく。触力覚インタフェースでは、複数の糸に張力を与えてフィードバックを提示する仕組みを採用している。

導入の容易性やコストを考慮し、三次元空間内での仮想物体どうしの接触を、二次元的な反力フィードバックで構成しており、その高精度化を図っている。また、インタフェースの利用性を改善するため、三次元形状面を二次元面に展開する可視化を行っている。触力感覚情報を交換するには、遠隔通信による遅延を低減する必要がある。そのために、表面筋電信号から手の動作を推定する枠組みを構築している。手の動作に伴う筋電信号と、そのときの手の動きを赤外線カメラで抽出した骨格データとを対応づけて記録し、深層学習の手法を使って筋電信号から手の動きを予測する機能を実装した。その結果、単純な動作であれば、ある程度の精度で分類できることがわかった。体感的インタラクションを情報として共有するためには、視覚的臨場感を高めることが重要である。そこで、三次元情報を立体的に提示する仕組みとして、ホログラフィック再生像を提示する方法について検討してきた。時分割多重再生法においてカラーホログラフィックを再生するため、赤、緑、青の三色光で時分割多重を行う。物体点の間隔や数を適切に調整し、良好な再生像を表示している。また、表示領域の拡大法として、空間スクリーンにホログラフィック再生像を投影することを検討している。マイクロバブルを用いて再生像を投影し、長時間安定した像を形成している。体感的インタラクションを通して感覚情報を交換できるようにするという目的に対して、本年度は、触力覚インタフェースにおける視覚情報の可視化手法、筋電信号による手の動作の推定、三次元情報を立体的に提示するシステムの検討を計画していた。触力感覚を再現する触力覚インタフェースでは、反力フィードバックを二次元的に与えて仮想物体同士の衝突を実現する。仮想物体は三次元構造を持っており、二次元面に展開することによりわかりやすく提示される。三次元構造を二次元面に展開するとき、展開対象の三次元形状を開いた状態にする。このとき、安定的に処理するため、手動で始点と終点を指定して切れ目を生成する手法を採用してきた。複雑な三次元構造にも対応するため、自動的に切れ目を生成しようと試みている。筋電信号による手の動作の推定では、手の動作に伴う筋電信号と、そのときの手の動きを赤外線カメラで抽出した骨格データとを対応づけて記録するシステムを構築している。筋電信号の周波数解析結果を二次元面に構成した画像に対して深層学習の手法によって手の動きを予測する機能を構築した。手の自由な動作を高精度に予測することまではできていないが、簡単な動作であれば推定できている。三次元情報を立体的に提示するシステムでは、ホログラフィック再生像の提示について時分割多重再生法及びマイクロバブルスクリーン投影法を検討した。時分割多重再生法でカラーホログラフィックを再生するため、赤、緑、青の三色光で時分割多重を行っている。物体点の間隔や数を調整し、良好な再生像を取得している。マイクロバブルスクリーン投影法は水中で連続的に発生させたマイクロバブルをスクリーンとして用い、長時間安定したホログラフィ再生像を形成している。
低分子天然化合物を用いた骨形成の治療標的分子の同定

本研究では、以下の成果を得た。3)口腔癌による骨破壊メカニズム:A:口腔癌の産生するCXCL2の役割の解析:口腔癌細胞株HSC3より十数の単一細胞に由来するクローン化細胞株を樹立し、各細胞株がST2細胞のRANKL発現に及ぼす作用とヌードマウス頭蓋部移植による骨破壊能を検討した。その結果、HSC3-C13はHSC3-C17に比べてRANKL誘導脳と骨破壊能が顕著に高いことを見いだした。そのため、両細胞間での遺伝子発現をマイクロアレイで解析したところ、HSC3-C13ではCXCL2の発現が顕著であった。そして、CXCL2は口腔癌の産生する破骨細胞性骨吸収促進因子であることを明らかにした。B:骨破壊における口腔癌細胞と間質の産生するRANKLの役割の区別化:ヒト口腔癌細胞をヌードマウスの頭蓋部に移植する骨破壊モデルを用いた。この場合、癌細胞の産生するRANKLはヒト由来で、間質の産生するRANKLはマウス由来である。ヒトとマウスのRANKLを特異的に中和するRANKL抗体を用いて、癌細胞および間質の産生するRANKLが口腔癌の骨破壊で重要であることを明らかにした。1.歯根形成に及ぼすhonokiolの生物学的作用我々は、honokiolが腎皮膜下に移植した歯胚の歯槽骨と歯周組織の形成を促進することを見いだした。また、歯根形成にSonic Hedgehog(Shh)シグナルが重要であることも明らかにした。さらに、honokiolがHERSOla細胞(歯根形成に必要な上皮細胞の性状を維持した細胞株)でShhの標的遺伝子であるglilとptclの発現を上昇させ、その発現はShhの阻害剤で低下することを示した。さらに、honokiolは歯根膜細胞のFGF18の発現を上昇させ、FGF18がHERSOla細胞のShhの発現を上昇させることも示した。現在、honokiolの歯根成長に及ぼす作用をin vivoの実験で検討中である。2.口腔癌による骨破壊のメカニズム我々は、口腔癌が骨を破壊する時にIL-6とPTHrPが重要であることを報告し、腫瘍細胞と間質細胞の産生するRANKLも骨破壊で重要な役割を担っていることを報告している。そして、口腔癌による骨破壊のメカニズムを検討するために、口腔癌細胞株(HSC3)より、間質細胞のRANKL発現誘導能の高いクローン(HSC3-C13)と低いクローン(HSC3-C17)を分離し、これらの細胞間における遺伝子発現の差異をマイクロアレイ解析で検討した。その結果、CXCL2の発現がHSC3-C13で高く、HSC3-C17で低く、このケモカインが口腔癌から産生され、間質細胞のRANKL発現を上昇させる一つの因子である可能性が示された。現在、CXCL2の作用をin vivoの実験系で検討中である。Honokiolの骨形成促進作用ととに歯根形成促進作用も見いだしている。さらに、口腔癌の骨破壊でCXCL2が受容な役割を担う可能性を示す結果を得ている。当初の予定に入っていなかった口腔癌による骨破壊の研究も推進する。
葉層構造と微分同相群が関与する指数定理

本研究では,「非可換幾何学の枠組による指数定理の拡張」および「葉層多様体や微分同相群が関与する指数定理の展開」を目標とし,指数定理の一般化と微分位相幾何への応用を目指している.2018年度は第一に,指数定理を離散化するという研究方針を掲げて,Ginsparg-Wilson指数が関与する指数定理および多面体に対するGauss-Bonnet定理とAlexander-Spanierコホモロジーに関する研究を進展させた.第二に,2017年度に行った完備リーマン多様体から定まるRoe algebraの詳細な研究の延長として,有界コサイクルが関与するリーマン面上の指数定理に関する研究を行った.第三に,本研究の具体的目標のひとつであるGodbillon-Vey葉層特性類,あるいはそのファイバー成分であるBott-Virasoro類に関連して,中心等積アファイン曲線全体のなす空間上のシンプレクティック構造に関する研究を開始した.この研究においてはBott-Virasoro類に対応するシンプレクティック型式(Gelfand-Fuchs 2-コサイクル)がモーメント写像と関連して出現し,単位円の微分同相群との密接な関連性が明確になりつつあり,今後の進展が期待される.2018年度は研究計画の本段階に進み,「指数定理の導出」および「具体例への適用」をという目的に取り組んだ.2017年度に研究を開始したGinsparg-Wilson指数定理は,Fuzzy sphere上の指数定理を含む具体例への適用が可能となり,2次元球面のシンプレクティック構造との関連性を見出すことが可能となった.また離散化に関連して,多面体に対するGauss-Bonnet定理とAlexander-Spanierコホモロジーに関する研究が進展した.加えて,有界コサイクルが関与するリーマン面上の指数定理や,中心等積アファイン曲線全体のなす空間上のシンプレクティック構造に関する研究を開始した.後者の研究に関しては,単位円の微分同相群との関連性が明確になりつつあり,今後の進展が期待される.2019年度は最終年度であるので,「指数定理の導出」および「具体例への適用」という研究目的の完成段階に進む.まずGinsparg-Wilson指数が関与する指数定理の定式化を完成させ,具体例としてFuzzy sphere上の指数定理を精査する.次いで,多面体に対するGauss-Bonnet定理とAlexander-Spanierコホモロジーに関する研究を完成させる.さらに有界コサイクルが関与するリーマン面上の指数定理の一般化に取り組む.さらに中心等積アファイン曲線全体のなす空間上のシンプレクティック構造に関する研究を推進し,モーメント写像を通じて単位円の微分同相群と関連性を明らかにする.本研究では,「非可換幾何学の枠組による指数定理の拡張」および「葉層多様体や微分同相群が関与する指数定理の展開」を目標とし,指数定理の一般化と微分位相幾何への応用を目指している.本年度は,完備リーマン多様体から定まるRoe algebraというC*環を詳しく研究した.葉層多様体に含まれる一枚の葉は完備リーマン多様体となり,葉層C*環を葉に制限して得られるC*環はRoe algebraは密接な関係を持つ.従ってこのような対象を調べることは,葉層多様体上の指数定理の研究に大いに資する.ここで一般にC*環が与えられたとき,コンパクト作用素全体による拡大(短完全列)の全体からC*環Kホモロジー群が定義される.一方Calliasにより,ユークリッド空間上で定義されたディラック作用素対して,これが無限遠で可逆であるときに成立する指数定理が証明されている.今年度は,このCallias指数定理と,Roe algebraのコンパクト作用素による拡大(Kホモロジー群の元を与える)との関係を明らかにした.さらに葉層多様体の葉として得られる完備リーマン多様体に対しても,同様の関係が成立つことを見出した..一方で,作用素を離散化あるいは有限次元近似したときに定義されるGinsparg-Wilson指数との関連性に関する研究が進展し,当初は予期しなかった指数定理の離散化あるいは有限次元近似との関連性を研究中である.これに関連する成果を,幾何学阿蘇研究集会,2017年9月26日-27日,で講演した.またシンプレクティック幾何における二次不変量と考えられるカラビ不変量と,単位円周の微分同相群の中心拡大との関係について,葉層構造の幾何学とその応用,2017年12月16日において講演を行った.平成29年度は予備段階を進み,展開部門の基点となる葉層多様体・微分同相群に関する基礎知識の充足を図ることを目指した.関連する研究集会へ積極的に参加し,必要分野の専門家と個別の研究連絡を行う点ついては,満足する進捗が得られた.一方で,作用素を離散化あるいは有限次元近似したときに定義されるGinsparg-Wilson指数との関連性に関する研究が進展し,当初は予期しなかった指数定理の離散化あるいは有限次元近似との関連性を研究中である.本研究では,「非可換幾何学の枠組による指数定理の拡張」および「葉層多様体や微分同相群が関与する指数定理の展開」を目標とし,指数定理の一般化と微分位相幾何への応用を目指している.2018年度は第一に,指数定理を離散化するという研究方針を掲げて,Ginsparg-Wilson指数が関与する指数定理および多面体に対するGauss-Bonnet定理とAlexander-Spanierコホモロジーに関する研究を進展させた.第二に,2017年度に行った完備リーマン多様体から定まるRoe algebraの詳細な研究の延長として,有界コサイクルが関与するリーマン面上の指数定理に関する研究を行った.

第三に,本研究の具体的目標のひとつであるGodbillon-Vey葉層特性類,あるいはそのファイバー成分であるBott-Virasoro類に関連して,中心等積アファイン曲線全体のなす空間上のシンプレクティック構造に関する研究を開始した.この研究においてはBott-Virasoro類に対応するシンプレクティック型式(Gelfand-Fuchs 2-コサイクル)がモーメント写像と関連して出現し,単位円の微分同相群との密接な関連性が明確になりつつあり,今後の進展が期待される.2018年度は研究計画の本段階に進み,「指数定理の導出」および「具体例への適用」をという目的に取り組んだ.2017年度に研究を開始したGinsparg-Wilson指数定理は,Fuzzy sphere上の指数定理を含む具体例への適用が可能となり,2次元球面のシンプレクティック構造との関連性を見出すことが可能となった.また離散化に関連して,多面体に対するGauss-Bonnet定理とAlexander-Spanierコホモロジーに関する研究が進展した.加えて,有界コサイクルが関与するリーマン面上の指数定理や,中心等積アファイン曲線全体のなす空間上のシンプレクティック構造に関する研究を開始した.後者の研究に関しては,単位円の微分同相群との関連性が明確になりつつあり,今後の進展が期待される.今年度は,昨年度充足した基礎知識を基盤として本段階に進み,「指数定理の導出」および「具体例への適用」をという研究目的に取り組む.とくにGinsparg-Wilson指数との関連性に関する研究が進展しているので,非可換幾何の視点から,Ginsparg-Wilson指数が関与する指数定理の一般化に取り組む.2019年度は最終年度であるので,「指数定理の導出」および「具体例への適用」という研究目的の完成段階に進む.まずGinsparg-Wilson指数が関与する指数定理の定式化を完成させ,具体例としてFuzzy sphere上の指数定理を精査する.次いで,多面体に対するGauss-Bonnet定理とAlexander-Spanierコホモロジーに関する研究を完成させる.さらに有界コサイクルが関与するリーマン面上の指数定理の一般化に取り組む.さらに中心等積アファイン曲線全体のなす空間上のシンプレクティック構造に関する研究を推進し,モーメント写像を通じて単位円の微分同相群と関連性を明らかにする.学内業務のスケジュールと重なり,予定した出張が一部遂行できなかった.