hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
触覚センサを用いた食品の物性値測定に関する研究

圧電振動型触覚センサの感度の設計指針を明らかにするために,感度に相当する周波数変化率の近似式を算出し,感度向上の指針を示した。また,触覚センサ用振動子の形状をホーン型にすることで感度の向上が計れることを有限要素法により明らかにした。次に,食品の物性値を簡便に測定するための実験及び解析環境を整えるために,試験片を用いて弾性及び粘弾性特性の測定手法について検討を行った。更に,圧電バイモルフ振動子を用いた新しい構成・検出法の触覚センサを提案した。本研究の目的は,圧電振動型触覚センサの設計の体系化を計るとともに,食品の物性値測定に関する基礎的事項を明らかにし,触覚センサの適用の可能性をについて検討することである。平成19年度は,特に圧電振動型触覚センサの感度の設計指針を明らかにすることを目的として研究を行った。以下に,本年度の研究実績の概略を示す。1.触覚センサの感度の設計指針の検討圧電振動型触覚センサを電気・機械等価回路として取り扱い,等価回路解析により触覚センサの感度に相当する周波数変化率の近似式を算出するとともに,感度向上の指針を検討した。次に,触覚センサとして各種寸法・形状の縦振動子及び片持棒振動子を試作し,ゴム硬度測定用標準試験片を用いて感度特性の測定を行った。触覚センサの感度は,縦振動モード及び横振動モードのどちらの振動モードを用いた場合でも,振動子の等価質量すなわち質量に反比例することが実験的に明らかとなった。更に,触覚センサが対象物と接触する際の接触荷重や付加質量効果が振動子の周波数変化に与える影響を定量的に示した。2.触覚センサ用振動子の形状の検討触覚センサの感度を向上させる一つの手法として振動子の形状の検討を行った。有限要素法を用いて各種形状の縦振動子について,その等価質量を算出し形状依存性を示した。縦振動子の形状をホーン型にすることで,同一質量の振動子でも等価質量を小さな値にできるため,感度の向上が計れることが明らかとなった。平成20年度は,これまでの研究成果を踏まえ食品の物性値を測定するための基礎的事項を明らかにするとともに,触覚センサを用いて食品の硬さを測定するための手法の研究を行う。本研究課題の目的は,圧電振動型触覚センサの設計の体系化を計るとともに,食品の物性値測定に関する基礎的事項を明らかにし,触覚センサの適用の可能性について検討することである。平成20年度は,主として食品の物性値測定のための基礎的事項の検討を行うとともに,圧電バイモルフ振動子を用いた新しい構成・検出法の触覚センサの検討を行った。以下に,本年度の研究実績の概要を示す。1.食品の物性値測定の基礎検討食品や食品素材の物性値を簡便に測定するための実験及び解析シミュレーション環境を整えるとともに,試験片の弾性特性及び粘弾性特性の測定手法について検討を行った。まず,異なる厚さの試験片に対する変位-荷重特性や荷重の印加範囲と弾性率の関係を実験的に明らかにした。次に,試験片の弾性特性を解析するために,有限要素法による接触解析を行い実験結果と良く一致することを示した。更に,試験片の応力緩和特性から変位荷重の印加速度と粘弾性特性の関係を実験的に明らかにした。2.圧電バイモルフ振動子を用いた触覚センサの検討従来方式の触覚センサは,対象物との接触により振動子の共振周波数が変化する現象を利用している。圧電バイモルフ振動子を用いた新しい構成の触覚センサは,振動子の駆動電極を定電圧・定周波数で駆動し,対象物との接触による検出電圧の振幅及び位相特性から対象物の硬さを推定する方式である。まず,圧電バイモルフ振動子先端に接触子を取り付けた構造の触覚センサを試作した。次に,従来方式での触覚センサの特性及び新しい駆動検出方式での特性の実験的検証を行い,その差異を明らかにするとともに,触覚センサとしての適用の可能性を検証した。
心不全発症における心筋p300/GATA4経路活性化メカニズムの解明

我々は内因性ヒストンアセチル化酵素(HAT)活性を有するp300とGATA転写因子群の協力(p300/GATA経路)が心不全発症における遺伝子発現調節に極めて重要であることを示した。さらに、新規p300/GATA経路結合蛋白である、Cdk9, Ini1、RbAp48およびRbAp46が、p300/GATA経路と機能的複合体を形成し、心筋細胞肥大を制御することを見出した。増加しつつある虚血性心疾患、高血圧性心疾患の最終像である心不全のより根本的治療を確立するためには、心筋細胞情報伝達の最終到達点である核内の共通経路を標的とした治療法を確立する必要がある。次に、p300/GATA経路の活性制御機構解明の為に、その結合蛋白を網羅的に解析し73個同定した。本研究では、新規p300/GATA4結合蛋白中の1つであるCdk9によるp300/GATA経路活性化機構の詳細な解明を行った。GST pull-downアッセイにより、Cdk9はGATA4と、さらにはp300と直接結合した。培養心筋細胞を用いた実験で、Cdk9のキナーゼ阻害薬であるDRBは、肥大刺激であるフェニレフリンによるp300のリン酸化およびGATA4のアセチル化の増加を抑制した。さらに、フェニレフリン刺激によるp300/GATA経路の活性化に伴い、GATA4のDNAプロモーターへの結合能、肥大反応遺伝子の転写活性、さらには肥大反応を亢進させるが、DRBはこれらも抑制した。このことより、肥大刺激によるp300/GATA経路の活性にCdk9のキナーゼ活性が必要であり、Cdk9のキナーゼ活性が新規心不全治療のターゲットとなる可能性が示された。本研究では、新規結合蛋白中の1つであるSWI/SNF複合体の構成因子Ini1によるp300/GATA経路活性化機構の詳細な解明を行った。GST pull-downアッセイにより、Ini1はGATA4だけでなく、p300とも直接結合した。さらに、GATA4のC側のZinc Finger DomainとIni1のRepeat I domainが、p300のCH3ドメインとIni1のRepeat II domainが結合することを見出した。次に、HEK293細胞に、心筋細胞肥大遺伝子であるANFのプロモーターコンストラクト、GATA4、p300およびIni1をトランスフェクションにて過剰発現させ、ChIPアッセイを行ったところ、p300過剰発現によるGATA4のANFプロモーターへの結合増加はIin1によって抑制された。さらに、HEK293細胞にGATA4、p300およびIni1をトランスフェクションし、ANFのプロモーター活性を測定したところ、GATA4、p300による転写活性の亢進をIni1は容量依存的に抑制した。Ini1の過剰発現により、p300/GATA4経路を介した心筋細胞肥大反応が抑制された。さらなる詳細なメカニズムを解明することにより、新規心不全治療薬のターゲットなる可能性が示唆された。次に、p300/GATA経路の活性制御機構解明の為に、その結合蛋白を精製し、質量分析により網羅的に解析し73個同定した。本研究では、新規結合蛋白中の1つである、Nucleosome Remodelingand Deacetylase(NuRD)複合体構成因子RbAp48およびRbAp46に着目し、p300/GATA経路制御機構の詳細な解明を行った。GST pull-downアッセイにより、RbAp48およびRbAp46はそれぞれGATA4だけでなく、p300とも直接結合した。HEK293細胞を用いて検討したところ、p300過剰発現によるGATA4のアセチル化およびGATA4とp300の結合をRbAp48、RbAp46は抑制した。次に、培養心筋細胞に、RbAp48あるいはRbAp46を過剰発現させると、肥大刺激であるフェニレフリンによるGATA4のアセチル化やDNA結合能、さらには心筋細胞肥大を抑制した。

反対にshRNAでRbAp48、RbAp46をノックダウンすると、心筋細胞肥大を誘導することを見出した。また、蛍光免疫染色によりフェニレフリン刺激にて肥大を誘導すると、RbAp48、RbAp46が核外へ移行することを認められた。さらなる詳細なメカニズムを解明することにより、p300/GATA4経路を制御する新規心不全治療薬のターゲットとなる可能性が示唆された。
再生可能エネルギー利用促進のための風況・日射量データベースの構築および教育的利用

まず,小型で安価な風況調査用データロガーの開発を行った。その際,SDカード記録方式の更なる安定化および風況調査以外のアナログセンサー入力を考慮しての回路設計変更およびソフトウェアの改良を加えた。また,普及を推し進めるためのリーフレットも配布しながら,市場調査を行った。その結果,国内外で大手の風力開発企業や地元建設企業からの引き合いもあり,様々な環境下での風況調査試験が行われ,得られたデータの信頼性について検討を加えた。実際の教育応用について,再生可能エネルギー利用促進のための教育プロジェクト実例として,千葉県内の風力発電の盛んな地帯にある中学校において,環境教育の積極的な推進を展開するためにデータロギングを継続した。その結果,地域環境問題と地球環境問題を正しく理解させれば,風力発電施設の増設を希望する結論が得られた。データロガーを用いての環境エネルギー教育の有効性を示したものと考えられる。1.データロガーの開発前年度末までに量産前試作段階まで到達していた,小型で安価なPIC応用データロガーの流通をめざし,最終的な仕様を確定した。その際,SDカード記録方式の安定化および風況調査以外のアナログセンサー入力を考慮して,AD変換前の入力回路(ボルテージフォロワ)を見直し,設計変更したプリント基板の量産化を行った。また,市販化を推し進めるためのリーフレットも製作した。フィールド試験を行いながら,データの信頼性について検討を加えた。その結果,不具合が改善され,市販ロガーで得られた結果との整合性も確認できた。一方,操作説明書やユーザインターフェースなどの利用環境についても,学校教育現場での展開を意図して,わかりやすい操作性をめざし,さらなる改善を続けた。2.データロガーによる風況調査および教育的応用再生可能エネルギー利用促進のための教育プロジェクト実例として,環境教育の積極的な推進のための小型安価なデータロギングシステムの設置を千葉県内の中学校において試みた。風力発電の盛んな地帯にある学校の子供達に対して,環境意識を調査するための目的で,まずは出前授業前後にアンケート調査した。その結果,教材風車やデータロガーによる風況調査システムの解説を通しての環境エネルギー教育により,風力発電に対する理解を深めることができたこと,および,地域環境問題と地球環境問題を正しく理解させれば,風力発電施設の増設を希望する結論が得られた。教材風車やデータロガーを用いての環境エネルギー教育の有効性を示しているものと考えられる。実際の風況調査結果の解析や,その他のサイトも含めた総合的な啓発webサイトの開拓については今後の継続課題である。まずは,風況調査用データロガーの改良試験を行った。前年度末までに最終製品版サンプルまで開発完了していた,小型で安価なPIC応用データロガーのフィールド試験を繰り返し行った。その際,SDカード記録方式の更なる安定化および風況調査以外のアナログセンサー入力を考慮しての回路設計変更およびソフトウェアの改良を行った。また,流通をめざし市販化を推し進めるためのリーフレットも配布しながら,市場調査を行った。本装置そのものの不具合は改善され,市販ロガーで得られた結果との整合性も確認できたが,強風環境下においては,風速センサーの特異現象により異常値を記録することが判明し,アナログあるいはデジタル的なフィルタリングによる更なる対策が必要なことがわかった。また,系統が利用できない山中などでの測定電源も安価で小規模なPVCとバッテリーの組み合わせにより,連続運用が可能なことを実証した。次に本システムを実際に教育応用することについて検討した。再生可能エネルギー利用促進のための教育プロジェクト実例として,千葉県内の風力発電の盛んな地帯にある中学校において,環境教育の積極的な推進を展開するためにデータロギングを継続した。
逆向きモーター分子ミオシンＶＩのコンディショナルノックアウト表現型解析

実験動物に強烈ストレスを負荷すると、PTSD類似の長期的異常行動とともに、脳内海馬においてミオシンVI(Myo6)の発現が著明に上昇した。胚性腫瘍細胞のP19細胞に、Myo6を強制導入すると細胞の増殖能力が低下したが、神経細胞やアストログリア細胞への分化能力には著変は見られなかった。一方、人工的にMyo6発現を抑制すると、P19細胞の増殖能力は亢進したが、分化能力は変化しなかった。生死に関わる強烈ストレスは、脳内Myo6発現を上昇させて、その結果神経幹細胞数が低下することが、PTSD様症状発症とその後の海馬萎縮に関与するかもしれない。Myo6を標的とするPTSD治療と予防対策が望まれる。本研究課題は、心的外傷後ストレス障害(PTSD)症状を誘発する、拘束水浸ストレスWIRSを負荷した実験動物の脳内海馬において、細胞内モーター分子の一つであるミオシンVI(Myo6)が、選択的に発現誘導されるとの我々の研究成果を理論的基盤とする。同Myo6分子は他のミオシンファミリータンパク質とは異なり、アクチンフィラメント上をプラス端からマイナス端に移動する唯一の逆向き輸送モーター分子である。当該年度では、前年度に作出したMyo6フロックス(Myo6flox/flox)マウスを用いて、胎児脳大脳皮質から神経幹細胞の単離と培養を行った。Myo6フロックスマウスのゲノム中には、neomycin耐性遺伝子がfrt配列に挟まれた形で残存するので、同マウスとFlippase過剰発現マウスを交配させると、ゲノム中よりneomycin耐性遺伝子が除去されて、特定細胞においてのみMyo6を欠損するコンディショナルノックアウトマウスの作出が可能となる。事実、胎生15日目のMyo6フロックスマウスより神経幹細胞を調整し、レンチウイルスを用いてCre recombinaseを過剰発現させると、培養細胞ではMyo6遺伝子の劇的低下が招来された。本研究課題は、細胞内モーター分子であるミオシンスーパーファミリーの一つミオシンVI(Myo6)が、心的外傷後ストレス障害モデル動物海馬において、選択性の高い応答性を示すとの我々の研究成果を基盤とする。同分子Myo6は他のミオシンファミリータンパク質とは異なり、アクチンフィラメント上をプラス端からマイナス端に移動する唯一の逆向き輸送モーター分子である。当該年度では、Myo6コンディショナルノックアウト(Myo6flox/flox)マウスの作製、および同マウスより神経幹細胞の調整を行った。Myo6コンディショナルノックアウトマウスのゲノム中には、neomycin耐性遺伝子が、frt配列に挟まれた形で残存している。そのため、同マウスとFlippase過剰発現マウスと交配させた結果、ゲノム中よりneomycin耐性遺伝子を取り除くことに成功した。胎生15日目のMyo6flox/floxマウスより神経幹細胞を調整し、レンチウイルスを用いてCre recombinaseを過剰発現させる実験系の構築に成功した。本研究課題は、細胞内モーター分子であるミオシンスーパーファミリーの一つミオシンVI(Myo6)が、心的外傷後ストレス障害(posttraumatic stress disorder; PTSD)モデル動物海馬において、選択性の高い応答性を示すとの我々のin vivo実験系での研究成果を基盤とする。当該年度は、マウス胚性腫瘍細胞であるP19細胞を用いて、Myo6の安定過剰発現細胞を樹立するとともに、RNA干渉法を利用してMyo6発現抑制細胞を作製して、それぞれのMyo6発現制御細胞の増殖能と分化能についてin vitro実験系にて解析した。その結果、Myo6安定発現P19細胞を浮遊条件で培養すると、細胞増殖能指標である神経塊形成能の低下だけでなく、MTT還元能の抑制がともに観察されたが、細胞傷害の指標であるLDH放出能やPI染色性にはいずれも著明な変化は認められなかった。一方、P19細胞を浮遊培養後に分散してから、さらに接着条件下で培養すると、神経細胞マーカーであるMAP2およびアストログリア細胞マーカーであるGFAPそれぞれに陽性を示す細胞群が出現したが、Myo6の安定強制発現はこれらの細胞分化能には影響を与えなかった。これに対して、siRNAを用いてP19細胞におけるMyo6発現を抑制すると、神経塊形成能およびMTT還元能の著明な増強が誘発されたが、細胞分化能の指標であるMAP陽性細胞数およびGFAP陽性細胞数には著明な変化は観察されなかった。以上の結果から、Myo6は神経幹細胞の分化能には影響を与えずに、増殖能のみを抑制する遺伝子であることが示唆される。生死に関わるような強烈ストレスは、脳内特定領域の神経幹細胞内Myo6発現上昇を介して、同幹細胞増殖能を抑制することが、PTSD様症状発症とその後に観察される海馬萎縮に関与する可能性は否定出来ない。

今後、Myo6機能制御を標的として、PTSD治療と予防の創薬戦略が早急に展開されることを期待したい。分子薬理学Myo6コンディショナルノックアウトの作製に成功したので、同マウスより各種神経系細胞を単離し、インビトロでの機能解析をすることが可能となった。また、当該年度は同マウスと交配する予定の各種細胞特異的Creリコンビナーゼ過剰発現マウス(SynapsinI-Cre, S100b-Cre, Cd11b-Cre)のコロニーを拡大させることで、各種細胞特異的な個体レベルでのMyo6の機能解析を実施する土台作りに成功した。Myo6コンディショナルノックアウトの作製に成功したので、同マウスより各種神経系細胞を単離し、インビトロでの機能解析をすることが出来るようになった。また、当該年度は同マウスと交配する予定の各種細胞特異的Creマウス(SynapsinI-Cre, S100b-Cre, Cd11b-Cre)のコロニーを拡大させ、各種細胞特異的な個体レベルでのMyo6の機能解析を実施する土台作りに成功した。インビトロ実験条件下にて、Myo6欠損に伴う神経幹細胞の増殖能と分化能の変動の可脳性を探索する。その後で、インビボ実験として音恐怖条件付けによる我々のPTSDモデル動物を利用して、ヒトPTSDの臨床的特長である擬似再体験および過度覚醒行動を、それぞれマウスにおける「音刺激によるフリージング行動」および「自発的運動の亢進」として再現・評価する。特に、細胞特異的にMyo6を欠損した動物を作製して、これらの各種遺伝子改変マウスを用いて種々の行動学的解析を行う。例えば、学習・記憶能力解析として、放射状迷路試験、モリス型水迷路試験、音恐怖条件付け試験およびロータロッドテスト、不安・恐怖解析ではオープンフィールドテスト、また赤外線検出型専用ケージを用いて自発運動性や概日リズムの解析とともに、プレパルス試験法を用いて、遺伝子改変動物の精神機能解析をあわせて実施する。さらに、Myo6flox/floxマウスでのWIRS処置による各行動学的指標を、正常野生型マウスと比較することにより、PTSD発症時におけるMyo6の関与を行動学的に検証する。また、各種Myo6flox/floxマウスにPTSDストレスを負荷して、その後の海馬歯状回における神経幹細胞増殖能変化について、BrdU取り込み能を指標に解析する。音恐怖条件付けによる拘束水浸ストレス(Water Immersion Restraint Stress; WIRS)を利用した我々のPTSDモデル動物では、ヒトPTSDの臨床的特長である擬似再体験および過度覚醒行動を、それぞれマウスにおける「音刺激によるフリージング行動」および「自発的運動の亢進」として再現・評価可能である。
歩行感覚提示装置を用いた歩行リハビリテーションが脳卒中患者に与える効果の検証

ロボット技術を用いた歩行装置が積極的に開発され,歩行速度の改善や歩行距離,歩行自立度の改善が報告されている.歩行感覚提示装置に関しては慢性脳卒中患者の歩行速度の改善,下肢筋力の改善は報告されているが,その他の効果については報告されていない.本研究は回復段階にある脳卒中患者に対する歩行感覚提示装置を用いた歩行リハビリテーションの運動機能および運動生理に対する効果を検証することを目的とした.対象者を歩行感覚提示装置を用いた歩行トレーニングを行う群(GMT群)と通常の歩行トレーニングを行う群(CGT群)に分け,1日20分間の歩行トレーニングを週5回4週間実施した.評価は歩行自立度,歩行速度,6分間歩行距離,下肢筋力,歩行時の麻痺側下肢筋電位とした.歩行速度,6分間歩行試験は1週間ごとに,下肢筋力,歩行時の麻痺側研究開始前と研究終了時に測定し,GMT群とCGT群で比較検討した.歩行自立度は両群とも有意な改善は認められなかったが,歩行速度,6分間歩行距離において両群で有意な改善が認められたが,GMT群で有意に高い改善を認め,それらはトレーニング初期段階から高い改善が認められた.下肢筋力ではGMT群の麻痺側股関節屈曲,膝関節屈曲で有意な筋力の改善が認められた.歩行時の筋電位は,CGT群では荷重応答期の大腿直筋で有意な筋活動の上昇が認められ,GMT群では,初期接地の内側広筋,ハムストリング,腓腹筋,荷重応答期の内側広筋,腓腹筋,立脚中期の内側広筋,腓腹筋,立脚終期の内側広筋,遊脚中期の腓腹筋,遊脚後期のハムストリングス,腓腹筋で有意な筋活動の上昇が認められた.両群とも歩行時の筋電位パターンに変化は認められなかった.本研究の結果,歩行感覚提示装置を用いた歩行トレーニングは通常の歩行トレーニングよりも麻痺側下肢の立脚期の筋活動を促通し,早期に歩行能力の改善が得られる可能性が示唆された.本研究は急性期脳卒中患者に対する歩行感覚提示装置を用いた歩行リハビリテーションの運動機能および運動生理に対する効果を明らかにすることを目的としている。初年度である平成28年度は研究実施施設で対象者の募集を行い、研究対象者の条件にあった7名を対象に研究を実施した。研究対象者を歩行感覚定時装置を用いた歩行リハビリテーションを行う介入群(5名)と従来の歩行リハビリテーションを行う対照群(2名)に無作為に分け、週5回、4週間の各歩行リハビリテーションを実施した。評価は研究開始前、1週目、2週目、3週目、研究終了時に行い、評価項目は、歩行自立度(Functional Ambulation Category)、10m最大歩行速度、6分間歩行試験、運動麻痺(Fugl-Meyer Assessment)、下肢筋力(麻痺側・非麻痺側の股関節屈曲伸展筋力、麻痺側・非麻痺側の膝関節屈曲伸展筋力)、歩行時の大腿四頭筋、大腿二頭筋、前脛骨筋、腓腹筋の筋活動量、モーションキャプチャを用いた動作分析、重心動揺検査、バランス機能評価(Functional Balance Scale)とし、下肢筋力、筋活動量、動作分析、重心動揺検査、バランス機能評価は研究開始前、3週目、研究終了時に実施した。また、10m最大歩行速度は1回ごとの歩行リハビリテーション前後で測定した。平成29年度は平成28年度と同様に研究対象者の募集を行い、介入群と対照群に割り付け、週5回4週間の各歩行リハビリテーションおよび評価・測定を行い、歩行感覚定時装置を用いた歩行リハビリテーションの運動機能、運動生理に対する効果を調べる予定である。当初の計画では初年度から次年度にかけて急性期脳卒中患者40名を対象に、介入及び評価・測定を行う予定であった。しかし、研究環境の整備に当初の計画よりも多くの時間を要したことや、研究対象の条件にあう急性期脳卒中患者が少なかったことから、初年度は研究が完了した対象者は7名に留まっている。脳卒中患者において歩行の再獲得は重要なリハビリテーション課題の1つで,近年ではロボット技術を用いた歩行リハビリテーションが行われるようになり,運動機能や運動生理に対する効果が報告されている.筑波大学が開発した歩行感覚提示装置については運動機能の改善効果は報告されているが,運動生理にの変化については報告されていない.そのため本研究は脳卒中患者に対する歩行感覚提示装置を用いた歩行リハビリテーションの運動機能および運動生理に対する効果を明らかにすることを目的としている.平成29年度は平成28年度と同様に対象者を募集し,対象者を歩行感覚提示装置を用いた歩行リハビリテーションを行う介入群と従来の歩行リハビリテーションを行う対照群に無作為に分け,週5回,4週間の各歩行リハビリテーションを実施した.評価は,研究開始前,1週目,2週目,3週目,4週目,研究終了時に行い,評価項目は歩行能力(歩行自立度,10m歩行速度,6分間歩行試験),身体機能(運動麻痺,麻痺側下肢の等尺性筋力),バランス能力(Functional Balance Scale,重心動揺検査),歩行時の下肢(大腿四頭筋,大腿二頭筋,前脛骨筋,腓腹筋)筋活動量,モーションキャプチャを用いた動作分析を実施した.平成29年度は6名の対象者(介入群2名,対照群4名)が研究を終了し,平成28年度と平成29年度で計13名(介入群7名,対照群6名)が研究を終了している.

平成30年度は平成28年度,平成29年度と同様に対象者の募集を行い研究を継続し,得られた運動機能,運動生理のデータについて分析を行い,関連学会での発表論文投稿をする予定である.当初の計画では初年度から次年度にかけて脳卒中患者40名を対象に介入及び評価・測定を行う予定であった.しかし研究環境整備に予定よりも多くの時間を要したこと,研究対象の条件にあう脳卒中患者が少なかったことが影響し,研究を終了した対象者は初年度7名,次年度6名に留まっている.ロボット技術を用いた歩行装置が積極的に開発され,歩行速度の改善や歩行距離,歩行自立度の改善が報告されている.歩行感覚提示装置に関しては慢性脳卒中患者の歩行速度の改善,下肢筋力の改善は報告されているが,その他の効果については報告されていない.本研究は回復段階にある脳卒中患者に対する歩行感覚提示装置を用いた歩行リハビリテーションの運動機能および運動生理に対する効果を検証することを目的とした.対象者を歩行感覚提示装置を用いた歩行トレーニングを行う群(GMT群)と通常の歩行トレーニングを行う群(CGT群)に分け,1日20分間の歩行トレーニングを週5回4週間実施した.評価は歩行自立度,歩行速度,6分間歩行距離,下肢筋力,歩行時の麻痺側下肢筋電位とした.歩行速度,6分間歩行試験は1週間ごとに,下肢筋力,歩行時の麻痺側研究開始前と研究終了時に測定し,GMT群とCGT群で比較検討した.歩行自立度は両群とも有意な改善は認められなかったが,歩行速度,6分間歩行距離において両群で有意な改善が認められたが,GMT群で有意に高い改善を認め,それらはトレーニング初期段階から高い改善が認められた.下肢筋力ではGMT群の麻痺側股関節屈曲,膝関節屈曲で有意な筋力の改善が認められた.歩行時の筋電位は,CGT群では荷重応答期の大腿直筋で有意な筋活動の上昇が認められ,GMT群では,初期接地の内側広筋,ハムストリング,腓腹筋,荷重応答期の内側広筋,腓腹筋,立脚中期の内側広筋,腓腹筋,立脚終期の内側広筋,遊脚中期の腓腹筋,遊脚後期のハムストリングス,腓腹筋で有意な筋活動の上昇が認められた.両群とも歩行時の筋電位パターンに変化は認められなかった.本研究の結果,歩行感覚提示装置を用いた歩行トレーニングは通常の歩行トレーニングよりも麻痺側下肢の立脚期の筋活動を促通し,早期に歩行能力の改善が得られる可能性が示唆された.現在は研究環境の整備は完了しており、初年度より順調に対象者の募集ができているが、当初の計画より遅れているため、対象者の募集を促進していく予定である。研究環境の整備は完了しているため,補足研究期間として設けていた平成30年度に,初年度,次年度同様に対象者を募集し,研究を実施していく.また,当初の計画より遅れているため,対象者の募集を促進していく予定である.
単分子観察法を活用したゲノムDNA二本鎖切断反応の速度解析と遺伝子活性

蛍光顕微鏡を用いた単一分子観察法を活用することにより、ゲノムDNAのような巨大DNA分子(50kbp200kbp程度)の二本鎖切断反応を、単分子観測法より定量的に観測・解析することの可能であることを明らかにした。これまでは、数kbp程度までのDNAでの二本鎖切断の計測がおこなわれるにとどまっていたが、本研究では100kbpに一箇所切断が入るような低損傷確率の条件下でも、信頼性のある速度論的な計測が可能となった。[計画]生体の遺伝情報の担体であるゲノムDNAは、その各々の全長は数十ミクロン数cmと極めて長い分子であり、細胞の機能にはこのような長いDNA分子の特性が関与しているものと期待される。これまで蛍光顕微鏡による単分子観察法を活用して、溶液中の長鎖DNAの動的高次構造変化を系統的に調べてきた。本研究では、単分子観察法を二本鎖切断反応に応用し、巨大DNA分子の二本鎖切断反応の"その場"観察を系統的に行った。[研究経過および成果]長鎖DNAの二本鎖切断反応を単分子観測法より定量的に観測・解析することの可能であることを明らかにした。これまでは、キロ塩基対程度までのDNAでの二本鎖切断の計測がおこなわれるにとどまっていたが、本研究では100キロ塩基対に一箇所切断が入るような低損傷確率の条件下でも、信頼性のある速度論的な計測が可能となった。具体的な成果として、より生体(真核細胞)に近い条件として、長鎖DNA(106kbp)から再構成したクロマチンを用いて、活性酸素による二本鎖切断反応がアスコルビン酸によってどのように抑制されるのかを定量的に解析した。その結果、高濃度のアスコルビン酸(5mM)により、切断の反応速度が20分の1程度に抑制されることが明らかとなった。食事により摂取されたビタミンC(アスコルビン酸)は、脳や免疫関連組織においてはmMオーダーで高濃度存在していることが知られている。これらの生体系での高濃度のビタミンCの存在は、DNA二本鎖切断を効果的に抑制するとの今回の研究結果との関連で興味深い。[計画]遺伝情報を有するゲノムDNAは、各々の全長が数10μm数cmときわめて長い分子であり、細胞の機能にはこのような長いDNA分子の特質が関与していると思われる。本研究では、活性酸素等による長鎖DNAの二本鎖切断反応を、蛍光顕微鏡を用いた単分子観察法により"その場"観察し、種々の生理活性物質によって二本鎖切断反応がどの程度抑制されるのかを系統的に解析する。さらに種々の抗酸化物質を含む環境条件下における遺伝子活性を測定する。[研究経過および成果]1.生体中に最も豊富に存在する1価のイオンであるNaとKイオンについて、DNAの凝縮転移への影響を、単一分子観察により調べたところ、Naの方が、DNA凝縮を抑制する効果が大きいことが明らかとなった。DNAの折り畳み構造には、NaやKも含めた細胞内イオン環境が重要な因子になることが示唆された。ヒトゲノムには、機能未知の、いわゆる"ジャンクDNA"と言われる領域が97%も存在しており、そのような領域が遺伝子機能とどのように関わっているのかは、現代でも学問的な謎である。"ジャンクDNA"について、"自己組織化"や構造の多様性と関連させて、その機能や役割を調べることは、今後に残された興味深い研究課題であると考える。2.DNAの高次構造と放射線損傷との関係を追究した。スペルミジンで凝縮させた長鎖DNAは、放射線による二本鎖切断を顕著に抑制することが明らかとなり、現在論文にまとめている。細胞内で、DNAは核タンパク質やポリアミン等により高度に凝縮しており、そのような折り畳み構造が、放射線に対する感受性と深く関わっていることが示唆された。3.放射線等によって引き起こされる長鎖DNA二本鎖切断が、フラボノイド類や抗酸化ビタミン類によってどの程度抑制されるかの実験を、現在進めている。遺伝子活性とも関連させてまとめる予定である。細胞内での活性酸素等によるDNAの損傷の中でも、特に二本鎖DNAの切断は、ゲノム異常や発がん等の疾患を生じさせ、生命にとって重篤な障害を与える。しかしながら長いDNAの二本鎖切断反応に関する研究は、塩基の化学変化や一本鎖切断などに比べ、著しく立ち遅れている。その主たる理由は、ゲノムDNAのような長鎖DNAについては、二本鎖切断反応を調べるための実験手法が未確立であるためである。本研究では、主として蛍光顕微鏡を用いて、ゲノムDNAのような、巨大DNA分子(50kbp200kbp程度)の二本鎖切断反応の"その場"観察や、放射線照射後の二本鎖切断の計測を行った。結果として、以下のような成果が得られた。(1)抗酸化ビタミンをはじめとする種々の生理活性物質の二本鎖切断に対する保護作用を定量的に評価することができた。(2)DNAの高次構造が、放射線よって引き起こされる二本鎖切断に対する感受性と密接に関わっていることを明らかにした。

細胞内での活性酸素等によるDNAの損傷の中でも、特に二本鎖DNAの切断は、ゲノム異常や発がん等の疾患を生じさせ、生命にとって重篤な障害を与える。しかしながら長いDNAの二本鎖切断反応に関する研究は、塩基の化学変化や一本鎖切断などに比べ、著しく立ち遅れている。その主たる理由は、ゲノムDNAのような長鎖DNAについては、二本鎖切断反応を調べるための実験手法が未確立であるためである。本研究では、主として蛍光顕微鏡を用いた単一分子観察法を活用することにより、ゲノムDNAのような巨大DNA分子(50kbp200kbp程度)の二本鎖切断反応のリアルタイム観測や、放射線照射後の二本鎖切断の定量的計測を行った。結果として、以下のような成果が得られた。1.長鎖DNAの二本鎖切断を指標として、水溶性フラボノイド類やビタミンC等、種々の生理活性物質の抗酸化能を定量的に解析した。本方法は、単一物質の抗酸化能の評価だけではなく、複数の抗酸化物質が含まれた系の抗酸化能を迅速に評価することも可能である。今後さらに、DNAをマーカーとして、様々の機能成分が含まれているようなサプリメントや健康飲料についても、その抗酸化性の迅速な評価法として有用であると考えられる。2.生体ポリアミンであるスペルミジンでDNAを凝縮させると、ガンマ線によって引き起こされる二本鎖切断が顕著に抑制されることを明らかにした。
確率モデルにおける効用型最適化理論に関する研究

研究実施計画の役割分担に従って,下記の研究成果を得た.(1)研究代表者は,目標集合をもつ非割引型のマルコフ決定過程におけるリスク最小化問題を考え,再帰類をもつ無限期間問題として定式化した.最適値関数が最適方程式の一意な解であり,定常な最適政策が存在することを示した.また,値反復法と政策改良法を与えた.また,割引型のマルコフ決定過程において,閾値確率の最大化・最小化に関する8個の問題を考えた.これらが2つの同値類に分類されることを示し,各同値類での最適値・最適政策の関係を与えた.特に,第2の同値類に対して,双対問題の議論を用いて,最適値の特徴付けを与え,最適政策の存在に対する十分条件を与えた.最後に2つの同値類の間の最適値の関係を与えた.これらの成果は論文としてまとめ,発表した.(2)安田正實は,距離空間における弱零加法的ファジィ測度が正規性を持つことを示した.また,それらを用いて,ルージンの定理をファジィ測度に一般化し,ファジィ測度に対するエゴロフの定理を与えた.この成果は論文としてまとめ,発表した.(3)岩本誠一は,動的計画法を通して,前向き再帰評価を持つ有限期間確率最適化問題を解いた.前向き再帰評価は幅広く,加法型,乗法型,最小型,終端型を含む.基本的なアイデアは確率最適化問題に不変埋め込み法を適用したことである.この成果は論文としてまとめ,発表した.(4)新関章三は,位相空間に有限交叉族の考えを導入し,位相空間のいくつかの概念を特徴付けた.さらに,この有限交叉族の応用として,無限直積に関するチコノフと有限交叉族との関係を,極大フィルターと極大有限交叉族を定式化して明らかにした.この成果は論文としてまとめ,発表した.(5)野間口謙太郎は,不完全データに関する最尤推定を求める際,標準的になっている手法にEMアルゴリズムがあるが,その収束に関してはWu(1983年)の論文の条件がよく知られている.しかし,この論文で,その条件に不備があることを示し,実際に条件を満たすが収束しない例を構成した.この成果は論文としてまとめ,印刷中である.研究実施計画の役割分担に従って,下記の研究成果を得た.(1)研究代表者は,目標集合をもつ非割引型のマルコフ決定過程におけるリスク最小化問題を考え,再帰類をもつ無限期間問題として定式化した.最適値関数が最適方程式の一意な解であり,定常な最適政策が存在することを示した.また,値反復法と政策改良法を与えた.また,割引型のマルコフ決定過程において,閾値確率の最大化・最小化に関する8個の問題を考えた.これらが2つの同値類に分類されることを示し,各同値類での最適値・最適政策の関係を与えた.特に,第2の同値類に対して,双対問題の議論を用いて,最適値の特徴付けを与え,最適政策の存在に対する十分条件を与えた.最後に2つの同値類の間の最適値の関係を与えた.これらの成果は論文としてまとめ,発表した.(2)安田正實は,距離空間における弱零加法的ファジィ測度が正規性を持つことを示した.また,それらを用いて,ルージンの定理をファジィ測度に一般化し,ファジィ測度に対するエゴロフの定理を与えた.この成果は論文としてまとめ,発表した.(3)岩本誠一は,動的計画法を通して,前向き再帰評価を持つ有限期間確率最適化問題を解いた.前向き再帰評価は幅広く,加法型,乗法型,最小型,終端型を含む.基本的なアイデアは確率最適化問題に不変埋め込み法を適用したことである.この成果は論文としてまとめ,発表した.(4)新関章三は,位相空間に有限交叉族の考えを導入し,位相空間のいくつかの概念を特徴付けた.さらに,この有限交叉族の応用として,無限直積に関するチコノフと有限交叉族との関係を,極大フィルターと極大有限交叉族を定式化して明らかにした.この成果は論文としてまとめ,発表した.(5)野間口謙太郎は,不完全データに関する最尤推定を求める際,標準的になっている手法にEMアルゴリズムがあるが,その収束に関してはWu(1983年)の論文の条件がよく知られている.しかし,この論文で,その条件に不備があることを示し,実際に条件を満たすが収束しない例を構成した.この成果は論文としてまとめ,印刷中である.研究実施計画の役割分担に従って,下記の研究成果を得た.(1)研究代表者は,マルコフ過程における閾値確率最小型最適停止問題の定式化及び最適値の特徴付けを行い,値反復法を与えた.また,マルコフ決定過程における閾値確率型最小化問題に対して,最適値の特徴づけを行い,最適政策の存在に対する十分条件を与えた.さらにこの概念を確率最短路問題に適用し最適政策の存在を示した.また,マルコフ決定過程における初期到達問題における閾値確率型最小化問題を導入し,政策反復法を与えた.これらの成果は論文としてまとめ,発表または発表予定である.(2)安田正實は,動的ファジイシステムにおける最適停止問題を導入し,最適停止規則の存在に対する1つのアプローチを与えた.この成果は論文として掲載された.

(3)岩本誠一は,ファジイ環境において最小型の期待値を評価関数としてもつ有限期間最適停止問題を導入し,最適停止規則を与えた.この成果は論文として掲載された.(4)新関章三は,ガウス積分を計算するために厳密な解析方法を与えた.この成果は論文としてまとめられ印刷中である.(5)野間口謙太郎は,閉凸錐における2次計画問題に対して,ダイクストラのアルゴリズムを導入して解析した.この成果は論文としてまとめられ印刷中である.研究実施計画の役割分担に従って,下記の研究成果を得た.(1)研究代表者は,割引型マルコフ決定過程における閾値確率最適化問題において,8個の問題を考え,2つの同値類に分類し,それぞれの同値類の特徴づけを与え,同値類間の関係を与えた.また,これらの概念を目標集合をもつ非割引型問題と確率最短路問題に拡張・適用した.さらに,最適停止問題に閾値確率最小化の概念を導入し,特徴づけを行い,秘書問題等に応用した.これらの成果は論文としてまとめ,発表または発表予定である.(2)安田正實は,ファジイ報酬をもつマルコフ決定過程において,無限期間最適値が特殊な作用素に関する最適方程式の一意解であることを示し,パレート最適政策の特徴付けを与えた.この成果は論文として掲載された.(3)岩本誠一は,不変埋め込み法を用いて前向きの再帰評価関数をもつ有限期間確率最適化問題を動的計画法により解決した.前向きの評価関数は,加法型,乗法型,最小型,終端型を含む.この成果は論文として掲載された.(4)新関章三は,スターリングの公式の証明の簡略化のために,剰余項の付いた台形公式を用いて証明した.この成果は論文としてまとめられ掲載された.(5)野間口謙太郎は,不完全データに関する最尤推定を求めるEMアルゴリズムの収束に対して,よく知られたWu (1983)の条件に不備があることを示し,反例を与えた.この成果は論文としてまとめられ印刷中である.研究実施計画の役割分担に従って,下記の研究成果を得た.(1)研究代表者は,目標集合をもつ非割引型のマルコフ決定過程におけるリスク最小化問題を考え,再帰類をもつ無限期間問題として定式化した.最適値関数が最適方程式の一意な解であり,定常な最適政策が存在することを示した.また,値反復法と政策改良法を与えた.また,割引型のマルコフ決定過程において,閾値確率の最大化・最小化に関する8個の問題を考えた.これらが2つの同値類に分類されることを示し,各同値類での最適値・最適政策の関係を与えた.特に,第2の同値類に対して,双対問題の議論を用いて,最適値の特徴付けを与え,最適政策の存在に対する十分条件を与えた.最後に2つの同値類の間の最適値の関係を与えた.これらの成果は論文としてまとめ,発表した.(2)安田正實は,距離空間における弱零加法的ファジィ測度が正規性を持つことを示した.また,それらを用いて,ルージンの定理をファジィ測度に一般化し,ファジィ測度に対するエゴロフの定理を与えた.この成果は論文としてまとめ,発表した.(3)岩本誠一は,動的計画法を通して,前向き再帰評価を持つ有限期間確率最適化問題を解いた.前向き再帰評価は幅広く,加法型,乗法型,最小型,終端型を含む.基本的なアイデアは確率最適化問題に不変埋め込み法を適用したことである.この成果は論文としてまとめ,発表した.(4)新関章三は,位相空間に有限交叉族の考えを導入し,位相空間のいくつかの概念を特徴付けた.さらに,この有限交叉族の応用として,無限直積に関するチコノフと有限交叉族との関係を,極大フィルターと極大有限交叉族を定式化して明らかにした.この成果は論文としてまとめ,発表した.
電場制御による高度に秩序化した強誘電性高分子単結晶状膜の作成とその構造と物性

圧電・強誘電性をもつフッ化ビニリデンと三フッ化エチレンの共重合体P(VDF/TrFE)の一軸延伸膜を常誘電相で結晶化するすると,無限にのびた伸長鎖結晶からなる高度に2重配向した「単結晶状膜」ができる.この膜には次の3つの乱れが存在する:(i)分子鎖上のコンフォメーションの乱れ;(ii)結晶内での分子鎖の配列の乱れ;(iii)伸長鎖結晶の分極軸(b軸)が膜法線から±30°を向くことによる(110),(110)面を分域壁とする双晶ドメインの存在.これらの乱れのない真の単結晶膜を作成し,圧電・力学物性を向上させる目的で本研究を行い,次の結果を得た.(1)上記(i)の欠陥はキュリー温度直下の温度で熱処理,または室温でのポーリングで解消し,キュリー点が顕著に上昇した.(2)(ii)の欠陥は,常誘電相で長時間熱処理すると解消した.常圧でよりも高圧高温下での方がより効果的であった.この処理で分子鎖軸(c軸)およびb軸の配向秩序がともに顕著に向上した.また,圧電共振から求めた延伸軸(分子鎖軸)方向の音速V_<11>が顕著に向上した.V_<11>は10Kで10.0km/s,295Kで6.0km/sと大きい.ヤング率Y_<11>はそれぞれ,203GPa,71GPaである.これほど大きい弾性率を示す高分子膜は他に例を見ない.圧電率も大きい.(3)(iii)の欠陥はb軸を膜面に平行に配向させると解消する.このため,単結晶状膜を約200枚積層し,膜面に垂直,分子鎖に平行に切断して得た薄板の法線方向に高電場を印加して分極化した.X線回折からb軸は膜面に平行に配向したことが分かった.ただし,積層膜の接着部での絶縁破壊が生じ易く,薄板全面にわたるb軸配向は未成功である.このため圧電結合係数k_tも0.2と小さい.本研究では真の単結晶状膜の作成が可能であることを実証できた.今後,所期目的をより完全に達成するよう研究を進める.結果の一部は国有特許申請の予定.圧電・強誘電性をもつフッ化ビニリデンと三フッ化エチレンの共重合体P(VDF/TrFE)の一軸延伸膜を常誘電相で結晶化するすると,無限にのびた伸長鎖結晶からなる高度に2重配向した「単結晶状膜」ができる.この膜には次の3つの乱れが存在する:(i)分子鎖上のコンフォメーションの乱れ;(ii)結晶内での分子鎖の配列の乱れ;(iii)伸長鎖結晶の分極軸(b軸)が膜法線から±30°を向くことによる(110),(110)面を分域壁とする双晶ドメインの存在.これらの乱れのない真の単結晶膜を作成し,圧電・力学物性を向上させる目的で本研究を行い,次の結果を得た.(1)上記(i)の欠陥はキュリー温度直下の温度で熱処理,または室温でのポーリングで解消し,キュリー点が顕著に上昇した.(2)(ii)の欠陥は,常誘電相で長時間熱処理すると解消した.常圧でよりも高圧高温下での方がより効果的であった.この処理で分子鎖軸(c軸)およびb軸の配向秩序がともに顕著に向上した.また,圧電共振から求めた延伸軸(分子鎖軸)方向の音速V_<11>が顕著に向上した.V_<11>は10Kで10.0km/s,295Kで6.0km/sと大きい.ヤング率Y_<11>はそれぞれ,203GPa,71GPaである.これほど大きい弾性率を示す高分子膜は他に例を見ない.圧電率も大きい.(3)(iii)の欠陥はb軸を膜面に平行に配向させると解消する.このため,単結晶状膜を約200枚積層し,膜面に垂直,分子鎖に平行に切断して得た薄板の法線方向に高電場を印加して分極化した.X線回折からb軸は膜面に平行に配向したことが分かった.ただし,積層膜の接着部での絶縁破壊が生じ易く,薄板全面にわたるb軸配向は未成功である.このため圧電結合係数k_tも0.2と小さい.本研究では真の単結晶状膜の作成が可能であることを実証できた.今後,所期目的をより完全に達成するよう研究を進める.結果の一部は国有特許申請の予定.
人口減少は生物多様性保全の脅威か、機会か？無居住化集落から見る長期管理放棄の影響

過年度までに、日本各地の無居住化地域と居住地域においてチョウ類相を比較し、無居住化がチョウ類相に与える正負の効果を明らかにした。本年度は、その結果をもとに種の生息環境特性と無居住化の影響の関係を特定する形質ベースアプローチを種ごとの出現パターンと無居住化の効果を関連付け、その効果量を種特性により説明する階層構造をもった階層ベイズモデルにより実装し、図鑑などから容易に得られる種の特性から無居住化による影響の正負、そしてその大きさを予測する統計モデルを推定した。その結果、草地性の種や農耕地性の種が無居住化の負の効果を受けやすいことが明らかとなった。さらに、その結果と3次メッシュ全国チョウ類分布を統合し、3次メッシュごとの無居住化が種多様性に与える影響を明らかにした。その結果、日本の主要4島においては至るところで無居住化の負の効果が正の効果を上回っていた。また、負の効果と正の効果の相対的な大きさは地域差があり、特に中部地方の盆地などで負の効果が卓越していた。さらに、人口偏在化シナリオと均一化シナリオ(いずれのシナリオも市町村レベルの総人口は同じ)で無居住化する地域における影響の大きさを比較したところ、均一化シナリオにおいて無居住化の影響が小さくなることが明らかとなった。このことから、市街地域を均一化に誘導することで人口減少が生物多様性への負の影響を緩和できると考えられる。しかしながら、コンパクトシティ化による低炭素とのトレードオフがあることに留意が必要である。2016年度は、廃村研究家の協力者より全国の無居住化集落についての情報の提供を受け、その位置情報や離村年などの情報を整理した。そこから全国から18の調査エリア(おおよそ2万5千分の1地形図の1図幅の範囲)を選定し、そこに含まれる無居住化集落34箇所、およびそれと同程度の規模をもつ現居住集落30箇所を調査地として選定した。無居住化集落の離村後年数は、多くが2050年の範囲であった。無居住化集落については、調査対象となる離村前に農地や宅地であった場所を明らかにするため、航空写真や旧版地形図に基づく土地被覆図の作成を行った。ほとんどの集落において、主要な土地被覆タイプは水田および畑であった。予備調査として、福島県会津地方を対象に、無居住化集落と現居住集落の種組成の比較を行った。その結果、出現種数に有意差はなかったが、モンシロチョウやベニシジミ等の農耕地周辺に生息するチョウ類が少なく、森林性のチョウ類の出現頻度が無居住化集落でより多いという結果が得られた。人口減少に伴う長期間の無居住化は野生生物にも正負両面の大きな影響を与えうると考えられる。その影響を明らかにすることは、将来の国土計画が生物多様性に与える影響を評価する上で重要である。今年度の実施内容により、森林、草原から市街地まで、種によってハビタットタイプが大きく異なるチョウ類全体を対象に、長期的な無居住化の影響を明らかにするための広域調査のための基盤情報が整備された。ほぼ当初実施計画通りの内容を実施することができ、調査箇所数については当初予定を上回ることができたため。過年度から引き続き無居住化集落(無居住化後8-53年)および居住集落におけるチョウ類相調査を実施し、全国18地域の調査データを取りまとめた結果、52種の蝶類が出現した。種をランダム効果とした一般化線形混合モデルで種ごとの出現頻度と無居住化の有無、および無居住化後年数を説明変数として関連付け、予備解析としてモデル選択基準WBICによりどちらの指標がチョウ類の出現頻度をよく説明できるか検討した結果、出現頻度と無居住化の有無が十分に上回っていたため、それを本研究における無居住化の指標として採用した。その結果、13種において無居住化の負の効果が検出されたのに対し、正の効果を受けていた種は5種にとどまった。さらに、既存文献から出現種のハビタット特性を調べ上げ、無居住化の効果をハビタット特性から説明する階層ベイズモデルを構築した。その結果、草原性、市街地性、農地性など、開放的なハビタットを利用する種が負の効果を受けていたことが明らかとなった。一方、森林性のチョウについては正の効果を受ける傾向は確認されなかった。これらのことから、無居住化がチョウ類群集に与える影響は無居住化後速やかに現れ、その後数十年スケールでは準平衡状態にとどまると考えられた。とりわけ、無居住化は長期的な人為的な土地管理の歴史の中で維持されてきた開放地のチョウ類に対して広く負の効果をもたらすのに対し、森林性の種の多様化は限定的であった。これらの結果は、次年度の広域評価手法の開発に応用する。野外調査によるデータ収集が順調に終了し、当初予定していたデータ解析を実施することができた。また、得られた結果は当初の予想に合致するものであり、次年度の広域評価に向けた下地を整えることができた。

その結果、草地性の種や農耕地性の種が無居住化の負の効果を受けやすいことが明らかとなった。さらに、その結果と3次メッシュ全国チョウ類分布を統合し、3次メッシュごとの無居住化が種多様性に与える影響を明らかにした。その結果、日本の主要4島においては至るところで無居住化の負の効果が正の効果を上回っていた。また、負の効果と正の効果の相対的な大きさは地域差があり、特に中部地方の盆地などで負の効果が卓越していた。さらに、人口偏在化シナリオと均一化シナリオ(いずれのシナリオも市町村レベルの総人口は同じ)で無居住化する地域における影響の大きさを比較したところ、均一化シナリオにおいて無居住化の影響が小さくなることが明らかとなった。このことから、市街地域を均一化に誘導することで人口減少が生物多様性への負の影響を緩和できると考えられる。しかしながら、コンパクトシティ化による低炭素とのトレードオフがあることに留意が必要である。平成29年および30年度に生物相のセンサス調査を実施し、一部の集落については複数回の調査を実施する。データが得られた段階で離村後年数や気象条件の効果を推定するための統計モデルを構築し、それを用いた人口減少後の影響評価を行う。得られた解析結果をもとに、無居住化がチョウ類の多様性に与える正負の影響を評価するための広域評価の方法を開発し、地図化を行う。道路の不通により到達できない調査地点があり、調査期間が短縮したため。契約職員を雇用してデータ整備作業を実施する予定であったが、公募の結果が不調であった。予定していた作業は課題代表者が自ら実施した。道路開通後に再調査のための旅費とする予定である。