hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本と韓国における大規模干拓の閉門・開門に伴う底生動物群集の変化の比較

本研究は,日本と韓国の大規模干拓周辺海域において,開門・閉門の実施前後に見られる環境変動とそれに伴う底生動物群集の変化を調べて比較した.助成期間中に,有明海の諫早湾干拓と韓国セマングム干拓において,潮受け堤防内外の定点で採泥調査を定期的に毎年1回実施し,それらのデータを比較することで,大規模干拓事業が周辺海域に及ぼす影響の普遍性を明らかにして,今後の大規模干拓の開門によって引き起こされる環境と底生動物群集の変化を予測した.有明海の諫早湾干拓では,5年間の常時開門が法的に義務づけられている.韓国でも,始華湖干拓では開門開始から16年になる一方,世界最大のセマングム干拓では2006年に防潮堤が完成し,近い将来に水門が閉め切られる可能性がある.本研究では,これら日本と韓国の大規模干拓周辺海域において,閉門・開門の実施前後に防潮堤内外の定点で採泥・採水調査を定期的に実施することにより,急激な環境変動に伴う底生動物群集の種構成の変化を比較し,これらのデータを基に大規模干拓事業が周辺海域に及ぼす影響を予測・検証する.そして,本研究により得られた結果を基に,日本と韓国の研究例を比較して,その共通点(普遍性)を明らかにすることで,大規模干拓事業の将来を詳細に予測することが可能となり,国際的な環境問題に対して客観的データに基づいた提言を行うことを目的とする.本年度は,諫早湾干拓調整池および奥部海域の採泥・採水調査を実施し,常時開門直前の諫早湾周辺海域における環境や生物相に関するモニタリング調査を実施した.そして持ち帰った試料を基に,堆積物の粒度分析や,底生動物の拾い出し,二枚貝類などの種レベルでの同定などを実施した結果,潮受け堤防閉め切りから16年間にわたる水質・底質・底生動物相の変化を明らかにした.一方,韓国セマングム干拓においても同様の現地調査を実施し,大規模堤防建設に伴う底生動物相の変化を明らかにした.これらのデータは,将来的には水門開放後に見られる環境と生物相の変化と比較するための基礎的データとなる.本研究では,日本と韓国の大規模干拓周辺海域において,閉門・開門の実施前後に防潮堤内外の定点で採泥・採水調査を定期的に実施することにより,急激な環境変動に伴う底生動物群集の種構成の変化を比較する.これを基に,大規模干拓事業が周辺海域に及ぼす影響の普遍性を明らかにして,大規模干拓事業の将来を予測することを目指す.本年度は,2014年6月22日24日に諫早湾干拓調整池および有明海奥部海域50定点の採水・採泥調査を実施した.同様の調査は1997年から17年間に20回以上を実施しており,潮受け堤防の建設,潮止め,短期開門調査の実施およびその後の環境変動と生態系の変化について継続的にモニタリングを行うことができた.また,韓国セマングム干拓においても2014年5月に漁船を借りて採泥調査を実施して,諫早湾との比較データを収集することができた.これらのデータは,今後の海水導入に伴う環境・生態系変化を検証する上で重要な基礎的データとなる.本研究では,日本と韓国の大規模干拓周辺海域において,閉門・開門の実施前後に見られる環境変動とそれに伴う底生動物群集の変化を調べることを目的とする.そのために,有明海の諫早湾干拓や韓国セマングム干拓などの工事予定海域において,潮受け堤防内外の定点で採泥調査を定期的に実施し,そのデータを比較することで,大規模干拓事業が周辺海域に及ぼす影響の普遍性を明らかにして,今後の大規模干拓事業によって引き起こされる環境変動を予測することを目指している.本年度は,2015年6月7日から11日にかけて,有明海全域100定点と諫早湾干拓調整池内16定点における採泥調査を実施して,各定点における水質・底質・底生動物の種構成などを明らかにした.有明海全域では,過去にも1997年6月・2002年6月・2007年6月に同様の採泥調査を実施しており,これら過去3回のデータと今回の調査結果を比較することで,潮受け堤防閉め切りから18年後の有明海全域における環境・生態系変化を明らかにできた.これらのデータは,今後の海水導入に伴う潮受け堤防内外の環境・生態系変化に対しても,同一精度で比較ができる基礎的データとして重要な役割を担うこととなる.本研究では,申請当時には確定判決である2013年12月の諫早湾開門開始が遵守されることを前提として,2014年度に有明海全域調査を実施する研究計画を立てていたが,その後も開門が実施されていないため,やむなく今年度に1年遅れで有明海全域調査を実施した.しかし,開門後の環境・生態系の変化を詳細に調べるためには,開門以前の同一レベルでの調査データが必要不可欠である.本研究は,早急に諫早湾の開門調査が実施されることを信じて,毎年着実に開門以前の調査データを蓄積させている点において,おおむね順調に進展していると言える.本研究では、日本と韓国の大規模干拓周辺海域において、閉門・開門の実施前後に見られる環境変化と、それに伴う底生動物群集の変化を調べることを目的とする。そのため、特に有明海の諫早湾干拓と韓国のセマングム干拓において、潮受け堤防内外の定点で採泥調査を毎年定期的に実施し、そのデータを比較することで大規模干拓事業が周辺海域に及ぼす影響の普遍性を明らかにして、今後の大規模干拓事業によって引き起こされる環境と生物相の変化を予測することを目指している。

本年度は、2016年6月13日に諫早湾干拓調整池内16定点の採泥調査を行い、続く6月15日と16日の2日間で有明海奥部50定点における採泥調査を実施した。また、8月14日から17日にかけて韓国セマングム海域における採泥調査を行った。有明海奥部では、絶滅危惧1A類に指定されるオオシャミセンガイが初めて採集されるなど、特筆すべき点もあったが、50定点の平均生息密度としては過去20年間で2番目に低い値であり、全体的に底生動物が減少傾向にあることが明らかになった。一方、韓国セマングム干拓では、大規模な貧酸素水が確認され、底生動物の平均生息密度は2007年以降で最低値を更新した。両海域とも、依然として開門の兆しが見られないが、調整池内の水質の悪化と堤防外側海域における底生動物の減少傾向は明らかであり、いつかは開門をせざるを得なくなるのは自明の理である。その時のためにも、開門前のモニタリング調査を毎年実施し、開門後の環境・生物相変化の研究に対して、同一精度で比較可能な基礎的データを提供する必要がある。本研究では、国が福岡高裁の確定判決を遵守し、2013年12月の期限までに諫早湾開門を実施することを前提として採泥調査を毎年実施してきた。しかし、現在に至るまで開門が実施されておらず、早急の開門実施が求められる。その上で、開門後の環境と生物相の変化を詳細に調べるためには、開門前の同一定点・同一手法での調査データが必要不可欠である。本研究は、それを毎年欠かすこと無く着実に行い、開門前の調査データを蓄積させている点において、おおむね順調に進展していると言える。本研究では、日本と韓国の大規模干拓周辺海域において、閉門・開門の実施前後に見られる環境変化と、それに伴う底生動物群集の変化を調べることを目的とする。そのため、特に有明海の諫早湾干拓と韓国のセマングム干拓において、潮受け堤防内外の定点で採泥調査を毎年定期的に実施し、そのデータを比較することで大規模干拓事業が周辺海域に及ぼす影響の普遍性を明らかにして、今後の大規模干拓事業によって引き起こされる環境と生物相の変化を予測することを目指している。本年度は、2017年6月17日と18日の2日間で有明海奥部50定点における採泥調査を行ない、翌6月19日に諫早湾干拓調整池内16定点の採泥調査を実施した。また、8月10日から13日にかけて韓国セマングム海域における採泥調査を行った。有明海奥部では、昨年に引き続きオオシャミセンガイが採集されたり、オヨギピンノの群泳が見られたり、有明海の特殊な生物相が今でも残されていることが感じられたが、50定点の平均生息密度は過去21年間でも2014年・2016年に次いで3番目に低い値となり、最近の有明海奥部における底生動物の減少傾向に歯止めはかかっていない。一方、韓国セマングム海域でも、昨年と同様に水深5 m以上の地点では溶存酸素濃度が1 mg/L以下となる貧酸素状態が観察され、大型底生動物がまったく生息しないデッドゾーンが12地点中8地点で見られた。両海域とも、依然にも増して底生動物群集の衰退が激しく、もはや開門以外に根本的な改善方法が無いことは明らかである。助成期間中に開門が実施されなかったのは残念ではあるが、今後も引き続き開門前の環境・生物の状態をモニタリングを継続して、開門後の変化に対する同一精度での比較可能な基礎データの収集に努めたい。
機能性胃腸症における胃の痛覚過敏に関わるメディエイターの解析

機能性胃腸症のメカニズムを解析するために、動物モデルを開発し、胃の痛覚に関与する因子を調べた。ラットに反復水回避ストレスを加えると、胃に病変は見られないものの、胃の痛覚が亢進した。痛覚の亢進には副腎皮質刺激ホルモン放出因子(CRF)が関与し、CRF受容体のうちCRF1ではなくCRF2受容体が関与していた。反復水回避ストレスは機能性胃腸症モデルとして有用であり、機能性胃腸症の痛みにはCRF2が重要と思われた。【目的】機能性胃腸症のメカニズムを解析するために、我々が報告してきた反復水回避ストレスによる胃の痛覚過敏モデルの解析を行った。【方法】我々のこれまでの実験では、水回避ストレスを10日間繰り返すと胃の痛覚過敏を引き起こすことがあきらかとなっている。今後の研究を進める上で、どの程度のストレスで胃の痛覚過敏が引き起こされるか重要になるので、反復ストレスを加えながら、経時的に、胃の痛覚の変化を調べた。またこれまでの実験で、反復水回避ストレスによる胃の痛覚過敏には副腎皮質刺激ホルモン放出因子(cortictropin releasing factor,CRF)の関与が示唆されている。CRFのsourceを明らかにする目的で、胃の組織でのCRFの発現を調べた。【結果】ストレス1日後3日後5日後では胃の痛覚が亢進する傾向がみられたものの、有意な変化は見られず、ストレスを10日間反復することではじめて有意な痛覚の亢進が見られた。水回避ストレスは10日間反復することで、有意な胃の痛覚亢進を引き起こすことが明らかとなった。また、ストレスを与えない通常のラットでは、胃粘膜でCRF陽性細胞の発現がわずかに見られたが、10日間の反復ストレスを与えたラットでは、胃粘膜でのCRFの発現の増加が見られた。【結論】水回避ストレスは10日間反復することで有意な胃の痛覚過敏を引き起こし、それには、胃粘膜内でのCRFの発現が関与していることが示唆された。【目的】機能性胃腸症のメカニズムを解析するために、我々が報告してきた反復水回避ストレスによる胃の痛覚過敏モデルで、胃の痛覚や体性痛、胃の機能的変化を調べ、機能性胃腸症モデルとしての有用性を検証し、胃の痛覚過敏に関与する因子を明らかにする。【方法】反復水回避ストレスを加えた動物で、胃の痛覚、足底皮膚の痛覚、体重、摂餌量、胃内容排出を調べた。また反復水回避ストレスを加え胃の痛覚の亢進した動物において、副腎皮質刺激ホルモン放出因子(CRF)の受容体、CRF1,CRF2受容体の拮抗薬や、神経成長因子の中和抗体を投与し、亢進した胃の痛覚への効果を調べた。さらに、胃粘膜でのCRFの発現、知覚神経でのイオンチャネルの発現、神経成長因子の受容体の変化を調べた。【結果】反復水回避ストレスでは、胃に病変は見られないものの、胃の痛覚の亢進が見られた。体重、摂餌量、胃内容の排出に変化は見られなかった。胃の痛覚に加え、足底の痛覚の亢進が見られた。本モデルでの胃の痛覚の亢進には、CRF受容体、特にCRF2受容体が関与し、結腸とは異なるメカニズムが関わっていることが明らかとなった。また、本モデルでの胃の痛覚の亢進には、神経成長因子も関与していた。一方、水回避ストレスで知覚神経におけるイオンチャネルの変化は見られなかった。【結論】水回避ストレスは胃の痛覚の亢進を引き起こし、それにはCRF2受容体およびNGFが関与していた。本研究より、過敏性腸症候群とは異なる機能性胃腸症特異的なメカニズムが示唆され、機能性胃腸症の新たな治療法の開発に重要と思われた。【目的】機能性胃腸症のメカニズムを解析するために、我々が報告してきた反復水回避ストレスによる胃の痛覚過敏モデルで、胃の痛覚や体性痛の変化を調べ、機能性胃腸症モデルとしての有用性を検証し、胃の痛覚過敏に関与する因子、とくにCRFの関与を明らかにする。【方法】反復水回避ストレスを加えた動物で、胃の痛覚と、体性痛として足底皮膚の痛覚を調べた。また反復水回避ストレスを加え胃の痛覚の亢進した動物において、副腎皮質刺激ホルモン放出因子(CRF)の受容体拮抗薬や、CRF1, CRF2受容体の特異的な拮抗薬を投与し、亢進した胃の痛覚への効果を調べた。さらに、胃粘膜での肥満細胞の変化を調べた。

胃の痛覚に加え足底の皮膚の機械性痛覚の亢進が見られたが、皮膚の熱性痛覚に変化は見られなかった。特異的な拮抗薬を用いた実験で、本モデルでの胃の痛覚の亢進には、CRF受容体のうち、CRF1は関与せず、CRF2受容体が関与することが明らかとなった。結腸では、CRF1が痛覚の亢進に,CRF2は鎮痛に働くことが報告されているが、それとは全く異なるメカニズムが働いていることが明らかとなった。また、結腸の痛覚では肥満細胞の活性化がストレスによる痛覚の亢進に関わっていることが報告されているが、本モデルでは胃の肥満細胞の活性化は見られず、この点も結腸と異なっていた。【結論】水回避ストレスは胃の痛覚の亢進を引き起こすが、それには結腸の痛覚と異なり、CRF2受容体が関与し、肥満細胞の活性化は関与していないことがわかった。本研究より、機能性胃腸症における胃の痛覚の亢進には、過敏性腸症候群とは異なるメカニズムが示唆され、機能性胃腸症の新たな治療法の開発に重要と思われた。ストレスによる胃の痛覚に関わるCRFの受容体の解析がすすみ、胃の痛覚の亢進には、これまで報告されてきた結腸での所見とは異なり、CRF1ではなく、CRF2受容体の関与を明らかにすることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。ストレスで胃の痛覚が亢進するメカニズムとして、胃の知覚神経の感作が関与していると考えられる。今年度の研究で、知覚神経全体では、その感受性に直接関与しているイオンチャネルなどの発現に変化は見られなかったので、今後は、胃の知覚神経特異的にその感受性に関わる分子に変化が無いか調べるため、胃の知覚神経を選択的に標識して、各種、イオンチャネルの発現の変化や機能の変化を調べる。そして、機能性胃腸症の症状発現のメカニズムを明らかにし、新たは治療法の開発につなげる。
肉用牛ヘルパー制度の実態と機能・役割及びその普及・定着に関する実証的研究

肉用牛産地は牛肉輸入自由化以降、大きな転機を迎え、飼養戸数が激減している。産地は、担い手農家・大規模農家の形成と大量に存在する小規模農家の維持を並行的に進め、産地の質と量の充実を図る肉用牛振興施策が重要になる。こうしたなかで産地では、ヘルパー制度を整備し、飼養農家を維持し・経営の発展を目指す試みが見られる。本報告書では、各地に見られる広義のヘルパー制度に焦点を当て、(1)ヘルパー制度の基本的目標とその内容。(2)ヘルパー制度の定義と具体的事業内容の整理。(3)ヘルパー制度の機能と役割。(4)ヘルパー制度の普及・定着について実証的に考察した。各ヘルパー制度の効果は、(1)直接型ヘルパー制度は、小規模農家や担い手農家の維持・育成に一定の効果がある。間接型ヘルパー制度も経営の維持・発展効果が高い。(2)飼料供給やコントラクタなどは、小規模・高齢者農家にとって飼養継続・経営安定効果は高く、有効である。(3)子牛育成センターや肥育センターは、経済効果や技術効果だけでなく、経営維持・発展効果もある。(4)担い手農家には、低コスト、省資本投資で効率的飼料生産が出来る飼料生産基盤の整備への支援が重要である。(5)小規模農家の支援には、町村・農協レベルと地域・生産者組織等レベルの、いわば重層的なシステム形成がより有効である。ヘルパー制度の普及・定着のための課題は、(1)地域条件に合わせた重層的なヘルパー制度の構築を図る。(2)地域農業,とりわけ土地利用型農業の担い手との連携強化。(3)「直接支払制度」や「水田農業経営確立対策」等施策の積極的活用。(4)多様な農用地の畜産的利用に関する地域合意の形成。等が指摘できる。本年度の研究活動と実績は大きく2つに分けられる。1つは、肉用牛ヘルパー制度の形態やその性格等について実態を把握し、産地発展とヘルパー制度の関わりをみることで、東京や発展型産地(北海道、沖縄)の他、旧産地で縮小型産地(広島、山口、島根)で、資料収集と代表的な事例について行政・農協や農家等の関係者から聞き取りを行った。現段階でいえる結果は、ヘルパー制度は、大きくみると直接型(定休型と臨時型・緊急型の作業代行システム)と間接型(コントラクタ、子牛育成、糞尿処理、公共放牧場などの地域支援システム)に区分できること、発展型産地では間接型、停滞型産地(鹿児島、宮崎等)直接・間接混合型、縮小型産地では直接型のヘルパー制度にウエイトを置いた導入が比較的進み、産地活動等に刺激を与えていることが明らかになった。しかし、事例がまだ少なく、実態調査を重ねて産地発展段階差との関わりを検証していく必要がある。2つは、ヘルパー制度の実態をより詳しく理解するために、沖縄、山口、広島、島根において、(1)受益農家の経済的・技術的メリット(飼養継続機能)、(2)ヘルパー主体となる担い手農家の役割とそのメリット(担い手育成機能)、(3)ヘルパー制度のもつ産地維持・発展機能、及び(4)行政・農協、和牛改良組合等のヘルパー制度への関わり等について第一次実態調査を行った。その結果、とくに(1)は、島根や山口の小規模農家を対象にした事例から、(2)は、沖縄(宮古)や広島等の大規模(50頭規模程度以上飼養農家、兼コントラクタのオペレータ)農家事例より一定の効果があるといえる。産地論的には両者が併存し連携する重層的システムを作りが課題となろう。等が指摘できる。本年度の研究活動は大きく2つに分けられる。1つは昨年度と同様、ヘルパー制度の充実に積極的に取り組んでいる肉用牛産地(長崎県壱岐島、宮崎県串間市・三股町他)において、(1)肉用牛ヘルパー制度のもとでの受益農家の経済的・技術的メリット。

(2)ヘルパー制度の主体を担う担い手農家の役割と彼らのメリット(担い手形成機能)。(3)ヘルパー制度の普及・定着に伴う産地における飼養技術の統一・平準化効果(産地維持・発展機能)をみたことである。調査で明らかになった特徴的な点は、ヘルパー制度が先行的に進んでする産地では、直接型ヘルパーをベースにおきつつ、それに間接型ヘルパーを上乗せし、(1)の機能に加え、(2)の担い手形成機能や(3)の産地維持・発展機能の向上をより強く意識した体制を構築しつつあることである。2つは、飼養戸数・頭数の減少が先行した産地・地域におけるヘルパー制度のあり方を考察した。中国中山間地域(山口県日本海側や島根県中山間地域等)は一般的にヘルパー体制の高度化が遅れ、前述の(1)(3)効果も十分でない。ただ注目される動きもみられる。それは生産者組織や集落営農等の協力のもとで、水田の飼料生産や放牧飼養への畜産的利用を推進し、肉用牛飼養の活性化(小規模農家の飼養継続や担い手農家の規模拡大等)を図る事例がみられ始めたことである。組織化は直接型ヘルパー機能、飼料生産や放牧飼養は野草・稲わら依存、集約的管理からの脱皮という間接型ヘルパー機能の役割を果たしており、水田の組織的畜産利用は飼養戸数の減少や飼養基盤の不備な産地・地域におけるヘルパー体制(地域支援システム)のあり方を示すものともいえる。こうした動きはまだ萌芽的であるが、「中山間地域等直接支払制度」や「水田農業経営確立対策」等の土地利用施策視点も取り込んだ「ヘルパー体制」の一形態として今後検証する必要がある。本年度の研究活動は3つである。1つは、ヘルパー制度や肉用牛飼養地域支援制度(以下、支援制度、主体は行政・JA、大字・集落、生産者組織等)に取組んでいる地域(長崎県壱岐島、鹿児島県菱刈町、岐早県朝日村他)をとりあげ、(1)ヘルパー制度受益農家の経済的・技術的メリット。(2)担い手農家の役割と彼らのメリット。(3)ヘルパー制度の普及・定着に伴う産地における飼養技術の統一・平準化効果等の実態調査である。これまでの調査・考察から、壱岐島は生産者組織主導型、朝日村は行政・JA(和牛改良組合)主導型、菱刈町はその中間型と区分でき、現在、各形態毎に(1)(3)の成果と課題について分析している。2つは、優良牛生産地域である兵庫県但馬地方で飼養農家とヘルパー制度や支援制度についての実態調査である。優良牛生産地域(含中国中山間地域)農家では、飼養主体の高齢化のほかに(1)規模の零細性、(2)コスト高、(3)技術の不均質生等の経営的特質をもち、それが産地の基本的課題となり、ヘルパー制度や支援制度の整備が強く求められている。これまでの考察から、その方向として、地域農業や資源との結びつきの強い生産者組織を中心に、それを行政・JA型が支援する体制が有効と見られる。とくに、水田の飼料生産や放牧利用を推進し、地域農業と並行した肉用牛振興(生産者主導型ないし中間型)が重要となる。3つは、先駆的取り組みとして各地に見られるヘルパー制度や支援制度の整理・体系化である。
神経細胞間の結合を模倣した振動子のネットワーク化とその時空間ダイナミクスの研究

エマルションを用いて,Belousov-Zhabotinsky(BZ)反応のサイズ依存性について調べた.エマルション中に局在化したBZ反応は,その体積に大きく影響を受けていた.例えば,マロン酸の初期濃度が高くなるにつれて,反応が起こる最小のエマルションサイズは小さくなった.更に,振動周期もエマルションサイズに依存していることが分かった.続いて,BZ反応液中でのリポソームの安定性を調べた.DMPCで作製したリポソームは酸性液中で割れたが,DSPE-PEGを加えたリポソームはpH 12の液中でも安定して存在できることが分かった.本研究は,神経細胞ネットワーク内で見られる結合様式を模倣して化学振動子ネットワークを構築することを主目的としている.これを達成するため,今年度は細胞サイズの化学振動子作製に向けた諸条件の検討と作製手法の確立を目指した.その結果,一般的な細胞と同程度のスケール(直径約10um)の化学振動子を作製することに成功した.細胞サイズの化学振動子を作製するため,化学振動反応として有名なBelousov-Zhabotinsky(BZ)反応を脂質二重膜小胞(リポソーム)に封入することを試みた.一般的な組成のBZ反応液はpH 12の強酸性水溶液である.そこで,強酸環境下でのリポソームの安定性を検証した.種々のリン脂質で作製したリポソームをBZ反応液に浸しその影響を調べたところ,特定のリン脂質から成るリポソームは強酸環境下でも安定して存在できることが分かった.BZ反応は反応場スケールの微小化に伴って反応が緩慢化することが報告されている.このことから,細胞サイズのリポソームにBZ反応液を封入すると,その反応が強く抑制されることが懸念された.そこで,BZ反応液を水相としてマイクロエマルションを作製し,微小反応場における反応の振る舞いを網羅的に調べた.その結果,細胞サイズの微小体積でも安定してBZ反応が起こる条件を見出した.以上の結果を基に,リポソーム内にBZ反応を局在化した微小化学振動子系の構築を行った.現在リポソーム内の反応を安定化させるための実験を進めており,その後,振動子の結合系を構築する予定である.これまでに得られた成果は,学会発表を通して公表した.今年度はBelousov-Zhabotinsky反応を封入した細胞サイズのリポソーム(リポソーム振動子)を作製することを計画していた.既にリポソーム振動子の作製手法を確立しており,現在は反応安定化の条件を検討している.以上のことから,研究は順調に進展していると判断した.本研究は,神経細胞ネットワーク内で見られる結合様式を模倣して化学振動子ネットワークを構築することを主目的としている.前年度までに,一般的な細胞と同程度のスケール(直径約10um)の油中水滴(エマルション)を作製し,その内部で化学振動反応を誘起することに成功している.今年度は,細胞膜の主要な構成成分であるリン脂質から成る小胞(リポソーム)を作製し,強酸性水溶液中での安定化とリポソーム内部での反応誘起を目指した.細胞サイズの化学振動子を作製するため,化学振動反応として有名なBelousov-Zhabotinsky(BZ)反応をリポソームに封入した.一般的な組成のBZ反応液はpH 12の強酸性水溶液であるが,特定のリン脂質で作製したリポソームは強酸環境下でも安定して存在できることが前年度の研究で明らかになっていた.しかし,酸によって分解された脂質の凝集体なども相当数見られ,それらがリポソーム内反応の観察の妨げとなっていた.そこで,強酸性水溶液中でより安定したリポソームを得るため,種々の検討を行った.その結果,脂質膜の成分組成を見直すことで酸による分解を抑えられることが分かった.続いて,リポソーム内でBZ反応を誘起することを試みた.様々な条件で検討を行ったが,直径約10umのリポソーム内でBZ反応を観察することはこれまでのところできていない.その原因として,反応に必要な反応中間体である次亜臭素酸の欠乏が疑われた.現在,反応系に次亜臭素酸を適量供給するシステムを構築しており,これを通してリポソーム内での反応誘起を試みている.これまでに得られた成果は,学会発表を通して公表した.エマルションを用いて,Belousov-Zhabotinsky(BZ)反応のサイズ依存性について調べた.エマルション中に局在化したBZ反応は,その体積に大きく影響を受けていた.例えば,マロン酸の初期濃度が高くなるにつれて,反応が起こる最小のエマルションサイズは小さくなった.更に,振動周期もエマルションサイズに依存していることが分かった.続いて,BZ反応液中でのリポソームの安定性を調べた.DMPCで作製したリポソームは酸性液中で割れたが,DSPE-PEGを加えたリポソームはpH 12の液中でも安定して存在できることが分かった.今年度は,当初計画をおおむね達成できた.今後の研究を推進するにあたって,研究目的の障害になるような大きな問題点はなく,今後の研究も当初計画通りに実施する.非線形・非平衡系研究推進にあたり必要に応じて研究費を執行したため,当初の見込額と執行額に差異が生じた.今後の研究計画に変更はないため,前年度の研究費も含め当初予定通りに使用する.
ミトコンドリア異常と代償的葉酸代謝亢進の分子基盤と予防栄養の探索

本研究は、ミトコンドリア機能異常を持つマウスの心臓における葉酸代謝に着目して、『ミトコンドリア機能低下が原因となる病態悪化(心機能低下)に対し、葉酸およびアミノ酸代謝の亢進が代償的な防御機構として働く。』との仮説を提唱し検証している。平成29年度は、心疾患と葉酸代謝との関連をミトコンドリアレベルで解析するために、モデルマウスと培養細胞の2つの系を用いて実験を行った。結果、培養細胞の実験系では、WTとp32KO細胞との間に実験系で使用する酵素群等の発現差が殆ど見られなかったため、平成30年度は酵素群に発現差が見られたミトコンドリア機能異常(p32cKO)マウスと正常マウス(WT)の心臓組織を使用した実験に重きをおいた。ミトコンドリア機能異常を示す心筋特異的(p32cKO)マウスと正常(WT)マウスの各心臓組織を使用して実験を行った。各心臓組織において、葉酸代謝を介するOne-carbon metabolismに関係する酵素群のうち、平成29年度にMthfd2およびPhgdhの発現を免疫染色等にて確認したが、さらに細胞質の葉酸代謝酵素(Mthfd1等)と、ミトコンドリアの葉酸代謝酵素(Mthfd2L等)の発現ついても免疫染色およびWestern blotにて確認した。結果、免疫染色ではp32cKOマウスにおいて、ミトコンドリアの葉酸代謝酵素の強い発現が見られたが、WTマウスではこれらの酵素の発現は見られなかった。またタンパク質レベルにおいては、WTおよびp32cKOマウスの両心臓組織において、細胞質およびミトコンドリアの葉酸代謝酵素の発現が確認されたが、ミトコンドリアの葉酸代謝酵素によっては、KOでの発現増強がみられるものもあり、一方でWTに発現が見られない酵素もあった。また遺伝子レベルでは、p32cKOの心筋においてphgdh、mthfd2のmRNAの増加が見られた。今後は、これらの酵素の若齢個体と成熟個体の発現比較や糖質、脂質代謝にかかわる酵素群の発現等を検討していく予定である。平成29年度は、心機能と葉酸代謝との関連をミトコンドリアレベルで解析するために、モデルマウスと培養細胞の2つの系を用いて実験を行った。心臓組織を使用した実験では、ミトコンドリア機能異常を示す心筋特異的p32cKOマウスと正常(WT)マウスの各心筋において葉酸代謝を介するOne-carbon metabolism(1C)に関係する酵素群のうち、Mthfd2およびPhgdhの発現を免疫染色およびWestern blotにて確認し、p32KOの心臓におけるMthfd2の強発現が確認できた。一方で培養細胞による実験では、WT、p32KOのいずれのMEF細胞においても、心臓組織で見られたような発現差は認められなかった。よって平成30年度は、酵素群に発現差が見られたp32cKOとWTマウスの心臓組織を使用した下記実験に重きをおいた。ミトコンドリア機能異常を示すp32cKOとWTマウスの各心臓組織を使用して実験を行った。各心臓組織において、1C metabolismに関係する酵素群のうち、平成29年度にMthfd2およびPhgdhの発現を免染、Western blotにて確認したが、さらに細胞質の葉酸代謝酵素(Mthfd1,Shmt1)と、ミトコンドリアの葉酸代謝酵素(Mthfd2L, Mthfd1L, Shmt2)の発現ついても免疫染色、Western blotにて確認した。結果、免染では、p32cKOにおいてMthfd2L、Shmt2の強い発現が見られたが、WTでの発現は見られなかった。またタンパク質レベルでは、WTおよびp32cKOマウスの両組織において、Mthfd1、Shmt1、Mthfd1L、Shmt2の発現が確認されたが、うちMthfd1LとShmt2の発現はWTに比較しKOで発現増加がみられた。WTの心臓でのMthfd2Lの発現は見られなかった。また遺伝子発現レベルでは、p32cKOの心筋においてphgdh、mthfd2のmRNAの増加が見られた。マウスの心臓組織を使用した実験は、おおむね計画通りに進行しており、よって平成30年度の本研究課題の進捗状況に関しては、「概ね順調に進展している。」と自己評価する今後の研究計画については、昨年度提出した本研究の実施状況報告書に、ミトコンドリア機能異常を示す培養細胞(MEF細胞)を使用した実験系の確立が難しかったため、ミトコンドリア機能異常(p32cKO)マウスの心臓組織を使用した実験に重きをおくことを記載した。よって今後もp32cKOマウスと正常(WT)マウスの両心臓組織(心筋組織)を使用しての実験を行っていく予定である。ミトコンドリア機能異常(p32KO)マウスの心臓組織における葉酸、糖質代謝機構の分子生物学的検討とp32タンパク質の分子機能の解明:ミトコンドリア機能異常を示す心筋特異的p32KOマウスと正常(WT)マウスの各心筋組織を使用して実験を継続していく。平成30年度に検出した葉酸代謝を介するOne-carbon metabolismに関係する酵素群だけでなく、他の糖質さらには脂質(コレステロール)代謝に関する酵素群の発現を検討する。また、葉酸代謝(One-carbon metabolism)はNADPH産生にも関わっているためNADPH産生に関わる酵素群の発現も含め検討していく。さらに性や月齢による差の検討も行っていく。

また遺伝子レベルの実験に関しても可能な限り進めて行き、ミトコンドリア機能異常のある心臓組織での葉酸代謝機構の分子生物学的解明とp32タンパク質の関連性を検討していく。本研究は、ミトコンドリア機能異常を持つマウスの心臓における葉酸代謝に着目して、『ミトコンドリア機能低下が原因となる病態悪化(心機能低下)に対し、葉酸およびアミノ酸代謝の亢進が代償的な防御機構として働く。』との仮説を提唱し検証している。平成29年度は、心疾患と葉酸代謝との関連をミトコンドリアレベルで解析するために、モデルマウスと培養細胞の2つの系を用いて以下の実験を行った。1)心筋特異的p32KOマウスの有用性の検討:ミトコンドリア機能異常を示す心筋特異的p32タンパク質KOマウスの心臓組織の本研究における有用性を確認するために、p32KOマウスと正常(WT)マウスの各心筋組織を使用して実験を行った。各心臓組織において、葉酸代謝を介するOne-carbon metabolismに関係する酵素群のうち、MTHFD2およびPHGDHの発現を免疫染色およびWestern blotにて確認した。PHGDHはWTおよびp32KOの両組織にわずかに発現差が見られたものの特徴的な差は認められず、一方ミトコンドリアの葉酸代謝に深く関わるMTHFD2は、WTの心臓組織に殆ど発現しておらず、p32KOの心臓に強い発現が認められた。よって本研究で使用する心筋特異的p32マウスの心臓組織は葉酸代謝を検討する本実験には有用であり、他のアミノ酸、糖質さらには脂質代謝に関する酵素群の発現を今後も検討していく。2)p32KOの培養細胞による実験:ミトコンドリア機能が低下しているMEF細胞を用いて、上記葉酸代謝に関わる酵素群の発現をタンパク質レベルで確認した。結果は、WTおよびp32KOのいずれのMEF細胞においても、1)の心臓組織で見られたようなPHGDH、MTHFD2等の酵素群に発現差は認められなかった。今後は上記酵素群以外の発現チェックを行い、また他の代用可能細胞の検討も含め実験を進める予定である。1)「心筋特異的p32KOマウスの有用性の検討」では、ミトコンドリア機能異常を示す心筋特異的p32KOマウスと正常(WT)マウスの各心筋組織において葉酸代謝を介するOne-carbon metabolismに関係する酵素群のうち、MTHFD2およびPHGDHの発現を免疫染色およびWestern blotにて確認した。また、マウスは月齢による各酵素群の発現の違いを考え、若齢マウス(2ヶ月齢)および成熟マウス(6ヵ月齢)の2種類の心臓組織を用いて実験した。PHGDHは両組織のP32KOとWTにわずかに発現差が見られたものの特徴的な差は認められず、一方ミトコンドリアの葉酸代謝に深く関わるMTHFD2は、WTに殆ど発現しておらず、p32KO心臓に発現が認められ、さらにMTHFD2は若齢マウスよりも成熟マウスの心臓において強い発現が認められた。結果から心筋特異的p32KOマウスの心臓組織は本研究での有用性が確認できた。また2)の「p32KOの培養細胞による実験」は、ミトコンドリア機能が低下しているMEF細胞を用いて、上記葉酸代謝に関わる酵素群の発現をタンパク質レベルで確認した。
時間感覚は光の波長によって変化するのか?

本研究は,光と時間感覚に関する基礎的な研究として,青(波長:470nm),緑(505nm),黄(590nm),赤(660nm)の単波長光曝露中の時間感覚と事象関連電位P300を測定し,時間感覚と中枢神経機能水準の関連を検討したものである。時間産出タスクで得られた180秒の産出時間に及ぼす単波長光の主効果は有意であり,赤色光の産出時間は青色光での産出時間より有意に短いことが明らかとなった。また,P300振幅に有意な主効果が認められ,赤色光のP300振幅は青色光より有意に大きいことが示された。本研究は,光と時間感覚に関する基礎的な研究として,青,緑,黄,赤など多種類の単波長光環境における時間感覚を測定し,同時に音刺激を用いたオドボール課題による事象関連電位を測定し,時間感覚と中枢神経機能水準の関連を明らかにすることを目的として実施した。平成23年度に20名,平成24年度に20名,合計40名の被験者を用いて,波長470 nm(青色),505 nm(緑色),590 nm(黄色),660 nm(赤色)の発光ダイオード(LED)による単波長光暴露中に時間産出タスクと事象関連電位P300の測定,主観評価等を行った。時間産出タスクで得られた180秒の産出時間(平均±標準偏差)は,青色光:213.7 ±49.0 s,緑色光:196.8 ±49.4 s,黄色光:193.6 ±46.8 s,赤色光:179.1 ±42.0 sであった。産出時間に及ぼす単波長光の主効果は有意(p = 0.013)であり,赤色光の産出時間は青色光での産出時間より有意(p = 0.002)に短いことが明らかとなった。また,事象関連電位P300のピーク潜時には単波長光の有意な主効果は認められなかったが,Fz部位で得られたP300振幅には有意(p =0.038)な主効果が認められ,赤色光のP300振幅(15.0 ±4.2 microV)は青色光のP300振幅(11.1 ±4.0 microV)より有意に大きいことが示された。このことから赤色光暴露により大脳の活動水準が高くなったものと考えられる。体内の時間経過時計は脳内にあることが示唆されており,脳の活動水準が高い程,この体内時計が加速され,赤色光で産出時間が短くなったものと思われる。今年度はまず,発光ダイオード(LED)光源を用いた光呈示装置(積分球)を製作した。積分球は直径45 cmの球体で内壁は白色拡散反射面となっており,直径21 cmの開口部がある。積分球内に,波長470(青),505(緑),590(黄),660(赤)nmの単波長光を発するLEDを配置した。LEDの個数,電圧を調節して,放射照度を被験者の眼の位置で50 microW/cm2に統一した。被験者は積分球の開口部から内部を覗き込む状態で実験を行った。この状態で15分間の安静後,被験者は180秒の時間推定(時間産出)タスクを,主観評価と休憩を挟み2回行った。その後,事象関連電位P300を測定するためにオドボール課題を行った。脳波は国際10-20電極法のFz,Cz,Pzより単極導出で測定した。各単波長光条件は日を変えて同一時刻に行った。これらの測定は,被験者数を増やすために千葉大学と,研究分担者が所属する名城大学でそれぞれ男子大学生・大学院生10名を用い,合計20名で実施した。その結果,各波長光での推定(産出)時間は,青(186.6 ±35.4 s),緑(198.9 ±30.8 s),黄(196.9 ±31.7 s),赤(194.5 ±37.2 s)となった。産出時間に対する光条件の有意な主効果は認められなかった。また,P300の振幅,頂点潜時共に光条件の有意な主効果は認められなかった。得られた産出時間,事象関連電位P300の振幅と潜時の関係を検討し,光と時間感覚の関係を中枢神経機能水準との関連から考察している。光呈示装置(積分球)などの実験装置を完成し,実験を千葉大学と名城大学でそれぞれ予定通り実施することができた。また,事象関連電位P300の測定および解析についても順調に実施できた。以上のことから,おおむね順調に進展していると考えている。

23年度に得られた結果を精査すると共に,24年度も千葉大学と名城大学でそれぞれ10名の被験者を用いて計画通り実験を行う予定である。23年度,24年度実験を併せて,合計40名の結果を分析し,産出時間,事象関連電位P300の振幅と潜時の関係を検討し,光と時間感覚の関係を中枢神経機能水準との関連から明らかにする予定である。また,被験者の性格特性(特性不安,TypeA)を測定し,産出時間や生理反応との関連も検討する予定である。単波長光刺激は発光ダイオード(LED)を用いるので,各種波長のLEDを必要とする。実験の性質上,実験補助や被験者謝金は必須である。研究分担者との研究打合せ旅費と本研究の成果を積極的に国内外の学会で発表するために旅費を要する。
現代アメリカにおける学校改革理論の展開―D. ショーンとその周辺―

平成30年度は、第III期と第IV期における着眼点5に関する考察、及び、これまでの総合的な考察を行うことを研究課題とした。第III期は20032009年まで、第IV期は20102014年までと設定した。すなわち、第III期は、2009年の民主党オバマ政権下の「頂点への競争(Race to the Top)」の制定まで、第IV期は、2014年のマクドナルドとCSRGの手になる『アメリカの学校改革』の公刊までとした。着眼点5は、〈学校改革の「活動の理論」〉の〈第二の到達点としての『アメリカの学校改革』〉であった。同書の特徴は、ニューヨーク、フィラデルフィア、シカゴ、サンフランシスコ湾岸地区の4拠点の改革の展開を跡づけていること、そして、その考察に際し、マクドナルドによって新たに「活動空間の理論(theory of action space)」が導入されていることにあった。まず、シカゴの前景化で注目されたのは、着眼点1〈研究上の師弟関係を踏まえた2系統の理論の統合と葛藤〉と関わり、その評価研究の中心的な担い手がシカゴ大学のアンソニー・ブライクであることであった。ブライクはマクロフリンらと同門であり、ここにも、ショーンとコーエンの2系統の理論の系譜の主題が浮上した。着眼点5に関して注目されるのは、「活動の理論」から「活動空間の理論」への展開であった。「活動空間の理論」の要諦は、「専門家の能力」「市民の能力」「資金」を各頂点とする三角形を「活動空間」とし、その伸縮する空間において学校改革の「論議(argument)」(改革を進める論議と改革を止める論議の双方を含む)の展開を把握することにあった。すなわち「活動空間の理論」は学校改革の当事者や利害関係者における改革の言説研究を強調し、それを空間的に把握する理論である。そして、この5の考察とこれまでの研究成果の総合的な考察を行った。本研究は、1990年代半ばに全米規模の学校改革を展開したアネンバーグ・チャレンジの拠点横断的な評価研究を構想した、ドナルド・ショーン率いる「都市・学校研究グループ(Cities and Schools Research Group、CSRGと略記)」における〈学校改革の「活動の理論(theory of action)」〉の展開を明らかにすることを目的とした。平成28(2016)年度の研究課題は、以下の2点を中心とする理論的考察を行うことであった。第一は、〈研究上の師弟関係を踏まえた2系統の理論の統合と葛藤〉であった。それは、CSRGにおける理論形成に対し、CSRGを率いたショーンによる理論的な貢献が大なることに留まらず、それまでに学校改革研究を蓄積してきたマクドナルド及びミルブリィ・マクロフリンの貢献を見逃さないことである。すなわち、CSRGの理論形成には、〈ショーン〉及び〈マクロフリンとマクドナルドを通じたコーエン〉という2系統の理論的支柱を想定し考察を行った。第二は、ショーンとマクドナルドの1998年の共著『アネンバーグ・チャレンジの活動の理論』を、CSRGの成果の第一の到達点として位置づけることであった。具体的には、同書において2種類のジレンマが主題化されていることに注目した。すなわち、「学校改革をデザインするジレンマ」と「学校改革を評価するジレンマ」の2つである。この主題化への注目は、まず、学校改革のデザインと評価のためのメタ理論である〈学校改革の「活動の理論」〉の解明を導いた。さらに、この2種類のジレンマの同定は、〈学校改革の「活動の理論」〉の第一の到達点へと向かう展開上の急所を見出すに相応しく、また、第II期以降の改革における実際上の困難の在り処を示唆した。まず、文献調査を主とする理論研究の進展が概ね順調である。また、主要な文献の収集と検討に関して目処が立っている。理論的な進展として例えば、1980年代に着手された一群の高校改革研究が、「エッセンシャル・スクール連盟(Coalition of Essential Schools)」の展開を実践面に留まらず、理論上の準備段階を形成していたことである。この理論的展開が90年代以降の学校改革の背景を成している。次に、渡米調査により本研究を進展させるための新たな視野を獲得することができた。例えば、それは、アネンバーグ・チャレンジの機関紙の役割を担ったアーカイブの発掘であり、現在の高校改革の先端を形成する拠点校及びそのネットワーキングへの接近である。すなわち史的検討の前進と現代的意義の理解という新たな視野の獲得である。平成29年度における継続的かつ集約的な訪米調査により、その視野の精度を上げることを目指している。平成29年度(2年目)は、本研究が設定する時期区分の第II期(19992002年)における着眼点3〈CSRG内の成員間のポリティクス〉と4〈CSRGと外部とのポリティクスの解明〉に関する考察を研究課題とした。第II期において注目されたのは、CSRGの挫折である。

特に、アネンバーグ・チャレンジの学校改革それ自体の展開が軌道に乗り、2002年前後には、アネンバーグ・チャレンジの助成金の最大の出資元であるアネンバーグ財団やブラウン大学「アネンバーグ学校改革研究所(Annenberg Institute for School Reform)」などから次々と改革の最終報告書が公刊されるに至る中(さらにはサンフランシスコ湾岸地区の「ベイ・エリア学校改革協同機構(Bay Area School Reform Collaborative)」の学校改革は唯一の事例ではあるがプロジェクトの5年間の更新が受理される中)、CSRGによる評価研究の挫折は特異であると言ってよい。CSRGを率いたショーンを失ったことは事実としてその影響は大きかったとはいえ、成員間のポリティクス、出資元をはじめとする対外的な関係におけるポリティクスを解明する必要があった。これは、文献調査では限界のある理論の展開の陰影をつけるための作業となった。関係者へのインタビュー調査や学校現場や大学などへのフィールドワークを含む集約的な調査を行った。文献調査を主とする理論研究が進展し、それと連動し、渡米調査が順調に進展している。理論的な進展として例えば、本研究が対象としている複数の研究者間における複数の理論的な系譜を跡付ける視野を獲得したことが挙げられる。この視野の獲得は、本研究の仮説の部分的な再考を求めるものであり、渡米調査の実行の成果である。次に、現代アメリカにおける高等学校の改革の先端を形成する拠点校及びそのネットワーキングへの調査の実行である。すなわち、本研究の理論研究の現代的な意義を最先端の教育実践の中に読み込むことを可能にする展望の獲得である。平成30年度は、第III期と第IV期における着眼点5に関する考察、及び、これまでの総合的な考察を行うことを研究課題とした。第III期は20032009年まで、第IV期は20102014年までと設定した。すなわち、第III期は、2009年の民主党オバマ政権下の「頂点への競争(Race to the Top)」の制定まで、第IV期は、2014年のマクドナルドとCSRGの手になる『アメリカの学校改革』の公刊までとした。着眼点5は、〈学校改革の「活動の理論」〉の〈第二の到達点としての『アメリカの学校改革』〉であった。同書の特徴は、ニューヨーク、フィラデルフィア、シカゴ、サンフランシスコ湾岸地区の4拠点の改革の展開を跡づけていること、そして、その考察に際し、マクドナルドによって新たに「活動空間の理論(theory of action space)」が導入されていることにあった。まず、シカゴの前景化で注目されたのは、着眼点1〈研究上の師弟関係を踏まえた2系統の理論の統合と葛藤〉と関わり、その評価研究の中心的な担い手がシカゴ大学のアンソニー・ブライクであることであった。ブライクはマクロフリンらと同門であり、ここにも、ショーンとコーエンの2系統の理論の系譜の主題が浮上した。着眼点5に関して注目されるのは、「活動の理論」から「活動空間の理論」への展開であった。「活動空間の理論」の要諦は、「専門家の能力」「市民の能力」「資金」を各頂点とする三角形を「活動空間」とし、その伸縮する空間において学校改革の「論議(argument)」(改革を進める論議と改革を止める論議の双方を含む)の展開を把握することにあった。
ミクログリアを介したヒト臍帯血移植による脳性麻痺治療のメカニズムの解明

脳性麻痺による新規治療法として、臍帯血移植治療が行われている。この治療法をより効果的なものとするためにも、そのメカニズムを分子・細胞レベルで解明する基礎的な研究が必要になる。申請者らは、脳性麻痺モデルマウスを用いた実験で、臍帯血移植により内在性神経幹細胞が賦活化していることを明らかにした。さらに、ミクログリアの関与を示唆するデータも得られた。本研究では、脳損傷の改善おける「臍帯血細胞」、「神経幹/前駆細胞」、「ミクログリア」の三者の関連性を明らかにする。
舌運動圧を用いた構音時舌運動解析の試みと口蓋裂異常構音識別への応用

口蓋裂に伴う異常構音を識別する目的で、圧センサーを用いて音声発声時の舌運動パターンを解析する方法の確立を行った.口蓋面にフィルム型圧センサーを貼付し,舌の運動圧を舌の接触圧として測定した.さらに,センサーで測定される圧の検出画面を見せながら構音指導を行い,被験者が舌運動のポイントをつかめるかを確認し,今後の訓練に応用できるか推測した.この方法では舌圧の分布を視覚的に認知することができる.自分の舌接触パターンの誤りを自覚することで正常な運動パターンへ導き易くなるため,徐々に構音異常が改善され,訓練に有用であることが示唆された.口蓋裂に伴う異常構音を識別する目的で、圧センサーを用いて音声発声時の舌運動パターンを解析する方法の確立を行った.口蓋面にフィルム型圧センサーを貼付し,舌の運動圧を舌の接触圧として測定した.さらに,センサーで測定される圧の検出画面を見せながら構音指導を行い,被験者が舌運動のポイントをつかめるかを確認し,今後の訓練に応用できるか推測した.この方法では舌圧の分布を視覚的に認知することができる.自分の舌接触パターンの誤りを自覚することで正常な運動パターンへ導き易くなるため,徐々に構音異常が改善され,訓練に有用であることが示唆された.口蓋裂に伴う異常構音を識別する目的で、本年度は圧センサー並びに音声視覚化システムを用いて音声発声時の運動パターンを解析する方法の確立を行った。口蓋面にフィルム型圧センサーを貼付し,健常者1名、口蓋裂患者1名の舌の運動圧を舌の接触圧として測定した。センサーは厚さ0.1mmと極薄のフィルム状であるため,舌運動を阻害したり異物感による構音運動の障害になったりすることはない。また,センサー面には2000箇所以上のセンシングポイントがあるため,舌背表面を細かく分断して運動圧を測定することが可能である。さらにサンプリング速度が100Hzで測定できるため,動的な圧分布の変化を計測可能で構音時の舌運動測定に適している。また,測定した運動時圧は専用の解析ソフトウェアを用いて圧力ごとに色彩表示され,圧分布を視覚的に認知することが容易である。異常構音者の舌接触パターンが正常構音者と異なって現わされ,また個々の圧分布も明確に現わされたため,本装置で舌運動パターンの違いが測定できることが示唆された。音声の視覚化には録音音声から色調に変換するソフトを用いて行う。これは,音声特徴量(複合パラメータ)の組み合わせにより音韻性(色とテクスチャ)と韻律性(全体形状)を可視化する音声表現形式として独自に開発したものである。そのパターンの直観性とパターン学習能力の拡張性から,単語音声の読み取り(通話補助機能)における有効性が確認されている。これには顎変形症患者の術前後での音声パターンの変化を測定し,音声パターンの変化に伴い表記色調パターンも変化することが示された。本年度は対象を増やし,両測定法による関連性について検討し、臨床応用へ結びつけるように進めていく。口蓋裂に伴う異常構音を識別する目的で、本年度は口蓋裂を伴わない構音異常者を対象(被験者)として圧センサー並びに音声視覚化システムを用いて音声発声時の運動パターンを解析する方法の確立を行った.被験者専用の口蓋床を作成しその口蓋面にフィルム型圧センサーを貼付し舌の運動圧を舌の接触圧として測定した.さらに,被験者にセンサーで測定される圧検出画面を見てもらいながら構音指導を行い,本人が舌運動のポイントをつかめるかを確認し,今後の訓練に応用できるか否かを推測した.センサーは厚さ0.1mmと極薄のフィルム状であるため,違和感はあるものの被験者の舌運動を阻害したり異物感による構音運動の障害になったりすることはなく,また,センサー面には2000箇所以上のセンシングポイントがあるため,舌背表面を細かく分断して運動圧を測定し,構音という動的な圧分布の変化を細かく計測可能であった.測定した運動時圧は専用の解析ソフトウェアを用いて圧力ごとに色彩表示され,圧分布を視覚的に認知することが容易であるため,異常構音者の舌接触パターンが正常構音者と異なっていることを被験者に自覚させ,かつ舌運動パターンの違いを健常者と同様の運動パターンに導くように指導することで徐々に構音異常が改善されていった.以上より,本装置が訓練に有効に用いることができることが示唆された.平成24年度は対象を増やし,両測定法による関連性について検討し、臨床応用へさらに結びつけるように進めていく。口蓋裂に伴う異常構音を識別する目的で、本年度は種々の口腔機能に大きな制限が生ずる口腔癌術後を対象(被験者)として圧センサーを用いて音声発声時の運動パターンを解析する方法の確立を行った.また,あわせて本センサーを用いた計測結果の定量化を試みた.定量化には被験者専用規格定量されたφ25mm円柱分銅500gを用いた.表面を平滑処理した平面鉄板に圧センサー敷き,その上に分銅を置くことで初期のキャリブレーションを行った.口腔癌術後患者に対して個々に口蓋床を作製し,その口蓋面にフィルム型圧センサーを貼付し舌の運動を舌の接触圧として測定した.さらに,被験者にセンサーで測定される圧検出画面を見てもらいながら構音指導を行い,本人が舌運動のポイントをつかめるかを確認した.

口腔機能が減少していることで,センサー違和感の訴えは健常人よりも少なかった.しかし,舌運動が障害されている患者の場合には口蓋面のセンサーまで接触に至らない場合も生じるため,運動の度合いを正確に把握できない点もあり,健常人と同様の計測方法をとることに疑問が生じた.ただ,採取された運動圧については動的な圧分布の変化を細かく計測可能であった.測定した運動時圧は,専用の解析ソフトウェアを用いて圧力ごとに色彩表示することで圧分布を視覚的に認知させられるため,異常構音者の舌接触パターンが正常構音者と異なっていることを被験者に自覚させ,かつ舌運動パターンの違いを健常者と同様の運動パターンに導くように指導することができると思われた.以上より,本装置は口腔癌等の疾患に基づく構音障害などの訓練にも有効に用いることができることが示唆された.今後は本来の目的である口蓋裂患者を対象とした臨床応用へ結びつけるように進めていきたい。本装置使用による構音異常の診断,臨床応用(構音訓練)への有用性を示唆することができた.24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は,症例数を増やして症例(異常構音のパターンの違い)ごとにデータ解析を行っていく.症例による一貫性をつかむことで,今後の臨床応用(構音訓練)を容易にすることができる.24年度が最終年度であるため、記入しない。