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磁場をもつ相対論的ハミルトニアンのスペクトル解析

相対論的量子力学で重要なハミルトニアンであるディラック作用素および相対論的パウリ作用素のスペクトルとレゾナンス(複素固有値)の解析を目的にした.磁場ポテンシャルは有界であり,電場ポテンシャルは非有界とし,さらに伸張解析を仮定した.まず,これらの作用素を複素化したハミルトニアンの性質からスペクトルの性質を調べ,その後レゾナンスの非存在領域を求めた.さらに,光速を無限大にすることで,それらのレゾナンスが対応するパウリ作用素のレゾナンス(または固有値)に収束することも示した.論文(J.Math.Soc.Japan,2011)で筆者と連携研究者は,作用素の複素化の方法(伸長解析的方法)を用いて遠方で発散する解析的な電場ポテンシャルの入ったディラック作用素のスペクトルの性質を決定し,光速が十分大きい場合には,対応する2つのシュレーディンガー作用素の固有値とレゾナンス(複素固有値)の近くにディラック作用素のレゾナンスが存在することを示した。また,原点を中心とする有界な領域においては光速が十分大きい場合にはレゾナンスは存在しないことを示した。現在の研究においては,磁場ポテンシャルも入っているディラック作用素で同様のことを調べている。ディラック作用素をFW変換(対角化)すると,2つの相対論的パウリ作用素の直和と摂動からなる作用素に変換される。当該年度において,有界な磁場ポテンシャルをもつディラック作用素について次の2つが主な研究結果である:(1)複素化した相対論的パウリ作用素と複素化した相対論的シュレディンガー作用素の差を表す公式を導くことで,複素化された相対論的シュレディンガー作用素で証明されていた大域的楕円型評価が複素化された相対論的パウリ作用素でも成り立つことを証明した。(2)今まで,ディラック作用素をFW変換された作用素だけの解析では,その作用素のスペクトルの性質などを示すことが出来なかった。証明の途中で,もとのディラック作用素の性質を用いる必要があった。今回,(1)の結果と相対論的シュレディンガー作用素の詳しい解析を行うことで,ディラック作用素の性質を用いることなく,変換された作用素のスぺクトルの性質などを明らかにすることが出来た。主に取り組む問題は,筆者と連携研究者との研究(J.Math.Soc.Japan,2011)を発展させて,遠方で発散する解析的な電場ポテンシャルをもつディラック作用素に磁場ポテンシャルを入れることであり,磁場ポテンシャルと電場ポテンシャルとの競合により,スペクトル構造やレゾナンスについてどのような変化が現れるかを見ることが最終目標である。ここで用いる方法では,デイラック作用素を対角化する(FW変換)ことで,2つの異なる構造をもつ相対論的パウリ作用素の問題と摂動論の問題に帰着させている。磁場をもつ相対論的パウリ作用素の解析の困難さは,その作用素が磁場をもつパウリ作用素の作用素としての平方根によって与えられていることである。これは,通常の擬微分作用素としても表現することが出来ない。しかし,当該年度の研究により,その平方根を磁場を含まない簡単な擬微分作用素と摂動に分解でき,磁場の効果を取り出すことができた。このことを用いて,複素化された相対論的パウリ作用素の大域的楕円型評価が得られた。現在はまだ有界な磁場ポテンシャルの場合であるが,非有界な磁場の場合にも改良出来れば,最終目標に着実に近づくと思われることから「おおむね順調に進展している。」とした。現在までに得られた結果をまとめる。(1)光速をパラメータとしてもつパウリ作用素の平方根で定義される作用素に,各々遠方で正の無限大および負の無限大に発散するポテンシャルを加えた2つの作用素を考える。ポテンシャルに伸張解析性を仮定する。まず,筆者と連携研究者の論文(J. Math. Soc. Japan, 2010)で証明された定理を用いて,これらのスペクトル構造を決定した。1つの作用素は,離散固有値からなり,もう一方の作用素は実数全体がスペクトルとなっている。次に,後者の作用素のレゾナンスの非存在領域を得ること,および,適当な条件のもと,埋め込まれた固有値が存在しないことを証明した。尚,非存在領域は,ある種のポテンシャルでは,ほぼ最良の結果である。最後に,光速を無限大にする非相対論的極限を考えた。2つの作用素は,非相対論的極限においては,あるパウリ作用素に近づくことが証明され,考えている作用素の固有値やレゾナンスは各々対応するパウリ作用素の固有値やレゾナンスに収束することが示された。(2)遠方で無限大に発散ポテンシャルをもつディラック作用素を考えた。スペクトルの性質,レゾナンスの非存在領域,非相対論的極限について調べた。FW変換と呼ばれる変換を用いることで,その主要部は,(1)で現れた2つの作用素を用いて記述できるが,さらに詳しい解析が必要である。(1)で用いた定理を利用して,スペクトルが実数全体であることを証明した。さらに,numerical rangeを詳しく解析することで,レゾナンスの非存在領域を得た。次に,光速を大きくすることで,あるパウリ作用素の固有値の近傍にレゾナンスが存在すること,別のパウリ作用素のレゾナンスの近傍にもレゾナンスが存在することを証明した。遠方で発散する解析的な電磁ポテンシャルをもつディラック作用素について,スペクトル構造,レゾナンスの非存在領域,非相対論的極限(光速を無限大にする極限)を調べることが目的である。

特に,磁場と電場の発散の度合いにそれらは大きく影響すると予想をしている。現在のところ,磁場ポテンシャルに有界性が必要である。FW変換を用いて,2つの相対論的パウリ作用素からなる主要部と摂動部分に分けて,議論を行っている。平成28年度の研究において,相対論的パウリ作用素のレゾナンスの非存在領域に進展があった。その結果を用いることで,ディラック作用素のその領域についても新しい結果が得られた。それらの結果は,平成27年度の段階では予想していなかったものである。その他の内容についても,平成27年度時点より,精密化が行われている。遠方で発散する電場ポテンシャルと有界な磁場ポテンシャルの場合は,これが1つの到達点であるということから,2つのプレプリントにまとめた。ディラック作用素は相対論的量子力学における重要な作用素であり,そのスペクトルやレゾナンスの数学的な解析は数理物理学の主要テーマの1つである.この研究では有界な磁場ポテンシャルと遠方で発散する電場ポテンシャルをもつディラック作用素およびその主要部に対応する2つの相対論的パウリ作用素のスペクトル構造とレゾナンスについて解析を行った.ポテンシャルには伸張解析性を仮定した.(最終年度以前の結果)1つの相対論的パウリ作用素は離散固有値のみをもち,固有値以外のレゾナンスは存在しないことを示した.もう1つの相対論的パウリ作用素は実数全体をスペクトルとしてもち,レゾナンスが(存在するとすれば)上半平面上にあることを示した.また,光速に関して一様な形のレゾナンス非存在領域の1つを求め,光速を無限大にする極限(非相対論的極限)においてレゾナンスが対応するパウリ作用素のレゾナンスに収束すること,得られた非存在領域は適当なポテンシャルにおいては最良であることを示した.これらの結果は平成29年にPubl.Res.Inst.Math.Sci.に掲載された.ディラック作用素にある変換を施すと,主要部はこれら2つの相対論的パウリ作用素の直和となる.これまでの相対論的パウリ作用素の結果を利用し,さらに詳しい解析を行うことで,ディラック作用素のスペクトル構造の決定およびレゾナンスの非存在領域,レゾナンスの非相対論的極限に関する結果を得た.(最終年度の結果)ディラック作用素のレゾナンスの非存在領域に関して,前年度より詳しい結果が得られた.その結果と今まで得られたディラック作用素に関する結果を論文にまとめ雑誌に投稿した.現在,査読中である.相対論的量子力学で重要なハミルトニアンであるディラック作用素および相対論的パウリ作用素のスペクトルとレゾナンス(複素固有値)の解析を目的にした.磁場ポテンシャルは有界であり,電場ポテンシャルは非有界とし,さらに伸張解析を仮定した.まず,これらの作用素を複素化したハミルトニアンの性質からスペクトルの性質を調べ,その後レゾナンスの非存在領域を求めた.さらに,光速を無限大にすることで,それらのレゾナンスが対応するパウリ作用素のレゾナンス(または固有値)に収束することも示した.(今年度から,研究進展のため安藤和典准教授(愛媛大学)を連携研究者に追加する。)
光電子ニューロデバイスの研究

超並列演算が必要なニューロコンピューティングのハード化には、学習によってシナプス結合重みが変わる適応デバイスと光配線素子がキー・デバイスである。本年度においては、前年度から研究・試作を続けてきた電気適応デバイスを改良してよりアルゴリズムに近い自己組織化機能を確認すると共に、さらに光配線に適した光適応デバイスを考案・試作した。また、光配線素子の基礎となる結晶材料については、格子不整合基板上に歪単分子超格子を導入することによって、エピタキシャル層内の結晶欠陥(転位)を大幅に減らすことを試みた。電気適応デバイスについては、フローティングゲートへの電子の注入と放出用の端子を独立に設け、またシナプス結合重みが修正信号の印加時間に比例して変わる修正信号発生回路を考案・試作した。これらを用いて2層の基本光電子ネットワークを構成し、学習・自己組織化機能を確認した。また、多層ネットワークの自己組織化も可能なことが原理的に明らかにされた。光適応デバイスでは、フローティングゲートに注入される電子数を光信号によって制御することを試みた。光信号の強度に比例して、MOSトランジスタのしきい値が高くなることが明らかにされた。このデバイスへ差動結合させることにより、光信号によって結合重みを変化させることができる。光配線素については、チップ間光配線用にSi基板を透過する光(波長1.1μm以上)を出す結晶材料として、InGaAs on Siが候補である。その前段階として化合物半導体どうしのInGaAs on GaAsの低転位化を試みた。その結果、(InAs)l(GaAs)n歪単分子超格子を挿入することによって、InGaAs層内の貫通転位を大幅に減らすことができた。今後は、光適応デバイスと光配線素子を中心にして、より汎用性の高い基本デバイスの確立に向けて研究を進める予定である。
児童虐待の被害を測定する国際的調査票の日本語版の作成

本研究は、児童虐待の被害を測定するための調査票の日本語版を作成し、その信頼性と妥当性を検討することを目的とした。調査票の日本語版は、一次翻訳、逆翻訳、逆翻訳を基にしたACE study担当者との協議、という過程を経て作成された。調査票の信頼性の検討には再テスト法を用いた。精神的な健康の総合指標として一般健康調査票を用い、スコアが3点以上の者を精神的な不調がある者と定義した。再テストは4ヶ月後に実施した。ACEスコアによる精神的な不調を持つ者の割合の変化を観察し、本調査票の妥当性を検討した。本研究によって、ACEを測定する日本語版の調査票が作成され、その信頼性と妥当性が示された。平成24年度は、米国のCenters for Disease Control and PreventionによるAdverse Childhood Experiences (ACE) Studyで用いられた調査票を日本語版に翻訳した。具体的には、まず、一次翻訳として調査票の和訳を作成し、その後、和訳した調査票を逆翻訳として再度英訳した。さらに、逆翻訳された調査票ともとの調査票を様々な視点から比較検討し、調査票の和訳を完成させた。なお、逆翻訳ともとの調査票との比較検討を行う際には、ACE Studyに関係した米国の研究者らからもコメントを得て、調査票の和訳の妥当性を検討する参考情報とした。平成25年度は、作成した調査票の信頼性と妥当性を検討した。具体的には、調査協力者らに対して、作成した調査票に実際に回答してもらい、その後、一定の期間をおいてから再度回答してもらうことで、同一人物の間における回答の一貫性を検討した。また、ACEと関連を持つことが一般的に知られている項目との間で、本研究においても同様に関連がみられるかどうかを確認した。本研究によって、児童虐待の被害を測定するために世界的に用いられている調査票の日本語版が作成され、その信頼性と妥当性を検討することができた。本調査票は、今後、幅広い分野で様々な研究に活用されることが期待される。本研究は、児童虐待の被害を測定するための、既に多言語に翻訳され国際的に用いられているACE studyの調査票の日本語版を作成することを目的としている。本研究の申請時の遂行計画では、初年度(平成24年度)に調査票の日本語訳を作成し、次年度(平成25年度)には、作成した調査票を用いて実際に疫学調査を行い、調査票の信頼性と妥当性を検討し、得られた結果を学術論文として公表することを予定していた。申請時の研究計画と照らしあわせて平成24年度の研究実績を概説すると、平成24年度は当初の計画通りに研究を推進させることができたと言える。まず、CDCのホームページに公開されているACE Studyで利用された調査票を翻訳会社に送り、和訳を依頼した。また、同時に研究代表者自身も和訳を行い、翻訳会社から返却された和訳と研究代表者自身で和訳した内容を比較検討した。生じた疑問を翻訳会社と確認しながら、最も妥当な和訳を選出し、最終的に1つの調査票を作成した(一時翻訳)。次に、作成した日本語の調査票を、改めて翻訳会社に送り、英訳を依頼した(逆翻訳)。その後、翻訳会社から返却された英訳と、もとの英語版の調査票の内容を研究代表者自身が比較検討し、更に、英語版調査票の作成者らと協議を行い、日本語版の調査票に必要な修正を加え、最終的な日本語版調査票を完成させた。以上のことから、平成24年度は当初の計画通りに研究を推進することができており、平成25年度も本研究を円滑に推進できるものと思われる。本研究において、平成24年度に予定していたタスクは比較的負担の軽いものであった。また、想定から大きく外れた実際的な障害もなく、現在までのところは当初の予定通りに研究が進捗している。平成25年度は、前年度に作成した調査票(最終版)を実際に用いてその信頼性、妥当性を検討する。また、得られた結果を解析し、学会発表や学術雑誌への論文掲載を予定している。平成25年度には、前年度に作成した調査票(最終版)を実際に用いて、対象者の児童虐待の被害経験を測定する。その後数ヶ月の期間を開け、同一の対象者に対して再度同じ調査票を用いた調査を行う。2度の調査間における回答の違いを検討することで、本調査票の信頼性を評価する。更に、これまでの研究報告により児童虐待の被害経験と関連を持つとされている要因を合わせて調査する。これらの要因が本調査票で得られた児童虐待の被害経験と関連を持つことを確認することで、本調査票の妥当性を検討する。本調査は、最終産物である日本語版の調査票を公表することで初めて成果を社会に還元することができる。

そのため、国内外の学会や学術雑誌へ論文を投稿することを予定している。平成24年度は、調査票の和訳や逆翻訳にかかる費用や海外旅費を想定よりも低く抑えることができたこと等により次年度に研究資金が繰り越された。平成25年度は、作成した調査票を用いて実際に調査を行い、データを分析し、学術的に発表をすることを予定している。上記の計画を円滑に遂行するために、平成25年度は研究費を逐次使用する必要がある。まず、分析に必要な対象者数を十分確保するために、調査活動自体に多くの研究費が必要となる。また、個人情報に加えて、児童虐待の被害経験といった対象者の内面に深く関わる内容を聴取すること等を考え、分析にはインターネットからは遮断されたパソコンを用いる必要がある。さらに、国内外の学会で成果を発表することや学術雑誌へ論文を掲載することで、本研究結果の認知、活用を促す必要がある。これら、大きく3つの分野に研究費を使用することを予定している。
環境変動への耐性と省電力を両立したデータセンタの仮想ネットワーク制御技術の研究

これまでの研究では、光通信を導入したデータセンターにおいて、仮想ネットワークを制御することによって、データセンタネットワークを省電力化する方法について提案してきた。しかしながら、仮想ネットワーク制御手法のスケーラビリティに関しては検証しておらず、提案手法が大規模な環境でもどうさするかについては明らかにしていない。そこで、今年度の研究では、データセンタネットワーク内のサーバーラック数や収容トラヒック量を増加させた場合について評価を行い、提案手法が大規模なデータセンタネットワークにも適用可能であることについて明らかにする。前年度に提案した手法を用いて、制御対象となるサーバーラック数を増加させた場合も提案手法が要求される性能を満たす仮想ネットワークを少ない数の仮想リンクで構築し、大規模なデータセンターネットワークにも有効であることを明らかにした。また、これまではネットワーク制御の観点から、サーバーラック間を接続する仮想ネットワークを制御し、データセンタネットワークの省電力化について取り組んできた。今年度の研究では、サーバの観点からの省電力化に取り組むために、マルチテナント方式のデータセンターにおいて、環境変動として故障への耐性と省電力性を両立する制御手法について検討を行った。本手法では、耐故障性の保障のために、データを複数のチャンクに分割し、レプリカとして複数台の仮想マシンで保持する方式を用いて耐故障性を保障する方法をとる。本提案手法では、機器の故障発生時に通信できなくなくなる仮想マシンの数を調査する方法を提案し、その方法を用いて耐故障性を保証しつつ、省電力な仮想マシンの配置を行う方法を提案した。シミュレーションによる評価により、収容テナント数が増えると少ないレプリカ数でも、省電力な仮想マシンの配置が可能なことを明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究では、従来型のデータセンターよりも、目標性能を達成するために必要なネットワーク機器が少ない仮想ネットワーク構築手法について提案してきた。しかしながら、光通信を導入することによる消費電力への影響や、目標性能の変化に応じて仮想ネットワークを動的に制御することが、省電力化に有効な手段であることについては示していない。今年度の研究では、光通信を導入することによる消費電力への影響と目標性能の変化に応じて仮想ネットワークを動的に制御することの有効性を明らかにした。1.光通信を導入することによる消費電力への影響について調査を行うために、ラック内のサーバと接続しているToRスイッチの各ポートと光スイッチが接続したネットワーク構造を用いて調査を行う。提案手法では、目標性能の変化に応じて、仮想ネットワークを動的に再構成し、不必要な機器の電源を落とすことで省電力化を行う。ToRスイッチの電気ポートを直接接続した電気通信のみの固定のネットワークの消費電力と光通信を導入し、提案手法を用いた場合の消費電力を比較すると、一部の領域では光通信の機器を加えるため、消費電力が増加する。一方で、目標性能の変化に応じて、仮想ネットワークを再築することにより、不要な機器の電源を落とすため、電気通信のみの固定のネットワークよりも、大幅に消費電力が削減できることを明らかにした。また、固定のネットワークからリンクを削減することでネットワーク制御をする手法との比較を行い、トラピック量の変動に応じて、仮想ネットワークを動的に再構築することが、消費電力の削減に有効な手段であることを明らかにした。本年では、環境変動に応じて仮想ネットワークを動的に制御することによって、従来のデータセンターネットワークよりも省電力であることを明らかにし、提案手法の有効性を示せた。また、提案手法を既存の機器で実現する方法や経路制御についても議論しており、研究はおおむね順調に進展しているといえる。本研究課題では、省電力性と環境変動への耐性の両立を目指したデータセンターの仮想ネットワーク制御について研究を行ってきた。

2年目は経路制御による省電力化を行う予定であったが、その効果が低くスケールの小さい話になってしまうため、計画を変更し、近年のデータセンターで用いられるマルチテナント方式を用いる場合について研究、及び議論し、環境変動として故障への対応と省電力性を両立する制御手法について議論する。
芸術遺産/資本の表象-19世紀仏の挿絵入り美術出版物に関する調査研究

複製版画による挿絵入り美術出版物というメディアの国際的往来の考察を通じて、19世紀の産業応用芸術運動を背景とした芸術遺産/資産の表象の問題に光をあてた。とくにフランスから明治日本へ送られた挿絵入り美術出版物をめぐって、明治の洋画や工芸、蜷川式胤との関係から新知見を得て、さらに個別研究も含めた今後の研究の展開の可能性を得ることもできた。本調査研究は、芸術的・文化的産物が産業社会における貴重な資本/守るべき国家遺産とみなされていく近代の流れのなかで制作された、挿絵入り美術出版物の背景と意義、および、国際的な往来の概要について、近代フランスと日本を中心に明らかにするものである。本年度は、(1)応用芸術に関連する挿絵入り美術出版物の役割と意義に関する同時代の評価、(2)絵入り美術出版物の贈与を通じたフランスの対外文化政策、特に明治日本との関係をめぐる調査研究と資料収集を進めた。(1)については、主にパリの国立図書館版画室および印刷書籍部、装飾芸術美術館図書室において、この分野の代表的な版画家ジュール・ジャックマールとエドゥアール・リエヴルの制作活動と評価について、資料収集と考察をおこないつつ、デジタル画像の収集に努めた。(2)については、早稲田大学や東京大学等の大学図書館、国立国会図書館、国立公文書館、国文学研究資料館などでの国内調査と平行して、パリの国立公文書館、および東洋言語学校(現INALCO)での資料調査を進めた。同学校は、1870年代から19世紀末にかけて、付属図書室の形成のため、東洋諸国政府とのあいだの交換事業によって、東洋語書籍の入手をはかっている。日本側からフランス宛に送られてきた数千冊に及ぶ書籍類については、すでに国文学研究資料館の協力の下に目録が作られているが、フランス側から日本宛に送られてきたはずの書籍類については、手つかずのままであった。本調査ははじめて、その一部として、現在の国立国会図書館(東京)が所蔵する約50冊を特定し、そこに応用芸術運動、明治の洋画史、文化財保護との関係など、美術史的、文化史的観点から興味深いイメージとテキストが含まれていること、明治の文化財行政に貢献し、近年注目が集まっている蜷川式胤の関与という新事実を明らかにすることができた。本調査研究は,芸術的・文化的産物が産業社会における貴重な資本/守るべき国家遺産とみなされていく近代の流れのなかで制作された挿絵入り美術出版物の背景と意義,国際的な往来の概要について,近代フランスと日本を中心に明らかにするものである。本年度は昨年度の調査を引き継ぎつつ,(1)パリの国立東洋言語文明研究所(INALCO)と国立公文書館において,フランスの文化芸術行政との関わりのなかで,第三共和制期のフランスから明治日本へ送られてきた挿絵入り美術出版物をめぐる行政文書の調査研究を進めた。(2)パリの国立図書館において,19世紀フランスの各種新聞雑誌や万国博覧会報告書等を渉猟し,フランス政府の対外文化政策や産業応用芸術振興策に関連する言説や,挿絵入り美術出版物全般に関する言説を収集・考察した。(3)パリの装飾芸術美術館図書室,リモージュのアドリアン・デュブッシェ美術館においてこの分野における主要作品のデジタル画像の収集を進め,イメージをノート型PCに取り込んでデータベース化を試みた。(4)国内での補完的な資料調査も進めた。昨年度の調査研究の成果をふまえ,未公刊の一次資料の掘り起こしを主とするこれらの調査を通じて,(1)応用芸術に関連する挿絵入り美術出版物の役割と意義に関する同時代の評価,(2)挿絵入り美術出版物の贈与を通じたフランスの対外文化政策,特に日本との関係,(3)芸術的伝統が社会的共有財産として評価・活用される近代の過程において,挿絵入り美術出版物という表象手段が果たした役割について,分析と考察を深めることができた。本調査研究は、芸術的・文化的産物が産業社会における貴重な資本/守るべき国家遺産とみなされていく近代の流れのなかで制作された挿絵入り美術出版物の背景と意義、国際的な往来の概要について、近代フランスと日本を中心に明らかにするものである。本年度は、昨年度の調査研究を補完する調査、を続行しつつ、これまでの調査結果を総括し、研究成果を発表する準備を進めた。(1)19年度までの調査研究を補完するため、パリの国立図書館、国立装飾芸術美術館図書室において、19世紀フランスの各種新聞雑誌や万国博覧会報告書等を渉猟し、フランス政府の対外文化政策や産業応用芸術振興策に関連する言説、および、挿絵入り美術出版物全般に関する言説を収集・考察した。(2)平行して、国内での資料調査(大学図書館、国立国会図書館、国立公文書館、国文学研究資料館、東京国立博物館、国立西洋美術館資料室等において)も進め、本調査研究ならではの視覚的情報の国際的往来についての分析を深めることができた。(3)これらの調査研究を通じ、パリの国立東洋言語文明研究所(INALCO)から日本へ送られた挿絵入り美術出版物群をめぐって、(1)明治の工芸、(2)蜷川式胤、(2)明治の洋画との関係などから、美術史・文化史的新知見を得ることができた。また、今後、さらなる調査研究へ展開させていく可能性も得た。

(4)とくに蜷川との関係を軸とする考察を通じては、近年注目を集める陶磁器をめぐる目本とヨーロッパの関係という文脈への広がりを得るにいたった。(5)本調査報告は所属機関の次号の紀要に発表予定である。
キャリア後期におけるワークモチベーションのメカニズムのモデル化

ワークモチベーションの既存理論は「若年成人」をベースに構築され、少子高齢化及び労働力の高齢化によって長期化するキャリア後期のワークモチベーションを説明するのに限界がある。従来の人材マネジメントは、組織内競争原理を前提とした優秀人材の採用・育成・選抜を議論してきたが、キャリア後期には組織内競争原理に乗らない高年齢者が増加する。本研究は、このような高年齢者として「役職に就かない層」「ポストオフで役職から降りる層」「定年後に働き続ける層」を対象に定性調査を行い、ワークモチベーションのプロセス及びメカニズムのモデル化を試み、高年齢者が自らワークモチベーション向上に取り組めるための施策を検討する。
カゼインmRNAポリAの調節機構と乳腺の老化に関する研究

マウスの乳腺では、分娩の直前からミルクの合成が始まり、合成量は徐々に増加し1213日に最大になる、以後急速に減少し18日頃に停止する。この間で細胞分裂は起こらないため、泌乳量は乳腺細胞の機能の活性を反映する。この実験系を用いてカゼインmRNAの安定性と老化に関する研究を行った。実験には妊娠13日(妊娠中期)から泌乳17日(泌乳末期)までの様々な時期のマウスを用いた。RNAを抽入し、ノーザンブロットによりカゼインmRNAを可視化した。RNAはオリゴdTの存在・非存在下で反応させ、RNase HでポリAを消化し、その差からポリAの長さを決定した。また、6時間乳腺をmRNA合成阻害剤を加えて培養し、mRNAの消失速度から半減期を測定した。βとγカゼインmRNAについて調べた。妊娠中ではポリAの長さは約50塩基であったが、カゼインの合成が始まると約100塩基となり、泌乳中期でほぼこの長さが保たれていたが、泌乳15日あるいは18日では約60塩基と短くなった。ポリAの長さは転写の段階で決まり、ポリAポリメラーゼ活性と平行して変化した。一方、カゼインmRNAの半減期においても同様な変化が見られた。βカゼインmRNAの半減期は、妊娠中約10時間であったが、妊娠18日では17時間、泌乳1日では19時間と安定となった。しかし泌乳18日では約5時間と不安定になった。mRNAの安定性はポリAの長さと関係することを明らかにした。ポリAの長さは核の中で起こる転写の段階で決まり、乳腺の活性化と老化との関係を明らかにした。妊娠末期から泌乳末期までの幾つかの時期のマウスの乳腺から(β、γ)カゼインmRNAを抽出しポリAの長さを決定した。また、同じ時期の乳腺を器官培養し組織内でのカゼインmRNAの半減期を測定した。ポリAの長さはオリゴdTの存在・非存在下でインキュベートした後RNase Hで消化し求めた。また、カゼインmRNAの半減期はアルファアマニチンを加えた培養液で培養しmRNAの合成が起こらない条件下で測定した。カゼインmRNAのポリAの長さは妊娠中では50程度であったが、妊娠末期から長くなり分娩当日120程度となった。しかし、泌乳の進行とともに短くなり泌乳18日では50程度となった。別の実験から泌乳の進行とともにポリAを延ばす能力自身が低下していることを明らかにした。カゼインmRNAの半減期は、ポリAの長さに正比例した。ポリAの長さは転写(核内)の段階で決定され、細胞質では短くならない。この事実から、ポリAの長さを変化させることによりmRNAの安定性を調節していることが判明した。この研究の重要性は、転写調節に加えて分解の段階でも調節する機構が存在することを意味し、ポリAの役割について新しい知見を加えることができた。マウスの乳腺では、分娩の直前からミルクの合成が如まり、合成量は徐々に増加し1213日に最大になる。以後急速に減少し18日頃に停止する。

RNAを抽出し、ノーザンブロットによりカゼインmRNAを可視化した。RNAはオリゴdTの存在・非存在下で反応させ、RNase HでポリAを消化し、その差からポリAの長さを決定した。また、6時間乳腺をmRNA合成阻害剤を加えて培養し、mRNAの消失速度から半減期を測定した。βとγカゼインmRNAについて調べた。妊娠中ではポリAの長さは約50塩基であったが、カゼインの合成が始まると約100塩基となり、泌乳中期までほぽこの長さが保たれていたが、泌乳15日あるいは18日では約60塩基と短くなった。ポリAの長さは転写の段階で決まり、ポリAポリメラーゼ活性と平行して変化した。一方、カゼインmRNAの半減期においても同様な変化が見られた。βカゼインmRNAの半減期は、妊娠中約10時間であったが、妊娠18日では17時間、泌乳1日では19時間と安定となった。しかし泌乳18日では約5時間と不安定になった。mRNAの安定性はポリAの長さと関係することを明らかにした。ポリAの長さは核の中で起こる転写の段階で決まり、乳腺の活性化と老化との関係を明らかにした。
誘電凍結法により冷凍した食品のテクスチャーと組織構造

【目的】本研究は、急速凍結法、緩慢凍結法(鶏胸肉のみ)を併せて用いて、誘電凍結法により冷凍した食品の解凍後の品質を評価することを目的とした。【方法】誘電冷凍装置は(株)アビー製で、急速冷凍庫内(-45°C)に静磁場と動磁場を重畳させて振動磁場を食品に作用させるもので、周波数540Hzを使用し、同規格で誘電装置のない急速冷凍庫での冷凍と比較検討した。実験材料は、鶏胸肉(ブロイラー、生後5558日)を整形して脱気包装、ニンジンは小片を65°C10分間加熱し15個を一袋にして脱気包装、グリーンアスパラガスは先端から21cm長さで切断したものを無包装で65°C2分間前処理、カボチャ(えびす)は直径1.5cm、高さ1.2cmの円盤状に切り出して脱気包装65°C10分の前処理、の4種類を使用した。冷凍は誘電冷凍、急速冷凍いずれも試料片の中心部が-40°Cになって5分経過後まで行い、一定条件で解凍後に(山電、RE-330059),樹脂包埋切片の顕微鏡観察及び画像解析を行った。【結果】鶏胸肉は冷凍1週間後では凍結法間の差が認められなかったが6.5ヶ月貯蔵後では30Hzで誘電冷凍したものの破断応力値が小さく,光学・透過電子顕微鏡観察の結果でも凍結変性による筋繊維内の空隙の生成が抑制されて誘電冷凍の効果が認められた。ニンジン皮層部柔組織では、いずれの凍結法でも組織内に氷結晶跡を示す空隙が多く見られたが細胞破壊は認められず、20Hz処理の空隙率が若干小さかった。一方、アスパラガスの髄部柔組織では細胞破壊が著しく、誘電冷凍の効果はほとんど認められなかった。これに対してカボチャは、試料片の比重によって誘電処理の効果に相違が見られ、比重の大なものは30Hzで好結果であったが、比重の小なものでは効果は期待できなかった。水分含有量の大な食品の誘電処理については、本研究条件以外も検討する必要がある。大学生による官能検査では判定不能であった。本研究は、食品のより望ましい貯蔵法を追究することを目的として、誘電冷凍法と急速冷凍法、緩慢冷凍法を用いて食品の冷凍・解凍後の品質を比較評価したものである。誘電冷凍装置は、(株)アピー製で冷凍庫内(-45°C)に静磁場と動磁場を重畳させて振動磁場を食品に作用させ、食品内に発生する微弱な振動電流によって水分子のクラスターをより小集団化するとともに過冷却状態を起こさせ、凍結点を下げて凍結させることを特徴としているもので、同規格で誘電装置のない急速冷凍庫(-45°C)、及び恒温器(-20°C,東洋製作所AGX-225)での冷凍と比較検討した。実験材料は、五寸ニンジン(徳島産、長崎産)と鶏胸肉(徳島産ブロイラー)を用い、ニンジンは3.7±0.2gの小片を65°C10分間予加熱し15個を1袋にして脱気包装した。鶏胸肉は皮を除いて180gに整形して一枚ずつ脱気包装した。

-20°C冷凍を除いて品温-35°Cまで冷凍庫内で冷凍して後は-30°Cの保管庫に貯蔵した。7日間貯蔵後、内部温度が0°Cになるまで25°C流水で解凍し、試料の破断応力測定(山電,RE-33005)、樹脂包埋切片の光学顕微鏡観察、食物系専攻4年生による官能倹査(鶏肉は蒸し加熱後)を行った。ニンジンにおいては、組織内に見られる氷結晶の跡が緩慢・急速冷凍では大きく塊状に存在したが、誘電冷凍では氷結晶の跡はより小さく、組織全体に分散していた。破断応力、破断歪率ともに若千小さく、官能倹査では5%の危険率でかみ切りやすいと判定された。一方鶏肉では、光顕観察で急速冷凍と緩慢冷凍の差は顕著であったが、誘電冷凍との差は判定するに至らなかった。今後、透過電子顕微鏡観察により微細構造の相違を検討するとともに、4ヶ月程度貯蔵した試料において差異の有無を迫究する予定である。本研究は昨年に引き続き、誘電冷凍法が食品の冷凍・解凍後の品質に及ぼす影響を評価した。誘電冷凍装置は、(株)アビー製で冷凍庫内-45°C)に静磁場と動磁場を重畳させて振動磁場を食品に作用させるもので、周波数540Hz、磁束密度0.61.2mTを使用し、同規格で誘電装置のない急速冷凍庫-45°C)での冷凍と比較検討した.実験材料としては、昨年同様に処理した鶏胸肉(徳島産ブロイラー)と五寸ニンジン(徳島産)を使用したほか、直径1.5cm高さ1.2cmの円盤状に切り出して脱気包装後65°C10分の前処理をしたカボチャ(北海道産、ニュージーランド産)と、先端から21cm長さで切断したものを65°C2分間前処理したアスパラガス(国産)を使用した。冷凍は誘電冷凍、急速冷凍いずれも試料片の中心部が40°Cになって5分経過後まで行い、一定条件で解凍し、破断強度解析(山電,RE-33005)、樹脂包埋切片の顕微鏡観察及び画像解析、大学4年生による官能検査(鶏肉は蒸し加熱後)を行った。冷却速度は周波数の大なものほど遅れた.鶏肉は冷凍一週間後では冷凍方法の差が認められなかったが、静磁場が働いた保管庫で6.5ケ月貯蔵した後では、30Hzで誘電冷凍の方が破断応力値が低く、光学・透過電子顕微鏡観察の結果でも凍結変性による筋繊維内の空隙の生成が抑制されて磁場の効果が認められた。カボチャは果肉の比重によって冷凍損傷に相違が見られ、比重が1.078では30Hzで好結果であったが、比重1.027では20Hzでも損傷が対照より大であった。ニンジン皮層部柔組織では細胞間隙が生じ、細胞破壊はほとんど認められなかった.一方、アスパラガスの散在維管束間柔組織では細胞破壊が著しく、また下部厚角組織は破壊されなかった。両者の場合20Hzの処理で凍結前により近い値を示した。大学生による官能検査では、判定不能であった。
鳥類性染色体の構造・挙動と遺伝子機能

平成9年度は3年間にわたる本共同研究の最終年度にあたるため、研究分担者のH.マグレガ-教授が主催して1997年10月1、2日の両日イギリスのレスター大学で鳥類染色体の分子細胞遺伝学シンポジウムが開かれ、日本、イギリス、ロシア、フランス、ドイツの研究者約20名が集まり最新の研究成果を発表した。水野と研究協力者の小川、堀、寺西、伊藤はニワトリのZ、W染色体上の遺伝子検索の現状、Z染色体上の雄特異的高メチル化領域(MHMregion)とこの領域から雌特異的に転写が行われ、転写産物は核局在性の高分子RNAとして検出されること、ニワトリW染色体上のEE0.6配列の関連配列に基づくニホンコウノトリのPCR性判別、平胸類と深胸類の性染色体の進化的起源が同一の相同染色体対であることを発表した。I.ソロベイ博士(セントペテルスブルグ大学)は水野、小川との共同研究の成果として、ニワトリW染色体に特異的なXhoI,EcoRI-ファミリー反復配列が雌の減数分裂前期にみられるWランプブラッシ染色体上で異なったクロモメア(染色小粒)を形成し、ニワトリの品種間、個体間でこれらの反復配列の反復回数が大きく異なる場合があり、そのような変動がクロモメアの著しい大きさの変動と対応していることを発表した。シンポジウムに先だって水野と研究協力者はエジンバラのロスリン研究所を訪れ、ニワトリのゲノムマッピングプロジェクトのとりまとめ役であるD.バ-ト博士と性染色体上のマイクロサテライト配列の研究状況などについて情報交換を行った。水野と研究協力者はシンポジウム後にレスター大学のマグレガ-教授の研究室でニワトリのランプブラッシ染色体に対する蛍光in situハイブリダイゼーション実験をソロベイ博士をまじえて行い、上記MHM領域からの転写がZランプブラッシ染色体短腕中部の特定の一対のループ上で起こっていることを明らかにした。核内で異常凝縮を示すヘテロクロマチンの分子構築はまだ解明されていない。本研究はニワトリの核内で顕著なヘテロクロマチンを形成する性染色体に注目して、そのDNA配列の性質を明らかにすることを目的とするものである。特に、これまで研究されていない、Z染色体端部のヘテロクロマチンを構成するDNAのクローニングと塩基配列上の特徴、Z染色体上の存在様式について研究した。先ず、レーザーマイクロダイセクションとランダムなPCR法を適用して、1本のZ染色体の端部由来のゲノムライブラリーを作製した。このライブラリーからそれぞれ約12kbのインサートを含むpCZTH5-8,12-8の2クローンを選別した。分裂中期の染色体に対して蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)を行った結果、両クローンともZ染色体の一端のヘテロクロマチン部位に強いシグナルを与えた。12-8クローンの場合には1-4番染色体の端部にも弱いシグナルを与えた。卵母細胞からランプブラッシ染色体を分離して、FISHを行った結果、5-8配列はZ染色体一端の小ループ領域に広く、12-8配列はサブテロメア部位のリボン状大ループ(TBL)に分布することが明らかになった。小ループ、大ループで両配列が転写されていることがループ上のRNAへのハイブリダイゼーションにより示唆された。塩基配列レベルの解析により、5-8配列は約24kbのNheI断片に含まれるマクロサテライト配列で、この単位が約830回反復してZ染色体端部ヘテロクロマチンDNAのほとんど全てを構成していることが示された。5-8と12-8は約1.4kbの共通配列を含んでいた。

5-8配列の大部分はGallus属に特有の進化上新しく増幅した配列であること、Wヘテロクロマチン構成DNAのような湾曲性を示さないこと、ゲノム中で高度にメチル化修飾を受けていることなどが明らかになった。ニワトリW染色体(雌特有の性染色体)DNAの約65%は高度湾曲反復配列のXhoI、EcoRIファミリーから構成されている。W染色体の一方の腕の大部分はEcoRIファミリーで、動原体周辺部は広くXhoIファミリーで占められている。この両ファミリーが占める領域の中間部に存在する約25kbの非反復DNA部位(CW-01)をクローニングし、その中の0.6kb EcoRI断片(EE0.6)の配列が調べた8目18種の鳥類のW染色体上に高度に保存されていることをサザンブロット解析で示した。EE0.6中からプライマー配列を選んでゲノムDNAに対してPCRを行うと雌のみから約380bpの増幅産物を与える種と雄ゲノムからも低レベルの増幅産物を与える種が存在した。これはZ染色体(雌雄共通の性染色体)上にもEE0.6関連配列が存在し、その塩基配列が種によってW染色体上のものと類似性が高いためと考えられた。そこで、PCRで後者の結果を与えるニホンコウノトリについて、W、Z染色体上のEE0.6相同配列をクローニングして塩基配列を比較したところ92%という高い類似性が示された。しかし、これらの配列中、数塩基の配列の異なる部位を選んでプラーマ-としてPCRを行うと雌ゲノムのみから増幅産物が得られた。このように、ニワトリEE0.6配列に基づく性判別が広い範囲の鳥類種に適用できることが明らかになった。また、ニワトリ品種間ではEcoRIファミリー含量に大、小2タイプが存在する。一方、エジプト産ファヨウミではXhoIファミリーの含量が著しく少ない。雌減数分裂前期のランプブラッシ染色体に対しEcoRI、XhoIファミリープローブを用いて蛍光in situハイブリダイゼーションを行って調べた結果、前者はクロモメア(染色小粒)1の、後者はクロモメア3の大、小と対応することが明瞭に示され、クロモメアと反復DNAファミリーの対応関係が明確になった。ニワトリZ染色体短腕中部にMHM(male hypermethylated)regionを見いだした。この部位は雄の2本のZ染色体上ではともに高度にDNAメチル化を受けているが、雌の1本のZ染色体上では低メチル化状態にある。この部位では雌でのみRNAへの転写が行われており、その生物学的意味に興味がもたれる。平成9年度は3年間にわたる本共同研究の最終年度にあたるため、研究分担者のH.マグレガ-教授が主催して1997年10月1、2日の両日イギリスのレスター大学で鳥類染色体の分子細胞遺伝学シンポジウムが開かれ、日本、イギリス、ロシア、フランス、ドイツの研究者約20名が集まり最新の研究成果を発表した。水野と研究協力者の小川、堀、寺西、伊藤はニワトリのZ、W染色体上の遺伝子検索の現状、Z染色体上の雄特異的高メチル化領域(MHMregion)とこの領域から雌特異的に転写が行われ、転写産物は核局在性の高分子RNAとして検出されること、ニワトリW染色体上のEE0.6配列の関連配列に基づくニホンコウノトリのPCR性判別、平胸類と深胸類の性染色体の進化的起源が同一の相同染色体対であることを発表した。
幅広い高齢者に適用可能なサルコペニア予防・介護予防の身体活動基準の作成と評価

本研究では、これまでに蓄積してきた知見をもとに、「健康状態や生活状況の異なる幅広い高齢者に適応可能なサルコペニア予防、介護予防のための身体活動基準作成・評価を行う」ことを目的とした。具体的には、1)大規模コホートに基づく高齢者の健康、生活状況、身体活動量、筋量、体力に関するベースライン調査を実施すること、2)現場で実施可能なサルコペニア・介護予防プログラムを作成・評価すること、3)評価には医療経済学的指標を加えることを課題とした。そのために我々は、亀岡市の要介護3以上を除く約18000名を対象にした前向きコホート研究(亀岡スタディ)に着手した。本研究では、幅広い体力年齢の高齢者に適応可能なサルコペニア予防と介護予防のための身体活動基準の作成・評価を行うことを目的としている。以下が平成25年度の実績である。1.ベースライン調査からの課題、"亀岡study大規模データからADLレベル別の標準的な身体活動量を求める"については、平成24年度に実施できなった身体活動量調査を実施した。約8千人の亀岡市の地域高齢者に対して、3軸加速度計内蔵活動量計・簡易生活記録マークシートを配付し、約6千名からデータを回収できた。現在、この身体活動量に関するデータ整理・解析を進めている。2.身体活動量アップがサルコペニアの予防・改善に繋がるかについては、平成24年度に、亀岡studyの10地区の希望者500名を対象に、3ヶ月間、教室型(週1回の教室開催および日誌の配付とフィードバック)、ポピュレーション型(歩数計、アンクルウエイトの貸与および日誌の配付とフィードバック)で、ウェイティング方式によるランダム化比較試験(RCT)による運動介入を行った。その結果、3ヶ月間の運動介入は、筋量、筋厚、筋力、歩行速度などを改善させることが明らかとなった。平成25年度は、この運動介入グループに対しては、活動量計と日誌を配付した非観視型運動介入で、日誌のフィードバックを行ないながら、3ヶ月に1回のフォローアップ教室を実施し、1年後(ベースラインの1年半後)の体力測定を実施した。その結果、運動継続グループの筋量や体力は非介入群に比べ明らかに高値を示す項目が多かった。3.身体活動量の医療経済学面に及ぼす効果については、平成25年度は、運動介入群500名と非介入群500名に対する医療費・介護保険に関するデータ収集ができた。結果は現在解析中である。1.サルコペニア評価基準作成のためのベースライン調査:亀岡Studyでは、平成23年度(H24年3月から)全23地区から10地区を選び、ベースラインとしての体力測定を実施していたが、平成24年度は、前年度未実施の約200名を追加し、合計1381名に対する筋量・体力のデータが揃った。なお、京都コホート約500名、那珂川Studyコホート約1000名についても同様な測定を実施できた。2.地域展開の可能なサルコペニア予防プログラムの作成・検証:体力測定参加者の希望者500名を対象に、3ヶ月間、教室型(週1回の教室開催および日誌の配付とフィードバック)とポピュレーション型(自宅自己管理型:歩数計、アンクルウエイトの貸与および日誌の配付とフィードバック)で、ウェイティング方式によるランダム化比較試験(RCT)による運動介入を行った。3.身体活動量基準作成のためのデータの収集:プログラム介入の際、介入群における身体活動量を二重標識水(DLW)法と3軸加速度装置および簡易生活記録マークシートによって調査した。調査対象者数は介入前168名、うち78名は介入後測定にも参加した。"亀岡study大規模データからADLレベル別の標準的な身体活動量を求める"については、平成23年度に実施された2つのベースライン調査(生活圏域ニーズ調査:要介護3以上を除く約18000名の悉皆調査、この調査への回答者約13000名から要介護認定者を除く11000名に対する追加調査(回答者8000名))に続き、追加調査回答者8000名に対し、郵送法で3軸加速度計内蔵活動量計・簡易生活記録マークシートを配付し、約2週間のデータを得る予定であったが、この調査は次年度へ繰り越した。以下が平成26年度の実績である。1.ベースライン調査からの課題、"亀岡study大規模データからADLレベル別の標準的な身体活動量を求める"を検討する。約8千人の亀岡市の地域高齢者に対して、3軸加速度計内蔵活動量計・簡易生活記録マークシートを配付し、約6千名からデータを回収できた(平成25年度)。平成26年度は、この身体活動量に関する調査データの整理(データークリーニングを含む)を行い、各種調査データとの連結が可能となった。2.身体活動量アップがサルコペニアの予防・改善に繋がるかを検証する。

平成24年度に、亀岡studyの10地区の希望者500名を対象に、3ヶ月間、教室型(週1回の教室開催および日誌の配付とフィードバック)、ポピュレーション型(歩数計、アンクルウエイトの貸与および日誌の配付とフィードバック)で、ウェイティング方式によるランダム化比較試験(RCT)による運動介入を行った。その結果、3ヶ月間の運動介入は、筋量、筋厚、筋力、歩行速度などを明らかに改善させることが明らかとなった。平成25年度には、フォローアップ教室を3ヶ月に1回実施し、1年後の体力測定を実施し、平成26年度には、このグループの2年後の体力、筋量、身体活動量等の調査測定を実施した。3.身体活動量の医療経済学面に及ぼす効果について検証する。平成26年3月に運動介入群500名と非介入群500名に対して、介入・非介入群別の医療費総額および介護保険に関するデータ収集ができた。特に医療費に関しては“個人情報の壁"があって、個別データによる詳細な検討は次年度課題である。本研究は、「幅広い体力年齢の高齢者に適応可能なサルコペニア予防と介護予防のための身体活動基準の作成・評価」を、亀岡市在住高齢者全員を対象とした大規模スタディで行うものである。“亀岡study大規模データからADLレベル別の標準的な身体活動量を求める"については、先ず、要介護35を除く、65歳以上高齢者全員(18,231人)を対象にした生活圏域ニーズ調査(回答者13,141人:72.1%、平成23年度)、この調査の回答者で介護認定者を除く約1,1000人を対象にした食事や運動習慣等を含めた追加調査(回答者約8000名:平成24年度)、そして、平成25年度に、この8000名に対し、3軸加速度計内蔵活動量計・簡易生活記録マークシートを配付し、約5000名の身体活動量のデータが回収できた。平成26年度には、このような各種調査データの整理がほぼでき、連結可能な状況となった。地域全体の高齢者を網羅するデータベースの持つ意義は大きい。“サルコペニア予防プログラムの作成とその効果の検証"については、平成24年度に亀岡市23地区のうち10地区を選び、希望者約1300名の体力測定(ベースラインの体力)を行なった後、ウェイティング方式によるランダム化比較試験(RCT)による運動介入を3ヶ月間行った。平成25年度は、フォローアップ教室を3ヶ月に1回実施し、1年後の体力測定を実施し、平成26年度にはこのグループの2年後の体力、筋量、身体活動量等の調査測定を実施してきた。サルコペニア予防の中長期効果が検証できる体制が整った。本研究は、「幅広い体力年齢の高齢者に適応可能なサルコペニア予防と介護予防のための身体活動基準の作成・評価」を、亀岡市在住高齢者全員を対象とした大規模コホート(亀岡スタディ)で行うものである。科研としてH24-27の4年間であるが、実は、ベースライン調査として、H23に要介護35を除く65歳以上高齢者全員(18,231人)を対象にした生活圏域ニーズ調査(回答者13,141人:72.1%)を実施している。H24には、この調査の回答者のうち介護認定者を除く約1,1000人を対象にした食事や運動習慣等を含めた追加調査(回答者約8000名)を行い、H25にはこの8000名に対し、3軸加速度計内蔵活動量計・簡易生活記録マークシートを配付し、約5000名の身体活動量のデータを収集した。一方で、介護予防(サルコペニア予防・フレイル予防)プログラムの作成とその効果の検証のために、H24・25には、亀岡市23地区のうち10地区を選び、希望者約1300名の身体機能(体力)調査を行なった後、約1000名(介入群・非介入群各500名)に対して3ヶ月のRCTによる運動介入と1年間のフォローアップを行い、効果を検証した。
魚類の発育に伴って社会性はいつ発現し、どのように発達するのか？

本研究は魚類の社会性行動が、成長に伴っていつ発現しどのように発達するのか、また、社会性の発現・発達に、神経ペプチドホルモンがどのような役割を果たすのか解明することを目的としている。本年度は、メダカにおいてふ化後の各成長段階における稚魚が、社会性行動の一つである群れ行動をとり始める時期を特定するとともに、その時期における神経ペプチドホルモン(アルギニンバソトシン,AVT)の発現変化を調べた。まず、ふ化後の稚魚が成長に伴って群れ行動を発現する時期を特定する行動学的実験を行った。同日にふ化した複数個体をふ化直後から12週齢まで同一水槽内で飼育し、各齢の4個体の行動を観察した。観察では一定時間内における遊泳距離、接触行動、個体間距離を計測した。その結果、成長に伴って遊泳距離および摂食行動回数は増大する傾向がみられたが、本実験で用いた3日齢から12週齢までの間で有意な変化はみられなかった。一方、4個体間における平均個体間距離は8週齢以降有意に短縮されることが明らかとなった。次に、成長に伴うAVT発現量の変化を調べたところ、ふ化直後から7週齢まではほぼ一定の値を示したが、8週齢の個体では発現量が増加し、10および12週齢ではさらに増加することが明らかとなった。以上のことから、本年度はメダカの稚魚の成長に伴う群れ行動の発現期の存在を明らかにした。また、この稚幼魚における群れ行動の発現にAVTが何らかの役割を果たす可能性が示唆された。本年度に計画していた実験のうち、稚魚の成長に伴う群れ行動発現期の特定と、その際のAVT発現量の解析実験を完了した。現在はAVT遺伝子をノックアウトしたメダカ系統を用いて、成長に伴う群れ行動発現に異常があるか精査する行動解析実験に着手している。このノックアウト系統の確立とそれを用いた行動解析実験の着手は当初の計画よりも早く行うことができたため、順調に進んでいると判断した。しかし、稚魚の成長環境(他個体との非接触環境など)が社会性行動の発現に与える影響を調べる実験は、行動解析に使用する稚魚の個体数が不足したため、当初計画していた本年度内の完了はできなかった。当該実験については次年度も継続して実施し、解析個体数を充分に得た後、群れ行動およびAVT発現に及ぼす影響の有無について最終的に判断する。H30年度までの実験結果を受けて、H31年度は社会性発現期におけるAVTニューロンの脳内投射領域およびAVT受容体の脳内発現領域を調べる。また、社会性発現期まで他個体と接触しない環境下で隔離飼育した稚魚を用いた行動解析実験の行動データおよびAVT発現量データを蓄積する。さらに、AVT遺伝子ノックアウトメダカの行動解析実験のデータを継続して得る。これらの実験によりH31年度はメダカ稚魚の成長環境が群れ行動の発現と発達にどのような影響を及ぼすかを明らかにするとともに、群れ行動の発現期における脳内AVTの作用領域を明らかにする計画である。

H30年度までの実験結果を受けて、H31年度は社会性発現期におけるAVTニューロンの脳内投射領域およびAVT受容体の脳内発現領域を調べる。また、社会性発現期まで他個体と接触しない環境下で隔離飼育した稚魚を用いた行動解析実験の行動データおよびAVT発現量データを蓄積する。さらに、AVT遺伝子ノックアウトメダカの行動解析実験のデータを継続して得る。これらの実験によりH31年度はメダカ稚魚の成長環境が群れ行動の発現と発達にどのような影響を及ぼすかを明らかにするとともに、群れ行動の発現期における脳内AVTの作用領域を明らかにする計画である。H30年度に計画していた稚魚の長期隔離飼育実験が予定通り進まず、当該実験個体を対象としたAVT遺伝子発現解析に使用する試薬費が計画よりも少なくなった。H31年度も継続して長期隔離飼育実験を行い、年度内には社会性行動の解析およびAVT発現量の解析を完了する。次年度使用額の全額はこの解析実験にあてる。