hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心・脳・身体からみた不安の認知神経機構の解明：心理学・精神医学・心身医学の融合

不安やパニックといった社会的な場面において生起するさまざまな問題については,その原因が未だ十分に解明されていないのが現状である.その理由として,こうした精神症状の背後にある身体機能の不全が十分に考慮されていない点が挙げられる.そこで本研究では,複数の学問領域を見据えた融合的な観点から「心ー脳ー身体」の三者関係を取り上げ,不安の背後にあるメカニズムの解明を目的とした実験を実施した.一連の研究の結果,「内受容感覚」が重要な要因になっていること,その機能の実現には主に島皮質が関与すること,自律神経障害においてもこの部位の機能低下が認められることなどが明らかになった.本研究では,心理学・精神医学・心身医学という3つの研究領域による統合的理解を目指し,不安症やパニック障害における精神症状の発生メカニズムの解明を試みることを目標としている。この目標に照らして、初年度である本年度は、健常者および高不安者などを対象に「基本感情および複雑感情の理解に関する課題」「内受容感覚の敏感さを調べる課題」などを実施し、感情認識の特性に及ぼす身体内部状態の処理特性の影響を検討した。健常者を対象に、質問紙などを用いて個人の人格傾向、不安傾向などを測定し、その傾向と表情画像を用いた感情認識課題の成績の関係性を調べた。さらに、心臓や胃といった内臓の動きを、心拍計、胃電図(EGG)といった末梢神経指標によって測定し、その活動とそれに対する気づきの程度を内受容感覚の敏感さとして評価した。これらの指標と感情認識の特性の関係性を検討した結果、内受容感覚の鋭敏さは感情認識の敏感さに対する予測因子として機能していること、また内受容感覚への注意の程度が不安傾向と関連していることが示された。これらのデータは、次年度以降に心身症症例や不安神経症症例、パニック障害例を対象とした研究を行う上で、課題や仮説の妥当性を確保するための有益な基礎的情報となる。得られた研究結果は、すでに国内外の学会に発表し、その一部については学術雑誌への投稿準備が完了している。研究計画に記述したように、本研究では不安のメカニズムを多面的な研究手法および関連する病態モデルに基づいて理解することを目指している。このためには、研究分担者が綿密な議論を重ね、相補的な研究を推進することが必須である。本年度は、このための基盤として、定期的に議論を重ね、研究開始に必要となる手続き、設備の確保、予備的研究などを行った。次年度以降のための頑健な基盤が築かれたと考えられる。本研究では、心理学・精神医学・心身医学という3つの研究領域による統合的理解を目指し、不安症やパニック障害における精神症状の発生メカニズムの解明を試みることを目標としている。この目標に照らして、初年度および25年度は、健常者および高不安者などを対象に「基本感情および複雑感情の理解に関する課題」「内受容感覚の敏感さを調べる課題」などを実施し、感情認識の特性に及ぼす身体内部状態の処理特性の影響を検討した。さらに、心臓や胃といった内臓の動きを、心拍計、胃電図(EGG)といった末梢神経指標によって測定し、その活動とそれに対する気づき内受容感覚の敏感さとして評価した。さらに、不安傾向における未来思考の性質との関係性を調べるための健常者を対象とした実験も完了し、次年度における不安障害を対象とした研究および脳機能画像研究に向けての準備も整っている。本研究では不安のメカニズムを多面的な研究手法および関連する病態モデルに基づいて理解することを目指している。本年度はもこのための基盤として、定期的に議論を重ね、研究開始に必要となる手続き、設備の確保、予備的研究などを行った。昨年度,今年度に引き続き,次年度以降のための頑健な基盤が築かれたと考えられる。本研究は,不安障害における精神症状の発生メカニズムの解明を目的として,心理学・精神医学・心身医学という3つの研究領域による統合的理解を目指すプロジェクトである.初年度から,健常者および高不安者などを対象に,基本感情および複雑感情の神経基盤の比較,内受容感覚の神経メカニズムの解明などをターゲットとして,さまざまな課題を用いた脳機能画像研究,心理生理学的研究などを実施した.内受容感覚は,心臓や胃などの内臓の状態をモニターする機能に関わりを持っているため,本研究でも心電図,胃電図などの末梢自律神経指標を用いた実験的検討を行った.その結果,島皮質が内受容感覚と深い関係にあること,不安障害のようなパーソナリティ傾向は,島皮質の活動量と関わりがあることなどが明らかになった.平成26年度は,不安障害における自動思考性を調べることを目的とした研究を中心的に実施した.その結果,マインドワンダリング状態にも類似した自動思考場面において,不安の高い人ほど,時間的に近距離ではなく,遠距離の事象について考える傾向が強いことが示され,そのメカニズムを理解するための詳細な検討を行った.本研究の成果は,重度な不安障害における心理療法的な側面にも深い関連があり,一連の研究の成果はさまざまな場面に応用することができると考えられる.

最終的なデータ解析やまとめにさらなる時間が必要であったため,期間延長により,継続的にこれらの点について発展的に進めている予定である.本研究は,不安障害における精神症状の発生メカニズムの解明を目的として,心理学・精神医学・心身医学という3つの研究領域による統合的理解を目指すプロジェクトである.初年度から,健常者および高不安者などを対象に,基本感情および複雑感情の神経基盤の比較,内受容感覚の神経メカニズムの解明などをターゲットとして,さまざまな課題を用いた脳機能画像研究,心理生理学的研究などを実施した.本研究で特に焦点化したのは「内受容感覚」であり,この指標をもとにして,さまざまな解析を実施した.その結果,心臓や胃などの内臓の状態をモニターする機能には島皮質が深く関与すること,また不安障害のようなパーソナリティ傾向にも島皮質の活動と関わりがあることなどが明らかになった.平成27年度は,不安障害における自動思考性を調べることを目的とした研究を継続的に実施した.その結果,マインドワンダリング状態にも類似した自動思考場面において,不安の高い人ほど,時間的に近距離ではなく,遠距離の事象について考える傾向が頑健であることを確認し,その神経メカニズムに関する詳細な検討を行った.本研究の成果は,重度な不安障害における心理療法的な側面にも重要な示唆を与えており,一連の研究の成果はさまざまな場面に応用可能である.また,うつ病との共通点および相違点を機能的に分離させる意味でも重要な見解を示すことができたと考えられる.不安やパニックといった社会的な場面において生起するさまざまな問題については,その原因が未だ十分に解明されていないのが現状である.その理由として,こうした精神症状の背後にある身体機能の不全が十分に考慮されていない点が挙げられる.そこで本研究では,複数の学問領域を見据えた融合的な観点から「心ー脳ー身体」の三者関係を取り上げ,不安の背後にあるメカニズムの解明を目的とした実験を実施した.一連の研究の結果,「内受容感覚」が重要な要因になっていること,その機能の実現には主に島皮質が関与すること,自律神経障害においてもこの部位の機能低下が認められることなどが明らかになった.申請書に記載した研究計画については,おおむね予定通りに実施したが,脳機能画像研究については,詳細なメカニズムを理解するために,さらなる実験的検討と考察が必要であると考える.27年度が最終年度であるため、記入しない。認知神経科学これまでに得られた成果を統合的な視点からまとめた上で,さらに重度な症例を対象とした研究を邁進させる計画である.今後は,さらに効率的な実験を推進するための方略を確立させ,研究データの迅速な収集と解析を実施する所存である.申請書に記載した初年度の研究計画を実施し、次年度以降の基礎となるデータが得られた。さらに、研究体制の準備を綿密に行うこともできており、研究計画はおおむね順調に進展していると考えられる。申請書に記載した研究計画を実施し、次年度以降の基礎となるデータが得られた。27年度が最終年度であるため、記入しない。計画した研究のうちの一部は,参加者募集が計画通りに進まなかった等の理由により,次年度に繰り越し,継続的に実施することとし,その旨,承認を得た.
ソフトに破れた超対称ゲージ理論の非摂動効果について

超対称ゲージ理論の非摂動的解析をもとに超対称性をソフトに破って得られる超対称でないSU(2)ゲージ理論を調べた。特に通常のQCDにおいて解析されているモノポール凝縮によるクオークの閉じこめについての何らかの関係について調べたが期待している結果が得られなかった。超対称理論から得られるゲージ理論にはスカラ一場が存在しそれがモノポール凝縮の決め手になっているが、通常のQCDにはその様な場は無く、スカラー場などを経路積分してその量子効果がどう関わってくるかを見ようとしたがうまく計算ができなかった。N=2supersymmetric gaugetheoryでsoft breaking termを考慮しnon-supersymmetricにした理論を調べ、通常のQCDでのアプローチとの比較を試みた。特に、ゲージ群がSU(2)の場合についてabelian projectionの方法で解析がなされている部分への新たな理解が得られるかを見た。abelian projectionされた理論では物理量はU(1)singletになるが、それをSU(2)singletにするため理論にWeyl対称性を課している。この対称性の物理的な意味をsupersymmetric gauge theoryを調べることで理解しようと試みたが今のところこれといった解答は何も得られていない。そこで今後はD brane、M theoryなどのstring theoryから得られるeffective field theoryを調べ、そこから上記の問題についての新たな見解を探るといったアプローチも考えている。
無脳症発症の分子機序の解明

サイトグロビンCytoglobin(Cyg)/STAPは細胞質と核に局在するグロビンタンパク質である。低酸素応答性ヘムタンパク質であるが,その生理機能は未知である。Cyg/STAP遺伝子を導入したアフリカツメカエルは無脳の奇形胚を生じヒト無脳症の病態と類似点が多い。本研究ではカエル無脳胚の原因遺伝子を解明しヒト無脳症の動物モデルとなるか否かを検証することを目的として研究を実施してきた。その結果、以下の研究成果を得た。1)正常胚とCyg/STAP奇形胚の遺伝子発現様式を比較検討することにより、無脳症の主因とされる神経管の閉鎖異常を起す遺伝子の発現様式を解析した。その結果、Cyg/STAP奇形胚ではWint11だけでなくWnt4,6,8の複数のWint遺伝子群の発現様式が大きく変化することが判った。また、Wintの受容体であるFrizzled遺伝子(Fz7,Fz8)の発現も抑制されていた。このことは、神経管の閉鎖に必要な遺伝子カスケードが選択的に抑制されていることを意味する重要な発見である。頭部形成に必要なCerberusやDickkopfの各遺伝子の発現も抑制されており、この系がヒト無脳症の動物モデルになり可能性を示唆する。2)抗一Cyg/STAP抗体を作製しアフリカツメカエルの初期胚や幼生について免疫組織化学的解析を実施した。その結果、Cyg/STAPタンパク質が脳や脊髄、体節、及び幼生の筋肉で強く発現していることが判った。また、その局在は組織特異的であり神経系では細胞核に、また非神経系では細胞質に強いCyg/STAPタンパク質の発現を認めた。このことはCyg/STAPの機能が各組織で異なることを示唆する。3)体外受精のヒト廃棄胚を利用する研究計画を学内研究倫理委員会へ提出し既に研究実施の承認を得た。また、ヒトについて約40種の候補遺伝子の解析系は確立した。しかし、現在までに十分な検体が確保できずヒト廃棄胚を用いた体系的な解析は実施できなかった。4)比較進化学的研究により、両生類ではミオグロビンの機能をCyg/STAPが代償している可能性を提唱した。2)Cyg/STAPのアミノ末端ペプチドを抗原にウサギに免疫し、抗-Cyg/STAP抗体を作製した。さらに抗-Cyg/STAP抗体を用いアフリカツメカエルの初期胚や幼生について免疫組織化学的解析を実施した。3)最終年度ではCyg/STAP遺伝子のカエル奇形胚がヒト無脳症の動物モデルとして利用できるかを体外受精のヒト廃棄胚を利用して検証する計画である。そのために必要な研究計画を学内研究倫理委員会へ提出し昨年10月11日付けで研究実施の承認を得た。このような成果を踏まえ最終年度となる来年度はアフリカツメカエルの正常胚とCyg/STAP奇形胚を用い、脳や神経管の形成に関わる遺伝子の発現動態についてさらに検討を進めたい。また、ヒト廃棄胚の遺伝子解析を進めCyg/STAP遺伝子奇形胚がヒト無脳症の動物モデルとして利用できるか結論を出したい。

サイトグロビンCytoglobin(Cyg)/STAPは細胞質と核に局在するグロビンタンパク質である。低酸素応答性ヘムタンバク質であるが,その生理機能は未だ不明である。Cyg/STAP遺伝子を導入したアフリカツメカエルは無脳の奇形胚を生じヒト無脳症の病態と類似点が多い。本年度は前年度の成果をさらに展開すべく以下の研究を実施し重要な研究実績を得た。1)正常胚とCyg/STAP奇形胚の遺伝子発現様式を比較検討することにより、無脳症の主因とされる神経管の閉鎖異常を起す遺伝子の発現様式を解析した。その結果、Cyg/STAP奇形胚ではWint11だけでなくWnt4,6,8の複数のWint遺伝子群の発現様式が大きく変化することが判った。また、Wintの受容体であるFrizzled遺伝子(Fz7,Fz8)の発現も抑制されていた。このことは、神経管の閉鎖に必要な遺伝子カスケードが選択的に抑制されていることを意味する重要な発見である。頭部形成に必要なCerberusやDickkopfの各遺伝子の発現も予想どうり抑制されていた。2)抗-Cyg/STAP抗体を作製しアフリカツメカエルの初期胚や幼生について免疫組織化学的解析を実施した。その結果、Cyg/STAPタンパク質が脳や脊髄、体節、及び幼生の筋肉で強く,発現していることが判った。また、その局在は組織特異的であり神経系では細胞核に、また非神経系では細胞質に強いCyg/STAPタンパク質の発現を認めた。このことはCyg/STAPの機能が各組織で異なることを示唆する。3)体外受精のヒト廃棄胚を利用する研究計画を学内研究倫理委員会へ提出し既に研究実施の承認を得た。また、ヒトについて約40種の候補遺伝子の解析系は確立した。しかし、現在までに十分な検体が確保できずヒト廃棄胚を用いた体系的な解析は実施できなかった。
ディルタイと転換期ドイツの思想-「文化」概念を手がかりに

本研究の第一の成果は、19世紀末の思想展開における相互作用概念の重要性を究明することができたことである。ディルタイは、相互作用論的契機と人間本性論的契機から自然と社会とを総合的に捉えようとしたが、ジンメルは、後者の契機を落として、相互作用からなる人間社会の自律性を承認した。これによって、社会は精神物理的統一体としての人間本性という基礎から独立し、それを対象とする社会学は、社会という独立した相互作用領域を対象とする独自の科学とみなされるにいたる。ドイツにおける文化哲学、文化学の生成にはこのような視座の転換があったものと考えられる。第二の成果は、ウィリアム・ジェイムズとドイツの思想家の比較研究により、ドイツ思想の特質を究明できたことである。ウィリアム・ジェイムズの思想には、ディルタイと同様に人間本性論的契機層(感情の合理性論)があり、それがかれの多元主義を深層において支えている。それに対して、ディルタイ後のニーチェ、ウェーバーに代表されるドイツ思想においては、人間本性の虚構性が強く意識されると共に、認識のパースペクティズムが強く押し出され、文化における権力的契機が重視されることになる。第三の成果は、以上のドイツ思想をヒエラルヒー解体後の社会的紐帯をつくりだす文化言説とそれへの批判としてとらえる視点を、ハーバーマス、エリアスなどの業績を参照しつつとりまとめたことである。文化言説は、階層秩序における人間の内面的教養を意味することばであったが、やがて階層秩序解体後の人間社会の紐帯を意味することばへと転換を遂げた。以上、世紀転換期の思想史を構成する相互作用、人間本性、文化のトリアーデを本研究は究明した。本年度は、ディルタイと転換期の思想を比較考量するためのキー概念の発掘に集中した。課題名に示されているように、もとより本研究は「文化」概念を手がかりに進められるが、この概念自体の有する特質を理解するためには、この時代の思想発展を測量するための他のキー概念を必要とする。そこで注目したのが「相互作用」概念である。「相互作用」概念は、十八世紀の哲学的文献で使い始められたが、すぐに社会的・人間的事実に転用されるようになり、十九世紀初頭においてすでに重要な意義を表すにいたっていた。十九世紀後半の代表的哲学者、ヴィルヘルム・ディルタイの思想はこの概念を鍵として使用しており、二十世紀の社会学はまさにこの言葉によって学の自立を果たすのである。このような射程を有する「相互作用」概念の発展を通して、特に哲学と社会学の関係に新しい光をあてることができる。具体的にはディルタイからジンメル、ミードへといたる思想発展の特質を「相互作用」概念を軸に明らかにすることができるのである。本年度は特にディルタイとジンメルに関して論じることができた。そこで明らかにされたことは、十九世紀後半の思想家であるディルタイにおいては、相互作用論的契機と人間本性論的契機が併存し、それによって自然と社会とを総合的に捉えようとする理論的方向性が示されていたが、二十世紀初頭の思想家ジンメルにおいては、後者の契機が抜け落ち、相互作用論が独立するということである。以上の考察は、1900年前後にドイツにおいて「文化」概念をめぐって生み出されるさまざまな言説を理解するための補助線としての役割を果たすことが期待できる。本年度は、ディルタイと転換期のドイツ思想の意義を測量するための座標軸の発掘に集中した。その結果、二つの視点が有効であるという見通しをもつに至った。

一つは、ドイツとは異なる欧米の思想を取り上げること、もう一つは、このような19世紀後半の欧米における思想発展の傾向を「世俗化」という視点から究明することである。後者を通して、この時代のドイツ思想を特徴づける「文化批判」の営みの中心に、「世俗化」によって危機に直面する「正統性」という問題があるという見通しを得、また前者によって、このようなドイツ思想の問題意識が広くこの時代を覆っていることを確認することができた。本年度は特に前者に関して、ウィリアム・ジェイムズ(18421910)を考察した。本研究において確認され、強調されたのは次のことである。ジェイムズ思想の発展においては、青年期からの不安や憂鬱という心理的傾向が大きな意味をもつこと、心理的病の原因としては、家族関係と、南北戦争という20世紀の戦争を予兆するかのような激しい戦争の影響が考えられること、彼がとりくんだ思想的問題の核心が、世界の不確実性を何らかの仕方で処理することを通して安定を確保することにあったこと、である。このようなジェイムズ思想を筆者は「自己省察の多元主義」と規定し、その特質を自己省察がもたらす認知的複雑性を保持することがかえって心の安定を保つとする逆説的洞察に求めた。もう一方の「世俗化」の問題系においては、19世紀におけるメディアの加速度的な発展という条件が大きな役割を果たしたことを確認しつつ、このような中で、社会学や宗教学を通じて(政治的・宗教的な諸)権威の「正統性」が問われはじめる連関を確認した。来年度の課題は、この過程の具体相を究明し、ディルタイ、ニーチェ、ジェイムズに宗教社会学などを加えた世紀転換期<世俗化>の思想史を描くことである。平成18年度は本研究期間の最終年度であり、従来の経験成果を活かしながら、一定のとりまとめを行うことに主眼をおいた。本年度の主たる成果は二つに要約される。まず第一の成果は、ニーチェとジェイムズを、エマソンを媒介にしつつ比較して、十九世紀における西洋思想史の一端を究明したことである。本研究によると、ニーチェの「系譜学的」方法とジェイムズの「進化論的」方法は、西洋近代において特権的地位を占める理性を生の文脈に引き戻す比較可能な試みとして解釈される。20世紀初頭において両者の思想が社会思想へと転用されるにあたっては、前者がエリート主義へ、後者が多元主義へと異なる型をとったが、本研究はこれらの思想的淵源を究明することで、両思想がそれ以外の社会的政治思想と結びつきうる可能性を示唆する。第二の成果は、政治と文化に関するドイツ思想史の解釈を通して、文化言説生成を思想史的に究明したことである。「転換期ドイツの思想」究明のために第一の研究では地理的比較対象を、本研究では十七世紀と十八世紀という歴史的比較対象を導入した。これによって、十七世紀における中世的なヒエラルヒー構造と文化との関係と、十八世紀におけるヒエラルヒー構造の解体と個人主義への転換を確認し、それらを踏まえて十九世紀末における「転換」の意味を再解釈することを試みた。それによれば、十九世紀末における「転換」とは、ヒエラルヒー構造解体後の水平化された世界において支配的となったナショナルな文化の再考(新たな基礎付け、あるいは根底的な懐疑)として特徴づけられる。伝統的社会のヒエラルヒー構造が有していた「聖なるもの」は、個人の自律を通して世俗化され、逆に個人あるいは国民の聖化が進行するが、そこで主要な概念として登場するのが「文化」なのである。
サル頭頂連合野における両眼視による手操作運動の制御機構

手の操作運動をコントロールするにはターゲットとなる3次元物体についての両眼視による視覚情報とともに、遂行中の手操作運動の立体的視覚性フィードバックの情報が必要である。サルの頭頂間溝外側壁前方部にあるAIP野において手操作運動に関わるニューロン活動を記録し、特にその視覚的な性質について調べた。実験では、いろいろな形の3次元物体を用いて、それらを手で掴んで引っ張る手操作課題や物体の注視課題をサルに訓練した。この中で、物体を注視するだけの課題でも反応する対象型のニューロンは、操作の対象となる物体の3次元的な形や大きさ、傾きなどに選択的に反応し、物体の視覚的な3次元的特徴を表現していると考えられる。また、暗いところで反応がなくなるか弱くなるが物体の視覚課題では反応しない非対象型ニューロンは、操作する時の手の形がよく似ている物体で同じ程度の反応を示す傾向が認められた。そこで、非対象型ニューロンの反応をもとに多次元尺度法を用いて物体の類似性を検定すると、操作中の手の形がよく似ている物体が互いにかたまってプロットされた。以上の結果から非対象型のニューロンは、現在進行中の手の運動を視覚的に3次元的にモニターする視覚性フィードバック信号としての役割を担っていると推測された。現在、これを直接検証するために小型ビデオカメラでサルの手の運動をオンラインで撮影し、サルにモニターで自分の手の動きをみながら操作運動を行う課題を訓練中である。この課題では自分の手の運動は見えるが操作する物体は見えない条件を実現しており、物体を操作する手の映像がいかにニューロンの発火に関わっているかを検討することが可能である。さらに、2台のビデオカメラを用いてヘッドマウントディスプレイで立体映像化した手の運動をサルに見せながら手操作運動を行う訓練も行い、視覚性のフィードバックと両眼立体視との関係についても調べる予定である。
DNAマイクロアレイを応用したヒト顎関節滑膜細胞の病態遺伝子の解析

近年、顎関節内視鏡やMRI技術の進歩により、顎関節疾内障患部の状態を把握することが可能となった。また、滑液解析から疾患部で上昇している因子も報告されているが、顎関節部の細胞分子生物学的レベルでの研究は進んでいない。一方、ゲノム科学の進歩に伴い、GeneChipやDNA microarrayが開発され、一度に多数の遺伝子発現を検索することが可能となった。本研究では、顎関節内障患者滑液中で上昇しているIL-1βにてヒト顎関節滑膜細胞(滑膜細胞)を刺激した時の遺伝子発現変動をGeneChipにて検索した。5名の顎関節内障患者の手術時に採取した滑膜よりoutgrowth法にて滑膜細胞を得た。IL-1βを4時間作用させた後total RNAを抽出、cRNAを作成した。cRNAをGeneChip Human Genome FocusArrayにhybridization後、8,500の遺伝子の発現量を検索した。IL-1β刺激および無刺激の滑膜細胞5例の遺伝子発現解析はGeneSpringにて行った。Anova解析でIL-1βにより発現量に有意差があった遺伝子は170遺伝子、up-regulateは139遺伝子、down-regulateは31遺伝子であった。最も上昇率の高い遺伝子はchemokineであるCCL20で、170遺伝子中chemokineは9遺伝子存在していた。このchemokineの遺伝子発現をreal-time PCRにて確かめたところ、IL-1βによる上昇率はGeneChipの結果と類似していた。さらに、この170遺伝子についてIngenuity Pathway解析を行ったところ、6つのNetworkが作成され、NFkBの活性化により種々の遺伝子発現が上昇していることが示された。以上の結果から、IL-1βは顎関節部の炎症亢進に関与していることが示唆された。従来、顎関節症は炎症性症状を欠く疾患といわれていたが、顎関節内視鏡の発達により滑膜組織には様々な炎症性変化が起きていることが明らかとなった。組織学的検索や滑液解析でも種々の炎症性因子が上昇していると報告されている。滑膜細胞は滑膜組織の細胞外基質や滑液成分の産生を行っており、関節部の恒常性維持や病態形成に重要な働きを担っている。しかし、顎関節滑膜細胞の細胞分子学レベルでの研究は遅れている。当教室では、ヒト顎関節滑膜細胞の培養系を確立し、その細胞学的諸性質を検討してきた。しかし、機能が明らかにされた生理活性について実証していく従来の方法では限られた情報しか得られない。そこで、本研究ではDNAマイクロアレイ分析を用いて顎関節症の病態遺伝子の検索を行う。インフォームド・コンセントにより同意を得られた顎関節症患者2名および顎関節強直症患者2名の顎関節授動術または内視鏡手術時に滑膜組織を採取した。20%牛胎児血清(FCS)を含むHam7sF12培地を用い、out growth法にて滑膜細胞を得た後、10%FCS含Ham's F12培地にて継代培養を行った。継代数8代まで増やした細胞を実験に供した。Confluentの滑膜細胞にIL-1βを2、4、8時間作用させた後、total RNAをAGPC法にて抽出した。IL-1βを作用させていない細胞からもtotal RNAを抽出した。しかし、DNAマイクロアレイに供するには十分なRNA量を得られなかった。そこで、mRNAをテンプレートとしてPCRによってcDNA量を増幅させるSMART法を行った。SMART法にて増幅したcDNAをCy3、Cy5で蛍光ラベルを行ったところ、DNAマイクロアレイに供するに十分な蛍光ラベルされたcDNAを得ることができた。

顎関節は狭小な関節であるため、実験に供するに十分なサンプルをを得ることが困難である。今回、SMART法により、少量のRNA量からでもDNAマイクロアレイが可能となった。顎関節滑膜細胞は、顎関節部の恒常性の維持および顎関節疾患の進展において重要な役割を担っているが、その細胞生物学的、分子生物学的な性質については不明な点が多い。近年、ゲノム科学の進展に伴い、GeneChipやDNA microarrayが開発され、一度に多数の遺伝子発現を検索することが可能となった。これらの手法は病態関連遺伝子の解明にも大変有用である。本研究では、培養ヒト顎関節滑膜細胞の炎症性サイトカインIL-1βによる遺伝子発現変動を、Affymetrix GeneChipを用いて検索した。本学倫理委員会の指針に従い、変形性顎関節症あるいは顎関節強直症患者5名から顎関節滑膜組織を採取した。Out growth法にて得た培養ヒト顎関節滑膜細胞にIL-1βを作用させ後、total RNAを抽出した。Total RNAよりビオチン標識cRNAを作製し、GeneChip Human Genome Focus Arrayを用いて8,500遺伝子について発現解析を行った。滑膜細胞5例(TMJ1-5)について、無刺激の細胞とIL-1β刺激細胞での遺伝子の発現レベルを検索した。anova解析で有意な差が認められた遺伝子は170遺伝子であった。このうちIL-1β刺激でup-regulateした遺伝子は139遺伝子、down-regulateした遺伝子は31遺伝子であった。この170遺伝子についてOntology分類を行ったところ、enzyme、signal transducer、nucleic acid bindingに分類された遺伝子が多かった。また、クラスター解析によりIL-1βで上昇率の高い遺伝子群にはchemokine family memberが含まれており顎関節疾患の進展にchemokineが重要な役割を果たすことが明らかとなった。また、以上の結果から、GeneChipは病態関連遺伝子の検索に大変有用であることが示唆された。近年、顎関節内視鏡やMRI技術の進歩により顎関節腔内の病的状態を把握することが可能となったが、分子生物学的研究は進んでいない。一方、ゲノム科学の進展に伴い、DNAマイクロアレイ法が開発され、一度に多数の遺伝子発現を検索することが可能となった。本学倫理委員会の指針に従い、顎関節内障患者5名から顎関節滑膜組織を採取した。Out growth法にて得た培養ヒト顎関節滑膜細胞にIL-1βを作用させた後、total RNAを抽出した。in vitro transcriptionにより増幅したビオチン標識cRNAをGeneChip HG Focus
荷電レプトンフレーバー非保存探索実験の革新的検出器開発による新展開

本研究の目的は、茨城県東海村のJ-PARC加速器・ハドロン実験施設で計画しているCOMET実験において、現代的・革新的な検出器を用いてミューオン-電子転換過程を探索し、素粒子標準模型(SM)を超える物理(BSM)を発見することである。予算的な施設建設の遅れにより、実験遂行には至らなかったが、本研究の大きな課題である検出器の開発は大きく進展した。ストローチューブ飛跡検出器の開発では、ビーム試験データの解析による性能評価を完了させた。特に、XT曲線と位置分解能の理解に重点を置き、実機設計に必要とする動作の理解に到達した。その結果に基づいて実機の基本設計を完了させ、建設を開始した。ストローチューブの量産は完了した。電極フィードスルー部の固定手法ほか、残されていた開発・設計が完了し、建設が進行中である。信号読み出し・波形記録回路であるROESTIについては、放射線耐性・ファームウェア・較正手法に関する開発を完了させ、試作機を製作した。その性能試験が進行中であり、大きな問題がなければ実機として採用する。電磁カロリメータの開発では、前述と同様にビーム試験データの解析による性能評価を完了させた。試作機を用いた宇宙線・LEDによる較正手法を含め、基本的な開発を完了させた。実機建設のための低コスト化には工夫の余地がある。特に、相対的に廉価なLYSO結晶を入手し、その性能評価を進め、良好な結果を得た。信号読み出しの開発では、前置増幅回路の開発を完了させた。また、波形記録回路は前述のROESTIと開発要素を共有しており、開発を完了させた。検出器の開発と並行して、本実験を想定したトリガーの研究も大きく進展した。アルゴリズムの最適化にまだ余地があるものの、十分な性能を発揮することを示した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、革新的な検出器を用いてミューオン-電子転換過程を探索し、素粒子標準模型(SM)を超える物理(BSM)を発見することである。その目的を達成するために鍵を握るのが、ストローチューブ飛跡検出器と電磁カロリメータの開発である。本年度はそれぞれの検出器の開発を並行して進め、さらに両検出器の試作機を組み合わせたシステムの動作試験を行った。ストローチューブ飛跡検出器の開発では、検出器の最小構成単位であるストローチューブ1本の基礎特性を研究し、検出器の実機に使用できることを示した。さらに、実機に相当するサイズの試作機を製作し、東北大学電子光理学研究センターの電子ビームを用いて、ビーム試験による性能評価を行った。信号の読み出し等に課題は残ったものの、検出器として予想どおり動作させることに成功した。電磁カロリメータの開発では、信号の波形情報を用いた粒子識別性能を検討するため、スイス・PSI研究所の電子・ミューオン・荷電パイ中間子の混合ビームを用いて、初期試作機のビーム試験を行った。その結果、ある程度の粒子識別能力があることを示した。また並行して、電磁カロリメータの検出器実機を想定した試作機を設計・製作した。特に、アバランシェ・フォトダイオード光検出器(APD)の大型化、検出器モジュールのラッピング方法、読み出し電子回路、真空内での動作、等の開発項目を重点的に研究した。東北大学電子光理学研究センターの電子ビームを用いてビーム試験を行い、その試作機ではエネルギー分解能が向上することを示した。同時に、ストローチューブ飛跡検出器と組み合わせて、検出器システムとして動作させることに成功した。検出器システムの実機設計・開発には課題は残ったものの、初期段階の開発としては成功したと考えている。本年度の研究計画は、ストローチューブ飛跡検出器と電磁カロリメータの開発において、大きな開発要素を重点的に研究し、課題をクリアーすることとした。ストローチューブ飛跡検出器の開発では、検出器実機に使用する最小構成要素の仕様を確定させることが出来た。さらに、検出器実機サイズの試作機を製作し、二度のビーム試験により、動作させることに成功した。電磁カロリメータの開発では、初期試作器の粒子識別能力をビーム試験で評価した。さらに、エネルギー分解能の向上を目指して、APDの大型化を含めたモジュール構造を研究し、ビーム試験により結果を示すことが出来た。両検出器を組み合わせたシステムも初めて動作させることに成功した。本研究計画の初年度としては、順調な滑り出しである。本年度の研究で得られた知見を生かして、残された課題を克服すべく、次年度の研究計画の方針をより具体的に建てることが出来るようになったことも、順調な進展と評価する理由の一つである。本研究の目的は、現代的で革新的な検出器を用いて、COMET実験においてミューオン-電子転換過程を探索し、素粒子標準模型(SM)を超える物理(BSM)を発見することである。本年度は、昨年度に引き続き、両検出器の試作機の開発を進め、ビーム試験による性能評価を行った。ストローチューブ飛跡検出器の開発では、昨年度に製作した検出器の試作機に加え、すべての波形を記録する読み出し電子回路の試作機を開発して組み合わせ、実験室での試験とビーム試験を行った。低ノイズでの波形取得、ゼロサプレッション、デイジーチェーン等の開発に成功した。

ビーム試験で取得したデータの詳細な解析は進行中であるが、開発要素の大部分は克服することができた。電磁カロリメータの開発では、昨年度に製作した検出器の試作機にさらに改良を加えた。APD基板から前置増幅電子回路に至る、ほぼすべての読み出し系を改良し、真空と大気を分けるフィードスルーにも改良を加えた。さらに、波形を記録する読み出し電子回路は、開発を効率化させるため、ストローチューブ飛跡検出器用回路と大部分を共通化して開発を進めた。その結果、ビーム試験において、低ノイズで波形取得することに成功し、開発要素の本質的な部分は完了させた。さらに、ストローチューブ飛跡検出器と電磁カロリメータを組み合わせた検出器システムの動作試験を行った。両検出器を動作させるためのスローコントロール系・低電圧分配器・データ収集システムの試作機を開発し、動作試験は真空中で行った。検出器システムとして、良好に動作させることに成功し、実機設計・製作へ向けて大きく前進した。本年度の研究計画は、昨年度までに得られた知見に基づいて、実機設計・製作に必要な本質的な開発要素を完了させるに重点を置いた。ストローチューブ飛跡検出器・電磁カロリメータの両検出器において、読み出し電子回路・低電圧分配器・スローコントロール系・データ収集システムまで含め、昨年度に製作した試作機を改良し、実験室での試験・ビーム試験を遂行した。特に、それぞれの検出器の信号波形を記録する読み出し電子回路、電磁カロリメータの前置増幅回路、真空と大気を分けるフィードスルー基板の開発に成功したことは大きな前進である。また、両検出器を組み合わせ、真空中で動作させることに成功したことも、実機設計・製作に向けた材料を得て経験値を上げるために重要であった。ビーム試験の性能評価で良好な結果を得ることができ、検出器開発は順調に進展した。本研究の目的は、茨城県東海村のJ-PARC加速器・ハドロン実験施設で準備中であるCOMET実験において、現代的・革新的な検出器を用いてミューオン-電子転換過程を探索し、素粒子標準模型(SM)を超える物理(BSM)を発見することである。実験技術面では、検出器全体を構成するストローチューブ飛跡検出器と電磁カロリメータの開発が重要である。本年度は、両検出器のビーム試験データの解析による性能評価、及び、ビーム試験で得られた開発要素を重点的に研究した。ストローチューブ飛跡検出器の開発では、検出器の前方・後方にシンチレーションファイバー検出器を配置し、全ての検出器を真空中で動作させたビーム試験で取得したデータを用いて、性能評価を行った。データ解析は最終結果を提出する目前であるが、想定する混合ガスを用いて、予想されるXT曲線と期待する150 um以下の位置分解能を得ることができた。読み出し・波形記録回路であるROESTIの較正手法を研究し、1 nsec以下の時間分解能を達成できる見通しが立った。電磁カロリメータの開発では、APD光検出器部・前置増幅回路を改良し、試作機を用いて行ったビーム試験のデータ解析を進めた。
患者動作に基づく新たな看護技術教育システムの基盤構築

看護技術の模範動作は健常者の自然な動作にあるという仮説を検証する事を目的に本研究を行った。当初予定していた加速度センサを用いたデータ収集はデータ精度の確保が困難なため実施できず、代わりのデバイスとしてキネクトセンサを使用した。車椅子移乗動作を対象としてデータ収集を行った結果、腰部の動きに関しては健常者の自然な動作と被介助動作は近似することが明らかになった。しかし、その他の動作では差異が認められた。よって、健常者の動作を模範動作とすることはある一部分の動きについては可能であることが明らかになった。平成23年3月に行ったキネクトセンサによる実験データの解析を進め、平成25年度に実施予定の実験対象となる看護技術の選定を行った。キネクトセンサは、動作が立位で行われるものに関しては骨格抽出が良好であり、さらに、1台のキネクトのセンサ認知範囲内で動作が完了することが必要であることが明らかになった。キネクトセンサの骨格抽出はセンサ認知可能範囲内であれば認識されるが、キネクトセンサからみてその人が器具等の物陰に隠れてしまうような場面では著しく認知率が低下することが明らかになった。本研究で扱う看護技術は介助者が被介助者を介助する動作を対象とするので、このような認知率低下を補うロジックを開発する必要がある。これに対しては、介助者および被介助者の四肢および体幹にカラーマーカーを装着することで認知率を補うことができることが明らかになった。この結果から、1)キネクトセンサ1台の認知可能範囲で動作のすべてが完了するもの。2)対象者の動作が立位で行われるもの。3)四肢と体幹の位置把握のためにカラーマーカーを取り付ける必要があること。の3点が満たされるような看護技術を選定する必要があることが明らかになった。以上より、次年度の健常者動作のキネクトによるデータ収集の看護技術を車椅子移乗介助動作とした。また、データ分析により車椅子移乗介助動作の動作を抽出するキネクトの位置と数が明らかになった。本年度は車椅子移乗動作の被介助動作と被介助者の自立した(自然な)車椅子移乗動作を、キネクトセンサを使用しデータ収集を行った。本フェーズは、本研究の研究課題である「看護技術における模範動作は介助を受ける側の自然な動作にある」という仮説を検証するものである。被介助動作は健常者5名を対象者とし、4名の看護師免許保持者が総当たり方式で車椅子移乗介助動作を行った。データの分析により、被介助動作と自然な動作では腰部の移動量では近似していたが、頭部の移動量および移動方向は異なっていた。被介助動作での頭部の動きについて、被介助時には介助者が被介助者の前方にあり、自然な動作と比較して動作自体が制限されていたことによるものと考えられる。本研究の当初計画では、キネクトセンサではなく加速度センサを用いる予定であった。しかし、平成23年度の実験において加速度センサから得られるデータが本研究の研究課題を明らかにする精度がないことが判明した。具体的には、加速度センサは小型で介助者及び被介助者の動作を妨げることがないという利点がある反面、短時間で移動量の少ない動作が多い看護技術においては正確な移動量の測定が困難であった。この結果をもとに新しいデバイスとしてキネクトセンサを選定した。キネクトセンサは、センシングする対象が人影や物陰に隠れた際にセンシング対象を見失ってしまい正確な測定が出来ないという欠点があった。そこで、平成24年度にこれを補正する技術を確立した。具体的には、センシングしたい対象者の頭部、両肩、腰部にカラーマーカーを装着し、キネクトセンサによってその移動量を計測するものである。この技術を平成25年度のデータ測定に活用し、キネクトセンサ単独での測定よりもより精度の高いデータを得ることができた。以上より、看護技術における模範動作は腰部の動きに関しては自然な動作と近似することが明らかになった。加速度センサを用いて、模擬病室(個室)での日常生活動作の動作判別に適するセンサ数及びセンサ位置の特定を行った。本研究の求める「模範動作」は、看護師が介助者を介助する動作であって、全ての動作を看護師が肩代わりするものは除かれる。この条件と既存の文献等を参考にし、車椅子移乗動作を対象にデータ収集及び分析を行った。実験により車椅子移乗動作とそれ以外の動作を動作判別するのに最適なセンサ数及びセンサ位置は明らかになったが、ビデオ録画された車椅子移乗動作は被験者によって明らかに異なるにも関わらず、加速度センサによる被験者の動作の再現や差異の抽出は困難であった。原因として、加速度センサに誤差が生じてもセンサ自体で補正することができないため経時的にずれが生じること、さらに、視覚的に動作に差異があっても、動作にかかる時間が極端に短いためにそれを特徴づけるセンサデータが得られにくいという点が明らかになった。

このような状況では加速度センサによる本研究に必要なデータ収集は困難である事から、視覚的な動作を相対的な位置情報としてデータ化できるキネクトセンサを用いて、センサ数及びセンサ位置の特定を行った。キネクトセンサは加速度センサに比べて安価で、被験者の骨格の位置情報をデータ化できる、2010年11月に発売開始された新しいセンサである。キネクトセンサは看護系の実験研究での使用実績がほとんど無いため、模擬病室(個室)における日常生活動作を対象にデータ収集を行った。分析の結果、被験者の両手首及び足首、腰にカラーマーカーを装着することで必要な精度の骨格の位置情報を得られることが明らかになり、さらに、今後のデータ収集に最適なセンサ数とセンサ位置が明らかになった。本研究に必要なデータが当初使用を予定していた加速度センサでは不十分であることが平成23年度の実験により明らかになったため、キネクトセンサを使用する事となった。キネクトセンサの動作認知率やそれに必要なセンサ数及びセンサ位置の特定という新しいプロセスが加わったために進捗状況はやや遅れている。本研究は加速度センサによってデータ収集を行う予定であったが、対象とする動作の時間が短すぎること、また、加速度センサ自体の誤差が大きいことによって、分析に必要なデータが得られないということが判明した。そこで、骨格の位置情報をデータ化できるキネクトセンサを用いて再度実験を行った。キネクトセンサが本研究が求めるデータを収集できるデバイスである事は明らかになったが、本計画には無かったこの検証プロセスによって遅れが生じた。次年度は、基本となる健常者動作の抽出と、車椅子介助動作の被介助動作のデータ収集を行う。平成24年度の実験および分析からキネクトセンサによる動作解析法が確立したため、当初予定していたよりもデータ分析にかかる時間が短縮できる。これにより、やや遅れている進捗状況を十分に回復し本研究の目的を達成できると考える。平成23年度の実験にて、加速度センサからキネクトセンサによるデータ収集に変更となった。キネクトセンサの検証プロセスによって計画に遅れが生じているが、平成23年度に完遂できなかった「シナリオの作成」および、「健常者動作のデータ収集」を平成24年度の前半に実施する。さらに平成24年度後半では当初平成24年度に計画していた「基本となる健常者動作の抽出」を行う。キネクトセンサは加速度センサに比べてデータの処理時間が短いので、当初の計画から変更が生じたが十分に実施可能である。研究の進捗状況が遅れていたために研究費支出を繰り越している。平成24年度および平成25年度で実施予定だった計画を次年度に実施することにより、この繰り越し分を適正に使用する。当初平成23年度に計画していた実験の約半分のプロセスを終えた段階で1年が経過してしまったため、平成23年度の経費として計上していた機器購入費や人件費が繰り越しとなった。使用センサが変更になったのみで計画自体には変更が無いことから、繰り越しした費用は平成24年度に行う実験等で適正に使用する。
グリコシダ-ゼ類の自殺基質の開発

三種の糖(ガラクト-ス、マンノ-ス、グルコ-ス)のpーニトロフェニルトリアゼン誘導体を合成し、種々のグリコシダ-ゼに対する阻害作用を調べた。ガラクトシダ-ゼについては、pートリル、pークロル、mーニトロ、oーニトロのトリアゼン誘導体も合成し、阻害作用を調べた。以上の研究により、以下の知見が得られた。1、備品として購入した高速液体クロマトグラフィ-を、トリアゼン合成の反応条件の検討、及び単離に用い、初めてトリアゼン誘導体を結晶として、しかも高収率で得ることができた。2、ガラクト-スのトリアゼン誘導体は、多くの起源(マウス繊維芽細胞、牛睾丸、大腸菌、コウジカビ、大福豆、インゲン豆等)のガラクトシダ-ゼを特異的に阻害したが、アワビ、ホラ貝等の貝類の酵素には作用しなかった。ヌアリル基の置換体では、pーニトロ誘導体が最も良い阻害剤であった。3、グルコ-スの誘導体によって阻害される酵素は少なく、コウジカビ、ア-モンド、アワビ、大豆もやし、牛肝臓等のグルコシダ-ゼは阻害されなかった。4、マンノ-スの誘導体によって特異的に阻害される酵素が、鳥類の肝臓、輸卵管等に存在することが見つかった。αーマンノシダ-ゼの親和失活剤はこれが初めてである。なお、天然に広く存在する豆類のαーマンノシダ-ゼは阻害されなかった。これらの知見より、トリアゼン誘導体が阻害を示すかどうかは、起源が異なる酵素ごとに、調べる必要があること、酵素の自殺阻害剤となり得るには、何か厳格な条件を満たす必要があること等が明示された。
古文書料紙の科学分析による紙の東西伝播の研究

2018年度に行ったフランスのシャルトル大聖堂において書かれた文書の調査では、紙を非破壊の方法で分析した結果ラグペーパーであることを明確に示す亜麻(または大麻)製とみられる糸片や布片が存在することを示した。また、ウォーターマークの分析によりこれらの文書の紙は14世紀後半頃に使用されていたものであることもわかった。これらの結果は襤褸布を原料とするラグペーパーの製法が中国から中東を経てヨーロッパに伝わっていったこと示す具体的な証拠である。さらに、ヨーロッパでは紙の白さを引き立たせるためとされる青く染められた繊維を混ぜて紙を漉く手法が知られている。シャルトル大聖堂の文書の紙の中にも青や赤に染められた繊維が見つかっただけでなく、青や赤に染められた糸片まで見つかった。これら染色された繊維が故意に紙の材料として使用されたものかどうかについては今後のさらなる調査が必要である。次に、昨年度に引き続いて、クストディア財団とフランス国立図書館が所蔵するレンブラントの銅版画作品に使われた紙のデジタル顕微鏡による非破壊分析も行った。雁皮紙や竹紙が多く見つかったことは昨年同様の結果であるが、製紙に関する歴史資料の調査から、雁皮紙は日本で、竹紙は中国南部で作られたものである可能性が高いことがわかった。これらの紙は17世紀にオランダ東インド会社によって日本や中国南部からアムステルダムに持ち込まれたものである可能性が高い。本年度の研究計画ではヨーロッパの古い紙について重点的に分析を行う予定であった。計画通りに年代のわかるヨーロッパの古い紙のであるフランスのシャルトル大聖堂で書写された14世紀頃の古文書の紙の非破壊分析を行った。これまでに調査してきた東アジア、中央アジア、中東地域の古い紙の調査では、日本、朝鮮、中国の古文書、敦煌文書、楼蘭文書、トルファン文書、カイロ・ゲニザ文書の分析結果と合わせると、中国で発明された紙が東に向かって日本に伝わり、一方、西に向かってシルクロードを経て中東地域、北アフリカ、ヨーロッパへと伝わったがこれらの地域の古い紙を一応網羅したことになる。現段階では例えば以下のようなことがわかっている。・各地域での製紙原材料(楮、竹、大麻、亜麻など)の差異を明らかにした。・各地域での填料の差異(敦煌文書(ホータンで書写された文書を含む)や日本の文書の紙には澱粉粒子を大量に含む紙が見つかるが、一方で中東地域やヨーロッパの紙からは澱粉粒子を大量に含む紙はこれまでのところ見つかっていない。)・敦煌より西方のヨーロッパまでラグペーパーの製法が伝播したことを示す明確な証拠を示した。さらに、昨年度に引き続いてクストディア財団とフランス国立図書館が所蔵するレンブラントの銅版画作品に使われている紙の分析を行った。こちらは、オランダ東インド会社によって日本や中国からオランダに海路で伝わった紙の調査である。2019年度は最終年度でもあり、当初の計画通りにデータベース公開に向けての準備も行っていく予定である。データ公開に際して分析した文書や作品に関するメタデータ(書誌情報、物理データ、分析データなど)の収集と整理を行い、各所蔵機関との協議が必要であるができる限り情報をインターネット上に公開していく。中国で発明された製紙技法の東西伝播を調査するにあたって、平成28年度は製紙技法の東への伝播について重点的に研究を行った。まず、紙繊維の分析ではこれまでに調査を行った4世紀から11世紀までの敦煌、トルファン、楼蘭文書の結果に続くものとして、宋版や元版と見られる文書の紙の分析を行った。この結果、宋版や元版に使用された紙は、敦煌、トルファン、楼蘭文書からは見つからなかった竹の繊維を原料とした紙であった。一方で製紙技法が中国から伝わった韓国や日本の古文書料紙から竹紙は見つからず、そのような報告もない。韓国や日本の古文書の紙の多くが楮紙で、一部に麻紙や雁皮紙の使用が見られた。したがって、中国では遅くとも宋代には竹紙が一般的に作られていたが、竹紙の製作技法は韓国や日本に伝わらなかったか、または、定着しなかったことを示すことができた。次に、紙の填料の分析については、日本では鎌倉時代の紙に米粉の使用が報告されているが、実際に鎌倉前期の嘉禄版の紙から米デンプン粒を大量に見つけている。一方、敦煌文書でのデンプン粒の調査でも隋代、初唐、盛唐時代の一部の文書から米や粟のデンプン粒と見られる粒状物が見つかった。さらに、中唐時代以降の一部の敦煌文書の紙からは小麦のデンプン粒と見られる粒状物が見つかった。この結果から、少なくとも日本でのデンプン使用より以前に中国でもデンプン粒が填料として使用されていたことを示すことができた。平成28年度は製紙技法の東伝について重点的に研究を行ったが、中国、韓国、日本各国の古文書の紙を分析することができ、材料である紙繊維や填料として使用された澱粉に関する成果を得ることができた。これらの成果の一部を平成28年度中に論文や学会発表を行ったが、平成29年度にも引き続き成果を発表する予定である。また、紙の西伝について調査するために平成28年度9月に予定通り研究拠点をパリのCentre de Recherche sur laConservationに移した。

平成29年度からはこれまでに調査してきた東アジアの古い紙からシフトして主に中央アジア、中東地域の古い紙を調査し、製紙技法の西方への伝播の実態についての調査を重点的に行った。まず、ペリオコレクション(フランス国立図書館所蔵)とスタインコレクション(大英図書館所蔵)の敦煌文書の中に麻質のボロ布や糸屑が混ざっているラグペーパーがあることを明らかにし、記年の情報などからラグペーパーの作成されていた時代(北魏時代または中唐時代以降)も明らかにした。次に、英国のケンブリッジ大学図書館が所蔵するゲニザ文書(カイロで出土した主にヘブライ語で書かれた文書群。この中には東はイランから西はスペインまで様々な場所で書かれた文書が含まれている。)を分析し、10世紀から11世紀頃のいくつかの文書の紙の中に糸屑(亜麻または大麻の糸と思われる。)が混入していることを確認し、製紙材料にボロ布や糸屑などのラグを使用していた明らかな証拠を示すことができた。さらに、文書ではないがフランス国立図書館とクストディア財団が所蔵するレンブラント・ファン・レイン(1606-1669)の銅版画作品などに使われた紙の分析も行った。これまでに行われたレンブラントの銅版画の紙の分析は限定的なものにとどまっているが、今回の調査ではこれまでのところ77点の作品を分析している。この結果、洋紙の他に雁皮紙や竹紙が使われていることを確認した。歴史史料の調査の結果、雁皮紙や竹紙は17世紀にオランダ東インド会社によって日本や中国からアムステルダムに持ち込まれたものである可能性が高いことも明らかにした。本年度の研究計画では中東やヨーロッパの古い紙について重点的に分析を行う予定であった。ゲニザ文書群の分析ではイラン、ティルス(レバノン)、バグダッド(イラク)、ダマスカス(シリア)、カイロ(エジプト)、チュニジア、スペインなどで書写された10世紀から11世紀頃の紙を分析した。これらのほとんどが亜麻(または大麻)繊維で作られた紙であったが、当時からボロ布などを原料にして紙を作っていたことを明らかにすることができ、当初の計画通り中東地域の古い紙の分析することができた。ヨーロッパの古い紙は平成30年度初頭にシャルトル大聖堂所蔵の14世紀頃の紙を分析する予定である。さらに、当初の予定にはなかったが、レンブラントの銅版画作品などに使われている紙の分析を行った。以前から和紙の使用が指摘されていたが、デジタル顕微鏡を用いた非破壊分析によって、雁皮紙、竹紙、洋紙に正確に分類できた。これによって、従来の目視による紙の分類には間違いがあることも明らかになった。2018年度に行ったフランスのシャルトル大聖堂において書かれた文書の調査では、紙を非破壊の方法で分析した結果ラグペーパーであることを明確に示す亜麻(または大麻)製とみられる糸片や布片が存在することを示した。また、ウォーターマークの分析によりこれらの文書の紙は14世紀後半頃に使用されていたものであることもわかった。これらの結果は襤褸布を原料とするラグペーパーの製法が中国から中東を経てヨーロッパに伝わっていったこと示す具体的な証拠である。さらに、ヨーロッパでは紙の白さを引き立たせるためとされる青く染められた繊維を混ぜて紙を漉く手法が知られている。シャルトル大聖堂の文書の紙の中にも青や赤に染められた繊維が見つかっただけでなく、青や赤に染められた糸片まで見つかった。これら染色された繊維が故意に紙の材料として使用されたものかどうかについては今後のさらなる調査が必要である。