hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
加温滅菌処理細片化同種骨の骨再造形に関する基礎研究

次年度はこのモデルを用いて、観察期間をさらに12、16,20週と延長して骨形態並びに再造形の過程を明らかにするとともに、この再造形の過程に出現する分子群の解析を予定している。さらに、臨床応用を視野に入れ、今年度は同時に、弛緩人工股関節骨動態並びに加温滅菌処理同種骨を用いた臨床例から組織の解析も合わせて行った。弛緩人工股関節の骨動態は高回転型・低石灰型の極めて特殊な骨動態が存在することが明らかとなった。また、加温滅菌処理同種骨を用いた再置換症例からの解析では、移植後6ヶ月には、十分石灰化した骨の再造形が認められた。今後は、基礎及び臨床例の詳細な比較検討から、加温処理滅菌した同種骨の骨再造形の生物学的な過程を明らかにするとともに、至適な同種骨の性状を明らかにするために研究を継続する予定である。加温滅菌処理同種骨の骨再造形と人工股関節骨・インプラント境界面の生体反応機構の病態特性を明らかにするためにインプラント周囲と動物モデルの硬組織について生化学的・形態学的検討を行い以下の結果を得た。1)人工股関節周囲組織の検討:人工股関節全置換術施行後、非感染性の弛みを生じて再置換術を行った症例と非弛緩性の対照群症例を対象とした。骨標識後、再置換術時に骨組織を採取し、Villanueva骨染色後、非脱灰硬組織標本として、共焦点レーザー顕微鏡システムを用いて形態学的観察を行った。対照群と比較して、弛緩人工股関節の周囲骨組織では、成熟石灰化骨量の有意な減少とともに、低石灰化骨量、類骨量、破骨細胞面の増加、骨石灰化速度の亢進に加えて、骨細胞数、骨細管の増加が観察され、また、破骨細胞性骨吸収によらないcathepsin K-ODF依存性の病的骨吸収を含む骨の再造形過程が明らかになった。細片化した加温滅菌同種骨を移植した症例から大腿骨再置換術時に得られた骨組織の解析により、移植後6ヵ月後に部分的な成熟石灰化骨の再生を認めた。また一部は、破骨細胞性・非破骨細胞性の骨吸収過程も観察された。2)ラットモデルの解析:加温滅菌処理同種骨を大腿骨腔に充填後、ステンレスピンインプラントを挿入し骨の再造形を観察した。非荷重の動物モデルでは、破骨細胞性・非破骨細胞性の細片化同種骨の吸収と骨芽細胞による添加性の骨形成が観察された。1週、2週、4週、8週、12週と経時的に骨の再造形面積は増加したが、移植骨は完全には吸収・再造形化はされなかった。加温滅菌処理同種骨の骨再造形と人工股関節骨・インプラント境界面の生体反応機構の病態特性を明らかにするために、平成14年度は、加温処理細片化同種骨移植の再造形に関する、1)基礎実験と2)臨床応用研究を行った。1)基礎実験:過去の臨床応用研究から加温滅菌同種移植骨の再造形にはメカニカルストレスの存在が不可欠なことが明らかになったため、メカニカルストレス下の骨芽細胞動態について検討した。ヒト培養骨芽細胞に105%のuniaxial stressを負荷すると、対照群と比較して、骨芽細胞はストレス負荷に応答して垂直に細胞配列方向を変化させることが明かとなった。さらにCOX-2、MMP-1、MMP-3のmRNAが一過性に有意に上昇した。COX-2の上昇は、in-vitroの刺激装置を用いた条件下で、メカニカルストレスに対して骨芽細胞が充分応答したことを示した。さらに、MMP-1、MMP-3の上昇は、骨芽細胞が骨形成のみならず骨芽細胞・破骨細胞連関の面でも、メカニカルストレス下の骨再造形に破骨紳胞recruitmentに関与して同種骨の吸収、骨添加に関与する可能性を示唆したものと推察された。2)臨床応用研究:3回細片化処理後の加温滅菌処理同種骨のリモデリングについて検討した。骨梁の出現、2mm以上の骨皮質の肥厚を骨再造形としてX線学的評価を行った。
高等学校における通級による指導担当教員の資質向上と指導の充実を図るツールの開発

今年度より高等学校における通級による指導が開始されたが,その実施状況は自治体により様々である。1校から数校の学校を指定してモデル的に実施するとしている自治体もあれば,エリア(教育事務所,保健福祉圏域など)毎に学校を指定ないしはサテライト教室を設置する,あるいは特別支援学校に教室を設置するといった自治体もある。前者のタイプは基本的に自校方式であり,サテライト教室を設置する場合や特別支援学校に教室を設置する場合はエリアにある高等学校から教室に通う形式となる。以上のように,高等学校における通級による指導については自治体により様々な形態を試行している状況にあるが,自校方式による場合は,一定のエリア毎に学校を指定しているとしても,少なくとも現時点では対象となる生徒が限定されることになる。サテライト教室等を設置している場合も,可能性としては多くの潜在的ニーズに応えうるとはいえ,移動時間などを考慮すると,実際には対象となる生徒数が少なくなっている可能性もある。小・中学校に比べて生徒の居住地範囲がかなり広範となる高等学校の場合にどのような実施方式が適切であるのか,各自治体における今後の展開の見通しを含めて実地調査を行う必要がある。また,通級指導担当者に向けた指導ガイドラインなどにおいては,自立活動についての解説や個別の指導計画の様式などが示されているが,高等学校段階の生徒の実態を自立活動の6区分27項目に沿ってアセスメントし,指導内容・方法を定めるための手順などについては十分に明らかにされているとは言い難い。また,高等学校における通級による指導に関する報告等によれば,自立活動に関する高等学校教員の理解の不十分さが述べられている。高等学校における通級による指導が十全に機能するためには,高等学校教員全体の通級についての理解を進める必要があり,そのための方策を探る必要がある。平成29年度から引き続き,東北大学評議員,東北大学教職課程委員長,教育学研究科運営会議委員,教育学研究科教務委員長,学務審議会委員,学務審議会教務委員会委員ほか,大学ならびに教育学研究科の管理・運営に関する多数の職務を担うこととなり,平成30年度教育学研究科再編に伴う諸々の教務事項,教職課程再課程認定にかかる諸事項などへの対応に多くの時間を費やすこととなった。そのため,当初予定していた訪問調査等の日程・時間を確保することができなかった。ゆえに,今年度は,開始されたばかりの高等学校における通級による指導の各自治体における実施状況,各自治体で刊行された通級指導担当者向けのガイドラインなどの資料に基づき,通級による指導の実施における諸課題の把握に取り組むこととなった。研究実績の概要において記したように,今年度から開始された高等学校における通級による指導の実施方式は自治体により様々であるが,全体としていくつかのタイプに分類されることがわかった。高等学校段階の通級による指導について,どのような実施方式が適切であるのか,各自治体における今後の展望を含めて実地調査を行うことが必要である。また,実施方式のタイプにより,通級指導担当者の資質向上に向けた取り組みやそのために必要とされるツールなどに違いがある可能性もある。これらに関する調査を併せて実施しながら,高等学校段階における生徒の実態を自立活動の項目に沿ってアセスメントするための項目・内容・視点等に関する試案,それらに基づく指導内容・方法の選定,教員自身に関する評価を含めた指導効果の評定等に関し,実際に通級による指導を担当している教員に確認・評価等を依頼する。通級による指導における指導内容は原則として自立活動となる。各自治体においては支援を必要とする生徒への気づきのためのチェックシートが用意されているが,これらのほとんどは,文部科学省による小中学校における特別な支援を必要とする児童生徒を把握するためのチェックシートの文言等を高校段階に合わせて一部修正したものである。通級による指導においては,新学習指導要領において新たに加えられた1項目を合わせた自立活動の6区分27項目に沿って生徒の実態を詳細にアセスメントし,実態に応じた指導項目の設定及び指導内容・方法の選定を行う必要があるが,高校段階における生徒の実態を自立活動の項目に沿ってアセスメントするための項目・内容・視点等については確実なものがあるとは言えない。そのため,主に発達障害に関わる尺度,とりわけ青年期の発達障害を対象とする尺度等も参照にしながら,自立活動の項目に沿ってアセスメントするための項目・内容・視点等の整理を試みている。また,生徒の実態に応じた指導内容・方法の選定に関し,上述の整理がある程度完成したところで,これまで教育現場で蓄積されてきた指導実践を指導項目ごとに割り振ることを想定し,関連資料の収集に取り組んだ。なお,小中学校における発達障害のある児童生徒を対象とする通級による指導の担当教員へのこれまでの聞き取り調査等によれば,指導の充実のためには担当教員による定期的な情報交換の場を設けることが有用であること,また,小中学校の教員への聞き取りによれば,通級による指導に対して教科補充を期待することが少なからずあることなどが示されており,高等学校における通級による指導においてもこれらへの対応が必要となると考えられた。平成29年度より,東北大学評議員,東北大学教職課程委員長,教育学研究科運営会議,教育学研究科教務委員長等を拝命し,東北大学学長候補者選挙,平成30年度教育学研究科再編に伴う諸作業(大学設置審議会提出書類作成作業,教職課程課程認定作業,公認心理師に対応した大学院博士前期課程カリキュラムの編成作業),平成31年度教職課程再課程認定作業,公認心理師に対応した学部カリキュラムの編成作業等を担うこととなった。そのため,当初予定していた訪問調査等のための日程・時間を確保することができなかった。

結果として,今年度は文献や資料に基づき,高等学校における通級による指導に関する諸課題の検討,生徒の実態把握のための基本的枠組みの整理等に取り組むこととなった。今年度より高等学校における通級による指導が開始されたが,その実施状況は自治体により様々である。1校から数校の学校を指定してモデル的に実施するとしている自治体もあれば,エリア(教育事務所,保健福祉圏域など)毎に学校を指定ないしはサテライト教室を設置する,あるいは特別支援学校に教室を設置するといった自治体もある。前者のタイプは基本的に自校方式であり,サテライト教室を設置する場合や特別支援学校に教室を設置する場合はエリアにある高等学校から教室に通う形式となる。以上のように,高等学校における通級による指導については自治体により様々な形態を試行している状況にあるが,自校方式による場合は,一定のエリア毎に学校を指定しているとしても,少なくとも現時点では対象となる生徒が限定されることになる。サテライト教室等を設置している場合も,可能性としては多くの潜在的ニーズに応えうるとはいえ,移動時間などを考慮すると,実際には対象となる生徒数が少なくなっている可能性もある。小・中学校に比べて生徒の居住地範囲がかなり広範となる高等学校の場合にどのような実施方式が適切であるのか,各自治体における今後の展開の見通しを含めて実地調査を行う必要がある。また,通級指導担当者に向けた指導ガイドラインなどにおいては,自立活動についての解説や個別の指導計画の様式などが示されているが,高等学校段階の生徒の実態を自立活動の6区分27項目に沿ってアセスメントし,指導内容・方法を定めるための手順などについては十分に明らかにされているとは言い難い。また,高等学校における通級による指導に関する報告等によれば,自立活動に関する高等学校教員の理解の不十分さが述べられている。高等学校における通級による指導が十全に機能するためには,高等学校教員全体の通級についての理解を進める必要があり,そのための方策を探る必要がある。平成29年度から引き続き,東北大学評議員,東北大学教職課程委員長,教育学研究科運営会議委員,教育学研究科教務委員長,学務審議会委員,学務審議会教務委員会委員ほか,大学ならびに教育学研究科の管理・運営に関する多数の職務を担うこととなり,平成30年度教育学研究科再編に伴う諸々の教務事項,教職課程再課程認定にかかる諸事項などへの対応に多くの時間を費やすこととなった。そのため,当初予定していた訪問調査等の日程・時間を確保することができなかった。ゆえに,今年度は,開始されたばかりの高等学校における通級による指導の各自治体における実施状況,各自治体で刊行された通級指導担当者向けのガイドラインなどの資料に基づき,通級による指導の実施における諸課題の把握に取り組むこととなった。研究費申請時点では,平成30年度から実際にどれほどの自治体で高等学校における通級による指導が開始されるかは不明であったため,中学校における発達障害のある生徒を対象とする通級による指導担当教員及び特別支援学校教員に協力を依頼することを想定していた。
シミュレーションシステムの導入による歯科臨床教育の合理化・能率化

本研究では、歯科臨床を模したシミュレーション教育のための機材の開発、それに伴う教育ソフト製作、歯科診療システムにコンピューターを導入し、診療姿勢、切削圧の制御、作製物の評価等を自動的に判定し自己評価が可能となるシステム構築のための基礎的データの収集と試作等々この課題に多角的に取り組み、歯科臨床シミュレーション教育の合理化と能率化を計るための総合的システムの確立を目的として行なわれた。1.現在の歯科臨床教育の中でシミュレーション教育がどの程度行なわれているか全国29大学、71講座を対象に、アンケートによる実態調査を行った。2.歯周治療の病態と治療に関わる視覚に訴える動的な教材をコンピューターグラフィックスを使用して開発し、これを使用した教育法とこれまでの教育法との比較を行った。3.コンピューターグラフィクスを応用し、窩洞形成を疑似体験できるシステムの開発を試みた。4.シミュレーション教育のための模型ならびに機材の試作、改良を行った。5.画像取り込みによる窩洞形成の評価について検討した。6.シミュレーションシステム導入のため術者の生理的な診療姿勢について解析した。7.実際に歯科診療シミュレーション装置を使用した場合の使用状況と問題点について検討した。8.適切な荷重で歯牙を切削する感覚を会得するシステム、ならびに歯内療法の器具操作を記録分析しフィードバックしながら実習を進めていく装置について考案しその有用性について検討した。本研究は極めて新しい分野で歯科臨床の全科に及ぶものであり、2年間の研究を通じて、また新たな問題も提起され継続研究の必要性が高い事が明かとなった。近年、歯科医学の進歩は目ざましく、卒前の教育内容は多岐にわたって益々深くなってきている。また、教育内容が多様化、複雑化する現状の中で、医療従事者の育成という社会的責任から、基礎実習から臨床実習に移行する間に臨床を模した高度で合理的なシミュレーション教育の確立が求められている。本研究では、まず病態と治療に関わる生物学的な理解を深めるための視覚に訴える動的な教材の開発と、これまでの教育法との比較を行っている。また、シミュレーション教育のための教材とそれに伴う教育ソフトの開発を行い、基礎的データを収集中である。岩久・子田はシミュレーション実習の効果と、実施方法について検討している。荊木はシミュレーション教育方法に関してアンケート調査を行っている。加藤は歯周炎患者の病態を再現した顎模型や、根管のある人工歯や天然歯を用い、診査、診断、歯周治療、歯内療法、さらに補綴処置へも発展可能なモデルについて検討している。西川は天然歯と類似性の高い人工歯の開発を行い、それを組み込んだファントムを用いて、実験的検討を試みている。田上は保存修復実習示説のためのコンピューターグラフィクスを作成している。河野・倉地は実習用ファントムに異なるタイプの顎模型が利用できるように改良しその使用法について検討中である。井上正義は切削部位別の生理的な手指の動きについて、顎規格固定装置に計測システムを組み込み基礎的データを収集し解析している。新谷は歯牙切削時の切削回転数並びに切削圧をコンピューター解析し、各要素が切削に及ぼす影響について検討中である。新井は、現在までに理解されてきた歯内・歯周疾患の病態と治療に関わる生物学的背景を静止2次元画として描き、これをもとに3次元コンピューターグラフィックを作成している。井上廣・梶原は窩洞の形成深さをリアルタイムで解析するために導電性材料を埋設した歯牙模型を試作検討している。1.現在の歯科臨床教育の中でシミュレーション教育がどの程度行なわれているか全国29大学、71講座を対象に、アシケートによる実態調査を行った。

2.歯周治療の病態と治療に関わる視覚に訴える動的な教材をコンピューターグラフィックスを使用して開発し、これを使用した教育法とこれまでの教育法との比較を行った。3.コンピューターグラフィクスを応用し、窩洞形成を疑似体験できるシステムの開発を試みた。4.シミュレーション教育のための模型ならびに機材の試作、改良を行った。5.画像取り込みによる窩洞形成の評価について検討した。6.シミュレーションシステム導入のため術者の生理的な診療姿勢について解析した。7.実際に歯科診療シミュレーション装置を使用した場合の使用状況と問題点について検討した。8.適切な荷重で歯牙を切削する感覚を会得するシステム、ならびに歯内療法の器具操作を記録分析しフィードバックしながら実習を進めていく装置について考案しその有用性について検討した。本研究は極めて新しい分野で歯科臨床の全科に及ぶものであり、2年間の研究を通じて、また新たな問題も提起され継続研究の必要性が高い事が明かとなった。
感染症原因菌の悪性化を統御するクオルモン－受容体膜タンパク質複合体の結晶構造解析

FsrC-GBAP複合体およびFsrC-GBAP拮抗阻害剤複合体の結晶化で得られた結晶について大型放射光施設にてX線回折実験とデータ解析を行った結果、得られた一群の結晶は、FsrC精製試料に微量混在していた宿主大腸菌由来の膜タンパク質AcrBのものであると判明した。2種類の結晶のうち片方は新規の状態の結晶構造であった。AcrBはグラム陰性菌の多剤排出輸送体として機能するため、細菌感染症予防研究に資する成果と期待し、最終構造決定に向けて構造解析を続ける。また、FsrC-GFP融合タンパク質の発現の際にプロテアーゼ阻害剤を共発現させることにより発現量が数倍向上することを見出した。□FsrC-GBAP複合体の低分解能(3.0Å)構造解析(担当:永田)・精製ー現在、培養から精製・結晶化まで3日かかっていたが、精製の検討により、一両日中にFsrCの精製を完了する系を確立した。・結晶化ー蒸気拡散法結晶化において、従来より使用してきた沈殿剤PEG400やPEG550MMEよりも、新たに導入した沈殿剤PEG500DMEがFsrC-GBAP複合体結晶の成長を促進することを見出し、100μm角の比較的大きなFsrC-GBAP複合体結晶を再現良く安定して得られるようになった。脂質メソ相結晶化も試したが、FsrC-GBAP複合体結晶は得られなかった。・X線回折ーSPring-8やPhotonFactoryにて自動結晶マウントロボットを使用し多数の結晶のX線回折能のテストおよびX線回折データ収集を高効率で行うことは実現できた。沈殿剤PEG500DMEを用いて得られるFsrC-GBAP複合体の大きな結晶はSPring-8やPhotonFactoryのビームタイムに間に合わなかったので、H26年度にX線回折実験を行う。およびSeMet置換体の結晶についてもH26年度にX線回折実験を行う。・構造解析ー以前に取得した4.1Å分解能の回折データとFsrC細胞内ドメインにアミノ酸配列相同性のある超好熱菌由来ヒスチジンキナーゼ(AaHK)の結晶構造を用いて分子置換法による構造解析を試みた。連続した電子密度が複数観測され、膜貫通部位と思われる領域も特定できたが、位相問題の解決が不完全となるので、それ以上進めなかった。H26年度に、重原子導入結晶の調製やSe-Met標識体結晶の調製、X線回折実験を行い、重原子同型置換法や多波長異常分散法での構造解析を進めて、確実にFsrC-GBAP複合体の結晶構造解析を成功させる予定である。□GBAPおよびGBAP拮抗阻害剤の調製(担当:中山)結晶構造解析ー従来より得られていた精製FsrC-GBAP拮抗阻害剤複合体試料から得られた結晶のX線回折データの解析により、この結晶はFsrC-GBAP拮抗阻害剤複合体の結晶ではなく、極微量混在していた宿主大腸菌の膜タンパク質AcrBの結晶であることが明らかになった。AcrBはグラム陰性菌において多剤排出輸送体として機能するホモ3量体膜タンパク質であり、すでにその結晶構造は報告されている。しかし、我々が解いたAcrB結晶構造には、3つのサブユニットいずれにもリガンドが結合しており、AcrBの薬剤排出を阻害している状態の新規構造と考えられるため、細菌感染症予防研究に資する成果と期待され、当初の目的から外れるが、これはこのまま分解能向上に向けて構造解析を続ける。上記の経緯により、FsrC-GBAP拮抗阻害剤複合体の結晶化は、再検討を行うことになった。宿主大腸菌由来のAcrBタンパク質が混在しないように、acrB遺伝子を欠失した大腸菌C41(DE3)ΔacrBを用いることにした。これまで蒸気拡散法により多数の結晶化条件を検討したにもかかわらず、良い結晶化条件が見つからないため、これまでと戦略を変え、まずFsrCの安定性を向上させるべく、Cys残基をAla/Serに置換する変異、次にヒスチジンキナーゼ活性を恒常的に活性型および不活性型に固定する変異(リン酸化されるHis残基→GluおよびVal)を導入した。今後、これらの変異体の安定性評価および結晶化を進める予定である。2.GBAPおよびGBAP拮抗阻害剤の調製(担当:中山)結晶化実験用のリガンドGBAP拮抗阻害剤を化学合成した。FsrC-GBAP複合体の結晶化実験において従来より得られていた結晶は精製FsrC試料に微量混在していた宿主大腸菌の遺物排出輸送体AcrBの結晶であることが明らかになったため、AcrB遺伝子を欠失した大腸菌C41(DE3)ΔacrBを用いてFsrCを発現させたが、C41(DE3)の場合よりもFsrCの発現量が低下した。発現条件の最適化を再度行うために、FsrCのC末端側にsfGFPを融合させ、緑色蛍光強度により発現量を評価し、最適発現誘導条件を決定した。さらに、FsrCとセリンプロテアーゼ阻害剤との共発現によりFsrCの回収率を数倍高めることができた。また、結晶化を促進するために、FsrCのCysのSerへの置換、リン酸化されるHisのGlu(疑似活性型)またはVal(疑似不活性型)への置換を行い、FsrC(天然型)と同等の発現量が得られることを確認した。

上記の検討により、AcrB不含のFsrC試料を安定して精製する系を確立した。今後、結晶化とX線結晶構造解析を進める。2.GBAPおよびGBAP拮抗阻害剤の調製(担当:中山)結晶化実験用のリガンドGBAPやGBAP拮抗阻害剤を化学合成した。3.AcrBの結晶構造解析(担当:永田)当初の目的から外れるが、FsrC精製試料に混在していたAcrBは大腸菌の多剤排出輸送体であり、我々の結晶構造はまだ報告されていないリガンド結合不活性型構造であると推測されたので、この結晶構造の高分解能化を目指した。大腸菌C41(DE3)にてAcrBを発現させ、精製AcrBと抗生物質との共結晶化を蒸気拡散法と脂質立方晶法とにより行い、両法にて結晶が得られた。今後、X線結晶構造解析を進める。FsrC-GBAP複合体およびFsrC-GBAP拮抗阻害剤複合体の結晶化で得られた結晶について大型放射光施設にてX線回折実験とデータ解析を行った結果、得られた一群の結晶は、FsrC精製試料に微量混在していた宿主大腸菌由来の膜タンパク質AcrBのものであると判明した。2種類の結晶のうち片方は新規の状態の結晶構造であった。AcrBはグラム陰性菌の多剤排出輸送体として機能するため、細菌感染症予防研究に資する成果と期待し、最終構造決定に向けて構造解析を続ける。また、FsrC-GFP融合タンパク質の発現の際にプロテアーゼ阻害剤を共発現させることにより発現量が数倍向上することを見出した。精製FsrC-GBAP拮抗阻害剤複合体試料から得られた結晶のX線回折データの解析により、この結晶はFsrC-GBAP拮抗阻害剤複合体の結晶ではなく、極微量混在していた宿主大腸菌の膜タンパク質AcrBの結晶であることが判明した。FsrC-GBAP拮抗阻害剤複合体について、これまで多数の結晶化条件を検討したにもかかわらず、良い結晶化条件が見つかっていないため、戦略を変え、FsrCの結晶性および安定性を向上させるべく、Cys残基をAla/Serに置換する変異、およびヒスチジンキナーゼ活性を恒常的に活性型および不活性型に固定する変異(リン酸化されるHis残基→GluおよびVal)を導入し、これら変異体について、宿主大腸菌由来のAcrBタンパク質が混在しないように、acrB遺伝子を欠失した大腸菌C41(DE3)ΔacrBを用いて発現し、安定性評価および結晶化を進めることで遅れを取り戻す所存である。27年度が最終年度であるため、記入しない。構造生命化学FsrC-GBAP拮抗阻害剤複合体の結晶と思っていたものは、極微量混在していた宿主大腸菌の膜タンパク質AcrBの結晶であることが明らかになった。我々が解いたAcrB結晶構造には、3つのサブユニットいずれにもリガンドが結合しており、AcrBの薬剤排出を阻害している状態の新規構造と考えられるため、細菌感染症予防研究に資する成果と期待され、当初の目的から外れるが、これはこのまま分解能向上に向けて構造解析を続ける。一方で、FsrC-GBAP拮抗阻害剤複合体の結晶化についても、方針を見直した。まず、宿主大腸菌由来のAcrBタンパク質が混在しないように、acrB遺伝子を欠失した大腸菌C41(DE3)ΔacrBを用いることにした。
感染赤血球特異的なホスファチジルセリン露出誘導による免疫誘導型抗マラリア薬の創出

マラリアの臨床症状はマラリア原虫の赤血球への侵入と増殖によって引き起こされる。赤血球のアポトーシスであるエリプトーシスでは、“eat-me"シグナルと呼ばれるホスファチジルセリンの露出を引き起こし、マクロファージにより貪食される。これまでに低分子化合物Xが感染赤血球特異的にホスファチジルセリンを露出させ、ヒト単球株であるTHP-1細胞によって貪食されることを見い出した。しかし、そのメカニズムについては明らかではない。本研究では、低分子化合物Xによる感染赤血球特異的なPS露出のメカニズムを解明し、抗マラリア免疫応答を解析することで、“免疫誘導型抗マラリア薬"の可能性を検討する。
雲が地球温暖化に及ぼす影響解明の実験的研究

雲が地球温暖化に及ぼす影響解明のため,釜石鉱山内にある雲科学実験施設を使って実験を行った.この実験施設の主要な部分は,既存の廃坑にある深さ430mの鉛直立坑から構成されている.実験・観測の内容は以下の通りである.(1)立坑内,坑頂及び坑底に取り付けた気温,湿度,気圧,風速センサーを使い,実験施設立坑内の気象環境場の測定を行った.(2)坑内に大規模なフィルターを設置して清浄化した流入空気の場へ,溶液を乾燥させて作ったエアロゾルを噴霧した.立坑下部の流入口において,エアロゾルの粒径分布,組成及び上昇流速を測定した.(3)発生した雲粒分布については,坑底からの高度100m地点と430m地点の坑頂で測定した.噴霧したエアロゾルの数濃度,粒径分布を6ノズル・アトマイザーの組み合わせを変えることによってコントロールした.またエアロゾルの組成,粒径分布の形,数濃度が同じで上昇流速のみを変化させた実験も行った.その結果は次のようであった.エアロゾル粒径分布の形状が一定でエアロゾル数濃度のみ増加すると,雲粒数濃度の対数で見た増加率は一定である.エアロゾル粒径分布の形状が小さいほうへずれると,先ほどの増加率から小さいほうへずれる.組成の違いによる効果は,硫酸アンモニウムより塩化ナトリウムの方が雲粒数濃度を多くする。上昇流速が大きいほど最大過飽和度が大きくなり,その結果として雲粒数濃度が大きくなることが検証された.以上のようにエアロゾルと雲粒との間の関係が,この実験で示された.雲が地球温暖化に及ぼす影響解明のため,釜石鉱山内にある雲科学実験施設を使って実験を行った.この実験施設の主要な部分は,既存の廃坑にある深さ430mの鉛直立坑から構成されている.実験・観測の内容は以下の通りである.(1)立坑内,坑頂及び坑底に取り付けた気温,湿度,気圧,風速センサーを使い,実験施設立坑内の気象環境場の測定を行った.(2)坑内に大規模なフィルターを設置して清浄化した流入空気の場へ,溶液を乾燥させて作ったエアロゾルを噴霧した.立坑下部の流入口において,エアロゾルの粒径分布,組成及び上昇流速を測定した.(3)発生した雲粒分布については,坑底からの高度100m地点と430m地点の坑頂で測定した.噴霧したエアロゾルの数濃度,粒径分布を6ノズル・アトマイザーの組み合わせを変えることによってコントロールした.またエアロゾルの組成,粒径分布の形,数濃度が同じで上昇流速のみを変化させた実験も行った.その結果は次のようであった.エアロゾル粒径分布の形状が一定でエアロゾル数濃度のみ増加すると,雲粒数濃度の対数で見た増加率は一定である.エアロゾル粒径分布の形状が小さいほうへずれると,先ほどの増加率から小さいほうへずれる.組成の違いによる効果は,硫酸アンモニウムより塩化ナトリウムの方が雲粒数濃度を多くする。上昇流速が大きいほど最大過飽和度が大きくなり,その結果として雲粒数濃度が大きくなることが検証された.以上のようにエアロゾルと雲粒との間の関係が,この実験で示された.
多面的解析による努力性呼吸困難感の機序解明と新規バイオマーカーの開発

1.健常人(n=32)のおける4段階マウスピース型呼吸困難体感器の呼吸器領域における基礎的な有用性と安全性が確認された。低酸素状態には陥らないが、体感器の段階的な重症度による肺機能低下および呼吸抵抗上昇に伴って、呼吸困難感が再現性を持って、増加(悪化)することが確認された。いわゆる努力性呼吸困難感を人工的に再現できたと考えている。また中等症以上の有害事象もなく、安全性も担保された。この成果は現在、国際学会誌に投稿中である。2. 4段階マウスピース型呼吸困難体感器の中で、臨床的に最も近いとされるII期呼吸困難器を用いて、健常な男性10名および女性10名を対象に機能的MRIを施行した。男性と女性で努力性呼吸困難時の脳内活動部位が異なる結果があったが、呼吸困難が無い安定期と比較して、呼吸困難時では明らかに機能的MRIで活動増加が認められ、呼吸困難感を他覚的に可視化できたと考えている。本研究成果においても現在、国際学会誌に投稿中である。ただし男女とも10例であるため、検査の再現性を高めるために現在さらなるボランティアを募集中である。再現性が確認されたら、呼吸困難感の性差として、研究成果を公表する予定である。3.低酸素を伴わない努力性呼吸困難が、いわゆる呼吸努力(呼吸補助筋の胸鎖乳突筋仕事量)に起因しているか否かの研究においては、久留米大学の医に関する倫理委員会の承認が得られ、現在、準備段階である。研究遂行のための研究の流れのシミュレーションが実施され、研究が可能であることを確認した。本研究ではボランティアを募集中である。健常人ボランティアの参加が減少していることと頭部機能的MRIを行うことが出来る医師および時間帯に制限があり、若干の遅れが生じている。しかし、解析は順調である。今後は呼吸筋仕事量を行うための準備を開始する予定である。研究の進捗がやや遅れたため、当初予定していた金額より少ない支出となった。次年度に遅れた分を取り戻すため、今年度の余剰金を次年度に移行して使用する予定である。
中性子散乱技術を駆使した水素吸蔵合金の表面活性化と死蔵水素発生メカニズムの解明

水素吸蔵材料の水素吸蔵放出メカニズムおよび実用化において大きな問題となっている可逆的に吸蔵放出できない水素の存在(死蔵水素)に着目し、物質中の水素の分布や状態を調べる上で有効である中性子散乱を利用することで、これらの問題の解明を試みた。特に、中性子小角散乱および中性子準弾性散乱を利用して、水素を吸蔵放出させたTi-Cr-V系合金やMg-Ni系合金の合金表面や死蔵水素の状態について詳細に調べた。水素吸蔵合金は水素貯蔵材料に加えて、水素透過膜やニッケル-水素電池の負極材料など水素エネルギー材料に関連したさまざまな分野で応用が期待されている物質である。水素吸蔵合金の水素吸蔵放出メカニズムについて簡単に述べると、水素吸蔵時では、水素分子が合金表面で単体水素に解離した後、金属格子間を拡散し、ある場所で金属-水素結合を形成することで水素化物とたって安定化する。一方、水素放出時では、金属-水素結合を切断した単体水素が金属格子間を拡散し、合金表面で再び水素分子となって放出される。しかしながら、水素吸蔵合金には実用上幾つかの問題点が残されている。例えば、(1)水素を可逆的に吸蔵放出できない"死蔵水素"の存在と(2)水素を効率良く吸蔵させるための合金表面の活性化処理法の向上が挙げられる。そこで本研究では、従来の圧力-成分-温度測定(PCT測定)に加えて、水素に関する構造・ダイナミクス研究で驚異的な威力を発揮する中性子散乱手法を最大限に利用することで、主にTi系BCC水素吸蔵合金の水素吸蔵放出時のバルク/表面構造、水素の拡散挙動および格子振動を明らかにし、死蔵水素の軽減策と新しい活性化処理法について提案することを目的とした。平成21年度は、Ti系BCC水素吸蔵合金やMg系水素吸蔵合金を対象とした中性子回折実験および中性子小角散乱実験を行い、水素吸蔵時および水素放出時(死蔵水素を含む)の静的構造について詳細に調べた。特に、中性子小角散乱実験では軽水素(H)/重水素(D)を使用するコントラスト変化法を本系に採用し、水素吸蔵過程における水素化物の成長の様子をナノスケールレベルで観測することに成功した。また、表面構造に関する研究を行うためTi系BCC水素吸蔵合金の薄膜試料を作製し、反射率測定の予備実験を行った。水素吸蔵合金は、水素エネルギー材料に関連した様々な分野で応用が期待されている物質である。しかしながら、水素吸蔵合金に関する深刻な問題として、水素を可逆的に吸蔵放出できない"死蔵水素"の存在が挙げられる。この死蔵水素の問題を解決するためには、"吸蔵放出可能な水素"と"死蔵(残存)する水素"による構造および動力学(ダイナミクス)の違いについて明らかにすることが重要である。本研究では、従来の圧力-成分-温度測定(PCT測定)やX線回折測定等に加えて、水素に関する構造・ダイナミクス研究で驚異的な威力を発揮する中性子散乱手法を最大限に利用し、水素吸蔵放出時の構造変化および死蔵水素の状態について明らかにすることを目的とした。平成22年度では、Ti-Cr-V系BCC合金を作製し、PCT測定およびX線回折測定等に加えて、中性子小角散乱実験および中性子準弾性散乱実験を実施した。中性子小角散乱実験では、水素吸蔵量に対して軽水素(H)と重水素(D)の比率(H/D比)を変えたコントラスト変調法を水素吸蔵合金に適用し、水素吸蔵放出によるナノスケール構造の変化について詳細に調べた。その結果、小角散乱スペクトルの傾きが同程度の水素吸蔵量でもH/D比によって異なることを見出した。また、Ti-Cr-V系BCC合金の表面の乱れが、水素吸蔵によって生成される水素化物によって平滑になることがわかった。一方、中性子準弾性散乱実験では、死蔵水素を含むTi-Cr-V系BCC合金に対して各温度で測定を行った結果、470K付近で中性子準弾性散乱スペクトルを観測することに成功した。これは、束縛されていた死蔵水素の一部がこの温度で動き出したことを意味している。今後、構造データと比較することで、稼働した死蔵水素の特定とその結合力を試算できると考えている。
マイクロサテライト多型を用いた薬剤耐性熱帯熱マラリア原虫の空間・時間的拡散の解析

ファンシダールに耐性を示す熱帯熱マラリア原虫の蔓延は、世界的な問題となっている。葉酸拮抗薬であるファンシダールでは原虫dhfr(dihydrofolate reductase)、およびdhps(dihydropteroate synthase)遺伝子のSNPsが、耐性能獲得に大きく関与している,本研究では、耐性原虫分布に影響を与える疫学因子や薬剤圧レベルの異なるいくつかのフィールドから得られた原虫耐性遣伝子周囲に存在するマイクロサテライト多型解析を行った.その目的は、「pyrimethamine耐性原虫がいつ頃出現し、どのような時間的、空間的な広がりを持って定着したのか」についての解明を試みることであり、3年間で以下の成果をあげることができた.1、pyrimethamine中から高度耐性を示すdhfr triple mutant原虫はメラネシアを除く全流行地に分布している.2、従来dhfr triple mutant原虫は東南アジアおよび南米起源とされていたが、ケニア、ガーナにおいて独立起源が起こっている.3、pyrimethamine中度耐性を示すdhfr double mutant原虫はアフリカではmultiple originsであり、東南アジア、メラネシアではsingle originである.4、メラネシアには独立起源および東南アジアから拡散したdhfr double mutant原虫が存在するが、これらの出現はほぼ同時期と考えられる.5、pyrimethamine低度耐性を示すdhfr single mutant原虫はどの地域においてもmultiple originsである.6、ファンシダール+クロロキンとの併用療法を用いてもファンシダール耐性原虫は急速に拡散した.マラリア治療戦略上最も難渋する問題は薬剤耐性原虫の蔓延である.従来、耐性原虫の疫学的評価は、流行地の臨床報告や薬剤耐性試験、耐性遺伝子変異の分析をもとに行われてきたが、現状の解析に留まり、耐性出現の予測までは至らなかった.本研究で得られた知見は、耐性原虫の進化・拡散について大きな学問的前進をもたらしたと考えている.今後、マラリア流行度や薬剤圧の程度、耐性原虫拡散ルートなど異なったフィールドにおける原虫集団の耐性遺伝子構成に対して、同様の集団遺伝学的解析を試みることにより、耐性出現および拡散スピードの予測といった対策への応用が期待されると自負している.ファンシダールに耐性を示す熱帯熱マラリア原虫の蔓延は、世界的な問題となっている。葉酸拮抗薬であるファンシダールでは原虫dhfr(dihydrofolate reductase)、およびdhps(dihydropteroate synthase)遺伝子のSNPsが、耐性能獲得に大きく関与している,本研究では、耐性原虫分布に影響を与える疫学因子や薬剤圧レベルの異なるいくつかのフィールドから得られた原虫耐性遣伝子周囲に存在するマイクロサテライト多型解析を行った.その目的は、「pyrimethamine耐性原虫がいつ頃出現し、どのような時間的、空間的な広がりを持って定着したのか」についての解明を試みることであり、3年間で以下の成果をあげることができた.1、pyrimethamine中から高度耐性を示すdhfr triple mutant原虫はメラネシアを除く全流行地に分布している.2、従来dhfr triple mutant原虫は東南アジアおよび南米起源とされていたが、ケニア、ガーナにおいて独立起源が起こっている.3、pyrimethamine中度耐性を示すdhfr double mutant原虫はアフリカではmultiple originsであり、東南アジア、メラネシアではsingle originである.4、メラネシアには独立起源および東南アジアから拡散したdhfr double mutant原虫が存在するが、これらの出現はほぼ同時期と考えられる.5、pyrimethamine低度耐性を示すdhfr single mutant原虫はどの地域においてもmultiple originsである.6、ファンシダール+クロロキンとの併用療法を用いてもファンシダール耐性原虫は急速に拡散した.マラリア治療戦略上最も難渋する問題は薬剤耐性原虫の蔓延である.従来、耐性原虫の疫学的評価は、流行地の臨床報告や薬剤耐性試験、耐性遺伝子変異の分析をもとに行われてきたが、現状の解析に留まり、耐性出現の予測までは至らなかった.本研究で得られた知見は、耐性原虫の進化・拡散について大きな学問的前進をもたらしたと考えている.今後、マラリア流行度や薬剤圧の程度、耐性原虫拡散ルートなど異なったフィールドにおける原虫集団の耐性遺伝子構成に対して、同様の集団遺伝学的解析を試みることにより、耐性出現および拡散スピードの予測といった対策への応用が期待されると自負している.本研究は薬剤耐性原虫分布に影響を与える疫学因子や薬剤圧レベルの異なるいくつかのフィールドから得られた原虫耐性遺伝子周囲に存在するマイクロサテライト多型解析を行うことによって、「耐性原虫がいつ頃出現し、どのような時間的、空間的な広がりを持って定着したのか」について考察するものである.平成17年度における本研究の主な作業は、基礎実験として、各種薬剤耐性遺伝子に関連した「信頼しうる」マイクロサテライトマーカーの決定を行うことであった.

Nair(Mol Biol Evo)、Roper(Science)らの報告を元に、基礎実験を行い、Dhfrについては、近傍のマイクロサテライトとして、D_100_1(-4.49kb)、D_100_8(-3.87kb)、D_104_5(-0.1kb)、D_106_8(0.52kb)、D_107_7(1.48kb)、D_112_2(5.87kb)が解析に適するマーカーと判断できた.また、遠位では、D 391(-363.33kb)、C4M40(-57.68kb)、D750(-29.61kb)、C4M71(+30.31kb)、D_1055(+299.72kb)が適当とされた.ケニア、ガーナ、パプアニューギニア、ヴァヌアツ、カンボジア、タイについて、上記マイクロサテライトが分析され、以下の知見を得ることができた.1.東南アジア、南太平洋地域にかけて分布するファンシダール耐性原虫の起源は二つある.2.一つはおそらくタイより発生し、広く東南アジア、南太平洋の諸国に分布している.もう一つは、ニューギニアで発生し、現在の分析では、他地域への拡散が見られていない型である.3.タイより発生した耐性原虫はアフリカ諸国のサンプルからも検出された.本研究は薬剤耐性原虫分布に影響を与える疫学因子や薬剤圧レベルの異なるいくつかのフィールドから得られた原虫耐性遺伝子周囲に存在するマイクロサテライト多型解析を行うことによって、「耐性原虫がいつ頃出現し、どのような時間的、空間的な広がりを持って定着したのか」について考察するものである.本年度は基礎実験にて決定されたdhfr遺伝子周囲(-360から+300KB)のマイクロサテライトマーカー多型をパプアニューギニア、ヴァヌアツ、ソロモン、カンボジア、タイからのフィールドサンプルにおいて決定した.結果、1)現在浸淫地に分布している耐性原虫の大部分は非常に限られたlineageの拡散による、2)メラネシアは南米、東南アジアに続く3番目の耐性原虫のfocusである、3)dhfr単変異原虫は多種のlineageを持っ、すなわちこの変異原虫の出現はまれな現象ではない、4)ハプアニューギニアにおける東南アジアおよびメラネシア由来耐性原虫マイクロサテライト多型度の比較により両lineageはほぼ同時期に生じた、ことが示された.耐性原虫の出現および選択に関わりうる因子は多種あるが、もっとも強い影響を及ぼすのは、当該薬剤の使用である.しかしファンシダールが第一選択薬として用いられていた時期は、東南アジアでは1970年代から80年代、一方メラネシアでは1990年代以降と両地域に約20年のずれがあり、集団遺伝学的に推定された東南アジアおよびメラネシア由来lineageの同時期出現を説明することができない.次年度は分子進化学的手法を用いて遺伝子変異の起こった時期を推定し、各フィールドにおける薬剤使用を中心としたマラリア対策・疫学と耐性の進化拡散の関係を明らかにしていきたい.抗マラリア薬pyrimethamineに対する耐性原虫の蔓延はマラリア対策上大きな問題となっている.この耐性には原虫dhfr遺伝子の変異が関与している.しかし進化上、耐性原虫の出現は非常に稀な事象であり、現在蔓延している耐性原虫はごく限られたlineageの拡散によって起こることが想定されている.本研究は「pyrimethamine耐性熱帯熱マラリア原虫がいつ頃出現し、どのような時間的、空間的な広がりを持って定着したのか」について考察するものである.
液中レーザーアブレーションによる固体試料の直接溶液化を用いたICP質量分析の研究

本研究では、LAによる固体試料の直接溶液化について検討し、LA/ICP-MSの定量性の向上を目指した。まず、純水中で固体材料にレーザーを照射する方法を試みた。固体試料として一連の鉄鋼標準試料を用いて試料溶液を作成し、鉄鋼試料中の含有率に対して溶液中の目的元素の信号強度をプロットしたところ良好な直線性を示した。しかし、試薬から調製した標準溶液との比較では、元素によって両者の検量線の傾きに差が見出された。その差は測定元素の沸点に依存する傾向があり、選択的な蒸発が認められた。予め補正係数を求めておけば、鋼種の異なる鉄鋼試料でも標準溶液のみを用いてかなりの精度・正確で定量できた。また窒化ケイ素焼結体の場合には、定量値が保証値に比べ3040%低い結果となったが、従来の酸分解などに比べ極めて短時間で溶液化できる可能性が見出せた。次に、通常のLAにより生成した試料粒子をArで搬送して溶液中に溜め、この溶液をICP-MSで標準溶液を用いて分析する方法を検討した。液中でLAを行った方法と同様に、一連の鉄鋼標準試料を用いて試料溶液を作成した。鉄鋼試料中の含有率に対して、溶液中の目的元素の信号強度を直接プロットした場合、各元素とも標準溶液による検量線とは一致せず、測定点もばらついた。マトリックスのFeを内標準として強度比をプロットすると、Co及びMoは標準溶液による検量線とよく一致し、Moのような高沸点元素の場合に観測される選択的な蒸発を軽減できた。しかしSbのように傾きが多少小さくなる元素も見出された。窒化ケイ素焼結体分析への応用では、定量値、測定精度ともにかなり良好であり、極めて短時間でファインセラミックス焼結体を分析できる可能性が見出された。今後、溶液中へのガス吹き込み部の改良等によって粒子捕集時の安定性や効率が増大すれば、本法はより一層の定量性ならびに実用性が得られるものと思われる。本研究において、液中で一定時間固体試料にレーザーを照射する際、表面に吸着したガス種が気泡として発生し、この気泡がサンプリングセル上部のレーザー光透過用のガラス窓内壁に付着してレーザーの焦点が暈けるという問題があった。当初、ガラス窓を斜めにして気泡の付着を防いでいたが、レーザーの焦点を試料表面に合わせれば気泡の発生が抑えられることが分かった。以降ガラス窓を水平にして、照射位置間における蒸発の差が少なくなるようにした。また、本法により作成した溶液中では試料が微粒子の状態で存在し、沈降や器具内壁への吸着等が懸念される。そのため、溶液に酸を添加した場合や溶液の経時的変化について目的元素の信号強度をICP質量分析法により測定したが、試料粒子の沈降や吸着挙動による特に著しい影響は認められなかった。固体試料に一連の鉄鋼標準試料を用いて作成した試料溶液と試薬から調製した標準溶液との比較を行った。マトリックスであるFe中の目的元素濃度に対して信号強度をプロットした検量線は、前者の場合においても良好な直線性を示したが、元素によっては両者の検量線の傾きに差が見られた。実際試料への応用では、これらの検量線における傾きの比を選択的蒸発係数として求め、標準溶液における検量線の傾きを補正することを試みた。鋼種の異なる鉄鋼試料から作成した試料溶液中のいくつかの元素について、標準溶液と予め求めておいた係数のみを用いて定量したところ、精度・正確さともにかなり良好な結果が得られた。また窒化ケイ素焼結体の場合には、定量値が保証値に比ベ3040%低い結果となったが、これは鉄鋼標準試料で得られた係数をそのまま用いて補正したためと考えられる。しかし従来の酸分解などに比べ、極めて短時間でファインセラミックス焼結体を溶液化できる可能性が見出せた。

しかしSbのように傾きが多少小さくなる元素も見出された。窒化ケイ素焼結体分析への応用では、定量値、測定精度ともにかなり良好であり、極めて短時間でファインセラミックス焼結体を分析できる可能性が見出された。今後、溶液中へのガス吹き込み部の改良等によって粒子捕集時の安定性や効率が増大すれば、本法はより一層の定量性ならびに実用性が得られるものと思われる。これまで検討してきた液中レーザーアブレーション(LA)/ICP-MSでは精度の良い分析が可能であるが、10分程度のレーザー照射時間を要し、また高沸点元素における選択的蒸発のため定量時には補正が必要であった。これらの問題点を改善するため、気相中で試料表面にレーザーを照射し、生成した試料蒸気をArにより搬送して溶液中に溜め、この溶液を通常の試料導入系のICP-MSで標準溶液を用いて分析する方法を新たに検討した。本法におけるレーザー照射時間は4分足らずで、液中LAに比べ迅速になった。また、レーザー照射範囲に伴う試料形状の制約が少なく、溶液量の減少による高感度化の可能性も見出された。日本鉄鋼協会の鉄鋼標準試料である微量元素シリーズを用いて作成した試料溶液と試薬から調製した標準溶液との比較を行った。鉄鋼試料中の含有率に対して、作成した溶液中の各目的元素の信号強度を直接プロットした場合、各元素とも標準溶液による検量線とは必ずしも一致せず、測定点もばらついた。これは、溶液中での試料粒子の捕集量が溶液作成時毎に若干異なるためであった。マトリックスのFeを内標準として強度比をプロットしたところ、Co及びMoは標準溶液による検量線とよく一致した。Moのような高沸点元素の場合、気層中のLAでも選択的な蒸発挙動が観測されるが、本法ではその傾向を軽減することが可能であった。窒化ケイ素焼結体分析への応用では、定量値、測定精度ともにかなり良好な結果を得ることができ、極めて短時間でファインセラミックス焼結体を分析できる可能性が見出された。今後、溶液中へのガス吹き込み部の改良等によって粒子捕集時の安定性や効率が増大すれば、本法はより一層の定量性が期待でき、通常のLA/ICP-MSが適用困難な固体試料の分析においても十分な実用性が得られるものと思われる。
二重課題を用いた児童の注意処理機能の解明

本研究では児童が二重課題を遂行する際にみられる注意処理機能の特徴について検討することを目的とし,二重課題の課題依存的な影響について検討した.その結果,児童では成人と同様に二重課題の影響を受け,運動課題,認知課題のいずれにも正確性や反応時間の低下,注意処理資源の配分の変化が認められた.また,二重課題をおこなう際に,運動課題の追跡速度の遅速では違いがみられないが,追跡予測性の有無によって二重課題における注意処理資源の配分に違いが認められた.運動やスポーツ場面では正確かつ,素早い反応が必要とされるだけでなく,自分の周りにある多くの情報を的確に認識し,処理する能力も重要である.特に,同時に複数の動作や事象に応えていくことができれば,より高いパフォーマンスを発揮することも可能になる.このように複数の動作や事象を同時に実行する場合,ヒトは注意処理資源をそれぞれに配分して処理することとなり,二重課題を用いた研究では二重課題干渉が生じるため,いずれにも反応の遅延や動作のエラーが生じると考えられている.このような二重課題を用いた研究により,ヒトの注意処理機能に関する研究はなされているが,運動や動作の獲得が優れた児童期に関する検討はほとんどなされていない.今年度は,小学校低学年から中学校までの児童期にあたる子どもたちを対象として同時に複数の課題を実行する二重課題を用いた注意処理機能の検証の可能性を検討することを目的とした.用いた課題はスポーツ場面等でみられる運動課題(グリップ把持動作を用いたマッチング課題)と認知課題(聴覚オドボール課題)による二重課題であり,それぞれを単一で実行した条件と同時におこなった条件でみられる二重課題干渉について検討した.この際,聴覚オドボール課題遂行時に記録された反応時間(RT),エラー率,および脳波測定において記録された事象関連電位(ERPs)を解析処理した.また,マッチング課題遂行中の発揮張力をターゲットの張力と比較分析した.これらの結果,聴覚オドボール課題,マッチング課題のいずれにも二重課題干渉がみられた.今年度814歳までの児童を対象として実験をおこなったが,全ての児童で単一課題のみならず,二重課題の遂行も十分に可能であったことから二重課題による児童の注意処理機能について,次年度以降課題を操作してさらなる検討が可能であると確認された.運動やスポーツ場面では正確かつ,素早い反応が必要とされるだけでなく,自分の周りにある多くの情報を的確に認識し,処理する能力も重要である.特に,同時に複数の動作や事象に応えていくことができれば,より高いパフォーマンスを発揮することも可能になる.このように複数の動作や事象を同時に実行する場合,ヒトは注意処理資源をそれぞれに配分して処理することとなり,二重課題を用いた研究ではいずれにも反応の遅延や動作のエラーが生じると考えられている.平成26年度は,二重課題として採用している認知課題と運動課題のうち,運動課題の難易度を操作し児童と成人における二重課題の干渉がどのように生じるかを検討した.認知課題のみをおこなうコントロール条件と握力把持によるターゲットの追跡速度が異なる二種類の運動課題(fast条件とslow条件)を認知課題と同時に実施する二重課題の計三条件をおこなった.この際,認知課題における分析対象を増加させ,かつ実験時間の延長によるパフォーマンスの低下を避けるために児童が対象となっても実施可能名範囲で刺激提示間隔を短くし,運動課題についても追跡速度が速くなることによって課題の実施回数の増加が生じるため,発揮張力を10%MVCとすることで課題の遂行が可能となるよう配慮した.運動課題では成人,児童とも追跡速度が速いfast条件でslow条件よりも有意な正確性の低下が認められた.認知課題における行動指標である反応時間に関しては児童でのみコントロール条件と比較し二重課題条件のいずれにおいても反応時間の遅延が認められた.P300には二重課題の遂行により振幅低下の傾向が認められたが,特に児童においては個人差が大きいため有意な変化は認められなかった.これらの結果から,児童では二重課題を遂行する際に成人のような課題依存性に生じる注意処理資源の配分がなされない可能性があることが示された.本年はこれまでヒトの注意処理機能について,特に注意処理資源の配分に着目した研究内容について検討するために,2カ年を通じて用いてきた二重課題の実施方法を再検討した.特に,二重課題を用いた研究では二重課題干渉が生じるが,運動課題(グリップ把持動作を用いたマッチング課題)について発揮筋力の小さな子どもたちを対象とした場合に生じる測定誤差を最小限に抑える工夫が必要なことが明らかとなったためこの点に関して検討可能な測定機器の調整および工夫をおこなった.また,これまで用いてきた課題では運動課題の継続(繰り返し)により運動課題中にマッチングのパフォーマンスに予測が可能と考え,上下に移動する追跡目標が不規則に上下することで追跡予測性の影響について検討できるよう準備した.これらをもとに,児童に関する実験前に成人に対して予備実験をおこなっていた段階で昨年実験室が自然災害によって浸水被害に遭い,実験機器や実験室が大きなダメージを受けたため申請書に記載した研究目的,実施計画に沿った研究の終了することができなかった.当初,実験の実施予定だった9月初旬に生じた大雨の影響で大学内に浸水が生じ,実験室および実験機器が水害を受けた.このため,実験室の使用が困難となったこと,また実験機器の再購入や修理などのため本年度の研究は達成できなかった.本年度はこれまでの研究結果をもとに二重課題として採用している認知課題と運動課題のうち,運動課題の難易度を操作した.このため,認知課題のみをおこなう条件とともに,対象となる参加者(児童)への負担を考慮して運動課題を加える二重課題条件を二条件おこなった.