hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サルコペニアに着目した回復期リハビリ病棟における在宅復帰支援シミュレーターの開発

本研究は、回復期リハビリテーション病棟に入院している高齢患者を対象に、サルコペニアの有無を検討し、多職種協働で患者の在宅復帰を支援するためのシステムを開発することを目的とした。サルコペニアの有無について検討した結果、男性患者の63%、女性患者の82%がサルコペニアであった。次に、高齢患者の活動量を把握するために、活動量計について検証を行った。研究の結果、三軸加速度センサ搭載型の活動量計を使用することで、妥当な歩数計測が可能となることが明らかとなった。このことから、患者の在宅復帰を促すシステムとして、三軸加速度センサ搭載型の活動量計を使ったアプローチが有用となる可能性が示唆された。本研究は、回復期リハビリテーション病棟に入院している65歳以上の高齢患者を対象に、多職種協働で患者の在宅復帰を支援するためのネットワークシステムを開発することを目的としている。具体的には、多職種間で患者のリアルタイムな活動状況を共有し、患者にフィードバックできるネットワークシステムを作成し、作成したネットワークシステムがサルコペニアを合併する患者にも有用か否かについて効果検証を行うことである。初年度は、サルコペニアを判定するための体組成計および高齢患者の活動量を計測するための身体活動量計を揃え、対象患者の協力を得て、調査を進行している。しかしながら、医療保険の診療報酬改定に伴う病棟再編や、測定機器の準備(機材およびソフトの変更)に時間を要したため、当初予定していた研究開始時期から遅れて進行している。今後は回復期病棟の増床により対象患者数が増えるため、引き続き調査を行い調査結果のデータ集約を行う予定としている。予定よりも遅れている原因として、1)医療保険の診療報酬改定に伴う病棟再編、2)測定機器の準備(機材およびソフトの変更)に時間を要した点が挙げられる。初年度は、医療保険の診療報酬改定に伴う病棟再編や、測定機器の準備(機材およびソフトの変更)に時間を要したため、当初予定していた研究開始時期から遅れて進行していた。最終年度は、初年度から引き続き、回復期病棟に入院している高齢患者の身体組成を計測した結果、測定開始からの1年間で100名を超える患者の協力が得られた。これらの結果をAsian working group for sarcopenia(AWGS)のアルゴリズムで使用する四肢骨格筋肉量(skeletal muscle mass index : SMI)を用いて判定した結果、高齢入院患者の約80%がAWGSの基準値を下回っていた。次に、患者のリアルタイムな活動を評価するために、活動量計の検討を行った。活動量計は、振り子式センサ搭載型、一軸加速度センサ搭載型、二軸加速度センサ搭載型、三軸加速度センサ搭載型の4機種から検討した結果、三軸加速度センサ搭載型の活動量計を使用することで、妥当な歩数計測が可能となることが明らかとなり、患者の活動量を把握するためには、三軸加速度センサ搭載型の活動量計が有用であることが示唆された。現在、先述した2つの問題点は既に解決しており、調査は順調に進行中である。当初の計画から遅れているものの、病棟再編に伴う病床数の増加で対象患者数が増えるため、今後は順調に目標患者数に近づくことが期待できると考えている。医療社会学身体活動量計を購入するために前倒し請求を行ったが、見積書よりも安価に購入することができた。次年度はシュミレーターの開発費や身体組成計および身体活動量計の消耗品が不足するため、支出が増える見込みである。
AIDSウィルスに対する中和抗体の迅速且つ簡便な方法の開発

この研究の目的はAIDSウイルス(HIV)に高率に感染するMT-4細胞を用い,正確で感度の良いHIVに対する中和抗体の定量系を開発することである.AIDSウイルスの中和抗体は,感染個体のウイルスに対する防衛能力の判定と病態との関連において重要である.しかし,これまでの中和抗体測定法は,その感度,特異性,アイソトープの使用,手技の頻雑さなどの点で種々の問題がある.このため, 61年度に先ず3H-チミジンの取込みによる中和抗体測定法を確立した.この方法は, MT-4細胞にウイルスを感染させると急速なDNA合成阻害が起こることから中和抗体によるその阻止能力で抗体の存在と抗体価を知るものである.この方法は,非常に高感度で抗体価で9000倍を示す血清もあった.また,病状の進行と共に,その抗体価も低下する蛍光が認められた. 62年度には,アイソトープを使用せずにこれと同程度,またはこれ以上の能力のあるELISA法による測定法の開発を試みた.同様にMT-4細胞を使用し,マイクロプレートに化学的に付着させ, HIV抗原陽性細胞をELISAにて測定した.この方法で検出される抗原は, HIVに特異的であり,比較的感度も高く,操作も簡単であった.しかし,この方法では血清が濃いところでいくつかの問題があり,抗体陰性血清は, 120倍以下という表現しかできなかった.このため,チミジン取込み法と同じように浮遊培養後,ニトロセルロース膜上の酵素反応で抗原量の推定,抗体価の推定を試みている.一方,中和反応の抑制試験に使用するウイルス構成成分の決定には,手間取っている.これに関し現在, env遺伝子の塩基配列から予想されるペプチドを用いて検討を進めている. ^3Hチミジン法と酸素抗体法によるAIDSウイルスの定量法と中和抗体測定法については,特許申請を計画している.この研究の目的はAIDSウイルス(HIV)に高率に感染するMT-4細胞を用い,正確で感度の良いHIVに対する中和抗体の定量系を開発することである.AIDSウイルスの中和抗体は,感染個体のウイルスに対する防衛能力の判定と病態との関連において重要である.しかし,これまでの中和抗体測定法は,その感度,特異性,アイソトープの使用,手技の頻雑さなどの点で種々の問題がある.このため, 61年度に先ず3H-チミジンの取込みによる中和抗体測定法を確立した.この方法は, MT-4細胞にウイルスを感染させると急速なDNA合成阻害が起こることから中和抗体によるその阻止能力で抗体の存在と抗体価を知るものである.この方法は,非常に高感度で抗体価で9000倍を示す血清もあった.また,病状の進行と共に,その抗体価も低下する蛍光が認められた. 62年度には,アイソトープを使用せずにこれと同程度,またはこれ以上の能力のあるELISA法による測定法の開発を試みた.同様にMT-4細胞を使用し,マイクロプレートに化学的に付着させ, HIV抗原陽性細胞をELISAにて測定した.この方法で検出される抗原は, HIVに特異的であり,比較的感度も高く,操作も簡単であった.しかし,この方法では血清が濃いところでいくつかの問題があり,抗体陰性血清は, 120倍以下という表現しかできなかった.このため,チミジン取込み法と同じように浮遊培養後,ニトロセルロース膜上の酵素反応で抗原量の推定,抗体価の推定を試みている.一方,中和反応の抑制試験に使用するウイルス構成成分の決定には,手間取っている.これに関し現在, env遺伝子の塩基配列から予想されるペプチドを用いて検討を進めている. ^3Hチミジン法と酸素抗体法によるAIDSウイルスの定量法と中和抗体測定法については,特許申請を計画している.HIVを感染したMT-4細胞のDNA合成(【^3H】-チミジン取込法)を調べると、その取込みが、ウイルスによる細胞変性を逆比例的に表現していることがわかった。また、それぞれの測定時間で【^3H】-チミジンの取込みは、ウイルス量に反比例しており、この方法がウイルスの定量として有効であることがわかった。ウイルス濃度【10^(-1.5)】で感染後4日目に【^3H】-チミジンをパルスする条件が、最も定量性があったので以後、これを用いた。【10^(-15)】倍に希釈されたウイルスを1:40,1:120,1:360などに希釈した被験血清と等量混和1.4°Cで2時間反応させた。その後、あらかじめ60×【10^4】1mlの濃度のMT-4細胞を50μl/ウェルでマイクロプレートに接種しておき、50μl/ウェルのウイルス血清反応液を加えて感染させた。対照として、用いたウイルスと等量、およびその1/4,1/10の希釈ウイルスをMT-4に作用させた。ウイルスの定量直線から、又5%のウイルスを不活化する血清濃度を中和抗体価として表現した。多数の血清を用いて、中和抗体の測定を行った。その結果、正常人で蛍光抗体法による抗体が陰性の血清では、全例80倍以下を示した。そこで、80倍以下の中和抗体価を陰性とした。蛍光抗体法で陽性の血清33例はすべて中和抗体陽性で、その抗体価は、1:80から1:9000倍であった。蛍光抗体法による抗体価と中和抗体価の間には、明らかな相関があった。

AIDSの症状と中和抗体価との関係を調べてみると、むしろ完全にAIDSに進行してしまった患者群ではその前駆症や健康人キャリアーに比べて、中和抗体が下がる傾向が観察された。免疫沈降法による解析から、中和抗体は、主としてウイルスのエンベロープ糖蛋白に対するものであろうと考えられた。現在、酵素抗体法(ELISA法)により、同様の方法が可能かどうかを検討中である。
社会規範と交渉理論

本研究の目的は、社会規範を取り入れて既存の交渉理論を再構築し、理論と実験の両面から社会規範が交渉行動と交渉帰結に及ぼす影響を分析することである。理論研究では、利得分配とグループ形成の交渉状況において、分配に関する規範が社会環境の変化に応じてどのように発生し動的に変化するかを進化モデルを用いて分析する。実験研究では、理論成果の実証とデータからのフィードバックを定式化に反映させるために、アンケートと分配交渉実験を履歴依存や予想の変化をとらえるようにデザインし実施する。平成27年度の研究成果は次の通りである。1.経済学、社会学、社会心理学、政治学、文化人類学、ゲーム実験などの関連分野の文献サーベイを行い、規範の定式化の理論的可能性を再検討した。2.交渉主体が一定の社会規範の制約を受ける下での交渉問題を分析し、社会規範が交渉帰結に及ぼす影響を分析するための交渉モデルの予備的分析を行った。これにより、調整基準としての規範を中心に、それが行動選択や社会的取り決めにいかに影響するかについての理論化可能性を検討することができた。3. 2の結果に基づき、外部性を伴う提携交渉問題における利得分配のコア概念を考察した。社会規範からの経済主体の提携による離脱に対して他の経済主体の反応行動自体が社会規範の制約を受けることを考慮して、新しい協力ゲーム解を分析した。4.社会規範と交渉行動のダイナミックスを分析するために2種類の進化モデルを構築し利己的戦略、公平戦略および提携内公平戦略が進化的に安定であるかどうかを分析した。5.人々の分配に関する社会規範、状況の認識識別および規範の共有度の評価を予備的に調査するために、社会人・学生を対象にしたアンケート調査を実施した。アンケートでは、規範に影響を与えうる付随条件の提示が交渉に臨む態度に影響を与えるか否かを問うている。このアンケート調査を基に、新しい交渉実験をデザイン・実施する可能性を検討した。アンケート結果では規範の影響は強く見られなかったために、付随条件の内容と提示方法についての改善が必要であることを確認した。実施計画は、(1)文献サーベイ、(2)社会規範を取り入れた交渉モデルの構築、(3)新しい協力ゲーム解の提示、(4)社会規範と交渉行動の進化モデルの構築、(5)人々の分配に関する社会規範等に関するアンケート調査、から構成されていたが、いずれの項目とも研究を開始することができた。(1)の文献サーベイについては、関連分野が広範囲に渡るため、平成28年度以降も実施する必要がある。(2)社会規範を取り入れた交渉モデルの構築では、アンケート調査の結果を取りいれたモデルの可能性を検討する。(3)新しい協力ゲーム解の提示については、社会規範と協力ゲーム解の関係についてさらに分析を進める必要がある。(4)社会規範と交渉行動の進化モデルの構築については、実施計画以上の進展があった。提携利得の値がリプリケータ動学の進化プロセスにどのような影響を及ぼすかを示すことによって、提携内公平戦略は部分提携の値が一定値以上大きいと進化的に安定であることを明らかにできた。この結果は、社会的生産関数が成長率が逓減するとき、非効率で不公平な利得分配が交渉主体の意図せざる結果として起こりうることを示唆するものである。(5)人々の分配に関する社会規範等に関するアンケート調査では、関連研究との接合に時間を要したために、その結果のフィードバック内容がいまだ完全ではないが、問題とすべき規範のとらえ方とその提示方法についての問題点を確認することができたので、ほぼ予定通りの段階にあるといえる。平成28年度の研究成果は次の通りである。(1)経済学、社会学、社会心理学、政治学、文化人類学、ゲーム実験などの関連分野の文献サーベイや研究情報の探索を行い、規範の定式化の理論的可能性と対応する実験の手法や結果等を検討した。(2)交渉主体が一定の社会規範の制約を受ける下での交渉問題を、相手の規範に関する認識が不完全であるようなケースに拡張する可能性について予備的分析を行った。とくに、出発点として、互いの規範が異なることを認識として共有している場合を考え、さらに、相手の規範について不確実であるような単純な不確実性の導入を検討するという方針を確認した。(3)外部性を伴う提携交渉問題における利得分配のコア概念を考察した。社会規範からの経済主体の提携による離脱に対して他の経済主体の反応行動自体が社会規範の制約を受けることを考慮して、新しい協力ゲーム解の性質を分析した。(4)社会規範と交渉行動のダイナミックスを分析するために確率的進化モデルの分析を発展させ、提携形成と提携内公平戦略が進化的に安定である条件を明らかにした。(5)分配に関する社会規範、状況の認識識別および規範の共有度の評価の調査のためのアンケート調査とその方法についての検討も継続して実施した。また、学生を対象とした授業内実験という形で、事前の行動選択の内容が予期せず事後の交渉の条件ーパイのサイズーに影響するという場合に、その与える効果を調べた。この実験では、行動選択の内容の影響が強く見られなかったと同時に、行動選択内容に十分なバラエティを与えることができなかったために、実験デザインについてのさらなる改善が必要であることを確認した。実施計画は、(1)文献サーベイ、

(2)社会規範を取り入れた交渉モデルの構築、(3)新しい協力ゲーム解の提示、(4)社会規範と交渉行動の進化モデルの構築、(5)人々の分配に関する社会規範等に関するアンケート調査、から構成されており、いずれの項目においても一定の研究進展を見た。(1)の文献サーベイにおいては、アメリカ経済学会でのカラゴゾグル他による実験結果が大いに参考になった。とくに、実験内容と直接には関わりがないが、被験者グループには何らかの差異を認められるであろう結果を被験者に知らせることによって、実験結果に有意な差を生み出すことに成功しているからであり、今後の実験デザインに大いに期待できる。同様に、バランスキーの未公刊論文からも、過去の行動に由来する交渉への影響を吟味する枠組みが用いられており、実験デザインの上で参考となった。(2)社会規範を取り入れた交渉モデルの構築では、実験のフレーミングを操作変数として取り込むような解を検討するとよいという着想が生まれた。(3)新しい協力ゲーム解の提示については、社会規範と非対称情報の関係についてさらに分析を進める必要がある。(4)社会規範と交渉行動の進化モデルの研究については、確率的進化モデルの分析に進展があり、提携形成と提携内公平戦略が進化的に安定である条件を明らかにできた。(5)人々の分配に関する社会規範等に関する実験では、問題とすべき規範を過去の行動選択としてとらえる方向性が確立されてきて、実験そのものは、内容と多様な被験者の調達においてまだいっそうの進展が必要ではあるが、ほぼ予定通りの段階にあるといえる。本研究の目的は、社会規範を取り入れて既存の交渉理論を再構築し、理論と実験の両面から社会規範が交渉行動と交渉帰結に及ぼす影響を分析することである。平成29年度の研究成果は次の通りである。1.交渉主体が一定の社会規範の制約を受ける交渉問題を、相手の規範に関する認識が不完全であるケースに拡張した。とくに、履歴が与える効果を取り入れる枠組みにおいて、相手が履歴を考慮するかどうかに関する規範について一定の予想を構想した。2.社会規範と交渉行動のダイナミックスを進化ゲーム理論の手法を用いて考察した。提携形成を考慮した3人最後通告交渉ゲームにおいて分配の公平性の社会規範が社会に安定的に定着する条件を明らかにした。確定的な進化モデルであるリプリケータ動学では、2人提携値が閾値を超える場合、普遍的公平性および提携内公平性がともに漸近的安定であることを示した。さらに、確率的進化モデルである頻度依存モーラン過程で淘汰力が弱く変異率がゼロに近い極限では、提携内公平性の社会規範が最も頻繁に観察される状態であることを証明した。この結果は、オランダで実施された3人最後通告交渉ゲームの実験結果と整合的であることを示した。3.アンケートに続いて授業内実験による先行調査で、事前の作業のパフォーマンスの結果が予期せず事後の交渉の条件に影響するという場合に、双方に影響を与えるペアとそうでないペアに分化するという観察を得た。
熱ショック転写因子群による分子シャペロンの転写制御機構

これまでに既知のHSF1、HSF2以外に新しい第3の因子HSF3を単離し、その役割を調べてきた。その結果、熱ショックストレスにおいてはHSF3がHSF1と相補的に働き、より強いストレスでHSF3が機能することが示唆された。この仮説をHSF3の遺伝子ノックアウトにより検証した。高率的にゲノムDNAの相同組み換えが起こるニワトリBリンパ球DT40細胞株を用いて、HSF3の遺伝子ノックアウトを行った。得られたHSF3欠損株は、正常の生育条件で生育することができた。HSF3欠損株の高温での熱ショック応答を各種熱ショック蛋白質のcDNAをプローベとしてノーザンブロット解析にて調べたところ、すべての熱ショック蛋白質のmRNAの誘導が著しく低下していた。この時、HSF1はDNA結合能を獲得していた。つまりHSF1はHSF3の存在下で強い活性可能を獲得できることが明らかになった。また、比較的低温のストレスでは、HSF1のDNA結合型への変化は全く認められなかった。このことはHSF1が絶対温度を感知しているのではないことを示唆しており、さらに、HSF3の活性化とHSF1の活性化の調節の機構がリンクしていることを示している。最後にHSF3欠損細胞の温熱耐性獲得を調べたところ予想どうり耐性は十分獲得できないことが分かった。このことは、HSF3が細胞のストレス下での生存に必要なことを示唆しており、温熱耐性獲得にストレス応答が必要なことを直接的に示している。
皮質脳波法による生き物らしい質感の脳内表現の研究

視覚に基づいた抽象的なカテゴリはどのような神経メカニズムによって実現されているのでしょうか?ヒトはさまざまな物体に"生き物らしさ"を感じて(アニマシー知覚)、物体を動物と非動物のカテゴリーに大別できます。これまでの研究から特定の動きのパターンや表面のテクスチャパターンなど、この知覚に重要な視覚的物理パラメータや、関連する脳領域が示唆されています。しかし、複数の物理パラメータが知覚に関与する仕組みや複数の関連脳領域がどのように協調してアニマシー知覚を生み出す機序は不明です。視線解析等の行動学的な研究からサルにおいても同様のアニマシー知覚が存在することが示唆されています。そこで本研究では、概念的な質感の動物モデルとしてサルのアニマシー知覚を行動学的、神経科学的に検証することを目的としました。2頭のニホンザルを用いて、動物・非動物の動画の種類に応じて適切な記号を80%以上の成績で正しく選択できるように訓練を行いました。学習達成後、他の新規の動画例でも、記号と動画のカテゴリの割当が汎化するか検討しました。新規の例を導入した場合には初学習に比べて早く基準成績に達し、学習の節約が見られました。また1頭のサルでは初めてみた動画に対しても正しいカテゴリ分けができるようになることがわかりました。これらの結果は条件性反応だけでは説明できず学習の汎化が見られました。また上側頭溝内を含む下側頭葉皮質(ITC)と、内側部を含む前頭葉皮質(PFC)から皮質脳波記録を行い、動物の動き、非生物物体の動きが描出された2秒間の映像を呈示したときの応答を記録しました。応答振幅はITC,PFCのそれぞれで特徴的な時間経過を示した。個々の刺激動画に対する選択性はどちらの領野でも、幾つかのピークを形成しながら上昇することがわかりました。カテゴリ応答選択性もやはり幾つかのピークを形成していました。26年度が最終年度であるため、記入しない。視覚に基づいた抽象的なカテゴリはどのような神経メカニズムによって実現されているのか?ヒトはさまざまな物体に"生き物らしさ"を感じて(アニマシー知覚)、物体を動物と非動物のカテゴリーに大別できる。これまでの研究から特定の動きのパターンや表面のテクスチャパターンなど、この知覚に重要な視覚的物理パラメータや、関連する脳領域が示唆されている。しかし、複数の物理パラメータが知覚に関与する仕組みや複数の関連脳領域がどのように協調してアニマシー知覚を生み出す機序は不明である。視線解析等の行動学的な研究からサルにおいても同様のアニマシー知覚が存在することが示唆されている。そこで本研究では、概念的な質感の動物モデルとしてサルのアニマシー知覚を行動学的、神経科学的に検証することを目的とした。動物の動きを撮影した動画と非動物物体が移動する様子を撮影した動画を用意した。2頭のニホンザルを用いて、それぞれの動画の種類に応じて適切な記号を80%以上の成績で正しく選択できるようになることがわかった。さらに新規の動画例で、記号と動画のカテゴリの割当が汎化するか検討した。一時期に6つの新規動画(動物、非動物、それぞれ3例)を導入しテストした。その結果、初学習に比べて早く基準成績に達し、学習の節約が見られた。また1頭のサルでは初めてみた動画に対しても正しいカテゴリ分けができるようになることがわかった(21/24;p<0.001,二項検定)。これらの結果は動画と記号の条件性反応だけでは説明できず学習の汎化が見られた。

26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の具体的な下位目標は以下のとおりである。1ニホンザルにおける動物・非動物のカテゴリ化能力の行動学的検証1)記号を使った明示的な動物、非動物のカテゴリ弁別が習得できるか明らかにする。2)新規の刺激に対してどれだけ汎化するか明らかにする。2アニマシー生成を担う広範囲大脳ネットワークの役割の解明1)上側頭溝を含む下側頭葉皮質と前頭葉内側部から同時にECoG記録を行う。2)活動が見出された領域の潜時、応答選択性を時間周波数において比較する。3)それぞれの領域の活動の相互関係をcausality解析の手法を用いて明らかにする。これまでに11),2)については2個体において検証が進んだ。汎化の程度にやや個体差がみられるが、一致した傾向が見られたので順調に進んでいると言える。また2に関しては複数の脳領野に広範囲電極を留置する予備実験を行い必要な知見を得た。ニホンザルにおける動物・非動物のカテゴリ化能力の行動学的検証が進み、条件性反応だけでは説明ない学習が見られた。今後はこれらの個体から皮質脳波を記録し、学習後の個体から、抽象的なカテゴリー判別を反映した活動が得られるか検証していく。
日本海の拡大・形成に伴う古環境変還の珪藻・堆積相による研究

阿仁合型植物化石群を含む、珪藻と堆積相から判断した、淡水成ないしは陸成堆積物は、前期中新世前半(2420Ma)を通じて、日本列島とアジア大陸の間に一部存在していた湖水盆で形成されたと考えられる。この時代に日本海はまだ誕生しておらず、日本列島はアジア大陸と一体になっていたことが地質学的・古生物学的・地磁気学的証拠からもわかる。台島型植物化石群を含む、珪藻と堆積相から判断した、汽水成堆積物は、前期中新世後半(1816Ma)を通じて、現在の日本海域に起った陥没窪地(グリーンタフ変動後期のリフト形成)に太平洋からの暖流が流入していた「原始日本海」で形成された。中期中新世初頭(1614Ma)に、日本海の急速な拡大に伴って西南日本は右回りに、東北日本は左回りに回転して現在のような日本列島になったことが古地磁気学から知られた。この時期を通じて、南極底層水は太平洋へ強く流入するようになり、珪質堆積物が形成された。さらに、14Ma以降現在までの激しい寒冷化気候に伴う底層流-湧昇流の強化が多量の珪質堆積物をもたらした。阿仁合型から台島型への移行期を代表する混合型植物化石群の存在については、現在まだ確定していないが、珪藻と生層序から判断して、存在する可能性が強いので、植物化石群含有層の詳細な層序的検討と共に植物群そのものの検討、さらに随伴する花粉と珪藻群集の検討が不可欠である。淡水成堆積物には、多種類の淡水棲珪藻が含まれており、淡水棲珪藻の系統分類に関する重要な資料となる。例えば、Aulacosira属の起源としてのA.elongata(新種)の発見、現生汽水棲Actinocyclus octonariusの祖先種としてのA.octonariformous(新種)の発見である。阿仁合型化石植物群に対比される北海道渡島半島の我路植物群、京都府宮津市の与謝植物群、および台島型化石植物群に対比される北海道渡島半島の吉岡植物群、若松植物群、久遠植物群、蛇羅植物群をそれぞれ挟在する細粒堆積岩を各地から採集し、室内処理・分析を行った。前者には淡水生珪藻化石群集が、後者には汽水生珪藻化石群集が含まれていることがわかった。これらの結果にもとづき日本海原形の古地理図を考えてみたところ日本列島の回転運動に先立つリフトの復元が大事であり、更にリフト形成に先立つ淡水湖の成因を考える必要のあることが判明した。緑色凝灰岩(グリ-ンタフ)変動に伴う陥没運動であろう。ソ連の海洋調査船プルベネットが日本海中央部の大和海嶺からドレツヂによって採集した堆積物数点を入手して、それらに含まれている珪藻化石群集を分析調査したところ、淡水成堆積物と汽水成堆積物を見出した。群集の種組成からみて、これらは能登半島の能登中島化石植物群に伴う珪藻群集に対比し得ることがわかった。日本海で昨年夏に実施された大洋掘削事業ODPの第127次と第128次航海ては音響的基盤岩まで達し粗粒玄武岩を数10m回収したが、それらには海成堆積物が挟在しており、淡水成ないし汽水成の堆積物までは回収できなかった。淡水生珪藻2属2種を新種として記載する準備をしている。Actinocyclus octonariformous(新種)は眼紋(Ocellus)が小さく、かつ殻面上に存在しない個体が多い特徴をもつ。

なお本新種が類似するActinocyclus octonariusにみらさる放射区画(sectors)の多様性(数)は分類上の手段にならないことが判明した。他の新種Aulacosira elongataは殻面形が楕円形をなすことでAulacosira agassiziiやAulacosira granulataと区別し得る。更に点紋列の配列と点紋数に系統的な変化が見出しそうである。阿仁合型植物群を含む、珪藻および堆積相から判断した、淡水成陸成堆積物は、前期中新世前半(2420Ma)を通じて、日本列島とアジア大陸の間に一部存在していた淡水湖沼で形成されたと考えられる。この時代に日本海はまだ形成されておらず、日本列島はアジア大陸と一体となっていたことが地質学的・古生物学的・地磁気学的証拠からわかる。台島型植物群を含む、珪藻相から判断した、汽水成堆積物は、前期中新世後半(1816Ma)を通じて現在の日本海域に生じた陥没窪地(いわゆるリフト)に太平洋からの暖流が流入していた原始日本海で形成された。なお、その直後の中期中新世初頭(1614Ma)に、日本列島の回転運動が起こり、日本海は急速に拡大したのである。阿仁合・台島型混合型植物群と呼ばれる阿仁合型から台島型への移行期の植物群を含む堆積物が存在するか否かについては、現在まだ確定していないが、珪藻および堆積相から判断して、存在する可能性があると考えられるので、植物化石群含有層の詳細な層序的検討と共に植物群そのものの組成・花粉組成・珪藻群集組成などを同時に検討する必要がある。阿仁合型植物群を伴う淡水成堆積物には、多種の淡水棲珪藻種が多数含まれており、淡水棲珪藻の系統分類学に関して重要な資料となっている。とくに、その分類学的検討が国際的に堆積されているAulacosira属の起源(ル-ツ)としてのA.elongata(新種)の発見および、現生汽水棲種Actinocyclus octonariusの祖先種としてのA.octonariformous(新種)の発見である。後者においては、その古生態的適応性に関わる問題の解決が大事であると思われる。
遊泳行動記録標識による産卵期アカウミガメの回遊機構解析に関する研究

本研究は、海域実験と室内実験とに分けて行われた.海域実験としては,1)人工衛生を利用した回避経路の測定,2)記録標識による産卵期間中の摂餌生態,3)潜水行動の解析,4)記録標識を用いた日本列島の主要産卵場における砂中温度の同時測定,5)来遊頭数の年別比較が試みられた.室内実験では,6)砂中温度変化にともなう孵化仔ガメ雌雄比,7)砂中温度と仔ガメ孵化率との関係調査が行われたが,これらの中には一部海域実験の結果が取り込まれた.以下に各実験項目ごとに実績を報告する.1)人工衛生アルゴスシステムを用いて,2頭にPTTを装着した.受信さた位置情報は,7点でありすべてが産卵場沖合いからであった.このことから見て,2個体は広範囲な回遊は行っていなかったことが判明した.2)胃内に挿入した温度記録標識により,産卵期アカウミガメの摂餌の有無について15個体測定した結果,摂餌はしていないことが判明した.3)潜水記録には、極力エネルギーを節約するように,一定の水深のみが記録され,呼吸時以外は静止していることを示唆した.しかし,環境水温が低い時には,表層回遊に切り替わることが,深度と水温記録から判明した.4)来遊頭数は5年間減少し続けた.全国の砂中温度環境は集計整理中である.5)卵の孵化では,発育段階23から26の期間に経験する温度によって,雌雄が決定されることが判明した.これは,この期間に分泌されるホルモン量が温度に依存することによると思われ,現在新しい研究を計画中である.6)実測された砂中温度により,実際の砂浜での雌雄比の時間変化を計算した.6月中旬以前と8月中旬以後の産卵個体は雄となることが判明した.7)孵化率は砂中温度に関係なく,70%で積算温度一定の法則が見いだされた.本研究は、海域実験と室内実験とに分けて行われた.海域実験としては,1)人工衛生を利用した回避経路の測定,2)記録標識による産卵期間中の摂餌生態,3)潜水行動の解析,4)記録標識を用いた日本列島の主要産卵場における砂中温度の同時測定,5)来遊頭数の年別比較が試みられた.室内実験では,6)砂中温度変化にともなう孵化仔ガメ雌雄比,7)砂中温度と仔ガメ孵化率との関係調査が行われたが,これらの中には一部海域実験の結果が取り込まれた.以下に各実験項目ごとに実績を報告する.1)人工衛生アルゴスシステムを用いて,2頭にPTTを装着した.受信さた位置情報は,7点でありすべてが産卵場沖合いからであった.このことから見て,2個体は広範囲な回遊は行っていなかったことが判明した.2)胃内に挿入した温度記録標識により,産卵期アカウミガメの摂餌の有無について15個体測定した結果,摂餌はしていないことが判明した.3)潜水記録には、極力エネルギーを節約するように,一定の水深のみが記録され,呼吸時以外は静止していることを示唆した.しかし,環境水温が低い時には,表層回遊に切り替わることが,深度と水温記録から判明した.4)来遊頭数は5年間減少し続けた.全国の砂中温度環境は集計整理中である.5)卵の孵化では,発育段階23から26の期間に経験する温度によって,雌雄が決定されることが判明した.これは,この期間に分泌されるホルモン量が温度に依存することによると思われ,現在新しい研究を計画中である.6)実測された砂中温度により,実際の砂浜での雌雄比の時間変化を計算した.6月中旬以前と8月中旬以後の産卵個体は雄となることが判明した.7)孵化率は砂中温度に関係なく,70%で積算温度一定の法則が見いだされた.北太平洋を回遊しているアカウミガメの産卵場は、八重山列島から琉球列島をへて日本本土を中心として分布している。親の雌ガメは産卵に際して、同じ砂浜に来遊してくるが、この時の回遊経路や上陸位置の探査機構については解明されていない。本研究は、産卵場に上陸してきた雌成体に超小型記録標識を装着して、アカウミガメの回遊経路を明らかにするとともに、産卵期間中に同じ砂浜を定位する機構を解明することを目的に計画された。使用した記録計のセンサーは、水温、深度、照度であり記録された水温変化と一般海洋観測による表面水温分布変化から回遊する範囲を推定した。さらにその結果に深度と照度記録を組合せ、海底地形、天候と回遊経路との関係を比較した。記録計を装着した10個体のうち、記録計の回収に成功したものは5個体であった。解析の結果、アカウミガメには二つの回遊様式があることがわかった。一つは産卵から次の産卵迄の間、黒潮域まで回遊しているものであり、他の一つは産卵場近くの比較的浅い海底にとどまり、呼吸のため浮上する以外はじっとしているものである。砂浜に上陸する際には、上陸の12日前から急激な潜水行動がくりかえされ、記録された潜水行動の形から、個体が海底地形を確認するために行うもののように思われた。この潜水行動は、どちらの回遊様式をとる個体にも見られた。この研究と並行して、産卵が終了した個体の回遊経路を測定するために装着する、ARGOS用発信機の開発を行った。そして位置情報が人工衛星を経て確実に得られることを確認した。

本研究は,海域実験と室内実験とに分けて行われた。海域実験としては,1)人工衛星を利用した回遊経路の測定,2)記録標識による産卵期間中の摂餌形態,3)潜水行動の解析,4)記録標識を用いた日本列島の主要産卵場における砂中温度の同時測定,5)来遊頭数の年別比較が試みられた。室内実験では,6)砂中温度変化にともなう孵化仔ガメ雌雄比,7)砂中温度と仔カメ孵化率との関係調査が行われたが,これらの中には一部海域実験の結果が取り込まれた。以下に核実験項目ごとに実績を報告する。1)人工衛星アルゴシステムを用いて,2頭にPTTを装着した。受信された位置情報は,7点でありすべてが産卵場沖合いからであった。このことから見て,2個体は広範囲な回遊は行っていなかったことが判明した。2)胃内に挿入した温度記録標識により,産卵期アカウミガメの摂餌の有無について15個体測定した結果,摂餌はしていないことが判明した。3)潜水記録には,極力運動エネルギーを節約するように,一定の水深のみが記録され,呼吸時以外は静止していることを示唆した。しかし,環境水温が低い時には,表層回遊に切り替わることが,深度と水温記録から判明した。4)来遊頭数は5年間減少し続けた。全国の砂中温度環境は集計整理中である。5)卵の孵化では,発育段階23から26の期間に経験する温度によて,雌雄が決定されることが判明した。これは,この期間に分泌されるホルモン量が温度に依存することによると思われ,現在新しい研究を計画中である。6)実測された砂中温度により,実際の砂浜での雌雄比の時間変化を計算した。6月中旬以前と8月中旬以後の産卵個体は雄となることが判明した。7)孵化率は砂中温度に関係なく,70%で積算温度一定の法則が見いだされた。
公共財実験のグループ間競争からみる特殊利益の効果の検証

本研究の目的はオルソンの特殊利益論を足がかりに、圧力団体の政治への働きかけを、特殊利益というグループ内で公共財として機能する資源を複数のグループが奪い合う状況として捉え、そこでの行動を分析することである。本年度は6月に1回、12月、2月に2回ずつ上記の状況を単純化したモデルでの経済学被験者実験を行った。6月、12月の実験では去年の実験のデータを補強する目的で追加実験を行い、特殊利益の額が低く非協力が支配戦略である場合でも、特殊利益の額が十分に高く協調が支配戦略となる場合と同程度のグループへの協調を引き出すという前年度の実験で示された傾向が統計的にも有意であることを確認した。また12月と2月の実験では特殊利益そのものの影響と他グループとの競争意識が与える影響を区別する試みを行い、他のグループのメンバーのグループに対する協調の程度が被験者に情報として与えられるだけでも自分が属するグループへ協調が強まること、但しその効果は特殊利益がある場合よりも弱く、また同じゲームを繰り返す場谷徐々に弱まることを確認した。圧力団体が特殊利益を求めて行動することが経済的な非効率の原因となることは指摘され続けているが、これらの結果から圧力団体同士が相互に競争をしているという構造を意識することがその傾向を強めることが明らかになった。またゲームの構造そのものからこの結果は社会厚生の改善となる公共財の自発的供給の増加にもこのようなグループ間の競争の導入が有効に機能しうることを示している。グループの規模の効果や参加者の初期条件の違いがある場合などより現実に近い状況での研究は課題として残されたが、公共財の自発的供給問題におけるグループ間競争の効果について、特に特殊利益の大きさとそれが個人の行動に与える影響との関係について詳細な知見を得ることができた。これらの成果は学会発表を終え専門誌に投稿中である。本研究の目的はオルソンの特殊利益論を足がかりに、圧力団体の政治への働きかけを複数のグループが特殊利益というグループ内で公共財として機能する資源を奪い合う状況として捉え、そこでの行動を分析することである。グループ間で特殊利益を奪い合う状況があるとき、グループ内の協力の失敗は、他グループに対する敗北、つまりそのグループに割り当てられる公共財の量の減少という形で各主体の利得に影響を与える。このため、グループ間の競争は協力の程度を高める要因となりえる。本研究ではこのようなシステムの効果を理論と実験研究を並行して明らかにしようとしている。本年度は7月に2回、上記の状況を単純化したモデルでの経済学被験者実験を行った。2人ずつが1グループとなり2グループが一組になって、各グループが公共財の自発的供給ゲームを行い、同一組内で協力を選択するプレイヤーの数がより大きかったグループがあらかじめ定められた移転所得を受け取るというもので、実験においては移転所得の額をコントロールして被験者の意思決定を調査した。その結果移転所得を理論的に協力が支配戦略となる額以下に設定しても、非常に高い水準の協力が維持されることが確認された。また、9月には自発的投資が自己の利得関数において純粋なマイナスにしかならない設定の実験を行った。その結果被験者が利己的動機に限らず、自らの行動をもって他者の行動に影響を与えようという戦略的な意思決定を行っていることが確認できた。公共財実験において非合理的な戦略をとる被験者の活動は珍しくないが、それが維持されることはまれである。これまでグループ内のコミュニケーションの許可やグループ内での罰の制度の導入が協力の維持に効果的であることが指摘されてきたが、単純な競争のメカニズムにもその効果があることが確認された。ただし、それがグループ人数の増加など協力の維持に不利な条件下でも頑強さを維持できるかについての研究は今後の課題である。
量子コンピュータによる連想記憶システムの構築

Groverのファイル探索アルゴリズムをシュレディンガー方程式上の連続時間アルゴリズムとして定式化し,一般化された初期条件下での探索アルゴリズムを提案した.さらに,これを基礎に,ハイパーキューブ上の量子ウオークを利用して,連続時間の連想記憶モデルを提案し,さらに,このモデルを基礎に離散時間アルゴリズムを構築した.Groverのファイル探索アルゴリズムをシュレディンガー方程式上の連続時間アルゴリズムとして定式化し,一般化された初期条件下での探索アルゴリズムを提案した.さらに,これを基礎に,ハイパーキューブ上の量子ウオークを利用して,連続時間の連想記憶モデルを提案し,さらに,このモデルを基礎に離散時間アルゴリズムを構築した.連想記憶については、これまでにもニューラルネットワークをはじめとして、(ファジィ)形態学的連想モデル等多くのモデルが提案されている。本研究は、グローバ等の量子探索アルゴリズムを一般化した量子連想記憶システムの構築を目指したものであり、本年度は以下のような成果が得られた。これらの成果は、学術論文、国際会議や国内の学会等で発表した。1)量子連想アルゴリズムの基礎となる、グローバのアルゴリズムを改良した量子探索アルゴリズムを提案し、その有効性を理論とシミュレーションにより示した。この結果は、新しい連想記憶モデルを構築するための基本モデルとして利用できる。2)形態学連想記憶モデルの能力の検討を行ったが、連想システムとしての能力は高くないことが明らかとなった。従って、本モデルによる量子連想モデルは有効でないと考えられる。また、今年度は研究実施計画に基づき、以下のような検討も行った。3)従来モデルにおける連想記憶システム、特に、ニューラルネットワークのホップフィールドモデルの研究についてのレビューを行い、モデルの有効性や欠点についての検討を行った。特に、相関型連想記憶学習の連想記憶モデルへの一般化についての検討を行った。4)ファイル探索アルゴリズムの一般化モデルとしてのベンチュラ等の量子連想記憶システムのアルゴリズムについて詳しくレビューを行い、計算機シミュレーションによりその特性や限界を検討した。このモデルでは、あらかじめ記憶されていないパターンの連想記憶ではうまく働かないことを示した。連想記憶については、これまでにもニューラルネットワークをはじめとして、(ファジィ)形態学的連想モデル等多くのモデルが提案されている。本研究は、グローバ等の量子探索アルゴリズムを一般化した量子連想記憶システムの構築を目指したものである。ここでは、量子探索アルゴリズムを量子問題の一つとしてとらえ、シュレディンガー方程式を解くことによりアナログ時間モデルの量子探索アルゴリズムを導出し、これをもとに最終的にはディジタル時間モデルの量子探索アルゴリズムを構築する。この体系化は、量子探索や量子連想アルゴリズムの構築に対する新しいアプローチ法を提案したといえる。本年度は以下のような成果が得られた。、1)シュレディンガー方程式を解く事により、量子ウオークにもとづいたアナログ時間の量子探索アルゴリズムを導出した。2)(1)のアルゴリズムは、探索データや記憶データ数が一般化された問題には、必ずしも最適な解が得られないので、これを改良したアナログ時間の量子アルゴリズムを提案した。またその有効性を理論とシミュレーションで検証した。3)(1)のモデルをディジタルモデルに応用したものがグローバの探索アルゴリズムであること、そのアルゴリズムは(2)で扱った一般化された問題には効果的でないことを示した。さらに、(2)で扱ったアルゴリズムのディジタルモデルに応用したアルゴリズムを提案し、その有効性を示した。4)アナログモデルをディジタルモデルに直接応用した場合には、最適な時間(繰り返し回数)にずれが生じること、それゆえ(3)の探索アルゴリズムでは必ずしも最適な解が得られないことを明らかにした。これを改善するために、位相ローテーションの概念を導入し、改善された解を与える量子探索アルゴリズムを提案し、その有効性を示した。量子コンピュータが,従来モデルに比べていかに優れているかについて多くの研究が行われている.その結果,Shorの因数分解やGroverのファイル(ファイル)探索アルゴリズム等の実用的にも興味あるアルゴリズムがいくつか提案されている.しかしながら実用的な問題への応用は少なく,量子システムがどの程度の能力があり,その限度はどのくらいかについては,あまり分かっていない.一方,量子システムを連想記憶に応用する試みもいくつかなされているが,必ずしも十分な能力をもつシステムは得られていない.本研究では,Groverのファイル探索を一般化した連想記憶システム構築の量子アルゴリズムの開発を通して,この問題にアプローチした.ファイル探索のアルゴリズムを連想記憶システムへ応用する研究については,これまでにもVenturaによる提案があるが,必ずしも満足できるモデルとはなっていない.筆者等は,はじめに,Groverのファイル探索アルゴリズムをシュレディンガー方程式上の連続時間アルゴリズムとして定式化し,任意の初期条件での探索アルゴリズムを提案した.さらに,これを基礎に,ハイパーキューブ上の量子ウオークを用いて連想記憶モデルを構築した.今年度は,次のような結果が得られた.ファイル探索問題をシュレディンガー方程式上の問題として定式化し,連続かつ離散モデルのファイル探索アルゴリズムを提案し,その有効性を示した.すべてのファイルからいくつかのファイルを除いた場合(連想モデルを含む)のファイル探索問題を,シュレディンガー方程式上の問題として定式化し,連続並びに離散アルゴリズムを提案し,その有効性を示した.ファイル探索の一般化としての連想記憶問題を定義し,ハイパーキューブ上の量子ウオークを用いることで,連続と離散の場合の連想記憶アルゴリズムを提案し,その有効性を示した.シュレディンガー方程式から量子探索アルゴリズムを導くこと、これを用いてディジタルモデルに対する量子探索アルゴリズムを構築することができた。このアプローチ法をもとにして、連想記憶の量子アルゴリズムを導くことができると思われる。24年度が最終年度であるため、記入しない。

連想記憶は、量子探索の一般化と考えられるので、シュレディンガー方程式の初期条件を変えて解くことにより連想記憶め量子アルゴリズムへ到達できると考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。
プログラム作成過程に視点をおいた評価法の開発

プログラム作成は問題解決、コーディング、キ-操作技能等を統合した知的作業であり、その作成過程を分析、評価していくことは教育学、情報学、認知科学、工学等の分野において意義有ることと考える。プログラム作成中には修正、変更、誤文記述等さまざまな出来事、即ちエピソードは発生する。しかし、このような状況を教師は全て観察し掌握しているわけではなく、評価は出来上がったプログラムを対象にしているのが現状である。そこで、本研究は学習者の全ての操作を観察者の望む速度で何度でも再現できるコンピュータプログラムを使用してプログラミングを観察し、作成過程に視点をおいた評価法を開発することを試みた。研究成果報告書は(1)研究の背景(2)研究の目的(3)研究の方法(4)作成過程の分析(5)発生するエピソード(6)エピソードのカテゴリ化(7)作成過程に視点をおいた評価法(8)おわりに、に加え研究発表4件と口頭発表2件の資料で構成されている。本研究は、まず、個人のエピソードを追跡し個人の理解度や使用された方法の妥当性を評価した。次に、集団のエピソードをカテゴリで分析し、その頻度から集団の特徴を明らかにした。そこで、評価されるのは、集団の理解度あるいは教育内容の適切性、言語プロセッサの品質、性能等である。これらの評価は従来の評価視点を適用した。一方、認知領域の評価を念頭に検討した結果(1)新奇事項への着手(2)プログラムの表記と内容に対する機能の優先(3)適用の試行と点検(4)探究・発展の志向の4つの評価視点を見出した。しかし、今後は、これと並んで情意面の評価を検討していく必要がある。プログラム作成に固有のシステマティックな評価の枠組みはようやく開発の途についたばかりであり、今後とも丹念なエピソードの収集と信頼性のある分析を持続していかなければならない。プログラミングは専門領域の問題解決の手段として位置付けられ、一定水準を超えればよしといった観点で、結果や成果に基づいて評価が行なわれてきた傾向がある。しかし、中学校、高等学校、大学等の情報教育の中で行なわれるプログラミングは、教育目標の達成や学習内容の理解に応じた評価が必要になると考えられる。そこで、本研究においてはプログラム作成中のキー入力データを収集し、そのデータを再び言語プロセッサに自動的に再入力することによりプログラム作成過程を自動的に再現できるシステムを用いて、その作成過程を分析した。その結果、各学習者のキー操作数及びキー操作過程(プログラム作成過程)が分かった。また、プログラムを作成する際、記述、修正において出来事すなわちエピソードが発生する。本年度は、LOGO、BASIC、Prolog等の言語で各段階において発生するエピソードの抽出を行なった。中学生のLOGOによる作成過程においては、キー操作の誤り、スペルミス、引き数の記述のないもの、図形作成時の角度の誤り、repeat文を使用しない繰返し等が多発している。また、大学生のPrologによる作成過程では、述語の消去、挿入、引数の変更、順序変更、符号の誤り等が発生する。すなわち、発生するエピソードは言語や進度、学校段階で異なるが、エピソードは、つぎの3操作即ち、エディティング、プログラミング、デバッギングで発生する。そこで、今後、各操作で発生するエピソードのカテゴリ分析および個人の作成過程の分析から、それぞれの言語の評価の視点、方法を見出しフィードバック情報を開発する、という手順によって学習過程に基づく評価法を開発していく予定である。

プログラム作成中には修正、変更、誤文記述等さまざまな出来事、即ちエピソードが発生する。しかし、このような状況を教師は全て観察し掌握しているわけではなく、評価は出来上がったプログラムを対象にしているのが現状である。そこで、本研究はコンピュータプログラムを使用し、学習者の全ての操作を観察者の望む速度で何度でも再現する方法によって評価法を開発することを試みた。今年度は、中学生のLOGO言語、短期大学生のBASICプログラミングを分析、評価した。完成に至るまでの作成課程の正文、誤文の度数の計量や誤答分析によって、その作成集団の言語の理解度、作成方法の適否や個人の作成過程を評価することができた。また、机間巡視や観察により作成課程に特徴のある4タイプの工業高等専門学校の学生に課題を与え、C言語のプログラム作成の作風、構築過程を明らかにした。また、これらの学生の作成過程をカテゴリ法により操作傾向を明らかにしている。さらに、作成過程を詳細に分析し言語プロセッサの不適切な点を指摘した。本研究は、まず、個人のエピソードを追跡し個人の理解度や使用された方法の妥当性を評価した。次に、集団のエピソードをカテゴリで分析し、その頻度と時系列から集団の特徴を明らかにした。そこで、評価されるのは、集団の理解度あるいは教育内容の適切性、言語プロセッサの品質、性能等である。つまり評価視点を設定することにより学習者のみではなく学習環境も評価される。教育の評価は学習者の評価に止まりがちであるが、通常観察できない作成過程を分析することにより学習環境の評価が可能になったのである。
ヒト歯牙形成を誘導するGrowth Factorの同定、解析

我々はヒト歯牙再生医療を念頭においた基礎研究を進めている。歯の高次な形態を再生するには複雑に絡み合った分子間のネットワークを一つずつ解明していく必要がある。我々は独自に開発した実験システムを用いることで、特に歯牙の形態形成を誘導調整しているGrowth Factorの同定、解析を行っているが、平成15年度の研究期間に新たな知見を得たので報告する。我々は、免疫不全マウス(NOD/scid)にヒト幼若歯牙を皮下移植することにより、ヒトの歯牙形成をより生体に近い状態で再現できる実験システムを確立した。この実験系を活用し、歯牙の発育様式にIGF (insulin-like growth factor)、bFGF (Fibroblast growth factor-basic)などの既知のGrowth Factorが、いかなる影響を及ぼしているかを組織学的に検索してきた。この実験系の利点は人体に影響を及ぼすことなく生化学的あるいは分子遺伝学的アプローチで実験解析できることにある。現在までにIGF-1やbFGFの作用により、歯硬組織の産生が箸しく促進されることが我々のin vivoの実験系で確認された。しかしながらその作用機序、ならびに作用する時期はIGF-1やbFGFといったGrowth factor一つ一つにおいて、必ずしも同じではなく非常にデリケートな反応であることが判明しつつある(現在、論文を作成中である)。そこで、我々はこの歯牙構築に関与するこれらGrowth factorの細胞内で引き起こすシグナル伝達のメカニズムに関して解析を始めた。つまり従来知られている伝達系にてこれらGrowth factorのシグナルが核内へ伝わっているのかを解析することである。このことは将来的に、臨床疾患との関わり合いを知る上で非常に重要であると考える。また解析を進めていくうえで、未知の伝達系の発見につながるかもしれない。IGF-1やbFGF以外の分子に関しても現在、さらなる検討を進めている。これは効率よく歯の再生を行うために必要な情報でもある。なぜなら、たとえ歯が再生できても生体内のように何年もかかるようでは臨床応用は難しいからである。1.我々は免疫不全マウス(NOD/scid)にヒト幼若歯牙を皮下移植することで、象牙質形成を生体内とほぼ同じように再現できる事を明らかにし報告した(Calcified Tissue International Vol.71:344-348,2002)。移植後、約1ヶ月後より新生象牙質が幼若歯牙の歯髄側に確認された。新生象牙質には象牙細管の規則正しい配列、また前象牙質層も確認され、ほぼ生体内と同じような構築が確認された。同時に同マウスの腹腔内への移植も試み、同様の結果が得られるか解析した。しかしながら腹腔内へ移植した歯牙に新たな歯牙硬組織の新生は認められなかった。皮下移植した歯牙の周囲には皮膚側から多くの微小血管の新生が認められたことから、我々はこの象牙質の形成には血液供給が非常に重要であると考えている。また移植後の時間経過を調べていくと象牙質形成は約5-6ヶ月後にピークを向かえ、それ以降はあまり形成量に変化がないことが判明した。これは象牙質が新生され歯根が伸びるための十分なスペースが皮下にはない事、また使用しているNOD/scidマウスの寿命が約8ヶ月から1年と短いため十分な栄養供給が行われなくなるためではないかと推測している。よって完全な歯根形成には何らかの増殖因子の必要性がある考え現在、研究計画に基づき、移植と同時にIGFを皮下に注入し象牙質形成能の変化を観察した。IGF注入マウスと非注入マウスでは象牙質形成に明らかな差が生じた。つまり注入群の方が明らかに象牙質形成が活発に認められ、IGFが象牙質形成を促進させると考えられる(現在、論文作成中)。また現在、別のGrowth FactorであるFGFに注目し、同様の実験を進行中である。2.今回、我々が使用している幼若歯牙は、すべてエナメル質形成が終了したものが対象となっており、この実験系がエナメル質形成を誘導できるか否かは定かではない。今後、よりGermな歯牙における同様の実験を行い、エナメル質形成にこの実験系を利用できるか検討していきたい。

しかしながらその作用機序、ならびに作用する時期はIGF-1やbFGFといったGrowth factor一つ一つにおいて、必ずしも同じではなく非常にデリケートな反応であることが判明しつつある(現在、論文を作成中である)。そこで、我々はこの歯牙構築に関与するこれらGrowth factorの細胞内で引き起こすシグナル伝達のメカニズムに関して解析を始めた。つまり従来知られている伝達系にてこれらGrowth factorのシグナルが核内へ伝わっているのかを解析することである。このことは将来的に、臨床疾患との関わり合いを知る上で非常に重要であると考える。また解析を進めていくうえで、未知の伝達系の発見につながるかもしれない。IGF-1やbFGF以外の分子に関しても現在、さらなる検討を進めている。これは効率よく歯の再生を行うために必要な情報でもある。なぜなら、たとえ歯が再生できても生体内のように何年もかかるようでは臨床応用は難しいからである。