hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
合成オリゴペプチド及びMAPを用いた新規遺伝子導入法の開発

本研究では、任意のアミノ酸配列と構造を持つペプチドについて、遺伝子を細胞外から細胞内、更に核内にまで輸送する能力について検討した。オリゴペプチドのペプチド鎖長の影響について、リジン、トリプトファン、システインからなるオリゴペプチド、KWCWK、KWKWCWKWK、KWKWKWCWKWKWKを合成し、遺伝子発現能力を調べた。結果は、アミノ酸数5個、13個のものでは発現が見られず、ある程度の鎖長が必要と思われるが、13個のペプチドはToffMassの結果、S-S結合による2量体を生成しておらず、また化学的に不安定であるため導入能力が劣ると考えられる。更に、ペプチド/DNA複合体の細胞内取り込み機構について検討するため、エンドソーム内のpHを上昇させリソソームでの分解を抑えるクロロキンの効果を調べた。オリゴペプチドではクロロキン50μM添加により約4倍以上増加したが、MAPの場合ほとんど変化がなかった。オリゴペプチド/DNA複合体はエンドサイトーシスにより取り込まれると考えられるが、MAPの場合他の機構を考慮する必要がある。ペプチドによってDNA複合体の細胞内での取り込み機構が異なるのは注目される。これまで得られた結果をまとめると、合成ペプチドの遺伝子導入及び発現の能力は、1)リジン、アルギニンなどの塩基性アミノ酸を含むこと、2)ロイシン、トリプトファンなどの疎水性アミノ酸の含有により発現効率が向上すること、3)オリゴペプチドの2量体、MAPの樹枝状構造など、ある程度の空間的広がりを持つこと、4)DNAとの複合体の細胞内取り込み機構はペプチドにより異なることが判った。今後、DNA複合体のキャラクタリゼーション、細胞内導入機構について更に詳細に検討する必要がある。種々の合成ペプチドについてその遺伝子導入能力を検討した。MAPは元来、抗ペプチド抗体産生を促進させるため開発されたペプチドであるが、放射線状のペプチド鎖を持つ特徴的構造のため本研究で取り上げた。塩基性アミノ酸であるリジンから構成された4本鎖、8本鎖MAPペプチドを合成し、市販のポリリジンとの遺伝導入能力の比較を、培養細胞を用いたCAT発現系により行った。遺伝子発現効率は、リニアー(ポリリジン)、4本鎖、8本鎖の順に大きくなり、MAPの枝分かれ構造が遺伝子導入に寄与することが判った。ペプチド鎖の長さは、3残基から6残基まで発現能力はなく、9本鎖以上で現れた。ゲル電気泳動により、遺伝子発現を示すDNA/ペプチドの混合比で複合体を形成しており、蛍光顕微鏡観察によるとポリリジンとMAPでは、複合体形成及び細胞吸着に殆ど差異は認められないが、取り込み量に違いが見られた。MAPを用いた遺伝子発現は、HeLaS3の他、3T3、CV1、Vero、COS7の各細胞株に於いても観測された。アミノ酸として、リジンの他に、アルギニン、オルニチンから成るMAPを合成し、遺伝子発現能力を調べた。特にアルギニンから成るMAPで大きな発現が見られ、構成アミノ酸の影響が大きいことが判った。今後、MAPとDNA複合体の構造と遺伝子発現能力の関係、及び構成アミノ酸の影響について検討する予定である。

オリゴペプチドではクロロキン50μM添加により約4倍以上増加したが、MAPの場合ほとんど変化がなかった。オリゴペプチド/DNA複合体はエンドサイトーシスにより取り込まれると考えられるが、MAPの場合他の機構を考慮する必要がある。ペプチドによってDNA複合体の細胞内での取り込み機構が異なるのは注目される。これまで得られた結果をまとめると、合成ペプチドの遺伝子導入及び発現の能力は、1)リジン、アルギニンなどの塩基性アミノ酸を含むこと、2)ロイシン、トリプトファンなどの疎水性アミノ酸の含有により発現効率が向上すること、3)オリゴペプチドの2量体、MAPの樹枝状構造など、ある程度の空間的広がりを持つこと、4)DNAとの複合体の細胞内取り込み機構はペプチドにより異なることが判った。今後、DNA複合体のキャラクタリゼーション、細胞内導入機構について更に詳細に検討する必要がある。
ALS者における新しい患者立脚型コミュニケーション支援アプリの開発

重度障害を呈する筋萎縮性側索硬化症(ALS)患者のためのコミュニケーション機器には様々な種類があるが,試用する段階で本人・家族から使いにくさを指摘され,導入に至らない例も多い.その理由としては,コミュニケーション機器の有用性の評価が,入力の正答率や,入力のスムーズさ(入力所要時間)など,開発者の視点のみに限られており,患者や家族の希望(ニーズ)に合っていないためと考えられる.つまり,現存しているコミュニケーション機器やソフトは,開発者側からみて実用性が高いが,患者および家族からは実用性が低い可能性が否めない.したがって,より実用性の高いコミュニケーション機器を開発するためには,患者や家族が感じているコミュニケーション支援に対する希望(ニーズ)を明らかにし,それらを反映させた機器を新たに開発する必要性がある.本研究の目的は,重度障害者の意見を反映した「患者立脚型コミュニケーション支援アプリ」の開発である.具体的には,以下の3点をプロジェクトとして挙げている.1) ALS患者と家族が関わるコミュニケーション支援に関するニーズの調査と,それらを反映した新たな「患者立脚型コミュニケーション支援アプリ」の開発,2)患者および家族を対象とした,新たな「患者立脚型コミュニケーション支援アプリ」の臨床的有用性の検討,3)進行によるニーズの経時的変化に伴ったアプリの柔軟性と有用性の検討(縦断研究).その第1段階として,初年度はALS患者と家族が関わるコミュニケーション支援に関するニーズの調査を実施した.今年度はニーズ調査に基づいた新たな「患者立脚型コミュニケーション支援アプリ」の開発を実施し,健常者に対する有効性評価を実施した.次年度はアプリの改良と,ALS者を対象とした有効性評価指標の開発を予定している.・健常者に対する予備研究によって,改良したアプリの使いづらさがわかり,改良が必要となっているため.・コミュニケーション支援機器そのものが新しいものが次々と開発されてきており,当初考えていた機器でない方が実用性が高いことが予測されるため方向転換が必要かと思われるため.・アプリの改良・ALS者を対象とした「患者立脚型コミュニケーション支援アプリ」の試用研究に向けた準備・患者および家族を対象とした臨床的有用性の検討・進行によるニーズの経時的変化に伴ったアプリの柔軟性と有用性の検討(縦断研究)重度障害を呈する筋萎縮性側索硬化症(ALS)患者のためのコミュニケーション機器には様々な種類があるが,試用する段階で本人・家族から使いにくさを指摘され,導入に至らない例も多い.その理由としては,コミュニケーション機器の有用性の評価が,入力の正答率や,入力のスムーズさ(入力所要時間)など,開発者の視点のみに限られており,患者や家族の希望(ニーズ)に合っていないためと考えられる.つまり,現存しているコミュニケーション機器やソフトは,開発者側からみて実用性が高いが,患者および家族からは実用性が低い可能性が否めない.したがって,より実用性の高いコミュニケーション機器を開発するためには,患者や家族が感じているコミュニケーション支援に対する希望(ニーズ)を明らかにし,それらを反映させた機器を新たに開発する必要性がある.本研究の目的は,重度障害者の意見を反映した「患者立脚型コミュニケーション支援アプリ」の開発である.具体的には,以下の3点をプロジェクトとして挙げている.1) ALS患者と家族が関わるコミュニケーション支援に関するニーズの調査と,それらを反映した新たな「患者立脚型コミュニケーション支援アプリ」の開発,2)患者および家族を対象とした,新たな「患者立脚型コミュニケーション支援アプリ」の臨床的有用性の検討,3)進行によるニーズの経時的変化に伴ったアプリの柔軟性と有用性の検討(縦断研究).その第1段階として,初年度はALS患者と家族が関わるコミュニケーション支援に関するニーズの調査を実施した.現在2組のインタビューが終了しており,次年度以降もインタビューを継続する予定である.また,インタビュー結果は質的解析を既に開始しており,新たな「患者立脚型コミュニケーション支援アプリ」の開発において重要な機能の検討と,アプリの有効性評価指標の開発を進めている段階である.インタビューは予定の10組には満たないものの,既に2組のインタビューおよび解析が終了しているため.また,結果を通して,アプリ開発および効果尺度開発に必要な要素の見通しが立ち始めているため.重度障害を呈する筋萎縮性側索硬化症(ALS)患者のためのコミュニケーション機器には様々な種類があるが,試用する段階で本人・家族から使いにくさを指摘され,導入に至らない例も多い.その理由としては,コミュニケーション機器の有用性の評価が,入力の正答率や,入力のスムーズさ(入力所要時間)など,開発者の視点のみに限られており,患者や家族の希望(ニーズ)に合っていないためと考えられる.つまり,現存しているコミュニケーション機器やソフトは,開発者側からみて実用性が高いが,患者および家族からは実用性が低い可能性が否めない.したがって,より実用性の高いコミュニケーション機器を開発するためには,患者や家族が感じているコミュニケーション支援に対する希望(ニーズ)を明らかにし,それらを反映させた機器を新たに開発する必要性がある.本研究の目的は,重度障害者の意見を反映した「患者立脚型コミュニケーション支援アプリ」の開発である.具体的には,以下の3点をプロジェクトとして挙げている.1) ALS患者と家族が関わるコミュニケーション支援に関するニーズの調査と,それらを反映した新たな「患者立脚型コミュニケーション支援アプリ」の開発,2)患者および家族を対象とした,新たな「患者立脚型コミュニケーション支援アプリ」の臨床的有用性の検討,3)進行によるニーズの経時的変化に伴ったアプリの柔軟性と有用性の検討(縦断研究).

その第1段階として,初年度はALS患者と家族が関わるコミュニケーション支援に関するニーズの調査を実施した.今年度はニーズ調査に基づいた新たな「患者立脚型コミュニケーション支援アプリ」の開発を実施し,健常者に対する有効性評価を実施した.次年度はアプリの改良と,ALS者を対象とした有効性評価指標の開発を予定している.・健常者に対する予備研究によって,改良したアプリの使いづらさがわかり,改良が必要となっているため.・コミュニケーション支援機器そのものが新しいものが次々と開発されてきており,当初考えていた機器でない方が実用性が高いことが予測されるため方向転換が必要かと思われるため.・インタビューをアプリに必要な要素の出現が飽和状態になるまで継続.・アプリの試作の作成・研究対象者の募集・アプリの改良・ALS者を対象とした「患者立脚型コミュニケーション支援アプリ」の試用研究に向けた準備・患者および家族を対象とした臨床的有用性の検討・進行によるニーズの経時的変化に伴ったアプリの柔軟性と有用性の検討(縦断研究)購入を予定していた機器が新しくなったことで,購入物品の変更を検討していたため.なお,別の機器については,2019年度に入り既に購入手続きを進めているところである.2018年度に予定していたALS者を対象としたアプリの有効性評価が実施できていないため,当初の支出と差が生じています.2019年度には,有効性評価のためのアプリの完成費用,貸出用の機器の購入,研究実施に伴う人件費と旅費,研究結果発表のための旅費などが見込まれます.
フィトクロムによる選択的スプライシング制御の分子機構解明

我々は、フィトクロムによる選択的スプライシング制御の標的遺伝子の1つであるグリセリン酸キナーゼ遺伝子が、フィトクロムシグナル依存的に転写開始点も変化させることを偶然見いだした。そしてTSS-seq解析を行い、転写開始点の位置と発現量をシロイヌナズナにおいて網羅的に解析した結果、フィトクロムが、従来から知られる転写量の制御に加えて、さらに別の2,000を超える遺伝子に対して、転写開始点の制御をも行うことを見いだした。そして多くの遺伝子において、この転写開始点の変化が、その直後の選択的スプライシングパターンの変化を引き起こすことが明らかとなった。植物の主要な光受容体であるフィトクロムは、PIFと呼ばれる転写因子群を介して標的遺伝子の転写制御を行うことで、植物の光応答を引き起こすと考えられている。しかし我々は最近、フィトクロムの下流因子として新奇スプライシング因子RRC1を順遺伝学的に同定したことをきっかけに、フィトクロムが転写制御に加え、それとほぼ同じ規模で選択的スプライシング制御も行うことで、植物の光応答を引き起こすことを明らかにした。そこで本研究では、現在不明である、フィトクロムによる選択的スプライシング制御の分子機構解明を目的として、RRC1が当該制御にどのように関与するのかを明らかにし、さらに当該制御に関わる新奇因子の同定を試みる。本年度は、シロイヌナズナ芽生えの脱黄化過程において大規模なmRNA-seq解析を行うことで、野生株で見られるフィトクロムシグナル依存的な選択的スプライシングパターン変化にRRC1やRRIPが必要であることを明らかにした。さらに、フィトクロムによる選択的スプライシング制御を受ける1500ほどの標的遺伝子について、フィトクロムシグナルの有無によって変化するスプライス部位周辺のエキソンもしくはイントロン領域に濃縮される塩基配列をそれぞれ解析することで、当該制御に関わるシス配列候補を同定した。申請書に記載の計画通り、mRNA-seq解析によってフィトクロムによる選択的スプライシング制御へのRRC1 / RRIPの関与を明らかにし、またフィトクロムによる選択的スプライシング制御の標的遺伝子に濃縮されるシス配列を同定することができたため。本年度我々は、フィトクロムによる選択的スプライシング制御の標的遺伝子の1つであるグリセリン酸キナーゼ遺伝子が、フィトクロムシグナル依存的に転写開始点も変化させることを偶然見いだした。そしてTSS-seq解析を行い、転写開始点の位置と発現量をシロイヌナズナにおいて網羅的に解析した結果、フィトクロムが、従来から知られる転写量の制御に加えて、さらに別の2,000を超える遺伝子に対して、その転写量(mRNAの総量)を一定に保ったまま、転写開始点を変化させ、その結果、400以上ものタンパク質の細胞内局在が、フィトクロムシグナルに応じて変化することを見いだした(Ushijima et al., Cell 2017)。つまり、フィトクロムによる選択的スプライシング制御の一部が、転写開始点制御によって説明できることが判明した。フィトクロムによる選択的スプライシング制御の分子機構解明を目指し、さらに今後、当該制御に関わるRRC1 / RRIP以外の新奇スプライシング因子の同定を狙う。そのために、2つの戦略で研究を進める。1つは、活性型全長フィトクロム分子に結合するスプライシング因子を網羅的に同定するという、上流からのアプローチであり、もう一つは、フィトクロムによる選択的スプライシング制御の標的遺伝子に濃縮されるシス配列に結合するスプライシング因子を同定するという、下流からのアプローチである。29年度が最終年度であるため、記入しない。植物光生理学29年度が最終年度であるため、記入しない。
紫外線および電離放射線応答生遺伝子の発現制御における転写調節エレメントの検出

細胞が紫外線あるいは電離放射線に曝されると多様なDNA損傷が誘発される。亜致死的なDNA損傷は細胞に対してストレスとして作用し、様々な遺伝子の発現が誘導される。これに起因し損傷の修復、反復するDNA損傷誘発に対する抵抗性の獲得あるいはアポトーシス等、細胞および組織レベルでの適応応答機構が発現する。ここ数年来DNA損傷誘導性遺伝子が数多く見い出されており、現在これらの調節機構および機能の解明が強く望まれている。我々はこれまでにヒトのユビキチン遺伝子UbCが紫外線誘導性であることを見い出し、これがタンパクキナーゼCと転写因子AP1の活性化を介する制御経路(PKC-AP1経路)によって制御されている可能性を示唆してきた。本研究は当科研費の補助によりヒトユビキチン遺伝子UbCの誘導経路の解明を試みるものである。本年、我々はユビキチン遺伝子UbCのプロモーター領域の塩基配列を決定し、Spl結合配列、熱ショックエレメント等、UbC遺伝子の発現を制御する調節因子を多数見い出した。そして当初我々が予想していたAP1結合配列の存在も見い出し、PKC-AP1経路による紫外線応答機構が機能している可能性を裏付けた。この結果は近く論文として報告する予定である。一方、我々はUbC遺伝子と等価な齧歯類(チャイニーズハムスター)のユビキチン遺伝子、CHUB2、の塩基配列も決定した。CHUB2遺伝子はユビキチンコーディング領域および3'調節領域においてUbCと高いホモロジーを有し、また5'調節領域では熱ショックエレメントが見い出された。しかし調べた範囲でAP1結合配列は見い出されなかった。チャイニーズハムスター細胞(V79)では紫外線によるユビキチン遺伝子の顕著な誘導は見られないが、AP1結合配列の欠損による可能性が考えられる。本研究は、今後、高感度・高分解能インビボフットプリンティング法、ゲルシフトアッセイ法、あるいはCATアッセイ法等、分子生物学的手法を用いて、果して見い出されたAP1結合配列がUbC遺伝子の紫外線誘導性を調節しているかどうかを明らかにしていく。
アモルファス由来ファンデルワールス層状物質の結晶化機構の解明

原子層厚さのファンデルワールスカルコゲナイド新しい二次元的な材料として材料研究の最先端に躍り出ている。MoTe2などに代表される遷移金属ダイカルコゲナイドという物質は、そのユニークな物理特性から次世代のエレクトロニクスを担う新材料として期待されている。一方で、その優れた電気物性を最大限に利用するためには、結晶の軸が揃った薄膜を均一に大面積成膜できることが実用化のキーテクノロジーとなる。本研究では、アモルファス/結晶の相転移現象を利用した全く新しい高配向MoTe2薄膜の形成手法を提案し、その相転移メカニズムを解明すると共に、次世代エレクトロニクス応用へ向けた大面積化の実現を目指す。
金属石鹸を出発物質に用いた機能性材料の開発

本研究では機能性酸化物粒子を合成するための出発物質として金属石鹸を用いた水熱反応によって以下の結果をえることができた。鉄ナフテンを水熱反応の原料としたところ中空粒子の鉄酸化物(マグネタイト)を合成することに成功した。また、コバルトナフテンを用いた水熱反応ではナノシート状の水酸化コバルトが生成し、さらにこれを酢酸水溶液によって水熱処理することで、リング状のスピネル型酸化コバルトが生成することを見出した。また、金属石鹸と有機物の混合物からグラファイト-金属微粒子複合体も合成することができた。金属石鹸は長鎖脂肪酸の金属塩の総称であり、一般に非極性有機溶剤への溶解性や樹脂との相溶性がよいことから、合成樹脂・錠剤製造時の滑沢剤や離型剤、製紙・金属加工用潤滑剤およびゴム工業用打ち粉などに応用されている。しかし、金属石鹸を出発物質にした機能性金属酸化物の合成はこれまでほとんど試みられていないので、鉄およびコバルトを中心にして金属石鹸を用いた新しい機能性材料の合成を試みた。水熱条件の中でも水相と油相との割合が中空状粒子の生成には重要な条件であることを明らかにした。コバルトナフテンを用いた水熱反応ではナノシート状の水酸化コバルトが生成することをすることを見出した。さらにこのナノシート状の水酸化コバルトを酢酸水溶液を用いて水熱処理することで、リング状のスピネル型酸化コバルトが生成することも見出した。また、ナノシート状の水酸化コバルトを出発物質として水酸化リチウム水溶液で水熱処理することで、板状のLiCoO_2を生成することができた。LiCoO_2は二次電池の正極材として重要な化合物であり、粒径が均一で板状なLiCoO_2を合成することができたので、今後その電池性能を検討していく予定である。金属石鹸とフェノールあるいはフルフリルアルコールを混合し、不活性雰囲気下で加熱することで、金属-グラファイト複合体の合成に成功した。次年度以降この複合体の特性評価を行う予定である。金属石鹸は長鎖脂肪酸の金属塩の総称であり、滑沢剤や離型剤などに応用されているが、金属石鹸を出発物質にした機能性金属酸化物の合成への応用はこれまでほとんど試みられていない。そこで、本研究では鉄およびコバルトを中心にして金属石鹸を出発物質に用いた水熱反応により新しい機能性材料の合成を試みている。鉄ナフテンを水熱反応の原料としたところ中空粒子の鉄酸化物(マグネタイト)を合成することを報告し、さらに水熱条件の中でも水相と油相との割合が中空状粒子の生成には重要な条件であることを明らかにした。また、その磁気的特性についても調査した。コバルトナフテンを用いた水熱反応ではナノシート状の水酸化コバルトが生成し、さらにこのナノシート状の水酸化コバルトを酢酸水溶液を用いて水熱処理することで、リング状のスピネル型酸化コバルトが生成することも見出した。昨年度は水酸化コバルトから八面体の形状を持つCoOへの変換が可能であることを見出した。金属石鹸とフェノールあるいはフルフリルアルコールを混合し、不活性雰囲気下で加熱することで、金属-グラファイト複合体の合成に成功し、その吸着特性等について明らかにした。上記の結果を基に金属石鹸を用いた水熱反応によってステンレス板上への金属酸化物の薄膜の作製を試みたが、現時点においては成功していない。鉄ナフテンをコバルトナフテンに出発物質を変化させて水熱反応を行ったところナノシート状の水酸化コバルトが生成することがわかった。さらにこのナノシート状の水酸化コバルトを酢酸水溶液中で水熱処理することによって、リング状のスピネル型酸化コバルトが生成し、水酸化リチウム水溶液中で水熱処理することで、板状のLiCoO2を生成することができた。これらの結果を踏まえて、金属板あるいはプラスチック板上への薄膜形成を試みたが、金属石鹸自身が粘性の高い有機成分を多く含んでいることにより、薄膜を形成することはできなかった。

24年度はニッケルナフテンを用いた水熱反応によってコバルトの場合と同様にナノシート状の水酸化ニッケルを合成することができ、それを350°Cに加熱することによって多孔性の酸化ニッケルが生成することを明らかにした。鉄およびコバルトナフテンを用いた水熱反応では様々な形態を持つ微粒子を合成することができたが、その電気的特性など一部の物性を明らかにすることができていない。また、薄膜化を試みているが、それについても未だ成功していないので最終年度には成功させる予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。磁気特性については微粒子でも測定が可能であるが、LiCoO_2などのように電池の二次電池の電極材料などへの応用を考えるとその電気特性を明らかにする必要がある、その評価のためには薄膜試料を作製することが、応用展開を考えても有利であることから、薄膜形成条件の確立に全力を注ぐ予定である。薄膜形成には基板の選択が重要であると考えられ、その点を考慮して研究を進める。
動感理解に基づいた器械運動指導のための運動観察力育成教材の開発

器械運動の指導に不安を持つ教師は多く,授業のなかで「危ない動き」を見分けることと,個人の習熟に応じた課題を見抜くことができていない状況もみられる。しかし現在,器械運動の映像教材は,学習目標を説明することを意図した技術ポイントを解説したものしかない。そこで本研究では運動観察力を高める映像教材の開発を目指す。この映像教材の特徴は,1技の完成形に至る練習プロセスで発現する「危ない動作」,2習熟に伴う動作の様相変化,3習熟に伴う動感の内面変化を内容としている点にある。本教材では,動きが「形成されるプロセス」が確認できるので,学習のつまずきの原因を分析する教師の力量形成にもつながることを目指している。
障害の状況に応ずる伝達手段の特性とその組み合わせに関する研究

1.読唇による情報伝達特性に関する研究;発話に伴う口唇や歯の運動型と日本語音節群との対応関係を検討するため、ビデオによる読唇テストを作成し、それらのUマチック・ビデオレコーダーによる画像解析と読唇弁別テストの反応分析を進めた。これにより、(1)唇歯運動型の類型化及び唇歯運動型と有意味音節群との対応関係の規則性、(2)発話者の個人差、(3)読唇によるアクセント情報の認知、(4)発話速度と被読唇率との関係、さらに(5)読唇に必要とされる補助情報の一つとして発話に光刺激を随伴させることの効果を検討した。発話する時の口型については音声ほどには規範性がないため個人差は大きいが、それらと音節群との対応関係についていくつかの新しい規則性が付け加えられることが示された。アクセントの認知や発話速度と読唇との関係については、読唇材料を変えてさらに検討することが必要とされた。読唇はそれ単独では不完全な伝達手段で何らかの補助情報が必要であり、光刺激を発話に随伴させることもその一つであるが、振動感覚、手話などとの併用効果、人工内耳も含めた聴覚との相補関係など効果的な補助手段については補助情報を加えた訓練を行いながら評価されなければならない。そのほか、(6)唇歯運動型と音節群との対応関係にみられる規則性に基づく読唇学習法をもとに読唇学習指導教材を順次作成し、中途失聴の小学生及び成人に読唇指導を行いつつ読唇学習法の検討を進めている。2.手話と発話の相補関係に関する研究;聴覚障害者の伝達過程の解析により手話と発話の相補関係の分析を行うために、手話について解析の指標を明確にするための予備実験の進行中である。一方手話指導のための入門テキストについて一試案を作成した。読唇と手話についての特性と指導法に関する研究をもとに障害に応じた各種伝達手段を併用した指導プログラムの作成に関する研究へ進める。
抑うつの持続と注意機能に関する研究

昨年度の研究では抑うつの高い個人においてポジティブ刺激への不注意が観測された。ネガティブ刺激への注意を低減させる手法については多く研究されているものの、ポジティブ刺激に対する注意に着目した研究はほとんどない。そこで本年度はポジティブ刺激に対する不注意の修正法確立を目標として研究を行った。Nishiguchi et al. (2015)ではより効率的にネガティブ刺激への注意を低減させるトレーニングが開発された。この改良された注意バイアス修正法を応用してポジティブ刺激への注意を増進することが可能ではないかと考え、実験を行った。参加者をポジティブ刺激への注意を増進させるトレーニング課題を課す介入群と一般的な注意バイアス研究で用いられるDot-probe課題を繰り返し課すだけの統制群の2群に分けて実験を行った。しかしながら、本研究では介入群におけるポジティブ刺激への注意を統制群と比較しても有意な差が得られなかった。ポジティブ刺激への注意増進に挑戦した数例の先行研究のほとんどで、本研究と同様の結果が報告されている。本研究では先行研究で用いられていたトレーニングよりもより高い効果が期待されるトレーニング課題を用いたが、ポジティブ刺激への注意増進に失敗している。ポジティブ刺激に対する注意を計測する際、あらかじめポジティブ刺激を探索する構えが無い場合には注意が捕捉捕捉されにくいため、Dot-probe課題のような感情刺激に注意を向ける必然性のない課題では注意バイアスの修正やその効果測定が難しい可能性がある。本研究では仮説通りの結果を得ることができなかったものの、現行の注意バイアス修正法の限界点を指摘することができたと言える。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度の実験では、抑うつ的な個人においてみられると考えられる注意資源のネガティブ刺激への偏った配分を観察するため、Digit-parity課題を用いた実験を行った。Digit-parity課題は注意焦点の範囲を観測するための課題であり、注意資源の偏りは注意焦点の範囲の狭小化として見られると考えられる。近年の研究では、抑うつ的個人においてみられるネガティブ刺激への偏った注意(注意バイアス)の観察例が数多く報告されている。こうした注意バイアスはネガティブな情報への注意を促進することでネガティブ気分をさらに強化してしまう働きがあると考えられており、注意バイアスの修正を行うことが、抑うつの治療・予防につながるのではないかと議論されている。一方で、注意バイアスの生じるメカニズムについては、未だに詳細な解明がなされていない部分も多い。多くの研究で用いられてきたDot-probe課題では、抑うつ的個人がネガティブな刺激に注意を向けた際に、ネガティブ刺激提示位置以外の場所にターゲットが提示された際に反応が遅延する現象がしばしば報告されている。一方で、こうした現象が生じる原因が注意のコントロール能力の低下(Orienting機能の低下)なのか、ネガティブ刺激への注意の集中により、ネガティブ刺激提示位置以外の刺激が処理されなくなってしまうからであるのか、未だに検証した例がない。本研究ではDigit-parity課題を利用し、抑うつ的な参加者がネガティブ刺激提示時にどの程度の範囲に注意を向けているのかを測定することで、抑うつ的個人においてネガティブ刺激への注意の集中が生じているかどうか検証した。Digit-parity課題を用いた実験の結果から、抑うつ的な参加者に対してネガティブ刺激を提示した場合、注意の範囲が狭くなっている可能性が示唆された。近年の研究において抑うつ的個人において注意バイアスの生じる原因は、Orienting機能の低下であるという議論が主になされてきているが、本研究の結果から、ネガティブ刺激位置に注意が集中してしまうという現象がその原因である可能性が示唆された。26年度の研究では研究実施計画に従い、抑うつ的な個人における注意バイアスの測定を行った。25年度の結果から予想されていた結果とは異なり、悲しみ顔刺激を長期間呈示した際に、抑うつではなく不安の高い個人において注意の焦点が小さくなるという結果が見られた。また、悲しみ刺激呈示後にトップダウンな操作を行わせた場合に高抑うつ群において注意のズーム・アウトが困難になり、悲しみ顔呈示位置に注意が集中してしまうという予想を元に実験を行ったが、ここでも抑うつの影響を観察することはできなかった。そこで、追加実験を行い抑うつの効果を観察した。追加実験ではポジティブ画像を中央に呈示した。抑うつ的な個人はポジティブな画像への注意を避けたり、低抑うつ群で見られるポジティブバイアスが見られないという事が報告されている。そのため、中央にポジティブ画像を呈示するDigit-parity課題を課した場合にはむしろ注意の範囲が広くなり、遠距離の刺激に対する反応が早くなることが予測された。26年度にはこの追実験を行い、おおむね予想通りポジティブ刺激呈示時には中立刺激呈示時よりも高抑うつにおいて遠距離のターゲットへの反応が早くなることを観察した。これは意外な結果ではあるが、注意焦点の範囲について検証した場合にはネガティブ刺激よりむしろポジティブ刺激が抑うつと深くかかわっていることが分かった。これまでの抑うつ的注意バイアス修正の試みでは、ネガティブ刺激への注意を低減させるものが主に用いられてきたが、この結果からポジティブ刺激への注意を増加させるような操作も必要である可能性が示唆された。

この改良された注意バイアス修正法を応用してポジティブ刺激への注意を増進することが可能ではないかと考え、実験を行った。参加者をポジティブ刺激への注意を増進させるトレーニング課題を課す介入群と一般的な注意バイアス研究で用いられるDot-probe課題を繰り返し課すだけの統制群の2群に分けて実験を行った。しかしながら、本研究では介入群におけるポジティブ刺激への注意を統制群と比較しても有意な差が得られなかった。ポジティブ刺激への注意増進に挑戦した数例の先行研究のほとんどで、本研究と同様の結果が報告されている。本研究では先行研究で用いられていたトレーニングよりもより高い効果が期待されるトレーニング課題を用いたが、ポジティブ刺激への注意増進に失敗している。ポジティブ刺激に対する注意を計測する際、あらかじめポジティブ刺激を探索する構えが無い場合には注意が捕捉捕捉されにくいため、Dot-probe課題のような感情刺激に注意を向ける必然性のない課題では注意バイアスの修正やその効果測定が難しい可能性がある。本研究では仮説通りの結果を得ることができなかったものの、現行の注意バイアス修正法の限界点を指摘することができたと言える。26年度の研究では、研究計画に沿って十分な量のデータを収集することが出来た。得られた結果も予測と異なる部分があったものの、非常に新規性の高いものであり、今後大きなインパクトのある発表が可能であると考えられる。また、得られた結果について、26年度には国際学会、国内学会及び4件の招待講演で発表しており、未だに国内では用いられたことがない最新の実験法を広く他の研究者に伝えることが出来た。さらに、予測と異なる結果について詳細な検証を行うために追加実験を考案し、行う事も出来た。追加実験は27年度の研究につながるものであり、27年度の研究も予定以上にスムーズに行うことが出来ると考えられる。これらを踏まえて、26年度には当初の予定以上に研究の進展が見られたと考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は昨年度に引き続き、実験研究によって抑うつ的な個人における注意バイアスについて検証する。昨年度の研究では抑うつ的な個人において、ポジティブ刺激呈示時に注意の範囲が広くなるという現象が見られた。当初から本年度には抑うつを低減させるための注意トレーニングの開発を行う予定だったが、この結果を踏まえ、ポジティブ刺激への注意に関しても検証を行う必要がある。そこで、本年度はまずポジティブ刺激への注意について、確認的な実験を行う。50100名程度の参加者を対象に実験室において認知実験を行う。参加者には参加時間に応じて実験者金を支払う。次に、60名程度を対象にした実験研究により、トレーニング課題の開発を行う。
捕食者適応による表現系の可塑性を支配する遺伝子群とそのシグナル伝達のカスケード

目的:我々は上述のエゾサンショウオの捕食圧により、著しく膨満型に誘導されたオタマジャクシの体表、脳を含む顔部、内臓を含んだ腹部、そして尾部でいったいどのような遺伝子群が発現、又はどのような遺伝子が抑制されているのかを見出すことを行っている。このことにより、捕食者-被捕食者相互作用における表現型の可塑性を支配している進化生物学上極めて重要であると考えられる遺伝子のスクリーニングを行なう。方法:昨年度遺伝子のサブトラクションなどを行いトータルで7000個の遺伝子をスクリーニングし、それらの遺伝子配列をブラスト解析により解析した。その中から同一な遺伝子を排除、又は選抜して約1000個の遺伝子を用いてマイクロアレーを作成した。このアレーを用いてサンショウウオと一緒に飼育したオタマジャクシの顔部から継次的にサンプリングしたRNAを用いてアレー解析行った。また、頭胴部からもRNAを抽出してアレー解析を行った。結果:今回の解析で捕食者であるサンショウウオが存在すると発現し、捕食者を抜くと発現量が減少する遺伝子のスクリーニングに成功した。これらの遺伝子は捕食者誘導による表現型の可塑性に強く関連する遺伝子であることが推測される。現在投稿準備中である。研究目的エゾサンショウオの捕食圧に対して膨満型に誘導されたオタマジャクシ個体と、捕食圧にさらされていない基本型の個体での顕著な形態的な差を示す体表で、いったいどのような遺伝子群が発現しているのか、そしてどのような遺伝子が抑制されているのかを見出すことにより、捕食者一被捕食者相互作用における表現型の可塑性を支配している進化生物学上極めて重要であると考えられる遺伝子のスクリーニングとマイクロアレーによる遺伝子発現のパターン解析を行い、ヤゴなどによる尾部の変化に対してはサブトラクションによる遺伝子のスクリーニングのみを行なうこととした。研究の方法充分に膨満化した実験群の表皮とコントロール群のオタマジャクシの表皮を剃刀で切り取り、RNAの抽出を行なった。このRNAを用いてサブトラクションを行い、さらに、この遺伝子を用いてマイクロアレー解析をおこなった。研究の結果サブトラクションの結果、carboxypeptidase B, trypsinogen, elastase I, fibrinogen, elastase II, tryacyl-glycerol lipase,やalpha I antitripsin genesが抑制遺伝子群としてスクリーニングされ、また、マイクロアレーの結果から、特にCarboxypeptidase Bはコントロールの1/100から3/100の発現しか無く、trypsinogen, elastase I, fibrinogenand elastase IIも同様に強く抑制されていた。このことから、オタマジャクシが膨満型するためには、先ずはfibrinolysisの増加による血管系の維持の必要性が予測された。方法:4.5-Lの水槽に生後10日のオタマジャクシ(同体長固体)を50匹入れ、これにエゾサンショウウオの幼生を2匹入れた実験群と捕食者を入れないコントロール群を各7つ用意した。16°Cの自然明暗条件下で10日間飼育し、充分に膨満化した実験群の表皮(各7群より合計約140匹)とコントロール群(約300匹)のオタマジャクシの顔部(脳を含む)、腹部、尾部、それと頭部と内臓を含んだ頭胴部を剃刀で切り取り、RNAの抽出を行なった。このRNAを用いてサブトラクションを行い、さらに、この遺伝子を用いてマイクロアレー解析をおこなう(現段階では途中)。結果:現在は上述の様々な部位でのサブトラクションが終了し、約5000個のクローン解析を行った。その結果、サンショウウオにより完全に膨満化したオタマジャクシの脳を含んだ顔部ではコントロールと比べると神経細胞の伸張や移動に関連する遺伝子が抑えられていた。
耐風性に配慮した多機能型遮音壁の開発

耐風性・遮音性のいずれにも優れた先端改良型遮音壁を検討する上で,有風時の遮音壁周辺の音の伝搬特性を把握することは重要である.特に,地表面近傍の風の流れは鉛直方向に非一様に分布し,多くの構造物が立ち並ぶ都市部などではさらに複雑な風速分布を有しており,音の伝搬に強い影響を与えると考えられる.また同様に,大気の温度分布の非一様性なども音の伝搬に大きく影響する.このような媒質特性の非一様性を考慮した解析を行うには,従来の境界要素法では困難な点が多く,有限要素法が有利である.そこで,以下の点を考慮して有限要素法にもとづく音響伝搬解析ツールを開発した.1)屋外などの開空間における無限境界の処理2)吸音材料などのインピーダンス境界の処理3)音源となる構造物表面振動などの駆動境界の処理4)音圧既定境界の処理5)単音源の導入6)大規模計算のための連立一次方程式の解法の改良(Element-by-Element法による共役勾配法)耐風安定性を高めるため,単純壁頂部にT型のフェアリングプレートを取り付けた遮音壁の遮音性能について2次元の境界要素法により解析し,フェアリングプレートの取り付け角度により遮音性能にかなりの違いが生じること,遮音性能の高いプレート角度と耐風安定性の高いプレート角度は一致しないことなどを明らかにした.さらに,単純壁頂部のプレートが遮音において果たす役割や遮音メカニズムなどの基本的な特性を明らかにするため,T型のフェアリングプレートの片側だけを取り出した逆L型の遮音壁について解析した.プレートの取り付け角度を様々に変化させて解析し,単純壁との遮音性能の比較などを行ったところ,大部分の取り付け角度において単純壁よりも高い遮音性能が得られることが分かった.しかし,プレートが下向きになるような取り付け角度の時には単純壁よりも遮音性能が低下した.これは,プレート上面での音の反射に起因して,受音点側に強い音響エネルギーが運ばれることが原因である.また,音源から受音点に音が伝わる経路上において,プレート部で2回回折となるような取り付け角度の時に高い遮音効果が得られること,プレート上面に吸音材を設置することで遮音性能を著しく向上できることなども明らかとなった.今後さらに,より遮音性能が高い壁頂部の形状について検討するとともに,それらの耐風安定性についても検証を進める予定である.先端改良型遮音壁の中には,耐風安定性の上で好ましくない周期渦の発生を促す恐れのある先端形状が多く見られるが,フェアリングプレート型遮音壁は高架橋への設置時において,高架橋の耐風安定性を向上させる効果がある.本研究では,フェアリングプレート型遮音壁の遮音性能について数値シミュレーションにより検討し,フェアリングプレート上面への吸音材の設置により高い遮音性能が得られることをすでに明らかにした.本年度は,フェアリングプレート型遮音壁による耐風安定性を損なうことなく遮音性能を向上させることを目的として,フェアリングプレートの上方に補助プレートを設置する手法について検討した.その結果,以下の知見が得られた.(1)補助プレートの長さと位置の違いにより,遮音性能が大きく異なる.(2)補助プレートとフェアリングプレートの間隔は遮音性能にあまり影響しない.(3)補助プレート端部が音源からの直接音の回折点となる場合は,補助プレートとフェアリングプレートの間に音が入り込み,反対側の端部から受音点領域に音が放出されることによって遮音性能が低下する.(4)フェアリングプレート端部が音源からの直接音の回折点となる場合は,フェアリングプレート上面での反射・散乱を抑制することで高い遮音効果が得られる.(5)補助プレート全面に吸音材を設置することで高い遮音効果が得られる.(6)補助プレート全面に吸音材を設置した場合,フェアリングプレート上面に吸音材を設置しても遮音性能はほとんど変化しない.耐風性・遮音性のいずれにも優れた先端改良型遮音壁を検討する上で,有風時の遮音壁周辺の音の伝搬特性を把握することは重要である.特に,地表面近傍の風の流れは鉛直方向に非一様に分布し,多くの構造物が立ち並ぶ都市部などではさらに複雑な風速分布を有しており,音の伝搬に強い影響を与えると考えられる.また同様に,大気の温度分布の非一様性なども音の伝搬に大きく影響する.このような媒質特性の非一様性を考慮した解析を行うには,従来の境界要素法では困難な点が多く,有限要素法が有利である.そこで,以下の点を考慮して有限要素法にもとづく音響伝搬解析ツールを開発した.1)屋外などの開空間における無限境界の処理2)吸音材料などのインピーダンス境界の処理3)音源となる構造物表面振動などの駆動境界の処理4)音圧既定境界の処理5)単音源の導入6)大規模計算のための連立一次方程式の解法の改良(Element-by-Element法による共役勾配法)
マメ科インゲンマメ連とヌスビトハギ連の生殖器官進化の解剖・発生学的解析

マメ科植物のヌスビトハギ連の生殖器官である花と果実の進化傾向を探るため、外群を含めて、形態学的および解剖学的研究を行った。花の形態では、ヌスビトハギ連の外群であるKennediinae亜連のKennedia属とHardenbergia属の花の構造を調べた。その結果、両属とも雄ずいの内面基部に花内蜜腺をもち、ヌスビトハギ連で見られる2つの花部構造、すなわち、「単純型」と「破裂型」のうち、「単純型」と一致していることがわかった。したがって、「単純型」が原始形質であると判明した。さらに、ヌスビトハギ連で花部形態の分類形質としての有用性を調べ、特にがくと花弁の形態に有用性を認めた。また、この過程でハギ属の一新種(Lespedeza hisauchii T.Nemoto & H.Ohashi)を識別した。果実の果皮構造については、外群のインゲンマメ連Kennediinae亜連およびErythrininae亜連との比較を行った。その結果、2つの亜連はいずれも内表皮のすぐ内側と外表皮のすぐ内側に厚壁組織層をもち、両者を構成する厚壁細胞は果実の長軸に対して斜めで、しかも互いに交差する方向に配列しており、ヌスビトハギ連の一般的果皮構造とは明らかに異なっていた。したがって、ヌスビトハギ連の一般的果皮構造は、この連がインゲンマメ連より分岐する際に派生したものと推察された。さらに、得られた解剖学的形質を分子系統樹上に配置した。その結果、クレードによって果実の解剖学的形質の進化傾向が異なっていることが判明した。また、これらのクレードは花部構造ともよく一致しており、より原始的な「単純型」の花部構造をもつクレードでみられる果実構造がより原始的である可能性が示唆された。このことから、節構造は厚壁組織が連続的に配列するタイプから柔組織が介在するタイプへと進化したことが推察された。マメ科植物の中で最も形態変異に富むグル-プの-つであるヌスビトハギ連の形態進化を探るため、近縁なインゲンマメ連を含めて、生殖器官である花と果実の形態学的および解剖学的研究を行った。花の形態では、まずヌスビトハギ連の解析を行い、特にがくと花弁の形態に多様性を認めた。また、これらの形態学的形質がハギ属の新種発見に貢献した。果実の果皮構造については、最近の分子系統学的解析からヌスビトハギ連に最も近縁とされるインゲンマメ連のKennediinae亜連およびErythrininae亜連について果皮構造を調べ、これまで得られているヌスビトハギ連のデ-タとの比較を行った。その結果、2つの亜連はいずれも内表皮のすぐ内側と外表皮のすぐ内側に厚壁組織層をもち、両者を構成する厚壁細胞は果実の長軸に対して斜めで、しかも互いに交差する方向に配列していることがわかった。ヌスビトハギ連では、一般に内表皮のすぐ内側にのみ厚壁組織層があり、この組織を構成する厚壁細胞は果実の長軸に対して直行方向に配列している。したがって、ヌスビトハギ連の一般的果皮構造は、最も近縁とされるインゲンマメ連の2つの亜連の果皮構造とは明らかに異なる。このことから、ヌスビトハギ連の一般的果皮構造は、この連がインゲンマメ連より分岐する際に派生的に生じたものと推察された。

一方、インゲンマメ連の2つの亜連では、厚壁組織の存在様式に共通点を持つものの、厚壁組織の形成される位置および組織を構成する繊維細胞に違いが認められた。Kennediinae亜連では、内側の厚壁組織に2層構造が認められ、内層は両端が尖り、伸長した繊維細胞からなり、一方外層の細胞は形状が様々な厚壁異形細胞からなっている。しかし、Erythrininae亜連の果皮では、内側の厚壁組織層に2層構造は認められず、亜連間で厚壁組織の構造に多様性があることが示唆された。マメ科植物の中で最も形態変異に富むグループの一つであるヌスビトハギ連の形態進化を探るため、近縁なインゲンマメ連を含めて、生殖器官である花と果実の形態学的および解剖学的研究を行った。花の形態では、インゲンマメ連の中でヌスビトハギ連に最も近縁と推定されているKennediinae亜連のKennedia属とHardenbergia属の花の構造を調べた。その結果、両属とも雄ずいの内面基部に花内蜜腺をもち、雄ずい筒の基部は膨らみ蜜を溜める構造をもち、また、その向軸側は雄蕊筒が開いており訪花昆虫の吸蜜に適した構造となっていることが判明した。さらに、翼弁と龍骨弁の接着はわずかであり、また柱頭は小型で縁毛をもつことが分かった。これらの構造はヌスビトハギ連で見られる「単純型」と「破裂型」という2つの花部構造のうちの「単純型」と一致していることから、「単純型」が原始形質であると評価することができた。果実については、ヌスビトハギ連およびインゲンマメ連の近縁群で得られた解剖学的形質を分子系統樹上にプロットした。その結果、分子系統樹ではヌスビトハギ亜連に2つの主要なクレードが認められているが、クレードによって果実の解剖学的形質の進化傾向が異なっていることが判明した。すなわち、一方のクレードで形質の多様化が著しく、多様な形質進化が起こっているのに対して、もう一方のクレードでは形質の多様性が低く、形質進化があまり起こらなかったと推察できる。また、これら2つのクレードは花部構造とよく一致しており、前者のクレードは派生的な「破裂型」の花部構造をもち、後者はより原始的な「単純型」の構造をもつ。したがって、花部構造からも果実の形質進化を推定することが可能となり、後者のクレードにみられる果実構造がより原始的である可能性が示唆された。
咀嚼運動時の唾液中酵素および心拍周波数の変化からみた自律神経系機能評価の試み

本研究は,う蝕や不正咬合などのない2042歳の男性9名を対象として,テアニン含有(RX)のチューインガムとガムベース(C)のみのガムによる咀嚼運動を実施し,咀嚼運動時の自律神経系への応答を観察した。指標として,循環系(心拍・血圧変動,心拍パワースペクトル),唾液成分および脳波(α波・β波)を測定した。これらの結果から,ガム咀嚼は交感神経系と副交感神経系のいずれを優位に亢進するのか検討した。リラックス成分(RX),およびコントロール(C)ガムともに咀嚼時には心拍数,血圧が安静時に比し有意に増加した。また咀嚼運動によって唾液分泌量は増加した。また,指尖容積脈波波高い(WH)は低下し,抹消血管の収縮が示唆された。唾液分泌量,唾液総蛋白濃度は,RXガム咀嚼時に著しく増加した。Cガム咀嚼時には分泌型免疫グロブリンA(sIgA)濃度と心拍パワースペクトル高周波成分(HF)が低下し緊張度の亢進が示されたが,RXガム咀嚼時にはこれらに有意な変化が認められなかった。また,Cガム咀嚼時の脳波α波の抑制が顕著にみられた。これらの結果から,ガムの味の有無に関わらずガム咀嚼中は交感神経系活動の亢進が顕著となった。しかし,口腔内では副交感神経系も同時に亢進し,味付きガム(RX)の唾液分泌への影響は顕著であった。咀嚼を終了すると,どちらのガムでも循環系から推定する副交感神経系反応は顕著になった。しかし,唾液中sIgAと脳波α波の増減から推定したリラックス効果は,咀嚼運動自体の影響というよりリラックス成分の影響によると考えられるかもしれない。健康な2042歳の男性9名を対象に,リラックス成分(テアニン)含有のチューイングガム咀嚼運動を実施し,循環系(心拍・血圧変動,心拍パワースペクトル)と口腔機能(唾液・唾液成分)の観点からガム咀嚼時の自律神経系機能を観察し,ガム咀嚼は生体を緊張させるのか,リラックスさせるのか検討した。被験者は椅座位にて,毎秒1回のリズムでSガムからHガムの順に各々10分間,合計20分間咀嚼運動を行い,咀嚼運動終了後の10分間を回復期とした。咀嚼運動中,右上腕動脈血圧,心電図より心拍数,心拍パワースペクトル(PWS)等を連続測定し,データを解析装置(Mac Lab4/25)に記録・保存した。唾液は,分泌速度(ml/min),唾液中総蛋白(sTP),分泌型免疫グロブリンA(sIgA),αアミラーゼ(AMY),コルチゾール(s-Corti),および電解質(Na,Cl,K)濃度を測定した。心臓血管系自律神経指標は,HR,SBP・DBPおよびPWS低周波成分(LF)の増加を交感神経系亢進の指標,PWS高周波成分(HF)およびCV_<RR>の増加を副交感神経系亢進の指標とした。ガム咀嚼時には唾液分泌速度,唾液中電解質濃度および総蛋白,コルチゾール分泌率増加および免疫グロブリンA分泌率の低下が認められた。また心拍数,血圧およびLF/HF比の増加が観察された。ガムベースだけの咀嚼時sIgA分泌率は,安静時より有意に低下したがリラックス成分を含んだガム咀嚼時には変化せず,唾液分泌機序からからみたテアニンのストレス軽減作用が観察された。これらの結果から,ガム咀嚼運動は交感神経系の亢進を惹起させると同時に,副交感神経系活動も亢進させると考えられる。しかし,咀嚼中は交感神経系反応が顕著になると思われる。ガム咀嚼による顕著なリラックス効果は,唾液成分ではリラックス成分の一定量以上の吸収によってもたらされ,循環系自律神経系指標では咀嚼終了後,交感神経系活動減弱ののち顕著化すると推察された。

また,Cガム咀嚼時の脳波α波の抑制が顕著にみられた。これらの結果から,ガムの味の有無に関わらずガム咀嚼中は交感神経系活動の亢進が顕著となった。しかし,口腔内では副交感神経系も同時に亢進し,味付きガム(RX)の唾液分泌への影響は顕著であった。咀嚼を終了すると,どちらのガムでも循環系から推定する副交感神経系反応は顕著になった。しかし,唾液中sIgAと脳波α波の増減から推定したリラックス効果は,咀嚼運動自体の影響というよりリラックス成分の影響によると考えられるかもしれない。
微視的トポロジカル欠陥構造の時間発展と動的安定性に着目した分子膜の変形機構の解明

本課題は微視的トポロジカル欠陥の動的安定性と運動に着目した分子膜の変形機構の解明を目的としている。前年度に引き続き、トポロジカル欠陥としての転位の取り扱い、非線形局在モードの解析、膜構造の原子レベルからの解析と連続体レベルの変形解析、応用としてのナノカプセルからの物質拡散について検討した。研究実績は以下のとおりである。1.トポロジカル欠陥の周囲の応力場とひずみ場および不連続を含む変位場を理解し、計算機上での効率のよい取り扱いを可能とするPartition-of-Unity法による定式化を行い、解析コードを作成した。欠陥の階層性の例として、刃状転位(線欠陥)の列よる粒界(面欠陥)のモデル化をおこなった。2.非線形相互作用によるエネルギー局在構造として、カーボンナノチューブに誘起される非線形局在モードについて分子動力学法を用いて検討した。3.トポロジーおよび微分幾何学に基づいた変形体力学を用いて、流動膜モデルを定式化した。簡単な解析例として、2次元ひもモデルについて変形解析を実施した。4.分子動力学法による膜モデルの解析として、DTAC、C18-Siからなる無水構造である乾燥泡膜のモデルを作成し、水素および酸素の透過性について調べた。5.カプセルの形状制御を目指し、相転移により形状が変化する高分子を内包したナノカプセルの変形解析を実施した。本年度は、トポロジカル欠陥としての転位の取り扱い、非線形局在モードの解析、膜構造の原子レベルからの解析と連続体レベルの変形解析、応用としてのナノカプセルからの物質拡散について検討した。1.トポロジカル欠陥の周囲の応力場とひずみ場および不連続を含む変位場を理解し、計算機上での効率のよい取り扱いを可能とするPartition-of-Unity法による定式化を行った。具体的な例として、金属結晶中の刃状転位のモデル化をおこなった。2.非線形相互作用によるエネルギー局在構造として、グラフェンシート上に誘起される非線形局在モードについて分子動力学法を用いて検討した。3.ひずみエネルギーが曲率の項で表される膜体の軸対称変形を扱い、トポロジーの変化によるエネルギーの変化、安定性について検討した。4.流体中の弾性膜の変形を扱うためのフェーズフィールド法に基づく解析コードを作成、二次元問題に対して狭搾部を有する流路での変形を解析した。5.分子動力学法による膜モデルの解析として、DTAC、C18-Siからなる無水構造である乾燥泡膜のモデルを作成し、水素および酸素の透過性について調べた。6.ナノカプセルの物質放出と周囲の物質拡散挙動について、拡散係数の環境依存性を考慮した解析を実施した。