hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アポトーシスに触発されるエンドサイトーシス系の膜輸送と脂質恒常性の機序

アポトーシスとエンドサイトーシスとの関連性を明らかにするために、エンドサイトーシス経路に対するアポトーシスの影響についてエンドソームの機能およびエンドソーム膜脂質の変化について動物細胞および酵母を用いた検討を行った。その結果、動物細胞、酵母のいずれにおいてもアポトーシスの誘導によりエンドサイトーシス経路に影響が及ぼされることが示唆された。本研究課題はアポトーシスとエンドサイトーシスとの関連性を明らかにすることを目的とし、「アポトーシスが誘導されたときにエンドソームの機能およびエンドソームの膜脂質がどのように変化し、エンドサイトーシスはどのような影響を受けるか」について動物細胞および酵母を用いた検討を行う。動物細胞におけるエンドサイトーシス経路に及ぼすアポトーシスの影響について解析を行うために、過酸化水素処理による動物細胞のアポトーシス誘導について検討を行った。その結果、過酸化水素処理によりDNAの断片化が観察され、アポトーシスの誘導が示唆された。そこで、アポトーシス誘導時のエンドソーム膜リン脂質組成の変化について検討を行った。過酸化水素未処理および処理後の動物細胞を用い、ショ糖密度勾配遠心法によりエンドソーム画分の調製を行った。各エンドソーム画分より膜脂質を抽出し、薄層クロマトグラフィー法により分離を行った結果、過酸化水素処理により後期エンドソームを構成するリン脂質の組成に変化が観察された。一方、酵母のアポトーシスがエンドサイトーシスや細胞内物質輸送にどのような影響を及ぼすかについて解析を行うため、動物細胞と同様に過酸化水素処理による酵母のアポトーシス誘導について検討を行った。その結果、過酸化水素処理により酵母の生存率低下およびDNAの断片化が確認された。次に、エンドサイトーシス追跡試薬を用いて液胞への小胞輸送におけるアポトーシスの影響について検討を行った結果、過酸化水素処理により細胞内輸送の遅延が引き起こされる可能性が示された。以上の結果より、アポトーシスの誘導により動物細胞、酵母のいずれにおいてもエンドサイトーシス経路に影響が及ぼされることが示唆された。アポトーシスとエンドサイトーシスとの関連性を明らかにするために、本年度は「アポトーシスが誘導されたときにエンドサイトーシスはどのような影響を受けるか」について動物細胞および酵母を用いた検討を行った。動物細胞における細胞内膜輸送に対するアポトーシス誘導の影響についてエンドサイトーシス追跡試薬を用いた検討を行った結果、過酸化水素処理により細胞内膜輸送の遅延が引き起こされる可能性が示された。また、アポトーシス誘導時、蛍光標識化デキストランを用いた細胞内輸送実験では輸送されるデキストラン量の減少が示唆され、さらには、エンドソーム内コレステロール蓄積量の減少が観察された。そこで、過酸化水素処理あるいは非処理の細胞から初期および後期エンドソームを分画し、タンパク質を抽出した後、SDS-PAGEにより分離した。その結果、アポトーシスの誘導により初期および後期エンドソームを構成するタンパク質に変化が認められたことから、アポトーシスの誘導による細胞内小胞輸送の変化はエンドソームを構成するタンパク質の変化によることが示唆された。一方、酵母におけるアポトーシス誘導の影響に関して細胞膜および液胞に局在するGFP融合タンパク質の局在性を指標に解析を行った。その結果、過酸化水素処理によりGFP融合タンパク質の液胞への局在化に影響が認められた。また、エンドサイトーシスに対するアポトーシス誘導の影響は酵母カスパーゼYCA1に依存せず、さらに、小胞体からのゴルジ体へのタンパク質や脂質の輸送には変化が認められなかったことから、エンドサイトーシス系に特異的であることが示唆された。以上の結果より、動物細胞および酵母においてアポトーシスの誘導によりエンドサイトーシス経路の影響が及ぼされることが示唆された。
中世菅原家による願文作品の研究

本研究では、中世菅原家(菅家)の基礎を築いたともいうべき菅原為長に注目し、その起点として為長による願文集『菅芥集』を対象とした文献的調査と考察を試みた。『続群書類従』に所収されている「願文集」は、従来の先行研究において、作者および成立年代が不明のものと考えられてきた(『群書解題』解説)。しかし、宮内庁書陵部本・醍醐寺本・東寺観智院本、あるいは国立歴史民俗博物館蔵本などの写本の調査により、この「願文集」が本来は『菅芥集』という書名をもっていたこと、願文作者が中世初期に活躍した菅原為長であったことなどが明らかとなった。本研究においては、そこからさらに各写本の奥書を考察することによって、それぞれの書写事情を解明し、中世から近世にかけて、菅原為長の子孫がどのように『菅芥集』を受け継ぎ書写を重ねたか、その一端を明らかにした。以上の研究成果については、「『菅芥集』奥書考」と題した論文を、『語文』第86輯(pp.21-29、大阪大学国語国文学会、2006年6月)に掲載した。また、『菅芥集』所収の願文そのものについても取り上げ、菅原為長の願文作成における背景とその立場について考察した。醍醐寺本系統所収の「信濃国常楽寺修善願文一首」においては、常楽寺(現在の長野県上田市別所温泉)の寺院史において室町時代とされてきた事項が(『常樂寺綜撹』常楽寺、2000年)、鎌倉時代初頭のものであったということを指摘した。また、国立歴史民俗博物館蔵本に所収される中原兄弟願文、すなわち鎌倉幕府創立期に活躍した中原親能や広元(建保四年に大江氏に改姓)等の兄弟のために為長が執筆した願文を通し、為長と鎌倉との関係について考察した。以上については、「菅原為長と鎌倉一『菅芥集』の背景についての一考察」と題し、大阪大学古代中世文学研究会(於大阪大学、2006年11月)にて口頭発表をおこなった。
保育所に通園する子どもの「登園渋り」に関する研究

本研究は、「登園渋り」の現状を明らかにして、幼児期にある子どもと働く両親に寄り添う視点から支援を検討することを目的にしている。2018年度と2019年度の2年間をインタビュー調査とその分析を行う計画に設定している。そのなかで、2018年度は、研究計画1年目であり、まずは、子どもの「登園渋り」の実態と保護者の対応を明らかにすることを目的に研究を遂行した。研究代表者が所属する大学の研究倫理委員会の承認を得た後に、保育所に通うなかで登園渋りを経験したお子様の保護者を対象にインタビュー調査を行った。保育所から紹介を受けた場合には強制力が働く可能性が否定できないため、スノーボールサンプリングで対象者を集めた。また、インタビューでは、「お子様が登園渋りをされたことがありますか。その際の状況や気づいたきっかけについてお聞かせ下さい」「お子様が登園渋りをされた際、どのように対応をしましたか。困ったことなどがあればお聞かせ下さい」など、「登園渋り」の現状が明らかになるような質問をしている。分析には、ある状況に関して、何を変えれば得られる結果を変化させることができるのかを明らかにして、理論の構築を目指す分析方法である、グラウンデッド・セオリー・アプローチ(GTA)を用いて行っている。この方法は、インタビュー調査とデータ分析を同時に行うため、現在も分析を進めながら、研究対象者のリクルートを継続して行っている。研究対象者のリクルートにスノーボールサンプリングを行っているため、多くの時間と人脈が必要であること、さらに、保育所に子どもを預けている保護者は勤労しているため、インタビュー調査の時間を調整することが難しいことにより、当初の予定よりやや遅れていると考える。2019年度は、2018年度の調査を継続して、保育所に通うなかで登園渋りを経験したお子様の保護者を対象にインタビュー調査を行う。加えて、インタビュー調査を終了した研究対象者のうち2名の方に結果を示し、妥当性を確認することともに、本研究の準備として遂行した「登園渋り」の概念分析の結果とあわせ、明らかになった結果を用いて調査項目を検討し、大規模調査に向けた準備を行うことを目指す。研究対象者をスノーボールサンプリングでリクルートしていることと、研究対象者は、保育所に子どもを預けている保護者であるが、その方々は勤労しているため、インタビュー調査の日程調整に時間を要していることにより、研究対象者が少なくなり謝礼等に支払うための支出が少なく、その結果、使用額が当初の計画以下になったことが理由である。したがって、2019年度分として請求した助成金は、現在調整中の研究対象者への謝礼やインタビュー記録のテープ起こしのための経費に使用する予定である。
除皮質灌流標本を用いた呼吸/循環と歩行の間の自律機能のメカニズムの解析

諸事情により人工血液を新たに導入した新灌流標本システムの完成には至らなかった。しかし、これまでの研究結果、「生後5日目以降のげっ歯類では、自発的な歩行様活動が上下肢で産生される間は歩行リズムに同期して呼吸リズム・昇圧・開口運動が産生され、これら“脊髄"と“脳幹"で生じる活動は周期的に起こる(= discharge episodes)。また、discharge episodesは“脳幹"と“脊髄"から独自に産生される。」について基礎研究を行った。in vitro標本に光学的・電気生理学的手法を適用し、(1)生後5日目未満の“脊髄"と“脳幹"でもdischarge episodesが産生されるのか、(2)dischargeepisodesは“脊髄"と“脳幹"で産生されることから“神経細胞の活動の産生にはグリア細胞が関係する"との仮説のもと、28年度の“脊髄"LPGの歩行様リズム産生の研究と同様に光学的・電気生理学的手法を用いて“脳幹"の呼吸リズムの産生とグリア細胞との関係、を探索した。さらに、灌流標本(in situ標本)に電気生理学的手法を適用し、(3)脊髄神経回路網の生後発達変化におけるグリア細胞の役割について、(4)呼吸中枢に対するオイゲノールの効果、などを探索した。その結果、discharge episodesは年齢に関係なく“脊髄"と“脳幹"で産生される、グリア細胞は神経活動の産生にある程度寄与する、microgliaは成体型の脊髄神経経路網の機能形成に寄与する、などが分かった。今後も灌流標本に人工血液を導入した新灌流システムの立ち上げを継続し、本研究の目的を達成する。と同時に、現行システムでは低体温下の大脳を除く中枢神経系の電気生理学的解析は可能なため、正常や疾患モデル動物の脳幹、脊髄等の神経回路網の機能や機能的生後発達変化の探索なども予定している。先行研究では、除皮質灌流標本を用い、(1)特異的呼吸状態(=Hyperoxia/normocapnea)により変調した交感神経トーヌスは脊髄下向路を介し頸髄と腰仙髄で構成される神経回路網(Forelimb Pattern Generator [FPG]やLocomotor Pattern Generator [LPG])を活性化して上下肢に左右交互の歩行様活動を自発的に産生すること、(2)下肢の歩行時には活性化したLPGは脊髄上向路を介して脳幹内の呼吸中枢に影響を及ぼす(Spinal-Feedback Mechanismによって呼吸リズムが歩行のそれに同期する)こと、(3)上肢の歩行時には一過性の呼吸数と血圧の上昇が生じ、活性化している脊髄(FPG)から発生したインパルスが脊髄上向路を介し三叉神経系に影響を及ぼし口呼吸が産生されること、が判った。即ち、代謝量増加に伴う酸素消費量が激しい歩行運動時には、血中酸素飽和度の是正が自律的に脳幹と脊髄の間の中枢神経系内で起こり、呼吸/循環、歩行、呼吸に関連した開口運動との間には相補的で機能的な相互作用が自律的に起こることが判った。今年度は、自発歩行時の活性化しているFPGとLPGが脊髄内で互いにどのような影響を及ぼし合うのか、また、両者のどちらが呼吸/循環中枢により影響を及ぼすのかを調べるために全身灌流標本を胸椎レベルで脊髄を切断する前後で細胞外記録を行った。その結果、FPGによる呼吸/循環中枢への影響の方が少ない印象はあるが例数を重ね検討する余地がある。なお、本実験では、横隔/舌下神経活動は呼吸中枢由来の指標、「筋皮と橈骨神経活動」と「脛骨と腓骨神経活動」はそれぞれをFPGとLPGの指標とし、切断前は上記の全ての神経活動を、切断後は横隔/舌下神経活動、筋皮と橈骨神経活動を導出。血圧は交感神経トーヌスの指標としてモニターしている。異動に伴い実験回数が減ったことが主な原因である。本研究では除皮質灌流標本を用い、(1)Hyperoxia/normocapneaといった特異的呼吸状態により変調した交感神経トーヌスが脊髄下向路を介し頸髄と腰仙髄で構成される神経回路網(Forelimb Pattern Generator [FPG]やLocomotor Pattern Generator [LPG])を活性化することで上下肢に左右交互の歩行様活動を自発的に産生すること、(2)下肢の歩行時には活性化したLPGは脊髄上向路を介して脳幹内の呼吸中枢に影響を及ぼす(Spinal-Feedback Mechanismによって呼吸リズムが歩行のそれに同期する)こと、(3)上肢の歩行時には一過性の呼吸数と血圧の上昇が生じ、活性化している脊髄(FPG)から発生したインパルスが脊髄上向路を介し三叉神経系に影響を及ぼし口呼吸が産生されること、を生きた動物でも再現可能であるか、上記に関連した中枢領域のダイナミックマップの作成をメインテーマとしている。昨年度は、歩行時の活性化したFPGとLPGが脊髄内で互いにどのような影響を及ぼし合うのか、両者のどちらが呼吸/循環中枢により影響を及ぼすのかを調べるために、全身灌流標本を胸椎レベルで離断する前後で細胞外記録を行った。しかし、活性化したFPGとLPG間や個々の脳幹に対する影響度について更なる精査の必要性があった。今年度は、さらに例数を増やし上記を精査する。それに並行して、灌流標本に人工血液を導入し、自発的な交互運動を産生する至適条件を見出し、新灌流システムの作成を行うことを計画していた。

しかし、今年度は昨年度の計画を一時延期し、歩行様活動時にLPGを構成する一部の神経回路網がどのようなダイナミックマップを形成しながら歩行様活動を出力するのかといった基礎研究を光学的・電気生理学的手法を用いて行った。LPGの重要性を確認する基礎実験追加のため、除皮質灌流標本を用いた実験回数が減ったことが主な原因である。本研究では、除皮質灌流標本を用いて(1) hyperoxia/normocapneaといった特異的な呼吸状態により変調した交感神経トーヌスが脊髄下向路を介して頸髄と腰仙髄から構成される神経回路網(Forelimb Pattern Generator [FPG]やLocomotor Pattern Generator [LPG])を活性化する結果、上下肢に左右交互の歩行様活動を自発的に産生すること、(2)下肢の歩行時には活性化したLPGが脊髄上向路を介して脳幹内の呼吸中枢に影響を及ぼす(Spinal-Feedback Mechanismにより呼吸リズムと歩行リズムが同期する)こと、(3)歩行時には一過性に呼吸数と血圧が上昇し、活性化した脊髄が脊髄上向路を介して三叉神経系に影響を及ぼすことで呼息期の開口運動を産生すること、を生きた動物で再現可能かどうか、そして、灌流標本に人工血液を導入した新システムを用いて上記に関連した中枢領域のダイナミックマップの作成をメインテーマとしている。昨年度は、歩行様活動時にLPGを構成する一部の神経回路網がどのようなダイナミックマップを形成しながら歩行様活動を出力するのかを知るために光学的・電気生理学的手法を用い基礎研究を行った。それに並行して、灌流標本に人工血液を導入した新システムの作成を予定していたが、諸問題により大幅に計画が遅れている。父の他界により母の面倒を見る時間が増えたこと、教育業務が増えたこと、などの理由により、研究計画通りに進んでいない。諸事情により人工血液を新たに導入した新灌流標本システムの完成には至らなかった。しかし、これまでの研究結果、「生後5日目以降のげっ歯類では、自発的な歩行様活動が上下肢で産生される間は歩行リズムに同期して呼吸リズム・昇圧・開口運動が産生され、これら“脊髄"と“脳幹"で生じる活動は周期的に起こる(= discharge episodes)。また、discharge episodesは“脳幹"と“脊髄"から独自に産生される。」について基礎研究を行った。in vitro標本に光学的・電気生理学的手法を適用し、(1)生後5日目未満の“脊髄"と“脳幹"でもdischarge episodesが産生されるのか、(2)dischargeepisodesは“脊髄"と“脳幹"で産生されることから“神経細胞の活動の産生にはグリア細胞が関係する"との仮説のもと、28年度の“脊髄"LPGの歩行様リズム産生の研究と同様に光学的・電気生理学的手法を用いて“脳幹"の呼吸リズムの産生とグリア細胞との関係、を探索した。さらに、灌流標本(in situ標本)に電気生理学的手法を適用し、(3)脊髄神経回路網の生後発達変化におけるグリア細胞の役割について、(4)呼吸中枢に対するオイゲノールの効果、などを探索した。その結果、discharge episodesは年齢に関係なく“脊髄"と“脳幹"で産生される、グリア細胞は神経活動の産生にある程度寄与する、microgliaは成体型の脊髄神経経路網の機能形成に寄与する、などが分かった。今後も灌流標本に人工血液を導入した新灌流システムの立ち上げを継続し、本研究の目的を達成する。
日本占領下(1895-1945)の中国教育に関する日中共同研究企画

1.本研究は、中国からの共同研究の申し入れに対して、日本側としてどう対応すべきかを検討するために企画した。中国側は、その研究課題を「日本侵華殖民教育史研究」(日本の対中国侵略・植民地教育史の研究)とするが、その対象時期、地域等のついては必ずしも厳密ではない。私たちは、日本の台湾領有から日本の敗戦時まで(18951945)を対象に検討し、共同研究としては1930年代以降を中心とすることが相応しいと判断した。2.対象地域として、中国以外の日本植民地・占領地をテーマに含めるかどうか、については、一気に多国間共同研究を組織するのは時期早尚であると判断した。3.研究対象に対する以上のような日本側の意向を持って、研究代表者等が1997年8月北京で開催された「日本侵華殖民教育史国際学術」シンポジウムに参加した。参加国は中国と日本だけであり、中国側12本の報告から中国側の本研究課題(第9次5カ年計画「重点課題」)に対する関心の所在、方法意識、研究の到達点等を知ることができた。4.その主な特徴は、(1)地域としては、中国東北部・「満洲国」を対象とした教育史研究が多いが、それ以外の日本占領地への関心も高まっていること(報告としては傀儡蒙疆政権下の教育があった)、(2)方法的には、唯物史観による政治経済学的教育史が主流であるが、思想史的アプローチや社会心理学的関心の萌芽もあること、(3)教育を学校教育に限定せず、社会教育を非常に重視していること、(4)教育(史)学固有の役割に対する関心は低いが、教育内容とその社会的機能及び反植民地教育等への関心が生まれていること、などである。両国間に概念・用語の理解において違いはあるが(例えば、奴化教育と同化教育など)、日中共同研究の共通基盤は広がっていると言える。
西洋思想における人間知性論の起源に関する研究

西洋思想における知性の問題は、古代ギリシアのヌース論から近代西欧の知性論に移行し、知性=神的知性という等式に代わって知性=人間知性という等式が成立するにいたって、人間知性を主題とする知性論として展開される。この過程で決定的な役割を果たすのはキリスト教思想である。本研究では、いうところの「人間知性」の起源に関する諸問題を、中世キリスト教思想における知性論、特に人間知性に関するトマス・アクィナスの所論の研究を通して解明するために、平成12年度から13年度にかけて、(1)アウグスティヌス以来の伝統的なキリスト教思想において「心とからだ」の関係の仕方について、アウグスティヌス『神の国』における危機意識の重層性をはじめとして、キリスト教独自の価値観にもとづく理解がなされていることを、キリスト教思想家集(CETEDOC Library of Christian Latin Texts on CD-ROM)を用いて確認し、「アウグスティヌス『神の国』にみる危機認識」と題して、身体の危機よりむしろ信仰の危機を重視する価値観について論じるとともに、(2)十字軍運動を通して、異質のキリスト教理解が現出し、中世キリスト教思想における人間知性論が見失われることになった点に着目し、「十字軍のもたらしたもの」と題して発表した。上記の二点に加えて、さらに、(3)特にトマス・アクィナスの天使論に着目し、それを至福をもたらす神認識に関する議論(能動知性の離在説)として取り上げるとともに、分離実体に関する独自のアリストテレス解釈の中で、人間知性論の起源と目される議論(能動知性の内在説)が展開されていることを明らかにする一方、(4)ヨーロッパ中世を多元論的に理解する手掛かりを見出し、宗教多元論の成立可能性について考察した。これにより、(5)昨今の脳科学に対するアルゴリズムの提供という課題を視野に入れるために心身の二元論的理解についてさらに研究を進める見通しを得た。本研究では、いうところの「人間知性」の起源に関する諸問題を、中世キリスト教思想における知性論、特に人間知性に関するトマス・アクィナスの所論の研究を通して解明するために、(1)アウグスティヌス以来の伝統的なキリスト教思想において「心とからだ」の関係の仕方について、アウグスティヌス『神の国』における危機意識の重層性をはじめとして、キリスト教独自の価値観にもとづく理解がなされていることを、キリスト教思想家集(CETEDOC Library of Christian Latin Texts on CD-ROM)を用いて確認するとともに、(2)十字軍運動を通して、異質のキリスト教理解が現出し、中世キリスト教思想における人間知性論が見失われることになった点に着目し、(1)については「アウグスティヌス『神の国』にみる危機認識」と題して、身体の危機よりむしろ信仰の危機を重視する価値観について論じ(未発表)、人間の知的本性に対応した幸福論の典拠となっていることを見出し、(2)については「十字軍のもたらしたもの」と題して『中世ヨーロッパに見る異文化接触』の収録論文として発表した。上記の二点に加えて、さらに、(3)特にトマス・アクィナスの天使論に着目し、それを至福をもたらす神認識に関する議論(能動知性の離在説)として取り上げるとともに、分離実体に関する独自のアリストテレス解釈の中で、人間知性論の起源と目される議論(能動知性の内在説)が展開されていることを明らかにした(投稿中)。これにより、昨今の脳科学に対するアルゴリズムの提供という課題を視野に入れてさらに研究を進める見通しをえた。知性=人間知性という等式は近代西欧の知性論においてほとんど自明である。しかし古来の等式は知性=神的知性であった。

じっさい古代ギリシアのヌース論において、アナクサゴラスからプロティノスにいたるまで、知性(ヌース)は常に経験的世界に対して何らかの仕方で原因として関係する超時間的な存在であり、時間的な存在としての人間が知性認識と関わるのは、受動的あるいは付帯的な仕方であって、人間自身が能動的・実体的な仕方で知性認識するとは考えられていない。もっともそこにおいて見出された知性は、実体としては神的知性の存在を想定させるものであるにしても、その作用に関しては「人間知性」の営みでもありえたのである。問題はむしろそこにいう人間知性の実体性を、神的知性とは別種の知的存在に固有のことがらとして帰属させることができるかという点にあった。この点は意識や感情のはたらきの総体を「こころ」と呼び、対応する身体器官として脳を措定する場合にも、当然問題になる。精神活動を営む機能としてのみ存在するのであれば、「こころ」そのものの実体性は否定されるからである。この見解は、かつて西欧中世にアリストテレスの『デ・アニマ』がもたらされたときに、同時に導入されたアヴェロエスやアレクサンドロスの説と軌を一にしている。これに対して、事実として身体や諸器官を備えた時間的存在でありながら、根源的には一個の知的実体として存在するところに「人間」の本来のあり方を見出したのは、トマス・アクィナスであった。十三世紀以降、西洋思想界において人間知性をめぐる三つ巴の論争があり、デカルトの所説もまたこの論争の中でトマス説を継承していると考えられる。しかし中世キリスト教思想家としてのトマスの所説を起源とする人間知性論にはデカルト説との相違も見出される。拙論「トマス天使論序説-知るものとしての知性-」は特にこの点を解明し発表したものである。
障害者が経験する社会的排除の定量化に向けた社会学的障害統計の開拓

2018年度は、様々な障害種別(視覚障害・聴覚障害など)がどの程度社会的排除や不利益と結びつくかについて、下記の二つの方法それぞれにおいて研究を進展させた。(1)主観的方法(人々の認識に基づく方法)質問紙調査を実施し、各種障害がどの程度社会的に不利だと思われているかを調べた(実査は一般社団法人中央調査社に委託)。調査は完了し、単純集計をワーキングペーパーとして公表した。33の身体的状態について、社会的不利の程度を1から6までの選択肢で評価してもらったところ、全盲ろうに相当する状態の平均値が5.72など、感覚・身体障害が重度と評価される一方、髪の喪失(2.49)などの容貌の異形は軽度と評価された。この傾向は以前のインターネット予備調査と同様であり、尺度の安定性が示唆された。(2)客観的方法(実際の状態に基づく方法)障害種別に関する情報を含む2011年アイルランド国勢調査のマイクロデータ(約1割再抽出により47万4353件)を分析した。分析結果は、World Social Science Forumおよび障害学会で報告した。前者は、就労状態の分析である。就労状態を二値化(就労しているかどうか)し、性別・年齢を統制した単純なロジットモデルでは、就労のオッズ比が聴覚障害で0.73(以下いずれも有意)であったのに対して、肢体障害で0.21、知的障害で0.36と更に顕著に就労機会が限定されており、種別間の差異が示された。後者は職種についての分析である。各種障害者が専門職や管理職、他方では単純労働にどの程度就いているかを調べたところ、視覚障害以外の障害で関連があり、専門職対単純労働のオッズ比は、知的障害で0.24、学習障害で0.40(いずれも1%有意)となり、職種面での不利が示されるとともに、視覚・聴覚障害(いずれも0.77、5%非有意)との種別による違いが明らかとなった。主観的研究については、委託調査の相見積もりに少々時間がかかったこと、データ納品が年度後半となったことから、単純集計の公表にとどまったが、当初2年目に予定していた客観的方法の研究も並行して進め、国際学会報告などを行なうことができた。更に、英語論文の執筆・投稿も行なえたため、調査を伴う研究課題の初年度としてはおおむね順調だと考える。2019年度には、2018年度に得られた知見を投稿論文として公表することを目指す。既に、就労機会についての客観的分析の成果は、英語論文にまとめて海外の社会学査読誌に投稿中である。主観的方法についても、今後多変量解析を行ない、成果を英語論文にまとめる予定である。また、新たな分析を行ない、知見を広げていく。客観的方法については、雇用機会における障害とジェンダーなどの交互作用を検討し、障害学の国際セミナーで報告する予定である。加えて婚姻状態と障害の関連も分析する。主観的方法については、職業威信スコアについて行なわれた様々な分析(種別の対ごとの順序の逆転の検討、主成分分析・因子分析など)を適用する予定である。それを通じて、尺度の安定性を確認するのみならず、人々の認識の中で、細かい障害種別がいかに分類されているか(身体/精神/知的というよく知られた大分類とは異なる可能性がある)を知ることもでき、ひいてはこの社会の身体に対する感覚を知ることにもつながる。

主観的研究については、委託調査の相見積もりに少々時間がかかったこと、データ納品が年度後半となったことから、単純集計の公表にとどまったが、当初2年目に予定していた客観的方法の研究も並行して進め、国際学会報告などを行なうことができた。更に、英語論文の執筆・投稿も行なえたため、調査を伴う研究課題の初年度としてはおおむね順調だと考える。2019年度には、2018年度に得られた知見を投稿論文として公表することを目指す。既に、就労機会についての客観的分析の成果は、英語論文にまとめて海外の社会学査読誌に投稿中である。主観的方法についても、今後多変量解析を行ない、成果を英語論文にまとめる予定である。また、新たな分析を行ない、知見を広げていく。客観的方法については、雇用機会における障害とジェンダーなどの交互作用を検討し、障害学の国際セミナーで報告する予定である。加えて婚姻状態と障害の関連も分析する。主観的方法については、職業威信スコアについて行なわれた様々な分析(種別の対ごとの順序の逆転の検討、主成分分析・因子分析など)を適用する予定である。それを通じて、尺度の安定性を確認するのみならず、人々の認識の中で、細かい障害種別がいかに分類されているか(身体/精神/知的というよく知られた大分類とは異なる可能性がある)を知ることもでき、ひいてはこの社会の身体に対する感覚を知ることにもつながる。委託調査費用として、1社が直接経費満額である300万円を提示してきたが、相見積もりの結果、他社がより安価な額を提示してきたため、その差額を中心に繰越額が生じた。
マイクロ流体チップ内の酸素分圧制御によるＥＳ細胞の選択的分化誘導

本研究では,マイクロ流体チップ上で培養雰囲気(炭酸ガス濃度,酸素ガス濃度)を調節して,動物細胞を低酸素培養するデバイスの開発を行った.最終年度は,チップ上を任意の酸素分圧に調節する方策を明らかにして,細胞を用いた検証実験を行い,それらの成果を論文にまとめ,国際誌へ投稿した.開発したマイクロ流体チップ上の培養雰囲気は,ガス透過性が高いポリジメチルシロキサン(PDMS)隔壁を介して培地と接触するジャケット液を用いる.ジャケット液は,炭酸ガス供給源の重曹と炭酸ナトリウム,酸素吸収源のアスコルビン酸ナトリウム(NaHAsc)を溶解したもので,これら試薬の濃度で培養雰囲気を調節する.実験の結果,チップ上の炭酸ガス分圧を5%にした上での酸素分圧は,0.8M重曹水に溶かす炭酸ナトリウムとNaHAscの濃度で調節でき,その関係を明らかにした.その上で,PC12細胞が低酸素培養下で生存率が低下する先行研究を受けて,開発したマイクロ流体チップによる低酸素培養の検証実験を行ったところ,先行研究を肯定する結果が得られたことから,低酸素培養デバイスとして妥当と結論付けた.加えて,ES細胞を扱う研究者からの要望より,マイクロ流体チップの非専門家でも直感的に使用できるよう改良を行った.具体的には,チップの構造をセルカルチャーフラスコ様に再設計を行い,マイクロ流体外に細胞培養面積を確保することで,用途に応じてマイクロ流体内外での培養を使い分けられるようにした.そして,このチップを用いて,マウスES細胞の低酸素培養を行ったところ,検証中ではあるが低酸素培養においてES細胞の生存率が向上した.分化誘導制御についても低酸素培養により分化誘導効率に違いが生じる傾向が見られた.以上より,低酸素によるES細胞の選択的分化誘導の目処がたち,本研究の目的はほぼ達成できたと考える.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,培地と酸素吸収源をポリジメチルシロキサン製の半透膜を介して接触させる方式により,マイクロ流体チップ内の酸素分圧が長期間,任意の値に定値制御可能な系を構築し,チップ内でES細胞の分化誘導を行える,マイクロ流体システムの開発を目的とする.本研究で開発するマイクロ流体システムは,チップ内で長期培養を行いつつ,雰囲気制御とマイクロ流体制御の両方を可能とするため,長時間かかるES細胞の分化の過程を捉えるだけでなく,雰囲気制御と流体制御の併用により,副次的作用が心配される誘導因子の濃度を抑える手段の可能性を探ることができ,安心で経済的な分化誘導方法の確立に寄与する.また,ES細胞をワンチップ内で多種の組織の細胞に分化させる,いわゆるAnimal-on-Chipの実現が現実的になると考え,将来的には,Animal-on-Chipが細胞を用いた臨床検査・診断や,細胞が組織や臓器になるメカニズムの解明にも寄与すると考える.今年度は,酸素吸収源としてアルコルビン酸を含み,主に重炭酸塩からなるウォータージャケットで培地を覆い,少なくとも3日間は,チップ内の酸素分圧を約5%程度に定値制御できたことを,実際にチップ内の酸素分圧を測定することで実験的に求めた.酸素分圧の測定は,光学式酸素濃度測定システムを用いたセットアップを構築し,非破壊・非接触的に測定を行った.開発したチップには,実際にラット由来肺胞II型上皮細胞を導入し,チップ内の酸素分圧が約5%(二酸化炭素分圧は約5%)の雰囲気下で,3日間の培養を達成した.また,ES細胞のような幹細胞とならんで,ガン化した細胞よりも培養が難しいとされる神経細胞の初代培養を,開発したマイクロ流体チップ内の酸素分圧が約21%(二酸化炭素分圧は約5%)の雰囲気下で約2週間にわたり行った.ガス透過性が高いポリジメチルシロキサン(PDMS)を隔てて,炭酸ガス供給と酸素吸収を兼ねた水溶液(ジャケット液)と培地を接触させる方式により,マイクロ流体チップ内の二酸化炭素分圧と酸素分圧を任意の値に定値で制御する培養系を構築して, ES細胞の分化誘導制御に利用する研究に取り組んでいる.今年度は,特にマイクロ流体チップの歩留まりの向上と酸素分圧制御機能の評価に注力した.本研究の目的であるチップ内でのES細胞の分化誘導の達成に向けて,マイクロ流体チップの製作方法の最適化と酸素分圧の制御範囲の拡充は,今後の製品化を含めた実用化にとっても必要不可欠である.製作工程の見直しによってチップの歩留まりが向上した結果,今後の研究の進展が加速する期待ができる.酸素分圧の制御については,ジャケット液である純水に溶解させた炭酸水素ナトリウム(炭酸ガス供給源)と炭酸ナトリウム(炭酸水素イオンと炭酸の平衡反応を利用して炭酸ガスの生成を抑制させるために使用),アスコルビン酸ナトリウム(酸素吸収源)の濃度を調整することで,チップ内の二酸化炭素分圧を5%近傍に維持したまま酸素分圧を5,10,15,20%近傍に定値制御する検証実験を終えた.加えて,本培養系を用いてマイクロ流体下で鶏胚後根神経節の神経細胞を正常酸素下(酸素分圧20%)と低酸素下(酸素分圧5%)で3日間の培養を試みた.培養実験の結果,正常酸素下,低酸素下共に神経細胞は生存,増殖したが,細胞挙動に違いが見られた.正常酸素下での細胞は,神経軸索が伸長したが,低酸素下の細胞では,軸索の伸長が見られず,鶏胚後根神経節の神経細胞は,低酸素下で軸索の伸長が抑制される傾向が示された.

本研究では,マイクロ流体チップ上で培養雰囲気(炭酸ガス濃度,酸素ガス濃度)を調節して,動物細胞を低酸素培養するデバイスの開発を行った.最終年度は,チップ上を任意の酸素分圧に調節する方策を明らかにして,細胞を用いた検証実験を行い,それらの成果を論文にまとめ,国際誌へ投稿した.開発したマイクロ流体チップ上の培養雰囲気は,ガス透過性が高いポリジメチルシロキサン(PDMS)隔壁を介して培地と接触するジャケット液を用いる.ジャケット液は,炭酸ガス供給源の重曹と炭酸ナトリウム,酸素吸収源のアスコルビン酸ナトリウム(NaHAsc)を溶解したもので,これら試薬の濃度で培養雰囲気を調節する.実験の結果,チップ上の炭酸ガス分圧を5%にした上での酸素分圧は,0.8M重曹水に溶かす炭酸ナトリウムとNaHAscの濃度で調節でき,その関係を明らかにした.その上で,PC12細胞が低酸素培養下で生存率が低下する先行研究を受けて,開発したマイクロ流体チップによる低酸素培養の検証実験を行ったところ,先行研究を肯定する結果が得られたことから,低酸素培養デバイスとして妥当と結論付けた.加えて,ES細胞を扱う研究者からの要望より,マイクロ流体チップの非専門家でも直感的に使用できるよう改良を行った.具体的には,チップの構造をセルカルチャーフラスコ様に再設計を行い,マイクロ流体外に細胞培養面積を確保することで,用途に応じてマイクロ流体内外での培養を使い分けられるようにした.そして,このチップを用いて,マウスES細胞の低酸素培養を行ったところ,検証中ではあるが低酸素培養においてES細胞の生存率が向上した.分化誘導制御についても低酸素培養により分化誘導効率に違いが生じる傾向が見られた.以上より,低酸素によるES細胞の選択的分化誘導の目処がたち,本研究の目的はほぼ達成できたと考える.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は,チップ内の雰囲気制御を行うマイクロ流体システム開発のための基礎研究として,主に,マイクロ流体チップの設計・試作と酸素分圧測定系の構築を行い,実際に開発したチップを用いて,チップ内の酸素分圧が約5%の低酸素下でラット由来肺胞II型上皮細胞の長期培養を達成した.これより,ES細胞の選択的分化誘導のためのシステムの基礎は,確立したと考える.今後は,チップ内の低酸素雰囲気下でES細胞を長期培養しながら,神経細胞への分化誘導を行う.このチップは,独立性と気密性,運搬性を兼ね備えているため,現在の段階でも病原性ウイルスの運搬や採取への応用など,予想外の波及効果があり,今後の研究推進がより重要であると考える.チップ内の雰囲気制御を行うマイクロ流体チップの製作方法を改めた結果,歩留まりが向上した.後に, ES細胞の分化誘導を検証する段階になれば,チップの大量使用が予想される.歩留まりの向上により,今後の研究進展は,よりスムーズになるだろう.また,前年度に基礎を構築したチップ内の酸素雰囲気の測定方法を用いて,チップの性能評価を達成した.開発したチップは,製作が安定し,酸素雰囲気の制御能力も明らかになったことで,いよいよES細胞を使用した神経細胞への分化誘導実験に着手する土台を築いたと考える.
受容体欠損マウスを用いた心血管リモデリングにおけるプロスタノイドの役割の解明

本研究では、受容体欠損マウスを用い、圧負荷による心肥大形成におけるプロスタノイドの役割を解析した。始めに、心臓におけるプロスタノイド受容体mRNAの発現を解析したところ、EP_2、EP_3、EP_4、FP、IPおよびTP mRNAの発現が確認された。そこで、これらの受容体を各々欠損するマウスの大動脈を縮窄して、心臓に圧負荷を加えた。その結果、野生型マウスで明らかな心肥大が認められた。また、上記6種類の受容体各欠損マウスでは、唯一IP欠損マウスのみが野生型マウスに比して心肥大の亢進がみられ、他の受容体欠損マウスの心肥大の程度は野生型マウスのそれと差を認めなかった。この心肥大を組織学的に解析すると、IP欠損マウスでは心筋細胞の肥大が亢進しており、また間質と血管周囲の著明な線維化がみられた。これらの結果から、PGI_2-IP系は心筋細胞肥大と心線維化を抑制することにより、圧負荷心肥大に対し抑制的に働くことが明らかとなった。また、心肥大のマーカー遺伝子として知られる心房性ナトリウム利尿ペプチドの発現も、野生型マウスでの発現上昇が認められない早期において、IP欠損マウスで亢進していた。このことは、PGI_2-IP系が心肥大関連遺伝子の発現制御にも関わることを示している。一方、培養細胞を用いた解析では、IPアゴニストであるcicaprostが血小板由来成長因子による非心筋細胞の増殖を抑制した。しかし、cicaprostは主要な心筋肥大因子であるcardiotrophinによる心筋肥大を抑制しなかった。この結果と一致して、cicaprostは非心筋細胞のcAMP濃度を著明に増加したが、心筋細胞に対するこの作用は軽度であった。これらの結果、PGI_2の抗心肥大作用は心筋細胞に対する直接作用ではなく、非心筋細胞に対する間接作用に由来すると考えられた。本研究では、心臓に発現している6種類のプロスタノイド受容体(EP_2、EP_3、EP_4、FP、IP、TP)を欠損するマウスを用いて、圧負荷心肥大モデルを作成し、心筋リモデリングの発生や防御に関与するプロスタノイドをin vivoにおいて解析した。野生型およびプロスタノイド受容体欠損マウスの胸部大動脈を慢性的に狭窄することにより、圧負荷心肥大モデルを作成した。すべてのマウスの心重量/体重比は、狭窄4週間後に著しく増加したが、その値は野生型マウスに比較しIP欠損マウスで有意に高かった。しかし、EP_2、EP_3、EP_4、FPおよびTP受容体欠損マウスの心重量/体重比は、いずれも野生型マウスと差を認めなかった。したがって、圧負荷によって産生された内因性PGI_2は心肥大を抑制するが、プロスタグランジン(PG)E_2、PGF_2αおよびトロンボキサン(TX)A_2は圧負荷による心肥大形成に大きな役割を演じていないと考えられる。IPは心筋細胞や心臓の間質細胞に発現していることから、PGI_2はこれらの細胞に作用して圧負荷による心肥大形成を抑制した可能性がある。そこで次に、心臓の組織標本を作製し、心臓の線維化面積および左心室筋細胞の横断面積を計測した。野生型およびIP欠損マウスの心筋細胞断面積と線維化面積は、大動脈狭窄2および4週間後に増加したが、それらは野生型マウスに比較しIP欠損マウスにおいて高値であった。なお、非狭窄群の野生型とIP欠損マウスとのあいだには、心重量/体重比、心筋細胞断面積および線維化面積に差を認めなかった。

これらの結果、内因性PGI_2は圧負荷による心筋細胞肥大および心線維化、すなわち心筋リモデリングを抑制することが明らかとなった。本研究では、心臓に発現している6種類のプロスタノイド受容体(EP_2、EP_3、EP_4、FP、IP、TP)を欠損するマウスを用いて、圧負荷心肥大モデルを作成し、心筋リモデリングの発生や防御に関与するプロスタノイドをin vivoにおいて解析した。さらに、in vitroにおいて心筋細胞の肥大と非心筋細胞の増殖に対するcicaprost(選択的IPアゴニスト)の作用を検討した。In vivo解析では、野生型およびプロスタノイド受容体欠損マウスの胸部大動脈を慢性的に狭窄することにより、圧負荷心肥大モデルを作成した。すべてのマウスの心重量/体重比は、狭窄4週間後に著しく増加したが、その値は野生型マウスに比較しIP欠損マウスで有意に高かった。また、IP欠損マウスの心筋細胞横断面積と心線維化面積は、野生型マウスに比較し著しい増加を認めた。しかし、EP_2、EP_3、EP_4、FPおよびTP受容体欠損マウスの心重量/体重比、心筋細胞横断面積および心線維化面積は、いずれも野生型マウスと差を認めなかった。したがって、圧負荷によって産生された内因性PGI_2は心肥大を抑制するが、PGE_2、PGF_2αおよびTXA_2は圧負荷による心肥大形成に大きな役割を演じていないと考えられる。In vitro解析において、野生型マウスの非心筋細胞にPDGFを処理すると著しい増殖を認めた。Cicaprostは、この増殖を著明に抑制したが、IP欠損マウスの非心筋細胞の増殖を抑制しなかった。一方、cicaprostは、野生型マウスの心筋細胞においてcardiotrophin-1による肥大化を抑制しなかった。以上の結果から、圧負荷心肥大を抑制するPGI_2の作用に、非心筋細胞の増殖抑制が関与すると考えられる。プロスタグランジンI_2(PGI_2)は、その固有の受容体であるIPを介して多彩な生理作用を発揮する。先に我々は、in vivoにおいて内因性PGI_2が圧負荷による心筋細胞肥大と心線維化を抑制することにより、心肥大形成を防御する役割を演じていることを認めた。今年度は、このPGI_2の心肥大抑制作用の機序をより詳細に知る目的で、in vitroにおける心筋細胞肥大および非心筋細胞増殖に対するcicaprost(選択的IPアゴニスト)の作用を解析した。野生型マウスから得た非心筋細胞に血小板由来成長因子(PDGF)を作用させると、非心筋細胞への[^3H]thymidine取り込みおよび細胞数は著しく増加した。CicaprostはPDGFによるこれらの増加を著明に抑制したことから、PGI_2はPDGFによる非心筋細胞の増殖を抑制することが示唆された。しかし、cicaprostは主要な心筋肥大因子であるcardiotrophin-1による心筋細胞肥大を抑制しなかった。これらの結果と一致して、IP mRNAの発現およびcicaprostによるcAMPレベルの増加は、野生型マウスの心筋細胞より非心筋細胞において顕著に認められた。また、以上のcicaprostの作用は、いずれもIP欠損マウスから得た細胞で消失した。これらの結果から、PGI_2の抗心肥大作用は、心筋細胞に対する直接作用ではなく、非心筋細胞に対する間接作用に由来することが示唆された。
内胚葉系幹細胞の支持システムの解析及び支持細胞の分離・臨床応用

目的と仮説/組織幹細胞には未分化能と増殖を調節する支持細胞の存在が示唆されている。ブタ唾液腺由来前駆細胞は初代培養上清中に浮遊状態で出現する接着非依存性の細胞(AI細胞)であり、その生存には初代培養上清中での培養及び支持細胞が必須であった。本研究は;(1)この支持細胞が他の内胚葉系幹細胞を支持できるかどうかを確かめることを目的とした。(2)その結果を基に、ヒトの内胚葉組織由来前駆細胞の分離への応用を目的とした。方法/ランドレス・デュロック種ブタの唾液腺、肝臓、膵臓、肺と支持細胞との共培養を開始した。また、培養上清と基礎培地を混合し、濃度を変化させて混合した馴化培地を用いて組織培養をおこなった。WST-8を用いて共培養開始後の細胞数を計測した。共培養によって得られた幹細胞マーカー陽性細胞をクローニングして培養し、3次元培養法(スフェロイド)により多分化能を確認した。結果/組織培養を行った結果、支持細胞との共培養及び馴化培地を用いた組織培養をおこなった群(唾液腺、肝臓、膵臓、肺)において、CD49f+/Thy-1+細胞が優位に出現、増殖した。増殖したCD49f+/Thy-1+細胞は、FACS法を用いて純化し、3次元培養法(スフェロイド培養)による分化誘導をおこなった。その結果、唾液腺、膵臓、肺から得られたCD49f+/Thy-1陽性細胞から構成されるスフェロイド体内には、アルブミン陽性細胞、インスリン陽性細胞及びグルカゴン陽性細胞が認められた。一方、肝臓から得られたCD49f+/Thy-1陽性細胞から構成されるスフェロイド体内には、AFP陽性細胞及びNkx6.1、Ngn3、Pdx-1を発現していた。現在、ヒト唾液腺組織と支持細胞との共培養を試みている。結論/ブタ唾液腺から得られた支持細胞及び支持細胞が分泌する液性因子は内胚葉系前駆細胞分離、培養の有効な補助手段になる可能性が示唆された。
複雑な挙動のダイナミックスにおける非線形性の評価とその応用に関する研究

1.離散データ列から、時系列予測、回帰分析、判別分析を行う局所非線近似モデルを、SugiharaとMayによって導入された予測手法をベースにして構築した。この近似モデルには、入力ベクトル間距離の計量を自動学習する機能とガウス関数型カーネルへの切り替え機能を実装されている。計量の学習機能は、Caprile-Girosiアルゴリズムによって実現した。近似モデルをC言語によりソフトウェア化した。2.厚生労働省より貸与された要介護認定および看護時間測定に関する医療・福祉データを計算機実験用に加工し、医療・福祉データベースを作成した。3.青森放送株式会社の協力により男女アナウンサーの日本語母音を録音し、音声データベースを作成した。4.住友金属株式会社より提供された分子動力学シミュレーションデータをもとに、微視的システムの動的挙動としての固体結晶原子運動を表す時系列データベースを作成した。5.医療・福祉データベースを利用して、回帰分析としての総介護時間予測、総看護時間予測および判別分析としての要介護認定、看護必要度推定を行う計算機実験を行った。回帰分析、判別分析におけるlocal hyper surfaceの非線形性は、最適化された計量値を尺度として評価できる。即ち、local hyper surfaceによって表現される意思決定則あるいは時間発展のダイナミックスの複雑さは、計算値の大きさによって定量化される。この知見は、ダイナミックスの非線形性を評価するための新しい手法を示唆している。また、入出力写像における出力値総介護時間予測、総看護時間予測を粗視化して、回帰分析問題を判別分析問題に変換する計算機実験を行った。その結果、データの粗視化によって最適な計算値は増加し、local hyper surfaceの非線形性は強くなるが、判別精度が向上することが観測された。1.実データについて、時系列予測、回帰分析、判別分析を行うことのできる局所非線形近似モデルを、Su giharaとMayによって導入された時系列予測法をベースにして構築した。この近似モデルには、計量の自動学習機能とガウス関数型カーネルへの切り替え機能を実装した。計量の学習機能は、確率的区間縮小法(Caprile-Girosiアルゴリズム)によって実現した。開発された近似モデルをC言語によりソフトウェア化し、計算機実験を行えるようにした。2.国立医療・病院管理研究所より貸与された要介護認定および看護時間測定に関する医療・福祉データを計算機実験用に加工し、医療・福祉データベースを作成した。3.青森放送株式会社の協力のもと、男女各2名のアナウンサーが発声する日本語母音を異なる発声条件下で録音し、wav形式、au形式、および、テキスト形式で表された音声データベースを作成した。5.医療・福祉データベースを利用して、回帰分析および判別分析としての要介護認定、看護必用度推定を再現する計算機実験を行った。回帰分析、判別分析におけるlocal hyper surfaceの非線形性の強さは、学習によって最適化された計量値を尺度として評価できることが明かとなった。local hyper surfaceが表す決定則あるいは時間発展のダイナミックスの複雑さは、計量値の大きさに応じて計ることができる。また、入出力写像における出力値に相当するデータを粗視化して、回帰分析問題を判別分析問題に変換する計算機実験を行った。その結果、データの粗視化によって最適な計量値は増加し、local hyper surfaceの非線形性は強くなるが、判別精度が向上することが観測された。1.離散データ列から、時系列予測、回帰分析、判別分析を行う局所非線形近似モデルを、SugiharaとMayによって導入された予測手法をベースにして構築した。この近似モデルには、入力ベクトル間距離の計量を自動学習する機能とガウス関数型カーネルヘの切り替え機能を実装されている。

開発された近似モデルをC言語によりソフトウェア化した。2.厚生労働省より貸与された要介護認定および看護時間測定に関する医療・福祉データを計算機実験用に加工し、医療・福祉データベースを作成した。3.青森放送株式会社の協力を得て、男女各2名のアナウンサーが発声する日本語母音を異なる発声条件下で録音し、音声データベースを作成した。4.住友金属株式会社より提供された分子動力学シミュレーションデータをもとに、微視的システムの動的挙動としての固体結晶原子運動を表す時系列データベースを作成した。5.医療・福祉データベースを利用して、回帰分析としての総介護時間予測、総看護時間予測および判別分析としての要介護認定、看護必要度推定を行う計算機実験を行った。回帰分析、判別分析におけるlocal hyper surfaceの非線形性は、最適化された計量値を尺度として評価できる。即ち、local hyper surfaceによって表現される意思決定則あるいは時間発展のダイナミックスの複雑さは、計量値の大きさによって定量化される。この知見は、ダイナミックスの非線形性を評価するための新しい手法を示唆している。また、入出力写像における出力値総介護時間予測、総看護時間予測を粗視化して、回帰分析問題を判別分析問題に変換する計算機実験を行った。その結果、データの粗視化によって最適な計量値は増加し、local hyper surfaceの非線形性は強くなるが、判別精度が向上することが観測された。
熱画像カメラを用いた小型実験動物の体温・行動測定システムの開発

本研究を実施するにあたり、熱画像カメラで、動物個体の温度を計測すると、実際の体温ではなく表面体温のデータが取得される。実際に動物個体の体温を連続測定する場合、動物に手術をしてデータロガーを体内に埋め込み計測しなければならない。しかしながら、本研究では、動物個体を傷つけない非侵襲的な計測方法を目指している。したがって、本研究では、小型実験動物の体温を表面体温として研究した。なお、表面体温のデータは、生命科学分野で、必要とされているデータの1つである。小型実験動物の熱画像カメラのデータを取得するため、熱画像カメラで連続撮影を実施した。しかしながら熱画像カメラのデータは、画像データと各ピクセルの温度数値データを同時に記録するため1枚の撮影に対して記録時間が掛かり、行動測定するための連続測定には不向きであった。そこで、本研究では、熱画像カメラで撮影した画像データの画像輝度が温度情報を含んでいることに着目し、熱画像の画像データのみで、温度測定と行動測定することを提案した。はじめに、画像輝度と実温度の校正をおこなった。しかし、熱画像カメラの機能上、熱画像カメラは、自動校正されるため、熱画像の画像輝度が大きく変化する。そこで、自動校正の回数を10秒に1回の設定に変更することで画像輝度の変化量を抑制したところ、画像輝度が10%以下の変化量となり、画像輝度値が安定した。この設定にて、再度、画像輝度と実温度を校正し、近似線を作成した。この近似線を指標として、温度計測をおこなうことで、画像輝度から温度データを取得することが可能となった。なお、本研究で行った画像輝度から算出した温度の値と温度計による実測値の誤差は、20°Cから40°Cの範囲にて、最大1.6°Cの誤差であった。行動測定は、熱画像データを閾値処理と二値化処理による画像処理をおこなうことで、小型実験動物を限定した。限定した小型実験動物の重心を算出し、位置情報のデータ取得することで行動測定をおこなった。以上、2種類の測定方法を同時に実施することにより、熱画像データを用いた表面体温計測と行動測定の連続的な同時計測が可能となった。