hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
急速冷却低体温法と体外式心肺補助法の併用による心肺脳蘇生の研究

蘇生法の研究では心停止モデルの作成法が重要である。食道温3738°Cでハロセン吸入麻酔中止15分間空気換気後に電気的心室細動15分間実施の心停止モデル作成の研究において、心停止誘導前後の血液凝固能、血管内血栓形成が重要であることを明らかにできた。そこで最近の2年間の研究では、心停止前に全血活性凝固時間ACTを400秒以上になるよう全身ヘパリン化を行い、心停止中の血管内血液凝固を防止した。その結果、蘇生後の循環維持に必要な体外式心肺補助法(extracorporeal lung and heart assist, ECLHA)を数時間で離脱でき、剖検時の心筋壊死も認められなくなった。つまり、心停止前の全身ヘパリン化は、心肺脳蘇生の結果に大きく影響した。しかし、本モデルは、通常の心肺蘇生法(閉胸式心マッサージ、開胸式心マッサージ)では自己心拍を再開できなかった。1516年度の研究において、上記の実験的心停止犬に、ECLHAで血行動態を維持しながら急速に肺動脈血温度33°Cの軽度低体温(20時間)を導入し蘇生法を実施した。犬を三群に分け、自己心拍再開時よりミダソラム0.5mg/kg/h、プロポフォール2mg/kg/h、4mg/kg/hをそれぞれ24時間投与した(各群5例)。蘇生開始1週間後のneurological deficit score (NDS %)は、ミダゾラム群:19±10%、プロポフォール2mg/kg/h群:15±16%、プロポフォール4mg/kg/h群:3±4%であった。プロポフォール4mg/kg/h群はミダゾラム群に比較して有意(p≦0.05)にNDSを改善した。海馬CA1領域の組織学的検討では、プロポフォール4mg/kg/h群では神経細胞の脱落変性が最も少なかった。プロポフォール4mg/kg/h群5例中3例は中枢神経系の後遺症も無く自由に歩行できた(NDS 0%)。結論:ECLHAによる血行動態管理、急速低体温導入(33°C)、プロポフォール4mg/kg/hの持続投与を同時に実施することで、15分間の心停止犬を後遺症を残すことなく蘇生できる。目的:心停止蘇生後の心・肺・脳機能の完全回復を目指し、急速冷却低体温法と体外式心肺補助法併用の研究を継続している。本年度は、急速冷却低体温法と体外式心肺補助法に加え、静脈麻酔薬プロポフォールを蘇生開始時より持続投与すると、よりよい脳機能の回復が得られると言う作業仮説をたてた。方法:予備実験でプロポフォール投与量が重要であると予測できたので、11匹の雑種成犬を二群に分け、1群(n=6)ではプロポフォールを1.52mg/kg/hr、2群(n=5)では34mg/kg/hrで静脈内へ投与した。心停止法(無麻酔、常温、空気換気、15分間の電気的心室細動誘発)、急速低体温法(肺動脈血温度33°Cで20時間、復温6時間)、長期体外式心肺補助法の方法は両群同じに実施した。

蘇生開始後33時間、48時間、72時間、96時間、120時間の各時点でNDS (neurological deficit score、0% normal、100% brain death)を用いて中枢神経機能を評価比較した。結果:1群では2匹のみが120時間生存し、NDSは76±17%、2群では5匹全てが120時間生存し、NDSは17±24%であった(P<0.05)。2群の5匹中3匹はNDSが0%で完全な脳機能の回復が得られた。結論:常温、無麻酔、空気換気下での長期心停止モデル犬の蘇生は、予後不良である。しかし、体外式心肺補助法で全身の循環を迅速に再開し、同時に急速冷却軽度低体温(33°C)を導入し、加えて麻酔薬のプロポフォールを中等量持続投与すると、正常に近い中枢神経系の機能回復がえられる。16年度までの計画において、実験的心停止犬(食道温3738°Cで、ハロセン吸入麻酔中止15分間空気換気後に電気的心室細動15分間実施)に、体外式心肺補助法(extracorporeal lung and heart assist, ECLHA)で血行動態を維持しながら急速に肺動脈血温度33°Cの軽度低体温(20時間)を導入し蘇生法を実施した。犬を三群に分け、自己心拍再開時よりミダソラム0.5mg/kg/h、プロポフォール2mg/kg/h、4mg/kg/hをそれぞれ24時間投与した(各群5例)。蘇生開始1週間後のneurological deficit score (NDS %)は、ミダゾラム群19±10%、プロポフオール2mg/kg/h群15±16%、プロポフォール4mg/kg/h群3±4%であった。プロポフォール4mg/kg/h群はミダゾラム群に比較して有意にNDSは改善した。海馬CA1領域の組織学的検討では、プロポフォール4mg/kg/h群では神経細胞の脱落変性が最も少なかった。プロポフォール4mg/kg/h群5例中3例は中枢神経系の後遺症も無く自由に歩行できた(NDS 0%)。この心肺脳蘇生成功は、ECLHAによる血行動態管理、急速低体温導入、プロポフォール持続投与等によるものである。しかし、心停止誘導前後の血液凝固能、血管内血栓形成が重要と思われる。そこで最近の2年間の研究では、心停止前に全血活性凝固時間ACTを400秒以上になるよう全身ヘパリン化を行い、心停止中の血管内血液凝固を防止した。その結果、蘇生後の循環維持に必要なECLHAを数時間で離脱でき、剖検時の心筋壊死も認められなくなった。つまり、心停止前の全身ヘパリン化は、心肺脳蘇生の結果に大きく影響した。
高周期典型元素を含む新規複素5員環化合物の合成、構造、酸化還元挙動の研究

複素5員環内に二つ以上の高周期典型元素を含む環構造は、特異なπ系である7π電子系の創製が期待される。この現象は、新規なπ系の構築のみならず、イオン性あるいは中性分子からの可逆的一電子移動過程の解明、さらには、安定な常磁性化学種の酸化還元挙動に関し、多くの情報をもたらすモデル系となる。また、その延長線上には、新規な有機分子デバイスの開発が位置付けられる。そこで、本研究では、一電子移動の可逆過程における双方の化学種を安定に単離し、その構造確定、および可逆一電子相互変換システムの構築を目的とし、化合物の設計、合成、および電気特性の評価を行った。本研究の成果をまとめると以下のようになる。デバイス機能を有機分子に持たせるという点は、新規に分子設計、合成した高周期典型元素含有π電子系化合物を用いることにより達成できたと考えられる。その中核となった複素5員環内に高周期カルコゲン元素を導入した化合物群から誘導される常磁性化学種である7πラジカル群は予想以上に安定であり、可逆な一電子相互変換システムとして十分に耐えうるものであることがわかった。外的一次刺激を電子一つとする点では、電気化学的および化学的手法のいずれの場合にも良好な応答性を示した。この一次応答について、トリカルコゲノールの場合には、分子のダイナミックな構造変化を伴い、相当する一電子酸化種である平面性7πトリカルコゲノリウムラジカルカチオンへの変換が証明された。さらに温度の協同効果により、ラジカルカチオンの溶液中でも分子積層の部分的な二重化という二次応答がみられた。ジカルコゲノリウム塩の場合も一電子応答による7π中性ジカルコゲノリルラジカルへの容易な変換が可能で、この中性ラジカルは、溶液中ではあるが、低温でも常磁性を示した。これらは、導電性材料への応用が期待できる。有機分子に一電子酸化還元システムという機能を持たせるために、基本設計として、ベンゼン環などの芳香族化合物と16族(カルコゲン)元素を中心とした高周期典型元素を含む複素環との縮合系を選択した。標的化合物となる高周期典型元素含有複素5員環化合物の前駆体としてスズ、チタンを含むメタラサイクル群の高効率合成方法を独自の合成経路を採用することにより確立し、さらに、標的化合物への変換は、申請者が確立した最新の環変換反応により、その達成に至った。合成、構造決定した高周期典型元素含有複素5員環化合物群の酸化還元挙動をサイクリックボルタンメトリーを用い検討したところ、その一電子移動過程に明確な可逆性があることが判明し、さらに単量体での電子移動能を、相当する7π電子系ラジカル種の安定性により評価したところ、いずれもラジカル群が安定に単離され、分子デバイスとしての機能発現が明確となった。以上のことから、デバイス機能を有機分子に持たせるという点は、分子設計、合成した高周期典型元素含有複素5員環化合物を用いることにより達成できたと考えられる。その中核となった複素5員環内に高周期典型元素を導入した化合物群から誘導される7πラジカル群(常磁性化学種)は、予想以上に安定であり、可逆な一電子相互変換システムとして十分に耐えうるものであった。ラジカルカチオンの場合は、さらに温度の協同効果により、溶液中の分子積層に部分的な二量化という二次応答がみられたが、一次応答と二次応答間のファジ-性については、次年度の検討を要する。一方、ラジカルの場合には、溶液中ではあるが低温でも常磁性を示した。固体状態での電気的特性等の検討が残されているが、導電性材料への応用が期待できる。
地域福祉運営・行政における比較研究

平成17年度の研究計画では、本年度は、以下の2点についてこれまでの研究成果をまとめ、理論的検討を加えていくことを主な課題として設定した。1.日本における福祉施策・福祉行政の歴史的整理(地域福祉を中心に)2.地域福祉推進における市町村・都道府県の役割及び市町村と都道府県の関係の分析今年度は最終的に、学会発表2回、日本地域福祉学会地域福祉計画研究プロジェクト「中間報告集」の3本の論文執筆(平野教授との連名)、博士学位請求論文の執筆などによりこれまでの研究成果をまとめた。研究課題の1については、政令指定都市(名古屋市)の地域福祉推進の歴史と現状について社会福祉協議会との関係に注目してまとめ、6月の日本地域福祉学会にて口頭発表し、地域福祉計画研究プロジェクト「中間報告集」に論文を執筆した。次に2については、今年度は文献研究に本格的に着手し、自治体における地域福祉の取り組みを、首長のリーダーシップ(ミッション)・組織・計画・予算・プログラムの5点から分析する「地域福祉行政」の分析枠組みを形成した。10月の社会福祉学会では、その枠組みに基づいて、高浜市の取り組みの評価について報告した。なお、昨年・一昨年と継続して行ってきた都道府県の地域福祉プログラムについての調査については、「共生型」のプログラム動向についてまとめた論文を含む書籍『共生ケアの営みと支援』が10月に出版された。また今年度は長野県の「コモンズハウス支援事業」の事例研究を行うことを選択し、長野県の担当者へのヒアリング、市町村行政・社協・宅幼老所に対するヒアリング(駒ヶ根市)を行った。その他に、プログラムを開発する組織体制に関する県の事例研究として三重県、長野県、滋賀県に対するヒアリングを行い、パターン化を行った。以上の調査結果を都道府県の事例研究としてまとめ博士論文に盛り込んだ。平成15年度の研究実施構想では、「地域福祉行政」の視点からの都道府県ヒアリング及び、国際杜会開発分野の文献研究の2点を重点においた。1点目の都道府県ヒアリングでは、地域福祉行政の現状を明らかにするために、まず大阪府および岐阜県の地域福祉担当課に対し各1回ヒアリングを行った。その結果、単独事業に注目するだけでなく、その事業を立案する背景にある、地域福祉を推進させるための「戦略」を把握する事の重要性が確認されるなど今後の調査の枠組みを設計することができた。また後半は、地域福祉推進の方法・戦略・組織体制などに大きな違いのある熊本県と千葉県に特に注目し、複数回のヒアリングを行った。この2県のヒアリングからは、今後、都道府県と市町村、および民間と行政の役割分担を考察していく上での重要な視座を得ることができた。いずれにしても、都道府県地域福祉支援計画に基づく地域福祉の推進が本格化するのは、平成16年度からと言えるため、平成15年度の研究で得た分析枠組みに基づき、研究を進めていく。2点目の国際杜会開発の文献研究については、地域福祉との接点を探るためにも、「住民参加」、「福祉コミュニティ」をキーワードに置き、文献収集を行った。「外部者の参加」という視点から開発や活動を捉えなおすことの重要性など、研究方法論上の共通の論点を確認した一方で、事例検討のレベルで見ると、日本と発展途上国における「住民」や「コミュニティ」、及び「参加」して作り出されているものなどの違いが大きいことがわかった。ただし、日本のこれまでの地域福祉をベースに考えるのではなく、地域に潜在する貧困や排除の課題に注目し、「行政」や「住民組織」「中間組織」などのキーワードから再検討することで、接点が見出されるのではないかとも思われるため、平成16年度も引き続き文献研究を行っていく予定である。平成16年度の研究実施計画では、以下の1に関しての市町村の事例研究に着手し、あわせて2、3について昨年度から継続の調査・研究を行っていくこととした。1.日本における福祉施策・福祉行政の歴史的整理(文献研究及び市町村の事例研究)2.地域福祉推進における市町村・都道府県の役割及び市町村と都道府県の関係の分析3.参加型開発からの地域福祉の再検討(文献研究及びCOE研究プロジェクトへの参加)1の福祉行政の歴史的経過の整理については、名古屋市を事例に昭和50年代以降の歴史をまとめた。市町村の福祉行政の歴史を整理するにあたっては、社会福祉協議会との関係の変化、組織・職員体制の変化などに注目する必要があることが明らかになった。2については、今年度は、平成15年7月に実施した「地域福祉関連の都道府県単独事業等調査」および都道府県の事例研究をもとに考察を行い、学会発表、報告書作成、論文投稿を行った。また第2回の調査を平成16年12月に実施した。また熊本県及び千葉県について事例研究を継続して行ってきた。7月には、熊本県の担当者4名(次長・課長・主幹級)とともに、14年度・15年度の熊本県の取り組みについて総括する議論を行った。また、10月には熊本県下の3市町の計画担当者に対するヒアリングを行い、県と市町村の関係についての実態を把握した。千葉県については、11月から2月にかけて計3回訪問し、現状と課題の把握を行った。これらの調査・ヒアリングから、都道府県において地域福祉を担当する組織のあり方に注目する必要性が明らかになってきた。3については、16年度の前半において、参加型開発と日本の福祉の間の類似点・相違点についてCBR(コミュニティ・ベースド・リハビリテーション)などに注目しながら検討を行ってきた。また3月末には、日本福祉大学COE研究プロジェクトの一環として行われた韓国の自治体における地域福祉計画および福祉行政全般の実態調査に参加した。

これらの調査・研究から途上国における参加型開発と日本における福祉行政を直接結びつけて論じることは難しく、むしろ韓国などとの比較研究から日本の展開の特徴などを論じることができることが明らかになった。平成17年度の研究計画では、本年度は、以下の2点についてこれまでの研究成果をまとめ、理論的検討を加えていくことを主な課題として設定した。1.日本における福祉施策・福祉行政の歴史的整理(地域福祉を中心に)2.地域福祉推進における市町村・都道府県の役割及び市町村と都道府県の関係の分析今年度は最終的に、学会発表2回、日本地域福祉学会地域福祉計画研究プロジェクト「中間報告集」の3本の論文執筆(平野教授との連名)、博士学位請求論文の執筆などによりこれまでの研究成果をまとめた。研究課題の1については、政令指定都市(名古屋市)の地域福祉推進の歴史と現状について社会福祉協議会との関係に注目してまとめ、6月の日本地域福祉学会にて口頭発表し、地域福祉計画研究プロジェクト「中間報告集」に論文を執筆した。次に2については、今年度は文献研究に本格的に着手し、自治体における地域福祉の取り組みを、首長のリーダーシップ(ミッション)・組織・計画・予算・プログラムの5点から分析する「地域福祉行政」の分析枠組みを形成した。10月の社会福祉学会では、その枠組みに基づいて、高浜市の取り組みの評価について報告した。なお、昨年・一昨年と継続して行ってきた都道府県の地域福祉プログラムについての調査については、「共生型」のプログラム動向についてまとめた論文を含む書籍『共生ケアの営みと支援』が10月に出版された。また今年度は長野県の「コモンズハウス支援事業」の事例研究を行うことを選択し、長野県の担当者へのヒアリング、市町村行政・社協・宅幼老所に対するヒアリング(駒ヶ根市)を行った。その他に、プログラムを開発する組織体制に関する県の事例研究として三重県、長野県、滋賀県に対するヒアリングを行い、パターン化を行った。以上の調査結果を都道府県の事例研究としてまとめ博士論文に盛り込んだ。
レジリエンス工学に基づくスマート構造システムのリスクシナリオ構築と最適設計

レジリエンス工学は,事故や災害への対策には「想定外に対処する」ことが必要という立場から,防災の分野で普及してきた概念である.そこでは安全余裕だけでなく,リスクに対してシステムが柔軟に対応すること,想定外の大きな環境変化に対して機能劣化が緩やかであることなどの基本特性である.平たく言えば,信頼性,ロバスト性,冗長性に,適応的な機能分担を統合した考え方である.そこで,本研究では,航空宇宙で用いるスマート構造として,申請者がこれまでに取り組んでいるモーフィング翼と宇宙スマートリフレクターを主な対象として,目的に関連する下記の研究を行った.想定外の環境変化を模擬するとき,事例の少なさの影響を考慮する必要がある.そこで,宇宙で用いる半導体シングルイベント事象を例に,サンプル数不足に起因する不確定性である統計的不確定性の影響を考慮する手法を確立した.ロバスト性と冗長性に関連して,モーフィング翼を例として,モーフィング変形をさせる入力荷重であるアクチュエータの一部が故障しても,モーフィング機能が「ある程度」回復できるようにするための方策を提案した.これについてはまだ考察が不十分ではあるが,冗長性と適応的な機能分担とを組み合わせることの有用性を示すことができる目途を立てることができた.詳細な考察は次年度に行うこととする.宇宙スマートリフレクターの主要部品である変位拡大機構については,機能劣化を緩やかにすることを目的とした多目的最適設計問題として定式化した.数値計算例を通して,その効果を明確にすることができる目途を立てることができた.しかし,多様なパレート解候補から実験に用いる候補の確定までは進めることができていないため,次年度に行うこととする.2019年度は,航空宇宙に関する3つの設計例を対象として研究を進めてきた.半導体シングルイベント事象を例に,ベイズ統計学手法に基づいて,統計的不確定性の影響を評価する手法を確立した.この課題については概ね予定通りに進めることができたが,以下の2つのテーマに関しては,予定より遅れることとなった.以下にその状況を示す.モーフィング翼に対して「安全確保のリスクシナリオ構築」のうち,アクチュエータの一部が故障した場合の機能回復シナリオの構築を行った.レジリエンスを確保するには,冗長性と適応的な機能分担との組み合わせが必要となることまでは明らかにできた.その有用性を最大化するために,最適設計問題の定式化を行う必要がある.ただし,その前に,機能および考慮する環境の不確定性の絞り込みが必要となる.その不確定性モデル構築に,当初想定していなかった問題があることがわかった.その結果,最適設計問題の定式化が遅れてしまうこととなった.変位拡大機構は,リフレクターを変形させる入力変形量を確保するために,アクチュエータの変形量を拡大する機械部品であり,振動数制約と強度制約を満たす必要がある.これまでの研究成果から形状は一つに定まると考えていたが,大域的最適解を求める手法を採用したところ,これまでと大きく異なる形状でも性能が確保でき,さらに機能劣化を緩やかにできる可能性もあることがわかった.そちらへの考察を進めるために,環境の変動に関する考察を次年度に回すこととした.最終目標は,スマート構造システムに対して「暴走したらどうするか?」という懸念に対して,「○○と△△を考慮すれば,リスクと合理的にうまくつきあうことができるようになる」という回答を示すために,レジリエンス工学に基づくスマート構造の最適設計法を構築することである.変位拡大機構に対して,これまでとは異なる最適形態についての考察を進めて,まずは遅れを取り戻すとともに,従来よりもレジリエンスの高い設計解を求める.そして,検証試験を行うための試作部品の設計を進める,この段階では過去の経験を活かし,寸法の不確定性に対する統計的不確定性の影響も考察する.これにより,半導体シングルイベントで構築した手法の検証も進める.モーフィング翼に対しては,まずは2018年度に構築したアクチュエータの一部が故障した場合の機能回復シナリオの高度化を進め,冗長性と適応的な機能分担との組み合わせ効果を明確にする.その後,空力荷重の変動の影響を最適設計問題に取り入れる.そのために,計算効率と計算精度を考え,変動をモデル化する確率モデルに確率過程を採用する.そして,機能回復のためのアクチュエー配置に空力荷重の変動がおよぼす影響を定量的に評価する.これらを統括して,レジリエンス工学に基づく設計法の有効性をまとめ,スマート構造システム以外の設計問題へ展開する可能性を探る.レジリエンス工学は,事故や災害への対策には「想定外に対処する」ことが必要という立場から,防災の分野で普及してきた概念である.そこでは安全余裕だけでなく,リスクに対してシステムが柔軟に対応すること,想定外の大きな環境変化に対して機能劣化が緩やかであることなどの基本特性である.平たく言えば,信頼性,ロバスト性,冗長性に,適応的な機能分担を統合した考え方である.そこで,本研究では,航空宇宙で用いるスマート構造として,申請者がこれまでに取り組んでいるモーフィング翼と宇宙スマートリフレクターを主な対象として,目的に関連する下記の研究を行った.想定外の環境変化を模擬するとき,事例の少なさの影響を考慮する必要がある.そこで,宇宙で用いる半導体シングルイベント事象を例に,サンプル数不足に起因する不確定性である統計的不確定性の影響を考慮する手法を確立した.ロバスト性と冗長性に関連して,モーフィング翼を例として,モーフィング変形をさせる入力荷重であるアクチュエータの一部が故障しても,モーフィング機能が「ある程度」回復できるようにするための方策を提案した.

これについてはまだ考察が不十分ではあるが,冗長性と適応的な機能分担とを組み合わせることの有用性を示すことができる目途を立てることができた.詳細な考察は次年度に行うこととする.宇宙スマートリフレクターの主要部品である変位拡大機構については,機能劣化を緩やかにすることを目的とした多目的最適設計問題として定式化した.数値計算例を通して,その効果を明確にすることができる目途を立てることができた.しかし,多様なパレート解候補から実験に用いる候補の確定までは進めることができていないため,次年度に行うこととする.2019年度は,航空宇宙に関する3つの設計例を対象として研究を進めてきた.半導体シングルイベント事象を例に,ベイズ統計学手法に基づいて,統計的不確定性の影響を評価する手法を確立した.この課題については概ね予定通りに進めることができたが,以下の2つのテーマに関しては,予定より遅れることとなった.以下にその状況を示す.モーフィング翼に対して「安全確保のリスクシナリオ構築」のうち,アクチュエータの一部が故障した場合の機能回復シナリオの構築を行った.レジリエンスを確保するには,冗長性と適応的な機能分担との組み合わせが必要となることまでは明らかにできた.その有用性を最大化するために,最適設計問題の定式化を行う必要がある.ただし,その前に,機能および考慮する環境の不確定性の絞り込みが必要となる.その不確定性モデル構築に,当初想定していなかった問題があることがわかった.その結果,最適設計問題の定式化が遅れてしまうこととなった.変位拡大機構は,リフレクターを変形させる入力変形量を確保するために,アクチュエータの変形量を拡大する機械部品であり,振動数制約と強度制約を満たす必要がある.これまでの研究成果から形状は一つに定まると考えていたが,大域的最適解を求める手法を採用したところ,これまでと大きく異なる形状でも性能が確保でき,さらに機能劣化を緩やかにできる可能性もあることがわかった.そちらへの考察を進めるために,環境の変動に関する考察を次年度に回すこととした.最終目標は,スマート構造システムに対して「暴走したらどうするか?」という懸念に対して,「○○と△△を考慮すれば,リスクと合理的にうまくつきあうことができるようになる」という回答を示すために,レジリエンス工学に基づくスマート構造の最適設計法を構築することである.変位拡大機構に対して,これまでとは異なる最適形態についての考察を進めて,まずは遅れを取り戻すとともに,従来よりもレジリエンスの高い設計解を求める.そして,検証試験を行うための試作部品の設計を進める,この段階では過去の経験を活かし,寸法の不確定性に対する統計的不確定性の影響も考察する.これにより,半導体シングルイベントで構築した手法の検証も進める.モーフィング翼に対しては,まずは2018年度に構築したアクチュエータの一部が故障した場合の機能回復シナリオの高度化を進め,冗長性と適応的な機能分担との組み合わせ効果を明確にする.その後,空力荷重の変動の影響を最適設計問題に取り入れる.そのために,計算効率と計算精度を考え,変動をモデル化する確率モデルに確率過程を採用する.そして,機能回復のためのアクチュエー配置に空力荷重の変動がおよぼす影響を定量的に評価する.
医療市場における「市場の失敗」に伴う社会厚生損失の経済的評価

本研究では、介護保険における保険のカバレッジ(支給限度額)が介護サービス需要に与える影響を定量化するため、regression discontinuity design (RDD)による推定を行った。要介護認定は、申請者ごとに「要介護認定等基準時間」(以下「基準時間」)を算出し、それに基づいて要介護区分を決定する。RDDによるの識別戦略に基づき、支給限度額が大きく変化する基準時間の「境界周辺」の利用者を比較し分析を行った。さらに、介護サービスが利用者の健康状態に与える影響についても分析を進めた。前述の基準時間の閾値におけるサービス利用の外生的な変化を用い、将来の「基準時間」をアウトカムとして介護サービスが介護必要度に与えた影響を識別することを試みた。介護保険のカバレッジ(支給限度額)がサービス利用に与える影響について推定を行ったところ、RDDによる推定値は正で統計的に優位な値となった。具体的には、カバレッジ1%の上昇に対してサービスの需要は約0.30.5%上昇することがわかった。この結果は、カバレッジが広がるとサービスの利用量が上昇することを強く示唆している。サービスの利用が支給限度額を大きく下回る(50%以下)利用者群に絞り、この利用者群が支給限度額の上昇に反応するのかについて推定を行ったところ、ほとんどの場合で推定値が正の有意な値となった。これは、利用者が価格変化に直面しないにもかかわらず、「認知バイアス」によって保険のカバレッジの変化に反応したことを示している。また、健康状態に関する推定結果によると、利用者の健康状態によらず、介護サービスを多く利用することは健康状態に有意な影響を与えないということが示唆された。すなわち、保険のカバレッジの拡大は、利用者の健康の観点からみればサービスの過剰利用を誘発する可能性があるということが明らかとなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、本研究の目的である医療市場のにおける社会厚生損失の経済的評価を行うために、医療市場の需要と供給の両面について分析を進めた。需要側については、高齢者の介護を含めた医療需要を決定する行動経済学的側面について分析を行った。高齢化社会が急速に進展し、日常生活に支障をきたすような疾病や障害を持つ高齢者が急増する中で、医療需要の決定要因を分析するには介護需要を同時に分析することが必要不可欠となっている。我が国の介護保険制度の特徴としては、介護給付の支給限度額の存在があげられる。支給限度額の水準は行動経済学的なチャネルと通して医療・介護の非効率な需要を助長させる可能性があり、そのような制度が医療市場の社会厚生にどのような影響を与えるのかについて分析を進めた。医療の供給側については、医療機関が入院患者の在院日数をどのように決めているのかについて動学的経済モデルを用いた分析を行っている。特に、診療報酬が在院日数によって非線形に変化する場合に在院日数や患者の健康状態などを含めた社会厚生にいかなる影響を与えるのかについてDPCデータをもとに統計分析を進めた。他の市場と同様に、医療市場においても需要と供給は密接に関連しており、社会厚生分析にあたっては両方についての深い理解が必要となる。今後の研究では、本年度の研究を踏まえて医療・介護需要が医師や医療機関の参入行動にどのように影響するのかを分析し、医療市場における社会厚生の包括的な研究を試みる予定である。医療・介護需要の分析に用いるデータについては、自治体から提供された医療・介護レセプトと要介護認定データを結合することで、要介護認定の状況と医療・介護需要の関連を包括的に分析できるようなデータセットを構築した。今回利用する要介護認定データには、要介護認定のさいに用いられる「要介護認定等基準時間」(以下「基準時間」)が含まれており、支給限度額の政策効果を推定する上で有用なデータとなっている。上記のデータセットを利用したこれまでの分析によって、要介護認定において過剰な介護需要が生じている可能性を示した。具体的には、かろうじて介護保険に適用される「基準時間」の利用者が相対的に多くなっていることを明らかにした。この結果は、介護保険で本来想定されているよりも軽症の高齢者も介護保険を利用しており、医療・介護需要に非効率性が生じていることを示すものである。医師は、急性期治療からリバビリ治療への切り替えや症状に応じた使用薬剤の切り替えなど、様々な場面で動学的な意思決定を行うが、経済的インセンティブがそのような意思決定にどのように影響するのかはほとんど明らかになっていない。そこで、医療機関における急性期治療からリハビリ治療への転換タイミングの意思決定に関して分析を進めた。特にDPC病院では、急性期病床の診療報酬が在院日数に応じて段階的に下がる仕組みになっており、患者を特定のタイミングでリハビリに移行させたほうがより多くの診療報酬を得ることができる場合がある。以上のような診療報酬体系の下でのリハビリ治療への移行タイミングについて、DPCデータを用いて実際の治療の移行の傾向について移行タイミングの分布から考察した。これまでの分析では、医療機関は特定のタイミングで患者をリハビリに移行させるような行動はあまりとっていないことが明らかになった。

RDDによるの識別戦略に基づき、支給限度額が大きく変化する基準時間の「境界周辺」の利用者を比較し分析を行った。さらに、介護サービスが利用者の健康状態に与える影響についても分析を進めた。前述の基準時間の閾値におけるサービス利用の外生的な変化を用い、将来の「基準時間」をアウトカムとして介護サービスが介護必要度に与えた影響を識別することを試みた。介護保険のカバレッジ(支給限度額)がサービス利用に与える影響について推定を行ったところ、RDDによる推定値は正で統計的に優位な値となった。具体的には、カバレッジ1%の上昇に対してサービスの需要は約0.30.5%上昇することがわかった。この結果は、カバレッジが広がるとサービスの利用量が上昇することを強く示唆している。サービスの利用が支給限度額を大きく下回る(50%以下)利用者群に絞り、この利用者群が支給限度額の上昇に反応するのかについて推定を行ったところ、ほとんどの場合で推定値が正の有意な値となった。これは、利用者が価格変化に直面しないにもかかわらず、「認知バイアス」によって保険のカバレッジの変化に反応したことを示している。また、健康状態に関する推定結果によると、利用者の健康状態によらず、介護サービスを多く利用することは健康状態に有意な影響を与えないということが示唆された。すなわち、保険のカバレッジの拡大は、利用者の健康の観点からみればサービスの過剰利用を誘発する可能性があるということが明らかとなった。第一に、「基準時間」を用いたregression discontinuity design (RDD)によって支給限度額の政策効果の推定し、行動経済学的要因が医療・介護需要に与える影響について分析を進める予定である。特に、限度額を大きく下回る水準で介護サービスを需要している利用者も、限度額の水準によって介護ひいては医療需要が影響を受けているのかについて明らかにする。医師や医療機関の参入行動は医療・介護の需要に大きく左右されるため、現在の分析を精緻化することで医師や医療機関の立地などについての社会厚生分析に繋げることを試みる。在院日数の分析については、医療機関の行動を動学的な経済モデルに落とし込み、より厳密に経済的インセンティブの影響を分析する予定である。疾病の中には、医師にとって患者の将来の健康状態が予期しやすいものとそうでないものがある。それぞれの状況下において、医師や医療機関が患者の健康と経済的インセンティブをバランスさせながら、いかに在院日数を決定しているのかについて明らかにすることを試みる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
歯髄炎症を制御する象牙芽細胞－ニューロン－内皮細胞間シグナル分子ネットワーク解析

本申請研究では、歯髄炎症in Vitroモデル(象牙芽細胞ー歯髄ニューロンー血管内皮細胞の共培養系)を開発し、1)象牙質破壊による歯髄炎症分子動態、2)神経原性炎症モデルと分子動態、3)血流増加モデルと歯髄炎症分子動態を解析している。1)象牙芽細胞にATP刺激を行うと、一過性内向き電流が記録された。これら電流はナトリウムイオン透過性P2X7受容体、カルシウムイオン透過性P2X4受容体を介するものであった。一方、象牙芽細胞にはP2X1, P2X2/3, P2X3受容体発現は見られなかった(Shiozaki et al., 2017)。2)歯髄に分布するニューロンに直接機械刺激を加えると、ナトリウムイオン透過性電流が記録された。この電流は、いくつかの薬剤に対して感受性を示した。3)ニューロンに直接機械刺激を加え、近傍に存在するニューロンからイオン電流記録を試みたが、記録されず、ニューロン間での相互作用は見られなかった。4)ニューロンのATP受容体(P2X7受容体)が自己分泌性のATPで強く持続的に活性化されることが見出された。このメカニズムは、疼痛反応を持続的に増強する要因として働き、堪え難い歯髄痛を惹起する要因として働くかもしれない。今後、ニューロン自身のATPによる自己分泌性制御を解明する。P2X7受容体が活性化されると、細胞内シグナルを介してATP放出イオンチャネル(パネキシンチャネル)が活性化する予備データを得ている。この点について明らかにし、歯髄炎症in Vitroモデル(共培養系)を用いた細胞間相互作用を詳細に検討する。本申請研究では、歯髄炎症in Vitroモデル(象牙芽細胞ー歯髄ニューロンー血管内皮細胞の共培養系)を開発し、1)象牙質破壊による歯髄炎症分子動態、2)神経原性炎症モデルと分子動態、3)血流増加モデルと歯髄炎症分子動態を解析する予定であった。1)については、十分な研究が終了しすでに成果が出ている(Shiozaki et al.,2017;Nishiyamaet al., 2016; Sato et al., 2015; Shibukawa et al., 2015)。2)と3)では、ニューロンと内皮細胞の相互作用を検討する予定である。しかし、研究の過程で、ニューロン同士の相互作用は見られないこと、ニューロンのATP受容体(P2X7)が自己分泌性のATPで強く持続的に活性化されることが見出され、歯髄炎症in Vitroモデル(共培養系)によるこれら細胞相互作用の検討前に、ニューロン自身のATP自己分泌性制御を解明する必要が生じた。そのため、本研究課題の研究が遅延している。現在の研究成果から、歯髄分布ニューロンのATP受容体(P2X7受容体)が、自己分泌性に放出されたATPで、強く持続的に活性化されることが見出された。そこで今後、ニューロン自身のATPによる自己分泌性制御を解明したい。この点について明らかにし、歯髄炎症in Vitroモデル(共培養系)を用いた細胞間相互作用を検討する。歯髄に炎症性反応(歯髄炎)が生じると神経終末から炎症局所に様々なシグナル分子としての神経ペプチドが放出され、歯髄内血流・炎症性反応は増加し、激しい疼痛がもたらされる。これら歯髄炎制御シグナル分子の詳細な細胞効果は明らかではない。本研究では歯髄を構成する象牙芽細胞ー歯髄ニューロンー血管内皮細胞の共培養系(歯髄炎症in Vitroモデル)を確立する。炎症進行に応じた1)象牙質破壊モデル、2)神経原性炎症モデル、3)血流増加モデルにおいて、歯髄炎制御シグナル分子が、どのように多種細胞で構成される歯髄の細胞「間」情報伝達系に作用するのか、その動態を明らかにする。平成27年度には、象牙芽細胞-歯髄(三叉神経節)ニューロン-血管内皮細胞による三細胞共培養系の確立に先立ち、象牙芽細胞-歯髄(三叉神経節)ニューロン培養系を確立した。象牙芽細胞に単一細胞刺激を加えると、細胞外へのグルタミン酸放出が生じる事を明らかにした(Cell Calcium, in Revision)。また三叉神経節ニューロンに対する機械刺激は細胞内カルシウムイオン濃度の増加をもたらし、この増加は特定の化合物で抑制された。加えて、象牙芽細胞に三叉神経節ニューロンから放出されるであろうsubstance Pあるいはneurokinin Aを投与すると、細胞内カルシウムイオン濃度が増加した。これらの事から、歯髄細胞間の情報伝達系における伝達因子に関するデータが得られた。研究実績の概要で述べたように、平成27年度には、象牙芽細胞-歯髄(三叉神経節)ニューロン間におけるグルタミン酸を介した情報伝達、三叉神経節ニューロンの機械刺激感受性(歯髄内炎症にともなう内部圧力増加による疼痛発生をモデル化している)とその抑制因子の同定、象牙芽細胞における三叉神経節ニューロン由来神経ペプチド(substance Pあるいはneurokinin A)受容体の存在を明らかにし、歯髄の細胞間の情報伝達系についての予備的なデータが得られた。しかし、平成27年度に策定していた、象牙芽細胞-歯髄(三叉神経節)

ニューロン-血管内皮細胞による三細胞共培養系による種々の実験計画は実施されていない。平成28年度には、三細胞共培養系を確立し、炎症進行に応じた細胞モデルを用いた細胞間情報伝達を明らかにする予定である。歯髄に炎症性反応(歯髄炎)が生じると神経終末から炎症局所に様々なシグナル分子としての神経ペプチドが放出され、歯髄内血流・炎症性反応は増加し、激しい疼痛がもたらされる。これら歯髄炎制御シグナル分子の詳細な細胞効果は明らかではない。本申請では歯髄を構成する象牙芽細胞ー歯髄ニューロンー血管内皮細胞の共培養系(歯髄炎症in Vitroモデル)を確立する。炎症進行に応じた1)象牙質破壊モデル、2)神経原性炎症モデル、3)血流増加モデルにおいて、歯髄炎制御シグナル分子が、どのように多種細胞で構成される歯髄の細胞「間」情報伝達系に作用するのか、その動態を明らかにする。平成28年度には、象牙芽細胞ー歯髄ニューロンの共培養系において、グルタミン酸を伝達物質とする細胞間コミュニケーションの詳細を明らかにした(平成27年度報告書記載済み)(Cell Calcium. 2016)。加えて、象牙芽細胞にイオンチャネル型ATP(P2X)受容体が発現を報告した(Frontiers in Physiology, 2016)。一方、単一ニューロンに機械刺激を加えた際の刺激ニューロン近傍に存在するニューロン応答を記録した。しかし、細胞膜電流としての応答は記録できなかった。象牙芽細胞ー歯髄ニューロンの共培養系において、グルタミン酸を伝達物質とする細胞間コミュニケーションの詳細を明らかにした(Cell Calcium. 2016)。加えて、象牙芽細胞にイオンチャネル型ATP(P2X)受容体が発現し、歯髄の組織障害にともない放出されるATPによって活性化されるであろう事を報告した(Frontiers in Physiology, 2016)。一方、神経原性炎症モデルとしてニューロン同士の細胞間コミュニケーションを明らかにする目的で、単一ニューロンに機械刺激を加えた際の刺激ニューロン近傍に存在するニューロン応答を記録した。平成28年度には、象牙芽細胞ー歯髄ニューロンー血管内皮細胞の共培養系(歯髄炎症in Vitroモデル)を確立する予定であったが、象牙芽細胞ー血管内皮細胞共培養系、血管内皮細胞ー神経細胞共培養系を用いたシグナルコミュニケーションの解析を実施している。本申請研究では、歯髄炎症in Vitroモデル(象牙芽細胞ー歯髄ニューロンー血管内皮細胞の共培養系)を開発し、1)象牙質破壊による歯髄炎症分子動態、2)神経原性炎症モデルと分子動態、3)血流増加モデルと歯髄炎症分子動態を解析している。1)象牙芽細胞にATP刺激を行うと、一過性内向き電流が記録された。これら電流はナトリウムイオン透過性P2X7受容体、カルシウムイオン透過性P2X4受容体を介するものであった。一方、象牙芽細胞にはP2X1, P2X2/3, P2X3受容体発現は見られなかった(Shiozaki et al., 2017)。2)歯髄に分布するニューロンに直接機械刺激を加えると、ナトリウムイオン透過性電流が記録された。
卵巣未熟奇形腫の細胞生物学的分析:組織学的類似性を示す子宮癌肉腫との比較検討

卵巣未熟奇形腫の患者2名の初回手術時に採取した新鮮腫瘍組織を用いて組織培養を行なった.その結果,細胞株を1種樹立することに成功し,FU-IT-1と命名した.FU-IT-1株は32回の継代に成功し,その細胞形態はspindleで重層化を示し,免疫細胞化学染色にてneuron specific enolase(NSE),S-100,gliofibrillary acidic protein(GFAP)のマーカーに陽性を示し,本株の神経原性起源が示唆された.本株の無血清培養を試みたが,株化には到らなかった.また,同腫瘍の染色体分析を行なった結果,クローナルな異常として第10番染色体と第20番染色体のトリソミ-が認められた.第20番染色体のトリソミ-は既に我々が樹立した子宮癌肉腫(MMMT)株の一つ(FU-MMT-3)にも認められており,両腫瘍の細胞遺伝学的共通性が示唆された.分子生物学的分析では,卵巣未熟奇形腫2例中1例にc-myc癌遺伝子の増幅が認められたが,N-mycの増幅は認められなかった.従って,組織学的類似性を示す卵巣未熟奇形腫とMMMTとの間には,細胞遺伝学的な共通点が存在する可能性が本研究によって明らかとなった.卵巣未熟奇形腫の患者2名の初回手術時に採取した新鮮腫瘍組織を用いて組織培養を行なった.その結果,細胞株を1種樹立することに成功し,FU-IT-1と命名した.FU-IT-1株は32回の継代に成功し,その細胞形態はspindleで重層化を示し,免疫細胞化学染色にてneuron specific enolase(NSE),S-100,gliofibrillary acidic protein(GFAP)のマーカーに陽性を示し,本株の神経原性起源が示唆された.本株の無血清培養を試みたが,株化には到らなかった.また,同腫瘍の染色体分析を行なった結果,クローナルな異常として第10番染色体と第20番染色体のトリソミ-が認められた.第20番染色体のトリソミ-は既に我々が樹立した子宮癌肉腫(MMMT)株の一つ(FU-MMT-3)にも認められており,両腫瘍の細胞遺伝学的共通性が示唆された.分子生物学的分析では,卵巣未熟奇形腫2例中1例にc-myc癌遺伝子の増幅が認められたが,N-mycの増幅は認められなかった.従って,組織学的類似性を示す卵巣未熟奇形腫とMMMTとの間には,細胞遺伝学的な共通点が存在する可能性が本研究によって明らかとなった.
古地磁気の高密度層序変化から西南日本の回転移動時期を解く

本研究は2年計画であり,本年度は残留磁化測定,岩石磁気学的検討,データ解析に重点を置いた.愛知県鳳来町の川売セクションで地質調査を行い,岩相層序と地質構造の理解に努めた.本ルートの中新統(設楽層群)は,下半部が凝灰質な砕屑岩(北設亜層群の門谷層)からなり,上半部が珪長質火山岩類(南設亜層群の尾籠層,大島川層,明神山層,鳳来湖層)からなる.古地磁気方の傾動補正に必要な地層傾動に関するデータを全層準から得ることができた.門谷層は1817Ma前後に形成されたらしいこと,及び南設亜層群は約15Maに短期間のうちに一気に形成されたことがFT年代測定によりわかった.昨年度充実させた磁気測定装置を用いて残留磁化測定と岩石磁気実験を行った.サンプルは合計40地点から採取された.詳細な段階消磁を適用することで,門谷層砕屑岩の7地点,北設亜層群火山岩類の22地点,合計29地点で,傾動補正された地点平均古地磁気方位が決定された.門谷層の古地磁気方位は逆帯磁を示し,偏角は約30゚の時計回り偏向を示した.伏角は本地域で期待される値とほぼ同じであった.このことは門谷層の堆積(1817Ma)以降に本地域で約300の時計回り回転運動が起こったことを示す.それに対し,南設亜層群(15Ma)の古地磁気方位は正帯磁と逆帯磁の両方があり,偏角は有意な偏向を示さなかった(伏角は期待値とほぼ一致).従って,調査地域での時計回り回転は約17Ma15Maに限定される.この回転は日本海の形成に関連する西南日本の回転運動であると考えられ,本研究によりその年代が明瞭になった.本研究は2年計画であり,本年度は測定装置の充実と野外調査およびサンプリングに重点を置いた.施設備品として,当初の計画通り,夏原技研製のスピナー磁力計(ASPIN)と同社製非履歴残留磁化(ARM)着磁システムを導入した.スピナー磁力計は縦置型で,ノイズレヴェルは1x10^<-6>emu以下と,火山岩の残留磁化測定には充分な感度を持っている.ARM着磁装置では既存の交流消磁装置を併用し,様々な磁場強度でARMを付着できる.これらの導入により,残留磁化測定と岩石磁気学的検討が効率的かつ精密に行うことが可能となった.野外では,愛知県設楽地域における調査セクション(川売セクション)の地質調査はほぼ完了し,高密度サンプリングを実施した.約40層準から試料を採取した.試料採取には主にエンジンドリルを使用し,試料の方位付けには磁気コンパスと太陽コンパスを使用した.また,地層の年代を正確に知るために,いくつかの火山岩試料と堆積層中のテフラ試料についてフィッション・トラック法による絶対年代測定を行った.その結果,調査セクションの火山岩類(南設亜層群)は約15Maに短期間のうちに一気に形成されたらしいこと,およびその下位の堆積岩類(北設亜層群)は1817Ma前後に形成されたらしいことがわかってきた.次年度は採取した試料について残留磁化測定と岩石磁気学的検討を行う.そして古地磁気方位の時間変化を観測し,西南日本の回転移動時.期を明らかにしたいと考えている.本研究は2年計画であり,本年度は残留磁化測定,岩石磁気学的検討,データ解析に重点を置いた.愛知県鳳来町の川売セクションで地質調査を行い,岩相層序と地質構造の理解に努めた.本ルートの中新統(設楽層群)は,下半部が凝灰質な砕屑岩(北設亜層群の門谷層)からなり,上半部が珪長質火山岩類(南設亜層群の尾籠層,大島川層,明神山層,鳳来湖層)からなる.古地磁気方の傾動補正に必要な地層傾動に関するデータを全層準から得ることができた.門谷層は1817Ma前後に形成されたらしいこと,及び南設亜層群は約15Maに短期間のうちに一気に形成されたことがFT年代測定によりわかった.昨年度充実させた磁気測定装置を用いて残留磁化測定と岩石磁気実験を行った.サンプルは合計40地点から採取された.詳細な段階消磁を適用することで,門谷層砕屑岩の7地点,北設亜層群火山岩類の22地点,合計29地点で,傾動補正された地点平均古地磁気方位が決定された.門谷層の古地磁気方位は逆帯磁を示し,偏角は約30゚の時計回り偏向を示した.伏角は本地域で期待される値とほぼ同じであった.このことは門谷層の堆積(1817Ma)以降に本地域で約300の時計回り回転運動が起こったことを示す.それに対し,南設亜層群(15Ma)の古地磁気方位は正帯磁と逆帯磁の両方があり,偏角は有意な偏向を示さなかった(伏角は期待値とほぼ一致).従って,調査地域での時計回り回転は約17Ma15Maに限定される.この回転は日本海の形成に関連する西南日本の回転運動であると考えられ,本研究によりその年代が明瞭になった.
耳鳴り抑制：閉ループ型実時間情報処理を備えた微小電気刺激装置開発と覚醒脳への展開

本研究では,耳鳴りのモデル動物を利用してその生理学的な機序の解明を目指した.また,耳鳴りに関連する神経活動を抑制する脳刺激法の開発に取り組んだ.近年,耳鳴りは中枢神経系にその疾患原因が深く関与していることが次第に明らかになってきた.本研究課題では,特に,麻酔下の聴覚皮質の脳活動イメージングによって,耳鳴り誘発剤の投与後に特定の周波数に応答する脳のサブ領域が大きく拡張されることが判明した.このような特徴的な神経活動を抑制するため,小型磁気刺激デバイスを開発した.また,本デバイスの脳刺激における有効性が実験的に確認された.今後,耳鳴りモデル動物に適用してその抑制効果をさらに検証する予定である.本研究では,計画全体として,耳鳴りに関連する神経活動を電磁気的に抑制制御する微小刺激と記録システムをデバイスレベルから開発するための基礎的研究基盤の構築を目指している.今年度は,研究期間の初年度に当たり,動物実験に関する基盤を構築すると共に,制御システムの構築を目指した.まず,ラットおよびマウスのin vivo動物実験において,聴覚皮質の神経活動を電気生理学および光計測(膜電位感受性色素,および,フラビンタンパク質イメージング)を行う実験系を構築し,その方法に十分に習熟した.その結果,ラットの周波数地図とその音刺激応答について,幾つかの新しい知見が得られたために,得られた実験結果を神経科学国際誌(Noto et al., Neuroscience, 2016)に投稿した.次に,in vitro脳切片実験系で,耳鳴り関連神経活動の伝搬様式を皮質6層構造で多点計測し,その活動生起と伝搬の生理学的機序を明らかにした.特に,耳鳴り誘発剤をマウスに投与する前段階として,耳鳴りの動物モデルの脳スライスに,同薬剤を投与した際の神経活動変化を詳細に計測した.その結果について,国内学会大会(Sano and Tateno,日本神経科学会大会,神戸,2015)および国際会議(Tateno and Sano, Annual meeting of Society for Neuroscience,シカゴ,2015)で発表した.また,in vivo動物実験において,聴覚皮質へ刺入して電気的刺激を印加する多電極配列基板(ミシガンプローブ)を試作した.さらに,耳鳴り抑制システムとして,サブミリサイズのコイルで磁気刺激を行う実験系を構築した.本年度の前半では,実験条件の制御が容易なin vitro脳切片実験系で,耳鳴り関連神経活動の伝搬様式を皮質6層構造で多点計測し,その活動生起と伝搬の生理学的機序を詳細に明らかにした.その結果は,日本神経科学会大会およびSociety for Neuroscienceの年会で発表した.特に,聴覚皮質脳切片の活動計測において,潅流液中に特定の薬剤を加えると耳鳴り様の神経活動が発生することが知られている.本課題では,申請者らが既に得ている予備的な実験結果に基づき,聴皮質6層構造のどの層から,耳鳴り様の自発的神経活動が発生し,その後,どの方向に伝搬していくかを平面型多電極配列基板の計測システムで観察した.この知見の中には,次年度に計画しているin vivo動物実験に有用な結果が含まれていた.また,光計測により,ラットおよびマウスの聴覚皮質の神経活動の様子が詳細に観察できるようになった.その結果は,国際誌(Neuroscience, 2016)に報告しており,着実に実験結果を蓄積している.また,刺入型刺激電極の試作を完成しており,次年度に実際に動物脳に応用する予定である.さらに,サブミリサイズのコイルを用いた磁気刺激装置の構築を行っており,初年度の研究計画としては,概ね目標を達成したと考えている.本研究では,計画全体として,耳鳴りに関連する神経活動を電磁気的に抑制制御する微小刺激と記録システムをデバイスレベルから開発するための基礎的研究基盤の構築を目指している.今年度は,研究期間の2年目に当たり,初年度に試作した刺激印加および制御システムの応用展開を図るために,主に,モデル動物を用いて開発システムの評価を行った.研究計画に基づき,刺激インターフェースの生体適合性について検討した.脳にダメージを与えずに神経活動を誘起できるデバイス構成と組織に損傷を与え難い表面被覆材料として,磁気刺激インターフェースには,パリレンCを10マイクロメートルの厚さで蒸着させた.次に,昨年度,in vitro電気刺激応答の局所回路の特徴を詳細に調べた結果を,投稿論文としてまとめ,国際誌に投稿して出版した(Yamamura et al., 2017).また,開発したin vivo電気および磁気刺激インターフェースを用いて,実際に,脳刺激による神経活動の誘発応答記録実験を行った(国際会議ICONIP2016で発表済み).特に,電気および磁気刺激の振幅や時間長等の刺激パラメータを変化させることにより,誘起される神経活動の範囲や活動伝搬の様子を詳細に観察した.さらに,耳鳴り動物モデルの周波数地図の経時的な変化について,自家蛍光フラビンタンパク質イメージング法を用いて詳細に観察した結果を日本神経科学会大会で発表した.また,現在,その結果は,投稿論文として国際誌に投稿中である.耳鳴り動物モデルの電気生理学的な結果を現在蓄積しており,次年度には外部発表する予定である.初年度は,実験条件の制御が容易なin vitro脳切片実験系で,耳鳴り関連神経活動の伝搬様式を皮質6層構造で多点計測し,その活動生起と伝搬の生理学的機序を詳細に明らかにした.