hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
知識転移学習と仮想回路の融合による脳型計算機の確立と自律型ロボットへの応用

本研究は“学習理論",“ハードウェア",“応用"の3つの柱からなる.それぞれごとにサブタスクを設定し,研究の実施を行った.学習理論グループでは,Deep Learning研究においてデファクトスタンダードになりつつあるライブラリであるTheanoを導入し,ハードウェア化に向けたアルゴリズム改良に関する検討を開始した.ロボットへの組込みに適したネットワークサイズに関する基礎的実験を行った.ハードウェアグループでは,Deep Learningを構成する要素として,制限付きボルツマンマシンとオートエンコーダに着目,これらの小規模な論理回路構成を検討した.また,Xilinx社の大規模FPGAであるVirtex 6シリーズを搭載したFPGAボードの導入を行い,パソコンとのインタフェース回路(イーサネット,シリアル通信)等を整備した.応用班では,RoboCup@homeリーグで実際に用いている自律型ロボットへ,脳型計算機プラットフォームのベースとなるFPGAボードの導入を行った.ロボット業界でデファクトスタンダードになりつつあるRobot Operating System (ROS)を用いてFPGAの内部回路をソフトウェアから隠ぺい,提案プラットフォームのROSパッケージ化を実現,ハードウェアに不慣れなロボット開発者にも,本研究で提案する脳型計算機プラットフォームを簡便に使える提案を行った.本研究は,学習理論,ハードウェア,応用の3つの柱からなる.ハードウェア班では,AEの基本回路をVerilog HDLを用いて設計した.また,RBMに関して回路化を見越した基礎検討を行った.CNNについては,広く用いられているCNN用オープンソースであるCaffeから出力される学習済みネットワークのパラメタが格納されたCaffe modelを読み込んで,組込みマイコン上で実行モードを実現する仕組みを構築した.応用班では,RoboCup@Homeで実際に用いている自律型ロボットへFPGAを導入した.Robot Operating System(ROS)からFPGA内部回路へ簡便にアクセスするROS-FPGAについて昨年度に続きブラッシュアップを行い,実際にロボットへ搭載して人物追跡用の画像認識回路を搭載して検証を行った.また,RoboCup@Homeロボット向け画像認識システムとして,大規模CNNの最終層のみを学習させる転移学習を用いて,照明をはじめとする環境変化に頑健な画像認識システムの構築を行った.AE,RBM,CNNについて基本回路の構築が進んでいる.転移学習に関してはソフトウェアレベルではあるが,ロボット向けの画像認識システムとして構築が出来ている.@ホームロボットの開発も順調であり,RoboCup Japan Open 2016 @ホームロボット実機リーグにおいて準優勝を果たした.以上より,総合的に判断して,本研究はおおむね順調に進展しているといえる.本研究計画では自律型ロボットへ応用可能な脳型計算機の実現を目的とし,理論,回路,応用の三つの面からの目標達成を目指す.理論・回路班では,Deep Neural Networks (DNN)の構成要素であるRestricted Boltzmann Machines(RBM),AutoEncoders (AE)に着目し,これらについてハードウェア指向のアルゴリズムを検討した.RBMでは,発火確率を求める積和演算の計算過程で現れる切り捨てビットを乱数の代わりに用いることを提案した.AEでは,Tied Weightの構造を生かすことでシナプス回路に必要な回路規模を削減するShared Synapse Architectureを提案した.さらに,人物検出に特化したハードウェア指向Multiresolution Co-occurrence Histograms of Oriented Gradients(MRCoHOG)とそのディジタル回路アーキテクチャを提案した.応用班では,@ホームサービスロボットへ様々な知的回路を実装するプラットフォームとして提案したRobot Operating System (ROS)からField Programmable Gate Array (FPGA)内の仮想回路へと簡便にアクセス可能なROS-FPGAの改良を昨年度に引き続き行った.本年度はアプリケーション回路としてMRCoHOGを用いた人物追跡をFPGA内に実装し,ホームロボットExi@へと応用した.その他,昨年度までに確立してきた深層畳み込みニューラルネットワークと転移学習によるロボット向け画像認識システム等もホームロボットへと組込み,RoboCupJapan Open 2016, 2017へと出場し,競技会でその実用性を示した.学習理論に関しては一部遅れがある.これは,転移学習に関する進展が少ないためである.一方で,FPGA内で動作する仮想回路の転移学習に必要な小規模な制限付きボルツマンマシンやオートエンコーダの論理回路構築には着手しており,総合的にはおおむね順調に進展しているといえる.ハードウェアに関しては,上記の通り基礎的回路の構築に着手しており,また,大規模FPGAボードの導入にも着手しているために,おおむね順調に進展しているといえる.応用班に関しては,FPGAボードのROSパッケージ化に成功し,簡単な画像処理を実現できている.@ホームロボットの開発も順調であり(本研究と直接的な関係は薄いが,学生の活動としてRoboCupJapan Open 2015の@ホームロボット実機リーグにおいて3位入賞を果たした),当初の計画以上の進展が見られる.以上より,総合的に判断して,本研究はおおむね順調に進展していると言える.引き続き研究計画に従い,学習理論,ハードウェア,応用に関して研究を進める.AEとRBMの回路化を重点的に進めると共に,ロボットへの搭載も行い,その基本機能を検証する.脳型計算機システム引き続き研究計画に従い,学習理論,ハードウェア,応用に関して研究を進める.平成27年度は,少々の遅れが見られる学習理論にエフォートを集中して研究開発を進める.特にFPGAボードとその開発環境に関して,現有の設備を利用して研究を進展できたため.FPGAボードに関して現有の設備を利用して研究を進展できたので,主に物品費に余剰が生じた.翌年度分と合わせて,最新のFPGA開発用パソコン等の導入へと使用する計画である.翌年度分として請求した助成金と併せて,最新のFPGAボードや開発用パソコン等の導入へと使用する計画である.
寒冷地水道における急速攪拌の適正化による浄水処理の改善と改善メカニズムの解明

1)径13μm粒子の個数濃度を指標に動的凝集実験を行い、凝集剤注入後における集塊化プロセスは、準備期→進行期→安定期の三期を経て安定化すること、安定期に残る未集塊化粒子個数に影響する主因子は、凝集剤注入率、急速及び緩速の撹拌条件(強度及び時間)であることなどを明らかにした。2)急速撹拌、緩速撹拌のいずれを強化しても処理水水質の改善に繋がる。また、濁度及びSTRを最低にする総G・T値は凝集剤によって異なり、PAC使用の場合には、濁度0.5度及びSTR2以下を達成するに必要な総G・T値は16万30万[無次元]である。3)低水温化に伴う集塊化プロセスの変化に関して調査を行い、低温化するほど安定期までの時間は長く、残存する未集塊化粒子個数は多くなること、また、安定期出現の遅れは、準備期が長引くためであり、進行期の長さには有意な変化はないことを指摘した。更に、低温化に伴う安定期における残留粒子個数濃度の増加は、進行期の集塊化速度(個数減少速度)の低下によるものであり、それの低減化を図るためには大きな総G・T値の確保が必要である。4)低水温時の処理性改善にノニオン系ポリマーをいかに導入すべきかの検討を行い、直列二段の急速撹拌法(一段目:PACなどの主凝集剤注入、二段目:ポリマー注入)の有効性を検証した。5)寒冷地の水道水源に多いフミン質の処理に関しては、色度除去(pH6.5)に力を入れると沈澱処理水のSTRが異常に高くなり、ろ過池の維持管理や多量に発生する汚泥の処理・処分上の問題が出る。今回の実験から、フミン質の処理性向上には、集塊化安定期に入るまでの十分な急速撹拌が最も重要であること、及び必要最小限のPAC注入率の上昇とGR値の適正化(750sec^<-1>)との併用が色度及びSTRの低下に効果あることを明らかにした。蛇口水中の原虫が原因となって発生した水系感染症が契機となって、浄水処理の高効率化が緊急に解決すべき課題となっている。特に寒冷地水道では、長期間継続する水温低下時の粘性上昇に起因する凝集、沈澱、ろ過の処理効率低下の問題については、それを避けることが出来ず、いかにしてその低下抑制を図るかは非常に重大な課題である。1.浄水処理システムの初段に設けられる急速混和槽内の凝集・微フロック形成現象の把握と高効率化とを目指し、沈澱・ろ過による処理効率が低い径13μmの粒子数を指標に、回分式の動的凝集実験を行った。その結果、凝集・微フロック形成プロセスは、急速撹拌強度及び凝集剤注入率によって大きく変動すること、そのプロセスは、集塊化準備期→集塊化進行期→安定期を経て、小さな粒子が次第に大きな粒子へと成長し、それに伴って個数濃度を減少させて行くことを明らかにした。2.水温220°Cの範囲で、カオリン粒子

懸濁試料水を凝集剤PAC、塩化第二鉄、PSIで集塊化させるプロセスを前記の粒子数の動きで測定したところ、水温低下とともに、凝集剤が化学的に析出してカオリン粒子規模に成長するまでの集塊化準備期間が長くなること、及び安定期に残留する未凝集ないし未集塊化粒子の数が増加することが原因となって、粒子の沈澱効率などが低下することが分かった。3.低水温時の沈澱処理効果の改善を目的に、凝集助剤としてノニオン系ポリマーの使用方法を回分式の凝集沈澱実験で調べた。その結果、PACなどの主凝集剤の注入後の一段目の急速撹拌で凝集・微フロック形成を行った後にポリマーを注入して二段目の急速撹拌を行うという二段直列型の急速撹拌法の導入が有効(凝集剤注入率が低いもとで処理性が向上)であること、及び必要となる撹拌強度、撹拌時間などの運転条件を明らかにした。粒子アナライザ付き回分式凝集沈澱装置を主用して、緩速攪拌及び急速攪拌の適正化によるカオリン粘土及びフミン質の処理性改善に関する基礎的研究を行い、以下の知見を得た。1)緩速攪拌のみを強化した実験から、処理水の濁度及びSTRの最低値は、硫酸アルミ使用時にはG_s・T_s値23,000210,000で、またPAC使用時にはG_S・T_S値300,000付近で得ることができた。それらにおける処理性は、海老江らが提唱する急速攪拌の適正化時と同程度であった。また、PACを用いて処理水の濁度とSTRとをそれぞれ0.5度以下及び2以下にするために必要な総G・T値は、160,000300,000程度となることを示した。2)水温低下に伴う凝集・微フロック形成の過程を動的に調べたところ、低温になるほど集塊化安定期に到達する時間は長く、残存する未集塊化粒子個数は多くなることを確認した。集塊化安定期の出現が遅れるのは準備期が長引くためであり、水温によって進行期の長さは殆ど変わらなかった。また、集塊化安定期における残留粒子数の増加原因は、進行期の粒子集塊化速度(個数減少速度)が水温低下とともに下がるためであること、十分な総G・T値の確保がそれの大幅な低減化につながることを明らかにした。3)フミン質の処理では、集塊化安定期に入るまで十分に急速攪拌することが最も効果あることを動的凝集実験で検証した。不十分な攪拌のもとでPAC注入率を上昇させる従来処理法を採用すれば、色度が最も低下するpH6.5でもSTRは非常に高く、ろ過池の維持管理及び多量に発生する汚泥の処理・処分に課題を残すこととなる。処理性が最も改善したG_R値は750sec^<-1>であったが、急速攪拌強度上昇の効果は僅かであった。PAC注入率とG_R値との上昇を併用すれば、STR及びろ過色度を更に低下させ得るが、肝要なことは、急速攪拌を集塊化安定期に入るまで十分に継続させることである。
大学・地域交流に関する総合的研究

99の国立大学は,規模,財政,研究機能等でいくつかの類型に分化しており,地域との関連もこの類型によって大きな相違があることが示された。この類型のうちいくつかを選んで,大学教員と地域有識者に調査を行った。調査した国立大学教員のうち,過半数が大学レベルの地域交流・大学開放事業に参加しており,約8割は、個人レベルで地域交流活動を行っている。教育個人レベルの大学=地域との交流は専門領域によって差はあるが,さかんに行われているのに対して,有識者については大学から協力要請があったのは約4分の1であり,医療等では3分の2以上が大学と交流しているなど,分野による差が大きい。他方,教員,有識者とも交流層は,大学=地域交流の現状を高く評価している。大学教員は,国立大学が地域に貢献していると評価しているのに対して,有識者の場合には,貢献を認めつつも,よりいっそうの地域貢献を求める意見が強い。特に,人材育成,教育機会といった伝統的に国立大学が果たしてきた機能だけでなく,現状では評価の低い,社会人の再教育や文化や福祉の領域でも貢献を強く求めている。また,大学教員は地域の資源を,有識者は大学のリソースをそれぞれ有効に活用している。こうした個人レベルの地域交流の活発さに比較して,組織レベルの大学の地域交流の取り組みについては,教員・有識者とも評価は低い。また,過去10数年間の間に公私協力の形で,私立大学が多数作られた新潟県の場合をみると,地域貢献という点で私立大学の方がより積極的である。国立大学には全国的にも大学=地域交流をめざすセンター等が設立されているが,個人レベルに比べ,組織としての国立大学=地域交流はまだ十分に展開されているとはいえない。(1)大学とりわけ国立大学の日本の高等教育システムの中で占める役割と機能を明らかにし、大学の地域配置の適正化に資するために、統計的な資料を収集し、分析を行った。国立大学の中でも、大学による相違が大きいことが明らかにされた。また、高等教育政策の中で、大学の地域配置や大学と地域との交流がどのように捉えられていたか分析中である。これらは来年度引き続き実施する。(2)国立大学教員調査を平成9年10月に実施した。調査対象は、共同研究者の所属する7大学の講師以上の教員全員である。サンプル数6,051でこのうち2,668名から回答があった。回収率は、44.2%である。調査内容は、大きく教員個人と地域との関わり、大学と地域社会の交流、大学の今後のあり方、の3つに分かれている。3月現在分析を進めるとともに、日本高等教育学会での発表にむけて、準備中である。(3)地域有識者調査を実施中である。今年度は調査票の発送まで完了した。対象は大学と関連がり、大学に影響力を持つと考えられる7つの県の有識者8,900名である。調査内容は、対象者と地元国立大学との関わり、大学と地域交流についての意見、大学の今後のあり方の3つに大きく分かれている。来年度に回収、分析を行う予定である。(4)新潟県をフィールドとして、国立大学だけでなく公私立大学も含んだ実態調査を実施中である。このため、今年度は、1国立大学、2私立大学、および新潟県庁を訪問調査し関係者にインタビューをするとともに資料を収集した。来年度はさらに調査対象を拡大して、調査を行う予定である。昨年度に続き、国立大学の日本の高等教育システムの中で占める役割と機能を明らかにするために、統計的な資料を収集し分析を行った。また、大学の地域配置や大学と地域との交流に関する高等教育政策を分析中である。また、これに関連して戦後の国立大学の学部構成の変遷についても、歴史的な分析を実施している。平成9年10月に実施した7国立大学の教員調査の結果を日本高等教育学会及び日本教育社会学会で発表した。

さらに、分析を進め、国立学校財務センター研究報告第3号として刊行した。国立大学と地域交流に関する地域有識者調査を実施し結果を分析中である。調査対象は教員調査の対象となった国立大学と同じ県に在住し、各国立大学と関連があり大学に影響力を持つと考えられる有識者8,557名でうち4,040名より回答があった。回収率は47.2%である。調査内容は、教員調査と比較を念頭に設計し、対象者と地元国立大学との関わり、大学と地域交流についての意見、大学の今後のあり方の3つに大きく分かれている。新潟県で、国公私立大学の実態調査を実施し結果を分析中である。2国立大学、6私立大学、および新潟県庁を訪問調査し関係者にインタビューを実施し資料を収集した。また、既に調査を実施した新潟大学を除く10大学の教員を対象とした悉皆調査を実施した。サンプル数は695名でうち322名を回収した。回収率は46.3%である。調査内容は先の教員調査とほぼ同じものである。さらに、地方自治体の部課長を対象とした行政調査を実施した。サンプル数は744名で、このうち471名を回収した。回収率は63.3%である。調査内容は有識者調査を行政対象に修正したものである。これらの結果は平成11年度の日本高等教育学会及び日本教育社会学会で発表を行う予定である。本研究は,急激に変貌しつつある現代社会の大学の機能と役割を,地域社会との関連に焦点をあてて,大学と地域交流の現実を総合的・実証的に捉え,問題を明らかにすることによって,政策や計画に資する。そのため,次のような作業を行った。1.総合研究(1)地域性に着目した大学の類型化(2)各大学群の機能様式の分析(教育機会の提供,人材の育成,対社会サービスなど)2.事例研究(1)事例研究I:国立大学の事例研究(大学全体,組織レベル,個人レベルでの地域との関連,組織特性など)(2)事例研究II:国立大学と地域の事例研究(1つの地域における大学と地域社会の関連を総合的に分析)(1)総合研究では,前年度に引き続き,既存資料の収集・整理・分析を主体に作業を進めた。「学校基本調査」や「大学一覧」などを中心に前年度作成した大学データベースに基づき国立大学の類型化を行った。この大学類型を用いて,大学の組織特性や教育機会の提供,人材の育成,対社会サービスなどの機能様式の相違の分析を進めた。(2)事例研究Iでは,主として地方の国立大学に所属する共同研究者の大学と地域を対象として,資料収集を進めることにより,大学の組織特性と地域との関連を明らかにした。さらに,前年度実施した各大学の教員調査ならびに地方の有識者を対象としたアンケート調査の分析を行った。(3)事例研究IIとして,新潟県を対象として,国立大学だけでなく私立大学をも含めた大学と地域社会の関連を総合的に調査した。これらの大学の教員や行政機関について地域との交流を中心にアンケート調査を実施するとともに,訪問調査を実施した。
ディジタルフィルタの設計効率改善および安定判別手法に関する研究

本研究は、様々なディジタルフィルタの設計効率改善や安定判別のための新たな手法を構築することを目指すものである。設計効率改善については平成12年度に一定の成果が得られたことから、平成13年度は、フィルタの安定判別、特に画像処理応用のためのフィルタの安定化にっいて検討を行った。ディジタル画像処理技術、特に画像操作のための基礎技術においては、補間やフィルタリングなどの操作が重要になる。高精度な操作を行うためには、複雑な処理が必要となるだけでなく、そのアルゴリズムの安定化が重要な問題となる。例として、画像処理でよく用いられるスプライン関数の係数導出過程では、逆方向のフィルタリングを行うことで安定性の問題を解決している。平成12年度に、画像処理のためのひとつの関数として、ボックススプライン関数に注目して、その高速アルゴリズムを提案した。しかしながら、このアルゴリズムは関数基底に関するものであり、この関数を用いて実際に画像処理を行うためには、ボックススプライン係数の導出および画像再構成アルゴリズムが必要であった。これらの過程では複雑な演算の簡略化や係数導出プロセスの安定化が問題である。特に、係数導出にはIIRフィルタが必要なため、安定性に関する議論は避けられない問題となる。そこで、差分処理とIIRフィルタを組み合わせることで、安定に画像処理を行うことのできるアルゴリズムを考案し、その性能を実際に検証した。IIRフィルタ単体では安定性を保証できない場面においても、差分処理を組み合わせることで安定化を図ることができることを示した。さらに、こうした考察に基づいて、実際に画像の分解・再構成アルゴリズムを構築し、その性能を検証した。一般には安定性が問題となるHRフィルタに関して、特に画像処理に用途を特化すれば、差分処理や逆方向フィルタリングを組み合わせることで、安定化および計算の効率化を図ることが可能となることを示した。平成12年度は、大きく2つの研究成果が得られた。以下にその概要を示す。ディジタル信号を処理する過程において,所望の成分を抽出する役割を担うディジタルフィルタの特性は重要である.ディジタルフィルタの次数が小さいと演算量・回路規模を少なくできることから,フィルタ設計問題は一般に所望の設計仕様を満足する最小の次数を探す問題に帰着される.従来,最小次数を推定するための推定式が2つ提案されているが,ともに推定精度が不十分であり設計の無駄が増えてしまっていた.本研究では,理論的な考察を加えることで従来の推定式の問題点を改善し,ローパスフィルタを設計する場面における高精度な最小次数推定式を提案した.従来提案されている推定式との比較により精度を検証した結果,推定誤差を約半分に抑えることができた.また,ハイパスフィルタ等,他のフィルタ設計における最小次数の導出手法も示し,その精度の高さを検証した.これらの研究成果は,論文誌IEEE Trans.Circuit and Systems IIに掲載された.ディジタル画像などを処理するための2次元フィルタにおいては、演算量低減とその設計法の確立が問題となる.本研究では,特にウェーブレット分解などの処理に用いられるスプラインフィルタについて考察し,そのひとつであるボックススプライン関数の離散系として離散ボックススプライン関数を提案し,演算量が低減されて設計の効率化が図られていることを確認した.特に,ディジタル画像を拡大する場面において,拡大倍率が大きいほどその演算量低減効果が大きいことを示した.これらの研究成果は,論文誌IEICE Trans.Fundamentalsに掲載された.また,2000年10月に名古屋市で開催された国際会議IECON2000において発表された.本研究は、様々なディジタルフィルタの設計効率改善や安定判別のための新たな手法を構築することを目指すものである。
トルコにおける舗床モザイクの制作技法および材料に関する研究

トルコでは古代から舗床モザイクが数多く制作されてきました。シリア国境沿いの町には、高度な布置技法を用いて制作された大規模なモザイク床が残っています。それらの古典技法は、イスタンブールまで伝播し、後世の壁面モザイクに応用されています。また、近年の活発な発掘により舗床モザイクも発見されていますが、十分な調査研究や保存方策は実施されていません。本研究では、トルコに残る舗床モザイクの材料・技法の系譜をたどることを目的とし、イスタンブール、サムスン、カラデニスエレーリ、ハタイでモザイク調査を実施しました。現状記録と材料・技法に関する考察をもとに、博物館学芸員と保存方策についての検討も進めました。初年度にあたる2014年度には、本科研費にて2回の舗床モザイクに関する現地調査を実施し、さらにモザイクに関する国際学会にも参加し、そこで舗床モザイクの保存修復の最先端で活躍する研究者・修復家らと意見交換をした。調査を実施した博物館は、申請書で計画として挙げた通り、イスタンブール宮殿モザイク博物館とハギア・ソフィア大聖堂、カラデニス・エレーリ博物館、サムスン博物館で、それぞれこれまでに実施された保存修復作業の報告書を確認するとともに、モザイクの観察、写真撮影ならびに可能な場合には寸法計測や実寸大トレースを実施した。また、次年度以降の東部・シリア近郊のモザイク群の調査実施を目指して、ハタイモザイク博物館と調査打ち合わせも済ませた。12月にすでに2015年度の調査許可を文化観光省に申請済みである。2月にはハタイで新規発掘されたばかりの舗床モザイクの調査にも参加する予定であったが、ISISによる邦人人質殺害の影響を鑑み、ハタイでの調査は延期した。この調査は情勢をみながら、今後実施できればと考えている。新規発掘によるモザイク発見が相次ぐトルコにおいて、舗床モザイクの保存を念頭においた現状記録ならびに技法・材料研究の必要性は高く、特に分光測色計による色彩計測は、舗床モザイクの現状記録の客観化・効率化の点で現地研究者に高く評価された。このことは、本研究を進めていくうえで喜ばしい成果であると言える。主として、イスタンブール宮殿モザイク博物館ならびにハギア・ソフィアでのモザイク調査ならびに保存調査を5月ならびに11月の計2回、実施した。イスタンブール宮殿モザイク博物館の舗床モザイクの劣化状態のマッピングを試みるとともに、布置技法について実寸大トレース図から検討を続けている。計画では2年目に比較調査として、初年度に調査を実施したイスタンブール宮殿モザイク博物館、カラデニス・エレーリ博物館、サムスン博物館に加え、ハタイ博物館、シャンルウルファ博物館での調査を実施し、材料・技法ならびに保存状況の比較をおこなう予定であった。そのため、ハタイ博物館を初年度末に訪問し調査に関する打ち合わせを済ませ、調査許可も得ることができていた。しかし、シリアの情勢不安とそれに伴う安全レベル引き上げ(ともにレベル34)のため、シリア国境沿いにあるハタイおよびシャンルウルファでの調査実施は不適切と考え、見送ることとした。最終年度である28年度の調査許可もすでに得ているが、外務省の安全情報を確認しつつ、調査の実施ならびに延期を慎重に検討していく予定である。こうした状況から、本年度はイスタンブール宮殿モザイク博物館の調査と比較研究としてハギア・ソフィア大聖堂ならびにカーリエ博物館、アヤ・イリニ聖堂での調査を実施し、イスタンブールにおけるモザイクの保存状況の把握につとめた。これらの成果は、文化財科学会や保存修復学会、建築学会での口頭・ポスター発表、そして所属機関の紀要にて公表した。布置技法に関して、ハタイおよびシャンルウルファのモザイクを参照する予定であったが、情勢不安のため渡航が規制されており、調査は実施不可能である。研究の進展のため、比較研究としてイスタンブールに特化し、舗床モザイクと壁面モザイクとの比較を実施したが、当初の予定では舗床モザイクの比較を検討していたことから考えると十分に進めることができているとは言い難い。本研究では、現在のトルコ共和国にあたる地域で6世紀以前に制作された舗床モザイクを主たる対象とし、古代から受け継がれてきた1小アジア地域におけるモザイク制作技法および材料選択の系譜を明らかにすること、そして将来的なモザイクの保存修復に向けて2モザイクの現状を記録すること、さらには3技法・材料に起因する劣化を特定し、対策を検討することを目的とし、研究期間を通して、計4箇所の舗床モザイクの調査・研究を実施し、比較調査および学会での研究成果の発表もおこないました。期間後半の2年間は、情勢不安によりトルコ東部での調査実施を控えましたが、イスタンブールでは問題なく調査を実施することができました。まず、近年活発に発掘がおこなわれモザイクの発見も多い黒海沿岸のモザイクは、十分に修復されないまま保管されており、それらのモザイク群の現状調査をおこない、また基礎的情報の整備のため発掘レポートおよび初期の保存方策について学芸員と議論しました。また、大規模な舗床モザイクが数多く残る東部では、期間中に修復によるモザイクの改変がニュースになり、本研究が目的としている現状記録について、学芸員より問い合わせがあるなど、調査の重要性を再認識しましたが、情勢不安のため調査を延期し、今後の課題とすることにしました。イスタンブール宮殿モザイク博物館のモザイクについては、写真測量および環境調査を実施し、特に布置技法については、布置方法とテッセラの布置順序、モザイク全体における布置方向を考察しました。最終年度には、イスタンブール宮殿モザイク博物館を管理する博物館(アヤ・イリニ博物館)の学芸員および館長と、現在計画されている保存修復計画について、調査成果に基づき議論をおこないました。

それらの古典技法は、イスタンブールまで伝播し、後世の壁面モザイクに応用されています。また、近年の活発な発掘により舗床モザイクも発見されていますが、十分な調査研究や保存方策は実施されていません。本研究では、トルコに残る舗床モザイクの材料・技法の系譜をたどることを目的とし、イスタンブール、サムスン、カラデニスエレーリ、ハタイでモザイク調査を実施しました。現状記録と材料・技法に関する考察をもとに、博物館学芸員と保存方策についての検討も進めました。計画的に調査許可の申請をおこなったことで、調査を順調に進めることができている。しかし、購入予定であった小型スキャナーは購入できなかったため、初年度は主として調査に終始してしまった。小型スキャナーを用いた三次元計測ができないという問題を解決するために、調査期間を長めに設定し、かわりに実寸大トレースを実施した。実寸大トレースは、かなりの時間と手間を要するが、詳細な観察と記録が可能となり、結果として技法考察に大いに役立つ成果となったと言える。また、ハタイでの新規発掘モザイクの調査参加とそこでの色彩記録を依頼されたことで、本研究の意義を強く感じることもできた。シリア情勢が安定するまでは、ハタイおよびシャンルウルファでの調査は困難であると理解している。したがって、イスタンブール宮殿モザイク博物館での調査を重点的に進める予定である。まず、原寸大トレースの範囲拡充と今後予定されている博物館の改修工事に伴うモザイクの洗浄と連動して、テッセラの表面状態の記録と洗浄後の記録の作成をおこなう予定である。また、ハギア・ソフィア大聖堂など関連モザイクの調査も実施するが、同時に渡航が困難なハタイやシャンルウルファの舗床モザイクに関する修復記録がイスタンブール保存修復研究所にて保管されているはずなのでそれらの閲覧と、実際に修復に携わった修復家らからのヒアリングを実施し、現在のモザイクの保存状況の把握につとめる予定である。材料・技法史、文化財科学2015年度も、現地にて調査を継続し、特に実寸大トレースの実施と、分光測色計による色彩計測を重点的におこなう。ISISによるシリア近郊の情勢不安を鑑み、今年度も治安が安定するまではハタイなどトルコ東部への渡航はできる限り延期し、黒海沿岸およびイスタンブールの舗床モザイク群の調査に徹底する。カラデニス・エレーリ博物館およびサムスン博物館では、発掘後に保存修復されないままに埋め戻しされ、イスタンブール保存修復研究所による修復を待つ状態にあるモザイクもあった。それらの保存修復時に立会い、現状記録と材料・技法考察をおこなう予定である。また、イスタンブール宮殿モザイク博物館およびハギア・ソフィア大聖堂での調査についても、継続して実施し、予定されているモザイクの保存修復のための基礎記録の整備を進める。残金が少額であったため、不必要な備品を買うよりも繰り越しが適切と判断しました。
痴呆症の注意資源配分に関する基礎的研究

MCIからADに移行する要因として注意配分機能とエピソード記憶が関与しているが,注意配分機能に対する作業療法の効果検討はなされていない.注意配分機能の評価法として二重課題法が提唱されているが、我々は,昨年P300振幅の減衰率は健常老人と比較し軽度痴呆症が大きいことを示し,軽度痴呆症は処理資源量が減少していることを示唆した.そこで,本年度は,軽度痴呆症の注意配分機能の効果を検討する目的で軽度痴呆症3名を対象にシングルケースデザインAB法を用いて注意配分機能に対する作業療法介入を行い,P300を指標とした評価と神経心理学的評価を加えて検討した.対象は,N病院の「もの忘れ外来」に定期的に通院しており,作業療法を受けている軽度痴呆症3名(男性3名,年齢68,73,78歳)であった.1.認知機能評価:神経心理学的評価:(1)HDS-R(2)TMT-AとB(3)仮名拾いテストAとB(4)reading span test.ERP評価:(1)単一聴覚的odd-ball課題(2)聴覚的odd-ball課題と視覚選択反応時間課題の二重課題.2.作業療法介入課題:下記の主課題と副次課題の二重課題を遂行する.主課題:ヘッドフォンから無意味な単音を0.5Hzの頻度で1語づつ呈示し,それを復唱する.副次課題:(1)Box-Tracking課題(2)幾何学図形の色・形・位置を記憶再生課題(3)マクラメ(4)20ピースのパズル.3.手続き:3人の被験者に対し,週2回シングルケースAB法を用いて検討した.介入前(A)3週間:現行の作業療法プログラム.介入(B)7週間:現行の作業療法プログラムに加え,2の介入課題を実施する.1つの二重課題につき3分で1日合計15分間実施した.【結果】A氏は,単一・二重課題共にP300振幅がベースラインと比較し介入時に増大した.また、仮名拾いテストBやreading span testの得点も向上した.B氏は,ベースラインではP300の検出は困難であったが,介入時単一・二重課題共に検出が可能となった.【考察】HDS-R得点の高いA氏は,作業療法介入によりP300振幅の増大が得られ,一定の注意配分機能の向上を認めた.B氏においても介入によりP300の検出が可能となる程度の注意処理資源量を得ることができた.認知症は日常生活の中で同時に幾つかの課題を遂行することが困難でエラーを生じてしまうなど,注意資源の配分能力に問題を有するとされているが,その実態をP300を指標にして検証した報告は見当たらない.本研究では,まず軽度認知症11名に対し注意処理資源の配分能力を明らかにする目的で二重課題法を用いP300成分を指標にして検討した.二重課題の主課題は,聴覚的Odd-ball課題とし,副課題は視覚的反応時間課題((1)選択反応時間課題と(2)注意シフト課題)として,主課題から得られたP300振幅・潜時を健康老人と比較検討した.その結果,二重課題によりP300の振幅は減衰し,その減衰率(単一課題に対する二重課題の比)は健康老人より有意に大きく,潜時の延長率も有意に大きかった.しかし,副次課題が選択反応時間課題と注意シフト課題の二重課題間における主課題のP300振幅・潜時に差は認められなかった.これらのことより,軽度認知症は課題の使用処理資源量や2課題間の注意処理資源の競合量が大きく,資源配分能力が低下していることが示唆された.次に,副次課題を作業療法の臨床場面で使用されている課題として試験的に難易度を設定し,その難易度が主課題のP300に反映するかを検討した.軽度認知症6名を対象に主課題は,Odd-ball課題,副次課題は,(1)自動的処理を要する円書き課題,(2)即時記憶を要する模写課題,(3)想起課題とした.その結果,副次課題が円書き課題の二重課題は,Odd-ball課題のみのP300振幅・潜時と変化なく,使用処理資源量が少ないことが示唆された.模写課題や想起課題においては,Odd-ball課題のみと比較しP300振幅は有意に減衰し,その減衰率は想起課題が若干大きかった.以上より,認知的負荷量は,想起課題,模写課題,円書き課題の順で大きい傾向を示し,主課題のP300振幅に反映することが示唆された.MCIからADに移行する要因として注意配分機能とエピソード記憶が関与しているが,注意配分機能に対する作業療法の効果検討はなされていない.注意配分機能の評価法として二重課題法が提唱されているが、我々は,昨年P300振幅の減衰率は健常老人と比較し軽度痴呆症が大きいことを示し,軽度痴呆症は処理資源量が減少していることを示唆した.そこで,本年度は,軽度痴呆症の注意配分機能の効果を検討する目的で軽度痴呆症3名を対象にシングルケースデザインAB法を用いて注意配分機能に対する作業療法介入を行い,P300を指標とした評価と神経心理学的評価を加えて検討した.対象は,N病院の「もの忘れ外来」に定期的に通院しており,作業療法を受けている軽度痴呆症3名(男性3名,年齢68,73,78歳)であった.1.認知機能評価:神経心理学的評価:(1)HDS-R

(2)TMT-AとB(3)仮名拾いテストAとB(4)reading span test.ERP評価:(1)単一聴覚的odd-ball課題(2)聴覚的odd-ball課題と視覚選択反応時間課題の二重課題.2.作業療法介入課題:下記の主課題と副次課題の二重課題を遂行する.主課題:ヘッドフォンから無意味な単音を0.5Hzの頻度で1語づつ呈示し,それを復唱する.副次課題:(1)Box-Tracking課題(2)幾何学図形の色・形・位置を記憶再生課題(3)マクラメ(4)20ピースのパズル.3.手続き:3人の被験者に対し,週2回シングルケースAB法を用いて検討した.介入前(A)3週間:現行の作業療法プログラム.介入(B)7週間:現行の作業療法プログラムに加え,2の介入課題を実施する.1つの二重課題につき3分で1日合計15分間実施した.【結果】A氏は,単一・二重課題共にP300振幅がベースラインと比較し介入時に増大した.また、仮名拾いテストBやreading span testの得点も向上した.B氏は,ベースラインではP300の検出は困難であったが,介入時単一・二重課題共に検出が可能となった.【考察】HDS-R得点の高いA氏は,作業療法介入によりP300振幅の増大が得られ,一定の注意配分機能の向上を認めた.B氏においても介入によりP300の検出が可能となる程度の注意処理資源量を得ることができた.
実験的宇宙化学と同位体宇宙化学の融合:同位体顕微鏡と蒸発実験の革新的複合研究

初期太陽系の物質進化を明らかにするために、岩石学的考察酸素同位体変動、短寿命核種による相対年代による時間軸という三つの手法を融合し、研究を進めてきた。初期太陽系の約46億年前に生まれた物質が隕石の中には極わずかであるが残っており、さまざまな初期太陽系の進化にとって革新的な情報を残している。隕石を研究することでの最大の独創的な点は、現代の地球において手にとって研究することができることである。英国自然史博物館の鉱物学科に海外渡航し,研究を行った。世界有数の博物館のコンドライト隕石について、走査電子顕微鏡とEPMAを用いて難揮発性包有物とコンドリュールといった太陽系最古の岩石について詳細な岩石学的記載を行った。それら包有物についてLA-ICP質量分析計を用いて希土類元素を測定し、起源を推定した。これら研究成果をデンマークコペンハーゲンで開催のGoldschmidt conference meetingで発表した。また、コンドライト隕石中の難揮発性包有物について酸素同位体を同位体顕微鏡(SIMS)を用いて測定し、これらの初期太陽系での形成環境が現在の地球の酸素同位体より約4%,^<16>Oに富む環境である事を明らかにした。エジンバラ大学においてCameca 3f SIMSを用いたCAIのBe-B同位体測定、及びUCLA大学でLA-ICP-MSを用いた超高精度Al-Mg同位体分析により、相対年代及び初期太陽系におけるMg同位体分布について議論を進めてきた。主に分析手法の確立を目指し、研究を進めた。以上により、国内を問わず海外の様々な海外研究機関にて研究を進めることで、国際的な学際研究を行うことができた。
ガストロノミーを基本概念とするフード・ツーリズム開発の研究

主目的であるガストロノミーの概念を解明をするため3地域における各調査の分析の結果、現代におけるガストロノミーは3つの基本的な意味から構成されることが見いだされた。美食のための食材の選択と料理術である「美食術」、美味に関する学際的知識の総体としての「美味学」と地域社会において美味を探求し共有する「美味場」である。美味場とは地域において開発され継承される美味に対する集団の追求である。それは現代の地域社会の生活と文化を豊かにすることができる社会関係資本であると定義され、フードツーリズム開発においては地域のガストロノミーを確立し、ガストロノミー体験を創造することが重要であるとの結論を得た。平成25年度は初年度の基礎的研究を受けて主に各分担の現地での調査研究をすすめ、同時に研究課題についてのディスカッションを6回行い、共通のテーマであるガストロノミーの基本概念について共通の認識を深め、さらにフードツーリズム開発における意味と関係を考察した。尾家は庄内地方における主要飲食店へのアンケート調査を実施し、さらに現地でのオーナーシェフらへのヒヤリングを行ってその分析を行った。その結果、飲食サービス業にとってフードツーリズム開発に必要ないくつかの課題が明らかになるとともに、さらなる地域資源の発掘と活用が必要なことが見出された。理論研究ではガストロノミーの概念とともに場所感の概念がフードツーリズムの主要な要素となることを見出した。村上は三重県においてB級ご当地グルメの主催者に対しそのブランド戦略を調査し「B級ご当地グルメのブランド戦略」を論文発表した。又、岡山県のB級グルメ団体へのブランド戦略も調査し、ブランド戦略の事例研究に加えた。玉置はイタリアのトスカーナ州シエナ県を中心にエノガストロノミー・ツーリズムの基盤をなしているワインやオリーブオイル、チーズなどの原産地名称制度の観光振興への実態を現地商工会議所やワイン文化施設、グレーベ市長、レストランにヒヤリング調査した。特にそれらの関係性を明らかにする実証データーの収集に努めた。エノガストロノミー研究においてはイタリアの食文化史におけるガストロノミーの位置づけについて考察し、論文にまとめた。3名に共通した研究活動として「フードツーリズム・フォーラム」を平成25年9月に大阪で開催し、庄内の奥田シェフらを招き、フードツーリズムについての講演とシンポジウムを行った。最終年度には庄内とトスカーナ地方のフードツーリズムについての比較研究を行い、研究課題に対する結論を導く計画である。初年度は主にガストロノミーの理論的研究とフード・ツーリズムの現地調査対象地である山形県庄内地域、イタリアのピエモント州、及びB級ご当地グルメ関係地域への視察及びフードツーリズム事例地域への視察を主力に行った。ガストロノミーという概念についてはブリア・サヴァランの著書(1825)や観光学者による近年の文献により研究を進めるとともに、イタリアにおける1931年から現在までの観光ガイドブックを食文化と観光の視点から分析を行った。イタリアのガイドブックによる研究の発表は次年度に持ち越したものの、文献研究により古代ギリシャから近代フランスに至るガストロノミーの形成と社会的背景についての解明を進め、成果を出すことができた。又ブリア・サヴァランが体系化しようとしたガストロノミーの現代的意義が食と観光の関係を研究する上で重要な社会的概念であることを見出した。現地調査については庄内地域の総合支庁、観光コンベンション協会、鶴岡市、主要レストラン、農家民宿、湯田川温泉、山形大学農学部等への視察訪問により関係機関への現状把握が行えた。イタリアへの視察は世界の食文化へ大きな影響をもたらしているスローフード運動の視察をトリノとブラの関係者へ行った。ピエモント州のワイナリー及びレストランへの視察結果と合わせて今後のエノガストロノミー研究への基本データを入手することができた。又B級ご当地グルメについては津ぎょうざの視察とB1グランプリ小倉大会への視察によりガストロノミーの都市型と地方型の理論的構築を試みた。その他国内での事例視察によりフード・ツーリズム開発に対するマネジメントの基本的な問題点を把握した。最終年度は3人の研究者のそれぞれの課題である庄内地域(尾家)、イタリア(玉置)、B級ご当地グルメ(村上)における各関係者へのインタビューやアンケート調査を分析し、ガストロノミーの意味の解明を図った。その結果、現代におけるガストロノミーは3つの基本的な意味から構成されることが見いだされた。つまり、美食のための食材の選択と料理術とを示す「美食術」、美味に関する学際的領域を体系化した知識の総体としての「美味学」、そして地域社会と家庭において美味を探求する原動力を共有する「美味場」である。美味場とは地域社会において開発され継承される美味に対する集団の追求であり、現代の地域社会の生活と文化を豊かにすることができる社会関係資本であると定義された。

フードツーリズムの開発において、その地域のガストロノミーを確立し、ガストロノミー体験を創造することが非常に重要なことであることを結論として得た。本研究の成果発表のひとつとしてファーラムを開催した。そこでは、尾家が地域の原動力となる社会資本としての美味場とそこでの観光との結合を指摘してフードツーリズム開発の特性を主張、玉置はスローフードの理念とガストロノミーを重ね合わせイタリアのガストロノミーの本質が食することへの知恵にあると位置付けた。村上はご当地グルメのマネジメントにおけるガストロノミーの意義と重要性を指摘した。いずれにしても、フードツーリズムの開発においてその地域のガストロノミーを確立することが条件であることが見いだされた。ガストロノミー体験は味覚・嗅覚を中心とする多感覚による観光体験であるとの結論に達した。観光とガストロノミーは料理やシェフ、食材などの要素だけでなく生産地の景観とも強くつながっている。そこにはガストロノミーと観光に深く関係する「場所感」を指摘することができるが、食に関わる観光体験と場所の関係については今後の課題とする。観光学本研究課題は1ガストロノミーの理論的研究と2フードツーリズムの実態研究、及び3それらの関係性を明らかにしフードツーリズム開発を提示することから構成されているが、1はガストロノミーを歴史、食文化、レストランの発展、関連論文からの研究により、2は庄内とイタリア、及びB級ご当地グルメ関連地方への複数回の現地調査により順調に進展している。3の課題に対するデーターや資料も大体めどがついており、研究目的と計画に沿った研究が予定通り達成されている。又、当初予定されていた大阪府立大学観光産業戦略研究所とフードツーリズム研究会との連携も順調に推進されており、大阪商工会議所のフードツーリズムのための研究会における割烹のプロモーションやフードツーリズム研究会との関西のフードツーリズムマップ作製、フォーラムの開催など本研究課題に寄与する研究事業が行われ、本研究に多大な貢献をしてきた。(理由)予定の視察の実施状況と理論研究での成果から、初年度においてほぼ予定通りの目的達成が行われた。特に、ガストロノミーの社会と食文化における現代的意義を古代ギリシャにさかのぼって、フランス革命後の近代レストランの発達、フランスにおける車社会と郷土料理の発見などの歴史的変遷をカバーすることによって、基本概念としてのガストロノミーを理解することができ、次年度へのステップアップが順調に進んでいる。B級ご当地グルメの視察先が予定の箇所数に至ってないが、これはB級ご当地グルメの祭典を視察することにより、総合的にB級ご当地グルメを体験できた。最終年度である本年度は次の課題を重点的に進めていく。1ガストロノミー及びエノガストロノミーについての概念的究明はあらかた終了したが、残された課題であるフードツーリズムにおいてガストロノミー、エノガストロノミーがどういった形で埋め込まれ、アトラクションの要素となりえているのかを明らかにする。2庄内地方とトスカーナ地方の比較研究により、庄内に不足しているフードツーリズムの条件や特産物のあり方、レストランの経営課題、観光事業のマネジメントなどについて結論をまとめる。
肝臓での生理的小胞体ストレス調節とその破綻によるインスリン抵抗性惹起機構の解明

本研究では、肝臓におけるERストレスの生理的意義とその調節機構、またその破綻のメカニズムの解明を試みた。(1)野生型C57/BL6Jマウスにおいて、絶食状態と再摂食後も肝臓におけるSdf2l1や各種ERストレスマーカーの遺伝子及び蛋白の発現変化を、経時的に解析した。食事によって、ERストレスが惹起されていることが明らかとなった。(2)一方、肥満糖尿病モデルマウスであるdb/dbマウスでは。肝臓における食事によるERストレス調節が破綻していた。週齢を追って観察すると、糖尿病発症以前から肝臓におけるSdf2l1の発現が低下していることが判明し、Sdf2l1が食事誘導性のERストレス調節因子であり、その低下によってERストレスの亢進やそれによるインスリン抵抗性が惹起される可能性が示唆された。(3)実際、アデノウイルスにより野生型およびdb/dbマウスの肝臓にSdf2l1の過剰発現させる、耐糖能・インスリン抵抗性・肝臓でのインスリンシグナルが改善していた。この際、食事誘導性のERストレスは軽減していた。(4)逆に、野生型マウスにおいてSdf2l1のshRNAをコードするアデノウイルスにより発現を抑制すると、耐糖能が悪化し、インスリン感受性および肝臓でのインスリンシグナルの低下が生じていた。(5)Sdf2l1のプロモーターをクローニングし、その機能解析を行った。食事誘導性にATF6により発現が調節されていることが明らかになった。以上より、食事によりBRストレスが惹起されるが、通常はSdf2l1の誘導などを介して収束するが、肥満状態ではSdf2l1の発現低下によりERストレスが遷延し、インスリン抵抗性惹起の一因になっていることが示唆された。
液相成長する氷晶のナノ・マイクロスケール構造の解明

本研究では、氷晶の形態,特性をサブミリからナノメータスケールに渡る広いダイナミックレンジの計測を行い,マクロに現れてくるセルラ-氷晶やデンドライト氷晶の形態形成機構を解明するため,光学顕微鏡による水溶液の凝固実験と原子間力顕微鏡(AFM)による霜の観察を行った.水溶液の凝固実験では,方向性凝固装置と過マンガン酸ナトリウム水溶液の吸光性を利用し,水溶液濃度と氷晶の3次元形態の観察を行った.これにより,5wt%以下の水溶液では,セルラ-状の凝固が起こり,凝固速度が速いほど,氷の間で濃縮される溶質量が増加すること,ある速度以上になると凝固形態に異方性が強く現れ,三角形断面の冷却面を除く一辺が優先的に成長し残りの一辺は殆ど成長しないこと,下面から冷却されているにも関わらず,縦長の三角形氷ができることが観察された.この異方性は,六角柱構造をした氷の結晶構造に由来するものと理解された.原子間力顕微鏡による霜の観察は,AFMのカンチレバ-は熱膨張率の異なる2相構造であるため,霜に接触した場合と僅かに離れた場合で熱変形が大きく,アプローチから計測を自動的に行なわせることが難しい,環境の湿度を十分に制御しないと観察中に氷が成長しずぎてAFMの観察範囲を越えてしまうという理由で非常に困難なものであった.僅かに観察された結果は,銅製ステージ上で霜の端が層状に進行し霜領域が拡大していく様子,端部にセルラ-状の構造が見られ,そのスケールは1μm以下であることという点であった.水溶液中でのセルラ-凝固のスケールは10μm以上であり,気相中で生成する氷晶の構造スケールはさらに小さいことが分かった.本研究では、氷晶の形態,特性をサブミリからナノメータスケールに渡る広いダイナミックレンジの計測を行い,マクロに現れてくるセルラ-氷晶やデンドライト氷晶の形態形成機構を解明するため,光学顕微鏡による水溶液の凝固実験と原子間力顕微鏡(AFM)による霜の観察を行った.水溶液の凝固実験では,方向性凝固装置と過マンガン酸ナトリウム水溶液の吸光性を利用し,水溶液濃度と氷晶の3次元形態の観察を行った.これにより,5wt%以下の水溶液では,セルラ-状の凝固が起こり,凝固速度が速いほど,氷の間で濃縮される溶質量が増加すること,ある速度以上になると凝固形態に異方性が強く現れ,三角形断面の冷却面を除く一辺が優先的に成長し残りの一辺は殆ど成長しないこと,下面から冷却されているにも関わらず,縦長の三角形氷ができることが観察された.この異方性は,六角柱構造をした氷の結晶構造に由来するものと理解された.原子間力顕微鏡による霜の観察は,AFMのカンチレバ-は熱膨張率の異なる2相構造であるため,霜に接触した場合と僅かに離れた場合で熱変形が大きく,アプローチから計測を自動的に行なわせることが難しい,環境の湿度を十分に制御しないと観察中に氷が成長しずぎてAFMの観察範囲を越えてしまうという理由で非常に困難なものであった.僅かに観察された結果は,銅製ステージ上で霜の端が層状に進行し霜領域が拡大していく様子,端部にセルラ-状の構造が見られ,そのスケールは1μm以下であることという点であった.水溶液中でのセルラ-凝固のスケールは10μm以上であり,気相中で生成する氷晶の構造スケールはさらに小さいことが分かった.
口腔と全身疾患の共通基盤としての肥満と慢性炎症における遺伝・環境相互作用

近年の疫学研究において口腔状態と全身疾患との関連が数多く報告されているが、その関連メカニズムは十分に解明されていない。本研究では、歯科ー医科健診データベースを構築して、齲蝕、歯周病、歯の喪失・補綴状態と全身状態との関連性と、肥満や慢性炎症に関与する要因や相互作用を調べた。その結果、歯の欠損の治療放置と高血圧、歯の欠損補綴の必要性と消化器健診所見、未処置齲蝕とメタボリックシンドローム、歯周ポケット内細菌叢の複雑化(歯周病菌種数の多寡)と血清脂質プロフィール、非飲酒者における歯周状態と脂肪肝、肥満と未処置齲蝕とがそれぞれ関連することが示唆された。本年度は、口腔と全身疾患の関連を推定する3つの経路のうち、細菌・炎症経路に焦点をあてて研究を実施した。【研究1】都市部一般住民コホート研究(吹田研究)に参加し同意を得た5082歳の250人を対象とした。脂質異常の既往者を除外した。採取唾液からPCR法により4菌種の歯周病菌(P. gingivalis,T. denticola,T. forsythia,P. intermedia)を検出し、検出菌種の数により対象者を3群(0-1菌種群、2-3菌種群、4菌種群)に分けた。動脈硬化指数TC/HDL比3.5以上とLDL/HDL比2.0以上に対する菌種数群のオッズ比を性、年齢、BMI、喫煙、飲酒で調整して算出した。菌種数の増加に伴いCPIは有意に高くなり、HDLコレステロール値は有意に低くなった( P<0.001)。4菌種群のTC/HDL比3.5以上に対する調整オッズ比(95%信頼区間)は2.74(1.27-5.93)、LDL/HDL比2.0以上では3.40(1.58-7.35)であった。以上の結果から、歯周ポケット内細菌叢の複雑化と歯周炎、動脈硬化指数との間に正の相関関係が見られた。【研究2】事業所健診を受けた42歳および46歳の男性4716人を対象とした。未処置齲蝕をもつ者は2886人(61.2%)、もたない者は1830 (38.8%)であった。未処置齲蝕をもつ者はもたない者と比較して、肥満(BMI25以上・腹囲90cm以上)、高血圧・脂質異常、高血糖の者が有意に多かった。未処置齲蝕の年齢と生活習慣を調整したオッズ比は、BMI25以上1.35 (1.19-1.53)、腹囲90cm以上1.38 (1.21-1.58)、高血圧1.22 (1.07-1.39)、脂質異常1.18 (1.03-1.34)、高血糖1.33 (1.13-1.56)であった。メタボリックシンドロームの調整オッズ比は未処置齲蝕1-2本群では1.45 (1.18-1.79)、3本以上群では1.77 (1.36-2.29)であった(P for trend = 0.005)。以上の結果から、未処置齲蝕は主に肥満を通じてメタボリックシンドロームと関連する可能性が示唆された。本年度は、口腔と全身疾患の関連を推定する3つの経路のうち、食生活経路に焦点をあてて研究を実施した。経年的に蓄積された事業所健診情報データベースを活用して、同一受診者の医科と歯科の健診データを連結した。42歳時に医科健診と歯科健診の健診情報がある者5137人のうち、46歳時に両方の健診情報を追跡できた者を抽出した。42歳時の歯科健診情報において欠損補綴を必要とする部位を有した者を分析対象とした。高血圧は、収縮期血圧≧140mmHgまたは拡張期血圧≧90mmHgとした。46歳時に欠損補綴を必要とする部位を有した者(治療放置群)と有しなかった者(治療完了群)で塩辛い・油っこい・甘いもの、野菜の摂取傾向の変化を比較した。多重ロジスティック回帰モデルを用いて、46歳時の高血圧に対する治療放置の調整オッズ比を算出した。調整変数は、性、42歳時の高血圧の有無、喫煙、飲酒、運動とした。46歳時(4年後)の健診情報を追跡できた者は4528人であり(追跡率88.1%)、このうち、42歳時に欠損補綴を必要とする部位を有した者は307人であった。