hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
羊膜と再生刺激を用いた肝再生医療

実験方法としては、6週齢のWistar ratの肝細胞を分離し、冷凍保存していたヒト羊膜を解凍、処理後に、羊膜緻密層側・羊膜上皮層側にそれぞれ肝細胞を播種し培養した。また比較するコントロール群として、コラーゲンdish上に肝細胞を播種し比較検討した。培養肝細胞の機能評価として、培養液中のアルブミン濃度を測定することとした。コラーゲンdish上に播種した培養肝細胞は10日ほどでアルブミン産生能を失うのに対し、羊膜上に播種した肝細胞は、1ヵ月を超えてアルブミン産生能を保つことが分かった。また、羊膜の緻密層と上皮層とでは、肝細胞のアルブミン産生能の違いがあり、緻密層側へ播種した肝細胞がより高いアルブミン産生能を保つことが分かった。肝細胞機能維持のメカニズムを解明すべく、接着因子に着目し免疫染色を行ったところ、β1-インテグリン、E-cadherinなどの接着因子が確認できた。また、電子顕微鏡での接着状況の確認では、肝細胞-肝細胞間の接着としてデスモゾームの確認ができ、毛細胆管のような構造も確認することができた。抗原性の極めて低い、ヒト羊膜上での肝細胞培養は肝細胞シートの代替としての可能性もあり、今後の肝臓に対する再生医療への一助となりうる。また、今回の実験からヒト羊膜の培養基質としての今後の可能性を多いに期待できるものとなった。羊膜は免疫原性に乏しく間葉系幹細胞も多く含むため、再生医療への応用が期待されている。間葉系幹細胞を抽出して心筋細胞に分化させる研究をもとに、羊膜そのものを切除による再生刺激を加えた肝に貼付して肝細胞への分化誘導を試みたが、全く誘導されることはなかった。そこで発想を転換し羊膜を培養基質として用い肝細胞を培養したところ、通常の培養皿やマトリゲルと比較して長期にアルブミン産生能を維持できることが明らかとなり、羊膜の向き(緻密層または上皮層)でも産生能に差がみられることがわかった。肝細胞を培養により長期機能維持することは再生医療の課題のひとつであり、今後新たな肝細胞の培養基質としての開発が期待される。移植したヒト羊膜が組織学的に同定困難であり、羊膜の生着が確認することが困難である。ヒト羊膜の生着が得られない原因として、1異種移植による拒絶反応、2移植した羊膜を組織学的に確認することが困難であること、が考えられる。今年度は凍結保存前の羊膜を用いたところ、今までとは違いラットの生存が得られておらず、拒絶反応が惹起された可能性も考えられる。今後は実験を反復し手技の安定化を行い、また拒絶反応の有無を免疫染色などによって評価していく予定である。羊膜を細胞培養基質として肝細胞を培養し、長期機能維持できることを証明できたが、まだそのメカニズムが不明である。今後、メカニズム解明のために電子顕微鏡による観察、関連サイトカインの免疫組織染色、また培養上清を用いた肝細胞刺激試験等を計画している。さらにヒト羊膜上でのラット肝細胞培養による実験であるため異種移植の組み合わせであり、なぜ肝細胞が拒絶されずに機能を維持できるのかも明らかにしていく。肝胆膵外科学、移植外科学、再生医療学上述の13のモデルのうち、肝切離面に貼付した1を除いては腹腔内に炎症細胞の浸潤などの拒絶反応を疑う所見は明らかでなく、羊膜の生着が確認できない理由として拒絶反応の可能性は低いと思われる。今後は冷凍保存する前の羊膜を用いるなどの方法を検討中である。計画よりも実験がやや遅れ、実験用動物の購入に予定ほど費用がかからなかったため。当初計画していた研究で予測通りの結果を得ることができず、当初の予定よりも実験内容が大きく異なる結果となった。試行錯誤の末、有益な結果を得ることができたもののそのメカニズムが明らかにできず、予定使用額も下回ることとなった。
ドナー抗原感作によるgraft生着延長効果の期序解明に関する研究

免疫学的寛容の確立もしくは特異的免疫制法の開発の一助を目的としてドナー感作による移植片生着延長効果の機序解明を試みた。平成7年度では6組の腎移植患者で検討を行った。DSTによりCD8陽性細胞が増加し、CD4/CD8陽性細胞比の減少がみられた。このことと、HLA-DR陽性細胞が増加していたことによりドナー抗原感作がsuppressor cellに影響を与えていると示唆された。平成8年度では、さらに5組の生体腎移植患者について同様の検討を行った結果、CD11b/CD8陽性細胞も2.3%から3.8%、4.8%に増加を認め、HLA-DR陽性細胞も増加していた。またMLR抑制細胞の解析では6例中3例に25%以上の減少を認めたことから、単球がsuppressor cellとして働いている可能性が示唆された。なお、ラット腎移植モデルにおける検討は対象群とDST群のgraft生着率に有意差を認めず中止した。免疫学的寛容の確立もしくは特異的免疫抑制法の開発の一助を目的としてドナー抗原感作による移植片生着延長効果の機序解明を試みた。リンパ球混合培養(MLC)においてstimulation idex 10以上の6組の生体腎移植予定患者にcyclosporine投与下に術前ドナー輸血(donor specifix transfusion-DST)を100mlづつ1, 8, 15日目に行った。リシピエントの末梢血のリンパ球表面マーカーCD3,CD4, CD8, CD11, CD19, CD25, HLA-DRをフローサイトメーターで測定し、その変化を輸血前、輸血後1, 3週および移植直前に検討した。リンパ球混合反応(MLR)抑制細胞の解析は竹内らの方法に準じて行った。その結果CD8陽性細胞が21.8%から輸血後1, 3週には27.2%, 25.1%に増加した(p<0.05)。HLA-DR陽性細胞も有意に増加した。CD11b陽性細胞は増加したがその変化は有意ではなかった。two-colorフローサイトメーターの解析ではCD11b/CD8陽性細胞が有意に増加した。MLR抑制細胞の解析では6例中3例に25%以上の減少を認めた。腎移植において、拒絶反応を軽減するために、免疫的寛容の確立もしくは特異的免疫制法の開発の手がかりを得るために術前にdonor specific transfusion(DST)を行った腎移植におけるレシピエントのリンパ球表面マーカーの推移をみた。前年度の研究において6組の生体腎移植患者のリンパ球表面マーカーの解析を行った。今年度はラットの腎移植モデルを用いてDSTによる腎移植生着延長効果機序解明の検討を行う予定で、ラットの腎移植をmicrosurgical techniqueを用いて行った。対照群の生存日数8.4±1.8日に対し、DST群は7.8±2.9日と有意差を認めなかった。これはtechnicalに成績が一定しないため移植腎の生着延長効果が得られなかったものと思われた。従って、今年度も臨床面からの検討を継続した。5組の生体腎移植予定者にcyclospoline投与にDST 100mlづつ1、18、15日目に行い、リシピエントの末梢血のリンパ球表面マーカーの推移を輸血後第1、3週および移植直前に検討した。その結果、CD8陽性細胞が20.6%から輸血後28.3%、24.7%に増加した。CD11b/CD陽性細胞も2.3%から3.8%、4.8%に増加した。HLA-DR陽性細胞は15.9%から24.8%、26.2%、27.9%に上昇した。これらの結果から、HLA-DR陽性細胞の増加およびCD4/CD8陽性細胞比の減少はsuppressor cellの増加を示唆すると考えられた。
光励起輸送の自律組織化を目指した制御プロトコルの開発

近年生物物理分野では、光合成細菌の光捕集分子が光照射によって得た励起エネルギーを光合成の反応中心に100%に近い効率で輸送していることが報告され、実験・理論ともに活発な研究が行われている。その際、光捕集分子内の光励起エネルギー伝送路の環境系が伝送促進の役割を担う可能性が指摘され、注目を集めている。世界的な研究動向の大部分は、環境系の詳細な役割を含む光合成細菌内のエネルギー伝送メカニズムの解明・模倣に向かっている。しかし、本研究は生体機能の模倣にとどまらず、生体の環境系利用ストラテジーそのものを応用し、自律的な励起輸送を引き起こすプロトコルの開発を目的としている。本研究では、異なる励起エネルギーを持つ2準位系を幾何学的に配置し、環境系からの影響を各々の励起エネルギーへの揺動印加によって表すモデルを考える。具体的には、環形に配置した2準位系の各励起エネルギーに時空間相関を保有する揺動を印加することを考える。本研究では、従来、正の領域に限られてきた空間相関を負の領域にまで拡張する。2018年度においては、3つの2準位系を環形に配置したモデルに対して、励起準位間の遷移の量子干渉と環境系の時空間相関との競合関係がどのように量子輸送を特徴づけるのか、詳細な調査を行った。その際に、輸送所要時間に加えて、輸送量のダイナミクスも取扱可能な定式化が可能であることが判明した。これにより、環境系の時空間相関により、自律輸送を含めた量子輸送の様相を制御可能であることを示唆する結果を得た。異なる励起エネルギーを持つ2準位系を幾何学的に配置したモデルに対して、本研究の当初の目的である、環境系の時空間相関の性質による量子輸送の様相の制御可能性を示唆する結果を得ることができた。またその際に、光励起輸送所要時間に加えて、輸送量のダイナミクスも取扱可能な定式化が可能であることを発見することができた。2018年度に新たに開発した定式化を用いて、さらに多数サイト間の光励起輸送に拡張することにより、量子ネットワーク内での自律的光励起輸送の詳細な条件設定を行う。また、環境系の揺らぎとして、量子論的な性質を保持するように定式化を拡張し、より現実的な状況についての条件設定も行う予定である。この定式化の際には、輸送における非マルコフ効果を取り扱う必要があるが、その基本情報を与える関連研究について、2018年度に出版済みの論文をもとに研究を進める。これをもって、ハイブリッド量子系での輸送現象のもつ新しい可能性の創造と解明を行い、ハイブリッド量子科学における普遍的な概念の創出への貢献を目指す。
放射性物質検査体制の転換と認証制度に基づく新たな産地形成に関する研究

現在福島における放射能汚染対策の問題は、米の全量全袋検査を含む放射能汚染対策がいつまで続くのかということ、対策費がなくなった後どのように検査体制を維持、または転換するのかという点である。そこで、本研究では原子力災害発災10年を機に検討されている放射能汚染対策、放射性物質検査体制の転換に対し、この間の「風評被害」状況及び流通構造の変化を踏まえた新たな検査体制及び認証制度の設計とそれに基づく産地形成の在り方を検証する。震災前には戻れない福島の産地において新しい産地と流通システムを構築することが求められている。
マイクロ領域拡散係数二次元分布測定法の開発と拡散能動制御物質の測定

平成18年度は液体中の質量流束を能動的に変化させる技術の開発を行った.また定量評価のための測定法として拡散係数測定法を開発し、高分子ポリマー溶液の拡散係数測定を行った.具体的には以下に示す成果を得た.・拡散係数測定法の開発1.実験パラメータの最適化を行い、最適条件からのずれによる系統偏差を実験的に検証した。また恒温セルを導入し、不確かさを大幅に低減した.またこの実験装置を用いて高分子ポリマーの測定を行いこれまでどの測定法でも困難であった高粘性かつ高濃度域の相互拡散係数の測定に成功し、測定可能濃度範囲を拡大した。(国際発表2件、国内発表2件)2.3成分系の交差拡散係数の検出が可能な理論モデルを構築し,交差拡散による回折信号の偏移を実験的に検出し、交差拡散の測定を実現した.(国内発表1件)・ソーレーラチェット分子ドライバー3.ラチェットサーマルポテンシャルによる物質成分輸送技術の理論を構築し、数値シミュレーションによって物質輸送が可能であることを実証した.4.高速フライングスポット加熱法のためのAOモジュレーターとパターンジェネレーターを含む非接触加熱システムを構築しスロープ幅50μmの微細なラチェットサーマルポテンシャルの形成に成功した。5.マイクロチャネル中の高分子ポリマー溶液を用いて、濃度ガウススポットのソーレー効果による能動移動の実験を行い,理論どおりのガウススポットの移動を確認した.(国内発表1件)平成17年度は,物質拡散係数能動制御の定量評価に必要となる測定法として,拡散係数二次元分布測定法の理論面の検討と実験装置の構築を行い,質量流束制御デバイスとしてのソーレーラチェット分子ドライバーの開発を行った.具体的には以下に示す研究成果を得ている.●拡散係数二次元分布測定法1.拡散係数分布測定法の開発と系統効果(旧用語:系統誤差)の理論的検討を行い,1%以下の不確かさで拡散係数の測定が可能であることを立証した.(雑誌論文発表2件)2.系統効果解析と実験パラメータの影響分析から実験条件の最適化手法を開発した.(学位論文)3.能動制御デバイスの異方性拡散係数を測定することが可能な,拡散係数異方性分離解析法を開発した.(国際学会口頭発表1件,国内学会口頭発表1件)●ソーレーラチェット分子ドライバー1.ソーレーラチェット分子ドライバーの基礎理論を提案し,差動ヘテロダイン干渉計とフライングスポット加熱法を融合した実験装置を開発した.2.微細マイクロチャネル中での濃度分布非接触形成の実験を行い,ソーレー効果を用いることでマイクロ空間での液相分子の能動制御が可能であることを実証した.(国内学会口頭発表1件)以上の研究により,拡散係数の能動制御による液体回路デバイスの実現に必要となる微細領域拡散係数二次元分布測定法が開発され,またマイクロ領域での溶質分子の非接触輸送が可能であることが示された.この成果により拡散能動制御デバイスの実現が確実なものとなった.平成18年度は液体中の質量流束を能動的に変化させる技術の開発を行った.また定量評価のための測定法として拡散係数測定法を開発し、高分子ポリマー溶液の拡散係数測定を行った.具体的には以下に示す成果を得た.・拡散係数測定法の開発1.実験パラメータの最適化を行い、最適条件からのずれによる系統偏差を実験的に検証した。5.マイクロチャネル中の高分子ポリマー溶液を用いて、濃度ガウススポットのソーレー効果による能動移動の実験を行い,理論どおりのガウススポットの移動を確認した.(国内発表1件)
骨髄由来細胞における転写因子Fli1の発現低下が創傷治癒に及ぼす影響

強皮症は皮膚および内臓諸臓器の線維化と血管障害を特徴とする全身性の自己免疫疾患であり、血管障害などを背景に難治性潰瘍を形成することが臨床的特徴の一つとして挙げられる。強皮症の病因はいまだ不明だが、研究代表者はこれまで「転写因子Fli1の恒常的な発現低下」が強皮症の血管障害、線維化、免疫異常の病態に関与している可能性を明らかにしてきた。その研究の過程で、強皮症病変部皮膚に浸潤している骨髄由来細胞においてもFli1の発現が低下していることを見出し、骨髄由来細胞におけるFli1の発現低下が新生血管形成の障害を背景に強皮症に類似した血管障害を再現することを明らかにした。本研究の目的は、骨髄由来細胞におけるFli1の発現低下が引き起こす新生血管形成の障害が創傷治癒過程に及ぼす影響について検討を行い、強皮症の難治性潰瘍形成の病態に骨髄由来細胞の異常が関与している可能性を明らかにすることである。そのため、今回骨髄由来細胞特異的Fli1欠失マウスを用いて創傷治癒を評価した。まず、野生型マウスと比較して骨髄由来細胞特異的Fli1欠失マウスでは創傷治癒までに日数を要することが明らかになった(18.0±2.53日vs15.0±1.25日)。さらに、総面積においては7日目以降有意差を持って骨髄由来細胞特異的Fli1欠失マウスにて総面積が大きかった。以上のように、骨髄由来細胞におけるFli1の恒常的発現低下は創傷治癒の遅延をもたらすことが明らかになり、全身性強皮症における難治性潰瘍の病態に骨髄由来細胞における転写因子Fli1の恒常的発言低下が関与している可能性が示唆された。平成29年度は骨髄由来細胞特異的Fli1欠損マウスを用いて、骨髄由来細胞における転写因子Fli1の恒常的発現低下が創傷治癒に影響を及ぼすことを明らかにした。今後はそのメカニズムについての検討を行う。

以上のように、骨髄由来細胞におけるFli1の恒常的発現低下は創傷治癒の遅延をもたらすことが明らかになり、全身性強皮症における難治性潰瘍の病態に骨髄由来細胞における転写因子Fli1の恒常的発言低下が関与している可能性が示唆された。今後は創作成後5日後および7日後に創縁より採取した皮膚検体をを用いてReal-time PCRによるサイトカイン、細胞成長因子のmRNA発現の定量的解析、CD31染色およびa-SMA染色を行い、創縁に新生する毛細血管数ならびに血管壁細胞におけるa-SMAの発現量を評価する。次に、上皮化後の局所皮膚の皮膚血管の構造および機能をFITC抱合デキストラン、Evans Blue Dyeを用いて検討する。そして、Fli1McKOマウスにみられる創傷治癒遅延が骨髄由来細胞における転写因子Fli1の発現を亢進させる薬剤であるボセンタンにより改善するかどうかの検討を行う。計画にやや遅れが生じており、そのため使用額が少なくなっている。
前立腺癌特異的に抗腫瘍効果を示すウイルス療法の構築

本研究では、HSV-1を用いたウイルス療法が前立腺癌の新治療法として近い将来確立することを視野に入れ、プロモータ制御型の前立腺癌特異的な増殖型HSV-1ベクターの開発を目的として実験を進めた。既に、前立腺組織特異プロモータとしてPSAやPSMA、オステオカルシンを使用したウイルスや、癌特異的なhTERTを使用したウイルス、negative controlとしてのemptyウイルスなどの数種類のウイルスの作製に成功した。さらに、これらの新規ウイルスが前立腺癌に有効であることを動物実験にて確認した。本研究では、HSV-1を用いたウイルス療法が前立腺癌の薪治療法として近い将来確立することを視野に入れ、プロモータ制御型の前立腺癌特異的な増殖型HSV-1ベクターの開発を目的としている。まず、Cre-loxPとFlp-FRTの2つのDNA組換え酵素系を介した2段階の遺伝子組換えを用いて、「任意の腫瘍/組織特異的プロモータで制御したHSV-1ベクターを作製する系」を開発した。従来、遺伝子組み込みHSV-1ベクターを作製するには、相同組み換えの確率に頼っていたため、1つのベクターを作製するのに1-2年の歳月を必要としていた。その有効性にもかかわらず、HSV-1の研究がアデノウイルス等と比較し、研究の広がりを欠いたのは、ゲノムが大きいHSV-1の場合、何万という候補ウイルス株のスクリーニングと選択、精製、分子細胞レベルの確認など多大の労力を必要としたからである。しかし、代表研究者が開発したシステムを用いると、組み換え酵素により任意のプロモータが容易に目的のゲノム部位に挿入され、意図した遺伝子組み換えを起こしたもののみを容易に選択できる工夫がなされている。これにより、45種類の遺伝子組み換えHSV-1を3ケ月程度で作製することができるため、開発期間の大幅に短縮と、スクリーニングによる良い抗癌ウイルスの選定が可能となった。前立腺癌ベクター作製に6ケ月、作製されたベクターの精製に6ケ月を予定していたが、ほぼ予定通りに研究は進行している。今後、動物実験にてin vivo評価を行い有用なベクターを絞り込む予定である。なお、本研究は、東京大学医学部組換えDNA実験実施規則および東京大学研究用微生物安全管理マニュアルに則って行われ、「遺伝子組換え単純ヘルペスウイルス1型を用いた腫瘍ウイルス療法」について承認を得ている。平成19年度の基盤研究(C)の補助金に基づく研究にて、癌/組織特異的な「プロモータ制御型ウイルス」を作製するT-BACシステムが完成した。さらに、前立腺特異的に抗腫瘍効果を示すT-OC(オステオカルシン)やT-PSES(PSAのカセット)というウイルスの作製にも成功している。これらの材料は、今回のT-hTERTウイルスの作製および評価の研究遂行に当たって多大な寄与をもたらすものである。従来、遺伝子組み込みHSV-1を作製するには、相同組み換えの確率に頼っていたため、1つのウイルスを作製するのに1-2年の歳月を必要としていた。ゲノム熊大きいHSV-1の場合、何万という候補ウイルス株のスクリーニングと選択、精製、分子細胞レベルの確認など多大の労力を必要としたからである。相同組み換えに頼っていては、新規のウイルス作製だけで2年ほどの期間を要すると考えられる。しかし、代表研究孝が開発したシステムを用いると、組み換え酵素により任意のプロモータが容易に目的のゲノム部位に挿入され、意図した遺伝子組み換えを起こしたもののみを容易に選択できる工夫がなされており、45種類の遺伝子組み換えHSV-1を3ヶ月程度で作製することができる。そのため、開発期間の大幅な短縮と、スクリーニングによる良い抗癌ウイルスの選定が可能となる。これは、T-OCやT-PSESウイルスの作製の際にも実証されている。このT-BAGシステムの構築そのものもT-01ウイルスとBACプラスミドの相同組み換えに頼るため、2年ほどの期間を要すると考えられるが、既に構築に成功しているため、今研究ではウイルス作製から開始することができ、大きな利点である。またT-OCやT-PSESウイルスの作製に成功しており、ウイルス作製やその評価も比較的順調に行えることが期待される。これらの前立腺癌を対象とした経験や材料を生かして、前立腺癌のみが対象ではなく幅広い悪性腫瘍を対象としたT-hTERTウイルスの作製やその評価を今研究では進める方針である。最初は腎癌で研究を行うが、その後、前立腺癌など他の悪性腫瘍に対象を広げる予定である。
シンタクスにおけるラベリングとパラメータ変異の研究

平成30年度は、前年度に得られた研究成果に基づいて、(Wh)移動に対する「Free Merge + Labelingアプローチ」と「Free Merge + Determinacyアプローチ」の両方を同時に検証しながら「言語の最適デザイン」を追求した。「Free Merge + Labelingアプローチのもとでは、日英語の「CED効果」のみならず、ドイツ語とイタリア語で観察される摘出現象に対しても統一的な説明を与えることができるということがわかった。その成果はゲッティンゲン大学のAndreas Blumel氏との共同研究で1つの論文にまとめた。また、「Free Merge + Determinacyアプローチ」のもとでは、日英語の「CED効果」に加えて、「that痕跡効果」や「反局所的効果」など、「Free Merge + Labelingアプローチでは捉えきれなかった摘出現象に対しても統一的な説明を与えることができるということがわかった。その成果は明治大学の石井透氏との共同研究で1つの論文にまとめた。両アプローチとも言語のコア概念だけで多くの言語間変異を統一的に説明することができ、理論的にも経験的にもそれぞれ一定の評価を得られるものであった。したがって、本研究からだけではどちらのアプローチが「言語の最適設計」を構成しているのかという問いに対して結論を与えることはできなかったが、この結果自体は今後のさらなる研究プロジェクトに繋がる非常に有意義な研究成果になったと言える。平成29年度はChomsky (2015)の(1)が説明しようとしている空主語の特性に対して提案仮説(2)の観点からより簡潔な代替分析を与え、その分析を出発点としてあらゆる関連現象を考察した:(1) Tが弱い言語は非空主語言語になるが(例:英語)、Tが強い言語は空主語言語になる(例:イタリア語)。(2) Free Mergeの帰結として得られる主要部(H)の指定部(S)への併合(Merge H-to-S)は(<phi, phi>ラベルあるいは<Q, Q>ラベルの)ラベル決定(Labeling)に寄与することができる。Chomskyはとりわけイタリア語の空主語が関わる現象だけを扱っているが、本研究では空主語だけでなくパシュト語などの空目的語も射程に入れながら研究を進めた。また、ChomskyはA'移動のさらなる移動に関する言語間変異(例:that-trace効果)だけを扱っているが、本研究ではA'移動だけでなく、それに対応するA移動のさらなる移動に関する言語間変異やQuirky Subject構文に関する言語間変異も射程に入れながら研究を進めた。よって平成29年度は、Chomskyが(1)で捉えようとしている現象に加えて、(1)では捉えきれない関連現象も研究対象にし、提案仮説(2)の観点から統一的な分析を与えた。研究の成果は国内外の学会で発表し、1つの論文にまとめた、以下は参加した代表的な学会である。【発表】空項現象から見る言語の普遍性と多様性(日本英語学会第35回大会ワークショップ)本研究はMergeとLabelingというコア概念だけでどれだけ多くの言語間変異を説明することができるのかというプロジェクトである。Mergeは基本的に自由に適用されるというFree Merge仮説(Chomsky 2015)と言語間変異は基本的にLexiconおよびそこに蓄えられる語彙要素の違いに還元させられるというBorer-Chomsky Conjectureを最大限推し進めることによって、人間言語の普遍性と多様性の問題に対して、以下のような一定のクリアな見通しが得られた。(1)言語の普遍性=MergeとLabelingまた、本研究を推し進めていく上で、Free MergeとLabelingに関わる上位概念としてDeterminacyという存在に気づき、Determinacy研究も射程に入れながら今後は研究を進めていく必要性が出てきた。これもまた、当初の計画以上の進展であり、今後のさらなる研究に繋がるものになっている。したがって今後は、まずは当初の計画通りに本研究を進めると同時に、そこから可能になってきた共同研究ならびにDeterminacy研究も行いながら、当初の計画以上に研究を進め、一貫性及び継続性のある研究を通してさらなる成果を出して行きたいと考えている。平成30年度は、前年度に得られた結果をさらに推し進め、(非)Wh移動言語の違いを司るメカニズムは何なのかという問題を実証的に検証することを目的としている。

本研究では可視的な主要部が重要な働きをするため、主要部「か」が関わる日本語のWh疑問文とそのような主要部を欠く英語のWh疑問文を比較し、そこから観察される言語間変異に対して新たなLabeling分析を与えながら提案仮説(2)の妥当性の検証を行っていく。またそれと同時に、Labeling分析から得られた知見に基づいて、Determinacy研究も進めていく。具体的には、Free Merge + Labelingアプローチで捉えられていた現象(例:that-trace effect等)はFree Merge + Determinacyアプローチでも捉えられることが明らかになりつつあるため、両アプローチの可能性を実証的に検証しながら、最適な言語デザインを追求していく予定である。なお、Determinacy研究は極めて最先端の研究であり、直接的な先行研究(論文)がまだ存在していないため、国内外の学会で積極的に発表を行いながら、同時に論文投稿も行うことによって、当該研究の重要性をいち早く世界に広めて行きたいと考えている。当初予定していた国際学会発表(NELS)への参加が不採択になったため。
ウェーブレットによる空間スケール解析を用いた画像分離

複数の重ね合わせ画像から元画像を分離する逆問題は,画像分離問題とよばれ,衛星画像の解析などに必要な技術である.本研究課題では,画像分離問題を題材に2次元ウェーブレット解析を研究した.画像分離問題の解法に最も適した変換として,円環分割マルチウェーブレット関数を用いる連続マルチウェーブレット変換を提案した.提案した変換とガウスの消去法を用いて,10枚の元画像が混合した11枚の観測画像(平行移動無し)を分離することができた.元画像を平行移動して重ね合わせた場合には,連続マルチウェーブレット変換の複素数値相関を用いて,4枚の元画像が混合した4枚の混合画像を分離することができた.複数の信号源からの信号の重ね合わせを複数のセンサーで観測し,観測信号のみの情報から信号源の個数や混合モデルのパラメータや元信号を推定することをブラインド信号源分離問題と呼ぶ.時間遅れなしの線形和による瞬時混合モデルと,時間遅れありの時空間混合モデルがある.本研究課題では,この問題の2次元版として画像分離問題に焦点を当てる.そして,位置スケール解析であるウェーブレット解析を用いて画像分離問題を対処することにより,2次元のウェーブレット理論を発展させることが研究目的である.24年度は,様々な2次元の連続ウェーブレット変換を提案し比較した.その中で,一番性能の良かったのが円環分割マルチウェーブレット関数を用いる連続マルチウェーブレット変換であった.25年度は,瞬時混合モデルの画像分離問題に対して,観測画像にこの連続マルチウェーブレット変換を作用させることで得られる位置スケール情報行列を特異値分解し自己組織化地図とガウスの消去法を用いた画像分離方法を提案した.この方法を用いると,元画像4枚くらいの混合からの分離が精一杯であった従来法と比較して,元画像10枚程度の混合問題まで解けるようになった.N分木離散ウェーブレット変換というシフト不変性を持つ離散ウェーブレット変換を提案し,画像の電子透かしに応用した.この変換を画像分離問題にも使ってみたい.さらに,時間遅れありの時空間混合モデルに基づいた画像分離方法として,円環分割マルチウェーブレット関数による連続マルチウェーブレット変換の複素相関関数を用いる方法の開発に取り組んでいる.複数の信号源から発せられる信号の重ね合わせを複数のセンサーで観測し,観測信号のみの情報から信号源の個数や混合モデルのパラメータや元信号を推定する逆問題をブラインド信号源分離問題と呼ぶ.時間遅れなしの線形和による瞬時混合モデルと,時間遅れありの時空間混合モデルがある.本研究課題では,この問題の二次元版として画像分離問題に焦点を当てる.そして,位置スケール解析であるウェーブレット解析を用いて画像分離問題を対処することにより,二次元のウェーブレット理論を発展させることが研究目的である.ただし,観測画像の数は元画像より多いという仮定を設ける.初年度は,様々な二次元の連続ウェーブレット変換を提案し比較した.その中で,一番性能の良かったのが円環分割マルチウェーブレット関数を用いる連続マルチウェーブレット変換であった.二年目は,瞬時混合モデルの画像分離問題に対して,観測画像にこの連続マルチウェーブレット変換を作用させることで得られる位置スケール情報行列を特異値分解し自己組織化地図とガウスの消去法を用いた画像分離方法を提案した.この方法を用いると,元画像4枚くらいの混合からの分離が精一杯であった従来法と比較して,元画像10枚程度の混合問題まで解けるようになった.最終年度は,円環分割マルチウェーブレット関数による連続マルチウェーブレット変換の複素相関関数を用いて平行移動を含む画像分離を行った.元画像4枚で整数値平行移動の場合には分離できた.複数の重ね合わせ画像から元画像を分離する逆問題は,画像分離問題とよばれ,衛星画像の解析などに必要な技術である.本研究課題では,画像分離問題を題材に2次元ウェーブレット解析を研究した.画像分離問題の解法に最も適した変換として,円環分割マルチウェーブレット関数を用いる連続マルチウェーブレット変換を提案した.提案した変換とガウスの消去法を用いて,10枚の元画像が混合した11枚の観測画像(平行移動無し)を分離することができた.元画像を平行移動して重ね合わせた場合には,連続マルチウェーブレット変換の複素数値相関を用いて,4枚の元画像が混合した4枚の混合画像を分離することができた.複数の信号源からの信号の重ね合わせを複数観測し,観測信号のみの情報から信号源の個数や元信号を推定することをブラインド信号源分離問題と呼ぶ.時間遅れなしの線形和による瞬時混合モデルと,時間遅れありの時空間混合モデルがある.この問題の2次元版として,画像分離問題を考察する.位置スケール解析であるウェーブレット解析を用いて,画像分離問題を対処することにより2次元のウェーブレット理論を発展させることが研究目的である.本年度は,瞬時混合モデルの画像分離問題を中心に取り扱った.画像に対する連続ウェーブレット変換として,複数のウェーブレット関数を用いる連続マルチウェーブレット変換を提案し,その性質や逆変換公式などを研究した.特定の方向を持ったエッジに敏感なマルチウェーブレット関数として,円環分割マルチウェーブレット関数を提案した.M個の観測画像の円環分割マルチウェーブレット関数による連続ウェーブレット変換のそれぞれの点・スケール・エッジの方向ごとに,実部と虚部をならべた2×Mの位置スケール情報行列を定義する.画像のエッジ(輪郭線)は連続な線分であり,元画像たちのエッジが交わるのは点であるから,観測画像のエッジをうまく抽出できればそれらはほとんどただ一つの元画像のエッジである.このとき,位置スケール情報行列は階数が1になる.そこで,情報行列の階数が1になるかどうかを,特異値分解を用いて調べる.特異値分解した時の後半の直交行列の第1列がある元画像に対する混合割合の推定になる.

階数が1になるときの直交行列の第1列のクラスタリングを行い,クラスターの数で元画像の数を推定し,クラスターの代表点で混合割合を推定する.クラスター密度は元画像と混合割合により大差があるので,高いクラスターに対する元画像を,ガウスの消去法を用いて消去し,新しい観測画像の組を構成するマルチステージの分離方法を考案した.3年間の研究期間内に明らかにしたいことは次の3点であり,研究2年目としては,おおむね順調に進展している.1)画像の平行移動無しの重ね合わせを分離する問題に適したウェーブレット変換の構成およびその理論的な意味づけと短時間フーリエ変換との違いについて調べること.この点に関しては,円環分割マルチウェーブレット関数を用いた連続マルチウェーブレット変換が最適であった.従来の位置スケール情報行列の特異値分解と自己組織化地図を用いる方法に加えて,ガウスの消去法を用いたマルチステージ分離法を提案し,画像分離能力が向上した.マルチステージ分離法と解析ウェーブレット変換を組み合わせた音声分離問題も行った.以上のことから,1)の目的は達成している.2)複数の画像が平行移動をともなって重ね合わせられている場合の画像分離問題の解法および,その数学的背景の考察について調べること.この点に関しては,各観測画像に対する円環分割マルチウェーブレット関数を用いた連続マルチウェーブレット変換を求め,それらの複素数値相関を取ることにより平行移動量を求める方法を開発中である.結果をまとめて,2013年夏に学会発表を行う.3)分離アルゴリズムのロバスト化および高速化の研究について,高速でシフト不変性を持つN分木離散ウェーブレット変換を提案し,画像の電子透かしに応用した.この変換を画像の平行移動無しの重ね合わせを分離する問題に対して応用する予定である.また観測画像にノイズが入る場合の研究も行っている.
正常者および中枢性運動障害における脊髄反射回路の中枢性制御の解析

1.痙縮患者のlb抑制:正常者と痙縮患者でlb抑制を検討した.安静時と拮抗筋の随意収縮時で行い,収縮による抑制量の変化をみた.患者の安静時の抑制量は正常であった.収縮によって正常者では全例で抑制量が有意に増大したが,患者では抑制量の増大は有意に少なかった.痙性歩行のない患者では収縮によって抑制量が正常に増大したが,痙性歩行を示した患者では抑制量の増加はなかった.患者では収縮による抑制の増加量は歩行時間と負の相関を示した.痙縮で臨床徴候と神経回路活動が相関した初めての知見であり,lb抑制の調節障害は痙縮の運動障害に大きく関与している.2.加齢に伴うla促通とlb抑制の変化:正常加齢に伴うlb抑制とla促通の変化を検討した.ヒラメ筋H反射を用いてlb抑制,la促通を検討した.安静時,la促通は加齢に伴ってほぼ直線的に減少したが,lb抑制は加齢による変化はなかった.拮抗筋収縮によるlb抑制量の増大も加齢変化はなかった.la促通は単シナプス性の部分を解析したため,促通量の減少はla線維終末におけるシナプス前抑制が増加したためと考えられる.両者の違いは加齢に伴う制御機構の変化が一様ではないことを意味し,高齢者の運動障害に関与する可能性がある.3.パーキンソン病患者の大脳皮質活動の変化:正常者・パーキンソン病患者を対象に,随意運動に伴う大脳皮質の活動性の変化を調べた.運動皮質に磁気刺激を与え,ヒラメ筋H反射に対する効果を安静時と主働筋の随意収縮時とで検索した.正常者では安静時に短潜時の抑制があり,収縮時にはさらに単潜時で促通が出現した.患者では安静時の抑制がなく,また収縮時にも促通はなかった.治療で淡蒼球破壊術を行った患者では,臨床症候の改善と共に,安静時の抑制,随意運動時の促通共に出現した.これら皮質活動性の変化は,視床一皮質投射に対する過剰抑制の結果と考えられる.1.痙縮患者のlb抑制:正常者と痙縮患者でlb抑制を検討した.安静時と拮抗筋の随意収縮時で行い,収縮による抑制量の変化をみた.患者の安静時の抑制量は正常であった.収縮によって正常者では全例で抑制量が有意に増大したが,患者では抑制量の増大は有意に少なかった.痙性歩行のない患者では収縮によって抑制量が正常に増大したが,痙性歩行を示した患者では抑制量の増加はなかった.患者では収縮による抑制の増加量は歩行時間と負の相関を示した.痙縮で臨床徴候と神経回路活動が相関した初めての知見であり,lb抑制の調節障害は痙縮の運動障害に大きく関与している.2.加齢に伴うla促通とlb抑制の変化:正常加齢に伴うlb抑制とla促通の変化を検討した.ヒラメ筋H反射を用いてlb抑制,la促通を検討した.安静時,la促通は加齢に伴ってほぼ直線的に減少したが,lb抑制は加齢による変化はなかった.拮抗筋収縮によるlb抑制量の増大も加齢変化はなかった.la促通は単シナプス性の部分を解析したため,促通量の減少はla線維終末におけるシナプス前抑制が増加したためと考えられる.両者の違いは加齢に伴う制御機構の変化が一様ではないことを意味し,高齢者の運動障害に関与する可能性がある.3.パーキンソン病患者の大脳皮質活動の変化:正常者・パーキンソン病患者を対象に,随意運動に伴う大脳皮質の活動性の変化を調べた.運動皮質に磁気刺激を与え,ヒラメ筋H反射に対する効果を安静時と主働筋の随意収縮時とで検索した.正常者では安静時に短潜時の抑制があり,収縮時にはさらに単潜時で促通が出現した.患者では安静時の抑制がなく,また収縮時にも促通はなかった.治療で淡蒼球破壊術を行った患者では,臨床症候の改善と共に,安静時の抑制,随意運動時の促通共に出現した.これら皮質活動性の変化は,視床一皮質投射に対する過剰抑制の結果と考えられる.正常者17名および痙縮患者17名を対象に,内側腓腹筋からヒラメ筋に対するIb抑制を検討した.痙縮患者については痙縮以外の要素を除外するため,筋力低下のない例のみを特に選び,また脳障害と脊髄障害による痙縮では機序が異なる可能性があるため,今年度は脊髄障害による痙縮に限って検索した.Ib抑制は安静時と前脛骨筋の持続的随意収縮時(最大収縮の110%で数段階)とで行い,随意収縮による抑制量の変化をみた.痙縮患者における安静時のIb抑制量には正常者と差がなかった.拮抗筋の収縮によって,正常者では全例で抑制量が有意に増大したが,痙縮患者では抑制量の増大は正常者より有意に少なかった.臨床徴候別に検討すると,痙性歩行のない患者では拮抗筋収縮によって正常者と同程度に抑制量が増大したが,痙性歩行を示した患者ではIb抑制の増加はほとんどみられなかった.さらに痙縮患者においては,収縮によるIb抑制の増加量は5m往復歩行時間と負の相関を示し(p<0.05),歩行に要する時間が長いほど,すなわち歩行障害の程度が強いほどIb抑制の増加量は少なかった.臨床徴候と神経回路の活動が相関したのは初めての知見である.

なお安静時のIb抑制量や収縮による抑制の増加量と,腱反射,クローヌスなど他の臨床徴候との相関はなかった.以上より,痙縮患者の随意収縮におけるIb抑制の調節障害は,痙性歩行などの随意運動障害に大きく関与していると考えられる.また痙縮の伸張反射亢進と運動障害の機序はそれぞれ異なる可能性が高いことが示された.なお大脳磁気刺激については,コンピュータでのコントロールをするためのプログラムを作成し,正常者においてコントロール実験を行った.患者での応用は次年度以降に予定している.正常者の加齢に伴う脊髄反射回路の活動性の変化を検討するために,Ib抑制とIa促通について検討した.対象は正常成人.ヒラメ筋H反射を用いてIb抑制(16人,21歳54歳),単シナプス性Ia促通(30人,24歳68歳)を検討した.H反射は大きさはいずれの実験でも2025%of Mmaxにそろえた.条件刺激は内側腓腹筋神経(Ib抑制),大腿神経(Ia促通)に与え,強度は前者がM波闘値の0.95倍,後者はM波の最大上刺激としてた.Ib抑制,Ia促通ともに効果はtime courseで検討した.抑制量・促通量は,Ib抑制では%of Maxで,Ia促通はtime courseの傾き(%of control H/ms)で表した.Ia促通については,加齢に伴ってほぼ直線的に促通量が減少した.一方,Ib抑制については,加齢による抑制量の変化はみられなかった.Ib抑制は拮抗筋の随意収縮によって増加するが,収縮による抑制量の増大も加齢による変化はなかった.Ia促通は単シナプス性の部分について解析したため,促成量の減少はIa線維終末に対するシナプス前抑制が増加したためと考えられる.非特異的な機能を持つといわれるシナプス前抑制と,運動に伴って特異的に制御されるIb抑制の態度が異なったことは,加齢に伴う制御機構の変化が一様ではないことを意味する.加齢によってIb抑制は変化しないが,シナプス前抑制は増加し,高齢者の運動障害に関与する可能性がある.加齢による脊髄反射回路の活動性の変化は回路によって異なる.大脳磁気刺激を用いたIb抑制回路に対する中枢制御について,正常者と痙縮患者を対象に検討している.データ数はまだ十分ではないが,これまでのところ随意収縮による中枢性制御とほぼ同様の結果が得られている.1.痙縮患者のIb抑制:正常者と痙縮患者でIb抑制を検討した.安静時と拮抗筋の随意収縮時で行い,収縮による抑制量の変化をみた.患者の安静時の抑制量は正常であった.収縮によって正常者では全例で抑制量が有意に増大したが,患者では抑制量の増大は有意に少なかった.痙性歩行のない患者では収縮によって抑制量が正常に増大したが.痙性歩行を示した患者では抑制量の増加はなかった.患者では収縮による抑制の増加量は歩行時間と負の相関を示した.痙縮で臨床徴候と神経回路活動が相関した初めての知見であり,Ib抑制の調節障害は痙縮の運動障害に大きく関与している.2.加齢に伴うIa促通とIb抑制の変化:正常加齢に伴うIb抑制とIa促通の変化を検討した.ヒラメ筋H反射を用いてIb抑制,Ia促通を検討した.安静時,Ia促通は加齢に伴ってほぼ直線的に減少したが,Ib抑制は加齢による変化はなかった.拮抗筋収縮によるIb抑制量の増大も加齢変化はなかった.Ia促通は単シナプス性の部分を解析したため.促通量の減少はIa線維終末におけるシナプス前抑制が増加したためと考えられる.両者の違いは加齢に伴う制御機構の変化が一様ではないことを意味し,高齢者の運動障害に関与する可能性がある.
抗HIV活性物質の創製を指向したC-H結合の活性化による直接的CF3化反応の開発

シアノ酢酸アニリドの分子内オルト位C-H官能基化反応を利用することにより、トリフルオロアセチル基などの種々の置換基を有するキノリノン誘導体の簡便かつ一般的な合成法を確立することができた。また、ビリジカチン類やグリコシトロン類などのアルカロイド合成にも応用することができた。インドール、ベンゾイミダゾール、キノリン誘導体などは、抗がん・抗ウイルス活性などの興味深い生物活性を示す複素環群であり、有用なファルヤコフォアである。今回、抗HIV活性などの生物活性を示すことが報告されている4位にアリール基、3位に水酸基を有するキノリノン誘導体(ビリジカチン誘導体)に注目し、その簡便かつ一般的な合成法の確立に成功した。すなわち、シアノ酢酸アニリドとアルデヒドの縮合反応・ワンポットエポキシ化反応に続く、分子内芳香族求電子置換反応を利用した合成である。ビリジカチン誘導体の従来法の合成法では、反応基質の合成が煩雑であったり、入手容易な試薬が限られているなどの問題があったが、今回開発した方法は、(1)入手容易なアニリド・アルデヒドを利用できるため、多様な置換基を有する誘導体の合成が可能である(2)アニリド誘導体のC-H官能基化を利用しており、廃棄物が少ない環境調和型の合成である(3)生成物が沈殿物として得られ、生成物の単離・精製を容易に行うことができ、スケールアップも容易であるなどの特徴を有する。さらに本手法を用いて、トリフルオロメチル基(-CF3)を導入した誘導体の合成を行った。その導入により、(1)脂溶性が向上し、吸収・輸送、あるいは受容体との相互作用が改善する(2)芳香環や複素環の電子密度を低下させ、受容体に輸送されるまでの間、酸化反応などによる分解が抑制され、その結果、副作用が低減するなどの効果が期待できる。インドール、ベンゾイミダゾール、キノリン誘導体などは、抗がん・抗ウイルス活性などの興味深い生物活性を示す複素環群であり、有用なファルマコフォアである。今回、抗HIV活性を示すキノリノン誘導体の創製を目指し、研究に着手した。その結果、4位に水酸基、3位に種々の置換基(ホルミル基、トリフルオロアセチル基など)を有するキノリノン誘導体の簡便かっ一般的な合成法の確立に成功した。シアノ酢酸アニリドのタンデム型官能基化-環化反応を利用した合成である。本手法による合成は以下のような利点を有する。(1)入手容易なシアノ酢酸アニリドを利用できるため、多様な置換基を有する誘導体の合成が可能である(2)シアノ酢酸アニリド誘導体のC-H官能基化を利用しており、廃棄物が少ない環境調和型の合成である(3)生成物が沈殿物として得られ、生成物の単離・精製を容易に行うことができ、スケールアップも容易である。また、本反応によって得られる生成物を天然物であるグリコシトロン類へと誘導することにも成功した。さらに本手法は、ペンタフルオロエチル基やヘプタフルオロプロピル基などのパーフルオロアルキル基を有するキノリノン誘導体の合成にも応用することができた。キノリノン誘導体はこれらの置換基の導入により、(1)脂溶性が向上し、吸収・輸送、あるいは受容体との相互作用が改善する(2)芳香環や複素環の電子密度を低下させ、受容体に輸送されるまでの間、酸化反応などによる分解が抑制され、その結果、副作用が低減するなどの効果の発現が期待される。
エスニック・マイノリティによる多文化ソーシャルワーク実践の日豪比較研究

本研究では、「文化移民」や「レジャー移住者」としてオーストラリアに長期滞在する日本人たちのアカルチュレーションは、日本人コミュニティによって支えられては折らず、移住者の中でボランタリーな支援が始まったばかりという現状をインタビューと参与観察によって明らかにした。また、東南・東アジアからの滞日外国人女性たちへの多文化ワークショップ実践の事例から、多文化ソーシャルワークの方法論構築への端緒を模索した。研究の進捗状況平成19年度は本研究の初年度にあたり、主にオーストラリア・ヴィクトリア州とクイーンズテンド州における移住日本人グループに焦点を当てた調査を行った。ヴィクトリア州ではメルボルンを中心に、自らも移住者である日本人ソーシャルワーカーとソーシャルワークを専攻する大学(院)生にインタビューを行い、彼らが実際に果たしている支援機能と日本人コミュニティとの関係、彼ら自身のエスニック・アイデンティテイや帰属意識、倫理規範などについて詳細に聞き取った。また、クイーンズランド州ではブリスベインに焦点化して調査を行った。その結果、この地を窓口として移住してくる日本人に対して心理・社会的支援を行うのはソーシャルワーク専門職ではなく、自らも移住者である日本人旅行会社エージェントであることに注目し、エージェントネタップが果たしている支援機能と、その根底にある倫理・価値規範などについてインタビユーを行った。研究の意義・重要性オーストラリアに移住する日本人は、若い移住者になればなるほど「レジャー移住志向」が強まるため、他民族のようにエスニック・マイノリティ・コミュニティを形成することにあまり積極的ではない。そのため、移住・定住に関連して起こるさまざまな心理・社会的困難やストレスに対する支援システムが存在せず、アドホ,クな解決が成される傾向がある。そこで、このような現状で自覚的・無自覚的に支援機能を果たしている人々に焦点をあてて具体的な状況を明らかにすることは、海外日本人コミュニティの現状の一端を明らかにするだけでなく、引き続いて今年度(20年度)に行う滞日外国人コミュニティにおける自助支援機能の状況と比較することで、日本人が自らの社会において行うエスニック・マイノリティ支援の方法について、具体的な方策を示すことができるようになる。研究の進捗状況平成20年度は本研究の二年目かつ最終年度にあたり、過年度にオーストラリア・ヴィクトリア州とクイーンズランド州において行った移住日本人グループ調査の結果を分析しつつ補足調査を敢行し、同時に日本(関西)においてアジアからの移住女性を対象に「仕事づくり」のためのワークショップを行った。これらのプロジェクトはすべて一旦完結し、結果は「最終報告書」にすべて掲載している。研究の意義・重要性オーストラリア移住第一世代の日本人集団は、当初は日本企業の現地駐在員の価値観を内包しつつヒエラルキー型の組織として発展してきたが、最近になって若い女性や未成年移住者などの急増により、組織体制に変容の兆しが見える。一方、アジアから日本に移住してきた女性たちに自己効力感を醸成し、それを基盤に仕事づくりを考えるワークショップを行い、「参加型多文化ワークショップ」のキー概念や方法を事例から抽出した。本研究の意義は、日本社会が持つ、移民の「送り出し」「受け入れ」双方の機能について考察し、ソーシャルワーカーなどの心理社会的専門支援の方法を示した点である。
高齢者の適応的運動訓練と脳活動の関連の解明研究

認知訓練(ワーキングメモリ(WM)訓練)と有酸素運動の二重課題訓練がそれぞれ片方より、認知機能、脳形態などにより大きな影響を及ぼす、有酸素運動との同時訓練によりWM訓練効果が促進されるとするとの仮説の検証を行い、WM訓練と有酸素運動の二重課題訓練の認知機能、脳形態へ及ぼす影響を明らかにすることが本研究の目的である。93名の健康な高齢者(65-75歳)がこの研究を完遂した。これらの被験者はまず、認知テスト、質問紙、MRI撮像などに参加し、その後12週間の訓練期間に入った。その後再び認知テスト、質問紙、MRI撮像などに参加した。12週間の間、被験者は週3回,1回約1時間ほど、訓練に参加した。被験者は3群にWM訓練群、有酸素運動群、両方の同時訓練群(WM訓練+有酸素運動群)わけられた。結果は、遅延記憶、非言語性推論の検査はWM訓練を含む2群>有酸素のみ、有酸素+WM>WMという傾向はなしというWM訓練がこれらの機能に効果があることを示唆する結果パタンであった。前頭葉機能検査では、WM訓練を含む2群>有酸素のみ訓練群、有酸素+WM訓練>WM訓練という仮説によく合致する結果が得られた。脳画像の異方性に関しては有酸素運動+WM訓練の群において他の2群に比べ上縦束Iと呼ばれる白質繊維の異方性が有意に上昇していた。脳画像の平均拡散脳に関しては、前頭前野,前部帯状回の各所、海馬、黒質など脳幹周辺の水の拡散性が有酸素運動+WM訓練の群において他の2群より減少していた。このように、WM訓練+有酸素運動の二重訓練は、前頭葉機能や、関連する領域の神経構造に変化を及ぼした。また、WM訓練や有酸素運動の認知機能への効果も確認された。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、高齢者の健康とQOLの向上を可能とする運動プログラムの開発とその認知的側面や、身体的側面、神経系の側面への影響の評価を目的とする。上記の研究目的を達成するために、24年度は当初の予定通り研究計画の実施の詳細と準備を行った。介入で行う運動プログラムを開発し、その評価のための、研究計画を策定した。本研究計画では具体的な運動プログラムとして、運動同様、認知機能の向上に効果のあるワーキングメモリ訓練を有酸素運動と同時に行うことに決定した。評価系のための心理指標、MRIの撮像などを決めた。実施のためのノウハウのわかる研究者と協力を進め、実験器具を用意し、東北大学医学系研究科の倫理委員会より研究計画の承認をうけた。また、解析のためのソフトウェアなども用意した。現在は、これらの研究計画に基づき実施のための、予備実験を準備中である。人口の高齢化は、先進国において急速に進んでおり、老化に伴う身体的機能認知機能の低下やそれの改善を可能にする運動などに関する知見の集積は極めて重要である。本研究では、特に身体的機能認知機能の向上を目的とする新たな運動プログラムの開発を行い、それが成功裏に終わった暁に社会・科学に及ぼす影響を甚大であると考えられる。また、ワーキングメモリ・有酸素運動、複数の課題を同時に行う二重課題は、いずれも高齢者においてその機能が低下したものであり、それらの単体での訓練はいずれも高齢者の機能向上にはたすことが先行研究でよく知られている。それらのコンビネーションを行った訓練の高齢者の機能への向上はその意味で期待できると考えられる。この身体的プログラムは、先行研究の知見に基づき、ワーキングメモリ訓練と有酸素運動を同時に行うものとする。有酸素容量と、下半身の持久力強化と認知機能の強化の相互作用が期待できる。上記の研究目的を達成するために、25年度は当初の予定通り介入実験を実行に移した。この実験の対象は、認知機能が保たれていて、慢性急性の重病を持っておらず、自分で十分な運動を行うことのできる運動機能が保たれている高齢者とした。およそ100名ほどの被験者が最終的に実験に参加した。被験者の3分の1実験群であり、上記の介入を行い、もう3分の1は対照群としてワーキングメモリ訓練のみを行い、もう3分の1はやはり対照群として有酸素運動のみを行う群であった。被験者をランダムにこれらの群にわりつけた。各グループでは、週3回、12週の訓練を行った。この訓練の前後に認知機能、運動機能の評価し、脳画像を得た。研究は相手方の同意を得た上で研究を実施した。現在は、これらはおおむね研究計画通り実施できているが完了できていないが、4月の末に実験が終了する。