hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低濃度農薬曝露の次世代影響:大規模先天異常モニタリングに基づく症例対照研究

また、出生時体重が大きい群ほどの母体血中のp,p'-DDE濃度が高いという傾向性を認めた(p=0.03)。異物代謝に関わる酵素のうち、第2相酵素のひとつのキノンオキシドレダクターゼ(NQO-1)のC609Tの遺伝子多型を妊婦について見た場合に、CC型(n=44)に比べてCT型+TT型(n=99)のほうがp,p'-DDE濃度が低いという結果を得た。これらの結果には、喫煙、出産歴、有機塩素農薬とPCB汚染のレベル(有機塩素系農薬汚染と正の相関性がある)が交絡している可能性があり、複数の要因を加味した解析によって、妊婦の有機塩素系農薬曝露による児への健康影響を明らかにしていく必要がある。難分解性の有機塩素系農薬は内分泌かく乱作用を持つと懸念されている。これらの物質が日本を含む多くの国で使用されなくなってから数十年が経過しているにもかかわらず、未だに環境中から検出されている。本研究の目的は北海道での妊婦の有機塩素系農薬曝露状況把握と次世代影響を明らかにすることである。2002から2005年に札幌市の一産院で採取した149名の妊婦(年齢、30.9±4.8;BMI,21.4±3.5)の血液中の有機塩素系農薬(29物質)について濃度測定し、妊婦属性と農薬濃度との関連、母の曝露が児の出生時体重に与える影響を明らかにした。妊婦属性と農薬濃度との関連:妊婦の年齢が高いほどp,p'-DDE、クロルダン類、cis-ヘプタクロルエポキシド、β-HCH、マイレックスの濃度が高値であった。妊娠前体重が多いほどディルドリン、HCB、β-HCH、Parlar-26、Parlar-50の濃度が高いという結果を得た。農薬濃度と児の出生時体重との関連:妊娠週数37週未満の児を除き、140名を解析の対象とした。児の出生時体重(3095±375g)に影響を与える要因(母の妊娠前BMI、母の妊娠中の喫煙、児の性別、児の出生時の妊娠週数)を調製因子として、重回帰分析を行ったところ、p,p'-DDE(p=0.05)、ディルドリン(p<0.05)、Parlar-26が正の関連を示した(p<0.05)。1970年代の報告を参照すると、本研究の対象である札幌市とその近郊に住む女性の農薬曝露レベルは明らかに低い。しかし、妊婦の甲状腺機能への影響(H22年に報告)と児の出生時体重への曝露影響を検出したことから、継続的なサーベイランスが必要と考える。
接フィルター付き多様体上の幾何構造と微分方程式

本研究では「巾零幾何、解析」の展開を目指し、特に、接フィルター付き多様体上の微分方程式に対し、接フィルターから導かれる重み付きの微分次数を基にした系統的な研究を進めてきた。これまでの研究により“有階べき零リー群上には形式Gevrey関数族が重み付き次数を用いて自然に導入され、任意の重み付き包合的な微分方程式系はこの形式Gevrey関数族の中で必ず解を持つこと"を見出している。従って巾零リー群上では解析関数に代わり形式Gevrey関数が重要な役割を演じることになるが、この形式関数の実体或いは幾何学的意味を明らかにすることが本研究の最重要課題の一つであった。これに対して今回重要な進展を得た:即ち典型的な3次元Heisennberg群Ηにおいて次の結果を得た。ΗにCaratheodry計量を入れ、これを用いて擬指数写像Ψ:R^3→Ηを定義する。ΨはR^3の原点を通る超曲面ΣをΗの単位元に写しそこで特異点を持つが、Ηの単位元での形式Gevrey関数Fに対してΨ^*FはΣでの解析関数を定める。この事実は形式Gevrey関数の幾何学的意味を解明する鍵となると同時に、幾何と解析の接点において興味深い問題を新たに次々と提起し、今後の研究に大きな活力を提供する。この結果は95年2月北大での研究会「幾何構造を巡って」において発表された。また1月には秋田大での研究会「接触構造とその周辺」においてMonge-Ampere方程式についてこれまでの研究のSurvey Lectureをした。最近フランスでValopoulos等を中心にHormander系に付随した熱核の漸近挙動に関して活発な研究が進められている。本研究とも密接に関係するのでこの話題を中心に幾何、解析の専門家が集まり94年11月本学で研究会を開いた。また本研究と関係の深い数学者Gerard,Epstein,Huckleverry教授を京都に招き活発な討論をした。これらの交流は本研究の推進に益するところ大であった。
時間反転対称性の破れの測定実験のための高精度時間測定器の研究

時間反転対称性の破れの探索実験(J-PARC E06)においても粒子の飛行時間測定(TOF)は必須の手法である。J-PARC E06実験においてTOFを行うためには平均1 kHzの事象発生率で50 psecより高精度で時間測定を行う機器が必要である。そのための機器を開発する為の研究を行った。いくつかの方法を比較検討の結果、時間測定にはFPGAの論理セルの遅延を利用する方法を用いた。この手法での測定を実現するために、時間反転対称性の破れの探索実験に対し十分な性能を持ったデータ収集システムに接続可能な電子基板の開発を行い、時間測定を行うファームウェアの試験を行った。平成25年度においては、高精度時間測定を実現するために精度を追求するための時間精度試験用の基板の開発を行った。一般的な光電子倍増管では負の極性の信号をインピーダンス50オームの同軸ケーブルで出力する。これをFPGAに入力するためには負の極性の信号を受けてFPGAに入力可能な低電圧TTLあるいはLVDSレベルのディジタル信号に変換しなければならない。この処理を低ジッターで行いたいのであるが現在の技術トレンドとは合っていないため適切な部品が入手できない。そのため、この部分の実現のために高速な差動アンプを使用した回路、PECL出力コンパレータを使用した回路、LVDS出力コンパレータを使用した回路、低電圧TTL出力コンパレータを使用した回路の4通りの回路を考えそれらの評価を行うこととした。FPGAへの入力は電圧変動の少ない差動信号であるLVDSが望ましいと考えられるが、低電圧TTLでも必要な時間精度が出せるのであれば回路の信号線の取り回しや安定度からそちらのほうが望ましいため、低電圧TTLも考慮に入れた。回路設計はSPICEシミュレータを使用して評価を行いつつ行った。設計された回路の精度を実際に測定するために、それらを実装した試験基板の製作を行った。試験基板には上記の回路とXilinx FPGA Kintex及びネットワークインターフェースが搭載されている、これにより必要なすべての機能が試験できるような試験基板となっている。同時にこの試験基板は実用機開発のためのプロトタイプの位置づけになっている。この基板の製作は終了し現在は正常動作させるための修正作業中である。平成24年度においては技術の評価、選定と試験用電子プリント基板(試験基板)の製作を行った。高精度時間測定を行うための手法として、アナログ回路を用いてキャパシタから定電流により電荷を流出させ残った電荷を測定する方法、既存の時間測定用ASICを用いて時間測定を行う方法, FPGAを利用しロジックセルの遅延時間を利用して時間測定を行う方法などがあるがまず初めにこれら3通りの方法について詳細な検討を行った。候補であるASIC、ACAM社のTDC-GP2およびTDC-GPXを詳細に検討したところ、我々が使用したいコモンストップによる時間測定は困難であることが分かり、対象とする実験には望ましくないことが分かった。アナログ回路による方法は依然検討対象であるが、技術トレンドや量産コストを考え、FPGAを用いた方法を試みることになった。そのためにXilinx社のFPGA Spartan6を用いた試験基板の作成を行った。また試験基板の要求仕様を決めるためにカナダTRIUMF研究所に赴きカナダの共同研究者と議論を行い検出器の試験とインターフェースの擦り合わせを行った。それらをふまえた上で試験基板の仕様の決定を行い、開発を行った。本研究を適用するTREK実験ではTOF検出器のタイミング情報にはNIMレベルの信号を用いている。また事象を判別するためのトリガー信号や事象タグが中央トリガー機器から配布されている。試験基板はこれらの要請を満たすように設計された。開発は順調に進み試験基板は年度内に完成した。これにより次年度のFPGAを用いた高精度時間測定の研究の準備が整った。平成26年度においては、前年度に開発した試験基板を用いてフロントエンドの信号レベル変換の評価、実用基板の開発、FPGAの遅延を利用したファームウェアの評価を行った。光電子倍増管信号はNIMディスクリミネータを使用してタイミング信号に変換される。この信号をFPGAに入力するために低電圧TTLあるいはLVDSレベルのディジタル信号に変換しなければならない。この処理は高精度時間測定のために低ジッタであることが要求される。その評価のために試験基板には(1)高速な差動アンプ、(2)PECL出力コンパレータ、(3)LVDS出力コンパレータ、(4)低電圧TTL出力コンパレータ、を使用した4通りの回路を実装してある。それらの評価を行った結果、(1)の回路は遅延は少なく低ジッタであったが、閾値電位の調整に手間がかかるデメリットが目立った。(2)は消費電流が多い割にはジッターの向上は見られなかった。(3)は途中ACで切る必要があるため立下りの時間情報の誤差が増えるが、飛行時間測定を行うときは立ち上がりのみで良いため大きなデメリットはなく、低ジッタであった。

(4)は最も一般的で扱いやすいものであり低ジッタであったがTTLレベルの入力を行うとFPGA内部の遅延に誤差が大きくなることから今回の目的にはそぐわなかった。この結果に基づき、すべての入力を(3)の回路で構成し最適化を施した実用基板の開発を行った。これらの開発と同時に研究協力者と共にFPGA内部の研究をすすめ、遅延回路を用いたTDC、遅延回路に立ち上がり、立下りの両エッジを利用し遅延誤差を少なくする方法の試験、遅延誤差をルックアップテーブルを用いて補正する方法の試験を行い、目標の時間測定精度50 nsecに達する見込みをつけることが出来た。これらにより、すべての要素研究は終了した。高エネルギー物理学実験本年度においては試験基板作成とその試験基板を用いた回路の精度測定まで行う予定であったが、部品の調査、選定、回路設計にやや手間取り、試験基板の製作は出来たものの修正と精度測定が出来なかった。多少遅れは見られるが十分研究の遂行は出来る範囲である。当初予定していた、技術評価はほぼ完了した。それにより、FPGAを用いた時間測定の方法に研究方針に決定を行った。それに従い次年度のための試験基板の開発を行うことが出来た。ここまではおおむね予定通りといえる。前年度に製作した試験基板の修正と精度測定、評価などを早急に行う。その結果を踏まえ実用機の設計に進む予定である。実用機の製作においては試験基板による研究結果を用いて、もっとも性能のよかった回路を用いて電子基板の設計および製作を行う予定である。実用機の製作を行うのと平行して、前年度製作した試験基板を用いてFPGAによる時間測定の研究を進める予定である。すでに、FPGAの内部遅延を利用した内部回路の部分的な研究は進んでおり、それをどのように補正していくかの研究、実用的なファームウェアの開発、温度依存性などの安定度の評価などを行っていく予定である。本年度開発を行った試験基板を用いてFPGAを利用した時間測定の研究を行う。FPGAを用いて高精度時間測定を行う場合論理セル間の信号遅延を利用することになる。これはFPGAからみると通常推奨されない使用方法であるため、安定して性能を出すためには研究が必要となる。研究のポイントは安定に動作させる方法の研究と測定によって出力される値の校正方法の研究である。どのような基礎論理回路単位で遅延を行うことが良いのか?また、非一様性や温度依存性などをどのように更正するのか?などについての研究を行う。まずは遅延チェーンやリングオシレータを用いて論理セルの遅延の性質の測定を行い、それらを利用して高精度の時間測定を行う方法の確立をおこなう。その上で温度依存性や測定値の分散、一様性の性質を探る。それらを元に校正方法の開発を行う予定である。次年度の終盤には研究で得た知見を用いて実用機器を目指した機器の開発を行う予定である。見積もり誤差のため。
フェロモン感知ニューロンにおける温度感知とそれらの情報の識別

神経細胞において複数の情報が神経細胞内でどのようにして区別やクロストークされるかを解析することは重要であると考えられる。本研究では、シンプルに複数の神経情報処理を解析できる実験系を確立するための解析を行った。その結果、従来線虫において耐性幼虫からのリカバリーや光受容に関与することが知られていた感覚ニューロンが温度も感知することが明らかとなった。このニューロン内におけるフェロモンや光の情報伝達に関して、単一の感覚ニューロンにおいて、感覚刺激の種類に応じて、Gタンパク質やグアニル酸シクラーゼが使い分けられている可能性が示唆された。また、個体レベルでの温度応答適応でも加算性が確認された。これまでに多くの動物において、神経情報の区別が解析されてきたが、未知の点も多数残っている。本研究では、線虫C. elegansのシンプルな神経系をつかい、神経情報の識別に関わる情報処理機構を詳しく解析する。我々はこれまでに、線虫の温度に対する走性行動を実験系として、単一の感覚ニューロンが2つ以上の情報を感知し、区別識別しているケースを線虫の解析から明らかにした。本研究では、よりシンプルに行動に頼らずに複数の神経情報処理を解析できる実験系を確立するための解析を行った。その結果、従来線虫において耐性幼虫からのリカバリーに関与することが知られていたフェロモン感覚ニューロンが温度も感知することが明らかとなった。このニューロン内におけるフェロモンの情報伝達に関わる3量体Gタンパク質や、cGMP依存性チャネルの変異体をもちいて、それらの分子が温度情報の伝達にも関与しているかをカルシウムイメージングで測定した。プローブとしてgenetically encodable Ca2+インディケーター(Yellow cameleon)をもちいた。その結果、フェロモン情報伝達に関わる分子が温度情報伝達にも関与することが示唆された。さらに、フェロモンの情報伝達の変異体が、個体レベルでの温度応答適応にも異常をもつことが明らかとなった。本年度は、このニューロン内におけるフェロモンや光の情報伝達に関わる、複数の3量体Gタンパク質に注目し、それらの機能代償性や複数の感覚刺激の受容における使い分けを調べた。具体的には、2重、3重変異体を作成し、それらの当概感覚ニューロンにおける温度応答性をカルシウムイメージングで測定した。その結果、単一の感覚ニューロンにおいて、感覚刺激の種類に応じて、Gタンパク質やグアニル酸シクラーゼが使い分けられている可能性が示唆された。また、個体レベルでの温度応答適応でも代償性が確認された。交付申請書に記載した実施計画をおおかた進められたと考えられる。分子遺伝学と神経活動のカルシウムイメージングを組み合わせた解析の結果、これらのフェロモンや光の情報伝達に関わる複数の3量体Gタンパク質分子が温度情報伝達にも関与し、それらの分子が代償的に働くことが示唆された。さらに、これらの複数の3量体Gタンパク質の変異体が、個体レベルでの温度応答適応にも代償的に異常をもつことが明らかとなった。また、昨年に引き続き、温度で発現変動する遺伝子を単離した後に、線虫遺伝子データベースなどから感覚神経系で機能すると考えられる遺伝子に関して、C. elegansのRNAi用の凍結大腸菌ライブラリーをもちいて、遺伝子をノックダウンする解析やノックアウト変異体をもちた解析を進めている。本研究では、線虫C. elegansのシンプルな神経系をつかい、神経情報の識別に関わる情報処理機構を詳しく解析した。2016年度においては、Gαタンパク質の下流分子について、カルシウムイメージングにより、多重変異体における当概感覚ニューロンの温度応答性を定量化した。特にホスホジエステラーゼは、当概感覚ニューロンの温度以外の感覚情報伝達に関わるものとして4つが考えられているため、それらについて様々な組合せの多重変異体を用いて、カルシウムイメージングにより温度に対する応答性を測定した。

その結果、単一の感覚ニューロンにおいて、感覚刺激の種類に応じて、Gタンパク質やグアニル酸シクラーゼだけでなくホスホジエステラーゼも使い分けられている可能性が示唆された。また、個体レベルでの温度応答適応でも代償性が確認された。すでに分かっているフェロモンや光の情報伝達に関わるホスホジエステラーゼと比較して、温度情報伝達との差分を見つけだし、複数の感覚情報の区別識別に関わる分子と生理的暗号の一端が示唆された。また、遺伝子スクリーニングや得られた変異体の解析も行った。神経細胞において複数の情報が神経細胞内でどのようにして区別やクロストークされるかを解析することは重要であると考えられる。本研究では、シンプルに複数の神経情報処理を解析できる実験系を確立するための解析を行った。その結果、従来線虫において耐性幼虫からのリカバリーや光受容に関与することが知られていた感覚ニューロンが温度も感知することが明らかとなった。このニューロン内におけるフェロモンや光の情報伝達に関して、単一の感覚ニューロンにおいて、感覚刺激の種類に応じて、Gタンパク質やグアニル酸シクラーゼが使い分けられている可能性が示唆された。また、個体レベルでの温度応答適応でも加算性が確認された。交付申請書に記載した実施計画をおおかた進められたと考えられる。分子遺伝学と神経活動のカルシウムイメージングを組み合わせた解析の結果、これらのフェロモンの情報伝達に関わる分子が温度情報伝達にも関与していることが明らかとなった。さらに、フェロモンの情報伝達の変異体が、個体レベルでの温度応答適応にも異常をもつことが明らかとなった。また、温度応答とフェロモンを同時に与える実験系を構築することを試みたが、フェロモンが揮発性であり定量性に困難があったため、実験方法を再考し、温度で発現変動する遺伝子を単離した後に、線虫遺伝子データベースなどから感覚神経系で機能すると考えられる遺伝子に関して、C. elegansのRNAi用の凍結大腸菌ライブラリーをもちいて、遺伝子をノックダウンする解析やノックアウト変異体をもちいた解析を行うこととした。線虫においてフェロモン受容ニューロン内の温度情報伝達に関わる分子として、cGMP依存性チャネル、Gαタンパク質、グアニル酸シクラーゼ、ホスホジエステラーゼが昨年度までに見つかっていた。昨年度は、特にGαタンパク質の多重変異体について焦点を当てて解析を行ったため、Gαタンパク質の下流分子についても、カルシウムイメージングにより、多重変異体における当概感覚ニューロンの温度応答性を定量化する。特にホスホジエステラーゼは、当概感覚ニューロンの温度以外の感覚情報伝達に関わるものとして4つが考えられているため、それらについて様々な組合せの多重変異体を用いて、カルシウムイメージングにより温度に対する応答性を測定する。すでに分かっているフェロモンや光の情報伝達に関わるホスホジエステラーゼと比較して、温度情報伝達との差分を見つけることで複数の感覚
ボルナ病ウイルス(BDV)感染ウマにおける運動障害と脳内BDVの局在

1.北海道において種々の原因で病理解剖に付された競走馬125頭の血清中の抗BDV抗体価の検査の結果,59頭で陽性(47.2%),66頭で陰性(52.8%)であった.このうちP40とP24の両抗原に対する抗体保有馬は全体の24%(30/125),P40のみでは19.2%(24/125),P24では3.2%(4/125)であった.疾患別に見ると,運動障害を示した馬の22.4%,神経症状を示した馬の6.4%,消化器障害では10.4%,呼吸器障害では0.8%,生殖器疾患では1.6%,そのほか5.6%となっている.特に運動障害を示した馬は全体の14.4%が両BDV-P40およびP24に抗体陽性で,ほかの疾患に比べて高い値を示した.運動障害および神経症状をあわせると全体の19.2%(24/125)と両抗原に対する抗体を保有することが明らかになった.さらに,運動障害および神経症状を示す疾患馬はBDV抗体陰性馬に比較して有為に高い値(P<0.05)を示した.59例の抗体陽性馬のうち22例の脳組織を病理組織学的検索とin situ hybridization (ISH)法によるBDV-RNAの検索を行った結果,これらの馬の脳組織には明らかな炎症像や変性像は観察されなかったが,ISH法ですべての症例の大脳,小脳,間脳など広範囲の神経細胞にBDVの遺伝子が検出された.以上の結果は,BDV感染馬における運動障害および神経症状を示す疾患では,中枢神経系におけるBDVの感染が大きく関与している可能性を示唆していると考えられた.2.馬の運動失調症(wobbler disease)でBDV抗体陽性3例を対象に,特にその小脳について病理組織学的検索と免疫組織化学的検索によるBDV抗原の検出,in situ PCRによるBDV-RNAの検出を行った.その結果,小脳では神経膠線維の増殖が認められた.一方BDV抗原は検出されなかったが,in situ PCRによるBDV-RNAの陽性シグナル像が散発的に証明された.この結果は,向神経性ウイルスで持続性感染をするBDVの病原性の一端を示唆する所見と考えられた.1.北海道において種々の原因で病理解剖に付された競走馬125頭の血清中の抗BDV抗体価の検査の結果,59頭で陽性(47.2%),66頭で陰性(52.8%)であった.このうちP40とP24の両抗原に対する抗体保有馬は全体の24%(30/125),P40のみでは19.2%(24/125),P24では3.2%(4/125)であった.疾患別に見ると,運動障害を示した馬の22.4%,神経症状を示した馬の6.4%,消化器障害では10.4%,呼吸器障害では0.8%,生殖器疾患では1.6%,そのほか5.6%となっている.特に運動障害を示した馬は全体の14.4%が両BDV-P40およびP24に抗体陽性で,ほかの疾患に比べて高い値を示した.運動障害および神経症状をあわせると全体の19.2%(24/125)と両抗原に対する抗体を保有することが明らかになった.さらに,運動障害および神経症状を示す疾患馬はBDV抗体陰性馬に比較して有為に高い値(P<0.05)を示した.59例の抗体陽性馬のうち22例の脳組織を病理組織学的検索とin situ hybridization (ISH)法によるBDV-RNAの検索を行った結果,これらの馬の脳組織には明らかな炎症像や変性像は観察されなかったが,ISH法ですべての症例の大脳,小脳,間脳など広範囲の神経細胞にBDVの遺伝子が検出された.以上の結果は,BDV感染馬における運動障害および神経症状を示す疾患では,中枢神経系におけるBDVの感染が大きく関与している可能性を示唆していると考えられた.2.馬の運動失調症(wobbler disease)でBDV抗体陽性3例を対象に,特にその小脳について病理組織学的検索と免疫組織化学的検索によるBDV抗原の検出,in situ PCRによるBDV-RNAの検出を行った.その結果,小脳では神経膠線維の増殖が認められた.一方BDV抗原は検出されなかったが,in situ PCRによるBDV-RNAの陽性シグナル像が散発的に証明された.この結果は,向神経性ウイルスで持続性感染をするBDVの病原性の一端を示唆する所見と考えられた.これまで,我国における馬のボルナ病について不顕性型と臨床型について報告してきたが、その中でとくに運動障害を示し,予後不良とされた症例の脳組織内のボルナ病ウイルスの局在についてin situ hybridaization (ISH)法やin situ RT-PCR(is RT-PCR)法を用いてウイルスゲノムを検索した.とくに馬のWobblerについては脳幹部,小脳皮質にゲノム陽性の神経細胞が観察された.ウイルス抗原の検索も併せて行ったが,抗原の証明には至らなかった.また,通常のISH法での検出感度の限界も,新しいis RT-PCR法を用いて検索すると飛躍的に向上し,ISH法で陰性と判断された脳組織においても陽性所見を得ることが可能となった.

また,この成績は同時に行った未固定新鮮材料を用いたRT-PCR法の検索結果と一致したことから,特異的反応と考えられた.1.北海道において種々の原因で病理解剖に付された競走馬125頭の血清中の抗BDV抗体価の検査の結果,59頭で陽性(47.2%),66頭で陰性(52.8%)であった.このうちP40とP24の両抗原に対する抗体保有馬は全体の24%(30/125),P40のみでは19.2%(24/125),P24では3.2%(4/125)であった.疾患別に見ると,運動障害を示した馬の22.4%,神経症状を示した馬の6.4%,消化器障害では10.4%,呼吸器障害では0.8%,生殖器疾患では1.6%,そのほか5.6%となっている.特に運動障害を示した馬は全体の14.4%が両BDV-P40およびP24に抗体陽性で,ほかの疾患に比べて高い値を示した.運動障害および神経症状をあわせると全体の19.2%(24/125)と両抗原に対する抗体を保有することが明らかになった.さらに,運動障害および神経症状を示す疾患馬はBDV抗体陰性馬に比較して有為に高い値(P<0.05)を示した.59例の抗体陽性馬のうち22例の脳組織を病理組織学的検索とin situ hybridization(ISH)法によるBDV-RNAの検索を行った結果,これらの馬の脳組織には明らかな炎症像や変性像は観察されなかったが,ISH法ですべての症例の大脳,小脳,間脳など広範囲の神経細胞にBDVの遺伝子が検出された.以上の結果は,BDV感染馬における運動障害および神経症状を示す疾患では,中枢神経系におけるBDVの感染が大きく関与している可能性を示唆していると考えられた.2.馬の運動失調症(wobbler disease)でBDV抗体陽性3例を対象に,特にその小脳について病理組織学的検索と免疫組織化学的検索によるBDV抗原の検出,in situ PCRによるBDV-RNAの検出を行った.その結果,小脳では神経膠線維の増殖が認められた.一方BDV抗原は検出されなかったが,in situ PCRによるBDV-RNAの陽性シグナル像が散発的に証明された.この結果は,向神経性ウイルスで持続性感染をするBDVの病原性の一端を示唆する所見と考えられた.
市民の意識変革によるエコロジカル・ライフスタイルの形成に関する実験・調査研究

【目的と経過】現代の地球規模の環境問題は、社会が、大量にモノを生産・消費・廃棄するという、資源浪費の仕組みが深く根づいていることにある。この病根を取り除くために、社会を循環型へと変革することが必要である。国や行政のみに任せるのではなく、市民の一人一人が環境に対する意識を変え、循環型の環境負荷の少ない(エコロジカルな)、暮らし方(ライフスタイル)を身に着ける必要がある。この目的のために、本研究は、次の3つの面から行なわれた。【1】環境意識とライフスタイルに関するアンケート調査と統計解析アンケート調査は、学校法人安城学園の大学・短期大学の保護者(回収数842(回収率34.4%))、高校の保護者(回収数305(回収率30.5%)と、大学・短大の学生(回収数387(回収率66.5%)に対して行なわれた。(2000年11月配付、12月中半までに回収)。結果を統計解析した。また、アンケート調査結果の解析では、a.市民の環境意識の地域による相違点、b.学生と保護者における環境意識の相違点等に関連して、その要因を探り検討した。【2】風車の設置、風車のLCA分析学生の環境問題への関心を高めるために、キャンパスに風車を設置した。さらに、LCA法によって、この風車の資源消費量と環境負荷を計算した。今後、引き続き、風車を通してエコキャンパスを実現したい。【3】社会システムの事例研究国や地方行政の環境施策をより速やかに推進するために、先進地域の社会システムを研究した。対象は、ドイツ、フライブルグ市、屋久島、苫前町、前津江村等である。【結論】まず、学生向けや市民対象の環境教育を強く推進すること、国や地方行政の環境計画や規制は、市民に対する影響力が大きいのであるから、市民が主体的に自分のライフスタイルを変えることができるような、法律や規則を作ることにより、より効果的で適切な循環型社会への仕組みを作ることが重要である。結果を統計解析した。今日、地球環境問題解決のためには、これまでの大量生産・大量消費・大量廃棄型の社会を脱却して、循環型社会に変えることが必要がある。しかしながら、市民はその必要性を理解しつつも、現在の快適な生活から、不便な生活に変ることには困難が伴う。本研究では市民が循環型社会にふさわしいエコロジカル・ライフスタイルへと変えて行くためには、どのようにすれば良いか、その道筋を解明することを目的としている。平成12年度はまず、市民のさまざまな環境問題に対してどのような認識とライフスタイルや行動を取っているか等について、アンケート調査を行った。さらに省エネについての市民意識を変革するための実験準備を行った。1.アンケート調査今回のアンケートの対象は、学園法人安城学園に設置されている2高校の生徒の保護者、および大学の2学部の学生と保護者を対象とした。高校保護者:1400票配布のうち704票回収(50.3%)、大学保護者:871票配布のうち305票回収(35.0%)、大学生:582配布のうち387票回収(66.5%)。調査票は属性、環境全体の評価、ごみやリサイクルについて、日常生活について、環境に関することばや行動、環境についての考え・感じていること、環境問題の解決についての7項目、合計29問から構成された。まず、郵送回収された保護者分について結果を男女別に集計し、検討した。調査結果を「エコライフ構築に向けての個人・企業の意識改革-

第2部環境意識調査」としてまとめ報告した。2.環境意識変革のための実験省エネルギー意識の高揚を図るために、「エコワット」と「省エネナビ」を購入し、一般家庭での使用電力を調査した。また、太陽光パネル、風力発電装置の一部を購入し、自然エネルギーを利用することが、学生/市民の意識がどのように変わっていくかを明らかにする。本年はその準備を行った。本年度の研究学生や市民の環境意識が、学習や経験によりどのように変化するか、特に風力発電を取り上げ、モデル実験と地域調査を行った。(1)暮らしの中でのモデル実験-風力発電施設の建設まず、キャンパスの中でのモデル実験として学内に2基の風車(500W)からなる小型風力発電施設を建設した。建設関係の主な支出は、風力発電機2式、取り付け用コンクリート電柱2本他、および工事費である。発生した電力については機械稼動、施設照明、各種環境指数の表示などに提供する予定で準備を進めている。まず、風車建設以前に風車に対する意識調査を行なったが、今後は、自然エネルギー源による電力をいかに視覚化/体験化できるようにし、それによる意識の変化を調査する。意識変化促進のモデル実験には、省エネルギー、廃棄物処理・リサイクル、キャンパス緑化、環境イベント等が含まれる。(2)地域調査-風力発電を利用した地域開発わが国では2000年以後、風力発電が急増している。風力発電施設を建設した町村の多くは発電を契機に村/町おこしを図っている。今期は北海道・苫前町・留萌市および、大分県・前津江村において、風車建設の経緯、地域産業に与えた影響住民意識の変化等を調査した。(3)暮らしの中のライフサイクルアセスメント分析特に電気エネルギーについては、今回建設した風力発電につきライフサイクルアセスメント法で分析しその環境負荷を明らかにする事を進めている。(4)アンケート調査結果の多変量解析アンケート調査結果について、環境問題についての知識-量と質(正確性、深さ)、環境問題への関心度、経験・体験、実行力と実践度等の観点から多変量解析を行った。平成14年度研究実績風車のLCA分析および環境意識アンケート調査の統計解析我々の行動をより環境に良い方向へ変えて行くため、行動の環境負荷を評価することが必要である。この目的で、製品が環境に対して与える影響を評価する手法の一つであるLCA分析を風車に対して行なった。対象とした風車はWindseeker503(米国製)で、キャンパス内に立てられたものである。風車は、学生の環境意識を変革するものとなるだろう。(梅里迪正・小谷野錦子・柳堀朗子,「風車のLCA」,『市民の意識変革によるエコロジカル・ライフスタイルの形成に関する実験・調査研究』(平成12年度平成14年度科学研究費補助金成果報告書),P220-247(2003))。また、先に我々は、学生と保護者を対象に環境意識とライフスタイルに関するアンケート調査を行なったが、結果について多角的に統計解析した。(1)学生と保護者間の環境意識の違いを引き起こす要因を検討し、大学や社会における教育等について考察した。
火星探査用4輪走行車(火星ローバー)の開発

ロケットによって火星探査機(火星ローバー)を火星に軟着陸させ、自由に走行させながら火星の映像を地上に送信し、また車体に搭載した理学観測装置により数々の理学観察をするいわゆる火星ローバーの開発が現在世界的な注目を浴びている。火星ローバーは、1)著しく軽量化された構造、2)電力消費量の少ない駆動系、3)凹凸のある火星表面に適応する高い対地適応能力、4)自律移動性、等を必要とし、現存する走行車を単純に改造するだけでは決して実現できない。本研究では、従来まったく試みられたことのない新しい菱形形態の4輪走行車を実際に2台試作し、地上走行実験と運動解析シミュレータで車体構造と運動特性の最適化を計り、実際の宇宙開発に使用できる火星ローバーを実現する基本的なデータを求めた。第1次試作機は質量35kg、長さ×巾×高さが1100mm×900mm×500mmであり、球形で駆動系を内蔵したタイヤを装備していることを特徴としている。第1次試作機については多くの環境での走行実験を行いその特性を明らかにした。また、約250mmの段差を踏破するなど高い対地適応性が生成できること確認した。第2次試作機は、質量70kg、長さ×巾×高さが1500mm×1000mm×500mmであり、新たに開発した4節機構を利用した餓鬼工車輪支持機構、展開型で金属性サスペンション機能を有するタイヤなどを装備している。このモデルは、機械的にロケットの内部では容積にして約1/2.5倍に縮小できるものであり、著しく火星ローバーの適する形態であるといえる。第2号機については最も基本的な走行実験を行うことまで出来た。また、その走行特性を解析するシミュレーションモデルをADAMS上に構築し、走行実験とシミュレーション実験でローバーの走行解析を実施し実用化の目処を立てることも出来た。ロケットによって火星探査機(火星ローバー)を火星に軟着陸させ、自由に走行させながら火星の映象を地上に送信し、また車体に搭載した理学観測装置により数々の理学観察をするいわゆる火星ローバーの開発が現在世界的な注目を浴びている.本研究は、従来まったく試みられたことのない新しい形態の4輪走行車を実際に試作し、地上走行実験と運動解析シミュレータで車体構造と運動特性の最適化を計り、さらに最小限のセンサと制御計算機を装備した自律走行を試み、実際の宇宙開発に使用できる火星ローバーを実現しようとするものである.本年度は、質量35Kg、長さ×巾×高さが1100mm×900mm×500mmの第1次試作走行車を製作し、基本的な走行実験を試みた。本試作機は、4輪を通常の車輪形状とは異なり進行方向に対して菱形に配置した形態をなし、しかもタイヤの形状が球形でモータや駆動装置をそのタイヤ内部に配備して全体の重心を低くし、特別な姿勢制御無しでも凹凸面で安定性を高める構造となっている。この試作走行車により任意の凹凸面地形に適応する走行実験を行った。その結果約250mmの段差を踏破するなど高い対地適応性が生成できていることが確認できた。ただし、姿勢によってはサスペンションの動作特性との関係で不安定な姿勢となる場合があること、障害の状態によっては踏破し難い状況が生ずることもあることなども明確になったため、来年度に引続き検討を行ってゆく予定である。なお、これらの効果の解析的な検討は運動解析用ソフトADAMSによっても実施した。

ロケットによって火星探査機(火星ローバー)を火星に軟着陸させ、自由に走行させながら火星の映像を地上に送信し、また車体に搭載した理学観測装置により数々の理学観察をするいわゆる火星ローバーの開発が現在世界的な注目を浴びている。火星ローバーは、1)著しく軽量化された構造、2)電力消費量の少ない駆動系、3)凹凸のある火星表面に適応する高い対地適応能力、4)自律移動性、等を必要とし、現存する走行車を単純に改造するだけでは決して実現できない。本研究では、従来まったく試みられたことのない新しい菱形形態の4輪走行車を実際に2台試作し、地上走行実験と運動解析シミュレータで車体構造と運動特性の最適化を計り、実験の宇宙開発に使用できる火星ローバーを実現する基本的なデータを求めた。第1次試作機は質量35kg、長さ×巾×高さが1100mm×900mm×500mmであり、球形で駆動系を内蔵したタイヤを装備していることを特徴としている。第1次試作機については多くの環境での走行実験を行いその特性を明らかにした。また、約250mmの段差を踏破するなど高い対地適応性が生成できることを確認した。第2次試作機は,質量70kg,長さ×巾×高さが1500mm×1000mm×500mmであり、新たに開発した4節機構を利用した餓鬼工車輪支持機構、展開型で金属製サスペンション機能を有するタイヤなどを装備している。このモデルは、機構的にロケットの内部では容積にして約1/2.5倍に縮小できるものであり、著しく火星ローバーの適する形態であるといえる。第2号機については最も基本的な走行実験を行うことまで出来た。また、その走行特性を解析するシミュレーションモデルをADAMS上に構築し、走行実験とシミュレーション実験でローバーの走行解析を実施し実用化の目処を立てることも出来た。
胃癌縮小手術における迷走神経(肝枝、腹腔枝)温存の術後胆のう運動に及ぼす影響

早期胃癌症例のうち、MおよびA領域に限局し、術前に超音波内視鏡を用いて深達度診断を十分に行い、深達度mでは所属第1群リンパ節にNo7リンパ節郭清を加えた迷走神経肝枝、腹腔枝温存手術(以下温存手術)を施行する。深達度smの症例に対してはD2リンパ節郭清を加えた胃切除術(以下非温存手術)を行う。温存手術例、非温存手術例それぞれに対して術前および術後の胆嚢収縮運動を胆嚢容積近似測定法ほ用いてクリニミール経口投与後120分まで観察した。また、同時に血清Cholecystokinin(以下CCK)値の経時的変化を測定した。これまでに術前6例および術後3例において測定を行った。測定対象となる適正症例が必ずしも承諾症例とならず、統計学的解析を行うにはまだ症例数が不足している状態である。非温存手術例においては、術前の胆嚢収縮率は45分で最大となり平均は約40%であった。術後の胆嚢収縮率は30分で最大となり平均は約40%であった。術前のCCK値は、45分で投与前の約60%に低下した。術後のCCK値は、クリニミール経口投与前において7.5pg/ml以下であったので、比較検討しえなかった。次に、温存手術例においては、術前の胆嚢収縮率は45分で最大となり約61%であった。術後まだ早期であるため術後の胆嚢収縮率は3ケ月後に測定予定である。統計学的解析を行うにはまだ症例数が不足している為、本年度はさらに症例数を増し、温存手術例および非温存手術例における術前術後の胆嚢収縮率の変化ならびにCCK値の経時的変化について検討を行い、結果を発表する予定である。MおよびA領域限局の早期胃癌症列に対し、術前深達度診断を十分に行い、深達度mの症例に対しては所属第1群リンパ節にNo7リンパ節郭清を加えた迷走神経肝枝、深腔枝温存手術(以下温存手術)を施行する。深達度smの症例に対しては従来通りのD2リンパ節郭清を加えた胃切除術(以下非温存手術)を施行する。平成5年度までの温存手術例は15例であった。平成5年度は非温存手術例において術前および術後の胆嚢収縮運動を下記の方法にて観察した。クリニミールを経口投与し、ECHOを用いて胆嚢容積を近似測定法(ELLIPSOID法、BIPLANE法、SINGLE PLANE法)にて測定し、経時的な収縮率を求めた。術前症例は3例、術後症例は2列にて測定を行った。測定は10分毎に120分まで行った。症例数が少ないため統計学的解析は行っていないが下記の結果が得られた。術前の胆嚢縮率は50分で最大となり平均は約40%であった。術前のCCK値は、クリニミール経口投与後40分で投与前の約60%に低下した。術後のCCK値は2例ともクリニミール経口投与前において7.5pg/ml以下であったため、比較検討しえなかった。本年度は非温存手術例に加えて温存手術例において同上の検討を行う。さらに温存手術例と非温存手術例において術前、術後の胆嚢収縮率および血清CCKの変動をもとに術後早期の胆嚢運動機能を比較検討し、ならびに術後胆嚢炎、胆嚢結石症発生の有無を比較検討する予定である。

早期胃癌症例のうち、MおよびA領域に限局し、術前に超音波内視鏡を用いて深達度診断を十分に行い、深達度mでは所属第1群リンパ節にNo7リンパ節郭清を加えた迷走神経肝枝、腹腔枝温存手術(以下温存手術)を施行する。深達度smの症例に対してはD2リンパ節郭清を加えた胃切除術(以下非温存手術)を行う。温存手術例、非温存手術例それぞれに対して術前および術後の胆嚢収縮運動を胆嚢容積近似測定法を用いてクリニミール経口投与後120分まで観察した。また、同時に血清Cholecystokinin(以下CCK)値の経時的変化を測定した。これまでに術前6例および術後3例において測定を行った。測定対象となる適正症例が必ずしも承諾症例とならず、統計学的解析を行うにはまだ症例数が不足している状態である。非温存手術例においては、術前の胆嚢収縮率は45分で最大となり平均は約40%であった。術後の胆嚢収縮率は30分で最大となり平均は約40%であった。術前のCCK値は、45分で投与前の約60%に低下した。術後のCCK値は、クリニミール経口投与前において7.5pg/ml以下であったので、比較検討しえなかった。次に、温存手術例においては、術前の胆嚢収縮率は45分で最大となり約61%であった。術後まだ早期であるため術後の胆嚢収縮率は3ヶ月後に測定予定である。統計学的解析を行うにはまだ症例数が不足している為、本年度はさらに症例数を増し、温存手術例および非温存手術例における術前術後の胆嚢収縮率の変化ならびにCCK値の経時的変化について検討を行い、結果を発表する予定である。
携帯型音楽プレーヤーによる無意識下の過大音刺激による蝸牛障害危険性の定量的評価

防音室内に設置されたスピーカーより騒音を流すことで人工的に騒音環境を構築し、音楽を聴いた場合の外耳道内音圧を測定することで無意識な音量上昇の定量化を図った。2030歳代の男女23名を対象に測定を行った結果、3種類のイヤホンおよびヘッドホンいずれの場合においても音圧上昇が認められた。特に密閉型ヘッドホンおよび耳かけ型イヤホンにおいては、20 dB程度の音圧上昇を示した者が複数認められ、中には90 dB超で音楽聴取していた被験者も見受けられ、日常的に騒音環境下にて音楽聴取を行っていた場合、イヤホンの種類次第では騒音性難聴となる危険性があると考えられる。本研究では,音楽聴取の主流のスタイルとなっている携帯型音楽プレーヤーによる日常的音楽鑑賞に潜む危険性の定量化を試みる.携帯型音楽プレーヤーによる音楽鑑賞では,周囲の騒音により,聴取者は無意識に通常設定しているボリュームレベルよりも大きな音で音楽を聞いている可能性がある.本研究では,この無意識下の過大な音刺激が聴力に及ぼす影響を定量的に明らかにすることを目指す.本年度は,「騒音室」による環境ノイズと音楽聴取レベルの統計的調査を行うためのプラットフォームの構築を行った.具体的には,防音室にマイクとスピーカーを配し,スピーカーより,電車内や工事現場,交差点の雑踏など各種の環境ノイズを再生し,その時の被験者近傍の音波をマイクで計測し,PCにより短時間フーリエ解析を行い,その結果をスピーカー出力にフィードバックすることで,実際に近い音環境を再現可能な「騒音室」を構築した.この騒音室内部で種々の騒音(80dB程度)を発生させ,この環境下で,被験者が任意の心地よいボリュームレベルで音楽を聴取しているときの外耳道内音圧を,プローブ型マイクロホンにより計測した.これらの計測値を静寂環境下に於ける結果と比較したところ,個人差はあるものの,720dB程度の音圧上昇がみられ,外耳道内音圧の絶対値が100dBを超える計測例も見られた.申請時に記載した実施計画通り,研究プラットフォームとなる「騒音室」の構築を行った.騒音室内は,計測システム制御プログラム環境であるLabVIEWを用いてほぼ自動的に騒音環境の制御ができており,音圧の校正・計測に要する時間を大幅に短縮することができた.ただし,校正・計測の自動化にやや手間取り,申請時の想定よりも,若干の遅れが生じている.携帯型音楽プレーヤーが主に使用される場所の一つである電車内の騒音環境を再現するための実験環境を構築した.防音室内に3チャンネルのスピーカーと,低周波数音出力用のウーファーを設置し,走行中の電車内で録音した音源を再生し,その各周波数成分が原音と類似するよう,イコライジングすることで再現した.音楽聴取時の被験者の外耳道内音圧はプローブ型マイクロホンを使用した.測定精度向上と被験者の安全を考慮し,鼓膜表面からプローブ先端までの距離を5 mm程度とした.静寂環境下および80 dBの騒音環境下において携帯型音楽プレーヤーを使用して音楽を聴取した場合の外耳道内音圧の測定を行った.形状の異なる3種類のイヤホンを用い,聴取する音楽としてロックおよびクラックミュージックを使用し,1分間聴取した場合の平均音圧を算出した.なお,被験者は音楽を聴きやすいように自由に音量の調節を行った.2030歳代の健聴男女12名に対し測定を行った.その結果,騒音環境下では静寂環境下で音楽を聴取した場合と比較して平均で14 dB外耳道内音圧が増加した.また,騒音環境下で音楽を聴取し過大音が入力された場合の蝸牛の負荷推定を,蝸牛の振動シミュレーションモデルを構築することにより行った.ヒト蝸牛の有限要素モデルに純音を入力した場合の基底板振動挙動を計算し,その運動エネルギーの大きさを評価した.その結果,音楽の種類による差異は見られなかったものの,使用したイヤホンの種類によって,最大で100倍程度基底板の運動エネルギーが異なるという結果を得た.初期計画では,(A)騒音室による環境ノイズと音楽聴取レベルの統計的調査,(B)実験動物による騒音暴露実験,(C)蝸牛数理モデルによる蝸牛破壊の検討を研究目標としていた.このうち,(A)と(C)については,おおむね達成できた.一方,(B)については,蝸牛損傷の程度を定量的に評価する手段としていた歪成分耳音響放射の計測システムの再構築および校正を研究期間内に終えることができなかったため,計画を変更し,数理モデルによる検討を詳細に行うことで,蝸牛損傷部位やその程度を定量的に推定することとした.近年,携帯型音楽プレーヤーの普及に伴い,イヤホンやヘッドホンを用いて音楽を聴取する機会が増加している.電車内等の騒音環境下では,室内等の静寂環境にて聴取する際と比較すると,音楽を聴きやすくするため無意識に音量を大きくしてしまう場合が多い。それによって日常的に騒音に曝されてしまい,騒音性難聴となる可能性が高まっていることが懸念されている.本研究では,防音室内に設置されたスピーカーより騒音を流すことで人工的に騒音環境を構築し,音楽を聴いた場合の外耳道内音圧を測定することで無意識な音量上昇の定量化を図った. 2030歳代の男女23名を対象に測定を行った結果,3種類のイヤホンおよびヘッドホンいずれの場合においても音圧上昇が認められた.

特に密閉型ヘッドホンおよび耳かけ型イヤホンにおいては,20 dB程度の音圧上昇を示した者が複数認められ,中には騒音環境下にて聴覚障害を引き起こす音圧レベルの基準とされている90 dB超で音楽聴取していた被験者も見受けられた.このことから,日常的に騒音環境下にて音楽聴取を行っていた場合,イヤホンの種類次第では騒音性難聴となる危険性があると考えられる.また,イヤホンの種類によって結果は異なっていた(p < 0.05)要因について,イヤホンの遮音性の影響と考察した.そのため,被験者23名の内の10名を対象に,各種イヤホンを装着して,スピーカーより流れるホワイトノイズを聴いた際の外耳道内音圧をもとにイヤホンの遮蔽率を算出した.この結果と先の測定結果の関係性についてSpearmanの順位相関係数により検討したところ,両者の間に一部明確な負の相関が得られた(p < 0.05).このことより,遮蔽率と音圧レベル差の間に負の相関関係がある可能性が示唆された.更に,ヒト蝸牛数値解析モデルにより蝸牛にかかる負荷の推定を行い,イヤホンの種類や音楽ジャンルにより負荷が異なることを示した.防音室内に設置されたスピーカーより騒音を流すことで人工的に騒音環境を構築し、音楽を聴いた場合の外耳道内音圧を測定することで無意識な音量上昇の定量化を図った。2030歳代の男女23名を対象に測定を行った結果、3種類のイヤホンおよびヘッドホンいずれの場合においても音圧上昇が認められた。特に密閉型ヘッドホンおよび耳かけ型イヤホンにおいては、20 dB程度の音圧上昇を示した者が複数認められ、中には90 dB超で音楽聴取していた被験者も見受けられ、日常的に騒音環境下にて音楽聴取を行っていた場合、イヤホンの種類次第では騒音性難聴となる危険性があると考えられる。今後は,ヒトの被験者を増やして引き続き計測を行い,騒音および音楽の質と無意識下の過大音刺激との関連を明らかにしていく.さらに,マウス用騒音暴露実験環境を構築し,過大な音刺激により生じ得る内・外有毛細胞のダメージを,非侵襲・他覚的方法にて計測することを試みる.同時に,蝸牛の数理モデルを用いて,基底板やコルチ器に発生する過度のストレスを推定し,蝸牛に障害が発生するメカニズムを明らかにすることを試みる.これらの知見を基に,携帯型音楽プレーヤーによる音楽聴取時の危険因子とその関与の程度を明確にする.今後は,更に被験者数を増やすとともに,騒音の種類と音圧の影響,近年標準機能として普及しつつあるノイズキャンセリングの効果を検証していきたい.また,期間中に達成できなかった実験動物による騒音暴露実験を行い,内・外有毛細胞や基底板およびコルチ器に与えられたダメージの調査を行いたい.耳鼻咽喉科学「騒音室」構築にやや手間取り,現在,計測を行っている最中である.そのため,発表旅費や計測に要する謝金は次年度へ繰り越すこととした.購入を予定していた消耗品が、当初の予定より安価で購入できた為。計測プラットフォームの改良を行いつつ,今後はデータの収集を急ぎ,得られた結果を積極的に発表していく予定である.そのための費用に充てる.研究遂行に必要な実験器具類や実験動物の購入に使用する。
うつ発症機序の解明を目指したマウス前頭前野の長期ｉｎ　ｖｉｖｏ２光子イメージング

うつ病の発症メカニズムは過剰なストレスが脳のある特定の神経回路や神経細胞に変化を引き起こすと推測されている。本研究では、ストレスによって正常なマウスがうつ様の症状を発症する過程において、in vivo2光子顕微鏡法を用いて、大脳皮質前頭前野領域における樹状突起スパインの形態変化を捉えることで、発症・回復機序に関する知見を得ることである。本年度では、昨年度までに得られた成果である、前頭前野の樹状突起スパインにおける形態変化について論文を執筆した。この成果から固定脳における樹状突起スパインの変化を確認したため、次は昨年度まで開発してきた新規ピコ秒光源を用いたin vivo2光子顕微鏡法を前頭前野領域の樹状突起スパイン観察を試みた。その結果、前頭前野のスパイン観察までは至らなかったが、通常では観察が困難である表層から1.7mm深部に位置する前頭野細胞体の可視化まで達成した。スパイン観察まで至らなかった原因として蛍光の励起強度の指標である2光子励起確率の不足が考えられた。そのため、2光子励起確率に関わる変数の一つである繰り返し周波数を変更し、昨年度開発した顕微鏡法に比べて約5倍の2光子励起確率を用いることで観察深度の向上を試みた。しかしながら、昨年度までの方法と同程度の深さまでしか可視化できず、スパイン観察までは至らなかった。この結果から、繰り返し周波数の大きさには閾値があることが示唆されたため、今後は2光子励起確率における繰り返し周波数以外の変数を精査していく必要がある。28年度が最終年度であるため、記入しない。うつ病は発症機序が完全に解明されていない精神疾患の一つである。発症原因にはモノアミン仮説等の様々な原因が提唱されているが、精神的なストレスが重要な因子の一つであるという仮説が有力なものの一つである。マウスの実験では過剰なストレスにより大脳皮質前頭前野領域の樹状突起の長さやスパインの数に異常が起こることが報告されており、ストレスが脳のある特定の神経回路や神経細胞に変化を引き起こすと推測されている。また、うつ病は再発が多いため、神経回路レベルでの異常が残留する可能性も指摘された。本研究では、ストレスによって正常なマウスがうつ様の症状を発症する過程において、in vivo2光子顕微鏡法を用いて、前頭前野におけるスパインの形態変化を捉えることで、発症・回復機序に関する知見を得ることを目指した。具体的にはまず、一般的に生体脳の長期観察は難しいとされているため、顕微鏡法の改良を実施した。次に、この顕微鏡法を用いた前頭前野神経回路やシナプスの高精細イメージングにより、うつ病の責任回路を同定することを目標とした。今までの2光子顕微鏡では皮質表層から約0.8mmまでしか観察できず、皮質深部に位置する前頭前野を対象にできなかった。そこで、今年度は、in vivo2光子顕微鏡法へ新規励起レーザーを導入することで、1.5mmの深さまで観察することに成功した。一方、うつ病のモデルマウスを薬剤誘導によって作成しその評価法を確立した。次に、モデルマウスで生じる変化について固定脳を用いて検証した。まず、モデルマウス作成のためにストレスによって産生される副腎皮質ホルモンの長期間投与を行った。次に、うつ症状の一つである無快楽症をスクロース試験によって評価した結果、一部においてスクロース水の飲水割合が低いマウスが現れた。また、それらの固定脳においてスパイン形態の分布を解析した結果、その分布に変化が観察された。本研究では、ストレスによって正常なマウスがうつ様の症状を発症する過程において、in vivo2光子顕微鏡法を用いて、前頭前野におけるスパインの形態変化を捉えることで、発症・回復機序に関する知見を得ることを目指す。本年度では、前年度に得られた前頭前野第V層錐体細胞における樹状突起スパインの形態変化に関する現象について、再現性の確認を試みた。そのため、超解像顕微鏡法を用いてさらに詳細にスパイン形態を評価したところ、副腎皮質ホルモン慢性投与群ではスパイン形態の分布が細長い方向へ変化していることがわかった。一方で、生体脳の経時観察に用いる新規in vivo2光子顕微鏡法に関して、高出力の励起光源が生体脳へ与える影響が未知であった。そこで、生体脳の経時観察に適しているような観察条件の検討を行った。その結果、高出力な励起光を用いた観察後でも、観察条件を整えることにより神経細胞の発火に大きな影響がでないことがわかった。本年度の目的は、当研究室で開発した顕微鏡技術を用いて、モデルマウスの前頭前野神経細胞に生じる変化を捉えることであった。そのため、樹状突起スパインの高解像度観察法を用いて副腎皮質ホルモン長期投与マウスの前頭前野第V層錐体細胞におけるスパイン形態の解析を行った結果、大脳皮質第II/III層の部分において形態分布が細長い傾向に変化していることが明らかになった。