hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
顔動画像を用いた自動顔器官輪郭抽出と顔表情認識に重要な要素検討

顔動画像を用いた自動顔器官輪郭抽出に関しては、汎用性が高く誰でも手軽に扱うことができるようにWindowsをベースとし、眉、目、鼻、口の輪郭(顔器官輪郭)を安定的に高速で抽出し、応用アプリケーションの開発を容易にするために各顔器官を抽出するまでの関数ソフトウェアをWindowsの標準API(Application Programming Interface)として用意した。このソフトは、フリーソフトとして、ホームページ上(http://kobalab.com/)で公開している。顔表情認識に重要な要素検討に関しては、一般的な表情に注目するのではなく、健常者と表情に異常をきたす病気の疾病者との差異に注目することにし、疾病例として統合失調症(旧精神分裂症)を取り上げた。精神科診断においては、X線やMRIなどにより患部を見つけることができないため、医師は主に患者の顔表情に注目して診断を行っていると言われている。そこで本研究では、基本的には上記のソフトウェアを用いて、健常者と患者の表情、すなわち顔器官輪郭の変異の仕方に注目し、医師がなぜ、患者の表情をおかしいと思うのかを定量的に調べ、表情認識がどこに注目してどのように行われているかの指針を見いだすことにした。これを実現するために、まずCG顔による自動問診システムを構築し、問診時の顔表情の変化を、健常者と患者の差異を抽出するという観点から解析した。その結果、表情といっても、頭部全体と瞳との動きの相関に差異が現れることが明確になった。顔や表情などの顔情報は,コンピュータとのインタフェースやコミュニケーション,感情の認識等の観点から注目され,重要視されているにもかかわらず,画像処理特有の困難さから汎用的なソフトウェアは開発されていない.そこで,本年度は,汎用性が高く誰でも手軽に扱うことができるようにWindowsをベースとし,眉,目,鼻,口の輪郭(顔器官輪郭)を安定的に高速で抽出するソフトウェアの開発を目的とした.さらに,応用アプリケーションの開発を容易にするために,各顔器官を抽出するまでの関数ソフトウェアを,Windowsの標準API(Application Programming Interface)として用意した.顔器官輪郭抽出は以下のようにして実現した.取り込まれた画像から,まず,眉から目にかけての輝度値分布を基にした相互相関計算等により,高精度で瞳を抽出するソフトウェアを開発した(瞳位置抽出API).そして,左右瞳位置を基準に,顔器官(眉,目,鼻,口)を必ず含む領域を特定できるので(顔器官矩形領域特定API),各領域を各顔器官の形状特徴を用いて解析することで,その輪郭を高速かつ高精度で抽出するソフトウェアを開発した(顔器官輪郭抽出API).このように本研究では,顔器官輪郭等を抽出するために必要となる複数の関数を,汎用的なAPIとして開発した.最終的に抽出された顔器官輪郭と,人間がマウスにより抽出した結果とを比較し,本開発ソフトウェアが,十分に高精度で輪郭を抽出できることを確認した.前年度,汎用性が高く誰でも手軽に扱うことができるようにWindowsをベースとし,眉,目,鼻,口の輪郭(顔器官輪郭)を安定的に高速で抽出するソフトウェアを開発した.さらに,応用アプリケーションの開発を容易にするために,各顔器官を抽出するまでの関数ソフトウェアを,Windowsの標準API(Application Programming Interface)として用意した.本年度は、このソフトウェアをベースとして、顔表情認識に重要な要素は何かの検討を始めた。表情には様々な要因があるが、本研究では、特に精神疾患患者に注目した。精神科における診断では、定量的な指標がないことから、医師は患者の顔表情を元に診断を下す。そこには、健常者とは異なる表情の特徴があることは明らかであり、それを明確にすることにより、表情とは何かを明確にすることができると考えた。そこでまず,医師が介在する必要がなく、自動的に問診を行うことができる「自動問診システム」を開発した。次に、前年度に開発したソフトウェアをベースに、自動問診中の被験者の顔表情から瞳の動きや顔器官輪郭の変化等を自動的・安定的に抽出する「顔表情特徴自動抽出」を実現した。そして、複数の健常者,患者から瞳の動きや顔器官輪郭の変化,顔内部の動き等からなる基礎データを収集した。

次年度は、この基礎データから、健常者と患者間で有意な差があるような情報を導出し、表情に重要な要素は何かを検討する。前年度までに,汎用性が高く誰でも手軽に扱うことができるようにWindowsをベースとし,眉,目,鼻,口の輪郭(顔器官輪郭)を安定的に高速で抽出し、応用アプリケーションの開発を容易にするために各顔器官を抽出するまでの関数ソフトウェアを,Windowsの標準API(Application Programming Interface)として用意した.顔表情認識に重要な要素検討に関しては、一般的な表情に注目するのではなく、健常者と表情に異常をきたす病気の疾病者との差異に注目することにし、疾病例として統合失調症(旧精神分裂症)を取り上げた。精神科診断においては、X線やMRIなどにより患部を見つけることができないため、医師は主に患者の顔表情に注目して診断を行っていると言われている。そこで本研究では、基本的には上記のソフトウェアを用いて、健常者と患者の表情、すなわち顔器官輪郭の変異の仕方に注目し、医師がなぜ、患者の表情をおかしいと思うのかを定量的に調べ、表情認識がどこに注目してどのように行われているかの指針を見いだすことにした。これを実現するために、まずCG顔による自動問診システムを構築し、問診時の顔表情の変化を、健常者と患者の差異を抽出するという観点から解析した。その結果、表情といっても、頭部全体と瞳との動きの相関に差異が現れることが明確になった。
形質転換を標的とした眼内線維増殖の予防的治療戦略の構築

1加齢黄斑変性における抗血管新生増殖因子(VEGF)療法後の線維増殖の予測マーカーの同定滲出型加齢黄斑変性(AMD)の治療前OCTにおける網膜色素上皮層(RPE)の障害範囲とアフリベルセプト硝子体内投与後の網膜下線維化(SRF)との関連を検討することを目的とした。光干渉断層計(OCT)でRPEを評価可能であった加齢黄斑変性患者を対象に、治療開始前のOCTで、脈絡膜新生血管病変の最大径を縦、横でスキャンした画像を用いて、健常部RPE層が途絶している範囲の長さを計測し、縦横の平均値をRPE障害範囲と規定。治療開始6ヶ月後の眼底写真、OCTの所見に基づいてSRFを認めた症例をSRF群、それ以外を非SRF群と分類した。治療前RPE障害なし群と部分障害群では、全例で治療開始6ヶ月後にSRFを認めなかった一方で、広範囲障害群の78%(18眼)でSRFを認めた。治療前OCTにおける広範なRPE障害が、IVA治療後にきたすSRFの予測マーカーとして有用であり、現在開発中の抗線維化薬剤の適応指標となる可能性がある。2ウサギ増殖硝子体網膜症モデルにおける線維増殖抑制薬徐放剤の効能と薬物動態網膜色素上皮の上皮間葉転換を抑制可能な薬剤を、徐放化することに成功し、動物モデルに投与を行い、薬剤の効果と持続性を少ない数の検討であるが確認することができた。網膜色素上皮細胞の上皮間葉転換を強力に抑制可能な化合物を同定し、その効果をin vitro実験で確認した。また、ドラッグデリバリーを用いて徐放化製剤の作成に成功し、in vitroでの徐放効果、線維化抑制効果の持続性を確認することができた。ウサギ増殖硝子体網膜症モデルを用いての薬物動態、薬効の実験にスムーズに移行できており、ほぼ予定通りに実験を遂行できている。臨床研究においては、加齢黄斑変性の線維化予測マーカーの同定を試み、治療前の光干渉断層計(OCT)における網膜色素上皮層の障害範囲が広い症例では、高率に治療後に線維化をきたす傾向があることを見いだした。これにより、現在開発中の薬剤が臨床応用された際の適応基準として治療前OCTが有用であることを報告した。ウサギ増殖硝子体網膜症モデルを作成し、ステージの進行が確認した時点で、コントロール群、薬剤群、徐放化薬剤群に分けて硝子体内注射を行い、増殖硝子体網膜症の進行をモニタリングする。また、同時に前房水を採取し薬物濃度を測定し、徐放化が得られているかを検討する。徐放化と薬効の持続性が確認されたら、加齢黄斑変性の線維化への薬効薬理効果をマウスレーザーCNVモデルを用いて検討する。徐放化した薬剤の特許申請については、現在行っている実験結果を基に申請するため準備中である。1糖尿病網膜症(DR)、加齢黄斑変性(AMD)患者サンプル(前房水)中のペリオスチン、テネイシンC(線維増殖予測マーカー候補)測定と臨床経過との相関を検討。DR、AMDに伴う線維増殖の際に特異的に発現、機能する重要分子がペリオスチンやテネイシンCであることを我々は同定したが、それらの分子の患者眼内液中での発現が抗VEGF薬投与前後でどのように変化するかを検証した。AMDに伴う網膜下線維組織を認める患者の前房水中において、ペリオスチンやテネイシンCの濃度が対照群と比較して上昇していることを確認した。今後、症例数を増やして検討するとともに抗VEGF薬投与後の濃度変化を検討する予定である。2In vivo網膜下線維血管増殖モデルに対する抗VEGF薬投与後の眼内のペリオスチン、テネイシンCの経時的変化の検討。マウスレーザー誘導性網膜化線維血管増殖組織モデルに対して抗VEGF抗体をレーザー誘導後7日目に投与し、21、35日目に眼球を摘出。網脈絡膜複合体を採取してペリオスチン、テネイシンC、上皮間葉転換関連分子のmRNA発現変化をリアルタイムPCR法で評価した。抗VEGF投与に伴う線維化促進に関するいくつかの関連分子を同定することが出来た。これらのサンプルからタンパク質も同様に抽出し、発現変化を検討する。抗VEGF投与後の線維化に対して上皮間葉転換を抑制することが分かっているレスベラトロールを投与し、線維増殖の抑制効果を検証する予定である。1眼内に線維組織を有する糖尿病網膜症、加齢黄斑変性患者の前房水中にペリオスチンとテナシンの発現が実際に亢進していることを検証することが出来た。収集できる患者サンプル数が当初想定していたより少なかったため、引き続き収集を続ける。2抗VEGF療法後の線維化促進を動物モデルで確認したが、そのメカニズムについてmRNA発現のスクリーニングを行ったが、鍵分子の同定に時間を要した。治療開始

6ヶ月後の眼底写真、OCTの所見に基づいてSRFを認めた症例をSRF群、それ以外を非SRF群と分類した。治療前RPE障害なし群と部分障害群では、全例で治療開始6ヶ月後にSRFを認めなかった一方で、広範囲障害群の78%(18眼)でSRFを認めた。治療前OCTにおける広範なRPE障害が、IVA治療後にきたすSRFの予測マーカーとして有用であり、現在開発中の抗線維化薬剤の適応指標となる可能性がある。2ウサギ増殖硝子体網膜症モデルにおける線維増殖抑制薬徐放剤の効能と薬物動態網膜色素上皮の上皮間葉転換を抑制可能な薬剤を、徐放化することに成功し、動物モデルに投与を行い、薬剤の効果と持続性を少ない数の検討であるが確認することができた。網膜色素上皮細胞の上皮間葉転換を強力に抑制可能な化合物を同定し、その効果をin vitro実験で確認した。また、ドラッグデリバリーを用いて徐放化製剤の作成に成功し、in vitroでの徐放効果、線維化抑制効果の持続性を確認することができた。ウサギ増殖硝子体網膜症モデルを用いての薬物動態、薬効の実験にスムーズに移行できており、ほぼ予定通りに実験を遂行できている。臨床研究においては、加齢黄斑変性の線維化予測マーカーの同定を試み、治療前の光干渉断層計(OCT)における網膜色素上皮層の障害範囲が広い症例では、高率に治療後に線維化をきたす傾向があることを見いだした。これにより、現在開発中の薬剤が臨床応用された際の適応基準として治療前OCTが有用であることを報告した。当初の計画に従って研究を遂行する。1EMT抑制薬による線維化制御レーザー誘導性脈絡膜血管新生モデルにおいて、EMT抑制薬を投与して網膜下線維組織形成への影響を免疫染色、OCTで検討する(in vivo)。培養網膜色素上皮細胞を用いて、細胞増殖、遊走に与える影響を検討する(in vitro)2抗VEGF投与後の線維化促進メカニズムの解明レーザー誘導性脈絡膜血管新生モデルに対して抗VEGF薬を投与後の網脈絡膜複合体から抽出したmRNAを用いて、責任分子の同定をreal time RT-PCRを用いて行う。同定が困難な場合は、RNA sequenceなど、網羅的遺伝子発現解析を検討する。ウサギ増殖硝子体網膜症モデルを作成し、ステージの進行が確認した時点で、コントロール群、薬剤群、徐放化薬剤群に分けて硝子体内注射を行い、増殖硝子体網膜症の進行をモニタリングする。また、同時に前房水を採取し薬物濃度を測定し、徐放化が得られているかを検討する。徐放化と薬効の持続性が確認されたら、加齢黄斑変性の線維化への薬効薬理効果をマウスレーザーCNVモデルを用いて検討する。徐放化した薬剤の特許申請については、現在行っている実験結果を基に申請するため準備中である。
放射製氷プロセスを応用したトリチウム水分離技術の検討

本研究では,放射能汚染水における三重水素水T2Oを、純水H2Oとの融点の違いを使って分離/濃縮する技術の開発に取り組んだ.精密温度制御によってT2Oを模擬するD2O溶液からD2Oを除去/濃縮するために、低温循環水槽(範囲ー2080°C、0.01°C分解能)内に放射冷却ユニットおよび製氷水槽と温度安定用水槽を入れ,上部を断熱蓋で覆う装置を製作した.凍結濃縮と融解濃縮に取り組んだ結果、前者では恒温水槽温度が高くなるにつれて固相へのHDO濃縮度が高まる傾向があることがわかり,水槽温度1.5°Cの場合に最大濃縮度40%となった.後者では1.4°Cにおいて固相への最大濃縮度13%という結果を得た.放射能汚染水の処理の問題は深刻である.放射性セシウム等の大半の放射性物質を除去する技術は確立されているが,三重水素(トリチウム)の効率的除去技術は未だ確立されていない.本研究では,純水(H2O)との融点の違い(H2Oの0°Cに対して,トリチウム水T2Oは4.45°C,重水D2Oは3.8°C,HTOは融点2.23°C)を利用して,効率的にT2Oを分離する技術の開発に取り組んだ.また重水,トリチウムの密度が水の密度(3.98°Cで最大0.999972 g/cm3)よりも1割以上大きいという性質も活かし,自然対流を効果的に促進させることも意識した.この試みの基礎となる技術は,申請者が開発した「放射冷却による製氷」である.これは他に類を見ない新しい原理に基づく凍結プロセスであり,比較的容易に単結晶氷塊が製造できるという特長を有することから,精密な温度制御によって低濃度D2O溶液から選択的にD2O(トリチウム水を模擬)のみを氷として取り出す原理の探求に取り組んだ.研究初年度となる2015年度には,ー2080°Cの範囲で0.01°Cの分解能で温度設定できる低温循環水槽の恒温水槽内に,製作した放射冷却ユニットおよび製氷水槽(内槽)および温度安定用水槽(外槽)の2層の水槽を入れ,上部を断熱蓋で覆った装置を製作した.恒温水槽を+0.5°Cに設定し,放射冷却ユニットにー25.5°Cの不凍液を循環し,製氷水槽内で製氷が進むことを確認した.続いて,2 wt%の重水溶液を使い,約24時間の製氷を行い,凍結分と非凍結分を分離してそれぞれの融点を測定したところ,両者の間に0.02°Cの融点の差が生じた.続いて製氷水槽上部に,2 wt%の重水溶液が1.5wt%に希釈されたことを意味し,溶液の希釈(氷側への濃縮)が確認された.研究初年度は,ー2080°Cの範囲で0.01°Cの分解能で温度設定できる低温循環水槽の恒温水槽内(W170×D200×H150mm)を購入し,ー20ー40°Cの不凍液を循環して放射冷却できるユニットを製作した.恒温水槽内に不凍液で満たし,その内側に水道水を入れた温度安定用水槽(外槽)を,さらにその内側に試験水を入れる製氷水槽(内槽)を沈めた.放射製氷ユニットは内槽に載せ,鉛直下向きに放射による冷却するように設置した.実験室が室温(18°C前後)であるため,恒温水槽上部全体を断熱蓋で覆って熱流入を調製した(プラス温度を維持するために適度な熱流入が必要).まず予備試験として恒温水槽を+0.5°Cに設定し,放射冷却ユニットにー25.5°Cの不凍液を循環し,製氷水槽内で上部から均一に鉛直下方に製氷が進むことを確認した.続いて,重水試薬を2 wt%の濃度となるように水と混合した溶液を使い,約24時間の製氷によって約200gの氷を生成し,凍結した氷と凍結していない溶液を分離してそれぞれの融点をベックマン温度計によって測定した.融点値から理論的に求められる氷の重水濃度を計算したところ,両者の間に0.02°Cの融点の差が生じた.続いて,過冷却させずに安定的な初晶発生を導くために,あらかじめ重水試薬で作っておいた種氷を製氷水槽上部に設置してから同様の製氷実験を行ったところ,種氷が消失することなく製氷が行われ,前の実験と同様に0.02°Cの融点差が得られた.この温度差は2 wt%の重水溶液が1.5wt%に希釈されたことを意味し,溶液の希釈(氷側への濃縮)が確認された.以上の通り,本研究初年度の目的とした基本原理の有効性の確認はできたと考えている.放射能汚染水における放射性セシウム等の大半の放射性物質を除去する技術は確立されているが,三重水素(トリチウム)の効率的除去技術は未確立である.本研究では,純水(H2O)との融点の違い(H2Oは0°C,T2Oは4.45°C,重水D2Oは3.8°C,HTOは2.23°C)を利用して,効率的にT2Oを分離する技術の開発に取り組んだ.申請者が既に開発した「放射冷却による製氷」技術を基礎として,精密温度制御によって低濃度D2O溶液から選択的にD2O(トリチウム水を模擬)のみを氷として取り出す原理の探求に取り組んだ.

研究初年度(2015年度)には,ー2080°Cの範囲で0.01°Cの分解能で温度設定できる低温循環水槽の恒温水槽内に,製作した放射冷却ユニットおよび製氷水槽(内槽)および温度安定用水槽(外槽)の2層の水槽を入れ,上部を断熱蓋で覆った装置を製作した.恒温水槽を+0.5°Cに設定し,放射冷却ユニットにー25.5°Cの不凍液を循環し,製氷水槽内で製氷が進むことを確認した後,2 wt%の重水溶液を使い,約24時間の製氷を行い,凍結分と非凍結分を分離してそれぞれの融点を測定したところ,両者の間に0.02°Cの融点の差が生じ,2 wt%の重水溶液が1.5wt%に希釈される(氷側への濃縮)ことを確認した.最終年度(2016年度)には,前年度に続いての(1)凍結プロセスでの濃縮,に加え(2)融解プロセスでの分離に取り組んだ.(1)では恒温水槽温度を変化させたところ,水槽温度が高くなるにつれて固相へのHDO濃縮度が高まる傾向がわかり,水槽温度1.5°Cの場合に最大濃縮度40%を得た.次に(2)で凍結させたH2O/D2O(2wt%)混合液を破砕し,0°C以上1.9°C以下に設定した恒温水槽内で半分程度を融解させて固相と液相を分離したところ1.4°Cにおいて固相への最大濃縮度13%という結果を得た.本研究では,放射能汚染水における三重水素水T2Oを、純水H2Oとの融点の違いを使って分離/濃縮する技術の開発に取り組んだ.精密温度制御によってT2Oを模擬するD2O溶液からD2Oを除去/濃縮するために、低温循環水槽(範囲ー2080°C、0.01°C分解能)内に放射冷却ユニットおよび製氷水槽と温度安定用水槽を入れ,上部を断熱蓋で覆う装置を製作した.凍結濃縮と融解濃縮に取り組んだ結果、前者では恒温水槽温度が高くなるにつれて固相へのHDO濃縮度が高まる傾向があることがわかり,水槽温度1.5°Cの場合に最大濃縮度40%となった.後者では1.4°Cにおいて固相への最大濃縮度13%という結果を得た.初年度に本原理による同位体水を凍結側への濃縮,非凍結側の希釈の効果が見られることは確認できた.しかし,その効果は限定的に現状では非効率である.第2年度には,その分離(濃縮/希釈)の効率を向上するための条件の特定に取り組む.具体的には,冷却水温度条件(製氷速度の影響),対流条件,外水槽内温度(プラスにする方が融点差を活かしやすいが,凍結しにくくなる),同位体水濃度条件を変えながら実験データの蓄積を進める.一回の凍結ー融解サイクルでの濃縮効率が特定されたとして,複数回繰り返すことによる段階的濃縮の可能性についても検討する.必要な機材、実験装置製作に伴う資材費、加工費等は必要十分に調達をし、また旅費、人件費等についても計画したものには支出を行ったが、ごく少額の残が発生した。第2年度に実験装置の改良の際の材料費に充当することを予定している。
近代日本の私学による中等教員養成の歴史社会学的研究

本年度は以下の3点について研究を実施した。1.私学中等教員養成機関の内部過程私学の中等教員養成機関はどのようなカリキュラムを組織し、どのような教員が授業を担当することで、教員養成を実施していたのか。以上について、官立の養成機関と対比させながら検証した。分析の結果、事例の4私学は官立に比べ、教育学ではなく専門科目重視、すなわちアカデミズムの理念に傾斜した教育課程を設定していたことが明らかになった。また担当教員の分析からは、私学の歴史的・制度的要因によって、そのアカデミズムの方向が規定されていたことが分かった。その成果は、日本教育社会学会第60回大会で口頭発表を行った。2.教員履歴書からみた中等教員社会の特性と私学出身教員の位置地方高等女学校の教員履歴書を用いて、戦前における中等教員の基本的属性(性別・年齢・学歴・給与)とその変遷を検討した。分析の結果、従来の中等教員養成ルートごと(帝大・高師など)の研究ではなく、具体的な一つの中等学校の教員集団を微視的に検討することで、戦前の中等教員社会・文化の新たな側面を明らかにできる可能性を指摘できた。また、教員社会における私学出身中等教員の位置が一層浮き彫りになった。その成果は、京都大学大学院教育学研究科教育社会学講座『教育・社会・文化』第12号に掲載されることになっている。3.現代教師の社会的出自教師の来歴、出身階層の歴史的研究を行う上で、その参照項として重要と考え、現在の教師における社会的出自に焦点を当てて研究を行った。具体的には、全国版社会調査のデータを利用して、出身階層や幼少期の文化的資源、経済的資源、学業成績などに関し、他職従事者と比較した際における教師の社会的出自の特徴について分析した。その成果は、神戸女子大学文学部教育学科『教育諸学研究』第23巻に掲載が決定している。本研究の目的は、近代日本の私学が中等教員養成に果たした役割を明らかにすることである。これまでの中等教員の歴史的研究は、官立学校による養成とその出身教員、あるいは文部省教員検定試験などに主に焦点があてられてきた。しかし、中等教員の供給源として重要な位置を占めた私立学校による教員養成を明らかにしなければ、中等教員史の全貌が見えてこないといえよう。本研究では、(1)学生の来歴(教員養成を行う私学にどのような階層・地域出身者が在籍していたのか)(2)学校の内部過程(私学教員養成機関のカリキュラムや、その学生文化とはどのようなものであったのか)(3)社会的機能(卒業生は中等教員社会でどのような位置を占め、どのような教育実践を行ったのか)の3つの領域を設定し、私学による中等教員養成史の全体像を描きだしたいと考えている。以上の問題意識にそって、本年度実施した研究内容は以下の通りである。1.これまで検証してきた早稲田大学高等師範部以外の私学出身中等教員のキャリアとは、どのようなものであったのか。比較的歴史の古い国学院大学、日本大学、青山学院、そして早稲田大学のそれぞれ文学部、高等師範部出身中等教員のキャリアと、帝国大学、高等師範学校出身者のそれとを昭和初期において比較し、私学出身中等教員のキャリアの特性を検証した。その成果は『日本教師教育学会年報』第16号に掲載された2.今後教師の来歴、出身階層の歴史的研究を行う上で、その参照項として重要と考え、現在の教師志望者の出身階層等に焦点を当てて研究を行った。具体的には、大学生における教師志望者の出身階層や、これまで享受してきた家庭教育の状況について、教師以外の就職希望者との相違を分析した。その成果について、日本教育社会学会第59回大会で口頭発表し、論文が『京都大学大学院教育学研究科紀要』第54号に掲載された。

具体的には、全国版社会調査のデータを利用して、出身階層や幼少期の文化的資源、経済的資源、学業成績などに関し、他職従事者と比較した際における教師の社会的出自の特徴について分析した。その成果は、神戸女子大学文学部教育学科『教育諸学研究』第23巻に掲載が決定している。
北海道の中世社会とアイヌ文化の変容過程に関する研究

鎌倉政権成立後の蝦夷地は、渡島半島に小豪族が進出するなど人の移動と交易が一層活発化し、本州文化の強い影響を受けることとなった。館跡などの発掘調査からは武家社会の蝦夷地進出と抗争、さらにはアイヌとの交易を基盤とし、本州はもちろん、大陸をも含む広範囲の交易状況がうかがわれる。一方、この時期のアイヌ社会は、各地の地域集団が勢力を強め、サハリンで元軍と交戦したと考えられるとともに、館を中心とする和人社会と共存する集団の存在も明らかであり、本州に強く影響を受けた交易社会に大きく転換したいえる。また、近世初期の文献、さらには発掘資料などから、近世アイヌ文化の基礎的生活文化、すなわち信仰、熊送り、うばゆりの食習、住居、運搬方法、さらには雪上歩行具、編み・織り技術、臼・竪杵、容器類、農具などはアイヌ文化期、擦文文化期、あるいはそれ以前に求められることが明らかになった。したがって、近世アイヌ文化は松前藩、あるいは幕府に直轄された状況で形成された要素が強く、それ以前、すなわち擦文文化期、アイヌ文化期の蝦夷地は躍動するアイヌの社会であったとともに、大陸をも含めた交易を基軸として生活文化が変容し、しかもその変容過程はより本州文化に強く影響される時代であったといえる。本年度は,主として東北地方における古代末から中世期の遺跡,及び出土遺物と北海道との関連性に関する調査を実施した。東北地方北部を中心に,擦文土器の拡がりを確認することが出来た。また,東北地方北部で製作された須恵器を道内で確認すること出来たがこれらの事実は,この時期において東北地方と北海道が関連深かったことを物溶るものである。とりわけ,十三湊と道南地方との関連性は,きわめて密接なものを考えられるがその実証は今後の大きな課題である.また,東北地方における館,城などから出土する木製品,あるいは鉄製品,漆器などの資料と道内のチャシ,館などから出土する資料,アイヌ民族資料との比較研究は次手度以降の課題である.上ノ国町宮の次川右岸出土のイクパスイは、1640年に降灰した駒ケ岳の火山灰下層から出土したものであり、アイヌ期(中世)には印の刻みこまれたものが使用されていたことが確実である。また、同じくこの遺跡から出土したカンジキの断片は、アイヌ民族が使用するひょうたん形単輪型であることが判明した。さらに、札幌市k32遺跡から出土した(10世紀以前)カンジキ(単輪型)と比較すると、両者ともサキリ(借棒)を使用していることからカンジキの発達過程を考慮する上できわめて関連深いものを考えられる。これら出土資料と勝山館出土資料から、館を中心とする地域には、和人とアイヌ民族が同居していた可能性が高いものと考えられる。1、北海道内における擦文文化期を中心とする時期の織機、およびそれに関連する出土資料調査を行った。なかでも、この時期の常呂町榮浦遺跡からの織機関連資料は、綜絖であることが判明した。さらに、豊富遺跡から出土した布片は、この綜絖を用いる織機と同様のもので製作された可能性が高いものと考えられ、この時期にはほぼ織る技術、織機が存在したものと推察される。また、続縄文期の釧路市幣舞遺跡からは織機に用いるへらと同形態のもの(骨器)が出土していることを新たに発見し、これら織り技術がこの時代まで遡る可能性を示唆するものと考えられる。2、市立函館博物館、青森県立郷土博物館、青森市立稽古館などにおいてイクパスイの資料調査(合計386点)を行った。これらの結果、イクパスイで最も年代が遡る資料は、千歳市美々8遺跡の10世紀から15世紀に位置付けられるもの、さらには上ノ国町宮の沢川遺跡の近世初頭のものなどが代表的なものであり、イクパスイがほぼ中世社会のアイヌ民族に物質資料として存在していたことが明確となった。3、網走市郷土博物館所蔵の板碑の岩質は、緑色片岩(緑泥片岩)であることが確認された。産地としては特定できないが、北関東の三波川変成帯の可能性も否定できないものと判断される。しかし、この板碑がいつの時代のものか、特定するにはいたらなかった。

1、小樽市忍路土場遺跡(縄文時代後期)出土の編布は、桁とコモ槌を使用して編んだ布の可能性が高く、新潟県津南町アンギン編布との比較調査では捩り編組織に共通点があり、北海道における桁とコモ編技術が縄文時代から存在した可能性を示唆するとともに、本州から伝わった可能性をも示唆しているものと考えられる。また、アイヌの腰機はタテ糸の一方の端を腰当てを介して織り手の腰で保持する織機であり、日本の古いタイプの腰機と同様に中国起源の東アジア系機織り文化圏における腰機に位置づけられた。しかし、一方でアイヌの腰機に使用する板筬は、シベリア、あるいは北アメリカの少数民族が使用するものと同様であり、北方からの影響と考えられるものであった。2、青森県八戸市、三沢市、三戸市、岩手県二戸市などいわゆる南部地方には、衣服、ひげ箆、椀類、胸飾り、,耳飾り、矢筒、死体包装用紐などのアイヌ民族資料が数多く残存していたことを確認した。また、文献調査では九戸政実の乱(1591)の際に、九戸側がアイヌを傭兵として雇っていた事実を確認し、当時はもちろんのことそれ以前からこの地方にアイヌが居住していた可能性を示唆する資料と考えられる。
シオミズツボワムシのエピジェネティクスと実験動物としての確立

Brachionus manjavacasの飢餓処理によって両性生殖誘導率の上昇が38世代目まで遺伝した。親の獲得形質が遺伝する様式については、DNAのメチル化が関与するエピジェネティックな遺伝が考えられる。そこでDNAメチル化酵素であるメチルトランスフェラーゼの部分的な塩基配列を用いてプライマーを作成し、B. manjavacasのcDNAを鋳型としてPCRを行った。B. plicatilis s.s.の塩基配列をもとに作成したプライマーを用い、B. manjavacasのcDNAを鋳型にしてPCRを行った結果、予測された大きさのDNA断片の増幅を確認することができた。シオミズツボワムシでは親個体がおかれた環境によって、次世代以降の両性生殖誘導の発現頻度が変化する。この遺伝様式を明らかにすることが本研究の目的である。今年度は二つの研究を行い、成果を得た。1)耐久卵から孵化した個体に短時間の飢餓処理を行った場合、次世代以降の両性生殖誘導率の上昇や生涯産仔数の減少、寿命の長期化が起こるが、何世代に亘って遺伝するかを求めた。その結果、飢餓処理による両性生殖誘導率の上昇は38世代目まで遺伝することが確認された。生涯産仔数については21世代目まで対照区と飢餓処理区で有意差がなかった。しかし、22世代目より飢餓処理区の生涯産仔数が有意に減少した。寿命の長期化は最初の3世代のみ観察された。また、両性生殖誘導率と生涯産仔数は、約13世代を周期とする増加と減少を繰り返し、この現象は80世代以上継続することが明らかになった。2)染色体DNAのメチル化による次世代への遺伝様式の変化を解析するためには、損傷の少ない全ゲノムDNAが必要である。シオミズツボワムシの全ゲノムDNAを他の無脊椎動物で確立されている既存の方法で精製した結果、高い頻度でDNAが断片化することが明らかとなった。この原因は不明であるが、DNA分解酵素群の活性が高いことが要因であると推測し、DNase活性を阻害するEDTAの濃度、プロテイナーゼK処理の温度と時間、精製に用いるシオミズツボワムシの個体数を検討した。その結果、湿重量が約100 mgのシオミズツボワムシを100 mMEDTAを含むプロテイナーゼK緩衝液に懸濁し、50°Cで46時間の酵素処理を行うことで損傷の少ないゲノムDNAが精製可能であることを見出した。シオミズツボワムシでは、母ワムシのおかれた環境や加齢によって、次世代以降の両性生殖発現が変化する事例が報告されている。この遺伝様式として、エピジェネティックな遺伝と母系効果の2つが考えられる。ワムシの遺伝様式の検討には次世代への遺伝が確認されている両性生殖誘導因子を用いることが有効で、これを検討するには両性生殖誘導条件の最適化がまず必要となる。平成24年度では、過去に検討例がない、同一密度での他個体との共存効果(Grouping effect)を検討すると共に、母ワムシの加齢による両性生殖誘導への影響を複数世代で調べた。培養水量とワムシ数を0.1, 1, 10 mLに各1個体、0.3, 3, 30 mLに各3個体、0.5, 5, 50 mLに各5個体に設定した(各々0.1, 1, 10個体/mLに相当)。また、母ワムシの加齢が次世代から第3世代までの両性生殖誘導に与える影響を個別培養で求めた。その結果、高密度下で両性生殖の発現が活発になり、他個体との共存の影響は見られなかった。また、若い親ほど高頻度で両性生殖雌を生じた。加齢が進んだ親から生じた子(単性生殖雌)は若い親から生じた子より多くの両性生殖雌を生じることが明らかになった。メチル化DNA解析に必要な損傷の少ない高分子ゲノムDNAをワムシより精製するため、シリカメンブレンを用いたキット(シリカキット)、タンパク質沈殿剤によるキット(沈殿キット)、およびproteinase Kとフェノールを用いた方法(フェノール法)によりDNAを精製し、精製効率および純度を比較した。この結果、精製効率はフェノール法、純度はシリカキットとフェノール法が優れており、沈殿キットはワムシDNA精製には不適であった。25年度以降は、フェノール法とシリカキットで精製したDNAの制限酵素処理を行い、メチル化DNA解析を開始予定である。シオミズツボワムシ複合種の1種Brachionus manjavacas(L型ワムシ)を飢餓処理し、獲得形質が何世代に亘って遺伝するのかを求め、さらにワムシDNAのメチル化について検討を行った。

親世代の獲得形質である両性生殖誘導率の変化が次世代以降に伝播する遺伝的要因について、リアルタイムPCRによる遺伝子発現解析を行うことを最終的な目的とし、まず、すでにESTが判明しているBrachionus plicatilis sensu stricto(L型ワムシ)のDNAメチル化関連酵素であるメチルトランスフェラーゼの塩基配列を用いてプライマーを作成し、B. manjavacasのcDNAでPCRを行った。次に増幅されたDNAゲル精製後、塩基配列の決定を行い、B. manjavacasとB. plicatilis s.s.の塩基配列の相同性を検討した。その結果、飢餓処理を行うことで産仔数が減少することが確認された。飢餓処理による両性生殖誘導率の上昇は38世代目まで遺伝することが確認された。また生涯産仔数については全80世代のうち56世代で飢餓処理区の産仔数が減少していた。寿命は飢餓処理により第4世代まで長寿化する傾向が確認された。水産増殖学、応用プランクトン学親の獲得した表現型が単性生殖により伝播する世代が38世代にまで達することをつきとめたほか、両性生殖誘導率と生涯産仔数は、約13世代を周期とする増加と減少を繰り返し、この現象が80世代以上続くという、全く新しい知見を得ることができた。以上より全体として、順調に進んでいると判断した。全ゲノムDNAの精製時に高い頻度で断片化が起こったことにより、これへの対策を行い、損傷の少ないゲノムDNAを精製することができた。以上、個体別培養実験が予想外の長期研究(9ヶ月)となったが、次年度よりDNAメチル化について研究を開始する準備が整った。親の獲得した表現型が単性生殖によって何世代子孫に伝播するか調べるための研究開始が予定より遅れていたが、先月より実験を開始し、結果が出始めている。メチル化DNA解析の準備段階も終えており、次年度の研究に繋げていく計画である。本年度に確立した方法で精製した損傷の少ない全ゲノムDNAを用い、制限酵素法およびHPLCを用いて両性生殖誘導の発現頻度が変化したシオミズツボワムシDNAのメチル頻度の解析を試みる。また、他の無脊椎動物では、脊椎動物と比較してゲノムDNAのメチル化頻度が低いことが近年報告されており、前述の方法では解析が困難である可能性がある。そこで、研究代表者のグループがこれまでに構築したシオミズツボワムシESTデータベースよりDNAメチル化関連酵素遺伝子群を選別し、これら遺伝子群の全遺伝子配列の決定および機能を推定し、両性生殖誘導の発現頻度が変化したシオミズツボワムシのDNAメチル化関連酵素遺伝子群の発現量を解析することで、これらの現象とDNAメチル化の関連を明らかにする。前年度に引き続き、次の3つの課題に取り組む。1)親の獲得した表現型が単性生殖によって何世代子孫に伝播するかを検討する。耐久卵から孵化した母ワムシ(幹母)に飢餓処理を施すと、次世代以降の子孫の両性生殖発現頻度が上昇する。この傾向が何世代続くか、個体別継代培養によって確認する。飢餓を与えた場合、子孫の飢餓耐性が高まることが知られていることから、これについても検討する。2)親が獲得した表現型が両性生殖を経た次のクローン個体群内で何世代子孫に伝播するかを検討する。雄ワムシを生じる両性生殖雌に飢餓処理を施すことにより、質の異なる父ワムシを作出し、耐久卵を経由した受精卵からの孵化個体群の性状(両性生殖発現頻度、飢餓耐性)を求める。3)ゲノムワイドなメチル化解析による表現型変化に関連するDNA領域の特定を行う。
側面からの蒸気噴射型連続プレスの開発

原料マットの両側から高温(高圧)水蒸気を噴射する新しい加熱方式の連続プレスを設計・試作した。プレスの総出力は100ton、加熱板の寸法は長さ1,550mm、幅500mm、入口側のテ-パ-部分の長さは1,550mmで、上下に厚さ0.8mmのスチ-ルベルトが掛けられており、マットを送っている。製品は幅300mm、厚さ100mmの連続材料である。マットを熱圧するために、マットの加圧部分の両側に蒸気噴射板を取り付け、これらと上下の熱板を電熱で170°Cに加熱しておき、噴射板を通じて160°Cの過加熱水蒸気をマットの両側から吹き込み、材料を熱圧成形した。マットの送り速度は1m/minとした。原理は1)セミフレ-ク・タイプのラワン・パ-ティクル、2)厚さ2mmのスギ単板、3)同様のスギ単板をロ-ラ-で圧延した材料以下ゼファ-の3種類で、マットの構造は、a)パ-ティクルのみのマット、b)パ-ティクルとゼファ-を交互に56層重ねた構造のマット、c)単板のみを用いたLVL、d)ゼファ-のみを用いた積層材の4種類である。接着剤にはイソシアネ-トを用い、熱圧時にマットの中層20点の温度と製品の材質を測定した。結果は次の通りである:1)a、b両方マットにおける製造時の蒸気の拡散は非常に均一であり、したがってマットが蒸気噴射孔の位置を通過する時点で、その断面の温度は一様に100°Cに達した。しかし、c及びdのマットでは、それらは非常に不均一であった。2)a及びbのマットで製造された材料の剥離強度と曲げ性能は、材料のすべての断面において均一であった。3)これらの材質は、同様の原料をもちいて通常の熱圧方式で製造した材料に比べて幾分低いが、今後その改善方法を確立すれば本装置は極めて高い製造効率を有するので、その実用性は十分あるものと考えられる。1.上下2枚のスチ-ルベルトを駆動して、ベルトに挾まれたマットを熱圧する連続プレスの入口両側面に蒸気噴射盤を備えた新しいタイプのプレスを設計試作した。設計にあたって、テフロンチップを熱盤上に貼り付けてベルトと熱盤間の摩擦力を低減するための工夫をおこなったほか、木材ファイバ-やパ-ティクルマットの圧締に適合するよう挿入口の形状に工夫を加えた。2.既設の盤面噴射型プレスを用いて、噴射蒸気のマット内部への拡散速度を温度測定を通して調べた。その結果、蒸気の盤面方向の移動速度は厚さ方向に比べて著しく速いことが判明し、パ-ティクルの形状とマットの空隙構造から理論的に推定される値と良い一致を示すことが確かめられた。さらに、パ-ティクルマットの側面から高圧水蒸気を噴射する場合の蒸気の拡散過程とそれに伴う温度分布の経時変化を有限要素法によるコンピュ-タ-シミュレ-ションによって解析し、噴射蒸気圧や噴射時間・位置などこの方式による最適熱圧条件を検討した。3.OSL(Oriented Strand Lumber)の構成要素であるストランドの寸法とその配列の状態が製品の材質に及ぼす影響についてモデル実験を行なった。その結果、製品の引張り強度が要素の縦継ぎ避距の平方根に比例することを見いだし、破壊力学的な取り扱いが可能であることを明らかにした。

今後、新たに試作した側面からの蒸気噴射型連続プレスを用いて、OSLやパ-ティクルボ-ドなど厚さ100mm,幅300mmの断面をもつ長尺材料を製造し、その熱圧条件と材質の関係を明らかにして、最適製造条件を実験的に確かめるとともに、実用規模のプレスを設計する際の諸問題について検討する。昨年度に試作した側面蒸気噴射式連続プレスを用いて種々の構成の原料マットをプレスし、その内部温度の分布状態を測定した。用いた原料は1)セミフレ-ク・タイプのパ-ティクル、2)厚さ2mmのスギ単板、3)厚さ2mmのスギ単板をロ-ラ-で圧壊して製造したゼファ-状シ-ト。原料マットの長さは1m、幅は30cmとし、その中層20箇所に熱伝対を挿入し、側面からの蒸気噴射と上下の熱板によるプレス中のマット内の温度の拡散状態を測定した。その結果次のことが明らかになった。1)パ-ティクル・マットの中では蒸気の拡散が均一で、蒸気噴射孔の位置を通過する時点でマット内部の温度は急激に100°Cに達し、その分布は均一である。2)単板またはゼファ-状シ-トのみを稲層したマットでは、側面からの蒸気の拡散が不均一で、マット内の温度は蒸気噴射位置を通過する時点においてもマット内の温度は均一に上昇しない。3)パ-ティクルとゼファ-状シ-トを交互に56層積層したマットでは、パ-ティクル・マットと同様に温度の均一な上昇と分布が見られた。つぎにイソシアネ-ト系接着剤を用いて長さ2.7m、幅30cm、厚さ10cmの材料を成形し、その材質を調べた結果、次のことがわかった。1)パ-ティクルのみで製造した材料の剥離強度と曲げ性能は材料全体にわたって均一に分布しているが、熱板プレスで製造したボ-ドのそれらより幾分低い。2)パ-ティクルとゼファ-状シ-トの複合積層材料のそれらも均一に分布しており、特に曲げ性能は高い値をもっているが、剥離抵抗は低く破壊はすべてゼファ-層で生じた。3)単板またはゼファ-状シ-トのみで製造した材料は接着不良箇所が多く、使用に耐えなかった。
盲学校理療科生徒のための立体における位置の理解に有用な自学自習教材の開発

平成18年に実施した立方体における位置の理解に関する研究の結果、盲学校の鍼灸マッサージの職業課程において、立体における基礎的な位置の理解の学習が必要であることが確認された。そこで視覚障害のある生徒の使用を前提に、触察により各部の位置を理解できるように各面を9分割した立方体に、音声によるフィードバック機能を付加して、自学自習教材を開発した。模型を主として触察で観察している盲学校職業課程の生徒11名を対象に、自作教材による1日15分間の自学自習を6日間行わせ、学習前後の理解度を比較した。理解度の指標には、位置を表す用語を口頭で提示し、立方体の対応する部位に磁石を付けさせるという48問の課題に対する誤答数を用いた。11名の対象者の平均誤答数の変化をみると、学習前には4.64であったものが、学習後には0.55に減少した。学習前後の理解度について、対応のあるt検定を行ったところ、学習前から学習後の誤答数の減少は有意傾向であった。t検定で有意差が認められなかったのは、11名中6名の学習前の誤答数が1であり、1から0への減少が誤差の範囲とみなされたためと思われる。学習前の誤答数が1ないし2という場合、ケアレスミスである可能性が高い。したがって、立体における位置の理解が不足している者に対する教材の評価としては、学習前の誤答数が多いものの結果がより重要である。今回の研究では、学習前の誤答数の多い者に顕著な効果がみられたことから、本教材は一定の有用性を有している可能性がある。今後、さらに学習前の誤答数の多い者を対象に、本教材の評価研究を重ね、有用性を検証していきたい。
てんかんと記憶に関わる脳内機能的結合性の特性抽出と外科的及び電気刺激による介入

本研究は、高周波数の局所微小活動から大脳皮質広域光トポグラフィー(NIRS)や機能的MRI(fMRI)による低周波数活動の記録により、てんかんと記憶に関わる脳内の機能的ネットワークの特性を抽出し、それに対する外科的介入や電気刺激による介入の影響を明らかにして、機能温存的さらに機能増強的な革新的治療の開発の端緒とすることを目的とする。その特色は、われわれの開発した記録システムを用いて、きわめて広い周波数帯域の活動を捉え、これをラットからヒトまでの至適モデルに応用しようとする点にある。てんかんに対する新しい手術や電気刺激による介入は、てんかん焦点の単純な切除や抑制ではなく、生理的・病的な機能ネットワークの修飾として作用している可能性があり、その機構を理解し治療効率を高めることは、革新的治療の開発につながる可能性がある。本年度は以下の研究を遂行した。(1)ミニブタ大脳皮質における実験:外科的介入および電気刺激介入の準備初年度に確立し、安定記録を可能とした全身麻酔下ミニブタ頭蓋骨背面の開頭による、functional near-infrared cortical imaging-ECoG同時計測系にさらに改良を加え、記録ポイントを2点から8点に増やした。鼻粘膜刺激による体性感覚野に誘発される電位変化とNIRS変化の空間的分布を比較検討し、ある程度の整合性が確認できたが、微細な分布には差異があり、その原因を検討中である。また、脳回に単一の皮質切開を加え、記録を行った。切開前後の多点同期性の変化について解析中である。(2)海馬多切術によるてんかん・記憶ネットワーク修飾の検証:健常人および術後患者における記憶課題fMRIと安静時fMRI記憶課題のfMRI検査を健常者で繰り返し、海馬と中心とした側頭葉内側が賦活される課題を確立した。海馬多切術前後の患者3名で、この記憶課題のfMRIと安静時機能結合計測用の検査を施行しデータを得た。その変化を解析中である。動物実験、ヒト臨床例での検討とも、ほぼ予定通り進行したが、動物実験において以下の点で修正が必要であった。・多点記録システムはラット脳への配置はサイズ上困難があるため、ミニブタ実験に焦点を絞ることとした。・大脳皮質への切開および電気刺激による修飾の検討のうち、切開実験を優先させ、電気刺激を行わなかった。ミニブタ実験では頭数に制限があるが、単一個体で両実験を行うことは、各々の操作の相互作用が除外できない。(1)ミニブタ大脳皮質への外科的介入による広域ネットワーク修飾と効率化1)平成30年度に発展させた多点測定系を用いて、外科的介入による広域ネットワークへの修飾実験を行う。fNCI-ECoG+SU/LFP同時計測により、局所の高周波活動と遠隔部位での低周波振動との相関を解析する。大脳皮質に軟膜下皮質多切を加え、処置領域内、処置領域外、処置領域内外のconnectivityを評価する。最終的な解析をまとめて報告する。(2)海馬多切術によるてんかん・記憶ネットワーク修飾の検証:1)海馬多切術前、術後1ヶ月以内、612ヶ月の3ポイントでmemory-encoding paradigmのfMRIを施行する。最終年度に5例を終了できる予定である。fMRIの賦活パターンおよびdefault modenetwork connectivityの変化をまとめて解析する。海馬多切術後の記憶回復過程の基盤となるネットワーク結合を明らかにする。最終的な解析をまとめて報告する本研究は、高周波数の局所活動から大脳皮質広域光トポグラフィー(NIRS)や機能的MRI(fMRI)による低周波数活動の記録により、てんかんと記憶に関わる脳内の機能的ネットワークの特性を抽出し、それに対する外科的介入や電気刺激による介入の影響を明らかにして、機能温存的さらに機能増強的な革新的治療の開発の端緒とすることを目的とする。初年度は以下の研究を遂行した。(1)ミニブタ大脳皮質における実験:外科的介入および電気刺激介入の準備全身麻酔下ミニブタ頭蓋骨背面の開頭による、functional near-infrared cortical imaging-ECoG同時計測系を確立した。基礎実験として鼻粘膜刺激による体性感覚野に誘発される電位およびNIRS変化の測定から開始した。多点記録用に両側開頭を施行したところ、記録される電位の安定性、再現性が不良となったが、ミニブタの全身体温管理や局所温度ー加熱ランプのフィードバックシステムを用いて開頭部の保温を工夫することで1時間以上安定した記録が可能となった。(2)海馬多切術によるてんかん・記憶ネットワーク修飾の検証:健常人および術後患者における記憶課題fMRIと安静時fMRI記憶課題のfMRI検査を健常者で繰り返し、側頭葉内側が賦活される課題を確立した。海馬多切術前の患者1名で、この記憶課題のfMRIと安静時機能結合計測用の検査を施行しデータを得た。動物実験については、NCI-ECoG計測プローブの動作確認をミニブタで開始したため、ラットのNCI計測実験の開始が遅れた。しかし、研究分担者の施設ではラットVNSモデルそのものは確立しており、本年度にミニブタで動作を確認したNCI-ECoG計測系をそのまま利用できる。

本研究は、高周波数の局所微小活動から大脳皮質広域光トポグラフィー(NIRS)や機能的MRI(fMRI)による低周波数活動の記録により、てんかんと記憶に関わる脳内の機能的ネットワークの特性を抽出し、それに対する外科的介入や電気刺激による介入の影響を明らかにして、機能温存的さらに機能増強的な革新的治療の開発の端緒とすることを目的とする。その特色は、われわれの開発した記録システムを用いて、きわめて広い周波数帯域の活動を捉え、これをラットからヒトまでの至適モデルに応用しようとする点にある。てんかんに対する新しい手術や電気刺激による介入は、てんかん焦点の単純な切除や抑制ではなく、生理的・病的な機能ネットワークの修飾として作用している可能性があり、その機構を理解し治療効率を高めることは、革新的治療の開発につながる可能性がある。本年度は以下の研究を遂行した。(1)ミニブタ大脳皮質における実験:外科的介入および電気刺激介入の準備初年度に確立し、安定記録を可能とした全身麻酔下ミニブタ頭蓋骨背面の開頭による、functional near-infrared cortical imaging-ECoG同時計測系にさらに改良を加え、記録ポイントを2点から8点に増やした。鼻粘膜刺激による体性感覚野に誘発される電位変化とNIRS変化の空間的分布を比較検討し、ある程度の整合性が確認できたが、微細な分布には差異があり、その原因を検討中である。また、脳回に単一の皮質切開を加え、記録を行った。切開前後の多点同期性の変化について解析中である。(2)海馬多切術によるてんかん・記憶ネットワーク修飾の検証:健常人および術後患者における記憶課題fMRIと安静時fMRI記憶課題のfMRI検査を健常者で繰り返し、海馬と中心とした側頭葉内側が賦活される課題を確立した。海馬多切術前後の患者3名で、この記憶課題のfMRIと安静時機能結合計測用の検査を施行しデータを得た。その変化を解析中である。動物実験、ヒト臨床例での検討とも、ほぼ予定通り進行したが、動物実験において以下の点で修正が必要であった。・多点記録システムはラット脳への配置はサイズ上困難があるため、ミニブタ実験に焦点を絞ることとした。・大脳皮質への切開および電気刺激による修飾の検討のうち、切開実験を優先させ、電気刺激を行わなかった。ミニブタ実験では頭数に制限があるが、単一個体で両実験を行うことは、各々の操作の相互作用が除外できない。(1)ミニブタ大脳皮質への外科的及び電気刺激介入による広域ネットワーク修飾と効率化1)平成29年度に確立した測定系を用いて、外科的介入、電気刺激介入による広域ネットワークへの修飾実験を行う。fNCI-ECoG+SU/LFP同時計測により、局所の高周波活動と遠隔部位での低周波振動との相関を解析する。2) fNCI振動の位相の特定点でトリガーを出力し、RC-FCのハブとなっている点などに電気刺激を加えて、その影響を評価する。
原子力施設立地点における住民の生活保全とコミュニティ形成に関する実証的研究

本研究では、原子力開発が惹起する地域生活を揺るがす諸問題に関して、原子力施設の立地点住民の弾力的・持続的な対処を支えるコミュニティの実証的解明を試みる。ここでいう諸問題とは、原発の存廃とそれにともなう地域経済の問題、核廃棄物処理の問題、原子力施設の安全確保、原子力災害で被害をうけた場合の受苦救済などである。本研究をつうじて、原子力開発が引き起こす諸問題をめぐる社会学的な解決論の深化に貢献することを目指す。
細胞分化におけるc-jun遺伝子の発現制御とE1A結合蛋白質p300の機能

マウスF9細胞などの胚性腫瘍細胞は、初期胚における内部細胞塊未分化細胞にその性質が類似し、レチノイン酸処理やアデノウイルスE1Aの発現により内胚葉性細胞へと分化する。この過程で、c-jun遺伝子の発現が顕著に増大することを見いだし、その発現制御機構を解析した。その結果、この発現誘導にはc-jun遺伝子転写開始点上流-170-190のDNA配列が細胞分化に伴うc-jun遺伝子の発現誘導に必須であることを明らかにした。また、この配列には2つの因子が特異的に結合することを見いだし、それぞれDRF1及びDRF2と名付けた。DRF1及びDRF2は共にE1Aと結合する蛋白質として報告されていたp300を含む複合体であることをp300特異的抗体及びp300遺伝子を用いた解析から明らかにした。さらにp300はレチノイン酸やE1Aの発現によりリン酸化を受けることを示した。これらの結果から、分化誘導によりp300がリン酸化されてDRFが活性化し、c-jun遺伝子の発現が誘導されるものと考えられた。一方、細胞分化誘導などのレチノイン酸の生理作用は、核内に存在し転写因子として機能するレチノイン酸受容体を介して発揮されると考えられているが、F9細胞の分化におけるc-junの発現誘導にはレチノイン酸受容体の作用は必要ではないことが示唆された。このことから、蛋白質リン酸化を含む新しいレチノイン酸の作用経路が存在すると考えられた。