hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Ｂａｙｅｓ的アプローチによる統計的非正則推定の新展開

その結果, Pitman推定量の漸近展開の定数のオーダーの項は,切断指数分布の場合のPitman推定量の形と同じであることが分かり,切断指数分布が両側切断分布族の基点として把えられることが示された.さらに,片側切断分布族の位置共変推定問題においても, Pitman推定量の漸近展開の定数のオーダーの項が指数分布の場合のPitman推定量の形と同じであることが分かった.また,偏り補正した最尤推定量はPitman推定量と1次のオーダーでは漸近的に同等であるが, 2次のオーダーでは漸近的差が生じ,偏り補正した最尤推定量のPitman推定量に対する2次の漸近損失が解析的に求められた.統計的推測の漸近理論において、非正則分布族の典型として位置母数をもつ切断分布族について、特に両端点での密度の値が異なり、かつ両端点での密度の微分係数の和が0とならない場合について、その母数の推定問題を考える。従来、このような切断分布族の場合にPitman推定量の漸近展開を導出し、その漸近分散を求め、さらに切断点での密度の値による荷重推定量の漸近分布による比較も行った(Akahira, M., Ohyauchi, N. and Takeuchi, K. (2007))。一方、同じ分布族で極値統計量は1次の漸近情報量損失は0になるが、2次の漸近情報量損失は正値になることが分かり、さらに、極値統計量と漸近補助統計量の組から成る統計量の2次の漸近情報量損失が0となることも示されている(Akahira, M., Kim, H. G. and Ohyauchi, N. (2012))。他方、位置共変推定の観点からは、極値統計量からつくられる荷重推定量は、2次の漸近情報量損失が0になるのではないかという問題が生じ得るため、その問題について考察を行った。その結果、極値統計量からつくられる荷重推定量は位置共変推定量になるが、その漸近情報量損失は1次のオーダーですら0にはならないことを示した。さらに、(AOT07)におけるPitman推定量の漸近展開からPitman推定量の漸近分布を求めることができたので、極値統計量から成る荷重推定量の漸近分布を考え、それらの推定量の漸近集中確率を求め、それらを数値計算的観点から比較を試みた。その結果、Pitman推定量は荷重推定量より漸近集中確率の意味で漸近的に一様に良いとは限らないことが示せた。22,23年度の研究結果を基に、より一般の非正則分布族に対する情報不等式の導出についての研究を順調に進められている。25年度が最終年度であるため、記入しない。統計的推測理論において、分布が途中で切断されている、特に両端点での密度の値が異なり、かつ両端点での密度の微分係数の和が0とならない場合の情報不等式を導出するために、上記の条件を満たす場合について,極値統計量の漸近情報量損失に関する研究を行い、極値統計量と漸近補助統計量の組から成る統計量は, 2次のオーダーまで漸近情報量損失を起こさないことが示せた。また、極値統計量からつくられる荷重推定量は位置共変推定量となるので、情報量損失を起こさないように見えるが、実は、その漸近情報量損失は1次のオーダーですら0にはならないことが分かり、さらに、位置共変推定量の中で平均2乗誤差を最小にする推定量であるPitman推定量と極値統計量から成る荷重推定量の漸近分布を考え、それらの推定量を漸近集中確率の観点から比較を行った。上記の研究結果を基に、より一般の非正則分布族に対する情報不等式の導出についての研究を順調に進められている。
不可逆的な酵素阻害剤評価用バイオセンサの開発と薬剤スクリーニングへの応用

本研究では、アルツハイマー病の原因となるアミロイド線維を形成するのに鍵となる酵素(β-セクレターゼ)の阻害剤を見出すためのツールを開発し、実際にスクリーニングを行い、リード化合物を得ることを目標とした。本研究において、配向性を持たせたβ-セクレターゼを固定化を可能とし、マイクロフローデバイスでの検出感度の向上を達成した。また、新規β-セクレターゼのFRET基質を開発した。更に、新規化合物および生薬抽出物に対してβ-セクレターゼ阻害能スクリーニングを行い、阻害活性を有する物質及び生薬を見出すことができた。アルツハイマー病は認知症の一種であり、脳が次第に萎縮し、記憶障害、失語、失行、失認、実行機能障害などが起こり、ついには死に至る病である。この病気は、脳内にアミロイドβペプチド( Aβ)から成るアミロイド線維が沈着してできる老人斑と神経原線維が異常にリン酸化されたタウタンパクが認められる神経変性疾患病である。国内に約200万人以上も居る認知症者の約6割がアルツハイマー病であるとされている。今後、高齢者人口の急増とともにアルツハイマー病患者が更に増加すると予測されるため、この対策は社会的に重要である。そのため、治療薬の開発が精力的に進められてきているが、現在、十分効果のあるものは開発されておらず、また、根治的な療法は皆無である。本研究では、アルツハイマー病の原因となるアミロイド線維を形成するのに鍵となる酵素の阻害剤を見出すためのツールを開発し、実際にスクリーニングを行い、リード化合物を得ることを目標としている。特に、通常開発される酵素阻害剤が基質のアナログを対象とすることが多く可逆的阻害であることに対し、本研究では、固定化酵素と組み合わせることにより不可逆的に阻害できる化合物を容易に評価できるシステムを開発することにより従来にないタイプの阻害剤スクリーニングを行うことを特徴としている。初年時の昨年度は固定化するための組換えセクレターゼの開発とマイクロ化に取り組んだ。アルツハイマー病は認知症の一種であり、脳が次第に萎縮し、記憶障害や実行機能障害などが起こり、ついには死に至る病である。この病気は、脳内にアミロイドβペプチドからなるアミロイド線維が沈着してできる老人班と神経原線維が異常にリン酸化されたタウタンパクが認められる神経変性疾患病である。国内に約200万人以上もいる認知症者の約6割がアルツハイマー病であるとされている。今後、高齢者人口の急増とともにアルツハイマー病患者がさらに増加するものと予測されるため、この対策は社会的に重要である。特に、通常開発される酵素阻害剤が基質のアナログを対象とすることが多く、可逆的阻害であることに対し、本研究では、固定化酵素と組み合わせることにより不可逆的に阻害できる化合物を容易に評価できるシステムを開発することにより従来にないタイプの阻害剤スクリーニングを行うことを特徴としている。これまでに、配向性を考慮したβ-セクレターゼの構築とマイクロフローデバイスのための新規固定化用担体の開発、及びマイクロフローセンシングシステムの開発を行ってきており、開発した当該システムを用いて生薬と対象とした不可逆的β-セクレターゼ阻害剤スクリーニングを試みた。国内に約200万人以上もいる認知症者の約6割がアルツハイマー病であるとされ、今後も増加し続けることが予測されているため、この対策は社会的に重要である。現在、治療薬の開発が精力的に進められてきているが、十分効果のあるものは開発されておらず、また、根治的な療法は皆無である。具体的には、本研究において、ストレプトアビジンと組換えβ-セクレターゼを融合させたタンパク質を作製することにより、配向性を持たせて固定化することを可能とし、マイクロフローデバイスでの検出感度の向上に取り組んだ。また、CFP(青色蛍光タンパク質)とYFP(黄色蛍光タンパク質)をβ-セクレターゼの認識配列でつないだ新規β-セクレターゼのFRET基質を開発した。当該基質は従来の認識配列に蛍光色素を結合させたものと異なり、生体内ですべて合成させることが可能であるため、安価でかつin vivoでの計測に有用であると考えられる。

本研究では、アルツハイマー病の原因となるアミロイド線維を形成するのに鍵となる酵素(β-セクレターゼ)の阻害剤を見出すためのツールを開発し、実際にスクリーニングを行い、リード化合物を得ることを目標とした。本研究において、配向性を持たせたβ-セクレターゼを固定化を可能とし、マイクロフローデバイスでの検出感度の向上を達成した。また、新規β-セクレターゼのFRET基質を開発した。更に、新規化合物および生薬抽出物に対してβ-セクレターゼ阻害能スクリーニングを行い、阻害活性を有する物質及び生薬を見出すことができた。26年度の実験計画における目標は2つあった。1つは、新規β-セクレターゼ活性評価用基質の構築であった。これは、2種類の蛍光タンパク質をβ-セクレターゼの識別配列をリンカーにして結合したものであり、それぞれのアミノ酸配列をコードするDNAを結合させ、ベクターに組込むことによって、目的の基質を大腸菌で作成できるようにするものである。これまでの基質は、認識するペプチド鎖に蛍光色素を結合させるため、合成のステップが必要であったが、本研究により、大腸菌を培養するだけで目的基質を得ることができるようになった。もう一つの目標は、これまで開発した、配向性を考慮したβ-セクレターゼの構築と当該固定化酵素を具備したβ-セクレターゼ活性評価用のマイクロフローデバイスを用いて、不可逆的β-セクレターゼ阻害剤スクリーニングであった。約30種類の生薬を対象にスクリーニングを行った結果、ある生薬から不可逆的なβ-セクレターゼ阻害活性を見出すことができた。当初の目的は、生薬300種類以上を対象とし、また、他の化合物等も検討する予定であったため、若干予定より遅れてしまっているが最終年度にスクリーニング対象を増やして行い、阻害物質の分離精製、同定など当初の目的を達成したいと考えている。以上のことから、概ね予定通り進んでいると考えている。バイオセンサ26年度も、ほぼ予定通り進めることができたが、β-セクレターゼ阻害剤スクリーニングにおいて、当初の目的は、生薬300種類以上を対象とし、また、他の化合物等も検討する予定であったが、目標数をこなせてはいないため、最終年度の早い段階でスクリーニングを終わらせる予定である。既に阻害活性を得ている生薬抽出物からは、阻害物質の分離精製、同定など当初の目的で進めていきたいと考えている。25年度の実験計画において、配向性を考慮したβ-セクレターゼの構築とマイクロフローデバイスのための新規酵素固定化用担体の開発、およびマイクロフローセンシングシステムの開発の3つの達成を目的としていた。最初の目的であるセクレターゼは構築でき、酵素的特徴や固定化した際の特性などの評価を行うことができている。次の目的である、新規固定化用担体の開発においても、モノリスシリカカラムを作成することができている。当該担体を用いたマイクロフローセンシングにおいてはまだ完了しているわけではないが、システムを構築し、従来知られている阻害剤を用いて、当該システムにより酵素活性および阻害剤の阻害能を評価できることが示されている。以上のことから、おおむね予定通り進んでいると考えている。試薬や物品を購入したが端数が生じたため、残額が生じた。26年度は、予定通り新規のβ-セクレターゼ活性評価用の基質の開発に取り組むとともに、既存の活性評価用基質を用いて当該酵素の阻害剤のスクリーニングに取り組む予定である。
有限温度・有限密度QCDの非摂動論的研究

クォーク系の有限温度・有限密度における性質を、ウイルソン型格子クォークを使った格子QCDの数値シミュレーションによって研究した。Nf =2 QCDの場合に、ウイルソン型格子クォークによる有限密度状態方程式や重クォーク対自由エネルギーを初めて計算し、クォーク密度が高くなると相転移点の揺らぎが大きくなることなどを示した。また、有限温度・有限密度QCD研究で要求される膨大な計算コストを縮小させるために『固定格子間隔アプローチ』を提案し、状態方程式の新しい非摂動論的な計算方法として『T-integral法』を開発した。この基盤研究プロジェクトの目的は、高温・高密度におけるクォーク物質の特性をウイルソン型格子クォークを用いて量子色力学(QCD)の第一原理から理論的に解明することにある。ウイルソン型クォークを用いた研究はこれまでほとんど成されていないので、フレーバー数2の場合(u,dクォークまでの動的効果を取り入れた近似)から始めて、最終的には、2+1フレーバーQCD(動的なu,d,sクォークを取り入れた近似無しの格子QCD)における予言を目標とする。そのために、格子QCDの大規模シミュレーションを、主に筑波大学計算科学研究センターで開発中の専用並列計算機PACS-CSを用いて実行する。PACS-CSは平成18年度夏に稼働を解する予定なので、平成17年度は、PACS-CSでの本格シミュレーションに向けてのプログラム開発と、他の大型計算機を用いた準備研究を進めた。プログラム開発では、第一に既に既存の大型計算機用に開発済みのゼロ温度シミュレーション用プログラムを有限温度シミュレーション用に改造した。同様の改造は、現在開発中のPACS-CS用ゼロ温度シミュレーションプログラムにもすぐに応用可能である。改造結果を詳細に検証し、次に述べる準備研究でシミュレーションに用いている。生成されたゲージ配位で、有限温度・有限密度QCDの物理量を研究する様々な解析ツールの開発に関しては、C++をベースとした格子QCDプログラム体系を利用して効率化を図る方針を決定し、そのための基礎開発を進めている。準備研究としては、(1)フレーバー数2の場合のシミュレーションパラメータを決定する基礎研究として、筑波大の過去の研究結果を用いた等物理線(くりこみ群の流れ)の解析を行い、それに基づいて、小さな格子の配位生成を、既存の大型計算機を利用して開始した。生成された配位と、来年度以降PACS-CS等で生成する大きな格子での結果を合わせて、ウイルソン型格子クォークではまだ行われていない有限密度の物理量の研究を進める。これと並行して、(2)2+1フレーバーQCDの基本的性質としてのハドロンスペクトルの精密決定を進めた。これは、有限温度・密度における物理量を計算する上で不可欠の基礎データとなる。さらに、(3)本格シミュレーションで研究予定の物理量や応用予定の手法を研究した:(3.1)グルーオン物質の輸送係数をクエンチ近似格子QCDの数値計算により計算した。粘性係数とエントロピーの比が通常の物質よりはるかに小さい結果となった。(3.2)最大エントロピー法を用いてQCDハミルトニアンの準位密度を分配関数の逆ラプラス変換として得る方法を提案し、実際の格子データでテストした。(3.3)ハドロンのスクリーニング質量に対するアイススカラー型、アイソベクトル型の化学ポテンシャルの効果をTaylor展開法で研究した。本研究プロジェクトは、高温・高密度におけるクォーク物質の特性をウイルソン型格子クォークを用いて量子色力学(QCD)の第一原理から理論的に解明することを目的とする。フレーバー数2の場合(u,dクォークまでの動的効果を取り入れた近似)の有限温度物理の研究から開始して、ウイルソン型格子クォークによる最初の有限密度シミュレーションの遂行と、最終的には、2+1フレーバーQCD(動的なu,d,sクォークを取り入れた近似無しの格子QCD)における予言を目標としている。平成18年度は、平成17年度に開始したフレーバー数2のQCDのシミュレーションを進め、相転移温度、クォーク間ポテンシャル、クォーク数サセプティビリティーについて研究した。これらは格子場の理論国際会議Lattice 2006(Tucson, Arizona, USA, July23-28,2006)で中間結果を発表し、クォーク間ポテンシャルに関してはPhysical Review Dに論文を発表した。その他の論文も準備中である。相転移温度に関しては、CP-PACSグループによるWilsonクォークを用いた先行研究を拡大して、現状の中間結果としてNt=4で170-186MeV,Nt=6で164-179MeVを得た。Ntを6程度まで大きくすればスタガード型クォークとだいたい一致している。クォーク間ポテンシャルに関しては、2個のクォークのカラー状態(「チャンネル」)の違いによりクォーク間の力がどのように変わるかを研究した。

クォーク・反クォーク間のカラー1重項ポテンシャル、カラー8重項ポテンシャル、及び、クォーク・クォーク間のカラー6重項、3*重項ポテンシャルを調べた結果、(i)相転移温度の2倍程度以上の高温では、クォーク間ポテンシャルにおけるチャンネルの違いは摂動最低次から予想される全体のカシミア係数に吸収可能で、チャンネルによらず同じパラメータを持つスクリーンされたクーロン型ポテンシャルでよく記述できることを示した。結果として得られた有効クーロン係数や有効デバイ質量は3次元有効理論の摂動から予想される振る舞いをしている。有効クーロン係数はスタガード型クォークの結果と矛盾はしていないが、有効デバイ質量は20%程度大きいことがわかった。また、ウイルソン型クォークとして初めて、有限密度におけるクォーク数サセプティビリティーの計算を実行した。スタガード型クォークによる先行研究と定性的によく似た結果が得られた。本研究プロジェクトは、高温・高密度におけるクォーク物質の特性を、量子色力学(QCD)の第一原理から理論的に解明することを目的とする。格子クォークとしては、これまで十分調べられていないウイルソン型格子クォークを用いる。平成19年度は、平成17年度、平成18年度に実行したフレーバー数2の場合の相転移温度、クォーク間ポテンシャル、クォーク数サセプティビリティーの研究を発展させ、小さなクォーク数密度を加えたときに、それらがどの様に影響を受けるか研究した。現在論文をまとめる作業を進めている。また、重いクォークの束縛状態の詳細な情報を得るために、励起状態も含めたエネルギー固有値をS状態P状態それぞれについて求め、それらの波動関数からポテンシャルを調べる研究を開始した。クエンチ近似の高温相で励起状態が溶け出す傾向が見られないという先行研究の結果が、状態の対角化や定数モードの除去を行った精密なシミュレーションにおいても、波動関数とポテンシャルで直接確認できることを示した。これについても、論文にまとめる作業を進めている。平成20年度は、平成19年度までに実行したフレーバー数2の場合の相転移温度、クォーク問ポテンシャル、クォーク数サセプティビリティーの研究を発展させ、小さなクォーク数密度を加えたときに、それらがどの様に影響を受けるか研究した。また、重いクォークの束縛状態の詳細な情報を得るために、励起状態も含めたエネルギー固有値をS状態P状態それぞれについて求め、それらの波動関数からポテンシャルを調べる研究を実行した。これらについて、それぞれ論文を作成中である。また、これらの通常の研究方法によるシミュレーションに啣え、フレーバー数が2+1(軽いu,dクォークに加え、sクォークも動的に取り入れた近似無しQCD)の場合における計算量の増加に対処するために、新しい計算方法を模索した。
化学修飾型ナフチレン環状分子の設計・合成

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
高性能セメント系複合材料の材料設計手法開発に関する基礎的研究

本研究は、セメント系複合材料の軽量化、高強度化そして高靭性化を目的とし、それらの性能を兼ね備え得るような材料の条件、それらの適切な組み合わせの条件及び有効な作製プロセス等を実験的に検討すると共にマイクロメカニクスの立場から考察を重ね、そのような性能を有する材料の開発並びに設計方法の提案を試みようとするものである。まず、マトリックス材料の調合に当たり、充填理論を適用してどのような構成要素をどの程度の割合で混合すれば、どの程度の充填特性を有するかを把握した。更に、繊維やマトリックスの特性並びに作製プロセスが複合材料の力学的特性に及ぼす影響を明らかにし、今後の新しいセメント系複合材料を開発する上での支援となるような材料設計方法を検討した。まずはじめに、種々の短繊維と水結合材比を変えたモルタルとを組み合わせ、曲げに対する挙動と同時に圧縮に対する挙動の検討を行った。その結果、繊維の種類によって曲げに対して優れた靭性を示すが、圧縮の靭性に対しては寄与しないもの、また曲げと圧縮の双方に優れた靭性を与えるものがあることを明らかにした。更に、作製プロセスの影響を検討するために、押出し成形と加圧成形並びに真空オムニミキサーを用いた練り混ぜの効果についても実験を行い、考察した。また、荷重-載荷点変位曲線から抽出した幾つかのパラメータと繊維やモルタルマトリックスの特性を表すパラメータとの相関を重回帰分析により求めた。そして、セメント系複合材料を構成する材料パラメータを変数として、荷重-載荷点変位曲線を特徴づける諸特性の設計式を提案し、各項の持つ物理的な意味を明らかにした。本研究は、セメント系複合材料の軽量化、高強度化そして高靱性化を目的とし、それらの性能を兼ね備え得るような材料の条件、それらの適切な組み合わせの条件及び有効な作製プロセス等を実験的に検討すると共にマイクロメカニクスの立場から考察を重ね、そのような性能を有する材料の開発並びに設計方法の提案を試みようとするものである。本年度は、マトリックス材料の調合に当たり、充填理論を適用してどのような構成要素をどの程度の割合で混合すれば、どの程度の充填特性を有するかを把握した。特に本年度は、セメント系複合材料の軽量化と高強度化を目的として、骨材に微細な中空軽量骨材を用いると共に、粉体の充填特性を考慮した調合方法の開発、並びに人工軽量骨材と鋼繊維を組み合わせて軽量化と高強度化に加え、靱性の付与も期待した複合材料開発の実験的検討を行った。前者の実験では、密度が1.31.7g/cm^3程度で、圧縮強度が70110MPaと、従来開発されてきた軽量高強度モルタルあるいはコンクリート(密度が1.21.8g/cm^3で圧縮強度が3565MPa)に比べて非常に定密度かつ高い圧縮強度を達成することができた。これは、用いた微細な中空軽量骨材の特性が強固な中空体であること、骨材を除いたマトリックス部の最密充填が実現できていること等がその要因であることが明らかになった。一方、後者の実験では、人工軽量骨材と鋼繊維を組み合わせた結果、その圧縮強度は人工軽量骨材の性能に大きく依存し、鋼繊維混入による圧縮強度改善の貢献はあまり大きくないことが明らかになった。また、せん断におけるひび割れ抵抗性能については、鋼繊維の混入によりプレーン軽量コンクリートに比べて約30%のせん断強度の増大とピーク以降の高い靱性を実現できること、そして比較的長い繊維を混入することにより、少ない繊維量でも高いひび割れ抵抗性能を実現できること等を明らかにした。

本年度は、繊維やマトリックスの特性並びに作製プロセスが複合材料の力学的特性に及ぼす影響を明らかにし、今後の新しいセメント系複合材料を開発する上での支援となるような材料設計方法を検討した。まずはじめに、種々の短繊維と水結合材比を変えたモルタルとを組み合わせ、曲げに対する挙動と同時に圧縮に対する挙動の検討を行った。その結果、繊維の種類によって曲げに対して優れた靭性を示すが、圧縮の靭性に対しては寄与しないもの、また曲げと圧縮の双方に優れた靭性を与えるものがあることを明らかにした。更に、作製プロセスの影響を検討するために、押出し成形と加圧成形並びに真空オムニミキサーを用いた練り混ぜの効果についても実験を行い、考察した。また、荷重-載荷点変位曲線から抽出した幾つかのパラメータと繊維やモルタルマトリックスの特性を表すパラメータとの相関を重回帰分析により求めた。そして、セメント系複合材料を構成する材料パラメータを変数として、荷重-載荷点変位曲線を特徴づける諸特性の設計式を提案し、各項の持つ物理的な意味を明らかにした。
適合原理に基づく制御系設計に関する研究

平成14年度におこなった研究により得られた成果を,研究実施計画に沿って以下に記載する:1.ロバスト適合条件の導出制御対象の数学モデルには多かれ少なかれ,必ずモデル化誤差が存在する.そのため,モデル化誤差の影響を制御系の設計時に考慮しておかないと,所望の制御性能を得られないばかりか,制御系に対する基本的要請である安定性が崩れてしまう可能性がある.そこで,離散時間適合サーボ系の設計において,このようなモデル化誤差の影響を考慮した設計手法を構築した.生起可能入力集合としては。振幅と変化率(サンプル間の差)に制限のあるものを考え,サーボ系に対する目標値がこの入力集合に属する場合を考えた.また,制御対象のモデル化誤差を乗法的誤差であらわし,その大きさをインパルス応答のl1ノルムで定量化した.さらに,制御系の構造を2自由度系とし,安定性と目標値追従性を独立に調整できるようにした.このような仮定のもとで,制御系がロバスト安定であり,目標値に対する偏差と,制御入力が指定された値以下に収まるための条件(ロバスト適合条件)を導いた.ただし,解析的に適合条件を導出するため,ここでは十分条件として取り扱った.2.CACSDシステムへの実装1.で導出したロバスト適合条件に基づき,2自由度離散時間ロバスト・サーボ系の設計を支援する,コンピュータ援用制御系設計CAD(CACSD)システムを構築した.このCACSDは,設計仕様(偏差と制御入力に対する制約値)を与え,コントローラの構造と可調整パラメータを指定することにより,設計仕様を満たすパラメータを数値探索により求めるものである.これは,平成1314年度の研究の中で開発した不等式制約法に基づくCACSDシステムをベースにして開発した.3.設計手法の有効性評価開発した設計手法の有効性を評価するため,DCサーボ・モータの速度制御系の設計をシミュレーションおよび実験の両方により確認した.指定された回転速度偏差と入力電圧以下に収まる2自由度制御系を設計することができた.平成13年度におこなった研究により得られた成果を,研究実施計画に沿って以下に記載する:1.「生起可能入力集合」の検討これまでに提案されている生起可能入力集合を論文などにより調査した結果,入力の振幅と変化率の両方に独立な制限を与えた生起可能入力集合に対しては,ほとんど提案されていないことが判明した.唯一,入力信号のエネルギーと,入力信号の変化率のエネルギーに制限のある生起可能入力集合が提案されているのみである.これは,過渡的な入力を取り扱うには優れた入力集合であるが,サーボ系の目標値信号のような,持続的な入力を取り扱うことはできない.そこで本研究では,入力信号の振幅と変化率の上限値に制限のある(L∞ノルムがある値以下とする)生起可能入力集合を導入することにした.2.凸最適化手法による時間応答計算手法の開発振幅と変化率の上限値に制限のある生起可能入力集合に属する入力を線形時不変系に加えた場合,出力振幅がどこまで大きくなるかを求める問題は,無限次元凸最適化問題として定式化できる.ただし,この凸最適化問題を直接解くことはできないので,有限次元凸最適化問題として解くことになる.本研究では,出力を最大にする入力を,有限閉区間で連続な周期関数に限定できることを見出し,これを有限次数でうち切ったFourier級数展開で表すことにより,元の無限次元問題を有限次元問題に帰着させた.次に,この有限次元凸最適化問題が,次数を∞に漸近させたときに,元の無限次元問題の解となることを証明した.さらに,最適化問題の目的関数の劣勾配および制約関数の劣勾配を導き,最適化問題を数値的に解くための準備を整えた.3.CACSDシステムの構築2.で開発した計算手法に基づく時間応答計算プログラムを作成した.さらに,このプログラムと不等式制約法に基づくコンピュータ援用制御系設計CAD(CACSD)システムを開発した.これにより,振幅と変化率に制限のあるクラスに属する入力に対して,制御量が指定された範囲に抑える制御系を容易に設計することが可能になった.平成14年度におこなった研究により得られた成果を,研究実施計画に沿って以下に記載する:1.ロバスト適合条件の導出制御対象の数学モデルには多かれ少なかれ,必ずモデル化誤差が存在する.そのため,モデル化誤差の影響を制御系の設計時に考慮しておかないと,所望の制御性能を得られないばかりか,制御系に対する基本的要請である安定性が崩れてしまう可能性がある.そこで,離散時間適合サーボ系の設計において,このようなモデル化誤差の影響を考慮した設計手法を構築した.生起可能入力集合としては。振幅と変化率(サンプル間の差)に制限のあるものを考え,サーボ系に対する目標値がこの入力集合に属する場合を考えた.また,制御対象のモデル化誤差を乗法的誤差であらわし,その大きさをインパルス応答のl1ノルムで定量化した.さらに,制御系の構造を2自由度系とし,安定性と目標値追従性を独立に調整できるようにした.このような仮定のもとで,制御系がロバスト安定であり,目標値に対する偏差と,制御入力が指定された値以下に収まるための条件(ロバスト適合条件)を導いた.ただし,解析的に適合条件を導出するため,ここでは十分条件として取り扱った.2.CACSDシステムへの実装

1.で導出したロバスト適合条件に基づき,2自由度離散時間ロバスト・サーボ系の設計を支援する,コンピュータ援用制御系設計CAD(CACSD)システムを構築した.このCACSDは,設計仕様(偏差と制御入力に対する制約値)を与え,コントローラの構造と可調整パラメータを指定することにより,設計仕様を満たすパラメータを数値探索により求めるものである.これは,平成1314年度の研究の中で開発した不等式制約法に基づくCACSDシステムをベースにして開発した.3.設計手法の有効性評価開発した設計手法の有効性を評価するため,DCサーボ・モータの速度制御系の設計をシミュレーションおよび実験の両方により確認した.指定された回転速度偏差と入力電圧以下に収まる2自由度制御系を設計することができた.
PTTHとボンビキシンによるカイコ変態の統御機構

時間分解蛍光免疫測定法による簡便かつ超高感度のPTTH測定法を開発した。次いで、測定に干渉するカイコ血中因子の簡便な除去法を確立し、血中PTTH濃度の測定を可能にした。その結果、大量の血液サンプルのPTTH濃度測定が短時間にできるようになった。カイコ血中PTTH濃度の変動を4令幼虫期から成虫羽化に至る期間について6時間間隔で調査したところ、PTTHが発生時期特異的に分泌されることが明らかとなった。PTTHのピークは、4令2日目、5令のワンダリング期、前蛹期、蛹期前半にそれぞれ認められ、蛹期ではPTTH濃度の日周期変動が認められた。また、5令摂食期にも少量のPTTHが血中に存在すること、羽化直前期にも血中PTTH濃度が上昇することなどの興味深い知見も得た。さらに、同一血液サンプルの中のエクジステロイド濃度をRIAにより測定し、血中PTTH濃度とエクジステロイド濃度の変動の関連を調べた。その結果、エクジステロイドの分泌は時期的にも量的にもPTTH分泌に強く依存していることが判明した。また、前胸腺へのPTTHの作用には、即時的作用と遅延的作用があることが示唆された。5令初期にPTTH抗体を注射するとワンダリングの時期が遅れ、その程度が5令2-3日目に注射した場合に比べて大きいことから、摂食期に存在する少量のPTTHも前胸線に対し何らかの作用をもつと考えられた。一方、PTTHの分泌調節機構に関する研究を行なった。5令初期の幼虫を二群に分け12時間ずらした光周期下に置いたところ、ワンダリング期のPTTHピークの時刻が12時間ずれて生じた。このことは、PTTH分泌のタイミングが光周期に依存的であることを示す。また、5令初期の幼虫を絶食させると血中濃度が低下すること、再摂食により急速に回復することが分かった。この結果は、5令初期の少量のPTTH分泌が栄養依存的であることを示唆する。1.時間分解蛍光イムノアッセイによる前胸腺刺激ホルモン(PTTH)血中濃度の測定法を新たに確立し,血液サンプルに前処理を施すことなく,簡便かつ高感度・高精度にPTTHを測定できるようにした.次いで,PTTHの血中濃度の変化を,カイコの4令幼虫,5令幼虫,蛹-成虫発生の各期間において詳細に調査した.その結果,以下の非常に興味深い知見を得た.1)血中PTTH濃度は日周期的に変動し,夜間に高い傾向が認められる.2)血中PTTHは発育段階依存的にも増減し,幼虫脱皮・蛹脱皮の直前と成虫発生中期に全体的な減少が見られる.こうした時期はエクジソンが分泌される時期の直後に相当する.3)PTTHは標的器官である前胸腺の退化後(成虫発生後期)にも分泌される.これらの結果は,PTTH分泌の調節には光周期や慨日時計,エクジソンが関与することを示唆し,一方,PTTHには未知の生理機能がある可能性を示し,今後の研究発展のための大きな手掛りを与えた.2.以前に行なったラジオイムノアッセイの結果は,ボンビキシン様免疫反応性物質が成虫発生期(変態期)の血中に大量に存在することを示した.今回,この物質をアフィニティークロマトグラフィーにより精製しイムノブロット解析したところ,ボンビキシン(6.5KDa)に加えて,より分子量が大きい(8KDa)ペプチドを多量に含むことが明らかになった.この8Kペプチドは複数の抗ボンビキシンモノクローナル抗体に認識され,また低いながらもボンビキシン様生理活性を示すことから,ボンビキシンとは異なる新たなボンビキシン関連ペプチドであることが示唆された.時間分解蛍光免疫測定法による簡便かつ超高感度のPTTH測定法を開発した。

このことは、PTTH分泌のタイミングが光周期に依存的であることを示す。また、5令初期の幼虫を絶食させると血中濃度が低下すること、再摂食により急速に回復することが分かった。この結果は、5令初期の少量のPTTH分泌が栄養依存的であることを示唆する。時間分解蛍光免疫測定法(TR-FIA)によりカイコ前胸腺刺激ホルモン(PTTH)の血中濃度を測定し、カイコの発育・変態に伴う変動の実態を明らかにした。また、同一血液サンプル中のエクジステロイド濃度をラジオイムノアッセイにより測定し、両ホルモンの変動の相関を調べた。その結果、PTTHのピークは、4令2日目、5令のワンダリング期、前蛹期、蛹期前半にそれぞれ認められ、その同時期あるいは12時間後には常にエクジステロイドのピークが存在することが明らかとなった。また、PTTH濃度のピークの高さとそれに続くエクジステロイドピークの高さには相関が認められ(ワンダリング期を除く)、前胸腺のエクジステロイド合成・分泌活性はPTTH濃度に依存することを強く示唆した。さらに、5令摂食期にも少量のPTTHが存在すること、羽化直前期にも血中PTTH濃度が上昇することなどの興味深い知見を得た。5令初期にPTTH抗体を注射するとワンダリングの時期が遅れ、その程度が5令2-3日目に注射した場合に比べて大きいことから、摂食期に存在する少量のPTTHも前胸腺に対し何等かの作用をもつと考えられる。羽化期には前胸腺は退化していることから、この時期に分泌されるPTTHは前胸腺以外の組織に作用する可能性もある。一方、PTTHの分泌調節機構に関する研究を行なった。5令初期の幼虫を二群に分け、それぞれを12時間ずらした光周期下に置いたところ、ワンダリング期のPTTHピークの時刻が12時間ずれて生じた。また、5令初期の幼虫を絶食させると血中濃度が低下すること、再摂食により急激に回復することが分かった。この結果は、5令初期の少量のPTTH分泌は栄養依存的であることを示唆する。
生殖細胞の発生・分化においてヒストン修飾因子が果たす制御機構の解析

Jmjd3欠損マウスは出生直後に致死となり,体軸形成に異常が認められた。体軸形成に重要な役割を担っているHox遺伝子群を中心に,定量RT-PCRやクロマチン沈降法を用いて,Jmjd3が体軸形成を制御するメカニズムを解析した。その結果,Jmjd3はHox遺伝子群に結合し,転写抑制マークのH3K27me3を脱メチル化することにより,一部のHox遺伝子群の発現をその発現開始時において制御していることを明らかにした(論文投稿中)。一方,Jmjd3欠損マウスの胎盤が過形成を生じることもわかった。Jmjd3欠損胎盤では胎盤特異的インプリント遺伝子群の発現が異常になっており,一部のインプリント遺伝子群の発現は,やはりJmjd3によるH3K27me3の脱メチル化で制御されていることを明らかにした(論文準備中)。Jmjd3欠損マウスは出生直後に致死であったので,生後の生殖細胞について解析することができなかった。そこでJmjd3-floxマウスと雄性生殖細胞で特異的にCreを発現するTNAP-Creマウスとを交配して,雄性生殖細胞特異的Jmjd3欠損マウスを作製したが,生殖細胞の異常は観察できなかった。HP1γはメチル化ヒストン(H3K9me)に結合するエピジェネティック制御因子の一つである。HP1γ変異マウスにおいてPGCの数が少ない原因を解析したところ,HP1γ変異PGCはG1期に集積しており,S期への移行が抑制されていた。特にPGCの数の減少が最初に認められるE7.25のHP1γ変異PGCでもBrdUの取込みが低下していた。PGCをin vitroで培養した結果,HP1γ変異PGCの増殖が低下していたことから,増殖低下の原因は生殖隆起の体細胞ではなくPGCにおけるHP1γの欠損によるものとわかった。また,HP1γ変異PGCからも胚性生殖細胞(EG)細胞が樹立できたことから、PGCの性質そのものは変化していないことを明らかにして論文として発表した(Abe et al.Biol Reprod,2011)。一方,HP1γ変異マウスの減数分裂の解析を理研の古関先生と共同研究を行なっていたが,HP1γ変異マウスは減数分裂期の染色体の対合に障害を生じ,HP1γはH3K9のメチル化を介して染色体の対合に重要な役割を果たしていることを明らかにした。これらの結果を論文として発表した(Takada,Naruse et al.,Development,2011)。(2)ヒストン脱メチル化酵素Jmjd3欠損マウスの解析ヒストンのメチル化はエピジェネティックな制御の中心的な役割を果たしているが,脱メチル化酵素はまだ不明な点が多い。H3K27me3の脱メチル化酵素であるJmjd3欠損マウスを作製したところ,胎生期の骨格形成に異常が見られ,Hox遺伝子群の発現が影響を受けており,Jmjd3はHox遺伝子群の発現を制御していることが示唆された。HP1γ変異マウスの減数分裂の解析とPGCの解析の両方ともに論文として発表することができた。しかし,Jmjd3とUtxの解析はまだこれからである。今年度はヒストン脱メチル化酵素Jmjd3とUtxの解析を中心に研究を進める。TNAP-Creマウスとの交配による生殖細胞での解析を進める。
強磁場中性子星の観測的研究と高空間分解能X線望遠鏡の研究開発

今年度、私は2005年打ち上げ予定のASTOR-E II衛星搭載X線CCDカメラに装備される可視光遮断フィルター(OBF)に関する実験、高空間分解能X線望遠鏡(X-mas)の開発、観測的研究として、X線連星パルサーから観測される連続X線の放射メカニズムの解明を目的とした研究を行なった。OBFに関する実験は、筑波の高エネルギー研究所にあるフォトンファクトリーにおいて、分光X線を用いて、炭素、窒素、酸素、アルミニウムのK吸収端(それぞれ0.27keV、0.41keV、0.52keV、1.49keV)付近のOBFのX線透過率の測定を行った。結果として、ASTRO-E用OBFでは測定できなかったX線微細構造(XAFS)を含んだ緻密なX線透過率の測定を行うことができた(2003,NIMA, in press;2003年日本天文学会春季年会発表予定)。高空間分解能X線望遠鏡(X-mas)の開発は、X線反射鏡、可変形状鏡、さらに波面センサーを組合せたシステムで、入射X線の画像の形状補正が目的である。今年度は、入射可視光源と波面センサーだけを組合せ、可視光の波面の形状を3nm rmsの精度でモニターできるシステムを構築した。前年度の私の研究成果の一つに、X線連星パルサー・ケンタウルス座X-3のX線観測により、鉄輝線が連続X線に比べ(6.0±1.4)×10^<-3>秒遅れて強度変動していることの発見がある。私はさらに研究を進め、連続X線についても、高いエネルギーのX線ほど早く変動していることを発見した。この結果は、既知の逆コンプトン散乱モデルのようなX線放射メカニズムでは説明が付かないことを指摘した(Kohmura et al. in preparation ; The IAU8th Asian-Pacific Regional Meeting, Tokyo, Japan,2002,Julyなどの国際会議で口頭発表をおこなった)。
Dissecting role of sucrose and GA recognition in SWEET transporters

研究代表者が特定したSWEETトランスポーターがジベレリン酸とスクロースを認識し、選別してトランスポートする仕組みや認識部位を計算科学、生化学的アプローチや各種アッセイで明らかにし、ITbM(名古屋大学WPI)が有する化合物ライブラリーからその阻害剤を独自に探索する研究であり、SWEETに特化した基盤的研究である。研究が順調に進めば、国際的に評価の高い成果が得られるものと期待される。得られる研究成果の波及効果も大いに期待される。
野生ニホンザルにおける離乳様式の地域間比較

本研究では落葉樹林帯に属し冬季に積雪がある青森県下北半島(以下、下北)と照葉樹林帯に属す鹿児島県屋久島低地(以下、屋久島)に生息するニホンザルを比較し、環境に呼応した離乳の様式が存在するかを明らかにすることを目的とした。採用2年目は、以下123を行った。1夏季に下北において個体数調査およびニホンザルの食物の硬度計測を行った。2下北と屋久島において、食物の物理的性質(大きさ、操作数、高さ、かたさ)が母子の食物利用の差に与える影響を、一般化線形混合モデルを用い総合的に分析した。その結果、母親と比較しアカンポウは、1口で食べられる食物、抽作を伴わない食物、低い位置にある食物に採食時間を費やしていた。両地城ともに2000J/m2以上.のかたさの品目に関しては、アカンボウは母親と比較しあまり採食しない傾向にあった。環境条件が異なっていても身体能力が未熟なアカンボウは、共通し利用しやすい食物に採食時間を費やす傾向にあった。3母子の別れに関して分析を行った。下北では採食場面での母子の別れが多く観察され、アカンボウの母離れのきっかけとして、「食物」が大きく関与していた。一方で、屋久島では、採食が母子の別れのきっかけになることもあったが、他のアカンボウとの合流をきっかけに母親と別れるという社会的な要因も影響していた。屋久島は、冬季を通し、アカンボウ同士の交流が多くみられ、また採食場面においても母親より食物利用が類似している他のアカンボウと共食することが多かった。この違いは、おそらく屋久島のアカンボウが下北より栄養や体温維持の面で母親に依存する必要が少ないためと考えられる。生息環境により離乳の様式は異なっていた。分析2と3の一部を、ニホンザル研究セミナー、および第29回日本霊長類学会・日本哺乳類学会2013年度合同大会において発表を行った。また、2の内容の一部を、国際学術雑誌に現在投稿中である。(抄録なし)本研究では落葉樹林帯に属し冬季に積雪がある青森県下北半島(以下、下北)と照葉樹林帯に属す鹿児島県屋久島低地(以下、屋久島)に生息するニホンザルを比較し、環境に呼応した離乳の様式が存在するかを明らかにすることを目的とした。本年度は、(1)(3)を実施した。(1)下北と屋久島において夏季に個体数調査を実施し、出生率についての基礎データを収集した。(2)冬季に下北においてニホンザルの食物の硬度計測を行った。そして、下北のデータに関して、食物の物理的性質(かたさ、大きさ、操作数、高さ)が母子の食物利用の差に与える影響を、一般化線形モデルにより総合的に分析した。その結果、母親と比較しアカンボウは、操作を伴わない食物、低い位置にある食物そしてやわらかい食物に採食時間を費やしていた。身体能力が未熟なアカンボウは、利用しやすい食物に採食時間を費やす傾向にあった。このようなアカンボウの食物選択は、採食に費やすエネルギーの節約のみならず、高木からの落下の危険の回避にもつながると考えられる。今後、サルにとっての"離乳食"を考える上で貴重な資料になる。この結果の一部は、日本哺乳類学会2012年度大会において発表を行った。(3)アカンボウの伴食相手の分析を、下北と屋久島の冬季に収集したデータを用い行った。その結果、伴食相手に地域間で差がみられ、アカンボウが採食する際に、母親の2m以内に近接する割合は、屋久島の方が低く、他のアカンボウと近接する割合は屋久島の方が高い傾向にあった。下北と比較し、屋久島のような冬でも暖かく、果実や葉が利用できる豊かな環境では、母親への依存が弱められ、アカンボウは、伴食相手として母親より食物利用が類似している他のアカンボウを選択したと考えられる。生息環境によりアカンボウの伴食相手は変化し、地域間で離乳過程が異なっていることが示唆された。この結果は、第24回国際霊長類学会において発表を行った。

一方で、屋久島では、採食が母子の別れのきっかけになることもあったが、他のアカンボウとの合流をきっかけに母親と別れるという社会的な要因も影響していた。屋久島は、冬季を通し、アカンボウ同士の交流が多くみられ、また採食場面においても母親より食物利用が類似している他のアカンボウと共食することが多かった。この違いは、おそらく屋久島のアカンボウが下北より栄養や体温維持の面で母親に依存する必要が少ないためと考えられる。生息環境により離乳の様式は異なっていた。分析2と3の一部を、ニホンザル研究セミナー、および第29回日本霊長類学会・日本哺乳類学会2013年度合同大会において発表を行った。また、2の内容の一部を、国際学術雑誌に現在投稿中である。概ね計画書に記載された予定通りに課題を遂行した。ニホンザルの母親と離乳期のアカンボウの間の食物利用の違いが、食物の物理的性質、特に定量的に計測できたかたさと関連していることを明らかにできた点は、サルにとっての"離乳食"を知り、ヒトとの連続性を考える上で、今後貴重な資料になると考えられる。また、生息環境の影響によってアカンボウの伴食相手が変化することを示したことで、群れ生活する霊長類における環境への社会的適応という新しい視点を提示できた。また、以上の結果を、国際学会にて発表し、外国人研究者と意見交換を行うこともできた。今後は、以下(1)(3)を行う予定である。(1)下北と屋久島において個体数調査を継続して行い、アカンボウの出生率と死亡率についての基礎データ蓄積に努める。(2)食物の物理的性質と、母子の食物利用の差の関係に関して、屋久島についても下北と同様の分析を行い、地域間比較することにより、アカンボウの食物選択に関して共通点と相違点を明らかにし、ニホンザルの"離乳食"について考える。(3)母子が分離する状況について詳細に分析を行うことで、両地域のアカンボウの母離れを促進する要因にういて地域ごとに検討をする。そして、これらの結果を統合し、両地域における主に食物を介した社会関係の構築と離乳様式について考察を行う予定である。(抄録なし)
単一汗腺可視化による汗腺の構造・機能の新たな評価方法

光コヒーレンストモグラフィによりヒトの単一汗腺を視覚化し,その構造や機能を評価する新しい方法を検討した.手掌・手指の汗腺の構造を表皮導管の長さ,太さおよび螺旋の数を計測し,長さ・螺旋の数についてはある程度の評価が可能であったが,太さに関しては十分な値を得ることができなかった.また,これら汗腺構造と発汗量との関係を掌握運動時に検討したが,全体的に有意な関係が認められなかったが,一部においてその関係の傾向が認められた平成23年度で検討した単一汗腺活動の新しい評価法が妥当であるかどうか,従来報告されている加齢に伴う汗腺活動の低下あるいは個人差や男性・女性などの個人差との関係から検討することを目的とした.平成23年度で得られた結果から手掌皮膚表皮の導管構造の評価について,次のように課題が明らかになった.1)手掌表皮の導管の螺旋構造の意義,2)導管の太さの評価,3)構造の特性と発汗機能との関連性.これらの解決には従来の分析と新しい解析方法を用いることとした.そこで,本年度はこの課題をさらに検討した上で,当初の予定であった汗腺機能が衰えていると考えられる中・高齢者の被験者を用いることで,単一汗腺活動の新しい評価法の妥当性を検討した.昨年度の課題検討の結果,1)に関しては実験方法等に課題で十分に検討できなかった.2)に関して画像データの解析方法を改善し,再検討したが,十分な値を得ることができなかった.3)に関しては手掌発汗量の値が大きく異なる被験者について,発汗の構造(導管の長さ・螺旋数)とある一定強度の掌握運動時の発汗反応で検討した結果,導管の長さと発汗量の間には大きな関係がなく,螺旋数とも対応関係が認められなかった.また,OCTを用いた表皮導管の構造と機能より汗腺機能の差が大きい中高年と若年者を比較した.その結果,高齢者の掌握運動時の手掌発汗量は少ない傾向にあるが,これと単一汗腺との構造との間には一定の関係がみられなかった(構造の違いはいくらか認められた).これは今回測定した構造が汗腺の一部である導管のものであることと関係していると推察され,汗が生成される分泌管ではその違いが存在する可能性が考えられる.さらに,手掌以外の一般体表面の汗腺構造の評価を試みたが,今回用いたOCTではその評価はできなかった.光コヒーレンストモグラフィによりヒトの単一汗腺を視覚化し,その構造や機能を評価する新しい方法を検討した.手掌・手指の汗腺の構造を表皮導管の長さ,太さおよび螺旋の数を計測し,長さ・螺旋の数についてはある程度の評価が可能であったが,太さに関しては十分な値を得ることができなかった.また,これら汗腺構造と発汗量との関係を掌握運動時に検討したが,全体的に有意な関係が認められなかったが,一部においてその関係の傾向が認められた指表皮での単一汗腺活動の可視化とその構造・機能解析を行った.1)安静時での基本的構造の検討.環境温2028°C,相対湿度3060%の環境下で約30分間安静後,安静時における指表皮(中指)の導管を光コヒーレンストモグラフィー(OCT)により可視化し,この情報を用いて表皮内の導管の長さ,太さおよび螺旋の数の計測を試みた.この方法は低コヒーレンス光干渉をベースとする断層イメージング技術であり,生体表皮下12mmの深さに渡って,断面における生体組織の微細構造をイメージングできる技術である.汗腺の構造を表皮導管の長さ,太さおよび螺旋の数を計測し,長さ・螺旋の数についてはある程度の評価が可能であったが,太さに関しては十分な値を得ることができなかった.また,指以外の部位の前腕と前額についても同様な評価を行ったが,いずれの部位も手掌とは表皮組織の構造が異なるため,今回の方法では導管構造は評価できなかった.2)表皮導管での汗分泌の動画化.1)と同じ状況で測定した安静時の表皮導管活動図を1秒間に60枚撮影し,それを連続的に繋ぎ合せることにより,汗分泌の動画を作成した.これによって,時系列の変化を評価できる可能性が出て来た.3)表皮導管の構造と機能との関係.環境温23°C-26°C,相対湿度40%-60%の環境下で約30分間安静後,最大随意筋力(最大握力)の20%,35%および50%の静的掌握運動をそれぞれ30秒間,約15分間の休息を挟み実施した.手掌・指発汗量と1)で計測した汗腺構造との間に明確な関係が得られなかった.しかし,傾向は認められ,方法や被験者の特性を検討することにより,構造と機能との関係がより明確になる可能性は残された.今回,手掌部以外の部位での発汗誘発としてイオントフォレーシスを用いたが,刺激部位の面積の大きさ等に課題が残された.海外研究者の助言も得ながら研究を進めた.平成23年度の研究では,手掌・指の表皮導管構造を明らかにし,それと発汗との関係を明らかにすることを主な目的とした.今回の結果から表皮内の導管の長さ,太さおよび螺旋の数を構造の基礎的要因としたが,太さに関しては測定が難しい状況であった.しかし,この構造の評価の可能性をさらに追求する必要がある.

また,螺旋の数に関しても,もともとの螺旋数が2から3個程度であり,この数が機能とにどのように関わるのかを検討するのは難しいと思われた.このような観点から,当初計画していたような導管構造を概ね明らかにできたと考えられる.しかし,構造の評価と機能との関わりに関しては,各被験者の構造の値のばらつきが小さく,また,それ以上に機能に関わる発汗量は個人によって値が異なった.これらの結果から,表皮の導管構造と機能との関係を検討するには,今年度実施した方法では不十分である可能性がある.すなわち,導管構造が大きく異なる被験者からデータをとることで,両者の関係をさらに明らかにできることが考えられる.また,今回の研究では表皮導管の構造の一つとして螺旋数を検討したが,もともと,この螺旋状の構造が,汗を皮膚表面に出すために,どのような役割を果たしているのかを検討することも重要で,同じ水が螺旋状の筒と直道の筒ではどのように押し出されるのか等の基礎的な情報をもとに,導管構造と機能との関係をさらに検討する必要があると思われる.発汗誘発方法として用いたイオントフォレーシスで,誘発した面積等で課題が残され,その点では手掌以外の部位でもOCTのよる汗腺構造の評価の可能性が残された.平成23年度で検討した単一汗腺活動の新しい評価法が妥当であるかどうか,従来報告されている加齢に伴う汗腺活動の低下あるいは個人差や男性・女性の差との関係から検討することを目的とした.平成23年度で得られた結果から手掌皮膚表皮の導管構造の評価について,前述のように課題も明らかになった.1)手掌表皮の導管の螺旋構造の意義,2)導管の太さの評価,3)構造の特性と発汗機能との関連性.これらの解決には従来の分析と新しい解析方法を用いることとする.そこで,本年度はこの課題をさらに検討した上で,当初の予定であった汗腺機能が衰えていると考えられる中・高齢者の被験者を用いることで,単一汗腺活動の新しい評価法を検討する.高齢者の男女あるいは学生10名程度(平成23年度のデータを利用する)とする.実験条件は,平成23年度で行った評価方法を基礎とし,上述の課題を明らかにすることに得られる評価方法も利用することで,単一汗腺活動の新しい評価方法が妥当かどうか検討する.表皮導管の構造評価において,予測通りの評価が難しい場合には,平成23年度の確立した評価方法のみを用いる.また,対象の被験者は男女差も検討する予定であるが,表皮導管の構造と機能からの評価が不十分な場合には,より汗腺機能の差が大きい中高年と若年者を比較することで,今回実施しようとしている単一汗腺活動の新しい評価方法の妥当性を見てきたい.さらに,手掌以外の一般体表面の汗腺構造の評価が可能かどうか,発汗誘発方法であるイオントフォレーシスの方法の改善も検討に加え,その可能性を追求したい.平成24年度の経費は,導管構造と機能解析にさらに必要な解析ソフトと分析カメラ,データ解析や実験補助,研究成果の発表と資料収集に主に配分している.また,実験遂行とデータの解析・分析として研究分担者に経費を分担している.