hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
聴覚障害のある看護学生を対象とした基礎看護技術習得のための動画教材の開発

計画通りに進行しており、現在、聴覚障害のある学生向けに「皮下注射および筋肉内注射」の動画教材が完成しているため。平成30年度は、インタビュー調査により得られたより理解しやすい動画教材の内容から動画教材の作成に着手する。さらに、作成された動画教材を当事者が視聴することで、動画教材の有効性の調査を実施する。それらにより、これまでの動画教材よりも、聴覚障害のある看護学生が活用することが可能な動画教材の開発を推進することができる。聴覚障害のある学生を対象とした動画教材を協力可能な聴覚障害学生に視聴を依頼し、さらに必要な情報として、動画教材の見易さ、テロップについての要望、技術のわかりやすさについて明らかにする。また、聴覚障害のない学生も対象に、動画教材における基礎看護技術習得の有効性を検証する。最終年度として、成果をまとめ報告する。当事者とのインタビュー調査において、平成29年度中に予定であった2名(同じ教育機関の学生と教員)からインタビュー対象者の都合によりキャンセルが発生したためである。これらのインタビュー対象者とは、平成30年度の5月にインタビューを実施するため、交通費およびインタビューのテープお越し等に使用する計画である。DVD教材作成にかける費用として、当初予定した業者よりも費用のかからない業者を選択したことがひとつの原因と考える。次年度使用額は少額のため、最終年度のデータ保存用のUSBメモリ等に使用する計画である。
好冷性藻類の遺伝子を利用した植物の高温検知機構の解明と高温耐性化の試み

本研究では植物における高温検知る機構の解明および遺伝子組み換えによる高温耐性植物の作出を目的として、通常の植物の生育温度(1030°C)で変性し、かつ熱ショックタンパク質と相互作用するタンパク質を検索し、それらの遺伝子をラン藻に導入して、通常の生育温度で熱ショックタンパク質を大量に発現する形質転換体を作製することによって、植物における高温耐性の改変の可能性を敢闘した。このために(1)一般的な細菌よりも低い温度で生育する好冷性生物であるハプト藻およびVibrio sp.Strain ABE-1のタンパク質における熱耐性、(2)好冷性生物であるハプト藻およびVibrio sp.Strain ABE-1における熱ショックタンパク質の遺伝子クローニング、および(3)熱ショックタンパク質の遺伝子導入によるラン藻の高温耐性の改変を行った。好冷性生物から合計6種類の遺伝子を単離し、塩基配列から推定されたアミノ酸配列によってタンパク質を同定した。これらの中でハプト藻のribosomalproteinは既知のタンパク質と一致するアミノ酸が少なく、低温で変性する可能性がある。またVibriosp.Strain ABE-1の熱ショックタンパク質GroELの遺伝子をクローニングした結果、他の生物のGroELとほぼ同様のアミノ酸が保存されていること、およびプロモータ領域に類似の塩基配列が存在することから、好冷性生物も他の生物と同様に高温ストレスに対する応答を示すと推定される。一方ラン藻に大量発現用プラスミドを利用して高等植物の低分子量熱ショックタンパク質を発現させた結果、野生株では耐えることのできない48°Cの高温処理に対する生存の確率が上昇し、遺伝子導入によるラン藻における高温耐性の改変の可能性が明らかになった。本研究では植物の高温耐性および高温検知機構の解明を目的として、通常の植物の生育温度(1030°C)で変性し、かつ熱ショックタンパク質と相互作用するタンパク質を検索し、それらの遺伝子をラン藻や植物に導入して、通常の生育温度で熱ショックタンパク質を大量に発現する形質転換体の作製を試みる。この目的のためには低温で変性するタンパク質が必要となる。低温環境で生育する好冷性細菌の最適生育温度は015°Cであり、このような好冷性細菌の酵素は、一般的な細菌の酵素よりも低い温度で変性する可能性がある。本年度は目的とするタンパク質を得るための第一歩として、南極域に生息する最適生育温度が好冷性細菌Vibro sp. Stain ABE-1に含まれる一般的な酵素の1つで、既に塩基配列が明らかとなっているイソクエン酸デヒドロゲナーゼについて変性温度の解析を行った。Vibrio sp.Strain ABE-1の部分ゲノムDNAライブラリーを作製し、これを利用してイソクエン酸デヒドロゲナーゼの遺伝子を単離した。これを大量発現用ベクターに接続し、大腸菌において大量発現させ、イソクエン酸デヒドロゲナーゼを単離精製した。単離精製した標品を2545°Cの各温度で10分間処理したのち、25°CにおいてNADPHの吸光度変化から反応速度を求めた。温度処理による反応速度の変化から、Vibrio sp. Strain ABE-1のイソクエン酸デヒドロゲナーゼは約40°C、10分間の処理によって完全に活性を失うことがわかった。しかし予想に反してこの変性温度は通常の温度で生育する豚の心臓から精製されたイソクエン酸デヒドロゲナーゼの変性温度とほとんど同じであり、本研究で必要とされる低温で失活する酵素の候補としては利用できないことが判明した。現在すでに作製されたDNAライブラリーから別のタンパク質を検索し、それぞれの変性温度の検定を進めている。

低温環境で生育する好冷性細菌の最適生育温度は015°Cであり、このような好冷性生物の酵素は、一般的な生物の酵素よりも低い温度で変性する可能性がある。好冷性生物としてハプト藻B株とVibrio sp.strain ABE-1を選び、これまでに6種類の遺伝子を単離した。その中で、Vibrio sp.strain ABE-1 isocitrate dehydrogenaseに関しては、発現させたタンパク質の熱変性温度が、通常のタンパク質と同様に40°C付近に熱変性温度を持つために、低温で変性するタンパク質ではないことが明らかとなった。一方ハプト藻B株のribosoimal proteinに関しては、既知のタンパク質とのアミノ酸配列の比較により、比較した生物間で完全に一致しているアミノ酸残基の割合が低いために、低温で変性をするタンパク質であることが期待できる。またこれと平行してラン藻における外来性タンパク質発現系を作製し、高等植物の熱ショツクタンパク質をラン藻において発現させ、その光合成活性の高温耐性を、本年度購入した酸素電極制御装置によって測定した。本研究では通常の植物の生育温度(1030°C)で変性し、かつ熱ショックタンパク質と相互作用するタンパク質を検索し、それらの遺伝子をラン藻に導入して、通常の生育温度で熱ショックタンパク質を大量に発現する形質転換体を作製することによって、植物における高温耐性の改変の可能性を検討することを目的とした。このために(1)一般的な細菌の酵素よりも低い温度で変性する可能性があるタンパク質を得るための第一歩として、好冷性生物であるハプト藻およびVibrio sp.Strain ABE-1のタンパク質の遺伝子クローニング、(2)ラン藻における外来遺伝子の発現及び高温耐性の改変を試みた。好冷性生物から合計6種類の遺伝子を単離し、塩基配列から推定されたアミノ酸配列によってタンパク質を同定した。これらの中でハプト藻のribosomalproteinは既知のタンパク質と一致しているアミノ酸が少なく、低温で変性する可能性があり、これをラン藻において発現させ、その熱ショックタンパク質の発現および高温耐性の解析を行っている。またVibrio sp.Strain ABE-1の熱ショックタンパク質GroELの遺伝子の塩基配列をほぼ決定し、他の生物のGroELとほぼ同様のアミノ酸が保存されていることから、好冷性生物も他の生物と同様に高温ストレスに対する応答を示すことが明らかとなった。現在好冷性生物と通常の生物との熱ショック応答の違いを解析している。
ナノ秒時間分解フラクトエミッション計測によるセラミックス脆性破壊の原子論的研究

本研究は,セラミックスの脆性破壊とそれに伴い生じる光子・電子・中性粒子などの粒子放出現象(フラクトエミッション)の相関関係を明らかにし,脆性破壊の素過程を原子レベルで解明することを目的としている。本年度は、研究実施計画に従い以下のような研究を行った。1.ナノ秒時間分解フラクトエミッション計測システムの構築:光電子増倍管、二次電子増倍管を有する既存の超高真空フラクトエミッション計測装置に,計測スタートトリガーとして用いる試料破壊検知システムと四重極質量分析計を新たに付加した。これら4種の信号を,4CHデジタルオシロスコープを用いて10^9 signals/秒で同時計測することにより,フラクトエミッションのナノ秒時間分解計測が可能となった。このように、デジタルオシロスコープを用いることにより、試料が破壊する瞬間、すなわちマクロな亀裂進展開始から1ミリ秒の間に生じたフラクトエミッションだけでなく,亀裂進展開始の1ミリ秒前からもその現象を検出することが可能なシステムを構築することができた。2.多結晶・単結晶マグネシアのフラクトエミッション時間分解計測:上記の装置を用いて,多結晶および単結晶マグネシアのフラクトエミッションをナノ秒時間分解計測した。いずれの試料においても,マクロな亀裂進展開始から電子・光子が放出されることが明らかとなった。一方,亀裂進展開始前においても電子・光子放出が観測される場合があり、単結晶マグネシアの場合は亀裂進展開始の数ミリ秒前から、多結晶マグネシアの場合は数百ナノ秒前から既に光子放出が生じていることが明らかとなった。3.粒界破壊モデルとしてのセラミックス双結晶作製条件の検討:様々な論文・資料を検討した結果、マグネシアは2480°C,アルミナは1900°Cで,それぞれの単結晶同士を加熱接合することにより,無加圧で双結晶を作製できることが分かった。
咬合違和感症候群と口腔内知覚閾値の関連性ー脳磁図にSPM解析を応用した定量評価ー

本研究の目的は口腔顔面領域の感覚受容器刺激時の中枢における変化を非侵襲的に優れた空間・時間分解能を有する脳磁図(Magnetoencephalograph:以下MEG)で計測し,異なる複数の脳活動を比較するために個人差がある脳の形態を標準脳形にする手法を用いる解析= Statistical Parametric Mapping(以下SPM)を応用し,個人差がある口腔内知覚閾値を個人解析と集団解析することにより,知覚に対する主観的評価を相対的・定量的評価を確立することである.MEG計測は76ch球面型生体磁気計測システムを使用し,サンプリング周波数600Hz,オンラインフィルタ0.03200Hzの条件で行った.不快時に変化すると報告があるα周波数帯域に着目し,閉眼・覚醒・安静時および歯根膜刺激時について周波数分析を行った。その結果,安静時と比較して刺激時にα周波数帯のピークパワー値の低下が認められ,歯根膜へ刺激を与えた際に,中枢でも心的変化が起こる可能性が示唆された.MR画像撮影は3T装置で行った.MEGデータとMR画像を統合解析するデータ変換手順,統合に必要な基準点を確認し、SPM解析を行った。その結果、安静時に認められるα周波数帯で確認されるピークパワー値の高い部位が,SPM解析でも画像上では同様な部位で観察される傾向があった.しかし、安静時と刺激時の反応強度の差については各条件で観察された部位以外でも認められたものがあり、更に検討する必要があった.計測データの定量的評価を行うために必要な各被験者内の反応部位間の差の比較方法の確立までは至らなかった。一方、主観的評価として記録した刺激時のVAS(Visual analogue scale)とピークパワー値との間に相関関係がある可能性があり、さらに分析が必要と思われた。本研究は口腔顔面領域の感覚受容器に刺激を与えた際の中枢における変化を,非侵襲的で優れた空間・時間分解能を有する脳磁図(Magnetoencephalograph:以下MEG)で計測し,MR画像の異なる複数の脳活動を比較するために個人差のある脳の形態を標準脳形にする手法を用いる解析= Statistical Parametric Mapping(以下SPM)を応用し,個人差がある口腔内知覚閾値を個人解析と集団解析することにより,知覚に対する主観的評価を相対的・定量的評価することである.今年度はまずMEG計測条件を確認した.MEG計測は76ch球面型生体磁気計測システムを使用し,サンプリング周波数600Hz,オンラインフィルタ0.03200Hzの条件で行った.着目する周波数帯域は中枢において変化する可能性があるα周波数帯域として,閉眼・覚醒・安静時および刺激時の計測値変化と変化の起きる部位を分析した.MR画像撮影は3T装置で行った.続いてMEGデータとMR画像(解剖画像)が解析時に統合できるようにするデータ変換手順,統合に必要な基準点を確認した.その結果,MEGから得た刺激前の閉眼・覚醒・安静時に認められるα周波数帯で確認されるピークパワー値の高い部位が,SPM解析でも画像上では同様な部位で観察される傾向があった.しかし,解析方法の確立まで到達していないため,更に検討する必要がある.次年度はそのため被験者数を増やして,解析方法の確立,刺激前と刺激時の違いを検討する予定である.過去の研究に本研究と関連する研究がほとんど認められないためMEGとMRIの座標系を一致させる手順の確認,SPM解析の導入とデータ統合およびデータの解釈など総合的な解析手順の確立に時間を要していることが原因と考える.現段階ではまだ画像上での判断のみであるため,統計的な分析方法の活用に至っていない.本研究の目的は口腔顔面領域の感覚受容器に刺激を与えた際の中枢における変化を、非侵襲的で優れた空間・時間分解能を有する脳磁図(Magnetoencephalograph:以下MEG)で計測し、MRI画像と異なる複数の脳活動を比較するために個人差のある脳の形態を標準脳形にする手法を用いる解析= Statistical Parametric Mapping(以下SPM)を応用し、個人差がある口腔内知覚閾値を個人解析と集団解析することにより、知覚に対する主観的評価を相対的・定量的評価することである.今年度も昨年度と同様に、非刺激時および刺激時の脳磁活動を計測した。計測は76ch球面型生体磁気計測システムを使用し、昨年度に確認したMEG計測条件であるサンプリング周波数600Hz、オンラインフィルタ0.03200Hzの条件下で行った。さらに不快刺激で低下するα周波数帯域の周波数分析を行い、閉眼・覚醒・安静時で高いパワー値を示したチャンネル部位について、非刺激時および刺激時のパワー値の変化を解析した.続いてMEGデータとMR画像(解剖画像)について昨年度確認したデータ変換手順に従い、SPM解析を行った。その結果、非刺激時に高いパワー値を示した部位とSPM解析により推定された信号源部位は後頭・頭頂領域であり、刺激時についても同様な結果であった。刺激前と刺激時の反応強度の違い、主観的評価として記録したVASと刺激時のパワー値との関連性については次年度に検討する予定である。また、患者群被験者については被験者を増やし、検討する予定である。被験者数が解析に対応出来る人数に達していないこと,PCのOSサポート時期やバージョンアップの関係から予定していた解析用物品購入時期が遅延したこと,個人差を含むデータであるため,定量化する方法について未だ模索中であることが原因と考えられる。

本研究は咬合接触状態の知覚に携わる口腔顔面領域の感覚受容器に刺激を与えた場合、中枢のどの領域でどのように反応するかについて、刺激を与える前と後における変化を頭部MRI画像を重ね合わせて比較することで明らかにすることである。計測には非侵襲的で優れた空間・時間分解能を有する脳磁図(Magnetoencephalograph:以下MEG)を使用し、得られた計測データについて周波数分析を行うと同時に、MRI画像が異なる複数の脳活動を比較するために個人差のある脳の形態を標準脳形とする手法を用いる解析= Statistical Parametric Mapping(以下SPM)を応用することとした。また、計測時に刺激に対する被験者の主観的評価としてVAS(Visual analogue scale)を用いた。個人差のある口腔内知覚閾値を個人解析と集団解析することにより、知覚に対する主観的評価を相対的・定量的評価することを目的としてきた。初年度に確認したMEG計測条件に基づき、刺激前の閉眼・覚醒・安静時に認められるα周波数帯で確認されるピークパワー値を示す部位について、周波数分析から得られた刺激時に低下が示された部位が、MRI画像を用いるSPM解析でも画像上では同様な部位で観察される傾向が確認できた。しかし、計測データの定量的評価を行うために必要な各被験者内の反応部位間の差の比較方法は確立できていない。引き続き、活動部位について詳細な検討を行う。一方、主観的評価として記録した刺激時のVASと周波数分析による刺激時のパワー値との相関関係の有無については分析中である。各計測データの統合方法と取得データの統計学的分析ツールの選定に時間を要し、分析が終了していないため。本研究の目的は口腔顔面領域の感覚受容器刺激時の中枢における変化を非侵襲的に優れた空間・時間分解能を有する脳磁図(Magnetoencephalograph:以下MEG)で計測し,異なる複数の脳活動を比較するために個人差がある脳の形態を標準脳形にする手法を用いる解析= Statistical Parametric Mapping(以下SPM)を応用し,個人差がある口腔内知覚閾値を個人解析と集団解析することにより,知覚に対する主観的評価を相対的・定量的評価を確立することである.MEG計測は76ch球面型生体磁気計測システムを使用し,サンプリング周波数600Hz,オンラインフィルタ0.03200Hzの条件で行った.不快時に変化すると報告があるα周波数帯域に着目し,閉眼・覚醒・安静時および歯根膜刺激時について周波数分析を行った。その結果,安静時と比較して刺激時にα周波数帯のピークパワー値の低下が認められ,歯根膜へ刺激を与えた際に,中枢でも心的変化が起こる可能性が示唆された.MR画像撮影は3T装置で行った.MEGデータとMR画像を統合解析するデータ変換手順,統合に必要な基準点を確認し、SPM解析を行った。その結果、安静時に認められるα周波数帯で確認されるピークパワー値の高い部位が,SPM解析でも画像上では同様な部位で観察される傾向があった.しかし、安静時と刺激時の反応強度の差については各条件で観察された部位以外でも認められたものがあり、更に検討する必要があった.計測データの定量的評価を行うために必要な各被験者内の反応部位間の差の比較方法の確立までは至らなかった。
四肢、骨、関節、神経等、運動器同種移植の免疫寛容導入に関する実験的研究

平成13年度では、移植四肢の機能評価とH-Y抗原特有の拒絶反応に主眼を置き、新しい知見を得た。平成14年では、当初の計画どおりY染色体を特有に増幅、検出するPCR法を用いて四肢移植後のドナー細胞とレシピエント細胞の移動現象を詳細に検討した。この現象はキメリズムと呼ばれ、臓器移植では免疫寛容の導入のキーポイントを考えられてきたが四肢移植ではこれまで報告なく全く未知の領域であった。今回の結果では、ドナー細胞は移植後1年にわたりグラフト内に残存するのみではなくレシピエント体内のリンパ器官に移動し、骨にも幹細胞を供給していた。また、レシピエント細胞もグラフト内に移動し、骨、皮膚、筋肉の再構築を促し、移植四肢はドナー由来とレシピエント由来の細胞が混在していた。骨は異所性起源の未分化間葉系細胞から細胞供給を受け常にRemodelingしている特異的組織であるので、移植骨成分はレシピエント細胞によって置換されることは理解できる。しかし、皮膚や筋は自己内に組織幹細胞を有し自己再生可能な組織として考えられてきたため、移植されても容易にレシピエント細胞が移動するとは考えにくい。平成14年の結果から虚血や脱神経にさらされた四肢移植の場合、皮膚や筋組織はレシピエントから新しい幹細胞の供給を受け組織再生を促す可能性が明らかとなった。平成13年7月からラットを用いた移植手術を開始した。実験動物として、donorは雄DArat (MHC expression, RT1a)、recipientは雌Lewis rat(RT11)を用いている。実験モデルは、現在は右後肢移植モデルを作成している。四肢移植モデルについて、皮膚は下腿中央部で円周上に切開、その他の構成部は大腿骨中央部で切断する。recipientに作成した同様の右後肢欠損部に移植片を挿入、大腿骨はキルシュナー鋼線で固定、坐骨神経、大腿動静脈を手術用顕微鏡で神経血管吻合、筋肉、皮膚を縫合する。免疫抑制剤はFK506(Prograf)を使用し、その投与量は0.5mg/kg/dayである。実験群として、Lewis rat間の移植である同系移植、DAからLewisへの同種移植群の2群を作成した。現在既に同系移植群は50移植手術が、同種移植群も40移植手術が終了し、術後合併症がなかった約80recipientを観察中である。移植肢の評価法は、1)拒絶判定2)軟x線撮影、血管造影3)移植肢の機能評価、を行っている。観察期間は移植後1年の長期を予定しているので、動物の屠殺はまだ行っておらずrecipient内の脾臓、胸腺、肝臓、リンパ節におけるMicrochimerismの判定、組織診断、Sry probeを用いたchromozome painting In situ hybridizationは平成14年度に行う事としている。これまでの結果では、雄から雌への同系移植群は移植肢の拒絶は移植後3ヶ月まで生じておらず、皮膚移植で生じるいわゆる"Eichwald Rejection"は四肢移植では生じない事実を得た。同種移植群はFK506の投与で拒絶は完全に抑制され、移植後4週で大腿骨接合部での骨癒合が得られ、機能評価でもほぽ正常の70%くらいの回復が得られる事が判明した。平成13年7月からラットを用いた移植手術を開始し、平成14年度も継続した。実験動物として、DA rat<MHC expression、RT1a)とLewis rat(RT11>を用いた。実験モデルは、平成13年と同じ性別の異なる間で右後肢移植を行った。

今回の結果では、ドナー細胞は移植後1年にわたりグラフト内に残存するのみではなくレシピエント体内のリンパ器官に移動し、骨にも幹細胞を供給していた。また、レシピエント細胞もグラフト内に移動し、骨、皮膚筋肉の再構築を促し、移植四肢はドナー由来とレシピエント由来の細胞が混在していた。骨は異所性起源の未分化間葉系細胞から細君包供給を受け常にRemodelingしている特異的組織であるので、移植骨成分はレシピエント細胞によって置換されることは理解できる。しかし、皮膚や筋は自己内に組織幹細胞を有し自己再生可能な組織として考えられてきたため、移植されても容易にレシピエント細胞が移動するとは考えにくい。平成14年の結果から虚血や脱神経にさらされた四肢移植の場合、皮膚や筋組織はレシピエントから新しい幹細胞の供給を受け組織再生を促す可能性が明らかとなった。
オペラ歌唱における声道と横隔膜の制御に関する研究

本研究では、オペラ歌手が声量のある良く響く発声を行うメカニズムの解明を試みる。オペラ歌唱では、共鳴器である声道(声帯から口唇までの空間)と、呼気を生成する横隔膜を独特の方法で制御することにより、特有の発声を行っていると考えられているが、声道も横隔膜も直接観察できないため、詳細は明らかになっていない。そこで、まず、オペラ歌唱時の声道や横隔膜の運動を医療用のMRIで動画として撮像し、変位量などを分析する。次に、これらの分析結果に基づいて、声道や呼気の制御が音声に及ぼす影響をシミュレーションでも検討する。そして、これらを踏まえてオペラ歌唱のメカニズムの解明に取り組む。
アメリカ文化における育児を担う父親のメロドラマ的表象と新自由主義

本研究は新自由主義のイデオロギーと関連付けながら、20世紀後半アメリカにおける育児を担う父親の文化的な表象を検討する。その際にメロドラマ研究の知見を活かし、シングル・マザーがスティグマ化される一方で育児と仕事を両立するシングル・ファーザーが道徳的な主体として美化されることを論じ、そのようなメロドラマ的な言説における感情の意義を分析する。新自由主義の時代において育児とは単調な無償労働ではなく「選択」としての再生産、すなわち家族の将来を左右する「人的資本」として再定義されており、育児に携わる父親は自己マネジメントを重視する新自由主義の申し子として表象されていることを明らかにしたい。
高齢者転倒挙動を考慮した大腿骨頸部骨折メカニズム解明と骨折予防の検討

本研究では,高齢者の寝たきりの原因となる,転倒による大腿骨頸部骨折のメカニズム解明と,その予防の検討を目的とした.高齢者の歩行,転倒を再現可能なマルチボディ/有限要素ハイブリッドモデルを構築した.これにより,歩行中の意識喪失,滑り,つまずき,踏み外しによる転倒解析を行い,骨折の危険性を高める転び方を検討した.さらに,回避動作による骨折危険性低減効果を検討するため,手つきを考慮した解析を行い,その効果を定量的に評価した.本研究では,高齢者の寝たきりの原因となる,転倒による大腿骨頸部骨折のメカニズム解明と,その予防の検討を目的とした.高齢者の歩行,転倒を再現可能なマルチボディ/有限要素ハイブリッドモデルを構築した.これにより,歩行中の意識喪失,滑り,つまずき,踏み外しによる転倒解析を行い,骨折の危険性を高める転び方を検討した.さらに,回避動作による骨折危険性低減効果を検討するため,手つきを考慮した解析を行い,その効果を定量的に評価した.本研究は,高齢者転倒時の全身挙動を考慮した大腿骨頸部骨折の危険性を予測する転倒骨折予測シミュレーションモデルの開発と,それによる転倒骨折メカニズムと予防の検討を行うことを目的としており,本年度は日本人女性高齢歩行者のマルチボディ/有限要素ハイブリッドモデルを開発した.開発したモデルは,まず平均的体格の女性高齢者の歩行を撮影したビデオに基づいて体格,姿勢歩調を再現したマルチボディモデルを構築し,その左股関節部に臼蓋,大腿骨,股関節部靭帯,臀部および大腿部の筋・脂肪組織の有限要素モデルを組込み,コンクリート床で転倒した場合の骨折シミュレーションを行った.その結果,転倒挙動は(1)膝をついた後に腰を接地する転倒,(2)直接腰を接地する転倒,(3)頭などが先に接地する転倒に大別できた.このうち,大腿骨頸部骨折と関係すると考えられる(1)と(2)の場合について骨折発生の危険性を評価したところ, (1)の場合,腰に直接衝撃が作用しない膝を接地した時点でも骨折の危険性があることが分かった.また膝をついたときに骨折しないケースでも,その後さらに倒れ込んで腰部を接地する際に骨折を生じるような大きな衝撃が作用し得ることが分かった.このような転倒挙動を示す場合,内側骨折を生じることが示された.一方, (2)の場合,外側骨折を生じる場合があることが示された. (1), (2)の場合とも,せん断負荷によって骨折を生じるケースが最も多く,骨折予防診断には骨のせん断強度を診断する必要があることが示唆された.本研究は,高齢者転倒時の全身挙動を考慮した大腿骨頸部骨折の危険性を予測する転倒骨折予測シミュレーションモデルの開発と,それによる転倒骨折メカニズムと予防の検討を行うことを目的としており,本年度は日本人女性高齢歩行者のマルチボディ/有限要素ハイブリッドモデルに手つき動作による防御行動を組み込んだ.まず,前年度までに開発した女性高齢者マルチボディモデルによるつまずき転倒シミュレーションにおいて,片腕を能動的に前方に振り出す動作を再現した.このとき,文献を参考に高齢者の刺激に対する応答遅れ,肩の振り出し運動を推定し,モデル化した.次に,マルチボディモデルにより手が接地したのちに肩および肘関節のトルク-曲げ角関係を,文献から得た高齢者の筋力発揮時の肩および肘関節トルクから推定して与え,腰部を接地するまでの腕による衝撃吸収・緩和を再現した.最後にマルチボディ-有限要素ハイブリッドモデルにより,腰部に作用する衝撃によって大腿骨頸部に生じる応力を解析し,骨折危険性の評価を行った.その結果,本研究で考慮した歩行中のつまずき転倒では,ほとんどの場合において手つき動作により骨折危険性が顕著に低減した.これは,高齢者を対象にした転倒予防教室等による高齢者の運動機能維持・向上が大腿骨頸部骨折予防に有効である可能性を示唆している.本研究で開発した高齢者転倒骨折シミュレーションモデルは,骨折予防のために必要な高齢者の刺激に対する応答性や筋力等運動機能維持・向上の指針を与えるなど,高齢者QOL向上のための様々な解析に応用できる可能性があることが示された.
新有機薄膜の合成-LB型薄膜

情報変換機能をもつ有機薄膜開発の基礎として、昨年度に引続き、分子配列の高度化と精密測定、組織構造と関連する機能開発を行った。まず、アゾベンゼン基を含む水面単分子膜の反射スペクトルから、表面圧の変化に伴う分子配向の変化、膜ドメインの形成などの新しい知見が容易に得られることがわかった。この化合物の水-四塩化炭素界面への吸着膜について全反射法を用いてスペクトル測定を行うと、発色団が界面に垂直に配向して液晶状態となることが示された。電子分光法によるキャラクタリゼーションにおいては、PIES/UPS装置を用いてピレン環を含むLB膜を測定し、ピレン環のπ軌道が膜面に露出していることを確認することが出来た。LB膜の微細構造の解明はこれらの新しいスペクトル的手法により容易となったが、他方、一様かつ緻密な単分子膜を得る条件を倒立型蛍光顕微鏡で探索し、溶液から単分子膜が析出する過程が通常の3次元結晶の場合と同じく重要であると結論した。新しいLB型薄膜の素材としては、フルオロカーボン鎖を含むクラウンエーテル化合物を用いると、高分子1液晶複合膜中で【K^+】のほぼ完全な透過制御が可能となる。この複合膜のガス透過性は電場下での液晶分子の配向変化により制御される。また、キラルスメクチック相を示す液晶を用いるとすぐれた電気光学効果が認められた。一方、数種のオリゴチオフェン誘導体、ピラジン環を含む長鎖化合物、発色団を含むアミノ酸などを合成し、これらがLB膜を形成して興味深い電気的、光学的特性を示すことを明らかにした。安定なLB型薄膜を得るためには高分子化が有効である。この目的のため、シラン型単分子膜をLB法で累積して透過制御に有効であることを示し、また、ポリN-ビニルカルバゾールを含むLB膜の作製と光機能の解明、ビニル基を含むLB膜の重合を検討した。
波長変換制御機能を有する光/圧電機能ハイブリッド複合材の開発

光機能と圧電機能という,全く異なる2つの機能をハイブリッド化することにより,それぞれの機能性を生かした新しい複合材料を創成するための基礎的な手法について検討した.複合化する際の問題は,光機能ガラスセラミックスの示す著しい低破壊じん性・低強度および熱による両材料の機能性の消失である.本研究では,ハイブリッド機能材料創成のための第一歩として,低融点ガラスろうを用いた圧電セラミックス/光機能ガラスセラミックスの接合法について検討した.光機能性材料として,TeO_2系ガラスセラミックスを用いた.まず,ガラス状態のサンプルを作製し,その後,適切な温度で熱処理を施すことにより準安定結晶相を析出させ,光機能性を有するガラスセラミックスを得た.作製したガラスセラミックスの光機能性に及ぼす外力や残留応力など,応力の影響を調べた結果,応力の負荷状態や大きさにより,第二高調波発現挙動に変化が認められた.結晶化温度やキュリー点,熱膨張係数などを考慮し,接合相手材には,圧電材料であるLiNbO_3単結晶を,ろう材には,PbO-Na_2-TeO_2系ガラスろうを用いた.ろう材は,TeO_2系ガラスセラミックスおよびLiNbO_3単結晶の熱膨張係数に近い値となるように組成を調整した.また,TeO_2系ガラスセラミックスの結晶化温度よりも低い温度で接合を行う必要があるため,ろう材に熱処理を施し,溶融温度を調整した.薄板状に加工したPbO-Na_2O-TeO_2系ガラスろうをTeO_2系ガラスセラミックスとLiNbO_3単結晶の間に挟み,大気炉で加熱し,接合体を作製することができた.TeO_2系ガラスセラミックスの接合部近傍の分析より,Na,Nb,Kの拡散が認められた.そこで,接合したTeO_2系ガラスセラミックスの第二高調波をマーカフリンジ法により測定した結果,拡散による光機能の低下は認められなかった.光機能と圧電機能という,全く異なる2つの機能をハイブリッド化することにより,それぞれの機能性を生かした新しい複合材料を創成するための基礎的な手法について検討した.複合化する際の問題は,光機能ガラスセラミックスの示す著しい低破壊じん性・低強度および熱による両材料の機能性の消失である.本研究では,ハイブリッド機能材料創成のための第一歩として,低融点ガラスろうを用いた圧電セラミックス/光機能ガラスセラミックスの接合法について検討した.光機能性材料として,TeO_2系ガラスセラミックスを用いた.まず,ガラス状態のサンプルを作製し,その後,適切な温度で熱処理を施すことにより準安定結晶相を析出させ,光機能性を有するガラスセラミックスを得た.作製したガラスセラミックスの光機能性に及ぼす外力や残留応力など,応力の影響を調べた結果,応力の負荷状態や大きさにより,第二高調波発現挙動に変化が認められた.結晶化温度やキュリー点,熱膨張係数などを考慮し,接合相手材には,圧電材料であるLiNbO_3単結晶を,ろう材には,PbO-Na_2-TeO_2系ガラスろうを用いた.ろう材は,TeO_2系ガラスセラミックスおよびLiNbO_3単結晶の熱膨張係数に近い値となるように組成を調整した.また,TeO_2系ガラスセラミックスの結晶化温度よりも低い温度で接合を行う必要があるため,ろう材に熱処理を施し,溶融温度を調整した.薄板状に加工したPbO-Na_2O-TeO_2系ガラスろうをTeO_2系ガラスセラミックスとLiNbO_3単結晶の間に挟み,大気炉で加熱し,接合体を作製することができた.TeO_2系ガラスセラミックスの接合部近傍の分析より,Na,Nb,Kの拡散が認められた.そこで,接合したTeO_2系ガラスセラミックスの第二高調波をマーカフリンジ法により測定した結果,拡散による光機能の低下は認められなかった.
新しい2次元パルスEPR法の開発とヘムタンパク質への応用

2次元パルスEPRによる章動スペクトルを用いて、cw法またはパルス法を問わず、通常の磁場掃引EPRでは観測できない高磁場領域の信号の観測、およびg因子の相対符号の決定を可能にする新しい測定法を開発し、低スピンメトミオグロビンに応用した。1.マイクロ波共振器の試作:章動周波数はマイクロ波磁場の値(1mT程度)での共鳴周波数である。そのスペクトルを観測するには、測定試料の全体に渡るマイクロ波磁場均一度が高い共振器が必要である。Xバンドにおいて、空洞およびLoop Gap共振器を比較した結果、前者は均一度に優れ、後者はマイクロ波磁場の大きさに優れていた。試料の大きさと緩和時間に応じて使い分ける必要がある。今回はLoop Gap共振器を用いてHe温度での測定を試み、振動などを避けるための専用の支持器を試作した。2.無配向試料EPRの章動スペクトルについて、スペクトルシミュレーション法によって基本的な解析を行った。Gated Integratorによる検出(積分法)と、エコー信号を時間軸に沿って検出しFourier変換する方法(ESE-FT法)との比較を行い、積分法では、EPRスペクトルの非対称性がスペクトルの章動周波数シフトを与えることがわかった。3.典型的なヘム蛋白として、馬心筋のメトミオグロビン(低スピン)の凍結水溶液について2次元章動スペクトルの測定を行った。ESE-FT法を用いることにより、スペクトルの2次元化を行い、章動スペクトルを得た。実測のスペクトルを理論的な予測と比較し、無配向試料の章動スペクトルの観測磁場依存性を明らかにした。特に大きな異方性を持つCN^-付加体について、磁場掃引法では観測できないg=0.93の信号を観測できることを示した。4.g因子が異方的である場合について、非配向試料の章動スペクトルの量子力学的な解析を行った。この結果、g因子の異方性のみでなく、その相対符号も決定できることを示した。Xバンドにおいて、空洞およぴLoopGap共振器を比較し、前者は均一度に優れ、後者はマイクロ波磁場の大きさに優れていた。試料の大きさと緩和時間に応じて使い分けるの必要がある。LoopGapについてはHe温度での測定を試み、振動などを避けるための専用の支持器を試作した。2.マイクロ波磁場の不均一性を補償するパルス列ついて検討した。パルスの位相を反転する場合、直接位相反転する方法と、逆位相のパルスを独立に作る方法が可能であった。しかし、位相が反転するさいのマイクロ波の不安定性についてはスイッチング時間が問題であり、大きな差はなさそうであった。そのパルス列の制御ソフトウエアの修正などについて、検討した。3.不均一な線幅を持つEPR信号の章動信号のスペクトルについて、まず、スペクトルシミュレーションによって基本的な解析を行った。Gated Integratorによる検出と、エコー信号を時間軸に沿って検出しFourier変換する場合との比較を行った。二つの方法で得られる章動スペクトルとEPRスペクトル線形との関係を調ベ、EPRスペクトルの非対称性がスペクトルの章動シフトを与えることがわかった。さらに、現実的なスピンハミルトニアンに基づいたシミュレーションのソフトを検討した。1.典型的なヘム蛋白として馬心筋のメトミオグロビンを選び、N-メチルイミダゾール(NMeIm)、OH^-、CN^-がそれぞれ配位した3種類の低スピン錯体について、2次元章動スペクトルの測定を行った。

ESE-FT法を用いることにより、共鳴周波数-章動周波数の2次元スペクトルをえた。比較的g因子の異方性の小さなNMeImおよびOH配位ミオグロビンでは、3つのg主値に相当する磁場で無配向章動スペクトルをえた。これらはcw-EPRで求めたg値とよく対応した。CN錯体ではg=3.44、1.86の信号を用いて、磁場掃引法では観測できないg=0.93の信号を得ることができた。2.g因子が異方的である場合について、マイクロ波磁場とg行列の相対配向を考慮して、章動スペクトルの量子力学的な解析を行った。その結果、章動スペクトルの位相がg因子の異方性によって変化すること、及び、その位相からg主値の相対符号も決定できることを示した。3.スピンハミルトニアンに基づき、無配向試料から得られる2パルスESEによる章動スペクトルのシミュレーションプログラムを作成した。計算の原理は、無配向EPRスペクトル上のある信号に磁場を固定し、すべての可能なマイクロ波磁場とg行列の相対配向について、章動スペクトルを計算し、積分するものである。4.CNおよびOH配位ミオグロビンについて測定した2次元章動スペクトルの解析から、g因子の主値の符合が異なる事を示すことができた。また、3でのべたプログラムを用いて章動スペクトルのシミュレーションを行い、実測との良い一致を得ることができた。
スーパートロン(バルク高温超伝導体レンズ)を用いた新しいプラズマ閉じ込め法

我々は高温伝導体の新しい応用として、荷電粒子ビーム用レンズ(スーパートロン)を提案・開発している。スーパートロンの動作原理は超伝導体のマイスナー効果に基づいている。すなわち、荷電粒子ビームが超伝導体円筒内を通過する時、ビームの自己磁場はマイスナー効果により円筒内へ閉じ込められる。その磁場はビーム自身を細径化する。このようなスーパートロンを用いて、本研究では単発パルス放電プラズマ(ネオンガス、0.2Torr)を閉じ込める事を試みた。放電管としてビスマス系粉体プレス超伝導体パイプ(臨界温度Tc=103K、長さ60mm、内径11mm、厚さ2mm)を用い、このパイプに銅製パイプ(長さ30mm、内径11mm、厚さ2mm)を従属接続した。これは同一ショットに対する両パイプ間の比較を行うためである。使用超伝導体は平均粒径10、および擬似的に50μmのもの二種類を用意した。パルス電圧(1025kV、半値全幅100ns)を印加して、放電管からの発光特性を調べた。その結果、放電プラズマが細径化されている明白な事実を得ることができなかった。しかし、放電プラズマ閉じ込めの兆候を認めた。すなわち、(1)アフタ-グロー中の赤色光[614.3nm:中性原子]は、超伝導体パイプを超伝導状態にした時に、三倍以上に強くなった。これは、通電時の放電プラズマに閉じ込め効果が作用した故であろう。(2)粒径50μm以上の放電管では、粒径10μmのものよりも、アフタ-グロー時の紫外光[377.2nm:一価イオン]強度が放電電流と共に対数的に増大する電流範囲が広い。この粒径効果がフェライトコア・モデルによって説明できる。(3)放電電圧は25kVまで上げたので、恐らく二価、三価と高次イオンが生成されているであろう。今後はこの高次イオンからの発光特性を観測する予定である。
NMRとX線回折による多孔質ガラス中の不凍水・疑似液体の研究

多孔質体や粉体中の空隙に存在する水は、十分に0°C以下の温度でも完全には凍結しないことが知られている。多孔性土粒子中の不凍水はこの典型である。我々は多孔質体中の不凍水の性質を精密に研究するために、単純でよく分かった物質として、均一な細孔径を持つ多孔質ガラスを選んだ。細孔直径は、40Å,100Å,300Å,500Åの4種類のサンプルを用い、これらの細孔中に閉じこめた円柱氷の融解量(不凍水量)を温度の関数として、パルスNMRで測定した。パルスNMRでは、水素プロトンの核磁気モーメントを外部磁場で励起させて、その減衰過程の違いから、液体と固体のH_2Oの量を区別して測定することができる。ここでは、液体からのNMRシグナル強度を測定して、液体量(液体の割合)を求めた。予め室温で細孔中に満たした水を、液体窒素温度で完全に凍結させてから昇温し、-30°Cから0°Cの温度範囲で測定した。得られた液体の割合は著しく細孔径(初期氷の直径)に依存した。-30°Cで既に液体が存在すること、0°C以下の温度で完全に融解することが特徴である。後者のバルクの融点T_m以下での完全融解は、曲率に伴う融点降下(Gibbs-Thomson効果)で系統的に説明できた。完全融解温度以下での部分的融解は氷とガラス界面での界面融解によるものと仮定して、融解膜(不凍水膜)の厚さを求めると、細孔径によらず90×(T_m-T)^<-0.60>†にしたがって温度Tとともに増大することがわかった。現在X線回折でも同様のサンプルに対して測定を行っている。
脂肪肝の発症病理と治療-リソソーム酸性リパーゼに関する研究

1)病理研究リソソーム酸性リパーゼ(LAL)欠損ラット(Wolman病ラット)の肝臓を形態学的に検討した。1)蓄積した脂肪滴は一層の膜におおわれたリソソームと思われる小器官内部に認められた。2)粗面小胞体やゴルジ装置近傍にも多数認められ、リポ蛋白合成分泌障害も推定された。3)中性脂肪(TG)を主として肝実質細胞内、コレステロール・エステル(CE)は主としてクッパー細胞内に蓄積していた。2)ヒト脂肪肝疾患リンパ球のLAL活性ヒト末梢血から分離したリンパ球のLAL測定条件を決定し、32名の原因不明の脂肪肝患者で検討した。現在のところ著明な活性低下を示す患者は見出していない。3)遺伝子治療Wolman病ラットでレトロウイルスシステムを用いて遺伝子治療を試みた。我々がクローニングした1.2KbのラットのLALcDNA(RLALcDNA)を、レトロウイルスベクターLXSNのクローニングサイトに挿入し、大腸菌NM522で増殖させた。LXSN (X=RLAL)を同種指向性のパッケージング細胞であるpsi-cre細胞にリン酸カルシウム法でトランスフェクトし、ネオマイシン存在下で培養し、53クローンの細胞を得ることができた。ウイルス力価の測定のため、各クローンの細胞の培養液をNIH-3T3細胞に感染させ、ネオマイシン存在下で2週間培養し、クローンを測定した。いずれも約2x10^2cfu/mlと低力価であった。今後、効率のよい遺伝子治療のためには高力価のウイルス産生細胞の作製が必要である。4)骨髄移植遺伝子治療のターゲット細胞として骨髄細胞を用いる予定であるため、予備的実験として正常ラットから骨髄細胞を分離し、疾患ラットへの移植を行った。骨髄細胞2x10^7個/0.2ml培養液を、生後30日目の疾患ラットの尾静脈より注入した。105日目に検討したところ、1)延命効果、2)体重増加、3)肝臓及び脾臓での蓄積脂肪(CE, TG)の減少、4)LAL活性の増加を認め、今後いくつかの改良点はあるものの本法による治療の可能性が確認された。本研究は4つのプロジェクトごとに進行中であるが、そのうちリソソーム酸性リパーゼ(LAL)欠損ラットの肝臓の病理研究プロジェクトの形態学的検討はほぼ終了した。蓄積した脂肪滴は一層の膜におおわれたリソソームと思われる内部に認められた。しかしながら、ゴルジ装置近傍にも多数を認められ、リポ蛋白の合成分泌障害も推定された。また、TGは主として肝実質細胞内、CEは主としてクッパー細胞内に蓄積していた(投稿準備中)。ラットLAL cDNAをクローニングし、本欠損ラットの遺伝子変異を同定した(J. Lipid Res. 1995)。また、ヒトWolman病の1家系で、LAL上の遺伝子変異を同定した(Human Mutation, in press, 1996)。治療プロジェクトのうち、遺伝子治療に関しては、リン酸カルシウム法によりラットLAL cDNAのLAL欠損ラット線維芽細胞への導入実験を行った。ネオマイシン耐性遺伝子で選択し13個のクローンを得ることができた。各々のクローンの酵素活性を検討中である。また、retrovirusベクターに関しても同様実験を行っている。1)遺伝子治療リソソーム酸性リパーゼ(LAL)欠損を示すヒトWolman病モデルラットでレトロウイルスシステムを用いて遺伝子治療を試みた。

我々がクローニングした1.2KbのラットのLALcDNA(RLALcDNA)を、レトロウイルスベクターLXSNのクローニングサイトに挿入し、大腸菌NM522で増殖させた。LXSN(X=RLAL)を同種指向性のパッケージング細胞であるpsi-cre細胞にリン酸カルシウム法でトランスフェクトし、ネオマイシン存在下で培養し、53クローンの細胞を得ることができた。ウイルス力価の測定のため、各クローンの細胞の培養液をNIH-3T3細胞に感染させ、ネオマイシン存在下で2週間培養し、クローンを測定した。いずれも約2x10^2cfu/mlと低力価であった。今後、効率のよい遺伝子治療のためには高力価のウイルス産生細胞の作製が必要である。2)骨髄移植遺伝子治療のターゲット細胞として骨髄細胞を用いる予定であるため、予備的実験として正常ラットから骨髄細胞を分離し、疾患ラットへの移植を行った。骨髄細胞2x10^7個/0.2ml培養液を、生後30日目の疾患ラットの尾静脈より注入した。105日目に検討したところ、1)延命効果、2)体重増加、3)肝臓及び脾臓での蓄積脂肪(コレステロール・エステル、トリグリセライド)の減少、4)LAL活性の増加を認め、今後いくつかの改良点はあるものの本法による治療の可能性が確認された。3)ヒト脂肪肝疾患リンパ球のLAL活性ヒト末梢血から分離したリンパ球のLAL測定条件を決定し、32名の原因不明の脂肪肝患者で検討した。現在のところ著明な活性低下を示す患者は見出していない。
自己組織化孤立ナノ空間を利用した新反応・新現象の創出

ある種の芳香族分子は集積することで、分子単独では見られない特異な性質を示すことが知られている。例えば、芳香族分子が2分子集積した電荷移動錯体や無限集積した液晶などが、有機伝導体や動的機能性材料として盛んに研究されている。しかしながら、その中間に位置する芳香族分子の有限な集積体は、集積する分子の数や種類、順序に応じた特異な物性発現が期待されるにも関わらず、その有効な合成手段すら見出されていない。そこで本研究では、配位結合を駆動力とした有機配位子と金属イオンの自己組織化に着目し、この仕組みをπ共役系分子の有限集積に活用することで、効率的なπ共役系分子の高次有限集積化を達成し、その集積体を用いた新奇な物性・反応性の開拓を検討した。まず、合理設計した有機配位子と金属イオンの自己組織化により、必要な成分を混合するだけで狙いとする有限集積体を一義的に組み上げる。その合成戦略として、集積するn枚のπ共役系分子に対して、その上下に2枚のパネル状配位子を配置し、その距離に応じたピラー型配位子を用意し、それらを金属イオンで繋ぐことで有限集積体が構築できると考えた。実際、上述の合成戦略で4重の集積体が一義的に合成できることを見出した。ここでは、平面状のピリジン三座配位子、直線状のビピリジン配位子、シス位をエチレンジアミンで保護したパラジウム錯体、そしてπ共役系分子としてピレンを水溶液中で混合することで、かご型の4重集積体が定量的に生成した。その構造は、X線結晶構造解析によっても明らかにした。また、内部集積した2枚のピレンは、かご型骨格から容易に抽出でき、再び、他の芳香族分子を2分子集積できることを明らかにした。水は単純な分子構造でありながら、水素結合に起因する特異な物性を有するため化学反応や生命現象において重要な役割を担っている。水の最も特徴的な性質の一つは、疎水性基質の表面で水素結合ネットワークを発達させ、水分子の高い極性を中和しながら自らが"疎水的"になることである。このようなネットワークの形成により、メタンハイドレートのような安定な水-有機物複合体ができることも知られている。本研究では水素結合ネットワークが疎水的な分子の内面でも形成するものと考え、かご状錯体1の大きな内部空孔における水クラスターの生成を調べた。錯体1を水から再結晶し、結晶構造解析したところ、内部には水10分子が規則正しく配列し、アダマンタン型のクラスターを形成していることがわかった(1⊃(H_2O)_<10>)。一方、錯体外部にも多くの水分子が観測されたが、それらはランダムであった。この水10分子クラスターは、天然に存在するI_c型の氷結晶構造の最小単位であることから、「1分子の氷(モレキュラーアイス)」とみなすことができる。O-O-O角を比較すると、この水クラスターは錯体骨格によりわずかに圧縮されていることがわかった。D_2Oを用いた中性子回折実験から、橋頭位重水分子の重水素原子は、アダマンタン骨格の形成に使われており、橋頭位重水分子とこれに接している配位子(トリアジン環)との間には水素結合は存在しなかった。配位子が3カ所でPd(II)イオンに配位していることから、中央のトリアジン環は極端な電子不足であり、水の孤立電子対から負電荷が供給されることが強く支持された。すなわち、良く知られる"カチオン-π型"の相互作用とは逆の電子供与によりクラスターが安定化していると考えられる。人工的につくられた「逆ハイドレート」構造である。
非侵襲脳活動イメージングと仮想離散選択実験による社会効用の神経基盤の解明

本研究課題の実験テーマは、比較対象相手の性別が社会効用効果にどの様に影響を与えるのか、その神経基盤を解明するということであった。自分と比較相手の仮想的な所得状況が表示され、自分にとって好ましい状況を選択する離散選択実験をMRIスキャナーの中で行い、選択中の被験者の脳活動を記録した。背外側前頭前野(DLPFC)と島皮質における脳活動を、比較相手が同性のケースと異性のケースで比較したところ、DLPFCについてはより妬み強い人が男女かかわらず活動を活性化させることがわかった。一方、島皮質については女性が男性と比較する時のみ活性化することが判明した。本年度は、昨年度に得られたfMRI実験データの解析を行った。fMRI実験に先立って、生理学研究所の被験者プールを用いて大規模郵送調査を行い、社会効用パラーメーターを個人別に推計した。その中から社会効用パラメーターが大きな被験者13名(妬みの大きな被験者)と、小さな被験者13名(利他性の強い被験者)を第二段階のfMRI実験にリクルートした。被験者の性別の構成は男性12名、女性14名となっている。本研究課題の実験テーマは、性差が社会効用にどの様に影響を与えるのか、その神経基盤を解明するということであった。どの様な脳活動に注目するかについては、実験で示される「自分の収入と比較相手の収入の差」という変数との相関が見られる脳部位を同定した。この様な脳部位(Region of Interest: ROI)における脳活動と、実験で求められた社会効用パラメーターの関係を見ることで、社会効用の神経基盤を解明しようとした。結果として、まずは前頭前野、島皮質、頭頂皮質、内側前頭前野(mPFC)、中脳(ドーパミン)、線条体(背側)と各所において、有意な活動が認めら、これらがROIと定められた。これらの脳部位が社会効用に係わる計算を何らかの形で司っている可能性があるということである。次に、ROIにおける脳活動と、行動データから求められた社会効用パラメーターの相関を調べたところ以下のことが分かった。(1)より妬み深い人ほど、相手と自分の所得差に対する脳活動の正の相関が強かった。(2)(1)の効果について、男女差は認められなかった。(3)自分の所得と比較相手の所得を別々に考えると、女性は男性より自分の所得に強く反応し、他人の所得に対しては弱く反応することが分かった。以上より、性差が社会効用に神経レベルでの差をもたらす可能性を発見することが出来た。24年度については、以下の(1)(3)のステージを完了した。(1)申請者が開発した社会効用の離散選択問題の心理実験課題を、神経科学実験用に改変した。(2)改変した選択実験パラダイムを用いて、郵送調査で行動実験を行い被験者をスクリーニングした。(3)実験課題をfMRIに実装し、神経科学実験を行い、脳活動データの収集を行った。(1)行動実験用に開発された離散選択実験課題を、神経科学実験用に改変した。神経科学実験ではサンプルサイズが限られることから、1人の被験者に対して細やかな対応を行い、可能な限り実験のリアリティーを高めたデータ収集を行うことが求められた。今回の研究では、仮想的な状況を提示する刺激に、被験者本人とランダムに選ばれた他者(比較相手)の顔写真を組み込んだ。(2)当初の予定から変更し、大規模な郵送調査を行って被験者のスクリーニングを行った。これは、社会効用の発現が極端な被験者を神経科学実験にかけたいという動機に基づいている。つまり、妬みの効果が強い被験者、利他主義の効果が強い被験者をリクルートし、脳活動データに顕著なグループ間差が見られるか確認することを目的とした。(3)完成した課題をMRIに実装し、神経科学実験を行った。fMRI実験は、自然科学研究機構・生理学研究所で行った。研究協力者の定藤規弘教授(生理学研究所)と共同で実験を行い、生理学研究所チームからは被験者のリクルーティングやMRIマシン使用の技術的サポート、実験人員の供与を受けた。予定されていたfMRI実験は滞りなく全て完了した。被験者数も、合計30名近くとなり、解析に十分な数を確保することが出来た。また、関連した研究をSociety for Neuroscience 2012(米国ニューオリンズ)で報告し、ネットワークを広めることもできた。25年度で研究を仕上げ、論文化する。24年度の成果をうけ、(4)被験者の選択データから推定される効用関数パラメーターと、実験中の脳活動の関連を分析する。分析結果を論文化し、Society for Neuroscience 2013に投稿し、秋に報告する。その後、国際雑誌への掲載を目指す。

(4) 24年度の計画、(1)(3)で得られたデータの解析と論文化を行う。被験者の選択データから推計される効用関数パラメーターと、実験中の脳活動の関連を分析する。該当なし