hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳神経外科手術中の無侵襲型眼球運動モニタリング装置の開発及び臨床応用に関する研究

我々は、脳神経外科手術中の眼球運動に関する脳神経損傷を予防する目的で、術中モニタリング装置の開発研究を行った。眼球運動のモニタリングは従来、侵襲的な手技が必要であったが、我々は、感圧センサーを利用した非侵襲的なモニタリング装置の開発を目指した。感圧センサーは眼瞼上に伝わる眼球運動による圧力変化を捉えられる。我々は、新たにモニタリング装置をおよび、解析ソフトを作成した。この装置を用いて神経刺激による反応を検討した。研究により、電気刺激された神経の反応が眼瞼上の圧力変化として検出される可能性が示唆されたが、いまだ正確性に欠けており、さらなる研究が必要であると考えられた。同意が得られた臨床症例に対し、無侵襲型眼球運動モニタリングを行った。症例は聴神経腫瘍に対する開頭頭蓋内腫瘍摘出術を施行した2例であった。装着は簡便に行われ、モニタリング装置装着に伴う有害事象は認められなかった。全例で手術中に、患側の外転神経を確認でき、外転神経に対する電気刺激が行われた。外転神経刺激に伴う有害事象は認められなかった。術中の外転神経に対する電気刺激により、患側と健側のモニター上の波形に有意な差は得られなかった。そこで、ベースライン上のノイズの影響と考え患側と健側の差分を計算したが、患側での有意なモニタリング反応を得られなかった。ここで、術中に通常の手術手技として行う、患側顔面神経に対する電気刺激時のモニタリング反応を検討したところ、患側と、健側のモニター上の波形には有意な差は認められないモノの、患側と健側の差分において、電気刺激時に有意な反応が得られた。これは、顔面神経刺激時に生じる患側の眼輪筋の収縮反応の結果と考えられた。従って現時点で、本モニタリング装置により、術中の外転神経刺激により生じる眼球運動を眼瞼上の圧変化として捕らえることには成功していない。しかしながら、眼輪筋の収縮反応を捕らえていることからモニタリング装置の動作には問題ないものと考えている。平成26年度は、症例を重ねることにより、眼瞼に対するセンサーの圧着、モニタリングの感度などを調節し、本モニタリング装置の有用性を証明する予定である。平成24年度はセンサー部分の作成を行った。試作したセンサー部分は、健常者を対象にした動作試験を行っている。本研究に用いるセンサーでは数カ所の感知部分が眼球運動に伴って反応する必要があるが、現在その感度調整と試行を行っている。臨床試験においては、本研究は本学倫理委員会の承認を得た。現存する単センサー型の試作機の臨床応用を続けている。試作機は、実際の脳神経外科手術において用いられた。患者へのセンサー部分の装着にはほぼ問題なく行えている。ただし、患者の顔面の形状は様々であるため、センサーの装着には各症例毎に眼瞼の過度な圧迫を押さえつつ、眼瞼への圧着を確保しなければならず、微調整が必要になっている。また、センサー反応の偽陰性を防ぐための、センサー感度調整は、全く個々の症例毎に異なり、感度調整を簡略化または、システマティックに行うことが課題である。試作機においては、刺激に対して、何らかの眼球運動が生じたことを眼瞼上の圧変化を用いて捉えている。従って、反応表示は個々の刺激に対応していない。これを改善するために、刺激に対して生じる、反応一回毎に波形表示できるように表示ソフトを改善した。これにより、刺激頻度と、表示波形より、モニタリングが刺激による反応を示しているかについての確証を得られやすくなったと考えている。ただし、臨床応用においては、波形表示では実用に耐えず、ビープ音などのアラート機能をつける必要があると考えており、アプリケーションの改良を進めている。症例は、開頭頭蓋内腫瘍摘出術を施行した聴神経鞘腫3例でった。装着は勘弁に行われた。全例で術中に患側外転神経刺激を行った。一部の症例では、ノイズが多く、また圧刺激に対して反応がでない例が見られた。これらは、眼瞼へのセンサーの圧着に問題がある可能性が示唆された。このため、さらに装置およびソフトを改変した。この改変により圧刺激による無反応は優位に改善した。本モニタリング使用による眼球損傷などの副作用は全く見られなかった。術中外転神経刺激により、誘発された眼球運動によると考えられる波形が見られたが、刺激と反応に再現性が乏しく、判定が困難であった。感圧センサーには、頻回の刺激により、反応が減弱する特性があり、刺激初期には強い反応が見られるものの、刺激を繰り返す事により反応が徐々に減弱することを確認した。

従って、本モニタリングシステムを使用する際には感圧センサーの特性を考慮し、実際の使用時には、一回のモニタリングにおける刺激の頻度を減らし、数回のモニタリングを擁する場合には、しばらく時間をおく(数分で充分)必要があることが示唆された。顔面神経刺激時に生じる偽陽性反応は本モニタリングの原理上、排除することは困難であり、本モニタリング使用上の最も重要な注意点であると考えられた。これらより、本モニタリングにより、未だ充分な眼球運動神経の同定には至ったいないが、本モニタリング使用に際し、的確なセンサーの圧着、顔面神経刺激時の疑陽性反応、感圧センサーの頻回刺激による反応減弱の3点に注意すべきことが明らかになった。脳神経外科学臨床症例に対し、本モニタリングを施行した。本モニタリング施行による、有害事象は認められなかった。術中の神経に対する電気刺激についても問題は認められなかった。モニタリング装置の動作に問題はないと考えられた。術中の神経刺激により予想したモニタリングの反応が得られず、センサーの装着、モニターの感度にさらなる調節が必要であると考えられた。センサーの作成:現在作成中であり未達アプリケーションの開発:刺激に対する反応を波形表示できるようになった:達成臨床応用:脳神経外科手術において試作機によるモニタリングを行った:達成さらに臨床症例に対する、モニタリングを施行する。センサーの眼瞼上への装着にさらに調節を加える。モニター感度の調節を加える。得られたモニター結果の解析方法について検討を行う。センサー部分の作成を進める。アプリケーションの改良:現在、反応の波形表示は可能になっているが、偽陰性を区別するための波形解析を行う必要があり、さらに試作および試行が必要である。臨床応用:試作機を用いてさらに、臨床応用時の問題点を探る。本研究ではモニタリング装置の作成を外部((株)マーフィーシステムズ)に外部委託しており、本年度予定していた装置作成にかかる費用が、予定より少額であった。今後、装置調整にさらに使用を予定している研究費があり、また、得られたデータ解析のための打ち合わせなどの旅費に使用予定である。センサー、モニタリングシステムの開発モニタリングデータの解析
リエゾン精神医学が直面する倫理的問題の検討-エンパワメントの促進に向て-

リエゾン精神医学では身体科入院中の患者の精神的問題に対処するが、その他に、患者一家族および医療者関係、1医療スタッフ間の葛藤などに関与するため、精神科医はさまざまな倫理的問題に直面する。そこで平成16年度には、リエゾン精神科医が感じた倫理上の問題と対応に関する実態を調査した。その結果、倫理的問題の内容として、インフォームド・コンセント、精神症状による身体的治療・検査の阻害、身体的拘束、鎮静、安楽死などに関わる問題が挙げられた。平成17年度にはこれらの結果を基に調査用紙を作成し、総合病院に勤務する精神科医(103施設、129名)に倫理上の問題に関するアンケートを実施した。その結果、リエゾン活動において精神科医は倫理的葛藤を生じ得る状況をしばしば経験していることがわかり、その状況は上記の他、患者のプライバシー、精神症状による患者の判断力、予後告知などに関わる状況であった。平成18年度には、このような倫理的な葛藤状況を他の医療スタッフに伝える方策を試みた。多忙の中、精神科リエゾン医と身体科医療スタッフとの間で十分な意見交換が出来ない場面も多く、その改善を目的に、精神症状の推移および倫理的問題の有無とその変化がわかるチェックリストを作成し、通常の回答書に添付し報告することを試みた。2つの総合病院精神科に調査を依頼し各6週間実施した。新患33名、再診44名、延べ115名が対象となった。その結果、倫理的問題が存在したものは4例で、その中には当初身体科スタッフには気付かれていなかった倫理的問題がチェックリストの利用により改善が図られたものがあった。一方、倫理的問題が挙がったものは77例中4例と少なく、回答書にチェックリストを常に添付することの問題が指摘された。但し、このようなチェックリストを用いることで倫理的問題が改善された例もあり、今後、電子カルテ化される中で指摘された問題は解決され得るものと考えられる。リエゾン精神医学では、身体科からの依頼により、また身体疾患のチーム医療の一員として、身体科入院中の患者の精神的問題に対処する。そこでは、患者の精神症状をはじめ、患者-家族および医療者関係、医療スタッフ間の葛藤などに関与するため、さまざまな倫理的問題に直面する。そこで、倫理的な問題についてより効果的に関わり、リエゾン診療を円滑に実践できることを目的に、日常の臨床場面でリエゾン精神科医が感じた倫理上の問題とそれへの対応についての実態を調査した。対象は、京都府立医科大学附属病院の身体科に入院中、精神神経科リエゾン外来に照会された患者で、同病院精神神経科の協力を得て、リエゾン担当精神科医に所定の調査用紙への記入を求めた。調査期間は平成16年9月平成17年2月とし、現在までに平成16年9月12月の4ヶ月間の調査結果をまとめた。患者総数は92名(男性47名、女性45名)であった。身体疾患の内わけは悪性腫瘍が44名で、腎臓移植が8名、糖尿病、急性薬物中毒が各2名などであった。精神医学的診断では適応障害が37名、せん妄が23名、睡眠障害が4名、うつ病が3名などであった。このうち、倫理的問題を感じた患者は13名で、悪性腫瘍が11名とそのほとんどを占めた。13例中、インフォームド・コンセントに関わる問題が8例(未告知・不十分な説明が3例、判断能力の問題が3例、家族への主導権移行が2例)で、精神症状による身体的治療・検査の阻害が2例、身体的拘束の問題が1例、鎮静の問題が1例、安楽死の問題が1例であった。以上から、悪性腫瘍患者で倫理的問題が高率に発生しインフォームド・コンセントに関わる問題が多いこと、精神症状により倫理的問題が発生していることなどが示唆された。今後は、さらに他機関のリエゾン精神科医を対象としたアンケート調査を実施し、倫理的問題に関する現状を把握していきたいと考えている。そこで、平成16年度には、日常の臨床場面でリエゾン精神科医が感じた倫理上の問題とそれへの対応についての実態を調査した。その結果、倫理的問題の内容として、インフォームド・コンセントに関わる問題(未告知や不十分な説明、判断能力の問題、家族への主導権移行など)、精神症状による身体的治療・検査の阻害、身体的拘束の問題、鎮静の問題、安楽死の問題などが挙げられた。平成17年度には、これらの調査の結果を基に調査用紙を作成し、総合病院に勤務する精神科医に倫理上の問題に関するアンケート調査を実施した。調査は全国の総合病院103施設(129名)を対象に郵送により実施し、70名の精神科医より回答を得た(回収率54%)。その結果、精神科コンサルテーション・リエゾン活動において、精神科医は倫理的葛藤を生じ得る状況をしばしば経験していることがわかった。また、「鎮静の施行時」「総室での面談などのプライバシーの問題」「精神症状による患者の判断能力の評価」「精神症状のために検査・治療が十分に行われない状況」「患者に予後が知らされていない状況」などの場面で精神科医は葛藤を感じていることが多いことがわかった。

さらに常勤精神科医師数が12名の病院では、「患者や家族の意向に沿わない退院・転院」で精神科医は葛藤を感じることが最も多かった。このことは、在院日数の短縮化や精神科医の多忙さなどが影響していると推測される。今後は、リエゾン精神科医が遭遇することの多い倫理的な葛藤状況に対して、他の医療スタッフとのコミュニケーションを促進するための方策を考えていきたい。リエゾン精神医学では身体科入院中の患者の精神的問題に対処するが、その他に、患者一家族および医療者関係、1医療スタッフ間の葛藤などに関与するため、精神科医はさまざまな倫理的問題に直面する。そこで平成16年度には、リエゾン精神科医が感じた倫理上の問題と対応に関する実態を調査した。その結果、倫理的問題の内容として、インフォームド・コンセント、精神症状による身体的治療・検査の阻害、身体的拘束、鎮静、安楽死などに関わる問題が挙げられた。平成17年度にはこれらの結果を基に調査用紙を作成し、総合病院に勤務する精神科医(103施設、129名)に倫理上の問題に関するアンケートを実施した。その結果、リエゾン活動において精神科医は倫理的葛藤を生じ得る状況をしばしば経験していることがわかり、その状況は上記の他、患者のプライバシー、精神症状による患者の判断力、予後告知などに関わる状況であった。平成18年度には、このような倫理的な葛藤状況を他の医療スタッフに伝える方策を試みた。多忙の中、精神科リエゾン医と身体科医療スタッフとの間で十分な意見交換が出来ない場面も多く、その改善を目的に、精神症状の推移および倫理的問題の有無とその変化がわかるチェックリストを作成し、通常の回答書に添付し報告することを試みた。2つの総合病院精神科に調査を依頼し各6週間実施した。新患33名、再診44名、延べ115名が対象となった。その結果、倫理的問題が存在したものは4例で、その中には当初身体科スタッフには気付かれていなかった倫理的問題がチェックリストの利用により改善が図られたものがあった。一方、倫理的問題が挙がったものは77例中4例と少なく、回答書にチェックリストを常に添付することの問題が指摘された。但し、このようなチェックリストを用いることで倫理的問題が改善された例もあり、今後、電子カルテ化される中で指摘された問題は解決され得るものと考えられる。
大学等教育研究機関における環境マネジメントのための方法論の確立

国内外の大学について、環境管理システムや取り組みの方向性、主要環境パフォーマンスデータを調査し、ベンチマーキングや課題抽出を行った。その結果、多くの国内外の大学が、最近になって、環境負荷低減の取り組みに力を入れ始めており、一部で効果も見られることがわかった。また、特に海外の大学を中心に、積極的な目標設定やその達成に向けた多様な取り組みが始められていることがわかり、今後議論すべき点が明らかになった。研究の全体構想は、大学等教育研究機関に相応しい環境マネジメントシステムを構築すること、また、社会へ提案し得るシステム構成要素を確立することであり、それらにより、様々な事業体の自律的な環境管理の推進に資することを目的としている。本研究においては、「環境配慮促進法」により作成・公開が進んだ大学等の環境報告書の分析を出発点として、大学等の環境マネジメントシステムのあり方を提案する。当該年度の具体的な成果とその意義は、以下の通りである。1.大学等における環境報告書の比較・分析...2006・2007年度に公開された環境報告書を主な情報源として、約70の大学等を対象に、エネルギー使用量や二酸化炭素排出量等のデータベース化を行った。また、大学間の比較可能性を確保するために必要な事項(換算係数や、掲示すべき情報)を明らかにした。これは、以降の作業のベースとなる重要な知見となる。2.大学等における環境パフォーマンス向上策の効果検証...1.と同様に、省エネ・脱温暖化の取組をリストアップすると同時に、削減効果として現れているかの検証を行った。また、海外の先進取組大学の視察を行い、効果に関するデータの収集を行った。これらの知見・情報を元に、今後、ハード・ソフト両面からの対策について、体系的に整理していくことになる。研究の全体構想は、大学等教育研究機関に相応しい環境マネジメントシステムを構築すること、また、社会へ提案し得るシステム構成要素(環境パフォーマンス・環境影響評価手法など)を確立することであり、それらにより、様々な事業体の自律的な環境管理の推進に資することを目的としている。本年度は、以下の通り、研究を展開した。1.大学等における環境報告書の比較・分析○2008年度の大学等の環境報告書を収集し、過去のデータベースに追加した。○基礎的なデータ(特にエネルギー消費量・CO_2排出量)について、大学間の特性を比較・分析した。○特にエネルギー消費量・CO_2排出量について、過去からのデータや目標を比較・分析した。2.大学等における環境パフォーマンス向上策の効果検証○データベース等を用い、省エネ・脱温暖化策について、効果を検証した。3.大学等における環境パフォーマンス・環境影響評価手法の開発○現状の各大学の環境パフォーマンス指標、原単位の考え方などについてレビューした。海外における先進的な取り組みに関する現地調査や情報収集・交換も行った。4.大学構成員を巻き込んだ環境マネジメントシステムの試行及びモデル化○教育研究機関であることを念頭に、構成員(学生を含む)を巻き込んだ取組を検討し、モデル化に向けた基礎設計を行った。5.大学等における環境マネジメントシステムの提案○上記をまとめて、京都大学内への提案準備を行った。研究の全体構想は、大学等教育研究機関に相応しい環境マネジメントシステム構築に資する知見を収集し、システムを試行することであり、平成21年度は、国内のパフォーマンスデータの収集・整理及び海外の情報収集・整理を行った。また、それらから、今後の方向性を検討・提案するための要件を整理した。さらに、モデル試行として、京都大学に環境管理専用のウェブサイトを立ち上げ、参加型システムを展開した。具体的には再60の国立大学法人の主要環境パフォーマンスデータのデータベースをもとに、ベンチマーキングや課題抽出を行った。環境パフォーマンスの継続的向上が見られる大学については、対策内容を抽出した。加えて、海外(アメリカ、イギリス、韓国)のいくつかの大学の取り組みをレビューし、日本で検討すべき視点を把握した。環境パフォーマンスデータの収集・整理に関する指針、目標設定のあり方化議論史検討の対象範囲のとらえ方、取り組み体制などのポイントがあり、これらは、今後の展開に多くの示唆を与えるものと考えられる。また、これらの情報をもとに、特に教育研究機関として、教育に焦点をあて、学生を含む多くの構成員にアプローチする試みとして、大学構成員を巻き込んだ環境マネジメントシステムの試行及びモデル化を行った。具体的には、京都大学の環境情報発信ウェブサイトを立ち上げ、幅広い環境情報を発信すると同時に、環境配慮行動を促すエコ宣言システムを構築し、普及を図った。オリジナリティの高いシステムであり、今後、改善しながら継続し、効果検証を行うことで、一つのモデルになる可能性があると考えられる。
MMP-2を標的とした体内動態化学制御型の新規腫瘍核医学診断薬剤の開発

MMP-2は、癌細胞の増殖・浸潤・転移に重要な役割を果たすことが知られており、現在、癌治療のターゲットのひとつとなっており、その発現量は、癌の悪性度と関連することから、MMP-2の活性をインビボにおいて画像化することができれば、腫瘍の局在診断のみならず、核医学において重要である質的診断に非常に有用であると考えられる。本研究では、MMP-2で特異的に開裂することが知られているオクタペプチドをRI標識部位とのリンカーとして用いることにより、MMP-2活性と相関した放射性薬剤の開発が可能であると考えた。MMP-2で開裂、放出されたRI標識化合物を癌組織に滞留させる方法として、癌の血管新生に深く関与しているα_Vβ_3インテグリンと高い親和性を有するRGDペプチド配列の導入を考え、GPLGIAGQKKRGDfペプチドを設計し、Fmoc固相合成法によるペプチド合成を行った。さらに、RGDペプチドは直鎖ペプチドよりも環状ペプチドの方がα_Vβ_3インテグリンとの親和性が高いことが報告されていることから、N末端から10番目のリジン残基とC末端のフェニルアラニンを環化させた。今後、N末端から9番目のリジン残基εアミノ基にDOTAを導入し、EMCSを用い、N末端のアミノ基とアルブミンをconjugateさせる予定である。一方、本薬剤は、Y-90標識による内用放射線治療の可能性を有していることから、preliminaryな検討として、Y-90標識RGDペプチドを作製し、担癌マウスにおける体内放射能分布実験を行った。その結果、In-111標識RGDペプチドと類似した体内放射能分布を示した。この結果は、In-111標識薬剤による核医学診断とY-90標識薬剤による内用放射線治療とをカップリングさせた新しい核医学的方法論の構築に有用な情報を与えると考えられる。Matrix metalloproteinase(MMP)-2は、癌細胞の増殖・浸潤・転移に重要な役割を果たすことが知られており、現在、癌治療のターゲットのひとつとなっている。このMMP-2の発現量は、癌の悪性度と関連することから、MMP-2の活性をインビボにおいて画像化することができれば、腫瘍の局在診断のみならず、核医学において重要である質的診断に非常に有用であると考えられる。本研究では、生体内血清アルブミンのシステイン残基と結合する部位を有し、MMP-2で特異的に開裂することが知られているオクタペプチドをRI標識部位とのリンカーとして用いることにより、MMP-2活性と相関した集積を示すと考えた。また、MMP-2で開裂、放出されたRI標識化合物を癌組織に滞留させる方法として、癌の血管新生に深く関与しているαVβ3インテグリンと高い親和性を有するRGDペプチド配列の導入を考え、その有効性を検討するために^<111>In標識RGDペプチドを作製し、担癌マウスにおける体内放射能分布実験を行った。その結果、投与1時間後において9.54±3.20と高い腫瘍/血液比を示したことから、このドラックデザインにおけるRGDペプチド配列導入の有効性が示された。この結果を受けて、MMP-2イメージング剤の前駆体としてペプチドGPLGIAGQKKRGDfを設計し、Fmoc固相合成法によるペプチド合成を行った。今後、このペプチドのリジンのεアミノ基に^<111>Inの配位子となるDOTAをペプチドN末端にアルブミン結合部位を導入後、^<111>In標識を行い、担癌マウスにおける体内放射能分布を調べる予定である。
時空間データベースの実現技術とそれに基づく情報社会システムへの応用

本年度は、より社会的な傾向やデータを利用することで、より利便性・採算性の高い社会システムを構築することに主眼を置いた。文献「視認性の包含関係に基づく監視配置決定法」では、監視カメラを用いた建物監視システムの自動化を目的に置き、建物内の各部屋間における視認関係を基に、建物を抽象化したネットワーク構造のデータベースで表現した。また、このデータベースに基づき、最適な監視カメラ配置を導出することができることを、シミュレーションにより示した。現在は、監視カメラを移動可能なロボットに置き換え、最短時間で建物内を警備するための手法についても検討している。文献「Search on Transportation Networks for Location-Based Service」では、道路交通網において移動する車両に対して位置情報サービスを提供するために、交通情報と道路ネットワーク情報を統合するためのデータベース構築(索引構造)を提案した。また、このデータベースを用いることで、経路探索、領域探索、近傍探索等のクエリーに対して効率的な処理が可能であることを示した。さらに、文献「Simulation Analysis for On-demand Transport Vehicles Based on Game Theory (Proc. of IEA/AIE2006)」と文献「Analysis of Selfish Behaviors on Door-to-Door Transport System (Proc. of KES2006)」では、輸送システムにおける顧客と事業者の利得関係を明確にすることで、最適な戦略を導く手法について提案した。この手法は、ゲーム理論を基に構成されており、現在注目されているオンデマンドな輸送システムに活用できると考えている。実際の輸送業者に協力を得ることで、現実的なシステムを構築することが今後の目標となる。今年度は、代表的な社会システムの1つとして以前から研究対象としている輸送システムのさらなる発展を目指し、学習アルゴリズムを基本とした顧客傾向データベースの構築・応用に関して研究を進めた。顧客の傾向とは、ある時間帯における顧客輸送要求の方向(顧客フロー)であり、時空間に関連付けられたデータとして管理する必要がある。また、蓄積されたデータを活用することで、車両の振舞(待機位置・走行経路)を顧客傾向に対応させ、輸送システムの効率(採算性、利便性)を改善することが可能となる。まず、顧客傾向を異なる2つの側面から分類した。1つは乗降車位置の関連性である。例えば出勤時間帯における住宅街からビジネス街へといった顧客の流れを意味する。この関連性をACSアルゴリズムに基づいてフェロモン分布という形状でデータベース化し、その大局的な特徴を推定・把握することで、車両の先見的な振舞にフィードバックさせる。この研究は、「情報処理学会論文誌」、「国際会議ICTAI'05(ポスター)」において発表した。もう1つは乗降者数の関連性である。例えば、経路Xにおける乗降者の発生頻度を意味する。この関連性をQ学習アルゴリズムに基づいて期待値という形状でデータベース化し、その大局的な特徴を推定・把握することで、車両の先見的かつ強調的な振舞にフィードバックさせる。この研究は、「データベース学会Letters」、「国際会議ICTAI'05(口頭)」において発表した。また、輸送システムの補足的研究として、カー・シェアリング・システムにおける車両位置制御手法に関して「国際会議KES'05」で発表した、加えて、顧客と車両の待ち合わせ位置の最適化に関して「国際会議ISADS'05]で発表した。今後は、時空間データベースの拡張や実機による提案手法の実証と共に、社会システムとして成立するための採算性・利便性の具体的な算出に関しても進めていく予定である。
雰囲気制御による高効率熱電酸化物の評価

本研究は、ランタン-遷移金属系などの酸化物半導体の電気伝導度やゼ-ベック係数といった電気的性質に与える雰囲気の酸素分圧の影響を詳細に調べ、より高い効率を持つ熱電変換材料の開発の指針を与えたものである。まず、高温で使用可能なゼ-ベック係数の測定装置を改良した。試料の両端の温度を試料の位置を変えずに自由に設定できるようにするサブヒ-タを付け、試料の周囲に気体を通じることが出来るようにした。同様に電気伝導度測定装置の改良を行い、高温の試料に雰囲気制御した気体を吹きつけられるようにした。次に、酸素および窒素ボンベ、ガスレギュレータ、小島製作所製精密ガス混合装置(GM-4B)を購入し酸素、窒素および酸素窒素混合ガスを通じるようにした。また、混合期待の酸素分圧を測定出来るようにした。さらに、雰囲気の酸素分圧と電気的性質を測定するためのソフトウェア開発と測定手法の確立を行い、いくつかの既知の複酸化物によってその信頼性を確認した。これらの装置を用いて、初めに、ランタンと銅を含む複酸化物のゼ-ベック係数と電気伝導度を測定した。その結果、これらの物質の高い熱電性能指数を確認し、酸素分圧が高いほど電気伝導度が高くなりゼ-ベック係数が低くなる事を明らかにした。このことから、そのp型の電気伝導が酸素過剰によって発生しており、最適な熱電変換効率は酸素分圧が1atmよりやや大きいところにあることが判明した。次に、ランタンとニッケルを含む酸化物(La_2NiO_4)に対して、電気的測定を行なった所、ゼ-ベック係数は室温で負の値から温度上昇とともに正に転じ、マルチキャリアの物質であることが分かった。また、高温ではホールが支配的なキャリアとなり、温度上昇とともにホール濃度が減少することによって、金属的な温度変化をすることが明らかになった。一方さらに、新化合物(Ca,Ce)_2Sn_2O_7やZn_2SnO_4などの半導体についても電気伝導度とゼ-ベック係数をおこない、これらの化合物がn型の電気伝導を示し、室温から800°C程度までの温度で半導体として振る舞うことを見出した。現在、以上の測定結果を踏まえて、インジウムを含む複酸化物、アンチモンを含む酸化物について、電気的性質の測定を行っている。
近世地方仏の調査研究

地方に残る近世の仏像について、初めて美術史の研究対象として調査と考察を行い、確かな成果をあげた。近世の地方仏に関する情報は少ないものの、近年の各地ごとの調査報告によって少しずつ状況は改善している。ただし、その中でも地方仏として注目される像は少なかったが、東京都町田市などで実際に調査を行い、平安時代と江戸時代の対になる尊像を見いだしたり、長野県などで個性的な像を幾体も見いだした。一方、上方や江戸で造られた端整で正しい図像に基づく仏像が全国各地にまんべんなく行き渡っていたことをあらためて確認した。それらは、近世に地方社会が仏像に何を期待していたかを物語り、本末関係が確立した当時の教団仏教の力や回船など運輸網の充実を語ってもいる。その対極にあるものとして円空や木喰が評価されているが、本研究を踏まえれば、彼らに近代的な彫刻家像を求めているように思えてならない。近世には日本各地に僧侶や大工で仏像を盛んに制作した人々が多数いて、仏堂空間荘厳のためではなく地域ごとの日常的な信仰生活や自らの修行のために造像を行っていた。技術の巧拙で判別するのではなく、どれだけ信仰を反映したものかで評価するとき、それら仏師ではない人々による仏像や神像の意義はきわめて大きく、造形としての魅力にも富む作例がいくつもあった。個人研究のため、実際の調査地は青森、岩手、秋田と長野、福岡などに限られたが、30回以上の調査を行い、300体以上の記録を作成した。地方での民間造像には地域を越えて共通した表現と、地域固有の伝統や状況を反映した表現との二通りの特徴が見られることを把握した。ことにその土地で造られた中世の古像を近世に模作している、青森県南部町の事例などは重要な問題をはらんでいて、地方仏の何たるかを考え直していく鍵を見いだしたと認識している。27年度は調査研究の基礎を作り上げるステップと位置づけ、既収集の近世地方仏に関する情報の精査と画像データの整理をまず行った。あわせて関係資料や図書の収集を始め、各地方の仏像や信仰に関する情報や海外の木彫に関する図書の整備を進めた。北東北以外の地域での調査研究の状況を知ることが最も重要と考えているため、研究の最初に当たって、当該対象に関する情報に詳しい跡見女子大学の矢島新氏と歴博の小池淳一氏に情報と意見をうかがう機会を持ち、本テーマの重要性とまたその対象の膨大なことの問題を確認し、調査地域や対象の選択が必要なことを認識した意義は大きい。現地での調査見学では、幸い九州と山陰で各地方特有の仏像を集めた展覧会が開かれたので、それぞれに赴き詳しく観察し、担当学芸員の方から展示品以外の近世仏に関する情報も提供していただいた。この二地域の仏像については、材質、技法、表現それぞれの点で、興味深い知見が多数得られ、今後の調査を進める上での視点のあり方について深く考えさせられた。また、具体的な地方仏調査の1回目を長野県上田市、筑北村、青木村で行った。そこでは民間管理の十王像二群を調査し得たが、近世地方民間仏では十王像の調査が最も有効なことを知った。今後、北東北にも多数残る十王像と比較研究を行うべきことを確認した。あわせて修那羅峠に現存する石仏調査を行った際に、安宮神社に多数の木彫資料が残っていることを発見し、28年度の調査を許可していただいた。年度末の3月には東京の日本民藝館で、同館所蔵の民間仏に関する予備調査を行い、28年度早々の本調査の承諾を得ることができた。研究に必要な情報交換や一定地域の地方仏を集中して見るための出張が4回、実際の現地調査とその予備調査をそれぞれ1回ずつ行った。長野では矢島新、相澤正彦両研究協力者の参加も得て、より充実した調査となった。関係する図書の収集読解も既に20冊以上終えており、調査研究は着実に進められ、今後の展開の道筋もはっきりしつつある。28年度は近世地方仏の実地調査を6回行い、関連の地方仏や仏教美術資料調査を福井、岡山など各地で、さらに比較研究に必須の民族彫刻やキリスト教彫刻の調査も日本とフランスで実施した。研究経費はそれらを進めるための旅費と機材購入に主に振り向けられた。主な調査は、青森県五所川原市および弘前市、長野県筑北村、岩手県八幡平市の寺社において主に須藤単独で行ったが、筑北村安宮神社伝来の神仏像については矢島新氏の協力もあって、詳細な記録と撮影を行い得た。同社周辺に残る石仏については広く知られているが、26体にのぼる木彫の神仏像については村以外には知られていなかったが、同一工房作と思われる個性的な作風は名高い石仏群よりもやや時代をさかのぼる近世地方仏の注目作と認められる。また東京都の日本民藝館の仏像コレクションは同館自身を含めて過去に詳しい調査が全く行われておらず、今回が初めての調査撮影となった。特に本調査は近世地方仏(民間仏)の造形的評価に関する視座を定める上で、きわめて貴重なものであった。あわせて、各地の仏像神像に関する出版物や地方史などの収集につとめ、福井市立歴史博物館などで現地の研究者との積極的な情報交換も行ってきた。以上のように、具体的な実地調査がしっかり行われ、その他諸情報の取得も含めて、情報の充実と研究の進展が十分にあった。その上で、自ずから課題も明瞭になってきた。

つまり、近世の地方での造像がきわめて活発であり、各地にそれぞれ個性のある作者が存在していたことが確認された。その一方で、各地での評価に差異が大きく、ことに近世仏については仏像研究者の無関心さもあらためて強く認識された。地方仏の実地調査は青森、岩手、長野、東京で行ってきて、いずれも期待した以上の成果があった。仏像における地方性という点について、古代以来の幅広い時代や地域の傾向を理解するために、九州、中国、近畿、東北各地の地方仏多数を見て回ってきている。加えて、単なる地方仏の情報収集的な研究ではなく、なぜ地方の民間仏が造形として評価できるのかという美術史の問題意識として考え続けてきている。そのために日本美術に限らず、日本民俗学の成果や民族学、人類学の価値判断についても検討し、本研究の意義をより大きなものにするよう考察を進めている。29年度はあらためて北東北の近世民間仏に関する再検討を行った。具体的には申請者自身が長年行ってきた北東北各地の仏像調査資料(調書、手記、写真)の全点検と、その中からの課題再精選が第一段階。次にそこで見出した再調査が必要な仏像を弘前市、青森市、蓬田村、七戸町、平川市などで調査した。中では平川市尾崎萬松寺の民間仏調査、七戸町青岩寺の右衛門四良仏多数の詳細な調査は地方民間仏の主要な性格や魅力を再認識する機会として大きな意義があった。その一方、全国各地の地方仏との対照作業も続けており、29年度は奈良国立博物館の快慶展において近世仏を研究する上での基盤となる造形感覚をきちんと学び得たことは有益だった。さらに福岡県糸島市、長崎市、島根県出雲市、東京都町田市などで調査や見学を行った。その中で町田市長津田薬師堂の日光月光菩薩像は、平安時代の地方仏が近世の同地域の像に強い影響を与えた作例であることを見出したのは重要な成果である。また、寛文年間に北日本を行脚した円空が残した仏像がこの地の後の仏像に影響を与えたか否かについて、その明徴となる仏像を幾体も見出したことは注目すべき発見だと考える。あわせて昭和30年代から40年代にかけて青森県内で行われた民間仏に関する展覧会やその記録資料等の発掘につとめ、故笠原幸雄氏が撮影された写真300点のデジタル化とその分析を進め、申請者自身の調査記録との照合検討で大きな収穫があった。近世の地方仏に関する情報の収集分析とそれを元にした実地調査、一地域に偏しない対照的な研究を課題としていたが、おおむね所期の計画通りに進んだ。青森県下についてはほぼ全体を網羅するデータベースを確立し、その中での全体の傾向や個々の特徴について十分な理解が得られた。また、くり返してきた他地域の仏像を見る作業から、中央と地方、中央と周縁などいくつかの大きな視座が得られてきた。地方に残る近世の仏像について、初めて美術史の研究対象として調査と考察を行い、確かな成果をあげた。近世の地方仏に関する情報は少ないものの、近年の各地ごとの調査報告によって少しずつ状況は改善している。ただし、その中でも地方仏として注目される像は少なかったが、東京都町田市などで実際に調査を行い、平安時代と江戸時代の対になる尊像を見いだしたり、長野県などで個性的な像を幾体も見いだした。一方、上方や江戸で造られた端整で正しい図像に基づく仏像が全国各地にまんべんなく行き渡っていたことをあらためて確認した。それらは、近世に地方社会が仏像に何を期待していたかを物語り、本末関係が確立した当時の教団仏教の力や回船など運輸網の充実を語ってもいる。
HMG-CoA還元酵素阻害薬の薬効・副作用の発現を予測する生理学的モデルの開発

薬物動態を予測するための全身の数理モデルを構築する目的で、本年度は、薬物の肝移行性を予測するためのモデル構築及びin vivo薬物動態の予測の検証を行うため、良好な肝移行性を示すスタテンの一つであるプラバスタテンを用いて、血中・肝臓中濃度に及ぼす各種薬物トランスポーター阻害剤の影響をラットを用いて検討した。プラバスタチンの肝取り込みを阻害しうる薬物と同時投与した場合、血中濃度は大きく上昇したのに対し、肝臓中濃度にはそれほど大きな変動は見られなかった。これは、各種in vitro阻害実験の結果をプラバスタチンの体内動態を記述する生理学的薬物速度論モデルに統合することにより予測される血中・肝臓中濃度変動の見積もりと矛盾しない結果となった。モデルに基づく予測がヒトにおいても適用可能であることを実証するため、良好な肝移行性を示すことが知られているPETプローブ、(15R)-16-m-tolyl-17,18,19,20-tetranorisocarbacyclin(15R-TIC)と、肝取り込みトランスポーターの阻害剤であるrifampicinとの併用試験をヒトで行ったところ、PETプローブ由来の放射能の血中濃度は上昇した一方、肝臓中濃度は変動しなかった。またPET試験の利点として、肝臓中濃度の定量がヒトで非侵襲的に評価可能であり、肝取り込み・胆汁排泄各々のクリアランスを定量化することが出来る。そこで、ヒトin vivo試験で求められたクリアランスの変動の予測を試みたところ、in vitro取り込み阻害試験における阻害定数、阻害剤濃度の推定値などの情報に基づく計算値で十分に説明可能であった。本研究により、スタチンの薬効ターゲットである肝臓内濃度、副作用(筋毒性)と関連する血中濃度に与える併用薬物の影響を、in vitro実験により精度よく予測できることを示すことが出来た。まず、モデルを簡略化するため、ヒトで代謝をほとんど受けないと考えられる3種類のumG-CoA還元酵素阻害薬(スタチン)を用いた解析から始めた。このうち、血中コレステロール低下作用が最も強いと考えられているrosuvastatinを用いて、ヒト肝取り込みおよび胆汁排泄過程に関与しうるトランスポーターの同定を終え、肝取り込み過程でのトランスポーターの寄与率を算出した。RosuvastatinのOATP1BIおよびOATP1B3への親和性を示す肺値はそれぞれ0.7、14μMと算出され、比較的親和性が大きいことが示された。また、ヒト肝への飽和性のある取り込みについてOATP1B1が70-80%、OATPIB3が20-30%寄与しうるという結果を得たが、これはOATP1B1を介していると考えられる薬物間相互作用の報告、および、OATP1B1の遺伝多型による本薬物の血中濃度上昇の報告と矛盾しないものであり、本解析の妥当性が示された。胆汁排泄過程に関与するトランスポーターの寄与を解明するため、基底側膜にOATP1B1、頂端側膜にMRP2・MDR 1・BCRPのいずれかを共発現させた極性細胞で、rosuvastatinの経細胞輸送を測定した。その結果、いずれの共発現細胞でも基底側から頂端側への有意な経細胞輸送が観察されたことから、rosuvastatinがMRP2、MDR1およびBCRPのいずれの基質にもなることが示された。さらに、排泄トランスポーターMrp2、Bcrpの欠損動物において、肝臓中濃度を基準としたrosuvastatinの胆汁排泄クリアランスが有意に低下したことから、少なくともげっ歯類では,rosuvastatinの胆汁排泄過程にMrp2とBcrpの関与が認められた。薬物の生理学的薬物速度論に基づく数理モデルを構築するための一環として、薬物の消化管吸収過程の記述とモデル解析が可能かどうかを検証するために、実験動物(マウス)を用いて、代謝酵素(CYP3A)・排出トランスポーター(P-gp)の典型的基質であるミダゾラムとフェキソフェナジンの両化合物を用いて、マウスに十二指腸内投与して全身循環血への曝露を測定することにより、それらの消化管初回通過に伴う消失を定量的に評価した。その結果、ミダゾラムが基質の場合、消化管初回通過に伴うアベイラビリティが0.30と算出され、その値は代謝阻害剤の存在下で0.84まで上昇した。フェキソフェナジンが基質の場合は、その消化管初回通過におけるP-gpの関与が確認され、P-gpの機能欠損、およびその阻害により、十二指腸内投与後の全身曝露が上昇することも示された。ミダゾラムについては、その消化管初回通過に伴うアベイラビリティが、消化管細胞における代謝や膜透過の各素過程を用いて解析的に記述でき、in vivoでの阻害剤の阻害定数を、阻害剤投与量を基準として求めることも可能であることが示された。さらに、in vitro実験での阻害剤濃度基準の阻害定数と比較し、相互作用を説明できる適切な見掛けの消化管容積を定義できる可能性も示唆された。よって本研究により、薬物の消化管吸収過程の記述、および、モデル解析は本評価系により可能であり、消化管レベルでの薬物問相互作用の解析にも適用可能であることが示された。

プラバスタチンの肝取り込みを阻害しうる薬物と同時投与した場合、血中濃度は大きく上昇したのに対し、肝臓中濃度にはそれほど大きな変動は見られなかった。これは、各種in vitro阻害実験の結果をプラバスタチンの体内動態を記述する生理学的薬物速度論モデルに統合することにより予測される血中・肝臓中濃度変動の見積もりと矛盾しない結果となった。モデルに基づく予測がヒトにおいても適用可能であることを実証するため、良好な肝移行性を示すことが知られているPETプローブ、(15R)-16-m-tolyl-17,18,19,20-tetranorisocarbacyclin(15R-TIC)と、肝取り込みトランスポーターの阻害剤であるrifampicinとの併用試験をヒトで行ったところ、PETプローブ由来の放射能の血中濃度は上昇した一方、肝臓中濃度は変動しなかった。またPET試験の利点として、肝臓中濃度の定量がヒトで非侵襲的に評価可能であり、肝取り込み・胆汁排泄各々のクリアランスを定量化することが出来る。そこで、ヒトin vivo試験で求められたクリアランスの変動の予測を試みたところ、in vitro取り込み阻害試験における阻害定数、阻害剤濃度の推定値などの情報に基づく計算値で十分に説明可能であった。本研究により、スタチンの薬効ターゲットである肝臓内濃度、副作用(筋毒性)と関連する血中濃度に与える併用薬物の影響を、in vitro実験により精度よく予測できることを示すことが出来た。
気体燃料噴流中における液体燃料の着火特性に関する可視化研究

船舶の排出ガスに対する排出ガス規制と地球温暖化防止の観点から,天然ガスを燃料とする船舶用ガスエンジンが注目されている.大型舶用機関への天然ガス適用における燃焼法の一つである筒内ガス直接噴射方式(GI)において,気体燃料中に噴射される液体燃料の着火が気体燃料の燃焼特性に及ぼす影響を確認することを目的とする.その結果,液体燃料の噴射時期は,ある適正な時期があり,早期に噴射してもメタン燃焼に与える影響は少ないが,遅くなると急峻な熱発生が生じると噴射量を減少させても,着火後のメタンの燃焼への影響は少ないことが明らかとなった.本研究は,筒内ガス直接噴射機関を想定しており,高圧に噴射された気体燃料噴流中における着火促進のための液体燃料の着火・燃焼状態を可視化することと液体燃料の噴射条件が気体燃料の燃焼に及ぼす影響を解明することを目的としている.液体燃料と気体燃料の混合された燃焼状態の可視化するために,噴霧火炎中の固体及び液相部の可視化に背景散乱光撮影とその周辺部を含めた密度変化を可視化するシャドウグラフ撮影の同時計測を可能とする光学系を構築する.実験装置は,大型急速圧縮膨張装置を用いて,高温高圧場を形成する.気体燃料にはメタン,液体燃料には軽油を使用し,軽油の噴射時期,噴射量を変化させ,メタン燃焼への影響を確認する.また,比較のためにグロープラグを用いて,メタンを着火させ,軽油を用いずメタンのみの燃焼実験も行った.以上の結果次の知見を得た.1.燃焼室を計測領域以上の大きさを持つハーフミラーを用いることで,軽油の拡散火炎に対して,火炎の直接撮影,背景散乱光撮影,シャドウグラフ撮影の3手法の同時計測を可能とした.背景散乱光およびシャドウグラフに用いたレーザーは,YAGレーザーとArレーザーを用い,干渉フィルターを通すことによって分光した.また,偏光子を利用して重ね合せた光を分光することができることも確認できた2.軽油を用いたメタン拡散燃焼では,燃焼初期の段階において,軽油はすすを形成し,そのすす粒子は,後から噴射されるメタン噴流によって,火炎前方に停滞する.また,グロープラグにおけるメタン拡散燃焼においては,それらの様なすすは形成されない3.軽油の噴射時期を変えた結果,通常より,早期に噴射した結果は,メタン燃焼に影響しないが,遅く噴射した結果,メタンの予混合領域が増加するため,急峻な熱発生となった.船舶の排出ガスに対する排出ガス規制と地球温暖化防止の観点から,天然ガスを燃料とする船舶用ガスエンジンが注目されている.大型舶用機関への天然ガス適用における燃焼法の一つである筒内ガス直接噴射方式(GI)において,気体燃料中に噴射される液体燃料の着火が気体燃料の燃焼特性に及ぼす影響を確認することを目的とする.その結果,液体燃料の噴射時期は,ある適正な時期があり,早期に噴射してもメタン燃焼に与える影響は少ないが,遅くなると急峻な熱発生が生じると噴射量を減少させても,着火後のメタンの燃焼への影響は少ないことが明らかとなった.本研究は,気体燃料噴流中における液体燃料の着火・燃焼状態を可視化するために,噴霧火炎中の固体および液相部の明確化するレーザー背景散乱光撮影と噴霧火炎とその周辺空気の密度変化を可視化するシャドウグラフ撮影の同時撮影を行う光学系の構築を行うことを1つの目的としており,本年度は,大型機関内の噴霧火炎の伝ぱ過程を模擬できる急速圧縮膨張装置において,液体燃料であるエマルション燃料の拡散火炎にレーザー背景散乱光撮影とシャドウグラフ撮影に加え,火炎温度測定のために直接カラー撮影の3手法の同時計測を適用し,種々の条件における燃焼時の噴霧構造の解析を試みた結果について検討した.3手法の同時計測を行うために,背景散乱光撮影用の散乱光とシャドウグラフ撮影用のレーザー平行光を大面積(300mm×100mm)のハーフミラーを用いて,同時に燃焼室に入射し,燃焼室通過後の光束は,ハーフミラーおよび干渉フィルターにより分光する.その結果次の知見を得た.1.噴霧火炎は炭素粒子の生成・燃焼する輝炎部とその周囲に高温低密度の膨張域からなり,筒内圧を上昇させる.2.低酸素条件下では輝炎部の温度は一様に低下するが,噴霧先端部を中心とした輝炎領域の拡大が認められる.3.エマルション燃料の火炎温度は噴霧先端部で最大200K程度低下しており,全体的な輝炎温度は酸素濃度を18%程度に減少させた場合と同等であったが,NOx低減幅は数分の1である.4.シャドウグラフ撮影で観察される噴霧領域はこの時点で輝炎体積の4倍に達しており,筒内圧力の増加は主に噴霧体積の急拡大に起因している.当初,計画していた通り,2手法同時計測の光学系の構築が完了し,また,次年度に遂行する予定である実験装置の設計・製作も既に終了しているため.本年度に設計・製作した実験装置を用い,本年度に構築・調整した新たな光学系を適用し,実験を行う.また,次年度の実験に用いる物品は,消耗品が主であり,物品納入の遅れによる実験の遅延がない.なお,実験によって得られた結果を逐次まとめながらその成果を,国内外の学会で発表する予定である次年度は,物品費の主が実験に必要な消耗品である.また,研究成果を国内外の学会に発表するため学会に出席する予定である.
Ｈｏｘ変異マウスを糸口にしたトノトピー形成メカニズムの解明

音情報が内耳神経(SG)を経て蝸牛神経核(CN)へ伝わる際の神経回路は、音の周波数に対応してトポグラフィックな構造を形成しているが、この構造が形成される仕組みは解明されていなかった。Hox遺伝子に注目して、解析を行ったところ、聴覚回路が形成される時期のCNにおいてHoxa2およびb2が発現している事が明らかになった。そこで、これらのコンディショナル変異マウスを作出し、解剖学レベル、神経活性レベル、および分子レベルでの解析を行った結果、CNへのSG神経投射が不正確になっていることが明らかになった。これらの結果はHox遺伝子の聴覚回路形成における重要な役割を示すものである。研究代表者が開発した定量的なトノトピー解析法を用いてHoxa2/Hoxb2 cKOにおいて蝸牛神経核における内耳神経の標的エリアが相対的に大きくなっていることを明らかにすることができた。同様の解析をHoxa2またはHoxb2単独のcKOについて行い、Hoxa2/Hoxb2 cKOにおいてのみ、顕著な表現型が観察されることを確認した。前年度からの継続で、8kHzおよび15kHzの音刺激を90分間与えたマウスの脳幹について、cFos抗体による免疫染色を行った。Hoxa2/Hoxb2 cKOマウスにおいて8kHzおよび、15kHzそれぞれに相当する周波数バンドが対照群のものと比較して有意に太くなっていることが明らかになった。また、8kHzと15kHの2つの音刺激を与えた試料に関して、対照群マウスでは2本のバンドが確認できるのに対して、Hoxa2/Hoxb2 cKOマウスでは、それらの間の境界が不明瞭になっていた。これらの結果はいずれも解剖学的な解析により明らかになった「内耳神経の蝸牛神経核への投射が不正確になっている」という表現型を支持するものであり、Hoxa2/Hoxb2 cKOマウスにおいては、機能的にも聴覚回路の形成がトノトピーの正確性という面で異常を持っていることが明らかになった。また、内耳神経のsingle axonレベルでの解析を行うために、蛍光デキストランによる標識条件の検討を開始するとともに、Hoxの下流で聴覚回路トノトピーの正確性に関わっている因子を同定する目的で、遺伝子のスクリーニングを開始した。軸索ガイダンス因子として知られるephrinb2の発現がHoxa2/Hoxb2 cKOマウスで低下していることを示すin situハイブリダイゼーションのイメージが得られた。Hoxa2/Hoxb2 cKOを用いて神経トレーシングによる解剖学的な解析を行った。通常の神経ラベル法では解析が困難であったため、研究代表者が開発した定量的なトノトピー解析法を用いて行った。Hoxa2/Hoxb2 cKOおよび対照群マウスの固定した頭部を解剖し、内耳の頂部と基底部を別々の神経トレーサーでラベルし、PFA中で710日インキュベートした。その後、内耳および脳幹を取り出して、内耳でのトレーサーの拡散具合を定量するとともに、脳幹のビブラトーム切片を作成し、蝸牛神経核中でトレーサーによりラベルされている領域についても定量化した。次にこれら2つの数値の間の関係を、Hoxa2/Hoxb2 cKOと対照群の間で比較した。その結果、Hoxa2/Hoxb2 cKOでは標的エリアが相対的に大きくなっていることを明らかにすることができた。次に、既に調整済みであった、8kHzおよび15kHzの音刺激を90分間与えたマウスの脳幹の凍結切片を作成した。各周波数によって活性化させた領域(周波数バンド)を可視化するため、数種のcFos抗体を用いて免疫染色条件の確立を行った。条件設定に予定よりも時間がかかったため、詳細な解析は今後に残されているが、Hoxa2/Hoxb2 cKOマウスにおいて8kHzおよび、15kHzそれぞれに相当する周波数バンドが対照群のものと比較して太くなっている様子が確認できた。また、8kHzと15kHの2つの音刺激を与えた場合に、対象群マウスでは2本のバンドがはっきり確認できるのに対して、Hoxa2/Hoxb2 cKOマウスでは、それらの境界が不明瞭になるという表現形が観察された。これらの結果はいずれも、Hoxa2およびHoxb2がトノトピーの形成に重要な役割を果たす因子であることを示唆している。納入が遅れていた、顕微鏡用蛍光装置を導入し、内耳神経の投射についてのsingle axonレベルでの解析を行った。しかし、予定していたデキストランによる標識法では、single axonの再構築が可能なほど少数の内耳神経を標識することが非常に困難であった。その代替策として、蝸牛神経核へのシナプス形成を免疫染色により、可視化して、それを3Dで再構築する方法を確立した。