hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子素子開発に向けた拡張π共役系多核金属錯体に関する研究

分子回路の開発に向けて分子デバイス開発を行い、以下の成果をあげた。1)二次元分子ワイヤーの構築分子回路における配線材料として二次元骨格を有する分子デバイスとして、ヘキサアリールベンゼン系の有効性を示した。2)光スイッチの原理解明性能の金属や配位子に対する依存性を量子化学計算により解析し、光過程の終盤の過程により反応が支配される。3)集積型拡張π共役金属錯体の創製ポルフィリンを含む単核、二核、四核錯体を合成し、そのスタッキング、発光特性のスイッチング、リンカー性能、二次元金属間相互作用を明らかにした。今後、本研究で得られた成果に基づいて、分子回路構築に一歩でも近づきたい。上記の目的に対して初年度は、ポルフィリン骨格をの両末端にアセチレンリンカーを介して酸化還元活性な鉄あるいはルテニウムフラグメントを結合させた錯体を合成し、電気化学的および分光化学的にその分子ワイヤー評価を行った。その結果、エチレンやベンゼンなどの単純な有機骨格を中心に含む錯体と比べて100倍以上ワイヤー性能が向上し、ポルフィリンがすぐれた多次元リンカーとなることを明らかにした。またポルフィリン自身にも、特異な配位特性、光物性、酸化還元特性があるため、これを利用してスイッチング機能開発を行った結果、ピリジンを可逆的に配位-解離させることによって分子ワイヤー性能を増減できることが明らかとなり、ワイヤー性能に加えてスイッチング機能を発現できることを明らかにした。ポルフィリンは大きなπ共役平面を含むため、これと他のπ共役分子との相互作用についても研究を展開した結果、π一π相互作用を通じてスタッキングすることを電気化学的ならびに分光学的測定によって明らかにし、複数の機能ユニットが必ずしも結合によって結びつけられている必要はなく、超分子相互作用によっても集積化できることがわかったので、この手法を用いて高次元構造体を構築できる目途がついたこの他長鎖分子ワイヤーの新規合成法として、配位子の酸化カップリングを経る方法を開発した。従来は架橋部分をまず合成して、続いてこれをメタル化する方法がとられてきたが、この方法では架橋部分の合成が今案であったが、酸化カップリング法では、酸化によって長鎖構造が一段階で構築できる長所がある。本研究は、複数の金属錯体とπ共役分子の多次元的な連結により、前例のない『拡張π共役-金属錯体』を構築すると共に、その高次集積化を達成することで、電子伝達能を基盤とする独創的な機能性分子素子の開発を目指すものである。具体的には、拡張π共役金属錯体の多次元化・集積化によって機能性分子素子を創出する。具体的には、(1)拡張π共役系二次元分子ワイヤーおよび(2)三次元分子ネットワークを構築する。また、分子素子の機能化を目指して、(3)環境応答型スイッチングシステムを開発する。更に、(4)集積型の拡張π共役金属錯体を創製する。上記の目的に対して平成22年度は、金属フラグメントと共役架橋配位子が交互に配列した長鎖分子ワイヤーを分子設計し、その合成法として、一ユニットずつ伸長する方法と二官能性出発原料に対して両側に伸長していく方法の二種類を開発した。これらの方法を組み合わせることにより、最大5核錯体、最長50Åに及ぶ長鎖分子ワイヤーの合成に成功した。その分子ワイヤー性能評価に関しては予備的な電気化学的測定を行った結果、同程度の長さの有機金属分子ワイヤーとは雲泥の差を示す優れた性能を示すことが明らかになった。一方ポルフィリン錯体については、ポルフィリン骨格の両末端にアセチレンリンカーを介して酸化還元活性な鉄あるいはルテニウムフラグメントを結合させた錯体を合成し、電気化学的および分光化学的にその分子ワイヤー評価を行った。また、ワイヤー性能は強い中心金属依存性を示した。この目的に対して平成25年度は、二つの観点から研究を進めた。昨年度に続いて電極間に分子をはさんで直接電導度を測定するブレイクジャンクション法による評価の本格測定を行った。昨年度はチオフェン環を末端に有するものを用いたが、電極との相互作用が弱かったので、末端基をピリジンに変えた物を合成して、測定に付した。

その結果再現性の乏しかったチオフェン体とは対照的に再現性のよいデータが得られた。また、その値を、金属部分を含まない対照化合物の性能と比較した結果、ワイヤー長は金属錯体の方が長いにもかかわらずより優れた性能を示したことから、金属を導入することによってワイヤー性能が向上することを分子レベルで確認することに成功した。この他ポルフィリンを架橋部位に含む錯体の合成と電気化学的評価も行い、類縁体と比較して金属間距離が長いにもかかわらず良好な性能を示すことを明らかにした。本研究は、複数の金属錯体とπ共役分子の多次元的な連結により、前例のない『拡張π共役-金属錯体』を構築すると共に、その高次集積化を達成することで、電子伝達能を基盤とする独創的な機能性分子素子の開発を目指すものである。具体的には、拡張π共役金属錯体の多次元化・集積化によって機能性分子素子を創出する。この目的に対して平成24年度は、二つの観点から研究を進めた。1.前年度合成に成功した金属フラグメントと共役架橋配位子が交互に配列した長鎖分子ワイヤーの金属間相互作用については,前年度予備的な電気化学的な評価を行ったが、本年度は電極間に分子をはさんで直接電導度を測定するブレイクジャンクション法による評価の準備と予備測定を行った。まず、電極と相互作用しやすいチオフェン環を末端に有する分子ワイヤーを合成して、スペクトル解析を予備X線結晶構造解析により構造決定を行った後、本学木口准教授の指導・共同研究により、単分子測定を行った結果、確かに伝導性を示すことが確認された。次年度は再現性やワイヤー長への依存性などを調査して、分子構造と分子レベルでの物性の相関を解明する計画である。2.ポルフィリン錯体については、ポルフィリン骨格の両末端にアセチレンリンカーを介して酸化還元活性な鉄あるいはルテニウムフラグメントを結合させた錯体の合成研究を継続した。その結果、マンガン錯体では、ピリジンの添加の有無によってワイヤー性能のON/OFFスイッチングが可能となった、これは、ピリジンの配位によってマンガン中心のスピン状態が変化するためで、このような物性変化に伴ってスイッチング機能を発現させた初めての結果である。また、ポルフィリンの四箇所のメソ位をすべて金属化させた四核錯体を合成した。二核錯体と同様の方法では合成できなかったが、金中間体を経由することによって初めて成功した。次年度は,その物性評価を行う。ポルフィリンを中心に据えた錯体は、合成の困難さはあったものの計画通り合成に成功し、物性に関しては、長鎖故の低性能化が危ぶまれたが、予想以上の性能を発現し、分子ワイヤーの高性能ジャンクションとして機能できることを世界に先駆けて明らかにした。超分子法や酸化カップリング法を駆使して多様な構造体へのアクセスが可能になったので、次年度以降の発展がさらに一層期待される状況になってきた25年度が最終年度であるため、記入しない。分子ワイヤーの合成と評価については、当初は予備的・間接的な評価を行う予定であったが、計画化合物を早期にすべて合成することに成功したので、より直接的な評価ができる単分子測定まで展開することができた。また、ポルフィリン錯体については、初めて四置換型錯体の合成に成功した。3年目にあたる平成24年度は、これまで2年間でえられた成果の体系化を図る。
歯科用CTを用いた歯内療法の画像診断学の確立

歯内療法における歯科用小照射野X線CT(CBCT)撮像は、根管治療の術前、中、後および外科的歯内療法の術前診査として行われた。目的は、1病変の広がり、2周囲組織との位置関係、3原因歯の特定、4根管形態・探索、5歯根破折、6外科処置の術前診査、7その他(歯髄失活の原因、治癒の確認)、8歯根吸収、9歯周病や非歯原性疼痛との鑑別診断、10側枝、11根管内外の異物、であった。撮像後の画像評価では、45. 7%で撮像当初の目的以外の新しい発見が観察された。1999年に我が国で歯科用小照射野X線CT(CBCT)が開発されて以来、その改良とともに様々な分野で利用されている.歯内療法分野でも、CBCTは非常に有用であるが、治療対象となる根管は微細で、歯根破折や側枝などの微小な構造の診断には、画像評価の難易度が高くもある。そのため歯内療法におけるCBCTの有用性の周知および正確な読影方注の確立が必須となっている.本研究では歯内療法に必要なCBCT画像の特徴を明らかにし『歯内療法画像診断学」を確立することを目的とした。また、臨床でのCBCT使用の症例選択の理由を明確にし、その使用を必要最小限にすることで被曝線量を抑えることが可能になる。本年度の研究実施計画では、CBCTが実際に歯内療法の臨床において、どのような場面で利用されているのかを調査し、CBCT画像の病変形態解析を行うため、臨床画像で得られたCBCT画像の蓄積を行うこととした.臨床画像は東京医科歯科大学むし歯外来で歯内療法時に撮像を行い、研究に対して文書による同意の得られた症例について調査を行った.撮像目的には、病変の範囲、周囲組織(オトガイ孔、上顎洞、隣在歯、歯槽骨からの根尖突出)との位置関係、原因歯の特定、根管形態の確認、根管探索、歯根破折、外科処置の術前診査、歯根吸収、鑑別診断、側枝、など、歯内療法の治療に限るも、CBCT撮像の目的には多様な項目が挙げられた.また、患歯の診断以外にも、治療の必要性や妥当性の評価や、特に外科的歯内療法の術前には、周囲組織との詳細な距離の計測を行われていた.撮像前の目的以外の想定外の結果が伴うことも多くの場面で遭遇した。金属や根管充填剤によるアーチファクトを避けるために、撮像のタイミングも様々であった。これらの画像蓄積を進めるとともに、CBCTを利用し根管治療と外科的歯内療法の両方を行った実際の症例について学会報告を行った。歯内療法において、歯科用小照射野X線CT(CBCT)の有用性が評価されてきている。しかし、その周知および正確な読影方法は確立されていない。本研究では歯内療法におけるCBCTの特徴を明らかにし『歯内療法画像診断学』を確立することを目的とした。臨床でのCBCT使用の症例選択の理由を明確にし、その使用を必要最小限にすることで被爆線量を抑えることが可能となる。本年度の研究実施計画では、CBCT画像を利用し画像解析を行うとした。そこで、各項目が歯内療法分野のCBCT撮像でどれ程の割合を占めているのか、撮像目的および結果、撮像回数、撮像場面について調査を行い、症例ごとに画像分析およびその評価を行った。東京医科歯科大学歯髄生物学分野に所属し臨床経験6年以上の歯科医師7名が、2010年1月から3月までに歯内療法でCBCT撮像を行った症例を無作為に5症例ずつ抽出し、撮像のタイミング、回数を調査、画像評価を行った。その結果、撮像のタイミングは根管治療開始前が51.4%、根管治療中が37.1%、根管治療後が5.7%、そして根尖切除術の術前診査が5.7%であった。対象歯に対して94.2%が1回目、5.7%が2回目の撮像であった。撮像前の目的には、病変の広がり(65.7%)、周囲組織との位置関係(40.0%)、原因歯の特定(34.3%)、根管形態・探索(31.4%)、歯根破折(22.9%)、外科処置の術前診査(14.2%)、その他(歯髄失活の原因、治癒の確認など)(11.4%)、歯根吸収(8.6%)、歯周病や非歯原性疼痛との鑑別診断(8.6%)、側枝(2.9%)、そして根管内外の異物(2.9%)が挙げられた。

そのうち目的のもののみが認められたものが54.3%で、それ以外は当初の目的以外の新たな発見として、病変の広がり(11.4%)、周囲組織との位置関係(11.4%)、原因歯の特定(11.4%)、その他(骨吸収、骨折線上の歯根破折線など)(8.6%)、根管形態・探索(5.7%)、鑑別診断(歯周病や対象歯が健全歯であったなど)(5.7%)、根管内外の異物(5.7%)、歯根破折(2.9%)があった。これらの結果、および各論としてそれら症例ごとの画像評価について学会報告を行い、歯内療法におけるCBCTの有用性を具体的に示した。
骨形成促進作用を示す新規骨増生法の開発

アンテドラッグステロイドを局所応用した場合、炎症反応は確認されなかったが骨増生に積極的な反応は確認されなかった。テストステロンを適応した場合は標的器官が局所ではないせいか、術後一か月程度の期間では有意差が認められなかった。現在骨造成のゴールドスタンダードである自家骨移植は、骨採取部位への侵襲が大きいことと、採取骨量に限度があることが問題である。自家骨の代わりに人工の骨補填材が使用されている。しかし、現在用いられている骨補填材は骨形成の足場として有用であるが、骨形成を積極的に促進する作用は示さない。そこでわれわれは、すでに骨再生に有用とされているスタチンと抗炎症作用を示すステロイドを用いる新規骨補填材を開発することを最終目的とした。本年度はステロイドの局所投与の最適濃度を動物実験で確認することを目標とした。実験と方法適応骨補填材はα-TCPに3種類の濃度のdexamethasoneを適応した。適応濃度は以下の通りである。1. 100%エタノール1mlにdexamethasone2mgを溶解させてα-TCPに浸透させたもの2. 100%エタノール1mlにdexamethasone0.2mgを溶解させてα-TCPに浸透させたもの3. 100%エタノール1mlにdexamethasone0.02mgを溶解させてα-TCPに浸透させたものまた、動物は約350gのオスのWister系ラット8匹、左右頭頂骨に直径5mmの骨欠損をトレフィンバーで作した。作成された骨欠損に上記の3種類の骨補填材を適応して、2ヶ月後に殺をおこなった。屠殺後10%ホルマリンで固定を行い、さらにEDTA溶液で脱灰後、通法にしたがってパラフィン切片の作成を行った。パラフィン切片は約5μmの薄さに薄切され、Hematoxylin-Eosin染色を行った。結果動物実験の結果、3種類の濃度のdexamethasoneで特筆すべき骨形成阻害反応は観察されなかった。今回の予備実験ではdexamethasone2mgを用いたものが新生骨形成に有用だということが観察された。今回我々は、スタチンとα型リン酸三カルシウムを骨増生用補填剤として適応し、さらに骨移植時に起こる初期の局所炎症の制御や疼痛緩和の目的で低濃度のアンテドラッグ性ステロイド製剤の応用を試みたので報告する。平成19年度我々は、α-TCPにスタチンを適切に浸透させる方法とその適切な濃度、さらにアンテドラッグステロイドとスタチンの適正な混合比などを確立するための実験を行った。ウィスターラットを用いてα-TCPに様々な濃度のスタチンを適応させた。14mgのα-TCPにスタチンをそれぞれ0mg、0.01mg、0.1mg、0.25mg、0.5mgエタノールを用いて浸透させ、ラット頭蓋骨に形成された骨欠損にそれぞれ充填を行った。4週後と8週後にラットは屠殺されパラフィン切片による組織像とマイクロCT象の観察を行った。その所見では高濃度の場合は炎症所見が確認され低濃度ではスタチンの効果が確認されなかった。この研究では0.1mgのスタチンを用いたものが一番良い結果であった。その結果を背景に、ステトイド製剤を用いた実験が行われた。予備実験としては適正濃度のスタチン含有α-TCPに様々な濃度のアンテドラッグステロイドを適応したもの、さらに他のステロイド剤としてテストステロンを適応したものも行われた。アンテドラッグステロイドの局所応用は、その場にステロイドが停滞しないで体液、組織液などで流失してしまい期待通りの反応を起こさなかったと考慮している。
KRb原子間相互作用の制御を用いた極低温量子ダイナミクスの研究

ドーナッツ型トラップ中の2成分希薄混合ガスについて、現象の理論的予測を行った。希薄混合ガスの2成分に任意の角運動量を初期値として与えて相互作用を変化させると、2成分間での角運動量のやり取りによって、非自明な運動が起こることを見出した。同時にドーナツ型トラップの作成を進展させた。また、FFR極低温分子を対象にSPSS法とChET法の双方を用いて、分子生成率の温度依存性を計算した。原子のBEC化が分子生成に大きな影響を与えることを確認し、Tc以下での実験の重要性を指摘した。本課題の眼目は、ドーナツ型トラップ中の希薄混合ガスの2成分間の相互作用をさまざまに変化させた場合の系のダイナミクスを理論と実験の両面から総合的に研究することである。そこで、まず2成分BECのダイナミクスを記述する非線形シュレディンガー方程式の1次元及び3次元空間での数値シミュレーションを行い、この系のダイナミクスの理論的予測を行った。その結果、系に任意の角運動量を与えた後に相互作用を変化させると、トラップ系の周期性に起因して、系全体に与えた全角運動量が保存されるため、各成分の角運動量が非自明な変化をすることが初めて見出された。ここで、ドーナツ型トラップはドーナツ環の直径と太さの比を大きく取り、周期的に閉じた擬1次元系を仮定している。そのため、実験では特殊なレンズや2次元操作型の音響光学偏向素子(2D-AOD)を用いてこの系を実現する。実験装置の大きさの制約から長作動距離でかつ高開口数の非球面レンズを用いる必要があり、分解能評価を行いながら高分解能で収差の少ないレンズを選定した。また、2D-AODの1次回折光によって環を描画する際に強度安定化する技術の構築も行った。磁気光学トラップされた原子の準備も終え、光双極子トラップへ捕獲する段階である。今後、捕獲後に蒸発冷却を行い、BEC生成の後、ドーナツ型光トラップへ移行させる。また,関連する話題として,高強度レーザー場中の非線形量子ダイナミクスの理論および実験的研究を行い,得られた結果を学術論文として発表した。昨年度までに均一なドーナッツ型ポテンシャルを形成するために、2軸のAcousto-Optic Deflector(2D-AOD)の1次回折光によって環を描画する際に強度安定化する技術構築を行っている。本研究ではこのポテンシャル内にBECをトラップし、さらに任意の角運動量を与える必要がある。そこで、2D-AODにDirect Digital Synthesizer(DDS)からの信号を入力することで、入射レーザー光の回折光でリングを描く方法を取り入れる。本年度は、このDDSを制御するField Programmable Logic Device(FPGA)に連続的な周波数更新プログラムを作製することで、周波数変調波を生成することのできるシステムの開発と評価を行った。このとき回折光の位置は時間的に変化しているが、FPGAの動作が高速であり、原子のトラップ周波数に比べ十分速くリングを描くことができるため、原子はリング光を時間平均ポテンシャルとしてリング型に感じることができる。本システムでは変調における信号波の形はFPGA上のRAMから読みだしているので、RAMを書きかえることで様々な被変調波(=回折光の形)を得ることを可能にし、ドーナッツ型トラップ中のBECに任意の角運動量を与えられる。原子の準備は磁気光学トラップを行って光双極子トラップへ捕獲し、蒸発冷却過程の最適化を行っている段階である。また、2成分BECにおける回転対称な系での界面での不安定性や非線形なダイナミクスについての理論的研究を行った。さらに、関連する話題として、高強度レーザー場中の非線形量子ダイナミクスの理論および実験的研究を行い、得られた結果を学術論文として発表した。本研究は、2成分ボース・アインシュタイン凝縮体の回転に関する性質や分子生成ダイナミクスを実験的および理論的に調べることを主な目的としている。前年度までの研究で、2成分間の混合性(相分離するか混ざり合うか)を動的に制御すると、全系の角運動量保存と超流動体特有の循環の量子化が競合する現象が理論的に明らかになった。また、この現象を実験で実現するために、任意形状のポテンシャルを生成する実験技術が確立している。今年度は、2成分ボース・アインシュタイン凝縮体における分子生成のダイナミクスおよび量子渦対のダイナミクスに関する理論的研究で新たな進展があった。前者では、分子生成率の温度依存性を求めるための二つの理論的なアプローチStochastic Phase SpaceSampling(SPSS)とChemical Equilibrium Theory(ChET)を比較検討した。Boson系、Fermion系、混合系の3種に適用した結果、非縮退温度領域では両者とも原子の位相空間密度の上昇と共に分子生成率が上昇する傾向が得られた。しかしBosonが含まれる系では、BEC臨界温度TC以下で分子生成率が一定となる温度領域が存在する事、また混合系ではTC以下でSPSSとChETの傾向が異なる事を発見した。

後者では、相分離した2成分系の一方の成分中に量子渦対を生成し、2成分間の界面へ入射させた際の興味深いダイナミクスを見出した。界面へ入射した量子渦対は、入射速度などのパラメータに応じて、界面を透過したり界面で消滅することが前年度までにわかっていたが、さらに入射角度に応じて反射や屈折をすることが明らかになった。また量子渦対の入射によって界面が大きく変形しパターンが形成される現象も見られた。また、関連する量子ダイナミクスに関する理論的研究の推進も行い、得られた結果をまとめて学術論文として発表した。回転対称な系において2成分BEC問の相互作用を制御しながら、その非線形ダイナミクスを研究するにあたり、この系は対称性のよい系でありながら非自明な部分が多い。そこで、種々の形状や条件を仮定しながら理論的予測を行い、その指針を元に並行して実験準備を進めており、必要となる要素技術を構築した段階である。その点で、おおむね順調に進展していると考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。理論の面では、実験の進展に応じたシミュレーションを中心として、様々なシミュレーションを行う。特に実験で、ドーナッツ型トラップから派生した様々な形状めトラップを構築可能なので、例えば、多重連結型のトラップを考え新しいトポロジカルダイナミクスを見出す。また、K-Rbの2成分系を想定して量子流体現象の研究を行い、新しいタイプの超流体不安定性を理論的に探索する。実験の面では、研究室の移動に伴って実験装置を全て再構築する時間を要するため、遅れが予測されるが、装置再構築の際に、これまでに開発した要素技術を装置本体に組み込み、ドーナッツ型トラップ中での2成分BECの生成と相互作用制御まで推進する計画である。
感覚予測と報酬予測に基づく運動学習の計算理論的理解と脳内基盤の解明

本研究では,運動学習における探索ノイズの変化に着目し,強化学習と順モデル(感覚予測のためのモデル)の学習に関わる脳部位を,計算モデルに基づいた機能イメージング解析によって明らかにする.特に,大脳基底核と小脳の相互作用を同定することで,「強化学習における順モデルの役割」と「順モデル獲得における強化学習の役割」に加えてそれらの相互作用が担う計算論的機能を明確化することを目的とする。新しく開発した報酬駆動型の運動学習タスクをMRIスキャナー中に実行した。この実験では、ペンタブレットをMRIルームで使用し、被験者にペンを動かす動作を行わせる。そして、ペンの軌跡に従って、画面内のカーソルを移動させる。このとき、ペンとカーソルの間に回転を加えることで、被験者が回転量を同定し、これに応じて運動方向を調整することを要求する。この動作を行っているときの脳画像をSPMによって解析することにより、報酬駆動型運動学習には、小脳とPPCが重要な役割を担っていることが明らかになった。これを説明する計算論的モデルを設計し、モデルと脳活動との関係について議論した。また、運動学習における感覚予測誤差と報酬予測誤差との相互作用について、ロボットマニピュランダムを用いた運動学習実験を実施した。その結果、当初の予測と反して、感覚予測誤差によって行動される運動学習と、報酬予測誤差によって駆動される運動学習には相互作用がなく、報酬は行動を変えるが、内部モデルの更新には寄与していないことが明らかになった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。ロボット運動学習とヒト運動学習の比較対照を通じた「ヒト運動学習における強化学習システムの役割」の解明は,極めて重要な研究課題である.しかし,ヒト強化学習の研究の多くは,意思決定や系列行動を対象としており,その運動学習に対する役割は明らかでなかった.一方,代表者は運動学習における報酬情報の役割を世界で初めて明らかにし,強化学習との関連を示唆した.しかし,その脳内メカニズムは未だ十分に解明されていない.そこで,本研究では,運動学習における探索ノイズの変化に着目し,強化学習と順モデル(感覚予測のためのモデル)の学習に関わる脳部位を,計算モデルに基づいた機能イメージング解析によって明らかにする.特に,大脳基底核と小脳の相互作用を同定することで,「強化学習における順モデルの役割」と「順モデル獲得における強化学習の役割」に加えてそれらの相互作用が担う計算論的機能を明確化する.平成29年度は、fMRI実験で実施する運動学習課題を開発した。この報酬駆動型学習課題では、手先運動に関する視覚フィードバックをブロックした状態で、タスクの成功・失敗に関する報酬情報をフィードバックした。被験者は報酬情報のみから運動方向を探索的に更新することで、最適な運動方向を学習した。この課題をMRI対応型のタブレットに実装し、スキャナー内で運動学習実験を実施した。さらに計算論的モデル規範型のfMRI解析手法を開発し、潜在変数に対する脳内相関を求めた。報酬駆動型の運動学習実験をMR対応型タブレットに実装した。計測した運動系列を元に運動記憶と探索ノイズを推定する技術を開発した。課題遂行中に脳機能画像を取得し、運動記憶と探索ノイズに関わる脳内相関を推定した。さらにfMRI実験を遂行する。また、報酬予測誤差に関する実験に加えて、報酬予測誤差と感覚予測誤差のインタラクションに関する計算論的モデルと検証実験課題を開発する。
ラフ集合に基づくアクティブマイニングによる診療情報生成システムの開発

本研究では,医療におけるアクティブマイニングの具現化を目標とし,特に時系列医療データを対象とした知識獲得法について重点的に研究開発を進めてきた.本年度の成果は以下のとおりである.1.改良型多重スケールマッチングの開発昨年度までの血小板データ解析では,類型化からの直接的な知識獲得には至っておらず,生データの統計解析の結果と類型化結果との間にも十分な関連は見いだせていなかった.最終年度においてその理由について考察を進め,特に多重スケールマッチング(MSM)における問題点を洗い出し,抜本的な改良を加えることで,知識獲得に耐える質の高いクラスタ生成の実現を目指した.特に,(1)高位スケールにおける系列縮退,(2)系列間相違度における複数属性混入,の2問題への対処として,(1)基底スケールセグメントによる形状パラメータ表現の新規開発,(2)形状的類似性に基づくマッチング後に,改めて属性値に基づく系列間相違度を算出する手法の開発,を行い,これらを改良型MSM(MMSM)として結実させた.2.血小板数時系列の類型化と血小板数に基づくF4までの到達年数とステージ間の経過年数の解析MMSMを取り入れた時系列クラスタ分析システムにより血小板数データのクラスタ分析を実行した結果,低値で平坦推移する系列,下降推移する系列等,類似した推移傾向を持つ系列組を類型化することができ,かつ線維化度の分布とよく対応するクラスタを獲得することが可能となった.続いて,血小板数が持続的に基準下限を下回る状態の発生をF4到達の目安とし,その時期を肝生検情報と比較することでF4に到達する年数とステージ間の経過年数を解析した.共通データのみを対象とし,その中でも限定された例を対象とした解析である他,様々な仮定をおいた上での解析であるが,1-2年/stageとこれまでの他の知見と比べてかなり速く線維化が進んでいること,また,ウイルス型,IFN治療の有無等で大きな差異が検出されなかったこと,など,興味深い結果を得た.本研究課題は、ラフ集合に基づくあいまいな知識の取り使い方法を利用、専門医のあいまいな知識を定量的に取り扱えるようにして、専門家の知識との相互作用から知識の発掘の促進および医療現場に有用な診療情報の生成を目的としている。特に、本年度は共通データが時系列データであることに着目し、時系列データからの診療情報生成に関する基礎的技術の開発を行った。その成果は以下のとおりである。1)多重スケールマッチングによる時系列データのための類似度算出法の開発病院情報システムに蓄積されている時系列データは、検査日の不定期性、未検査項目の存在等の要因から欠損値を含む不均質なものとなる。このようなデータにおいては、連続したデータが存在する場合にはより詳細な特徴を、存在しない場合にはより大局的な特徴をもとに比較を行う必要がある。本研究では、多重スケールマッチングを用いてデータの平滑化、変曲点を単位とするセグメント化およびセグメント単位のマッチングを行い、これをもとにデータ間の類似度を算出する方法を開発した。2)ラフクラスタリングによる系列データのクラスタリング法の開発1)により算出されるデータ間類似度は原点を持たない相対的類似度となる。このように対象間の類似度が相対的類似度として与えられる場合、クラスタ内の分散、重心等を定義することが困難で、クラスタとしてのまとまりを評価することは容易ではない。ラフクラスタリングは、ラフ集合論の識別不能性の概念に基づくクラスタリング法であり、対象のまとまり具合を識別不能度として表現することで、相対的類似度で表現されたデータにおいても可読性の高いクラスタを生成することができる。本年度は、ラフクラスタリングの開発と数値データにおける基礎評価実験を行った後、共通データを含めた病院情報システムのデータの一部に適用し、良好な結果を得た。本年度は,昨年度開発した時系列データの多重スケール解析法を共通データである肝炎データセット対して適用し,得られる知識の有効性と妥当性を検証するとともに,問題点を洗い出して方法の洗練化を進めた.年度前半では,肝炎に関する検査の中で比較的実施頻度の高い血液生化学検査のデータを対象として解析を行なった.その結果,GPTの推移パターンとIFN(インターフェロン)治療の奏功度の関連について以下の知見を得た.(1)第1のパターンは,C型でIFN治療適用例が多数を占めるクラスタに見られ,同クラスタでは,GPTの値がIFN投与後に下降し平坦化していた.このパターンは,IFNが著効でウイルスの活動が沈静化したケースと考えられる.(2)第2のパターンは3つのクラスタで見られ,いずれもGPTの値が長期間に渡り上下動を繰り返した.このパターンはB型およびIFN治療非適用のC型の例でも共通して観察されることから,IFN治療の非有効例を示している可能性が示唆された.年度後半では,新たに提供された血算データに対する解析を行なった.その結果,血小板数とIFN治療後の長期予後等に関して以下に示す知見が得られた.(1)IFN治療終了後に徐々に血小板数が増加する例,すなわち,肝機能の回復に伴って血小板の産生量が回復する場合のパターンからなるクラスタが生成された.一方で,IFN治療終了後にも慢性的に血小板数が減少を続ける例からなるクラスタも生成された.これらは,IFN治療の奏功度が高い場合には血小板数が増加し,逆に奏効度が低い場合には血小板数が減少し続け,出血傾向が見られるという知見をデータにより例証するものである.

(2)IFN治療の奏効度が低い例からなるクラスタを対象に,繊維化の度合いと血小板数が基準値を下回るまでの経過年数との関係を統計解析した結果,繊維化の度合いが高い例ほど,また繊維化が同程度である場合には肝炎ウイルスの活動性が高いほど,血小板数が異常低値に至るまでの経過年数が低いことがわかった.これらの結果から,血小板数が治療の長期予後を予測する指標になりうること,また,血小板数から線維化.活動性の程度が予想できうること,の2点が仮説として提示された.本年度は,ユーザによる時系列データの多面的な解釈を支援するシステムの開発実装を行った。まず,昨年度までに我々の開発した多重スケールマッチングとラフクラスタリングによる系列の比較分類法に加え,DTW,AHCなど様々に異なる比較法,類型化法を用いて時系列を類型化し,その結果を視覚的に提示する時系列データからの樹状図生成システムおよび類型化結果表示システムを構築した。また,同システムを用いて,種々の類型化法の性質について共通データ上で比較実験を行った。全ての属性における比較には至っていないが,(1)CL-AHCとAL-AHCは明らかに異なる樹状図を与え,階層構造把握の容易さと類型化結果の解釈の容易さにおいて,CL-AHCはAL-AHCより優れていること,(2)DTWとCL-AHCの組み合わせが解釈の容易な結果を安定して生成し得ること,(3)DTWとRCの組み合わせでは各クラスタの代表的な系刻が得られること,(4)多重スケールマッチングは非対応系列の取り扱いが問題となりAHCとの組み合わせでは良い結果が得られなかったが,RCを類型化法として用いた場合には問題が回避できること,など,時系列の類型化結果を解釈する上で考慮に入れるべき様々な性質が明らかとなった。加えて,類型化を通じて明らかとなった短期系列および不均質系列の問題に対応するため,データの収集期間,収集間隔,収集回数からなる不要系列の判定法を提案した。同方法を適用して不要なデータを除外した後,血小板数が正常下限値以下に至るまでの期間と肝炎進行度の関係について再解析した。その結果,肝生検時における血小板数の平均値はF4<F3<F2<F1であるが,正常下限に至るまでの期間ではF2とF3の間に順序の逆転が見られたこと,全てのステージにおいて,C型IFN非投与例でIFN投与例よりも長い期間を要したこと,など,興味深い知見が新たに得られた。本研究では,医療におけるアクティブマイニングの具現化を目標とし,特に時系列医療データを対象とした知識獲得法について重点的に研究開発を進めてきた.本年度の成果は以下のとおりである.1.改良型多重スケールマッチングの開発昨年度までの血小板データ解析では,類型化からの直接的な知識獲得には至っておらず,生データの統計解析の結果と類型化結果との間にも十分な関連は見いだせていなかった.最終年度においてその理由について考察を進め,特に多重スケールマッチング(MSM)における問題点を洗い出し,抜本的な改良を加えることで,知識獲得に耐える質の高いクラスタ生成の実現を目指した.特に,(1)高位スケールにおける系列縮退,(2)系列間相違度における複数属性混入,の2問題への対処として,(1)基底スケールセグメントによる形状パラメータ表現の新規開発,(2)形状的類似性に基づくマッチング後に,改めて属性値に基づく系列間相違度を算出する手法の開発,を行い,これらを改良型MSM(MMSM)として結実させた.
アルコール誘因性神経機能障害の分子機構ー非小胞性シナプス輸送による解析ー

神経終末のHRP酵素などは小胞に含まれないことから、従来の小胞性輸送とは全く異なった輸送と考えられる。これら未知の非小胞性シナプス輸送を解明するため、ラットの迷走神経にWGA-HRPを注入し孤束核領域を観察した。正常動物ではシナプスの変化は全くみられなかったが、Rab3A-siRNAとの混合注入やアルコール依存症動物では、HRP反応産物を含んだ神経終末が次の神経細胞に陥凹し離断されていくのがみられた。このような形態は下垂体後葉の神経終末でも観察され、離出様分泌と名付けられた。機能的には神経細胞障害によるシナプスの脆弱性があるとき、このようなたんぱくのシナプス輸送が働くものと考えられる。正常動物において、(順行性)シナプス輸送は神経細胞の興奮時に小胞のexoxytosisによりなされると考えられてきたが、ラット孤束核領域における研究では興奮や小胞に関係なく、タンパク輸送が行われていることが明らかとなった。この非小胞性輸送形態は神経終末で、外分泌腺の透出分泌や離出分泌に酷似した形態を示しているのが特徴的であった。しかしながら、シナプスにおける分泌速度が非常に早いのか、あるいは分泌形成が極端に少ないのか、離出分泌の正常状態での観察は非常に困難であったが、神経線維(迷走神経)にRab3A-siRNAとトレーサーであるWGA-HRP酵素タンパクとを混合注入した場合にのみ観察可能となった。この混合注入の電顕所見として、軸索や神経終末にしばしば大量のWGA-HRP反応産物が蓄積するのが認められたことから、その理由はRab3A-siRNA投与により軸索流およびシナプス伝達の遅延によるものと考えられた。一方、アルコール依存症モデル実験動物におけるシナプスでのタンパク輸送の形態について研究を行ったところ、上記の離出分泌が頻繁に観察され、とくにトレーサー注入例ではその中に反応産物が含まれているのが明らかとなった。このような所見はRab3A-siRNA投与と類似するものであり、RT-PCR法などにより、現在Rab3Aたんぱく発現を分子生物学的に解析することを進め、その関連性を明らかにしているところである。本研究はシナプス小胞による物質輸送と全く関係ない輸送様式により精神神経機能を解明するという、従来にない新しい理論展開に基づき、アルコール依存症における多彩な神経症状や身体症状発症のメカニズムを明らかにするのに貢献するものである。タンパクの細胞間輸送に関して、シナプス小胞によらない新しい輸送システムの存在を指摘してきた。従来、このような非小胞性輸送はシナプス伝達の障害を引き起こした場合にみられることを報告してきた。本年度は昨年度に引き続き、胎生期あるいは生後の脳の成長・発達に重大な影響を与えるアルコール疾患をとりあげ、アルコール依存症モデル実験動物の脳組織を観察した。さらに、実験結果を従前のRab3A-siRNA注入例と詳細に比較検討した。実験はモデル動物の迷走神経にWGA-HRPを注入し、神経終末領域である孤束核でシナプス構造の変化について観察を行った。特徴的な構造変化は、HRP反応産物(HRP-RP)を含む神経終末のシナプス前膜がシナプズ後膜と共に2次ニューロンの樹状突起あるいは細胞体に陥入し、切り離されたことであった。さちに、これら陥入部にはしばしばHRP-RP, vacuoles, lamellar body, flattened cisternaeなどが存在した。このような「離出様分泌構造」はしばしば外分泌腺にみられるものであり、また、Rab3A-siRNA注入実験結果と酷似するものであった。しかしながら、陥入内部に存在した微小構造物が何を含有するのか、あるいはどのような機能をもっているのかなどその詳細な解明については今後の課題として残った。ただ、アルコール依存症を研究対象としている本実験からは、神経障害あるいは神経機能回復に関与する何らかの物質を含むものと推察される。アルコールによる神経機能への影響のうち、シナプス伝達障害に起因すると考えられる非小胞性シナプス輸送の形態をより詳細に解析するため、二次ニューロンと対峙しない領域を選び観察を行った。これは従来の研究では、シナプス前膜と後膜の両方に変化が必要であったため神経終末だけの変化を捉えることができなかったためである。本年度は下垂体後葉を対象領域とし、視床下部ー下垂体系で、とくに血管周囲腔に対峙している視床下部からの神経終末の観察を行った。アルコール依存症ラットの視床下部にWGA-HRPを注入した場合、標識神経終末は下垂体後葉だけに限局し、これら終末では多数の大型有芯顆粒やHRP反応産物が認められた。

形態学的特徴は、離出様分泌構造が見られたことであるが、開口分泌構造は全く見られず、過去3年間の結果と同様の形態的特徴を示した。この構造内には大型有芯顆粒やHRP反応産物が含まれており、随所に血管周囲腔への離出が認められた。しかしながら、以前観察された分泌顆粒、扁平Cisternae、空胞、オートファーゴゾーム様のものは観察されなかった。下垂体後葉細胞であるPituicytesとの間にも大型有芯顆粒を含む離出様分泌構造が見られ、従来と同様のシナプス前膜と後膜の離出の開始を思わせる像がえられた。さらに、本研究の開始時から指摘されている透出分泌構造については、非常に稀であるが、有芯顆粒部の終末内での融合と血管周囲腔への漏出が観察されその存在が示された。本年度の実験結果では、さらにCA1領域にも従来と同様の構造がみられ、離出様分泌構造はすべての神経終末に存在すると考えられる。このような神経機能障害に基づく構造変化はとくにシナプス部に脆弱性変化が発現したとき、その輸送に特別な機構が形成されると考えられる。アルコール依存症モデル実験動物を使用し、正常動物と比較したシナプス構造の変化および物質移動の特徴を電顕的に観察した。頚部迷走神経に神経トレーサー(WGA-HRP)を注入した場合、アルコール実験動物にのみ認められた所見として、シナプス前膜が後膜と共に2次ニューロンに陥入する、いわゆる「離出様分泌構造」を示したことであった。この構造内にはHRP反応産物のみならず、シナプス小胞、大有芯顆粒、lamellar body、flattened cisternaeなどが含まれ、最終的には分泌として切り離され、2次ニューロンに取り込まれた。このような所見は従来の小胞性シナプス輸送である分泌形態とは全く異なっているものであった。その後、詳細に観察を行ったところ、さらにautophagosome様の構造物も含まれることがわかり、アルコールによる細胞ダメージに対する保護作用の存在、あるいはオートファジーを伴うプログラム細胞死があることを示唆する所見を得た。さらに、今年度は上記のような神経終末における「離出様分泌構造」を示す神経細胞体および周辺のグリア細胞の変化についても研究を行った。迷走神経の神経節細胞に対するアルコールの影響も同時に観察した。この研究では神経節細胞の細胞内小器官には目立った変化はなかったものの、神経節細胞周辺に存在する衛星グリア細胞とくにマイクログリア細胞との関連性において、fine foot processによる神経節細胞体へのマイクログリア細胞の貪食作用という非常に特異的な電顕所見を得た。感覚神経を用いた本研究では、アルコール誘因性神経機能障害は1)神経節細胞の衛星グリア細胞の活性化、2)autophagosomeによる細胞ダメージに対する保護作用あるいはプログラム細胞死の存在の示唆、および3)神経終末におけるシナプス輸送の変化の存在などが明らかとなった。アルコール依存症動物の脳組織を従前のRab3A-siRNA注入実験と比較検討した結果、「離出様分泌構造」は酷似したが、その内部は全く異なり、vacuoles,lamellar body, flattened cisternae等が含まれていた。これらはアルコール性神経細胞障害に対応したものと考えられ、非小胞性シナプス輸送の研究が非常に重要な意味を持つ段階へ進展しているといえる。25年度が最終年度であるため、記入しない。アルコール依存症モデル実験
胆道癌の発生・進展に関わる分子病態学的解析

消化器癌のなかでも極めて予後不良である胆嚢癌ならびに胆管癌切除例の主病巣のホルマリン固定後パラフィン包埋切片を用いて,癌細胞核DNA量をflow cytometryにて測定するとともに,増殖細胞核抗原(PCNA),増殖因子受容体(EGFR),C-erbB-2,c-myc,K-ras,p53,fibronectin,laminin,tenascinをそれぞれABC法にて免疫組織化学的に染色し、これら各種分子生物学的パラメーターの臨床的意義や予後因子としての有用性について検討して,以下の研究成果を得た.1.胆嚢癌:AneuploidやK-ras陽性例は進行例に多く,累積生存率もDiploidやK-ras陰性例に比し有意に不良であった,特にK-rasは従来の病理組織学的因子では困難であった癌深達度ss以上の進行胆嚢癌の予後判定に有用であった.またAneuploidでかつPCNA陽性例,c-mycとp53の同時陽性例,あるいはtenascin陽性でかつfibronectin陰性例は極めて生物学的悪性度が高く,いずれも切除後2年以内に死亡していた.さらにこれらの因子のうち,PCNA標識率や細胞外マトリックスは相対非治癒以上の切除後の再発時期や再発様式の判定にも有用であった.2.胆管癌:切除後3年以上生存例は全例diploidで,またPCNA標識率は30%未満であったのに対し,3年未満癌死例ではその42.9%がaneuploidであって,EGFR陽性率やtenascin陽性率も3年以上生存例に比し有意に高率であった.さらに細胞外マトリックスと再発様式との関係をみると,laminin陽性例では陰性例に比し肝肺転移が有意に高率に認められた.消化器癌のなかでも極めて予後不良である胆嚢癌ならびに胆管癌切除例の主病巣のホルマリン固定後パラフィン包埋切片を用いて,癌細胞核DNA量をflow cytometryにて測定するとともに,増殖細胞核抗原(PCNA),増殖因子受容体(EGFR),C-erbB-2,c-myc,K-ras,p53,fibronectin,laminin,tenascinをそれぞれABC法にて免疫組織化学的に染色し、これら各種分子生物学的パラメーターの臨床的意義や予後因子としての有用性について検討して,以下の研究成果を得た.1.胆嚢癌:AneuploidやK-ras陽性例は進行例に多く,累積生存率もDiploidやK-ras陰性例に比し有意に不良であった,特にK-rasは従来の病理組織学的因子では困難であった癌深達度ss以上の進行胆嚢癌の予後判定に有用であった.またAneuploidでかつPCNA陽性例,c-mycとp53の同時陽性例,あるいはtenascin陽性でかつfibronectin陰性例は極めて生物学的悪性度が高く,いずれも切除後2年以内に死亡していた.さらにこれらの因子のうち,PCNA標識率や細胞外マトリックスは相対非治癒以上の切除後の再発時期や再発様式の判定にも有用であった.2.胆管癌:切除後3年以上生存例は全例diploidで,またPCNA標識率は30%未満であったのに対し,3年未満癌死例ではその42.9%がaneuploidであって,EGFR陽性率やtenascin陽性率も3年以上生存例に比し有意に高率であった.さらに細胞外マトリックスと再発様式との関係をみると,laminin陽性例では陰性例に比し肝肺転移が有意に高率に認められた.消化器癌の中でも極めて治療成績不良である胆嚢癌並びに胆管癌切除例の主病巣のホルマリン固定後パラフィン薄層切片を用い,各種分子生物学的パラメーターをABC法にと免疫組織化学的に染色し,以下の研究成果を得た.1.胆嚢癌の癌遺伝子の発現:各種癌遺伝子の発現率はc-erbB-2 40.3%,c-myc 37.5%,K-ras 25.0%の順であって,c-erbB-2陽性例では陰性例に比し,深達度m・pmの早期癌が高率であったのに対し,c-myc陽性例では静脈浸潤(v)が,K-ras陽性例ではリンパ節転移(n)やリンパ管浸潤(ly)が有意に高率であった.特に深達度との関係では,c-erbB-2陽性率は早期癌では73.3%であったが,ss 38.9%.se・si 28.2%と深達度が進むにつれて低下が,K-ras陽性率はm・pm 13.3%,ss 16.7%,se・si 33.3%と逆に増加しており,胆嚢癌における多段階発癌の可能性が示唆された.また予後との関係ではK-ras陽性例では累積5生率11.1%と陰性例の41.7%に比し有意に不良であった.一方,癌抑制遺伝子p53の陽性率は13.9%と低率で,発現の有無の織学的進展度や予後との間には一定の傾向はなかったが,c-mycとp53の同時陽性例は全例siであって,切除後2年以内に死亡していた.2.胆嚢癌・胆管癌の腫瘍増殖能:胆嚢癌ではAneuploid(55.6%)のものはDi-ploidに比し,ss以上の進行癌の頻度やn,ly,v,pnの陽性率が有意に高率であって,累積生存率にも有意差が認められた.

また相対非治癒以上の再発死亡例の再発までの期間とPCNA標識率との間には有意の負の相関が認められ,PCNA標識率が20%未満の3例は3年以降に再発死亡していた.一方,胆管癌でも3年以上生存例は全例Diploidであったが,3年未満癌死例は42.9%がAneuploidであって,さらにPCNA標識率が30%以上のものには5年以上生存例は認められなかった.3.胆嚢癌・胆管癌の細胞外マトリックス:細胞外マトリックスと再発様式との関係をみると,胆嚢癌ではtenascin陽性例では局所再発が,胆管癌ではlaminin陽性例では肝肺転移が,いずれも陰性例に比して有意に高率に認められた.また胆管癌ではtenascinの発現は胆管壁外浸潤の有無とも密接に関連していた.消化器癌のなかでも極めて治療成績不良である胆嚢癌ならびに胆管癌切除例の主病巣のホルマリン固定後パラフィン薄層切片を用いて,各種分子生物学的パラメーターをABC法にて免疫組織化学的に検索し,以下の研究成果を得た。1.胆嚢癌における癌遺伝子・癌抑制遺伝子の発現:c-erbB-2陽性例(陽性率40.3%)では陰性例に比し,m・pmの早期癌の頻度が有意に高率であったのに対し,K-ras陽性例(25.0%)ではリンパ節転移(n)やリンパ管浸潤(ly)が有意に高率に認められた。癌深達度との関係をみると,c-erbB-2陽性率は早期癌では73.3%であったが,ss38.9%,se・si28.2%と深達度が進むにつれて低下したのに対し,K-ras陽性率はm・pm13.3%,ss16.7%,se・si33.3%と増加し,胆嚢癌における多段階発癌の可能性が示唆された。予後との関係ではK-ras陽性例では累積5生率11.1%と陰性例の41.7%に比し有意に不良であった。一方,c-mycや癌抑制遺伝子p53の発現(それぞれ37.5%,13.9%)と組織学的進行度や予後との間には一定の傾向はなかったが,これら両者の同時発現例は全例2年以内に死亡していた。2.胆嚢癌・胆管癌の腫瘍増殖能:PCNA陽性例(37.5%)ではly及び静脈浸潤(v)が陰性例に比し有意に高率であり,さらに相対非治癒以上の切除後,再発死亡例のPCNA標識率と再発までの期間との間には有意の負の相関が認められ,標識率が20%未満の3例は3年以降に再発していた。またAneuploid(55.6%)はDiploidに比し,ss以上の進行癌の頻度やn,ly,v,神経周囲浸潤(pn)の陽性率が有意に高率で,生存率にも有意差が認められた。一方,胆管癌でも5年以上生存例は全例Diploidであったが,3年未満癌死例では58.3%がAneuploidであって,両者間に有意差が認められ,さらにPCNA標識率が30%以上のものには5年以上生存例はなかった。3.胆嚢癌・胆管癌の細胞外マトリックス:再発様式との関係をみると,胆嚢癌ではtenascinの発現と局所再発が,胆管癌ではlamininの発現と肝肺転移が有意に相関していた。また胆管癌ではtenascinの発現は胆管壁外の脈管・神経浸潤と密接に関連していた。
α_2-アドレナリン作動薬が^<125>I-MIBG心筋像に及ぼす影響

雄S-Dラットを用い気管切開後、動静脈カニュレーションを行い胸椎8/9間から硬膜外カテーテルを挿入した。コントロール群(生食0.1ml硬膜外投与)、リドカイン群(2%リドカイン0.1ml硬膜外投与)、デキサメデトミジン群(デキサメデトミジン0.5μg全身投与+2%リドカイン0.1ml硬膜外投与)の3群(各群ともearly phaseとdelay phase)に分けて^<125>I-MIBGを296kBq投与し左室の放射活性をカウントして検討を行った。結果はリドカイン群はearly phaseでは有意に低下し(約20%)、delay phaseでは有意差はなかった。washout ratioはリドカイン群が有意に低下していた。デキサメデトミジン群はリドカイン群と比較してearly phaseにおいて20%の低下がみられた。以上の結果から、ラットにおける心臓交感神経ブロック(胸部硬膜外ブロック)時には心筋の交感神経終末における^<125>I-MIBGカウントはearly phaseは有意に低下(約20%)するが、その後時間経過とともに回復する傾向がみられた。臨床において心臓交感神経ブロック(胸部硬膜外ブロック)時のearly phaseでの約20%の低下は心臓交感神経の機能に対して注意が必要であると考えられた。デキサメデトミジンを全身投与した際のリドカインの硬膜外ブロック時はさらに20%低下するためα_2-アドレナリン作動薬使用時の心臓交感神経の機能に対し注意が必要であることが示唆された。