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地域営農集団の管理に関する理論的・実証的研究

前年度に引き続き、(1)福岡県前原町怡土北部機械利用組合、(2)福岡県二丈町浜窪営農組合、(3)群馬県伊勢崎市三橋機械利用組合、(4)佐賀県唐津市半田営農組合その他についての実態調査を実施した。調査事例のうち、(1)(4)は稲麦、野菜複合地帯における広域型集団であり、(2)は同じく稲麦、野菜複合地帯における集落型集団である。(3)は兼業化地帯における広域型集団と位置づけられる。このような実態調査とともに理論的、文献的研究を併行して行なった。理論的研究面ではバ-ナ-ド組織論に依拠し、日本の生産組織の管理論的な視点からの検討を加えたが、特に耕地分散を伴う諸制約のもとでの排水管理等の徹底の困難性、基幹的諸作業における合理的協業編成の困難性または家族労働力自体の決定的不足などの状況を考慮にいれると日本の組織管理論には地縁集団としての集落論を組み込むことが必要であることが明らかになった。その上で、実態調査にもとづいて本研究で明らかになった点を示すと、(1)農業生産組織の成立と管理機能の充実については東北日本と西南日本でかなりの地域性がみられる。(2)高能率機械共同利用と土地利用調整の組み合わせによって組織効率が達成されている。(3)広域型組織ではその下部組織に当たる集落組織との調整問題を生じている。(4)これらを通じて「高能率機械・施設の共同利用を通じて管理機能を高度化し、規模拡大を追求していく任意型の集団と、地域内の大部分の農家または農地所有者を包含し、地域資源の利用調整と資源の維持管理を行う集落型生産組織」の2つの類型があり、互いに異質の集団でありながら、相互に連携し合いながら地域農業のキャパシティを高めていく必要があることが明らかにされた。当初計画に従って、これまでに、(1)佐賀県大町町畑ケ田機械利用組合、(2)福岡県城島町浮島高能率機械利用組合、(3)佐賀県浜玉町浜玉区地区農業機械組合、(4)群馬県前橋町下増田水田作組合等についての実態調査を実施するとともに、理論的・文献的研究に携ってきた。調査事例のうち、(1)、(2)は農外労働市場未展開の農業地域における集落ぐるみ型・稲麦その他部門複合型集団、(3)は(1)、(2)と同じ地域類型の広域型・集約部門高度展門型集団、(4)は兼業深化地域における集落運営型・稲麦野菜複合型集団の場合である。研究成果の概要を実証研究を主にして示すと、第1に、集団的農地利用調整と機械施設協業利用を伴う地域営農集団は、基幹作業の準外部化や委託効果、稲麦作の固定費の軽減、団地化効果等によって地域農業の生産性と収益性を高め、兼業農家層まで含めた営農安定化への顕著な効果を発揮している。第2に、その効果は、分解阻止的に作用するが、他方で、農外労働市場の展開と農家間の農業生産力格差の増大に伴って、分解への動態過程は進行することになり、これらの2つの分解要因の地域的あり方に応じて、営農集団には、個別分化型と地域集団型の2つのいずれかの方向に向う傾向が認められる。第3に、後者の地域集団型が必要十分なオペレ-タ-を確保し安定化するためには、広域的再集が必要となる。が、広域的集団では個別と集団の間での種々の面での管理機能の強化が必要である。

第4に、わが国の営農集団は、集落が基盤になって成立・展開してきたのだが、農業構造の変容と農民層分解の深化に伴い、集落の合意形成と統合力に弱化する方向に向かってきた。特に個別型への変質をとげてきた集団の場合には、集団機能の維持のための新しい仕組みの構築なり対策が新たな課題となってきている。前年度に引き続き、(1)福岡県前原町怡土北部機械利用組合、(2)福岡県二丈町浜窪営農組合、(3)群馬県伊勢崎市三橋機械利用組合、(4)佐賀県唐津市半田営農組合その他についての実態調査を実施した。調査事例のうち、(1)(4)は稲麦、野菜複合地帯における広域型集団であり、(2)は同じく稲麦・野菜複合地帯における集落型集団である。(3)は兼業化地帯における広域型集団と位置づけられる。このような実態調査とともに理論的・文献的研究を併行して行なった。理論的研究面ではバ-ナ-ド組織論に依拠し、日本の生産組織の管理論的な視点からの検討を加えたが、特に耕地分散を伴う諸制送のもとでの排水管理等の徹底の困難性、基幹的諸作業における合理的協業編成の困難性または家族労働力自体の決定的不足などの状況を考慮にいれると日本の組織管理論には地縁集団としての集落論を組み込むことが必要であることが明らかになった。その上で、実態調査にもとづいて本研究で明らかになった点を示すと、(1)農業生産組織の成立と管理機能の充実については東北日本と西南日本でかなりの地域性がみられる。(2)高能率機械共同利用と土地利用調整の組み合わせによって組織効率が達成されている。(3)広域型組織ではその下部組織に当たる集落組織との調整問題を生じている。(4)これらを通じて「高能率機械・施設の共同利用を通じて管理機能を高度化し、規模拡大を追求していく任意型の集団と、地域内の大部分の農家にまたは農地所有者を包含し、地域資源の利用調整と資源の維持管理を行う集落型の生産組織」の2つの類型があり、互いに異質の集団でありながら、相互に連携し合いながら地域農業のキャパシティを高めていく必要があることが明らかにされた。
聴神経再生治療を志向した骨髄由来間葉系幹細胞から聴神経分化誘導の高効率化

我々の研究の目的は、骨髄由来間葉系幹細胞(BMSC)から聴神経を高効率に分化させる技術を開発することである。転写因子Tlx3とPax2は、聴神経の発生に必須な因子である。本研究で我々は、Tlx3とPax2がエピジェネティック酵素との相互作用を介し、聴覚神経の分化を制御していることを見つけた。我々の結果から、これら酵素の活性に影響する試薬が、BMSCから聴神経の高効率な分化誘導に役立つかもしれないことが示唆される。Ptf1a及びPax2は、GABA作動性ニューロンへの分化を運命付ける転写因子である。骨髄由来間葉系幹細胞(以下BMSCとする)から効率よくかつ特異的に聴神経、すなわちグルタミン酸作動性ニューロンを得るには、この分化過程での両因子の発現を抑制し、GABA作動性ニューロンへの分化を抑える必要がある。平成24年度では、Ptf1aとPaxの発現が、ヒストン脱アセチル化酵素(以下HDACとする)により抑制される可能性を示した。平成25年度では、この発現抑制のメカニズムを明らかにするために、HDACがPtf1a及びPax2遺伝子のプロモーターに結合しているかどうかをクロマチン免疫沈降法(以下ChIP法とする)により調べた。BMSCを用いたChIP法の条件検討に予定より時間がかかってしまい、各遺伝子のプロモーター上へのHDACへの結合を検討するまでには至らなかった。しかし、条件検討は完了し、現在ChIP法を進行中である。これまでに、HDAC阻害剤は、BMSCからグルタミン酸作動性ニューロンを得る際に、有効な薬剤となりえることを明らかにした。本年度は、この結果について様々な側面から検討を加えた。その結果、HDAC阻害剤を添加した条件下で得られたBMSC由来ニューロンは、聴神経の形態学的な特徴を非常によく反映していることを明らかにした。本結果は、専門誌への投稿準備中である。グルタミン酸作動性ニューロンへの分化運命決定に関わる転写因子Tlx3を過剰発現したBMSC株の樹立を完成させた。この細胞株を用い、Tlx3はBMSCをグルタミン酸作動性ニューロンへと効率的に分化させることを明らかにした。さらに、このTlx3による特異的な分化には、ホメオドメインが必要であることを示した。本研究は、骨髄由来間葉系幹細胞(bone marrow mesenchymal stem cell,以下BMSCとする)から効率よくかつ特異的に聴神経、すなわちグルタミン酸作動性ニューロンを生み出す方法の開発と、そのメカニズムの解明を目的としている。この成果は、感音性難聴に対する再生治療の足がかりとなるものと期待できる。まず、平成24年度は以下の点を明らかにした。(1)ヒストン脱アセチル化酵素の阻害剤であるTSAとVPの添加により、BMSCからグルタミン酸作動性ニューロンだけではなく、GABA作動性ニューロンの分化も誘発された。(2)GABA作動性ニューロンへの分化に重要なPax2やPtf1a遺伝子は、分化の際に発現は抑えられている。しかし、ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤の添加により、これらの発現は上昇してくる。(1)と(2)の結果は、ヒストン脱アセチル化酵素によるコントロールが、BMSCをグルタミン酸作動性ニューロンへと分化に導くのか、またはGABA作動性ニューロンへと分化に導くのかの鍵となることを示している。もうひとつの目的として、グルタミン酸作動性ニューロンへの運命決定に関わる転写因子Tlx3の過剰発現により、BMSCの分化効率は改善されるのかについて検証することも計画している。平成24年度年度は、Tlx3過剰発現BMSC株の樹立を目的として、Tlx3発現ベクターの作製を行った。さらに、難聴モデルマウスへの移植に用いる蛍光タンパク質発現BMSCの樹立を行った。Ptf1a及びPax2は、GABA作動性ニューロンへの分化運命を決定づける転写因子である。骨髄由来間葉系幹細胞(以下BMSCとする)から効率よく聴神経、すなわちグルタミン酸作動性ニューロンを得るには、この分化過程で両因子、あるいはどちらか一方の発現を抑制し、GABA作動性ニューロンへの分化を抑えることである。平成26年度は、Ptf1a及びPax2の発現を抑制するsiRNAをデザインし、ウイルス発現ベクターの構築を試みた。現在その構築を行っている。本研究計画を遂行中に、グルタミン酸作動性ニューロン分化過程におけるTlx3の働きを偶然発見した。Tlx3が、ヒストンアセチルトランスフェラーゼである転写活性化複合体CBPとの相互作用を介して、幹細胞をグルタミン酸作動性ニューロンへと分化に導くことを明らかにした。すなわち、この相互作用が、グルタミン酸作動性ニューロンへの分化運命の鍵となる生体反応である。またこの際、Tlx3と転写複合体を形成するPbx3が、Tlx3とCBPとの相互作用を促進することを明らかにした。この結果は、Tlx3だけでなく、Pbx3と共発現させることにより、BMSCのグルタミン酸作動性ニューロンへの分化効率を高める可能性を示唆するものである。本研究結果は専門誌への投稿され、レビュアーの意見に基づき改訂中である。骨髄由来間葉系幹細胞(以下BMSCとする)から効率よくかつ特異的に聴神経すなわちグルタミン

作動性ニューロンを得るには、分化過程での両転写因子の発現や機能を抑制し、GABA作動性ニューロンへの分化を抑えればよい。この目的達成のために、Ptf1aまたはPax2の発現を抑制するsiRNAのウイルスベクターの構築を行ったが、年度中に分化への効果を調べることはできなかった。またPax2はヒストン脱アセチル化酵素HDACと結合して、その転写制御を調整しているとの報告がある。これに基づき、HDAC阻害剤を添加することでPax2の機能を抑制し、GABA作動性ニューロン分化への効果を調べた。結果、HDAC阻害剤を添加がニューロンへの分化を促進し、特にグルタミン酸作動性ニューロンへの分化を促進することを明らかとした。最終年度となる平成27年度は、グルタミン酸作動性ニューロンへの分化運命決定転写因子であるTlx3がヒストンアセチルトランスフェラーゼCBPと結合すること、さらにこの結合が、胚性幹細胞のグルタミン酸作動性ニューロンへの特異的分化に必要であることを論文として発表した。BMSCでも同様の機構が存在していると予測されるが、Tlx3発現BMSCの樹立が上手く進まず期限内には証明できなかった。以上の結果は、BMSCのグルタミン酸作動性ニューロンへの分化には、エピジェネティック制御が深く関わっていることを示唆している。幹細胞の聴神経分化誘導の高効率化には、このエピジェネティック制御に働きかける薬剤利用が有効であることが明らかとなった。我々の研究の目的は、骨髄由来間葉系幹細胞(BMSC)から聴神経を高効率に分化させる技術を開発することである。転写因子Tlx3とPax2は、聴神経の発生に必須な因子である。本研究で我々は、Tlx3とPax2がエピジェネティック酵素との相互作用を介し、聴覚神経の分化を制御していることを見つけた。我々の結果から、これら酵素の活性に影響する試薬が、BMSCから聴神経の高効率な分化誘導に役立つかもしれないことが示唆される。昨年度、研究代表者である下村が、北海道医療大学へと移動した。その研究室への立ち上げに時間の多くを費やした。このような状況にも関わらず、本研究計画から得られた副次的発見を含めて、多くの成果を得ることができ、3報の論文としてまとめた。しかし、実験計画での2項目目2-1について、そのウイルス発現ベクターの構築がまだ済んでいない。以上、総合的に判断して、「おおむね順調に進展してる」と評価した。再生医療研究代表者が移動した北海道医療大学での動物実験が、手術機器の不足から今後予定している難聴実験動物モデルへの適応の実施ができない可能性が生じている。共同研究を行っているIndiana大学のグループが、in vitroで内耳構造を胚性幹細胞から作製する技術を開発した(Nature, 2013)。動物実験の実施が不可能となった場合、このin vitro内耳構造に、私たちが作成したBMSCを移植し、その聴神経再生能の評価を行うこととする。また、本研究計画を遂行中に、グルタミン酸作動性ニューロン分化過程におけるTlx3の働きを偶然発見した。この結果は、Tlx3だけでなく、Pbx3と共発現させることにより、BMSCのグルタミン酸作動性ニューロンへの分化効率を高める可能性を示唆するものである。
超高性能VLSIの論理設計とテスト方式に関する研究

VLSIの高速化・高集積化が進む一方で,製造したVLSIにノイズ,プロセス,電力などに起因した遅延ばらつきの問題が多く発生し,製造において生じる欠陥もタイミングに影響するものが多くなっている.本研究では,高性能VLSIに高い信頼性を確保するため,タイミングに影響する誤動作をテスト可能とする設計とテスト方式の研究を行った.タイミングに影響する誤動作の代表的なものにパス遅延故障がある.パス遅延故障に対するテスト生成において,テスト不要なパスを前もって指摘することはその効率化に重要な役割を果たす.本研究では,まず,高速にテスト不能パスを識別する手法を開発した.パス数の多い回路に対するテスト不要パスの識別には従来多大な処理時間を要していたが,提案手法は,本手法は従来手法と比較して短時間で計算でき,テスト不要なパスの判定能力はほぼ同等であることを示した.また,テストの必要性が高い,故障の生じやすいパスの集合を算出するアルゴリズムを開発し,テスト生成手法と合わせて提案した.次に,パス遅延故障のようなフリップフロップのセットアップエラーを生じる故障でなく,ホールドエラーにより生じるショートパスディレイ故障のテストについて研究した.パス遅延故障におけるパス活性化条件と比較しながら,ショートパスディレイ故障におけるパス活性化条件を考察し,テスト生成手法を提案した.更に,低速なLSIテスタを用いて高速VLSIのタイミングに影響する故障をテストするための設計とテスト方式について研究した.低速なLSIテスタを用いる場合,テストパターンデータの圧縮が重要となるが,本研究では,高いデータ圧縮率を得るためテストパターン中のドントケアを判定する技術を開発した.また,ドントケア値を含むデータの符号化アルゴリズムを考案し,実験によりその有効性を示した.VLSIの高速化・高集積化が進む一方で,製造したVLSIにノイズ,プロセス,電力などに起因した遅延ばらつきの問題が多く発生し,製造において生じる欠陥もタイミングに影響するものが多くなっている.本研究では,高性能VLSIに高い信頼性を確保するため,タイミングに影響する誤動作をテスト可能とする設計とテスト方式の研究を行った.タイミングに影響する誤動作の代表的なものにパス遅延故障がある.パス遅延故障に対するテスト生成において,テスト不要なパスを前もって指摘することはその効率化に重要な役割を果たす.本研究では,まず,高速にテスト不能パスを識別する手法を開発した.パス数の多い回路に対するテスト不要パスの識別には従来多大な処理時間を要していたが,提案手法は,本手法は従来手法と比較して短時間で計算でき,テスト不要なパスの判定能力はほぼ同等であることを示した.また,テストの必要性が高い,故障の生じやすいパスの集合を算出するアルゴリズムを開発し,テスト生成手法と合わせて提案した.次に,パス遅延故障のようなフリップフロップのセットアップエラーを生じる故障でなく,ホールドエラーにより生じるショートパスディレイ故障のテストについて研究した.パス遅延故障におけるパス活性化条件と比較しながら,ショートパスディレイ故障におけるパス活性化条件を考察し,テスト生成手法を提案した.更に,低速なLSIテスタを用いて高速VLSIのタイミングに影響する故障をテストするための設計とテスト方式について研究した.低速なLSIテスタを用いる場合,テストパターンデータの圧縮が重要となるが,本研究では,高いデータ圧縮率を得るためテストパターン中のドントケアを判定する技術を開発した.また,ドントケア値を含むデータの符号化アルゴリズムを考案し,実験によりその有効性を示した.本研究は,超高速動作が要求されるVLSIの論理設計方式とテスト方式の開発が目的である.本年度は,そのようなVLSIの実現に必要な,論理回路の遅延故障に対するテスト対象パスの選択技術についての研究を行った.論理回路のパス数は回路規模に対して指数関数的に増大する場合があり,テスト不要なパスを多く含む場合も多い.そこで,回路の動作速度に影響を与える可能性が高いパスを選択し,パス遅延故障のテスト生成に適用する手法を提案した.パス選択では,論理回路を部分パスに分解し,二つの部分パスの活性化条件の矛盾によりテスト不要パスを識別する.この手法の特徴はパス数が非常に多い回路でも高速にテスト不要パスを計算可能なことであり,本研究では,従来手法では処理できなかった乗算器のような回路でも提案手法によりテスト不要なパスの判定が可能となることを示した.さらに,テスト不要パスの解析では,部分パスで表される有向グラフをエッヂグラフに変換し,解析精度を高める手法も提案した.また,テスト不能パスの情報から,回路内の各信号線について,その信号線を含む最も遅延時間の大きなパスを選択する手法も開発した.各ゲートに対して最大遅延を与えるパスをテストすれば,テスト対象とならなかったパスに遅延故障がある場合も,本手法で選択されるパスのテストで検出できることが多いと考えられる.このパス抽出手法とテスト生成システムを合わせたシステムを開発し,パス遅延故障に対して高い有効性を持つテストパターンを生成するシステムを実現した.LSI中のフリップフロップ間に生じるタイミング的な故障には,セットアップエラーを生じる故障とホールドエラーを生じる故障の2通りがある.従来提案されているディレイ故障テスト手法は,すべてセットアップエラーをテストする手法であった.しかし,LSIの品質を保証するためにはホールドエラーを生じる故障をテストも必要である.今年度の研究では.ホールドエラーを生じる「ショートパスディレイ故障」に対するテスト手法を提案した.まずホールドエラーのメカニズムを考察することによって新しい故障モデルの提案を行い.次に従来のディレイ故障におけるパス活性化条件と比較しながら,ショートパスディレイ故障におけるパス活性化手法を考察した.さらに,テスト生成手法の一例としてノンロバストテストに対するテスト生成手法を提案し,ベンチマーク回路に対するテスト生成実験を行った.

その結果,ショートパスディレイ故障はパス上のゲート数が少ないため,テスト生成に成功する割合が多いことがわかった.また今年度の研究において,タイミング的な故障のテストが不能なパ論理回路中のパス判定の効率化手法についての研究も実施した.論理回路のネットリストをエッジグラフに変換し,エッジグラフで表された論理回路に過去に提案した部分経路活性化手法を適用することで,テスト不能パスの判定能力を向上できる.ISCASのベンチマーク回路に対する実験では,従来手法と比較して約2%程度の判定能力向上であったが,パス数の多い回路では2%の判定能力向上でも,判定されるパスの絶対数は非常に大きく,テスト生成を効率化するための有効性を示すことができた.VLSIの高速化が進む一方で,LSIのテスト装置(LSIテスタ)の高速化は難しくなっており,テスト対象のLSIよりも遅い動作速度のLSIテスタの使用を余儀なくされている.そのため,回路遅延が増加するような故障の検出は容易でない.しかしながら,製造したVLSIの信頼性を確保するには,高い遅延故障検出能力を有するテストを,汎用的なLSIテスタ上で効率よく実施することが不可欠である.平成13年度は,低速LSIテスタを利用した高速VLSIのテストを可能にする論理設計とテスト技術について研究を行った.低速LSIテスタを利用した高速VLSIのテストの原理を述べる.まず,テストパターンを符号圧縮技術により圧縮する.次に,符号化して圧縮したテストデータをLSIテスタからチップに印加し,チップに搭載したデコーダ回路でそのデータを復号化して,テスト対象回路に印加する.圧縮されたテストデータがチップ内部で復号化されてテストデータ量が増加するため,チップ内部では高速にテスト動作可能である.したがって,低速テスタを使っても,高速なLSIの遅延故障をテスト可能である.符号化によるデータ圧縮の有効性はテストデータのビットパターンに依存するが,一般にテストデータはランダムに近いビットパターンで構成されており,圧縮で大きな効果を得ることは難しい.我々は今年度,テストデータ中のドントケア(0でも1でもテストの有効性に影響しない)値の判定手法を世界に先駆けて開発した.テストデータが多くのドントケア値を含んでいるなら,圧縮はより効果の高いものにできる.ISCASベンチマーク回路に対する実験では,本手法は圧縮されていないテスト集合の約66%の入力がXとなり,また,圧縮されたテスト集合であっても平均47%の入力をXとすることができた.また,符号化によるデータ圧縮では,開発した手法によりテストデータ量を元のテストデータの40%にまで減らすことができた.これは,理論的には,LSIテスタの約2倍のの動作速度をもつ高速VLSIがテスト可能であることを示している.
社会学教育の課題と現状

本研究における基本的焦点は、(1)社会学教育における資格の問題、(2)社会学教育と近年の「大学改革」や高等教育の大衆化・国際化・情報化との関連、(3)社会学教育の担当者と受け手(学生・院生)の意識と実態、の3点である。この3点を解明するために、1996年度には、国内外の理論的成果の吸収、文献資料の整理・分析や関連組織関係者への予備的ヒヤリングなどを行ない、これを基礎に、研究費、研究プロジェクト、設備備品や情報サービスや研究教育機器の利用状況、教育支援体制、所属学会、日本社会学会への意識、教授法、担当科目などの質問項目を含む「A.日本社会学会一般会員対象アンケート調査」と、就学資金、進学動機、研究テーマ、研究発表、所属学会、勉学スタイル、施設設備、研究環境、教育指導、就職、日本社会学会への意識などの質問項目を含む「B.社会学教育を受けている大学院生対象アンケート調査」を実施した。1997年度は、この二つのアンケート調査の集計・分析を行ない、また、「C.社会学教育を受けている社会人学生対象アンケート調査」を新たに行なった。A調査は配布総数2449、有効回収数868、回収率35.4%、B調査は配布総数3646、有効回収数505、回収率13.9%、C調査は配布総数380、有効回収数192、回収率50.5%であった。これらの調査を通じて、3つの基本的焦点がおおむね明らかになり、社会学教育のあり方についての日本社会学会などにおける今後の議論のための重要な基礎が築かれた。本研究では、(1)社会学教育における資格の問題、(2)高等教育の大衆化・国際化・情報化および近年の大学改革の実態と社会学教育との関連、(3)社会学教育の担当者と受け手(学生・院生)の意識の実態、の3点を基本課題に設定した。そして(1)と(2)については、国内外の理論的成果の吸収、文献資料の収集・整理・分析や関連組織の関係者へのヒヤリングによる系統的なケース・スタディをおこなった。(3)については第一に、日本社会学会の一般会員を対象に「社会学教育の現状と課題に関する調査:一般会員用調査票」を作成し郵送により配布・回収し、第二に何らかの形で社会学教育を受けている大学院生を対象に「同:大学院生用調査票」を郵送により配布・回収した。これらの調査票は現在点検・集計・分析中である。一般会員用調査票は、基本属性、研究費関係、研究プロジェクト、設備・備品・情報サービスの利用状況と評価、研究教育機器の利用状況、教育支援体制と評価、所属学会・活動状況、日本社会学会への意識、教授法、担当科目、などの諸項目を含んでいる。また、大学院生用調査票は、基礎属性、修学資金、進学の動機など、研究テーマ、研究発表と所属学会、勉学スタイル・施設設備や研究環境、教育・研究指導、就職、日本社会学への意識などの諸項目を含んでいる。なお、社会人学生に対してもアンケート調査を実施すべく、調査票の作成と社会人を受け入れている社会学系大学への予備調査とをおこなった。1996年度に実施し年度末に回収した二種類のアンケート調査票について、集計・分析をおこない、あらたに「社会人入試により入学した学部社会人学生調査」を実施し、調査票を回収・分析し、報告書としてまとめる作業をおこなった。3つのアンケート調査の概要は次の通りである。1)「社会学教育の現状と課題に関する調査」一般会員用調査票大学院生を除く日本社会学会一般会員個人を対象にした悉皆調査配布総数2,449有効回収数868回収率35.4%調査期間1997年1月2月2)「社会学教育の現状と課題に関する調査」大学院生用調査票日本社会学会の会員のうち大学院生である者(直接郵送)、および社会学系の大学院に所属している院生等(所属大学院に依頼して配布)配布総数3646

有効回収数505回収率13.9%調査期間1997年2月3)「四年制大学に在籍する社会人学生に関する調査」昼夜を問わず社会人対象の社会学教育をおこなっている23大学(社会福祉学のもの教育を除く)に在籍する社会人学生対象配布総数380有効回収数192回収率50.5%調査期間1997年6月調査結果の中間報告を、1997年11月8日に千葉大学で開催された第七〇回日本社会学会大会一般研究報告の分科会「教育1」においておこなった。この調査により、「大学改革」の進行に伴い社会学教育がどのように変わりつつあるか、それに対して大学院生、社会人学生、日本社会学会の一般会員がどう感じているか、がおおむね明らかになり、社会学教育のあり方についての日本社会学会などにおける今後の議論のための重要な基礎が築かれた。
がん患者・家族の終末期在宅療養移行に向けた早期からの継続的意思決定支援ツール開発

本研究では1がん患者の家族が、がんの診断から終末期に至るまでのどのような段階でどのような話し合いや準備を行い在宅療養への移行に向けた意思決定を行っているのか、インタビュー調査をもとにそのプロセスを明らかにし2看護師が早期から外来や病棟で患者・家族の終末期の過ごし方に関する意思を継続してアセスメントできるツールの開発を行う。
ATM網におけるデータベース移動を用いた分散データベースシステムに関する研究

今年度は、2年計画の本研究の最終年度であり、前年度に考案したデータベース移動をトランザクション処理に利用する分散データベースシステムの実装、及び、実装したシステムの実測評価を行った。このシステムは、企業内イントラネットなどのように、サイト数がさほど多くなく、サイト間のネットワーク帯域幅も均一で広帯域であるといった、ある程度閉じた分散環境を想定している。そこで、システムの実装を進める一方で、このシステムをさらに一般的な広域ネットワーク環境に適用するための方法論についても研究を推進した。前者の成果として、研究代表者の所属する研究室の既存のワークステーションとネットワークシステム、及び、前年度交付を受けた研究費によって購入したノートパソコンを用いてシステムを構築することにより、異機種分散環境への適応を考慮した。このシステムでは、データベース移動を考慮した並行処理制御機構として、移動するデータベースに対するデータベース操作をサポートする機構を実現した。さらに、移動するデータベースに対して障害が発生したときに、障害発生前のデータベース更新ログを収集し、特定のサイトで保持しているデータベースのバックアップから効率的に障害復旧を行う機構を実現した。システムの実測評価の結果から、実装したシステムにより、トランザクション処理時間を大幅に改善できることを確認した。後者の成果としては、広域ネットワーク環境上の分散システムではサイト数が多く、様々なトランザクションが発生することを考慮して、システム全体をバックボーンネットワークとそれに接続する少数のサイトからなる論理的なシステムと見なし、その論理システム上で処理時間を最短にするデータベース移動のスケジューリングを行う手法を提案した。これらの研究成果を取りまとめたものは、海外の著名な学会の論文誌をはじめとする様々な分野でその重要性が見とめられ、高い評価を受けている。今年度は,2年計画の本研究の初年度であり,当初の予定通り,分散トランザクション処理におけるデータベース移動を考慮した並行処理制御手法,及び,これまでに提案しているトランザクション処理手法とこの並行処理制御手法をベースとする分散データベースシステムについての研究を推進した.前者の成果として,従来の分散データベースシステムで用いられる2相施錠規約を拡張して,データベースの移動に関する施錠を導入した新たな並行処理手法を考案した.更に,データベース移動時の処理スループットの低下を防ぐために,移動するデータベースに対する操作をサポートするための効果的な手法を考案した.後者の成果としては,従来の分散データベースシステムに,研究代表者がこれまでに提案したデータベース移動を用いたトランザクション処理機能と,本研究で考案した並行処理制御の機能を拡張したシステムを考案した.考案したシステムの性能を,シミュレーションによって評価し,その有効性を確認した.なお,これらの研究成果を取りまとめたものは,海外の著名な学会の論文誌を始めとする様々な分野でその重要性が見とめられ,高い評価を受けている.また,考案したシステムのプロトタイプシステムの設計を既に終了し,現在,その実装を進めている.研究代表者の所属する研究室の既存のワークステーションとネットワークシステム,及び,今年度交付を受けた研究費によって購入したノートパソコンを用いてシステムを構築することにより,異機種分散環境への適応を考慮している.現時点では,同機種のワークステーション間でのデータベース移動及び分散トランザクション処理の動作確認を既に終え,実測評価のための準備段階に入っている.今年度は、2年計画の本研究の最終年度であり、前年度に考案したデータベース移動をトランザクション処理に利用する分散データベースシステムの実装、及び、実装したシステムの実測評価を行った。
日本最古の化石氷体(北アルプス内蔵助沢)の構造と形成に関する研究

本研究は、1)氷体掘削・試料分析、2)氷体構造・形成機構の研究。3)周氷河現象の研究で構成された2年次にわたる計画であった。初年度は、熱水ドリルによって深さ約19mの2つの縦穴を内部作業ができるように拡張した。そして孔内の層構造を観測し、また多量の試料を採取してその植物片年代、氷体構造、残留磁化、地球化学的成分、雪氷微生物、基底堆積物などの分析・解析をおこなった。第2年度は、初年度に採取した試料の分析の継続と、氷体構造に関する固体粒子の混入、岩屑運搬、氷体流動モデルなどの基礎的研究、氷体形成にかかわる気候条件の解析、古環境に関する周氷河堆積物についての地形・地質学的研究などを実施した。以上の結果を総合すると、氷体形成の年代は、底部層が17001800年前、基底から約13mの高さの部分がおよそ1000年前、そして不整合面をはさんで1960年代以降の新しい層がその上に堆積している。この氷体の構造は、形成年代と融解水の浸透、基底からの物質のとりこみによって、4つの部分に分けられた。そのそれぞれの部分で、氷の物理的性質、地球化学成分などに特徴的な差異がみられた。この付近は、60007000年前頃には温暖で高山植生におおわれていた。氷体中の化学成分および微生物相から、氷体の形成は現在よりも寒冷な環境のもとで進行し、氷体表面へ雪が集積しやすい地形と基底での少ない融解量および末端堆石による氷体流動のせきとめ効果により残存するにいたった。氷体の形成期には流動していた証拠がそろっているので、この氷体はかつて氷河であったと考えられる。しかし現在も流動している明白な証拠は見出されなかった。今後、従来えられている過去2000年の古環境に関する知見に、化石氷体から得られる情報を加えて,よりくわしい古環境の復元を目指す。本総合研究は、1)氷体掘削・試料分析班、2)氷体構造・形成機構研究班、3)周氷河現象研究班で分担して2年次計画で実施されている。本年度は内蔵助雪渓のタテ穴からの試料採取が最も重要な鍵であったが、熱水ドリルを購入して雪渓の底に達する深さ約19mの2つの孔内で十分作業できるだけの穴の拡張に成功した。その結果、植物片の^<14>C年代測定法により、深さ19mの孔底付近で1760±140年BPの結果がえられ、その他の深さでの結果もあわせて、下半部の時間スケールを得ることができた。そして、孔壁の層構造、孔内試料の磁性、微生物、花粉などの解析がすすめられており、それらの結果とあわせて、この化石氷体の構造と形成および古環境を次年度にかけて明らかにしてゆく。この氷体の構造で注目すべき点は、底層の泥が氷体の流動によって氷体中にとりこまれていることである。これは、少なくとも同氷体がある時期に氷河的なふるまいをしていた(あるいは現在もしている)ことの証拠と考えられ、これまでの地形遺跡による日本の完新世における小氷期の研究に、化石氷体という試料がつけ加わった。化石氷体の流動は、氷体構造にとりこまれた岩屑の運搬と、周氷河現象の調査によって観測された内蔵助雪渓への岩屑供給との関係からも検討されている。

次年度は、今年度の結果を補足するとともに、氷体の形成機構と周辺の環境にかかわる長期的、広域的資料をまとめ、本研究の課題について総括する。本総合研究は、1)氷体堀削・資料分析班、2)氷体構造・形成機構研究班、3)周氷河現象研究班で分担して2年次計画で実施されている。本年度は、内蔵助雪渓の縦穴が多量の残雪のため開口せず、孔内での初年度の補足的観測は実施できなかったが、初年度に採取した試料の構造、磁性などの物理的解析と安定同位体、トリチウム、化学成分などの化学分析がおこなわれた。また、雪渓内部への個体粒子の混入過程、氷河流動量を考慮した越年性氷の長期変動、化石氷体による岩屑運搬モデルなどの氷体構造に関する基礎的研究、氷体の形成にかかわる立山山域の気候条件の解析などがすすめられた。さらに、氷体から得られた結果を付近一体の古環境と結びつけるための基礎的研究として、周氷河堆積物についての地形・地質学的研究がおこなわれた。以上の結果を総合すると、氷体の年代については、その底部層はおよそ17001800年前に形成されたと考えられる。氷体の構造は、基底から13.2mの高さに不整合面があり、その上下の間で年代、氷の密度・粒径・結晶C軸方位、トリチウム濃度、酸素同位体比などのちがいとなってあらわれている。また、この付近は、60007000年前頃には温暖で高山植生におおわれ、4400年前と2100年前にも周辺に植生の豊かな時期があった。そして氷体は、現在よりも寒冷な環境下で形成され、氷体底面からの融解が少ないため残存したと考えられる。氷体の形成期には流動していた証拠がいくつか見出されたので、この氷体はかつて氷河であったと考えられるが、現在も流動しているという明らかな証拠は見出されていない。このような化石氷体にかかわる研究は、日本の雪渓研究や古環境研究に新たな視点をあたえたといえる。今後も雪渓縦穴の開口時に底面融解量の観測、流動の有無の確認、他の雪渓氷体との比較研究等を進めたい。
広禁制帯幅半導体との複合による極限高効率シリコン太陽電池の開発

本研究は、Siならびにそれに格子整合して成長させた広禁制帯幅半導体との複合材料系を用い、太陽光の広波長領域にわたって光エネルギーを最大限有効に活用し、30%を越える極限高効率を達成する新構造Si太陽電池と開発することを目的とする。具体的にはSiに格子整合するGaPを緩衝層とし、その上に最適な禁制帯幅を持つGaP系広禁制帯幅半導体を成長させ、Siとの複合太陽電池構造を形成する。(1)高品位結晶の精密制御成長と評価、(2)価電子制御と高効率素子の試作、の2つの課題を中心に据え研究を遂行した。有機金属気相成長法において、原料供給量を制御し、GaP系混晶半導体の組成比を変化させ、禁制帯幅を精密に制御することに成功した。成長温度、原料流量比、など高品位単結晶を得るための最適成長条件を確立した。高効率素子の実現には価電子制御と接合形成が不可欠である。とくに、複合化に必須のGaPとSiとの素子接合に、高濃度に不純物を添加したトンネル接合を設けることを試みた。添加原料の選択により、GaP系半導体では報告されている中では最高の濃度を達成した。不純物濃度とトンネル電流特性の関連を明らかにし、複合構造素子に最適なトンネル接合の形成技術を確立することが急務である。本研究は、シリコンならびにそれに格子整合して成長させたガリウムリン系広禁制帯幅半導体との複合材料系を用い、太陽光の広波長領域にわたって光エネルギーを最大限有効に活用し、30%を超える極限高効率を達成する新構造シリコン太陽電池を開発することを目的とする。本年度は、1]がリウムリン系半導体のヘテロエピタキシ-と禁制帯幅の精密制御、2]成長層の結晶性評価と価電子制御、の2つを主な課題として研究を遂行した。得られた成果は次の通りである。1.原料流量比を精密に制御することにより、禁制帯幅を任意に変化できることを示し、高効率を達成するために最適な禁制帯幅を実現できた。基板温度、原料総流量など成長条件を詳細に検討し、再現性のよい制御技術を確立した。2.走査電子顕微鏡による表面観察やX線回折法、ホトルミネッセンス法、等により成長層の結晶性を評価し高品質成長層を得る条件を確立した。素子作製プロセスの重要な課題である価電子制御について、まず、不純物添加に適切な原料ガスを検討、選択した。さらに所定の流量を原料ガスに加えることにより添加量の制御を実現し、高効率化に不可欠の高濃度の不純物添加を実現した。以上の成果により所期の目的は達成されたと考えられる。今後、すでに計算機シミュレーションにより明らかにしている最適構造素子の作製とその動作特性の評価、作製プロセス技術の確立が必要である。
海氷の古海洋学的Proxyの開発とオホーツク海氷の歴史的変遷の解析

本研究の目的は、アルベドの増大や大気海洋間の熱交換の阻害、海洋の熱塩循環の駆動などを介して、地球の気候システムに大きな影響を及ぼす海氷が、オホーツク海というその最も低緯度の分布域において、過去から現在へどのように変動したかを解明することである.そのために、新たに海氷Proxyを開発して、オホーツク海の堆積物コアに応用した。開発を目指したProxyは、Ice Algae(主に珪藻)由来の高分岐イソプレノイド(HBI)等の脂質バイオマーカー、および海氷運搬砕屑粒子(IRD)の2つである。残念ながらオホーツク海堆積物には、HBIは検出されず、HBIによる海氷変動の復元は出来なかったが、セジメントトラップによって採取された沈降粒子試料と衛星観測によって詳細に明らかとなった海氷の形成・融解のタイミングの相互解析から、オホーツク海では海氷の融解時期にのみ、IRDが沈降・堆積することが証明され、IRDによって過去の海氷の生成量、分布範囲などの解析が可能であることが示された。IRD及びその他多くの海洋環境復元のためのProxiesを、オホーツク海の堆積物コアに応用した結果、IRDのデータからは、1)オホーツク海では氷期に、グローバルな寒冷化イベント(ハインリッヒイベント)に対応した海氷形成の拡大が生じたこと、2)前中期完新世(約90006000年前頃)の温暖期には、現在よりもむしろ海氷は多かったことなどが明らかとなった。同時に測定された各種の微化石や化学トレーサーの分析から、前中期完新世のオホーツク海は、現在のような珪藻主体の生態系ではなく、円石藻の繁茂する温暖かつ塩分成層の発達した環境下にあったことが明らかになっている。こうした事実は、完新世の環境下では、オホーツク海氷は、大局的には「寒冷化」よりも「低塩分化」に反応して拡大する可能性を示唆している。本研究では、これまで余り行われてこなかった堆積物コアからの過去の海氷分布の正確な復元を通して、気候変動に対する海氷の役割を明らかにすることを目的とし、特に2つの手法(IRD:海氷が運搬する陸起源の粗粒砕屑粒子と、Ice Algaeに由来するBiomarker)に注目して、その手法の新規開発とオホーツク海における実際の応用を行うことに主眼を置いている。本年度は、既に設置・回収されていたセジメントトラップ(サハリン中・北部沖の2地点の各々上下2層)で得られた沈降粒子試料の中のIRDの季節変動をまず測定し、IRDが海氷の融解時のみに沈降する、つまりIRDが実際に海氷のProxyになりうることをオホーツク海で初めて明らかにした。次にこのIRDを、オホーツク海中部の東西測線上で採取された3本の堆積物コアの中で測定し、オホーツク海におけるIRDの時空間変動の特徴を明らかにした。その結果、1)オホーツク海では海氷は、氷期に拡大し間氷期に縮小すること、2)海氷の出現頻度は、過去においても現在同様、西部海域で最も高いこと、3)氷期には東部海域も含めてオホーツク海全域が海氷に覆われる時期が有ったこと、4)オホーツク海東部にはカムチャッカ半島の山岳氷河に由来すると思われるIRDの流出が、間氷期にも活発であったこと、などが明らかになった。今後、他の水温・塩分等のProxyデータと組み合わせて、オホーツク海における過去の海氷形成のメカニズムとその気候システムへの影響について、詳細に解析していく。一方、Ice Algae

由来のBiomarkerに関しては、珪藻バイオマーカーでありIce AlgaeのProxyとなることが期待されたHBI(高分岐イソプレノイド)などを堆積物コア中に検索したが、その存在は確認できなかった。今後、セジメントトラップ試料の解析などを通して、Ice Algae由来のバイオマーカーの検索を続ける。本研究では、アルベドの増大や大気海洋間の熱交換の阻害、海洋の熱塩循環の駆動などを介して、地球の気候システムに大きな影響を及ぼす海氷が、オホーツク海というその最も低緯度の分布域において、過去から現在へどのように変動したかを解明することを目的としている。そのために、新たに海氷Proxyを開発して、オホーツク海の堆積物コアに応用した。開発を目指したProxyは、Ice Algae(主に珪藻)由来の高分岐イソプレノイド(HBI)等の脂質バイオマーカー、および海氷運搬砕屑粒子(IRD)の2つである。残念ながらオホーツク海堆積物には、HBIは検出されず、HBIによる海氷変動の復元は出来なかったが、セジメントトラップによって採取された沈降粒子試料と衛星観測によって詳細に明らかとなった海氷の形成・融解のタイミングの相互解析から、オホーツク海では海氷の融解時期にのみ、IRDが沈降・堆積することが証明され、IRDによって過去の海氷の生成量、分布範囲などの解析が可能であることが示された。IRD及びその他多くの海洋環境復元のためのProxiesを、オホーツク海の堆積物コアに応用した結果、IRDのデータからは、1)オホーツク海では氷期に、グローバルな寒冷化イベント(ハインリッヒイベントやダンスガード・オシュガーサイクル)に対応した海氷形成の拡大が生じたこと、2)中期完新世(約6000年前頃)の温暖期には、現在よりもむしろ海氷は多かったことなどが明らかとなった。同時に測定された各種の微化石や化学トレーサーの分析から、中期完新世のオホーツク海は、現在のような珪藻主体の生態系ではなく、円石藻の繁茂する温暖かつ塩分成層の発達した環境下にあったことが明らかになっている。こうした事実は、完新世の環境下では、オホーツク海氷は、大局的には「寒冷化」よりも「低塩分化」に反応して拡大する可能性を示唆している。
多チャンネル咬合力連続測定装置の開発

1.咬合力測定装置の開発小型圧力センサを左右第1小臼歯部,第1臼歯部の計4カ所に組み入れた上顎型デンタルアプライアンスを製作した.各センサからの出力はセンサインタフェースボード(PCD-100A,共和電業社製)により検出し,コンピュータ(PC-9801RA,NEC)に記録した.咬合力の解析は既製ソフト(Card Scope Ver.1.0,共和電業社製)により行った.2.咀爵時咬合力の測定グミゼリーを被験食品とし片側咀爵時の咬合力分布の測定を行った.咬合力は咀爵初期においては咀爵側大臼歯部を中心に発現し,その力は咀爵側大臼歯,小臼歯,非咀爵側小臼歯,大臼歯の順に大きかった.また咀爵の進行にともない,咬合力は平衡側にも認められるようになり,咀爵終期においては両側大臼歯部においてほぼ均等に発現することが明らかとなった.3.今後の課題及び展望圧力センサよりの出力はデンタルアプライアンス内でのセンサの位置及び受圧面における咬合接触の条件などにより,大きく影響を受けることが明らかとなり,咬合力の定量的な評価を行うには適切なキャリブレーション方法を開発する必要が認められた.また咬合力を長時間記録を行うためには,C言語を用いたプログラムを新たに作製する必要があり,現在開発中である.今後これら課題を解決した上で,筋電図,顎運動との同時測定や,睡眠中の咬合力測定などを行い,さらに研究を進めている予定である.1.咬合力測定装置の開発小型圧力センサを左右第1小臼歯部,第1臼歯部の計4カ所に組み入れた上顎型デンタルアプライアンスを製作した.各センサからの出力はセンサインタフェースボード(PCD-100A,共和電業社製)により検出し,コンピュータ(PC-9801RA,NEC)に記録した.咬合力の解析は既製ソフト(Card Scope Ver.1.0,共和電業社製)により行った.2.咀爵時咬合力の測定グミゼリーを被験食品とし片側咀爵時の咬合力分布の測定を行った.咬合力は咀爵初期においては咀爵側大臼歯部を中心に発現し,その力は咀爵側大臼歯,小臼歯,非咀爵側小臼歯,大臼歯の順に大きかった.また咀爵の進行にともない,咬合力は平衡側にも認められるようになり,咀爵終期においては両側大臼歯部においてほぼ均等に発現することが明らかとなった.3.今後の課題及び展望圧力センサよりの出力はデンタルアプライアンス内でのセンサの位置及び受圧面における咬合接触の条件などにより,大きく影響を受けることが明らかとなり,咬合力の定量的な評価を行うには適切なキャリブレーション方法を開発する必要が認められた.また咬合力を長時間記録を行うためには,C言語を用いたプログラムを新たに作製する必要があり,現在開発中である.今後これら課題を解決した上で,筋電図,顎運動との同時測定や,睡眠中の咬合力測定などを行い,さらに研究を進めている予定である.
視感度低下の原因となる網膜層特定のためのパターン形状可変式網膜電図の開発

網膜上の任意の検査点の視感度低下はマイクロペリメトリー(精密視野検査)を用いて検査できる。しかし、その原因となる網膜層を特定することは出来ていない。また、障害の原因となる網膜層の特定は現状の網膜電図(ERG)を用いると、パターン形状が固定式のため、網膜上の決められた検査点でしか計測が出来なかった。この問題点を解決するため、我々はパターン形状移動式のERGとマイクロペリメトリーを開発してきた。そして、移動式ERGにより錐体反応(a波,b波,c波,PhNR)及び杆体・錐体合同反応が観測され、網膜層特定を可能とした。しかし、移動式はパターン形状をそのまま平行移動させる方式のため、計測感度が検査点の位置によらず一定とするのに十分とはいえなかった。次に、我々はその問題点を解決するため、検査点周辺領域と形状変形領域に分けて行うパターン形状可変式ERGの着想に至った。そして、移動式から形状可変式への変換を行っている。(1)マイクロペリメトリー及びパターン形状可変式ERG(試作)の実験系の構築、(2)パターン形状可変式ERG(試作)のプログラム作成及び人眼に対する網膜電位の計測を行った。形状可変式ERG(試作)により、移動式と同様に錐体反応(a波,b波,c波,PhNR)及び杆体・錐体合同反応が観測され、網膜層特定を可能とした。また、平成31年4月令和2年3月までの約1年間、高等専門学校機構の在外研究員制度を利用して、米国スタンフォード大学医科大学院眼科学教室(Dr. David Myung研究室)でパターン形状可変式ERGの開発と、開発に必須となる網膜及び角膜の細胞や生体組織の勉強を行う機会を得た。スタンフォード大学でパターン形状可変式ERGの開発を行う予定のため、研究計画の検討及び米国に輸送する実験装置の準備及び手配を行ってきた。平成30年度は移動式で作製した実験装置を応用し、形状可変式への変換及び試作を行った。パターン形状可変式ERGは検査点周辺領域と形状変形領域に分けて行う。マイクロペリメトリー及びパターン形状可変式ERG(試作)の実験系の構築、パターン形状可変式ERG(試作)のプログラム作成及び人眼に対する網膜電位の計測を行った。形状可変式ERG(試作)は錐体反応(a波,b波,c波,PhNR)及び杆体・錐体合同反応が観測され、網膜層特定を可能とし、予想した以上に高感度であった。ERG波形が高感度であった理由は電気計測装置を次のように向上させたことである。(1)ノッチフィルター回路の動作検証:主な周波数(45Hz, 47.6Hz, 45Hz)において出力電圧が大幅に減少したことを確認した。(2) 50Hzハムノイズ除去検証:測定用の皿電極及び耳クリップを接続させた状態で、I/Oデバイス及び端子台を用いて検証実験を行った。出力電圧の結果より、50Hzの周期的なノイズが除去され、ランダムなホワイトノイズのみが出力されていることを確認した。(3)ホワイトノイズ除去検証:シールドシートを用いて電子回路を包んだ状態にし、ホワイトノイズを減少させる検証実験を行い、ハムノイズが軽減された事を確認した。さらに,シールドシートとノッチフィルターを併用した際の出力電圧はハムノイズのような周期性のあるノイズが姿を消したことを確認した。最後に、ノッチフィルターとシールドシートの併用で80%以上のノイズを除去出来たことを確認した。今後測定する人体からのERG計測の実用化に十分満足できると考えられる。また、研究代表者は平成31年4月令和2年3月の期間、米国スタンフォード大学医科大学院眼科学教室に留学できる機会を得た。スタンフォード大学の眼科医と意見交換しながら、ERGの開発を行うことが出来る。令和元年度は米国スタンフォード大学医科大学院眼科学教室のMyung先生の研究室で研究活動を行う。研究代表者のスタンフォード大学での身分は客員研究員(Visiting Scholar)である。Myung先生のご厚意で、スタンフォード・ゲノム・テクノロジー・センター内の1室をERG開発の研究室として提供して頂いた。この場所で、ノートパソコン2台、32インチディスプレイ1台、電気計測装置一式(マルチファンクションI/Oデバイス、増幅回路、ノッチフィルター、ERG電極等)、メンテナンス工具類等を日本から輸送して、ERG計測の実験を行う。まず、昨年度試作したパターン形状可変式ERGの改良を行っていく。Dr. David Myung研究室は毎週月曜日に研究発表会を行っており、研究員のプレゼンテーションを行い、活発な討論が展開されている。研究代表者も既に研究発表を行った。この研究室は眼科医だけでなく、化学工学、生物学等のエキスパートが揃っており、的確なアドバイスが期待できる。そして、スタンフォード大学の研究者と共に意見交換しながら、ERG開発を進めることが出来る。また、米国に輸送した実験機を用いて、パターン形状可変式ERG検証をスタンフォード大学病院の患者に対して行うことが可能である。

そして、移動式ERGにより錐体反応(a波,b波,c波,PhNR)及び杆体・錐体合同反応が観測され、網膜層特定を可能とした。しかし、移動式はパターン形状をそのまま平行移動させる方式のため、計測感度が検査点の位置によらず一定とするのに十分とはいえなかった。次に、我々はその問題点を解決するため、検査点周辺領域と形状変形領域に分けて行うパターン形状可変式ERGの着想に至った。そして、移動式から形状可変式への変換を行っている。(1)マイクロペリメトリー及びパターン形状可変式ERG(試作)の実験系の構築、(2)パターン形状可変式ERG(試作)のプログラム作成及び人眼に対する網膜電位の計測を行った。形状可変式ERG(試作)により、移動式と同様に錐体反応(a波,b波,c波,PhNR)及び杆体・錐体合同反応が観測され、網膜層特定を可能とした。また、平成31年4月令和2年3月までの約1年間、高等専門学校機構の在外研究員制度を利用して、米国スタンフォード大学医科大学院眼科学教室(Dr. David Myung研究室)でパターン形状可変式ERGの開発と、開発に必須となる網膜及び角膜の細胞や生体組織の勉強を行う機会を得た。スタンフォード大学でパターン形状可変式ERGの開発を行う予定のため、研究計画の検討及び米国に輸送する実験装置の準備及び手配を行ってきた。平成30年度は移動式で作製した実験装置を応用し、形状可変式への変換及び試作を行った。パターン形状可変式ERGは検査点周辺領域と形状変形領域に分けて行う。マイクロペリメトリー及びパターン形状可変式ERG(試作)の実験系の構築、パターン形状可変式ERG(試作)のプログラム作成及び人眼に対する網膜電位の計測を行った。形状可変式ERG(試作)は錐体反応(a波,b波,c波,PhNR)及び杆体・錐体合同反応が観測され、網膜層特定を可能とし、予想した以上に高感度であった。ERG波形が高感度であった理由は電気計測装置を次のように向上させたことである。(1)ノッチフィルター回路の動作検証:主な周波数(45Hz, 47.6Hz, 45Hz)において出力電圧が大幅に減少したことを確認した。(2) 50Hzハムノイズ除去検証:測定用の皿電極及び耳クリップを接続させた状態で、I/Oデバイス及び端子台を用いて検証実験を行った。出力電圧の結果より、50Hzの周期的なノイズが除去され、ランダムなホワイトノイズのみが出力されていることを確認した。(3)ホワイトノイズ除去検証:シールドシートを用いて電子回路を包んだ状態にし、ホワイトノイズを減少させる検証実験を行い、ハムノイズが軽減された事を確認した。さらに,シールドシートとノッチフィルターを併用した際の出力電圧はハムノイズのような周期性のあるノイズが姿を消したことを確認した。最後に、ノッチフィルターとシールドシートの併用で80%以上のノイズを除去出来たことを確認した。今後測定する人体からのERG計測の実用化に十分満足できると考えられる。また、研究代表者は平成31年4月令和2年3月の期間、米国スタンフォード大学医科大学院眼科学教室に留学できる機会を得た。