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人間としての在り方生き方への自覚を深める高等学校ホームルーム活動に関する研究

3年計画で,人間としての在り方生き方への自覚を深める高等学校ホームルーム活動に関する研究を実施してきた。その最終年度である3年目の研究実績は,次の4点である。第1番目に,生徒指導と特別活動の関係について質問紙調査を実施し,共分散構造分析を用いて検討した結果,生徒指導の満足度が特別活動の満足度に影響を及ぼすことが確かめられた。そして,分析の結果,特に,生徒指導の中の「個人的適応指導」と,特別活動の中の「学芸的行事」や「健康安全・体育的行事」に着目して特別活動をさらに充実させていくことが提案できた。第2番目に,ホームルーム活動の指導内容になることの多い「いじめ」の解決のためには,被害の申告先を明示して,助言,仲介,加害者側への注意などの方法を駆使して被害者を救済していくことを提案した。「いじめ」や「校内暴力」へは,学校や教師の毅然とした対応が必要であり,政策的側面についてもその具体的な方向を検討できた。第3番目に,子どもの「社会的自立」の基礎を培うためには,ホームルーム活動等での生徒指導の役割が大きいことを言及できた。第4番目に,学習指導要領の内容を吟味しつつ,その中でホームルーム活動を含む特別活動の位置付けを調べ,教育課程上の重要性を再確認できた。これらを総合すると,学習指導要領上でのホームルーム活動を含む特別活動を重視し,その中で子どもの「社会的自立」の基礎を培うために,生徒指導の具体的方策をさらに検討することが課題提起できる。2004年度は3年計画の初年度であり,研究の基盤を固めるために,下記の質問紙調査及び実地調査を実施した。I質問紙調査の実施・現職小中学校教員を対象としたホームルーム活動に関する質問紙調査【実施年月日】2004年8月16日,月曜日【内容】小学校教諭58名,中学校教諭17名,高等学校教諭13名,特殊教育諸学校教諭4名を対象としてホームルーム活動での在り方生き方指導についての質問紙調査を実施した。【成果】現職教員のホームルーム活動に対する意識を把握することができた。・教育職員免許取得希望学生97名を対象としたホームルーム活動に関する質問紙調査【実施年月日】2005年1月20日木曜日【内容】教育職員免許取得希望学生を対象としてホームルーム活動での在り方生き方指導についての質問紙調査を実施した。【成果】教育職員免許取得希望学生のホームルーム活動に対する意識を把握することができた。II実地調査の実施・東京学芸大学附属高等学校の視察【実施年月日】2005年2月18金曜日【内容】副校長との面談,ホームルーム活動関連教員との面談,ホームルーム活動についての意見交換,ホームルーム活動の見学,ホームルーム活動関連資料の収集。【成果】いわゆる進学校型の高等学校でのホームルーム活動の具体的場面を観察でき,また,特別活動に係る校務の分掌について把握することができた。・東京学芸大学附属高等学大泉校舎の視察【実施年月日】2005年2月23日水曜日【内容】副校長との面談,ホームルーム活動関連教員との面談,ホームルーム活動についての意見交換,ホームルーム活動の見学,ホームルーム活動関連資料の収集。【成果】いわゆる国際教育校型の高等学校でのホームルーム活動の具体的場面を観察でき,また,特別活動に係る校務の分掌について把握することができた。3年計画で,人間としての在り方生き方への自覚を深める高等学校ホームルーム活動に関する研究を実施している。その中間年度である2年目の研究実績は,次の5点である。第1番目に,ホームルーム活動での生徒指導について実態調査を実施できたことである。第2番目に,ホームルーム活動を含む学習指導要領の変遷について,過去およそ半世紀にわたって検討できたことである。第3番目に,ホームルーム活動を含む特別活動で数値目標を学校マニフェストに掲載する際の配慮点と実例について検討できたことである。第4番目に,ホームルーム活動で実施することの多い生徒指導について,その課題を学校マニフェストに盛り込むためのポイントを検討できたことである。第5番目に,信頼される学校づくりに向けたカリキュラム・マネジメントのために,ホームルーム活動を含む特別活動での少人数指導の方法について検討できたことである。これらの実態調査,歴史研究,数値目標,生徒指導,少人数指導などの成果を,体系化,総合化することによって,自他の人権を十分に尊重できる人権教育の場としてのホームルーム活動が実現できる。実態調査でホームルーム活動の現状を把握し,歴史研究でホームルーム活動を含む特別活動の誕生と変遷を他の領域との関係において位置づけ,現在の学校マニフェストにホームルーム活動を含む特別活動の数値目標や,ホームルーム活動を中心として行われる生徒指導についての掲載の方法を考案し,ホームルーム活動を含む特別活動での少人数指導について提案した。研究の2年目は,過去からの歴史と現在の調査を踏まえてこれからのホームルーム活動の在り方を模索した大局的な内容であった。「ホームルーム活動で,人権教育を基盤とした生徒指導を実施することにより,人間としての在り方生き方についての自覚が深まる」ということを次年度の3年目の研究では実証していきたい。

そして,分析の結果,特に,生徒指導の中の「個人的適応指導」と,特別活動の中の「学芸的行事」や「健康安全・体育的行事」に着目して特別活動をさらに充実させていくことが提案できた。第2番目に,ホームルーム活動の指導内容になることの多い「いじめ」の解決のためには,被害の申告先を明示して,助言,仲介,加害者側への注意などの方法を駆使して被害者を救済していくことを提案した。「いじめ」や「校内暴力」へは,学校や教師の毅然とした対応が必要であり,政策的側面についてもその具体的な方向を検討できた。第3番目に,子どもの「社会的自立」の基礎を培うためには,ホームルーム活動等での生徒指導の役割が大きいことを言及できた。第4番目に,学習指導要領の内容を吟味しつつ,その中でホームルーム活動を含む特別活動の位置付けを調べ,教育課程上の重要性を再確認できた。これらを総合すると,学習指導要領上でのホームルーム活動を含む特別活動を重視し,その中で子どもの「社会的自立」の基礎を培うために,生徒指導の具体的方策をさらに検討することが課題提起できる。
クロスカリキュラムにもとづく環境教育の開発

前年度は、日本におけるクロスカリキュラム導入の可能性について論じた論文を発表し、また、盛岡市内の公立小学校の協力を得て、実際にクロスカリキュラムに基づいた環境教育の年間指導計画の作成を行った。この成果を踏まえ、平成10年度は、授業実践・関連教材の開発にまで踏み込んだ研究を行った。具体的には、岩手大学附属小学校で5年生を対象として1回、6年生を対象として2回の実験授業を、北上市の公立小学校で1回の実験授業を行い、さらに盛岡市内、花巻市内の公立小学校の協力を得て、または岩手大学教育学部を会場に研究授業を行った。また、指導要領に内容に基づいた前年度の年間指導計画では、総合的学習としての環境教育独自の単元構成が得られないため、ホリスティックな世界観に基づく環境教育理論的に考察し、「国家社会」「世界システム」「個人の自我」「人間性」の四つの側面から環境問題を捉えるの内容構成を明らかにした。これらの成果に基づき、本年度は、学会での口頭発表1回と、非学会誌への2度の執筆を行った。現在、学会での口頭発表をまとめた、ホリスティックな世界観に基づく環境教育の内容構成に関しての学会論文を準備している。本年度の研究は、平成10年度の実践的・実験的研究に向けての理論的・基盤的研究を中心に行なった。具体的には、以下の三つの研究を行なった。第一に、クロスカリキュラムの理論的基盤となる、イギリスのナショナルカリキュラムの分析・検討から、日本における総合的・横断的教科の在り方について位置づけを行ない、その方向性について考察を行なった。この成果は、平成9年度に論文としてまとめた。併せて、環境教育の動向について、環境経済学、環境倫理学、自然科学的な環境教育等の文献を集め、さらに、過去の関連する研究論文から、環境教育について収集、検討を行なった。第二に、平成10年度の実践的・実験的研究に向けて、すでに総合的な環境教育の実践を積み重ねている公立小学校の協力を得て、従来の総合的環境教育の年間指導計画の分析を行なった。この結果は、平成10年度の実践的・実験的研究の予備的な研究として位置付けられる。第三に、環境教育に関連するビデオ、CD-ROM、諸教具の収集と分析を行なった。当初より、環境教育に関するメディアの使用に関しても研究の一端として位置付けていたが、本年度は、CD-ROMを開発・企画した企業や、実際に使用している学校現場の聞き取り調査を行なって、平成10年度の実践的・実験的研究に向けての検討を行なった。
遺伝情報の解析

DNA塩基配列データあるいはたんぱく質のアミノ酸配列データから進化の系統樹の技分かれの順番を推定するための方法を開発した.この方法は最尤法に基づくものであり,進化測度に関する何らの制約も加えていないから,異なる機能をもった遺伝子の進化などのように,進化測度が系統ごとに異なる場合にも適用できる.また最大対数尤度の分散を求めるための新しい方法を考案したもので,推定された系統樹の信頼区間が比較的簡単に評価できるようになった.更に最尤法の一般化である情報量基準AICにより,必らずしも進化速度が一定でない場合でも分岐年代が推定できるように,分子時計の解析法を一般化した.この方法をいくつかの霊長類偽遺伝子に適用し,霊長目におけるヒトの系統学的位置について様々な新しい知見を得た(長谷川).九大のDNAデータベースにおよそ600本の最新のデータを入力した.このデータベースを使って免疫グロブリン様配列をサーチした結果,新しく免疫グロブリン・スーパーファミリーとして4つのメンバーを加えることができた.またサーチの方法に関しては新しい手法を開発した.更に性染色体と常染色体の分子進化速度の違いから,雌雄の突然変異率の違いを示唆するデータを得た(宮田,安永).AIDウィルスなどのレトロウィルスの塩基配列データの比較から,これらのウィルスの進化や起原に関する新しい知見が得られた(安永,五條堀).リボソームRNAの塩基配列データを解析し,ミトコンドリアの細胞内共生説の検証,真核生物の各界の間の系統関係の推定,真性細胞や後生物菌などの系統関係の推定を行なった(長谷川,堀).クリングルという特殊な二次構造を有するプロテアーゼの機能的・進化的意義を調べるため,それらのアミノ酸,塩基配列データの解析を行なった(五條堀).DNA塩基配列データあるいはたんぱく質のアミノ酸配列データから進化の系統樹の技分かれの順番を推定するための方法を開発した.この方法は最尤法に基づくものであり,進化測度に関する何らの制約も加えていないから,異なる機能をもった遺伝子の進化などのように,進化測度が系統ごとに異なる場合にも適用できる.また最大対数尤度の分散を求めるための新しい方法を考案したもので,推定された系統樹の信頼区間が比較的簡単に評価できるようになった.更に最尤法の一般化である情報量基準AICにより,必らずしも進化速度が一定でない場合でも分岐年代が推定できるように,分子時計の解析法を一般化した.この方法をいくつかの霊長類偽遺伝子に適用し,霊長目におけるヒトの系統学的位置について様々な新しい知見を得た(長谷川).九大のDNAデータベースにおよそ600本の最新のデータを入力した.このデータベースを使って免疫グロブリン様配列をサーチした結果,新しく免疫グロブリン・スーパーファミリーとして4つのメンバーを加えることができた.またサーチの方法に関しては新しい手法を開発した.更に性染色体と常染色体の分子進化速度の違いから,雌雄の突然変異率の違いを示唆するデータを得た(宮田,安永).AIDウィルスなどのレトロウィルスの塩基配列データの比較から,これらのウィルスの進化や起原に関する新しい知見が得られた(安永,五條堀).リボソームRNAの塩基配列データを解析し,ミトコンドリアの細胞内共生説の検証,真核生物の各界の間の系統関係の推定,真性細胞や後生物菌などの系統関係の推定を行なった(長谷川,堀).クリングルという特殊な二次構造を有するプロテアーゼの機能的・進化的意義を調べるため,それらのアミノ酸,塩基配列データの解析を行なった(五條堀).
微小血管ネットワークを有する高次肝組織の生体内での再構築

血管ネットワークを有する高次組織の創出は再生医療などの領域で高い期待が寄せられているものの、その再構築技術は十分に確立されていない。本研究では、ヒト高次再生組織の創出を目的として、まずヒト臍帯静脈血管内皮細胞(HUVEC)とヒト間葉系幹細胞(hMSC)のフィブロネクチンコラーゲンゲルへの3次元包埋培養によるヒト型微小血管ネットワークの再構築をin vitroで行った。次に、この細胞を包埋したフィブロネクチンコラーゲンゲルの微小片をマウス頭部観察窓(cranial window)内に移植することにより、in vivoでヒト型微小血管系の再構築を行い、更にそれを基盤に血管ネットワークを有するヒト高次肝組織の創出を試みた。血管構成細胞であるHUVEC・C3H10T1/2とコラーゲンゲルによる細胞-細胞外マトリックスコンポジット移植をマウス頭部クラニアルウインドウ内に移植し、微小血管ネットワークの再構成が可能であるか否かを検証し、さらに、血管ネットワーク内での肝組織の再構成を試みた。本年度は、In vivoの現象を生体外部から観察することのできるクラニアルウインドウ法を用いて、複数の異なる血管構成細胞を移植することにより、血管ネットワークの再構成が可能であるか否かを検証した。クラニアルウインドウは、6週齢のNOD/SCIDマウスの頭蓋骨をマイクロドリルを用いて円形に除去し、円形スライドガラスで封入することにより作製した。細胞-細胞外マトリックスコンポジットは、Rat Tail Collagen-Type I Gelに、ヒト血管内皮細胞(HUVEC)0.8×10^6個とマウス間葉系前駆細胞(C3H10T1/2)0.2×10^6個を共に包埋することにより作製した。細胞を包埋して24時間後、あらかじめ作成しておいたクラニアルウインドウに細胞-細胞外マトリックスコンポジットを移植した。移植後16日目にFITC-Dextranにより血流を可視化してライブ観察を行った結果、HUVECとC3H10T1/2により再構成された血管が観察された。これと同一の再構成された血管は、移植後37日目でも引き続き観察され、移植後136日でも安定して存在しつづけることが示された。次に、レトロウィルスベクターを用いてEGFP(enhanced green fluorescence protein)遺伝子でマーキングしたHUVECを用いて同様の手法により血管ネットワークを再構成し、移植後20日目にRhodamin-Dextranを尾静脈注射することにより血流を可視化しライブ観察した結果、再構成血管はホストマウスの血流を伴っていることが明確に確認された。以上により、血管構成細胞であるHUVEC・C3H10T1/2とコラーゲンゲルによる細胞-細胞外マトリックスコンポジットの移植による微小血管ネットワークの再構成が可能であることが明らかとなった。今後、肝細胞や肝幹細胞を共に移植することにより、血管構造を有する肝組織の再構成を試みていく。ヒト血管内皮細胞(HUVEC)・ヒト骨髄由来間葉系幹細胞(hMSC)により完全ヒト型微小血管ネットワークを再構築が可能であるか否かを検証し、その構築過程を定量化するとともに、さらに、血管ネットワーク内でのヒト肝組織の再構成を試みた。クラニアルウインドウ法を用いて、EGFP(enhanced green fluorescence protein)遺伝子で標識したHUVECとhMSCを前年同様Rat Tail Type I Collagen-Gelに共に包埋することによりヒト型血管の成熟過程をライブにて定量した。移植後2週目には構築された血管の一部で宿主からの血流が認められ、移植後8週目では構築が維持された血管ネットワークほぼ全てで血流が確認された。hMSCを移植しないHUVECのみの系では構築された血管ネットワークは未熟で1週間程度で退縮した。hMSCにKO(Kusabira Orange)遺伝子を導入し、EGFP-HUVECとともに蛍光顕微鏡下で可視化できるようにしたところ、KO-hMSCはHUVECからなる微小血管を取り囲むように遊走し、血管壁細胞として血管ネットワークの成熟安定化に関与していることが示唆された。構築された微小血管ネットワークの血管密度は、移植後5週目から移植後8週目まで単位面積の30%(SE±0.5%)で維持され、平均血管径は直径8μm(SE±0.45μm)で維持された。移植後8週目の組織について血管内皮細胞マーカー(ヒトPECAM-1)と平滑筋マーカー(α-SMA)の発現を免疫染色にて検討したところ、再構成された血管では管腔を形成するヒトPECAM-1陽性細胞がα-SMA陽性細胞に囲まれて存在し、HUVECと壁細胞に分化したhMSCより構成されていることが証明された。

HUVEC, hMSCと更にKOを遺伝子導入したヒト胎児肝臓細胞を共に培養したところ、移植後5週目の組織解析の結果、血管様構造とともに、一部で胆管様構造、サイトケラチン陽性細胞から構成される細胞クラスターやアルブミン陽性細胞集団が多数観察され、血管構造を有する肝組織が再構成されたと考えられた。今後、安定した肝組織の構築とその成熟過程の定量化を試みる予定である。ゲル包埋した微小肝組織の生体内における成長に最適な条件を決定し、肝組織の再構築と血管網の再構築を計時的にライブ観察することにより、その成長の様子を評価した。組織内の血管網の発達に関しては、撮影した画像から微小血管のパラメーターを定量化し評価を行なった。前年同様クラニアルウインドウ法を用いて、KO(Kusabira Orange)遺伝子を導入したヒト胎児肝臓細胞及びBGFP(enhanced green fluorescence protein)遺伝子を導入したHUVECとhMSCをRat Tail Type I Collagen-Gelに共に包埋することによりヒト型肝組織の成熟過程をライブにて定量した。その結果、移植後3週目においてヒト胎児肝細胞単独移植群に対し、ヒト胎児肝細胞+HUVEC, hMSC移植群の血管密度は1.6倍、総血管長は1.3倍の増大が確認された。KO陽性の肝細胞群はどちらの群でも移植後5週目以降も死滅することなく、血流を有する血管網を形成しながら順調に増殖した。移植後5週目の移植組織から作製した組織標本の解析の結果、血管様構造とともに、一部で胆管様構造、サイトケラチン陽性細胞から構成される細胞クラスターやアルブミン陽性細胞集団が多数観察され、血管構造を有する肝組織が再構成されたと考えられた。しかしながら、形態的には細胞の異型、組織の構造異型が強く、移植肝細胞がtransormしている可能性が否定できなかった。今後、安定した正常な肝組織の構築とその成熟過程の定量化を試みる予定である。
ドラッグリポジショニングによるペルテス病の新規治療法の開発

ペルテス病の病態制御には、修復過程における1血管新生の遅延、2活発な壊死骨の吸収、3骨新生の抑制のそれぞれが治療ターゲットとなり得る。申請者らは既存薬であるランソプラゾールに骨形成促進作用が存在することを見出しており、骨吸収抑制薬にはすでにビスフォスフォネート製剤が使われている。骨壊死に続発する股関節炎の遷延は、血管新生の遅延や骨新生の抑制に関与するが、慢性炎症の薬物治療は関節リウマチや敗血症性ショックの基礎研究から開発が進んでいる。本研究の目的は骨壊死によって生じる3つの病態をドラッグリポジショニング薬剤と既存薬との併用療法によって改善することで、ペルテス病の自然歴の改変を試みることである。
パ-キンソン病発症に関する栄養学的要因の日本中国共同研究

中国でパーキンソン病の要因を探る患者対照研究を行った。血中マンガンと血清鉄レベルは、パーキンソン病患者において有意に高かった。血清銅と亜鉛、各令属の食物からの摂取量、血清ビタミンEとB12、各種ビタミン摂取量、各種アミノ酸摂取量の比較では有意な差は認められなかった。血中マンガンおよび鉄の濃度上昇は、飲料水あるいは大気汚染の影響も考えられ、パーキンソン病発症と関係していることが示唆された。本研究の中国の共同研究者である武漢大学公衆衛生院・譚曉東教授とともに、調査地である中国嚢樊市第一人民医院を訪れ、研究協力者の医師(Yunwen Luo教授ら)とともに予備調査を開始した。予備調査に先立ち、国際基準のスクリーニングクライテリアとフィジカルクライテリアの確認を行い、調査員のトレーニング、血液や尿資料の分析方針を確認した。予備調査は、パーキンソン病患者と、脳神経疾患を伴わない性年齢を一致させた対照者の各20名で特発性のパーキンソン病のみをケースとして用いるため、ケースについては、CT検査に加え、より精度を高めるためMRI検査を追加して除外診断を行うことにした。予備調査は、対象者の選別方法の確認や調査員の評価、生体試料の測定方法の検討、追加調査項目の必要性などを吟味することを目標に行った。対象者の選別は、順調に進められ、嚢樊市第一人民医院の神経内科の医師による確定診断もMRIを加えたことで精度も高まった。調査員に関しては、予備調査がトレーニングにもなり、レベルを高めることができたが、血液中のビタミン類や重金属と尿中のメチルニコチンアミドの測定において、採取料が予定より多く必要だということがわかり、現段階でメチルニコチンアミドとアミノ酸測定が進んでいない。生体試料の採集方法と量について病院との調整を行っている。今年度の予備調査の結果をふまえ、調査方法の修正を行い、すでに本格調査を一部開始した。予算の範囲で、対象者をできるだけ増やし、統計的な解析に向けて中国との調整を進めている。本年度本格研究を開始し、栄養学的調査、血中重金属測定等を行いパーキンソン病との関連を検討した。マンガン中毒でパーキンソン病様症状を呈することが知られているが、我々はこれまでに、ナイアシン代謝における重金属の役割を検討し、マンガンと鉄がニコチンアミドメチルトランスフェラーゼ活性を高める可能性を報告してきた。今年度は特に、血中重金属濃度と食物からの重金属摂取量がパーキンソン病発症と関連性がないか検討を行った。対象者は中国湖北省襄奨市第一人民医院にてパーキンソン病と診断されて3年以内の患者と性及び年齢を一致させたコントロール(頭痛、めまいなどで同医療機関を受診した患者)それぞれ37人(男性22人、女性15人;平均年齢63.3±10.9歳)である。各重金属の摂取量はパーキンソン病と診断される前の状況を1週間当たりの食物摂取頻度によって調査し計算した。血液サンプルは朝食前に採取し、血清中のマンガン、鉄、銅および亜鉛の濃度を測定した。パーキンソン病患者のマンガン、鉄、銅および亜鉛の血清濃度は、それぞれ0.028±0.034μg/ml、1.55±0.97μg/ml、1.03±0.26μg/mlおよび0.76±0.27μg/mlであった。コントロールは、0.012±0.005μg/ml、0.99±0.68μg/ml、0.99±0.26μg/mlおよび0.70±0.24μg/mlであった。血清マンガンおよび鉄のレベルは、コントロールよりパーキンソン病患者において有意に高かった。グループ間の各金属の食物からの摂取量では差は認められなかった。また、水とお茶の摂取量はパーキンソン病患者において有意に低いという結果であった。全体的に血中重金属濃度が高かった今回の中国の対象者において、血中のマンガンおよび鉄の濃度上昇は、パーキンソン病の病因に関係している可能性が示唆された。最終年度として、さらに栄養学的調査、血中重金属測定等を継続して実施し、パーキンソン病との関連を考察した。対象者は昨年度と同様、中国湖北省嚢埜市第一人民医院にてパーキンソン病と診断されて3年以内の患者と性及び年齢を一致させたコントロール(頭痛、めまいなどで同医療機関を受診した患者)であり、それぞれ70人(男性39人、女性31人;平均年齢63.9±10.3年)である。パーキンソン病患者のマンガンの血中濃度、鉄、銅および亜鉛の血清濃度は、それぞれ0.026±0.025μg/ml、1.86±0.85μg/ml、1.02±0.33μg/mlおよび0.96±0.39μg/mlであった。

コントロールは、0.016±0.007μg/ml、1.44±0.83μg/ml、1.00±0.23μg/mlおよび1.10±0.51μg/mlであった。血中マンガンおよび血清鉄のレベルは、コントロールよりパーキンソン病患者において有意に高かった。グループ間の各金属の食物からの摂取量では差は認められなかった。また、パーキンソン病患者の血清ビタミンE、ビタミンB12は、それぞれ0.82±0.35mg/dl、352.3±215.7pg/ml、コントロールは、それぞれ0.87±0.35mg/dl、305.3±245.2pg/mlで有意な差はなかった。グループ間の各ビタミン摂取量は、ビタミンE、B1、B2、C、ナイアシンとも有意な差は認められなかった。トリプトファンを初め、アミノ酸摂取の比較でも、有意な差は認められなかった。血中のマンガンおよび鉄の濃度上昇は、飲料水あるいは大気汚染の影響も考えられ、パーキンソン病の病因に関係している可能性が示唆された。
心筋繊維・血管間の力伝達機構の解明と心臓壁の微視的モデル化に関する研究

本年度は生体軟組織を構成する能動的構成要素が心臓・血管系の生理的変形と力の伝達に及ぼす影響について理論的側面から解明した.血管の有限要素モデルは平滑筋組織に相当する能動的要素と弾性・膠原線維組織に相当する受動的要素が交互に層状に存在する円筒モデルとした.能動的要素は平滑筋の配向する血管の円周方向に収縮応力を発生する.また受動的要素は非圧縮等方のひずみエネルギ密度関数で表現される.活性状態は従来,同じひずみでの最大発生力に対する現在の発生力の比として定義して,そのレベルを表現していた.本研究では平滑筋が収縮応力を発生する際に重要な役割を果たすカルシウム濃度に対応する血管収縮剤のノルエピネフリンの濃度を活性状態を表現するパラメータとして導入した.これを用いて,残留ひずみの解放としての血管開き角の変化に関してノルエピネフリンの投与による数値シミュレーションを行ったところ,新たに導入したパラメータは従来のパラメータに比べて,活性化とそれに伴う開き角の変化の間の関係をより線形的に記述できた.また上述のモデルに基づいて,心筋と血管およびその間の脂肪層からなる有限要素モデルを作成して,心筋組織の変形が血流抵抗の変化に及ぼす影響について,平滑筋が非活性状態と活性状態にある場合とで比較検討した.本モデルにおいて心筋と脂肪層は非圧縮等方のひずみエネルギ関数で表現し,脂肪層は心筋や血管に比べて容易に変形するように材料定数を定めた.血管軸に垂直および平行な向きに10%の伸びを心筋壁に与えて,血管内腔の変形とそれに伴うポアズイユ流を仮定したときの流動抵抗の変化を評価した結果,平滑筋が活性状態にある場合には,管軸方向の心筋の伸び変形に対する血管流動抵抗の増加が緩和される傾向にあり,脂肪層の存在は心筋の伸び変形に対する血流抵抗の増加を助長する傾向にあることが示された.本年度はまず生体軟組織を構成する能動的な筋組織と受動的な結合組織との力学的相互作用について理論的側面から検討するため,血管壁に含まれる平滑筋組織と周囲の弾性・膠原線維との関係について,数字モデルの定式化と有限要素法による応力解析を行った.各要素のモデルは種々の変形解析に適用できるように汎用の有限要素解析プログラムに組み込み可能な形に定式化した.平滑筋要素は筋の配向方向に沿って発揮される収縮応力と受動的応力の和の形にモデル化した.このうち収縮応力はひずみと活性化のレベルを表す活性化パラメータの二つの変数の関数とした.受動的応力は等方線形弾性体として定式化した.また弾性・膠原線維については非圧縮等方のひずみエネルギー密度関数で定式化して,非線形変形挙動を表現した.有限要素解析の結果,本モデルは平滑筋の弛緩状態および強い収縮状態に対して,血圧と血管径の関係を表現することがわかった.また平滑筋配向方向の円周方向応力分布は平滑筋弛緩状態では弾性・膠原線維が応力を受け持ち,収縮状態では応力レベルが圧縮に向かって低下するとともに,平滑筋が応力を受け持つようになる様子が見られた.この結果は能動要素の活性レベルが組織内部の力学的状態を大きく変化させることを示している.また本研究では間隙組織等の微小な力の測定装置の試作も合わせて行った.本装置では液内に浮遊させた試料の一端を固定し,他端をカーボンファイバを通してステンレス製箔の片持はりの下端に連接した.片持はりのたわみはレーザ変位計で測定し,あらかじめ求めておいた校正曲線からたわみを力に変換した.試料の変形については試料上部に設置したCCDカメラにより,試料上の複数の粒子の変位からひずみを求められる.本年度は生体軟組織を構成する能動的構成要素が心臓・血管系の生理的変形と力の伝達に及ぼす影響について理論的側面から解明した.血管の有限要素モデルは平滑筋組織に相当する能動的要素と弾性・膠原線維組織に相当する受動的要素が交互に層状に存在する円筒モデルとした.能動的要素は平滑筋の配向する血管の円周方向に収縮応力を発生する.また受動的要素は非圧縮等方のひずみエネルギ密度関数で表現される.活性状態は従来,同じひずみでの最大発生力に対する現在の発生力の比として定義して,そのレベルを表現していた.本研究では平滑筋が収縮応力を発生する際に重要な役割を果たすカルシウム濃度に対応する血管収縮剤のノルエピネフリンの濃度を活性状態を表現するパラメータとして導入した.これを用いて,残留ひずみの解放としての血管開き角の変化に関してノルエピネフリンの投与による数値シミュレーションを行ったところ,新たに導入したパラメータは従来のパラメータに比べて,活性化とそれに伴う開き角の変化の間の関係をより線形的に記述できた.また上述のモデルに基づいて,心筋と血管およびその間の脂肪層からなる有限要素モデルを作成して,心筋組織の変形が血流抵抗の変化に及ぼす影響について,平滑筋が非活性状態と活性状態にある場合とで比較検討した.本モデルにおいて心筋と脂肪層は非圧縮等方のひずみエネルギ関数で表現し,脂肪層は心筋や血管に比べて容易に変形するように材料定数を定めた.血管軸に垂直および平行な向きに10%の伸びを心筋壁に与えて,血管内腔の変形とそれに伴うポアズイユ流を仮定したときの流動抵抗の変化を評価した結果,平滑筋が活性状態にある場合には,管軸方向の心筋の伸び変形に対する血管流動抵抗の増加が緩和される傾向にあり,脂肪層の存在は心筋の伸び変形に対する血流抵抗の増加を助長する傾向にあることが示された.
上皮細胞極性形成過程における糖輸送体の選択的細胞膜局在機構の分子形態学的解析

本研究の目的は,糖輸送体分子の細胞内局在機構を解明することである.そのため,糖輸送体遺伝子を遺伝子工学的手法によって改変し極性を持つ上皮培養細胞(MDCK細胞)や生体組織細胞に導入発現させ,その挙動をレーザー共焦点顕微鏡法等で観察した.実験には腎臓や小腸上皮細胞で頂部細胞膜に局在する糖輸送体SGLT1を用いた.野生型のSGLT1遺伝子を導入したMDCK細胞を蛍光抗体染色しレーザー共焦点顕微鏡で観察したところ,頂部細胞膜に限局していた.しかし,N末部の膜外突出部位にデリーションやアミノ酸置換などの変異を導入したcDNAクローンを上皮培養細胞に導入したところ頂部細胞膜局在がみだされ,頂部および基底側壁部の全細胞膜に局在するような,あるいは細胞膜には組み込まれず細胞質コンパートメントに局在を示すようになった.頂部細胞膜局在を乱す変異は第一膜貫通領域の直前にある9残基のアミノ酸配列内に限られていた.以上の結果は,SGLT1のN末膜外突出部位にある短い配列が頂部細胞膜局在の調節システムに深く関与していることを示唆する.こうした現象が培養細胞だけでなく実際の生体組織細胞でも起こりうるのかを確認するために,生体組織細胞へ直接cDNAクローンを導入する方法として,生体エレクトロポレーション法を確立した.また,組織に火傷を伴わない方法として,現在ジーンガンによるパーティクルデリバリーシステムの導入を試みている.本研究の目的は,糖輸送体遺伝子を遺伝子工学的手法によって改変し極性を持つ上皮細胞(MDCK細胞)に導入発現させ,その挙動をレーザー共焦点顕微鏡法等で観察し,糖輸送体分子の細胞内局在機構を解明することである.レーザー共焦点顕微鏡では,蛍光標識した分子以外の構造をみることができないため的確な対比染色が必要となる.本研究では,糖輸送体分子が頂部あるいは基底側壁部のどちらの細胞膜ドメインに局在するのかが問題となるため,これを明確に見分けられる対比染色として,タイトジャンクションの構成タンパク質であるオクルジンの蛍光抗体染色と細胞核の蛍光染色を試みた.レーザー共焦点顕微鏡での細胞核の対比染色に適した色素を得るために,21種類の核酸特異的蛍光色素について,蛍光特性,DNA特異性,退色特性,退色防止剤の有効性などを調べた.細胞核染色色素としてTO-PRO-3を用いることによって,糖輸送体分子,オクルジン分子,細胞核の局在が立体的に解析できるようになった.この手法を用いてSGLT1遺伝子を導入したMDCK細胞を観察したところ,発現したSGLT1は細胞が密集した状態では頂部細胞膜に限局していたが,細胞がまばらなところでは細胞膜全域に局在していた.隣接する細胞との間のタイトジャンクションは細胞層の自由な溶液の通過を妨げるバリヤ-としての機能だけでなく,頂部細胞膜と基底側壁部細胞膜を隔てる機能を持つと考えられており細胞極性形成に重要な役割を果たす.そこで,細胞密集過程におけるSGLT1の発現とタイトジャンクションの構成タンパク質であるオクルジンの局在を同時に観察した.その結果,SGLT1はタイトジャンクションのフレームワークができあがる前は細胞膜全域に局在し,フレームワークが完成した後に初めて頂部細胞膜に限局するようになることが明らかになった.この結果は,SGLT1の頂部細胞膜への選択的細胞膜移送機構は,細胞極性形成に伴い機能し始めることを示唆している.本研究の目的は,糖輸送体分子の細胞内局在機構を解明することである.そのため,糖輸送体遺伝子を遺伝子工学的手法によって改変し極性を持つ上皮培養細胞(MDCK細胞)や生体組織細胞に導入発現させ,その挙動をレーザー共焦点顕微鏡法等で観察した.実験には腎臓や小腸上皮細胞で頂部細胞膜に局在する糖輸送体SGLT1を用いた.野生型のSGLT1遺伝子を導入したMDCK細胞を蛍光抗体染色しレーザー共焦点顕微鏡で観察したところ,頂部細胞膜に限局していた.しかし,N末部の膜外突出部位にデリーションやアミノ酸置換などの変異を導入したcDNAクローンを上皮培養細胞に導入したところ頂部細胞膜局在がみだされ,頂部および基底側壁部の全細胞膜に局在するような,あるいは細胞膜には組み込まれず細胞質コンパートメントに局在を示すようになった.頂部細胞膜局在を乱す変異は第一膜貫通領域の直前にある9残基のアミノ酸配列内に限られていた.以上の結果は,SGLT1のN末膜外突出部位にある短い配列が頂部細胞膜局在の調節システムに深く関与していることを示唆する.こうした現象が培養細胞だけでなく実際の生体組織細胞でも起こりうるのかを確認するために,生体組織細胞へ直接cDNAクローンを導入する方法として,生体エレクトロポレーション法を確立した.また,組織に火傷を伴わない方法として,現在ジーンガンによるパーティクルデリバリーシステムの導入を試みている.
マルチモーダル感性認知機構の高効率なモデル化と実環境快適化への応用

マルチメディア・マルチモーダルな刺激から利用者が感じるイメージを、それらのコントラスト・情報量に基づいて高精度にモデル化する手法を開発した。利用者が主観的に感じるイメージ、快適感・集中感などの感性的・心理的な状態を、被験者に大量の回答を強いることなく、少数の事例の選択や、被験者の自然な行動・姿勢から推定する手法を開発した。これらを応用して、複合的な刺激により室内の印象をイメージに近づけられる仕組みを開発した。(a)マルチモーダルな感性の学習方式では、多感覚の相互作用や総合的なイメージのモデル化を、各感覚刺激の強さ(パワー)ではなく、各感覚の中でのコントラストに基づく情報量と、感覚間での情報量の対比に基づいて、全体としての知覚への影響の強さを統合することにより、各感覚での知覚感性のモデル化と、複数の感覚からの影響のモデル化を分離して行える方式のモデル化と実験を通した評価を行った。(b)物理的な刺激・生理的な指標・主観評価の関連性の解明では、実環境内のマルチメディア刺激(視覚・聴覚)に関しては、刺激の物理的な計測とともに、側抑制・順応などの感覚神経系の働きを経て受容される刺激を数理的にモデル化した。生理的な指標に関しては、環境内での利用者(被験者)の視線や脳血流の変化を計測した。また、多色配色の中で人間に強く知覚される色の抽出過程を、ベースカラー・アクセントカラーの考え方に基づいてモデル化した。その結果、面積が主要な不因子となるベースカラーに対して、面積が少なくても彩度差の高い刺激に対してアクセント性を感じ、全体のイメージ(印象)の近くに大きな影響を与えることがわかった。これらの計測値と主観評価との関連性を分析し、被験者の主観的な興味の有無と計測値との関係を手掛かりに、マルチモーダルな統合過程の推定を進めた。(c)利用者に負担の少ない学習方式に関しては、インテリア・ファッションなどの配色から受けるイメージを学習する過程を例に、利用者が提示する10枚程度の例示画像から、システムが自動的に共通する特徴を発見して数グループに分類し、また各グループ毎に、そのグループ内で共通する特徴を持つ多数の画像をデータベースから検索し、検索された結果の中で不適切な画像を除くというrelevance feedbackの一種となる手法を開発し評価した。【研究の目的】本研究では、視覚・聴覚など多感覚にまたがるマルチメディア情報を、感覚間で相互に影響しあいながら主観的に解釈する、マルチモーダルな感性認知過程を、実環境内での物理的な刺激・脳活動を含む生理的な指標・主観評価の関連性の分析を裏付けとしつつ、高効率にモデル化する技術を開発することを目的としている。【当該年度の実施計画】3年計画の初年度に当たり、本研究で提案・発展させる基本概念の詳細化およびマルチモーダルな感性認知過程のモデル化に着手した。【具体的な内容】はじめに、視覚・聴覚に関するマルチメディア・マルチモーダルな情報から実験を進めることとし、被験者に提示する刺激としてサイネージ(写真+文字)、CMビデオ(動画+音楽・音声)を題材に、これらの刺激に対する被験者の主観評価と、生理的な反応(光トポグラフィによる脳血流)の測定と活性部位・程度の推定を行う実験環境を構築した。また、様々なサイネージやCMビデオに対して、被験者がうける印象の強さ・興味の度合い(心理的な尺度)と相関のよい生理的な指標の発見を試みた。【成果・意義・重要性】被験者の興味の対象の推移により、写真に注目する際には視覚野、文字に注目する際には言語野の領域の活性が高まっていることが観測された。また、興味を持って視聴しているCMビデオに対しては、前頭前野の活性が高まり、退屈している場合には、活性が高まっていないことが観測された。また、視覚・聴覚に関するマルチメディア・マルチモーダルな情報が、被験者にどのように受け取られているかを、従来の心理評価(アンケートによる回答)によらずに、客観的に計測できる生理的な指標に基づいて推定することに道を開いたと言える。本研究では、視覚・聴覚など多感覚にまたがるマルチメディア情報を、感覚間で相互に影響しあいながら主観的にマルチモーダルに解釈する感性認知過程を、モデル化する技術の開発を行った。H26年度には、住宅のリビングルームを模した部屋を構築し、環境雑音などのあるもとで、照明の調節、BGMの付与により、空間の印象を、利用者が希望する快適なイメージや作業への集中度が高まるイメージに近づけるための制御機構の研究開発を行い、個人の感性的な特性に適合した制御方式の試作とその評価実験を実施した。また、利用者の感性モデルに基づいて絞り込んだ検索結果だけでなく、利用者が感じ期待する意外性の面からも適合性を評価するアルゴリズムを開発し、許容範囲でかつ意外性も感じられるデータの検索も可能とした。利用者に身体的な負担をかけずに心理状態を計測する技術として、多様な着座姿勢・体の動きとその時の心理状態(作業への集中度など)の相関関係を調べた。

その結果、個人差が認められるが、快適性や作業への集中度を高める効果のある照明光の色調・明度、BGMの曲調・テンポのあることがわかり、また、作業への集中度の指標となりうる姿勢・行動もあることがわかった。全研究期間を通じ、(a)個人ごとの感性的な特性を、各利用者(被験者)に少ない負担で計測・モデル化する手法、また、利用者の感性モデルへの適合度だけでなく、意外性の観点を含めた検索アルゴリズムを開発した。(b)マルチモーダルな環境の下で、照明、BGM・環境音が、利用者に与えるイメージのモデル化を進め、複合的な刺激により室内の印象をイメージに近づけられる仕組みを開発した。(c)利用者の快適感や集中感などの感性的・心理的な状態を、被験者の行動・姿勢から推定する手法を開発した。これにより、マルチモーダル感性認知機構の高効率なモデル化と実環境の快適化等に向けた応用の基礎を築けた。研究取組の一部、また、研究成果の一部は、Facebook上にて、英語・日本語で随時紹介をしている。感性情報学(a)マルチモーダルな感性の学習方式と(b)物理的な刺激・生理的な指標・主観評価の関連性の解明:初年度からの実験を引き続き進め、我々の提案するマルチモーダルな感性認知過程のモデル化手法の妥当性を、情報学・人間工学の両面から検証し、視覚のように物理量を計測しやすい感覚に関しては、感覚神経系を模した特徴抽出手法を採用し、また、人間の無意識の応答反応として、視線と滞留時間、脳血流と脳活動の部位の精密な計測を行った。人間に知覚される刺激の主観評価は、刺激の量・強さそのものではなく、平均的な刺激との差異、すなわち、情報量によって影響されるという我々の仮説を、配色パターンから受ける印象の評価・モデル化を例に検討した。その結果、カラーコーディネイトの分野などで経験的に語られている配色の方法論を、より正確に、数理的に定式化することができた。(c)利用者に負担の少ない学習方式:具体的には、利用者が提示する10枚程度の例示画像から、システムが自動的に共通する特徴を発見して数グループに分類し、また各グループ毎に、そのグループ内で共通する特徴を持つ多数の画像をデータベースから検索することにより、教示データ群を半自動的に構成し、構造化(細分類)する手法を開発した。精度の高い学習を行うためには、教示データ群に含められた教示データ候補画像の内から、利用者は検索された結果の中で不適切な画像を除くだけでよい。システムは、このようにして補充された画像集合を教示データとみなして、統計的分析を適用してモデル化する。ファッション写真、商品写真などを対象に、上記の手法を適用し、丁寧に教示データを与えて学習させた場合に比して、同程度の学習制度を実現するのに、約1/100程度の教示データで、工数(作業時間)は1/4に低減することができた。室内全体の多感覚刺激を制御する環境の構築に着手する前に、被験者個人に近接する視聴覚環境(デジタルサイネージ、ビデオ観賞)を制御すると共に、光トポグラフィNIRSによる脳血流の測定と活性部位・程度の推定を行う実験環境を構築し、マルチメディア・マルチモーダルな刺激を知覚する過程の客観的な計測に活用できるようにした。
抑うつの軽減を目指した介入プログラム及び教育的予防プログラムの確立

1990年頃より、欧米を中心にうつ病の治療として効果が明らかにされている認知行動療法の一技法である問題解決療法を基に、我が国でもネガティブな気分状態(抑うつ・不安・心配)の軽減に効果的な問題解決プログラムの開発を行うことを主目的として研究を行った。その結果、ネガティブな気分状態に陥りやすい問題解決プロセスのパターン及び効果的な問題解決のパターンが明らかとなった。よって、効果的な問題解決パターンを教育するプログラムを作成し、メンタルヘルス不調による休職者等を対象に指導を行ったところ、ネガティブな気分状態が緩和されることが実証された。研究目的(1):問題解決療法ワークシート及び指導者向けマニュアルの作成医療現場、産業現場、教育現場の3領域それぞれの領域で使用するワークシートと指導者向けマニュアルを作成し、現在、研究協力者とのミーティングを重ねながら改編作業を行っている。研究目的(2):指導者養成のワークショップの開催平成21年8月8日に大阪府大阪市内のみどりトータルヘルス研究所にて、医療関係者及び研究者、産業領域の心理士等を対象に、「復職支援プログラム:自分の気持ちを上手にコントロールするための5っのコツ問題解決療法」と題したワークショップを開催し、プログラムを施行できる指導者の養成活動を行った。研究目的(3):プログラムの効果検証研究の実施プログラムの効果検証を行う為に、医療現場・産業領域・教育現場において、個別面接形式/グループ形式で問題解決療法ワークシートを用いた指導を行い、問題解決スキルの向上及び抑うっと不安、心配の緩和、人生満足感や自尊感情の向上が見られるか否かを検討した。医療現場として大阪市内総合病院神経科の患者を対象に「自分の気持ちを上手にコントロールするための5つのコツ・問題解決療法・」と題したプログラムを2009年9月12月(週1回)に亘って実施した。産業現場として関西福祉科学大学EAP研究所の復職支援プログラム参加者を対象に、「認知行動療法・ストレスマネジメントカを身につける・」と題したプログラムを2009年5月2010年3月に亘り、5クール(1クールは週1x5回)を実施した。教育現場としては関西福祉科学大学の学生を対象に、学生相談室主催のイベントとして「よりよい人間関係づくりのための特別講座第1回認知行動療法を学び問題解決のコツを身にっけよう」と題してプログラムを実施した。さらに、研究者の担当科目である臨床心理学実習IVの実習として問題解決療法を大学4年生を対象に実施した。その結果、プログラムの有用性が示唆される結果が得られ始めている。研究目的(1):問題解決療法ワークシート及び指導者向けマニュアルの改編医療現場、産業現場、教育現場の各領域で使用するワークシートと指導者向けマニュアルに関して医師・臨床心理士・研究職等より専門的知識や臨床現場の実際についての情報提供を受けたことにより、より実践の場で有用性が高いワークシートとマニュアルの改編ができた。研究目的(2):医療現場、産業現場及び教育現場におけるプログラム実施及びデータ収集・分析医療現場として、9月12月にわたりNTT西日本大阪病院にて、年間を通してみどりトータルヘルス研究所にて実施した。産業領域としては、年間を通して関西福祉科学大学EAP研究所の復職支援プログラムの一環として実施した。教育現場としては、関西福祉科学大学・関西女子短期大学の学生相談室主催(8月25日・9月1日)で大学生・大学院生を対象に「認知行動療法を学び問題解決のコツを身につけよう」と題したワークショップを開催した。3領域において、プログラム前と比較して後では問題解決力が高まり否定的な情緒状態の緩和と肯定的感情の向上が確認された。このように本プログラムは抑うつ緩和プログラムとして、さらに予防的な教育プログラムとしても活用された。研究目的(3):学会やワークショップ等により本プログラムの普及活動大阪府内の役所や教育機関に勤務する者を対象としたセルフケア研修として問題解決療法を実施した。また、問題解決療法の実施者養成活動として、関西福祉科学大学・医療法人あけぼの会共同開催「事業場内メンタルヘルス推進担当者向け研修」アドバンスドコース(10月29日)では各事業場のメンタルヘルス推進担当者を対象に、「しなやかな対処力を身につける技法新しい認知行動療法の技術」と題して講義を行った。SOLVEプロジェクト主催で「第1回問題解決療法一般市民向けワークショップ」では一般市民を対象に、「第1回問題解決療法専門家向けワークショップ」では専門家を対象に、グループワークを取り入れたワークショップを開催した。日本サイコオンコロジー学会/日本認知療法学会合同大会(9月30日)においては、医療従事者や産業医や産業カウンセラー、心理職、研究職等の幅広い領域の参加者を対象に、「不安と抑うつの問題解決療法」と題したワークショップを実施した。目的(1)抑うつの軽減を目指した問題解決療法プログラムの効果検証研究本研究では、主にメンタルヘルス不調により休職されている方の復職支援を行っている機関と、大学への進学率が高まっている現代において社会人なる前の教育現場としての大学で問題解決療法を実施しその有用性を検討することを目的におこなった。

復職支援としては、関西福祉科学大学EAP研究所と医療法人あけぼの会の産学医協同事業、NTT西日本大阪病院、みどりトータルヘルス研究所にて、教育現場としては関西福祉科学大学・関西女子短期大学学生相談室にてプログラムを実施し、抑うつ・不安の緩和、問題解決力の向上といった効果を検証することができた。目的(2)問題解決療法プログラムの普及活動医師や看護師、心理士、保健師、教師等を対象に、問題解決療法プログラムの知識と実践的技法を身につけることを目的として、日本認知療法学会主催「不安と抑うつに対する問題解決療法」、NPO法人大学院連合メンタルヘルスセンター・NPO法人関西社会人大学院連合共催のメンタルヘルス推進担当者養成塾「認知行動療法から学ぶ」、国立病院機構本部近畿ブロック事務所主催の教員研修「ストレスマネジメント力を身につける」、(財)兵庫勤労福祉センター/連合兵庫主催の第7回セイフティネットワーク研修会『こころの健康!指導に活かす認知行動療法』」、大阪府臨床心理士会主催の大阪府臨床心理士会医療関係部会研修会「復職支援における認知行動療法の活用」を実施した。目的(3)問題解決療法ワークシート及び指導者向けマニュアル作成目的(1)と(2)で用いたワークシートやマニュアルをより詳細な解説を追加して冊子としてまとめた。
RF回転磁場による超高ベータプラズマの局所電流駆動と空間分布緩和

研究目的は、回転磁界を用いて金属容器内にて超高ベータプラズマの一つであるFRCプラズマを生成することにある。回転磁界の回転周波数をイオンサイクロトロン周波数と電子サイクロトロン周波数の間に設定することにより、回転磁界に対して電子のみが追随し、トロイダル電流が駆動される。このような回転磁界を発生させるための要素技術として、大容量IGBTによるインバーター回路とタンク回路からなる電源を開発し、数10MW程度の出力を得ることができた。プラズマ生成条件として2種類のモードを用いた。真空容器内部にあらかじめ中性ガスを詰めた状態で回転磁界を印加する方法と、既存のFRCプラズマ生成装置を利用して予備電離ガスをアンテナ近傍に導入してから回転磁界を印加する方法により実験を行った。磁気プローブアレイの計測結果より、回転磁界を印加した後に、装置軸中心部近傍でバイアス磁場が反転することが確認できた。そのような反転磁場は回転磁界を印加し続けている時間だけ持続することが確認できた。また、径方向プロファイルの測定からセパラトリックス半径r_sと主半径Rを計算し求めたところ、r_s=√<2R>という関係が成り立っており、生成された配位がFRCプラズマの平衡と一致していることが確認できた。回転磁界の強度に比例して、トロイダル電流が駆動させることがわかった。また、回転磁界の周波数が高いほど電流駆動効率が高まり大きなトロイダル電流が駆動できることがわかった。ミラー磁場間隔に比して狭い領域で回転磁場を印加してFRCプラズマの生成実験を行ったところ、回転磁界を印加していない領域においても反転磁場が計測されており、トロイダル電流が軸方向に緩和しうることが証明された。研究目的は、金属製容器内に保持されたベータ値90%以上のFRCプラズマを対象とし、電子電流を誘起させる新しい電流駆動方式の開発にある。このための手法として、閉じ込め用の軸方向磁場に垂直方向に弱い回転磁場を所定の周波数で印加する。電子とイオンの回転速度差を利用するわけであり、それが物理課題の基本項目であるが、他に、磁場侵入、加熱効果、さらに金属容器内という制約からくる局所駆動とその空間緩和が未知の課題となる。そしてこの実験を成功させうるための技術開発課題は、駆動源の開発と導入アンテナ系の開発に焦点がある。この研究は、昨年10月に追加承認された関係上、上記研究内容のうち技術上の課題のみに集中してとりくんだ。現在までの成果は次のとおりである。○電力半導体IGBTを用いた100kHzの高周波電源を開発した。到達性能は、共振回路内で10KV6KA、持続時間2ms以上、立ち上がり時間0.1msである。IGBTは直並列式とし、そのゲート用回路・スナバー回路の開発に成功した。また、回転磁場発生にはもう一基必要なため、同じ性能のものを追加製作し、両者をコンピュータ制御しうるソフトを開発した。○電流導入部及び駆動用アンテナ系を、数値解析により設計し、製作した。本年3月からFRC装置に組み入れる準備をしている。

磁気プローブアレイの計測結果より、回転磁界を印加した後に、装置軸中心部近傍でバイアス磁場が反転することが確認できた。そのような反転磁場は回転磁界を印加し続けている時間だけ持続することが確認できた。また、径方向プロファイルの測定からセパラトリックス半径r_sと主半径Rを計算し求めたところ、r_s=√<2>Rという関係が成り立っており、生成された配位がFRCプラズマの平衡と一致していることが確認できた。回転磁界の強度に比例して、トロイダル電流が駆動させることがわかった。また、回転磁界の周波数が高いほど電流駆動効率が高まり大きなトロイダル電流が駆動できることがわかった。ミラー磁場間隔に比して狭い領域で回転磁場を印加してFRCプラズマの生成実験を行ったところ、回転磁界を印加していない領域においても反転磁場が計測されており、トロイダル電流が軸方向に緩和しうることが証明された。
光曝露が糖尿病・心血管疾患・がん・認知症の発症および予後に及ぼす中長期影響

現代人はこれまでに人類が経験したことのない大量の夜間の人工光を浴びている。白熱電球の発明以来、人類の光消費量は増加の一途を辿っているが、近年の研究で不適切な光曝露が体内時計の乱れを引き起こし、睡眠だけでなく代謝・内分泌・循環器・精神機能・発がんなど様々な生理機能に影響を及ぼすことが分かってきた。これまでに光曝露の様々な健康影響が報告されているが、疾病発症など中長期の健康影響については未だ不明である。本課題研究で3000人に拡大したコホートを追跡調査し、光曝露が動脈硬化の進行や糖尿病・心血管疾患・がん・認知機能障害などの新規罹患および予後に及ぼす中長期影響を明らかにする。