hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メディアを批判的に読み解くためのメディア・リテラシー学習プログラム開発研究

児童生徒がメディアの情報を批判的に読み解き、創造的に活用できる学習プログラムを開発するために、最終年度として、次のことを行った。1.メディア・リテラシー学習プログラムに関する内外の文献とカリキュラム・教材を収集した。2.小学校4校・中学校4校・高等学校6校、計14校の教諭が、内外のカリキュラムを参考にして、わが国の児童生徒にふさわしい学習プログラムの試案を、国語・社会・総合・情報で作成した。3.14校の教諭と協議して、学習プログラムのあり方について協議した。4.14校の教諭が、児童生徒のニューメディアとの関わり方について、各学級の実態を把握した。5.14校の教諭が、メディアリテラシーの学習計画・学習指導案を作成した。6.メディア・リテラシー学習プログラムの授業実践を、国語・社会・総合・情報において行った。7.有元がすべての授業を参観し、各校において事後研究会を行った。8.その後メーリングリストを活用して、すべての授業記録を全員に発信し、さらにメールで討論してお互いの考えを深め合った。9.研究の概要とすべての授業実践について報告書にまとめた。この研究の目的は、児童生徒がメディアの情報を批判的に読み解き、創造的に活用するための学習プログラムを開発することにある。本年度は下記のことを行った。1欧米のメディア・リテラシー学習プログラムに関する文献を収集した。2欧米のカリキュラムを参考にして、わが国の児童生徒にふさわしい学習プログラムの試案作成のための企画を行った。3小学校・中学校・高等学校、各数校ずつにおいて学習プログラムの研究授業を各教科等において行った。4メディア・リテラシーに関する、児童・生徒・教師・保護者の意識調査の作成について協議し企画した。本年度の研究実績平成14年5月研究会議を開き研究計画の企画をした。612月欧米のメディア・リテラシー学習プログラムに関する文献とカリキュラム・教材を収集した。712月研究会議を行い、欧米のカリキュラムを参考にして、わが国の児童生徒にふさわしい学習プログラムの試案作成のための企画を行った。812月研究協力委員と研究分担者が協議して、メディア・リテラシー学習の年間指導計画作成のための企画を行った。9月小学校・中学校・高等学校においてメディア・リテラシー学習プログラムの授業研究を行った。平成15年1月平成15年23月授業研究の結果を評価して、学習プログラムと意識調査問題の企画を行った。
パッケージツールと支援サイトによる日本型スクールカウンセラーの学校全体への支援

本研究ではスクールカウンセラーの学校全体への支援を可能にするツールづくりを国際比較によって行うことを目的とした.米国,スコットランド,香港などの研究者・実践者との協議や現地調査,共同研究を行った結果,(1)学級を切り口に学校全体への支援を行うための学級風土質問紙小学校版の公開と,中学校版も含めた自動分析システムの構築,(2)子どもの肯定的資質をアセスメントする質問紙の作成試行,(3)SCと教師の協働を促進する教師向けパンフレット,テキスト作成,(4)支援サイト試行などを行えた(一部継続中).本研究ではスクールカウンセラーの学校全体への支援を可能にするツールづくりを国際比較によって行うことを目的とした.米国,スコットランド,香港などの研究者・実践者との協議や現地調査,共同研究を行った結果,(1)学級を切り口に学校全体への支援を行うための学級風土質問紙小学校版の公開と,中学校版も含めた自動分析システムの構築,(2)子どもの肯定的資質をアセスメントする質問紙の作成試行,(3)SCと教師の協働を促進する教師向けパンフレット,テキスト作成,(4)支援サイト試行などを行えた(一部継続中).研究I MEASUREモデルの検討と評価シート作成では、平成20年1月に米国にてMEASURE創始者や実践者に面接調査した結果を踏まえ、平成20年には都内公立中学校4校においてスクールカウンセラー(以下SC)および教職員との共同実践を試みた。その結果、学級風土調査でニーズを明確化しつつ実際にSCによる心理教育など共同実践を行うことでSCの活用や学校全体への関わりが進展した。研究II海外の教材資料とその背景資料と検討については、スコットランドとの打ち合わせが難航したため、米国の教材研究を優先し、翻訳試行を行うと共に、全米暴力防止コンソーシアムメンバーとの共同研究を開始した。成果の一部は国際学校心理学会(平成21年7月ギリシア)で発表予定である。また、学校や教師の問題意識を喚起し、新たな協働を提示するには、具体的なイメージを喚起できる映像資料が特に有効であったため、平成20年には、米国の教材を翻訳試行した際やSC活用に向けた校内ワークショップの模様などを録画し、映像資料のDVD化に向けて、資料の蓄積を行った。研究IIIサイトの作成とツール提供の試行では、国立教育政策研究所と日立製作所子会社の協力を得て平成20年49月に「サイト入力による学級風土アセスメント自動分析システム」改良試作した。ただし、同時に多数の学級を調査する場合にサイト側の情報受信に困難があるなど多数の同時実施に耐える入力システムには更なる改良が必要であることがわかり高額のため見送りとなった。そのため多数学級への調査は、東京近郊某市教育委員会との共同で、暫定的に入力過程を紙媒体で行った。対象校は小学校115校・中学校51校である。現在多数の同時実施結果の活用について教育委員会等と共同研究を推進中である。研究I MEASUREモデルの検討では、学校長2名、教員2名、スクールカウンセラー(以下SC)8名を対象に聞き取りを行った結果、個人への対処的サービス以外の実践は校内理解が難しく、MEASURE以前に潜在ニーズの明確化も難しいこと、SC自身も全校型支援のモデルや方法への知識経験を必要としていることが分かった。そこで平成22年34月にはフルブライト専門家プログラムでMEASURE創始者のCarolDahir氏を2週間招聘し、MEASUREを含む全校型支援についてのより包括的な教材(テキスト)の執筆に着手した。研究II海外の教材とその背景の検討では、担任教師中心の全校型支援を行う香港を検討に加えた。全米暴力防止コンソーシアムメンバーとの共同研究を開始し、メンバーの平成22年度短期招聘申請を行って採択され、成果の一部を国際学校心理学会で発表予定である。またSC経験の長い日系米人Yagi,D氏やミズーリ州教育委員会Stanley,B氏、Dahir氏などから米国の各種教材やSC養成プログラムについて知識提供を受け、理論面を含む教材とその背景の検討を進めた(22年夏学会発表予定)。香港については10月に教育省Lee氏を招聘し、3月には香港で視察を行い資料収集を進めた。いじめ予防やキャリア教育等でも各教科と相互乗り入れした全校型支援が有効など具体例と知見を蓄積した。研究IIIサイトの作成とツール提供では、教育政策研究所の協力を得て作成した「サイト入力による学級風土アセスメント自動分析システム」を改良し、小学校用短縮版(伊藤,2009)を学術雑誌に公開し専用ソフトの分析ステップを作成した。平成20年度より継続の某市教育委員会と共同研究では、小学校115校・中学校51校のデータを同ソフトおよびHLMにて分析した(現在論文執筆中)である。また、研究I IIの成果も含めて全校型支援ツールとして小冊子を作成した。また学級風土コンサルテーションおよびSCとの協働による心理教育を継続し、日本型の全校型支援事例の蓄積と発表(伊藤ほか2009)を行った。研究I MEASUREモデルの検討では,平成22年34月に開始したMEASURE創始者のCarolDahir氏とのMEASUREを含む全校型支援についての包括的教材(テキスト)の執筆を進めてきた.特に,その内容を精査し事例を収集するため,スクールカウンセラー(以下SC)5名と年回10回の会合を持ち,テキスト内容と日本の現状とのすり合わせや事例収集等を行った.

執筆は継続中であり,震災で延期のCarol氏招聘は8月に実施予定である.研究II海外の教材とその背景の検討では、平成22年7月にアイルランド共和国で行われた国際学校心理学会に参加発表し,日本と同じ非常勤心理士が学校支援を行うスコットランド・アイルランドの資料を収集した.雑誌「子どもと学校臨床」4号に報告すると共に,現地研究者より資料を受領し訳出等を継続している.また,全米暴力防止協会Smith, D.氏を学術振興会短期招聘にて平成22年1012月に受け入れ,氏の助言や米国教材を基に,中学校にて心理教育を行った.また,氏との共同研究として,SCが学級アセスメントに使用可能な生徒の肯定的資質に関する質問紙を訳出し,平成23年3月までに東京・富山の3中学校にて調査を実施した(現在分析中).なお,昨年度行った香港視察についても,成果を学会で発表すると同時に,教育省Lee氏の平成23年1月の訪日時に意見交流を継続し,韓国の研究者との交流も開始した.研究IIIサイトの作成とツール提供では,昨年度に引き続き「学級風土アセスメント自動分析システム」を改良し,平成21年に公表した小学生用短縮版(伊藤,2009)についてもシステムを構築した.また,同小学生用質問紙を用いた事例を,国際学会及び国際誌に投稿・発表した.小学校用短縮版を学術雑誌に公開し,専用ソフトの分析ステップを作成した。また、研究I IIの成果も含めて昨年度作成した小冊子を,SCと教師向けの全校型支援ツール(伊藤,2011)として全面改訂し印刷公表した(現在出版社からの公刊を準備中).
生体膜機能に類似した新しい選択透過膜分離技術の開発

本研究においては、生体膜に学んで新しい膜分離技術を実現するために、次の課題を行なった。1)有機非電解質の選択的な膜透過...有機非電解質は、これと特異的に反応する無機イオンを担持したイオン交換膜により、促進輸送される。そこで、糖はほう酸イオンと錯体を作ることからこれを利用し、陰イオン交換膜にほう酸イオンを担持させ、グルコースの透過実験を行なった。その結果、グルコースの促進輸送が確認され、流束はグルコース濃度に依存したが、濃度が高いときは膜内のほう酸イオンとの間の強い相互作用のために輸送速度に上限値が見られた。また、錯体の生成定数の高い糖は透過性が減少し、選択透過性が観測された。2)電子輸送膜システム...生体膜では一般的なイオン輸送と電子輸送のカップリングは、イオン交換膜と電子選択透過膜をシステム内に組み込む込むことにより、特殊なキャリヤーを用いることなく可能となる。この系において効率は最大でも30%程度であるが、反応を多段階にすることにより効率の向上が見らた。さらに、太陽光や高塩濃度海水エネルギーとして有効に利用された。3)疎水性膜による物質分離...有機非電解質を疎水性膜に高分配させて加圧下で透過濃縮させたり、無機イオンを選択的に透過させることができる。膜素材を変えてイオン選択透過性を測定すると、膜素材が疎水的になるほど選択性は高くなった。このイオン選択透過性は、加圧下においては親水性のイオンほど水流束とのカップリングのために透過性が高くなるが、圧力をかけず濃度匂配のみの移動のときはイオン選択透過性は逆転し、親水的なイオンほど透過しにくくなる。さらに、疎水性膜を活性炭と同様に用いることにより疎水性物質の連続的除去の可能性もあり、重金属についても疎水性のキレートとすることにより、加圧下で透過濃縮することができる。以上の手法についてその効率を高めるなら、新しい環境改善技術として有効であろう。
EG_2抗体における活性型好酸球の固定と皮膚疾患における検討

近年、各種アレルギー疾患の病態に活性型好酸球の関与があることが注目されている。我々は既にアトピー性皮膚炎、水疱症類天疱瘡などでは、好酸球の低比重化、あるいは形態学的変化が惹起されることを報告した。そこで、今回は、活性型好酸球の固定に役立つことが報告されてるEG2抗体(抗ヒトECPモノクローナル抗体)を用いて、多くの好酸球増多を認める皮膚疾患について、EG2染色を試み、好酸球の検討を加えることを研究目的とした。又、このEG2抗体を用いて免疫電顕により、上記疾患の末梢血好酸球における低比重好酸球、正比重好酸球の顆粒に対する特異性の再検討と変動の検索、および細胞質内での変動の検索を行うことを目的とする。1.アトピー性皮膚炎、水疱性類天疱瘡、色素失調症患者のヘパリン加静脈血と皮膚部生検皮膚を実験材料とする。density gradientにより、比重1.068g/mlから、1.102g/mlまで比重分離し、それぞれの分画好酸球を回収する。2.各比重毎の数の変動を観察するとともに電顕より形態学的変化を観察する。3.各分画好酸球に対し、分泌型ECP及びEDN/EPXに特異的に反応するEG2抗体を用いて、末梢型血好酸球を通常のABC法により、免疫組織化学的に検討する。
PCBMとHAP複合移植に関する栄養血管の有無による骨形成への影響

海綿骨を含む新鮮自家骨髄(PCBM)と多孔性合成ヒドロキシアパタイト(HAP)の複合移植実験を行い、血液供給の違いによる骨形成の治癒過程、骨化形式の相違について病理組織学的に観察し、以下の結果を得た。[実験方法]1.成犬の両側下顎骨下縁部に2×2cmの人工的骨欠損を形成、一方は下歯槽神経血管束を保存(A群)、反対側は下歯槽神経血管束を除去(B群)し、腸骨からPCBMを採取、HAPと混合し同部に移植した。2.移植後、経日的に屠殺し、脱灰および非脱灰の薄切切片標本を作製、ヘマトキシリン・エオジン重染色、塩基性フクシン・メチレンブルー重染色を施し、病理組織学的に観察した。観察期間は移植後7日目、14日目、28日目、60日目である。[実験結果]A群(下歯槽神経血管束保存群):7日目、結合組織がPCBMとHAPを取り囲み、線維芽細胞が増生し、多数の骨芽細胞がみられた。14日目、28日目では旺盛な線維性の骨新生が観察され、移植したPCBMの吸収と骨添加のリモデリングがみられ、活発な骨代謝が認められた。60日目、骨髄様組織の形成もみられ、骨の成熟化が認められた。B群(下歯槽神経血管束除去群):7日目、移植部への結合組織と増生とともに、骨芽細胞もみられたが、母床から離れたところでは軟骨組織の形成が多くみられた。14日目、28日目ではマクロファージによるPCBMの吸収と骨の新生が盛んであったが、軟骨性の骨化形式が主体であった。60日目には新生骨の成熟化も認められたが、A群に比較して海綿骨の形成量は少なかった。以上より、A群における新生骨は線維性の骨化形式であるのに対し、B群では大部分軟骨性化骨によるものであることが明らかになった。
小Maf群転写因子の発生分化における機能と発現制御

マウスにおける小Maf群蛋白質としてMafK,MafF,MafGを同定し,小Maf群蛋白質の機能と発現制御機構を明らかにするために,下記の実験を行い,後述する結果を得た.1)小Maf群蛋白質の遺伝子破壊実験.mafK,mafG,mafFそれぞれの遺伝子の破壊実験の結果,mafG欠損マウスにおいて血小板の減少と平衡機能障害が認められた.これにより,MafGがマウス個体において必須の機能的分子であることが証明された.次に,これらの交配により複合変異マウスの作成を行ったところ,mafG-/-mafK+/-マウスにおいて血小板のさらなる減少と平衡機能障害の増悪が観察され,MafKも小Maf群蛋白質としての機能に貢献していることが示された.mafG-/-mafK-/-は胎生後期で死亡し,赤血球系細胞の異常も観察されている.一方,mafK-/-mafF-/-マウスは正常,mafG-/-mafF-/-マウスはmafG-/-マウスと同様の表現型であった.3つの小Maf群蛋白質のなかで,マウス個体においてはMafGの寄与が最大であることがわかる.これが,発現量の差異によるのか,あるいは,分子の構造的特徴に基づく機能の差異によるのかは,今後検討をしていく予定である.2)小Maf群蛋白質の過剰発現実験.MafKを赤血球系細胞とTリンパ球とにそれぞれ過剰発現するマウスを作成した.いずれのマウスでも,MafKはその細胞系列の細胞数を減少させ終末分化を障害するという結果が得られ,それぞれの細胞系列で小Maf群蛋白質を含むbZip転写因子ネットワークが重要であることが示唆された.3)小Maf群蛋白質mafK遺伝子の転写制御機構の解析.mafK遺伝子の発現が認められる初期中胚葉,造血細胞,神経細胞それぞれにおいて,マウス個体レベルでレポーター遺伝子を発現させるのに十分な領域を同定した.広範な組織におけるmafK遺伝子の発現が,組織ごとに特異的なメカニズムにより指令されていることが明らかになった.小Maf群蛋白質は,DNA結合に関与する塩基性領域と二量体形成に関与するロイシンジッパー構造(b-ZIP構造)を持ち,それ自身でホモ二量体を,あるいは,CNC群,Bach群,Fos群といった他のb-ZIP構造をもつ蛋白質とヘテロ二量体を形成し,NF-E2配列を認識してDNAに結合する.我々はマウスにおける小Maf群蛋白質としてMafK,MafF,MafGを同定した.現在,小Maf群蛋白質の発現制御機構と機能の解析を,以下の実験により進行させている.1.組織特異的な小Maf群蛋白質の発現制御機構を解明する目的で,トランスジェニックマウスの系を用いてmafK遺伝子の発現制御機構を解析している.申請者は,mafK遺伝子が二つの異なるプロモーター(IMエクソン/プロモーター,INエクソン/プロモーター)により発現を制御されていることを明らかにした.これまでに,初期中胚葉,間葉細胞における特異的発現を規定する領域がIMエクソン転写開始点の上流1kbp以内に存在すること,神経特異性を規定する領域がINエクソン転写開始点の上流0.7kbp以内に存在することを明らかにした.また,mafK遺伝子の3'側に造血細胞での発現に必要なエンハンサーが存在することを明らかにした.この領域には,造血系培養細胞で特異的なDNase高感受性領域が3つ400bpおきに集中している.現在,造血細胞特異的な転写調節の新しいメカニズムを解明するために,ここに存在するシス因子の同定を試みており,今後,そこに作用するトランス因子を明らかにしていく予定である.2.小Maf群蛋白質の生体内における包括的な機能を解析するため,mafK,mafG,mafFそれぞれの遺伝子破壊実験をおこなった.mafK欠損マウスでは明らかな表現型は認められていないが,mafG欠損マウスでは血小板の減少と,平衡機能障害が認められている.mafF欠損マウスについては現在解析中である.今後,それぞれ単独の遺伝子破壊による表現型を詳細に解析するとともに,これらの交配による複合遺伝子破壊実験を行う予定である.また,野性型,ドミナントネガティヴ型の小Maf群蛋白質変異体をマウス個体に過剰発現させることにより,別の角度から小Maf群蛋白質の機能を検討しつつある.さらに,この過剰発現マウスを小Maf群蛋白質欠損マウスと交配し,遺伝子破壊による表現型のレスキューを試みる予定である.マウスにおける小Maf群蛋白質としてMafK,MafF,MafGを同定し,小Maf群蛋白質の機能と発現制御機構を明らかにするために,下記の実験を行い,後述する結果を得た.1)小Maf群蛋白質の遺伝子破壊実験.mafK,mafG,mafFそれぞれの遺伝子の破壊実験の結果,mafG欠損マウスにおいて血小板の減少と平衡機能障害が認められた.これにより,MafGがマウス個体において必須の機能的分子であることが証明された.次に,これらの交配により複合変異マウスの作成を行ったところ,mafG-/-mafK+/-マウスにおいて血小板のさらなる減少と平衡機能障害の増悪が観察され,MafKも小Maf群蛋白質としての機能に貢献していることが示された.mafG-/-mafK-/-は胎生後期で死亡し,赤血球系細胞の異常も観察されている.

一方,mafK-/-mafF-/-マウスは正常,mafG-/-mafF-/-マウスはmafG-/-マウスと同様の表現型であった.3つの小Maf群蛋白質のなかで,マウス個体においてはMafGの寄与が最大であることがわかる.これが,発現量の差異によるのか,あるいは,分子の構造的特徴に基づく機能の差異によるのかは,今後検討をしていく予定である.2)小Maf群蛋白質の過剰発現実験.MafKを赤血球系細胞とTリンパ球とにそれぞれ過剰発現するマウスを作成した.いずれのマウスでも,MafKはその細胞系列の細胞数を減少させ終末分化を障害するという結果が得られ,それぞれの細胞系列で小Maf群蛋白質を含むbZip転写因子ネットワークが重要であることが示唆された.3)小Maf群蛋白質mafK遺伝子の転写制御機構の解析.mafK遺伝子の発現が認められる初期中胚葉,造血細胞,神経細胞それぞれにおいて,マウス個体レベルでレポーター遺伝子を発現させるのに十分な領域を同定した.広範な組織におけるmafK遺伝子の発現が,組織ごとに特異的なメカニズムにより指令されていることが明らかになった.
一人称と三人称センシングによる行動様式獲得とそれに基づく動作の早期認識

環境に固定設置されたカメラや距離センサ、身体に装着したモーションセンサなどから得られるユーザの身体動作特徴を効率よく表現する方法、ならびに得られた特徴からできるだけ早いタイミングで動作の認識結果を確定するための動作の早期認識技術について研究を行った。また、ユーザの行動の癖に順応するための動作の追加学習手法やユーザにとって利用しやすく、かつシステムにとっては認識しやすい動作の設計方法についての研究も行った。本研究の目的は,身体動作を入力とする次世代マンマシンインタラクションを実現させるために,「"Quickness of Service"と"Quality of Service"を両立する動作の早期認識手法」を確立することである.そのために,1)環境固定センサによる三人称センシングを高性能化することで身体部位の動作特徴を詳細に獲得,2)ユーザ装着型センサによる一人称センシングでユーザ特有の仕草や癖である行動様式を獲得,3)行動様式と動作特徴の関係を学習,4)動作特徴から行動様式を推定して動作意図を早期に獲得する方法について研究を進めている.本年度は,以下の研究成果が得られた.1.三人称センシングによる身体動作特徴の獲得とそれを利用した動作の早期認識の高性能化環境固定センサとしてMicrosoft Kinect Sensorを利用してユーザの動作特徴を高精度に獲得する仕組みを確立した.そこで得られる身体特徴を利用して,動作の早期認識を行う手法を開発した.先行研究の手法では,早期認識に利用する特徴データベースが大きくなるにつれて,計算時間が増大し,オンライン利用時に,処理されない入力データが出現し,認識性能の低下に繋がっていた.これに対して,本研究で開発した手法では,データベースサイズに依存することなく早期認識を行う手法を開発し,その有効性を確認できた.2.一人称センシングによる身体動作特徴の獲得方法の検討加速度,角速度,地磁気センサが搭載された小型のワイヤレスモーションセンサを身体に装着して,ひとつのセンサから9次元(加速度,角速度,地磁気それぞれ3次元)の動き特徴をオンラインで獲得する方法について検討を行った.また,行動様式の獲得を助長するためにオンラインで獲得される動き特徴を可視化する方法を開発した.本研究の目的は,身体動作を入力とする次世代マンマシンインタラクションを実現させるために,「“Quickness of Service"と“Quality of Service"を両立する動作の早期認識手法」を確立することであり,本年度は,以下の研究成果が得られた.【モーションセンサによる身体動作特徴の獲得と早期認識手法の改良】昨年度に開発した小型ワイヤレスモーションセンサを利用して,動作特徴の獲得ならびに動作の学習・認識手法を改良した.具体的には,各フレームで獲得されるモーション特徴を利用した動作素(動作の基本構成ユニット)を学習・認識する手法と,複数フレームから構成される動作を学習・認識する手法を利用して,昨年度までに開発した動作認識手法を適用した.実験には,ラボ環境で収集したデータセット以外にも圃場で作業を行う農作業者に実際にセンサを装着してもらい収集した実データによる検証も行った.これらの実験を通して昨年度開発した小型モーションセンサを利用して動作認識を効果的に行うことができることが確認できた.【モーションセンサ装着部位選択手法の検討】モーションセンサを利用して動作特徴を獲得する際に,できるだけ少数のセンサでより多くの情報を獲得するというジレンマを解決するためのモーションセンサ装着部位選択手法について検討を行った.具体的には,体の8部位にモーションセンサを装着した状態で様々な動作を行い,動作の学習・認識に貢献している部位とそうでない部位を発見する手法の検討と予備的な実験を行った.実験結果から,動作を特徴付ける34箇所の部位にセンサを装着すれば体全体にセンサを装着した場合とほぼ同等の性能を発揮できることが確認できた.本研究の目的は,身体動作を入力とする次世代マンマシンインタラクションを実現させるために,「“Quickness of Service"と“Quality of Service"を両立する動作の早期認識手法」を確立することであり,本年度は,以下の研究成果が得られた.【特有姿勢情報を利用した動作の早期認識の適用範囲検討】Kinect Sensorやカメラセンサを利用して得られるユーザの姿勢情報から特有姿勢を発見して動作の早期認識を行う手法の適用範囲を検証するための詳細実験を行った.姿勢データベースの規模や動作クラスの数,動作クラス間の類似性など複数の観点から性能評価を実施し,本研究で確立する早期認識技術が精度良く機能する条件を実験を通して考察した.【モーションセンサによる身体動作特徴の獲得と早期認識方法の検討】昨年度に実施した小型のワイヤレスモーションセンサによる進退動作特徴獲得の検討結果を踏まえ,身体にセンサを装着した際に違和感を軽減する小型のワイヤレスモーションセンサを開発した.複数の身体部位に装着したモーションセンサから得られる動作特徴を利用して,先に開発した早期認識技術の適用実験を行い,本手法が一人称センシングにより獲得された特徴にも利用できることが確認できた.さらに三人称センシングにより得られる情報を利用するよりも高性能な認識ができることが確認できた.【三人称センシングと一人称センシングで得られる動作特徴間の関係解析】環境に設置したセンサから得られる身体動作特徴とユーザに装着したセンサから得られる身体動作特徴の関係を解析し,共起する特徴を発見する手法を検討した.CCAやLDAなどの関係解析手法により,動作を象徴する特徴的な身体部位で共起性が高く現れることが確認できた.

本研究の目的は、身体動作を入力とする次世代マンマシンインタラクションを実現させるために、「“Quickness of Service"と“Quality of Service"を両立する動作の早期認識手法」を確立することであり、本年度は以下の研究成果が得られた。【モーションセンサを利用した動作認識の実展開】昨年度までに取り組んだ小型ワイヤレスモーションセンサによる動作特徴の獲得や認識手法を実環境に適用してその精度評価を行った。具体的には、農作業の自動計測と記録を題材として、長期間に渡り動作を計測し、複数の農作業を認識対象とした場合でも精度よく作業認識を行えることが確認できた。【偽陽性の低いジェスチャ設計と認識手法の確立】一般に動作認識問題は、動作区間が適切に切り出されていることが想定されていることが多い。しかし実用的な観点からすれば、ユーザが自分の意図をジェスチャで伝えようとしている区間を適切に発見する必要がある。そこで、ジェスチャ区間をセンサを通してユーザが簡便に意思表示することを可能にするジェスチャ認識手法を開発した。具体的には、日常動作に現れにくいジェスチャを簡易な動作素の組み合わせとして表現して、それを動作デリミタとして利用する方法を開発した。【ユーザ適応度向上のためのジェスチャの追加学習】ユーザ各々の行動様式にジェスチャ認識システムを適応させるためのジェスチャの追加学習手法を確立した。ジェスチャを動作素と呼ばれる短いジェスチャに分割し、動作素の並び順序をユーザの行動様式に応じて適応的に変化させる方法を開発した。これにより従来手法よりも高い精度でジェスチャ認識を行えることが確認できた。26年度が最終年度であるため、記入しない。知覚情報処理26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の目標は,三人称センシングの高精度化と一人称センシングによるユーザの行動様式獲得であり,その成果がおおむね得られている.今年度の目標は一人称センシングによる動作特徴の獲得と到着センサ数の削減であり,その成果が概ね得られている.研究成果については対外発表を行っており,平成26年度には関連成果の発表も控えている.今年度の目標は,一人称センシングによる行動様式獲得と早期認識ならびに三人称センシングと一人称センシングで得られる動作特徴間の関係学習であり,その成果が概ね得られている.研究成果に関連する対外発表も行っている.一人称センシングにより得られたユーザの行動様式に基づく動作の早期認識手法の確立を目指す.
コンテナ輸送における汗濡れ損防止用再利用可能高分子ゲル吸水シートの開発

本研究では、コンテナ等で発生する汗濡れ損を防止するため吸水シートを作成し、実用性の観点からその吸水性及び排水性を調べた。吸水材として使用したゲルパウダーは通常の高吸水性ポリマーではなく、感温性で温度のみでその体積を大きく変化させる体積相転移現象を持つことが知られているPNIPAゲルである。そのゲルパウダー及び吸水シートは以下のように作製した。N-イソプロピルアクリルアミド、N,N'メチレンビスアクリルアミド、テトラメチルエチレンジアミン、アクリル酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムを重合してゲル化させ、そのゲルを十分乾燥させて粉砕機により250μm以下のゲルパウダーとした。そのゲルパウダーを2重のコットンで重ねたシート上に均等においてパッキングし、吸水ゲルシートとした。はじめにPNIPAゲルシートに十分吸水させ、その後、そのシートが乾燥する時間を自然乾燥及び電熱線による加熱乾燥に分けて計測した。本シートとの比較のために市販のSAPシートも同様に計測した。それらの結果から両者のシートに同量の水を吸収させた場合、自然乾燥ではほぼ同じ時間に乾燥することが明らかとなった。一方、電熱線を用いた加熱乾燥ではPNIPAゲルシートの方がSAPシートに比べ約半分の時間で乾燥することが明らかとなった。加熱乾燥の場合、PNIPAの転移温度以上にシート温度を上げることによってPNIPAゲルは体積相転移を起こし、水を吸水している膨潤相から急激に収縮相へ相転移を起こし、一気にゲル中の水を吐き出すためと考えられる。また、ゲルシートの排水時間は吸水材ゲルばかりを改善しても、ゲルを包むシートが改善されなければ効果は半減してしまうことが明らかとなった。さらなる排水速度の上昇は包装シートに依存すると言っても過言ではないと思われる。吸水材として使用するイオン化ポリN-イソプロピルアクリルアミド(pNIPA)ゲルに対し、種々のイオン化度の異なるものを作成し、各膨潤度の違いを調べた。アクリル板で作成した恒温槽内に試料ゲルと純水で満たされたビーカーを置き、温度変化による同ゲルの体積変化を読み取り顕微鏡にて測定し、各試料ゲルの膨潤曲線を作成した。これらの結果から、イオン化度はNIPA : SA(アクリル酸ナトリウム)=15:1が適当であるとした。このゲルは温度による体積変化が約100倍であった。市販のSAP(高吸水性ポリマー)に比べれば、吸水性は劣るが、再利用という観点から見れば100倍で十分であると考える。はじめに、吸水材ゲルパウダーを作成した。上記の試料ゲルを乾燥させながら軽く粉砕した。その後、十分乾燥した後に粉砕機で500μm以下に分けたあと、さらにふるいで粒径別に分けた。粒径別のゲルパウダーをコットンや紙などで包み、高分子ゲル吸水シートとした。次に、試作ゲルシートの吸水及び排水機能を調べた。試作ゲルシートに十分に水を吸水させ、その後、自然乾燥させながらゲルシートの重量を測定した。自然乾燥の途中で、ゲルシートを温めることにより、ゲルシートがより早く水を排出し、シート重量が軽くなることが確認できた。これは吸水材ゲルが膨潤相から収縮相へ相転移させることによって水の排水を促せたためである。これにより、、自然乾燥より早く排水できていることが確認された。これは同時に、自然乾燥できない高湿度の時も水の排水が可能であることが示された。また、同シートに再び吸水させ同様な実験を繰り返すことにより再利用が確認できた。しかしながら、吸水材を包むコットンや紙を工夫する必要がある。ゲルの吸水材が均一に包めないことや粒径が紙の目よりも小さすぎるとこぼれてしまうのでさらなる改良が必要である。本研究に使用した吸水材ゲルは通常の高吸水性ポリマーではなく、体積相転移を起こすことが知られているPNIPAゲルであり、次のようにゲルパウダーを作製した。N-イソプロピルアクリルアミド、N,N'メチレンビスアクリルアミド、テトラメチルエチレンジアミン、アクリル酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムを重合してゲル化させ、そのゲルを十分乾燥させて粉砕機及びふるいにより500μm以下のゲルパウダーとした。そのゲルパウダーをコットンを重ねたシート上に均等においてパッキングし、吸水ゲルシートとした。はじめにゲルシートに十分吸水させ、吸水量を調べた。その後、そのシートが乾燥する時間を自然乾燥及び電熱線による加熱乾燥に分けて計測した。また、加熱乾燥では本研究のPNIPAゲルシートの方がSAPシートに比べ約半分の時間で乾燥することが明らかとなった。これは自然乾燥の場合、両シートとも吸水材からゆっくりと水が蒸発していくので、粒径が同じくらいであればほぼ同じ時間に乾燥することは容易に想像がつく。一方、加熱乾燥の場合、PNIPAの転移温度以上にシート温度を上げることによってPNIPAゲルは体積相転移を起こし、水を吸水している膨潤相から急激に収縮相へ相転移を起こし、一気にゲル中の水を吐き出す。これに対しSAPは体積相転移を起こさないので加熱によってもただ蒸発が促されるだけとなり、両者に乾燥時間の大きな違いが出たと思われる。しかしながら急激にPNIPAゲルから出た水が再びコットンに吸われるためシート全体の乾燥には吸水材の差ほど変化が大きくないので、今後、コットンに変わるシートを見つけ出す必要がある。これにより格段に乾燥時間が短縮されると思われる。

本研究では、コンテナ等で発生する汗濡れ損を防止するため吸水シートを作成し、実用性の観点からその吸水性及び排水性を調べた。吸水材として使用したゲルパウダーは通常の高吸水性ポリマーではなく、感温性で温度のみでその体積を大きく変化させる体積相転移現象を持つことが知られているPNIPAゲルである。そのゲルパウダー及び吸水シートは以下のように作製した。N-イソプロピルアクリルアミド、N,N'メチレンビスアクリルアミド、テトラメチルエチレンジアミン、アクリル酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムを重合してゲル化させ、そのゲルを十分乾燥させて粉砕機により250μm以下のゲルパウダーとした。そのゲルパウダーを2重のコットンで重ねたシート上に均等においてパッキングし、吸水ゲルシートとした。はじめにPNIPAゲルシートに十分吸水させ、その後、そのシートが乾燥する時間を自然乾燥及び電熱線による加熱乾燥に分けて計測した。本シートとの比較のために市販のSAPシートも同様に計測した。それらの結果から両者のシートに同量の水を吸収させた場合、自然乾燥ではほぼ同じ時間に乾燥することが明らかとなった。一方、電熱線を用いた加熱乾燥ではPNIPAゲルシートの方がSAPシートに比べ約半分の時間で乾燥することが明らかとなった。加熱乾燥の場合、PNIPAの転移温度以上にシート温度を上げることによってPNIPAゲルは体積相転移を起こし、水を吸水している膨潤相から急激に収縮相へ相転移を起こし、一気にゲル中の水を吐き出すためと考えられる。また、ゲルシートの排水時間は吸水材ゲルばかりを改善しても、ゲルを包むシートが改善されなければ効果は半減してしまうことが明らかとなった。さらなる排水速度の上昇は包装シートに依存すると言っても過言ではないと思われる。
水チャネルの開閉機構に基づいた脳虚血性細胞性浮腫の新しい治療法の開発

脳梗塞などによる細胞性脳浮腫はおもにastrocyteに起こる。脳エネルギー代謝障害は細胞内lactic acidosisを生じ、これがNa^+/H^+exchangerを刺激し細胞内Na^+ ionの上昇とこれに伴う浸透圧上昇が、脱リン酸化により開放したaquaporin4 (AQP4)の水チャネルを介して細胞内に水の流入を来たすことによって発生すると推論した。今回、この理論にもとずいて、Na^+/H^+ exchangerの阻害剤であるSM-20220とprotein kinase Cを介してAQP4をリン酸化し閉塞するphorbol estelの2剤についてastocytic swellingの抑制効果を検討した。Asctocyteは新生児Rat大脳半球からの2次培養細胞を用いて、まずWestern blotting法によりAQP4蛋白の存在を証明した。次に、培養astrocyteをlactic acidosisによって細胞腫脹を生じさせ、SM-20220とphorbol estelの効果を細胞直径をCoulter式flow cytometerを用いて測定することによって検討した。その結果、Lactic acidosisによってastrocyteの直径は5.4±1.5%増加するが、SM-20220を加えたものは2.3±0.8%と有意の抑制を認めた。しかし、phorbol estelを加えたものは有意の抑制は認められなかった。また、これら2つの薬剤の作用を全身麻酔下のRat脳にmicro-dialysis法をもちいて投与し、水中毒と代謝阻害剤6-aminonicotinamideを加えた低酸素負荷の2種類の脳細胞性浮腫モデルにたいして検討した。脳浮腫は組織impedance法によって検討した。しかしながら、これら2種類の薬剤では脳浮腫抑制効果は認められなかった。我々は、脳虚血後の脳組織における神経膠細胞の水分子の移動(細胞性浮腫)を細胞内Na^+イオンやK^+イオンの動態とともに経時的に測定することによって、水の細胞内への移動がNa^+イオンに先立って脳虚血後早期(34±8秒)に発生する事を証明し報告してきた。この水分子の移動には神経膠細胞のfoot processに存在する水チャネルであるaquaporin4が関与する事が考えられる。我々はaquaporin4がprotein kinase Cを介する燐酸化によって閉鎖する事実から、protein kinase Cの活性化物質であるphorbol estelを投与する事によって脳における細胞性浮腫抑制が可能である事を検討した。麻酔下のラットの脳脊髄液中にphorbal 12,13-dibutylate等のphorbol estel類を投与し、全脳虚血及び水中毒モデルを用いて細胞性浮腫を発生させ、細胞内への水分子の移動は脳組織インピーダンスを測定する事によって細胞性浮腫の発生をモニターした。しかしながらphorbol estel類は脳脊髄液中に投与しても神経膠細胞に達せず何ら効果を認めない事が判明した。そこでphorbol estel類をmicro dialysis法によって直接脳組織に投与したところ、細胞性浮腫の発生を抑制する事が可能である事が判明した。現在、投与量等を変えて検討中であるとともに、細胞性浮腫抑制効果がミトコンドリア機能を始めとする細胞内小器官にどの様に影響するかも検討中である。又、今後はaquaporin4 DNAやanti-sence DNAを培養した神経細胞や神経膠細胞に導入する事によって、人為的に細胞膜上のaquaporin4の数を調節する事によって細胞性浮腫の抑制するなどの新しい治療法の開発を予定している。

我々は、これまでの研究結果から脳エネルギー代謝障害によるastrogliaを中心とする細胞性腫脹の分子生物学的機序として、エネルギー代謝障害による細胞内H^+ion濃度の上昇がNa^+/H^+exchangerの賦活を起こすことにより細胞内のNa^+ionが上昇し細胞内浸透圧を上昇させ、この結果Aquaporin 4(AQP4)の水チャネルを介して水の細胞内流入を来たす事がその本態であると推測した。まず、実験で使用する培養astrocyteを用いてAGPC法とPCRにてAQP4mRNAの発現の有無を検討するとともに、Western blotting法を用いてAQP4蛋白発現の有無について検討した。その結果、培養astrocyteにはAQP4mRNAとAQP4蛋白の両方が発現していることが確認された。次に、培養astrocyteを用いてその培養液のPhをlactic acidを加えて4.5前後に変化させることによって細胞性腫脹を惹起しNa^+/H^+exchangerの阻害剤であるSM-20220を投与する方法、protein kinase Cの活性化物質であるphorbol12-myristate 13-acetateを用いてAQP4のリン酸化を促進し水チャネルを閉鎖させる方法の2種類についてそれらの細胞性腫脹の抑制効果について検討した。細胞性腫脹の抑制効果については培養細胞の直径をCoulter counterを用いて測定し検討した。その結果薬剤を加えない場合の直径の増加率は5.4±1.5%であったが、SM-20220を加えた場合は2.3±0.8%と有意に抑制された(P<0.05)が、phorbol estelを加えた群では2.8±0.9%にまで抑制されたものの有意差にはいたらなかった。以上より、細胞性脳浮腫の発生には、Na^+/H^+exchangerとAQP4の両方が関与する事が判明した。
ドパミン神経幹細胞の増殖と分化の分子機構とパーキンソン病治療への応用

ドパミン神経幹細胞の増殖培養と凍結保存技術:胎性12日又は14日ラット中脳より実体顕微鏡下に採取したドパミン神経幹細胞を塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)を用い増殖させセルバンカー2を用いて凍結保存するプロトコールを確立した.GAPDHの検討:MPP+による神経細胞死がアポトーシスであり,GAPDHの過剰発現と核内移行を伴うこと、GAPDHに対するアンチセンスオリゴヌクレオチドにより,MPP^+誘発性アポトーシスを抑制できることを示した(Neuroreport,2001).中脳由来幹細胞の増殖における血清添加と細胞外マトリックスの影響:中脳由来神経幹細胞と線条体由来神経幹細胞を比較し、血清添加の影響を検討した.線条体由来神経幹細胞は2%血清添加が増殖効率を上昇させたが、中脳由来神経幹細胞では完全無血清のほうが効率が高かった.分化誘導における細胞外マトリックスの検討ではfibronectin, poly-D-lysine (PDL), laminin, collagen, glassなどを比較検討した.各細胞外マトリックス上にて,FGF-2存在,非存在の条件において,nestin, nurr-1,sonic hedgehog, en-1,en-2,smo, pax-2,pax-8の発現パターンを検討した.Fibronectinを用いた培養で未熟なドパミン神経のマーカーであるnurr-1及びen-2が強く発現することを見出した(Society for Neuroscience. Abst # 329.8,2002)分化培養条件の検討:分化培地に種々の分化因子,栄養因子等を添加してその効果を検討した.ドパミン神経への分化培養にはdopamine(10μM), forskolin(10μM),脳由来神経栄養因子(BDNF,50ng/ml)3者の添加により効率を高めることに成功した.ドパミン神経幹細胞の増殖培養と凍結保存技術:胎性12日又は14日ラット中脳より実体顕微鏡下に採取したドパミン神経幹細胞を塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)を用い増殖させセルバンカー2を用いて凍結保存するプロトコールを確立した.GAPDHの検討:MPP+による神経細胞死がアポトーシスであり,GAPDHの過剰発現と核内移行を伴うこと、GAPDHに対するアンチセンスオリゴヌクレオチドにより,MPP^+誘発性アポトーシスを抑制できることを示した(Neuroreport,2001).中脳由来幹細胞の増殖における血清添加と細胞外マトリックスの影響:中脳由来神経幹細胞と線条体由来神経幹細胞を比較し、血清添加の影響を検討した.線条体由来神経幹細胞は2%血清添加が増殖効率を上昇させたが、中脳由来神経幹細胞では完全無血清のほうが効率が高かった.分化誘導における細胞外マトリックスの検討ではfibronectin, poly-D-lysine (PDL), laminin, collagen, glassなどを比較検討した.各細胞外マトリックス上にて,FGF-2存在,非存在の条件において,nestin, nurr-1,sonic hedgehog, en-1,en-2,smo, pax-2,pax-8の発現パターンを検討した.Fibronectinを用いた培養で未熟なドパミン神経のマーカーであるnurr-1及びen-2が強く発現することを見出した(Society for Neuroscience. Abst # 329.8,2002)分化培養条件の検討:分化培地に種々の分化因子,栄養因子等を添加してその効果を検討した.ドパミン神経への分化培養にはdopamine(10μM), forskolin(10μM),脳由来神経栄養因子(BDNF,50ng/ml)3者の添加により効率を高めることに成功した.ドパミン神経幹細胞の増殖培養と凍結保存技術:胎性12日ラット中脳より実体顕微鏡下に採取したドパミン神経幹細胞をマイクロアイランド法を用いて培養し,さらに塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)により刺激して増殖させた.神経細胞をDMSO+仔牛血清,セルバンカー2を用いて凍結した.融解後の細胞回収率は93.4±11.3%(M±SD)で,Etidium homodimer及びCalceineAMを用いた生細胞率は54.6%±6.6%であった.凍結保存,融解後の培養が可能となった.融解後の培養は細胞株とは異なり不安定であり神経保護作用のある物質の添加を検討する必要がある.培養ドパミン神経に対するD-β-hydroxybutyrateの作用の検討:培養ドパミン神経に対して保護作用を有する物質を探索した.D-β-hydroxybutyrate(DBHB,ケトン体)はミトコンドリア機能が障害された際に有効なエネルギー源となりうる.MPP^+は低濃度では選択的なドパミン神経毒であるが,4m M-DBHBの添加によりドパミン神経の神経細胞死が抑制された.DBHBは,パーキンソン病をはじめとする神経変性疾患の治療薬となりうる可能性が示唆された(Proc Natl Acad Sci USA,2000).次年度以降D-β-hydroxybutyrateを中心とした神経保護物質の神経幹細胞の凍結融解時の保護効果を検討ししパーキンソン病の細胞療法開発にむけた検討を行う予定である.H13年度は効率的な増殖法を探索的に検討した.胎性中脳由来のドパミン神経幹細胞と線条体由来の神経幹細胞を比較検討した.5%以上の仔牛血清にてprimingを行うと初期には効率的な増殖が得られるが同時に幹細胞の分化も促進され最終的な増殖効率は低下した.

次に,2%血清(SP群),神経幹細胞条件培地(CM群),及び無血清新鮮培地(DMEM/F12+bFGF)のみ(SF群)の異なるpriming条件群で3週毎に2回継代した.継代毎に3条件に分けて計18条件(初代はSP群,SF群の2条件)について,胎性中脳由来ドパミン神経幹細胞,線条体由来神経幹細胞について比較検討した.いずれの条件でもbFGF離脱後5日で80%以上の細胞がMAP2陽性の神経細胞となった.細胞の増殖率は線条体由来神経幹細胞ではSP/SP/SP条件で1800倍に増殖し,SF/SF/SF条件では81倍に増殖した.他の条件はこれらの中間の増殖率であった.一方,中脳由来神経幹細胞では,SP/SP/SP条件で28倍に増殖し,SF/SF/SF条件では960倍に増殖した.CM群は継代直後は良好な増殖を示したが1週後にはSF群と同程度の増殖率となった.神経幹細胞は由来組織により血清の効果が異なり,中脳では無血清の方が34倍効率的に増殖し,逆に線条体では2%血清primingが無血清より22倍効率の上昇が得られた.各培養条件において増殖した神経幹細胞のmRNAを回収しRT-PCR法により比較検討を行っている.また,1-methyl-4-phenylpyridinium(MPP^+)は分化したドパミン神経に選択的な毒性を示すが,MPP+による神経細胞死がアポトーシスであること,proapoptotic proteinとして注目されているGAPDHの過剰発現と核内移行についても検討を行った.MPP^+曝露後,抗GAPDH抗体及びPI核染色にてアポトーシス惹起細胞におけるGAPDH過剰発現を認め,アポトーシス誘導されたドパミン神経(TH^+)の核内にGAPDH蓄積像が観察された.GAPDHに対するアンチセンスオリゴヌクレオチドにより,MPP^+誘発性アポトーシスを抑制できることを確認した.パーキンソン病におけるドパミン神経細胞死はGAPDH過剰発現と核内移行を抑制する分子により治療しうる可能性が示唆された(Fukuhara, Takeshimaetal.Neuroreport.2001)H13年度まで胎性中脳由来のドパミン神経幹細胞と線条体由来の神経幹細胞の凍結保存技術を確立し効率的な増殖法を探索してきた.H14年度は増殖させた神経幹細胞の神経細胞への分化条件を検討した.
外傷性蝸牛神経変性に対する治療方法の探求

外傷性蝸牛神経変性の病態とそれに対する治療方法の探求を行った。具体的には、我々が2000年度に確立したラット実験モデル(Sekiya T, et al.Exp Neurol 161:490-502,2000)を用いて蝸牛神経圧迫損傷後に生じる蝸牛神経変性メカニズムについて検討し、さらに薬理学的治療方法について検討した。(1)従来、その変性の時間的経過が不明であった蝸牛神経の外傷性変性の時間的経過を明らかにした。すなわち、我々が用いた実験条件下では、蝸牛神経変性が受傷後約1週間で完成することが明らかになった。(2)また、外傷性蝸牛神経変性がnecrosisとapoptosisの両方の病的過程によって生じていることが初めて明らかになった(Brain Res 200;905:152-60;Exp Neurol 184:648-658 2003.いずれも論文別刷添付)。これら(1)、(2)は、外傷性蝸牛神経変性に対する治療法を確立する上で必須の知見である。(3)薬理学的治療方法として、ステロイド、カルシウム拮抗剤、basicfibroblast growthfactorなどの効果を検討した。その結果、外傷が軽度の場合、これらの薬物の効果が期待できることが分かった(論文別刷添付)。最近、分子生物学的研究の発展によって内耳、蝸牛神経の発生に関する遺伝子が多く同定されている。これらの遺伝子を操作することによって、有毛細胞を再生させようとする試みも行われている。我々の現在の研究は、蝸牛神経変性防止を薬理学的に防止しようとする段階であるが、さらなる展開をはかるためには、幹細胞、ES細胞などの細胞移植などの技術を用いた研究へと発展させる必要がある。聴覚は重要な感覚系の一つであるが、その中でも蝸牛神経は外力に対して特に脆弱である。このことは、交通事故や労災事故、さらには脳神経外科手術後の難聴の発生などとして経験される。中でも、聴神経鞘腫が両側蝸牛神経をおかすneurofibromatosis 2(NF-2)においては、両側聾という事態を生じる可能性が常にあり、患者にとって深刻な問題となる。このような背景から、我々は外傷性蝸牛神経変性の治療方法の確立に向けて研究を開始した。この研究のために、前年度までの科研費の補助によって、定量的評価可能な蝸牛神経変性モデルを確立した(Exp Neurol 161 : 490-502, 2000,前回報告時にはin pressであった)。前年度までの研究を継続しつつ、本年度からは、このモデルに基づいて外傷性蝸牛神経変性に対する防止策の検討を本格的に始めることができた。それによると、種々の神経栄養因子(NGF,BDNF,NT3)を損傷蝸牛神経に局所投与することによっては、蝸牛神経変性を有意に防止することができなかった。しかし、このことは、これらの因子の投与方法、投与量などをさらに検討する必要があることを示唆していると考えている。Methylprednisoloneは、一定度以下の圧迫損傷を受けた蝸牛神経の変性過程の進展を防止しうることを確認した。免疫染色によると、macrophageの圧迫損傷部への浸潤がmethylprednisoloneによって抑制されている所見を認めた。Macrophageの神経損傷における役割に関しては、神経再生上、positiveな役割を果たすと一方でneurotoxicに作用する側面をも有しており、今後さらに検討を要する問題である。また、NMDA antagonistの検討も行った。このような薬理学的検討を現在も継続的に行っている。

本年度は、下述するような大きな研究成果をあげることができた。すなわち、1.外傷後の蝸牛神経変性の経時的変化については、これまで具体的データがなかった。このような現状に対して、我々は、これまでの科研費援助によって確立した定量的蝸牛神経変性モデルに基づいて、実験的検討を行った。その結果、蝸牛神経変性は、外傷後1週間以内に完成するという新知見を得た。このことは、外傷性蝸牛神経変性に対する治療方法を確立する上で重要な知見である(J Neurosurg,97:929-934,2002.)。2.従来から臨床の場で用いられてきた術中の神経保護手段としての聴性脳幹反応による術中モニタリングにおける潜時変化による波形判断に関する臨床的妥当性について実験的に検討を加えた(Hear Res 173:91-99,2002.)。その結果、V波潜時延長所見に加えて、V波振幅の変化を判断基準に加えることの妥当性が証明された。3. b FGF, nimodipineの蝸牛神経変性防止効果について検討を行い、これらの薬剤に一定度の効果があることを示すことができた(Neurol Res 24:775-780,2002;Neurosurgery,2003,in press)。本年度は、蝸牛神経中枢側axonの外傷性障害によって、ラセン神経節細胞にapoptosisが生じることを初めて示すことが出来た。この結果とこれまでの我々の実験研究から、外傷性蝸牛神経損傷による蝸牛神経変性は、necroticとapoptoticの両方のメカニズムが生じることが証明された。特に、後者による蝸牛神経変性は、前者に比較すると、より緩やかに生じるために治療の対象になりやすいと考えることができた。また外傷性蝸牛神経変性を薬理学的に防止する試みとして、basic FGFの効果について検討を行った。その結果、このgrowth factorによって蝸牛基底回転の蝸牛神経変性を軽減できることを確認した。このことは、内耳の発生過程において、basic FGFが重要な役割を担っていることと考え合わせると興味が持たれる知見である。さらに、本研究とこれまでの成果について、中国重慶市で行われた中国脳神経外科学会において発表できたことは、学術の国際交流の見地からも意義深いことであった。