hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯科口腔領域におけるアドレノメデュリンの有効性に関する研究

アドレノメデュリンの破骨細胞への影響について検討をおこなった。1.破骨細胞のRNAを採取し破骨細胞におけるアドレノメデュリンのレセプターの発現の確認を行ったところアドレノメデュリンのレセプターであるCRLR,RAMPの発現を認めた。2.脾臓から破骨細胞の前駆細胞を採取し、アドレノメデュリン添加郡、非添加群に分け破骨細胞誘導をおこない、破骨細胞分化におけるアドレノメデュリンの作用について検討をおこなったところ、アドレノメデュリン添加群において優位に破骨細胞分化が抑制された。アドレノメデュリン添加時に、下流シグナルであるcANP測定をおこなったところ、アドレノメデュリン添加群においてcAMPの上昇を認めた。その他の下流シグナルについてウェスタンブロットによりERK、P38などのシグナルのリン酸化の確認をおこなったところ、ERK、P38のリン酸化は認めなかった。3.破骨細胞に分化後に、アドレノメデュリン添加したところ、濃度依存性に破骨細胞の細胞死が促進された。アドレノメデュリンが破骨細胞のアポトーシスを促進した可能性が示唆された。本研究では、歯周病および骨誘導促進能に対するアドレノメデュリンの意義の解明と歯科口腔外科領域における臨床応用を研究目的とする。今年度においてはアドレノメデュリンの骨への影響に重点をおいて研究を行った。In vivoにおいては、アドレノメデュリンTgマウスとWTマウスの骨の解析をマイクロCT撮影を行い、施行したところアドレノメデュリンTg群において骨梁密度および皮質骨厚の上昇を認めた。また6時間以上絶食状態としたマウスから採血を行い、血清I型コラーゲン測定を施行したところ、アドレノメデュリンTg群において低値を示した。in vitroにおいてはヒト、マウスの骨髄細胞にBMP2を添加し骨誘導を行い、アドレノメデュリン添加による骨誘導促進作用の検討を行った。アルカリホスファターゼ活性を測定したところ、アドレノメデュリン非添加群に対し、アドレノメデュリン添加群では、有意に高値を示した。またアドレノメデュリンの添加群、非添加群に分け、破骨細胞培養をおこない、TRAP染色を施行したところ、アドレノメデュリン添加群において、アドレノメデュリン非添加群と比較し、破骨細胞分化に抑制的に作用する傾向を認めた。以上よりアドレノメデュリンは骨誘導促進作用、骨吸収抑制作用を有している可能性が示唆された。その作用、メカニズムについて更なる検討を行っていく予定である。また、骨折モデル等へのAM投与を行い、その治癒への影響なども検討する。今年度はアドレノメデュリンの破骨細胞への影響について検討をおこなった。(1)破骨細胞のRNAを採取し破骨細胞におけるアドレノメデュリンのレセプターの発現の確認を行ったところアドレノメデュリンのレセプターであるCRLR,RAMPの発現を認めた。(2)脾臓細胞、骨芽細胞の共培養により、アドレノメデュリン添加群非添加群に分け、破骨細胞誘導をおこなったところ、アドレノメデュリン添加群において優位に破骨細胞分化が抑制された。そこで骨芽細胞にアドレノメデュリンを添加しRNAを採取しrealtimePCRを行ったところ、アドレノメデュリン添加によりRANKLの発現については変化は認められなかったが、M-CSFの発現が減少傾向をみとめた。(3)脾臓から破骨細胞の前駆細胞を採取し、アドレノメデュリン添加群、非添加群に分け破骨細胞誘導をおこない、破骨細胞分化におけるアドレノメデュリンの作用について検討をおこなったところ、アドレノメデュリン添加群において優位に破骨細胞分化が抑制された。アドレノメデュリン添加時に、下流シグナルであるcAMP測定をおこなったところ、アドレノメデュリン添加群においてcAMPの上昇を認めた。(4)アドレノメデュリンによる破骨細胞の機能への影響を検討するために、象牙質切片上にて破骨細胞培養をおこなった。アドレノメデュリン添加群において破骨細胞分化が抑制されることにより、吸収窩の形成が抑制された。
水上パルス放電による効果的なラジカル生成とVOC分解

水上放電プラズマを用いた揮発性有機化合物分解技術の確立のため,水上放電の性質,ラジカルの生成および汚染物質の分解について調査した。放電状態を把握するため,水上放電プラズマの発光を分光分析し,Ar-O_2およびN_2-O_2混合ガス中での電子温度および電子密度を導出した。また、in-situ IRAS(Infrared Absorption Spectroscopy)によるラジカル計測システムを構築し水面上で発生させた大気圧コロナ放電プラズマで生成されるラジカル等を計測し、HO_2ラジカルの生成を確認した。水上パルス放電によるフェノールの分解生成物を特定し,得られた結果からフェノールの分解過程を推定した水上放電プラズマを用いた揮発性有機化合物分解技術の確立のため,水上放電の性質,ラジカルの生成および汚染物質の分解について調査した。水上パルス放電によるフェノールの分解生成物を特定し,得られた結果からフェノールの分解過程を推定した水上放電プラズマを用いた揮発性有機化合物分解技術の確立のため,水上放電によるラジカルの生成メカニズムを解明する。ここでは,ラジカル生成時の放電状態を把握するため,水上放電プラズマの発光を分光分析し,電子温度および電子密度を求める手法を確立させる。ステンレス製の直径φ1.5mm×長さ19mmの釘を針電極とし,その直下にステンレス製の容器(内径φ119mm×深さ12mm)を設置してイオン交換水を130g注いだ。この電極を内寸φ140×100mmの円筒形放電セル内に設置し,針先-水面間距離を4mmに保ち、Blumlein回路により発生させたパルス電圧を針電極に印加して放電を発生させた。放電セル供給するバックグランドガスには,Ar-O_2およびN_2-O_2混合ガスを使用し,その組成を変化させた。放電の発光をマルチチャネル分光器(Ocean Optics・Maya2000Pro,平成21年度購入備品)を用いて測定し,H原子のバルマー系列からの発光であるH_α(656.3nm)とH_β(486.1nm)の強度を用いた二線強度比較法より電子温度を求めるとともに,測定されたH_αの半値全幅と理論的シュタルク幅との関係より電子密度を求めた。得られた電子温度および電子密度は,それぞれ6.1×10^5Kおよび1.4×10^<17>cm^<-3>程度となり,O_2を混合すると,電子密度が増加し,電子温度が減少する傾向がみられた。これまでに汚染物質分解率が最も高い結果が得られている純Ar中では,電子温度が最も低い値となった。純Ar中では放電が水面を覆うように広がるため,電子温度は低いがラジカル生成が効果的に行われるためと考えられる。本年度は,in-situ IRAS(Infrared Absorption Spectroscopy)によるラジカル計測システムを構築し,放電プラズマ中で生成されるラジカル等を計測した。1.ラジカル計測システムの構築赤外線は空気中の水分によって減衰するので,フーリエ変換赤外分光システム(FT-IR)とアクリル製放電容器を樹脂製フードで覆い窒素でパージする。放電容器に赤外線透過窓を取り付け、FT-IRから外部に向けて放射された赤外線を容器内の電極間に導くとともに、同じ容器内に設置したミラーで反射させ、放電内を再び通過してFT-IRに戻り検出部に入るように装置を改良した。また、FT-IRのパワースペクトルが最大となるように光軸を調整した。2.ラジカル等の濃度測定Ar-O_2混合ガス中において、針対平板配置の電極を用いて直流コロナ放電を発生させ,1.のシステムで放電診断を行った。このとき、水分子由来のラジカルを検出するため、平板電極を金属とする場合および水を入れた容器とした場合で診断を行った。得られた結果を比較すると、水上で放電を発生させた場合に、HO_2と思われる吸収スペクトルが13001500cm^<-1>に観測され、バックグラウンドガスのO_2濃度の増加とともに増加する傾向を示した。HO_2ラジカルは、OH+O_2→HO_2+O(1)、H_2O+O→HO_2+H(2)、O_3+OH→HO_2+O_2(3)の反応で生成されることが報告されており、生成に酸素が関与することから、O_2濃度の増加とともに増加する13001500cm^<-1>の吸収スペクトルはHO_2ラジカルによるものと判断された。本研究では、大気圧下の水面上で放電プラズマを発生させ、気相中でのO、O_3の生成に加えて、H_2O分子から生成されるラジカルの生成メカニズムを解明し、その効果的な生成方法を検討することを目的としている。本年度は、揮発性有機化合物を分解する環境でのプラズマ状態の計測とin-situ IRAS(Infrared Absorption Spectroscopy)によるラジカル濃度測定を行った。放電容器にバックグラウンドガスとしてAr-O_2混合ガスを一定流量で供給した状態で、水上に設置した複数針電極に正極性直流高電圧を印加してコロナ放電プラズマ発生させる。

電流と電圧を測定して電力を算出するとともに、in-situ IRASによる短寿命ラジカルの濃度と位置分布を測定するとともに、バックグラウンドガスの組成がラジカル濃度に与える影響を調査した。波数13301460cm^<-1>に放電発生時にのみ検出される吸収ピークが確認され、このピークがバックグラウンドガスのO_3濃度の増加に伴って増加する傾向を示した。よって、この吸収ピークを、短寿命でH_2O+O→HO_2+H、O_3+OH→HO_2+O_2、O_2+OH→HO_2+O、O_3+H→HO_2+O、O_2+H→HO_2の反応で生成されるラジカルHO_2によるものと判断した。HO_2ラジカル濃度の位置分解測定より、濃度は水面から離れるに従って減少することがわかった。コロナ放電の発生によってH_2Oの気化が促進され、その濃度が水面からの距離に従って減少することが観測されおり、高エネルギー電子とH_2Oの反応で生成されるOHラジカルの濃度もH_2O濃度と同様の傾向で変化し、結果としてOHラジカルを含む反応で生成されるHO_2分布も同様に水面から離れるにしたがって減少する傾向を示したと考えられる。これらの成果について平成24年電気学会全国大会で報告した。
バナナの抗菌性ペプチドの網羅的探索

申請者は、モデル生物であるシロイヌナズナおよびトマトで、ペプチド性遺伝子(<100aa)にコードされる細胞外分泌ペプチドの中で、数十個の新規の抗菌性ペプチドを見出すことに成功している。このような抗菌性ペプチドの探索手法の確立は、より重要な作物においても切望されている。特に、世界での生産量が1億トンを超える唯一の果物であるバナナは、次々と異なる遺伝子型を示すフザリウムと呼ばれる糸状菌の感染を受け、世界中で問題となっている。本研究では、マレーシアに存在する多数品種を持つグループと連携することで、フザリウムに耐性を持つ品種を探し出し、その品種のトランスクリプトームおよびプロテオーム解析で、耐性に関わると考えられるペプチド候補を探索することを目指す。当該年度は、分担者の近藤がマレーシアの共同研究者グループ(Harikrishna博士、Teo博士、マラヤ大学)に数週間滞在し、バナナ型フザリウムであるFusarium oxysporum f.sp. cubense tropical race 4を接種し、フザリウムへの抗菌性が高いラインを選抜した。その結果、フザリウム耐性が強いバナナの4系統とフザリウム耐性が弱いバナナの4系統を見出した。一方で、感染後は、バナナの導管液を採取し、プロテオーム解析を行う必要がある。そのため、様々な方法で導管液を取る方法を検討した。さらに、トランスクリプトームのサンプリングを行うためのRNA抽出方法を現地の博士研究員に伝達し、様々な条件でのトランスクリプトームおよびプロテオーム用のサンプリングを行う準備を行った。当初は、マレーシアの共同研究者グループ(Harikrishna博士、Teo博士、マラヤ大学)が、フザリウム耐性バナナとフザリウム感受性バナナの系統を保有していると聞いていた。しかし、保存状態が悪く接種を行える状態でなかった。そのため、それらのフザリウム耐性および感受性の再選抜を行う必要があり、それに多大な時間を要した。トランスクリプトームおよびプロテオームのデータ解析は、申請者と分担者の白井が、実施する。トランスクリプトームデータは、次世代シークエンス解析で得られた転写配列のアッセンブルを行い、品種特異的な転写配列を構築し、転写配列に存在する全遺伝子配列を予測する。また、バナナのReferenceゲノムに存在する新奇のペプチド性遺伝子は、同定済みである。これらの用意された全ての遺伝子配列に次世代シークエンスのデータをMappingして、バナナ型フザリウムに誘導されるペプチド性遺伝子の同定を行う。プロテオーム解析は、用意された全てのペプチド性遺伝子のアミノ酸配列をデータベースとして、3反復のいずれにおいても細胞外に分泌されているペプチド性遺伝子を同定する。これらの結果をまとめて、バナナ型フザリウムの感染で誘導され、細胞外に分泌するペプチドを同定する。同定されたペプチドが多すぎる場合には、細胞外分泌シグナル配列を有するもの、誘導度が高いものを優先させ、100遺伝子程度の候補遺伝子を絞る。先行研究と同じ方法で、5アミノ酸重なる20アミノ酸の断片化ペプチドを人工的に合成する。ペプチド合成は、一ペプチドあたり2000円で行う契約を結んでいる業者に発注する。ペプチドの抗菌性を調べるために、フザリウムの胞子濃度を血球計算盤で計算し、1×106個/mlにし、96穴プレートに200 μlずつ添加する。それらのプレートには、ペプチドを添加し、フザリウムの発芽や菌糸の形状を観察することで、抗菌活性を調べる予定でいる。

また、バナナのReferenceゲノムに存在する新奇のペプチド性遺伝子は、同定済みである。これらの用意された全ての遺伝子配列に次世代シークエンスのデータをMappingして、バナナ型フザリウムに誘導されるペプチド性遺伝子の同定を行う。プロテオーム解析は、用意された全てのペプチド性遺伝子のアミノ酸配列をデータベースとして、3反復のいずれにおいても細胞外に分泌されているペプチド性遺伝子を同定する。これらの結果をまとめて、バナナ型フザリウムの感染で誘導され、細胞外に分泌するペプチドを同定する。同定されたペプチドが多すぎる場合には、細胞外分泌シグナル配列を有するもの、誘導度が高いものを優先させ、100遺伝子程度の候補遺伝子を絞る。先行研究と同じ方法で、5アミノ酸重なる20アミノ酸の断片化ペプチドを人工的に合成する。ペプチド合成は、一ペプチドあたり2000円で行う契約を結んでいる業者に発注する。ペプチドの抗菌性を調べるために、フザリウムの胞子濃度を血球計算盤で計算し、1×106個/mlにし、96穴プレートに200 μlずつ添加する。それらのプレートには、ペプチドを添加し、フザリウムの発芽や菌糸の形状を観察することで、抗菌活性を調べる予定でいる。
次世代シークエンサーを利用した自閉症候補遺伝子領域のターゲットリシークエンス

4世代にわたり自閉症性障害を発症している家系を対象としたエクソーム解析の結果では、疾患と完全に共分離している複数の候補遺伝子を見出しており、新たな自閉症候補遺伝子の発見につながる可能性がある。また、自閉症性障害患者とその両親163組についてのコピー数多型解析では、500K塩基対以上の大きさの新規CNVが7組のサンプルで8つ認められており、そのうちの1つは15番染色体長腕11. 2領域における重複であることが判明した。平成23年度は主として1)次世代シークニンサーを利用したシークエンスデータの蓄積と、2)これまでに報告者が得ている、15番染色体長腕11-13領域(15q11-q13)に微細構造異常を示すサンプルのアレイCGHデータの確認を中心に実施した。1)については、実施費用が高額となることも考え、仮に15q11-q13領域の解析が困難であった場合でもデータが無駄にならないよう、4世代にわたり自閉症性障害を発症している家系を対象としてエクソーム解析を実施し、得られたデータを当研究課題にも用いることとした。具体的には末梢血由来のDNAを用いてショットガンシークエンスライブラリーを作成した上で、Agilent社製Sure Selectヒト全エクソンキットを用いてキャプチャーを行い、さらにそれをIllumina社製Genome AnalyzerIIによりpair-end 75-bpの条件下にて解析した。塩基の決定にはIllumina pipeline 1.5を用い、得られたシークエンスはCLC Genomic Wrokbenchソフトウエアを用いてマッピングを行った。現在は、得られたシークエンスデータの妥当性、および変異の同定について検討を行っているところである。一方2)については、定量PCRを用いた確認が困難であることが判明したため、Affymetrix社製Affy SNP6.0を角いた解析による確認を試みている。具体的には、当該サンプルをも含む自閉症性障害患者とその両親163組を用い、得られたデータについてPennCNVによるHMMモデルを用いてコピー数多型(CNV)の判定を行った。Affymetrix社提供によるAPTツールにより標準化を行うと共に、サンプルやSNPを対象にデータのクリーニングを行って残った136組のデータのうち、500K塩基対以上の大きさのde novo CNVが7組のサンプルで8つ認められており、その中の複数が15q11-q13領域に位置していることが判明した。今後は、アレイCGHとAffy SNP6.0のデータの整合性について検討をさらに進めると共に、次世代シークエンサーを利用した解析が可能かどうかについて、得られたデータを元に検討を行う予定である。平成23年度は、1)前年度次世代シークエンサーを用いて行った、4世代にわたり自閉症性障害を発症している家系を対象としたエクソーム解析のデータ解析と、2)やはり前年度自閉症性障害患者とその両親163組について得たAffymetrix社製AffySNP6.0のデータに関するコピー数多型(CNV)解析を引き続き実施した。1)は末梢血由来のDNAを用い、ショットガンシークエンスライブラリーを作成した上で、Agilent社製SureSelectヒト全エクソンキットを用いてキャプチャーを行い、さらにそれをIllumina社製GenomeAnalyzerIIによりpair end 75-bpの条件下にて解析したものである。塩基の決定にはILLuminapipeline1.5を用い、得られたシークエンスはCLC Genomic Wrokbenchソフトウエアを用いてマッピングを行った。解析を進めた結果、発端者で11,082個の変異を見出しており、うち5,560個が非同義置換あるいは挿入/欠失を伴うものであった。この中から、疾患と完全に共分離している候補遺伝子として、ストップコドン変異3個、フレームシフト変異3個が選び出されている。現在のところ、当初の解析対象であった15q11-q13領域と直接結びつく知見は得られていないが、サンガーシークエンスによる確認や機能解析により新たな自閉症候補遺伝子の発見につながる可能性のある結果を得ている。2)では、健常対照者487名分のデータを新たに追加し、Birdsuite、QuantiSNP、PennCNVの3つのソフトウエアを用いることにより、CNVWとしてより信頼性の高い判定を得ることを目指した。その結果、サンプルやSNPを対象にデータのクリーニングを行って残った136組のデータのうち、500K塩基対以上の大きさのde novoCNVが7組のサンプルで8つ認められており、そのうちの1つは15q11.2領域における重複であることが判明した。やはり当初の目的であった15q11-q13に微細構造異常を示すサンプルのアレイCGHデータの確認には至らなかったが、これ以外にもNLGN4X、CNTN4遺伝子などに影響を与えるCNVの存在や、健常対照群との比較において疾患群で有意にCNVが多く存在していることなどを見出した。
オープン・ループ制御による高忠実度量子ゲートの設計と実装

エラーの影響を受けやすい量子ゲートを複数個組み合わせれば、ノイズやエラーの影響を受けにくい量子ゲート(複合量子ゲート)を構成できる。我々は、この複合量子ゲートの設計と実装(応用)を研究の中心に据え、量子エラー訂正、量子コンピュータのための新しい量子系の提案、選択的な2量子ビットゲートの提案と実装、平面幾何学を用いた任意のエラー耐性のある量子ゲートの設計、そして量子ゼノン効果による位相緩和抑制の実証実験を行ってきた。本年度は、「量子誤り訂正」、「ロバストな任意量子ゲート」、「量子ゼノン効果」、「複合パルスのNMR測定への応用」、「選択的2量子ビット演算」の研究を行った。「量子誤り訂正」の研究では最もシンプルなノイズレス・サブシステム(NS)を応用した誤り訂正の理論的考察とNMR量子コンピュータを用いた実装を行った。保護される量子ビットは1個だけではあるが、2個必要なアンシラは完全にランダムな状態でよく実装し易い。Physcal Review Aに掲載された。「ロバストな任意の量子ゲート」と「量子ゼノン効果」は、近藤がドイツのドルトムンド大学のSuter教授の下に滞在した8月の1ヶ月間の研究が発端になっている。メールによる密接な連絡によって研究を継続した。「ロバストな任意の量子ゲート」に関する研究では、2013年の物理学会誌7月号の記事「ロバストな量子ゲート」を発展させたものである。一方、「量子ゼノン効果」の研究では、理論に止まらず実験を行った。我々は位相緩和を起こす「人工的な環境ーシステム」を構築することによって、量子ゼノン効果よる位相緩和の抑制のデモに成功した。「複合パルスのNMR測定への応用」は、分子科学研究所と学習院大学との共同研究である。我々はNMRで使われてきた技術を量子情報の分野に応用することを行ってきた。本研究では、逆に我々が量子情報のために開発してきた技術をNMR測定に応用しようという試みである。我々が研究してきた入れ子型複合パルスをNMR測定で頻繁に行われているハーン・エコー法によるT2測定と2次元測定であるCOSY測定に応用した。「選択的2量子ビット演算」の研究では、多数の量子ビットが相互作用を行っている中で、実効的に特定の量子ビット間の2量子ビット演算を行う方法を議論した。3月末にPhyscia Scriptaに出版受理された。本年度は、「量子誤り訂正」、「ロバストな任意量子ゲート」、「量子ゼノン効果」、「複合パルスのNMR測定への応用」、「緩和を研究するためのNMRモデル」の研究を行った。「量子誤り訂正」の研究では、CNOTを一つだけ用い、しかも古典的な誤り訂正との対応が良いノイズレス・サブシステム(NS)の実装をNMRで行い、その結果を2015年3月の日本物理学会で発表した。非常に簡単なアルゴリズムなので、量子誤り訂正の概念を理解する上で良い例になっている。「ロバストな任意量子ゲート」の研究は昨年度からの継続で、ドイツのドルトムント大学と日本の学習院大学との共同研究である。成果を論文にまとめることができ、Physical Review Aから12月に出版された。同じく共同研究である「量子ゼノン効果」に関する研究は、論文にまとめられ投稿してある。今年度はイギリスのOxford大学のJones教授の研究室に約1ヶ月間滞在し、量子ゼノン効果に関する研究を発展させた。「複合パルスのNMR測定への応用」は分子科学研究所と学習院大学との共同研究である。我々が研究してきた複合量子ゲートを2次元NMR測定のCOSYに応用し、その有用性を示す実験結果を得ることができた。現在投稿準備中である。「緩和を研究するためのNMRモデル」は、人工的に位相緩和を制御し、またその緩和を抑制することができる系を実現した研究である。NMR量子コンピュータを様々な量子コンピュータのテストベンチとして用いて、位相緩和を抑制するアイデアの検証を行うことができるようになった。2015年3月の日本物理学会で発表した。論文投稿の準備中である。外部からのノイズや実験条件の揺らぎ等のエラーの影響が受けやすい量子ゲートを複数個組み合わせて、それらの影響を受けにくいロバストな量子ゲート(複合量子ゲート)を構成できる。この複合量子ゲートはオープン・ループによる制御が可能である。このロバストな量子ゲートに対してさらに、フィードバックを行えば、精密な量子制御を行うことができる。我々は、この複合量子ゲートの設計と実装(応用)を研究の中心に据え、量子エラー訂正、量子コンピュータのための新しい量子系の提案、選択的な2量子ビットゲートの提案と実装、平面幾何学を用いた任意のロバストな量子ゲートの設計、そして量子ゼノン効果による位相緩和の抑制の実証実験を行ってきた。これらの研究を通じて、精密な量子制御を行う方法の確立に貢献することができた。平成25年度には、簡単でそれ故に興味深い量子エラー訂正法の提案とその実証実験を行った。ここではquantum discordというある種の相関を調べたが、その興味深い形状よりPhys. Rev. Aのkaleidoscopeに採用された。また、複合量子ゲートに関する解説記事が物理学会誌に掲載された。平成26年度には、中性原子を用いた新しい量子コンピュータの提案を行った。その他、相互作用が複数存在する系で、ある特定の相互作用のみを有効にする方法の提案と実装を行った。また、任意のロバストな量子ゲートの設計を平面幾何を用い直感的に行う方法を示した。この方法を応用すれば、既存の量子ゲートの精度を高めることもできる。最終年度の平成27年度には、量子ゼノン効果を応用して位相緩和を抑制する実証実験の論文を発表した。

この実験のためには忠実度の高い量子ゲートが必要であるが、それをロバストな複合量子ゲートで実現した。また、様々な位相緩和抑制法を検証するためのテスト・ベンチの開発を行った。現在投稿準備中である。エラーの影響を受けやすい量子ゲートを複数個組み合わせれば、ノイズやエラーの影響を受けにくい量子ゲート(複合量子ゲート)を構成できる。我々は、この複合量子ゲートの設計と実装(応用)を研究の中心に据え、量子エラー訂正、量子コンピュータのための新しい量子系の提案、選択的な2量子ビットゲートの提案と実装、平面幾何学を用いた任意のエラー耐性のある量子ゲートの設計、そして量子ゼノン効果による位相緩和抑制の実証実験を行ってきた。その他、学会発表を行った「量子誤り訂正」と「緩和を研究するためのNMRモデル」についても実験は成功している。特に後者の研究は、H25年度の報告書の「今後の研究の推進方策」において計画した研究であり、研究がおおむね順調に進展していることを示している。そして、NMRを用いて様々な位相緩和抑制のアイデアを検証する上で有用であると考えている。H25年度のドイツのSuter教授の研究室に引き続き、夏にはイギリスのOxford大学のJones教授の研究室に約1ヶ月滞在し、「量子ゼノン効果」の研究を発展させることができた。また、NTTのBRLの松崎博士、分子科学研究所の鹿野准教授、学習院大学の市川博士との共同研究も継続しており、国内外の研究者との共同研究体制を強化することができた。この科研費での研究成果も含めて、過去の論文のリストとその取得先の情報を提供している。数物系科学「複合パルスのNMR測定への応用」、「量子誤り訂正」そして「緩和を研究するためのNMRモデル」の研究成果を投稿することが重要である。また、高分解能NMR装置を使用している研究者に複合パルスを使用してもらえるように、その有用性を量子情報だけでなくNMRに関する研究会で積極的にアピールしたい。昨年、一昨年と夏休みに国外の著名な研究室に約1ヶ月滞在することができ、大きな刺激を受けることができた。今後も内外の研究者との共同研究を行う機会をできるだけ作って、研究の発展を図る。(次年度の研究費の使用計画)平成25年度のSuter教授、平成26年度のJones教授の研究室の約1ヶ月の滞在は非常に有益であった。そこで、最終年度の平成27年度も是非1ヶ月ほどの滞在を他の研究室で行いたいと考えており、科研費をその費用に充てる。また、市販の高分解能NMR装置を使った実験だけではなく、量子アルゴリズムを実行できる小さなNMR装置の開発を本研究の目的としているので、そのための材料費や試料代に本科研費を充てる。本年度は、「量子誤り訂正」と「選択的2量子ビット演算」が学術雑誌に掲載あるいは掲載決定になった。その他、本科研費の採択前に掲載決定されていたものであるが、本科研費の研究テーマと密接に関連した研究「頑強な量子ゲート複合量子ゲート」が「最近の研究から」として、日本物理学会誌第68巻7号に掲載された。
鎌倉に伝わる民話を素材とした古典教材の開発

○研究目的小学校学習指導要領に古典教材が導入され、小学校児童の発達段階に応じた古典教材の研究実績がまだ乏しい状況にある。そこで、中学校の古典学習の先取りではなく、児童の実感を伴った古典教材の触れ方について研究する必要があると考える。また、中学校の古典学習の基礎となるような「小中連携古典カリキュラム」を開発しようとするものである。○研究方法「小中連携古典カリキュラム」の中心として、実感を持った「和の体験」をいかにして児童に触れさせていくかについて考えてきた。地域に残されている歴史的建造物などを積極的に活用し、それを生かしつつ視聴覚機器を活用することにより児童が創造的に自身の体験を表現できるような学習過程を経ることによって体験的活動がより相乗効果を伴っていくことを期待するものである。○研究成果数多く残されている地域の民話、歴史物語に触れた児童が、地域に出てフィールドワークをおこなった。それらの体験を生かして物語を考えだし、デジタルカメラを用いたストップモーションムービーおよびビデオカメラを用いた映画作りで映像作品を作り上げた。その過程で児童が見学したり聞いたりした体験を作品に十分反映したものができた。そのような過程を経て今年度はさらなる発展を狙い、表現手法をさらに工夫して取り組むことで体験的活動がさらに子どもたちの中で生かされていく過程を研究した。今日に生きる児童にとって体験することをもとに、作品作り(シナリオ・音声表現・身体表現・機器操作)作品発表(プレゼンテーション・発表の場づくり)といった表現的活動を取り入れることによって主体的に対象となるべきものを見つめられることが明らかになった。主体的・創造的な過程によって対象を自分に引き寄せることが古典教材の扱い方として小中連携につながっていくと考えられる。
超伝導界磁方式リムドライブ海潮流発電システムに最適な新形式タービンの研究

海技研は、九大が開発した海潮流タービン性能推定プログラムを用いて異速反転で設計された二重反転タービンの模型を製作し、その性能計測を曳航水槽および大型キャビテーション水槽で行った。等速反転ばかりでなく、海潮流二重反転タービンの特性を考慮して、数種類の異速反転時の性能計測を行った。性能計測データに側壁影響補正を行った結果、等速反転より異速反転の方がタービン効率は若干向上し、最適の回転数関係がある可能性を見出した。一方、九大では、海潮流二重反転タービンの性能推定プログラムの更なる高精度化を目指し、海潮流二重反転タービンの後流渦モデル及びタービン翼での剥離を考慮した粘性修正モデルの改良を行った。改良モデルを用いた計算結果と水槽試験結果と比較し、両者が良好に一致することを確認した。発電機部に関しては、海洋大が超伝導界磁ー電機子構造設計の1次試作と二重反転タービン性能予測の結果を考慮しながら、模擬モデルの改良をを行った。長時間の励磁や運転試験により界磁磁束の劣化や磁束分布の変動を検証した。負荷試験を含めて数か月以上の長期間にわたり超伝導界磁の同期発電機における運転実用性を検証した。界磁磁束の変動は誤差を考慮しても数%以内であり十分に安定的あることを実証した。発電機モードとしての模擬モデルにおける負荷試験もこの期間中に完了した。以上の結果をふまえてバルク界磁を想定しつつ二重反転タービン方式に適した超伝導界磁方式発電機の発電部の外径寸法等の基本設計をまとめた。このように設計されたタービンの性能確認を行い、超伝導発電機との結合および界磁冷却系を含めた海潮流発電システムの今後の課題やメリットを明らかにして研究をとりまとめる準備が整った。相補的な実証をともなう二重反転タービンの設計を進める一方、模擬モデルによる超伝導バルク界磁磁束の発電機連続運転耐性も検証できたことから上の区分とした。特に研究計画時には予定していなかった二重反転タービンの模型試験を実施し、二重反転タービンの性能推定プログラムの精度向上に有効な、異速反転を含む広範囲のデータを取得した。そのデータを用いて性能予測プログラムを改良することで精度向上に成功した。これにより、次年度は本プログラムを用いて現状設計よりも効率を向上させた海潮流発電用二重反転タービンの翼形状を設計することが可能となった。二重反転タービンの性能予測やブレード変形の予測等を行って、最終的な性能予測を行い、タービンと超伝導発電機を一体とするタービン発電システムの設計を確立、高効率な海潮流発電システムの成立性を明らかにする。二重反転タービン性能予測の研究の進捗とともに、発電機を模擬する超伝導界磁ー電機子構造モデルを用いた長時間の連続運転による検証から、構造最適化された大出力向けの界磁ー電機子構造が得られている。平成31年度は、前年度作成された二重反転タービンの性能シミュレーションプログラムにより、最適タービンの流力設計を行い、二重反転タービンの性能予測等を行って、最終的に設計されたタービンの性能確認を行い、超伝導発電機との結合および界磁冷却系を含めた海潮流発電システムの今後の課題やメリットを明らかにして研究をとりまとめる。電磁・熱解析などを併用して構造最適化された界磁ー電機子のより詳細な設計を完了する本研究では、東京海洋大学(以下、海洋大)が発電機部の設計と生物付着問題への調査を行い、海潮流発電用タービン翼設計を海上技術安全研究所(以下、海技研)と連携する九州大学(以下、九大)が担当した。研究計画に従い超伝導発電機と二重反転タービンについて技術的な情報交換と議論とが進められた。その成果から研究計画を発展させて、設計に有用なバルク界磁の励磁技術、超伝導発電機の基本電気設計と発電機構造を考案した(海洋大)。発電機の概念設計を行いつつ、その結果を基にタービン設計グループと議論を重ねた。結果として、出力1MW級の発電機の設計開発を進めることになった(海洋大)。超伝導発電機の実現には内部の適切な冷却が必須であり、概念設計に基づく構造と冷却性能に関わる検討を行った(海洋大)。九大で開発したプロペラ翼性能を計算・評価する手法であるSQCM(Source and QCM)を、二重反転リムドライブタービンの設計に利用するために必要な、タービンの単独性能に関するシミュレーションと、パラメータの変更に対する実験値との比較を行い、実験値に対して大きな矛盾の無い結果を得た(九大)。さらに、潮流タービンの後流渦に関する問題を、新しいモデルを構築したことによって解決した(九大)。このシミュレーションのために、過去に海技研で研究されてきた舶用プロペラとタービン模型から検証用データを生成した(海技研)。合わせて潮流タービンの誘導速度分布、タービンの前後における流場についての解析及び考察も行った(海技研)。平成28年度はタービン設計に用いるFEM構造計算を行うためにNastranの一部機能を有するプロラムを導入し、強度解析を進めるために必要な別種のプログラム同士を組み合わせて連携させるための機能の開発を行った(海技研)。付着生物への対処に関する研究動向について調査を行った(海洋大)。本研究課題では、二重反転プロペラと超伝導発電機に関する専門家が集まり、両者の技術と知見を融合して新しい海潮流発電システムを構築するために、情報交換と議論を深めてきた。タービン部と発電機では理想的な設計条件が大きく異なることが明らかとなり、それぞれの立場からの設計仕様の提案と摺り合わせを行った結果、平成28年度の成果として本研究で目指すべき仕様の概要を策定することができた。

その結果を基に、主な設計目標についての検討を進め、構造、効率、出力といった要素について、海潮流発電機の具体化のための検討を進めることができた。研究計画に従い研究推進会議では、超伝導発電機と二重反転タービンについて技術的な情報交換と議論とが進められた。東京海洋大学(以下、海洋大)グループが発電機構造設計と生物付着問題への調査等を行い、潮流用タービン翼設計を海上技術安全研究所(以下、海技研)と九州大学(以下、九大)グループが担当し、国内学会発表を行った。また、海洋大が考案した、新形式タービン向け発電機についても、電気設計に関する論文発表を行うとともに、超伝導の利用に必要な冷却系についても検討を加えた。1MW級発電機の電気設計では、高温超伝導磁極の磁束密度の3次元分布、電流と熱損失、極数に対する性能について検討を行った。加えて、バルク磁石を界磁に使った場合の冷却系の評価を行った。一方、海技研提案による海潮流発電用二重反転タービン、相反転発電機、前後近接式リムの形式に関して、主にタービン性能及び構造的な観点からの検討を行った。前年度、九大で開発したタービン翼の性能を計算する手法であるT-SQCMを、二重反転リムドライブタービンの設計に利用するために必要な、二重反転タービンの前後それぞれのタービンの単独性能に関するシミュレーションを行った。更なる検証データを取得し、プログラム中の粘性影響補正のための揚力勾配修正係数を見直し、実験結果と計算結果との良い一致を得た。二重反転プロペラ解析用SQCMを拡張し、タービン状態での二重反転プロペラの性能に関する試計算を行い、実験結果との比較から、SQCMによる二重反転タービンの性能計算が可能であることを確認した。また、以前から開発中の潮流タービンの構造解析プログラムについて、検証用プロペラを対象として、プロペラ合金製のオリジナルに対してCFRPを用いた場合の応力の概算を行い、設計上注意を要する技術的課題に関する知見を得た。本研究課題では、二重反転プロペラと超伝導発電機に関する専門家が集まり、両者の技術と知見を融合して新しい海潮流発電システムを構築するために、情報交換と議論を深めてきた。超伝導発電機の利点を活用するべく28年度に検討した電気設計を推し進め、発電機の各要素に関する性能について検討を深めることができた。また、既存のプロペラ設計解析技術を元に、二重反転タービン設計を行うための基盤的シミュレーション技術環境及び構造解析環境を整え、実験結果と計算結果とを比較した結果から、それらの技術環境の良好な適合性を確認した。研究推進方策に対する情報収集と比較検討のために、海外で試験を行っている常伝導方式の潮流発電システムについての視察を行った。海技研は、九大が開発した海潮流タービン性能推定プログラムを用いて異速反転で設計された二重反転タービンの模型を製作し、その性能計測を曳航水槽および大型キャビテーション水槽で行った。等速反転ばかりでなく、海潮流二重反転タービンの特性を考慮して、数種類の異速反転時の性能計測を行った。
赤外線領域における宇宙論的な銀河形成理論モデルの構築

銀河の形成と進化がどのように起こったのかを解明することは現代宇宙物理学の最大の挑戦の一つであり、可視赤外線領域宇宙背景放射の起源解明と密接に関連した問題である。今後、ALMA 30m級望遠鏡やJWST,SPICAなどによって、ダークエイジに迫る宇宙初期の銀河形成が観測的に明らかになっていくであろう。これらの膨大かつ広範な観測データを解釈し、科学的、物理的に意味のある成果に結びつけるには比較すべき理論モデルが不可欠である。現在、星からの直接光をみる可視・近赤外領域では、銀河の形成進化モデルは相当高度なものに発展しており、一通りの成功を収めているが、星間ダストからの放射を見る中間・遠赤外領域の理論モデルはまだ発展途上であり不定性が大きい。本研究は、この「ダストで隠された銀河形成進化史」を明らかにし、ALMAを通じてダークエイジに迫るために必要不可欠な、宇宙論的構造形成論に基づいた物理的・現実的な赤外線領域の銀河理論モデルの構築を目指した。昨年度の研究で、「あかり」の近傍銀河カタログ)と、既存のSDSSや中性水素21cm線などの銀河カタログやその物理量を相関させ、ダスト放射の性質と物理量との大サンプルを構築した。さらに、その中から有効な相関関係が見出され、これにダスト放射理論を組み合わせ、「赤外線銀河のダスト温度がどういう物理で決まっているか」という問いに一定の答えを与えることができた。本年度は、その昨年度の研究で得られた知見を宇宙論的銀河形成モデルに応用し、その示唆を検討した。特に、ALMAの時代を見据えて、サブミリ域での現在の理論モデルと観測データの差異をどう解決するかを検討した。宇宙論的銀河形成論の枠組みで、我々が導入した新しい星形成フィードバックが大きな影響を与えることを見出し、現在論文を準備中である。予定通り、銀河形成モデルに新しいフィードバック機構を導入し、その効果を確認できたため。フィードバックに関して得られた新しい示唆を、早急に論文にする。また、その新しい銀河形成モデルを赤外に拡張し、ALMAなどの新しいデータと比較して銀河形成研究の新たな展開を目指す。今後、ALMA,30m級望遠鏡やJWST,SPICAなどによって、ダークエイジに迫る宇宙初期の銀河形成が観測的に明らかになっていくであろう。まず、完成しつつある「あかり」の近傍銀河カタログと、既存のSDSSなどの銀河カタログやその物理量を相関させ、ダスト放射の性質と物理量との大サンプルを構築した。これに、ダスト放射理論を組み合わせ、観測データに合致し、かつ、銀河形成理論モデルに組み込めるようなダスト放射モデルを構築した。ダスト放射理論モデルを「あかり」データに適用して検証すると同時に、より高度なモデルを物理的考察の上に確立した。これら初年度の成果は、詳細な論文として日本天文学会欧文報告に投稿したところである。次年度では、これらの新たな知見を生かした銀河形成モデルの構築に移る。様々な高赤方偏移銀河や宇宙背景放射の観測データと比較検証し、銀河形成論に新たな光を与えることを目指す。
α＿2−アドレナリン受容体が眼圧の日内変動に及ぼす影響

日内リズムを獲得した家兎の房水内cAMP濃度は点灯後6時間が、20.8±0.5pmol/ml、消灯後6時間が32.3±1.8pmol/mlと、暗いときが11.5pmol/ml多かった。しかし、暗いときのcAMP濃度の上昇は、0.01%のチモロール点眼、上頚交感神経節の切除、上頚交感神経節の節前切断で抑制された。0.1%ロウルシンの点眼は、明るいときのcAMP濃度を上昇させなかったが、暗いときのcAMP濃度を有意に増加させた。0.1%パラアミノクロニジンの点眼は、明るいときのcAMP濃度に影響を与えなかったが、暗いときのcAMP濃度を有意に低下させた。暗いときに0.1%PACを両眼に点眼し、片眼のみ0.1%ロウルシンを点眼すると、パラアミノクロニジンによるcAMP濃度の低下は、ロウルシンによって打ち消された。両側の上頚交感神経節の節前切断を行うと、チモロール点眼、パラアミノクロニジンの点眼ともに房水内のcAMP濃度を低下させなかった。今回の結果から、家兎眼において、α_2-アドレナリン受容体は前シナプスのみならず後シナプスでも作用していること、α_2-アドレナリン刺激薬が作用するには内因性のノルエピネフリンの分泌が必要であることが分かった。
プラズマ中の反転分布を用いた高原子番号多価イオンの原子物理学的研究

初年度には阪大レーザー研設置の激光XII号レーザーに線集光レンズを付加しニッケル様イオン軟X線レーザーの精密分光計測を行った。反転分布が生じるプラズマ生成ターゲットには申請者らの開発した湾曲スラブターゲットを用いた。また照射レーザーパルスには時間幅100psの多重パルス方式を用いた。照射強度10^<14>W/cm^2までの強度で照射できる。ターゲット材料として原子番号60番から70番の元素をできるだけ漏れなく用意した。誘導放出軟X線は阪大レーザー研設置の高分解斜入射分光器、検出器には軟X線CCDを用いた。波長の精密測定のため波長同定の容易なアルミニュームターゲットからの線スペクトルX線を用いた。まったく同じ配置でアルミニューム、X線レーザーを記録し内挿法により波長を決定した。原子番号60番から73番までの誘導放出光が観測された。測定精度は3桁であった。また原子番号52番から59番までのターゲットについても誘導放出光を軟X線乾板に記録した。このときターゲット中に不純物として含まれている酸素が波長基準として有効であった。第2年度には、測定データのデータベース化を実施した。具体的には束縛電子数28個のイオンであるニッケル様イオン中に生じる反転分布により増幅された孤立遷移の精密波長、強度、強度比、波長幅の原子番号依存性の測定データのデータベース化を行い多電子原子解析用コードの結果等との比較検討を行った。以上により高原子番号高電離イオンに関する貴重な原子物理学的知見が得られた。本年度は阪大レーザー研設置の激光XII号レーザーに線集光レンズを付加しニッケル様イオン軟X線レーザーの精密分光計測を行った。誘導放出軟X線は阪大レーザー研設置の多分解斜入射分光器を用いた。波長分解能は約200(中心波長/波長広がり検出器には軟X線CCDを用いた。まったく同じ配置でアルミニューム、X線レーザーを記録した内挿法により波長を決定した。電子番号60番から73番までの誘導放出光が観測された。また原子番号52番から59番までのターゲットについても測定を行なった。誘導放出光を軟X線乾板に記録した。濃度計により精度良くグラフ化し波長を求めつつある。このときターゲット中に不純物として含まれている酵素が波長基準として有効であった。原子解析コードによる波長計算との比較を行ないつつある。照射強度10^<14>W/cm_2までの強度で照射できる。

このときターゲット中に不純物として含まれている酸素が波長基準として有効であった。第2年度には、測定データのデータベース化を実施した。具体的には束縛電子数28個のイオンであるニッケル様イオン中に生じる反転分布により増幅された孤立遷移の精密波長、強度、強度比、波長幅の原子番号依存性の測定データのデータベース化を行い多電子原子解析用コードの結果等との比較検討を行った。以上により高原子番号高電離イオンに関する貴重な原子物理学的知見が得られた。
ハイハイ動作の変化からみた運動学習の特徴は幼児期の能力に影響するか

乳児期は中枢神経において神経回路の形成が活発で,行動においても臥位から二足歩行へと大きな変容を遂げる時期である。この時期にみられる代表的な行動であるハイハイ動作(ずり這い,四つ這い,高這いなど)は,次第に重心を持ち上げかつ接地面を縮小していく。しかし,ハイハイ動作の開始時期や実施期間,身体の使い方の変化には個体差(多様性)が大きく,十分な検討が行われていない。そこで,本研究ではハイハイ動作の変化を独自に開発したコード化による動作分析手法を用いて縦断的(2週間に1度以上の頻度)に分析し,その運動学習の特徴と3歳および5歳時点での運動能力,認知能力,コミュニケーション能力,社会性等の関連を明らかにすることを目的にしている。研究初年度である平成30年度は,縦断的研究を可能とするための研究協力施設の確保ならびに分析のための動画撮影を中心に研究を実施した。個人情報保護や撮影スペース,長期にわたる追跡調査のため研究協力に対し承諾を得ることは難しかったが,保育場面に参加しての現場職員との交流や実際の撮影場面のシミュレーション等を行うなど丁寧な説明を繰り返し,その結果,保育園・こども園3施設から研究協力の承諾得,6ケースのべ70回の動画撮影を行った。また,コード化による動作分析手法の検証と改善のため,これまで蓄積したデータと新たに撮影したデータを分析し学会発表を行った。この分析過程を複数の研究協力者(大学院生ならびに学部生)と共有することで,撮影に関するマニュアル作成とともに分析手法のトレーニング法を工夫した。平成30年度の当初予定では,継続的な研究への協力が得られる保育園・こども園を3箇所確保し,各施設10ケースの動画撮影を行うとしていた。これまでに研究協力施設として3箇所に承諾を得られたが,施設の改修,対象児の不足や保護者の同意が得られない場合があったこと,転出の予定があったこと等により6ケースのみの動画撮影となった。この6ケースについては十分な頻度での撮影が実施できた。ケース数が少なかったことと予定より多くの大学院生や学部生が研究協力者として撮影に参加したことにより,撮影に関するトレーニングが容易となった。今後の研究の進め方として,まずは対象を100ケース超とするため動画撮影期間を延長ならびに研究協力施設の追加を検討する。また,3歳(一部5歳)までの追跡を行うため,強固な関係性を形成するための定期的な訪問によりコミュニケーションをとる。動画撮影のためのマニュアルはほぼできているため,今後は分析手法(コード化によるハイハイ動作分期基準)の改善と現在個別に対応しているトレーニング方法を完成させる。分析手法については現在英語化が進行中であるため,これを完成しホームページにより公表する。さらに,ハイハイの変化過程の分析に加えて発達予後との関連性について分析公表する。確率的に,対象には数名の発達症を呈する児が存在する可能性があるため,その特徴にも言及できればと考えている。

さらに,ハイハイの変化過程の分析に加えて発達予後との関連性について分析公表する。確率的に,対象には数名の発達症を呈する児が存在する可能性があるため,その特徴にも言及できればと考えている。平成30年度の当初予定では,継続的な研究への協力が得られる保育園・こども園を3箇所確保し,各施設10ケースの動画撮影を行うとしていた。これまでに研究協力施設として3箇所に承諾を得られたが,施設の改修,対象児の不足や保護者の同意が得られない場合があったこと,転出の予定があったこと等により6ケースのみの動画撮影となった。ケース数が少なかったことと予定より多くの大学院生や学部生が研究協力者として撮影に参加したことにより人件費がかからなかったことと,予定していた海外学会での参加費の支出(およそ16万円)が次年度の支出となった。使用計画としては,予定していた学会参加費の支出と,次年度対象数を多くする予定のため人件費が増加する予定。
運動学的分析に基づいた疼痛リハビリテーションの効果検証

上肢術後患者を対象に,術後早期に示される痛みと心理的評価,運動機能検査などの各種アンケート評価に加えて,臨床現場で誰もが簡単に計測することができる手指タッピング運動を計測し客観的評価として定量化する.また,運動学的評価から得られた客観的データと痛みや運動の恐怖感との関連性と,さらに,術後1ヵ月の運動機能に与える影響を導き出すことで,手指タッピング運動を用いた質の高い新たな簡易評価システムを構築する.そして,慢性疼痛を発症させる要因を明らかにするとともに,慢性疼痛を発症させないための新たなリハビリテーションを構築する.術後痛に対する心理的要因が痛みを慢性化させることは周知のこととなってきている.その中で,運動恐怖は日常生活動作の悪化や運動障害に起因し,さらには慢性疼痛発症の危険因子とされている.しかしながら,従来のアンケートによる運動恐怖の定性評価では多くのバイアスが含まれる問題がある.また,アンケートの定性評価は実施時間が長くなり,患者の負担が大きいことも問題視されている.申請者らはこのような問題意識の下,術後患者が運動方向を切り替える時間が長い現象に着目し,その現象を運動の躊躇と定義し,運動として表出される現象から運動恐怖を定量化できる可能性を示した.本研究の目的は,1術後患者が示す運動恐怖を運動学的解析によって,臨床現場で簡便かつ正確に判定できる評価システムを構築し,2慢性疼痛を発症させる要因を明らかにするとともに,3慢性疼痛を発症させないための新たなリハビリテーションを構築することである.対象は上肢骨折術後患者であり,評価計測は,手指のタッピング運動を計測した.記録されたデータから「運動速度」,「運動範囲」,「運動リズム」,「運動の緩慢さ」,「運動の躊躇」を算出した.これらと痛み強度や運動恐怖,日常生活動作との関連性を検討した.現在は,術後患者が示す運動学的特徴が明らかになりつつある.具体的には,日常生活動作や痛みの改善が,順調に認められる患者と停滞もしくは大きな改善が認められない患者との間に運動学的指標として評価している,運動速度や運動の躊躇,開口幅に差が認められた.また,これらの要因と痛みの慢性化に運動時痛や運動恐怖が関連し,慢性化の原因である可能性が示されている.本研究の目的は.1術後患者が示す運動恐怖を運動学的解析によって,臨床現場で簡便かつ正確に判定できる評価システムを構築し,2慢性疼痛を発症させる要因を明らかにするとともに,3慢性疼痛を発症させないための新たなリハビリテーションを構築することである.まず,術後患者が示す運動恐怖を運動学的解析によって,臨床現場で簡便かつ生活に判定できる評価システムの構築ができたため,術後患者が示す運動学的特徴を評価し解析できている.さらに,慢性疼痛を発症させる要因を明らかになりつつあり,最後の目的である新たなリハビリテーション開発に取り組んでいる.そのため,当初の計画以上に進展していると思われる.しかしながら,痛みの慢性化は様々な要因が関係しており,世界的にも効果的なリハビリテーションは不明確なままである.そのため,新たなリハビリテーションの開発の効果検証には時間を要する可能性がある.現在は,当初の計画通り,または計画以上に進展している.そのため,今後は統計解析から明確な痛みの慢性化に関わる要因を検討し,新たなリハビリテーション開発に取り組む.そして,これらの効果検証を行いたい.新たなリハビリテーションの効果検証においては,今まで評価してきた手指タッピングタスクから得られる運動学的特徴を焦点に当て,リハビリテーションを実施していく.そうすることで,術後1ヶ月や2ヶ月後の運動機能ならびに日常生活動作の改善が通常よりも早期に得られる可能性がある.上肢術後患者を対象に,術後早期に示される痛みと心理的評価,運動機能検査などの各種アンケート評価に加えて,臨床現場で誰もが簡単に計測することができる手指タッピング運動を計測し客観的評価として定量化する.また,運動学的評価から得られた客観的データと痛みや運動の恐怖感との関連性と,さらに,術後1ヵ月の運動機能に与える影響を導き出すことで,手指タッピング運動を用いた質の高い新たな簡易評価システムを構築する.そして,慢性疼痛を発症させる要因を明らかにするとともに,慢性疼痛を発症させないための新たなリハビリテーションを構築する.術後痛に対する心理的要因が痛みを慢性化させることは周知のこととなってきている.その中で,運動恐怖は日常生活動作の悪化や運動障害に起因し,さらには慢性疼痛発症の危険因子とされている.しかしながら,従来のアンケートによる運動恐怖の定性評価では多くのバイアスが含まれる問題がある.また,アンケートの定性評価は実施時間が長くなり,患者の負担が大きいことも問題視されている.申請者らはこのような問題意識の下,術後患者が運動方向を切り替える時間が長い現象に着目し,その現象を運動の躊躇と定義し,運動として表出される現象から運動恐怖を定量化できる可能性を示した.本研究の目的は,1術後患者が示す運動恐怖を運動学的解析によって,臨床現場で簡便かつ正確に判定できる評価システムを構築し,2慢性疼痛を発症させる要因を明らかにするとともに,3慢性疼痛を発症させないための新たなリハビリテーションを構築することである.対象は上肢骨折術後患者であり,評価計測は,手指のタッピング運動を計測した.記録されたデータから「運動速度」,「運動範囲」,「運動リズム」,「運動の緩慢さ」,「運動の躊躇」を算出した.これらと痛み強度や運動恐怖,日常生活動作との関連性を検討した.現在は,術後患者が示す運動学的特徴が明らかになりつつある.