hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
圧縮センシングと位相拡散フーリエ法によるＭＲＩの高速撮像と再構成に関する研究

圧縮センシングのMRI応用において画像にスパース性を与える関数に我々が提案するFREBAS変換とeFREBAS変換を利用した.2次元,3次元像,マルチスライス像に圧縮センシングを応用し,極めて少数の信号データから良好な画像を再生できることが確認された.また,位相をもつ画像に対しては,eFREBAS変換の展開スケールを変えることにより位相歪に頑健になることが明らかにされた.圧縮センシングで問題となる再構成時間を短縮化するために,GPUを利用した高速化を図った.その結果,計算機のCPUを利用する場合に比べ,約9程度の高速化が達成された.近年,信号処理的な手法から撮像時間の短縮を目指す方法として,圧縮センシング(Compressed Sensing)のMRI応用が研究されている.本研究では圧縮センシングの信号復元理論を組合せたMRIの超高速撮像の実現可能性について検討を行い,将来の医療福祉の改善に繋げることを目的とする.良好な再生像を得る鍵は,画像にスパース性を与える関数の選択にある.我々はFREBAS変換を利用し,このスケーリング係数を多重に利用することによって再生誤差を大幅に低下させることに成功した.また,再生像の位相歪みに頑健な方法を提案し,本方法がハーフフーリエ法に比べて良好に画像再生を行えることを明らかにした.MRIで利用されることの多いマルチスライス撮像に圧縮センシングを応用した場合に,どのような条件で再生像の品質が改善されるか明らかにした.さらに,圧縮センシングで問題となる再構成時間を短縮化する方法としてGPUを利用した高速化を図った.その結果,計算機のCPUを利用する場合に比べ,約10倍程度の高速化が達成された.圧縮センシングのMRI応用において画像にスパース性を与える関数に我々が提案するFREBAS変換とeFREBAS変換を利用した.2次元,3次元像,マルチスライス像に圧縮センシングを応用し,極めて少数の信号データから良好な画像を再生できることが確認された.また,位相をもつ画像に対しては,eFREBAS変換の展開スケールを変えることにより位相歪に頑健になることが明らかにされた.圧縮センシングで問題となる再構成時間を短縮化するために,GPUを利用した高速化を図った.その結果,計算機のCPUを利用する場合に比べ,約9程度の高速化が達成された.近年,信号処理的な手法から撮像時間の短縮を目指す方法として,圧縮センシング(Compressed Sensing)のMRI応用が研究されている.本研究では,圧縮センシングの信号復元理論を組合せたMRIの超高速撮像の実現可能性について検討を行い,将来の医療福祉の改善に繋げることを目的とする.[1]圧縮センシングのMRI三次元撮像への応用三次元の信号収集では,信号の間引きをランダムに設定できる次元が一次元増えて二次元となる.そのため,信号の収集が圧縮センシングを適用する理想的な条件に近づき,高い圧縮率が期待できる.医用画像を使用したシミュレーション実験から,信号収集比が同じであれば,二次元撮像に比べて三次元撮像の方が再生誤差が小さくなることが明らかとなった.また,同程度の画質を得る観点から考えれば,三次元撮像の方が圧縮率を高くできることが示された.[2]画像再生の高速化圧縮センシングにより画像の再生では,きわめて多数の反復処理を必要とする.特に三次元データを扱う場合は計算コストが膨大になる.そこで,画像処理プロセッサ(GPU)の高い並列処理性を利用し,これを再構成処理に用いる方法について検討を行っている.GPUとGPU外のメモリとの間の通信は時間を要するので,再構成処理の殆どをGPU内で行えるようにコーディングを行った.その結果,これまでのところ,計算機のみを使用した場合に807秒を要していた計算をGPU(NVDIA Tesla c2075)の利用により59秒と13倍の高速化を達成することができた.[1]スパース性導入関数の検討・・我々が提案するFREBAS変換を拡張したeFREBAS変換はFREBAS変換よりスパース化に優れていることを確認した.スパース性導入関数には多くの方法があるが,7種類程度のeFREBAS変換のスケーリング係数を利用したマルチスケールeFREBAS変換方法では,観測マトリクスとのインコヒーレンス性を高く設定できるためにWavelet変換,Curvelet変換と比べても極めて誤差の少ない画像を再生できることを確認した.特に信号量が少ない場合や画像の構造が複雑な場合に優れた結果を示した.[2]位相歪みに頑健な圧縮センシングの検討・・MRIで得られる再生像には磁化率や装置誤差の影響で位相が存在し,これが再生像の品質を低下させる要因になることがある.一般的には,再生像の振幅と位相を別個に求める方法が使用されるが,マルチスケールeFREBAS変換の利用により,画像の再生精度は,振幅と位相を別個に求める方法よりも高い精度で画像再生できることが示された.[3]圧縮センシングのMRI位相拡散フーリエ変換法への応用・・圧縮センシングでは,収集軌道により再生される画像の品質が変化する問題がある.位相拡散フーリエ法は,再構成のアルゴリズムの中に再生誤差を拡散する効果を含む.そこで,ランダムな間引きではなく,等間隔に間引いた信号から画像再生を行う新たな方法について検討を行った.その結果,ランダムな収集信号よりも鮮鋭な画像を再生する可能性が示された.[4]GPGPUやCPUの並列化を利用した再構成の高速化・・MRIのマルチスライス撮像に圧縮センシングを応用した場合に,CPUのみの利用では478秒を要した再構成時間をGPGPUの利用により77秒に短縮した.

また,CPUのマルチスレッド応用では,シングルスレッド計算に比べて5.1倍の高速化が達成されることを明らかにした.工学[1]スパース性導入関数の検討・・・我々が提案するFREBAS変換は,2次元,3次元圧縮センシングにおいて良好な映像を再生することを確認した.スパース性導入関数には,wavelet変換,curvelet変換などがあるが,FREBAS変換のスケーリング係数を多重に利用した方法では,観測マトリクスとのインコヒーレンス性を高く設定できるために極めて誤差の少ない画像を再生できることが確認された.また,位相歪みに頑健であり,位相歪みがある画像の再生に優れた特性があることが示唆されている.[2]位相歪みに頑健な圧縮センシングの検討・・・MRIで得られる再生像には磁化率や装置誤差の影響で位相が存在し,これが再生像の品質を低下させる要因になることがある.位相歪みに頑健な圧縮センシングを提案し,良好な映像を再生している.従来,利用されてきたハーフフーリエ法と比較実験を行った結果,ハーフフーリエ法よりも位相歪みに頑健であることが確認された.[3]圧縮センシングのMRI位相拡散フーリエ変換法への応用・・・位相拡散フーリエ法は,通常のフーリエ法を基本とする撮像に比べ圧縮センシングに応用したときに良好な映像を再生できることがわかっているが,位相歪みがあるときは,正確な位相補正を必要とするためにその性能を発揮できない.我々は,位相を補正する新たなアルゴリズムについて良好な結果を得ている.[4] GPGPUを利用した高速化・・・GPGPUに圧縮センシング再構成プログラムを移植した.MRIの3次元撮像に圧縮センシングを応用した場合に,CPUのみの利用では810秒を要した再構成時間をGPGPUの利用により59秒に短縮した.また,圧縮センシングのマルチスライス撮像への応用では,478秒から77秒に短縮することができ,各種撮像方法へのGPU利用が進んでいる.[1]スパース性導入関数の検討我々が提案するFREBAS変換と一般的に使用されることの多いウェーブレット変換と比較を行った.結果,2次元,3次元圧縮センシングにおいて,FREBAS変換の方が良好な画像を再生することを示すことができた.[2]信号収集軌道の検討同じ信号量であれば,カルテシアン座標よりもスパイラル軌道やラジアル軌道の方が画質に優れることが示された.また,カルテシアン座標では,二次元より三次元の方が画質に優れることが確認された.[3] GPGPUを利用した高速化GPGPUに圧縮センシング再構成プログラムを移植した.GPGPUの利用により3次元の圧縮センシングを807秒から59秒に短縮することができた.[1]圧縮センシングのMRI位相拡散フーリエ変換法への応用・・・我々は,これまで被写体関数の光学的なフレネル回折と同形の信号強度をもつ位相拡散フーリエ法(PSFT)による画像再構成について研究を行っている.そして,単一信号の標本化定理を満足しない信号から折り返しを回避した画像を再生するエイリアスレス再生法を創出している.
加害／被害、受益／受苦の差異と重複に関する実証的研究

この研究は、諫早湾干拓事業を事例とし、有明海沿岸地域における漁業者および、諫早湾内の干拓地における農業者と漁業者を対象として、開発事業の被害を、事業そのものによる利益や事業による損害に対する補償といった受益/受苦という観点だけからでは描ききれないものとして捉えなおすものである。これまで受益者/受苦者として捉えられてきた農業者/漁業者の生活のあり様の変化の実態を解明し、彼らが置かれている不合理な状況について分析するものである。今年度は、諫早湾干拓事業の事例を通じて、漁業補償が漁業者の生活にもたらす影響、および補償を受け取ることの全体的な意味を解明することを目指した。その際に1)漁業補償という制度的枠組みの実施されてきた歴史的背景の解明2)漁業者にとって漁業補償を受けることの意味の解明の二点に力点を置きながら、インタビュー調査や資料収集、および参与観察を進めた。これらの結果として、金銭的補償という枠組みが、事業の実施前と実施後で異なる取り扱いをされていることを明らかにした。特に事業実施後においては、漁業者が金銭的な補償を重要視しておらず、自らが漁業の継続ができる環境に回復させる方策を望んでいることが明らかになった。これは、金銭的な補償が漁業者の生活にとってサスティナブルな解決方法ではないではないことが事業完了後の経験からわかっているためであり、金銭的補償ではなく、根本的な漁場改善が望まれていることが明らかとなった。また、以上の調査および分析の結果を踏まえて、国内研究会において研究発表を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。この研究の目的は、諫早湾干拓事業を事例とし、有明海沿岸地域における漁業者および、諫早湾内の干拓地における農業者と漁業者を対象として、開発事業の被害を、事業そのものによる利益や事業による損害に対する補償といった受益/受苦という観点だけからでは描ききれないものとして捉えなおすものである。また、これまで受益者/受苦者として捉えられてきた農業者/漁業者の生活のあり様の変化の実態を解明し、彼らが置かれている状況について分析するものである。本年度は、行政資料の分析およびインタビュー調査、関連する社会運動についての参与観察を行った。その結果をふまえた分析を行い、以下の注目点が析出された。1)市街地における治水機能と、平野部における農地の利水機能の区別がつけられていないために生じている問題を明らかにすること2)諫早湾口部において、潮受堤防およびそこからの排水が漁業に与える影響についての公的な議論がない理由とその背景を明らかにすることこれらの着目点を踏まえて、当該地域が事業によって得たメリットとデメリットの実態の解明を進めた。地域社会における議論が不在のままで、事業の是非が社会的な対立点として継続する中、農業者や漁業者といったが事業のメリットやデメリットをどう把握しているのかの実態解明に努めた。研究対象となる地域では現在も当事者による訴訟等が係争中であるため、諸事情により調査や資料収集に遅れが出たが、全体的にはおおむね順調に進展している。国内において、環境学や行政学、法学など多様な分野から本事例を研究する研究者とも連携を取り、研究会において発表や議論を行った。調査や資料収集の結果を踏まえて分析を進めるとともに、国内の他分野の研究者とも連携をしながらより多角的な観点から調査研究を進める。長崎県や佐賀県における現地調査に加えて、東京都で行われている国会議員のための勉強会等でも参与観察を行う。また、研究結果を踏まえた学会発表についても積極的に行っていく。
企業間取引関係と技術革新：日本自動車産業における部品取引構造変化に関する実証分析

初年度にあたる本年度は、1984年から2016年を観察期間とする部品取引に関するパネルデータを整備し、成熟・安定している技術を用いる部品(62部品)と、革新的な技術を用いる部品(27部品)を比較し、取引関係およびその経時的変化がどのように異なるのかを分析する作業を進めた。この結果、まだ分析としては予備的な段階にとどまっているが、成熟安定した部品と新規性の高い部品では取引構造とその変化のあり方に顕著な違いがあるという分析結果を得た。トヨタ自動車を例にとると、前者では取引構造が長期に安定して推移していたのに対して、後者では内製部門から調達からスタートして、次第に系列部品メーカーからの調達に移行していく、という時系列の変化が観察された。この他、(1)1984年から2016年を観察期間とする自動車メーカーとサプライヤーの資本関係に関するデータの整備、(2)取引データと接続可能な特許データの収集の検討、(3)上記部品取引パネルデータのネットワーク分析の着手、(4)自動車メーカーの海外現地生産における部品取引のデータ収集のためのアンケート調査の検討などを進めた。以上により、本研究の中心的な課題について、予備的な成果を得ることができ、また、次年度以降、本研究プロジェクトを推進していくために必要な基本作業を進めることができた。(1)本研究プロジェクトを推進していくために必要な基本作業を進めることができた。(2)また中心的な課題についての予備的な分析結果を得て、次年度以降の作業から有意義な分析結果を導き出せる可能性があることを確認できた。これらの点において、本研究課題は、おおむね順調に進捗していると判断している。上記の予備的な分析結果を踏まえ、当初の計画に沿って、さらに追加的なデータの収集・整備を進めながら、実証分析の実施に取り組んでいく予定である。特に、資本関係に関するデータおよび特許データと部品取引のパネルデータの接続、部品取引パネルデータのネットワーク分析、海外部品取引に関するアンケート調査などについての作業に注力し、研究代表者、研究分担者、研究協力者が相互に緊密に連絡、調整しながら、共同研究作業を推進していく。研究分担者(菊谷)は、国内外での部品取引に関する自動車メーカー・部品メーカーを対象として質問票調査を行うことを計画している。質問票調査では、調査票の印刷・送付・回収、およびデータ入力などが必要となるが、このための費用は単年度の分担金ではカバーできないため、2年分をプールして、2019年度分と2020年度分の分担金を合わせて使用する計画である。
日本古代にける住民(農民)規範の検討とその国際比較研究

本研究では、従来ほとんど注目されてこなかった日本古代の百姓像や国家的な農民規範の問題に焦点をあて、その内容を具体的に考察し、また日中比較研究を試みた。その研究成果は次の通りである。第一に、日本の王権は規範奨励のやり方をめぐり中国王権の大きな影響を受けているにもかかわらず、そこで育成が図られた農民像のあり方は中国のそれと少なからず異なっていたこと、第二に、具体的には、中国では一貫して「農桑労働への専念」というモラルが重んじられていたのに対し、日本では、農民による「社会的弱者の救済」という要件に重点がおかれており、それは「力田」という史料用語の概念の違いに典型的にあらわれていること、第三に、かかる違いは日中双方の社会のあり方の相違を反映しているが、とくに日本の場合、それが敢えて奨励されだした要因としては、八世紀初頭以降、急速に昴った社会の「流動性」(=浮浪・逃亡行為の激化と都鄙間交通の増大)が関連すること、などの点である。これらの点を踏まえ、さらに究明されるべき課題の一つは、このような独特の形をとった国家的な農民規範を奨励せしめた在地社会側の規範意識(=「ことわり」)は、はたしてどのようなものであったのか、という点がある。これについて報告者は、前述の社会の「流動性」の問題と関わってその一端を分析したものの、その全面的な検討には至っておらず、今後、それをトータルに検討する作業が不可欠になると思われる。
自己再帰構造論と項書き換えシステムに基づく計算生命系の構築

これまでλ計算やチューリングマシンや帰納関数と同等の計算能力をもつ計算系として非古典論理の1つである項書き換え系(TRS:Term Rewriting System)が生命の自己再帰構造の記述と動作原理の解明に利用できることを見出し、ダイナミクスを生じるための必要な最小上界領域の決定、TRS系が環境に適用しつつ円環構造を生成する例などを報告していたが、本年度は本研究でこのTRSによる計算生命系の記述とそれの形式解析および計算シュミレーションを発展させ、生命の円環構造生成過程および複雑性進化の形式的本質を明確化した。すなわち項書き換え系による生命自己再帰構造の解明に関しては、1.生命反応系の円環構造の出現と消滅に関する動作原理の研究:TRS規則群から円環構造をなした規則の連鎖系が形成される過程が成り立つための条件を検討した。2.円環構造の"変化"および複数の円環構造の集団力学:円環構造の"環境"による変化および多数の円環構造間での統合、競合の効果をみた。その結果、結論として規則系の合流性と停止性のバランスによって決まることが明らかとなった。つまり系の性質はこの2つの基本原理によって決定される。その際、停止性は円環構造の出現の有無に関する基本原理に対応し、合流性は円環構造の融合、分離による複雑化に関する基本原理に対応していることを明らかにすることができた。我々はこの2つの基本原理に関する理論研究をすすめており、系が円環を発生させる条件を明らかにすることができた。現在系が合流性を満たす条件について更に研究を行っている。
新規マイオカイン：Ｃ１ｑがレジスタンス運動の抗サルコペニア効果に関わる機序の解明

加齢に伴う筋量および筋機能の低下(サルコペニア)を引き起こす要因の1つに筋の線維化が関与し、その機序に加齢に伴う血中C1q濃度の増大を介した筋内のWntシグナルの過剰な活性化が関連することが報告されている。最近、我々は高齢者の習慣的なレジスタンス運動が血中C1q濃度を低下させ、筋量の増大効果と関連することを明らかにした。しかしながら、習慣的なレジスタンス運動による血中C1q濃度の低下が筋の線維化の抑制に関与するか否かは明らかでない。そこで本研究は、高齢期からの習慣的なレジスタンス運動による血中C1q濃度の低下が筋の線維化の抑制に関与するか否かを明らかにすることを目的とした。13週齢の老化促進マウスであるSAMP1マウスを若齢安静対照群、38週齢のSAMP1マウスを高齢安静対照群および高齢レジスタンス運動群(ラダーを用いたクライミング運動を最大挙上重量の80%の重りを負荷し、1日6-8回、週3日)の3群(各群N=10)に分け、12週間後に前脛骨筋を摘出した。若齢安静対照群と比較して、高齢安静対照群では筋の線維化面積および血中C1q濃度、筋内のWntシグナル(β-cateninタンパク発現およびAxin2 mRNA発現)、線維化のマーカーであるCollagen1A1 mRNA発現が有意に増大した。一方、高齢レジスタンス運動群は、高齢安静対照群と比較して、筋の線維化面積および血中C1q濃度、筋内のWntシグナル、線維化のマーカーが有意に低下した。さらに、血中C1q濃度と筋の線維化面積との間に有意な正の相関関係が認められた。これらの結果から、高齢期からの習慣的なレジスタンス運動による血中C1q濃度の低下は、筋内のWntシグナルの低下を介して筋の線維化の抑制に関与する可能性が示唆された。本年度は、高齢マウスを対象に12週間のレジスタンス運動介入を実施し、習慣的なレジスタンス運動による血中C1q濃度の低下が筋の線維化の抑制に関与することを明らかにできた。また、次年度に予定していた研究課題の結果の一部も解明することができ、当初の研究計画以上に進展していると思われる。次年度は、高齢マウスに筋損傷を惹起させ、習慣的なレジスタンス運動による血中C1q濃度の変動が筋損傷後の再生能力に及ぼす影響を検討することに加えて、本年度の結果から生じた新たな研究課題も追加で検討する予定である。
サイバーフィジカルシステム型QoEトラヒック制御方式の研究

本研究では、通信ネットワーク上で生じる輻輳ならびに異常トラヒックを実時間で検知・抑制し、ユーザ体感品質を向上させるトラヒック制御技術の確立を目的とし、次の成果を得た:1災害時でも双方向の通話を実現する予約型輻輳制御方式および最短通話優先方式を考案し、輻輳時の再呼の抑止、ネットワーク負荷の低減、予約待ち時間の短縮・安定化に繋がることを確認した。2異常トラヒック検知のためのデータ削減法であるスケッチ法を対象に、パラメータが異常トラヒック検知に要する処理時間および検知精度に与える影響を検証し、実運用時のパラメータ選定の指針を明らかにした。本年度は,以下のとおりユーザ体感品質QoE (Quality of Experience)・トラヒック情報の収集・分析環境を構築し,分析・可視化技術の調査・検証までを実施した:1.QoE・トラヒック収集環境の構築:実データに基づく実践的な研究とするため,実ネットワークの品質・トラヒックデータをリアルタイムに収集する環境を構築した.具体的には,学内ネットワークのスイッチングハブにポートミラーリングを設定し,ネットワークセンサノードとして構築したサーバにフルパケットキャプチャデータを収集・蓄積する環境を構築し動作を検証した.また,LINE TalkやSkypeなどのスマートフォンのVoIPアプリケーションの体感遅延時間を計測する環境を整備し,遅延特性を比較評価した.2.並列分散処理環境のストリーミング化の検証:本研究では,CPS型トラヒック制御技術の確立を目標としていることから,分析基盤にはオンラインリアルタイム性が要求される.このため,上記1の収集・蓄積サーバから分析サーバへのデータエキスポートプログラムを作成し,Wireshark/R言語を活用して同データをリアルタイムに分析可能とした.さらに,ビッグデータに対するオンライン機械学習フレームワークJubatusを導入し,Twitter情報を対象としたストリーミング処理動作を確認した.3.分析・可視化技術の調査・検証: IEEEにおける品質・トラヒック関連国際会議であるCQR workshopおよびGlobecomに参加し,QoE評価,トラヒック分析・可視化,トラヒック制御技術などの関連技術を調査・報告した.さらに,上記1,2で構築した環境を活用し,災害時の輻輳制御方式の提案とシミュレーション評価,異常トラヒック検知手法などのトラヒック分析・可視化技術の検証を進め,主として電子情報通信学会にて発表した.本年度は,以下のとおりトラヒック分析手法の提案・検証,ビッグデータ解析技術の特性評価,トラヒック制御方式の提案とシミュレーション評価までを実施した:1.トラヒック分析手法の検証:大量のパケットキャプチャ(pcap)データをオンラインで効率的に分析する手法を提案し,昨年度構築した品質・トラヒックデータ収集環境を用いて,既存ツールに対して提案手法が有効であることを確認した.具体的には,統計解析ソフトR言語とコマンドラインでパケット解析を実行するtsharkとを組み合せることで,処理時間・RAM使用量を低く抑え,既存ツールWiresharkで扱えなかった大量pcapデータに対する詳細な分析が可能となることを確認した.2.ビッグデータ解析技術の特性評価:分散処理基盤Hadoopの実行環境として,サーバ仮想化によるオーバヘッド処理の特性を評価し,仮想サーバ・物理サーバ増設による処理性能向上効果を定量的に明らかにした.また,ビッグデータ解析の一例として,Twitterにおける映画に対する評判をオンライン機械学習フレームワークJubatusで学習させることで,映画館の観客動員数の予測がある程度の精度で可能であることを検証した.3.トラヒック制御方式の提案とシミュレーション評価:災害時でも双方向の通信を実現し,ユーザの要求を満たす予約型輻輳制御方式,ならびに,希望通話時間に基づく優先制御方式を考案し,シミュレーションにより,待ち時間の平均・分散特性,過負荷に対する過渡特性を評価した.提案方式により,予約待ち時間の平均・分散ともに安定して抑制できることを確認した.さらに,異常トラヒック検知手法などのトラヒック分析・可視化技術の検証を進め,これらの成果を電子情報通信学会にて発表した.研究実績の概要に記したとおり,トラヒック分析手法の提案・検証,ビッグデータ解析技術の特性評価,トラヒック制御方式の提案とシミュレーション評価まで,おおむね当初計画どおり進捗している.しかしながら,次の検討項目に関して当初計画どおりの目標を達成できていないため,上記の区分とした:計画当初は,QoE劣化箇所・要因特定方式の考案・検証を検討項目の一つとして研究を進めることを目指していた.これに対し,到達点は劣化箇所および要因特定方式の考案までには至っていない.この理由は,同方式の考案・検証に比べて,より重要な課題が研究を遂行する課程で生じたためである.すなわち,測定した大量のQoE・トラヒックデータを集約するためのサンプリング法やスケッチ法と呼ばれるデータ削減技術を確立する必要が生じた.今後の研究で本課題の解決に向けて研究を推進する.【最終年度に実施した研究の成果】提案した輻輳制御方式に対するユーザ行動と制御特性の評価ならびに異常トラヒック検知技術の性能評価を実施した。具体的には次のとおり。1輻輳制御方式の評価:輻輳時でも双方向の通話を実現する予約型最短通話優先方式を適用した際のユーザ希望通話時間分布をアンケート調査により特定した。同分布に基づくシミュレーション評価により,待ち時間の平均・分散特性を明らかにした.2異常トラヒック検知技術の性能評価:インターネットにおけるDDoS攻撃などの異常トラヒックを、オンラインで効率的に検知するためのデータ削減法であるスケッチ法の性能を評価し、その適用領域を明確化した。【研究期間全体を通じて実施した研究の成果】計画時の研究目的に記したとおり、ネットワークとユーザからのトラヒック

・品質情報を実時間で高度に処理することで異常・輻輳を検出・予測し、ネットワークと端末での実時間制御に結びつけるトラヒック制御技術の実現に資する次の成果を得た。1災害型輻輳に対する予約制御方式の考案と評価:予約型輻輳制御方式および最短通話優先方式を考案し、上記通話希望時間分布の特定およびシミュレーション評価により、輻輳時の再呼の抑止、ネットワーク負荷の低減、予約待ち時間の短縮・安定化に繋がることを確認した。2異常トラヒック検知のためのデータ削減法の性能評価:データ削減法であるスケッチ法を対象に、同パラメータであるハッシュ関数の数およびハッシュテーブルのサイズが、異常トラヒック検知に要する処理時間および検知精度に与える影響を検証し、実運用時にこれらのパラメータを選定する際の指針を明らかにした。性能評価は、日米間バックボーンネットワークの実トラヒックデータに基づいており、また、評価尺度は、誤検知率,未検知率に加え、F尺度を用いて、実践的かつ総合的な性能評価を実施した。本研究では、通信ネットワーク上で生じる輻輳ならびに異常トラヒックを実時間で検知・抑制し、ユーザ体感品質を向上させるトラヒック制御技術の確立を目的とし、次の成果を得た:1災害時でも双方向の通話を実現する予約型輻輳制御方式および最短通話優先方式を考案し、輻輳時の再呼の抑止、ネットワーク負荷の低減、予約待ち時間の短縮・安定化に繋がることを確認した。2異常トラヒック検知のためのデータ削減法であるスケッチ法を対象に、パラメータが異常トラヒック検知に要する処理時間および検知精度に与える影響を検証し、実運用時のパラメータ選定の指針を明らかにした。研究実績の概要に記したとおり,データ収集・分析環境の構築ならびに分析・可視化技術の調査・検証まで,おおむね当初計画どおり進捗している.当初計画どおりに進まなかった事項は,次の点である.当初,QoEデータの収集環境として,Android端末やパソコン上の組み込みソフトとして実装可能な環境を構築することを目指していた.しかしながら,到達点は,スマートフォンのVoIPアプリケーションに対するユーザ体感遅延時間をオープンソースの音声処理ソフトウェアによりパソコンで計測するというレベルに留まっており,端末への実装までは実現できていない.この理由としては,国際標準化されITU-Tのサーバ上で公開されているはずのVoIPの音声品質を定量化する客観品質評価技術のアルゴリズムが公開されておらず,ライセンスを有する企業から製品を購入する必要があることが判明し,予算内での購入や独自実装が困難であったためである.また,当初計画にはなかった進展として,各種トラヒック制御方式を類型化し,分類・整理して,電気学会講演会で発表した.平成27年度以降のトラヒック制御方式の提案に繋がる成果である.現在までの達成度に記した研究課題の変更に加え,以下のとおり一部計画を変更し研究を推進する:
口腔扁平上皮癌の化学療法剤による転移抑制効果に関する実験的研究

口腔扁平上皮癌の浸潤・転移に対する化学療法の効果を明らかにする目的で,高浸潤,高転移性質のヒト口腔扁平上皮癌細胞株であるOSC-19細胞をヌードマウスの口腔内に正所性に移植する浸潤・転移モデルを用いて実験的に検討した.第1実験としてOSC-19細胞を口底に移植した後に浸潤と転移が,一連に推移する状態において,シスプラチン(cisplatin,CDDP)または硫酸ペプロマイシン(peplomycin sulfate,PEP)を移植後7日目または14日目に腹腔内に単独投与し,各抗癌剤ならびに各投与時期の違いによる化学療法効果を比較検討した。その結果,対照群の口底腫瘍の増殖細胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)陽性細胞率は33.7%であったのに対して,抗癌剤投与群では25.4-28.4%と有意に低下し(P<0.05),化学療法による増殖抑制効果が認められた.また,対照群の口底腫瘍は典型的な4C型の浸潤様式を呈していたが,抗癌剤投与群の残存腫瘍の浸潤様式は腫瘍胞巣の変性とともに3型にとどもまるものが72.781.8%と多く抗癌剤投与によって浸潤様式の低下(down grading)といい得る所見が示された.さらに対象群の頚頭リンパ節転移形成率は90.9%であったのに対して抗癌剤の7日目投与群ではリンパ節転移形成率は45.5%と有意に低下し(p<0.05),また転移リンパ節内での腫瘍進展度も抑制されていた(p<0.01).第2実験ではOSC-19細胞を舌に移植し,その後に移植腫瘍を切除し転移のみが進行する状態において,移植腫瘍切除のみを施行するS単独群と術前化学療法を移植腫瘍切除に併用するC+S群の頚部リンパ節転移形成率の比較検討を行った.その結果,S単独群の頚リンパ節転移形成率は81.8%であったのに対して,C+S群の転移形成率は18.1%であり,腫瘍切除術に術前化学療法を併用することによって頚部リンパ節への転移が著しく抑制されていた(p<0.01)以上の結果より,移植腫瘍増殖初期で転移巣末形成期における化学療法が高浸潤,高転移性口腔扁平上波癌の浸潤・転移を抑制することが示された.9年度は、抗癌剤の単剤投与における局所腫瘍の増殖および浸潤に対する効果とリンパ節転移に対する効果について正所姓移植モデルを使用し検討した。本研究においては以前の報告において最も高浸潤・高転移性を示したOSC-19細胞を用いて、ヌードマウスの舌に正所性移植し、口腔癌剤投与後に組織切片を作成し浸潤および転移に対する影響を観察した。実験に使用した抗癌剤は臨床において頻用されるシスプラチン(CDDP)とペプロマイシン(PEP)で、投与量についてはヌードマウスのCED値であるそれぞれ7mg/kgと32mg/kgとした。抗癌剤投与の時期は腫瘍の移植後7日目(生着後腫瘍が増殖し始める時期)と14日目(腫瘍が深部へ増殖・浸潤する時期)とし、全て移植後21日目に屠殺し移植腫瘍と頚部リンパ節の組織標本を作成した。その結果、増殖細胞核抗原(PCNA)陽性細胞率は対照群では33.7%であったのに対して、抗癌剤投与群では25.4%28.4%と有意に低下し、化学療法による増殖抑制効果が認められた。また、対照群の腫瘍は浸潤様式4C型を呈していたが抗癌剤投与群では浸潤様式3型を示すものが多く、浸潤程度の低下がみられた。さらに、対照群の頚部リンパ節転移形成率は90.9%であったのに対して7日目投与群では45.5%と有意に低下し、早期の抗癌剤投与でリンパ節転移を抑制した。以上の結果より、抗癌剤の投与時期によっては癌の増殖・浸潤・転移を抗癌剤が抑制することが示唆された。今後は、抗腫瘍効果の原発巣と転移巣の比較や今回の2剤の併用による効果などの検討を行う予定である。その結果,対照群の口底腫瘍の増殖細胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)陽性細胞率は33.7%であったのに対して,抗癌剤投与群では25.4-28.4%と有意に低下し(P<0.05),化学療法による増殖抑制効果が認められた.また,対照群の口底腫瘍は典型的な4C型の浸潤様式を呈していたが,抗癌剤投与群の残存腫瘍の浸潤様式は腫瘍胞巣の変性とともに3型にとどもまるものが72.781.8%と多く抗癌剤投与によって浸潤様式の低下(down grading)といい得る所見が示された.

さらに対象群の頚頭リンパ節転移形成率は90.9%であったのに対して抗癌剤の7日目投与群ではリンパ節転移形成率は45.5%と有意に低下し(p<0.05),また転移リンパ節内での腫瘍進展度も抑制されていた(p<0.01).第2実験ではOSC-19細胞を舌に移植し,その後に移植腫瘍を切除し転移のみが進行する状態において,移植腫瘍切除のみを施行するS単独群と術前化学療法を移植腫瘍切除に併用するC+S群の頚部リンパ節転移形成率の比較検討を行った.その結果,S単独群の頚リンパ節転移形成率は81.8%であったのに対して,C+S群の転移形成率は18.1%であり,腫瘍切除術に術前化学療法を併用することによって頚部リンパ節への転移が著しく抑制されていた(p<0.01)以上の結果より,移植腫瘍増殖初期で転移巣末形成期における化学療法が高浸潤,高転移性口腔扁平上波癌の浸潤・転移を抑制することが示された.
細胞内マグネシウムの生理学的意義

1)Dr JoeClark(Oxford大学生化学)の大学院生であるMs Gail Pyneは、平成9年6月末に2週間、名古屋大学医学部生理学第一教室に滞在して、研究代表者の中山と、Mgに関する実験を行った。くも膜下出血時の脳脊髄液は、脳血管を攣縮させることが知られている。DrClarkとMs Pyneは、この血管攣縮物質の高感度アッセイ法を開発した。そして、血管攣縮物質が細胞内Mgを変動する可能性を示唆してきた。名古屋大学では、酸素消費と血管平滑筋張力の同時測定から、このMgに関する研究を補完する実験を行った。この結果は、FASEB Meetingにて発表された。1)Dr Joe Clark(Oxford大学生化学)の大学院生であるMs Gail Pyneは、平成9年6月末に2週間、名古屋大学医学部生理学第一教室に滞在して、研究代表者の中山と、Mgに関する実験を行った。この結果は、FASEB Meetingにて発表される予定である。
細胞運動の自発的なゆらぎを利用した柔軟な環境応答の分子メカニズム

本研究では,細胞の自発運動に関与するイノシトールリン脂質代謝系に注目し、多階層にわたる定量計測と数理モデル構築により、自発運動シグナルを生成する分子メカニズムを解明した。加えて、数理モデル解析から複雑な環境変動への追随性を最大化するように自発運動のゆらぎが最適化されていることが示され、細胞運動が適度にゆらぐことにより複雑な環境に適応できることが明らかになった。本研究では、細胞の自発運動に関与するイノシトールリン脂質代謝経路の自己組織化反応に着目し、多階層イメージング解析により自己組織化反応の時空間ダイナミクスを実験的に捉え、数理モデル化を通して、確率的にはたらく分子から細胞の運動機能がゆらぎを内包しつつ自律的に形成されるメカニズムを明らかにすることを目指す。イノシトールリン脂質代謝経路の自己組織化メカニズムと自発運動ゆらぎを利用した環境適応メカニズムを解明するためには、代謝経路を構成する分子群の1分子特性とそれら分子群がつくる分子ネットワークの時空間ダイナミクス、自発運動ダイナミクスを定量的に特徴付け、その知見に基づいて数理モデルを構築する必要がある。そのために、主に次の3つの研究項目を推進してきた。(1)細胞運動および細胞内分子ダイナミクスを計測するための多階層イメージング技術の開発。(2)細胞運動を定量的に解析し、記述するための統計解析法の開発。(3)細胞運動の自発的なゆらぎを創発する細胞内自己組織化メカニズムの解明と数理モデル構築。特に本年度は(1)の多階層イメージング技術を開発するために、1分子特性と分子ネットワークダイナミクスを同時にイメージング解析できるような顕微鏡システム(多階層イメージングシステム)のプロトタイプを構築した。イノシトールリン脂質代謝経路の自己組織化に関与することが明らかになっているPTEN分子を具体的な計測対象とし、顕微鏡システムの最適化を行なった。多階層イメージングにより,1分子の振る舞いと分子集団のダイナミクスを同時に可視化することが可能になった。今後は(2)の統計解析法を開発し,1分子特性(拡散係数・反応速度パラメーターなど)と分子集団ダイナミクス(自己組織化によって現れる振動の特徴量)の定量化を進める。本研究では、環境場が時々刻々と変化する際に、細胞の自発的な運動のゆらぎが積極的に利用されることにより、細胞が環境変化に柔軟に適応する可能性について追求している。本年度は、細胞性粘菌の自発運動の特性を定量解析し、その特性を再現する数理モデルの構築を行い、数値シミュレーションによる数理モデルの解析をおこなった。その結果、アメーバ運動に見られるような自発的な方向転換を伴う運動様式は、障害物があるような複雑な環境で走性行動を示すときに有利に働くことが明らかとなった[Nishimura et al., Physical Review E.,in press (2012)]。また、走性因子の空間分布が時間的に変動する場合にも、こうした運動様式の細胞が効率よく環境変化に追随できることが合わせて明らかになった。これまで、粘菌細胞の重心位置の経時変化を計測することにより、自発運動の平均二乗変位、速度分布、速度の自己相関関数、速度と加速度の関係といった細胞運動を特徴づける各種の統計量を得ていた[Takagi et al., PLoSONE (2008)]。細胞運動の数理モデルを構築する際に、Bray&White(1988)によって提唱されたcortical flowの考え方を細胞運動モデルに導入することで、実験的に得られた運動の統計量を定量的に再現する数理モデルの構築に成功した(上記のNishimura et al., 2012)。このモデル細胞はブラウン運動よりも高い直進性を示し、数分程度の時間スケールをもつ比較的直線的な運動を示すと共に、運動方向がときどき揺らぐような運動を行う。こうしたゆらぎを伴う非ブラウン的運動のため、走性因子が安定した勾配を作っているときには走性効率がある上限を持つことになるが、走性因子の勾配下に何らかの障害物が存在するような自然環境に近い複雑な環境においては、障害物を避けて走性を示すことができるようになる。障害物を避ける場合に特別なメカニズムは必要とせず、自発運動のゆらぎによって自然に避けることができることが数理モデルの解析から明らかとなった。これまでの研究から,イノシトールリン脂質代謝系が細胞運動のの自発的なシグナル生成に働くことが明らかになってきた。この代謝系を構成するシグナル分子(PTENやPI3K等)が細胞内で自発的に極性をつくりだすことで細胞運動を制御している。本年度は、これまでに開発してきた(1)多階層イメージング解析,(2)細胞運動統計解析法、(3)自己組織化メカニズム解析をイノシトールリン脂質代謝系に適用し,この代謝系の特性を定量的に明らかにすることを試みた。その結果、イノシトールリン脂質代謝系が興奮系(excitable system)の特徴を示すことが実験的に明らかになった(Nishikawa et al., (2014))。

また、この興奮系の特徴を数理モデル化することに成功し、興奮性を基盤とする走化性濃度勾配検出のメカニズムを理論的に明らかにした(Shibata et al. (2013))。細胞の興奮現象は神経細胞の電気生理現象においてよく知られているが、近年では、大腸菌,酵母,ES細胞の遺伝子発現においても興奮や振動を示す現象が見つかり、細胞の基本的な性質の一つとして認識されるようになってきている。走化性のシグナル伝達系をより詳細に解析することで、細胞内の分子反応ネットワークが興奮系の特徴を持つことの生理的意義を、神経生理だけでなく細胞運動や細胞極性も含めたより広い生命現象の中で捉えることが可能になるだろう。本研究では、細胞の自発運動のシグナル生成に働くイノシトールリン脂質代謝系に注目し、構成分子による細胞内自己組織化の仕組みを多階層にわたる定量計測と数理モデル構築により解明した。特にPTEN分子に着目し、1分子レベルでの確率的特性と自己組織化ダイナミクスの関係、さらに細胞運動のゆらぎの関係を定量的に解析した。PTEN分子の細胞膜結合反応の1分子解析により、C2ドメインの重要性が明らかになった(Yasui et al., 2014)。この結合調節の仕組みは、この代謝系の興奮性(Nishikawa et al., 2014)を適度な強度に保つことに寄与しており、その結合性の変調により細胞の自発的極性形成、および、細胞の自発運動動態のゆらぎが変調されることが明らかになった。こうした定量計測に基づき、イノシトールリン脂質代謝系の自己組織化モデル(Shibata et al., 2013)と細胞運動モデル(Nishimura et al., 2012)を統合した数理モデルを構築した。これにより、1分子レベルでの確率的特性と細胞レベルでの自発運動動態の関係を定量的に議論できるようになった。こうした成果に加えて、新しい1分子解析法を開発した。(1)PTENが細胞膜上をhoppingする現象を発見した。これはPTENと細胞膜の相互作用が数十ミリ秒の間隔で連続して起こるもので、タンパク質の細胞膜局在の新しい仕組みといえる。同じ分子が細胞膜への再結合する確率密度を時空間的に算出する解析法を開発した(Yasui et al., 2014)。(2)量子ドットを用いた多色1分子計測により、従来よりも高密度下での1分子追跡が可能になった(Komatsuzaki et al., 2015)。これらの成果は本研究で開発した定量イメージングを応用したものであり、当初計画で想定した研究成果を超えるものである。本研究では、環境場が時々刻々と変化する際に、細胞の自発的な運動のゆらぎが積極的に利用されることにより、細胞が環境変化に柔軟に適応する可能性について追求している。昨年度までの研究により、自発運動のシグナル生成に働く細胞内シグナル伝達系としてイノシトールリン脂質代謝系に注目した。自発運動の生成にはイノシトールリン脂質代謝経路における自己組織化反応が関与することが分かってきた。そこで,細胞内1分子計測法などのイメージング技術を駆使してこの代謝系の時空間ダイナミクスを実験的に捉え,確率的にはたらく分子から細胞の運動機能がゆらぎを内包しつつ自律的に形成されるメカニズムを明らかにすることを目指している。
小型試験機を用いた連続繊維強化複合材料の力学的特性に関する研究

今年度は複合材料(carbon強化繊維,エポキシマトリクス)off-axis材の引張試験を行い、Mode I型破壊の統計的性質とその原因を調べるための研究を行った。昨年度の研究によって、強化繊維自体の強度はワイブル統計によって、ストランドの強度は強化繊維の強度分布から推定可能であることがわかっている。これをふまえて、off-axis材のMode I型の破壊もワイブル統計による強度の推定が可能であることが予想された。切欠きは種々の切欠き半径と切欠き深さの寸法を超硬ドリルによって加工した。加工が超硬ドリルのみの場合、引張強度は非常にばらつき、また破壊起点の位置もばらついた。プラスチックレプリカ法による観察を行い、加工損傷について調べたところ、ドリル径4mm(切欠き半径2mm)以下の場合、繊維の掘り起こし損傷が確認され、これがばらつきの原因であることがわかった。一方、ドリル径が4mmより大きい場合、掘り起こし損傷はそれほど大きくない。また、弾性応力解析を行い、破壊起点についての応力場を調べたが、試験片ごとのばらつきが大きく、共通した性質や切欠き半径などの寸法に依存した性質も見つけることができなかった。次にドリル加工による損傷を取り除くために加工面を研磨した試験片の実験を行った。加工の都合上、切欠き半径2mmと4mmのものしか製作できなかったが、2mmのものについては引張強度が大きく向上し、4mmのものについては若干の向上がみられた。90度材はすべての試験片において切欠き底から破断した。これらは加工損傷がばらつきの原因であることを裏付ける結果となっている。さらに、これら研磨を行った切欠きを有する90度材の破断起点の破断ひずみと平滑材の破断ひずみについて、ワイブル統計(最弱リンク)に基づく体積効果について検討を行った。切欠き半径2mmのものについては体積効果から予測される強度を大きく下回り、弾性力学に基づいた連続体としての取り扱いでは破壊を論じることが難しく、小径ドリルの強度には注意が必要であることがわかった。方、切欠き半径4mmの試験片については体積効果による予測が可能であり、Mode I型の破壊が非常にローカルな応力場に支配されていることがわかった。小型引張試験機を製作し、E-glass繊維(旭ガラス)と炭素繊維(三菱24ton)の単繊維引張試験を行なった。いずれの引張強度もバラツキが大きいことが知られており、4050本の試験を行なうことでその分布を求めた。走査型電子顕微鏡で破面を観察した結果、詳細は確認できなかったものの、なんらかの欠陥により強度が決まっていることが分かった。したがって、単繊維の強度には最弱リンクの考え方が適用でき、最小値の分布を表わすのに適しているWeibull分布をあてはめその母数を求めた。E-glassについてm=2.82,η=1.34、炭素繊維についてm=3.40,η=3.01が得られた(mは形状母数、ηは尺度母数、引張強度の単位はGPa)。形状母数mの値は通常の金属材料では考えられないほど大きい。荷重の再分布を考慮すれば上記のWeibull分布を利用して、多数本の繊維束の強度を、函数σ_<strand>はσ{1-F(σ)}の最大値として求めることができる(ここでσは公称負荷応力、FはWeibullの累積分布函数)。それぞれの繊維についてストランドの強度を求めるとE-glassは651[MPa]、炭素繊維は1.56[GPa]となる。E-glassについてはストランド(約1200本の繊維)の引張試験を行ない695[MPa]の強度を得た。ストランドの強度はFRPの強度より小さく、単純な複合則は成立しない。FRPの強度を正確に予測するためにはマトリクスの影響を考慮する必要がある。

さらに、これら研磨を行った切欠きを有する90度材の破断起点の破断ひずみと平滑材の破断ひずみについて、ワイブル統計(最弱リンク)に基づく体積効果について検討を行った。切欠き半径2mmのものについては体積効果から予測される強度を大きく下回り、弾性力学に基づいた連続体としての取り扱いでは破壊を論じることが難しく、小径ドリルの強度には注意が必要であることがわかった。方、切欠き半径4mmの試験片については体積効果による予測が可能であり、Mode I型の破壊が非常にローカルな応力場に支配されていることがわかった。
公務員制度の国際比較分析－民間部門からの公募任用と政府のパフォーマンスの関係－

本研究の目的はイギリスの中央政府における、上級公務員の公募任用と組織のパフォーマンスとの関係を分析することである。本年度の研究計画に則り、本年度は公募任用により民間部門を経験した上級公務員の任用と、中央政府のパフォーマンスの関係を実証的に検証した。本研究は組織(各省の局単位)の業績を従属変数とし、上級公務員の経歴を主な独立変数として、計量分析を実施した。1.まずイギリス政府の主要な政策課題を担当する課長級・局長級職員の職歴調査を実施した。調査結果に基づいて各職員のこれまでの職歴を種類に応じて区分し、それぞれの経験有無を判別したデータセットを作成した。2.作成したデータセットを元に、政策目標の達成・未達成との関係について計量分析を実施した。計量分析の結果、「民間部門での経験」を持つ上級公務員の組織は、政策目標を達成する可能性が高くなることが明らかになった。3.加えて、計量分析のために作成した公務員の職歴データから、イギリスの上級公務員のキャリアパスの多様性、およびNew Public Management(NPM)と呼ばれる改革によるキャリア構造の変化が明らかになった。先行研究では実証的なデータに基づいたキャリア構造の検証は不足しており、本研究のデータセットはこうした空白を埋めるものである。研究成果の一部は2013年1月29日の国際シンポジウムで報告した。分析対象の性質上、必ずしも明確な結果が出る保障はなかった点、データセットの作成作業に大きな遅れが生じなかった点、以上の2点から当初の見込みよりも順調に研究を遂行することができた。計量分析による成果に加え、データセットから付随的な知見(前々項9:研究実績の概要(3)部分)を得ることができたため「(1)当初の計画以上に進展している。」とした。計量分析により、民間部門での職業経験が組織のパフォーマンスを高めることは示されたが、その具体的なメカニズムは未解明のままである。計量分析に先立って構築した理論モデルで想定する因果関係が実際に生じているのかについては、計量的手法ではなく具体的なケーススタディを通じて検証する必要がある。加えて今回は、既に民間からの中途採用(公募任用)制度を導入している国で、なおかつ実際に多くの民間経験者が採用され、職員の経歴データが入手可能であることからイギリスを分析対象としている。そのため本研究課題の成果を、そのまま日本に当てはめることは難しい。研究成果をより有用な形で日本社会へと還元するためにも、組織文化や分業方法の違いなどを考慮した国際比較分析が必要である。」とした。
シナプスにおける新しいCa^<2+>センサーの機能と作用機構

私共の研究室では、神経伝達物質の放出反応における低分子量G蛋白質Rab3Aの作用機構と活性制御機構について解析を進めている。すでに、私共はRab3Aの標的蛋白質としてC_2様領域を2個有するRabphlin-3Aを見出している。さらに、Rabphlin-3Aと同様C_2様領域を2個有する蛋白質としてDoc2を見出している。Rabphlin-3AとDoc2は、共にシナプス小胞に局在しており、Ca^<2+>依存性にリン脂質に結合することからプレシナプスにおいてCa^<2+>センサーとして機能している可能性が強い。本年度の研究で、Rabphilin-3AのNおよびC末端側フラグメントによってPC12細胞からのhigh K^+刺激によるCa^<2+>依存性のGH(growth hormone)分泌が抑制されることが明らかになった。また、イカの巨大軸索を用いた電気生理学的実験において、Rabphilin-3AのNおよびC末端側フラグメントをプレシナプスにマイクロインジェクションするとプレシナプス刺激に伴うポストシナプス活動電位が抑制されることが明らかになった。この結果、Rabphilin-3Aが実際に細胞レベルでもCa^<2+>依存性の分泌反応を制御していることが示唆された。さらに、Doc2のNおよびC末端側フラグメントによってPC12細胞からのhigh K^+刺激によるCa^<2+>依存性のGH分泌が抑制されることが明らかになった。この結果、Coc2が実際に細胞レベルでもCa^<2+>依存性の分泌反応を制御していることが示唆された。このように、本研究は予想以上に進展し、当初の目的はほぼ完全に達成することができた。
二交替制勤務に従事する看護婦が深夜勤務時にとる仮眠時間の検討

本実験では、夜勤者が夜勤前にとる仮眠(19時-21時=2時間、以下前仮眠)と夜勤中にとる仮眠(2時-4時:2時間、以下中仮眠)を想定して、どちらが長時間夜勤に効果があるかを実験的に検討した。被験者として健康な大学生8名を選定した。被験者は、1条件3日拘束で、前仮眠条件は、時間の経過にしたがって前仮眠-16時間の模擬夜勤-昼間睡眠-夜間睡眠、中仮眠条件では16時間の模擬夜勤(中仮眠を含む)-昼間睡眠-夜間睡眠であった。測定項目は、睡眠時には睡眠ポリグラフィ、直腸温、覚醒時には1時間間隔で眠気を生理的、心理的、行動的側面から測定した。なお模擬夜勤の作業として睡眠時の心拍数が記録されている脳波用紙(60cm/1分)の心拍数をカウントさせ、そのページ数を作業量の指標とした。被験者は両条件をカウンターバランス下で課せられ、模擬夜勤中はコンスタントルーチン法によって、1時間ごとにビスケット1枚、ミネラルウォーター100mmlを摂取した。結果は前仮眠の睡眠効率は92.0%、中仮眠は973%であった。各睡眠変数では、前仮眠の中途覚醒が中仮眠より多く(前者:4.9±7.8分、後者1.6±3.7分)、前仮眠のレム睡眠出現量が中仮眠より少なかった(前者=7.6±7.1分、後者17.3±6.4分)。従って、前仮眠より中仮眠の睡眠バランスがよいことが明らかであった。一方、覚醒時では、前仮眠条件では仮眠後24時までの覚醒度が中仮眠条件より維持される傾向が示されたが、早朝時刻帯は、むしろ中仮眠の覚醒度が高かった。この傾向は、3種の覚醒度指標でも同様にみられた。これらのことから、長時間夜勤時にとる仮眠は、勤務前にとる前仮眠よりも、勤務中にとる中仮眠の方が、疲労が蓄積しているだろう早朝時刻帯で効果があることが明らかになった。東京都内の病院に勤務する3008名の夜勤に従事している看護婦を対象として,夜勤時の仮眠と睡眠に関する質問紙調査を行った.質問紙は,「基本属性」,「深夜勤務と睡眠に関する意識調査」,「深夜勤務と睡眠に関する実態調査」から構成され,留置法によって実施された.回答の際,意識調査は過去1カ月の睡眠状態を聞き,実態調査は質問紙配布直後の深夜勤務時の状態をそのまま記述してもらった.有効回答数のうち,勤務制として三交代制に従事していた看護婦が2846名(94.6%),2交替制に従事していた看護婦が124名(4.1%)であった.両サンプルに偏りが生じたので,両勤務制における仮眠の取り方とその効果を調べるために,年齢階層および勤務病棟を2交代制に従事する看護婦とマッチングさせて,両群を100名にして解析を行った.その結果,2交替制に勤務する看護婦は,深夜勤務前に仮眠をとらず,その日の起床時刻を遅くして勤務に就いている傾向があった.一方,3交代制勤務に就いている看護婦は,深夜勤務前に約180分の仮眠をとっていた.しかしながら,この仮眠時間は,年齢が進むにつれて短くなっていた.深夜勤務時にとる仮眠は,年齢が高くなるにつれてその取得率も高く,疲労回復効果が大きいことが明らかになった.この結果の一部は,1997年6月に第13回国際夜勤交代制シンポジウム(フィンランド)で発表した.今後は1998年4月に第71回日本産業衛生学会(岩手)で発表し,その後産業衛生学雑誌に投稿予定である.本実験では、夜勤者が夜勤前にとる仮眠(19時-21時=2時間、以下前仮眠)と夜勤中にとる仮眠(2時-4時:2時間、以下中仮眠)を想定して、どちらが長時間夜勤に効果があるかを実験的に検討した。

この傾向は、3種の覚醒度指標でも同様にみられた。これらのことから、長時間夜勤時にとる仮眠は、勤務前にとる前仮眠よりも、勤務中にとる中仮眠の方が、疲労が蓄積しているだろう早朝時刻帯で効果があることが明らかになった。