hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
時空間変動を考慮した魚類の生息環境評価システムに関する基礎研究

本研究は,環境の時空間的変動(季節性や場所特異性など)に影響を受ける魚類の生息場選好性を表現可能な数理モデルを開発することを目的に,フィールド調査および室内実験を実施し,種々の生息場モデルを構築した。その成果として,「(1)メダカの生息場選好性の日周性に関する室内実験」,「(2)生息場選好性モデルに関する新手法の開発」,「(3)生息場モデリングにおけるデータの質的要素の影響評価」,「(4)モツゴのメソ生息場モデルの開発と適用」の4点が挙げられる。本研究の目的は、時空間的要素(季節や場所など)に影響を受ける魚類の生息場選好性を表現可能な数理モデルを開発することである。具体的には、遺伝的ファジィシステムなどに代表されるハイブリッド型人工知能技術を援用することにより、対象魚であるメダカの生態学的な特徴をモデルに反映する。本年度は、最適化手法について検討するとともに、物理環境(水深、流速、遮蔽、植生)に関するメダカの生息場選好性モデルの他地域への転用可能性(Transferability)について数値的に検討した。その結果、モデル構築に利用するデータによってTransferabilityが異なること、およびデータの質的要素がTransferabilityに影響を与えることが明らかになった。データの質的要素の影響については、より簡素なモデルであるHSIモデルを用いた解析にも同様の結果が得られた。以上から、メダカの生息場選好性について評価する際には、メダカの生態とともに解析に利用するデータの質的要素についても考慮する必要があると考えられる。以上に加えて、本年度は、生息環境条件をコントロール可能な室内開水路においてメダカの生息場選好性実験を開始した。本実験では、開水路を2区間に分割し、それぞれに異なる流速や水深等を設定し、メダカの行動を一昼夜撮影する(夜間の撮影には赤外線カメラを使用)。これにより、メダカの生息場選好性の日周性や季節性の変化を定量化する。なお、本実験は現在も継続中である。本研究は、時空間的要素(季節や場所など)に影響を受ける魚類の生息場選好性を良好に再現可能な数理モデルを開発することを目的とする。本年度は、昨年度に引き続き、最適化手法の検討や生息場選好性モデルの一般性に関する数値解析を継続した。結果として、モデル構築に利用するデータの質的要素(データ数やPrevalence等)から強く影響を受けることが明らかになった。これに基づいて、データの質的要素の影響を考慮したHSIモデルを構築したところ、メダカの生息場選好性を評価する際に、メダカの生態学的特徴を反映することの有効性が支持された。また、生息環境条件をコントロール可能な室内開水路においてメダカの生息場選好性実験を実施した。本実験では、赤外線カメラを使用し、メダカの行動を一昼夜撮影した。その結果、メダカの生息場選好性の日周性が定量的に評価できた。以上に加え、GIS情報を利用した広域的な生息分布評価に関するモデリング研究も開始した。結果として、標高等の物理環境や水田面積等の土地利用および水路の構造等を変数とすることにより、対象生物の分布を良好な精度で再現できることが明らかになった。最終年度には、これまでの成果を統合し、対象種の生態学的特徴を考慮した汎用性の高い生息場選好性モデルの構築を目指す。本研究の目的は、時空間的要素(季節性や場所特異性など)に影響を受ける魚類の生息場選好性を表現可能な数理モデルを開発することである。本年度は、まず、メダカの生息場選好性モデルの最適化手法について、あいまいな情報を積極的に考慮する新手法を検討した。ここでは、pairwise-comparisonという順位尺度に基づく評価関数を遺伝的アルゴリズム(GA)に採用し、限られた情報の有効利用を試みた。結果として、再現性に大きな改善はみられず、選好曲線のばらつきも大きくなった。その要因の一つにバイナリー型GAを利用している点が考えられるため、実数値GAを適用することにより、本手法による再現性の向上が期待できる。また、生息場選好性モデルの他地域への汎化能力について評価するために、より広域かつ異なる生物地理区における生息分布データが存在するモツゴを対象に解析を行った。その結果、ファジィ生息場選好性モデルが良好な汎化能力を有することが明らかになった。生息場モデルの再現性は、データの質的要素の影響を受けるため、生息場選好性を評価する際には、対象魚の生態とともに、解析に使用するデータの質的要素についても考慮する必要があると考えられる。

さらに、昨年度に実施した室内開水路におけるメダカの生息場選好性実験の結果から、メダカの生息場選好性の日周性を定量評価した。ここでは、選好強度パターンをGAで最適化する手法を採用したが、今後は先述の新手法や機械学習等の先進的な計算技術により、モデルの高度化と信頼性の高い生息場選好性評価手法の確立を目指す。
トンネル切羽における地山と覆工の相互作用に関する研究

本年は,昨年の研究をさらに発展させ,地山とトンネル覆工の相互作用として発生する土圧を通して,トンネルの設計について検討を行った.得られた結果は以下のようである.1.地盤反力と支保の相互作用がトンネル周辺の力学的安定にとって本質的である.2.地盤反力はアーチ支保に発生する曲げモーメントを軽減する.3.圧縮による破壊(圧壊)を考慮しなければ,相当薄い吹き付けコンクリートであってもトンネルを安定に保つ能力がある.4.厚さの大きな支保では,薄い支保と比べて大きな曲げモーメントが発生し曲げ破壊を起こしやすくなることがある.5.たとえ,大きな曲げモーメントにより曲げ(引っ張り)破壊が生じたとしても周辺地山からの反力が期待できれば,必ずしも不安定な構造になるとはいえない.これらの内容は,極めて単純なモデルを通して得られた結論であって,実際のトンネルの設計にそのまま適用されるものではない.たとえば,切羽の存在や施工プロセスを考慮していないことから,トンネル切羽の安定性などを考慮する場合には別の角度からの慎重な確認が必要であるしかし,本研究は,NATMによって施工されるトンネル周辺の力学的現象の一面を把握しているもの思われる.今後,モデルをより現実に近いものとするとともに室内実験などによりこれらの結果をさらに検討する予定である.本年は,昨年の研究をさらに発展させ,地山とトンネル覆工の相互作用として発生する土圧を通して,トンネルの設計について検討を行った.得られた結果は以下のようである.1.地盤反力と支保の相互作用がトンネル周辺の力学的安定にとって本質的である.2.地盤反力はアーチ支保に発生する曲げモーメントを軽減する.3.圧縮による破壊(圧壊)を考慮しなければ,相当薄い吹き付けコンクリートであってもトンネルを安定に保つ能力がある.4.厚さの大きな支保では,薄い支保と比べて大きな曲げモーメントが発生し曲げ破壊を起こしやすくなることがある.5.たとえ,大きな曲げモーメントにより曲げ(引っ張り)破壊が生じたとしても周辺地山からの反力が期待できれば,必ずしも不安定な構造になるとはいえない.これらの内容は,極めて単純なモデルを通して得られた結論であって,実際のトンネルの設計にそのまま適用されるものではない.たとえば,切羽の存在や施工プロセスを考慮していないことから,トンネル切羽の安定性などを考慮する場合には別の角度からの慎重な確認が必要であるしかし,本研究は,NATMによって施工されるトンネル周辺の力学的現象の一面を把握しているもの思われる.今後,モデルをより現実に近いものとするとともに室内実験などによりこれらの結果をさらに検討する予定である.トンネルの設計において覆工に作用する土圧の定量的評価はもっとも基礎的かつ重要な情報である.このトンネル土圧の算定の基礎となる研究として「落とし戸周辺の土圧分布」について一連の研究を行った.今年度はとくに,遠心載荷装置を用いた実験的研究,有限要素法を用いた数値的研究および土圧分布に対する簡便評価式の構成の3点にそれぞれの担当者が以下のような中間的結果を得た.1.遠心載荷装置を用いた実験的研究これまで落とし戸実験といえば,そのほとんどはアルミ棒積層あるいは砂を用いたものであり,間隙水を含む飽和粘土で行われたことはない.ここでは,カリオン粘土を用い,予備圧密した円形供試体を作成したうえ,底部中央の円形の落とし戸を降下させた.これまで得られた結果では,静水圧よりも大きな間隙水圧が発生し,有効応力が負になるというデータがあった.その理由として予備圧密圧力が大き過ぎることが考えられ,今後,より柔らかい資料で同様の実験を実施する予定である.2.有限要素法による数値的研究土圧を算定する方法として,しばしば弾塑性構成則を用いた解析が行われるが,そのパラメータの設定や計算手順に未知の部分が多いと言われている.ここではそのような状況を考慮して,これまでから研究開発してきた剛塑性有限要素法を適用した.とくに今年は,3次元の問題として新たにプログラム開発を行った.基礎的な部分は完成した.3.土圧分布の簡便式の策定実験,数値計算を通して得られる結果を実務に反映させるためには,適度な制度でそれらを再現するよいな簡便式が望まれる.すでに提案している2次元落とし戸周辺の受働土圧を拡張して,3次元での簡便式のなかで,落とし戸の形状が正方形である場合について定式化を完成した.本年は,昨年の研究をさらに発展させ,地山とトンネル覆工の相互作用として発生する土圧を通して,トンネルの設計について検討を行った.得られた結果は以下のようである.1.地盤反力と支保の相互作用がトンネル周辺の力学的安定にとって本質的である.2.地盤反力はアーチ支保に発生する曲げモーメントを軽減する.3.圧縮による破壊(圧壊)を考慮しなければ,相当薄い吹き付けコンクリートであってもトンネルを安定に保つ能力がある.4.厚さの大きな支保では,薄い支保と比べて大きな曲げモーメントが発生し曲げ破壊を起こしやすくなることがある.5.たとえ,大きな曲げモーメントにより曲げ(引っ張り)破壊が生じたとしても周辺地山からの反力が期待できれば,必ずしも不安定な構造になるとはいえない.これらの内容は,極めて単純なモデルを通して得られた結論であって,実際のトンネルの設計にそのまま適用されるものではない.

たとえば,切羽の存在や施工プロセスを考慮していないことから,トンネル切羽の安定性などを考慮する場合には別の角度からの慎重な確認が必要であるしかし,本研究は,NATMによって施工されるトンネル周辺の力学的現象の一面を把握しているもの思われる.今後,モデルをより現実に近いものとするとともに室内実験などによりこれらの結果をさらに検討する予定である.
ネオジム鉄ボロン系磁石材料における分解組織の解析と制御

前年度までの研究により、HDDR(hydridation-decomposition-desorption-recombination)処理において、前半のHD処理のあとに、一定時間アルゴン雰囲気に置いておくと(中間アルゴン処理)、後半のDR処理後に得られるND_2Fe_<14>B結晶の粒径は小さく、しかも結晶方位がかなり揃っており、抗磁力と磁気異方性がともに優れたボンド磁石原料粉末が得られることが確かめられた。これは、中間アルゴン処理により分解組織のNdH_2粒径は小さいままFeマトリックスのみが成長することが原因であることを見いだした。本年度はさらに中間アルゴン処理のアルゴン圧力を調節する(定圧脱水素処理)ことにより、分解組織をコントロールして、より高性能の磁石材料粉末を得ることを目的とした。その結果、4minの中間アルゴン処理の後に4×10^3Paに減圧したアルゴン雰囲気に一定時間保持した後脱水素処理を行うと磁気異方性はほとんど損なわれずに抗磁力が変化することが確かめられた。しかも、その変化は単調ではなく、定圧脱水素処理時間(t)が10minでは劣化するが、60minでは初期値より向上する。t=10minで劣化するのはNd_2Fe_<14>B結晶粒径が大きくなるためである。ところが、t=60minではさらに成長している。これは、もはや磁壁の移動がNd_2Fe_<14>B粒界によって阻止されているのではなく、他に原因があることを示唆している。そこで、DR後の試料の磁区をローレンツ顕微鏡で観察した。その結果、t=0min試料では大略においてNd_2Fe_<14>B粒は単磁区ドメインとなっているが、t=60minではNd_2Fe_<14>B粒内にも磁壁がはいっており、磁区自体はかえって小さいことがわかった。おそらく、この磁区構造の違いが抗磁力向上の原因であろうと考えられる。
アルツハイマー型痴呆の脳電位空間構造の特徴とその塩酸ドネペジル治療による変化

未服薬の軽症アルツハイマー型痴呆(AL)患者17名(73.6±5.5歳)と対照健常高齢者17名(70.3±8.9歳)に、脳波空間解析手法である(1)Global Field Power(GFP)解析(FFTを用いて、頭皮上の19電極から得られた電位の標準偏差、すなわち脳電位空間全体の強度を求める)、(2)LORETA解析("smoothness"の理論に基づき、脳内の電位密度分布を推定)、(3)global解析(3つの指標値Omega(脳電位空間全体の複雑性)・Sigma(total power)・Phi(generalized frequency)を求める)、(4)Microstate解析(脳機能の情報処理過程を担う電気的最小単位microstateの構成を決定)を行い、(1)δ帯域(1.5-6.0Hz)におけるAL群のGFP値が対照群より大きく、塩酸ドネペジル治療後にAL群のGFP値はβ3帯域(21.5-30.0Hz)で増加し、(2)δ帯域での電流密度が対照群に比べ、AL群の右下側頭回周辺で高く、(3)AL群のOmega値(5.8±1.2)が対照群(4.9±1.3)より高く、Phi値と、MMSE得点・WAIS-Rによる全IQおよび動作性IQの間に正の相関があり、(4)求められたA,B,C,D4つのmapのうち、BとDで両群間の形状に差異を認め、対照群に比してAL群のmap占有率がAで増加、Cで減少し、4つのmapすべての平均持続時間が短縮することを見出した。これらの結果より、AL患者に脳機能(特に記憶)の障害が存在し、塩酸ドネペジルがAL患者の神経細胞を賦活していること、AL患者では種々の脳機能発現過程間の協調性(円滑さ)が低下しており、脳電場変換速度の徐化が認知機能障害の程度と関連すること、AL患者の脳内情報処理過程が障害され、不安・緊張の高い状態にある可能性が示唆された。1.本研究の対象となった未服薬アルツハイマー型痴呆患者を、Functional Assessment Staging (FAST)日本語版の得点に基づいて、重症群(FAST得点:5-7=中等度・やや高度・高度)11名(男4名、女7名、年齢:68.9±12.5歳)と軽症群(FAST得点:4=軽度)18名(男1名、女17名、年齢:71.6±7.8歳)に分類し、健常者群(FAST得点:12=正常・年齢相応)15名(男4名、女11名、年齢:73.1±8.2歳)との3群間で、脳電位空間全体の強度(エネルギー量)を意味するGlobal Field Power (GFP)を比較した。その結果、重症群のalpha-1(8.5-10Hz)・alpha-2(10.5-12Hz)・beta-1(12.5-18Hz)・beta-2(18.5-21Hz)・beta-3(21.5-30Hz)の各帯域こおけるGFPが、健常者群より小さく(p<0.05)(これらの帯域のLORETA解析では、alpha-1・alpha-2・beta-1で海馬傍回、beta-2で前帯状束、beta-3で後帯状束における重症群の電流密度が低かった)、さらにalpha-2帯域では軽症群より小さかった(p<0.05)。

また、軽症群のbeta-3帯域におけるGFPが、健常者群より小さかった(p<0.05)。重症群でのalpha波を含めた速い周波数成分のGFP減少は、脳機能の広汎な低下を反映していると考えられる。最も速い周波数成分であるbeta-3帯域のGFP減少はアルツハイマー型痴呆の初期診断に寄与すると予測される(これは、特に初期・中期に有用な塩酸ドネペジル治療により改善した軽症群で、beta-3帯域のGFPが増大したという我々の結果に矛盾しない)。また、beta-2帯域のGFP減少は、アルツハイマー型痴呆の重症度を表わす指標になる可能性がある。2.次に、我々は、軽症群と健常者群の間で、脳電位空間全体における複雑性の指標global Omega-complexity (Ω)の値を比較した。結果は、軽症群のΩ値(5.9±1.2)が、健常者群(4.9±1.3)より大きかった(p<0.05)。このことは、軽症アルツハイマー型痴呆患者では、神経細胞の変性・脱落が、脳の情報処理過程の障害をもたらし、神経活動の協調性が低下したことを示唆する。その結果、アルツハイマー痴呆群のOmega値(5.8±1.2)が対照群のそれ(4.9±1.3)に比べて有意に高かった。また、Phi値と、MMSE得点・WAIS-Rによる全IQおよび動作性IQの間に有意の正の相関を認めた。これらの結果は、軽症アルツハイマー型痴呆患者では脳電位空間の複雑性が増しており、平均周波数とともに知的機能が低下することを示す。脳電位空間の複雑性の増加は、軽症アルツハイマー型痴呆患者での種々の脳機能発現過程間の協調性(円滑さ)の低下を示唆する。また、平均周波数と知的機能との正の相関は、脳電場変換速度の徐化が認知機能障害の程度と関連することを示唆している。現在、引き続き、これも脳波空間解析手法の一つ、Microstate解析を両群被験者に施行している。脳の電位空間構造は、一定の類似した構造パタンが持続した後に急速に他の構造パタンに変化すると考えられるが、この間のほぼ安定した電位空間構造が連続して出現する区間を、Lehmann(海外共同研究者)は脳のmicrostateと呼び、脳内の情報処理過程を担う電気的最小単位であるとした。近年、人間のmicrostateは人種を超えて、4つの電位図に集約されることがわかってきた。これら4つの電位図すなわち情報処理過程は、そのそれぞれの出現頻度・平均持続時間・占有率に両群間に差を認めるだろうか。結果は近く海外で発表予定である。これまでの研究成果に加えて、最終の今年度(H17年度)は、軽症アルツハイマー型痴呆患者(mild-ADs)17名と対照高齢健常者(normals)17名に、脳波(脳電位)空間解析手法の一つであるMicrostate解析を試みた。脳電位空間構造は、一定の類似したパタンが持続した後に急速に他のパタンに変化すると考えられる。この類似した電位空間構造が持続する区間を、Lehmann(海外共同研究者)は脳のmicrostateと呼び、脳内の情報処理過程を担う電気的最小単位であるとした。近年、人間のmicrostatesは人種を超えて、4つの電位図(microstate class A, B, C, D)に集約されることがわかってきている。これらclass A, B, C, Dの形状、および出現頻度・平均持続時間・占有率を求めるのがMicrostate解析である。mild-ADsとnormals間で4つの電位図の形状を比較したところ、class BとDにおいて有意な差異を認めた。この差異は、mild-Adsにおける脳器質的あるいは機能的変性を反映していると考えられる。また、normalsに比べて、mild-Adsのclass Aの占有率が有意に増加、class Cの占有率が有意に減少しており、classCの平均持続時間が有意に短縮していた。
地殻内の流体移動解明に向けた岩石物性研究

本研究の目的は,地球物理学的観測から得られる地震波速度および電気伝導度から,地殻内の流体分布およびその動態を理解することである。この目的を実現するために,含水岩石の弾性波速度,電気伝導度,浸透率の同時測定システムを開発し,岩石のミクロな空隙構造とマクロな物性の関係を理解することを目指している。平成30年度は,前年度に引き続き,含水岩石の弾性波速度,電気伝導度,浸透率を同時に測定する実験システムの構築に取り組んだ。実験システムは,岩石試料に封圧を加えるための圧力容器および間隙流体圧制御システム,弾性波速度測定システム,電気伝導度測定システム,浸透率測定システムから構成される。前年度は,圧力容器および間隙流体圧制御システムを製作し,弾性波速度および電気伝導度の測定を実現した。平成30年度は間隙流体圧制御システムのテストを行うとともに,それを応用した浸透率測定システムの構築を行った。浸透率は,試料両端の圧力を独立に制御し,過渡パルス法によって測定する。間隙流体圧制御システムは,Watanabe and Higuchi(2014)と同様の油圧ー水圧伝達機構を採用している。これは,試料エンドピースに組み込んだピストンによって油圧を間隙流体に伝えるものであり,この機構とテフロン部品によって間隙流体(電解質溶液)と圧力容器とを電気的に絶縁するものである。このピストンの摩擦の影響を評価するために,ステンレス製ハウジングを作製し,Oリングの材質を変えて油圧と水圧の関係を調べた。その結果,フッ素ゴム系のOリングを使用することによりピストンの摩擦の影響を小さくすることができることが分かった。すなわち,油圧と水圧との差は圧力の測定誤差以下とすることができた。測定時間を数分数十時間と考えると,10-1610-20 m2の浸透率が測定可能である。過渡パルス法による浸透率測定システムを構築するため,油圧ー水圧変換機構(Watanabe and Higuchi)のテストに時間をかけたことが原因である。ステンレス製ハウジング(ピストンーシリンダー2組および水圧測定用圧力センサーを組み込む)を作製して油圧と水圧の関係を調べた。ピストンの摩擦の影響を評価するとともに,摩擦をできるだけ小さくするOリングやグリースの試験を行った。そのため,当初の計画よりは遅れてはいるが,十分な性能をもつ測定システムが得られたと考えている。(1)浸透率測定システムのテスト毛細管(口径数百ミクロン)を用いて浸透率の「標準試料(浸透率10-1610-20 m2)」を作製し,前年度に構築した浸透率測定システムの試験を行う。測定値と理論値の比較を行うことにより,問題点や測定する際の注意点などを洗い出す。油圧ー水圧変換機構を用いた浸透率測定法は新しい測定手法であり,電気伝導度との同時測定もオリジナリティが高いので,論文にまとめて学術誌Geofluidsに投稿する。(2)含水花崗岩の弾性波速度・電気伝導度・浸透率の同時測定非加熱試料および加熱して粒界クラックを増やした試料を用いる。常圧から圧力150MPaまで段階的に封圧を増加させながら,弾性波速度,電気伝導度,浸透率を測定する。ひとつの実験に1か月強かかることを想定しており,2019年度内に45回の実験を計画している。弾性波速度からクラック密度が圧力とともにどのように変化するかを調べるとともに,電気伝導度と浸透率から,どのような空隙が物性を支配しているかを検討する。成果をAGU Fall Meetingで発表するとともに論文にまとめ,学術誌Journal of Geophysical Researchに投稿する。(3)地殻内の流体分布およびその動態への応用実験から得られるミクロな空隙構造とマクロな物性の関係の知見に基づいて,地震波速度,電気伝導度という地球物理学的観測量から地殻内の流体分布を推定するとともに,地殻内部での浸透率,流体移動について検討する。電気伝導度は流体の量で決まり,浸透率は流体経路の口径で決まる量である。観測量だけから浸透率をユニークに推定することは困難であるが,可能な浸透率の推定によって地殻内の流体移動についてのイメージを具体的なものにできる。本研究の目的は,上部・中部地殻の地震波速度・電気伝導度構造から地殻内の「浸透率」の分布を推定し,「地殻流体」に関する理解を,「流体分布」という静的イメージから「流体移動」という動的イメージに変えることである。この目的を実現するために,含水岩石の弾性波速度・電気伝導度・浸透率同時測定に基づき,地震波速度および電気伝導度から浸透率を推定する方法を開発することを目指している。平成29年度は,含水岩石の弾性波速度・電気伝導度・浸透率を同時に測定する実験システムを構築した。実験システムは,封圧制御システム,間隙流体圧制御システムと物性測定システムから構成される。封圧制御システムは,圧力容器および油圧ポンプからなる(圧力媒体:シリコンオイル,最高圧力:200MPa)。間隙流体制御システムは,岩石試料のエンドピースに組み込んだ油圧ー水圧変換機構(Watanabe and Higuchi, 2014)と圧力容器外部の油圧ポンプからなる。油圧ポンプで発生した圧力は,油圧ー水圧変換機構を用いて,間隙流体(電解質水溶液)に伝えられる。間隙流体と圧力容器金属部分は,油圧ー水圧変換機構とテフロン系部品を用いて電気的に絶縁した。間隙流体圧は岩石試料両端において独立に制御することができ,過渡パルス法による浸透率測定が可能である。封圧,岩石試料両端の間隙流体圧は一定時間間隔でモニターされる。

圧力容器からは物性測定用のリードを16本取り出すことができ,様々な物性の同時測定が可能である。物性測定系は,弾性波速度測定用のファンクション・ジェネレータとオシロスコープ,電気伝導度測定用のLCRメータおよび計測制御用のコンピュータからなる。高圧下での弾性波速度と電気伝導度の同時測定まではテストを終えている。当初の計画では,平成29年度中に実験システムを構築し,浸透率測定システムのテスト,砂岩試料を用いた弾性波速度・電気伝導度・浸透率の同時測定まで行う予定であったが,実際には浸透率測定システムの構築まで進んだところである。遅れの原因は二つある。一つ目は,平成29年9月に納入された圧力容器の不具合である。容器上蓋ネジ部に不具合があり,再加工を施したため,実際に圧力容器が使用できるようになったのは12月になってからであった。二つ目は,浸透率測定用の圧力センサーの納期の遅れである。平成29年度中の浸透率測定システムの稼働を目指して,前倒し支払いを請求して12月に圧力センサーを発注したが,納入までに2か月かかったため,平成29年度末にようやく浸透率測定システムが完成したところである。本研究の目的は,地球物理学的観測から得られる地震波速度および電気伝導度から,地殻内の流体分布およびその動態を理解することである。この目的を実現するために,含水岩石の弾性波速度,電気伝導度,浸透率の同時測定システムを開発し,岩石のミクロな空隙構造とマクロな物性の関係を理解することを目指している。平成30年度は,前年度に引き続き,含水岩石の弾性波速度,電気伝導度,浸透率を同時に測定する実験システムの構築に取り組んだ。実験システムは,岩石試料に封圧を加えるための圧力容器および間隙流体圧制御システム,弾性波速度測定システム,電気伝導度測定システム,浸透率測定システムから構成される。前年度は,圧力容器および間隙流体圧制御システムを製作し,弾性波速度および電気伝導度の測定を実現した。平成30年度は間隙流体圧制御システムのテストを行うとともに,それを応用した浸透率測定システムの構築を行った。浸透率は,試料両端の圧力を独立に制御し,過渡パルス法によって測定する。間隙流体圧制御システムは,Watanabe and Higuchi(2014)と同様の油圧ー水圧伝達機構を採用している。これは,試料エンドピースに組み込んだピストンによって油圧を間隙流体に伝えるものであり,この機構とテフロン部品によって間隙流体(電解質溶液)と圧力容器とを電気的に絶縁するものである。このピストンの摩擦の影響を評価するために,ステンレス製ハウジングを作製し,Oリングの材質を変えて油圧と水圧の関係を調べた。その結果,フッ素ゴム系のOリングを使用することによりピストンの摩擦の影響を小さくすることができることが分かった。すなわち,油圧と水圧との差は圧力の測定誤差以下とすることができた。測定時間を数分数十時間と考えると,10-1610-20 m2の浸透率が測定可能である。過渡パルス法による浸透率測定システムを構築するため,油圧ー水圧変換機構(Watanabe and Higuchi)のテストに時間をかけたことが原因である。
多世界パラダイムに基づく算数授業における社会的相互作用の規範的モデルの開発研究

今日、算数の授業で「話し合い活動」が重視されている。しかし、そうした授業は発表ごっご的な面が見られたり,子どもの重要な発言が活かされなかったりしている。本研究はそれを改善するために、第一に話し合い活動を社会的相互作用と捉え、その認識論的な役割を理論的に解明した。第二にそうした役割をもつ社会的相互作用を活かした授業づくり、授業実践のために、算数科の授業における「社会的相互作用」活用の規範的モデルを構築した。そのモデルは、1基本的な授業過程2重要な社会的相互作用3教師の主要な活動4子どもの主要な活動、などから成るものである。第三にこのモデルに基づく授業実践を通してモデルの活用事例を示した。23年度は研究初年度であり、次の2つのことを目的として研究を進めた。(1)算数の授業における社会的相互作用の理論的研究(2)算数の授業における社会的相互作用の実践的研究(1)については多世界パラダイムの基盤をなす、急進的構成主義、相互作用主義、社会文化主義におけ社会的相互作用について分担者を定めて、それぞれ先行研究をもとに研究を進めた.その結果3つの主義ともに知識の構成や獲得において社会的相互作用を非常に重視しているという共通点と、急進的構成主義は個人における構成が社会的相互作用に先立つこと、社会文化主義は相互作用が構成に先立つこと、相互作用主義は両方を認めること、急進的構成主義は知識の本質は個々人が定めること、相互作用主義は知識の本質が相互作用によって定まること、社会文化主義は社会が定めることなどの相違点があることを明らかにした。(2)については、これまでの授業記録や設定した実験授業などの分析を通して、実際の授業における社会的相互作用の役割やそれを促進する要因の抽出等に取り組んだ。その結果、教師と子ども、子ども同士の社会的相互作用によって、問題解決がなされたり、知識の構成がなされる様相が確認された。また、それを促進する要因として、操作・図・式など様々は表現の活用、教師による論点整理、他方で子どもたちは自由で柔軟であり、論点がいろいろと移り変わるという様相も明らかとなった.これらを基に次年度は授業における社会的相互作用の規範的モデルを構築していくこととする。本年度は本研究の最終年度であるので、これまでの研究に基づきながら、主として次の研究を進め、目標とした「規範的モデル」の完成版を構築した。1規範的モデルの第1次案の理論的検討:前年度に構築した規範的モデルの第1次案を3つの認識論や授業づくりにおける活用を想定して、理論的な検討を行い、若干の修正をして、第2次案を構築した。2規範的モデルの第2次案の実践的検討:第2次案に基づいて、場合の数(第6学年)・分数(第4学年)・単位量あたりの大きさ(第5学年)の授業づくり、授業実践を行った。その分析・検討を通して、第2次案が算数の授業における社会的相互作用の活性化に有効に機能することが検証できた。併せて、有効な活用のためには、教材研究により当該教材の数学的な本質、一般性のある解決方法、適切な表現方法、社会的相互作用を活用する場面の焦点化などを検討・解明して置くことが非常に重要であることが指摘された。3規範的モデルの完成版(最終版)の構築と要点版の作成:2の研究結果に基づいて、規範的モデルの第2次案を修正し、モデルの完成版を構築するとともに、モデルの活用を促進するために、完成版を含めた「規範的モデルの要点」版を作成した。それには、次のことが簡潔に記されている。1.本モデル構築のねらい2.活用条件3.事前の教材研究4.授業づくり・授業実践の重要な視点(規範的モデルの最終版)また、それらの活用事例として、先の3つの授業実践を検討・改善する形で、「規範的モデルに基づく授業実践の事例」を示した。4研究成果の発表:上記の研究成果を学会で口頭発表するとともに、学会誌や大学の研究紀要等に論文として掲載した。また、規範的モデルの要点、活用事例や発表論文をまとめて、本科研における「研究成果報告書」を刊行した。24年度は研究2年目であり、1年目の研究成果を基盤にして、研究実施計画に基づいて次の2つのことを目的として研究を進めた。1.算数の授業における社会的相互作用の規範的モデル案の構築2.規範的モデル案の実践的検討とその修正1に関しては、研究者の全大会においてKJ法的な手法により、規範的モデルに求められるキーワードを列挙し、それを整理する形でモデルの構築に取り組んだ。そして、まず子どもたちが授業において基本的な話し合い活動の指導を受け、経験していることを前提条件とし、それに基づいて規範的モデルの適用学年を4年生以上とすることとした。

その下で、次の5つの視点から、それぞれにおいて必要かつ有効と考えられる活動や手立てを明記する形式で、規範的モデルの第1次案を構築した。1基本的な授業段階2各段階における重要な社会的相互作用3各段階における必要に応じた教師の主要な活動4各段階における子どもの主要な活動5ねらいの達成のために各段階における有効な活動次に、2に取り組み、5年生の「単位量当たりの大きさ」と6年生の「場合の数」とを対象としてモデルに基づく授業づくり、実践、その検討を行った。そこにおいて、基本的にモデルの有効性、適切性は検証されたが、授業において重視する社会的相互作用を事前の教材研究等においてあらかじめ想定しておくことの必要性と、他方で実際の授業における子どもたちの発想や相互作用に基づいて柔軟に対応することの必要性が指摘された。そこで、規範的モデルに教材研究の視点とそれに基づく重点的な社会的相互作用の論点とを追記することとした研究実績の概要欄にも記したように、今年度は知識の構成における社会的相互作用の役割・機能の理論的研究と算数の授業における社会的相互作用の実践的研究を目的としており、研究者全体による。研究会等により、そのいずれも研究も一定の成果を上げた。25年度が最終年度であるため、記入しない。研究実績の概要欄にも記したように、今年度は授業における社会的相互作用の規範的モデル案の構築とそれに基づく授業の実践的検討を目的として研究を進め、研究者全体会等により、それらを予定通りに行うことができた。なお、算数の主要な領域である「数と計算」領域において、モデルを適用した実践的検討を行うことが必要であり、それは次年度の課題としたい。3年間にわたる研究計画について、今年度は1年次であり、ほぼ予定通りの研究が進められた.2年次はその成果等に基づいて研究の重要な目的である、算数の授業における社会的相互作用の規範的モデルの構築に取り組む。現時点における大きな問題点は見られない。3年間にわたる研究であるが、2年目までほぼ予定通りに研究を進めることができた.3年次はそれらの成果等に基づいて研究の最終的な目的である、算数の授業における社会的相互作用の規範的モデルの最終版の構築に取り組む。なお、規範的モデルの活用は教師の力量に負うところも大きく、教師へのアピールをどのようにしていくかも重要であるので、3年次にはそうした課題にも取り組んでいきたい。
バクテリア細胞骨格タンパク質複合体の構築と制御機構の解析

回転運動する超分子複合体の回転メカニズムや機能を明らかにするために、複合体の構成因子間の相互作用解析を行った。前年度に代表者は部位特異的in vivo光架橋実験系を用いて、構成因子であるRodZがUV依存的に光架橋されることを見出した。本年度は、この架橋されたタンパク質の同定を行った。bacterial two-hybrid法により、RodZとMreCが相互作用することが予想されたので、抗MreC抗体により架橋産物が検出されるかを調べたが、検出されなかった。つぎに、RodZ-FLAGを発現する株で同様の架橋実験を行ったところ、抗RodZ抗体で検出されたバンドと同じ位置に抗FLAG抗体で検出されるバンドを見出した。したがって、RodZと架橋されたタンパク質はRodZ自身であり、RodZの自己相互作用を初めて細胞内で検出することに成功した。現在、RodZの自己相互作用がMreBやMreCなど他の相互作用因子によって影響されるかを解析中である。予備的な実験では、RodZの相互作用はMreBの存在が必要であるが、MreCの存在は必要ではなかった。また、RodZタンパク質の機能解析も行った。膜タンパク質RodZの膜直下の領域を短くしていった場合、本来26アミノ酸のところ、11アミノ酸あれば部分的にではあるが機能することが分かった。また、RodZとは無関係なタンパク質MalFの細胞質領域のアミノ酸配列に置き換えた。この場合、MalFの配列の23アミノ酸が必要であった。その結果、アミノ酸配列というよりも領域の長さが重要であることが分かった。以上のことから、本研究では、バクテリアの形態形成に必須の複合体の構築機構と、その中心となるタンパク質の機能解析を行い、新たな知見を得ることができた。これらについては、論文として投稿準備中である。26年度が最終年度であるため、記入しない。大腸菌のような桿菌の形態を正しく形成するためには、細胞の短軸方向に沿って回転運動をするバクテリアアクチンMreBが必須である。MreBの重合を含めた機能発現にはその制御因子であるRodZが重要な役割を果たす。そこで、この形態形成に重要な回転する超分子複合体の機能や運動のメカニズムを明らかにするために、再構成系の構築を始めた。好熱菌Thermotoga martimaからMreBおよびRodZを精製した。MreBをAlexa488で標識し、これをリポソームに封入した。予備実験の段階ではあるが、MreBは膜に取り込まれた。そして、リポソーム内で膜全体に広がるもの、クラスターを形成するものが観察された。またRodZも同時に封入した場合、フィラメント様の構造も観察された。また、生体内でこの複合体を構成するタンパク質間相互作用を解析する光架橋実験系を立ち上げた。この実験系により、RodZタンパク質はペリプラズム領域で複数のタンパク質と相互作用することが明らかとなった。このようなタンパク質間相互作用と複合体の動態の関係の解析は今後の課題である。RodZタンパク質の解析も行った。膜タンパク質であるRodZは、膜直下に正電荷を持つアミノ酸を多く持つ。この領域にある正電荷をもつアミノ酸全てをアラニンに置換したが、RodZの機能に影響しなかった。したがって、正電荷は機能に関係しない。また、この領域をMalFタンパク質の細胞質領域と置き換えた。その結果、この領域のアミノ酸配列が必要なのではなく、領域の長さが必要であることが分かった。したがって、ある程度の長さを必要とするリンカーのような役割をしていることが推測された。

26年度が最終年度であるため、記入しない。申請書に記した平成25年度の計画の各項目に関して、ほぼ順調に実験が進んでいる。申請書に記した平成26年度の計画の各項目を推進する。特に、リポソームを使った再構成系の実験及び生体内でのタンパク質間相互作用を調べる光架橋実験を重点的に進め、細胞形態形成に必要な超分子複合体の運動制御機構の解明に近づきたい。
溶液中における光解裂によって生じたジェミネート分子間の拡散ダイナミックス

アントラセンとジハロベンゼンおよびシアノアントラセンとシクロヘキサジエンとのシクロ付加体は励起状態から光解離しアントラセン励起1重項状態とジハロベンゼンあるいはシクロヘキサジエンの基底状態を生成する。アントラセン励起状態の生成収量は化合物によって異なる。ジフルオロベンゼンの場合、ピコ秒・フェムト秒レーザーによる時間分解吸収スペクトル、時間分解発光スペクトルの測定の結果、光解離速度は数ピコ秒でありシクロ付加体自身の蛍光寿命とアントラセン励起1重項状態の吸収の立ち上がり時間とはほぼ一致した。光解離直後はアントラセンとジフロロベンゼンとがごく近傍に特定の配置で存在していると考えられる。低温マトリックス中でシクロ付加体を励起した場合に観測されるアントラセン蛍光スペクトルは自由なアントラセンのばあいに較べて約10nm長波長側にシフトしている。この蛍光スペクトルの違いは励起状態のアントラセンとジフロロベンゼンとの相互作用のためと考えられる。従って、アントラセンの蛍光スペクトルの時間依存性を調べることにより両分子が徐々に離れてゆく様子を知ることができる。溶媒の粘度が異なるヘキサン、シクロヘキサンおよびcis-デカリン中の測定を行なった。例えば、室温のcis-デカリン中でヘテロダイマーの光解離によって生じたアントラセンの時間分解蛍光スペクトルの測定から得られた自由なアントラセンの蛍光のraise timeは約30psであった。時間分解蛍光スペクトルを溶媒の粘度や温度を変えて測定した結果を解析することにより、光解離後のミクロな拡散ダイナミックスについての情報を得る手がかりになることが示された。
肥満に起因する男性不妊に関する実験的研究

この研究では、過食による単純性肥満が雄性生殖系に与える影響を調べるため、高カロリー食を3ヵ月間与えたラットの雄性生殖機能を詳細に評価した。また、1、2-Dibromo-3-chloropropane(DBCP)の精巣毒性が高カロリー摂取によってどのように影響されるかについても検討を行った。まず6週令で購入したラットを通常飼料群と高カロリー飼料群に分け、前者は通常飼料(341.3Cal)で飼育し、後者は高カロリー飼料(コーンオイル15%添加、424.0Cal)で飼育した。さらに両群をそれぞれ2群に分け、一方にはDBCP80mg/kgを12週令で皮下に一回投与してDBCP投与ラットとし、もう一方には溶媒のジメチルスルフォキシドを同様に投与して対照ラットとした。ラットは被験物質投与6週後に生殺し、雄性生殖機能の評価を行った。なお、雄性生殖機能の評価は、精巣・精巣上体臓器重量、精細胞/精子数、異常精子出現率、精巣の病理組織検査、血清テストステロン濃度の5項目で行った。体重増加は、高カロリー飼料群で通常飼料群よりも良好であった。(対照ラットでは通常飼料群との比較で、12週令で4%、18週令で8%の増加)。臓器重量は、対照ラットおよびDBCP投与ラットのいずれでも、相対重量では高カロリー飼料群で精巣重量の減少が認められたが、絶対重量では差が認められず、体重差による影響であると考えられた。他の4つの評価項目では、対照ラットおよびDBCP投与ラットのいずれにおいても摂取飼料による明かな差は認められなかった。以上の結果より、今回の実験では高カロリー摂取による雄性生殖系へに明かな影響を認めることはできなかった。今後、さらに長期間の高カロリー食摂取によって、過食による雄性生殖系への影響を評価する必要があると考えられた。
共生微生物がクルマエビ類の自然免疫に及ぼす影響について

今年度はクルマエビ血中に存在する細菌の抗病原微生物作用について明らかにすることを目的として、昨年度に得られた結果を検証するとともに、より詳細に解析するために以下の実験を行った。腸内から分離培養したVibrio属細菌株あるいは陰性コントロールとして非病原性大腸菌をクルマエビに接種し、次いでクルマエビの病原ウイルスであるホワイトスポット病ウイルスWSSVを人為的に感染させたところ、腸内から分離培養したVibrio属細菌株を接種したクルマエビでは非病原性大腸菌を接種したクルマエビに比べて死亡に遅れがみられた。これらのことから、共生細菌はクルマエビの自然免疫に関与し、クルマエビの病原ウイルスに対しても何らかの防御機構を有することが示唆された。マイクロアレイを用いた大規模遺伝子発現プロファイリングにより、共生細菌を接種したクルマエビでは酸化還元タンパク質であるチオレドキシンに類似の構造を有するタンパク質の遺伝子発現が上昇することを明らかにした。この遺伝子はクルマエビの病原ウイルスWSSVを感染させた場合、遺伝子の発現が上昇するが、クルマエビの病原細菌vabrio penaeicidaを感染させた場合には遺伝子の発現上昇は見られなかった。これらのことより、クルマエビ体内棲息細菌は、クルマエビの免疫機構を活性化し、病原微生物の侵入を防ぐか、あるいは侵入後の排除に重要であることが示唆された。我々はこれまでの研究でクルマエビ体内に細菌が生存し、それらはクルマエビの生理機能維持あるいは生存に重要な因子となっている可能性を示唆する結果を得ている。そこで、今年度はクルマエビ体内に存在する細菌種について調べるとともに、それらの細菌が生体内に侵入した場合に起こる免疫応答について遺伝子発現レベルで解析することを目的とし、以下の実験を行った。クルマエビ血液からDNAを抽出し、16SrRNA遺伝子の変異領域V2をターゲットとしたPCRを行い、PCR増副産物について次世代シーケンサーを用いた約1万配列の決定を行ったところ、主要な細菌の属はVibrioであった。血液および腸内液を寒天培地に塗抹し、増殖してくる細菌の属を16SrRNA配列により調べたところ、Vibrio属細菌がほとんであった。次いで、腸内液から分離培養した細菌株をクルマエビに接種した際にクルマエビの免疫がどのように応答するのかについて、大腸菌を接種した場合とでマイクロアレイを用いた遺伝子発現パターンの比較解析を行った。マイクロアレイは我々が実施した大規模遺伝子発現配列解析により得られたcDNA配列を基に作製したもので、約2000種類のcDNAがスポットされている。腸内液から分離培養したVibrio属細菌株を接種後、1日、3日および7日目に血球を取り、RNAを抽出後に、蛍光標識を行いマイクロアレイ解析に用いた。腸内液から分離培養したVibrio属細菌株を接種すると、クルマエビの生体防御関連分子であるリゾチウム、血液凝固系活性化酵素トランスグルタミナーゼ、メラニン化に関与するプロフェノールオキシダーゼ遺伝子の発現上昇が見られ、共生細菌が存在することで、クルマエビ類の自然免疫系を活性することが示唆された。平成22年度に体内棲息細菌候補として同定したVibrio属細菌をクルマエビに注射する方法とクルマエビ飼育水に培養菌を投与する2種類の方法で接種した。次いで、クルマエビの生存について観察したところ、注射した場合、菌数が多いとクルマエビが死亡したが病原細菌の場合と比較すると低いものであった。次に、クルマエビの病原細菌であるVibrio penaeicidaとホワイトスポット病ウイルス(WSSV)を人為的に感染させたところ、体内棲息細菌候補として同定したVibrio属細菌を事前に接種しておいた試験区では対象区として設定した非病原性大腸菌接種区や生理食塩水接種区に比べて死亡率あるいは脂肪までに要する日数が低いあるいは少ないものであった。このことから、体内棲息細菌候補として同定したVibrio属細菌をクルマエビに接種あるいは投与することにより非特異的な抗病性を高めることが示唆された。体内棲息細菌候補として同定したVibrio属細菌を接種した際にクルマエビ血球における遺伝子発現動態に変化が起こるかどうかを調べるために大規模遺伝子発現プロファイリングが可能なマイクロアレイを用いて解析したところ複数の遺伝子において遺伝子発現に変動が見られた。そこで、これらの遺伝子について塩基配列を確認したが、既知の配列と類似のものはみつからず新規の遺伝子であることが示唆された。

この遺伝子はクルマエビの病原ウイルスWSSVを感染させた場合、遺伝子の発現が上昇するが、クルマエビの病原細菌vabrio penaeicidaを感染させた場合には遺伝子の発現上昇は見られなかった。これらのことより、クルマエビ体内棲息細菌は、クルマエビの免疫機構を活性化し、病原微生物の侵入を防ぐか、あるいは侵入後の排除に重要であることが示唆された。計画から大きくそれること無く、目的に沿って研究成果が得られている。当初の研究計画通りに進めて行く予定である。
褥瘡に有効な洗浄方法、栄養に関する研究

褥瘡の洗浄液として緑茶の成分であるサンフェノンECG[○!R]を入れた生理食塩水(ポリフェノール入り生理食塩水)を開発し、マウスにデルマパンチによる円形開放創を作製し、洗浄効果をみたところ、ポリフェノール入り生理食塩水で洗浄したほうが炎症反応を抑制している可能性が示唆された。また、ラットで赤ワイン凍結乾燥品によつポリフェノールの血液成分への効果を検討した結果、血小板凝集亢進を抑制すること、冠循環を促進すること、抗酸化作用があることがわかった。褥瘡のある患者を対象に二重盲検無作為化試験により,褥瘡をポリフェノール入り生理食塩水と通常の生理食塩水で洗浄する群に分けて,ポリフェノール入り生理食塩水による洗浄の褥瘡治癒促進効果について検討した。ポリフェノール群15名,褥瘡21箇所,生理食塩水群10名,褥瘡12箇所を2ヶ月間洗浄し,分析した結果,ポリフェノール群は洗浄前の褥瘡表面積が平均7.9±7.6cm^2で介入後の平均が5.4±10.4cm^2であり,通常の生理食塩水群は洗浄前の褥瘡表面積が平均5.4±10.4cm^2で介入後が7.3±10.2cm^2であった。介入前後とも,ポリフェノール群と通常群間に有意差はみられなかった。そこで,ポリフェノールの成分を濃くし,再度,効果を検討することとなり,ポリフェノール入り生理食塩水作成時に混入していたサンフェノン【○!R】からポリフェノール抽出度の高いサンフェノンEGCg【○!R】へ変更し,洗浄液の色が変化するため,ポリフェノン入り生理食塩水と通常の生理食塩水の両方に同様の濃度のカラメルにて着色し試行を行うこととした。また,事例を増加するために新たなフィールドを開拓し,研究協力を依頼し,協力施設の看護職を指導したところ,褥瘡に対する看護職の意識が高まり,褥瘡患者がほとんどいなくなり,データ収集不可能となった。そこで,動物実験にて効果を検討すべく,動物実験での効果検証の先行研究について文献検討を行っている。来年度は,新たに動物実験についての実績のある研究者を加え,さらに褥瘡治癒促進に有効な洗浄液について検討を行っていく予定である。本年度は昨年度の研究結果を踏まえて、動物実験にて、褥瘡に対するポリフェノール入り洗浄液の効果について検討するための準備を行った。新たに動物実験や皮膚の組織染色の経験のある研究者を研究チームに加え、実験計画を立てた。先行研究より、マウスで褥瘡や創傷に対する介入効果を行っている研究が多く、実験動物をマウスとすることとした。また、褥瘡のモデルを作成するにはいくつか先行研究があるものの、簡便に標準的に作成する方法が確立されていないことも明らかとなった。そこで、まず、急性創傷に対する洗浄効果について実験で明らかにすることとした。急性創傷の標準的な作成モデルには切傷があるが、マウスは人間に比べ、治癒能力が優れており、切傷ではすぐに治癒してしまい、洗浄効果を検証することが難しい可能性も懸念された。そこで、皮膚科医や形成外科医からの助言も得て、円形の傷を作成することが可能な直径6mmのデルマパンチによる円形創を作成し、生理食塩水による洗浄とポリフェノール入り生理食塩水による洗浄との比較で創傷治癒に効果があるか検討することとし、実験環境を整え、実験を行った。実験を行った結果、麻酔のかけ方や創傷の作り方等、慣れない部分もあり、想定した実験計画どおりいかなかった部分もあった。研究チームで取り出した組織のどの部位をどの頻度で染色するか、その前に再度研究計画を見直して、再実験するか、現在、検討中である。また、標準的な褥瘡ケアの提供というテーマでの研究成果について論文作成を行い、発表した。本年度は動物実験でマウスを対象にデルマパンチによる円形開放創を人工的に作製し、生理食塩水のみの液と緑茶の成分であるサンフェノンECG[〇!R]を入れた生理食塩水(ポリフェノール入り生理食塩水)の洗浄液にて10日間洗浄し、創傷作製後1,3,5,7,10日目に、マウスをエーテル深麻酔にて致死させ、切傷部分を含めて摘出した皮膚組織を、ホルマリンで固定、エタノールで脱水した後、パラフィンに包埋し、3.0μmの厚さのパラフィン切片を作製し、ヘマトキシリンエオジン染色を行い、好中球、血管形成、膠原線維等について観察した。その結果、ポリフェノール群のほうが炎症作用を抑制している可能性が示唆され、さらに詳細に染色方法を変更する等で観察し、どのような作用が生じているのか分析する必要があると思われた。人を対象とした研究では、まだ明らかな結果が見られないため、調査項目で褥瘡の観察についてTIMEコンセプトを元に創部の辺縁の観察項目と臭気を加え、新たに調査を開始し、4事例の結果が得られた状況である。

事例数がまだ少ないため、統計的に分析できないものの、創の辺縁を観察することは、創の治癒過程である指標DESIGNでは変化がみられなくても、変化がでた項目もあり、創の辺縁を観察することで細かな変化を把握できる可能性が示唆された。臭気については、褥瘡部以外の臭気が混合する場合もあり、さらに検討する必要性があるという結果を得た。また、ラットを使用した赤ワイン凍結乾燥品を用いたポリフェノールの血液成分に対する効果を検討した結果、血小板凝集亢進を抑制すること、冠循環を促進すること、抗酸化作用があることが明らかとなり、赤ワイン凍結乾燥品の成分を栄養剤に付加することによって、褥瘡予防や治癒促進に効果がある可能性が示唆された。