hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
動的縮約モデルを用いた柔床・多構面モデルの非線形システム同定法

本研究課題は,既存建物の耐震性能評価のために,建物の振動計測に基づいて構造特性を明らかにする手法の構築を目指すものである.特に,耐震性能評価の需要の高い,古い木造建物にも適用可能な手法とするために必要な理論を構築し,数値解析により妥当性を検証した.開発した技術は,木造建物の特徴である柔床を有するモデルに対し,複雑な非線形復元力特性を推定可能な手法や,木造多層塔に対して一部の計測データが得られない場合にも推定を可能にする手法等,実用性へ配慮した独創的なものである.本年度は,木質構造建物を想定したシステム同定法の理論構築を行った.前年度が線形モデルを対象とした手法の提案を行ったのに対し,本年度は非線型モデルへ拡張した手法を提案した.さらに,木造多層建物を想定した物理パラメター同定法を提案し,実測調査を行うことで提案手法の妥当性を検討した.以上のように,理論構築,実測による検証等も並行して進捗しており,おおむね研究は順調に進展しているといえる.建築構造今後の研究の推進については,これまでの理論展開およびシミュレーションや実測データを用いた検証で精度の問題が見られた点に関して原因を検討し,その改善を図ることを目的とする.そのために実験も行うことにより,提案手法の課題点について詳細に分析する計画である.本年度は,当初の計画通り,木造建物の特徴を考慮した柔床・多構面モデルを対象としたシステム同定法の基礎理論を構築した.具体的には,構造モデルを用いて時刻歴応答解析を行い,得られた各構面の時刻歴応答波形を用いて,各構面の剛性・減衰等の物理特性を明らかにする手法である.シミュレーションに基づく数値例題により,提案手法の妥当性を確認している.本手法の妥当性が確認されれば,多層・多スパン構造への拡張も容易である.木質構造物の解析モデルとして,柔床・多構面モデルはよく用いられるが,このようなモデルを対象としたシステム同定法についてこれまでに提案された例はなく,極めて有用な成果であるといえる.したがって,本年度の成果としては順調であると判断できる.次年度以降は,本年度の研究成果をさらに拡張して,多層・多スパンモデルに対するシステム同定法を確立する.その進捗と同時並行的に,非線型モデルのシステム同定法の確立を目的とする.そのために重要なのが,理論的背景に基づく手法を提案することである.提案手法の妥当性を確認するために,まずはシミュレーションによる数値例題を用い,さらに小型模型を用いた振動台実験や実建物の振動を計測した実測データを用いた検討を行う予定である.本年度は理論の構築と解析によるシミュレーションに重点を置き,検証用実験については計測環境の整備と予備実験を実施した.本実験の計画遂行を次年度以降とし,実験に必要な費用として次年度に使用することとしたため.次年度は,理論の構築に加え,実験による検証の計画も並行して進める.今年度の未使用分も含めた次年度の予算で,想定している実験のための予備実験等,本実験の準備等に使用する予定である.
電気化学を基礎としたバイオ・食品分析・環境教材の開発とそれを活用した科学教育

自己駆動型クーロメトリー装置を用いた新たな分析手法として,ディスポーザブル型クーロメトリー用セルの作製検討を行い,安価で簡便な測定装置の開発を試みた。セルはカーボンフェルトをラミネートフィルムでラミネートして用いた。このディスポーザブル型セルを用いて安価で簡便なグルコース測定法が開発できた。また,平成29年度から継続している自己駆動型クーロメトリーを用いたH2O2測定法の開発を実施した。作用極ではH2O2,[Fe(CN)6]4-,パーオキシダーゼ(POD)により生成した[Fe(CN)6]3-が存在する。対極ではジアホラーゼ(DI)によるNADHの酸化に伴い2,3-ジメトキシ-5-メチル-p-ベンゾキノン(UQ0)から還元型UQ0が生成する。この[Fe(CN)6]3-と還元型UQ0の酸化還元電位の差によって自己駆動で電流が流れ,H2O2定量法を確立した。これにより,各種オキシダーゼを用いた食品成分測定が可能と考えられ,中学生・高校生・高専生が興味を持つバイオ・食品・環境の実験教材として活用できる。一例として,H2O2生成型のアスコルビン酸オキシダーゼをアスコルビン酸水溶液に作用させてH2O2を生成させた後,PODと[Fe(CN)6]4-を添加して[Fe(CN)6]3-を生成させた。これを作用極に添加することで,アスコルビン酸濃度を測定することができた。酸化還元滴定や定量キットなどと比較すると低コストで簡便に測定が可能となった。この装置の原理は電池と同じであり,同じ装置を用いて,バイオ電池の作製も可能であった。作用極にパン酵母,ビタミンK3を含む溶液を,対極にH2O2, [Fe(CN)6]4-,PODを含む溶液を添加することで,小型モーターを駆動できた。小学5,6年生を対象にした実験教室などでも利用可能である。自己駆動型電量分析を用いた食品中のピルビン酸の定量について,これまでの研究成果を踏まえてさらに改良を行った。教材としての使用を考え,またより高感度の測定ができるように,測定操作の簡素化,試薬濃度の最適化,測定ノイズの低減などを行い,高校生レベルでの測定を可能にした。この結果を基に, NADHの測定およびピルビン酸測定を試みた。ジアホラーゼ(NADH酸化酵素)と電子受容体としてユビキノン(UQ)を用い,この還元型UQと[Fe(CN)6]3-の酸化還元電位の差により電池を構成し,自己駆動で流れた電流よりNADH量を算出した。さらに,NAD依存性酵素である乳酸脱水素酵素を用いてピルビン酸とNADHを反応させ,残存NADH量よりピルビン酸量を求めた。既知の吸光度法で得られた値とよく一致し,0.2 mMまで測定が可能となった。実サンプルとして日本酒モロミ中のピルビン酸を測定で良好な結果が得られた。また,自己駆動型電量分析とバイオ燃料電池の両方の実験に使用でき,簡単な構造の使い捨て型の電気化学セルの開発を行った。電極となるカーボンフェルトをラミネートフィルムに挟み込み,電気化学セルを組み立てた。従来の電気化学セルよりも電極表面積は小さくなったが,自己駆動型電量分析に利用可能なセルを作製することができた。しかし,自己駆動型電量分析で得られる電気量が理論値より約5%程度少なく,改良が必要である。また,バイオ燃料電池への利用には,電極表面積が小さくなった分だけ電解液量も少なくなり,モーターの駆動時間が短くなったが,教材として使用可能と考えられる。これらの成果を基に,バイオ燃料電池を用いた実験カリキュラムに関して,実験実施方法の検討を行った。バイオ燃料電池を使用した実験教室では,食生活における微生物の活用を講義や実験で示すことにより,参加者の理解を深めることができた。自己駆動型電量分析測定セルを使い捨て型にすることにより,簡便に組み立てることが可能となり,教材として活用可能なものとなった。しかしながら,電流効率において,まだ十分な性能が得られておらず,今後さらに改良が必要である。また,自己駆動型電量分析を用いた微生物細胞活性測定の基礎的検討を行ったが,得られた電流応答が予想された値より小さかった。そのため,各種化合物の添加による基礎的な実験条件の検討などが行えておらず,さらに検討が必要である。自己駆動型電量分析装置を用いた新たな分析手法として,溶液中の過酸化水素量の定量法の開発とこれを活用した食品中のアスコルビン酸測定を試みた。自己駆動型電量分析装置の作用極および対極にはカーボンフェルトを用い,陽イオン交換膜で両極を隔てた。作用極にはリン酸緩衝液,対極にはNADH,ジアホラーゼ(DI)およびDIの電子受容体としてユビキノン(UQ0)を含むリン酸緩衝液(pH6.0)を用いた。パーオキシダーゼを用いて,ヘキサシアノ鉄(II)酸イオン(以下Fe2+と略)に過酸化水素を反応させて,ヘキサシアノ鉄(III)酸イオン(以下Fe3+と略)に酸化した。この溶液を自己駆動型電量分析装置の作用極に添加した。Fe3+と還元型UQ0の酸化還元電位の差による自己駆動によって流れた電解電流より電気量を求め,H2O2量を簡便に測定することができた。

また,H2O2生成型のアスコルビン酸オキシダーゼをアスコルビン酸水溶液に作用させてH2O2を生成させた後,パーオキシダーゼとFe2+を添加してFe3+を生成させた。これを作用極に添加することにより,アスコルビン酸濃度を測定することができた。酸化還元滴定や定量キットなどと比較すると低コストで簡便に測定が可能となった。過酸化水素の測定が可能になったことで,各種オキシダーゼを用いた食品中の成分測定が可能になると考えられ,中学生・高校生・高専生が興味を持つバイオ・食品・環境の実験教材として活用できる。さらに,平成28年度の研究で改良したパン酵母を用いたバイオ燃料電池を使用した実験教室のカリキュラムおよび実施方法の検討を行い,小学5・6年生対象の実験教室を開催した。食生活における微生物の活用の講義,パン作り実習,パン酵母によるアルコール発酵実験,米麹によるデンプンの分解実験などにより,参加者の理解を深め,バイオ分野への興味を持たすことができた。使い捨て型電気化学セルを開発することにより,自己駆動型クーロメトリーセルが簡便に組み立てることが可能となり,教材として活用可能なものとなった。しかしながら,電流効率において,今後さらに改良が必要である。また,自己駆動型電量分析を用いた微生物細胞活性測定の基礎的検討を行ったが,得られた電流応答が予想された値より小さかったため,基礎的な実験条件の検討などが進んでいない。自己駆動型クーロメトリー装置を用いた新たな分析手法として,ディスポーザブル型クーロメトリー用セルの作製検討を行い,安価で簡便な測定装置の開発を試みた。セルはカーボンフェルトをラミネートフィルムでラミネートして用いた。このディスポーザブル型セルを用いて安価で簡便なグルコース測定法が開発できた。また,平成29年度から継続している自己駆動型クーロメトリーを用いたH2O2測定法の開発を実施した。作用極ではH2O2,[Fe(CN)6]4-,パーオキシダーゼ(POD)により生成した[Fe(CN)6]3-が存在する。対極ではジアホラーゼ(DI)によるNADHの酸化に伴い2,3-ジメトキシ-5-メチル-p-ベンゾキノン(UQ0)から還元型UQ0が生成する。この[Fe(CN)6]3-と還元型UQ0の酸化還元電位の差によって自己駆動で電流が流れ,H2O2定量法を確立した。これにより,各種オキシダーゼを用いた食品成分測定が可能と考えられ,中学生・高校生・高専生が興味を持つバイオ・食品・環境の実験教材として活用できる。一例として,H2O2生成型のアスコルビン酸オキシダーゼをアスコルビン酸水溶液に作用させてH2O2を生成させた後,PODと[Fe(CN)6]4-を添加して[Fe(CN)6]3-を生成させた。これを作用極に添加することで,アスコルビン酸濃度を測定することができた。この装置の原理は電池と同じであり,同じ装置を用いて,バイオ電池の作製も可能であった。作用極にパン酵母,ビタミンK3を含む溶液を,対極にH2O2, [Fe(CN)6]4-,PODを含む溶液を添加することで,小型モーターを駆動できた。小学5,6年生を対象にした実験教室などでも利用可能である。自己駆動型電量分析を用いた微生物細胞活性測定の基礎的な検討をさらに行う。バイオ燃料電池の原理をそのまま利用することで,微生物菌体を用いた電量分析が実現できる。
投影法課題実行時における認知処理の脳科学的基盤を求めて：ｆＭＲＩによるアプローチ

本研究では,機能的磁気共鳴画像法(Functional Magnetic Resonance Imaging; fMRI)を用いてロールシャッハ法(Rorschach Inkblot Method; RIM)課題実施中の脳血流動態を測定し,その特徴を検討することを目的とした。精神科既往暦をもたない右利きの成人男女40名を対象とし,RIM課題と対照課題からなる実験を実施した。結果として,RIM課題では両側扁桃体,海馬,視床,背外側前頭前野などの領域において有意な賦活が観察された。RIM刺激の彩色の有無による比較からは,無彩色図版で海馬,前頭眼野,上側頭回,上頭頂葉などの有意な賦活が観察された。9月に第4回研究打合せをおこない,実験手続の確認作業をおこなった。前回の研究打合せ以降よりすでに作成を開始していたロールシャッハ課題および統制課題となる地図課題の進行状況を確認する一方,ロールシャッハ課題に関与する変数が当初の想定よりも相当程度に多く,統制課題との差分による比較をおこなうためにさらなる検討が必要であることも確認された。あわせて,前回より共同研究者各自で検討するよう求めていた外的基準となる測定用具を持ち寄り,検討をおこなった。候補として,不安に関する尺度,抑うつに関する尺度,自己制御に関する尺度,effortful controlに関する尺度等が挙げられ,それぞれについて次回までに検討を進めることとした。3月に第5回研究打合せをおこない,修正を重ねてきた実験課題プログラムをMRI装置の中で実行し,不具合がないことを確認した。あわせて,実験を開始するにあたって必要となる各種文書やアンケートなどの紙資料の最終的な確認をおこなった。被験者のリクルートの手続についても,協力をいただける施設・部局との打合せをおこなった。同時に,当該領域にかかわる内外の資料の収集と読解を継続しており,論文の背景部分として使用するためのレビューの作成を各自で進めている。本研究は,投影法課題遂行中の脳血流動態をMRIを用いて測定し,投影法課題がもつ特徴を脳活動の観点から理解することをめざすものである。今年度においては,前年度までにおける検討を踏まえ,ロールシャッハ法(RIM)と比較のための対照課題(都道府県地図を加工した画像刺激を提示し県名を答える課題;地図課題)を用いた実験パラダイムを作成し,両課題実施中の脳活動をMRI装置を用いて測定した。実験協力者は非臨床圏の成人40名(男女各20名,年齢の平均24.649±4.796歳)であり,全員が右利きであった。脳機能の計測にはGE社製3.0T MRI装置を使用し,データの解析にはSPM8を使用した。両課題遂行時における脳血流量を比較したところ,RIM課題遂行時には扁桃体,海馬,視床,紡錘状回,背外側前頭前野(DLPFC),眼窩前頭野(OFC),下前頭回(IFG),中前頭回(MFG),前帯状回(ACC),などの領域で有意な賦活が認められた。いっぽう地図課題においては後帯状回(PCC),頭頂後頭接合などでの有意な賦活が示された。同じ漠然図形でありながらRIM課題には正答がない一方,地図課題には正答がある。両課題間における差はこの正答の有無が影響している可能性が考えられる。またRIMにおいて墨色のみの図版群と色彩が含まれた図版群との比較をおこなったところ,墨色のみの図版群では海馬,前頭眼野,STG,上頭頂葉,下頭頂葉における有意な賦活が示された。一方有色彩図版群ではOFCと第4次視覚野(V4)で有意な賦活が認められた。RIMで支持されてきた色彩反応と情動統制との関係を改めて検討する必要性が示唆された。7月に第1回研究打合せをおこない,3年間の研究期間における役割分担と全体のスケジュールについて協議・検討をおこなった。このときに,実験装置として使用を想定していた福井大学のMRI装置が,年度後半より長期のメンテナンスにはいることがわかったため,それまでに各自で先行研究を読み進め,それらの成果をふまえて具体的な実験パラダイムを詰めていくことにした。8月に第2回研究打合せを行ない,収集した先行研究の読み合わせをおこなった。また10月には第3回研究打合せをおこない,これまで各自で検討した研究課題を持ち寄り,今後の方針について検討した。ここまでの検討内容を踏まえ,ロールシャッハ法を課題としてMRI研究をおこなう上では,ある心理学的特徴の有無によって群分けした被験者のロールシャッハ法課題実施時のfMRIデータを群間比較するアプローチと,事前にロールシャッハ指標により群分けした被験者に何らかの課題を課し,その際のMRIデータを比較するアプローチとに大別されることを見てとった。

3月には福井大学で第4回研究打合せを行なった。MRI装置を用いて実験プログラムを起動させ,動作の確認や問題点について検討をおこなった。あわせてこれまで読み進めてきた資料を持ち寄り,実験パラダイムの具体的な詰めをおこなった。実際には先行研究が少なく明確な仮説を設定できる状況でないことも確認され,仮説を設定していくための予備実験ならびに行動観察を年度明け早々におこなうことを確認した。前年度に生じたMRI装置のメンテナンスによる実験開始の遅れによる影響のため,実験スケジュールに遅延が生じている。福井大学が所有するMRI装置がメンテナンス作業期間にあり,年度内の実験開始ができなかったため。すでに実験は開始しており,分担研究者間でシフトを組んで実験をおこなう福井大学に行き,円滑な実験の遂行を図る。論文の執筆についても,分析終了後速やかに執筆・投稿がおこなえるよう,分担を決め効率的に進めていく。予定通りに福井大学で実験を開始できる状況を早急に構築する。あわせて,徳島大学が所有するMRI装置を使用できるよう,研究分担者を通じて調整をおこなっている。実験の開始とともに研究者間の密な連携が必要となるため,可能な限り打合せを開催し,情報の円滑な共有を図る。あわせて分担を明確にし,成果の公開が早急におこなえるよう工夫する。実験の遅延により発生している未執行の予算(謝金,旅費など)については,今後の実験の遂行により執行していく。論文執筆などの成果発表にかかわる費用については,次年度予算より執行する。実験の開始にともない発生する謝金,物品費,消耗品費は,本年度執行する予定であった研究費に加えて,必要に応じて次年度研究費から捻出する。打合せの開催に必要となる旅費や会場費は次年度予算から執行する。
酸化LDL発現とアポトーシスからみた外科的肝障害機構の解明

本年度の研究として,,当初予定したラットではなくSODトランスジェニックマウス(以下Tg)由来初代肝細胞培養系を用いて以下の検討を行った。[方法]Tg群と通常マウス(以下C)群より肝細胞を24時間培養し,肝細胞と脱酸素剤を密閉容器にいれ低酸素を負荷後,容器から肝細胞を取り出す事で再酸素化を行い,in vitroの虚血再潅流モデルとした。生化学的解析として,培養上清中AST,LDHの経時的測定,細胞膜の主要構成リン脂質phosphatidylcholineの過酸化物であるPCOOHの肝細胞中濃度を測定した。また活性酸素による肝細胞apoptosisの誘導とSODのapoptosis抑制効果を検討するため,再酸素化後,Tg群とC群をTUNEL法を用いて比較検討した。[結果]C群では再酸素化2時間よりAST,LDH,PCOOHは持続的に上昇し細胞障害が惹起された。Tg群ではその上昇は抑制された。肝細胞のみが存在する系でPCOOHが上昇し,PCOOHは肝細胞由来であることが確認された。TUNEL法による,Flow cytometric analysisとin situでの免疫染色の結果,再酸素化でC群にapoptosisが誘導され,Tg群ではその誘導が抑制されていた。SODトランスジェニックマウスでは肝細胞膜の脂質過酸化は抑制され,それは正常の約1.8倍である細胞質内SOD活性が,活性酸素による細胞障害を抑制したと考えられた。本研究では,PCOOHによる直接的なapoptosisの誘導は明らかではないが,apoptosisの誘導された肝細胞ではPCOOHは上昇しており,過酸化脂質がapoptosis誘導に何らかの影響を与えている事が示唆された.本年度の研究として,,当初予定したラットではなくSODトランスジェニックマウス(以下Tg)由来初代肝細胞培養系を用いて以下の検討を行った。本研究では,PCOOHによる直接的なapoptosisの誘導は明らかではないが,apoptosisの誘導された肝細胞ではPCOOHは上昇しており,過酸化脂質がapoptosis誘導に何らかの影響を与えている事が示唆された.
酸性雨主成分の相違が火山灰土壌に与える影響予測手法に関する研究

現状と同様なpHやイオン組成の酸性雨が、継続して長期間土壌に負荷された場合の影響予測手法の確立を目的に、土壌と酸性雨の間で生じる化学反応と、土壌中の水分移動を近似的に表すミキシングセル・モデルを有機的に結合した解析手法を用い、モデルの有効性を評価した。試料として変異荷電特性を有する火山灰土壌(関東ローム)を選定した。化学平衡式の平衡定数はバッチ法による測定値から決定し、アルミニウムの溶解と加水分解、陽イオン交換、炭酸塩平衡、陰イオン吸着、一次鉱物の風化による緩衝機能、および電気的中性条件、質量保存則で構成し、これらの条件を満足する値を繰り返し試算法により決定し、測定値と推定値は比較的良く一致した。しかし、これらの測定は硫酸あるいは硝酸溶液を単独に添加あるいは浸透させたものであり、現実の酸性雨とは異なり単一成分で構成されている。このため、酸性雨の主たる成分である硫酸と硝酸溶液ンの混合割合を変えて添加するバッチ法を用い、pHおよび競合イオン種の陰イオン濃度に依存する吸着等温式を算出した。その結果、混合溶液添加時のpH変化、全塩基性陽イオン累積離脱量等の測定値と計算値に比較的良い一致を得た。また、混合溶液を浸透させた場合の溶脱液イオン濃度変化や土層内pH分布についての予測値も測定値と良好な一致を得た。そして、関東ロームに長期間(100年間)混合溶液が負荷された場合の本手法による影響予測と、土層内の水分移動を考慮しない従来の手法による影響予測の比較を行った。その結果、従来の手法では酸性物質が集中的に負荷される表面土壌への影響が考慮されていないため、酸性沈着による土壌影響予測を過小評価する可能性を明らかにした。日本の降雨の平均pHは約4.8であるが、東アジアにおける工業化の著しい進展により、今後も酸性化する可能性が指摘されている。また、日本の畑地土壌の約50%は火山灰土壌で占められ、農作物生育や水系保全の観点から火山灰土壌への酸性雨の影響予測手法確立が必要である。このため、酸性雨の主成分であるpH4硫酸、硝酸溶液、および硫酸と硝酸の混合液を北関東ローム土壌に繰り返し添加するバッチ法、および浸透実験を適用し、pH変化、陰イオン吸着量、アルミニウムの溶解などに及ぼす影響を比較した。その結果、硝酸溶液添加時が最もpHの低下が大きく、次いで混合溶液の順であり、硫酸溶液ではpHが上昇した。また、アルミニウムの溶解が確認されたのは、硝酸溶液、混合溶液で、硫酸溶液では溶解は発現しなかった。pH変化が異なる主要因は陰イオン吸着による酸緩衝機能差であった。陰イオン吸着曲線は水素イオンと陰イオン濃度の関数で良好に表すことが可能であり、アルミニウムの溶解曲線は混合溶液の場合に最も水素イオン濃度に依存することが判明した。バッチ法での測定結果をシミュレートするために、1)アルミニウムの溶解と加水分解、2)陽イオン交換、3)炭酸塩平衡、4)陰イオン吸着、5)一次鉱物の溶解、6)電気的中性条件、7)質量保存則、よりモデルを構成した。その結果、pHで±0.3程度の誤差で予測可能であった。また、酸性溶液の浸透実験で得た溶脱液のイオン濃度予測には、バッチ法で用いた化学平衡式とミキシングセルモデルを組み合わせ、プログラム作成と動作の確認が終了した。

化学平衡式の平衡定数はバッチ法による測定値から決定し、アルミニウムの溶解と加水分解、陽イオン交換、炭酸塩平衡、陰イオン吸着、一次鉱物の風化による緩衝機能、および電気的中性条件、質量保存則で構成し、これらの条件を満足する値を繰り返し試算法により決定し、測定値と推定値は比較的良く一致した。しかし、これらの測定は硫酸あるいは硝酸溶液を単独に添加あるいは浸透させたものであり、現実の酸性雨とは異なり単一成分で構成されている。このため、酸性雨の主たる成分である硫酸と硝酸溶液ンの混合割合を変えて添加するバッチ法を用い、pHおよび競合イオン種の陰イオン濃度に依存する吸着等温式を算出した。その結果、混合溶液添加時のpH変化、全塩基性陽イオン累積離脱量等の測定値と計算値に比較的良い一致を得た。また、混合溶液を浸透させた場合の溶脱液イオン濃度変化や土層内pH分布についての予測値も測定値と良好な一致を得た。そして、関東ロームに長期間(100年間)混合溶液が負荷された場合の本手法による影響予測と、土層内の水分移動を考慮しない従来の手法による影響予測の比較を行った。その結果、従来の手法では酸性物質が集中的に負荷される表面土壌への影響が考慮されていないため、酸性沈着による土壌影響予測を過小評価する可能性を明らかにした。
身近な楽曲の鑑賞活動が醸成する感動の言語化に関する研究-高学年児童を対象に-

本研究の目的は,音楽鑑賞において言語活動の充実を図るには、児童の身近な楽曲の鑑賞活動による感動を言語化する学習を通し、楽曲分析を身近に感じさせた上で未知曲の鑑賞活動を位置づける学習過程が有効であることを検証することにある。本研究は、未知曲を学習する前に、嗜好調査によって明らかになった身近な楽曲を鑑賞教材として扱い、音楽を形づくっている要素(音色・リズム等)や仕組み(反復・テクスチュアなど)、鳴り響く音に着眼させ、それらの特徴を根拠として音楽の感動を言語化するトレーニングをした後、この学習経験を生かして未知曲の鑑賞活動(感動の言語化)につなげる点に特色がある。勤務校、協力校において嗜好調査に基づき、身近な楽曲による鑑賞授業(感動の言語化と同時にその要因を楽曲分析にまで求める)を実施、言語活動の実際を記録(児童の鑑賞文、ビデオによる授業記録)し検討した。さらに未知曲(教科書教材)による鑑賞授業を実施し、成果の検討を試みた。研究成果は以下の通りである。(1)音楽鑑賞の方法として,一人一人にヘッドフォンをもたせ,45人のグループに1台のラジカセを割り当て,スプリッターで分岐して共通の音楽が鑑賞できるようにしたところ,ヘッドフォン使用によって一つの教室で複数グループが同時に異なる音楽を聴くことができたこと,外部音が遮断されることにより聴く活動に集中できたこと,少人数の学習集団のため自分の思いと感動を言語化する活動がしやすい環境となったことによる学習の効果が見られた。(2)既知曲である身近な楽曲の構造が分析できるように歌詞を段落に分け,反復・対比や音楽構造のパターンが可視化できる歌詞カードを作成し活用させたところ,どの曲にも反復や対比が見られることを確認でき,その応用として器楽の未知曲でも音楽構造の理解につながり,感動の言語化の根拠となる事項の学習に有効な方法であることが明らかとなった。
超伝導接合の3次元磁界特性を決める磁束量子の位置の観察

超伝導接合を流れるジョセフソン電流は外部磁界によって変調されるが,私たちは,今まで超伝導接合の接合面に平行に,外部磁界を二方向から印加して超伝導電流の変調を行い,ジョセフソン接合の二次元磁界変調特性を測定してきた。しかしながら,ジョセフソン接合や超伝導薄膜に磁束がトラップされると,接合を流れる臨界電流は抑制され,ジョセフソン電流の外部磁界変調特性もフラウンホーファーパターンからずれた特性になるなど,超伝導デバイスの特性に悪影響を及ぼす。我々の今までの測定においても,磁束トラップによるジョセフソン電流の二次元磁界変調特性の変化を測定している。本研究では,ジョセフソン接合の接合面に垂直に強い外部磁界を印加して超伝導薄膜に磁束をトラップさせ,磁束トラップがジョセフソン電流に与える影響を調べた。また,簡易型の振動試料型磁力計を作製し,サーチコイルの近くで磁束がトラップされているNb試料を一定の周波数で振動させることによりサーチコイルに誘導される電圧を測定し,ジョセフソン電流の変調特性にヒステリシスを生じさせるNb超伝導薄膜にトラップされた磁束の観測を行った。Nb/A1-A10x/Nb超伝導接合の接合面に垂直に2400A/m以上の垂直磁界を印加したときは,ジョセフソン電流は,垂直磁界に対して不可逆的に変調され,垂直磁界を取り除いても超伝導薄膜に磁束がトラップされていることが確認できた。さらに,Nb試料表面上でサーチコイルを走査し,試料の各場所でサーチコイルの出力電圧を観測することによりNb超伝導薄膜の磁束分布を調べた。Nb試料表面に垂直磁界を徐々に印加し,その後,垂直磁界を取り除くと試料の中心付近に多くの磁束がトラップされ,試料端に向かうにしたがってトラップされている磁束が少なくなっていく磁束の分布を観測した。(1)ニオビウム金属(Nb)を超伝導薄膜試料として,シリコン基板上にスパッタリング法で数十nmの厚さで堆積した.磁束密度分布の直接観測のため,まず,磁性流体の塗布を試料表面におこなった.しかし,液体ヘリウム温度では,磁性流体の溶媒が凍結し,さらなる検討が必要となった.(2)予備実験として強磁性体試料の近傍で,小型ソレノイドコイルを振動させ,数mVの起電力を生じることを確認した.(3)同じくNbを超伝導電極,自然酸化で得たアルミニウムAlの酸化膜をトンネルバリア材料として,200マイクロメーター角のNb/A1Ox/Nb超伝導接合を製作した.800から1000A/mで超伝導電流の最大値から30%程度まで超伝導電流が減少する.この領域では磁界を取り除けば超伝導電流値はほぼもとの値に戻り,外部磁界の走査に対して,履歴はない.1000A/mから2000A/m程度の印加で,超伝導電流最大値の10%程度まで減少するとともに,最大値を示す磁界が0からずれる現象があり,Nb/A10x/Nb接合自体への磁束侵入が暗示される.2000A/m以上の印加で10%以下まで減少するとともに,超伝導電流は復活しなくなる.(4)Nb/A10x/Nb接合製作技術を応用し,ニオビウム金属を超伝導電極にして,2接合を超伝導体で二つ並列に並べる構造の超伝導量子干渉計Superconducting Quantum Interferometer Devices(SQUID)製作を始めた.種々の条件を変えるため,高感度フイルムを用い自作マスクを作ることによりループインダクタンス等を種々に変え,変調周期が磁束捕獲面積に反比例して変わることを観察した.二つの超伝導体に薄い絶縁層を挟んだ構造をした素子は,ジョセフソン素子と呼ばれる。

この超伝導接合を流れるジョセフソン電流は,外部磁界によって変調されるが,私たちは,今まで超伝導接合の接合面に平行に,外部磁界を二方向から印加して超伝導電流の変調を行い,ジョセフソン接合の二次元磁界変調特性を測定してきた。外部磁界を二次元走査することにより,接合部を流れる超伝導電流の分布をより詳しく知ることができる。このジョセフソン素子は,超伝導をエレクトロニクスに応用する場合の唯一の基本デバイスであり,高感度の磁束計である超伝導量子干渉計や単一磁束量子回路と呼ばれる論理回路などに応用される。しかしながら,超伝導デバイスを常温から超伝導状態まで冷却する際に,周囲の環境ノイズなどの磁束が超伝導体にトラップされ,このトラップされた磁束が超伝導デバイスの特性に悪影響を及ぼすことが知られている。今回,超伝導体にトラップされた磁束がジョセフソン電流の大きさや外部磁界変調特性に影響を与えていることを明らかにするために,簡易型の振動試料型磁力計を作製し,平均的ではあるが,Nb超伝導薄膜にトラップされている磁束の観測を行った。試料を液体ヘリウム中に挿入し,超伝導薄膜の接合面に垂直に強い磁界を印加して,超伝導薄膜に強制的に磁束をトラップさせた。試料を固定している支持棒の端をモーターに接続し,印加した垂直磁界を取り除いた後にサーチコイルの近くで一定の周波数で磁束がトラップされている試料を振動させ,サーチコイルの誘導起電力を観測することによりNb超伝導薄膜にトラップされた磁束の観測を行った。1800A/m以下の垂直磁界を印加したときでは,サーチコイルの出力電圧は観測されず磁束トラップを確認できなかった。2400A/m以上の垂直磁界を印加したときでは,20μVの出力電圧が観測され磁束トラップが確認できた。この結果より2400A/m以上の垂直磁界を印加すると,超伝導薄膜に磁束が入り始め,垂直磁界を取り除いても磁束がトラップされたままであると考えられる。4800A/m以上の垂直磁界を印加したときも60μVの出力電圧が観測され磁束トラップが確認できた。ジョセフソン電流の垂直磁界依存性では,4800A/m以上の垂直磁界を印加した後ではジョセフソン電流の値が0となり,その後,垂直磁界を取り除いても電流が復活しなかったが,このサーチコイルの実験結果からも,磁束トラップによってジョセフソン電流が垂直磁界に対して履歴現象を示すことが確認できた。
口腔癌の細胞膜スフィンゴ脂質から革新的進展制御法の確立

口腔癌は,診断と治療法の進歩により5年生存率は近年飛躍的に向上した。しかし,治療抵抗性患者の予後は未だ不良であり,新たな治療法の開発が切望されている。機能分子として細胞膜上で再分配という浸潤性発育に関わる複数の異なるパスウェイの統合に関わる細胞膜構成成分であるsphingolipid,特にsphingosin系によるERM活性化を介した細胞骨格再構成とsphingomyelin系による脂質ラフト構造の細胞内シグナル集積のプラットフォーム機能に着目して,口腔原発扁平上皮癌の浸潤・転移におけるその役割の解明と新たな制御法の確立を目指す。
音楽的音高認知過程における干渉効果の研究

音楽における高さは非言語的なものであるが、人間の認知システムがそれを効率的に処理することができるようにするために言語的ラベル(音名と階名)が割り当てられている。従って、音楽的音高を処理するときには、非言語的情報と言語的情報の両方の処理システムが働く。音高の言語的ラベルと音高とが一致しない場合には、音高の認知が妨害される場合がある。このような音高名と実際の音の高さの間の不一致による干渉効果は、一般的には知覚属性と言語的ラベルの問の相互作用によるものであり、視覚に見られる色と色名との問の相互作用により生じるStroop効果と類似の現象と見なすことができる。実験では,被験者は階名シラブル(ド、レ、ミ、ノ)で歌われた声を聞き、発音された階名は無視して声の高さを答える音高同定課題と、逆に声の高さは無視して発音を繰り返して言うシラブル復唱課題を行った。その結果、音高課題では、音高-シラブル不一致の条件の方が一致条件よりも反応時問が長くなる干渉効果がどの被験者群でも観察された。一方、シラブル課題では、絶対音感を持たない群では一致条件と不一致条件の間で反応時間に違いがなかったのに対して、絶対音感群では、不一致条件の方が一致条件よりも反応時間が有意に長くなる逆Stroop効果が観察された。視覚的Stroop現象では,印字された色名単語を読み上げる速さが、その色名と異なる色で文字が印字されていても影響を受けること(逆Stroop効果)はない。しかしシラブル課題で絶対音感保有者に見られた逆Stroop効果は、Stroop現象の例外的事実として注目に値する。絶対音感保有者では音高の言語的符号化が高度に自動化しているために、単純にシラブルの発音を繰り返すだけの課題に対しても、音高符号化が妨害的な影響を及ぼすことを示すものと解釈される。このような音高名と実際の音の高さの間の不一致による干渉効果は、一般的には知覚属性と言語的ラベルの間の相互作用によるものであり、視覚に見られる色と色名との間の相互作用により生じるStroop効果と類似の現象と見なすことができる。実験では,被験者は階名シラブル(ド、レ、ミ、...)で歌われた声を聞き、発音された階名は無視して声の高さを答える音高同定課題と、逆に声の高さは無視して発音を繰り返して言うシラブル復唱課題を行った。その結果、音高課題では、音高-シラブル不一致の条件の方が一致条件よりも反応時間が長くなる干渉効果がどの被験者群でも観察された。

絶対音感保有者では音高の言語的符号化が高度に自動化しているために、単純にシラブルの発音を繰り返すだけの課題に対しても、音高符号化が妨害的な影響を及ぼすことを示すものと解釈される。音楽における高さは非言語的なものであるが、人間の認知システムがそれを効率的に処理することができるようにするために言語的ラベル(音名と階名)が割り当てられている。従って、音楽的音高を処理するときには、非言語的情報と言語的情報の両方の処理システムが働く。音高の言語的ラベルと音高とが一致しない場合には、音高の認知が妨害される場合がある。このような音高名と実際の音の高さの間の不一致による千渉効果は、一般的には知覚属性と言語的ラベルの間の相互作用によるものであり、視覚に見られる色と色名との間の相互作用により生じるStroop効果と類似の現象と見なすことができる。実験では,被験者は階名シラブル(ド、レ、ミ、ノ)で歌われた声を聞き、発音された階名は無視して声の高さを答える音高同定課題と、逆に声の高さは無視して発音を繰り返して言うシラブル復唱課題を行った。その結果、音高課題では、音高-シラブル不一致の条件の方が一致条件よりも反応時間が長くなる干渉効果がどの被験者群でも観察された。一方、シラブル課題では、絶対音感を持たない群では一致条件と不一致条件の間で反応時間に違いがなかったのに対して、絶対音感群では、不一致条件の方が一致条件よりも反応時間が有意に長くなる逆Stroop効果が観察された。視覚的Stroop現象では,印字された色名単語を読み上げる速さが、その色名と異なる色で文字が印字されていても影響を受けること(逆Stroop効果)はない。しかしシラブル課題で絶対音感保有者に見られた逆Stroop効果は、Stroop現象の例外的事実として注目に値する。
フーリエ解析の研究とその応用

フーリエ解析は広い応用面をもっているが各研究分担者は当初の研究目的に従って積極的な活動を行った。すなわち、代表者は直交級数の収束問題、フーリエ級数による連続関数の近似問題の研究を継続すると共に、整数論の探求を進め、離散数学への応用拡大を意図する分担者国吉とトポロジーの研究とともに、スペクトル解析の経済理論への応用を進める分担者岩田と協力してフーリエ級数のより広い応用方面への研究を進めた。研究分野が多方面に関係するため、関係資料の収集、研究打合せのため関係分野のシンポシューム、研究会、分科会への出席を積極的に行った。また、関係図書の充実のための予算も計画通り執行した。当グループの研究者数が少ないことがあり、また研究者の所属する機関が多少不便な場所にあり、関係研究者との接触が十分でないこと等があって研究成果の発表には至らなかったが、基本的な目的は達せられており論文作成の準備も進んでおるので当初の目的の大部分は達せられるいる。
造血幹細胞移植における脂肪組織由来間葉系幹細胞を用いた細胞療法の可能性の検討

脂肪由来間葉系幹細胞(Adiposed tissue-derived stem cell : ADSC)は未だその生物学的特性は未知であるが,少ない侵襲で骨髄由来の間葉系幹細胞に比べて大量の幹細胞を採取でき、注目されている。骨髄不全症などで脂肪幹細胞が移植後の造血回復にどの程度関与するか評価し、造血幹細胞移植に組み合わせて移植成績の向上につなげることが可能であるかを課題とした。ADSCを移植時に造血細胞と併用して投与しin vivoでは移植後の免疫応答がどうなるかの解析を試みた。in vitroでの安定した脂肪組織間葉系幹細胞を樹立に難渋したが、作成効率やコンタミなどで苦労し改良により2年目からは安定して作成できるようになった。その細胞の解析を進めるとともに、3年目からはin vitroの実験に加え、マウスから樹立した脂肪幹細胞で動物実験に移行することもできた。移植後の造血回復へのADSCの関与に関しては結局実験系の確立に難渋し示せなかったものの、マウス血管炎モデルを使用したADSC移植実験でADSCが造血回復の際に血管炎の抑制に寄与することを示せた。造血回復時の末梢血解析と皮膚GVHDや血管炎の状況を検討し、レシピエントマウスから得た検体をサイトカインアレーをもちいて炎症性サイトカインの動きを定量し、血管・心筋・骨髄組織の病理学的評価をおこなった。その結果、これまでの報告でADSCには抗炎症・免疫抑制作用・組織修復作用を持つことが指摘されていたが、モデルマウスの解析からADSCはIL-17やTNF-αなどの炎症関連サイトカインを抑制することによって冠動脈などの大動脈での炎症を改善し、ADSCは血管炎モデルマウスに対して抗炎症効果を認めることが証明できた。造血幹細胞移植における脂肪組織由来間葉系幹細胞(ASC)の関与ならびに骨髄間葉系幹細胞の骨髄微小環境での生着に関する働きをテーマに研究を開始した。初年度はまずは実験環境の整備から始めた。また動物実験に移行する前段階としてin vitroの実験に終始した。各種抗体、ビーズ、培養液、サイトカインの購入に予算の大半を使用した。マウスもヒューマンも間葉系細胞の培養には数ヶ月単位の培養期間が必要となるため、研究室の培養装置のクリーンナップと、培養溶液ないしは添加するサイトカインの最適化が必要となる。我々の研究室の実験系だと骨髄細胞からの分化誘導は骨への分化優位になってしまうこと、またサイトカインカクテルの調整が必要なことがわかった。また脂肪組織由来間葉系幹細胞も樹立までの時間や効率がかなり低いので、他のグループの実験系を参考に改良が必要なことが判明した。マウスを用いたASC併用骨髄移植実験は、大学本部のマウスSPF飼育施設での移植実験になるため、新規に本学の実験動物倫理委員会に実験計画書の申請が必要であり、動物実験講習会に参加し、現在実験計画書を作成中の段階である。また、臨床において造血不全の患者(再生不良性貧血など)の入院時に患者検体をまずは造血コロニーアッセイやサイトカインアレーを用いたサイトカインプロファイルを解析することで、造血支持組織がどのような状態におかれ、in vitroで再生能力があるのか検討する。このため患者検体保存に関して大学倫理委員会に申請を検討している。本プロジェクトの第一歩としてin vitroの培養系の樹立、とくにより効率の良い脂肪由来間葉系幹細胞が必要であるが、従来の我々の研究室の細胞培養系は樹立時間と効率に問題点があり、研究室の培養装置のクリーンナップと、我々の研究室の実験系では骨髄細胞からの分化誘導は骨への分化優位になってしまい、サイトカインカクテルの調整が必要なことがわかった。さらなる培養溶液ないしは添加するサイトカインの最適化が必要となることが判明した。また予定した骨髄移植動物実験に関しては、in vitroの実験系の確立に苦戦していることで本年度はまだIN VIVOの実験に進んでいない。大学の実験動物倫理委員会の講習は受講済みなので、28年度にin vitroでの脂肪由来間葉系幹細胞樹立が動物実験に進めるような培養系が樹立できるめどがたった時点で、実験動物倫理委員会に実験計画書を提出しマウス実験を順次開始したいと考えている。まずはin vitroでの安定したマウス由来脂肪組織間葉系幹細胞の樹立を目指した。本プロジェクト2年目ではあるが、本年度もin vitroの実験に終始することになった。サイトカインの組み合わせ、培養液やMEDIUMの組成など変化させて組成を最適化することに努めたものの、どうしても骨への分化が優位になってしまい難渋してきた。本プロジェクトの肝になるところなので慎重に検討しているが、年度の後半からいままで他のプロジェクトで脂肪幹細胞を樹立し血管炎に関して研究してきた日本医科大学小児科大学院の内村僚一先生が我々の実験にも加わることになった。すでにマウス血管炎モデルに樹立した脂肪由来幹細胞を投与するプロジェクトに取り組んできており彼の樹立した実験系は安定していて本プロジェクトにも応用が利く事が予想された。また彼の評価系を使用することで移植後造血回復の時期の皮膚GVHDや血管炎をどの程度起こしてくるのか検討することができ興味深い。マウス大腿の脂肪を採取しコラゲナーゼ処理をしてから遠心分離をして沈殿物として残る部分の細胞を培養して間質細胞を得る方法を用いていたが、ようやくこの方法でマウス細胞から脂肪組織間葉系細胞が安定して樹立できるようになった。動物実験に関しては大学の実験

動物倫理委員会講習を受講し、申請の資格を継続したが、in vitro実験の目処が立ってから実験計画書を提出し動物を搬入することにしているので2017年度中に申請することとした。前述したように本プロジェクトを効率よく進めるにはいかにin vitroでの効率の良い脂肪由来間葉系細胞の樹立するかが不可欠である。我々の従来の培養系では骨細胞有意に分化誘導されてしまうことが多く、そこがボトルネックであった。2016年度の途中から我々のグループの植田が指導教官で別のプロジェクト(マウス間葉系細胞をもちいた川崎病血管炎モデルマウスの解析)を進めてきた大学院生の内村僚一先生が加わっったことにより、MEDIUMを最適化し、コラゲナーゼ処理をしてから遠心分離した細胞を使用する培養系で樹立したところ、ようやくマウス由来の細胞系は安定して脂肪幹細胞が樹立できるようになった。大学の実験動物倫理委員会の事前講習は受講済みなので2017年度中には実験動物計画書を提出する予定である。近年、脂肪組織にも骨髄由来の間葉系幹細胞と同じような働きをもつ細胞の存在が報告されいる.脂肪由来間葉系幹細胞(Adiposed tissue-derived stem cell : ADSC)は未だ多くの生物学的特性は未知であるが,少ない侵襲で骨髄由来の間葉系幹細胞に比べて大量の幹細胞を採取できるため、非常に注目されている。骨髄不全症などで脂肪幹細胞が移植後の造血回復にどの程度関与するか評価し、造血幹細胞移植に組み合わせて移植成績の向上につながるかを検討する。他グループで報告された作成法で細胞作成を始めたが、in vitroでの安定した脂肪組織間葉系幹細胞を樹立することが最初の課題であった。作成効率やコンタミなど改良に難渋したが、ようやく安定して作成できるようになった。その細胞の解析を進めるとともに、本年度からはin vitroの実験に加え、マウスから樹立した脂肪幹細胞で動物実験に移行することもできた。サイトカインの組み合わせ、培養液やMEDIUMの組成を工夫したのに加えコラゲナーゼ処理と反応時間を工夫することで細胞接着の問題を解消しADSCの質が担保された。またマウス血管炎モデルをもちいてADSCが炎症の回復にどの程度役に立っているか解析をすすめている。これまでの報告でADSCには抗炎症・免疫抑制作用・組織修復作用を持つことが指摘されいたが、血管炎の抑制を図れるか検証している。造血回復時の骨髄自体の評価をする前に移植後のレシピエントマウスの造血回復時の末梢血解析と皮膚GVHDや血管炎の状況を検討した。実際には移植後4週間たったマウスから血液採取し造血回復をチェックすることとサイトカインアレーをもちいて炎症性サイトカインの動きをバイオプレックスを使用して評価している。また骨髄組織の病理学的評価を現在進行中である。in vitroでの安定したマウス由来脂肪組織間葉系幹細胞(ADSC)の樹立に関しては、培養上成功していても動物実験移行時にレシピエントマウスが痙攣する事が多く、それは細胞が単離できておらず梗塞を起こしたことが考えられた。
ヒト食道癌の予後因子としての変異p53発現とヒトパピローマウイルスとの関連

1982年から1992年(11年)に高知医科大学泌尿器化および高知高須病院にて外科的に切除された膀胱癌90例を対象とした(男性69例、女性21例、年齢;49-92歳)。標本は摘出後10%緩衝ホルマリンに固定後パラフィン包埋ブロックとし、このブロックより薄切切片を作製し、ビオチン標識化HPV16型、18型、33型cDNAプローブ(ダコ・ジャパン)を用いたin situ hybridization(ISH)法をマニュアルに準じて行い、Human Papillomavirus(HPV)のtypingを行い、p53蛋白異常発現については、杭p53蛋白抗体D07(ダコ・ジャパン)用い、ABC法による免疫組織化学染色により検討した。HPVは90例中28例(31.1%)において、腫瘍細胞の核に一致した陽性所見を得、17例では重複感染(二重もしくは三重感染)を認めた。p53は90例中32例(35.6%)で、ほぼすべての腫瘍細胞の核に一致した陽性所見を得られた。さらに6例ではHPV感染とp53蛋白の異常発現を同時に認め、連続切片により組織学的にHPV感染とPp53蛋白の異常発現を同一腫瘍細胞に証明することができた。X^2検定による臨床病理学的要因との関連における検討では、HPV感染はpapillary-noninvasiveなtypeの腫瘍に、p53蛋白の異常発現はGrade 3のnon papillary-invasive typeの腫瘍に有意差をもって多く認められた。さらにKaplan Meier検定による予後との関連における検討では、HPV感染や、特にp53蛋白の異常発現を認める患者の生存率はその他の患者のそれに比較して有意に低下する傾向がみられた。我々は食道癌において、ISH法を用いたHPVの感染とそのタイピング及び免疫組織化学法に基づく異常p53蛋白発現を明らかにし、HPV感染や異常p53蛋白の存在が各症例の悪性化や予後に影響を及ぼすことを報告しているが、今回、膀胱癌においてもこれらがその腫瘍動態に関連し、患者の予後に影響を与えている可能性が高いことが示された。加えてHPV感染とp53蛋白の異常発現を同一腫瘍細胞に証明することができ、本来HPV type-16,-18のE6蛋白がp53蛋白と結合しこれを破壊することが認められているだけに、その意義については興味深く、より詳細な検討が今後必要となる。
ベ-ン付デイフュ-ザ中の遠心羽根車のふれ回り励振力発生機構の実験的解明

これまでの研究代表者による理論解析では、遠心羽根車がボリュ-ト中にある場合や羽根角の小さなベ-ン付ディフュ-ザ中にある場合には、羽根車とボリュ-トあるいはディフュ-ザの流体力学的干渉によりふれ回り振動が発圧する可能性が示されている。本研究では、他の要因を排除した条件下で、上記干渉による自励振動が発生する事を実証し、励振力発生機構を実験的に解明するため、次の実験装置を製作した。(1)軸の固有振動数f_0を、回転数f_Iに比べて小さく設定できる様、垂直軸をつり下げる形式とした。これによりf_0の最小値を約1Hzとできた。(2)羽根傾斜の影響、ジャイロ効果、トルクホワ-ルの影響を小さくするため、羽根車経10cmに対し軸長を65cmと長くとった。これにより、装置の最大回転数15000rpmまで自励振動を生じることなく回転数を上げることができた。羽根車は完全に二次元形状で、face sealを用いた。(3)軸系のダンピングを小さくするため、主軸をボ-ルベアリングを介して同軸のパイプで支え、そのパイプ工部をジンバルにより指示する構造とした。主軸はフレキシブルカプリングを介して工藤される。系の固有振動数は、パイプ下端のスプリングを変更することにより可変。現在までに装置の製作および軸振動のデ-タ処理システムの構成を完了した。空気を用いた予備実験により次のことが確認された。(1)羽根角10°のベ-ン付ディフュ-ザを用いた場合には、ある回転数以上で明確な自励振動が発生する。ふれ回りは回転と同方向。(2)上記自励振動の成長率は流波が大ほど大である。(3)ディフュ-ザを用いない場合にはすべての回転数に対して安定。以上の結果は理論を裏付けるものであり、今後種々の軸固有振動数、流量の下に振動の定量的測定、羽根車まわりの圧力分布の測定を行ない理論を対比させつつ励振動発生機構に考察を加える予定である。
盲導犬による視覚障がい者の身体活動量増進と身体・精神的健康の向上

本研究は盲導犬使用と身体活動量の多さの因果関係を明らかにすることを目的としている。盲導犬を新規に貸与される者(盲導犬ユーザー)および盲導犬と生活していない視覚障がい者(非ユーザー)の活動量を1年間収集し比較した。ここでは現時点で得られているデータを報告する。調査より盲導犬ユーザー群では盲導犬導入前後で活動強度2メッツに有意差が認められ、導入後の方が同活動強度の運動時間が増加していることが示された。一方、非ユーザー群では座って安静にしている状態の活動強度を示す1メッツが有意に増加していた。以上の結果は、盲導犬の導入により視覚障がい者の身体活動量が増加することを示唆するものである。本研究の全体構想は、身体活動面における視覚障がい者の福祉向上にむけて、盲導犬が果たす役割を調査することである。特に、盲導犬使用と身体活動量の多さの因果関係を明らかにすることを主目的とする。また、盲導犬の二次的効果(精神的サポート)が身体活動増進に寄与しているのかを明らかにすることを第二の目的とした。この目的のために、新規に盲導犬を貸与される視覚障がい者と盲導犬を希望していない視覚障がい者の身体活動量を盲導犬導入前から導入1年後、もしくは調査開始から1年にわたって継時的に測定し、両群の運動量の変化を比較することとした。合わせて精神・身体的健康度、ソーシャルサポートの評価も行った。初年度は協力の得られた対象者より順次データ収集を行った。現時点で、盲導犬を希望しない視覚障がい者15名、および盲導犬ユーザー2名より第1回目のデータを収集した。両群のデータ数がそろっていないため、統計解析はまだ行っていない。本研究は視覚障がいを持つ対象者に活動量計を送付し、装着、返信をお願いしているが、データ収集上の問題はなく、計画通りのデータ収集が可能であることが確かめられた。二年度目も引き続き新規協力者からのデータ収集と、継続測定を行う予定である。病気の一次予防のために身体活動は重要な因子であるが、視覚障がい者の運動不足は顕著であるといわれている。視覚障がい者の運動不足は、障がいにより生じる自由度の制限だけでなく、歩道の未整備や社会の障がい者に対する偏見など、障がいにより二次的に生じる外出の困難さによっても同時にもたらされる。盲導犬はこのような問題の解決に寄与することで、視覚障がい者の身体活動を増進させる可能性がある。本研究は、その盲導犬の効果について客観的に調査するものであり、視覚障がい者の福祉的観点から意義のあるものと考える。引き続きデータを収集し、両群の比較から得られる結果が望まれる。研究計画時は、対照群として盲導犬の貸与まで待機している視覚障がい者を対象に盲導犬導入前1年間の身体活動量を測定する予定であった。しかし、盲導犬待機時は、盲導犬の貸与が確定したわけではなく、その状態で盲導犬に関する調査に参加することは、盲導犬の貸与への期待を過度に高めてしまう可能性があると協力団体より指摘されたため、本研究ではこの対照群を調査から除外した。現時点で盲導犬を希望していない視覚障がい者からは順調にデータを収集することができている。一方で、新規に盲導犬を貸与される視覚障がい者は、盲導犬の育成頭数が全国的に少ないこともあり、当初の計画よりもサンプル数が不足している。二年度目に引き続き協力者を募集していくこととする。この目的のために、新規に盲導犬を貸与される視覚障がい者(盲導犬ユーザー)と盲導犬を希望していない視覚障がい者(非ユーザー)の身体活動量を盲導犬導入前から導入1年後、もしくは調査開始から1年にわたって継時的に測定し、両群の運動量の変化を比較することとした。本研究は長期に渡って対象者の変化を記録しており、科学研究費の助成による研究期間終了後も継続してデータを収集することにしている。ここでは現時点で得られているデータをまとめて報告する。盲導犬ユーザー6名、非ユーザー13名のデータを解析したところ、盲導犬ユーザー群では盲導犬導入前後で活動強度2メッツおよび4メッツに有意差が認められ(ぞれぞれp < 0.01, χ2=9.33; p < 0.05, χ2=6.33)、盲導犬導入後の方が各活動強度の従事時間が増加していることが示された。一方、非ユーザー群では有意差はみられなかった。現時点の結果は、盲導犬の導入により視覚障がい者の身体活動量が増加することを示唆するものである。盲導犬は視覚障がい者の身体活動を増進させる可能性がある。本研究はその盲導犬の効果について客観的に調査するものであり、視覚障がい者の福祉的観点から意義のあるものと考える。引き続きデータを収集し、より詳細な解析を進めていく予定である。