hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リコンビナントトロンボモジュリンの血管内皮グリコカリックス増生効果の検討

2016-2017年度若手(B)研究ですでに電子顕微鏡を用いた超微形態より敗血症性血管炎モデルマウスに対するリコンビナントトロンボモジュリンのグリコカリックス保護効果を確認しているが、2018年度はリコンビナントトロンボモジュリンFull lengthの保護効果を定量的に解析することから始めた。我々は他の実験で敗血症性血管炎時に臓器の中で肺が最も透過性が亢進することを報告しており(Ando, et al. Sci Rep. 2018)、肺グリコカリックスに着目しその傷害について解析を行った。まずウエスタンブロッティングでグリコカリックスのコア蛋白であるSyndecan-1の発現がLPS投与後も未治療敗血症性血管炎群と比較してリコンビナントトロンボモジュリン投与群では保たれていることがわかった。レクチン染色による血管内皮傷害の検討でもスコアリングし比較するとリコンビナントトロンボモジュリン投与群は未治療敗血症性血管炎群と比較して有意にグリコカリックスが傷害されずに保たれていることが分かり、リコンビナントトロンボモジュリンのグリコカリックス保護効果は定量的にも明らかであることがわかった。現在、リコンビナントトロンボモジュリンを構成するD1, D2ドメインを各々Full lengthに含まれる量に合わせて投与し、電子顕微鏡試料、パラフィンブロックを作成。Shamマウス、未治療敗血症性血管炎モデルマウス、敗血症性血管炎モデルマウスにD1ドメイン, D2ドメイン、Full lengthを投与したものを比較検討している。2018年度は敗血症性血管炎モデルマウスに対するFull lengthリコンビナントトロンボモジュリンのグリコカリックス保護効果を定量的に解析することに時間を費やした。今後、リコンビナントトロンボモジュリンのD1, D2ドメインそれぞれの解析を進めていく。
シェイプ空間上の確率分布族が持つ特異構造に対する情報幾何学的アプローチ

シェイプ(形状)に関する統計的推測の研究として、主に3つの成果を得た。シェイプとは、ユークリッド空間の点列を平行移動・回転・拡大縮小によって同一視して得られるデータのことである。成果の一つ目は、シェイプ空間に類似した概念としてテキスタイル集合という集合を定義し、その幾何学的性質を明らかにしたことである。この集合はテキスタイルプロットと呼ばれる可視化技法に関係している。二つ目の成果として、球面上の分布族の正規化定数が満たす微分方程式を導出した。三つ目の成果は、行列のスケーリングの応用として客観的な総合指数の決定法を提案したことである。これらの研究成果は国際学会および雑誌論文において発表した。1.本研究の主な研究対象であるシェイプ空間(形状空間)に関連して,テキスタイル集合という集合を新たに定義し,その幾何学的性質を調べた.シェイプ空間とは,与えられたサイズのデータ行列全体がなす集合に対し,平行移動・回転・拡大縮小について同一視して得られる空間のことであり,画像処理や形態学などの分野で重要な対象となっている.一方,テキスタイル集合とは,textile plotと呼ばれる高次元データの可視化法に関連する集合である.シェイプ空間についてはその幾何学的性質が既存研究により示されているが,テキスタイル集合については明らかになっていなかった.今年度は,低次元空間におけるテキスタイル集合の具体的な表現を求めた.また高次元の場合も基本的な性質を確認した.2.フィッシャー・ビンガム分布族と呼ばれる球面上の分布族について,その正規化定数が満たすべき偏微分方程式(ホロノミック系)について調べた.特に,パラメータが退化した場合についての方程式の導出も行った.同分布族については,既存研究で偏微分方程式が導出されているが,退化する部分は完全には明らかになっていなかった.今回の結果は,この部分に焦点をあてており,近年注目を浴びつつあるホロノミック勾配法への貢献を果たすものである.また,球面はシェイプ空間の特殊な場合であるため,シェイプ空間上の確率分布族を考察する上でも重要な足がかりであると考えられる.本研究の対象であるシェイプ空間(形状空間)に関して,以下の3つの研究を行った.1.昨年度に引き続き、テキスタイル集合の幾何学的性質を調べた.ここでテキスタイル集合とは,textile plotと呼ばれる高次元データの可視化法に関連する集合である.特に,テキスタイル集合における測地線や曲率の計算を行った.また昨年度得られた結果を国際学会にて発表した.2.昨年度に引き続き、フィッシャービンガム分布族と呼ばれる球面上の分布族について,その正規化定数が満たすべき偏微分方程式(ホロノミック系)を調べた.また,シェイプ空間上の確率分布に対しても同様のアプローチが可能であるかどうか検討した.3.本年度は新たに,客観的総合指数を提案した.これは,「5科目の成績データ」のような,各変量に順位(優劣)をつけられるような多変量データに対し,その総合的な評価を与えるための一手法である.各変量に適切なスケーリングを施すという意味でtextile plotに関連しており,またスケーリングした後のデータの集合を考察することはシェイプ空間の理解にもつながるものである.得られた結果は国際雑誌に投稿し,受理された.本研究の主目的は,シェイプ空間上の確率分布族について,情報幾何学的な観点から統計的推測法を確立することであった.本年度はその準備としてシェイプ空間や関連する集合の性質を調べるとともに,ホロノミック勾配法による数値計算的な側面も検討できた.加えて,当初予期していなかった成果として,客観的総合指数という新しい総合指数の構成法を示すことができた.このような成果が得られたことは,挑戦的萌芽研究の趣旨に鑑みれば順調な進展であると考えられる.本研究の対象であるシェイプ空間に関して、以下の3つの研究を行った。1.昨年度に引き続き,テキスタイル集合の幾何学的性質を調べた。ここでテキスタイル集合とは,textile plotと呼ばれる高次元データの可視化技法に関連する集合である。これまでにテキスタイル集合の可微分性,測地線の計算などを行ってきた。今年度はそれらに加えてテキスタイル集合の連結性についても考察した。また今年度までに得られた結果を国際学会にて発表した。2.昨年度に引き続き,Fisher-Bingham分布と呼ばれる球面上の確率分布について,その正規化定数が満たすべき偏微分方程式(ホロノミック系)を調べた。ここでFisher-Bingham分布とは,方向データを統計学的に調べる上で重要な役割を果たす分布である。またホロノミック系は偏微分方程式でありながら本質的には常微分方程式の構造を持っており,数値計算において有利な場合がある(ホロノミック勾配法)。本年度はFisher-Bingham分布族に対するホロノミック勾配法の性能について,他の手法と比較した。具体的には鞍点法やモンテカルロ法との比較を行った。3.昨年度に引き続き,客観的総合指数の性質を調べた。客観的総合指数とは,各変量が優劣を表すような多変量データに対し,総合的な優劣を表す一つの変量を得る方法およびその結果である。本年度は非線形のスケーリングを許す場合の方法と性質について深く考察した。そこでは,確率分布族全体からなる空間を,非線形スケーリングに関する同値関係で割った商空間が本質的な役割を果たすことが分かった。得られた結果を論文にまとめ,学術雑誌に投稿した。

シェイプ(形状)に関する統計的推測の研究として、主に3つの成果を得た。シェイプとは、ユークリッド空間の点列を平行移動・回転・拡大縮小によって同一視して得られるデータのことである。成果の一つ目は、シェイプ空間に類似した概念としてテキスタイル集合という集合を定義し、その幾何学的性質を明らかにしたことである。この集合はテキスタイルプロットと呼ばれる可視化技法に関係している。二つ目の成果として、球面上の分布族の正規化定数が満たす微分方程式を導出した。三つ目の成果は、行列のスケーリングの応用として客観的な総合指数の決定法を提案したことである。これらの研究成果は国際学会および雑誌論文において発表した。本研究の主目的は,シェイプ空間上の確率分布族について,情報幾何学的な観点から統計的推測法を確立することであるが,その第一歩として,シェイプ空間そのもの,あるいは関連する集合の幾何学的性質を調べておくことは意義がある.この意味で,おおむね順調に進展しているものと考える.これまでに得られた知見を踏まえ,シェイプ空間上の確率分布族の特異性を考察し,より良い統計的推測法の構築を目指す.また,純粋な幾何学の立場からは,テキスタイル集合の測地線や曲率を調べることは重要な課題であり,次年度も継続する.また,本年度提案した客観的総合指数を様々な実データへ適用する.また非線形なスケーリングへの拡張も試みる.統計学これまでに得られた知見をふまえ,シェイプ空間上の確率分布族の特異性を考察し,より良い統計的推測法の構築を目指す.次年度使用額は少額であり,交付額を無理なく使用した結果である.次年度に海外(イギリス)にて研究打合せを行うため。研究に必要な計算機を購入する際に使用する.2015年4月から5月にかけて、イギリス・ケント大学に訪問し、Alfred Kume博士と研究打合せを行う。また計算機周辺機器の購入も予定している。
Vaultの生理機能の解析

Vaultは、細胞内で一番大きなリボ核蛋白体であるが、その生理機能は現在まで不明である。今回の研究で、大腸癌細胞に高浸透圧ストレスを加えると、MVPの発現が亢進すること、MVPが発現した細胞は、高浸透圧に対して耐性になることを見出した。MVPの発現は、腎臓や腸管などの恒常的に浸透圧変化の大きい組織において認められている。腎臓の腎髄質細胞は、高濃度のNaClにさらされ、500mM以上の塩濃度になることもある。高い塩濃度はアポトーシスを誘導するが、細胞はvaultの発現を亢進することにより、高浸透圧によって誘導されるアポトーシスを回避している可能性がある。Vaultは強大なオルガネラであるにもかかわらずその機能がほとんどわかっていない。Vaultは、その70%以上を占める100kDaのmajor vaulr protein(MVP)のほかに、240kDa (p240)、193kDa (p193)の蛋白質と1種類のvault RNA (vRNA)から構成されている。抗癌剤耐性との関連性が考えられているLRPは、MVPと同一蛋白質であることがわかった。我々はMVPのノックアウトマウスが明らかな病態を示さなかったことから、通常とは異なるストレス環境下でvaultが必要とされているのではないかと考えて、様々なストレスを細胞に加えMVP発現を調べることにより、DNAを傷害する薬剤やUVがMVPの発現を亢進すること、高浸透圧がMVP発現を誘導することをいち早く見出した。今回の研究では、高浸透圧ストレス下でのMVPの発現亢進のメカニズム、MVP発現亢進が細胞をストレスから防御するのではないかと考えて、その分子機序を調べた。培地にsucroseまたはNaC1を添加してヒト大腸癌SW620細胞に高浸透圧ストレスを加えると、加えた化合物に関係なく浸透圧依存性に、時間依存性にMVP mRNA、MVP蛋白質が増加した。高浸透圧によりMVPプロモーターの活性が上昇した。P38MAPKの特異的な阻害剤SB2035801で細胞を処理すると、高浸透圧によるMVPの誘導が阻止された。このことは高浸透圧ストレスによるMVPの発現亢進がp38を介して行われていることを示唆している。高浸透下でのMVPの役割を明らかにするためにSW620細胞のMVP遺伝子をRNA干渉(shRNA)によりノックダウン(KD)すると、細胞は高浸透圧に対してより感受性になり、アポトーシスが亢進した。さらにMVP遺伝子をノックダウンすることにより、高浸透圧によるリン酸化Aktの増加が妨げられることを見出した。現在、どのようなメカニズムで高浸透圧ストレスがAktを活性化するのか、その時、どのような情報伝達経路のステップでMVPまたはvaultが関与しているのかを明らかにしようとしている。これらの研究によりMVPがストレスに対して細胞を防御する役割を担っていること、その防御の分子レベルでのメカニズムを明らかにする。Vaultの分子量は13MDaで、現在知られている中でもっとも巨大なRNAタンパク質複合体である。しかしながら、Vaultの生理機能はいまだに不明である。本研究では、高浸透圧刺激によりMVPの発現が誘導されることを明らかにした。そのMVPプロモーター活性は、SP1をノックダウンすることにより抑制されたが、P53阻害剤であるPifithrinはMVPのプロモーター活性に影響を与えなかった。腎臓の腎髄質細胞は、高濃度のNaC1にさらされ、500mM以上の塩濃度になることもある。高浸透圧条件下で、MVPが存在するとAktのリン酸化が亢進し、PI3Kの特異的阻害剤LY294002によりSW620細胞のアポトーシスが増加した。vault/MVPがPI3K/Akt経路を活性化することにより、高浸透圧刺激によって誘導されるアポトーシスから細胞を防御することが示唆された。MVPがAktの活性化を調節するメカニズムの一つに、MVPとPTENとの相互作用が考えられる。PTENは、細胞膜においてPIP_3をPIP_2に脱リン酸化するため、PI3K/Akt経路の負の制御因子として知られている。また、PTENはp53と同様に癌抑制遺伝子としても広く知られている蛋白質である。MVPは子宮頸癌HeLa細胞において、PTENのC2ドメインと相互作用することが確認されている。さらに、PTENは核と細胞質の両方に局在しており、PTENの核の移行はMVPを介しているとの報告がある。MVPはPTENの機能を阻害し、Aktを活性化することによりアポトーシスを抑制する可能性がある。
摘出延髄-脊髄標本を用いたノックアウトマウスの自律神経中枢機能の研究

エンドセリン-1遺伝子完全欠損マウスは出生直後に呼吸不全により死亡したため、生理学的実験は成獣に成長する不完全欠損体で行わざるを得ず、その結果、明快な結論を得るには困難があった。そこで、エンドセリン-1遺伝子完全欠損マウスの呼吸反射の異常が、中枢神経系に起因する可能性を、摘出延髄-脊髄標本を用いて検証し、エンドセリン-1が中枢性呼吸調節に果たす役割を明らかにする目的でこの実験を行った。エンドセリン-1遺伝子ノックアウトマウスを交配・維持し、不完全欠損体どうしの掛け合わせから完全欠損体の胎児を随時作成し、対照として遺伝背景が同一の野生型の胎児を用いた。出産予定日に帝王切開により得た完全欠損体の胎児または同一の野生型の胎児から延髄-脊髄標本を摘出し、呼吸出力の指標として第4頚髄前根(C4)の周期的活動電位を記録した。安定したC4群放電(呼吸活動に相当する)の記録が得られることを確認した後、標準潅流液をグルタミン酸を混入した潅流液、またはpH7.4から6.9に調整した潅流液(すなわち、酸性潅流液)と交換し、両群の中枢化学感受性を調べ、以下の結果を得た。1、ベースラインのC4群放電頻度は、エンドセリン-1遺伝子完全欠損体の方が野生型より有意に少なかった。2、グルタミン酸投与による呼吸活動増大は、両群で差がなかった。3、低pH刺激による反射性呼吸活動増大は、エンドセリン-1遺伝子完全欠損体で有意に低下していた。4、延髄の組織学的検索では、エンドセリン-1遺伝子完全欠損体に明らかな異常は見られなかった。以上の結果から、内因性のエンドセリン-1は中枢性呼吸調節に機能的な役割をはたしていると推定された。
低雑音マイクロ波カイネティックインダクタンス検出器の開発

超伝導ギャップエネルギの実数部および虚数部を取り込んでMattis-Bardeen方程式を複素積分化することにより、複素伝導度を計算する方程式の導出を行った。次に、これらの方程式を用いて、超伝導体の表面インピーダンスおよび超伝導共振器のQ値などが計算できることを示した。さらに、これらの方程式を用いて計算した表面インピーダンスやQ値と実験値との定量的な比較を行った。Nbの超伝導共振器のQ値の温度依存性も拡張Mattis-Bardeen方程式による計算値と定量的に一致することが明らかになり、ギャップエネルギの虚数部と低温で飽和する超伝導共振器のQ値の大きさとの相関も明らかにすることができた。これらの結果は拡張Mattis-Bardeen方程式の有用性を示しており、計算値と測定値の定量的な比較を可能にするものである。超伝導薄膜共振器のQ値の増加の低温での飽和は、基板の絶縁体中あるいは超伝導体と誘電体との界面に存在する孤立準位へのマイクロ波による準粒子の共鳴遷移が支配的になるためと考えられてきた。この解釈を検証するため、Al/Nb積層膜の超伝導共振器を作成し、そのQ値の温度依存性を調べた。その結果、Al/Nb積層膜の超伝導共振器のQ値の温度依存性は、AlまたはNb超伝導薄膜共振器のQ値の温度依存性と全く異なり、両者の中間的な温度依存性を示すことが明らかになった。また、Al/Nb積層膜における低温でのQ値の飽和値もAlとNb超伝導薄膜共振器のQ値の飽和値の中間の値を示すことがわかった。研究代表者らは、拡張Mattis-Bardeen方程式を用いて共振器のQ値の温度依存性を計算し、測定値のフィッティングを行った。低温で飽和を示すAl/Nb超伝導共振器のQ値の温度依存性は、有限の大きさのギャップエネルギの虚数部を仮定して、拡張Mattis-Bardeen方程式を用いて求めたQ値の温度依存性で良く説明できることが判明した。25年度が最終年度であるため、記入しない。従来、超伝導ギャップ内には準粒子状態は存在しないものと考えられ、ギャップ周波数より十分周波数の低いマイクロ波帯では熱的に励起された準粒子の寄与のみを考えてきた。そのため、熱的な励起の効果が小さくなる超低温では、マイクロ波の吸収は無視でき、マイクロ波の損失は無くなるものと考えられてきた。しかしギャップ内準粒子状態が存在する場合には、クーパー対の解離によるギャップ内準粒子状態への準粒子励起が可能となり、マイクロ波の損失が発生する。また、ギャップ内状態に励起された準粒子は、フォノン散乱によってエネルギを失い緩和することになる。このような励起緩和過程を理解するには、拡張Mattis-Bardeen理論を含めた準粒子数とフォノン数の分布を考慮したレート方程式による解析が有用であると考える。準粒子数とフォノン数の分布を無視したレート方程式による準粒子のエネルギ緩和過程の解析によると、共振器内の平均準粒子数は入力マイクロ波のパワーとフォノンや磁性不純物等による準粒子散乱時間に依存することが判明している。これは、従来の予測とは大きく異なる結果であり、超伝導検出器の感度の向上には、薄膜中の磁性不純物や欠陥等の密度の低減が重要であることを示唆している。

また、超伝導共振器を利用したMKID検出器では、読出し信号として使用するマイクロ波回路からの不要(雑音)電力の流入が検出器の感度に大きな影響を与えることが考えられ、マイクロ波信号源自体からのマイクロ波雑音電力の流入の低減も大きな課題となることを示唆している。これまで超伝導ギャップ内には準粒子状態は存在しないものと考えられ、ギャップ周波数より十分周波数の低いマイクロ波帯では熱的に励起された準粒子の寄与のみを考えてきた。そのため、熱的な励起の効果が小さくなる超低温では、マイクロ波の吸収は無視でき、マイクロ波の損失は無くなるものと考えられてきた。しかしギャップ内準粒子状態が存在する場合には、クーパー対の解離によるギャップ内準粒子状態への準粒子励起が可能となり、マイクロ波の損失が発生する。また、ギャップ内状態に励起された準粒子は、フォノン散乱によってエネルギを失い緩和することになる。このような励起緩和過程を理解するには、拡張Mattis-Bardeen理論を含めた準粒子数とフォノン数の分布を考慮したレート方程式による解析が有用であると考える。準粒子数とフォノン数の分布を無視したレート方程式による準粒子のエネルギ緩和過程の解析によると、(a)マイクロ波の損失は入射マイクロ波の強度(パワー)に比例して増大する。(b)共振器内の平均準粒子数は入力マイクロ波のパワーとフォノンや磁性不純物等による準粒子散乱時間に比例する。(c)マイクロ波共振器のQ値はフォノンによる準粒子散乱時間の逆数に比例する。など、従来の予測とは大きく異なる結果が得られている。以上の解析結果を検証するため、Al薄膜を用いた超伝導共振器を製作し、超伝導共振器の共振特性の幅と深さを精密に測定する。これらの測定結果と先のレート方程式の予測を定量的な比較を行い、ギャップ内準粒子状態を考慮した拡張Mattis-Bardeen理論と準粒子数とフォノン数の分布を考慮したレート方程式による解析の有効性を検証できる。その準備として、今年度は、品質の良いAl薄膜を成膜するための電子ビーム蒸発源の整備を行なった。超伝導ギャップ内の準粒子状態密度変化させる目的で、磁性不純物の添加、結晶化など様々な条件で成膜した超伝導薄膜の物性とそれを用いたSIS素子や超伝導共振器の性能等の測定を行い、準粒子状態密度と磁性不純物や空間的不規則性との相関を実験的に明らかにすることにする。具体的には、SIS素子(超伝導トンネル接合素子)と超伝導共振器を同一基板上に配置した試験素子を設計、試作する。この試験素子では、同じ条件で成膜した超伝導薄膜、つまり同じ品質の超伝導薄膜を用いたSIS素子および超伝導共振器の性能を同時に測定することが可能となっている。まず、いくつかの温度でのSIS素子の電流ー電圧特性を測定し、これまでに開発した電流ー電圧特性のシミュレーションプログラムを用いて電極超伝導薄膜のギャップ内準粒子状態密度を決定する。これにより、磁性不純物濃度や空間的不規則性などとギャップ内準粒子密度や局在準位との相関が明らかになるものと考えている。また、超伝導共振器の共振特性の温度依存性の測定し、ギャップ内の準粒子状態が共振器のQ値の低温での飽和特性に与える影響を調べる。まず、超伝導ギャップ内準粒子状態の存在を考慮して、Mattis-Bardeen理論を修正、拡張し、この拡張Mattis-Bardeen理論を用いて、超伝導体の表面インピーダンスや超伝導共振器のQ値を計算し、先の測定結果との比較を行う。これにより、拡張Mattis-Bardeen理論の有用性が検証できるものと考えている。
バンジャブ,ギルギッドにおける乾燥・半乾燥地域の都市化と緑地に関する生態学的研究

本研究は、1950年代に乾燥・半乾燥地域に建設された都市の事例として、パキスタン共和国の首都、イスラマバ-ドを中心に周辺のパキスタン北西辺地域、ギルギットから中国のウルムチにいたるカラコラムハイウエイなどを対象地域とし、1988年度から1990年度の3年間にわたり実施した調査の内容をまとめると以下のようである。(1)乾燥・半乾燥地域における植物生態学的調査人為的な放牧や、都市化が潅木草原や森林にどのような影響を与えているかなどを具体的に調査し貴重な諸資料を得ることができた。また、乾燥・半乾燥地の植物と人為の影響について、ウルムチ、カシュガル、クンジェラブ峠、さらにパキスタン側に入って、フンザ、ギルギットからインダス河に沿ってチラス、ペッシャムと下り、さらにアボッタバ-ド、イスラマバ-ド、ペシャワ-ルなどの地域やラホ-ル、カラチ周辺等の調査を行った。これにより、砂漠ーオアシス地域、サバンナ地域、森林地帯の3区分のなかでサバンナ地域の人為の影響について貴重な成果を得ることができた。しかし今後、植生の持続的利用の方向について幾つかの課題が残された。(2)パキスタンの北部における定住と生産の形態5項目にわたる内容で調査が実施された。そのひとつはパキスタン北部山岳地域の環境構造についてである。これはカラコラムハイウエイの開通が地域の自然や集落にどのように影響したかについて調査を行った。カラコラムハイウエイ沿線の9つの村落を選び、水源の形態や、栽培植物・家畜・木材・燃料・肥料等について村落内外の環境利用の形態をヒヤリングした。その結果ハイウエイの開通により、村落形態への影響も大きい。またパキスタン北西辺境州における土地の生産力についてマクロな調査と、チトラルにおける潅漑システムと伝統的農業構造についてミクロな調査を実施した。いづれにせよ、閉鎖的な村落社会構造が都市化の影響を受けて、生産力向上はなく、子供の増加は大きく、観光客の増加などにより将来の村落維持には多くの課題が残された。また、緑被空間からみた北西辺地域の定住地は、スストア付近の定住地ー隣接型、ゴジャ-ル地区の斜面定住地ー遠隔結合型、フンザの階段状集落ー隣接型、チラス以南の扇状地上の集落ー独立型、ラワ-スワ-ト地域の斜面の緑被ー内包型などに緑の景観単位をまとめることができた。これらは人々が定住するための環境として研究すべき内容が残された。(3)都市オ-プンスペ-ス動態と緑の評価イスラマバ-ド、ラワルピンディ首都圏地域を中心に、気候、地形、植生等の条件をもとに自然空間単位図を作成し、首都建設後の人為の影響と土地利用について考察を加え、またこの20数年間の都市化と緑地の動態について研究を進めた。またパキスタン10都市の緑の認識調査を住民アンケ-ト調査により実施し興味ある結果を得ることができた。(4)乾燥・半乾燥地域における環境測定気象条件を中心に測定を行った。ひとつは緑陰と微気象と快適性の調査、ふたつめはイスラマバ-ドの気候の変化、3つめはイスラマバ-ド、ラワルピンディ首都圏地域の微気象観測などの具体的なデ-タを取ることができた。30年前より都市緑地の造成及び緑化された当地域の気象変化、温度、雨量などに変化が見られ当初の研究目的について知見を得ることができた。(5)半乾燥地域における緑化樹木イスラマバ-ド地区内公園や街路樹などの緑化樹木の成長量を測定し、この20数年余成長量についてデ-タ得ることができた。また乾燥・半乾燥地域の緑化樹木のリストを作成することができた。これらは今後のこの地域の都市及び地域緑化に有益なデ-タになろう。(6)古代遺跡の保存と環境整備ここでは、インダス河流域に分布する古代遺跡のうち、古代都市の保存整備と環境整備の方向について調査を実施した。今回は都市化と植生、気象、集落、土地利用などの変容を捉える中で文化遺産についても取り上げることにしたことから、事例としてもモヘンジョダロについても保存と環境整備の予備的考察を行った。いづれにせよ、この問題については今後の具体的な調査デ-タを作成したうえで整備の方向を決定すべきである。以上が最終年度のまとめであるが、今後同様な乾燥・半乾燥地域の諸都市の事例の調査を行い、人間の緑環境について保存と活用の方向を明らかにすることが大きな課題である。

これにより、砂漠ーオアシス地域、サバンナ地域、森林地帯の3区分のなかでサバンナ地域の人為の影響について貴重な成果を得ることができた。しかし今後、植生の持続的利用の方向について幾つかの課題が残された。(2)パキスタンの北部における定住と生産の形態5項目にわたる内容で調査が実施された。そのひとつはパキスタン北部山岳地域の環境構造についてである。これはカラコラムハイウエイの開通が地域の自然や集落にどのように影響したかについて調査を行った。カラコラムハイウエイ沿線の9つの村落を選び、水源の形態や、栽培植物・家畜・木材・燃料・肥料等について村落内外の環境利用の形態をヒヤリングした。その結果ハイウエイの開通により、村落形態への影響も大きい。またパキスタン北西辺境州における土地の生産力についてマクロな調査と、チトラルにおける潅漑システムと伝統的農業構造についてミクロな調査を実施した。いづれにせよ、閉鎖的な村落社会構造が都市化の影響を受けて、生産力向上はなく、子供の増加は大きく、観光客の増加などにより将来の村落維持には多くの課題が残された。また、緑被空間からみた北西辺地域の定住地は、スストア付近の定住地ー隣接型、ゴジャ-ル地区の斜面定住地ー遠隔結合型、フンザの階段状集落ー隣接型、チラス以南の扇状地上の集落ー独立型、ラワ-スワ-ト地域の斜面の緑被ー内包型などに緑の景観単位をまとめることができた。これらは人々が定住するための環境として研究すべき内容が残された。(3)都市オ-プンスペ-ス動態と緑の評価イスラマバ-ド、ラワルピンディ首都圏地域を中心に、気候、地形、植生等の条件をもとに自然空間単位図を作成し、首都建設後の人為の影響と土地利用について考察を加え、またこの20数年間の都市化と緑地の動態について研究を進めた。またパキスタン10都市の緑の認識調査を住民アンケ-ト調査により実施し興味ある結果を得ることができた。(4)乾燥・半乾燥地域における環境測定気象条件を中心に測定を行った。ひとつは緑陰と微気象と快適性の調査、ふたつめはイスラマバ-ドの気候の変化、3つめはイスラマバ-ド、ラワルピンディ首都圏地域の微気象観測などの具体的なデ-タを取ることができた。30年前より都市緑地の造成及び緑化された当地域の気象変化、温度、雨量などに変化が見られ当初の研究目的について知見を得ることができた。(5)半乾燥地域における緑化樹木イスラマバ-ド地区内公園や街路樹などの緑化樹木の成長量を測定し、この20数年余成長量についてデ-タ得ることができた。また乾燥・半乾燥地域の緑化樹木のリストを作成することができた。これらは今後のこの地域の都市及び地域緑化に有益なデ-タになろう。(6)古代遺跡の保存と環境整備ここでは、インダス河流域に分布する古代遺跡のうち、古代都市の保存整備と環境整備の方向について調査を実施した。今回は都市化と植生、気象、集落、土地利用などの変容を捉える中で文化遺産についても取り上げることにしたことから、事例としてもモヘンジョダロについても保存と環境整備の予備的考察を行った。いづれにせよ、この問題については今後の具体的な調査デ-タを作成したうえで整備の方向を決定すべきである。以上が最終年度のまとめであるが、今後同様な乾燥・半乾燥地域の諸都市の事例の調査を行い、人間の緑環境について保存と活用の方向を明らかにすることが大きな課題である。
複合材料界面の真実接触部での力の伝達を用いた界面せん断滑り応力の定量的評価・解析

繊維強化型複合材料の力学特性は界面力学特性に大きく影響される。したがって、界面力学特性を正しく評価するとともに、界面での力の伝達機構を理解することが必要である。界面力学特性としては剥離と滑り時の力の伝達機構を分離して考えることが必要になっている。本研究では、力の伝達がミクロな界面での真実接触部分で行われるという考え方を導入し、界面の状態を変化させた種々の複合材料の界面せん断滑り応力の発生する機構を評価・解析することを試みた。具体的には、(1)界面せん断滑り応力に及ぼす表面粗さの影響、(2)真実接触部分の力の伝達を用いたせん断滑り応力の定量評価、(3)真実接触面積を用いた考え方の応用、を検討した。界面せん断滑り応力に及ぼす滑り界面での表面粗さの影響を異なる表面形状を持つ繊維とエポキシマトリックスを複合化したモデル材料を用いて評価した。界面力学特性の評価にはプッシュアウト、プッシュバック試験を用いた。その結果、界面せん断滑り応力は滑り表面での界面の凹凸に大きく依存することが確かめられた。ついで、界面の凹凸の幾何学的形状に着目し、界面せん断滑り応力(τ_s)が滑っている界面の真実接触部分の真実接触面積(A_r)を用いて、τ_s=(A_r/A_a)・τ_0で表されることを理論的に示した。ここで、A_aは見かけの接触面積、τ_0は真実接触部分でのせん断滑り応力である。この解析方法を用いてSiC繊維強化ガラス系複合材料の界面せん断滑り応力の定量評価を可能とした。これらの結果を工業的な材料系であるAl_2O_3繊維強化Al_2O_3の界面せん断滑り応力の定量評価に応用し、界面せん断滑り応力に及ぼす材料組織の影響を定量的に解釈することができた。繊維強化セラミックスの繊維-マトリックス間の界面滑り抵抗をナノメートル(nm)オーダーの凹凸で真に接触している部分(真実接触面積)のミクロなせん断滑り応力(滑り界面で真に接触している部分のせん断滑り応力)を用いてマクロなせん断滑り応力(連続体力学を用いて計算されるせん断滑応力)を求め、実験的検証を行った。SiC(SCS-0及びSCS-6)繊維、単結晶Al_2O_3,繊維の合計三種類の繊維を用いたエポキシおよびAl_2O_3マトリックス系複合材料を用いて以下の実験を行った。SiC繊維系では表面に1μmの炭素コーティング、Al_2O_3系は2μmの炭素あるいはMoコーティングと製造後の大気中(酸化雰囲気中)加熱を行い、繊維とマトリックス間にコーティングのない界面を得た。これら複合材料のプッシュアウト試験を行い、プッシュアウト、プッシュバック試験後に突き出した繊維表面及びマトリックスの穴の部分の凹凸の測定とその分布を考慮した幾何学的形状の統計解析を用いた定量化を行った。表面の凹凸を表すパラメータから解析的に真実接触面積を求めた。エポキシマトリックス系では光散乱法(試験時に界面から反射される光の強度の変化)を用いて得られた真実接触面積と測定値の間に相関性が確認された。本年度は、平成10年度に確立した手法を用いてAl_2O_3およびSiCマトリックス系複合材料の真実接触部に生じるミクロなせん断滑り応力とプッシュバック試験から求められるマクロなせん断滑り応力との相関性を記述する方法を検討し、真実接触面積の考え方が有効であることを検証することを目的とした。同時に、レボルバ取付き型操作プローブ顕微鏡を用いて真実接触部での摩擦力を求めせん断応力へ変換した。

また、異なる複合材料種間での滑り応力を比較するために、それぞれの材料での真実接触部分でのミクロなせん断応力を求めることが必要であり、測定時に繊維が円形(直径100140μm)でありプッシュアウト試験時につき出した部分(長さ30100μm)の凹凸を測定するために特殊形状に対応できるプローブ顕微鏡を用いた。ガラスマトリックス系複合材料をモデル材料として、ガラスの化学組成を変えて熱応力およびポアッソン比の差により生じる繊維半径方向の締め付け力を変化させた試験も行った。その結果、界面の凹凸形状や半径方向応力が異なる材料系でも、真実接触部での摩擦力から得られたミクロなせん断応力とプッシュバック試験結果から求められたマクロなせん断応力の間に相関性が見られた。この結果から、真実接触面積を用いた界面せん断滑り応力の定量評価が可能と考えられた。
濡れ性の制御による過冷却度制御の研究

太陽熱や産業排熱、都市排熱などを有効に利用するには、効率的な蓄熱技術が不可欠である。物質が液体から固体へ変化する際に熱を放出する性質を利用した潜熱蓄熱技術において、物質が凍り始める温度を濡れ性の利用で制御することを考える。融液中の不溶性粒子や蓄熱容器の接触角、充填質量が凝固開始温度に及ぼす影響を、数種の代表的な蓄熱候補物質について調べ、凝固開始温度の制御効果を明らかにした。物質の過冷却現象を利用することで、貯蔵された熱の抽出が需要に応じて可能な蓄熱技術を開発するために、蓄熱材融液の不溶性粒子の平均粒径が過冷却度に及ぼす影響を、蓄熱材候補として検討されてきている有機化合物について実験から明らかにした。具体的には、融点57°Cのポリエチレングリコールの融液を孔径1μm、0.45μm、0.2μmの濾紙でそれぞれ濾過し、濾液中の不溶性粒子の粒度分布と濾液の融解・凝固特性を調べた。実験では凝固による管路内の閉塞を避けるために、濾過工程全体を試料の融点以上に保持する必要があり、濾過装置の工夫に時間を必要とした。粒度分布は光子相関法(動的光散乱法)の粒度分布計で測定し、各濾紙の公称孔径を超える大きさの不溶性粒子がほぼ除去できていることを確認した。無濾過の融液および各濾液の一般的な融点、融解熱、凝固開始温度は示差走査熱量計で測定した。バルクでの融解・凝固特性は、無濾過も含めた80gの各試料を100mLの容器に個別充填密封し、環境試験機で12時間を1周期とする加熱・冷却操作を反復することで調べた。その結果、不溶性粒子の除去が過冷却度の拡大効果に寄与し、過冷却度が最大で6割近く拡大することがわかった。また、過冷却度の拡大効果は融解と凝固を反復しても変化しないことを明らかにした。ポリエチレングリコールは暖房温度に適した相変化蓄熱材の一つとして有望視されている。本研究結果は、その過冷却度が融液の清浄度を変えることにより安定的に拡大制御できることを定量的に明らかにしたものであり、相変化蓄熱材の応用に有用な知見となる。物質の過冷却現象を利用することで、貯蔵された熱の抽出が需要に応じて可能な蓄熱技術を開発するために、潜熱蓄熱材の候補となる数種の物質に対し、容器への充填質量が過冷却度に及ぼす影響を定量化した。また、容器濡れ性の実験に必要となる疎液材料、処理方法の調査を行った。具体的には、ポリエチレングリコール(重量平均分子量730010200,示差走査熱量計(DSC)による融点57.1°C)、D-スレイトール(同87.0°C)、エリスリトール(同118.5°C)それぞれについて、容器への充填質量を変更することによる凝固開始温度の変化を観察した。実験は所有のDSCと環境試験器、精密天秤、温度ロガーを用いて行った。DSCのアルミニウム製密封容器への試料充填可能体積は50μL程度までに制限されるので、充填質量30mg以下の測定では試料をDSC専用容器に充填し、DSCで凝固開始温度測定を行った。また、30mgを超える充填質量の試料については樹脂容器に充填し、環境試験器で凝固開始温度を測定した。ポリエチレングリコールにはアルミニウムの濡れ性により近いポリプロピレン製の容器を用いたが、D-スレイトールとエリスリトールには耐熱性の問題からフッ素樹脂製の容器を用いた。その結果、各物質の容器充填質量と最大過冷却度との関係を累乗関数で近似させることができた。また、疎液材料、処理方法を文献調査した結果、現状の技術では高耐久性の表面修飾が困難であることがわかった。高分子量のポリエチレングリコールや糖アルコールは給湯・暖房温度に適した安全な相変化蓄熱材として有望視されている。本研究結果によれば、カプセル型蓄熱材の最大過冷却度を容器充填質量から見積もることができるので、相変化蓄熱材の設計に有用な知見となる。物質の過冷却現象を利用することで、貯蔵された熱の抽出が需要に応じて可能な蓄熱技術を開発するために、潜熱蓄熱材の候補となる数種の物質に対し、容器に対する濡れ性が過冷却度に及ぼす影響を定量化し、潜熱蓄熱材としての応用性を評価した。具体的には、蓄熱材候補物質を材質の異なる数種の容器に充填し、環境試験器で完全に融解させた後に、一定の緩慢な温度変化速度で冷却して凝固開始温度を測定することにより、濡れ性と最大過冷却度との関係を定量化した。

蓄熱材候補物質には、有機化合物としてポリエチレングリコール(重量平均分子量730010200,示差走査熱量計(DSC)による融点57.1°C)、D-スレイトール(同87.0°C)を、また無機化合物として燐酸水素ニナトリウム十二水和物(同35.5°C)を使用した。試験容器には、ガラス、アルミニウムや銅、ポリプロピロレン樹脂、フッ素樹脂を用いた。その結果、各物質の容器への濡れ性と最大過冷却度との関係を線形関数で近似させることができた。濡れ性の違いによる最大過冷却度の変化は、最大過冷却度の大きなスレイトールが最も大きく、過冷却蓄熱材としての応用性も高いものと考えられた。高分子量のポリエチレングリコールや糖アルコールは給湯・暖房温度に適した安全な相変化蓄熱材として有望視されている。本研究結果によれば、カプセル型蓄熱材の最大過冷却度を接触面の材質あるいは表面性状によって制御できるので、相変化蓄熱材の最適設計に有用な知見となる。
小１プロブレムを防止する幼児期からの移行支援プログラムの開発

本研究の目的は、「小1プロブレム」の問題を改善するために、保育所・幼稚園から小学校への移行支援プログラムを開発することであった。その内容は、(1)接続カリキュラム(アプローチカリキュラム、スタートカリキュラム)、(2)小1プロブレムを防ぐ保育活動(40題材)、(3)特別支援教育の研修講座、(4)個別の支援計画であった。この4つを開発し実施した結果、小学校1年生において不適応の状況が減少し、移行支援プログラムの有効性が明確化された。本研究は、保育園・幼稚園の年長から小学校1年生に移行する段階の幼児児童の問題行動の改善や障害につながる予防をするためのプログラム開発である。具体的な取組は、1大学、保育園、幼稚園とで「小学校移行支援研究プロジェクト委員会を設置する、2山形県内の保育園・幼稚園の6園程度を研究対象モデル園とする、3「特別支援教育研修講座」は、年間12時間程度の内容を考案し実施する、4全員の特別支援児に対して、「個別の教育支援計画」「個別の指導計画」「個別の移行支援計画」を考案して適用する、5小学校の教科学習や学習環境と関連するような新たな保育活動を先行研究や外国の事例を参考としながら考案して適用する、の5点である。1年次では、以下のような研究実績が得られた。1大学、保育園、幼稚園とで「小学校移行支援研究プロジェクト委員会を設置することについては、山形大学(特別支援教育臨床科学研究所)と、7つの幼稚園・保育園(山形大学附属幼稚園、鶴岡市朝日保育園、鶴岡市三瀬保育園、鶴岡市西郷幼稚園、最上町あたごこども園、戸沢村戸沢保育園、岐阜県各務原市那加幼稚園)とで小学校移行支援研究プロジェクト委員会を組織し、その中に、「プログラム開発チーム」と「指導実践チーム」を設置した。2のモデル園については、上記に示した7つの園を研究対象とした。また、園児の成果を見るために、園児が進学する7つの小学校とも連携協力を得ることができた。3の「特別支援教育研修講座」については、15時間の研修プログラムを開発し実施した。4については、特別支援児を選定するにとどまり、作成は次年度に持ち越すこととなった。5については、デンマーク国の「0学年」制度を視察して移行支援プログラムの参考とした。デンマークで実施している移行プログラムは、「特別支援教育研修講座」に反映した。本研究は、保育所・幼稚園の年長から小学校1年生に移行する時期における幼児児童の問題行動の改善や障害につながる予防をするためのプログラムの開発である。具体的な取り組みは、1大学、保育所・幼稚園とで「小学校移行支援プロジェクト委員会」を設置する、2山形県内の保育所・幼稚園の6園程度を研究モデル対象園とする、3特別支援教育研修講座」は、年12時間程度の内容を考案し実施する。4全員の特別支援児に対して「個別の教育支援計画」と「個別の指導計画」を考案して適用する、5小学校の教科学習や学習環境と関連するような新たな保育活動を先行研究や外国の事例を参考としながら考案して適用する、の5点である。1年次では、13について達成することができた。2年次では、4と5を中心に研究を推進してきた。4の「個別の教育支援計画」と「個別の指導計画」については、2つの計画書を考案した。そして、研究モデル対象園に対してスクリーニングを実施し、発達障害等の見極めを行いながら特別支援の対象児を選定した。さらに、特別支援の対象児について、専門家チーム(関係機関)の協力を得ながら「個別の教育支援計画」と「個別の指導計画」を作成した。2年次は、特定の対象児だけの作成にとどまった。最終年度には、対象児全員に作成したいと考えている。5の小学校の教科学習や学習環境と関連するような新たな保育活動の考案については、米国の「幼稚園義務制度」を視察し、1年次のデンマーク「0学年制度」と合わせて、移行支援プログラムの参考とした。2年次の後半に移行支援プログラムの有効性を検討した。3年次には、この移行支援プログラムが効果的であることを研究したい。保育所・幼稚園内に「小学校移行支援研究プロジェクト委員会」を組織し、専門委員会の「プログラム開発チーム」と「指導実践チーム」を設定した。プログラム開発チームは、保育所・幼稚園に巡回相談を実施して、発達障害児等の特別支援児のスクリーニングを実施し、個別検査の実施・解釈し支援方法等を提示した。指導実践チームは、これまでの保育活動を検討し、デンマークやアメリカの先進研究を参考にしながら、小1プログレムを防ぐ移行支援プログラムとして保育活動40題材を考案した。主な内容は、「音楽、認知、運動、言語など」であり、その40題材についてモデル園で実践した。一方、保育士・幼稚園教諭に対しては、特別支援教育関連の研修講座(概論、アセスメント、理解と支援方法、指導計画作成など12時間程度)を企画し実施した。また、保育所・幼稚園でスクリーニングを実施しながら特別支援児を選定し、その特別支援児の個別の保育計画(個別の教育支援計画や個別の指導計画)を考案するとともに保育所・幼稚園に提案した。さらに、本研究の効果を検証するために、関係する保育士・幼稚園教諭、及び保護者を対象に小学校移行支援プログラムの内容についてアンケート調査を行ったり、小学校1年生での学習集中度、不登校傾向、いじめ発生傾向、学力偏差値、知能指数などを調査して移行支援プログラムの有効性を明らかにした。これらの結果は、学会や研究会等で公表しながら検討するとともに、『小1プロブレムを防ぐ保育活動』として出版し、保育所・幼稚園に配布した。

本研究の目的は、「小1プロブレム」の問題を改善するために、保育所・幼稚園から小学校への移行支援プログラムを開発することであった。その内容は、(1)接続カリキュラム(アプローチカリキュラム、スタートカリキュラム)、(2)小1プロブレムを防ぐ保育活動(40題材)、(3)特別支援教育の研修講座、(4)個別の支援計画であった。この4つを開発し実施した結果、小学校1年生において不適応の状況が減少し、移行支援プログラムの有効性が明確化された。本研究は、計画以上に進んでいる。上記に示した5つの具体的な取り組みは、ほぼ達成している。本研究の成果は、中間報告として、「日本特殊教育学会」「日本LD学会」「日本特別ニーズ教育学会」でのシンポジウムや、教育講演で発表することができた。また、研究対象モデル園も、本研究の研究成果から徳島県などの県外からの希望もあり、モデル園を加えて実施している。移行支援プログラムは、効果検証に入る段階である。特別支援教育本研究の5つの具体的な取り組みのうち、3年次(最終)では、4の「個別の教育支援計画」と「個別の指導計画」について特別支援対象児全員に作成することが目標である。これは、保育所・幼稚園や専門家チーム(関係機関)と協力を得ながら実施したいと考えている。さらに本研究では、当初考えていなかった移行支援プログラムの「効果検証」も、3年次で追加で実施する予定である。本研究を推進するために、大学、保育園、幼稚園とで「小学校移行支援研究プロジェクト委員会を設置することや6園程度を「研究対象モデル園」に選定することについては、予定通り委員会を設置し、7園のモデル園の協力を得ることができた。1園が増えたのは、県外(岐阜県)からの協力の申し出があったためである。このことは、山形県だけではなく、全国に波及していくための足がかりとなった。また、各モデル園のある自治体からは、地域で取り組んでいる幼児期からの特別支援教育システム構築について、「日本特殊教育学会」で研究成果(中間発表)として発信することができた。さらに、デンマーク国など世界の先進地域での取組も視察することができ、それが「保育プログラム」や「特別支援教育研修講座」に反映させることができた。このように、1年次に計画していたことが、全てにおいて予定通り進んでいる。当初、分析機器を購入する予定でありましたが、年度末に海外研究視察にいったため購入できず、残額が生じてしまいました。本研究の5つの具体的な取組のうち、1大学、保育園、幼稚園とで「小学校移行支援研究プロジェクト委員会を設置する、2山形県内の保育園・幼稚園の6園程度を研究対象モデル園とする、3「特別支援教育研修講座」の年間12時間程度の内容を考案し実施する、の3つは目標達成した。2年次以降は、以下のことに取り組む。4全員の特別支援児に対して、「個別の教育支援計画」「個別の指導計画」「個別の移行支援計画」を考案して適用することについては、1年次に特別支援児を選定したので、この園児全員に対して支援計画を作成していく。また、5小学校の教科学習や学習環境と関連するような新たな保育活動の開発については、7つのモデル園において、年長児の担任と連携しながら保育活動プログラムを開発していく。
神経伝達物質放出におけるNSF・SNAP・SNAREの役割

NSF・SNAP・SNARE複合体(20S複合体)はシナプス小胞と細胞膜の融合を促進するが、膜融合がどのような機構で起こるのかはまだよくわかっていない。Rothmanらのデモルでは、まずt-SNARE(syntaxin 1とSNAP-25)とv-SNARE(VAMP-2)が結合して小胞と細胞膜がドッキングし、次にこの複合体にサイトゾル由来のNSFとSNAPが結合する。そして、NSFによるATPの加水分解と共役して複合体が解離し、同時に膜融合が引き起こされるというものである。我々は、副腎髄質のクロマフィン細胞においてはsyntaxin 1とSNAP-25が細胞膜のみならず分泌小胞であるクロマフィン顆粒にも存在していることを見い出した。この発見は、局在性の異なるSNAREのドッキングによって小胞と膜との結合の特異性がもたらされているというSNARE仮説に根本的な疑問をいだかせる結果である。また、RothmanらのモデルではNSFとSNAPはサイトゾルから供給されることになっているが、我々はNSFが小胞にも存在し、それらのNSFはMg^<2+>-ATPが存在していても膜より遊離しない(すなわち複合体は分解しない)ことを見い出した。以上の結果から我々は以下の仮説を提唱した。NSFはSNARE以外のタンパク質と結合してシナプス小胞に存在しているか、SNAREと結合していてもそのATPase活性がなんらかの機構によって制御されている。小胞と膜とのドッキングは、SNARE以外のタンパク質によって媒介されて起こり、NSFによるATPの加水分解と共役して20S複合体が分解して膜融合が引き起こされる。
痴呆診断を目指した知的CADのためのSPECT/PETとMRI画像の融合

本研究では、SPECT画像とMRI画像を融合して用いるという独創的なアイデアに基づき、脳の萎縮が伴わずに血流が低下してる部位を抽出し痴呆性疾患の診断に役立てる計算機支援診断(CAD)の実現を目指して研究を行った。まず、このようなモダリティ融合CADの基礎となる画像処理手法とソフトウェアの開発を行った。そして、MRI画像を領域分割・ヒストグラムマッチング・位置合わせなどにより解析して正常人のSPECT画像を模擬したテンプレートを作成し、これと患者のSPECT画像の差分をとり正常人と比較して血流が低下している部位を抽出する手法とソフトウェアを開発した。また、処理結果の医師に分かりやすい表示法についても検討を行い、血流低下部位とMRI画像を合成した表示・表面投影と呼ばれる表示の2つの異なる表示法のソフトウェアを開発した。次に、筑波大学病院で痴呆性疾患と診断された6例の臨床データを処理し、医師による評価と類似の目的のために開発された3D-SSPと呼ばれる他の(有効性が確認されている)ソフトウェアとの処理結果の比較を行った。その結果、開発したソフトウェアの処理結果は全体的に医師が視覚的に見て捉える血流低下部位とほぼ一致し、3D-SSPによる処理結果との相関性も強いことが明らかになった。提案手法は、(1)類似の目的のために開発された従来のソフトウェアと比較して煩雑な正常人データベースの作成が不要であること、(2)同一患者のSPECT画像とMRI画像を用いるため脳形状の個人差を正確に考慮することが可能なこと、などの大きな長所を持つ。これらの成果は、国際会議論文2件と国内会議1件の論文として発表することができた。