hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
機能物質の動態と作用性の解析

オーキシン及び傷害によって誘導されるアミノシクロプロパンカルボン酸(ACC)合成酵素の研究において、今関はオーキシン誘導酵素と傷害誘導酵素は同一組織においても免疫化学的、クロマトグラフ的に異なる蛋白で両者は違った遺伝子の産物であり、発現遺伝子の選択が異った刺激で正確になされることを明らかにした。酒井はヤエナリ単離核においてオーキシン結合蛋白I及びII(ABP)がオーキシンの存在下でそれぞれ異った特有のmRNAを合成することを明らかにした。この結果は植物ホルモン作用を無細胞系で示した最初の成果である。さらに、ABPがRNAポリメラーゼIIと結合することを証明した。この結果はオーキシンが結合蛋白質、ポリメラーゼIIとの相互作用のもとに発現遺伝子を選択する可能性を示すものである。渡辺は緑葉老化に関係するcDNAクローン1の発現調節を追究し、フィトクロームは関与しないが光合成電子伝達が停止して糖濃度が低下すると発現することを明らかにした。老化と光合成との関係を遺伝子レベルで証明した最初の成果である。神阪は細胞壁内フェルラ酸の存在様式を明らかにし細胞壁伸展性との関係を詳細に調べ細胞加令と生長能力との関係を明らかにした。神谷はジベレリン活性の発現に必要な3β水酸化を触媒する酵素を高度に精製し、本酵素が3β水酸化のほかエポキシ化反応も触媒することを証明した。我彦は日本産アグロバクテリウムのT-DAN構造と植物癌誘起能との関係を調べ、植物ホルモン合成遺伝子周辺の挿入DNAが重要な要素となることを推定している。本研究において、植物ホルモン合成に関与する遺伝子と作用に関係する遺伝子の機能が特定され、それらの遺伝子の構造研究、発現制御領域の特定に至る道が開かれた。
精神発達遅滞児に対する言語・認知発達診断法の開発と実用化

1診断法の作成・開発とその標準化に関する調査研究(A)発達障害児の言語・認知・運動機能の発達の診断に役立つ、以下の諸テストを作成・開発し、2-8歳の年齢範囲の健常児に対して発達調査を実施し、精神発達遅滞児、学習障害児の発達診断の基礎となる標準資料を得た。( )の数値は、そのテストが利用できる年齢範囲を健常児の場合(つまり精神年齢の値)で示す。(a)絵画式語彙能力テスト(1)60語テスト(2-3歳)、(2)100語テスト(4-6歳)(b)文の産出テスト(4-6歳)(c)文の理解テスト(3-6歳)(d)言語調節機能テスト(3-6歳)(e)系列構成テスト(3-6歳)(f)記憶テスト(2-6歳)(g)系列・図形弁別テスト(2-3歳)(h)運動機能テスト(2-6歳)(i)言語的思考テスト(5-8歳)(j)像的・表象的思考テスト(4-8歳)(B)発達障害児(精神発達遅滞児、学習障害児)への諸テスト試行的診断中度精神発達遅滞児22名に対して、上記の(a)-(f)のテスト、学習障害児10名に上記の(a)-(f)と(i)-(j)のテストを試行的に実施した結果、これらの諸テストは、彼らの言語・認知発達の水準とその障害の特徴を診断・評価するの十分役立つことが明らかにされた。2対人・コミュニケーション行動の観察・分析手法の開発テストによって評価することができない重度の発達障害児のコミュニケーション行動を観察・録画し、その資料をパソコンで分析・処理するための装置を作成し、その分析のためのソフト・プログラムを開発した。3報告書「精神発達遅滞児に対する言語・認知発達診断法の開発と実用化」を、公刊した。1.診断法の作成・開発とその標準化に関する調査研究(1)これまで作成した諸テストを整備して、以下の診断用テストと検査手引を作成した。a)語彙テスト(1-3歳用、60語、カラー絵図版)b)語彙テスト(3-6歳用、180語、白黒絵図版)c)文の理解テスト(3-6歳用)d)運動機能テストe)系列構成テストf)言語調整機能テスト(2)第1次調査として、昭和62年1-3月に、東京、愛知地方の5幼稚園、保育園に通園している年少、年中、年長(3-6歳)児約150名を対象に、個別検査法で、上の6種の全ての検査を実施した。2.発達診断のための対人・コミュニケーション行動の観察・分析手法の開発(1)母親との自由遊び場面での子供のコミュニケーション行動を、健常幼児について、約延べ40時間、発達遅滞児について、約延べ30時間観察し、その録画資料を採録した。(2)また、その発話の文字化の作業を進めると共に、非言語的コミュニケーションを含めて、対人・コミュニケーション行動を分析するためのソフトプログラムの開発の作業を進めた。1診断法の作成・開発とその標準化に関する調査研究(a)語彙能力テストについての第3次調査:昭和61ー62年度に作成した語彙能力テストについて最終標準的資料を得るため、14の幼稚園、保育園の2ー6歳健常児約400名に対して個別テストを実施した。

(b)補充調査:諸テストについての健常児の標準的資料を完備するため、以下の補充調査行った。(i)言語調整機能テスト、系列構成テスト(3ー6歳約100名)、(ii)文産出テスト(4ー6歳児約80名)、(iii)記憶、系列構成、図形識別テスト(2ー3歳約30名)(c)精神発達遅滞児、学習障害児に対する試行的・診断実験諸テストがうまく発達障害児の発達水準、障害の特殊性を診断・評価できるかを確認するため、22名の中度発達遅滞児、言葉の治療教室に通う10名の学習障害児を対象に、開発した諸テストを用いて、試行的診断実験を行った。(d)調査資料の集計・分析:昭和61ー63年度の諸調査の資料を集計・分析した。2対人・コミュニケーション行動の観察・分析手法の開発昭和62年度までの資料を分析し、分析手法を確定した。3診断テスト、手引き集の作成語彙テスト、文産出テストについて100部を作成・印刷した。作成したテストの「テスト手引集」を100部作成・印刷した。4研究成果報告書「精神発達遅滞児に対する言語・認知発達診断法の開発と実用化」(B4、198頁)を作成、刊行した。
摘出保存肺の内皮細胞障害における接着分子・細胞骨・シグナル伝達経路に関する研究

肺傷害は活性化した好中球が肺血管内皮細胞に接着し、キサンチンオキシダーゼ(XO)を介して発生した活性酸素種によって細胞傷害を生じることを示した。一方、XOは好中球に存在せず、血管内皮細胞に多く含まれることからこの肺傷害が血管内皮細胞自体の活性化によって生じる可能性を追及することとした。摘出潅流肺の実験において、活性化好中球が肺血管内皮細胞の信号伝達系を介して肺血管内皮細胞障害を生じせしめるか否かを、protein kinase C(PKC)を阻害することによって確認した。この系ではPKC阻害剤が容量依存性に肺血管内皮細胞傷害を抑制することを示した。さらに、好中球を投与していない潅流肺にPKC作動薬を投与すると同様の肺血管透過性亢進を生じることを示した。一方、血管内皮細胞培養実験においては内皮細胞の蛋白に対する透過性を測定できないために、肺血管内皮細胞培養状態での細胞シートの上下での電気抵抗値を測定し、その変化を見ることによって血管透過性を代表すると考え、以下の実験を行った。ラットから摘出した肺血管内皮細胞を用い、コンフルエントとなった状態で電気抵抗(transendothelial electrical resistance:TER)を測定した後、各種の作動薬・阻害薬を使用し、電気抵抗の変化を経時的に測定した。DMSO(各種薬剤の溶媒)では電気抵抗は変化しなかったがPKC作動薬を加えると、容量依存性に電気抵抗値が低下することが示された。このことは摘出ラット肺での知見を補強するものである。また、血管内皮細胞のアクチンの染色を行ったところ、アクチンは正常状態で細胞周囲線維状に存在したが、PKC作動薬を投与することによって脱重合され細胞内を移動し、核周囲に集合することが確認された。即ち、血管内皮細胞が何らかの刺激で活性化されるとPKCを介してアクチン線維が脱重合を生じ、細胞の形態を変化せしめ、結果的に透過性が上昇することが示された。ラット摘出還流肺における濾過係数の測定法を用い、潅流液中に接着分子発現を規定しているシグナル伝達経路の阻害剤を加え,肺血管透過性の変化を測定した。この実験では好中球に機械的刺激を与え、細胞表面に糖蛋白からなる接着分子を表出させ、肺血管内皮細胞に接着させることにより血管内皮細胞の反応性変化を計測した。活性化好中球は摘出肺に注入されることで肺血管内皮細胞に接着し、肺微小血管透過性を亢進した。更にこの現象の最中にプロテインキナーゼC(PKC)の阻害剤を投与した。この実験で、血管内皮細胞の透過性亢進が抑制されることを確認した。さらに、PKCを直接活性化するPKCを投与することにより肺血管内皮細胞の透過性が亢進した。以上から好中球の活性化が細胞表面に糖蛋白を表出させ、それが引き金となって肺血管内皮細胞の透過性亢進を生じたと考えられた。この好中球の変化で最も重要な働きを持つと考えられるアクチンの重合変化を検討するために、FITC標識をしたファロイジンを用いて染色し、その変化を落射蛍光顕微鏡を用いて計測する予定である。一方、細胞遊走の計測が可能な内皮細胞培養システム、および遊走の計測法の確立を企図して、基本的な設備のセットアップ構築中である。今後、血管内皮細胞の培養システムを用い、内皮細胞・好中球上の接着分子の発現を測定する予定である。

また、内皮細胞上に存在する接着分子のリガンド、特にICAM-1が細胞内にシグナルを伝達することに関し、チロシンキナーゼの関与、またはG蛋白の関与が予測される。また、好中球の放出するカテプシンG等のセリンプロテアーゼ群の関与に関しても検討を加える予定である。平成11年度はラット摘出還流肺を用い濾過係数の測定を行った。濾過係数は、肺血管の透過性の指標であり、上昇すれば透過性が亢進(肺傷害・肺水腫)したことを示す。これら一連の研究は肺移植の際の急性・亜急性拒絶反応の病態を検討する際に有効である。本年度は、摘出肺のみにおいても血管内皮細胞のprotein kinase C(PKC)を活性化させることによって肺血管の濾過係数は上昇することを示した。このことは、これまで肺傷害においては重要とされていた好中球が存在しない条件下でも、肺傷害と同様の血管透過性の上昇が見られることがわかった。即ち、肺血管内皮細胞自体がさまざまな刺激によって変形等を生じ、細胞間の結合状況に変化を来たすことが示唆された。PKCの活性化がラット肺血管内皮細胞に直接及ぼす影響を検討するために、ラット肺微小血管内皮細胞(rat lung microvascular endothelial cells;RLMEC)を分離培養し、細胞層の表裏間の電気抵抗の変化を測定した。PKCを活性化させるためにPMA(phorbol 12-myristate 13-acetate)を投与すると細胞層間の電気抵抗は減少(透過性が上昇)することがわかった。この際にファロイジンを用いて細胞骨格のアクチンを染色すると、その重合が抑制されていることが示唆された。このことは、諸刺激が細胞内の信号伝達経路を活性化し、細胞骨格のアクチンの形態をコントロールすることによって細胞間結合を変化させ、ひいては血管透過性を亢進させると考えられた。平成12年度は血管内皮細胞層の電気抵抗を変化させる刺激(例えば高浸透圧刺激)を用いて細胞内の信号伝達経路をさらに詳しく検討する。また、アクチンの重合の程度を画像解析できるようにシステムを構築する予定である。肺傷害は活性化した好中球が肺血管内皮細胞に接着し、キサンチンオキシダーゼ(XO)を介して発生した活性酸素種によって細胞傷害を生じることを示した。一方、XOは好中球に存在せず、血管内皮細胞に多く含まれることからこの肺傷害が血管内皮細胞自体の活性化によって生じる可能性を追及することとした。摘出潅流肺の実験において、活性化好中球が肺血管内皮細胞の信号伝達系を介して肺血管内皮細胞障害を生じせしめるか否かを、protein kinase C(PKC)を阻害することによって確認した。この系ではPKC阻害剤が容量依存性に肺血管内皮細胞傷害を抑制することを示した。さらに、好中球を投与していない潅流肺にPKC作動薬を投与すると同様の肺血管透過性亢進を生じることを示した。一方、血管内皮細胞培養実験においては内皮細胞の蛋白に対する透過性を測定できないために、肺血管内皮細胞培養状態での細胞シートの上下での電気抵抗値を測定し、その変化を見ることによって血管透過性を代表すると考え、以下の実験を行った。ラットから摘出した肺血管内皮細胞を用い、コンフルエントとなった状態で電気抵抗(transendothelial electrical resistance:TER)を測定した後、各種の作動薬・阻害薬を使用し、電気抵抗の変化を経時的に測定した。
磁気微粒子を用いたマイクロ生化学素子の開発

磁気分離を伴うマイクロ生化学素子開発のための基礎研究を行った.モデル装置として,マイクロチャンネルを作成した.チャンネルの幅は200,400,800μmの3種類であり,シリコーンラバーの型成形技術を用いて作成した.本方法で作成した装置は透明であり磁気微粒子の挙動を顕微鏡により観察できる.また,分解して洗浄が可能なので磁気微粒子が詰まった場合にも対応できる.本システムを用いてマイクロ生化学素子内での磁気分離の基礎研究を行った.以下のような,磁気微粒子を用いた遺伝子診断のモデル系を用いて解析した.目的遺伝子をビオチンおよびFITCでラベルしたプライマーを用いて増幅し,アビジンを結合した磁気ビーズで捕集する.捕集したDNAをバッファーで洗浄後,制限酵素溶液を加え目的遺伝子を切断しFITCでラベルされた遺伝子を蛍光DNAシークエンサーを用いて検出した.比較的粒径の大きい粒子(2.8μm)を用いたため細いチャンネル内では詰まることがあったが,基本的には磁気微粒子の磁気捕集と洗浄はマイクロチャンネル内で可能であることが分かった.また,効率の評価はまだできていないが,マニュアル操作と同様にモデル系を実現可能であることが分かった.磁気分離を伴うマイクロ生化学素子開発のための基礎研究を行った.モデル装置として,マイクロチャンネルを作成した.チャンネルの幅は200,400,800μmの3種類であり,シリコーンラバーの型成形技術を用いて作成した.本方法で作成した装置は透明であり磁気微粒子の挙動を顕微鏡により観察できる.また,分解して洗浄が可能なので磁気微粒子が詰まった場合にも対応できる.本システムを用いてマイクロ生化学素子内での磁気分離の基礎研究を行った.以下のような,磁気微粒子を用いた遺伝子診断のモデル系を用いて解析した.目的遺伝子をビオチンおよびFITCでラベルしたプライマーを用いて増幅し,アビジンを結合した磁気ビーズで捕集する.捕集したDNAをバッファーで洗浄後,制限酵素溶液を加え目的遺伝子を切断しFITCでラベルされた遺伝子を蛍光DNAシークエンサーを用いて検出した.比較的粒径の大きい粒子(2.8μm)を用いたため細いチャンネル内では詰まることがあったが,基本的には磁気微粒子の磁気捕集と洗浄はマイクロチャンネル内で可能であることが分かった.また,効率の評価はまだできていないが,マニュアル操作と同様にモデル系を実現可能であることが分かった.
RNA四重らせん構造によるストレス顆粒の制御

細胞質に存在するストレス顆粒は、RNAの運搬、局在、蓄積、保護、分解など、RNAの運命を調節し、細胞が受ける様々な外部刺激に対応している。mRNAとタンパク質からなるストレス顆粒の特筆すべき点は、分子環境に依存した顆粒形成と解離の可逆性にある。しかしこれまでの研究では、ストレス顆粒の環境応答性と可逆性を生み出す分子機構は明らかではない。注目すべきことに、ストレス顆粒に含まれるタンパク質(顆粒タンパク質)はmRNA四重らせん構造に結合可能であり、さらに、ストレス顆粒に含まれるmRNA(顆粒mRNA)の多くは四重らせん構造を形成できる。この四重らせん構造は、環境応答能や可逆的多量体化能を有する。そこで本研究では、顆粒mRNAが形成する四重らせん構造の環境応答性およびmRNA四重らせん構造と顆粒タンパク質の相互作用を、細胞を模倣した分子環境で定量解析し、mRNA四重らせん構造の分子環境依存的構造変化とストレス顆粒のダイナミクスの相関を化学的に解明することを試みる。最終的には、外部刺激や細胞内環境因子でmRNA四重らせん構造を調節し、ストレス顆粒の合理的制御を目指している。これまでの研究から、顆粒形成のモデル実験系を、オリゴ核酸(RNA及びDNA)とペプチドを用いて構築することに成功した。核酸鎖の塩基配列と二次構造を系統的に設計して、顆粒形成能を検討したところ、四重らせん構造を形成する核酸鎖のみが顆粒を形成することが示された。同時に、mRNA四重らせん構造を選択的に結合する光増感剤を見出した。この化合物に光を照射することで、標的とするmRNAを選択的に切断することも可能となった。さらに、活性酸素が細胞内で産生されることで、ストレス顆粒が形成され、顆粒内に四重らせん構造と顆粒のマーカータンパク質が共局在することも確認できた。ストレス顆粒形成を詳細に解析するために、試験管内でモデル系の構築を進めた。RNAとしては、天然に存在するmRNAの四重らせん形性部位を用いた。タンパク質として、顆粒タンパク質名で四重らせん構造と結合すると考えられているRGGドメインを含むモデルペプチド(RGGペプチド)を設計・合成した。種々の四重らせん構造形成RNAとRGGペプチドと混合することで、濁度が増大したことから、液液相分離現象が引き起こされ顆粒が形成されることが示された。興味深いことに、RNAのみならず四重らせん構造を形成するDNA鎖においても顆粒形成が確認された。一方、四重らせん構造を形成しない核酸鎖(RNA及びDNA)では顆粒形成が観測されなかった。さらに、四重らせん構造を安定化させる分子環境においては、顆粒形成が促進されることも確認された。これらの結果から、顆粒形成における四重らせん構造の重要性がモデル実験系において確認された。これらの進捗は、当初の研究計画をほぼ完全に達成しているといえる。さらに、細胞のストレス応答機構として形成されるストレス顆粒を惹起するために、細胞に導入した光増感剤(光照射によって活性酸素を発生させる化合物)と光照射による活性酸素の産生が有用であることが確認できた。また、光照射によって活性酸素非依存的に、mRNAが形成する四重らせん構造を選択的に破壊する方法も構築できた。本方法を用いることで、細胞内外において顆粒内の四重らせん構造を破壊し、顆粒形成を阻害することが可能になると期待される。研究初年度に構築した試験管内で構築したモデル実験系を用いて、核酸鎖の構造とその熱力学的安定性と顆粒形成の相関を検討する。研究計画に沿って、顆粒の制御方法として、細胞内環境因子の顆粒形成に及ぼす効果を系統的に調査する。環境因子以外にも、四重らせん構造に対するリガンドや、相補鎖などを用いて、四重らせん構造を変化させて、顆粒形成を合目的的に制御する方法を構築する予定である。また研究初年度には、細胞内での顆粒形成を惹起する方法と可視化する方法も構築できた。この方法を用いて、細胞内での顆粒形成を観測し、試験管内モデルで得られる結果と比較する。これにより、モデル実験系の精密化と、細胞内での顆粒形成制御方法の構築を試みる。特に、RNAの四重らせん構造と構造・配列選択的に結合できる光増感剤を同定することができたことから、光照射による顆粒形成の合目的的制御が可能になると期待される。

最終的には、外部刺激や細胞内環境因子でmRNA四重らせん構造を調節し、ストレス顆粒の合理的制御を目指している。これまでの研究から、顆粒形成のモデル実験系を、オリゴ核酸(RNA及びDNA)とペプチドを用いて構築することに成功した。核酸鎖の塩基配列と二次構造を系統的に設計して、顆粒形成能を検討したところ、四重らせん構造を形成する核酸鎖のみが顆粒を形成することが示された。同時に、mRNA四重らせん構造を選択的に結合する光増感剤を見出した。この化合物に光を照射することで、標的とするmRNAを選択的に切断することも可能となった。さらに、活性酸素が細胞内で産生されることで、ストレス顆粒が形成され、顆粒内に四重らせん構造と顆粒のマーカータンパク質が共局在することも確認できた。ストレス顆粒形成を詳細に解析するために、試験管内でモデル系の構築を進めた。RNAとしては、天然に存在するmRNAの四重らせん形性部位を用いた。タンパク質として、顆粒タンパク質名で四重らせん構造と結合すると考えられているRGGドメインを含むモデルペプチド(RGGペプチド)を設計・合成した。種々の四重らせん構造形成RNAとRGGペプチドと混合することで、濁度が増大したことから、液液相分離現象が引き起こされ顆粒が形成されることが示された。興味深いことに、RNAのみならず四重らせん構造を形成するDNA鎖においても顆粒形成が確認された。一方、四重らせん構造を形成しない核酸鎖(RNA及びDNA)では顆粒形成が観測されなかった。さらに、四重らせん構造を安定化させる分子環境においては、顆粒形成が促進されることも確認された。これらの結果から、顆粒形成における四重らせん構造の重要性がモデル実験系において確認された。これらの進捗は、当初の研究計画をほぼ完全に達成しているといえる。さらに、細胞のストレス応答機構として形成されるストレス顆粒を惹起するために、細胞に導入した光増感剤(光照射によって活性酸素を発生させる化合物)と光照射による活性酸素の産生が有用であることが確認できた。また、光照射によって活性酸素非依存的に、mRNAが形成する四重らせん構造を選択的に破壊する方法も構築できた。本方法を用いることで、細胞内外において顆粒内の四重らせん構造を破壊し、顆粒形成を阻害することが可能になると期待される。研究初年度に構築した試験管内で構築したモデル実験系を用いて、核酸鎖の構造とその熱力学的安定性と顆粒形成の相関を検討する。研究計画に沿って、顆粒の制御方法として、細胞内環境因子の顆粒形成に及ぼす効果を系統的に調査する。環境因子以外にも、四重らせん構造に対するリガンドや、相補鎖などを用いて、四重らせん構造を変化させて、顆粒形成を合目的的に制御する方法を構築する予定である。また研究初年度には、細胞内での顆粒形成を惹起する方法と可視化する方法も構築できた。この方法を用いて、細胞内での顆粒形成を観測し、試験管内モデルで得られる結果と比較する。これにより、モデル実験系の精密化と、細胞内での顆粒形成制御方法の構築を試みる。特に、RNAの四重らせん構造と構造・配列選択的に結合できる光増感剤を同定することができたことから、光照射による顆粒形成の合目的的制御が可能になると期待される。
生体内での関節液・髄液・血流のバイオイメージング

整形外科疾患の多くはその病態に血流や髄液、関節液などの流体が関与しているが、これまで生体内での流体計測研究は殆どなされていなかった。我々は発光酵素によるバイオイメージング技術と人工アルブミンを用いて生体内での流体や液体をリアルタイムに可視化する方法の確立を試みた。その結果、持続的な発光酵素の産生が可能な細胞動態のイメージングは実現性が高く、脊髄損傷後に浸潤する炎症細胞のバイオイメージングによって麻痺の予後予測法などを確立した。その一方で、一過性の化学反応で終わってしまう溶媒自体のイメージングは困難であった。本研究の目的は、バイオイメージングシステムを用いて生体内での髄液や血流、関節液を非侵襲的に可視化することである。これまでに我々は、発光酵素であるホタルluciferaseコンストラクトをレンチウイルスで移植細胞遺伝子に組み込み、移植後の細胞の移動や生存率を評価することに成功した。このコンストラクトとアルブミン発現ベクターを用いて、発光酵素と蛍光蛋白を付加した人工アルブミンの作成を試みた。分泌タンパク質発現システムであるLEXSY Expressionsystemを用いてアルブミンー発光酵素融合タンパク質として回収するために、目的コンストラクトを原生生物Leishmania tarentolaeの染色体へ導入し、発現コロニーのみを選択的に回収した。しかし培養液中での発現蛋白量は微量であり、発光基質を加えてもバックグランウド程度の発光強度しか得られなかった。これは発現タンパク質のフォールディングが酵素活性を阻害しているためと考えられた。流体を可視化するためには血液や髄液に豊富に含まれるアルブミンを担体とすることが望ましいため、引き続き人工アルブミンの作成を試みる。一方で、これまでのD-luciferinでは発光強度が弱く、生体内深部の可視化が困難であると考えられたため、従来型と比較して格段に発光強度が高いffLuc-cp156を組み込んだトランスジェニックマウスを入手した。このマウスは暗室中で目視にても個体発光が確認できるほど強度が高いため、汎用性が高いものと考えられる。本マウスの膝関節に発光基質を注入したところ、関節腔全体の発光が確認できた。本マウスの骨髄移植等を野生型マウスへ行い、引き続き血流や髄液の可視化を試みる。本研究は、バイオイメージングシステムを用いて生体内での髄液や血流、関節液といった液体の"流れ"を非侵襲的に可視化することを目的としている。しかし、細胞全体が発行酵素を分泌しているため、コントラストを調整しても流体の存在は確認できるものの、流れ自体は確認できなかった。本マウスの骨髄移植等を野生型マウスへ行い皮膚損傷や脊髄損傷を作成したところ、損傷部に浸潤した細胞群は同定可能であったが、細胞自体が発現する発光酵素に比較するとどうしても血清蛋白中のluciferase蛋白量が少ないため、細胞を除外した体液であれば短時間のイメージングは可能であるが、病態解析への応用には多くの課題が残存している。整形外科疾患の殆ど全ては、その病態発生・治癒過程に血流動態が深く関与する。関節炎や骨髄炎などの慢性炎症疾患、変性やヘルニアなどの圧迫病変による脊柱管狭窄症や脊髄症、骨折や外傷後の軟部組織治癒過程など、血流動態の詳細な把握は病態治療研究に重要である。さらに、薬剤投与研究に於いて効率的なDDSの開発には、血流、髄液流、関節液中での薬剤の組織浸透性把握や時空間的動態把握は必要不可欠である。しかし、臨床現場においては動静脈奇形などの特殊な疾患を除いては血流動態に注目する機会は少なく、基礎研究に於いてもin vivoでの血流や髄液流動態を可視化するツールが存在しないため、殆ど研究が行われていない。特に、関節液中での薬物動態把握は殆ど明らかになっていない。

本マウスを用いて、脊髄損傷急性期に浸潤する末梢循環細胞を定量化することで、損傷早期に脊髄損傷の予後予測が可能であることを明らかにした。今後は関節液のイメージングや髄液流のイメージングへと応用範囲を拡大して行く予定である。整形外科疾患の多くはその病態に血流や髄液、関節液などの流体が関与しているが、これまで生体内での流体計測研究は殆どなされていなかった。我々は発光酵素によるバイオイメージング技術と人工アルブミンを用いて生体内での流体や液体をリアルタイムに可視化する方法の確立を試みた。その結果、持続的な発光酵素の産生が可能な細胞動態のイメージングは実現性が高く、脊髄損傷後に浸潤する炎症細胞のバイオイメージングによって麻痺の予後予測法などを確立した。その一方で、一過性の化学反応で終わってしまう溶媒自体のイメージングは困難であった。人工アルブミンの作成には至っていないため、タンパク質担体としての発光酵素は作成できていない。一方、ff-Lucトランスジェニックマウスを入手し、骨髄移植を行うことで抹消血が光るキメラマウスの作成には成功した。本マウスを用いて、血流や出血自体のイメージングは可能であった。シャーレ上での流体のイメージングも問題なかった。ただし、血液中に於いても細胞成分と血漿成分では発光酵素の含有量に差が大きく、流体というよりは細胞イメージングの域をでていないと考えられる。医歯薬学関節液あるいは髄液単独でも発光は確認できているが、細胞と比較した際にはコントラストがつかないため、正常マウスへ細胞成分を除外した関節液あるいは髄液を注入し、イメージングを試みる。流体のイメージングは基質注入のみでは希釈されてしまうため、引き続き発光基質とアルブミンの人工タンパク質の作成を試みる。人工アルブミンの作成には至っていないが、ff-Lucトランスジェニックマウスを入手し、骨髄移植モデルも既に確立した。流体のイメージングは得られていないが、関節腔内への基質注入により、関節液のバイオイメージングは可能であったため。次年度使用額は当初予算との差額である。発光イメージングはXenogen社製IVISシステムを用いて行い、融合蛋白あるいは発光基質での希釈系列を作り、飽和する酵素と基質の量を決定したのちに、発光の強度ならびに持続時間の時系列を作成する。十分な発光量が確認されれば、シャーレ上に作成した流路に人工タンパク質を滴下し、至適な撮影時間と頻度を検討する。使用計画は特に予定していない。
低温廃熱起因水銀自然対流による液タービン駆動発電技術の開発

低温廃熱(≪100°C)の回生(発電)方法として、液対流によるタービン駆動発電を発案し、本研究にて理論的検証・設計・試作・実証を行った。高い運動エネルギーを得る為、当初、作動媒体として超高比重の「水銀」利用を想定した。理論計算から、低温域では「水銀」の対流速度が低く十分な運動エネルギーが得られない事が分かり、相変化(液体⇔気体)による強制対利用を発案した。低沸点・高比重な液体として「NOVEC」を探し、その特長の一つ「水に不溶」を活用した「NOVEC/水」の二分離液媒を創出した。設計・試作の装置により、この「NOVEC/水」を作動媒体とした超低温(≦80°C)液タービン駆動発電に成功した。昨年度は、EXCELによるFSを行い、申請時に作動媒体とした『水銀』では『液タービン駆動不可』を確認し、新たな作動媒体として『biphasic medium(NOVEC/水)』を創出した。また、装置試作を済ませた。本年度は、試作した液タービン発電器を用い、諸パラメーターが発電実効値に及ぼす影響を実験的に調べた。先ず、『低沸点NOVECの気化』『NOVEC蒸気泡ウエークに作動媒体同伴』『同伴作動媒体の高運動エネルギーにより液タービン駆動』『水と熱交換でNOVEC蒸気の液化』『水が系外と熱交換』、以上の想定機構通り、半永久的に発電可を示した。液タービン発電の実効値は、『冷却温度としてNOVEC沸点(34°C)を僅かに下回る30°C近傍』『作動媒体のNOVEC割合増』『NOVEC/低温熱源の伝熱促進』により向上する事を確認した。最適値については、理論的アプローチ先行がショートカットであり、『シミュレーター開発』など、今後も引き続き研究開発を進める。NOVECは『高価(1万円/L)』であり、減量の一試行として、試作装置のデッドスペースへ『ダミーフィラー(粘土)』を導入した。その結果、発電器としての性能を低下させる事無く『減量可能』を確認できた。また、本研究で開発した『液タービン発電』と『Team EXITが開発を進める他の廃熱発電技術群(熱電発電・圧電発電)』とを統合した『アセンブリー型発電器』を提案した。最後に、本研究成果を基盤に、中長期的なエネルギービジョンを示し、エネルギーサステイナビリティー具現のシナリオを提言した。本研究では、世界的/慢性的電力不足に対するソリューション提供に向け、未利用低温廃熱からの実用的/超小型発電システムの開発を目的とした。この目的の達成に向け、低温廃熱起因の液流をドライビングフォースとする液タービン駆動発電システムを考案し、その理論FSから設計/試作/試運転を進めた。申請時には、作動媒体として高モーメンタムを得るべく重液の水銀を選定した。簡便なEXCEL熱流体シミュレーションFSにて、水銀の自然対流により液タービン駆動に足る高モーメンタム創出は困難と得られ、高比重・低沸点媒体の相変化を利用する強制対流の利用を着想し、作動媒体として住友3M製Novec(沸点34°C・比重1.41・非水溶性)と水の二相流を選定した。液タービンの選定に難航し、結句、ダイソン社のミックスフローインペラー(タービン)を入手し、このタービンサイズに合わせ装置を設計/試作した。結果として、先ず、Novec/水の互いに混和しない二層液媒を用いる事で、EXCELにて試算した通り強制液流を発現でき、そのモーメンタムは水銀の自然対流を大きく超える値であった。次いで選定したタービンを4つ連結し、試作装置内に挿入・試運転したところ、外部負荷無き状況では想定通りの軸回転を得た。一方、回転軸に発電機を取り付け、更にオシロスコープによる発電量計測を試みたところ、加熱温度100°Cに於いて軸回転、つまり発電不能であった。この原因として、各タービンの回転軸の僅かなズレ、タービン同士のネガティブ相互作用が考えられ、光学レベルでの同軸化と、タービン間クリアランスの延長にて改修を進めている。若干の遅延があり、その理由は下記の通り。申請時に作動媒体として選定した水銀について、理論FSにて想定のモーメンタムが得られない事が判明し、媒体確定に時間を要した。また、研究費500万円の申請に対し若干の減額が有った為、その減分を液タービン設計・試作の外注を止める事で埋め合わせた。その為、液タービンに関し、自力的設計・試作と既存液タービン流用のダブルメジャーを並行した為、確定までに相当の時間を要した。その後、装置試作は順調に進み、試運転にまで至った。一方、外部負荷有り、加熱温度100°Cに於いて軸回転が得られず、現状、発電の状況にない。

これの原因は究明できており、最終年度となる平成25年度に平成24年度の遅れをカバーし、当初の予定は完遂可能である。試作した液タービン発電器は、外部負荷有り、加熱温度100°Cに於いて軸回転、つまり発電不能な状況にある。この原因は、4連結のタービンの回転軸の僅かなズレ、タービン同士のネガティブ相互作用と考えられ、各タービンの回転軸を光学レベルで同一とし、更に、タービン間のクリアランスを可能な限り長く取り、先ず、外部負荷有りの状況に於いて回転、つまり発電を具現する。次いで、諸パラメーターの出力(発電量)依存性を実験的に求め、理論的アプローチとの整合も検証しつつ、最適条件の明示を目指す。尚、パラメーターとして、次を想定する。1液タービン個数、2液タービンのクリアランス、3Novec/水割合、4加熱温度、5冷却条件(エントロピー排出)、6ドラフトチューブ形状・配置、以上。実験と理論の両アプローチにより支配的パラメーターを明示し、これらパラメーターの相関を次元解析・統計解析など数理科学的に究明する。これらより最適化のロードマップ/ストラテジーをまとめ、実用化に向かう。発電量の精密計測の為、購入済みデジタルオシロスコープのアップグレードが必要である。装置は完成しており、軽微変更(改修)の為の金属部材・アクリル部材に加え、作動媒体であるNovec、発表旅費、論文投稿、特許明細書作成費・出願料、報告書作成費、以上が主な研究経費である。これらを総計し、次年度研究費の70万円(+若干の残金)にて本研究開発の遂行は十分に可能である。
多重ゼータ値の代数的、幾何的研究

長年の懸案であったドゥリーニュ=伊原予想として知られていた、モチビックガロア群から射影直線から3点を除いた曲線の基本群の冪零完備化の自己同型群へ準同型の単射性がブラウン氏により解決されたがそのときに用いられたブラウン=ザギエの関係式についての考察を行った。これは単射性を示す際に帰納法の第一段階を与える等式でブラウン氏によってその等式がモチーフレベルで成立することは示されているがより直接的な証明を与えることが今後、アソシエータとの関係をはっきりさせる上で大切であると思われる。(1)その第一段階としてブラウン=ザギエ関係式が超幾何関数の関係式から得られるかという問題。(2)アソシエータから2^n32^m型の多重ゼータの母関数はどのようにして得られるか、という問題の二つを解決する必要がある。今年の始めにLi氏により(1)に関して実質的に必要な計算が比較的単純な形で得られた。その証明を見ると、これまでの関係式とはちがい一般超幾何関数のパラメータの数がかなり多いものが必要である。これについてアソシエータについて様々なオペレーションが必要となることがだんだんと明らかになってきた。その全貌がこの夏から徐々に明らかになってきており、現在必要な手法はほぼ整備された。当初、ブロック=クリスのモチーフの理論に現れる多重対数のモチーフ的解釈と多重ゼータ値の関係について詳しく研究することを目的としていたが、それを多重化したところでブラウンの結果から思わぬ方向に発展がみこめ、これについてアソシエータの関係式との関連について、まず一つ目の段階である部分をクリアできた。現在達成されていることはアソシエータがモチビックガロア群で生成されていることを示すところの最も始めの部分に対応する。この問題は未だに予想として残っており、今後は今得られている結果からさらに深めていく必要がある。1)正規化二重シャッフル関係式は多重ゼータ値のすべての有理数体上の関係式を導くと予想されているが、実際に大野-ザギエの関係式が正規化二重シャッフルからみちびかれることを証明した。このことは大野-ザギエの関係式の超幾何関数などを用いない、代数的な証明を与えている。(2)トーンハイムの二重ゼータ関数の交代類似に関する二つの関数関係式を証明した。このことにより、津村による特殊値公式の新しい証明が導かれる。また交代オイラー和で調和和を表わす明示公式をしめした。その結果いくつかの特殊値の明示公式を得た。(3)混合楕円モチーフに対応するホップ代数の関係式にどのようなものが存在するかという問題に関しては基本的な関係式が尖点形式の間の高次のチャウ群の交叉形式が関係しており、非自明な交叉数を持つ元が多く作られれば、それに対応して多くの非自明な関係式の存在が結論される。この交叉形式をより詳しく考察するために、ホッジ実現と関係しているドリーニュ・コホモロジーへの写像を考えその非消滅性などを考察した。そのために単数基準写像とL関数の特殊値との関係を表わすベイリンソン予想を証明した。(1)ガンマ級数の鏡影公式は正規化された二重シャッフル関係式から導かれることを証明した。実際これは二重ゼータ関数の制限和公式からの帰結である。その結果、正規化された二重シャッフル関係式から重みが偶数のオイラーの関係式を含む、ある評価公式が導かれる事を証明した。またLe-Murakami関係式も正規化された二重シャッフル関係式から導かれる。(2)多重ゼータ星値の双対に関する大野-金子予想を証明した、実際、この式を導く超幾何関数3F2の変換公式を導く。この変換公式をを用いることにより、ゼータ星値の与えられた重さ、深さ、高さにかんする和の母関数の差をガンマ関数で表すことができる。(3)3F3のある変換公式を用いることにより、indexがひとつだけ3で他が2の場合の多重ぜーた値のZagierによる評価公式の別証明を与えた。この評価公式はブラウンのホフマン予想の証明で重要な役割を果たす。(4)混合テイトモチーフに関して、Bloch-Krizの構成法でとくにpolylog motifの計算に使えるような理論に書き換えることをおこなった。これは木村氏と花村氏との共同研究である。3つ組みについて理論を構築すること、カレントの制限あるいはそれに代わる理論について研究した。主に抽象的な部分としてドラム次元とベッチ実現を解析的実現で比較する構造をもとに微分次数代数、すなわちDeligne代数と呼ばれる微分次数代数を構成して、その代数に関するバー複体が混合テイトホッジ構造を分類するホップ代数となることを用いて、サイクル微分次数代数からDeligne微分次数代数への代数準同型が存在するところから実現関手を構成した。その応用としてポリログ余加群に対するホッジ実現が実際に周期としてポリログが現れることをしめした。これはブロックとクリズの論文における不完全なてんを補ったものである。

(1)その第一段階としてブラウン=ザギエ関係式が超幾何関数の関係式から得られるかという問題。(2)アソシエータから2^n32^m型の多重ゼータの母関数はどのようにして得られるか、という問題の二つを解決する必要がある。今年の始めにLi氏により(1)に関して実質的に必要な計算が比較的単純な形で得られた。その証明を見ると、これまでの関係式とはちがい一般超幾何関数のパラメータの数がかなり多いものが必要である。これについてアソシエータについて様々なオペレーションが必要となることがだんだんと明らかになってきた。その全貌がこの夏から徐々に明らかになってきており、現在必要な手法はほぼ整備された。この分野で懸案であった双対公式に関する大野-金子予想ができたことは大きな進展である。また一連の重要な関係式が二重シャッフル関係式と超幾何関数の変換公式から得られていることがわかり、例えばブラウンのドリーニュ予想の証明に新しい解釈を与られることがわかった。これはおおきな進展である。当初、ブロック=クリスのモチーフの理論に現れる多重対数のモチーフ的解釈と多重ゼータ値の関係について詳しく研究することを目的としていたが、それを多重化したところでブラウンの結果から思わぬ方向に発展がみこめ、これについてアソシエータの関係式との関連について、まず一つ目の段階である部分をクリアできた。多重ゼータ値の一連の公式がモチーフ的に証明されるかという問題があるが、アソシエータ関係式はモチビックであることが知られているので、これはブラウンのドリーニュ予想の解決から一歩先の結果を導くことが期待される。この方面で一連の予想が解決される可能性がある。混合テイトモチーフとの関係から、その実現関手を厳密に定義することも今後の研究に欠かせないことである。そのためにも周期積分に現れる対数積分の収束性の確かめ、一般化されたコーシーの公式を正当化すること、moving lemmaを局所有限サイクルに対しておこなうことが当面の課題となる。現在達成されていることはアソシエータがモチビックガロア群で生成されていることを示すところの最も始めの部分に対応する。この問題は未だに予想として残っており、今後は今得られている結果からさらに深めていく必要がある。
lpr^<cg>,lpr及びgld異常リンパ球のリンパ節浸潤、転移機構の解明

CBAーlpr^<cg>/lpr^<cg>とCBAー+/+との間で相互の骨髄移植を行った。CBAーlpr^<cg>/lpr^<cg>→CBAーlpr^<cg>/lpr^<cg>ではリンパ節腫脹、自己抗体共に出現、CBAー+/+→CBAー+/+およびCBAー+/+→CBAーlpr^<cg>/lpr^<cg>では両者共に出現せず、CBAーlpr^<cg>/lpr^<cg>→CBAー+/+では自己抗体は出現しながら、リンパ節腫脹は出現しなかった。ところがこの最後の骨髄キメラの肝臓には異常リンパ球の浸潤が見られたので、それに腫脹前のCBAーlpr^<cg>/lpr^<cg>由来リンパ節を移植したら、有意な腫脹が見られた。このことより、リンパ節腫脹は骨髄より由来する異常リンパ球と異常リンパ節との相互作用により生ずることを明らかにした。そこで、lpr^<cg>、lpr、gld各々からの骨髄、リンパ節の組合せを作成し、レシピエントとして(CBA x C3H)F_1を用いてリンパ節腫脹の遺伝的規定について調べた。骨髄がlpr^<cg>/lpr^<cg>、lpr/lprどちらの場合でもlpr^<cg>/lpr^<cg>、lpr/lprのリンパ節を腫脹させたが、gld/gld、+/+のリンパ節を腫脹せさなかった。これに反してgld/gld骨髄はlpr^<cg>/lpr^<cg>、lpr/lpr、gld/gld、+/+のいずれのリンパ節をも腫脹させた。これにより、lpr^<cg>とlprとは骨髄およびリンパ節レベルにおける機能表現が同じであり、gldとは異なるものであることを明らかにした。これはlpr^<cg>とlprとのallelismを支持するものである。さらに、lpr^<cg>/lpr^<cg>骨髄を移植されたレシピエントにlpr^<cg>/+のリンパ節を移植したところ、軽度ながらも有意な腫脹を示し、ヘテロ接合lpr^<cg>はリンパ節レベルにおいてsemidominantに機能表現することを明らかにした。我々はまた、CBAーlpr^<cg>/lpr^<cg>とDDDーnu/nuとのintercrossにより、lpr^<cg>/lpr^<cg>.nu/nuの無胸腺ダブルミュ-タントマウスを作成し、それらへの胸腺移植も行い検討した結果、lpr^<cg>によるリンパ節腫脹や自己抗体産生などは胸腺依存性であること、その際の胸腺としては異常胸腺である必要はないことを明らかにした。我々はまた、CBAーlpr^<cg>/lpr^<cg>とDDDーnu/nuとのintercrossにより、lpr^<cg>/lpr

^<cg>.nu/nuの無胸腺ダブルミュ-タントマウスを作成し、それらへの胸腺移植も行い検討した結果、lpr^<cg>によるリンパ節腫脹や自己抗体産生などは胸腺依存性であること、その際の胸腺としては異常胸腺である必要はないことを明らかにした。
自己効力感醸成に注目したロボットセラピー実施法に関する研究

高齢の患者や施設入所者はADL機能の低下から思考・行動が消極的となり、さらにADL機能が落ちる負のスパイラルを生じて、そのまま廃用症候群に陥りやすい。運動機能の維持とともにメンタルなサポートが重要な対策である。本研究では、患者・施設入所者が主体的に人型や動物型のロボットとふれあうメンタルな環境を提供し、負のスパイラルを断ち切ることによりQOLの維持・向上を図るとともに、喫緊の課題になっている介護パワーの不足を補うことを目指している。具体的には、軽度の認知症高齢者を対象として、高齢者がロボットを操作するシステム、およびロボットをエージェントとして用いるシステムを開発し特養施設で効果を検証した。本研究は様々な原因で心身のリハビリテーションが必要な患者或いは高齢者施設入所者に対して効果的なリハビリプログラムを開発する研究である。特に、認知症をを抱える被験者に対して、Care giverの視点ではなくCare receiverの視点に立ったプログラム開発を工学者と医療者の協同でおこなうことが特徴である。被験者の足踏み動作による体重移動をロボットの歩行にリンクさせた歩行訓練システムの開発を前年度終了研究に引き続き実施し、体重移動が容易な立位のみならず車椅子利用者に向けた座位被験者に対しても可能なシステムとして整備した。目前のロボットを自らの足踏みで動かすという動作から被験者の自己効力感を引き出した。これらの結果はHandbook of Smart Homes, Health Care and Well-Being (Springer International Publisher)の一部にまとめて報告した。発話誘導プログラムの実施に使用する市販のコミュニケーションロボットについて検証した。本研究計画で導入予定の市販会話ロボットPalro(富士ソフト)は認知機能の低下した高齢者とは同期が取りにくいことが、予備的な導入をおこなった結果、現場の理学療法士から明らかにされた。そのため、他のロボットをも視野に入れて、言語聴覚士が単独で扱えるシステムの構築を目指すこととした。本研究は心身のリハビリテーションを必要とする患者或いは高齢者に対してロボットを介在させて効果的なリハビリプログラムを提供する研究である。特に、認知症を抱える高齢者に対して、Care giverの視点ではなくCare receiverの視点に立ったプログラム開発を工学者と医療者の協同でおこなうことを特徴として、計画2年目の研究を実施した。計画1年目の試行により、発話誘導プログラムの実施に使用する予定であった市販会話ロボットPalro(富士ソフト)は高齢者とは同期が取りにくいことが明らかになった。主な理由は、不明瞭な高齢者の発話認識率が低いためである。そこで、認識は介在者が行い、iPadの操作端末からロボットを介して高齢者との会話を試みた。的確な会話が可能になり、ある程度の成果が得られたが、介在者が高齢者の見通し範囲にいること必要がある。上記の結果を受け、計画2年目では当初計画を変更し、開発途上のエージェント型ロボットであるOriHime(オリィ研究所)を新たに導入した。介在者はネットワークにリンクしたエージェントを通じて高齢者の姿を見ながら会話することが可能となった。さらに、iPadに代えてiPodとインカムを導入することにより、介在者が目前の高齢者の他に離れた場所にいる高齢者に同時に対応できることを実証した。また、応用の一つとして、エージェントロボットからの発話にテキスト合成音を用いた腹話術型発話訓練のシステムを試作した。ロボット自身が発話していると認識させることにより、対人型の発話障害の回復訓練に役立つと考えている。計画1年目で市販のコミュニケーションロボットPalroの導入は延期したが、代替の会話ロボットOriHimeを2年目初頭に導入したため、本研究の目的から乖離することなく計画の遅延は最小限に留めた。本研究は、工学者と医療者の協同により、心身のリハビリテーションを必要とする患者或いは高齢者に対して、ロボットが効果的に介在するケア・プログラムを提供することを目的とする。計画時に発話誘導プログラムへの介入用に予定していた市販会話ロボットPalro(富士ソフト)は当初危惧していたように高齢者の不明瞭な発話認識率が低いことが分かった。期間中に認識率が改善されることは困難と判断し、計画2年目以降は、認識および発話を介在者が行いロボットはエージェントとして高齢者に対面する方法を採用した。そのためのロボットとして、開発途上のエージェント型ロボットであるOriHime(オリィ研究所)を新たに導入した。介在者はエージェント・ロボットを介して高齢者の姿を見ながら会話することが可能であり、タブレットなどの携帯端末とインカムを導入することにより、介在者が手の届く範囲の高齢者とともに離れた場所にいる高齢者に同時に対応できることが特養施設での試行により実証された。一方、ロボットを使う利点の一つである非日常性・刺激性を利用する観点から、テキスト合成音を用いた発話による腹話術型発話訓練システムも試行した。ロボット自身が発話していると認識させることにより、対人型発話障害の回復訓練にも役立つと考えられる。OriHimeは基本的にネットワーク型のロボットであるので、施設内での応用にとどまらず、介在者は施設外にいても良い。したがって、介在者をセラピストから高齢者の関係者(家族など)に置き換えることも可能で、高齢者の積極性を引き出す観点から有効な方法になり得る。そのための基礎実験として、埼玉県所沢市の特養施設入所者とパリ市の一般民家をつないだ介在を試みた。高齢者へのアイコンタクトに工夫の余地がみられたものの、臨場感の劣化は少なく、高齢者の介在システムとして応用可能なことが示された。

高齢の患者や施設入所者はADL機能の低下から思考・行動が消極的となり、さらにADL機能が落ちる負のスパイラルを生じて、そのまま廃用症候群に陥りやすい。運動機能の維持とともにメンタルなサポートが重要な対策である。本研究では、患者・施設入所者が主体的に人型や動物型のロボットとふれあうメンタルな環境を提供し、負のスパイラルを断ち切ることによりQOLの維持・向上を図るとともに、喫緊の課題になっている介護パワーの不足を補うことを目指している。具体的には、軽度の認知症高齢者を対象として、高齢者がロボットを操作するシステム、およびロボットをエージェントとして用いるシステムを開発し特養施設で効果を検証した。1申請計画からの減額分は加速度脈波計測装置用耳たぶセンサーの削除、消耗品類の圧縮により対応し、本体計画に影響しないような計画とした。2当初計画で計上した市販のコミュニケーションロボットPalroの導入は延期したが、代替の会話ロボットを決め、計画の遅延は最小限に留めた当初計画に沿って進めつつ、加えて、既に実施している国内高齢者施設での活動と同様な活動を海外研究協力者の研究施設(ケアハウス)でも実施する。エージェント型ロボットを用いた実験については、上記協力者と連携しつつ、海外に滞在する家族が入所高齢者と会話するシチュエーションを想定し、実証実験を行う。これらの検証を通して高齢者がロボットに対して感じる意識についての日欧比較も可能と考えている。人機械共生科学当初計画に沿って進めつつ、歩行訓練システムについては同じシステムを海外の研究協力者の研究室にも整備し日欧比較を試みる。この比較実験を通して高齢者がロボットに対して感じる意識についての日欧比較も可能と考えている。試用評価を行った上で導入することとして、エージェントロボットOriHimeの購入予定台数を減らし一部を次年度繰越としたため。初年度に購入予定であったコミュニケーションロボットPalroは会話の間合いが撮りにくく、現有の仕様では失語症患者等への適用が困難と予想されたため、導入を見合わせた。これに代えて、オリィ研究所の試作開発機OriHimeを導入することとした。導入決定が年度末に近くなったので、次年度納入として必要な予算を繰り越した。エージェントロボットによる入所者間の双方向コミュニケーション試行のために現有同型機と制御PCを導入し2チャンネル化する。平成27年度の年度始めにオリィ研究所のOriHimeを導入する。