hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
術中皮質脳波におけるセボフルラン濃度切替・高周波振動はてんかん焦点を推定可能か

てんかん焦点切除術においてもっとも症例数の多いのは側頭葉てんかんであるが,中でも海馬硬化・萎縮がなく外側皮質病変がある,あるいはMRI病変のない側頭葉てんかんの焦点切除術において,慢性頭蓋内脳波記録が不可能な場合に海馬切除の必要性を判断することは難しい.本研究ではセボフルラン(Sev)麻酔下のHFOが海馬切除判断のバイオマーカーになり得るかの検討をおこなった.対象:慢性頭蓋内脳波記録を行いMRIで海馬硬化・萎縮がない側頭葉てんかん9例(平均30.7±13.2歳).慢性頭蓋内脳波記録および切除手術時の開頭前にSev濃度0.5MAC,1.5MACそれぞれ10分間術中脳波測定を行った.慢性頭蓋内脳波記録で海馬傍回から発作時脳波パターンが出現した群(4例)と,出現なし群(5例)で1)徐波睡眠期2)0.5MAC 3)1.5MAC下で,海馬傍回のripple(80-250Hz), fast ripple(250-500Hz)の出現頻度を比較.結果:海馬傍回から発作時脳波パターンが出現した群で,0.5MAC下fast rippleが,発作時脳波パターンが出現しなかった群と比較して有意に高かった.また,発作時脳波パターンが出現しなかった群において,0.5から1.5MACに濃度上昇時のfast ripple増加率が有意に高かった.また,発作時脳波パターンが出現しなかった群において,1.5MAC下fast rippleが,徐波睡眠期fast rippleと比較して有意に増加.考察:てんかん原性が低いと考えられる群で,Sev濃度上昇によってfast rippleが増加したという結果は逆説的であるが,すでに低濃度Sevによってfast rippleが増加しておりそれ以上増加できない状態なのかもしれない.術中HFOは海馬切除のバイオマーカーになり得ると考える.平成28年度までに施行した難治性てんかんに対する焦点切除術のために慢性頭蓋内脳波記録および術中皮質脳波記録(セボフルラン0.5MAC10分間,1.5MAC10分間)を,high sampling周波数で記録できた症例は11例.内訳は内側側頭葉てんかん1例,外側側頭葉てんかん3例,前頭葉てんかん5例,後頭葉てんかん2例で,それぞれの症例において,慢性頭蓋内脳波記録によっててんかん発作起始域を同定した.術前に同定したてんかん発作起始域との関連,またセボフルラン濃度を変更した際のHFO出現部位,周波数の変化を確認している.これまで解析ができた症例から1限局性皮質形成異常およびてんかん原性を持つ脳腫瘍の症例(計3例)で,病変に接する電極から発作起始域が記録できた場合,慢性頭蓋内脳波記録で得たてんかん発作起始域と,術中皮質脳波記録中1.5MACの濃度において出現するHFOが一致する傾向があった.0.5MACではHFO自体出現しない症例があった.またripple(80-200Hz)がほとんどで,fast ripple(250-600Hz)は出現しない症例が多かった.2MRI陰性の症例では,慢性頭蓋内脳波記録で得たてんかん発作期始域に,術中皮質脳波記録中,HFOが出現しない症例が多く一定の傾向がなかった.これらのことから,てんかん原性領域を示している可能性が高いてんかん原性病変近傍から出現する術中皮質脳波上のrippleは,慢性頭蓋内脳波記録における発作期始域を推定できるかもしれない.しかし,MRI陰性の症例ではそもそも慢性頭蓋内脳波記録における発作起始域は,てんかん原性領域を推定できていない可能性があり,術中皮質脳波でもそれを推定することは難しい可能性がある.これらは少数のデータから得られた仮説であり,今後症例を増加させて解析を行う必要がある.症例数は順調に増加しているが,解析ができていない症例がある.またMRI陰性の症例では,一定の傾向がでず,解析対象から外すことを検討中である.難治性局在関連性てんかんに対する焦点切除術のために,慢性頭蓋内脳波記録および術中脳波記録(セボフルラン0.5MAC10分間,1.5MAC10分間)を,high sampling周波数で記録できた症例は平成30年4月末現在で17例となった.内訳は内側側頭葉てんかん1例,外側側頭葉てんかん6例,前頭葉てんかん7例,後頭葉てんかん3例.今年度も5例程度の上乗せが予想できている.慢性頭蓋内脳波記録中および術中脳波記録中の高周波振動high frequency oscillations(HFO)の出現電極を確認し,発作起始域との関連,慢性頭蓋内脳波記録と術中脳波記録との相違,またセボフルラン濃度を変更した際の出現部位,周波数の変化を確認している.spikeに関しては,とくに海馬におけるspikeの増加率は予想どおり有意に増加し,切除が必要かどうかの判定が可能である可能性を示唆するが,HFOに関しては,あきらかな頻度の増加を認めていない(有意な差はない).ただし,頻度の増加を認めないという所見自体が新たな知見であると考えられるため今後も解析を続行する意義はあると考える.また,周波数の増加を認める症例があり,この所見が,今後有益な切除非切除の判断材料になる可能性があると考えている.これまでは,日本光電社製の脳波計そを用いて視察的に解析をしていたが,前年度から,HFO解析のために,脳波解析ソフトウェアEMSEを導入して処理の迅速化を図っている.

新規に導入したEMSEにより,HFOの解析を開始しているが,どのような解析条件が最適か試行錯誤する必要があった.てんかん焦点切除術においてもっとも症例数の多いのは側頭葉てんかんであるが,中でも海馬硬化・萎縮がなく外側皮質病変がある,あるいはMRI病変のない側頭葉てんかんの焦点切除術において,慢性頭蓋内脳波記録が不可能な場合に海馬切除の必要性を判断することは難しい.本研究ではセボフルラン(Sev)麻酔下のHFOが海馬切除判断のバイオマーカーになり得るかの検討をおこなった.対象:慢性頭蓋内脳波記録を行いMRIで海馬硬化・萎縮がない側頭葉てんかん9例(平均30.7±13.2歳).慢性頭蓋内脳波記録および切除手術時の開頭前にSev濃度0.5MAC,1.5MACそれぞれ10分間術中脳波測定を行った.慢性頭蓋内脳波記録で海馬傍回から発作時脳波パターンが出現した群(4例)と,出現なし群(5例)で1)徐波睡眠期2)0.5MAC 3)1.5MAC下で,海馬傍回のripple(80-250Hz), fast ripple(250-500Hz)の出現頻度を比較.結果:海馬傍回から発作時脳波パターンが出現した群で,0.5MAC下fast rippleが,発作時脳波パターンが出現しなかった群と比較して有意に高かった.また,発作時脳波パターンが出現しなかった群において,0.5から1.5MACに濃度上昇時のfast ripple増加率が有意に高かった.また,発作時脳波パターンが出現しなかった群において,1.5MAC下fast rippleが,徐波睡眠期fast rippleと比較して有意に増加.考察:てんかん原性が低いと考えられる群で,Sev濃度上昇によってfast rippleが増加したという結果は逆説的であるが,すでに低濃度Sevによってfast rippleが増加しておりそれ以上増加できない状態なのかもしれない.術中HFOは海馬切除のバイオマーカーになり得ると考える.現在の症例数を維持して,解析対象を増加させる.MRI陰性の症例では,そもそも慢性頭蓋内脳波記録で発作起始域がてんかん原性領域を推定できていない可能性があり,解析対象から外す必要があるかもしれない.てんかん原性領域を推定できていると考えられるてんかん原性病変とくに限局性皮質形成異常,てんかん原性をもつ良性脳腫瘍のみを解析対象にしたほうがより有意義な結果がでる可能性があるかもしれない.その場合は対象症例が絞られるため,研究期間内に有意な結果が出ない可能性がある.今年度中に,現在までに蓄積した頭蓋内脳波記録を解析する.症例は予定どおり増加しており,統計解析は可能と考える.解析時間の確保が必要で,本研究に対するエフォートを増加させる.現在高周波振動は視察的に診断していて,客観性にかけるためより正確にデータを解析するために,現在あらたに高周波振動を解析するソフトを発注している.28年度の助成金280万円で足らず,29年度の助成金と併せて使用するため.脳波解析ソフトウェアEMSEが予定より安価で入手できたことと,次年度に脳波データを保存するためのNAS購入を予定している.28年度および29年度の助成金を合わせて高周波振動解析ソフトウェアの購入にあてる.
ホッカイエビの性転換年令の変動における漁獲の影響

本年度は,過去2年間継続してきた飼育実験と野外調査を全て終了させた。本年の研究目的は大きく(1)ニューヨーク州立大学での飼育実験と遺伝子解析,(2)網走市能取湖での野外調査,(3)ホッカイエビ個体群動態シミュレーションの3項目に分けられた。これらの結果を統合することで,以下のような結論が得られた。ホッカイエビの性転換年令が年毎に変動する理由としては,(1)成長量,(2)個体群の性比の変動が挙げられた。特に,性比を変動させる最も大きな原因は,大きな個体.(メス)だけを漁獲する手法(サイズ選択的漁獲)であった。飼育実験とDNAマイクロサテライト領域を用いた遺伝子多型解析を行った結果,性比変動に敏感に応じられるか否か(性転換のタイミング)には遺伝的な制約働いていることが示唆された。つまり,漁業によって,ホッカイエビ個体群の性比はオス過多の方向へ歪み,その結果,性比を調節するように早く性転換するメスが出現すること,そして,その性転換のタイミングには遺伝要因と環境要因の両方が関係していると結論付けられた。以上の結果は,漁業という人間活動が,漁獲対象種の生活史進化に密接に関係していることを示している。ホッカイエビの個体群動態を調べた結果,新規加入量はメス群(産卵母群)の量でおおよそ説明できた。しかし,捕食者魚類の現存量の変動が,ホッカイエビの現存量(産卵母群量を含む)を大きく変化させていることも示唆された。さらに,性比調節による早い性転換(メスの小型化)は,産卵母群の質の低下に影響する可能性が高かった。このことから,ホッカイエビ資源管理では,漁獲努力量を制限する資源管理よりも,産卵母群を一定量確保する管理策(産卵親魚量一定方策)の方が適していると考えられた。また,当該研究の発展型として,ニューヨーク州立大学において,産業有用魚Atlantic silversideを用いて実験を行い,サイズ選択的な漁獲が産卵母群の質を低下させることを明らかにした。本年度の研究の目的は,能取湖(網走市)での1.野外調査と2.飼育実験,さらに,アメリカでの3.飼育・遺伝子実験の大きく3つから構成された。1.能取湖での野外調査ここでは主にホツカイエビの1).個体群動態,2)個体群構造の変動における漁獲圧の影響を調べた。1).調査解析の結果,ホツカイエビの個体群の動態は,次世代の子供を産む雌の数と,0才個体の生存率によって大きく影響されることが示唆された。次年度に予定されているシミュレーションにより,より正確な変動の予測が可能になると考えている。2).漁獲圧の影響調査は2年前から継続しており,昨年同様,漁獲はホッカイエビ個体群の構造(性比・年令組成)にもっとも大きな影響を与えると考えられた。特に本年度の漁獲によってホッカイエビ漁業は深刻な事態に陥った。これまでの調査から漁期直前に資源動態を予測し,本年は禁漁が妥当とした。しかし,漁業が実行されてしまったため,エビ資源量は劇的に減少してしまった。これは,これまで私が行ってきた調査結果,およびそのデータの信頼性を裏付けることになった。来年度以降は,漁業者と協力し合い,資源回復計画を実践する。2.能取湖での飼育実験本実験ではホッカイエビの性決定機構の解明を目的としていた。実験は昨年度から継続しており,本年度秋に終了したところである。このエビの性決定には環境要因と遺伝要因の相互作用が示唆された。実験結果はDNA多型解析によって検証されるが,本年度は,その解析に必要となるマイクロサテライト領域を2つ特定(プライマーの作成)することができた。さらに3つ以上のプライマーを作成次第,DNA多型解析を行う。3.アメリカでの飼育・遺伝子実験平成14年の8月からニューヨーク州立大学のDO Conover教授の下で,上記実験解析の継続を行っている。

しかし,捕食者魚類の現存量の変動が,ホッカイエビの現存量(産卵母群量を含む)を大きく変化させていることも示唆された。さらに,性比調節による早い性転換(メスの小型化)は,産卵母群の質の低下に影響する可能性が高かった。このことから,ホッカイエビ資源管理では,漁獲努力量を制限する資源管理よりも,産卵母群を一定量確保する管理策(産卵親魚量一定方策)の方が適していると考えられた。また,当該研究の発展型として,ニューヨーク州立大学において,産業有用魚Atlantic silversideを用いて実験を行い,サイズ選択的な漁獲が産卵母群の質を低下させることを明らかにした。
曲率を持つ多燃料成分予混合火炎素面における選択拡散の効果

「曲率を持つ多燃料成分予混合火炎素面における選択拡散の効果」に関する研究は,コンピュータによる分子動力学的シミュレーション(MDS)に重点を置き,関連実験結果を用いて間接的検証を行った.従来のMDS法による研究は液体や固体を対象に行ったもので,ガス燃焼反応系に対するMDS法はまだ確立されていない.本研究では,まず,MDS法のガス燃焼反応系中への適用の際の相違点と,これらに相応するMDS手法の確立を試み,計算コードを開発した.このコードでは,1)同温度の液体に比べて,ガス分子同士の衝突頻度が少なく,衝突前後の分子位置変化が遥かに大きいことから,衝突の中間過程の力学的解析よりも,衝突前後の位置変化の情報がより重要となるため,フリーパスモデルを(サブモデルとして)採用した.2)衝突前後の位置変化が大きいため,固体や液体の場合より遥か大きな計算対象領域が要求され,分子数が十万個程度(温度・圧力により異なる)でも計算できるように独自の領域分割手法を考案した.3)火炎面(厚さ0.1mmオーダ)前後の温度差が大きいため,計算対象範囲内での温度勾配を考慮した.4)火炎面近傍での選択拡散における火炎凹凸の効果を解明するため,対象範囲は実際火炎面の凹凸の最小曲率半径(0.1mmオーダ)以上をカ-バした(2次元の場合,これを1.0×1.0mmとした).5)計算量が膨大なため,計算がいつでも継続できるように工夫した.このコードにより,a)初期温度,圧力の変化と,b)異なる炭化水素ガス,および,c)凹凸火炎面の幾何学的性質などによる,凹凸火炎面での選択拡散効果への影響をシミュレーションすることができる.3次元計算の場合,計算量が膨大であるため,現在,同コードをパソコンからワークステンショーンマシンに移植している段階である.「曲率を持つ多燃料成分予混合火炎素面における選択拡散の効果」に関する研究は,コンピュータによる分子動力学的シミュレーション(MDS)に重点を置き,関連実験結果を用いて間接的検証を行った.従来のMDS法による研究は液体や固体を対象に行ったもので,ガス燃焼反応系に対するMDS法はまだ確立されていない.本研究では,まず,MDS法のガス燃焼反応系中への適用の際の相違点と,これらに相応するMDS手法の確立を試み,計算コードを開発した.このコードでは,1)同温度の液体に比べて,ガス分子同士の衝突頻度が少なく,衝突前後の分子位置変化が遥かに大きいことから,衝突の中間過程の力学的解析よりも,衝突前後の位置変化の情報がより重要となるため,フリーパスモデルを(サブモデルとして)採用した.2)衝突前後の位置変化が大きいため,固体や液体の場合より遥か大きな計算対象領域が要求され,分子数が十万個程度(温度・圧力により異なる)でも計算できるように独自の領域分割手法を考案した.3)火炎面(厚さ0.1mmオーダ)前後の温度差が大きいため,計算対象範囲内での温度勾配を考慮した.4)火炎面近傍での選択拡散における火炎凹凸の効果を解明するため,対象範囲は実際火炎面の凹凸の最小曲率半径(0.1mmオーダ)以上をカ-バした(2次元の場合,これを1.0×1.0mmとした).5)計算量が膨大なため,計算がいつでも継続できるように工夫した.このコードにより,a)初期温度,圧力の変化と,b)異なる炭化水素ガス,および,c)凹凸火炎面の幾何学的性質などによる,凹凸火炎面での選択拡散効果への影響をシミュレーションすることができる.3次元計算の場合,計算量が膨大であるため,現在,同コードをパソコンからワークステンショーンマシンに移植している段階である.
イオン液体微小ゲートを用いたグラフェンの新規伝導現象の解明

グラフェンは炭素から構成される単原子層である。比表面積が大きいため、その性質は表面の状態から大きく影響を受ける。本研究ではグラフェン上に吸着した分子からの電子移動とそれによるフェルミ準位の変化を考察した。吸着分子のHOMO準位あるいはLUMO準位とグラフェンのフェルミ準位の大小関係によって電子の移動方向と蓄積可能なキャリア密度が決まることを定量的に明らかにした。また、吸着分子からの電子移動による電荷蓄積は、一般的な電界効果による電荷蓄積と比較して、微視的に見て不均一性が大きいという問題点を指摘した。グラフェンに高濃度のキャリアを蓄積させることにより、カイラル超伝導など未知の秩序状態が形成される可能性が指摘されている。イオン液体・グラフェン間で形成される電気二重層キャパシタを用いた電界効果は、高濃度のキャリア蓄積を実現する方法のひとつである。しかし、これまでの研究により、イオン液体ゲートのみではその現象を実現できる高濃度のキャリア蓄積が困難であることが明らかになった。そこで、これを補充する手段として、電子受容性/供与性分子をグラフェンへ吸着させることで、高濃度のホール/電子蓄積が実現できないかを調べた。従来、個々の原子あるいは分子とグラフェン間の電子移動過程については盛んに研究されてきたが、キャリア蓄積量が何によって決定されるかという問いに対する一般的な解答は無かった。我々は、分子の大きさ、置換基、対称性、酸化還元電位が異なる多数の分子をグラフェン上に蒸着し、その場で伝導測定を行うことにより、グラフェンへのキャリア蓄積過程を系統的かつ定量的に調べた。その結果、グラフェンと分子間の電子移動はグラフェンのフェルミエネルギーと電子受容性分子のLUMO準位(あるいは電子供与性分子のHOMO準位)の大小で決定され、分子の大きさや対称性等の相違は有意には効かないことがわかった。また、グラフェンの状態密度を考慮した簡単なモデル計算をおこない、グラフェン/分子間の電子移動がグラフェンのフェルミエネルギーを大きく変化させ、さらなる電子移動を妨げることを示した。分子が蓄積できる最大キャリア濃度は使用分子の酸化還元電位により評価可能である。本研究結果はWiley-VCH社のAdv. Electron. Mater.誌に掲載を受理された。イオン液体の電気二重層をゲート電極とする電界効果トランジスタには高濃度のキャリアを蓄積できる利点がある。しかし単層数層グラフェンでは状態密度が小さいことおよびその層状構造のために、効果的なキャリア蓄積ができないことを報告した。高濃度のキャリアが蓄積したグラフェンは、伝導率が増加し電極やキャパシタ材料としての利用範囲が広まるだけでなく、van-Hove点における電子相関と秩序状態を研究するための極めて興味深い研究対象となる。そこでイオン液体に替えて、分子吸着によるキャリア蓄積を試みた。前年度おこなった電子受容性分子に続いて、電子供与性分子を用いてグラフェンへの電子蓄積を定量的に評価した。その結果、電子移動がおこるためには分子のHOMO準位がグラフェンのフェルミエネルギーよりも高いことが必要であるが、このエネルギー差はグラフェンへの電子蓄積とともに小さくなり電子移動が抑制されるという電子移動モデルを実証できた。この結果は状態密度が小さいグラフェンへのキャリア蓄積は本質的に困難であり、van-Hove点における新規物性の発現のためにはエネルギーバンドの構造を変化させるなどの手段が必要であることを示している。分子によるエネルギーバンド制御の可能性を探るために、自己組織化単分子膜(SAMs)上にグラフェンを作製し、下層からのキャリア蓄積をおこなった。SAMsの末端基を選択することで、CF3基の場合はホールを、CH3基、NH2基の場合は電子を蓄積できることを確認した。続いて、分子吸着とSAMsとを用いて数層グラフェンの上下層からキャリア蓄積を行い、層の対称性を破ることで伝導特性が変化することを観測した。分子がつくる微視的な電場は、固体ゲートによる静電場と異なり空間的・時間的に変化しうるため、グラフェンー分子間の電子移動を利用して微視的に電子状態を制御できる可能性を示した。グラフェンにキャリアを蓄積させる方法として、吸着分子を用いる方法とイオン液体ゲートによる電界効果の方法とでは電子移動を伴うか否かの相違がある。分子とグラフェン間の電子移動の基本原理を明らかにしたことで、電子移動量すなわちキャリア蓄積量を定量的に評価する指針を得た。この結果は、グラフェンー分子複合系における新しい物性出現の探索と、グラフェンを基礎とする分子エレクトロニクスの展開に有意義である。また、本研究で行った議論は、グラフェンだけではなく半導体や一般の物質と分子間においても普遍的に成立するので、物理学・化学・生物学・工学等、様々な分野における電子移動が関わる現象に適用できると期待される。グラフェンと分子の複合系の研究をさらに展開し、数層グラフェンの上下層から分子を用いてキャリアを蓄積することで電子状態を制御する試みを行った。現時点では、分子と電界効果による2つのキャリア蓄積の方法の相違を明らかにする結果が得られている。これは、分子からの電子移動を利用して電界効果とは異なる伝導制御ができることを意味し、新しい分子エレクトロニクスの開拓が期待される。並行して、イオン液体ゲート印加の方法をグラフェン以外の物質、有機分子単結晶薄膜や無機層状物質を活性層とするFETへ適用し、これらの物質にキャリアを蓄積する有効な手段であることを示すことができた。本研究では、グラフェンをはじめとする2次元層状物質へのキャリア蓄積による新規物性を探索してきた。

イオン液体の電気二重層を用いた電界効果と並行して、分子吸着を用いた電子(またはホール)のドーピングをおこない、両方法で達成できるキャリア密度を定量的に見積もり、キャリア蓄積を決定する要因を明らかにしてきた。平成28年度はこれらの両方法の等価性と相違性をさらに詳しく調べた。2層グラフェンの両面から正負のゲート電圧を印加する電界効果と、両面から電子供与性/受容性分子を接するドーピング効果を比較した。電界効果では垂直電場が2層グラフェンに加わり、その結果、価電子帯と伝導帯にギャップが開くことが示されていた。しかしドーピング効果の場合には、バンド間にギャップが開くもの、逆にバンドの重なりが増えるもの、と異なる性質を示す試料が得られ、その違いが電子供与/受容性分子の配置に依存することを明らかにした。すなわち、垂直電界が生成するためには両分子がグラフェンを挟んで対称な位置に存在する必要がある。従来、電界効果とドーピング効果はキャリア蓄積に関して同一の効果を与えられると考えられてきたが、ドーピング効果の場合には静電ポテンシャルの空間的な不均一性がより顕著であることを示した。電界効果の場合であっても、極めて薄い電気二重層をゲートとして用いる場合には不均一性が問題になり、キャリアドープによる新規物性の発現に影響を与えることが示唆される。本研究の成果については論文作成中である。グラフェン以外の2次元層状物質については、半導体であるLaOBiS2へのイオン液体ゲートを用いた電子蓄積によって超伝導誘起の観測に成功した。また、トポロジカル絶縁体のフェルミエネルギーを制御して表面状態特有の伝導現象を観測した。このように、電気二重層によるキャリア蓄積の研究対象をグラフェン以外にも広げ、新現象の探索に努めた。グラフェンは炭素から構成される単原子層である。比表面積が大きいため、その性質は表面の状態から大きく影響を受ける。本研究ではグラフェン上に吸着した分子からの電子移動とそれによるフェルミ準位の変化を考察した。吸着分子のHOMO準位あるいはLUMO準位とグラフェンのフェルミ準位の大小関係によって電子の移動方向と蓄積可能なキャリア密度が決まることを定量的に明らかにした。また、吸着分子からの電子移動による電荷蓄積は、一般的な電界効果による電荷蓄積と比較して、微視的に見て不均一性が大きいという問題点を指摘した。イオン液体ゲートの特徴として、(1)高濃度のキャリア蓄積が可能である、(2)微小領域にゲート電圧を印加できる、の2点を研究提案書に挙げた。当初の研究計画では(2)の特徴を利用した、イオン液体微小ゲートを用いたグラフェンの新規伝導現象の研究を進める予定であったが、これまでの研究を継続、発展させるため、本年度は(1)に関わるグラフェンにおける高濃度キャリア蓄積の可能性を追求した。本研究は、吸着物質とグラフェン間の電荷移動の原理を明らかにし、どのような原子・分子をグラフェンに吸着させれば、より効率的に電荷移動ができるかという問題を解決し、それらが蓄積できる最大のキャリア量を評価する方法を見出した。
情報ネットワ-クを考慮した都市システム非線形動学シミュレ-ション

本研究の目的は,高度情報化社会の進展にともなう経済・社会環境の変化,すなわちINSに代表される新しい情報・通信ネットワ-クの完備により,双方向同時平行的ディジル処理化,光通信などのコンピュ-タ通信の発達,AIなどソフトウェア技術に支えられた情報通信機器の有機的な結合による分散的ネットワ-ク管理システムの発達が,個性化する価値観と相挨って新しく展開しつつある都市化過程に及ぼす影響を解明することである。土地市場および会社勤務と在宅勤務(telecommuting)に分化した労働市場の同時均衝と,交通と情報ネットワ-クとの間の代替・補完関係を考慮した非線形の都市システムシミュレ-ションモデルを開発し,勾配法,模索過程を組み込みんだシミレ-ションアルゴリズムを開発し、さらに解析のためのEWS上でのグフフィック環境を開発した。高度情報化社会の基盤ともなる情報通信システムが我々にとって日常的なコミニュのケ-ション手段のひとつとして定着するにつれ,大都市の人口集中と車社会がもたらした交通混雑,とくに通勤時の異常というまでの混雑は,空間を占有し物的移動を必要とする交通ネットワ-ク依存型の通勤から,大容量かつ高速な情報移動を利用した通信ネットワ-ク依存型のテレコミュ-ティングへの移行により緩和されることが期待できる。そればかりでなく,通勤時間の減少から余暇が増え,貨幣所得の増加に伴い住宅スペ-スも広がる。また,在宅勤務ヘピグ-型補助金を支出すると混雑を緩和するばかりでなく,大都市の持つ規模・集積の効果を享受しながら都市における住環境を改善し,ライフスタイルにも変化を与えつつ,我々はさらに豊かになるだろう。他方,交通基盤の改善は,通勤時間を減少させるが,より長距離勤を助長し,混雑をますます増加し,都市生活を圧迫する。この意味では,情報ネットワ-クと交通ネットワ-クは代替的である。国際情報通信ネットワ-クの発達は,もしもこれを大都市における企業群のみが活用できるとすれば,かえって経済活動の限られた地域への集積を促進することなる。このフェイズでは,交通と情報は補完関係になる。自立する地方都市の存在のためには,情報集積ポテンシャルばかりでなく,国際ネットワ-クへのアクセス利更性が重要な鍵となる。情報化の進展にともない,都市における情報ネットワ-クの利用は今後益々高度化することが予測される.今年度の研究では,都市内産業・就業構造が分化,変遷するなかでの,人的流動を支える交通ネットワ-クと高度情報通信ネットワ-クとの間の代替性(競合性)と補完性が都市システム,都市就業構造,労働環境,居住環境,交通混雑,余暇生活時間,地価の空間分布,所得(の空間的)分布に与える影響を分析するための非線形都市システムシミュレ-ションモデルとそのシミュレ-ションアルゴリズム,およびシミュレ-ション結果を分析するためのEWS上でのグラフィックソフトを開発した.在宅勤務の賃金率は会社勤務の賃金率より当初は低いものと予想されるが,にもかかわらず情報インプットを利用する在宅勤務により,郊外居住者の通勤は減少する.また,フレックスタイム制の導入によっても通勤量は減少する.会社勤務に混雑税,在宅勤務に補助金を課すと,都市はコンパクトになり,都市全体の便益(都市住民の効用+企業利潤)は増加する.しかし,居住スペ-スはむしろ小さくなり,住環境は低下する.他方,余暇および貨幣所得は増加する.また,混雑税,補助金によって地価の空間的高低差は拡大する.

これに対して,フレックスタイム制を導入すると,通勤量,通勤時間は減少し,地価は全体的に減少する.などの定性的結果が得られている.次年度の課題としては,交通サ-ビスの価格,情報サ-ビスの価格の内生化,複数都市システムでの同様の解析を展開することである.今年度は,(1)人的流動・物的流動(キャッシュ・フロ-)を支える交通・物流ネットワ-クと高度情報通信ネットワ-ク(インテリジェンス・フロ-)との間の代替性(競合性)と補完性,(2)高度情報化が進展するなかで,大都市の規模・集積の効果,メリットはどのようなフェイズで形成され,変容していくのか,(3)高度情報化技術の発達は,東京以外の国際的自立型都市の発達を促すか否かに焦点を絞って研究を進めた。混雑現象を内生的に組み込んだ都市システム非線形シミュレ-ション(以下単にシミュレ-ションと呼ぶ)・モデルを開発し,都心業務地区の企業での「在宅勤務(telecommuting)」システムの浸透が通勤混雑緩和に与える効果を分析した。また,経済活動の大都市への過度の集積によるデメリットを是正する混雑税,補助金システムを分析し,その効果をシミュレ-ションにより解析した。来る高度情報化都市では,情報通信技術とネットワ-クの普及が都心に集中するオフィスの労働生産性や郊外住民の生活・労働環境に様々なインパクトを与えるであろう。企業内LANなどの発達は,オフィス労働の生産性を高め,都心に立地するオフィスへの労働力の集中を促し,交通ネットワ-クと補完的な役割を果たす。これに対して,WANやコンピュ-タ・ネットワ-ク等を利用した広域情報通信システムの発達は,郊外住民にオフィス勤務を在宅勤務へと転換させ,交通混雑を緩和する。広域情報通信システムは,交通ネットワ-クと代替的な役割を演じる。情報通信システムの発達によって,貨幣所得,余暇し住宅空間は増加し,住民の生活環境は改善する。交通ネットワ-クの改善は通勤時間を減少させるが,より長距離通勤を助長し,交通混雑をさらに悪化させる。混雑税の導入は,長距離通勤を減少させ,郊外化を抑制し,住宅空間を減少させる。他方,在宅勤務に補助金を支出すると,長距離通勤は減少し,住宅空間は拡大し,都市は拡大する。結果として,生活環境は改善され,より高位の最適化を実現することができる。住宅勤務が高度に発達した高度情報化都市では,集中がもたらす不利益を補助金で是正し,生活環境を改善しながらその利点を享受することができる。通信衛星を利用した国際的通信ネットワ-クの発達は,東京,ニュ-ヨ-クなどの情報集積都市へのアクセス利便性を高め,他方都市存続のための競争力を高めるものと期待できる。などの結果が得られている。これらを日本地域学会,太平洋国際地域学会で発表し,また『地域学研究』,Papers in Regional Scienceなどの専門誌に掲載した。
新しい吸入麻酔薬の喘息重積発作緩解作用

63年度に本研究あてに支給された科学研究費補助金(200万円)の内、設備備品費支出は1,295,500円で主として摘出気管平滑筋の張力測定システム(恒温槽、アンプ、トランスデューサー等)の拡充に当て、ロイコトリエンの血中濃度測定は外注とした。消耗品費は計535,752円で混合ガス、吸入麻酔薬、モルモット、サンプリング用インジケーター等に充当した。調査ならびに研究打合せ旅費は169,980円であり、以上を総計すると2,001,132円となり、不足学(-1,132円)は預金利息で充当された。研究成果に関しては、in vitroで各種吸入麻酔薬特にセボフルレンが、ロイコトリエン誘発性気管平滑筋に対し有意な弛緩作用を示し(雑誌、J.Anes thesiaの投稿中)臨床応用への有用性が示唆された。しかしICU収容喘息患者の血中ロイコトリエンは測定時期や手技にも難しい問題があり、血中濃度と重積発作との相関関係は得られなかった。しかも、吸入麻酔薬使用によるロイコトリエン濃度の低下傾向はつかめなかった。以上結論的にはin vitroとin vivoでの研究結果に一致がみられず、当初の目的を満足する成績とはならなかった。おそらく臨床的には喘息発作時の病態は必ずしもSRS-Aに起因するものではなく、多彩であることが最大の理由として挙げられる。今後は気道の上皮の果たす役割について、EDRF (epithelium derived relaxing fac tor)の関与を中心に引き続き気道攣縮発作のメカニズムを明らかにしていくつもりである。
ホヤ幼生の筋肉、脊索、中枢神経系の形成過程における細胞分化と細胞周期制御の相関

2011年度は2010年度に引き続き、ホヤ幼生の内胚葉および間充織細胞における増殖継続のメカニズムの解明を目指した研究を行った。2010年度までの研究において、bHLH-LZ型転写因子であるユウレイボヤMyc(Cs-Myc)が幼生の内胚葉および間充織細胞の増殖の継続に必要であることを示してきた。2011年度では、より詳細な解析を進めた。まず、リアルタイムPCRを用いた解析を行い、Cs-Mycが細胞周期の進行を制御する因子であるCs-CyclinB,EおよびCs-CDK1,2/3,4/6の胚性の発現を制御することによって内胚葉および間充織細胞の増殖継続に関与しているということを明らかにした。哺乳類やハエにおいて、MycはCyclinおよびCDKの発現を制御することが報告されている。今回の解析により、ホヤにおいてもそのメカニズムが保存されていることを示すことが出来た。次に、Cs-Myc機能阻害胚において、細胞増殖が停止した内胚葉および間充織細胞が細胞周期のどの位相で増殖を停止しているのかを確かめるために、細胞周期の挙動をリアルタイムに観察することが出来る蛍光プローブFucciを用いた解析を行った。その結果、Cs-Myc機能阻害胚において、内胚葉および間充織細胞はどちらもG2期で細胞増殖を停止していることを明らかにした。これらの結果から、Cs-MycがG2/M期の移行に必要であることが分かった。哺乳類の細胞では、多くの場合、MycはG1/M期の移行に必要であることが報告されている。本研究で得られた結果はそれとは異なっており、発生生物学、進化学的に非常に興味深い。現在は、内胚葉および間充織細胞におけるCs-Mycの発現を制御するエンハンサー領域を同定する解析を進めている。これまでに、Cs-Mycの上流900bpの配列内に、内胚葉および間充織細胞における発現を活性化するエンハンサー領域が含まれていることが分かった。今後はさらに詳細な解析を進め、内胚葉および間充織細胞の増殖継続のメカニズムの全体像を明らかにしていきたい。本研究では、まず初めにホヤ幼生の脊索、筋肉前駆細胞および神経板細胞の細胞分裂パターン(分裂の回数とタイミング)の追跡方法の確立とその記載を行う計画であった。2009年度は、脊索、筋肉前駆割球に関しては、予定通り蛍光色素DiIを用いた標識実験および単離割球部分胚の核染色による追跡方法を確立した。また、この実験系を用いて、単離割球部分胚における細胞分裂パターンが正常胚中のものと同一であることを明らかにし、脊索、筋肉の細胞分化に伴う増殖停止は細胞自律的に制御されていることを示した。一方、神経板細胞に関しては、2008年度から、沖縄科学技術研究基盤整備機構・マリンゲノミクスユニット(代表研究者:佐藤矩行博士)が中心となり、ホヤ幼生の中枢神経系の神経細胞(約100個)を網羅的に記載するプロジェクトが開始されたため、本研究において神経板細胞の細胞分裂パターンを記載することは中止し、彼らと連絡を取りつつ、彼らの記載の終了を待って、それ以降の研究に取り組むことにした。その代わりに、2009年度は間充織と内胚葉に関する研究を行った。ホヤ幼生を構成する組織の多くは、尾芽胚中期頃までに細胞増殖を停止するが、成体の中胚葉組織、内胚葉組織のそれぞれを構成する幼生の間充織と内胚葉は、胚発生期、幼生期、変態期を通じて細胞増殖を継続している。そこで、幼生の間充織と内胚葉に焦点を当て、特殊化された前駆細胞における細胞増殖を継続するための細胞周期制御機構の解明を目指した。幼生の間充織、内胚葉の増殖継続に関与する候補として、bHLH型転写因子であり細胞増殖の正の制御因子として知られるMycに着目した。ユウレイボヤMyc(Cs-Myc)は間充織と内胚葉の前駆細胞で神経胚期以降に胚性の発現を示し、モルフォリノを用いた翻訳阻害実験を行った結果、Cs-Mycが幼生の間充織と内胚葉の増殖の継続に必要であることを明らかにした。2010年度は、ホヤ幼生の間充織、内胚葉における増殖継続のメカニズムの解明を目指した研究を行った。2009年度の研究において、bHLH-LZ型転写因子であるユウレイボヤMyc(Cs-Myc)が幼生の間充織と内胚葉の増殖の継続に必要であることを示していたが、2010年度ではさらにその解析を進めた。まず、Cs-Mycは間充織、内胚葉の細胞増殖を制御するが、これらの組織の特殊化には必要ではないことを明らかにした。次に、アンチセンス・モルフォリノオリゴを用いた翻訳阻害実験を行った結果、Cs-Mycの間充織と内胚葉における胚性の発現は、それぞれの組織の特殊化においてキーとなる転写因子であるCs-Twist-like1およびCs-Lhx3bによって制御されていることを明らかにした。つまり、Cs-Twist-like1とCs-Lhx3bは、間充織、内胚葉の特殊化、およびCs-Mycを介した細胞増殖の継続という2つのイベントに必要であるといえる。

また、Cs-Mycが、細胞周期の進行を制御する因子であるCs-CyclinA, B, D, EおよびCs-CDK1,4/6の、間充織と内胚葉における胚性の発現を制御することによって、間充織と内胚葉の細胞増殖の継続に関与しているということも明らかにした。2011年度は、Cs-Twist-like1とCs-Lhx3bによりCs-Mycの発現が制御される仕組みと、Cs-MycによりCs-CyclinA, B. D, EおよびCs-CDK1,4/6の発現が制御される仕組みの詳細を明らかにしていきたい。2011年度は2010年度に引き続き、ホヤ幼生の内胚葉および間充織細胞における増殖継続のメカニズムの解明を目指した研究を行った。2010年度までの研究において、bHLH-LZ型転写因子であるユウレイボヤMyc(Cs-Myc)が幼生の内胚葉および間充織細胞の増殖の継続に必要であることを示してきた。2011年度では、より詳細な解析を進めた。まず、リアルタイムPCRを用いた解析を行い、Cs-Mycが細胞周期の進行を制御する因子であるCs-CyclinB,EおよびCs-CDK1,2/3,4/6の胚性の発現を制御することによって内胚葉および間充織細胞の増殖継続に関与しているということを明らかにした。哺乳類やハエにおいて、MycはCyclinおよびCDKの発現を制御することが報告されている。今回の解析により、ホヤにおいてもそのメカニズムが保存されていることを示すことが出来た。次に、Cs-Myc機能阻害胚において、細胞増殖が停止した内胚葉および間充織細胞が細胞周期のどの位相で増殖を停止しているのかを確かめるために、細胞周期の挙動をリアルタイムに観察することが出来る蛍光プローブFucciを用いた解析を行った。その結果、Cs-Myc機能阻害胚において、内胚葉および間充織細胞はどちらもG2期で細胞増殖を停止していることを明らかにした。これらの結果から、Cs-MycがG2/M期の移行に必要であることが分かった。哺乳類の細胞では、多くの場合、MycはG1/M期の移行に必要であることが報告されている。本研究で得られた結果はそれとは異なっており、発生生物学、進化学的に非常に興味深い。現在は、内胚葉および間充織細胞におけるCs-Mycの発現を制御するエンハンサー領域を同定する解析を進めている。これまでに、Cs-Mycの上流900bpの配列内に、内胚葉および間充織細胞における発現を活性化するエンハンサー領域が含まれていることが分かった。今後はさらに詳細な解析を進め、内胚葉および間充織細胞の増殖継続のメカニズムの全体像を明らかにしていきたい。
順序情報の記憶過程に関わる動的神経回路の解析

(1)ラットを用い,音刺激の提示時間と提示順序それぞれを記憶する課題を設定し,同一ラットに訓練した。ほぼ3週間で訓練でき,課題遂行中のニューロン活動を海馬から記録した。(2)マウスを用い,左右の光刺激の提示順序を覚える課題を設定し訓練した。数週間で訓練が完成する場合もあるが,学習が進まない個体もあり,装置や刺激のパラメータを改善することにした。(3)マルチニューロン活動を記録し解析する新たな技術を開発した。まず電極近傍の全てのニューロン活動をもれなく検出するため,直径8ミクロンのタングステン・ワイヤーを内径100ミクロンのステンレスチューブに12本入れ,10個近いニューロンを同時記録し分離することができた。(4)電極が入ったステンレスチューブを複数本装着し,個々のチューブ(12本の電極)を独立に操作できる小型のマイクロドライブを設計し作製した。またそのマイクロドライブに接続する,より小型でノイズフリーのディジタル方式ヘッドアンプを製作した。(5)これら電極,マイクロドライブ,及びヘッドアンプで導出した多数のマルチニューロン活動jから個々のニューロン活動を正確に分離する方法として,独立成分分析法(ICA)をさらに改良したリアルタイムICA方式を開発し,そのプログラムを組み込んだ自動的データ解析システムRASICA(Realtime and Automatic Spike-sorting with ICA)を完成させた。(6)これら記録・解析システムを用い,順序情報を含む記憶課題を行っているラットの海馬からマルチニューロン活動を記録した。これまでの結果から,課題を行っている際,個々のニューロン活動だけでなく,ニューロン間の機能的結合もミリ秒のオーダーで素早く変化することがわかった。(1)ラットとマウスを用い,刺激順序の長期記憶を検討するため,音の種類(高低)とその提示順序(前後)それぞれの弁別を直接比較できる記憶課題について,装置の種類や刺激提示のパラメータを中心に検討した。装置関係はほぼ決定したが,刺激のパラメータ等については,まだしばらく体系的な検討を要する。(2)電極近傍の全てのニューロン活動をもれなく検出するための特殊なテトロード電極と,それらを海馬と側頭皮質それぞれに配置し独立に操作できるような小型マイクロドライブの開発を進めた。テトロード電極は15ミクロンのタングステン・ワイヤーを用い,それを200ミクロンのステンレスチューブに入れて作製した。また,テトロードの欠点を補うため,さらにワイヤーの数を増やしたトリロード電極の開発も試みている。小型マイクロドライブは,強度と小型化の調和が困難であり,まだ完成に到らないため,さらに検討を進めている。(3)データ解析法についても,複数のニューロン活動を個々のニューロン活動に分離するため,より精度の高いクラスターカッティング法と,ニューロン間の機能的シナプス結合とその変化を検出する独立成分分析法を中心にし,開発を進めている。また情報幾何学に基づき,複数のニューロン間の機能的結合を一気に視覚化できるような新たなソフトウエアの開発も試みている。また,複数ニューロン間の一過性の機能的結合も正確に検出するため,数ミリ秒の狭い時間ウインドウ内に収まるような同期的活動を次々ととらえていくunitary event法の改良も試みている。(1)ラットを用い,刺激順序の長期記憶を検討するため,音と光の提示順序の弁別を同一ラットに行わせる課題について,刺激提示のパラメータを中心に検討し,ほぼ完成させた。また,課題用のオペラント箱を設計し作製した。現在,その課題の訓練を進めている。(2)マウス用の同様の課題についても検討を進め,専用のオペラント箱を作製した。しかし,課題の訓練にはまだ問題が多く,現在刺激の種類や提示方法について,さらに検討を進めている。(3)電極近傍の全てのニューロン活動をもれなく検出するための特殊なテトロード電極と,それらを海馬と側頭皮質それぞれに配置し独立に操作できるような小型マイクロドライブを開発し作製した。

テトロード電極は20ミクロンのタングステン・ワイヤーを用い,それを200ミクロンのステンレスチューブに入れて作製した。最大4本のテトロード電極を並べて同時に稼動させることができた。しかし,マイクロドライブをより小型化し,さらに強度を高めるため,さらに検討を進めている。(4)データ解析法についても,複数のニューロン活動を個々のニューロン活動に分離するため,より精度の高いクラスターカッティング法と,ニューロン間の機能的シナプス結合とその変化を検出する独立成分分析法を中心とした解析システムを開発し,ソフトウエアとして完成させた。また情報幾何学に基づき,複数のニューロン間の機能的結合を一気に視覚化できるような新たなソフトウエアの開発も進めている。(1)ラットを用い,刺激の提示順序の長期記憶を検討するため,音と光の提示順序の弁別を同一ラットに訓練した。ほぼ3週間ほどで訓練が完成することがわかった。また,ラットが光の順序の記憶をより早く形成することもわかった。(2)マウスを用い,左右の光提示の順序を覚える課題を訓練した。最も記憶を形成しやすい光刺激の強さを設定した。その結果,数週間で訓練がほぼ完成するマウスも出てきたが,全体に訓練が難しく,装置の細部や刺激のパラメータに改善の余地があることがわかった。(3)電極近傍の全てのニューロン活動をもれなく検出するための特殊なテトロード電極をさらに改善した。より細い12.5ミクロンのタングステン・ワイヤーを用い,それを内径100ミクロンのステンレスチユーブに10本入れることで,10個近いニューロンを同時記録することができるようになった。(4)電極が入ったステンレスチューブを複数本装着し,個々のチューブ(10本の電極)を独立に操作できる小型のマイクロドライブを設計し作製した。またそのマイクロドライブに接続する,より小型でノイズフリーのディジタル方式ヘッドアンプを設計し,試作品を製作した。(5)データ解析法について,独立成分分析法(ICA)をさらに改良した独自のfast ICA解析システムを完成させた。また情報幾何学に基づき,複数のニューロン間の機能的結合を一気に視覚化できる新たなソフトウエアも完成させた。(1)電極近傍の全てのニューロン活動をもれなく検出するための特殊なテトロード電極をさらに改善した。これまで最小の8ミクロンのタングステン・ワイヤーを用い,それを内径100ミクロンのステンレスチューブに12入れることで,10個近いニューロンを確実に同時記録することができた。この特殊電極をDozentrodeと名付けた。(2)電極が入ったステンレスチューブを複数本装着し,個々のチューブ(12本の電極)を独立に操作できる小型のマイクロドライブを設計し作製した。またそのマイクロドライブに接続する,より小型でノイズフリーのディジタル方式ヘッドアンプを製作した。
筋萎縮性側索硬化症に伴う認知機能障害における診断方法の確立

筋萎縮性側索硬化症(ALS)ではしばしば前頭側頭型認知症を伴うが,ALSにおける認知機能障害を正確に把握することはこれまで困難であった.本研究では自己評価票を用いた病識欠如の簡易検査,書字障害の評価が早期のALSにおける認知機能障害の検出に有用であることが示された.書字障害に関しては,仮名に顕著であることが多いが,仮名優位の障害を呈する患者のほかに,漢字優位の障害を呈する患者もみられ,仮名と漢字の障害には乖離がみられることが示された.脳画像における脳萎縮の進行度は患者ごとに異なるが,前記の臨床像は萎縮部位や進行度と関連することが示唆された.背景:ALS患者の自己洞察力の欠如あるいは病識欠如についてDeckelら(1996)による自己評価式anosognosia scale (AS)を用いてこれまで検討してきたが,AS評価点と脳萎縮の程度の関連および経時的な脳萎縮進行度との関連についてさらに検討を加えた.対象・方法:ASを施行した認知症の有無を問わないALS患者16例(5987歳,男性9例,女性7例)を対象に,AS評価点と脳CTにおける脳萎縮の指標とを対比した.脳CTにおける脳萎縮の指標としては,両側側脳室における前角および下角の最大面積(左右合計)を計測し,経時的面積増加率=(最終脳CT上の面積ー書字サンプル取得時脳CT上の面積(mm2) )/CT施行の間隔(月)を算出した.ASは日常生活動作に関する自己評価と他者評価との差を評価点(ー3232点)としており,高得点ほど病識欠如を意味する.結果:AS評価点はー418点であり,認知症のないALS 8例でー43点,認知症を伴うALS 8例で318点であった(P =0.0011).また,AS評価点は前画面積(r =0.704, P =0.0016)および下角面積(r =0.898, P <0.0001)と有意な相関を示した.一方,経時的面積増加率を検討できた認知症のない7例において,AS評価点は下角面積増加率(r =0.754, P =0.0496)と有意な相関を示したが,前角面積増加率(r =ー0.166, P =0.7111)とは相関しなかった.結論:ALSにおけるAS評価点は前頭側頭葉の萎縮を反映する前角および下角の拡大と相関することを見出した.認知症のないALSにおいても,軽度のAS評価点増加は脳萎縮の進行を予見する可能性を示した.本検討結果については学会で発表するとともに英文誌に投稿受理された.筋萎縮性側索硬化症患者における認知機能障害を正確に把握することはこれまで困難であった.本研究では自己洞察の欠如および書字障害を含めた認知機能障害に加え脳画像を検討することを通して,同患者における認知機能障害を容易に把握できる検査法を確立していくための基礎を構築することを目的としている.これまでの検討で得られた結果を以下に示す.1)質問票を用いた自己洞察(病識)の評価が軽度の認知機能障害の検出に有用であり,脳画像検査における前頭側頭葉の萎縮程度と相関することが示された.また,自己洞察(病識)の欠如する部分はアルツハイマー病など他の認知症とは異なり,身体機能障害に対するものが多いことが示された.2)筋萎縮性側索硬化症患者では明らかな知的機能障害がない際にも書字障害を認めることが少なくないことから,筋萎縮性側索硬化症における軽度の認知機能障害の検出には書字評価が有用であることが示された.3)書字障害は仮名に顕著であることが多いが,仮名優位の障害を呈する患者のほかに,漢字優位の障害を呈する患者もみられ,仮名と漢字の障害には乖離みられることが示された.4)書字障害の特徴(仮名優位あるいは漢字優位)と認知症の臨床的特徴(脱抑制の有無)とに関連があることが示された.5)脳画像との比較にいては,仮名および漢字の障害と前頭側頭葉萎縮の分布とが関連することが示された.6)脳画像における脳萎縮の進行度は患者ごとに大きな相違があり,急速な進行を呈する患者もみられた.筋萎縮性側索硬化症(ALS)ではしばしば前頭側頭型認知症を伴うが,ALSにおける認知機能障害を正確に把握することはこれまで困難であった.本研究では自己評価票を用いた病識欠如の簡易検査,書字障害の評価が早期のALSにおける認知機能障害の検出に有用であることが示された.書字障害に関しては,仮名に顕著であることが多いが,仮名優位の障害を呈する患者のほかに,漢字優位の障害を呈する患者もみられ,仮名と漢字の障害には乖離がみられることが示された.脳画像における脳萎縮の進行度は患者ごとに異なるが,前記の臨床像は萎縮部位や進行度と関連することが示唆された.

背景:ALS患者の自己洞察力の欠如あるいは病識欠如についてDeckelら(1996)による自己評価式anosognosia scale(AS)を用いてこれまで検討してきたが、AS評価点と脳萎縮の程度の関連および経時的な脳萎縮進行度との関連いついてさらに検討を加えた.対象・方法:ASを施行した認知症の有無を問わないALS患者16例(5987歳,男性8例,女性9例)を対象に,AS評価点と脳CTにおける脳縮萎縮の指標とを対比した.脳CTにおける脳萎縮の指標としては,両側側脳室における前角および下角の最大面積(左右合計)を計測し,経時的面積増加率=(最終脳CT上の面積ー書字サンプル取得時脳CT上の面積(mm2))/CT施行の間隔(月)を算出した.ASは日常生活動作に関する自己評価と他者評価と差を評価点(-3232点)としており,高得点ほど病識欠如を意味する.結果:AS評価点は-418点であり,認知症のないALS 8例で-43点,認知症を伴うALS 8例で318点であった(P =0.0011).また,AS評価点は前画面積(r =0.704,P =0.0016)および下角面積(r =0.898,P <0.0001)と有意な相関を示した.一方,経時的面積増加率を検討できた認知症のない7例において,AS評価点は下角面積増加率(r =0.754,P =0.0496)と有意な相関を示したが,前角面積増加率(r =-0.166,P =0.7111)とは相関しなかった.結論:ALSにおけるAS評価点は前頭側頭葉の萎縮を反映する前角および下角の拡大と相関することを見出した.認知症のないALSにおいても,軽度のAS評価点増加は脳萎縮の進行を予見する可能性を示した.筋萎縮性側索硬化症患者(ALS)における認知機能障害を正確に把握することはこれまで困難であった.本研究では自己洞察の欠如および書字障害を含めた認知機能障害に加え脳画像を検討することを通して,同患者における認知機能障害を容易に把握できる検査法を確立していくための基礎を構築することを目的とした.検討で得られた結果を以下に示す.1)質問票を用いた自己洞察(病識)の評価が軽度の認知機能障害の検出に有用であり,脳画像検査における前頭側頭葉の萎縮程度と相関することが示された.また,自己洞察(病識)の欠如する部分はアルツハイマー病など他の認知症とは異なり,身体機能障害に対するものが多いことが示された.2) ALS患者では明らかな知的機能障害がない際にも書字障害を認めることが少なくないことから,ALSにおける軽度の認知機能障害の検出には書字評価が有用であることが示された.なお,書字障害は仮名に顕著であることが多いが,仮名優位の障害を呈する患者のほかに,漢字優位の障害を呈する患者もみられ,仮名と漢字の障害には乖離みられることが示された.また,書字障害の特徴(仮名優位あるいは漢字優位)と認知症の臨床的特徴(脱抑制の有無)とに関連があることが示された.5)脳画像との比較においては,仮名および漢字の障害と前頭側頭葉萎縮の分布とが関連することが示された.一方,脳画像における脳萎縮の進行度は患者ごとに大きな相違があり,急速な進行を呈する患者もみられた.6)病識欠如と書字障害の程度との関連について検討し,両者は有意に相関することが示されたが,書字障害の内容によりその関係は一部異なっていた.ALSに伴う認知機能障害の病型によって病識欠如の程度と書字障害の内容および程度が異なることが示された.神経内科同大学内の勤務地移動により,症例の確保が予定より進まず,現在症例の蓄積を進めている.また,研究遂行における学内の倫理委員会・医学研究審査委員会での承認を進めている.MRIの統計画像処理のプロトコール通りの施行に関して,放射線科と協議している.同大学内の勤務地異動,研究に従事するための時間制限により,症例の確保が進まず,研究の進行が遅れている.また,脳MRIなどの統計画像の処理体制がうまく確立できておらす,結果が思うように得られていない.同大学内の勤務地移動により、症例の確保が予定より進まず、現在症例の蓄積を進めている。また、研究遂行における学内の倫理委員会・医学研究審査委員会での承認を進めている。MRIの統計画像処理のプロトコール通りの施行に関して、放射線科の協力を依頼している。