hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
卵巣顆粒膜細胞の分化過程におけるLH受容体タンパクの発現と糖鎖のプロセシング

顆粒膜細胞の分化過程において、ガングリオシドGM_3及びGM_1が細胞表面に出現することを見い出した。ガングリオシドは細胞間情報伝達及び細胞成長因子受容体活性の変動に関与することが考えられているので、LH受容体発現におけるガングリオシドの役割を検討した。(1)細胞培養系にGM_3を添加すると、細胞の状態によってLH受容体の発現が促進あるいは抑制された。細胞表面でのGM_3含量が高い時では、外因性GM_3はLH受容体発現を約2倍に促進した。逆にGM_3含量が低い時では、外因性GM_3は受容体発現を抑制した。(2)細胞表面に出現するGM_1にGM_1のリガンド(コレラトキシンBサブユニットあるいはGM_1抗体)を結合させて、LH受容体の発現への影響を調べた。前述と同様に細胞の状態によって反応が異なった。GM_1含量が最大に達する様な条件では、細胞はGM_1リガンドに対して不応状態となり、GM_1含量が少ない時ではLH受容体発現は約2倍に促進された。このように外部から細胞表面のガングリオシドに手を加えた場合、培地中のcAMP含量にも変化があることから、cAMP依存性キナーゼに関接的に影響を及ぼすことが推察された。さらに、顆粒膜細胞でのガングリオシド合成を制御する因子を検討した結果、FSH、インスリン、EGF、FGFなどが明らかにされた。また、タンパク質の脱リン酸化酵素阻害剤オカダ酸を用いた実験では、タンパクリン酸化によってGM_3合成が上昇することを明らかにし、細胞内のタンパク質のリン酸化状態がガングリオシド合成を制御する大きな理由であることが決論付けられた。また、LH受容体のカルボキシ末端合成ペプチドに対する抗体は組織化学的方法から細胞LH受容体と反応することが証明された。LH受容体のアミノ酸配列の部分ペプチドを合成し,家兎に免疫して抗体の作製を行なった。N端側の細胞外ドメインのペプチドに対する抗体を作製したが、SDSーPAGE及びWestern Blottingの生化学的方法や免疫化学的方法によっても、交差性を認めることができなかったことから、このアミノ酸配列の部分はタンパク質の内部に畳み込まれているものと考えられた。そこでC端側の細胞質ドメインの合成ペプチドに対する抗体の作製を引き続き進めている。これと平行してLH受容体の発現を調節する因子について実験を進めた。LH受容体の発現と同時に、ガングリオシド(GM_3,GM_1)や中性糖脂質が発現し、その役割を追究した。タンパク質のリン酸化を促進する試薬(オガタ酸)を用いて、受容体とタンパク質リン酸化の関係を調べた結果、リン酸化が促進される程ガングリオシドGM_3の発現量は増加するのに対し、受容体の発現は低下することを発見した。同様に,タンパク質のリン酸化が促進されるような条件(インシュリン、フォルボルエステル、フォルスコリン、cAMP分解酵素抑制因子などの細胞への添加)により、受容体発現の抑制とカングリオシド発現の促進が認められた。更に、カングリオシドの細胞への添加は受容体発現を抑制したが、カングリオシドからNeuNAcを除いた糖脂質は抑制しなかった。細胞膜に発現するガングリオシドは細胞間の情報伝達物質として、LH受容細膜に発現するガングリオシドは細胞間の情報伝達物質として、LH受容体発現調節に関与することが示唆された。LH受容体の抗体が作製されれば、タンパク合成レベルでのこれらの因子の関与について詳細なデ-タが得られるものと考えられる。LH受容体抗体作製:LH受容体の細胞外ドメイン(N端より194ー210残基目)及び細胞内ドメインでC末端より14残基を化学合成し、いずれの場合もC端側にCysを導入して、SH基とアルゴミンの結合を行って抗原とした。家兎に免疫して抗体を作製し、天然のLH受容体との結合試験及び精巣ライディビ細胞、顆粒膜細胞を用いた蛍光抗体法の結果から、LH受容体に反応する抗体であることが判った。しかしながら、受容体の合成を調べるために必要な免疫沈降法では抗体価が低くて、まだ不十分であり、さらに抗体価を上げる目的で、別途の方法により抗原を作製する予定。LH受容体発現におけるガングリオシドの役割:顆粒膜細胞の分化過程において、ガングリオシドGM_3及びGM_1の発現を発見したが、その役割を明らかにする目的で培養細胞にGM_3を添加したり、GM_1の特異的リガンドであるコレラトキシンBサブユニット及びGM_1抗体を添加することにより、LH受容体発現への影響を調べた。その結果、ガングリオシドはLH受容体発現に対して、正及び負のシグナルを持つことが明らかになった。LH受容体発現における成長因子の影響:顆粒膜細胞のLH受容体はFSHの刺激によって誘導され、FGFやEGFなどの成長因子はこの効果を抑制しパラクリン的な制御によって受容体発現が調節されていることが知られている。しかしながら、インスリンが存在すればFGF自身が受容体を発現することが出来ることを見い出した。この作用機序はプロスタグランジンあるいはその代謝物によるものと示唆しているが、今後の課題。EGF及びLH受容体発現に及ぼすヒトGHの効果:EGF及びLH受容体はいずれもFgHの刺激によって発現されるが、ヒトGHはEGF受容体発現を促進的に、LH受容体に対しては抑制的に作用することが判り、両受容体が正及び負の発現調節を受けていることが示唆された。

ガングリオシドは細胞間情報伝達及び細胞成長因子受容体活性の変動に関与することが考えられているので、LH受容体発現におけるガングリオシドの役割を検討した。(1)細胞培養系にGM_3を添加すると、細胞の状態によってLH受容体の発現が促進あるいは抑制された。細胞表面でのGM_3含量が高い時では、外因性GM_3はLH受容体発現を約2倍に促進した。逆にGM_3含量が低い時では、外因性GM_3は受容体発現を抑制した。(2)細胞表面に出現するGM_1にGM_1のリガンド(コレラトキシンBサブユニットあるいはGM_1抗体)を結合させて、LH受容体の発現への影響を調べた。前述と同様に細胞の状態によって反応が異なった。GM_1含量が最大に達する様な条件では、細胞はGM_1リガンドに対して不応状態となり、GM_1含量が少ない時ではLH受容体発現は約2倍に促進された。このように外部から細胞表面のガングリオシドに手を加えた場合、培地中のcAMP含量にも変化があることから、cAMP依存性キナーゼに関接的に影響を及ぼすことが推察された。さらに、顆粒膜細胞でのガングリオシド合成を制御する因子を検討した結果、FSH、インスリン、EGF、FGFなどが明らかにされた。また、タンパク質の脱リン酸化酵素阻害剤オカダ酸を用いた実験では、タンパクリン酸化によってGM_3合成が上昇することを明らかにし、細胞内のタンパク質のリン酸化状態がガングリオシド合成を制御する大きな理由であることが決論付けられた。また、LH受容体のカルボキシ末端合成ペプチドに対する抗体は組織化学的方法から細胞LH受容体と反応することが証明された。
CD24発現制御による胃癌制癌療法への応用

癌細胞表面に発現するCD24が胃癌の悪性因子の一つとなり得るのではと考え研究を行った。CD24陽性細胞は細胞接着能・運動能・浸潤能が高くCD24は胃癌細胞の浸潤能維持に必須の因子と考えた。またCD24は低酸素環境下で発現誘導し、低酸素環境下で運動能、浸潤能もそれぞれ1.4倍、1.3倍に亢進した。その発現誘導にはHIF-1αおよびHIF-2αが関与していた。免疫組織学的解析ではCD24は胃癌の予後不良因子であり、HIFs発現と有意な相関を認めた。以上よりCD24は胃癌の多様性を規定するマーカーとしてだけでなく胃癌細胞悪性化マーカーとなり得ると考え新たな標的因子の一つとなる可能性があると考えた。これまでのわれわれの解析からCD24が胃癌の進展過程において浸潤・転移機構に深くかかわることを見出してきた。本研究ではCD24発現メカニズムを詳細に明らかとするとともにCD24をターゲットとした新たな胃癌治療への応用への研究基盤を確立することを目標としている。1.CD24発現制御メカニズムの解明これまでの研究からCD24陽性細胞において高い運動・浸潤能、抗がん剤耐性能を有することが明らかとなった。さらにCD24陰性細胞を低酸素環境下に暴露すると、CD24陽性転化することが明らかとなった。そこで、このCD24発現制御がHIFにより直接制御されているかを確認することとした。低酸素環境下において経時的に生じるCD24陽性転化はHIF-1,HIF-2をそれぞれもしくは両者をknock outさせることで抑制を認めた。さらにsiCD24を用いてCD24発現を抑制すると,低酸素環境下におけるCD24発現は抑制され、運動・浸潤能も同様に抑制された。CD24のプロモーター領域上に存在すると考えられるHIFのbinding siteをターゲットとした直接的な結合の有無について、現在reporter gene assayなどを用いて解析を継続中である。2.動物モデルを用いたCD24制御による転移抑制能の検討胃癌細胞株を用いてマウスの胃壁漿膜下に摂取し、腹膜播種モデルを作成し、CD24をSh CD24を用いてstable knock downを行い転移抑制が生じるかを検討している。現時点ではモデルのばらつきもあり、確定的な成果は得られていないが引き続き検討を重ねている。我々は、胃癌細胞の幹細胞性因子を探索する過程で、CD24の胃癌細胞における特異な発現様式を見出し、その機能解析を行った。当科での胃癌手術症例119例を対象にした免疫組織学的解析を行ったところ、CD24発現は進行度、腫瘍深達度、リンパ節転移、脈管侵襲と相関し、胃癌の予後不良因子になることを確認した。胃癌患者の腹水中から採取した胃癌細胞およびヒト胃癌細胞株を用いて、複数の癌種で知られる癌幹細胞マーカーの発現を検討したところ、CD44、CD133は均一な発現様式であったが、CD24は陽性細胞と陰性細胞の混在型あるいは陰性型に分類され、CD24が胃癌細胞の多様性を規定する一因子になると考えた。CD24の発現の有無でソーティングした胃癌細胞の特性を比較したところ、CD24は細胞接着、運動、浸潤能を促進した。さらにCD24の発現抑制によって胃癌細胞の浸潤能は維持されず、CD24は胃癌細胞の浸潤能維持に必須の因子であると考えられた。CD24の発現誘導機序については、幹細胞性との関連から低酸素曝露を着想し、胃癌細胞を低酸素環境(O2 1%, 48hr)においたところCD24陽性細胞は62.0%から78.7%に増加し(p < 0.05)、胃癌細胞の浸潤能も約1.5倍亢進した(p < 0.05)。低酸素誘導性転写因子のHIF-1αおよびHIF-2αの発現抑制では、低酸素によるCD24の発現誘導が打ち消された。また、当科胃癌手術症例の免疫組織学的解析でも、CD24とHIF-1αおよびHIF-2αの発現は有意な相関関係があった。以上から、CD24は低酸素によって安定化するHIFsにより発現誘導され胃癌細胞の浸潤能を亢進すると考えられた。我々は、胃癌細胞の幹細胞性因子を探索する過程でCD24の胃癌細胞における特異な発現様式を見出し、その機能解析を行った。まず、当科での胃癌手術症例119例を対象とした免疫組織学解析を行ったところ、CD24発現は進行度、腫瘍深達度、リンパ節転移、脈管転移とそれぞれ相関し、CD24は胃癌の予後不良因子となることを明らかにした。つぎに、胃癌患者の腹水中から採取した胃癌細胞およびヒト胃癌細胞株を用いて複数の癌種で知られる癌幹細胞マーカーの発現を検討したところ、CD44, CD133については比較的均一な発現様式であったが、CD24は陽性細胞と陰性細胞の混在型あるいは陰性型に分類され、CD24は胃癌細胞の多様性を規定する因子の1つである可能性を見出した。そこでCD24の発現の有無でソーティングを行いそれぞれの特性について比較したところ、CD24陽性細胞は細胞接着・運動・浸潤能が高いことが明らかとなった。

さらに、CD24陽性細胞に対しCD24発現抑制を行ったところ、浸潤能は維持されず、CD24は胃癌細胞の浸潤能維持に必須の因子であると考えられた。CD24発現誘導機序については、幹細胞性との関連性から低酸素曝露による影響を着想し、胃癌細胞を低酸素環境(O2 1%, 48時間)においたところ、CD24陽性細胞は62%から78.7%に増加し(p<0.05)、胃癌細胞の浸潤能も約1.5倍に亢進した(p<0.05)。低酸素誘導性転写因子のHIF-1αおよびHIF-2αの発現抑制では、低酸素によるCD24の発現誘導が打ち消された。また、当科胃癌手術症例の免疫学的解析でも、CD24とHIF-1αおよびHIF-2αの発現は有意な相関関係にあった。以上のことより、今回の研究においてCD24は胃癌の浸潤・転移を促進させる重要な因子の1つであり、その発現調節に低酸素環境下でのHIFsが寄与していることを明らかにした。癌細胞表面に発現するCD24が胃癌の悪性因子の一つとなり得るのではと考え研究を行った。CD24陽性細胞は細胞接着能・運動能・浸潤能が高くCD24は胃癌細胞の浸潤能維持に必須の因子と考えた。またCD24は低酸素環境下で発現誘導し、低酸素環境下で運動能、浸潤能もそれぞれ1.4倍、1.3倍に亢進した。その発現誘導にはHIF-1αおよびHIF-2αが関与していた。免疫組織学的解析ではCD24は胃癌の予後不良因子であり、HIFs発現と有意な相関を認めた。以上よりCD24は胃癌の多様性を規定するマーカーとしてだけでなく胃癌細胞悪性化マーカーとなり得ると考え新たな標的因子の一つとなる可能性があると考えた。本年度までの研究で一旦、論文化を行うことができた。引き続き動物モデルを用いた検討などを継続するよていである。上部消化管外科の臨床・研究動物モデルを用いた検討が十分行えていないのが現状である。問題点としては、動物モデルの作成の部分で難渋しており、この部分を解決し、引き続き研究を推進する予定である。CD24発現のメカニズム解析についてはおおむね順調に推進できていると考える。動物実験についてはモデルのばらつきがやや大きく、転移の評価法などもう少し詳細に検討する必要があり、これを解決した後検討を重ねる予定である。一部消耗品などの購入時期が遅れたため次年度使用額が生じた。本年度および来年度計画している実験計画を引き続き継続しつつ、動物モデルおよび転移評価システムの向上などを行い、研究課題が順調に推進できるよう進めていく。本年度の購入分に振り分ける予定。平成25年度の予算を適切に使用した結果、少額の端数が生じた。研究に使用する試薬の購入等。
Using Automatic Verb Classification to aid Event Extraction

イベント抽出はテキストマイニングの主要技術で、専門家が大規模な文書集合に含まれるイベント(すなわち事実)、例えば遺伝学の文献におけるタンパク質間の相互作用など、を探し出すことを可能にする。イベントとそれが文書中に現れる多様な表層形式をコンピュータに理解させるための情報資源を手作業で得るのは、人手によるアノテーションのコストのため、非常にコストがかかる。したがって、もっと良いアプローチとして、自動的な手法により領域固有の知識を狸得することが考えられる。コーパスデータからの述語の項構造の自動獲得は、まだ有望とはわかっていないが、語彙意味論的動詞クラス(Beth Levin,1993)の自動獲得は有望視されている。動詞のグループに共通した構文的なふるまいについての知識は、イベントタイプの同定と記述にきわめて有用である(Kingsbury, Palmer & Marcus,2002)。この研究で我々は、最新技術を拡張して、遺伝学のアブストラクトと雑誌論文という領域固有の文献集合から自動的に動詞クラスを帰納することを提案する。
ベクトル信号処理と画像符号化への応用

初年度はベクトル信号処理に関する基本的な研究を行った。最も簡単な方式として、信号を2次元のベクトルとし、これをフィルタバンクで処理するために、マルチフィルタバンクを構成した。そこで完全再構成マルチフィルタバンクを構成するための理論的な考察を行い、具体的な設計法を示した。すなわち線形位相条件を課し、完全再構成と線形位相を構造的に満たすラティス構造を提案した。これにより制約条件を課すことなく線形位相を満たす2チャンネル完全再構成マルチフィルタが実現できた。一方画像符号化の応用を考慮してこのマルチフィルタバンクの設計法を検討した。従来のフィルタバンクでは符号化利得と呼ばれる評価量を最適化していたが、これをそのままマルティフィルタの設計問題に適用できない。そこでマルチフィルタバンクを等価なスカラーフィルタバンクに変換する手法を示し、符号化利得と阻止域減衰量を評価基準とすることで、画像符号化に適したマルチフィルタバンクの設計を行った。これを実際に画像符号化に適用するために、信号をベクトル化するためのプレフィルタについても考察し、さらにマルチフィルタバンクを多段接続し、マルチウエーブレットを構成する際の条件についても考察し、様々なシミュレーションから、従来のスカラーフィルタバンクによる画像符号化よりも優れた方式であることを示した。今年度は2チャンネルをさらに拡張しMチャンネルとし、線形位相条件を課さない一般的なフィルタバンクの設計を行った。符号化の際に重要となる直流漏れを避けるために、構造的にレギュラリティ条件を、満たす新たなフィルタバンクの構成法も示した。しかし、線形位相を有していないために、境界部分の歪みの削除に重要な対称拡張法を用いることはできず、特異値分解を用いて一般的なフィルタバンクの新しい拡張法を示した。これにより従来法よりも符号化性能の高いフィルタバンクを構成することができた。本課題により、ベクトル信号処理の新しい可能性を示し、また一般的なフィルタバンクの有用性を示すことができたことは、当初の目的以上の成果が得られたと確信する。これを実際に画像符号化に適用するために、信号をベクトル化するためのプレフィルタについても考察し、さらにマルチフィルタバンクを多段接続し、マルチウエーブレットを構成する際の条伴についても考察し、様々なシミュレーションから、従来のスカラーフィルタバンクによる画像符号化よりも優れた方式であることを示した。次年度は2チャンネルをさらに拡張しMチャンネルとすることと、ベクトル化する際の次元を多くし、より一般的なマルチフィルタバンクを構成する予定である。さらに変換画像の情報量を増加させることなく符号化するために、マルチフィルタバンクのための新しい信号拡張法について検討する予定である。

最も簡単な方式として、信号を2次元のベクトルとし、これをフィルタバンクで処理するために、マルチフィルタバンクを構成した。そこで完全再構成マルチフィルタバンクを構成するための理論的な考察を行い、具体的な設計法を示した。すなわち線形位相条件を課し、完全再構成と線形位相を構造的に満たすラティス構造を提案した。これにより制約条件を課すことなく線形位相を満たす2チャンネル完全再構成マルチフィルタが実現できた。一方画像符号化の応用を考慮してこのマルチフィルタバンクの設計法を検討した。従来のフィルタバンクでは符号化利得と呼ばれる評価量を最適化していたが、これをそのままマルティフィルタの設計問題に適用できない。そこでマルチフィルタバンクを等価なスカラーフィルタバンクに変換する手法を示し、符号化利得と阻止域減衰量を評価基準とすることで、画像符号化に適したマルチフィルタバンクの設計を行った。これを実際に画像符号化に適用するために、信号をベクトル化するためのプレフィルタについても考察し、さらにマルチフィルタバンクを多段接続し、マルチウエーブレットを構成する際の条件についても考察し、様々なシミュレーションから、従来のスカラーフィルタバンクによる画像符号化よりも優れた方式であることを示した。今年度は2チャンネルをさらに拡張しMチャンネルとし、線形位相条件を課さない一般的なフィルタバンクの設計を行った。符号化の際に重要となる直流漏れを避けるために、構造的にレギュラリティ条件を、満たす新たなフィルタバンクの構成法も示した。しかし、線形位相を有していないために、境界部分の歪みの削除に重要な対称拡張法を用いることはできず、特異値分解を用いて一般的なフィルタバンクの新しい拡張法を示した。これにより従来法よりも符号化性能の高いフィルタバンクを構成することができた。本課題により、ベクトル信号処理の新しい可能性を示し、また一般的なフィルタバンクの有用性を示すことができたことは、当初の目的以上の成果が得られたと確信する。
肺癌患者における血中サイトケラチン8測定の臨床的有用性に関する研究

平成16年度の研究成果として以下のことが明らかになった。1肺癌患者血中にサイトケラチン8が出現するメカニズムを肺癌培養細胞株を用いた実験から明らかにした。サイトケラチン8は癌細胞がアポトーシスに陥った際に細胞外へ放出されるため、今後腫瘍マーカーであるとともにアポトーシスマーカーとして使用できる可能性が示唆できた。さらに、I型のサイトケラチンはアポトーシスにおいてはカスパーゼに切断されるが、II型のサイトケラチンであるサイトケラチン8はその多くがカスパーゼの影響を受けず全長型として細胞外に出現していた。またこれまで我々が肺癌患者血中で測定していたサイトケラチン8はこの全長型であることも明らかになった。これらの結果は現在海外の雑誌に論文として投稿中である。2サイトケラチン8は非小細胞肺癌に高発現しており、転移、浸潤能や薬剤耐性機序に関与している可能性が指摘されている。現在我々は、siRNAを用いて培養細胞中のサイトケラチン8分子をノックダウンすることにより、肺癌細胞の転移・浸潤能の変化を検討している。その結果、サイトケラチン8の遺伝子発現を抑制した肺癌細胞はマトリゲルアッセイ法で評価すると細胞の浸潤能が低下していた。逆にマトリゲル法を用いて強い浸潤能を与えられた癌細胞はサイトケラチン8の発現が減少していた。現在はこれらの実験結果をもとに、サイトケラチン8と共に細胞接着に関わる分子の変化を検討している。また、今後はマウスなどの動物実験によりこの結果を確認していく予定である。平成15年度の研究成果として以下のことが明らかになった。1肺癌培養細胞株において、サイトケラチン8遺伝子のAberrant splicingによると考えられる新たな蛋白を発見した。この蛋白は通常のサイトケラチン8分子が有するカスパーゼによる切断認識部位を欠失しており、肺癌細胞のアポトーシスに対して抵抗性を与える分子ではないかと推察される。この分子は化学療法や放射線療法に高い感受性を有し、アポトーシスに陥りやすい小細胞肺癌では発現されておらず、様々な治療によってもアポトーシスに陥りにくい非小細胞肺癌において高い発現が認められることから、非小細胞癌において何らかの重要な役割を担っているものと考えられる。これらの結果は論文にまとめ、Lung Cancer(42:153-161,2003)誌上に発表した。現在我々は、siRNAを用いて培養細胞中のサイトケラチン8分子をノックダウンすることにより、癌細胞の抗癌剤に対する感受性の変化及び浸潤能の変化を検討している。現段階ではサイトケラチン8に対するsiRNAは肺癌細胞中で有効に機能しており、癌細胞の形態や、増殖力に影響を与えていることが判明しつつある。また、癌細胞の薬剤感受性にも影響を与えていると考えられる結果が得られつつある。今後、この結果を踏まえて、腫瘍を移植したヌードマウスに対してのサイトケラチン8siRNAの抗腫瘍効果も検討し、臨床応用への可能性を検討していく予定である。
戦前期における日系カナダ移民の日本語文学環境の調査研究

本研究の最終年度にあたる21年度は、昨年度に引き続く調査等の作業を以下のとおりおこなった。第一点目は、『大陸日報』<文学>関連記事および小説等の調査とデータベース化の作業である。学生アルバイトとともに年度末までに関連記事の調査を終えた。一部データベース作成に着手したものの、完成まで至っていない。引き続き作業を進め、22年度中に成果を発表する予定である。第二点目は、カナダにおける現地調査である。10月26日11月5日および2月26日3月13日にそれぞれカナダに出張し、バンクーバーおよび、トロント、オタワの各施設において資料収集し、また、現地日系カナダ人への聞き取り調査をおこなった。とくに本年度に注目したのは、日系カナダコミュニティにおける日本語学校の位置と機能の問題、さらに、第二次大戦中および戦後の日系紙の変遷についてである。前者については、日本語学校に付属していた図書施設「晩香坂日本文庫」の実態調査を中心におこない、オタワの国立図書資料館(National Library & Archieves)とバンクーバーの国立日系カナダ人博物館ほか各施設の調査において、さまざまな一次資料の収集をおこなうことができた。この成果は、研究年度終了後の22年度中に論文にまとめる予定である。ただ、非常に残念であったのは、カナダとトロントそれぞれで聞き取り調査の途中であった日系カナダ人二世の方2名が21年末に相次いで亡くなってしまったことである。いずれも戦中戦後の日系社会の日本語環境の変遷を知る上で重要な体験をお持ちであっただけに惜しまれてならない。20年度にともにバンクーバーの現地調査を行った連携協力者の上谷順三郎(鹿児島大学教授、日本語教育・言語政策面の調査を担当)、日比嘉高(京都教育大学准教授、米国の日系移民との比較研究を担当)とともに、新たな資料の報告も交えながら、成果報告会を2月11日に鹿児島大学で開催した。本研究の1年目にあたる19年度は、以下三点にわたる内容での研究を展開した。第一点目は、研究課題の絞り込みである。研究分担者とともに5回にわたる研究会議を行い、各回でそれぞれのテーマごとの課題を出し合い、その内容や方法についての討議をおこなった。また、その過程で、他領域(地理学)の日系カナダ移民研究の専門家に講演を依頼し、移民研究の具体的な方法と課題、さらには具体的な研究内容についての示唆を受けた。こうした活動を通して、次年度以降の具体的な研究の方針を定めることができた。第二点目は、日系カナダ移民関連の現地調査である。国内においては、カナダ移民の出身地として有名な和歌山県日高郡美浜町(旧三尾村)においてカナダ資料館を訪ね、同館館長から三尾とカナダの関係についての説明を受けるとともに、旧村内の関係施設の視察をおこなった。また、カナダ・バンクーバー市に出向き、国立日系カナダ人博物館やバンクーバー日本語学校などを訪問、資料閲覧と収集、および現地日系カナダ人への聞き取りをおこなうとともに、関係施設の担当者と研究打ち合わせをおこなった。次年度以降、研究分担者とともにバンクーバーでおこなう本格調査の準備をほぼ完了することができた。第三点目は、戦前期カナダの日系エスニック紙『大陸日報』(1907年創刊)における文芸記事の分析である。今年は初期段階に連載していた長編小説「志士活躍馬賊王」(1910)の言説と同時代の移民を取り巻く環境の関連性について分析し、論文「カナダで満洲馬賊小説を読むということ」にまとめた。研究成果の一部を具体化したのみならず、移民読者の読書行為論的な視座を導入することでの移民研究の新たな可能性についても言及した。本研究の2年目にあたる20年度は、以下三点にわたる内容で研究をおこなった。第一点目は、カナダにおける実地調査と資料収集である。連携協力者の上谷順三郎(鹿児島大学教授、日本語教育・言語政策面の調査を担当)、日比嘉高(京都教育大学准教授、米国の日系移民との比較研究を担当)とともにバンクーバー市のブリティッシュ・コロンビア大学図書館、国立日系カナダ人博物館、バンクーバー日本語学校などで資料収集し、また、現地日系カナダ人への聞き取り調査をおこなった。この実地調査を通して、戦前期の日本語教育環境や晩香坡日本文庫の概要を知る上での資料を得ることができた。また、聞き取り調査からは戦前期の目系人コミュニティの具体的な状況や日本語教育の影響について知ることができた。21年度も引き続き調査をおこなう予定である。第二点目は、戦前期の日系コミュニティで流通した文学的な言説の分析である。今年度は、第一次世界大戦直後に日系エスニック紙『大陸日報』の主筆としてカナダに赴任したジャーナリスト鈴木悦が発表した記事に着目し、その具体的な言説分析をおこなった。日本におけるトルストイの紹介者として知られる鈴木は、『大陸日報』着任時に、カナダへの渡航途中の船上で邂逅した亡命ロシア人とのやりとりを記事にしている。ここには同時代の日本とロシアをめぐる政治的状況が反映されているとともに、日系カナダ人読者に向けられたメッセージが表されている。その言説表象をレトリックの側面を含めて捉えることで、後にカナダにおける日系人労働運動の指導者となっていく鈴木悦の政治思想的立場を明らかにした。第三点目は、『大陸日報』における文芸関連記事のデータベース化の作業である。学生アルバイトに依頼して記事のピックアップをおこなっているところである。21年度も引き続き作業をおこない、データベースの完成を目指したい。第一点目は、『大陸日報』<文学>

関連記事および小説等の調査とデータベース化の作業である。学生アルバイトとともに年度末までに関連記事の調査を終えた。一部データベース作成に着手したものの、完成まで至っていない。引き続き作業を進め、22年度中に成果を発表する予定である。第二点目は、カナダにおける現地調査である。10月26日11月5日および2月26日3月13日にそれぞれカナダに出張し、バンクーバーおよび、トロント、オタワの各施設において資料収集し、また、現地日系カナダ人への聞き取り調査をおこなった。とくに本年度に注目したのは、日系カナダコミュニティにおける日本語学校の位置と機能の問題、さらに、第二次大戦中および戦後の日系紙の変遷についてである。前者については、日本語学校に付属していた図書施設「晩香坂日本文庫」の実態調査を中心におこない、オタワの国立図書資料館(National Library & Archieves)とバンクーバーの国立日系カナダ人博物館ほか各施設の調査において、さまざまな一次資料の収集をおこなうことができた。この成果は、研究年度終了後の22年度中に論文にまとめる予定である。ただ、非常に残念であったのは、カナダとトロントそれぞれで聞き取り調査の途中であった日系カナダ人二世の方2名が21年末に相次いで亡くなってしまったことである。いずれも戦中戦後の日系社会の日本語環境の変遷を知る上で重要な体験をお持ちであっただけに惜しまれてならない。20年度にともにバンクーバーの現地調査を行った連携協力者の上谷順三郎(鹿児島大学教授、日本語教育・言語政策面の調査を担当)、日比嘉高(京都教育大学准教授、米国の日系移民との比較研究を担当)とともに、新たな資料の報告も交えながら、成果報告会を2月11日に鹿児島大学で開催した。
岩石の流理構造から変形場を推定する試み

大分県姫島村に産出する流紋岩について次のことがわかった。1)偏光顕微鏡観察の結果、石基の針状の結晶は流理構造に平衡に配列している。斑晶鉱物は角閃石・斜長石、石基鉱物は斜長石・黒雲母である。2)偏光顕微鏡観察の結果、流理構造において、白縞には気泡が多く、黒縞には気泡が少ない。また、気泡は、磁鉄鉱・ガラス・ウラン鉱物などの小片からなる集合体で埋められている。3)流理構造の間には、黒曜岩に似た岩石「黒曜岩様流紋岩」がレンズ状に挟まれている。この黒曜岩様流紋岩と流紋岩との境界はパーライト状の産状を示す。黒曜岩様流紋岩の石基結晶は針状で、同じ向きに定向配列している。また、黒曜岩様流紋岩には斑晶として硬石膏が存在し、流紋岩には存在しない。4)流理構造のコントラストと化学組成の違いを明らかにするために、XRFによって全岩化学組成を分析した。その結果、ほとんどの主要元素に違いがあることが判った。特に、鉄は黒縞、灰色縞、白縞の順に少ないことが判った。5)マルチフラクタル解析を行なった結果、流紋岩の流理構造にはマルチフラクタル性が存在し、その性質は、試料によらずほぼ共通であることがわかった。6)以上の事実から、次の様な流理構造形成モデルを提案した。マグマだまりでのマグマの発泡およびそれに続く気泡の浮力による移動によって単純な層構造(気泡存在度の不均一構造)が形成される。その成層構造形成過程では、気泡の運動と伴に、元素の移動が起こり、化学組成の不均一構造も同時に形成される。この単純な層構造のマグマが、火道を上昇する際に、繰り返し変形を受けて流理構造が発達した。1.圧縮率関数(距離の関数としての圧縮(伸張)率)が非線形(山型)の場合の1次元スメール馬蹄力学系について、Mathematicaを用いた縞の生成コードを開発した。このコードを用いた、数値計算の結果、山型の場合には、線形の場合にはないサンドイッチ形の対称構造が生成されることを見出した。2.縞状構造についての理論的考察を行い、縞の空間構造に自己相似性があり、局所的縞幅の減衰率が、圧縮率関数によって決まっていることを明らかにした。具体的には、よどみ点から距離と縞の幅の両対数グラフにおける傾きが、1-2aとなることを明らかにした。ここで、aは圧縮率である。3.計算機によって解析されたことを天然の縞状構造に応用するためには、3次元空間の一般的流れにおいて縞状構造形成の逆問題を解く必要があるが、これは気が遠くなるほど難しい。本研究では、この問題の端緒を得ることを目的としているから、2次元の簡単な変形場について洞察を得ておく必要がある。このために、本年度は、粘性流体として水あめまたはシリコンオイルを想定し、簡単なモデル実験を行うための実験装置の開発を行なった。具体的には、パーソナルコンピューターによって、任意にステッピングモータの回転速度をプログラム制御できるアクリル製の変心二重円筒装置の設計を行い、試作品を作成した。4.天然での縞状構造の成因を明らかにするために、福井県雄島の流紋岩について、岩石学的研究を行い、縞状構造形成における包有物(enclave)の重要性を認識した。1.マントルの変形流動過程による縞状構造の成因を明らかにするために北海道様似町の幌満カンラン岩体を調査した。2.マグマの流動機構を探る題材として、大分県安心院町の西の台流紋岩が適当であるかどうか判断するための調査を行なった。この流紋岩には縞状構造が顕著に発達しており、部分的にパーライト組織を示す。岩石はかなり風化が進んでおり、薄片による観察でも二次鉱物がかなり発達しておりマグマの冷却固結時の記録を保存している一次鉱物の組織を調べたり、縞構造による化学組成の違いを調べたりするための題材としては適当ではないことがわかった。また、全体として露出が悪く、断片的にしか溶岩流を調査することはできず、溶岩全体での縞状構造の変化を調べるにも適当ではないことがわかった。3.マグマの流動機構を探る題材として、大分県姫島村の流紋岩が適当であるかどうか判断するための調査を行なった。流紋岩は、複数の溶岩流として認識でき、極めて露出はよい。特に、1)浮州、2)城山(観音崎)、3)達磨山の各溶岩流は、溶岩流全体における岩相変化や走行傾斜など地質図スケールの変化を調べるのに適当である。稲積溶岩もその意味では適当であるが、岩盤の崩落など危険が伴うので調査には適当ではない。薄片観察により、姫島の流紋岩に特徴的に算出する柘榴石を確認した。また、本流紋岩では、酸化物鉱物が、磁鉄鉱のほか、グリーンスピネルが特徴的に含まれており、その組織的特徴が流理構造と密接に関係していることがわかった。また、城山では、岩相変化に従って露出しているガラス質の黒耀岩も題材として適当であることがわかった。

2)偏光顕微鏡観察の結果、流理構造において、白縞には気泡が多く、黒縞には気泡が少ない。また、気泡は、磁鉄鉱・ガラス・ウラン鉱物などの小片からなる集合体で埋められている。3)流理構造の間には、黒曜岩に似た岩石「黒曜岩様流紋岩」がレンズ状に挟まれている。この黒曜岩様流紋岩と流紋岩との境界はパーライト状の産状を示す。黒曜岩様流紋岩の石基結晶は針状で、同じ向きに定向配列している。また、黒曜岩様流紋岩には斑晶として硬石膏が存在し、流紋岩には存在しない。4)流理構造のコントラストと化学組成の違いを明らかにするために、XRFによって全岩化学組成を分析した。その結果、ほとんどの主要元素に違いがあることが判った。特に、鉄は黒縞、灰色縞、白縞の順に少ないことが判った。5)マルチフラクタル解析を行なった結果、流紋岩の流理構造にはマルチフラクタル性が存在し、その性質は、試料によらずほぼ共通であることがわかった。6)以上の事実から、次の様な流理構造形成モデルを提案した。マグマだまりでのマグマの発泡およびそれに続く気泡の浮力による移動によって単純な層構造(気泡存在度の不均一構造)が形成される。その成層構造形成過程では、気泡の運動と伴に、元素の移動が起こり、化学組成の不均一構造も同時に形成される。この単純な層構造のマグマが、火道を上昇する際に、繰り返し変形を受けて流理構造が発達した。
高齢期の咬合状態の悪化が運動機能の低下を引き起こす

本研究の目的は,長期コホートにより,高齢者の咬合状態の悪化が運動機能(体力)低下をきたすという仮説を証明することである。新潟市在住のベースライン時(平成10年)70歳であった高齢者600名を対象として,5,6および7年後の追跡調査を行った。咬合状態の評価はEichnerの分類,体力は握力,脚伸展力,脚伸展パワー,ステッピング回数および開眼片足立ち時間について調べた。本年度の調査参加者は406名で,参加率は67.7%であった。両年度ともに調査に参加した対象者について各体力測定項目について比較した。握力は30.0±8.1kgで,ベースライン時の32.4±8.8kgと比較して有意な低下が見られた。同様に脚伸展力(58.4±20.4kg vs.52.7±16.6kg),脚伸展パワー(705.5±271.1W vs.534.2±253.1W)および開眼片足立ち時間(31.9% vs.13.3%,120秒以上のものの割合)も有意な低下が見られた。しかし,ステッピング回数は有意に増加した。つぎに,Eichnerの分類を両年度について比較したところ有意に悪化し,悪化したものは135名(32.7%)であった。そこで体力測定項目のうち有意な悪化が見られた握力,脚伸展力,脚伸展パワーおよび開眼片足立ち時間と咬合状態の悪化についての関連性を検討したが,有意な関係は認められなかった。以上より,本研究期間において,仮説を証明するには至らなかった。しかし,ステッピングを除いた体力項目は咬合状態と同様に確実に経年的悪化を来しているものの,ベースライン時に参考値として測定した当時80歳の集団と比較すれば,いずれの項目も依然悪化の程度は低い。したがって,本研究は少なくとも平成20年まで継続したいと考えている。また,ステッピング回数は経年的に明らかに増加しており,検査方法として適切であるかどうか,再検討の余地があると考えられた。本年度は,ベースラインから5年後の調査を行い,パソコンベースでデータセットを作成して運動機能および咬合状態の5年間の変化および関連性について分析を行った。調査参加者は408名で、ベースラインに対して68.0%の参加率であった。まず,両年度ともに調査に参加した対象者について各体力測定項目について比較した。握力は30.3±8.2kgで,ベースライン時の32.7±8.9kgと比較して有意な低下が見られた。同様に脚伸展力(57.7±20.5kg vs 50.5±17.1kg),脚伸展パワー(694.0±271.3W vs 623.9±265.5W)および開眼片足立ち時間(31.8% vs 18.8%,120秒以上のものの割合)は有意な低下が見られた。しかし,ステッピングは有意に増加した(76.4±14.2回/10秒vs 79.6±15.5回/10秒)。つぎに,咬合状態の指標としたEichnerの分類について両年度について比較したところ,有意に悪化し,悪化したものは40名(9.9%)であった。ベースライン時の咬合状態と5年間での体力の低下率についての関連性を分析したが有意な関連性は見られなかった。以上より,70歳から75歳にかけて,上肢の筋力,下肢の筋力,平衡機能および咬合状態が悪化することが明らかになづた。一方,5年間の経年調査では高齢者の咬合状態と運動機能の関連性はなかった。調査は16年度および17年度も継続して行う予定である。また,本年度は死亡者も含め32.0%の対象者が,脱落しており,脱落した対象者と継続した対象者のベースライン時の各体力を比較すると全ての項目において継続しているものが有意に高くバイアスが生じていた。したがって,死亡原因や既往歴および日常生活習慣などの項目を含めた調整を行い定量的な分析を行っていく予定である。本年度は,ベースラインから6年後の調査を行い,76歳の対象者の運動機能および咬合状態の6年間の変化および関連性について分析を行った。調査参加者は406名で,ベースラインに対して67.7%の参加率であった。握力は30.6±8.0kgで,ベースライン時の32.6±8.8kgと比較して有意な低下が見られた。同様に脚伸展パワー(690.4±271.4W vs.645.3±281.0W)および開眼片足立ち時間(31.8% vs.17.3%,120秒以上のものの割合)も有意な低下が見られた。しかし,脚伸展力は低下傾向が見られたものの,有意な変化は認められず,ステッピングは有意に増加した。つぎに,咬合状態の指標としたEichnerの分類についてベースライン時のクラスが,本年度ベースライン時より下位のクラスになっていたものを咬合状態が悪化したものと定義し,両年度について比較したところ有意に悪化し,悪化したものは50名(12.1%)であった。そこで体力測定項目のうち有意な悪化が見られた握力,脚伸展パワーおよび開眼片足立ち時間と咬合状態の悪化についての関連性を検討したが,有意な相関関係は認められなかった。

参加率の低下などにより生じたバイアスを考慮しても,各体力測定値の低下および咬合状態の悪化の程度は低く,ベースライン時に参考値として同一条件で測定した80歳(n=163)の値と比較して依然高い。したがって,対象者が満77歳を迎える次年度以降,これらが急激に低下あるいは悪化することが予想される。また,調査に参加しなかった対象者の追跡調査も行っており,死亡者の人数(35名)や不参加の理由(病気,痴呆,転居など)も把握している。それらのデータも含め来年度は,より多岐に渡る調査・分析を行う予定である。本研究の目的は,長期コホートにより,高齢者の咬合状態の悪化が運動機能(体力)低下をきたすという仮説を証明することである。新潟市在住のベースライン時(平成10年)70歳であった高齢者600名を対象として,5,6および7年後の追跡調査を行った。咬合状態の評価はEichnerの分類,体力は握力,脚伸展力,脚伸展パワー,ステッピング回数および開眼片足立ち時間について調べた。本年度の調査参加者は406名で,参加率は67.7%であった。両年度ともに調査に参加した対象者について各体力測定項目について比較した。握力は30.0±8.1kgで,ベースライン時の32.4±8.8kgと比較して有意な低下が見られた。同様に脚伸展力(58.4±20.4kg vs.52.7±16.6kg),脚伸展パワー(705.5±271.1W vs.534.2±253.1W)および開眼片足立ち時間(31.9% vs.13.3%,120秒以上のものの割合)も有意な低下が見られた。しかし,ステッピング回数は有意に増加した。つぎに,Eichnerの分類を両年度について比較したところ有意に悪化し,悪化したものは135名(32.7%)であった。そこで体力測定項目のうち有意な悪化が見られた握力,脚伸展力,脚伸展パワーおよび開眼片足立ち時間と咬合状態の悪化についての関連性を検討したが,有意な関係は認められなかった。以上より,本研究期間において,仮説を証明するには至らなかった。しかし,ステッピングを除いた体力項目は咬合状態と同様に確実に経年的悪化を来しているものの,ベースライン時に参考値として測定した当時80歳の集団と比較すれば,いずれの項目も依然悪化の程度は低い。したがって,本研究は少なくとも平成20年まで継続したいと考えている。また,ステッピング回数は経年的に明らかに増加しており,検査方法として適切であるかどうか,再検討の余地があると考えられた。
ヘテロ半導体-分子ナノ構造の創製と走査型プローブ顕微鏡を用いた構造・電子状態の解析

本研究では、Si結晶面を基板として、規則的に配列したナノ構造を持つSi-Ge、Cなどのヘテロ半導体膜を調製し、その構造と電子状態を走査型プローブ顕微鏡(SPM)で解析することを第一の目的とした.このヘテロ膜上に、異種半導体材料や機能・生体分子を配向させ、機能電子材料を創製し、電気伝導性が悪い材料でも原子スケールで観察できる非接触原子間力顕微鏡(nc-AFM)を利用して、ハイブリッド材料のナノ構造を解析することを第2の目的とした.さらに、SPMの原子・分子操作機熊を利用して、ナノ構造の創製・改質の技術発展を図ることが第3の目的である.本年度は、昨年度に引き続き、上記の目的のために既存の超高真空走査型トンネル顕微鏡(STM)-最初に開発されたSPM-をAnsari博士の専用機として活用した.本装置は1x10^<-11>Torrの真空度を誇る高性能機である.Ansari博士自身で装置のテストを重ね、動作に不備がある真空機構部の補修や、研究目的に適したように試料ホルダーなどを新たに設計し、本学の工作室の協力の下、製作した.現在は博士の意に沿ったオペレーションができるようになっている.例えば、Si(111)清浄表面7x7再配列構造を原子分解能で問題無く観察できている.本年度は、その他、製作したGe、Cの蒸着源の特性を評価する実験を続けた.本蒸着源は、Si基板上に超構造・クラスター構造を持つヘテロ膜を成長させるためのものである.Si(111)7x7面にGeを様々な条件(基板温度、蒸着量、蒸着速度)で成長させ、その形態、電子状態変化をSTMで解析した.この成果は、本年3月末の応用物理学会で発表予定である.その他、Si基板にロタキサン分子を担持させる実験にも着手している.今後、本STM装置をnc-AFMとして動作できるようにする予定である.本研究では、Si結晶面を基板として、規則的に配列したナノ構造を持つSi-Ge、Cなどの異種(へテロ)半導体膜を調製し、その構造と電子状態を走査型プローブ顕微鏡(SPM)で解析することを第一の目的とした.このヘテロ膜上に、異種半導体材料と機能分子・生体分子を規則的に配向させ、機能電子材料を創製し、電気伝導性が悪い材料でも原子スケールで観察できる非接触原子間力顕微鏡(nc-AFM、SPMの一種)を利用して、ハイブリッド材料のナノ構造を解析することを第2の目的とした.さらには、SPMの原子・分子操作機能を利用して、ナノ構造の創製・改質の技術発展を図ることが本研究の最終ターゲットである.本年度は、上記の目的のために、既存の超高真空STM装置の改造に着手した.本装置は、1x10^<-11>Torrの真空度を持つ高性能機である.Ansari博士が着任した平成14年11月から、装置のテストをかね、動作具合に不備がある超高真空機構部分を修理した.また、大量のデータを迅速に処理できるように、STM制御系をWindows NTで動作できるように接続替えを行った.さらに、Ge、Cの蒸着源を構築し、水晶振動式膜厚計とともに本装置の装着した.本蒸着源は、Si基板上に超構造・クラスター構造を持つヘテロ半導体膜を成長させるためのものである.そのための基板となる清浄Si表面をSTMで観察し、Ansari博士のスキルアップも図った.また、本STM装置の探針部に水晶tuning forkを装着できるようにホルダーの設計を行った.この工夫により、本STM装置がnc-AFMとして動作できるようになる予定である.本研究では、Si結晶面を基板として、規則的に配列したナノ構造を持つSi-Ge、Cなどのヘテロ半導体膜を調製し、その構造と電子状態を走査型プローブ顕微鏡(SPM)で解析することを第一の目的とした.このヘテロ膜上に、異種半導体材料や機能・生体分子を配向させ、機能電子材料を創製し、電気伝導性が悪い材料でも原子スケールで観察できる非接触原子間力顕微鏡(nc-AFM)を利用して、ハイブリッド材料のナノ構造を解析することを第2の目的とした.さらに、SPMの原子・分子操作機熊を利用して、ナノ構造の創製・改質の技術発展を図ることが第3の目的である.本年度は、昨年度に引き続き、上記の目的のために既存の超高真空走査型トンネル顕微鏡(STM)-最初に開発されたSPM-をAnsari博士の専用機として活用した.本装置は1x10^<-11>Torrの真空度を誇る高性能機である.Ansari博士自身で装置のテストを重ね、動作に不備がある真空機構部の補修や、研究目的に適したように試料ホルダーなどを新たに設計し、本学の工作室の協力の下、製作した.現在は博士の意に沿ったオペレーションができるようになっている.例えば、Si(111)清浄表面7x7再配列構造を原子分解能で問題無く観察できている.本年度は、その他、製作したGe、Cの蒸着源の特性を評価する実験を続けた.本蒸着源は、Si基板上に超構造・クラスター構造を持つヘテロ膜を成長させるためのものである.Si(111)7x7面にGeを様々な条件(基板温度、蒸着量、蒸着速度)で成長させ、その形態、電子状態変化をSTMで解析した.この成果は、本年3月末の応用物理学会で発表予定である.その他、Si基板にロタキサン分子を担持させる実験にも着手している.
組込技術を活用した介護予防用高機能中敷きの開発

本研究では日常的に使用する靴にバランス矯正機能を付加し,高齢者に安定した歩行を提供できる高機能靴の開発を行うことを目的とし,組込技術を活用した靴を試作した.具体的には,歩行時の足部圧力分布を計測する靴を試作し,歩行時の足部重心軌道を解析可能な靴を開発した.また,理想的な安定歩行を実現するために,個性的な歩行と理想的な歩行の差を足裏に提示する機能を有する中敷きを開発するために,中敷き要素剛性変化による足部提示に関する有効性を明らかにした.本研究では日常的に使用する靴にバランス矯正機能を付加し,高齢者に安定した歩行を提供できる高機能靴の開発を行うことを目的とし,組込技術を活用した靴を試作した.具体的には,歩行時の足部圧力分布を計測する靴を試作し,歩行時の足部重心軌道を解析可能な靴を開発した.また,理想的な安定歩行を実現するために,個性的な歩行と理想的な歩行の差を足裏に提示する機能を有する中敷きを開発するために,中敷き要素剛性変化による足部提示に関する有効性を明らかにした.該当年度の研究は,(1)安定歩行を実現する中敷きを製作するための歩行パターン計測用靴の開発及び(2)転倒を誘発する足部ロール運動を判定する中敷き形状の検討を行った.以下に,具体的な内容を示す.(1)靴底と地面との接地環境により上半身の動きが変化し,結果として,靴底に作用する重心位置が変動する.そこで,異なる接地環境における歩行動作を明らかにするため,センサを内蔵した中敷きを試作した.具体的には,中敷き部に使用するスポンジコア・ソフトラバーアクチュエータ内に圧力センサ及び小型圧力分布センサを組み込んだ中敷きを開発した.そして,センサからの信号を汎用SDメモリーに格納し,リアルタイムにセンサ信号を記憶する計測システムを構築した.ここで,計測用コンピュータとして,AVRを使用した.さらに,中敷きに計測用基板を格納するために,組み込み用回路製作装置を用いて制御専用回路を製作した.そして,製作した回路を歩行パターン計測用靴に内蔵し,歩行速度の違いによる中敷き部圧力値の変動を測定した.さらに,身体の運動を解析するため,加速度センサにより身体の動きを測定した.そして,加速度センサによる歩行時の身体運動及び中敷き部に格納したセンサ値の関係を明らかにした.(2)高齢者が転倒する原因の一つは,足部における重心位置が外側に移動し,ロール運動により転倒することが報告されている.そこで,ロール運動を中敷き要素内圧のみにより判定することができる中敷き要素の形状を明らかにするため,空気圧アクチュエータ及び6軸トルクセンサから構成される試験装置を製作した.そして,圧力変動からロール運動を判定する要素形状を明らかにした.さらに,中敷き要素を圧力調整することにより,重心バランスを変化させることができる可能性を示した.1.一体型中敷きの試作と改良発泡ゴムをシリコンゴムでコーティングしたゴム要素を中敷きとし,加速度センサ及び分布圧力センサを内蔵した生体計測用靴を試作した.具体的には,足裏部外力を測定する小型圧力分布センサを内蔵した中敷きを試作した.また,腰部に装着可能な計測用ボックスを製作した.この計測用ボックスには,加速度センサを内蔵しており,身体の振れを計測することが可能である.さらに,圧力センサ,圧力分布センサ及び加速度データをSDメモリに記録可能な回路の試作を行った.ここで,計測制御用基板を開発するために,平成20年度購入した組み込み用回路製作装置を用いて,AD変換機能を有するAVRをCPUとする回路を試作した.そして,歩行時における足部接触圧力をリアルタイムに計測できることを確認した.2.試作中敷きを用いた歩行パターン計測試作した生体計測用靴を用いて,速度調整可能な歩行機械により歩行動作の計測を行った.その結果,健常者の場合,歩行重心位置が踵部から小指部位,親指部位へ移動することを明らかにした.また,現有する3次元動作解析装置及びフォースプレートを用いて,一般歩行時における身体バランスの変化を明らかにした.そして,試作した生体計測靴による測定結果と比較した.その結果,重心移動軌跡がほぼ一致し,妥当性が証明された.3.足裏部刺激に効果的な突起部を有する中敷きの検討足裏部を刺激するのに最適な突起部を検討するための準備として,中敷き形状の検討を行った.その結果,傾斜部を有する構造の中敷きが足裏部に密着し,バランス調整に有効であることを示した.さらに,実歩行と理想歩行パターンの差を提示する足裏最適部位(踵部位,小指付け根部位,親指付け根部位)を明らかにした.本年度は,発泡ゴムの外側をシリコンゴムでコーティングしたゴム要素の剛性試験を行い,内圧による剛性変化の特性を明らかにした.さらに,ゴム要素を中敷きに配置した高機能靴の試作を行った.そして,中敷きのゴム要素の剛性を変化させることにより,踏み込み時に体重心位置を補正提示するトルクを発生する中敷きプレートおよび,その制御装置の開発を行った.ここで,試作した中敷き部には,円柱形のゴム要素を踵部,小指側,親指側に配置し,これらをシリコンゴムで中敷き状に整形したものを高機能中敷きとした.また,各ゴム要素には内圧計測用のセンサおよび,内圧制御用のソレノイドバルブをそれぞれ配置している(圧力源は,低電圧駆動のエアポンプを使用).そして,ゴム要素内圧変化を計測することで歩行状態を検知し,バルブ制御によりアクチュエータ内の圧力制御を行うシステムを構築した.さらに,製作した試作靴は,左右の靴がそれぞれ同様のシステム構成を有しており,無線モジュールを用いることで計測の同期をとっている.

歩行に関する実験結果より,歩行時において踵,小指,親指に特に大きな圧力変化が表れていることがわかった.このことから,これらの部位が足裏荷重を計測する上で有効な計測場所であることが明らかとなった.また,これらのポイントは,足裏と中敷きが最も接触する部分であるため,中敷の剛性を変化する際に使用者が最も認識しやすい部位であることが実験により示された.さらに,歩行時の中敷き(ゴム要素)剛性変化による足裏への刺激効果について検証実験を行った.実験では,歩行開始一定時間後に右足小指部に配置したゴム要素への加圧を行い,中敷きによる足裏への刺激効果を検証した.その結果,中敷きによる足裏への押し込み力を確認することができた.