hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
モデル集合同定と学習型制御の統合化設計

モデル集合同定と学習型制御の統合化設計について研究を進め以下の成果を得た.まず,モデル集合同定に関しては,観測雑音と入力信号との相関などの統計的性質を考慮し,かつロバスト制御との整合性をとることが困難であった.これに対処できる方法を提案し,現実の柔軟構造物を対象とした実験を含め,その有効性を検証した.つぎに,機械システムと電気システムの融合系を含む広い対象を記述できるハミルトン系と呼ばれる非線形システムのクラスに着目し、学習制御の基礎となりうる受動性を保存した形式の安定化や,共役システムの性質について明確にした.学習型制御に関しては,従来型の反復制御方式の欠点として,観測データの微分信号が必要,あるいはシステムの定量的な詳細情報が必要という問題点に着目した.これを解決する一つの手法として,入力空間の有限次元化を提案し,線形系および非線形メカニカル系に対して,その有効性を実験を含めて検証している.この手法の大きな特徴の一つは,信号の積分値を用いて学習則を構成している点であり,観測雑音に対してロバストな手法となっている.また,ハミルトン系の共役システムの性質を利用して,詳細なモデル情報も信号の微分も不要な新たな手法を開発した.この手法は勾配法に基づく学習制御であるため,追従誤差が学習回数に対して単調に減少するという特徴を有する.さらに,入出力データから直接補償器のパラメータを更新し,フィードバック特性を改善する反復補償器調整法について,外乱に対してロバストな一つの手法を与えた.両者の統合化に関しては,モデルの定性的な性質を利用するにとどまり,より有効な統合化手法は今後の課題としてのこされた.モデル集合同定と学習型制御の統合化設計について研究を進め以下の成果を得た.まず,モデル集合同定に関しては,観測雑音と入力信号との相関などの統計的性質を考慮し,かつロバスト制御との整合性をとることが困難であった.これに対処できる方法を提案し,現実の柔軟構造物を対象とした実験を含め,その有効性を検証した.つぎに,機械システムと電気システムの融合系を含む広い対象を記述できるハミルトン系と呼ばれる非線形システムのクラスに着目し、学習制御の基礎となりうる受動性を保存した形式の安定化や,共役システムの性質について明確にした.学習型制御に関しては,従来型の反復制御方式の欠点として,観測データの微分信号が必要,あるいはシステムの定量的な詳細情報が必要という問題点に着目した.これを解決する一つの手法として,入力空間の有限次元化を提案し,線形系および非線形メカニカル系に対して,その有効性を実験を含めて検証している.この手法の大きな特徴の一つは,信号の積分値を用いて学習則を構成している点であり,観測雑音に対してロバストな手法となっている.また,ハミルトン系の共役システムの性質を利用して,詳細なモデル情報も信号の微分も不要な新たな手法を開発した.この手法は勾配法に基づく学習制御であるため,追従誤差が学習回数に対して単調に減少するという特徴を有する.さらに,入出力データから直接補償器のパラメータを更新し,フィードバック特性を改善する反復補償器調整法について,外乱に対してロバストな一つの手法を与えた.両者の統合化に関しては,モデルの定性的な性質を利用するにとどまり,より有効な統合化手法は今後の課題としてのこされた.本年度の研究実績は下記のようである.まず,ロバスト制御と整合性の良いモデル集合同定に関しては,雑音と入力の無相関性を考慮にいれることにより保守性を小さくした手法について検討した.柔軟構造物を用いた制震制御実験により,この同定手法の保守性の少なさを検証した.つぎに,学習制御法に関しては,(a)反復補償期チューニング法と(b)入力空間の有限次元化に基づく学習法について検討した.(a)に関しては,フィードバックとフィードフォワードの個別調整とパラメータ更新則に数値最適化手法を取り入れることにより,摩擦等の実際的な非線形性に対応可能な手法を与えた.(b)に関しては,メカニカル系の構造を利用した入力空間の有限次元化を図り,その有効性を数値例によって検証した.また,今後提案する種々の手法の有効性を検証するための制御対象としてマニピュレータを購入した.本マニピュレータは双腕(片腕の自由度は4で全長約80cm)である.理論の色々な側面を検証するためにはある程度複雑な非線形システムに対して理論を適用することが望ましいが,本マニピュレータはその目的に合致している.本年度の研究実績は下記のようである.まず,モデル集合の同定に関してはHammersteinモデルで記述される非線形系に対してモデル集合を同定する一つの手法を提案した.ロバスト制御に適合する形式でのモデル集合同定に関する研究は,従来ほとんどなされていなかったが,ある種の誘導ノルムを用いると,制御対象の不確かさの上界が入力の関数として評価できることに着目することによってこれが可能となった.学習に関しては,つぎの成果が得られた.第一に,入力空問の有限次元化を用いた学習に関する研究を進め,これがシステム同定と関連した新たなアプローチとして捉えられること,および雑音や制御系のディジタル化に対してロバストであることを確認した.第二に,電気-機械システムを含むあるクラスの非線形系に対して,共役システムに基づく学習制御系の構成法を与えた.ここでの特徴は,モデルの構造情報と入出力データだけを用いており,システムの詳細情報が不要なことである.

第三に,数値最適化手法を基礎として,入力飽和などの制約条件を考慮にいれた学習制御手法を提案し,その有効性をシミュレーションにより検証した.実験検証に関しては,まず,検証用実験装置の腕部に対する動作実験を行うための基礎的な制御系を構築し,基礎実験を行った.その結果簡単な動作確認を行うことができた.また,脚機構に用いるための基礎要素を設計し試作した.具体的には,複数の入力パワーを統合化し再配分することができる新しい機構を具現化した.そして,その機構の物理モデルを構築し,トルク制御系を構成することでその有効性を実験で示した.本年度は,入力の有限次元化に基づく学習制御法および,共役システムに基づく学習制御に重点をおいて研究を進め,以下の成果を得た.まず,前者の学習制御法に関して,マニピュレータに代表される非線形機械系を対象として,その設計法を与え,その学習収束性に関して厳密な証明を与えた.そこでは,機械系に固有の性質である受動性を利用している.理想的な場合には,'誤差ゼロでの目標値追従を実現できるが,制御対象のモデルとしては,パラメータが線形に表われる形式であることが重要であり,パラメータの範囲に関しては大きな不確かさを許容する.目標値信号が一定の条件を満足する場合には,学習の過程において,物理パラメータの正確な値が得られることが期待されるが,この点については,今後もより詳細な議論を必要とする.一方,後者に関しては,メカトロニクス系において目標値追従ばかりでなく,その他のより一般的な評価関数を最適化するのに有効であることが期待される.この点については,シミュレーションによりその有効性を確認できたが,理論的にはまだ十分とはいえず,この点が今後の課題として残された.実験検証に関しては,マニピュレータを用いた軌道追従学習制御において,上記の両者の手法においてその有効性を確認している.また,より複雑な対象としての移動ロボットに関しては,目標軌道を任意に与えるために,マスターシステムを構築し,システム全体の基本的な動作実験を行うとともに,移動ロボット用の動力伝達要素の小型化を目指した機構設計を行い第二次試作器を作成したにとどまった.
いじめの予防的アプローチとしての「心のスキルアップ講座」の実践と検証

「いじめ対策」は、喫緊の課題だが、教室では多様化した児童・生徒の対応に追われ、クラス全体への具体的な対策の実施には至らない現実がある。「こころのスキルアップ教育」は、認知行動療法(CBT)の基礎理論に基づく全11回の学習指導案からなる心理教育プログラムである。筆者はこれを4回にブラッシュアップして「心のスキルアップ講座」として、高等学校2年生の「総合学習」に取り入れ、いじめの予防的アプローチとしての同講座の効果を検証した。第1回講座は、もののとらえ方の是正とストレスマネジメントをねらいとして年度初めに実施。講座後にストレス得点平均値は0.1%未満で統計的に有意に低下し、4週間後にもその効果の持続が示唆された。第2・3・4回講座は、コミュニケーションスキル(ほどよい伝え方)、怒りの対処法、いじめやけんかによらない問題解決の技法を中心に据え、共感性や対立解消スキル等、具体的なスキルをいじめの予防教育として導入した。対象とする高校生を、無作為に3クラスずつ「介入群」「統制群」に分け「介入群」に「講座」を、「統制群」には通常の総合学習(進路学習)を実施した。(年度末までには、全クラスに講座を実施した)「怒り」「レジリエンス」「いじめ加害親和性」の各尺度で得点の平均値を統計的に解析したところ、何れも5%水準で統計的有意差が見られ、生徒のストレス低減や怒りの対処に資すること、また、レジリエンスの高まりによる傷つきからの回復力の増進やいじめ加害親和性の低減が認められた。併せて「ふりかえりシート」の感想等の分析を通して、アクティブラーニングの手法で、体験を通して具体的に学ぶことで生徒自身の新たな発見や気づきが得られる「心のスキルアップ講座」が、いじめの予防的・開発的な取組として有効であると示唆された。
動物細胞に導入したDNAの増幅と複製の解析

本研究は動物細胞に導入され、染色体に組み込まれたDNAクローンを蛍光in situ hybridization(FISH)法を用いて検出し、その組み込み部位の決定や増幅の部位と程度、さらに、組み込まれた遺伝子の細胞周期S期における複製の時期等を明らかにすることを目的とした。当初の計画では、ハムスターのジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子(dhfr)を導入されたCHO細胞を用いる予定であったが、本酵素の遺伝子のFISHシグナルが検出しにくい等の理由で、まず、本研究の基本となる、FISH法によるDNA複製時期の決定法を詳細に検討した。ヒトMHC領域のDNAクローンを用いて、DNA複製時期の近いクローン間でその複製のタイミングを比較したところ、従来の-DNAだけをラベルしてタイミングを調べる方法では、正確さを欠くことが判明した。そこで二つのDNAクローンを異なる標識を施し、同時に使用して異なるカラーで検出する方法を用い、同一核内での二つのDNAクローンの複製のタイミングを比較するTwo-probe methodによって、この領域のDNA複製の進行過程を検討した。ヒトMHC領域は6番染色体短腕にマップされ、セントロメア側からHLA Class II,Class III,Class Iの順に配列し、Class IIとClass IIIの間にGC含量が変化する領域を含んでいることなど、ゲノムの構造とDNA複製といった観点からも興味深い領域である。本研究で、リンパ芽球細胞においては、Class IIIのTNF領域のDNA複製が検討したクローンの中で最も早く複製し、Class II,IIIの境界領域に近づくに従い、複製時期が遅くなり、さらにClass II側では徐々に早くなることが判明した。また、これらの結果をより正確にするために、核内DNA量を画像解析により算出し、個々の核のS期内でのステージの決定を試み、併せてFISHシグナルパターンとの対応を検討したところ、細胞のステージと、DNA複製のタイミングを同時に判定することができ、Two-probe methodによって得た結果を反映していた。現在、これらの方法を用いて、この領域におけるレプリコンを描き出しつつあるが、一方で、これらの結果は、動物細胞に導入したDNAにも同様に用いることができる方法であり、現在、再度dhfrについて検討中である。
クエ-サ-をプロ-ブにした遠宇宙の探査

クエ-サ-の吸収線系の、柱密度分布・数密度変化などの観測デ-タを手掛りにして、宇宙の赤方偏移が0.3から4に至る時期の銀河進化、背景紫外光の強度変化の情報を得ることができた。本研究では、(1)CIVの吸収線、(2)HIの3種(ライマン・アルファ-の森、ライマン・リミット系、飽和したライマン・アルファ-線の吸収線、の2つのカテゴリ-について解析を行い、以下のような成果を得た。(1)のCIV吸収線は、銀河のハロ-中のガスによる吸収線と考えられ、その数密度変化のデ-タ-を手掛りにして、ハロ-の力学状態・重元素量の増加率・背景紫外光の強度変化を計算した。その結果、ハロ-は急速な膨張状態にあり、重元素量も活発な星生成に伴って急速に増大していること。一方、背景紫外光は一定の強度のまま変化していないことが明らかになった。赤方偏移が2から3の期間の銀河進化は動的で、10KPCを越えるガスハロ-が広がっていたことを示している。また、背景紫外光の強度が変化していないことから、クエ-サ-以外からの寄与がなければならず、若い銀河の大質量星も紫外光源となっている可能性が高い。(2)のHIの3種の吸収線を、冷たい暗黒物質によって閉じ込められた銀河間の雲(ミニ・ハロ-)の進化状態として統一的に理解できることを明らかにした。この雲は、背景紫外光によってイオン化・加熱されており、その強度変化によって進化する。雲の外線部は、高イオン化されてライマン・アルファ-の森として観測され、中心部は紫外光が届かず低いイオン化状態のため飽和したライマン・アルファ-線吸収として観測されることになる。このミニ・ハロ-の質量の大きいものは収縮して星生成が起こり銀河となり、(1)の吸収線系として観測される。こうして、クエ-サ-の吸収線系全体を、冷たい暗黒物質が卓越する宇宙で一連のものとして理解できることが明らかとなった。クェ-サ-光中に見出されている吸収線の解析から、吸収に寄与した天体の物理的性質(サイズ、温度、密度、元素組成等)及びその進化を論ずることを目的とする。まず、ライマン・アルファ-の森と呼ばれる鋭く浅い吸収線について、その数の時間変化、柱密度分布の観測結果をミニハ-ロ-モデルによって解析した。その結果、暗黒物質の速度分散が水素原子の音速と同程度の時、柱密度分布が再現されること、背景の紫外線強度の変化に応じて数が急速に減少することを示し、ミニハ-ロ-モデルが有望であることを示した。さらに、ライマン・リミット系やダンプしたライマン・アルファ-線系も加えた柱密度分布は、ミニハ-ロ-が進化して、中心に温度の低いコアが形成されるとすると統一的に理解できることを明らかにした。このことより、ライマン・アルファ-雲・小銀河・通常銀河を暗黒物質の重力で閉じ込められたガス雲の質量の系列として理解できることがわかった。一方、CIVやSiIVで特徴づけられる高励起金属線系は、星生成が盛んな若い銀河のハ-ロ-が起源と考えられるが、その数変化・ドップラ-幅・柱密度分布の解析から、ガスハ-ロ-の大きさ・温度・密度について厳しい条件を定めた。

これにより若い銀河の進化の時間スケ-ルや活動度が求められ、Z=23.5の期間の星生成や宇宙の熱史への重要な情報が得られた。さらに、クェ-サ-の幅の広い吸収線系がクェ-サ-からのガス放出として、銀河間ガスの加熱・イオン化作用を調べた。紫外光だけでなくクェ-サ-からのガス放出が宇宙の熱史へ大きな寄与をしていることがわかった。クェ-サ-には多種の吸収線があり,宇宙の赤方偏移が0.3から4に至るまでのほとんどの時期をカバ-している。本研究では,(1)CIVを主とする重元素の高イオンの吸収線,(2)HIの3種(ライマン・アルファ-・フオレスト,ライマン・リミット系,飽和したライマン・アルファ-線)の吸収線,の2つのカテゴリ-を取り上げ,その起源と進化について調べ,初期宇宙の物理状態を明らかにした。(1)のCIV吸収線は,銀河のハロ-中のガスによる吸収と考えられ,その数密度変化のデ-タを手掛りにして,ハロ-の力学状態・重元素量の増加率・背景紫外光の強度変化を計算した。その結果,ハロ-は急速な膨張状態にあり,重元素量も活発な星生成に伴って急速に増大していること。一方,背景紫外光は一定の強度のまま変化していないことが明らかになった。赤方偏移が2から3の期間の銀河進化は動的で,100KPCを越えるガスハロ-が広がっていたことを示している。また,背景紫外光の強度が変化していないことから,クェ-サ-以上からの寄与がなければならず,若い銀河の大質量星も紫外源となっている可能性が高い。(2)のHIの3種の吸収線を,冷たい暗黒物質によって閉じ込められた銀河間の雲(ミニ・ハロ-)の進化状態として統一的に理解できることを明らかにした。この雲は,背景紫外光によって,イオン化・加熱されており,その強度変化によって進化する。雲の外緑部は,高イオン化されてライマン・アルファ-の森として観測され,中心部は紫外光が届かず低いイオン化状態のため飽和したライマン・アルファ-線吸収として観測されることになる。このミニ・ハロ-の質量の大きいものは収縮して星生成が起こり銀河となり,(1)の吸収線系として観測される。こうして,クェ-サ-の吸収線系全体を,冷たい暗黒物質が卓越する宇宙で一連のものとして理解できることが明らかになった。
条件付け学習において刺激特異性を保証するメカニズムの解明

マウス嗅覚系において、嗅上皮に存在する嗅細胞では1,000種類以上もの嗅覚受容体の中から一種類の受容体を相互排他的に発現しており、空気中の匂い物質を検出している。さらに、同じ嗅覚受容体を発現する嗅細胞は、終脳前部の嗅球へと軸索を投射・収斂させ、糸球素子を形成する。この糸球において、一次神経細胞(嗅細胞)は数十の二次神経細胞(僧帽細胞)と接続しており、各僧帽細胞は単一の糸球応答、すなわち一種類の嗅覚受容体の情報を、中枢へと伝える。この糸球における接続特異性に着目し、嗅細胞が生涯再生するという特徴を生かして、糸球における接続特異性が変化しうるかどうかについて解析したいと考える。嗅細胞と僧帽細胞との接続の特異性を解析するために、特定の嗅細胞をラベルし、かつその嗅細胞を人為的になくすことができるトランスジェニックマウス(Aとする)を作製した(ライン化完了)。さらに、それに接続する僧帽細胞をラベルするために、遺伝子操作によってランダムに、かつ一部分をラベルするトランスジェニックマウスを作製している(インジェクション終了、ラインはまだ得られていない)。トランスジェニックマウスAに対して、ジフテリアトキシン腹腔投与すると、ラベルした嗅細胞を人為的になくすことができる。嗅細胞は生涯再生していることから、投与をやめるとまたラベルされた嗅細胞は再生してくる。つまり、このトランスジェニックマウスAを用いて特定の糸球を一時的になくすことができる。ラベルされた糸球に接続する僧帽細胞をラベルすることができれば、嗅細胞が一時的になくなったときに、僧帽細胞の挙動、すなわち、((1)縮嚇退するか、(2)別の糸球に接続するか、(3)他の糸球には接続せずにそのままか、を観察することができる。それによって、神経細胞の接続の特異性、あるいは可塑性(一度構築された接続特異性が可塑的に変化するかどうか)を観察することができる。当初の計画ではトランスジェニックマウスを作製し、解析まで済ませている予定であったが、実際はトランスジェニックマウスのライン化は達成したものの、そのマウスの解析をこれからする必要があるため。作製したマウスを用いて、解析を進める。僧帽細胞のラベルについて、作製したマウスBを用いた方法では難しい可能性もあるので、別の方法として麻酔下でマウスの頭蓋を開けて、two-photon顕微鏡下で可視化した糸球に焦点を当て、axoporatorを用いたデキストランインジェクションによって接続する僧帽細胞をラベルする方法を試みる。マウス嗅覚系において、嗅上皮に存在する嗅細胞では1000種類以上もの嗅覚受容体から一種類の受容体を相互排他的に発現しており、空気中の匂い物質を検出している。この糸球において、一次神経細胞(嗅細胞)は数十の二次神経細胞(僧帽細胞)と接続しており、各僧坊細胞は単一の糸球応答、すなわち一種類の嗅覚受容体の情報を、中枢へと伝える。このように、一次神経細胞の嗅覚受容体という個性が糸球としてまとまっており、その応答が個々の二次神経細胞に伝わる仕組みとなっていることから、糸球を区別することで接続特異性を見分けることができる。嗅細胞と僧帽細胞との接続の特異性を解析するために、特定の嗅細胞をラベルし、かつその嗅細胞を人為的になくすことができるトランスジェニックマウス(Aとする)を作製している(インジェクション中)。さらに、それに接続する僧帽細胞をラベルするために、遺伝子操作によってランダムに、かつ一部分をラベルするトランスジェニックマウスを作製している(DNAコンストラクション中)。僧帽細胞をラベルする別の方法として、麻酔下でマウスの頭蓋を開けて、Two-Photon顕微鏡下で可視化した糸球に焦点を当て、axoporatorを用いたデキストランインジェクションによって、特定の糸球に接続する僧帽細胞をラベルする方法を試みている(まだ成功していない)。

嗅細胞は生涯再生していることから、投与をやめるとまたラベルされた嗅細胞は再生してくる。つまり、このトランスジェニックマウスAを用いて特定の糸球を一時的になくすことができる。ラベルされた糸球に接続する僧帽細胞をラベルすることができれば、嗅細胞が一時的になくなったときに、僧帽細胞の挙動、すなわち、((1)縮嚇退するか、(2)別の糸球に接続するか、(3)他の糸球には接続せずにそのままか、を観察することができる。それによって、神経細胞の接続の特異性、あるいは可塑性(一度構築された接続特異性が可塑的に変化するかどうか)を観察することができる。当初の計画ではトランスジェニックマウスを作製し、解析まで済ませている予定であったが、実際はトランスジェニックマウスのライン化は達成したものの、そのマウスの解析をこれからする必要があるため。作製したマウスを用いて、解析を進める。僧帽細胞のラベルについて、作製したマウスBを用いた方法では難しい可能性もあるので、別の方法として麻酔下でマウスの頭蓋を開けて、two-photon顕微鏡下で可視化した糸球に焦点を当て、axoporatorを用いたデキストランインジェクションによって接続する僧帽細胞をラベルする方法を試みる。
GABAおよびグルタミン酸作動性シナプス応答へのキセノンの作用

吸入麻酔に用いられるガス性麻酔薬のキセノン(Xe)が興奮性と抑制性のシナプス伝達をどのように修飾するかを、機械的に単離したラット海馬CA3ニューロンのシナプス・ブートン標本を用いて検討した。その結果、Xeは興奮性グルタミン酸伝達機構をシナプス前終末部とシナプス後膜上のシナプス外受容体の両方で抑制するが、前者により強く作用する。抑制性GABA伝達機構ではシナプス前終末部のみを抑制した。本成果はXeの作用部位は興奮・抑制系共にシナプス後膜側のみであるとの今迄の報告の全てを改める新知見である。1.シナプス下膜の海馬CA3錐体細胞上にあるシナプス外GABAA受容体とグルタミン酸受容体に対するキセノンの作用ラット脳スライス標本を作製し、酵素処理により神経終末部が付着していない海馬CA3錐体細胞を単離し、得られた単離細胞にホールセルパッチクランプ記録法を適用し、細胞外液にGABAまたはグルタミン酸を添加することにより発生する電流応答を記録した。さらにキセノンを細胞外液に常にバブリングしながら飽和溶解した状態で標本に投与し、その変化を観察した。その結果、シナプス下膜側単離海馬CA3ニューロンのシナプス外GABAA受容体応答にはほとんど影響を与えず、グルタミン酸受容体に作用することが明らかになった。さらにグルタミン酸受容体サブタイプについて検討したところ、AMPA,KAおよびNMDA受容体応答を抑制した。1.シナプス下膜の海馬CA3錐体細胞上にあるシナプス外GABAA受容体とグルタミン酸受容体に対するキセノンの作用ラット脳スライス標本を作製し、酵素処理により神経終末部(ブートン)が付着していない海馬CA3錐体細胞を単離した。得られた単離細胞にホールセルパッチクランプ記録法を適用し、細胞外液にGABAまたはグルタミン酸を添加することによって発生する電流応答を記録し、GABAやGlu受容体の電流応答に対して、キセノンがどのような効果を与えるのか検討した。さらにグルタミン酸受容体サブタイプについて検討したところ、AMPA,KAおよびNMDA受容体応答もそれぞれ抑制した。2.海馬CA3領域より機械的に単離して得られる海馬CA3錐体細胞のシナプス・ブートン標本を使用し、細胞体に付着した抑制ならびに興奮性神経終末部(ブートン)からのGABAとGluの自発性および活動電位依存性遊離によって生じるシナプス後電流へのキセノンの効果海馬CA3錐体細胞のシナプス・ブートン標本を作製し、単離したCA3ニューロン細胞体にホールセルパッチクランプ法を適用し、フグ毒テトロドトキシン(TTX)存在下に、自発性のGABAやGlu作動性シナプス後電流のminiature IPSCやEPSC(mIPSC,mEPSC)を薬理学的に、加えて各々の平衡電位を考慮して両者を分離したのち、mIPSCとmEPSCの発火頻度、電流振幅と電流のキネティクスを指標として検討した。次にフォーカル(焦点)電気刺激法(ダブルパルス)でGABA作動性とGlu作動性の単一シナプス前神経終末部をそれぞれ選択的に興奮させ、活動電位により惹起される抑制性または興奮性シナプス後電流(eIPSC、eEPSC)を記録した。今年度から研究室が移動したため、思いのほか機器のセットアップに時間がかかり、実験があまり出来なかった。シナプス下膜の受容体応答ではキセノン濃度の影響を確認していないので早急に検討したい。前年度に引き続きシナプス下膜の海馬CA3錐体細胞上にあるシナプス外GABAA受容体とグルタミン酸受容体に対するキセノンの作用と、細胞体に付着した抑制ならびに興奮性神経終末部(ブートン)からのGABAとグルタミン酸の自発性および活動電位依存性遊離によって生じるシナプス後電流へのキセノンの効果を確認している。しかしながら、4月の熊本地震によって大幅に実験スケジュールが狂っている。当初の予定では実験が終了し、追加実験を行う予定にしていたが、まだ、終了していない。熊本地震によって実験施設や動物飼育施設が被災し、実験の中断が続いている。また、施設だけでなく、講義の振り替えなどによってスケジュールが大幅に狂ってしまった。研究期間を1年延長し、結果をまとめる予定。1.揮発性麻酔薬のキセノン(Xe)が興奮性と抑制性のシナプス伝達をどのように修飾するかを、機械的に単離したラット海馬CA3ニューロンのシナプス・ブートン標本を用いて検討した。本標本では単一と多(マルチ)シナプスレベルでの詳細な化学伝達の解析が可能となる。2.単一シナプスレベルでXeは活動電位依存性のグルタミン酸放出の興奮性シナプス後電流(eEPSC)とGABA放出の抑制性シナプス後電流(eIPSC)を共に抑制し、これらの発火失敗率とPPRを増加した。Xe効果はeEPSC>eIPSCであった。3.Xeはシナプス前神経終末に加えてシナプス後膜ニューロン上のシナプス外グルタミン酸受容体とそのサブタイプの受容体応答を抑制した。その抑制は濃度依存性で非競合的、しかも電位依存性を示さなかった。一方、後膜ニューロンのシナプス外GABAA受容体応答はXeにより全く影響を受けなかった。

4.Xeは自発性グルタミン酸放出によるシナプス後電流(sEPSC)と自発性GABA放出のシナプス後電流(sIPSC)の発生頻度を濃度依存的に共に抑制した。しかし、電流振幅とdecay timeには影響を与えなかった。5.以上のことから、Xeは興奮性グルタミン酸伝達機構をシナプス前終末部とシナプス後膜上のシナプス外受容体の両方で抑制するが、前者により強く作用する。抑制性GABA伝達機構ではシナプス前終末部のみを抑制した。本成果はXeの作用部位は興奮・抑制系共にシナプス後膜のみであるとの今迄の報告全てを改める新知見である。吸入麻酔に用いられるガス性麻酔薬のキセノン(Xe)が興奮性と抑制性のシナプス伝達をどのように修飾するかを、機械的に単離したラット海馬CA3ニューロンのシナプス・ブートン標本を用いて検討した。その結果、Xeは興奮性グルタミン酸伝達機構をシナプス前終末部とシナプス後膜上のシナプス外受容体の両方で抑制するが、前者により強く作用する。本成果はXeの作用部位は興奮・抑制系共にシナプス後膜側のみであるとの今迄の報告の全てを改める新知見である。シナプス下膜の受容体応答ではキセノンの濃度検討を行っておらず、もう少し検討したい。研究室のセットアップはほぼ終わったので、28年度は研究時間をもう少し捻出したいと思う。GABAとGluの自発性および活動電位依存性遊離によって生じるシナプス後電流へのキセノンの効果についてはデーター数がそろっていないので、もう少し検討するつもりである。また、低濃度キセノンの効果も確認する必要がある。データを追加するとともに、確認が必要なためもう少し実験を進める。神経生理キセノンの濃度検討を行うとともに、細胞体に付着した抑制ならびに興奮性神経終末部からのGABAとグルタミン酸の自発性および活動電位依存性遊離によって生じるシナプス後電流へのキセノンの効果を検討する。研究室の移動に伴い、実験出来なかった。よって実験動物の購入数が少ない。震災によって実験が中断したため。高額機器(マイクロマニピュレーター)の購入が遅れている。実験計画の遅れにより使用する実験動物の購入が予定より少なかったため。28年度は最終年度でもあることから実験日を増やしたいと思う。震災で破損した実験機器(顕微鏡)を購入予定。今年度は実験日を増やし、機器についても早急に対応したい。
知覚過敏抑制材「ナノシール」を用いた新たな齲蝕予防法の検討

歯の脱灰は、日常的に飲用されている清涼飲料水によっても起こりうる現象である。しかし、習慣化された飲用を制限することは、特に小児においては、困難である。ナノシール(日本歯科薬品株式会社)は、知覚過敏抑制材でありながら耐酸性能に優れており、簡便な操作で使用できるため、齲蝕予防への応用が期待されている。そこでナノシールの酸蝕歯に対する再石灰化効果ついて、臨床上抜歯が適切と診断された乳歯及び永久歯(臼歯)を用い検討した。結果、ナノシールを塗布した歯面はエナメル質表層下脱灰病変の再石灰化効果が促進されていた。以上より、ナノシールは、酸蝕歯治療の1つの手段として期待されることが示唆された。本研究では、知覚過敏抑制剤として使用されているナノシール(日本歯科薬品株式会社)が、酸蝕歯に対して脱灰抑制効果を有しているか検討することを目的としている。当概念度は、pHの低い炭酸飲料水に浸漬したヒト抜去歯を模擬酸蝕歯とし、実際の口腔内環境に少しでも近づけるため、脱灰液や再石灰化液に浸漬し、その表面変化を走査型電子顕微鏡により、観察してきた。また、その耐久性についても検討する機会を得ることができた。しかしながら、習慣化された飲用を制限することは、特に小児においては、困難である。よって、我々小児歯科医にとって、酸蝕を予防し再石灰化を促すことは重要である。そこで、ナノシールの酸蝕歯に対する再石灰化効果ついて検討を行った。なお、本研究は福岡歯科大学倫理審査委員会の承認(許可番号第143号)のもとに行った。炭酸飲料水(pH:2.7)に2時間浸漬したエナメル質表面(酸蝕)は、乳歯・永久歯ともに激しく脱灰されていた。これらの酸蝕歯は、再石灰化液に2週間浸漬しても、完全には回復が認められなかった。このことより、炭酸飲料水による酸蝕は、通常の口腔内では、自然に回復することが難しいことが示唆される。一方、ナノシールを酸蝕面に塗布すると、露出したエナメル小柱構造はみられず、平滑なエナメル質が観察された。これは、ナノシールを塗布すると、全面がナノ粒子析出物で瞬時にミネラル化されるためと考えられる。また、再石灰化環境により、エナメル質表面に平滑化がさらに促進される様子が確認できた。ナノシールを塗布した歯面はエナメル質表層下脱灰病変の再石灰化効果を促進することが以前にも報告されており、今回のように強い酸蝕を受けた歯質の回復にも同様の効果があったと考えられる。知覚過敏抑制材であるナノシールは、酸蝕歯治療の1つの手段として期待される。小児歯科次年度に行う予定であった耐久性に関する実験を繰り上げ、行ってはきたものの、当該年度、要として使用していた定量的光誘導蛍光法装置に予想外の不具合が生じ、現在、今後の対策を検討中であるため、やや目的達成が遅れていると判断した。定量的光誘導蛍光法装置の不具合を早期に解決し、研究を遂行していく予定である。本研究の要である定量的光誘導蛍光法装置に予想外の不具合が生じてしまい、改めて購入が必要な可能性が高いため、次年度使用額が生じている。定量的光誘導蛍光法装置の修理もしくは購入
品質/信頼性を重視した実践的ソフトウェアプロジェクトマネジメント技術に関する研究

本研究では,ソフトウェア品質の持続的向上という課題に取り組む中で,プロジェクトマネジメント技術を導入して,その効果の評価と検証を行った.その中で,実践的研究を踏まえて導き出したのが「品質指向ソフトウェアマネジメント」の考え方であり,品質を重視したプロジェクトマネジメントを徹底し,その技術の持続的向上を図っていく必要性があることが分かった.本研究では,ソフトウェア品質の持続的向上という課題に取り組む中で,プロジェクトマネジメント技術を導入して,その効果の評価と検証を行った.その中で,実践的研究を踏まえて導き出したのが「品質指向ソフトウェアマネジメント」の考え方であり,品質を重視したプロジェクトマネジメントを徹底し,その技術の持続的向上を図っていく必要性があることが分かった.本年度は,ソフトウェア製品品質向上のためのプロジェクトマネジメント(PM)技術を中心に議論した.以下は,本年度の研究成果であり,所期の目的を達成した.(1)ソフトウェアプロジェクト推進において発生する問題の原因系を分析し,プロジェクトリスクの軽減策を実施し,これを追跡管理するリスク管理手法を提案した.(2)開発作業の進捗状況が見えるようにし,プロジェクト計画を外れる徴候を捉えて管理する技術として,アーンド・バリュー・マネジメント(Earned Value Management,以下EVMと略す)の効果的活用方法を考察した.(3)ソフトウェア製品品質とプロセス品質を保証するために,品質保証システム構築のためのフレームワークを提案した.ここで,品質保証計画の策定と,開発プロセスの上流工程における品質管理技術としてのレビュー活動と品質保証の関係把握に焦点を当てた.(4)上記の考察により最終製品品質に影響を及ぼすプロセス品質要因として,品質保証要因およびマネジメント要因という2種類に大別して導出した.前者の品質保証要因としては,レビューマネジメントに関する設計レビュー遅れ率と開発規模当りレビュー回数,レビューア評価技術に関する.レビュー評価平均点,テスト項目抽出技術に関する総合検証項目数を抽出した.また後者のマネジメント要因としては,リスク管理活動に関するプロジェクト開始時リスク度とリスク度軽減速度,プロジェクト管理活動に関する開発規模当りEVM回数,製品品質保証活動に関する開発規模当りレビュー回数とレビュー合格率を抽出した.さらに,これらの実際のソフトウェアプロジェクトにおいけるプロセスデータを使って多変量解析法を適用し,ソフトウェア製品品質(納入後検出フォールト数や総合検証検出フォールト数)を予測するための統計モデルを導出できた.このとき統計的に有意と判定されたプロセス品質要因は,他のプロジェクトにおいても有効であると考えられる.(5)ユーザニーズに対するテスト項目の漏れを防止することにより製品品質を向上させるために,テスト品質レベルの向上と品質保証技術の標準化について考察した.特に,テスト項目の抽出とテストデータの作成を容易にするソフトウェア品質特性の定義方法と,ソフトウェア製品品質の推定精度の高いソフトウェア信頼性評価技術に焦点を当て,後者についてはいくつかの技術を開発した.本年度は,品質指向プロジェクトマネジメント技術の実プロジェクトへの応用・展開を目指して,以下の計画と方法に従って研究を進めた.1.ソフトウェアプロセス品質向上のためのプロセス改善技術に関する研究調査を行う.このとき,ソフトウェアプロセス品質の品質特性の抽出とその測定尺度(メトリクス)の提案に力点を置いた.2. 1.で抽出されたプロセス品質特性と,高品質ソフトウェア製品を開発予算内でユーザにリリース(出荷)できるプロジェクトの成功シナリオを関係づけ,要求分析・定義プロセス,設計プロセス,テストプロセス,保守プロセスという一連の開発プロセスの改善方法を議論した.3. 2.の開発プロセス改善を推進するときに,プロジェクトがQCD目標を達成するために,顧客要求を管理し,開発プロセスとスケジュールを計画し,その進捗を管理するとともに,開発プロセスの品質を保証するという「マネジメントプロセス」の改善も重要な課題となる.したがって,マネジメントプロセスの改善方法を議論し,その中での製品品質評価法を提案した.4. 3.で議論したマネジメントプロセスを明確にした上で,開発プロセスの管理能力の成熟度を測ることができ,開発組織におけるプロセス改善活動の優先順位の指針となるプロセス能力成熟度モデル(CMM)の効果的な導入方法を考察した.5. 1.4.を踏まえて,プロジェクトの成功シナリオを強化する標準ソフトウェアプロセスを提案した.すなわち,要求仕様作成プロセス,開発マネジメントプロセス,開発プロセス,品質管理プロセスにおける具体的要件を定義し,その運用手順を示した.本年度は,品質指向プロジェクトマネジメント技術の実プロジェクトヘの応用・展開を目指して,プロセス品質向上のためのソフトウェアプロセス改善技術の定着化とソフトウェアプロジェクトの定量的評価法の開発・提案に焦点をあて,以下の計画と方法に従って研究を進めた.(1)ソフトウェアプロセス改善技術およびソフトウェアプロジェクトの定量的評価法の現状・動向に関する研究調査を行った.その結集,ソフトウェアブロセス改善のためのマネジメント技術として,プロセス能力成熟度モデル(CMM:Capability Maturity Model)およびSLCP (Software Life Cycle Process)が望であり,実際に得られたプロジェクトマネジメントデータを分析する上で多変量解析法(特に重回帰分析,主成分分析,判別分析,正準相関分析,および因子分析)が有用であることが分かった.(2)ソフトウェアプロセス改善技術の定着化を図るために,プロジェクトのQCD(品質・コスト・納期)管理指標を考慮しながら,マネジメント技術の向上を図りつつプロセス品質の改善がなされるような,プロジェクトを成功に導くソフトウェアプロセスを提案した.ここで,グローバルなソフトウェアプロセスの代表的モデルであるCCMの考え方を考慮した.また,その標準化を図るために必要な,組織およびプロジェクトに対する諸条件を抽出した.その結果,SLCPと開発プロセスの成功プロセスとしての標準ソフトウェアプロセスを提案できた.(3)プロダクト品質とプロセス品質との関係を定量的に把握できるようなプロジェクト評価法を提案した.このとき,ソフトウェアプロダクトとしては,中間生成物と量終製品の両面から考察した.このとき,マネジメント要因と品質保証要因といった要因分析を踏まえた上で,多変量解析法を多角的に用いて導出きれた統計的

ソフボウェアマネジメントモデルを定量的ソフトウェアプロジェクト評価法とした.以上の研究成果に基づいて,品質指向ソフトウェアマネジメントのために,ソフトウェア製品品質や開発コスト/納期の目標値を達成するためのプロジェクトマネジメント技術の有効性を評価できたり,その技術改善もできることが期待される。
社会イノベーターの持続的輩出を可能にする社会関係資本ベースの教育手法開発

本年度は、社会イノベーター育成・リーダーシップ、社会関係資本の理論的実践的動向や教育・評価の理論や手法に関する文献調査、国内外での聞き取り調査、教育手法・評価手法の実践、公開セミナー開催、研究成果発信を行った。(1)文献調査:ソーシャルイノベーターの育成・リーダーシップおよび社会関係資本の最新の理論的動向や、教育手法・評価手法の開発に向けた関連文献をレビューした。(2)国内外での聞き取り調査・全国教育手法実態調査:米国や香港の大学やNPO、東北地方を中心としたNPOを訪問・招聘し、ソーシャルイノベーター教育・育成手法やソーシャルイノベーターのライフヒストリー・リーダーシップ開発に関する聞き取り調査を実施した。また、ソーシャルイノベーターの教育手法に関し、全国の大学で開講されている科目のシラバス分析を実施した。(3)教育手法・評価手法の実践:初年度にNPOと自治体と連携して開発した、地域課題解決に向けたアイディア創出に関する実践型演習を実施した。また、社会イノベーターの育成・リーダーシップ開発に向けた自己評価指標(セルフチェックシート)を教育実践において活用・分析した。(4)公開セミナーの開催:震災復興、教育、まちづくり等に携わる社会イノベーター・NPOリーダーによるセミナーを、本年度合計12回開催した。特に、多様性の資質を備えたリーダー育成の手法開発に向けて、SOGI(多様な性)や震災復興におけるマイノリティの取り組み等にも焦点をあてた。彼らのライフヒストリーや成長のプロセス、ミッション、事業・活動内容と戦略、経営・人生哲学等について示唆を得た。(5)研究成果の発信:本課題研究に関する成果を計15件、ARNOVA、ARNOVA-Asia、ICSEA、日本観光研究学会、人材育成学会等、国内外における学会報告・論文図書・研究会を通して発信した。本年度は、復興やNPO、ボランティア教育、ネットワーク分析について研究している若手研究者3名を研究分担者として追加し、研究体制を拡充した。適宜研究会を実施し、意見交換も行いながら研究を進展させた。研究代表者・分担者ともに、各専門領域・役割分担分において、文献調査を進めるとともに、「NPOと行政の協働ー仙台市の地域課題を解決するアイディアを考えよう」、「ゲームで学ぼう!NPOが社会課題を解決するには?」等の教育手法を実践した。また、「NPOセミナー・プライド月間企画多様な性・LGBTとNPO」、「Challenge of Asuenokibou and Onagawa Town」等、計12のセミナーを開催する等、複眼的視点から順調に研究を進めることができた。さらに、国内外の訪問調査も実施し、国内外関連学会での研究報告や雑誌論文・報告書など、以下を含めて計14件の研究成果を発信できた。したがって、2年目の進捗としては順調に進展していると判断する。最終年度となる19年度においては、以下の通り研究を進展させ、3年間の研究成果を総括し、学術的・実践的に幅広く発信する。1)文献調査:本年度各調査結果をふまえて文献調査を進展・統合させる。2)国内外調査:海外では、ニュージーラントやタイにおける社会イノベーター・NPO教育の実態を調査する。国内では、社会関係資本の視点から人材育成の促進・阻害要因やコンピテンシー、その波及効果および適用可能性について、インタビューや参与観察、フォーカスグループ等の調査を進めるとともに、分析考察のうえ結論を導出する。3)教育・評価手法の実施・改善・検証:前年度に実施した、社会関係資本をふまえた教育・評価方法の実践・分析をふまえて、手法の改善を図る。具体的には、NPO論、ソーシャル・ビジネス論、社会イノベーター教育、ボランティア活動の担い手育成、震災復興の担い手育成、PBL教育等、代表者・分担者の各専門分野・担当科目において幅広く実施し、その有効性を検証する。4)公開セミナーの開催:本年度も引き続き、社会イノベーター育成の中核となる、多様性や社会関係資本の視点から、公益財団法人と連携した信頼ギャザリング、プライド月間多様性セミナー、グローバルリーダー・キャリアセミナー等、社会イノベーターの研究者・実践者によるセミナーを幅広く開催し、講師や参加者との意見交換を行う。5)研究成果の発信:18年度から19年度にかけての研究成果は、国際学会(ISTR-Asia、RAMICS)や人材育成学会など、内外の関連学会で発表し、改善に向けたフィードバックを得る。その結果得られた改善点を踏まえて研究の成果を取りまとめ、学術論文を投稿するとともに、実践に応用できるように提言を報告書にとりまとめる。さらに、年度末にシンポジウムを開催するとともに、報告書やウェブサイト等を通して、3年間の研究成果を幅広く国内外に発信する。初年度の29年度には、次世代ソーシャルリーダー育成・人的資源管理、リーダーシップ、社会関係資本の理論的政策的動向や教育・評価の理論や手法に関する文献調査を行った。また、次世代ソーシャルリーダーの育成およびリーダーシップ開発の現状と課題を社会関係資本の視点からその形成・阻害要因を中心に分析するための、予備的な訪問調査を企画実施した。(2)国内聞き取り調査:代表者の在籍する東北地域を中心に、ソーシャルイノベーターのライフ・ヒストリーの聞き取り調査を行なった。また、実践的学びを通した次世代ソーシャルリーダーの育成およびリーダーシップ開発の実態調査のための予備的調査を実施した。(3)教育手法・評価手法の開発:NPOと自治体と連携して、地域課題解決に向けたアイディア創出に関する、社会関係資本をふまえた実践型演習を開発し、30年度の実施・分析の企画立案を行なった。また、既存調査をもとに、次世代ソーシャルリーダーの育成およびリーダーシップ開発に向けた自己評価指標案(セルフチェックシート)を開発した。

これを30年度の教育実践において活用することとした。研究代表者・分担者ともに、各専門領域・役割分担分において、文献調査や教育手法の開発、調査先候補の選定、セミナー開催等、おおむね順調に進めることができた。また、国内外における関連学会での研究報告や論文投稿・出版など、研究成果の発信も行なうことができた。主な成果発信は以下の通りである。「公共・非営利領域の対境担当者ー震災復興過程の文脈での検討ー」Transactions of the Academic Association for Organizational Science 2017,Vol.6,No.1,pp.100-107.「コミュニティ形成における住民の主体性発揮プロセスー震災復興の文脈を中心とした検討ー」2017年9月2日,地域活性学会第8回研究大会.「ICT・IoTを活用した健康管理サービスにおける情報リテラシー戦略の動向」2017年11月18日ー19日,日本情報経営学会第75回全国大会.さらに、30年度からは、29年度に開発した教育・評価手法の実践・分析等の領域を拡大するため、研究分担者を3名追加する計画を立て、役割分担を含めた研究打合せも進めるなど、本研究課題をさらに進展させるための準備も行なった。ただし、29年度当初には予定していた海外調査やアンケート調査は実施しなかった。これは、文献調査・国内調査結果をふまえたうえで、慎重に調査先や調査項目を選定して30年度に行なうほうが良いと判断したためである。したがって、初年度の進捗としては順調に進展していると判断する。本年度は、社会イノベーター育成・リーダーシップ、社会関係資本の理論的実践的動向や教育・評価の理論や手法に関する文献調査、国内外での聞き取り調査、教育手法・評価手法の実践、公開セミナー開催、研究成果発信を行った。(1)文献調査:ソーシャルイノベーターの育成・リーダーシップおよび社会関係資本の最新の理論的動向や、教育手法・評価手法の開発に向けた関連文献をレビューした。(2)国内外での聞き取り調査・全国教育手法実態調査:米国や香港の大学やNPO、東北地方を中心としたNPOを訪問・招聘し、ソーシャルイノベーター教育・育成手法やソーシャルイノベーターのライフヒストリー・リーダーシップ開発に関する聞き取り調査を実施した。また、ソーシャルイノベーターの教育手法に関し、全国の大学で開講されている科目のシラバス分析を実施した。(3)教育手法・評価手法の実践:初年度にNPOと自治体と連携して開発した、地域課題解決に向けたアイディア創出に関する実践型演習を実施した。また、社会イノベーターの育成・リーダーシップ開発に向けた自己評価指標(セルフチェックシート)を教育実践において活用・分析した。
骨芽細胞・骨芽様細胞を用いた加齢によるメカニカルストレス誘導骨形成・骨代謝の解析

申請者らは、一軸方向周期的伸展刺激(以下、伸展刺激)負荷された正常ヒト骨芽細胞のOPG/RANKL産生制御について報告(Kusumi A. et al.JBMM23.373-381.2005)してきたが、他の報告とOPG/RANKL産生や、活性化するMAPKの経路に違いがあり、この矛盾の解析が急務であった。そこで、本研究では、購入した正常ヒト骨芽細胞を継代培養してそれぞれの継代細胞に伸展刺激負荷し、第3継代と第5継代の正常ヒト骨芽細胞について比較解析したところ、第3継代では伸展刺激負荷でp38MAPK経路活性化依存性のOPG産生亢進、RANKL産生抑制制御が認められたが、第5継代では伸展刺激負荷でERK1/2活性化し、OPG産生抑制、RANKL mRNA発現亢進となるが、OPG/RANKL産生制御はERK1/2経路依存性ではなかった。つまり、申請者らの報告と他の報告との違いの重要なポイントは培養継代の影響である事がわかった。更に、骨芽細胞の継代による細胞老化の方向に研究を向けたかったが、老化関連遺伝子発現の変化は認められなかった。今年度は、CTS負荷による正常ヒト骨芽細胞からのOPGとRANKL産生について、継代別の骨芽細胞の産生能とマウス骨腫瘍由来細胞株NHOSのCTS負荷の条件決めについて解析した。(1)CTSによる2群の骨芽細胞から産生される骨代謝調節因子産生の解析骨芽細胞を無刺激で3から7継代までのOPG産生をELISAで解析すると、3,4継代に比べ、5,6,7継代の方がOPG産生が促進した。次、骨芽細胞にCTS負荷しELISAとreal-timeRT-PCRで解析したところ、OPGの産生はCTS負荷により3継代、4継代で増強されるが、5,6,7継代では逆に抑制された。有意差は3継代と5継代で得られた。3継代ではOPG産生は誘導されRANKLやsRANKL産生が抑制されるが、逆に5継代ではOPG産生が抑制されRANKLのmRNAの発現が増強した。RANKL産生は有意差がなかった。OPG産生、NO産生、Cox-2mRNA発現には継代の影響はなかった。実際、継代を増やすと、刺激により産生されるタンパク量は減るが、mRNAの発現はかなり増強していた。NOは継代を繰り返してもあまり変わらなかった。CTS負荷でウエスタンブロッテイング法で解析したところ、3継代の骨芽細胞の活性化にp38MAPK活性化しERK1/2が不活化するが、5継代ではERK1/2の活性化しp38MAPKが不活化した。2.NHOSの解析NHOSは、CTS負荷がヒト骨芽細胞と違って細胞のダメージが大きいようで、CTS負荷は1日2時間を3日間、伸展率5%伸展周期0.25HzのCTSを加えると3継代のヒト骨芽細胞のOPGやRANKと同様の結果が得られることがわかった。今後はこの条件で解析を進めていく。正常ヒト骨細胞を用いて、継代培養される細胞の細胞老化のそれぞれの継代の細胞の特徴を解析し、個体の老化のモデルの糸口を考察する周期的伸展刺激(CTS)負荷された正常ヒト骨芽細胞の3第5継代培養群の発現分子の比較解析本研究ではras遺伝子に注目した。第3第5継代骨芽細胞に周期的伸展刺激(以下、伸展刺激)負荷し、細胞内のRasと活性化型Ras(リン酸化MKK3, MKK6)について、ウエスタンブロッティング法で解析したところ、明らかな差は認められなかった。他の関連分子については、研究室の引越等で、進む得ることができなかった。第5継代骨芽細胞のOPG/RANKL産生制御のERK1/2依存性第5継代骨芽細胞では、伸展刺激誘導のERK1/2活性化することで、ERK1/2誘導性のOPG/RANKL制御が予想された。ERK1/2阻害剤(PD98059)前処理されたヒト

骨芽細胞に伸展刺激負荷したところOPG産生抑制に亢進は認められず、RANKL産生亢進を抑制することはなかった。mRNA発現も同様で、第5継代のヒト骨芽細胞では伸展刺激によるERK1/2活性化によるOPG/RANKL産生に制御には依存性はないと思われた。第5継代骨芽細胞のp38MAPKの影響第5継代骨芽細胞でも伸展刺激負荷すると最小限ながら活性化はするが、p38MAPK阻害剤(SB203580)前処理によるOPG/RANKL産生制御には影響はなかった。また購入した正常ヒト骨芽細胞は凍結されたものだが、凍結・融解ががMAPK活性化に影響与えるかどうか、第4、5, 6継代の骨芽細胞を凍結し、その後融解したあと伸展刺激負荷後では、p38MAPKの活性化は認められなかった。マウス骨腫瘍由来細胞NHOSのマウス皮下移植による異所性骨形成のRas遺伝子導入による影響の解析今年度は研究室の引越があり、研究が進まなかった。また、ヒト骨芽細胞の解析からras遺伝子の関与に疑問が残ったため、今回は解析を見送った。研究のまとめ・報告
医療被曝線量低減を目的としたディジタル乳房用X線装置の品質管理システムの開発

1.撮影条件下の線質測定が可能なスペクトル測定システムの開発RAMTEC-413X線スペクトルアナライザー、スペクトル測定用ノートパソコン及びカーボン散乱体やアクリル散乱体を組み合わせて、従来、管電流が大きくなると測定が困難であったディジタル乳房用X線装置の各種撮影条件下のX線スペクトルを0.2keV間隔で測定し、測定したスペクトルから計算した照射線量と現有の乳房用線量計で測定した照射線量を比較しながら、撮影条件下の線質測定が可能なスペクトル測定システムを構築した。すなわち、ディジタル乳房用X線装置で、臨床診断に使用している種々の撮影条件下でX線を曝射して、被写体であるカーボン散乱体やアクリル散乱体で90°方向に散乱したX線光子を種々のピンホール径のタングステンコリメータを通して、X線スペクトル検出器で検出した。検出したX線光子数スペクトルを補正・解析して、種々の撮影条件下で使用するのに、カーボン散乱体やアクリル散乱体の大きさ・形状、タングステンコリメータのピンホール径、焦点-被写体間距離、被写体-検出器間距離を見出した。また、コンプトン散乱でのクライン-仁科の微分散乱断面積の式を使って、90°方向の散乱X線から一次X線を逆算する現有のプログラムも改良した。2.患者の被曝線量と乳房診断用X線画像の画質と検出能の関係の究明現有の乳房用線量計で照射線量を測定しながら被写体なしで一様曝射を行い、ディジタル特性曲線とウィナースペクトルを求め、さらに同じ曝射条件で、タングステン板及びC-Dファントムなどを撮像して、タングステン板のエッジ像からMTFを求め、C-Dファントム像から検出能を評価し、ディジタル乳房用X線装置の画像評価法を検討し、患者の被曝線量を低減するために、いろいろなディジタル乳房用X線装置の各種撮影条件下で測定したX線スペクトルと、乳房診断用X線画像(ファントム)3の画質と検出能の関係を究明した。3.ディジタル乳房用X線装置の品質管理システムの開発この品質管理システムの適用範囲を明らかにするとともに、患者の被曝線量を低減するために、さらに、散乱X線のスペクトルも測定して、各種撮影条件下の線質の改善方法を検討し、これを使ったディジタル乳房用X線装置の総合的な品質管理システムの開発を行った。一般に、ディジタルシステムでは、写真濃度が撮影線量に依存しないため、どのような線量でも適正写真濃度が補償される。しかし、臨床で使用する際には、目的に応じた画質が保証される撮影線量(線質や線量)を、被曝線量を考慮して決定する必要がある。本研究では、Csl:Tl蛍光体を検出器に用いたFull-fieldディジタルマンモグラフィシステム(GE社製Senographe DS)の撮影線量と信号検出能について実験を行い、画質と被曝線量の関係を検討した。平均乳腺線量を一定にした場合、PMMA1cm厚と3cm厚では焦点/フィルタの線質の違いによる有意差は認められなかったが、PMMA5cm厚ではRh/Rhの検出能に有意差が認められた。