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ユビキタスセンサネットワークにおけるソフトウェア更新プロトコルに関する研究

センサネットワークにおいて,センサノード上のソフトウェアを更新する技術は重要であり,柔軟なソフトウェア更新を実現するプロトコルが必要となる.筆者らは,実環境向けフィードバック型センサネットワーク更新プロトコルを提案し,その有効性を示すことを目的として研究を進めてきた.当初は,センサネットワークの全領域に応用可能な研究を行う予定であったが,センサネットワークの応用アプリケーションは想定環境に依存する部分が大きい.そこで,本研究では,住宅における省エネを支援するアプリケーションであるHome Energy Management System (HEMS)を想定することとした.家庭において省エネが求められる昨今において,HEMSは重要なセンサネットワーク応用アプリケーションとなる.以上の理由により,フィードバック型センサネットワークを利用して照明や電化製品などの制御を行い,無駄な電力消費を抑える技術について研究を行うこととした.昨年度の研究から,家庭における省エネを支援するシステムが整備された一方で,そのシステム自体が消費する電力が懸念されることとなった.よって,今年度は,システムの消費電力を低減させるため,システム自体が環境に合わせて適応的に自身の動作を変更する,つまり自身でフィードバックを行いながら動作する手法について検討を行った.一般的に,センサノードの動作でもっとも電力を消費するものは無線通信である.よって,無線通信の回数を削減することで消費電力も削減できる.また,一般的に,センサノードは一定周期でセンシングおよびデータの送信を行っている.そのため,データ送信が必要ない場合にも無駄な送信が行われている.筆者らは,データ送信タイミングを動的に変化させることにより,無駄なデータ送信および消費電力を削減することを可能とした。提案手法において,ノードは自身の過去の収集データを参照することで,現在の自分の収集データが送信されるべきか否かを判断し,必要なデータのみを送信する.この手法により,ノードのデータ測定誤差を1%未満に抑えながら,消費電力の70%を削減可能とした.本研究により,センサノードが自らフィードバック動作を行うことで.省雷力なネットワーク運用ができることが示された,センサネットワークにおいて,センサノード上のソフトウェアを更新する技術は重要である.センサネットワークは比較的新しい技術で構成されるため,多くのアプリケーションは運用中にソフトウェアの変更や拡張が必要となる可能性が高い.今後センサネットワークを一般的なインフラとして普及させることを考えた場合,より柔軟なセンサネットワークの構築およびソフトウェア更新プロトコルが必要になると考えられる.そこで,筆者らは,実環境向けフィードバック型センサネットワーク更新プロトコルを提案し,その有効性を示すことを目的として研究を進めてきた.本研究で解決すべき課題は大きく分けて三つある.一つは,ユーザに特別な工事や技術を要求することなく,容易にセンサネットワークを構築することである.一つは,収集したセンシングデータを分析し,各センサおよびネットワーク全体の状態推定やイベント検知を行うことである.一つは,センシングデータの分析結果をもとに,新たなソフトウェアデータやソフトウェアパラメータをセンサネットワークへとフィードバックすることである.センサネットワークの構築に関しては,センサノードを設置するだけで容易にネットワーク構築およびデータの収集が可能となるモバイル型センサネットワークを開発した.これはノートPC1台と複数のセンサノードで構成され,ユーザの手を煩わせることなく構築可能な点においてユーザビリティが高い。センシングデータの分析に関しては,到着するデータのリアルタイム処理を可能とするデータストリーム管理システムを導入し,センシングデータをリアルタイムに可視化するアプリケーションを開発した.このアプリケーションにより,今後のセンサデータの分析が容易になると考えられる.ソフトウェアデータやソフトウェアパラメータのフィードバックに関しては,無線通信を用いてセンサノードに新しいデータやパラメータを送信する部分のプロトタイプの実装を完了した.センサノード上に搭載されているソフトウェアの一部の領域をソフトウェア更新専用の領域とすることにより,メインシステムに影響を与えることなくソフトウェアの更新を可能とした.センサネットワークにおいて,センサノード上のソフトウェアを更新する技術は重要であり,柔軟なソフトウェア更新を実現するプロトコルが必要となる.筆者らは,実環境向けフィードバック型センサネットワーク更新プロトコルを提案し,その有効性を示すことを目的として研究を進めてきた.当初は,センサネットワークの全領域に応用可能な研究を行う予定であったが,センサネットワークの応用アプリケーションは想定環境に依存する部分が大きい.そこで,本研究では,住宅における省エネを支援するアプリケーションであるHome Energy Management System (HEMS)を想定することとした.家庭において省エネが求められる昨今において,HEMSは重要なセンサネットワーク応用アプリケーションとなる.以上の理由により,フィードバック型センサネットワークを利用して照明や電化製品などの制御を行い,無駄な電力消費を抑える技術について研究を行うこととした.昨年度の研究から,家庭における省エネを支援するシステムが整備された一方で,そのシステム自体が消費する電力が懸念されることとなった.よって,今年度は,システムの消費電力を低減させるため,システム自体が環境に合わせて適応的に自身の動作を変更する,つまり自身でフィードバックを行いながら動作する手法について検討を行った.一般的に,センサノードの動作でもっとも電力を消費するものは無線通信である.よって,無線通信の回数を削減することで消費電力も削減できる.また,一般的に,センサノードは一定周期でセンシングおよびデータの送信を行っている.そのため,データ送信が必要ない場合にも無駄な送信が行われている.筆者らは,データ送信タイミングを動的に変化させることにより,無駄なデータ送信および消費電力を削減することを可能とした。提案手法において,ノードは自身の過去の収集データを参照することで,現在の自分の収集データが送信されるべきか否かを判断し,必要なデータのみを送信する.この手法により,ノードのデータ測定誤差を1%未満に抑えながら,消費電力の70%を削減可能とした.本研究により,センサノードが自らフィードバック動作を行うことで.省雷力なネットワーク運用ができることが示された,平成23年度の研究計画として,センサデータのストリーム処理の実装およびソフトウェア更新機能の実装を目標としていた.これらの目標はおおむね達成している.

さらに,平成24年度に行う計画であった複数種類のセンサデータを利用したマイニングについても着手している状態である.よって,当初の計画以上に進展していると言える今後は,当初の予定通りに複数種類のセンサデータを利用したマイニングおよびソフトウェア更新機能の実環境評価を行う.また,研究の方向性については,具体的なアプリケーションを想定する.当初はセンサネットワークの全領域を対象とした研究計画であったが,センサネットワークの応用アプリケーションは想定環境に依存する部分が大きい.そのため,具体的な対象を定めることにより,研究の意義や重要性がわかりやすくなると言える.筆者らの研究では,住宅における省エネを支援するアプリケーションを想定することとした.今後はフィードバック型センサネットワークを利用して照明や電化製品などの制御を行い,居住者の快適さを損なうことなく無駄な電力の消費を抑えることを考える.また,システム自体の消費電力を抑える手法についても研究を行う予定である.
海上輸送構造体信頼性向上のための破壊力学研究

大型コンテナ船をはじめとする大型海上輸送体で極厚鋼板が使用されるようになり、脆性破壊を防止する技術の確立が急務であった。本研究では、高速で伝播する脆性き裂の挙動について実験と数値解析を行い、従来未解明であったき裂長さによる脆性き裂伝播停止挙動の差の原因を解明した。さらに、材質と応力の不均一を有する溶接部におけるき裂伝播挙動を予測するモデルを開発した。これらの成果は大型船体の脆性き裂伝播制御に役立つものである。本研究は大型海上輸送体の大規模破壊を防止する設計基準の確立に資するために基盤研究を行うものである。特に、近年大型化が著しいコンテナ船ではこれまで経験のない70mmを超える極厚鋼板が使用されるようになり、このような極厚鋼板を使用した超大型船体における信頼性を確保するために、高速で伝播する脆性き裂の挙動を基礎的に研究する必要がある。H22年度に得られた成果は以下のとおりである。(1)船体用高張力鋼を用いた大型脆性き裂伝播試験を行い、脆性き裂伝播抵抗値(Kca)を計測した結果、負荷応力を高くすると、通常条件で得られるKcaよりも著しく高い値が得られることを実証した。さらに、このような現象が起きる場合には、き裂伝播部の塑性変形量が著しく上昇していることを見出した。(2)き裂の塑性変形を考慮した動的き裂伝播モデルを開発し、き裂伝播挙動に及ぼす負荷応力の影響を計算したところ、上記(1)の実験結果を説明できることを確認した。さらに、このモデルを2m超の広幅試験に適用して計算した結果、き裂駆動力KがKcaより大きくてもき裂が停止する場合があることを確認した。この現象は従来の破壊力学では説明ができず40年来未解決の問題であったが、本モデルによってそれが初めて説明することができた。(3)溶接部の靭性分布と溶接残留応力の3次元的分布を考慮したき裂伝播モデルを開発し、溶接部のき裂伝播挙動解析を行った。溶接熱影響部の靭性の谷間が深く、負荷応力が低いほど脆性き裂は溶接部に沿って伝播しやすくなることを計算により求めた。この計算モデルにより実際の溶接部き裂伝播挙動を説明できることを確認した。次年度以降、実験と解析の範囲を広げ、上記モデルのより深い検証を行うとともに、脆性き裂伝播停止条件について検討を継続する。初年度に、大型脆性き裂伝播試験においてき裂伝播抵抗値(Kca)が負荷応力を高くすると通常条件よりも高くなる現象を発見したが、実験条件を追加してKcaの負荷応力依存性を定量的に評価した。次に、鋼の脆性き裂伝播挙動をミクロ的視点から検討を行った。具体的には、脆性き裂伝播の結晶粒レベルのファセット面の変化に挙動に注目し、試験温度によってファセット単位が変化する様子を計算により再現するモデルを開発し、実験室で再現した脆性き裂破面の形態の試験温度依存性を再現できることを確認した。一方、溶接構造体における脆性き裂伝播挙動を解析するためのき裂伝播モデルの高精度化を行った。具体的には、溶接継手の3次元開先形状を考慮することにより、開先形状によって生じるき裂伝播抵抗値の3次元分布によってき裂伝播の3次元的挙動が変化することを考慮することができるようになった。本研究は大型海上輸送体の大規模破壊を防止する設計基準の確立に資するために研究を行う。初年度と第2年度で、これまで長年未解決であった脆性き裂伝播抵抗値が試験片寸法によって変化し、標準サイズ試験から実構造を模擬した大型試験のき裂伝播停止挙動を予測できないという問題を基本的に解明した。大型試験ではき裂が長くなるためにき裂先端で塑性変形が大きくなるために、き裂が長くなるほうがむしろき裂先端の応力が低下してき裂が伝播しにくくなるというのが、上記問題の本質であることを発見した。これを大型試験によって確認するとともに、き裂先端塑性変形を考慮した計算モデルを開発し、実験結果を説明するとともに、説明ができなかった従来の実験データも説明できることを確認した。実溶接構造物では、脆性き裂が溶接継手に沿って伝播するか、母材に逸れるかがき裂を停止させるための設計に重要となるが、これまではそれを解析する手法が存在しなかった。

本研究では、溶接部の靭性不均一性と溶接残留応力を考慮したき裂伝播モデルを開発した。特に、溶接開先形状の変化によるき裂伝播経路の変化を予測するために3次元数値計算モデルを開発した。系統的な計算を実施することにより、負荷応力、靭性分布に加えて開先形状によってき裂の直進/逸脱を予測できるようになった。さらに、脆性き裂伝播のミクロ挙動に関する計算モデルを開発した。脆性破面のファセット単位が試験温度によって変化することを実験的に明確とし、それを説明する計算モデルを開発した。以上によって、ミクロマクロ両面から鋼材の脆性き裂伝播挙動を解明できた。脆性き裂伝播の数値計算モデルの開発は予定どおり進捗したが、脆性き裂伝播の実験については、実験条件の設定に手間取ったこともあり、予定よりも遅れた。次年度に実施するので、問題とはならないと認識している。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度では、大型脆性き裂伝播試験を実施することにより、従来から指摘されてきた試験片サイズによりKcaが変化する条件を実験から明確とするとともに、き裂伝播の数値計算モデルの高精度化と系統的な計算により、上記問題を解明する。
ラージスケール・３次元ナノ光造形モールディング技術の開発と応用

本研究では、新方式のナノ光造形法の研究と、光造形モールディングによるセラミックス機能デバイスの創製に関する研究を推進しました。ナノ光造形法に関しては、フェムト秒パルスレーザーと紫外レーザーを用いる2種類の手法を開発し、100nm以下の硬化線幅を得る基盤技術を確立しました。また、光造形モールディング技術の開発と応用に関しては、バイオセラミックスや圧電セラミックスを用いて、複雑な3次元形状を有するセラミックス構造体を作製し、医療や環境エネルギーなど幅広い分野へ応用できることを実証しました。今後、ナノ光造形とモールディング技術を組み合せて、高精度な3次元セラミックス機能デバイスを創製する予定です。本研究では、サブ50nmの加工分解能で数cmサイズの3次元マイクロ・ナノ構造体を自在作製できる「新方式ラージスケール・3次元ナノ光造形モールディング技術」を開発し、さまざまなセラミックス材料からなるマイクロデバイスの創製を目指している。本年度は、まず、新たに開発する「光不活性化反応を利用したナノ光造形法」に用いる新規光硬化性樹脂の探索を行った。具体的には、光硬化性樹脂に用いるモノマーおよび光開始剤を選定し、その混合比率を変更して、最も効率よく光不活性化反応を誘起し、加工分解能を向上できる開始剤濃度を選定した。さらに、光硬化用レーザー光と光不活性化用レーザー光の焦点間距離の最適距離を実験的に調査し、露光条件を最適化した。また、セラミックス微粒子材料として、バイオセラミックスの一種であるβ-リン酸三カルシウム(β-TCP)を用いて高濃度スラリーを作製し、マイクロ光造形モールディングによって3次元形状を有するバイオセラミックススキャフォールドを作製した。具体的には、60μmの細孔をもつ立方体格子形状や耳小骨モデルなどの複雑な3次元形状のスキャフォールドなどを作製した。また、圧電セラミックスとして、鉛フリーのチタン酸バリウム微粒子(直径400nmおよび150nm)を用いて、高濃度スラリーを作製し、らせんばね形状のマイクロ発電素子を試作した。作製したらせんばね形状に電極を付与し、分極処理を行った後に、圧電性を評価した。その結果、ばねの軸方向に対して約400gfの荷重を加えることによって、約400mVの電圧出力を確認した。また、軸に垂直な水平方向への負荷に対しても電圧出力を確認した。このことから、3次元的な圧電セラミックス構造体を用いることで、多方向からの力を電力に変換できることを実証した。本研究では、サブ50nmの加工分解能で数cmサイズの3次元マイクロ・ナノ構造体を自在作製できる「新方式ラージスケール・3次元ナノ光造形モールディング技術」を開発し、さまざまなセラミックス材料からなるマイクロデバイスの創製を目指しました。本年度は、「光不活性化反応を利用したナノ光造形」のための光硬化性樹脂の最選定および造形条件最適化を行いました。また、硬化阻害用レーザー光の走査方法についても新たな走査方法を検討し、有効性を評価する実験を行いました。その結果、新たに選定した光硬化性樹脂は、従来の樹脂よりも硬化阻害を誘起するレーザー強度の許容範囲が広く、安定して硬化阻害を誘起できることがわかりました。また、従来法では、硬化阻害用レーザーを硬化用レーザーの焦点から一定距離引き離すだけの造形法でしたが、硬化阻害用レーザーを走査することで、より効果的かつ安定に硬化阻害を誘起できることが判明しました。その結果、最小線幅58nmの微細な造形を実現できました。一方、光造形モールディングの応用研究の1つである圧電セラミックス(チタン酸バリウム)を用いた振動発電素子の開発に関しては、昨年度から開発中のスパイラル型振動発電素子の電極付与方法について詳細な解析を行いました。その結果、スパイラル振動発電素子の振動によって、素子の表面に生じる電荷分布が圧縮と引張りで反転することから、素子表面に一様な電極を付与すると電荷のキャンセルが生じて、発電効率が著しく低下していることがわかりました。そこで、生じる電荷分布に応じて、選択的な電極配置を付与することで発電効率を数十倍に向上できることがわかりました。今後は、見いだした選択的な電極配置を用いて、高効率なスパイラル型振動発電素子の開発を継続する予定です。本年度は、「光不活性化反応を利用したナノ光造形のための光学系の造形条件最適化と安定性向上を行った。具体的には、光硬化用レーザー光と硬化阻害用レーザー光のレーザー出力や照射位置の調整を行い、従来よりもレーザー強度が微細造形に適していることを見出した。また、2次元ラインパターンや3次元ウッドパイル構造などを造形し、線幅の微細化を確認した。

その結果、硬化阻害レーザーを同時照射することで線幅を約80%小さくすることができ、最小で140nmの線幅を達成した。また、光造形モールディングの応用研究の1つとして、鉛フリーの圧電セラミックスの1種であるチタン酸バリウム微粒子(直径400nmおよび150nm)を用いた高濃度スラリーを使用したマイクロ発電素子の開発を継続して行った。具体的には、圧電素子に荷重を加えた際に生じる電圧から電力を高効率に取り出すために、負荷抵抗の最適化を行い、実際に電力の評価を行った。その結果、周期的な荷重(2.8 N, 2 Hz)をらせん軸方向に与えた場合に、89Ωの時に、最大で123pWの電力が得られた。また、軸方向だけでなく、水平方向からの荷重によっても同様に電力が得られることを確認した。この実験から、スパイラル素子が3次元的な振動エネルギーを電力に変換できることが実証できた。ナノ光造形法の開発に関しては、光硬化性樹脂の最適化実験において、加工分解能を向上と十分な機械的強度を持ち合わせた光硬化性樹脂の調合に予想以上の時間がかかり、当初計画の造形システムの立ち上げまで到達しなかった。しかしながら、バイオセラミックスを用いたマイクロ光造形モールディングの研究が予定以上に進展し、複雑形状のバイオスキャフォールドを作製することができた。また、次年度以降の主要な研究課題としていた圧電セラミックスを用いた発電素子の試作実験においても、3次元的ならせんばね形状の試作に成功し、圧電性を確認できた。これらの成果は計画以上に進展した成果である。以上から、総合的にはおおむね順調に進展していると判断した。25年度が最終年度であるため、記入しない。ナノ光造形法の開発に関しては、硬化用レーザー光と硬化阻害用のレーザー光の光強度のバランスを最適化し、加工線幅の微細化に成功した。ただし、再現性が十分ではなく、安定して所望の3次元構造を高い加工分解能で造形するまでには至っていない。また、マイクロ光造形モールディングの応用研究に関しては、昨年度試作に成功したスパイラル型圧電素子の発電性能を評価するための電子回路を作製し、作製した素子に最適な負荷抵抗を決定した。そして、周期的な荷重による発電特性を評価し、3軸方向からの荷重によっていずれも発電できることを確認できた。今後は、さらなる発電効率の向上を目指して、圧電素子に付与する電極配置を最適化する予定である。光不活性化反応を用いたナノ光造形法の確立に向けて、本年度に最適化した光硬化性樹脂材料を用いて、加工分解能の評価を行う。さらに、造形条件を最適化し、複雑な3次元形状の造形を試みる。また、圧電セラミックスを用いたマイクロ光造形モールディングの実験においては、従来の1光子吸収に基づく光造形法で作製したミリスケールモデルに加えて、2光子吸収に基づく光造形法で作製したマイクロスケールの微細なモデルを用いて、3次元マイクロ発電素子の試作を試みる。また、作製したセラミックス構造体の焼結条件や分極条件などを変えて、圧電性の評価実験を行い、発電効率が最適となる実験条件を探索する。
家兎胃粘膜防御機構に於ける細胞内情報伝達機構の役割

プロスタグランジンと共に胃粘膜防御機構の重要な因子である粘液の遊離にる情報伝達機構の役割を検討した。粘液遊離はカルシウム・イオノフォアであるA23181によって有意に亢進した。外国性に与えたナイクリックAMP(CAMP)は影響を与えなかった。生理的アゴンストとして細胞内Ca2+を動かす可能性のある物質をindo-1を用いてスクリーニングした。カルバコール・エンドセリン・バソプレシン・ブラジオニンなどを検討したがこれらは細胞内Ca2+に影響を与えなかった。ATPに唯一Ca2+の上昇作用が認められた。細胞内Ca2+の上昇は初期の急峻な上昇とその後の低いレベルの維持で構成されていた。初期相は細胞内Ca2+のキレーターであるBAPTAによって消失し、後期相は細胞外Ca2+を低下させることで消失した。ATPは粘液遊離を濃度依存性に亢進させた。細胞内Ca2+及び粘液遊離に対するATP誘導体の効力を検討したところ、プリンP2受容体のアゴニストのうちP2受容体のアゴニストが最も強い反応をひきおこした。従ってこれらの生理的反応におけるP2受容体の関与が示唆されたATPはリレベルの比較的高濃度でブロスタグランジン(PG)E2の遊離を促進した。この作用は細胞外Ca2+を低下させる事により消失し、Ca2+の関与が示唆された、粘液遊離がPG合成阻害剤であるインドメサシンにより影響をうけないこと及び高濃度のATPにより産生亢進がおこることにより、ATPの作用における内因性PGの関与は否定的であった。CAMPを上昇させるフォルスコリンヤアデノシンでは粘液遊離は影響を受けなかった。以上の事から粘液の遊離に関しては粘液細胞の初代培養の系ではCa2+が重要であり生理的アコニストとしてはATPの関与が示唆された。胃粘膜の防御機構に於ける情報伝達機構の役割を検討した。実験モデルは我々の確立した家兎の胃粘膜培養細胞を用いた。粘液の分泌に関して^3Hーグリコサミンの遊離を指標として検討した。ヒスタミン,カルバコ-ル,ガストリンはCa^<++>,cAMPに影響を与えず,粘液の遊離も修飾しなかった。cAMPは外因性に与えても,アデノシン誘導体で産生を亢進させても粘液遊離に影響を与えなかったが,Ca^<++>イオノフォアであるA23187は有意に増加させた.従って細胞内Ca^<++>の上昇が胃粘膜の粘液分泌に重要な役割を果たす事が示唆された。内因性の防御因子として重要な役割を果たすプロスタグランジン(PG)の産性機構について検討した。ヒスタシン,カルバコ-ル,ガストリンはPGの産生に影響を与えなかった。A23187はPG産生を有意に増加させた。培養液のCa^<++>を低下させる事によりこの作用はほぼ消失し,細胞外Ca^<++>の流入によると考えられた。cAMPはPG産生に影響を与えず,内因性cAMPの修飾も同様であった。プロテインキナ-ゼC(PKC)を刺激するTPAよって弱いPG産性の亢進が認められた。この作用はcAMPによっては影響を受けなかったが,A23187で著明にポテンシエ-トされた。従って培養胃粘細胞のPG産生に於てはCa^<++>及びPKCが重要な働きをしている事が示唆された。生理的物質としては胆汁酸の一部のものにPG産生促進作用が認められた。

このうちデオキシコ-ル酸(PC)の作用機序を検討した。DCのPG産生亢進は培養液のCa^<++>を低下させる事によりほぼ消失した。内因性Ca^<++>の動員阻害剤であるTMBー8によってこの作用はわずかに阻害されたが,PKCの阻害剤であるH7は影響を与えなかった。従ってDCのPG産生亢進は主に細胞外Ca^<++>の流入によっておこることが示唆された。培養家兎胃粘液細胞を用いてプロスタグランジン(PG)E_2の産生調節機構を中心に検討した。胃粘膜の傷害物質である胆汁酸のうちデオキシコ-ル酸(DC)はPGE_2産生を著明に亢進させた。ケノデオキシコ-ル酸(CDC)にもこの作用があったがタウロコ-ル酸には認められなかった。DCの作用機序を検討した所,PGE_2産生亢進は細胞外Ca^<2+>に依存している事がわかった。protein Kinase CやCalmodulinの関与は示唆されなかった。DCの細胞内Ca^<2+>に与える影響をCa^<2+>感受性色素Indoー1を指標に検討した所,DCは著明に細胞内Ca^<2+>を上昇させた。この作は細胞外Ca^<2+>を低下させる事でほぼ消失した。以上の検討により胆汁酸であるDCは細胞外Ca^<2+>の流入によりPGE_2産生を亢進させる事が示唆された。G蛋白質を活性化する作用のあるsodium fluorideにもPGE_2産生亢進作用が認められた。sodium fluorideの作用は細胞外Ca^<2+>を低下させても完全には消失しなかった。又Ca^<2+>も弱く上昇させるのみであった。sodium fluorideはcAMPも上昇させた。しかし,PGE^2産生亢進はコレラトキシンでは消失せず,百日咳毒素の影響も受けなかった。これらの結果からsodium fluorideはGsやGi以外のG蛋白質の関与によりPGE_2産生を亢進すると考えられた。生理的agonistとしてはATPによりPGE_2産生亢進が認められた。ATPは細胞内Ca^<2+>上昇作用も有していた。このCa^<2+>上昇パタ-ンは急峻な上昇とその後のプラト-な上昇を示し,PIタ-ンオ-バ-に合致する所見であった。APTのPGE_2産生亢進作用は細胞外Ca^<2+>に依存していた。現在ATPのアナログの作用及び,更にくわしい機構を検討中である。プロスタグランジンと共に胃粘膜防御機構の重要な因子である粘液の遊離に、る情報伝達機構の役割を検討した。粘液遊離はカルシウム・イオノフォアであるA23181によって有意に亢進した。外因性に与えたサイクリックAMP(cAMP)は影響を与えなかった。生理的アゴニストとして細胞内Ca^<2+>を動かす可能性のある物質をindo-1を用いてスクリーニングした。カルバコール・エンドセリン・バソプレシン・ブラジキニンなどを検討したがこれらは細胞内Ca^<2+>に影響を与えなかった。ATPに唯一Ca^<2+>の上昇作用が認められた。細胞内Ca^<2+>の上昇は初期の急峻な上昇その後の低いレベルの維持で構成されていた。初期相は細胞内Ca^<2+>のナレーターであるBAPTAによって消失し、後期相は細胞外Ca^<2+>を低下されることで消失した。
エチニレンフェニレン構造単位を有する分子の合成と物性

遷移金属触媒を用いたアセチレンとハロベンゼンとのカップリング反応を用いてオリゴ(アリーレンエチニレン)類の合成を試みた。その結果、フェニレンエチニレン単位を4個持つアセチレン、2.5-ジメチルフェニレンエチニレン単位を3個持つアセチレン、さらにチエニレンエチニレン単位を3個持つアセチレンの合成に成功した。まち、効率的なテトラキストリメチルシリルブタトリエンの合成も行なった。本合成では幾つかの基本単位を合成し、これらをパラジウム触媒によるカップリングにより鎖長を延長する。p-ヨードブロモベンゼンにビストリフェニルフォスフィン塩化パラジウム-ヨウ化銅によりトリメチルシリルアセチレンを選択的にヨウ素位でカップリングさせて、フェニレンエチニレンの末端部分を構成するp-ブロモフェニルトリメチルシリルアセチレン(1)を合成する。また、1、4-ビストリメチルシリルエチニルベンゼン(2)をKOH/MeOHで処理して1-エチニル-4-トリメチルシリルエチニルベンゼン(3)およびビスエチニルベンゼン(4)を得る。両者の生成比は反応条件により制御可能である。ここで3はフェニレンエチニレンの末端部分、4は中心部分を構成する。フェニレンエチニレン単位を4個持つオリゴ体の合成は以下のように行なった。3に1をトリエチルアミン中、酢酸パラジウム-トリフェニルフォスフィンを用いて加熱カップリングさせ、次いでKOH/MeOH処理すると、フェニレンエチニレン単位を2個持つアセチレンかぜ高収率で得られ、同様の反応を再度繰り返し目的のオリゴ体を得た。併せて、フェニレンエチニレンの溶解度を向上させる目的で、2、5-ジメチルフェニレン基を、また特異な電子的効果が期待されるチエニレン基をフェニレン基の代わりに持つ化合物群も同様の方法で合成した。
心不全の心筋におけるエンドセリン産生の転写調節機構に関する分子生物学的研究

本研究の目的は、心不全のような慢性期の病態におけるエンドセリン(ET)-1産生のメカニズムを明らかにすることである。我々は心不全という病態が、その一側面では心筋のエネルギー代謝不全であることに着目した。心不全において、心筋のエネルギー産生系はミトコンドリアにおける脂肪酸のβ酸化から解糖系にシフトしている。この解糖系の遺伝子の発現を制御している転写因子の一つとしてhypoxia inducible factor(HIF)-1αがある。本研究はHIF-1αとET-1との関係について調べ、以下のことを明らかにした。1.2つの心不全モデル動物を用いて遺伝子発現の変化を経時的に調べた。その結果、HIF-1αの遺伝子発現はET-1の遺伝子発現と相関して、心不全の進行と共に増加した。2.ET-1の5'非翻訳領域には、HIF-1αの認識配列が存在する。HIF-1α及びET-1の5'非翻訳領域を組み込んだプラスミドを用いて、ルシフェラーゼアッセイを行った。その結果、HIF-1αはET-1の5'非翻訳領域を認識してET-1の遺伝子発現を増加した。3.HIF-1αとET-1の翻訳調節領域との結合を確認するために、ゲルシフトアッセイをおこなった。その結果、心筋細胞内のHIF-1α蛋白質とET-1の5'非翻訳領域のオリゴヌクレオチドとの結合が認められた。4.心筋のエネルギー代謝不全によってET-1の遺伝子発現が上昇するか、培養心筋細胞を使って調べた。ミトコンドリアの機能を障害した時、HIF-1αとET-1の遺伝子発現は顕著に増大した。この時、HIF-1αのアンチセンスオリゴヌクレオチドの添加は、ET-1の遺伝子発現増大を抑制した。これらの結果は、心不全においてエネルギー代謝不全を補うためにHIF-1αが誘導され、これがET-1の産生増大の一部を担っていることが示された。本研究の目的は、心不全のような慢性期の病態におけるエンドセリン(ET)-1産生のメカニズムを調べることである。我々は、心不全という病態が、その一側面では心筋のエネルギー代謝不全であることに着目し、エネルギー代謝不全とET-1産生の間の関係について調べた。今回このHIF-1αとET-1との関係について調べた。1.まず2つの心不全モデル動物を用いてHIF-1αとET-1の遺伝子発現の変化を経時的に調べた。HIF-1α及びET-1の5'翻訳調節領域を組み込んだプラスミドを用いて、ルシフェラーゼアッセイをおこなった。その結果、HIF-1αはET-1の5'翻訳調節領域を認識してET-1の遺伝子発現を増加した。3.さらにHIF-1αとET-1の翻訳調節領域との結合を確認するために、ゲルシフトアッセイをおこなった。その結果、心筋細胞内のHIF-1α蛋白質とET-1の5'翻訳調節領域のオリゴヌクレオチドとの結合が認められた。4.また心筋のエネルギー代謝不全によってET-1の遺伝子発現が上昇するか、培養心筋細胞を使って調べた。ミトコンドリアの機能を障害したとき、HIF-1αとET-1の遺伝子発現は顕著に増大した。

ミトコンドリアの機能を障害した時、HIF-1αとET-1の遺伝子発現は顕著に増大した。この時、HIF-1αのアンチセンスオリゴヌクレオチドの添加は、ET-1の遺伝子発現増大を抑制した。これらの結果は、心不全においてエネルギー代謝不全を補うためにHIF-1αが誘導され、これがET-1の産生増大の一部を担っていることが示された。
新規３次元培養システムを用いたｉＰＳ細胞による心筋再生療法の開発

再生医療における新たな心筋細胞移植方法として、3次元培養法による移植方法の検討を行った。ヒトiPS細胞から心筋細胞を作製し、3次元培養を行ったのち、心筋梗塞モデルモルモットに移植したところ、細胞の生着が確認出来た。しかし、GCaMPを用いたイメージング検査により、生着した心筋細胞はホスト心筋とは電気的には結合せず、更に検討が必要と考えられた。<背景・目的>近年、多能性幹細胞由来心筋細胞移植治療を臨床応用するために、効率の良い細胞移植細胞の検討は重要な課題である。そこで本研究ではマイクロ3Dカルチャー法を用いて、iPS細胞由来心筋細胞を心筋梗塞モデル動物への移植法を確立する。<方法・結果>Essential8培地で培養したヒトiPS細胞株253G1に対して、アクチビンAとBMP4を連続して添加したところ、ES細胞と同様に自己拍動する心筋細胞が作製出来た。この細胞をタイプIコラーゲンとヒアルロン酸を用いて3次元的に細胞を培養し、この3次元構造物をそのまま、モルモット心筋梗塞部位の心外膜側に貼付し移植した。免疫抑制剤としてメチルプレドニゾロンとサイクロスポリンの投与を行い、移植2週間後に心臓を摘出し、組織学的検査を行い、心筋細胞の生着を確認した。次に未分化iPS細胞に対して、Zinc finger法によってAAVS1領域特異的にGCaMP3を遺伝子導入し、この細胞から心筋細胞を作製することに成功した。この細胞はin vitroにおいて収縮時に(細胞質内Ca濃度が増加することにより)蛍光発色した。そこで、3次元培養したGCaMP3陽性ヒトiPS細胞由来心筋細胞をモルモット心臓に移植した。移植2週間後に再度開胸して、蛍光CMOSカメラでGCaMP3発現を評価したところ、グラフト心筋細胞はホスト心臓とは同期していなかった。<研究の成果>1未分化ヒトiPS細胞から安定して心筋細胞を作製できるプロトコールを確立した。2In vivo光学マッピングを可能にするための、GCaMP3陽性心筋細胞を作製した。33次元培養移植により、細胞は心筋梗塞心臓に生着するが、ホスト心臓との電気的結合は見られなかった。<結論>3次元培養による心外膜側へのiPS細胞由来心筋細胞移植は、細胞生着には有用な移植方法であるものの、ホスト心臓との電気生理学的結合を促進するためにさらに検討が必要である。本研究では、iPS細胞由来心筋細胞を用いて、心筋梗塞後心不全に対する再生医療を実現するため、1)新たな細胞移植方法の開発、2)細胞移植後の致死性不整脈の発生頻度の検討、3)移植心筋細胞と宿主心筋細胞の電気生理学的結合の検討を行っている。本年度の成果として、新たな細胞移植方法として、ヒアルロン酸を用いた3次元培養を行い、モルモット心筋梗塞モデルに移植した。細胞移植1週間後に心臓を摘出し、ヘマトキシリン/エオジン染色、β-myosin heavy chain抗体による免疫染色およびヒト特異的セントロメアに対するin situ hybridyzation法によって細胞の生着を組織学的に解析した。摘出心臓中の心外膜側に3次元構造を保った状態で、ヒト由来心筋細胞の生着を確認した。しかし生着効率は従来までの移植方法と比較しても、高くなく今後さらに条件の検討が必要である。また不整脈に関しては、in vivoにおける自発的および誘発不整脈の検討モデルを新たに確立し、今後細胞移植後4週間の経過で実際の検討を行う。さらに電気的結合の評価のための蛍光CaセンサーGCaMP3をZinc finger nucleaseを用いてヒトiPS細胞にAAVS1領域特異的に遺伝子導入することに成功した。今後細胞移植2週間または4週間後にin vivoのイメージングの解析により、ホスト心筋とグラフト心筋の電気的結合について評価する予定である。まず第一に、モルモットの心筋梗塞作製および、再開胸術について安定して施行可能となった。さらに、ヒトiPS細胞から、アクチビンA、BMPー4、マトリゲルを用いて、効率よく心筋細胞を作製するプロトコールを確立し、新たな細胞移植方法により、心筋梗塞部位への細胞の生着が確認できた。また、in vivoにおける不整脈解析のために、モルモットにおける自発的および誘発不整脈の解析システムを確立した。さらに、電気的結合を確認するための、蛍光CaセンサーGCaMP3を、Zinc finger nucleaseを用いてヒトiPS細胞にAAVS1領域特異的に遺伝子導入することに成功した。新たな移植方法における条件の検討を引き続き行う。条件検討後も細胞の生着が不十分であれば、以前から当研究室で行っている、ヒートショックおよびpro-survival cocktailを用いた細胞移植方法に変更して細胞移植検討を継続する。また細胞移植後の不整脈の頻度について実際に検討を行う。さらに、GCaMP3陽性のiPS細胞由来心筋細胞を動物モデルに移植し、電気的結合についても検討する。平成25年度は、細胞培養関連の消耗品として、培養用培地及び増殖因子を追加購入する。また動物実験関連費用として、実験動物の購入および薬剤の購入を行う予定である。

前年度の動物実験のための使用動物数が予定よりも少なかったため、155,445円の予算が未使用となっているが、平成25年度の研究費と合わせて、実験動物を購入する予定である。
画像セグメンテーションから得られるビジョンキーを用いた新しい画像検索手法の開発

本研究では、コンテンツベースの画像検索において、画像セグメンテーションから求められるビジョンキーと呼ばれる新しい概念を導入し、関連情報を検索する際に、データベースに対するクエリとして提示する方法を開発した。また、TPO(時と場所と場合)によって変わるユーザの意図を把握し、その要求に沿った検索結果を提示できる、柔軟な類似画像検索システムの開発を行い、計算機実験を通して、その有効性を確認した。本年度は、ビジョンキーと呼ばれる意味的なキー要素を見つけるための新しい概念を導入し、関連情報を検索する際に、データベースに対するクエリを実行するために提示する。画像セグメンテーションから求められるビジョンキーを用いて、柔軟な画像検索を行える手法の開発を行った。まず、支配的特徴ブロックを用いて画像を表現し、画像の類似度を求め、共起行列から得られる特徴ベクトルを用いて画像の類似度を導入した。画像特徴を抽出し、共起行列から定常確率分布と初期確率分布を前もって求めておくが、その効率的な導出方法を提案した。データセットの全ての画像についても、この2つの分布を前もって計算しておくことで、全体の計算量を少なくすることができる。また、画像内および画像間の両方の空間情報構造を組み合わせてマルコフ定常特徴ベクトルを計算する。導き出された確率分布を2次元ベクトルとして用いると、これらは、確率分布なので、統計的な距離測度を画像検索に用いることができる。次に、類似度を基準にしたデータをクラスタリングするために、マルコフチェーン同値類の概念を適用する手法を開発した。特に、低次べき乗のマルコフチェーンの遷移確率は同値類の中の要素間では高く、クラス間では低くなることを利用する。このことにより、最適なクラスター数を知ることができる。そのため、提案手法は、クラスターに関する事前知識が無くても、自動的にクラスターの最適な数を決めることができる。計算機シミュレーションを通して、提案手法は、著作権で保護されている画像や登録商標、ロゴマークの複製等を発見するためにも有効であり、画像以外のデータ(連続値と離散値)に対しても、提案手法は有効性であることを確認した。本研究開発では、画像セグメンテーションから求められるビジョンキーを用いて、柔軟な画像検索を行える手法の開発を目的とする。本年度の主な研究実績としては、ウェブランキングシステムのためのマトリックス幾何学的手法の開発、民生品検索エンジンのための人間の行動分析フレームワークの構築、マルチタイプの情報ネットワークのためのクラスタベースでのランキングフレームワークの構築、画像ランキングシステムの新しいハイブリッド手法の導入、等が挙げられる。これらの成果はコンテンツベース画像検索システム構築のための理論的ツールとなるもので、対象メディアの種類によって使い分けることで、その機能を発揮することができる。その有効性は計算機シミュレーションを通じて確認している。本研究では、1、様々なユーザの要求を満たすように大規模データベースから画像を検索する新しい技術の開発、2、データベースに対する効果的な問合せが行えるユーザ・インタフェースのための画像ビジョンキーを導入し、その利用法に関する開発、を行う。ここでは、ビジョンキーと呼ばれる意味的なキー要素を見つけるための新しい手法を提案する。ビジョンキーは関連情報を検索するためにデータベースに対するクエリを実行するために提示される。提案手法は、著作権で保護されている画像や登録商標、ロゴマークの複製等を発見するために有効である。ビジョンキーベースの検索システムの柔軟性と有効性はシミュレーション実験を通じて示した。また、検索において、同じクエリを用いてもユーザの意図はそれぞれ違っており、ユーザ満足度最大化のためには、ユーザの意図把握は非常に重要な課題である。そのため、ユーザが要求するクエリに関連の深いキー情報処理のための新しい基本技術の開発、マルコフチェーン理論に基づくクラスタリング処理手法の開発を行った。現在、様々な種類の画像が無数に溢れている。そのため、の効率的な管理、検索が必要になる。そこで、画像自体の特徴を利用し類似性に基づいて検索するCBIRに注目が集まっている。本研究では、画像の色、形状、テクスチャからいろいろな特徴量を組み合わせることでユーザ満足度の高い画像検索システムの構築を目指す。提案手法ではクエリとデータベース内の画像からそれぞれ特徴量を抽出して類似度を算出し、ランキングする。提案手法では、「特徴量による類似度測度、ビジョンキー抽出、特徴的なビン番号の抽出、色の割合、再帰的ランキングの順位の決定」を用いる。特徴量は濃度共起行列、類似度の算出方法はユークリッド距離による。再帰的ランキングは、次のステップで行う:(1)一次ランキングで上位5位までの画像を再びクエリ画像として扱う、(2)1位から5位まで、一次ランキングと同様の処理を行う、(3)最終的なランキングは評価範囲内の最大5回の出現回数と、出現回数が同じ場合は重み加算による総合的な順位で決定する。実験は、Agip、starbucks、Heineken等11カテゴリ、計712枚を対象に行った。データベースの中には、11カテゴリ以外の不正解画像も含まれている。類似度ランキングの評価は、正解データの数の2倍の数だけ抽出を行った時の適合率、再現率、F値を求めるBull's eyeスコアの方法を用いる。一つの指標である再現率を見ると、35.380%の幅の広い結果となった。登録商標などを対象とするときには、数十万枚の画像から検索するので、「正解データの数の2倍の数」でなく10倍程度でも、高い再現率による省力化の効果が大きい。例えば、10万枚の画像から、100枚に絞れる効果は大きい。また、目視によると「同じ」ではなく、「似ている」

画像を検索している様子が分かり、提案手法の有効性は確認できた。Agipとpepsiに関しては、再現率80%、74.4%と比較的よい結果となったが、この2つのカテゴリは色の割合や色の位置関係等の色の表現方法が統一されているため良い結果が得られたと考える。評価の低いものとして、cocacolaは基盤の色と文字の色が逆転するケースが見られ、appleではクエリとは全く違う色で表示されるケースが多数見られたことから、データベース内の色の表現に対応できなかったことが原因と考えられる。このようにアルゴリズムの有効性は確認できたが、「類似している」と「同じカテゴリ内にある」の評価が必ずしも対応していない。カテゴリによっては、よくない結果となったが、人間の主観評価に照らすと納得できる結果が得られている場合が多い。このことより提案手法の有効性は確認されたが、評価基準の多様性が不可欠であることが明らかになった。本研究では、コンテンツベースの画像検索において、画像セグメンテーションから求められるビジョンキーと呼ばれる新しい概念を導入し、関連情報を検索する際のクエリとして用いる方法を開発した。また、TPO(時と場所と場合)によって変わるユーザの意図を的確に把握し、その要求に沿った検索結果を提示できる、ユーザフレンドリな類似画像検索システムの開発を行い、計算機実験を通して、その有効性を確認した。複数特徴量による相補的利用が問題解決の鍵になると思われる。適合率やF値も重要であるが、登録商標図形検索などにおいて再現率は最も重要なファクターであると考える。大規模データベースの検索結果は羅列的でなく順位づけて提示することが効率がよくなり、その際に提示枚数を増やせば、再現率を高めることは容易であるが、ここでは、提示枚数をできるだけ少なく保ちつつ、高再現率を目指した。平成28年度には、2値画像検索に利用する領域ベースの形状記述子を用いたシステムを提案し、その有効性を検証するために、MPEG-7 CE Shape-1 Part-Bデータセットを用いて計算機シミュレーションを行った結果、ブルズアイスコア63.91%となった。特に、クエリ画像とデータベース画像が類似し、各クラス内であまり差異がない場合、良好な検索結果を示した。また、ユーザの意図を検索結果に反映させるために新たなユーザ意図視覚情報ランキングシステムを提案した。ここでは、ユーザの要求するウェブページと画像間類似度の両方を推定するために埋め込み型マルコフ遷移を採用した。ユーザの関心を理解し、視覚的な画像コンテンツとどのように結び付けるかについて検討し、提案アプローチによるデータ分析と実験を行った。その結果、実世界Yelpソーシャルネットワークを用いて、インターネットユーザのためのWeb画像検索システムの有用性と実効性を確認した。
キトサンを用いた木材への耐朽性付与とその発現機構に関する微細構造的研究

本研究では、キトサンのもっている抗菌性、木材表面での被膜形成能、金属イオンとの錯体形成能などの諸特性を活かすことによって、全く新しいタイプの木材保存処理法を開発することを目標として、幾つかの基礎的検討を行った。まず、典型的な木材腐朽菌類に対するキトサンの抗菌性を調べ、次にキトサン処理した木材の防腐性能を評価し、効力のあるものについてはその発現機構を微視的に調べた。さらに、キトサンと市販防腐剤との併用処理による低毒性木材防腐処理法を考案し、その防腐効力を評価するとともに、シイタケ原木栽培における害菌防除にキトサンの応用を試みた。これらの研究成果の概要は以下の通りである。(1)木材腐朽菌類や木材汚染カビ類に対するキトサンの抗菌スペクトルは狭く、白色腐朽菌(カワラタケ、シイタケ)に対してはその生育を顕著に阻害したが、褐色腐朽菌(オオウズラタケ、ナミダタケ)やカビ類にはほとんど効果がなかった。(2)白色腐朽菌に対する抗菌性は、キトサンがリグニン分解酵素の分泌を阻害すると同時に、分泌したキトサン分解酵素によって菌糸壁自体が一部破壊することによって、発現するものと推定した。(3)キトサンと金属塩系水溶性防腐剤を併用して木材を処理することにより、キトサン単独処理では効果のなかった褐色腐朽菌に対する防腐性能を効果的に高めることができた。とくに、キトサンを助剤として用いることにより、従来よりかなり低濃度の処理で従来と同程度の効果が得られた。このことにより、低毒性木材防腐処理法の開発に向けた手掛かりを得ることができた。(4)シイタケ原木栽培において種駒打ち込み面にキトサンを塗布することにより、この部分からのトリコデルマの侵入を効果的に抑え、種駒活着率を高めることができた。キトサンの超安全性を考えると、これを用いた害菌防除法の有用性は今後更に検討する必要がある。平成4年度は本研究の第1年目であり、まず木材腐朽菌類や木材汚染カビ類に対するキトサンの抗菌性の有無を検討した。その結果、キトサンの抗菌スペクトルは狭く、キトサンはカワラタケに対して顕著な生育抑制効果のあることが分かった。次に、キトサンを塗布した木材スライタ片でカワラタケに対する防腐効果を評価するとともに、その発現メカニズムについて、微細構造的に検討した。高分子キトサン希乳酸溶液(1.5%)を表面付着固形分で40-50g/m^2塗布したスライス片では、4週間強制腐朽後も、強度残存率はほぼ100%であったのに対し、無処理試験片では約15%にまで低下していた。木材表面に高分子あるいは低分子化したキトサンを塗布することにより、カワラタケに対して顕著な防腐効果が得られた。さらに、強制腐朽したキトサン塗布木材スライス片の表面を、SEMで詳細に調べたところ、カワラタケ菌糸と接触していたキトサン被膜表面が僅かに溶解されたようになっており、同時に菌糸自体も著しく変形(衰弱)あるいは部分的に破損しているのが認められた。このことは、キトサンの抗菌性発現メカニズムと関係していると思われる。すなわち、菌糸がその壁表面でキトサン分子を認識することによって、菌体外酵素分泌系に何らかの作用を引き起こし、同時に菌糸壁の分解酵素も分泌したものと推定される。この点については、次年度も引き続いて検討する。最後に、キトサンの効果的な木材防腐処理法の開発を目指して、キトサンと市販CCA系防腐剤とを併用処理した木材の防腐効果についても、検討した。併用処理によって、CCA防腐剤成分は、細胞壁表面に集中的に付着することが走査型X線微小分析により、確認された。さらに、併用処理によって、カワラタケだけでなく、オオウズラタケに対しても、従来のCCA処理濃度の半分の濃度で腐朽を効果的に抑制できることが判明した。

(4)シイタケ原木栽培において種駒打ち込み面にキトサンを塗布することにより、この部分からのトリコデルマの侵入を効果的に抑え、種駒活着率を高めることができた。キトサンの超安全性を考えると、これを用いた害菌防除法の有用性は今後更に検討する必要がある。本研究の最終年度である平成5年度においては、キトサン塗布処理木材の木材腐朽菌類(担子菌類)に対する耐朽性発現機構について検討するとともに、キトサンの木材保存剤あるいは食用菌の原木栽培時の害菌防除剤としての利用の可能性について検討した。(1)耐朽性の発現機構について:リグニンを分解してからでないと多糖類を分解することのできない白色腐朽菌(カワラタケやシイタケ)に対しては、キトサンがリグニン分解酵素の分泌システムに阻害的に作用すると同時に、キトサン分解酵素の分泌システムを起動させる働きのあることが推定された。これにより、キトサン処理木材は白色腐朽菌による腐朽を阻止するだけでなく、菌糸壁自体の分解による殺菌作用もあることが分かった。これに対して、リグニン分解酵素をほとんど分泌せず、多糖類のみを選択的に分解する褐色腐朽菌(オオウズラタケ)に対しては、キトサンが酵素分泌系に関与することはほとんどなく、したがって耐朽性を付与することも少なかった。(2)木材保存剤あるいは害菌防除剤としての利用の可能性について:キトサンと市販の水溶性(金属系)木材防腐剤とを併用して木材を処理することにより、従来の処理濃度よりかなり低い濃度で従来と同程度の防腐効力を発現させることに成功した。また、シイタケ原木に接種した種駒の打ち込み面ををキトサン溶液で処理することにより、その部分からの害菌(トリコデルマ)の侵入を効果的に防ぎ、種駒の活着率を高めることができた。これらのことから、キトサンは金属系水溶性木材防腐剤の助剤として、あるいは食用菌の原木栽培時の害菌防除剤としての利用の可能性のあることが分かった。
無歯顎者の前後的な下顎位感覚とその感覚的許容範囲に関する研究

本研究課題の目的は,無歯顎者を対象とした下顎の位置感覚を知覚する能力を追求することにある.実験は,研究の目的を理解し,協力の得られた68.4±7.9歳の無歯顎者15名を対象に,前後的な下顎の位置感覚と知覚の特性を,精神物理学的測定法を適用して,被験者のゴシックアーチのapexから2.4mmの範囲について,0.4mmの間隔で7種の下顎位の規定が可能な装置を用いて,前後的な下顎位の知覚能を検討した.その結果,1.下顎の前後的な位置を知覚する能力に日差は認められなかったが,個人差を認めた.2.ゴシックアーチのapexを基準位とする場合の知覚能は,平均37.5±25.2%で,apexの前方1.2mmの位置を基準位とする場合の知覚能は,平均36.3±27.9%であった.3.下顎位の前後的な移動を知覚する刺激閾は,3.17mmであった.また,前後的な移動の方向まで感知する弁別閾は,平均3.02mmであった.これは下顎が3.0mm移動しなければ方向の違いまで感知できないことを意味する.本研究課題の目的は、無歯顎者を対象とした下顎の位置感覚を知覚する能力を追究することにある。実験は、研究の目的を理解し、協力の得られた68.4±7.9歳の無歯顎者15名を対象に、前後的な下顎の位置感覚と知覚の特性を、精神物理学的測定法を適用して、被験者のゴシックアーチのapexから2.4mmの範囲について、0.4mmの間隔で7種の下顎位の規定が可能な装置を用いて、前後的な下顎位の知覚能を検討した。その結果、1.下顎の前後的な位置を知覚する能力に日差は認められなかったが、個人差を認めた。2.ゴシックアーチのapexを基準位とする場合の知覚能は、平均37.5±25.2%で、apexの前方1.2mmの位置を基準位とする場合の知覚能は、平均36.3±27.9%であった。3.下顎位の前後的な移動を知覚する刺激閾は、3.17mmであった。また、移動の方向まで感知する弁別閾は、平均3.02mmであった。これは下顎が3.0mm移動して初めて方向の違いを感知できることを意味する。次年度は、被験者の年齢層をでき得る限り広げ、下顎位と年齢との関連や、無歯顎と有歯顎との差異について追究する予定である。本研究課題の目的は,無歯顎者を対象とした下顎の位置感覚を知覚する能力を追求することにある.実験は,研究の目的を理解し,協力の得られた68.4±7.9歳の無歯顎者15名を対象に,前後的な下顎の位置感覚と知覚の特性を,精神物理学的測定法を適用して,被験者のゴシックアーチのapexから2.4mmの範囲について,0.4mmの間隔で7種の下顎位の規定が可能な装置を用いて,前後的な下顎位の知覚能を検討した.その結果,1.下顎の前後的な位置を知覚する能力に日差は認められなかったが,個人差を認めた.2.ゴシックアーチのapexを基準位とする場合の知覚能は,平均37.5±25.2%で,apexの前方1.2mmの位置を基準位とする場合の知覚能は,平均36.3±27.9%であった.3.下顎位の前後的な移動を知覚する刺激閾は,3.17mmであった.また,前後的な移動の方向まで感知する弁別閾は,平均3.02mmであった.これは下顎が3.0mm移動しなければ方向の違いまで感知できないことを意味する.