hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
上肢到達運動における脳内情報処理過程の動的解析

大脳皮質の運動関連領野のひとつである運動前野は、視覚情報から運動情報への変換系として重要な役割を果たしていることが示唆されている。本研究では、脳内における視覚空間的な情報が如何にして運動司令へと変換されるのかを運動前野腹側部のニューロン活動を解析することにより調べることを目的とした。左右いずれかの上肢よる視覚性到達運動をするよう訓練したサルから、眼前に装着されたプリズムへの適応前後の運動関連活動を記録した。もしこの活動が視覚座標空間を反映しているなら、左右いずれの上肢を運動する際にも同様の活動を示し、運動空間座標を反映しているならば、左右いずれかの上肢を運動するかに依存して活動を示すであろうという仮説を立てた。一方、これまでのニューロン活動記録の研究により、運動前野は四肢、特に上肢の運動を両側性に支配すると考えられてきたが、運動前野が上肢の運動を両側性に支配するとのいくつかの知見があるが、視覚入力から運動出力への情報処理過程をとらえるという観点からこの問題を再検討した。運動の開始および遂行に関連したニューロン活動(運動関連活動)の解析をしたところ、視覚空間座標に一致した活動を示すニューロンはどちらの上肢を用いるかに依存しない例が多数であったが、依存する例も少数みられた。また運動空間座標に一致した活動を示すニューロンはどちらの上肢を用いるかに依存する例が優位であったが、依存しない例もあった。さらに、視覚空間・運動空間のいずれにも一致しない活動(中間型と呼ぶ)の大半が上肢に対し両側性関連のあることが明らかにされた。これらの知見は、運動前野には左右いずれの上肢運動の制御をも可能にする全視野をカバーする視覚空間座標を反映する入力があり、最終的な運動すべき上肢の最終運動司令にまで中間型を経て変換される情報処理系として機能していることを示している。運動前野腹側部の運動関連活動が視覚と運動のいずれの空間座標をより反映しているかを解析することを本年度の研究の目的とした。この活動が視覚座標空間を反映しているなら、左右いずれの上肢を運動する際にも同様の活動を示し、運動活動座標を反映しているならば、左右いずれかの上肢を運動するかに依存して活動を示すであろうという仮説を立てた。プリズム適応前後における到達運動課題遂行中に、運動前野腹側部のみならず背側部のニューロン活動を記録した上で、それぞれの上肢領域にムシモルを注入し行動の変化を解析した。運動の開始および遂行に関連したニューロン活動(運動関連活動)の解析をしたところ、上記の仮説にほぼ一致する成績を得た。しかし、それ以外の多彩なニューロン活動も記録された。また運動空間座標に一致した活動を示すニューロンはどちらの上肢を用いるかに依存する例が多かったが、依存しない例もあった。さらに、視覚空間・運動空間のいずれにも一致しない活動(中間型と呼ぶ)は左右の上肢に対する関連が様々であった。また運動前野腹側部におけるムシモル注入後プリズム適応が失われることからも、運動前野が座標変換系として柔軟に機能していると考えられる。一方、運動前野背側部へのムシモル注入の際には、左右手の選択にエラーが認められたが、座標変換系への影響は観察されなかった。本課題は左右手の選択に必要な指示信号は訓練中にその意味するところをサルが学習したものであり、これを条件付き運動課題とみなすことができる。条件付き運動課題の遂行には運動前野背側部が特異的な役割を果たしていることが示唆されており、本研究の結果はこのような運動前野腹側部および背側部がそれぞれ独自の機能的役割を果たしているという考え方をさらに支持するものといえる。

大脳皮質の運動関連領野のひとつである運動前野は、視覚情報から運動情報への変換系として重要な役割を果たしていることが示唆されている。本研究では、脳内における視覚空間的な情報が如何にして運動司令へと変換されるのかを運動前野腹側部のニューロン活動を解析することにより調べることを目的とした。左右いずれかの上肢よる視覚性到達運動をするよう訓練したサルから、眼前に装着されたプリズムへの適応前後の運動関連活動を記録した。もしこの活動が視覚座標空間を反映しているなら、左右いずれの上肢を運動する際にも同様の活動を示し、運動空間座標を反映しているならば、左右いずれかの上肢を運動するかに依存して活動を示すであろうという仮説を立てた。一方、これまでのニューロン活動記録の研究により、運動前野は四肢、特に上肢の運動を両側性に支配すると考えられてきたが、運動前野が上肢の運動を両側性に支配するとのいくつかの知見があるが、視覚入力から運動出力への情報処理過程をとらえるという観点からこの問題を再検討した。運動の開始および遂行に関連したニューロン活動(運動関連活動)の解析をしたところ、視覚空間座標に一致した活動を示すニューロンはどちらの上肢を用いるかに依存しない例が多数であったが、依存する例も少数みられた。また運動空間座標に一致した活動を示すニューロンはどちらの上肢を用いるかに依存する例が優位であったが、依存しない例もあった。さらに、視覚空間・運動空間のいずれにも一致しない活動(中間型と呼ぶ)の大半が上肢に対し両側性関連のあることが明らかにされた。これらの知見は、運動前野には左右いずれの上肢運動の制御をも可能にする全視野をカバーする視覚空間座標を反映する入力があり、それが最終的な運動すべき上肢の最終運動司令にまで中間型を経て変換される情報処理系として機能していることを示している。
ビスマス系非鉛ペロブスカイトを用いた粒子配向型積層セラミックアクチュエータの開発

現在、圧電セラミックスの主流はPb(Zr,Ti)O3(PZT)であり、多くの酸化鉛(PbO)を含んでいることから、環境に優しい非鉛圧電材料の開発が求められている。標題のビスマス系ペロブスカイト構造をもつ(Bi1/2K1/2)TiO3 [BKT]は、キュリー温度Tcが約400oCと比較的高く、圧電定数d33も約100 pC/Nと非鉛系の中では比較的大きいことから、非鉛圧電アクチュエータ材料の候補として注目を集めている。本研究課題では、このBKTセラミックスに着目し、温度補償型・非鉛積層圧電アクチュエータを試作し、BKTの持つ性能を充分に発揮した積層体が得られることを実験的に明らかにした。標題の(Bi1/2K1/2)TiO3 [BKT]は、キュリー温度Tcが約400oCと比較的高く、圧電定数d33も約100 pC/Nと非鉛系の中では比較的大きいことから、非鉛圧電アクチュエータの候補として注目を集めている。本研究課題では、このBKTセラミックスに着目し、250oC程度まで使用可能な温度補償型・非鉛積層圧電アクチュエータの開発を目指して研究を進めている。平成24年度は、銀ーパラジウム電極Ag-Pd(7:3)を内部電極としたBKT積層セラミックスアクチュエータの試作を行い、その電気的諸特性の評価を行った。その結果、1045°C-10 hで焼成したBKT積層アクチュータは、高密度比かつ高抵抗率を持ち、測定した歪みから求めた見かけの圧電定数はd33*= 138 pm/V(@100 kV/cm)を示した。このd33*は単板のBKTセラミックスに近い値を示したことから、良好なBKT積層セラミックアクチュエータが作製できることが明らかとなった。Bi系非鉛圧電セラミックスの積層化にあたっては、Ni, Cu, Ptといった電極材料は同時焼成中の金属酸化(Ni, Cu)やコスト(Pt)の問題から内部電極には不向きであることが知られている。また、今回研究に用いたパラジウムもBiと反応することが知られており、Bi系材料の積層化(ひいてはBi系非鉛圧電セラミックスの実用化)において内部電極との相性はきわめて重要な課題であった。本研究を通じて、Ag-Pd(7:3)を内部電極に用いて一定の電気的諸特性を示すことが明らかになったことはたいへん重要な知見であると考えられる。標題の(Bi1/2K1/2)TiO3 [BKT]は、キュリー温度Tcが約400°Cと比較的高く、圧電定数d33も約100 pC/Nと非鉛系の中では比較的大きいことから、非鉛圧電アクチュエータの候補として注目を集めている。本研究課題では、このBKTセラミックスに着目し、250°C程度まで使用可能な温度補償型・非鉛積層圧電アクチュエータの開発を目指して研究を進めている。平成24年度は、銀ーパラジウム電極Ag-Pd(7:3)を内部電極としたBKT積層セラミックスアクチュエータの試作を行い、良好な電気的諸特性を有するBKT積層セラミックアクチュエータが作製できることが明らかとなった。その一方で、内部電極との同時焼成におけるプロセスウィンドウが狭く、電極材のBKT中への拡散や反応などの問題があることが明らかとなった。そこで平成25年度は、これらの問題を緩和させることを目的として、高密度BKTセラミックスの低温度焼結化について検討を行った。低温度焼結化の手法としていくつかの添加物について実験を行った結果、Liイオンの導入によって、無添加BKTセラミックスに比べて100°C程度の低温度焼結化が可能であることが分かった。その一方で、BKTセラミックスの強誘電性や圧電性は、セラミックスの粒径と密接に関連しており、電気的諸特性の向上には、より粒成長を促すことが重要であることが明らかとなった。平成25年度をもって研究期間としては終了したものの、現在も継続して研究を進めており、銀電極の拡散やBKT系セラミックスのさらなる低温度焼結化、粒子配向型積層アクチュエータの試作などの検討・研究を進めている。本研究では、動作温度範囲が広く(300°C)、比較的大きな圧電性を持つ非鉛強誘電体セラミックスとして(Bi1/2K1/2)TiO3(BKT)に着目し、粒子配向型の積層セラミックアクチュエータを作製することを目的とている。

一方、BKTセラミックスは、高密度セラミックスの作成が困難であることが知られており、これまで我々はホットプレス(HP)法を用いた加圧焼成によってBKTの高密度化を行ってきた。しかし、HP法のような加圧焼成プロセスは積層化プロセスの障害となると考えられ、焼結性の改善が求められていた。そこで初年度は、BKTセラミックスの高密度化とその電気的諸特性評価に取り組んだ。具体的には、BKT-BaTiO3系固溶体セラミックス(BKT-BT)やBKTのカリウム量を精度良く制御したBKTセラミックスを検討した。BKT-BT固溶体セラミックスでは、BaTiO3(BT)の固溶量が増加するにしたがって焼結性が改善されることがわかった。この結果から、0.8BKT-0.2BTにおいてReactive Templated Grain Growth (RTGG法)を用いて粒子配向化を行ったところ、常圧焼成で高密度かつ高配向度を持つBKT系セラミックスの作製ができ、電界誘起歪み測定から求めたd33は250 pC/N程度と大きな値を示した。BKTのカリウム量を精度良く制御したBKTセラミックスでは、従来使用されてきたカリウム原料K2CO3に代わって、吸湿性のきわめて少ないKHCO3原料を用いることにより、秤量ずれを極力抑えたBKTセラミックスを作製した。これによりBKTの組成(K量)精度良く制御することにより高密度かつ高抵抗なBKTセラミックスが作製できることを明らかにした。本研究を通じて、今後の積層化プロセスにおいて有用かつ重要な知見が得られたものと考えられる。本研究課題では、上述したBKT系非鉛圧電セラミックスを用いて、粒子配向(結晶方位制御)を施した積層セラミックアクチュエータの作製・評価を行うことを目的としている。平成23年度は、BKT系アクチュエータ作製のベースとして、難焼結性といわれるBKTセラミックスの緻密化に取り組むとともに、原料やプロセスの最適化により普通焼成法で高密度BKTセラミックスが作製できることを明らかにした。平成24年度は、粒子配向型積層セラミックアクチュエータの作製までは到達できなかったものの、無配向型BKT積層セラミックアクチュエータを試作するとともに、その電気的諸特性を評価を行い良好な電界誘起費罪特性を示すことを明らかにした。また、当初の実験計画では内部電極として、まずはPt(白金)を用いることを検討していたが、今回はより現実的なAg-Pd(7:3)を用いて検討を行った。その結果としてAg-Pdを用いてBi系ペロブスカイトであるBKTの積層化が可能であることと、良好な電気的諸特性が引き出せることを明らかにしている。この点は当初の予定よりも進んだ研究成果と考えられる。研究実施計画に示したSTEP1(初年度)では、BKTを主体とした固溶体系セラミックスの作製や添加効果による焼結性の改善や圧電歪み定数d33の改善(ソフト化)を目標として掲げた。本研究で実施したBKT-BT系固溶体セラミックスの作製やBKTのカリウム量を精度良く制御したBKTセラミックスの検討を通じて、高密度BKTセラミックが常圧焼成で作製できることを明らかにした。すなわち、焼結性の改善については一定を成果が得られているものと考えられる。一方、これらの方法で作製したBKT系セラミックスのd33を測定したところ、これまでに作製してきたBKTセラミックスと比べて同程度かまたは若干向上したといった結果を示した。この結果から、d33の改善(ソフト化)については、現段階で十分な成果が得られているとは言えない。一方で、初年度に実施したBKTのカリウム量を精度良く制御したBKTセラミックスの検討では、出発原料の見直しを行っており、概要で示したKHCO3原料を用いること以外にも、粒子径サイズの小さいTiO2原料を検討した。
腺様嚢胞癌細胞の浸潤、転移制御機構に関わるID2分化抑制因子の役割の解明

唾液腺悪性腫瘍の一つである腺様嚢胞癌は、強い局所浸潤能と肺をはじめとした遠隔転移能を有するが、反面、発育が緩慢なものも多い。よって、担癌状態で比較的長期に生存する患者も少なくないが、やはり現在の所、その治療は外科的切除に頼るしかなく、他にエビデンスが確立された治療法は無い。しかしこの特性を逆に考えると、強い局所浸潤能や遠隔転移能を制御できれば10年、20年といった長期の生存の可能性を意味し、口腔癌の中ではそれが可能な唯一の癌腫であるとも言える。そこで本研究では研究代表者が一貫して追求してきた分子であるID2をターゲットにし、新しい唾液腺癌治療の開発を目的とした。具体的にはヒト腺様嚢胞癌由来細胞株であるACC2、ACCMを用いID2antisense vectorを作成、リポフェクション法により遺伝子導入を行い、多数のサブクローンを樹立した。ウエスタンブロッティングにてトランスフェクションの効率はクローンによりかなり差があることが確認された。しかしその強弱に関わらずいずれのクローンも悪性形質の低下がみられた。このことはID2タンパクの発現の強弱と、悪性形質抑制の効率は必ずしも比例しないことを意味した。これに関しても今後、メカニズムの解明が必要になってくる。初年度はID2の抑制にて腫瘍細胞の悪性形質がどのように変化するかを確認できれば十分であり、この実験系が確立することにより、sense vectorの使用も同様の手技が応用できるため、様々な細胞で悪性形質の変化を見ることが可能となった。in vitro中心の実験による細胞特性の変化の確認が続くが、2年目に当たり、より研究が進むようであれば本実験系のin vivoへの応用も確認したい。そのためにヌードマウスへの移植に最適な唾液腺細胞株の選定を早めに済ませておく必要がある。購入を予定していたプラスミドの供与を受けることができ、その相当分の予算に使用額の変更が生じた。
早期荷重インプラントにおけるオッセオインテグレーション獲得のための微小動揺の閾値

ウサギの脛骨インプラントを埋入、即時荷重をかけ、微小動揺をレーザー変位計にて測定した。実験終了後、検体の有限要素解析を行った。さらに検体の骨形態計測を施行した。荷重インプラントの微小動揺は短期間にピークに達しその後、減少し、無変化になった。小さな荷重のインプラントは微小動揺の減少が急激であった。有限要素解析では、インプラントの辺縁骨の最大ひずみは4000以下であった。荷重インプラントの骨量は対照群に比較して大きかった。即時荷重インプラントの骨結合は、適切な負荷にて獲得される。微小動揺の変化は骨結合の経過を反映すると推測された。良好な骨結合を得るためには微小動揺だけでなく荷重の大きさが鍵となる。即時および早期荷重のインプラントのオッセオインテグレーションのためには荷重による微小動揺の大きさが問題となる。また即時荷重による一次骨接触と二次骨接触に起因するインプラントの安定度の変化については概念的にとらえられているが、実際の変化については現在のところ解明されていない。これらを解明するためにウサギ脛骨にインプラントを埋入し、周期的な動的荷重を与えてインプラントの微小の変位量を実測し、概念を立証することを目的とした。今回微小の変位量の測定には非接触のレーザー変位計を用いることにより荷重によるインプラント体の変位を実測することが可能になった。現在インプラントに術直後の変位が150μmの変位になるように即時荷重として周期的な動的荷重を与え変位の変化を測定し、インプラントの変位の詳細な変化について記録が得られた。この結果を総合的に評価することにより、即時荷重におけるオッセオインテグレーションのタイムラインについて確立された見解をみだせると考えている。またこの実験でオッセオインテグレーション獲得のための微小動揺の閾値が150μmでは獲得できることが証明されたが、サンプル数が少ないためさらに実験を行い、検証を行っていく。これらの検証をおこない、150μmが閾値以内であるならばさらに、150μm以上の微小動揺を与えてオッセオインテグレーション獲得のための閾値を探っていく。即時荷重および早期荷重のインプラントのオッセオインテグレーション獲得のためには微小動揺の大きさが問題となる。また即時荷重における一次骨接触と二次骨接触に起因するインプラントの安定度の変化については概念的にとらえられているが、実際の変化については現在解明されていない。これらを解明するためにウサギ脛骨にインプラントを埋入し、周期的動的荷重を与えてインプラントの微小動揺を実測し、前記の概念を立証することを目的とした。今回、微小動揺の測定には非接触のレーザー変位計を用いることにより、荷重によるインプラント体の微小な変位を実測することが可能となった。現在、荷重値の違いによる術直後の変位の経時的変化を詳細なデータとして得ることができた。また三次元有限要素法を用いて、計算による数値と実測の数値が一致することが確認できた。これらのことから、本実験系の精度について問題がなく、実測値の妥当性も証明された。またサンプルを五検体しており、これらのデータから即時荷重におけるオッセオインテグレーションのタイムラインについて確立した結果を見いだせた。またこの実験より最初に与える微小動揺が71μmまでなら確実にオッセオインテグレーションを獲得することが解った。今後は微小動揺の大きくし、オッセオインテグレーションの獲得の閾値を探っていく。また現在実験したウサギ脛骨は採取を行い、μCT撮影、および組織標本の作製をおこなっており、さらにこれらの組織学的骨形態計測を行い、論文作成に移行する予定である。即時および早期荷重のインプラントのオッセオインテグレーションの獲得のためには荷重による微小動揺の大きさが問題となる。本研究においてはインプラントの荷重による微小動揺の実測法を確立し、それによる即時・早期荷重下のオッセオインテグレーションの獲得のための微小動揺の許容限を解明するのと同時に治癒期間中の微小動揺による周囲骨の改変現象を評価することが目的である。現在までに荷重試験を開始する前にウサギ脛骨にbicorticalにチタン製のインプラントを埋入し、この脛骨をCTにて撮影した。この画像を骨強度評価ソフトウェアーを使用し、有限要素モデル化し、埋入トルク値の違いによる荷重の大きさとインプラントの変位量をシミュレーションした。これによりウサギの脛骨では埋入トルク値を20N・cmまでに抑えることにより10Nほどの荷重でも150μm以上の微小動揺が得られることが理論上は可能であることが推測された。

CT画像によって作成された有限要素モデルにより計算された変位量と力学実験の変位量とが一致または相関関係が得られれば、有限要素解析により術後の変位量が予測することが可能になり、いままで特殊な方法でしかインプラントの安定度を評価できなかったことが、CT画像のみから評価することができ非侵襲的評価法の確立に寄与することが考えられ、今後のインプラントの予後をCT撮影によって予測可能になることが考えられる。これらの有限要素の解析の結果をもとに今後荷重試験を行い、これを実証するのと同時にオッセオインテグレーションの獲得のための微小動揺の許容限と治癒期間中の微小動揺による周囲骨の改変現象を調べる。インプラント埋入したウサギ脛骨に荷重を加えて、レーザー変位計によるインプラント微小動揺の測定が可能であることを確認しており、生体での荷重実験においての微少動揺を実測することが可能であることが考えられた。即時および早期荷重のインプラントのオッセオインテグレーション(以下、骨結合)獲得のためには微小動揺の大きさが問題となる。また即時荷重における一次骨接触と二次骨接触に起因するインプラントの安定度の変化については概念的にとらえられているが、実際の変化については現在解明されていない。これらを解明するためにウサギ脛骨にインプラントを埋入し、周期的動的荷重を与えて、その微小動揺を実測を行い、前述の概念を立証することを目的とした。微小動揺の測定に関しては非接触のレーザー変位計を用いることにより微小動揺の実測を可能にした。また荷重値により微小動揺の経時的変化を詳細なデータとしてサンプリングすることができた。また三次元有限要素法を用いて、計算による理論的数値と実測の数値が一致することが確認された。これらのことから本研究のインプラントの微小動揺を実測することの精度および妥当性が証明された。またサンプルにちては6サンプル(コントロールの1サンプルを含む)を採取し、これをμCTおよび組織標本化したのちに骨形態計測を行い、結果として適当な荷重の大きさを与えた即時荷重インプラントは周囲骨の骨量の増加を認め、長期安定性する可能性が示唆された。上記により現在まで未解明であった即時荷重の概念を大きく確立する可能性がしめされた。歯科医用工学・再生歯学荷重装置の完成およびインプラント変位量の測定法については安定した結果が得られ、実験系については確立した。現在動物実験を開始しているが、データのサンプルが少ないため、今後はサンプルサイズを増やすことだけになったため、達成度についてはやや遅延傾向にあるが、今後順調な進展が期待できると思われる。インプラント荷重実験は終了しており、残すは骨形態計測のみとなっている。研究期間の延長により八月までにデータの解析が終了し、論文の作成が可能となる。早期論文の作成を行い。研究の実績報告を行う予定である。現在まで荷重による変位量を3次元有限要素法にて計算上の変位をもとめた。そのためウサギ生体による荷重試験による変位を測定しなければならない。ウサギ脛骨に動的荷重をあたえる場合、荷重の与え方により容易に骨折を起こすため、荷重装置の設計が重要になる。また変位を正確に測定するためにレーザー変位計の設置法が重要になってくる。そのためにこれらの荷重装置の製作およびレーザー変位計の設置に時間がかかっており、現在実験の進行が遅延している。
生物発光を導入した痛覚制御ペプチド・ノシスタチンの受容体と産生酵素の解析

我々は、オピオイド受容体μ、δ、κの類縁体であるROR-C受容体の内因性リガンドであるノシセプチン/オーファニンFQ (N/OFQ)の前駆体蛋白上に、N/OFQの痛覚反応を抑制する生理活性ペプチドを見いだし、ノシスタチン(NST)と名づけた。NSTとN/OFQは、脊髄後角においてはともに表層に存在し、各々の受容体を介してその作用を発揮することを明らかにしてきた。本研究では、NST受容体の解明および同一前駆体上に隣り合わせに存在し痛覚反応において相反する作用を有する2つのペプチドの産生、遊離機構および、産生調節を担うと考えられるペプチドのプロセッシングに関与する蛋白分解酵素の解明を目的とし、生物発光蛋白の導入さらに、その蛋白間のエネルギー移動を応用した方法(BRET)の確立を試みた。マウス脊髄膜画分において、アイソトープ標識光アフィニティー修飾NST誘導体により約33kDaの結合蛋白が認められた。このバンドは、NSTの添加により消失するが、N/OFQによっては影響されないことから、NST特異的であった。また、この蛋白は、GTPγSの処理により消失したことより、GTP結合膜蛋白の可能性が示唆された。2,ペプチドの産生、遊離機構(発光酵素)-(NST-KR-N/OFQ)-(GFP)の融合タンパクの遺伝子ベクターを構築し、培養細胞に導入した。発光酵素として、Renilla luciferaseを用いた時、基質にセレンテラジン誘導体(DeepBlueC)を添加するとBRETが確認できた。さらに、分泌型発光酵素とEYFPを用いた融合タンパクプローブにより、細胞を破壊することなく培地を測定することによりBRETが確認でき、そのBRETの比は、ペプチド間のKRのプロセッシングの効率と一致していたことより、蛋白のプロセッシングをモニターできる系が確立できた。この系を用い、NSTとN/OFQ間のKRのプロセッシングには、少なくともproprotein convertase 1が、NSTの上流のKRには、furinが関与していることを明らかにした。以上の結果より、NSTとN/OFQの生理作用は、受容体やプロセッシング酵素の差異により調節を受けていることが考えられた。我々は、オピオイド受容体μ、δ、κの類縁体であるROR-C受容体の内因性リガンドであるノシセプチン/オーファニンFQ(Noc/OFQ)の前駆体蛋白上に、Noc/OFQの痛覚反応を抑制する生理活性ペプチドを見いだし、ノシスタチンと名づけた。ノシスタチンとNoc/OFQは、脊髄後角においてはともに表層に存在し、各々の受容体を介してその作用を発揮することを明らかにしてきた。本研究では、ノシスタチン受容体cDNAのクローニングおよび同一前駆体上に隣り合わせに存在し痛覚反応において相反する作用を有する2つのペプチドの産生、遊離機構および、産生調節を担うと考えられるペプチドのプロセッシングに関与する蛋白分解酵素の解明を目的とし、生物発光蛋白の導入さらに、その蛋白間のエネルギー移動(BRET)を応用した方法の確立を試みた。(発光酵素)

-(ノシスタチン・Noc/OFQ)-(GFP)の融合蛋白の遺伝子ベクターを構築し、Cos細胞に導入し、蛍光顕微鏡およびWestern blottimgによりGFPの発現を、酵素活性測定により発光酵素の発現を確認した。この融合蛋白は、ノシスタチン・Noc/OFQペプチドがプロセッシングされない場合は発光酵素の光はエネルギー移動により、GFPを励起し緑色の発光となることを認めた。さらに、ノシスタチン・Noc/OFQペプチドがプロセッシングされた場合は、発光酵素自体の青色光を発することを認めた。これらの結果より、ペプチドのプロセッシングをモニターできるプローブが確立できた。さらに、発色光を指標にペプチドの分解過程を追跡し、プロセッシング酵素のクローニング、微弱発光解析顕微鏡装置により発光を追跡、プロセッシング過程のリアルタイム解析を試みている。我々は、オピオイド受容体μ、δ、κの類縁体であるROR-C受容体の内因性リガンド、ノシセプチン/オーファニンFQ(N/OFQ)の前駆体蛋白上に、N/OFQの痛覚反応を抑制する生理活性ペプチドを見いだし、ノシスタチン(NST)と名づけた。NSTとN/OFQは、脊髄後角においてはともに表層に存在し、各々の受容体を介してその作用を発揮することを明らかにしてきた。本研究では、NST受容体の解明および同一前駆体上に隣り合わせに存在し痛覚反応において相反する作用を有する2つのペプチドの産生、遊離機構および、産生調節を担うと考えられるペプチドのプロセッシングに関与する蛋白分解酵素の解明を目的とし、生物発光蛋白の導入さらに、その蛋白間のエネルギー移動を応用した方法(BRET)の確立を試みた。マウス脊髄膜画分において、アイソトープ標識光アフィニティー修飾NST誘導体により約33kDaの結合蛋白が認められた。このバンドは、NSTの添加により消失するが、N/OFQによっては影響されないことから、NST特異的であった。また、この蛋白は、GTPγSの処理により消失したことより、G蛋白会合型受容体の可能性が示唆された。2,ペプチドの産生、遊離機構(発光酵素)-(NST-KR-N/OFQ)-(GFP)の融合タンパクの遺伝子ベクターを構築し、培養細胞に導入した。発光酵素として、Renilla luciferaseを用いた時、基質にセレンテラジン誘導体(DeepBlueC)を添加するとBRETが確認できた。さらに、分泌型発光酵素(Vargula luciferase)とEYFPを用いた融合タンパクプローブにより、細胞を破壊することなく培地を測定することによりBRETが確認でき、そのBRETの比は、ペプチド間のKRの切断の効率と一致していたことより、蛋白のプロセッシングモニター系が確立できた。この系を用い、NSTとN/OFQ間のKRの切断には、少なくともproprotein convertase (PC)1が、NSTの上流のKRには、PC1とfurinが関与していることを明らかにした。以上の結果より、NSTとN/OFQの相反する生理作用は、受容体やプロセッシング酵素の差異により調節を受けていることが考えられた。
広汎性発達障害児のストレス場面における認知に関する研究

自閉スペクトラム症(ASD)児の子どもたちのストレスマネージメントプログラムの開発は重要な課題である。本研究では、ASD児のストレッサーとストレス反応および緩衝要因との関連、およびASD児の対人的問題解決場面の認知とストレスとの関連を検討した。その結果、1ソーシャルサポートの充実、2仲間関係スキルなどのソーシャルスキルの向上、3コーピングスキルの種類を増やすこと、4対人的問題解決のための行動リハーサルを行うこと、5ASDの子どもに特徴的な認知に焦点を当て、社会的場面の自分なりの認知のあり方に気づき、異なった視点で見る練習が必要であると考えられた。自閉症スペクトラム(ASD)の子どもへの支援は、医学だけでなく、教育学、心理学、社会学など学際的な広がりを持ちつつ広がっている。ASDをもつ子どもは障害特性による対人関係上の問題、感覚過敏など、日常生活の中でストレスにさらされる機会が多いとされている(Groden et al,2006)。そこで本研究では、ASD児のストレスとそれにまつわる社会的スキル、特に対人的問題解決スキルとの関連を検討し、メンタルヘルス改善に向けた心理教育や、ストレスが心身に影響を及ぼしている子どもの認知行動療法など、心理学的支援法の樹立に役立てることを目的とした。平成25年度には、平成24年度に実施したアンケート調査の分析を実施した。アンケートでは、子どものストレスの原因と頻度、ストレスにどのように対処しているのかというストレスコーピング、ストレス反応、周囲の人などのソーシャルサポートなどについて子どもに尋ねた。その結果、ASD児が感じるストレスは先行研究と大きな差はなかったが、ストレス反応については全体的にやや高かった。また、ストレス場面において解決しようと積極的に対処することがやや少なく、あきらめたり、回避する傾向があった。また、学業におけるストレスをより強く感じている子どもでは、不機嫌・怒りや無気力などのストレス反応が見られ、ややストレス場面においてあきらめるという対処法を取ることが多かった。また、ストレスの原因については、学業、叱責に関するストレスと先生との関係が中程度に相関していた。この結果から、ASD児はストレス場面の積極的対処法の学習を促すことの必要性、学業におけるストレスが心理的な健康と関連しており、ストレスの原因を減らすためには学業への直接的な支援だけでなく、教師との関わりが重要であると考えられた。平成24年度には、広汎性発達障害の子どものストレス構造を明らかにするために、特に学校におけるストレスに焦点を当て質問紙調査を行った。大阪大学医学部附属病院小児科に通院中の小学校3年生から6年生の広汎性発達障害の子どもと養育者それぞれ21名の研究参加への同意を得た。同意の得られた子どもには小学生用学校ストレッサー尺度、小学生用ストレスコーピング尺度、ソーシャルサポートに関する質問紙、児童用メンタルヘルスチェックリスト、対人的自己効力感尺度の5つの質問紙を、養育者には子どもの行動チェックリスト、ソーシャルスキル尺度の2つの質問紙を実施した。それぞれの質問紙について、分析を行い、シートを作成し、養育者にフィードバックを行っている。一般群のデータ収集は未実施であるが、学校におけるストレスに関してはこれでまでの研究におけるデータと大きな差は見られないものの、多くの子どもたちが教室内の音に対する苦痛や先生がよくわけを聞いてくれないことに関する苦痛を訴えていた。また、メンタルヘルスに関しては怒り・不機嫌さが強く見られていた。友だちとの関係におけるストレスは、本人の怒りや不機嫌さとの関連が強く、学業におけるストレスは、無気力さとの関連が見られた。平成24年度に行った質問紙調査では、広汎性発達障害をもつ小学生のストレスに関する傾向がある程度明らかとなった。平成25年度には一般群のデータ収集も行い、現在の定型発達の子どもたちと広汎性発達障害をもつ子どもたちのストレス構造における違いを検討していく。自閉症スペクトラムの子どもの支援において、子どものストレスに関する問題は看過することができない。子どもがストレスに対して適切に対処していくために必要となるスキルの一つとして問題解決スキルが挙げられる。自閉症スペクトラムの子どもの問題解決スキルとストレスとの関連を検討することが本研究の目的である。2014年度は、対人的な問題解決が必要となる場面に関する動画を自閉症スペクトラムの子ども13名に見てもらい、問題解決スキルに関するインタビューを実施した。加えて、子どもには、ストレスとメンタルヘルス、ソーシャルサポートに関する質問紙に回答してもらい、養育者には子どものソーシャルスキルと問題行動に関する質問紙を実施した。結果、問題を解決しようとする動機づけ、考え出すことのできた問題解決法の数、解決法の実施に対する自己効力感は、子どもに観察される不安・抑うつとの間に負の相関がみられた。特に、友達との間で起こるストレス場面に関する問題解決能力(動機づけの高さ及び解決法の数)では、不安・抑うつなど内向的な問題行動との負の相関がみられた。一方で、授業中の教師との間で起こるストレス場面に関する問題解決能力は、子ども自身の感じる抑うつと正の相関があった。これらの結果より、ストレス場面の問題解決スキルは、不安・抑うつとの関連が強く、友達との間でのストレス場面と、教師との間でのストレス場面では傾向が異なる可能性が考えられた。本研究においては、自閉症スペクトラム児のストレスが問題解決スキルの向上によって緩和されるとの仮説をもとに、自閉症スペクトラム児のストレス源、ストレス反応と問題解決スキルとの関係、およびソーシャルサポート、ソーシャルスキル、問題行動との関連を検討するものである。昨年度には、自閉症スペクトラム児に対し、問題解決スキルに関するインタビュー調査、ストレスに関連する質問紙調査を継続して実施した。問題解決スキルについては、対人的な問題解決を必要とする場面の動画を視聴してもらい、解決法などについて質問を行った。

現在まで20名のデータを収集し、統計的分析を実施した。結果、先生との関係においてストレスを感じている子どもは、自分が最も良いと思う対人的問題解決方法をすることに対する自信が低い、感覚的な特性からくるストレス感じている子どもや、抑うつ・不安というストレス反応が高い子どもは、対人的問題場面をより解決するべきと捉えているといったストレスと問題解決スキルとの関連がみられた。また、観察されるソーシャルスキルとの関連では、集団行動やコミュニケーションスキルは、その子どもがもっともよいと考える解決法を実行する際の自信と負の相関がみられ、仲間関係スキルは場面理解のよさと正の相関が見られた。また、対人的問題場面の種類では、先生との間での問題解決場面や自分に危害が与えられる場面における問題解決への動機づけは、身体的反応、抑うつ・不安感情との相関が見られた。ストレスとソーシャルスキル、問題解決スキルの間には関連が見られ、対人的問題の種類による違いも見られた。これらのことより、教師との関係を調整することの重要性、問題解決スキルが対子どものみでなく、対大人のスキルの学習も必要であることが考えられた。研究者が乳児の育児を行いながら研究を行っており、子どもの看病などによって、十分に研究に従事できなかったため。また、それによって被験者の募集が十分にできなかったため。目的と方法:自閉スペクトラム症児の問題解決スキルとストレスとの関連について検討を行った。問題解決スキルについては、教師との間で起こる問題場面(他者からの悪意あり、悪意なし、ニュートラルの3種)、友達との間で起こる問題場面(同3種)の場面の動画を作成した。Tobii-TX300を使用し、動画を対象となる児童に見せ、問題解決への動機付け、場面理解、解決法、もっともよい/自分ならやる解決法の選択、選択した解決法に関する自己効力感についてインタビュー調査を行った。同時に、質問紙調査によって、ストレス源、メンタルヘルス、ソーシャルサポート、対人的自己効力感、問題行動、ソーシャルスキルについて質問を行った。解決法については、量および適合度(3点満点で評価)について検討を行った。視線計測については、主人公、関連する他者、関連のない他者、その他の場面の4つの領域についての注視時間を検討した。結果:参加者は、知的に大きな問題のない小学校3年生から6年生までの子ども22名であった。ストレッサーの経験と問題解決スキルとの関連は場面によって異なり、先生との関係や叱責など教師との間のストレッサーの多さは、解決法の量や自信との相関などがみられたが、友達との関係におけるストレッサーとの間には有意な相関は見られなかった。
背面モアレ画像を用いた脊柱側彎症診断用システムの開発

本研究では、近年成長期の小・中学生において増加傾向にある、脊柱側彎症自動診断を行うため、モアレ画像からの画像解析法の開発を行った。脊柱側彎症の場合、正常者のモアレ画像に比べ、左右非対称な画像特徴が得られるため、形状特徴や濃度特徴の変量を算出し、これらの特徴量からの正常・異常の自動識別を行う。平成19年度には、平成18年度に構築したデータベースより、新しい特徴量の算出を行った。具体的には、医師の視診において重要なポイントの一つである形状特徴を取り入れるため、背面モアレ画像からの肩の高さという特徴量を自動的に算出する手法を導入した。形状特徴を求める上で、モアレ画像が持つ画質の問題点を改良するため、画像前処理による形状特徴の強調処理法等を考案した。また、腰付近の左右不均衡の特徴量の算出も見直し、これらの形状特徴を用いた統計解析を行った。さらに、正常・異常者の濃度特徴の違いを比較するため、左右関心領域内の相互相関の値を求め、新たな特徴量に加えた。一方、これらの統計特徴量を用いた識別実験を行った。実験では、未知データを効率よく識別するため、線形識別手法であるマハラノビス距離を用いた識別器や、人工ニューラルネットワークによる学習器を構築し、未知画像データからの自動識別を行った。提案したアルゴリズムを1,200実モアレ画像に適用し、認識実験を行ったところ、85%程度の平均認識率を得た。今後は、さらなる認識率の向上を図り、未知モアレ画像の自動識別を行うためのソフトウェアを構築し、集団検診の効率化のための実用化を目指す予定である。本申請研究は、集団検診で用いるモアレ画像からの、脊柱側彎症自動診断を行うためのシステムを開発するものである。脊柱側彎症自動識別法を確立するためには、様々な手法を導入する必要がある。平成18年度は、モアレ撮影画像データからの処理領域の抽出、画像濃度の正規化、関心領域の自動設定および、その関心領域内の左右非対称度を算出し、得られる特徴量からの未知モアレ画像データの正常・異常の自動識別法を提案し、一定の成果を得た。具体的には、まず、モアレカメラで撮影される画像データを入力画像とし、頭部および腰部などを除外した画像データを作成し、入力画像として与える。次に、撮影環境の違いにより生じる照明差を低減するため画像の正規化を行い、左右脇線の非対称度と肩のラインの左右不均衡を、新しい特徴量として算出する。最後に、これらの特徴量を基に、マハラノビス距離による線形識別を行うことによる未知データの識別を行う。提案法を、正常・異常各600例で構成される1200症例の実モアレ画像に適用した。平成18年度に得られた主な成果としては、ソベルフィルタと一定分散強調処理を原画像に施し、両画像からの差分演算を行うことにより、肩のラインや腰部における脇線を正確に抽出することが可能となった。さらに、差分画像上のノイズを軽減するため、バイラテラルフィルタを適用することにより、安定した特徴量の抽出を試みた。これにより、医師の視診における評価指標(両肩の高さの違い、腰部の左右不均衡)を、コンピュータ画像診断にも取り入れることが可能であることを確認した。今後は、さらなる精度向上を図るため、左右関心領域内の相互相関や他の特徴量を取り入れ、認識率の向上を図るとともに、ROC解析によるシステムの平均的な評価を行う必要がある。本申請研究では、近年成長期の小・中学生において増加傾向にある、脊柱側彎症自動診断を行うため、モアレ画像からの画像解析法の開発を行った。

平成19年度には、平成18年度に構築いたデータベースより、新しい特徴量の算出を行った。具体的には、医師の視診において重要なポイントの一つである形状特徴を取り入れるため、背面モアレ画像からの肩の高さという特徴量を自動的に算出する手法を導入した。形状特徴を求める上で、モアレ画像が持つ画質の問題点を改良するため、画像前処理による形状特徴の強調処理法等を考案した。また、腰付近の左右不均衡の特徴量の算出も見直し、これらの形状特徴を用いた統計解析を行った。さらに、正常・異常者の濃度特徴の違いを比較するため、左右関心領域内の相互相関の値を求め、新たな特徴量に加えた。一方、これらの統計特徴量を用いた識別実験を行った。実験では、未知データを効率よく識別するため、線形識別手法であるマハラノビス距離を用いた識別器や、人口ニューラルネットワークによる学習器構築し、未知画像データからの自動識別を行った。提案したアルゴリズムを1,200実モアレ画像に適用し、認識実験を行ったところ、85%程度の平均認識率を得た。今後は、さらなる認識率の向上を図り、未知モアレ画像の自動識別を行うためのソフトウェアを構築し、集団検診の効率化のための実用化を目指す予定である。
癌増殖での　Ｈｉｐｐｏ　ｐａｔｈｗａｙ　の働きと間質造成における作用

口腔領域原発の悪性腫瘍としては、上皮細胞由来のものや、間葉系細胞由来のものが存在するが、本研究では間葉系組織由来の難治性悪性腫瘍の増殖とその増殖を補佐する周囲間質組織との相互作用のメカニズムを解明し、早期の有効な治療法開発に結び付けることを目的としている。口腔領域における悪性腫瘍では、治療法としては主に外科的切除法、化学療法、放射線療法などが挙げられるが、顎顔面における治療では、機能、審美性の保持が他の部位よりも重要となり、切除可能な範囲も狭く、早期の血行性、リンパ行性転移の頻度が認められる。そのため、分子標的治療法の開発が急務であるが、未だその発生、増殖、転移機構には未知の部分が多い。新たな分子標的治療法の開発の一つのアプローチとして我々はがん微小環境に重要な役割を果たすサイトカインであるTGF-bシグナルを中心に、最近注目を集めている新たなoncogeneの一つであるYAPとその上流でYAPの局在を制御するHippo pathwayとの相互作用について、腫瘍細胞および周囲の間質細胞双方での働きについて検討を行った。connective tissuegrowthfactor (CTGF)は、TGF-bシグナルとHippo pathwayそれぞれが直接転写に関わっているたんぱく質として既に知られている。繊維芽細胞でのYAPの働きはTGF-bシグナルのそれと似通った部分があり、CTGFが変化の中心的役割を担っていることも考えられたため、間葉系由来悪性腫瘍でのTGF-bシグナルとHippo pathway / YAPの働きを検討した。その結果、これまでに我々は悪性骨肉腫細胞株においても、TGF-bとHippo pathway / YAPの協調的細胞増殖促進作用があることを見出した。本研究は悪性腫瘍の増殖とその増殖を補佐する周囲間質組織との相互作用のメカニズムを解明し、早期の有効な治療法開発に結び付けることを目的としている。その一つのアプローチとして最近注目を集めている新たなoncogeneの一つであるYAPとその上流でYAPの局在を制御するHippo pathwayについて腫瘍細胞そのものと、周囲の間質細胞双方での働きを検討する。YAPが直接転写に関わっているたんぱく質としてはconnective tissuegrowthfactor (CTGF)が知られている。繊維芽細胞でのYAPの働きはTGF-betaシグナルのそれと似通った部分があり、CTGFが変化の中心的役割を担っていることも考えられる。口腔領域原発の悪性腫瘍としては、上皮細胞由来のものや、間葉系細胞由来のものが存在するが、本研究では間葉系組織由来の難治性悪性腫瘍の増殖について検討を行った。我々は悪性骨肉腫細胞株を用いて実験を行い、これらの細胞株においてTGF-betaとHippo pathway/YAPの協調的細胞増殖促進作用を有することを見出した。TGF-betaとHippo pathway/YAPはそれぞれがシグナル阻害剤やsiRNAの使用によって増殖抑制の方向に誘導されることがわたった。その要となるCTGFの発現は、悪性骨肉腫細胞株によってまちまちであったが、CTGFたんぱく質を強く発現する細胞においては、SiRNAによる増殖抑制作用が強く認められた。最近新たなoncogeneとして注目を集めることになったYAPは、癌抑制遺伝子NF2によって活性化されるHippo pathwayが負に機能調節する転写コアクチベーターであり、器官形成時にサイズを決める因子として最初にショウジョウバエでYkiとして同定された。YAPを過剰発現させるとショウジョウバエの器官が大きくなり、マウス由来線維芽細胞であるNIH-3T3細胞の細胞密度を上げた。YAP遺伝子の増幅や過剰発現は大腸がん、肝細胞がん、悪性中皮腫、肺がんなど多岐に渡る種類の癌で認められており、その中に頭頸部扁平上皮癌も含まれている。当該研究では扁平上皮癌でのYAPの働きを理解するとともに、その上流に位置するHippo Pathwayの構成因子が関与するシグナルが増殖に与える影響を詳細に検討し、最終的にはHippo pathwayを標的とした新規治療法の開発のための知見を得ることを目的とする。具体的方法としてはがん細胞増殖におけるHippo pathway, YAPの関わりについてHippo pathway構成因子の発現、YAPの核内への程度を検討する。細胞増殖とHippo pathwayやYAPとの関連を過剰発現系、short hairpinを用いたノックダウンダウン系を使って検討し、Hippo pathwayやYAPがそれぞれどのような標的遺伝子の発現を制御するかを明らかにする。TGF-bシグナルは、口腔癌の中で占める率の圧倒的に多い扁平上皮癌のような上皮由来癌では、初期のものでは増殖を抑制するが転移を伴う段階になると、増殖促進に働くようになる。しかしながら線維芽細胞のような間葉系由来細胞では、TGF-bシグナルは最初から細胞増殖促進の作用を呈する。我々はYAPがTGF-bシグナルの細胞内伝達物質Smad3と結合し、connective tissuegrowthfactor (CTGF)タンパク質発現を調節することを見出した。CTGFのプロモーター領域には特殊な配列があり、Smad3、YAP、p300がその領域において複合体を形成し、転写を促進する。CTGFたんぱく質は、線維芽細胞造成、血管新生などに強い作用を示すことが知られている。

癌組織実質と間質との相互作用に、TGF-b、CTGF、VEGFなどが強く関与しているとみられるが、そのメカニズムには未だ明らかになっていないことが多い。我々は悪性中皮腫細胞株マウス移植モデルを用いて、CTGFを強く発現する悪性中皮腫細胞では細胞間質の量が多く、発現の少ない細胞では細胞間質の量が少なく、胞巣状の組織像を呈することを見出した。CTGFの発現低下は、悪性中皮腫細胞の細胞増殖促進作用を抑制した。これらの結果を踏まえ、顎骨で全体の5-7%が発生すると言われる骨肉腫について調べたところ、5種類の骨肉腫細胞株全てにおいて、YAPの核内での発現が増殖促進作用に強く関わっていることがわかった。更に、TGF-b刺激が骨肉腫細胞の増殖に重要であることを確認した。今後更に骨肉腫細胞でのTGF-bおよびHippoシグナル経路の関わりについて検討していく考えである。癌細胞での細胞内シグナルでどのようなことが起こっているかを調べるために、我々はHippo pathwayとTGF-betaの間の協調作用を主に中皮由来細胞である悪性中皮腫細胞を用いた実験を行っていた。悪性中皮腫ではneurofibromatosis type2 (NF2)など、Hippo pathwayを制御する因子あるいはHippo pathwayに欠失がある。このような特徴のある細胞を用いてHippo pathwayとTGF-betaシグナル伝達系の間にどのような相互作用が存在するかについて調べた。我々はHippo pathwayによって制御されるYAPがTGF-betaシグナルの伝達物質Smad3と結合し、Connective Tissue Growth Factor (CTGF)発現を調節することを見出した。興味深いことに、YAPが関与しSmad3と協調的に転写を促進する標的遺伝子は限定的であり、Smad7、MMP2、fibronectinなどはYAPには影響を受けない。CTGFのプロモーター領域には特殊な配列があり、Smad3、YAP、p300、TEAD4がその領域において複合体を形成し、転写を促進すると考えられた。更に、CTGFの発現が種々のタイプのがんで細胞増殖を促進し、細胞周囲のコラーゲン造成に関与する可能性を見出した。これらのことから、TGF-betaとHippo pathwayの欠失により発現誘導されるCTGFががんの増殖に関与することがわかった。これらの結果を元に、扁平上皮癌細胞におけるHippo pathway、CTGFの役割について詳細な解析を行っていく。分子標的治療は、癌患者での治療の体力的負担を減らし尚且つ有効な手段として、種々の癌で実際に行われ、良好な治療成績をおさめるものも出てきている。しかしながら癌は由来の器官などによりその性質は多岐にとんでおり、それぞれの癌種におけるきめ細やかな検討が必要であると考えられる。
上肢の随意的筋弛緩運動における予測的姿勢制御と事象関連脳電位

本研究では、上肢運動を同一の主動作筋の収縮あるいは弛緩で開始する運動課題を課し、上肢運動に付随する外乱を補償する姿勢制御、および上肢運動前の注意や運動準備状態について検討した。収縮および弛緩による運動条件間で、運動前の注意や運動準備状態ならびに運動開始までの処理時間に差はなかった。しかし、主動作筋に対する姿勢筋活動の変化の開始は、収縮運動の方が遅かった。これは運動速度の違いによる可能性が考えられた。今後、運動速度を考慮に入れて、収縮と弛緩による運動について検討していく必要性が示唆された。日常生活の多くの場面では、外界の状況に応じて随意的な筋の収縮と弛緩により動作を行っている。高いスキルのスポーツ選手は、状況に合わせて筋の収縮と弛緩を効率的に制御し、動作の切り替え能が極めて高い。本研究では、上肢運動を筋の随意的収縮あるいは弛緩にて開始する選択反応課題を課し、状況に応じた応答の選択とそれに向けての運動準備について検討を行った。若年成人7名は、手がかり刺激の2秒後に提示される命令刺激(S2)が標的刺激の場合に、立位にて三角筋中部線維(MD)の収縮にて上肢を挙上する収縮条件と、弛緩にて上肢を降下させる弛緩条件を行った。上肢運動の範囲は、肩水平位とその10cm下の位置との間とした。いずれの条件も実験に先駆けて10回の練習試行を実施した。弛緩条件では7名中2名の被験者は肩関節内転筋の収縮にて上肢を降下させており、他の2名は内転筋の活動はないものの、十分にMDを弛緩できなかった。立位での肘伸展運動では、随意的な伸展運動よりも重力による自由落下で反応時間が長いことが報告されている(Nakamura et al., 1984)。これらのことから、弛緩動作は収縮動作よりも困難であったと考えられ、被験者が弛緩動作を十分に行えるような状況にて、本動作を詳細に検討する必要性が示唆された。弛緩動作に集中できるようにS2に対して常に反応を行う課題に変更し、肩関節内転筋の収縮にて上肢を降下させていた1名で実験を実施した。その結果、弛緩条件でMDの弛緩にて右上肢の降下を行うことができた。このとき、事象関連脳電位の随伴陰性変動には条件間で差がなかったが、上肢運動の反応時間は弛緩条件の方が遅かった。刺激出現前の準備状態が同等でも弛緩の方が動作開始までに時間を要することが示唆された。今後は、この条件にて実験を重ねて弛緩動作の詳細について検討した上で、収縮と弛緩の切り替えについて検討を行っていく。今年度は、上肢運動を随意的な筋の収縮あるいは弛緩にて開始する選択反応課題を課し、状況に応じた応答の選択とそれに向けての運動準備について検討した。しかし、弛緩での運動の開始は、収縮での運動の開始よりも困難であり、被験者が弛緩動作を十分に行えるような状況にて、本動作を詳細に検討する必要性が示唆された。したがって、課題設定を吟味しているところであり、収縮動作と弛緩動作の切り替えに関する検討およびそれの運動経験による差異は、検討できていない。健常成人を対象に、上肢運動を随意的な筋の収縮と弛緩にて開始する課題を課し、その時の姿勢制御と注意の様相について検討した。はじめに画面の中央に、手がかり信号(S1)を100 ms間提示し、その2000 ms後に命令刺激(S2)を150 ms間提示した。被験者は、S2に対して右上肢で素早く反応するS1-S2単純反応課題を以下の2条件:1挙上条件:素早く外転する、2降下条件:筋弛緩による自由落下を行う、で実施した。測定項目は、S1-S2間の随伴陰性変動(CNV)のピーク振幅およびピーク潜時、三角筋の活動開始時間および姿勢筋の三角筋に対する先行活動時間について分析した。三角筋のS2に対する反応時間は、降下条件が、挙上条件よりも長い傾向にあった。姿勢筋の三角筋に対する先行活動時間は、降下条件の方が挙上条件よりも長い傾向にあった。このことから降下条件の方が挙上条件よりも、姿勢外乱が加わるタイミングが遅く、姿勢制御の準備ができたと推察された。CNVについて、1CNVピーク振幅では、条件の違いはなかった。2CNVピーク潜時では、降下条件の方が挙上条件よりもピークを遅く迎える傾向にあった。また、降下条件ではS2付近でピークを迎える傾向にあった一方で、挙上条件では、全被験者がS2時点に先行してCNVピークを迎えていた。これらのことから、いずれの条件でもS2に向ける注意量は同程度であったが、その注意を高めるタイミングが降下条件の方が挙上条件よりも遅く、よりS2時点に近かったことが示唆された。弛緩動作は収縮動作に比べて、1S2に対して反応を開始するまでに時間を要することが明らかとなった。2それにより、上肢運動に伴う姿勢外乱が加わるタイミングが遅くなり、相対的に早期から姿勢制御の準備ができるものと考えられた。3それにともない、S2に向けてあらかじめ注意を高める必要性が低くなることが示唆された。