hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
早期発症型歯周炎の病原性内在因子に関する酵素学的、酵素免疫学的研究

本研究の主題は好中球の細胞機能発現に関与している細胞内酵素の量的動態を、早期発症型歯周炎患者と正常人との間で比較検討することである。測定する酵素は、ヒトから好中球を採取するという限定から、高感度で夾雑物質に影響を受けにくい定量系を有することが必要である。そこで採取した好中球におけるカテプシンB(1)H(2)、L(3)、コラゲナーゼ(4)、エラスターゼ(5)、カテプシンG(6)、beta-グルクロニダーゼ(7)、カルパイン(9)、乳酸脱水素酵素(10)、ホスホリパーゼC(11)、ミエロペルオキシダーゼ(12)を人工基質を用い定量した。その結果(1)-(3)、(5)、(7)、(12)が上記の条件を満たした。次に早期発症型歯周炎患者8名と正常人(年齢性別を患者群と一致)12名から好中球を採取し、細胞あたりのこれらの酵素量を測定し量群間での定量値の違いを検索した。その結果好中球殺菌能に関与しているエラスターゼ量の平均値は患者群において統計学的に有意に高い値を示した。また同様の機能を営むミエロペルオキシダーゼは正常人よりも明らかに高い患者が3名存在した。カテプシンLは患者群において有意に低い値を示す傾向が認められたものの再現性にやや難があった。これはカテプシンLが不安定な酵素でmono-specificな基質が存在しないことに起因していると考えられる。そこで同酵素を正確に測定できる酵素免疫測定法やHPLCを応用した新しい測定法を現在確立中である。その他の酵素の存在量については正常人群と患者群間に差は認められなかった。以上の結果は早期発症型歯周炎患者の好中球における内在性酵素を検索することにより内在性病原因子をみいだせる可能性があることを示唆している。現在、症例数を増やし、また免疫学的な手法を併せさらに研究を進めている。
線条体投射経路を介する行動制御の神経回路メカニズム

本研究課題では、イムノトキシン細胞標的法を利用して、弁別学習の発現における2種類の線条体投射経路の行動生理学的な役割を解析した。線条体-黒質路を除去したマウスの解析から、線条体-黒質路は、主に、弁別学習の反応速度の促進に関与し、反応の正答率には顕著な影響を及ぼさないことが示唆された。また、線条体ー淡蒼球路を除去したラットの解析から、線条体-淡蒼球路は、弁別学習の正答率の向上に主要な役割を持ち、反応速度には顕著な影響を及ぼさないことが示唆された。線条体は、運動制御、運動学習、強化学習などの重要な脳機能を媒介する大脳皮質-基底核ループ回路において中心的な役割を果たす。この領域の機能変化は、パーキンソン病、ハンチントン病、ジストニアなどの神経疾患の発病や病態と深く関係する。線条体には、形態・電気生理学的に異なる複数のニューロンタイプが存在し、線条体からの投射は主に2種類の経路(直接路と間接路)を介して出力核の活動に影響する。本研究課題では、イムノトキシン細胞標的法など個体レベルの遺伝子改変技術を利用して、2種類の線条体投射経路を介して行動を制御する神経回路メカニズムの解明に取り組む。本年度は、線条体-黒質ニューロンの自発運動と薬物誘導運動を媒介する神経回路における役割について解析した。イムノトキシン細胞標的法を用いて本ニューロンを除去するために、ドーパミンD1受容体(D1R)遺伝子の制御下にIL-2Rα/YFPを発現する変異体マウスを作製した。D1R-IL-2Rα/YFPマウスの線条体に組換え体イムノトキシンを注入することにより、線条体-黒質ニューロンの除去を誘導した。マウスの運動量を測定した結果、自発運動量は野生型と変異型マウスで変化はなかったが、ドーパミン遊離を促進するメタンフェタミンの投与による薬物誘導性の運動量はを変異型マウスで顕著に減少した。また、運動量の変化を特徴付けるために、無麻酔下のマウスを用いた単一ユニット記録法を用いて、線条体-黒質ニューロンの標的である黒質網様部における神経活動の記録に取り組んだ。以上の結果から、線条体-黒質ニューロンはドーパミン作用に依存する運動の促進に必須の役割を持つことが明らかとなった。本年度は、線条体-黒質ニューロンの強化学習の発現における役割について解析した。イムノトキシン細胞標的法を用いて線条体-黒質ニューロンを除去するために、D1R-IL-2Rα/YFPマウスの線条体に組換え体イムノトキシンを注入し、目的ニューロンが選択的に除去されていることを解剖学的に確認した。強化学習の課題として、視覚弁別課題を利用し、この課題においてマウスは2つのレバーのうち、視覚刺激が提示された側のレバーを押すと報酬が得られることを学習する。この弁別課題を獲得させた後、イムノトキシン処理により線条体-黒質ニューロンの除去を誘導し、その後の学習発現における変化を解析した。ニューロンを除去したマウスでは、課題の正答率に変化はないものの、反応時間が有意に遅延することが明らかになった。反応時間の遅延は、学習課題の継続により、数日後までに回復した。一方、標的ニューロンの除去は、学習と関係しない感覚性の運動反応(聴覚依存性の驚愕反応や熱性の逃避反応)の潜時には影響しなかった。以上の結果から、線条体-黒質ニューロンは学習と関係する運動反応の促進に重要な役割を持つことが示唆された。

本研究課題では、イムノトキシン細胞標的法など個体レベルの遺伝子改変技術を利用して、2種類の線条体投射経路を介して行動を制御する神経回路メカニズムの解明に取り組む。本年度は、線条体-淡蒼球ニューロンの弁別学習の実行における役割について解析した。イムノトキシン細胞標的法を用いて線条体-淡蒼球ニューロンを除去するために、D2R-IL-2Rα/YFPラットの線条体に組換え体イムノトキシンを注入し、目的ニューロンが選択的に除去されていることを解剖学的に確認した。弁別学習の課題として、聴覚弁別課題を利用し、この課題においてラットは2つのレバーのうち、2種類の異なる周波数の聴覚刺激を弁別してレバーを押すと報酬が得られることを学習する。この弁別課題を獲得させた後、イムノトキシン処理により線条体-淡蒼球ニューロンの除去を誘導し、その後の行動の実行における変化を解析した。ニューロンを除去したマウスでは、課題の正答率が顕著に低下したが、反応時間や遅延反応率に有意に変化は生じなかった。正答率の低下は、学習課題の継続により、数日後までに回復した。一方、標的ニューロンの除去は、学習と関係しない聴覚依存性驚愕反応および自発運動量や運動速度には影響しなかった。以上の結果から、線条体-淡蒼球ニューロンは行動選択の正確性に重要な役割を持つことが示唆された。
クロム錯体の特徴を利用した光触媒のデザインと立体選択的光反応の開発

クロム錯体の特徴を利用した光触媒のデザインと立体選択的光反応の開発を目指し,本年度においては,トリアリールピリリウム塩-クロム錯体の合成法の確立の検討を行った。まず、計画書に記載したように,芳香族ケトンと芳香族アルデヒドとのアルドール反応を用いる合成ルートの検討を行ったが,中間の2-ヒドロキシケトンのクロム錯体化の選択性が悪く,また生成したクロム錯体からピリリウム塩へ誘導することができなかった。そこでリチオベンゼンクロム錯体と2,6-ジフェニルピリリウム塩との反応を用いる経路により,3個のアリール基がすべてフェニル基のピリリウム塩-クロム錯体を低収率ながら合成することができた。そこで、本錯体の光物性測定のサンプル量を供給するため,現在本ルートの収率の向上について検討中である。一方,関連物質として,中心金属を鉄に代えた錯体の合成を試みたが,その検討中,出発物質として用いたシクロヘキサジオン-鉄錯体が,t-ブチルリチウムなどの求核試剤に対してヒドリドの脱離を伴う異常な反応性を示し,形式的にカルボニル基のα位で求核置換反応が進行するという興味深い現象を見出した。また本反応はシクロヘキサジオン-鉄錯体のみならずある条件を満足した鉄錯体に全て共通して生じることがわかった。現在その条件の特定について検討を行っており,現在のところ,条件を特定するまでには至っていないものの,本反応はかなりの一般性を有していることが判明しており、新たな有機合成手法として活用できるのではないかと考えている。今後は前述の光触媒の開発と同時に本反応の研究も進める予定である。
半導体および半導体量子構造における電子スピン・核スピンダイナミクスに関する研究

本年度は,前年度までに構築した高感度高空間分解能を有する顕微カー回転測定系を用いて,n型GaAsにおけるスピンホール効果について,ドーピング濃度依存性や温度依存性など,系統的な実験を行って調べた.試料にはドーピング濃度N_Dを絶縁体的な領域(N_D=3×10^<16>cm^<-3>)から金属的な領域(N_D=5×10^<17>cm^<-3>まで変化させたn型GaAsチャネルを用意した.スピン蓄積の空間マッピングには,顕微カー回転測定系を用いて,チャネルに電流を流した時のカー回転角の外部磁場依存性について空間分解測定を行った.用意したすべての試料において,電流と垂直方向のチャネル端付近でのみ,カー回転角が磁場を面内に印加するに従って減少することから(Hanle効果),スピンホール効果を検出した.スピンホール効果のドーピング濃度依存性の結果から,チャネル端におけるスピン蓄積量がドーピング濃度に対して単調には変化せずに,N_D=1×10^<17>cm^<-3>において最も大きくなることを観測した.この結果を,実験から同時に得られたスピン緩和時間と,スピン拡散長およびスピン拡散定数を用い,ドリフト拡散モデルにより解析したところ,ドーピング濃度が増すに従ってスピンホール導電率が増えていることを示唆する結果を得た.この解析結果により,n型GaAsにおけるスピンホール効果はスピン依存散乱が支配的と考えられ(外因性),ドーピング濃度が増えるに従って散乱確率が大きくなり,生成されるスピン流は大きくなることが実験的に示された.また,ドーピング濃度が増えるに従って電子がより大きな運動量を持つために,スピン緩和時間は小さくなる(D'yakonov・Perel'スピン緩和機構)ことを考慮すると,スピン蓄積量はドーピング濃度に対して極大値を持つと考えられ,本実験から,その極大値がN_D=1×10^<17>cm^<-3>周辺で与えられることが明らかになった.1.量子ドット中における電子スピン・核スピンダイナミクスに関する研究(1)必要な量子ドットを分子線エピタキシ法により作製する上での成長条件出し本研究では使用する光源や測定感度などに合わせて用意する量子ドットを制御しなければならない.本研究ではInAs/GaAs量子ドットを分子線エピタキシ法におけるSK成長モードにより作製する.一般的に量子ドットは成長温度・成長レート・InAs被覆量によって決まり,この3つのパラメータを変化させることで所望の量子ドットを得られることを確認した.(2)顕微時間分解ファラデーおよびカー回転測定系の構築量子ドットのような微細な構造,特に単一ドットを測定対象とし光学的に電子スピンダイナミクスを測定するには顕微鏡を用いた光学測定系の構築が必要である.本年度はこのための準備年度と位置づけ,物品の整備および装置への組込を進めた.本システムでは超伝導マグネットと組み合わせるため,周辺の器具は非磁性特注部品で揃えるなど時間を要した.そのため本年度は電子スピンのコヒーレントダイナミクスを観測するには至らなかったが,レーザ光を導入し実際に数μm程度まで光が絞れ,フォトルミネッセンス測定・反射測定などベーシックな測定を局所領域で行えることを確認した.2.量子井戸におけるg因子の異方性と核スピン分極本研究項目に関して本年度はg因子の異方性が核スピン分極に与える影響をさらに明らかにするために,GaAs/AlGaAs量子井戸における動的核スピン分極のg因子異方性依存性について実験を行った.本実験によりg因子の異方性,特に符号に依存して動的核スピン分極の起こり方が大きく異なることが分かった.さらにこの結果をg因子の異方性を考慮して電子スピン・核スピン間の安定状態を計算し定量的に解析したところ,観測される安定状態がg因子の異方性によって支配されていることが分かった.本年度は前年度までに整備した超伝導マグネットに光学顕微鏡を組み合わせた顕微測定系をさらに発展させ,ミクロンオーダーの微小領域での電子スピン・核スピンダイナミクスの光学検出を目指して研究を実施した.電子スピン・核スピンダイナミクスの光学検出には高感度かつ定量的な観測が可能な時間分解カー回転測定を採用した.これをミクロンオーダーの微小領域で行うために,前年度までに整備した顕微測定系に2つのパルスレーザ光(ポンプ光および,ポンプ光に対して時間遅延をつけたプローブ光)を導入し,試料上で対物レンズを介して同じスポット径(1.5μm)に重ねるなど,顕微時間分解カー回転測定のための光学系の最適化を行った.ミクロンオーダーの領域においては対象となる電子スピン数が少なくなるためにカー回転角が微弱になり,それに応じて光検出器から得られる信号も微弱になるため,通常の検出系では十分な信号強度を得ることは難しい.そこで光学系の最適化に加えて,高S/N比を得るための検出系の最適化として,(1)光弾性変調器を用いたヘテロダイン検出の採用,(2)高感度フォトダイオードブリッジの作製,を行った.これによりカー回転角においておよそ1μradの分解能を得た.上述した光学系および検出系の最適化を経て構築した測定系の評価のために,n型GaAs/AlGaAs(110)量子井戸を用いて顕微時間分解カー回転測定を行った.外部磁場を印加して行った測定結果は電子スピンの歳差運動を示す減衰振動となっており,電子スピンダイナミクスの観測ができていることを確かめた.また同時に,歳差運動周波数のポンプ光偏光依存性から核スピン分極を確認し,加えて光弾性変調器による光変調の自由度を利用して,任意周波数における全光核磁気共鳴を観測した(応用物理学会で口頭発表)

.これらの測定結果から今回整備した顕微時間分解カー回転測定系において,電子スピン・核スピンダイナミクスの観測をミクロンオーダーの微小領域(スポット径1.5μm)においても行えることを確認した.本年度は,前年度までに構築した高感度高空間分解能を有する顕微カー回転測定系を用いて,n型GaAsにおけるスピンホール効果について,ドーピング濃度依存性や温度依存性など,系統的な実験を行って調べた.試料にはドーピング濃度N_Dを絶縁体的な領域(N_D=3×10^<16>cm^<-3>)から金属的な領域(N_D=5×10^<17>cm^<-3>まで変化させたn型GaAsチャネルを用意した.スピン蓄積の空間マッピングには,顕微カー回転測定系を用いて,チャネルに電流を流した時のカー回転角の外部磁場依存性について空間分解測定を行った.用意したすべての試料において,電流と垂直方向のチャネル端付近でのみ,カー回転角が磁場を面内に印加するに従って減少することから(Hanle効果),スピンホール効果を検出した.スピンホール効果のドーピング濃度依存性の結果から,チャネル端におけるスピン蓄積量がドーピング濃度に対して単調には変化せずに,N_D=1×10^<17>cm^<-3>において最も大きくなることを観測した.この結果を,実験から同時に得られたスピン緩和時間と,スピン拡散長およびスピン拡散定数を用い,ドリフト拡散モデルにより解析したところ,ドーピング濃度が増すに従ってスピンホール導電率が増えていることを示唆する結果を得た.この解析結果により,n型GaAsにおけるスピンホール効果はスピン依存散乱が支配的と考えられ(外因性),ドーピング濃度が増えるに従って散乱確率が大きくなり,生成されるスピン流は大きくなることが実験的に示された.また,ドーピング濃度が増えるに従って電子がより大きな運動量を持つために,スピン緩和時間は小さくなる(D'yakonov・Perel'スピン緩和機構)ことを考慮すると,スピン蓄積量はドーピング濃度に対して極大値を持つと考えられ,本実験から,その極大値がN_D=1×10^<17>cm^<-3>周辺で与えられることが明らかになった.
インフレーション時空上での量子場の理論

宇宙初期に起こったインフレーションの時期におけるゆらぎの生成過程において生じる赤外発散の問題について引き続き研究を進めた。一昨年度までの研究では、完全なゲージ固定をおこなわない場合であっても、問題となる残余のゲージ自由度に影響されないような真にゲージ不変な観測量を計算することで赤外発散は除かれるという着想から、赤外発散が1-ループの補正に現れないための条件として、初期の量子状態め選び方が制限されることを発見した。昨年度は、さらに、導出に際して、非線形なハイゼンベルグ方程式を解く段階で特殊な解を選んでいた点と、スローロール近似を用いていた点が不満であったが、スローロール近似に依存しない議論をおこなうことができるような枠組みの整備を進め、やはり、そう簡単には赤外発散を起こさない状態を選ぶことはできず、状態に対する強い制限がつくことを再確認した。本年度はこの結果を論文としてまとめ発表した。一般的に宇宙論的摂動論の計算においては、断熱的真空状態という特殊な状態を選ぶことが主流となっている。この真空はミンコフスキー真空の曲がった時空上への拡張の一つと考えられるので、真空の選び方の有力な候補となる。この場合に赤外発散がないということが示されれば、多くのこれまでの研究を正当化し基礎付けを与えることができる。我々は、この特殊な状態(およびこの状態を元にしたゲージ不変な励起状態)を考えるという限られた状態に対してのみ赤外発散がないという予想にたち証明を与えるべく研究を進めているが、完全な解決には至っていない。
トラップされたフェルミガスの BCS-BEC クロスオーバー領域における超流動揺らぎ

トラップポテンシャル中のフェルミ原子気体のBCS-BECクロスオーバーを理論的に研究、空間的非一様性により、超流動秩序パラメータが発達したガス中心部の周囲に擬ギャップが支配的な領域が存在、その外側に自由フェルミ気体的な領域が取り囲むという殻構造が出現することを明らかにした。この構造を加味することで、光電子分光スペクトル、局所圧力の実験結果を定量的レベルで説明できることを示した。また、温度、相互作用強度、ガス中心部からの距離に対するフェルミ原子ガスの相図を完成させた。フェルミ原子ガスのBCS-BECクロスオーバー領域における超流動揺らぎの効果を、この系に特有のトラップ効果を加味して研究した。超流動転移温度では、中間結合領域(クロスオーバー領域)において、超流動揺らぎによる擬ギャップ現象が顕著な中心領域と自由粒子的な1粒子励起スペクトルが見られるガス周辺領域が共存することを、強結合T行列理論に基づいて明らかにした。この結果を用いて光電子分光スペクトルを計算、フィッティングパラメータなしで、実験で観測されたスペクトルが再現できることを示した。これにより、実験データに見られるブロードなスペクトル構造や、中間結合領域から強結合領域にかけて見られるダブルピーク構造が、ガス中心部における擬ギャップ効果を反映したものであることを明らかにした。本年度は、更に、この理論を転移温度以下の超流動状態に拡張した。これについては、先ず、トラップ効果を無視する範囲で、超流動揺らぎによる擬ギャップと超流動秩序パラメータによる超流動ギャップの競合に焦点をあてた研究を実施、クロスオーバー領域では、超流動転移温度から温度を下げるにつれ、先ず擬ギャップが消失、その後超流動ギャップが成長することを見出した。これは、両者が連続的に移り変わる弱結合BCS領域の結果とは大きく異なるものである。次年度は、これにトラップ効果を加えることで、超流動状態における、空間の非一様性の効果を解明する予定である。空間の非一様性に起因する現象として、今年度は上記研究の他に、スピンインバランスが存在する場合に見られる相分離を利用した磁性効果の研究、障壁に対する超流動集団励起のトンネル効果の研究を実施した。また、異方的超流動への拡張の準備として、p波超超流動揺らぎに対する強結合理論の構築も行った。トラップされたフェルミ原子気体のBCS-BECクロスオーバー領域における擬ギャップ現象の研究を研究実施計画にしたがって実施、強結合T行列理論の枠組みで、(1)超流動転移温度以上での擬ギャップの温度依存性の解明、および、(2)超流動転移温度以下への拡張、を行った。(1)については、光電子分光型実験で観測された1粒子励起スペクトルの温度変化を理論的に再現することに成功、擬ギャップ効果が高温領域でどのように消失していくかを明らかにした。(2)については、超流動転移温度以下での超流動状態密度、1粒子励起スペクトル強度をクロスオーバー領域で計算した。それにより、中間温度領域で、ガス中心部では超流動秩序が支配的である一方、その周辺では超流動揺らぎに伴う擬ギャップが依然優勢という、シェル構造が実現することを明らかにした。この結果に基づき、粒子間相互作用、温度、ガス中心部からの距離、を3つのパラメータとする相図を作成した。上記の研究に加え、トラップポテンシャルだけでなく、空間の非一様性をより積極的に利用する研究も実施した。スピンインバランスが存在する場合、ポテンシャルの局所的な空間変化により超流動状態中に超流動秩序が壊れた空間領域が出現、その近傍に局在励起状態が現れることを理論的に指摘した。また、この局所ポテンシャルをリングトラップ中のフェルミ原子ガス超流動に導入すると、自発的に超流動流が生成されることも理論的に明らかにした。更に、局所ポテンシャルに集団励起が衝突した際のトンネル効果について、スピン自由度を有するボソン系超流動について研究、低エネルギー領域で完全透過するという、いわゆる「異常トンネル現象」がこの系でも起こることを示した。トラップされたフェルミ原子気体のBCS-BECクロスオーバー領域における擬ギャップ現象の研究を,実施計画に従って行った。超流動揺らぎに伴う強結合効果は強結合T行列理論の枠組みで取り扱い、トラップポテンシャルについては局所密度近似(LDA)を用いた。前年度の研究で得られた、“トラップポテンシャルにより生じた空間的非一様性に起因するシェル構造"(超流動秩序パラメータが支配的なガス中心部の周りに超流動揺らぎに因る擬ギャップが顕著な領域が存在し、更にその外側に自由フェルミガスに近い領域が現れる。)を加味したうえで、JILAにより開発された光電子分光スペクトルの超流動転移温度以下での温度変化をBCS-BECクロスオーバー全域で計算した。中間結合領域では、シェル構造を反映し、温度が下がるにつれスペクトルの構造が擬ギャップ的なものから、超流動ギャップ的な構造に連続的に移行することを明らかにした。また、同様の枠組みで圧力についても計算、擬ギャップの存在を加味した理論で実験結果を定量的に説明できることを示した。

これまで、圧力の実験結果はフェルミ液体で良く説明できることから擬ギャップの存在を否定するものと考えられてきたが、本研究成果により、光電子分光と圧力の実験は共に擬ギャップの存在と矛盾しないことが明らかとなった。また、スピン帯磁率の実験結果についても同じ理論的枠組みで矛盾なく説明できることを示した。本研究では更に、上記の理論を2次元系に拡張、強結合効果とトラップ効果を3次元の場合と同じ枠組みで考慮した理論を用いて、光電子分光スペクトルの解析を行った。計算結果はフィッティングパラメータなしで、観測された擬ギャップサイズを定量的に説明することに成功、これは、本研究で用いてきた強結合理論の妥当性を示すものである。今年度はじめに計画した2つの課題:(1)超流動転移温度以上での擬ギャップ現象の温度依存性、(2)トラップ効果を加味しての超流動転移温度以下への拡張、はいずれも達成でき、前者は論文として公表済み、後者も論文準備中である。これに加え、空間の非一様性に起因する局在励起状態の生成や自発超流動流発現の可能性、および、スピン自由度を有する超流動におけるトンネル効果の性質などの解明も行うことができ、当初の計画以上の成果を得ることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。次年度は、フェルミ原子ガス超流動のBCS-BECクロスオーバー領域における擬ギャップ現象に対する理解を更に深める研究を推進する。これまでは実験データとして、光電子分光型スペクトルを中心に議論してきたが、それ以外の物理量に擬ギャップ効果がどのように現れるかを研究、今まで以上に実験研究へのインパクトがあるような理論的成果を目指す。また、トラップ効果だけでなく、この系の操作性の高さを利用した次元効果やクーパー対対称性、双極子効果などについての研究を開始することで、様々な状況下での「超流動揺らぎに起因する強結合効果、擬ギャップ現象」の解明を目指す。
抗がん薬による末梢神経障害の対応策確立のための基礎および臨床研究からのアプローチ

プラチナ系・タキサン系などの抗がん剤は有害事象(副作用)として、手足のしびれ・感覚異常などの末梢神経障害を高頻度で起こすが、その対応策は現在のところ確立されていない。本研究では、抗がん剤によりおこる神経線維変性を治療ターゲットとすることで、細胞を用いたスクリーニングにより抗がん剤による末梢神経障害の改善候補薬の探索を行った。その中でフマル酸ジメチルが抗がん剤であるオキサリプラチンの抗腫瘍効果やほかの有害事象に影響を及ぼさずに末梢神経障害を改善することを細胞レベル・動物レベルで明らかとした。【目的】一部の抗がん剤(オキサリプラチン、パクリタキセル、ボルテゾミブなど)は、副作用として末梢神経障害を引き起こすが、その対応策は確立されていない。本研究では、基礎・臨床の双方から抗がん剤による末梢神経障害の対応策を確立することを目的とした。【方法】基礎研究においては、抗がん剤を反復投与した末梢神経障害モデルラットおよび培養細胞を用いて、抗がん剤の末梢神経障害の発現メカニズム解明と神経障害を抑制する薬剤の探索を行った。【研究成果】動物モデルにおいて、オキサリプラチンを投与したラットでは神経細胞死・軸索変性・髄鞘形成障害が、パクリタキセルおよびボルテゾミブを投与したラットでは軸索変性が発現し、それぞれの末梢神経障害症状に関与することが明らかとなった。また、神経様細胞であるPC12細胞において、オキサリプラチンでは細胞死と神経様突起進展阻害(軸索変性を反映)が、パクリタキセルおよびボルテゾミブでは神経突起進展阻害がそれぞれ確認された。以上より、抗がん剤のによる末梢神経障害は原因薬剤により組織障害の種類が異なることが明らかとなり、それぞれの障害を標的とした対策の確立が必要であると考えられた。一方で、種々の既承認医薬品の中から、抗がん剤による神経変性に対する保護作用を有する薬剤を探索したところ、Nrf2ストレス応答系を賦活化するフマル酸ジメチルとその代謝物フマル酸モノメチルが、オキサリプラチン・シスプラチン・パクリタキセルによるPC12神経様突起進展阻害作用を抑制することを明らかとした。また、この神経保護作用はパクリタキセルによる突起進展阻害に対してより、オキサリプラチンやシスプラチンによる突起進展阻害に対しての方が強く表れることが明らかとなった。さらに、ポラプレジンクが神経細胞へのマクロファージの浸潤を抑制し、パクリタキセルの末梢神経障害の発現を抑制することも、見出した。平成28年度は、基礎研究において1末梢神経障害の発現メカニズムの解明、2有効な薬剤の探索を行うと同時に、臨床研究において3末梢神経障害の発現状況の把握を行うことを計画としていた。そのうち、1末梢神経障害の発現メカニズムの解明に関して、特に神経障害発現の初期障害である神経自体の傷害(神経細胞死、軸索変性、髄鞘形成障害)自体が、それぞれの原因薬物(オキサリプラチン・パクリタキセル・ボルテゾミブ)により異なることを明らかとした。また、2有効な薬剤の探索に関しては、多種の医薬品の中からフマル酸ジメチルやポラプレジンクの神経保護作用を見出している。3末梢神経障害の発現状況の把握に関しては、倫理委員会の承認の兼ね合い等で明確なデータを示せるまでには至ってはいないが、全体としては、ほぼ経過通り進行している。また、研究期間中、所属・研究環境等の変更があったが、研究自体は滞りなく、スムーズに実施ができている。本研究では、抗がん剤による末梢神経障害の対応策を確立することを目的とした。【方法】抗がん剤を反復投与した末梢神経障害モデルラットおよび培養細胞を用いて、抗がん剤の末梢神経障害の発現メカニズム解明と神経障害を抑制する薬剤の探索を行った。【研究成果】前年度までに、培養細胞を用いた検討で、Nrf2賦活薬であるフマル酸ジメチルとその代謝物フマル酸モノメチルが、オキサリプラチン・シスプラチン・パクリタキセルによるPC12神経様突起進展阻害作用を抑制することを明らかとしている。動物モデルを用いた検討により、フマル酸ジメチルはオキサリプラチンによる末梢神経障害で見られる行動学的変化(von Frey testにおける逃避反応閾値の低下)および病理学的変化(坐骨神経変性)の発現自体を有意に抑制した。一方で、オキサリプラチンによる骨髄抑制など他の有害事象を悪化させることはなかった。さらに、培養細胞および担癌動物を用いた検討では、オキサリプラチンによる腫瘍細胞増殖抑制作用に影響を与えなかった。【結論】抗がん剤による末梢神経障害の根本の原因である神経変性をターゲットとすることにより、フマル酸ジメチルが神経障害を抑制することが明らかとなった。フマル酸ジメチルは抗がん作用やほかの有害事象には影響を及ぼさなかったため、臨床で安全で使用しやすい、抗がん剤誘発末梢神経障害抑制薬になる可能性がある。

その中でフマル酸ジメチルが抗がん剤であるオキサリプラチンの抗腫瘍効果やほかの有害事象に影響を及ぼさずに末梢神経障害を改善することを細胞レベル・動物レベルで明らかとした。平成29年度は、まず、基礎研究のうち2神経障害に有効な薬剤の探索に関して、平成28年度に神経保護作用を確認したフマル酸ジメチルに関して、動物レベルでの作用の出方や保護作用のメカニズムを解明する。また、フマル酸ジメチルやポラプレジンク以外の医薬品の中から、抗がん剤による末梢神経障害(特に軸索変性等)に対して抑制作用を有する薬剤を探索する。一方、臨床研究においても、3末梢神経障害の発現状況の把握、4発現に関わる要因の探索を同時に行う。具体的には、九州大学病院でオキサリプラチン、パクリタキセル、ボルテゾミブを投与する患者の末梢神経障害の発現状況を、カルテ等の情報を基に後向きに調査し、症状、発現時期、頻度、重篤度を評価し、年齢、性別、体格(体重、身長、体表面積)、血液検査値(アルブミン、クレアチニン、BUN、AST、ALT、γ-GTP、Na、Ca、K、Cl、Mg、CRP、HbA1c、グルコアルブミン、総コレステロール、中性脂肪、HDLコレステロール、LDLコレステロール、白血球数、赤血球数、ヘモグロビン、血小板数等)、投与スケジュール(治療レジメン、累積投与量、治療強度)、併用薬(降圧薬、高脂血症薬、糖尿病薬、抗うつ薬、抗てんかん薬、抗精神病薬、漢方、ビタミン、鎮痛薬、ステロイド等すべての薬剤)、その他患者背景(糖尿病をはじめ、各既往歴の有無)等から末梢神経障害の発現に関わる因子や軽減する因子を特定する。基礎・臨床双方から、抗がん剤による末梢神経障害の対応策確立を目指す。臨床薬学
唾液腺腫瘍の分化調節機構の解明

我々は、唾液腺腫瘍におけるインテグリンの発現につき検討し、以下の結果を得た。すなわち、α2、α3とβ1インテグリンは、正常と3種の腫瘍組織(多形性腺腫、粘表皮癌、腺様嚢胞癌)で、その発現様相に著明な差は見られなかった。一方、α6とβ4インテグリンは、正常、多形性線腫、粘表皮癌組織では、基底側に局在したのに対し、腺様嚢胞癌では、散在性に発現した。以上の結果から、我々は、α6とβ4インテグリンの発現が、唾液腺腫瘍の分化よりも、腺様嚢胞癌の浸潤性との相関を持つと推察した。次に、インテグリンの発現や細胞外基質の産生を促進するTGF-βと同レセプターの発現を検索した。粘表皮癌では、TGF-β1、2が検出されなかったのに対し、TGF-β3とTGF-βR1、IIは同様の発現様相を示した。すなわち、程度の差は有るものの殆どの唾液腺上皮細胞が陽性を示した。なかでも類表皮様細胞は他の細胞に比し強染した。一方、粘液産生細胞や明細胞は陰性であった。他の唾液腺腫瘍(多形性線種と線様嚢胞癌)でもほぼ同様で、主に唾液腫上皮細胞に上記の蛋白の局在が認められた。αvインテグリンのリガンドであるオステオポンチン(OPN)の局在を、自作した抗体で免疫組織学的に検索した。その結果、検索した全ての正常唾液腺、良性と悪性の唾液腺腫瘍組織で、OPNの発現が認められた。また、OPNが正常唾液腺腫瘍組織ともに、導管上皮系細胞での発現が強く、粘液産生細胞では発現が認められなかったことから、OPNの発現と唾液腺細胞の分化との相関性が強く示唆された。細胞周期調節因子のp53,p21サイクリンEno腺様嚢胞癌における発現は、構成細胞別に差が見られたが、細胞の増殖能に起因するものと考えられた。テロメラーゼ活性と、唾液腺腫瘍の悪性度との相関は認められたが、細胞分化との相関は見られなかった。我々は、唾液腺腫瘍の分化が、細胞-細胞間、細胞-基質間相互作用により、調節されているとの発想に立ち、研究を行っている。この観点から、予備実験で調べた唾液腺腫瘍におけるインテグリンの発現につき、今回詳細に再検討した。正常顎下腺では、α2,α3,α6,β1,β4インテグリンは、全ての腺房細胞と導管細胞に発現したが、発現様相は異なっていた。すなわち、α2,α3とβ1は、細胞膜上にほぼ均一に染色されたが、α6とβ4は、基底側に強い局在を示した。多形性腺種では、α2とα3で導管部で均一に染色されたのに対し、α6とβ4は基底側に限局していた。β1の染色程度は弱かったが、α2やα3と類似の染色様相を示した。粘液腫様部の細胞では、検索した全てのインテグリンが発現した。高分化型粘表皮癌では、α2とα3が殆どの上皮細胞に発現したのに対し、α6とβ4は上皮-間質境界部に主に発現し、その染色性は弱かった。

腺様嚢胞癌の篩状構造部では、α2とα3が殆どの上皮細胞に陽性であったのに対し、α6とβ4は散在性の発現を示した。以上まとめると、α2,α3とβ1インテグリンは、正常と3種の腫瘍組織で、その発現様相に著明な差は見られなかった。一方、α6とβ4インテグリンは、正常、多形性腺腫、粘表皮癌組織では、基底側に局在したのに対し、腺様嚢胞癌では、散在性に発現した。以上の結果は、α6とβ4インテグリンの発現が、唾液腺腫瘍の分化よりも、腺様嚢胞癌の侵潤性との相関を持つことを示唆している。また、インテグリンの発現や細胞外基質の産生を促進するTGF-βのレセプター、TGF-βRIIは、粘表皮癌で、60.9%、腺様嚢胞癌で90%の発現率であった。しかし、TGF-βや他のレセプターの発現率や発現様相については、現在検討中である。我々は、唾液腺腫瘍の分化が、細胞-細胞間、細胞-基質問相互作用により調節されているとの発想に基づき、研究を進めてきた。この観点から、昨年は唾液腺腫瘍におけるインテグリンの発現につき詳細に検討し、以下の結果を得た。すなわち、α2,α3とβ1インテグリンは、正常と3種の腫瘍組織(多形性腺腫、粘表皮癌、腺様嚢胞癌)で、その発現様相に著明な差は見られなかった。以上の結果から、我々は、α6とβ4インテグリンの発現が、唾液腺腫瘍の分化よりも、腺様嚢胞癌の浸潤性との相関を持つと推察した。本年は、インテグリンの発現や細胞外基質の産生を促進するTGF-βと同レセプターの発現を上記の唾液腺組織で検索した。粘表皮癌では、TGF-β1、2が検出されなかったのに対し、TGF-β3とTGF-βRI, IIは同様の発現様相を示した。すなわち、程度の差は有るものの殆どの唾液腺上皮細胞が陽性を示した。なかでも類表皮様細胞は他の細胞に比し強染した。一方、粘液産生細胞や明細胞は陰性であった。また、上記の蛋白とmRNAの局在は一致していた。他の唾液腺腫瘍(多形性腺腫と腺様嚢胞癌)においてもほぼ同様で、主に唾液腺上皮細胞に上記の蛋白とmRNAの局在が認められた。唾液腺培養細胞(腺癌2株と腺様嚢胞癌1株)をTGF-βで処理することにより、細胞膜上のインテグリンの発現が亢進した。
Vestibularsuppressantが前庭代償に与える影響：動物モデル研究

超高齢化社会を迎える日本において、前庭代償に影響を及ぼす薬剤の検討と前庭代償を促進する薬剤の開発が求められる。本研究では、前庭代償の前期過程だけでなく、これまでに評価が困難であった後期過程も評価できる免疫組織化学的手法による新しい前庭代償モデル動物を開発する。我々の開発した動物モデルによる前庭代償の新しい評価法は、薬剤における前庭代償に与える影響についての科学的根拠となり、vestibular suppressantsに対する従来の概念をくつがえす実験的根拠となる。さらに、前庭代償の促進に着眼した抗めまい薬の開発にむけた臨床的応用へとつながり、前庭代償を促進する新規薬剤の開発も可能となる超高齢化社会を迎える日本において、前庭代償に影響を及ぼす薬剤の検討と前庭代償を促進する薬剤の開発が求められる。さらに、前庭代償の促進に着眼した抗めまい薬の開発にむけた臨床的応用へとつながり、前庭代償を促進する新規薬剤の開発も可能となる
モ-ス理論におけるコホモロジー要素の役割について

ゲージ理論に現れる無限次元空間上の構成が、有限次元空間に対する構成のアナロジーとなっている場合がある。当該年度の研究目的は、(1)コホモロジー要素を含むモ-ス理論的構成(2)結び目の(パラメータ付き)指数のモ-ス理論的解釈の可能性に対してこれを考察することであった。(1)については深谷氏の最近の研究にともなって環境が一変し、研究の枠組み自体を改めて見直す必要に迫られた。(2)はもともと3次元多様体を対象とするが、新たに2、3、4次元にわたる研究の構想に発展的に解消され、特に2次元に対して次のような視点をうることができた。(3)2次元多様体上の平坦接続のモジュライ空間とリー群上のリーマン幾何との関連このモジュライ空間のコホモロジー群へのアプローチは、数論的に有限体上考察する方法と、微分幾何的になめらかな接続全体の空間を考える方法とがあった。いずれも深い方法である。だが、新たに、第三の方法として、リー群上のあるループ空間に対して、古典的なモ-ス理論を適用することが可能とわかった。2次元多様体が球面のときにはループ空間との対応は既知であった。第三の方法は、この特殊な場合の拡張とみなすことができる。3次元多様体のなかにある結び目の補空間は2次元的な性質を持つと知られている。この空間に対して上述の方法を適用することは、今後の課題である。また、博士課程2年の河井真悟氏との共同研究により、リーマン面の上の平坦接続を微分方程式として考察し、特にトーラスの上で、複素構造の変形にともなうモジュライ空間の和集合のうえで、自然な退化したシンプレティック構造を決定した。
ディスク状多座配位子を用いた金属イオンの三次元集積化および機能性金属錯体の構築

前年度までに、3-ピリジル基を有するディスク状三座配位子(L)と10種類の二価金属イオンから直径約3.5nmのカプセル錯体が定量的に自己集合することを明らかにしている。カプセル錯体の対アニオンはカプセル内外に同数分布しているが、より配位能の強いアニオンを添加することにより、カプセル内部の対アニオンを定量的かっ選択的に置換できることを今回新たに見いだした。特に、ピリジル基やフェロセニル基など、分子認識能や酸化還元能を有するアニオンを用いた場合においても選択的に置換されることを利用し、カプセル内面を機能性官能基により簡便に修飾できる。今後、カプセル錯体の機能化された内部空間を特異的分子認識場や物質変換場として活用できると期待される。また、本研究においてこれまで見いだされた種々の自己集合型ナノカプセル錯体におけるカプセル内外の分子・イオンの交換速度を、EXSY NMRや線型解析をはじめとする動的NMRの手法を用いて解析した。その結果、カプセル錯体内外の分子交換速度はナノカプセルの三次元構造や金属イオンの種類、または溶媒によって大きく変化することが示唆された。特に、上述の人面体型カプセル錯体においては、対アニオンは配位子が完全に解離せずとも交換可能であることが明らかとなった。これらの知見は、カプセル分子による分子認識の選択性発現や内部空間を利用した反応設計に向けた重要な指針となる。これらの金属錯体型ナノカプセルに加えて、前年度までに見いだされた、配位子L単独で形成する自己会合型六量体ナノカプセルについてもその機能性を検討した。Lは元来蛍光性の分子であるが、カプセル形成によりその蛍光強度が著しく増大することが明らかとなった。また、この六量体カプセルは酸の添加により速やかに単量体へと解離することを利用し、酸・塩基によりゲスト分子の可逆的な包接・放出をコントロール可能な動的分子認識系の構築に成功した。本年度は当初の研究計画に基づき、新規三次元錯体構造を構築するためのディスク状多座配位子をデザイン・合成を行った。配位部位として3-ピリジル基を導入した三座配位子(L)を合成し、種々の遷移金属イオンとの錯形成について検討した結果、アセトニトリル中において平面四配位型もしくは八面体六配位型の配位形式を有する10種類の二価遷移金属イオンと、自己集合型カプセル錯体を溶液中において定量的に形成することをNMR, Massスペクトル測定より明らかにした。また、このカプセル錯体について詳細な構造をX線結晶構造解析によって同定し、直径約3nmの正八面体型構造であること、および非常に大きな内部空間を有することを明らかにした。また、配位子Lと水銀(II)イオンとの錯形成においては、配位子と水銀(II)イオンの比に応じてカプセル錯体、およびかご型錯体をそれぞれ定量的に生成した。さらに、配位子・水銀イオン比を制御することにより、これら二種類の錯体構造の間を定量的かつ速やかに変換可能であることを示し、自己集合型金属錯体の動的構造変換挙動についても新たな知見を得た。今回合成されたカプセル錯体の内部空間は分子認識場、反応場として利用されることが期待されること。さらに、これまでの金属錯体型分子カプセルでは例の少ない、酸化還元応答や磁性を有する遷移金属イオンを構成要素に含むことができることから、これらの電子物性を分子認識と複合させた新規機能の創製も可能である。本研究成果は2005年3月の日本化学会春季年会において口頭発表を行い、現在学術誌への投稿に向けて準備中である。本年度は当初の研究計画に基づき、ディスク状多座配位子から形成される自己集合型金属錯体の機能化の研究を行った。配位部位として3-ピリジル基を導入した三座配位子Lと水銀(II)イオンから形成されるカプセル錯体およびかご型錯体を合成し、蛍光挙動を検討した結果、カプセル錯体では青紫色の蛍光が観測されたのに対し、かご型錯体では蛍光は完全に消光された。カプセル錯体とかご型錯体は水銀(II)イオンと配位子Lの濃度比を制御することにより相互変換が可能であり、錯体構造変換と連動した蛍光のスイッチングを実現できた。将来的には錯体の分子認識能と光学特性を組み合わせた新規分子認識システムの構築が期待される。また、配位子Lは単独でも溶液内で会合体を形成することが見出された。配位子Lを水・メタノール混合溶媒中へと溶解すると、L六分子から成る立方体カプセル型の会合体が定量的に形成することがNMR、Massスペクトル測定およびX線結晶構造解析から明らかとなった。また、球状の中性有機分子をゲストとして加えると、これらの分子に適合する内部空間を作り出すためにL四分子から成る四面体カプセルへと構造変換することが示された。これらの会合体は疎溶媒効果およびピリジン環同士のスタッキングを会合の駆動力としており、疎溶媒効果を利用して構成分子数が厳密に定められた自己会合体が形成される極めて珍しい例と言える。これらの研究成果については、いずれも学会での発表、および国際学術誌への投稿に向けて準備中である。

カプセル錯体の対アニオンはカプセル内外に同数分布しているが、より配位能の強いアニオンを添加することにより、カプセル内部の対アニオンを定量的かっ選択的に置換できることを今回新たに見いだした。特に、ピリジル基やフェロセニル基など、分子認識能や酸化還元能を有するアニオンを用いた場合においても選択的に置換されることを利用し、カプセル内面を機能性官能基により簡便に修飾できる。今後、カプセル錯体の機能化された内部空間を特異的分子認識場や物質変換場として活用できると期待される。また、本研究においてこれまで見いだされた種々の自己集合型ナノカプセル錯体におけるカプセル内外の分子・イオンの交換速度を、EXSY NMRや線型解析をはじめとする動的NMRの手法を用いて解析した。その結果、カプセル錯体内外の分子交換速度はナノカプセルの三次元構造や金属イオンの種類、または溶媒によって大きく変化することが示唆された。特に、上述の人面体型カプセル錯体においては、対アニオンは配位子が完全に解離せずとも交換可能であることが明らかとなった。これらの知見は、カプセル分子による分子認識の選択性発現や内部空間を利用した反応設計に向けた重要な指針となる。これらの金属錯体型ナノカプセルに加えて、前年度までに見いだされた、配位子L単独で形成する自己会合型六量体ナノカプセルについてもその機能性を検討した。Lは元来蛍光性の分子であるが、カプセル形成によりその蛍光強度が著しく増大することが明らかとなった。また、この六量体カプセルは酸の添加により速やかに単量体へと解離することを利用し、酸・塩基によりゲスト分子の可逆的な包接・放出をコントロール可能な動的分子認識系の構築に成功した。
視覚障害児への移動訓練及び訓練用具の検討

本研究は視覚障害乳児・児童に対する歩行訓練の有効性を検討した。また、視覚障害乳児・幼児への歩行訓練に役立つ訓練用具の検討を行った。第1章では視覚障害児が行う空間認知の特徴について考察した。視覚障害児は大スケール空間において、遠方の対象物の空間的更新が困難になるという特徴を持っている。この問題を克服する方法として第1章と第2章ではバンジー訓練が提案された。バンジー訓練とは視覚障害児と対象との間を長いゴムひもでつなぎ、身体移動に伴う身体と対象との位置関係の変化を理解しやすくする訓練方法であった。第2章で示したようにバンジー訓練の効果は明確に示され、小学校就学前の視覚障害児であっても、空間認知が適切に行われるようになった。第3章と第4章では成人の歩行訓練とリハビリテーションでの最新の指導方法を示した。こうした成人向けの歩行訓練方法を子どもに適応するために、第6章では、視覚障害乳児・児童の歩行訓練カリキュラム案を示した。成人の場合との相違点は、子どもの興味を引き出し、子どもに日常的な空間的経験を積ませることであった。また第6章では本研究を通じて開発された歩行補助具が紹介されている。「キリン」「ポチ」「トンボ」などと命名された歩行補助具や、「マツタケ」と命名された白杖用石突きが写真と共に示されている。第5章では一人の子どもの身体運動発達をデジタル化し克明に記録することで、視覚障害児の運動発達の尺度を構成し、他の視覚障害児の運動発達をこの尺度に関連づけて相対化することを目的とした。歩行やケンケン等7種類の身体運動が測定された。視覚障害児の運動姿勢には、重心が身体の後ろに残るという特徴が示された。尺度については視覚障害児の身体運動の記録がとれた期間が2年ほどであり、より長期的な取り組みが必要なことが求められるが、視覚障害児の移動をはかる方法の一つとして利用できると考察された。視覚障害児の抱える大きな問題として、単独での移動量が少なく、空間認知の発達が遅れ、空間に関する言語獲得の発達が遅れることがあげられる。そうした問題を軽減するために、視覚障害児に対する早期の移動訓練を実施することが考えられる。しかし、そうした疑問に関する研究はわずかしかないため、本研究では、乳幼児期から視覚障害児に移動訓練を実施することの効果を見ようとしている。また、もう一つの研究目的として、移動訓練を有効に機能させると考えられる訓練用具についての検討を実施する予定である。本年度は3年計画の初年度として、視覚障害児の移動や身体運動を解析可能な3次元データとして置き換える装置を購入し、その装置によってどのようなデータを得ることができるかの確認を行った。まず、どのような移動運動を残る2年間に定期的に記録するかを検討した。その結果、単独歩行、ブリケーンを使用した歩行、白杖歩行、スキップ、けんけん、手を振った歩行、ジャンプによる前進を選んだ。また、三角形の2辺を歩き残る斜辺を一人で戻る課題や、様々な距離から声をかけその方に歩かせる課題の成績も測定することにした。さらに、視覚障害児にわかりにくいとされる空間概念を把握させるために、出発点に結びつけられたゴムひもを引きながら歩き、移動中、常に特定の方向を意識させるというバンジー訓練も導入した。さらに、白杖の長さについては、様々な長さの白杖を子ども自身に選ばせて使用させるという方法をとっている。白杖のチップについては従来のマシュマロチップをより大きくしたものを自主開発し使用するようになった。

以上のように、本年度は訓練効果を調べようとする長期的研究の初年度であるため、まだ明確な成果は得られておらず、今後も続くデータ収集のための環境整備の段階となっている。視覚障害児の抱える大きな問題として、単独での移動量が少なく、空間認知の発達が遅れ、空間に関する言語獲得の発達が遅れることがあげられる。そうした問題を軽減するために、視覚障害児に対する早期の移動訓練を実施することが考えられる。しかし、そうした疑問に関する研究はわずかしかないため、本研究では、乳幼児期から視覚障害児に移動訓練を実施することの効果を見ようとしている。また、もう一つの研究目的として、移動訓練を有効に機能させると考えられる訓練用具についての検討を実施する予定である。本年度は3年計画の2年度として、視覚障害児の移動や身体運動を、解析可能な3次元データ化し、定期的に記録する作業を行った。視覚障害児の様々な移動に関わる身体運動(歩行、白杖歩行、スキップ、けんけん、手を振った歩行、ジャンプによる前進、後進、前転)を毎月記録し、発達的特徴をつかむと同時に、視覚障害児の移動運動発達の基準となるデータを集めた。また、長いゴムひもを使用したバンジー訓練を継続的に行い、体から離れた空間の理解が促進される様子を、方向定位課題を使って記録した。視覚障害乳幼児の歩行を促す訓練用具としてはいくつかのAMD(プリケーン)を開発した。それらは独り立ちから一人歩きの時期に適切なもの(およそ2歳まで)、不十分ではあるが一人歩きの時期のもの(およそ3歳)、一人歩きの可能な段階のもの(およそ3歳)、白杖を握ることのできる子ども用(およそ34歳)の4種類であり、実際の訓練場面でも有効性が確認された。なおいずれのデータとも、縦断的記録であるため、それらがどのような発達を示すかについてはまだ明確な成果は得られておらず、来年度に続くデータ収集の段階を続けている。年齢の低い視覚障害児に対する歩行訓練に関わる3つの要素を検討した。第1に視覚障害児の運動姿勢が長期的にどのように変化するのかを調べた。このために、視覚障害児に対する縦断的訓練を歩行訓練士が行った。また、視覚障害児の運動姿勢の変化を客観的に記録するために、3次元動作解析システムを使用し、視覚障害児の運動的特徴を明らかにした。第2に歩行補助具を開発した。複数のプリケーンを試作し実際の訓練で役立つ器具を生み出すことができた。また、白杖に関しては子ども向けの石突きも開発し、訓練場面でそれらの用具に対する検討を加えた。第3に年齢の低い視覚障害児のための指導案を作成した。ここでは、視覚障害児への教育的で人間的な関わり掛けが移動訓練を成功させる要素となることから、調査によって、どのような関わり掛けが大切であるのかを調べ、それと技術的問題を取り上げた指導案を作成した。
光励起分子の振動回転固有状態コヒーレンスの生成及び緩和に関する理論的研究

本年度は研究課題のなかで重要な次の二つの問題の理論的解明を行った.1.光励起分子の振動回転固有状態コヒーレンスの生成とその時間発展に関する理論・多原子分子の光励起状態で振動-回転相互作用(Coriolis相互作用)が働いている場合は,パレス励起により,これまで知られていた回転状態コヒーレンス(J-coherence)に加えて,新しくrovibronic-coherenceが生成される事を明らかにした.これら二つのコヒーレンスの時間発展が時間分解多光子イオン化偏光異方スペクトルにどの様に反映されるかを,密度行列法の手法を用いて,そのスペクトル表式を定式化した.その結果,スペクトルを解析する事により,光励起状態で働いている相互作用のタイプの決定(a軸又はb軸Coriolis相互作用であるか),及びそれらの相互作用の大きさが評価出来る事を示した.2.光子場と多準位分子が成る全系の運動方程式を密度行列法により組立て光子場の非定常相関関数を含む時間分解多光子イオン化確率の定式化.光子場の非定常効果及び,分子の多準位構造を含む多光子イオン化確率の式を, Liouville空間に於けるFeynmanダイヤグラムの方法を用いて定式化した.この一般式から(1+2)三光子時間分解スペクトルの定式化を行い.分子状態コヒーレンスの生成の結果恐れる量子ビートが,励起光源の非定常パルス不安定性によりどの様に影響をうけるのかを明らかにした.又この三光子過程の機構(同時的か段階的過程か)を明らかにした.本研究の今後の発展として,大振幅振動を行っている分子の光エネルギー緩和機構の解明,及び,極超短パルス励起(フェムト秒)で生成される光励起分子状態コヒーレンスの生成及び緩和過程の解明を行ってゆきたい.本年度は研究課題のなかで重要な次の二つの問題の理論的解明を行った.1.光励起分子の振動回転固有状態コヒーレンスの生成とその時間発展に関する理論・多原子分子の光励起状態で振動-回転相互作用(Coriolis相互作用)が働いている場合は,パレス励起により,これまで知られていた回転状態コヒーレンス(J-coherence)に加えて,新しくrovibronic-coherenceが生成される事を明らかにした.これら二つのコヒーレンスの時間発展が時間分解多光子イオン化偏光異方スペクトルにどの様に反映されるかを,密度行列法の手法を用いて,そのスペクトル表式を定式化した.その結果,スペクトルを解析する事により,光励起状態で働いている相互作用のタイプの決定(a軸又はb軸Coriolis相互作用であるか),及びそれらの相互作用の大きさが評価出来る事を示した.2.光子場と多準位分子が成る全系の運動方程式を密度行列法により組立て光子場の非定常相関関数を含む時間分解多光子イオン化確率の定式化.光子場の非定常効果及び,分子の多準位構造を含む多光子イオン化確率の式を, Liouville空間に於けるFeynmanダイヤグラムの方法を用いて定式化した.この一般式から(1+2)三光子時間分解スペクトルの定式化を行い.分子状態コヒーレンスの生成の結果恐れる量子ビートが,励起光源の非定常パルス不安定性によりどの様に影響をうけるのかを明らかにした.又この三光子過程の機構(同時的か段階的過程か)を明らかにした.本研究の今後の発展として,大振幅振動を行っている分子の光エネルギー緩和機構の解明,及び,極超短パルス励起(フェムト秒)で生成される光励起分子状態コヒーレンスの生成及び緩和過程の解明を行ってゆきたい.