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緑藻クラミドモナスにおける生物時計機構の解析

緑藻クラミドモナスは最近時計遺伝子が同定された生物である。本研究では、クラミドモナスの時計遺伝子、時計タンパク質の解析を行った。その結果、時計タンパク質の細胞内局在、時計遺伝子間の遺伝学的相互作用、時計タンパク質複合体、時計タンパク質の光応答に関する新しい知見が得られた。これらの知見は、緑藻の生物時計機構の分子基盤の理解に繋がると期待される。クラミドモナスは極めて単純な単細胞性の緑藻で、分子遺伝学・細胞生物学・生化学的な実験手法が適用できる生物であり、とりわけ光合成や鞭毛の研究で強力なモデル系として用いられている。我々は、これまでに行った一連の研究(Matsuo et al., Genes Dev, 2008, 22:918-30; Matsuo et al., Mol Cell Biol, 2006, 26:863-70)で、クラミドモナスの時計遺伝子群を網羅的に同定し、クラミドモナスを生物時計研究の新たな、そして最も単純な真核生物モデルとして確立することに成功した(Reviewed by Breton and Kay, Genome Biol, 2006, 7:215; Reviewed by Brunner and Merrow, Genes Dev, 2008, 22:825-831;松尾,石浦,蛋白質核酸酵素, 2008, 53:1873-80)。本研究では、分子遺伝学・細胞生物学・生化学的手法を用いてクラミドモナスの時計遺伝子・時計タンパク質の解析をさらに進め、真核生物の生物時計機構の解明と、植物界の生物時計の進化に関する新たな知見を得ることを目的とする。本年度は以下の点を明らかにした。2)ロイシンリッチリピートを持つROC55(188kDa)は、他の時計遺伝子に対して遺伝学的に上位であることを明らかにした。3)クラミドモナス細胞に光を照射するとROC15は急速に減少することを明らかにした。また、これはユビキチン・プロテアソーム系によるタンパク質分解によるもので、F-boxタンパク質であるROC114が関わっていることを明らかにした。申請者らは、これまでに行った一連の研究(Matsuo et al., Genes Dev, 2008, 22:918-30; Matsuo et al., Mol Cell Biol, 2006, 26:863-70)で、クラミドモナスの時計遺伝子群を網羅的に同定し、クラミドモナスを生物時計研究の新たな、そして最も単純な真核生物モデルとして確立することに成功した(Reviewed by Breton and Kay, Genome Biol, 2006, 7:215; Reviewed by Brunner and Merrow, Genes Dev, 2008, 22:825-831;松尾,石浦,蛋白質核酸酵素, 2008, 53:1873-80)。今年度は、時計遺伝子のコードする時計タンパク質のうち、DNA結合モチーフをもつタンパク質に関して、結合領域のゲノムワイドな解析に成功した。また、時計タンパク質の一つであるROC15を光依存的に分解する機構を発見し、この現象の特徴をいくつか明らかにすることに成功した。当研究は当初の計画通り進んでいる。また、ROC15の光依存的分解機構を偶然発見し、当初の計画以上の有意義な結果が得られている。当初の計画を進めると共に、ROC15の光依存的分解機構に関してさらに詳細な分子機構の解析を進める。次年度はタンパク質の解析が主となるので、タンパク質解析関連の試薬を中心に使用する。また、繰越金は、本年度発見したROC15の光依存的分解機構に関わる変異体のスクリーニングに要する費用に充てる。
コリンエステラーゼ阻害活性を有するヒカゲノカズラ属植物のアルカロイド

Lycopodium lucidulumのメタノール抽出物について,クロロホルムと10%の酒石酸水素カリウムとを用いる向流分配法を用いて強塩基と弱塩基に分離した.次いで弱塩基性成分についてアルミナのカラムクロマトにより順次分離しLucidineA, lucidineB, lycolucine, dihydrolycolucine, oxolucidineA, oxolucidineBをそれぞれ単離した.これらの化合物の名称の同定は文献値と比較することにより行った.しかしながらlucidine類およびoxolucidine類についてはその構造は一部が推定されているに過ぎないため,これらの還元により,N-アセトアミド部分をN-エチル基に変換した.これによりアミドに由来する回転変異体が消失し,NMR上でも解析が格段に容易になった.600MHzNMRの2次元法を駆使することにより,また溶媒をCDCl_3からC_6D_6に変えることにより,シグナルの分離がよくなり一層解析が容易になった.この結果,これまで不明であったlucidineBの13位の水素の立体化学が明らかになった.ここで単離した一群のアルカロイドはC_<30>N_3の分子式を有し,これまでこのような複雑な化合物はNMRによって解析された例はなく,純粋な化合物さえ単離できればスペクトル的に解析することも可能であることを示した.lucidineAも同様に還元したが,得られた量が少なくスペクトルは完全には解析できなかった.同様にoxolucidineA,Bについても還元し各種2次元NMRによって炭素については完全に,水素については一部を除いて帰属が完了した.今後は材料をもう少し大量に輸入することと,高速液体クロマトグラフィー等を用いる迅速かつ高分離法を用いることが望まれる.Lycopodium lucidulumのメタノール抽出物について,クロロホルムと10%の酒石酸水素カリウムとを用いる向流分配法を用いて強塩基と弱塩基に分離した.次いで弱塩基性成分についてアルミナのカラムクロマトにより順次分離しLucidineA, lucidineB, lycolucine, dihydrolycolucine, oxolucidineA, oxolucidineBをそれぞれ単離した.これらの化合物の名称の同定は文献値と比較することにより行った.しかしながらlucidine類およびoxolucidine類についてはその構造は一部が推定されているに過ぎないため,これらの還元により,N-アセトアミド部分をN-エチル基に変換した.これによりアミドに由来する回転変異体が消失し,NMR上でも解析が格段に容易になった.600MHzNMRの2次元法を駆使することにより,また溶媒をCDCl_3からC_6D_6に変えることにより,シグナルの分離がよくなり一層解析が容易になった.この結果,これまで不明であったlucidineBの13位の水素の立体化学が明らかになった.ここで単離した一群のアルカロイドはC_<30>N_3の分子式を有し,これまでこのような複雑な化合物はNMRによって解析された例はなく,純粋な化合物さえ単離できればスペクトル的に解析することも可能であることを示した.lucidineAも同様に還元したが,得られた量が少なくスペクトルは完全には解析できなかった.同様にoxolucidineA,Bについても還元し各種2次元NMRによって炭素については完全に,水素については一部を除いて帰属が完了した.今後は材料をもう少し大量に輸入することと,高速液体クロマトグラフィー等を用いる迅速かつ高分離法を用いることが望まれる.
北東ユーラシア少数言語の電子アーカイブ環境構築とドキュメンテーション研究

本研究課題では、北東ユーラシアの4つの少数民族言語(コリマ・ユカギール語、セリクープ語、イテリメン語、アリュートル語)を対象に、フィールドワークによる一次資料の収集、データ化のより適切な方法の研究と文法研究にもとづく言語資料の整理を進めた。4つの言語のデータ化を進めた結果、コリマ・ユカギール語とアリュートル語については、ロシア語対訳付きテキストを刊行することができた。また、データ化の過程で、所有構文、分詞・名詞化、否定構造などのテーマに取り組み、文法研究を促進した。さらに、少数民族言語の言語資料の扱いに関する情報学的な観点からの研究においても一定の成果をあげた。本研究は、北東ユーラシアの少数民族の言語に関し、現地調査による言語情報の多角的記録(語彙、文法、多様なジャンルの語りや会話を含む談話テキスト、社会的・文化的背景の文字、音声、映像による記録)、言語データの整理・分析、コンピュータ上での保存・利用のための電子アーカイブ環境構築を目的とする。初年度である平成23年度のメンバーによる具体的成果は以下のとおり。1長崎は、ロシア、トムスク州での現地調査により、セリクープ語の語彙・文例を収集した。また、コリマ・ユカギール語のテキスト資料の整理・分析を進め、これに基づき、所有接辞の意味論と構文論、および、補文構造の談話上の機能に関する考察を行った。2小野は、ロシア、カムチャツカ地方でのイテリメン語の現地調査により、新たな語彙とテキストを音声・映像として記録した。テキストの形態素分析においては、従来の文法項目とグロスを見直しテキストの電子アーカイブ化の際の問題を整理、分析したテキスト1編を発表した。3永山は、ロシア、カムチャツカ地方および札幌での調査により、アリュートル語テキストの分析を行ったほか、新たな文例を収集した。文法研究に関しては、所有接辞に関する考察、および、分詞の形態と機能に関する考察を進めた。4大矢は、音声ファイル分割ソフトの開発を進めると共に、言語ドキュメンテーションへの計算機処理による支援可能性に関し調査・報告した。また、DocEng2011(アメリカ、Google本社)、TEIメンバーミーティング(ドイツ、ヴュルツブルク大学)、LDL2012(ドイツ、ゲーテ大学)に参加し、規格化の動向を踏査することに加え,言語データの汎用的な形式への変換手法に関する知見を深めた。5本年度前半と後半には研究打ち合わせ会議を開き、各メンバーの研究進捗状況の報告、資料の整理・分析に関する意見交換、今後の課題についての議論を行った。本研究は、北東ユーラシアの少数民族の言語の現地調査による言語情報の多角的記録(語彙、文法、多様なジャンルの語りや会話を含む談話テキスト、社会的・文化的背景を文字、音声、映像によって記録すること)、言語データの整理・分析、コンピュータ上での保存・利用のための電子アーカイブ環境構築を目的として行うものである。平成25年度に進めた研究活動とその成果は次のとおりである。1.長崎は、ロシア、トムスク州での現地調査により、セリクープ語の基本文例と動詞の不定活用と定活用についての資料を収集した。コリマ・ユカギール語に関しては、名詞項(主語・目的語)のマーキングの分析と、昨年度にひきつづき動詞屈折形式の用法についての分析を進めるとともに、テキスト資料へのアノテーションに反映させた。2.永山は、アリュートル語の母語話者を招聘し、音声資料の文字化と動詞の自他分類および抱合について聞き取り調査を行った。文法研究の面では、所有接辞の用法に関する再考と自他両用動詞、複統合性についての考察をまとめた。3.小野は、イテリメン語の文法書をまとめるため、これまでに行ってきた自身の研究の見直しを中心に今年度の研究活動を行った。この見直しに基づき、ロシア、カムチャツカ地方での現地調査では、これまでに得られた資料の母語話者への確認、補足的な文例の収集を行った。4.大矢は、言語資料のデータ構造に関する研究を進めた。また、DocEng2013(イタリア、サンタ・アポロニア講堂など)に参加し、音声・実データと符号化データ(テキストデータ)との関連性に注目した研究およびデータ構造と管理方法に関する知見を深めた。5.プロジェクトメンバーによる辞書およびテキスト資料の記法とFLEx(アノテーション付与および辞書構築のためのソフトウェア)の使用法について情報交換と、音声付きテキストのオンライン公開のためのシステムづくりを進めた。本研究は、北東ユーラシアの少数民族の言語に関し、現地調査による言語情報の多角的記録(語彙、文法、多様なジャンルの語りや会話を含む談話テキスト、社会的・文化的背景の文字、音声、映像による記録)、その整理・分析、コンピュータ上での保存・利用のための電子アーカイブ環境構築を目的として行うものである。研究期間の2年目である平成24年度は次にような具体的成果が得られた。

1.長崎は、昨年度に引き続き、ロシア、トムスク州においてセリクープ語基礎語彙の調査と録音を行った。この調査結果は現在、整理中である。コリマ・ユカギール語に関しては、民話テキストにおける動詞屈折形式の用法を見直しつつ、注釈を加えた。また、約20話文の露訳の最終確認作業を終えた。2.小野は、ロシア、カムチャツカ地方においてイテリメン語の現地調査を実施し、新たな語彙とテキストを録音・録画した。テキストの形態素分析にあたっては、昨年度から進めていた従来の文法項目と注釈の見直しとともにテキストを改めて分析し直した。3.永山は、アリュートル語の母語話者を招聘し、約4週間にわたり音声資料の文字化および分析作業、動詞分類に関する聞き取り調査を行なった。さらに、Toolboxで作成した民話テキスト約50話分のデータをより汎用性のあるFLExに移行する作業を進めた。4.大矢は、2つの国際会議(LREC2012およびDH2012)に参加し、言語資料の作成、処理、公開、運用、データ規格、特にFLExデータの変換に関する最近の動向について調査を進めた。5.2度(7月と3月)の研究打ち合わせを開催し、研究進捗状況の相互確認を行うと共に、大矢が作成した、FLExデータと音声データを同期させ、ウェブ上でのテキストの閲覧と視聴を可能にするためプログラムを全員で試用し、その評価と議論を行った。本研究は、北東ユーラシアの少数民族の言語について、現地調査による多角的記録、言語データの整理と分析、コンピュータ上での保存・利用のための電子アーカイブ環境構築を目的としている。最終年度である平成26年度の活動は次のとおりである。1.現地調査について:長崎は3月にロシア連邦トムスク州でセリクープ語ナリム方言のテキストを収集した。永山は7月から8月にかけて、カムチャツカ地方カラガ地区でアリュートル語アナプカ方言とレキンニキ方言のテキスト収集と文法調査を行った。小野は8月から9月にかけて、カムチャツカ地方チギリ地区でイテリメン語北部方言のテキストを収集し、また文法事項を聞き取り調査した。テキスト収集の際は、可能な限り音声の録音とビデオの撮影をおこなった。2.データの整理・分析・公開について:長崎、永山、小野は自身がこれまでに収集したテキストの分析と翻訳の作成を進めた。また長崎と永山は、調査資料を現地コミュニティーへ還元するために、コリマ・ユカギール語およびアリュートル語のロシア語対訳付きのテキスト集を本経費で刊行した。3.研究成果の発表について:長崎、永山、小野はそれぞれの研究対象言語の否定構造の問題に取り組み、11月におこなわれた日本言語学会第149回大会のワークショップ「北東ユーラシア諸言語における否定構造」においてその成果を発表した。長崎と永山は、サンクトペテルブルクおよびヘルシンキで開催された言語学系の学会・研究会でも個別のテーマで研究発表をおこなった。大矢は、言語学的調査による1次データ(音声データ)の情報学における取り扱いの問題について、エバンストン(米国イリノイ州)およびハワイで開催された学会で研究発表をおこなった。26年度が最終年度であるため、記入しない。言語学26年度が最終年度であるため、記入しない。
腸内細菌叢の確立がカンピロバクターの鶏盲腸定着に及ぼす影響とその要因

Campylobacter jejuni汚染鶏肉に関連する食中毒事例が国内外で頻発している。一般的に、C. jejuniは3週齢前後の鶏群から検出され始め、7-8週齢での出荷時には鶏群内汚染率約100%に達するが、それ以前の日齢における定着はほとんど起こらない。本研究では、3週齢までの鶏にC. jejuniが定着しにくい要因として、当初着目した腸内細菌叢だけでは説明できず。むしろ、環境中に低濃度で存在する菌の状態とその遺伝子発現状況が、鶏体内に入った直後から定着増幅するまでの時間を延長させるように働いているものと推測された。本研究では、C. jejuni定着感受性に対する鶏の日齢の影響を明らかにする。また、この現象を3週齢前後に起こる腸内細菌叢の確立による盲腸内環境の好気性から嫌気性への変化とも関連づける。実験1. C. jejuni定着と移行抗体の有無ある孵卵場へ種卵を出荷している種鶏場から血清サンプルを入手し、ELISAによる抗カンピロバクター抗体検査を実施した。さらに、コマーシャル農場へひなを出荷している孵卵場で入手した虚弱ひな体内から採取.保管しておいた遺残卵黄についても同検査を実施した。その結果、100倍希釈した種鶏の血清抗体(IgG)レベルは、実験感染鶏由来陽性対照血清レベルと同様に高かったため、抗カンピロバクター抗体を保有していると考えられた。次に250倍希釈した遺残卵黄のIgGレベルも陽性対照と同様に高かった。実験2.体内外におけるVBNC状態のC. jejuniの検出鶏由来検体からのC. jejuniの分離培養法は、いまだスタンダードと呼べるものが確立されていない。そこで、VBNC菌の検出に先立ち、一般的な培養法を数種の増菌培地を用いて比較し、最も増菌効率の高い培地の選択を検討した。非感染鶏由来糞便に3段階のドーズのC. jejuniをスパイクし、その後の分離率を比較したところ、ボルトンおよびプレストン培地の高い増菌効率が示された。現在、PCRを用いた検査結果と比較を行っている。Campylobacter jejuni食中毒事例は、多くが汚染鶏肉に起因する。一般的に、7-8週齢での出荷時には鶏群内C.jejuni汚染率約100%に達するが、本菌は3週齢前後以前の鶏群からは検出されない。本研究では、C.jejuni定着感受性に対する鶏の日齢の影響を、腸内細菌叢の確立による盲腸内環境の変化と関連づけて解明する。実験3.C.jejuniの盲腸定着に直接関与する因子の同定(1)受精卵をアイソレーター内で孵化・飼育した無菌群(GF群)、(2)抗生物質処置により腸内細菌叢を制限した群(ERFX群)、(3)通常飼育群(CV群)および(4)競合排除法製品処置により早期に多様な腸内細菌叢を確立させた群(CE群)を設定した。各群の腸内細菌叢が異なることを確認するため、盲腸内容物由来総DNAから得た様々な菌種の16S rDNAのPCR増幅産物を用いて変性剤濃度勾配ゲル電気泳動(DGGE)を行った。さらに、各群にCJを経口接種し、経時的に肝臓、脾臓、盲腸内容を採材し、CJ定着を比較した。PCR-DGGEにより、CV群およびCE群には、GF群およびERFX群と比較し多くのバンドが認められ、各群における腸内細菌叢の組成の違いが確認できた。二回の試験において、GF群は他の群と比較し特に盲腸内容において高い定着菌数を示し、CE群は盲腸において攻撃4日後にGF群やCV群よりも概して低いCJ定着を示した。つまり、当初の仮説とは異なり、鶏における腸内細菌叢の確立は、少なくとも孵化後1週間以内はCJの腸管内定着に負の影響を及ぼすと考えられた。一方、ERFX群の定着レベルはGF群よりも顕著に低く、CE群と類似したため、ERFX群をGF群のモデルとして利用できないことが示唆された。今後研究を継続するにあたり、使用菌株、接種菌の作製法および接種菌数などを考慮し、農場での感染実態を正しく模倣する必要があると考える。農場でのCampylobacter jejuni(CJ)検出率は2-3週齢以降の鶏群において急激に上昇することが知られており、我々はその要因として、加齢にともなう腸内細菌叢の発達に着目してきた。

前年度の研究成果から、実験的に腸内細菌叢を早期に定着させた鶏群では、無菌的に孵化・発育させた鶏群よりもCJの定着が妨げられ、当初の仮説を支持しない結果が得られた。そこで本年度は、日齢の他に接種菌の作製法が鶏感染試験におけるCJの体内動態に影響を及ぼす可能性を検証した。(実験4)寒天培地上に発育したコロニーをPBSで回収した菌液(a)あるいは直接液体培養した菌液(b)を作製した。接種菌aを4日齢に接種した群(4a群)および接種菌bを4日齢に接種した群(4b群)では、それぞれの菌液を2-3週齢以降に接種した群よりも有意に低いCJ定着が認められた。すなわち、CJは4日齢よりも23週齢以降の鶏において感染後早期に腸管に定着することがわかった。さらに、4a群では4b群よりも腸管定着が顕著に低く、CJはaの条件下では腸管定着に至るのに長い時間を要することが明らかとなった。したがって、接種菌の作製法はCJの腸管定着に影響を及ぼすことが確認された。(実験5)aおよびbのCJの遺伝子発現の状態をDNAマイクロアレイにより比較し、その後のin vivoにおける定着性に影響を及ぼす因子をスクリーニングした。その結果、aの状態ではbの状態よりも細胞膜構成成分や細胞の遺伝子発現が顕著に低下していた反面、触媒活性や抗酸化活性といった分子機能に関連する遺伝子発現は上昇していることが明らかになった。これらの遺伝子発現が、直後の腸内定着に影響するものと考えられる。実際の農場において、CJはaに近い形態で存在していることが強く推察され、日齢や腸内環境以外の要因も農場での菌の動態に強く寄与しているものと考えられた。24年度が最終年度であるため、記入しない。
社会情動的選択性から見た高齢者のソーシャルネットワークに関する研究

本研究の目的は、社会情動的選択性から予想される要因を含めて、高齢者のネットワーク形成に影響を与える要因の分析である。未来展望・QOL・自己効力・関係の満足度・関係に要する時間・関係の類似性・持続期間・サポートのバランス・サポートの種類・紐帯の強度等に関する調査を高齢者275名に対して行いREGM分析を行った結果、関係の持続時間と関係の満足度が大きな要因であることが明らかになった。昨年度1011月に行った予備調査に引き続き、今年度は本調査を実施した。本調査の対象を高齢者のエゴセントリックネットワーク(パーソナルネットワーク)とし、高齢者を中心とする人間関係の分析に焦点を当てることに決定した。次に、本調査用の調査票の作成に着手した。ego(=調査対象高齢者)のデモグラフィック項目の他に、egoに関する自己効力と未来展望、alter(=調査対象高齢者と関係のある者)のデモグラフィック項目、network configurationと社会情動的選択性理論との関係に関する項目を作成し(試作)調査票に含めた。本調査を実施する前に、数人の高齢者に対して試作調査票への記入を求め、項目の改良を行い、最終版調査票(22ページ、85項目)の作成を行った。本調査は平成26年23月に青森市で行われ、研究代表者と研究分担者の監督のもと、現地のコーディネータが調査票の配布や回収、調査のサポートなどを行った。調査は現地のコミュニティセンターに高齢者を呼び、グループごとに調査票の記入を求めた。調査票記入中に、コーディネータが高齢者のサポートを行ったり質問に答えたりした。回収調査票数は276である。調査票データの入力が終了し、分析を開始するところである。分析は、最初の予定通りマルチレベル分析を行う他に、exponential random graph model分析も行う予定である。マルチレベル分析によって、高齢者のソーシャルネットワークに関する社会情動的選択性からの予想の検証を行い、さらにexponential random graph model分析によって、高齢者がネットワークを形成する理由がどこにあるかが明らかにできる。今年度は、文献調査と予備調査を実施した。本研究は、調査によって高齢者のソーシャルネットワークを抽出し、それをマルチレベルモデルによって分析を行うことによって、社会情動的選択性理論から予想される高齢者のソーシャルネットワークの特徴の検討を行うものである。したがってまず、内外の多数の文献調査から着手した。各種データベース、なかでもアメリカ心理学会GOLD electronic database packageを利用した文献収集を行った。それと並行に、10月後半から11月前半にかけて、研究分担者澁谷を中心に予備調査を行った。対象者は自立高齢者12名(男性6名、女性6名、65歳以上70歳未満が2名、70歳以75歳未満が2名、75歳以上が2名)である。調査票としてJGSSのソーシャルネットワーク調査票を用いた。調査の後にインタビューも実施した。この予備調査で判明したことは、70歳以上でも外に出て仲間をつくり、活発に活動している者が多かったことで、あくまで、自立できている高齢者が調査対象なので、高齢者全体の評価にはつながらないが、少なくとも元気な高齢者は外に出ているということが明らかになった。現在予備調査のデータを分析している最中であり、特に分散が大きい質問項目を中心に今年度の本調査に用いる質問項目を選定する予定である。高齢者が形成するネットワークの規模や形態、それに影響を与える要因についての理論的研究は多くはない。現在の高齢者認知理論の代表的な理論である社会情動的選択性理論によれば、高齢者は短期的な未来展望により情動の安定を求めるためにネットワークの規模は縮小され、比較的疎遠な関係は切れる代わりに身内などとの緊密な関係は維持されると説明される。ところがわが国で社会情動的選択性理論に基づいて行われた高齢者のネットワークに関する研究は、われわれが知る限り見当たらない。そこで本研究では、高齢者のパーソナルネットワークについて、ネットワークを構成・維持する上で影響を与える要因についてexponential random graph models(以下ERGM)を用いた分析を行い、わが国の高齢者のネットワークの特徴が社会情動的選択性理論によってどの程度説明可能であるか考察を加えた。高齢者に対して、日頃付き合いのある人間に関してそれらの諸属性について調査が行われた。調査対象高齢者は青森市在住の60歳以上の高齢者275名である。調査は2014年3月13日30日に行われた。したがって、研究最終年度の2014年度は調査データの分析に費やされた。ERGM分析の結果、調査対象高齢者のパーソナルネットワークの構造に影響を与える主要な要因としてhomophilyが挙げられることが明らかになった。すなわち、年齢・学歴・関係が持続している期間・関係から得らえる満足度・サポートのバランスの類似性によってネットワークが構成・維持されていることが明らかになった。これらの要因のいずれもが一方的でない双方向的な人間関係から得られる要因であり、高齢者の情動的安定に寄与するものであり、社会情動的選択性理論に合致すると思われる。高齢者認知心理学本調査票の作成、本調査の実施、データ分析法の検討は既に終了している。

回収調査票数も276という予想を上回る数を確保することができた。ただし、2つだけ改良の余地を残した点が見出された。高齢者のネットワークを調査するために、高齢者に対して現在付き合いのある人たちの記入を求めた際に、かなり回答に苦労する状況が見られたことである。高齢者の大多数が、名前(や呼び名)を挙げた人数は5・6人にとどまり、予想外に回答に苦労する現状が明らかになった。もう1点は、高齢者が名前(や呼び名)を挙げた何人かの人についての属性を問う項目に回答を求める際に、回答の混乱が見られたことである。つまり、名前(や呼び名)を挙げた人の誰について今回答しているのか、途中で混乱する状況が見られた。以上の2点については、将来高齢者のネットワーク調査を行う機会があれば検討したいと思う。社会情動的選択性、ソーシャルネットワーク、ネットワークサンプリング、マルチレベル分析に関する文献調査はほぼ終了し、実施した予備調査データ分析の結果を見ながら、今後は今年度の本調査で用いる調査票の設計および仮説の作成を行う予定である。以上のようにおおむね順調に進展しているが、敢えて言えば、ソーシャルネットワーク調査のための標本抽出法はかなり工夫が必要であることを再認識している。分析結果の発表と並行して、高齢者のネットワーク調査テクニックの向上にも努めたい。高齢者に対してネットワークの回答を求めることは予想以上に負担を強いることが明らかになったので、より負担の少ない効率的な問を研究したいと思う。まず前年度に実施した予備調査のデータ分析を行う。この分析は通常の分析の他に項目反応理論を用いるため、この統計技法を専門とする澁谷が担当する。この分析結果と文献調査より得られた成果に基づき本調査で用いる調査票を作成する。一方、仮説の再検討は2段階の分析で行われ、第1段階は通常のネイマン・ピアソン流の統計分析を、第2段階はブートストラップを利用したリサンプリングに基づく分析を行う。その後の本調査では、無作為標本抽出を行う。調査対象者数は、本研究課題の参加者が居住する秋田・青森・奈良各地域で各1000名の合計3000名である。高齢者には5群のサブグループを設定する関係上oversamplingを行う。また、マルチレベル分析の検定力との関連から望ましい標本数が得られるまで標本抽出を継続する可能性もある。ただしソーシャルネットワーク調査のための標本調査法はかなり困難な点を伴うことが予想されるので、どのような標本抽出が望ましいか検討中である。調査票の再構成を行い、印刷所に印刷を依頼する。調査対象地域の秋田は渡部が、青森は澁谷が、奈良は吉村がそれぞれ担当するが、全体の監督・指示は渡部が担当する。各調査地域において、選挙人名簿または住民基本台帳から無作為抽出された各1000名を対象にディルマン法を用いて行われる。
新規なヌクレオシドホスホリラーゼを用いるヌクレオシドアナログの設計とその作用機構

本研究では、我々が土壌から単離した細菌Klebsiella spのユニークな基質特異性を持つプリンヌクレオシドホスホリラーゼ(PNPase)の誘導、及び触媒機構を分子レベルで明らかにすることを目的として、その遺伝子のクローニングと、一次構造解析を行なった。精製したPNPaseのN末端アミノ酸配列を10残基決定したところ、大腸菌のPNPaseのそれと一致した。そこで、大腸菌のPNPase遺伝子(deoD)の塩基配列を参考にして、20-merのオリゴヌクレオチドプローブを作製しPCRを行なった。Klebsiella spの染色体DNA断片を鋳型として増幅された約700bpのDNA断片の全塩基配列を決定したところ、239アミノ酸(分子量26、198)から成る読み枠が存在した。このDNA断片を大腸菌の発現ベクターpKK233-2に連結し、大腸菌のdeoD^-株に導入したところ、PNPase活性が検出され、本DNA断片上に機能し得るPNPase遺伝子が存在することを明らかにした。次に、この得られたDNA断片を用い、プロモーター領域を含む全長の遺伝子のクローニングを行なった。得られた遺伝子は大腸菌の-35,-10と相同性を示すプロモーター領域と、SD配列を持っていた。ところで、本菌においては、PNPaseはアデノシンによって誘導を受けるが、ウリジンによっても誘導を受ける。一方、ウリジンホスホリラーゼ(UNPase)も、ウリジンによっても、アデノシンによっても誘導を受ける。この大腸菌にはみられないユニークな誘導機構を分子レベルで明らかにするため、Klebsiella spのUNPase遺伝子を、先に同様の方法でクローニングし、その構造を決定した。UNPaseは278アミノ酸(分子量28.9/2)から成っていた。そのプロモーター領域をPNPase遺伝子のそれと比較したところ、5^1-TGTTCXGPuG-3^1から成る共通配列が、-35の上流47bpに存在しており、この配列が誘導機構に関与している可能性を示唆した。
マルチエージェント強化学習による実航路の改善

安全性と効率性を勘案した航路の事前選定は船舶運航における重要な課題である.研究代表者は現実世界でも適用可能な航路を獲得するためのマルチエージェント強化学習システム(以後,MARLSと呼ぶ)の研究に取り組んできた.本研究課題の目的は,MARLSのツールとしての価値を高めるために,実航路を参照航路としてMARLSに与えることを前提とし,参照航路の改善システムを構築することにある.最終年度は研究実施計画にある『実航路の不要箇所や衝突の原因を抽出する機能の追加(第3研究テーマ)』を実現するために2種類のMARLSを考案した.1つ目のMARLSは,参照航路の航路効率性の向上を目的とする.基本プロセスは以下の通りである.まず,各参照航路の途中から航路を簡易的に探索し,航路改善率が最も高い位置Pを検出する.さらに,各船のスタート位置Sから検出位置Pまでは参照航路を保持し,位置P以降を本格的に航路探索する.2つ目のMARLSは,参照航路に含まれるニアミスの修正とその原因抽出を目的とする.ただし,ニアミスは航法における避航船が他船の回避に遅れたことに起因すると考え,避航船がニアミスを発生させないための回避開始点を原因として抽出した.基本プロセスは以下の通りである.まず,パーソナルエリア(つまり,操船者の危険感知領域)を定義し,これをもとに各参照航路のニアミス発生点を検出する.さらに,発生点以前の参照航路上の位置から航路を簡易的に探索し,ニアミス回避が可能かつ発生点になるべく近い位置Pを検出する.その後,各船のスタート位置Sから検出位置Pまでは参照航路を保持し,位置P以降を本格的に航路探索する.以上により,参照航路の必要箇所の保存および不要箇所の修正が目的に応じて可能となり,本研究課題である『マルチエージェント強化学習による実航路の改善』を実現するシステムの基本的枠組みが完成した.安全性と効率性を勘案した航路を事前に選定することは船舶運航において重要な課題である.研究代表者は現実世界でも適用可能な航路を獲得するためのマルチエージェント強化学習システム(以後,多船航路探索用MARLSと呼ぶ)に関する研究に取り組んできた.本研究の目的は,多船航路探索用MARLSのツールとしての価値を高めるために,実航路を初期航路として学習し,航路を改善することにある.さらに,これをもとに,不要な回避の検出や衝突発生(ニアミス)の原因究明を目指す.平成28年度は研究実施計画に記載した『多船航路探索用MARLSによる実航路の学習(第1研究テーマ)』を達成すべく研究を実施した.具体的には,自動船舶識別装置(AIS受信機)をベースとした実航路観測装置を構築し,さらに,多船航路探索用MARLSによる参照航路の追従法を提案した.前者は,東京湾における船舶群の情報(以後,AISデータと呼ぶ)を随時記録するためのシステムであり,AISデータから船航路探索用MARLSに適合する形式で実航路が抽出できることをプログラムにより確認した.一方,後者は,多船航路探索用MARLSが外部入力として与えられた参照航路を海上交通ルール(いわゆる,航法)の範囲内で追従(つまり,学習)しながらより適切な航路を獲得するための方法であり,参照航路の追従を制御するための新たな行動選択制限を従来MARLSに組み込んだ点が本提案手法における最大の特徴である.また,従来MARLSによって獲得された航路を参照航路として提案手法に与えた場合,参照航路の改善に加え,学習効率の向上および非効率的航路の獲得頻度の抑制も確認された.これらの成果から,AISデータから抽出された実航路を参照航路として提案手法に与えれば,多船航路探索用MARLSによって実航路の学習しつつ,航路の改善を行うための基本的な枠組みが完成したとえいる.研究計画に従って,『多船航路探索用MARLSによる実航路の学習(第1研究テーマ)』を達成すべく,自動船舶識別装置(AIS受信機)をベースとした実航路観測装置を構築し,さらに,多船航路探索用MARLSによる参照航路の追従法を提案した.本質的に提案手法では,AISデータから抽出された実航路を参照航路とすれば,多船航路探索用MARLSによって実航路の学習しつつ,航路の改善を行うことが可能である.しかしながら,AISデータから船航路探索用MARLSに適合する形式で実航路を抽出するためのプログラム作成に予想以上の時間を必要としたため,提案手法の検証に適したサンプル(不要な回避を含む航路もしくはニアミス航路)を十分に揃えることができなかった.そのため,提案手法の評価は従来MARLSによる獲得航路を参照航路として検証するに止まっており,現在までの進捗状況としては「やや遅れている」と判断せざるを得ない.ただし,提案手法は参照航路の学習だけでなく,航路の改善が可能であるという点で,既に次年度の研究テーマに踏み込んでおり,その点については「当初の計画以上に進展している」と言える.安全性と効率性を勘案した航路を事前に選定することは船舶運航において重要な課題である.研究代表者は現実世界でも適用可能な航路を獲得するためのマルチエージェント強化学習システム(以後,MARLSと呼ぶ)に関する研究に取り組んできた.本研究の目的は,MARLSのツールとしての価値を高めるために,実航路を初期航路としてMARLSに与え,これを改善することにある.さらに,構築したシステムをもとに無衝突航路における不要な回避の検出や衝突発生(ニアミス)の原因究明を目指すものである.平成29年度は研究実施計画に記載した『実航路の適切な区間の保存に配慮した航路改善法(第2研究テーマ)』を実現するために以下の通りに研究を実施した.

まず,平成28年度考案のMARLSについて,その最大の特徴である「外部入力として与えられた参照航路に追従するための行動選択制限」を修正し,「参照航路の更新機能」を新たに追加することにより,学習効率と航路効率の向上を達成した.さらに,本MARLS(以後,MARLS2017)によって獲得される航路を確認したところ,初期の参照航路から乖離する傾向が強いことも明らかとなった.この現象は参照航路の頻繁な更新によって引き起こされるものであり,「航路の適切な区間の保存」という観点から判断すれば望ましくないものである.そこで,参照航路の更新が慎重に行われるように調整した結果,問題となる傾向を抑制できる反面,学習効率と航路効率の改善量に制限が加わることが判明した.以上の研究成果から,MARLS2017は学習効率と航路効率の改善量に制限がかかることを許容することにより,参照航路の形状を大幅に変えることなく,言い換えれば,参照航路の適切な区間をある程度保持したまま,航路の改善を達成できることを確認した.研究計画に従って,『実航路の適切な区間の保存に配慮した航路改善法(第2研究テーマ)』を実現するために,新たなMARLS(以後,MARLS2017)を提案した.MARLS2017は,学習効率と航路効率の改善量に制限がかかることを許容することにより,参照航路の適切な区間をある程度保持したまま,航路の改善を達成できる.したがって,MARLS2017は第2研究テーマの要求を満足するものであり,順調に研究が進んだといえる.また,平成28年度に設置した自動船舶識別装置(AIS受信機)をベースとした実航路観測装置は平成29年度末に観測を終了した.だだし,観測データ量が膨大なため,提案システムの評価に適したデータの抽出に今しばらくの時間が必要である.そのため,実航路をMARLSに入力するためのプログラムを既に完成させているものの,データ抽出の問題から低い航路効率性を有する仮想航路を用いての性能検証がメインとなっている.データ抽出完了後,直ちに実航路を用いての本格的な性能検証を実施する予定である.安全性と効率性を勘案した航路の事前選定は船舶運航における重要な課題である.研究代表者は現実世界でも適用可能な航路を獲得するためのマルチエージェント強化学習システム(以後,MARLSと呼ぶ)の研究に取り組んできた.本研究課題の目的は,MARLSのツールとしての価値を高めるために,実航路を参照航路としてMARLSに与えることを前提とし,参照航路の改善システムを構築することにある.最終年度は研究実施計画にある『実航路の不要箇所や衝突の原因を抽出する機能の追加(第3研究テーマ)』を実現するために2種類のMARLSを考案した.1つ目のMARLSは,参照航路の航路効率性の向上を目的とする.基本プロセスは以下の通りである.まず,各参照航路の途中から航路を簡易的に探索し,航路改善率が最も高い位置Pを検出する.
DNA標識を用いたマカクとヒヒの遺伝的特性の再検討

申請者は1971年以来、ニホンザル、トクモンキー、ゲラダヒヒ、マントヒヒ、アヌビスヒヒ、マントとアニビスヒヒの自然雑種について、それぞれの集団を構成する可能な限り多数の個体から採血を行い、血液蛋白の遺伝的変異を標識として、集団構造や系統関係の研究を行ってきた。そして各種のサルの遺伝的特性を血液蛋白レベルで明らかにしてきた。本研究ではこれまでに明らかになっている各種の遺伝的特性をDNAレベルでより詳細にしようと意図したものである。ニホンザルについては平成9年平成12年度の科学研究費、基盤(A)により主としてマイクロサテライトDNAを用いて、一部はミトコンドリアDNAを用いてこのサルの詳細な遺伝的特性を明らかにした。本研究でのミトコンドリアDNA用いた解析は同じ研究室の川本助教授が主体的に行っていたので、そちらに協力して詳細な結果がえられたのでそれを報告書に載せた。申請者はヒヒ類とトクモンキーに力を注いでいたが、平成16年度半ばに体調を崩し、当初の目的は達せられなかった。しかし既に目的の個体のDNAはほとんど抽出が終わっていたので、エチオピアとサウジアラビアのマントヒヒの遺伝的関係を解明できた。血液蛋白レベルで予想されたマントヒヒのアラビア起源は立証することは出来ず、さらなる研究の必要性が示唆された。ゲラダヒヒとトクモンキーも目的の全個体からDNA抽出は終わっているが、両方とも解析は終了できず未完である。幸いトクモンキーについては、他分野の教官が近未来にスリランカから国費留学生を引き受ける予定で、その学生が自国のトクモンキーの集団遺伝学をDNA標識で研究したい希望なので、指導教官ともども直接面談して、申請者の研究室も全面的に協力して、留学生に託すことにした.ゲラダヒヒは世界で唯一申請者が保有する貴重資料であるので、これの遺伝的解析を希望する人も複数いるから、申請者と一緒に近未来に結果を出せる予定である。今年度は専らこれまでに蛋白分析用に30年間で収集してきた血液サンプルからkitを用いてDNA抽出を行った。ヒヒについては1975年から1984年にエチオピアで集めたマントヒヒ、アヌビスヒヒ、それらの自然雑種個体合計300頭分、1979年から1995年に収集した南北エチオピア高原のゲラダヒヒ5地域から350頭、のDNAを抽出。さらに1997年から収集してきているサウジアラビアのマントヒヒの血液200頭分のDNAを抽出した。これらの一部を用いてミトコンドリアDNAのD-loopの上流域340の塩基配列を決定したところサウジアラビアでは15のハプロタイプが検出されエチオピアの純粋マントヒヒからは10のハプロタイプが見いだされた。しかしこれらのハプロタイプははっきり区別されるものではなく互いに入れこになり系統関係は複雑な様相を示した。またサウジアラビアのハプロタイプにはアヌビスのハプロタイプに酷似のものが存在しより複雑な系統関係を提示している。来年度はエチオピア内部のアヌビスヒヒあるいは雑種ヒヒのハプロタイプを検索しサウジアラビアのマントヒヒの系統関係を明確ににしてゆくつもりである。さらにスリランカのトクモンキー20地域からの150頭分のDNAを調整し、ミトコンドリアDNAを標識にして集団関係を明らかにしつつある。ニホンザルについては屋久島、幸島、淡路島、勝山、椿、日光、波勝をDNAを調整しマイクロサテライトを標識にして解析を行いヤクシマザルが必ずしも遺伝的変異性が低く無いという興味ある結果を得ている。

本年度の申請書の研究実施計画の項で記載したように、今年度は1981年から1984年にかけて採集したトクモンキーの20群からそれぞれ5頭づつをQIAamp DNA抽出kitを用いてDNAを行った。それぞれの固体のミトコンドリアのD loopの下流部の可変領域の340塩基をプライマー:saru4、saru5を用いてPCR増幅を行い、シーケンサABI-3100で塩基配列決定をおこなった。また別の科研費で調査行を行ったサウジアラビアのマントヒヒ生息地の最東部にあたり、岩砂漠が砂砂漠に変遷する環境のBishah周辺の1群れからの15頭と、1975年から1984年にかけて採集されたエチオピア中央部アワッシュ国立公園周辺のマントヒヒ様の個体群とアヌビス様の個体群、合計8群れからそれぞれ10個体づつを選び、前年度に報告したミトコンドリアDloopの上流部可変領域の430塩基を、ABI-3100を用いて塩基配列を行った。しかしながら2004年12月初頭より体調を崩し、当初予定していたスリランカへ出張し過去に採集した群れの動向を調査することも出来なくなった。ニホンザル担当の山根氏は申請者が1971年から1975年に集めた古い血液をQIAampを用いて見事にDNAを抽出し、核DNAの標識であるマイクロサテライトで解析を行い、ヤクシマニホンザルが、種の成立過程でbottle neckを通過していて、遺伝的変異性が低い種とされていたが、ホンドザルの変異性とほとんど同じレベルのものを、保持していると言う結果を得ている。予定していたいずれの種も塩基配列は決定されているので、この数ヶ月でそれらの具体的解析を行い報告できる成果を出す予定である。
植物細胞培養法による医薬資源の開発

アカネ科クチナシ連植物のカルス誘導を行ない、本邦産クチナシ及びコクチナシからは、母植物のイリドイド成分のゲニポシド、ガルデノシド等の他に母植物からは検出されないタレノシドを生産する培養細胞系を得た。葉からイリドイドの検出されない東南アジア産クチナシ属植物の培養細胞はゲニポシドを除く上記のイリドイドを生産する。熱帯南アメリカ産のGenipa americanaはその葉にゲニポシジン酸を含むのみであるが、カルス化すると熱帯産クチナシ属植物培養細胞と同様のイリドイド生産を示す。南アフリカの温帯地域に生育するGardenia vorkensiiの葉からはイリドイドは検出されないが、その培養細胞は本邦産クチナシと同様ゲニポシドを含むイリドイドを生産する。小笠原産シマギョクシンカの葉はタレノシドとゲニポシジン酸を含むが、そのカルスも母植物と同様のイリドイドを生産する。その懸濁培養細胞はゲニポシドをガルデノシドに変換する能力があることから、この植物ではゲニポシジシ産をメチル化する酵素活性を欠いているために生合成が次の段階に進まないものと考えられる。ゲニポシドやその非糖部ゲニピンが発芽ならびに根の伸長抑制活性をもつことから、この物質を蓄積する能力の有無が植物の環境適応や進化に深くかかわっていることが考えられる。ゲニピン等の抗発癌プロモータ作用についても検討中である。クワ培養細胞からは光学活性なDiels-Alder型付加化合物のカルコモラシン及びクワノンJ高生産培養細胞系を得、^<13>C標識酢酸の投与実験により、カルコモラシンの2-アリルベンゾフラン骨格の形成機構や、プレニル部分の酢酸からの微妙な生合成機構を明らかにした。酢酸から複合経路で生合成されるプレニルカルコンのC_6-C_3-C_6単位とプレニル部分の形成の時間的なずれを明確に示す結果も得られた。クワカルスから再分化した植物体の根からモノテルペノイド置換新フラボノイド2種を得て、その化学構造を決定した。前年度に引き続きアカネ科クチナシ連植物培養細胞のイリドイド成分を調べ、南アフリカ産Gardenia(G.)thunbergii,G.cornutaはクチナシカルスと同様のイリドイドを生産することを認めた。Gardenia、Genipa、Tarenna属植物について、母植物、カルス、およびカルスからの再分化植物のイリドイド生産性を調べた。本邦産クチナシ属植物はカルス化により母植物の主イリドイドの他にタレノシドを生産するが、再分化植物では、母植物と同様のイリドイド生産にもどり、タレノシドを生産しない。クチナシ及びGenipa americanaのカルスを種々の温度で培養すると、そのイリドイド生産は、クチナシでは2025°、Genipa americanaでは2530°が適温であり、それより上下するとイリドイド生産性は低下する。これらのイリドイドについてEpstein-Barrウイルス非産生培養細胞Raji株のTPAによる発癌プロモータ作用の抑制活性の研究を実施中である。クワからは光学活性なDiels-Alder型付加化合物であるカルコモラシン及びクワノンJ高生産培養細胞系を得た。

〔1ー^<13>C〕、〔2ー^<13>C〕及び〔1、2ー^<13>C_2〕酢酸の投与実験により、カルコモラシンの2アリルベンゾフラン骨格の生成機構を明らかにした。酢酸からプレニルカルコンが複合経路で生合成される際、C_6ーC_3ーC_6単位は急速に形成されるが、プレニル化はゆっくりと進行する。プレニル基の形成に当っては、2分子の酢酸のメチル基部分が相寄って1分子のアセチルCoAを形成し、これがプレニル基形成の出発単位となることも判明した。クワカルスから再分化した植物体を圃場に移し、11年栽培し、その根皮の成分を検索した結果、モルシン、クワノンU、S、モラカルコンA、2、2^1、4、4^1ーテトラヒドロキシカルコン、モラシンM、O、Pの8種の既知物質の他に、モノテルペノイド置換新フラボノイドのクワノールC及びDを単離し、それらの化学構造を決定した。植物ホルモン非添加培地でプレニルカルコン高生産細胞系も得ている。
松葉杖歩行訓練のための「見守り・付き添い」型バーチャル・トレーナーロボットの開発

松葉杖を不適切に使うと,転倒のような二次的な事故の原因となる.そのような事故を防ぐためには,少しでも練習することが望まれる.本研究では,松葉杖歩行訓練のための「見守り・付き添いロボット」を開発した.このロボットは松葉杖使用者の歩行に伴走し,歩行動作を計測し,計測結果に基づき歩行動作の改善方法を提示する.このロボットを用いて歩行訓練することで,松葉杖使用者は自らの歩行動作を検証できる.こうして開発したロボットを使って松葉杖歩行動作を訓練すると,歩行方法が改善することを実験で確認した.本研究では,松葉杖歩行中の転倒の可能性を予測し,可能性が高ければそのことを警告して転倒の可能性が減少するように教示する訓練システムを開発する.そのためには,身体部位の動作や身体の加速度を得ることが欠かせない.なぜなら,身体部位の動作は歩行の方法(歩容)を表し,身体加速度は身体のバランスを表す重要な指標とされるからである.従来の方法で歩容を計測するためには,センサを松葉杖や身体に取り付けたり,複数カメラから成るモーションキャプチャシステムを使うなど大がかりな装置で計測する必要があった.そこで本計画では,安価に市販され,小型軽量で取り扱いも容易なMS-Kinectセンサの導入を提案した.これは,MS-Kinectセンサのみで歩行動作を計測し,計測結果を使って加速度を推定するものである.平成26年度は,具体的に,被験者の松葉杖歩行時の身体部位,特に大腿,膝,つま先など歩行に重要と思われる身体部位の動作と,歩行の安定性評価のためには欠かせないとされる身体の加速度を計測した.ここでは動作を正確に計測するために,一般的なモーションキャプチャシステムを使った.これらの計測結果を回帰分析したところ,特に腰を中心とした大腿の振れ具合(矢上面での振幅)と身体の加速度の変化傾向(振幅の変化)に相関があることが分かった.結果として,大腿の動作から身体加速度を推定する式を導出した.実際に被験者の松葉杖歩行中の身体部位の動作をMS-Kinectセンサで計測して,導出した推定式を用いて身体加速度を推定した.このとき,加速度センサも併用して真の身体加速度も計測した.計測後,推定値と実測値を比較することで,推定式の有用性を確認した.本研究では,松葉杖使用者の歩行中の転倒の可能性を予測し,可能性が高ければその可能性が減少するように警告・教示する訓練システムを開発する.そのためには身体の加速度を得ることが欠かせない.これまで開発したシステムや既存の歩行解析研究で用いられている方法では,センサを松葉杖や歩行者の身体に取り付けたり,複数カメラから成るモーションキャプチャシステムを使う必要があるなど大がかりであった.本研究でこれまで,松葉杖歩行中の下肢,特に大腿の振れ具合と体幹の加速度の間に相関があることが分かっていた.そこで平成27年度は,この傾向に基づき大腿の動作のみ計測することで身体加速度を推定できることを実験で確認した.ここでは,既存の加速度センサ等も併用しながら松葉杖歩行を計測し,その信憑性を確認した.更に本研究では,安価に市販され,小型軽量で取り扱いも容易なMS-Kinectセンサで歩行動作を計測することを提案し,身体加速度の推定を目指した.このセンサの計測領域は狭かった(奥行き4m)ためセンサを移動ロボットに載せて歩行者に伴走するように移動させ,歩行動作を計測する(付き添いロボット)方法を提案した.この「付き添い」機能のために,パソコンから随時制御できるなど研究用途で使いやすい掃除ロボットの派生品「ルンバ研究開発キット」を導入した.そしてこの移動ロボットにKinectセンサとパソコンを搭載して,実際に歩行中の松葉杖歩行者の身体加速度を推定した.続いて,訓練を監視するための「見守り」機能を付加した.移動ロボット上のパソコンの画面にリアルタイムにメッセージを表示した.「ロボット」といってもその実体はなく,画面の中の存在であるが,患者に対して簡単な指示を発することができたので,患者にとっては「見守られているような」訓練が可能になった.歩行中の松葉杖歩行者にリアルタイムに警告・教示するロボットの開発を目指し,これまで「見守り機能」と「付き添い機能」を開発した.被験者の協力を得た基礎実験を通して,このシステムが期待通りに動作することを確認した.当初の計画以上に進展したため経費を前倒し請求して,当初は平成28年度に購入予定であったアイマークレコーダ(視線追尾装置)を購入した.今後はこれを用いて松葉杖使用者が歩行する時の視点移動について検証し,それをもとに効果的な「見守り」と「付き添い」のタイミングと位置関係を見いだす.本研究では,簡単なシステムで松葉杖使用患者の歩行中の転倒可能性を予測し,転倒の可能性が高ければ警告・教示することでその可能性を減少させる訓練システムを開発する.これまでのシステムや既存の歩行解析研究で用いられている方法では,松葉杖歩行者の身体にセンサを取り付けたり,複数カメラから成るモーションキャプチャシステムを使う必要があるなど大がかりであった.平成27年度は,大腿の動作から身体加速度を推定できることを確認し,更に,小型軽量で扱い易いKinectセンサで歩行動作を計測することを提案し,身体加速度の推定を目指した.このセンサの計測領域は狭かったためセンサを移動ロボットに載せて歩行者に伴走するように移動し歩行動作を計測する(付き添いロボット)方法を提案した.