hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Runx1による造血幹細胞産生メカニズムの解明

Runx1による造血幹細胞産生メカニズムの解明を目的として、新規Runx1依存性分子の機能解析を行った。ES細胞分化(胚様体形成)モデルの網羅的遺伝子解析により得られた、種々のRunx1依存性分子の中で、特に発現変化が顕著であったノンコーディングRNAに着目し、以下の検討を行った。(1)Runx1による本遺伝子(ノンコーディングRNA)発現変化をリアルタイムPCRにて相対定量比較を行った検討で、ES細胞レベルで野生型と比較してRunx1ノックアウトでは極めて顕著な発現低下を認めることを、これまで報告してきた。今回さらに、Runx1ノックインによりノックアウト時に認めた発現低下がレスキューされることを確認した。(2)本遺伝子の転写開始点上流近傍は比較的に種を越えて保存されており、in silico解析によりRunx1結合部位が確認された。そこで、Runx1による転写活性化能をルシフェラーゼアッセイにて検討した。本遺伝子のプロモーター領域とされる、Runx1結合部位を含む転写開始点上流に位置する種々の長さのDNA断片を用いてノンコーディングRNA遺伝子プロモーター含有ルシフェラーゼアッセイベクターを作成した。次いで、60mm dishおよび24-well plateに播種したHela細胞に対し、カルシウム沈降法、リポフェクション法によりRunx1発現プラスミドとルシフェラーゼベクターを導入し、48時間後にルシフェラーゼアッセイを行った。条件により、(程度は小さいながら)Runx1により本遺伝子の転写は正に活性化された。以上より、本遺伝子(ノンコーディングRNA)はRunx1依存性に発現制御され、メカニズムの一つとしてRunx1が本遺伝子のプロモーター領域に結合し正に発現を制御する可能性が示唆された。
自己組織化ナノ規則構造を利用したナノアレイ作製法の開発とセンサ応用

両親媒性ブロックコポリマーが自発的に形成するナノ規則構造をテンプレートとして,ナノ粒子を簡便にパターニングするナノ微細加工プロセスを開発した。金ナノ粒子の二次元アレイを作製し,粒子表面にビオチンを固定化した金ナノ粒子アレイが,その光学的特性変化を通じてアビジンを検出できることを実証した。これは,固定化する生体分子を変えることで,各種生体分子を標的としたプラズモンセンサへの応用が期待できることを示している。両親媒性ブロック共重合体の溶液をガラス基板上にスピンコート法によって塗布し,ミクロ相分離膜あるいはミセルの自己組織化単層膜など各種薄膜を作製した。これら薄膜には,ナノメートルスケールの微細な構造パターンが自然発生的に形成されており,これをテンプレート(鋳型)としてナノ粒子を集積化する方法(指向性自己組織化法)について検討した。従来のミセルテンプレート法では,ミセル内部にナノ粒子の前駆物質を取り込ませ,テンプレートの分解除去時にナノ粒子を形成させる方法が一般的であり,粒径の小さな粒子(粒径10nm以下)しか集積化できない欠点がある。また,これを克服するために集積化後の金属ナノ粒子に無電解めっきを施す方法が開発されている。しかし,これでは煩雑な作業が新たに必要になり操作性に欠けるなどの問題を生じる。そこで,別途合成した金ナノ粒子をミセルテンプレート上に直接自己組織化し,比較的粒径の大きな金ナノ粒子(粒径10nm以上)でも迅速に集積化できる方法を開発した。本手法では,ミセルテンプレートをナノ粒子の溶液に数分間浸漬させるだけという極めて簡便な方法で金ナノ粒子の六方晶単層膜を作製できる。さらに,比色検出用金ナノ粒子の開発を通じて粒子表面に生体分子を担持させる固体化技術を開発し,この技術を使って集積化した金ナノ粒子の表面にビオチンなど生体分子を導入した。作製したビオチン修飾金ナノ粒子アレイを使って,ビオチンと特異的な結合を示すアビジンのUV-vis滴定実験を行った。アビジンを添加した際,金ナノ粒子のプラズモン共鳴バンドのバンド強度が増加する様子が観察され,アビジンを金ナノ粒子の光学的特性(局在表面プラズモン共鳴)変化通じて検出できることをつきとめた。疎水性のポリスチレン(PS)と親水性のポリビニルピリジン(PVP)からなる両親媒性ブロック共重合体(PS-b-PVP)では,トルエン溶液中PVPをコア,PSをコロナとするコア・コロナ型の球状ミセルを形成する。さらに,これを基板上に塗布するだけでミセルが自発的に配列し,ナノメートルスケールの微細な構造パターンを簡単に得ることができる。ミセルのコア径やコア中心間距離は,各ブロック成分の成分比によって自在にコントロールできることから,これをテンプレートとしてナノ粒子を集積化するソフトテンプレート法(ポリマーのようなソフトマテリアルを利用した指向性自己組織化法)について検討した。その結果,この薄膜を金ナノ粒子の水溶液に数分間浸漬させるだけで,金ナノ粒子を各ミセル上部にピンポイントで配置できることをつきとめた。このような組織化は,粒子とミセルに作用する静電引力や粒子間に作用する凝集力や静電反発力に支配されており,粒径の大きな金ナノ粒子では,粒子間に作用する凝集力が,粒子とミセルの間に作用する結合力よりも大きくなり,ミセルの存在に関わりなく金ナノ粒子同士が凝集体を形成するなど,テンプレート効果が失われてしまうことがわかった。PS-b-PVP系ミセルテンプレートでは,15nm程度の金ナノ粒子であればミセルの形成する六方規則構造(構造周期:50nm心に沿って,金ナノ粒子を配列することが可能である。また,粒径の小さな金ナノ粒子を利用すれば,一つのミセル上に複数個の金ナノ粒子を集積化したナノ粒子アレイを作製することも可能であり,ナノアレイ構造およびナノ階層構造の作製技術として有用と思われる。これまでに高分子ミセル(PS-b-PVP,PS:ポリスチレン,PVP:ポリビニルピリジン)が,自己組織化により形成する二次元超格子構造をナノ構造テンプレートとして,これを金ナノ粒子水溶液に浸漬させるだけで,テンプレートのナノパターンに沿って金ナノ粒子を集積化する方法を開発し,そのセンサー機能についてビオチン・アビジン系を利用して評価してきた.粒子表面にリンカーとなるカルボキシル基を導入し,スクシンイミドで活性化した後,アミノ化ビオチンと反応させることで粒子表面にビオチンを固定化するなど,リガンドとなる生体分子の固定化方法を開発した.また,HEPES緩衝液中,ビオチン固定化金ナノ粒子アレイをストレプトアビジンに暴露し,金ナノ粒子の吸収スペクトル変化を観察した.アビジンの濃度が増すに従い局在表面プラズモン(LSPR)バンドの強度が増加することを見出し,スペクトル変化を通じてアビジンを検出できることがわかった.さらに,このように金ナノ粒子を規則正しく配列させたアレイセンサーでは,ランダムに配列したものと比較してシグナル強度が3050%も向上することをつきとめた.

また,集積化した金ナノ粒子に真空紫外光(λ_<max>=172nm)を短時間照射した後,粒子表面にリガンドの固定化処理を行うとビオチン-アビジン間の特異的結合が促進されるとともに,非特異的結合が抑制され,センサー機能が向上することを見出した.このように作製した金ナノ粒子アレイセンサーでは,数nMのアビジンの検出が可能であり,定性のみならず定量分析用アレイセンサーとして応用できることがわかった.
魚類の生体防御機構における赤血球膜糖タンパク質グリコホリンの機能の解明

赤血球膜糖タンパク質であるグリコホリンの機能として,血液型決定基の他にもウイルスの接着能や細胞認識能などがヒトの場合は明らかとなっている。さらに病原菌の侵入防止や免疫等生体防御機構に重要な役割を果たしている可能性が大きい。そこで魚類においても生体防御にグリコホリンの関与があるか否かを解明することを目的とした。まずコイ赤血球膜からグリコホリンを抽出・単離し,幾つかの生理学的性質を検討した。続いて糖鎖中に含まれるシアル酸の同定および中性糖の組成を,レクチンカラムや電気化学検出器などを用いて検討した。さらに糖鎖の構造を調べるため,糖鎖をグリコホリンから遊離させた後,脱塩・分画を試みた。採決したコイ血液から,MichelとRudloffの方法を改良した方法を用いて赤血球膜を調整した。得られた赤血球膜からLIS-フェノール法を用いてグリコホリンを抽出した。グルコホリンからシアル酸を遊離させ,薄層クロマトグラフィー法およびHPLC法を用いて同定を行ってみたところ,ヒトとは異なりN-グリコリルノイラミン酸であった。ついでグリコホリンのO-グリコシド型糖鎖をβ脱離によって遊離させて陰イオン交換カラムを用いたHPLC法で分析したところ,シアル酸含有に差にとって2つの糖鎖画分が得られた。また,N-グリコシド型糖鎖は検出できなかった。2つの糖鎖画分を酸加水分解を行った後,それぞれの中性糖画分を分取した。電気化学検出器を用いたHPLC法で,フコース,ガラクトース,グルコースが構成糖として検出された。また、種々のレクチンに対する親和性も上記の結果と一致した。以上の結果をまとめて平成11年度日本水産学会春季大会で発表した。現在報告を作成中である。赤血球膜糖タンパク質であるヒトグリコホリンの機能として,血液型決定基の他にもウイルスの接着能や細胞認識能などが明らかとなっている。そこで魚類においても生体防御にグリコホリンの関与があるか否かを解明することを目的とた。まずコイ赤血球膜からグリコホリンを検出し,ついで赤血球膜からグリコホリンを抽出・単離して幾つかの生理学的性質を検討した。続いて糖鎖の結合方式やシアル酸の同定および中性糖の組成を検討した。採血したコイ血液をMichelとRudloffの方法を改良して赤血球膜を調製し,得られた赤血球膜からLIS-フェノール法でコイグリコホリンを抽出した。さらに赤血球膜およびグリコホリンのSDS-PAGEを行い,クーマシーブルー染色およびPAS(過ヨウ素酸-シッフ)染色でそれそれタンパク質とシアル酸の検出を行った。その結果,ヒト赤血球膜に存在するタンパク質成分に相当するものは,コイ赤血球膜においてもほぼ全て検出された。コイ赤血球膜中および抽出したグリコホリンは,分子量的にヒトグリコホリンAの二量体に相当する位置に検出された。次にグリコホリンの糖鎖に含まれるシアル酸の同定を試みたところ,ヒトとは異なり,N-グリコリルノイラミン酸であった。このシアル酸含有糖鎖は2種類以上存在し,O-グリコシド結合でタンパク質本体と結合していた。構成中性糖として,フコース,ガラクトースおよびグルコースが検出された。また,種々のレクチンに対する親和性も上記の結果と一致するものであった。コイグリコホリンの生理学的性質の検討として,ヒトに存在する血液型決定基であるMN型およびSs型の免疫特性を検討したところ,弱いN血液型活性を示した。
自閉症スペクトラム障害のある成人の発達障害検査入院における心理教育の効果検証研究

近年、一般の精神科で成人になって診断される自閉症スペクトラム障害(ASD)、注意欠如多動性障害(ADHD)が多く存在していると報告されている(Lehnhardt et al, 2012)。また、仲間からの孤立、疎外感や自信喪失等から二次的な障害を引き起こしやすく、気分障害や不安障害などの合併も多いことが報告されている(Joshi et al, 2010)。当院では成人で発達障害が疑われる方に対して、「発達障害検査入院」として発達障害としての診断、併存疾患の有無、本人の特性や今後についての心理教育を実施している。今回は、当院でASDと診断された方を対象にASDの心理検査の特徴と、それを受けて心理教育プログラムの効果について検討した。心理検査の結果としては、自記式のCES-Dにおいて気分障害圏に属するものが全体の76%、STAIで特性不安に該当するものが全体66%であった。しかし、ASDとの併存疾患で気分性障害と診断されたのは22%、不安障害と診断されたのは17%であった。認知機能の検査においては、WAISの群指数において言語理解が最も高く、処理速度が最も低い結果となった。WAISにおいて、言語理解は高いが、抽象的な概念の理解が難しい方が多い傾向が見られた。これについてはSCTやP-Fスタディを行うことが難しく、かなり時間がかかる方が多かったことについても抽象的な思考の難しさがあるのではないかと考えられる。予後調査では、自分の特性を知り具体的に動いている(「復職」、「休職」、「移行支援事業所の利用」、「社会参加」、「勉強」等)、ということが多く見られた。以上のことから、成人のASDにおいて認知的な傾向がある可能性が示唆された。また、一方で、行動を制止的にしてしまう要因に関わる可能性のある不安や抑うつ感を強く感じているものが多い。外来において、うつや不安を主訴に来院した場合に、その主訴のみではなくASDについて考慮することは重要だと考える。また、抽象的な思考の苦手さ、不安や抑うつが高いことによる行動制止の可能性から、診断だけでなく、具体的な心理教育を行うことが重要であると考えられ、診断を伝え、具体的な心理教育を行うことで、本人たちの生活が改善する可能性があると考える。
構造体コンクリートの材料分離に伴う品質低下を防止するコンクリート工事方法の確立

(1)普通コンクリートの材料分離に対する細・粗骨材量および振動締固めの影響の検討:細・粗骨材量や振動締固め方法を変化させて、普通コンクリートを鉄筋を配した壁状モデル型枠内に打ち込み、これらの要因が粗骨材のブロッキングや沈降の度合いに及ぼす影響を検討した。その結果、1マトリックスモルタル中の細骨材量が多いほど、また、粗骨材量が少ないほど、鉄筋間通過を伴うコンクリートの充填性は低下する、2マトリックスモルタル中の細骨材量が少なくて、粗骨材量が多いほど、鉄筋間通過時の粗骨材の分離抵抗性は低下する。また、振動締固め時間が長いと鉄筋間通過時の粗骨材の分離度合いが大きくなる、3粗骨材の沈降度合いに対しては、一般的な認識の通り、振動締固め時間が卓越した影響を及ぼす、などの知見を得た。(2)低粉体系高流動・中流動コンクリートの材料分離に対する調合および混和剤種類の影響の検討:スランプフローと単位セメント量の組合せ、単位水量、および混和剤種類(増粘剤含有高性能AE減水剤/通常の高性能AE減水剤)を変化させた低粉体系高流動・中流動コンクリートを、上記(1)と同様の壁状モデル型枠内に打ち込み、これらの要因が粗骨材のブロッキングや沈降の度合いに及ぼす影響を検討した。その結果、1スランプフローが同一であっても、水セメント比の増大やマトリックスモルタル中の細骨材量の減少により粘性が低下すると、鉄筋間通過を伴うコンクリートの充填性が向上する、2打込みに際して振動締固めが必要なスランプフロー425mm程度の中流動コンクリートの場合や、スランプフローが700mm以上の高流動コンクリートの場合は粗骨材の沈降が生じやすい、3高流動・中流動コンクリートの沈降度合いとウェットスクリーニングモルタルのフロー値の間に相関が見られる、などの知見を得た。本年度に予定していた「壁試験体に対するコンクリートの打込み実験」は、概ね当初計画していた通りに実施することができた。この課題に関しては、今後、実験で得られたデータを詳細に整理し、設定した課題に対して十分な成果が得られているかを確認する。なお、現時点において、構造体コンクリートの材料分離の度合いに対しては、本年度取り上げた細・粗骨材量や振動締固め方法などの要因のほかにも、マトリックスモルタルの調合が大きな影響を及ぼすであろうことが再確認されているので、この点の検討については次年度の課題としたい。本年度は、このほかにも、当初の年次計画に含まれていなかった「低粉体系高流動・中流動コンクリートの材料分離に対する調合および混和剤種類の影響の検討」を実施し、検討をほぼ終えた。次年度は、まず第一に「構造体コンクリートの材料分離に伴う品質低下を防止する新構造材料の開発」に取り組む予定である。具体的には、申請者がこれまでに開発してきた「構造躯体用モルタル」(粒度分布を最適に調整して実積率を高めた細骨材を用いることにより、通常のモルタルよりも骨材量を増やし、乾燥収縮をコンクリートと同程度に抑制し、コンクリートの代替材料として構造躯体に使用することを可能にしたモルタル)の中流動化・高流動化について検討する。また、本年度の研究において、構造体コンクリートの材料分離の度合いに対するマトリックスモルタルの調合の影響を検討しておくことの重要性が再確認されたので、次年度は、この点の解明にも取り組む。具体的には、AE減水剤や増粘剤の添加量により降伏値や塑性粘度を変化させたモルタルのレオロジー定数を測定する。そして、これらのモルタルをマトリックスとしたとコンクリートの材料分離および間隙通過性を評価するための実験を行う。

この課題に関しては、今後、実験で得られたデータを詳細に整理し、設定した課題に対して十分な成果が得られているかを確認する。なお、現時点において、構造体コンクリートの材料分離の度合いに対しては、本年度取り上げた細・粗骨材量や振動締固め方法などの要因のほかにも、マトリックスモルタルの調合が大きな影響を及ぼすであろうことが再確認されているので、この点の検討については次年度の課題としたい。本年度は、このほかにも、当初の年次計画に含まれていなかった「低粉体系高流動・中流動コンクリートの材料分離に対する調合および混和剤種類の影響の検討」を実施し、検討をほぼ終えた。次年度は、まず第一に「構造体コンクリートの材料分離に伴う品質低下を防止する新構造材料の開発」に取り組む予定である。具体的には、申請者がこれまでに開発してきた「構造躯体用モルタル」(粒度分布を最適に調整して実積率を高めた細骨材を用いることにより、通常のモルタルよりも骨材量を増やし、乾燥収縮をコンクリートと同程度に抑制し、コンクリートの代替材料として構造躯体に使用することを可能にしたモルタル)の中流動化・高流動化について検討する。また、本年度の研究において、構造体コンクリートの材料分離の度合いに対するマトリックスモルタルの調合の影響を検討しておくことの重要性が再確認されたので、次年度は、この点の解明にも取り組む。具体的には、AE減水剤や増粘剤の添加量により降伏値や塑性粘度を変化させたモルタルのレオロジー定数を測定する。そして、これらのモルタルをマトリックスとしたとコンクリートの材料分離および間隙通過性を評価するための実験を行う。(理由)本年度に実施した「壁試験体に対するコンクリートの打込み実験」において、型枠代などの実験費が当初の見積りより安かったため、主にその分の未使用額が生じた。(使用計画)当初予定していなかったいくつかの実験を次年度に実施するため、主にこれらための費用に「次年度使用額」を充当する。
条件付き分散の処置効果のノンパラメトリック検定

本研究の目的は、処置効果に関する検定を開発することであった。まず、条件付き分散の効果の有無を検定する研究に取り組み、その開発に成功した。具体的には、第一段階では期待値をシリーズ推定し、第二段階ではその残差をシリーズ推定をすることで得られた推定量を使って、ワールドタイプ検定統計量を提供した。その検定統計量の一般化された検定統計量を提案し、標準正規分布に収束する定理を証明した。実証分析では、アメリカの労働組合の賃金データを使って、労働組合に入った労働者と入らなかった労働者の賃金不平等性有無を調べた。次に、自信過剰の有無に関するモーメント不等式制約を用いた検定法を提案した。我々は自分を平均よりよいと評価する傾向があり、それはベイジアンアップデートに基づくものであり、モーメント不等式の組が構築できる。これらのモーメント不等式を帰無仮説とし、モーメントセレクションによる検定を行った。具体的には、運転技術のアンケートより得られたデータを用いて、検定法の性質を調べた。また、限界処置効果の推定法に関する研究を行ってきた。限界処置効果は傾向スコアによる限界効果と定義され、近年経済学の実証分析において注目されている。しかし、それに関しての推定法は提案されているが、漸近論に関しての研究は殆どされていない。そこで、限界処置効果ノンパラメトリック推定法の漸近性質について研究を行った。この研究は、今後も引き続き実施する。28年度が最終年度であるため、記入しない。近年、パラメータが点識別できると仮定しない、モーメント不等式の条件の下での識別、推定、検定法に関する理論研究が盛んになっている。モーメント不等式で定義された応用例は多いが、開発された方法を用いた実証分析はそれほど多くない。本年度は、その応用として、社会科学で広く受け入れられている「自信過剰バイアス」の検定を行った。Svenson (1980)は多くの人は自分を平均よりよいと評価する傾向があると主張した。しかし、Benoit & Dubra(2011)はこういったデータは「自信過剰」の根拠にならず、そのような行動は合理的であると指摘した。本年度はBenoit & Dubra (2011)の定理のもとで、Svenson (1980)の運転技術と運転安全性に対する自己ランキング実験データを使って、「自信過剰」はないという帰無仮説を検定した。現在多く研究されているモーメント不等式のテクニックがこの問題を検定することを可能にした。具体的には、各ランキングに入る割合に関するモーメントがBenoit & Dubra (2011)の定理の範囲に全部入るということをモーメント不等式に書いた。それをRomano, Shaikh & Wolf (2014)の二段階方法を用いて検定を行った。結果、スウェーデン人の自己運転技術と運転安全性の評価データ、とアメリカ人の安全性のデータは「自信過剰バイアス」を持たないという帰無仮説を棄却できなかった。また、上述の二段階検定法の統計的性質を数値計算より明らかにした。この研究成果の主要な部分を本年度末にまとめることができた。当初は、条件付モーメント条件の下で検定を行うに、Guggenbergera,Hahna & Kim (2008)を拡張する予定であったが、研究を進めるうちに彼らのモデルを適用するには問題点があることがわかった。そのため、研究を自信過剰モデルの応用分析に重点をおいた。研究計画から変更はあるが、当初の研究目的であるモーメント不等式の検定性質の解明にはつながる研究であり、研究計画は順調に進んでいると自己評価している。次年度は本論文を完成させ、国内外の研究会で積極的に発表し、改訂を加えて、国際学術雑誌に投稿する。また、マージナルトリートメント効果のモーメント不等式条件を使った検定に関する研究を進める予定である。
マイコプラズマ滑走運動を担う表面タンパク質の同定

原核生物のMycoplasma mobileは、一秒間に平均2.5-4.0μm、すなわち、細胞長の3-5倍の速度でガラスの上を滑走する。この滑走運動はベン毛運動とは全く異なる機構によると考えられる。バクテリアの滑走運動は約100年前から報告されているが、まだその機構は明らかになっていない。本研究では、Mycoplasma mobileの滑走運動について、以下を明らかにした。1.運動を詳細に解析し、運動には速度むらがないこと、頭部のみが駆動力を出していることを示した。2.以前にわれわれが単離した滑走変異株の一つにおいて、200KDaのタンパク質が欠失していることを見出し、そのタンパク質の構造を決定した。アスパラギンを多く含む酸性タンパク質で、一カ所の膜貫通領域を持っていた。またこの変異株は野生株とは異なり、生長段階に応じた細胞形態の変化を起こさなかった。3.滑走を阻害する抗体を作製し、その標的タンパク質の構造と細胞内における局在を明らかにした。標的タンパク質は62KDaと33KDaの二つのからなり、62KDaのものは、二カ所の膜貫通領域をもつ疎水性タンパク質で、一つの繰り返し配列を持っていた。どちらのタンパク質も細胞内では後部末端に局在していた。4. Mycoplasmapneumoniaeは滑走速度は遅いが、ガラスへの接着に必須なタンパク質が7つ知られている。本研究ではマイコプラズマのための蛍光抗体法を開発し、それらのタンパク質の細胞内局在を明らかにした。7つのタンパク質はどれも主に頭部に局在していた。さらにそれぞれのタンパク質の頭部への局在化の順序を明らかにした。
一次元チャネルを有するホウ素系化合物の機能性材料としての可能性

ホウ素のフレームで形成されたナノ空間に金属元素が内包されたホウ化物として,MgB_4についてその物性,特に熱電特性について調査した.MgB_4相は結晶構造に関する報告はあるものの,その物性に関する報告はない.本年度は異なる条件でMgB_4焼結体を作製し,その物性を調べた.透過電子顕微鏡下でのEDS等による分析から,作製したMgB_4相内に酸素が存在していることが示された.結晶中のどの位置に酸素が存在しているかは明確になっていないが,ホウ素と何らかの結合を作っていることが示唆されている.ナノ空間の内壁に位置している可能性がある.本研究では,反応焼結によりMgB4焼結体を作製しており,酸素はこのプロセスで入っていることになる.そこで,焼結条件(焼結時の保持時間)を変えて試料を作製し,その特性を測定した.作製した試料にはMgOとホウ素リッチなMg-B化合物を若干含むものの,MgB_4を主相とする多結晶体を得た.全ての試料で正のゼーベック係数を示しp型材料であった.電気伝導率は焼結時間の短いものでは半導体的な温度依存性を示したが,焼結時間が長い試料では金属的な温度依存性を示すことが明らかになった.酸素が導入されたことでホールドーピングが行われたものと考えている.一方,ホウ素フレームのナノ空間に金属が内包されたホウ化物として,YbB_6について単結晶を用いた実験を行ったこれまで金属六ホウ化物はn型を示すものが報告されているが,YbB_6において金属元素を欠損させることを自的とした条件で単結晶を作製することでp型を示すことが明らかになった.金属元素からホウ素フレームへの電子の供給量が減り,そのためp型を示したものと考えている.MgB_4,YbB_6ともに,熱電材料としての電気的特性(ゼーベック係数,電気伝導率)は非常に良好であり,熱電変換への応用が期待される.本研究は,一次元チャネルを有するホウ素原子フレームと,そのチャネルに内包されたマグネシウムで構成されたホウ素系化合物MgB_4を中心に,その基本的な物性を明らかにするとともに熱電材料をはじめとする機能性材料としての可能性を検討することが目的である.これまで結晶構造に関する報告はあるものの,物性に関する報告はなく,今年度は物性測定が行える試料の作製を中心に研究を行った.ホウ素とマグネシウムの蒸気圧が大きく異なるため,固相反応を基本とした方法で試料作製を試みた.出発原料にはB, MgB_2粉末を用い,秤量・撹拌した粉末を約1000°Cで加圧焼結し,その後Ar雰囲気中で800°Cの熱処理を施した.得られた試料はMgOが第二相として存在しているが, MgB_4を主成分とする多結晶体であった.MgOは絶縁体であるため,電気物性の測定に大きな影響はないと考え,室温以上での電気伝導率,ゼーベック係数の測定を行った.ゼーベック係数は多くのホウ化物と同様に正の値であり,主要なキャリアがホールであることを示している.電気伝導率の値はMgB_2とMgB_7の間であった.温度依存性は小さいが温度とともに上昇しており,半導体的な性質を持っていることが明らかになった.我々が行った電子状態計算によると, MgB_4は半導体であることが予想されていたが,今回の結果はその計算と定性的には一致していると考えている. MgOが含まれているため,詳細な議論はできないが,我々が知る限りMgB_4が半導体的な性質を示すという初めての実験結果である.ホウ素のフレームで形成されたナノ空間に金属元素が内包されたホウ化物として,MgB_4についてその物性,特に熱電特性について調査した.MgB_4相は結晶構造に関する報告はあるものの,その物性に関する報告はない.本年度は異なる条件でMgB_4焼結体を作製し,その物性を調べた.透過電子顕微鏡下でのEDS等による分析から,作製したMgB_4相内に酸素が存在していることが示された.結晶中のどの位置に酸素が存在しているかは明確になっていないが,ホウ素と何らかの結合を作っていることが示唆されている.ナノ空間の内壁に位置している可能性がある.本研究では,反応焼結によりMgB4焼結体を作製しており,酸素はこのプロセスで入っていることになる.そこで,焼結条件(焼結時の保持時間)を変えて試料を作製し,その特性を測定した.作製した試料にはMgOとホウ素リッチなMg-B化合物を若干含むものの,MgB_4を主相とする多結晶体を得た.全ての試料で正のゼーベック係数を示しp型材料であった.電気伝導率は焼結時間の短いものでは半導体的な温度依存性を示したが,焼結時間が長い試料では金属的な温度依存性を示すことが明らかになった.酸素が導入されたことでホールドーピングが行われたものと考えている.一方,ホウ素フレームのナノ空間に金属が内包されたホウ化物として,YbB_6について単結晶を用いた実験を行ったこれまで金属六ホウ化物はn型を示すものが報告されているが,YbB_6において金属元素を欠損させることを自的とした条件で単結晶を作製することでp型を示すことが明らかになった.金属元素からホウ素フレームへの電子の供給量が減り,そのためp型を示したものと考えている.
大域的探索強化と局所解近傍の形状情報を用いる摂動型カオス進化計算最適化手法

H29年度の研究で得られた「BFGS公式に基づく近似ヘッセ行列を用いた摂動型カオスPQN」の計算量軽減のため,近年研究されているSR1公式を導入したPQNを提案し,提案法により正定値近似ヘッセ行列が生成されることや,カオス性条件の目的関数に対する独立性,スケール変換に対する不変性を確認,また,分岐図によるストレンジアトラクタのサイズの解析を行った.さらに,実際の数値実験を通じて,求解能力を維持しつつ計算量が削減可能なことを確認した.その結果を学会で発表(学会発表1, 2).さらに「多点探索」への拡張のため,探索で得られた最良解の共有方法について,単純な線形和による更新式の拡張が効率的であることを確認.提案力学系の求解時の調整法として,点列の更新時のステップ幅や摂動項の振幅を適応的に定める方法を提案,さらに,従来は探索初期にカオス的に多様な探索を行い,終盤に降下法を行うことで多様性と集中化のバランスを調整していたものを,常にカオス的な探索を行いつつストレンジアトラクタのサイズを調整し探索のバランスをとる方法を提案し,パラメータ調整を簡単化した.H30年度計画の「一般的な探索方法に対する摂動型カオス」および「直交性を仮定しない座標系に沿う摂動型カオス」の研究の一環として,求解対象の問題を表現する正規直交系が変化しても,力学系が不変であるカオス生成法についての研究をすすめた.区分的滑らかな関数を更新式にもつカオスの最新の研究結果を反映させ,同心超球上の摂動を付加した力学系を提案し,そのカオス性の理論的考察と,問題の表現直交系の変化に対する不変性,分岐図によるストレンジアトラクターの解析を行い,問題表現に対して不変な求解が可能であることを示し,学会で発表した(学会発表3)H30年度以降の計画の「各手法での大域的な探索の強化・調整法の検討」として,SR1法の導入による計算量の軽減やステップ幅や摂動項振幅の適応的選択法,カオス性条件を維持しながら探索領域幅を漸減する方法などを提案しその有用性を検証しており,予定通り進んでいる.H29年度計画の「ベイズ最適化手法を用いた摂動型カオス」についての近似解法の研究結果は,学会誌に掲載された.H30年度以降の計画の「直交性を仮定しない座標系に沿って摂動項を付加する方法」の研究として,(i)摂動項自身を適切に選んだ変数変換を用いて回転させる方法(ii)暫定解を中心とする同心超球上の摂動項を付加する方法を提案し,理論的・実験的な比較の上後者を選択,問題の表現直交系の変化に対する不変性などを確認できており順調に研究を進めている.H30年度に提案した,表現座標に不変な「暫定解を中心とする同心超球上の摂動項を付加する方法」には様々なバリエーションが考えられるため,実際の求解に適用することで,大意的最適化問題に対して最も有効な方法を選択し,従来法との比較を行いその有効性を検証する.また,全最良解を用いて探索領域の限定法なども考慮してさらなる探索能力の向上を目指す.前年度の研究結果をもとに「近似ヘッセ行列を用いた摂動型カオスPQN」の多点探索への拡張研究をさらに行う.「一般的な探索方法に対する摂動型カオス」として一部微分不可能な領域を持つ目的関数に適用可能な摂動型カオス生成法や求解方法との組合わせ,そのベンチマーク問題への適用なども検討する.また,上記のそれぞれのカオス力学系のモデルに合わせて,対応するカオス十分条件やその分岐図についての考察を行う.H29年度計画の「近似ヘッセ行列を用いた摂動型カオス」の「準ニュートン法を用いた方法」として,BFGS公式に基づく準ニュートン法を用いる摂動型カオス力学系(PQN)を提案し,摂動項を用いていてもdamped法を適用することで,正定値性を保持する近似ヘッセ行列を生成できることを示した.また,提案手法を分岐図を用いて解析し,準ニュートン法のスケール変換に対する不変性が反映された求解上の利点を確認.また,提案法のカオス性条件の近似的導出を行い,その条件が目的関数に依存しないことを確認した.さらに,単点探索を用いるカオス的アニーリング法を用いて提案法をベンチマーク問題に適用し,数値実験においてその求解性能が従来の最急降下法を用いる摂動型カオスより優れていることを確認した.この結果を論文誌に投稿し,採録(雑誌論文1).また,近似ヘッセ行列更新法にSR1公式を用いる方法を提案し,計算量が削減できることを示した(学会発表1).H29年度計画「ベイズ最適化手法を用いた摂動型カオスの提案」とH30年度計画の「多点探索法での実装」の研究として,Particle Swarm OptimizationやFirefly algorithmを拡張した「得られた解を局所解にもつガウス関数を用いた仮想関数に対する摂動型カオス近似解法」の改良法を提案,ベンチマーク問題に適用し,その性能が従来のPSO等に比して求解性能が高いことを確認.この結果を論文誌に投稿し,採録された(2018年掲載予定:雑誌論文3).H30年度計画の「一般的な探索方法に適用可能なより柔軟性の高い摂動型カオス」の理論的な研究として,必ずしも降下方向とは限らない更新方向や,変数変換を用いた力学系のカオス条件を,従来示されたものより弱い条件として理論的に示した.この結果を論文誌に投稿し,採録された(雑誌論文

2).H29年度計画の一つである「近似ヘッセ行列を用いた摂動型カオスの提案」の「準ニュートン法」を用いた摂動型カオス力学系として,BFGS,SR1公式に基づく方法の研究は予定通り進んでいる.一方で,「CMA-ESを用いた方法」は,前者に比べ数値実験により計算量がかかることを確認したため,次年度以降は,主に「準ニュートン法を用いる方法」に注力する.もう一方のH29年度計画の「ベイズ最適化手法を用いた摂動型カオスの提案」については,改良近似解法を提案し,多点探索点を用いた方法への拡張なども順調に進めている.H30年度計画の一部である「一般的な探索方法に適用可能なより柔軟性の高い摂動型カオス」のうち,降下方向と限らない更新方向や変数変換を用いた力学系のカオス十分条件の導出については前倒しで研究を進めている.これらの結果より,概ね順調に進展しているといえる.H29年度の研究で得られた「BFGS公式に基づく近似ヘッセ行列を用いた摂動型カオスPQN」の計算量軽減のため,近年研究されているSR1公式を導入したPQNを提案し,提案法により正定値近似ヘッセ行列が生成されることや,カオス性条件の目的関数に対する独立性,スケール変換に対する不変性を確認,また,分岐図によるストレンジアトラクタのサイズの解析を行った.さらに,実際の数値実験を通じて,求解能力を維持しつつ計算量が削減可能なことを確認した.その結果を学会で発表(学会発表1, 2).さらに「多点探索」への拡張のため,探索で得られた最良解の共有方法について,単純な線形和による更新式の拡張が効率的であることを確認.提案力学系の求解時の調整法として,点列の更新時のステップ幅や摂動項の振幅を適応的に定める方法を提案,さらに,従来は探索初期にカオス的に多様な探索を行い,終盤に降下法を行うことで多様性と集中化のバランスを調整していたものを,常にカオス的な探索を行いつつストレンジアトラクタのサイズを調整し探索のバランスをとる方法を提案し,パラメータ調整を簡単化した.H30年度計画の「一般的な探索方法に対する摂動型カオス」および「直交性を仮定しない座標系に沿う摂動型カオス」の研究の一環として,求解対象の問題を表現する正規直交系が変化しても,力学系が不変であるカオス生成法についての研究をすすめた.区分的滑らかな関数を更新式にもつカオスの最新の研究結果を反映させ,同心超球上の摂動を付加した力学系を提案し,そのカオス性の理論的考察と,問題の表現直交系の変化に対する不変性,分岐図によるストレンジアトラクターの解析を行い,問題表現に対して不変な求解が可能であることを示し,学会で発表した(学会発表3)H30年度以降の計画の「各手法での大域的な探索の強化・調整法の検討」として,SR1法の導入による計算量の軽減やステップ幅や摂動項振幅の適応的選択法,カオス性条件を維持しながら探索領域幅を漸減する方法などを提案しその有用性を検証しており,予定通り進んでいる.H29年度計画の「ベイズ最適化手法を用いた摂動型カオス」についての近似解法の研究結果は,学会誌に掲載された.H30年度以降の計画の「直交性を仮定しない座標系に沿って摂動項を付加する方法」の研究として,(i)摂動項自身を適切に選んだ変数変換を用いて回転させる方法(ii)暫定解を中心とする同心超球上の摂動項を付加する方法を提案し,理論的・実験的な比較の上後者を選択,問題の表現直交系の変化に対する不変性などを確認できており順調に研究を進めている.H29年度に提案した「準ニュートン法を用いる摂動型カオス力学系」や「得られた解を局所解にもつガウス関数を用いた仮想関数に対する摂動型カオス」に対して計画通り「各手法での大域的な探索の強化・調整法の検討」やその性能評価などを行う.
ウル大陸における始生代沈み込み帯の広がりとその特徴

今から25億年以上前に存在した,地球上で最も古い集合大陸であるウル(Ur)大陸は,現在のKaapvaal,Napier,Dharwar,Bhandara,Singhbhum,PiIbaraなどの始生代クラトンから構成されたと考えられている。特に,3025億年前の地殻で構成された東Dharwarクラトンは,ウル大陸中央部における沈み込み帯の広がりおよびその特徴を解明する上で重要な地域である。本年は,この地域から採取した中性塩基性岩脈および酸性深成岩類について,岩石記載および化学分析行い,特に,酸性深成岩における東西方向の元素組成および同位体組成の変化を明らかにした。この変化は沈み込み帯の活動のみでは説明が付かず,マントルプリュームの上昇などのプロセスも関与している可能性が明らかになった。また,ウル大陸全体の特徴を明らかにするために,KaapvaaIおよびSinghbhumクラトンに産する堆積成および火成変成岩類を入手し,Dhawarクラトンとの対比が可能かどうか検討も行った。その結果,特に,Singhbhumクラトンの火成変成岩類は島弧に特徴的な地球化学的性質を持つことが明らかとなった。また,Nd同位体分析の結果は,これら岩石が,東Dhawarクラトンの付加年代より古い,始生代中期(3531億年前)のNdモデル年代を持つことを明らかにした。現在の沈み込み帯の活動範囲を考慮すれば,Ur大陸全域で同時に沈み込み帯の活動があったとは考えにくく,この年代の相違はUr大陸における沈み込み帯の活動域の変化を示していると考えられる。今後の更なる詳細な研究は必要ではあるが,本研究により,始生代中期から原生代にかけた,Ur大陸の中心部における,活動プロセスの概要が明らかになった。3025億年前の地殻で構城された東ダルワールクラトンは,3327億年前の地殻から構成された西ダルワールクラトンに付加したものと考えられており,ウル大陸中央部における沈み込み帯の広がりおよびその特徴を解明する上で重要な地域である.東ダルワールクラトンは,少量の緑色岩類を伴い,沈み込み帯に関連する噴出岩類が存在する.しかしながら,東ダルワールクラトンの大部分を占める,花崗岩,トーナル岩質・トロニエム岩質花崗岩類(TTG)などの,酸性深成岩類と沈み込み帯との関連性は直接明らかにされておらず,沈み込み帯の広がりやその特徴について,未解明な問題が多い.東ダルワールクラトンの酸性深成岩類には,形成とほぼ同時期に貫入した中性塩基性岩脈が存在し,これら岩脈と酸性深成岩類の,Sr,Nd,Pb同位体比および微量元素組成データは,上記の問題解明には必要不可欠である.本年度は,西ダルワールクラトン東部に沿った,東ダルワールクラトン内,南北500Km,東西300Kmの範囲において酸性深成岩類に貫入する中性塩基性岩脈の調査および試料採取を行った.調査範囲西部は,Closepet花崗岩が,東部にはTTGが分布している,また,地殻形成深度は調査範囲の北部から南部にかけて深くなり,垂直距離で10-13kmの深度差がある.このため,南北方向1セクション,東西方向2セクション(北部セクション,南部セクション)を決定し均等な試料採集を行った.調査範囲ほぼ全域において,花崗岩あるいはTTGに貫入する,斑レイ岩質,ドレライト質,閃緑岩質,ランプロファイヤー質岩脈が確認された.岩脈は幅数10センチ規模のものから数10メートル規模のものまで多様である.岩脈の多くは,シンプルトニック岩脈状の産状であることから,非貫入岩体固結時期と同時に貫入したものと考えられる.試料採取は65地点,122試料の採取を行い,日本への運送が完了した.現在,採取試料の整理および記載が進行中である.3025億年前の地殻で構成された東ダルワールクラトンは,3327億年前の地殻から構成された西ダルワールクラトンに付加したものと考えられており,ウル大陸中央部における沈み込み帯の広がりおよびその特徴を解明する上で重要な地域である.昨年,西ダルワールクラトン東部に沿った,東ダルワールクラトン内,南北500Km,東西300Km範囲の南北方向1セクション,東西方向2セクションにおいて,酸性深成岩類,中性塩基性岩脈および堆積性変成岩類の試料採取を行った.本年度は,これら採取試料を採取セクションごとに整理分類を行い,岩石記載および鉱物化学組成分析用の研磨薄片の作製などを行った.岩石記載の結果,特に北部セクションの塩基性岩脈の多くには,岩脈内に超塩基性岩の小片がさらに含まれていることが明らかになった.これらの超塩基性岩を詳細に研究することにより,東ダルワールクラトン下のマントルの情報をより直接的に得られる可能性が高まった.また,中性塩基性岩脈の中には,堆積性変成岩類をブロック状に取り込んでいるものも存在するため,堆積性変成岩類の変成年代は,酸性深成岩類および中性塩基性岩脈の貫入時期を明らかにするための基本データとなりえる.そこで,堆積性変成岩類の構成鉱物について鉱物分離を行い,Sm-Nd鉱物アイソクロン法による年代測定を行った.その結果,ほぼ2625億年の変成年代を持つことが明らかになり,酸性深成岩類および塩基性中性岩脈の活動と密接な関係が期待されることが分かった.

現在,中性塩基性岩脈および酸性深成岩類についても,岩石記載および化学分析が進行中である.今から25億年以上前に存在した,地球上で最も古い集合大陸であるウル(Ur)大陸は,現在のKaapvaal,Napier,Dharwar,Bhandara,Singhbhum,PiIbaraなどの始生代クラトンから構成されたと考えられている。特に,3025億年前の地殻で構成された東Dharwarクラトンは,ウル大陸中央部における沈み込み帯の広がりおよびその特徴を解明する上で重要な地域である。本年は,この地域から採取した中性塩基性岩脈および酸性深成岩類について,岩石記載および化学分析行い,特に,酸性深成岩における東西方向の元素組成および同位体組成の変化を明らかにした。この変化は沈み込み帯の活動のみでは説明が付かず,マントルプリュームの上昇などのプロセスも関与している可能性が明らかになった。また,ウル大陸全体の特徴を明らかにするために,KaapvaaIおよびSinghbhumクラトンに産する堆積成および火成変成岩類を入手し,Dhawarクラトンとの対比が可能かどうか検討も行った。その結果,特に,Singhbhumクラトンの火成変成岩類は島弧に特徴的な地球化学的性質を持つことが明らかとなった。また,Nd同位体分析の結果は,これら岩石が,東Dhawarクラトンの付加年代より古い,始生代中期(3531億年前)のNdモデル年代を持つことを明らかにした。現在の沈み込み帯の活動範囲を考慮すれば,Ur大陸全域で同時に沈み込み帯の活動があったとは考えにくく,この年代の相違はUr大陸における沈み込み帯の活動域の変化を示していると考えられる。今後の更なる詳細な研究は必要ではあるが,本研究により,始生代中期から原生代にかけた,Ur大陸の中心部における,活動プロセスの概要が明らかになった。
触覚通信の基盤：通信環境が多次元触感に及ぼす影響の分析と設計手法の提案

高周波成分を含む振動触覚情報を遠隔伝送しロボットの遠隔作業・操縦を支援するため,本研究課題では,計測振動および劣化振動の関係を定量化し,遠隔伝送に適用可能な振動情報の変調手法を構築した.初年度は,衝突などによって発生する非周期的な振動を対象に,衝突振動を表現するパラメータである減衰係数の丁度可知差異を調査した.次年度は,摩擦などによって発生する周期的な振動としてAM変調波を用いて,生振動と劣化振動の知覚的な等価度合を評価した.その結果,生振動のエンベロープ周期の1/5以上の解像度を保持した劣化振動であれば,知覚的な差異は生じないことが示された.ロボットの遠隔作業・操縦の支援を目的として触覚情報の伝送技術に関する研究が数多く報告されており,近年では高周波成分を含む振動情報を呈示する技術が注目されている.高周波振動情報を含む触覚情報の遠隔通信において,通信環境(遅延やパケット損失)による多様な触感への影響を定量化するとともに,触感を補償・向上するための信号処理特性(通過・除去周波数等)を特定することが重要な課題となる.本課題では,遅延や欠損の影響が大きい,非定周期かつ高周波成分を含む衝突振動を対象に,心理物理実験および多変量解析的手法を用いて,計測振動および遅延・欠損による劣化振動の関係を主観的な高次元空間上で定量化することを試みる.そして,複数の信号処理手法の影響を多次元空間内での座標変化から捕捉することで,触感の劣化補償・質的操作に効果を発揮する信号処理特性を探索する.今年度は,高周波振動情報として,遅延や欠損の影響が大きく非定周期な衝突振動に着目し,3種の素材に対する衝突振動を計測するとともに,通信帯域の影響としてサンプリング周波数が異なる劣化振動3種を作成し,多次元触感空間上でその関係を調査した.刺激の同定課題より刺激間の知覚的距離を算出し,得られた知覚的距離に対し多次元尺度構成法を適用することで,多次元触感空間を構築した.また,主観的な評価を併せて行うことで,主観評価軸との幾何的関係から,触感空間における刺激の分布および変容の理解した.その結果,情報の劣化が主観評価に与える影響を明らかにし,通信環境と触感の多様な関係の一端を示した.衝突振動の知覚においてはサンプリング周波数の影響が大きい.これは,サンプリング周波数の違いによって内部周波数だけでなく減衰率が大きく変化してしまうためだと思われるが,衝突振動知覚において,減衰率や内部周波数の知覚への影響は十分に調査されていない.そこで,より詳細な調査を実現するため,高周波な振動を安定して呈示可能な実験装置が必要となる.ロボットの遠隔作業・操縦の支援を目的として,触覚情報の伝送技術に関する研究報告が数多く報告されている.さらに近年では,高周波な成分を含む振動触覚情報を伝送する技術が注目されている.本研究課題では,心理物理実験および多変量解析的手法を用いて,計測振動および劣化振動の関係を定量化し,遠隔伝送に適用可能な振動情報の変調手法を構築する.本年度は,昨年度に対象とした非周期的な衝突振動ではなく,高周波成分を含む周期的な振動情報を対象とした.具体的には,キャリア周波数を300600[Hz]とするAM変調波を用いて,生振動と劣化振動の知覚的な等価度合を評価することで,振動波形のいかなる成分が知覚的差異につながるのかを調査した.劣化振動は,生振動のエンベロープ波形に比べ低い時間解像度となるエンベロープ波形を有する振動であり,時間的に分割される各区間における振動のエネルギは生振動のエネルギと等しくなるようにエンベロープの振幅を変調した.調査の結果,生振動のエンベロープ周期の1/5以上の解像度を保持した劣化振動であれば,劣化振動のエンベロープ波形が生波形のエンベロープ波形に比べ低解像であっても,知覚的な差異は生じないことが示された.以上の成果は,高周波振動情報を遠隔伝送する際に,知覚的な等価性を維持しつつも伝送する情報量を削減することを可能にする成果であり,触覚技術に関する国際会議での発表が決定している.また,高周波振動情報の変調手法を用いたロボットの遠隔操縦システムの構築も行った.今後は構築したシステムが操縦支援に及ぼす影響を定量的に評価する計画である.高周波成分を含む振動触覚情報を遠隔伝送しロボットの遠隔作業・操縦を支援するため,本研究課題では,計測振動および劣化振動の関係を定量化し,遠隔伝送に適用可能な振動情報の変調手法を構築した.初年度は,衝突などによって発生する非周期的な振動を対象に,衝突振動を表現するパラメータである減衰係数の丁度可知差異を調査した.次年度は,摩擦などによって発生する周期的な振動としてAM変調波を用いて,生振動と劣化振動の知覚的な等価度合を評価した.その結果,生振動のエンベロープ周期の1/5以上の解像度を保持した劣化振動であれば,知覚的な差異は生じないことが示された.高周波な振動情報において,減衰率や周波数の知覚への影響をより詳細に調査するため,現在,高周波な振動を安定して呈示可能な実験環境を構築している.今後は,開発した装置を用いて心理物理実験を行うことで,より詳細な知覚空間を構築し,その知覚空間上で,振動情報と知覚の関係を分析することで,触覚情報の通信に必要となる環境条件を調査する.ハプティクス衝突振動において,サンプリング周波数の違いによって内部周波数だけでなく減衰率が大きく変化し,その結果,知覚も大きく影響受けることが考えられるが,その関係は十分に調査されていない.

そこで,より詳細な調査を実現するため,高精細かつ高周波な振動情報を呈示可能な実験環境の構築が先決となったため,周波数特性分析器の購入を先送りとした.高周波な振動を安定して呈示可能な実験環境を構築している.今後は,高周波振動を安定して生成可能なピエゾ素子を用いた振動アクチュエータおよび専用のチャージアンプを購入する.そして,開発した装置を用いて心理物理実験を行う.心理物理実験の実施にあたっては,公募による大規模な実験を実施予定であり,その際には謝金を支払うことを想定している.
本邦の診療事情に合わせた支持的抗菌薬管理プログラムの有用性と経済性の検討

感染制御活動のための人員が限られた施設でも可能な感染制御活動の効果を検証する目的で、特定抗菌薬使用に伴いカルテに簡単な書き込みを行い、その後の抗菌薬の使用量や多剤耐性菌の検出に対する影響を検討した。その結果大きな変化はなかったものの、介入開始後に一時的に特定抗菌薬の使用量や多剤耐性菌検出が減少する傾向が認められた。これらの結果から、簡便な方法であっても医師の抗菌薬適正使用に一時的には影響を与えうるとともに、感染制御活動に関する新たな試みを断続的に反復することによって、医師の関心や意識を高め、より効果的な医療関連感染制御活動として機能する可能性が示唆された。研究計画調書に基づき、当院内において支持的antimicrobial stewardship(ASP)を実施するための研究計画書を作成した。その中で、支持的ASPの注意喚起通知の文面を確定し、ひな形用のフォルダを電子カルテ内に作成した。支持的ASPの対象とする診療科を選定し、研究全体の中で注意喚起通知等を行うスケジュールを具体化した。本学医学部倫理審査委員会に、被験者が存在しない臨床研究として研究計画の申請を行い、研究実施が承認された(2013年7月)。並行して院内の耐性菌検出状況の調査を継続するとともに、病院集計資料より公表される対象診療科の入院患者数、診療請求金額のベースラインデータの収集を開始し、整理を行った。6か月のベースラインデータ収集の完了の後、2013年11月より、第一クールの二つのパターンの介入を5診療科対象に開始した。さらに、2014年3月に米国Harvard大学より感染症専門医であるJ.Katz医師が来日し、当院における感染対策ラウンドおよびミーティングに参加し意見交換を行った。その中で、本研究におけるASPの手法について提示し、議論を行ったところ、現実的で有効性が期待できる方法であり、その成果が注目されるとの意見を得ることができた。また感染制御上の重要な情報であるantibiogramについて、米国および当院の情報をお互いに提示して公開セミナーを実施した。当院では米国と比較してバンコマイシン耐性や高度耐性を呈する菌の検出頻度は低いが、カルバペネム系薬に対する全般的感受性が低下している傾向が示唆され、本研究で用いるASPの意義を検証することは重要であることを再確認した。研究計画調書に基づき、引き続き支持的antimicrobial stewardship(ASP)を実施継続した。具体的には週に1ないし2回のペースで、感染対策管理システムを用いて院内の抗菌薬使用状況を集計し、薬剤別の開始および継続状況の一覧を作成した。この一覧から介入対象となる臨床使用を抽出し、ひな形に則ったカルテ内の書き込みを感染制御部名で実施した。2014年5月からは新たな介入パターン(パターン1は抗MRSA薬開始時およびカルバペネム系薬開始時に注意喚起の書き込み、パターン2はそれぞれの薬剤開始14日目に注意喚起の書き込み)に切り替えて実施した。11月からはさらに介入パターンを切り替え(パターン1とパターン2を入れ替え)、介入を継続した病院運営会議で公表される診療科別の月別稼働額データの蓄積を継続した。定期的な感染制御部でのミーティングを継続し、検査部から提供される各種薬剤耐性菌検出状況のデータの蓄積を並行し、週別、診療科別、菌種別に分類し、集計を継続した。各データを整理して保管し、介入状況と各データが随時照合可能となるように調整を行った。2015年2月の日本環境感染学会に参加し、本研究における最初の介入パターンまでのデータを集計した結果を第一報としてポスター発表を行い、国内の実務者や専門家との意見交換を行った。この時点での結果では、介入による即時的な影響は明らかではなかった。考察として、診療科によっては今回の介入の対象となるような抗菌薬使用が少ないこともあり、即時的な効果としては認識しづらい点が考えられ、引き続きデータを集積して長期的な視野で検討する必要性が考えられた。書き込み介入を行った診療科ごとに、多剤耐性菌の新規検出件数、入院診療稼働額を月ごとに集計しグラフ化した。書き込み介入の実施にあたっては感染管理対策システムからプリントアウトした患者リストを用い、記録を残して後ろ向きに確認可能とした。その結果、書き込みパターンを変更した直後の月で、耐性菌検出がわずかに落ち込む傾向が認められた。特に、書き込み介入が多い診療科で大きく変動する傾向があり、単純なカルテへの書き込みのみによっても多剤耐性菌検出に影響を与えうる可能性が示唆された。すなわち、軽微であっても新たな試みを行うことは感染制御活動における注意喚起としての効果は期待できると推測された。しかしながら長期的効果には乏しく、随時新たな取り組みを行うことこそが有効と思われた。以上の結果と考察について、日本環境感染学会総会で発表し議論を行った。本研究実施に際して協力を行う病院感染制御部員も同学会に参加し、議論内容の聴取や情報収集を行った。また、日本感染症学会東日本地方会総会ではデータの公開は行わなかったが、他の参加者との議論や類似研究内容を調査することにより、本研究実施のための情報取集を行った。