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養護診断の体系化に関する基礎的研究－養護診断枠組みの定義及び分類の検討

養護診断とは、養護教諭が対応するべき児童生徒の健康課題を決定する行為である。科学的な根拠に基づき診断され、解決のための効果的な支援が決定されることが望ましいが、近年増加した児童生徒の健康課題の多くは、医学診断のようにコンセンサスの得られた名称が付けられておらず、それが養護診断の開発と体系化を遅らせてきた。そこで本研究では、全国の小・中・高等学校の1/10にあたる3800校を無作為抽出し、そこに勤務する養護教諭を対象に児童生徒の心身の健康問題とその出現率について調査を行った。調査で明らかになった健康課題87項目は、デルファイ法にて養護診断名と定義を決定し、それを基に養護診断の枠組みを提案した。平成24年度の研究計画に従い実施した具体的な研究内容と研究成果を以下に報告する。【平成24年度の研究内容】平成23年度に行った養護教諭対象の調査(全国の小・中高等学校の総数の1/10にあたる学校を無作為抽出して行った)から明らかになった養護教諭が認識し対応すべき子どもの心身の健康状態について、養護診断名と養護診断の定義を決定した。具体的な作業としては、全国調査の結果を集計し、心身の健康問題と認められた子どもの現象に対し、研究代表者が自由記述等の意見を参考に子どもの状態を表すに適切な養護診断名と養護診断定義の原案を作成した。研究組織に原案を提示し、デルファイ法を用い、養護診断名と定義について研究グループの意見が収束するまで覆面での反復調査を行った。その結果収束した健康課題については、研究グループ全体で分類し、養護診断枠組みを決定した。【平成24年度の研究成果】平成23年度調査から明らかになった子どもの状態を養護診断定義とし、それを表す名前として相応しいと考える養護診断名を付けたたことで、従来は漠然としており、養護教諭それぞれに認識し対応していた子どもの健康課題について共通の認識が持てるようになった。このことは、子どもの健康課題の早期発見と事例の集積(効果的な対応など)を容易にするため養護診断学構築に果たす役割は大きいと考える。児童生徒の健康課題は、身体疾患だけでなく発育発達に関する課題、家族関係に由来する問題、学校という場や環境だからこそ起こる心理・社会的な問題など多岐にわたり、近年では人格形成にも影響を及ぼす深刻なものが増加するなど学校保健上解決すべき重要課題である。この様な課題の多くは、過去には顕在化しておらず、医学・心理学上の問題としてあまり認識されてこなかったため未だコンセンサスが得られた名称がつけられていない。そのため多くの養護教諭が解決すべき健康課題と認識しながらも、早期発見のためのアセスメントや解決の方途については科学的な視点での探究と体系化がなされていない。そこで本研究では、既に養護教諭が認識し、健康課題として対応している児童生徒の現象を全て明らかにし、その現象に名称や定義をつけ、今後開発(診断指標や対応方法)が期待される養護診断として提案するとともに、体系化と診断開発促進を目指し診断枠組みを提示することとした。初年度(平成23年度)は、全国学校総覧掲載の小・中・高等学校からエクセル関数を使用し無作為抽出した全国の1/10校にあたる3800校に勤務する養護教諭を対象に調査を行った。その結果、養護教諭が既に対応しており、対応することは養護教諭の職務であると認識している子どもの健康課題を明らかにした。次年度(平成24年度)は、抽出された健康課題について関連要因や概知の知見を参考にデルファイ法を用いて分類し、診断枠組みの作成と養護診断名と定義を決定した。最終年度(平成25年度)は、全国調査にて新たに提案された養護診断の出現頻度を調査することと養護診断に加えるかどうかを決定するために再度全国の養護教諭に調査を行った。3年間の研究成果として、学校で対応するべき67の養護診断と定義、養護診断枠組みを決定し、提案すると共に、各養護診断の校種(発達段階)別の出現頻度を明らかにすることができた。平成23年度の研究計画に従い、児童生徒の健康課題について明らかにした。以下、研究のプロセスと平成23年度の成果について報告する。【研究のプロセス】先行研究で明らかになった児童生徒の健康課題についてリストアップしたものを研究組織で再度検討し調査表(試作版)の作成を行った。それを平均経験年数29年の経験豊富な現職養護教諭を対象にプレテストを行った。その結果、わかりにくい表現等を改め、かつ新たに提案された健康課題を加えて調査用紙を作成した。本調査は、平成23年度版全国学校総覧に掲載された小・中・高等学校総数の1/10(3800校)をエクセル関数を利用し無作為抽出し、抽出された各学校の養護教諭対象に郵送調査を行った。

調査は、提示した子どもの状態(健康課題)を、養護教諭がどの程度実在すると認識しているか、またそのような子どもに対応することを養護教諭の職務範囲と認識しているかを明らかにすることを目的に行った。調査は、平成23年11月から12月の1ヶ月間で実施し、12月20日を期限とし1601件の回答を得た。そのうち、1581件(42%)を有効回答とし分析を行った。【平成23年度の成果】全国調査から、近年の児童生徒の健康課題(養護教諭が認識するこどもの状態)が明らかになった。具体的には、子どもの健康課題は、(1)出現する頻度が発達段階によらないもの(高頻度・中頻度・低頻度に分けられる)、(2)発達段階によって出現頻度が明らかに異なるもの、に区別されること、さらに、(3)児童生徒の健康課題について養護教諭が対応すべきと考える健康課題(対応するべき・対応する必要がない・わからない)について分けることができた。また、自由記述から提示したもの以外の健康課題と認められる子どもの状態や現象について示唆を得ることができた。以上は、現職養護教諭会員が最多の第9回日本健康相談活動学会にて口頭発表を行った。以下に示す平成24年度の研究計画については、予定どおり全て実施できた。【平成24年度の研究計画】1平成23年度に行った調査の自由記述の分析2養護診断名及び養護診断定義の決定3養護診断の分類と養護診断枠組みの検討平成23年度に計画した課題については、予備調査及び本調査においても計画通りにすすめられ、回収率も目標をおおむね達成できた。また、全国調査で協力の得られた養護教諭の年齢及び勤務校種のバランスも良く、現在養護教諭が認識する子どもの健康課題の大半が把握できたものと考えられる。さらに、当初予定していなかった、子ども健康課題の「発達段階別の出現頻度」が明らかにできことは計画以上の成果が得られたと考えられる。これまでの研究は心身の健康課題と認識される子どもの現象(状態)を明らかにし、今後開発が期待される養護診断として養護診断名と定義を決定した。今後は、養護診断開発を発展させるために多くの人に養護診断開発に参加してもらう必要がある。そのため、最終年度は、養護診断開発の必要性と本研究で明らかにした「開発の期待される養護診断」について広報を行う。また、多くの人に養護診断開発に参加してもらうために、開発の方途を具体的に示す必要がある。そこで、ひな形として1つの養護診断を開発し提案する。提案された養護診断の妥当性や信頼性の検証を行い、養護診断として決定する。【平成24年度】養護診断の分類を行い養護診断枠組みを決定し、養護診断開発研究会のホームページに掲載する養護診断名及び養護診断の定義の検討を行う。方法は、児童生徒の心身の健康課題(子どもの状態)について、平成23年度に行った全国調査をもとに研究組織内でデルファイ法により検討する。さらに平成25年度に行う、調査の準備をすすめる。【平成25年度】提案した養護診断(案)のいくつかの診断指標の開発、妥当性の検証を行う。また、このプロセスを広報し、養護診断開発の方途の提案と今後開発が期待される養護診断を提案する。【平成25年度】■1.調査費用(郵送・葉書等通信費等)300,000円
脊椎動物の季節適応機構の解明

動物は日照時間(日長)や温度を感知して、様々な生理機能や行動をダイナミックに変化させることで、環境の季節変化に巧みに適応している。本研究では洗練された季節適応能力を有し、生息地域の緯度に応じて遺伝的に異なる季節適応戦略を身に着けたメダカをモデルとして、この謎を解明する。既に高緯度のメダカは繁殖を開始する際に、低緯度のものより長い日長と高い水温を必要とすることを見出し、遺伝解析を完了している。そこで動物が日長と温度を測定し、季節の変化に巧みに適応する仕組みを解明する。また自然条件下で飼育したメダカの網羅的遺伝子発現地図を作成し、動物の季節適応戦略の分子基盤を明らかにする。メダカ自然集団を用いて、環境応答遺伝子やそのネットワークを解明する研究である。繁殖へとシフトする臨界日長、臨界温度を感受・規定する候補遺伝子を、季節変動の異なる集団間の遺伝的交配による量的形質遺伝子座(QTL)解析等で同定・解析するとともに、季節適応による年周期リズムを動かす機構を、遺伝子発現レベルでのパスウェイやエピゲノム動態などを中心に解析を進める計画である。地球上の生物にとって年周リズムは生存のために重要であり、その機構を理解する意義は大きい。本研究に先立ち、日本固有の各地のメダカの集団を用いて、季節に応答する仕組みや、体内に潜む年周リズムを刻む振動メカニズムに対する研究を進め、重要な知見を得つつある。本研究を継続することで、脊椎動物における季節変動リズムを刻むメカニズムの解明が期待される。
遺伝子改変マウスを用いた網膜神経回路網形成と領域特異的中枢投射の分子機構の研究

受容体型タンパク質チロシンフォスファターゼζ/βノックアウトマウスを用いて網膜神経節細胞の軸索投射形成と視覚機能の解析を行った。免疫組織化学研究から、同分子は哺乳動物網膜においては、網膜神経節細胞の軸索およびON型双極細胞に強く発現していることがわかった。同分子は、関連研究から中枢神経系における軸索投射形成に関わっていることがこれまで示唆されている。そのため、同マウスを用いて、昨年度は網膜神経節細胞の軸索の上丘における投射特に同側性投射について調べた。しかし、特段の異常は認められなかった。本年度は、ON型双極細胞において発現している同分子の機能的意義を中心に調べた。ON型双極細胞は視覚機能として光の点灯を検出している。私は、同分子がGIT1と相互作用するという本研究室における最近の知見に基づき、同分子がON型双極細胞における代謝型グルタミン酸受容体6型->Gαo->膜電位の脱分極のシグナルカスケードに重要な役割を果たしているという仮説を立てた。この仮説を検証すべく、同ノックアウトマウスを用いて暗所視および明所視網膜電図の記録を行った。しかし、野生型マウスとの間に特筆される異常は認められなかった。よって、本研究では、同分子が同シグナルカスケードにおいて重要な役割を果たしているという証拠を挙げることはできなかった。昨年度、私は同ノックアウトマウスの概日リズムの光同調は、野生型マウスに比べ悪いという行動学的異常を見いだしている。ところで、概日リズムの光同調は、哺乳動物網膜においてON型双極細胞の大部分を構成する桿体双極細胞からメラノプシン含有網膜神経節細胞へのグルタミン酸による神経伝達が重要な役割を果たしていることが知られている。これらの知見から、同分子は両細胞のシナプス間におけるON型双極細胞のグルタミン放出機構に関わっている可能性が推察される。今後の研究の進展が望まれる。本年度、研究計画に基づきリガンドが網膜の領域特異的に発現することがわかっている受容体型蛋白チロシンフォスファターゼζ/βの視神経の領域特異的投射と網膜の神経回路網形成への関与について、同分子を欠失させた遺伝子改変マウスを用いて受領者は検討を行った。その結果、視神経の領域特異的投射には特段の関与は認められなかったものの、網膜において暗所視にかかわる神経回路網の機能に異常が認められることがわかった。具体的には、同マウスは杆体双極細胞においてプロテインキナーゼのリン酸化を介した軸索終末部からのグルタミン酸の放出の調節機能に障害をもっていた。結果として明所視から暗所視への網膜内での回路の切り替えに支障を来していた。実際、行動学的に夜盲様の症状を示していることを現在確認している。今後、網膜の神経回路網における明所視から暗所視の切り替えの異常について電気生理学的に詳細に調べていくとともに受容体型蛋白チロシンフォスファターゼζ/βがどのようなシグナル伝達系を経てプロテインキナーゼのリン酸化を調節しているのか分子生物学的な検討を行っていく。これまで受容体型蛋白チロシンフォスファターゼζ/βのようなプロテオグリカンが網膜の神経回路の機能調節に直接関わっているという報告はなく全く新しい知見である。しかも、明所視から暗所視への網膜内での回路の切り替えという網膜の神経回路の最も重要で複雑なメカニズムの一つにプロテオグリカンが大きく関わっているという発見は非常に重要である。なお、受領者は、本年度海外学術雑誌1報、国内学術雑誌2報、著書2章および学会発表10件(招待講演6件)と精力的に研究結果の対外的発表を行った。また、これまでの受領者の研究成果が米国で高く評価され、米国の紳士芳名録・Marquis Who's Who in America 58th Ed.(2004年)に受領者の略歴と研究業績が紹介された。

ところで、概日リズムの光同調は、哺乳動物網膜においてON型双極細胞の大部分を構成する桿体双極細胞からメラノプシン含有網膜神経節細胞へのグルタミン酸による神経伝達が重要な役割を果たしていることが知られている。これらの知見から、同分子は両細胞のシナプス間におけるON型双極細胞のグルタミン放出機構に関わっている可能性が推察される。今後の研究の進展が望まれる。
ジョン・デューイの「教育の公共性」に関する教育政治学的研究

・本年度は「大衆社会における公衆とその教育」を研究テーマとして、J・デューイとW・リップマンとの政治教育論に取り組んだ。両者の政治教育論についてはこれまでにも個別に研究を行ってきたが、今回比較を通じて両者の政治教育論の共通性と異質性を明らかにすることができた。両者の関係については、従来「エリート論者=リップマン」対「民主主義者=デューイ」という対立によって論じられてきたが、本研究を通じてそうした対比が妥当ではなく、むしろ両者の政治教育論に注目するとその共通性が顕著になることを明らかにした。その研究成果は、日本政治学会での研究報告(「公衆」の政治教育の可能性についてー「リップマンーデューイ論争」再考」日本政治学会、2018年10月14日)や、その論稿を収録した共著(「リップマンーデューイ論争」再考ー「公衆」の政治教育をめぐる対話について」関口正司編『政治リテラシーを考えるー市民教育の政治思想』風行社、2019年)として結実した。・またこれと並行して、2019年度の研究計画としていたシティズンシップ教育論について、とりわけJ・デューイとC.E.メリアムとの比較研究を前倒しして取り組むことができた。アメリカ政治学の父とされるメリアムが、デューイ同様に「民主主義」と「専門知」との結合において政治教育の重要性を説いていたことを、論稿「「政治の科学」と「政治教育」のあいだーチャールズ・E・メリアムの「市民教育」論について」(『宮城教育大学紀要』第53巻、2018年)を通じて明らかにした。・2018年度の計画として予定していた「大衆社会における公衆とその教育」について、研究報告と論稿(共著出版)という形で研究成果を形にすることができた。またさらに2019年度の計画としていたシティズンシップ教育論について、これまでの研究を踏まえた上で、デューイと比較考察を行うメリアムの政治教育論について研究を深めることができた。以上から、おおむね順調に推移していると言える。・当初の2019年度の計画に従って、デューイのシティズンシップ教育論について研究を行う予定であるが、その内実を政治学者メリアムとの比較を通じて明らかにする。両者はともに、民主主義と専門知との融合を目指す「進歩主義」progressivismの立場から、新たな政治教育のあり方を模索したが、両者の比較はこれまでの先行研究では行われてこなかった。本年度の研究では、この教育-政治学の空白を埋める取り組みを行う。最終的にこの論点に関する研究論文を執筆し公開する予定である。当初予定していた学会参加を見合わせたことなどから残額が13,499円生じた。次年度において消耗品費として使用する予定。
電気生理学的機能解析を用いた早期再分極症候群の病態解明と有効な治療法の探索

早期再分極症候群(ERS)は若年性心臓突然死の原因となる悪性の疾患であり、比較的新しい疾患概念である。遺伝性があり、一部は遺伝子変異による心筋イオンチャネルの異常が原因と報告されているが、病因や病態は未だ解明されていない。これまで原因不明の致死性不整脈と診断されていた患者群において、臨床情報を再評価して診断を改め、網羅的に心筋イオンチャネルなどの遺伝子異常を検索する。そして、同定された遺伝子異常が、心筋細胞においてどのような機能異常を引き起こすのか実験によって明らかにする。さらに、その機能異常を正常化させる効果的な治療薬を探索し、ERSの治療薬確立を目指す。
リラクセーション外来における心身の調和を促すための看護介入の効果に関する研究

本研究の目的は、リラクセーション外来(以下、R外来)受診者に対しリラクセーション技法(主に呼吸法、漸進的筋弛緩法、自律訓練法、誘導イメージ法)の指導を行い、継続的看護介入の効果を検証することである。研究デザインは、前後比較による介入研究(アクションリサーチ)である。初年度は、R外来受診者48名に対し、生理学的指標として血圧、脈拍数、皮膚電気抵抗(以下GSR)を用い、心理精神的指標として主観的ストレス度、主観的リラックス度を用い評価した。測定用具について受診者への測定に対する負担、得られるデータの信頼性および妥当性を再検討した。その結果、本年度は生理的指標については、引き続き行うこととし、主観的ストレス度(全10項目、高得点はより強いストレス状態)、主観的リラックス度(全6項目、高得点はよりリラックスしている状態)について項目の質問内容と評価法を改訂した。本年度のR外来受診者のリラクセーション技法実施前後の比較を行った結果、実施後の収縮期血圧が有意に低下し(p<0.001)、脈拍数は低下する傾向がみられた(p=0.089)。主観的リラックス度得点は実施後に有意な上昇が認められた(p<0.001)。また、継続指導の効果を検討する目的で受診回数と各変数の相関関係を検討した結果、実施前後の血圧と主観的リラックス度得点、および主観的ストレス度で受診回数との相関が認められ、繰り返し受診することでリラックス感が高まり、ストレス反応が減弱されていることが推測された。GSRは、波形振幅は初回では変動し安定しなかったが、受診4回目では安定がみられた。リラクセーション技法の継続的実施によりリラックス反応が高まり、自身で心身調和を図るセルフコントロール習得に効果がある可能性が示唆された。看護相談外来として、群馬大学医学部附属病院総合診療部内に、週1回のリラクセーション外来(以下R外来)を開設し、保険診療外の有料サービスを行った。内容はリラクセーション法の指導・緩和ケアとしてのリラクセーションマッサージ及びリンパ浮腫患者へのリンパドレナージである。主サービスであるリラクセーション法(呼吸法、漸進的筋弛緩法、自律訓練法、誘導イメージ法)の指導効果を以下に報告する。受診目的は「不眠症状の改善したい」が最も多く、「治療、病気に対するストレスを解消したい」、「心身を落ち着ける方法を学びたい」などであった。リラクセーション法は3ヶ月を目標に継続的指導を行い、生理的・心理精神的な尺度を用いてその効果を評価した。生理的指標として毎回実施前後に血圧、脈拍の測定、主観的指標としてストレス度、リラックス尺度を測定している。さらに初回時にGSRバイオフィードバックシステムによる自律神経機能の測定をしており、4・8・12回目の受診時に継続して測定する予定である。血圧・脈拍は、初回では実施前後の変動なし、あるいは上昇する傾向がみられるが、4回継続して指導を受けた数名は、実施後に収縮期血圧の低下する傾向が認められた。GSRは、初回測定では、変動が大きく安定しないが、4回目では測定波の安定、リラクセーション技法実施中は低下していくという傾向が現れた。主観的ストレス度は受診回数を重ねることで改善が見られるケース、疾患や治療の状況の変化により毎回変動がみられるケースとばらつきがあり、指標の修正について検討が必要である。リラックス尺度はリラクセーション法実施後に顕著に上昇し、受診回数を重ねることで実施前値が上昇する傾向が認められた。生理的・主観的指標と合わせ効果が見られると評価出来る。さらに評価指標・指導プログラムを検討しサービスの充実を図っていく予定である。
神経回路形成におけるRhoファミリーGTPaseカスケードの役割

われわれは今までにシナプスに局在するグアニングクレオチド交換因子(GEF)であるSIFタンパク質を解析して来たが、神経系の発生過程における異なる局面で機能する新たなGEFを同定し解析することを本年度の目的とした。既に同定されている複数のGEFの配列をもとにしてショウジョウバエのデータベースから候補分子を選択し、その中から胚の神経系で発現する分子をコードする遺伝子drioを同定することができた。DRIOタンパク質には、GEF活性を示す機能ドメインであるDHドメインと、そのC端に引き続き存在するPHドメインのセットが2つ存在するほか、SH3ドメインおよびN端側半分の領域にはスペクトリンリピートが存在する。このタンパク質に対する抗体をウサギで作り、胚を染色すると、表皮が染まるほか、神経系の軸索が染まった。また、成虫脳の切片を染色すると、学習を制御するキノコ体と視葉中のラミナの細胞体および軸索が強く染まった。このdrio遺伝子の機能を明らかにするため、化学変異誘起剤であるEMSを使って突然変異株の分離を試みたところ、多数の致死変異株を分離することに成功している。現在、これらの変異体における表現型を特に軸索の伸長パターンならびに成長円錐の挙動に注目して解析している。DRIOタンパク質の局在は、SIFがシナプスに特異的に局在するのに対し、軸索に多く存在し、またシナプスを作る神経叢にも見られる。このことは、DRIOがシナプスにおいてSIFと機能的重複をしている可能性を示すと共に、SIFとは違った部位で異なる発生上の役割を持つことを示唆している。今後は、さらにdrioの機能を明らかにする一方で、SIFと関連させて発生のどの局面でどのような調節を受けてRhoファミリーGTPaseを活性化しているのか明らかにしていく必要がある。
計算機シミュレーションによるゲージ理論の研究とその量子多体現象への応用

本研究の目的は近年特に注目を集めている量子多体現象について、解析的および数値実験的手法を用いてその本質を解明し、新たなる可能性についての知見を得ることである。特にその中心となった研究テーマは、ゲージ理論と密接に関連したものであり、新規超電導現象、光格子上の極低温原子系で実現される種々の強相関多体系などである。特に、それらの相構造は素粒子物理学で中心的役割を果たすゲージ理論の枠内で理解されるものである。実験パラメータを変化させることにより相転移が起こり、種々の相が出現するが、それぞれの相での低エネルギー励起の様子は、その系が内在する局所ゲージ対称性の実現形態にて決定される。24年度は主に極低温ボソン原子系に関する研究を行った。またそれと並行してミクロスケールで起こる超伝導現象、特に金属・半導体複合クラスターにおける超伝導現象の研究も行った。極低温原子系については特に2成分ボソン原子系において同種間斥力、および異種間斥力が強い場合について、計算機実験による数値シミュレーションと解析的手法としての有効場の量子論を用いて研究を行った。これらの有効理論としてボソンt-Jモデルを導いた。このモデルは強相関電子系、特に高温超伝導現象を記述するフェルミオンt-Jモデルと密接に関連していることは言うまでもなく、重要なモデルであると言える。まず3次元立方格子上の2成分ボソン原子系を考え、計算機シミュレーションによりその相構造を明らかにした。原子のホッピング効果が小さいときには系は2成分を擬スピンと見なしたときの強磁性、反強磁性秩序をもつ相が出現し、それらの相境界が特別なものであることを明らかにした。ホッピング効果を大きくしていくと、系は超流動状態に移行し、パラメータの大きさにより、超流動状態と磁性秩序状態が相分離して共存する可能性を見出した。次に同様のモデルを三角格子上で考え、数値実験により詳しく解析を行うと、非常に多くの相が存在することが分かった。その中で特に固体の空間秩序と超流動が共存する超固体状態が出現することが明らかとなった。この数値シミュレーション結果は、有効場理論による解析においても確認された。上記の問題と密接に関連している有限系でのヘテロクラスターとしてSn/Siコアシェルクラスタでの2種類の超伝導現象出現を確認し、理論的解析を行った。今年度の研究においては、主に極低温原子系の量子現象に対して、モデルの構築、およびそのモデルの構造を数値計算的手法を用いて調べ、興味深い結果を得た。また、極低温原子系を用いて、格子ゲージ理論の相構造を調べる方法を提案した。特に2成分ボソン原子系で、粒子間相互作用が斥力の場合についてその有効モデルであるHubbard modelからボソン系t-J modelを導き、局所拘束条件をスレーブ粒子の手法を用いて正確に取り入れ、モンテ・カルロ数値計算による研究により、相構造等を明確にした。この結果は強相関電子系、特に高温超電導現象の解明に有用と期待される。一方、同じく極低温ボソン系を光格子上に配置し、ボソン間相互作用をコントロールすることにより、素粒子論において最も基本的なゲージ・ヒッグスモデルを極低温原子系で再現することを示した。今後、実際に実験により、この系が実現されることが期待される。本年度の研究実績としてまず、極低温原子系に関する解析的および数値実験による研究成果が挙げられる。レーザーにより光学格子を形成し、その格子に原子を捕獲した量子多体系は、多くの実験設定が制御可能であり、また不純物等の効果も無く、量子多体系の性質を調べる上で理想的な系である。本研究においてはこの光学格子に2成分ボソン原子(具体的には超微細構造を持つ原子や、同位体)を捕獲させ、原子間斥力が大きい極限の相構造と臨界現象を主に数値計算的手法を用いて研究した。この系は高温超伝導体の研究と密接に関連していることは明らかであり、得られた知見は強相関物性系の理解に大きな寄与を与えることが期待される。有効モデル(Gintzburg-Landau理論)として、2成分を表すスレーブ・ボソン変数と超流動現象を記述するボソン場を用意し、格子上でbosonic t-J modelを構築した。数値実験によりそのモデルの相構造を調べ、種々の相の存在と相転移次数、臨界指数等を明らかにした。特に2成分原子が互い違いに詰まる反強磁性的状態(古典的状態)と各サイトごとに2つの原子が重ね合わさった状態が実現する量子状態が実現することを見いだし、さらに古典的・反強磁性的状態にホールをドープしていくと、超流動状態に転移し、転移の次数は1次であること見いだした。もう一つの成果として強磁性超伝導現象に関する研究が挙げられる。本来超伝導現象と磁性は相容れないものであると信じられてきたが、近年ウラン化合物の中にこの物性を併せ持つものが見いだされた。

本研究においてこれらの現象を記述する格子Gintzburg-Landau理論を提案し、その相構造を数値実験による調べ、実験事実を良く記述することを示した。今後の更なる発展が期待される分野である。本研究の目的は、これまでに蓄積されてきた場の量子論の知識や格子上の場の量子論を非摂動的に調べる計算機実験、数値シミュレーションの手法を用いて、量子多体現象に関する物理、特に相構造、相転移現象、低エネルギー励起の構造等を調べ、新奇の量子現象を予言することにある。平成24年度までに主に極低温原子系をその研究テーマの中心に置き、上記の研究を行ってきた。近年のレーザー技術、低温技術の進歩により、光学格子上の極低温原子系が実現され、更に種々のパラメーター、ホッピングの強度、原子間相互作用、格子の形状や次元が自由にコントロールできるようになった。更に今後、各光学格子上のサイトに置く原子の個数も自在にコントロールできる時代が来ると思われる。上記のような実験的状況において、理論的研究が重要となっていることは明らかである。本研究の目的は正にこのような状況に符合するものであり、用いた研究手法の正当性や適用範囲の広さを勘案すれば、順調に進展していると言える。得られた結果は物理的に重要であり、多くの学術論文に発表され、また日本物理学会における多くの講演では聴衆の興味を引いたと言える。上記の「研究実績の概要」に記したように、当初目的としていた場の量子論の数値計算的手法を用いて量子多体系の物性現象の解明を行うことが、興味深い物性多体系である光学格子上の2成分極低温原子系と強磁性超伝導現象に関して達成できている。これらの研究成果は学術雑誌や国際会議、学会発表として公表されている。これまでの研究をさらに発展させるべく、数値計算で得られた結果を解析的に理解することを目標として、有効場の理論構築を行う。また、計算機シミュレーションを行うだけでなく、対応するGinzburg-Landau方程式を導き、これを数値的に解くことにより、計算機実験で得られた結果をより深く理解する。極低温原子系の相構造の研究、相転移現象の研究を今まで以上に進めるとともに、それぞれの相における位相励起、solitonやvortexなどの力学を上記の手法により明らかとする。更にボソン系だけでなくフェルミオン系の数値実験を行うことも計画している。これには格子ゲージ理論の数値計算技術は有用と思われる。23年度の研究を引き継ぎ、実験で得られている物理的結果の理解や数値計算技術の開発も含めて研究を推進する計画である。特に数値計算手法において、これまではボソン系のモデルをモンテ・カルロ法を用いて調べて来たが、今後はフェルミオン系の経路積分法を取り入れて、フェルミオン系(高温超伝導現象などの電子系)について研究を行う準備が進められている。平成23年度内に発売予定であった最新型計算機がようやく24年5月に発売になったので、その最新機種を購入し、その計算機の購入に合わせて並列計算も含めた計算手法の開拓を行い、計算速度の高速化の結果により、大きな系での信頼度の高い計算結果を得る。主に研究打ち合わせの旅費や研究会、学会での成果発表のため研究費を使う。ゲージ理論に関する並列計算の手法の開拓のための専門的知識の供給のため使用。
高周波非線形弾性波動可視化装置の開発とその応用

本年度はこれまでの研究成果をもとに,高周波弾性素子における非線形応答を観察するために可視化システムのダイナミックレンジ向上ならびに,長時間測定の無人化を目的とした外部制御回路に関する検討を中心に行った。第一に,可視化システムのダイナミックレンジを拡大する上で問題となっていた局部発振回路からの漏れ抑圧に取り組んだ。本システムは,検波系にヘテロダイン方式とRFロックインアンプを利用することで高感度かつ振幅・位相同時測定を可能としているが,この構造上,一定以上の電力の参照信号が必要となる。この信号の漏れが微小な検出信号を阻害していた。これに対して,特に影響の大きいミキサー周辺の回路構成を見直すとともに,信号レベルの最適化等を行い,ロックインアンプ入力端で従来-90dBm程度あった漏れ信号を測定限界程度(約-130dBm)まで低減させる事に成功した。これにより,従来困難なレベルの微小信号の可視化が可能となった。次に,長時間かかる測定を無人で行うために必要な可視化システムの制御系について,従来から用いている制御回路を見直し,大幅に機能向上をした回路を新規に設計・製作した。本年度に製作した回路は,解像度を決定するトリガパルスの分周比や遅延時間の補正等を外部に接続したPCから測定中でも調整できるようにすることで,長時間でも安定した観察が可能となるよう可視化システム全体の見直しを行った。また,本可視化装置は本システム開発者のみではなく,国内外企業からも使用の申し込みがある状況であり,スタンドアロンでの容易な測定についても考慮し,簡便な操作を行うために必要な操作パネルによる各種設定についても可能となるよう,インターフェースボードを作製した。更に,これらに加えて測定結果の比較が可能となる様,電極の3D構造まで考慮した弾性波デバイスの高速シミュレータに関する検討も行っている。本研究は高周波帯弾性波素子における非線形応答の発生や伝搬の様子を可視化する事で、直感的に理解し、その発生メカニズムの解明や、抑圧を中心とする制御方法を検討することを目的としている。この研究目的に際して、本年度は以下に示す2点について重点的に検討をおこなった。まず、第1点目として弾性波素子において発生している複素非線形応答を電気的に測定することで、周波数依存性や信号レベルを詳細に検討し、可視化する際に必要となる光学系の感度や信号処理部での増幅度を決定する指針とすることを考えた。この評価に当たっては、800MHz帯における弾性表面波共振子を被測定素子として、別目的で使用しているクロスドメインアナライザを短期借用して行った。この結果、二次の非線形応答について、測定限界までのマージンが小さいものの振幅と位相を検出することに成功し、他所での測定結果と比較することにより測定結果の妥当性を確認した。ただし、出力レベルが予想よりも低いために安定した測定の為には、高利得低雑音増幅器を併用するなどの対策を検討すべきであるとの結論を得た。次に、可視化装置の自動運転について詳細な検討を行った。非線形応答を測定する場合、検出系の時定数を長く取ることで高SNR化を図る必要があるが、これを実用的に行う場合、発振機などを含む測定系の制御やデータ収集を自動的に行うことが必須である。これを実現にするために、自動制御プログラムを新たに作成し既存の弾性振動可視化装置に付加した。この結果、ほぼ完全な自動運転が可能となり、副次的な成果として、周波数掃引機能の実現や得られた結果の動画による表示等が可能となった。2017年度はこれらで得られた知見を元に、当初の目的である非線形応答の可視化を達成する予定である。まず、クロスドメインアナライザを用いて800MHz帯弾性表面波共振子が発生する2次の非線形応答および、二周波数信号入力時における混変調信号の振幅と位相を測定する基礎的実験を行った。この結果、非線形応答は非常に小さいものの、クロスドメインアナライザで振幅および位相を測定することは可能であることが確認された。また同一サンプルを別測定した結果と比較することで、測定結果の妥当性を確認することができた。ただし信号レベルが非常に小さいため、光学系を介しての測定にあたっては、さらに高感度・低雑音化が必要であり、このための方策として、素子に投入する電力の最適化や、低雑音増幅器の併用が有用であることを示した。次に、既存の弾性振動可視化装置に対する自動運転機能付加を行った。前述した通り、非線形応答の可視化は極めて小さな信号レベルの検出が必須となるため、検出装置の時定数を長くするなどの高SNR化が必要となる。このため、実用的測定の為には、スキャン制御やデータ取得を自動化し、測定中における人の介在を排除することが必要となる。これに対し、2016年度は可視化装置の運転を自動化するソフトウェアを構築し実装した。この検討の副次的成果として、駆動周波数を連続的に走査しながら弾性波動伝搬の様子を観察し、得られた結果を動画表示することに成功した。振幅・位相・波数空間像の周波数依存性を示す動画表示は本研究者の知る限り世界でも類が無く大きなインパクトを与えるものと考えられる。なお、2016年度における以上二点の主な研究成果は2017年度に米国で開催される超音波国際会議における講演として応募しており、採択された際には本研究課題における成果の一部として公表する予定である。

本研究は高周波帯弾性波素子における非線形応答の発生や伝搬の様子を可視化することで,その発生メカニズムや周波数特性など素子性能に与える影響を直感的に理解し,さらにはその抑圧を中心とする制御方法を検討することを目的としている。この研究目的に際して,2017年度は以下に示す3点について重点的検討を行った。まず,可視化装置に対する実用的な周波数掃引機能を実装した。これは,前年度に行った可視化装置の自動運転機能を拡張し,取得データの高機能後処理プログラムを作成するなどにより実現に至った。この成果により,観察周波数の変化により伝搬姿態が変化する様子を,その周波数特性と対応させながら,一目で観察できる動画を生成することに成功した。また,非線形振動の検出を容易にするため,干渉光出力を検出するO/Eコンバータを見直しを始めた。次に,可視化装置における自動焦点補正機能について原理的な実験と,これを実装する方法について基礎的検討を行った。微弱信号の可視化や周波数掃引を伴う観察など条件によっては,観察開始から終了まで数十時間を要する場合,環境温度の変化などにより時間経過とともに生じる焦点ズレのため,検出感度や空間分解能の低下が起こる問題があった。この問題に対して,干渉光出力の直流成分強度に着目した自動焦点補正機能の実現について検討を行い,その技術的な基礎を確立した。最後に,IMD3(Two-tone third-order intermodulation distortion)について,複素振幅応答の測定方法を検討した。特に,位相測定で必要となる基準信号の生成について,被測定素子に高周波電力を供給する増幅器の非線形性を逆利用する方法を考案し,簡素な測定系でもIMD3の複素振幅測定が可能であることを示した。この手法を可視化システムに応用し,IMD3の可視化を行う方法についての検討を開始した。まず,弾性振動可視化システムに対する周波数掃引機能の実装を通して,可視化システムの完全自動運転を可能にした上で,長時間にわたる連続測定の際の問題を解決する自動焦点補正機能の原理実験に成功した。特に,自動焦点補正機能については,極めて微弱な非線形応答を長時間かけて測定する際に対しても極めて有効であると考えられる。これらの成果のうち,特に自動運転機能を含む周波数掃引機能の実装に関して,2017年度に米国で開催された超音波国際会議において採択され講演がなされた。また同年度に千葉大学で開催された第7回次世代移動体通信用超音波デバイスに関する国際シンポジウムにおいて招待講演として発表された。これらにより,非線形応答の可視化に対する準備が一定程度の進歩を見たと判断できる。次に,新たにIMD3の複素振幅測定について,従来とは異なる参照信号の生成方法を提案し,その実現性を立証することに成功している。ここで提案した手法は,極めてシンプルな測定系で実用的なIMD3の位相測定を可能とするものであり,可視化システムに組み込んでIMD3の可視化を可能にするものと考えている。これにより,新たな非線形性観察に対する知見が得られたと判断できる。以上のように2017年度の研究により,観察の自動化と新たにIMD3測定の基礎実験を成功した一方で,可視化システムのダイナミックレンジ向上に関する検討はO/Eコンバータ変更を行ったものの,その評価
歯科衛生士教育、復職支援のための訪問歯科診療eラーニング教育システムの開発と評価

1.教材の新規開発:卒後の勉強会等の参加状況等から、復職を希望する(ブランクのある)歯科衛生士にとって、日常の臨床で良く遭遇する口腔粘膜疾患(口内炎・舌炎)について学習できる教材が必要だと思われた。そのため、粘膜疾患系教材2本の完成に向けて教材シナリオ・画像等の資料作成を行い、教材開発を進め、次年度での完成を目指すこととした。また、前年度に更新した「要介護高齢者の口腔ケア入門教材」を英訳し、英語版教材として完成させた。完成した英語版教材は、次年度にeラーニング教材として、歯学科学生、臨床研修歯科医、歯科衛生学生、歯科衛生士を対象に活用し、教材の評価を行うこととした。2.シミュレーション教材の実施・評価:前年度と同様に「要介護高齢者の口腔ケア入門教材」を他のシミュレーション教材とともに、eラーニング教材として、全学科(医学科、歯学科、口腔保健学科、保健衛生学科、看護学科)・他大学(医療/福祉系)を対象とした合同授業「チーム医療入門」で、予習用教材として活用し、教材への評価を得た。また、東京医科歯科大学歯学部附属病院にて見学実習を行う他学(歯科衛生士養成機関)の学生を対象に、病院見学実習の一環として他の教材とともに「シミュレーション教材実習」として、eラーニングシステム上で活用し、教材に対する評価を得た。教材学習終了後はeラーニングシステムから、学習履歴(点数・学習時間)に関するデータも収集した。教材に対する学生の評価は概ね高い評価結果であった。さらに、本学歯学部附属病院の歯科衛生士総合研修センターのeラーニング教材として引き続き採用され、受講生(復職希望の歯科衛生士や新人歯科衛生士)にも活用された。1.教材として需要のある口腔粘膜疾患系(口内炎・舌炎)教材の開発を進めることができ、新規教材開発を促進することができた。また、前年度更新した「要介護高齢者の口腔ケア入門教材」の英訳を行って英語版の教材として作成することができた。作成した英語版教材の評価については、次年度の早期に実施して、今後の活用方法について検討する。2.前年度から引き続き、通常の授業(「チーム医療入門」)以外にも、幅広い対象者に教材を活用でき、多くのデータ(学習履歴、質問調査)を得ることができた。本学歯学部附属病院にて見学実習を行う他学の歯科衛生士学校の学生に対して、「シミュレーション教材実習」内で教材の1つとして学習させ、前年度から継続して教材に対する評価を得ることができた。また、前年度より継続して、本学歯学部附属病院の歯科衛生士総合研修センターにおいて教材を活用することができた。受講生は、復職を希望する歯科衛生士や、新人歯科衛生士であり、臨床実習前/後に自己学習するためのeラーニング教材として採択されたため、学生とは異なる対象者の学習履歴(点数・学習時間・学習回数・学習場所・学習時刻等)に関する情報を収集することができた。【新規教材の開発】今年度に教材開発に着手した2本(口腔粘膜疾患教材)を完成させ、さらに、訪問歯科診療における口腔管理方法を学べる新規教材を開発する。開発した教材の活用範囲を拡大し、さらに多くの学習履歴や教材評価等のデータを収集する。【eラーニング教材の学習効果の判定】eラーニング教材としての学習効果を評価するため、歯科衛生学生について、臨地・臨床実習前後の確認テストや実技試験の結果と、eラーニング教材の学習履歴とを比較し、学習効果を分析する。臨地・臨床実習後に学生による教材の評価を行い、臨地・臨床実習指導者側からは、実習に関する評価を得て、過去の学生への評価との比較を行い、教育効果について分析する。分析の結果より、多職種向け口腔管理学習教材としての活用方法も検討する。【歯科衛生士の卒後教育・復職支援学習システムの構築】上記により開発した教材を、学内外から実施できるようにし、学習効果測定テスト、教材実施歴管理を組み込んだ、歯科衛生士の卒後教育・復職支援のためのオンラインの教育システムを構築する。平成28年度は以下の手順に従って、要介護高齢者の口腔ケアに関するシミュレーション教材を開発し、評価を行った。1.シミュレーション教材の開発:要介護高齢者を想定した口腔内、体型を再現できるような市販の口腔機能管理シミュレータを用いて、学習テーマに沿ったシナリオを作成し、教材用ムービーを撮影した。撮影したムービーを編集し、その他の素材(写真・説明イラスト)と組み合わせて、シミュレーション教材を開発した。学習内容は、ベッドサイドでの口腔ケアを想定し、[ケア前に確認すべき項目・環境の整備][脱感作の方法][付着物を再現した口腔内での清掃方法と、留意すべき項目]等、口腔ケアの知識や手技に関する概要を学べる内容とした。2.シミュレーション教材の実施・評価:開発した「要介護高齢者の口腔ケア入門教材」を、eラーニング教材として他のシミュレーション教材とともに、他学科(医学科、歯学科、口腔保健学科、保健衛生学科、看護学科)・他大学(医療/福祉系)を対象とした合同授業「チーム医療入門」で、予習用教材として活用した。さらに、歯学部口腔保健学科口腔保健衛生学専攻2年生の「臨床口腔保健衛生基礎学」授業においても活用した。教材実習終了後、eラーニングシステム上で質問紙調査を実施し、教材の評価を行った。2年生全員が教材の学習内容は将来役に立つと回答し、自由記述でも肯定的な回答を得た。またeラーニングシステムから、学習履歴(点数・視聴時間・視聴回数・視聴場所・視聴時刻等)に関するデータを収集した。今年度の教材「要介護高齢者の口腔ケア入門教材」に関する学生からの評価結果を踏まえて、次年度以降の「各論的な知識・具体的な手技」に関する教材開発を進めていくこととした。

市販の口腔機能管理シミュレータを用いて、べッドサイドでの口腔ケアを想定したムービーを作成し、その他の素材と組み合わせて、シミュレーション教材(要介護高齢者の口腔ケア入門教材)を開発することができた。他職種を理解して、チーム医療を学ぶ、他学科・他大学の学生との合同授業において、開発した教材をeラーニングシステム上で配信し、多くの学生に活用することができた。歯科衛生学生(歯学部口腔保健衛生学専攻2年生)にも教材を活用し、非常に良い評価が得られ、学習履歴(点数・視聴時間・視聴回数・視聴場所・視聴時刻等)に関するデータを収集できた。これにより、教材作成のニーズや、学習内容など、次年度に向けて指標となるデータを得ることができた。1.教材の更新:前年度に作成した「要介護高齢者の口腔ケア入門教材」の手技ビデオについて、追加の撮影を行い、ムービーを再編集して、教材の更新を行った。今年度の教材実施は更新後の教材を用いて行った。2.シミュレーション教材の実施・評価:更新した「要介護高齢者の口腔ケア入門教材」を、昨年同様eラーニング教材として他のシミュレーション教材とともに、全学科(医学科、歯学科、口腔保健学科、保健衛生学科、看護学科)・他大学(医療/福祉系)を対象とした合同授業「チーム医療入門」で、予習用教材として活用した。また、今年度は、東京医科歯科大学歯学部附属病院にて見学実習を行う他学(歯科衛生士養成機関)の学生を対象に、病院見学実習の一環として他の教材とともに「シミュレーション教材実習」として、eラーニングシステム上で活用した。教材学習終了後はeラーニングシステムから、学習履歴(点数・学習時間)に関するデータを収集した。教材に対する学生の評価は概ね高い評価結果であった。さらに、本学歯学部附属病院の歯科衛生士総合研修センターのeラーニング教材として採用され、受講生(復職希望の歯科衛生士や新人歯科衛生士)にも活用された。3.成果報告:前年度での実施(多職種連携合同授業「チーム医療入門」に活用したうち、歯学部口腔保健衛生学専攻4年生に対する評価結果と、同専攻2年生を対象に授業の一環として活用した評価結果)について、The 39th Asia Pacific Dental Congress (APDC)にてポスター発表を行った。1.今年度当初に、前年度に作成した「要介護高齢者の口腔ケア入門教材」の手技ビデオの再撮影を行って教材の更新作業を行うことができた。2.昨年度は正規の授業における教材活用であったが、今年度は活用の範囲が広がり、多くのデータ(学習履歴、質問調査)を得ることができた。ひとつは、他学の歯科衛生学生への活用が実現したことである。本学歯学部附属病院にて見学実習を行う他学の歯科衛生士学校の学生に対して、「シミュレーション教材実習」内で教材の1つとして学習させ、教材に対する評価を得ることができた。次に、本学歯学部附属病院の歯科衛生士総合研修センターにおいて活用できたことである。
カフェイン中毒の病態解明と治療法の開発

Caffeineはコーヒーなどに含まれ日常的に摂取している興奮性薬物で、高濃度のcaffeine入り飲料の流行や安価な海外製caffeine錠剤が容易に入手しやすくなり、本邦でもcaffeine中毒を呈する例が増加している。しかしcaffeine中毒に対しては対症療法しか存在しない。そこで我々はcaffeine中毒の薬物治療法を確立するため、caffeineによる高体温及び行動量増加をcaffeine中毒の指標として選択し、これらを抗精神病薬であるrisperidoneが抑制することを報告した。Risperidoneは様々なDA、5-HT受容体拮抗薬作用を有しているため、caffeine中毒の機序をさらに解明するため各種DA、5-HT受容体拮抗薬がcaffeineによる高体温や行動量増加を抑制するか実験を行った。Wistar系雄性ラットの頸部皮下にNano Tagを埋め込み、体温及び行動量の測定を室温は24度の条件下で行った。5-HT2A受容体拮抗薬であるketanserinの前投与はcaffeineによる高体温及び運動量増加を有意に抑制した。しかし5-HT1A受容体拮抗薬であるWAY-100635はcaffeineによる高体温及び運動量増加を有意に増強した。DA1受容体拮抗薬であるSCH23390はcaffeineによる運動量増加には影響を与えなかったが、高体温を増強した。DA2受容体拮抗薬であるsulpirideはcaffeineによる高体温及び運動量増加に影響を与えなかった。これらの結果からrisperidoneのcaffeineによる中毒症状に対する治療効果は5-HT2A受容体拮抗作用によるものと推測された。脳内微小透析法が実験機材の関係で研究の遅延があるが、おおむね順調に進行している。臨床のcaffeine中毒症例はcaffeine単独で使用されることより、他の薬剤との併用で引き起こされることが多い。そのため今後の実験で抗うつ剤であるSSRIや近年国内でも使用が増加しつつある違法薬物であるcocaineとの併用でその毒性が増強されるか、また併用での中毒症状に対してもrisperidoneが有効か実験を行う予定である。Caffeineは日常的に摂取している興奮性薬物で、高濃度のcaffeine入り飲料の流行や安価な海外製caffeine錠剤が容易に入手しやすくなり、本邦でもcaffeine中毒を呈する例が増加している。2011年度からの5年間に少なくとも101人が救急搬送され、7人が心停止となり、うち3人が死亡したことが日本中毒学会の調査で判明している。そこで我々はcaffeine中毒の治療法を確立するため、caffeineによる高体温及び行動量増加をcaffeine中毒の指標として選択し、これらを抗精神病薬であるrisperidoneが抑制するか検討した。Caffeine 30mg/kgをラットに腹腔内投与し、5分後にrisperidone 0.5mg/kg及び対照群として生食を腹腔内投与し、caffeine投与後90分後まで5分毎の体温・行動量を測定し両群を比較した。Caffeine投与後、体温は投与前平均36.56°Cから徐々に上昇し投与後80分には平均37.88°Cまで上昇した。行動量は投与前平均63回から急激に上昇し、投与後80分では平均927回まで増加した。Risperidone投与群では体温上昇を、caffeine投与20分後から90分後まで有意に抑制した。行動量増加もcaffeine投与後20分後から30分後まで、45分後、55分後から90分後まで有意に抑制した。これらの結果からrisperidoneはcaffeineによる体温上昇及び行動量増加を有意に抑制することが明らかになり、risperidoneがcaffeine中毒の治療薬になる可能性が示唆された。現在のところ、脳内微小透析法実験の準備がやや停滞しているものの実験はおおむね順調に進展している。

これらの結果からrisperidoneのcaffeineによる中毒症状に対する治療効果は5-HT2A受容体拮抗作用によるものと推測された。脳内微小透析法が実験機材の関係で研究の遅延があるが、おおむね順調に進行している。RisperidoneはD1、D2受容体拮抗作用、5-HT2A、5-HT2B、5-HT2C、5-HT1A受容体拮抗作用等を有しているため、どの拮抗作用がcaffeineによる高体温及び行動量増加を抑制するか、各種受容体拮抗薬を用いて明らかにする。さらに脳内微小透析法を用いて、caffeineが他の興奮性乱用薬物であるmethamphetamineやMDMAと同様に脳内ドパミン(DA)、セロトニン(5-HT)を上昇させるか検討する。またcaffeineによる脳内DA、5-HT上昇がrisperidoneにより抑制されるも検討する。これらを行うことでcaffeine中毒の機序を解明し、caffeine中毒の治療薬の開発を目指す。臨床のcaffeine中毒症例はcaffeine単独で使用されることより、他の薬剤との併用で引き起こされることが多い。そのため今後の実験で抗うつ剤であるSSRIや近年国内でも使用が増加しつつある違法薬物であるcocaineとの併用でその毒性が増強されるか、また併用での中毒症状に対してもrisperidoneが有効か実験を行う予定である。脳内微小透析法を実施しなかったため、当初予定した物品費に余裕がでたため。発生した次年度使用額は平成30年度の行動実験及び脳内微小透析法で使用する予定である。脳内微小透析法の実験が現在実施できないため、その研究費を施行できなかった。施行できなかった金額は、主に次年度の脳内微小透析法の実験において使用予定である。
Ｍｇ合金の革新マイクロ製造技術開発とそのマイクロ成形への応用

本研究では、Mg合金のマイクロECAPを用いたマイクロ素材の製造法に着目し、結晶塑性有限要素法による集合組織解析によって、結晶不均一性を考慮したECAP下のマイクロ変形機構の解明、力学的特性と寸法効果及びひずみ勾配との関連性解明を目的とした。またマイクロECAPによる組織制御Mg合金の力学特性とマイクロ深絞り性の評価を通して高成形性マイクロMg合金の開発指針を得ることを目指した。そのために以下の事項を行った。(1)マイクロECAP実験装置の設計・試作開発:マイクロ成形に適用できるMg合金製造用のマイクロECAP装置を開発した。まずマイクロスケールのECAP実験装置の開発を検討したが、摩擦の寸法効果で潤滑を改善してもECAPの実験自体が困難となった。そこで、マイクロ深絞り用のブランク製造も考慮し、直径4.4mmの等断面積でチャンネル交差角90度のECAP実験装置に設計変更し、改めてマイクロECAP実験装置を開発した。(2)マイクロECAP加工実験による基礎プロセスデータの収集:マグネシウム合金AZ31と純マグネシウム材の2種類の材料を用いて、各種温度(主として250°C、加工速度およびパス数(4-5パス)を変えたECAP加工を行い、結晶組織、硬さおよび表面粗さも含めた基礎データを収集した。(3)ECAP結晶塑性有限要素解析の準備と改良:ABAQUSを用いた自作のusersubroutineをもつ結晶塑性有限要素コードをFCC用からHCP用への改良のほか、言語をFortan77からFortran 95へ変更した。特に温度の効果について着目し改良も進めたが、まだ十分な成果を得るまでには至っていない。(4)fccのAl合金を対象とした結晶塑性FEMの有効性を示す論文を1編投稿した。hcpのMgにも適用の可能性を示すものであり本研究への適用可能性は大である。28年度が最終年度であるため、記入しない。