hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地域在住認知症高齢者への効果的な食事ケア介入の提案

認知機能低下が軽度でADLの低下している対象者を介護する家族に対しては動作性の障害および生活リズム調整、簡単な準備体操などの意欲を引き出す取り組みが有効と考えられた。認知症高齢者の経口摂取支援に当たっては生活環境のアセスメントが重要である.しかしながら在宅認知症高齢者に対しての食事ケアの支援案はいまだ検討が不十分であることから,我々は実態と課題の把握を目的とした調査を行った.結果として認知症軽度で日常生活機能が低下し外出困難な認知症高齢者の介護者に対しては,食事動作の障害への支援などの意欲を引き出す取組、疾患特性の情報提供が効果的であることが示唆された.在宅療養中の認知症高齢者で、摂食・嚥下障害に関する指導を必要とする患者に対する歯科訪問診療においては、施設等を対象とした調査と異なり、単位時間に訪問可能な対象者数が限定されているため、小規模な調査となっているが、おおむね順調に進展している。これまでの我々の研究では、施設や認知症グループホーム、認知症病棟などの専門職種の支援を受けやすい環境で、かつ認知症の神経心理学的症状に比較的理解のある環境下で暮らす認知症高齢者が対象であった。施設やグループホームにおいては食事環境アセスメントや食行動支援等に関する理解もあり、可能な範囲での環境調整等が可能であった。一方、本研究では対象者が在宅療養中の認知症高齢者、および併存疾患の進行と、生活上の環境因子になりうる家族や訪問看護・介護などの関係職種を対象に検討を行う計画であるため、一定の共通認識を得たうえでアセスメントや指導の理解を得て、さらに環境の調整を行う必要があった。在宅療養中の認知症高齢者を介護する家族に関しては、アンケート調査等を用い、また認知症高齢者の食事環境のアセスメントに関しては、管理栄養士の協力を得て調査した。認知症高齢者の食事に関する検討においては、食行動の他にも代謝性疾患および加齢現象を考慮した代謝量、身体活動量を考慮した消費量も含めた必要栄養量の算出、および食事内容の支援が必要とされていることが明らかとなった。また口腔軟組織疾患や補綴状況、咬合力等の口腔内環境に対する本人及び家族の関心についても、配慮する必要があることが確認された。老年歯科学平成26年度に引き続き調査を継続し、統計学的手法を用い認知症原因疾患、認知症重症度に加えて家族環境、社会的支援を含む環境因子が食事関連BPSDに関与しているかを検討する。地域在住認知症高齢者への予備調査の結果、紙面による自立摂食支援マニュアルの提示だけでは理解が不十分であることが懸念された為、自立摂食支援マニュアル改良案では画像を用いた案を検討する。また生活環境によっては同席する介護者の他にも複数の介護職が関与しているケースを考慮し、同席していない介護者に対する情報伝達の手法についても検討を行う。地域在住認知症高齢者に関する生活・食事環境実態調査の結果より、認知症への理解やケア提供者、食事に費やす時間等から介護力について類型化を行う。類型化した介護力に応じた認知症高齢者の食事支援の方法について支援マニュアル案改良案を作成する。実際に必要とされている、必要栄養量および食事内容、食事の物性に関する工夫や調整等の支援の仕方について、大筋で支援マニュアル案改良案に掲載することを検討する。在宅療養中の認知症高齢者で、摂食・嚥下障害に関する指導を必要とする患者に対する歯科訪問診療においては、施設等を対象とした調査と異なり、単位時間に訪問可能な対象者数が限定されているため、予定よりも小規模な調査となっているが、おおむね順調に進展している。
焼結プロセスにおけるマイクロ-マクロ解析法の開発と微視的組織制御

最近複合材料、傾斜機能材料などの先端材料が粉末材から製造されているが、これらの製造において微視的組織を制御して製品の特性および機能を向上させることが検討されている。しかしながら、有限要素法などの連続体力学に基づく解析法では、微視的な効果が取扱えないため、微視的レベルでの製造条件を検討することができない。最近均質化法などによって微視的な効果を巨視的解析法に取扱う試みが行われているが、焼結プロセスにおいては拡散、粒成長などの複雑な現象が現れ、それらの現象はほとんど取扱われていない。本研究では、金属、セラミックス圧粉体の焼結プロセスにおいて、微視的および巨視的効果を考慮したマイクローマクロ解析法を構築している。本解析法では、拡散、粒成長、粒径形状・分布などの微視的効果をモンテカルロ法によって取扱い、その情報を基にして巨視的な不均一収縮挙動を有限要素法によって計算するものである。従来マクロ解析法では取扱うことが困難であった拡散、粒成長などの微視的効果を考慮することによって、マクロ解析法を実焼結プロセスに適用できるようにしている。先ず、マクロ解析法である粘塑性有限要素法とマイクロ解析法であるモンテカルロ法を開発した。モンテカルロ法では、微視的領域を多数のセルに分割して、拡散、粒成長の物理法則に基づいて微視的状態の変化をシミュレーションできるようにした。次に、マイクロ解析法とマクロ解析を連成する方法として、有限要素法の要素ごとにモンテカルロ法によるマイクロ解析を行い、得られた情報を交換する方法を提案した。連成方法において、有限要素法から計算されるひずみの影響を取込むモンテカルロ法の定式化を行った。本研究では、金属、セラミックス圧粉体の焼結プロセスにおいて、微視的および巨視的効果を考慮したマイクロ-マクロ解析法を構築している。

本研究では、金属、セラミックス圧粉体の焼結プロセスにおいて、微視的および巨視的効果を考慮したマイクローマクロ解析法を構築している。本解析法では、拡散、粒成長、粒径形状・分布などの微視的効果をモンテカルロ法によって取扱い、その情報を基にして巨視的な不均一収縮挙動を有限要素法によって計算するものである。従来マクロ解析法では取扱うことが困難であった拡散、粒成長などの微視的効果を考慮することによって、マクロ解析法を実焼結プロセスに適用できるようにしている。先ず、マクロ解析法である粘塑性有限要素法とマイクロ解析法であるモンテカルロ法を開発した。モンテカルロ法では、微視的領域を多数のセルに分割して、拡散、粒成長の物理法則に基づいて微視的状態の変化をシミュレーションできるようにした。次に、マイクロ解析法とマクロ解析を連成する方法として、有限要素法の要素ごとにモンテカルロ法によるマイクロ解析を行い、得られた情報を交換する方法を提案した。連成方法において、有限要素法から計算されるひずみの影響を取込むモンテカルロ法の定式化を行った。
餌料起原フリーラジカルの魚類の病理と生体防御に及ぼす影響

クエ稚魚、シマアジ稚魚及びブリ幼魚を供試魚として、餌料起原フリーラジカルの魚類の病理と生体防御能に及ぼす影響について検討した。得られた主な結果は以下のとおりである。(1)クエでは、飽食給餌により摂餌率が顕著に低下したが、シマアジ及びブリでは明瞭な変化は認められなかった。(2)市販配合飼料による飽食給餌によって、クエでは成長の抑制と発死が発生した。シマアジ及びブリでは艶死は発生しなかった。(3)光顕及び電顕観察の結果、酸化油(リノール酸メチル)を経口投与したブリおよびクエでは、肝細胞および腸上皮細胞において細胞膜及び膜性小器官が傷害され、ブリの肝臓では広範な肝細胞の壊死が観察された。(4)酸化油(リノール酸メチル)を経口投与したブリでは、成長阻害を受けない濃度においても、凝集抗体価と好中球の殺菌能が低下することが明らかにされた。以上の結果から、餌料起原のフリーラジカルは消化器系を傷害し、生体防御機能を低下させることにより、疾病発生に深く関わっていることが示唆された。また、過酸化脂質を含む市販の配合飼料は、高い給餌率の下では生体防御機能の低下と死亡をもたらす可能性があることが示唆された。本年度は、シマアジ及びクエ稚魚を用いて成長、生残及び体組織構造に及ぼす給餌率の影響を検討した。シマアジ及びクエ稚魚(飼育試験開始時の平均体重はそれぞれ30.7及び6.2g)を用い、シマアジは16週間、クエは10週間飼育した。水温はそれぞれ魚種で19.6-27.6°C、18.8-25.2°Cの範囲であった。餌料は市販のドライペレットを使用し、給餌率は飽食区、体重の2.5%及び1.5%区とした。得られた主な結果は以下の通りである。(1)いずれの魚種においても給餌率が高いほど成長が速かった。(2)飽食区の給餌率はシマアジでは6週以降、クエでは4週以降顕著に低下した。(3)試験期間中の累積死亡率は、シマアジでは0%、クエでは21.6%であり、クエの死亡は9週以降に集中的に発生した。(4)シマアジ飽食区では粘膜固有層を含む腸上皮の広範な壊死と膵臓腺房細胞の壊死が飼育6週あたりから、クエでは4週あたりから顕著に観察され、給餌率の低下と関係していることが示唆された。なお、消化器官の障害は2.5%および1.5%区では明らかに軽微であるかあるいは認められなかった。(5)クエ飽食区では8週以降に顕著な肝障害が認められ、血管壊死を端緒とする臓器壊死の様相を呈した。この時期における大量死は肝障害によるものと推定された。シマアジではこのような肝臓組織の広範な壊死は認められず、脂肪変性が主な病変であった。(6)シマアジ飽食区では8週目あたりから腹腔内に顕著な脂肪蓄積が認められ、16週目には体重の2%以上に達したが、クエでは最大でも0,3%以下に止まった。両魚種の消化器官の病変は給餌率に依存していると考えられ、餌料起原のフリーラジカル(ラジカル発生源は過酸化脂質)の作用に起因する可能性が高いと推定された。本年度は、ブリ幼魚及びクエ稚魚を用いて成長、生残、肝臓重量及び生体防御機能に及ぼす過酸化脂質投与の影響を検討した。ブリは海面小割り生簀と陸上タンクの両者で、クエは陸上タンクで飼育した。過酸化脂質は酸化したリノール酸メチル(POV=2300meq/kg)を用い、市販のペレット飼料に0%(無添加区)、0,2%(低濃度区)、または1%(高濃度区)の割合で添加した。ブリ、クエともに陸上タンク飼育では低濃度区は設定しなかった。給餌率は海面飼育及び陸上飼育の何れにおいても、飽食区(1日2回給餌)と制限区(ブリでは1日当たり体重の3%、クエでは2.5%量を2回に分けて給餌)を設定した。飼育期間はブリでは8週間、クエでは10週間とした。

飼育水温は海面飼育では25.1-29.1°C、陸上飼育では25.1-28.6°Cであった。なお、生体防御機能の測定は海面飼育のブリについてのみ行った。得られた主な結果は以下のとおりである。(1)何れの試験区においても異常な死亡は発生しなかった。(2)陸上タンク飼育のブリでは、飽食区において過酸化脂質投与が成長を抑制する傾向が認められたが、海面飼育のブリ及びクエでは認められなかった。(3)クエでは、飽食区及び制限区ともに肝臓重量が著しく増加したが、この変化は飽食区でより速やかに進行した。(4)ブリ連鎖球菌Lactococcus garvieae KG-株のホルマリン死菌接種によるKG+、KG-株に対する凝集抗体価は、4週後では各試験区で差が認められなかったが、8週後では高濃度・制限区で有意に低下していた。(5)白血球の活性酸素産生能(殺菌作用)は、4週後では飽食区、制限区ともに無添加区、低濃度区、高濃度区の順に低くなる傾向を示し、8週後では低濃度・制限区、高濃度・飽食区、高濃度・制限区は他の3区に比べ有意に低かった。以上の結果から、餌料に含まれる過酸化脂質は、成長に影響を及ぼさない濃度でも、生体防御機能を低下させることが明らかとなった。本年度は、前2ヵ年に実施したブリ幼魚及びクエ稚魚の飼育試験において採材された組織試料について、光顕及び電顕を用いて、過酸化脂質投与と給餌率に起因する消化器系の病理変化を検討した。病理検査を行った試験区は、飽食区(1日2回給餌)と制限区(ブリでは1日当たり体重の3%を、クエでは2.5%を2回に分けて給餌)とし、それぞれについて過酸化脂質(リノール酸メチル、POV=2300meq/kg)を餌料に0または1%添加した合計4区であった。試料の採材はブリでは0、4、8週後に、クエでは0、4、6、8、12週後に行った。光顕用の試料は20%ホルマリンで固定し、常法にしたがってエタノールで脱水後、パラフィンに包埋し、厚さ3μmの切片を作製した。切片はマイエルのヘマトキシリン・エオシン染色を施し観察に供した。電顕用の試料は2%パラフォルムアルデヒド-2.5%グルタルアルデヒド(0.1Mカコジル酸緩衝、pH7.3)液で固定し、2%オスミウム酸で後固定を行い、エタノールで脱水し、Spurrのレジンに包埋した。厚さ0.5μmの切片は0.5%トルイジン青で染色して光顕観察に、超薄切片は酢酸ウラニル-クエン酸鉛二重染色を施し、電顕観察に供した。過酸化脂質添加区では、腸上皮にブレッブの形成と壊死が認められ、肝細胞では顕著な壊死が認められた。電顕観察の結果、過酸化脂質添加区の肝細胞ではミトコンドリア内区画の電子密度の増加、小胞体膜やミトコンドリア外膜などの膜構造の不鮮明化、細胞膜の断裂などが観察され、細胞の膜系の傷害が細胞壊死の原因であると推定された。これらの病変は飽食区でより顕著であった。過酸化脂質非添加区では、飽食区で軽微ではあったが類似の病変が認められ、市販の配合飼料による飽食飼育がフリーラジカルによる病変を引き起こす可能性が示唆された。
シャルル・ロラン『学校教育論』から捉えるフランス近代学校文化の形成

パリ大学総長に生涯に二度選出された経歴でも知られるシャルル・ロランCharles Rollin(1661-1741)は、17261728年に『人文学を教え,学ぶ方法ー知性と心につなげてー』(全4巻)を公刊し,1734年にはその『補遺』も刊行した。彼の著書は好評を博し,『学校教育論』という略称で呼ばれて19世紀後半まで国内外で広く読まれていった。本研究は,そうしたロランの教育論の内容を日本では初めて本格的に検討し,19世紀前半までの受容を解明する作業も通じて,フランス近代学校文化の形成を新たに捉え直す試みである。シャルル・ロラン(1661-1741)の『学校教育論』(1726-28)が当時の学校教育と学問の世界において重要な著作だったことは、フランスの教育史や文学史研究者には周知の事実である。しかし日本では、その書の内容も意義も従来ほとんど知られていない。同書が教師はもちろん思想家たちにも多くの読者を得ていた事実は、例えば、ルソーが1750年代に執筆していた『エミール』(1762)で、先行する重要な教育論者にジョン・ロックらと並べてロランの名も挙げて、好意的に言及している例からも推察できる。本研究の平成25年度の成果としては、『学校教育論』の受容を解明する面で、通称『匿名の公教育論』(1762)を史料に考察していたところ興味深い進展があった。主張の革新性で知られる『匿名の公教育論』の著者をめぐっては、古くからディドロ説もあったが、近年フランスではクレヴィエ説が公認されている。クレヴィエ(1693-1766)とは、ロランの後継者の位置にあり、パリ大学のコレージュで教鞭を執っていた人物である。ところが、『匿名の公教育論』の内容を筆者が検討したところ、ロランへの言及も『学校教育論』からの引用も見られない。これは著者がクレヴィエならば実に不可解である。この疑問に関して筆者は、アメリカの歴史学者パーマー(R.R.Palmer)が1985年の論文で、真の著者は、ディドロと親交もあったと推測可能な、イエズス会のコレージュで教師を務めたディユードネ・ティエボー(1733-1807)であろうと説得力の高い推論を提示していることを知った。意外にもパーマーの論考は、これまでフランスでも日本でも紹介されてこなかった。『匿名の公教育論』の著者がイエズス会の学校教育とつながる人物ならば、対抗関係にあったパリ大学のコレージュの伝統から生まれたロランの『学校教育論』に触れなかったことにも容易に納得できる。本研究は、フランスにおいて近代的な学校文化が形成された過程について、18世紀に活躍したシャルル・ロランCharles Rollin(1661-1741)の教育思想を分析するとともに、19世紀へかけての彼の著作の受容を解明する作業を通じて新たに捉え直す試みである。17世紀末にパリ大学学長を務めたロランは、古典人文学の該博な知識と自身の経験を活かして、コレージュと呼ばれる中等段階に相当する学校での教育の在り方を論じ、さらに幼児教育と女子教育に関する簡潔な考察も加えて、18世紀前半に全8編から成る『学校教育論』(1726-28)を公刊した。これまで日本では、その書物について本格的な研究はなされておらず、書名の定訳も無い。筆者は、ロランが全巻をコレージュで扱われる学問領域に対応させて構成しており、序論によれば、彼は同書が若い教師達に読まれるよう望んでいた点に鑑みて、その書名には『学校教育論』という翻訳を提案している。「パリ大学はフランス国王によって青少年の教育に努めるために設立され、この仕事で大変重要な三つの目標を掲げている。学問、道徳、信仰の教育である」。このように『学校教育論』を論じ始めたロランは、同書の課題を、新しい学習計画や指導方法の提案ではなく、パリ大学のコレージュで行われてきた教育の提示であると述べている。アンシァン・レジーム期にコレージュの教育をリードしたのは、イエズス会を筆頭とする教育修道会であった。これに対して、中世以来のパリ大学に付属するコレージュは、ロランの『学校教育論』により、イエズス会の『教授原理体系』(1599)に匹敵する明確な教育方針を初めて有したと見なされるのである。今後さらに、ロラン教育思想の特質とそれが18世紀後半以降いかに受容されたかとを解明することにより、フランス近代学校文化の形成について考察を深めていきたい。本研究は、フランス17世紀末から18世紀前半に王立コレージュの雄弁術教授やパリ大学の学長を務めたシャルル・ロランCharles Rollin(1661-1741)の主著、通称『トレテ・デ・ゼテュード』(1726-1728)の内容を分析するとともに、18世紀中葉から19世紀前半へかけての同書の受容も解明する作業を通じて、フランスの近代的な学校文化が形成された過程を、アンシャン・レジーム期から継承されていた側面にも光を当てる、新たな視点に立って捉え直す試みである。平成26年度には、フランス国立図書館所蔵の『トレテ・デ・ゼテュード』初版本をはじめとする諸資料を検討し、ロランの教育論が成立していったプロセスの解明に努めた。

ロランが1726年と1728年とに2巻ずつ、合計4巻で公刊した教育論の原題は、『人文学を教え・学ぶ方法ー知性と心につなげてー』と翻訳できる。これが刊行直後から、読者にもロラン自身によっても『トレテ・デ・ゼテュード』と簡略化されて呼ばれるようになっていた。とはいえ、その3語からなる通称は、ロランが生きている間に刊行されたテクスト諸版の表題には掲げられていない。通称に日本語の定訳はまだ存在しておらず、本研究で筆者は、同書の内容に照らして『学校教育論』という呼称を提案している。19世紀以降に版を重ねたテクストは、「幼児期の子どもに適した課業」と「女子教育」との2章からなる第一編に、人文学諸領域の教育内容と指導法を扱う本論の7編が続く、全体で8編からなる構成である。しかし、第一編の内容は、1726年公刊の『学校教育論』の初版には無かったもので、1734年に『補遺』として別冊で公刊されたものであった。ロランの教育論を継承した教育関係者(学者、大学やコレージュの教師)の手によって、その『補遺』を巻頭に据えた『学校教育論』が作り出され、広く普及していったのである。本研究は、17世紀末から18世紀前半にパリ大学総長を務めるなどの活躍をしていた人文学者シャルル・ロランCharles Rollin(1661-1741)の教育論の内容を検討し、その19世紀前半へかけての受容も解明する。1726年から1728年にロランは、『人文学を教え・学ぶ方法ー知性と心につなげて』(全4巻)を公刊した。目的はパリ大学に付属するコレージュで行われている教育を世に広く知らせ、特に経験の浅い教師へ指針を示すことであった。この書では言語・詩学・修辞学・歴史・哲学の学習内容と指導法に加え、学校の管理運営と校長・教師・生徒・親の心得が論じられた。こうした著作の補遺として、ロランは1734年に幼児期と女子の教育に関する論考も発表した。彼の教育論は刊行直後から好評を博し、“トレテ・デ・ゼテュート"という略称で知られるようになった。この略称を本研究では『学校教育論』と翻訳している。ロランは古代ギリシア・ローマの学問と歴史に通暁し、かつ、ジャンセニスムを奉じる敬虔なキリスト教信者だった。彼は「学問が国民の運命を決める」と主張して知識の普及を説くと同時に、青少年の道徳性と信仰心の育成を目指し、学習者の尊重を指導の原理とした。フランス革命前の約四半世紀、イエズス会追放後の教育改革を推進したパリ高等法院の部長ロラン・デルスヴィルは、教育課程の刷新に『学校教育論』を援用して絶賛した。その書は革命期の多様な公教育論の中でも、論者の立場に拘らず学習指導の基本文献として引用された。1818年にアカデミ・フランセーズは、ロランが市民の育成に献身し、教育に関する学問を作ったとする論考を懸賞論文の入選作としたのである。以上のようなロラン学校教育論の内容と受容から、フランス近代学校教育の形成において、アンシアン・レジーム期のパリ大学を母胎とする文化伝統が継承された側面の重要性も注目されよう。平成27年度は当初の4年計画での最終年度となり、9月末の教育史学会では研究成果の全体像を提示する発表「シャルル・ロランの教育論からみたフランス近代公教育の形成過程」を行い、フランスに限らず広く教育史の専門家から批評や意見を得られた。シャルル・ロランの教育論の内容と受容を原典にあたって紹介し検討する研究は、日本では初めてのものであり、それに基づいてフランス近代公教育の形成過程を捉え直そうとする試みには、学会発表を通じて大方の理解を得ることができ、大きな興味関心を寄せてくれる研究者もあった。このことから、現在までの進捗状況は「おおむね順調に進展している」と自己点検・評価できる。
表皮内ランゲルハンス細胞におけるクローディンファミリー

正常マウス骨髄由来樹状細胞において、RT-PCR、ウエスタンブロット法により、クローディン-1の発現を確認した。加えて、正常マウス表皮においても、表皮内樹状細胞であるランゲルハンス細胞に、クローディン-1が発現していることを蛍光抗体法で確認した。一方、我々はヒト正常表皮細胞のタイトジャンクションのバリアー機能の詳細について報告した(Exp Dermatol,16,324-30,2007)。そして、マウス骨髄由来樹状細胞と正常ヒト表皮細胞を共培養したところ、この二つの細胞の接着部位にクローディン-1が濃縮することを蛍光抗体法で確認した。しかし、生後直後のクローディン-1ノックアウトマウスにおいては、コントロールに比べて数は少ないものの、蛍光抗体法発より、表皮内発classII抗原陽性のランゲルハンス細胞を認めた。また、ヌードマウス移植クローディン-1ノックアウト皮膚発おいては、クローディン-1ノックアウト表皮の中に、クローディン-1陽性のヌードマウス由来のランゲルハンス細胞を蛍光抗体法発より明瞭に認めた。そして、LPSで正常マウス骨髄由来樹状細胞を刺激したところ、培養開始8日後においては、正常マウス骨髄由来樹状細胞のクローディン-1の発現は減弱していた(RT-PCR)。以上より、ランゲルハンス細胞の表皮内局在に関しては、表皮細胞-樹状細胞のクローディン-1の相互作用は必須ではないものの、抗原刺激発よりクローディン-1の発現が減弱し、樹状細胞の細胞接着能力が低下し、遊走しやすくなるといった機構が推測された。まず、正常マウス骨髄から、造血細胞を取り出し、RPMI培地+10%FCS+GM-CSFで培養を8日行った。骨髄由来樹状細胞は培養皿に軽く付着する細胞として単離されるが、そこから、RT-PCRを行い、発現しているクローディンを確認したところ、クローディン-1の発現が認められた。さらに、骨髄由来樹状細胞をSDSサンプルバッファーで可溶化したのち、SDS-PAGE後、抗クローディン-1特異抗体を用いたウエスタンブロットを行い、蛋白レベルでも、クローディン-1が発現していることを確認した。加えて、正常マウス表皮においても、表皮内樹状細胞であるランゲルハンス細胞に、クローディン-1が発現していることをclassII抗原に対する抗体との蛍光抗体二重染色法で確認した。一方、表皮の顆粒層タイトジャンクションにはクローディン-1が局在し、バリアー機能を担うことは知られている。我々はヒト正常表皮細胞を培養した系で、タイトジャンクションのバリアー機能の詳細について報告した(Exp Dermatol,16,324-30,2007)。そして、実際にヒト正常表皮細胞のクローディン-1と樹状細胞のクローディン-1が相互作用するかどうかを確認する目的で、マウス骨髄由来樹状細胞と正常ヒト表皮細胞を共培養したところ、この二つの細胞の接着部位にクローディン-1が濃縮することが蛍光抗体法で観察された。従って、ランゲルハンス細胞のクローディン-1と表皮のクローディン-1が相互作用し、抗原認識時の表皮のバリアー機能に寄与している可能性が示唆された。本年度は、生体レベルでのクローディン-1の機能、役割を知るために、クローディン-1ノックアウトマウスを用い、皮膚の樹状細胞の局在の検討を行った。生後直後のクローディン-1ノックアウトマウスにおいては、コントロールに比べて数は少ないものの、蛍光抗体法及びレーザー共焦点顕微鏡による観察により、表皮内にclassII抗原陽性のランゲルハンス細胞を認めた。また、ヌードマウス移植クローディン-1ノックアウト皮膚においては、クローディン-1ノックアウト表皮の中に、クローディン-1陽性のヌードマウス由来のランゲルハンス細胞を、蛍光抗体法及びレーザー共焦点顕微鏡による観察により、明瞭に認めた(ヌードマウス移植クローディン-1ノックアウト皮膚は京都大学大学院医学系研究科分子細胞情報学講座より供与された)。これらの結果から、ランゲルハンス細胞の表皮内局在に関しては、表皮細胞一樹状細胞のクローディン-1の相互作用は必須ではないことが示された。次に、抗原刺激下での樹状組胞のクローディン-1の役割を知るために、LPSで正常マウス骨髄

由来樹状細胞を刺激し、経時的にクローディン-1の発現をRT-1)CRで観察した。培養開始8日後においては、LPS刺激により、正常マウス骨髄由来樹状細胞のクローディン-1の発現はコントロールにくらべ減弱していた。この結果により、クローディン-1の抗原刺激下における発現減弱により、樹状細胞の細胞接着能力が低下し、樹状細胞が遊走しやすくなるといった機構が推測された。
リアルタイムデータに対応可能な最適化輸送システムの構築

本研究では最適化の技術を用いて,データ変動と大規模問題に対応しうる輸送システムの構築を目的とする.顧客からの急な依頼に対して,即座に新たな解を導き出すシステムであり,輸送業界に広く適用可能なシステムを目指す.計画している具体的な研究項目は,1)データ変動に対応できる柔軟な最適化モデルの構築,2)問題の規模に応じた高速解法の開発,3)開発した最適化手法の限界の検証と代替法の創出,の3つである.本年度は,データ変動に対して柔軟に対応するために,データ変動を予測して変化に対して計画の変更を行いやすい最適化モデルの構築を行った.ここでのデータ変動とは,例えば宅配便の場合急な配達依頼や集荷依頼のことであり,バスなどの公共交通機関の場合は乗客のことである.ただし,バスにおいては,基本的には利用者がいるバス停のみを訪れることを前提としている.モデル構築のために,まずデータ変動を確率で表現して,予定経路から増加する走行距離の期待値の最小化問題を作成した.次に,モデルの有効性を確かめるための解を導出するために簡単なアルゴリズムを作り,実装を行い求められた経路の質を確認した.その結果,単純な期待値を用いたモデルでは,多くの場合にデータ変動に対して影響を受けにくい経路を求めることができるが,時折データ変動に対して影響を受けて非効率な経路を出すときがあった.この結果の検証により,期待値を用いたモデルをベースとしてモデル構築を行い,そのモデルではカバーしきれない状況においては,状況を即座に判断して特別な処置を行うようなモデルを構築するという方向性を定めた.いくつかのモデルの構築とアルゴリズムの開発・実装を進めており,有効性の実証を進めており,おおむね順調に進展しているといえる.本年度方向性を定めた、即座に変化に対応できる新たなモデルの構築と、そのモデルに対して高速で有用なアルゴリズム開発を行っていこうと考えている.本研究では最適化の技術を用いて,データ変動と大規模問題に対応しうる輸送システムの構築を目的とする.顧客からの急な依頼に対して,即座に新たな解を導き出すシステムであり,輸送業界に広く適用可能なシステムを目指す.計画している具体的な研究項目は,1)データ変動に対応できる柔軟な最適化モデルの構築,2)問題の規模に応じた高速解法の開発,3)開発した最適化手法の限界の検証と代替法の創出,の3つである.本年度は,データ変動に対して柔軟に対応するために,データ変動を予測して変化に対して計画の変更を行いやすい最適化モデルの構築を行った.ここでのデータ変動とは,例えば宅配便の場合急な配達依頼や集荷依頼のことであり,バスなどの公共交通機関の場合は乗客のことである.ただし,バスにおいては,基本的には利用者がいるバス停のみを訪れることを前提としている.モデル構築のために,まずデータ変動を確率で表現して,予定経路から増加する走行距離の期待値の最小化問題を作成した.次に,モデルの有効性を確かめるための解を導出するために簡単なアルゴリズムを作り,実装を行い求められた経路の質を確認した.その結果,単純な期待値を用いたモデルでは,多くの場合にデータ変動に対して影響を受けにくい経路を求めることができるが,時折データ変動に対して影響を受けて非効率な経路を出すときがあった.この結果の検証により,期待値を用いたモデルをベースとしてモデル構築を行い,そのモデルではカバーしきれない状況においては,状況を即座に判断して特別な処置を行うようなモデルを構築するという方向性を定めた.いくつかのモデルの構築とアルゴリズムの開発・実装を進めており,有効性の実証を進めており,おおむね順調に進展しているといえる.本年度方向性を定めた、即座に変化に対応できる新たなモデルの構築と、そのモデルに対して高速で有用なアルゴリズム開発を行っていこうと考えている.現段階で必要な計算機の性能が予想していたほど高くなかったため、新たな高性能な計算機を購入する必要がなく、予算計上していた計算機購入費を使用することなく計画を進めることができたため.今後必要になる数値実験のための高性能な計算機の購入費および次年度の国外旅費に充てる予定である.
非クラマース配置を持つ電子系の新しい秩序状態と近藤効果の理論

物性物理学において電子の遍歴・局在性は基本的かつ重要な問題である。本研究で特に動機となるのはPrFe_4P_<12>という局在性の強いf電子を一原子あたり2個持つ物質であり、この系ではf電子の挙動が遍歴と局在の狭間に位置している。ゆえにこの振る舞いを解明することは電子の遍歴・局在性に対する理解の深化につながる。これまでの研究において、PrFe_4P_<12>で観測されている秩序状態は近藤一重項(遍歴的f電子)と結晶場一重項(局在的f電子)が交互に並ぶ秩序によって説明できることを示した。研究計画ではPrFe_4P_<12>のさらなる理解のために、(100)や(110)方向の磁場下の重い電子形成機構を明らかにすることを目的とした。磁場効果は結晶場効果を増強して局在性を強めると考えられる。これまで解析したPrFe_4P_<12>のモデルに対して結晶場効果を増大させていくと、秩序は壊れ非秩序相へと1次転移する。有効質量を計算すると、非秩序相においてf電子は局在的に振る舞っているにもかかわらず重い電子が形成されていることが明らかとなった。この重い電子状態は実験で観測されたPrFe_4P_<12>のフェルミ面がf電子を持たないLaFe_4P_<12>のフェルミ面に類似しているという事実とコンシステントである。通常はf電子が遍歴性を獲得して重い電子を形成するため、本研究の結果はこれと対照的である。さらにモデルに対してf電子希釈効果を調べると、強磁性が現れることも明らかにした。この結果はPrFe_4P_<12>においてPrをLaで置換すると強磁性が現れる実験結果と対応する。本研究の理論的視点は一原子あたりf電子を1個持つ系における遍歴・局在性に対しても示唆を与えた。すなわち、反強磁性のような秩序相では単位胞あたりf電子が2個存在する状況になるため、上記と同様の物理を含む。このような系を記述するモデルを解析した結果、実験的に観測されているCeRh_<1->xCo_xIn_5,CeRu_2(Si_xGe_<1-x>)2,UGe_2,CeRu_2A_<10>の相図をシンプルなモデルから統一的に説明できることを示した。局在性の強いf電子と結晶中を遍歴する伝導電子が織りなす強相関電子系は多彩な現象を引き起こす。サイトあたりf電子を奇数個持つCe^<3+>やYb^<3+>から成る化合物では、時間反転対称性に基づくクラマース縮退が必ず残る。一方、Pr^<3+>やU^<4+>の持つ偶数f電子配置ではそのような制限は無い。この非クラマース系では、クラマース系とは定性的に異なる新しい物理が期待される。本研究で注目するのはPrFe_4P_<12>という物質である。Pr化合物としては珍しく電気抵抗に近藤効果的な対数温度依存性を示し、6。5Kで非磁性の奇妙な秩序状態へ2次相転移する。これまで理論・実験両方の観点から多くの研究がなされてきたが、この秩序状態の秩序変数やその起源は未だ謎である。これを微視的モデルから理論的に明らかにする必要がある。PrFe_4P_<12>における偶数f電子配置の低エネルギー結晶場状態は一重項と三重項であると想定される。本研究ではPrFe_4P_<12>の秩序化を微視的モデルから理解することを目的とし、結晶場一重項・三重項と2つの伝導バンドが相互作用するモデルの解析を行った。理論手法としては、局所相関をフルに考慮する動的平均場理論を連続時間量子モンテカルロ法と組み合わせて用いた。その結果、近藤一重項と結晶場一重項が交互に並ぶという新しいタイプの秩序を見出した。これは遍歴f電子と局在f電子の交替的な秩序と解釈される。通常、局在的なf電子が秩序化を引き起こすと考えられているため、本秩序はf電子の遍歴性が重要な新しいタイプの秩序といえる。さらに、導入したモデルにおいて様々な物理量を計算し、PrFe_4P_<12>における電気抵抗や磁気散乱スペクトルの温度依存性などの特徴的物性を自然に説明できることを示した。さらに、本研究では結晶場二重項基底状態を持つ非クラマース系も解析を行い、ここでもf電子の遍歴性が重要である新奇な秩序が形成されることを明らかにした。

研究計画ではPrFe_4P_<12>のさらなる理解のために、(100)や(110)方向の磁場下の重い電子形成機構を明らかにすることを目的とした。磁場効果は結晶場効果を増強して局在性を強めると考えられる。これまで解析したPrFe_4P_<12>のモデルに対して結晶場効果を増大させていくと、秩序は壊れ非秩序相へと1次転移する。有効質量を計算すると、非秩序相においてf電子は局在的に振る舞っているにもかかわらず重い電子が形成されていることが明らかとなった。この重い電子状態は実験で観測されたPrFe_4P_<12>のフェルミ面がf電子を持たないLaFe_4P_<12>のフェルミ面に類似しているという事実とコンシステントである。通常はf電子が遍歴性を獲得して重い電子を形成するため、本研究の結果はこれと対照的である。さらにモデルに対してf電子希釈効果を調べると、強磁性が現れることも明らかにした。この結果はPrFe_4P_<12>においてPrをLaで置換すると強磁性が現れる実験結果と対応する。本研究の理論的視点は一原子あたりf電子を1個持つ系における遍歴・局在性に対しても示唆を与えた。すなわち、反強磁性のような秩序相では単位胞あたりf電子が2個存在する状況になるため、上記と同様の物理を含む。このような系を記述するモデルを解析した結果、実験的に観測されているCeRh_<1->xCo_xIn_5,CeRu_2(Si_xGe_<1-x>)2,UGe_2,CeRu_2A_<10>の相図をシンプルなモデルから統一的に説明できることを示した。平成23年度の研究計画では、(i)PrFe_4P_<12>と本研究で導入したモデルの対応と、(ii)モデルにおける超伝導実現可能性を調べることを挙げた。計画(i)は完了しており、実際に実験で測定されている物理量を計算し、PrFe_4P_<12>の特徴的物性を説明できることを示した。一方(ii)については、現在使っている理論手法で超伝導感受率を計算する枠組みは完成している。現在これを用いて超伝導相の探索を行っている。これまでの研究で、PrFe_4P_<12>の振る舞いを定性的に理解することに成功した。一方で、PrFe_4P_<12>は外部パラメータを変化させると実に多彩な状態が実現することが分かっている。具体的には、(a)磁場を[100]方向にかけると非磁性の重い電子状態、(b)磁場を[111]方向にかけると新しい秩序相、(c)PrをLaで置換していくと強磁性秩序、(d)高圧下で反強磁性秩序である。今後、本研究で導入したモデルにこれらの効果を含めて考え、実験結果との対応を議論する。これによって、非クラマース電子系における振る舞いの理解を一層深める。また、本研究はさらなる広がりを見せており、タイプの異なる非クラマース系においても新奇な秩序が形成されることがわかってきた。そこで、このモデルに対しても理論解析を行い、強相関電子系における新しい秩序化の概念を創出する。
全身性エリテマトーデスにおける炎症制御機構の破綻メカニズム

全身性エリテマトーデス(SLE)やシェーグレン症候群(SS)は全身性自己免疫疾患に属し,発症機序は未だ不明である.本研究ではSLEやSSでみられる自己抗体の対応抗原TRIM21に注目し,患者検体を用いて病態での役割を検討した.その結果,TRIM21の発現は健常者群と比較してSLE群で有意に亢進しており,疾患活動性と関連していた.健常者群ではTRIM21 mRNA発現量とI型インターフェロン(IFN)mRNA発現量は逆相関していたが,SLE群では相関がみられなかった.以上から,SLEの病因としてTRIM21によるI型IFN発現抑制機構の破綻が考えられ,新規治療標的としての可能性が示唆された.全身性エリテマトーデス(SLE)やシェーグレン症候群(SS)は全身性自己免疫疾患に属し,その発症機序は不明である.新規治療法の開発にはこれらの疾患の発症機序に対する理解が必要である.そこで本研究では,患者検体を用いてSLEやSSでみられる自己抗体の対応抗原であるTRIM21について,1発現量とSLE・SS罹患との関連,2発現量とI型インターフェロン産生との関連,3発現量と疾患活動性との関連,4新規治療標的としての可能性の4点を調べ,SLE・SSでの病態における炎症制御機構の破綻におけるTRIM21の役割を解明するとともに,炎症制御のための新たな治療戦略の可能性を検討することを目的としている.SLE・SS患者,および健常者からPBMCを採取してqPCR法を行った結果,SLE群およびSS群では健常者群と比較してTRIM21の発現が有意に高かった.SLE群でIRF7,SS群でIRF3,IRF5,IRF7の発現量が健常者群と比べて有意に高かった.I型IFN誘導遺伝子群の発現量もSLE群およびSS群では健常者群と比較して有意に高かった.I型IFNのmRNA発現量はむしろSLE群およびSS群で有意に低かった.健常者ではTRIM21のmRNA発現とI型IFNのmRNAの発現量は逆相関していたが,SLE患者では関連がみられなかった.SLE患者においてIRF群のユビキチン化が抑制されていた.以上の結果から,TRIM21が生理的にはI型IFNの発現を抑制しており,SLEではその機構が破綻していることが推測される.全身性エリテマトーデス(SLE)やシェーグレン症候群(SS)は全身性自己免疫疾患に属し,その発症機序は不明である.新規治療法の開発にはこれらの疾患の発症機序に対する理解が必要である.そこで本研究では,患者検体を用いてSLEやSSでみられる自己抗体の対応抗原であるTRIM21について,1発現量とSLE・SS罹患との関連,2発現量とI型インターフェロン産生との関連,3発現量と疾患活動性との関連,4新規治療標的としての可能性の4点を調べ,SLE・SSでの病態における炎症制御機構の破綻におけるTRIM21の役割を解明するとともに,炎症制御のための新たな治療戦略の可能性を検討することを目的としている.当該年度はSLEの疾患活動性とTRIM21の発現量の関連を縦断的に検討した.その結果,TRIM21 mRNAの発現はSLEの疾患活動性と関連した.現在,この結果について症例を増やして確認中であるとともに,ウェスタンブロット法を用いてTRIM21蛋白量と疾患活動性の関連についても検討中である.また,集積した症例を抗SS-A抗体の有無に分けてTRIM21 mRNAの発現量とI型インターフェロンの発現の関連を調べた結果,抗SS-A抗体の有無によってこれらの関連性は異なっていた.このことから,SLEでTRIM21によるI型インターフェロンの産生制御に異常がみられる原因の一つとしてTRIM21の自己抗体である抗SS-A抗体の存在が推測された.全身性エリテマトーデス(SLE)やシェーグレン症候群(SS)は全身性自己免疫疾患に属し,その発症機序は不明である.新規治療法の開発にはこれらの疾患の発症機序に対する理解が必要である.そこで本研究では,患者検体を用いてSLEやSSでみられる自己抗体の対応抗原であるTRIM21について,1発現量とSLE・SS罹患との関連,2発現量とI型インターフェロン産生との関連,3発現量と疾患活動性との関連,4新規治療標的としての可能性の4点を調べ,SLE・SSでの病態における炎症制御機構の破綻におけるTRIM21の役割を解明するとともに,炎症制御のための新たな治療戦略の可能性を検討することを目的としている.SLE・SS患者および健常者からPBMCを採取してqPCR法を行った結果,SLE群及びSS群では健常者群と比較してTRIM21の発現が有意に高かった.I型IFN誘導遺伝子群の発現量もSLE群では健常者群と比較して有意に高かった.一方,I型IFNのmRNA発現量はむしろSLE群で有意に低かった.健常者ではTRIM21のmRNA発現とI型IFNのmRNAの発現量は逆相関していたが,SLE患者ではこの相関がみられなかった.SLEの疾患活動性とTRIM21の発現量の関連を縦断的に検討した結果,TRIM21 mRNAの発現はSLEの疾患活動性と関連していた.

抗TRIM21抗体の有無に分けてTRIM21 mRNAの発現量とI型インターフェロンの発現の関連を調べた結果,抗SS-A抗体の有無によって相関に相違がみられた.以上から,1TRIM21が生理的にはI型IFNの発現を抑制していること,2SLEではTRIM21によるI型IFNの発現抑制が破綻していること,3IRF群のユビキチン化や抗TRIM21抗体がこれに関連していることが示唆され,TRIM21がSLEの新規治療標的となる可能性があると考えられた.全身性エリテマトーデス(SLE)やシェーグレン症候群(SS)は全身性自己免疫疾患に属し,発症機序は未だ不明である.本研究ではSLEやSSでみられる自己抗体の対応抗原TRIM21に注目し,患者検体を用いて病態での役割を検討した.その結果,TRIM21の発現は健常者群と比較してSLE群で有意に亢進しており,疾患活動性と関連していた.健常者群ではTRIM21 mRNA発現量とI型インターフェロン(IFN)mRNA発現量は逆相関していたが,SLE群では相関がみられなかった.以上から,SLEの病因としてTRIM21によるI型IFN発現抑制機構の破綻が考えられ,新規治療標的としての可能性が示唆された.SLE・SS患者におけるTRIM21の発現,TRIM21発現量とI型IFN産生の関係,およびTRIM21の発現量と疾患活動性の関係についての実験を順調に進めており,ほぼ研究計画調書どおりのペースで研究が進行している.また,それに伴い研究成果が得られている.医歯薬学引き続き,3年目に予定している研究内容,すなわちTRIM21の治療標的としての検討について研究を進めていく予定である.SLE・SS患者におけるTRIM21の発現やTRIM21発現量とI型IFN産生の関係についての実験をほぼ実行完了しており,研究計画調書どおりのペースで研究が進行している.また,それに伴い研究成果が得られている.引き続き,2年目以降に予定している研究内容,すなわちTRIM21の発現量と疾患活動性の関係,およびTRIM21の治療標的としての検討について研究を進めていく.本研究課題に必要な抗体の国内在庫がなく,次年度以降に入荷予定となったために次年度使用額が発生した.購入予定である上記の抗体については発生した次年度使用額をそのまま充てる.もともと計上していた次年度予算(培養関連試薬,遺伝子工学試薬,抗体,プラスチック製品などの物品費と英文学会抄録校正費)については予定通りに使用していく.
放射線ダメ-ジによるX線用CCDの特性変化

本研究では、X線CCDの放射線ダメ-ジによる特性変化を調べるため、『あすか』衛星に搭載されているX線CCDのデータをもとに、その長期にわたる特性変化について研究した。まず、超新星残骸の観測データ等、輝線放射の強い天体についてデータベースを作成し、その解析から放射線ダメ-ジの影響が電荷転送効率に現れることを確認した。一方、CCDの暗電流がかなりの割合で増大していることが明らかになり、そのピクセル間のばらつきがエネルギー分解能に著しい劣化をもたらしていることが新たに明らかになった。そこで『あすか』の全データを系統的に処理し、打ち上げから約1年半をカバーするデータベースを作成し、電荷転送効率と暗電流について系統的な調査を行った。その結果、電荷転送効率の低下量そのものは、地上実験からの予想とほぼ一致していたものの、電荷転送クロックの速さによらず、どのようなクロックでもほぼ同程度の低下量を示していることが判明した。これは、宇宙環境では様々なエネルギー準位のトラップができていることを意味しており、今回研究で得られた重要な結果のひとつである。一方、暗電流については、特定のピクセルに注目した時、何ヵ月にもわたって安定しているものの、放射線帯通過後などに不連続に増加しており、この散発的に起こる不連続な増加が全体的な暗電流増加をもたらしていることが明らかになった。この暗電流の増加は各ピクセルごとに独立して進行するため、ピクセル間の暗電流のばらつきが徐々に増大していく。これが、『あすか』搭載のX線CCDカメラの場合、著しいエネルギー分解能の劣化をもたらしている。この点も今回の研究で初めて明らかになった成果である。これらの結果をもとに、次期X線天文衛星搭載のCCDカメラでは、ピクセルごとの暗電流値を衛星上でモニターし、自動補正できるようにする予定である。
輻輳と調節が矛盾しない２眼ステレオ超多眼方式網膜投影型３次元ディスプレイの開発

本研究の目的は、両眼の輻輳と水晶体の調節に矛盾を生じない自然な拡張現実感3次元表示が可能な2眼ステレオ超多眼方式網膜投影型ヘッドマウントディスプレイ(HMD)を開発し、これを用いた効果的な拡張現実感インタフェースの手法を確立することである。本研究では、超多眼方式のシースルー網膜投影型HMDを用いた2眼ステレオ方式超多眼HMDの開発を行うが、基本構成要素である単眼の超多眼方式のシースルー網膜投影型HMDの画質を向上させる必要がある。これまでに我々が開発した超多眼方式のシースルー網膜投影型HMDでは、提示したい3D映像を構成するための複数の視差画像をHMDの眼鏡レンズ部分に位置するホログラフィック光学素子(HOE)上に空間分割多重表示し、これらを瞳孔上で約12mm間隔で異なる収束点に集光させた後、網膜上に投影することにより超多眼状態を実現していたが、表示に用いる複数の視差画像を空間分割多重表示していたため、HMDによって提示される3D画像の画質が劣化するという問題があった。この問題を克服するために、2018年度は3D表示に用いる複数の視差画像を網膜上へ時分割多重投影表示を行うことによって視差画像の画質を劣化させずに、高画質の3D表示が可能な超多眼状態を実現する単眼の表示システムを試作し、その有効性を確認した。具体的には、瞳孔上に約12mm間隔で35枚の視差画像を収束させる多重収束点を実現する多重露光HOEの作製手法の確立と、35枚の視差画像を時分割多重投影する映像投影システムを試作を行い、多重露光HOEと時分割多重映像投影システムを組み合わせた単眼の時分割多重投影方式の超多眼3Dディスプレイの原理確認を光学定盤上で行い、その有効性を確認した。複数の視差画像の網膜上への時分割多重投影によって超多眼状態を実現する網膜投影型ディスプレイを構成するために、複数の収束点を持つホログラフィック光学素子(HOE)の作製手法の確立と、網膜上へ複数の視差画像を時分割投影する手法の確立を行い、解像度の劣化がない3D画像表示が可能であることを確認した。提案方式では、超多眼状態によって誘導される水晶体の調節作用を利用して単眼の3D表示を行っているが、これを観察者が観察する画像から説明すると、観察者の眼の水晶体のピント調節が仮想映像の提示距離に合うと合焦画像が観察でき、ピント調節が狂うとぼけ画像を観察することになる。つまり、超多眼状態を実現する視差画像の多重投影画像が、画像のぼけと同等の効果を表現できる必要がある。これを実現するために、視差画像の多重投影画像と画像のぼけの関係を理論的に明らかにし、試作した単眼の時分割多重投影方式の超多眼3Dディスプレイによって、画像のぼけを表現する手法の有効性を確認した。以上により、2018年度の当初の目標は、ほぼ達成できたと考えられるため。1.超多眼3Dディスプレイでは、超多眼状態によって誘導される水晶体の調節作用を利用して単眼の3D表示を行っているが、より自然な調節作用を誘導するためには、超多眼状態を実現する視差画像の枚数を増やす必要があり、時分割多重投影光学系の改良を検討する必要がある。2019年度は、より自然に水晶体の調節作用を誘導できる超多眼状態の実現を目指し、網膜上へ時分割多重投影表示を行う視差画像の数を増やすために、時分割投影用の映像表示デバイスとシャッターを改良する。具体的には、収束点数は56個、12mm間隔を目指す。2.より自然な画像のぼけを表現可能とするために、複数の視差画像の網膜上への多重投影状態と水晶体の調節作用の関係を検討する。3.単眼の超多眼HMDを2つ組み合わせてステレオ方式のHMDを構成した場合の、輻輳が網膜投影像へ与える影響を検討するとともに、2018年度に引き続き水晶体の調節と両眼の輻輳を満足する3D仮想映像表示を行うための投影画像の作成方法の検討も行う。

具体的には、瞳孔上に約12mm間隔で35枚の視差画像を収束させる多重収束点を実現する多重露光HOEの作製手法の確立と、35枚の視差画像を時分割多重投影する映像投影システムを試作を行い、多重露光HOEと時分割多重映像投影システムを組み合わせた単眼の時分割多重投影方式の超多眼3Dディスプレイの原理確認を光学定盤上で行い、その有効性を確認した。複数の視差画像の網膜上への時分割多重投影によって超多眼状態を実現する網膜投影型ディスプレイを構成するために、複数の収束点を持つホログラフィック光学素子(HOE)の作製手法の確立と、網膜上へ複数の視差画像を時分割投影する手法の確立を行い、解像度の劣化がない3D画像表示が可能であることを確認した。提案方式では、超多眼状態によって誘導される水晶体の調節作用を利用して単眼の3D表示を行っているが、これを観察者が観察する画像から説明すると、観察者の眼の水晶体のピント調節が仮想映像の提示距離に合うと合焦画像が観察でき、ピント調節が狂うとぼけ画像を観察することになる。つまり、超多眼状態を実現する視差画像の多重投影画像が、画像のぼけと同等の効果を表現できる必要がある。これを実現するために、視差画像の多重投影画像と画像のぼけの関係を理論的に明らかにし、試作した単眼の時分割多重投影方式の超多眼3Dディスプレイによって、画像のぼけを表現する手法の有効性を確認した。以上により、2018年度の当初の目標は、ほぼ達成できたと考えられるため。1.超多眼3Dディスプレイでは、超多眼状態によって誘導される水晶体の調節作用を利用して単眼の3D表示を行っているが、より自然な調節作用を誘導するためには、超多眼状態を実現する視差画像の枚数を増やす必要があり、時分割多重投影光学系の改良を検討する必要がある。2019年度は、より自然に水晶体の調節作用を誘導できる超多眼状態の実現を目指し、網膜上へ時分割多重投影表示を行う視差画像の数を増やすために、時分割投影用の映像表示デバイスとシャッターを改良する。具体的には、収束点数は56個、12mm間隔を目指す。2.より自然な画像のぼけを表現可能とするために、複数の視差画像の網膜上への多重投影状態と水晶体の調節作用の関係を検討する。3.単眼の超多眼HMDを2つ組み合わせてステレオ方式のHMDを構成した場合の、輻輳が網膜投影像へ与える影響を検討するとともに、2018年度に引き続き水晶体の調節と両眼の輻輳を満足する3D仮想映像表示を行うための投影画像の作成方法の検討も行う。