hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シロイヌナズナ花茎の重力屈性機構に関する分子遺伝学的研究

本研究はシロイヌナズナの花茎が示す動屈性における重力感知機構に関する研究である。シロイヌナズナの花茎の重力感知機構にはAtLAZY1遺伝子が関与することは先行研究(Yoshihara et al. 2013)により明らかであるが、AtLAZY1の分子機能が明らかでないことにより重力感知の分子機構もまた未解明である。一方で、AtLAZY1の変異体は重力屈性の不完全な欠損を示すことから、AtLAZY1が関与する機構は重力屈性において必要十分ではなく、重力屈性機構の理解にはAtLAZY1を介さない機構の解析も必要であると思われた。本年度はこれらの問題に取り組むため、atlazy1変異体の表現型復帰変異体(抑圧変異体)の単離と解析を行った。その結果、2系統の変異体dsl1及びdsl2を単離した。そして、dsl1は転写因子をコードする遺伝子ASL5、dsl2は既知の微小管結合タンパク質ATNのホモログATN-likeの過剰発現体である事を明らかにした。ASL5とATN-likeについては共に報告が乏しいため、次にこれらの遺伝子の機能解析を行った。マイクロアレイ解析によりASL5が二次細胞壁を制御していることを明らかにするとともにセルロース合成阻害剤が重力屈性を阻害すること、及び二次細胞壁セルロース合成酵素の遺伝子欠損変異体の重力屈性が極めて遅くなることを見出した。これにより花茎の重力屈性に二次細胞壁合成が関与するという本研究の仮説がさらに支持された。また、AtLAZY1の部分配列が微小管と結合する事を見出した。この結果は微小管制御因子と推定されるATN-likeの過剰発現がatlazy1変異体の表現型を回復できることと関連していると思われる。(抄録なし)本研究の目的はシロイヌナズナ花茎の重力感知に関与する遺伝子AtLAZY1とARG1の機能を解明し重力感知機構を明らかにする事である。平成24年度では以下の実験を行った。AtLAZY1とARG1についてそれぞれプルダウン法、共免疫沈降法を用いて植物のタンパク質抽出液から相互作用因子を単離し、これを北海道大学低温科学研究所笠原康裕准教授に依頼し、質量分析計(ESI-LC-MS/MS)によりタンパク質名を特定した。その結果、色素体外膜に存在するTOC75-IIIタンパク質がAtLAZY1とARG1に共通する相互作用因子として同定した。TOC75-IIIはStanga(2009)らにより重力感知に関与している事が示されており、TOC75-IIIと原形質膜に局在するAtLAZY1及びARGIが相互作用することが重力シグナルを生じさせると考えられた。この相互作用を確認するために二分子蛍光相補(BiFC)法及び酵母ツーハイブリッド法を行ったが、タンパク質の性質によりこれらの実験系においてTOC75-IIIを用いる事ができないことが分かった。2.at lazyl変異体の抑圧変異体dsl1の単離と解析アクチベーションタギング法を用いたスクリーニングによりatlazy1の表現型が回復する変異体dsl1を単離した。dsl1では転写因子ASL5が過剰発現していた。マイクロアレイ解析により、dsl1では二次細胞壁合成に関与する遺伝子の発現が顕著に増加しており、花茎での二次細胞壁合成の促進がatlazy1の欠損を抑圧したと考えられた。これは二次細胞壁合成が重力屈性にに関与していることが示唆された最初の例である。相互作用解析については現段階で可能な実験は全て行い、更なる追求のためには新たな方法を考える必要がある段階まで進捗したので他のデータと合わせて論文を執筆中である。

抑圧変異体の解析は当初予定していたよりも素早く実験が進展しており、現在可能な実験は全て終了し、次の実験を模索中である。これらを考慮すると研究はおおむね順調に進展しているが、ある程度の困難にも遭遇しているため「2」とした。タンパク質相互作用解析についてはTOC75-IIIは生化学的に解析する事が困難であることが分かったので、遺伝学的な解析を行う事を考えている。既報(Stanga et al., 2009)の重力屈性が以上なTOC75-IIIの変異を用いて抑圧変異体は二次細胞壁合成と重力屈性の関連を薬剤処理や変異体解析により詳細に調べていく。現段階では相関があることが示唆されている段階なので、二次細胞壁で可能性も考慮し、dsl1で発現上昇している遺伝子に関して、抑圧の原因と思われる遺伝子を探索していく。(抄録なし)
男女の細胞が混合した試料から男性由来DNAを選択的に抽出する手法の開発

1.研究目的生物試料から高い精度で個人を同定できるDNA型鑑定法が犯罪捜査上の重要な手法となっているが、現在主流となっているSTR型DNA型鑑定法には、複数の人物に由来する細胞が混合した試料の場合、細胞が由来する個人のDNA型を同定することが難しいという問題があった。そのため、例えば性犯罪事件では、犯人である男性の精液や唾液等に含まれる細胞が被害者である女性の細胞と混じった状態で採取されるために、犯人のDNA型を検出できない場合がある。そこで、上記の問題を解決するために、ヒト男女の細胞が混合した試料から男性の細胞のみを選択的に回収し、そのDNAを抽出する手法の確立を目指した。2.研究方法試料として市販の上皮系培養細胞A431、血球系培養細胞Rajiを用いた。細胞の標識には上皮成長因子受容体に対する抗体及びCD45に対する抗体を一次抗体として用い、それぞれの細胞種を異なる蛍光色素で標識した。標識された細胞の回収はASONECellピッキングシステムを用いて行った。3.研究成果使用した2種の抗体によって上皮系細胞と血球系細胞を選択的に標識することができた。ASONECellピッキングシステムを用いることによって、標識された細胞を短時間に回収することが可能となり、DNA型鑑定に十分な量のDNAを抽出することができた。今後は、より実際の試料に近い細胞をヒトから直接採取して同様の実験を行うとともに、今回使用した抗体染色法に加えてハイブリダイゼーション法による標識の検討を行う予定である。
言語の発生的基盤の研究-乳児の音声分析による検討

今回の研究費助成期間中主として研究したのは、(1)2ケ月前後の乳児の音声模倣、(2)この時期の発声の音響学的特徴、(3)5才の小脳欠損児と自閉症児の言語行動の特徴についてである。(1)主として母親により繰り返し提示される音や単語の、2ケ月前後の乳児による音声模倣に関しては、模倣の存在は示唆された。しかし、採取されたデータが少なく、明確かつ決定的な証拠を提出するに至っていない。明確なデータの提出をめざして、現在も研究が続行されている。その中で、以下のことが問題点および今後の研究課題として追求されるべきことが明らかになりつつある。・模倣の出現に対する明確な基準の作成。・当初考えていた以上に、模倣の出現に関しては、個人差があるようにみえる。この点についての検討。・3ケ月を過ぎるあたりで、模倣がいったん消失するが、この点についての確認とその理由についての検討。・出現時期が、舌出しの反応の、いわゆるco-actionの出現時期と重なっているが、それとの関連および行動としての差異。現在より多くのデータを集めるとともに上記の点を解明すべく研究を進めている。(2)乳児の母語収れん過程が研究課題のひとつであったが、今回は2ケ月児の発声に関して集中的に調べた。その結果、乳児のクーイングに関して以下のことが分かった。この時期、既に、音韻・抑制の特性がかなり変化に富んでおり、全ての音声が平担で単母音の画一的なものではない。また、父母の発声直後の音声に特性変化の大きいものが比較的多い。ただし、これらはデータがまだ少ないのであくまで示唆されている段階であり、今後確認する必要がある。(3)言語障害児の前言語行動の特徴を調べることを目的として、当初、ダウン症児を被験対象としていたが、保護者の了解が得にくかったこともあり、他の言語障害児の研究に途中で変更した。その中、小脳欠損児に関しては、世界的にみても珍しい症例であり、現在、医学的チームが結成されて、その治療および行動の解明に取り組み始めたところである。今後研究が進むとともに、興味深いデータが提出されると考えている。自閉症児の研究に関しては、その発声の音響学的な特徴をとりだすべく、これもデータの採取に着手したところであり、今後の進展が期待される。今年度は、データの収集に努める一方で、分析装置を稼動状態にするための努力に費やした。乳児のデータの収集に関しては、音声を録音するさいに、背景音がノイズとして入ってしまうことが多かった。背景音がカットされた状態というのは、すなわち、乳児にとって不自然な状況を意味しており、肝心の発声が生じにくくなるため、なるたけ自然な状況での録音をめざすと今度はノイズが入ってしまうといいう事態が多かったためである。また、泣き声にしろ、発声にしろ、タイミングをうまくとらえることが予想以上に困難であり、この点も含めて、現在収集方法を再検討しているところである。ダウン症児の音声録音に関しては、現在子どもを装置の存在に慣らしているところであり、本格的なデータ収集はその後の予定である。

分析装置に関しては、既存の音声分析ソフトを、こちらのデータの分析が可能となるようシステムに組み込むまでに非常に時間がかかった。現在何とか分析が可能となるところまでもってきたが、欠点もいろいろ明らかになっており、対応のための調整を進行させているが、他の装置での分析の可能性についても検討中である。全体として、現在は、データの収集とその分析に関して試験段階にあり、本格的な始動はこれからであるが、今までのところ被験児の数に比してDAT録音機器の数が相当不足し、対応できなかったのが残念である。何とかして、録音機器を揃えたいと考えている。今回の研究費助成期間中主として研究したのは,(1)2ケ月前後の乳児の音声模倣,(2)この期間の発声の音響学的特徴,(3)5才の小脳欠損児と自閉症児の言語行動の特徴についてである。(1)主として母親により繰り返し提示される音や単語の,2ケ月前後の乳児による音声模倣に関しては.模倣の存在は示唆された。しかし,採取されたデータが少なく,明確かつ決定的な証拠を提出するに至っていない。明確なデータの提出をめざして,現在も研究が続行されている。その中で,以下のことが問題点および今後の研究課題として追求されるべきことが明らかになりつつある。・模倣の出現に対する明確な基準の作成。・当初考えていた以上に,模倣の出現に関しては,個人差があるようにみえる。この点についての検討。・3ヶ月を過ぎるあたりで,模倣がいったん消失するが,この点についての確認とその理由についての検討。・出現時期が,舌出し反応の,いわゆるco-actionの出現時期と重なっているが,それとの関連および行動としての差異。現在より多くのデータを集めるとともに上記の点を解明すべく研究を進めている。(2)乳児の母語収れん過程が研究課題のひとつであったが,今回は2ケ月児の発声に関して集中的に調べた。その結果,乳児のクーイングに関して以下のことが分かった。この時期,既に,音韻・抑制の特性がかなり変化に富んでおり,全ての音声が平坦で単母音の画一的なものではない。また,父母の発声直後の音声に特性変化の大きいものが比較的多い。ただし,これらはデータがまだ少ないのであくまで示唆されている段階であり,今後確認する必要がある。(3)言語障害児の前言語行動の特徴をしらべるこを目的として,当初,ダウン症児を被験対象としていたが,保護者の了解が得にくかったこともあり,他の言語障害児の研究に途中で変更した。その中,小脳欠損児に関しては,世界的にみても珍しい症例であり,現在,医学的チームが結成されて,その治療および行動の1明に取り組み始めたところである。今後研究が進むとともに,興味深いデータが提出されると考えている。自閉症児の研究に関しては,その発声の音響学的な特徴をとりだすべく,これもデータの採取に着手したところであり,今後の進展が期待される。
口腔扁平上皮癌の増殖制御因子としてのE-FABP分子

表皮型脂肪酸結合タンパク質(E-FABP/FABP5)の口腔内扁平上皮癌における機能を明らかにすべく、まず正常マウス表皮を用いた機能解析から着手した。その結果E-FABPは、マウス表皮細胞においてリノール酸の代謝制御を介して、早期分化過程に関与していることが判明した。すなわちE-FABPノックアウトマウス由来の培養表皮細胞を用いて、必須脂肪酸であるリノール酸の取り込みを検討したところ、野生型表皮細胞に比べて、約30%の低下を示した(以上の結果は投稿中)。またE-FABP欠損初代培養表皮細胞では、野生型に比べて細胞接着が低下していることがあきらかになった(投稿準備中)。さらにヒト口腔内扁平上皮癌の細胞株(HSC3, HSC4)に対して、E-FABPの強制発現系を樹立し、分裂と遊走能の観点から現在鋭意解析を進めると同時に、手術摘出標本を用いたE-FABPのタンパク発現解析を施行している。すなわちE-FABPノックアウトマウス由来の培養表皮細胞を用いて、必須脂肪酸であるリノール酸の取り込みを検討したところ、野生型表皮細胞に比べて、約30%の低下を示した。さらに、細胞内のリノール酸およびリノール酸代謝物である13-HODEの量を計測したところ、両者ともノックアウトマウスで有意な低下が認められた(以上の結果は投稿中)。現在、ヒト口腔内扁平上皮癌の細胞株に対して、E-FABPの強制発現系を樹立するとともに、手術摘出標本を用いたE-FABPの発現解析を施行している。また本研究の過程において、E-FABP分子が肥満細胞において、LPS誘導TNFα産生経路にポジティブに関与していることが判明した。野生型に比べて、E-FABPノックアウトマウス由来の肥満細胞では、TNFαの産生が低下しており、その低下はアラキドン酸(AA)の添加の有無にかかわらず観察された(Yamamoto et al., Prost Leuko Ess Fatty Acids, 2008)。きた本研究の過程において、E-FABP分子が肥満細胞において、LPS誘導TNF・産生経路にポジティブに関与していることが判明した。野生型に比べて、E-FABPノックアウトマウス由来の肥満細胞では、TNF・の産生が低下しており、その低下はアラキドン酸(AA)の添加の有無にかかわらず観察された(Yamamoto et al., Prost Leuko Ess Fatty Acids, 2008)。
スナネズミH.pylori感染モデルによる胃炎と胃発癌の関連についての検討

経時的に急性の胃炎から腸上皮化生に至る組織学的変化が起こってくるスナネズミH. pylori感染モデルを用い、H. pyloriにより惹起される胃炎と胃癌発生との関連をみるため、感染からの時期を変えMNU(N-methyl-N-nitorosourea)を投与し、胃炎の時期の違いで癌原性刺激の受けやすさに違いがあるか検討した。菌株はATCC43504標準株、スナネズミは7週齢の雄を用いた。H. pyloriを単回経口接種、感染を成立させた後、3群に分け5週後、15週後、25週後にMNUをそれぞれ10週間飲水投与した。さらに、MNUを10週間飲水投与した後、H. pyloriを投与をする群、H. pylori単独群を設けた。これら5群に対し、MNU投与終了20週後、50週後に屠殺(H. pylori単独群は週令を合わせ屠殺)、胃標本を摘出し、各群の胃癌発生率、組織学的変化を比較した。MNU投与後20週では全群で胃癌の発生は認めなかった。MNUを前投与した群、H. pylori感染5週後にMNUを投与した群では過形成病変が多く認められ、H. pylori感染15週後、25週後にMNUを投与した群では潰瘍性病変が多く認められた。MNU投与後50週では、H. pylori感染後MNUを投与した各群とH. pylori単独群に少数ながら分化型腺癌の発生をみたが、各群に有意差はなく、未分化癌の発生はみられなかった。これらの群の組織学的変化をみると過形成、異形成病変を伴うものが多く、潰瘍性病変は少なかった。H. pylori感染後25週後にMNUを投与した群では、投与後20週までは潰瘍性病変を多く認めたが、癌が発生する時期には過形成病変が多くなっていた。本検討においてH. pylori感染胃炎の胃発癌促進作用は示唆されたが、胃炎の時期の違いでは明らかな差を認めなかった。分化型腺癌は過形成、異形成病変に伴って認められた。経時的に急性の胃炎から腸上皮化生に至る組織学的変化が起こってくるスナネズミH.pylori感染モデルを用い、H.pyloriにより惹起される胃炎と胃癌発生との関連をみるため、感染からの時期を変えMNU(N-methyl-N-nitorosourea)を投与し、胃炎の時期の違いで癌原性刺激の受けやすさに違いがあるか検討した。H.pyloriを単回経口接種し感染を成立させた後、3群に分け5週後、15週後、25週後にMNUをそれぞれ10週間飲水投与した。又、MNUを10週間飲水投与した後、H.pyloriを接種する群を設けた。これら4群に対しMNU投与終了20週後に屠殺、胃標本を摘出し、各群の胃粘膜の組織学的変化を比較した。MNU投与終了20週後では、各群とも胃癌の発生は認めなかった。しかしながら、H.pylori感染後早期にMNUを投与した群と、H.pylori感染胃炎を一定期間持続させた後MNUを投与した群とでは、組織学的変化の異なる胃炎の発症を認めた。MNUを前投与した群、H.pylori感染5週後にMNUを投与した群の胃粘膜では、隆起性病変を多く認めた。(12/16、6/8)これらは組織学的には過形成であった。これらの群は潰瘍性病変は少なかった。(2/16、2/8)一方、H.pylori感染15週後、25週後にMNUを投与した群の胃粘膜では、隆起性病変は少なく(2/8、2/6)、腺境界部に発生する潰瘍性病変を多く認めた。(6/8、4/6)各群に組織学的変化の異なる胃炎の発症を認めた。この異なる変化が胃発癌にどう関わっていくか、より長期の観察を行うことにより明らかにしていきたい。

MNUを前投与した群、H. pylori感染5週後にMNUを投与した群では過形成病変が多く認められ、H. pylori感染15週後、25週後にMNUを投与した群では潰瘍性病変が多く認められた。MNU投与後50週では、H. pylori感染後MNUを投与した各群とH. pylori単独群に少数ながら分化型腺癌の発生をみたが、各群に有意差はなく、未分化癌の発生はみられなかった。これらの群の組織学的変化をみると過形成、異形成病変を伴うものが多く、潰瘍性病変は少なかった。H. pylori感染後25週後にMNUを投与した群では、投与後20週までは潰瘍性病変を多く認めたが、癌が発生する時期には過形成病変が多くなっていた。本検討においてH. pylori感染胃炎の胃発癌促進作用は示唆されたが、胃炎の時期の違いでは明らかな差を認めなかった。分化型腺癌は過形成、異形成病変に伴って認められた。
ネットワークを用いた知能ロボットのための屋内環境認識システムに関する研究

本研究の最終目標は,申請者らが提案している形状表現手法である「言葉による形状表現」(以下,本手法)を用いて,屋内環境を表現・認識することである。装置により計測された距離データを用いて,屋内環境をラベル表現・クラスタ表現と階層的に表現し,障害物認識のための基本データとする。本研究においては,平成9年度までに,「環境認識サブシステム」および「センサスキャンサブシステム」を構築し,10年度からは,実験を繰り返し,実環境下での有効性は確認しているところである。平成11年度は以下に示すような実験や装置の調整,結果の解析等をおこなった。1.超ロングレンジタイプ超音波距離センサを用いた三次元計測実験(10年度より継続)一般的なオフィスに近い室内において,三次元計測を試みた。2.32ビットOS上でのセンサ制御プログラムの作成標準でネットワークに対応しているWindows95/98上で動作するようなセンサ制御プログラムをN88互換Basic for Windows95により作成した。3.取得された距離データを用いた環境表現および認識2.で作成したプログラムでセンサを制御し,実環境から得られる距離データによる環境表現を試みたところ,実環境の距離データを用いて,屋内実環境のラベル表現が実現でき,認識可能であることが確認された。実環境から得られたデータを用いて環境認識が可能となったが,データ取得と表現を繰り返し,実験を通して,認識アルゴリズムを改良していくこと,および処理の並列化が課題となる。従来,パソコンを用いたシミュレーションを通して,本手法で屋内環境の表現と認識が可能であることは確認されている。本研究においては,平成9年度までに,「環境認識サブシステム」および「センサスキャンサブシステム」を構築し,1/5縮尺の屋内環境モデルの三次元計測をおこなってきたが,実環境下での有効性は確認されていなかった。平成10年度は以下に示すような実験や装置の調整,結果の解析等をおこなった。1. 600cmまで計測が可能な超ロングレンジタイプ超音波距離センサを用いた三次元計測実験室内ではあるが,実環境における三次元計測を試みた。2.で示すような装置の調整をおこなったところ,装置を通して正しい値を得ることができた。2.センサの付け替えに伴う既設装置の調整センサを交換したことにより,サンサ出力と取得データがリニアになるような設定を変更した。3. 32ビットOS上でのサンサデータ解析プログラムの作成標準でネットワークに対応しているWindows95上で動作するようなセンサデータ解析プログラムをC言語を用いて作成した。4.取得された距離データを用いた環境表現3.で作成したプログラムを用いて実環境から得られる距離データによる環境表現を試みたところ,実環境の距離データを用いて,屋内実環境のラベル表現が実現できることが確認された。5.学内LANを用いたデータ転送実験センサからのデータをサーバマシンに転送する実験をおこなった。実際のデータを用いるのではなく,クライアントマシンにあらかじめ作成されているデータファイルをサーバに転送することを試みたところ,データを取りこぼすことなく転送できた。実環境から得られたデータを用いて環境表現が可能となったが,クライアントマシンの速度が十分でないため,処理にまだ時間がかかっているのが実情である。また,転送速度も100Mbpsに対応させることで更なる高速化が可能であると思われる。これらに加えて,センサ制御プログラムの32ビット化などが今後の課題となる。
質感認知に関わる記録・合成と表示

(1)照明や撮影方法を様々に工夫することで,物体表面上の光沢を物理的原理に基づき検出する手法について研究し,ランバート則への適合性を利用する手法,高周波照明を用いる手法等を開発した.(2)高度照明により異方性反射を高速に計測する手法を開発した.(3)着色した物体をプロジェクタにより証明することで,実物体上にHDR像を表示する手法を開発した.(4)複数のプロジェクタにより物体を照明する際に,最適なプロジェクタを選択する手法を開発した.(5)プロジェクタの被写界深度を伸長する手法を開発した.(1)照明や撮影方法を様々に工夫することで,物体表面上の光沢を物理的原理に基づき検出する手法について研究し,ランバート則への適合性を利用する手法,高周波照明を用いる手法等を開発した.(2)高度照明により異方性反射を高速に計測する手法を開発した.(3)着色した物体をプロジェクタにより証明することで,実物体上にHDR像を表示する手法を開発した.(4)複数のプロジェクタにより物体を照明する際に,最適なプロジェクタを選択する手法を開発した.(5)プロジェクタの被写界深度を伸長する手法を開発した.5年間の本研究課題の初年度となる平成22年度は,質感を人が認知する際に用いる表示デバイスの開発,また実物体の質感をありのままに取り込むための装置および画像処理方法に関する研究を実施した.表示デバイスについては,反射率可変型表示デバイス(電子ペーパ)をさらに複数のプロジェクタで照明することにより,それぞれ単体のデバイスでは不可能な高いダイナミックレンジを有する高精細ディスプレイの開発を行い,特に複数のプロジェクタ像の重ねあわせについて研究を行った.また実物体の質感の解析については,多様な照明条件下で撮影した実画像の解析により,拡散反射(物体の地の色)と鏡面反射(表面のつや)の2成分に分離する方法を開発し,これにより実写画像からつやの強さを変化させた画像を生成することが出来るようになった.また一方で,立体物を複数のプロジェクタで照明することにより,立体物表面にハイダイナミックレンジ表示を施す方法について開発を行った.一方で,画像解析に関する研究については,形状既知の物体を2種類の照明条件下で撮影した画像から,物体全体の反射率分布と光源方向を同時推定する手法を高精度化した.さらに,光がにじみやすい半透明物体の形状にパターン光を照射することで,光の滲み(表面下散乱)や物体表面の微細構造による複数反射(相互反射)による影響を除去し,高精度に計測する手法についても研究を進め発表を行った.H23年度には,前年度までに開発した反射成分の分離法の高精度化について取り組んだ。従来は拡散反射に対する単なる外れ値として影や鏡面反射を除去していたものを,各成分の特性を用いてより詳細に分類することで,従来法より高精度かつ高速に成分分離を行うことが出来るようになった.反射の解析については,プロジェクタを用いて物体上に指標となる図形を投影することで,対象物体を様々な視点から観察したときに一定の点を精度良く対応付ける(観測し続ける)ことが可能となり,これによって複雑なテクスチャを有する物体の各点の反射特性を計測することが可能となった.他に,対象物体をディスプレイ等により照明することで,鏡面反射の鋭さや異方性を高速に求める手法の開発を行い,総合的に見て,多様な物体の反射特性を計測・解析するための基本的な装置・手法の開発が達成されたと考える.質感の提示については,反射型ディスプレイ(電子ペーパ等)へ複数のプロジェクタにより映像を投影し,高輝度・高解像度・高ダイナミックレンジの画像表示を行う手法について開発を行った.さらに,カラー3次元プリンタにより出力した立体モデルを複数プロジェクタで照明することによる高ダイナミックレンジ輝度提示,および紫外線照射などにより可視光領域における反射率変化を起こすフォトクロミック材料を用いた重畳型高ダイナミックレンジ輝度提示に関する基礎的研究を行った.今年度は,レンジファインダ等の既存の形状計測装置に照度差ステレオ法を組み合わせ,大まかな形状情報と陰影情報から高精細かつ歪のない形状情報を計測する手法を開発した.この手法では照明の方位をあらかじめ与える必要がないこと,および鏡面反射や影の影響を受けにくいことが特徴である.実験において,レンジファインダでは計測ができなかった微細な凹凸を鮮明かつ高精細に計測することが可能であることが示された.また,我々はメタメリズムと呼ばれる現象を利用し,照明XではA/BとC/Dのそれぞれが同一の色に,また照明YではA/CとB/Dのそれぞれが同一の色に見えるような4種類の塗料を作るための顔料の混合比率を自動計算する手法を計算した.これにより照明XとYでそれぞれ陰影の方向が変化したような知覚を与えることができ,平面でありながら凹凸を有する物体のように見せる手法の基礎を構築することが出来た.今年度はさらに,視覚と触覚の融合的な提示手法の基礎的研究として,柔軟物体を力により変形させた場合の変形量や操作力を求める手法について研究した.1つは柔軟物体の粘弾性変形の画像計測法で,近赤外領域でのみ観測可能な特殊な顔料を,画像処理用のマーカーとして対象表面に塗布して(もしくは、埋め込んで)用いた。実験の結果、ユーザの変形操作に応じて、変形の様子が重畳投影により可視化できることを確認した.もう1つは柔軟物体への操作力を推定する手法で,カメラ画像からオプティカルフロー法により取得した変形箇所周囲の空間変位分布を入力とし,等方性を仮定した座標変換と空間平均によりユーザが対象物に加えた押し込み,伸張,捻りの力ベクトルおよびトルクのリアルタイム計測を実現した.

この研究の場合,変形対象にマーカを埋め込む必要がないため,例えば人の皮膚(掌)を対象とし,皮膚に指で変位を加える際の力学的情報を計測することが出来る.今年度は鏡面・拡散反射成分の分離など質感の記録・解析に関する研究に加え,照明の高度な制御に基づき実物体の見えとその知覚を変化させる手法に関し集中的に研究を行った.【1】物体の見かけの色みは照明光の分光強度と物体の分光反射率の関係により様々に変化し,メタメリズム(条件等色)と呼ばれる現象を生じる.今年度はLEDを用いた照明の最適化によるメタメリズムの最大化について研究を行い、色みが近い2つの照明でありながら一方では等色となり,もう一方では色差が大きくなるような照明の設計を行った.色差に対し非線形な補正を行うことで良好な結果を得ることが出来た.【2】動的プロジェクションマッピングにおける投影対象の位置姿勢を推定するために,3Dプリンタ出力へマーカを埋め込む手法を開発した.前処理によりマーカの形と配置,色を決定し,マーカをモデルに埋め込む.また実行中には投影対象の位置姿勢推定と,撮影画像と理想画像の差分に基づく投影色補正を行う.実験の結果,移動量の誤差が高々2.6mm,回転量の誤差が高々3.2degであった.また,投影色補正によって,マーカ部分においても理想RGB値(各8bit)との誤差を1以下とすることができた.【3】擬似力触覚現象を利用し,身体の見えをプロジェクションにより異なる画像テクスチャに変化させたとき,物体をなぞった触質感がどのように変化するのか調査した.被験者の手にテクスチャを投影し,複数の種類の素材をなぞらせ,そのときの触質感をマグニチュード推定法により評価させた結果,手へのテクスチャ投影により,なぞり触質感が変化することが確認できた.本研究課題では今年度,能動照明を用いた質感の計測および提示に関して研究を行った.能動照明を利用した質感の計測については,任意の固定照明条件下で鏡面反射成分を除去し,拡散反射成分のみを含む画像を生成する手法を新たに開発した.対象物体上の各点において鏡面反射成分は観測方位に依存して変化するため,様々な方位からの観測輝度値の最小値を求めることで拡散反射成分を抽出することが出来る.しかし実際には対象物体上の各点の対応関係を求めることが容易でないため,プロジェクタからグレイコードパターンを投影し,それぞれの入力画像をプロジェクタの投影中心から観測した時に得られるであろう「プロジェクタ視点画像」に変換する.この画像は幾何学的な視点がプロジェクタの投影中心にあり,測光学的な視点が実カメラ位置にあるような特殊な画像である.これらの画像から画素ごとに最小値を求めることで,拡散反射成分を求めることが出来る.その他,BTF画像の各画素から求めた統計値に対しグラフカット法を適用することで,テクスチャ合成を行う手法を開発した.質感の提示については,テクスチャを有する物体上へ映像をプロジェクタ投影する際の投影像の色補正に関する研究を行った.プロジェクタから投影された画素は無限小の点ではなく,対象上のある拡がりをもった領域を照らす.この画素サイズよりも細かな単位での色補正は不可能であるため,投影画素領域内で対象面の反射特性が空間的に均一でない場合,色補正の精度が低下してしまう.
連続体ロボティクスに基づく動物に匹敵する俊敏性の機械実現

本研究では,動物に匹敵する俊敏性を有する,連続体の力学を利用したコンパクトなロボット移動体とロボットマニピュレータ,すなわち,脚式走行ロボット,跳躍移動ロボット,遊泳ロボット,飛行ロボット,そしてカメレオン型のシューティングマニピュレータ(手先効果器投擲型のロボットマニピュレータ)を開発した.本研究では,動物に匹敵する俊敏性を有する,連続体の力学を利用したコンパクトなロボット移動体とロボットマニピュレータ,すなわち,脚式走行ロボット,跳躍移動ロボット,遊泳ロボット,飛行ロボット,そしてカメレオン型のシューティングマニピュレータ(手先効果器投擲型のロボットマニピュレータ)を開発した.本研究では,キーテクノロジーである閉ループ弾性体の飛び移り座屈を利用した瞬発力発生装置による動物に匹敵する俊敏性を有する小型ロボットの開発を行った.陸上を移動する走行ロボットに関しては,掌サイズで66[g]ほどの小型軽量でありながら,瞬時的に体長あたりの秒速13[Body Length/s]に相当する1.5[m/s]の高い直進性能と11.5[rad/s]の旋回性能を併せ持つ,トビネズミのような小型2脚繰り返し跳躍移動ロボットを開発した.また,名刺サイズで14[g]というコンパクトさでありながら,自身の高さの7倍にも相当する階段を1段あたり0,7[s]で機敏に駆け登ることのできるカエルのような小型繰り返し跳躍ロボットを開発した.水中を移動する遊泳ロボットに関しては,閉ループ弾性体の飛び移り座屈を利用した瞬発力発生装置が水中機体の高速旋回に応用できることを発見し,2.4[rad/s]の高い水中旋回性能を有する俊敏な小魚のような遊泳ロボットを開発した.また,弾性フィンを活用して効率良く遊泳するロボットを開発した.連続体ロボットの理論に関しては,準静的形状遷移シミュレーション解析により,閉ループ弾性体に関する有益な力学的知見が得られ,その知見に基づき,閉ループ弾性体を利用した瞬発力発生装置の設計法を開発した.さらに,閉ループ弾性体の飛び移り座屈を利用した瞬発力発生装置以外の連続体ロボットへも研究が発展し,わずか4分の1秒の間に0.7[m]離れた場所にある物体を素早く捕獲できるカメレオン型のマニピュレーションシステムを開発した.本研究のキーテクノロジーである閉ループ弾性体の飛び移り座屈を利用した瞬発力発生機構を中心として,動物に匹敵する俊敏性を有する小型ロボットの開発を行った.水中を移動する小型移動ロボットに関しては,V字型の閉ループ弾性体の両端を捩ることにより大きな扇ぎ動作を実現する新たな瞬発力発生機構を開発し,この機構に基づいて,全長およそ300[mm]に対して厚さわずか13[mm]という非常に薄型のキック遊泳ロボットを製作した.この遊泳ロボットは,流体抵抗の少ないボディで水を強く蹴ることができるため,短時間で最大秒速2.18体長(0.74[m/s])に達する急推進に加え,最大角速度289[rad/s]に達する急旋回の能力も併せ持つ.停止状態から一蹴りで様々な方向に進むことができる俊敏性を有する遊泳ロボットの開発に成功した.また,これとは別に,V字型弾性体の両端の位置関係を変化させることによって飛び移り座屈を得る新しい瞬発力発生機構を開発し,この機構に基づく遊泳ロボットの設計パラメータと俊敏性との関係を明らかにした.一方,連続体ロボティクスの理論に関しては,閉ループ弾性体の新しい形状遷移モデルを導出し,瞬発力を得る際の特徴的な現象である飛び移り座屈を定式化することに成功した.本年度は,閉ループ弾性体の飛び移り座屈を利用した瞬発力発生機構以外の機構ついても検討を行った.飛翔ロボットに関しては,シングルロータのスイッチングにより,方向転換が可能となる現象を見出し,小型で簡素な機構でありながら,十分な移動能力を有する飛翔ロボットのアイデアを得た.さらに,俊敏性を有する小型移動体のみならず,ロボットマニピュレータへも研究が進展した.わずか4分の1秒の間に約1[m]離れた場所にある物体を素早く捕獲できる新しいカメレオン型のシューティング・マニピュレータの開発に成功した.連続体の力学的特性を活用した,動物に匹敵する俊敏性を有する小型ロボットの開発を行った.本研究のキーテクノロジである閉ループ弾性体の飛び移り座屈を利用した瞬発力発生機構に限定せず,あらゆる連続体の活用にまで視野を広げ,研究を推進した。水中を移動する小型移動ロボットに関しては,ウォータポンプによって水をロボット内部に取り込み,フレキシブルな稼働ノズルを介して噴射する,新しいタイプの遊泳ロボットを開発した.噴流の射出方向を変化させることで,直進のみならず高い方向転換の性能も備えた水中移動体が実現されている.飛翔ロボットに関しては,ボディの中心軸に対して非対称に配置された翼によって,シングルロータでありながら,垂直方向のみならず,水平方向にも安定して飛翔する現象を見出し,小型で簡素な機構でありながら,十分な移動能力を有する新しい小型空中移動体の基本的なアイデアを得た.カメレオン型シューティングマニピュレーションに関しては,遠隔にある狭いループにアームを伸ばして通す,新しいタスク(ルーティング)の実現に成功している.このルーティングを利用すれば,遠隔にある物体に対して,紐を通すことで,大きな引っ張り力を加えることが可能となる.また,軟個体内部へのリーチングについても検討を行っている.連続体ロボティクスの理論に関しては,閉ループ弾性体の準静的形状遷移をシミュレートする計算アルゴリズムを開発した。飛び移り座屈のような不安定現象を含む形状遷移も安定して計算することが可能となった.ゴムの力学的機能を活用したロボットの検討も行い,100[g]

程度の質量でありながら,机の上の高さまで繰返し跳躍することのできる跳躍ロボットの実現に成功した.陸上を移動する走行ロボットおよび水中を移動する遊泳ロボットに関しては,既に高性能のロボットの開発に成功し,それらの一部に対しては研究発表を行い,高い評価を得ている.空中を移動するロボットに関しては,まだ発展の余地があるが,新たなロボットのアイデアに繋がる現象は既に見出しており,今年度の研究で成果が得られる可能性がある.この他に,当初予定していなかったカメレオン型のシューティングマニピュレータの開発に成功しており,俊敏性を有する連続体ロポティクスの研究を,移動体のみならずロボットマニピュレータに対しても広げることができている.以上のことから,当初の計画以上に研究が進展していると判断した.24年度が最終年度であるため、記入しない。閉ループ弾性体の飛び移り座屈を利用した瞬発力発生機構に限定せず,広く連続体の力学的機能を模索し,ロボットの俊敏性を追求すると共に,連続体ロボットの理論構築を進めていく.また,最終年度は,社会との繋がりや有用性の方向に研究をシフトしていく.具体的には,研究成果を技術シーズとして広く公開することに加えて,国内外の研究者との交流を広げることにより広く情報を集め,有用性についての議論を積極的に行っていく.24年度が最終年度であるため、記入しない。
T.equigenitalisのゲノム解析と分子疫学の基礎的研究

Taylorella equigenitalisは、交配によって伝播する生殖器感染症の1つである、ウマ伝染性子宮炎の原因菌として1977年にイギリスで初めてその発生が確認された。その後ヨーロッパ各国、北米、ブラジル、オーストラリアなど、世界の主要馬産国での発生が報告された。我が国日本では、北海道日高地方の軽種馬の間での本疾患の流行が1980年にはじめて確認された。T.equigenitalisは特に競走馬サラブレッドでの発生伝播が顕著で注目されているが、本生物種の血清学的あるいは生物学的タイピング等に関する報告は従来なく、それ故に適切な手法によるタイピング法の確立が本疾患及び本菌の発生と伝播の機構を科学的に解明する上で急務とされていた。そこで本研究では日本をはじめ世界各国でウマ伝染性子宮炎のウマ及び感染雄ウマより分離された、T.equigenitalis分離株を用いて、アガロースブロック法によりゲノムDNAの調製を行った後に、ApaI及びNotIとパルスフィールドゲル電気泳動(PFGE)法を用いた手法で研究を行った。T.equigenitalisはアメリカ、アイルランド、イギリス、オーストラリア、ノルウェーそして日本各国の分離株を用い、ゲノムDNA制限酵素断片長多型の結果に基づいてこれら百数十株のジェノタイピングを行った。それらの結果についてはすでに研究発表の項で示した様に原著論文5編の形で公表した。すでに合計百数十株より十数のジェノタイプが同定され、Kentucky188ジェノタイプが世界に広く伝播していること、日本のジェノタイプJがイギリスニューマケット地方に由来すること等が明らかとなった。ウマ伝染性子宮炎(CEM)の世界的な分子疫学的解析のため、その原因菌であるT.equigenitalisに着目しそのゲノムDNAレベルでの解析を行った。まずT.equigenitalisの基準株あるいは代表的な株であるNCTC11184^T,Kentucky188そして日本株のEQ59の3株よりアガロースブロック方を用いて無傷ゲノムDNAを調製した。ついで制限酵素ApaI,NaeI,NotI,SalI,SfiIそしてSmaIを用いてゲノムDNAを完全消化後パルスフィールドゲル電気泳動(PFGE)法によって分画した。得られた結果よりApIとNotIが本研究に適した酵素であることが明らかとなった。更に日本の1980年から1993年までの約100株のサラブレッド由来の臨床分離株,ノルウエーの分離株を用いて同様の解析を行った所、日本では単一のジエノタノプしか存在しないが,世界的には複数のジエノタイプが存在すること等大変興味ある新しいいくつかの知見が得られた。なお結果を逐一報告する予定であるが、本年は下記の様に口頭発表及び別紙の様に誌上発表した。昨年度の研究にひき続き、ウマ伝染性子宮炎(CEM)の発生と伝播の機構を科学的に解明するため、その原因菌であるT.equigenitalisに着目し、そのゲノムDNAレベルでの解析を行った。広く世界で分離されたT.equigenitalis株で、本年はアメリカ合衆国とアイルランドの2ケ国で1977年から1982年の間に分離された27株を対象に解析を行った。その結果1)アイルランド株は3つのジェノタイプに、アメリカ株は4つのジェノタイプに分かれること、2)両国で分離された株の内で60%を越える17株が同一のジェノタイプに属し、この中にはKentucky188株が含まれること、3)このKentucky188ジェノタイプ以外に共通のジェノタイプは見出せないこと等が明らかとなった。この様な結果と昨年度得られた結果から、世界的にはT.equigenitalisのジェノタイプは明らかに均一ではなく多様であることが示唆される。世界各国でウマ伝染性子宮炎のウマ及び感染雄ウマより分離されたウマ伝染性子宮炎起因菌,Taylorella equigenitalis分離株を用いて,アガロースブロック法によりゲノムDNA(無傷インタクトな)調整を行った後に、ApaI及びNotIで消化

反応を行い、ついでパルスフィールドゲル電気泳動法によって解析した。T equigenitalis株はイギリス、オーストラリア、スイス、スウエーデン、フランス、フィンランド、ベルギー等世界各国のものを用い、ゲノムDNA制限酵素断片長多型の結果に基づいてこれらのジェノタイピングを行った。その結果、昨年度までの日本を中心として行った解析結果によく対応して、ApaINotI及びパルスフィールドゲル電気泳動法を用いた方法が、これら多くの外国株のジェノタイピングにも大変有効であることが明らかとなった。イギリス、オーストラリア、スイス、フランス株の間で合計10種類以上のジェノタイプの存在がはじめて明らかとなり、世界に現存するT.equgenitalis株は大変ヘテロジェニアスであることが解明された。又本年度中の研究ではじめて、日本の単一ジェノタイプJがイギリス、ニューマーケット地方で分離されたT.equigenitalis株中に存在することが明らかとなった。
高速イオンの固体内における荷電状態の研究

高速イオンの固体内における相互作用を電子状態レベルで理解するためには運動中のイオンの固体内における荷電状態についての知見が必要であるが、従来はX線測定あるいは薄膜透過後の荷電測定による2、3の間接的なアプローチしか行われていなかった。このような状況にあって、本研究はイオンの固体内荷電状態を測定するための新しい手段を確立することを目的として始められた。実験装置の関しては、真空排気系の強化により排気速度の向上を図り、加速器のマシンタイムの増加(本研究開始前の約300%)に対応することができた。さらに2次電子分析器内部のウィンドウ幅を遠隔操作化することによって加速器のビームを中断しない連続測定が可能になったので、ビームの不安定性に起因する実験誤差を避けることができた。またビームスリット系の遠隔操作によってビームの開き角0に対する測定値を求める方法を確立した。これらの実験技術の改良が本研究の発展に直接つながったことは特筆すべきである。イオンが内殻へ電子を捕獲していればその電気的なスクリーニング効果によってイオン原子間ポテンシャルは減少し、その結果イオンビームの結晶内シャドーイング効果が弱められることが期待される。本研究ではこの効果を2体衡突過程で発生する高速(keV)2次電子測定によって検出し、原子列に沿って走るイオンの荷電状態を決定することができた。例えば、2.5MeV/uのイオンがSi単結晶内に入射して表面から20nmの深さに達するまでの荷電状態について、(i)非平衡荷電状態であること、(ii)B,C,O等の軽イオンがほぼ入射時の荷電状態を保っていること、(iii)Si,S等の重イオンは数個以上の電子捕獲を行っていること、等が見いだされた。今後、固体内イオンの荷電状態の全貌を明らかにするためには系統的なデータの蓄積が必要であろう。今年度はSi,S,Clイオンの固体内荷電の解析を目的として、筑波大学タンデム加速器を用いて2.5MeV/uのC,O,Si,S,ClイオンのSi,GaAsへのチャネリング入射条件における2次電子測定を行った。その結果、これらの重イオンは例えばSi〈110〉、Si〈100〉へ入射した場合には平均して4ー7個の捕獲電子を持つことがわかった。この解析において、結晶内でシャド-イング効果を受けない電子数(N)がパラメ-タとして入っており、解析結果に不確定さが生じる要因になっている。したがってこのパラメ-タを実験によって決定する必要が生じた。同じチャネリング条件において、同速度の上記のイオンと陽子とではシャド-コ-ン半径が√<2>倍だけ異なることを利用してパラメ-タNを決定することを試みた。実際、6ー7MeV/uの陽子、重陽子、Heイオンを用いて測定と解析を行った結果、Nの値がSiにおいてほぼ価電子数4に等しくなることが見いだされた。今後、陽子での測定を行なってNの値を決定すれば結晶内の価電子(あるいは外殻電子)の2次電子強度への寄与を考慮した精密な荷電解析が可能になる。このことは本年度の特筆すべき成果である。イオンビ-ムシャド-イング法による高速イオンの固体内荷電の解析には、同速度の軽イオンと重イオンのデ-タが必要である。したがって一連の測定を同一の加速器で行うことは一般には因難である。たとえば筑波大学タンデム加速器では同速度の重陽子からC1イオンまでの加速可能な範囲は3.5ー3.75MeV/uに限定される。したがって次年度以降の研究において加速エネルギ-領域の異なる加速器を併用して測定を行うことが必要になる。

このような観点から本年度末より新たに日本原子力研究所(高崎市)の3MVタンデム加速器による実験を開始し、2.5,3.75MeV陽子のSiチャネリング条件における2次電子測定を行った。これらのほか、電子分析器内部の可動機構(ウインドウスリット)を遠隔操作化して実験時間を短縮したことにより迅速なデ-タ収集が可能になった。本研究ではMeV/u領域のイオン照射によって単結晶試料から放出されるkeV領域のイオン励起2次電子をチャネリング入射条件(シャドーイング条件)とランダム入射条件において測定し、その収量比Wの解析からイオンの固体内荷電状態を決定している。今年度より可動ビームスリットでビームを段階的に絞り込むことによってWのビーム平行度依存性を測り、ビーム開き角Oに対するWの値をビーム電流値O(スリット幅O)への外挿値として求める方法を試みた。その結果、Wの値を約3桁の精度で決定することが可能になり、イオンの固体内有効荷電の決定値における誤差を従来に比べて約30%に下げることができた。このような実験方法の進歩により、従来の薄膜透過実験では検出できなかった固体内イオンの特徴的な荷電状態が観測された。例えば、前述の2.5MeV/uイオンについては平衡荷電状態はOより軽いイオンではほぼ裸であり、Si,S,Clでは数個の電子を捕獲していることが透過実験から知られている。ところが本研究の結果は、薄膜透過後とは全く異なるイオンの固体内荷電状態が存在することを示している。すなわち、2.5MeV/uイオンがSi単結晶表面に入射して約200A^^Oの深さに達するまでの荷電状態について、(1)Cより重いイオンは入射時の価数に依存した非平衡な荷電状態にある。(2)裸の(Fully-stripped)B,C,OではWの値が同じであることから、これらのイオンはSi内で電子を捕獲していない。(3)C^<4+>,O^<5+>の荷電状態はSiに入射した後もほとんど変化しない。(4)価数13+および7+で入射したSi,SイオンはSi内でそれぞれさらに6および2個の電子を捕獲しているのと同等のスクリーニング効果を受けている。Clについてもほぼ同様の傾向が見られる。等の事実が明らかになった。
運動制限を主とするストレス状況下の中高年者の認知及び心理社会的能力低下の予測評価

運動制限ストレスにさらされることによる入院患者の認知、心理社会的機能への影響を縦断的に検討する目的で、医学部倫理委員会の了解を得て下記の実験調査研究を実施した。長期入院を必要とする股関節手術を受ける患者群と脊髄手術を受ける患者群を比較した。縦断的検査には認知機能評価には、(1)文章記憶(直後遅延再生)、(2)マネー道路図検査、(3)言語流暢性検査、(4)D-CAT(数字抹消検査)、性格・情動機能評価には、(5)J-SACL、(6)Barthel Index、(7)SAS-SR、(8)SSQ、(9)SF-36、(10)VAS、(11)GDS、(12)モズレー性格検査を採用して、入院時、手術説明時、、手術後2週間、手術後、6週間の4時点で検査を実施した。現時点での検査修了者は、股関節手術患者38名、脊髄手術患者44名、統制群3名のデータを収集した。統制群の人数が少ないので股関節群と脊髄群を比較検討した結果からは、(1)手術説明時での検査は脊髄群では心的負担が過剰な場合があること、気分の変化は手術後の時点まで脊髄群が股関節群より有意に抑圧的であること、うつ感情も強いこと、(2)直後・遅延記憶検査や文字流暢性検査などの認知機能は比較的低下が少なく、繰り返し実施による成績の増加が見られる検査項目が一般的であること、(3)情報処理速度を反映する認知機能や作業記憶を含む検査項目では手術後2週間の時点でも検査の繰り返し学習による成績の上昇は生じないこと。このことは手術後2週間以内での前頭葉機能低下を示唆し、一般的な痴呆への移行が起こりうること、などが明らかとなった。(4)ADLでは顕著な群間の差異は認められなかった。以上の検討からは数字抹消検査(D-CAT)が短時間で実施でき費用も廉価であることから長期入院によるストレスからの認知機能低下の兆候を知る点で有効性をもつことが示唆された。なお、本研究の結果は国際学会や国際誌で発表する予定であり、準備中である。運動制限というストレスにさらされることによる入院患者の認知、心理社会的機能への影響を縦断的に検討する目的で、本年度はパイロット研究を実施し、医学部倫理委員会へ提出する研究計画の作成を主たる課題とした。実験群には長期入院を必要とする大腿骨手術を受ける患者群と脊髄手術を受ける患者群を取り上げ、統制群には外来患者を用いることとした。縦断的に検査する認知機能評価には、(1)文章記憶(直後、遅延再生)、(2)マネー道路図検査、(3)言語流暢性検査、(4)D-CAT(数字抹消検査)、性格・情動機能の評価には、(5)J-SACL、(6)Barthel Index、(7)SAS-SR (Social Adjustment Scale-Self Report)、(8)SSQ (Social Support Questionnaire)、(9)SF-36 (6-item short-form)、(10)VAS (visual analogue scale)、(11)GDS (Geriatric Depression Scale)、(12)モズレー性格検査を採用して、入院時、手術説明時、手術後2週間、手術後6週間の4時点で検査を実施した。大腿骨手術患者3名、脊髄手術患者2名、統制群3名のデータを集計し検討した結果、(1)手術説明時での検査は脊髄群では心的負担が過剰な場合があること、(2)認知機能評価方法は種類を少なく、所要時間を短くする方向で精選すべきこと、(3)統制群として外来患者を用いることは縦断的研究を行う上で困難度が高いこと、(4)認知検査のくり返し実施による学習効果をどのように扱うべきかに検討が必要なこと、(5)インフォームドコンセントを得る際に検査者と医師との協力のあり方、などに本研究を本格的に実施する際の課題があり、どのように対処すべきかを検討しているところである。

このことは手術後2週間以内での前頭葉機能低下を示唆し、一般的な痴呆への移行が起こりうること、などが明らかとなった。(4)ADLでは顕著な群間の差異は認められなかった。以上の検討からは数字抹消検査(D-CAT)が短時間で実施でき費用も廉価であることから長期入院によるストレスからの認知機能低下の兆候を知る点で有効性をもつことが示唆された。なお、本研究の結果は国際学会や国際誌で発表する予定であり、準備中である。