hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒト骨格筋に分布する筋内脂肪を超音波エコーを用いて非侵襲的に定量化する試み

本研究は生活習慣病に関係する筋内脂肪に焦点を当てたものである.本研究では超音波エコーによるエコー強度とMRIおよびプロトンMRSから得られた筋内脂肪を反映しているのかについて検討した.実験1では,若齢者15名,高齢者15名の超音波エコーによる筋内脂肪指標とプロトンMRSによる筋細胞内脂肪・筋細胞外脂肪,MRIによる筋内脂肪との相関関係を求めた.その結果,各群別での検討では,エコー強度との間には有意な相関関係は認められなかった.一方,全被検者で検討したところエコー強度とプロトンMRSによる筋細胞外脂肪との間に有意な相関関係が認められ,またMRIによる筋内脂肪との間にも有意な相関関係が認められた.本年度は高齢群15名(男性7名,女性8名,平均年齢74歳)および若齢群15名(男性8名,女性7名,平均年齢20歳)を被検者として,超音波エコーのエコー強度をもとにした筋内脂肪指標(IMF index),プロトン磁気共鳴分光法による外側広筋と大腿二頭筋・長頭の筋細胞内脂肪(IMCL),磁気共鳴映像法による大腿中央部の筋組織断面積および筋内脂肪(IMF),を測定した.また空腹時に採血を行い,ヘモグロビンA1c,トリグリセリド,遊離脂肪酸,HDLコレステロール,LDLコレステロール,アディポネクチン,インスリンについて調べた.さらに,任意の10日間の身体活動量と歩数を計測した.その結果,高齢群の超音波エコーによる大腿二頭筋の筋内脂肪指標と歩数との間に有意な相関関係(r=0.65, P <0.01)が認められたが,その他のパラメータには両群ともに有意な相関関係は認められなかった.一方,高齢女性の外側広筋のIMCLにおいてインスリンとの間に有意な相関関係(r=0.85, P <0.05)が認められ,一方,若齢女性においては有意な負の相関関係が認められた(r=-0.79, P <0.05).MRIによる筋内脂肪においては,大腿部の筋内脂肪を従属変数に測定に用いたパラメータを独立変数にしてステップワイズ重回帰分析を行ったところ,大腿部の筋組織断面積のみが高齢群(R2=0.41)および若齢群(R2=0.50)ともに選択された.以上のことから,プロトンMRSによるIMCLおよびMRIによる筋内脂肪はそれぞれ計測しているものが異なる可能性が考えられる.一方,超音波エコーによる筋内脂肪指標に関しては,測定精度が前者の二つの方法より劣ることが考えられる.本研究課題の目標は超音波エコーによるエコー強度が筋内脂肪を反映しているのということについて,これまでの先行研究で行われてきたスタンダードな方法であるプロトン磁気共鳴分光法や磁気共鳴映像法との関係から明らかにすることであった.しかしながら,2012年度に実施した研究から,超音波エコーによるエコー強度は,筋内脂肪を評価する一定の精度はあるものの,高い精度での分析には不向きな測定法であるということが明らかとなった.したがって,トレーニングに伴う筋内脂肪の変化などの測定において用いるのは難しいであろうと判断した.筋内脂肪(あるいは筋細胞内脂肪)はインスリン抵抗性と正の相関関係があることが示されている.つまり,筋内脂肪が多い人は,インスリン抵抗性で糖の取り込みが適切に行われず,糖尿病をはじめとした生活習慣病に陥りやすいことを示している.以上のようなことを考慮して,本年度は自ら運動ができない人や怪我で十分に身体を動かすことができない人を想定し,高齢者に対して電気刺激による筋収縮が筋内脂肪を減らすことができるのかどうについて,プロトン磁気共鳴分光法を用いて検討した.予算との関係から,計24名の高齢者が実験に参加し,12名が30分間の電気刺激を外側広筋に行う群(電気刺激群)に残りの12名が30分間の安静を保つ群(コントロール群)に振り分けられた.その結果,電気刺激により血糖値,トリグリセリド,血中遊離脂肪酸,インスリンは有意な変化は認められなかった(変化率:血糖-3.9±2.4%,トリグリセリド1.3±9.7%,血中遊離脂肪酸-4.6±20.8%,インスリン-14.5±27.3%).また,プロトン磁気共鳴分光法による筋細胞内脂肪の変化については,現在分析中である.本研究は生活習慣病に関係する筋内脂肪に焦点を当てたものである.本研究では超音波エコーによるエコー強度とMRIおよびプロトンMRSから得られた筋内脂肪を反映しているのかについて検討した.実験1では,若齢者15名,高齢者15名の超音波エコーによる筋内脂肪指標とプロトンMRSによる筋細胞内脂肪・筋細胞外脂肪,MRIによる筋内脂肪との相関関係を求めた.その結果,各群別での検討では,エコー強度との間には有意な相関関係は認められなかった.一方,全被検者で検討したところエコー強度とプロトンMRSによる筋細胞外脂肪との間に有意な相関関係が認められ,またMRIによる筋内脂肪との間にも有意な相関関係が認められた.本年度は様々な手続きに時間に時間を要した.一つ目は倫理審査委員会の手続きに時間を要した.本研究課題の重要な測定項目である磁気共鳴分光法および磁気共鳴映像法を使用する際に名古屋大学大幸キャンパスに設置されているMR装置を使用する予定であったが,その使用許可が下るまでに紆余曲折があり,数ヶ月を要した.時間が要した理由としては,MR装置を医学部以外の外部の研究者が使うケースが初めてであり,ルールが決まっていなかったことが大きな要因である.

結局,医学系研究科の倫理審査委員会での審査を経て,許可が下り,MR装置関係の倫理審査委員会での許可が下り,使用できることになったのが2012年の2月頃であった.その後,予備実験を行い,特に磁気共鳴分光法を確立するために予備実験を何度か行った.そして,被検者との日程調整を行い,2012年3月末頃より,若年者を被検者とする本実験を随時始めることができた.データは現在分析中である.現在は本実験を始めたところであるため,達成度としては低い.しかしながら,当初予定していた若年者を被検者とする実験が始まったので,今後は継続的に実験を行えると考えている.今年度は上記に示したように高齢者の筋内脂肪について3つの異なる手法を使って,筋内脂肪を測定し,血液性状や身体活動量などとの関係について検討した.被検者を地域のコミュニティーから募ること,大学の教養実験施設であるMR装置の使用時間が限られていることなどから考えると達成度としては十分であると個人的には評価している.現在は本実験を始めたところであるため,達成度としては低い.しかしながら,当初予定していた若年者を被検者とする実験が始まったので,今後は継続的に実験を行えると予想している.次年度は介入研究を行う予定である.現在その予備実験を進めているところである.具体的な測定内容としては,神経筋電気刺激によりどの程度筋内脂肪の利用をすることができるのかという点について検討する.測定パラメータは今年度と同様である.今年度の達成度で示したように,用いる装置が大型の大学共用実験施設であるため測定時間が限られていたり,他の使用者との兼ね合いもあるので測定には数ヶ月を要する.今年度に得られた研究成果を国際論文として発表していく作業も同時に進めて行く.今年度には少なくとも2本の論文を投稿できることを予定している.今後行う予定の実験は中高齢者の被検者を用いた実験である.被検者が集まりつつあり,今年度の夏頃をメドにこの実験を行って行く予定を立てている.測定内容としては2011年度に行った若年者と同様な測定を行う予定を計画している.来年度の研究費には,MR装置の使用料に約100万円,血液分析30万円,本年度の研究成果発表のための海外出張で40万円程度を予定している.また,これらの分析にパーソナルコンピュータを購入することも検討している.これらが来年度の主な使途であると現在のところ考えている.研究費の使用としては,MR装置の借用料が多くを研究費の多くを占めると予想している.それに加えて血液分析の費用が必要となる.また,現在検討中であるが,磁気共鳴分光法の分析に計180万円ほどの分析ソフトが必要になる可能性がある.しかし,フリーで利用できる分析ソフトもあるので,どの程度有用なソフトなのかを見極めた上で購入するか否かを決める予定にしている.なお,繰越金に関しては,先に述べたように倫理委員会での承認を得るための事務手続き等に予想以上の時間がかかったため,2011年度に予定していた実験がほとんどできなかった.したがって,繰越を行った経費に関しては当初から予定していた2011年度に行う実験に必要な経費を2012年度において使用する予定である.
老化依存的な味感受性低下の発生要因の解明と抗老化食品成分によるその抑制効果の検証

超高齢社会に突入した現代において,高齢者の健康維持は社会的な関心事である。高齢者の健康を維持する上で,食事をおいしく味わうことは重要な意義を持つ。一般に,老化により味に対する感覚,味感受性が低下してしまう。しかし,老化によってなぜ味感受性が低下してしまうのか,その詳細なメカニズムは不明である。本研究では老化依存的な味感受性低下の発生要因を明らかにすることを目的とする。同時に,食品摂取による味感受性低下の抑制効果を検証する。本研究で得られる成果は高齢者の味感受性を改善させる方法を提案する上で有益な情報を提供すると期待される。
食道癌に対する心筋線量軽減による心毒性低下を図った放射線治療の確立

食道癌に対する放射線治療において、治療後数カ月から数年後に発症する心臓障害が問題となっている。本研究の目的は、根治が期待できる食道癌患者に対して高精度放射線治療で心筋への線量を低下させる事で、有害事象軽減につながるか前向きに検討することである。1心臓MRIによる画像での心筋変化、2心電図・心臓超音波・採血データの経時的変化、3心嚢液貯留の経時的変化、4心事故の有無などを評価していく。
農産物処理に関する熱力学の研究

この研究では、農産物の処理に必要な農産物の熱力学的特性を測定し、そのデータを使う農産物処理の熱力学的理論と計算法を開発した。主要な項目についての説明を次に示す。1)籾、玄米、小麦、大麦、ハト麦、大豆について、ピクノメータ(充填液はトルエン)を用い、温度と乾操量基準含水率に対する体積の関係を測定し、熱膨張係数と水分膨張係数を求めた。2)水分の異なった小麦層(等温)および温度の異なった小麦層(等水分)の水分移動を測定し、非線形の拡散方程式によって解析。3)DSCで、小麦、米、シカク豆、大豆、ビール麦、ハト麦、大豆粕の比熱を測定し、温度と含水率に対する実験式を求めた。4)籾、小麦、ビール麦、ハト麦、大豆に含まれる水分の蒸発潜熱を温度と乾燥量基準含水率の関数として求めた。5)水分の異なる穀物をよく混合し密閉した場合の水分移動を測定・解析し、極めて適合性の高いシミュレーションを行なった。材料には籾、小麦、ビール麦を用いた。6)玄米、小麦、ビール麦の熱変性点をDTAによって求めた。7)粒体中の圧力分布が強い非線形の拡散方程式で示されることを証明し、有限要素法によって数値解を求めた。この解析結果は籾、玄米、裸麦、ソバ、大豆、大豆粕、砂による測定値とよく一致した。8)溶液の凍結熱伝導の方程式を導き、流動層凍結について、近似解析解と、数値解をもとめた(プログラム開発)。9)12種類の食整成分水溶液について固・液の相平衡を測定し、実験式にまとめた。10)そばの平衡含水率(吸湿と乾燥、ヒステリシス)、拡散係数(温度の関数)、含水分の蒸発潜熱、真密度、比容積等を求めた。本年度は穀物の蒸発潜熱の測定と計算、澱粉の熱分析および農産物廃棄物の標準生成熟とエンタルピ式の測定と計算を行なった。1)穀物の蒸発潜熱の測定と計算:穀物の蒸発潜熱の測定値からClausius-clapeyron式と溶液の熱力学によって蒸発潜熱を計算した。従来このようなデーターは組織的におこなわれず、仮定の多い方法を用いており、特に実験式は水分のみの関数とされていた。本研究では平衡含水率の測定に関して動的方法と静的方法を用い、湿度と温度の関係式としてChen-Clayton式を用い非線形最小二乗法によって係数を決定し、これをもとにしてClausius-Clapeyron式と水と水蒸気に関する実用国際状態式(1967)によって蒸気潜熱)を計算し、これを温度と含水率(d.b)の関数とする実験式にまとめた。3)標準生成熱とエンタルピ:木材ペレット,籾殻,バカス,ぎんねむ等についてDSCを用いて比熱を測定し、標準生成熱とエンタルピを算出した。本年度は穀物のDTA分析を行ない,熱変性温度を明かにするとともに.速度論的解析を行ない活性化エネルギーを算出した.また混合穀物の水分移動の法則を明かにし,予備試験として食品構成溶液物質の凍結点測定をおこなった.1)穀物の熱変性温度の測定と解析:玄米,小麦,ビール麦および小麦澱粉の示差熱分析(DTA)を行ない,変性温度(補外開始温度)53.5,55.1,54.4,51.0°Cを確認した.なお,反応の最も進むピーク温度は昇温速度の大きいほど高温側に移行するが,これはKlssingerの式を利用して速度論的に解析され,活性化エネルギーとして256.4,232.8,197.7,199.2kj/molが求められた.

2)混合穀物の水分移動:籾,小麦,ビール麦について2主の水分と5種の温度の組合せについて,密封等温系で水分移動を測定し,一方拡散理論から平衡含水率が一定に保たれることを證明し,ヒステリシスの実験式を見出し,すべての実験結果が完全に拡散理論により説明出来ることを確認した.ヒステリシスは次式で示される.これは表面張力が温度の上昇と共に減少することによって説明できる.3)食品成分溶液の凍結点の熱力学につての予備実験:食品に含まれる溶液の成分は約30種類の基本物質からなるが,このうち食塩,しょ糖,ぶどう糖等の数種類の物質について濃度と凍結温度と共晶点の測定を行なった.しかし,共晶点の確認できたのは食塩だけで,凍結温度も理論式に従わなかった.現在測定法の検討を行なっている.昭和63年度は昭和62年度に予備実験を行なった。冷凍問題と穀物(そば)の熱・物質移動および熱力学的性質を測定した。1)各種食品水溶液の氷点データ:温度と凍結率の関係式は冷凍のシミュレーションにとって基本的なものである。普通温度と凍結率の関係にはHeissの式が有名で専ら使われているが、理想溶液の仮定でも更に詳しい関係式を導くことが出来る。更に詳しい関係式は、濃度と凍結率の関係、すなわち、融解平衡を求めることが必要である。ここでは、食品に含まれる可溶性物質である、ぶどう糖(0.12.4mol/kg-H O-0.179-6.220°C)、サッカロース(0.11.5、-0.153-4.453)、ラクトース(0.10.6、-0.166-1.551)、塩化ナトリューム(0.24.0-0.776-15.168)、リン酸二カリューム(0.11.5、-0.375-5.954)ぶどう糖+サッカロース(0.22.0、-0.525-5.838)、ぶどう糖+ラクトース(0.21.2、-0.486-2.568)、サッカロース+ラクトース(0.21.2、-0.538-3.212)、塩化ナトリューム+リン酸二カリューム(0.22.0、-0.839-6.767)、塩化ナトリューム+ぶどう糖(0.24.0、-0.495-12.816)、ぶどう糖+サッカロース+ラクトース(0.151.5、-0.128-3.599)、温州みかんジュース(10.431.4、-0.948-5.413、-0.948-5.413)を得た。2)冷凍シミュレーション:溶液の凍結熱伝導の方程式を導き、流動層凍結について、近似解析解と、数値解をもとめた(プログラム開発)。3)そばの平衡含水率(吸湿と乾燥、ヒステリシス)、拡散係数(温度の関数)、含水分の蒸発潜熱(含水率と温度の関数)、真密度、比容積等を求めた。
新しいプロセスによる微粒子分散高分子膜の調製とその利用

数n数10nmのメゾスコピック微粒子の作成を対向拡散法という新しいプロセスにより検討した。金属、半導体及び酸化物微粒子をド-プした膜について分光、磁気、触媒特性を調べた。ゲル網目の異なるCA及びPVA膜を各々、キャスト溶媒組成及びホルマル化の程度を変えて製膜した。ゲル膜を介して二つの溶液を接触させて膜中に微粒子を生成させた。ゲル膜の含水率と微粒子の大きさは相関があり、含水率を低いほどより小さい微粒子が得られる。微粒子はいったん親水性の含水酸化物微粒子を生成させ、ハイドロボレ-ションにより金属微粒子とするかH_2Sガス等を作用させて半導体微粒子とした。CdS分散膜では粒子が小さくなるとともに吸収端が高エネルギ-側へシフトするが、温度が低いほど著しく、4Kでは励起子吸収と思われるピ-クが見られる。ラマンスペクトルでは分散膜は結晶に比べて格子振動数のシフトやバンド巾の増大がみられ、格子振動の閉じ込めが示唆される。Ag分散膜についてアデニン、グアニン、チミン等の生体関連物質のピリジン、疑似ハロゲン、亜硫酸イオン等を各々吸着させて、SERS(表面増強ラマン散乱)センサ-性を調べたところ、強い増強効果を見られた。Gd、Dy等の酸化物を分散した膜は可視光に透明であり弱いながら光磁気効果を示した。Pd、Rh、Ru等の分散膜は1,3ーCOD及びシンナムアルデヒド等の水素化反応に対して、高いモノエン選択性や高い飽和アルデヒドの生成を与えた。なお、Ag分散膜は酸素に対して、Pd分散膜は水素に対して選択透過性を示すが、分散量が増えると透過係数が減少する。
政治主体の統合と分離をめぐる国際理論：マルチエージェントモデルによる実証的分析

本研究は、国際関係における政治主体の統合と分離のダイナミズムを、マルチエージェントモデルを用い、実証分析を通じ、現代における伝統的・非伝統的な国際紛争の本質を明らかにしようとするものである。現代国際紛争の発生と収束を、無政府(アナーキー)な状況における多主体間相互作用から(1)秩序が流動化し(統合→分離)、(2)さらに再組織化(分離→統合)過程としてとらえる。多主体間相互関係の分析に適したマルチエージェントモデルを用い実証分析を行い、紛争の特徴を析出し、仮想空間における実験により、政策的インプリケーションを導こうとするものである。統合から分離に向かう過程:政策決定過程や政党政治系における討論過程、戦争についての世論形成過程を中心に研究を進めた。政策決定者間討議の一般モデルを用い、日本の終戦決定過程に分析し、さらに反実仮想実験により歴史的事例の構造を明らかにした。議員間討議については、各国議会を具体的事例としその統合および分離過程を分析した。世論形成過程については、世論が政府を支持し統合されている状況からの流動化をとらえる一般モデルを構築し、米国の世論過程に適用可能であることを示した。分離から統合に向かう過程:アジア・アフリカ各国の紛争を事例とし研究を進めた。アフガニスタンやコンゴ等について、国家や国内集団の分裂・再統合に着目し、空間データ等、実証データを収集・検討しモデルに基づく分析を行った。分析は、紛争や暴力状況についての政策的含意を示している。マルチエージェントモデル技法の展開を検討し、国際関係論・社会科学における研究と教育の問題点と方向性を示した。実証的モデル分析を順調に進めるため、操作性や可視化要素を中心にシミュレータの改良を行った。社会科学のための汎用マルチエージェントシミュレータの機能向上となっており、マルチエージェントモデル技法全体の進展となっている。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本研究は、国際関係における政治主体の統合と分離のダイナミズムを、マルチエージェントモデルを用い、実証的分析を通じて、21世紀における伝統的・非伝統的な国際紛争の本質を明らかにしようとするものである。具体的には、冷戦後に多様化した国家間紛争あるいは国内紛争における政治主体の統合と分離の過程を、実証的モデルを構築することにより、そのメカニズムを明らかにする。現代国際紛争の発生と収束を、全体を制御する主体のないアナーキー(無政府的)な状況における多主体間の相互作用から(1)秩序が流動化し(統合から分離)、(2)さらに再組織化する(分離から統合)過程としてとらえる。そして、多主体間の相互関係の分析に適する手法であるマルチエージェントモデルを用い実証分析をおこない、紛争の特徴を析出するとともに、構築した仮想空間における実験をつうじ、政策的インプリケーションを導こうとするものである。統合から分離に向かう過程としては、政策決定過程や政党政治システムにおける討論過程を中心に研究が進められている。政策決定者間の討議、議員間の討議、政党間の支持獲得競争といった側面に注目してモデルを用い分析をおこなっている。政策決定過程については日本の終戦決定過程を、議員間の討議については、日米議会の討議過程を具体的な事例として、実証分析をおこなっている。分離から統合に向かう過程としては、アフリカ諸国等における国際紛争を中心に研究が進められている。まず、国家の分裂・再統合という側面に着目してモデルを用い分析をおこない、さらに牧畜民や国内の反乱集団といった国内集団の統合と分離という側面に着目してモデルを用い分析をおこなった。国家の分裂と再統合についてはソマリアやアフガニスタンを、反乱集団等の国内集団の統合と分離についてはコンゴ等を具体的事例として用い、実証分析をおこなっている。統合から分離に向かう過程として焦点をあてた、政策決定過程や政党政治システムにおける討論過程について、日本の終戦決定過程という具体的事例についてのマルチエージェントモデルを構築・発展させることができた。日米議会の討論過程についても、モデル分析をおこなうことができた。政党間の支持獲得競争についてもマルチエージェントモデルを構築することができた。分離から統合に向かう過程として焦点をあてた、アフリカ諸国等における国際紛争についても、国家の分裂と再統合についてはソマリアやアフガニスタンの内戦過程という具体的事例についてのマルチエージェントモデルを構築・発展させることができた。国内集団の統合と分離についてもコンゴの反乱集団やアフリカ諸国の牧畜民集団を具体的事例としたマルチエージェントモデル等の構築をおこなうことができた。統合から分離に向かう過程、分離から再統合に向かう過程についても、想定していた以上のさまざまな事例について実証分析を想定したマルチエージェントモデル等の構築をすすめることができた。また構築されたモデルは当該事例にのみにしか適用できないものではなく、類似した他事例への適用が期待されるものである。

議員間討議については、各国議会を具体的事例としその統合および分離過程を分析した。世論形成過程については、世論が政府を支持し統合されている状況からの流動化をとらえる一般モデルを構築し、米国の世論過程に適用可能であることを示した。分離から統合に向かう過程:アジア・アフリカ各国の紛争を事例とし研究を進めた。アフガニスタンやコンゴ等について、国家や国内集団の分裂・再統合に着目し、空間データ等、実証データを収集・検討しモデルに基づく分析を行った。分析は、紛争や暴力状況についての政策的含意を示している。マルチエージェントモデル技法の展開を検討し、国際関係論・社会科学における研究と教育の問題点と方向性を示した。実証的モデル分析を順調に進めるため、操作性や可視化要素を中心にシミュレータの改良を行った。社会科学のための汎用マルチエージェントシミュレータの機能向上となっており、マルチエージェントモデル技法全体の進展となっている。昨年度に引きつづき、次のような研究を進める。国際紛争モデルおよび国家紛争モデルについて、政策決定過程や討論過程についてのモデルの構築・発展をすすめ、具体的事例への当てはめをすすめていく。アフリカ諸国の紛争過程や国内集団の統合分離過程についてもさらにモデルの構築・発展をすすめ、具体的事例への当てはめをすすめていく。いずれの方向においても、さまざまな事例に当てはめることのできる普遍性のあるモデル構築ができていることを生かし、さらに適用できる事例を模索する。また実証的分析に適用できるモデル構築ができていることを生かし、政策的インプリケーションや歴史事例についての反実仮想分析を模索していく。シミュレーションの機能向上についても、研究をスムーズに行うため、モデルの構築作業に伴って必要性が明らかになったシミュレーターの機能向上を、委託することによって随時達成する。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
魚類による粒状異物の取り込みと排除のカイネティックス

1.無機異物として蛍光ラテックスビーズの懸濁液にニジマス稚魚を浸漬した後、体表(皮膚、鰭)、脾臓、および腎臓の組織切片を光顕および電顕で経時的に観察した。その結果、体表面でのビーズの付着は微細損傷部(マイクロインジェリー)に限られること、付着ビーズの大部分は壊死細胞とともに離脱するが一部は損傷を修復する遊走性上皮細胞に貧食されたり、修復細胞の間隙に閉じこめられること、その後その一部は周囲の上皮の分裂とともに最外層から離脱すること、真皮内のビーズは最終的にはマクロファージが貧食し、一部は表皮に遊走して上皮細胞にビーズを受け渡し、その上皮細胞とともに離脱していくこと、しかし一部は脾臓や腎臓に集まること、などが明らかとなった。2.生物異物の挙動を追跡するために蛍光標識技術を開発した。すなわち、微胞子虫の場合はUvitex2B、放線胞子虫の場合はCFSEが標識として有効で、それらの最適条件を標準化した。微胞子虫は魚体表面のマイクロインジェリーから受動的に取り込まれ、放線胞子虫は体表や鰓から積極的に侵入することが示唆された。また、蛍光カルシウム指示薬fura-2AMによる測定により微胞子虫も放線胞子虫も過酸化水素や魚体表粘液の刺激により極糸を弾出する過程で、胞子の細胞内カルシウム量が上昇することが分かった。3. G.plecoglossi胞子はConAに反応性をもち、胞子をConAで処理することによって胞子刺激に対するアユ頭腎マクロファージのレスピラトリバースト量が減少すること、マクロファージの胞子貧食率が低下すること、さらにアユに対する実験感染において感染率が低下することが分かった。すなわち、マクロファージの胞子貧食にはレクチン反応性糖タンパクの認識が重要な役割を果たしており、この認識を遮断したことによってマクロファージの胞子貧食が妨げられ、胞子の体内移動が阻止されたと考察された。1.蛍光ラテックスビーズ(径1μm)の懸濁液にニジマス(3-10g)を浸漬して、体表(皮膚、鰭)からの微粒子の取り込みを経時的に観察した。蛍光解剖顕微鏡で体表上を直接観察するとビーズは均一にではなく、所々の遍在していた。組織切片観察によるとビーズの存在する箇所は皮膚の損傷部に限られ、ビーズの大部分はその最外層のトリパンブルーに染まる壊死細胞の表面に付着しており、やがて魚体から離脱していった。しかし、一部のビーズは損傷部を修復する遊走性の上皮細胞に貪食されたり、修復細胞の間隙に閉じ込められた状態になった。これらの結果から、水中懸濁粒子の取り込みに皮膚の微細な損傷が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。2.アユに寄生する微胞子虫Glugea plecoglossiの胞子に対する8種のレクチンの反応性を調べた。ConAとWGAが胞子表面だけでなく、分子量55kdの胞子溶解物に対しても陽性反応を示した。アユ頭腎マクロファージの胞子貪食率はConA処理後に低下した。これらのことから、胞子の持つレクチンに反応性のある物質(おそらくは糖タンパク)をマクロファージが認識することがグルゲァの感染の成立に必要と考えられた。3.蛍光標識法による粒状異物の検出法について、CFSE蛍光色素による生体異物の最適染色条件を標準化し(0.1mM,15分)、寄生生物が魚へ感染する過程を定量的、定性的に調べることを可能にした。

放線胞子を用いたコイへの感染実験では、テロハネルス放線胞子がコイの鰓弁から侵入し、接触30分後で侵入のピークに達することが示された。さらに、蛍光カルシウム指示薬fura-2,AMを用いた測定法により、放線胞子が魚類体表粘液と接触することで細胞内カルシウム量が増加することが示唆された。1.蛍光ラテックスビーズ(径1μm)の懸濁液にニジマス(3-10g)を浸漬した後、流水飼育し、20日後まで日を追ってサンプリングし、体表(皮膚、鰭)、脾臓、および腎臓の組織切片を光顕および電顕で観察した。その結果、ビーズを取り込んだ遊走性の上皮細胞は周囲の上皮の分裂にともないやがて最外層から離脱すること、真皮内のビーズは最終的にはマクロファージが貪食し、一部は表皮に遊走して上皮細胞にビーズを受け渡し、その上皮細胞もやがて最外層から離脱していくこと、しかし一部は脾臓や腎臓のメラノマクロファージセンターに集まること、などが明らかとなった。2.アユ頭腎マクロファージによるグルゲア胞子の貪食とレクチンとの関係を調べた。胞子とマクロファージの接触でレスピラトリバーストを引き起こすためにはConA反応性の糖タンパクの認識が必要であることが示唆された。ConAで処理した胞子をアユに感染させたところ、対照区に比べ感染は軽度であった。このことから、ConA処理によってマクロファージへの胞子感染が著しく阻害されたか、マクロファージの殺胞子能力が高まった可能性が考えられた。3. Uvitex2Bで染色したグルゲア胞子をアユに浸漬感染させ蛍光顕微鏡で観察した結果、体表に取り込まれる胞子の動態が追跡できた。また、胞子は体表粘液の刺激によって極管を弾出することはなかった。次に、胞子をfura-2AMで染色してからin vitroで極管弾出条件を調べたところ、過酸化水素の刺激により胞子内の細胞内カルシウム量が一時的に上昇し極管が弾出された。以上より、微胞子虫の感染は魚体表面のおそらくマイクロインジェリーから受動的に取り込まれた後、マクロファージにより貪食され活性酸素系で処理される段階で初めて極管が弾出され、放出された原形質細胞から発育環が始まると推察された。
災害時を含む非常事態場面におけるモラル判断および利他行動の研究

災害時のような平常時とは異なる状況、環境下では過剰な利他行動や利己行動が問題となることがある。これは災害時のような非常事態場面では、人々のモラル観や道徳的判断が平常時とは異なっていることに起因している可能性があり、その解明は急務である。本研究では、非常事態場面の環境要因の1つとして温度に着目し、人の意思決定に対するその影響を検討してきた。申請者はこれまでの研究により、温度環境として室温を操作した場合、冷温環境下では常温環境下と比較してモラルジレンマ場面での功利主義的判断が促進されることが明らかにされた。具体的には、自らの手で1人の犠牲者を出せば多くの人の命が救える状況で、その1人を犠牲にすることが適切かどうかを問うモラルジレンマ課題において、1人を犠牲にして多くを助ける判断が選択されやすくなることが示された。今年度は、この冷温環境の効果が室温という環境の文脈での温度の効果であるかどうかを検討する実験を行った。具体的には、身体の1部位に冷感が持続するパッドを触れさせることで冷たさの感覚を操作した。冷却箇所を1箇所、3箇所と変えることで、冷感の強度も操作した。その結果、パッドが触れる箇所の増加に伴い主観的な冷たさの知覚の上昇や体温の低下という冷温の影響が確認されたにも関わらず、道徳的判断への影響は確認されなかった。これらのことから、冷温は環境の文脈でのみ道徳的な判断に影響を与えることが示された。災害時や何らかのトラブルにより人々が温度の低い環境に置かれた際、人の道徳的な判断やモラルに対する考え方が変化することが示唆された。現在までの研究により、非常事態の1要因と考えられる環境的側面に着目し、その中でも温度の効果に焦点を当てて検討を行った結果、実際に温度環境が道徳的判断に影響を与えることを明らかにした。特に冷温環境下が人のモラルジレンマ場面での判断において功利主義的判断を促進することが示された。さらに、温度が環境として人の意思決定に与える影響について、身体の1部位を通して温度感覚を操作することでその詳細を検討した。これらの一連の研究によって、この温度の影響は室温のような環境の文脈でのみ人の道徳的判断に影響を与えるという、環境要因の現象であることも明らかになった。これらの成果は学会で発表して議論を行ったうえで、現在研究成果をとりまとめた論文を投稿準備中である。加えて、これまでの一連の研究に基づいた新たな研究の準備も進められている。また、助成採択前に進めていた災害時の協力行動に関する研究もすでに論文化ができている。これまでの研究が1本の国際誌に掲載され、新たに1本が国際誌へと投稿予定となっている点等から、現在までの進捗状況は概ね計画通りに進行していると考える。今年度までの研究にて非常事態の1要因である寒冷下や温暖下のような温度環境がモラルジレンマ状況における道徳的判断に影響を与えることが確認され、特に寒冷環境下では自らの手で犠牲者を出してでもより多くの人々を救う功利主義的判断が促進されることが示された。今後は、この温度環境の効果がモラルジレンマ場面での道徳的判断にのみ影響を与えるのかをモラルジレンマ以外の道徳的判断課題を通して検討する。また、この温度環境の効果がモラルに関連する意思決定のみに限定してみられる現象であるかも検討する。上記の実験準備と並行してこれまでに実施した温度環境がモラルジレンマ状況下での道徳的判断に与える影響に関する研究を論文としてとりまとめ、国際誌へと投稿する。また、上記の温度環境の影響と意思決定課題の内容との関連性の研究が完了後、時間的制や認知的な高負荷といった、非常事態場面の環境以外の側面の影響について検討する実験を実施する予定である。

現在までの研究により、非常事態の1要因と考えられる環境的側面に着目し、その中でも温度の効果に焦点を当てて検討を行った結果、実際に温度環境が道徳的判断に影響を与えることを明らかにした。特に冷温環境下が人のモラルジレンマ場面での判断において功利主義的判断を促進することが示された。さらに、温度が環境として人の意思決定に与える影響について、身体の1部位を通して温度感覚を操作することでその詳細を検討した。これらの一連の研究によって、この温度の影響は室温のような環境の文脈でのみ人の道徳的判断に影響を与えるという、環境要因の現象であることも明らかになった。これらの成果は学会で発表して議論を行ったうえで、現在研究成果をとりまとめた論文を投稿準備中である。加えて、これまでの一連の研究に基づいた新たな研究の準備も進められている。また、助成採択前に進めていた災害時の協力行動に関する研究もすでに論文化ができている。これまでの研究が1本の国際誌に掲載され、新たに1本が国際誌へと投稿予定となっている点等から、現在までの進捗状況は概ね計画通りに進行していると考える。今年度までの研究にて非常事態の1要因である寒冷下や温暖下のような温度環境がモラルジレンマ状況における道徳的判断に影響を与えることが確認され、特に寒冷環境下では自らの手で犠牲者を出してでもより多くの人々を救う功利主義的判断が促進されることが示された。今後は、この温度環境の効果がモラルジレンマ場面での道徳的判断にのみ影響を与えるのかをモラルジレンマ以外の道徳的判断課題を通して検討する。また、この温度環境の効果がモラルに関連する意思決定のみに限定してみられる現象であるかも検討する。上記の実験準備と並行してこれまでに実施した温度環境がモラルジレンマ状況下での道徳的判断に与える影響に関する研究を論文としてとりまとめ、国際誌へと投稿する。また、上記の温度環境の影響と意思決定課題の内容との関連性の研究が完了後、時間的制や認知的な高負荷といった、非常事態場面の環境以外の側面の影響について検討する実験を実施する予定である。
画像オブジェクト定義の自動抽出機構に関する研究

画像内オブジェクトの自動モデリング機能の実現を目標とし、下記を実施した。1.静止画像内オブジェクトモデルの獲得方式(1)画像をより圧縮することができる領域部分集合の自動探索機構に加え、見出した部分集合の密度などで定義されるオブジェクトらしさの尺度を加えることで、自動モデリング性能を高めることができた。(2)領域色削減機能を付加することで、人工ポンチ絵、動物や人の顔、プラモデルなどの自然画像も処理できることを確認した(3)歩行者を含む動画(ビデオ)の合い続く複数フレームをマージした静止画像に適用し、頭髪、顔、手、胴と足を要素とするオブジェクト(人)のモデルを自動抽出できた。2.画像(ビデオ)内のオブジェクトモデルの自動獲得方式(1)単独の動作オブジェクトが出現するビデオを対象とし、背景差分法によるオブジェクト切り出し、オブジェクト輪郭線の特徴量ベクトル化、投票機構によるベクトル時系列の新規性判定と新規物の自動保存、などを特徴とする動作オブジェクト自動抽出システムを実現した。(2)歩く、お辞儀する、手を上げてとまる、など8種類の人物動作が出現する連続ビデオを提示するのみで、これらの認識能力を自動獲得し、継続ビデオ内の類似動作を自動認識する能力を確認した。(3)大学研究室の日常生活を撮影したビデオから、人の動作モデルの自動抽出と、それを用いた認識能力が実現できることを確認した。(4)処理性能は、オンライン・リアルタイムの高速性をもつことを確認した。3.上記(2)の発展として、次の成果を得た(1)上記(2)は、MPEGなどの圧縮ビデオデータの解凍を必要とするため、応分の手間と記憶が必要となる。対策としてMPEGなどの圧縮データのままで画像内動作オブジェクトの解析を可能化する手法を検討し、歩行する単独人物、逆方向にすれ違う二人の人物の追跡などが可能な手法を実現した。4.研究発表と報告書作成(1)期間内で3件の成果発表をおこなった。内訳は、ジャーナル論文1、研究会発表2。(2)上記の成果を報告書としてまとめた。年度目標:静止画像を用いたオブジェクト自動モデリング機能の実現実施事項:1.静止画像内のオブジェクト定義の自動抽出方式(1)自動抽出方式の基本設計:画像を領域分割し、各領域を色と最小包囲長方形(MBR)で表現したものを部品とみなす。次に、類似の部品がクラスタを形成しているかどうかを検査する。複数部品の各々の近傍内に他の部品があればクラスタとみなす。クラスタのMBRを上位オブジェクトの外形であるとみなす。次に、この方法でボトムアップに画像内のオブジェクト候補を網羅的に調べ、複数回出現している場合にはオブジェクトであると判断する。その際、オブジェクトとみなした場合の画像表現情報量の圧縮性を示す評価関数を導入し、これが最大となるようなオブジェクト候補を見つけてゆく。関連研究の調査もおこない、一次元データであるテキストからの文法の自動抽出方式の画像への拡張となっている点を把握した。(2)自動抽出アルゴリズム化:上記の処理を実現するアルゴリズムを考案し実装した。種々のサイズのオブジェクト候補をもれなく生成するために、可変サイズのグリッドで画像を分割しながらオブジェクト候補を作成し、最大圧縮度を与える解を探索する機構の設計と実装をおこなった。(3)実験:ノイズの少ない手書きのポンチ絵を用いた実験で、上記機構によってオブジェクト定義が自動生成できることを確かめた。

(4)次の課題として、ノイズを含む実画像に本方式を適用するために、実画像をノイズ除去して手書きポンチ絵に近いものを得る方式の検討にも着手した。(5)同じ目的を果たすのに有効な上記の方式が存在するか?という問題にも並行して取り組み、グラフの部分同型問題に帰着させる方法を考案するとともに、同型判定用高速アルゴリズムの実装を試みた。2.動画に対する検討(1)次年度で予定している動画内の動作オブジェクト抽出方式についても関連研究の調査をおこなうと共に、有望と思われる投票機構をベースとする手法を構想し、部分的実装をおこなった。画像内オブジェクトの自動モデリング機能の実現を目標とし、下記を実施した。1.静止画像内オブジェクトモデルの獲得方式(1)画像をよりよく圧縮することができる領域部分集合の自動探索機構に加え、見出した部分集合の密度などで定義されるオブジェクトらしさの尺度を加えることで、自動モデリング性能を高めることができた。(2)領域色削減機能を付加することで、人工ポンチ絵、動物や人の顔、プラモデルなどの自然画像も処理できることを確認した。(3)歩行者を含む動画(ビデオ)の合い続く複数フレームをマージした静止画像に適用し、頭髪、顔、手、胴と足を要素とするオブジェクト(人)のモデルを自動抽出できた。2.画像(ビデオ)内のオブジェクトモデルの自動獲得方式(1)単独の動作オブジェクトが出現するビデオを対象とし、背景差分法によるオブジェクト切り出し、オブジェクト輪郭線の特徴量ベクトル化、投票機構によるベクトル時系列の新規性判定と新規物の自動保存、などを特徴とする動作オブジェクト自動抽出システムを実現した。(2)歩く、お辞儀する、手を上げてとまる、など8種類の人物動作が出現する連続ビデオを提示するのみで、これらの認識能力を自動獲得し、継続ビデオ内の類似動作を自動認識する能力を確認した。(3)大学研究室の日常生活を撮影したビデオから、人の動作モデルの自動抽出と、それを用いた認識能力が実現できることを確認した。(4)処理性能は、オンライン・リアルタイムの高速性をもつことを確認した。3.上記(2)の発展として、次の成果を得た(1)上記(2)は、MPEGなどの圧縮ビデオデータの解凍を必要とするため、応分の手間と記憶が必要となる。対策としてMPEGなどの圧縮データのままで画像内動作オブジェクトの解析を可能化する手法を検討し、歩行する単独人物、逆方向にすれ違う二人の人物の追跡などが可能な手法を実現した。4.研究発表と報告書作成(1)期間内で3件の成果発表をおこなった。内訳は、ジャーナル論文1、研究会発表2。(2)上記の成果を報告書としてまとめた。
寄贈品に見る草創期の博物館におけるコレクション形成と美術品の移動

本研究は、博物館における寄贈品と寄贈者に関する情報から明治初期の博物館収蔵品コレクションの形成について明らかにしようとするものである。明治期の博物館の歴史を明らかにすることは、近代化に向かう日本が文化財や美術といったものをどのように捉え、活動していたのかを明らかにすることであり、歴史学、美術史学、博物館学いずれにおいても重要である。そこで、日本で最も歴史の長い東京国立博物館の寄贈品と寄贈者を対象として基礎情報のデータベース作成を試みた。対象は博物館の草創期といわれる明治初年から明治19年に限定した。調査の結果、1112名の寄贈者と約5400件の寄贈に関して情報を収集することができた。明治期の博物館の歴史を明らかにすることは、歴史学、美術史学、博物館学いずれにおいても重要である。そこで、わが国で最も歴史の長い東京国立博物館の寄贈品と寄贈者を対象として基礎情報のデータベース作成を試みた。1.方法まず基礎データとして現行の収蔵品データである「新列品管理簿」から伝来が「寄贈」「引継」「伝来未詳」となっている作品を抽出し、館史資料の「美術品台帳」、「列品記載簿」「列品録」を参照して寄贈作品と寄贈者を特定してゆく。そして、寄贈者がどのような人物であったのか、社会的な身分や美術に関して専門にしている分野、趣向などの情報を収集する。個人の特定には人物辞典をはじめ、各地で編纂された地方史や、当時の職員録等を活用し、情報を収集する。2.成果「新列品管理簿」及び館史資料から得られた対象年代の寄贈品の総数はおよそ5700件でそのうち約2400件は現在も東京国立博物館の収蔵品として管理されている。その他は廃棄や管理換に伴い現在は「新列品管理簿」から除却されているものであるが、列品録から判明した作品に関しては収蔵品番号が特定できないものも含まれる。寄贈品の情報から得られた寄贈者名は1110名に上る。そのうち、調査により氏名と住所以外の何らかの情報が得られたのは476名である。また、寄贈者名から推測して個人ではなく会社や組織など団体と思われる寄贈者は76件確認できた。今後は未調査の館史資料から新たな寄贈者の確認と、すでに氏名が判明している寄贈者に関する更なる文献による人物調査を進めて行きたい。また、データベースの公開も視野にデータの整備を進めてゆきたい。(1)データベース作成のための一覧表の整備東京国立博物館創設から明治19年に至るまでの寄贈品に関わるデータを、電子化された収蔵品情報である「新列品管理簿」から抽出した。データ上伝来が「寄贈」となっているものの他に、「伝来不詳」「引継」となっている収蔵品に関しても寄贈の可能性があるため調査対象として抽出した。(2)館史資料の精査前項において抽出された対象収蔵品について、過去の台帳である「美術品台帳」、「列品記載簿」を参照し、誤記訂正や未記録の部分の調査を行った。また、「列品録」に記された寄贈品に関する項目を調査した。調査内容は上記(1)で作成したエクセルデータに反映した。(3)寄贈者に関する調査前項の資料の調査に並行して寄贈者の基本データを収集する作業を行った。前項で東京国立博物館への寄贈者と寄贈品のデータをもとに寄贈者ごとに寄贈品をまとめ、氏名・住所・寄贈年から人物事典の検索、地方史の書籍や東京国立博物館の職員録を用いての検索を行った。その他寄贈者に関係する文献を検索した。また、「各国寄贈人名並住処控」「購入並寄贈列品保管証」の簡易撮影を行い、調査対象とする寄贈者に漏れがないかを確認した。作業補助スタッフを依頼し、ほぼ計画通り継続して調査・データ整理を行っているが、代表者の産休・保育時間取得によりやや遅れがみられる。また、明治期の寄贈品の中には、現在は収蔵されていない自然科学に関するものも多く見られ、そういった寄贈者に関してのデータ収集は次年度への課題として残されている。次年度は作業補助スタッフを多めに依頼し、データの補完、関係資料の撮影・複写など今年度の遅れを消化できるよう計画する。また、代表者は引き続き保育時間を取得する予定のため、論文執筆の準備を前倒しで進めるよう計画する。次年度は作業補助スタッフを多めに依頼し、データの補完、関係資料の撮影・複写など今年度の遅れを消化できるよう努める。更に、タブレット端末を購入し、史料の精読の補助とすることも検討している。
脊髄小脳変性症の分子病態機序ならびに臨床病態の解明

(1)SCA6における神経細胞死機序の研究:SCA6においては小脳プルキンエ細胞がほぼ選択的に変性し消滅するがこの細胞死に至るメカニズムの解明を目指して研究を行った。まず種々の程度に伸長したCAGを有するα1A-Caチャネル変異遺伝子を導入したHEK細胞において一定の条件下でカスパーゼ依存性の細胞死が生じ、とくに全長ではなく断片化した蛋白が関与することを明らかにした。また、SCA6患者剖検脳にてプルキンエ細胞特異的封入体を発見し、ウエスタンブロッテイングによる変異蛋白の解析も行った。今後、神経細胞障害のより詳細なメカニズムを解明する予定である。(2)SCA6におけるCaチャネル機能の解析:SCA6遺伝子をHEK細胞に導入しCaチャネル機能の異常を初めて明らかにするとともに、マウスのプルキンエ細胞に特異的な新規α1A-Caチャネル遺伝子をクローニングしそのチャンネル機能の解析を行った。今後、神経細胞死との関連についてさらに検索を進める予定である。(3)動物モデルを用いた解析:共同研究で開発中のSCA6のノックインマウスはほぼ完成し現在その表現形や病理所見などを検索中である。また、αTTPノックアウトマウスの作製に成功しその病態を明らかにするとともにビタミンEの投与が治療として使えることを初めて証明した。そのメカニズムの一つは酸化ストレスであるが、このマウスを他の神経変性疾患モデルマウスと掛け合わせることにより、酸化ストレスの神経変性に果たす役割を明らかにすべく研究を推進している。小脳失調症をきたす病態として有名なHIV脳症についても世界で初めてマウスモデルを造ることに成功した。(4)臨床的ならびに関連領域の研究:SCDで最も多い症状である歩行障害について、特に小脳性失調症と後索型失調症の区別や定量的評価を行うために本学リハビリテーション部と共同にて三次元歩行分析システムと床反力計による検討を進めている。また、多系統萎縮症の特異的封入体であるGCIのコアがα-synucleinの7KD断片からなることを明らかにした。(1)SCA6における神経細胞死機序の研究:SCA6においては小脳プルキンエ細胞がほぼ選択的に変性し消滅するが,この細胞死に至るメカニズムの解明を目指して研究を行った。まず種々の程度に伸長したCAGを有するα1A-Caチャネル変異遺伝子を導入した各種培養細胞を使用した。我々はすでにHEK細胞での研究を一部発表しているが、今年度は神経細胞死が確実に生じることを確認するとともに、それを定量化しさらにより詳細な条件を明らかにした(論文準備中)。また、より神経細胞に近いN2aなどの株化細胞や初代培養神経細胞など種々の培養細胞について検討し最もヒトで観察された変性像に近いモデルの確立を目指している。今後は、神経細胞死に至るときのCaチャネル分子の細胞内動態ならびにアポトーシス関連分子の動態など細胞死機構を明らかにしていく予定である。(2)SCA6におけるCaチャネル機能の解析:我々は、すでにHEK細胞での研究を進めCaチャネル機能異常の一端を明らかにしているが、神経細胞死や神経症候との相関はまだ明らかではない。今後、上のように確立された変異遺伝子導入培養細胞モデルおよび後述の動物モデルにおいてパッチクランプ法により詳細なCaチャネル機能の解析を行うために、今年度はマウスのα1A-Caチャネル遺伝子をクローニングし、そのチャンネル機能の解析を行った(投稿準備中)。今後、今年度購入した装置を用いて発現変異蛋白を分離精製してその構造・機能変化を検索する予定である。

(3)動物モデルを用いた解析:現在共同研究で開発中のSCA6のトランスジェニックマウスやノックインマウスおよびαTTPノックアウトマウスの解析をさらに進め、神経細胞の機能障害機序や変性機序の解明を目指しているが、このうちαTTPノックアウトマウスの解析はほぼ終了しビタミンEの治療効果も明らかにした(投稿準備中)。(4)臨床的研究:SCDで最も多い症状である歩行障害について、特に小脳性失調症と後索型失調症の区別や定量的評価を行うために、その客観的分析システムを検討した。また、今年度発売された経口失調治療薬の効果、副作用判定の臨床調査を開始し継続中である。(1)SCA6における神経細胞死機序の研究:SCA6においては小脳プルキンエ細胞がほぼ選択的に変性し消滅するが、この細胞死に至るメカニズムの解明を目指して研究を行った。まず種々の程度に伸長したCAGを有するα1A-Caチャネル変異遺伝子を導入した各種培養細胞を使用した。我々はすでにHEK細胞での研究を一部発表しているが、今年度は神経細胞死が確実に生じることを確認するとともに、それを定量化しさらにより詳細な条件を明らかにした(論文準備中)。また、より神経細胞に近いN2aなどの株化細胞や初代培養神経細胞など種々の培養細胞について検討し最もヒトで観察された変性像に近いモデルの確立を目指している。今後は、神経細胞死に至るときのCaチャネル分子の細胞内動態ならびにアポトーシス関連分子の動態など細胞死機構を明らかにしていく予定である。(2)SCA6におけるCaチャネル機能の解析:我々は、すでにHEK細胞での研究を進めCaチャネル機能異常の一端を明らかにしているが、神経細胞死や神経症候との相関はまだ明らかではない。今後、上のように確立された変異遺伝子導入培養細胞モデルおよび後述の動物モデルにおいてパッチクランプ法により詳細なCaチャネル機能の解析を行うために、今年度はマウスのα1A-Caチャネル遺伝子をクローニングし、そのチャンネル機能の解析を行った(JBC, in press)。今後、発現変異蛋白の構造・機能変化の検索をさらに進める予定である。(3)動物モデルを用いた解析:現在共同研究で開発中のSCA6のトランスジェニックマウスやノツクインマウスおよびαTTPノックアウトマウスの解析をさらに進め、神経細胞の機能障害機序や変性機序の解明を目指しているが、このうちαTTPノックアウトマウスの解析はほぼ終了しビタミンEの治療効果も明らかにした(ProNAS, 2001)。(4)臨床的研究:SCDで最も多い症状である歩行障害について、特に小脳性失調症と後索型失調症の区別や定量的評価を行うために,筋電計からなる分析システムを導入するとともに本学リハビリテーション部と共同にて三次元歩行分析システムによる検討を開始した。また、今年度発売された経口失調治療薬タルチレリンの効果ならびに副作用判定の臨床調査を開始し継続中である。(1)SCA6における神経細胞死機序の研究:SCA6においては小脳プルキンエ細胞がほぼ選択的に変性し消滅するが,この細胞死に至るメカニズムの解明を目指して研究を行った。
船舶の狭水路自動航行システムに関する研究

船舶の狭水路自動航行システムに関して2年度にわたり、研究を行った。以下にその概略を述べる。1)狭水路航行時の操縦運動数学モデルを水槽実験を実施して検討した。その結果によると従来から用いられている操縦運動数学モデル(いわゆるMMGモデル)では、大斜航角時には得られる流体力を表現できないものの少し拡張することによって低速時、大斜航角時においても適用できることがわかった。2)その検証のため、自由航走試験を実施した。その結果によると、提案モデルで十分低速時の旋回性能が推定できることがわかった。3)低速時の自由航走試験において船の位置や運動を精度よく計測するため、ビデオカメラを用いた画像処理による位置計測システムについて検討した。その結果によると、従来から市販されているビデオトラッカシステムと呼ばれるシステムでは、カメラ座標の検定のための校正が必要なこと、また、その精度が最終的な船の位置や運動に大きく影響することがわかった。4)タグボ-トを用いた自動着桟システムに対するニューラルネットワークの応用について検討した。その結果によると、この方法により、人間のもつ経験や勘をもとにした学習型の自動航行システムが構築可能であることがわかった。しかし、実用化のためにはさらに、検討を進める必要がある。5)以上の成果をふまえて、総合的に狭水路の自由航行しステムを計算機シミュレーションにより検証し、その有効性を確認した。本年度は、狭水路及び低速時の船舶の操縦運動数学モデルを確立し、自由航走試験を行って、そのモデルの検証を行った。続いて、自動航行ファジィエキスパートシステムへの組込みを行い、狭水路航行を自動的に行うシステムを開発した。さらに、統計的データによって航行船舶を自動発生させ、それぞれの船舶が狭水路を航行するとともに、他の船舶との見合い関係が危険になると自動的に避航するリアルな航行環境の再現ができるようになった。これを用いて、ある狭水路の安全性をシミュレーションにより評価し、代替案と比較することによって定量的な安全性評価が行えることがわかった。さらに、ニューロネットワークを用いた自動着桟制御システムについても基本的な部分の開発を行い、シミュレーションによりその有効性を確認した。2年度にわたって行った研究は、船舶の狭水路の自動航行システムに関するものであるが、実施した研究は、さらにその周辺技術にも及ぶ。以下にその概要をまとめる。1.狭水路航行時の操縦運動数学モデルを水槽実験を実施して、検討した。得られた結果は、従来から提案されている中高速時の操縦運動モデルであるMMGモデルを少し拡張することによって、低速時にも十分適用できること、そして、その提案するモデルは低速時用操縦運動モデルとして定着しつつある小瀬モデルとほぼ同等の表現能力があることがわかった。2.さらに、低速時の操縦運動モデルの検証をするためには、自由航走試験を実施して先に得られた数学モデルを使ったシミュレーション結果との比較を行う必要がある。そのための自由航走試験を実施した。3.低速時の自由航走試験においては船の運動の他、位置や横流れ速度などを精度よく計測する必要がある。その目的のため、ビデオカメラを用いた画像処理手法を新たに開発し旋回試験に適用して、手法の将来性を確認した。4.自動航行システムとしては、引き続き、狭水路航行に向いたルールの改良、追加を行うとともに、狭水路航行シミュレーションとしても使えるような改良を加えた。5.さらに、タグボ-トを用いた自動着桟システムの検討を昨年に引き続きニューラルネットワークを応用して行い、さらに現実的な着桟システムへと改良を加えた。6.以上の成果をふまえて、総合的に狭水路の自動航行システムとしてシミュレーションプログラムを開発して行い、国内外の学会、シンポジウムで発表し、その有効性と将来性について各方面からの指示を得た。