hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
音場再生における工学的手法と芸術的手法の合理的融合に関する研究

音が生じている場所の特徴をそのまま伝えることを音場再生と呼ぶ。これには,音の物理的な特徴を工学的な手法で精密に再現する方法や,オーディオ機器での音楽聴取のように,芸術的な観点から作りこまれる方法がある。本研究は両者の融合を試みたものである。工学的,芸術的手法のいずれにも用いることができるシステムを構築して詳細な検討を行った。工学的な手法も,芸術的な手法もそれぞれ得意な領域がある。今回の条件では工学的な手法が低い周波数,芸術的な手法は高い周波数領域の性能が優れていた。そこで周波数帯域ごとに分割して処理し,再生の時に両者を再び加算する方法を提案してその有効性を確認した。昨年度には,多孔質材料の背後に3台のスピーカを配置した音源ユニットを12台製作し,36チャンネル音場再生システムを構築した。また既存の80チャンネルマイクロホンアレイとの組み合わせで,境界音場制御による音場再生を行い,高精度な再生が可能であることを確認した。いずれも当初の計画通りである。またスピーカにはスタジオなどでモニタとして利用される実績が多い機種を選定したため,非常に安定した音質を確保している。各スピーカへの信号伝達はDAWを通して行うため,エフェクタや遅延などの付加的操作を独立に与えることが可能である。特にミキサータイプのコントローラを導入したため,スムーズな操作が可能なシステムとなった。13名の被験者に対して,単なる音場再生の処理を行っただけの場合と,再生音にイコライザをかけた場合とで印象がどのように変化するか,予備的な実験を行った。結果によれば,明らかに印象は変化し,適切な操作によって,臨場感をさらに高めることができる可能性が明らかになった。今後体系的な実験を継続する予定である。さらに,製作した音源システムは,吸音材料と音源との組み合わせを有するため,反射率可変の壁面音響システムとしての機能を付加することも可能である。被験者が音源システムの中で出した声や音に,任意の響きを付加して再放射する機能である。既存の機材を用いてこの試運転も行い,実験的コンサートに活用することでその性能を検証した。機材の制限から36チャンネルのスピーカを独立に動作させることはできなかったが,8種類の反射音を自由に生成するシステムとしても機能させ,臨場感を操作できる可能性も明らかになった。これは当初の計画よりも進んだ内容である。平成25年度には,多孔質材料の背後に3台のスピーカを配置した音源ユニットを12台製作し,36チャンネル音場再生システムを構築した。平成26年度には,録音技術者への意見聴取と共に,13名の被験者に対して,単なる音場再生の処理を行っただけの場合と,再生音にイコライザをかけた場合とで印象がどのように変化するか,予備的な実験を行った。成果は日本音響学会などで報告しており,今後体系的な実験を継続する予定である。既存の機材を用いてこの試運転も行った。2015年度(平成26年度)より,科学研究費補助金挑戦的萌芽研究「音場再生システム性能評価の一般化による臨場感向上に関する研究」(研究課題番号26560012)も合わせて推進した。この新しい課題においては,鋭指向性マイクロホンアレイを用いて音場再生システムの一般的な性能評価を行う。本課題においてもこのマイクロホンアレイを導入し,製作したスピーカ群との組み合わせにおいて,工学的な音場再生手法と,簡易的な再生手法での定位性能の考察を通して,芸術的操作導入の可能性を探る。具体的な内容と結果は概ね以下のようにまとめられる。・簡易的な音場再生と境界音場制御の再生性能を,振幅特性ならびにダミーヘッドを用いてITD,ILDを算出することで評価した。・境界音場制御は,再生領域内において良好な周波数特性を示すが,簡易的な手法はデバイスの再生性能や同位相の音が集中することによる低域の増大などが観察される。イコライジングなどでの調整の余地がある。・境界音場制御では,マイクロホンの間隔が高域の限界周波数を決める。この限界周波数以上においては,境界音場制御ではITD, ILDを正確に再現することができない。

一方,簡易的な音場再生手法はマイクロホンの指向性に依る方法であり,原理的に高域の性能が良好であり,ITDなどにおいても,やはり高域で境界音場制御に勝る性能を発揮した。そこで,収録した音源を適切な周波数において帯域分割し,低域は境界音場制御で,高域はマイクロホンの指向性に依存した簡易的な再生手法を適用するハイブリッドな手法を提案した。結果としては総合的な性能が大幅に向上し,水平方向の定位性能のみならず,本来不得意であるはずの鉛直方向の定位に関しても若干の性能向上が観測された。音が生じている場所の特徴をそのまま伝えることを音場再生と呼ぶ。これには,音の物理的な特徴を工学的な手法で精密に再現する方法や,オーディオ機器での音楽聴取のように,芸術的な観点から作りこまれる方法がある。本研究は両者の融合を試みたものである。工学的,芸術的手法のいずれにも用いることができるシステムを構築して詳細な検討を行った。工学的な手法も,芸術的な手法もそれぞれ得意な領域がある。今回の条件では工学的な手法が低い周波数,芸術的な手法は高い周波数領域の性能が優れていた。そこで周波数帯域ごとに分割して処理し,再生の時に両者を再び加算する方法を提案してその有効性を確認した。計画では,平成25年度には多チャンネル音場再生システムを構築し,平成26年度にはDAWを通して音場再生を行いながら,効果的な操作パラメータ,方法を抽出する予定であった。申請者が別途取り組んでいる,聴空間共有システム開発の課題(CREST:音楽を用いた創造・交流活動を支援する聴空間共有システムの開発(研究代表者:伊勢史郎))において用いている80チャンネルフラーレン型マイクロホンアレイと組み合わせて,境界音場制御に基づく音場再生を行う体制は整備され,一連の実験を開始することができた。以下,研究計画に列挙した項目ごとに示す。【付加操作に必要なパラメータ抽出】本研究の主題である音場再生における付加的な操作が,臨場感などの評価に与える影響を考察する予備的な実験までを行うことができた。被験者を用いた実験で,イコライジングなどが有効に働きうる可能性が明らかになり,今後の実験計画を立案するために重要なデータを得ることができた。【録音技術者による付加操作の調査】また録音技術者の意見聴取も行い,通常のミキシングなどで用いる単純な操作のみで,印象を劇的に変化させることの困難さも明らかになった。【コンテンツの違いによる考察】上記CRESTにおいても,コンテンツに関する調査は重要な課題として取り組んでいる。本研究で扱うシステムにおいても,適したコンテンツを主としてインタビュー形式で調査している。【被験者による主観評価実験】13名に対する予備的な意見聴取などをスタートさせることができた。なお,平成26年度以降の研究計画にあげている他の項目は,次年度に重点的に推進する予定である。これらを勘案して,全体としては当初の計画通り,もしくは若干前倒しで進んでいるものと考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。応用音響工学平成26年度中に,録音技術者を招いての意見聴取などを行い,幾つかの方針を検討した。今年度においては,プロ,アマチュアを問わず継続的に音場再生の比較試聴実験を繰り返し,有効なパラメータ探索をさらに進める予定である。
ラットゴナドトロピン放出ホルモンニューロンの興奮性を規定するイオンチャネルの解明

本課題の目的は、GnRHニューロンの膜興奮性を規定するイオンチャネルの研究である。第一に、ソマトスタチン(SST)で活性化されるKチャネルについて解析した。SSTは膜コンダクタンス上昇をともなう弱い抑制を引き起こした。ソマトスタチン受容体Sstr2が高発現であった。次にGnRHニューロンにみられる緩徐後過分極にSKチャネルとKv7(KCNQ)チャネルが関与することが明らかになった。陽イオンチャネルについては、Nalcn, Unc-80, HCNの発現が明らかになった。これらのイオンチャネルがGnRHニューロンの静止膜電位を決めていると考えられる。生殖神経内分泌系において中心的な役割を担うのはGnRHニューロンである。そこで本研究では、GnRHニューロンの細胞生理学的解析の一環として、膜興奮性を規定するイオンチャネルの解析を進めている。我々は、ラットGnRHニューロンに見られる緩徐後過分極電流がSKチャネルの特異的阻害剤であるアパミンで抑制されることを報告しているが、昨年度からの継続で、KCNQチャネル阻害剤であるXEー991の効果を検証した。その結果、XEー991は、アパミンよりも弱いが、抑制効果を示した。さらにKCNQとアパミンの同時投与で、緩徐後過分極電流が完全に抑制された。以上からラットGnRHニューロンに見られる緩徐後過分極電流はSKチャネルとKCNQチャネルによって運ばれていると考えられる。Cell-attached patch-clampで活動電流を記録し、SSTの効果を検証した。その結果、約60ー70%の細胞で抑制がみられた。また、Whole-cell patch-clampでは約30%の細胞で膜コンダクタンスの増加を確認した。ソマトスタチン受容体の発現をRT-PCRで検証した結果、Sstr1-5の発現がみられ、特にSstr2が高発現であった。SSTニューロンとGnRHニューロンの形態学的関係を共焦点顕微鏡で解析した。その結果、ラット1匹あたり、約30個の密な接触がみられた。以上の結果から、ソマトスタチンはGnRHニューロンに弱い抑制を及ぼすと考えられ、その作用はシナプスを介するのでなく、液性調節であることが示唆された。次に、GnRHニューロンに発現する緩徐後過分極に関与するイオンチャネルの解析を行った。その結果、SKチャネルとKv7(KCNQ)チャネルが関与することが明らかになった。これら2種類のチャネルの関係を現在解析中である。RT-PCRの結果から、GnRHニューロンの緩徐後過分極はSK3チャネルとKv7-2チャネルの活性化で起こることが示唆された。最後に、上記に加えてナトリウムチャネルの発現をRT-PCR法で解析した。その結果、Nalcn(Na+ leak channel), Unc-80, HCN(hyperpolarization-activated cNucleotide-gated channel)の発現が明らかになった。以上のKチャネル、NaチャネルおよびK2P, Kir, GIRKなどの関与によってGnRHニューロンの静止膜電位(ー60mV)が作られていると考えられる。当該年度は膜興奮性に影響するソマトスタチンの作用について解析を行った。GnRHニューロン活動の抑制機構については不明な点が多い。その理由の一つは、一般的に抑制性伝達物質として知られるGABAが、GnRHニューロンでは興奮性に作用することである。GnRHニューロンに抑制作用を及ぼす生理活性物質の候補がいくつか挙げられているが、それらの中で我々はソマトスタチンに注目した。ソマトスタチンニューロンは視床下部室周囲核に密に分布し、正中隆起に投射し、下垂体からの成長ホルモン分泌を抑制することがよく知られている。またGnRHニューロンの多く存在する内側視索前野、特に終板器官にも、ソマトスタチン線維が密に分布する。まず共焦点顕微鏡でGnRHニューロンとソマトスタチンニューロンの形態学的な関係を解析した。その結果、GnRHニューロンの細胞体と接せるソマトスタチン線維は皆無であった。一方、両ニューロンの線維間の密な接触が終板器官のみで観察され、その数は一個体あたり35であった。次にスライス標本を用いて、ソマトスタチン作用の電気生理学的解析を行った。ソマトスタチン投与により、56細胞中38細胞(68%)で活動電位の発火頻度が抑制された。また膜電位固定下にソマトスタチンを投与するとコンダクタンス上昇を伴った外向き電流が惹起された。さらに少細胞RT-PCRを用いてGnRHニューロンに発現するソマトスタチン受容体につて調べた。

その結果、ソマトスタチン受容体1から5の全ての受容体の発現が見られたが、すべて中程度の発現であった。以上から、GnRHニューロンは、終板器官でソマトスタチン入力を受け、受容体を介してKチャネル(GIRK)を活性化することが示唆された。また両ニューロン間に密な接触が少ないことから、シナプスを介するものは少なく、非シナプス性の入力が主と考えられる。24年度は緩徐後過分極電流に関与するイオンチャネルの解析を中心に実験を進めた。まず、SKチャネルの特異的阻害薬であるアパミンの効果を確認した。前回の報告(Kato et al., 2003)と同じく、平均で80%の抑制であった。つぎに、KCQN(Kv7)チャネルの阻害薬であるXEー991の効果を検証した結果、約50%の抑制が見られた。また、両薬剤の同時投与で、ほぼ100%の抑制が得られた。これらの実験結果は、ラットGnRHニューロンに見られる緩徐後過分極電流がSKチャネルとKCNQチャネルによって運ばれることを示唆する。また、海馬ニューロンとの比較のために、UCL2077についても実験を行ったが、海馬と同様に抑制効果が見られた。しかしこの薬物は阻害するチャネルの同定がなされておらず、非特異的効果の可能性もある。以上から、ラットGnRHニューロンの緩徐後過分極電流に関与するイオンチャネルは神馬ニューロンなどのそれとは違うと考えられる。本研究の目的は、GnRHニューロンの膜興奮性を規定するイオンチャネルの研究である。当該年度は、ソマトスタチンで活性化されるKチャネルについての解析を行った。電気生理・形態学・分子生物学の手技を用いて研究を進め、結果を論文(Endocrinology 153:806-814, 2012)にまとめることができた。24年度の結果を確認するために実験を追加する。また、アパミンとXEー991が同一のチャネルに作用している可能性もあるので、その点を検証する実験を考案・実行する。また、スライス標本での実験を行い、これらのチャネルの膜興奮性に対する影響を検証する。カリウムチャネルについて、KCNQ(Kv7)チャネル、K2Pチャネル、内向き整流性Kチャネルの研究を進める。また、順次ナトリウムチャネルについても解析を行い、本課題を完成させたい。ラットの飼育と実験に必要な消耗品の購入を計画している。大学を移るにあたり主要実験設備は移動したが、不足するものがある。次年度は実験台の購入を申請したい。その他は、消耗品と旅費を申請したい。
遊離脂肪注入術における移植床の至適組織内圧と移植床組織環境の準備方法に関する探求

遊離脂肪移植術では、移植脂肪細胞の状態と同様に、移植床の状態によっても移植脂肪細胞の生着率に大きな差が生まれることが知られている。そこで、特に移植床の組織内圧に着目し、遊離脂肪移植の生着率と移植床の組織環境との関係性を探求することを目的としている。マウスに組織拡張器を埋入させ、それを拡張・縮小することで組織内圧を調整しながら、遊離脂肪移植を行い、移植脂肪細胞の生着率や移植脂肪組織の変化、移植床の組織変化や各種成長因子分泌の変化などを調べることで、移植に適した組織環境を調べることとした。これにより臨床的には、遊離脂肪移植の生着率の向上や移植量の増大による組織再建法の改良が見込まれる。
セルオートマトン型のソリトン系の研究

本研究では、本研究代表者によって発見されたセルオートマトン型のソリトン系の代数構造の解明、従来のソリトン理論との関連の解明、および、工学への応用が主要なテーマであった。まず、代数構造については、組み合わせ論によるアプローチが行われた。そして、系の状態や保存量をスタック順列やディック言語によって表現することにより、系のダイナミクスに関する重要な知見が得られた。この成果については近々論文雑誌で公表する予定である。次に、従来のソリトン理論との関連についてであるが、上で述べた系の2階差分版とでも言うべき新たな拡張系が見つかった。この拡張系は1次元空間内を両方向に進行できるような孤立波解を有しており、方程式の表現やダイナミクスの特徴から、戸田格子方程式のセルオートマトン版であると考えることができる。この類推を用いれば、元の系自身はロトカーボルテラ方程式のセルオートマトン版であると考えることができる。今のところ、連続変数のソリトン方程式との代数構造における直接的な関連は未解明であるが、本研究の上で述べた成果は解明のための重要なヒントを与えている。この成果についても上記のものとは別に論文雑誌で公表する予定である。さらに、工学への応用であるが、現在のところまだ有用な応用は見つかっていない。しかしながら、ロトカーボルテラ方程式を固有値問題の数値計算に応用できることが既に知られており、本研究の系もロトカーボルテラ方程式に関連していることから、数値計算への応用の可能性が非常に大きいと考えられる。以上の成果は、いくつかの研究会で発表され、論文雑誌で公表する予定である。本研究の目標達成度を総合的に判断すると、最終的な目標が達成されるには到らなかったが、そのための重要な手がかりのいくつかを具体的に得ることができたという段階である。
DNA複製装置複合体(レプリソーム)の全体像を探る

DNA複製はフォーク構造DNAと蛋白質複合体から構成されるレプリソームと呼ばれる超分子複合体が正しく機能することによって進行する。レプリソームが時々刻々と再編を繰り返し、正しく染色体DNAを複製していく分子機構を正確に理解することを日的として本研究を進めている。我々の研究の特徴は、原核生物でありながらその複製、修復関連蛋白質が真正細菌のものよりも真核生物のものにより類似している古細菌由来の蛋白質を用いているところにある。古細菌の中でも超好熱古細菌由来の蛋白質は特に安定性に優れ、複合体としての機能構造解析にとって最も適した実験材料であると考えられる。我々は、超好熱古細菌Pyrococcus furiosus由来の蛋白質因子を用いて種々のDNA複製、修復複合体解析を進めた。本年度は複製開始蛋白質Cdc6/Orc1の性質解析として、本蛋白質が細胞中で複製起点に特異的に結合していることを実験的に確認した。さらにこの蛋白質のDNA結合様式について知見を得るために、種々の実験を行い、配列特異性を見出した。Cdc6/Orc1蛋白質がどのような構造特性を持っているのかについては、電子顕微鏡やゲルろ過解析を行い、ヌクレオチドコファクターに依存して構造変化が起きることも分かった。複製フォークが正しく進行しないときに働くと考えられる修復機構のためにレプリソームが再編されることが予想されるが、我々は複製フォークに特異的に働くP.furiosus由来のHefヘリカーゼ/ヌクレアーゼの機能、構造解析を進めている。この蛋白質の機能の一部を大腸菌の中で担っている可能性があるPriA蛋白質の構造と機能について分担者の神田グループが解析を進めてきた。その結果、この蛋白質には複製フォークが停止した時に、その新生鎖末端を認識する機能があることを、構造化学的に証明した。超好熱性アーキアの一種であるPyrcoccus furiosusを用いて、DNA複製に関わる新規タンパク質因子の探索を開始した。方法は計画に示したように、Two-Hybrid Screening法を用いて、複製開始因子であるOrc1/Cdc6とMcmタンパク質をbaitにしてP.furiosusの遺伝子ライブラリーから陽性反応を示すクローンを選択した。Two-Hybrid法としては酵母と大腸菌の二種類の系を使って実験を進めた。P.furiosusのゲノムDNAをSau3Alで部分分解し、アガロースゲル電気泳動によって13kbの鎖長を分画してTergetベクターに組込んでライブラリーとした。選択培地からいくつかの陽性クローンが得られたので、そのクローンからプラスミドを回収して、挿入されているP.furiosus DNA断片を調べた。陽性を示したクローンで、挿入されている遺伝子産物が本当にOrc1/Cdc6やMcmと直接相互作用していることを確かめるために、陽性を示した遺伝子全長を発現ベクターに組込み、タンパク質を発現させて、Pull down assay法によりOrc1/Cdc6やMcmとの相互作用の有無を調べている。また、直接Orc1/Cdc6、Mcmと相互作用するタンパク質を生化学的に探索するために、これらのタンパク質の生化学的性質を詳細に理解する必要があることから、Orc1/Cdc6、Mcmの多量産生系を構築し、タンパク質の高純度調製法の確立を試みた。Mcmについてはタンパク調製後ヘリカーゼ活性の同定とその基本的性質の解析を行ない、論文作成中である。Orc1/Cdc6は大腸菌、酵母、昆虫細胞の三つの発現系でタンパク産生を試みたが、どれも多量産生はするものの、不溶化してしまい、性質解析には不適当であるために、変性可溶化から再生する方法を種々試みた。

現在までに1Mアルギニン存在化で可溶性のタンパク質が調製できているので、これを用いて性質解析に進めている。その他の複製因子についても機能構造解析を進めており、そのうちのいくつかを論文にして発表した。DNA複製装置の構造解析としてPCNA-RFC-DNA複合体について顕著な進展があった。三者複合体を安定に形成させる条件を決定し、その構造を電子顕微鏡で観察した単粒子解析から三次元モデルを構築してクランプローディングの分子機構モデルを提唱した(Nat.Struct.Mol.Biol.11,632-636,2004)。複製フォークの停止時の修復に関するタンパク質因子としてHef、Hjmの2種を特に詳細に解析した。Hefはヘリカーゼ活性とヌクレアーゼ活性を有し、両者が協調して効率の良い修復機構を実現していることを提唱した(J.Biol.Chem.279,53175-53185,2004)。Hefのヌクレアーゼドメインについては昨年すでに結晶構造解析を終了していたが(Structure 11,445-457,2003)、引き続いて、ヘリカーゼドメインについても構造解析に成功した(Structure13,143-153,2005)。それによって、Hefが如何にしてフォーク構造DNAを特異的に認識しているのか考察した。Hjmはヘリカーゼ活性を有し、その性質が大腸菌のRecQ(Gene&Dev.18,1886-1897,2004)と類似していることがわかり、この活性が複製フォークの正常な進行にとって重要であることが示唆された。これらのタンパク質が必要に応じてどのようにしてレプリソームを再編していくのかを解明したいと考えている。さらに、昨年から継続している複製開始複合体解析については、開始タンパク質Cdc6/Orc1の変性→再生による高純度タンパク質調製法を確立し、その試料を用いて、性質解析を行った。このタンパク質が複製起点DNAに結合特異性を有することが確認できた。また電子顕微鏡やゲルろ過、グリセロール濃度勾配遠心法により、この蛋白質の多量体構造がATP依存的に変化することを発見した。DNA複製はフォーク構造DNAと蛋白質複合体から構成されるレプリソームと呼ばれる超分子複合体が正しく機能することによって進行する。レプリソームが時々刻々と再編を繰り返し、正しく染色体DNAを複製していく分子機構を正確に理解することを目的として本研究を進めている。我々の研究の特徴は、原核生物でありながらその複製、修復関連蛋白質が真正細菌のものよりも真核生物のものにより類似している古細菌由来の蛋白質を用いているところにある。古細菌の中でも超好熱古細菌由来の蛋白質は特に安定性に優れ、複合体としての機能構造解析にとって最も適した実験材料であると考えられる。我々は、超好熱古細菌Pyrococcus furiosus由来の蛋白質因子を用いて種々のDNA複製、修復複合体解析を進めた。本年度は複製開始蛋白質Cdc6/Orc1の性質解析として、本蛋白質が細胞中で複製起点に特異的に結合していることを実験的に確認した。さらにこの蛋白質のDNA結合様式について知見を得るために、種々の実験を行い、配列特異性を見出した。
近世中小都市の経済と女性のライフコースおよび歴史人口学データベースの整理と作成

新規データ収集としては,武蔵国埼玉郡粕壁宿(埼玉県立文書館),信濃国諏訪郡横内村(長野県立歴史館)を行った。この過程で,現存のデジタルカメラでは満足の行く撮影が出来ないことが判明し,新規にカメラ(研究奨励金)およびノートパソコン(科学研究費)を購入した。このデータは現在整理中である。また,既収集データのうち,美濃国安八郡中須村,播磨国加古郡高砂村,陸奥国安達郡荒井村の入力データから人口に関する基本統計を作成するとともに,統計加工マクロをエクセルで作成した。さらに,歴史人口学資料整理の一環として,麗澤大学人口・家族史アーカイブにおいて人口史料検索プログラムの開発に携わった。これは,現在収集されている史料を整理するとともに,他研究者の閲覧に供するための支援プログラムである。論文・口頭報告を国内および国外(アメリカ,ヨーロッパ)で行い,また社会経済史学会を始め,各種研究会に参加した。研究の成果としては,2008年度中に論文「在郷町の結婚と再婚」が,黒須里美編『歴史人口学からみた結婚・離婚・再婚』(仮題)として麗澤大学出版会から刊行予定である。2007年度は,おもに「結婚」「離婚」「再婚」に焦点をあて,近世における陸奥国安積郡のデータを用い,麗澤大学黒須里美氏との共同研究として多変量解析を行い,周辺農村との同質性と異質性を検証し,その要因を分析した。現段階の結論として,異質性としては在郷町郡山のほうが周辺農村よりも若干初婚年齢が高いこと,同質性としては経済状況がよいほうが男性の場合には結婚や再婚を行いやすく,女性はその反対であることが得られた。
文字の視覚的特徴のニューラルネットを用いた自動抽出に関する研究

視覚系が文字や図形を認知する過程で、どの様な特徴を識別の手掛かりとして用いるのかは、未だに解明されない問題である。生理学の知見によれば視覚系のニューロンには、最終段の認識細胞に到るまでの途中の段階では、特定の方位の線分に反応するもの以外は見出されていない。一方、心理学においては視覚系が、例えば十文字のような線分以外の特徴にも選択的に反応することが報告されている。本研究では、ニューラルネットに文字認識の機能を学習させた時、ニューロンがどのような特徴に反応するようになるのかを解析し、その結果に基づいて視覚認識機構の構成原理の検討を行なった。ニューラルネットには、視覚系の構造を最も忠実に模擬したモデルとして、ネオコグニトロンを採用した。4層のネオコグニトロンを構成し、英数字の認識を学習させた。学習は教師無し学習によって行なわれ、英数字の各文字を識別するのに必要な特徴が2層目と3層目のニューロンによって自動的に抽出される。5種類の文字セットを用いて学習を行なった。ネットワーク中の各種のパラメータを最適に調整したところ、認識率は最終的に5種の学習文字セットについて97.1%に到達した。この時の特徴パターンを調べると、それぞれの文字中のかなり複雑な部分パターンが含まれていることが示された。次に、特徴を選び出す過程に、少数のカテゴリーにしか含まれない特徴は抽出しないというアルゴリズムを導入して改めて学習を行なったところ、線分のような簡単な特徴パターンのみが抽出されるようになり、この時、認識率への影響はあまり生じていないことが見出された。今後、ニューロンの受容野の大きさなどのパラメータを調整することにより、線分などの簡単な特徴のみを用いる視覚系と類似のパターン認識機構を構成し得るとの見通しを得た。
キセノンの鎮痛作用のメカニズムに関する電気生理学的研究

キセノンの中枢神経作用を電気生理学的に解析した研究によって、キセノンが笑気と同じ興奮性麻酔薬に分類されることが示唆されてきた。従来笑気の鎮痛作用に関しては下行性抑制系の関与が示唆されている。そこで,本研究ではキセノンの鎮痛作用のメカニズムに関して、脊髄の後角ニューロンにおけるキセノンの抗侵害受容作用を指標として、脳幹からの下行性抑制系の関与の有無を検討した。ウレタンクロラロースで麻酔し、胸髄下部で脊髄を切断したネコの、後肢に受容野を有する脊髄後角ニューロン記録した。後肢の受容野に筆による触刺激或いは有鈎ピンセットによる痛み刺激を一定の強度で与えた。安定した反応が得られた後、吸入ガスを酸素30%窒素70%から酸素30%キセノン70%または酸素30%笑気70%に変えて20分間吸入させ、その間のニューロンの刺激に対する反応を記録した。キセノン或いは笑気吸入後20分間以上観察して回復を確認した後、ニューロンの記録を終了した。その結果、脊髄切断したネコにおいては、記録した12個のニューロン全ての反応がキセノン吸入によって触刺激に対しても痛み刺激に対しても抑制されたのに対し、笑気の吸入では触刺激では12個の内6個、痛み刺激では12個の内4個のニューロンしか抑制されなかった。overallのデータでもキセノンは触及び痛み刺激に対する反応を吸入中に各々63%及び59%まで低下させ、これは統計学的に有意な変化であった。一方笑気吸入中の最大低下は触刺激及び痛み刺激に対して各々91%及び92%であり、有意な変化ではなかった。脊髄インタクトのネコを用いた実験ではキセノンも笑気も痛み刺激に対する反応において60%程度までの抑制作用を示したので、以上の事実は笑気による脊髄後角ニューロンの抑制作用には下行性抑制の関与が大きいのに対し、キセノンによる抑制には下行性抑制系は関与しない可能性を示唆している。本年度は脊髄の後角ニューロンにおけるキセノンの抗侵害受容作用に脳幹からの下行性抑制系が関与するかどうかを検討した。ウレタンクロラロースで麻酔したネコを脳脊髄定位固定装置に固宝した後、椎弓切除を行い胸髄下部で脊髄を切断した。脊髄後角ニュ一ロンの記録は2%ポンタミンスカイブルーを混じた酢酸ナトリウム液を充填したガラス電極を用いて腰髄から行い,後肢に受容野を有するニューロンを探して記録した。後肢の受容野に筆による触刺激或いは有鈎ピンセットによる痛み刺激を一定の強度で与えてその反応を記録した。安定した反応が得られた後,吸入ガスを酸素30%窒素70%から酸素30%キセノン70%または酸素30%笑気70%に変えて,20分間吸入させその間のニューロンの刺激に対する反応を記録した。キセノン或いは笑気吸入後20分間以上観察して回復を確認した後,ニューロンの記録を終了した。その結果、脊髄切断したネコにおいては記録した12個のニューロン全ての反応がキセノン吸入によって触刺激に対しても痛み刺激に対しても抑制されたのに対し,笑気の吸入では触刺激では12個の内6個痛み刺激では12個の内4個のニューロンしか抑制されなかった。overallのデータでもキセノンは触及び痛み刺激に対する反応を吸入中に最大各々63%及び59%まで低下させ、これは統計学的に有意な変化であった。

以前行った脊髄インタクトのネコを用いた実験ではキセノンも笑気もほぼ同様に痛み刺激に対する反応において60%程度までの抑制作用を示したので、以上の事実は笑気による脊髄後角ニューロンの抑制作用には下行性抑制の関与が大きいのに対し、キセノンによる抑制には下行性抑制系は関与しない可能性を示唆している。昨年度の研究により、笑気による脊髄後角ニューロンの抑制作用には下行性抑制の関与が大きいのに対し、キセノンによる抑制には下行性抑制系は関与しない可能性が示唆された。そこで本年度は、昨年度の実験結果を踏まえ、笑気の鎮痛作用に関与する下行性抑制系の伝達物質を明らかにすることを目的として実験を行った。ネコを用いて,吸入麻酔薬セボフルレンの吸入で麻酔を導入した後,末梢静脈路を確保し,筋弛緩薬ヴェクロニウムを投与した後気管内挿管を行い,人工呼吸を行った。吸気及び呼気の二酸化炭素分圧,酸素及び笑気及びキセノンの濃度をモニターした。その後麻酔はウレタンクロラロースの静脈内投与に変更した。総頚動脈,内頚静脈にカニュレーョンし,輸液及び薬物投与路,観血的動脈圧測定及び採血用に使用した。ネコを脳脊髄定位固定装置(SN-1N)に固定した後、椎弓切除を行った。電極として3本のガラス電極からなるマルチバレル電極を用い、記録電極には従来と同じくポンタミンスカイブルー溶液を混じた酢酸溶液を満たした。この条件で、キセノン或いは笑気吸入により抑制反応の観察されるニューロンにおいてイオン化注入装置(SEZ-1100)を用いて薬物を持続投与し,キセノン或いは笑気による脊髄後角広作動域ニューロンの抑制反応が影響を受けるかどうかを検討する予定であった。しかしながら、マルチバレル電極では従来と異なり安定した長時間のニューロン記録が困難であり、記録できた場合にも他のバレルからの薬液(α2アドレナリン受容体拮抗薬ヨヒンビン或いはオピオイド受容体拮抗薬ナロキソン)の注入を行うと、記録状態が変化してニューロンが失われてしまうケースが相次ぎ、笑気の鎮痛作用に関与する下行性抑制系の伝達物質を明かにするだけの実験データは得られなかった。
光単側波帯変調の楕円様電界複素振幅軌跡を利用した多重技術の研究

光ファイバ通信の容量拡大のために現在検討されている多重方式の多くは,光の属性に依存しており,限界が見えている.それを越える多重化技術を検討する.ディジタル伝送の時間軸を上手に利用する技術を丁寧に見直せば,信号の時間的変化に数学的直交性を見出すことで新しい時間多重が可能である.光単側波帯(SSB)変調信号の光複素振幅は時間に対して楕円様の軌跡を描くことがわかった.楕円は,長短軸や回転方向に直交性を持ち,楕円体座標や楕円関数を応用することができる.本研究は,光SSB変調の光複素振幅軌跡が楕円であることを利用して,楕円パラメータを多重軸とした通信用多重化技術を提案し,その性能を明らかにする.光ファイバ通信の容量拡大のために現在検討されている多重方式の多くは,光の属性に依存しており,限界が見えている.それを越える多重化技術を検討する.ディジタル伝送の時間軸を上手に利用する技術を丁寧に見直せば,信号の時間的変化に数学的直交性を見出すことで新しい時間多重が可能である.光単側波帯(SSB)変調信号の光複素振幅は時間に対して楕円様の軌跡を描くことがわかった.楕円は,長短軸や回転方向に直交性を持ち,楕円体座標や楕円関数を応用することができる.本研究は,光SSB変調の光複素振幅軌跡が楕円であることを利用して,楕円パラメータを多重軸とした通信用多重化技術を提案し,その性能を明らかにする.
湾曲壁面上の乱流構造に関する研究

1.本研究の目的は、湾曲した壁面上に形成された組織構造の時空間特性を解明し、それらが乱れの構造にどのような寄与をなしているかを明らかにすることである。本研究を遂行するために、90度湾曲した水路において、詳細な流速計測および粒子と染料を同時に使用した流れの可視化を行った。2.流速計測の結果、平均流速分布(円周方向、半径方向成分)は直線部では水路中心線に対して対称であるが、湾曲部では内岸側(凸岸)が高速化し非対称な分布を呈することが明らかとなった。また乱れ強度やレイノルズ応力も、直線部におけるその値と比較して、湾曲部の外岸(凹岸)付近でその値が顕著に増加、内岸付近で減少することが明らかなった。以上の結果は、既往の研究の計測結果と傾向が一致することが確認された。染料と粒子を同時に用いた可視化実験では、2台のカメラを使用して、組織構造の流脈パターンと粒子流跡の組写真が得られた。湾曲部においては、粒子の存在分布に片寄りができ、組織構造の流脈パターンと空間的に高密度の粒子流跡を同時に得ることが困難であった。これは、湾曲部に形成された大規模な2次流れ、特に鉛直方向成分の発生により水平のスリット光膜を通過する粒子の確率が増えることに起因すると考えられる。4.粒子流跡から速度ベクトルを算出し、さまざまな物理量を計算した。それらと組織構造の対応関係を検討したが普遍的な特徴を見い出すには至らなかった。これは、顕著な2次流れによって十分な速度ベクトルが得られていないことに帰因する。解決策としては、複数色からなる厚いスリット光膜を使用し、通過する粒子の捕捉することが考えられる。これは、3次元速度ベクトルを与えることになることも期待される。5.上記の改良を施し、本研究の目的を遂行することが急務と考える。
非営利組織における会計制度構築の要因と可能性

非営利組織の固有の会計であるといわれているFund会計(ファンド会計)に着目し,その採用の意義,営利組織会計との相違について検討を行った。具体的には,英国(イギリス)のチャリティ会計に着目し,ファンド会計の採用が日本の非営利組織における情報開示にどのような意義をもたらすかについて検討した。具体的には英国のチャリティ会計-会計実務報告書(SORP)-を取り上げた。英国のSORPは英国チャリティ会計の実務指針とされ,チャリティに特有の会計を取り扱っている。英国で公表された最初のSORPは1988年であり,最新のSORPが2014年に公表されているが,その間に3回の改正が行われ,それぞれのSORPについても研究を行った。また,SORP公表以前のチャリティ会計も取り上げ,SORPがどのような考えのもとで構築されてきたのかについて明らかにしている。簡単に述べれば,英国チャリティ会計は,SORP公表以前は営利組織会計の採用が推奨されていた。しかし,その後,非営利組織会計としての考え方が採用されるようになっていった。当該研究については,「英国チャリティ会計の歴史的構築-1988年の会計実務勧告書(SORP)公表以前-」『商大論集(兵庫県立大学)』,第69巻第3号,2018年,31-46頁で検討している。また,英国チャリティにおけるファンド会計の意義を明らかにした。そして,日本のNPO法人を具体的な事例として取り上げ,英国チャリティ会計を敷衍した場合の情報開示について提言を行っている。これらの研究内容については,『非営利組織における情報開示-英国チャリティ会計からの示唆-』,2019年,中央経済社,および,「非営利組織における純資産の拘束性について-日本と英国を対比して-」『商大論集(兵庫県立大学)』,第70巻第1号,2018年,43-55頁で明らかにしている。平成28年度は理論的研究を中心に行う予定であり,具体的にはイギリスのチャリティ会計について,これまでの研究レビューとともにその特徴の一つであるFund会計への取り組みについて明らかにすることを目的としている。イギリスのチャリティの法制度は1600年ごろから始まっている。そしてチャリティ会計は1980年代初頭から,その会計と報告についての質や首尾一貫性を改善する努力がかなりなされてきた。当時のチャリティ会計は営利組織会計を導入していたことがレビューの検討から理解できた。そして非営利組織会計の特徴の一つであるFund会計については1980年代から存在していることも理解できた。チャリティ会計に対する研究報告書(Bird and Morgan- Johnsの研究報告書『チャリティの財務報告(Financial Reporting by Charities)』)では関心の一つとしてFund会計を取り上げており,その存在が確認できる。一方で,その研究報告書を受け,英国の会計基準委員会(ASC)が発表した会計実務勧告書(SORP)では,営利組織会計の導入を提唱している。すなわち,英国のチャリティ会計では非営利組織会計固有の会計と考えられるFund会計が導入されていたが,ASCは営利組織会計の導入を提唱していたということが理解できた。本研究ではFund会計の特徴を明らかにするのみならず,ひろく英国チャリティ会計について整理・検討を行っている。英国のFund会計を検討するためには,英国のチャリティ会計の検討が必要となる。チャリティ会計の中心となるのは会計実務勧告書(SORP)であると考えられることから,とくにチャリティ会計の研究レビューとともに,チャリティ会計の歴史的変遷やSORPの特徴についてそれぞれ検討を行うことができた。そして,チャリティ会計の特徴の一つしてFund会計の特徴が明らかとなっている。ただし,本研究ではFund会計の特徴のみならず,ひろく英国チャリティ会計について整理・検討を行っており,一年目の課題をほぼ達成できたと考える。また,本研究の成果は平成29年度中に出す予定となっている。平成28年度では英国のチャリティ会計では営利組織会計の導入が推奨され,その特徴を保持しつつ,Fund会計の導入も行っていることが理解できた。すなわち,当初は営利組織会計か非営利組織会計(Fund会計)のいずれを採用しているのかについての検討を目的としていたが,平成28年度・平成29年度の研究から,英国チャリティ会計はいずれかの会計の採用ではなく,営利組織・非営利組織の両者の会計を採用していることが理解できた。チャリティ会計が現在採用している会計実務勧告書(SORP)の公表以前は営利組織会計の導入を進めていたが,その後改訂されるSORPではチャリティ会計固有の会計を確立しようとしていることが理解できた。そこで,SORP公表以前までを「英国チャリティ会計の歴史的構築-1988年の会計実務勧告書(SORP)公表以前-」『兵庫県立大学(商大論集)』としてまとめている。また,営利組織会計とは異なる会計としてFund会計が採用されているが,この採用は1988年に最初に公表されたSORPから現在のSORPまで一貫して採用している。しかし,財務諸表への反映は強く行われておらず,その意味では営利組織会計が主流となっていたことが理解できた。このように歴史的な流れから言えば営利組織会計の導入が強く言われていたが,1990年代にチャリティ会計としての会計がFund会計を中心として強く言われるようになったことが理解できた。英国チャリティ会計の会計実務勧告書(SORP)の特徴を歴史的な側面から検討・整理を行うことができた。そして,現在のチャリティ会計に際し,その起点となるSORPについては,具体的な財務諸表も取り上げ,検討している。

また,平成29年度中にFund会計の意義についても整理・検討し,現在の日本の非営利組織会計との比較検討も行っており,二年目の課題をほぼ達成できたと考える。非営利組織の固有の会計であるといわれているFund会計(ファンド会計)に着目し,その採用の意義,営利組織会計との相違について検討を行った。具体的には,英国(イギリス)のチャリティ会計に着目し,ファンド会計の採用が日本の非営利組織における情報開示にどのような意義をもたらすかについて検討した。具体的には英国のチャリティ会計-会計実務報告書(SORP)-を取り上げた。英国のSORPは英国チャリティ会計の実務指針とされ,チャリティに特有の会計を取り扱っている。英国で公表された最初のSORPは1988年であり,最新のSORPが2014年に公表されているが,その間に3回の改正が行われ,それぞれのSORPについても研究を行った。また,SORP公表以前のチャリティ会計も取り上げ,SORPがどのような考えのもとで構築されてきたのかについて明らかにしている。簡単に述べれば,英国チャリティ会計は,SORP公表以前は営利組織会計の採用が推奨されていた。しかし,その後,非営利組織会計としての考え方が採用されるようになっていった。当該研究については,「英国チャリティ会計の歴史的構築-1988年の会計実務勧告書(SORP)公表以前-」『商大論集(兵庫県立大学)』,第69巻第3号,2018年,31-46頁で検討している。また,英国チャリティにおけるファンド会計の意義を明らかにした。そして,日本のNPO法人を具体的な事例として取り上げ,英国チャリティ会計を敷衍した場合の情報開示について提言を行っている。これらの研究内容については,『非営利組織における情報開示-英国チャリティ会計からの示唆-』,2019年,中央経済社,および,「非営利組織における純資産の拘束性について-日本と英国を対比して-」『商大論集(兵庫県立大学)』,第70巻第1号,2018年,43-55頁で明らかにしている。英国チャリティの会計ではFund会計は完全に不採用となっていないことが明らかとなり,営利組織会計の採用から非営利組織会計固有の会計へと進展している可能性が明らかとなった。現在,日本では非営利組織会計固有の会計構築の動きと非営利組織会計に営利組織会計を援用する動きの両者が存在する。そのため日本の非営利組織会計の制度構築に向けて,非営利組織会計固有の会計構築と営利組織会計の援用とどちらが適切であると考えられるのかについて検討する上で,英国チャリティ会計の非営利組織会計固有の会計への進展の要因をさらに明らかにしていく必要があると考え,その検討を行いたい。英国チャリティ会計は営利組織会計の採用を強く主張し,次いでチャリティ会計固有の会計の確立をその特徴として持つ会計である。チャリティ会計固有の会計の一つであるFund会計と,チャリティ会計に採用された財務諸表についての特徴や意義を明らかにしながら,日本の非営利組織会計の報告制度について検討を行いたい。
コメ等の中の微量金属元素量の地域差と住民の一日摂取量についての研究

米食民族のカドミウムの摂取経路は1/2以上がコメである。そこでコメのカドミウムとそれが由来する水田土壌中のカドミウムを分析定量した。その目的は、カドミウム土壌汚染のモニタリングとそのコメを常食する場合の一日摂取量の推定である。そのため、1985から1988年にかけて、日本、インドネシア、インド、中国、韓国、タイ、フィリピン、など11ヵ国から合計539個のコメの分析試料を集めた。また、日本、韓国、中国、インドネシア等では、実ったコメとその下の土壌の試料150対を採取した。集めたコメは乾燥・精秤・湿式灰化し、フレ-ムレス原子吸光分光光度計で測定した。正確さを保証するため米国標準化局のコメ粉末を同時に分析した。土壌は、塩酸による灰化なしの抽出および硝酸による灰化抽出の2つの方法で抽出した。カドミウムの1日摂取量は、FAOの食糧需給表による1人1日当りコメ消費量と、全エネルギ-摂取量とコメからのエネルギ-摂取量の比とから計算した。日本の産米は、北陸地方が99.3ppbと最も高く、次いで高い関東と東海地方はこの約1/2であった。最も低いのは、北海道・東北・中国・四国・九州地方でさらにこの1/2程であった。外国で最も高かったのは、セレベス産米で平均77.1ppbであった。中国の東部・北東部および韓国の北西部は最も低く10ppb未満であった。その他のほとんどの国・地域は平均10以上30ppb未満であった。1人1日当りコメ消費量は日本の300からタイの612gの間にばらついているが、カドミウムの1日摂取量は、日本の北陸地方が107.3μgと最も高く、次いでセレベスの61.4μg、あとは50μg以下で10-30μgに多くの国と地域が含まれた。コメのカドミウム量と土壌型とはほとんど関係がなく、土壌型より地域ないし国による差の方が大きい結果であった。体内のカドミウム蓄積量を推定するため今後、臓器中と毛髪のカドミウムを測定する予定である。
イオンビームミキシング法における摩擦を利用したその場鏡面研磨

イオンビームミキシング法による成膜と同時に摩擦することで鏡面を得るという新しい研磨法の設計指針を得ることを目的とする本研究において,実施された研究内容は以下のとうりである.1)ほう素の電子ビーム蒸着と窒素ガスイオンのイオン注入を同時に行う,いわゆるイオンビームミキシング法により窒化ほう素膜をシリコン基板上に成膜した.その結果,本装置においてほう素の蒸着速度とアシストイオンである窒素ガスイオンの注入速度をそれぞれ最適値に制御することで,窒化ほう素膜が安定して得られることが明らかになった.2)さらに,一定のほう素の蒸着速度とアシストイオンである窒素ガスイオンの注入速度において,成膜時間だけを変更することで5種類の異なる膜厚さの窒化ほう素膜を作成した.3)摩擦を支援しない場合の被膜厚さに伴う表面形状の変化をAFM(原子間力顕微鏡)を用いて示した.4)FFM(摩擦力顕微鏡)を用いて,被膜厚さに伴う表面形状の変化を示した.5)3)及び4)で得られた結果より,膜厚の変化に伴う窒化ほう素膜の摩擦係数の変化を明らかにした.その結果,膜厚の変化に伴い窒化ほう素膜被膜の構造が遷移することが推定された.6)現在,イオンビームミキシング法により成膜しながら摩擦した場合の表面荒さ及び膜構造を評価する方法を検討中である.イオンビームミキシング法による成膜と同時に摩擦することで鏡面を得るという新しい研磨法の設計指針を得ることを目的とする本研究において,実施された研究内容は以下のとうりである.1)ほう素の電子ビーム蒸着と窒素ガスイオンのイオン注入を同時に行う,いわゆるイオンビームミキシング法により窒化ほう素膜をシリコン基板上に成膜した.その結果,本装置においてほう素の蒸着速度とアシストイオンである窒素ガスイオンの注入速度をそれぞれ最適値に制御することで,窒化ほう素膜が安定して得られることが明らかになった.2)さらに,一定のほう素の蒸着速度とアシストイオンである窒素ガスイオンの注入速度において,成膜時間だけを変更することで5種類の異なる膜厚さの窒化ほう素膜を作成した.3)摩擦を支援しない場合の被膜厚さに伴う表面形状の変化をAFM(原子間力顕微鏡)を用いて示した.4)FFM(摩擦力顕微鏡)を用いて,被膜厚さに伴う表面形状の変化を示した.5)3)及び4)で得られた結果より,膜厚の変化に伴う窒化ほう素膜の摩擦係数の変化を明らかにした.その結果,膜厚の変化に伴い窒化ほう素膜被膜の構造が遷移することが推定された.6)現在,イオンビームミキシング法により成膜しながら摩擦した場合の表面荒さ及び膜構造を評価する方法を検討中である.
看護師の夜間勤務における中枢性および末梢性疲労の神経生理学的評価

夜勤中の心拍変動解析データと、夜勤前・後の疲労テスト結果により、看護師の疲労の神経生理学的評価を試みた。その結果、夜勤による一過性疲労の発生のみならず、もとより蓄積性疲労を起こしている可能性のある群が検出された。本研究成果は、看護師の疲労の評価に示唆を与え、慢性疲労症候群を評価するための基礎資料が得られた。シフトワークは看護師の心身に様々な変化をもたらし、短期では認知機能やパフォーマンスの低下、長期では睡眠障害や心疾患、乳がん発生のリスクを高めるなどの関連性が明らかにされている。本研究は、看護師の夜勤中における連続心拍数(以下HR)の変動を解析から、勤務中の自律神経負担度を検討した。業務の内容や量に個人差が少ない療養型病院をフィールドとし、被験者は日本看護協会による調査の結果、最も疲労を感じている20代後半から30代の中堅看護師12名とした。被験者に重さ10gの超小型HRモニターを装着し夜勤中のHRを記録を解析した。また、反応時間、ピンチパワー、フリッカー・テストを勤務の前・後に実施し、疲労を検出した。A群はActivityに合わせてHRとLF/HFを高め、HF/Totを低下させて労働していた。一方、B群もHRはActivityに応答しているがLF/HFは低値のまま変動の振幅も小さく経過し、HF/Totは夜間中(0:005:00)に高値を示した。このことから、A群は概日リズムを後ろにシフトさせ、従来睡眠中である時間帯であっても交感・副交感神経の活動を身体活動に応答させ勤務していたと思われる。他方、B群の自律神経活動は概日リズムに則り推移しており、深夜帯の身体活動の変動に応答していない傾向が出現した。夜勤前と後で疲労を比較すると、両群に有意な差は見られなかったが、A群の方がB群よりも疲労していた。恐らくA群の方が身体のパフォーマンスを高く保ち活動したことで疲労の出現をみたと考えられる。看護師の夜間勤務で出現する疲労は良好な医療作業の結果である。しかし、中枢性疲労の理解については皆無であることから、今後は方法を変えて中枢性疲労を検出し、概日リズムや自律神経活動との関連について更に調査を進める。夜間勤務による女性看護師の心身への影響を、生理学的な計測により調査されたものは少ない。そこで、本研究は夜勤により起こる看護師の生体疲労を評価するために、勤務中のHeart Rate Variability(HRV)計測、夜勤前・後の疲労テスト(flicker-test,反応時間,ピンチ力)を実施した。被験者は15名のうち、勤務中に仮眠を20分以上取ることができた者10名を分析対象とした。生物学的な夜にあたる時間帯に活動すると疲労が起こるのは、生物として当然のことである。しかし、本調査の結果GLでは疲労が検出されなかった。GNのように急性の疲労が起こる看護師は身体の生理的防御機能が働いており、休息による疲労回復がすすみ、健康を損なう恐れが少ないと考えられる。しかし一方で、GLのように従来の検査方法では疲労が検出できない看護師は、疲労が蓄積しつつあるChronic Fatigue Syndrome予備軍の恐れがある。現段階ではまだ仮説であるが、勤務中の交感神経と迷走神経のバランス、および勤務後の中枢性疲労の両群の差異が蓄積疲労のスクリーニングの拠になると考えている。16時間夜勤に従事する看護師を対象に、夜勤前・中・後の心拍変動、夜勤前・後の疲労テストを実施し、夜勤で起こる中枢性疲労を生理学的に評価しようと試みてきた。今年度はこれまでに収集したデータをもとに論文を作成し、時間生物学の学術雑誌に投稿した。論文の概要は以下の通りである。ほぼ同質な16時間夜勤に従事する看護師の中に、夜勤前の交感ー迷走神経バランスが異なる者が混在していた。それを2群に分けて、勤務時の活動および仮眠中の自律神経バランス、勤務前と後の疲労テストを比較した。その結果、サーカディアンリズムに逆らって働く夜勤による一過性疲労を検出する者と、もとより蓄積疲労を持つ者の差違が検出され、蓄積性疲労を持つ者のスクリーニングの可能性が示唆された。これらのことは、評価が難しいとされている慢性疲労症候群(CFS)の生理学的な評価の一助となり、交代制勤務に従事する看護師の中に潜むCFS予備軍を検出し、労働衛生管理サポートの指針に繋がる。今後は、夜勤中の仮眠と夜勤後の自宅での仮眠や夜間睡眠に焦点をあて、看護師の蓄積疲労検出の試みを続けていく。また、本年度は末梢性疲労の評価として収集してきた、健康な20代前半の女性を対象とした血流阻害時の脊髄反射(H-reflex)に関するデータをまとめ、学会で発表した。本研究は、加圧による阻血-開放による一過性の血流障害を擬似的な夜勤後の下肢浮腫とみなした実験であり、夜勤後の末梢性疲労の評価の一環として実施された。

さらに、二交代制勤務に従事している20-30代の女性看護師を対象に、平日と夜勤後の座位・臥位・立位の3姿勢におけるH-reflex測定を実施した。本結果は被験者数が少なく、本年度中の学会発表はかなわなかったが、今後データ収集を重ね発表していく。これまでの実験結果を論文として執筆し、投稿前の最終のチェックの段階にある。また、本テーマでの最終実験も現在進行中であり、データの蓄積が進みつつある。概ね順調である。24年度が最終年度であるため、記入しない。データ収集が終了次第、今年度中に結果すべてを論文として発表する。ただし、実験状況は整っているものの被験者のリクルートが進まず苦心している。被験者募集の告知を再度行う予定である。
体内リンセットポイントの分子機序解明と老化関連病変の新たな治療標的への応用

ヒトでもマウスでも、乳幼児期は骨の形成を促すためにカルシウムとともに骨の成分となるリンを必要とする目的で血中リン濃度が高くなっている。この時の血中リン濃度は、成人では慢性腎臓病患者などで見られるような血管石灰化を引き起こす濃度に匹敵するにも関わらず、通常は、乳幼児期に血管石灰化などの異常は生じない。乳幼児期と成熟期を比較することで、乳幼児期に血清リンを高値に保つメカニズムと石灰化を防止するメカニズムを解明することができれば、異所性石灰化や高リン血症の予防・治療において新たな治療法開発に応用することが期待できる。