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聴覚障害児と自閉症児における異常者声(頭声)の比較研究(その2)

本研究は,昭和61年度科学研究費(一般研究C)「聴覚障害児と自閉症児における異常音声(頭声)の比較研究」を発展継続したものである.自閉症児にしばしばみられる高い発声(頭声)が,聴覚障害児の音声の特徴といわれる頭声発声と聴覚的に大変よく似ている印象から,両者の声を実際に音声分析し比較検討したものが研究1であり,その詳細については上越教育大学研究紀要7巻第1分冊に論文として発表した.研究1の結果から,正常幼児の叫声を追加収集しその音響学的な分析資料を研究1の分析資料と比較検討することが,研究2の目的である.研究対象児は保育園児,幼稚園児合計20名とし,通常の保育・教育場面・自由時間での叫声を録音収集した.また対象児が叫声を発する前の状況について観察し記録した.録音した音声サンプルの分析は,研究1と同様にサウンドスペクトログラフ,ピッチエクストラクタにより図形的な特徴とピッチを抽出し, NEC-PC9801Vmパーソナルコンピューターによる分析を行った.その結果,正常幼児の叫声は自閉症児の叫声と異なり,第1,第2,第3フォルマントとも確認することが可能であり,基本周波数の平均値も約100Hzほど低い値であった.このことは,研究1で明らかになった自閉症児の叫声と聴覚障害児の頭声が,聴覚的印象では似ていても音響学的には異質であったのと同様に,正常幼児が心理的なストレスを受けた場面で発する叫声とも音響学的には異なるものといえる.本研究では,自閉症児のサンプル数の不足や音声資料の収集方法に不十分な点もあり,軽々な結論は差し控えるが,自閉症児が心理的なレベルにおける何らかのモニター回路の障害を持つことは疑いないものと考えられる.したがって,更により高度な中枢の生理・病理学的な問題を含んだ詳細な検討が必要であることが示唆された.本研究は,昭和61年度科学研究費(一般研究C)「聴覚障害児と自閉症児における異常音声(頭声)の比較研究」を発展継続したものである.自閉症児にしばしばみられる高い発声(頭声)が,聴覚障害児の音声の特徴といわれる頭声発声と聴覚的に大変よく似ている印象から,両者の声を実際に音声分析し比較検討したものが研究1であり,その詳細については上越教育大学研究紀要7巻第1分冊に論文として発表した.研究1の結果から,正常幼児の叫声を追加収集しその音響学的な分析資料を研究1の分析資料と比較検討することが,研究2の目的である.研究対象児は保育園児,幼稚園児合計20名とし,通常の保育・教育場面・自由時間での叫声を録音収集した.また対象児が叫声を発する前の状況について観察し記録した.録音した音声サンプルの分析は,研究1と同様にサウンドスペクトログラフ,ピッチエクストラクタにより図形的な特徴とピッチを抽出し, NEC-PC9801Vmパーソナルコンピューターによる分析を行った.その結果,正常幼児の叫声は自閉症児の叫声と異なり,第1,第2,第3フォルマントとも確認することが可能であり,基本周波数の平均値も約100Hzほど低い値であった.このことは,研究1で明らかになった自閉症児の叫声と聴覚障害児の頭声が,聴覚的印象では似ていても音響学的には異質であったのと同様に,正常幼児が心理的なストレスを受けた場面で発する叫声とも音響学的には異なるものといえる.本研究では,自閉症児のサンプル数の不足や音声資料の収集方法に不十分な点もあり,軽々な結論は差し控えるが,自閉症児が心理的なレベルにおける何らかのモニター回路の障害を持つことは疑いないものと考えられる.したがって,更により高度な中枢の生理・病理学的な問題を含んだ詳細な検討が必要であることが示唆された.
原始重力波の量子性で探る宇宙の起源

初期宇宙の理論であるインフレーション理論は、宇宙の構造や宇宙背景放射の温度揺らぎを、量子揺らぎから説明することに成功しました。本研究の目的は、初期の宇宙が本当に量子揺らぎから始まったのかを検証する方法を見つけることです。そのために、量子情報理論で発展したハンブリー・ブラウンとトゥイスの干渉計を宇宙論に応用し、透過性の高い原始重力波の量子性の検証に的を絞ります。さらに、将来の干渉計による検証可能性を調べます。原始重力波の量子性の検証に成功すれば、インフレーション理論の証明を与えるだけでなく、未だに存在が確認されていない重力子の発見にもつながります。
急性腎障害でのミトコンドリアとインフラマゾームの調整による新規治療法の開発

現在、透析療法に至っている患者数は、全国で31万人を越え、特に急性腎障害は、近年発症頻度が高まっている。65歳以上の高齢者では入院患者の13.5%にAKIが発症し、CKDに移行し易いことを私たちは報告した。私たちは、AKIにおけるミトコンドリア障害、特にマイトファジーの役割に関する成果を報告した。Heat shock protein beta-1 (HSPB1)が腎臓におけるオートファジーに関与することを示した(PlosOne 2015)。今後、安全性の高いアミノ酸(ALA)のミトコンドリア保護作用および、AKIの予防作用を解析し新規薬理作用の解明と臨床応用を目指す現在、透析療法に至っている患者数は、全国で31万人を越え、特に急性腎障害(AKI)は、糖尿病の増加、高齢化が加わり、発症頻度は高まっており、全入院患者の10%、ICU入院患者の30%で発症するといわれている。AKIをおこした場合長期的な腎機能低下と生命予後の悪化が起こるが、その機序とリスク因子は不明である。本研究はいまだ解明されていないAKIとオートファジー低下およびミトコンドリア機能によるAKIの病態増悪と慢性化へのメカニズムを遺伝子改変マウスを駆使して検討した。平成27年度はAKIでThioredoxin-interacting protein (TXNIP)が亢進し、インフラマゾームが活性化することを見いだし、TXNIP欠損マウスでのAKIの予後が悪化することを確認した。本研究計画ではAKIの病態解明に関してミトコンドリア代謝、TXNIP遺伝子を含めた基礎研究を展開し、さらに今後は高知大学の臨床データを解析しながら新規診断法や治療法への臨床応用に展開するための基礎研究をおこなう。AKIで最も障害をうける近位尿細管はミトコンドリアの含有量が高く、オートファジー/マイトファジーがSestrin2とBNIP3により誘導されアポトーシスを抑制し、AKIの病態に関与することを報告している(Am J Physiol 2013)。さらにTXNIPはThioredoxinと結合し酸化ストレスを調整する蛋白であるが、申請者はAKIでTXNIPが亢進し、インフラマゾームが活性化することを見いだし、TXNIP欠損マウスでのAKIの予後が悪化する実験結果も得た。TXNIPによるミトコンドリア機能調整とマイトファジーの制御は極めて興味深く、TXNIP-KOマウスを使用し、AKIでの腎機能、インフラマゾーム(ASC, IL-1b, Caspase1のWestern Blotにより評価)、ミトコンドリア機能(ATP5a, COX IV, PGC-1a, UCP2)、アポトーシス関連蛋白(TUNEL染色、JNKのリン酸化)で評価した。対象群としてwild typeマウスを使用した。wild typeマウスで虚血/再還流によるAKIで24時間後をピークにTXNIPが誘導されることならびに培養尿細管細胞でTXNIPsiRNAによりH2O2によるインフラマゾームの活性化は抑制され、ミトコンドリア機能低下が回復することを認めており、これらの系をさらに進める。TXNIP-KOマウスではミトコンドリアの形成不全が起こることを見いだしている。現在、透析療法に至っている患者数は、全国で31万人を越え、特に急性腎障害(AKI: Acute Kidney Injury)は、近年発症頻度が高まっている。65歳以上の高齢者では入院患者の13.5%にAKIが発症し、CKDに移行し易いことを私たちは報告している(Clin Exp Nephrol 2015、2016)。私たちは、AKIにおけるミトコンドリア障害、特にマイトファジー(ミトコンドリアのオートファジー)の役割に関する成果(Am J Physiol 2013)を報告し、近位尿細管細胞が酸化ストレスを受けたとき、マイトファジーがおこる事により、アポトーシスが回避され、生存し、脱分化・再生してゆくというアイデアを提唱している。またラットAKIモデルにおいてheat shock protein familyの一つであるHeat shock protein beta-1 (HSPB1)が腎臓におけるオートファジーに関与することを示した(PlosOne 2015)。オートファジーを誘導し、ミトコンドリアの保護作用のある安全な薬剤があれば、急性腎障害の新規の薬剤となる可能性があり、その候補としてALA(5-aminolevurinic acid)の腎保護作用とそのメカニズムについて検討を加え報告している(PlosOne 2013)。ラットを用いたシスプラチン腎障害モデルでALAと鉄を経口投与するとCr,BUNCHの上昇が顕著に軽減され、AKI防止効果を有することを見いだした。今後、安全性の高いアミノ酸(ALA)のミトコンドリア保護作用および、AKIの予防作用を解析し新規薬理作用の解明と臨床応用を目指す。

今後、安全性の高いアミノ酸(ALA)のミトコンドリア保護作用および、AKIの予防作用を解析し新規薬理作用の解明と臨床応用を目指すTXNIP-KOマウスではミトコンドリアの形成不全が起こるメカニズムを検討するとともに、TXNIP-KOマウスとGFP-LC3-TGマウスのdouble遺伝子改変マウスを使用し、AKIの予後の検討を行う。AKIのモデル両側腎動脈閉塞再還流(30分)あるいはシスプラチン投与(20mg/kg腹腔投与)を行う。また系時的にCreatinine,BUNを測定するとともにAKI後12-24時間後の腎機能とミトコンドリア機能(collagen type IV, a-SMA染色および蛋白定量)を評価する。同時にGFP陽性顆粒として観察されるオートファジーを共焦点顕微鏡でモニターし、double-TGマウスと(TXNIPの発現は野生型の)GFP-LC3-TGマウスの腎機能、ミトコンドリア、オートファジーを含め、急性腎障害を検討する。また倫理委員会の許可(承認番号22-61)を得て、急性腎障害の腎生検検体でオートファジー/マイトファジー検出とその意義を検討する。既にマウス腎組織での共焦点顕微鏡および電子顕微鏡を用いたオートファジー/マイトファジー検出の系は申請者の研究室では確立されつつあり、実際のヒト急性腎障害でオートファジー/マイトファジーの系が働いているかを検討する。すでにラット尿細管細胞ではマイトファジーの電子顕微鏡での確認に成功し、技術的な問題はない。腎臓内科
偏光制御内殻分光による強相関軌道対称性の決定と量子臨界相転移機構の解明

金属絶縁体転移や重い電子系超伝導等の特異な物性の発現機構において、強相関3d, 4f軌道の対称性が重要な役割を担う。しかしながら、一般に特定サイトの局所軌道対称性をマクロ測定から決定することは困難であるため、強相関電子物性における軌道自由度の役割について、詳細は明らかになっていない。特に4f電子が物性を支配する希土類化合物の結晶場エネルギーは僅か数10数100 Kと小さいため、基底状態の4f軌道対称性を精密に決定する研究手法の開発が要請されている。これまで我々は内殻硬X線光電子分光(HAXPES)の直線偏光依存性、及び光電子放出角度依存性の測定から立方晶Ce化合物やYb化合物の基底状態4f軌道対称性の決定に成功し、基底状態の軌道対称性を決定する新手法の開発に成功してきた。本研究課題では、直線偏光依存角度分解内殻HAXPESに加え、X線吸収分光(XAS)、および帯磁率測定を組み合わせることにより、量子臨界点近傍に位置する正方晶Ce化合物の基底状態を精密に決定することを目的としている。初年度において、圧力誘起超伝導体CeCu2Ge2の基底状態4f対称性を精密に決定し、正方晶Ce化合物の基底状態4f対称性の決定手法を確立した。この研究成果は投稿論文として公開され、さらに国際会議において招待講演を行った。また、強相関3d遷移金属酸化物に対しても研究を展開し、軌道秩序を伴う金属絶縁体転移を示すペロブスカイト型Mn酸化物Nd(1-x)Sr(x)MnO3において、軌道秩序形成に由来する3d軌道対称性の変化を直線偏光依存HAXPESにより捉えることに成功した。概要欄に記載したとおり、正方晶Ce化合物が示す量子臨界現象と基底状態Ce 4f対称性の相関を系統的に調べる手法の確立に成功した。圧力誘起超伝導体CeCu2Ge2の基底状態Ce 4f対称性に関する研究成果は、Physical Review B Rapid Communication誌に掲載され[1]、国際会議において招待講演を行なった[2]。また、研究協力者と共に、正方晶Ce化合物CeRu2Si2, CeAgSb2、及びYb化合物(YbNi2Ge2,YbAlB4)に対する研究を推進し、その結果を学会で発表した。さらに、本課題のもう一つの柱である3d遷移金属酸化物に対する研究も推進し、銅酸化物高温超伝導体やペロブスカイト型Mn酸化物に対する直線偏光依存内殻HAXPESの研究成果について学会発表を行った。以上のことから、「おおむね順調に進展している」と判断できる。初年度において確立した、正方晶Ce化合物の基底状態4f対称性の決定手法を用いて、量子臨界点近傍に位置するCeCu2Si2等に対して系統的な測定を行う。これにより、Ce 4f軌道対称性と量子臨界現象との相関について明らかにするべく、継続して研究を行う。さらに、金属絶縁体転移を示すペロブスカイト型Mn酸化物Nd(1-x)Sr(x)MnO3について、軌道秩序、及び電荷秩序形成に伴う巨大物性応答とMn 3d軌道対称性との相関を明らかにするべく、系統的に研究を推進する。

また、研究協力者と共に、正方晶Ce化合物CeRu2Si2, CeAgSb2、及びYb化合物(YbNi2Ge2,YbAlB4)に対する研究を推進し、その結果を学会で発表した。さらに、本課題のもう一つの柱である3d遷移金属酸化物に対する研究も推進し、銅酸化物高温超伝導体やペロブスカイト型Mn酸化物に対する直線偏光依存内殻HAXPESの研究成果について学会発表を行った。以上のことから、「おおむね順調に進展している」と判断できる。初年度において確立した、正方晶Ce化合物の基底状態4f対称性の決定手法を用いて、量子臨界点近傍に位置するCeCu2Si2等に対して系統的な測定を行う。これにより、Ce 4f軌道対称性と量子臨界現象との相関について明らかにするべく、継続して研究を行う。さらに、金属絶縁体転移を示すペロブスカイト型Mn酸化物Nd(1-x)Sr(x)MnO3について、軌道秩序、及び電荷秩序形成に伴う巨大物性応答とMn 3d軌道対称性との相関を明らかにするべく、系統的に研究を推進する。
有機パラジウムおよび白金錯体を構成要素とするロタキサンの合成と機能

カルボキシラート白金錯体を軸状分子、およびクラウンエーテルを環状分子とするロタキサン誘導体の合成と、その反応性の検討を行った。これらのロタキサンは主に、環状分子と軸状分子との間に働く水素結合によって安定化されており、もちいるクラウンエーテルの形状によって、その安定性が大きく変化することがわかった。またロタキサンの溶液中での性質をNMRスペクトル測定によって精査した結果、軸状分子内部に存在する白金-酸素結合が可逆な解離再結合を繰り返していることがわかった。これを裏付ける実験事実として、溶液内において環状分子の交換反応を進行させることが可能であることを見出した。合成した含白金ロタキサンの軸分子内部の白金-酸素結合は高い反応性を有しており、酸と反応させることによってこれを切断し、軸状分子から白金錯体部分を切り離すことが可能であった。このほかにもロタキサンに導入した白金錯体部分に対して各種反応基質との反応を行なうことで、ロタキサンの固定化や分解反応を見出すことができた。すなわち本研究では、有機遷移金属錯体部分を導入することによって、高い化学反応性を有するロタキサンの合成とその評価に成功したことになる。また、上記のロタキサン合成に採用した24員環のクラウンエーテルに対して、パラジウム錯体部分を導入するための合成手法の確立にも成功し、得られた含金属クラウンエーテルのロタキサン形成能の評価に着手する段階まで到達することができた。一方でアミノメチルフェロセン誘導体に対する電気化学的刺激を駆動力とする[2]-及び[3]-擬ロタキサン形成反応の開発及び生成するロタキサンの同定、評価をおこなった。また、ルテニウム錯体触媒によるクロスメタセシス反応を利用して、フェロセンを軸分子内部に有する[2]ロタキサンの合成に成功し、その電気化学的な性質の評価を行なうことができた。有機白金錯体を構成要素とするロタキサンの合成に成功した。有機金属錯体部分は白金-酸素結合を介してロタキサンの軸分子に効率よく導入され、得られたロタキサンは質量分析および各種スペクトルによって同定した。ロタキサンの溶液中での性質を精査した結果、超分子構造は軸分子と、環状分子として用いたクラウンエーテルとの間の水素結合による自己集合によって形成され、なおかつコンポーネント分子が溶液中において動的な挙動を示すことが明らかとなった。また、導入した有機白金部分が高い反応性を有するために、単独の軸分子は溶液中で安定に存在できず、有機白金部分を含む軸分子は環状分子とのロタキサン形成によって溶液中での反応性が制御されている。さらにコンポーネント分子の動的な挙動を利用して、これまで一般的に不安定であると考えられてきた有機白金-酸素結合の可逆な解離、再結合過程を直接観測することにも成功した。軸分子に導入した有機白金部分の高い反応性を利用して、ロタキサンの骨格変換反応および分解反応の開発にも着手し、合成した有機白金錯体を含むロタキサンが、より高次の超分子化合物を合成するためのビルディングブロックとなりうることを示した。以上の有機金属ロタキサンの合成、および変換反応には、新規に開発した有機白金錯体およびその反応を積極的に用いた。そしてロタキサン内部に導入された有機白金錯体部分の反応性が、対応する低分子の有機白金錯体と比較して、類似である場合と、まったく異なった反応結果を与える場合があることがわかった。一方でフェロセンを含有する軸分子の合成もおこない、多官能基化された軸分子を用いることで2分子の環分子を含むロタキサンを得ることにも成功した。またフェロセンに対する電気化学的な刺激を駆動力とするロタキサンの形成反応を見出すことにも成功した。
混合層鉱物の構造変換メカニズムの研究

鉱物の組み合わせや鉱物の組成は温度や圧力などの物理条件が一定の時は母岩の組成に支配されることが良く知られているが、混合層鉱物の生成を母岩の化学組成との関係で考察されたものがほとんどない。これに関係するいくつかの研究があるが、世界の泥岩中の続成作用でできたイライト/スメクタイト混合層の化学組成や層電荷は、比較的良く似ていると述べている。このことは、世界の砕屑性堆積物の化学組成が似ており、そこからできるイライト/スメクタイト混合層の化学組成が似ていること示している。また、SiO2活性度がイライト化に関係があると報告している。これまでの研究で我々も、同じ層準で泥岩中のスメクタイトの方が砂岩中のスメクタイトよりイライト化がわずかに速いことを確認した。しかしながら、東頚城ボーリング試料を見るかぎり、砂岩と泥岩のSiO2量に違いはみられない。Altaner(1986)は、K-長石からのKの溶脱は、イライト化にともなうKのスメクタイトへの固定に比べ、はるかに大きいことを報告している。このことも、堆積物の粒子の大きさより鉱物の組み合わせが重要である事を示唆する。これらの結果と本研究の結果から考えると、新潟平野ボーリング試料と東頚城ボーリング試料の化学組成の違いは小さく、イライト化に重大な影響を与えていないように見える。深度増加にともなう温度の増加と、反応が進む継続時間の方が、イライト化進行にとって重要だと考えられる。また、東頚城ボーリング試料の砂岩と泥岩の化学組成はほとんど同じことから、砂岩と泥岩にイライト化進行の違いを認めるとするなら、源岩の化学組成の違いでない別の要因を考える必要がある。このため、スメクタイトからイライト化にともないKの供給物として、K-長石、火山ガラスや黒雲母の表面がどのように溶脱していくのかを詳細に検討をする必要がある。本研究には成分層の割合が連続した一連の混合層構造の試料が必要である。そこで、イライト/スメクタイト混合層鉱物を用いた水熱加圧処理による混合層構造の構造変換実験を行い、その変換された試料の混合層構造解析と構造変換反応における化学組成の変化によって混合層構造の変換メカニズムを総合的に追求した。特に、その構造変換反応における化学組成の変化は、変換前後の出発物質と生成物の蛍光X線分析により行ない、それらの結果から、混合層構造の変換メカニズムの総合的な解析を行なった。平成5年度では、つぎのことを目標に実験を行なってきた。1)イライト/スメクタイト混合層鉱物を水熱加圧下で処理し変換実験を行う。2)相対湿度下でのX線回析線プロフィルの測定と混合層構造の解析をする。3)化学組成分析を蛍光X線分析により行う。現在、1),2)については、ほとんど計画どおりである。3)が、幾分遅れてる。混合層構造判定において、XRDデータは相対湿度制御下での測定を行ない、X線粉末回析線プロフィルと理論的モデルの比較法による解析を行なった。その層間水分子の形成プロセスのメカニズムに新しい構造変化をみつけた。本研究では、混合層構造の簡単で正確な解析を行なうために、相対湿度制御下での混合層構造のX線回析線プロフィルを測定するシステム(Clay Science,7,129-138,1988)を用いて、同時にその層電荷の見積りも行なっている。

その結果、イライト/スメクタイト混合層鉱物のスメクタイト層が100%から50%までにおいて陽イオン置換は、主に四面体置換によるという結果を得た。これは、現在、数少ない報告であり、イライト/スメクタイト鉱物の混合層構造の変換メカニズムの研究として非常に価値のある成果である。新潟平野と東頚城平野のボーリング試料について、イライト化にともなう母岩の化学組成変化の関係について検討をおこなった。母岩の化学組成を測定するため、蛍光X線分析装置(XRF)を用い、主要10元素について化学分析をおこなった。分析する試料作成するため、科学研究費により購入したビ-ドサンプラー(東京科学KK)を用いた。東頚城ボーリング試料では、砂岩と泥岩に違いによるSiO2量、Fe2O3量、MgO量の変化は見られない。砂岩と泥岩のAl2O3量は4500m付近で逆転し、CaO量、Na2O量とも、4000m以浅では砂岩の方が高いように見える。K2O量は、4000m以浅でバラつき大きいが、泥岩の方が高い。K2O/Na2O比については4000m以浅で砂岩と泥岩の違いが見られる。泥岩のK2O/Na2O比の最大値は深度が増すに従い、減少しているように見える。しかしながら、東頚城ボーリング試料では、2000m付近から徐々にイライト化が進むが、化学組成の変化は見られず、イライト化は母岩の化学組成とは無関係に見える。
英語コミュニケーション能力の育成における協同学習の効果に関する研究

本研究は,大学生を対象に,英語によるスピーキング活動とライティング活動に協同学習の構成要素を組み入れることによって,学習者はどのような協同作業に対する認識,英語能力への意識及び英語学習への意欲と態度を持つかを調査した。結果として,協同学習グループと伝統的学習グループの両グループとも,英語学習に対する意欲を高めた。また,協同作業認識尺度における「協同効用」は有意に高くなったが,「個人志向」と「互恵懸念」には変化がなかった。しかしながら,協同学習グループにおいては,スピーキング活動を行ったグループの方がライティング活動を行ったグループより,人間関係や学生生活の質が高くなった。本研究課題は、協同学習の基本的構成要素を取り入れたスピーキングとライティングの活動によって、学習者の英語のスピーキング能力およびライティング能力が伸長するか、さらに学習者の英語学習に対する態度、(対人関係等の)授業環境への評価、動機づけ、言語的自信がどのように変化するかを解明することである。今年度は、2年次以降の実験授業(本実験)において用いる、スピーキング活動のタスクとその指導計画およびライティング活動で採用するプロセス・ライティングによる指導計画を作成することであった。まず、昨年度に大学1年生を対象に行った英語のスピーキング活動に協同学習を取り入れた予備的実験授業のデータを詳細に再分析し、その結果を学会で発表し、論文化した。結果として、流暢さのみならず正確さにおいても一部の分析項目において協同学習に基づくスピーキング活動の効果が確認された。これらの結果に基づき、本実験における教材と指導計画(活動内容)を修正した。また、英語学習に対する態度、(対人関係等の)授業環境への評価、動機づけ、言語的自信の変化を測定するアンケート項目も修正した。ライティングの活動においても教材やプロセス・ライティングの指導計画(活動内容)の作成のための文献研究と教材研究を行った。結果として、短期間では流暢さ、正確さ、複雑さの伸長は難しいかもしれないが、ライティングの内容的な改善は期待できることが明らかになった。流暢さ、正確さ、複雑さが伸長するような題材や指導方法の構築が必要となった。また、中学校の英語授業における協同学習の実践の観察や授業者との意見交換を通して、今後の実験授業の示唆を得すことが出来た。平成23年度は、大学生を対象に、ペアやグループによる英語スピーキング活動に協同学習の基本的構成要素を取り入れ、学習者の英語学習に対する動機や態度及び協同作業に対する認識の変化を明らかにするために以下のような調査を行った。(1)調査対象者:国立大学(4年制)学校教育学部1年生33名(実験群16名、統制群17名)であった。英語能力に関しては中級から中級より少し下のレベルである。(2)実験授業:ほぼ同じ形式で3回の授業(90分)を行った。コミュニケーション活動としてSpot thedifferenceを用いた。学習者は毎回ランダムに4人グループになり、(a)前回の振り返り(個人とペア)と教師からの指導(活動の目標、英語(語彙や文法など)及び活動に関するコメント)、(b)Shoulderpartner及びFace partnerと各1回、合計2回の英語によるSpot the difference、(c)英語学習およびその振り返り(個人とグループ)、(d)グループ活動の振り返り(個人とグループ)、最後に(e)次回の取り組みに関する意見のとりまとめ(個人とグループ)を行りた。実験群には、これらの活動に協同学習の5つの基本的構成要素を組み込んだ。統制群においては、単にペアやグループになり上記の活動を行ったのみである。(3)アンケート調査:3回の活動の開始前と終了時に協同作業への認識(協同効用、個人志向、互恵懸念)を測るアンケートを行った。また、終了時に一連の活動に関するアンケートも行った結果として、協同作業への認識に関しては、実験群と統制群における違いはなく、「協同効用」はプレからポストにかけて有意に高くなり、「個人志向」と「互恵懸念」は変化がなかった。英語能力及び英語学習意欲と態度に関しては、「グループにおける振り返り」活動において実験群が有意に高くなった。このように、協同学習によって対人的能力が高まり、信頼関係が深まることによって学校生活が充実したものになることを明らかにした。平成24年度は、プロセス・ライティングに基づく大学生の英語ライティング活動に協同学習の構成要素を組み入れることによって、学習者はどのような英語ライティング能力への意識、英語学習への意欲と態度、協同作業に対する認識(協同効用、個人志向、互恵懸念)、および対人的技能を持つかを明らかにすることが目的であった。調査対象者は、国立大学(4年制)学校教育学部1年生34名(実験群17名、統制群17名)であった。実験授業としてのプロセス・ライティングとはテキストを作り上げていく過程を重視したライティング指導の方法であり、学習者は書く過程を通じて自己を発見すると考えられている。2回の授業で、ある1つのテーマについての英作文を、4人グループのピアレビューを通して書いた(合計3つの英文を書いた)。

実験群(協同学習グループ)は協同学習の基本的構成要素を組み込んだが、統制群(伝統的学習グループ)には協調の技能の指導はなく、また目標設定と振り返りにおけるシェアリングも設定しなかった(従って、実験群ほど協同学習の条件を満たしていなかった)。6回の活動の開始前と終了時に長濱他(2009)による協同作業への認識(3要因)を測るアンケートを行った。また、開始前と終了時に一連の活動等に関する自己評価も行った(5段階で評価と自由記述)。結果として、協同作業認識尺度における、協同効用に関しては、指導の効果が見られた(ただし両群に差はなかった)。しかし、個人志向と互恵懸念に関しては、変化は見られなかった(両群とも)。英語能力に関してはある程度、効果を感じており、積極的に英語を用いて、協同して活動に取り組む姿勢(態度)が見られた。ライティング活動では、回数をこなすについて難しさを感じ、今まで以上に英語を学習しようとする態度はあまり見られなかった。計画通りに実験授業を行い、協同作業認識(協同効用、個人志向、互恵懸念)及び英語学習動機に関するデータの分析を行い、全国レベルの学会で発表することはできたが、英語スピーキング能力の伸長を測るためのデータのコーディングとグループの振り返りに関するデータのコーディングに予想以上に時間がかかり、全てを分析することが出来なかったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、調査2として、大学生を対象に英語ライティングにおける協同学習の効果を測るための実験授業を行う予定であるが、実行可能な、しっかりとした計画(手順)と準備(教材等)を行う必要がある、調査1同様にライティングや振り返りに関するデータのコーディングに時間がかなりかかることが予想される。従って、調査において明らかにすべきことを焦点化し、まず、この部分に関わるデータのコーディング及び分析を進めることで対応していく予定である。
錐体分光感度に基づく表色系の確立に関する研究

本研究の目的は,錐体の分光感度に基づく表色系の確立のための基礎デ-タと理論を構築することにある.実験計画は(1)実験装置の作成,(2)等色関数の測定,(3)測定結果の解析,(4)研究成果の取り纒めの4つから成っており,(1)についてはコンピュ-タによる制御部分を残し,ほぼ実験装置が完成しており,(2)から(4)については一部が終了し,残りは現在も継続中である.(2)については等色関数の測定の前に,各被験者の視覚特性を調べるために,直接比較法と交照法により16人の被験者について分光視感効率を測定した.これらの結果を主成分分析し,被験者の視覚特性を2つの主成分で表わす方法を新たに確立した.この成果は,1991年の国際照明委員会(CIE)メルボルン大会で発表される.(3)については等色関数のと錐体分光感度の関係,特に現在のCIE表色系と人間の視覚メカニズムの関係の理論的考察を行ない.その成果を電子情報通信学会技術報告にまとめた.また,CIEのTC1ー04の生理学的基礎に基づく表色系の確立に関する技術委員会報告の作成に寄与した.等色関数の測定は長時間の被験者実験を要求され,今後もさらに測定を継続する必要がある.また,近い将来に錐体の分光感度の標準的な値もCIE TC1ー04から技術報告として出されることになる.今後の研究計画としてはこの錐体分光感度に基づく表色系を画像システム,特に色再現の設計に応用することを考えている.本研究の目的は,錐体の分光感度に基づく表色系の確立のための基礎デ-タと理論を構築することにある.実験計画は(1)実験装置の作成,(2)等色関数の測定,(3)測定結果の解析,(4)研究成果の取り纒めの4つから成っており,(1)についてはコンピュ-タによる制御部分を残し,ほぼ実験装置が完成しており,(2)から(4)については一部が終了し,残りは現在も継続中である.(2)については等色関数の測定の前に,各被験者の視覚特性を調べるために,直接比較法と交照法により16人の被験者について分光視感効率を測定した.これらの結果を主成分分析し,被験者の視覚特性を2つの主成分で表わす方法を新たに確立した.この成果は,1991年の国際照明委員会(CIE)メルボルン大会で発表される.(3)については等色関数のと錐体分光感度の関係,特に現在のCIE表色系と人間の視覚メカニズムの関係の理論的考察を行ない.その成果を電子情報通信学会技術報告にまとめた.また,CIEのTC1ー04の生理学的基礎に基づく表色系の確立に関する技術委員会報告の作成に寄与した.等色関数の測定は長時間の被験者実験を要求され,今後もさらに測定を継続する必要がある.また,近い将来に錐体の分光感度の標準的な値もCIE TC1ー04から技術報告として出されることになる.今後の研究計画としてはこの錐体分光感度に基づく表色系を画像システム,特に色再現の設計に応用することを考えている.
SGA 児の高次脳機能発達の特徴と somatoropin 投与による影響の検討

SGA児の認知機能はAGAと比較し視空間認知、視覚的短期記憶、情緒面でのスコアで有意に低値であった。ソマトロピン治療を2年間弱施行後、その特性は変わらなかったが、聴覚的短期記憶、習得度での変化がみられた。ソマトロピン治療による直性的効果であるのか更に検討が必要と思われた。(1)研究対象者のリストアップ及びデータ収集【対象】2004年以降に出生し当院NICU退院後、当科でフォローアップを行っている未熟児約100例に対し以下の内容を抽出した。在胎週数、出生体重、年齢、性別、周産期合併症、SGA児、NICU入院時の栄養法(母乳・人工栄養)入院期間、母体年齢、母体学歴、新生児期合併症の有無、眼科・耳鼻科的合併症の有無。(2)SGA性低身長児の抽出と治療の導入SGA児では、暦3歳のフォローアップ健診の際に、SGA性低身長の診断を注意深く行い診断された児に対しては、除外診断(染色体検査など)及び入院にて負荷テストを行い下垂体前葉機能の評価を行った。その後、SGA性低身長に対する成長ホルモン治療のガイドラインに従い、成長ホルモン治療を開始した。(3)SGA児の認知発達の特徴のまとめ就学時における認知機能はSGA群で同時処理指数(視覚的認知機能)が有意に低値であり、認知処理機能に偏りを認め、SGA群においてEUGRを認めた症例の出生時体重SD値は有意に低く、いわゆるsevereSGAであること、とくに視空間認知および視覚的短期記憶が苦手あるが、一対一対応の課題は得意とする、などが挙げられた。(4)成長ホルモン補充療法前後における認知発達指数の推移成長ホルモンを開始したSGA症例は13名で、一年後の認知機能検査施行した例は8例(男児4名、女児4名、平均年齢6.3歳)であった。治療前後の認知機能検査は、KABC心理教育アセスメントバッテリーにて評価した。治療開始前の平均認知指数は、継次処理88、同時処理80.5、習得度83.5であった。成長ホルモン補充療法を開始一年後の認知指数は継次処理87.7、同時処理79.5、習得度82.7であった。それぞれANOVAにて検討を行った結果、有意差は認めなかった。今後さらに症例は増加する見込みであるが、それぞれの症例に対し、継続的に評価していく必要性と、社会経済的影響などの交絡因子の調整、認知指数の総合的評価ではなく、各々の認知機能を下位検査別に評価する予定である(1)研究対象者のリストアップ及びデータ収集【対象】2004年以降に出生し当院NICU退院後、当科でフォローアップを行っている未熟児約100例に対し以下の内容を抽出した。在胎週数、出生体重、年齢、性別、周産期合併症SGA児、NICU入院時の栄養法(母乳・人工栄養)入院期間、母体年齢、母体学歴、新生児期合併症の有無、その他。また行動評価では、多動性注意力の点でスコアが高い傾向を認めた。(4)成長ホルモン補充療法前後における認知発達指数の推移成長ホルモンを開始したSGA症例は15名で、一年後の認知機能検査施行した例は10例、2年後の経過を追えた症例は8例であった。治療前後の認知機能検査は、KABC心理教育アセスメントバッテリーおよびSDQにて評価した。成長ホルモン補充療法を開始一年後の認知指数は継次処理90.7、同時処理80.5、習得度87.7であった。それぞれAN0VAにて検討を行った結果、有意差は認めなかったが、習得度については高くなる傾向を認めた。今後さらに症例は増加する見込みであるが、それぞれの症例に対し、継続的に評価していく必要性と、社会経済的影響などの交絡因子の調整、認知指数の総合的評価ではなく、各々の認知機能を下位検査別に評価する予定である【背景・目的】これまで私達はSGAの認知予後として,認知の偏りと情緒機能の未熟性があることを報告した.今回, SGA性低身長と診断された児に成長ホルモン療法を開始し,その後の認知発達の検討を行ったので報告する.

【方法】当院NICUを退院し就学前検診を受けたSGA83例を対象として,K-ABC心理教育アセスメントバッテリー(以下K-ABC),SDQを用いて認知および行動情緒機能を評価した.この対象児の中で,SGA性低身長と診断された14名の児に対し,ガイドラインに従い成長ホルモン療法を開始した.SGA性低身長に対するガイドラインに従い、成長ホルモン治療を開始した。(一週間に体重kgあたりソマトロピンとして0.23mgを67回に分けて皮下注射。)治療開始の際には児に対してプレパレーションを行い治療への理解を促した。治療前後で認知、行動、情緒機能の検査を発達専門医が行なう。発達スコアは、治療開始前後の数値を用いてANOVAにてt検定を行い統計学的有意差の検討を行なった.【結果】GH療法前後で,K-ABCにおいては総合指数、同時処理能力では有意な差が認められなかったが、継次処理尺度および習得度で治療後の数値が有意に高値であった。下位検査項目では、なぞなぞ、数唱のスコアが向上していたが、他の検査では有意な差は見られなかった。またSDQでは情緒,仲間関係にそれぞれ改善が認められた.回帰分析を行った結果、数唱スコアと習得度スコアで治療期間の有意な正の相関が見られた。一方で,SGAの不得意機能である同時処理尺度や多動性などには変化が見られなかった.【結論】SGA児に対するGH療法は、子どもの意欲や情緒機能に影響し、その結果高次脳機能発達の改善に寄与する可能性を有する.しかし他の交絡因子分析も加え、対象群を設定なども加え、更に長期的にフォローアップしていく必要性があると思われた。ほぼ継続的に評価できておりデータベースに入力が終了している。24年度が最終年度であるため、記入しない。来年度は最終年度であるため、データベースから交絡因子の抽出を行い、継時的変化についてをANOVAを用いて評価を行えるよう、データのまとめを行っていく。また、行動情緒面での評価およびIGF-1レベル、また身長伸び率などもデータ入力し、認知発達経過との関連性を検討する予定である。
誘導放出および2段階励起分光による励起状態プロトン移動の研究

分子内励起状態プロトン移動とその緩和過程を、レーザー2段階励起蛍光分光と誘導放出分光により明らかにすることを目的として研究を行った。国内および国外の多くの研究者の研究によっても明らかとなっていない3-ヒドロキシフラギンにおけるプロトン移動とその緩和過程を明らかにするため、その誘導体とこの2-ナフチル-3-ヒドロキシクロモンを合成し、その励起状態プロトン移動蛍光、過度吸収スペクトルおよび2段階励起蛍光を観測した。これによれば、プロトン移動により生成した励起状態ケトタウト2-は蛍光緩和により基底状態タウトマーを生成し、このタウトマーより元のエノール体を生成する。この時、基底状態タウマーには2つの寿命成分のあることが、過度吸収スペクトルの減衰、エノール体の生成時間、2段階励起蛍光の時間依存より明らかにした。この2つの寿命成分は、ケト体からエノール体への緩和すなわち逆プロトン移動に2のナフチル基の回転が関与し、短寿命の回転異性体の存在によるものであることが明らかとなった。そしてこれに対応する誘導放出蛍光も観測している。
眼圧制御中枢の局在および神経回路解明に関する研究

1.眼圧中枢ネコの間脳、特に視床下部が有力候補であるが、我々の結果では定位脳座標(両側の外耳道を結んだ直線の中央をO点とし、前方をA、後方をP、外側とL、深さをDで表す。)で、A11からA14、L2からL4、D3からD5の位置に存在する視索上核内または近傍にオキシトシシンを50μA、2分間微小イオン泳動的に投与すると、潜時が約3分で眼圧上昇の振幅が約1mmHgの反応が得られた。これより、視索上核は眼圧制御中枢のひとつであると考えられる。2.眼圧制御神経回路眼圧上昇反応が得られた部位にトレーサーを注入して、そこから順行性に神経線維を染色して神経回路を同定するために、現在トレーサーを用いて、検討中である。しかし、電極がかなり長く、トレーサー注入にイオン泳動を用いており、また、トレーサーを注入するまでに注入部位同定にかなり時間がかかるなどの理由で、まだ、はっきりした染色結果が得られていないのが現状である。3.展望ほぼ眼圧上昇中枢の位置はわかったので、今後はトレーサーを確実に注入し、神経線維を染色する方法について検討していきたい。
ミリ波およびテラヘルツ波を用いた文化財の新たな非破壊診断技術の開発研究

ミリ波およびテラヘルツ(THz)波を用いた文化財の非破壊非接触診断技術の開発研究をおこなった。THz波については種々の材料のTHz分光スペクトルを取得し、材料分析のための基礎データを作成した。彩色文化財に対してTHz波イメージングおよびミリ波イメージングを応用するための基礎実験をおこなうとともに、木製彩色文化財および漆喰壁画に対してイメージングを実施した。ミリ波およびTHz波は文化財の表層にある程度侵入して、その内部構造を可視化することが可能である。さらにTHzイメージングでは、パルス波を用いることで、時間領域分光法により断面構造や任意の深さにおける平面的なイメージングも可能である。障壁画などの彩色層下にあってある程度の厚みをもつ下地漆喰などの状態や表具や額装などの絵画の構造について、従来、得ることのできなかった情報を非破壊で知ることが可能となった。本研究では、このテラヘルツ波とミリ波を利用した新たな分析調査技術を文化財の調査・研究・保存に応用するための開発的な研究をおこなうことを目的としている。本年度は、テラヘルツ波イメージングを壁画や板絵に応用するための基礎研究として、漆喰下地の上に水銀朱で書いた数字を種々の粒度および厚みの土で被覆した試料のイメージング、人工的に剥離を生じさせた漆喰下地試料のイメージングによる剥離層の検出をおこなった。前者では、土などにより被覆されて確認することのできない絵画などの検出にテラヘルツ波イメージングが有効であることが明らかとなった。また、後者では、断層画像を得ることができるため、下地漆喰の剥離等、外面からは見ることのできない情報を可視化できることが明らかとなった。また、実際の文化財へのケーススタディとして、清水寺三重塔内陣および高松塚古墳壁画(西壁3・飛鳥美人)に対する調査をおこなった。その結果、清水寺三重塔内陣においては、肉眼では確認しにくい内部の剥離などの分布を観測できた。高松塚古墳の壁画についても、表面において再結晶したカルサイト層の分布状況や漆喰の空洞化・剥離と思われる画像を得ることができた。さらに本年度は、文化財の現地調査にもちいることのできるミリ波イメージング装置の試作とテラヘルツ波の分光スペクトルを取得するための遠赤外線分光分析装置の導入をおこなった。本年度は、テラヘルツ波の分光スペクトルを取得するために平成21年度に導入した遠赤外線分光光度計を用いて標準試料のデータを得るため、種々の材料のテラヘルツ分光スペクトルを反射法により収集するとともに、一部古建築の彩色材料のテラヘルツ分光スペクトルを収集した。また、平成21年度に試作したプロトタイプの携帯型ミリ波イメージング装置を用いて、焦点距離、分解能、走査速度、侵入深さなどについて主として木材を基底材とした彩色試料に対して検討をおこなった。その結果、XY移動時のブレの低減化、上限閾値の拡大などの改良を実施する必要があることが明らかとなった。また、より鮮明な画像を得るために導波管を応用した装置を開発することが望ましいものと考えられる。携帯型テラヘルツ波イメージング装置を用いたケーススタディとして、愛染堂多宝塔内陣障壁画、談山神社本殿障壁画および同神社の塗装された建築部材に対する調査をおこなった。その結果、障壁画および塗装された建築部材の断層方向での構造の可視化および剥離部分の検出をおこなうことができた。一方、談山神社の塗装された建築部材に対して試作した携帯型ミリ波イメージング装置を用いてイメージングもおこなったところ、基底材である木材に内在している穿孔および木目を可視化することができた。テラヘルツ波とミリ波を利用した新たな分析調査技術を文化財の調査・研究・保存に応用するための開発研究をおこなった。平成23年度におこなった研究の実績は以下の通りである。1)現有のミリ波イメージング装置は反射率の高い試料を測定した場合、信号量が飽和してしまい、イメージングにおいて画像化ができないという欠点があった。ミリ波の出力レベルを調整することにより、この欠点の改良をおこなった。2)高松塚古墳やキトラ古墳の壁画が描かれている漆喰は、〓の分解消失や主成分である炭酸カルシウムの溶脱により多孔質化しており、漆喰層の崩落などが懸念される。漆喰層内部の状態はX線、赤外線あるいは紫外線を用いた従来の観察手法では非破壊的に知ることはできないのに対し、電波のようにある程度物体内部に侵入できるテラヘルツ波は漆喰層の状態を断層画像として得ることができるものと期待される。

そこで、テラヘルツ分光イメージングで画像化できる孔隙サイズなどの基礎データを得るため、人工的に多孔質化させた漆喰試料を調製し、テラヘルツ分光イメージング測定をおこなった。孔隙サイズの違いにより、得られる画像が異なり、孔隙サイズが300μm以上では多孔性を画像化することが困難となることが明らかとなった。3)談山神社には嘉永の大修理の際に作られたとされる彩色塗装の手板が保存されている。この塗装手板は本殿を彩色する際に作製されたと考えられており、現在の本殿彩色の劣化を検討するうえで重要なものである。本年度は蛍光X線元素分析とあわせて、テラヘルツ分光イメージングによる調査を実施した。その結果、金による線描がある程度の広さの金箔を貼りこんだ上に彩色を施して金を線状に残す技法がとられていることが明らかとなった。以上より、文化財、特に障壁画などの塗装構造の解明および劣化状態のイメージングにミリ波およびテラヘルツ波を応用できることを明らかにすることができたということができる。
内分泌攪乱物質DES胎仔期暴露のシナプス可塑性への影響の解明と詳細試験法への応用

妊娠1117日のddY系母マウスに、30μLのコーン油に溶解したDES 100ngまたはコーン油30μLのみを1日1回経口投与し、生まれた仔マウスを実験に用いた。胎仔期低用量DES暴露により生後6週齢以降の雄で弱い高頻度刺激によるLTPが増強され、少なくとも6週齢においては、LTDも阻害されることが明らかとなった。また、LTPの増強と受動的回避反応の阻害が相関することも明らかとなった。エストロゲン受容体ノックアウトマウスにおける検討では、DESがERαを介してシナプス可塑性に影響する可能性が考えられる。しかし、例数が不足しているため、更なる検討が必要である。プロテオーム解析からは、胎仔期低用量DES暴露により変動する蛋白質が3種類見つかった。残念ながら、これらの蛋白質のシナプス可塑性との関連は不明である。雌ではシナプス可塑性への影響を捕らえることができなかった。今後さらに検討する必要がある。詳細試験法としての応用を考えた場合、20Hz 100パルスの刺激よりも50Hz 30パルスの刺激の方が効率よくLTPを誘発でき、かつ6週齢でDES暴露の影響が強く現れた。In vitroの結果から、DESはERを介してLTPを増強するが、その作用は17β-estradiolより弱いことが示された。これらのことから、生後6週齢のマウスを用い、50Hz 30パルス刺激によるLTPと1Hz 900パルスの低頻度刺激によるLTDを指標とすることで、胎仔期に暴露された環境ホルモンのシナプス可塑性に対する影響を検討する詳細試験法として利用できる可能性が考えられた。胎仔期暴露から試験まで約8週間待つ必要があり、海馬スライスの状態が結果に大きく影響するためある程度の熟練を要するが、今後さらに検討を加えることで詳細試験法のひとつとして発展できると期待される。まず、6週齢ddy系雄マウスで高頻度刺激(HFS)条件を検討した。EPSP振幅が最大の1/2となるようにテスト刺激を設定し、100Hz100パルス、50Hz100パルス、20Hz100パルス、50Hz50パルス、または50Hz30パルスのHFSを与えた。その結果、50Hz30パルスで、比較的安定して弱いLTPが記録された。よって、これを弱いHFS条件とした。実験には、妊娠1117日のddy系母マウスにDES(0.1μg/30μLコーンオイル)またはコーンオイルのみを1日1回経口投与し、生まれた雄の仔マウスを用いた。生後3週齢では、コントロール群およびDES暴露群で共にHFS後60分間にわたり約40%のLTPを惹起し、両群間に有意な差は見られなかった。同様の結果は生後4週齢でも観察された。しかし生後6週齢では、コントロール群に比べてDES暴露群で大きなLTPが観察され、その増強は60分以上持続した。HFS前10分間の平均EPSP振幅を1としてHFS後50-60分間の平均EPSP振幅を算出し、群間比較を行った。その結果、コントロール群では1.34±0.06(n=10、34%LTP)、DES投与群では1.70±0.10(n=12、70%LTP)となり、両群間に有意な差が見られた(P<0.05)。このことは、リン酸化型カルモジュリンキナーゼII(pCaMKII)αとpCaMKIIβが共に生後6週齢で急に上昇するという我々の最近の知見とよく一致する。

しかし、生後6週齢において50Hz100パルスのHFSを与えた場合は、HFS後20-30分のEPSP振幅がコントロール群で1.74±0.26(n=4)、DES暴露群で1.73±0.17(n=7)となり、両群間で有意な差が見られなかった。このことから、DES暴露の影響は弱いHFSに対して顕著である可能性が示唆された。昨年度と同様に胎仔期DES曝露マウスを作成した。LTPの実験には雌の仔マウスを用いた。生後3週齢において50Hz 100パルスの高頻度刺激(HFS)を与えると、刺激後20-30分のEPSP振幅はコントロール群で146±16%、DES暴露群で130±7%となり、両群間に有意な差が見られなかった。50Hz 30パルスのHFSにおいても、刺激後50-60分のEPSP振幅に有意な差は見られなかった。さらに、4週齢で卵巣摘出し6週齢でLTPへの影響を検討したが、雄とは異なり50Hz 30パルスHFSによるLTPは影響されない可能性が示唆された。さらに検討が必要である。一方、生後5-6週齢の正常マウス海馬スライスを2-11時間10nM DESで処理するとCA1におけるLTPはコントロールの127±7%から167±17%に増強した。その増強の程度は10nM 17β-estradiolのそれ(122±6%→206±36%)より弱かったが、DESのLTP増強作用はエストロジェン受容体拮抗薬ICI182780で拮抗された。急性単離海馬CA1錐体細胞での細胞内Ca^<2+>濃度測定も試みたが、安定した記録には至らなかった。今後は、スライスレベルでの測定を目指す。平行して、ERαおよびERβ受容体KOマウスの飼育を開始し、繁殖に成功した。最近このKOマウスで胎仔期DES暴露のLTPに対する影響を検討し始めたが、まだ結果は得ていない。また、胎仔期DES暴露により受動的回避学習が阻害されたマウスの海馬においてプロテオーム解析を行った。その結果、350%以上増加したスポットが4個、70%以下に減少したスポットが6個観察された。このうち2つはチュブリンα6および乳酸脱水素酵素2β鎖と思われるが、その他のスポットを含め、まだ同定にはいたっていない。
光重合性液晶を用いた光学素子の研究

光重合成液晶を用いて2種類の動的回折格子を作製した。第一は偏光依存性のあるもの、第二は偏光依存性のないものである。ともに、光重合部分と光重合していない部分からなり、電場印加により、後者が配向変化を起こし、解説高強度の変化を生じる。ともに、電場印加により数ミリ秒と言う高速応答を示した。以下、2つの構造に分けて説明する。(1)偏光依存性のある回折格子:まず、水平配向処理した基板間に光重合成液晶を導入する。電場を印加し垂直配向にした状態でマスクを用いて格子状に光重合を行う。その後、電場を切ると垂直、水平の回折格子が完成する。入射光の偏光が水平配向部分の分子長軸と垂直の場合、いずれの領域でも偏光は正常光となるので回折は生じない。一方、分子長軸に平行な偏光を入射した場合には偏光は正常光、異常光となるので、位相回折格子として働く。このようにして、偏光依存のある回折格子が一様な配向処理と一度のマスク露光と言う簡単なプロセスで作成できる。このような回折格子を用い、回折光の偏光依存性、応答時間などを測定した。(2)偏光依存性のない回折格子:水平配向した2枚の基板を垂直に対座させ、その間に光重合性液晶を導入する。上記と同様に電場印加、マスク露光を行うと、垂直配向、ツイステッドネマチック配向の回折格子が作製できる。ツイステッドネマチック領域での導波効果による偏光の回転により、偏光に依存せず回折能が生じる。実際に回折光の偏光依存性、応答時間を測定し、性能を確認した。液晶にパターン化された配向状態を作り出すことは光学記録や能動デバイスを目指す上で重要である。この目的のために、紫外線硬化型液晶や光配向能を持つ高分子を用いて研究を行った。(1)外線硬化型液晶:このような液晶を水平配向し、格子状のフォトマスクを通して周期的構造の重合を行った。この処理によって、重合の行われていない領域は液晶状態を保つ。このようなセルに電場を印加すると液晶の立った領域、寝た領域の周期構造、すなわち屈折率の周期構造を形成することができる。このようなセルは偏光依存の回折格子として使うことができる。すなわち、電場を印加した状態で重合をした膜に対して、寝た領域の分子長軸方向に偏光した光を入射すると回折が生じ、分子長軸に垂直に偏光した光を入射すると全ての領域で偏光は分子に対して垂直なので回折は生じない。このようにして偏光分離素子を作ることができる。また、後半の重合を行わない場合は、分子長軸に平行な偏光を用いると、電場を印加した時と電場を切ったときで回折の有無をダイナミックに変えることができる。問題は光重合性液晶の誘電異方性の小ささであった。これは分子の性質上、やむを得ないことなので、誘電異方性の大きな液晶分子を数%添加した。これによって、電場誘起の配向変化を実現することができた。今後はデバイス化を目指したい。(2)光配向膜:パターン化された液晶の配向状態を作るもう一つの方法として、光配向膜をラビングし、その上を光配向処理することによってアンカリングエネルギーの分布を形成することができる。現在、ポリビニルシンナメートを用いて実験を開始している。