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水田農業における新たな事業継承マネジメントシステムの解明

(4)経営者の交代については、交代に伴う出資金移譲への対応が、家族へ継承するか否か及び法律形態によって異なる。特に有限会社で従業員へ経営者を交代する場合には出資金の譲渡が不可欠であり、次期経営者の資金力が大きな課題となる。2.農業経営における経営継承の進め方及び留意点をまとめた小冊子を作成した。本冊子は、農業経営者や普及組織等を対象としており、(1)経営継承対策の必要性と考え方、(2)継承者の就農に向けた取り組み、(3)就農した後継者の能力養成、(4)円滑な世代交代のための対策、(5)後継者がいない場合の事業継承対策、から成る。
ボツリヌス神経毒素複合体の宿主腸管上皮細胞バリア通過機構の解明

前年度までに、ボツリヌスHAに上皮細胞間バリアを破壊する新規活性があること、およびこの活性により大量の神経毒素が腸管上皮細胞間隙から流入することが明らかになった。そこで本年度は、本活性のメカニズムをさらに詳細に解析するとともに、マウスin vivoにおいて、本活性の発現および、神経毒素の腸管吸収における意義を解析した。1)HAの上皮細胞間バリア破壊機構の解析16S毒素よりNAP-16成分(HAとNTNHの複合性)を単離し、以下の実験に用いた。NAP-16のTER低下活性をapicalから添加した場合と、basolateralから添加した場合で比較したところ、basolateralから添加した場合、apicalから添加した場合よりも少ない用量で作用を示し、作用を発現するまでの時間も短いことが観察された。このことからHAの作用点はbasolateral側細胞膜上にあることが推察された。抗HA抗体をbasolataral側に添加する実験系により、HAの作用点がbasolateral側細胞膜上にあることが明らかになった。したがって、16S毒素はまずapicalからtranscytosisによりbasolateral側へ移行し、basolateral側から細胞間接着を破壊し、その後細胞間隙から大量の神経毒素が流入する3stepメカニズムにより、巧妙に腸上皮バリアを通過していることが示唆された。マウス結紮腸管を用いて、HAを各種分子量のFITC-dextranと同時に添加した場合、HAによるFITC-dextranの体内移行が顕著に増大した。HRPや12S毒素の体内移行もHAは促進した。従って、HAはin vivoにおいても腸管上皮細胞間バリアを破壊することが明らかになった。
児童のL2 WTCを促進する英語教育プログラムの開発・検証とその普及

本研究の概要は、英語学習の入門期にあたる児童36年生の「L2 WTCを促進する英語教育プログラムの開発・検証とその普及」である。初年度は、複数の小学校で外国語活動・外国語科の授業を観察し、授業内の活動(やり取り)と連動した児童の「教室内におけるL2 WTC」「L2使用に関する自己効力感」の変化を振り返りシートで記録する。さらに児童用L2 WTC質問紙で「教室外でのL2 WTC」を測定する。初年度のデータを基に、次年度以降では、児童の「教室内におけるL2 WTC」「L2使用に関する自己効力感」を高める活動(やり取り)の特徴を探り、児童のL2 WTCを促進するための英語教育プログラムを開発する。
DNSトンネリング経由標的型攻撃に対する普遍的特徴量を用いた検知手法に関する研究

近年、DNSトンネリングを利用した標的型攻撃による情報漏洩が確認されている。このDNSトンネリング自体の関連研究は複数存在し、有効な検知手法が提案されている。しかしこれらの手法は、特定トンネリングツール等から得られる特徴量を元に構築されているため、攻撃者はこのような特徴量を生み出さないマルウェアを作成して、検知手法をバイパスすることは容易である。そのため、様々な未知のDNSトンネリングトラフィックに対しては対処できないという根本的な問題が存在する。そこで本研究では、特定のDNSトンネリングトラフィックに依存しない汎用性のあるDNSトンネリング検知手法を設計し、情報漏洩を防止することを目指す。
超新星残骸からの硬X線・ガンマ線の研究の総括

本重点領域の組織が生まれた結果、素粒子原子核物理分野と宇宙天体物理の間で、組織的な共同研究が開始されるようになってきた。総括班は本領域内の交流のみならず、このような広範囲な交流も促進させるため、積極的に努力してきた。平成4年2月12日、13日に「超新星1987Aと関連天体」というテ-マで重点領域の研究会を東大で行った。本領域に参加しているグル-プだけでなく科研費総合研究「大マゼラン雲の超新星1987Aの総合研究」の研究者、宇宙科学研究所X線天文学グル-プ、国立天文台や高エネルギ-物理学研究所や宇宙線研究所の研究者、さらには重点領域「素粒子的宇宙像」の研究者にも参加を呼びかけた結果、各分野の42にわたる興味深い講演を聞く事ができた。またその場での討論において、各自の専門的意見の交換が活発に行われたのみならず、本領域以外からの参加者からも視点の異なる有意義な意見を多く聞く事ができた。この様な事により本領域で取り上げた研究のテ-マに対する関心の高さがあらためて分かった。実際の研究においては、野本を中心とするグル-プの超新星残骸の研究が現在までの超新星の振舞いをよく説明する事で、世界的な「標準理論」となっているという事が挙げられる。実験的な研究では、釜江を中心とするグル-プを有効面積がほぼ同じであるNASAのGRO衛星の硬X/γ線検出器(OSEE)と比べて、約10分の1程度のバックグランドの井戸型フォスウィッチ検出器(Welcomeー1)を開発した事。この検出器を用いて昨年度超新星1987Aの観測を行ったところ、超新星内部で作られた^<57>Coの生成量や超新星のエネルギ-源に対して多大な知見が得られた事。1991年11月の実験で、GX339ー4(ブラックホ-ル候補)からの微弱な信号(30mCrab)を2分間の観測で100300kevのエネルギ-範囲で有為(3σ)に観測できた事が挙げられる。
骨粗鬆症マーカーとしての骨誘導蛋白の評価

現在、骨粗鬆症の治療には骨代謝回転を調べることにより治療方針が決定される。しかし、現在測定されている骨代謝マーカーでは、その決定が容易ではない。骨誘導蛋白は骨基質中に含まれ、未分化間葉系細胞を骨芽細胞に分化させる蛋白質である。この骨誘導蛋白血中濃度量を測定することにより、骨代謝回転が測定され、骨粗鬆症の診断に有用であると考えられる。本研究では、血液中にごく微量しか含まれない骨誘導蛋白質を測定するために、最適なEIA測定法を確立することを目的とした。骨誘導蛋白には種差が殆ど無いことより仔牛大腿骨より骨基質蛋白を抽出し、この抽出物をアフニティークロマトグラフィー等により順次精製しEIA標準品を作成した。抗骨誘導蛋白モノクロナール抗体はハイブリドーマ細胞(3種)の培養上清より適時回収した。EIA測定に用いる補足抗体、標準抗体を決定するため、上記3種の抗体の組み合わせを検討した。またウエスタンブロッティング法を用いる抗体と反応する血清中白の分子量の検討を行った。標準物質及び健常人血清中の抗骨誘導蛋白抗体と反応する蛋白の分子量を検討した結果、既に報告されている骨誘導蛋白質の分子量30kDaとほぼ一致するバンドが検出された。しかし、血清中の骨誘導蛋白質濃度を測定するため、各抗体を組み合わせて行ったEIA法では血清中の骨誘導蛋白質濃度はすべて感度以下となり測定できなっかた。ウエスタンブロッティング法では血清中の骨誘導蛋白が検出されるにもかかわらず、EIA法で測定できなかった原因として、現在所有している3種の抗体がすべてIgMであることより、各抗体間の立体障害により抗原抗体反応が妨げられたものと考えられる。
電場効果ドーピングによる分子性固体の超伝導についての理論的研究

電場効果をもちいて結晶にキャリアを導入する、いわゆる、電場効果ドーピングがいくつかの点で優れたキャリアドーピング法となることが期待されている。本研究では、このような長所をもつ電場効果ドーピングを分子性固体に対して行った場合に、結晶の構造や電子状態にどのような特徴が現れるかを理論的に調べた。計算は、密度汎関数理論に基づく第一原理計算によって行った。ただし、扱う系として現実の状況に近い薄膜を2次元系として扱ったため、2次元エバルト法をもちいて長距離クーロンポテンシャルの和の収束を早めた。まず、C60単分子薄膜について計算を行った結果、C60分子あたり電子がひとつドープされるような場合には、ドープされた電子はC60の電場が印加された片側に偏って分布することがわかった。ホールドープの場合についても同様の計算を行って調べた結果、やはり、ホールは電場がかかった片側にのみ分布することがわかった。C60分子あたりの電子数が13においてそのバンド構造を調べた結果、価電子バンドに顕著な分裂が生じることが見出された。これに関連して、状態密度にも特徴的な構造が現れることがわかった。同様な計算をホールドープの場合にも行った結果、バンドの分裂や状態密度における特徴的な構造などがやはり見出されることがわかった。さらに、C60分子3層からなる薄膜について同じ条件で計算を行った結果、キャリアの分布がC60分子の電場のかかった側だけであるという結果はキャリア数がC60分子あたり13個の場合については膜厚によらないものであることがわかった。本年度は、C60単層膜に電場をかけることにより、ホールをドーピングした系について計算を行った。計算に先立ち、2次元系におけるエバルト和のプログラム開発を行い、これにより効率良く電場効果ドーピング系の構造と電子状態を計算可能となった。まず、C60分子あたりホールが3個ドープされた系の計算を行った。その結果、ホールの分布は電場が印加されている側に大きく偏っていることがわかった。また、構造最適化の結果、電場が印加されている側の最も外側にある3本のC-C結合に顕著な伸びがみられることがわかった。これは、ホールの分布がその近辺で最も大きいためであると考えられる。さらに、最適化構造において電子状態計算を行った。その結果、電場効果ドーピングにより、バンド構造は大きな変化を受けるものの、これらのバンドの起源は電場が印加されていない状態のものとほとんど同じであることがわかつた。また、これと同時に、状態密度も電場効果ドーピングにより顕著な変化を受けることがわかった。特に、フェルミ準位近傍に大きな状態密度をもつピークが存在するため、フェルミ準位をこのピークに位置させることができた場合、高い転移温度をもつ超伝導体となることが期待される。来年度は、ホールドープ系での構造や電子状態のホール濃度依存性を明らかにし、さらに、電子ドープ系の研究にも着手する予定である。C60

分子あたりの電子数が13においてそのバンド構造を調べた結果、価電子バンドに顕著な分裂が生じることが見出された。これに関連して、状態密度にも特徴的な構造が現れることがわかった。同様な計算をホールドープの場合にも行った結果、バンドの分裂や状態密度における特徴的な構造などがやはり見出されることがわかった。さらに、C60分子3層からなる薄膜について同じ条件で計算を行った結果、キャリアの分布がC60分子の電場のかかった側だけであるという結果はキャリア数がC60分子あたり13個の場合については膜厚によらないものであることがわかった。
文書からの視覚情報に依らない高速情報取得を目的とした携帯端末向け文書提示システム

本システムは、(a)文書変換・解析システムと、(b)解析された文書の提示インターフェイスの2つに分けられる。(a)は文書(画像/PDF/Word文書/電子書籍等)のレイアウトの解析を行ない、提示順をつける。(b)はスマートフォンやタブレット上で動作し、処理された文書を次の機能により提供する。(1)読み上げ単位(段落・行・単語)の変更。(2)文書の構成要素(見出し・表・画像など)を順に読み上げる。(3)現在の読み上げ単位で早送り・巻き戻し。これにより、視覚障害者・読字障害者には難しい読み飛ばし・斜め読みを音声で提示する。このシステムのプロトタイプを作成し、試用と改良を進めてきた。視覚障害や読字障害といった文書を読むことが困難な状況にある者を対象とし、タッチスクリーンを備えた携帯端末(スマートフォン・タブレット等)を用いて、文書からの高速な情報取得を支援するシステムを研究開発する事が本研究の目的である。初年度は、サーバー(Apple Mac mini)を購入し、HTML文書を受け取り、情報提示に必要な文書構造を解析し、端末のリーダーで表示するための形式に変換するシステムの開発を行った。点訳を行う点訳エンジン(EXTRA for Windows)を購入し、システムへの組み込み方法の検討を行った。平成27年度は、PDFを解析・認識し、情報提示に必要な文書構造を解析し、端末のリーダーで表示するための形式に変換するシステムの開発を行った。提示システムのプロトタイプを作成し、提示にかかる時間の計測を行い、最終年度に向けての改良点の洗い出しをおこなった。文書の解析・変換を行うサーバーについて、対応できている書式がHTML・PDFのみで、その他の形式への対応が遅れている。リーダー部分においても、サーバー側の開発の遅れが影響し、開発が遅れておりプロトタイプの開発に留まっている状況である。リーダー部分においても、サーバー側の開発の遅れが影響し、プロトタイプの開発に留まっている状況である。本システムは、(a)文書変換・解析サーバーソフトウェアと、(b)処理された文書の提示インターフェイスの2つにわけられる。(a)のサーバーソフトウェアは、利用者が内容を確認したい文書(画像/PDF/HTML/Word文書/テキストファイル/DAISYなど電子書籍)をアップロードし、それがWordやPDFであれば、テキストの抽出を行なった後、レイアウトの解析を行ない、提示順をつける。画像の場合は、OCR(光学文字読み取り)でテキスト・レイアウトの抽出と解析を行う。(b)のインターフェイスは、処理された文書を、タッチスクリーンを備えたスマートフォンやタブレット上で動作し、次の機能を提供する。(1)一度に読み上げられる単位(読み上げ単位)をピンチイン・ピンチアウトで段落・行・単語に変更が可能。(2)見出しや表・画像など文書の構成要素を2本指スワイプ・3本指スワイプで順に読み上げさせることが可能。(3)読み上げ途中でも、現在の読み上げ単位で先に進めたり、戻したりすることが左右のスワイプで可能。これまで、システムのプロトタイプを作成し、試用と改良を進めてきた。最終年度は、外部に公開するためにサーバーPCを購入し、準備を進めてきたが、実装が間に合わず公開には至らなかった。今後も、研究と開発を続け、近日中の公開を目指す。文書の解析・変換を行うサーバーについて、機器の導入、解析対象の文書を受け取るプログラム、文書の解析・変換を行うプログラムの開発が遅れ、これらを連携させるに至っておらず、全体の動作確認に至っていない。リーダー部分においても、サーバー側の開発の遅れが影響し、開発が遅れており簡単なプロトタイプの提示に留まっている状況である。当初の計画においては、対象を電子文書(PDF・MS-Word・DAISY・テキスト)に広げるとしていたが、MS-Word文書を対象とした、文書解析・変換サーバーの完成を第一の目標とする。開発者は研究代表者一人であるので、開発に時間をかけることはできるだけ避け、システムの設計を見直し、まずは既存の技術の利用を積極的におこなう。また、実際に使用してもらうことで、より効果的な提示・操作方法のための知見を得て、開発にフィードバックすると共に、論文等での発表を積極的に行う。

開発者は研究代表者一人であるので、開発に時間をかけることはできるだけ避け、システムの設計を見直し、まずは既存の技術の利用を積極的におこなう。また、実際に使用してもらうことで、より効果的な提示・操作方法のための知見を得て、開発にフィードバックすると共に、論文等での発表を積極的に行う。福祉工学当初の平成27年度計画においては、対象を電子文書(PDF・MS-Word・DAISY・テキスト)に広げるとしていたが、HTML文書を対象とした、文書解析・変換サーバーとリーダーのプロトタイプの完成を第一の目標とする。開発者は研究代表者一人であるので、開発に時間をかけることはできるだけ避け、システムの設計を見直し、まずは既存の技術の利用を積極的に行い、プロトタイプの完成を早急に行う。これらプロトタイプを用いて、実際に使用してもらうことで、より効果的な提示・操作方法のための知見を得て、開発にフィードバックすると共に、論文等での発表を積極的に行う。研究の遅れ、実験に使用する機材の購入まで至らなかったため。昨年度より、文部科学省の機能強化経費を受け、本学の機能強化構想の下で今年度より開始されたプロジェクトの長を務め、プロジェクトに必要なシステムの基本設計・仕様策定等に多忙を極めた。また、このプロジェクトの申請を前々年度より進めており、そのために生じた本研究の遅れが昨年度に入り増大してしまったことが大きな理由である。平成28年度中には、購入予定だった機材を使用する実験の実施まで、研究は進められる見込みであるので、実施に至った際に購入する計画である。昨年度に計画していたMS-Word形式の文書の構造解析と、それを実装するサーバーのプロトタイプ作成とそれを基にした実用機の実装を、プロトタイプの試用からのデータ収集および実用機への反映を並行して行い、時間の短縮を図る。また、同時に情報提示を行うリーダーについてもプロトタイプの試用からのデータ収集を並行して行い、実用機の実装に早期から取りかかる。その都度得られた知見を積極的に発表・公開していく。
てんかん難治化における睡眠構築の異常と自律神経障害の影響

てんかんと睡眠、てんかんと自律神経に関する興味深い知見が得られた。睡眠に関しては、罹病期間の長いてんかん患者で中途覚醒時間が有意に長いこと、左側頭葉てんかんでは右側頭葉てんかんに比べ総睡眠時間に対するREM睡眠の割合が有意に低いことを明らかにした。自律神経に関しては、右半球性部分てんかんでは非てんかんおよび右半球性部分てんかんに比べ、ノンレム睡眠時のHFが有意に低値であること、右内側側頭葉から発作が始まる場合には脳波変化よりも早く心拍が上昇し始めることを明らかにした。今年度は、当初の計画通り、ビデオ脳波モニタリングと終夜睡眠ポリグラフの同時記録を行ったてんかん患者における睡眠脳波、呼吸・心拍変化データを蓄積・解析することができ、様々な興味深い知見が得られた。まず睡眠に関しては、若年てんかん患者では睡眠時随伴症(ノンレムパラソムニア)の合併が従来考えられていた以上に多いことを報告した。両者は症候学的にも脳波所見からも共通点が多く、鑑別上も重要である(第5回ISMSJ学術集会にて発表)。睡眠構築に関する研究では、罹病期間の長い患者で中途覚醒時間が有意に長いという結果が得られた。長期にわたる難治てんかんが患者の睡眠の質を悪化させることを示している。また、左側頭葉てんかんでは、右側頭葉てんかんに比べ、総睡眠時間に対するREM睡眠の出現率(%Stage REM)が有意に低いことも分かった。発作焦点の側方性により%Stage REMに違いがみられたことは、睡眠構築に対する大脳皮質の影響を明らかにする上で興味深い結果である(SLEEP2014で発表予定)。一方、自律神経障害に関しては、側頭葉てんかんの焦点側による発作時心拍変化を検討した。右側頭葉てんかん群に比べ、左側頭葉てんかん群では発作時心拍変化が多様であった。右起始の発作は直接的に心拍増加を、左起始の発作は右起始に比べで間接的または抑制性の変化をもたらすと推察された(第47回日本てんかん学会学術集会で発表)。また、睡眠時と覚醒時の心拍変動を最大エントロピー法(Memcalc)を用いてスペクトル解析した。てんかん患者では、心臓副交感神経系の指標であるHF/Total値が睡眠時にも低値を示す例が目立ち(対照群では高値)、交感神経系の指標であるLF/HF値は睡眠時・覚醒時とも高値を示す傾向にあった。この傾向は、特発性全般てんかんより側頭葉てんかん、特に右側頭葉てんかんで顕著であった。今年度も昨年度に引き続き、ビデオ脳波モニタリングと終夜睡眠ポリグラフの同時記録を行ったてんかん患者における睡眠脳波、呼吸・心拍変化データを解析し、数々の興味深い知見が得られた。まず睡眠構築に関する研究として、以下の2つを報告した。1)左側頭葉てんかんでは、右側頭葉てんかんに比べ、総睡眠時間に対するREM睡眠の割合が有意に低いことが分かった。発作焦点の側方性による%stageREMの増減は、睡眠構築に対する大脳皮質の影響を明らかにする上で興味深い結果である(SLEEP2014など)。2)REM睡眠中にてんかん発作を起すことは稀であり、部分てんかんの約1%と報告されている。我々はREM睡眠中に発作をきたした側頭葉外てんかん患者3例を経験した。特に3例中1例は頭蓋内脳波により眼窩前頭皮質からの発作起始が確認されており、REM睡眠中に発作が生じたことと関連している可能性がある(第48回日本てんかん学会学術集会など)。一方、自律神経に関する研究は、以下の2つである。1)右半球性部分てんかんでは、非てんかんおよび右半球性部分てんかんに比べ、ノンレム睡眠時のHFが有意に低値であった。睡眠構築に関する左右差と同様、興味深い結果である(IEC2015で発表予定)。2)右内側側頭葉から発作が始まる場合には脳波変化よりも早く心拍が上昇し始めることを明らかにした。右側頭葉と心拍上昇の強い関係を明らかにした重要な報告である(Neurology, 2014)。今年度も昨年度に引き続き、ビデオ脳波モニタリングと終夜睡眠ポリグラフの同時記録を行ったてんかん患者における睡眠脳波、呼吸・心拍変化データを解析し、数々の新たな興味深い知見が得られた。まず睡眠に関する研究として、以下の2つを報告した。1)側頭・頭頂・後頭葉てんかんの発作時脳波所見は睡眠により影響を受けており、覚醒時には明らかでない局在所見が、ノンレム睡眠時にのみ明らかであった。一方、前頭葉てんかんでは覚醒時とノンレム睡眠時に違いがなかった。発作起始の局在により睡眠の影響が異なることを示唆する興味深い結果である(WASM2015、日本睡眠学会第40回定期学術集会など)。2)特発性全般てんかん(IGE)と前頭葉てんかん(FLE)の強直間代発作を比較したところ、いずれも覚醒時に多いが、時間帯はIGEが早朝、FLEが午後に多い傾向が明らかとなった。両者の鑑別に際して、睡眠・覚醒リズムのみならず、概日リズムも考慮することが重要である(第49回日本てんかん学会学術集会)。1)右半球性部分てんかんでは、非てんかんおよび左半球性部分てんかんに比べ、ノンレム睡眠時のHFが有意に低値であった。昨年度に報告した睡眠構築に関する左右差と同様、興味深い結果である(IEC2015)。2)昨年度、我々は右内側側頭葉から発作が始まる場合には脳波変化よりも早く心拍が上昇し始めることを明らかにした(Neurology, 2014)。

今年度は対象を側頭葉てんかん全体に広げた検討を行い、内側側頭葉以外、すなわち側頭葉新皮質から発作が始まる場合は、この左右差が明らかでないことを報告した(第56回日本神経学会学術集会)。従来,発作起始側と心拍変化の関係には一致した結論が得られていなかったことが、対象患者の多様性を反映した結果であったことを示唆している。てんかんと睡眠、てんかんと自律神経に関する興味深い知見が得られた。睡眠に関しては、罹病期間の長いてんかん患者で中途覚醒時間が有意に長いこと、左側頭葉てんかんでは右側頭葉てんかんに比べ総睡眠時間に対するREM睡眠の割合が有意に低いことを明らかにした。自律神経に関しては、右半球性部分てんかんでは非てんかんおよび右半球性部分てんかんに比べ、ノンレム睡眠時のHFが有意に低値であること、右内側側頭葉から発作が始まる場合には脳波変化よりも早く心拍が上昇し始めることを明らかにした。初年度に確立した検査体制が維持されており、データ収集は順調で、数々の興味深い結果が得られている。但し、当初予定していた治療介入(薬剤調整、外科治療、迷走神経刺激)を行った後の評価はまだできていない。臨床神経学当初計画していた治療介入(薬剤調整、外科治療、迷走神経刺激)を行った後の評価を行い、これらが睡眠構築および自律神経障害に及ぼす影響を検討する。検査体制の確立、データ収集がほぼ計画通り、順調に進んでおり、興味深い結果が得られている。当初の予定通り、治療介入(薬剤調節、外科治療、迷走神経刺激療法)を行った後の評価を行い、これらが睡眠構築および自律神経障害に及ぼす影響を検討する。
視覚神経回路の形成と分解視力の発達

魚類の視運動反応(Optokinetic response:OKR)は,視物体又は視野にある目標が動くとき,これを網膜上に恒常不動に保つように行われる反応で脊椎動物では広く視察されている.魚類における視運動反応は,追従運動(following response:FR)と視覚性眼振運動(optokinetic nystagmus:OKN)に大別される.魚類は脊椎動物の中でも脳は比較的単純で,実験解析に適していると考えられることから,ウグイとメダカを材料として,行動生理学と神経生理学の面から視運動反応に関する発達と中枢神経回路網の機構解明を行った.1.メダカは発育が早く,またその系統と発生に関することが,よくわかっていることから,孵化後から成魚にいたるまでの視運動に関する発達をビデオを使って記録し,解析を行った.成魚でも,体長は28.536.0mmであることから行動と形態学的解析が容易である.(1)孵化後から約60日迄について, FRから分解視力について調べると,末梢視覚系の発達は形態的な面からみても分解視力に関係がないことがわかった.(2)FRは孵化後1週以内に,又55日以降に大きな変化が行動学的な面で観察された.孵化後1週以内(12日)において追従距離の減少と視覚性刺激に対する反応の減少が現われる.これは末梢の視覚経路の中枢神経系への投射の影響が関与することが考えられる.また55日以降は,脳内における視覚性眼振運動に関する神経回路網の発達が関与していると思われる. 2.ウグイの視覚性眼振運動に関与する動眼神経核内での単一ニューロンの活動様式を調べた.又メダカの中枢から細胞外記録により, 56個の視運動性単一ニューロンの活動様式を調べて,比較検討を行った.ウグイとメダカについて両者の動眼神経核,中-間脳部位のOKNに関する神経回路は同じであった.メダカの眼振運動に関する神経回路網を本研究では明らかにすることができた.魚類の視運動反応(Optokinetic response:OKR)は,視物体又は視野にある目標が動くとき,これを網膜上に恒常不動に保つように行われる反応で脊椎動物では広く視察されている.魚類における視運動反応は,追従運動(following response:FR)と視覚性眼振運動(optokinetic nystagmus:OKN)に大別される.魚類は脊椎動物の中でも脳は比較的単純で,実験解析に適していると考えられることから,ウグイとメダカを材料として,行動生理学と神経生理学の面から視運動反応に関する発達と中枢神経回路網の機構解明を行った.1.メダカは発育が早く,またその系統と発生に関することが,よくわかっていることから,孵化後から成魚にいたるまでの視運動に関する発達をビデオを使って記録し,解析を行った.成魚でも,体長は28.536.0mmであることから行動と形態学的解析が容易である.(1)孵化後から約60日迄について, FRから分解視力について調べると,末梢視覚系の発達は形態的な面からみても分解視力に関係がないことがわかった.(2)FRは孵化後1週以内に,又55日以降に大きな変化が行動学的な面で観察された.孵化後1週以内(12日)において追従距離の減少と視覚性刺激に対する反応の減少が現われる.これは末梢の視覚経路の中枢神経系への投射の影響が関与することが考えられる.また55日以降は,脳内における視覚性眼振運動に関する神経回路網の発達が関与していると思われる. 2.ウグイの視覚性眼振運動に関与する動眼神経核内での単一ニューロンの活動様式を調べた.又メダカの中枢から細胞外記録により, 56個の視運動性単一ニューロンの活動様式を調べて,比較検討を行った.ウグイとメダカについて両者の動眼神経核,中-間脳部位のOKNに関する神経回路は同じであった.メダカの眼振運動に関する神経回路網を本研究では明らかにすることができた.メダカの視運動反応を指標として、視覚系および視覚性眼振運動の発達と神経機構を調べることが本研究の目的である。1.メダカの孵化後の発達時期における視運動反応の有無について調べた。(1)メダカは孵化後3日目から5日目の間に視運動反応が低下した。それは白黒縞のドラムの回転刺激に対しての追随能力が、孵化後12日目にみられていた能力より低下したことによる。また個体によっては刺激のドラムの回転方向とは反応の方向に定位する個体もみられた。(2)視運動反応は追随運動によるもので、それは網膜の二重錐体細胞と眼筋の発達に関連している。孵化後24日頃は二重錐体細胞は発達しているのだが、眼筋運動の発達が悪く、追随運動に関する視覚性眼振運動の機能が低下するものと思われる。それはドラムの速さにあった眼振運動が生じないためである。2.メダカの行動生理学的な実験から、視運動反応の発達は視覚性眼振運動の発達によっていることが推察された。まず視覚性眼振運動の神経系に関する制御機能を明らかにするため、ウグイを材料として電気生理学的解析を行った。無麻酔の状態で視床一前視蓋領域に電気刺激を与え、その時生ずる眼振運動を記録した。この結果と視覚性刺激がある場合の眼振運動とを比較し、脳における神経回路を明らかにすることを試みた。

(1)電気刺激によって発現する眼振は常に両眼に同期した運動である。(2)電気刺激の間眼振は持続して現れる。(3)眼振の振幅は3゚14゚であった。(4)両側の視床一前視蓋領域のうち右側領域を電気刺激すると、眼振はドラムを時計方向に回転したときと同じ反応を示した。また左側領域を刺激したときは、反時計回転方向の眼振が誘発された。(5)電気刺激によって誘発される眼振は明暗条件下で異っていた。以上の結果から視覚性眼振運動の発現にかかわる脳の部域を同定することができた。今後孵化後の視覚性眼振運動にかかわる神経回路の発達を調べる予定である。
交叉理論の視点による代数多様体の特異点の研究

非可換代数幾何の計算を行うためのプログラムを開発した。有限表示を持つ加群のグレブナー基底を計算し、さらにresolutionを求めることができるようになっている。Macaulay2やSingularの試作バージョンなど、これまでも非可換のグレブナー基底を計算できるプログラムはあったが、Macaulay2では非可換環としてワイル代数に限られるなど、扱える非可換環の種類が極めて限られていた。本研究において開発したプログラムでは、変数を順序づけしておいて、重複を許してその順番の変数の積としてあらわされる単項式が基底になる、という極めて弱い条件のもとでグレブナー基底を計算できる、という特長を持っている。一般の非可換環ではグレブナー基底が存在しないことが証明されており、本プログラムの条件はほぼ限界に近い良いものであると思われる。当初は拡張性を考えてMathematicaでプログラムを作成したが、速度に不満があったため、C++で組み直した。本プログラムを作成した目的は非可換環RのSpectrumを定義する、という問題を解決するためである。、R/Iで既約加群になるもの全体が点集合となる、という予想を立て、いくつか計算を行い、イデアルIとJが既約元による単項生成であるにもかかわらず、その交わりが単項生成にならない、というような興味深い例も発見された。今後さらに具体的な計算によって非可換代数幾何特有の現象を見いだしていく基礎が出来たと思う。並行して数学史にも興味を持ち、ファン・ルーメンの間題における誤りや、ガロアの死の真相についても新しい知見を得た。この成果については、講談社選書メチエ「天才数学者はこう解いた、こう生きた方程式四千年の歴史」において発表した。1.非可換環の準素分解アルゴリズムについて研究を行った。非可換代数幾何の研究を行うにあたって、「点とは何か」という問題を考える際に可換環における準素イデアルの概念を非可換の場合に拡張する、というのは自然なアプローチであると考えられる。エミー・ネーターによる加群の準素分解定理は、「可換環の場合は点として素イデアルだけを考えれば十分」という表明とも読みとれるからである。これまで非可換環に対して一般に認められた準素イデアルの定義はまだないようなので、まず準素イデアルの定義から始める必要がある。後で具体例を計算しようという目論見があるので、可換環の場合の計算方法を真似て、アルゴリズムをもって定義を行うのが自然なアプローチであると考えた。可換環の準素分解アルゴリズムで普通に用いられるのは、0次元へのリダクションであるが、これは幾何的直感に基づくものであり、非可換環ではその幾何的直感が働かなくなると考えられるので、これは不適当である。そこでもう一つのアプローチ、Eisenbud,Huneke,Vasconcelosによる環の正規化を用いた方法が面白そうであると考えた。非可換環では正規の概念も存在しないが、次のアプローチであれば真似が可能である。定理:$R$が可換環、$I$がイデアルで、$R$の非可逆元を少なくとも一つ含み、$V(I)$が$Spec R$の非正規なlocusを含むとする。すると$R\subseteq Hom(I,I)$は整拡大で、しかも等号が成立するための必要十分条件は$R$が整閉であることである。そこで、$R$が非可換環、$M$が有限生成$R$加群の時に、$Hom(M,M)$を計算するコンピュータープログラムを作成した。諸例の計算を試みたが、極めて簡単な例を除いては計算時間がかかりすぎることが判明したので、今後プログラムの改良作業をさらに進める必要がある。2.数学史について、次の問題に興味を持った。ギリシア時代と現代とでは数の概念が異なり、ヴィエトによってその数概念の革命がなされた、というのがこれまでの定説である。ヴィエト以前はアリストテレスの理論に従って、幾何的な量と整数論的な数とは全然別の概念であると見なされていたのが、ヴィエトによって両者を同種として扱って構わない、とする現代的な数概念が生まれた。だが、それは数学を専門的に扱う人だけにしかあてはまらない理論である。ヴィエトなんて聞いたこともない、というような、より一般の人々の間でも数概念の革命が起こっているのは何が原因であったか。これに対して、小数の使用が一般化したことがその大きな理由としてあげられる、という仮説を考えた。実際、数概念の革命が起こったのは17世紀の初めころであるが、これはちょうどネピアーが対数表を発表して、これによって小数の使用が一般に広がった時期とちょうど一致している。(但し、ヴィエトの著書が世に現れたのもほぼ同時期である。)この仮説に対する証拠として、ウォリスが「代数論」の中で「小数の使用により、量を整数のようにして扱うことが出来る」と述べた一節を発見した。もちろんウォリスはトップレベルの数学者であるが、この教科書は一般向けに代数を説明しようとした書物であり(だからラテン語でなく英語で書かれた)、少なくとも傍証にはなると考えられる。また、ウォリス、バーロウ、ホッブスの間の論争において、数概念のどこを問題にしたか調べた。以前はウォリスが新しい数概念、バーロウとホッブスが古い数概念を代表する、とするのが定説であったが、キャサリン・ヒルが指摘したように話はそれほど単純ではない。バーロウとホッブスは「動き」によって数をとらえる、という点でウォリスとは別の意味で革新的であった。この二つの革新性がニュートンにおいて統合されたとも言える。

この研究成果の一部は、近著「天才達の方程式」(仮題)で発表される予定である。非可換代数幾何の計算を行うためのプログラムを開発した。有限表示を持つ加群のグレブナー基底を計算し、さらにresolutionを求めることができるようになっている。Macaulay2やSingularの試作バージョンなど、これまでも非可換のグレブナー基底を計算できるプログラムはあったが、Macaulay2では非可換環としてワイル代数に限られるなど、扱える非可換環の種類が極めて限られていた。本研究において開発したプログラムでは、変数を順序づけしておいて、重複を許してその順番の変数の積としてあらわされる単項式が基底になる、という極めて弱い条件のもとでグレブナー基底を計算できる、という特長を持っている。一般の非可換環ではグレブナー基底が存在しないことが証明されており、本プログラムの条件はほぼ限界に近い良いものであると思われる。当初は拡張性を考えてMathematicaでプログラムを作成したが、速度に不満があったため、C++で組み直した。本プログラムを作成した目的は非可換環RのSpectrumを定義する、という問題を解決するためである。、R/Iで既約加群になるもの全体が点集合となる、という予想を立て、いくつか計算を行い、イデアルIとJが既約元による単項生成であるにもかかわらず、その交わりが単項生成にならない、というような興味深い例も発見された。今後さらに具体的な計算によって非可換代数幾何特有の現象を見いだしていく基礎が出来たと思う。並行して数学史にも興味を持ち、ファン・ルーメンの間題における誤りや、ガロアの死の真相についても新しい知見を得た。この成果については、講談社選書メチエ「天才数学者はこう解いた、こう生きた方程式四千年の歴史」において発表した。
天文学的発見に関する著作におけるガリレオの言語表現の特徴について

言語による表現を行なう場合にいくつかのレベルでの選択の可能性がある。たとえば、どの言語を選ぶのか、どの文体を選ぶのか、どの語彙を選ぶのか、といった選択の可能性である。ガリレオの場合、ラテン語か俗語か、俗語ならばどの俗語か(もちろん当時はトスカーナ語の優位が決定的なものになっていたのではあるが、それだからこそそうでない選択ということもありうる)、論述形式か対話形式か、といった選択が行なわれていた。そして彼の最も重要な二著作『プトレマイオスとコペルニクスの世界の二大体系についての対話』(1632年刊)と『機械学と位置運動に関する二つの科学をめぐる議論と数学的証明』(1638年刊)では俗語による(もちろんトスカーナ語)対話形式が用いられており、これが表現手段に対する彼の最終的な選択であったと思われる。劇作家ルッヅァンテの諸作品を読んだ経験とその模倣作『チェッコ・ディ・ロンキッティの対話』の成立に関与した体験が、この選択に少なからず影響を与えたと推測される。トスカーナ語の優位がはっきりしていった16世紀にあって、ルッヅァンテは表現手段としてパドヴァの田舎言葉を選択した。また『牧歌』ではトスカーナ語を話すニンフや羊飼いたちとパドヴァ方言を話す田舎者たちが登場する。人工的なトスカーナ語で書かれたアルカディアの世界に対して、庶民の口を借りて現実を直視しようとしているのである。ルッヅァンテが牧歌的な人工世界への民衆的な現実主義からの挑戦というかたちをとって、トスカーナ語にパドヴァの田舎言葉をぶつけたのに何がしかの影響を受けて、ガリレオは既存の哲学者たちへ挑戦するにあたって、ラテン語をやめて俗語を使用し、かつ対話形式を用いることで、民衆にも開かれた言語で、自然哲学を記述する方向にむかったのではないかと推測されるのである。以上の研究結果については拙論「ガリレオのルッヅァンテ体験」にまとめた。天文学的発見に関する著作におけるガリレオの言語表現の特徴がどのように形成されていったか、その起源を探っていくための第一の研究対象として、パドヴァ時代の前半、すなわちまだ望遠鏡の製作とそれに続く天文学領域での観測と発見が行なわれる以前の時代に、彼が関わったと思われる天文学の著作『チェッコ・ディ・ロンキッティの対話』をとりあげた。この作品の分析をとおして、民衆的な諧謔精神をもったルッヅァンテの「対話体」の経験が、後のガリレオの著作の言語表現に少なからぬ影響を与えた可能性を示唆することができた。1604年に出現した新星はアリストテレス派とコペルニクス派の間に論争を引き起こした。前者は月より上は不変の世界であるためこの新星を月より下での現象だとみなしたが、後者は視差が観測されないことから月より上の領域での現象と考えた。ガリレオも後者の考えを支持してその主旨の公開講義を行なった。この彼の講義に対してアリストテレス派からは『新星をめぐる論議』という著作が出版されたが、逆にコペルニクス派からもこの著作に対抗するための批判の書が出された。それが『チェッコ・ディ・ロンキッティの対話』である。ガリレオが関わった可能性の高いこの著作では、パドヴァ方言を用いた二人の粗野な登場人物の台詞のやりとりで『新星をめぐる論議』が批判されていく。これは明らかにルッヅァンテの劇作品を模倣したものである。自然科学の領域の議論をユーモアを交えた対話のなかで展開していく、後年のガリレオの主要著作のひとつの原型がここには見られる。そういった意味でパドヴァ時代のルッヅァンテ経験はガリレオにとって非常に貴重なものであったのである。以上の研究結果についてはイタリア学会第45回大会(1977年10月18日・東京音楽大学)で「ガリレオのルッヅァンテ体験-『チェッコ・ディ・ロキッティの対話』を中心に-」と題して発表した。

ルッヅァンテが牧歌的な人工世界への民衆的な現実主義からの挑戦というかたちをとって、トスカーナ語にパドヴァの田舎言葉をぶつけたのに何がしかの影響を受けて、ガリレオは既存の哲学者たちへ挑戦するにあたって、ラテン語をやめて俗語を使用し、かつ対話形式を用いることで、民衆にも開かれた言語で、自然哲学を記述する方向にむかったのではないかと推測されるのである。以上の研究結果については拙論「ガリレオのルッヅァンテ体験」にまとめた。
反芻家畜のメタン生成、ルーメン発酵および乳生産に及ぼすプロバイオテックスの影響

ホルスタイン種泌乳牛6頭を用いて、ルーメン発酵と乳生産に及ぼすプロバイオテックスSaccharomycesserevisiae(SC,1026株+8417株)添加の影響を検討した。供試牛を試験区と対照区の2群に分け、1期10日間の二重反転試験により、泌乳試験を行った。給与飼料は粗飼料+濃厚飼料(50:50)とし、試験区には1日1頭当り100gのSCを添加給与した。その結果、乾物摂取量とルーメンpHは変化しなかった。SC添加により、ルーメン内のアンモニア濃度はやや増加し、総揮発性脂肪酸(VFA)濃度は増加し、VFAの中でプロピオン酸と酪酸の比率は高まり、イソバレリアン酸とバレリアン酸の比率は低下し、酢酸の比率は変化しなかった。プロトゾア数は変化しなかった。SC添加により、乳量、乳脂率は高まり、乳蛋白質率、乳糖率、無脂固形分率および体細胞数は変化しなかった。しかし、SC添加によるルーメンからのメタン発生の低下を明確にすることはできなかった。この点についてはさらに添加濃度などを変えて検討する予定である。以上よりS.cerevisiaeの添加により、ルーメン発酵と乳生産が改善されたので、生産物当りのメタン発生は抑制されたと考えられた。今年度はルーメンからのメタン抑制とルーメン発酵に及ぼすプロバイオテックスSaccharomyces cerevisiae(SC)の影響を検討した。はじめに、試験管内培養実験を行った。ルーメン液をバッファーで3倍に希釈し、基質を加えた後、SC1026株またはSC1026+8417株を0.3-1.3g/L添加し、嫌気的に38°Cで24h培養した。その結果、いずれの場合にも添加により、プロトゾアには影響しなかったが、プロピオン酸が増加し、酢酸は低下した。繊維の消化率は上昇した。水素生成は変化しなかったが、メタン生成は約18%低下した。全体的に、SC1026+8417株の方が1026株単独よりもこれらの効果は大きかった。次に、牛3頭を用いて、SC1026+8417株のルーメン発酵に及ぼす影響を検討した。飼料としては乾草+濃厚飼料(1.5:1)を用いSCを飼料に0.5%添加した。その結果、プロトゾア数は変化せず、揮発性脂肪酸については、培養実験と同様な結果が得られた。しかし、メタン抑制効果を明確にすることはできなかった。この点については、添加濃度、給与飼料などを代えてさらに検討する予定である。
造船における非可展プレス成形技術の研究

非可展面(皿形や鞍型の曲面)を含む、任意の曲面について、特殊なプレスヘッドを用いず、単純なプレス(例:直線状プレス)を組み合わせるだけで曲面成形できるプレス方案について科学的解明を行った。曲面の幾何学的解析と固有歪法を応用する弾塑性学的解析を組み合わせ、任意の曲面について「非可展リアルプレス線」を出力する方案を構築し、それを実際の造船外板に適用した。これらの手法は、本研究で併せて開発した造船用プレスシミュレータで計算実験され、その妥当性が確認された。平成24年度は、造船プレスによる非可展面の成形を定量的に再現する研究を行った。このため、造船用プレスシミュレータの開発を行った。これは汎用のプレス加工用弾塑性解析プログラムを造船プレスのプラクティスにカスタマイズしたもので、これによって造船所におけるプレス施工を計算機上で再現できるようになった。造船におけるプレスは、棒状のプレスヘッドを用いて1枚の板につき数十回プレスを繰り返す工程が取られるが、このようなプレス施工を簡便なインタフェースでシミュレートできるプレスシミュレータの開発は意義深い。また、これを用いたプレスシミュレーション計算を実施し、造船における条押しプレスを複数組み合わせることで、面全体の非可展面を成形する様子を定量的に再現できた。直線状のプレスでも、それを様々な位置・方向配置にて複数プレス組み合わせることで、本来ガス加工でつけるべき非可展成分をプレスのみで対応できることを定量的に示したことは、重要な研究の成果と考えている。今後、目的の非可展曲面が与えられた時にどのようなプレスの組み合わせをすればよいかの方案を求める、逆問題に取り組んでいく。また、平成24年度においては、更なる非可展プレスを促進する観点から、新型のプレスヘッドの考案と実験用のミニモデルの製作を行った。新型プレスヘッドは、外板との設置面が皿形の形状になっており、プレス時、従来通りの曲げに加え、板の伸びによる強い非可展成形が期待できる。今後、この新型プレスヘッドを用いた面全体の非可展面の成形手法についても考察する。平成25年度(最終年度)は、任意の曲面形状をプレス主体で成形する非可展プレスの出力方案について検討を実施した。まず、非可展プレス成形の出力方案手法を提案した。これは、板の目的形状が与えられると、その展開図上にプレス位置とするプレス線を指定し、次に、固有歪法を応用し目的形状を得るために指定したプレス線にどのような変形要素を付与すればよいかを計算し、最後に、プレスデータベースから必要な変形要素を与えるプレス型とプレス荷重を選択し非可展プレス方案とするものである。特に25年度では、固有歪法を用いて必要なプレス変形要素を計算するシステムを開発している。また、提案した非可展プレス方案を検証するため、平成24年度に開発した造船用プレスシミュレータを用いて検証実験を行い、提案手法の妥当性を検証した。その結果、プレス主体による成形で非可展面が得られることを確認し、また、提案した手法によって、非可展プレスの施工指示を定量的に与えることが確認できた。以上の通り、任意の曲面をプレス主体で成形するという本研究の目的に対して、一連の手法を開発し、造船プレスに対する新しい科学的知見を得ることができた。研究の当初の目的を十分に達成したものと評価している。研究期間全体を通しての本研究の主要な成果物をまとめると、以下の通りである。・造船用のプレスシミュレータを開発した。(平成24年度)・非可展プレスに適したプレスヘッドを考案した。(平成24年度)・非可展プレス出力方案を提案し、その妥当性を検証した。(平成25年度)非可展面(皿形や鞍型の曲面)を含む、任意の曲面について、特殊なプレスヘッドを用いず、単純なプレス(例:直線状プレス)を組み合わせるだけで曲面成形できるプレス方案について科学的解明を行った。プレスによる非可展面加工の解明のため、曲げ加工業者への実態調査及びプレス加工の数値解析を実施した。曲げ加工業者への実態調査としては、厚鋼板をプレス加工主体で任意形状に成形する専門業者を2社訪問し、現場の加工見学と担当者からのヒアリング調査を実施した。実態調査から、プレス加工で非可面を成形するためにはプレスの効かせ方(治具の形状、材料へのかませ方)が重要であることが判明した。この点を考慮して、今後、非可展面成形(具体的には面内伸ばし)を実現するプレス手法(プレス治具の形状など)を検討する予定である。また、非可展面加工の解明のため、数値解析によるプレス加工のシミュレーションを実施した。特に、プレス箇所から周辺へプレス変形が干渉する影響についてFEMによる弾塑性シミュレーションを実施し、定性的な評価に加え、定量的な変形データベースを作成した。具体的には、プレス干渉の横方向影響と縦方向影響(プレス歯の長手方向)を評価し、この結果の一部を実際のプレス作業現場にフィードバックしている。平成23年度のシミュレーションは単純なモデルを対象に実施したが、今後、より複雑なプレス施工に対してシミュレーションを実施予定で、どのようなプレス加工で、どのような非可展面が成形されるかの対応付けを行い、プレス加工主体の非可展面成形手法の構築を目指す。平成24年度は、数値シミュレーションの結果を検証するため、試験片を用いたプレス加工実験を計画している。

この実験のため、材料の購入など、実験準備を行っている。研究初年度(H23年度)は、研究代表者の海外留学のため、研究に若干の遅延があったが、今年度は当該研究に相当のエフォートを投入し、当初計画していた通りに研究進捗が挽回している。本課題の採択決定に先立ち、研究代表者が1年間の海外留学を実施することになり、平成23年度は、当初予定した体制で研究を実施できなかった。研究代表者は既に帰国しており、平成24年度については当初の予定通りの体制で研究が実施できる。平成25年度は、様々なプレスの押しパターンを組み合わせて面全体の非可展形状を成形するためのプレス手法の理論的構築を行うとともに、実際の造船所での実用化を想定して、どのような外板に、どの程度の非可展プレスが適用できるかの見積りを行う。非可展プレスの理論体系の構築に併せて、その理論を実証するための実証実験についても実施する。平成25年度は本研究課題の最終年であるが、最終的な成果として、造船プレスによる非可展面成形の理論的構築、実際の造船所で適用する場合の適用範囲・効果等の見積もり、そして、非可展の成形を意図した「非可展リアルプレス線」を出力するシステム化の仕様を作成する。研究の内容的には当初の計画通りに遂行している。平成23年度の遅れを取り戻すため、当初予定していた以上の研究エフォートを投入して実施する予定である。主な費目として、プレスシミュレータの改良に関するシステム開発を計画している。また、曲げの実証実験を計画しており、そのための材料や加工費を計画している。平成24年度は、試験片を用いたプレス加工実験を行う予定であり、治具の製作、実験の分析等にかかる費用が必要である。
患者が自分で治療できる高血圧治療装置

本研究の開発目標は、世界で初めての「患者が自分で血圧を下げることができる完全埋め込み型血圧低下装置」の開発である。そのために、完全埋め込み型血圧低下装置の開発研究を行い、試作したシステムの基本性能確認した後に、モックテストし動物実験倫理委員会の審査の後、動物実験を行って、その交感神経活動、血行動態に与える効果の検証を進めた。血圧低下装置のシステムは埋め込まれる電子冷却素子システムと経皮エネルギー伝送ユニット2次コイル、体外から電磁駆動力を供給する1次コイルから構成され簡便に埋込み手術を行うことができる。本研究の研究成果により、世界で初めてになる植込み型血圧治療装置の発明に成功した。本研究の目的は、世界で初めての「患者が自分で、必要な時に、血圧を下げることができる完全埋め込み型血圧低下装置」の開発である。薬剤抵抗性の重症の高血圧患者に対して腎神経アブレーション手術などの臨床試験が試みられている。しかしながら、腎動脈のアブレーション手術は、自律神経を焼き切ることになるので、術後、腎機能に対応する自律神経制御が不可能になり、人体の需要や血圧の変化に対応した適切な腎機能制御が困難になる可能性がある。そこで、腎動脈の周辺の腎交感神経に電子冷却素子を埋め込み、体外から必要な時だけ腎動脈を冷却し、腎交感神経を抑制することができれば、腎動脈が拡張し、レニンが適切に制御され、尿量が適切に増加し、血圧をコントロールすることができるので、特許を出願した。本邦における高血圧患者は4000万に上るという報告もあり(日本高血圧学会)、高血圧は心筋梗塞、脳梗塞、解離性大動脈瘤の破裂などにも関連する、心血管イベント発生に関する最も重要なリスク因子の一つである。外来における適切な診療によってコントロールされる患者も多いが、薬剤抵抗性で、三剤以上の薬剤でも適切なコントロールが得られない重症の高血圧患者の予後は限定されているのが現状である。そこで重症高血圧患者に関して適応のある場合は、副腎腫瘍の切除、腎動脈アブレーション手術などが行われているが、自律神経は一回切除すれば、再生することはないので、交感神経切除や腎動脈アブレーションを行えば、基本的に術後の人体において、自律神経制御は不可能になる。そこで、高血圧のコントロールに関しては腎交感神経の適切な制御が必要という概念を得、特許を申請し、「患者が自分で、必要な時だけ血圧を下げることができる埋め込み型血圧低下装置」の発明に至り、今年度はプラーマリーな試作機による急性の動物実験を行い、腎動脈神経活動の抑制に成功した。薬剤抵抗性の重症の高血圧患者に対して副腎腫瘍切除や、腎動脈の自律神経アブレーション手術などの臨床試験が試みられている。しかしながら、腎動脈のアブレーション手術は、人体の需要や血圧の変化に対応した適切な腎機能制御が困難になる可能性がある。本邦における高血圧患者は4000万に上るという報告もあり(日本高血圧学会)、高血圧は心筋梗塞、脳梗塞、解離性大動脈瘤の破裂などにも関連する重要なリスク因子の一つである。高血圧のコントロールに関しては腎交感神経の適切な制御が必要という概念を得、特許を申請し「患者が自分で、必要な時だけ血圧を下げることができる埋め込み型血圧低下装置」の発明に至り、本研究の結果、試作機による急性の動物実験を行い、腎動脈神経活動の抑制に成功した。完全埋め込み型血圧低下装置のシステムは、腎動脈周辺に埋め込まれる電子冷却素子システムとそれに融合した経皮エネルギー伝送ユニットの体内2次コイル、さらにこれに体外から電磁駆動力を供給する体外に設置された1次コイルから構成されるシンプルなデバイスで、ペースメーカとほぼ同等の手術手技で簡便に埋込み手術を行うことができる。