hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ホロファイバー型モジュールを用いた新しい人工腎臓作成とその臨床応用についての研究

選択的で効率よくかつ安全なMDR基質薬物除去システムを考案し、以下の検討を行った。今後は引き続いて大動物を用いて、主に安全面、倫理面での検討を加え、臨床治験へと進む予定である。1)ハイブリッド型人工腎臓の作成とin vitroにおけるMDR基質薬物輸送能の検討a)特に薬物輸送の選択性を確認し、in vitro輸送能を評価した。b)将来のヒトへの応用を想定して、ヒト血液を用いた生体適合性のよい抗凝固薬の選定を行った。c)より薬物輸送能の高いMDR-1点変異遺伝子を細胞に導入し、高機能細胞の作成に努めた。2)大動物(イヌ)を用いたジゴキシン中毒モデルを確立し、現行治療の問題点を把握した。a)薬物投与計画を作成し、中毒モデルを作った。b)既存の活性炭による血液吸着法による治療を試み、その問題点を明らかにした。3)ハイブリッド人工腎臓により中毒モデルの治療を試みた。a)特に既存の血液吸着法との比較を行い、その優越性を明らかにした。4)臨床応用を視野に入れた、より安全で高機能な細胞の作成および倫理面での検討。a)ヒト腎由来細胞を用いて、高機能細胞を作成した。b)異なった薬物除去にも応用できるよう、新規MDR類似薬物輸送体をクローニングした。これまでに我々は多剤耐性蛋白(MDR)を過剰発現させた培養尿細管細胞を作成し、これをホ口ファイバー型モジュール上に培養したシステムを開発してきた。そしてこのシステムを用いることで、MDR基質であるジゴキシン、ドキソルビシンを少なくともin vitroにおいて効率良く除去できることを報告した。これを薬物中毒の治療に応用するために、平成10年度は以下の基礎実験をおこなった。1)ヘパリン化したヒト新鮮血、および期限切れの凍結血漿(20%)にジゴキシン、ドキソルビシンを加えてホロファイバーシステムにおけるin vitroでの薬物輸送能の変化を検討した。これによると両者とも細胞培養液を用いた時とほぼ同等(平均で培養液使用時の95%)の輸送能を示した。イヌリンの輸送はみられなかった。また。全血使用によるLDH(lactate dehydrogenase)の血中への放出はみられず溶血もみられなかった。顆粒球エラスターゼ値はホロファイバー通過後に前値に比べ平均約30%増加したが、その増加は血液透析時に見られるものよりはるかに小さかった。以上のことから、今後このシステムを動物に装着しての効果を検討する際に血漿分離をする必要はないと考えられた。今後動物実験を行う予定であり、そのためのシステムを作成中である。しかし、白血球機能をやや亢進させるようであり、これを抑制させる工夫(例えば薬物の併用など)も検討する必要がある。これまでに我々は多剤耐性蛋白(MDR)を高頻度発現させた腎尿細管培養細胞を作成し、小型のホロファイバー型モジュール上に培養したシステムをin vitroにおいて作成してきた。また、このシステムの薬物除去能をin vitroで検討してきた。本年は、これを薬物中毒治療に応用するべく、以下の基礎的研究を行った。1)ヒトでの治療に必要と推定された能力を得るために、ホロファイバー型モジュールのサイズをスケールアップした。具体的には現在の血液透析に使用されているホロファーバー型モジュール(膜面積2平方メートル)を使っての細胞培養を開始した。さらに緩徐持続式血液ろ過透析器を用いての回路設計を行った。この回路の温度や酸素濃度維持のために必要ないくつかの装置を考案、作成した。また、細胞接着性や生体適合性に対する、材質の異なる種々の透析膜の影響についても検討した。生体適合性を高めるための手段として、様々な薬物(ヘパリン、メシル酸ナファモスタットなど)の効果を検討した。2)大動物(イヌ)を用いてのMDR基質の一つであるジゴキシンの中毒モデルを作成した。このためにジゴキシンを単回投与し、経時的な採血を行い、イヌにおけるジゴキシンの薬物動態学的パラメータを求めた。この結果に基づき、中毒モデル作成のための薬物投与設計を行った。

3)培養細胞のMDR輸送能を更に高めるべく、MDR遺伝子の変異型を導入した細胞を作成し、この薬物輸送能の評価を行った。今後は輸送能の更に高い細胞作成を目指す予定である。ハイブリット型人工腎臓の応用を目指して、今年度は以下の2つのことを行なった。(1)大動物(イヌ)のジゴキシン中毒モデルの確立昨年度に得られたイヌに対するジゴキシン単回投与後の薬物動態学的パラメーターを元にして、同薬物反復投与による亜急性ジゴキシン中毒モデルを作成した。これにより中等度(血清ジゴキシン濃度3-4ng/ml)および高度(血清ジゴキシン濃度5-7ng/ml)の薬物中毒モデルが作成可能であった。消化器症状などもあり、ヒトの中毒時に似た症状も呈していた。次にこれに対して、通常の血液透析および血液吸着療法を行いそれぞれの治療効果を確認した。これによると血液透析はほとんど効果がなかった。吸着療法についてはある程度の効果が認められたが、薬物濃度の反兆減少が大きく治療効果は一時的なものであった。また、血小板減少などの有害反応もかなり見られた。現在、コントロールの細胞を用いたハイブリット型人工腎臓をこのモデルに装着中である。(2)MDR変異遺伝子を導入しての、より高機能な細胞の作成ジゴキシンにより親和性の高い、点変異遺伝子を尿細管細胞に導入し、クローニングした。これは変異のない遺伝子を導入した場合の約2倍の薬物輸送能を示した。しかし、他の基質であるドキソルビシンに対する親和性は約70%に減少していた。これも前述のハイブリット型人工腎臓に組み入れる予定であるが、それぞれ用途に応じた選択が必要となるであろう。ハイブリット型人工腎臓の応用を目指して、今年度は以下のことを行った。(1)大動物(イヌ)のジゴキシン中毒モデルに対する治療MDR遺伝子を高発現させたIn vitro実験用小型ハイブリッド腎臓を10個直列に接続したものを作成し、これを昨年度確立したイヌ亜急性ジゴキシン中毒モデルに装着し治療効果を検討した。3時間の治療により血清ジゴキシン濃度は中毒域から治療域へ低下(約3→1ng/ml)へと低下し、中毒症状である食欲低下や不整脈も軽減した。また、このときの白血球減少、血小板減少といった有害反応も軽微であり、安全性の面でも問題なかった。また、血清顆粒球エラスターゼ濃度を指標とした生体適合性も、有効なものであった。さらに、治療中止後の薬物濃度上昇も軽度であった。一方、MDRを導入していない細胞を用いた場合には血清薬物濃度はほとんど低下しなかった。現在は市販の血液透析用ホロファイバーを用いて大型ハイブリッド型人工腎臓を作成し、検討を行っており、同様の効果を確認している。ホロファイバー以外にもポンプなど大部分の機器が、臨床の血液透析に使用するもので代用可能であり、これにより安全で確実な治療効果を確認できたとともに、かなりのコスト削減が可能となった。(2)ハイブリット型人工腎臓を臨床で用いる上での論理面での検討ヒト由来の細胞を用いて、同様のMDR高発現細胞を作成した。これを用いて小型ハイブリット型人工腎臓を作成し、健常人全血を用いたIn vitroでの生体適合性の検討を行った。これによるとヒト
Educational Credentialism and Elite Formation in Japan:  A Long-term Perspective

我が国のエリート形成に学歴は欠かせない。一流企業に入社して役員のポストを獲得する地位達成プロセスは,まず一流大学を卒業することが前提となる。このプロジェクトでは,学歴主義志向が近年において強まっているのか弱まっているのかを計量分析を通して検証した。具体的には19912016年までの100万件以上の役員ミクロデータを使い,いわゆる一流大学別に役員輩出率を時系列に推計した。その結果,一流大学卒業者が役員になる確率が軒並み低下していることが示された。つまり,学歴が地位達成に果たす役割は弱まっている。結果は,近年における地位達成と社会移動が学歴主義から実力主義に移行していることを示唆している。労働経済学
インドシナ地域における応力履歴を考慮した土砂災害早期警戒体制立案に関する調査研究

近年,タイを始めとしてインドシナ地域では,豪雨による土砂災害の発生頻度が増加している.豪雨による斜面崩壊形態の多くは表層崩壊であり,その崩壊は降り始めから比較的短時間で,かつ降雨強度のピーク付近で発生する.このような土砂災害の多くは,風化花崗岩(まさ土)において発生していることが知られている.この要因は,花崗岩の風化特性に起因する.すなわち,風化した土の部分にみずみちが形成されると,土中水はこの空隙を選択的に流れ空隙が拡大し,その結果として間隙比や粒度分布に比べて透水係数が高い土となる.このような背景から,本研究では,タイ・チェンマイサイト(風化花崗岩残積土を用いた小規模盛土斜面)において,原位置計測(体積含水率,間隙圧)および物理探査(高密度電気探査)を実施してきた.原位置計測結果では,不飽和状態での比較的短時間に発生する降雨浸透をモニタリングするため25分間計測を実施してきた.その結果,1時間ごとのデータでは体積含水率とサクションの変化は連動して変化し一見してRichard式で説明できそうな現象も,25分の短時間計測では体積含水率とサクションが急激にスパイク状に変化する,いわゆるスパイク現象が確認された.また,斜面の空隙分布に関連した土質の違いを明らかにするために高密度電気探査(電極間隔0.2m)を湿潤状態(雨季)および乾燥状態(乾季)に実施し,その比抵抗の変化量分布から,斜面浅部付近にマクロサイズの空隙(以下,マクロポアと称す)が発達していると解釈される領域が確認された.以上の原位置で得られた知見から,本研究では斜面におけるマクロポア部での流れ(以下,マクロポア流と称す)が降雨浸透・排水特性におよぼす影響について着目するに至った.その結果として,スパイク現象はマクロポア流に起因するものであり,その現象が浅層崩壊発生の主要因となる可能性が高いことを示した.本研究では,高密度電気探査結果から細粒分が流出することで形成されたマクロポアが卓越していることが確認されている盛土斜面において,原位置計測結果に基づきマクロポア流に着目した降雨浸透・排水特性について検討を加えてきた.具体的には,降雨に伴う土中水の流れは,メゾ/ミクロサイズの空隙からなるマトリックス部の流れ(以下,マトリックス流と称す)とマクロポア流からなると仮定した.そして,マクロポア流が寄与する度合いについて,体積含水率の計測結果に対してKinematic wave式(以下,KWA式と称す)を適用した逆解析により検討した.この結果として,降雨に伴い体積含水率とサクションがスパイク状に変化するスパイク現象は,純粋なマクロポア流に起因するものであること,およびスパイク現象が発生するか否かの判断指標は圃場容水量となることが明らかとなった.すなわち,体積含水率が圃場容水量を上回った場合には,マトリックス部の飽和度が高いため,降雨による土中水がマクロポア部へ排出され,その水分量は純粋なマクロポア流として下部に移動する.この際のKWA式におけるべき指数aは純粋なマクロポア流に相当する2.0-3.0の値となる.また,間隙圧の計測結果に関しても,間隙圧はマクロポア流が卓越するスパイク現象が発生した場合のみ正の値となることを確認した.この結果より,スパイク状の変化で間隙圧が正の値となるのは,マトリックス流ではなくマクロポア流によると解釈される.この結果より,スパイク現象が,従来より指摘されてきた浅層崩壊は降り始めから比較的短時間でかつ降雨強度のピーク付近で発生することの要因である可能性が高いと推察された.前述のように,原位置での体積含水率,間隙圧の計測結果で観測されたスパイク現象はマクロポア流に起因するものであり,その現象が浅層崩壊発生の主要因となる可能性が高いことを示した.ただし,マクロポアの分布は極めて不均一である.このため,例えば既往の研究において,土層を均一とした数値計算では計算で求めた崩壊時刻が現実に発生した時刻より遅れることが指摘されている.以上の知見を踏まえて,本年度は以下のように原位置計測および物理探査を実施し,マクロポア流が浅層崩壊におよぼす影響について検討を加える予定である.まず,原位置計測については,計測器(土壌水分計,テンシオメータ)を再設置し計測データを蓄積するとともにその計測結果のKWA式を用いた逆解析を実施することで,これまでに得られたマクロポア流が降雨浸透・排水特性におよぼす影響に関する知見の妥当性について検討を加える.次に,物理探査については,2種類の探査(高密度電気探査,地下水音流探査)を不均一なマクロポアの分布が検出可能か否かの観点から実施する.具体的には,高密度電気探査(電極間隔0.2m)は,原位置において降雨時(あるいは散水時)に数分間隔で連続計測し,マクロポアが発達している領域,およびマクロポアが発達していない領域での,マクロポア流に起因する比抵抗変化の不均一性が検証可能か否かについて検討する.

一方,地下水音流探査は,既往の研究では比較的規模の大きい水みちの検出に適用されてきた実績がある.しかし,本研究では,スパイク現象発生時の体積含水率および間隙圧の変化が急激であることから,マクロポア部では早い流れが生じていることに着目し,降雨時(あるいは散水時)から排水に至る過程での地下水音流の変化状況から,マクロポア発達領域の検出可能性を探るものである.平成29年度に,タイ・チェンマイの風化花崗岩残積土を用いて構築された小規模盛土斜面において実施した検討は,以下の2項目である.1)平成29年7月中旬に,当該斜面浅層部(GL-0.2mGL-1.0m)に計測器(テンシオメータ,土壌水分計,雨量計)を設置し,計測間隔2分でサクション,体積含水率および雨量を計測し原位置に設置したデータロガーに集積した.そして,この原位置計測結果をインターネット回線を用いて日本側のサーバーに転送することで,日本において不飽和土の降雨浸透および排水特性の挙動に関する検討を実施した.この検討として,当該斜面における降雨浸透は,マトリックス部のポテンシャル流に加えて,局所的に存在する粗粒分に相当する空隙に起因する選択流(Preferential flow)が発生してることに加えて,2種類の流れにより斜面浅層部にサクションがほぼ0の領域(Near-zero pressure zone)が形成されることを明らかにした.2)平成30年1月下旬に当該斜面において電極間隔を0.2mとした高密度電気探査を実施した.なお,当該斜面においては,先行研究として計3回(乾季終了時:平成27年5月,雨季中盤:平成27年9月および平成28年7月)同様の高密度電気探査を実施している.このため,今回の電気探査は乾季中盤に実施することで,既往の乾季終了時と雨季中盤での電気探査により得られた比抵抗値との相関に着目した.併せて,原位置で計測された体積含水率変化との相関についても検討を加えた.この結果として,当該斜面においては,浅層部(GL-1.4m程度)において選択流(Preferential flow)の発生の要因となる高空隙部が存在しており,この領域での比抵抗値は,乾燥状態で高比抵抗値を示すが,湿潤により比抵抗値が顕著な低下特性を示すことを明らかにした.平成29年度の検討により得られた知見は,以下のように要約される.まず,当該斜面の原位置計測結果および電気探査結果より,浅層部(GL-1.4m程度)において選択流の発生の要因となる高空隙部が確認された.この高空隙部では,高強度降雨の到来時には,サクションがほぼ0近傍まで減少した時点で体積含水率が急激に増加する,いわゆるスパイク現象が発生している.一方,マトリックス部のポテンシャル流では,選択流(Preferential flow)に遅れてサクションの低下および体積含水率の増加が発生し,その後2種類の流れにより斜面浅層部にサクションがほぼ0の領域(Near-zero pressure zone)が形成される.この領域では,後続する降雨に対して,表面からの浸透ではなく降雨に起因する圧力伝播により,間隙水が下方に伝搬されるとともに間隙圧の増加が発生することが確認された.この現象は,近年の研究において,降雨に起因する浅層地すべりの発生メカニズムとして着目されているものであり,次年度の研究において更なる検討を加える必要がある.一方,スパイク現象が終了した後の排水過程での,同深度でのサクションの経時変化は,マトリックス部のポテンシャル流に相当する箇所と,選択流に相当する箇所でほとんど一致している.この傾向は,土壌水分曲線SWCCの解釈で,排水時のサクション変化は空隙サイズに依存するという知見と一致する.この知見に基づき,法尻および中腹部のGL-1.0mでの排水過程でのサクションの経時変化と,気象庁により開発された土壌雨量指数の経時変化に着目した結果,両者に明確な相関があることが明らかとなった.この特性は,土砂災害警戒体制を,いつ解除するかの意思決定に資する重要な情報となる可能性があるため,次年度の研究において更なる検討を加える必要がある.
麻酔薬の脊髄前角細胞における作用機序の解明

当初予定していたプロポフォール・セボフルラン・デスフルランの誘発筋電図・運動誘発電位への影響についての二重盲検無作為化比較対照試験は当院倫理委員会の承認が得られなかった。遅滞なく臨床研究を行うために、研究計画の変更を余儀なくされた。セボフルラン・デスフルラン等の揮発性吸入麻酔薬の誘発筋電図・運動誘発電位への影響に関しては、臨床研究を行うことが困難であると予想されたため、予定を変更して、倫理委員会の承認後にプロポフォールの誘発筋電図、運動誘発電位への影響についての前後比較試験を開始した。主要評価項目をプロポフォールの増量に対しての誘発筋電図であるH反射振幅の抑制率に設定し、副次評価項目として、運動誘発電位やM波・F波の振幅ならびに潜時を評価することとした。目標症例数は15症例だが、現在9例まで終了している。プロポフォールの運動誘発電位振幅抑制に対して、脊髄前角細胞への影響がどの程度寄与しているかに関しては、未だ未知の部分が多い。臨床上比較的高頻度で使用されているプロポフォールの運動誘発電位振幅抑制の機序を追求するだけでも、臨床的意義はあると考えられる。また、基礎研究に関しても臨床研究と比較する目的でプロポフォール・デスフルラン2剤からプロポフォール単剤へ変更した。実験方法は研究計画通り、脊髄前角細胞からホールセルパッチクランプ記録を行う予定であり、臨床研究と並行して実験系の確立を目指している。当初予定していたセボフルラン・デスフルラン・プロポフォールの臨床研究に関して倫理委員会の承認が得られなかったため、研究内容の変更を余儀なくされた。そのため、臨床研究開始が遅れてしまい、また、臨床研究の遅れに伴って基礎研究の検討内容の変更と開始にも遅れが生じた。臨床研究に関しては予定症例数の半数以上が集まっているため、今年度中には終了する予定である。また、並行して基礎研究も今年度中に実験系を確立し、データ収集を終える予定である。本年度の軽微な研究計画の遅れから基礎実験に関わる費用の繰越が生じた。翌年度分で基礎実験の使用する物品の購入に充てる予定である。
タブレット端末用汎用型コンピュータ適応型テストシステムと新しいテストモデルの開発

近年、コンピュータ適応型テストが実用化されてきており、実際に利用されている。しかし、教育や臨床心理の現場では、一部を除き、依然として、紙筆テストしか行われていない。そこで、本研究では、教育や臨床心理の現場で、タブレット端末を用いて、コンピュータ適応型テストを容易に行うことができる汎用的なテストシステムの開発を行った。本システムにより、教育や臨床心理の現場で、コンピュータ適応型テストを容易に実施することが可能となった。近年、コンピュータ適応型テストが実用化され始めている。そこで、本研究では、教育や臨床心理の現場で、コンピュータ適応型テストを容易に行うことができる汎用的なテストシステムの開発を行う。これまでは、いわゆるパーソナルコンピュータによる実施を想定し、研究を行ってきた。しかし、近年、iPadに代表されるタブレット端末が、急速に普及した。そのため、これまで開発を行ってきたシステムを、タブレット端末でも実行可能なものとする。タブレット端末の特長は、持ち運びが容易であり、画面に書き込みができることなどである。タブレット端末で実行可能とするだけではなく、この特長を生かしたシステムとする。現在、単なるテストとしてだけではなく、学習用のドリルとしての利用に適したシステムとするために、どのような機能が必要なのかの洗い出しを行っているところである。また、システム自体が容易に利用可能であることも重要である。既存のテスト問題を容易にシステムに組み込むことができるようにしなければならない。現在開発しているシステムでは、Microsoft Word文書や画像ファイルとして、問題文を作成するだけで、運用が可能である。これと同様の仕組みを、パーソナルコンピュータとタブレット端末を連携させて運用可能とするシステムの開発を計画しているところである。今後は、開発しているタブレット端末用コンピュータ適応型テストシステムの改良も行っていく予定である。現在、単なるテストとしてだけではなく、学習用のドリルとしての利用に適したシステムとするために、改良を行っているところである。今後は、開発しているタブレット端末用コンピュータ適応型テストシステムの改良も行い、機能の確認も行う予定である。システムの開発は完了していないが、研究はおおむね順調に進んでいる。近年、コンピュータの普及によりテストの分野でも、コンピュータ適応型テストが実用化されている。コンピュータ適応型テストは、コンピュータを用いて受験者の反応に応じて、問題を選択して出題するようなテストである。単純化して考えた場合には、ある問題を受験者に対して出題した後で、それに対する解答が正答であった場合には、より難しい問題が次回の問題として出題されることになり、また、誤答であった場合には、より易しい問題が出題されることになる。受験者の能力を推定しながら、受験者のレベルにあった問題を選択し出題するため、簡単すぎる、あるいは難しすぎるなど、無駄な問題を減らすことができる。コンピュータ適応型テストの長所は、通常のテストと比較して、少ない問題数で高い測定精度が得られることである。このため、試験時間が短く、受験者の負担も少なくなる。また、採点をしながら、テストが実施されるため、終了後すぐに受験者に結果を返すことができる。現在では、コンピュータ適応型テストは、企業が実施しているテストで実際に利用されている。しかしながら、教育や臨床心理の現場などが主導の形では、あまり導入されていない。これは、開発するためには、テストについての専門知識や計算機の知識が必要であり、システム開発を外部に依託した場合には、特にユーザインターフェース部分の開発に、かなりの経費が必要となるためである。本研究では、タブレット端末で汎用的に利用可能なコンピュータ適応型テストシステムの開発を行った。引き続き、単なるテストとしてだけではなく、学習用のドリルとしての利用に適したシステムとするために、改良を行っていく。また、既存のテスト問題を容易にシステムに組み込むことができるよう、パーソナルコンピュータとタブレット端末を連携させて運用可能とするシステムの開発を進めるとともに、開発しているタブレット端末用コンピュータ適応型テストシステムの改良も行っていく予定である。

テスト理論引き続き、単なるテストとしてだけではなく、学習用のドリルとしての利用に適したシステムとするために、どのような機能が必要なのかの洗い出しを行っていく。また、既存のテスト問題を容易にシステムに組み込むことができるよう、パーソナルコンピュータとタブレット端末を連携させて運用可能とするシステムの開発を進めるとともに、開発しているタブレット端末用コンピュータ適応型テストシステムの改良も行っていく予定である。
擬等角写像群と普遍タイヒミュラー空間のモジュラー群の研究

タイヒミュラー空間はリーマン面の等角構造の変形空間である.擬等角写像類群はリーマン面の擬等角自己同相群のある商群であり,タイヒミュラー空間に双正則自己同型(モジュラー変換)として作用する.タイヒミュラー空間が有限次元のときは,それらは数学の様々な分野で重要な対象として広く研究されている.これを無限次元タイヒミュラー空間に拡張することをめざした.この研究課題では,擬等角写像類群のタイヒミュラー空間への作用の力学系を考察する.そのために,漸近的タイヒミュラー空間とよばれるタイヒミュラー空間の商空間も考えた.はじめに写像類群の作用の再帰集合について研究し,周期点集合がそのなかで稠密ではないことを証明した.この結果は,あとの楕円型モジュラー変換(等角写像類)の作用とモジュラー変換の分類の研究の基礎となった.分類は軌道の振る舞いを基にしてなされ,有限次元タイヒミュラー空間の場合と似た性質をもつ2つのクラスと特定した.ひとつは停留的写像類のクラスであり,もうひとつは漸近的タイヒミュラー空間に固定点をもつようなモジュラー変換のクラスである.停留的写像類群の作用は安定的であることに着目したが,一方で停留的ではないが不連続に作用する写像類群の例も構成した.極端な場合として,写像類群が共通の固定点を漸近的タイヒミュラー空間にもつとき,その群は可算個の元からなることを証明した.関連する題材として,リーマン面の自己被覆について研究した.双曲リーマン面が(非単射)正則自己被覆を許容するための必要条件を対応するフックス群の言葉で与えた.すなわち,フックス群がポアンカレ級数の臨界指数において発散型であるならば,対応するリーマン面は自己被覆を許容しない.証明にはPatterson-Sullivan測度の一意性を用い,これは高次元の場合にも拡張可能である.リーマン面の正則自己被覆はタイヒミュラー空間の非全射自己埋め込みを誘導する.この埋め込みがつくる力学系を考察し,タイヒミュラー空間上の等長接ベクトルの分布について調べた.また,これらの議論を擬正則自己被覆の場合に拡張することを行った.タイヒミュラー空間はリーマン面の等角構造の変形空間である.擬等角写像類群はリーマン面の擬等角自己同相群のある商群であり,タイヒミュラー空間に双正則自己同型(モジュラー変換)として作用する.タイヒミュラー空間が有限次元のときは,それらは数学の様々な分野で重要な対象として広く研究されている.これを無限次元タイヒミュラー空間に拡張することをめざした.この研究課題では,擬等角写像類群のタイヒミュラー空間への作用の力学系を考察する.そのために,漸近的タイヒミュラー空間とよばれるタイヒミュラー空間の商空間も考えた.はじめに写像類群の作用の再帰集合について研究し,周期点集合がそのなかで稠密ではないことを証明した.この結果は,あとの楕円型モジュラー変換(等角写像類)の作用とモジュラー変換の分類の研究の基礎となった.分類は軌道の振る舞いを基にしてなされ,有限次元タイヒミュラー空間の場合と似た性質をもつ2つのクラスと特定した.ひとつは停留的写像類のクラスであり,もうひとつは漸近的タイヒミュラー空間に固定点をもつようなモジュラー変換のクラスである.停留的写像類群の作用は安定的であることに着目したが,一方で停留的ではないが不連続に作用する写像類群の例も構成した.極端な場合として,写像類群が共通の固定点を漸近的タイヒミュラー空間にもつとき,その群は可算個の元からなることを証明した.関連する題材として,リーマン面の自己被覆について研究した.双曲リーマン面が(非単射)正則自己被覆を許容するための必要条件を対応するフックス群の言葉で与えた.すなわち,フックス群がポアンカレ級数の臨界指数において発散型であるならば,対応するリーマン面は自己被覆を許容しない.証明にはPatterson-Sullivan測度の一意性を用い,これは高次元の場合にも拡張可能である.リーマン面の正則自己被覆はタイヒミュラー空間の非全射自己埋め込みを誘導する.この埋め込みがつくる力学系を考察し,タイヒミュラー空間上の等長接ベクトルの分布について調べた.また,これらの議論を擬正則自己被覆の場合に拡張することを行った.本年度は,いくつかの空間(タイヒミュラー空間,有界正則2次微分,有界正則関数,有界数列)の上の等長作用素の反復合成に共通する現象を集め,その根底にある原理を抽出する作業を行った.とくに,リーマン面の境界の複素構造の変形空間である漸近的タイヒミュラー空間について,写像類群の作用の観点から研究し,以下に述べるような成果を得た.(1)写像類群が漸近的タイヒミュラー空間に共通固定点をもって作用する場合の特徴づけを行った.とくにその作用は不連続で,写像類群は可算群になることを証明した.(2)写像類群の漸近的タイヒミュラー空間での固定化群について,その漸近的等角タイヒミュラー空間への作用の安定性について部分的解答(アーベル部分群については正しい)を得た.(3)写像類群は可算群であるが,漸近的タイヒミュラー空間に共通固定点をもたないような例を構成した.(4)漸近的タイヒミュラー空間のベアス埋め込みについて,正則2次微分の空間のなかでの形状を調べるために必要な手法(シュワルツ微分の性質)を整備した.

また,通常のタイヒミュラー空間への写像類群の作用について,作用が安定的になる部分群の族を決定した.とくにリーマン面のエンドへの作用が自明となる部分群はこの性質をもつことがわかり,漸近的タイヒミュラー空間への作用との関連についても結果を得た.また巡回群についてはその軌道が多様になりうることがわかったので,その分類を行った.本年度は,漸近的タイヒミュラー空間上のファイバー(漸近的等角類空間)を不変にする擬等角写像類群の部分群の作用を中心に研究した.この問題が,コンパクトとは限らない一般のリーマン面のモジュライ空間の構造を解析する上でのキーポイントとなることが判明したからである.部分的な成果として以下のような結果を得た.(1)双曲幾何的有界条件をみたすリーマン面については,可解な部分群の漸近的等角類空間への作用の軌道が離散的であることを証明した.(2)巡回群については何の条件もなしに,その軌道は離散的であることを示した.さらに,この結果(2)を利用して,擬等角写像類の分類を行った.これはコンパクトリーマン面に対してはよく知られたものであるが,それを一般のリーマン面に対しても拡張する試みである.まず,軌道のタイプによる分類を行い,写像類の実例を構成した.次に,コンパクトの場合の状況を拡張した性質として,「停留的」と「漸近的楕円型」というものを設定し,その性質を特徴づけた.また,非停留的な写像類の扱いが今後の難関になることから,いくつかの興味深い例を構成した.関連する研究として,非自明な正則自己被覆をもつリーマン面について,その被覆自身の構造と,その被覆から誘導されるタイヒミュラー空間の間の写像の力学系についての考察も行った.前者については,単位円板におけるダンジョワ・ウォルフの定理の拡張に相当する結果を得た.タイヒミュラー空間に等長的に作用する群の固定点問題を研究した.Gromovの双曲性をもつ空間(およびその拡張)やヒルベルト空間に等長的に作用する群に関する同種の問題は,幾何学的群論の重要なテーマであり,群の代数的な構造を,幾何的な性質がどのように規定するかが興味の対象となる.この問題をタイヒミュラー空間を舞台に行うことを目標にした.楕円型写像類(モジュラー変換)は,等角自己同型としての実現をもつ写像類であるが,言い換えればそれはタイヒミュラー空間に固定点をもつものである.ニールセン実現問題は写像類群の任意の有限部分群に対して,その固定点の存在を主張するものであった.リーマン面一般の擬等角写像類群に対しては,無限群も許し,タイヒミュラー空間に有界な軌道もつ部分群が固定点をもつこととして拡張,定式化される.この主張の正当性は,Markovicの最近の結果より導くことができる.漸近的楕円型写像類は,エンドの近傍で漸近的に等角写像として実現される写像類であるが,それは漸近的タイヒミュラー空間と呼ばれるタイヒミュラー空間のある商空間に固定点をもつものである(任意の可算群は,このような実現をもつ).したがって,漸近的等角同値類からなるタイヒミュラー空間内のファイバーに作用する群Gは,漸近的楕円型写像類からなる.その軌道の離散性,有界性と固定点の存在に関して,Gの代数的,組み合わせ的な構造を反映した次のような結果を証明した.また,これらの現象には共通の原理が存在し,それは群G上の有界ノルムをもつ位相線形空間を離散的なモデルとして説明した.(1)軌道が離散的であるための条件として,Gが可解群であるならば離散的であるが,階数2の自由群を含むときは離散的であるとは限らない.
性行動に関わるＧｎＲＨペプチドニューロンが中枢神経回路に及ぼす作用の生理学的研究

動物の知覚や行動は生殖状態に依存して柔軟に調節されるが、その機構には未解明の部分が多い。終神経GnRH(Gonadotropin Releasing Hormone:生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン)ニューロンは脊椎動物において生殖状態を感知し、性行動の動機付けを調節することが示唆されている一方、視覚中枢の視蓋に密に軸索を投射している。そのため、生殖状態が終神経GnRHニューロンを介して視蓋に伝わることで生殖状態と視覚情報が統合されるという仮説をたてた。そしてこの仮説を検証するため、視神経ー視蓋神経細胞間における終神経GnRHニューロンの作用を解析する計画を立てた。本年度の成果として、GnRHによる視覚神経系の修飾作用の分子機構を明らかにした。具体的には、GnRHは視蓋神経細胞のうち、脳室周囲層に存在するSPV(stratum periventriculare)ニューロンに受容され、過分極を引き起こすCa依存性Kチャネルを開くことによりSPVニューロンの興奮性を低下させることを明らかにした。そして、このSPVニューロンの興奮性の低下により、視神経ー視蓋神経細胞間の神経伝達が変化することが示唆された。以上の研究により、今まで不明であった、視覚神経系におけるGnRHによる神経修飾機構をイオンチャネルへの作用レベルまで詳細に明らかにした。本研究成果は、第38回日本神経科学学会やSociety for Neuroscienceにおいて発表するとともに、Journal of Neurophysiology誌に掲載された。27年度が最終年度であるため、記入しない。終神経GnRH (Gonadotropin Releasing Hormone :生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン)ニューロンは脊椎動物において生殖状態を感知し、性行動の動機付けを調節することが示唆されている一方、視覚中枢の視蓋に密に軸索を投射している。以上より、生殖状態が終神経GnRHニューロンを介して視蓋に伝わることで生殖状態と視覚情報が統合されるという仮説をたてた。本年度の成果として、1、視蓋神経細胞集団の応答を記録するために、魚類脳スライスの集合電位記録の実験系を確立した。この集合電位記録法を用いることにより、2、終神経GnRHニューロンが放出するGnRHペプチドが興奮性後シナプス電位の半値幅の増大、潜時の遅れを引き起こすこと、3、GnRHペプチドによる視神経ー視蓋神経細胞間のシナプス電位への調節が前シナプス細胞のみに作用するのではなく、後シナプス細胞か、両方のシナプス細胞に作用する可能性が示唆された。網膜と視蓋には空間的な対応関係が有ることが報告されており、視蓋神経細胞の集団としての応答は、視覚回路を解析する上で重要である。本研究は集合電位記録法を用いて、細胞集団の応答を解析しており、生殖状態と視覚情報を統合する機構の解明につながると考えられる。動物の知覚や行動は生殖状態に依存して柔軟に調節される。今まで行動学的には解析されてきたが、その神経機構には未解明の部分が多い。終神経GnRH(Gonadotropin Releasing Hormone:生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン)ニューロンは脊椎動物において生殖状態を感知し、性行動の動機付けを調節することが示唆されている一方、魚類において網膜から直接投射を受けている視蓋に密に軸索を投射している。以上より、視覚神経回路への終神経GnRHニューロンの作用が考えられたため、視蓋におけるGnRHペプチドの作用を解析することで、生殖状態依存的な視覚神経回路調節機構の解明を目指している。本年度は、GnRHの知見が豊富なドワーフグーラミーを用いて、電気生理学的・形態学的解析を行った。その成果として、1,GnRHペプチドが視蓋領域において、どのような神経細胞に作用するかを電気生理学的手法により同定するとともに、2,視蓋領域におけるGnRH受容体発現細胞を可視化する実験系を確立した。また、海外にて、オプトジェネティクスの技術を学び、トランスジェニックメダカの作製と実験システムの構築を現在試みている。遺伝学的手法が確立されているメダカを用いて、各種トランスジェニックメダカを作製しており、今後の解析に向けて準備を進めている。また本研究については、国際学会にて発表済みであり、現在論文投稿準備中である。具体的には、GnRHは視蓋神経細胞のうち、脳室周囲層に存在するSPV(stratum periventriculare)ニューロンに受容され、過分極を引き起こすCa依存性K

チャネルを開くことによりSPVニューロンの興奮性を低下させることを明らかにした。そして、このSPVニューロンの興奮性の低下により、視神経ー視蓋神経細胞間の神経伝達が変化することが示唆された。以上の研究により、今まで不明であった、視覚神経系におけるGnRHによる神経修飾機構をイオンチャネルへの作用レベルまで詳細に明らかにした。本研究成果は、第38回日本神経科学学会やSociety for Neuroscienceにおいて発表するとともに、Journal of Neurophysiology誌に掲載された。形態学的解析には条件検討に時間がかかったものの、進展しており、トランスジェニックメダカの作製もほぼ順調に進んでいるため。27年度が最終年度であるため、記入しない。トランスジェニックメダカが完成次第、電気生理学的・光遺伝学的解析を進める予定である。細胞集団の応答の記録方法を集合電位記録法にしたことで、新しい知見が得られたとともに、トランスジェニックメダカの作製もほぼ順調に進行している為。今後は、GnRHペプチドがどちらのシナプス細胞に作用しているか詰めていくとともに、細胞内における調節機構について解析したいと考えている。また、トランスジェニックメダカが完成次第、外部から、GnRHニューロンの神経活動を調節し、ペプチドを放出する機構の解析を進める予定である。
自然言語による画像の知識表現とその利用について

1.画像処理に関係する電子情報通信学会論文誌中の約100の文献数を対象として語彙抽出を行い,名詞,形容詞,形容動詞がそれぞれ約3600語,65語,190語,また動詞と副詞が約390語と70語から成る語彙辞書を作成した.2.語彙概念表現と画像処理とを統一的に行なうことを目的として,UNIXをOSとするワ-クステ-ション上でオブジェクト指向に基づいた画像処理システムを作成した.このシステムは,CommonLispに準拠したLispに画像処理用の関数とCLOSSに基づいたオブジェクト指向環境実現のための主要な関数を組み込んだもので,汎用のリスプシステムに較べて効率的な画像処理の実行が可能である.3.格関係子,事象関係子,意味関係子,制限関係子,仮関係子からなる概念間の関係子を導入し,意味ネットワ-クを用いることによって概念を表現した.また,画像処理に直接関係する語彙に対する概念辞書を作成した.この辞書はシソ-ラスによる概念の分類によって構造化されており,上位/下位の概念間のデ-タおよび手続きの継承が可能になっている.4.概念表現の応用の一つとして,画像処理の日本語インタ-フェ-スを作成した.このシステムでは,入力された日本語文の構文解析によって得られた句構造木に対して,概念辞書を利用した概念間の関係解析によって画像処理を実行するための関数を生成する.5.言語として与えられた部屋の情景情報を日本語解析し,その情景を画像化するためのシステムを開発した.このシステムでは,概念辞書に記述されたオブジェクトの形状情報と言語として与えられた種々の拘束情報とから,拘束条件に矛盾しないような物体の見え方や位置関係を決定し,画像化することができる.1.画像処理に関係する電子情報通信学会論文誌中の約100の文献数を対象として語彙抽出を行い,名詞,形容詞,形容動詞がそれぞれ約3600語,65語,190語,また動詞と副詞が約390語と70語から成る語彙辞書を作成した.2.語彙概念表現と画像処理とを統一的に行なうことを目的として,UNIXをOSとするワ-クステ-ション上でオブジェクト指向に基づいた画像処理システムを作成した.このシステムは,CommonLispに準拠したLispに画像処理用の関数とCLOSSに基づいたオブジェクト指向環境実現のための主要な関数を組み込んだもので,汎用のリスプシステムに較べて効率的な画像処理の実行が可能である.3.格関係子,事象関係子,意味関係子,制限関係子,仮関係子からなる概念間の関係子を導入し,意味ネットワ-クを用いることによって概念を表現した.また,画像処理に直接関係する語彙に対する概念辞書を作成した.この辞書はシソ-ラスによる概念の分類によって構造化されており,上位/下位の概念間のデ-タおよび手続きの継承が可能になっている.4.概念表現の応用の一つとして,画像処理の日本語インタ-フェ-スを作成した.このシステムでは,入力された日本語文の構文解析によって得られた句構造木に対して,概念辞書を利用した概念間の関係解析によって画像処理を実行するための関数を生成する.5.言語として与えられた部屋の情景情報を日本語解析し,その情景を画像化するためのシステムを開発した.このシステムでは,概念辞書に記述されたオブジェクトの形状情報と言語として与えられた種々の拘束情報とから,拘束条件に矛盾しないような物体の見え方や位置関係を決定し,画像化することができる.本研究では、画像および画像処理に関する経験的知識を自然言語で表現することを目的として、文献中で用いられている画像やその処理に関する語彙の抽出と意味的分類を行なった。対象とした文献は、電子情報通信学会の過去5年間に報告された論文誌中の画像処理に関係する約100の論文である。まず、内容がほぼ理解できる程度の文章や句を論文中から抜き出し、漢字仮名交じり文として計算機に入力した。続いて句読点や特定の助詞を基に漢字のみからなる名詞や外来語をプログラムによって取り出し、名詞辞書を作成した。また、助詞や助動詞、語尾活用などについては予め辞書を作成しておき、最長一致法により辞書に登録されていない語を切り出した。この未登録語をさらに分類し、初期の切り出しで得られなかった名詞やその他の品詞について分類を行なって語彙デ-タベ-スを作成した。その結果、上記の文献数に対して、名詞、形容詞、形容動詞がそれぞれ約3600語、65語、190語、また動詞と副詞が約390語と70語という数であった。対象文献数が少なく実用的な語彙登録数には至っていないが、基礎的な実験を行なうためには十分であると考えられる。現在、意味素を導入してこれらの語彙の意味的分類を行なっている。この作業と並行して、オブジェクト指向による画像処理エキスパ-トシステムを作成した。このシステムは、コモンリスプ上でオブジェクト指向を実現するために提唱されたCLOSに準拠しており、しかも画像処理を効率的に実行することが可能である。このエキスパ-トシステム上で、顔画像解析システムを構築した。モデルの記述が容易であることや知識を用いた推論による解析などを効率的に行なうことができるなど、システムの有効性を確認した。今後は、語彙デ-タベ-スと結合させてモデルや画像処理に関する知識の表現を日本語で行なう研究を継続して行なっていく予定である。1.格関係子,事象間関係子,意味関係子,制限関係子,仮関係子からなる概念間の関係子と意味ネットワ-ク表現を用いて概念辞書を作成した。

この辞書は,シソ-ラスによる概念の分類によって構造化されており,概念辞書中の各概念の見出しとして日本語の語彙が対応づけられている。また,個々の概念はオブジェクト指向の概念によって表現されているため,上位/下位の概念間のデ-タの継承と概念毎の手続き指定ができ,効率的な表現が可能となっている。2.前述の概念辞書を利用する日本語解析システムを開発し,画像処理システム上に日本語インタ-フェ-スとして作成した。その結果として,知識表現の容易さと対話性の向上が計られた。この日本語インタ-フェ-スは形態素解析部,構文解析部,そして意味解析部からなり,それぞれ以下のような特徴を持つ。・形態素解析部では,形態素間の接続可能性を接続マトリックスとして表し,さらにCKY表と組み合わせることによって高速化を計っている。・構文解析部では到達可能性を考慮した上昇型チャ-ト表を用いることによって無駄な処理を省き,全ての候補に対する句構造木を生成する。・意味解析部では,構文解析によって得られた句構造木に対して概念辞書を利用した概念間の関係解析を行い、その結果を画像処理部へ渡す。3.言語情報を画像化するために,オブジェクトの形状辞書の作成を行った。その目的としては,画像処理によって得られる情報や,入力された日本語文の解析から得られる言語情報を画像として表現することである。本研究では,対象世界を“ある部屋の情景"に限定し,入力された日本語文と部屋内部に存在可能なオブジェクトの形状モデルを基に画像を生成するシステムを作成し,その実験を行った。
頭頸部癌に対するサイトカインシグナル阻害分子遺伝子導入による集学的治療の開発

頭頸部癌においてはサイトカインシグナル伝達系の一つであるJAK/STATシグナル経路が活性化されていることが報告されている。これまでの基礎的研究から、サイトカインシグナル阻害分子(SOCS)はこの活性化を抑制するとされている。アデノウイルスベクターを用いたSOCS導入による遺伝子治療と化学療法、免疫療法を組み合わせた集学的治療の開発をめざすとともに、これまで頭頸部癌の治療の標的とされていないサイトカインシグナル伝達およびその阻害因子であるSOCSが頭頸部癌の発生、浸潤、転移にどのように関わっているかを分子生物学的アプローチにより明らかにすることを目的に本研究を計画した。
DT 反応中性子を使ったTc-99m 製剤製造のための Mo-100 原料サイクルの開発

医療用放射性核種は大きな割合を海外からの輸入に頼っている。これらの国内製造にむけ、加速器中性子を用いた製造法が開発されている。特に今回は99mTcの親核種である99Moに着目した。加速器中性子による方法では製造される99Moの比放射能が低く、従来の抽出分離法で99mTcを取り出すことが出来ないため、新たに昇華分離法の装置を製作して用いる。加速器中性子による方法では、照射試料として高額な100Moを使用するため、その再利用が重要となってくる。当研究では、本分離法によって再回収される原料に分離過程で含まれる不純物について調査し、再利用のための知見を得た。最初に、先だって、Mo-100の高濃縮サンプルの購入を行った。また、そのサンプルに含まれる不純物の初期値を調べるため、サンプルの一部をJRR-3の即発ガンマ線測定装置STELLAで測定し,FNSでの照射前のデータを得た。また、そのサンプルの情報より、製造するMo-99の収量計算の予測も行った。平成22年10月に原子力研究開発機構の原子力研究開発機構核融合中性子源施設(FNS)の小型加速器を用いた照射実験を行った。濃縮Mo-100サンプルの一部を取り分け、その照射は6時間行い、その後、24時間冷却し、短半減期の放射性物質が無くなってから、製造されたMo-99からの放射能を測定した。測定した放射能は、前節の収量予測と一致しており、照射が予測通りに行われている事を確認した。また、この情報を元に、次におこなうTc-99mの抽出率の算出を行う。10月の照射実験後は速やかに、昇華法を用いた化学分離を原子力研究開発機構内のRI実験棟のフード内で行い、抽出率を測定した。また、再抽出を行ったが、昇華法では、初回の抽出にくらべ、2回目以降の抽出を行う際に、同じ条件では抽出が難しく、温度をより上げ、さらに温度勾配に工夫が必要であることが明らかになった。研究協力者の尽力により平成23年度はより高性能な抽出装置が計画されており、それを用いることで高い抽出率を期待できる。抽出後に残ったMo-100については、現在,次年度の実験の準備のため、放射能が低くなるまで冷却中である。また、,同時にJRR-3で得られた即発ガンマ線の解析を行っており、照射前のサンプルの不純物に関する情報を得ている。本研究では、モリブデンを加速器中性子で照射して得られたMo-99からTc-99mを抽出した後、サンプルを加速器中性子照射試料として再利用する際に問題となる、抽出作業による不純物混入について調査を行った。当初は、当該サンプルの化学分離前後の不純物について、JRR-3からの冷中性子による多重即発ガンマ線分析を考えていたが、震災の影響でJRR-3の稼働が行われなかったため、代替的にICP-MS法を用いた不純物分析を行った。Tc-99mをMo-99から抽出するために、加速器中性子を用いたRI製造法では「昇華分離法」を考えている。昇華分離法はMoとTcの昇華温度の差を利用した抽出法であり、専用の装置を用いる。この装置では白金ボート上にMoサンプルを置き、酸素を流しながらヒーターで熱を加え、Mo昇華温度以下でTcトラップ部まで流し、Tcを抽出する。最後はMoも全て昇華させ、再結晶を行い、これをサンプルとして再利用する。ICP-MSでの分析では、Moに対して行ったコールド試験に対して、(1)Mo試薬、(2)Mo試薬の溶融ペレット、(3)昇華後の白金ボート上のMo残渣、(4)再結晶後のMoの4つについて不純物測定を行った。結果として、昇華装置を通過することで含まれる不純物は変化がないか、減少傾向にあることがわかった。しかし、(3)の試料についてはICP-MSの前処理段階でアンモニア水やより強いアルカリ、また王水にも不溶の成分があり、濾過をする必要があった。このことから、Moサンプルの再使用の際は、白金ボート上の残渣はそのまま使用できず、全て昇華させて再結晶させた物(4)を用いる必要がある事が明らかになった。23年度が最終年度であるため、記入しない。
手足への軽度の体性感覚刺激が自律神経系に及ぼす効果

本研究は、手足への軽度の体性感覚刺激が自律神経系に及ぼす効果を明らかとするため、実験動物(ラット)の手足へ定量的に刺激できる装置を開発し、ラットの自律神経機能を記録して解析することを目的とする。平成30年度は、ラット手足へ負荷する体性感覚刺激の条件を検討するためラット手足を温めたときの腎交感神経活動と胃迷走神経活動を記録した。さらに、ラット手足を温めたときの白色脂肪組織を支配している交感神経活動を記録した。また、平成28・29年度に引き続き、ラット手足へ圧力と温度を制御できる定量的な刺激装置の開発を行った。ラット手足への体性感覚刺激の条件の検討では、軽度の体性感覚刺激を温度とした。Sprague-Dawleyラットを対象とし、ウレタン麻酔下にて実験を実施した。簡易的な温度刺激としてホットパッドを用い、ラット手足の温度を40°C前後(非定量)に温めたときの腎交感神経活動、胃迷走神経活動と白色脂肪組織支配の交感神経活動を記録した。手足を温めると腎交感神経活動と白色脂肪組織支配の交感神経活動は低下し、胃迷走神経活動は増加した。手足を温めると白色脂肪組織支配の交感神経活動は抑制され、脂肪分解減少または脂肪合成増加に影響を与えることが示唆された。ラット手足へ圧力と温度を制御できる定量的な刺激装置の開発では、平成29年度に開発する刺激装置の構成を大きく変更した。刺激装置は、刺激端子部がX軸・Y軸・Z軸方向に移動可能な仕様とした。刺激端子部の構造はねじ締結とし、実験条件に合わせて部品を変更可能な仕様とした。平成30年度にて刺激端子部や制御システムの開発を進めてきたが、これらの開発が遅れ、研究期間の延長を申請した。ラット手足への体性感覚刺激の条件の検討では、手足へ温度刺激したときの腎交感神経活動、胃迷走神経活動と白色脂肪組織支配の交感神経活動を記録し、手足への温度刺激が自律神経系に影響することが示唆された。ラット手足へ圧力と温度を制御できる定量的な刺激装置は、平成29年度に仕様を大きく変更したため、刺激装置の開発が当初の計画予定より遅れた。刺激装置の圧力負荷に関する機構は完成したが、制御プログラムの開発や温度刺激に関する機構の開発が遅れている。このことから、定量的な温度刺激の機能は、開発した刺激装置とは別の機構として付加することを検討中である。ラット手足へ圧力と温度を制御できる定量的な刺激装置を完成させ、刺激装置を用いて、ラット手足へ定量的に軽度の体性感覚刺激したときの自律神経機能を記録し、解析する。これまでに刺激装置の圧力負荷の機構は完成したので、すみやかに刺激装置の制御系について調整する。一般的に運動機能や認知機能などのリハビリテーションとして体性感覚刺激が有効とされ、手足への体性感覚刺激は運動神経系や感覚神経系への効果はもちろん、自律神経系への効果をもたらす可能性がある。本研究では、手足への軽度の体性感覚刺激が自律神経系に及ぼす効果を明らかとするため、実験動物(ラット)の手足へ定量的に刺激できる装置を開発し、ラットの自律神経機能を記録して解析する。平成28年度は、ラット手足へ負荷する体性感覚刺激の条件の検討、ラット手足へ圧力と温度を制御できる定量的な刺激装置の開発を行った。ラット手足へ負荷する体性感覚刺激の条件の検討では、軽度の体性感覚刺激を温度と圧力と設定し、痛みでない非侵害受容刺激とした。Sprague-Dawleyラットを対象とし、ウレタン麻酔下にて検討実験を実施した。簡易的な温度刺激としてホットパッドを用い、ラット手足の温度を40°C前後(非定量)に温めた時の腎交感神経活動を記録した。手足を温めると腎交感神経活動は低下した。交感神経活動はストレスを受けると増加するので、交感神経活動の低下はリラックス効果の可能性が示唆された。圧力刺激の検討は、ラット後足へ筋電図記録用電極を留置し、簡易的に分銅やロードセルを貼り付けたピンセット(非定量)を用いて行った。手足への圧力刺激は、刺激端子の硬さや刺激する部位によって屈曲反射が異なり、さらなる検討が必要となった。ラット手足へ圧力と温度を制御できる定量的な刺激装置の開発では、刺激装置の圧力制御部はモーターとロードセルを用いた機構を採用し、圧力の発生と検知の機構部を開発した。刺激装置の温度制御は刺激端子部にて行い、平成29年度に設計と開発を行う。ラットを用いた体性感覚刺激の条件の検討より、刺激端子部の材質と形状が重要であることが得られ、平成29年度にて設計と開発を行う。非定量的な実験方法ではあるが、ラット手足を温めると交感神経活動が低下し、手足を温めるとリラックス効果のあることが示唆された。しかし、手足への定量的な刺激を考慮すると圧力条件が検討課題として残り、ラット手足への定量的な刺激装置の開発も刺激端子部の設計と開発が遅れている。平成29年度は、ラット手足へ負荷する体性感覚刺激の条件を検討するためラット手足を温めた時の腎交感神経活動と胃迷走神経活動を記録した。また、平成28年度に引き続き、ラット手足へ圧力と温度を制御できる定量的な刺激装置の開発を行った。