hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多数の物体の配列と等価誘電率の関係解明-探査法開発への応用-

本研究によって次の結果が得られた。1.多数の誘電体物体から散乱されたコヒ-レント界は、その物体が周期的配列からの乱れ具合に応じて、近似的に定式化される。2.配列の乱れが小さくて殆ど周期的配列である、あるいは配列がランダムとみなせるための条件が配列乱れのパラメ-タを用いて与えられ、誘電体円柱に対しては数値的に示されている。3.等価誘電率は、ある物体の誘電率空間分布の1次変換によって与えられる不均質分布の誘電体(不均質誘電体)物体に対し、コヒ-レント前方散乱振幅を解析することにより得られる。その1次変換は配列の乱れ具合いを示す位置の分布関数である。4.誘電体円柱がランダム配列でしかも密に分布している場合、等価誘電率が計算され、従来の結果と比べてより合理的かつ精度の高いものが得られている。5.探査法の開発と関連して、(5.1)ランダム媒質におけるロ-レンツの相反関係がマクスウエル方程式から数学的に導出されている。また、(5.2)ランダム媒質に囲まれた導体標的による散乱問題を一般的に解析する方法が提案されている。6.その解析法に基づいて、ランダム媒質に囲まれた導体円柱によって散乱されたコヒ-レント界が具体的に計算され、その散乱特性に及ぼすダブルパス効果が数値的に示されている。探査法の開発には等価誘電率に関する詳細なデ-タが必要であるが、それを得るには例え高速の計算機を用いても多大の時間を要する。詳細な計算解析は今後に残された課題である。本年度の研究目標は、多数の物体から成る媒質の等価誘電率の解析法を確立することである。このため、次の具体的課題に取組んだ。1.多数の物体の周期的配列からランダム配列までを含む一般的配列時におけるコヒーレント散乱波の定式化、2.配列の具合による散乱波表示の分類、3.ランダム配列の成立条件、4.ランダム配列時のコヒーレント波に対する等価誘電率、5.ランダム配列に規則性が加わった場合の等価誘電率に対する理論解析法及び数値解析法の確立。課題1と2は我々独自の理論を用いて達成された。課題3は、1と2の結果を基に数値解析を行うことにより、誘電体円柱と球から成る媒質に対して具体的に解決された。他の物体に対する条件式が一般的に与えられた。課題4においては、誘電体円柱がランダムに配置された媒質の等価誘電率が、数値解析により定量的に明らかにされた。誘電体球からなる媒質に対しては現在数値解析中である。この3、4の課題の結果から、従来の結果が一部修正され、その適用範囲が明確になった。ランダム配列の仮定(本研究でその成立条件が明確となる)の下に等価誘電率の解析法が提案されてきたが、課題5は先の課題1と2の結果を用いて解決される。誘電体円柱及び球のランダム配列に極くわずかの規則性が加わった場合、その状態の成立条件の定式化と等価誘電率の計算式の導出に成功した。今後、数値解析を精力的に行うことにより、等価誘電率と物体配列の関係を一層明らかにしていく予定である。以上のように、本年度の研究課題は一部の数値解析を残してはいるものの、ほぼ予定通り達成された。来年度も研究を継続することにより、当初の目標は充分達せられよう。本年度の研究目標は、当初、前年からの数値解析を引続き行い、研究成果をまとめることであった。しかし、本格的な数値解析には多大の時間と費用が必要となることから、焦点を絞り、我々の提案した等価誘電率の解析の特徴を、主としてランダム配置の場合に限って明らかにした。

結論として、物体の配置がランダムであるとみなせる場合(その条件は定量的に明らかにされている)には、1物体の誘電率の空間分布を位置変動の確率密度関数によって線形変換し、それによって得られる新たな空間分布をもつ不均質誘電体物体を定め、その前方散乱特性から等価誘電率が求まる。従来問題視されていた物体の分布密度が高い場合には高精度で求まる。数値例は誘電体円柱が多数ランダムに配置された場合の等価誘電率である。実際の探査法開発に関連して、ランダム媒質中の電磁界の相反関係が重要であるので、それを数学的にマクスウェルの方程式から導出した。更に、標的がランダム媒質によって囲まれている散乱問題を一般的に解析する方法を提案し、コヒ-レント電磁界の散乱特性を具体例で数値的に明らかにした。即ち、標的を無限長の導体円柱とし、それにE波(円柱軸に平行に偏波した波)が入射したとき、コヒ-レント電界の散乱特性に及ぼす乱流の影響を定量的に明らかにした。以上の結果は、学会誌、国内外の学会等で公表されており、本年度当科研費の研究成果報告書としてまとめられ、研究機関に配布されよう。
アクチン重合で駆動される分子移動装置フォルミン蛋白質の生細胞内動態

以前の研究で,蛍光単分子スペックル顕微鏡を用い,Formin蛋白質の1つ,mDialが生細胞内のアクチン重合端に結合し,線維伸長に従って分子移動することを発見した(Science 303:2007-10,2004).この分子移動は,mDialの活性中心であるFH1-FH2領域の部分変異体では恒常的に観察されるものの,野生型mDialの分子観察では頻度は稀であった.本研究では,野生型mDialが高頻度に分子移動を開始する条件を検索した.予想外にも,Latrunculin BやSwinholide Aといった単量体アクチン阻害剤が低濃度で迅速(10秒以内)にmDialを活性化し,分子移動を誘発することを見出した.重合しないアクチン変異体の発現でも同様のmDialの活性化現象が惹起されることから,Gアクチン濃度の上昇がmDialによるアクチン重合-伸長を誘発することが確認された.mDialの活性化にはRhoの活性は必要とするものの,FH2領域だけの部分変異体でも上記薬剤による活性化が観察された.また,アクチン脱重合因子コフィリンやその結合タンパク質AIP1が集中する部位,すなわち脱重合によってアクチン単量体が多量に放出される部位に一致して,mDialFH2によるアクチン核化頻度が上昇した.本発見は,単量体アクチンが上昇すると,mDialのFH2領域が感知し,高効率にアクチン重合核形成を引き起こすことを示唆する.このような微細なシグナル変化は,分子イメージングによる直接観察なしに捕捉困難である.mDialはアクチン伸長速度を5-15倍加速し,細胞内で毎秒2マイクロンの高速でアクチンを伸長させるユニークな性質を持つ.真核細胞は直径が10数十ミクロンに達するため,崩壊したアクチン骨格を急速に回復させる仕組みが要求されるが,今回われわれが見出したmDialを介した急性アクチン重合機構はそのような状況に働く分子機構である可能性がある(投稿中).以前の研究で,蛍光単分子スペックル顕微鏡を用い,Formin蛋白質の1つ,mDialが生細胞内のアクチン重合端に結合し,線維伸長に従って分子移動することを発見した(Science 303:2007-10,2004).この分子移動は,mDialの活性中心であるFH1-FH2領域の部分変異体では恒常的に観察されるものの,野生型mDialの分子観察では頻度は稀であった.本研究では,野生型mDialが高頻度に分子移動を開始する条件を検索した.予想外にも,Latrunculin BやSwinholide Aといった単量体アクチン阻害剤が低濃度で迅速(10秒以内)にmDialを活性化し,分子移動を誘発することを見出した.重合しないアクチン変異体の発現でも同様のmDialの活性化現象が惹起されることから,Gアクチン濃度の上昇がmDialによるアクチン重合-伸長を誘発することが確認された.mDialの活性化にはRhoの活性は必要とするものの,FH2領域だけの部分変異体でも上記薬剤による活性化が観察された.また,アクチン脱重合因子コフィリンやその結合タンパク質AIP1が集中する部位,すなわち脱重合によってアクチン単量体が多量に放出される部位に一致して,mDialFH2によるアクチン核化頻度が上昇した.本発見は,単量体アクチンが上昇すると,mDialのFH2領域が感知し,高効率にアクチン重合核形成を引き起こすことを示唆する.このような微細なシグナル変化は,分子イメージングによる直接観察なしに捕捉困難である.mDialはアクチン伸長速度を5-15倍加速し,細胞内で毎秒2マイクロンの高速でアクチンを伸長させるユニークな性質を持つ.真核細胞は直径が10数十ミクロンに達するため,崩壊したアクチン骨格を急速に回復させる仕組みが要求されるが,今回われわれが見出したmDialを介した急性アクチン重合機構はそのような状況に働く分子機構である可能性がある(投稿中).われわれは、これまでの研究で低分子量G蛋白質Rhoの標的分子で、酵母から真核細胞に広く保存され、細胞質分裂・細胞極性に重要な働きをするForminファミリータンパク質の1つ、mDia1について、細胞内分子動態を蛍光分子イメージングで観察することで、秒速2マイクロンの高速で分子移動を行うことを発見した(Science vol.303,pp2007-2010,2004)。更に、mDia1の分子移動が細胞内のアクチン重合速度に一致すること、また、インビトロでの再構築系を用いミオシンモーターに依存しないことを証明した。われわれのこの発見は、伸長を続けるアクチン線維の速い伸長端である反矢じり端に連続的に結合したまま、プロセッシブに移動する新規分子機構存在することを世界に先駆け見出した成果である。上述した論文において、外部から微量注入によって投与したリコンビナントのRhoタンパク質が、mDia1の分子内の結合を解裂されるメカニズム(Watanabe et al. Nat.Cell Biol.1999)によってmDia1を活性化することで、アクチン線維端でのプロセッシブ分子移動を引き起こす現象を細胞内でわれわれは確認した。本研究では、その知見をもとに野生型である全長mDia1のGFP標識体の分子運動を追うことで、Rho-mDia1のシグナルの作用機構を細胞内で捉えることを取り組んでいる。また、mDia1を含む複数のForminファミリーのアクチン重合駆動モーター的性質が生細胞内でどのように働くかについて、分子イメージングを中心とした手法によって解明を進めている。

現在までに、ある細胞骨格の変化に伴い、野生型mDia1が活性化され分子移動を開始する像を捉えつつあり、新規のRho-mDia1シグナルの制御様式の可能性について、その生化学的・分子機序的な性質について検証を進めている(投稿準備中)。以前の研究で,蛍光単分子スペックル顕微鏡を用い,Formin蛋白質の1つ,mDialが生細胞内のアクチン重合端に結合し,線維伸長に従って分子移動することを発見した(Science 303:2007-10,2004).この分子移動は,mDialの活性中心であるFH1-FH2領域の部分変異体では恒常的に観察されるものの,野生型mDialの分子観察では頻度は稀であった.本研究では,野生型mDialが高頻度に分子移動を開始する条件を検索した.予想外にも,Latrunculir BやSwinholide Aといった単量体アクチン阻害剤が低濃度で迅速(10秒以内)にmDia1を活性化し,分子移動を誘発することを見出した.重合しないアクチン変異体の発現でも同様のmDialの活性化現象が惹起されることから,Gアクチン濃度の上昇がmDialによるアクチン重合-伸長を誘発することが確認された.mDialの活性化にはRhoの活性は必要とするものの,FH2領域だけの部分変異体でも上記薬剤による活性化が観察された.また,アクチン脱重合因子コフィリンやその結合タンパク質AIP1が集中する部位,すなわち脱重合によってアクチン単量体が多量に放出される部位に一致して,mDialFH2によるアクチン核化頻度が上昇した.本発見は,単量体アクチンが上昇すると,mDialのFH2領域が感知し,高効率にアクチン重合核形成を引き起こすことを示唆する.このような微細なシグナル変化は,分子イメージングによる直接観察なしに捕捉困難である.mDialはアクチン伸長速度を5-15倍加速し,細胞内で毎秒2マイクロンの高速でアクチンを伸長させるユニークな性質を持つ.真核細胞は直径が10数十ミクロンに達するため,崩壊したアクチン骨格を急速に回復させる仕組みが要求されるが,今回われわれが見出したmDialを介した急性アクチン重合機構はそのような状況に働く分子機構である可能性がある(投稿中).
ステレオタイプ抑制による逆説的効果を低減するための代替思考に関する研究

ステレオタイプの抑制の逆説的効果を低減させる可能性のある代替思考を探索するために6つの実験を実施し、1代替思考として反ステレオタイプが使用されると、抑制の逆説的効果が促進するということ、2代替思考としてサブタイプ(非優位ステレオタイプ)が使用されると、抑制の逆説的効果が低減するということ、3認知的複雑性が高い人は、サブタイプ(非優位ステレオタイプ)の利用可能性が高く、ステレオタイプを抑制するさいに、サブタイプ(非優位ステレオタイプ)が代替思考として使用されやすく、その結果として、抑制の逆説的効果を生じさせにくいということが示唆された。今年度は,さらに,後者の実験結果が限定的にしか支持されなかったの受けて,追加の実験を実施した.認知的複雑性が低い人では,ステレオタイプ抑制による逆説的効果が生起しやすいが,それが高い人では,逆説的効果が生起しにくいという明確な結果が得られ,現在,投稿論文にまとめている.ステレオタイプの抑制の逆説的効果を低減させる可能性のある代替思考を探索するために6つの実験を実施し、1代替思考として反ステレオタイプが使用されると、抑制の逆説的効果が促進するということ、2代替思考としてサブタイプ(非優位ステレオタイプ)が使用されると、抑制の逆説的効果が低減するということ、3認知的複雑性が高い人は、サブタイプ(非優位ステレオタイプ)の利用可能性が高く、ステレオタイプを抑制するさいに、サブタイプ(非優位ステレオタイプ)が代替思考として使用されやすく、その結果として、抑制の逆説的効果を生じさせにくいということが示唆された。ステレオタイプを抑制するさいに代替思考としてサブタイプを利用したり,サブタイプが利用されたりすることが,抑制の逆説的効果(ステレオタイプの抑制後に,かえってステレオタイプのアクセスビリティを高めるという現象,抑制のリバウンド効果ともいう)の低減・解消のために有効にはたらくかどうかを検討し,あわせて,ステレオタイプを抑制するさいにサブタイプが代替思考として利用されやすくなるような社会心理学的要因を同定するために,2つの社会心理学実験を実施した。実験1では,サブタイプの利用可能性を規定すると予測される,サブタイプの確立度(ないしは明瞭度)を測定し,あわせてステレオタイプ(女性に関するステレオタイプ)の抑制の逆説的効果のサイズを測定した.実験結果は,すべての実験参加者ではないものの,男性実験参加者において,サブタイプの確立度が高いほど,逆説的効果のサイズが小さくなるということを,部分的に確認し,論文として公表した。つづく実験2では,サブタイプの利用可能性を規定すると予測される個人差変数として,認知的複雑性を測定し,あわせてステレオタイプ(女性に関するステレオタイプ)の抑制の逆説的効果のサイズを測定した.実験結果は,やはり男性参加者に関してのみであるが,認知的複雑性が低い男性では,女性のステレオタイプを抑制したときに逆説的効果が生じやすいが,認知的複雑性が高い男性では,それが生じにくいことを確認した。3月31日現在,投稿準備中である。4月中には雑誌論文に投稿し審査を受ける予定である。ステレオタイプを抑制するさいに,どのような代替思考を利用すれば,抑制の逆説的効果(ステレオタイプの抑制後に,ステレオタイプのアクセス可能性が高まるという現象で,抑制のリバウンド効果ともいう)を低減できるかを検討するために,3つの実験を実施した.実験1は,ステレオタイプの下位構造をなすサブタイプの代替思考としての使用されやすさに着目し,サブタイプの確立度(ないしは明瞭度)が高い人ほど,抑制の逆説的効果を生じにくいという仮説を立て,女性ステレオタイプの抑制のさいに男性の実験参加者について,この仮説を実証し,論文として公刊した.(なお,女性の実験参加者については,仮説は実証できなかった.)実験2は,サブタイプの利用可能性を規定すると考え個人差変数として認知的複雑性に着目し,認知的複雑性が高い人ほど,抑制の逆説的効果を生じにくいという仮説を立て,女性ステレオタイプの抑制のさいに男性の実験参加者について,この仮説を実証し,論文として公刊した.(なお,この実験でも,女性の実験参加者については,仮説は実証できなかった.)実験3は,実験2の概念的追試であるが,抑制の逆説的効果の測定方法を改良し,女性ステレオタイプ抑制後に女性ステレオタイプの非意識的な潜在測定を行った.その結果,男性と女性の実験参加者に共通して,認知的複雑性の高い人ほど,抑制の逆説的効果が生じにくいという仮説が実証され,論文として現在審査中である.これらの成果は,ステレオタイプの抑制による逆説的効果を低減できる可能性を実証的に示すものとして重要な意義を持つと考えられる.社会科学本計画初年度に実施する予定であった,3つの実験のうち,初年度中には1つの実験しか予定していなかったが,2つの実験を実施し,2つの実験とも仮説を支持する結果であったが,それが限定的であるにとどまっていた.今年度は,そのうち1つの実験について,追実験を行い,確実な結果をえた.現在,もう1つの実験の追実験を計画しており,この実験と,最初に予定していた3つ目の実験を,本計画最終年度に実施する目途が立っているので,上記の区分とした.本年度は,上記の実験1のみを実施する予定であり,それを実施したが,その結果は,仮説の部分的な支持にとどまった。実験方法を改良した追加実験が必要であり,この点では,「(3)やや遅れている」」という評価になろう。しかし,翌年度に実施する予定であった実験2を本年度中に実施し,仮説を支持する結果を得た。この点では,「(1)当初計画以上に進展している」ことになろう。これらを総合的に評価して,上記の区分とした。

第1に,上記の最初の実験の方法を改良して,ステレオタイプ抑制の逆説的効果に果たすサブタイプの確立度の役割を明確にする実験を実施する.第2に,最初に予定していた,集団間関係を変数に組み込んだ実験を実施する.なお,これらと平行して,初年度と二年目のふつの実験で確実な証拠を得た,認知的複雑性と逆説的効果との関係についての論文を投稿する.第1に,上記の実験1の方法を改良して,ステレオタイプ抑制の逆説的効果に果たすサブタイプ確立度の役割を明確にする実験を実施する。第2に,上記の実験2に関しては,当初計画よりも進展しているので,さらに踏み込んだ実験を実施する。具体的には,認知的複雑性が,なぜステレオタイプ抑制の逆説的効果を小さくするのかについて,認知的複雑性が低い人と高い人とで,どのような代替思考が生成されているかを検討することによって明らかにする予定である。第3に,3年目に実施する予定の集団間関係を変数に組み込んだ実験のパイロット・テストを実施する予定である。該当なし
小児難病入院患者の病室外との映像コミュニケーションによる精神的支援と家族の支援

タブレット端末を用いた映像コミュニケーションシステムを利用して、病室・院内学級・他校・自宅等を結び、長期入院の難病患児への精神的サポートに寄与するかを検証した。病室と院内学級ではほとんどの児童に遠隔授業前後のストレス尺度の変化は見られなかったが、自宅療養中の患児と院内学級との遠隔授業において、ストレスや心身の自己評価の改善、学習意欲の向上、生活リズムが改善する個別事例が見られた。今後の更なる検討が必要と考える。平成25年度の計画としては、システムの構築と運用の開始を目指した。<システム・ソフトウェア>ビジュアル会議システムの構築のためにサーバを購入し、Linuxベースのオープンソースビデオ会議アプリケーションサーバを構築した。Flashストリーミング技術を使用したシステムのため、端末側にFlashが安定して使用できる必要性が生じた。ビデオ会議の品質は実用で使用できるレベルであった。<ネットワーク>当初、小児病棟の造血幹細胞移植病室と院内学級の間に構築された専用院内ネットワークを拡張する予定であった。病院情報システムの管理部局から、病院情報システム以外のLANの設置や無線LANの使用は不可とされ、携帯用回線の使用を提案された。そこで使用予定の病院内フロアや病室ごとの携帯電波強度、通信速度を調査を行った。携帯電話会社別のマップを作成し、それを参考に事業者を選定を進めている。サーバは病院内に設置し病院情報システムとは独立したネットワーク回線を利用した。<端末>患児、患児宅、および院内学級に貸し出すタブレット端末の選定を行った。システム、ネットワークの制限が明らかになり、LTE携帯回線が使用できること、Flashアプリケーションが安定して使用できること、患児が扱える耐久性・重量であること、および価格などを基準に、日進月歩する製品の中から選定の詰めを行っている。<院内学級>担任教師の協力を得て、既存の設備の確認、保守、再構築を行った。また必要な設備の洗い出し、研究方法の検討を行っている。<システムの評価>ビデオ会議の通信試験は成功し使用の耐えうるレベルであった。実証運用を行い、映像と音声によるコミュニケーションが滞りなく確実に機能することを確認する必要がある。平成26年度の計画としてはタブレット端末の購入、システムの運用開始、およびシステム・学習・ストレス度などの評価の開始を目指した。携帯電話回線網を使用できるタブレット端末を購入し、前年度に構築したWeb会議システムを介した運用を開始し、院内学級教師の全面的な協力の下、院内学級・病室・原籍校において学習・交流を行った。有線LANとPCを用いた以前の研究と比較し、どの病室でも使用可能となり、カメラ、マイクが一体化しているためタブレット端末本体のみの単純な構成となり、準備が簡単になり衛生面も改善した。タブレットは台数と運用面から院内学級の教師の管理となった。操作方法に慣れるに従い教師、児童ともタブレットの活用の機会が増え、また低学年でも簡単に操作が行えた。ただ不定期に映像送信が静止してしまう現象がみられた。院内学級小学部の児童7名にタブレットを使用して、(1)病室と院内学級との1児童と教師との1対1の学習(個別学習)、(2)病室と院内学級との1児童と他集団の学習(共同学習)、(3)院内学級と原籍校との共同活動・交流を行った。6例で患児に小児のストレス反応尺度を用いたストレスの評価を行うことができた。映像静止した場合は「いらいらする」などの項目が上がったが、それでも心、ストレスの項目は改善がみられた。一日を振り返る観察カードでは、「まあまあできた」から「しっかりできた」という自己評価が増えた。「テレビ電話が楽しかった」と記載する児童や、音楽会の練習に遠隔で参加でき本番に臨めた児童もいた。本システムは学習の満足度の向上やストレスの緩和に有益である可能性が示唆される。また小中学生だけでなく高校生にもニーズがあることが判明した。平成27年度は構築したWeb会議システムを使用して、院内学級教師の全面的な協力の下、院内学級の教室と病室、教室と自宅、教室と学校等においてタブレットを活用した学習や交流などの活動を行った。「学び、かかわり、癒し」をテーマに5つの授業形態を作り遠隔授業の実践を行った。院内学級小学部の児童8名が80回以上Web会議システムを使用し、タブレット使用前後の学習意欲・ストレス度などを評価した。心身の変化に関しては、院内学級の教室と病棟とを結んだ授業では、ほとんどの児童に授業前後の心身の変化は見られなかった。自宅療養の6年生女子は、遠隔授業後の感想から個別で学習できる安心感が伺われた。身体と心の項目がともに授業後に改善し、施行した2か月間の後半は常に良好な状態が続くようになった。自宅療養の1年生女子は「生活の記録表」の心身評価が、遠隔授業を行った日は「◎」行わなかった土日は「×」で心身状態の改善の可能性が示唆された。その他のメリットとしては、(1)病室と教室、病室と病室がつながる共同学習を通して、児童同士のかかわりが増え、学級の仲間を意識する児童が増えたこと、(2)仮想体験学習ではほとんどの児童が興味を示し、タブレットの映像を見る姿が見られたこと、(3)教室と原籍校との交流を通して、病院の外とかかわる機会を設定することができ遠隔授業の可能性が広がったこと、(4)タブレットのインターネット利用で、調べ学習が容易にでき、実験や観察が映像で確認でき、児童の学習への意欲的な姿と学力の定着がいくつかの場面で見られたことなどが挙げられる。

デメリットとしては、通信中に映像が静止し教師や児童がトラブルに対応できなかったことや、40分以上の長時間の授業は受ける側に負担となること、またWeb会議中教師が他の児童への対応ができなかった点が挙げられ、今後の検討課題である。システムや通信環境の整備などが遅れたため、実際の使用開始が遅れたが、システムの利用率も上がってきており、継続利用を行いデータを増やしていく予定である。平成28年度は前年度に引き続き院内学級教師の全面的な協力の下、タブレットを活用した遠隔授業や遠隔交流等の活動を行った。本年度は小学部に加え中学部での利用も行った。教室と病室との遠隔授業は110回(小学部9名85回、中学部5名25回)、教室と自宅との授業は2名8回行った。また市内小中学校の運動会、音楽会、始業式を中継して遠隔交流を行った。このほかインターネットを利用した学習を176回行った。授業の前後に可能な範囲で児が学習のふりかえりや自己評価を行った。事例としては、運動会の中継に大きな声で応援し自己評価の改善がみられた児や、遠隔授業の日は生活のリズムの改善がみられた一時退院中の児、また病棟の様子を中継後から少しずつ学習や工作に意欲的に取り組むことが増えたクリーンルームで治療中の児が見られた。また病院外の児童と手紙などのやり取りが増えたり、学習の遅れの不安を持つ中学生がクリーンルームでの治療中や自宅療養中も安心して学習する姿が見られた。閉鎖的な環境にある児の心身の自己評価や生活リズムに対して、タブレット端末を利用した映像コミュニケーションによる遠隔授業や遠隔交流が与える影響について、客観的・定量的な評価を目指したが、児童の自己評価の難しさ、機器の準備や操作習熟時間、トラブルや保守、病院内の無線通信制限、携帯電話通信費用など実施に当たっては予想以上の困難があった。またきょうだいとの遠隔交流は十分行えず評価はできなかった。しかし自己評価や生活リズムの改善する事例は確実に見られており、精神状態の安定や生活リズムの改善に寄与する可能性が示唆される。近年入院期間の短縮により自宅療養期間は長期化の傾向にあり復学までの期間の精神的な安定、生活リズム改善、学習の継続の重要性は増している。課題の通信費も教育委員会が予算化する見通しとなり関心も高まっている。今後の更なる検証が必要と考える。タブレット端末を用いた映像コミュニケーションシステムを利用して、病室・院内学級・他校・自宅等を結び、長期入院の難病患児への精神的サポートに寄与するかを検証した。病室と院内学級ではほとんどの児童に遠隔授業前後のストレス尺度の変化は見られなかったが、自宅療養中の患児と院内学級との遠隔授業において、ストレスや心身の自己評価の改善、学習意欲の向上、生活リズムが改善する個別事例が見られた。今後の更なる検討が必要と考える。病院内ネットワークの制限から、システム構築やタブレット端末導入が遅れたため、全体的に遅れているが、平成26年度は利用開始することができ、評価を行えた。さらに継続して研究を推進していきたい。
ペルシア時代後期のパレスチナにおけるユダヤ共同体の社会経済階級構造についての考察

ペルシア時代は旧約聖書,特にモーセ五書と預言書の形成において決定的な影響を与えた時代であるため、その時代におけるユダヤ共同体の社会経済構造を解明することが、旧約聖書学や聖書考古学において極めて重要な課題である。本研究では、聖書考古学及び文献学などによる多様なアプローチにより、ペルシア時代におけるユダヤ共同体の社会経済階級構造が、「古代農耕社会(Advanced Agrarian Society)」であると同時に、ポスト崩壊社会(Post-Collapse Society)的特徴をも持っていたという認識に到達した。平成21年は、これまでのペルシア時代におけるユダヤ共同体や周辺地域における社会経済階級構造についての研究史を整理し、従来の研究方法論の反省に基づいた新しい方法論の再構築を行った。その結果、ペルシア時代におけるユダヤ共同体の社会経済階級構造についての考察は、以下の三つのポイントに焦点を当てて、進めるべきであるという結論に至った。1.ペルシア時代に執筆された聖書のテキストと聖書考古学の成果を連携すること。2.ペルシア時代におけるユダヤ共同体は、孤立した経済社会単位ではなく、当時のペルシア帝国の一部分であったという事実に基づき、ペルシア帝国の政策や制度研究からのアプローチすること。3.当時のユダヤ共同体におけるペルシア帝国の政策の方向性は、農村化、商業化、軍事化、民族的集産主義化であったことから、その時代背景がモーセ五書の形成に与えた社会経済的、政治的、宗教的影響について考察すること。上述した三つのポイントに基づいて、創世記18章における独特な審判思想がペルシア時代におけるユダヤ共同体の社会経済的階級構造の特異性によって生じたものであるという新しい仮説を打ち立て、その研究成果をまとめ、2009年10月19日、日本聖書学研究所にて、「全地をさばく者は公義を行うべきではないか-創世記18章における神の懲戒的正義の思想史の位置について」というテーマで研究論文を発表した。そして、さらにこの研究論文内容を発展させ、英語に翻訳し、2009年11月にアメリカで行われたSociety of Biblical Literature(世界聖書学会)において、「Shall not the Judge of all the earth do right?-The Problem of YHWH's Punitive Justice in Genesis 18 and Ezekiel 14&18 : Historical Development of Theological Concepts」というテーマで研究論文の発表を行った。この研究論文は、これまで研究者たちによって、バビロン捕囚期以前にヤーウィスト(J)によって記された神人同形論に基づく原始的物語として捉えられた創世記18章が、非常に洗練された個人主義的倫理感覚に基づいたペルシア時代のテキストであるということを文献学的、考古学的、社会学的に論証し、新しい解釈の可能性を示し、旧約聖書のモーセ五書を形成した当時のユダヤ社会の全体像を理解するための重要な手がかりを与えたと評価できる。上述した研究成果の内容を集約した論文が、平成22年度に聖書学論集第42号を通して出版される予定である。平成22年度は、本研究の最終の年であるため、ペルシア時代におけるユダヤ共同体の社会経済構造について活発な学術活動を行っている国際的研究者たちを招聘し、これまでの2年間の研究成果の集大成として、国際シンポジウムを開催した。イスラエルからDr.Avraham Faust(Bar-Ilan University)、Dr.Oren Tal(Tel Aviv University)、Dr.Alexander Fantalkin(Tel Aviv University)の3人の世界的に著名な聖書考古学者を招聘し、守屋彰夫教授(東京女子大学)、佐野好則教授(国際基督教大学)、および研究代表者の計6名のパネリストがペルシア時代におけるユダヤ共同体とその周辺地域の社会経済構造について論文発表を行った。ペルシア時代は旧約聖書の形成において決定的な影響を与えた時代であるため、その時代におけるユダヤ共同体の社会経済構造を理解することが、旧約聖書学や聖書考古学において極めて重要な課題である。特に今回のシンポジウムでは、従来紀元前450年頃であるとされてきたモーセ五書の正典化が、実際は、紀元前400年頃に行われたのではないかという新しい仮説について様々な観点から、旧約聖書学者、聖書考古学者および歴史学者の間で、活発な意見交換や議論を可能にした大切な機会であった。今回のシンポジウムには、学外の聖書考古学者および旧約聖書学者が来場し、パネリストとの有意義な質疑応答も行われた。一般公開(2日間)の来場者数は、統計約70名であった。シンポジウム終了後に行われた6名のパネリストによるディスカッション・セッションでは、シンポジウムによって得られた新しい認識に基づいて、各パネリストが今年6月末までに原稿を完成し、出版することで合意し、現在準備を進めている。出版については、世界的人文科学出版社であるSheffield Phoenix Pressと出版契約をすでに結び、「From Judah to Judaea : Socio-economic Structures and Processes in the Persian Period」というタイトルで2012年の出版を計画している。
偏光選択性二光子吸収を利用した光子対の生成

本年度(平成16年度)は,我々の考案した偏光選択性二光子吸収による光子対の生成法にもとづき,その実験的検証を行なった.従来のパラメトリック下方変換を用いた方法では,入射するレーザ光の半分の周波数の光子対が生成されるのに対して,二光子吸収を利用した我々の方法では,入射したレーザ光と同じ周波数の光子の対が生成されるという特徴がある.原子のS-S間二光子遷移には偏光選択性があることが知られているので,我々はルビジウムの5S-7S間二光子遷移を利用することにした.理論的な考察により,縮退二光子遷移では二光子吸収確率が著しく小さいために光子対が検出不可能であると判断し,波長の違う2種類のレーザ光を用いることで仮想準位と実中間準位との差(離調)を小さくして,吸収確率を大きくすることにした.非縮退の二光子吸収であることと,離調が小さくなることから,選択則も慎重に見直す必要があったが,離調が中間状態の超微細構造より大きければ必要とされる選択則が成り立つことを確認した.以上の考察から実験には,780nmの波長と740nmの波長の光源が必要となる.780nmの光源には外部共振器型半導体レーザを利用し,740nmの光源にはチタンサファイアレーザを利用することにした.780nmの光と740nmの光を対向方向から入射し,それらの波長をルビジウムの5S-7S間二光子遷移に同調させることにより,励起準位からの緩和光をドップラーフリーの信号として観測することに成功した.また,偏光選択性を確認するために,両レーザの偏光を同円偏光と逆円偏光とし,励起速度を測定したところ,同円偏光にしたときの方が励起速度が大きいことが分かり,偏光選択則が成り立っていることが分かった.2つの光子が同時に放出される光子対と呼ばれる状態は2光子干渉や偏光の量子相関をはじめとする多くの量子光学の実験に利用されている.また量子通信や量子計算といった新しい情報処理への応用も期待されている.現在までのところ,光子対の生成には自発パラメトリック下方変換が利用されており,ポンプ光を形成する光子を半分の周波数をもつ2つの光子に変換することで実現されている.これに対して,われわれは,偏光選択性のある2光子吸収を利用して,コヒーレント光からそれと同じ周波数をもつ光子対を作り出す方法を考案した.本研究はこの提案にもとづく実験を行い,光子対の性質を研究することを目的としている.本年度は上記の実験に必要とされる,光子検出器の開発とその量子効率の測定を行った.光検出器にはアバランシェフォトダイオード(APD)を利用した.APDで単一光子を検出するには,過剰バイアス状態で動作させる必要があり,光子検出後に雪崩電流を止めるためのクエンチ回路を設けなければならない.ここでは高速動作の汎用CMOS論理回路を用いたクエンチ回路を新たに考案し,試作と特性評価を行った.その結果,上記の光子対生成の実験に十分利用できる性能をもつ,光子検出器を開発することができた.とくに,汎用の論理ICだけで,全固体単一光子検出器が実現できたことは有意義であり,将来,カスタムIC化することで,高感度光検出器アレイなどにも応用が広がるものと期待される.本年度(平成16年度)は,我々の考案した偏光選択性二光子吸収による光子対の生成法にもとづき,その実験的検証を行なった.従来のパラメトリック下方変換を用いた方法では,入射するレーザ光の半分の周波数の光子対が生成されるのに対して,二光子吸収を利用した我々の方法では,入射したレーザ光と同じ周波数の光子の対が生成されるという特徴がある.原子のS-S間二光子遷移には偏光選択性があることが知られているので,我々はルビジウムの5S-7S間二光子遷移を利用することにした.理論的な考察により,縮退二光子遷移では二光子吸収確率が著しく小さいために光子対が検出不可能であると判断し,波長の違う2種類のレーザ光を用いることで仮想準位と実中間準位との差(離調)を小さくして,吸収確率を大きくすることにした.非縮退の二光子吸収であることと,離調が小さくなることから,選択則も慎重に見直す必要があったが,離調が中間状態の超微細構造より大きければ必要とされる選択則が成り立つことを確認した.以上の考察から実験には,780nmの波長と740nmの波長の光源が必要となる.780nmの光源には外部共振器型半導体レーザを利用し,740nmの光源にはチタンサファイアレーザを利用することにした.780nmの光と740nmの光を対向方向から入射し,それらの波長をルビジウムの5S-7S間二光子遷移に同調させることにより,励起準位からの緩和光をドップラーフリーの信号として観測することに成功した.また,偏光選択性を確認するために,両レーザの偏光を同円偏光と逆円偏光とし,励起速度を測定したところ,同円偏光にしたときの方が励起速度が大きいことが分かり,偏光選択則が成り立っていることが分かった.
三陸海岸沿い沖積平野の掘削調査に基づく第四紀地殻変動の復元と隆起・沈降要因の推定

超巨大地震に関連した隆起・沈降要因の解明を大きな目標として、東北地方太平洋沖地震時および、地震前の数十年間に地盤の沈降が報告される三陸海岸南部の陸前高田平野および気仙沼大川平野で過去1万年間の地殻変動の傾向を推定した。両地域ともに、沖積層の解析から推定された約1万年前の海面高度が、地殻変動を含まないモデル計算で推定される同時期の海面高度よりも低いことから、当該地域が過去1万年間全体としてみると沈降傾向にある可能性を指摘できた。三陸海岸における過去数千万年程度の地殻変動の実態し、当該地域の隆起・沈降要因を明らかにするため、今年度は三陸海岸南部に位置する沖積平野である気仙沼大川平野の発達過程に着目して研究を実施した。気仙沼大川平野では、1本のオールコアボーリングを採取した。また、東北地方太平洋沖地震後の震災復興工事で実施されたボーリング柱状図や土質試料を入手した。これらの地質試料に対し、岩相記載・粒度分析・貝化石の同定・放射性炭素年代測定などの各種分析を行った。その結果、当該地域の完新統が下位から、網状河川堆積物、干潟堆積物、内湾堆積物、デルタフロント堆積物、干潟分流路堆積物から構成されることが明らかとなった。また、合計50程度の年代測定値から描いた堆積曲線はデルタの発達に対応した形態であり、堆積物の特徴から推定されるデルタの発達と調和的であることが明らかとなった。また、平野の上流から下流を通じた地質試料と年代測定値に基づいた地形・地質断面図からは、当該地域は遅くとも5000年前以降にはデルタの前進が生じていることが明らかとなった。当該地域で大規模な沖積平野と同様のデルタの発達が見られる理由として、気仙沼大川平野が閉鎖的な内湾の湾奥に位置し、埋没谷の幅が狭く、相対的に河川作用が卓越したことを提示することができた。今年度の結果は数千万年スケールでの地殻変動を明らかにする上での基礎的で有意義なものであり、次年度の研究計画を遂行する上での準備ができた。2011年東北地方太平洋沖地震時の沈降や地震前数十年間の急速な沈降、および地形学的に示唆される10万年間の隆起というように、東北地方太平洋側に位置する三陸海岸では対象とする期間によって地殻変動が異なって見える。当該地域において、海成段丘の存在を理由に10万年間の隆起傾向が指摘されてきたが、特に三陸海岸南部においてそれら段丘地形の分布は断片的かつ、地形形成時期を示す年代データが不足しており、海成段丘から地殻変動を解読するのは難しい。そこで、本研究では沖積平野に焦点を当てて、当該地域の隆起・沈降要因の推定に向けて沖積層の解析を行ってきた。最終年度にあたる平成25年度は、前年度に採取した沖積層試料や東北地方太平洋沖地震の復興工事で得られたボーリング柱状図や土質試料の解析結果をまとめるとともに、学会や論文で発表してきた。気仙沼大川平野において掘削した堆積物コアおよび、震災復興関係で得られた工事ボーリングの柱状図や土質試料の解析に基づいて、当平野の過去1万年間の堆積環境変化や堆積地形変化を復元した。その結果、当該地域が三角州平野の発達に該当する堆積地形が見られることを明示した(丹羽ほか,2015;地形)。さらに、これらの知見を踏まえて地殻変動傾向を見積もったところ、当該地域が過去1万年間全体として沈降傾向にある可能性を示した(丹羽ほか,2015;地学雑誌)。本年度はさらに、三陸海岸南部の他の平野のボーリングデータの収集なども行い、次年度以降に三陸海岸のより広域的な範囲で地殻変動データ取得をする準備も行った。掘削調査や柱状図データの取得などを予定通りに順調に行うことができた。また、堆積物試料の解析など、過去数千万年スケールでの地殻変動を解読する上での基礎的なデータの取得も予定通りに遂行することができ、次年度の研究計画を遂行する準備が整った。そのため、研究がおおむね順調に進展していると判断した。地形学今年度得られた当該地域の平野の発達過程や地層の形成過程を踏まえ、過去数千万年スケールでの地殻変動の実態を解読する。また、気仙沼大川平野以外の三陸海岸の沖積平野でも調査を行い、三陸海岸の数千数万年スケールでの地殻変動の実態を明らかにし、測地観測による数十百年間の短期変動や海成段丘による十万年スケールでの変動と比較検討し、隆起・沈降の要因を解読する。
スパース性に基づく大自由度非線形システムのデータ駆動型縮約モデリング手法の構築

大自由度で非線形性が強い複雑なシステムは、生命現象や地球科学現象を筆頭として実世界に数多く存在しており、近年ではそのような系から大量の測定・観測データが得られるようになっている。そのような現象を本質的に理解するためには、系を支配する主要な変数に着目することによって次元を縮約し、スパースな数理モデルに基づく考察を行う必要があると考えられる。本研究計画では、そのような非線形力学系に対する次元縮約理論の定式化を目的としていた。平成29年度は、この研究計画の2年目で最終年度であり、主に以下に述べるような項目について研究を実施した。(1)偏微分方程式で記述される散逸力学系のKoopman作用素論に基づく縮約法の定式化。昨年度の研究で得られた常微分方程式系に関する同様の結果を拡張して、平衡解に緩和する解を持つ偏微分方程式系やリミットサイクル解に収束する解を持つ偏微分方程式系についてもKoopman作用素の固有汎関数を導入することによって系を大域的に線形化でき、平衡解やリミットサイクル解の近傍で縮約した振幅方程式や位相振幅方程式を導出できることを示した。(2)集団振動するネットワーク結合力学系の集団位相縮約。集団振動解を持つネットワーク結合力学系に対する縮約位相方程式を一般的に導出してネットワーク間の集団位相同期現象を議論した。(3)縮約モデルに基づく同期現象の最適化。偏微分方程式系に対する位相縮約法を応用して複数の時空リズム間の同期現象の最適化を議論した。これらの内容の一部は既に学会や論文として公表済みであり、また一部については論文として公表準備中である。29年度が最終年度であるため、記入しない。大自由度で非線形性が強く正確な数理モデルの構築が難しい複雑なシステムは、地球科学現象や生命現象をはじめ実世界に数多く存在し、コンピュータや計測技術の進歩により、そのような系から大量の観測データが記録・蓄積されてきている。大自由度の非線形力学系を理解するためには、系を支配する本質的な変数に注目して数理モデルの次元を削減する必要がある。力学系における縮約理論は系の本質的な変数のダイナミクスを抽出する有効な数理的手法だが、系の数理モデルが知られていない場合には適用できない。本研究では、順問題である力学系の縮約理論を発展させるとともに、逆問題的なアプローチとして、観測データから系の主要なモードを抽出し、それらの相互作用を推定することにより、データ駆動型の縮約数理モデリング法の確立を目指す。この研究課題は新学術領域「疎性モデリング」の公募研究として平成26-27年度に実施した研究を引き続き発展させるものであり、今年度はその1年目である。力学系の縮約理論に関しては、連続な運動と不連続なジャンプを併せ持つハイブリッド力学系の振動状態に対する位相方程式の導出、リミットサイクル軌道に向けて緩和する軌道に沿ってKoopman作用素に基づいて定義した位相と振幅の従う方程式の導出などを実施し、また、観測データからの位相方程式の粒子フィルタによるデータ同化法や、カーネル化された動的モード分解によるKoopman作用素の固有値と固有関数の推定のための最適なパラメータ決定法の提案、その他、関係する研究を実施した。得られた結果の一部は、学術誌、国際会議、研究会などにおいて発表した。順問題である力学系の縮約理論を発展については、ハイブリッド力学系に対する新たな位相縮約法などを提案し、論文として公表した。逆問題については、位相モデルに基づくデータ同化手法の有効性が分かり、研究会等にて公表した。カーネル化した動的モード分解による力学系のKoopman作用素の固有値および固有関数の推定がある程度有効であることが明らかになりつつあり、この結果を発展させてデータに基づく力学系からの縮約方程式の抽出法を提案してゆく。
波長変調微分測光法によるICP発光分光分析の研究

1.本研究は、2次元の光検出器であるイメージ・ディセクターを分光器の検出器として使用し、発光分光分析用の検出器としての特性を調べるとともに、これをICP発光分光分析に応用してその実用性を確かめることを目的としたものである。ことに、イメージ・ディセクターを用いると、従来の機械的な方法ではなく、純電子的に波調変調を行うことができ、これにより微分測光を行ってICP発光分光分析の特長を最大限に利用できる点に大きな意義がある。2.本研究ではまず、イメージ・セレクターを小型のモノクロメーターにつけて、分光感度特性,分解能,2次微分スペクトル測定の可能性,などを調べ、感度の点では通常の光電子増倍管には劣るが、電子的な波長走査ができることから、微分測光に極めて有用であること、コンピューター制御による多元素同時定量にも使用できるという結論を得た。3.次いで、本検出器を大型の分光写真器に取付けて、ICP発光分光分析に応用した。ICP発光分光分析は、近年高感度な溶液試料の分析法として大いに発展しつつある方法であるが、従来はマルチチャンネル分光器、あるいはコンピューター制御のモノクロメーターと組合せて使用されている。分光写真器の写真乾板取付枠を外し、スペクトル焦点面にイメージ・ディセクターの光電面が当るようにこれを固定した。測光方式としては、直流増幅方式の外に、微分測光方式及びディジタル積算方式を利用した。直流増幅方式ではイメージ・ディセクターの特長を生かすことができず、感度も光電子増倍管に比べて遙かに劣るが、微分測光方式ではバックグラウンドの自動補正ができ、ディジタル積算方式では多元素同時定量を純電子的な波長走査でできる、などの実用的にも優れた測定ができることが実証された。
小規模多機能型居宅介護併設の高齢者向け住宅の実態把握と建築計画的留意点の抽出

本研究では、高齢者向け住宅併設型および、サービス圏域が小規模化された地域における小規模多機能型居宅介護の実態把握を行った。主な調査方法は、介護職員ヒアリング調査、介護記録閲覧調査、入居者行動観察調査である。その結果、高齢者向け住宅併設型では、(1)高齢者向け住宅への頻繁な夜間の訪問介護が可能となる。(2)退院後の在宅復帰が早まるということが明らかとなり、サービス圏域を小規模化した施設では個別の状況に対応した訪問介護が提供されていた。本研究では、高齢者住宅に小規模多機能型居宅介護(以下、小規模多機能)を併設する効果および問題点について検討するために、兵庫県芦屋市にある施設おいて2つの調査を実施した。(1)小規模多機能による柔軟なケアの提供が入院患者の在宅復帰に及ぼす影響小規模多機能の利用者の中から退院直後の2名(高齢者住宅居住者1名(要介護5)、在宅高齢者1名(要介護2))を取り上げ、対象者の居場所・介護・看護・医療内容を介護職員に記入してもらう職員アンケート調査を実施した。調査期間は退院から30日間である。その結果、両名とも退院直後は小規模多機能の宿泊を利用していたが、高齢者住宅の入居者は9日目に在宅復帰が可能となった。一方、在宅高齢者は退院後22日目に在宅復帰が可能となったが、数日後には再び小規模多機能の泊まりを利用していた。夜間(18時翌6時)の介護内容をみると高齢者住宅には、排泄介助が2回、体位交換が2回と小規模多機能宿泊時と同等のケアがなされていたが、在宅の高齢者には夜間のケアが行われていなかった。(2)小規模多機能+高齢者住宅における日中の過ごし方7時から19時の時間帯における小規模多機能の全利用者に対する行動観察調査を実施した。調査日数は8日間である。調査の結果、高齢者住宅入居者の小規模多機能内での過ごし方は、車いす上の生活が大半であり、他者との関わりはほとんど見られなかった。以上の結果から小規模多機能を併設した高齢者住宅では、特別養護老人ホームなどの24時間体制の施設と同等のケアを提供することができ、入院後の早期在宅復帰を行いやすくなると考えられる。だが、日中は基本的な生活行為(食事、排泄、入浴)のみであり、外出などの行動は見られなかった。今後は、施設とは異なる「住宅」に居住することのメリットを検討していく必要があると考えられる。小規模多機能型居宅介護(以下、小規模多機能)は通い、泊まり、訪問という3つのサービスを包括報酬の中で提供できる柔軟性の高い介護保険サービスである。このサービスをより効果的に運用していくためには、利用者のサービス圏域が小範囲であることが望ましい。そこで本研究では、福岡県大牟田市にあるA施設を調査対象とし、サービスと住宅の関係性およびサービス圏域のあり方について検討を行った。調査対象とした大牟田市には、23箇所の小規模多機能が市内全域に整備されており、サービス圏域がほぼ小学校区に限定されている。さらにA施設は高齢化が進む市営住宅に隣接しており、サービスと住宅の関係性を調査しやすい状況にある。調査方法は、介護記録の閲覧調査および施設管理者に対するヒアリング調査である。なお、調査データの採取に際しては個人情報の保護に留意し、個人名はすべて記号化した。閲覧調査で用いたデータは、2008年9月から2011年1月31日のものである。以下、結果を列挙する。(1)一般的な通所介護に比べて送迎時間の幅が広く、1回あたりの送迎人数が少ない。(2)10分未満の短時間の訪問介護が頻繁に実施されている。安否確認だけではなく、洗濯物の取り入れや薬の服薬確認など生活援助や看護サービスも実施されている。また、市営住宅とその他の地域との比較では、市営住宅の方がより近い位置に立地しているが、周辺住宅との差は見られなかった。(3)利用者のサービス利用形態は、利用者の身体状況の変化に対応して柔軟に変更されていた。訪問中心型の利用者の身体状況が低下するにつれ、泊まりの頻度を多くするなど利用者の体調や家族の状況に合わせたサービスが提供されていた。以上のように、柔軟なサービス形態とサービス圏域の小規模化により、利用者の1日のリズムに合わせたケアや、体調の変化に対応したケアが実現されていた。
運動が糖尿病を抑制する分子機序の遺伝子工学的アプローチによる解明

運動の重要な要素の一つ「筋収縮」は、インスリンに比肩する強力な糖取り込み促進効果を骨格筋にて発揮するが、その細胞内メカニズムは長く不明のままであった。これまで申請者は、(1)運動/筋収縮はインスリンとは異なる細胞内情報伝達経路で糖取り込みを促進する、(2)AMPキナーゼと呼ばれる分子が糖取り込みの調節に関与している、(3)加えて、筋収縮時の調節にはAMPキナーゼ以外の分子も関与する、(4)その未知の分子はAMPキナーゼと同様にLKB1の下流で働く分子の可能性がある、ことを明らかにしてきた。平成22年度は、LKB1を骨格筋時的にノックアウトした遺伝子組換えマウスを用いて、AMPK-related kinaseファミリー・メンバーの一員であるSucrose nonfermenting AMPK-related kinase(SNARK)が、筋収縮時に糖取り込みを促進させる細胞内情報伝達を媒介する分子であることを明らかにした。以上のことから、骨格筋には少なくとも糖取り込みを促進する細胞内情報伝達経路が3つ存在し(インスリン経路、AMPキナーゼ経路、SNARK経路)、筋収縮および運動による糖取り込みはAMPキナーゼおよびSNARK経路によって調節されていると考えられた。筋収縮は骨格筋においてインスリンに比肩する強力な糖輸送促進効果を有すが、その効果はインスリンの細胞内情報伝達とは異なる独自の調節経路によって惹起される。運動がインスリンとは独立して糖輸送を促進しうる事実は、糖尿病の予防や治療に運動が有効性であることの科学的根拠となるため、その経路を構成する分子を同定することが重要となる。AMPキナーゼは細胞内エネルギーの監視センサーとして働く分子であり、筋収縮時の主要な糖輸送調節因子ではないかと考えられてきた。研究代表者は、AMPキナーゼを骨格筋において不活性化させた遺伝子組み換えマウスを複数作製した。その結果、AMPキナーゼは骨格筋において、α2サブユニット由来のキナーゼ活性が糖輸送を促進し、細胞内エネルギーレベル低下時の唯一の糖輸送調節分子であるが、筋収縮の場合には他の分子も調節に関わることを明らかにした。