hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ANSDに対する遺伝子解析とその臨床像に関する検討

Auditoryneuropathy spectrum disorder(ANSD)とは、OAEが正常でABRが無反応もしくは異常反応となる新しい疾患である。本研究では、ANSD患者に対する遺伝学的背景を明らかにし、遺伝子変異が明らかとなった症例に対する人工内耳の効果を詳細に検討した。ANSD患者25名中19例(76.0%)に原因遺伝子と思われる変異を同定することができた。原因遺伝子の内訳はOTOF遺伝子が大多数(72.0%)であることが確認された。また、OTOF遺伝子変異によるANSD患者の発達状況は一般的な人工内耳装用児と同等であった。末梢血より抽出されたDNAを用い、OTOF,PJVK,GJB2遺伝子のスプライシング部位を含む全エクソン領域を直接シークエンス法により解析した。病的変異の判断は、変異の種類、家系内での整合性、コントロール群における頻度などを検討して行った。今回変異検索を行った11人中8名(72.7%)に少なくとも一つのOTOF遺伝子変異を認めた。変異の内訳としては3名がホモ接合体、3名がコンパウンドへテロ接合体、2名がヘテロ接合体であった。PJVK,GJB2遺伝子変異は認めなかった。よって、今回変異検索を行った11人中6名(54.5%)がOTOF遺伝子変異による難聴の確定診断となり、ヘテロ接合体の2名(18.2%)もOTOF遺伝子変異による難聴の可能性があると考えられる。よって、日本人ANSD患者における原因遺伝子の内訳はOTOF遺伝子(54.572.7%)、PJVK遺伝子(0%)、GJB2遺伝子(0%)であることが明らかとなった。また、OTOF遺伝子のp.R1939Q変異はfounder effectにより日本人において高頻度で同定される変異であることが知られており、今回OTOF遺伝子変異が同定された8名のうち7名(87.5%)がp.R1939Q変異を有していた。ANSD患者においてはp.R1939Q変異のスクリーニングを行うことにより、診断率の向上が見込めると考えられる。平成27年度は、昨年度に引き続き当施設および共同研究施設より収集されたAuditoryneuropathy spectrum disorder(ANSD)の臨床像を示す患者に対する変異解析を行い、また、ANSD患者の中で遺伝子変異が同定された症例に関して人工内耳の効果について検討を行った。昨年度までに収集されたANSD症例は15例に増加した。これらの症例の末梢血より抽出されたDNAを用い、OTOF,PJVK,GJB2遺伝子のスプライシング部位を含む全エクソン領域を直接シークエンス法により解析した。今回変異検索を行った15人中11名(73.3%)に少なくとも一つのOTOF遺伝子変異を認めた。変異の内訳としては6名がホモ接合体、3名がコンパウンドへテロ接合体、2名がヘテロ接合体であった。また日本人において高頻度で同定されるfounder mutationであるp.R1939Q変異はOTOF遺伝子変異が同定された11名のうち10名(90.9%)に認めた。ANSD患者においてはp.R1939Q変異のスクリーニングを行うことにより、効率的な診断が見込めると考えられる。今年度はANSD患者の中でOTOF遺伝子変異が同定された症例のうち、臨床データが渉猟し得た4症例に関して人工内耳の効果について検討を行った。人工内耳の装用閾値は条件詮索反応聴力検査(COR)もしくは純音聴力検査にて評価した。4症例の装用閾値の平均は35.6(±4.4)dBであり、一般的な人工内耳装用児の装用閾値との差異は認めなかった。また、幼小児人工内耳の標準的評価方法であるIT-MAISによる評価でも、人工内耳装用後6ヶ月、1年後の評価にて良好な結果となっていた。装用閾値、IT-MAISの結果からはANSDに対する人工内耳の効果は一般的な人工内耳装用児に劣らないと考えられる。当初の予定通りにANSD症例の遺伝子解析を行うとともに臨床像の収集を行うことができた。平成28年度は、ANSD患者25症例の末梢血より抽出されたDNAを用い、OTOF,PJVK,GJB2遺伝子のスプライシング部位を含む全エクソン領域を直接シークエンス法により解析した。その結果、変異検索を行った25人中18名(72.0%)に少なくとも一つのOTOF遺伝子変異を認めた。変異の内訳としては7名がp.R1939Q変異のホモ接合体、9名がコンパウンドへテロ接合体、2名がヘテロ接合体であった。1名(4.0%)にGJB2遺伝子変異を認め、c.35insGとc.235delCのコンパウンドへテロ接合体であった。PJVK遺伝子変異は認めなかった。したがって、日本人において高頻度で同定されるfounder mutationであるp.R1939Q変異はOTOF遺伝子変異が同定された18名のうち16名(88.9%)に認めた。

また、ANSD患者の中でOTOF遺伝子変異が同定された症例のうち、臨床データが渉猟し得た5症例に関して人工内耳の効果について検討を行った。5症例9耳の装用閾値の平均は35.8dBであり、一般的な人工内耳装用児の装用閾値との差異は認めなかった。また発達評価としては新版K式発達検査、WISC-IV、日本語言語発達検査パッケージであるALADJINなどを用いて評価を行ったが、OTOF遺伝子変異によるANSD患者の発達状況は一般的な人工内耳装用児と同等であった。Auditoryneuropathy spectrum disorder(ANSD)とは、OAEが正常でABRが無反応もしくは異常反応となる新しい疾患である。本研究では、ANSD患者に対する遺伝学的背景を明らかにし、遺伝子変異が明らかとなった症例に対する人工内耳の効果を詳細に検討した。ANSD患者25名中19例(76.0%)に原因遺伝子と思われる変異を同定することができた。原因遺伝子の内訳はOTOF遺伝子が大多数(72.0%)であることが確認された。また、OTOF遺伝子変異によるANSD患者の発達状況は一般的な人工内耳装用児と同等であった。当初の計画通り、重度難聴患者の遺伝子スクリーニングを実施し、各遺伝子変異の臨床的特徴を明らかにした。昨年度に行った装用閾値、IT-MAISを用いた検討からはANSDに対する人工内耳の効果は一般的な人工内耳装用児に劣らないと考えられるが、H28年度は対象症例数を増やした上で、他の検査項目を加えてより詳細な検討を行う。人工内耳の効果については装用閾値や、幼小児人工内耳の標準的評価方法であるIT-MAIS、LittlEARs、発達検査や知能検査(遠城寺式乳幼児分析的発達検査法、新版K式発達検査、WISC-III知能検査など)、ハビリテーションの実施状況や通学・通園状況の確認など、多方面においてANSD患者の臨床像の把握を行う。得られた臨床像から、ANSD患者における人工内耳後の問題点があればそれに対する介入方法の検討を行う。また、H28年度も引き続き当施設および共同研究施設より収集されたANSDの臨床像を示す患者に対する変異解析も行う。ANSD患者の原因の大半(73.3%)を占めることが明らかとなったOTOF遺伝子の中でもfounder effectにより高頻度(90.9%)に認めるp.R1939Q変異を中心に変異解析を行い、確定診断率の向上を目指す。耳鼻咽喉科学平成27年度は、Auditoryneuropathy spectrum disorder(ANSD)患者の中で遺伝子変異が同定された症例に関して人工内耳の効果について詳細に検討する。従来の報告では、人工内耳の効果が良好とされているOTOF遺伝子変異であるが、自験例では必ずしも言語発達が良好ではない症例も存在する。詳細な検討を行うと語音聴取能が必ずしも良好ではない可能性があり、複数の症例において検討を行う。人工内耳の効果については装用閾値や、幼小児人工内耳の標準的評価方法であるIT-MAIS、LittlEARs、発達検査や知能検査(遠城寺式乳幼児分析的発達検査法、新版K式発達検査、WISC-III知能検査など
Ischemlc LTPの発生機構:機能分子としてのグルタミン酸受容体の解析

短時間の脳虚血後数日の時間経過ののち発生する遅発神経細胞死は、虚血後に投与されたグルタミン酸受容体拮抗薬により軽減される。このことはグルタミン酸受容体が虚血後の段階で神経細胞死決定に重要な要因として働いていることを示唆している。そこでグルタミン酸受容体の虚血後機能変化について検索した結果,グルタミン酸受容体の反応増強が虚血後12時間にわたって発生していることを観察した。本研究では、このグルタミン酸受容体の反応増強の発現機構を検討した。スナネズミに5分間の一過性脳虚血を負荷することにより海馬CA1錐体細胞に遅発神経細胞死をプログラミングした。グルタミン酸受容体の反応増強が最も顕著に観察される虚血3時間後の時点で厚さ300μmの海馬スライスを作製した。スライス・パッチクランプシステムを用いて顕微鏡直視下で虚血海馬スライスCA1錐体細胞のNMDAおよびAMPA受容体チャネルの機能変化をsingle channel recording法を用いて検索した。その結果、NMDAおよびAMPA受容体チャネルにおいては、コンダクタンスには変化がなかったが、チャネル平均開持続時間および開確率がともに虚血を負荷していない対照群に比べ有意に増加していた。また、Mg^<2+>によるNMDA受容体チャネル電位依存的抑制作用の減弱およびAMPA受容体チャネルのCa^<2+>透過型への変動は観察されなかった。以上のことから、短時間の脳虚血後12時間にわたって観察されるグルタミン酸受容体の反応増強はNMDAおよびAMPA受容体チャネルの平均開持続時間および開確率の増加がその一因となっていると考えられる。
酸素発生能を利用した藻類毒性試験の開発とその自然水系への適用

藻類の酸素発生速度が毒性物質の存在により抑制されることを利用した酸素発生抑制試験の方法を確立し,その試験感度に対する栄養条件の影響を把握するとともに,実際の自然水に対してこの方法を適用する可能性とその意義について検討を行った。その結果,標準種(Selenastrum capricornutum)と標準的な検査培地であるAAP培地を用いた場合,6時間で毒性評価が行える迅速法としての酸素発生抑制試験方法を確立することができた。また,銅を供試物質として培地中の各成分濃度を変えた時の酸素発生抑制を調べることにより,培地成分が試験感度に与える影響を調べた結果,成分によって影響の仕方が異なることが確認できた。このことは,標準培地で評価した毒性が必ずしも実環境中での影響を代表するものではないことを示唆するものであった。さらに,酸素発生能が藻類共通の性質であると考え,標準種の代わりに実環境中に存在する藻類を用いる試験について検討を行った。その結果,もともと一次生産力の極めて小さい水域を除けば酸素発生抑制試験を適用することは可能であり,水域によっては標準種・標準培地の組み合わせよりも数十倍感度が高い,すなわち毒性物質の影響を受けやすい場合があることが明らかとなった。以上のことから,現場に即した酸素発生抑制試験を行うことは,標準的方法よりも現場に即した情報を提供できるという点で利用価値があるものと考えられた。従来の藻類生長阻害試験の欠点のひとつである迅速性を改良するために,細胞量の変化の代わりに酸素発生量を指標とした酸素発生抑制試験を考案し,その試験条件について検討している。供試藻類には藻類生長阻害試験の標準種として広く用いられている緑藻の一種Selenastrum capricornutumを使用している。これまで,標準的検査培地であるAAP培地を使用したときの試験条件については一部改良の余地はあるものの検討が済んでおり,藻体濃度を20mgSS/Lに設定すれば8時間で従来法と同様の感度で毒性評価が行えることがわかっている。本研究ではこの毒性試験手法を実環境水のようにAAP培地に比べて栄養レベルの低い検水に適用できるかどうかを確認すると同時に,その際の試験条件について検討することを目的としている。特に本年度は,栄養元素のうち閉鎖水域の富栄養化の指標として重要視されている窒素およびリン濃度を低く設定したときに試験感度,精度にどのような影響が生ずるかに焦点を充てて検討を行った。その結果,AAP培地の組成成分全体の濃度を比例的に希薄にしていくと,1/10程度の濃度で十分な酸素発生が得られなくなり,その結果,十分な精度を持って毒性評価ができなくなることがわかった。しかし,窒素およびリン濃度をそれぞれ単独で下げた場合には試験感度および精度にはほとんど影響が見られないことがわかった。このことから,試験感度および精度は水質に影響されるが,その要因は窒素やリン以外の成分であることが示された。次年度以降,試験結果に影響を与える因子についてさらに検討を進めていく予定である。これまで,標準的検査培地であるAAP培地を使用したときの試験条件については一部改良の余地はあるものの検討が済んでおり,藻体濃度を20mgSS/Lに設定すれば8時間で従来法と同様の感度で毒性評価が行えることがわかっているが,本年度の研究で6時間での試験が可能であることを確認した。本研究のもう一つの目的は,この毒性試験手法を実環境水のようにAAP培地に比べて栄養レベルの低い検水に適用できることの確認と,その際の試験条件の検討である。昨年度は試験感度および精度は水質に影響されるがその要因は窒素およびリン以外にあることを示した。本年度は,さらに他の栄養成分の影響について検討を行い,特に重炭酸イオン濃度が試験感度および精度に大きく影響することが明らかになった。

また,AAP培地の代わりに実河川水を用いた毒性試験にも着手し始め,これまでのところ,S.capricornutumを供試藻類として用いたときには毒性試験は概ね可能であることがわかってきている。次年度は,この部分についてさらに検討を進めることを計画している。本研究は最終年度に当たる本年度は,過去2年間の成果を踏まえ,これまで標準種(Selemastrum capricornutum)と標準検査培地(AAP培地)の組み合わせを中心に行ってきた酸素発生抑制試験を,標準培地に代えて自然水を用いたり,標準種に代えて自然水中に在来する藻類(在来種)を用いる形で行うことの可能性について検討した。その結果,培地を自然水に変えて藻類は標準種を使用する試験は,概ねどのような自然水を対象とした場合でも可能であることが示された。また,自然水と在来種の組み合わせは,もともと栄養レベルが低く藻類の少ない自然水のように所定の期間で十分な酸素発生が得られない場合を除けば,試験が可能であることが明らかとなった。このことから,一部例外はあるものの酸素発生抑制試験を自然水に適用することが単に可能というだけでなく,標準的方法に加えて実施する意義を示すことができた。
アディポネクチンの寿命延長作用の機序に関する研究

遺伝子導入による高アディポネクチン血症は,メタボリックシンドロームモデルマウスの寿命短縮を,体重および摂餌量に影響することなく改善した。その効果は悪性腫瘍や血管病変の抑制あるいはSirtuin遺伝子発現の変化に帰することはできず, AKTシグナルの抑制による慢性炎症改善によることが示唆された。一方, Klothoマウスの寿命短縮はアディポネクチン遺伝子導入で改善しなかった。メタボリックシンドロームモデル動物であるKK/Taマウスにアディポネクチントランスジェニックマウスを10世代バッククロスし、高アディポネクチン血症を有するKK/Taマウスを作製した。KK/Taマウスの平均寿命は57.6±13.9週と短命であったが、高アディポネクチンKK/Taマウスは73.6±16.6週と寿命が延長していた(p<0.001)。高アディポネクチンKK/Taマウスは耐糖能およびインスリン感受性の軽度の改善を示したが、体重および摂餌量には差がなかった。アディポネクチンの寿命延長作用の機序を明らかにするために、自然死したKK/Taマウスを解剖し死因の検索を行った。一般にマウスの多くはリンパ腫等の腫瘍性病変や腎機能障害により死亡するとされている。しかし、自然死したKK/Taマウス22匹のうち腫瘍病変が認められたのは3匹のみであり、明らかな腎病変を示すマウスはいなかった。また、大動脈および心臓に動脈硬化性病変は認められなかった。一方、肝におけるC-ペプチド発現のRT-PCR解析では、KK/Taマウスで発現が高く、高アディポネクチンKK/Taマウスでは発現の抑制が示された。したがって、アディポネクチンはKK/Taマウスの特定の疾患を抑制することにより寿命を延長するのではなく、全身の慢性炎症の抑制とそれによる酸化ストレスの軽減を通じて寿命を延長すると推定された。Klothoマウスは常染色体劣性のカルシウム代謝異常を有し、大部分が8-9週齢で死亡する短命マウスであり、成因的には異なるものの、ヒトに類似した多発性の老化性表現型を呈する。Klothoマウスの表現型はKlotho遺伝子だけでなくマウス系統の遺伝背景による影響を受ける。そこで多因子遺伝のKK/Taマウスと同様に、高アディポネクチン発現マウスをKlothoマウスに10世代バッククロスし、アディポネクチンを肝において発現するKlothoマウスを確立した。このトランスジェニックマウスを、Klothoマウスの老化表現型に対するアディポネクチンの効果を検討する22年度以降の研究に用いる。KK/Taマウスはメタボリックシンドローム類似の表現形と平均寿命の短縮を示すが,内臓脂肪および肝組織におけるSirt1遺伝子発現レベルは,予想に反して野生型マウスより高値であった。アディポネクチン遺伝子を導入してもKK/TaマウスのSirt1遺伝子発現がさらに上昇することはなかった。C57/B6マウスにおいても,カロリー制限やResveratorol投与とは異なり,アディポネクチン遺伝子導入によるSirt1発現レベルの上昇は認められていない。しかし,アディポネクチンの寿命延長作用におけるSirt1の意義を明らかにするには,蛋白量およびSirt1活性の測定が必要である。一方,炎症関連遺伝子の発現は,Resveratorol投与と同様にアディポネクチン遺伝子導入マウスで低下が認められた。また,KK/Taマウスの肝においてはPPARγcoacctivator-1α(PGC1α)mRNAの増加が示され,代謝異常および寿命との関連が推定された。Klothoマウスの老化促進に対するアディポネクチンの効果を検討するために,10世代以上戻し交配を繰り返し,遺伝的背景をKlothoマウスに置き換えたアディポネクチントランスジェニックマウスを作製した。しかし,アディポネクチン遺伝子導入Klothoマウスの平均寿命は遺伝子導入なしのKlothoマウスと有意差がなかった。また,体重および随時血糖値にも差を認めなかった。したがって,アディポネクチンはKlothoマウスにおけるCa代謝異常を伴う老化促進表現形には有意の影響を与えないと考えられた。前年度までの研究で,KK/Taマウスはメタボリックシンドローム様の表現型を有し寿命短縮を示すにもかかわらず,Sirt1遺伝子mRNAは肝,骨格筋,脂肪組織のいずれにおいてもC57BL/6マウスより増加していることが示された。そこで,Sirt1が蛋白レベルでも増加しているかどうかを,Western blotting法で検討した。その結果,KK/Taマウスの肝ではSirt1蛋白が有意に増加しており,アディポネクチン遺伝子導入により発現量の有意の変化を示さないことが明らかになった。Sirt1酵素活性は未測定であるが,アディポネクチンがSirt1の活性化を介してKK/Taマウスの寿命を延長した可能性は低い。一方,KK/Taマウスの肝においてはCrp遺伝子発現が有意に高く,アディポネクチンにより発現の抑制がみられた。

血中高感度CRP濃度もKK/Taマウスで上昇傾向を示し,アディポネクチン遺伝子導入によりC57BL/6マウスと同レベルに抑制された。炎症反応に関与するNfkbおよびTnf,I16遺伝子発現もKK/Taマウスで高く,アディポネクチンTgKK/Taマウスで抑制されていた。また,リン酸化Akt/総Akt比はKK/TaマウスとC57BL/6マウスとでは差が無かったが,アディポネクチンTgKK/Taマウスでは有意に低値であった。Aktは細胞増殖およびアポトーシスを制御するとともに,炎症関連遺伝子の転写に関与する。したがって,アディポネクチンの寿命延長効果にはAktシグナルの抑制が関与すると考えられる。
岩石の破壊後領域における時間依存挙動に関する研究

研究成果の概要は次のようである.1.変位制御による三軸圧縮試験によって、破壊後一旦安定した状態に保ち、この試験片に対して再試験を行うことにより破壊後領域での材料特性について実験的に検討する方法を確立した。2.三軸応力状態での時間依存特性は、静水圧応力成分の時間依存特性は無視できるため、差応力や差ひずみを用い破壊時のそれらの値で正規化した無次元量で表現すれば、従来の飯学モデルを用いることができる。3.破壊後領域の挙動は、破断面や破壊様相を考慮せず、一様な連続体としてモデル化する事がある程度可能である。4.破壊後領域の挙動はBurgers Modelにスライダ-を付加したモデルによって表現することが可能である。5.破壊後の残留強度の大きさは、軸方向ひずみ速度に依存する。6.破壊後領域での強度に対する時間依存特性は、クリ-プ状態での強度変化を検討しなければならないが、これはひずみ速度一定試験や応力緩和試験で求められた係数を用いて計算することができる。1.岩石の破壊後は不連続面が発生し,その時間依存特性もこの面の特性に大きく依存することから,まずせん断試験の不連続面のクリ-プ実験を行ない,次のような知見を得た。(1)せん断強度にピ-クを有するような不連続面凹凸の噛み合わせのよい不連続面では,残留強度を示すような状態においてもほとんどクリ-プ変位を示さないことがわかった。(2)せん断変位が進行しせん断表面の破壊が進み,ピ-クせん断強度を示さなくなった状態で残留強度を示す限界荷重を保時するとクリ-プ変位が発生した。(3)クリ-プ変位が発生する場合も,荷重を限界荷重以下に設定するとほとんどクリ-プ変位は発生しなかった。(4)クリ-プ変位が発生したときは,連続体で見られるような1次,2次3次クリ-プに対応するような特性が見られ,バ-ガ-スモデルによってその特性表示が可能なことがわかった。2.同様のせん断試験により応力緩和実験を行った。応力緩和による荷重低下が現われる場合もクリ-プの場合と同様に,ピ-ク強度を持たないようなせん断面に限られ,その低下特性もマックスウェルモデルで説明できるもので,その係数もクリ-プ実験によって得られた諸係数とほぼ等しいものとなった。これは応力緩和もクリ-プもほぼ同じ機構によると考えられることを示している。3.以上のことより,不連続面の時間特性は,その発生の有無は連続体の場合とかなり異った条件となるが,発生した場合の特性は連続体の場合のモデル同様に扱えることがわかった。4.三軸試験による実験は,予備実験の結果試験機制御の精度を向上させる必要があることがわかりその変更を行った。実験は進行中である。1.三軸応力状態での岩石の変形,破壊挙動に対する時間依存挙をまず検討するため花崗岩の試料を用いて,側圧10,20,30MP_aの3種類の応力状態に対して,各々0.5,1,2,4×10^<-6>/secの4つの歪速度で実験を行った。その結果,ある基準とする歪速度での破壊応力や破壊歪で正規化を行えば,従来一軸圧縮試験で用いられているビンガムモデルによる定式化が三軸応力状態についても適用できることがわかった。このことは等方圧力成分の時間依存性は小さく無視できることを示している。2.三軸応力状態で破壊した試料をその状態で一旦安定な状態に保ち,この試料にさらに変形を加えることによって破壊後領域で変形強度特性を検討できるシステムを製作した。3.この試験方法により,側圧を10,20,30MP_aの3種類の応力状態に対して,軸方向歪速度を1,2,4×10^<-6>/secの3種類について各々の実験を行った。その結果,せん断試験における場合と同様に一定の変形の後,残留強度を示すことがわかった。4.つぎに,残留強度を示している状態で変位を止め,応力緩和試験を行い,時間経過に伴う応力低下のデ-タを約3時間にわたり計測した。これらのデ-タを検討した結果,残留強度で正規化を行えば,側圧状態の違いにかかわらずほぼ同じ緩和曲線となることがわかった。さらに,その特性はバ-ガ-スモデルで表現できることが明らかとなった。

5.応力緩和から得られる特性を残留強度に至る変形挙動にもあてはめたところ,バ-ガ-スモデルにスライダ-を付加すれば,この領域の特性を表現できることがわかり,破壊後挙動の特性としてこのモデルで統一的に説明できた。
ポーラスシリコンの光物性の理論的研究

(1)拡散律速凝集(LDA)モデルポーラスシリコンのモデルとして、拡散律速凝集(LDA)モデルを用い、生成された幾何学的構造の光物性に関係する物理量の計算を行った。結果によれば、ルミネセンスは拡張指数関数型の減衰特性を示すが、減衰定数は温度に関係なく低波長側で大きくなる。一方、以前に計算した量子スポンジモデルの結果では、減衰定数は低温では波長に依存しない。これらの異なる結果に対応して、それぞれに一致する別々の実験結果が存在する。したがって、減衰定数の温度依存性は、不規則構造の種類によって異なると考えられる。不規則構造の種類と減衰特性の詳細な対応を付けることは今後の課題である.(2)量子パーコレーション問題してのポーラスシリコンポーラスシリコン問題は量子パーコレーションと深い関わりがあり、後者において波動関数がどのような性格をもっているかが、ポーラスシリコンを理解する上で重要である。このため、まず正方格子および立方格子について、スポンジ構造の電子状態を計算し、波動関数がフラクタル次元を持つことを示した。さらに、ポーラスシリコンの量子スポンジモデルについて同様の計算を行った。その結果、移動度端よりも低いエネルギー領域では、波動関数は指数関数的に減衰するが、それ以上のエネルギー領域ではべき的に減衰し、フラクタル次元を持つことをが示された。(3)交流電気伝導度ポーラスシリコンの交流電気伝導度の実験結果は、周波数に対してべき依存性を示し、低周波数においてはそのべきは0.5である。これを波動関数のフラクタル性と関連づけるため、量子スポンジモデルの交流電気伝導度を計算した。しかし、これまでの計算では、期待されるような結果が十分は得られておらず、これを明らかにすることは今後の課題である。(1)拡散律速凝集(LDA)モデルポーラスシリコンの生成過程のモデルとして、拡散律速凝集(LDA)モデルを用い、生成された幾何学的構造を、以前に我々の提案した量子スポンジモデルの一種と考え、光物性に関係する物理量の計算を行った。すなわち、まずこのモデルの電子状態を求め、次に電子・正孔密度の時間発展方程式を解くことにより、光ルミネセンスの減衰特性を調べた。その結果、このモデルの不規則構造による波動関数の局在化がバンドギャップの広がりをもたらすこと、およびルミネセンスが、拡張指数関数型の減衰特性を示すという点で、実験における観測結果とよく一致することが示された。(2)量子パーコレーション問題してのポーラスシリコンポーラスシリコン問題は量子パーコレーションと深い関わりがあり、後者において波動関数がどのような性格をもっているかが、ポーラスシリコンを理解する上で重要である。このため、s・pバンドの場合を調べる前の段階として、sバンドのみの正方格子および立方格子について、完全格子からランダムに原子を抜き取って出来た構造の電子状態を計算した。その結果、まず2次元正方格子においては、移動度端よりも低いエネルギー領域では、波動関数が指数関数的に減衰し、それ以上のエネルギー領域では、中心付近はべき的に、裾の方では指数関数的に減衰することが分かった。次に、3次元立方格子では、移動度端よりも低いエネルギー領域では、2次元と同様であるが、それ以上では、波動関数はやはり中心付近はべき的に減衰し、そのべきが2よりも小さい場合は、裾の方では指数関数的に減衰するが、べきが2よりも大きい場合は、裾の方でもべき的に減衰することが分かった。ただし、ここでいう減衰は、正確には電子密度の相関の減衰についてであり、特にべき的減衰は、波動関数がフラクタル次元を持つことを意味する。(1)光ルミネセンスの減衰特性前年度に引き続き、ポーラスシリコンのモデルとして、拡散律速凝集(LDA)モデルを用い、生成された幾何学的構造の光物性に関係する物理量の計算を行った。

結果によれば、ルミネセンスは拡張指数関数型の減衰特性を示すが、減衰定数は温度に関係なく低波長側で大きくなる。一方、以前に計算した量子スポンジモデルの結果では、減衰定数は低温では波長に依存しない。これらの異なる結果に対応して、それぞれに一致する別々の実験結果が存在する。したがって、減衰定数の温度依存性は、不規則構造の種類によって異なると考えられる。(2)波動関数のフラクタル性ポーラスシリコンの問題は量子パーコレーションの問題と深い関わりがあり、波動関数がどのような性格をもっているかが、ポーラスシリコンを理解する上で重要であると考えられる。前年度はsバンド正方格子および立方格子について、スポンジ構造の電子状態を計算し、波動関数がフラクタル次元を持つことを示した。今年度は、ポーラスシリコンの量子スポンジモデルについて同様の計算を行った。その結果、移動度端よりも低いエネルギー領域では、波動関数は指数関数的に減衰するが、それ以上のエネルギー領域ではべき的に減衰し、フラクタル次元を持つことをが示された。(3)交流電気伝導度ポーラスシリコンの交流電気伝導度の実験結果は、周波数に対してべき依存性を示し、低周波数においてはそのべきは0.5である。これを波動関数のフラクタル性と関連づけるため、量子スポンジモデルの交流電気伝導度を計算した。しかし、これまでの計算では、期待されるような結果が十分は得られておらず、これを明らかにすることは今後の課題である。
制御系構成法の拡張によるオンライン予見・予測計画についての研究

1.オンライン予見・予測目標値計画法の確立マニピュレータなど制御対象に非線形性がある場合について、計算トルク法を用いる方法を開発した。2リンクマニピュレータに対して適用と実験を行い有効性を確認した。ただし、より一般的な非線形性に対しては適当な方法を開発するには至らなかった。一般的な適応制御やGPC(一般化予測制御)などを用いたオンライン予見・予測制御法について開発した。2.移動体への適用移動体の走行制御について一般的な最適予見制御を用いた方法を開発し、計算機シミュレーションで有効性を確認した。また、実機で実験を行うために機材を購入し実験装置の制作を開始した。(1)車輪+駆動用モータを取り付け、専用のMotor Controllerで制御するシステムを製作した。(2)画像処理用CCDカメラの方向を上下左右可動にするためにステッピングモータボードを用意した。(3)三輪移動体の運動方程式は非線形性をもつが、非線形変数変換と状態フィードバック4こて線形化する方法による制御プログラムを開発した。前方障害物の情報を取り入れるための視覚センサーやその情報処浬装置などを購入した。また、視覚情報から前方障害物の距離と方向を注出する方法を調査・考案した。2リンクマニュピレータに対して適用と実験を行い有効性を確認した。一般的な適応制御やGPC(一般化予測制御)などを用いたオンライン予見・予測制御法については現在開発中であり、10年度も引き続きおこなう予定である。9年度の研究費は、主に実験装置の走行用駆動部分に用いられた。(3)三輪移動体の運動方程式は非線形性をもつが、非線形変数変換と状態フィードバックにて線形化する方法による制御プログラムを開発した。10年度の研究費で前方障害物の情報を取り入れるための視覚センサーやその情報処理装置などを購入予定である。また、視覚情報から前方障害物の距離と方向を注出する方法を調査・考案する予定である。
細胞間マトリックスタンパク質遺伝子の多様なオルタナティブスプライシング機構の研究

ヒトMHC領域内に見い出した多機能マルチドメイン型細胞間マリリックスタンパク質遺伝子′′テネイシン2′′は、約80kbよりなる大型遺伝で、その中央部に20回以上のフィブロネクチンタイプIII(FN3)配列を持つ。既知のフィブロネクチンやテネイシン遺伝子からの知見を基礎にすると、オルタナティブスプライシングを受ける配列(1エキソン-1FN3配列)の方が受けない配列(FN3配列内にもイントロンあり)より多数存在し、これら既知マトリックスタンパク質遺伝子よりはるかに複雑なオルタナティブスプライシングを受けると想定される。数個のヒト培養細胞並びにネズミの組織より調製したpolyA^+画分に対するノザンハイブリダイゼーション実験により、テネイシン2がテネイシンよりも大型の約13kbのmRNAを広範囲の組織で多量に発現していることを見い出した。これも以外にも11kb以下の複数RNA分子が観察されており、polyA^+RNA画分を鋳型にしたRNA-PCR実験から多様な産物が検出され、複雑なオルタナティブスプライシングを受けるとの当初の予想を裏付る結果を得た。この遺伝子内に小規模ながらGC含量のシャープに変化する部位を見いだした。オルタナティブスプライシングを受けると想定されるFN3配列の近傍に位置していたので、塩基配列の解析をおこなったところ、Sp1やAP2のような転写因子の結合部位の大型クラスターを見いだした。このテネイシン2遺伝子のセントロメア側に2個の新しい遺伝子を見いだしたが、その一つはEGF配列を多数回持つNotch様のマルチドメイン型遺伝子であった。この遺伝子のさらにセントロメア側にAlu配列の大型クラスターを見いだしており、CG含量の大規模変位点との関係を解析している。
地図情報の提示形態に着目した都市街路における場の定位に関する研究

本研究は都市街路の空間構成が歩行者の場の定位(位置把握)に及ぼす影響を評価するものである。まず街路空間の中でも交差点における交差道路の見え方に着目し、その地図上の形態と景観映像の関系性について分析した。分析では交差点形状の認知、透視形態からみた交差点形状の分析、歩行者の注視点解析を実施している。その結果、交差角度の透視形態上の見え方が判断に影響を及ぼすこと、道路のエッジラインの見え方が重要であることが判明した。続いてより複雑な格子状街路を対象に地図上に現れる街路形態と経路歩行のしやすさとの関係を分析した。街路網については7パターンの異なる形状を設定し、スケッチマップおよび被験者の再歩行の正確さを計測した。これらの要因から、地図形態に特徴を与える斜め方向の道路、T字路の分布などがその固有の景観像によって、空間認知に影響を及ぼすかが分析された。実験の結果、それぞれの街路網パターンの空間的わかりやすさ、歩行者には異なる経路記憶のタイプがあること、それぞれの街路パターンを認識する上で有効な経路記憶タイプが存在することが示された。以上のように、地図上の空間形態と透視形態の2つの視覚情報形態のちがいに着目しつつ、歩行者の場所および歩行ルートの認識がどのような関係を有しているかが明らかとなった。今後は、街路内の景親場面の記憶やルート内の景観記憶の序列について、より高度な空間認識の観点から、こうした視覚情報がどのような影響を与えるかを検討する予定である。本研究は位置感覚が掴みやすくわかりやすい都市とは、どのような空間構造を有しているのかを解明することを目的としている。初年度においては街路空間の中でも交差点における交差道路の見え方に着目し、その地図上の形態と景観映像(透視形態)の関係を分析した。場の定位に関しては、歩行者が街路の透視形態から地図的形態を正確に把握できるかどうかが重要と考えたためである。研究の実施にあたっては、(1)街路景観映像提示による交差点形状の認知実験、(2)透視形態映像における交差道路の形状分析、(3)透視形態映像に対する歩行者の注視点挙動解析を実施した。(1)についてはまず交差点形状の把握を、交差道路の角度認知の正確さを指標として分析した。この正確さに寄与する要因には、道路の接続形態要因と透視形態要因の2種類、8要因を設定したが、接続形態要因については交差道路の実際の交差角度が支配的であり、道路のエッジライン長(透視形態)などが補助的な要因として影響していることが確認できた。(2)透視形態に関しては交差道路の「見かけ上」の角度に着目し、地図上の交差角度と見かけ上の交差角度のギャップが、回答角度の誤差と相関関係を有していることを確認した。すなわち交差道路の景観映像が地図的な空間把握に影響を及ぼしていることが確認されたことになる。(3)について歩行者の注視点挙動を観測したところ、交差道路の角度認知を行っている際、主として交差道路のエッジライン上に沿って注視点が移動していることが確認された。透視形態における道路エッジラインの要因効果を支持するものと考えられる。現在、次年度に向けて、地図的形態認知に影響を及ぼす要因として街路沿道建物等の形態特性について分析する準備を進めている。また方向定位の計測においては動画による評価を実施するためのシステムを準備している。本年度はネットワーク化された街路網全体の構成の違いを考慮した場の評価を行うこととした。また昨年度導入したURBAN-VIEWERによるCGの仮想街路を発展させ、さらに正確な映像再現の可能な映像提示システムにより評価実験を行う。評価対象とする基本道路構造は、区画整理において見られる格子状街路である。このような構成は、空間、景観体験の変化が乏しいため、自分の位置を見失いやすく、わかりやすい都市とは言えない。そこで格子状街路に場所の手がかりとなるような特徴を付与する効果を実験により検証した。

モデル地区として街路網パターンの異なる7つのモデルを作成し、その地区内を自由に移動しながらその体験を記憶する被験者実験を行った。そこでは、スケッチマップ法より被験者のイメージマップを抽出すると同時に、方向認知、再歩行の経路選択をさせ、それらの精度を地区のわかりやすさの指標とした。認知地図の観察からは、被験者のグループ分けを行い、グループごとに街路網把握や再歩行、方向感覚の間違え方に関する傾向を探って、街路網との関係について考察を加えた。これについては格子状街路内に斜めに道路が通ることによる道路交差角度の変化や、進行方向の視線が遮られるT字路が、空間構造把握のしやすさに効果的な景観変化であることが言えた。さらに、各街路網の「再歩行のしやすさ」と、被験者の「経路記憶タイプ」の関連を分析した。その結果、「鳥瞰タイプ」がどの街路網パターンにおいても正確な再歩行に有効であることや、景観変化が多い街路網においては「シーン・動作連動タイプ」が有効にはたらくなど、各街路網パターン別に効果的な記憶タイプを明らかにした。以上の分析を総括し、各街路網パターンが有する空間的わかりやすさと、パターン間のわかりやすさに関する優劣を示した。本研究は都市街路の空間構成が歩行者の場の定位(位置把握)に及ぼす影響を評価するものである。本年度は過去2年の研究成果を踏まえて、より実証的な街路形態および場所性の認知実験を実施するとともに、3年間の研究を総括し成果をとりまとめた。街路歩行実験においては、平成17年度に既に観測された歩行者の街路形状の認識パターンと、街路構造の形態特性との関係性について、実際の街路において現地実験を実施した。今回の認知実験においては、街路の空間構造を認識する歩行者の認識に、透視形態、ランドマーク、ルート、サーベイの4段階の場所認識があることを想定し、それぞれの段階に応じた認識データを観測できるように、2ルートの繰り返し歩行実験を行った。同時に現地と同様のCGモデルを作成して、平成17年度と同様、スケッチマップやインタビューを通じて、仮想空間内での場所認識を計測・分析した。特に場の定位に関わる要素としては、景観要素の位置、経路内からの出発地点の方向の認識、経路全体の構成(スケッチマップ)により分析した。さらにより高次な空間認識については、景観場面としての記憶、ルーと内のシークエンス(序列)に関する認識などをデータとして取得した。これにより場の定位の問題について、仮想空間を用いた実験と、現実の空間での歩行者の体験を考慮した場合でどのような違いがあるかが明らかになった。以上の研究により、特に被験者の空間認識パターンの違いを十分考慮しつつ、街路網の構成が歩行者の正確な場所の認識におよぼす影響を明らかにすることができた。
グローバル臨床分離株ライブラリー構築を主軸としたHIV Env多様性対策研究

本研究は、「グローバル臨床分離ウイルスライブラリー」、「侵入阻害剤ライブラリー」および「in vitro耐性誘導システム」を用いて、HIV-1 Env多様性への対策を試みることを主目的として行った。結果、新たなEnv共通性領域として、Env gp120-Env gp41境界領域を明らかにすることができた。加えて、これら新規阻害剤の選択圧により、Envの画一化が進むことも認められた。さらに、Envを追い込むための、阻害剤の至適ペア解析に加えて、抗HIV中和抗体も含めた網羅的な至適ペアの解析も進めることもできた。本年度は、研究課題「グローバル臨床分離株ライブラリー構築を主軸としたHIV Env多様性対策研究」に対して、4つの研究計画、(i)グローバル臨床分離ウイルスライブラリー・データベースの確立、および(ii)「共通性」、(iii)「画一化」、(iv)「阻害剤組み合わせ」による各Env多様性対策研究を、各々開始した。(i)に関しては、各臨床株の分離を進めているが、特にベトナムコホートに関しては共同実験者との計2回の打ち合わせにより、未治療で長期未発症者(長期非進行者)の検体に関しても解析を行える予定となった。今後得られる、これら「グローバル臨床分離ウイルスライブラリー」に対する(ii)「共通性」、(iii)「画一化」、(iv)「阻害剤組み合わせ」から成る多様性対策研究の基軸となる「抗HIV阻害剤」に関しては、侵入阻害剤を中心に当初の予定より大幅に増加して、約500種類の化合物ライブラリーの構築を進めることが出来た(Chem Med Chem 2016, Bioorg Med Chem Lett 2015)。また、(iii)「多様性からの画一化」としては一部の臨床分離株に対してCCR5阻害剤およびトリテルペン誘導体を中心にin vitro耐性誘導を進めることが出来た(Jpn J Infect Dis, 2015)。他方、(ii)「共通性」および(iv)「阻害剤の組み合わせ」を効率的に行うための新規アッセイ系も、年度内に確立することが出来た(J Virol Methods, 2016)。本研究課題を推進するための4つの研究計画、(i)グローバル臨床分離ウイルスライブラリー・データベースの確立、および(ii)「共通性」、(iii)「画一化」、(iv)「阻害剤組み合わせ」による各Env多様性対策研究に関しては、「本年度の研究実施計画」および上記「研究実績の概要」で示した通り、順調に進行している。特に(ii)「共通性」、(iii)「画一化」、(iv)「阻害剤組み合わせ」の各多様性対策研究において、基軸となる阻害剤ライブラリーの構築、新規測定系の樹立、およびin vitro耐性誘導解析に関しては、当初の予定以上に進んでおり、それらの成果の一部は学術雑誌に報告することも出来た(J Virol Methods, 2016, Chem Med Chem 2016, Bioorg Med Chem Lett 2015, Jpn J Infect Dis, 2015)。本研究課題「グローバル臨床分離株ライブラリー構築を主軸としたHIV Env多様性対策研究」は、4つの研究計画、(i)グローバル臨床分離ウイルスライブラリー・データベースの確立、および(ii)「共通性」、(iii)「画一化」、(iv)「阻害剤組み合わせ」による各Env多様性対策研究から構成される。本年度は、本研究を加速度的に進めるために、「共通性」・「画一化」・「阻害剤の組み合わせ」の各研究から構成される「多様性対策」の主軸である「Env標的阻害剤」に関して、合成、設計、およびスクリーニングを集中的に展開した。結果、多様性Envの中で「共通性」が極めて高い(A)主要レセプターCD4結合領域、(2)コレセプター結合領域、および(3)Env gp120-Envgp41が非共有結合で接する境界領域、を各々標的とする約200化合物の「新規Env標的阻害剤」を、設計・合成・評価することができた。その中から、Env高次構造を変化させる作用を有し、Envの「画一化」に繋がる有用候補化合物を見出すこともできた(Chem Med Chem 2016, Bioorg Med Chem Lett 2016)。また、今回新たに見出した、「新規Env標的阻害剤」を加えることで、多様性対策を念頭にした「阻害剤組み合わせ」の至適ペアの同定をさらに進めることができた(J Virol Methods 2016, Jpn J Infect Dis 2016)。特に、本年度は阻害剤同士の組み合わせだけに留まらず、抗HIV中和抗体も含めた網羅的な至適ペアの解析を進めることができた。同時に、臨床分離株の分離およびライブラリー構築に関しては、昨年度に引き続き展開することができた。特に本年度は、本研究を加速度的に進めるために、「共通性」・「画一化」・「阻害剤の組み合わせ」の各研究から構成される「多様性対策」の主軸である「Env標的阻害剤」の合成、設計、およびスクリーニングを集中的に展開し、約200化合物の新規Env標的化合物をライブラリーに加えることできた。結果、その中から有用候補化合物および有用組み合わせを見出すことができ、次年度の研究を順調に進めることが可能である。本研究課題

「グローバル臨床分離株ライブラリー構築を主軸としたHIV Env多様性対策研究」は、4つの研究計画、(i)グローバル臨床分離ウイルスライブラリー・データベースの確立、および(ii)「共通性」、(iii)「画一化」、(iv)「阻害剤組み合わせ」による各Env多様性対策研究から構成される。昨年度から引き続き、各臨床株の分離と共に、「共通性」・「画一化」・「阻害剤の組み合わせ」から構成される「多様性対策」研究の主軸である「Env標的阻害剤」に関して、合成展開を進めた。得られた候補化合物に対して、「共通性」を目的に、各臨床分離株を用いて感受性試験を展開したところ、ブロード阻害効果を示す化合物として、トリテルペン誘導体群を見出すことに成功した。続いて、「共通性」を目的として、各分離株を用いてトリテルペン誘導体に対してin vitro耐性誘導を試みたところ、トリテルペン誘導体に対する主要耐性変異は、各誘導体および各分離株に共通してgp41 ectodomainに生じ、同時にEnvの画一化も進むことが示された。加えて、「阻害剤の組み合わせ」を目的として、Env領域を共通標的領域とする中和抗体群およびトリテルペン誘導体群の各組み合わせにおいて抗HIV作用を解析したところ、いずれの組み合わせにおいても相乗効果が示され、各々をスコア化することができた。以上、主要新規Env標的阻害剤を用いた、三つの「Env多様性」対策研究(共通性・画一化・阻害剤組み合わせ)で有用データが得られ、各観点におけるEnv多様性対策スコアの高い化合物を同定することができ、これらは新規治療法および新規抗体誘導法等の開発の一助となると考えられる。本研究は、「グローバル臨床分離ウイルスライブラリー」、「侵入阻害剤ライブラリー」および「in vitro耐性誘導システム」を用いて、HIV-1 Env多様性への対策を試みることを主目的として行った。結果、新たなEnv共通性領域として、Env gp120-Env gp41境界領域を明らかにすることができた。加えて、これら新規阻害剤の選択圧により、Envの画一化が進むことも認められた。さらに、Envを追い込むための、阻害剤の至適ペア解析に加えて、抗HIV中和抗体も含めた網羅的な至適ペアの解析も進めることもできた。研究実施計画でも示したが、「グローバル臨床分離ウイルスライブラリー・データベース」の構築を、平成28年度以降も継続して行う。同時に、平成28年度以降は本格的に三つの「Env多様性」に対する対策研究(共通性・画一化・阻害剤組み合わせ)を開始する。特に「画一化」で行うin vitro耐性誘導は、既に一部を進めているが、1パッセージに7日程要すること、かつ、各臨床分離株において耐性獲得速度に差が生じることが予想されることから、研究期間内を通じて行う予定である。最終的には、「グローバル臨床分離ウイルスライブラリー・データベース」の構築を起点に、三つの「Env多様性」対策研究(共通性・画一化・阻害剤組み合わせ)から、各観点におけるEnv多様性対策スコアの高い化合物を同定し、新規治療法および新規抗体誘導法等の開発に導くことを目指す。
ヒトの歩行安全性をもたらす下肢運動機能制御の解明

運動を随意的に停止する機構は未解明である。特に歩行の停止困難などは転倒を伴い、安全性を検討するうえで重要である。音に対して反応運動を行わせ、音が予期せず欠落した場合に運動を中断させる課題を開発した。歩行の記録に先立ってまず単純な運動による検討を行った。右手、左手、右足の運動を行わせて脳磁計を用いて脳活動を計測すると、運動を中断する際にその運動に対応する一次運動野が活動し、賦活される運動領野は動かす部位で異なった。歩行の際の脳活動記録を試みたが雑音の影響が排除できなかった。新たに運動イメージの課題を追加し、指の運動をイメージする際の脳活動を記録できた。歩行への応用を検討中である。歩行のみならず、運動を随意的に停止する機構は未解明である。特に歩行の停止困難が生じる場合は転倒の危険性が大きく、歩行安全性を検討するうえで重要である。本研究期間では歩行制御機構のうち運動停止機構の解明における予備実験を行った。行進など、聴覚により歩行を駆動している際の聴覚欠落は、予測外に運動を停止せねばならず、安定した歩行継続過程における外乱となる。本研究では20%の割合で音の欠落を含む聴覚刺激を作成し、歩行の際の下肢運動に近い頻度(1.4Hz)で提示した。音に対して反応運動をさせ、音が予期せず欠落した場合には随意的に運動を中断させた。まずは仰臥位で躯幹を固定し、運動課題は右手の運動とし、反応運動遂行およびその中断における脳活動を脳磁計で計測した。運動を中断する際にもその運動に対応する一次運動野および運動関連領野の活動を認めた。この他に前頭前野、上側頭回後部、頭頂葉皮質も活動した。全く同じ課題で機能的MRIを行うと、右上側頭回後部の活動を認めた。聴覚刺激を指への電気刺激へ変更しても同様の結果であった。刺激欠落の認知および判断には前頭前野-側頭葉・頭頂葉が関与し、運動していないにもかかわらず運動の停止に運動関連領野が関与することを示した。現在、これを下肢の運動および歩行まで適応するための検討を進めている。H22年度には音に対して右手(利き手)の反応運動を行わせ、音が予期せず欠落した場合には随意的に運動を中断させる際の脳磁場を計測した。運動を中断する際にその運動に対応する一次運動野および運動関連領野が活動することを認めた。H23年度は、左手(非利き手)と右足の運動を同じ刺激を用いて運動をさせた。右手の運動と同様に運動関連領野の活動を認めたが、賦活される運動領野は動かす部位で異なった。一方、運動の部位によらず共通して右半球の前頭前野・頭頂葉・側頭葉に活動を認め、これらは刺激欠落の認知から行動の変容へ関わるものと推測された。刺激欠落の認知および判断には運動の部位によらず前頭前野-側頭葉・頭頂葉が関与し、運動の停止には対応する運動関連領野が関与することを示した。現在、これを立位姿勢での運動、また歩行まで適応するための検討を進めている。本研究期間では歩行制御機構のうち運動停止機構の解明を行った。行進など、聴覚により歩行を駆動している際の聴覚刺激欠落は、予測外に運動を停止せねばならず、安定した歩行継続過程における外乱となる。

H23年度までに運動を中断する際にその運動に対応する一次運動野および運動関連領野が活動することを認め、運動の部位によらず共通して右半球の前頭前野・頭頂葉・側頭葉に活動を認め、これらは刺激欠落の認知から行動の変容へ関わるものと推測された。刺激欠落の認知および判断には運動の部位によらず前頭前野-側頭葉・頭頂葉が関与し、運動の停止には対応する運動関連領野が関与することを示した。また、臥位にて欠落刺激に対しての下肢運動課題の開発を行った。H24年度は、同様の刺激課題を用いて立位姿勢での脳波計測を行った。臥位で行った脳磁場計測と同様に課題遂行が可能であったが、計測波形には体動等の影響が想定以上に混入し、再現性のある結果を得るには至っていない。以上の計測上の障害に遭遇したため、ボタン押し動作の運動をイメージする際の脳活動を記録し、運動前野などの反応を得た。運動野は実際の運動がなくても、運動のイメージや遂行中の運動を中断する際に活動することを明らかにした。歩行は主として皮質下構造で駆動される運動であるが、その中断に運動野が関与する可能性が示唆される。脳磁計を用いて手の運動、足の運動の脳活動を順調に記録できており、躯幹固定時の状態把握はほぼ予定通り進んでいる。歩行時の記録を行うための条件設定はほぼ終了し、最終年度には、立位時の外乱に対する脳波記録に進むことが可能となっている。24年度が最終年度であるため、記入しない。新たに加速度計を導入し、立位での単純運動と歩行運動での脳波記録を試みる予定である。2年間の検討において、立位での高頻度運動は疲労も増加させるため、課題の修正も検討中である。