hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ロービジョン児の読書行動の獲得過程ならびに発達過程に関する研究

研究1:先天的なロービジョンの成人について、自由視条件における視距離と読書時間を測定し、ロービジョン者の視野の状態と文字サイズとの関係を検討した。測定の結果、晴眼者は、文字サイズが大きいと視距離は長く、サイズが小さくなるとともに視距離を短くした。視野障害のないロービジョン者では、文字サイズと視距離の関係は晴眼者と類似していた。中心暗点がある場合、文字サイズの大きさに関わらず視距離を大きく変えなかった。視野狭窄のあるロービジョン者は、文字サイズと視距離、読速度の関係について、視野障害のない対象者と似たパターンを示す場合と、中心暗点のある対象者と似たパターンを示す場合があり、分類が可能ではないかと考えた。研究2:2名のロービジョン乳幼児の視行動についてビデオ録画し、視距離を中心に分析した。対象者の1名(IT)は生後4ヶ月から5歳4ヶ月まで、他の1名(KK)は生後10ヶ月から5歳9ヶ月まで、観察者が対象児の家庭を不定期に訪問し、自由遊び場面をVTR録画し、視行動における視距離を算出した。その結果、固視行動が7ヶ月で確立したITは、同時期より能動的な視行動が記録された。視距離は10cmから2mまでであった。KKは1cmから1mの視距離を示した。これらの結果から、ロービジョン乳幼児は早期から、目的や視対象に応じて視距離を能動的に保持する行動を取りうると考えた。研究3:盲学校小学部の通級指導において、2種の読書チャートを用いて読みやすい文字サイズの評価実践を行った。その結果、児童が日常的に学習する環境での評価の重要性が認識された。研究4:短い視距離での見え方とはどのようなものなのかを把握し、指導をする際に役立てるために、近見視についてシミュレーションレンズを作成し、手元の暗さや視野の状態などについて、より実態に近い状態のシミュレーションを試みた。視力や視野等の視機能に障害のあるロービジョン児・者は、見る対象に顔を極めて近づけて観察している様子が認められる。このような、ロービジョン児・者が見やすい視距離を保つ行動は、乳幼児期にも認められるのであろうか。本研究では、2名のロービジョン乳幼児の視行動についてビデオ録画し、どのように視対象を見ているのか、特に視距離を中心に検討した。対象児はIT(男児、視力0.25、現在、小学校通常学級在籍)とKK(女児、視力0.020.03、小学校弱視学級(点字使用)在籍)である。データ収集は、観察者が対象児の各家庭を不定期に訪問し、行った。訪問は、ITが生後4ヶ月から5歳4ヶ月まで計18回、KKが生後10ヶ月から5歳9ヶ月まで計18回である。データ収集は自由遊び場面で行い、各訪問において約60分間VTR(SONY製,DCR-PC10)に録画した。ビデオ記録から、任意に、対象児が視行動を行っている場面を抽出し、行動を筆記記録すると共に、ビデオ動作解析プログラム(DKH製,IFS-23E)を用いて視距離を算出した。生後4ヶ月から観察を開始したITは、5ヶ月の時点まで眼球に浮遊性の動きや眼振が認められた。固視行動の確立は7ヶ月で記録され、同時に能動的な視行動が記録された。視距離は10cmから2mまで変化に富んでいた。図鑑を見るなど細部を見るときには10cm程の比較的短い視距離をとる一方、おもちゃなどを見つけたり、テレビを見るときには50cm程の視距離をとるなど、目的や視対象に応じた視距離をとった。

一方、KKは1cmから1mの視距離を示した。15cm大のボールの発見では1mの視距離から可能であったが、テレビを見たり、鏡を覗き込んだり、光源を探索するなど細部を見る場合には一貫して5cm以下の視距離を保つ行動が観察された。本研究の対象乳幼児は、1歳程度から自分の見え方に応じた視行動を発達させていることがわかった。本研究では、自由視条件における視距離と読書時間を測定し、ロービジョン者の視野の状態と、文字サイズ、視距離の関係を検討した。対象者は晴眼大学生2名と、高校生以上のロービジョン者20名(男性17名、女性3名)である。ロービジョン者のうち、視野障害のない対象者が6名、中心暗点のある対象者が4名、視野狭窄のある対象者が10名であった。測定に先立って、本研究の目的や内容の説明を行い、測定参加に同意した対象者が測定に参加した。読材料としてMNREAD-J(はんだや製)を用いた。対象者には最も読みやすい視距離でチャートを読むように指示をした。対象者の側方に配置したビデオカメラで撮影した測定場面をパソコンに取り込み、映像編集ソフトを用いて対象者と読材料との距離(視距離)の変化と読速度を算出した。なお、対象者が正しく読まなかった文字などを記録し、3分の2以上を正確に読むことができた文字サイズのデータを有効データとした。測定の結果、晴眼者は、文字サイズが大きいと視距離は長く、サイズが小さくなるとともに視距離を短くした。視野障害のない対象者では、文字サイズと視距離の関係は晴眼者と類似していた。文字サイズと読速度の関係についても、同様に、晴眼者と類似していた。中心暗点がある対象者では、文字サイズの大きさに関わらず視距離を大きく変えなかった。読速度は全体的に値が小さく、文字サイズが小さくなるにつれて読速度も低下した。視野狭窄のある対象者は、文字サイズと視距離、読速度の関係について、視野障害のない対象者と似たパターンを示す対象者と、中心暗点のある対象者と似たパターンを示す対象者がおり、分類が可能ではないかと考える。本研究の結果、視野の状態により視距離調節方略が異なる可能性が示された。今後、眼疾患や視力、屈折異常の状態等との関連から検討が必要である。研究1:筑波大学附属盲学校小学部では、各地域の小学校に在籍している視覚に障害のある児童に通級による指導を行っている。1日2時間程度、見えない・見えづらいことによって生じる状況を補うために、通級指導担当者が児童の在籍校を訪問し、相談や教材・教具の紹介などの情報提供を行っている。本研究では、これらの情報提供の中で適切な拡大教科書の文字サイズを把握して支援を行うために、2種の読書チャートを用いて読みやすい文字サイズの評価を行った実践を取り上げた。測定の結果得られた文字サイズと評価前に児童が用いていた文字サイズとの比較を行い、適切な文字サイズを検討した結果、環境が整っている盲学校で読書チャートを用いて測定すると小さい文字まで読み取ることができるが、通常学習している在籍校ではやや大きめの文字が必要になる傾向が認められた。すなわち、児童が日常的に学習する環境での評価の重要性が再認識された。研究2:弱視者の中には、極めて短い視距離で文字を読んだり、書いたり、作業する者がいる。短い視距離での見え方とはどのようなものなのかを把握し、指導をする際に役立てるために、近見視についてシミュレーションレンズを作成した。
ハイパーラマン分子近接場効果によるナノメートル局所振動分光法の開発

顕微ハイパーラマン分光装置を製作した。本装置を用いてまず、不均一な場のモデルとしてリポソーム中に封入したβ-カロテンにおける「分子近接場効果」を観測した。さらに、本手法を生細胞に応用した。その結果以下に挙げる2点について新たな知見を得ることができた。1)均一溶液中における場合と同様にリポソーム中に封入したβ-カロテンについても近傍分子のハイパーラマン散乱が増強される「分子近接場効果」が観測された。リポソーム構成分子(DPPC)の分子構造を系統的に置換することにより、増強された信号は、リポソーム分子の疎水性脂肪鎖由来の振動と帰属した。DPPCの赤外吸収スペクトルでは、主に親水性部分に存在する官能基が強く観測されているが、これらのバンドは増強されない。これまでの均一溶液を用いた研究では主に赤外吸収スペクトルで強く観測されるバンドが「分子近接場効果」により増強されることが分かっているが、本結果はこれとは異なる傾向を示している。リポソーム中のDPPCは脂肪鎖がよく配向していることが知られており、封入されたβ-カロテンも周囲のDPPC分子に対して特定の配向を取っていると考えられる。本研究において、近傍分子に対してβ-カロテンが特定の配向をとることにより、周囲の分子の特定の振動モードを増強し観測し得る可能性が示唆された。2)植物細胞のモデル生物としてオオカナダモの葉緑体のハイパーラマン散乱を測定し、カロテノイド由来の信号を検出することに成功した。生細胞由来のハイパーラマン散乱の観測はこれまでに報告がなく、今後「分子近接場効果」の生細胞における応用が期待される。
３次元超対称ゲージ理論と結び目理論の関係の探求

まず私は、「局所化の方法」と呼ばれる、相互作用のある場の理論でも使うことのできる場合がある厳密計算の手法をS2×S1上の超対称ゲージ理論に用い、量子論的効果による対称性の破れが起こりえるということを議論した。得られた対称性の破れのパターンは格子ゲージ理論をもちいた数値計算によるものと一致した。普通、平坦な時空の上だと超対称性があるとこのような破れはおきないと考えられているが、我々はこれを曲がった時空の上で議論したため非自明な結果を得たと考えられる。また私はRP2×S1上で、Nf個の物質場(カイラル超場)と1つのU(1)ゲージ場(ベクトル超場)から成る超対称ゲージ理論を定義し、その場合の「超共形指数」の厳密計算を局所化の方法をもちい実行した。先行研究のS2×S1の場合と、我々が得たRP2×S1の場合の局所化の方法にはトポロジーの違いからくる顕著な差が確認できる。更にこの結果を用い、3次元ミラー対称性と呼ばれる場の理論の双対性をテストした。S2×S1の結果をもちいたテストは既に知られており、それは数学の公式、ラマヌジャンの和公式とq-2項定理の2つを合わせて証明されていた。我々はRP2×S1の結果をもちいると、ある無限積に関する法則とq-2項定理の2つを組み合わせて証明できることを示した。本研究は、今まで知られていない局所化の方法による計算の例を与え、他の次元での他のトポロジーを持った、まだ局所化の方法が知られていない空間の上での、来る解析にとって有用であると思われると同時に、RP2という向き付不能な多様体上の3次元ミラー対称性に対しても新たな知見を与えるものである。26年度が最終年度であるため、記入しない。今年度発表した論文では、AdS_4/CFT_3対応と呼ばれる双対性に着目し、4次元の超重力理論の運動方程式の解の無限遠境界を考察することで3次元球面を「潰した」場合と「潰さない」場合で本質的な違いが生まれないことを示した。潰さない「きれいな」球面にパラメーターを導入するために、背景に電磁場(U(1)ゲージ場)を走らせ、超対称性を変更した。この背景場はもともと「潰した」球面の上に超対称性を保持するために導入されたものだったが、私が示したのはむしろ結果は球面を潰す、潰さないという幾何に依存せず、その背景場を入れたか入れなかったかに依存する、ということである。これは、トポロジーが3次元球面上の超対称性理論の本質を反映するのに、必ずしも「潰す」という操作が必要なわけではなく、むしろその他の構造が重要であることを示している。同時期に発表された論文(以下参照)でも解説されたように、近年それが3次元球面の「接触構造」と呼ばれる数学的構造であることが理解されてきた。私のもちいた手法は、AdS/CFT対応と呼ばれる非自明な双対性をヒントにしている。これはおもに古典重力と量子ゲージ理論の間の関係性に関する予想であるが、私は対応する重力解から、「きれいな」球面に非自明な結果をもたらすためには背景場が必要であることを見出した。これは先述の「接触構造」の物理的解釈が背景場であるという風に考える根拠を与える。また、同じ3次元だがトポロジーの異なるS2×S1上での計算に基づく、AdS/CFTとは異なるある種の「双対性」をチェックする論文を執筆中である。これは申請書の研究計画に書いた、空間を「潰す」手法に基いている。

26年度が最終年度であるため、記入しない。3次元球面上で新たな超対称結び目を作るには至っていないが、その存在の意味はおおむねわかってきていることがまず挙げられる。また、新たに2次元球面×円の空間を「潰す」結果は、未発表だが実現した。結果は近々発表予定だが、新しい超対称結び目を得るには至っていない。しかしながら、当初の方針である空間を潰す手法が必ずしも重要ではないことがわかったこと、及び2次元球面×円の空間を超対称に潰すことが出来ることがわかったのは進展であると考える。上記のように、超対称な結び目の存在の意味がわかってきた。その意味から考えると、今のままの方法でトーラス結び目以外の結び目を超対称性を保ちつつ作ることは難しい。しかし、結び目を3次元球面上に直接構成する必要はない。3次元球面を途中で切った空間(例えば、ソリッドトーラスや3次元球面)でも、超対称性が入れられる可能性がある。この場合に、超対称な結び目の「切れ端」を考えることが出来れば、結び目の多項式を再構成できる可能性があるため、「境界付き」3次元多様体上の超対称ゲージ理論の局所化を考えることが対応策として考えられる。
人工リンパ節移植によるリンパ管再生機序の探求

人工リンパ節にリンパ管の新生は確認できなかった。この原因として人工リンパ節内に血流が再開する間に瘢痕を形成するためであると考えられた。そこで、腹部リンパ浮腫モデルマウスに有茎皮弁を用いて血流を持ったリンパ節移植を行い、リンパ管新生と動的なリンパの流入を観察した。移植リンパ節に十分な血流を認めるにもかかわらず、新生リンパ流の流入を認める例と認めない例とが存在することが示された。移植リンパ節へのリンパ流の流入には、瘢痕が形成の回避が重要であると考えられた。ストローマ細胞+コラーゲン複合体よりなる人工リンパ節に輸入リンパ管様組織を誘導、導入するべく、従来法と同様、マウス腎被膜下を使用して作成するマウス人工リンパ節作成時に、脂肪由来幹細胞の移植と併用し、細胞由来のサイトカインによるリンパ管の誘導能を期待したが、リンパ節様の濾胞を形成する組織の形成は見られたものの、Podoplanine染色で確認できる明確なリンパ管の増生は認められなかった。人工リンパ節内への機能的リンパ管の誘導を促進するには、リンパ管組織の再生が最も盛んとなる環境が最適であると判断し、皮下リンパ管が障害された環境下での人工リンパ節の作成と、リンパ管の新生の誘導への取り組みを開始した。まず、マウスリンパ浮腫モデルの作成を開始した。Ogata et al.の腹部リンパ浮腫モデルの作成方法を用いて、腹部マウスリンパ浮腫モデルを確立した。マウス鼠径リンパ節にインドシアニングリーンを直接注射して腹部皮下リンパ管を同定し、腹壁リンパ管の結紮、腋窩リンパ節の切除を行って腹部リンパ浮腫モデルを作成した。Shamでリンパ浮腫様変化がみられないこと、Controlリンパのうっ滞と組織肥厚が発生することを確認した。同時に、本モデルでは長期的にリンパ浮腫は改善傾向となり、controlにおいて5-7日目に最も大きな変化が観察されることが確認された。自家リンパ組織移植では血管吻合を用いないgraftとして腋窩リンパ節を腹壁に移植した場合に、移植組織が生着することと、移植リンパ節への新生リンパ管の侵入が得られることを確認した。また、腹壁のリンパ浮腫用変化がcontrolと比較して少ないことも確認した。人工リンパ節はリンパ浮腫様の構造をもつものの、リンパ球の通路は明確ではない。人工作成組織において太さを有するリンパ管を発生させるには、脂肪由来幹細胞や、サイトカイン、ケモカインの組み合わせなどの組み合わせや移植量など、当初腎被膜下で以下にリンパ管を発生させるかに取り組んでいた。しかし、生体内におけるリンパ管新生の発生の場は、消化管周囲や皮下などの、異物からのバリア機構の周囲において盛んであり、リンパ管の新生は障害された集合リンパ管の末端で最も盛んであることを考え、人工リンパ節の構築の場を皮下に変更することにした。次には、マウスを含めリンパ浮腫モデルには諸家の報告があり、安定した結果、扱いやすさ、生着が良好な環境、効果の違いの観察のしやすさなどから文献的に、あるいは研究者のネットワークを通して本研究に適したリンパ浮腫モデルについて模索した。マウス腹壁リンパ浮腫モデルを作成し、この検証に時間を要した。すなわち、shamとの違い、モデル作成後の自然経過の観察、適切な評価時期などの検討を要した。自家組織移植においても鼠径リンパ節、腋窩リンパ節、大網のリンパ節などにおいて作用に差がある可能性があり検討を要した。これらの検討により、評価時期や項目、比較対象についての用意は進んだものの、今回開発のターゲットである人工リンパ節の実験については、今後データをとっていく段階であり、全体としてはやや遅れている。リンパ管の新生が十分えられ、浮腫の軽減効果が強い寳保の模索に今後時間を費やすこととなる見込みである。人工リンパ節の作成にあたって、マウス腎被膜下を使用して作成するマウス人工リンパ節作成時に、脂肪由来幹細胞の移植と併用し、細胞由来のサイトカインによるリンパ管の誘導能を期待したが、リンパ節様の濾胞を形成する組織の形成は見られたものの、Podoplanine染色で確認できる明確なリンパ管の増生は認められなかったことを受け、マウス腹壁の皮下組織内において人工リンパ節皮下移植によるリンパ管増生の確認を行った。人工リンパ管内への血管の流入は明らかであったが、podoplanine染色で確認できる明確なリンパ管の増生は得られなかった。そこでリンパ管のscafold内への流入を確立した完全な機能的人工リンパ節から方針を転換し、集合リンパ管レベルの人工リンパ管の作成を介して、リンパ管の再生を促す導管の作成を試みることとした。まず、評価にあたってリンパ管細静脈吻合の施行が可能な慢性リンパ浮腫モデルの濁世を開始した。ウサギ次回のリンパ管は0.30mm前後のサイズが得られ、顕微鏡下にリンパ管細静脈吻合が可能であり、術後開通の確認がインドシアニングリーン蛍光造影で可能であることを確認した。ウサギ次回において作成したリンパ浮腫モデルが12週間浮腫の状態を継続することを確認した。0.50mm径のコラーゲンファイバーをラビット背部皮下に埋入し、8週間の経過の後に、作成された管腔構造物に血管が流入していることを確認した。明確なリンパ管構造は認めなかった。この人工脈管を用いてウサギ次回のリンパ管途絶モデルにおいてリンパ管ー人工脈管吻合を施行した。吻合後4週において脈管内にリンパ管内皮用構造が形成されていることを確認した。

当初人工リンパ節において周囲組織とのリンパ管構造による連絡の確立を試みたが明白なリンパ管構造の流入は得られなかった。一方で血管の流入は良好であり、コラーゲンを用いた人工管腔構造の導管を用いてリンパ流の改善をはかる取り組みを開始することとした。将来的な臨床応用を視野に含めて作成する場合、導管は0.30mm以上程度の径を有することが望まれたため、当初開発を進めていたマウス腹壁リンパ浮腫の出るのリンパ管ではリンパ管吻合実験を行うのに不適当と考えられた。12週以上継続する浮腫モデルで、長期間飼育可能、リンパ管細静脈吻合が可能などの条件から、ウサギ耳介が適当であると判断し、新たにウサギ耳介によりリンパ浮腫モデルの自然経過の確認に比較的長い期間を費やすこととなった。その結果、ウサギ耳介リンパ管ではリンパ管細静脈吻合が可能であること、さらには鼠径からの血管柄付きリンパ節移植も可能であることなどが確認され、自然経過と外科治療モデルの経過の違いなどが明らかとなった。その中にあって自家静脈移植によるリンパ管吻合並びに微小人工血管によるウサギ耳介リンパ管吻合は、外科手技として適用可能であることが確認されたが、慢性浮腫モデルの経過を経時的に確認し、比較するにあたって、統計処理に十分な個体数を、期間内にすべての個体で完了することは困難であった。期間の延長はモデル動物の変更と観察期間の長さによるところが大きいが、その分大きな耳介を用いた本モデルでは、超音波など、観察できるmodalityが増え、多角的な評価が可能であるため、その有用性の確立が期待される。モデル動物のリンパ管機能の客観的、定量的方法の確立は改めて別のテーマとして取り組む価値のある研究であるが、その礎として本研究内において得られた知見についてまとめる必要がある。マウス腎被膜下に人工リンパ節を作成する際に、脂肪由来幹細胞単独、脂肪由来幹細胞+サイトカインの使用群いずれにおいても、リンパ節用の濾胞を形成する組織の形成は見られたものの、podoplanin染色で確認できる明確なリンパ管の増生は認めなかった。さらに、皮下リンパうっ滞環境下においてのリンパ管増生に期待し、腹部リンパ浮腫モデルを作成し、(Ogata F, et al.; 2016., Yamaji Y, Akita S, et al.; 2018.)、皮下にて人工リンパ節の作成を行い、脂肪由来幹細胞単独、脂肪由来幹細胞+サイトカイン使用群いずれもICG蛍光リンパ管造影にて新生リンパ管の流入が確認できず、病理標本上もリンパ管の増生を認めなかった。一方で、マウス腹部リンパ浮腫モデルにおいて、自家リンパ節移植を行った場合においてのリンパ管の新生についてもこれまでに報告されておらず、対側鼠径からの有茎自家リンパ節移植モデルを作成し、リンパ管の新生と新生リンパ流についての観察を行った。血流を持つリンパ節移植モデルにおいても、新生リンパ管の流入を認める個体と、認めない個体とが存在することがわかり、その差異を生じさせる原因が焦点となった。リンパ管の流入を認めない個体においては、1移植リンパ節を迂回したルートで新たなリンパ流が発達している。2移植組織周囲の瘢痕形成が強い。ことなどが特徴として認められた。1は2の結果、リンパ流がほかの部位へ発達を認めた可能性があり、周囲の瘢痕形成がリンパ管の再生を阻害する主な原因である可能性が示唆された。
複製終結点付近に見られる高頻度相同的組換え機構

現在まで多くの生物の染色体上に、他の部位より組換え頻度が上昇した。いわゆるホットスポットが見出され解析されてきた。しかしその部位がとのような要因や機構によってホットスポットとなり得るかについてはほとんど不明のままといってよい。この特異な部位の同定と構造解析、さらに要因の解明を通して、相同的組換えの分子機構に迫ることが可能となろう。我々は大腸菌のRNase H欠損変異株で働く新しい複製開始点の研究を進めているうち、この株の複製終結領域に非常に活性の高いホットスポットを多数見いだした。その解析が本研究の目的である。まず大腸菌RNase H欠損変異株において見出した8種のホットスポット部位のうち、1種を除き全て複製領域に位置しており、しかも終結点のごく近傍に位置するものが多かった。そこで宿主として終結反応が欠損した株を用いて調べたところ、ホットスポットは2種類にわかれ、3つのホットスポット(HotA,B,C)は、その活性が終結反応に依存し、残りは依存しなかった。さらに、すでに微視的なホットスポットとして知られるChi^+配列と本研究のホットスポット(HotA)との関係を詳しく調べたところ、HotA活性にはChi^+配列が必須なことが判明した。以上の結果から、終結点で阻止された複製フォ-ク部位に、RecBCD酵素がアクセスすることが強く示唆された。
複雑なパターンに対する学習及び認識能力に優れたニューラルネツトワークの構築

フィードフォワード型の層状ニューラルネットワークの学習則を導出する際に,カルバック測度を用いることでネットワークの能力が格段に向上することはすでに報告されている。従来の自乗誤差を評価関数とするものと違い,このネットワークはサイズを大きくすることで,単調に学習能力が向上すると言う特徴がある。この特徴から,ネットワークサイズを大きくすることで,学習効率を高め,容易に学習度合を調整することが出来る。このネットワークの特長を活かし同じネットワークの学習の度合いを調整することで,学習データの曖昧さを許容しない正確な識別能力と,欠損や雑音が混入された曖昧さを伴ったデータや未学習の同種のデータの認識を行う汎化能力という,一見相反する2つの能力に優れたネットワークを構築することを目的に行ってきた。これまで,ELT-3のデータベースに収められている200人分の手書き数字を用いた学習問題を検討してきた。その学習の度合いによる認識率の変化,及びネットワーク損傷時の回復能力についての考察を行った。入力層、中間層、出力層の3層構造のネットワークにおいて、中間層のニューロン数64から8192個まで増加させてその学習効率を検討したが、終了条件を満足するのに要する学習回数は中間層の増加に伴って単調に減少し、安定した学習傾向を示した。また、識別及び認識能力は中聞層のニューロン数が増加することで、かなり能力が向上することが確認された。期待したほど十分な汎化能力は得られなかったが、単純にサイズを大きくすることで、ほぼ100%の識別率と95%以上の未学習データに対する認識能力を容易に得ることができることが示された。以上のことより、カルバック測度をエラー測度とすることで、問題に適したネットワークサイズに捉われることなく安定した学習が可能であるために、様々な問題に応用可能であり、かつ認識能力や損傷に対する耐久性に優れたニューラルネットワークの構築が容易に実現できることが示さた。これらの結果は、電気情報通信学会、電気関係学会東北支部連合大会、情報処理学会研究会などで報告された。申請研究は,このネットワークの特長を活かし同じネットワークの学習の度合いを調整することで,学習データの曖昧さを許容しない正確な識別能力と,欠損や雑音が混入された曖昧さを伴ったデータや未学習の同種のデータの認識を行う汎化能力という,一見相反する2つの能力に優れたネットワークを構築することを目的に行ってきた。これまで,手書き数字の学習問題において,その学習の度合いによる認識率の変化,及びネットワーク損傷時の回復能力についての考察を行った結果,提案するネットワークは高い識別能力と損傷回復能力を持つことを示した。一方,未学習データや雑音の混入した入力データにたいする認識能力については,能力の正当な評価を行うための入力データの特徴抽出方法に対する検討を行って来た。これらの成果は仙台電波工業高等専門学校の紀要に発表された。一方,ネットワークが確率的に状態を決定するニューロンによって構成された場合のフィードフォワード型の層状ニューラルネットワークの学習能力についての検討を行った結果,逆問題などへの応用能力が充分あることを示した。

これらの成果は平成15年度電気関係学会東北支部連合大会,2003年度電子情報通信学会総合大会にて報告された。フィードフォワード型の層状ニューラルネットワークの学習則を導出する際に,カルバック測度を用いることでネットワークの能力が格段に向上することはすでに報告されている。従来の自乗誤差を評価関数とするものと違い,このネットワークはサイズを大きくすることで,単調に学習能力が向上すると言う特徴がある。この特徴から,ネットワークサイズを大きくすることで,学習効率を高め,容易に学習度合を調整することが出来る。申請研究は,このネットワークの特長を活かし同じネットワークの学習の度合いを調整することで,学習データの曖昧さを許容しない正確な識別能力と,欠損や雑音が混入された曖昧さを伴ったデータや未学習の同種のデータの認識を行う汎化能力という,一見相反する2つの能力に優れたネットワークを構築することを目的に行ってきた。これまでの研究において、提案するネットワークは高い識別能力と損傷回復能力を持つことを示した。平成16年度には,手書き文字の認識能力とネットワークサイズの関係に注目し、正規化処理を行った手書き数字のデータを用い、学習能力と未学習データの認識能力が,ネットワークサイズの拡大とともにどのように向上するか検討した。その結果、単純にネットワークサイズを大きくすることで、ほぼ100%の識別率と95%以上の未学習データに対する認識能力を容易に得ることができることが示された。これらの成果は平成16年度電気関係学会東北支部連合大会,情報処理学会東北支部の研究会などで報告された。また、仙台電波工業高等専門学校の研究紀要に発表された。一方,ネットワークが確率的に状態を決定するニューロンによって構成された場合の確率的フィードフォワード型層状ニューラルネットワークを構築し、XORの入出力関係を逆転させた逆問題を提案、その学習能力を検討した。その結果、任意の確率で実現される入出力関係を3層構造のネットワークで容易に表現できることを示し、このネットワークの逆問題などへの応用の可能性を示した。これらの成果は仙台電波工業高等専門学校の研究紀要に発表された。
観賞用動植物の飼育・栽培の改造技術にみる伝承的特徴に関する民俗学的研究

「観賞用動植物」として、おもに金魚、朝顔、熱帯魚、菊を対象として調査研究を進め、そこに見られる改造技術の伝承的特徴の抽出を行って、報告した。金魚の場合、日本の金魚には約30種類の品種が存する。その中から、トサキンとナンキンという金魚の品種を取り上げた。これらは、地域的に限定された範囲で改造が進められて独自の特徴を現在に伝える品種である。金魚飼育にみる改造とは、自然を人間に倚り傾かせ、自然を随順させる技術のことであり、その様態を自然の人間への随順化とまとめられた。金魚の飼育・観賞のほかの動植物でも、理想体に嵌合しようと改造する技術がみられ、そこにも自然の随順化がみられた。観賞用動植物を飼育栽培するということは、自然の状態では存在しない自然物を作り出すことである。それは、交配により新品種を作り出すのではなく、固定された品種のなかで、理想の姿にできるだけ嵌め合わせようとして、成長過程において変形、改造された自然物を作り出すのである。観賞とは自然のありのままの姿をめでるのではなく、理想の姿に改造し得た出来具合をめでるのである。このような飼育栽培態度の様態を「随順化」と命名してあらわした。観賞用動植物の飼育栽培の特徴は、自然を人間に倚り傾かせ、自然を随順させることである。つまり自然の人間への随順化である。熱帯魚には、交雑によって新品種を作出したり形態を改変しようといった改造の技術はみられず、日本には存在しない多種多様な自然をそのまま受け入れているという形で珍奇なる自然が観賞されている。小菊を衣装として飾られた菊人形にも栽培をとおした改造はみられず、人の力により型に嵌め合わせて随順化を作り上げられていた。これらには、改造への志向を弱めながら、逸脱への志向を強めているという自然観賞の特徴が指摘できる。「観賞用動植物」として金魚を主な対象として調査研究を進めた。日本の金魚には約30種類の品種が存する。現地調査の内容は、複数の飼育・栽培経験者を対象として、個人生活史(飼育・栽培歴)、1年・1日の仕事の内容、改造技術、民俗知識、観賞基準などに関する聞き取り調査、実際に飼育・栽培がおこなわれている状況の観察調査、「観賞用動植物」の改造技術に関する文献資料調査を進めた。また、金魚のほかに、オナガドリや盆栽の飼育・栽培や観賞についても調査を進めた。その結果、金魚飼育にみる改造とは、自然を人間に倚り傾かせ、自然を随順させる技術のことであり、その様態を自然の人間への随順化とまとめられた。金魚の飼育・観賞のほかでは、盆栽やオナガドリにも理想体に嵌合しようと改造する技術がみられ、そこにも自然の随順化がみられた。「観賞用動植物」として金魚(ナンキン)を主な対象として調査研究を進めた。ナンキンは地域的に限定された範囲で改造が進められて独自の特徴を現在に伝える金魚の品種である。現地調査の内容は、複数のナンキンの飼育経験者を対象として、個人生活史(飼育・栽培歴)、1年・1日の仕事の内容、改造技術、民俗知識、観賞基準などに関する聞き取り、実際におこなわれている品評会の観察、「観賞用動植物」の改造技術に関する文献資料収集である。また、金魚のほかに、コイ、熱帯魚、アサガオなどの飼育・栽培や観賞についても、同様の調査を進めた。

金魚飼育にみられた自然の人間への随順化という様態はアサガオにもみられた。名古屋朝顔会の「盆養(盆栽風)切り込み作り」というアサガオの栽培では、蔓を伸ばさないで葉の中心に大輪の花を咲かせるという全体的な姿を理想体に近づけることが栽培の技術となっていた。理想の姿にできるだけはめ合わせようと栽培に苦心して、そのはめ合わせ得た度合いにより品評会で審査される。そこには、自然を人間に倚り傾かせ、理想体に嵌合しようと改造する技術がみられた。熱帯魚では、日本には存在しない多種多様な自然をそのまま受け入れているという形で珍奇なる自然が観賞されているが、交雑によって新品種を作出したり形態を改変しようといった改造の技術はほとんど見られなかった。熱帯魚の飼育には、改造への志向を弱めながら珍奇なる自然への志向を強めていることが指摘できた。観賞用動植物を飼育栽培すると、いうことは、自然の状態では存在しない自然物を作り出すことである。それは、交配により新品種を作り出すのではなく、固定された品種のなかで、理想の姿にできるだけ嵌め合わせようとして、成長過程において変形、改造された自然物を作り出すのである。観賞とは自然のありのままの姿をめでるのではなく、理想の姿に改造し得た出来具合をめでるのである。このような飼育栽培態度の様態を「随順化」と命名してあらわした。観賞用動植物の飼育栽培の特徴は、自然を人間に倚り傾かせ、自然を随順させることである。つまり自然の人間への随順化である。本年度の調査では、これまでの金魚、盆栽などの補充調査を行ったが、とくに、菊(キク科)に注目した調査を行った。観賞用の菊栽培にみる改造技術は、一定の形に作り上げるシタテの技術であった。そこには、やはり、理想の姿に仕立て得た、いいかえれば随順し得た度合いが観賞され、また品評されることがわかった。また、菊の栽培には菊人形という栽培・観賞法もある。菊人形とは、小菊を衣装として飾られた等身大の人形のことである。歌舞伎、物語や歴史のよく知られた場面を題材として作られる。菊人形は人形師と菊師によって作られる。人形師は頭、手、足など人間の形を模したものを製作する。菊師は胴体の骨組みである胴殻を作り、菊により衣装を作る。菊人形の栽培・鑑賞法をまとめると、これまでに指摘した菊の栽培は、シタテという栽培技術により理想形に嵌め合わせて随順化を図るのに対して、菊人形は、栽培をとおした改造ではなく、人の力により型に嵌め合わせて随順化を作り上げる。そこに栽培技術としての改造はない。菊人形は、改造の栽培技術ではなく製作技術により、菊の随順化を体現した人形である。人々は菊が型(人形)に随順したところを楽しむのである。
筋萎縮性側索硬化症療養者の病態生理に基づく革新的な意思伝達手段開発に関する研究

本研究の目的は、全随意筋麻痺にあるALS療養者に対する生体信号を用いた意思伝達方法の開発とその適応を病態・臨床経過を踏まえ、多角的に検討することである。そのために、対象の意思伝達能力の程度に基づくステージ分類(IV)を提唱し、これに則って研究を進め、意思伝達障害の進展予測因子を提唱した。さらに、現状での生体信号装置の正答率はステージIで最も高いこと、ステージ進行により高率に感覚機能の低下や前頭・側頭葉萎縮、前頭皮質・感覚野への信号異常の拡がりをきたすことを示した。加えて病理学的検索により、ステージは罹病期間が長いから進行するのではなく、限られた症例がステージVになる可能性があることを指摘した。また、ステージVで保たれる神経路として「視覚路」「嗅覚路(辺縁系)」「前交連」「マイネルト核」「視床下部」があることを示し、臨床所見との一致をみた。今後、これらの成果を踏まえた機器開発と適切なタイミングでの導入となるような看護支援の重要性が示唆された。本研究の目的は、全随意筋麻痺により、意思疎通ができない筋萎縮性側索硬化症(ALS)者に対する生体反応を用いた意思疎通方法の開発と実用性の向上を図ることおよび、探知された生体信号が正当であったか否かを、病態・臨床経過を踏まえ神経学・病理学・看護学から、集学的に検討することである。初年度として、以下の成果を挙げた。1)対象の療養経過及び意思疎通に影響する症状の出現傾向に関する検討A病院対象41名に対する横断調査を実施し、眼球運動制限や易疲労等の出現傾向を把握した。地域在住支援者10名に対する意思伝達維持支援を通じた参加観察により、課題を抽出した。2)生体信号を利用した意思伝達装置試用(MCTOS・心語り・ニューロコミュニケーターなど)3)意思伝達の程度からの分類(案)の作成:対象の意思伝達の程度について、代替手段への適応と伝達レベルにより、ステージ分類I(文章表現可能)V(全く伝えられない)を作成した。4)神経学的検討:1)の横断調査対象者のうち、SEP 17名,EEG 5名,SPECT 10名,MRI 11名,高次機能5名の検査結果の照合を行った。ステージ分類I期でも、N30(前運動野)の低下,前頭葉・側頭葉の血流低下をきたす例が存在した。ステージが進むほど、程度は重度化した。5)病理学的検討:(1)A病院のALS剖検131例について、最終意思伝達状況でのステージ分類を行った。(2)完全閉じこめ症候群(TLS)患者における「大脳の変化」を検討した。TLSとなる前に「認知症を伴うALS」および「多系統型ALS」と診断されていたTLS患者では大脳側頭葉や基底核病変が強かった。一方「古典型ALS」と診断されていたTLS症例では、脳幹被蓋や脊髄に著明な変性が見られたが、大脳の変化は比較的軽度であった。「古典型ALS」患者はTLSとなっても大脳機能は保たれる可能性が示唆された。本研究の目的は、人工呼吸器装着筋萎縮性側索硬化症(ALS)者に対する生体反応を用いた意思疎通方法の開発と、探知された生体反応の正当性を、病態・臨床経過を踏まえ集学的に検討することである。2年度は、以下の成果を挙げた。1.対象の療養経過及び意思疎通に影響する症状の出現傾向に関する検討意思疎通に影響する症状の出現傾向に関する調査を実施した。症状は出現・緩和した例がともにあり、不可逆的ではなく、経年追跡の必要性が示唆された。2.生体信号を利用した意思伝達装置試用と看護支援対象への介入調査(ニューロコミュニケーター・BGI・光トポグラフィ)を継続した。ニューロコミュニケーターは、8例の対象に実施し、視覚刺激の提示方法として、場所選択式と紙芝居方式を取り入れ、視野の狭い対象における試用の可能性を拡げた。さらに、P300を用いる他のBCIについて5例に試用し、眼球運動正常例、パソコンを介した意思伝達を行っている者で可能であった。光トポグラフィについて、4例で試行し、2例で平均85%と良好な結果であった。ともにステージIV・Vであることを考えるとTLSでの唯一の意思伝達手段として評価できた。1チャンネルの製品版で継続試用を実施中である。

3.神経学的検討1・2の対象者について、正中神経刺激体性感覚誘発電位(SEP)・脳波・神経伝導検査・MRIによる評価を継続した。SEPではステージVになるにつれ,皮質成分の振幅低下,潜時延長が確認され,感覚機能の低下が確認された。また脳波では一部の症例で徐波化することを確認し,MRI上の脳萎縮と相関することを確認した。4.病理学的検討(1)意思伝達の程度に基づくステージ分類に従い、人工呼吸器装着29例の臨床・病理所見を検討した。ステージIVへと病変が拡大する傾向はなく、症例ごとに終末像は異なる可能性があり、stage Vになる症例は病変の進行が速いことが確認された。(2)ステージVの7例の大脳について、保たれている神経経路を検索した。視覚路、扁桃体は保たれる傾向を示し、TLS-ALS症例へのBMI使用の入力刺激として、視覚系と嗅覚系を活用できる可能性が示唆された。本研究では、意思伝達能力のステージ分類に基づいた看護・臨床・病理学的検討により、以下の成果をえた。成果1:ステージごとの経過追跡により、意思伝達に影響を与える症状と意思伝達障害の病初期における予測因子を明らかにした。すなわち、ステージII以上への進展には、発症後2年以前の人工呼吸器装着(ハザード比8.018,p=0.008)と完全四肢麻痺(ハザード比23.798,p=0.001)が,ステージVへの進展因子としては,発症後2年以前の眼球運動障害出現(ハザード比7.034,p=0.022)が検出された。成果2:現状でのBMI装置の正答率は,ステージIで高くステージが進行するごとに下がることを示し,早期導入と経過を通じた有用性評価の必要性を指摘した。成果3:生理学的評価により、ステージII以上で高率に感覚機能の低下をきたすことを明らかにした。成果4:35名のALSの頭部MRI所見の比較により、ステージが進行するほど前頭葉側頭葉萎縮が著明、運動皮質の信号異常が、より前頭葉皮質、または感覚野にも広がっていくことを指摘した。成果5:病理学的検索から、ステージ進行により病変の拡大が認められ、特に、ステージVでは、中脳・橋・延髄の脳幹被蓋の高度な変性が特徴であることを指摘した。成果6:ステージV(TLS)で保たれる神経路として「視覚路」「嗅覚路(辺縁系)」「前交連」「マイネルト核」「視床下部」があることを示し、臨床的にも、ステージVでも視覚誘発電位(VEP)が正常であることを確認した。以上、ステージ間の罹病期間に有意差はなく、ステージIIへの進展と,ステージVへの進展で予測因子に差異を認めた点、病理学的にも変性の特徴が異なることから、ステージの進行は、必ずしも連続病態とはいえないことを明らかにした。加えて、生体信号を用いた意思伝達に、ステージVでの保全神経路を活用した方策の必要性を提唱した。意思伝達の程度に基づくステージ分類を提唱したことで、臨床・病理の対象を同じ評価軸で、検討することが可能となり、効率的に臨床経過の追跡から病理像の推定が行えるようになった。このため、ステージVは、人工呼吸器装着までが早いことを示す(投稿中)など、当初の目標以上の成果を上げている。一方、入院期間の短縮等により、生体信号を用いた機器の試用や神経生理学的検査の実施が入院中に行えないケースがある。このため、機器の正当性と神経学的評価の照合が全対象について実施できておらず、試用機器の種類の増加や地域対象者での入院評価の実施等により補完をしている。24年度が最終年度であるため、記入しない。
鳥類の卵管で貯精を制御するアロ認証機構

ウズラやニワトリの輸卵管には、精子貯蔵管と呼ばれる特殊な組織が存在し、射精された精子は精子貯蔵管内で数週間数ヶ月もの間、生存したまま貯蔵され、受精能を維持することが知られている。しかし、精子がいかにして、精子貯蔵管に侵入し、いかにして維持され、そしていかにして再び活性化されて受精を達成するのかの分子機構は不明である。本研究では、精子貯蔵管の特殊性に焦点をあて、貯精の分子機構を解明することを目的とした。本研究により、一旦精子貯蔵管に蓄えられた精子は、排卵のトリガーとして働く性ステロイド、プロゲステロンにより再び活性化され、放出されることが明らかになった。また、プロゲステロンの刺激は、精子貯蔵管に発現しているプロゲステロン膜受容体αによって伝達されることも解明した。プロゲステロンという一つの性ステロイドが排卵と精子放出の2つの現象を制御することで、鳥類では効率よく精子と卵子が出会うことができ、これが受精戦略として重要であることが初めて明らかとなった。また、ウズラの輸卵管の抽出物をマウスに免疫し、計61種類のハイブリドーマからなる、輸卵管抽出物に対するモノクローナル抗体ライブラリーを構築した。ハイブリドーマのスクリーニングを進めたところ、輸卵管抽出物の精子運動継続延長効果を打ち消す働きを持つ16B2B2と名付けた抗体を取得することに成功した。この抗体は分子量約200 kDaの分子を認識しており、この分子が輸卵管における精子の貯蔵に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。ニワトリやウズラなどの家禽では,雌性生殖器内に侵入した精子を長期間生存させる為の精子貯蔵管(SST)が,卵管の子宮膣移行部および漏斗部に存在する。このため、家禽は一度交尾や人工授精を行なうと、その後交尾や人工授精を繰り返さなくても受精卵を産み続けることが可能である。この現象は古くから知られているが、その分子機構は明らかでない。本研究では,SSTにおける貯精の分子機構を解明することを目標としている。ウズラを交尾させ、SSTのホールマウント標本を作成して観察すると、精子は交尾後1時間以内にSSTに侵入するが、死滅精子を人工授精してもSST内に精子は観察されなかった。このことは、SSTに生存精子のみを選択して受入れる機構が存在することを示唆している。一方、SSTの上皮細胞を電子顕微鏡で観察すると、細胞内に多くの分泌顆粒が観察され、SSTが何らかの物質を分泌して精子を引き寄せている機構が推察される。SSTに侵入した精子を観察すると、摘出直後は運動性が抑制されているが、1時間程体外でインキュベートすると、SSTからの精子の放出が観察された。この仕組みは明らかでないが、生体内ではSSTが積極的に精子の運動性を低下させるような仕組みがあるものと推察される。一方、交尾後1時間に排卵ホルモンであるプロゲステロン(P_4)をウズラの静脈内に投与すると、SSTからの精子の放出が観察された。また、SSTからの精子の放出は排卵周期と同調している様子が観察された。P_4の膜受容体(mPR)が子宮膣移行部および精子に発現していることから、P_4がmPRを介して精子の放出シグナルとして働いているものと推察される。
低栄養小児における感染性下痢症に対する難消化性オリゴ糖の予防効果に関する研究

Bangladeshにおける感染性下痢症の低栄養児に難消化性オリゴ糖を摂取させ、成長、発育、下痢症の程度などに及ぼす影響を調査・研究するため、ICDDR,Bと共同研究の提携をおこない、2004年11月2005年6月まで6ヶ月間、Dhaka市のスラム街で調査を実施した。24歳児150人を2群に分け、75人はプラセボ(ブドウ糖1g)群で、他の75人はフラクトオリゴ糖(FOS)2g投与群とした。これらの糖質をORS(50mL)に添加した飲料を、フィールドワーカーが毎日対象家庭を訪問して対象児に直接摂取させ、下痢の状態、食事摂取状況、体調などを問診させ、記録した。体重は2日に1回、身長は1ヶ月に1回測定した。その結果、FOS投与による感染性下痢症の有意な抑制効果は観察されなかった。これは、抗生物質使用頻度が高いために、FOS投与の影響が相殺されたものと考える。しかし、下痢持続期間の短縮、下痢発生頻度の減少などが観察された(Tropical Medicine and Health,43:2006)。この他、キシリトール、ラクチトール、エリスリトールの一過性下痢に対する最大無作用量を明らかにした(J Nutr Sci Vitaminol,53:2006)。また、これらの大量摂取による一過性下痢が食物繊維との同時摂取によって抑制されることを観察した(Eur J Clin Nutr [Epub ahead of print])。一方、食品素材として開発された各種オリゴ糖の機能性や代謝特性の差異を明らかにするために、FOS、ガラクトシルスクロース、ラクチュロースおよびイソマルトオリゴ糖含有飼料でラットを飼育し、プレバイオティクス効果の違いを検討した。その結果、オリゴ糖の性状によって、腸管からのCaおよびMg吸収促進効果に差異のあることが観察された(栄養・食糧学会誌印刷中)。また、難消化性オリゴ糖・糖アルコールの大量摂取による一過性下痢の修復課程において、腸内細菌叢の変化と短鎖脂肪酸生成が連動して変化することを明らかにした。これらの一連の研究成果に対して、日本栄養・食糧学会学会賞が授与され、この内容を総説にまとめて公表した(日本栄養・食糧学会誌59:2006)。Bangladeshにおける感染性下痢症の低栄養児に難消化性オリゴ糖を摂取させ、成長、発育、下痢症の程度などに及ぼす影響を調査・研究する計画を立て、International Center of Diarrhea Disease Research, Bangladesh (ICDDR,B)と共同研究を進めるべく交渉をしていたところ、7月に交渉が成立した。このために、平成16年度は急遽当初の予定を変更してBangladeshにおけるフィールド調査を実施することにした。ICDDR,Bの共同研究者はDr.Saker S, Dr.Wahed, Dr.Wagatsuma Yの3人である。調査地域はBangladeshのスラム街Mirpur地区で、ICDDR,Bのフィールドの一部である。2-4歳児150人を2群に分け、1群75人はプラセボ(ブドウ糖2g)群で、他の1群75人はフラクトオリゴ糖2g投与群とした。

これらの糖質をORS(50mL)に添加した飲料を、フィールドワーカーが毎日対象家庭を訪問して対象児に直接摂取させ、下痢の状態、食事摂取状況、体調などを問診させた。体重は2日に1回測定し、身長は1ヶ月に1回測定している。11月下旬から開始し、調査期間は3ヶ月間の予定であった。しかし、調査2ヵ月半後の体重など2群間には僅かの差異しか観察されず、有意差を生じるまでに至らなかった。このため、さらに調査期間を3ヶ月間延長することとして現在調査を継続しているところである。調査はフィールドの専門家の元に実施しているので、被験者管理、子どもの健康状態の把握、サンプルの調製、データの収集および管理など極めて順調に進んでいる。本調査は6月上旬に調査は終了する予定であるので、すべてのデータ解析はそれ以降になる。プラセボ群と試験群の割り振りは、調査地域の責任者しか把握していないので、現段階でデータ解析をすることはできない。平成17年度には結果が報告できるものと考えている。一方、感染性下痢症に対する難消化性オリゴ糖のprebiotic効果の作用機序を明らかにするために、ラットへ難消化性オリゴ糖を添加した飼料を与えて4週間飼育し、生体防御機能に及ぼす影響、特に消化管免疫に焦点を当てて観察した。その結果、生体防御機構に及ぼす影響は腸内細菌を介してもたらされることが示唆されたので、腸内細菌の新しい同定法を検討しているところである。Bangladeshにおける感染性下痢症の低栄養児に難消化性オリゴ糖を摂取させ、成長、発育、下痢症の程度などに及ぼす影響を調査・研究するため、International Center of Diarrhea Disease Research Bangladesh (ICDDR, B)と共同研究をした。平成16年11月より17年6月まで6ヶ月間、ICDDR, Bのフィールドの一部であるDahka市のスラム街Mirpu r地区で調査を実施した。2-4歳児150人を2群に分け、75人はプラセボ(ブドウ糖1g)群で、他の75人はフラクトオリゴ糖(FOS)2g投与群とした。これらの糖質をORS(50mL)に添加した飲料を、フィールドワーカーが毎日対象家庭を訪問して対象児に直接摂取させ、下痢の状態、食事摂取状況、体調などを問診させ、記録した。体重は2日に1回、身長は1ヶ月に1回測定した。生データの管理はICDDR, BのIP-SIPであるDr.SakerとDr.Wahedが行ない、データ解析は日本で行なった。6ヶ月間FOSを継続的に摂取させた結果、幼児の体重、身長、上腕位の発育はプラセボ摂取群に対する有意な増加は認められなかった。体位の増加はFOSおよびプラセボ摂取群のいずれも緩やかな成長を維持した。下痢の発症(episode)はFOS摂取2か月後および3ヵ月後に、また下痢の頻度(frequency)は摂取4ヵ月後にプラセボ摂取群に比べて有意に低減した。FOS群およびプラセボ群を問わず、いずれの群においても咳を伴う疾病への罹患が多く、ほぼ全ての幼児が医師より抗生物質投与を受けていた。2から4ヶ月日に認められた下痢に対する有意な効果がその後消失した理由は明らかではないが、これら他の疾患への罹患および抗生物質投与などが要因の一つではないかと推察される。
低磁場MRIと脳磁図の同時測定による頭蓋内疾患の病態解明に関する基礎研究

本研究では、従来の受動的なSQUID磁気センシング(MEG)と測定対象に磁気的な変調(低磁場)を負荷することで検出できる能動的センシング(MRI)を同時に行なうことが目的である。我々は、そのために小動物の脳磁場測定装置を組み込んだ低磁場MRIの開発を行った。脳磁場測定装置で、微小なてんかんラットから異常脳波や誘発脳磁場を測定することを完成させた。そして低磁場MRIで水とオイルのT1信号を検出し、さらにその2つを分離することに成功した。この結果は、2次元画像化につながるものである。本研究では、従来の受動的なSQUID磁気センシング(MEG)と測定対象に磁気的な変調(低磁場)を負荷することで検出できる能動的センシング(MRI)を行なう。そのために小動物脳磁場測定装置に低磁場MRIの機能を付加し、誘発脳磁場によるbrain mappingと自然脳磁場としててんかんラットでの異常脳磁場の解剖学的局在同定を行うことで、この実験系の有用性を検証する。小型MEGによる動物脳磁場測定平成22年度は平成21年度より引き続いてSQUIDとデュアの調整を行い、より脳表に近い場所で測定が可能となった。また実験中の動物の状態を把握するために光ファイバースコープを導入し、実験手順簡素化した。再現性のあるてんかん波と視覚刺激による誘発磁場の測定が可能となった。この装置での感度は非常に高いものと判明したが、逆に磁場雑音に弱いため電気刺激による感覚野の反応はartifactにより検出が困難であった。本年度では、この課題を克服するために電気刺激系の装置の改良が必要と考える。低磁場MRI装置の開発単純なコイルでの実験装置を用いて標本を水や油などとして測定を行ったところ、T1のスペクトル信号が検出できた。本年度は、標本をラット脳として低磁場MRIからの信号の検出をめざす。さらに脳磁場装置との組み合わせを考えた実験装置全体の構想とMRI信号を画像化する理論の確立とソフトおよびハードウェアの開発に着手する。そのために小動物脳磁場測定装置に低磁場MRIの機能を付加し、誘発脳磁場によるbrain mappingとてんかんラットでの異常脳磁場の解剖学的局在同定を行うことで、この実験系の有用性を検証する。小型MEGによる脳磁場測定22年度はSQUIDとデュアの調整を行い、より脳表に近い場所で測定が可能となった。23年度は,22年度よりもSN日をあげることができより再現性のあるてんかん波と視覚刺激による誘発磁場の測定が可能となった。これは、てんかんラットでの実験モデルを構築するには非常に有用な結果と考える。電気刺激による誘発反応の検出はできなかった。低磁場MRIの開発平成22年度は測定標本を水や油などとしてT1のスペクトル信号が検出できた。平成23年度は画像化にむけたデータが得られた。これは対象を形態的に把握するのには重要な結果と考える。電気刺激による誘発反応の検出ができなかった。MEG-SQUIDとLowfield受信センサーの組み合わせができなかった。電気刺激による誘発反応の検出にさいしては、刺激提示後の短時間においてartifactを発生させないような工夫もしくは装置の導入が必要である。MEGとMRIの組み合わせには、あらたなシールドボックスの作成が必要であることが判明した。