hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
防災意志決定訓練のための臨場感提示環境とコンセプトマップによるシナリオ作成支援

防災訓練の訓練参加者が災害状況を具体的にイメージできるようにするための基盤として、臨場感を伴った仮想空間を提示する没入型ディスプレイシステムを構築した。提示映像が臨場感に及ぼす影響を評価した結果、広い視野があれば、立体視しなくても臨場感の創出が可能であることが示唆された。また、災害時に有用な通信回線として衛星回線を想定し、回線帯域の制限及び伝送遅延がある条件で多数画像のサムネイル表示から所望画像を効率的に抽出するための適切なサイズの存在が明らかになった。大規模災害のような厳しい条件下では、災害状況が想定できず、退避及び救助活動における意思決定が難しい。そこで、意思決定を行うための環境を構築し、質の高い防災訓練の機会及び災害時の活動の支援を提供する基盤を整備する。そのために、1)災害状況を具体的にイメージできるようにするため、臨場感を伴った可視化・可聴化を行う呈示環境を構築する。大規模な災害が発生した場合、地上の交通網や通信ネットワークの破綻が生じると予想される。2)衛星回線等を利用した遠隔画像診断支援を行うため、効率的な画像伝送特性について検討する。視聴覚情報を利用した呈示環境を構築するため、今年度は、没入型投影ディスプレイを利用して立体視映像を呈示するシステムのプロトタイプを実装した。システムは、低価格、アプリケーション構築の容易性、システムのスケーラビリティといった指針に基づいて設計された。低価格は、GPU搭載のPCを4台、ネットワークを介してつなぎ、PCクラスタを構成して実現した。また、無料で提供されているソフトウェアを利用し、同期的にグラフィックス・レンダリングを行う機能を提供している。視覚的臨場性に対して、呈示画面の大きさが及ぼす影響について検討した。呈示の仕組みが異なる立体視ディスプレイにおいて、同一の立体視映像を呈示し、奥行き呈示位置について評価した。その結果、ディスプレイ間の誤差が少なく、比較的安定した呈示位置が存在することが示唆された。遠隔画像診断支援を行うため、効率的な画像伝送について検討した。医療画像は高精細であり、1人あたりのデータ量は10MB1GB程度になる。しかし、衛星通信網では災害に影響を受けにくいものの、こうした大容量画像を伝送するのは多大な時間がかかる。そこで、医療画像のサムネイルを伝送し、画像伝送の効率化を図った。大規模災害のような厳しい条件下では、災害状況の把握、退避救助活動での意思決定が難しい。本研究では、1)災害状況を具体的にイメージできるようにするため、臨場感を伴った可視化を行う立体視提示環境を構築する。また、このような状況での地上の通信回線の破綻を想定し、2)衛星回線による効率的な画像伝送支援システムを検討する。臨場感を伴う可視化を行う立体視提示環境として、没入型投影ディスプレイによる立体視映像提示システムを構築してきた。大型ディスプレイは、見かけ上同じ大きさの映像でも、作業効率を改善したり、立体視映像が3次元空間における形状の認識性を改善したりすることが指摘されている。しかし、没入環境では、臨場感を送出するのに、大型ディスプレイが有効なのか、立体視が有効なのかが明らかになっているわけではない。そこで、本年度は、没入型投影ディスプレイを使って立体視映像と立体視でない映像を提示し、どちらが臨場感を創出するか、比較実験を行った。その結果、ディスプレイがある程度広い視野を覆う状況であれば、両者とも臨場感を伴っていることが示され、必ずしも立体視しなくても良いことが示唆された。大規模な災害が発生した場合、救助や救援活動には被災地の状況を外部に正確に伝える必要がある。情報伝達に画像や動画を利用することで、状況の把握が容易となる。地上回線が損傷して、不通となる可能性があるため、代替手段として衛星回線が有効である。しかし、衛星回線は地上回線に比べて通信速度が遅いため、データ量の少ないサムネイル画像を使って迅速に伝送し、その中から所望の画像を選択し、高解像度画像を伝送する仕組みを提案した。サムネイル画像はデータ量が少ない方が良いことから、低解像度で伝送されるが、その分視認性は低下する。評価実験により、サムネイル画像サイズがある程度より小さいとき、画像検出時間が長くなることがわかった。大規模災害では、災害状況が想定できず、退避及び救助活動における意思決定が難しい。そこで、本研究では、1)災害状況を具体的にイメージできるようにするため、臨場感を伴った可視化を行う提示環境を構築する。また、このような状況では、高速通信回線は使用できないと予想されるため、2)低速通信回線を利用した効率的な画像伝送支援を検討する。臨場感を伴う可視化視提示環境として、没入型投影ディスプレイによる立体視映像提示システムを構築してきた。昨年度は、没入環境で臨場感を創出するのに、立体視は必ずしも必須条件ではないこと、むしろ広い視野が重要であることが示唆された。本年度は、没入型投影ディスプレイを使って広視野と狭視野の映像を提示し、どちらが臨場感を創出するか、主観評価を行った。その結果、ディスプレイが利用者に対して90度以上の視野を覆う状況であれば、臨場感を伴っていることが示唆された。正確な情報伝達には、画像や動画の利用が効果的である。

日常的に利用する高速通信回線は不通となる可能性があるため、衛星回線などの低速通信回線しか利用できなかったり、伝送遅延が発生したりすることが予想される。そこで、データ量の少ないサムネイル画像を使って迅速に伝送し、その中から所望の画像を選択し、高解像度画像を伝送する仕組みを提案した。サムネイル画像はデータ量が少ない方が良いことから、低解像度で伝送されるが、その分視認性は低下する。評価実験により、通信回線における伝送遅延が大きい場合、サムネイル画像のサイズについて上限値と下限値の決定が可能であることがわかった。防災訓練の訓練参加者が災害状況を具体的にイメージできるようにするための基盤として、臨場感を伴った仮想空間を提示する没入型ディスプレイシステムを構築した。提示映像が臨場感に及ぼす影響を評価した結果、広い視野があれば、立体視しなくても臨場感の創出が可能であることが示唆された。また、災害時に有用な通信回線として衛星回線を想定し、回線帯域の制限及び伝送遅延がある条件で多数画像のサムネイル表示から所望画像を効率的に抽出するための適切なサイズの存在が明らかになった。臨場感を伴った立体視提示環境を構築し、効率的な画像伝送支援システムを整備するという目的に対し、システムの改良、コンテンツの構築、評価を計画していた。システムの改良については、没入型投影ディスプレイにおいて、立体視映像を提示するためのプロジェクタ映像を効率的に校正するシステムを構築した。左目及び右目の映像の提示位置をそれぞれ、簡便に調整することができる。また、視覚的臨場感に加えて、音像定位の仕組みを没入型投影ディスプレイに実装した。投影スクリーンを考慮した音響制御は実現できていないが、1つの音源であれば、音圧レベルによる音像定位が可能である。コンテンツの構築については、大規模な災害が発生する状況は再現できていないが、海岸近くの干潟の3次元空間を構築しており、経時変化を部分的に実装している。当初、コンテンツを容易に構築する仕組みを検討する計画にしていたが、3次元空間を構築するシステムをGUIベースで提供するには手間がかかりすぎるため、テキストベースながら、シーングラフを容易に構築する仕組みとした。評価については、まず、計画通り、視覚的臨場感について、干潟コンテンツを提示した上で、その3次元空間を動き回ったり、3次元空間中の情報を表示したりする作業を実施し、利用性や臨場性を評価した。次に、災害発生時の活動の支援に対して、衛星通信による遠隔画像伝送システムの構築に向け、サムネイル画像のサイズと視認性との関係を明らかにした。上記のように研究が進んでおり、「おおむね順調に進展している」と判断した。ヒューマンインタフェース昨年度と同様、システムの改良、コンテンツの構築、評価について研究を推進する計画である。災害環境の構築や防災における意思決定の検討には至っていないが、今後は音響を含めた提示環境の臨場性向上、コンテンツの構築及び評価、画像伝送支援の検討に重点を置いていく予定である。システムの改良については、これまで構築してきた没入型投影ディスプレイの視覚的・聴覚的臨場性を改善するための技術的要素を組み込む。
高分子マイクロチャンネル内壁への分子鋳型の形成とその評価

当研究室で確立した再現性の良いテンプレートを用いて機能性モノマーからポリエステルマイクロチャンネルを作成した。ポリエステルにクロスリンカーとしてアルコール類を用い,再現性の良い機能性内壁を得る条件を確立した。電気浸透流発生分子として、カルボン酸界面活性剤を用いた。蛍光検出用レーザーは現有のグリーンHe-Neレーザー,アルゴンイオンレーザーを用いた。まず内壁を利用した電気クロマトグラフィーが可能か否かについて検討した。種々の炭素鎖を持つアルケニルアルコールポリエステルの橋架け重合時に添加し、マイクロチャンネル内壁にアルカンあるこーるを発現させてところ、塗れ性が向上し、試料分離により電気クロマトグラフィーとなっていることが示唆された。更に添加剤を加えないポリエステル製マイクロチップを用い,界面活性剤を泳動緩衝液に添加したところ極めて興味深い現象が観測された。即ち1)SDSのような陰イオン性界面活性剤を種々のpHの緩衝液に添加しその電気浸透流(EOF)を測定したところ、広いpH範囲にわたり電気浸透流速が一定となった。2)逆に陽イオン性界面活性剤を添加した場合は、電気浸透流速が逆転した。3)中性の非イオン性界面活性剤の添加により広いpH範囲で電気浸透流速が殆ど0となった。即ち、界面活性剤のアルキル鎖はポリエステルマイクロチップ内壁に強く吸着しあたかも擬似的な固定相として振舞うことが示された。また、上記3)の広いpH範囲にわたりEOFが0にできるということはマイクロチップを用いた等電点電気泳動法の可能性も示唆され,極めて興味深いものである。分子鋳型の作製については種々の分子について試みたが、ポリエステルでは分子鋳型ができないか、できたとしても極めて解離しにくいかなどの理由によりインプリント分子のみを認識するポリエステルを作製することができなかった。現在ポリエステル主鎖の組成が異なるものを独自に合成しておりこれを用いて検討を続ける予定である。本研究は昨年暮れに追加承認された研究テーマである。本年度はまず分子鋳型を作成する際の基礎となる内表面への機能発現について検討した。即ち、これまで我々が開発したガラステンプレートを用いたポリエステル製マイクロチャンネルの種々の作成条件について検討した。まずマイクロチャンネル内表面に機能を発現させるため不飽和ポリエステルのクロスリンカーとして種々のアルキル鎖長の末端に二重結合を持った1級アルコールを重合時に添加した。モデル試料としてローダミン系色素を用い、分離・保持の特性から内表面の評価を行なった。検出はグリーンHe-Neレーザーにより行なった。アルキルアルコールの添加によりチップ流路の親水性が劇的に改善され、無添加のチップでは困難であった水溶液の導入が極めて容易に行えるようになった。また、分離特性を通常のガラス製キャピラリーチューブと比較したところ理論段数、分離時間、再現性のいずれも優れていた。これは微量の試料が再現性良く導入できたことによる。また、10ウンデセン-1-オール修飾ポリエステルチップを用いて溶離液の線速度と理論段高さの関係を求めたところ、内壁の分子と相互作用していることが明確となった。これによりマイクロチップ内壁に発現させた機能性分子を利用した電気クロマトグラフィーが可能であることが明らかになった。現在金蒸着テンプレート上に構築した自己集合単分子膜を利用した分子鋳型について検討を進めている。
炭素同素体の積極的複合による気相合成ダイヤモンドの飛躍的高じん化

本研究は、従来気相合成(CVD)ダイヤモンド中の不純物として認識されていた非晶質炭素を積極的に制御することにより有効利用し、ダイヤモンド薄膜のじん性を飛躍的に改善することを目的としたものである。二年の研究期間において以下の二項目に関する検討を順次行い、種々の成長条件によるじん性の変化を把握するとともに、その的確な制御により従来の2倍以上の付着強度を持つダイヤモンド薄膜の合成に成功した。非ダイヤモンド相の複合によるじん性向上メカニズムの解明と制御種々の条件で合成したCVDダイヤモンドについて、合成条件と結晶形態、さらに結晶形態と強度との関係を詳細に把握した。この結果、CVDダイヤモンドにおいては非晶質炭素が結晶粒界面に集中して分布するために粒界強度が結晶粒そのものの強度よりも弱く、これが選択的に破壊してエネルギーを分散することにより、適当な結晶粒径において界面じん性が大きく向上することが初めて指摘された。一方CVDダイヤモンド薄膜そのもののじん性については界面じん性とは異なり、結晶粒の微細化に伴う非晶質炭素の増大とともに単調に減少することが確認された。複合構造の制御による高じん性薄膜の実現CVDダイヤモンドと基板との界面における結晶核の状態を制御する有効な手法である基板バイアス電位処理について検討し、これを上記項目に述べた成長条件の制御と併用することによって、得られるダイヤモンド薄膜の界面のじん性との関係の詳細な解明と最適条件の調査を行った。この結果、従来10J/m^2程度であった超硬合金上のCVDダイヤモンドの界面じん性を、特定の条件において30J/m^2程度までに増大させることに成功した。本研究は、従来気相合成(CVD)ダイヤモンド中の不純物として認識されていた非晶質炭素を積極的に制御することにより有効利用し、ダイヤモンド薄膜のじん性を飛躍的に改善することを目的とするものである。初年度である本年度は、以下の項目に関する研究を行った。非ダイヤモンド相の複合によるじん性向上メカニズムの解明と制御種々の条件で合成したCVDダイヤモンドについて、電子顕微鏡によるナノレベルの微視組織の詳細な解析を行った。また同時に、研究代表者らがこれまでに開発した手法を用いてこれらのCVDダイヤモンドのじん性を計測し、合成条件と結晶形態、さらに結晶形態と強度との関係を詳細に把握した。CVDダイヤモンドにおいては非晶質炭素が結晶粒界面に集中して分布するために粒界強度が結晶粒そのものの強度よりも弱く、これが選択的に破壊してエネルギーを分散することにより、適当な結晶粒径において界面じん性が大きく向上している可能性が初めて指摘された。さらに、界面における結晶の状態を積極的に制御することを目的として、基板バイアス処理が界面じん性に及ぼす影響について検討を行った。一方CVDダイヤモンド薄膜そのもののじん性については、界面じん性とは異なりメタン濃度の増大とともに単調に減少することが確認された。結晶粒子が大きい場合にはき裂が屈曲して大きなエネルギーを吸収するのに対し、非晶質炭素を多く含む微結晶ではより直線的な進展経路を取るためと考えられる。これらのことから、界面のじん性と膜そのもののじん性とでは破壊様式が異なり、基板上の薄膜の強度を向上させるためには両者に対する条件を別個に制御して総合的最適化を行う必要があることが確認された。最終年度である本年度は、以下の項目に関する研究を行った。複合構造の制御による高じん性薄膜の実現昨年度に引き続き、ダイヤモンド薄膜と基板との界面における結晶核の状態を制御する有効な手法として知られている基板バイアス電位処理について検討し、これによって得られるダイヤモンド薄膜の界面のじん性との関係の詳細な調査を行った。

この結果、特定のバイアス条件において、これまでに計測された値の中でも最大の界面のじん性値を得ることに成功し、界面の結晶状態を最適に制御することによって、ダイヤモンド薄膜の強度を飛躍的に向上させることが可能であることが示された。一方、基板上に形成されたダイヤモンド薄膜が外力を受けた際に生じる応力のシミュレーションから、ダイヤモンド薄膜の破壊はまず界面側にき裂が発生し、界面き裂の成長を伴いながら、これが薄膜の表面側に進展することが示唆された。従って、より破壊抵抗の大きなダイヤモンド薄膜を得るためには、界面のじん性を大きくすると同時に界面近傍の薄膜そのもののじん性をより大きくすることが有効である。CVDダイヤモンド薄膜そのもののじん性については、原料ガス中のメタン濃度の増大とともに非晶質炭素含有量が増大し、これにともなって単調に減少することが昨年度の研究により確認されている。これに対して界面のじん性を最大化するためには適切な結晶構造を得る特定のメタン濃度が存在するため、合成初期段階においてこれら二つの相反する要求の最適化について検討し、ダイヤモンド薄膜の総合的強じん化を試みた。
脳卒中易発症高血圧ラット(SHRSP)の脳卒中発症機序の解明

当該研究期間での本研究の概要を以下に示す。本研究は次の(1)(3)の部分から構成されている。(2) SHRSP/IzmのL-arginine投与及び自発的運動の血栓傾向、脳微小循環、脳卒中発症に及ぼす影響(3) ACE阻害剤imidaprilによる脳卒中予防効果の機序の解明(1)では、次の結果が得られた。SHRSP、SHRはWKYに比し、血栓傾向が高く、血流速度、壁ずり速度、血流量は有意に低下していた。NOの血漿濃度が脳卒中頻発時期に低下し、脳卒中発症にNOの関与が示唆された。(2)では、NOを増加させるために4週齢のSHRSP/IzmにL-arginine投与と自発運動を行い、無処置群と脳卒中発症、血栓傾向、脳微小循環への影響を比較した。上記処量により、血圧は有意に低下し、NO量は、L-arginine投与群では有意に増加した。血栓傾向や、脳微小循環も対照に比して良好で、脳卒中の発症も抑制された。(3)では、SHRSP/Izmの脳卒中発症の予防が報告されているimidaprilの脳卒中発症予防効果の機序を(1)、(2)と比較検討した。imidaprilは3週間の連続投与により、血圧を有意に低下させ血栓形成を抑制し、NO代謝産物量も有意に増加させた。imidaprilの活性代謝産物imidaprilatの静脈内投与により、脳軟膜の血管径、血流速度、血流量の増加を認めた。SHRSPでは、NO産生の低下が脳血管径の縮小をきたし、脳血流量の低下を誘導し、さらに脳血管内皮への血小板、白血球の粘着を亢進し、SHRSPの血管壊死性動脈硬化進展に寄与するものと考えられる。血流量の増加は、脳の梗塞を抑制するので、NO量と血流量の低下が複合的に増悪因子として働き、脳卒中発症を高めていると考えられる。平成9年度は、脳卒中易発症高血圧ラット(SHRSP)の脳卒中発症の一因を探る目的で正常血圧ラット(WKY)、高血圧自然発症ラット(SHR)、SHRSPを各々飼育し、4、16、32週齢で脳軟膜微小血管でのHe-Neレーザー法による血栓準備状態と光ファイバー型顕微血流速度計による血流速度の測定を行った。血流速度から壁ずり速度を計算し、各週齢でそれぞれのラットの値を比較した。各週齢のラットから採血し、Griese法による血漿中の一酸化窒素(NO)代謝産物(NO_2/NO_3)量を測定した。血圧は、週齢とともにSHR、SHRSPで有意に上昇した。血栓準備状態は各週齢で変化し、4週齢では最も低く、3種のラット間で有意差を認めなかった。週齢に従って血栓準備状態はWKYに比してSHR,SHRSPで高くなり、32週齢でSHRSPはSHRよりも有意に高くなった。脳軟膜微小血管の血流速度も、4週齢では3種のラット間で差はみられなかったが、16週齢ではSHRとSHRSPの血流速度はWKYに比して有意に低下し、32週齢ではSHRSPの血流速度のみが最も低下した。3種のラットの壁ずり速度も血流速度と同様の変化を示した。NO代謝産物濃度は3種のラットとも4、16、32週齢のWKY、SHR間では差を認めなかったが、32週齢のSHRSPでのみ有意に低下した。

以上より、脳軟膜血流速度と壁ずり遠度の低下で血小板凝集抑制作用や血管保護作用を有するNOの産生低下が局所的に生じ、脳卒中発症の増悪因子として働いている可能性が高く示唆された。平成9年度の研究結果から、SHRSPの血漿中の一酸化窒素(NO)が脳卒中発症時期に有意に減少する事から脳卒中発症と血漿NO量減少との関係が強く示唆された。平成10年度は脳卒中発症に対するNOの作用を明確にするためにNOを生体内に上昇させ、SHRSPの脳卒中発症への影響を調べた。生体内のNOの増加方法として、(1)NOの基質となるL-arginineの投与、(2)すり応力により血管内皮からNOの放出を九進する自発的運動と(3)bradykininを介してNOを増加させるACE-阻害剤(imidapril)の投与を行った。また、脳卒中発症時期に観察される脳軟膜微小血管のrarefactionの程度とhemodynamicsを測定した。L-arginine投与、自発的運動ならびにimidaprilの投与は、ともにHe-Ne laserによる脳血管での血栓形成を有意に抑制した。(1)、(2)に関して脳卒中の症状は、各群6匹のうち対照群で、すべてのSHRSPに観察されたのに対し、L-arginine処理では0、運動群で1例にみられたのみであった。脳微小血管のrareractionに対する影響をHortonの法則に従って調べたところ、対照では4週齢の血管径に比して有意に血管径が縮小し、血流速度の低下がみられたのに対して、L-arginine群、運動群、またimidapril群とも血管径、血流速度ならびに脳の領域血流量(rCBF)も維持・改善されていた。血漿NO代謝物量(NO_2/NO_3)は、対照に比してL-arginine群、imidapril群では有意に、運動群では増加傾向を示した。以上の結果より、NOの低下は、明らかに脳卒中発症の増悪因子と考えられるが、NOの低下が直接脳卒中発症の引き金にとなりうるのかという点については今後さらに研究が必要である。
複数情報源・複数記述符号化方式による画像情報発見転送方式

本研究は、アドホックネットワーク上で、情報発見方式と、複数記述符号化方式を前提にした、マルチポイント・ポイント情報転送方式(MP2P)を柱とする「複数情報源・複数記述符号化方式による画像情報発見転送方式」について、コミュニティ利用発見方式、GPS利用発見方式、MP2P転送方式、ネットワークサーバ選択法、負荷考慮情報転送方式をそれぞれ提案し、コンピュータシミュレーション及び実機により有効性を確認した。本研究は、アドホックネットワーク上で、安全・効率的に送信元を発見できる情報発見方式と、ビデオの品質は受容できるレベルに保つことができる複数記述符号化方式を前提にしたマルチポイント・ポイント情報転送方式を柱とする「複数情報源・複数記述符号化方式による画像情報発見転送方式」を明らかにすることを目的に進めている。平成19年度は、以下のように進めた。(1)画像情報発見方式:アドホックネットワークにおけるコミュニティを前提に、メンバーの信頼度スコアを導入して、よりスコアの高いメンバーを通じて情報にアクセスする方式を検討した。知己の数をスコアにする評価、知己の中の目的ノード数をスコアにする評価を、コンピュータシミュレーションによって行い、提案手法の有効性を示した。(2)情報転送方式:本年度は複数情報源・複数記述符号化方式による画像情報発見転送方式の基本特性を得ることを目的に検討を進めた。情報送信元が無線アドホックネットワーク内に複数配置され、その各々において、MDC符号化を行い、受信側の指示により、それぞれの送信元が決められた1つの記述のみを転送するモデルとした上で、制御パケット数を減らしつつ、経路の排反度を高めることにより、複数経路の同時輻輳や切断への耐力を強化できる経路選択アルゴリズムを検討し、コンピュータシミュレーションを利用し、改良ルーチングと画像品質等の関係を検討し、既存経路選択法との比較で大きな改良効果を得た。さらに、PC上にアドホックネットワークルーチング方式を搭載し、マルチホップ環境を実現し、簡易な評価を行い、シミュレーションの結果を裏付けた。本研究は、アドホックネットワーク上で、安全・効率的に送信元を発見できる情報発見方式と、ビデオの品質をは受容できるレベルに保つことができる複数記述符号化方式を前提にしたマルチポイント・ポイント情報転送方式を柱とする「複数情報源・複数記述符号化方式による画像情報発見転送方式」を明らかにすることを目的に進めている。平成20年度は、以下のように進めた。(1)画像情報発見方式:前年度まで進めた、アドホックネットワークにおけるコミュニティを前提にした発見方式の詳細化を行った。目的情報に近いノードから信号を発信することにより、より効率的に情報発見ができる手法を提案するとともに、各ノードがGPSを具備しているときに、より目的情報に近いノードを少ない探索パケットにより発見できる手法を考案し、ともにコンピュータシミュレーションによって提案手法の有効性を示した。(2)情報転送方式:本年度は前年度に進めた複数情報源・複数記述符号化方式による画像情報発見転送方式のコンピュータシミュレーションによる評価結果を、実機によるテストベッドを用いて有効性を確認した。我々の提案により、情報の品質を保ちつつ制御情報の削減を可能になることを示した。さらに、情報転送方式の発展として、ユーザが情報をサーバから得る場合に、複数の同等なネットワークサーバのどれを選択するのが最適化を、付加的装置を置かず、またユーザが自立的に収集できる方式によって可能とする方式を考案し、その有効性を実験とコンピュータシミュレーションにより明らかにした。本研究は、アドホックネットワーク上で、安全・効率的に送信元を発見できる情報発見方式と、ビデオの品質を受容できるレベルに保つことができる複数記述符号化方式を前提にしたマルチポイント・ポイント情報転送方式を柱とする「複数情報源・複数記述符号化方式による画像情報発見転送方式」を明らかにすることを目的に進めている。平成21年度は、以下のように進めた。1画像情報発見方式:前年度まで進めた、アドホックネットワークにおけるコミュニティを前提にした発見方式に加えて、GPSを利用し、特に緊急時に特定の目的地の情報を効率的に収集できる手法につき、より効率化を進める改良を加えコンピュータシミュレーションによって提案手法の有効性を示した。2情報転送方式:本年度は前年度に進めた情報転送方式の発展として、放送型情報転送に関する効率化を進め、二つの斬新な情報転送方式を考案し、その有効性をコンピュータシミュレーションによって明らかにした。
過渡的明暗コントラスト誘導現象の解明

本研究課題は、古くから知られているものの、未だその機序が明らかにされていない「過渡的明暗コントラスト誘導現象(Transient Luminance Contrast Induction; TLCI)」の解明を得ることであった。TLCI現象とは、細密な白黒線分で構成される2次元パターンを動かしたときに、パターンの運動に伴って、コントラストが強調された部分が様々に動揺して見える現象である。本研究では、多様な条件で観察されるTLCI現象に対する統一的な説明理論の構築を目指した。網膜錐体細胞の時間応答特性を考慮した神経モデルの挙動について検討したところ知覚特性との良い一致が得られた。本研究の目的は、古くから知られているものの、未だその機序が明らかにされていない「過渡的コントラスト誘導現象(TLCI:Transient luminance contrast induction)」の解明に向け、新たな洞察を得ることである。TLCIとは、細密な白黒線分で構成されるパターンを動かしたときに、パターンの一部の知覚的コントラストが強調され、パターンの運動に伴って強調された部分が様々に動揺して見える現象である。本研究では、多様な条件で観察されるTLCIに対する統一的な説明理論の構築を目指している。研究の第1段階として、TLCIを組織的に解析するための刺激パターン及び実験条件の設定を目指した。具体的には、白黒線パターンによつて発生するモアレ現象を回避し、かつ、実験の試行間で同一のTLCIパターンを誘導するための、コンピュータ制御によるデジタル画像を作成した。精神物理学実験に精通した被験者による予備実験の結果、TLCIは広範囲の刺激条件で観察されることが確認され、このうち、TL、CIが最も明確かつ容易に観察される刺激条件(フレーム周波数60Hz、平均輝度80cd/m^2のCRT上で、空間周波数4cpd、Michelson contrast 98%の線パターンを、5deg/sec以下の速度で往復運動させる)をその後の実験における基準として設定した。この基準刺激を用いて、15名の被験者を対象とした本実験を行い、4種の運動条件(上下・左右の並進運動、拡大/縮小運動及び回転運動)に関して、一貫したTLCI運動が知覚されることを確認した。本年度実施の上記結果により、TCLIを組織的に解析する実験的基盤が確立された。本研究課題は、古くから知られているものの、末だその機序が明らかにされていない「過渡的明暗コントラスト誘導現象(Transient Luminance Contrast Induction ; TLCI)」の解明に向け、新たな洞察を得ることである。TLCIとは、細密な白黒線分で構成されるパターンを動かしたときに、パターンの一部の知覚的コントラストが強調され、パターンの運動に伴って強調された部分が様々に動揺して見える現像である。研究の第2段階にあたる平成20年度は、前年度実施の心理学実験によって明らかにされたTLCI現象の時空間特性に関するデータに基づいて、計算論的モデルの構築を目指した。まず、心理学実験に用いられた白黒線パターンの刺激系列を入力画像としてモデルの出力を求めヒトの知覚特性と比較したところ、従来提唱されてきた中心軸変換に基づくモデルの挙動は、知覚特性とは一致しないことが明らかとなった。次に、網膜錐体細胞の時間応答特性を考慮した神経モデルの挙動について検討したところ知覚特性との良い一致が得られ、現時点ではこのモデルが最も有望であると考えている。ただし、このモデルは、錐体細胞の応答特性と知覚特性の対応を示すものではあるが、TLCIが生起する機序そのものに関する理論的枠組みを与えるものとはなっておらず、この現象を理解するための理論的枠組みを構築する必要があると考えられる。最終年度にあたる平成21年度には、この理論的側面の強化を図る予定である。研究の最終年度である平成21年度は、昨年度に開発した過渡的明暗コントラスト誘導現象(TLCI)に関する計算論的モデルと、ヒトの知覚特性との対応関係について検討した。このモデルの本質は、刺激画像の時間的変動の持続時間と変動の間隔を計算するものであるが、モデルの挙動は、予備観察で得られたTLCIのパターンと良く一致した。さらに、この計算論的モデルは、網膜における光受容器(錐体)の動作特性に関するモデルとも一致するものであった。以上の検討を経て行った本実験では、被験者のTLCIに対する反応(形状の知覚)と、計算論的モデルの予測は良く一致することが示された。今回得られた計算論的モデルは、網膜の機能に関する新たな解釈につながるものである。具体的には、網膜は等方的な画像フィルターの集合であるとする従来の考え方に対し、今回のモデルは、眼球や画像が動く状況下では、網膜は非等方的なフィルターとして機能しうることを示唆している。即ち、運動の要素が加わった場合、網膜は多重空間スケールのフィルタリングや、方位選択的なフィルタリング、さらには運動検出の機能を持ちうる可能性を示すものである。

この計算論的モデルは、従来明確な説明がなされて来なかったTLCIを説明しうる定量的なモデルであるだけでなく、ヒトの明暗知覚特性全般に関するモデルとなりうるものであると同時に、ヒトの網膜の機能について新たな解釈を可能とするものであり、今後の心理学的研究及び生理学的研究に新たな展開をもたらすものと期待できる。
hATトランスポゼースファミリーによる新しい細胞移動停止の制御機構

1. MIG-39の発現部位の解析MIG-39の303aaから470aaを抗原ペプチドとし、MIG-39抗体を得ることに成功した。作成した抗体を用いて免疫染色法を行いMIG-39の生体内での局在を観察した。MIG-39は生殖巣先端のDTCの核内および生殖細胞の核内に局在が見られた。この局在はmig-39 (tk107, tk102,では見られなかった。ヒトDREFでも同様な局在パターンが見られていることが報告されている(Yamashita et al., THE Journal of Biological Chemistry 282,7563-75,2007)。発現時期を明らかにするため、ステージ毎に免疫染色を行ったところ、L4幼虫期にはすでに局在しており、成虫期、成虫期から2日後では、DTCへの局在の割合が低下していた。このことから少なくともL4幼虫期にはMIG-39がDTCに局在していることが正常なDTCの停止に必要であることが分かった。L4幼虫期はDTCが減速を開始することも明らかにしており今回の結果は減速時期と一致していた。2.低分子量G蛋白質との相互作用低分子量G蛋白質は一般的に細胞移動や、仮足の伸長などにかかわっていることが知られており、細胞骨格と細胞移動が関与しているかを、遺伝的手法を用いて調べることとした。低分子量G蛋白質をコードしているced-10/Rac GTPase, rac-2/Rac, unc-73/Rho GEF, mig-/Rho2の単独変異およびmig-39変異体との二重、三重変異体でDTCの行き過ぎ(overshoot)がどう変化するかを腹側の神経とDTCを蛍光標識し観察した。観測の結果、低分子量G蛋白質をコードしている遺伝子の単独変異ではovershootが見られなかったが、mig-39変異体頭側と尾側の生殖巣において異なる結果が得られた。このことから低分子量G蛋白質の活性が頭側と尾側で異なっており、頭側と尾側でRac活性に対する感受性が異なることが分かった。特に前側ではRacの活性が一定の割合まではovershoot異常を増強し、その割合を下回ると抑制に働くことが分かり、尾側はその逆であることが分かった。(抄録なし)1.MIG-24発現解析;MIG-24をDTCで恒常的に発現させたところDTCovershoot異常が見られた。このことからmig-39がmig-24の発現を負に制御していると考えられる。そこで野生株とmig-39変異体間でmig-24の発現に差が見られるか否かを、レーザー顕微鏡と解析ソフトを用いて計測した。野生株と変異体に、蛍光タンパクのVenusをmig-24のプロモーター下で発現させたアレイを持たせ、L4(4齢幼虫期)、YA(Young Adult期)およびLA(Late Adult期:L4から36時間後)におけるDTCでのmig-24p::Venusの蛍光強度を計測した。野生型ではL4からLAにかけて徐々に蛍光強度が減少していたが、変異体ではYA、LAで高い蛍光強度を維持していた。このことから、MIG-39はYAでMIG-24の発現を負に制御し、MIG-24がDTCの停止を負に制御していると考えられる。またDTC overshootが顕著であった尾側でmig-24p::Venusの蛍光強度が頭側より高かったことから、頭、尾側の生殖巣でMIG-39やMIG-24の要求度に差があるのではないかと考えている。2.MIG-39の発現部位の解析;MIG-39の303aaから470aaを抗原ペプチドとし、2種類の独立なMIG-39抗体を得ることに成功した。作成した抗体を用いて免疫沈降およびウェスタンブロットを行ったところ作成した抗体のうち1種類が野生型のみで働くことが分かった。そこで免疫染色法を行いMIG-39の生体内での局在を観察した。この局在はmig-39(tk107,tk102,では見られなかった。ヒトDREFでも同様な局在パターンが見られていることが報告されている(Yamashita et al.,THE Journal of Biological Chemistry 282,7563-75,2007)。DTCの核内に存在するMIG-241bHLHの発現を負に制御していることから、MIG-39はDTCの核内でMIG-24の転写を制御していると考えられる。3.DTC停止のモデル;現在までの結果から野生株での機能として、MIG-39はMIG-24の発現を負に制御し、MIG-24はDTCの停止を負に制御していることが分かった。すなわちMIG-39はMIG-24発現制御を介してDTC停止を正に制御していると考えられる.1. MIG-39の発現部位の解析MIG-39の303aaから470aaを抗原ペプチドとし、MIG-39抗体を得ることに成功した。

この局在はmig-39 (tk107, tk102,では見られなかった。ヒトDREFでも同様な局在パターンが見られていることが報告されている(Yamashita et al., THE Journal of Biological Chemistry 282,7563-75,2007)。発現時期を明らかにするため、ステージ毎に免疫染色を行ったところ、L4幼虫期にはすでに局在しており、成虫期、成虫期から2日後では、DTCへの局在の割合が低下していた。このことから少なくともL4幼虫期にはMIG-39がDTCに局在していることが正常なDTCの停止に必要であることが分かった。L4幼虫期はDTCが減速を開始することも明らかにしており今回の結果は減速時期と一致していた。2.低分子量G蛋白質との相互作用低分子量G蛋白質は一般的に細胞移動や、仮足の伸長などにかかわっていることが知られており、細胞骨格と細胞移動が関与しているかを、遺伝的手法を用いて調べることとした。低分子量G蛋白質をコードしているced-10/Rac GTPase, rac-2/Rac, unc-73/Rho GEF, mig-/Rho2の単独変異およびmig-39変異体との二重、三重変異体でDTCの行き過ぎ(overshoot)がどう変化するかを腹側の神経とDTCを蛍光標識し観察した。観測の結果、低分子量G蛋白質をコードしている遺伝子の単独変異ではovershootが見られなかったが、mig-39変異体頭側と尾側の生殖巣において異なる結果が得られた。このことから低分子量G蛋白質の活性が頭側と尾側で異なっており、頭側と尾側でRac活性に対する感受性が異なることが分かった。特に前側ではRacの活性が一定の割合まではovershoot異常を増強し、その割合を下回ると抑制に働くことが分かり、尾側はその逆であることが分かった。細胞移動停止に異常をきたす新規変異体の遺伝子として、研究課題にあるようにhATトランスポゼースファミリー蛋白質MIG-39を同定した。平成24年度はMIG-39に対するポリクローナル抗体を作製し、免疫染色により蛋白質の組織分布を解析した。その結果、MIG-39は変異体で細胞移動の停止異常が見られるdistal tip cell(DTC)と生殖細胞の核で発現していることを明らかにした。さらにDTCで特異的に遺伝子発現を誘導するmig-24プロモーターによりmig-39cDNAを発現することにより、mig-39変異体のDTC移動異常が回復することを示し、MIG-39が細胞自律的にDTCで機能することを明らかにした。また、DTCの移動を促進するbHLH転写因子MIG-24の発現量を定量的に評価し、野生型ではDTCが停止する成虫期以降に発現量が低下するのに対して、mig-39変異体においてはDTCの停止異常にともなって有意に発現が維持されていることを示した。1)MIG-39の局在場所、および時期の同定MIG-39抗体を用い、免疫染色法を行なったところ、MIG-39は生殖巣先端のDTCの核内および生殖細胞の核内に局在が見られDTCの核内での局在パターンが時期特異的に変化していた。そこでMIG-39の局在を時期特異的に観察する。2)細胞骨格系変具体でのDTC overshootの観察、および経路上での位置の同定代表者は細胞骨格系の変異体でもDTCがovershootすることを明らかにしており、これらの変異体とmig-39変異体の二重変異体を作成し、表現型の解析をすることでDTCの停止に関係する因子を明らかにする。
エクソーム解析を用いた冠攣縮性狭心症における疾患感受性遺伝子の網羅的解析

冠攣縮性狭心症の病因として遺伝的背景が存在していることが知られている。これまで冠攣縮性狭心症の疾患感受性遺伝子の変異の解析は孤発性発症例を対象にして行われてきたが、極めて稀であっても家族性発症の原因遺伝子がわかれば,孤発性症例の遺伝因子について効率よくアプローチできる。今回の研究では、申請者らが有する冠攣縮の家族内集積性を持つ家系のDNAサンプルを用いてエクソーム解析を施行し、冠攣縮の疾患感受性遺伝子の変異を網羅的に解析する。検出した遺伝子変異を用て、一般的な冠攣縮例である孤発性発症例における新規の遺伝子診断法の開発を目指す。現在までに、冠攣縮性狭心症が疑われ、アセチルコリン負荷試験を行った563例の血管攣縮反応と臨床データとの関連の解析を行っている。冠攣縮の程度と臨床データとの比較では、年齢・性別・喫煙率において冠攣縮陽性群で高い傾向がみられた。家族歴調査においては、冠攣縮陽性群において1割に冠動脈疾患家族歴を認めた。家族歴と一般的な臨床データとの関連は明らかなものを認めていない。しかしながら、一部の脂質異常症のマーカーであるであるApoCIII・CIIが家族歴を要する冠攣縮性狭心症患者に高い傾向が見られれている。脂質異常症の家族歴が血管攣縮に与える影響も考えられた。現在、他の遺伝的素因の探索も含めて進行中である。また、遺伝的背景と病変の特徴についても血管内超音波・光干渉断層血管撮影(OCT)を用いて現在解析中である。臨床データでの評価は、概ね順調に進んでいるが、遺伝子解析データとの対比が進んでおらず、具体的な成果は出ていない。冠攣縮性狭心症の家族歴を有する患者群の臨床的背景について、脂質異常症の家族歴についてもさらに調査を進めていく。また、それらに関わる遺伝的背景についても、遺伝子解析の結果と合わせて評価を行っていく。家族歴調査においては、冠攣縮陽性群において1割に冠動脈疾患家族歴を認めたが、家族歴と臨床データとの関連は明らかなものを認めていない。従来の危険因子とは関連のない、遺伝的背景の存在が考えられた。家族内発症例に対する遺伝子解析では、冠攣縮性狭心症を有する一卵性双生児の一家系の遺伝子検索を行っており、現在解析中である。今後は、別家系の調査も引き続き行い、遺伝子解析を進めるとともにそこで得られた遺伝子変異と弧発例との関連について、解析を行っていく。臨床データでの評価は、概ね順調に進んでいるが、遺伝子解析が解析途上にあり具体的な成果は出ていない。冠攣縮性狭心症の家族歴を有する症例の遺伝子解析を鋭意進めていく、弧発例での臨床的検討も継続して行っていく。

冠攣縮性狭心症の家族歴を有する患者群の臨床的背景について、脂質異常症の家族歴についてもさらに調査を進めていく。また、それらに関わる遺伝的背景についても、遺伝子解析の結果と合わせて評価を行っていく。検査試薬購入費が当初の見込みより低額で済んだことにより差額が生じた。次年度使用額については、本年度に新たに購入する検査試薬の購入費に充てる予定である。
日本手話発話中の話者の顔表情に表れる言語情報の画像認識とその手話認識への応用

自然な日本手話会話映像を得るため、手話者の上半身を撮影可能なプロンプター状装置を一作年度、設計・試作した。その装置で、ろう者(手話を日常話す人のことを、ここでは「ろう者」と呼んでいる)二人の対話記録を試み、それを基に装置の改善を引き続き行った。その装置で得られた手話発話ビデオ映像の他、市販のろう者のビデオ映像中から、自然な手話会話を行っていると思われる部分を人手で調査・選別し、それらを素材として用い、画像中の手話者の顔を追跡し、顔の部品(眉、目、口)の相対的位置、形状、動きの時間変化を自動的に取得する方法の探索を引き続き行った。具体的手法としては、色情報、動き情報に基づくテンプレートマッチング、DPマッチング、オプティカルフロー等を試みた。また、並行して、WWWサイトの「手話認識研究ポータルサイト」の作成、運営を行うことにより、手話やジェスチャの機械認識の世界的な研究動向についての情報提供を続けた。手話の一要素である指文字の内、五十音中、静止状態で表現する41文字種を対象に、従来法とは異なり,奥行き情報を輝度値として含みかつ背景画像を含まない赤外線反射画像に対して,カーネル法により特徴ベクトルを生成し,判別分析により4人分の指文字認識を試みた。その結果,カーネル関数の前段にK-平均法によるクラスタ数のある程度の削減を行い、かつ、カーネルの幅に適当な値を選ぶことにより、未知データに対する認識率の向上が可能であることを見いだした。また、自然な手話会話映像を得るため、手話者の上半身を撮影可能なプロンプター状装置を設計・試作した。二人が向き合った状態で手話会話することを想定した。この装置を用いる場合にはハーフミラーに映った映像を各々が相手にすることになる。画面を上向きに置いたモニターの上に、反射面を45°下に傾けたハーフミラーを設置し、スルー方向になるハーフミラー越しにはビデオカメラを設置し、そのビデオカメラからの手話者の映像を電気的に左右反転させ、もう一台の装置の(相手方の)モニターに写し出し、ハーフミラーで反射させて相手に見せるようにした。このようにすることで、目線情報等、手話を形づくるのに有効と言われる要素に不自然さを伴うことのない手話会話映像を得ることができると期待される。自然な日本手話会話映像を得るため、手話者の上半身を撮影可能なプロンプター状装置を昨年度、設計・試作した。その装置で、ろう者(手話を日常話す人のことを、ここでは、「ろう者」と呼んでいる)二人の対話記録を試み、それを基に装置の改善を行った。その装置で得られた手話発話ビデオ映像の他,市販のろう者のビデオ映像(二次元)中から、自然な手話会話を行っていると思われる部分を人手で調査・選別し、それらを素材として用い、画像中の手話者の顔を追跡し、顔の部品(眉、目、口)の相対的位置、形状、動きの時間変化を自動的に取得する方法の探索を行った。また、並行して、WWWサイトの「手話認識研究ポータルサイト」の作成、運営を行うことにより、手話やジェスチャの機械認識の研究動向についての情報提供を続けた。今年度は、とりわけ、手話の機械認識を試みている日本国内の研究者の一覧を追加した。
拡張磁気流体モデルにおける流れをもつプラズマのトロイダル平衡に関する研究

磁場閉じ込め核融合に用いられるトーラス型プラズマにおける巨視的な理想磁気流体平衡に対し、強い流れがあり複数の微視的な効果をもつ新しい平衡モデルを構築し、それらの性質を理論的・数値的に解析した。新しい定式化は、十分に解明されていなかった流れをもつ理想磁気流体平衡に対しても重要な知見を与え、それに対して微視的効果が付加されたときの流れをもつ平衡の物理的・数学的な性質の変化を詳細に解析することができた。強い流れをもつプラズマの平衡状態が示す急峻なプロファイルにおいては、理想磁気流体力学(MHD)モデルでは無視されている微視的な効果が重要となる。発現し得る効果は複数あり、それぞれの特徴的なスケール長が異なるこれらの効果を同時に取り込むことによって、実際のプラズマに近い平衡状態を表すことができる。本研究では、複数の微視的効果を含む拡張磁気流体モデルを用いて導出した平衡方程式の解の性質を理論的・数値的手法を用いて明らかにすることを目的としている。拡張磁気流体モデルを用いたマルチスケール性をもつ平衡状態の解析の第一段階として、非等方圧力をもつ一流体およびHall MHDモデルにおける流れをもつ軸対称トロイダル平衡の数学的性質について考察した。圧力方程式には、無衝突プラズマの3次の流体モーメント方程式である熱流東方程式から得られるものを用いた。この圧力方程式は、熱流束を無視して得られるChew-Goldberger-Low(CGL)二重断熱方程式とは異なり、運動論と等しい波の性質を与えることができる。一流体平衡は、Grad-Shafranov(GS)方程式に流れと圧力非等方性の補正が加わった2階偏微分方程式で表される。その偏微分方程式の楕円性条件を満たすポロイダル流速の境界値が、CGLモデルを用いた先行研究の結果とは異なり、運動論による波の分散関係から得られる波の速度に対応していることが明らかになった。Hall MHDの平衡は、磁束関数とイオンの流れ関数のそれぞれに対するGS型の偏微分方程式の連立で表される。その方程式系の楕円性のポロイダル流速に対する十分条件を求め、その境界値が等方圧力の場合から推察される音速に圧力の非等方性が加わった速度よりもわずかに小さい速度であることが明らかになった。前年度に用いたモデルにおける圧力の非等方性は、磁力線に対して平行方向と垂直方向で異なる値をもつ対角的な圧力テンソルによって表されるものであったが、このモデルはイオン温度がゼロの場合に相当し、核融合プラズマなどに用いるためにはイオン温度を考慮に入れる必要があった。今年度は、イオン温度が有限であることから現れるラーマー半径効果によるジャイロ粘性を表す圧力テンソルの非対角項を含んだ二流体モデルを用いて流れをもつ軸対称平衡の解析を行った。流れをもつ高ベータ軸対称トロイダル平衡における有限イオン温度の効果を詳しく調べるため、2つの異なるオーダーの流れに対して簡約化された平衡方程式を導出した。理想MHDの場合にポロイダル流速がポロイダルアルヴェン速度と等しくなるときに現れる特異点の位置が、イオンのジャイロ粘性の効果によってずれることを明らかにした。また、ポロイダル音速と等しくなるときの特異性を含む簡約化方程式系を、まず理想MHDにおいて高次の項まで考えることで導出して解析解を求め、有限イオン温度効果を導入するための拡張が可能なモデルを構築した。次に、実際に有限イオン温度効果を含んだ平衡方程式を導出し、ポロイダル音速程度の流れに対してはジャイロ粘性だけでなく反磁性熱流束の高次の項が現れるため、ポロイダルアルヴェン速度程度の流れの場合とは異なりイオン温度効果の役割は式の上では明確には表されないことが示された。この定式化によって数値解析がより重要となる複雑な微視的効果を含む方程式系が得られ、これを数値的に解くための有限要素法を用いたコードを開発した。平成20年度は、前年度に導出したポロイダル音速程度の流れをもつ高ベータトカマクプラズマの平衡を表す簡約化方程式系の解について詳細に解析した。まず、この方程式系の一流体極限に対して線形プロファイルを仮定することで得られる解析解を用いて、有限イオン温度効果をもつ二流体平衡と比較するための流れをもつ一流体平衡理論を構築した。ポロイダル流による磁気軸のプラズマ中心からのずれや、圧力の最大値を与える点の磁気軸からのずれ、および高ベータによる平衡限界の変化に関する解析的な表式を示し、これらから、ポロイダル流速がポロイダル音速より大きい領域で磁気軸のずれが流れによって増幅され平衡限界を超える領域が存在することを明らかにし、また流れによる圧力の等値面の磁気面からのずれの機構を遅い磁気音波とトロイダル性によって起こるgeodesic acoustic modeの機構との類似性によって説明した。このような音波の機構を含む圧縮性と磁場の変形の両方を伴う流れをもつ高ベータトロイダル平衡に対する解析解はこれまでにない新しいものである。次に、有限イオン温度効果をもつ二流体モデルにおける平衡の解析を行った。有限要素法を用いた数値解析において、二流体効果による反磁性流が引き起こす流速の特異点のずれとジャイロ粘性による相殺効果の両方が存在することで正則な解が得られた。

磁気面と等圧力面そしてイオンの流れ関数の数値解とそれぞれの軸に対する解析的表式によって、これらの等値面が一致しないということと、電場の符号に対して非対称であるという流れをもつ二流体平衡の特徴と反磁性流の大きさとの関係を明らかにした。また、これらの研究成果を、Joint Varenna-Lausanne International Workshop on "Theory of Fusion Plasmas"における招待講演で発表した。
肝微小転移モデルにおける.TNFの誘導体遺伝子導入腫瘍ワクチンの治療効果の検討

今年度は、微小肝癌治療に先駆け、副作用を軽減する目的で開発された新しいTNF誘導体(F4614)肝癌細胞株に対するin vivoでの抗腫瘍効果メカニズムの検討と肝癌細胞株へのTNF誘導体の導入を試みた。マウス肝癌株(MH134)をマウウの皮下に接種後、5日間連日腫瘍内に5μgのF4614を投与し、その退縮の経過を免疫組織学的、細胞障害試験により解析した。また3種のヒト肝細胞癌株(HuH-7,PLC,Hep-3B)、ヒト胆管細胞癌株(HuCC-T1)にTNF誘導体遺伝子導入のためのベクターの設計に着手した。マウスでの抗腫瘍効果の検討では、F4614の腫瘍内投与によりTNF群と同程度に皮下腫瘍の有意な発現抑制を認めた(抑制率:5066%).F4614の腫瘍内投与を行なった一部のマウスで腫瘍は、完全退縮し,MH134の再投与にて腫瘤を形成しなかった.F4614投与群では投与24時間以内に腫瘍の出血壊死が生じ、1週後よりCD4、CD8陽性のリンパ球の浸潤が認められた。また細胞障害検査ではMH134に対する特異的な障害能の獲得は認められなかったが、有意なNK活性の増加が確認された。以上より、この新しいTNF誘導体は肝癌治療に有用であることが示唆された。現在TNF誘導体遺伝子導入を有効なベクターを設計している。今後は、マーカー遺伝子(Lac-Z遺伝子)を組み込んだ培養癌細胞株を用いて我々が開発したマウスの微小癌モデルにおける、F4614腫瘍ワクチンの治療効果を検討する予定である。
交代制勤務が心理生体系に及ぼす非顕性健康影響の検出に関する研究

携帯型24時間血圧計TM2425(エー・アンド・ディー社)を用いて交代制勤務者(55名)の1回目の3直(21時8時30分)終了直後より2回目の3直終了までの24時間の連続血圧を測定した。通常勤務者(57名)については、通常勤務時の午前中より24時間の測定を実施した。得られた血圧値より一日平均血圧値、日中平均血圧値(7時23時)、勤務時平均血圧値および夜間平均血圧値(23時7時)を算出し、通常勤務者と交代制勤務者(1・2直)との間、及び交代制勤務者において1・2直と3直との間で比較検討を行った。肥満度については身長(m)と体重(kg)を測定しBody Mass Index(BMI)(kg/m^2)を算出し肥満度の指標に用いた。身体活動量は仕事上の身体活動と仕事以外の身体活動の時間と程度を質問紙により調査し、一日あたりの身体活動量を算出した。怒りの表現方法はSpielbergerらが開発した怒りの表現方法に関する質問紙により、Anger-in、Anger-outをそれぞれ測定しスコア化した。交代制勤務者は、通常勤務者に比べて最大血圧値が高い傾向を示したが、夜間平均のみで有意差がみられた。また、血圧に関連する因子である飲酒量、肥満度、身体活動量については、通常勤務者と交代制勤務者との間で有意差はみられなかったが、Anger-inの得点は交代勤務者が通常勤務者に比べて有意に高値であった。年齢、及び多変量(年齢、BMI、飲酒量、身体活動量)調整後の血圧の平均値を比較すると、交代制勤務者は通常勤務者に比べて一日平均、日中平均、夜間平均、勤務時平均のすべてにおいて最大血圧値が有意に高かった。本研究では、サーカディアンリズムの変調に対して感受性が高くかつ生体バランスの保持や生体防衛にとって不可欠な自律神経系、循環器系、内分泌系、免疫系の各指標の変動を交代勤務の各就労時期に把握し、交代制勤務特有の非顕性健康影響の検出を目指すことを目的とした。この結果、交代勤務者は通常勤務と異なり、夜間の勤務中の活動中は血圧が睡眠時よりも上昇するパターンをとり、交代勤務者の血圧のサーカディアンリズムの周期は通常勤務者に比べて約30分延長する傾向がみられた。各種生体内指標は、交代勤務者と通常勤務者の間で大きな差は認められなかった。以上より、交代勤務が血圧のサーカディアンリズムに影響する可能性が示されたが、その長期的な健康影響については今後の検討課題である。