hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
DJ-1欠失誘導性ミトコンドリア膜透過性遷移孔開口によるパーキンソン病新規モデル

ドパミンニューロン内の、ミトコンドリア機能異常、酸化ストレスがドパミンニューロン障害にどのように関与しているか、またPD (Parkinson's disease)原因遺伝子であるDJ-1がどのように関与しているかの研究を進めるため、ドパミンニューロン特異的に酸化ストレス(特にミトコンドリア内において)を生じるマウスの作成を進めている。現在までに、TH- CreER Tgマウスのコロニー、SOD2 (Superoxide dismutase-2) flox/floxマウスのコロニー、DJ-1 KO (knock out)マウスのコロニーを作成し、これらマウスの交配を進めている。当初の実験計画ではDJ-1ノックアウトマウス(DJ-1-/-)とSOD2(Superoxide Dismutase2)ノックアウトマウス(SOD2+/-)を交配させDJ-1-/- SOD2+/-マウスを作成し、抗酸化作用を低減させることでPDマウスモデルを樹立することをめざしていたが、研究を開始した直後に同一のDJ-1-/- SOD2+/-マウスを作成し解析した論文が発表された(Hennis et al. PLoSOne. 2013Dec 26;8(12))。論文によるとDJ-1-/- SOD2+/-マウスは、黒質ドパミンニューロンの脱落は示していない。このことは、SOD2+/-マウスでは抗酸化作用の低減が十分ではないことを示している。そこで当初の計画を変更し私たちは、ドパミンニューロン特異的なSOD2ノックアウトマウスの作成を行うこととした。平成25年度に行ったことあらたに動物実験計画書の提出を本学に行い、承認を得たのち、ドパミンニューロン特異的なSOD2ノックアウトマウスを増やし、マウスコロニーの作成を行っている。現在までに、TH- CreER Tgマウスのコロニー、SOD2 (Superoxide dismutase-2) flox/floxマウスのコロニー、DJ-1 KO (knock out)マウスのコロニーを作成した。これらマウスの入手、繁殖(IVF (In Vitro Fertilization)を含む)に時間を要した。現在、これらのマウスの交配を進めている。アストロサイトは中枢神経の細胞の50%以上を占め、アストロサイトに発現する抗酸化ストレス酵素であるGSH (glutathione)やSOD2はニューロンにも影響を与えている。私たちは、当初の計画に加え、アストロサイト特異的にSOD2を欠損するマウスの作成を行なった。今後、MPTPを投与し解析を行う。さらに、アストロサイトにはCx (Connexin) 30とCx43が発現し、アストロサイト間ではGap Junction channelを介した電解質やsecond messenger、1kDa未満の代謝物質、さらにグルコースや乳酸などのエネルギー源など種々の物質の移動が行われ、脳機能が維持されている。私たちは、Cx30 KOマウスにMPTPを投与し、PDモデルマウスを作成すると、野生型マウスと比較し、より顕著な自発運動の低下がみられることを見出した。私たちは、Cx30 KOマウスでは、アストロサイトからドパミンニューロンへのenergy供給に異常をきたし、さらにアストロサイト内のGSH、SOD2等の発現が減少し、これらの異常によりドパミンニューロン内のenergy homeostasisが保持できなくなり、さらにドパミンニューロン内に酸化ストレスが蓄積し、より顕著なドパミンニューロン脱落が生じるとの仮説を立て研究を進める。26年度が最終年度であるため、記入しない。神経内科学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の実験計画を変更し、あらたに動物実験計画書の提出を本学に行い、承認を得たのち、必要なマウスを入手した。このため、当初の計画より遅れている。平成26年度動物モデルを用いた実験ひきつづきドパミンニューロン特異的なSOD2ノックアウトマウスを十分な数まで増やし、マウスコロニーの作成を続ける。このマウスにおけるDJ-1SOD2蛋白の黒質ドパミンニューロンにおける発現をウエスタンブロット、免疫染色で検討する。ドパミンニューロン特異的なSOD2ノックアウトマウス3か月年齢のマウスで行動解析(オープンフィールドテスト、ロタロッドテスト等)を行う。同マウス脳の生化学的解析(線条体ドパミン定量(HPLC),酸化損傷の解析(oxybloy)),組織学的解析(TH, GFAP,SOD2, DJ-1染色等)を行う。さらに同マウスの黒質ドパミンニューロンの数をstereologyにより解析する。細胞モデルを用いた実験ドパミンニューロン

特異的なSOD2ノックアウトマウス脳よりドパミンニューロンを培養し、ミトコンドリア機能(ミトコンドリア膜電位、mPTPのopening)とニューロンの生存率を検討する。孤発性PDの細胞モデルとして、野生型マウス培養ドパミンニューロンに酸化ストレス(H2O2,MPTP)を負荷し、ミトコンドリア機能を解析する
家族の中の子供と他人のあなた -児童虐待の通報を法で義務づける効果-

本年度は、公的機関である児童相談所を、家族のことが相談できる身近な内集団の機関と人びとに認識してもらうことが可能であるかについて研究した。今までの研究から、人びと児童虐待に関する対応の仕方は、虐待を行っている人が友人(内集団の人)か、付き合いのない近所の人(外集団の人)かによって大きく異なることが判明した。そこで本研究では、(1)人びとが内集団および外集団(所謂ウチとソト)の区別を何に基づいて行っているのか、(2)内集団および外集団の区別は可変的なものか、(3)もし可変的なものであるならば、どの要因が影響しているのか、という3点を明らかにすることを目的とした。外集団の規範および内集団の規範が、虐待の通報に対する人びとの意識にどのような影響を与えるかを調べるため、シナリオ実験を行った。実験に使用した被験者は神戸大学法学部、および光華女子大学の学生である。用意したシナリオは、(1)外集団規範および内集団規範のどちらも強い場合、(2)外集団規範は強いが内集団規範は弱い場合、(3)外集団規範は弱いが内集団規範は強い場合、(4)外集団規範および内集団規範のどちらも弱い場合、の4種類である。なお外集団規範としては、「児童虐待の発見した場合に公的機関に通報することを義務づけることを、政府が立法化した場合」を設定した。内集団規範としては、「地域の町内会や小・中学校のPTAが通報義務の申し合わせを決議した場合」を設定した。これらのデータの分析結果から、外集団規範および内集団規範が、虐待の通報に対する人びとの意識に影響を与えることがわかった。ただし今回のシナリオ実験の場合、被験者が学生であるため、このシナリオの設定をどれほど真剣に理解し、シナリオの設定条件を仮定して回答しているかが明らかではない。これについては今後の検討課題としたい。(1)調査の設計高松市および香川県大川郡白鳥町の満20歳以上の男女個人を対象とした。標本数は各地域1,000名である。標本の抽出方法は層化2段無作為抽出法(抽出台帳は選挙人名簿)に基づいた。調査方法は郵送法で行い、はがきによる督促を1回行った。実査部分は社団法人中央調査社に依託した。なお回収結果は高松市で51.1%、白鳥町で56.6%であった。(2)質問紙の構成まず被験者と子供の関係に関する質問をした。具体的には(1)家族構成、(2)子供の性別、年齢(3)子供との接触度、(4)子供好きかどうか、(5)子育ての煩わしさ等である。次に子供と親や社会の関係に関する質問を行った。それらは、(6)子供を親のものと考えるか、(7)子供のことで家族以外の者が口出しすることの是非、(8)プライバシー観、(9)地域との係わり方等に関する質問である。第3に、(10)状況別に子供の躾の仕方を尋ねた上で、児童虐待に対する対応の仕方を、(11)相手が友人か付き合いのない近所の人か、(12)状況の深刻さの程度、に分けて比較した。最後に、(13)児童虐待に関する知識、(14)被調査者のデモグラフィックを調べた。(3)結果第一に、クロス集計表を使用した分析した結果、児童虐待に関する対応の仕方は、虐待を行っている人が友人か、付き合いのない近所の人かによって大きく異なることが判明した。まず相手が友人の場合は、直接本人に尋ねたり、子供に話を聞いたりするなど、何らかの行動をとることがわかった。ただし友人に注意したにもかかわらず、相手が聞き入れなかった場合は、それ以上の行為をせず、諦めるとする回答が多かった。一方、相手が付き合いのない近所の人の場合、多くの人が、当初から何もせず放っておくとすることがわかった。以上の結果から、公的機関である児童相談所を、家族のことが相談でき身近な「ウチ」の機関と人々に認識してもらうことが、重要な課題であると言えよう。第二に、高松市と白鳥町の間には、回答傾向に若干の差が見られた。これらの相違は、白鳥町の回答者の年齢が高松市より高かったことに基づくものと考えられる。

なお外集団規範としては、「児童虐待の発見した場合に公的機関に通報することを義務づけることを、政府が立法化した場合」を設定した。内集団規範としては、「地域の町内会や小・中学校のPTAが通報義務の申し合わせを決議した場合」を設定した。これらのデータの分析結果から、外集団規範および内集団規範が、虐待の通報に対する人びとの意識に影響を与えることがわかった。ただし今回のシナリオ実験の場合、被験者が学生であるため、このシナリオの設定をどれほど真剣に理解し、シナリオの設定条件を仮定して回答しているかが明らかではない。これについては今後の検討課題としたい。
ピーナッツ主要アレルゲンの立体構造解析と重篤症状を引き起こす構造要因の解析

ピーナッツ主要アレルゲンであるAra h 1、および、Ara h 3について、cDNAのクローニング、組換えタンパク質の発現と精製を行い、Ara h 1についてはX線結晶構造解析に供し得る単結晶の調製に成功した。Spring-8放射光施設において取得した2.8ÅまでのX線回折データより、Ara h 1結晶の空間群をC2、a=165.899Å, b=89.263Å, c=160.036Å, α=90°, β=109.046°γ=90°と決定し、ダイズ7Sグロブリンβ-サブユニットの立体構造をサーチモデルとした分子置換法により初期位相を決定した。ピーナッツ主要アレルゲンの精密な立体構造を決定し、アレルゲン性と立体構造の関連について検討を加えるため、主要アレルゲンの一つであるAra h 1について、まず大腸菌発現系を用いた試料タンパク質の調製を行った。具体的には、ピーナッツ登熟種子より調製したmRNAを鋳型としてRT-PCRを行い、Ara h 1のcDNAをクローニングした。このcDNAをタンパク質発現用プラスミドpET21dに挿入することにより大腸菌発現系を構築し、組換え型Ara h 1の大量発現と精製を行い、精製試料を用いて結晶化条件を検索した。その結果、0.1MのMES緩衝液(pH=6.5)中で、4%のPEG20000を沈殿剤としてAra h 1の単結晶を得ることに成功した。得られたAra h 1結晶のX線回折データを、Spring-8放射光施設において取得したところ、3.5Åまでのデータを収集し、空間群P1、格子定数a=91.17,b=95.98,c=157.85,α=107.59°,β=92.19°,γ=110.20°と決定することができた。現在、更に高分解能のデータを取得し、Ara h 1の立体構造とアレルゲン性の相関を精緻に解析するため、高品質のAra h 1結晶の調製を試みている。他方の主要アレルゲンであるAra h 3についても、cDNAをクローニングし、種々の大腸菌発現系の構築、組換え型Ara h 3の発現条件の検討を行った。その結果、Ara h 3のN-末端にマルトース結合タンパク質を融合し、大腸菌Rosetta株を発現用宿主とした条件において、組換え型Ara h 3を可溶性タンパク質として発現させることに成功した。現在、組換え型Ara h 3の大量発現を試みており、精製条件の検討を行っている。ピーナッツ主要アレルゲンの精密な立体構造を決定し、アレルゲン性と立体構造の関連について検討を加えるため、主要アレルゲンの一つであるAra h 1について、平成20年度に続き高品質の単結晶を得るための検討を加えた。平成20年度に得られた単結晶は分解能3.5Aにとどまったため、結晶の質を更に高めるため、立体構造形成に寄与の少ないN-末端、およびC-末端の配列を欠失させた変異型Arah1(Arah1core)の大腸菌発現系を構築した。得られた組換え型Ara h 1 coreを単一に精製し、結晶化条件の検索を行ったところ、0.1Mのクエン酸ナトリウム緩衝液(pH=5.6)中で、15%のPEG400を沈殿剤としてAra h 1 coreの単結晶を得ることに成功した。得られた結晶のX線回折データを、Spring-8放射光施設において取得したところ、2.8Åまでのデータを収集し、空間群C2、格子定数a=165.9,b=89.26, c=160.04,α=90°,β=109.046°,γ=90°と決定した。得られた回折データの初期位相を、ダイズ7Sグロブリン立体構造をサーチモデルとした分子置換法により決定し、現在、Arah1 core立体構造モデルの精密化を進めている。また、更に高分解能のデータを取得し、Arah1の立体構造とアレルゲン性の相関を精緻に解析するため、高品質のAra h 1結晶の調製を試みている。他方の主要アレルゲンであるArah3についても、大腸菌発現系による発現条件の検討を行った。現在、粗換え型Ara h 3の大量発現を試みており、精製条件の検討を行っている。
回復期リハ病棟における運動療法と栄養療法の併用がADL改善効率に与える影響

急速な高齢化により回復期リハビリテーション病棟へ入棟する患者も高齢化が進む一方で、入院期間の短縮のため、より早期により高い日常生活活動能力を獲得して退院を図ることの重要性が増している。回復期に入棟する高齢者の多くは原疾患に加えて急性期病床での低栄養、低身体活動状態と考えられるが、その改善方法の検討は十分にされておらず、低活動のまま退院することにより再度機能低下を起こす可能性が危惧される。退院後の能力維持のためには、入棟中に栄養療法も含めた介入が必要であると考える。本研究では運動療法と栄養療法の併用が日常生活活動能力の向上効率をより高めるのかについての検証を行うことを目的とする。
シリル基によって安定化された三員環ケトンの反応性とその合成化学的応用に関する研究

本研究は、cis-2,3-ビス(トリメチルシリル)シクロプロパノン(1)の基本的な反応性を解明することによって、これまで合成化学的利用が充分になされていなかったシクロプロパノンの反応制御と選択化を図り、C3ユニット合成素子としての有効性を確立することを目的とするものである。今年度は、以下に記す結果を得た。1)シリルシクロプロパノンとリンイリドとのWittingおよびHorner反応シリルシクロプロパノン1と安定リンイリド(2)とのWitting反応について検討した結果、予想されるα-(ビスシリルシクロプロピリデン)ケトン(4)ではなく、フラン誘導体(5)を与えることを見出した。また、この反応は、中間体として生じる4の[1,5]-シグマトロピック的な転位反応による1のC2-C3結合に相当する部分の位置選択的な開裂が起こり、5を与えることが判った。さらに、β-ケトホスホナート(3)とのHorner反応では、4が得られ、この化合物も2との反応と同様、5に変換できることが明らかとなった。2)C2-C3結合開裂反応の触媒化に関する検討筆者らは、すでに、1にルイス酸を作用させると形式的にオキシアリルを経由する反応が起こることを報告している。この反応の触媒化を目的に、筆者らがすでに開発しているルイス酸機能を有するポルフィリン錯体触媒の高機能化についてエポキシドのカルボニル化合物への転位反応を指標として検討した。その結果、中心金属にCrやFeを、また、軸配位子のOTfを持つ錯体触媒が極めて高い立体・位置選択性を示すことを見出し、例えば、このような錯体触媒を用いると、通常のルイス酸では困難なモノアルキル置換エポキシドのアルデヒドへの変換などが容易に達成できることを明らかにした。現在、これらの金属ポルフィリン錯体触媒の1のC2-C3結合開裂反応への適用を検討している。
老化の防止に挑む運動の理論的基盤の構築とその応用による運動模倣薬の開発

運動機能の低下は老化を加速させる契機となる。運動は多様な効能をもち、老化を防止するために広く推奨されているが、その理論的基盤となる分子機序の解明は意外なほど進んでいない。一方で、現実的には十分な運動ができない高齢者が多く、また寝たきりや痛みのために運動ができないことも少なくない。これを解決する手段として、運動をしなくても、運動と同じ効果をもたらす薬物(運動模倣薬)がある。本研究では、有酸素運動・レジスタンス運動と筋・骨・関節・脳を網羅する分子機序を解明する。そして分子機序に基づいた新しい運動模倣薬を見出すとともに、既存の運動模倣薬を組み合わせて運動を完全に模倣できる薬物を開発する。
同一皮質領域内に並存する反対側/同側投射錐体路ニューロンの活動

生後2日の新生児ラットの左側大脳皮質を選択的に吸引破壊して、成長後、左右脊髄に投射する皮質脊髄ニューロンと大脳皮質感覚野線維をそれぞれ異なる蛍光色素で標識して分布を調べた。残った片側の感覚運動野に左右それぞれの脊髄に投射するニューロンが重複しながら分散して広がり、感覚野からの線維が23本の帯を作ってその領域の中を走っていた。さらにウレタンおよびケタミン麻酔のうえ、無傷の右側大脳皮質を露出し、左右前肢と小脳の左右の深部核にそれぞれ、おのおの独立に短い単一パルス刺激を繰り返し与え、誘発電位分布の時間的経過を8極同時記録システムを使った大脳皮質表面の多点記録および皮質層電位記録で連続して観測し、正常ラットの結果と比較した。皮質層分布の記録では、電流源密度に対する主成分分析を使った統計的要素分析により、皮質内の信号源の分離してその時間的遷移の解析を試みた。その結果小脳刺激では反対側刺激で運動野内の中層部の鋭い電流sinkで反応が始まり上層部に移動しながら周囲に広がる反応が認められたが、正常ラットとの明瞭な伝播の違いは見とめられなかった。一方、前肢刺激による感覚誘発電位では、正常ラットで反対側刺激誘発電位が皮質前方外側部位の下層部で始まり、上層部に移行しながら前方内側部位へ伝播し、同側誘発電位がその中間部位の主に表層部位から発現して周囲に広がる様子が明瞭に観察されたが、半球皮質破壊ラットでは同側前肢刺激による誘発電位は、表面電位分布でも、皮質層分布でもまったく観察されなかった。反対側刺激では正常ラットと同様の誘発電位分布が観察された。結果として、新生児期に大脳半球皮質破壊を受けたラットでは、右側運動野に分布する同側投射錐体路ニューロンは同側前肢自身からの求心性入力をほとんど受けていないことが確かめられた。重複しながら分散分布する左右前肢を制御するニューロン群が、おのおの独自のフィードバックシステムを持っていることが示唆された。新生児期に大脳半球が損傷されたラットでは、成長後に損傷されたものよりも前肢の運動障害が明らかに小さいことが知られている。以前の研究で、新生児期に損傷を受けたラットでは、残った大脳半球側から同側の脊髄にも線維投射が生じるが、前肢から感覚野への信号連絡は反対側からのみであり、また左右小脳核から運動野への信号投射は正常ラットと同等であることが示唆された。しかし計測点が限られていたため、反応の伝播を直接観測できず、皮質上の信号連絡等については推定するのみであった。今回、補助金で導入した多点同時記録システムを活用することで、詳細な反応の時間的推移を比較することができた。生後2日の新生児ラットの左大脳半球を吸引破壊した。3カ月以上たって、ウレタンおよびケタミンで麻酔した動物を、脳定位固定装置に保定し、大脳皮質と小脳後部を露出。左右前肢末梢部筋、左右の小脳中位核にそれぞれ刺激電極を刺入した。左右の前肢、左右の小脳核、あるいは前肢と小脳核を交互に単一パルスで刺激し、大脳皮質誘発電位を記録した。記録は銀線を使った8チャネル並列電極を用い、250μm間隔で8点づつ、高速AD変換器、コンピュータと計測システム開発ソフトによって作製した多点同時記録解析システムで電位を収録し、それぞれの誘発電位を加算平均した上で集計し、200点から300点の誘発電位を、平行してビデオ撮影した脳座標上の平面座標に色の濃淡として再現した。

その結果、左前肢刺激による感覚性誘発電位が前頭皮質外側の限局した部位から陽性電位で始まり、その4ミリ秒前後にそれより前方内側の前肢運動野領域に移行する様子が明瞭に観測できた。一方、左小脳中位核刺激では、誘発電位が前頭皮質中央部の陰性電位で始まり、その後、外側前方部からの電位が広がる様子が認められた。中位核刺激反応の開始領域と、前肢刺激反応が移行する領域が重複することが確かめられた。生後2日の新生児ラットに冷却麻酔を施し、左側大脳皮質を選択的に吸引破壊して、破壊手術を受けない通常ラットと同様に飼育した。成長後、ウレタンおよびケタミン麻酔のうえ、ステレオ脳定位固定装置にセットして、開頭して無傷の右側大脳皮質を露出。左右前肢と小脳の左右の深部核にそれぞれ刺激電極を差しこみ、おのおの独立に短い単一パルス刺激を繰り返し、それに対する誘発電位分布の時間的経過を8極同時記録システムを使った大脳皮質表面の多点記録および皮質層電位記録で連続して観測し、正常ラットの結果と比較した。皮質層分布の記録では、電流源密度に対する主成分分析を使った統計的要素分析により、皮質内の信号源の分離してその時間的遷移の解析を試みた。その結果、小脳刺激では反対側刺激で運動野内の中層部の鋭い電流sinkで反応が始まり上層部に移動しながら周囲に広がる反応が認められたが、正常ラットとの明瞭な伝播の違いは見とめられなかった。一方、前肢刺激による感覚誘発電位では、正常ラットで反対側刺激誘発電位が皮質前方外側部位の下層部で始まり、上層部に移行しながら前方内側部位へ伝播し、同側誘発電位がその中間部位の主に表層部位から発現して周囲に広がる様子が明瞭に観察されたが、半球皮質破壊ラットでは同側前肢刺激による誘発電位は、表面電位分布でも、皮質層分布でもまったく観察されなかった。反対側刺激では正常ラットと同様の誘発電位分布が観察された。結果として、新生時期に大脳半球皮質破壊を受けたラットでは、右側運動野に分布する同側投射錐体路ニューロンは同側前肢自身からの求心性入力をほとんど受けていないことが確かめられた。この結果は1999年7月の神経科学学会(大阪)で発表した。
制圧間近の麻疹の流行発生リスクと緊急予防接種の効果の推定－数理モデル・疫学的分析

研究目的は、輸入感染者が渡来した際の緊急追加接種の実施を数理モデルで理論的に判断が可能なようにし、客観的評価に基づいて緊急の予防接種政策に対する政策還元を行なうことである。研究実施計画は、3つの段階的プロセスから構成されており、それは、(1)数理モデルを利用した流行発生リスクの記述、(2)麻疹の追加予防接種の疫学的効果と費用対効果の数理的記述、(3)観察データへの適合と不明パラメータの推定である。初年度については、段階1と2について実施予定であり、段階2に関しては疫学的効果のモデル化を行なうことであった。研究成果については、得られた観察データから、追加予防接種実施前の実効再生産数(ワクチン接種下人口において1人の感染者が生み出す2次感染者数の平均値。この値が1を下回れば、大規模流行は起こらないとされる。)は1.08(95%信頼区間: 0.84-1.35)と推定され、追加予防接種割合が8%を上回れば、実効再生産数は1を下回るという結果を得られた他、8%未満でも8%に割合を近づけることで、絶滅確率(1人の感染者が侵入したときに流行が自然に減衰にいたる確率であり、再生産数Rを利用すると1/Rで与えられる)を上昇させられるということが示唆された。また、次の国際学会における口頭発表で成果報告を実施している。26年度が最終年度であるため、記入しない。
多系統萎縮症におけるCajal bodyの病態解析

本年度に、多系統萎縮症(Multiple system atrophy, MSA)剖検脳および正常コントロール・疾患コントロール剖検脳(アルツハイマー病、パーキンソン病)の橋核神経細胞核内Cajalbodyの数・形態の変化を網羅的に検討した。また、nuclear bodyでもあり、核内蛋白質のユビキチン化とも深く関連するPML(promyelocytic leukemia)bodyも同法で検討した。その結果: 1、正常コントロール群に、低齢剖検脳より、高齢剖検脳の神経細胞核内Cajal bodyが明らかに少なかった。2、正常コントロール症例群(同年齢群)に比し、MSA症例の橋核神経細胞内Cajalbodyの数は多く、サイズも大きい傾向を見いだした。3、正常コントロール症例群(同年齢群)に比し,アルツハイマー病例にもCajal bodyの数の増加やサイズの増大が認められたが、パーキンソン病例にはCajal bodyの明らかな変化が観察されなかった。4、MSA症例には、神経細胞核内封入体を有すると有しない神経細胞核にCajalbodyの明らかな差異が認められなかった。5、正常コントロール症例より、MSA症例においで、PML bodyの数は全体的に減少していたが、ごくまれに数が里常に増加した神経細胞核も見られた。また、時に核内封入体の形に変形したPML bodyや非常に大きくなったPML bodyも認められた。以上のより、1、Cajal bodyは核内病態に応じ、反応性に数や形態している可能性が考えられる。2、PML bodyは常に核内病態あるいは核内封入体のユビキチン化に応じて増え、一旦増加した後に減少した可能性が考えられる。
音響環境エンリッチメントがウナギの成熟に及ぼす影響の解明とその応用技術の開発

環境制御によるウナギの成熟促進技術の開発を目的として、環境因子のうち、水中音響環境がウナギの性成熟に及ぼす影響について研究を行った。まず、ウナギ飼育水槽内の音響環境は自然の生息域と比較して騒音が多いことが判明した。次に、天然の生息環境と同じような静音な環境を維持できる飼育水槽を作成した。さらに、これを用いて実験を行ったところ、成熟に係わる血中エストラジオールやテストステロン量が騒音環境で飼育した雌ウナギに比較して静穏環境やモーツアルトの音楽を継続して流した水槽で飼育した雌ウナギの方が、有意に高い値を示した。この結果、静音な飼育環境や音響環境が雌ウナギの成熟に影響を及ぼす可能性が初めて示された。環境制御によるウナギの成熟促進技術の開発を目的として、環境因子のうち、これまで全く考慮されてこなかった飼育水槽内の音響環境がウナギの生殖内分泌系ホルモンやストレスホルモン(コーチゾル)の生成・動態に及ぼす影響を分子・遺伝子レベルで解析するとともに、これらの知見をもとに、水温環境制御を組み合わせることによりウナギの自然成熟・産卵を目指す。本年度は、水中音響環境測定装置の開発とそれを用いて天然の河川や海及び飼育水槽中の音の種類(音域、Hz)や大きさ(音圧、dB)を測定し、飼育環境下の音響特性を明らかにするとともに、静音環境(または、天然環境)を再現できる水槽を設計する。その結果、飼育水槽もしくはウナギの天然生息環境の音響環境を的確に測定できる測定装置及び水中音発生装置を作成することができた。この装置を用いてウナギを飼育している屋内プラスチック水槽(400L)の音響環境を測定したところ、ウナギが生息していると考えられる河口域の音響環境と比較して、周波数1000Hzまでの音域で音圧が高く、静寂な環境でないことが判明した。また、水族館や水産研究所で使用している大型水槽もウナギ屋内プラスチック水槽とほぼ同様な周波数と音圧を示した。さらに、ウナギ屋内プラスチック水槽の音響環境を生息域の静音環境に近づけるために、水槽の壁面をグラスウールと発泡スチロールで覆い、水槽や濾過器や冷却器などのそこに防振ゴムを取り付けることにより、騒音を軽減することに成功した。また、騒音源として、水中に入れているエアレーションからの音及び濾過器や冷却器からの音が排給水のパイプを通して水中に伝わることが考えられたので、今後これらを取り除くための水槽設計を行い、より静音な環境で飼育できる水槽を作成する予定である。環境制御によるウナギの成熟促進技術の開発を目的として、環境因子のうち、これまで全く考慮されてこなかった飼育水槽内の音響環境がウナギの生殖内分泌系ホルモンの生成・動態におよぼす影響を分子・遺伝子レベルで解析するとともに、これらの知見をもとに、日周期や水温環境制御を組み合わせることによりウナギの自然成熟・産卵を目指す。昨年度は、ウナギの生息域や飼育水槽内の音響環境の特徴を明らかにし、静穏な飼育水槽を作成することに着手した。本年度は、さらに静音な飼育水槽を作成するとともに、静音環境、騒音環境及び音楽環境で飼育したときの生殖線や成熟関連ステロイドホルモンの血中動態を明らかにすることを目的に研究を行った。その結果、昨年度までの静音水槽に改良を加え、水槽内の音源であるエアレーションを外部濾過器に取り付け、給水からの音をスポンジにより吸収するなどして、ほぼ、生息域の静穏な音響環境に近づけることに成功した。次に、この静音水槽を用いて、静音環境、騒音環境及び音楽環境で雌ウナギを2週間飼育した。その結果、静音環境で飼育した雌ウナギの生殖線体指数や卵母細胞径などには有意な差は認められなかったが、血中エストラジオールやテストステロン量が騒音環境で飼育した雌ウナギと比較して有意に高い値を示した。さらに、モーツアルトの楽曲を継続して流した水槽で飼育した雌ウナギでは、静音環境で飼育したウナギと比較して、エストラジオール量が有意に高い値を示した。本実験の結果、音響環境が魚の成熟生理におよぼす影響が初めて示された。今後、視床下部や脳下垂体のホルモン発現におよぼす影響を明らかにするとともに、本年度の知見をもとに、種々の音響環境で長期間の飼育を行った時の影響などを調べることによって、再現実験を行う。環境制御によるウナギの成熟促進技術の開発を目的として、環境因子のうち、これまで全く考慮されなかった水槽飼育中の音響環境がウナギの成熟・産卵に及ぼす影響を、生殖内分泌系ホルモンやストレスホルモンの生成・動態を分子・遺伝子レベルで解析することにより明らかにする。平成25年度はウナギの生息域や飼育水槽内の音響環境をハイドロフォンと録音機を用いて測定した結果、生息域は静穏な環境であったが、飼育水槽内は種々の騒音があることが判明し、これが水槽内でのウナギの成熟に悪い影響を与えていると考えられた。そのため、平成26年度には、水槽内を静音な環境を維持できる水槽の設計を行い、自然の生息域に近い静穏な環境の飼育水槽を作成した。さらに、この水槽を用いて、静穏環境、騒音環境、および音楽環境で雌ウナギを2週間飼育したところ、実験群間で、雌ウナギの生殖線体指数や卵母細胞の細胞径に差は認められなかったが、成熟に係わる血中エストラジオールやテストステロン量が騒音環境で飼育したウナギに比較して、静穏環境やモーツアルトの楽曲を継続して流した水槽で飼育したウナギの方が、有意に高い値を示した。この結果、騒音環境や音響環境が雌ウナギの成熟に影響を及ぼす可能性が初めて示された。そこで、平成27年度は、同様の音響環境で、2ヶ月間雌ウナギを飼育した。

その結果、静穏環境、騒音環境および音楽環境で飼育したウナギの生殖線体指数や卵母細胞の卵径は実験群間で差は認められなかった。現在、血中ステロイドホルモン量や視床下部-脳下垂体系ホルモンの動態について、検討を行っている。今後は、実験期間を成熟関連ホルモンが増加した2週間に設定し、再現実験を行うとともに、血中ステロイドホルモン量や視床下部-脳下垂体系のホルモン発現に及ぼす影響を調べる。本年度は、予定の実験を行ったが、その解析が遅れている。また、以前の結果とは異なる結果が得られたので、研究方針を変更して、前回と同様の実験を行い、再現性を確認することとした。このため、本来なら平成27年度で終了予定のところを、研究期間を1年間延長し、対応することとした。環境制御によるウナギの成熟促進技術の開発を目的として、環境因子のうち、これまで全く考慮されなかった水槽飼育中の音響環境がウナギの成熟・産卵に及ぼす影響を明らかにし、これらの実験から得られた成果をもとに、人為的なホルモン投与によらないウナギの自然成熟・産卵誘導を目指す。平成25年度はウナギの生息域や飼育水槽内の音響環境をハイドロフォンと録音機を用いて測定した結果、生息域は静穏な環境であったが、飼育水槽内は種々の騒音があることが判明し、これが水槽内でのウナギの成熟に悪い影響を与えていると考えられた。そのため、平成26年度には、水槽内を静音な環境を維持できる水槽の設計を行い、エアレーションの音や水槽への注水に伴う騒音を防ぐことに成功し、自然の生息域に近い静穏な環境の飼育水槽を作成した。さらに、この水槽を用いて、静穏環境、騒音環境、および音楽環境で雌ウナギを2週間飼育したところ、成熟に係わる血中エストラジオールやテストステロン量が騒音環境で飼育したウナギに比較して静穏環境やモーツアルトの楽曲を継続して流した音楽環境水槽で飼育したウナギの方が、有意に高い値を示した。この結果、音響環境が雌ウナギの成熟に影響を及ぼす可能性が初めて示された。そこで、平成27年度及び平成28年度は、実験の再現性を確認するために、同様の音響環境で、2ヶ月間雌ウナギを飼育した。その結果、静穏環境、騒音環境および音楽環境で飼育したウナギの生殖腺体指数や卵母細胞の卵径は実験群間で差は認められなかった。むしろ、実験開始時対照群と比較すると卵径が減少していた。これらの結果から、音響環境は、飼育しているウナギにとって、飼育の初期段階で成熟にある一定の良好な影響を及ぼすものの、長期間飼育では音響環境の改善のみでは成熟促進に結びつかない可能性が示された。環境制御によるウナギの成熟促進技術の開発を目的として、環境因子のうち、水中音響環境がウナギの性成熟に及ぼす影響について研究を行った。まず、ウナギ飼育水槽内の音響環境は自然の生息域と比較して騒音が多いことが判明した。次に、天然の生息環境と同じような静音な環境を維持できる飼育水槽を作成した。さらに、これを用いて実験を行ったところ、成熟に係わる血中エストラジオールやテストステロン量が騒音環境で飼育した雌ウナギに比較して静穏環境やモーツアルトの音楽を継続して流した水槽で飼育した雌ウナギの方が、有意に高い値を示した。この結果、静音な飼育環境や音響環境が雌ウナギの成熟に影響を及ぼす可能性が初めて示された。
3次元実装における多軸応力下の鉛フリーはんだ接合部の効率的な疲労信頼性評価技術

多軸応力下のはんだ接合破壊メカニズムの解明および設計技術と上手く融合できる次世代実装工学の信頼性評価技術の確立を目的として,高集積化された実装部品の多軸応力状態を考慮した信頼性問題について検討した.まず,ナノインデンテーション試験を用いて多軸応力状態におけるクリープ特性について調査した.多軸応力状態では,ラチェット現象やクリープ機構の遷移等が顕在化する.また,めっき等の薄膜構造の場合,バルクと特性が異なるためプロセスに応じて物性を計測する必要がある.多軸応力による信頼性問題の典型として,近年問題となっている錫ウィスカ発生機構について検討した.多軸状態によってクリープ変形機構が遷移することで,拡散による欠陥発生が加速されることを見出すとともに,発生挙動について有限要素法をベースとする予測技術を構築した.さらに,2層めっきの抑制効果について本手法を適用し,異材間のクリープ特性の差を利用した抑制メカニズムを解明することができた.続いて,多軸負荷を受けるコネクタ部品のはんだ接合部の信頼性について検討した.3点曲げ試験を用いて,多軸負荷状態を想定した疲労寿命試験を実施した.多軸応力状態の影響で,低サイクル疲労支配パラメータである非線形ひずみが増大する傾向が確認できた.多軸状態を考慮した疲労損傷則を用いることで,ラチェットなどが顕在化するコネクタ部品の寿命を定量的に予測する技術を確立することができた.多軸応力下のはんだ接合破壊メカニズムの解明および設計技術と上手く融合できる次世代実装工学の信頼性評価技術の確立を目的として,高集積化された実装部品の多軸応力状態を考慮した信頼性問題について検討した.まず,ナノインデンテーション試験を用いて多軸応力状態におけるクリープ特性について調査した.多軸応力状態では,ラチェット現象やクリープ機構の遷移等が顕在化する.また,めっき等の薄膜構造の場合,バルクと特性が異なるためプロセスに応じて物性を計測する必要がある.多軸応力による信頼性問題の典型として,近年問題となっている錫ウィスカ発生機構について検討した.多軸状態によってクリープ変形機構が遷移することで,拡散による欠陥発生が加速されることを見出すとともに,発生挙動について有限要素法をベースとする予測技術を構築した.さらに,2層めっきの抑制効果について本手法を適用し,異材間のクリープ特性の差を利用した抑制メカニズムを解明することができた.続いて,多軸負荷を受けるコネクタ部品のはんだ接合部の信頼性について検討した.3点曲げ試験を用いて,多軸負荷状態を想定した疲労寿命試験を実施した.多軸応力状態の影響で,低サイクル疲労支配パラメータである非線形ひずみが増大する傾向が確認できた.多軸状態を考慮した疲労損傷則を用いることで,ラチェットなどが顕在化するコネクタ部品の寿命を定量的に予測する技術を確立することができた.本研究は、繰返し発生する多軸応力を受ける鉛フリーはんだ接合部の界面のミクロ構造を考慮したマルチ破壊モードの疲労破壊メカニズムを明らかにし、母材・界面における信頼性のコンパティビリティを解明するとともに,その最終破壊モードの予測法および破壊モードの制御手法を確立することを目的とする。今年度得られた成果は以下のようにまとめることができる。1.多軸応力を受ける鉛フリーはんだマイクロ接合部の非線形材料特性の効率的な計測手法を確立し、短時間で鉛フリーはんだの弾塑性、クリープなどの非線形材料特性を計測する手法について検討した。2.マイクロ構造用の多軸応力下の強度評価試験手法の開発を目的として、光学式デジタル相関法を用いたマイクロ領域のひずみを直接に検討する方法を利用してはんだ接合部のひずみを計測する技術を開発した。簡易なジグと基本的な弾性変形理論をベースとして、はんだ接合部に負荷する荷重を算出する手法について検討した。3.電子デバイスにおける多軸応力状態を3点曲げ試験によって擬似的に再現する手法を開発した。これにより、様々な多軸応力比簡易的に試験を実施することができる。また、電子デバイスでは熱変形のミスマッチに起因して多軸応力状態が発生する場合が多いため、熱サイクル試験を行う必要がある。本手法は、機械的負荷によって熱サイクル負荷を擬似的に再現することによって疲労特性の評価が可能となっている。初年度は、平均変位および荷重を与えた場合の低サイクル疲労特性について検討した。4.界面のミクロ構造を考慮した破壊評価法の開発を行った。電子デバイスに用いられる典型的な樹脂界面について、開口ジグを用いて詳細な構造を観察するとともに評価用のモデルを構築した。提案したモデルは、界面での破壊をうまく再現しており、次年度評価予定のマルチ破壊モードのメカニズム解明に有用であることを確認した。多軸応力下のはんだ接合破壊メカニズムの解明および設計技術と上手く融合できる次世代実装工学の信頼性評価技術の確立を目的として,前年度に引き続き以下の成果を得た.(i)多軸応力下のマイクロ接合部の弾塑性およびクリープ特性を計測した.多軸応力状態では,ラチェット現象やクリープ機構の遷移等が顕在化する。(ii)多軸応力状態の疲労試験を行い,疲労寿命特性を得ることができた.機械的に複合的負荷試験を実施して,多軸応力が疲労寿命に及ぼす影響を明らかにした.(iii)上記の得られたデータを元に,多軸応力状態の疲労寿命則を確立した.多軸応力によるラチェット現象やクリープ変形機構の変化等を考慮した疲労寿命則は,(ii)で得られた結果を上手く説明することができた.(iv)デジタル相関法を用いた微小領域のひずみ計測を行い提案した疲労寿命の有効性と多軸応力状態の破壊モードについて検討した.

実際の計測結果においても,多軸応力の影響で破壊を支配する非線形ひずみが増加する傾向が確認された.以上の成果を元に,はんだ接合部の材料特性および熱疲労寿命のデーターベースを構築し,簡易かつ汎用的なはんだ接合部の信頼性手法の確立に取り組んだ.応答局面法およびクラスタリング手法を用いて設計因子の相互作用を抽出するとともに,メカニズムに留意した熱疲労寿命の簡易式を導出した.開発した近似式は,様々な設計因子のケースに対して定量的に十分な精度を有していることを確認した.本近似式は,実装設計における信頼性評価に対して有効であることが期待できる.
リジッドコホモロジーの論の研究とその数論幾何学への応用

rigid cohomologyは、正標数代数多様体の有限性、Poincare双対性などを満たす良いcohomology理論と思われている。cohomology的降下は、rigid cohomologyが良いcohomology論であることを示す重要なステップである。特に、完備超被覆に対する結果は、alterationの存在から、cohomologyの様々な性質を非特異代数多様体の場合に帰着する事を可能にするので、応用性が広い結果である。例えば、有限体上の分離有限型代数多様体に対して、l進理論と同様の重みの理論が成り立つことが証明できる。この研究結果により、rigid cohomologyの性質の研究が大きく前進したと言える。平成12年度の研究では、リジッド・コホモロジーのコホモロジー的降下について研究し、以下の結果を得た。1.コホモロジー的降下理論の一般論と相対リジッド・コホモロジーへの応用2.エタール超被覆がコホモロジー的降下に関して効果的であること3.完備超被覆がコホモロジー的降下に関して効果的であること1と2については、パドバ大学のキアレロット教授と共同で研究した。2と3から、対応する超被覆に関するリジッド・コホモロジーのスペクトル系列が得られる。アルタレーションを用いると、代数多様体の完備超被覆で各段階が非特異なものが得られるから、分離的代数多様体のリジッド・コホモロジーの有限性が結論される。リジッド・コホモロジーの有限性は、ベルテロとグロッセ・クローネにより既に知られているが、この方法はより関手的な方法であり見通しがよくなった。また、エタール超被覆に関する結果は、ログクリスタリン・コホモロジーとの比較定理等に応用を持つ。リジッド・コホモロジーは、正標数代数多様体の有限性、ポアンカレ双対性などを満たす良いコホモロジー理論と思われている。良いコホモロジー論ならば、エタール超被覆や完備超被覆に対してコホモロジー的降下は成り立つべきである。特に、完備超被覆に対する結果は、コホモロジーの様々な性質を非特異代数多様体の場合に帰着する事が可能になることを意味していて、応用性が広い。上に挙げた結果は、リジッド・コホモロジーが良いコホモロジー理論である一つの証拠であり、それを示すための重要な手段でもある。
7テスラMRIを用いた脳幹神経核の超高解像度機能イメージング

本研究では,7テスラの超高磁場MRIとfMRIと脳波及びその他の神経生理学的指標の同時計測を用いて,青斑核を中心としたヒトの脳幹神経核の機能イメージングを行った。大脳皮質に比べて,脳幹の神経核は脳深部にあることと,非常に小さいために,ヒトでの非侵襲的計測は困難である。しかし青斑核はほぼ全脳に投射し,アルツハイマー病などでも神経細胞の顕著な減少が認められるなど,高次機能とも密接に関連している。しかしながら、これまでのヒト脳機能イメージングでは技術的な困難さから脳幹神経核の機能イメージングに関する知見はほとんどない。われわれはこれまでに3T MRIと脳波の同時計測システムを用いてレム睡眠中の脳幹の活動の計測に成功した。本研究では、この成果を踏まえ,7T超高磁場MRIを用いて覚醒時及び睡眠時の脳幹神経核の超高解像度機能イメージング手法を開発し,ヒトでの青斑核を中心とした脳幹部の神経活動を明らかにする。(1) 7テスラ超高磁場MRIで脳波,呼吸,心電図,皮膚電気反射,眼電図,筋電図とガントリ内の被験者の瞳孔径を同時計測するシステムを開発した。7テスラMRIを有する日本の研究施設で,機能画像と同時にこれらの生理学的指標を計測できるところはなく,今後の脳幹神経核の機能イメージングにとって大きな成果が得られた。(2)上記のシステムを用いて,種々の感覚刺激及び覚醒睡眠時の高解像度機能イメージングを行った。その結果,構造画像上で同定した青斑核及び縫線核に明確な賦活が出現し,脳幹部神経核の機能イメージングに成功した。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。7テスラ超高磁場磁気共鳴装置(MRI)を用いて,ヒトの脳幹部の青斑核,縫線核などの微少な神経核の非侵襲高解像度機能イメージングを可能とするための種々の技術開発を行った。具体的には,1.青斑核,縫線核などの脳幹の神経核の多くは,覚醒水準によって著明に活動が変化する。そこでfMRI計測時の被験者の覚醒水準の変動をモニタするために,7テスラ超高磁場MRIガントリ内で動作する生体増幅器を設置し,脳波を同時計測するシステムの開発に成功した。現時点で,日本にある7テスラMRI装置で脳波及びその他の神経生理学的指標の同時計測が可能な施設は他に無く,大きな進展が得られた。2.脳幹部は心拍・呼吸などに伴う動きが大脳皮質より大きく,動きによるアーチファクトによって解析結果が不明瞭になる可能性が大きい。そのため脳波だけでなく,呼吸,心電図,さらに自律神経系の指標である皮膚電気反射を機能的磁気共鳴画像と同時に計測し,解析時に心拍・呼吸に伴う脳幹部の動きを補正するシステムを開発した。3.同様にMRIガントリ内で計測中の被験者をモニタするために,ヘッドコイル近傍に高磁場下でも動作するCCDカメラを設置して,被験者の眼窩周囲の画像を記録するシステムを開発した。4.脳幹部を超高解像度かつ高S/N比で撮像するために,Echo Time,Flip Angle,シミング範囲など,さまざまな撮像パラメーターの最適化。を行った。上記のシステムを用いて予備的実験を行い,感覚刺激及び覚醒水準の変動に伴って,青斑核及び縫線核に賦活が出現することを確認した。・fMRIと脳波及びその他の神経生理学的指標の同時計測システムの開発に際して,特定の条件下では生体増幅器が正常に動作しなくなることが判明した。そのため研究に遅れが生じたが,増幅器の仕様を変更する事により解決し,現在は順調に進展している。7テスラ超高磁場磁気共鳴装置(MRI)を用いて,ヒトの脳幹部の青斑核,縫線核などの微少な神経核の高解像度機能イメージングを可能とするために,平成27年度及び平成28年度前半にかけて種々の技術開発を行った。具体的には,(1)青斑核,縫線核などの脳幹の神経核の多くは,覚醒水準によって活動が変化する。そこでfMRI計測時の被験者の覚醒水準の変動をモニタするために,7テスラ超高磁場MRIで脳波を同時計測するシステムの開発に成功した。現時点で,日本の7テスラMRI装置で脳波の同時計測が可能な施設は他に無く,大きな進展が得られた。(2)脳幹部は心拍・呼吸などに伴う動きが大きい。そのため,脳波だけでなく,呼吸,心電図,さらに自律神経系の指標である皮膚電気反射を機能的磁気共鳴画像と同時に計測し,解析時に心拍・呼吸に伴う脳幹部の動きを補正するシステムを開発した。(3)同様にMRIガントリ内で計測中の被験者をモニタするために,ヘッドコイル近傍に高磁場下でも動作するCCDカメラを設置して,被験者の眼窩周囲の画像を記録するシステムを開発した。平成28年度は,上記の計測・解析システムを用いて(1)脳幹部を超高解像度で撮像するために,Echo Time,Flip Angle,シミング範囲など,さまざまな撮像パラメーターの最適化。(2)種々の感覚刺激及び覚醒睡眠時の脳幹神経核の機能イメージング。を行った。その結果,構造画像上で同定された青斑核及び縫線核の領域に明確な賦活が出現し,ヒトの脳幹神経核の機能イメージングに成功した。

平成27年度のfMRIと脳波及びその他の神経生理学的指標の同時計測システムの開発に際して,特定の条件下では生体増幅器が正常に動作しなくなることが判明した。そのため研究に遅れが生じたが,増幅器の仕様を変更する事により解決し,現在は順調に進展している。本研究では,7テスラの超高磁場MRIとfMRIと脳波及びその他の神経生理学的指標の同時計測を用いて,青斑核を中心としたヒトの脳幹神経核の機能イメージングを行った。大脳皮質に比べて,脳幹の神経核は脳深部にあることと,非常に小さいために,ヒトでの非侵襲的計測は困難である。しかし青斑核はほぼ全脳に投射し,アルツハイマー病などでも神経細胞の顕著な減少が認められるなど,高次機能とも密接に関連している。しかしながら、これまでのヒト脳機能イメージングでは技術的な困難さから脳幹神経核の機能イメージングに関する知見はほとんどない。われわれはこれまでに3T MRIと脳波の同時計測システムを用いてレム睡眠中の脳幹の活動の計測に成功した。本研究では、この成果を踏まえ,7T超高磁場MRIを用いて覚醒時及び睡眠時の脳幹神経核の超高解像度機能イメージング手法を開発し,ヒトでの青斑核を中心とした脳幹部の神経活動を明らかにする。(1) 7テスラ超高磁場MRIで脳波,呼吸,心電図,皮膚電気反射,眼電図,筋電図とガントリ内の被験者の瞳孔径を同時計測するシステムを開発した。7テスラMRIを有する日本の研究施設で,機能画像と同時にこれらの生理学的指標を計測できるところはなく,今後の脳幹神経核の機能イメージングにとって大きな成果が得られた。(2)上記のシステムを用いて,種々の感覚刺激及び覚醒睡眠時の高解像度機能イメージングを行った。その結果,構造画像上で同定した青斑核及び縫線核に明確な賦活が出現し,脳幹部神経核の機能イメージングに成功した。開発したfMRIと脳波及びその他の神経生理学的指標の同時計測システムを用いて,種々の感覚刺激及び覚醒睡眠に伴う脳幹神経核の活動を計測した。その結果,青斑核及び縫線核の賦活が認められた。しかしながら,一部の被験者では賦活が不明瞭であった。今後被験者数を増やすとともに,賦活が不明瞭であった被験者で再度計測を行い,原因を調べる。(1)開発したfMRIと脳波及びその他の神経生理学的指標の同時計測システムを用いて,種々の感覚刺激及び覚醒睡眠に伴う脳幹神経核の活動を計測した。(2)青斑核及び縫線核に明瞭な賦活が出現した被験者を用いて,刺激強度と賦活強度の関数関係を調べることにより,ヒトの青斑核及び縫線核の活動動態を明らかにする。(3)青斑核及び縫線核の活動に伴って賦活される大脳皮質領域を同定し,脳幹神経核が全脳の活動に及ぼす影響を検討する。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
慢性脊髄圧迫病変・その病態解明と治療法の選択

脊椎・脊髄外科領域で臨床的に対応することが多い頸椎症性脊髄症に代表される慢性脊髄圧迫病変の知覚機能障害を客観的に評価することは困難である.本研究では脳磁計を使用し,術前後にsomatosensory evoked magnetic fieldsを測定することにより慢性脊髄圧迫病変で誘発された知覚機能障害を定量的に解析し,術前後における神経学的所見との相関性を検討した.術前および術後第7病日に両側正中神経および後脛骨神経刺激を行い,N20mおよびP38mをNeuromag社製204チャンネル全頭型脳磁計で計測した.また,1.5T MRIを撮影し,前記刺激により推定された等価電流双極子をMRI上に投影してdipoleの潜時・振幅,局在を術前後で比較検討した.対象症例は7例で,内訳は頸椎脊柱管狭窄症4例,頸椎後縦靭帯骨化症2例,硬膜動静脈瘻1例である.年齢は4373歳(平均56.6歳),男性5例,女性2例で,病脳期間は平均38.6ヵ月である.手術は全例頸椎脊柱管拡大術を実施した.術後7例中4例で術前に比較して潜時短縮と振幅増大が認められたが,残り3例では不変であった.神経学的所見の術前後での変化をNeurosurgical Cervical Spine Scale(NCSS)で評価すると,変化のなかった1例を除き43100%(平均58.7%)の改善率が得られた.Dipoleの潜時・振幅に変化のみられなかった3例ではNCSSでの改善率が60%以下で,NCSSのperformance statusでもgradingの改善が0あるいは1段階と改善の程度が低調な例であり,dipoleの変化と術前後での神経学的所見の改善は相関すると考えられた.脳磁計による慢性脊髄圧迫病変の知覚機能障害の評価は,障害認知の感受性が高く,より鋭敏に知覚障害の変化を捕らえることが可能な点で有用と考えられる.脊椎・脊髄外科領域で臨床的に対応することが多い頸椎症性脊髄症に代表される慢性脊髄圧迫病変の知覚機能障害を客観的に評価することは困難である.本研究では脳磁計を使用し,術前後にsomatosensory evoked magnetic fieldsを測定することにより慢性脊髄圧迫病変で誘発された知覚機能障害を定量的に解析し,術前後における神経学的所見との相関性を検討した.術前および術後第7病日に両側正中神経および後脛骨神経刺激を行い,N20mおよびP38mをNeuromag社製204チャンネル全頭型脳磁計で計測した.また,1.5T MRIを撮影し,前記刺激により推定された等価電流双極子をMRI上に投影してdipoleの潜時・振幅,局在を術前後で比較検討した.対象症例は7例で,内訳は頸椎脊柱管狭窄症4例,頸椎後縦靭帯骨化症2例,硬膜動静脈瘻1例である.年齢は4373歳(平均56.6歳),男性5例,女性2例で,病脳期間は平均38.6ヵ月である.手術は全例頸椎脊柱管拡大術を実施した.術後7例中4例で術前に比較して潜時短縮と振幅増大が認められたが,残り3例では不変であった.神経学的所見の術前後での変化をNeurosurgical Cervical Spine Scale(NCSS)で評価すると,変化のなかった1例を除き43100%(平均58.7%)の改善率が得られた.Dipoleの潜時・振幅に変化のみられなかった3例ではNCSSでの改善率が60%以下で,NCSSのperformance statusでもgradingの改善が0あるいは1段階と改善の程度が低調な例であり,dipoleの変化と術前後での神経学的所見の改善は相関すると考えられた.脳磁計による慢性脊髄圧迫病変の知覚機能障害の評価は,障害認知の感受性が高く,より鋭敏に知覚障害の変化を捕らえることが可能な点で有用と考えられる.頸椎症性脊髄症に代表される慢性脊髄圧迫病変の知覚機能障害を客観的に評価することは困難である.本研究では脳磁計magnetoencephalography(MEG)を使用し,術前後にsomatosensory evoked magnetic fieldsを測定することにより慢性脊髄圧迫病変で誘発された知覚機能障害を定量的に解析した.術前および術後第7病日に両側正中神経および後脛骨神経刺激を行い, N20mおよびP38mをNeuromag社製204チャンネル全頭型脳磁計で計測した.また,MRIを撮影し,前記刺激により推定された等価電流双極子をMRIに投影してdipoleの潜時・振幅,局在を術前後で比較検討した.本年度も昨年に引き続き症例を追加し,計7例でMEGによる知覚機能評価および神経学的評価を実施した.内訳は頸椎脊柱管狭窄症4例,頸椎後縦靭帯骨化症2例,硬膜動静脈瘻1例である.年齢は4373歳(平均56.6歳),男性5例,女性2例で,病脳期間は平均38.6ヵ月である.手術は全例頸椎脊柱管拡大術を実施した.術後7例中4例で術前に比較して潜時短縮と振幅増大が認められたが,残り3例では不変であった.神経学的所見の術前後での変化をNeurosurgical Cervical Spine Scale(NCSS)で評価すると,変化のなかった1例を除き43100%(平均58.7%)の改善率が得られた.