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雲仙普賢岳溶岩ドームの地すべり的運動の研究

本研究は噴火停止以降20年に渡って定常的に地すべり的運動が生じている雲仙平成新山溶岩ドームにおいて、地すべり的運動の位置とそのメカニズムを解明することを目的としている。本研究期間中の2017年2月より海水準より高い位置で散発的に地震が発生し始めたため、12点の臨時地震観測を新たに計画に組み込み、震源が平成新山溶岩ドーム直下、地表から200-500mと極めて浅い位置にあることを明らかにした。また、コーダ波に長周期な振動が見られること、地震の継続時間が約2060秒間と長いこと、初動極性が東方向のごく限られた観測点以外は引きが卓越していること等から流体の関与が高い地震であることも分かった。雲仙普賢岳、平成新山を中心としたおよそ40点で実施した比抵抗構造探査からは、1991ー1995年噴火時のマグマ供給路(Kohno et al., 2008)に関連すると思われる低比抵抗体が西側深部から普賢岳と平成新山方向に向かい海水準付近の深度まで伸びていることが分かった。普賢岳と平成新山の下ではさらに浅い位置に、半径500m、厚さ500mほどの低比抵抗体が存在しており、前述の浅い地震の震源はこの低比抵抗体の上面付近に位置していることが分かった。低比抵抗体は数10Ωm程度とそれほど低い値を示さないことから熱水変質した粘土層と考えるよりは空隙を熱水が満たしている領域と考えられる。平成新山溶岩ドームの浅部で熱水が(押しの極性が観測される)東方向浅部に移動することにより地震が発生している可能性がある。流体の供給は地すべり的な運動を加速させる可能性があるため、地震データ、地殻変動データを注意深く解析し、地震が地すべり的運動に与える影響や、震源付近がすべり面となっている可能性を検討する。現時点で観測できている浅部地震数が数個程度と少ないため、観測を継続していく予定である。本研究は噴火停止以降20年に渡って定常的に地すべり的運動が生じている雲仙平成新山溶岩ドームにおいて、GPS繰り返し観測と、電磁気的な構造調査を行い、地すべり的運動の位置とそのメカニズムを解明することを目的としている。(1)変形は地すべりである。(2)溶岩ドーム内部の熱水変質帯の上面がすべり面である、さらに、熱水変質帯が粘土化し低浸透率なため、その上面に地下水が集中し、そこで間隙水圧が高まり、地すべり面になっているという作業仮説を設定する。熱水変質帯の広がりを電磁気観測により、地すべり的運動をGPS繰り返し観測により明らかにし作業仮説を検証する。本年度はGPS繰り返し観測を行わず、その準備と、自然電位観測を行った。平成新山溶岩ドームに対し南西側の仁多峠、普賢岳方面からアクセスする測線での自然電位測定を行い、さらに仁多峠と有明海を結ぶ測線での測定を行った。これにより溶岩ドーム山頂部は海水準とほぼ等電位であり、その西側を低電位異常域に囲まれていることが明らかになった。この結果は海水準付近の地下深部から低比抵抗領域が溶岩ドーム山頂直下まで鉛直に伸びていることを示唆している。電位が海水準とほぼ等しい領域は溶岩ドームの西側には及んでおらず、熱水変質して低比抵抗となっているのは溶岩ドーム山頂部のから数100mのごく限られた領域であることが示唆された。一方で溶岩ドームから東側に位置し、崩壊が最も懸念されている第11溶岩ローブにおいては自然電位観測を行うのは不可能な状況であったため、この高電位域が第11溶岩ローブに対してどのように分布しているのかの課題が残った。予算内では既存のGPS測定器が1台しか購入することができなかったが、ほぼ同等のスペックで価格が4分の1である機材が年度末に発売になるとの情報により、今年度はGPS繰り返し観測を行わず、ボルトを打ってのGPS繰り返し測点の設置につとめた。H27年度2月にはこの新製品を4台購入することができたため、今後出来るだけ早くGPS繰り返し観測を行いたい。この機材は連続運用も可能なため、2台は雲仙復興事務所の光波測量の基準点に連続設置し、溶岩ドームに設置されたミラーの動きと、GPS観測を比較可能にする。GPS観測以外の電磁気観測は、H28年度に予定していた溶岩ドーム周辺での自然電位測定を前倒しで行った。これにより海水準付近の地下深部から低比抵抗領域が溶岩ドーム山頂直下まで鉛直に伸びていることが示唆された。東側の第11溶岩ローブは自然電位観測を行うのは不可能な状況であったため、この高電位域が第11溶岩ローブに対してどのように分布しているのかは明らかになっていない、今後、第11溶岩ローブに山麓側からアクセスする自然電位観測を行い、電位異常域の広がりを調べ、第11溶岩ローブの根が海水準まで達しているかを推測したい。比抵抗構造観測は溶岩ドーム上とその周辺において測定が可能な場所を予備調査により把握した。本研究は噴火停止以降20年に渡って定常的に地すべり的運動が生じている雲仙平成新山溶岩ドームにおいて、GNSS繰り返し観測と、電磁気的な構造調査を行い、地すべり的運動の位置とそのメカニズムを解明することを目的としている。

(2)溶岩ドーム内部の熱水変質帯の上面がすべり面である、さらに、熱水変質帯が粘土化し低浸透率なため、その上面に地下水が集中し、そこで間隙水圧が高まり、地すべり面になっているという作業仮説を設定する。熱水変質帯の広がりを電磁気観測により、地すべり的運動をGNSS繰り返し観測により明らかにし作業仮説を検証する。研究は進展していない。本年度は4月にGNSS繰り返し観測を行う用意を整え、観測を4月20日ごろから開始する予定であった。しかし4月14日、16日に発生した熊本地震のため観測を見合わせた。雲仙溶岩ドーム、眉山とも熊本地震に伴い小規模の崩壊が発生し、安全に調査を行うことが出来ないと判断したためである。また、昨年度導入した4台を含むGNSS測定機、さらに比抵抗構造を推定するための広帯域MT観測装置を熊本地震震源域周辺での臨時観測に使用したため、まとまって観測を行うことが出来なかった。以上の理由から本年度は観測を行うことができず、本研究期間を1年延長し対応することとした。H27年度末に導入した4台のGNSS測定器のテストを行ったが、熊本地震発生に伴う安全上の理由のため実際の観測は行わなかった。本研究は噴火停止以降20年に渡って定常的に地すべり的運動が生じている雲仙平成新山溶岩ドームにおいて、GNSS繰り返し観測と、電磁気的な構造調査を行い、地すべり的運動の位置とそのメカニズムを解明することを目的としている。(1)変形は地すべりである。本年度は45月に雲仙溶岩ドーム西側2kmの地点を南北に横断する長さおよそ10kmの測線を設け、4観測点で広帯域MT観測、22観測点での電位差観測を行った。得られたデータから1週間以上のデータを取得すれば人工ノイズの影響を低減し表層から数km地下までの比抵抗構造解析に使用できる応答関数を得られることが分かった。26観測点のデータを実際に3次元解析した結果、西側から溶岩ドーム直下へと伸びる高比抵抗体が推定された。測線地下の構造は2次元解析の結果と概ねよく一致している。この高比抵抗領域は反射法地震波探査(Matsumoto et al., 2012)の低反射強度領域と対応していることから火道であると解釈した。さらに、この火道と浅部地震活動が対応していること、火道直上には初年度に実施した自然電位の高電位異常域が位置していることが明らかになった。広帯域MT調査によって地下数kmまでの比抵抗構造調査が溶岩ドーム周辺でも可能であることが明らかになった。広帯域MT調査によって、西側から溶岩ドームに向かい厚さ500m1km程度の火道が伸びているという研究当初予想してない結果が得られた。熊本地震発生に伴う安全上の理由、および熊本地震臨時観測の機材のため溶岩ドーム上での調査は観測は行わなかったため研究期間を1年延長した。本研究は噴火停止以降20年に渡って定常的に地すべり的運動が生じている雲仙平成新山溶岩ドームにおいて、地すべり的運動の位置とそのメカニズムを解明することを目的としている。本研究期間中の2017年2月より海水準より高い位置で散発的に地震が発生し始めたため、12点の臨時地震観測を新たに計画に組み込み、震源が平成新山溶岩ドーム直下、地表から200-500mと極めて浅い位置にあることを明らかにした。
内部寄生蜂が宿主ショウジョウバエ幼虫に誘導する組織特異的細胞死シグナル経路の解析

平成30年度においては、寄生蜂の成虫をすりつぶして抽出液を作製し、それを非感染ショウジョウバエ幼虫に人為的に注入して細胞死を誘導させる生物検定の実験系を確立した。そして、寄生蜂の毒腺、卵巣、頭部、消化管等の各組織を解剖して、別々に抽出液を作製し、ショウジョウバエの幼虫に注入したところ、毒腺由来の抽出物のみで、成虫原基の細胞死を誘導することができた。この結果は、細胞死誘導活性を持つ成分が、寄生蜂の毒腺に由来することを強く示唆している。この結果を踏まえて、本研究では、寄生蜂150匹からの抽出液を作製し、それを陰イオン交換クロマトグラフィーにかけて分画し、各分画をショウジョウバエ幼虫に注入することで、細胞死誘導活性成分を分画することを試みた。pH 8.6の条件で、細胞死誘導活性が陰イオンカラムに一部結合することができたものの、カラムに結合しない画分においても細胞死誘導活性があったため、今後さらに効率よくカラムに吸着させる条件をさらに検討する必要がある。さらに、寄生蜂が産生する細胞死誘導物質を同定する目的で、先進ゲノム支援の支援を受けて、寄生ハチゲノムの次世代シーケンサーによる解析を行っている。また、宿主側の反応を調べるために、感染した幼虫の成虫原基でのRNAseq解析も行っている。次年度は、さらなるデータ解析を行うことで、物質同定を行う予定である。本研究において、蜂の寄生に拠らない生物検定の確立と陰イオン交換クロマトグラフィーの実験系の確立は大きな進展である。一方、物質同定の条件出しにはまだ時間が必要である。さらに、ゲノムデータの解析やRNAseq解析は、申請者にとっては新しい挑戦であり、今後の新展開を大きく期待するところである。今後は、陰イオンカラムだけではなく、陽イオンカラムを用いて寄生蜂抽出液を分画し、そのパターンを解析することで、細胞死誘導活性成分を分画、精製できる実験を行う予定である。また、分画できた抽出液をSDS-PAGEで展開し、銀染色を行うことで、活性成分のタンパク質の大きさを見積もる予定である。一方、別のアプローチとして、ハチのゲノム解析を先進ゲノム支援のご助力を引き続き賜わって行う。また、RNAseq解析により、成虫原基において細胞死を誘導する分子をコードする遺伝子群の発現変化に着目する。ショウジョウバエの非感染幼虫の遺伝子発現プロファイルと感染後30分または2時間の遺伝子発現プロファイルを比較することにより、細胞死シグナル伝達経路に先んじて応答するストレス応答因子や受容体をコードする遺伝子の発現に差があるものを抽出する。宿主側の受容体が同定されれば、リガンドである寄生蜂由来の誘導物質も予想できると期待される。
労働安全衛生としての農薬問題に関する調査研究

近年、株式会社等に雇用され“労働者"として農業に従事する者の数が増加している。本調査では、農業関連事業所を対象とし、農薬への対応を含む労働安全衛生体制について質問票調査を行った。その結果、一部の労働者で農薬による健康影響に関する自覚症状があるにもかかわらず、事業所は農薬は労働安全衛生上の喫緊の課題ではないと捉えられていた。農薬の取扱いとともに事業所規模に応じた適切な安全衛生管理体制やリスクアセスメントに関する認識の向上が必要であることが明らかになった。近年、法人化された農業経営体が増加したことにより、株式会社等に雇用され農業に従事する者の数が増加している。事業者にとって、このような農作業従事者は“労働者"としての側面をもつことから、労働安全衛生上の配慮が必要となる。しかし、農業関連事業所に着目した労働安全衛生の現状について全国的な調査はなされていない。そこで、特に労働安全衛生上問題となると考えられる農薬使用への対応に着目し農業関連事業所における労働安全衛生体制についての調査を行った。その結果、1農薬について喫緊の労働安全衛生上の課題ではないと捉えられている傾向があること、2事業規模に応じた安全衛生管理体制について理解が十分でない可能性があること、3労働安全衛生に関するリスクアセスメントについて今後さらに多くの事業所において実施されるような働きかけが必要であることが示唆された。今後は、本調査から得られた事業所側からの知見を踏まえ、労働者側からの調査も必要であると考えられる。我が国の農業はこれまで家族経営(自営業)が主流を占めており、基本的には労働安全衛生法の対象となっていなかった。そのため、安全管理責任や事故報告についての義務がなく実態の把握やそれに基づく対策の全国的な仕組みづくりが困難であった。家族経営を主軸としてきたことによる農業人口の高齢化や減少が問題となっており、このような背景をうけ、家族経営以外の事業者の参入が増加している。昨年度は、農業関連事業所の労働安全衛生担当者を対象に、事業所の立場から農薬に着目した労働安全衛生に関する調査を行ない、事業所規模に応じた適切な安全衛生管理体制やリスクアセスメントに関する認識の向上が必要であることを明らかにした。本年度は、農業経営体で実際に農作業等に従事している労働者を対象に広く労働安全衛生に関する現状についての質問紙調査を行った。対象者は事前に労働者に対する調査の承認が得られている101の農業経営体で働く労働者約1600名である。具体的な調査項目は、事業所の労働安全衛生管理体制や、勤務状況、労働者自身が遭遇した傷病あるいはメンタルヘルス不調の状況まで広く現在の労働安全衛生として問題となっている点をとりあげた。今後、質問紙調査の結果を解析することで、これまで指摘されてこなかった農業に関する労働安全衛生上の課題を明らかにしてゆく。分析結果から農業分野において特に重点的に対処すべき施策を提案し、労働安全衛生上の対策についての指針の一助となることを目指す。当初の計画では農薬についての調査を主軸にする予定であったが、これまでの現場を対象とした質問紙調査では、現場において農薬は大きな労働安全衛生上の課題ではない傾向が読み取れた。そのため、今年度は農薬にとどまらず広く農業に関する労働安全衛生について検討を行っている。衛生学平成26年度に得た調査票の結果をまとめ、農業に関する労働安全衛生上の課題を明らかにしてゆく。事業所からの回答では、あまり農薬を労働安全衛生上の課題としてとらえている傾向がみられなかったため、労働者側についての意見をまとめ、事業所と労働者で見解の相違があるか等に着目して解析を進めていく。近年、問題となっている熱中症やメンタルヘルス等、広く労働安全衛生上の課題についても調査を進めていく。本年度の調査対象は、法人化された農業経営体に絞った。調査票の送付について日本農業法人協会の全面的な協力を得て行なうことで効率化を図った。質問紙調査票は平成25年12月時点で日本農業法人協会に加盟している1718事業所のすべてに平成26年1月に郵送した。調査票を送付した1718事業所のうち、回答が寄せられたのは509事業所であった。調査票の回収率が当初予定よりも少なかったため。約1600名の対象者に調査票を配布し拐取率を30%と見込んでおり、その分の返送郵送料を予定していた。

しかし、回収率が予想よりも少なかったため、調査票の返送用郵送代および調査票のデータ入力サービス料が予定よりも少額になった。今回の調査により、現在の農業関連事業所における労働安全衛生体制の現状が明らかになった。この質問紙調査は雇用主である事業所を対象としたものであったため、労働安全衛生にかかわる施策を実施する側の意見や現状を把握できるものであった。そこで、今後は今回の調査結果を踏まえてこのような施策を享受する側である労働者について、事業所の施策が十分に労働者の安全衛生の向上に反映されているかについて調査を実施する予定である。可能であれば追加調査を行う。調査票による返答で労働衛生上懸念すべき状況のある事業所で、現地の確認の許可が得られれば訪問して実地調査を行う。調査票の作成や送付について日本農業法人協会の全面的な支援を得たため、実際のフィールド訪問に支出する予定であった交通費等が計画よりも少額で済んだため。、労働者を対象とした質問紙調査について、調査結果の信頼性向上のため、質問紙調査票の送付件数を増やす。
肺胞細胞における遠隔虚血プレコンディショニングのメカニズム

本研究の目的は肺胞細胞における遠隔虚血プレコンディショニングのメカニズムにブラジキニンが関与していることを分子生物学的に解明することを目的とし、新たな肺保護の臨床応用を目指している。我々の研究室では、これまでに培養肺胞上皮細胞であるA549細胞を用いて、Toll-like receptor5(TLR5)の刺激や過酸化水素処理によりMAPキナーゼが活性化され、epidermal growth factor(EGF)受容体の1047番目のセリン残基(Ser1047)がリン酸化されることを明らかにした。さらに、TLR5刺激ではSer1047のリン酸化によりEGF受容体のエンドサイトーシスが起こることを報告した。またDNAマイクロアレイにより、A549細胞には、BK受容体が存在することを見いだした。四肢の短時間の虚血を数回行うという簡便な方法で、遠隔臓器の虚血侵襲に対する保護効果が得られるという遠隔虚血プレコンディショニングが報告された。心臓や腎臓での報告があるがその機序に関して不明な点が多い。ブラジキニンやアデノシンが心筋に対する虚血プレコンディショニング効果に関与していることは報告されている。ブラジキニン刺激による肺胞細胞の細胞内情報伝達系を解明し、機能維持に及ぼす影響を検討していく。今回の研究は肺胞細胞以外の多くの細胞においての細胞内シグナル伝達機構を解明する上でも有用な知見を提供するものである。本研究の目的は肺胞細胞における遠隔虚血プレコンディショニングのメカニズムにブラジキニン(BK)が関与していることを分子生物学的に解明することを目的とし、新たな肺保護の臨床応用を目指している。我々の研究室では、これまでに培養肺胞上皮細胞であるA549細胞を用いて、Toll-like receptor 5(TLR5)の刺激や過酸化水素処理によりMAPキナーゼが活性化され、上皮成長因子(EGF)受容体の1047番目のセリン残基(Ser1047)がリン酸化されることを明らかにした。また四肢の短時間の虚血を数回行うという簡便な方法で、遠隔臓器の虚血侵襲に対する保護効果が得られるという遠隔虚血プレコンディショニングが報告されている。BKやアデノシンが心筋に対する虚血プレコンディショニング効果に関与していることが報告されている。今回、BK受容体刺激後の肺胞細胞の細胞内情報伝達機構を解明し、肺胞細胞の機能に及ぼす影響と虚血プレコンディショニングへの関与について検討していく。本研究は肺胞細胞以外の多くの細胞においてのBK受容体刺激後の細胞内情報伝達機構を解明する上でも有用な知見を提供するものである。平成29年度までに以下の3つの研究成果が得られた。1.BK処理により、MAPキナーゼの中のERKとp38MAPキナーゼが活性化された。ルシフェラーゼアッセイ法からはERKがより強く活性化されることが示唆された。BK処理により、Ser1047のリン酸化が3分で認められた。このリン酸化は、ERKの阻害薬により、強く抑制された。2.BK受容体の中のB2受容体刺激がSer1047のリン酸化に関与することが明らかになった。一方、過酸化水素処理とは異なりTyr1173はリン酸化されず、BK処理では、EGF受容体は活性化されないことが示唆された。3.DNAマイクロアレイでは、検討した41,628遺伝子中の1,152遺伝子の発現がBK処理により変化した。変化した遺伝子の中のDUSP5についてさらに検討し、mRNAがBK処理により4倍以上増加することが確認された。DUSP5はERKを脱リン酸化して不活性化する酵素であり、ERKの負のフィードバック機構が存在することが示唆された。

今後は以下の2つの内容について検討していく予定である。1.BK受容体刺激によってERKを介してEGF受容体のSer1047がリン酸化されることを見いだした。このリン酸化はEGFRのエンドサイトーシスに関与すると考えており、今後は細胞の免疫染色やフローサイトメトリーなどを用いて検討する。2.BK受容体刺激による細胞の移動能や生存活性の変化をwound healing assayなどを用いて検討する。
キラル銀アルコキシドを触媒とする高度分子変換法の開拓

平成30年度は、前年度までに開発した純度の高いキラル銀(I)メトキシドの調製法を使って、アルデヒド類の触媒的不斉アレニル化/プロパルギル化反応について研究を行った。単純なアルデヒドである4-ニトロベンズアルデヒドを基質に用い、プロパルギル型トリメチルシランをアレニル化/プロパルギル化剤として反応条件の最適化を試みたところ、光学活性ホスフィン配位子にDM-BINAP、銀塩にテトラフルオロホウ酸銀、アミンにトリエチルアミン、アルコールにメタノール、添加剤としてフッ化カリウムを用いるのが最も効果的であり、生成物の単離収率およびエナンチオ選択性の全てにおいて良い結果が得られることがわかった。さらに本反応において、求電子剤として芳香族アルデヒドを用いるとアレニル化体が主生成物として得られ、脂肪族アルデヒドを用いるとプロパルギル化体が主生成物として得られることがわかった。このアレニル化/プロパルギル化反応については論文発表を行った。一方で、前々年度に研究をスタートさせた求電子剤にケトン類を用いる不斉アルドール反応については、当該年度においてさらに研究を進め、前年度に確立した最適反応条件を用いて基質の一般性を検討し、様々な目的生成物が高い収率かつ良好なジアステレオ選択性とエナンチオ選択性で得られる事を見出した。また不斉N-ニトロソアルドール反応については、前年度に続き反応条件の検討を行い、エナンチオ選択性の向上を達成した。さらに、この不斉アルドール反応や不斉N-ニトロソアルドール反応の反応システムを応用したイサチンイミン類の不斉マンニッヒ型反応の研究にも着手し、良好な結果を得ている。不斉アルドール反応や不斉N-ニトロソアルドール反応、不斉マンニッヒ型反応については、その予備的成果を学会で発表している。平成28年度は、効率的かつ高純度なキラル銀(I)メトキシドの発生法と、それを用いたキラル銀(I)エノラート化合物の調製法について検討した。単純な環状ケトンのエノールエステルを基質に用い、不斉アルドール反応を評価系としてキラルホスフィン-銀(I)トリフラート錯体とメタノールに対して様々な第三級アミンの添加効果の検討を行ったところ、Hunig塩基またはトリエチルアミンが効果的であり、純度の高いキラル銀(I)メトキシドおよびキラル銀(I)エノラートが調製できる事を見出した。次にこのようにして最適化したキラル銀(I)エノラート発生法を用いて、触媒的不斉アルドール反応の開発を試みた。メタノールの存在下に触媒量のキラルホスフィン-銀(I)トリフラート錯体とHunig塩基を作用させ、求電子剤としてアルデヒドを加えたところ、目的とするアルドール生成物が収率良く得られた。この結果から、反応系中にメタノールを添加することにより、キラル銀(I)メトキシドとキラル銀(I)エノラートが効率的に再生することがわかった。当該年度は本研究をさらに先へ進め、開発した触媒的不斉アルドール反応の求電子剤として、ケトン類の一つであるイサチン誘導体を選び、反応の検討を行ったところ、その生成物に高い不斉誘導が生じた。そこで、様々なケトンのエノールエステルとイサチン誘導体との組み合わせを用いて、本反応における基質の一般性を検討した結果、収率およびエナンチオ選択性に関して良い結果を得た。また、このキラル銀(I)メトキシドとキラル銀(I)エノラートの触媒的発生法をニトロソアレーンを求電子剤とする不斉ニトロソアルドール反応に適用したところ、優れたエナンチオ選択性が発現することがわかった。この不斉ニトロソアルドール反応については論文発表を行った。さらに上記不斉アルドール反応については、その予備的成果を学会で発表している。平成28年度で計画していた不斉アルドール反応の検討が順調に推移し、求電子剤にケトン類を用いる反応にまで展開でき、一部の成果を学会で発表できたため。さらに不斉ニトロソアルドール反応については論文発表を行うことができたため。平成29年度は、前年度に開発した純度の高いキラル銀(I)メトキシドの調製法を使って、アルデヒド類およびケトン類の触媒的不斉アリル化反応について研究を行った。単純なアルデヒドであるベンズアルデヒドを基質に用い、アリルトリメトキシシランをアリル化剤として反応条件の最適化を試みたところ、光学活性ホスフィン配位子にはBINAP、銀塩にはテトラフルオロホウ酸銀、アミンにはトリエチルアミン、アルコールには2,2,2-トリフルオロエタノールを用いるのが最も効果的であり、生成物の単離収率およびエナンチオ選択性の全てにおいて良い結果が得られることがわかった。さらに本アリル化反応において、求電子剤としてアルデヒド類より反応性の低いケトン類を試したところ、比較的高活性なイサチン類の場合に反応が進行し、目的とするアリル化生成物が得られることがわかった。このアリル化反応については論文発表を行った。一方で、前年度に研究をスタートさせた不斉アルドール反応については、求電子剤にケトン類を用いる反応について当該年度においてさらに研究を進め、再現性良く高い収率で目的物を与える反応条件を見出した。また、不斉ニトロソアルドール反応については新たにN-付加体を選択的に与える触媒系を見出した。さらに、上記不斉アリル化反応の反応システムを応用したアルデヒド類の不斉プロパルギル化/アレニル化反応の研究にも着手し、良好な結果を得ている。不斉アルドール反応および不斉ニトロソアルドール反応については、その予備的成果を学会で発表している。

平成28年度において開発した純度の高いキラル銀(I)メトキシドの調製法を応用して、当初計画していなかったアルデヒド類およびケトン類の不斉アリル化反応にまで展開でき、その成果を論文発表する事ができたため。さらにキラル銀(I)アルコキシド触媒を用いた不斉アルドール反応および不斉ニトロソアルドール反応については、その予備的成果を学会で発表できたため。平成30年度は、前年度までに開発した純度の高いキラル銀(I)メトキシドの調製法を使って、アルデヒド類の触媒的不斉アレニル化/プロパルギル化反応について研究を行った。単純なアルデヒドである4-ニトロベンズアルデヒドを基質に用い、プロパルギル型トリメチルシランをアレニル化/プロパルギル化剤として反応条件の最適化を試みたところ、光学活性ホスフィン配位子にDM-BINAP、銀塩にテトラフルオロホウ酸銀、アミンにトリエチルアミン、アルコールにメタノール、添加剤としてフッ化カリウムを用いるのが最も効果的であり、生成物の単離収率およびエナンチオ選択性の全てにおいて良い結果が得られることがわかった。さらに本反応において、求電子剤として芳香族アルデヒドを用いるとアレニル化体が主生成物として得られ、脂肪族アルデヒドを用いるとプロパルギル化体が主生成物として得られることがわかった。このアレニル化/プロパルギル化反応については論文発表を行った。一方で、前々年度に研究をスタートさせた求電子剤にケトン類を用いる不斉アルドール反応については、当該年度においてさらに研究を進め、前年度に確立した最適反応条件を用いて基質の一般性を検討し、様々な目的生成物が高い収率かつ良好なジアステレオ選択性とエナンチオ選択性で得られる事を見出した。また不斉N-ニトロソアルドール反応については、前年度に続き反応条件の検討を行い、エナンチオ選択性の向上を達成した。さらに、この不斉アルドール反応や不斉N-ニトロソアルドール反応の反応システムを応用したイサチンイミン類の不斉マンニッヒ型反応の研究にも着手し、良好な結果を得ている。不斉アルドール反応や不斉N-ニトロソアルドール反応、不斉マンニッヒ型反応については、その予備的成果を学会で発表している。昨年度成功したキラル銀(I)メトキシドとキラル銀(I)エノラートの触媒的発生法を、さらに他の不斉反応(プロトン化反応、アリル化反応、プロパルギル化/アレニル化反応)に適用していく。また、既に検討を開始しているケトン類の不斉アルドール反応については基質の一般性を含め、実用性の観点からより詳細に検討を行う。さらに前年度に開発したキラル銀(I)触媒システムを使って、ケトンからのキラル銀(I)エノラートの直接的発生が可能かどうかについて検討する。ケトンとキラル銀(I)メトキシドから対応するキラル銀(I)エノラートを効率的に発生させるためには、ケトンのαー水素が十分に酸性である事にに加えて、キラル銀(I)メトキシドの塩基性が求められる。しかしながら、エノールエステルを経由しない直接的なキラル銀(I)エノラート発生法は、基質の合成の手間を省ける魅力的な手法であるので、平成29年度から検討を行いたい。まず、エノール化の比較的容易なβージケトンを基質に選び、キラル銀(I)メトキシドを用いてキラル銀(I)エノラートの調製を試みる。
概念・言語獲得及びその障害者に対する人工現実による訓練体系の研究

人工現実感技術や脳機能観測・解析技術の適切な活用は、視聴覚モダリティによるコミュニケーション機能の解析や概念形成・学習に関する脳機能の解析にも強力な手法となる得る。そこで本研究では、競合雑音下での音声言語信号の聴覚的検出・統合過程と、McGurk効果に代表される視聴覚情報の統合過程を脳磁図を用いて解析し、その結果から視聴覚コミュニケーションの脳内過程の解析と障害者訓練システムの開発の可能性を考察した。単語音声とそれに重畳するクリック音が聴覚系でどのように処理されるかを調べた実験では、左右半球とも言語音声の背景に重畳して聞こえるクリック音に対する脳磁界Nlmd成分は重畳しない音に対して有意に聴覚野の内側に変移した。このことは、重畳音に対する脳内表現が部分的に異なるニューロン群の関与による空間的位置の違いに関連していることを示唆する。左半球で課題、測定対象とも有意な効果を示したこと、無視課題下の方が音声計数課題、クリック計数課題より有意にNlm成分が小さいことなどは、左半球のNlm成分生成機構における注意依存性、トップダウン処理の影響を示唆するものと思われる。次にMcGurk効果の脳内過程を考察するために、AbVg(聴覚信号Aが/ba/で視覚信号Vが/ga/)、AbVb、AdVdの3種類の刺激を用いて、一つを高頻度標準刺激、他の2個を低頻度比較刺激としてランダムに繰り返し呈示し、10名の被験者の左側頭葉から低頻度比較刺の検出に伴う脳磁図、ミスマッチ脳磁界(MMF)を測定した。その結果、ミスマッチ脳磁界は主として聴覚情報に依存すること、視聴覚情報の統合の主要な部分はミスマッチ磁界が生成されるよりも高次の段階で生じる可能性が示唆された。音ストリームの選択・統合が聴覚情報処理の比較的初期の段階で行われ、視覚情報との本格的な統合はそれよりさらに高次かあるいは並列的な別の機構で行われるものと推察された。
障害者のためのシンボルを用いた携帯端末使用のWeb版メールの開発と実用性の検証

1.研究目的知的障害のある人たちが、遠隔コミュニケーションを拡げるために携帯電話などの携帯端末で利用できるシンボルを使ったWeb版のメールシステムを開発し、特別支援学校での事例実践によりシステムの教育的な有用性と実用性を検証する。2.研究方法携帯端末に対応できるインターフェースの開発を行い、Ipad、Iphone、パソコンを使って、メールの送受信を行った。A養護学校の知的障害児童5名を対象に、クラス担任3名と、A養護学校で児童がよく知っている教師や保護者、他の養護学校教師7名が参加して、メール交換を行った。顔のイラストで送受信者を選択できるようにしたので、参加者は、事前に登録する手続きを取った。3.研究成果携帯端末用のインターフェースは、表示されるシンボルのサイズが小さくなり、一画面にたくさん並べることは難しくなるため、選択したシンボルの大きさを画面にタッチすることで自由に拡大縮小できる機能を付け、シンボルのカテゴリーに階層性を持たせることで、できるだけ多くのシンボルから選んでメールを作成できるようにした。23年1月3月にメール使用を実施した。対象児童は、Ipadを使い、遊び時間などに自発的に、保護者や別クラスや他の学校の教師といった目の前にいない人に向けてもメールを送り、返信メールの受信を楽しみにした。児童以外の参加者も、家や学校などからIphoneやパソコンを使って、児童へのメールの返信や自発的な送信を行った。児童からのメッセージは、学校でがんばっていることや遊んでいることの報告や、遊ぼうという呼びかけ、何を勉強しているのかという問いかけなど、伝達意図は明確だった。参加者全員の総メール回数は199回に達し、本システムが時間と場所を選ばず、パソコン環境の有無などの影響を受けずにメール交換ができた利便性と遠隔コミュニケーションツールとして活用できる有効性を明らかにしたと考える。
マイクロリアクタ表面上の超親水・超はっ水微細パターン形成と液流制御の試み

1.超親水面あるいは超はっ水面形成のために金属(銅)、テフロンを対象として、微細砥粒ブラスティングによる表面粗化を適用し、表面の微細凹凸構造をAFMで計測して、表面粗さ、フラクタル次元を評価するとともに、純水に対する接触角を測定した。表面粗さを50nmRa程度までに大きくした場合、親水性の銅はより親水化し、はっ水性のテフロンはよりはっ水化する。このような微細な表面粗さの範囲では、フラクタル次元とぬれ性の間には明確な相関は認められない。2.パイレックスガラス基板上に一定の粗さをもつ表面からなるマイクロ流路を形成する技術を確立し、この上に超親水・超はっ水表面パターンを形成する見通しを得た。形成したマイクロ流路内の流れの解析を観察法によっておこなうために、CCD顕微鏡のもと化学発色反応を利用して2液の混合状態を観察・評価するための装置を試作した。また、はっ水性のシリコン表面上に、AFM陽極酸化によってナノスケールの親水性パターンを形成できることを実験的に確認した。3.壁面のすべり境界条件を考慮した連続流モデルを構築し,マイクロ流動をナビエ・ストークス式で統一的に記述することを試みた。開発した解析手法によって、種々の超親水・超はっ水表面パターンをもつ流路内のマイクロ流動を解析した。解析によれば、超親水・超はっ水マイクロパターンの配置によって層流のかく拌が促進されることは認められないが、2液の接触界面において流れの蛇行が促進される。今後、実験による結果との比較から、解析の妥当性を検証する必要である。
多値垂直磁気記録方式による超高密度ストレージシステムの開発に関する研究

従来、ハードディスク装置のための記録方式としては2値記録のみが検討されてきたが、本研究では、600Gb/inch^2を超えるような超高密度記録のための記録方式として多値垂直磁気記録方式を開発し、そのための新たな信号処理方式を開発することを目的として検討を行った。まず、磁化転移位置の間にも磁気クラスタを配置することにより個々のクラスタ同士のダウントラックとクロストラックの両方向の相関長も考慮に入れたマイクロトラックモデルを構成した。次いで、2トラックを用いる3値垂直磁気記録を提案し、その信号処理方式として垂直磁気記録再生チャネル特性がPR1(パーシャルレスポンスクラス1)特性となるように等化を行った場合のチャネル出力をAR(自己回帰)チャネルモデルにより推定してメトリック計算に利用するビタビ復号法(PR1ML-AR方式)の誤り率特性を上記のマイクロトラックモデルを用いる計算機シミュレーションにより求め、従来の2値記録の場合と比較検討した。その際、600Gb/inch^2を越える超高密度記録を想定して、トラック幅を50nm(2トラックで100nm)、マイクロトラック数を25、平均クラスタサイズを6.5nmとした。また、クラスタサイズの分布は一様分布に従うものとし、クラスタサイズの標準偏差を平均クラスタサイズの0.3倍とした。その結果、ビット誤り率が10^<-4>において、2値記録では552Gb/inch^2の面記録密度であるのに対して3値記録では679Gb/inch^2の面記録密度が達成できた。これは、約127Gb/in^2の面記録密度の改善に相当し、従来の2値記録に比べて3値記録により大幅な面記録密度の改善が得られた。ACバイアス記録を必要としない2つの残留磁化のみを利用する2値記録でありながら信号処理上は3値記録と等価な効果が得られる擬似3値記録を、トラック面に垂直な2つの磁化方向により2値記録する垂直磁気記録に適用することにより高密度記録を図ることを目的として検討を行った。まず,擬似3値記録のための記録符号としてグレイ符号を適用した3B-2T符号を採用し、擬似3値記録のためのPRML方式としてPR1ML、PR2ML、EPR3ML、E^2PR3ML、EPR4ML及びE^2PR4ML方式について検討した。次いで,記録再生系モデルとして,磁気クラスタサイズによる磁化遷点の変動や高密度記録時に隣接する磁化遷移の交差によって生じるパーコレーションと呼ばれる磁化遷移の消失を考慮したマイクロトラックモデルを構成した。これを用いて,擬似3値記録における読み出し点の信号及び雑音特性,識別点における雑音電力スペクトル,誤り率特性を求め,2値記録の場合と比較検討を行った.その結果,識別点雑音電力スペクトルから,高記録密度領域においては擬似3値記録は2値記録に比べて高域信号成分の減少が少なく,波形等化による高域雑音電力の増加を抑えることができることが明らかとなった.また,トラック幅が100mm、孤立再生波形の半値幅が28nmの場合について計算機シミュレーションにより誤り率特性を求めたところ,平均クラスタサイズが5mm以上の場合には上記のPR1ML方式のうちでは、PRML方式とEPR4ML方式が、平均クラスタサイズが4mm以下ではPR2ML方式とE^2PR4ML方式が高記録密度を達成できることが明らかとなった。更に、後者の場合擬似3値記録によるPR2M方式が2値記録で最も良好な特性を示すPR2ML方式に比べてより高記録密度を達成できることが明らかとなった。

従来、ハードディスク装置のための記録方式としては2値記録のみが検討されてきたが、本研究では、600Gb/inch^2を超えるような超高密度記録のための記録方式として多値垂直磁気記録方式を開発し、そのための新たな信号処理方式を開発することを目的として検討を行った。まず、磁化転移位置の間にも磁気クラスタを配置することにより個々のクラスタ同士のダウントラックとクロストラックの両方向の相関長も考慮に入れたマイクロトラックモデルを構成した。次いで、2トラックを用いる3値垂直磁気記録を提案し、その信号処理方式として垂直磁気記録再生チャネル特性がPR1(パーシャルレスポンスクラス1)特性となるように等化を行った場合のチャネル出力を皿(自己回帰)チャネルモデルにより推定してメトリック計算に利用するビタビ復号法(PR1ML-AR方式)の誤り率特性を上記のマイクロトラックモデルを用いる計算機シミュレーションにより求め、従来の2値記録の場合と比較検討した。その際、600Gb/inch^2を越える超高密度記録を想定して、トラック幅を50nm(2トラックで100nm)、マイクロトラック数を25、平均クラスタサイズを6.5nmとした。また、クラスタサイズの分布は一様分布に従うものとし、クラスタサイズの標準偏差を平均クラスタサイズの0.3倍とした。その結果、ビット誤り率が10^<-4>において、2値記録では552Gb/inch^2の面記録密度であるのに対して3値記録では679Gb/inch^2の面記録密度が達成できた。これは、約127Gb/in^2の面記録密度の改善に相当し、従来の2値記録に比べて3値記録により大幅な面記録密度の改善が得られた。
小腸虚血・再灌流障害における好中球の関与に関する検討-核磁気共鳴法によるエネルギー代謝の面よりの検討-

【目的】好中球数の増減が小腸虚血・再灌流障害にどの様な影響を及ぼすかを、エネルギー代謝の変動、および組織より検討した。【方法】6週齢Wistar系雄性ラットを用い上腸間膜動脈を30分間閉塞した後、150分再灌流した。実験群を、I:対照群。II:好中球増加群(実験開始6時間前にG・CSF 100μg/kgを腹腔内に注入)。III:好中球減少群(実験開始4日前にcyclophosphamide100mg/kgを腹腔内に注入)。IV:好中球エラスターゼ阻害剤投与群(ono-5046 30mg/kgを再灌流時に静注)の4群に分けin vivoにて核磁気共鳴装置を用い、^<31>P-MRS法にてβ-ATP、Pi、PHの変化を経時的に測定した。また、再灌流150分後の小腸を、ヘマトキシリン、エオジン染色にて組織学的に検討した。【結果】1、実験開始時の好中球数は対照群、1224±600/mm^3に対して、好中球増加群は、6492±1069/mm^3、好中球減少群は20±23/mm^3であった。2、各群ともβ-ATP、PHは虚血後低下し、再灌流後上昇した。また、Piは虚血後上昇し再灌流後低下した。3、好中球増加群では虚血時のpHの低下がより著明で、再灌流後のβ-ATP、Pi、PHの回復は有意に不良であった。4、好中球減少群では虚血時のエネルギー代謝の変動は対照群と差を認めなかったが、再灌流後のβ-ATPの回復は有意に良好であった。5、好中球エラスターゼ阻害剤投与群では、再灌流後のβ-ATPの回復は有意に良好であった。6、組織では、好中球増加群は絨毛の浮腫に加え、絨毛上皮の脱落を認めたが、好中球減少群においては、絨毛上皮の脱落は認めず、絨毛浮腫の程度も軽減された。7、以上より、好中球増加群でその障害が増悪し、好中球減少群でその障害が抑制されたことから、好中球が小腸虚血再灌流障害において重要な増悪因子として作用している可能性が示唆された。
ルーメン内セルロース結合性タンパク質の網羅的解析

ルーメン内セルロース分解を効率化するためには、その分子メカニズムについて詳細に理解する必要がある。本研究ではルーメン内でセルロース分解に関与するタンパク質(CBPs)を網羅的に同定することを目的とした。ルーメン内CBPsとしてFibrobacter succinogenesのEndoglucanase F、TPR domain protein、OmpAfamily protein、Fibro-slim domain protein、PiromycesequiのCel6Aが同定された。ルーメン内セルロース付着菌のメタゲノム解析を行った。ルーメンからセルロースに付着する菌を採取し、ゲノムDNAを抽出後、次世代シーケンサーによる解析を行った。F. succinogenesなどの繊維分解菌由来のDNAと相同性の高いDNAが多数検出された。(背景)反芻動物のルーメン内セルロース分解を効率化するためには、その分子メカニズムについて詳細に理解する必要がある。本研究ではルーメン内でセルロース分解をするタンパク質およびその遺伝子を同定するため、平成18年度はルーメン内から直接セルロース結合性タンパク質を分離し、可視化後、質量分析によりタンパク質の同定を試みた。(方法)ヒツジルーメン内容物を採取し、界面活性剤で可溶化後、遠心上清を得た。この遠心上清から結晶性セルロース(アビセル)に結合するタンパク質(セルロース結合性タンパク質、以下CBPs)を分離し、2次元電気泳動およびSDS-PAGEで可視化した。得られたCBPsをLCMSMS質量分析計によりタンパク質同定した。Fibrobacter succinogenesの抗EGF抗体については畜産草地研究所の三森真琴博士より提供されたものを用いた。(結果・考察)ルーメンから分離されたCBPsを2次元電気泳動およびSDS-PAGEした結果、CBPsは多数のタンパク質で構成されることが明らかとなった。CBPsを分離したSDS-PAGEゲルを30分割して、酵素処理後、LCMSMS質量分析した。その結果、17種のタンパク質が同定された。既知のルーメン内CBPとしてはFibrobacter succinogenesのEndogucanaseF (EGF)のみが同定された。EGFはセルロース結合能、セルラーゼ活性を持つタンパク質であり、GlycosylHydrolaseFamily51に属す。抗EGF抗体を用いてウエスタンブロットしたところ、ルーメン内CBPs中にEGFが存在することを確認した(投稿準備中)。同定された残りのタンパク質はセルロース分解に関与するか不明である。またルーメン内CBPsは未知のタンパクが多く存在することが示唆された。今後はこれらの未知CBPsに焦点を当て、その遺伝子の取得を目指していく予定である。本研究ではルーメン内でセルロース分解をするタンパク質およびその遣伝子を同定するため、ルーメンからセルロース結合性タンパク質CBPSを直接分離・同定した。本年度は下記の項目について実施した。(方法)(1)CBPsのモノクロナール抗体の作成(2)CBPsモノクロナール抗体の評価ルーメン内植物繊維付着性細菌DNAの分離・精製とその遺伝子ライブラリーの作成(結果)ルーメンから分離されたCBPsを抗原にして、マウスに免疫し、CBPSに対するモノクロナール抗体を作製した。約100株のハイブリドーマがGBPSに対する抗体産生をしたので、該当株の培養上清の保存および細胞の保存を行った。この100株のハイブリドーマの培養上清をルーメン内容物をもちいて免疫組織化学的手法で評価している。さらにルーメン内植物繊維付着性細菌の分離とその遺伝子ライブラリーの作成をおこなった。モノクロナール抗体を用いたスクリーニングを考慮し、大腸菌でのタンパク質発現を可能とするLamdaZAPベクターに繊維付着菌ゲノムをライゲーションした。ルーメン内植物繊維付着性細菌DNAを評価するために、バクテリア16SrDNA領域をPCRし、TAクローニング後、シーケンスを行ったが、既知のセルロース分解菌と相同性の高い配列が存在した。(目的)反芻動物のルーメン内セルロース分解を効率化するためには、その分子メカニズムについて詳細に理解する必要がある。本研究ではルーメン内でセルロース分解をするタンパク質およびその遺伝子を同定するため、ルーメンからセルロース結合性タンパク質CBPSを直接分離・同定した。(結果)(1)CBPsモノクロナール抗体の評価110種類のモノクロナール抗体産生ハイブリドーマを得た。ルーメン内容物を用いた免疫組織化学的手法で評価した。その結果、40%ほどの抗体が免疫組織化学的手法で利用できることがわかった。

これらのモノクロナール抗体のなかには、ルーメン内飼料片付着菌を認識するものが含まれていた。またこの抗体を使ってルーメン内容物の免疫沈降をおこなったが、エンドグルカナーゼ活性のあるタンパク質は共沈降してこなかった。(2)CBPs遺伝子のスクリーニング(3)CBPs遺伝子のクローニングと大腸菌での発現(4)新しいセルロース結合モジュールの同定19年度に作製したルーメン内繊維付着菌のゲノムライブラリーを上記モノクロナール抗体でスクリーニングしているが、現在のところ陽性クローンは取得できていない。これについてはスクリーニング作業を継続していく予定である。(5)ルーメン内セルロース付着菌のメタゲノム解析ゲノムライブラリーの抗体でのスクリーニングが難航しているため、ルーメン内でアビセルセルロースに付着する菌から、直接ゲノムDNAを抽出し、大規模シーケンス解析を行った。
授業担当者が頭部外傷の柔道事故リスクを持つ生徒を簡便に把握する方法の開発

「授業担当者が頭部外傷の柔道事故リスクを持つ生徒を簡便に把握する方法の開発」は柔道を教授する現場において頭頸部筋力不足から起こる「頭頸部損傷受傷ハイリスク群」の簡便な抽出法を開発するために計画された。実験は第1次実験から第4次実験で構成されている。平成30年度には柔道初習者である中学校男子を想定し同レベルの体力と考えられる『「学生保健体育教員免許状取得コース受講中女子学生」のうち初めて「柔道授業」をした6名』対象として「後ろ受け身中の頭頚部筋力発揮」を計測する実験を行った。実験構成は遠隔操作ができる筋電センサーを被験者の両側胸鎖乳突筋に装着し、後ろ受け身を行わせ「後ろ受け身中の胸鎖乳突筋筋放電量」を記録した。その後、筋電センサーを装着したまま、多用途筋力計に被験者を椅坐位させ体幹を固定した。続いてデジタル力量計とつなげられたアタッチメントを前額部に装着し「頭部屈曲」おこなわせ「頭頚部屈曲」と筋力発揮時の筋放電量を測定した。筋力発揮と筋放電量の関係については相関の強さにいくつかの疑義があるが、本研究においては「筋力発揮と筋放電量には統計上優位な関係がある」という立場をとった。屈曲動作は3秒間最大随意筋力を発揮し、その後3秒ごとに任意で最大下筋力発揮を9回行わせた。筋力発揮は計10回であった。筋放電量は各筋力発揮中のピークから前後0.5秒(1000ms)の積分値とした。解析の結果、筋力と筋放電量との有意な関係を得ることができた。ここで得られた「回帰式」に「後ろ受け身中筋放電量」を代入し被験者が発揮する「後ろ受け身中の頭頚部筋力発揮」を推定した。結果おおよそ「頭頚部屈曲筋力発揮は約10kgある」と導出できた。第2に第3実験の複合実験である上記実験の知見を平成30年度の日本体育学会、日本武道学会において研究代表者が登壇発表した。さらに第3実験、第4実験を完遂することができた。「授業担当者が頭部外傷の柔道事故リスクを持つ生徒を簡便に把握する方法の開発」の平成27年度における研究実績は以下である。本研究は柔道を教授する学校現場や道場などの現場において頭頸部筋力の不足から惹起される「重度頭部損傷受傷ハイリスク群」の簡便な抽出法を開発するために計画された。研究計画は第1次実験から第3実験であり、平成27年度は第1次実験と第2次実験をおこなった。第1次実験は1頭部・体幹を中心とした人体モデルを作成する。これまでの資料とコンピュータシミュレーションの結果より精巧な人体モデルを作成する。ここで注目する筋は主に「胸鎖乳突筋」「僧帽筋」「広背筋」である。2頭部重量、頭部組成、受け身中頭部動揺の資料から受け身時必要とされる頭頸部固定筋力を算出する。第1次実験は他大学の研究機関に協力をいただいた。第2次実験は1簡易筋力測定装置米国HOGGAN社製microFET2を用いて簡易頭頸部筋力を測定する。2測定姿勢は椅子坐位を基本とし頭部を屈曲、伸展させる頸部の筋力を測定する。3、2と同様の姿勢で頭部側屈回旋方向の頸部筋力を測定する。4更に柔道場面をシミュレーションして仰臥位姿勢での測定を行う(屈曲伸展、側屈回旋方向)。5、14の手順で得た簡易頭頸部筋力測定の妥当性があるか否かを検討するために頭頸部筋力基準値を測定する。この基準値は実験室精密実験であることが要求される。そこで、竹井機器工業社製多用途筋力測定台用測定システムを用いる。この機器は被験者の身体が効率よく測定装置に固定することができ、結果測定の精度を上げるうえで重要なことである。簡易頭頸部筋力測定値と実験室精密実験で得られた基準値との相互関係は統計解析を用いて詳細に検討を加え、簡易筋力測定装置米国HOGGAN社製microFET2を用いて得られた簡易頭頸部筋力測定の妥当性を導出する。研究実績の概要において述べた、第1次実験の基礎実験をおこなった。このときの実験プロトコールは柔道畳みでプラットホームを構成しその内部にフォースプレートを設置した。研究代表者が所属する関西学院大学人間福祉学部には50cm×70cmのフォースプレートが配置されている。次のプロトコールは「取り」があらかじめ決められた技を施す。投げられた「受け」は畳がひかれたフォースプレート上で受け身をするというものであった。実際の柔道場面で投げられた「受け」の人体が受ける衝撃負荷は畳に緩衝されていることはあきらかなのでより現場に近い状況を設定するためである。被験者に特に注意を喚起した点はフォースプレート上に投げてくださいということであった。フォースプレートの上に載せられた畳にはフォースプレート中央部と重なる位置にテープで×印を貼付した。「取り」には、「受け」重心があると予測できる「受け」の臍部周辺を「×印に着地させるように投げ技を施すこと」と指示・徹底した。これらのプロトコールから得られたフォースプレートの資料を詳細に分析すると「受け」が投げ技を施され受け身をする際の床反力記録は2相のピーク値を示す結果となった。

同時に撮影されたビデオ分析とあわせて「手・腕が受け身の際畳を叩く動作と重心の着地に時間差があり2相となった」等のいくつかの解釈が想起されたが確実なエビデンスが得られたわけではない。2相のピーク値は真の値なのか否かは現況では確かめようがない。第1次実験はフォースプレートから得られた資料の分析が重要になるのでこの点についてさらなる検証が必要であり新たなプロトコールが必要になると考えている。このような状況から「区分(3)やや遅れている」と報告した。第2次実験に関しては30人ほどの被験者を対象にして実験が完了しており、平成28年度の日本武道学会大会での発表を予定している。「授業担当者が頭部外傷の柔道事故リスクを持つ生徒を簡便に把握する方法の開発」の平成28年度における研究実績は以下である。本研究は柔道を教授する学校現場や道場などの現場において頭頸部筋力の不足から惹起される「重度頭部損傷受傷ハイリスク群」の簡便な抽出法を開発するために計画された。研究計画は第1次実験から第4次実験までの4段階で構成されている。平成28年度は第1次実験をより高いレベル遂行した。平成27年度に実施したコンピュータシミュレーションの結果、学会・論文発表を行うことができる成果を得ることができなかった。原因としてはコンピュータシミュレーションをする際に必要となる『柔道の投げ技を施された「受け(投げられる人)」が空中ならびに畳に着地の際に受ける各種衝撃力の実測値』の導出が早稲田大学理工学術院山本知之教授の要求していた精度に達していなかったためである。そこで、平成28年度は第1次実験の精度を上げることを試みた。方法として動作の撮影を8台のカメラを用いたビデオ法ではなく16台のカメラを用いたモーションキャプチャー法とした。平成28年度中に複数回の測定を行い各種衝撃力の実測値を導出した。現在この実測値をもとに『柔道の投げ技を施された「受け(投げられる人)」が空中ならびに畳に着地の際に受ける各種衝撃力』の計算を行った。今回の計算で注目したのは「頭部固定トルク」である。頭部固定トルクは『投げ技を施された「受け」』空中ならびに畳に着地する際に受ける衝撃力により事故を誘発する頭部屈曲を防ぐ頭頚部固定力を数値化したものである。頭頚部固定力は胸鎖乳突筋、広背筋、僧帽筋など頭頚部周りの筋群より発揮される筋力からもたらされると考えることができる。平成28年度の本研究においては「頭部固定トルク」をかなりの精度で導出することができた。研究成果は平成29年度の学会で公表する予定である。「授業担当者が頭部外傷の柔道事故リスクを持つ生徒を簡便に把握する方法の開発」は第1次実験から第4次実験の4段階で構成されている。第1次実験は1頭部・体幹を中心とした人体モデルを作成する。これまでの資料とコンピュータシミュレーションの結果より精巧な人体モデルを作成する。2、1で注目する筋は主に「胸鎖乳突筋」「僧帽筋」「広背筋」である。3頭部重量、頭部組成、受け身中頭部動揺の資料から受け身時必要とされる頭頸部固定筋力を算出するであった。平成27年度に行った実験から得られた結果を精査すると頭頚部トルクを算出するための精度を充分に満たしていないことがあきらかとなった。そこで実験計画を変更し、平成28年度に全く異なる実験方法をもちいて第1次実験を遂行した。結果良好な測定値を得ることができたが結果的に研究に遅れが生じた。第2次実験は第3次実験の基礎資料を得るために計画された。具体的には1簡易筋力測定装置米国HOGGAN社製microFET2を用いて簡易頭頸部筋力を測定する。