hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
反応・拡散・移流系が生成する有限次元力学系と時空間パターン

本研究では,反応拡散系の中でも,走化性による因子の移流を伴う三村・辻川系を扱い,その大域存在と爆発,および解のパターン形成について研究しました.解の大域存在については,空間次元が2の場合において,分泌項の増加オーダーを新たに導入することにより,これを示しました.解の爆発については,JagerとLuckhausの方法(Jager-Luckhaus, Trans.Amer.Math.Soc.329(1992))を活用し,放物・楕円型に近似できる場合にのみこれを示しました.解のパターン形成については,中心多様体理論による縮約の方法を用いて考察し,その結果,六角形パターン解が横断的に定数解から分岐し,その後分岐枝が反転して安定となることならびに,ストライプパターン解が熊手型不安定分岐を起こし得ることなどが示されました.本研究では,反応拡散系の中でも,走化性による因子の移流を伴う三村・辻川系を扱い,その大域存在と爆発,および解のパターン形成について研究しました.解の大域存在については,空間次元が2の場合において,分泌項の増加オーダーを新たに導入することにより,これを示しました.解の爆発については,JagerとLuckhausの方法(Jager-Luckhaus, Trans.Amer.Math.Soc.329(1992))を活用し,放物・楕円型に近似できる場合にのみこれを示しました.解のパターン形成については,中心多様体理論による縮約の方法を用いて考察し,その結果,六角形パターン解が横断的に定数解から分岐し,その後分岐枝が反転して安定となることならびに,ストライプパターン解が熊手型不安定分岐を起こし得ることなどが示されました.本研究は反応・拡散・移流系の解が呈する時空間パターンに関する研究である.反応・拡散・移流系のうちでも特に,1993年,明治大学・三村昌泰教授と宮崎大学・辻川亨教授によって提案された三村・辻川系を扱っている.これまで三村・辻川系については,これが六角形パターンやストライプパターンを呈することが,大阪大学・八木厚志教授らの研究グループによって数値的に示されており,さらに研究代表者と共同研究者の研究によってその数値結果と分岐理論を用いた理論解析との間に関連性があることが示されている.本年度は,この研究をより詳細に解析する目的で,空間1次元の場合に対する分岐解析を行った.空間1次元であれば,ソフトウェアAUTOによってパターン解を追跡できるため詳細な分岐解析が可能となる.空間2次元で取り扱う長方形領域の縦と横の比である1対ルート3という長さを有するそれぞれの区間に対する分散関係式を導き,波数1及び2を有する定常解が分岐することをAUTOによって示した.またホップ分岐も起こることを確認し,これが縞模様が揺れ動くようなパターンの発生に関わっている可能性を示唆した.成果は,千葉大学における国際研究集会International Conference on Free Boundary Problems in Chiba 2007によってポスター発表されている.来年度以降の研究において,この成果を本来示すべき空間2次元の場合に活用する見込みである.この場合は,最大値と最小値の差の絶対値に着目して分岐図を作成するなどの工夫が必要であると考えている.本年度8月には,第29回発展方程式若手セミナーの幹事を務めさせていただき,反応・拡散・移流系の数名の研究者ならびに大学院生を招き,最新の研究結果と情報交換を行った.結果は,第29回発展方程式若手セミナー報告集にまとめられている.本研究は反応・拡散・移流系の解が呈する時空間パターンに関する研究である.反応・拡散・移流系のうちでも特に, 1993年,明治大学・三村昌泰教授と宮崎大学・辻川亨教授によって提案された三村・辻川系を扱っている.これまで三村・辻川系については,これが六角形パターンやストライプパターンを呈することが,大阪大学・八木厚志教授らの研究グループによって数値的に示されており,さらに研究代表者と共同研究者との研究によってその数値結果と分岐理論による理論解析との間に関連性があることが示されている.本年度は, 2次元パターンの分岐構造に対する研究を行った.まず数値的に,分岐パラメータを移流係数とし,定常状態に落ち着いたパターン解について,その最大値と最小値の差に着目して分岐図を作成した.次に理論的に,中心多様体理論に基づき,局所的なダイナミクスを表す縮約方程式を求めた.前者は,卒業研究指導の中で行った結果であり,理論結果との整合性の確認を済ませ次第,報告する予定である.後者については,分岐解析で多く成果を挙げられている大阪大学・小川知之先生の研究室出身である奥田孝志氏との共同研究により行うことができた.来年度以降,得られた縮約方程式を解析し,より詳細な分岐構造を明らかにしていく予定である.反応拡散系では,境界条件が領域内部のパターン形成に影響を与えることが次第に明らかになってきている.反応拡散系に見られるスパイラルパターンについて,キネマティック方程式を用いて並行して研究を行っているが,スパイラルパターンの境界に対応する曲線の端点において,従来とは異なる境界条件を課した場合について成果が得られたので報告した.また,弧状波に対するキネマティック方程式の厳密解の構成も試み,盛岡応用数学小研究集会において成果の一部の報告を行った.本研究は反応・拡散・移流系の解が呈する時空間パターンに関する研究である.反応・拡散・移流系のうちでも特に,1993年,明治大学・三村昌泰教授と宮崎大学・辻川亨教授によって提案された三村・辻川系を扱っている.

これまで三村・辻川系については,これが6角形パターンやストライプパターンを呈することが,大阪大学・八木厚志教授らの研究グループによって数値的に示されており,さらに研究代表者と共同研究者との研究によってその数値結果と分岐理論による理論解析との間に関連性があることが示されている.昨年度は,2次元パターンの分岐構造について,中心多様体理論に基づき,局所的なダイナミクスを表す縮約方程式を求めた.今年度は,奥田孝志氏と共同で,得られた縮約方程式を解析し,詳細な分岐構造を明らかにした.具体的には,六角形パターン解が横断的に定数解から分岐し,その後分岐枝が反転して安定となることならびに,ストライプパターン解が熊手型不安定分岐を起こしうることなどが分かった.成果論文は現在投稿中である.今後は,研究の過程で見つかった振動解について,ポップ分岐の観点からこれを解析していく予定である.また,反応拡散系に見られるスパイラルパターンについて,これに対するキネマティック方程式を導出から新たに見直すことも,矢崎成俊氏との共同で行った.これまで知られているMikhailov等が提案したキネマティック方程式では,自由端を有する曲線の場合,伸びないことが示された.そして,従来から注目されている境界条件に関する問題へと同様に帰着した.今後は,実現象との対応を含めて,これを考えていく予定である
抗ウイルス性ストレス顆粒形成による自然免疫応答シグナル制御機構の解明

本研究計画では生化学・分子生物学・細胞生物学的に抗ウイルスストレス顆粒(antiviral stress granule:avSG)と呼ばれる細胞内凝集体を解析し、その生理的機能及び抗ウイルス自然免疫に関わる新規分子を同定し、抗ウイルス免疫応答の空間的制御メカニズムの解明と新規抗ウイルス治療薬や予防薬への開発につながる知見を見出すことを目的とする。
昆虫の新規匂い源定位メカニズム　Ａｉｍ－ｔｈｅｎ－ｓｈｏｏｔ　機構の研究

蛾類の匂い源定位行動では従来、視覚に依存した風上への定位のみが行われていると考えられていた。しかし本研究代表者らにより、機械感覚による地上での風向定位を伴うAim-then-shoot型の匂い源定位機構がジャガイモガで用いられていることが見出された(Tejima et al., 2013)。そこで本研究課題は、これまで研究が為されてこなかった本定位機構の行動生理メカニズムを詳らかにすることを目的とした。その成果と意義の概要を以下に示す。1.蛾の多くは飛行・歩行の両方で雌へと定位するが、従来の知見は飛行のみに着目しているか、飛行能力を喪失したカイコガを用いた研究がほとんどであった。本研究では、短距離飛翔と歩行によって雌へ定位するジャガイモガ、および飛行による匂い源定位を主とするノシメマダラメイガの行動を解析し、匂い源定位における飛行と歩行との行動生理学上の断絶を埋める知見をもたらした。2.蛾類で触角基部の機械感覚器による風向検知機構が存在することを初めて明らかにし、一個体の生物が歩行と飛行という異なる行動の文脈で、それぞれ異なる感覚で風向検知をおこなっていることを示した。匂い源定位行動は多種の行動・感覚が関与する多元的システムであるといえる。3.移動運動補償装置を用いた行動応答解析から、雄蛾はフェロモン刺激に対し、機械感覚による走風性に加え、化学感覚による走化性という二種類の行動応答を兼ね備えていることを明らかにした。それらの反応はそれぞれ相性または緊張性応答を示し、刺激に対する時間的性質の異なる応答であった。また刺激方向を一定に保つ場合との比較により、自身の移動による感覚情報フィードバックによっても走風性応答が解発されることを示唆した。これらは、昆虫における時間的・空間的な感覚情報利用の統合機構を広く解明した稀有な例であり、また今後の神経行動学的な発展の余地も大きい。27年度が最終年度であるため、記入しない。蛾類では従来、視覚に依存した風上への匂い源定位のみが行われていると考えられていた。しかし本研究代表者は、ジャガイモガにおいて機械感覚による地上での風向定位を伴うAim-then-shoot型匂い源定位機構を見出した。本研究課題は、これまでまったく研究がなされてこなかった本定位機構の行動メカニズムの詳細と全容を明らかにすることを目的としている。平成25年度実施計画と成果1、匂い情報と機械感覚情報統合段階の解明:化学処理によるフェロモン受容体の不活化を試みた。処理はフェロモン受容能の完全な不活化には至らなかったが閾値の上昇が確認できたため、行動実験を現在行っている。2、サーボスフィア装置への機能追加・刺激装置作成小蛾類の歩行・跳躍行動の解析のため、サーボスフィア移動運動補償装置の制御パラメータ調節及び環境刺激装置とその駆動プログラムの作成を行った。実験生物の運動に対する確実な補償が可能となった。ジャガイモガ同様、通常の飛翔する蛾においても同様のAim-then-shoot型定位機構が存在することを風洞やサーボスフィアを用いた行動実験において確認した。これは本機構が多様な生物群で匂い源探索に用いられている普遍的なメカニズムである可能性を示唆する重要な進展である。平成26年度研究達成状況:(1)匂い情報・風向情報の利用タイミング解明:移動運度補償装置サーボスフィアおよびトラックボール(後述)上にてノシメマダラメイガの行動実験を行い、当該課題について検証した。フェロモン刺激のパルス密度を変化させることで機械感覚・化学感覚の時間的統合を、また触角の切除・固定処理を組合せることによって空間的な統合を検証できることが示唆されたため、データの収集・解析を遂行している。(2)アルゴリズム詳細の解明:サーボスフィア装置の仕様では不可能となっている、その場での転回行動を検出するため、トラックボール装置を開発した。これは下からの気流により摩擦抵抗無しに浮遊するスチロール球に、胸部を固定された昆虫の脚を接地させ、各種感覚刺激を与えることで脚の運動(=歩行)によるスチロール球の動きを計測する装置である。この装置上でノシメマダラメイガの行動を解析し、前述の課題と共にデータの収集・解析を行っている。(3)年次計画外:小蛾類の交尾行動実験装置の作成:ジャガイモガの交尾行動を誘発する感覚刺激の統合を解明するため、電磁バルブによる匂い刺激制御が可能な小型風洞装置を作成し、記録観察を行っている。

そこで本研究課題は、これまで研究が為されてこなかった本定位機構の行動生理メカニズムを詳らかにすることを目的とした。その成果と意義の概要を以下に示す。1.蛾の多くは飛行・歩行の両方で雌へと定位するが、従来の知見は飛行のみに着目しているか、飛行能力を喪失したカイコガを用いた研究がほとんどであった。本研究では、短距離飛翔と歩行によって雌へ定位するジャガイモガ、および飛行による匂い源定位を主とするノシメマダラメイガの行動を解析し、匂い源定位における飛行と歩行との行動生理学上の断絶を埋める知見をもたらした。2.蛾類で触角基部の機械感覚器による風向検知機構が存在することを初めて明らかにし、一個体の生物が歩行と飛行という異なる行動の文脈で、それぞれ異なる感覚で風向検知をおこなっていることを示した。匂い源定位行動は多種の行動・感覚が関与する多元的システムであるといえる。3.移動運動補償装置を用いた行動応答解析から、雄蛾はフェロモン刺激に対し、機械感覚による走風性に加え、化学感覚による走化性という二種類の行動応答を兼ね備えていることを明らかにした。それらの反応はそれぞれ相性または緊張性応答を示し、刺激に対する時間的性質の異なる応答であった。また刺激方向を一定に保つ場合との比較により、自身の移動による感覚情報フィードバックによっても走風性応答が解発されることを示唆した。これらは、昆虫における時間的・空間的な感覚情報利用の統合機構を広く解明した稀有な例であり、また今後の神経行動学的な発展の余地も大きい。平成26年度年次計画のうち、1に関しては計画以上の進展を見せ、重大な進展が得られた。2に関しては予定外の実験装置作成が必要だったものの完了し、本実験に移行している。これらの状況を勘案し本研究課題は、2おおむね順調に進展している。といえる。27年度が最終年度であるため、記入しない。引き続き計画に則り、Aim-then-shoot機構の行動メカニズムの解明を目指す。実験生物としては平成26年度計画からノシメマダラメイガへと移行しているが、昨年度に引き続き移動運動補償装置やトラックボール装置を用いてAim-then-shoot機構のアルゴリズムをさらに深く検証し、次年度予定している視覚刺激の関与の検証と合わせて本定位機構の全容を記述することを目的とする。平成25年度年次計画のうち、1については実験準備段階の処理において有効性を確認を確認し、現在は予備実験を行っている。2、3については年次計画を達成し、特に3については設定した目標を超えて、本研究の目標に関する非常に重大な進展が得られた。といえる。【受賞】日本比較生理生化学会第36回大会発表論文賞大会委員長賞、日本比較生理生化学会、2014年8月1日【受賞】引き続き計画に則り、Aim-then-shoot機構の行動メカニズムの解明を目指す。平成25年度計画「匂い情報と機械感覚情報統合段階の解明」をさらに深く検証し、次年度予定している刺激利用タイミング及び行動アルゴリズム詳細の検証と合わせて本定位機構の全容を記述することを目的とする。また実験生物として、ジャガイモガからより一般的な飛翔行動を示すノシメマダラメイガへと移行する予定である。
生体関節における多モード適応潤滑機構の階層的・微視的解明

当初計画にほぼ沿った研究を実施し,以下の知見を得た.歩行運動を模擬出来るシミュレータでは,軟骨と人工材料間の摩擦試験を行い,流体膜形成や吸着膜,ゲル膜潤滑などを包含したマクロなレベルの多モード適応潤滑の基本的な機構を把握できた.また,動物関節の振子試験と軟骨/人工材料の往復動試験を行い,関節液や模擬関節液の粘性挙動を調べ,摩擦現象や潤滑モードとの関連を明らかにした.とくに,混合潤滑モードにおける潤滑剤や軟骨表層成分の潤滑効果を評価し,リン脂質や蛋白成分の潤滑性を検証できた.またγグロブリンやリン脂質のLB(ラングミュア・ブロジェット)膜との摩擦試験を行い,AFM(原子間力顕微鏡)で吸着構造を同定し,リン脂質・蛋白混合膜の潤滑効果を確認し,動物試験で有効性を確かめた.さらに,AFMを駆使して,動物関節軟骨の表面観察と摩擦特性との関連を探求するとともに,局所的な摩擦試験と「その場観察」を試みた.無潤滑・潤滑条件下で,軟骨の摩擦試験を行い,低摩擦から高摩擦域の各時点で試験を停止し,AFMによる表面観察と押込み試験を行った.液中ノンコンタクトモード観測により,表面プロフィルを把握し,押込み試験では荷重・変位曲線(フォースカーブ)によりゲル膜の残存状態を評価し,摩擦特性との対応を明らかにした.また,高含水性のハイドロゲル系軟骨模擬材料であるPVA(ポリビニルアルコール)ハイドロゲルを対象として摩擦試験を行い,潤滑液の影響や摩擦の時間変化の特徴を探り出すとともに,生体関節軟骨との相違点を明示した.細胞の力学試験に関しては,せん断刺激に対する軟骨細胞の応答(インターロイキン6が特異的に産生)と伸張刺激に対する線維刺激に対する線維芽細胞の応答(強化機構)を確認しており,これらの成果を軟骨の3次元計算モデル解析による組織構築機構解明に応用する予定である.当初計画にほぼ沿った研究を実施し,以下の知見を得た.歩行運動を模擬出来るシミュレータでは,軟骨と人工材料間の摩擦試験を行い,流体膜形成や吸着膜,ゲル膜潤滑などを包含したマクロなレベルの多モード適応潤滑の基本的な機構を把握できた.また,動物関節の振子試験と軟骨/人工材料の往復動試験を行い,関節液や模擬関節液の粘性挙動を調べ,摩擦現象や潤滑モードとの関連を明らかにした.とくに,混合潤滑モードにおける潤滑剤や軟骨表層成分の潤滑効果を評価し,リン脂質や蛋白成分の潤滑性を検証できた.またγグロブリンやリン脂質のLB(ラングミュア・ブロジェット)膜との摩擦試験を行い,AFM(原子間力顕微鏡)で吸着構造を同定し,リン脂質・蛋白混合膜の潤滑効果を確認し,動物試験で有効性を確かめた.さらに,AFMを駆使して,動物関節軟骨の表面観察と摩擦特性との関連を探求するとともに,局所的な摩擦試験と「その場観察」を試みた.無潤滑・潤滑条件下で,軟骨の摩擦試験を行い,低摩擦から高摩擦域の各時点で試験を停止し,AFMによる表面観察と押込み試験を行った.液中ノンコンタクトモード観測により,表面プロフィルを把握し,押込み試験では荷重・変位曲線(フォースカーブ)によりゲル膜の残存状態を評価し,摩擦特性との対応を明らかにした.また,高含水性のハイドロゲル系軟骨模擬材料であるPVA(ポリビニルアルコール)ハイドロゲルを対象として摩擦試験を行い,潤滑液の影響や摩擦の時間変化の特徴を探り出すとともに,生体関節軟骨との相違点を明示した.細胞の力学試験に関しては,せん断刺激に対する軟骨細胞の応答(インターロイキン6が特異的に産生)と伸張刺激に対する線維刺激に対する線維芽細胞の応答(強化機構)を確認しており,これらの成果を軟骨の3次元計算モデル解析による組織構築機構解明に応用する予定である.当初計画にほぼ沿った研究を実施し,以下の知見が得られた.歩行運動を模擬出来るシミュレータでは,軟骨と人工材料間の摩擦試験を行い,流体膜形成や吸着膜,ゲル膜潤滑などを包含したマクロなレベルの多モード適応潤滑の基本的な機構を把握できた.また,動物関節の振子試験と軟骨/人工材料の往復動試験を行い,関節液や分子量・濃度の異なるヒアルロン酸溶液および蛋白添加液の粘性挙動を調べ,摩擦現象や潤滑モードとの関連を明らかにした.とくに,混合潤滑モードにおける潤滑剤や軟骨表層成分の潤滑効果を評価し,リン脂質や蛋白成分の潤滑性を検証できた.またγグロブリンやリン脂質のLB(ラングミュア・ブロジェット)膜との摩擦試験を行い,AFM(原子間力顕微鏡)で吸着構造を同定し,リン脂質・蛋白混合膜の潤滑効果を確認した.さらに,AFMを駆使して,動物関節軟骨の表面観察と摩擦特性との関連を探求するとともに,局所的な摩擦試験と「その場観察」を試みた.無潤滑条件下で,軟骨の摩擦試験を行うと,摩擦距離に応じて段階的に摩擦のレベルが上昇した.低摩擦から高摩擦域の各時点で試験を停止し,AFMによる表面観察と押込み試験を行った.液中ノンコンタクトモード観測により,表面プロフィルを把握し,押込み試験では荷重・変位曲線(フォースカーブ)によりゲル膜の残存状態を評価し,摩擦特性との対応を明らかにした.また,高含水性のハイドロゲル系軟骨模擬材料であるPVA(ポリビニルアルコール)ハイドロゲルやセミIPN(インターペネトレイティングネットワーク)ハイドロゲルを対象として,摩擦試験を行い,潤滑液の影響や摩擦の時間変化の特徴を探り出すとともに,生体関節軟骨との相違点を明示した.細胞の力学試験に関しては,せん断刺激に対する軟骨細胞の応答(インターロイキン6が特異的に産生)と伸張刺激に対する線維芽細胞の応答(強化機構)を確認しているが,広範な刺激条件の効果の把握は今後検討の予定である.

当初計画にほぼ沿った研究を実施し,以下の知見を得た.歩行運動を模擬出来るシミュレー夕では,軟骨と人工材料間の摩擦試験を行い,流体膜形成や吸着膜,ゲル膜潤滑などを包含したマクロなレベルの多モード適応潤滑の基本的な機構を把握できた.また,動物関節の振子試験と軟骨/人工材料の往復動試験を行い,関節液や模擬関節液の粘性挙動を調べ,摩擦現象や潤滑モードとの関連を明らかにした.とくに,混合潤滑モードにおける潤滑剤や軟骨表層成分の潤滑効果を評価し,リン脂質や蛋白成分の潤滑性を検証できた.またγグロブリンやリン脂質のLB(ラングミュア・ブロジェット)膜との摩擦試験を行い,AFM(原子間力顕微鏡)で吸着構造を同定し,リン脂質・蛋白混合膜の潤滑効果を確認し,動物試験で有効性を確かめた.さらに,AFMを駆使して,動物関節軟骨の表面観察と摩擦特性との関連を探求するとともに,局所的な摩擦試験と「その場観察」を試みた.無潤滑・潤滑条件下で,軟骨の摩擦試験を行い,低摩擦から高摩擦域の各時点で試験を停止し,AFMによる表面観察と押込み試験を行った.液中ノンコンタクトモード観測により,表面プロフィルを把握し,押込み試験では荷重・変位曲線(フォースカーブ)によりゲル膜の残存状態を評価し,摩擦特性との対応を明らかにした.また,高含水性のハイドロゲル系軟骨模擬材料であるPVA(ポリビニルアルコール)ハイドロゲルを対象として摩擦試験を行い,潤滑液の影響や摩擦の時間変化の特徴を探り出すとともに,生体関節軟骨との相違点を明示した.細胞の力学試験に関しては,せん断刺激に対する軟骨細胞の応答(インターロイキン6が特異的に産生)と伸張刺激に対する線維芽細胞の応答(強化機構)を確認しており,これらの成果を軟骨の3次元計算モデル解析による組織構築機構解明に応用する予定である.
低周波音による騒音をフラクタルで軽減する研究

私たちは様々な音のなかで暮らしていますが,近年,低周波音の健康被害に関心が高まり,その対策が喫緊の課題になっています.本研究の目的は,このような低周波の騒音をフラクタル構造体によって低減させる可能性をさぐるものです.具体的には,数種類の典型的なフラクタル壁面や立体の音響特性,音の透過損失や吸音率を,理論と数値シミュレーションと実物モデル実験を組合わせて総合的に研究しました.その結果,広帯域にわたる音の吸音,遮音にフラクタル構造体が有効であること,そして,低周波音域にも有効であることがわかり,実用的なフラクタル遮音構造体を作成するヒントが得られました.(1)2次元フラクタルのシルピンスキー・カーペットによる音の散乱現象を,カーペットにランダム性や一定の規則性をもたせて,多面的に数値シミュレーションで調べた.その結果,広い帯域にわたって音波の一様散乱が生じること,また,特定周波数領域に特徴的なデップも生じることがわかった.(2)1次元カントール型導波管をアクリル管で作成し,インピーダンスチューブ測定装置を使って,音の吸音率を広い周波数帯域にわたって実測した.その結果,低周波側(100Hz300Hz)の吸音効果が上がることがわかった.(3)3次元プリンタで3種類の材料(プラスチック,アクリル,粘度)を使って,フラクタル次数3までのコッホ壁面を作成した.そして,これらの吸音率とフラクタル次数,材料の密度,コッホ曲面の種類(凸型か凹型か)との関係を調べた.その結果,凸型が凹型に比べてより低い周波数帯域に効果があること,材質の密度が高いものほど効果が上がることがわかった.(4)3Dプリンタで3次元のシルピンスキー・ギャスケットをフラクタル次数3まで作成し,吸音率を測定した.次数とともに,吸音の周波数帯域がより低い領域に広がる傾向を確認した.[意義・重要性]フラクタルのスケール不変性を利用した騒音の遮音,特に,低周波音の低減の可能性が,「フラクタル構造体と音の相互作用」の理論・数値シミュレーション・実物模型実験によってシステマティックに示せたことは,本研究の重要な成果であり,低周波音の低減方法を考案していく上で,重要なヒントを幾つも含んでいる.また,音の透過損失に効果がある周波数帯をフラクタル構造体が増大させる現象の基礎に,「フラクタルのスケール不変性」があることを明らかにできたことも,アカデミックな観点から意義のある成果であると考える.私たちは様々な音のなかで暮らしていますが,近年,低周波音の健康被害に関心が高まり,その対策が喫緊の課題になっています.本研究の目的は,このような低周波の騒音をフラクタル構造体によって低減させる可能性をさぐるものです.具体的には,数種類の典型的なフラクタル壁面や立体の音響特性,音の透過損失や吸音率を,理論と数値シミュレーションと実物モデル実験を組合わせて総合的に研究しました.その結果,広帯域にわたる音の吸音,遮音にフラクタル構造体が有効であること,そして,低周波音域にも有効であることがわかり,実用的なフラクタル遮音構造体を作成するヒントが得られました.本研究の目的は、フラクタルのもつスケール不変性を利用して、フラクタル構造体による騒音の遮音,特に,低周波音低減の可能性をさぐることである.そのため、まず「フラクタルと音の相互作用」を解明するために次の5つの研究を進めてきた.(1)1次元のフラクタル導波管による音波の透過損失(遮音性能を表す指標)をシステマティックに調べた.具体的には,カントール型の導波管を考え,フラクタルのオーダー(フラクタル構造の複雑度)と透過損失の関係を理論と数値シミュレーションによって調べた.その結果,フラクタル性と周波数特性の間に特徴的な関係があることがわかった.また,特定領域の周波数を選択的に吸収することもわかった.(2)(1)の結果の検証をするために,アクリル管を使って,フラクタルのオーダー毎のカントール型導波管を製作している.これまでに、オーダー3までの規則的なカントール型導波管を作成したので,現在これらの透過損失を音響測定室で実測して,得られたデータの解析を行っている最中である.この考察を進めるために,その他のフラクタル導波管モデル(1/5カントール型,1/4カントール型,2/5カントール型など不規則性をもたせた導波管)も作成して検討する予定である.(3)2次元フラクタル面による音の散乱性や透過性などを,シルピンスキー・カーペットを用いて調べた.特に,カーペット面の音物性をアドミッタンスで定量化し,このアドミッタンスの値をパラメータとして,フラクタル面のオーダーとの相互関係を理論的・解析的な方法と数値シミュレーションで調べた.(4)音の制御や消音メカニズムを探るために,力学系モデルを使って,具体的に楽器音を同期現象の観点から調べた.(5)音の波動方程式をより深く理解するために,超離散化法で検討した.カントール型の導波管の透過損失とフラクタルのオーダーとの関係、および、透過損失の周波数特性を理論的に解析した.そして,数式処理ソフト(メイプル)と数値処理ソフト(マトラボ)を使って解析結果の妥当性を確認した.

(2)アクリル管でフラクタル型の導波管を3種類(フラクタルのオーダー1,2,3)作成した.そして,所属する学科の音響測定室において,インピーダンスチューブの測定装置と2マイクロフォン法を用いて,3種類の導波管の周波数特性を測定した.現在,実測データから理論との比較検討を行っている段階である.今後,他のタイプの導波管(1/5カントール型,1/4カントール型,2/5カントール型など)も製作して,理論との比較を行う予定である.(3)2次元フラクタル構造体のシルピンスキー・カーペットによる音波の散乱問題を,kirchhoffの回折理論に基づいて計算を行った.また,回折理論とは異なる摂動理論を使って,この問題を解析した.このような2つの異なるアプローチによって,フラクタル面からの音の散乱特性(例えば、一様散乱性や指向性など)の特徴を明らかにした.(4)騒音の制御や音の消音メカニズムを,van der Pol-Duffing方程式を使って調べた.具体的にはオルガン音の波形を使って同期現象を分析した.その結果,逆位相を利用して消音できる可能性を見つけた.(5)音波の波動方程式を,波動音響学と幾何音響学とを繋ぐ可能性を秘めている超離散化の手法を使って解析した.これは音伝播に関する基礎的で理論的な研究であるが,音の消音機構を探る上で,従来の音響理論の枠を超えた新しい知見が得られる可能性がある.(1)様々なタイプのフラクタル型導波管(実物モデル)の音響特性を精密に測定する.そして,消音に有効な構造の解明を目指す.また,実測データと数値シミュレーションとを比較しながら,より優れた数理モデルの導出を試みる.(2)3次元フラクタル構造体のモデルとして、シルピンスキー・ギャスケット、soniccrystal, Vicsek fractalなどを考え,それらの音響特性を伝達関数と音響インピーダンスの解析から明らかにする.この計算には電気の等価回路を適用する考えである.(3)3次元プリンタ(ZCOPORATION ZPrinter 650,3D Touch)を使って,シルピンスキー・ギャスケットの実物(石膏,および,プラスチック)を3種類(フラクタルのオーダー1,2,3)作成して音響特性を実測する.(4)アモルファス構造体の音響特性も低周波の吸音には有効であると予想されるので,3次元プリンターで実物モデルを作成して,その音響特性を調べる.また,理論的な計算も行う予定である.(5)音響ダイオード(Acoustic Diode )を利用した消音方法を検討する.また,音の制御・消音メカニズムを力学系モデルを使って理論的に考察する.特に,自励振動系に非線形項を含めた力学系の同期現象が消音メカニズムとして有望なので,その可能性を追求する.さらに,音の制御方法に対する新しいアイデア・知見を得るために,従来の音響理論の枠を超えた手法(超離散化法)を駆使して,音の伝播の諸性質を調べる.以上の研究・考察を基にして,フラクタル壁面や3次元フラクタル構造体を用いた低周波音による騒音の低減化方法を探る.そして、実用的なフラクタル壁面や吸音体・遮音体モデルの作成を目指す.データ整理用の事務用品(ノート,コピー用紙等)に使用する.
インタラクティブバーチャルアクター実現のための概念表現からの動作・音声生成

本研究は,与えられたシナリオに沿ってソフトウェアロポットが動作と音声発話を同時に自動生成し,それを提示されたユーザの指示に従って,自ら動作と音声発話の修正を行うという「インタラクティブバーチャルアクター」の枠組みの提案及びその理論的基礎を確立することを目的とし,研究の第二年度として,初年度に収集したデータと構築した理論に基づいた動作のモデル化を行い,これと同時に,気の利いた音声応答のための多様な音声合成の検討を進め,音声インタラクションを実現するプロトタイプシステムの構築を行った。まず,動作生成の実現に関して,机の上の物体を移動させる動作に着目し,任意の始点・終点位置を指定して所望の動作を生成可能なソフトウェアロボットをコンピュータ上に構築するとともに,「少し」や「もうちょっと」といった不明確性を含む動作表現に関する概念モデルの自動構築法を提案した。提案モデルは,木構造クラスタリングを利用して,学習データが十分存在しない指示語一動作の組み合わせに対してもある程度対応が可能であるという頑健性を持っている。実際に,提案モデルに基づいて不明確性を含む音声指示入力が可能な工一ジェントを実現し,評価実験を行った結果,実現した工一ジェントは,人間が人間に対して言葉により指示を出す場合と同様な動作が可能であることを明らかにした。また,気の利いた音声応答の実現のために,多様な声質や発話様式・感情表現が可能な音声合成手法ならびに音声の発話様式・感情の検出手法について,平均声モデルに基づく音声合成手法,重回帰隠れセミマルコフモデルに基づいた音声のスタイル制御手法,話者性の変換のための新たなモデル適応手法をはじめとして,種々の検討を行った。本研究は,与えられたシナリオに沿ってソフトウェアロボット(俳優)が動作と音声発話を同時に自動生成し,それを提示されたユーザ(監督)の指示に従って,自ら動作と音声発話の修正を行うという「インタラクティブバーチャルアクター」の枠組みを提案し,その理論的基礎を確立することを目的とし,研究の初年度として,動作生成の実現に関する理論的検討と,歩行動作,両手で物を運ぶ,持ち上げる,置く,あるいは移動させる動作に対象を絞り,統計的枠組みに基づく研究の基盤となるモーションデータの収集を行った。まず,動作生成の実現に関する理論的検討を行い,動作プリミティブのモデル化手法として,隠れマルコフモデル(HMM)に明示的な状態継続長分布を持たせた隠れセミマルコフモデル(HSMM)を用い,動作に影響を与える外的要因を考慮した重回帰HSMMに基づく適応学習手法と,得られた動作プリミティブモデルからの動作生成手法を提案した。提案手法を人間の歩行動作のモデル化及び生成に適用した結果,提案手法により,任意の指定した歩幅とペースの歩行動作を生成できることを明らかにした。また,机の上の物体を移動させる動作についても,任意の始点・終点位置を指定して所望の動作を生成可能なことを明らかにした。また,動作からその概念を自動獲得するための基盤となる歩行動作や物体の移動動作に関するモーションキャプチャデータの収集,音声データの収集,及びそのラベル付け等のデータ整理,さらに自然言語による不明確性を含む動作指示表現に対して,実際に人間が行う動作に関するデータの収集・整理を行った。そして,不明確性を含む動作表現に関する概念のモデル化の基礎的な検討を行い,机の上の物体を移動させる動作に関して,人間が人間に対して言葉により指示を出す場合と同様の動作を,ソフトウェアロボットに行わせることの可能性を示した。
議題設定による共感の発生と広告コミュニケーション効果

ソーシャルメディアの台頭により、共感という概念に注目が集まっているが、共感発生の理由とその効果については十分に検証されていない。そこで、Facebook(以下FB)ページに焦点を当て、「共感を媒介としたコミュニケーション効果モデル」を構築して実証分析を行った。また、FBページでの情報提供の狙いは企業ブランドイメージの向上にあると仮定し、検証した。知見は次の通りである。FBページが楽しく、リラックスでき、役に立つ、情報価値があると共感を得やすい。共感は、受容・拡散や信頼・満足に正の影響を及ぼす。結びつきを強く感じると受容や拡散への意向も高まる。FBページを見た後の方が企業イメージ評価が高くなる。マーケティングの研究分野では、共感を測定する尺度の検討がほとんど行われていないため、社会心理学など他分野の先行研究をレビューし、共感測定尺度の妥当性をまず検討した。1測定尺度を「視点取得」、「結びつきの強度」、「ホモフィリー」の3次元で構成する、2共感を媒介変数として扱う、但し、共感の発生要因は、共感を介せずに直接的に受容や拡散、さらに、信頼や満足に影響する場合もあると仮定した上で、「共感発生によるコミュニケーション効果モデル」を構築した。仮説検証のため、インターネット調査を実施し、Facebook(以下FBと略す)のファンページを自由に閲覧させ、反応を取った。その結果、次の知見が得られた。1共感を媒介変数として仮定したモデルと仮定しないモデルを比較した結果、潜在変数の少ない共感を仮定しないモデルの方がモデル適合度は高いが、FBの発信情報に対する評価、つまり、「エンターテイメント」、「メンバーからの好感度」、「重要性の認識」による「受容・拡散」、「信頼・満足」への総合的な効果は同程度であった。2共感を仮定したモデルでは、なぜ受容しよう、拡散しようと思ったのか、あるいは、なぜ信頼できる、満足できると思ったのかが明確になり、どのような点に力点を置けば、効果が高まるのかについて示唆を得ることができる。FBのファンページが楽しく、リラックスでき、退屈なときに活用できる内容であれば、また、登場人物の知識の豊富さ、提示された論点の意義、購買時に参考になるといった実用性など、情報としての価値が認められ、重要であると強く認識されるほど、共感を得やすい。3共感が得られると、受容・拡散、さらには信頼・満足にプラスの影響がある。中でも結びつきを強く感じるほど、受容や拡散への意向も高まる。共感をブラックボックスにせずに、媒介変数として扱い、コミュニケーション効果を検証することが重要と言える。1企業へのヒアリング味の素ほんだし、クノールカップスープ、資生堂ビューティー・アンド・コー(Beauty & Co.美と健康に関する企業と専門家によるコラボレーションサイト)、マルコメの3メーカー4ブランド、SNSへの取組みが進んでいるローソンにインタビューを実施した。いずれの企業も顧客との深いかかわりや関係性を求め、ファンづくりを目指し、TVCMのみならずソーシャルメディアを有効活用しようとしている姿勢がうかがわれた。2消費者調査食品カテゴリーの実在のブランドを用い、TVCM、ホームページ(以下HP)、Facebook(以下FB)への評価のみならず、企業ブランドイメージに対する評価も得た。事前(記憶による評価)・事後(現物確認による評価)のブランドへの態度を検証した結果、コミュニケーション効果の測定尺度として、従来から使用されている認知度、内容理解度、好意度、購買意図等だけでなく、インターネットあるいはHPへのアクセス意図、ブランドコミュニティへの参加意図、口コミ意図、SNSでの情報発信意図等により、TVCM、HP、FBの効果が測定できることが確認された。また、一般オーディエンスよりファンの方が評価が高いことも明らかになった。企業が設定した議題に対して、ファンづくりを主たる目的とした(企業ヒアリング調査結果より)FBよりもHPでの評価が有意に高いことが判明した。HPやFBの認知が低い現状において、いかに認知を高め、自社サイトに訪問してもらうのか、あるいはFBの「いいね!」ボタンを押してファンとして登録してもらうのかという問題はあるものの、HPやFBを用いた顧客との深い関係性構築の可能性が見出された。また、TVCMで「伝えたいメッセージ」=議題を広く知らしめ、その上でHPやFBを補完媒体として活用することにより、議題をより深く、強く主張できる可能性があると言える。2013年度の研究において、3次元の共感測定尺度1結びつきの強度(ネットワークのメンバー間の絆による潜在力)、2視点取得(他者の視点から世の中を熟考する認知的能力)、3ホモフィリー(お互いに情報を交換する個人がある属性において一致するか類似するかの程度)を媒介変数とする「共感発生によるコミュニケーション効果モデル」を構築した。そこで2014年度の研究では、本モデルの頑健性、妥当性を検証するために、製品カテゴリーを拡張してインターネット調査を実施し、データ分析を行った。その結果、モデルの頑健性、妥当性について確認でき、次のような知見を得た。

1結びつきの強度は、Facebookページへの好感度、論点提示、実用性からプラスの影響を受ける。2視点取得は、論点提示や専門知識、実用性からプラスの影響を受けるのみならず、結びつきの強度からの影響も受ける。3ホモフィリーは、結びつきの強度と視点取得からプラスの影響を受ける。4結びつきの強度、視点取得、ホモフィリーから受容・拡散に対してプラスの影響があり、5受容・拡散から信頼・満足へとつながる。また、企業イメージについて、Facebookページ閲覧の事前・事後の評価を比較した結果、「信頼できる企業情報や製品情報の公開」、「新しいことへのチャレンジ」、「顧客重視」、「広告宣伝」、「親しみ」の項目で有意に評価が高まることが明らかになった。共感の発生要因の解明と共感発生によるコミュニケーション効果、企業イメージへの影響に関して新たな知見を得て、一定の成果を挙げることができた。なお、上記結果は対象とした5ブランド全体の結果であり、ブランドごとの結果については、今後精査する予定である。経営学・商学2012年度には企業によるトリプルメディアの活用に着目し、事例研究を実施した。具体的には、健康、食の安全、女性にとって関心の高い美容などの、いわゆるメッセージ性が高く、論点が明確な情報を提示すれば、企業が発信する情報と言えどもコミュニケーション効果が得られることを、特定ブランドのテレビCMと当該ブランドのホームページ(以下HPと略す)、FBのブランド・ファンページを用いて検証した。その結果、テレビCMとHPでは論点提示によるコミュニケーション効果の一部が明らかになった。しかしながら、FBに関しては、アカウント保持者の人数など調査上の制約もあり、明確な結論を出すには至っていない。そこで2013年度は、FBのブランド・ファンページに焦点を絞って、対象ブランド数も拡張し、さらに調査対象者もFBアカウント既有者とした上で、企業発のFBファンページでも、消費者の共感や受容は発生し、その結果、満足や信頼感が形成されるという点を明らかにすることを目的に研究を進め、上記の「研究実績の概要」に記載した通り、一定の成果と知見を得ることができた。「研究実績の概要」に記載した通り、企業へのヒアリングを4社5ブランド実施して、現状分析を行うことができた。その結果に基づき、2013年度に計画していた消費者に対する定量調査を前倒しで実施し、一定の成果と知見を得ることができた。しかしながら、2012年度分として当初計画した消費者インタビュー(定性調査)をスキップし、アンケート調査を実施したので、2012年度の定量調査の結果を振り返る意味でも、また、2013年度の定量調査設計を行う上でも消費者インタビューは必要であろうと考えている。上記の通り、2012年度は申請時の計画とは異なる順番で研究を推進したことになるが、おおむね順調に進展していると考える。今後の研究の推進方策として、以下の3点を挙げることができる。
骨改造におけるメカニカルストレスの影響

骨改造におけるメカニカルストレスの影響を調べるために、培養骨芽細胞に対する遠心負荷の影響をマウス由来の骨芽細胞様細胞(MC3T3-E1)を用いて検討した。低濃度(0.3-1%)の血清存在下で骨芽細胞様細胞(MC3T3-E1)を30分間遠心負荷すると、負荷後18-22時間でDNA合成が促進した。この促進作用は、高濃度(10%)の血清存在下では認められなかった。さらに低濃度の血清存在下では培養上清中に促進活性が認められた。これは、遠心負荷によって骨芽細胞様細胞から何らかの因子が培地中に放出されたものと考えられる。遠心負荷する時間とDNA合成の促進作用の関係は、3時間の遠心負荷によって負荷後18-22時間でDNA合成の最大促進が認められ、さらに負荷時間を長くすることによって促進作用が消失した。このことから、遠心負荷によるDNA合成の促進作用は、細胞周期のG1期初期に関連した一過性のものであると考えられる。このDNA合成の促進作用は、インドメタシンによって影響を受けずに、C--カイネースのインヒビターのH-7によって抑制された。遠心負荷によるDNA合成の促進作用は、プロスタグランディンが関与している可能性は少なく、C--カイネースが関与している可能性が考えられた。さらに、血清存在下(1-5%)で骨芽細胞様細胞を24-48時間遠心負荷すると、骨芽細胞様細胞のアルカリフォスファターゼ(ALPase)活性およびカルシウムの取り込みが抑制された。遠心負荷する時間を短くするとその抑制作用が減少したことから、DNA合成促進とは違ったメカニズムでALPase活性が抑制されていることが示唆された。以上の結果から、短時間(0-5時間)の遠心負荷は、骨芽細胞様細胞から何らかの因子を放出させ、さらにC--カイネースを活性化させることによって細胞増殖を促進させるが、長時間(24-48時間)の遠心負荷は、細胞の分化機能の発現を抑制させることが判明した。骨改造におけるメカニカルストレスの影響を調べるために、培養骨芽細胞に対する遠心負荷の影響をマウス由来の骨芽細胞様細胞(MC3T3ーE1)を用いて検討した。低濃度(0.3ー1%)の血清存在下で骨芽細胞様細胞(MC3T3ーE1)を30分間遠心負荷すると、負荷後18ー22時間合成が促進した。この促進作用は、高濃度(10%)の血清存在下で認められなかった。遠心負荷する時間とDNA合成の促進作用の関係は、3時間の遠心負荷後18ー22時間でDNA合成の最大促進が認められ、さらに負荷時間を長くすることによって促進作用が消失した。このことから、遠心負荷によるDNA合成促進作用は、細胞周期のG1期初期に関連した一過性のものであると考えられる。このDNA合成の促進作用は、インドメタシンによって影響を受けずに、Cーtイネ-スのインヒビタ-のHー7によって抑制された。遠心負荷によるDNA合成の促進作用は、プロスタグランディンが関与している可能性は少なく、Cーカイネ-スが関与している可能性が考えられた。

さらに、血清存在下(1ー5%)で骨芽細胞様細胞を24ー48時間遠心負荷すると、骨芽細胞様細胞のアルカリフォスファタ-ゼ(ALPase)活性およびカルシウムの取り込みが抑制された。遠心負荷する時間を短くするとその抑制作用が減少したことから、DNA合成促進とは違ったメカニズムでALPase活性が抑制されていることが示唆された。以上の結果から、短時間(0ー5時間)の遠心負荷は、骨芽細胞様細胞から何らかの因子が放出させ、さらにCーカイネ-スを活性化させることによって細胞増殖を促進させるが、長時間(24ー48時間)の遠心負荷は、細胞の分化機能の発現を抑制させることが判明した。骨改造におけるメカニカルストレスの影響を調べるために、培養骨芽細胞に対する遠心負荷の影響をマウス由来の骨芽細胞様細胞(MC3T3-E1)を用いて検討した。低濃度(0.3-1%)の血清存在下で骨芽細胞様細胞(MC3T3-E1)を30分間遠心負荷すると、負荷後18-22時間でDNA合成が促進した。この促進作用は、高濃度(10%)の血清存在下では認められなかった。さらに低濃度の血清存在下では培養上清中に促進活性が認められた。これは、遠心負荷によって骨芽細胞様細胞から何らかの因子が培地中に放出されたものと考えられる。遠心負荷する時間とDNA合成の促進作用の関係は、3時間の遠心負荷によって負荷後18-22時間でDNA合成の最大促進が認められ、さらに負荷時間を長くすることによって促進作用が消失した。このことから、遠心負荷によるDNA合成の促進作用は、細胞周期のG1期初期に関連した一過性のものであると考えられる。このDNA合成の促進作用は、インドメタシンによって影響を受けずに、C-カイネースのインヒビターのH-7によって抑制された。遠心負荷によるDNA合成の促進作用は、プロスタグランディンが関与している可能性は少なく、C-カイネースが関与している可能性が考えられた。さらに、血清存在下(1-5%)で骨芽細胞様細胞を24-48時間遠心負荷すると、骨芽細胞様細胞のアルカリフォスファターゼ(ALPase)活性およびカルシウムの取り込みが抑制された。以上の結果から、短時間(0-5時間)の遠心負荷は、骨芽細胞様細胞から何らかの因子を放出させ、さらにC-カイネースを活性化させることによって細胞増殖を促進させるが、長時間(24-48時間)の遠心負荷は、細胞の分化機能の発現を抑制させることが判明した。
顎関節症における耳症状の発現機序に関する神経生理学的研究

本研究は,歯根膜,口腔粘膜,咬筋などに分布する三叉神経領域を電気刺激および疼痛刺激した場合のABRを記録することにより,一過性の電気刺激あるいは疼痛刺激が聴覚伝導神経系に及ぼす影響を検索した.実験には,ペントバルビタール(25mg/kg)を腹腔内に投与し麻酔したモルモットを用いた.ABRの記録電極は頭頂部,左右乳様突起部上の皮下に設置し,後頭部の皮下に接地電極を装着した.モルモットを頭位固定装置に固定後,音刺激(クリック音,Rate;9.5Hz)を与えるためのスピーカーをモルモットの外耳道に挿入した.音刺激は100dBから始め5dBステップで音圧を減少させ,すべての応答が消失するまで行った.各音圧において誘発される応答を各200回ずつ加算してABRの波形を判定した.電気刺激には,持続時間1msecの定電流矩形波を用いた.疼痛刺激にはカプサイシン(10μl中100mg)を用いた.これらの刺激は歯根膜,口腔粘膜,咬筋へ与えた.刺激前のABR(コントロール)を記録した後,電気刺激(単発刺激およびtrain pulse)およびカプサイシン(30μl注入)による刺激を与え,再びABRを記録した.これらの刺激前のABRには,I波,II波,III波,IV波,V波,VI波の6波の応答が認められ,これらの応答は音圧の低下に伴い潜時が遅延した.電気刺激およびカプサイシンによる刺激を与えたときもこれらの応答に変化は認められなかった.以上の結果から,一過的な電気刺激および疼痛刺激では,ABRの変化は認め難いことが示された.すなわち,顎口腔領域への疼痛刺激等では,顎関節症にみられるような耳症状の発現はもたらされないことが示唆される.したがって,顎関節症における耳症状の発現機序を明らかにするためには,咬合低下,咬合挙上等を施したモデルモルモットを作成し,慢性実験を遂行する必要性があると考えられる.本研究は,歯根膜,口腔粘膜,咬筋などに分布する三叉神経領域を電気刺激および疼痛刺激した場合のABRを記録することにより,一過性の電気刺激あるいは疼痛刺激が聴覚伝導神経系に及ぼす影響を検索した.実験には,ペントバルビタール(25mg/kg)を腹腔内に投与し麻酔したモルモットを用いた.ABRの記録電極は頭頂部,左右乳様突起部上の皮下に設置し,後頭部の皮下に接地電極を装着した.モルモットを頭位固定装置に固定後,音刺激(クリック音,Rate;9.5Hz)を与えるためのスピーカーをモルモットの外耳道に挿入した.音刺激は100dBから始め5dBステップで音圧を減少させ,すべての応答が消失するまで行った.各音圧において誘発される応答を各200回ずつ加算してABRの波形を判定した.電気刺激には,持続時間1msecの定電流矩形波を用いた.疼痛刺激にはカプサイシン(10μl中100mg)を用いた.これらの刺激は歯根膜,口腔粘膜,咬筋へ与えた.刺激前のABR(コントロール)を記録した後,電気刺激(単発刺激およびtrain pulse)およびカプサイシン(30μl注入)による刺激を与え,再びABRを記録した.これらの刺激前のABRには,I波,II波,III波,IV波,V波,VI波の6波の応答が認められ,これらの応答は音圧の低下に伴い潜時が遅延した.電気刺激およびカプサイシンによる刺激を与えたときもこれらの応答に変化は認められなかった.以上の結果から,一過的な電気刺激および疼痛刺激では,ABRの変化は認め難いことが示された.すなわち,顎口腔領域への疼痛刺激等では,顎関節症にみられるような耳症状の発現はもたらされないことが示唆される.したがって,顎関節症における耳症状の発現機序を明らかにするためには,咬合低下,咬合挙上等を施したモデルモルモットを作成し,慢性実験を遂行する必要性があると考えられる.本研究の目的は,顎口腔領域からの感覚情報が聴覚伝導系に及ぼす影響を検索し,顎関節症患者にしばしば認められる耳鳴,難聴などの耳症状の発症機序を解明することである.本年度は,歯肉,咀嚼筋,顎関節部などに分布する三叉神経領域の痛覚受容器を刺激した場合の聴性脳幹反応(ABR)を記録することにより,痛覚刺激が聴覚伝導神経系に及ぼす影響を検索した.実験には,ペントバルビタール(25mg/kg)を腹腔内に投与し麻酔したモルモットを用いた.ABRの記録電極は頭頂部,左右乳様突起部上の皮下に設置し,後頭部の皮下に接地電極を装着した.モルモットを頭位固定装置に固定後,音刺激(クリック音, Rate ; 9.5Hz)を与えるためのスピーカーをモルモットの外耳道に挿入した.音刺激は100dBから始め5dBステップで音圧を減少させ,すべての応答が消失するまで行った.各音圧において誘発される応答を各200回づつ加算してABRの波形を判定した.痛覚刺激は,カプサイシン(Capsaicin 100μg)を下顎臼歯部歯肉,咬筋,顎関節部へ注入して行った.カプサイシン投与前のABR(コントロール)を記録した後,カプサイシンを投与して再びABRを記録した.

カプサイシン投与前のABRには,I波(潜時: 1.21.7msec),II波(2.02.6),III波(3.54.2),IV波(4.95.3),V波(5.65.9),VI波(6.97.2)の6波の応答が認められ,これらの応答は音圧の低下に伴い潜時が遅延した.すべての応答の消失が認められた音圧は25dBであった.カプサイシンの投与後もこれらの応答に変化は認められなかった.以上の結果から,一過的な疼痛刺激では,ABRの変化は認め難いことが示唆された.本年度は,歯根膜,口腔粘膜,咬筋などに分布する三叉神経領域を電気刺激した場合のABRを記録することにより,電気刺激が聴覚伝導神経系に及ぼす影響を検索した.実験には,ペントバルビタール(25mg/kg)を腹腔内に投与し麻酔したモルモットを用いた.ABRの記録電極は頭頂部,左右乳様突起部上の皮下に設置し,後頭部の皮下に接地電極を装着した.モルモットを頭位固定装置に固定後.音刺激(クリック音,Rate ; 9.5Hz)を与えるためのスピーカーをモルモットの外耳道に挿入した.音刺激は100dBから始め5dBステップで音圧を減少させ,すべての応答が消失するまで行った.各音圧において誘発される応答を各200回ずつ加算してABRの波形を判定した.電気刺激には,持続時間1msecの定電流矩形波を用いた.この矩形波電流による単発刺激,あるいは1msec間隔での5発,10発,20発のtrain pulse刺激を与えた.なお,刺激強度は任意に変化させた.電気刺激は歯根膜,口腔粘膜,咬筋へ与えた.電気刺激前のABR(コントロール)を記録した後,電気刺激を与え,再びABRを記録した.電気刺激前のABRには,I波,II波,III波,IV波,V波,VI波の6波の応答が認められ,これらの応答は音圧の低下に伴い潜時が遅延した.単発刺激およびtrain pulse刺激を与えたときもこれらの応答に変化は認められなかった.また,単発刺激およびtrain pulse刺激において刺激強度を任意に変化させたときもABRに変化は認められなかった.以上の結果から,一過的な電気刺激では,ABRの変化は認め難いことが示された.すなわち,顎口腔領域への疼痛刺激等では,顎関節症にみられるような耳症状の発現はもたらされないことが示唆される.したがって,顎関節症における耳症状の発現機序を明らかにするためには,咬合低下,咬合挙上等を施したモデルモルモットを作成し,慢性実験を遂行する必要性があると考えられる.