hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
聴覚情景解析の実現に向けた適応櫛形フィルタの研究

本研究は、「聴覚情景解析」を実現するための基礎技術として、音声のもつ擬似周期性(周期性を主成分としながら振幅やピッチが絶えず変化する波形特性)を考慮した最適フィルタの開発を目的としている。まず、楽音や音声の擬似周期性を最もよく表現する「振幅変動+ピッチ変動」モデルを提案し、これに基づく線形最適フィルタを導いた。特に、定常不規則な変動を仮定することによりウィナーフィルタの設計を行った。そこでは、周波数特性が定BW/定Q複合櫛形特性を有すること、フィルタ係数を適切に設定すると、各バンドパスフィルタの占有帯域幅が聴覚末梢系のもつ非線形な周波数特性によく適合することを明らかにした(Int.Congress on Acousticsにて発表)。さらに、不規則な微視的変動に加え既知の緩やかな巨視的変化を許容した時変型「振幅変動+ピッチ変動」モデルに対して、伊藤型の確率微分方程式を導入することによりカルマンフィルタを導いた(IEEE Int. Conf. on Acoustics,Speech and signal Processingにて発表)。議論の正しさは、倍音間の干渉を無視したときの定常解がウィナーフィルタ解に一致することにより確かめられた(電子情報通信学会論文誌Aに採択済)。この議論をさらに進めて、倍音間の干渉を考慮したフィルタ方程式の厳密解について考察した結果、干渉を互いに排除するためのノッチ特性が新たに現れることを示し、これを忠実に実現するディジタルフィルタの設計法を確立した。最後に、混合音中の特定音を抽出するフィルタシステムを構築し、音声認識のフロントエンドとして有用性を検証した(電気学会論文誌(E)に採択済)。「聴覚情景解析」とは、複数の音声(あるいは楽音)や雑音が混在するモノラル音から特定の音声のみを分離し聴き取ることができる、人間の優れた聴覚能力を工学的に実現しようとする研究の枠組みである。本研究は、これを実現するための基礎技術として、音声のもつ擬似周期性(周期性を主成分としながら振幅やピッチが絶えず変化する波形特性)を考慮した最適フィルタの設計を土台に、各音脈を個別に追跡する動的機能を併せもった適応フィルタの開発を目指すものである。本年度はその準備として、楽音や音声の擬似周期性を最もよく表現する「振幅変動+ピッチ変動]モデルを提案し、これに基づく線形最適フィルタを導いた。まず、定常不規則な変動を仮定することによりウィーナーフィルタの設計を行った。そこでは、得られたフィルタの周波数特性が定BW/定Q複合櫛形特性を有すること、特にフィルタ係数を適切に設定すると、各バンドパスフィルタの占有帯域幅が聴覚末梢系のもつ非線形な周波数特性によく適合することを明らかにした(電子情報通信学会論文誌に投稿中)。さらに、不規則な微視的変動に加え既知の緩やかな巨視的変化を許容した時変型「振幅変動+ピッチ変動」モデルに対して、伊藤型の確率微分方程式を導入することによりカルマンフィルタを導いた。特に、倍音間の干渉を考慮した厳密解について考察した結果、干渉を互いに排除するためのノッチ特性が新たに現れることを示した。議論の正しさは、倍音間の干渉を無視したときの定常解がウィーナーフィルタ解に一致することにより確かめられた(ICASSP′01にて発表予定)。以上の成果を踏まえ次年度は、混合音中の特定音を抽出するフィルタシステムを構築し、音声認識のフロントエンドとして有用性を検証する予定である。

特に、定常不規則な変動を仮定することによりウィナーフィルタの設計を行った。そこでは、周波数特性が定BW/定Q複合櫛形特性を有すること、フィルタ係数を適切に設定すると、各バンドパスフィルタの占有帯域幅が聴覚末梢系のもつ非線形な周波数特性によく適合することを明らかにした(Int. Congress on Acousticsにて発表)。さらに、不規則な微視的変動に加え既知の緩やかな巨視的変化を許容した時変型「振幅変動+ピッチ変動」モデルに対して、伊藤型の確率微分方程式を導入することによりカルマンフィルタを導いた(IEEE Int. Conf. on Acoustics, Speech and Signal Processingにて発表)。議論の正しさは、倍音間の干渉を無視したときの定常解がウィナーフィルタ解に一致することにより確かめられた(電子情報通信学会論文誌Aに採択済)。この議論をさらに進めて、倍音間の干渉を考慮したフィルタ方程式の厳密解について考察した結果、干渉を互いに排除するためのノッチ特性が新たに現れることを示し、これを忠実に実現するディジタルフィルタの設計法を確立した。最後に、混合音中の特定音を抽出するフィルタシステムを構築し、音声認識のフロントエンドとして有用性を検証した(電気学会論文誌(E)に採択済)。
複雑環境でのロボットの行動計画の基礎研究

複雑環境で目的地の到達、障害物回避など知能的な行動ができるロボットの任務を遂行するために、環境の変化に応じてロボットの自律的に行動を計画することが必要である。この環境の適応性をもつロボットは産業、宇宙開発などへ広範な応用が期待される。基礎的理論研究として、ロボットと環境のハイレベルモデルを構成し、階層的な概念を導入して、ロボットと環境の相互作用を実現する。特に基本幾何体の分解と合成によって、複雑環境を効率的に現す階層的な環境モデルを提案した。この階層的なモデルは基本幾何体を要素とするネットワークである。この階層的な環境モデルをもとにして、変動な環境にも対応できる効率な経路計画アルゴリズムを提案した。モデルを構成する時に、障害物などの情報は既に差分の形でモデルの各要素に含まれているから、効率な経路計画が可能になる。シミュレーション実験を行い、提案した階層的な環境モデルと経路計画アルゴリズムの有効性を確認した。この段階的な研究成果をまとめ、国際会議と学術雑誌に投稿している。今後の研究として、提案した階層的な環境モデルとロボット経路計画アルゴリズムを高速性とロバスト性について改良し、実物の移動ロボットに適用する予定である。
ペプチド輸送体に見る深海性細菌の高水圧適応機構

深海は超高圧にさらされた極限環境で、栄養源も乏しく窒素源の確保は生死を分ける。分解された生物の死骸はアミノ酸よりもペプチドとして存在するかもしれない。本研究では深海性細菌のペプチド輸送体に着目し、極限環境における機能の解明を目的とした。ゲノム情報からペプチド輸送体遺伝子群を見いだし、大腸菌内発現系の構築に成功した。次にクロマトグラフィーを行い、輸送体標品を得た。これを用いて膜再構成系の構築を目指す。また、β-Ala-Lys (AMCA)を基質とし、大腸菌に発現させた輸送体の活性を測定した。CCCPで阻害されたことから、プロトンとの共輸送によりペプチドを取り込んでいる可能性が示唆された。深海性好圧性細菌Shewanella violaceaDSS12株、Shewanella benthica DB6705株およびColwellia piezophila Y233GT株を対象とし、ペプチド輸送体遺伝子のクローニングを行った。DSS12株では全ゲノム配列が、DB6705株とY233GT株では同種菌株を用いた全ゲノム配列が公開されている。そこで、Shewanella oneidensisのペプチド輸送体PepTsoのアミノ酸配列をクエリーとし、BLAST検索を行った。その結果、S. violaceaに4個、S. benthicaに1個、およびC. piezophilaに2個のペプチド輸送体遺伝子が見いだされた。そこで特異的プライマーを用いてそれぞれのゲノムDNAを鋳型にPCRを行った。各ORFを6xHisタグを有するpCold Iベクターに挿入し、得られたプラスミドを大腸菌BL21株に導入した。ウエスタンブロッティングを行ったところ、IPTG誘導後数時間でペプチド輸送体の発現が確認された。超音波破砕により調製した細胞抽出物を界面活性剤ドデシルマルトシド(DDM)で処理し輸送体タンパク質の可溶化を図った。ところがいずれも15,000 rpm程度の高速遠心で沈殿し、可溶化されていないことがわかった。IPTG濃度や処理時間を調整し発現量を低くしても、この状況は改善されなかった。そこで可溶性を高める目的で、輸送体タンパク質のN末端にGSTを融合して発現させるpCold GSTプラスミドにORFを乗せ換え、同様の解析を行った(ただしS. violaceaについては4個中2個について行った)。しかしながら、それら融合型輸送体はやはり沈殿画分に回収された。そこで次に、ホストの大腸菌をBL21株からC43株に変更した。C43株は膜タンパク質など大腸菌毒性のある場合に効果的と言われている。その結果、いずれの輸送体も260,000xgの超遠心を行った後にも上清に回収され、可溶化に成功した。これらはSDS-PAGE後、クマシーブルー(CBB)染色でバンドが確認できる程度に取得された。BLAST検索によって、深海好圧性細菌のゲノムには予想外に多くのペプチド輸送体遺伝子がコードされていることがわかった。このことは、深海底での栄養源取得における新たな戦略として、ペプチドに着目することの意義を示している。しかし、ペプチド輸送体のように多数の膜貫通領域を持つタンパク質の精製は極めて困難である。今年度、最初の障壁である大腸菌内での輸送体発現とDDMによる可溶化に成功した意義は大きい。可溶性タグであるGSTの融合とホスト大腸菌をC43株に変更したことが鍵と考えられる。昨年度までに、深海性好圧性細菌Shewanella violacea DSS12株、Shewanella benthica DB6705株およびColwellia piezophila Y233GT株のゲノムDNAを鋳型として、各ペプチド輸送体遺伝子のクローニングを行った。S.violaceaに4個、S. benthicaに1個、およびC. piezophilaに2個のペプチド輸送体遺伝子が見いだされたので、それら輸送体を6xHisタグによるアフィニティー精製するため、大腸菌C43株に発現させた。なお、発現にはpCold GSTプラスミドを用い、各輸送体タンパク質のN末端にGSTを融合することで可溶化の向上を図った。その結果、界面活性剤ドデシルマルトシド(DDM)で処理した試料は260,000xgの超遠心を行った後にも上清に回収され、可溶化されたことがわかった。精製条件を検討することで、いずれの輸送体もSDS-PAGEによりほぼ単一バンドとして回収された。次に、それらが立体構造を維持しているかどうか確かめるため、Docusateを電荷運搬体としたNative PAGEを行った。その結果、いずれも輸送体もスメアなバンドとして泳動され、高次構造が崩壊していることがわかった。そこで次に、GSTを大腸菌シャペロンであるTrigger factor (TF)に換え、C43株において各輸送体の発現と精製を試みた。SDS-PAGEにより単一バンドとして精製されたためNative PAGEを行ったところ、いずれの輸送体も明瞭なバンドとして確認され、単量体または2量体として精製されていることがわかった。すなわち、大腸菌のTFがペプチド輸送体の高次構造維持に極めて効果的であることがわかった。ペプチド輸送体のように多数の膜貫通領域を持つタンパク質の精製は極めて困難である。GSTの融合とホスト大腸菌としてC43株用いることで可溶化には成功したものの、立体構造の維持が大きな課題だった。

本年度、大腸菌TFを用いたことでこの問題を克服できた意義は大きい。昨年度までに、深海性好圧性細菌Shewanella violacea DSS12株から4つのペプチド輸送体遺伝子をクローニングし、大腸菌C43株での発現系の構築、および6xHisタグによるアフィニティー精製を行った。輸送体に大腸菌シャペロンTrigger factor (TF)を融合することで、Native PAGEで立体構造の維持が確認された輸送体タンパク質標品が得られたが、人工脂質膜への再構成系構築には至らなかった。そこで本年度は、大腸菌を宿主として、ペプチド輸送体の活性測定系の構築に取り組んだ。今回はS. violacea DSS12株が持つペプチド輸送体の一つをPepTsv1と命名し、これに関する解析を行った。抗6xHis抗体を用いたウエスタンブロッティングを行ったところ、6xHis-PepTsv1の発現はほとんど見られなかった。一方、6xHis-TF-PepTsv1と6xHis-TF-GFP-PepTsv1では発現が見られた。そこで、蛍光ペプチドβ-Ala-Lys (AMCA)を基質として用い、15°Cで両者におけるペプチド取り込み活性を測定した。その結果、6xHis-TF-PepTsv1発現株では、ベクターのみを保持する対照株と同様に蛍光ペプチドの取り込みは一切観察されなかった。ところが、さらにGFPを融合した6xHis-TF-GFP-PepTsv1発現株では経時的な蛍光ペプチド取り込み量の増大が見られた。このことは、S. violaceaの輸送体は大腸菌内で発現させると不安定化し、GFPがこれを安定化する可能性を示唆している。また、プロトンの脱共役剤であるCCCPが蛍光ペプチドの取り込みを大幅に阻害し、またAla-Trpを共存させた場合にも濃度に依存した阻害効果が見られたことから、PepTsv1がプロトン共役型のジペプチド輸送体である可能性を示唆している。深海は超高圧にさらされた極限環境で、栄養源も乏しく窒素源の確保は生死を分ける。分解された生物の死骸はアミノ酸よりもペプチドとして存在するかもしれない。本研究では深海性細菌のペプチド輸送体に着目し、極限環境における機能の解明を目的とした。ゲノム情報からペプチド輸送体遺伝子群を見いだし、大腸菌内発現系の構築に成功した。次にクロマトグラフィーを行い、輸送体標品を得た。これを用いて膜再構成系の構築を目指す。また、β-Ala-Lys (AMCA)を基質とし、大腸菌に発現させた輸送体の活性を測定した。CCCPで阻害されたことから、プロトンとの共輸送によりペプチドを取り込んでいる可能性が示唆された。DDMにより各輸送体は可溶化されたが、それらが単量体として存在しているのか、あるいは多量体や凝集体を形成しているのかを知る必要がある。高次構造の崩壊が凝集体形成と相関する場合が多いため、標品は単量体として単分散していることが望ましい。そこで非変性ゲル電気泳動(Native PAGE)を行い、分子量から各輸送体の状態を推定する。
高齢者敗血症における長期免疫評価とリンパ球活性化因子を用いた新規治療戦略

高齢者敗血症患者の長期予後を改善するため、遷延する獲得免疫機能障害の機序解明と新規治療ターゲットを探索する。2歳齢程度の老齢マウスに敗血症を誘導し、定期的に採血を行い、血液中の細胞分布を長期間モニタリングすることで免疫抑制の評価を行う。さらにInterleukin(IL)-15などのT細胞を活性化するサイトカインや、抗PD-1抗体などを老齢敗血症マウスに投与し、生存率の改善効果やT細胞の増殖、Interferon-γ産生に与える影響などを解析する。最後に、老齢敗血症マウスにおけるIL-15の長期予後に与える効果を明確にするため、IL-15KOマウスに対して敗血症を誘導し、免疫機能の評価を行う。
D-セリンの放出機構およびシナプス内外のNMDA受容体活性調節機構の解明

中枢神経系のNMDA受容体は、シナプス伝達の可塑的調節に関与し、個体レベルでは、記憶・学習のような高次脳機能の制御だけでなく、種々の精神神経疾患にも関与する。その活性化には、グルタミン酸と同時にコアゴニストであるDーセリンの結合が必須である。本研究計画では、マウス海馬スライス標本のCA1領域の錐体細胞において、シナプス内外でNMDA受容体に対するDーセリンの効果が異なることを確認した。また、D-セリン合成酵素であるセリンラセマーゼのノックアウトマウスにおけるシナプス可塑性の異常を示唆する予備的なデータを得た。D-セリンの放出機構およびシナプス内外のNMDA受容体活性調節機構の解明を究極の目的として、以下のような研究を進めた。NMDA受容体は、同じイオン透過型であるAMPA受容体とは異なり、1価の陽イオンだけでなく、2価のカルシウムイオンも透過するという特性を有している。シナプスが高頻度で活性化すると、細胞内のカルシウムイオン濃度が大きく上昇し、種々のカルシウム依存性の生化学過程を調節する。その代表的な例として、シナプス伝達の長期増強が挙げられる。また、個体レベルでは、記憶・学習のような高次機能だけでなく、種々の精神神経疾患にNMDA受容体が関与していることも明らかになりつつある。その中でも、グルタミン酸と同時にNMDA受容体に対してコアゴニストとして作用するD-セリンが、統合失調症や不安障害に関与する可能性が示唆されている。本研究計画では、正常マウスやD-セリンの制御に関与する分子の遺伝子改変マウスを用いて、分子レベル、細胞・ネットワークレベル、さらには、個体レベルでD-セリンの生理機能を明らかにすることを目指し、以下のような成果を得た。海馬スライス標本のCA1領域において、錐体細胞よりホールセル記録を行い、NMDA受容体に対するD-セリンの効果を電気生理学的に検討したところ、シナプス内外でNMDA受容体に対する効果が異なることを確認した。また、関連分子の脳部位特異的遺伝子改変マウスの作製の準備を開始し、平成26年度中に生理学的解析と行動学的解析を開始する予定である。さらに、これらを用いて、Dーセリンの放出機構などを明らかにすることも試みる。また、関連分子の脳部位特異的遺伝子改変マウスの作製のための具体的な準備を進めた。さらに、D-セリン制御因子のノックアウトマウスにおけるシナプス可塑性の異常の有無を電気生理学的に検討した。神経科学初年度に予定していた電気生理学的解析では、十分なデータを得ることができた。また、遺伝子改変マウスの作製・解析もかなり進展した。平成26年度に予定していた実験項目もある程度進めることができ、全体としては、おおむね順調に進展していると判断する。これまでの電気生理学的解析をさらに継続するとともに、脳部位特異的遺伝子改変マウスの解析を進め、全体としての目標達成を目指す。研究が当初計画より効率よく進んだため、一部の研究費を次年度の研究計画に使用することとした。シナプス機能解析と行動解析をさらに充実させるために使用する。
顔認知における高次印象の感受特性および機能特性の実験計量心理学的解明

本研究は、顔の形態変化によってもたらされる高次印象や心理的意味の変化を定義して、表情顔の魅力認知の特徴や表情戻り過程の認知における文脈表情の影響を調べることを目的としました。実験心理学の方法と印象の多変量計測を組み合わせて検討した結果、表情顔の魅力認知において魅力評価に関わる心理印象要因が表情間で異なること、表情戻り過程の真顔は、特定の感情意味次元において文脈表情のもつ感情印象の逆方向に印象変化して認知されることが確認されました。人の顔には目や鼻などの共通パーツが同じように配置しているにも関わらず、その外見が与える印象や魅力は多様である。本研究では、顔の形態的な変形によってもたらされる高次印象や心理的意味の変化を考慮し、心理評価データの多変量解析および心理学実験を通して顔の印象認知に関する検討を進めている。(1)表情顔に対する印象感受個人の顔の形態変化として表情に着目すると、表情顔の魅力では、ポジティブな幸福感の表出形態である笑顔が主に取り上げられ、笑顔による魅力の引き上げ効果が議論されることが多い。一方、悲しみや憂いを帯びたネガティブな表情に対する魅力やその魅力評価に関わる心理的な要因に着目する心理学的検討は少ない。本研究では、同一個人の幸福表情顔、悲しみ表情顔、真顔を評価用刺激として用いて、表情顔における顔の魅力や印象感受について評価実験および心理データの多変量解析を行い明らかにする。(2)顔画像変形の動画表示がもたらす心理的効果これまで、特定の感情的意味をもつ表情顔からニュートラルな真顔へと連続的に形状変形するモーフィング動画(表情消失過程動画)を観察すると、最終呈示される真顔は、表情変化の文脈となる表情タイプ(ポジティブ・ネガティブ)に依存し、その感情的・心理的意味と反対方向へと「ずれて」認知されることを報告してきた。本研究では、種々の表情を対象に真顔へと変化するモーフィング動画を作成し、表情消失過程における真顔の感性的・心理的意味の変化を実験的に検証する。本研究の主目的は、顔画像の形態的な変形によってもたらされる高次な心理的意味変化に着目して、感性的な顔認知の過程について実験心理学的に調べ、その特徴を明らかにすることであった。本年度は以下の2点を実施した。(1)顔画像変形の動画表示がもたらす心理的効果を実験的に調べた。モーフィングを利用して特定の感情的意味をもつ表情顔からニュートラルな真顔へと連続的に変形するアニメーションを作成し、それらをモニタ上で観察者に提示して動画最終部に表示される真顔の評価を行わせた。その結果、変形の文脈となった表情タイプに依存して、その表情のもつ感情的・心理的意味と反対方向へと真顔の印象が変化して認知されることがわかった。成果の一部は研究会等で公表された。(2)顔の形態的変化として個人の顔の表出の違いに着目し、高次な感性的価値である顔の魅力の評価基準を計量心理学の手法により調べた。複数の観察者に対して印象評価実験を実施し、SD法にもとづく顔の印象定量化および単一次元での魅力度測定を行った。印象タイプと魅力評価の関係を多変量解析的に調べた結果、高魅力度であるポジティブな形態変形(笑顔)と低魅力度であるネガティブな形態変形(悲しみの顔)では、魅力を評価する際に重視される印象タイプやその寄与度が異なっており、表出形態の違いにより魅力評価の基準がそもそも異なる可能性が示唆された。本研究の分析の一部とその考察は次年度以降も継続することとした。本研究は、画像的な顔の形状変形によってもたらされる感性的・心理的な意味変化に着目して、顔認知処理過程の特徴を実験心理学的に明らかにすることを目的とした。特定の強い感情的意味をもつ表情顔からニュートラルな真顔へと連続的に形状変形するモーフィング動画を観察すると、変形の文脈となる表情タイプに依存して、その表情のもつ感情的・心理的意味と反対方向へと真顔の印象が変化して認知される(伊師ら,2006・2008、Ishi et al.,2007)。本年度はこの表情戻り過程における表象的な慣性現象について、慣性効果が生起する意味次元を、Affcet Grid法を用いた評定実験により調べた。Affcet Grid法は、感情認識における基本次元とされる「覚醒沈静」と「快・不快」の2次元を一度に測定する評定法である。実験では、感情的文脈(怒り、恐れ、嫌悪、驚き、幸福、悲しみ)をもつ表情戻り過程の動画ならびに比較用の真顔静止画を用いて、横軸を「快-不快」(右端を快、左端を不快とした9段階)、縦軸を覚醒度にかえて「活動性」(上端を活動的、下端を非活動的とした9段階)とした2次元のグリッドを用いて評定実験を実施した。その結果、「快-不快」次元では表情タイプに依存して各刺激の評定値が増減したのに対し、「覚醒度(活動性)」次元では表情タイプによる明確な差異は確認されず、全ての動画刺激で評定値が増加した。

このことから、本効果は「快-不快」次元において慣性が保持された結果として生じる可能性が示された。本研究の成果は学会や研究会において報告された。真顔認知における表情変化文脈の影響について実験的に検討した。まず、表情顔(幸福、悲しみ、怒り、恐れ、驚き、嫌悪)および真顔の個人の静止画像に対してAffectGridによる評定実験を行い、覚醒度および快・不快次元で構成される感情意味空間に各刺激を位置づけた。それらの布置関係を検討した結果、快・不快次元で、恐れ、悲しみ、嫌悪、怒りは不快方向に、幸福は快方向に偏って布置した。覚醒次元では、悲しみを除く表情顔で高覚醒度であった。次に、表情戻り過程の動画像に対して同様の評定実験を行い最終呈示される真顔の布置を検討した結果、快・不快次元で、幸福表情を文脈とする真顔はやや不快、嫌悪および怒り表情を文脈とする真顔はやや快方向に布置した。覚醒度次元では、嫌悪および悲しみ表情を文脈とする真顔が比較的高覚醒度であった。すなわち、表情戻り過程で最終呈示される真顔は感情意味空間において特に快・不快次元で文脈表情の逆極性に対応して布置していた。この結果は、真顔認知における表情変化文脈の影響が主に快・不快次元で見られることを示している。また、表情顔の魅力に関して研究代表者が以前収集した評定実験データを再分析し、魅力と印象の関係を重回帰分析によって改めて検討した。表情顔(幸福、悲しみ)および真顔の魅力に関わる印象要因を分析した結果、真顔と悲しみ表情顔の魅力には知的美感の印象が重要であるのに対して、幸福表情顔の魅力評価には知的美感に加えて柔和の印象も重視されることが示され、顔の不変的な構造にもとづく魅力評価と表情が生み出す魅力評価の共通点および相違点が明らかにされた。近年、表情や視線など顔の動的・可変的要素が生み出す魅力に関しても脳科学的な検討が進められているが、本研究の成果は、単一尺度で測定される魅力度だけでなく関連する印象要因と対応付けて顔の魅力認知の脳内基盤を考察する重要性を示すものであると考えられる。本研究は、顔の個人差をできるだけ排除するために平均顔を用いて真顔認知における表情文脈効果の普遍性を実験的に検討した。実験1は、快不快、覚醒度からなる2次元の感情意味空間へ平均顔刺激(静止画像およびモーフィング動画像)を位置づけ、その布置を確認することを目的とした。36人の実験参加者がパソコン画面上に呈示された各表情顔・真顔の静止画に対して感情印象評定を行った。真顔評定値との差分を求めて各表情顔刺激の評定値を標準化し、その得点を感情意味空間上にプロットした。その結果、第1象限には幸福および驚き、第2象限には恐れ、怒り、および嫌悪、第3象限には悲しみが布置し、各表情が円環状に分布した。実験2では、実験1と同じ実験参加者が、表情戻り過程のモーフィング動画像で最終提示される真顔平均顔に対して情印象の評定を行った。実験1で得た真顔評定値との差分を求めて各刺激の評定値を標準化し、感情的意味空間へプロットした。その結果、第1象限には悲しみ、怒り、嫌悪から変化した真顔、第3象限には幸福、恐れから移行した真顔、第4象限には驚きから移行した真顔がそれぞれ布置した。1サンプルのt検定を行った結果から、怒り、幸福、悲しみの表情から変化した真顔において、快不快の感情次元でOvershootが生じることが示唆された。
膵粘液性嚢胞腫瘍の発生進展におけるエストロゲンレセプターの関与と役割を初めて解明

膵粘液性嚢胞腫瘍(MCN)におけるエストロゲンレセプター(ER)やこれらを制御するコリプレッサー(N-CoR)、コアクチベーター(AIB-1, SRC-1)、リン酸化部位(Ser106, Ser118, Ser167)の発現を免疫組織学的に検討。腫瘍細胞/上皮細胞におけるER-β1発現と間質細胞でのER-α、ER-β1発現では、MCNが通常型膵癌と正常膵管に比し有意に高い結果であった。また、MCNでは腫瘍細胞/間質細胞ともにSRC-1とSer106、Ser118が高率に発現。MCNの発生進展に関してはコアクチベーターやリガンドの依存なくERが活性化している可能性が示唆された。平成25年度は、まず、過去の診療録を検索し、対象となる症例を抽出、集積した。その結果、膵嚢胞性粘液腫瘍(Mucinous cystic neoplasm, MCN)は16例、正常膵組織20例、通常型膵癌20例、正常卵巣組織20例を集積した。研究のプランニングの時点ではこれらの疾患のみを対象としたが、通常型膵癌と同様に膵管上皮から発生し、MCNと同様に多量の粘液を産生する、膵管内乳頭粘液性腫瘍(Intraductal papillary mucinous neoplasm, IPMN)も対象とし、これを20例集積しえた。その後、研究をすすめることとしたが、研究を滞りなく進めるための手技の訓練が必要と思われた。そのため、レーザーマイクロダイセクションをはじめ、リアルタイムPCRや各免疫染色の各実験手技の訓練を繰り返し行った。昨年度はエストロゲンレセプター(ER)とプロゲステロンレセプター(PgR)について検討し、膵粘液性嚢胞腫瘍が通常型膵癌や正常膵組織と由来が異なる可能性が示された。また、ER-β1が腫瘍の進展に影響する可能性が示された。今年度はコリプレッサーであるN-CoR、コアクチベーターであるSRC-1, AIB-1、ERのリン酸化部位であるSer106, Ser118, Ser167について検討した。結果、腫瘍細胞、間質細胞いずれもSRC-1、Ser106、Ser118が高率に発現した。つまり、膵粘液性嚢胞腫瘍の発生にはコアクチベーターであるSRC-1とリガンドに依存しないSer106、Ser118が関与している可能性が示された。一方、腺癌でも浸潤癌と非浸潤癌を比較すると、非浸潤癌ではコアクチベーターのAIB-1に陰性でコリプレッサーのNCo-Rが陽性であったのに対し、浸潤癌でははコアクチベーターのAIB-1に陽性でコリプレッサーのNCo-Rが陰性であった。これより、腫瘍進展にコアクチベーターやコリプレッサーの関与が示唆された。消化器外科学研究開始当初は、平成25年度はリアルタイムPCRによるDNA発現の測定を行う予定であった。しかしながら、まず合計100例近い症例の抽出と集積に時間を要した。さらに、レーザーマイクロダイセクションからリアルタイムPCRまでの実験手技を効率よく行うためのプロトコールの構築にも多くの時間を要した。以上の理由により、平成25年度の研究遂行が少々遅れをとることになった。今年度は、実際に標本の解析を行う。実際にはリアルタイムPCRから免疫染色までを一連のプロトコールに従い実施する。まず、エストロゲンレセプターαから始め、エストロゲンレセプターβ、プロゲステロンレセプター、コアクチベーターやコリプレッサーとひとつでも多くの解析を行う予定である。平成25年度は、実験自体の進行が遅れ気味であったために、実支給額よりも実支出額が少額となった。平成26年度は、実験手技の大幅な進行が見込まれ、試薬や抗体などの消耗品に多くの支出が充てられる予定である。
温度可変磁気緩和法によるカーボンアロイ生成過程の研究

1)有機化合物を昇温しながら水素の緩和時間を昇温型NMR法(磁気緩和法)で測定する方法がメソフェース炭素生成過程に有効である。650°Cまでの加熱温度で多くの有機化合物の水素はほぼ消失し、カーボンとなるが、この温度範囲での現象はその後のグラファイトの構造と性質に決定的な影響を及ぼすことが知られているが、ピッチ類を始めメソフェースの生成過程を昇温型NMR法(磁気緩和法)で観測し、その後のカーボンアロイの性質を支配する因子を明らかにした。2)種々の石油系ピッチ及びコールタールピッチの加熱過程を昇温型NMR法(磁気緩和法)でIn-situで測定すと共に、同時にメソフェースの形成を偏光顕微鏡で観測した。400°C付近で溶融状態が良くなると水素原子核の磁気緩和は遅くなるので、磁気緩和時間が相溶性の指標となることが分かった。3)種々の添加物を加えてメソフェース小球体の発生状態と昇温型磁気緩和測定パラメータとの対応を調べ、ピッチ含まれるイオウなどが炭素の含まれる水素と反応して、炭素のメソフェースの生成を阻害することが分かった。
ＡＬＳ関連タンパク質凝集体によるＲＮＡメタボリズム変調と神経細胞死機構解析

神経変性疾患の一種である筋萎縮性側索硬化症(ALS)の責任遺伝子産物としてTDP43タンパク質が知られている.本研究では,TDP43タンパク質のカルボキシル末端側断片であるTDP25からRNAが解離することにより凝集し始めることを,蛍光相関分光法を用いることで明らかにした.次に,このTDP25が全長のTDP43タンパク質を巻き込むことで,細胞内で封入体を形成することを,共焦点レーザー顕微鏡観察により明らかにした.また,TDP25を発現させた神経細胞では,全長のTDP43を発現した時よりも,細胞死が高頻度で引き起こされることがわかった.当該年度は,TDP43の凝集性領域であるTDP25を蛍光タンパク質融合型で発現させた培養神経細胞の毒性評価を行った.GFP-TDP25は,核と細胞質の両方に局在した.レーザー顕微鏡を用いたFLIP解析を行い,GFP-TDP25の核ー細胞質間移行速度を測ったところ,タンデム二量体型のGFPとほぼ同程度の移行速度であることが分かった.このことから,GFP-TDP25の核局在は主に単純拡散により核膜孔を介して移行していることが分かった.次に,GFP-TDP25を発現する培養神経細胞において細胞死を解析したところ,全長のTDP43よりも細胞死を引き起こしやすいことが分かった.次に,核移行シグナルを付加したGFP-NLS-TDP25を発現させると,細胞死が低下した.このことから,TDP25の凝集性を伴う細胞死は,細胞質に局在することが原因であることが示された.当該年度は,ALS関連変異体として知られているTDP43-Q331Kの,アポトーシス誘導時における核ー細胞質間輸送について解析した.野生型と比べて,Q331K型変異体は細胞質移行が速くなっていた.このことから以下の可能性が考えられた.1,Q331K型変異体の立体構造がCaspase3により切断されやすいものであること.2,Q331K型変異体がCaspase3経路を活性化しやすいこと.3,Q331K型変異体が形成する複合体の分子量が小さく,核膜孔複合体の通過が起こりやすいこと.これらの可能性のうち,1および2の可能性を明らかにするために,FRETを用いたTDP43の細胞内における立体構造変化の検出系構築検討を行った.その結果,TDP43のN末端とC末端の間は少なくとも10 nm以上離れていることが示唆された.神経変性疾患の一種である筋萎縮性側索硬化症(ALS)の責任遺伝子産物としてTDP43タンパク質が知られている.本研究では,TDP43タンパク質のカルボキシル末端側断片であるTDP25からRNAが解離することにより凝集し始めることを,蛍光相関分光法を用いることで明らかにした.次に,このTDP25が全長のTDP43タンパク質を巻き込むことで,細胞内で封入体を形成することを,共焦点レーザー顕微鏡観察により明らかにした.また,TDP25を発現させた神経細胞では,全長のTDP43を発現した時よりも,細胞死が高頻度で引き起こされることがわかった.筋委縮性側索硬化症(Amyotrophic lateral sclerosis; ALS)の原因として,近年,TDP43 (TAR-DNA/RNA binding protein 43-kDa)タンパク質が注目されている.本研究では,TDP43タンパク質が細胞内のRNAを介して神経細胞毒性を発揮するメカニズムを明らかにする.具体的には,TDP43タンパク質またはそのC末断片が凝集し,他の機能性タンパク質や機能性RNAを巻き込むことで神経細胞死を引き起こす可能性と,TDP43の変異体が細胞内RNAメタボリズムに対し変化をもたらし,神経細胞死を引き起こす可能性について検証することで,ALSにおける神経細胞死の機構を詳細に解明することが目的である.当該年度は,蛍光タンパク質融合型TDP43を発現させた培養神経細胞を破砕抽出し,蛍光相関分光法(FCS) [Kitamura A. et al., Nat. Cell Biol. 10, 1163-1170 (2006)]を用いて,可溶化状態にある分子サイズを評価した.これにより,TDP43がオリゴマーを形成していることと,TDP43のC末断片であるTDP25では,可溶性の凝集体を形成していることを見出した.さらに,得られた細胞抽出液にDNaseまたはRNaseを作用させた後,FCS解析を行ったところ,TDP43では分子サイズの変化は見られなかったのに対し,TDP25ではRNase処理により凝集体形成が促進された.このことは, RNAがTDP25の構造を安定化し凝集を起こりにくくしていることが示唆された.細胞生物学・生物物理学当初の研究計画通りにTDP43の凝集形成過程を解析することができた.さらに,驚くべきことに,タンパク質の凝集体形成を伴う細胞死が,核局在でき抑制されることを見出した.このことは,細胞質における何らかの相互作用が細胞死を直接的に引き起こす可能性があるということであり,オルガネラに対する毒性など次の計画に移行するための大きな結果を得ることができた.当初の研究計画通りにTDP43の凝集形成過程を解析することができた.さらに,驚くべきことに,タンパク質の凝集体形成をRNA分子が抑制していることを見出した.

このことは,従来,タンパク質凝集形成がポリペプチドの配列のみに依存して起こると考えられていたが,RNAがタンパク質の構造変化または分子間相互作用の制御を行っているという新たな知見を得られたことは大きい.前年度の解析により明らかとなったTDP25が細胞質で毒性を発揮する原因について,なかでも,凝集過程における内在性分子との相互作用あるいは,オルガネラ恒常性の破たんという観点から,神経細胞死を引き起こす分子的なメカニズムについてより詳細に解析する.前年度の解析により明らかとなったTDP25と結合するRNA分子をIP後クローニングし,結合RNAライブラリーを構築する.このライブラリーの配列を次世代シーケンサー等により解析し,バイオインフォマティクス解析を行い,TDP25の凝集形成を抑制することができるRNAを同定する.消耗品としては,培養細胞にTDP25タンパク質を発現させるためのトランスフェクション試薬購入,相互作用を同定するための,免疫沈降抗体ならびに担体.その他,研究協力者との研究打ち合わせのために旅費として使用する.
視床下部-中隔核-海馬の多領域連関による睡眠覚醒状態依存的脳情報動態変化

睡眠覚醒状態変化に伴い、脳の情報処理は大きく変動する。特に、覚醒状態からノンレム睡眠、ノンレム睡眠からレム睡眠へと状態変化する際に脳波レベルでも大きな変化が見られる。本研究では、睡眠覚醒状態変化時に視床下部ー中隔核ー海馬間の機能連関がどのように変化するのかについて明らかにすることを目的としている。既に視床下部のメラニン凝集ホルモン(MCH)産生神経が中隔核と海馬に密に投射していることを見いだしている。睡眠覚醒状態変化に応じたMCH神経の活動を記録するために、MCH神経特異的にカルシウムインジケータであるGCaMP6を発現させ、カルシウムシグナルを用いて活動記録を行った。光でMCH神経全体の活動を記録できるファイバーフォトメトリーを適用し、脳波筋電図と同時に記録したところ、MCH神経活動はレム睡眠中と覚醒中に高まることが明らかになった。さらに、単一細胞レベルでの活動を明らかにするために、超小型顕微鏡nVistaを用いてMCH神経の活動記録を行った。脳波筋電図と同時に神経活動を記録したところ、覚醒時に活動するMCH神経、レム睡眠時に活動するMCH神経、覚醒時とレム睡眠の両方で活動するMCH神経の3種類があることが分かった。3種類のMCH神経は視床下部にランダムに存在しており、レム睡眠中に活動するMCH神経が比較的多いことも明らかとなった。これら3種類のMCH神経の睡眠覚醒調節における機能について、睡眠覚醒状態依存的光遺伝学による抑制を用いて検討を行った。MCH神経の活動が、睡眠覚醒状態変化に伴いどのように変化するのかについてファイバーフォトメトリーと脳波筋電図を用いた記録によって検討したところ、覚醒時とレム睡眠時の両方で活動することを明らかにした。さらに、単一細胞レベルでの活動について、超小型顕微鏡nVistaを用いて記録したところ、MCH神経には覚醒時に主に活動する神経、レム睡眠時に活動する神経、覚醒時とレム睡眠時の両方で活動する神経の3種類あることを突き止めた。これらの結果は、MCH神経が摂食行動や睡眠覚醒という異なる生理機能に関わっているというこれまでの研究を支持する結果であり、今後3種類の生理的役割の解明によって、さらに詳細に理解が進むものと思われる。超小型顕微鏡nVistaを用いて記録したところ、MCH神経には覚醒時に主に活動する神経、レム睡眠時に活動する神経、覚醒時とレム睡眠時の両方で活動する神経の3種類あることを突き止めた。今後は、睡眠覚醒状態依存的光遺伝学による抑制によって、それぞれの神経がどのような生理機能を担っているのかについて明らかにしていく。また、中隔核と海馬においてMCH神経活動が変化したときに神経活動がどのように変化するのかについても、電気生理学的解析を用いて明らかにしていく。
K理論による局所化理論とそれに対するピカール群の研究

研究代表者は、CW複体の実K群を単にアーベル群の圏内で計算するのではなく幾何学的な構造を含めて計算するために、疑似KOホモロジー同値という概念を1990年に導入した。そして、CW複体や多様体をまず最初に疑似KOホモロジー同値で粗く分類し、しかる後にK理論の局所化同値でより細密に分類するという手法を構築して現在まで一貫した研究を進めてきた。研究代表者は、疑似KOホモロジー同値に関連した研究対象を中心にして研究を押し進め、既に幾つかの満足すべき研究成果を得ている。平成12年以降の研究成果として、KU群が階数2の自由群の直和である場合にそれらCW複体(又はCWスペクトラム)のKO群に作用するアダムス作用素の振る舞いを考察してK理論による局所化同値型を決定した。さらに,当該研究期間の平成15年-17年度の研究成果として、KU群が階数1の自由群と1つの2捩れ巡回群の直和である場合において、それらCW複体(又はCWスペクトラム)のKO群に作用するアダムス作用素の振る舞いを詳細に考察してK理論による局所化同値型を決定した。これら2つの場合は疑似KOホモロジー同値型が既に決定されているので、少細胞数のCW複体を幾つか構成しそれらの幾何構造を利用した結果、疑似KOホモロジー同値型をより精密にしたK理論による局所化同値型の決定に成功した。KU群が階数1の自由群と1つの2捩れ巡回群の直和KU_*X〓Z【symmetry】Z/2^mであるCW複体(又はCWスペクトラム)XのK理論による局所化同値型の決定に際しては,双対性が成り立つがゆえにKU_0Xが階数1の自由群と1つの2捩れ巡回群の直和でKU_1Xが0である場合に限定できる.このように限定されたCW複体(又はCWスペクトラム)Xに対し,その疑似KOホモロジー同値型は本質的に次の7つの場合Σ^<2i>∨SZ/2^m,Σ^<2i>∨V_m,Σ^<2i>∨W_m,M_m,N_m,Q_m,R_m(0【less than or equal】i【less thanor equal】3)に分類される.CW複体(又はCWスペクトラム)Xの疑似KOホモロジー同値型がこれら7つのいずれかの場合に分けて,複素アダムス作用素の型を調べると,KOホモロジー群上でのアダムス作用素の振舞いはその複素アダムス作用素の型によって定まる.このアダムス作用素の振舞い具合によって,各々の疑似KOホモロジー同値型をもつCW複体(又はCWスペクトラム)XのK理論による局所化同値型が(本質的に)何通りあるか決定される。この結果,KU_0Xが階数1の自由群と1つの2捩れ巡回群の直和でKU_1Xが0であるCW複体(又はCWスペクトラム)XをK理論による局所化同値型によって分類することができる。KU群が階数1の自由群と1つの2捩れ巡回群の直和KU_*X〓Z【symmetry】Z/2^mであるCW複体(又はCWスペクトラム)XのK理論による局所化同値型の決定に際しては,双対性が成り立つがゆえにKU_0Xが階数1の自由群と1つの2捩れ巡回群の直和でKU_1Xが0である場合に限定できる.このように限定されたCW複体(又はCWスペクトラム)Xに対し,その疑似KOホモロジー同値型は本質的に次の7つの場合Σ^<2i>∨SZ/2^m,Σ^<2i>∨V_m,Σ^<2i>∨W_m,M_m,N_m,Q_m,R_m(0【less than or equal】i【less thanor equal】3)に分類される.CW複体(又はCWスペクトラム)Xの疑似KOホモロジー同値型がこれら7つのいずれかの場合に分けて,複素アダムス作用素の型を調べると,KOホモロジー群上でのアダムス作用素の振舞いはその複素アダムス作用素の型によって定まる.

このアダムス作用素の振舞い具合によって,各々の疑似KOホモロジー同値型をもつCW複体(又はCWスペクトラム)XのK理論による局所化同値型が(本質的に)何通りあるか決定される。この結果,KU_0Xが階数1の自由群と1つの2捩れ巡回群の直和でKU_1Xが0であるCW複体(又はCWスペクトラム)XをK理論による局所化同値型によって分類することができる。Hopkins(アメリカ)が可逆である局所化CWスペクトラムからなるピカール群の概念を導入した後、Hovey-Sadofskiは1999年にBP理論から派生するE(n)理論に対するピカール群Pic(E(n))はE(n)ホモロジー群が余加群として階数1であるCWスペクトラム全体からなることを示した。特に、n=1の場合のE(1)理論は複素K理論に他ならず、ピカール群Pic(E(1))の構造は容易に決定される。実際、K理論に対するピカール群Pic(K)の構造はKUホモロジー群が階数1の自由群であるCWスペクトラム全体をK理論による局所化同値型によって分類したものとして与えることができる。そこで、研究代表者はピカール群がらは一歩離れて、KUホモロジー群が比較的簡単な形をしているCWスペクトラム全体をK理論による局所化同値型によって分類することを以前から一貫して研究課題にしてきた。既に研究代表者はKUホモロジー群に作用する共役作用素の振る舞いを考察することにより、KUホモロジー群が自由群であるとか、自由群と一つの2捩れ巡回群の直和であるとか、二つの2捩れ巡回群の直和であるなどKUホモロジー群が比較的簡単な形をしているCW複体(又はCWスペクトラム)に対して、それらを疑似KOホモロジー同値型によって分類することを成し遂げている。この研究成果を発展させて、KUホモロジー群が階数2の自由群であるとか自由群と一つの2捩れ巡回群の直和であるCW複体(又はCWスペクトラム)などに限定して、それらのKOホモロジー群に作用するアダムス作用素の振る舞いを考察して、K理論による局所化同値型による分類を試みることが本研究課題である.階数2の自由群である場合には既に成功を収めたのが、前年度の研究成果であった(投稿準備中)。本年度は、研究分担者の南、中井両氏の協力の下で、他大学の研究者との情報交換や最新の情報収集に積極的に努めた結果、自由群と一つの2捩れ巡回群の直和である場合に大筋の成果を得た。そこで、これらの結果をより詳細にしかもより精密化することを研究課題にして,以後これに精力的に取り組んでいる。研究代表者は、CW複体の実K群を単にアーベル群の圏内で計算するのではなく幾何学的な構造を含めて計算するために、疑似KOホモロジー同値という概念を導入した。そして、CW複体や多様体をまず最初に疑似KOホモロジー同値で粗く分類し、しかる後にK理論の局所化同値でより細密に分類するという手法を構築して現在まで一貫した研究を進めてきた。研究代表者は既に、KUホモロジー群に作用する共役作用素の振る舞いを考察することにより、KUホモロジー群が自由群であるとか、自由群と1つの2捩れ巡回群の直和であるとか、2つの2捩れ巡回群の直和であるなどKUホモロジー群が比較的簡単な形をしているCW複体(又はCWスペクトラム)に対して、それらを疑似KOホモロジー同値型によって分類することに成功している。一方、Hopkins(アメリカ)が可逆である局所化CWスペクトラムからなるピカール群の概念を導入した後、Hovey-Sadofskiは1999年にBP理論から派生するE(n)理論に対するピカール群Pic(E(n))はE(n)ホモロジー群が余加群として階数1であるCWスペクトラム全体からなることを示した。
局部義歯における支台装置の選択基準に関する力学的検討

粘膜支持様式を含む可撤性義歯の症例においては、支持組織の力量負担を考慮した義歯の設計が必要となることは周知のことである。特に、支台歯の力量負担は、支台装置の力量伝達特性に大きな影響を受けることが知られているので、力学的な観点からの支台装置の選択基準を得る必要がある。本研究では、歯牙・粘膜複合支持様式の可撤性義歯の症例の典型となる犬歯部のimplantをAnchorとした少数支持のオーバーレイデンチャーについて、支台装置の配置の条件の差異が義歯床の変位状態に及ぼす影響に関して、顎シミュレーターを用いた力学的検討を進めた。その結果、implantのAnchorに非強固結合様式の支台装置を設計する方針においては、義歯の第1大臼歯部咬合面への被圧に対する義歯床の変位は、被圧部とAnchor支台装置との位置関係に大きく影響されることが判明した。まず、垂直荷重に対しては、支台装置と床下粘膜の支持の中央点とが1級の槓杆で負担力量が配分されるが、これに舌側から頬側への水平荷重重が作用すると、義歯床は支台装置を軸とした水平変位が生じるが、その変位量の大きさは、荷重側にのみ支台装置を配置した場合に比較して、荷重側の反対側にのみ支台装置を配置した場合の方が著しく小さいこと、および、両側に支台装置を配置した場合には、両者の中間の値を示すこと等が確認された。今後、頬側から舌側への水平荷重が作用した場合の影響についても、詳細な検討を進める予定である。本研究では、歯牙・粘膜複合支持様式の可撤性義歯の症例の典型となる少数歯残存のオーバーレイデンチャーについて、支台装置の力量伝達特性の差異が支台歯の力量負担に及ぼす影響に関して、顎シミュレーターを用いた力学的検討を進めた。その結果、非強固結合様式の支台装置を設計した場合には、義歯咬合面部への被圧に対する支台歯歯周組織の力量負担は、被圧部と支台歯との位置関係から、垂直荷重に対しては、支台歯と床下粘膜の支持の中央点とが1級の槓杆で負担力量が配分される。さらに、水平(側方)重に対しては、床の水平変位に対する回転力負担となるが、その量では動員支台歯数にほぼ反比例することが確認された。一方、非強固結合様式の支台装置を設計した場合には、垂直荷重に対しては、支台歯と床下粘膜の支持の中央点とが1級の槓杆で負担力量が配分されるが、支台装置の力量伝達特性が強固結合様式であるために、支台歯の受ける力量負担には、大きな回転力負担が現われる。さらに、水平(側方)重に対しては、床の水平変位に対する回転力負担は、直接支持土台歯に伝達されるが、その量は動員支台歯数およびその配置の条件によって著しい差異が生じることが確認された。この強固結合様式の支台装置における支台歯数およびその配置の条件が支持土台歯の負担力量に及ぼす影響について、現在は詳細な検討を進めている。粘膜支持様式を含む可撒性義歯の症例においては、支持組織の力量負担を考慮した義歯の設計が必要となることは周知のことである。

本研究では、歯牙・粘膜複合支持様式の可撒性義歯の症例の典型となる犬歯部のimplantをAnchorとした少数支持のオーバーレイデンチャーについて、支台装置の配置の条件の差異が義歯床の変位状態に及ぼす影響に関して、顎シミュレーターを用いた力学的検討を進めた。その結果、implantのAnchorに非強固結合様式の支台装置を設計する方針においては、義歯の第1大臼歯部咬合面への被圧に対する義歯床の変位は、被圧部とAnchor支台装置との位置関係に大きく影響されることが判明した。まず、垂直荷重に対しては、支台装置と床下粘膜の支持の中央点とが1級の槓杆で負担力量が配分されるが、これに舌側から頬側への水平荷重重が作用すると、義歯床は支台装置を軸とした水平変位が生じるが、その変位量の大きさは、荷重側にのみ支台装置を配置した場合に比較して、荷重側の反対側にのみ支台装置を配置した場合の方が著しく小さいこと、および、両側に支台装置を配置した場合には、両者の中間の値を示すこと等が確認された。今後、頬側から舌側への水平荷重が作用した場合の影響についても、詳細な検討を進める予定である。
美的社会を志向した高位工場計画の研究

この研究は、21世紀の日本が高位文明社会を構築していくために、美的社会が核心の構造になると考え、わが国が20世紀の後半に行ってきた産業開発による景観破壊の問題を取上げ、今後のあり方への方策を探るものである。具体研究として,日本の工業開発による景観破壊問題が凝集して起っている地域が,富士市を中心とする富士山の南面地にあると考え,日本の代表的景観地の工業開発を20世紀後期における最大の誤謬の一つとしてとらえ、その問題の生起と修正の方策を示すことにした。1960年代富士市は、工業特別地の指定を得た岳南地方の中心として工業を発展させていった。1970年約4千億円の生産高が1990年に1兆7千億円に急増した。そのうち紙生産高は約3分の1である。工業用水は年間約2億トン使用されている。そのうち6割強が製紙に使用される。富士市には5m以上の煙突が365本あり,30m以上が100本ある。そこから1日約30万トンの水が,蒸気になって空中に放出され,煙の微粒子と作用して靄を作り、海風に乗って富士山の方向へ拡散し,東海道側からの富士山の視程を低下させている。拡散式のコンピュ-タシミュレ-ションと、実際観測によってその影響を確かめた。富士山は、南面に年間約15億トンの雨を降らせ、5億トンの水を伏流水としてこの地へ天賦させている。工業は、その恩恵を富士山を見え難くすることで返している。富士市の工場外観は,乱立する煙突と相俟って,全国でも最も醜い姿をしているといえる。世界的秀景の富士山を,この醜景の工場が景観破壊をしている評価を調べた。われわれは、日本を代表する勝景地の工業開発による破壊を,20世紀の大きな誤りとし、姑息な取組みではなく、後世への責任をかけた歴史的国家事業として、補償して工場移転を断行し、湖を作り、森を育て、百年をかけての誤りの修正に取組むべきことを提言している。