hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
臨床応用に向けた遠隔看護システムの開発

本研究は、2型糖尿病患者を対象に遠隔看護を用いた自己管理を実施し、その介入効果を評価した。実施した遠隔看護は、毎日のセルフモニタリング(バイタルサインの測定・記録)と、週に2回のWebカメラを用いたオンデマンド方式によるテレビ電話での指導、電子メールによる日々の健康相談など実施した。遠隔看護による介入は、6ヶ月間実施した。その結果、対象の自己管理行動の促進がみられ、Self-efficacyの向上、Problem Areain Diabetesの軽減においても有効であった。本研究によって、今後の在宅医療の推進に向けた継続看護の手法として、遠隔看護の実用化に向けた有効性が示唆された。本研究は、近年、進化した情報通信技術によってもたらされた社会システムの変革に対応した新たな看護技術(遠隔看護システム)の臨床応用を目的としている。本研究の目標は、2011年から、生活の中で日常化するデジタル化・ユビキタス化を見据えた、新しいコミュニケーション形態を活用した看護技術を構築することである。3カ年で実用化を目指したスタンダードモデルの構築を目指す。平成22年度は、以下の事項について行った。(1)遠隔看護外来の試験的開設と臨床評価(2)地域医療での運用に向けたモデルプランの提案これらの研究を実施するために、主たるケア・ギバーとなる看護師に対して、情報科学とコンピュータ・サイエンスについての情報教育を行った。先ずは、筑波大学附属病院看護部臨床教育センターおよび医療情報部に関連した部署に所属する(研究協力者は7名。糖尿病療養士の資格を持つ者は4名)に対して、遠隔看護を実施するために必要な知識の提供を行った。これらの教育内容は、将来の看護情報学の専門看護師の教育プログラムとして使用できる形で検討を始めている。同様に、兵庫県立大学応用情報科学研究科看護情報学領域においても実施し、e-learningでの情報教育の確立も目指す方向で検討に入っている。また、継続看護に重要な生体観察ツールとなるバイタルサイン情報の収集をインターネット上で簡便に行えるシステムを構築した。これらの基礎は、これまでにも科学研究費において研究を実施し、多くの成果を報告している。本研究は、近年、進化した情報通信技術によってもたらされた社会システムの変革に対応した新たな看護技術(遠隔看護システム)の臨床応用を目的とした。本研究の目標は、情報化が進む生活の中で日常化するデジタル化・ユビキタス化を見据えた、新しいコミュニケーション形態を活用した看護技術を構築することである。本研究期間の3カ年で、実用化を目指した「遠隔看護」のスタンダードモデルの構築を目指して進めている。平成23年度は、初年度に構築した遠隔看護システムの実際の運用を行った。実施に当たっては、関係スタッフ(病棟看護師、外来看護師、担当医師)との事前の調整を十分に行い、糖尿病で通院する2名の患者に対して、6か月間にわたって試験的に遠隔看護支援を実施した。試験的運用に関しては、病院の情報管理システムのサテライトとして遠隔看護システムを設置し、セキュリティー対策を十分に勘案して実施した。その結果、2名ともに、糖尿病に対するコントロールは、遠隔看護導入前に比して、極めて良好な結果となった。最終年度に向けた課題として、評価ツールの開発研究が必要となる。附属病院や地域のサテライトセンターの実態を十分に反映した信頼性のある評価ツールの開発を行っていく計画である。本システムは、メインの情報処理センター(筑波大学地域医療健康科学イノベーションセンター(23年度開設))と、地域でのサテライト拠点となるサブセンターの協力の下に実用化を進める。本研究の計画は、3カ年で臨床応用可能となるシステムの構築を目標に、1関係看護師への情報教育の実施(大学院看護科学専攻の教育プログラムと連携)2看護情報学の学習プログラムの開発(地域看護師のためのe-learning教材の開発)3生体データの情報収集・管理システムの開発と、臨床応用に向けたシステム設計4医療スタッフとの連携を目指したシステム調整(個人情報のセキュリティー対策の検討)5遠隔看護外来の試験的開設と臨床評価(臨床評価ツールの開発)6地域医療での運用に向けたモデルプランの提案(2011年から実施されるテレビジョンのデジタル化を活用したプランの実施に向けた検討)であった。12については、主たる対象となる看護師に対して、情報科学とコンピュータ・サイエンスについての情報教育を行った。筑波大学附属病院看護部臨床教育センターおよび医療情報部に配属された研究協力者に、遠隔看護を実施するために必要な科目を修得し、情報リテラシーの向上を諮った。3については、継続看護に重要な生体観察ツールとなるバイタルサイン情報の収集をインターネット上で簡便に行えるシステムを構築した。4に関しては、実際の糖尿病患者を対象とした試験的な運用を行った。これらの成果は、学術論文として発表した。56に関しては、筑波大学附属病院臨床看護教育センターとの連携を通して、実際の運用にあたってのシステム化を進めた。

このことについては、病院の医療情報部との連携も重要となるが、病院での試験的運用に関しては、セキュリティー対策の調整が困難であったために実施段階までには至らなかった。本年度は、筑波大学附属病院看護部、および代謝内科の医師や看護師の協力を得て、糖尿病患者2名に対して、遠隔看護援助システムの活用を行い、一定の成果が得られた。本研究の目的である、生活の中で日常化するデジタル化・ユビキタス化を見据えた、新しいコミュニケーション形態を活用した看護技術の構築に関しては、概ねミッションは果たせた。最終年度に向けて、さらに実用化を目指したスタンダードモデルの構築を目指す。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、インフラの整備が急速に進んでいる現在のデバイス開発の潮流の中で機能できる実用化モデルに対する未来提案を行っていく。さらに、行っている遠隔看護支援に対する評価手法についても評価ツールの開発研究を進めていく。そのための研究は、博士後期課程の学生が実施し始めている段階にある。筑波大学附属病院や、それらと関連する施設での展開、ひいては被災地や離島の支援などにも射程をおいて開発を含め、最終年度に向けた遠隔看護システムのプロトタイプの提案を行っていく予定である。
セロミクス計測技術のための異種細胞間「コミュニティ・エフェクト」の解明

本研究では臓器モデルとなる最小構成の細胞集団ネットワーク構築の可能性を検討することで細胞集団が持つコミュニティ・エフェクトの意味を理解することを目的としている。本年度は心筋細胞同士の接続による拍動の安定性や心筋細胞ネットワークパターンの違いによる拍動の安定性、細胞数を変化させたときの心筋細胞ネットワークの薬剤応答性、繊維芽細胞を心筋細胞間に配置したときの心筋細胞の拍動安定性について解析した。また、昨年度構築したアガゴースマイクロ加工技術と多電極アレイを組み合わせた1細胞培養計測技術を用いて、薬剤に対する心筋細胞集団の電気的応答の変化を計測した。まず、心筋細胞同士の接続による拍動パターンの解析から、2細胞の場合は拍動周期の速い細胞に引き込まれるのではなく、拍動周期の安定している細胞に同期する現象を発見し、学術雑誌に発表した。次に、細胞ネットワークのパターンを格子状、放射状、直線状にして心筋細胞を接続させても形状によらず細胞数の増加に伴って拍動周期が安定する現象を発見し、学術雑誌に採用(in press)された。さらに、格子状に配置した4個と9個の心筋細胞ネットワークにハロペリドールという催不整脈を副作用にもつ薬剤を投与し、新たなドラッグスクリーニングの手法を提案した論文を投稿中である。また、心筋細胞間を繊維芽細胞で接続した場合、拍動は同期するが、拍動の安定性が低下する現象を発見し、現在論文を準備中である。最後に、昨年度構築した1細胞培養計測技術を用いて、Ca^<2+>の細胞内への流入を抑制するverapamilを作用させて心筋細胞の外部電位変化を測定したところ、濃度10nMで2分後には変化がなかったが、5分後にはCa^<2+>の電位変化を示す部位の変異量が減少する現象を観察した。今後これらの実験系を用いることにより、セロミクスデータベースの基礎となるものが構築できると期待される。本年度はアガロースマイクロ加工技術と多電極アレイを組み合わせた1細胞培養計測技術の開発を行った。まず、「細胞ネットワーク」の構造を自在に形成する技術、「細胞ネットワーク」の状態を詳細に計測する技術の開発のために、ソフトマテリアルであるアガロースを素材とした微細加工技術やアガロースマイクロチップ中での細胞培養技術、培養中のマイクロ形状の追加工など、今までの研究で開発してきた細胞ネットワーク構築技術のさらなる改良を行った。その結果、アガロースマイクロチャンバーを用いて、心筋細胞の接続する数を随時増加させることにより、拍動心筋細胞数の増加に伴って拍動リズムが安定することがわかり、電子ジャーナルであるJ.Nanobiotechnologyに発表した。また、心筋細胞同士が繊維芽細胞等の異種細胞を介して拍動が同期する現象を構成的に構築した異種細胞ネットワークを用いて明らかにし、インテリジェントマテリアル国際会議にて発表した。さらに、アガロースマイクロ加工技術と多電極アレイ刺激・応答計測システムとを組み合わせることによって、培養中における「細胞集団・ネットワーク」の電気計測を可能にする技術を開発した。具体的には、多電極アレイ基板上にアガロース層を塗布し、このアガロース層を集束赤外レーザ光で局所加熱することで3次元に構造を加工する技術を開発した。次年度は、この基板上にマイクロピペットを用いて細胞を配置し、物理的なストレスや、薬剤等の化学物質に対する応答反応を計測することにより、細胞集団のコミュニティ・エフェクト、ネットワークパターンが持つ後天的情報を解明していく予定である。
カエル皮膚における塩感受性上皮細胞の形態学的同定

乾燥地に分布するヒキガエルは腹部皮膚の化学受容作用を利用して食塩水などの高張液を検出している。本研究計画は、この皮膚での化学受容器などの構造を形態学的に明らかにし、化学受容の機構を考察した。1.蛍光色素による化学受容細胞の同定:蛍光色素diIの脊髄神経投与により神経と近接する細胞を標識した。DABの存在下での光化学反応によって電子顕微鏡での観察を可能にした結果、この細胞はメルケル細胞やフラスコ細胞とは明らかに異なることが判明。脊髄神経とこの細胞との近接部位の電顕像を捉えたが、シナプス様の構造を見出すには至らなかった。2.皮膚の化学感受性:ヒキガエル腹部皮膚への化学刺激(NaClとKCl)による脊髄神経応答はランタン塩によって、ともに抑制された。この部位を電子顕微鏡で観察すると、ランタンの沈着は顆粒層の細胞間隙にみられ、この閉塞によって陽イオンの流入量が減少し、神経応答が抑制されることを示唆した。3.トランスダクションの部位:Xenopus腎組織の上皮性Na^+チャネルのアミノ酸配列の一部を抗原として抗体を作成した。この抗体は、B. alvarius腹部皮膚の細胞層のうち、最外層の細胞(顆粒層)の頂部側の細胞膜に特異的に反応し、そこでのチャネルの発現を示した。しかし、diIで標識された細胞がもっぱら分布していた胚芽層には、このような抗体陽性の細胞はなかった。抗体に陽性反応した脊髄神経末端様の構造が皮膚上皮内に観察されたが、これが神経であるかどうかは、本研究期間内では確定できなかった。4.したがって、Na^+イオンは顆粒層の細胞膜のNa^+チャネルおよび顆粒層の細胞間隙を通って上皮細胞層内に広がり、蛍光色素で標識された細胞の分布する胚芽層周辺に到達し、この細胞ないし脊髄神経末端を刺激して脊髄神経の興奮を起こすと考えられた。乾燥地に分布するヒキガエルは腹部皮膚の化学受容作用を利用して食塩水などの高張液を検出していることを、われわれは行動および生理学実験により明らかにしている。本研究計画はこの皮膚での化学受容器の存在を形態学的に明らかにしようとした。1。皮膚の化学感受性:麻酔下で、ヒキガエル(Bufo alvarius)の脊髄神経の活動を電気生理学の手法で記録し、腹部皮膚を食塩水(200-500mM)で化学刺激すると、持続性の応答を示し、これはアミロライドによって20-30%抑制された。化学感受性を示す皮膚の領域を同定し、神経とともにホルマリン固定し、形態学検索に提供した。2。蛍光色素による化学受容細胞の同定:蛍光色素diIを脊髄神経に投与すると、上皮細胞の一群が蛍光で標識された。これを共焦点レーザー顕微鏡で観察。標識された細胞は主として皮膚上皮の最下層(胚芽層)に分布し、表層に位置するものは一例もなかった。さらに、DAB存在下での光化学反応を利用し、細胞の蛍光を変換、電子顕微鏡観察した結果、この細胞はすくなくとも機械受容性のメルケル細胞ではないことが判明。さらに細胞の特徴を明らかにし、また神経との接合部位を明らかにするための定量的実験が進行中である。3。上皮性Na^+チャネル抗体による、刺激受容部位の同定:米国研究者により提供される抗体は、Xenopusの腎組織のアミロライド感受性Na^+チャネルに対する抗体なので、この特異性を、このチャネルの存在が知られている腎臓細尿管、舌上皮をカエルとサンショウウオで検討したところ、チャネルの存在部位が標識された。最終目的のヒキガエル腹部皮膚では、確実な陽性反応はまだ観察されていない。

実験条件を検討中である。乾燥地に分布するヒキガエルは腹部皮膚の化学受容作用を利用して食塩水などの高張液を検出している。本研究計画では、この皮膚での化学受容器の存在を形態学的に明らかにしようとした。1。皮膚の化学感受性:ヒキガエル腹部皮膚を化学刺激し、脊髄神経の電気的活動を記録した。ランタン塩(5mM,30sec)を皮膚に与えると、NaClとKClに対する脊髄神経応答は、ともに抑制され、昨年度調べたアミロライドの効果との違いが明らかになった。ランタンを沈着させ(電顕用の固定条件),その部位を電子顕微鏡で検索した。2。蛍光色素による化学受容細胞の同定:蛍光色素diIを脊髄神経に投与し細胞を標識。DAB存在下での光化学反応によって電顕用サンプルを作った。電子顕微鏡観察により標識細胞の特徴を調べたが、上皮細胞であって特別に分化した構造は認められなかった。標識細胞の分布を定量的に調べた結果、これが刺激受容部位と考えた場合、神経の応答潜時と一致する。シナプスの探索にはまだ成功していない。電子顕微鏡による検索を継続する。3。抗Na^+チャネル抗体によるチャネル分布の同定:Xenopus腎組織のアミロライド感受性Na^+チャネルのアミノ酸配列の最新の情報をもとに、これを抗原として抗体を作成した。この抗体は、ヒキガエル腹部皮膚の細胞層のうち、最外層の細胞(str.granulosum)と反応し、チャネルの存在を示した。乾燥地に分布するヒキガエルは腹部皮膚の化学受容作用よって、食塩水などの高張液を検出している。1.皮膚の化学感受性:ヒキガエル腹部皮膚への化学刺激(NaClとKCl)による脊髄神経応答はランタン塩によって、ともに抑制された。この部位を電子顕微鏡で観察すると、ランタンの沈着は顆粒層の細胞間隙に見られ、この閉塞により神経応答が減少することを示唆した。2.蛍光色素による化学受容細胞の同定:蛍光色素diIを脊髄神経に投与し細胞を標識し、DABの存在下での光化学反応によって電顕用サンプルとした。標識された細胞はメルケル細胞やフラスコ細胞とは明らかに異なる構造を持っていた。脊髄神経とこの細胞との近接部位の電顕像を捉えたが、スナプス様の構造を見出すには至らなかった。3.抗Na^+チャネル抗体によるチャネル分布の同定:Xenopus腎組織のアミロライド感受性Na^+チャネルのアミノ酸配列の一部を抗原として抗体を作成した。この抗体は、B.alvariusの腹部皮膚の細胞層のうち、最外層(顆粒層)の細胞の頂部の細胞膜に特異的に反応し、そこでのチャネルの発現を示した。しかし、蛍光色素で標識された細胞がもっぱら分布していた胚芽層には、このような抗体陽性の細胞は分布していないように思われた。
次期学習指導要領改訂に向けた衣生活に関する学習内容の検討

次期学習指導要領改訂に向けた衣生活の学習内容を提案するための調査研究を行い、以下の結果が得られた。大学生とその親世代では、親世代の男性を除き衣生活の内容はおおむね有用で、特に基本的な裁縫技能は高くなった。また、大学生と親世代の男性は被服の選び方・買い方、被服の手入れをもっと学びたかったことがわかった。高齢者では、幼少期に習得した知識や技能は現在も生活に生かされていることがわかった。これらより、衣生活の学習内容は現行と同様でよいが、被服の購入や管理については充分な指導が必要である。次期学習指導要領改訂に向けた衣生活の学習内容を提案するために、平成25年度は、生涯にわたる生活に必要な知識や技能の調査および、中学校家庭科免許保有教員または免許外教員の指導を受けた生徒への影響などを調査した。1)大学生、一般成人および高齢者を対象にした生活に必要な知識や技能大学生と一般成人を対象にアンケート調査を行った。その結果、生活のなかで役に立った衣生活内容は、大学生および一般成人とも、「基本的な裁縫技能」、「被服の手入れの仕方」、「布地の特徴」が高い割合を示した。もっと学びたかった衣生活内容は、大学生では「被服の手入れの仕方」、「基本的な裁縫技能」、「布地の特徴」、一般成人では「被服の選び方・買い方」、「被服の手入れの仕方」、「衣生活文化」が高い割合を示した。また、6490歳の高齢者21名を対象に、グループ・インタビュー法により調査した。その結果、幼少期からの生業の手伝いで習得した農作業、主に学校で教わった裁縫、家庭で親から教わった調理など、生活様式が合理化・機械化した現在でも、培ってきた生活技能と知恵を高齢者は必要であると感じており、生活に活かされていることが明らかとなった。2)中学校家庭科教員免許保有教員または免許外教員の指導を受けた生徒への影響中学校家庭科の学習内容をほぼ学び終えている3年生を対象にアンケート調査を行った。その結果、被服製作の学習効果は保有教員に指導された生徒の方が有意に高くなった。また、「家庭科の授業で身に付く力」については、免外教員に指導された生徒では、「生活に関する知識や技術の習得」などが高くなったが、保有教員に指導された生徒では「根拠を持ち判断できる力」、「生活の課題や問題の発見」、「課題や問題を自分の力で解決する力」、「自分の意見や考えを表現できる力」などが高くなり、指導者の影響がみられた。次期学習指導要領改訂に向けた衣生活の学習内容を提案するために、平成26年度は前年度の調査結果を踏まえ調査研究を行った結果、以下のことが得られた。2)中学校家庭科担当教員の家庭科観:青森県内の中学校で家庭科を担当している教員を対象にアンケート調査を行った。その結果、免許外教員は「家庭科の知識や技能」などに自信がない者が多いことがわかったが、教員免許の有無による家庭科観の違いはアンケート調査からはみられなかった。そこで、免許保有教員及び免許外教員にヒアリングを行ったところ、教員免許の有無により指導者の家庭科観は異なることがわかり、「自信のなさ」などと相まって生徒の家庭科観に影響を与えていることが推察された。3)衣生活の変化や教育実践が家庭科の学習指導要領や教科書等に与えた影響:戦後から現在までの衣生活の変化は、社会化・多様化・高機能化などに集約できる。これらの一部は、教科書等に反映しているが、女子のみ必修時代は被服製作が大半を占めていることや、男女必修以降は、被服領域の存在が薄いこともあり、あまり影響はみられていない。しかし、生活課題の発見や生活改善を取り込んだ家庭科の教育実践は、環境問題等の記述として教科書等に反映された。次期学習指導要領改訂に向けた衣生活の学習内容を提案するために、それまでの結果を踏まえ調査研究や考察を行った結果、以下のことが得られた。1)小学生の生活技能程度の把握:小学校1年生・3年生・5年生を対象に生活技能の程度を調査した。その結果、生活技能の程度は、概ね学年進行と共に高くなったが、「習得」(対象者の70%以上が「できた」場合)できない技能もみられた。しかし、小学校1年生から「できる」技能もあることから、教師は小学校入学時から生活技能の習得を意識し、他教科等との連携をより密接にすることで生活技能の習得は可能であり、それにより家庭科学習を充実させることができると考える。2)大学生及びその親世代の衣生活に関する知識や技能の実態の詳細分析と考察:平成25及び26年度の調査では、親世代の男性に「もっと学びたかった」項目が多くみられた。この背景には、親世代は性別役割分業(担)意識が強く、男性は衣服の選択・購入・手入れなどを自分で行っていないために「できない」「どうしたらよいかわからない」があることがわかり、それが「もっと学びたかった」要因であると推察された。同様に大学生の男女は、親世代の男性とは要因は異なるが、生活技能が低いことから生活を営むことができない/できにくく、生活技能の向上を試みようとしない場合は自身の生活の質をより低下させる、いわゆる"負のスパイラル“を形成し、加えて次世代の"再生産"の可能性があることが示唆された。

また、大学生と親世代の男性は被服の選び方・買い方、被服の手入れをもっと学びたかったことがわかった。高齢者では、幼少期に習得した知識や技能は現在も生活に生かされていることがわかった。これらより、衣生活の学習内容は現行と同様でよいが、被服の購入や管理については充分な指導が必要である。平成26年度は、1小学生から大学生を対象にした生活に必要な知識や技能に関する調査、2中学校家庭科の学習効果に関する調査と要因分析、3高齢者の生活に必要な知識や技能に関する調査、4家庭科教育の変遷と学習内容の成果や効果の分析を計画し、以下のように実施した。1は大学生のほかに、生涯にわたる生活に必要な知識や技能を調査する目的から対象に大学生の親世代(成人)を追加して実施し、各世代や性別における有用性、期待、及びその要因を明らかにした。2は計画を前倒しして実施しており、昨年度は中学生の家庭科観は調査したので、今年度は、中学校家庭科免許保有教員および免許外教員の家庭科観を調査した。3は、今年度は市部に居住する高齢者を対象とし、計画通りに実施した。4は、資料等を収集でき、興味ある知見がえられ学会発表を行うことができた。以上のことから、「おおむね順調に進展している」とした。家庭科教育学平成27年度は、平成26年度に引き続き1小学生から大学生を対象にした生活に必要な知識や技能に関する調査、2家庭科教育の変遷と学習内容の成果や効果の分析などを実施する。また、本課題の最終年度にあたるため、3年間の研究の総括を行う。1では、当初、小・中・高・大学生を対象としたが、高校生は学校による差が大きいことや、生活に必要な知識や技能の把握は全ての課程の家庭科教育を修了した大学生で足りるため、調査対象から除くこととする。また、小・中学生は家庭科学習を始めたばかりであることから、生活技能や知識の実態把握を中心に行うことに変更することにした。さらに、生活技能は他の技能等との関連があることから、小学生には生活以外の技能等について調査することを追加する。なお、調査対象者数は、昨年度の報告書に計画の変更を記載したように、小・中規模校が多い実状を踏まえ100名程度に減じることにした。平成25年度は、1小学生から大学生を対象にした生活に必要な知識や技能に関する調査、2高齢者の生活に必要な知識や技能に関する調査、3家庭科教育の変遷と学習内容の成果や効果の分析を予定しており、1は大学生のほかに、生涯にわたる生活に必要な知識や技能を調査する目的から対象に一般成人を追加して実施した。2の高齢者を対象とした調査は計画通りに実施した。3は資料等を収集に時間を要しているが、平成26年度にはまとまった成果がみられると考えている。また、当初は平成26年度に実施予定であった中学校家庭科免許保有教員または免許外教員の指導を受けた生徒への影響に関する調査は、交渉の結果ご協力いただける中学校がみつかったため、前倒しして実施することができた。平成26年度は、昨年度購入した物品に余剰があったこと、市部に居住する高齢者を対象としたことによりインタビュー調査のための旅費が不要になったことなどにより、次年度使用額が生じた。
味覚刺激に対する表情の時空間的変化の画像処理による解析

本研究では,味覚による表情の生理反射特性に注目し,まず味覚による表情の表出について三つの段階があると仮説を立てた。初めの段階は味覚刺激に対する条件反射的表情の表出である。これは,味覚刺激を受けたあとの極短時間に起こると考えられる。次の段階は一般的に我々が「表情」として定義しているものであり,味を理解して表出する表情である。これは脳で味覚を理解し,それに対する反応として顔全体に表出される。最後の段階は,記憶や思考,周りの環境など複雑な要因が複合し表出される表情である。これは,前の2段階の表情に比べると時間を置いてから表れ,さらに個人の嗜好や食した状況等によって複雑に表情が変わる。以上の,表情表出を時空間的に考察すると,最も初めに起こる条件反射的表情表出と,その後脳内での処理を経て表出される表情が誰にも共通して表れる表情と考えられる。そこで本研究では,まず1段目の表情表出と2段目の表情表出に着目し,その表情筋の時空間的移動の仕方,移動を始めるタイミングの比較等詳細な解析を行った。表情は非常に高速で表出されることが予想されるので,高速度カメラを用い撮影を行った。撮影では,被験者に味覚指標を与え,その指標に対する反応を観察し,それらを30人の被験者について行いデータベース化した。このデータベースを用い,表情筋の移動解析をデータ化した。次に,実際に解析により得られたデータをもとに,表出した「自然」味覚表情と「作り」味覚表情との比較を行った。すなわち,実際に起こる表情の表出と,それをイメージして作った表情との違いの比較検討を行った。結果,自然表情は多くの場合口から表出されることを突き止めた。一方,作らせた表情では,目と口が同時,もしくは目が先に動き出すという現象を観測し,我々が立てた仮定が立証された。本研究では、味覚による表情の生理反射特性に注目し、まず味覚による表情の表出について三つの段階があると仮説を立てた。これは、味覚刺激を受けたあとの極短時間に起こると考えられる。次の段階は一般的に我々が「表情」として定義しているものであり、味を理解して表出する表情である。これは脳で味覚を理解し、それに対する反応として顔全体に表出される。最後の段階は、記憶や思考、周りの環境など複雑な要因が複合し表出される表情である。これは、前の2段階の表情に比べると時間を置いてから表れ、さらに個人の嗜好や食した状況等によって複雑に表情が変わる。以上の、表情表出を時空間的に考察すると、最も初めに起こる条件反射的表情表出と、その後脳内での処理を経て表出される表情が誰にも共通して表れる表情と考えられる。そこで本研究では、まず1段目の表情表出と2段目の表情表出に着目し、その表情筋の時空間的移動の仕方、移動を始めるタイミングの比較等詳細な解析を行った。表情は非常に高速で表出されることが予想されるので、高速度カメラを用い撮影を行った。撮影では、被験者に味覚指標を与え、その指標に対する反応を観察し、それらを30人の被験者について行いデータベース化した。このデータベースを用い、表情筋の移動解析をデータ化した。次に、実際に解析により得られたデータをもとに、表出した「自然」味覚表情と「作り」味覚表情との比較を行った。すなわち、実際に起こる表情の表出と、それをイメージして作った表情との違いの比較検討を行った。結果、自然表情は多くの場合口から表出されることを突き止めた。一方、作らせた表情では、目と口が同時、もしくは目が先に動き出すという現象を観測することができた。

結果,自然表情は多くの場合口から表出されることを突き止めた。一方,作らせた表情では,目と口が同時,もしくは目が先に動き出すという現象を観測し,我々が立てた仮定が立証された。
メニーコア・コプロセッサによる暗号高速実装の研究

本研究は、2013年に流通を開始したメニーコア・コプロセッサによる暗号高速実装法を確立するために、(1)暗号アルゴリズムの改良と(2)複数ファイルの並列暗号処理実装法を研究した。(1)については、座標変換や新しい座標系の導入、2次曲線の利用を用いた加算法の提案により、近年普及が進んでいる楕円曲線暗号や高機能暗号に必要なペアリング演算の高速化を達成した。(2)については、OpenSSL暗号ライブラリの利用を前提とした共通鍵暗号の並列実装を提案した。また、冗長鍵による公開鍵暗号の高速並列実装法を研究した。本研究の目的は,新しく開発されたメニーコア・コプロセッサに適化した暗号並列実装法を提案することである.より具体的に本研究では,公開鍵暗号の長所(鍵管理の容易性)と共通鍵暗号の長所(処理の高速性)を有するハイブリッド暗号を実装対象とし,数十あるコアを最大限に利用する多重並列性処理,GPGPUとは異なる(CPUコアとの同等性,多倍長整数演算やAES暗号処理をサポートする組み込み関数,最先端微細化技術の採用といった)コプロセッサの特性の活用,(不要なメモリアクセス,データ依存に起因するハザードといった)冗長処理を削減することで,処理の高速性,低消費電力性,実装容易性を有するメニーコア・コプロセッサに適化した暗号実装を達成させる.平成25年度は,メニーコア・コプロセッサを搭載したサーバの構築・整備に時間を要するため,特にアルゴリズムの改良に焦点をあてた.平成25年度の成果としては,楕円曲線暗号やペアリング暗号の処理の高速化に繋がる楕円曲線加算アルゴリズムの2つの改良法を提案した.1つ目はターゲットとなる楕円曲線の点のx座標とy座標が等しくなるような座標変換を実施し,x座標とy座標を1つの変数として扱うことで楕円曲線加算を効率的に行う.2つ目は楕円曲線上の3点P,Q,Rが与えられた場合,これらの3点を通る2次曲線が定まり,第4の交点をSとすると,Bezoutの定理を使ってP+Q+R+S=Oとなることを示した.この結果は3点加算や2P+Qの計算の効率化に貢献すると期待できる.平成26年度以降にこれらのアルゴリズムをメニーコア・コプロセッサに実装していく.本研究の目的は,一昨年に市場流通を開始したメニーコア・コプロセッサに適化した暗号並列実装法を提案することである.より具体的に本研究では,公開鍵暗号の長所(鍵管理の容易性)と共通鍵暗号の長所(処理の高速性)を有するハイブリッド暗号を実装対象とし,数十あるコアを最大限に利用する多重並列性処理,GPGPUとは異なる(汎用CPUコアとのアーキテクチャの類似性,多倍長整数演算やAES暗号処理をサポートする組込み関数,最先端微細化技術の採用といった)コプロセッサの特性の活用,(不要なメモリアクセス,データ依存に起因するハザードといった)冗長処理を削減することで,処理の高速性,低消費電力性,実装容易性を有するメニーコア・コプロセッサに適化した暗号実装を達成させる.平成26年度は,平成25年度に提案した2つの公開鍵暗号アルゴリズムの改良(1)と,共通鍵暗号AESの並列実装(2)に焦点をあてた.(1)については,2次曲線を利用したペアリング暗号アルゴリズムにおいて座標移動技法を採用することでの計算コストの削減と,一点の座標を特殊な形にさせることで楕円曲線暗号の計算コストを削減する手法を二点に適用させることで更なる計算コストの削減を達成した.(2)については,電子図書のような複数ファイルの暗号化の必要性を想定し,メニーコア・コプロセッサを実装対象とする共通鍵暗号AESのOpenMPによる並列実装しデッドロックに類似した現象が生じる問題点を発見した.また,現時点では成功はしなかったものの素因数分解楕円曲線法(ECM)アルゴリズムのメモリレス化を考察した.ECMアルゴリズムはRSA暗号の安全性解析に関係しており,ECMアルゴリズムのメニーコア・コプロセッサへの並列実装は,プログラムの並列化の容易性という点では適しており,メモリ消費量の多さという点では不適である.本研究の目的は,平成25年に流通を開始したメニーコア・コプロセッサに適化した高速な暗号並列実装法を提案することである.より具体的に本研究では,公開鍵暗号の長所(鍵管理の容易性)と共通鍵暗号の長所(処理の高速性)を有するハイブリッド暗号を実装対象とし,数十あるコアを最大限に利用する多重並列性処理や,GPGPUとは異なる(汎用CPUコアとのアーキテクチャの類似性,多倍長整数演算やAES暗号処理をサポートする組込み関数,最先端微細化技術の採用といった)コプロセッサの特性を活用する.暗号の高速化の観点からアルゴリズムの改良も行なう.公開鍵暗号と共通鍵暗号に関する平成27年度の研究成果は以下の通りである.公開鍵暗号に関して:射影座標系とExtended座標系の混合座標系でEdwards曲線を使用した楕円曲線暗号が最速になることが知られている.しかしながら混合座標系は実装を複雑にする.本研究では,混合座標系にすることなく最速楕円曲線暗号を実装できる新しい座標系を提案した.本研究の期間中に公開鍵暗号の並列実装は達成できなかったが,現在メニーコア・コプロセッサに適した実装を研究中であり,プログラミングはほぼ完了しており,実装データの収集・分析後発表を予定している.共通鍵暗号に関して:昨年度発見したOpenMPによるAESの並列実装で生じたデッドロックに似た現象は,malloc関数の使用回避により改善できることが判明した.しかしながら,メニーコア・コプロセッサ(Xeon Phi)はAES-NI命令をサポートしていないため,AESの処理をコア数では劣るCPU(Xeon)より高速には実行できなかった.

本研究は、2013年に流通を開始したメニーコア・コプロセッサによる暗号高速実装法を確立するために、(1)暗号アルゴリズムの改良と(2)複数ファイルの並列暗号処理実装法を研究した。(1)については、座標変換や新しい座標系の導入、2次曲線の利用を用いた加算法の提案により、近年普及が進んでいる楕円曲線暗号や高機能暗号に必要なペアリング演算の高速化を達成した。(2)については、OpenSSL暗号ライブラリの利用を前提とした共通鍵暗号の並列実装を提案した。また、冗長鍵による公開鍵暗号の高速並列実装法を研究した。本研究において,暗号アルゴリズムの改良はいくつかの成果が得られており,楕円曲線暗号アルゴリズムについては座標変換を利用する手法を提案し,ペアリング暗号アルゴリズムについては2次曲線と楕円曲線の交点を利用する手法を提案し,本研究はこれらの暗号の計算コストの削減に貢献できた.また,暗号のメニーコア・コプロセッサへの実装という目標については,共通鍵暗号のみであるが実験的実装を行い課題も明らかとなった.しかしながら,当初の予定である公開鍵暗号と共通鍵暗号を含むハイブリッド暗号の実装には至らなかった.その理由として,公開鍵暗号のハードウェアへの並列実装の手段として知られているRNSが,メニーコア・コプロセッサへの実装には適さなかったこと,結果的に成果の出なかったECMアルゴリズムのメモリレス化に時間を割いてしまったことが挙げられる.また,当初は楕円曲線暗号やペアリング暗号のような公開鍵暗号の並列化を本研究の主目的としていたが,本研究を通じてAESのような共通鍵暗号が並列実装により適していることが判明し,目標を細かい部分で変更した.以上より,やや遅れている,という自己評価となる.但し,メニーコア・コプロセッサへのプログラミングは,流通開始して間もない頃は情報が少なく不確実な事柄が多かったが,現在は十分な調査ができており本年度はハイブリッド暗号の並列実装に十分専念できる状態となっている.情報学メニーコア・コプロセッサへの,RSA暗号の安全性解析のためのECMアルゴリズムの並列実装と,ハイブリッド暗号の並列実装法を確立し,実装評価を行う.ECMアルゴリズムの実装については,昨年度成功しなかったメモリレス化の研究も引き続き行ないたいが,本年度に成功するかどうか予測できないため,既存のECMアルゴリズムの実装も並行して実施しメモリ消費量,スレッド数,計算時間短縮の関係を集約する.ECMアルゴリズムのメモリレス化に成功した場合は,このアルゴリズムを実装及び評価を行う.実際のファイルのハイブリッド暗号での暗号処理では,公開鍵暗号は数百から数千バイト程度の共通鍵暗号の鍵の暗号処理に用いられ,ファイルの暗号処理には共通鍵暗号が使用される.従って,ハイブリッド暗号においては,一般には公開鍵暗号の高速化より共通鍵暗号の高速化が影響が大きい.そのため,並列化の対象を公開鍵暗号から共通鍵暗号に重点を置くことにし,昨年度はOpenMPを利用してAESを並列化したが,今年度はpthreadやCilk Plusを利用しての並列化を行う.メニーコア・コプロセッサによる暗号処理の高速化の実対象として電子書籍を考慮っしたい.
α計測を模擬したペレット荷電交換計測による高エネルギーイオン計測

LHDではイオンサイクロトロン加熱などを用いて比較的容易に高エネルギー粒子を発生させることができ、α粒子加熱の模擬実験が可能である。この高エネルギー粒子の空間分布を測定するためにペレット荷電交換粒子計測(PCX)。を導入した。ペレットは移動熔発に伴い尾を引くがこれが空間分解能の低下を招く。このためペレットの軌跡を時間分解能の優れたCCDで測定したところ、5cm程度であった。一方測定の時間分解能と速度から導かれる空間分解能も同程度であることから、この手法で十分物理的成果を期待できることが確認できた。PCXを各種のプラズマに入射したときの高エネルギー粒子の空間分布を測定した。接線入射のNBIプラズマに対して磁気軸を変化させたとき、高エネルギー粒子は磁気軸を内寄せにしたほうが閉じ込めがよいことがPCXからも明らかになり、その空間分布を得ることができた。また磁場強度が弱いと中心付近に高エネルギー粒子が局在している様子が観測された。これはラーマー半径が大きいため週辺部で捕捉粒子が閉じ込っていないことに起因する。ヘリウムイオンに対して共鳴領域を有するイオンサイクロトロン加熱時のヘリウムイオン計測をペレットを用いて行った。使用している中性粒子分析器がヘリウム計測用のチャンネルを有しないため、再現性のある2つのショットで分析器内の粒子弁別用プレート電圧を水素用、ヘリウム用に変えることによりヘリウムと水素を区別した。分析器中での水素の散乱が無視できないので両者の比を取ることにより分布を求めた。イオンサイクロトロン印加時にはヘリウムイオンが共鳴層付近で特に強く加速されていることを確認できた。また、ITERへ適用性の検討も並行して行い、燃料ペレットへのネオンの含有、TECPELの検討と関連する多価イオンの荷電交換反応断面積の計算を行った。ITERや核融合炉を考える場合避けて通れないのが核反応によって生じるα粒子とその閉じ込めである。大型ヘリカル装置(LHD)ではイオンサイクロトロン加熱などを用いて比較的容易に高エネルギー粒子を発生させることができ、α粒子加熱の模擬実験が可能である。これらα粒子を含む高エネルギー粒子は荷電交換だけでなくアルフベン固有モードなどの不安定性とともにプラズマから飛び出して閉じ込めを悪化させたり、壁を損傷させたりする。この高エネルギー粒子の空間分布を測定する方法を早急に確立する必要がある。これらの目的のためにペレット荷電交換粒子計測も導入した。この手法は計測ペレットをLHDのヘリウムプラズマに入射して2重荷電交換を中心付近で起こさせ、発生する中性ヘリウムを観測する方法である。実験ではまずヘリウムイオンに対して共鳴領域を有するイオンサイクロトロン加熱時のヘリウムイオン計測をペレットを使わずに行った。現在使用している中性粒子分析器がヘリウム計測のための特別なチャンネルを有しないため、再現性のある2つのショットで分析器内の粒子弁別用プレート電圧を水素用、ヘリウム用に変えることによりヘリウムと水素を区別した。分析器中での水素の散乱が無視できないので両者の比を取ることにより、イオンサイクロトロン印加時に5keV以下のヘリウムが加速されていることを確認できた。次にペレットをヘリウムプラズマに入射したとき、水素およびヘリウムを観測できるようプレート電圧をそれぞれ調整し、その比からヘリウム比の空間分布を求めた。また、並行して分析器のヘリウム、水素、および散乱水素の効率を実験と対比させながら計算より求め、より精度よいヘリウム比を得ることができた。その結果周辺部では壁からの水素の寄与によりヘリウム比は小さく、少しプラズマ中心に向かうところでヘリウムパフの影響で増大し、さらに中心に向かうと不純物蓄積とも考えられるヘリウム密度の増大が見られた。またエネルギー的には低いほどヘリウムの割合は大きくエネルギーが大きくなれば小さい。これは水素が高エネルギー粒子からエネルギー減衰して分布を形成するのに対し、ヘリウムは単純な熱分布をすることに起因すると考えられる。を導入した。

また、ITERへ適用性の検討も並行して行い、燃料ペレットへのネオンの含有、TECPELの検討と関連する多価イオンの荷電交換反応断面積の計算を行った。
転写因子ＭａｆＢによる腎性二次性副甲状腺機能亢進症の制御

腎性二次性副甲状腺機能亢進症におけるMafbの役割を検討した。Mafb+/-、野生型マウスにアデニンを給餌することによりマウスに腎不全を発症させ、副甲状腺機能亢進症を誘導した。Mafb+/-、野生型マウスで比較したところ、野生型マウスでみられた血清intact-PTHの上昇は、Mafb+/-マウスでは抑制されていた。また副甲状腺でのcyclinD1の発現には差がなくcyclinD2の発現に差異がみられた。Mafbのターゲットとして、PTH、cyclinD2が知られておりそれらの転写制御を介して腎性二次性副甲状腺機能亢進症の発症にMafbが関わっていると考えられた。慢性人工透析患者は現在約30万人、高齢化もすすみ患者のQOLや合併症の予防のためにもCKD(慢性腎臓病)における骨ミネラル代謝異常(CKD-Mineral and Bone Disorder: CKD-MBD)は大きな問題となっている。CKD-MBDは骨の病変を生ずるだけでなく、長期的には血管を含む全身の石灰化を介して生命予後にも影響を及ぼすことが、近年注目されている。特に二次性副甲状腺機能亢進症はCKD-MBDでも頻度が高く重要な病態である。本研究では、成体の副甲状腺における転写因子Mafbの機能を明らかにし、腎性二次性副甲状腺機能亢進症におけるMafbの役割を解明することである。これらの結果からMafbが腎性二次性副甲状腺機能亢進症の治療ターゲットとなる可能性がある。平成25年度はマウスでも引き続きMafbの副甲状腺における機能の解析を行った。アデニンを給餌することによりマウスに腎不全を発症させ、腎性二次性副甲状腺機能亢進症を誘導した。Mafb+/-、野生型マウスではほぼ同等の腎不全が誘導された。組織学的検索では副甲状腺のサイズはMafb+/-マウスでその増大が抑制されていた。副甲状腺のRT-PCRを行ったところCyclinD1の発現には差がなくcyclinD2の発現に差異がみられた。PTH、CyclinD2には、Mafbの結合配列の存在しておりそれらの転写制御を介して腎性二次性副甲状腺機能亢進症の発症にMafbが関わっていると考えられた。平成24年度はマウスでのMafbの副甲状腺における機能の解析を行った。Mafbのターゲットのひとつとして、PTH、cyclinD2が知られておりそれらの転写制御を介して腎性二次性副甲状腺機能亢進症の発症にMafbが関わっていると考えられた。

本研究では、成体の副甲状腺における転写因子Mafbの機能を明らかにし、腎性二次性副甲状腺機能亢進症におけるMafbの役割を解明することである。これらの結果からMafbが腎性二次性副甲状腺機能亢進症の治療ターゲットとなる可能性がある。マウスで二次性副甲状腺機能亢進症を誘導しMafbの副甲状腺における機能解析を行った。アデニンを給餌することによりマウスに腎不全を発症させ、副甲状腺機能亢進症を誘導した。Mafb+/-、野生型マウスで比較したところ、野生型マウスでみられた血清intact-PTHの上昇は、Mafb+/-マウスでは抑制されていた。また副甲状腺でのcyclinD1の発現には差がなくcyclinD2の発現に差異がみられた。Mafbのターゲットとして、PTH、cyclinD2が知られておりそれらの転写制御を介して腎性二次性副甲状腺機能亢進症の発症にMafbが関わっていると考えられた。腎臓内科マウスでの解析で二次性副甲状腺機能亢進症でMafbの役割が明らかになりつつある。マウスでの解析で二次性副甲状腺機能亢進症でMafbの役割が明らかになりつつある。副甲状腺にMafbを過剰発現したマウスで副甲状腺機能が変化するかを確認し、そのメカニズムを明らかにする。また、野生型とMafb+/-の腎不全負荷のかからない状態でその機能に差がないかを調べる。Mafb+/-マウスでみられた副甲状腺機能亢進症の抑制が、逆に副甲状腺にMafbを強発現したマウスで亢進されるかどうかを証明し、そのメカニズムを明らかにする。遺伝子改変マウスの作製が次年度にずれ込む見込みとなったため、その購入と作製費用を次年度に繰り越すことになった。遺伝子改変マウスの購入と作製費用に使用する予定である。該当しない。
非平衡系における秩序形成:両親媒性分子の自己組織化と緩和過程

本研究の目的はソフトマターが作る秩序構造の形成を明らかにすることにある。特に、界面活性剤やリン脂質といった両親媒性分子が自発的に形成する多くの自己集合構造の形成要因に注目する。このソフトマターの秩序形成の解明には実験と理論の両面からのアプローチが不可欠である。本年度は昨年度に引き続き、電荷脂質と中性脂質からなるリン脂質二重膜における相分離を実験・理論の両方から明らかにした。電荷脂質を含む系では中性リン脂質のみからなる二重膜よりも相分離が起きにくいことがわかった。これは電荷脂質同士の間に働くクーロン斥力が原因であると考えられる。そのため、ベシクル外部から脂質が持つ電荷を遮蔽するために塩を添加したところ、相分離が誘起されることがわかった。さらに、塩の添加による浸透圧と膜の自発曲率の変化により、電荷脂質を多く含むドメインが自発的にベシクルの内側へ出芽(バディング)することを見出した。また、塩の添加による相分離領域の拡大をPoisson-Boltzmann方程式に基づいたモデルにより説明した。これらの結果は論文としてまとめ、Chemical Physics Letters誌にて発表した。また、上記の実験ではベシクル外部から塩を添加しているため、ベシクル内外で塩濃度差が生じている。そのため、二重膜を構成している二枚の単分子膜は異なる静電ポテンシャルを感じていると考えられる。この状況は実際の細胞と等価であるため、内外で塩濃度が異なる場合の相分離挙動を考えることは重要である。現在は二重膜を構成する二枚の単分子膜が異なる塩濃度の溶液に触れているおり、特に二枚の単分子膜が静電相互作用を介して結合している場合の相分離挙動を理論的に解析している。この研究はイスラエル、テルアビブ大学のD.Andelman教授との共同研究により行っており、論文としてまとめている。本研究の目的はソフトマターが作る秩序構造の形成を明らかにすることである。特に、両親媒性分子(界面活性剤分子やリン脂質)が形成する多くの構造体(ミセルや二重膜)の形成要因に注目する。このソフトマターの秩序形成の解明には実験と理論両方からのアプローチが不可欠である。本年度は2つの研究を行った。一つ目は水・油・界面活性剤からなるマイクロエマルションの系における相挙動を記述するモデルを提案した。マイクロエマルションは工業的に利用用途が広いばかりか生体内においても重要な働きを担っていることが知られている。そのため、マイクロエマルションの相挙動を理論的に予測することは重要である。本研究では油が水中に溶けきれなくなる条件や球状から棒状のマイクロエマルションの構造相転移を定量的に求めた。二つ目にリン脂質により形成される二重膜の膜面における相分離を実験的に観察した。現在、リシ脂質二重膜は細胞膜のモデル系として広く研究がなされているが、電荷を有したリン脂質の相分離過程について言及した実験例はほとんど報告がなされていない。しかし、実際の生体膜には電荷を持つリン脂質も含まれており、その効果を明らかにする必要がある。本研究では電荷を有したリン脂質と電気的に中性なリン脂質より二重膜構造を形成し、その相分離を観察した。その結果、中性のリン脂質を用いた場合に比べ相分離しにくい結果を得た。さらに、塩を加え静電相互作用を遮蔽することで、相分離が促進されることがわかった。リン脂質二重膜における、通常の相分離は温度変化によるものが大半であるが、本研究は静電相互作用を調整することで相分離を引き起こした。これはいままでに報告されていない新しい相分離である。昨年度に引き続き、水・油・界面活性剤からなるマイクロエマルションの系における球状と棒状の構造相転移と巨視的な油相を形成する凝縮転移の2つを同時に記述するモデルを提案した。巨視的な油相の形成は水中での油の安定な分散が得られないため、工業的には好ましくない。そのため、理論的に巨視的な油相の形成条件を探ることは意義深い。界面活性剤の物質パラメータ(自発曲率とサドル・スプレイ剛性率)を変化させた結果、油の量を変化させたときに球状→棒状→球状とリエントラントな転移を示す領域を見出した。また、球状を経ずに棒状から直接巨視的な油相を形成する領域が存在することを示した。これらは実験により報告されている結果と定性的に一致している。これらの結果は当該年度に論文として7he Journal Chemical 3hysics誌にて発表した。また、荷電脂質と中性脂質からなるリン脂質二重膜における相分離を共焦点顕微鏡により観察し、理論的に説明を与えた。生体膜や生体分子は電荷を有しているため、それらの相互作用を取り入れた相分離研究は重要である。この結果は現在論文を投稿中である。さらに、現在は優秀若手研究者海外派遣事業に採択され、イスラエル、テルアビブ大学、D.Andelman教授の指導のもと、上記のリン脂質二重膜での相分離をより詳細に考え、静電相互作用を伴う相分離の理論の構築を行っている。

特に、界面活性剤やリン脂質といった両親媒性分子が自発的に形成する多くの自己集合構造の形成要因に注目する。このソフトマターの秩序形成の解明には実験と理論の両面からのアプローチが不可欠である。本年度は昨年度に引き続き、電荷脂質と中性脂質からなるリン脂質二重膜における相分離を実験・理論の両方から明らかにした。電荷脂質を含む系では中性リン脂質のみからなる二重膜よりも相分離が起きにくいことがわかった。これは電荷脂質同士の間に働くクーロン斥力が原因であると考えられる。そのため、ベシクル外部から脂質が持つ電荷を遮蔽するために塩を添加したところ、相分離が誘起されることがわかった。さらに、塩の添加による浸透圧と膜の自発曲率の変化により、電荷脂質を多く含むドメインが自発的にベシクルの内側へ出芽(バディング)することを見出した。また、塩の添加による相分離領域の拡大をPoisson-Boltzmann方程式に基づいたモデルにより説明した。これらの結果は論文としてまとめ、Chemical Physics Letters誌にて発表した。また、上記の実験ではベシクル外部から塩を添加しているため、ベシクル内外で塩濃度差が生じている。そのため、二重膜を構成している二枚の単分子膜は異なる静電ポテンシャルを感じていると考えられる。この状況は実際の細胞と等価であるため、内外で塩濃度が異なる場合の相分離挙動を考えることは重要である。現在は二重膜を構成する二枚の単分子膜が異なる塩濃度の溶液に触れているおり、特に二枚の単分子膜が静電相互作用を介して結合している場合の相分離挙動を理論的に解析している。この研究はイスラエル、テルアビブ大学のD.Andelman教授との共同研究により行っており、論文としてまとめている。