hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
劇場・ホールの空間特性に関する研究

本研究は、劇場・ホールに関して設計・計画上の指針を得ることを目的としている。1歌舞伎専用または主目的とする劇場(歌舞伎劇場)の視覚特性を解明し、新しい歌舞伎劇場の在り方を探る研究では、6つの典型的な歌舞伎劇場について、今年度さらに詳細な分析を行い、(1)視覚的に良い評価と云える座席数は劇場の大小にかかわらず500600席程度存在すること、(2)非常に悪い評価の座席数を少なくするには、プロセニアム幅や客席幅が小さいものでは700席、大きいものでは1000席程度が目安になること、などの設計・計画に有効な新たな指針を得た。2国内の主要な12劇場・ホールのアプローチ・ホワイエの空間特性を明らかにし、劇場・ホールでの楽しみを一層豊かにする設計方法を探る研究では、今年度アプローチ・ホワイエ全空間の展開図を作成し、開口面積率・天井高などの物理量を計測し心理評価との相関分析を行った結果、(1)客席に至るまでのアプローチの天井高に変化をつけると連続感が得られやすいこと、(2)天井高5m以上で概ね開放感や立体感が得られること、(3)明るさと開口面積率では両者に関係が見られなかったこと、などを明らかにした。3演劇を主目的とした中・小規模の劇場(演劇劇場)の空間特性に関する研究では、国内の特徴ある117の演劇劇場を舞台-客席関係・規模・形状・座席配置の観点から分類した上で、11劇場を調査・分析対象とし、舞台-客席関係を中心に心理、物理両面から分析した結果、(1)一体感やまとまり感などの評価は、サイドバルコニー席などを持つ重層した劇場での評価が高いこと、(2)演劇劇場では、演技者の動きを見る視野の前の観客による欠損が、座席での視覚的評価を下げる最も大きな要因となること、(3)演劇劇場でも断面形状の違いが視覚的評価にかなり影響すること、などの指針を得た。
HMDジェスチャーインターフェースシステムの開発

本研究は、HMDのディスプレイ画面をジェスチャーで操作できるHMDジェスチャーインターフェースシステムの開発を目的とし、コントローラなどの手で操作するデバイスを使用せず、HMDのみでメニュー操作を可能とするシステムの開発、検証を行った。実験に際し、「頭部による操作と手による操作の比較実験」と「頭部のみによる操作時間の比較実験」を、それぞれ実験用にHMDメニューアプリケーションを自作し行った。実験で得られた結果をもとに、個人差を考慮し操作に必要な時間を調整できる機能の開発・実装を行った。平成26年度はヘッドマウントディスプレイ(HMD)ジェスチャーインターフェースシステムの開発の為に,HMD装着時の生体負度の計測,およびインタフェース画面のガイドライン作成を行った.使用者に負担のかからないインタフェース設計の為に,頭部回転時における身体各所の回転角度測定を行った.回転角度の測定はモーションキャプチャシステムを用いて行い,指示角度へ頭部を回転させて頭部の可動域や,頭部回転時の胴体や脚部の回転などの身体回転特性を求めた.またHMDを装着した状態での自然な頭部回転動作を測定し,身体負担の少ない角度を推定した.実験ではHMDを装着した状態,HMDを装着していない状態,それぞれ立位,座位での計測を行った.HMD装着時の指示角度への頭部回転動作の計測結果より,HMD装着ありの場合となしの場合では,個人差はあるものの,ほとんど差が見られなかった.また座位では頭部回転動作時の身体各部の回転角度はどの被験者も似たような結果になったが,立位では被験者によって頭部のみを回転させる,腰を回転させる,膝から回転するなどの違いが見られ,個人差が大きい結果となった.インタフェース画面は上記実験結果より座位時の頭部回転,つまり頭部のみを回転させる場合に負担を感じずに回転させることができるのは水平左右30度,垂直角度上下10度だということが分かった.立位時には個人差があったが,立位時に頭部にもっとも負担のかかる頭部のみを回転させた場合は座位時のものとほぼ同様の為,HMDコンテンツ制作の頭部回転ガイドラインを水平左右30度,垂直角度上下10度とし,回転で拡張できるディスプレイを左右30度,上下10度の範囲とした.平成27年度は上記ガイドラインを用いたインタフェース画面のコンテンツ制作を行う予定である.平成27年度はヘッドマウントディスプレイ(HMD)ジェスチャーインタフェースシステム開発の為に、頭部回転動作によるメニュー操作機能の開発および、既存メニュー操作方法と開発システムによるメニュー操作方法の操作時間比較実験を行った。前年度作成したインタフェースのガイドラインを元にジェスチャーインタフェースの開発を行った。頭部回転動作にあわせてメニュー画面を上下左右動かして表示し、画面中央をマウスカーソルのように選択状態にするコンテンツを開発した。また比較検証を行うために選択状態にする機能のみを頭部回転動作ではなくゲームパッドを用いて選択状態が上下左右に遷移するコンテンツを作成した。頭部回転動作による選択機能の有用性を検証するために開発システムによるメニュー操作方法の操作時間比較実験を行った。実験では被験者は椅子に座り、ゲームパッドを手にした状態でHMDを装着し、HMDに表示されるVR空間内の10個のボタンのうち、ランダムに指示されたボタンを以下の2つの実験でそれぞれ異なる操作方法で操作を行う。1)ゲームパッドの十字キーを使ってボタンを選択中状態にし、ゲームパッドの決定ボタンで決定する。2)HMDのヘッドトラッキング機能を使ってボタンを選択中状態にし、ゲームパッドの決定ボタンで決定する。当初の推論ではゲームパッド使用時のほうがヘッドトラッキング機能使用時よりも操作が早いと考えていたが、実験結果では推論と逆の結果になった。これは選択操作時の移動量が少ない場合はゲームパッド使用時もヘッドトラッキング機能使用時も操作時間はあまり変わらないが、移動量が多くなると明らかにゲームパッド使用時のほうが遅くなる為である。平成28年度は頭部動作のみのよって選択および決定を行うことができるインタフェース画面を開発する予定である。当初の予定であった頭部回転動作により表示画面を操作するコンテンツを開発することが出来た。また頭部回転動作で選択状態にすることもできた。評価実験からも頭部回転動作による選択の有用性が分かった。研究成果を人間工学会東海支部大会にて発表を行った。今後は被験者実験による操作感評価および頭部動作のみで操作を完了できるHMDジェスチャーインタフェースシステムを開発する予定である。平成28年度はヘッドマウントディスプレイ(HMD)ジェスチャーインタフェースシステム開発の為に、頭部動作のみで「選択」および「決定」操作を行うことができるインタフェース画面を開発し、従来手法である手による操作、手と頭部動作による操作、頭部動作のみによる操作それぞれについてメニュー画面操作について操作時間やミス回数などの客観的評価による比較評価を行った。開発した頭部動作のみで「選択」、「決定」操作を行うインタフェース操作手法は画面中央部分に表示したポイントを、メニュー画面に表示されているアイコンに重ねることで「選択」操作を行い、一定時間その選択状態を維持することで「決定」操作処理を行うシステムである。本システムの評価を行った結果、手による「選択」「決定」操作、手による「決定」頭部動作による「選択」操作に比較し、選択操作においては手による操作よりも速い傾向があり。「決定」操作に関しては「選択」状態を維持する維持時間分だけ操作が長くなる結果となった。その結果を受けて頭部動作による「決定」を行う際の維持時間を0.25秒、0.5秒、1秒と段階的に設定した結果、ミス回数や操作回数、主観評価による操作のしやすさに個人差がみられた。

上記実験結果を受けて、個人差に対応する機能が提案システムに必要だと考え、頭部動作による「決定」操作に必要な維持時間をユーザーが実際に頭部動作によるアイコンの「選択」操作および選択状態の維持を行い、任意のタイミングで維持状態を解除することにより「決定」操作に必要な維持時間を自分で設定できる機能を提案システムに追加実装した。本研究は、HMDのディスプレイ画面をジェスチャーで操作できるHMDジェスチャーインターフェースシステムの開発を目的とし、コントローラなどの手で操作するデバイスを使用せず、HMDのみでメニュー操作を可能とするシステムの開発、検証を行った。実験に際し、「頭部による操作と手による操作の比較実験」と「頭部のみによる操作時間の比較実験」を、それぞれ実験用にHMDメニューアプリケーションを自作し行った。実験で得られた結果をもとに、個人差を考慮し操作に必要な時間を調整できる機能の開発・実装を行った。当初の目的であった,HMDの生体負担度評価実験,およびインタフェース画面作成の為のガイドラインの作成は予定通り進行することができた.生体負担度評価結果に関しても,インタフェース開発を大きく変更しなければならないような内容ではなかった.研究成果を人間工学会東海支部研究大会で発表することができた.新しいHMDに対応するべく,被験者実験は継続して行う予定で必要があるが,当初の平成27年度の研究内容である頭と手で操作できるジェスチャー開発と平行して行う予定である.今後は当初の予定通り、頭部回転動作のみで表示画面の操作、選択、決定を行うことのできるコンテンツを開発する予定である。研究を遂行する上でより高い精度で頭部回転を取得できる最新のHMD(OculusRift)が登場しているので、それらを使用し、うなずき動作や首振り動作をはじめとした頭部回転動作による決定・否定を精度高く判定し、操作を行うことが出来るようなインタフェース画面を操作する手法の開発を行う。また開発したコンテンツの評価実験も随時行い、実験結果を開発にフィードバックし使いやすいコンテンツの開発を行う。研究成果に関しては人間工学会および情報処理学会にて発表する。人間工学今後は当初の予定通り,インタフェース画面を頭と手のジェスチャーによって操作できるシステム開発,およびインタフェース画面を頭部のジェスチャーのみで操作するシステムの開発を行う.研究を遂行する上で,頭部回転動作を取得できるHMDの種類が増え,できる限り最新のHMDを使用して研究を遂行する予定である.
生体機能に範を求めた視覚ニューロチップの研究

高度情報化社会に重要な視覚情報処理について、人間の視覚機能に範を求めて、デバイス・回路・ネットワークの研究を進め、将来の脳機能の超高集積回路(LSI)化の基礎技術を構築することを目指した。網膜機能については、外網膜(視細胞、水平細胞、双極細胞)の機能を実現するアナログ集積回路を考案・試作した。シンプルな構造のMOS型チャネル抵抗を用いてグローバルな適応機能を実現した。さらに、局所的な明暗順応を実現する基本回路を開発した。動き検出機能については、下等動物のモデルを基にしてアナログ集積回路を考案・試作し、一次元の動き方向と速度の検出ができることを確認した。そこでは、数桁に及ぶ広範囲な速度を簡単なネットワークで検出できることを明らかにした。さらに、二次元動き検出ネットワークについて、基本的な構成を検討した。動き検出を可能にするための、ターゲットを追跡する機能については、そのネットワークをモデル化し、シミュレーションによって動作を確認した。このとき、背景の動きを消すことができることも明らかにした。また、ネットワークを構成するための基本回路を考案し、SPICEシミュレーションによって動作を確認した。これらのネットワークの規模を大きくすると共に、現在のLSIに適応する設計に改良し、東京大学大規模集積システム設計教育研究センターに試作を依頼した。慶北大学では、前年度に得られた外網膜の機能を大規模化したLSIップを企業において試作した。また、相互に訪問して、設計、試作、評価について検討すると共に韓国でのセンサー学会で招待講演および共同発表を行った。高度情報化社会に重要な視覚情報処理を、人間の網膜と脳の初期視覚機能に範を求めて、デバイス・回路・ネットワークの研究を進めてきた。併せて、将来の脳機能の超高集積回路(LSI)化の基礎技術を構築することを目指している。網膜機能については、外網膜(視細胞、水平細胞、双極細胞)の機能を実現するための基本デバイス・回路の検討をした。視細胞にはフォトダイオードを用い、水平細胞にはMOS構造のチャネルを用いた。両細胞の出力の差を差動対で取り出し、これをもって双極細胞の出力とした。これにより、任意の方向に対してエッジ検出の機能が得られた。また、MOSチャネルのゲート電圧を変えることにより、画面が明るい時にはチャネル抵抗が大きくなって空間分解能が上がるという、適応機能が得られた。さらに、個別配線がないため、複雑な配線問題も回避できた。さらに、動き検出機能について、下等動物のモデルを基にして基本回路を考案し、その一次元機能を計算機(SPICE)シミュレーションによって確認した。脳の入り口における特徴抽出機構の自己組織化形成については、その動作を基本回路を基にして原理的に確認してきた。さらに、大規模ネットワークへの拡張が可能な基本ネットワークを考案・試作し、その拡張性を確認した。さらに、多層ネットワークの配線にLSIの多層配線技術を有効に利用できることもわかった。慶北大学では、上記の網膜機能を大規模化したLSI設計を行った。また、相互に訪問して、設計、試作、評価について検討した。網膜機能については、前年度に得られた外網膜の機能を実現するアナログ集積回路を基にして、局所的な明暗順応を実現する基本回路を開発した。動き検出機能については、前年度に得られた計算機(SPICE)シミュレーション結果に基づいて、アナログ集積回路を研究試作し、一次元の動き方向と速度の検出ができることを確認した。

これらのネットワークの規模を大きくすると共に、現在のLSIに適応する設計に改良し、東京大学大規模集積システム設計教育研究センターに試作を依頼した。慶北大学では、前年度に得られた外網膜の機能を大規模化したLSIチップを企業において試作した。また、相互に訪問して、設計、試作、評価について検討すると共に、韓国でのセンサー学会で招待講演および共同発表を行った。
摩擦に起因する平板の自励振動のメカニズム解明および防止対策に関する研究

機械システムでは,しばしば摩擦振動の発生が問題となる.とくに,板状の機械部品に摩擦振動が発生すると,騒音問題を引き起こすことが多い.たとえば,自動車のパワーウィンドウを閉じる際にしばしば発生する騒音は,人に不快感を与える.本報では,このような摩擦に起因する自励振動のメカニズムについて調べるために,平板がゴム球で擦られることにより生じる振動を対象として,振動の様子を実験的に調べた.さらに,振動低減を目的として動吸振器の効果について検討した.機械システムでは,しばしば摩擦振動の発生が問題となる.とくに,板状の機械部品に摩擦振動が発生すると,騒音問題を引き起こすことが多い.たとえば,自動車のパワーウィンドウを閉じる際にしばしば発生する騒音は,人に不快感を与える.本報では,このような摩擦に起因する自励振動のメカニズムについて調べるために,平板がゴム球で擦られることにより生じる振動を対象として,振動の様子を実験的に調べた.さらに,振動低減を目的として動吸振器の効果について検討した.本年度は,基礎的な実験装置を作成するとともに,系を簡単化した線形の解析モデルを用いて,安定判別を行った.まず,スライドベアリングに支持された弾性はりの先端に取り付けられたゴム球がガラス板の中央付近を擦る装置を作成して,現象の基本的な特性を調べた.その結果,ガラス板が1次モードで振動する摩擦振動が発生することを確認した.さらに,条件によってはより高次の振動モードが現れる場合があることがわかった.既に予備実験において,ガラス板に取り付けた動吸振器の減衰が摩擦振動を低減させる効果があることが明らかになりつつあるので,今後は動吸振器を取り付けて振動低減の効果を詳しく検討する予定である.つぎに,ガラス板が1次モードで振動することを仮定して,ガラス板をモード質量およびモード剛性で近似した線形解析モデルを作成し,ゴム球との間にクーロン摩擦が作用する際の系の安定性を調べた.その結果,線形解析モデルにおいても剛性行列の非対称性に起因する自励振動が発生することがわかった.さらに,モード質量に動吸振器を取り付けた系の解析を行い安定性の変化について調べた.解析結果では,動吸振器に減衰を付加しても安定性は改善されず,実験結果と矛盾する結果となった.今後は,ガラス板を多自由度系としてモデル化して線形解析を試みるとともに,接触部分の非線形性を考慮した解析を行い,実験結果との整合性をとる.その結果に立脚して,動吸振器の最適設計を行いその効果を実験的に検証する予定である.本年度は,動吸振器の減衰および個数が自励振動の大きさに及ぼす影響を実験および非線形数値シミュレーションにより明らかにした.実験装置は,スライドベアリングで支持された弾性はりの先端に取り付けられたゴム球が,金属ワイヤで水平に支持されたガラス板の中央付近を擦る仕組みであり,これを用いて動吸振器が取り付けられたガラス板に発生する自励振動の特性を調べた.その結果,動吸振器が取り付けられていないガラス板で発生していた1次モードの自励振動は,動吸振器を取り付けると1次モードが2つに分離したうちの一方の振動モードとなることがわかった.また,動吸振器の減衰が大きくなると自励振動が小さくなることを実験的に示すとともに,同様の傾向を数値シミュレーションでも示すことができた.昨年度用いた線形の解析モデルでは減衰の増加による自励振動の安定化は確認されなかったことから,動吸振器の減衰によって系の安定化はできないものの,発生する自励振動の振幅は小さくすることができると考えられる.さらに,2個の動吸振器を1つのガラス板に取り付けて実験を行った結果,同程度の減衰をもつ1個の動吸振器を取り付けた場合よりも大きな振動低減効果が見られたものの,より大きな減衰をもつ1個の動吸振器に比べると振動低減の効果は小さかった.実験を行った範囲では動吸振器の減衰が大きいほど摩擦振動は低減されたが,減衰の大きさには最適値が存在することを数値シミュレーションにより確認した.減衰が大きすぎると動吸振器が振動しにくくなるためであると考えられる.以上より,動吸振器の主要なパラメータが振動低減に及ぼす影響を明らかにすることができ,摩擦に起因する自励振動の防止対策として動吸振器を設計する際の基本的な指針を示すことができた.
ニュートリノ質量・暗黒物質・バリオン数の起源から探る標準模型を越える理論構造

近年の素粒子実験・宇宙観測を通して明らかになってきたニュートリノ質量とレプトン混合、暗黒物質の残存量、宇宙のバリオン数の同時説明という観点から、標準模型を越える理論構造に関する研究を現象論的制限を考慮しつつ進めた。その可能性を持つ拡張模型として、スカラー場部分を拡張し輻射効果によりニュートリノ質量を生成する模型を取り上げ、ニュートリノ質量・混合、暗黒物質量、バリオン数生成について定量的な検討を行い、現象論的困難を引き起こすことなくこれらを整合的に説明し得ることを示した。さらに、この拡張は宇宙初期に観測結果に整合するインフレーションを引き起こす可能を持つことを指摘した。標準模型では説明することのできない現象、すなわち、ニュートリノ質量とレプトン混合、暗黒物質の存在、宇宙のバリオン数非対称の3つの同時説明を可能とする拡張標準模型として、TeV領域での輻射ニュートリノ質量生成模型を採用し、ニュートリノ質量が逆階層をとる場合について、ニュートリノ質量・レプトンフレーバー混合、暗黒物質残存量、レプジェネシスによる宇宙のバリオン数生成の定量的な解析を行った。さらに、暗黒物質の直接探索による模型の検証可能性の考察を進め、以下の結果を得た。(i)混合角θ13の値を含め、すべてのニュートリノ振動実験結果を矛盾なく説明するパラメータ領域が模型に存在する。零ニュートリノダブルベータ崩壊は次世代実験で観測可能領域にある。(ii)(i)のパラメータの下で、最も軽い不活性スカラーの中性成分は要求される暗黒物質残存量を説明し暗黒物質の候補となる。(iii)(i)のパラメータの下で、バリオン数生成はTeV領域の右巻きニュートリノによる共鳴レプトジェネシスによりもたらされるが、右巻きニュートリノに要求される質量縮退は従来の共鳴レプトジェネシスに比べて大きく緩和される。(iv)次世代の暗黒物質直接検出実験Xenon1Tにおいて、(ii)の暗黒物質候補は検出可能となる場合が存在する。これらに加えて、上述の模型において暗黒物質の対消滅から生成される単色光子による暗黒物質の間接検出の可能性についての検討も進めた。また、この模型の1重項スカラー場による拡張を考えることにより、右巻きニュートリノの質量縮退を説明すること、初期宇宙におけるインフレーションを模型の中に取り込む可能性などについて、興味深い結論を得ている。これらの成果は今後論文にまとめていく予定である。近年素粒子実験・宇宙観測を通して明らかになってきたニュートリノ質量とレプトン混合、暗黒物質の存在、宇宙のバリオン数非対称の同時説明を標準模型を越える模型構築における必要条件とし、この条件を満たす可能性を持つ模型として輻射ニュートリノ質量生成模型の考察を進めた。この模型におけるニュートリノ質量・レプトンフレーバー混合と暗黒物質残存量の定量的説明、レプトンフレーバーを破る過程の制限等を課し、ニュートリノ質量が正規階層と逆階層をとる両方の場合について、宇宙のバリオン数生成の定量的な検討を進め、以下の結果を得た。(1)原子炉ニュートリノ実験等を通して明らかになったθ13の値を含め、すべてのニュートリノ振動実験結果を説明し得るパラメータの設定の具体例を与えた。(2)(1)のパラメータ設定の下で、TeV領域に質量を持つ最も軽い不活性ヒッグスの中性成分を暗黒物質候補とした場合には、レプトンフレーバーを破る過程と矛盾なく容易に暗黒物質残存量の説明が可能となることを示した。(3)(2)の場合について、右巻きニュートリノが十分に重いか、TeV領域での共鳴レプトジェネシスが起こる場合には、要求されるバリオン数の生成が可能となることを示した。前者の場合には、最も軽い右巻きニュートリノ質量は従来知られている下限値よりも一桁以上小さな値で十分であること、また、後者の場合には、右巻きニュートリノに要求される質量縮退の程度は大きく緩和されることを見出した。(4)(2)の場合に、暗黒物質の直接検出について調べ、次世代の実験Xenon1Tにおいて、この暗黒物質が観測される可能性の定量的な予想を与えた。さらに、模型を1重項ヒッグスによる模型の拡張の検討をしている。その中で暗黒物質の間接検出の可能性、模型のインフレーション模型としての可能性等についての解析も進めている。標準模型では説明することのできない現象、すなわち、ニュートリノ質量とレプトン混合、暗黒物質の存在、宇宙のバリオン数の起源の3つの同時説明を可能とする枠組みである輻射シーソー模型について、その現象論的諸性質を詳細に調べるとともに、一重項スカラー場による拡張を提案し、その現象論的特性について以下の点を明らかにした。(i)TeVスケールでのレプトジェネシスにおいては、右巻きニュートリノの質量縮退と極めて小さなニュートリノ湯川結合が必要になるが、この2つが一重項スカラーの導入により同時に実現され得ることを見出した。研究成果は、既に一部研究会等で発表されているが、現在論文としてまとめつつある。(ii)ニュートリノ質量生成に関与する複素一重項

スカラーに特殊なポテンシャルを仮定し、その時間発展を螺旋状経路に制限することで単一インフラトンと同様のインフレーションがプランクスケールより小さな場の値により実現されることを見出した。さらに宇宙背景放射の揺らぎのスペクトル指数とテンソル・スカラー比が観測値を再現することを示した。(iii)(ii)のインフラトンの崩壊を通してレプトン数の非対称性を生みだす可能性に着目し、非熱的なレプトジェネシスを実現するシナリオを構成した。ニュートリノ質量と暗黒物質の直接観測からの制限のもと十分なバリオン数が生成されるかについての数値的解析を行い、現実的なシナリオとなり得ることを見出した。現在、この成果は論文にまとめつつある。これらに加えて、一重項スカラー導入に基づくインフレーションとレプトジェネシスについて別の可能性についても興味深い結果を見い出している。また、輻射シーソー模型において暗黒物質の対消滅から生成される単色光子による暗黒物質の間接検出の可能性についての検討も進めつつある。近い将来、これらに関しても論文として発表する予定である。素粒子物理学研究目標としたニュートリノ質量、暗黒物質、宇宙のバリオン数を関連した形で同時に説明する模型が存在しうることを見出すことができた。さらに、暗黒物質探索に基づく模型の検証可能性についても解析を行うことができた。これまで、研究目的に挙げた具体的研究課題である「ニュートリノ質量と暗黒物質の起源を出発点とした素粒子模型の考察」に関して、輻射ニュートリノ質量模型を中心に研究を進めてきた。この模型について、宇宙のバリオン数の定量的評価にまで解析を広げることで、ニュートリノ質量、暗黒物質、バリオン数非対称の同時説明が可能であるときに要求される模型の性質の一端は明らかにされたと考えられる。この模型の研究は、暗黒物質の検出可能性の解析にまで発展してきており、当初の目的の達成度という点からは十分なものと思われる。現在検討を進めているこの模型をU(1)ゲージ対称性で拡張した非超対称模型の枠組みにおいて、インフレーションの可能性を検討していくことは、当初目的の具体的研究課題の2つ目に挙げた「新たなU(1)ゲージ対称性を持つ模型の宇宙論的性質の解明」につながっていく可能性を秘めており、今後も継続して研究を進めていく価値があると考えている。具体的検討課題の3番目に挙げた課題については、LHC実験の結果は超対称模型に厳しいものとなっているように見えるため、現時点ではこの課題への取り組みを見合わせ、上の2つに集中している状況である。これらを総合的に評価し、現在の研究の進展状況は上述の区分にあると判断した。現在考察している輻射ニュートリノ質量模型、及びその拡張型模型において任意パラメータとして取り扱われているパラメータに関して、高エネルギー領域の理論構造についての考察を進めることによりその起源を明らかにし、制限を付ける可能性を検討していく。この研究は、LHC実験で明らかにされたヒッグス質量や宇宙のインフレーションとの関連においても重要となると予想される。
電位走査電解重合法による新規なシークエンス制御と高機能性高分子の開発

電解重合法という新規な重合法を用いて、シークエンスを制御したポリマーの合成を試み、それに基づく新規な機能性ポリマーの開発を目的とする。電解重合法では、電位を制御することによって酸化電位の異なるモノマーでも共重合可能となる。従って、従来の合成法では非常に困難であるシークエンス制御が、電位を任意に制御することによって容易となる。本研究では,電位走査電解重合法によりフェノール類の共重合体を合成し、得られたポリマーの酸素および窒素の気体透過性を,定電位電解重合法により合成したポリマーのそれらと比較し,シークエンス制御と関連づけて検討した。共重合組成にかかわらず,電位走査電解重合法により合成された共重合ポリマーの酸素透過係数は,定電位電解重合法により合成された共重合体のそれよりも大きかった。これら結果は,重合法の違いによる分子構造の相違を示唆するものである。電位走査電解重合法では,周期的にそれぞれのモノマーの最適酸化電位でくり返し重合が進行するので,電位走査電解重合法による共重合体ではランダム共重合体に近い分子構造をとるようになる。定電位電解重合法により共重合体ではコモノマーがブロック的に重合してブロック共重合体に近い分子構造をとっているようである。ブロック的構造ではドメインが形成され,界面での酸素透過性に対するバイヤーが大きくなり,従って,透過係数が低下したと考えられる。以上のように,電解重合法では,電位走査あるいは一定電解印加などの電位の印加方法によって、得られる共重合体の分子構造を容易に制御でき,その結果,酸素透過性の制御が可能となることが判明した。
光重合性ポリマーを用いる環境および医療分析用高機能マイクロチップ作製技術の開発

環境や医療の分野では、様々な検査をリアルタイムで測定する必要がある。現在の検査方法の多くは、比色や免疫反応などを利用したものに限られている。複数の成分を調査する必要がある場合には、検体から分析したい目的成分を分離し、それぞれの量を正確に捉える必要がある。本研究ではマイクロチップ電気泳動とゲルのピンポイント光重合技術を使って生体試料を分単位で分離するために高感度分離分析技術の開発を行った。電気泳動用マイクロ流体デバイスの流路内に,様々な機能をもつ光硬化性アクリルアミドをゲル層をピンポイント構築し,電気泳動分析と同時にイオン選択的透過や濃縮,さらには試薬のゲル透過性を利用して流路内で目的試料成分のみをオンライン標識するなどの試みを行った。概要を以下に記す。1.糖鎖認識タンパク質であるレクチンをゲルに封入し,糖鎖の特異的な濃縮と電気泳動分析を行った.レクチンとしてはConcanavain AやSambucus sieboldiana agglutinin,糖タンパク質糖鎖試料には8-aminopyrene-1,3,6-trisulfonateで標識した高マンノース型糖鎖や酸性複合型糖鎖を使用した。レクチン含有ゲルを十字型流路をもつマイクロチップの交差部で重合させ,試料混合物をレクチン層に泳動させると,レクチンに認識された糖鎖だけが特異的にゲル内に濃縮され,ゲル内レクチンのおよそ70%に相当する糖鎖が捕捉された。ゲルに捕捉された糖鎖の溶出に過渡的濃縮を適用した。良好な分離が得られ,感度にして数百倍から数万倍の濃縮効率を達成できた。2.イオンの選択的濃縮について既に酸性成分の濃縮法について完成したが塩基性物質については着手していなかった。塩基性成分はマイクロチップの素材に吸着しやくすく,,困難を極めたが,コーティング剤,およびイオン性アクリルアミド成分をを検討することで濃縮ができることを実証できた。これらについても本年中に完成させる予定である。3.新たな試みとして,ゲル層直近を試料の反応場として利用する方法について検討している。現在fluorescein系色素について,塩基性ゲルの透過性を調査したところ,選択的に一群の誘導体だけが透過することが判明した。そこで,本試薬を使って,アミノ酸やタンパク質などをオンラインで蛍光標識する方法を検討している。マイクロチップ電気泳動を環境や臨床分野におけるオンサイト検査に適用すれば、今まで不可能であった複雑な成分の分離分析などの検査を秒単位で実現できる。しかも、装置のミクロ化によって野外のような電源の届かない場所でも、PCのUSB端子からの電源を利用して駆動させることができる。マイクロチップは大量生産が可能であるが、試料に応じた前処理や濃縮過程をチップ上で実現するには、それぞれの目的に合った専用の流路をデザインしなければならず普及を妨げている。本研究では機能性ゲルのin situ合成技術をマイクロチップ電気泳動に適用し抽出や精製、さらには標識化のオンライン化を行った。イオン濃縮:硫酸基を官能基に用いたperm-selective濃縮法を既に開発していたが、試料や泳動液に含まれる強酸性成分が試料の濃縮効率に影響を与える。そこで、弱酸性のゲルのin situ合成を試みてその特性を調査したところ、強酸性物質は保持せず、弱酸性成分をゲル直近に捉える特性があることを見いだし、弱酸の濃縮と分離に応用した。糖鎖選択的捕捉と分析への応用:セロトニンは低い塩濃度では糖鎖の非還元末端に多く含まれるシアル酸に結合する。セロトニンを固定化したシリカゲルを調製し、シアル酸含有糖鎖の選択的な抽出が可能であることを示した。また、キャピラリーアフィニティー電気泳動にレクチンや糖鎖加水分解酵素を部分的に導入するpartial filling affinity electrophoresis法を開発した。十字型マイクロチップの交差部にレクチンを物理的に包含したゲルを作成し、糖鎖の構造特異的な濃縮と分離に応用した。誘導体化試料のオンライン精製分析:分析に伴う標識化で多量に残存する試薬類を特異的に除去分析する技術の開発を行った。本年度の成果は論文3編としてまとめた。最終年度のため今までの成果を総説2編として公表した。マイクロチップ電気泳動分析システムを現場で様々な用途に対応させることを目的として、単純な市販の十字型マイクロチップの流路上に蛍光検出光源としてのアルゴンレーザーを使ってピンポイント光重合を行い、試料中の目的成分の高度選択的濃縮や誘導体化、酵素反応の実現を目指している。本年度は、(1)マイクロチップデザイン、(2)装置の開発、(3)特異的な濃縮技術の開発について検討した。(1)については装置ならびにシステムの設計も完了し、基本的なデザイン設計と汎用化を検討中であり、成果を報告するまでには至っていないが、次年度には成果を公開できると考えている。(3)については、今年度、(1)弱酸性光重合ゲルのin situ合成と弱酸特異的perm-

selective濃縮ならびに分離(S. Yamamoto et al., J Sep Sci, 34 (2011) 2879.)、および(2)レクチン固定化ゲルを用いる糖鎖の構造特的な濃縮と分離(S. Yamamoto et al., Analyst, 137 (2012) 2211)という二つの方法について報告した。(1)ではグリコール酸を側鎖として有するポリアクリルアミドゲル層を分岐流路の内部に作成することで、弱酸のみを特異的に捕捉する方法である。10万倍という高濃縮率で弱酸性試料のみを特異的に捕捉できるので、10-13 Mという極めて低濃度のアミノ酸誘導体の分析に適用が可能であった。(2)はレクチンを含むアクリルアミド溶液を十字流路の交差部で光重合させた。レクチンの固定化量が100フェムトモル程度であるために、大幅な濃縮は困難であったが、たとえばシアル酸認識レクチンを用いると、糖鎖混合物よりシアル酸含有糖鎖だけを捕捉、濃縮し、分析することが出来た。研究の進展状況本テーマの要点はマイクロチップ電気泳動にピンポイント光重合を導入して,微量の環境成分の微小全自動分析を実現するための根幹技術を開発することである。具体的な技術内容としては「数万倍以上の濃縮効率」,「試料の特異的選別抽出」,「選択的濃縮」,「高感度検出」からなる。この内,濃縮に関しては既に10万倍という高濃縮率を達成している。また今期はゲル内に適切な捕捉分子を導入し,過渡的濃縮を併用すれば,生物学的な親和性のそうやデリケートは捕捉系を用いても,高分離能を保持したまま,高濃縮率を達成できることを示した。今まで行っていない塩基性試料の濃縮に関する技術についても目処をつけた。さらに塩基性試料についても,実現できることがわかった。しかもこれらの結果は国際的に認知された雑誌に公表しており,今後も発表を継続する予定である。また,本研究に主体的に関与した所属学生は薬学会の支部奨励賞や分析化学会電気泳動分析研究懇談会で若手ポスター賞を受賞するなど高い評価を得ている。既に,本研究に関連した総説依頼も受けており,今後も様々な分野への応用が期待されている。。研究計画に述べた内容についてはすべて着手しており、順調に進展している。また、それぞれ数編の論文として国際誌に公表した。現在も問題なく研究は進んでおり、年度内での目標達成は可能である。マイクロ流体デバイスを用いた分析では試料をマイクロピペット等で一定量導入すれば,その全量を選択的かつ高感度で検出可能な誘導体に変換し,十分な分離能で分析できなければならない。そのためには,現在,着手している研究を完成させることはもちろん,ポリマー基剤の選択や光硬化技術の改良など,操作性を高めるための基本的な研究を平行して実施したい。また,ここで開発した技術は電気泳動以外にも,キャピラリー電気泳動やクロマトグラフィー用マイクロデバイスのパーツとして有用であり,別の分離場,例えば遠心型マイクロチップとの融合も有効である。これら周辺技術との融合については,既に着手しているので,これらについても研究を継続していく予定である。また,全自動チップという最終的な目的を達成するためには,現在の市販マイクロチップでは限界がある。
長期に入院する統合失調症患者へのセラピューティックレクリエーションの開発と評価

本研究の目的は、長期に入院する統合失調症患者に対して、対人関係の向上に焦点化したセラピューティックレクリエーションプログラムを開発および実施し、それを患者の主観的経験に基づいて評価することであった。結果、対象となった患者は、男性7名、女性2名、合計9名であった。本プログラムは、長期に入院する統合失調症患者の対人関係に関する認識を向上させる可能性があることが示された。今後は、プログラムを洗練させ、調査結果を蓄積していく必要がある。1.プログラム内容の検討:Van Andel(2003)によるTherapeutic Recreation Outcome and Service Delivery Modelsを本プログラムの理論基盤とし、治療・リハビリテーションの側面を最も重視しつつ、より自立的な余暇体験になるように、プログラムの目的・目標を設定した。目的には「長期に入院する統合失調症患者が、レクリエーションを通して、他者と交流する意欲を向上させること」を設定し、この目標を段階的に達成できるように、各月毎の段階的な目標を設定した。次に、プログラムの目的・目標に基づき、先行研究で本プログラムの目的に関する成果がみられた、メニュー・実施方法を抜粋し、プログラムの目的・目標を達成するためにより効果的な実施方法を検討した。2.介入方法の統一:運営方法を詳細に記載した看護者用のマニュアルと参加者用パンフレットを作成した。看護者用マニュアルでは、本プログラムの目的や意図、実施する際に注意することなどを解説した。参加者用パンフレットは、対象者が理解しやすいような平易な言葉を用いて、プログラムの目的や各回の内容について解説した。また対象者が後で振り返ることができるように、他者との交流に関して気づいたことやできたことをメモする欄を設けた。3.内容妥当性の検討:作成したプログラムは、精神看護学ならびに他領域における看護学研究者、心理学研究者から助言を受けて、洗練させた。4.介入方法打ち合わせ:プログラムの実施に向けて、単科精神病院との打ち合わせ準備を開始しているところである。研究の全体構想は、長期に入院する統合失調症患者の社会復帰を促進するための一戦略として、対人関係の向上に焦点化したセラピューティックレクリエーションプログラムを開発し、将来的にはその成果を活用してプログラムの効果を測定する尺度を開発し、プログラムの効果を量的に測定することによって、開発したプログラムを一般化することである。本研究は、この全体構想を達成するための第一段階の研究として位置づく。本研究の目的は、長期に入院する統合失調症患者に対して、対人関係の向上に焦点化したセラピューティックレクリエーションプログラムを開発および実施し、それを患者の主観的経験に基づいて検討することにより、臨床的有用性を評価することである。研究2年目にあたる平成23年度は、開発したプログラムを実施し、長期に入院する統合失調症患者の対人関係に関する認識がどのように変化するかを詳述することを開始した。プログラムの実施方法は、開発した看護者用のマニュアルに基づき、研究者がリーダーとなって実施した。データ収集の方法は、プログラムの実施前後に個別のインタビュー調査を実施した。分析方法は、インタビューの内容を録音して逐語録を作成し、逐語録から対人関係に関する内容を抜粋し、継続的比較分析することによって、カテゴリーを生成した。分析を終えた対象者は2名である。結果、プログラム実施前は、他者が怖いと思い、自分から積極的に他者と関わろうとしないことが多かったが、プログラムへの参加を通して、人と輪になれた経験をし、ゆとりを持って話し合えるようになったことなどが明らかになった。初年度に開発したプログラムを実施し、患者の主観的な評価に基づいて臨床的な有用性を検討した。具体的には、1年以上の長期に入院している統合失調症患者に対して、対人関係の向上に焦点化したセラピューティックレクリエーションプログラムを実施し、インタビュー調査の結果に基づいて、プログラムを評価した。当初の目標としていた対象者数には満たないものの、開発したプログラムを実施しデータ収集も滞りなく進行できている。現在も開発したプログラムの実施中であり、おおむね順調に進展しているといえる。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後も計画書どおりに、着実に研究を遂行していく。具体的には、目標対象者数を満たすまでプログラム介入を実施し、データ収集ならび重ねる。データ分析については、本年度で得られた結果を基に、より対象者の対人関係の向上に関する分析内容を洗練させていく。
携帯情報端末によるスポーツ観戦メタデータの抽出・共有と映像アノテーションへの利用

本研究では、映像記録の事後処理としてではなく、映像中の事象が発生している瞬間に現場にいる人間の自然な行動から、映像アノテーションの一部となるメタデータを抽出することを目指している。具体的には、試合会場(スタジアム等)における観戦者の視線方向や身体動作に関する情報を、スポーツ観戦メタデータとして携帯情報端末等を用いて抽出し、観戦中に撮影した画像と関連付けることで観戦コンテンツを作成した。方位センサ情報から観戦者のフィールド上の視点を検出する手法について検討し、視線方向や身体動作を含む観戦コンテンツを活用したスポーツ中継映像の視聴システムを試作した。本研究では、スポーツ映像を対象として、機械処理の精度向上や専門家が修正する映像区間の絞り込み、また多数の閲覧者の視点や注目度といった統計的情報の取得、これらを映像中の事象の発生と同期的に行うことによる新しい映像アノテーション手法の確立を目指している。具体的には、試合会場で観戦・応援しながらデジタルカメラやハンディカムで適宜撮影を行うという、ごく自然は観戦スタイルを映像アノテーションに組み込む手法の提案である。一般に、撮影された静止画や動画像が保持するメタデータは時間情報のみであることから、観戦時の身体動作や視線の方向、観戦位置に関する情報を観戦状況メタデータとして獲得するために、撮影機器以外のデバイスとして各種センサを搭載した携帯情報端末(センサユニット)を導入した。平成21年度はセンサユニットを4式製作し、試作済みの2式と合わせてスタジアムの異なる位置から試合観戦データの収集を行った。収集データから観戦者の視線方向と位置情報を観戦状況メタデータとして抽出しその精度評価を行った結果、視線方向については観戦者の座席位置と視線先のフィールドとの位置関係が重要であり、座席正面からの角度が大きくなるにつれて精度の低下が見られた。観戦中の最大視野角が128度と広いことから、スタジアムに分散して着席している観戦者のメタデータは、フィールドを領域分割して局所的に採用することで映像アノテーションとしての利用価値があることが分かった。また座席位置については、屋根のないスタジアムでは誤差範囲内であるが、メインスタンドなど屋根がある座席については最大30m程のずれを生じることから、現実的にはRF-IDタグ等の非接触センサや電子チケット等による座席位置の自動設定が望ましいと考えられる。平成22年度は、電子コンパスを内蔵したデジタルカメラを導入し、複数人の撮影に基づくフィールド上の視点検出を行った。3名の視線の重心を求める方法により、約9m(サッカー場のセンターサークル程度)の範囲内で視点の検出が可能であること、1名の視線を追加することで約6mの範囲内で検出可能となることを示した。単一の放送映像では抽出が困難な区間に対して観戦データを適用することにより、ボール位置検出という従来技術の部分補完が可能となることが分かった。また、ゴールシーンなどの試合の盛り上がりに応じた典型的な身体動作として、センサユニットの3軸加速度センサから身体動作に伴うZ軸(上下)方向の加速度を取得し盛り上がりの検出を行ったところ、ゴールシーンの検出率は100%であり、シュートシーンについては再現率62.5%、適合率83.3%という結果が得られた。さらに、観戦行為に基づくスポーツ中継映像の構造化を行い、観戦メタデータを活用したスポーツ中継映像視聴システムを試作し、中継映像とともに観戦者の視点や撮影した画像、身体動作等の時系列情報の閲覧と共有が可能となった。
ケミカル・ダイレクト・リプログラミングに基づく代謝疾患の再生治療

褐色脂肪細胞は、余剰エネルギーを熱として散逸する細胞である。我々は、線維芽細胞から褐色脂肪細胞を直接誘導することに成功した。この成果を基に、本研究では小分子化合物でヒト線維芽細胞から褐色脂肪細胞へのダイレクト・リプログラミングを達成する技術を確立することを目的とした。高感度高スループットのスクリーニング系を構築して化合物ライブラリーをスクリーニングした結果、目的とした化合物の候補を複数見出した。本研究の成果は、褐色脂肪細胞の分化機構の解明に貢献するのみならず、糖尿病やメタボリック症候群の新規再生医療に繋がる可能性が期待できる。褐色脂肪細胞は、白色脂肪細胞とは異なり、脂肪酸を酸化分解したエネルギーを熱として散逸する細胞であり、マウス等では肥満や耐糖能異常に抑制的に働く。ヒト成人に褐色脂肪細胞が存在することは、2009年に初めて証明され、まだ未解明の部分が多い。興味深いことに、高度の肥満、脂質異常症、糖尿病の患者ではほとんど活性が認められない。そこで、糖尿病の患者から褐色脂肪細胞を作出して自家移植できれば、全く新しい細胞治療を提供できる可能性が考えられる。我々は最近、線維芽細胞から褐色脂肪細胞を直接誘導することに成功した。しかし現状では遺伝子導入で誘導しているので、実用化にさらに近づけるためには、安全性が高い誘導法の確立が望まれる。そこで本研究では、遺伝子導入に換えて小分子化合物で、ヒト線維芽細胞から褐色脂肪細胞へのダイレクト・リプログラミングを達成する技術を確立することを目的とした。上記の研究成果に基づき、高感度で高スループットのスクリーニング系を構築し、8,800分子種の化合物ライブラリーをスクリーニングした。その結果、1因子を代替する化合物の候補を複数見出した。これらの化合物の作用をさらに検討することにより、小分子化合物によるヒト線維芽細胞から褐色脂肪細胞へのダイレクト・リプログラミングが可能になると期待できる。このような化合物は、さらに褐色脂肪細胞のダイレクト・リプログラミングのメカニズムの解明にもつながり、さらにケミカル・ダイレクト・リプログラミングとして実用化する可能性があると考えられる。再生医学
超高感度水中ラジウム濃度測定器の開発とラジウム除去の研究

水中のラジウムの濃度を、ラジウムの崩壊で生成されたラドンをバブリング法によって空気中に取り出し、このラドン濃度を測定することでラジウム濃度の測定をする装置を開発した。最初水中に存在していたラドンが3.8日の半減期で崩壊した後は、ラジウムから生成されたラドンのみが観測されるのでこのラドンの濃度がラジウム濃度に対応する。この測定器のラジウム濃度の測定限界はおよそ1mBq/m^3である。上記の測定器を用いてスーパーカミオカンデ水槽中の純水のラジウム濃度の測定をおこなった。この結果、ラジウム濃度は0.9±0.1(統計誤差)±0.1(系統誤差)mBq/m^3であった。この値は、ラジウムの個数密度に直すと、68.4±6.4±7.7個/m1である。この水質は本研究で目標にしていた純度であり、満足のいくものである。水中のラジウム除去に関しては、現在のスーパーカミオカンデ測定器中のラジウム濃度が本研究費で制作したラジウム測定器の検出限界近くに来ていたため、スーパーカミオカンデの純水を用いては遂行できなかった。そこで、ラジウムがスーパーカミオカンデに比べて多く含まれるカミオカンデの純水用いて何を使えばラジウム濃度を下げることができるかを研究した。その結果、逆浸透膜、ウルトラフィルター、活性炭が純水中に残っているラジウムを除去するのに有効であることが判明した。・水中ラジウム濃度測定器の検出器部分の基礎特性の測定を行った。測定器はラジウムが崩壊してできたラドンを測定するのであるが、測定器として、直接水中のラドンを測定するタイプと、別な方法でラドンを気化させてその空気を測るタイプの2種類について測定を行った。その結果後者の方がバックグラウンドが約3倍少ないという結論を得、後者の測定器を水中ラジウム濃度測定器に用いることにした。ただし、後者の測定器においても、目標である1mBq/m^3(=0.001ラジウム崩壊/秒/1m^3水中)の超高感度を達成するにはまだバックグラウンドが約5倍多いという問題がある。目標バックグラウンドは1日1カウントであるが、現状は1日5カウントである。いかにバックグラウンドを低減するかが次年度以降の重大な課題である。・水中ラジウム濃度測定器のための測定水貯溜水槽は完成し、配管等も接続が行われた。現在測定水貯溜水槽、配管、検出器を全て接続して総合バックグラウンド測定を行っている。・当初懸念された高湿度下での検出器の動作に関しては、今までの所問題にはなっていない。本年度は、昨年度開発した水中ラジウム測定器を用いての純水中のラジウム濃度の測定、水中ラジウム測定器の改良、測定器バックグラウンドの低減を中心に行った。水中のラジウム濃度の測定は、スーパーカミオカンデ水槽の水を純水装置で純化したものについて行った、その結果当初水中のラジウムは5-10mBq/m^<13>であったが、半年以上経って純水の純度が上がってからは、1mBq/m^3程度になった。この水質はとりあえず本研究で目標にしていた測定量であり、ほぼ満足のいくものである。水中ラジウム測定器については実際に測定をしてみると細かい改良点があったので随時改良した。しかし、本質的な部分ではなにも問題ない。測定器のバックグラウンド低減に関しては、検出器内面の研磨の精度を上げたものを試作し、バックグラウンド量のテストを行った。その結果バックグラウンド量は1日数カウントまで下がり、約半分のバックグラウンド量を達成した。ただし、はかろうとしている純水中のラジウム量がすでに1mBq/m^3程度であり、バックグラウンドのほうが信号より多くなっており、バックグラウンドの低減はもう少し工夫をして改良したい。本研究は、昨年度まで開発した水中ラジウム測定器を用いて純水中のラジウム濃度の測定をし、研究のとりまとめを中心に研究活動を行った。また、さらに水中ラジウム測定器の改良、及びラジウム除去方法の理解を得るための研究も進めた。

水中のラジウム濃度の測定は、昨年度のスーパーカミオカンデ水槽の水の測定で既に1mBq/m^3程度になっていた。このため、測定の信頼性を上げるためには、測定器のさらなる信頼性の向上が不可欠であったので、ラジウム測定器の負圧防止用の純空気注入や、その空気の純度の向と戸いった細かい改良を行い、再測定を行った。ラジウム濃度に関しては昨年度の測定を確認した。この水質は本研究で目標にしていた純度であり、満足のいくものである。水中のラジウム除去に関しては、現在のスーパーカミオカンデ測定器中のラジウム濃度が本研究費で制作したラジウム測定器の検出限界近くに来ていたため、スーパーカミオカンデの純水を用いては遂行できない。そこで、ラジウムがスーパーカミオカンデに比べて多く含まれるカミオカンデの純水用いて何を使えばラジウム濃度を下げることができるかを研究した。その結果、逆浸透膜、ウルトラフィルター、活性炭が純水中に残っているラジウムを除去するのに有効であることが判明した。
人の顔に特異に反応する事象関連脳電位を用いた重症心身障害児者の顔認知に関する研究

重症心身障害児・者の障害の1つに、対人的相互交渉の質的障害が考えられる。対人的相互交渉場面において、対人認知はそれを行う際の重要な手がかりとなるが、その中でも特に顔の認知が大きな比重をもつ。本研究はこのような観点から、客観的な生理学的指標として事象関連脳電位(ERP)を用い、重症心身障害児・者の顔認知処理の特質を知ろうとするものである。54名の重症心身障害者を対象として、実験を行った。刺激は液晶モニター上に提示された、(1)全く未知の人物の顔写真、(2)普段、介護をしている看護師等の顔写真、(3)犬の顔写真、(4)丸い掛け時計の写真、および(5)星形図形であった。刺灘(1)(4)は自黒写真であったが、刺激(5)は被験者の注意を引くようにピンク色で提示した。脳波は両耳朶結合を基準に、Fz、Cz、Pz、T5、T6から導出し、各刺激に対するERPを算出した。そして、顔特異電位といわれるP170成分、逸脱刺激に対するP300成分の振る舞いを中心に分析を行った。重症度との対応付けを行うために、「大島分類」の知的機能の障害の程度で被験者を分類し、P170成分の出現様相との対応付けを試みた。P170は知的障害の程度が低いほど多く観察されたが、例外もみられた。また逸脱刺激に対するP300成分は、重症度の高い被験者においても出現した。発達年齢との関連では、顔刺激に対するP170成分は、発達年齢の高いほど顕著に出現する傾向にあったが、発達年齢の低い被験者においても、特に既知顔に対してのP170が観察されるなど、完全な一貫性はなかった。またP300成分は、発達年齢の高低に関わらず広く観察された。日常生活における働きかけに対する応答性とERPとの関連では日常応答性が高くなるほど、全体的なERP振幅は増大し、顔刺激に対するP170成分も顕著に増大した。本実験パラダイムによって評価される認知処理機能は、日常生活における応答性と最も高い関連性をもつと考えられる。重症心身障害者の中には、自分の両親や養育者など、親近性の強い人物に対しては交渉が持てるが、それ以外の人物に対しては適切な交渉が持てないものが多い。この原因の1つに、対人的相互交渉の質的障害が考えられる。対人的相互交渉場面の中でも、対人認知は、それを行う際の重要な手掛かりとなる。その中でも特に顔の認知が大きな比重を持つことは明らかである。本研究はこのような観点から、従来用いられてきた行動指標に加えて、客観的な生理学的指標としての事象関連脳電位(ERP)を用い、重症心身障害者の顔認知処理の特質を知ろうとするものである。この目的を達成するために、本年度は、従来我々が行ってきた、顔認知処理特性を調べるために用いたERP手法を重症心身障害者に適用する方法についての検討を行った。具体的には、自閉症児・者および健常児・者を対象に、以下のような手続きで実験を行った。既知と未知の2種類の人物、人物以外の図形および単純図形を、それぞれ等確率で提示し、単純図形に対して運動反応を行わせた。