hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
機械学習理論による組織行動の分析

本研究の成果は以下の4点にまとめられる。・組織行動の分析に利用できるフレームワークの確立を指向したこと。・分散人工知能の立場から知識集約型の学習における諸概念を拡張し、複数の構成主体による知識集約型の学習の概念に基づいて定式化したこと。・組織科学と分散人工知能に関する近年の研究成果に基づいて、組織行動を分析するための計算モデルを提案したこと。・提案する方法論の有用性をシミュレーションの実行により検証し、機械学習理論の適用の妥当性を確認したこと。本研究の成果を援用することにより、日本的な組織行動の諸概念が、計算機上で記述できそれを用いたシミュレーションが可能となると考えられる。また、この成果は分散型知識システムや、Computer Supported Cooperative Work(CSCW)、あるいは、経営組織論における組織の問題解決などに共通する諸問題のモデル化に適用可能である。
脳神経リズム発振回路による入力情報の統合および修飾に関する神経薬理学的研究

呼吸中枢神経回路における他の中枢および末梢の部位からの入力情報の選別および増幅等の複雑な統合機能について,呼吸ニューロン膜電位ならびにシナプス後電位を指標に検討し,以下の知見を得た。1.肺迷走神経求心路(VN)あるいは橋nucleus parabrachialis medialis(NPBM)からの入力は,その経路は異なるが呼吸中枢神経回路内では同じように呼吸ニューロンに伝達されること,NMDA受容体機序がこれら入力の効果を修飾していることがわかった。特に,late-I neuronはGABAを伝達物質とする抑制性ニューロンであること,VNとNPBMからの入力により誘発されたEPSPはNMDA受容体機序を介して加重し大きな長く続く脱分極を起こすことが明らかとなった。これより,late-I neuronの興奮が吸息から呼息への切り替え(IOS)の初期の部分に関与しており,引き続いて起こるpost-I neuronの興奮がIOSの後半部分から呼息の維持にかけて重要であることが明かとなった。NMDA受容体の遮断により,持続的吸息呼吸(apneusis)が誘発された。このapneusis時には,これら2つのニューロンにnon-NMDA受容体機序を介して引き起こされる短い興奮と引き続いて起こるaug-E neuronの興奮がIOSに関与していると考えられた。3.呼吸ニューロンでは,ryanodine感受性の細胞内CaストアによるCa濃度調節が行われており,シナプス入力によって形成される周期性膜電位変動ならびに活動電位発射をCa-activated K channelを介して制御していることがわかった。代表的なリズム形成神経回路の一つである脳幹呼吸中枢の入力情報処理機構の電気生理学的特性とN-methyl-D-aspartate(NMDA)受容体機構の関与について神経薬理学的および免疫組織化学的方法により検討した。実験には,除脳、無麻酔、非動化、人工呼吸下ネコを用いた。2.Dizocilpineの全身投与によりaug-Iおよびpost-I neuronの脱分極が抑制されたが,aug-E neuronのそれは変化しなかった。しかし,記録細胞近傍への電気泳動的局所適用では,全てのニューロンが過分極を起こした。以上より,(1)肺迷走神経とNPBMからの入力は,その経路は異なるが,呼吸中枢神経回路内では同じように各ニューロンに伝達されること,(2)各種呼吸ニューロンのNMDA受容体分布の不均一性が示唆された。脳幹呼吸中枢の入力情報処理機構について,末梢性入力(肺迷走神経求心路: VN)および中枢性入力(橋nucleus parabrachialis medialis : NPBM)の反復性電気刺激によるlate inspiratory(late-I)neuron応答性並びにN-methyl-D-aspartate(NMDA)受容体機構の関与について神経薬理学的および免疫組織化学的方法により検討した。実験には,除脳,無麻酔,非動化,人工呼吸下ネコを用いた。1.NPBMあるいはVNの反復性電気刺激により,late-I neuronには初期にIPSPが加重した過分極が,その後EPSPが加重した大きな脱分極が誘発された。後半の脱分極は刺激停止後にも長く続いた。2.NMDA受容体遮断薬のdizocilpineの全身投与により,late-I neuronは過分極し活動電位発射は停止し,正常呼吸リズムが持続性吸息パターンに変化した。この状態では,NPBMあるいはVN刺激により誘発される後半の大きな脱分極が抑制され,刺激に対応した速い減衰性の低振幅EPSPのみが残った。このEPSPに加重は起こらなかった。3.Neurobiotinの細胞内投与により同定した全てのlate-I neuronの細胞体にNMDA受容体およびGAD蛍光が見つかった。以上より,(1)late-IneuronはGABAを伝達物質とする抑制性ニューロンであること,(2)VNとNPBMからの入力により誘発されたEPSPは,NMDA受容体機構を介して加重し,大きな長く続く脱分極を起こすことが明らかとなった。

この脱分極とそれに伴う活動電位の群発射は,吸息相から呼息相への切り替えに重要な働きをしていると考えられた。除脳,無麻酔,人工呼吸下ネコを用いて以下の項目について検討し,新たな知見を得た。1.肺迷走神経求心路(VN)あるいは橋nucleus parabrachialis medialis(NPBM)から呼吸中枢神経回路への入力とNMDA受容体機構の関与ならびに呼吸位相切り替え閾値との関連性について検討した。VN刺激により呼吸ニューロンに誘発されたシナプス後電位(PSPs)はNPBM誘発PSPsとほぼ同様であった。短潜時のPSPsはNMDA受容体遮断により変化しなかったが,引き続いて起こったPSPsの振幅は減少した。また,VNあるいはNPBMの電気刺激による吸息相から呼息相への切り替え閾値が低下した。これより,VNとNPBMからの入力は,その経路は異なるが呼吸中枢神経回路内では同じように伝達されること,NMDA機構がこれらの入力の効果を修飾していることがわかった。2.細胞内CaストアのCa濃度調節機序による呼吸ニューロン膜電位,活動電位およびシナプス後電位への修飾を検討した。Ryanodine(ryanodine受容体の作用薬)の細胞内適用により,漸増型呼吸ニューロンの活動相脱分極は減少し,位相切り替え時の過分極が増大した。漸減型呼吸ニューロンでは,活動相の膜電位再分極が促進された。すべての呼吸ニューロンにおいて,活動電位の再分極相が増大し,発射頻度が減少した。Ryanodine受容体拮抗薬のruthenium redあるいはCaイオンキレーターのBAPTAは,ryanodineと反対の作用を示した。Ryanodine受容体が呼吸ニューロンに存在することを蛍光免疫組織化学法で確認した。これより,呼吸ニューロンでは,細胞内CaストアによるCa濃度調節が行われており,Ca-activated K channelを介してシナプス入力によって形成される呼吸性膜電位変動ならびに活動電位発射が制御されていることがわかった。
免荷式歩行訓練のための下腿筋固有受容器の機能評価システムの開発

アキレス腱張力をはじめとする下腿筋群の固有受容器の機能評価を歩行訓練中に計測することは困難であり,安価で非侵襲な方法で計測できれば,今後の運動機能障害者の歩行訓練に有益な計測手法となる.本研究では,免荷式歩行訓練において,皮膚上からアキレス腱張力を推定し,かつ伸張反射感受性を推定できる計測システムを開発することを目的とした.本研究では,歩行立脚期中のアキレス腱張力を計測できるようになったが,伸張反射感受性計測と組み合わせることはできなかった.しかしながら,それらの開発基盤は整ったといえる.アキレス腱張力をはじめとする下腿筋群の固有受容器の機能評価を歩行訓練中に計測することは困難であり,安価で非侵襲な方法で計測できれば,今後の運動機能障害者の歩行訓練に有益な計測手法となる.本研究では,免荷式歩行訓練において,皮膚上からアキレス腱張力を推定し,かつ伸張反射感受性を推定できる計測システムを開発することを目的とした.本研究では,歩行立脚期中のアキレス腱張力を計測できるようになったが,伸張反射感受性計測と組み合わせることはできなかった.しかしながら,それらの開発基盤は整ったといえる.これまでの神経生理学的研究の知見から,脊髄損傷の歩行機能回復訓練には股関節可動域増大とアキレス腱への負荷刺激が重要ポイントであることが提唱されている.また,脳卒中片麻痺者等の痙性を伴う場合には伸張反射感受性がその機能指標となるが,簡便に計測できるシステムは未だ存在しない.アキレス腱張力を歩行訓練中に計測することは困難であり,安価で非侵襲な方法で計測できれば,今後の運動機能障害者の歩行訓練に有益な計測手法となる.本研究課題では,アキレス腱張力計測に加えて,下腿筋群の伸張反射感受性を計測できるシステムを開発し,アキレス腱張力と伸張反射感受性の2つの情報から,下腿筋固有受容器の機能評価システムを開発することを目標とする.申請者らは,平成23年度から「免荷式歩行訓練のためのアキレス腱張力の非侵襲計測システムの開発」(H23-24挑戦的萌芽研究)により,免荷式歩行訓練中のアキレス腱張力を非侵襲に計測できるシステムの開発を目指してきた.最終的に実際の歩行運動中の筋張力を正確精密に計測できるには至らなかったが,その開発基盤は整ったといえる.本年度は,これまでの開発経験をもとに,正確で精密な計測ができるデバイス開発を目指し,開発を続け,歩行中のアキレス腱張力を非侵襲な方法で計測するために固定方式の異なる2種類の計測デバイスを試作した.アキレス腱が優位に作用する蹴り出し期において理論値として推定したアキレス腱張力と実験値としてデバイスで計測したアキレス腱の形態的パラメータの関係性の評価を行った.その結果,クリップ型デバイスではアキレス腱の張力発揮に伴い,押し付け反力,ひずみ量,剛性が変化し,アキレス腱張力との高い相関を確認し,アキレス腱の材料的特徴を反映させることができた.これまでの神経生理学的研究の知見から,脊髄損傷の歩行機能回復訓練には股関節可動域増大とアキレス腱への負荷刺激が重要ポイントであることが提唱されている.また,脳卒中片麻痺者や脊髄損傷者のような痙性を伴う場合には伸張反射感受性が,痙性の指標となるが,歩行訓練中に簡便に計測できるシステムは未だに存在しない.本研究課題では,アキレス腱張力計測に加えて,下腿筋群の伸張反射感受性を計測できるシステムを開発し,アキレス腱張力と伸張反射感受性の2つの情報から,下腿筋固有受容器の機能評価システムを開発することを目標としてきた.これまでアキレス腱張力を歩行訓練中に計測できるデバイスはなく,安価で非侵襲な方法で計測できれば,今後の運動機能障害者の歩行訓練に有益な計測手法となる.申請者らは,平成23年度から脊損者の免荷式歩行訓練中のアキレス腱張力を非侵襲に計測できるシステムの開発を目指してきたが,最終的には実際の歩行運動中の筋張力を正確かつ精密に計測できるまでには至らなかったが,本研究課題ではその研究開発基盤をもとに2年間の研究を進めてきた.結果として歩行運動中のアキレス腱張力を非侵襲に推定できるクリップ型の計測デバイスを開発できた.このクリップ型計測デバイスでは,アキレス腱の張力発揮に伴い,押し付け反力,ひずみ量,剛性が変化し,アキレス腱張力との高い相関を確認し,アキレス腱の材料的特性を推定できた.しかしながら,個々の被検者の形態的特性に依存した較正値が必要であることが,今後の課題として残ったが,ある一定の成果が得られたと考えられる.また,歩行中に計測できる伸張反射計測デバイスも開発できたが,最終的には統合したデバイス開発とは至らなかった.リハビリテーション工学新たな2種類の試作機を開発し,これまでできなかった実際の歩行中の計測ができるようになり,大きく進展した.すでに,国内学会ではあるが,研究成果発表もできており,投稿論文の準備も着々と進んでいることから,おおむね順調であると判断した..腱張力と腱幅の両方を計測できるデバイスが今後有力であるが,被検者毎に較正式が異なってしまう点が今後の課題である.被検者のアキレス腱部の形態に左右されると考えられ,今後どのように較正式を補正し,汎用性のある計測デバイスにしていくかが取り組むべき課題である.また,腱張力(スティフネス)計測デバイスとしては,大きな進捗をみせているが,伸張反射計測と組み合わせのが現状であることから,伸張反射計測デバイスをいかに組み合わせていくかについても今年度の課題である.

見込んでいた消耗品を中心とした物品費があまり使わなくて済んだことからさらにアキレス腱張力デバイスの試作を続け,さらに伸張反射計測デバイスと組み合わせていくことから,今年度は主として物品費が支出されると思われる,また,研究成果発表を中心とした旅費も昨年に引き続き,当初より多く支出される見込みである.
内耳炎症メカニズムの解明と急性感音難聴に対するサイトカイン阻害療法の検討

当研究では蝸牛傷害における炎症反応の病態生理への関与を、傷害種を超えて横断的に捉えることを主眼とし、その知見を通して非ステロイド抗炎症剤による新規治療標的を見いだすことを最終目標としている。本年度の結果を記す。1)音響外傷蝸牛における外側壁での炎症細胞浸潤とIL-6産生に関する新規知見既に予備実験で産生誘導を確認していた炎症性サイトカインの、蝸牛内での発現部位に関する詳細な検討を行った。その結果、IL-6産生細胞は外側壁のIII, IV型線維細胞と神経節細胞であり、さらに外側壁ではIL-6産生細胞に隣接する部位から活性型炎症細胞が出現して経時的に増加することを明らかにした(業績英文論文1)。この知見は蝸牛本体から傷害に対するレスポンスとしてIL-6が産生されることを示しており、IL-6の有する炎症反応惹起作用を介して、病態生理へ直接関与している可能性を窺わせる。次年度はこの知見を基礎に、現在特許申請中のIL-6阻害による音響外傷治療の作用機序を詳細に検討する予定である。2)急性内耳ミトコンドリア障害モデル蝸牛での炎症細胞浸潤と、IL-6産生細胞の同定ミトコンドリア毒素である3NPの正円窓窩投与にて作成した急性内耳ミトコンドリア障害モデル蝸牛においても、外側壁のIII型線維細胞に強いIL-6の発現を確認した。炎症細胞浸潤は音響外傷より広範に認め、外側壁のIL-6隣接部位に加えて血管条内に多数の細胞浸潤を認めた。当モデルは細胞内呼吸障害モデルであり音響外傷とは異なる病態生理である。障害種を超えた蝸牛障害における炎症反応の普遍性が部分的ながらも示唆される一方、病態への関与は音響外傷と異なる可能性もあり、今後の検討課題と思われた。3)突発性難聴急性期症例に患者末梢血検体における炎症性サイトカインの検討これまでの検討から一定の傾向を得られているが、現在症例数を蓄積している段階である。本年度の結果を記す。
Notchシグナルによる上皮幹細胞の恒常性維持機構の解明

Notchシグナルの主要関連分子のHes1は、角膜や眼球の形態発生において必要不可欠な役割を担っていることが解明された。また、Hes1は角膜上皮幹細胞、前駆細胞等に局所特異的に発現しており、分化した角膜上皮細胞には発現していなかった。遺伝子導入実験からその機能としては、細胞増殖を抑制して角膜上皮幹細胞を未分化状態に維持し、角膜上皮の恒常性維持機構に極めて重要な働きをしていることがはじめて確認された。まずNotchシグナルの主要関連因子であるNotch1遺伝子欠損マウスを用いて、Notchシグナルと角膜上皮との関連性を検討した。その結果、既報のとおり角膜創傷モデルにて、上皮が血管新生を伴って過増殖し、角化上皮へと分化転換した。よってNotchシグナルが角膜上皮の恒常性維持機構において機能的な役割を果たしていることを確認した。次にNotchシグナルの下流にある主要関連因子であるHes1遺伝子の欠損マウスを作成し、角膜、特に角膜上皮における機能解析を行った。胎生期から経時的に眼球をサンプリングして角膜の形態発生を肉眼的・組織学的に観察した。その結果、KOマウスの角膜は著しく発生が障害されていることがわかった。走査型・透過型電子顕微鏡を用いて形態学的観察では、上皮細胞の発生・分化が障害されていた。採取したマウス角膜を上皮細胞に特徴的な細胞骨格マーカー、細胞間接着分子、基底膜構成分子、細胞増殖関連分子、アポトーシス関連分子、幹細胞マーカーの発現を免疫組織化学染色法を用いて検討した結果、KOマウスでは細胞分化が著しく障害されていた。さらに我々がすでに確立している羊膜基質を用いた上皮幹細胞の3次元培養モデルを用いて、Hes1遺伝子欠損マウス角膜上皮のin vitroにおける機能解析を行った結果、WTでは正常に増殖・分化して3次元構築された上皮細胞層を形成したのに対して、KOでは、正常に増殖・分化せず3次元培養が困難でたった。以上のことより、Notch1およびHes1は角膜上皮の発生や恒常性維持機構に重要な働きをしていることが確認された。角膜創傷モデルを用いてNotch1が角膜上皮の恒常性維持機構において機能的に重要な役割を果たしていることを確認した。次に、Notchシグナルの下流にある主要関連因子であるHes1遺伝子の欠損マウスならびにHes1-GFPマウスを作成し、角膜、特に角膜上皮における機能解析を行った。Hes1-GFPマウスを解析した結果、Hes1遺伝子は角膜上皮幹細胞が存在すると考えられている角膜輪部上皮基底細胞に強く発現していることがわかった。マウス角膜創傷モデルによるNotchシグナル関連因子のin vivoにおける機能解析を行った。その結果、Hes1は角膜上皮の創傷治癒過程において、強くその発現が認められ、Ki67などの細胞増殖マーカーとも相関することがわかった。次に、レトロウイルスベクター(CLIG)を用いてHes1を培養角膜上皮細胞に遺伝子導入した。その結果、Hes1は細胞増殖サイクルを抑制する作用が認められた。その作用過程は、アポトーシスは関与していなく、サイクリンD1を指標とした細胞増殖サイクルのG1期を延長することによることがわかった。また、角膜上皮幹細胞、前駆細胞マーカーであるp63やケラチン19を指標に用いて解析を行った結果、Hes1遺伝子は、角膜上皮幹細胞を未分化な状態に維持する作用があることがわかった。以上のことより、Hes1は細胞増殖を抑制して角膜上皮幹細胞を未分化状態に維持する機能があり、角膜上皮の発生や恒常性維持機構に極めて重要な働きをしていることが確認された。
ヒトパピローマウイルス癌遺伝子産物の機能を阻害する微生物代謝産物の研究

初代ラットグリア細胞にヒトパピローマウイルス(HPV)のE6およびE7遺伝子をトランスフェクション法により導入し、形質転換細胞を作成した。この細胞を用いて、E6、E7遺伝子導入細胞に特異的に作用し、これらの癌遺伝子産物の機能を阻害する物質を微生物代謝産物から探索した。その結果、Streptomyces属に属する土壌分離放射線菌の培養物中に、E7遺伝子導入細胞に対して特異的な細胞死を誘導する2種の活性物質を見出した。その構造は^1HNMR、^<13>CNMR、^1H-^1HCOSY、HMQC、HMBC、NOESYにより決定し、1987年に我々が報告したAnguinomycinAおよびBの類縁体であることから、それぞれAnguinomyinCおよびDと命名した。AnguinomyinCおよびDはヒトパピローマウイルスのE7遺伝子およE6、E7遺伝子双方を導入したグリア細胞に対しては細胞死を誘導したのに対し、ラット胎児の大脳皮質より調製した正常グリア細胞に対しては細胞増殖の停止のみを誘導した。さらに、ラットの正常線維芽細胞3Y1に対して種々の癌遺伝子を導入して形質転換した細胞を用いて検討したところ、Anguinomyin類はアデノウイルス12型ゲノムおよびそのEIA遺伝子、SV40、srcで形質転換した3Y1細胞に対しては細胞死を誘導したが、rasで形質転換した細胞に対しては親株の3Y1細胞と同様の増殖停止作用を示した。したがって、Anguinomycin類はHPV癌遺伝子産物に直接作用しているのではなく、上記の種々の癌遺伝子の標的となっている共通の細胞因子に作用しているものと考えられる。また、フローサイトメトリーで解析した結果、Anguinomycin類は3Y1細胞の細胞周期をおもにG1期で停止していることが判明した。これらの効果はすべて0.11ng/mlという低濃度で観察された。
中耳真珠腫発症機序へのメカノトランスダクション誘導性YAP関与の解明と治療応用

中耳真珠腫は、骨破壊・脳膿瘍などの致命的な合併症を起こす難治性慢性増殖性疾患で、増殖能が更新した重層扁平上皮と厚い皮下組織を特徴とする。真珠腫の発症機序として中耳調圧機構の破綻を誘因とした中耳腔陰圧による鼓膜陥凹、上皮増殖が報告されており、メカノストレス誘導性YAP/TAZによる細胞分化抑制増殖誘導機構の関与が示唆できる。1.動物モデル(中耳陰圧モデル)での解析:動物モデル解析では、機械的陰圧モデル(鼻すすりによる中耳腔陰圧モデル)(Akiyama N, Yamamoto-Fukuda T, et al, 2014)を用い、メカノセンシングの関与を検討する目的でHippoシグナル因子であるYAPの核内移行およびその共役因子であるILK発現について抗YAP抗体、抗ILK抗体、を用いて免疫組織学的に評価した。結果、陰圧をかけた鼓膜弛緩部では鼓膜の肥厚を認め、同部位の細胞においてILKの発現上昇とYAPの核内移行が認められた。ILK活性因子としてL1CAMが同定できた。2.vivo実験にてストレッチアッセイを行った。結果、圧負荷群ではYAPの核内移行およびその共役因子であるILK細胞質発現の有意な上昇を認めた。3.ヒト真珠腫組織でのメカノセンシング、HippoシグナルYAP/TAZ発現解析:手術時に採取した中耳真珠腫組織・正常皮膚を用い、解析をおこなった。YAPの核内移行およびその共役因子であるILK発現について抗YAP抗体、抗ILK抗体、を用いて免疫組織学的に評価した。結果、ヒト中耳真珠腫でも有意なILKの発現上昇とYAPの核内移行を認めた。またILK活性因子であるL1CAMの発現上昇とYAPの核内移行上昇が認めた。今後はL1CAM発現制御に関連する因子を検討してく予定である。鼓膜由来初代培養細胞を用い、器械刺激によりメカノセンシングのダイレクトな刺激を受けた細胞動態の解析を行っているが、培養条件の設定に時間を要してしまい、阻害実験まで行えていない。また、新規にL1CAMというターゲット因子を見つけた。こちらについても更に検討を続ける予定にしており、時間を要する。鼓膜由来初代培養細胞を用い、器械刺激によりメカノセンシングのダイレクトな刺激を受けた細胞動態を用い阻害実験を行う予定である。こちらについても共役因子、阻害因子について検討を行う予定にしている。我々は以前の研究で中耳真珠腫基礎研究モデルとして中耳陰圧モデルの作成に成功した。本研究ではこの中耳陰圧モデルを用いてメカノセンシング阻害剤処理を行い、中耳真珠腫に対するその治療効果を検証し、臨床応用の可能性を探る。当初の計画とは変更となったが、まず我々の開発した中耳陰圧モデルを作製し組織採取・切片作成し、メカノセンシング関連蛋白であるHippoシグナル因子YAP/TAZの発現、リン酸化YAP発現と、その上流因子であるwnt5aの発現について解析を行った。また、現在ヒト真珠腫組織において、メカノセンシング関連蛋白であるHippoシグナル因子YAP/TAZの発現、リン酸化YAP発現と、その上流因子であるwnt5aの発現について解析途中である。ヒト組織採取に時間を要したため、当初の計画とは変更し、まず我々の開発した中耳陰圧モデルを作製し組織採取・切片作成し、メカノセンシング関連蛋白であるHippoシグナル因子YAP/TAZの発現、リン酸化YAP発現と、その上流因子であるwnt5aの発現について解析を行った。

YAPの核内移行およびその共役因子であるILK発現について抗YAP抗体、抗ILK抗体、を用いて免疫組織学的に評価した。結果、ヒト中耳真珠腫でも有意なILKの発現上昇とYAPの核内移行を認めた。またILK活性因子であるL1CAMの発現上昇とYAPの核内移行上昇が認めた。今後はL1CAM発現制御に関連する因子を検討してく予定である。鼓膜由来初代培養細胞を用い、器械刺激によりメカノセンシングのダイレクトな刺激を受けた細胞動態の解析を行っているが、培養条件の設定に時間を要してしまい、阻害実験まで行えていない。また、新規にL1CAMというターゲット因子を見つけた。こちらについても更に検討を続ける予定にしており、時間を要する。今後はヒト真珠腫組織において、メカノセンシング関連蛋白であるHippoシグナル因子YAP/TAZの発現、リン酸化YAP発現と、その上流因子であるwnt5aの発現について解析を進めていく。鼓膜由来初代培養細胞を用い、器械刺激によりメカノセンシングのダイレクトな刺激を受けた細胞動態を用い阻害実験を行う予定である。こちらについても共役因子、阻害因子について検討を行う予定にしている。当初の研究計画を変更し動物実験を前倒しで行ったため、見込み額が申請額より上回ったため、次年度交付金の前倒し支払い申請を行ったが、ヒト組織解析がサンプル採取に時間がかかり遅れたため、次年度使用額が生じた。今年度中に研究成果について国際学会にて発表および論文掲載予定であったが、vivo実験のセットアップに時間を要したた実験が終了しておらず、論文作成が出来ていないため。また、それに伴い引き続き実験を行う予定であり、関連消耗品の購入を次年度に行う予定である。当初の計画通り、平成29年度に購入予定であった抗体等を購入する費用として次年度使用額を使用する。
大腸癌における間質線維芽細胞の活性度と癌の悪性度に関する研究

当科ではこれまで、癌間質の線維芽細胞でb2-integrin epitopeの一部とされるP4H9が発現することを報告してきた。P4H9を認識する分子(PDM)は線維芽細胞の筋線維芽細胞への分化に関与することを明らかにした。本研究では、大腸癌臨床検体におけるPDMの発現と臨床病理学的因子との関連について検討した。多変量解析にて線維芽細胞のPDMの発現はリンパ節転移、血行性転移と関連を認めた。また、PDMを発現する線維芽細胞の存在する大腸癌では術後生存期間が不良であることを明らかにした。また近年では、癌間質におけるCarcinoma-associated fibroblast (CAF)が癌の増殖、血管新生、転移などのプロセスに関与するいう報告がされている。しかし、CAFの発生機序やCAFと癌との相互作用のメカニズムについては未だ不明な点が多く、その働きについても不明である。本研究において、基礎的、臨床的研究を行うことにより、CAFに関する癌の増殖、転移に関するメカニズムを明らかにすることにより、大腸癌の浸潤や転移を抑制する新たな治療の開発につながるものと考える。癌間質におけるCarcinoma-associated fibroblast (CAF)が癌の増殖、血管新生、転移などに関与するいう報告がされているが、CAFと非腫瘍正常組織における線維芽細胞との違いや、CAFの癌の増殖や転移に関する分子生物学的なメカニズム、CAFの由来などに関してはほとんど不明である。本研究において、大腸癌培養細胞と線維芽細胞を用いた基礎的研究を行うことにより、CAFに関する癌の増殖、転移に関するメカニズムを明らかにすることにより、大腸癌の浸潤や転移を抑制する新たな治療の開発を目的とした。当科ではこれまでb2-integrin epitopeを認識するP4H9を発現する線維芽細胞と癌細胞のCEACAM1発現の関連について報告をしてきた。P4H9-detected molecule (PDM)の発現が線維芽細胞の筋線維芽細胞への分化に関与することを明らかとした。本研究では大腸癌におけるPDMの発現と大腸癌患者の臨床病理学的因子の関連について検討した。2002年から2003年に和歌山県立医科大学第2外科で手術を施行した大腸癌患者156名の臨床検体を用いて免疫組織化学染色を施行し、線維芽細胞のPDM発現率と、大腸癌の転移率、生存率との関連について解析した。免疫組織化学染色にて、PDM発現群(54例)とPDM非発現群(102例)に分類した。単変量解析では線維芽細胞のPDM発現、分化度、深達度、リンパ管浸潤、静脈浸潤がリンパ節転移と有意な関連を認めた。多変量解析では線維芽細胞のPDM発現のみがリンパ節転移に関する因子であった(p=0.0066)。また、単変量解析でPDM発現線維芽細胞、深達度、リンパ管浸潤、静脈浸潤が血行性転移との関連を認めた。多変量解析では線維芽細胞のPDM発現のみが血行性転移との関連を認めた(p=0.0002)。また、線維芽細胞にPDMを発現するものは生存率も不良であった(P<0.0001)。以上より、PDMを発現する癌間質線維芽細胞は大腸癌の転移や生存期間に関与し、悪性度の指標となることが示された。和歌山県立医科大学附属病院で大腸癌切除手術をうけた患者を対象とし、パラフィンブロックから薄切標本を作成した。大腸癌臨床検体を用いて、癌浸潤先進部の形態変化、癌間質の変化について検討した。64例の症例でCAFである筋線維芽細胞のマーカーであるvimentin, a-smooth muscle actinに対する抗体を用いて免疫組織化学染色を施行し、リンパ節転移や血行性転移との関連について検討を行った。vimentinの発現と転移については有意な関連を認めなかった(p=0.18)。a-smooth muscle actinの発現と血行性転移については関連は認められなかったが(p=0.06)、a-smooth muscle actinが発現している症例は有意にリンパ節転移が多かった(p=0.04)。このことから、癌浸潤先進部でのCAFの発現は、リンパ節転移に関与することが示唆された。また、b2-integrinの発現とリンパ節転移、血行性転移に関する検討を行った。b2-integrinが発現しているものでは、有意にリンパ節転移、血行性転移が多くみられた(p=0.0004, p=0.0001)。各マーカーの発現と生存率に関する検討をlog rank testにて行った。a-smooth muscle actinの発現は生存率に有意な差は認めなかったが(p=0.22)、b2-integrinを発現している症例は生存率が不良であった(p=0.006)。各マーカーとCEACAM1 isoform balanceの関連について検討した。CEACAM

1-long優位であるものとvimentin, a-smooth muscle actinの発現には有意な関連は認められなかった(p=0.46, p=0.55)。しかし、CEACAM1-long優位であるものと、b2-integrinの発現には有意な関連を認めた(p=0.03)。基礎的検討で予定していた大腸癌組織、正常組織からの線維芽細胞の抽出ができていないため、in vitroでの研究がすすんでいない。消化器外科学今後、さらに症例を増やし、臨床病理学的因子を含めた詳細な検討を行う予定である。また、大腸癌組織、正常組織から線維芽細胞の抽出し、in vitro, in vivoでの基礎研究を行う予定である。大腸癌手術時、腫瘍摘出直後に腫瘍部位から組織を採取する。また、対照として腫瘍から5cm以上離れた正常組織を採取する。採取した組織はcollagenase type Iとhyaluronidaseを用いて37°Cで18時間分離、培養する。分離した組織を室温で5分間攪拌させたのちに、線維芽細胞を多く含む上清を新しい試験管に移す。250G5分間で遠心分離後沈殿物を再度培養する。1in vitroにおけるCAFと正常組織線維芽細胞の違いに関する検討:HT29, LS174T, HCT116の3種類の大腸癌培養細胞を使用する。各培養細胞とCAFと対照となる正常組織線維芽細胞をそれぞれ1:3の割合で混ぜて培養を施行する。2マウスxenograft modelを用いたin vivoでの検討:各培養細胞を1x106個と各線維芽細胞を3x106個を混ぜ、NOD/SCIDマウスに皮下注射し、マウスxenograft modelを作成する。皮下注射から8週間後に腫瘍を採取し、腫瘍径や重量を計測、転移の有無などについて評価する。採取した腫瘍を固定した後、パラフィン包埋ブロックを作成する。H.E.染色により、CAFと非腫瘍部線維芽細胞の違いによる各大腸癌培養細胞の組織型、浸潤の程度、間質の量の変化などについて検討を行う。免疫組織化学染色を施行し、活性型線維芽細胞(筋線維芽細胞)の指標となるa-smooth muscle actin(a-SMA)やvimentinなどを評価する。本研究によりCAFによる間質の変化による癌浸潤先進部の形態変化のメカニズムを解明することにより、癌の転移に関するメカニズムがより明らかになることが考えられる。
低頻度刺激が誘導する新規シナプス可塑性の意義の解明

宮本特別研究員はノンレム睡眠時に観察される低頻度のオシレーションであるデルタ波に重点を置き、電気生理学実験と光遺伝学実験を中心に研究を遂行してきた。24年度に、睡眠時において、デルタ波は大脳皮質領域間における同期性が高いことを解明した。25年度は、睡眠時における大脳皮質領域間の情報連絡の意義を解明するために、行動神経科学的な検討を行った。まず、1回のトレーニングで成立する触覚記憶試験である物体-床面認識試験を開発した。物体-床面認識試験において、シナプス可塑性に重要であるNMDA受容体依存的に記憶の固定化が生じていた。加えて、二次運動皮質-一次体性感覚皮質経路依存的に触覚記憶が獲得・固定・想起が生じることを光遺伝学的に解明した。従来、睡眠の記憶の固定化への関与を示すために、断眠処置が行われてきた。しかし、断眠処置を行った場合、ストレスが生じるだけでなく、脳全体が覚醒状態となって神経活動が操作されてしまう。そのため、睡眠時における脳領域間の情報連絡の意義は解明されていない。そこで、オンライン解析による自動睡眠判定と光遺伝学的な神経活動の操作を組み合わせることにより、特定の睡眠状態の時のみ、神経活動を操作することを可能とした。そして、触覚記憶の固定化には、デルタ波が顕著に生じるノンレム睡眠時におけるM2-S1間の遠隔な情報連絡が重要であることを解明した。以上の研究からデルタ波によるシナプス可塑性の記憶の固定化への意義が示唆された。加えて、1本の学会誌論文と2本の総説論文を執筆した。以上の研究内容、研究成果ともに、期待以上の発展があったと考えられる。25年度の研究からデルタ波によるシナプス可塑性の記憶の固定化への意義が示唆された。以上の研究内容、研究成果ともに、期待以上の発展があったと考えられる学習後の睡眠時における低頻度の活動を記録する。そのために、テトロード電極を用いて複数の神経細胞の活動を同時に高い時間分解能で捉える。そして記憶の再生や、シナプス強度について解析する。日本人の睡眠時間は、50年間で約1時間減少している。合わせて、不眠症の患者も増加しており、有症率は約20%と非常に高い。不眠症の代表的な症状として、深い睡眠に入ることができない、入眠困難がある。不眠症の治療のため、深い睡眠を生じる脳メカニズムの解明が期待されている。深い睡眠であるノンレム睡眠時は、デルタ波と呼ばれる低頻度の脳波が特徴である。デルタ波は、感覚応答を下げ、深い睡眠との関連が示唆されている。一方で、デルタ波によってシナプス可塑性が生じることにより、覚醒時に生じたシナプス可塑性が補正されるという、シナプス恒常性理論も提唱されている。まず研究代表者は、脳波に比べて、より局所的な神経活動を反映している局所場電位を前頭葉・頭頂葉の左右両側から記録した。覚醒時に比べてノンレム睡眠時においては、前頭葉と頭頂葉の局所場電位におけるデルタ波の同期性が上昇することを解明した。次に前頭葉、頭頂葉の間をブレードによりカットする手術を行ったところ、脳波のデルタ波が減弱し、ノンレム睡眠時における触覚刺激に対する運動応答が増強した。これらより、前頭葉一頭頂葉間の情報連絡は深い睡眠に重要であると考えられる。実験手技については、NTS出版「オプトジェネティクス-光工学と遺伝学による行動制御技術の最前線」にて総説としてまとめた。研究代表者が技術を有するインビボ動物における局所場電位記録を用いて、てんかんの発生メカニズムを解明し、Nature Medicine誌に査読論文として受理された。また、てんかんやうつ病等の治療に用いられる迷走神経刺激法が海馬のシナプス可塑性を調節するメカニズムを解明し、International Journal of Neuropsychopharmacology誌に査読論文として受理された。

加えて、1本の学会誌論文と2本の総説論文を執筆した。以上の研究内容、研究成果ともに、期待以上の発展があったと考えられる。低頻度のオシレーションが特徴であるNR,EM睡眠について、それを制御する多様なメカニズムを解明できたため。25年度の研究からデルタ波によるシナプス可塑性の記憶の固定化への意義が示唆された。以上の研究内容、研究成果ともに、期待以上の発展があったと考えられるNREM睡眠時に生じる低頻度のオシレーションが、シナプス可塑性に与える影響を解明する。学習後の睡眠時における低頻度の活動を記録する。そのために、テトロード電極を用いて複数の神経細胞の活動を同時に高い時間分解能で捉える。そして記憶の再生や、シナプス強度について解析する。
伊勢俳書年表の作成

伊勢は近世初期以来俳諧の盛んな土地で、幕末に至るまでに多くの俳書が刊行された。しかし、従来の俳諧研究は京・大阪・江戸を中心とするもので、伊勢風・神風館などの名称とともに伊勢俳壇の重要性は言われながら、今日まで充分な研究がなされてこなかった。そのため伊勢俳書も散逸したものが多く、すでに書名が残っているに過ぎないものもある。また、公共図書館などで伊勢俳書のコレクションを持つところもない。伊勢俳諧史の研究には、まず伊勢俳書の収集と整理が必要であるとの思いから、二年にわたる「伊勢俳書年表の作成」という本研究を続けてきたのであるが、その所在が各地に点在し、点数も多いところから、現存の約半数程度しか調査が出来なかった。伊勢俳書は地方で出版されたものも多数存在し、珍しいものも少なくないので、報告書としては単なる俳書年表の形にはせず、俳書を年代順に配列し、一点一点に簡単な解説を付した。俳書の一部を写真で紹介したのも、伝本の稀なものが多いからである。この報告書は、決して充分なものではないが、これを更に充実させることによって、伊勢俳壇の本格的な研究へと発展させていきたいと考えている。なお、この調査中に、桑名郡多度町にある芭蕉句碑を建立した富田無三の子孫を見出すことが出来、そこに蔵されていた無三資料を調査することが出来た。無三は桑名領の楠村の大庄屋で美濃派の俳人であるが、田舎蕉門と言われた美濃派はこうした人々によって支えられていたのである。芭蕉句碑建立記念集『落葉川』を編集したこと以外ほとんど不明であった無三を、富田家の資料によってかなり明らかにすることが出来たので、報告書の他に「『落葉川』と富田無三」という論文を発表した。また、無三自筆の『尾濃吟行』は、美濃派の五筑坊・以哉坊などとの関わりという点で重要だと思われるので、報告書の後に翻刻して収めた。
ヘビイチゴ属の種分化と進化

1.ヘビイチゴ属4分類群の詳細な外部及び内部形態の比較研究により、ヘビイチゴとヤブヘビイチゴは形態上差が見られ、7倍体と8倍体の雑種はそれらの中間か、又はヤブヘビイチゴに似ていた。2.ヘビイチゴ属4分類群につき、それらの染色体の核型と花粉母細胞の減数分裂を調べたところ、ヘビイチゴとヤブヘビイチゴは異なるゲノムをもつことが判明した。また、7倍体と8倍体はそれらの雑種であることが解った。3.種子の発芽実験では、ヘビイチゴとヤブヘビイチゴ両種とも光と変温が効果的であった。また、ヘビイチゴのほうが、より光が発芽に必要な条件と考えられた。4.ヘビイチゴにはネクタ-ガイドが無く、ヤブヘビイチゴにはネクタ-ガイドがあった。これらの花に来る訪花昆虫にも少しの差が見られた。栄養繁殖による個体群の維持機構にも少しの差が見られ、7倍体と8倍体はヤブヘビイチゴに似ていた。5.本州中部におけるヘビイチゴ属の倍数体の地理学的分布調査では、福井県と佐渡を中心に雑種の7倍体と8倍体が多く分布し、太平洋側に少ないという地理的勾配があることが判明した。6.結論と今後の研究計画:ヘビイチゴとヤブヘビイチゴは同種であるという学者や全く分類学的に区別する必要が無いという学者がいるが、この研究からこの両種は別種であると結論された。また、フラボノイド成分の分析は方法を改良し、行う予定である。1.福井県のヘビイチゴ属各倍数体の頻度についての調査: 233ヵ所で採集し, 2倍体145(62.2%), 7倍体8(3.4%), 8倍体3.6(15.5%), 12倍体44(18.9%)であった.2.三重県のヘビイチビの各倍数体の頻度についての調査: 222ヵ所で採集し, 2倍体162(73.3%), 8倍体7(3.2%), 12倍体52(23.5%)であった.3.両県における各倍数体の地理的分布,および生態的分布調査:2・12倍体は分散して分布し, 7・8倍体はある程度集中して分布することがわかった.各倍数体と標高との間に頻著な関連は見られなかった.従来の結果と同じく, 2倍体は陽地に多く, 12倍体は半日陰に多く生育していた. 1.2.3については,日本植物学会第52回大会,筑波大学にて発表した.4.ヘビイチゴ属植物の核型の研究は続行中である.5.花のネクターガイド(花弁基部のUV吸収)の有無の調査は終了した.ヘビイチゴとヤブヘビイチゴに来る訪花伍虫は, 9ヵ所につき調査し,昆虫の同定出来るものは同定を終了した.この成果を雑誌に投稿するための原稿は書き上げた.6.ヘビイチゴとヤブヘビイチゴの種子は,現在9ヵ月後の発芽実験中であるが,面白い発見(両種で光や変温効果に対する反応の違いや時間とともに種子発芽条件の変化)があった一方,残念に思うこと(実験に使用した種子の数がすくなかった)もあった.これは昭和63年度に再実験する予定である.1.滋賀県のヘビイチゴ属各倍数体の頻度についての調査:203ヵ所で採集し、2倍体は135ヵ所、7倍体は8ヵ所、8倍体は13ヵ所、12倍体は47ヵ所であった。2.石川県のヘビイチゴ属各倍数体の頻度についての調査:200ヵ所で採集し、2倍体は129ヵ所、7倍体は7ヵ所、8倍体は13ヵ所、12倍体は51ヵ所であった。

3.新潟県のヘビイチゴ属各倍数体の頻度についての調査:199ヵ所で採集し、2倍体は184ヵ所、7倍体は2ヵ所、8倍体は8ヵ所、12倍体は5ヵ所であった。以上1、2、3と従来の結果(富山、岐阜、愛知、福井、三重、香川の各県)と合わせて考えると、雑種と思われる7倍体と8倍体の分布中心は福井県であり、そこから離れるにつれ、減少することがわかった。4.ヘビイチゴ属植物の核型と減数分裂は、岩坪氏と共同で行ない、完了した。その結果は、日本植物学会第53回大会、岡山大学にて発表した。また、この成果を雑誌に投稿するために準備中である。5.ヘビイチゴとヤブヘビイチゴの種子の発芽実験を行なったところ、62年度と一部結果が異なった。このことは材料である種子の保存等に問題があると思われたため、平成元年に再度行なう予定である。6.光条件を変え、ヘビイチゴとヤブヘビイチゴの生活、特に有性生殖と栄養繁殖の仕方を分析した結果、よい成果が得られた。7.昭和63年度にヒマラヤの数カ所でヘビイチゴ属植物を観察し、花のネクターガイド(花弁基部のUV吸収)の有無についても調査することができた。また、種子を持ち帰ったので、現在それらの染色体を調べている。1。昭和62年度からの続きとして、ヘビイチゴ属植物の染色体数の調査。新潟県に集中して採集調査した結果は、156箇所のサンプルを得た。それらの染色体数を調べたところ、2倍体86カ所、7倍体3カ所、8倍体14カ所、12倍体53カ所であった。コペンハ-ゲン、ジュネ-ブ、及びグラスゴ-で栽培されていたヘビイチゴ属植物の種子や、ヒマラヤのネパ-ルで採集した種子からの植物についても調べた結果、すべて12倍体であった。中部日本でのヘビイチゴ属の倍数体の地理的分布はこれで一応終了した。その結果、福井県と佐渡を中心に、7倍体と8倍体の雑種が高頻度に分布し、太平洋側になると少なくなるという地理的勾配を示すことが判明した。2。詳細な外部及び内部形態のヘビイチゴ属4分類群の比較研究。ヘビイチゴでは葉身の柵状組織が1層であるのにたいして、ヤブヘビイチゴでは2層であったなど、ヘビイチゴ属の4分類群を詳細に比較した結果、ヘビイチゴとヤブヘビイチゴには形態上差が見られ、7倍体と8倍体雑種はそれらの中間か、又はヤブヘビイチゴに似ていた。3。花弁及び花のフラボノイド成分の分析。ペ-パ-クロマトグラフィにて、花弁及び葉のフラボノイドの分離を行ったが、テ-リングが激しくよい結果を得られなかった。4。今後の研究計画フラボノイド成分の分析には液体クロマトグラフィを使用し、行う予定である。
ウロテンシン・ウロコルチンファミリーの病態生理学的意義

ウロテンシン(UT)II、ウロコルチン(UC)はウロテンシン/ウロコルチンファミリーに属する生理活性ペプチドで、新たな縮環調節ホルモンとして注目されているが、病態生理学的意義の詳細は不明である.本研究ではin vivo、invitroの実験により、心血管系組織に対する作用を検討した。即ち、UT IIおよびUCを正常血圧ラットに4週間投与し循環動態、心血管系の炎症、線維化、マーカーに及ぼす影響を検討した。次いで、高血圧における役割を明らかにするため、著明な臓器障害を合併するSHR-SPにおいて、慢性投与を行い反応性を正常血圧ラットと比較した。更に培養血管内皮細胞や血管平滑筋細胞を用いたin vitroの実験系において、これらのペプチドが炎症、線維化、増殖に関連するシグナルにおよぼす影響を蛋白、mRNA発視レベルで検討した。その結果、UT II、UCのin vivo投与ではいずれも血圧に影響しない低用量でも心臓組織中のコラーゲン、BNP、ET-1,オステオポンチンに影響し、更に血管平滑筋細胞、血管内皮細胞の培養系においてもMAPK(ERK,JNK)の活性化、炎症性サイトカイン発現を有意に促進した。これらの結果から、ファミリーペプチドであるUT IIとUCは心血管系に対して同様の生理活性を有すること、急性期には炎症性サイトカインとMAPKを活性化し、慢性期にはコラーゲン産生、BNP、ET-1発硯,に影響することが示唆された。さらに高血圧状態では低用量でも心臓の炎症、線維化マーカーの変化を認め、これらに対する感受性の亢進が示唆された。UT IIとUCはいずれも心血管系のリモデリングに重要な役割を担う生理活性ホルモンであると考えられる。
ソリューションプラズマによるヘテロ元素ドープポーラスカーボン系複合材料の創製

研究成果(2017年度):2017年度4月から実施された本基盤C課題は、研究責任者の転職によって計画された3年のうち1年だけ実施され廃止された。したがって年次別の計画(1)ソリューションプラズマによるヘテロ元素含有カーボン合成技術の開発,(2)カーボン系触媒の物理化学的特性評価,(3)カーボン系触媒電極の評価,(4)合成したカーボンを電極に用いたLi-空気電池の構築とその性能評価の四個中一番目と二番目の一部に対する結果を記述する。1.具体的内容ー有機溶媒中ソリューションプラズマ反応場での位置によるカーボン合成のメカニズムを明らかにした、カーボンナノチューブや窒素ドーピングカーボン間のカーボン複合体合成、及び形成メカニズムを明らかにした2.意義ー有機溶媒中カーボン合成のメカニズム究明として計画されたカーボンデザイン、カーボン複合体合成のメカニズム解明で、用途に合ったカーボン複合体最適化3.重要性-ソリューションプラズマを利用したカーボンチューニングやカーボン触媒合成研究促進化研究成果(2017年度):2017年度4月から実施された本基盤C課題は、研究責任者の転職によって計画された3年のうち1年だけ実施され廃止された。1.具体的内容ー有機溶媒中ソリューションプラズマ反応場での位置によるカーボン合成のメカニズムを明らかにした、カーボンナノチューブや窒素ドーピングカーボン間のカーボン複合体合成、及び形成メカニズムを明らかにした2.意義ー有機溶媒中カーボン合成のメカニズム究明として計画されたカーボンデザイン、カーボン複合体合成のメカニズム解明で、用途に合ったカーボン複合体最適化3.重要性-ソリューションプラズマを利用したカーボンチューニングやカーボン触媒合成研究促進化
重度欠損(両肩・両足)者に対する補綴の開発研究

本研究の目的は,四肢切断という特異な障害者に対し,肩義手と能動義足を装着して自律歩行を61年度, 62年度を通し実現させることである.しかしながら, 62年度の義足歩行の段階で被験者に歩行を試みる計画は,糖尿病という思わぬ疾患で義足の利用は不可能となった.そのため62年度では,主に電動義手に関する装着テスト,及び,そのトレーニングによる操作訓練,更にそれを支える技術的サポートの確立を進めたものである.我々は全体を通し電動義手,義足ともに機能の確認と利用条件は確立した.全腕式電動義手では,肩の空間リンク式機構の開発により高剛性と軽量化を満たす肩義手が可能となった.ハンド部には,クイッチェンジ方式によってフック型ハンドと手形の装飾ハンドを簡単に交換できる機構とした.また, CAD/CAM技術をフレーム製作に応用し,体にあったフレームを製作することができた.義手の制御回路は,ハイブリッド型マイクロコンピュータ(4台)により小型化を進めたものである.大腿義足は,本研究以外の被験者に装着したフィールドテストによって機能性,有効性が確認され,速足歩行が可能となった.また,内外反の構造は,斜面,砂利道での安定歩行が可能となった.電動義手装着テストについてまとめると主な成果は次の通りである. 1.顎スイッチによる義手装着のためのトレーニング装置を完成し, 3か月の訓練の結果,約90%の操作率を上げることができた.2.試作した義手は食事動作,水飲み動作,本のページめくり動作の対処ができ,高機能化の必要性と有効性を得ることができた.この装着テストは現在継続中である.本研究の目的は,四肢切断という特異な障害者に対し,肩義手と能動義足を装着して自律歩行を61年度, 62年度を通し実現させることである.しかしながら, 62年度の義足歩行の段階で被験者に歩行を試みる計画は,糖尿病という思わぬ疾患で義足の利用は不可能となった.そのため62年度では,主に電動義手に関する装着テスト,及び,そのトレーニングによる操作訓練,更にそれを支える技術的サポートの確立を進めたものである.我々は全体を通し電動義手,義足ともに機能の確認と利用条件は確立した.全腕式電動義手では,肩の空間リンク式機構の開発により高剛性と軽量化を満たす肩義手が可能となった.ハンド部には,クイッチェンジ方式によってフック型ハンドと手形の装飾ハンドを簡単に交換できる機構とした.また, CAD/CAM技術をフレーム製作に応用し,体にあったフレームを製作することができた.義手の制御回路は,ハイブリッド型マイクロコンピュータ(4台)により小型化を進めたものである.大腿義足は,本研究以外の被験者に装着したフィールドテストによって機能性,有効性が確認され,速足歩行が可能となった.また,内外反の構造は,斜面,砂利道での安定歩行が可能となった.電動義手装着テストについてまとめると主な成果は次の通りである. 1.顎スイッチによる義手装着のためのトレーニング装置を完成し, 3か月の訓練の結果,約90%の操作率を上げることができた.2.試作した義手は食事動作,水飲み動作,本のページめくり動作の対処ができ,高機能化の必要性と有効性を得ることができた.この装着テストは現在継続中である.本研究は両側離断で、しかも両足切断の障害者を対象に電動式肩義手と、機能的義足により日常生活の支援と歩行支援を行うことを目的としたものである。61年度では義手・義足の試作に主として進められた。(1)電動式肩義手の開発について;被験者の躯幹モデルの採寸を行ない、肩に3自由度、肘の屈伸、前腕の回内外、手部は、作業目的に合わせたワンタッチで交換のできるフック型ハンドと装飾性の有するハンドを試作した。被験者への装着テストまで行ない、タッチスイッチによる操作性の改善を進めている。この電動式肩義手は日常生活動作に対し進めたものであり、全ての動作は、予じめデータベースとして用意された基本動作を元に被験者により組立てられていく。また、それとは別に固定シーケンス動作を用意する予定でいる。これらの制御は全てマイクロコンピュータ制御である。日常生活用電動式肩義手をふまえ、歩行用電動式肩義手の設計を行なった歩行用義手は、肩に1自由度(前方挙上)、肘の屈伸、手首の屈伸の3自由度を動力化し、肩の旋回動作、側方動作、前腕の回内外は設定し固定して使用することゝした。現在組立中である。(2)機能的義足;被験者の断端部形状の第一次陽性モデル製作を行ない、義足の設計・試作を完了した。特に材料の検討を含め、歩行訓練前の歩行訓練として足部義足のみで始め62年度では膝部足部義足に拡張できる方法である。(3)ADL訓練に先だち被験者の運動機能及び独立動作の現状評価を行なった。義手装着における訓練計画を立てると共に実施準備中である。(4)その他の61年度計画以外として被験者は両側両脚離断の為、歩行訓練用移動機を開発試作した。
点推定における漸近2次最適性の研究

一般に、点推定における漸近2次最適性を論じる上で、最も基本となる推定量は最尤推定量である。また、以前の研究により、漸近3次正則推定量の族においては、リスクの下限を得ることができることがわかっている。そこで、この最尤推定量をいかにバイアス修正すれば漸近3次正則性をもつか、という問題を考察した。方法としては、漸近3次正則推定量の漸近展開がどのような特徴をもっといるかをしらべ、その特徴をもつようなバイアス修正を試みた。その結果、バイアス修正項がある関数型で表現されることがわかった。次の問題点として、そのように漸近3次正則となるようにバイアス修正された推定量の族において、最適な推定量は存在するのか、また、存在するならどのようなものであるのか、を考察した。結果として、位置母数、または、尺度母数の推定問題において、漸近2次最適性をもつような推定量が存在することが示された。さらに、その最小リスク値が計算された。この最小値と、以前に与えられた下限との差は、統計的曲率によって表現されることが導かれた。また、この最小値は、Pitman推定量におけるリスクと一致していることもわかった。一方、それ以外の一般的なモデルにおいては、一様に最適となるような推定量は一般に存在しないことがわかった。さらに、どのようなバイアス修正が不適切であるのかについても示すことができた。このことは、漸近2次許容性理論との興味深い関係を物語っている。