hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光-環境応答型微細構造ハイブリッド薄膜の創製

メソ構造による環境や外部摂動応答性とマクロ構造による光波制御性を相乗的に融合することより、外部摂動に応じてマクロ構造が変形したり、光学応答性が変化するスマートハイブリッドを実現した。光誘起で自己組織的に形成した周期的しわ構造は高湿条件下では消失する。環境応答薄膜をラボチップに実装し、流体種の化学的性質に基づく形態変化機能を開拓するために、しわ周期に特化した特異吸着特性を利用し、サイズ選択型キャッチ&リリースシステムを構築した。我々は、ゾルゲルコーティング技術による蒸発誘起プロセスの制御および有機-無機ハイブリッド薄膜のUV硬化を制御し、buckling(座屈)現象による表面微細周期構造の自己組織的な形成に成功した。そのメカニズムは、基板にコーティングしたゾル薄膜において、表面で優先的に起こる光重合で形成される表面ポリマー層と、それと同時に進行する縮合プロセスにより形成される有機-無機ハイブリッドゲル下層の二層構造膜が形成される。この二層間での力学的ミスマッチにより表面ポリマー層が折りたたまれる事により(buckling現象)、表面微細構造が形成される。本手法により作製した表面微細構造を有する薄膜は、ハイブリッド材料の耐久性を活かした環境応答性スマートデバイス材料への展開を目指している。本研究では、ラボチップへの応用を目指して、微細構造周期の制御、有機溶剤への耐久性の付与、ラボチップへ集積することによる流体種の光検出技術開発、環境応答性の開拓とスマートデバイスへの展開を行った。ゾルゲルコーティング法を用いた自己組織的プロセスによる微細しわ構造をチタニア-ポリマーハイブリッド膜で作製した。しわ構造による回折光の回折効率が流入する液体の屈折率に応じて変化し、非接触で液体の変化を測定できた。湿度の繰り返し変化に対して、しわ構造は繰り返し変化し、その可逆性は失われなかった。この性質を利用して、特定の物質に応答性を示し、それを光で検出できるラボオンチップ)への応用が期待できる。1)光誘起非平衡状態制御によるメソ/マクロ階層的高次構造形成ミセル鋳型法と光誘起非平衡状態制御法を融合し、各スケールにおいて制御されたメソ/マクロ階層的高次構造の光誘起一括成形プロセスを開発した。2)外部摂動に対する微細構造薄膜の応答性の解明と制御手法の確立メソ構造による環境や外部摂動応答性とマクロ構造による光波制御性を相乗的に融合することより、外部摂動に応じてマクロ構造が変形したり、光学応答性が変化するスマートハイブリッドを実現した。チャンバー内の雰囲気を乾燥窒素と湿潤窒素を交互にフローすることによる、回折光強度変化は湿度変化と対応している。また、その応答速度は市販の湿度計よりも速い。この環境応答性はチタニアゲル相に形成された親水性メソ構造が環境中の水分を吸収し膨潤することにより、凍結された非平衡状態を移動するために発現していると考えている。すなわち、メソ構造の化学的親和性を制御できれば様々な化学種を選択的に光検出できる機能性を付与できる。3)流体種自己検出型キャッチアンドリリースマイクロテップの実現(1)環境応答薄膜をラボチップに実装し、流体種の化学的性質に基づく形態変化機能を開拓するために、しわ周期に特化した特異吸着特性を利用し、サイズ選択的な吸脱着特性を実現した。
これで君も科学者だ！～変数と証拠の概念をスキルアップする特別カリキュラムの構築～

原因側と結果側の「変数」の関係に着目することや,一つの関係を調べるためには多くの変数を適切に制御したり,データを統計的に評価したりすることが科学の世界では重要であることを学習内容に組み込むことで探究する能力・態度の育成に効果が見られた。また,変数を意識しながら,関係する条件を一つ一つ明確にしていく教材を開発したり,変数に着目させるための教師の問いを工夫したりすることで,条件制御することの意味を実感させたり,生徒の誤概念を修正したりすることにも有効であることが検証された。以下にその内容(全18時間)を示す。<基礎編(6時間)>1 :「科学者は何をしているか」→探究学習の視点を与え,変数に着目する重要性を知る2 :「変数を見付けるには」→変数を見付ける活動をさせ変数同士の関係を見極める3 :「パイプ音の高さは何に関係するか」→制御制御の仕方を身に付ける4 :「画鋲が上を向く確率は」→データを繰り返しとると数値が安定していくことを学ぶ56 :「温泉卵のでき具合は何に関係するのか」→二つの変数が交互に関係して自然現象が起きる作用(交互作用)や失敗を経験させることで,データ取得の重要性を学ぶ<実践編:紙グライダーの探究(12時間)>12 :入力(独立)変数と結果(従属)の変数を選出し探究テーマの決定38 :探究例)「紙の大きさと滞空時間の関係」「羽根の角度と飛距離の関係」など912 :発表の準備と発表会→発表者には入力・結果の変数,データの回数を意識させる<事後アンケート>本プログラム実施生徒45人(肯定的に答えた生徒の%)Q1 :自ら研究テーマを設定するのは苦にならない方だ?学習前45%→学習後73%Q2 :探究の方法は心得ている方だ?学習前78%→学習後98%理由:自分で変数を見つけ多くの変数を制御しながら関係性を見つけられるようになったから理由:先生が決めた変数や課題じゃないから,先生も結果が謎でわからないのが面白い原因側と結果側の「変数」の関係に着目することや,一つの関係を調べるためには多くの変数を適切に制御したり,データを統計的に評価したりすることが科学の世界では重要であることを学習内容に組み込むことで探究する能力・態度の育成に効果が見られた。<基礎編(6時間)>1 :「科学者は何をしているか」→探究学習の視点を与え,変数に着目する重要性を知る2 :「変数を見付けるには」→変数を見付ける活動をさせ変数同士の関係を見極める3 :「パイプ音の高さは何に関係するか」→制御制御の仕方を身に付ける4 :「画鋲が上を向く確率は」→データを繰り返しとると数値が安定していくことを学ぶ56 :「温泉卵のでき具合は何に関係するのか」→二つの変数が交互に関係して自然現象が起きる作用(交互作用)や失敗を経験させることで,データ取得の重要性を学ぶ<実践編:紙グライダーの探究(12時間)>12 :入力(独立)変数と結果(従属)の変数を選出し探究テーマの決定38 :探究例)「紙の大きさと滞空時間の関係」「羽根の角度と飛距離の関係」など912 :発表の準備と発表会→発表者には入力・結果の変数,データの回数を意識させる<事後アンケート>本プログラム実施生徒45人(肯定的に答えた生徒の%)Q1 :自ら研究テーマを設定するのは苦にならない方だ?学習前45%→学習後73%Q2 :探究の方法は心得ている方だ?学習前78%→学習後98%理由:自分で変数を見つけ多くの変数を制御しながら関係性を見つけられるようになったから理由:先生が決めた変数や課題じゃないから,先生も結果が謎でわからないのが面白い
経口シグナル伝達の分子機構

経口的に生体に摂取された物質の多くは、生体にシグナルを与え、生命および生体の恒常性の維持に大きな役割を果たしている。本研究においてはこれらの物質のなかで免疫、神経、分泌系など根幹的生体統御系に作用する成分を経口シグナルとし、その伝達の分子的機構を明らかにし、その成果を健康の維持・増進や疾患の予防に活用し、人類の生存に貢献することを目的としている。以上の目的を達成するためには異なる専攻分野の研究者を集合し、各自の研究成果、情報を有機的に結合し得る研究組織を構築する必要がある。またさらにそれを基盤に重点領域研究を組織し、優れた成果を挙げることを意図した。本研究では以上のような観点から、I.経口シグナルの免疫系の伝達機構、II.経口シグナルの神経・分泌系伝達機構、III.ライフプロセスと遺伝的多様性について、様々な側面から解析を行う。以上の研究目的を遂行するため、本研究においては、班員による研究連絡会議、およびシンポジウム「次世紀の食品と生命の科学」を開催した。本シンポジウムにおいては、経口シグナルと現代の生命科学について、議論がなされた。これらでの議論を中心に、本基盤研究の班員を中心とした、重点領域研究「食シグナル因子と生体統御系の相互作用の分子論」が計画され、このプロジェクトを申請することが決定された。したがって、本研究費によって、有効な研究計画が立案され、次世代のこの分野の研究の発展に資することができたと確信する。
中国殷周時代における青銅器製作技法の研究

本研究は、中国殷周時代における青銅器製作技法の変遷を、青銅器・鋳型双方の微細観察を通じて解明すること、またそれにより、殷周社会の展開を鋳造技術史的観点から考察することを目的とする。技術の復元に際しては、殷周青銅器を対象に、シリコン樹脂による青銅器レプリカの作成、実体顕微鏡を用いたレプリカの観察と計測、また三次元デジタル計測を用いて、ミクロ単位での製作痕跡の微細観察を行う。合わせて、殷周鋳型の微細観察も行い、その結果得られる青銅器製作、とくに鋳型製作技法に関する仮説を鋳造実験により検証する。
新規殺虫・除草活性物質の創製を指向した生物活性天然物の合成研究

農薬のリード化合物としての応用(殺虫剤,除草剤,抗菌剤など)が期待できる各種の生物活性天然有機化合物を主な標的として,数々の天然物の全合成に成功した。ほとんどの全合成研究が当該化合物の世界初の全合成を達成した研究である。また,立体化学が未決定であったものについてはそれらの絶対立体配置を決定した。昆虫摂食阻害物質Azadirachtin,殺虫活性物質Thiersinine A及びB,種子発芽阻害物質Bacilosarcin A及びBの全合成を中心として,関連する生物活性を有する天然有機化合物の合成研究を展開した。Azadirachtinに関しては,Nazarov環化とBaeyer-Villiger酸化を用いて,Azadirachtin右側部分に相当するモデル化合物の合成に成功した。Thiersinine A及びBについては,アリルアルコール中間体の立体選択的シクロプロパン化を経由することにより,インドールジテルペン部位の隣接する四級炭素の構築法を確立した。Bacilosarcin A及びBについては,光学活性エポキシドの開環を基本戦略として用い,収束的で効率的な世界初の全合成を達成した。同時に,関連する構造を有する胃潰瘍抑制物質AI-77-B及び抗生物質sg17-1-4の合成にも成功した。この他,クロスメタセシスによる共役ジエンエステルの効率的調製法を開発して,植物成長抑制物質であるElaiolideの効率的な形式全合成を達成した。また,Friede1-Crafts反応と閉環メタセシスを鍵反応とする殺線虫物質クルブラリン誘導体の短段階合成法を開発した。さらに,タバコ野火病菌が生産する植物毒素(-)-tabtoxinine-β-lactamの全合成にも成功した。種子発芽阻害物質Bacilosarcin A及びB,殺虫活性物質Thiersinine A及びBの全合成を中心として,生物活性を有する天然有機化合物の合成研究を展開した。Bacilosarcin A及びBについては,光学活性エポキシドの開環を基本戦略とし,、Amadori転位反応によるN-アルキル化等を用いることにより,収束的で効率的な世界初の全合成を達成するとともに,関連するイソクマリン-異常アミノ酸混成型天然物であるPM-94128及びY-05460M-A.の全合成も完成した。Thiersinine A及びBについては,アリルアルコール中間体の立体選択的シクロプロパン化を経由することにより,インドールジテルペン部位の隣接する画級炭素の構築法を確立するとともに, Stilleカップリングと2価パラジウムを用いる酸化的インドール環形成反応を経由して,インドール環が連結した重要中間体の調製に成功した。その他,細胞毒性を有する異常骨格16員環マクロライドであるaspergillide B及びCとpachastrissamineの全合成を完成した。また,新規骨格を有するモノテルペン構造を有するコナカイガラムシの性フェロモンの光学活性体を世界で初めて合成した。さらに,小麦根圏に生息するカビが生産する抗菌性フタライドの合成研究により,本化合物の絶対立体配置を決定するとともに,ニホンスギに含まれる摂食阻害物質であるピサボラン型セスキテルペン類の全合成と立体化学の決定にも成功した。種子発芽阻害物質bacilosarcin AおよびBの関連物質と殺虫活性物質thiersinine AおよびBの全合成を中心として,生物活性天然有機化合物の合成研究を展開した。Bacilosarcin類と類似したイソクマリン/異常アミノ酸複合型構造を有し強力な細胞毒性を示すことが知られているPM-94128とY-05460M-Aの全合成は,L-ロイシンから導いた不飽和ラクタムに対するジアステレオ選択的なジヒドロキシル化を鍵反応として極めて短段階(9工程)で達成した。後者については初の全合成を成し遂げるとともに,構造を確定した。thiersinine類の全合成については,Wieland-Miescherケトンを原料とし,シクロプロピルケトンの金属還元,Stilleカップリング,2価パラジウムを用いるインドール環形成を経て,分子右側に相当する環構造(A-E環部)の簡潔な合成法を確立した。また,thiersinine類の構造的特徴となっている分子右側の3-オキソテトラヒドロフラン環構造部位についても,エノンのジエニルアリルエーテルへの変換とクライゼン転位により,エノンの2位にアリル基を導入することに成功し,クロスメタセシス,ダブルジヒドロキシル化等を経てモデル化合物の合成に成功した。これらの知見を併せて,現在thiersinine類全合成の最終段階を実施している。以上の他,いもち病菌が生産する植物毒素pyriculariolおよびpricuol,細胞毒性物質aspergillide A.B.Cならびにpachastrissamine, jaspine Aの全合成を完了した。
エンドサイトーシス経路を制御する多細胞特異的Rab蛋白質の機能解析

低分子量G蛋白質Rabファミリーは小胞輸送を制御する主要な因子であり、その異常は遺伝的疾患の原因となることが知られている。ヒトでは60以上のRab分子種が同定されているが、生理機能は不明なものが多い。エンドサイトーシス経路におけるRabの役割を明らかにするため、RabおよびRabと協調的に働く因子の線虫遺伝子の欠失変異体を作成した。これらの変異株を用いてエンドサイトーシスアッセイを体系的に行い、多細胞系におけるエンドサイトーシス経路に関与する分子群を明らかにした。低分子量G蛋白質Rabファミリーは小胞輸送を制御する主要な因子であり、ヒトでは14個のRab分子がエンドサイトーシス経路で働くことが示唆されているが、生理機能は不明なものが多い。本研究課題では、線虫をモデル動物として用い、これらの分子種の中で、ヒト、ハエ、線虫で共通に保存されているRab分子(Rab14, Rab35, Rab39)に着目した解析を行った。平成19年度は1.Rab遺伝子変異体リソースの作成と株化、2.エンドサイトーシスアッセイ系の確立と表現型解析を行った。1.TMP/UV法により線虫Rab14、線虫Rab35および線虫Rab39の欠失変異体を分離後、戻し交配を行い二次的変異を取り除いた。変異部位の配列解析を行ったところ、それぞれエクソンを含む領域に702bp、380bp、180bpの欠失が確認された。2.線虫偽体腔内のマクロファージ様細胞によるGFP取り込みを可視化するアッセイ系を用いて解析を行った。それぞれの変異体とレポータートランスジェニックラインを交配し、各変異バックグラウンドでの蛍光パターンを観察したところ、野生型と比較して顕著な差は認められなかった。一方、さまざまな細胞でエンドサイトーシスに関与するRab5変異のバックグラウンドではマクロファージ様細胞によるGFPの取り込みは顕著に阻害された。Rab5変異体は劣性致死表現型を示すのに対してRab14、Rab35、Rab39変異体はいずれもホモ接合体で生存可能であることからも、これらのRab分子種が特定の組織・細胞でのエンドサイトーシスに関与する可能性が示唆された。エンドサイトーシスは真核細胞の生存・維持など基本的活動に必須なだけではなく、食作用(phagocytosis)による病原微生物の排除や、細胞膜レセプターの取り込みによるシグナルのダウンレギュレーションなど、高次生命機能においても重要な役割を果たしており、その破綻はさまざまな疾患を引き起こすことが知られている。本研究課題では小胞輸送を制御するRabファミリーの中でエンドサイトーシス経路に関与する分子の同定と解析を行っている。平成20年度の成果は以下の通りである。1.線虫偽体腔内のマクロファージ様細胞によるGFP取り込みを可視化するアッセイ系、および腸から偽体腔に分泌されたGFP融合卵黄蛋白質の卵細胞による取り込みを可視化するアッセイ系を用いて、TMP/UV-PCR法により取得したRab変異体とRabRNAiの解析を行った。エンドサイトーシスが顕著に阻害される変異体がいくつか同定され、これらのRab分子はエンドサイトーシス経路に関与すると考えられた。2. Sec1/Munc18ファミリーはRabファミリーと直接あるいは間接的に関与して膜融合過程を制御している。エンドサイトーシス経路で働くSec1/Munc18蛋白質を同定するため、線虫Sec1/Mund8ファミリーの欠失変異体を作成し、1と同様な方法でエンドサイトーシス経路に関与する分子を同定した。これらのRabおよびSec1/Munc18分子がエンドサイトーシス経路のどのステップで働いているのかを明らかにするためさらなる実験を進めている。本研究課題ではシンプルな多細胞動物である線虫を用いて、小胞輸送の中で特にエンドサイトーシス経路に着目して研究を進めている。低分子量G蛋白質Rabは膜融合過程を制御する主要な分子であるが、各Rab分子の生理機能はまだよくわかっていない。膜融合過程において、Rab、SNARE、およびSNAREと結合するSec1/Munc18(SM)は、密接に関連して機能していると考えられる。エンドサイトーシス経路に関与するRabとその関連分子を同定するためRab、SNARE(syntaxin)、SM蛋白質をコードする遺伝子群についてノックアウト株を分離した。ノックアウト株およびRNAi法による遺伝子ノックダウン個体を用いて、(1)セロモサイト(体腔細胞)によるエンドサイトーシス(ピノサイトーシス)、(2)卵母細胞による卵黄蛋白質のエンドサイトーシス(受容体を介したエンドサイトーシス)、(3)腸細胞のアピカル側からのエンドサイトーシス、(4)生殖細胞系列におけるアポトーシス細胞の貪食、について解析した。このような体系的な解析によって、エンドサイトーシス経路が顕著に阻害されるRab変異およびSM変異を同定した。さらにエンドサイトーシス表現型を示すSM蛋白質と相互作用するsyntaxinアイソフォーム、SYN-13およびSYN-16を生化学的に同定した。

Syntaxin遺伝子の欠失変異体を分離し、逆遺伝学的解析を行ったところsyn-13およびsyn-16単独変異ではエンドサイトーシス異常は見られず、取り込みはほぼ正常に起こっていた。我々はエンドソーム・リソソームに局在するsyntaxinを同時に機能欠損させた場合に重篤なエンドサイトーシス表現型を示すことを見い出しており、これらのsyntaxinアイソフォームがエンドサイトーシス経路においてredundantな機能を持つ可能性を考えている。現在、Rab,SM,SNARE分子の機能的連関について解析を進めている。
政府支出のクラウディング・アウト／イン効果の地域間スピルオーバー

一つ目のテーマである「政府消費支出と公共投資を区分した場合のクラウディング・アウト/イン効果の地域間スピルオーバー」に関しては、論文の改訂作業を行い、査読付き国際学術誌に掲載した("Spatial Crowding-out and Crowding-in Effects of Government Spending on the Private Sector in Japan" with Yoshihiro Ohtsuka)。この論文では、都道府県間で民間消費や民間投資は正の相関があるため、政府は地域間スピルオーバーを考慮して財政支出を実施する必要性があることを指摘した。換言すると、民間部門の地域間相互作用を考慮することで、政府支出が地域経済に及ぼす影響をより正確に推計できることがわかった。また、こうした地域間スピルオーバーを考慮すると、公共投資に比して政府消費は民間部門の経済活動を阻害する程度が高まることを明らかにした。さらに、地域ブロックに分けた推計を試み、地域によってスピルオーバーの程度と政府支出が民間部門の経済活動に及ぼす影響が異なることを示した。二つ目のテーマである「地方政府の公共投資を補助事業と単独事業に区分した場合のクラウディング・アウト/イン効果の地域間スピルオーバー」については、その基礎となる上記の研究成果を基に、実証モデルの検討を行った。また前年度に引き続き、先行研究の調査を行い、実証分析に必要なデータについて考察した。なお、上記のテーマに関連したマクロ経済政策にまつわる基礎研究を併せて行った。本研究の二つのテーマのうち、一つ目については既に査読付き国際学術誌に掲載し、計画通りの研究を遂行した。二つ目のテーマについては、予備的考察を概ね完了しているため、残りの研究期間で論文にまとめることは可能である。一つのテーマについては、研究を完遂することができたため、もう一つのテーマである「地方政府の公共投資を補助事業と単独事業に区分した場合のクラウディング・アウト/イン効果の地域間スピルオーバー」に集中して研究を推進する。効率的に研究を推進させるため、必要に応じて学会や研究会に参加し、またワークショップを開催することを通じて情報収集に努める。加えて、研究テーマに関わる基礎研究を併せて行っていくことで、研究遂行に必要な知見を得る。本研究は次の2つのテーマに焦点を当てた実証分析を行うものである。一つ目のテーマは、政府消費支出と公共投資を区分した場合のクラウディング・アウト/イン効果の地域間スピルオーバーを検証することである。二つ目のテーマは、地方政府の公共投資を補助事業と単独事業に区分した場合のクラウディング・アウト/イン効果の地域間スピルオーバーを推計することである。平成29年度に得られた研究成果は次のように要約できる。まず、一つ目のテーマに関して、日本の都道府県別パネルデータを用いて実証し、その成果を論文"Spatial Crowding-out and Crowding-in Effects of Government Spending on the PrivateSector in Japan" (with Yoshihiro Ohtsuka)としてまとめ、TGU-ECON Discussion Paper Series #2017-3に公表した。この論文では、都道府県間で民間消費や民間投資は正の相関があるため、政府は地域間スピルオーバーを考慮して財政政策を実施する必要性があることが示された。また、こうした地域間スピルオーバーを考慮すると、公共投資に比して政府消費は民間部門の経済活動を阻害する程度が高まることが明らかとなった。さらに、地域ブロックに分けた推計を試み、地域ブロックごとにスピルオーバーの程度が異なることを指摘した。二つ目のテーマについては、先行研究の調査を行い、分析を行うための予備的な考察を行った。なお、上記の二つのテーマに関連したマクロ経済政策にまつわる基礎研究を併せて行った。本研究の二つのテーマのうち、一つ目については平成29年度中に論文としてまとめ、学術雑誌に投稿済みである。必要に応じて論文の修正を行うが、研究遂行の見通しはついている。二つ目のテーマについては、文献調査を行う段階に留まっているものの、残りの研究期間で当初の計画通りに分析することは十分に可能である。基本的には当初計画に大きな変更はなく、上記二つのテーマを柱に研究を行っていく。

一つ目のテーマについては、査読付き国際学術誌に投稿中であり、必要に応じて追加検証や論文の加筆修正を行う。二つ目のテーマについては、データ収集および実証分析を行う。その結果を学会や研究会で報告し、論文としてまとめる。加えて、財政政策と景気変動に関わる基礎研究を併せて行っていく。一つのテーマについては、研究を完遂することができたため、もう一つのテーマである「地方政府の公共投資を補助事業と単独事業に区分した場合のクラウディング・アウト/イン効果の地域間スピルオーバー」に集中して研究を推進する。効率的に研究を推進させるため、必要に応じて学会や研究会に参加し、またワークショップを開催することを通じて情報収集に努める。加えて、研究テーマに関わる基礎研究を併せて行っていくことで、研究遂行に必要な知見を得る。平成29年度は100,000円の前倒し請求を行ったが、予想よりも支出が抑えられたため、6,818円の次年度使用額が生じた。この金額は平成30年度以降に新しく出版された研究関連の書籍の購入などに充てる予定である。計画では海外で開催される学会に参加予定であったが、英文校正費が当初の予定よりもかかったことにより、国内での研究会参加に変更した。その結果、次年度使用額が生じたが、その分は研究会への参加や必要な書籍の購入などに充てる予定である。
積層超高密度量子ドットにおける励起子発光増強機構の解明

本申請研究では、超高効率太陽電池への応用が期待される多層積層量子ドットを対象とし、バンドギャップエネルギーの2倍程度のエネルギーである可視光で励起した場合の光励起キャリアと励起子のダイナミクスを測定することで、共鳴的な発光増強の起源を明らかにすることを目的としている。平成22年度は、前年度に明らかにした高次の励起子準位のキャリアダイナミクスを明らかにすることを目的に研究を行った。試料には30層積層したInAs量子ドットを用いた。スペーサー層の厚さは40nmである。一般的なInAs量子ドットは、バンドギャップエネルギーが1.3μm近傍の波長帯に存在する。一方、0.6μm近傍に幅広いピークを有する光吸収帯が存在することを明らかにしている。この準位を励起した場合と、量子ドットの励起子エネルギー帯のみを励起した場合の発光ダイナミクスの変化を測定した。量子ドットの励起子準位を励起した場合と比べ、高次の準位を励起した場合、発光減衰時間が2倍程度に増加した。興味深いことに、この寿命は励起光エネルギーや検出エネルギーにはほとんど依存しない。このような長寿命な発光減衰時間となる原因として、Above Barrier励起子の効果を考えた。半導体超格子では、高次の準位の方がミニバンド幅が大きくなる。これは、励起子の空間的な広がりが大きくなることを意味している。また、歪み超格子では、障壁層側にキャリアが局在する効果が報告されていることから、障壁層からのキャリア移動時間のために発光減衰時間が長くなったと考えられる。40nmと比較的大きいスペーサー層の試料でこのような結果が得られたことは、無理に近接した量子ドットを作製しなくても成長方向の伝導経路を形成できることを意味しており、光デバイス応用において重要な知見になりうると考えている。一般的な半導体量子ドット材料であるInAsは、バンドギャップエネルギーが1.3μm近傍の波長帯に存在する。平成21年度は、まず可視光で励起した場合の発光増強が生じる波長帯を明らかにするために、広帯域なスペクトル幅を有する光源からの光を分光器により分解し、試料に照射した。試料には、歪み補償して30層積層したInAs量子ドットを用いた。この試料の励起子特性という観点において重要な点は、スペーサー層が薄くなると成長方向の相互作用のため、振動子強度が低下し、励起子寿命が長くなることである。発光スペクトルを様々な励起光エネルギーで測定した結果、およそ0.6μm近傍に幅広いピークを有する光吸収帯が存在することが明らかになった。このエネルギーは、量子ドットにおける高次の励起子準位によるものであると考えられる。また、励起子基礎エネルギーの異なる試料で同様の測定を行った結果、このピークエネルギーが変化したことは、我々の考察を裏付けていると考えられる。また、この温度依存性を測定した結果、励起子寿命が短い試料では、バンド内緩和プロセスが変化しないが、長い試料では変化が生じた。これは、面内でのキャリア移動過程が影響している。さらに、この準位を共鳴励起した場合に、発光減衰時間が大きく変化した。この結果は、この準位が励起子と密接に関係していることを示唆している。これらの結果は、光吸収エネルギーが低いInAs量子ドットにおいて、高次の励起子準位を利用することで高い変換効率を有する太陽電池が実現できる可能性を示唆していると考えている。

40nmと比較的大きいスペーサー層の試料でこのような結果が得られたことは、無理に近接した量子ドットを作製しなくても成長方向の伝導経路を形成できることを意味しており、光デバイス応用において重要な知見になりうると考えている。
小児鼻咽腔における肺炎球菌の定量解析と肺炎球菌細菌叢の成立に関する研究

小児急性中耳炎や急性鼻副鼻腔炎において、原因菌として重要な鼻咽腔における肺炎球菌の定量解析をリアルタイムPCR法を用いて行った。その結果、健康な子供では年齢と鼻咽腔肺炎球菌の菌量は逆相関することが分かった。その反面、上気道感染症においてはその菌量が増加することが分かった。また、日常臨床において、中耳貯留液や鼻汁より迅速に肺炎球菌を検出することができる新しい検査法が有用になりうる事を証明した。小児の急性中耳炎や鼻副鼻腔炎の発症において、鼻咽腔における肺炎球菌の定着の時期や細菌量が極めて重要な因子となり、さらに肺炎球菌血清型の分布は蛋白結合型肺炎球菌ワクチンの予防効果を検討する上で重要である。今回の研究では肺炎球菌の定量化および血清型別の定量化をリアルタイムPCR法を用いて試み、小児鼻咽腔における肺炎球菌の定量解析と肺炎球菌細菌叢の成立に関する検討を行った。まず、急性中耳炎患児における培養法とリアルタイムPCR法における、肺炎球菌検出率の比較検討を行った。その結果、リアルタイムPCR法では有意に肺炎球菌検出率が高く、検査の感度がより高いことが分かった。また、培養で陽性であった症例では全例リアルタイムPCR法で陽性であった。次に血清型判定における、抗血清法、リアルタイムPCR法について検討した。リアルタイムPCR法では結果が数値で表れ、判定が容易であることに比べ、抗血清法では莢膜が膨化しているかどうかの判定が難しく、そのため何度か検査を繰り返す必要があり、コストや時間の面でも不利であった。次にリアルタイムPCR法にて、健常児および上気道炎患児における鼻咽腔肺炎球菌の検出および菌量の変化を検討した。その結果、健常児と比較して、上気道炎患児においては有意に肺炎球菌菌量の増加を認めた。さらに、健常児において、その年齢における鼻咽腔肺炎球菌菌量の変化を検討したところ、年齢と鼻咽腔肺炎球菌菌量は逆相関することが示された。これらのことは今まで、検出率といった半定量法でしか検討されておらず、我々は初めて定量により示したことに意義があると考えられた。また、上気道炎患児の鼻咽腔で肺炎球菌が増加していることから、鼻咽腔の菌量を減らすことが治療上、重要であることが考えられ、耳鼻咽喉科領域における鼻処置などの有用性が示唆された。臨床現場で抗菌薬の種類、量を決定するには培養検査やリアルタイムPCR法などで起炎菌を同定する必要があるが、いずれの方法も結果が判明するまでに時間がかかるという欠点がある。この欠点を克服するために、急性中耳炎や急性鼻副鼻腔炎の起炎菌として重要な肺炎球菌の抗原を迅速かつ簡便に検出する目的で開発中のイムノクロマトグラフィーキット(ODK-0501)を用いて培養検査およびリアルタイムPCR法との結果を比較し、一致率を検討した。急性中耳炎患者より採取した中耳貯留液での培養検査との比較では感度50.9%、特異度90.5%、一致率81.5%であった。また、急性鼻副鼻腔炎患者より採取した鼻咽腔ぬぐい液を用いた検討では感度45.3%、特異度94.2%、一致率63.8%であった。次に、今回用いたイムノクロマトグラフィー法では、肺炎球菌しか検出できないため、検出された場合に起炎菌か常在菌かを判定することができない。そこで、半定量法である培養検査結果と定量法であるリアルタイムPCR法を用いて、菌量と陽性率の比較を行った。まず、培養検査との比較では起炎菌の可能性が高い、培養検査2+以上の検体では60%以上の感度を示したが、1+以下での培養検査結果では50%以下の感度であった。次に、本方法で陽性症例と陰性症例の検体の菌量をリアルタイムPCR法で比較したところ、イムノクロマトグラフィー法で陽性にでた検体において、有意に菌量が多い結果が得られた。以上から、本法は常在菌を検出しにくく、起炎菌を検出しやすいと考えられた。以上の結果から、今回用いたイムノクロマトグラフィーキットは中耳貯留液や鼻咽腔ぬぐい液からの肺炎球菌抗原の迅速検査として有用であると考えられた。この方法を用いることにより、重症化しやすい肺炎球菌性の急性中耳炎や急性鼻副鼻腔炎を迅速に鑑別でき、適切な抗菌薬治療が行えることが可能になると考える。
強い海外子会社構築のための拠点間関係に関する研究

本研究は強い海外子会社構築のための拠点間関係を明らかにすることを目的とした研究である。文献レビュー、公刊データ分析、日本企業へのインタビュー調査、質問票調査を行った。結果、「親会社からの支援と海外子会社の自律性のバランスが強い海外子会社の構築につながりうること」「他の海外子会社との競争関係と協調関係のバランスが、強い海外子会社の構築につながりうること」が明らかになった。本研究は強い海外子会社の構築のために必要な拠点間関係を明らかにするものである。当該年度の当初の計画では、理論的サーベイとマクロデータ分析が計画されていた。理論的サーベイでは今後の調査に必要な理論を整理すること、マクロデータ分析では、いくつかの仮説の検証を定量的に行うことが目的とされていた。成果としては、これらの研究結果を論文として発表することが目指されていた。こうした当初の計画に合わせ、当該年度はまず理論的サーベイを行った。海外子会社のパフォーマンスについて議論した既存研究を多数整理し、海外子会社の「強さ」、「強さの構築」に関する理論的基礎を構築した。既存研究の整理を通じ、1)海外子会社のパフォーマンスを議論した既存研究における「強さ」の定義は多用であること、2)それらの多くは一時点での海外子会社の強さを問うもので、強い海外子会社の構築を直接議論していないこと、3)強い海外子会社の構築の要因としては「本国拠点要因」、「海外子会社要因」、「現地環境要因」に加え「拠点間関係要因」が挙げられることを明らかにした。この研究は、東京大学ものづくり経営研究センター(以下、MMRC)のディスカッションペーパー、赤門マネジメントレビューなどでの掲載を目指している。こうした既存研究の議論に基づき、さらに当該年度は「本国拠点要因」に絞った議論を行った。ミネベア株式会社を対象にした事例研究では、本国拠点からの海外子会社への継続的な支援が、海外子会社を強くする要因となることが説明された。マクロデータ分析では、そうした本国から海外への継続的な支援に影響を与える要因を探求するために、海外への支援の代理変数となる海外派遣社員の増減に影響を与える要因を明らかにした。前者はMMRCのディスカッションペーパーとして掲載され、さらに赤門マネジメントレビューで研究論文として査読中、後者は関西大学商学論集に論文として掲載されている。本年度の目標は、インタビューや質問票調査を通じ、強い海外子会社の構築に必要な拠点間関係(依存と自律・競争と協調)を明らかにすることだった。まず、海外子会社の強さに関する文献サーベイ論文を公刊した。このサーベイは質問票作成に活用された。「依存と自律」については、文献サーベイ、公刊データ分析、インタビューから「海外派遣者を代理変数にすると、日本企業では1980年代から一定して本国への依存が残っていること」「海外派遣者数の増減を長期間繰り返して能力構築している海外子会社が多いこと」「海外子会社に自律性を持たすために、現在の日本企業は支援(依存)を強めていること」が判明した。これは「依存と自律のバランスを長期でとることが能力構築に貢献する」という当初の仮説と整合的である。しかし一方で、「自律性の高い海外子会社は本国からの関与を早くから受けていない傾向にある」ことが公刊データ分析やインタビューから判明し、本国からの自律への支援が逆に自律を妨げる可能性が浮上した。「競争と協調」については、ミネベアやIBMへのインタビューから、競争と協調の活用が海外子会社の能力構築を促すことが判明した。これも当初の仮説を裏付ける事実である。以上の「依存と自律」「競争と協調」関係が海外子会社の強さに与える影響を実証するために、日系タイ工場211社に質問票を郵送した。ただし質問票の精査を慎重に行ったため、企業からの返答を元に結果を分析中である。以上、「依存と自律」「競争と協調」のバランスが海外子会社の能力構築に貢献することを、事例ベースで検証できた。さらに、「自律性を高めるための支援が自律性を落とす」という新たな可能性も発見できた。これらは本研究の大きな貢献である。成果としては、査読付き論文1本、ディスカッションペーパー1本、学会発表1回、2013年6月発売予定の本の1章が1本である。本年度の目的であった既存研究のレビューは終了し、マクロデータの入力・分析も行われているため、研究は順調に進展しているといえる。ただし、次年度に残した課題が2つある。1つ目はマクロデータの分析である。既存研究のレビューから導かれた仮説の検証をさらに行う必要がある。2つ目は企業調査である。タイに進出している日本企業への調査が、2011年のタイの洪水の影響で次年度に延期されてしまった。とはいえ、次年度の研究の下地は作ることができたので、順調に進展していると評価できる。24年度が最終年度であるため、記入しない。ここまで理論的研究を中心におこなってきたため、今後は実証に重きを置く。具体的には、1)マクロデータのより多面的な分析、2)国内外の企業調査、及び3)質問表調査である。1)では本国拠点要因、海外子会社要因、現地環境要因と強い海外子会社の構築の関係をマクロデータから明らかにすることを目指す。

2)では既存研究から得られた知見が現実に適用できるかの確認をし、3)で利用する項目について知見を得る。3)ではマクロデータの分析が難しい要因(例えば、拠点間要因)も加えた質問表を作成し、配布する。ここから、様々な要因と強い海外子会社の構築の関係を明らかにする予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。
1960～70年代日本前衛映画に関する横断的研究

本研究は、196070年代を中心とする日本前衛映画を作家・作品研究にとどまらず、同時代の批評や上映形態などの受容、近年に至る国内外の研究動向を幅広く調査し、理論的、歴史的に分析するとともに、既存の学問的枠組では検証が難しかった日本前衛映画に関する領域横断的な研究の新しい形態を提起・発展することを目的とした。そして、国内での研究調査とともに、作品の修復保存を行い、それらの成果を国内外で作品上映、シンポジウム、ワークショップなどを通じて発表し、国際的なネットワークの構築につとめた。本研究は、196070年代を中心とする日本前衛映画を作家・作品研究にとどまらず、同時代の批評や上映形態などの受容、近年に至る国内外の研究動向を幅広く調査し、理論的、歴史的に分析するとともに、他分野の研究者に協力を要請し、既存の学問的枠組では検証が難しかった日本前衛映画に関する領域横断的な研究の新しい形態を提起・発展することを目的とする。本年度は、国内の作品調査を中心に、オリジナルネガ、上映プリント、デジタル素材の状態の把握やリスト化を行い、研究の基盤作りにつとめた。また、国内外の多ジャンルの研究者、批評家、キュレーター、アーキビストと共同してシンポジウムやワークショップを開催し、理論的、歴史的な考察を深めた。本年度は、国際的なアーカイブおよびネットワーク構築のための議論、海外での作品紹介、海外機関と共同し、作品の修復、保存などを行った。国内の作品調査にあわせて、足立正生、おおえまさのり、城之内元晴、宮井陸郎など日本前衛映画で重要な作家の作品の修復、保存、デジタル化などの作業を韓国・アジア文化センターなど海外諸機関との共同で行うとともに、それらの作品の一部をイギリス・テートモダン、オランダ・ロッテルダム映画祭などで紹介することができた。またアメリカ・ニューヨーク近代美術館、ハーバード大学でアーカイブについての議論を行い、国際的な基盤作りを進めた。最終年度は、国際的なアーカイブおよびネットワーク構築のための議論、海外での作品紹介を継続するとともに、明治学院大学、ハーバード大学、ニューヨーク大学、ノースウェスタン大学、シカゴ美術館などで関連のシンポジウム、ワークショップ、上映を行った。国内の作品調査を中心に、資料収集、理論の分析などをおおむね予定通り行うことができた。また、映画以外の写真、美術、音楽、演劇、あるいは社会学、都市学などの研究者と共同し、シンポジウムやワークショップを通じて、横断的な研究の方法論を模索することができた。あわせて研究協力者との共同によって、イギリス、フランス、オランダ、アメリカでの調査を行うことができた。国内においては、資料収集、作品調査を継続するとともに、アーカイブについての国際的なネットワーク構築のために、アメリカ・コラボラティブ・カタロギング・ジャパンと共同して、国際会議を開催し、関連のワークショップを明治学院大学にて開催する。あわせて作品、資料の調査結果をリストとして刊行する。海外においては、韓国・アジア文化センターと共同して、アジア実験映画についてのシンポジウム、ニューヨーク大学、ハーバード大学で実験映画のアーカイブについてのワークショップを開催する。人文学国内においては、資料収集、作品調査を継続する。アメリカ、フランス、イギリス、オランダ、ドイツなどのシネマテーク、美術館、アーカイブで調査を行い、同じくリストを作成する。足立正生(映画監督)、宮井陸郎(映像作家)、飯村隆彦(映像作家)などに当時の活動について、アメリカ、フランスなどのキュレーター、批評家、アーキビストに、同じく当時の日本前衛映画の上映の歴史について聞き取りを行う。同時代の批評、および国内外の研究を、欧米の前衛映画理論や批評と比較しながら、理論的、歴史的に分析し、世界前衛映画史、前衛芸術史における歴史的位置づけを明らかにする。戦後前衛映画を主題とした国際シンポジウムを明治学院大学で開催し、それに前後して、パリ第三大学、ニューヨーク大学、写真美術館で関連のワークショップを開催する。また研究発表だけでなく、資料・作品の調査結果をリストにまとめて刊行する。国内における調査、研究の計画は予定通りに進行したが、多くの映画素材の保存状態が悪く、予想以上に劣化が進んでいたことが判明したため、プリントやネガの状態の確認とリスト作成に重点を置いた。そのため作品の修復、保存などの実作業のスケジュールに変更が生じた。昨年度の調査成果を踏まえて、本年度より作品の修復、保存などに本格的に取り組んでいく。
足指を使ったバランスのとり方の形成率と歩行数の関係について〜女子学生の場合〜

(目的)足裏でのバランスのとり方の形成率と歩行数の関係について考察を行った。(方法)首都圏のあるI大学とS大学に在学する女子学生272人について、1994年4月から1994年6月にかけて、1.足型(土ふまずの形成IIV型)形成2.拇指内向角度3.重心測定4.歩数調査5.歩行に関する意識調査を行った。(結果と考察)表1に足型出現数、表2に拇指内向角度の出現分布、表3に意識調査(抜粋)の結果を記した。足型出現率は先行研究とほぼ同率であり、拇指内向角度はI型>IV型,左足>右足であったが、意識調査、重心やLNG、歩数との相関簡易はみられていない。成人が突然転ぶという現状について、ひき続き調査研究を続けていきたい。
CAMUI型ハイブリッドロケット燃料グレイン最適形状設計手法の開発

申請者らが開発を進めているCAMUI型ハイブリッドロケットの燃料形状を最適に設計するための手法の構築を目指して,以下の成果を得た.1)数回の燃焼実験で全ての燃料ブロックの後退速度式を局所当量比の関数として得る手法を確立した.2)最上流前端面の燃焼特性を基礎燃焼実験により再現することに成功した.3)遺伝的アルゴリズムにより,最適燃料形状を探索する手法を開発し,目標とする最適解の探索に成功した.申請者らが開発を進めているCAMUI型ハイブリッドロケットの燃料形状を最適に設計するための手法の構築を目指して,以下の成果を得た.1)数回の燃焼実験で全ての燃料ブロックの後退速度式を局所当量比の関数として得る手法を確立した.2)最上流前端面の燃焼特性を基礎燃焼実験により再現することに成功した.3)遺伝的アルゴリズムにより,最適燃料形状を探索する手法を開発し,目標とする最適解の探索に成功した.(1)燃料後退速度定数αの取得推力200kgf級モータを用いて地上燃焼実験を実施し、各燃焼面の燃料後退速度を計測した。これまでの研究により得られた各燃焼面の燃料後退速度式における係数αの値を、各燃料ブロック位置における局所O/Fの関数として得た。(2)酸化剤噴流が衝突する燃焼流れ場の解明噴流衝突面で固体燃料と酸化剤噴流との拡散火炎が形成される基礎燃焼実験装置による燃焼実験を実施した。レイノルズ数を一定に保ったまま燃焼室圧力および酸化剤流速を変化させ、異なるスケール間で燃焼特性の比較を行った。燃料後退速度に及ぼす乱流強度の影響を明らかにした。また、C2発光バンドによる火炎形状の観察により、燃焼場のスケールと反応領域の相似性の関係を明らかにした。(3)最適グレイン形状を探索するアルゴリズムの開発CAMUIロケットの燃料グレインにおいては、縦に並べられた610個の燃料ブロックが同時に燃え進む。前端面、後端面、およびポート内面がそれぞれ独立に燃え進むが、ポートの外周がブロックの外周に到達すると燃料ブロックが二分割され、燃料グレインの崩落が起こるため、それ以上燃やすことができない。燃料グレインの燃え残りをゼロにするためには、ポートの外周がブロックの外周に到達するブロックが現れる以前に、全てのブロックで同時に軸長さがゼロになれば良い。これを満たす形状が目指す最適グレイン形状である。最適グレイン形状を得るため、探索空間の縮小に有効であると言われている遺伝的アルゴリズムを適用した。計算の結果、400世代前後で最適なグレイン形状を得ることに成功し、開発したアルゴリズムの有効性を確認することができた。(1)燃料後退速度式中の係数αの取得各燃焼面の燃料後退速度式における係数αの値(局所O/Fの関数になる)にスケール効果モデルを組み合わせて、大型モータ用グレイン形状の最適化設計を行うための基礎式を構築した。(2)酸化剤噴流が衝突する燃焼流れ場の解明酸化剤噴流が衝突する燃焼流れ場を異なるスケールで構築し、燃焼場のスケールと燃料後退特性との関係を調べた。レイノルズ数および噴流の速度をスケール間で一致させることにより燃料後退速度がスケール比で相似関係になることが、本実験系においても確認された。また、レイノルズ数を一定のまま圧力を下げ、流量を増加させると、燃料後退速度が増大することが確認された。本結果は実モータにおいても観察されているものである。燃料グレインの燃え残りをより少なく、O/Fシフトによる比推力損失をより小さくするような、最適グレイン形状を探索するアルゴリズムを開発する。昨年度は、最適グレイン形状を得るための探索アルゴリズムとして遺伝的アルゴリズムを適用し、良好な探索速度を得た。本年度は、最適解近傍までは遺伝的アルゴリズムを適用し、ある程度良好な解が得られた後は燃え残り燃料を他のブロックに再配分する手法により最適解に至る手法を開発し、より効率的に最適解を得られるようになった。(4)大型モータによる地上燃焼実験0.5tonf級のモータを製作し、燃焼実験を実施した。消音設備も含めて実験設備の有効性を確認できた一方、液体酸素供給系の能力不足が課題として抽出された。(1)燃料後退速度式中の係数αの取得昨年度推力900N級モータにより構築された、大型モータ用グレイン形状の最適化設計を行うための基礎式を推力2000N級モータに適用したところ、スケール効果を考慮に入れても後退速度を予測できないことが判明した。その後の検討により、燃料形状が相似形でも、レイノルズ数が増大すると流れ場の構造が変わり、熱伝達機構が変化する可能性が指摘された。2000N級モータでの燃焼実験により後退速度式を取得し、大レイノルズ数域では流量密度の指数が0.5から0.8に遷移すること、速度式中の係数αについては低レイノルズ数域と同じO/F依存性を示すことが確認された。(2)酸化剤噴流が衝突する燃焼流れ場の解明昨年度観察された、レイノルズ数を一定のまま圧力を下げ、酸化剤流速を増加させると、燃料後退速度が増大するという傾向の原因を解明するため、吹き消え領域まで流速条件を拡大してデータを取得し、合わせて火炎の詳細な観察を行った。

吹き消えが起こる直前まで、燃料後退速度は流速に従って増大を続けることが確認された。火炎の位置と色を詳細に観察した結果、淀み点より酸化剤側に存在する拡散火炎が、流速の増大により淀み点に近付き、燃料表面からの距離が減少するために燃料後退速度が増大することを明らかにした。(3)最適グレイン形状を探索するアルゴリズムの開発探索アルゴリズムの開発については昨年度中に終了している。本年度は探索アルゴリズムにより得られた燃料形状を用いて燃焼実験を行い、後退速度式の精度に課題が残る1段目以外は良好な結果が得られることを確認した。
急性期における指圧療法が脳の賦活化に与える効果

指圧療法は、かなりの時間と手技習得のための研修会が必要になる。そこで申請者は、臨床で患者に対してよく行っているStroke(さする)とTouch(触れる)刺激に着目し、発汗及び呼吸と情動の関係を明らかにした。その結果StrokeとTouch刺激間の呼吸数に有意な差を見出した。さらにStroke刺激は、不安感が強い人ほど呼吸数を有意に増加させる刺激であることを見出した。呼吸数の増加は、扁桃体の活性を高めるという報告がある事から、Stroke刺激は脳の賦活化に影響を与える可能性が高い。現在意識障害患者1症例に臨床実験を実施した。その結果stroke刺激時に呼吸数の増加がみられた。今後症例数を増やし実験を継続していく。【研究目的】本研究の目的は、指圧等の触覚刺激が脳に与える効果を明らかにすることであるが、今回は「さする」「包み込む」刺激が呼吸・発汗・自立神経に及ぼす影響を明らかにした。本実験は昭和大学保健医療学部の倫理委員会の承諾を得、被験者から同意を得て行った。【方法】健常成人7名には、実験前に心理尺度であるState-Trait Anxiety Inventory(STAI)の特性と状態を、実験後にVisual Analogue Scale(VAS)を施行した。VASは0を中心に10を「最も心地よい」とし、マイナス10を「最も不快」とした。実験プロトコルは、閉眼状態で各刺激前・後に1分間安静とし各刺激をランダムに30秒間3回繰り返した。呼吸測定はフェイスマスクに接続された流量計を用い、分時換気量・一回換気量・一呼吸時間・吸息時間・呼息時間・呼吸数・呼気終末炭酸ガス濃度を測定した。発汗測定は母指表面1平方cmに検出された発汗量を測定し、自立神経測定はR-R間隔1msを周波数解析し、各測定結果は、PC上のPowerLabに保存した。統計処理はSPSS Version18を用いた。【結果】呼吸測定値の呼吸数に関して有意差が認められた。「さする」と呼吸数が増加し、一回の呼吸時間が短くなった。各刺激時の発汗とVAS及びSTAIともに有意差がみられた。特に「さする」に関しては初回の刺激で発汗量が増加した人が7名中4名おり、そのうち2名はVASで触れられることが不快であると答えた人であった。【考察】「さする」刺激は「包み込む」刺激より呼吸数や発汗量を増加させる傾向が明らかになった。今後は各刺激の効果がより明確になるようにプロトコルを修正し、触覚刺激の効果を明らかにする。【研究目的】本研究の目的は、指圧等の触覚刺激が脳に与える効果を明らかにすることであるが、今回は「touch」「stroke」刺激が呼吸・発汗・自立神経に及ぼす影響を明らかにした。【方法】健常成人8名に、実験前に筆記でSTAI(不安の程度)、実験後にVAS(快・不快の程度)を筆記してもらった。実験プロトコルは閉眼状態で安静(4分)→刺激(1分)→安静(4分)を2回繰り返した。呼吸は分時換気量・1回換気量・1呼吸時間・吸息時間・呼息時間・呼吸数・呼気終末炭酸ガス濃度を測定。発汗測定は母指1cm^2に検出された発汗量を測定。自立神経測定はR-R間隔1msを周波数解析し、各測定結果は、PC上のPowerLabに保存した。分析はSPSS Version18を用いた。呼吸測定値、発汗値と自立神経値は2元配置分散分析で分析した。STAI及びVASと発汗・自立神経・呼吸状態に関してはt検定で分析した。【結果】呼吸数は「touch」「stroke」間で交互作用が認められ、刺激前半(30秒間)・後半(30秒後1分)刺激終了30秒後に有意差があり、「stroke」時は呼吸数が増加し、「touch」時は減少した。また「stroke」前安静と刺激後半で有意差が認められた。発汗量及び自立神経に関して有意差は認められなかった。STAIには特性不安と状態不安があるが、状態不安値が高い人は「stroke」時の呼吸数が増加し、有意差が認められた。しかしばらつきが大きかった。VASとの関連は認められなかった。【考察】「stroke」は呼吸数を増加させ「touch」は減少させるという違いが明らかになり、状態不安が高い人程「stroke」時に早い呼吸となることが示された。

今後は被験者の数を増やし、STAI及びVASと各刺激間の関連性をより明確にしていく。この結果を基に、意識障害患者に実施し、その触覚刺激の効果を明らかにする事を目的とする。指圧における文献調査から、指圧療法を実践するには、かなりの時間と手技習得のための研修会が必要になることが明らかになった。そこで申請者が以前に行った光トポグラフィーを用いたハンドマッサージ研究で導きだされた、さする刺激と触れる刺激には脳の活動に違いがある(田中,2009)という結果を基に、脳を活性化させる刺激方法について検討した。その結果看護師や家族が患者に対してよく行っているStroke(さする)とTouch(触れる)という行為に着目し、発汗及び呼吸(分時換気量・一回換気量・呼吸数)と情動(STAI・VAS)の関係を明らかにすることを目的とした。その結果StrokeとTouch刺激間の呼吸数に有意な差を見出した。さらにStroke刺激は、不安感が強い人ほど呼吸数を有意に増加させる刺激であることを発見した。Stroke刺激時に反応するニューロンはTouchとは別のニューロンである(IwamuraY,1996)ことを明らかにした研究がある。政岡(MasaokaY,2003)らは、呼吸の増加は扁桃体の活性を高めることを明らかにした。このようなことから、Stroke刺激は脳の賦活化に影響を与える刺激である可能性が高い。現在健常者の呼吸数に変化をもたらしたStrokeとTouch刺激が、意識障害患者にどのような呼吸変化をもたらすかを、1症例ではあるが臨床実験で明らかにした。その結果健常者と同様にstroke刺激時に呼吸数の増加がみられた。この結果からStrok刺激は脳を賦活化させる刺激である可能性が高いと考えている。今後症例数を増やし実験を継続していく。