hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多自由度球面電磁アクチュエータに関する研究

本年度は,前年度提案した2自由度作動結合型アクチュエータの実機検証と,3自由度位置センシング手法である,カラーエンコーダモデルの実機による評価を行った.現在,多自由度システムの普及が進んでいる.これらのシステムは1自由度アクチュエータの組み合わせで実現されており,自由度の増加に伴い構造の大型化,リンク機構によって発生する特異点によって制御性が悪くなってしまうなどといった問題を抱えている.これらの課題を解決するために1台で多自由度駆動が可能な多自由度アクチュエータの研究開発が世界中で行われている.これらの多自由度アクチュエータの問題として,制御装置の大型化が挙げられる.本研究で提案する2自由度アクチュエータは従来の同期モータと同様に,3相インバータを使用可能であり,制御装置が大型化することがない.提案した2自由度作動結合型アクチュエータの試作機を製作し,静トルク特性評価と,位置決め制御実験を行った.測定した静トルク特性はシミュレーションと定性的に一致しており,本アクチュエータがシミュレーションと同等の特性を有することが確認できた.また位置決め制御実験では,シミュレーションと可能な限り条件を揃えると,エンコーダの分解能以下で位置決めが可能となっており,高い位置決め制御特性が可能であることを確認することができた.可動子の位置センシング手法に関しては,実際のアクチュエータ可動子に色付けを行い,センシング精度を確認する実験を行った.結果,色付け間隔に応じて,色検出が可能となっており,より細かい色付けを行えば,より良好な精度で位置センシングが可能である可能性を示唆するものでった.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は,多自由度球面電磁球面アクチュエータにおいて任意の方向へ任意のトルクを発生させる電流値制御手法の提案を行った.球面アクチュエータは,目標に対して(三軸方向のトルク),入力(コイルの相数)が多く,目標を満たすための入力が無数に存在する.目標とする出力を生成するための入力を決定する手法として,擬似逆行列を用いる方法や,目標トルクと各コイルが有する電流トルクのベクトル距離を最小化する方法などが提案されている.しかしながら,これらの方法はいずれも事前にモデルによって依存するトルクモデルを獲得する必要があり,生成される電流値はこのトルクモデルに大きく依存する.我々はトルクモデルを用いずに電流値を決定し,小さい電流で駆動する手法を提案し,シミュレーションと実機検証によりその有効性の確認を行った.提案する制御手法は三ステップよりなる.初めに,コイル位相の決定を行う.従来の交流モータのベクトル制御と同様に,可動子の磁石に対して1/4周期進んだ位相を固定子コイルにおいて生成する.これにより各磁極はそれぞれ,各磁極で発生し得る最大の推力を可動子に生成する.次に固定子磁極の重み付けを行う.1/4周期進んだ位相を固定子側で生成すると,固定子磁極はそれぞれ最大の推力を発生する.しかしながらこれらの推力の方向は目標トルクに対して一致したものではないため,目標トルクの方向と一致するものだけを選別する.最後に電流振幅を決定する.前述の操作によって設定された電流値ベクトルの大きさを設定する.目標とするトルクの大きさが大きい場合には,電流振幅を大きく,小さい場合には電流値振幅を小さく設定する.以上述べた提案制御手法の有効性を,従来制御手法との比較により確認した.小さい電流かつ高精度で提案制御手法が駆動できることを,シミュレーションと実機により確認した.本年度は,従来機器で制御可能な差動結合式二自由度アクチュエータの提案,シミュレーションによる性能検証と,三自由度位置センシング手法である,カラーエンコーダ方式の提案および,試作機の作成,簡易モデルによる評価を行った。現在までに開発されてきた多自由度アクチュエータは,複雑な可動子磁石磁界と同期させるために,固定子で多くのコイルを用いて,それらと同期するような磁界を生成していた。これまでにアウターロータ型の採用により,従来のモデルと比較して高トルク化が達成できたものの,コイルを多く有するため制御機器が大型化してしまい,結果としてシステムの小型化を達成できていないという,新たな課題が見えてきた。そこでその課題を解決するために,デフギアの原理を応用した差動結合型アクチュエータの提案を行った。デフギアとは,自動車に搭載されている,カーブ時の左右の回転数の差を吸収する機構であり,この入力と出力を入れ替えることによって,従来の制御機器を用いて駆動可能な二自由度アクチュエータが実現可能である。構造提案から,アクチュエータの基本原理の確認,補助ヨーク追加による磁気回路の改善及び,その性能をシミュレーションにより確認した。可動子の位置センシングに関してはカラーセンサを用いた手法を提案してきた。本年度は可動子にデジタルに色付けを行うカラーエンコーダ方式の検討を行った。まず,簡易な形状である平板で、デジタルに色付けした可動子の作成,及び,その色情報の評価を行った。その後,球面上の可動子にデジタルな色付けを施した。今後は新しく提案したアクチュエータの実機検証及び,色情報を用いた三自由度位置センシング手法の評価を行っていく。二年度はカラーセンサを実装し,三自由度アクチュエータを試作する予定であった。しかしながら研究を進める上で,カラーセンサが精緻な位置検出には向かないということ,そして多自由度システム全体として考えた時の,三自由度アクチュエータの課題が見えてきた。そこで本年度はそれらの課題を踏まえて研究を行う必要があった。

まず三自由度位置センシングに関しては,カラーセンサと9軸センサを組み合わせる手法を検証した。カラーセンサのエンコーダ方式に加えて,9軸センサをアクチュエータに搭載し,実際に検証することで,それらを組み合わせるという新たなセンシング手法が見えてえきた。多自由度アクチュエータに関しては,コイル相数の増大という問題点に着目し,従来制御機器を用いて制御可能な二自由度差動結合式アクチュエータの提案を行った。提案したアクチュエータは従来の三相インバータを二つ用いて駆動可能であり,駆動角度に制限があるため減速機を搭載することはできないものの,制御上の特異点が存在せず,部品点数を削減できるというメリットを有する。提案アクチュエータはロボットの眼球や,照明装置などのアプリケーションへの応用が期待できる。またこれらの成果は国際学会で発表され,論文誌掲載という形で評価されたことからも,世界に対して,その研究の意義を示すことができた。以上により本課題の研究はおおむね順調に進展しているといえる。本年度は,前年度提案した2自由度作動結合型アクチュエータの実機検証と,3自由度位置センシング手法である,カラーエンコーダモデルの実機による評価を行った.現在,多自由度システムの普及が進んでいる.これらのシステムは1自由度アクチュエータの組み合わせで実現されており,自由度の増加に伴い構造の大型化,リンク機構によって発生する特異点によって制御性が悪くなってしまうなどといった問題を抱えている.これらの課題を解決するために1台で多自由度駆動が可能な多自由度アクチュエータの研究開発が世界中で行われている.これらの多自由度アクチュエータの問題として,制御装置の大型化が挙げられる.本研究で提案する2自由度アクチュエータは従来の同期モータと同様に,3相インバータを使用可能であり,制御装置が大型化することがない.提案した2自由度作動結合型アクチュエータの試作機を製作し,静トルク特性評価と,位置決め制御実験を行った.測定した静トルク特性はシミュレーションと定性的に一致しており,本アクチュエータがシミュレーションと同等の特性を有することが確認できた.また位置決め制御実験では,シミュレーションと可能な限り条件を揃えると,エンコーダの分解能以下で位置決めが可能となっており,高い位置決め制御特性が可能であることを確認することができた.可動子の位置センシング手法に関しては,実際のアクチュエータ可動子に色付けを行い,センシング精度を確認する実験を行った.結果,色付け間隔に応じて,色検出が可能となっており,より細かい色付けを行えば,より良好な精度で位置センシングが可能である可能性を示唆するものでった.初年度は制御手法の構築と,カラーセンサを用いた角度検出方法の構築を主眼として研究を行う予定であった.多自由度アクチュエータの制御手法については,従来の計画通り高効率に駆動できる制御手法を提案し,三次元有限要素法によるシミュレーションと,実機検証によりその有効性を確認することができた.また得られた成果については,国際学会において世間に示すことができた.カラーセンサを用いた三自由度可動子の位置センシングについては,位置探索アルゴリズムの検証を行った.
ルテニウムイオン集積系化合物の構築

【合成研究】(1)分子内に12個のRuイオンを含む超分子,[Ru_3(μ_3-O)(OAc)_6(L)_3]^+を基本骨格とするピラジン架橋直鎖状4量体の合成に成功した。内側のユニットは外側のユニットよりも還元電位が低い。(2)分子内に電気化学的ポテンシャル勾配をもつRu三核錯体の3量体,[{Ru_3-(μ_3-O)(OAc)_6(cpy)_2}-pz-{Ru_3(μ_3-O)(OAc)_6(py)}-pz-{Ru_3(μ_3-O)(OAc)_6-(dmap)_2}]^<3+>を合成した。(3)三核骨格間の電子的相互作用を高める目的で新規カルボニル3量体[{Ru_3(μ_3-O)(OAc)_6(dmap)_2}-pz-{Ru_3(μ_3-O)(OAc)_6(CO)}-pz-{Ru_3(μ_3-O)(OAc)_6-(dmap)_2}]^<2+>を合成した。カルボニル配位子の脱離によりさまざまな類縁体への誘導が今後期待される。【構造研究】2量体,[{Ru_3(μ_3-O)(OAc)_6(py)_2}_2pz](PF_6)_<2+>,のX線構造解析を行った。このタイプの多量体としては初めての構造解析例である。【骨格間相互作用】骨格間の電子的相互作用が強いことが解っている2量体[{Ru_3(μ_3-O)(OAc)_6-(dmap)(CO)}_2pz]について,1電子および2電子還元体の電解赤外スペクトルを米国Purdue大学Kubiak教授の研究室に赴き測定した。驚くべきことに,1電子還元体のCO伸縮振動は還元前(単離状態)および2電子還元体が示すシャープな2本のスペクトルの中間にブロードな吸収として観測された。この事実は,二つの三核骨格間のピラジンを介した異常に速い電子移動,即ち,骨格間原子価状態のフラクショナルな挙動の発現を示唆している。現在,この珍奇な現象の解明向けた詳細な実験を展開中である。
ヘスペリジンによるコレステロール合成経路を介した骨代謝制御の解明

柑橘系フラボノイドであるヘスペリジンはHMG-CoA還元酵素を阻害し、血漿および肝臓脂質の増加を抑制することが報告されている。一方、HMG-CoA還元酵素阻害薬剤であるスタチンが骨芽細胞におけるBMP-2産生を促進し、未分化細胞や前駆細胞に作用することで、骨芽細胞への分化を促進することが考えられている。さらに、骨吸収阻害剤であるビスホスホネートは、HMG-CoA還元酵素よりも下流のファルネシル合成酵素に作用し、破骨細胞の機能を抑制することにより骨吸収を抑制することが報告されている。前述した報告を考え合わせ、ヘスペリジンは、メバロン酸合成経路を介して、骨代謝を調節することを推測し、研究を行ってきた。また、脂肪細胞と骨芽細胞はいずれも間葉系幹細胞から分化することが知られ、間葉系幹細胞の分化を制御することができれば、肥満と骨粗鬆症を同時に予防できる可能性が考えられている。平成27年度では、(1)ヘスペリジンのスタチン様作用で示されたHMG-CoA還元酵素阻害による骨代謝制御ではなく、ビスホスホネート薬剤の骨吸収抑制作用から、メバロン酸合成経路の下流部位に着目し、骨量減少抑制効果について検討した。また、(2)ヘスペリジンのアグリコンであるヘスペレチンによる脂肪細胞の分化を抑制することや骨芽細胞の分化を促進することが報告されていることから、分化決定前の間葉系幹細胞の分化に及ぼす影響に関して検討した。その結果、(1)ヘスペリジンは、メバロン酸合成経路の下流部位を制御している可能性が示唆されたが、まだ不明な点があり、さらに詳細な作用機序の検討が必要である。(2)ヘスペレチンは脂肪細胞の分化関連遺伝子発現量を減少させ、骨芽細胞の分化関連遺伝子発現量を増加させたことから、間葉系幹細胞において、脂肪細胞への分化を抑制するとともに骨芽細胞への分化を促進することが示された。骨粗鬆症治療薬であるビスホスホネートはファルネシルピロリン酸合成酵素を抑制し、低分子G蛋白質の活性を阻害することで骨吸収を抑制することが報告されている。また、低分子G蛋白質であるRho-Aが骨代謝関連遺伝子を調節することも報告されており、ヘスペリジン(アグリコン名:ヘスペレチン)がビスホスホネートと同様な部位でその活性制御をしている可能性を検討した。平成26年度では(1)ヘスペリジンによる骨代謝に及ぼすイソプレノイドの影響、(2)ヘスペレチンによる骨代謝制御遺伝子への影響について検討した。(1)卵巣摘出骨粗鬆症モデルマウスにおけるヘスペリジンによる骨量減少抑制効果:メバロン酸合成経路に関わるメバロン酸とヘスペリジン併用投与させたところ、ファルネシル合成酵素を阻害するか、あるいはその下流部位を阻害し、プレニル化タンパク質を抑制することで骨代謝調節を間接的に抑制することで骨量減少を抑制した可能性が示唆された。(2)バイオ細胞を用いたヘスペレチンによる骨代謝制御遺伝子への影響:骨代謝調節関連mRNA発現量について検討した。すなわち、骨吸収に関与するカテプシンK、DC-STAMPおよびNFATc1はヘスペレチンにより有意にmRNA発現量を低下させた。現在、骨形成関連遺伝子に関して測定を行っているが、ヘスペリジンが骨代謝調節に関与していることが明らかとなった。ここまでの検討結果からヘスペリジンの骨代謝調節は、コレステロール合成経路を阻害し、骨代謝調節に影響すると考えられるが、コレステロール合成経路の下流域で制御するかどうか平成27年度において検討する予定である。

交付申請書通りこれまでの研究成果をもとに、「ヘスペリジンによるコレステロール合成経路を介した骨代謝制御の解明」を目的とし、動物および分子レベルの研究を立案し、概ね実行できている。昨年度の結果目標を達成できたので本年度はヘスペリジンによるファルネシルピロリン酸に及ぼす影響およびヘスペリジンによる骨形成制御遺伝子への影響について検討することができる。現在、ヘスペレチンの骨吸収抑制に関しての検討とともに骨形成促進に関わるかどうかも含め評価する。また、メバロン酸代謝産物であるゲラニルゲラニルピロリン酸(GGPP)の分化に及ぼすヘスペリジンの影響に関して検討するとともに骨芽細胞増殖におけるGGPPに対して骨芽細胞増殖・分化にヘスペリジンが関わり、さらに、破骨細胞刺激とヘスペリジンとの関連に関して検討をする予定である。●培養細胞におけるヘスペレチンのGGPPおよびFPPに及ぼす影響マウスより採取した骨髄を定法にて培養し、次のことを計画している。1)骨芽細胞増殖におけるGGPPに及ぼすヘスペレチン(アグリコン)による分化・石灰化の解析2)破骨細胞アポトーシス誘導シグナルに及ぼすヘスペレチンによるFPP合成酵素の解析昨年度は被験動物数を当初予定より減らしたことと、使用する試薬等を削減して購入量が減った関係上、78197円が平成27年度に繰り越された。本年度は昨年度の結果を踏まえ、プレ試験を含め細胞試験等を実施し、試薬購入額が増えるため、全額使用する予定である。
粒子法を用いた流体－氷－船舶の連成解析手法の開発

近年北極海の海氷は減少しつつある。これまで船舶は海一面が氷板に覆われている中を運航することが多く、氷ー船舶の連成問題を考えれば十分であった。しかし海氷の減少に伴って海面が露呈した環境が増えてきたため、流体に浮かぶ氷が船舶に及ぼす影響を解明する必要が出てきた。本研究ではこのような状況下で船舶に働く力を正確に推定することで今後起こりうる事故を未然に防ぐことを目的とし、粒子法を用いた流体ー氷ー船舶の連成解析手法を開発する。本研究は流体力学、構造力学、破壊力学を跨ぐ複合領域の課題であり、本研究で開発した手法は船舶海洋工学のみならず、様々な分野への展開が期待できる。
生成文法における英語の前置詞句・副詞の理論的研究

本研究では,統率・束縛理論を中心として生成文法のこれまでの研究を踏まえて,英語の前置詞句と副詞句が文の構造においてどのような役割を果たすかという問題,および,名詞句移動,Wh移動,LF移動という操作に関して前置詞句や副詞句がどのような振舞いを示すかという問題,さらに,前置詞句や副詞句が正しい意味解釈を与えられるためにはLF表示においてどのような扱いを受けるのが適当であるかという問題を中心に,次のような検討を行った.(1)副詞句と前置詞句の文構造における役割:副詞句と(副詞的な)前置詞句は統率・束縛理論ではこれまで文構造では一括して「付加詞」として扱われてきたが,記述文法における副詞の研究で主張されているように,動詞によって義務的に選択される補部,動詞によって随意的に選択される付加詞,文構造には組み込まれない離接詞の3種類は最低限認める必要があることが明かである.また,疑問副詞については,howとwhen,whereとwhyという三つのクラスは,少なくとも多重疑問文においては異なる振る舞いを示すことが明らかであり,さらに,howが補文に生ずる場合,その補文が時制節であるか不定詞節であるかによって多重疑問文の適格性が異なることが明かである(この問題は「副詞の種類と文構造における位置付け」として発表予定).(2)疑問副詞と疑問前置詞句の違い:疑問前置詞句は意味的には疑問副詞と非常に似ている場合があるが,統語的には異なる振る舞いを示す.最も重要な点は,多重疑問文において疑問副詞whyは元の位置に残ることができない場合でも,for what reasonという疑問前置詞句は元の位置に残ることができるということである.この違いは,意味の観点からも文構造における機能からも説明がつかないが,LF部門における移動を仮定し,その際に残される痕跡が一般的な原則によって認可されるかどうかという観点から考えると,説明が可能になる(この違いについては「多重疑問文と残置Wh要素」として発表予定).以上の2点のほかに,「時を表す副詞の意味解釈と移動可能性」と「動詞+不変化詞構文」についても研究を行った.本研究では,統率・束縛理論を中心として生成文法のこれまでの研究を踏まえて,英語の前置詞句と副詞句が文の構造においてどのような役割を果たすかという問題,および,名詞句移動,Wh移動,LF移動という操作に関して前置詞句や副詞句がどのような振舞いを示すかという問題,さらに,前置詞句や副詞句が正しい意味解釈を与えられるためにはLF表示においてどのような扱いを受けるのが適当であるかという問題を中心に,次のような検討を行った.(1)副詞句と前置詞句の文構造における役割:副詞句と(副詞的な)前置詞句は統率・束縛理論ではこれまで文構造では一括して「付加詞」として扱われてきたが,記述文法における副詞の研究で主張されているように,動詞によって義務的に選択される補部,動詞によって随意的に選択される付加詞,文構造には組み込まれない離接詞の3種類は最低限認める必要があることが明かである.また,疑問副詞については,howとwhen,whereとwhyという三つのクラスは,少なくとも多重疑問文においては異なる振る舞いを示すことが明らかであり,さらに,howが補文に生ずる場合,その補文が時制節であるか不定詞節であるかによって多重疑問文の適格性が異なることが明かである(この問題は「副詞の種類と文構造における位置付け」として発表予定).(2)疑問副詞と疑問前置詞句の違い:疑問前置詞句は意味的には疑問副詞と非常に似ている場合があるが,統語的には異なる振る舞いを示す.最も重要な点は,多重疑問文において疑問副詞whyは元の位置に残ることができない場合でも,for what reasonという疑問前置詞句は元の位置に残ることができるということである.この違いは,意味の観点からも文構造における機能からも説明がつかないが,LF部門における移動を仮定し,その際に残される痕跡が一般的な原則によって認可されるかどうかという観点から考えると,説明が可能になる(この違いについては「多重疑問文と残置Wh要素」として発表予定).以上の2点のほかに,「時を表す副詞の意味解釈と移動可能性」と「動詞+不変化詞構文」についても研究を行った.
ポルフィリンナノポア内での多核金属反応場の構築とその内部空間における触媒反応

本研究ではビスクロロピリジル亜鉛ポルフィリンを原料に用いたホモカップリング反応によって金属配位子で連結されたポルフィリン環状三量体を一段階で合成することに成功した。得られた環状三量体は機能化されたクロマトグラフィーによって特異的に単離することができ、配位子部にパラジウム錯体を導入することによって1ナノメートルの空間内に互いに配位座を中心に向けた多核錯体を構築することに成功した。ポルフィリン部の亜鉛イオンを脱離後、酸化触媒として期待される鉄イオンを導入することにも成功し、今後有用な触媒反応に応用してゆくことが期待される。本研究では金属錯体と基質を同時に内包できる剛直なポルフィリンナノポアを構築し、その内部空間における錯体触媒反応を調べることを目的としている。その鍵となる分子の1つが、3つの金属ポルフィリンと3つの2,2'-ビピリジンが交互に連結することによって形成されるユニークなポルフィリン環状三量体であり、その効率的合成とその内部に金属錯体を導入することによって特異的な機能開拓を行うことを第1の目標としている。昨年度、目的のポルフィリン環状三量体を少量得ることに成功したが、収率にバラツキが多く再現性が低いことが問題であった。またゲルろ過クロマトグラフィーを用いた単離精製法も煩雑で、繰り返し精製を行う必要があった。そこで本年度はポルフィリン環状三量体を再現性よく合成するためにニッケル錯体の調整法と後処理法を詳細に検討したところ、ニッケル錯体を20当量用い、後処理法ではクエン酸処理をおこなうと再現性よく目的物を含む混合物を得ることに成功した。また反応混合物の単離精製法として、高機能シリカゲルカラムを用いることによって、環状三量体と環状四量体を選択的に分離することに成功した。その結果、高純度の環状三量体を従来に比べて簡便に単離することができるようになった。また、第2の目標であるピリジニルピラゾール基を有するポルフィリンナノポアの構築研究では、ボロン酸エステルを有するイミダゾリルポルフィリンとジブロモポルフィリンのパラジウム錯体を用いた鈴木-宮浦カップリングによりクロスカップリング反応を行い、ピリジニルピラゾールを有するトリスポルフィリンの合成に成功した。これをクロロホルムーメタノール混合溶媒中で自己組織化後、オレフィンメタセシス反応を行うことによって、目的とするピリジニルピラゾール基をリング内部に向けたポルフィリンナノリングの合成に成功した。本研究では3つの金属ポルフィリンと3つの2,2'-ビピリジンが交互に連結することによって形成されるユニークなポルフィリンナノリングを合成し、その内部に金属錯体を導入することによって特異的な機能開拓を行うことを目的にしている。本年度は、2種類のビス(クロロピリジニル)基を有するポルフィリン誘導体をNi(cod)2存在下、還元的カップリングさせることにより、鎖状ポルフィリンオリゴマーと環状ポルフィリン3量体、4量体等の混合物を得た。次にこの混合物のサイズ排除クロマトグラフィーによる分離精製を検討したところ、環状三量体を85%以上の純度で単離することに成功した。化合物の同定はプロトンNMR法(1H NMR)と高分解能マトリックス支援レーザー脱離イオン化ー飛行時間型質量分析(MALDI-TOF MS)によって行った。1H NMRでは1種類のポルフィリン単位の存在だけを示す単純なスペクトルが得られ、本分子が対称性の高い分子構造をとっていることが示された。また高分解能MALDI-TOF MSでは、環状三量体を示すモノアイソトピック信号(m/z obs. 2089.4548, calcd for C114H84N18O12Zn3+H+: 2089.4463)が観測された。置換基にエチル基を有する環状三量体は環の外周部に6つのエステル基を有しており、これをアルカリ加水分解することによって6つのカルボン酸基を有するポルフィリン環状三量体を合成することに成功した。この化合物はpH7のリン酸緩衝液やpH11の炭酸緩衝液によく溶けるため、有機溶媒中だけでなく、水中での特異的な性質にも興味が持たれる。本成果は日本化学会第93回春季年会(滋賀)で発表した。本研究では金属錯体と基質を同時に内包できる剛直なポルフィリンナノポアを構築し、その内部空間における錯体触媒反応を調べることを目的にしている。前年度までにビス(クロロピリジル)亜鉛ポルフィリンにニッケル0価錯体を作用させることによって、2,2'-ビピリジンと亜鉛ポルフィリンが交互に連結された環状三量体を最大成分とする混合物が再現性良く得られ、これを高機能シリカゲルを用いて効率的に分離する方法を発見した。

今年度はこの分離法を用いることで2種類の異なる置換基を有する環状ポルフィリン三量体を単離することに成功し、本分離法が汎用性のある方法であることを確認した。また詳細な分離メカニズムを調べるために、溶離液を種々変化させた分離実験とNMR滴定実験を総合的に解析した結果、ナフチル基やピレニル基のような非極性な芳香族官能基で修飾されたシリカゲルでは環状三量体内部に非極性芳香族分子が内包されることによるホストゲスト相互作用によって環状三量体のみが特異的に保持されていることが示唆された。一方、シアノプロピル基やニトロフェニル基のような極性基で修飾されたシリカゲルではホストゲスト相互作用ではなく、環状ポルフィリン三量体のビピリジン部位の配座が固定されることによって生じる双極子と極性基の双極子ー双極子相互作用によって特異的な保持が起こっていることが初めて明らかになった。またこの方法によって単離された環状ポルフィリンに銅イオンやニッケルイオンを添加すると、ポルフィリンからの蛍光が大きく消光し、ポルフィリン内部に金属イオンが導入されていることが示唆された。金属としてpi-allylパラジウム錯体を添加して1H NMR測定を行うと金属内部に3つのpi-allylパラジウム錯体が内包された環状ポルフィリン錯体の生成を確認することができた。同錯体はエレクトロンスプレー型質量分析装置によっても確認された。超分子化学今年度は目的のポルフィリン環状三量体を再現性よく合成するための方法を確立し、高機能シリカゲルカラムを用いた分離法の発見により、混合物の中から目的物を効率よく単離する方法を発展させた。この成果は今後の錯体合成にとってなくてはならない重要なステップでり、順調に進展していると考えられる。研究目的では2種類のポルフィリンナノポアの構築を提案しており、本年度はそのうちの1つであるポルフィリンが3つからなるナノポア1の合成および精製に成功したから。ポルフィリン9枚からなる環状ポルフィリンについても、その前駆体となるポルフィリンモノマー部分の構築に成功しており、おおむね順調に進展しているといえる。また、加水分解後に得られるヘキサカルボン酸ナノポアが水に溶解することを確認でき、水中での触媒反応に適用可能であることが分かったから。合成に関しては、いまだ100mgスケールでの合成には至っておらず、錯体触媒の反応開発に重心を移すには合成法においてさらなる改良が検討が必要であると考えている。そのために鍵反応である還元的ホモカップリング反応を再検討する。具体的はNiを触媒量とし、有機金属試薬を用いた金属交換反応によって、還元的カップリングを検討する。また、パラジウムとジスタナン化合物を用いた還元的カップリングも検討する。一方、少量得られた環状三量を用いて錯体合成を行い、内部に複数の金属が導入されることを実証する。ナノポア1については合成方法と精製方法を改良し、100mg超での合成を目指す。次に合成したナノポアの内部空間に金属錯体を導入する方法を開発する。合成した錯体の構造評価を行い、酸化還元挙動、分光学的な性質を調べたのち、触媒機能の検討を行う計画である。アルバイト謝金として確保しておいた予算が、アルバイト予定者の都合で執行できなかった。次年度消耗品等で執行する。予算残高\27,810-については次年度の物品費と合わせて執行する。
加齢黄斑変性における脈絡膜血管新生の分子機構の解明

加齢黄斑変性における脈絡膜血管新生のメカニズムにおいて,特に網膜色素上皮細胞(RPE)が産生する強力な血管新生抑制因子である色素上皮由来因子(pigment epithelium-derived factor ; PEDF)に注目して研究を行った。ヒト培養RPEをin vitroで分化誘導すると未分化の状態に比較し,血管内皮増殖因子(vascular endothelial growth factor ; VEGF)の発現上昇とともにPEDFの発現が著明に上昇してくることがmRNAレベル,蛋白レベルで示された。つぎに分化誘導後のRPEに加齢黄斑変性を惹起する可能性のある病的刺激として酸化ストレスを負荷(hydrogen peroxide ; H_2O_2)すると,VEGFは高濃度に発現したまま変化はなかったが,PEDFのみがmRNAレベル,蛋白レベルともに発現が低下した。さらにH_2O_2負荷後のRPE培養上清を血管内皮細胞に添加して血管腔形成を調べたところ,分化RPEの培養上清は血管腔形成を著明に抑制していたがH_2O_2負荷後のRPE培養上清はH_2O_2の濃度依存性に血管新生を促進した。一方培養上清から免疫沈降法にてPEDFのみを除去すると分化RPE培養上清の有する血管新生抑制効果は消失しH_2O_2負荷後と同程度の血管新生促進を示すようになった。以上の結果は,RPEは分化状態ではVEGFとPEDFをともに高濃度に産生し,両者のバランスが保たれているため血管新生は生じないが,酸化ストレス負荷によりPEDFのみが有意に減少し両者のバランスが崩れることにより血管新生への引き金が引かれるのではないかという可能性を示唆するものである。まずin vitroで生理的状態を反映するために,網膜色素上皮細胞(RPE)をlamininコーティングしたフラスコ上にbFGF添加培地を用いて培養し,分化形質を誘導した。つぎに酸化ストレスとして培地中に100μMおよび200μMのH_2O_2を添加して培養し,48時間後に細胞のRNAおよび培養上清を採取した。つぎにこのRNAと培養上清を用いてRT-PCR, ELISA, Western blotting法を行い,酸化ストレス負荷時のRPEにおける血管内皮増殖因子(VEGF)とpigment epitheliun-derivedfactor (PEDF)の発現変化を調べた。その結果,VEGFについては分化状態で約8μg/mlという高濃度のVEGF蛋白の発現がRPEの培養上清中にみられ,酸化ストレス負荷時にもVEGFのmRNAレベル,蛋白レベルともに発現低下はみられなかった。しかし一方,PEDFについては,分化状態でやはり高いPEDFmRNA, PEDF蛋白の発現がみられ,H_2O_2の負荷によりdose-dependentにPEDFnRNA, PEDF蛋白の発現低下がみられた。つぎに,上記の酸化ストレス負荷時のVEGFとPEDFの発現変化が実際に血管新生に及ぼす影響を解明するために,48時間H_2O_2を添加して培養したのち,培地交換して得られたRPEの培養上清を1:1に希釈して血管新生キット(KURABO)に添加して培養を行った。1週間後に固定し,キット中の臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)の血管内皮細胞をvon Willebrand factorで染色し,形成された血管腔の長さを定量し比較検討した。その結果,分化状態のRPE培養上清は有意に血管腔の形成を抑制したが,酸化ストレス負荷時のRPE培養上清はHUVECの血管腔愛成.を著明に促進した。以上これまでの実験成果から,酸化ストレス負荷により,分化RPEからのVEGF発現は高いまま変化しないものの,血管新生抑制因子であるPEDFのみが有意に発現低下することにより,両者のバランスが崩れ,その結果,血管新生に促進的に作用するということが明らかにされた。

加齢黄斑変性における脈絡膜血管新生のメカニズムにおいて,特に網膜色素上皮細胞(RPE)が産生する強力な血管新生抑制因子である色素上皮由来因子(pigment epithelium-derived factor ; PEDF)に注目して研究を行った。ヒト培養RPEをin vitroで分化誘導すると未分化の状態に比較し血管内皮増殖因子(vascular endothelial-growth factor ; VEGF)の発現上昇とともにPEDFの発現が著明に上昇してくることがmRNAレベル,蛋白レベルで示された。つぎに分化誘導彼のRPEに加齢黄斑変性を惹起する可能性のある病的刺激として酸化ストレスを負荷(hydrogen peroxide ; H_2O_2)すると,VEGFは高濃度に発現したまま変化はなかったが,PEDFのみがmRNAレベル,蛋白レベルともに発現が低下した。さらにH_2O_2負荷後のRPE培養上清を血管内皮細胞に添加して血管腔形成を調べたところ,分化RPEの培養上清は血管腔形成を著明に抑制していたがH_2O_2負荷後のRPE培養上清はH_2O_2の濃度依存性に血管新生を促進した。一方培養上清から免疫沈降法にてPEDFのみを除去すると分化RPE培養上清の有する血管新生抑制効果は消失しH_2O_2負荷後と同程度の血管新生促進を示すようになった。以上の結果は,RPEは分化状態ではVEGFとPEDFをともに高濃度に産生し両者のバランスが保たれているため血管新生は生じないが,酸化ストレス負荷によりPEDFのみが有意に減少し両者のバランスが崩れることにうより血管新生への引き金が引かれるのではないかという可能性を示唆するものである。
膜における情報変換分子の作動機構

この研究の目的は、生体における電気信号の発生に関与する刺激受容分子・情報伝達分子・イオンチャンネル分子などを同定・単離し、再構成を行い、それらの分子の機能を発現する条件・過程を解明し細胞における電気信号発生過程を統一的に理解することである。結果は以下のようである。1.膜小胞を脂質平面膜に組み込みカルシウムチャンネルの研究を重点的に行った。曽我部、葛西、平田らは筋小胞体、筋T管、テトラヒメナ繊毛膜、バクテリア膜等について成功し、その性質を調べた。2.蛍光消光法を改良して、葛西らは膜小胞のHの透過をミリ秒領域で求めた。また加茂は脂溶性イオンの膜分布から膜電位を測る方法を確立した。3.須藤は膜上での蛋白質とリガンドあるいは蛋白質問の相互作用のkineticsを追う新しい手段-閃光架橋法-を開発した。4.受容体またはイオンチャンネル分子の研究では、青島、杉山は卵母細胞に電気器官や、ラット脳のmRNAを注入して、アセチルコリン受容体、GABA受容体、ニューロテンシン受容体を発現させた。今栄は2種の大腸菌の温度受容体から遺伝子工学的手法でキメラの受容体を作製し温度受容機構を調べた。加茂は高度好塩菌の新しい光受容体レチナール蛋白質を発見した。5.イオン輸送系の研究では、竹口は胃酸分泌に関係した【H^+】-ATPaseは【Cl^-】チャンネルをも持つことを示した。星は小腸の刷子縁膜の【H^+】/dipeptide輸送系はfluxと短絡電流の同時測定から2:1であることを示した。土屋は大腸菌のメリビオース輸送系のカチオン認識変異株の遺伝子をクローニングし、DNA配列を決めたカチオン認識部位の性質を明らかにした。6.細胞レベルの研究として福田は神経細胞の培養法の改良を行った。岡田は電気パルスによる細胞融合の条件を検討し、2価金属イオンの存在が必須うであることを示した。
公共・非営利セクターにおけるフィールド実験を用いた行動経済学的政策研究

平成30年度は、大きく二つの方針の下で、研究活動を行った。一つは、個人の行動経済学的特性が、公共・非営利セクターにおいて政策的に重要と考えられている個人の行動にどのような影響を与えるか、を検証する実証研究である。具体的には、1)リスクへの態度を表すリスク選好が、がん検診の受診行動に及ぼす影響を検証する実証研究と、2)他者への配慮を表す社会選好が、寄付行動や献血行動に及ぼす影響を検証する実証研究を進めた。特に、2)では、O型の人が他の血液型の人よりも献血しやすいという実証結果を発見し、自分の支援能力が他人と比べて高いときに、人はより支援しやすい可能性を示した。もう一つは、個人の行動経済学的特性を踏まえて、その特性を活用した政策介入を考案して、フィールド実験という手法を使用してその政策介入の効果を検証する実験研究である。具体的には、3)臓器提供の意思表示を促進するための実験研究と、4)金銭的寄付を誘発するための実験研究を進めた。特に、4)では、効果的な政策介入は受け手の特性によって異なりうるという考えの下で、テイラーメイドの介入を探究した。平成30年度の研究活動から、書籍2冊(内分担執筆1冊・共著1冊)、査読あり英語論文1本、査読あり日本語論文1本、査読なし英語論文1本、査読なし日本語論文1本という成果を出すことができた。また、国際学会で1回,国内学会で2回の研究報告を行った。本研究課題は、就職に伴う特別研究員PDの中途辞退により、研究期間が3年から2年へと変更になった。一方で、焦点を絞り研究を行ったため、一定程度の研究成果を出すことができた。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。平成29年度は、大きく二つの方針の下で、研究活動を行った。一つは、個人の行動経済学的特性が、公共・非営利セクターにおいて政策的に重要とされている個人の行動にどのような影響を与えるか、を検証する実証研究である。具体例として、行動経済学におけるリスク選好が日本人女性の乳がん検診の受診行動にどのような影響を与えるか、を40歳以上の日本人女性にアンケート調査を実施して、その回答を用いて実証的に分析した。従来、リスク選好と健康行動の間には、リスク回避的な人ほど積極的な健康行動を取りやすい、という結果が多く観察されていたが、米国およびフランスで実施された二つの実証研究では、リスク回避的な人ほど乳がん検診を受診しにくい、という真逆の関係性が観察されている。筆者らの研究チームは、日本人女性を対象にしたときにも同じように観察されることを確認した。さらに、筆者は、日本ファンドレイジング協会と協力して、当協会が実施する「全国寄付実態調査」の調査票のなかに行動経済学的特性を把握する質問を設定し、日本の全国代表標本において行動経済学的特性が寄付行動にどのような影響を与えるか、を実証的に分析した。その成果の一部を、当協会と共に、一般向け書籍にまとめて出版した。もう一つは、個人の行動経済学的特性を踏まえてその特性を活用した政策介入を考案して、フィールド実験という手法を使用してその政策介入の効果を検証する実験研究である。平成29年度にはフィールド実験の準備作業および実施作業を行った。具体的には、乳がん検診の受診を促進するためのフィールド実験研究などを含めて複数のフィールド実験を実施して、それぞれについて実験データを取得した。平成29年度の研究活動から、期待通りの成果を得た。第一に、日本国内の企業と協力して、行動経済学的特性と残業時間との関係に関する実証研究を行った。その成果をまとめた日本語論文は、査読付き論文として刊行された。また、他分野の研究者や実務家と協力して「全国寄付実態調査」を実施した。調査票に行動経済学的特性を把握する質問を設定し、日本の全国代表標本において行動経済学的特性が寄付行動にどのような影響を与えるか、を把握した。その成果をまとめて一般向け書籍として出版した。さらに、4編の英語論文が投稿中あるいは投稿準備完了段階にある。第二に、学会やセミナーにも積極的に参加し、合計で10回の研究報告を行った。そのうち、行動経済学会の報告内容が評価されて、ポスター報告奨励賞(一般部門)が授与された。第三に、共同研究者と協力の下でフィールド実験の準備も着実に進め、年度内にフィールド実験を二回実施し、それぞれについて実験データを取得した。第四に、研究成果のアウトリーチ活動も行い、フィールド実験のための新しい協働先の開拓も積極的に行った。以上の研究活動を鑑み、本研究課題は期待通りに進捗している、と考えている。

具体的には、3)臓器提供の意思表示を促進するための実験研究と、4)金銭的寄付を誘発するための実験研究を進めた。特に、4)では、効果的な政策介入は受け手の特性によって異なりうるという考えの下で、テイラーメイドの介入を探究した。平成30年度の研究活動から、書籍2冊(内分担執筆1冊・共著1冊)、査読あり英語論文1本、査読あり日本語論文1本、査読なし英語論文1本、査読なし日本語論文1本という成果を出すことができた。また、国際学会で1回,国内学会で2回の研究報告を行った。本研究課題は、就職に伴う特別研究員PDの中途辞退により、研究期間が3年から2年へと変更になった。一方で、焦点を絞り研究を行ったため、一定程度の研究成果を出すことができた。平成30年度は、まず、一つ目の「個人の行動経済学的特性が、公共・非営利セクターにおいて政策的に重要とされている個人の行動にどのような影響を与えるか」を検証する実証研究について、論文の投稿作業を継続して実施する。次に、二つ目の「個人の行動経済学的特性を踏まえてその特性を活用した政策介入を考案して、フィールド実験という手法を使用してその政策介入の効果を検証する」フィールド実験研究について、平成29年度に既に取得済みの実験データの分析を進め、その成果を国内外の学会で報告し、その後、論文化を進める。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
舌圧センサーを用いた舌欠損患者の機能評価方法について

当初の計画に従い、舌切除術施行後でPAP適応の患者7名に対し、発音時の口蓋に対する舌の接触圧(舌圧)を計測した。また対照群として、健常者13名の発音時の舌圧を測定した。被験音は、口蓋と舌の接触によって産生され、且つ、舌欠損患者において誤聴が多いとされている、破裂音[ti]、破擦音[t∫i]、摩擦音[∫i]とした。パラメーターとしては舌圧の最大値(最大舌圧;kPa)と舌接触開始最大舌圧発現までの時間(秒)および、最大舌圧の前後比を用いた。対照群10名の舌圧値は被験者間のばらつきが大きかった。これは口腔内容積、舌の体積の個人差によるものと考えられる。健常者では舌圧に特異性がみられた。すなわち、最大舌圧の値は3被験音間で特徴的な大小関係を示した。一方、舌接触開始最大舌圧発現までの時間では3被験音間で最大舌圧で見られた順位とは逆の大小関係がみられた。また、最大舌圧の前後比について検討したところ、3被験音で特徴的な大小関係がみられた。一方、舌欠損患者では健常者で見られた傾向が見られなかったが、PAP装着後の舌圧を計測したところ、PAP装着後に舌圧が健常者と同じ傾向を示した。舌圧の計測によって、PAPの有効性を評価することができることが明らかになった。しかし舌圧の計測値には個人差があるため、各個人内での治療成果の検討はできるが、単独で各被験者間共通の指標として用いるのは困難である。そのため、舌圧のみを基準にして術後の発音、嚥下リハビリテーションのゴールを設定することはできない。これは舌圧の計測値には、口腔内容積、舌の可動範囲を含む運動能力が関与しているためと考えられる。従って今後、各被験者間共通の指標を作るために、口腔内容積及び、舌の運動能力についての検討が必要であり、それらを踏まえた上での舌圧の評価が必要である。当初の計画に従い、舌切除後でPAP適応の患者10名に対し、発音および嚥下時の口蓋に対する舌の接触圧(舌圧)を計測した。また舌圧計測方法の有効性を検討するため、対照群として、健常者20名の発音および嚥下時の舌圧を測定した。パラメーターとしては舌圧の最大値(kPa)と舌接触開始最大舌圧発現までの時間(秒)を用いた。対照群20名の舌圧値は被験者間のバラツキが大きかった。嚥下時の舌接触開始最大舌圧発現までの時間(秒)には被験者間で有意差が認められなかった。また発音時には、口蓋舌音において、破裂音[ti],破擦音[t∫i],摩擦音[si]の最大舌圧における一定の関係が得られた。また舌切除患者においてPAP装着前後の舌圧を計測したところ、PAP装着後に舌圧が健常者と同じ傾向を示した群については従来の方法である嚥下機能評価基準、および発語明瞭度検査、音響分析と有意に相関があった。舌圧の計測によってPAPの有効性を評価することができることが明らかになった。しかし、舌圧の計測値は個人差があるため、各個人内での治療成果の検討はできるが、単独で各被験者間共通の指標となるのは困難である。そのため、舌圧のみを基準にして術後の発音、嚥下リハビリテーションのゴールを設定することができない。これは、舌圧の計測値には、口腔内容積、舌の可動範囲を含む運動能力が関与しているためと考えられる。そのため、各被験者間共通の指標を作るには、口腔内容積および、舌の運動能力についての検討が必要であり、それらを踏まえた上での舌圧の評価が必要である。

しかし舌圧の計測値には個人差があるため、各個人内での治療成果の検討はできるが、単独で各被験者間共通の指標として用いるのは困難である。そのため、舌圧のみを基準にして術後の発音、嚥下リハビリテーションのゴールを設定することはできない。これは舌圧の計測値には、口腔内容積、舌の可動範囲を含む運動能力が関与しているためと考えられる。従って今後、各被験者間共通の指標を作るために、口腔内容積及び、舌の運動能力についての検討が必要であり、それらを踏まえた上での舌圧の評価が必要である。
バイオフラボノイドによる小児白血病細胞のアポトーシス誘導機構解明とその治療応用

バイオフラボノイド(BFN)は柑橘類・ハーブ等に豊富に含まれる植物産生色素で白血病細胞に対してアポトーシス誘導作用を示すことが明らかになっていることから、その分子機構について検討した。これまでに報告している細胞に加えて、B前駆細胞性急性リンパ芽球性白血病NALM-6、未分化大細胞型リンパ腫KARRへS-299、急性巨核芽球性白血病CMK-11、Ph1陽性白血病KOPM-28、-30、-53、TCC-S等の様々な細胞株でもBFNによるアポトーシス誘導が確認された。KOPM-30を用いたImmunoblot解析の結果から、Flavoneの作用によりcaspase-8が活性化され、caspase-3→caspase-7→caspase-2のカスケードを介して、CADが活性化されてPARPの切断が起こることが示唆された。また、Flavone投与後、5-30分にかけて62kdの蛋白のチロシン残基のリン酸化が明らかとなった。一方、マイクロアレイを用いて、FlavoneおよびLutheolineの添加に伴う遺伝子発現変化を網羅的に解析した結果、両者で共通して発現上昇する遺伝子として、アポトーシスに直接関与するProgrammed cell death 6の他、Zinc finger蛋白-198、-207等の種々の転写因子、SUMO1等のユビキチン化関連分子、DEAD box RNA helicase 17等のRNA結合蛋白、p53に対する活性化因子Ribosomal protein S7などが明らかとなった。現在これらの因子について詳細なパスウェイ解析を行っており、BFNによるアポトーシス誘導の分子機構についてさらに検討中である。今後は、免疫不全マウスにヒト白血病細胞株を生着させたモデルを用いた検討により、白血病細胞に対するBFNのin vivoでの効果が明らかになることが期待される。
立位にて前・後傾した場合に体性感覚情報が急変する位置の知覚に関する検討

前後方向の立位位置は、前傾や後傾にともなう体性感覚情報の急変をもとに知覚されているものと考えられる。そこで、本研究は以下の問題を明らかにする目的で、被験者11名を対象に実施した。1)身体傾斜にともなう足底圧および筋活動の急激な変化を正確に知覚できるか。2)足底の特定の部位を冷却し圧感覚情報を減少させた場合に、足底圧や筋活動の急激な変化の知覚がどのように変化するか。3)母指、あるいは母指球からの圧情報を冷却によって減少させた場合に、それぞれの部位における圧の知覚強度はどのように変化するか。結果および考察:母指球圧の極大値は全員が知覚できたが、母指圧の初期急増は全員が知覚できず、後期急増を初期急増として誤知覚していた。母指外転筋、大腿直筋、前脛骨筋のいずれにおいても11名中8名は、後期急増を初期急増として誤知覚していた。母指圧および母指外転筋の後期急増は、母指球圧が最大になり圧が母指に移ることと関連性があることが示唆された。母指圧の後期急増の知覚には母指球圧情報が強く関与していることが示唆された。母指外転筋の後期急増の知覚には母指圧情報が関連することが示唆された。踵からの圧情報がない場合に大腿直筋活動の急激な変化に対する知覚能が高くなる被験者と低くなる被験者がいることから、この筋活動の知覚において踵部からの圧情報の関連性に個人差があることが示唆された。これに対して、前脛骨筋ではこのような個人差は少なかった。母指圧の強度を知覚するためには、母指への圧が高まる位置では母指からの圧情報が重要となり、さらに圧が母指球から母指へ移るところでは母指球からの圧情報が重要となることが示唆された。母指球圧の強度を知覚するためには、圧強度が低いところから高いところまで母指球からの圧情報が重要であることが示唆された。立位位置の知覚は、体性感覚情報が特定の位置で急変することを手がかりとしてなされていることが考えられた。そこで今年度は、安静立位から体を前傾および後傾させたときに、足底圧や筋活動が急変した位置とこの急変を知覚した位置との関係について検討した。対象は男子大学生11名である。前傾では母指圧および母指外転筋初期活動の急増と母指球の最大圧を知覚させた。後傾では大腿四頭筋および前脛骨筋初期活動の急増および踵部圧の急増を知覚させた。各情報ごとに5回の試行を行なわせ、圧および筋活動が実際に変化した位置とその変化を知覚した位置とを求めた。前傾では母指圧と母指外転筋初期活動の、後傾では大腿四頭筋および前脛骨筋初期活動の急増が知覚しにくいが、母指球の最大圧の知覚はほぼ正確になされたということを示唆する結果が得られた。そして、母指圧の急増の知覚は、母指球の最大圧の知覚と関連している可能性が示唆された。初期筋活動の知覚においては、初期急増の後に続いた急増を知覚していた可能性が高いことが示唆された。また、初期筋活動急増の知覚には個人差があることが明らかとなり、若干の同一被験者は各筋に共通して初期の急増をほぼ正確に知覚していたことを示唆する結果も得られた。

前傾、後傾ともに感覚情報が急変したことを知覚した位置は、先行研究における立位位置の知覚能が高い位置と一致した。このことから、立位位置の知覚能が高いところでは、足底圧情報や足部の筋感覚情報の急増を手がかりとしている可能性があることが示唆された。来年度は、足底部を部位別に冷却することにより局部的に圧情報の入力を低下させた状態で体性感覚情報の急増を知覚させる。そして、立位位置の知覚に対する母指球圧情報を中心とした足底圧情報、および筋感覚情報の役割についてさらに詳細に検討する。前後方向の立位位置は、前傾や後傾にともなう足底圧情報や筋感覚情報などの体性感覚情報の急激な変化をもとにして知覚されているものと考えられる。そこで、前傾では母指球圧の極大値、母指圧および母指外転筋活動の急増、後傾では踵圧、大腿直筋活動、および前脛骨筋活動の急増の知覚における正確性について検討した。さらに、母指球、母指、および踵などの特定の部位を冷却し圧感覚情報を減少させた場合に、前述した知覚の正確性と前傾での母指圧、母指球圧強度の知覚とが受ける影響について検討した。被験者は11名の男子大学生である。前後方向の足圧中心位置、特定部位の足底圧、大腿直筋、前脛骨筋、母指外転筋の筋電図、および感覚情報の変化を知覚したことを申告するためのスイッチ信号を記録した。知覚の正確性は、圧および筋活動の急激な変化を示した足圧中心位置と、スイッチを押した時点から反応時間分戻った時点における足圧中心位置との差によって評価した。圧強度の知覚においては、母指球部、母指部のそれぞれにおいて、安静立位時の圧を「強度0」、前傾による最大圧を「強度10」とし、この間を10段階に分割し、知覚させた。そして、各強度の知覚毎に強度段階を口頭で申告させると同時にスイッチを押させた。知覚強度毎の相対圧についてコントロール条件と冷却条件とで比較した。特定部位の冷却時間は40分とし、冷却したい部位を電子冷却効果により1°Cに設定された冷却板に接触させた。冷却は実験中も継続した。実験によって次のような結果が得られた。母指球圧の極大値は全員が知覚できた。これに対して、母指圧の初期急増は全員が知覚できず、足底圧が母指球から母指に移り母指圧が再度急増する後期急増を初期急増として誤知覚していた。母指外転筋、大腿直筋、前脛骨筋のいずれにおいても11名中3名は筋活動の初期急増を正確に知覚することができたが、残りの被験者は初期急増の後にみられる後期急増を初期急増として誤知覚していた。母指球圧の極大値の知覚は、母指球を冷却した場合、母指を冷却した場合のいずれも有意な影響を受けなかった。母指圧の後期急増の知覚は、母指よりも母指球を冷却した場合に有意な影響を受けた。母指外転筋活動の後期急増の知覚は、母指を冷却した場合に有意な影響を受けた。大腿直筋活動の急増の知覚では、踵部の冷却による影響に個人差が認められた。前脛骨筋の後期急増の知覚では、踵部の冷却による有意な影響が認められなかった。母指圧強度の知覚では、母指を冷却した場合には母指圧の初期急増以後の位置で、母指球を冷却した場合には母指球圧の極大値を過ぎた直後の位置で、それぞれ有意な影響が認められた。母指球圧強度の知覚では、母指球を冷却した場合にはほぼ全ての強度において有意な影響が認められたが、母指を冷却した場合の影饗はわずかであった。