hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
情報量に基づく新しい機械学習理論とその応用

本研究では,密度比や密度差を各密度を推定することなく直接学習する手法を開発し,それらに基づく様々な機械学習アルゴリズムを開発した.具体的には,半教師付き分類アルゴリズム,教師なしクラスタリングアルゴリズム,教師付き因果推論アルゴリズム,教師付き次元削減アルゴリズム,教師なし次元削減アルゴリズム,正例とラベルなしデータからの分類アルゴリズム,ターゲットシフト下での教師付き学習法,異ドメイン間オブジェクト適合法などを開発した.また,密度微分を密度を推定することなく直接学習する手法も開発し,モード回帰アルゴリズム,非正規成分分析アルゴリズムなどを開発した.本年度は,異質なデータ間の類似度,学習タスク間の類似度,データセット間の類似度,分類クラス間の類似度などを統一的に扱うことのできる汎用的な類似度学習の理論体系構築に関する基礎研究を行った.具体的には,L2距離に基づく二次相互情報量という概念を考え,その推定アルゴリズムの開発を行った.二次相互情報量には二つの確率密度関数の差が含まれており,それぞれの確率密度関数を推定してそれらの差を取るという推定方法を用いると,情報量を大幅に過小評価してしまうことが知られている.そこで,確率密度関数の差を一度に推定できる革新的な学習アルゴリズムを開発し,情報量の推定精度を飛躍的に向上させた.そして,二次相互情報量に基づくクラスタリングのアルゴリズムも開発し,その有効性を計算機実験によって示した.また,クラス事前確率推定のアルゴリズムと,ラベリングと名づけた教師なし分類問題に対する有用なアルゴリズムを,L2距離推定を用いて開発した.更に,二乗損失相互情報量を用いた半教師付き学習アルゴリズム,クラスタリングアルゴリズムも開発し,多様なベンチマークデータを用いてその有用性を実証した.26年度は,情報量に基づく様々な機械学習アルゴリズムを開発した.具体的には,以前に開発した情報量に基づくクラスタリングを拡張し,いくつかのデータ対に対して,それらが同じクラスタに属するべきか異なるクラスタに属するべきか,という知識を付与し,そのような追加知識を用いることによってクラスタリングの性能を向上させた.また,相関のある確率変数対が与えられたとき,それらの因果性の方向を推定するアルゴリズムを開発した.このアルゴリズムでは,ノイズが加法的であると仮定し,入力から出力を予測したときの残差を入力と独立にできるかどうかを判定することにより,因果方向を同定する.この独立性の判定部分に,情報量推定アルゴリズムを用いた.更に,情報量を用いて高次元データの次元数を圧縮する教師なし次元削減法を開発した.このアルゴリズムでは,入力と,入力を圧縮した量ができるだけ従属になるように圧縮を行う.これは,情報量の最大化により実現でき,教師なしであるにもかかわらず客観性のある次元削減が行える.上記の機械学習アルゴリズムの開発と平行して,基礎研究として,確率密度関数間の差を直接推定する密度差推定手法を改良した.また,正例とラベルなしデータだけからクラス事前確率を推定できるアルゴリズムを考案した.これらの基礎研究の成果は,来年度以降の機械学習アルゴリズム開発に利用される予定である.機械学習による汎化能力獲得の本質は,標本間の類似度の適切な定義にある.本研究では,情報量に基づく類似度を用いた新しい機械学習の理論体系を構築し,実用的な機械学習アルゴリズムの開発を目指している.27年度は,教師付き次元削減法,ターゲットシフト下での教師付き学習法,異ドメイン間オブジェクト適合法,オンライン密度比推定法など,情報量に関わる様々な機械学習アルゴリズムを開発した.教師付き次元削減法は,十分次元削減とよばれる統計的次元削減の枠組みのもとで導出されたアルゴリズムであり,密度微分の直接推定法を用いた手法である.ターゲットシフト下での教師付き学習法では,出力の確率分布が訓練時とテスト時で変化する状況で,出力の密度比を直接推定するアルゴリズムを開発した.異ドメイン間オブジェクト適合法は,複数の異なる種類のオブジェクトを,情報量を用いて適合させるアルゴリズムである.オンライン密度比推定法は,データが逐次的に与えられる場合に,密度比を効率よく学習していくアルゴリズムである.そして,これらのアルゴリズムを,人工データを用いた計算機シミュレーションによりその振る舞いを詳細に分析するともに,ベンチマークデータを用いた計算機実験を通して,その有効性を示した.更に,上述した異ドメイン間オブジェクト適合法を発展させ,移動ロボットのセンサー情報と,グーグルマップ等の既存の地図を適合させるアルゴリズムを開発した.そして,このアルゴリズムを実世界の移動ロボットの自己位置推定へ応用し,従来法を大きく上回る性能が得られることを実証した.本年度は,教師付き次元削減法,ターゲットシフト下での教師付き学習法,異ドメイン間オブジェクト適合法,オンライン密度比推定法など,情報量に関わる様々な機械学習アルゴリズムを開発することに成功し,その有効性を計算機実験により実証できた.それに加え,クラウドソーシングや幾何に基づく主成分分析,クラスバランス推定など,当初の計画に入っていなかったアルゴリズムも開発することができた.更に,情報量を用いたマッチングアルゴリズムを実世界の移動ロボットの自己位置推定へ応用し,実証実験を通して,従来法を大きく上回る性能が得られることを示すこともできた.機械学習研究の本質は汎化能力の獲得にある.本研究では,情報量に基づく新しい機械学習の理論体系を構築し,実用的なアルゴリズムを開発することを目指している.今年度も,昨年度に引き続きは,様々な機械学習アルゴリズムを開発した.データ集合が持つ自然な幾何構造を活かすことにより,より自然で有効な機械学習アルゴリズムが開発できると考えられる.そこで,リーマン幾何構造を活かした主成分分析アルゴリズム,定常部分空間解析アルゴリズム,モード探索型クラスタリングアルゴリズムを開発し,その有効性を計算機実験により示した.非定常環境下での分類問題において,クラス事前確率の推定は重要な課題である.

そこで,正例とラベルなしデータのみが与えられる状況でのクラス事前確率推定アルゴリズム,および,クラス事前確率変化下における半教師付き次元削減アルゴリズムを開発し,計算機実験を通してその有効性を確認した.高次元の強化学習問題に対する有効なアルゴリズムが切望されている.そこで,高次元モデルベース型強化学習における次元削減アルゴリズム,および,高次元文脈情報を用いた政策探索型強化学習アルゴリズムを開発し,その有効性を計算機シミュレーションによって実証した.多次元確率密度関数の微分の推定は,様々な応用可能性を持つ興味深い問題である.そこで,密度微分を密度を推定することなく直接推定できるアルゴリズムを開発し,マルチタスクに基づく改良法も与えた.また,その手法をモード回帰,非正規成分分析に適用し,実用的なアルゴリズムを開発した.本研究では,密度比や密度差を各密度を推定することなく直接学習する手法を開発し,それらに基づく様々な機械学習アルゴリズムを開発した.具体的には,半教師付き分類アルゴリズム,教師なしクラスタリングアルゴリズム,教師付き因果推論アルゴリズム,教師付き次元削減アルゴリズム,教師なし次元削減アルゴリズム,正例とラベルなしデータからの分類アルゴリズム,ターゲットシフト下での教師付き学習法,異ドメイン間オブジェクト適合法などを開発した.また,密度微分を密度を推定することなく直接学習する手法も開発し,モード回帰アルゴリズム,非正規成分分析アルゴリズムなどを開発した.本年度は,実用性の高い3つの機械学習アルゴリズムを開発したとともに,次年度以降の研究につながる基礎研究においても,密度差推定とクラス事前確率推定の検討において顕著な成果を得た.28年度は,情報量に基づく類似度を用いた新しい機械学習技術の研究を更に加速・深化させ,実用的なアルゴリズムを開発するとともに,その理論解析,実装,実験評価を網羅的に遂行する.また,最終年度である28年度後半には,本研究計画全体を総括し,人工知能・機械学習分野の更なる発展に貢献できる新しい研究課題の追求につなげていく.28年度が最終年度であるため、記入しない。機械学習27年度は,これまでの研究を更に発展させ,情報量を用いた様々な機械学習アルゴリズムの開発に取り組む.具体的には,情報量を類似性尺度として用いた異質データ間の適合アルゴリズム,情報量推定アルゴリズムを用いたマルコフ確率場モデルの構造推定法,高速に計算可能なクラス事前確率推定アルゴリズムなどを開発する.研究実績の概要に示したとおり,初年度からたくさんの研究成果を上げることができた.特に,ラベリング問題に対する学習アルゴリズムは新規性が高く,国際会議において最優秀論文賞に選ばれるなど,高い評価を受けている.年度末に雇用する予定であった研究員の雇用開始時期が年度明けになったため.28年度が最終年度であるため、記入しない。研究員を雇用する.28年度が最終年度であるため、記入しない。
博物館ボランティア相互連携に関する研究

博物館ボランティアを受け入れる館は全国的に次第に増えつつあり、その受け入れ分野も、展示活動の補助はもとより資料の収集・整理、保存・保管、調査研究、普及・解説等、博物館の活動分野のほぼ全域にわたってきているといっても過言ではない。ボランティアが実際に活動している博物館へのアンケートや聞き取り調査によると、ボランティア側からは博物館資料に直に接することができる展示作業や資料整理の分野での活動を希望する意見が多くみられる。しかし、人文系の博物館や美術館では、そこで取り扱う資料が文化財や美術工芸品であるためにそれらの分野でのボランティア受け入れには積極的ではない傾向がみられた。そこで、全国の都道府県立博物館施設を対象にしたボランティア受け入れ状況の実態のアンケート調査を実施し、以下に示すような結果が得られた。なお、このアンケート結果は報告書として纏めた。・半数以上の館がすでに博物館ボランティアを受け入れており、受け入れを検討中の館を含めると72%を超える。・ボランティアの活動が多かったのは、展示解説、講座・実習の補助、来館者の誘導・案内の順であったが、博物館活動のほぼ全分野に渡っていることがわかった。現在、博物館ボランティアを受け入れる館は全国的に次第に増えつつある傾向がうかがえ、その受入分野も、展示はもとより資料の収集・整理・保存・保管、調査研究、普及・解説等、博物館の活動分野のほとんどの領域にわたってきている。本年度に実施したアンケートや聞き取り調査による各館園での実際のボランティアの活動分野をみてみると、そこにはある傾向を見いだすことができる。(ボランティアを)受け入れている館(園)の多少は別として、それぞれの館(園)が扱う資料の特性や対象とする利用者層によって受入施設側がボランティアの活動範囲を規制している場合が多く、以下に示すように大別される。(1)人文系博物館並びに動植物園・水族館は、展示物の解説ボランティアを受け入れている施設が多い。(2)自然系博物館は、標本作成・整理や調査・研究分野をボランティア活動の場としている施設が多い。(3)理工系博物館や青少年科学館等の施設では、各種実験の演示や指導などの教育的な分野でのボランティア活動を受け入れている施設が多い。博物館ボランティアを受け入れる館は全国的に次第に増えつつありその受入分野も、展示はもとより資料の収集・整理・保存・保管、調査研究、普及・解説等、博物館の活動分野のほとんどの領域にわたってきている。各博物館へのアンケートや聞き取り調査により実際のボランティアの活動分野をみてみると、そこにはある傾向を見いだすことができる。ボランティア側からは、資料を直接取り扱う分野へ活動参加を希望する意見が多くみられるが、人文系の博物館ではそこで取り扱う資料が美術工芸品や文化財が主となるために資料整理部門でのボランティア受け入れには積極的ではない傾向が見られ等、それぞれの館(園)が扱う資料の特性や対象とする利用者層によって受入施設側がボランティアの活動範囲を規制している場合が多く、以下に示すように傾向がみられる。・人文系博物館では、展示室の解説ボランティアを受け入れている施設が多い。動植物園や水族館にもこの傾向がみられる。・自然系博物館は、標本作成・整理や調査・研究分野をボランティア活動の場としている施設が多い。・理工系博物館や青少年科学館等の施設では、各種実験の演示や指導などの教育的な分野でのボランティア活動を受け入れている施設が多い。そこで、全国の都道府県立博物館施設を対象にしたボランティア受け入れ状況の実態のアンケート調査を実施した以下に示すような結果が得られた。
農業分野での確率的優越性を基礎とした計量・計画分析モデルの開発と適用

農業分野での意思決定は、何らかの意味で不確実な条件の下で行われるので、不確実性を伴う活動に優劣をつける手法が求められている。この研究は、1960年代に提唱された確率的優越性(SD)に着目し、計測方法、課題解決の具体的解析、関連分析モデルや解析ソフトの開発を行い、その適用性を確かめる目的のものである。1.SD概念・理論の展開・応用研究に関する文献をレビューすると、SD計測の基礎となる累積分布の実用段階の研究は行われておらぬが、SDの理論的な延長に、ミーンジニ計画法、拡張ミーンジニを指標とする先物市場対応等のモデルがある。2.自然災害を頻繁に受ける北海道農業を対象に、対平年単収比にかかる累積分布とSD情報とを計測し、解析を試みたところ高い適用性を確認した。適用試験は、十勝の畑作8作目に関する地区間比較、空知の米麦を指標とする地区区分、SD値による稲品種選択、稲被害の原因毎の2期間比較等が行われ、SD分析の有効性が検証された。3.東北地域の稲作に限って実施した適用試験は、県別にSDと稲生産構造の変化の関連性を分析し、青森県市町村データにも当てはめて「やませ」の影響圏との関わりを明確にし、適合性が高いことを確認した。4.分析モデルに関しては、累積分布推計の数学的なモデルの比較検討を実施した。データは正規分布に近いこと、その近似形式であるロジスティクを、2重指数関数あるいはワイブル分布等による計測値と比較すると、後2者はロジスティクよりも2次のSDに優れる特性をもつことが明確となった。また分布の形式に制約されない優れた点を伸ばし、情報利用機会をエントロピーとして陽表的に組み入れるE-Hアプローチを構築し、適用例を示し、目標計画法で解いて実用可能性を検証した。1.確率的優越性計測による北海道農業分析への適用試験として、十勝地域、網走地域、空知地域について、対平年単収比の累積確率密度関数を作物毎市町村毎に計測し、第1次および第2次の確率的優越性を導出し、平成5年度に生じた冷湿害の発生確率に関する情報を整理した。当該地域を担当する専門技術員や指導的な農家と共にこの情報を検討し、確率的優越性指標による地域間分析が地域農業のリスク発生状況をよく反映していると言う事実を確認した。2.同じ要領を用いて東北地域の米作農業の分析を行って、いわゆる「やませ」の影響を受け易い東北地域の太平洋岸寄りと、「やませ」の影響の少ない日本海よりの地域との間で、従来より指摘されていた関係が果たしてどの程度確率的優越性の指標に反映するものかを検討・調査した。東北地域全体に生じた冷湿害の性質を解析している専門研究者を交えての研究会で得られた情報と、青森県の黒坂農業試験場で入手したデータに当てはめて推計した確率的優越性がもたらす情報とは、究めて斉合的であることが確認された。3.この他に、空知地域を対象にして、稲作の品種毎のデータに当てはめて確率的優越性を計測する研究と、山形県の事例市町村での作物別分析も、同時に実施していて、いずれの研究成果からも経験的に得られていた知見をよく反映した情報をもたらす可能性が認められたところである。確率的密度関数や確率的優越性概念の延長ともいえる、ミーンジニ概念による最適ヘッヂング率の計測も試みられていて、それぞれに興味深い結果が得られている。その一部の成果は農業経営学会誌に投稿し、査読を受けているところである。1.冷湿害が頻発する北海道の作目別単収時系列データを基に、確率的優越性(SD)を計測し、その適用性を検証する。

十勝の畑作8作目、空知の米麦2作目をそれぞれ対象にして、対平年単収比の確率分布とSDを計測し、SD情報の的確性を確認した。米品種(うるち、もち)ごとに空知や上川の単収記録から累積分布を調べ、北部においてもち作の2次SDがうるちに勝り、もちの耕作比率が高くなっている事実と符合すること、昭和51年以前と52年以降の2期をとり、稲作被害率分布を原因別に計測し、1次のSDを調べると、近年時にSDが明かに改善されていること、等の知見を得た。加工用スイ-トコーンの単収データを基に、対平年単収比の分布の性格を検定し、十勝で65%の市町村はロジスティクで、25%の町村はワイブル分布で接近することが妥当であることを確かめ、作付け面積の多少は2次のSDと単収水準で有意に説明できることを確認した。2.東北6県の県別稲作データあるいは青森県の市町村別・郡別データによる分析から、SD情報のもたらす意味を確認した。県別のSD情報は稲作付け構造の変化に関連していること、SD情報は「やませ」の影響を受ける地区で劣位となること、分布をロジスティク曲線と2重指数関数とで接近し比較すると、後者は前者よりもSDが常に優れた値を示すことなどの知見を得た。3.SDの延長としてのミーンジニ計画法の適用を試みたが、必ずしも適合性に優れていることは言えなかった。発生型が分布形式に左右されず、しかも情報利用機会を大切にする計画モデルとして、エントロビ-概念を組み入れたE-H接近を提唱し、その解は目標計画法によって求められることを確認し、その適用例を農業経済学界では初めて構築した。
600MPa級の高性能鋼材を用いた高耐力・高靱性SRC部材の開発

本研究は,SRC構造とCFT構造を橋脚に用いることを目的とし,正負交番載荷実験によって得られた基礎的データを基に,これらSRC橋脚やCFT橋脚の耐震設計法を構築する.本年度の研究成果を以下に列挙する.(1)SRC橋脚の耐震設計法に関する研究・これまでに実施した正負交番載荷実験のデータを整理した.実験結果に基づき,かぶりコンクリートの剥落とH形鋼の局部座屈をそれぞれ修復限界と終局限界とするSRC部材の限界状態を定義した.・軸方向鉄筋やH形鋼の座屈解析モデルを構築し,これらを簡単化することによって,上記の2つの限界状態に対応した変形性能評価法と復元力モデルを提示した.・上記の部材損傷を考慮した変形性能評価法と復元力モデルによって,単柱式SRC橋脚および2層式SRCラーメン橋脚の試設計例を示した.提案手法を用いることによって,レベル2地震動に対して構造物の復旧性を考慮したSRC橋脚の耐震設計が可能になることを示した.(2)CFT橋脚の耐震設計法に関する研究・円形鋼管を用いたCFT柱の正負交番載荷実験と一軸圧縮実験を行い,解析モデルを構築する際に必要となる基礎的データを収集した.・上記の2つの載荷実験では,鋼管にコンクリートを充填することによって,裸鋼管よりも高い変形性能が得られることが確認された.・上記のCFT柱の一軸圧縮実験と本研究室で行われた過去の高強度RC柱の一軸圧縮実験の結果を整理することによって,RCからCFT柱まで適用可能なコンファインドコンクリートの平均化応力-ひずみ関係式を提示した.また,既往のCFT柱の一軸圧縮実験との比較から,提案手法は,鋼管の径厚比や細長比が大きい橋脚などの諸元を想定した場合にも,既往の評価式と比較して高い算定精度で実験結果を再現できることが確認された.研究内容SRC部材やCFT部材などの鋼・コンクリート複合構造を対象として,これらの橋梁上部工・下部工への適用を検討した.特に,本研究では耐震性能に関する研究を行っており,具体的には,これまでの研究において実施したSRC柱の正負交番載荷実験のまとめと,新たにCFT柱の一軸圧縮試験および正負交番載荷実験を実施した.研究成果(1)H形鋼の局部座屈に着目したSRC柱の終局限界状態を新たに定義した.そして,3次元FEM解析によるH形鋼の座屈解析を行った.その結果,コンクリートの拘束効果によって,SRC柱においてはH形鋼の局部座屈抵抗性が向上することを示した.(2)実験時の観察状況や3次元FEM解析の結果を参照し,フランジ要素の支持条件を仮定した平板の弾塑性座屈理論に基づく簡便な終局変位算定法を提示した.この終局変位算定法によって煩雑な3次元FEM解析を行わなくても,実験結果を良好に再現できることを確認した.(3)かぶりコンクリートの剥落を修復限界,H形鋼の局部座屈を終局限界としたSRC部材の限界状態を新たに設定した.さらに,単柱式橋脚および2層式ラーメン橋脚の試設計を示すことによって,これらの新たな限界状態の設定に対しても,提案した設計手法を用いてSRC橋脚の耐震設計が可能になることを示した.(4)CFT橋脚の耐震設計法を構築することを目的として,CFT柱の供試体を作製し,一軸圧縮実験と正負交番載荷実験を行った.これにより,解析モデルを構築する際などに必要となる基礎的データを収集した.本研究は,SRC構造とCFT構造を橋脚に用いることを目的とし,正負交番載荷実験によって得られた基礎的データを基に,これらSRC橋脚やCFT橋脚の耐震設計法を構築する.本年度の研究成果を以下に列挙する.(1)SRC橋脚の耐震設計法に関する研究・これまでに実施した正負交番載荷実験のデータを整理した.実験結果に基づき,かぶりコンクリートの剥落とH形鋼の局部座屈をそれぞれ修復限界と終局限界とするSRC部材の限界状態を定義した.・軸方向鉄筋やH形鋼の座屈解析モデルを構築し,これらを簡単化することによって,上記の2つの限界状態に対応した変形性能評価法と復元力モデルを提示した.・上記の部材損傷を考慮した変形性能評価法と復元力モデルによって,単柱式SRC橋脚および2層式SRCラーメン橋脚の試設計例を示した.提案手法を用いることによって,レベル2地震動に対して構造物の復旧性を考慮したSRC橋脚の耐震設計が可能になることを示した.(2)CFT橋脚の耐震設計法に関する研究・円形鋼管を用いたCFT柱の正負交番載荷実験と一軸圧縮実験を行い,解析モデルを構築する際に必要となる基礎的データを収集した.・上記の2つの載荷実験では,鋼管にコンクリートを充填することによって,裸鋼管よりも高い変形性能が得られることが確認された.・上記のCFT柱の一軸圧縮実験と本研究室で行われた過去の高強度RC柱の一軸圧縮実験の結果を整理することによって,RCからCFT柱まで適用可能なコンファインドコンクリートの平均化応力-ひずみ関係式を提示した.また,既往のCFT柱の一軸圧縮実験との比較から,提案手法は,鋼管の径厚比や細長比が大きい橋脚などの諸元を想定した場合にも,既往の評価式と比較して高い算定精度で実験結果を再現できることが確認された.
日本と中国における大学教養英語の教育比較研究

研究課題「日本と中国における大学教養英語の教育比較研究:問題の特質を探る、展望と対策を提出」に平成17年度から平成19年度かけての3ヵ年取り組んだ。当初2懸念は今日と文教大学の陸君が研究代表者を務め、8年目は陸の在外【米国】研究のため宮城大学の日野克美が研究代表を務めた。3研究者は、平成17年9月に上海を訪問し、現地の主だった大学の教養英語の授業を見学・教員及び学生との面接調査を通して、現地学生・カリキュラム・教員の質を精査した。その結果、社会的要因に起因する学生の英語教育への強い動機付けと教員の質の高さ、特に教養英語の授業を全て英語で行える高い英語力が日本における英語教育との比較において秀でていることが判明した。そこで平成18年9月に再度上海地区の大学数校を訪問し、教養英語に加えて将来英語教員を目指す学生の受講する英語専門講義の観察も行い、更に学生・教員から聞き取り調査も行った。この2年間の現地調査と平行して、日本の大学3校と上海地区の大学数校の1回生対象に、入学時及び1回生終了時の2回TOEFL模擬テストをPrs/post-testsとして実施し、各大学・国における教義英語の効果の比較も行った。研究結果をまとめると、「なぜ中国の学生のTOEFLスコアーが高いのか」という端的な間に対して以下の3点に集約される。1)大学教養英語として統一したカリキュラムの基で体系だった教育がなされている2)教員が授業を全て英語で行うほど質が高い3)学生の学習動機が格段に高い(激しい選抜を勝ち抜いてきていることも大きな要因)教員の質が高いことは確かであるが、会議が少ないこと、授業以外に係わる雑務が日本と比べて非常に少ないことで授業に専念できる環境がある事も特笨すべきである事が浮かび上がってきた。3年間の調査研究は一応の一段落を迎えたが、さらに踏み込んだ研究はこれからであると考える。研究期間3年間の1年目として、本年度は以下の5項目を実行することが出来た。1)4月5月:今後3年間の大まかな計画を立て、それに沿って本年度は何をすべきか検討した。その結果、本年度は中国上海地区の大学の英語授業の見学、現地英語教員のインタビュー、及び入学当初の中国大学生の英語力測定を行い、その結果分析を通して次年度以降の研究の絞り込みをすることに決定した。2)6月8月:上海地区の大学訪問の事前折衝と調整に取りかかると同時に、現地での役割分担(インタビュー・撮影・録音)を決定した。また、アンケート調査項目の検討、最終決定も行った。学生の英語力判定ツールとしてはTOEFLテストを実施することも決定した。3)9月7日9月24日:復旦大学・交通大学、及び理工大学・江南大学において、授業見学、施設視察・教員との懇談、学生インタビュー、英語学習アンケートなどを行い、基礎資料の収集を行った。4)10月2月:現地で収集した資料を整理した結果が以下の通り。(1)中国の大学英語教員の質の高さ。授業はすべて英語で行うだけの英語力をほぼ全員が持ち合わせていた。(2)学生の英語学習における動機付けの高さ。学生の授業に対する集中度が高く、課外英語学習時間には平均毎日約3-4時間を割いている。(3)TOEFL

スコアーの日中大学1年入学時の比較を行った結果、リスニング、文法、リーディングの各スキルでは若干ばらつきがあるものの、上海理工大学(489点)と江南大学(471点)の学生間に有意差はないが、日本の2国立大学(436点と447点)の学生よりも有意差5%レベルで高得点を挙げていることが判明した。(4)英語レベル到達育成制度が確立されている。大学教養英語はBand Testを導入することで目標を明示し、統一教材のCollege Englishを用い内容も4Skillのバランスが取れている。難関大学では、二年生前半終了時に、Band4テスト、後期終了時にBand6にほぼ全員合格する。平均レベルの大学でも二年生前期には70%,後期には95%の学生がBand4テストに合格している。(5)Webやラジオを使った教材を学生に提供することで、授業時間外に英語力増強に励む環境が整えられている。5)3月:以上の結果を踏まえて2年目の活動計画を立案中。尚、本年度の調査成果は18年度9月に開催される全国大学英語教育大会で発表予定。研究期間3年目の2年目として、本年度は以下の5項目を実行することが出来た。1)4月5月:前年度の研究結果を踏まえ、今後2年間の大まかな計画を立案。本年度は2グループに分かれ日中両国での大学英語教育の現状調査を続けながら、成果の調査にも着手した。中国では、前年度に引き続き上海地区数大学の協力を得て、授業の見学・現地英語教員・学生のインタビューを行うとともに、一部の学生からはTOEFLの縦断データを入手することに決定。国内では日中比較のために、(1)中国の大学生対象に実施したアンケート調査を国内3大学で行い、(2)TOEFLも新入生対象に春と学年度末の2度実施を決定した。1)6月8月:本年度現地調査の役割分担決定(事前折衝と調整・インタビュー・撮影・録音等)。2)9月8日9月23日:復旦大学・上海大学、上海外国語大学・上海師範大学及び江南大学において、英語教員養成と英語専攻授業見学、施設視察・教員との懇談、学生インタビューなどを行い、基礎資料の収集を行った。上海師範大学は今年初めて調査対象に加えた為、授業視察と担当教員や学生へのインタビュー以外にもアンケート調査項目とTOEFLテストの実施も行った。3)10月2月:現地で収集した資料を整理し、比較の為に日本国内3大学の英語カリキュラムを詳細に検討。同時に、日中大学における教員養成大学のカリキュラムの比較検討に着手した。4)3月:19年度5月20に中国の北京で開催される大学英語教育国際大会で発表するのに備えて、この二年間の調査成果を集計中。現時点での研究成果の要約は以下の通り。(1)中国の大学英語教員の質の高さ(2)学生の英語学習における動機付けの高さ(授業外に英語学習時間は中国学生の平均毎日約3-4時間)(3)中国の大学レベルの英語教育は到達目標が明示されていて(Band Test)、それに向けて統一教材"College English"を全教員使用している(4)TOEFLスコアーの日中大学1年入学時と年度末を群間・群内統計比較実施中研究課題「日本と中国における大学教養英語の教育比較研究:問題の特質を探る、展望と対策を提出」に平成17年度から平成19年度かけての3カ年取り組んだ。当初2懸念は今日と文教大学の陸君が研究代表者を務め、3年目は陸の在外【米国】研究のため宮城大学の日野克美が研究代表を務めた。
脳虚血後の環境要因が与える脳機能再生メカニズムの解明:脳血流量と神経再生との関連

局所脳虚血ラットを、通常ケージで単独に飼育する群(Standard:S群)と運動器具が備えられた充実環境で飼育する群(Enrich:E群)に分けた。虚血前後と2、4週間後の神経・運動機能、脳における神経受容体機能(ベンゾジアゼピン受容体プローブ(123/125IMZ)使用)、遺伝子、蛋白発現を両群で比較検討した。梗塞面積に両群で差はなかった。E群はS群に比べて、神経・運動機能は有意に改善、神経受容体機能は皮質梗塞周辺部において有意に高かった。梗塞周辺部での遺伝子発現は、E群がS群に比べbrain derived neurotrophic factor (BDNF)遺伝子発現が低下、BDNF蛋白は皮質の神経線維に発現しており、E群がS群に比し有意に発現が低下していた。BDNFは、環境刺激による脳神経機能回復に寄与している可能性がある。【背景】脳虚血障害後の機能回復におけるリハビリテーションの有用性はすでに臨床的に確立している。流血動物モデルを用いた研究でも、enrich environment(EE)での機能予後改善やそのメカニズムについての報告がなされている。【目的】異なる環境下で飼育したラットを用いてmicroarray analysisによる遺伝子発現の差異を比較検討し、EEの環境刺激がもたらす神経再生のメカニズムを明らかにする。【対象と方法】一過性中大脳動脈閉塞(MCAO)モデルラットをEEまたは通常環境にて飼育し、2、4週間後に神経学的評価(NSS)、及び運動機能評価(inclined plane test)を行った。4週間後に屠殺し、摘出した脳切片について、梗塞中心部および梗塞周辺部の皮質を用いたmicroarray analysisを行った。【考察】BDNFは神経再生に促進的な役割を担う因子であるとの報告は多い。一方で、脳障害後のBDNFの役割については未だ定まっておらず、BDNF遺伝子のヘテロ欠損型マウスで野生型に比し脳虚血後の有意な運動機能改善を認めたという報告もある。本研究でも運動機能の改善を認めたEE群においてBDNFの遺伝子発現低下を認めており、BDNFの抑制が脳流血後の神経再生に関与する可能性がある。目的:脳卒中後の早期からの適切なリハビリテーションは、脳機能回復に不可欠である。小動物を用いた実験的研究においても、環境の充実が機能予後の改善をもたらすことが報告されている。しかし、運動を含む環境の充実が、どのようなメカニズムを介して脳機能回復に繋がるのか、未だ明らかにされていない。本研究の目的は局所脳虚血ラットを用いて、環境刺激による機能回復に関与する遺伝子・蛋白を同定することで、そのメカニズムを明らかにすることである。方法:動物は、一過性中大脳動脈閉塞を行った局所脳虚血ラットを用いた。ラットを通常ケージで単独に飼育する群(Standard群)と運動器具が備えられた充実した環境で飼育する群(Enrich群)に分けた。虚血前後と2週間,4週間後の神経、運動機能評価を行った。4週間評備後に屠殺し梗塞巣サイズ、脳組織での遺伝子、蛋白発現を検討した。梗塞サイズはMAP-2染色を、遺伝子発現はmicroarray analysis、real time quantitative RT-PCR、蛋白発現は免疫組織染色を用いた。考察:我々の研究より、神経保護・再生に促進的に作用するとされてきたBDNFが環境刺激によって低下し、脳虚血後の機能回復に関与している可能性が示された。本研究結果を解釈する上で、脳梗塞発症後の時間経過によるBDNFのはたらきに違いがある可能性が考えられた。そこで現在、発症2週間後のBDNF発現についての追加実験を行っている。更に、BDNFはその前駆体と相反する作用を有するとの報告があり、今回の結果が前駆体の発現を反映した可能性が考えられた。現在、Western blottingを用いてBDNF前駆体の発現の有無を検討している。【目的】脳卒中後の早期からの適切なリハビリテーションは、脳機能回復に不可欠である。小動物モデルを用いた研究においても、環境の充実が機能予後の改善をもたらした。しかし、運動を含む環境の充実が、どのようなメカニズムを介して脳機能回復に繋がるのか不明である。本研究の目的は、局所脳虚血ラットを用いて、環境刺激による機能回復に関与する遺伝子・蛋白発現を検討することである。【方法】動物は、一過性中大脳動脈閉塞を行った局所脳虚血ラットを用いた。ラットを通常ケージで単独に飼育する群(Standard:S群)と運動器具が備えられた充実環境で飼育する群(Enrich:E群)に分けた。

虚血前後と2、4週間後に神経学的評価(NSS)、運動機能評価(inclined plane test:ICT)を行った。動物を2、4週後に屠殺し、摘出した脳切片の梗塞周辺部の皮質を用いてmicroarray analysis,real-time quantitative RT-PCR,免疫組織染色を行った。【結果】梗塞面積は、2,4週いずれも両群で有意差はなかった。NSS、ICTいずれも2週後にE群での運動機能が有意に改善した。梗塞周辺部での遺伝子発現は、E群がS群に比し2,4週後いずれにおいてもbrain derived neurotrophic factor(BDNF)遺伝子の発現が低下していた。RT-PCRではBDNFおよびその受容体の発現に有意差はなかった。BDNF蛋白は皮質の神経線維に発現しており、E群の梗塞周辺部皮質ではS群に比し有意に発現が低下していた。【考察】BDNFなどの神経栄養因子は神経再生に促進的な役割を担う一方、その前駆体が神経細胞死を惹起したり、シナプスの長期抑制作用をもつことが指摘されている。今回の研究結果は、環境刺激により梗塞周辺部でのBDNF前駆体の発現を反映している可能性がある。
情報伝達分子PRIPの新機能を解明する研究

本研究では、内・外分泌、神経伝達物質の遊離、サイトカイン類の放出などに関わる「開口分泌」という普遍的な細胞機能の一つにおいて、私たちの見出した細胞内情報伝達分子PRIPが抑制的に働くこと、その一つの作用機構としてCa^<2+>依存的な開口分泌を促進するCAPS分子との細胞膜リン脂質PtdIns(4,5)P_2を介した競合を見出した。一方でPRIPにはPtdIns(4,5)P_2結合能に依存しない開口分泌抑制機序が存在することも明らかとなった。本研究では申請者の所属する研究室で発見された新規分子PRIPを欠失したマウスにおいて種々の組織からの様々な物質の分泌亢進を認めたことから、PRIPが開口分泌において分泌過程のどこに作用するのかを明らかにする。具体的には複数の機能ドメインからなるPRIPの各ドメインについて開口分泌の分子機構における役割の有無を明確にすることに主眼を置いている。初年度の平成21年度は本研究に必要なPRIPその他の開口分泌関連分子について遺伝子組換えコンストラクトの調製すなわち蛍光あるいは精製用のタグを繋いだ大腸菌や培養細胞への発現コンストラクトを作成した。引き続きPRIPを内在性に発現していないPC12細胞に種々のPRIPやその部分欠失変異体、点変異導入体を安定的に発現する細胞株のスクリーニングを開始し、いくつかのクローンを得た。また大腸菌発現系にて精製した各変異体も順次調整しており、これらの細胞及びタンパク質を用いて試験管内アッセイとセミインタクト細胞による実験を開始する準備がほぼ整った。また、開口分泌のモデル細胞としてのPC12細胞を用いた生化学的アッセイのうち、予め[^3H]ノルアドレナリン(NA)標識したPC12細胞をサポニンあるいはジギトニンで漏出化し[^3H]NA放出を測定するための実験条件等を詳細に検討し、系の確立を行い報告した。本研究の結果はPRIP欠失マウスの各組織で認めた開口分泌の亢進現象の詳細な分子機構解明につながる。このことは普遍的かつ重要な細胞機能の一つである開口分泌の調節機構における新しい分子の存在と役割を認知させるという学術的意義を持つ。本研究では新規分子PRIPを欠失したマウスにおける様々なホルモンの分泌亢進という現象の機構をPRIPの既知の機能との関わりで解明することを目指した。平成22年度は初年度に確立した開口分泌のアッセイ系やPRIPの各種変異体を安定的に発現するPC12細胞のクローンを用いて実験を行った。各クローンを[3^H]ノルアドレナリン(NA)で標識しNA放出を調べたところ、野生体PRIPはその発現量に依存しNA放出を抑制した。一方、開口分泌調節で重要な細胞膜リン脂質ホスファチジルイノシトール4,5-ニリン酸(PtdIns(4,5)P_2)と結合しないPRIP変異体(R134Q)はNA放出を抑制しなかった。開口分泌を司る最小構成分子SNARE複合体を組み込んだ人工リポソームを用いて膜融合実験を行ったところ、PRIPはCAPS (Ca^<2+>-dependent activator protein for secretion)存在下でPtdIns(4,5)P_2依存的に促進される膜融合を阻害した。PRIPのR134Q変異体ではこの阻害効果は一部に限局された。すなわちPRIPはPtdIns(4,5)P_2結合能依存的に開口分泌の最終過程である膜融合を抑制するが、PtdIns(4,5)P_2に依存せず開口分泌を抑制する機構の存在も示唆された。さらに、この実験を行う過程でPRIPはSNARE分子を介してリポソームと結合することも見出した。本研究からPRIPのPtdIns(4,5)P_2結合能依存的な膜融合抑制作用に加え、SNARE分子との直接的な結合など、PRIPの開口分泌における予想外の新たな機能の存在も明らかとなり、さらなる研究展開のための足場を得た。これらの結果は普遍的かつ重要な細胞機能の一つである開口分泌の調節機構における新しい分子の存在と役割を認知させるという学術的意義を持つ。
新規超分子ゲル化剤の開発と実用化に向けての研究

工業中間体である安価な5-アミノイソフタル酸を基盤とした低分子増粘剤・ゲル化剤を開発した。5-アミノイソフタル酸のカルボキシル基に導入するアルキルアミンの種類により、増粘性やゲル化能は劇的に変化した。市販の安価なポリカプロラクトンセグメントを原料に使い、高分子ゲル化剤を開発した。人工甘味料のアスパルテームRを原料に環状ジペプチド誘導体のハイドロゲル化剤を開発した。機能性部位を導入した環状ジペプチド誘導体を基盤とするゲル化剤を開発した。申請者がこれまでに報告してきた多数の超分子ゲル化剤の中でも特に強いゲル化能を示したゲル化剤の構造をもとに、官能基を有するゲル化駆動セグメントを選出し合成した。そのゲル化能や増粘作用について詳細に研究した。これらの開発したゲル化剤や増粘剤について、化粧品のアイシャドウなどに実用化が可能かを検討した。一方、インクジェットプリンターでは高温で噴出したインク滴が紙面や布面に到達したとき溶剤が瞬時に乾き、紙や布に滲まないようにしないといけない。超分子ゲル化剤は高温では溶液であり、室温で直ちにゲル化(固化)するので、インクジェットプリンター用インクとしてゲル化剤は非常に有用であることがわかった。さらに本研究では、水性インク用と油性インク用の両方をターゲットに新規な超分子ゲル化剤を開発した。顕微赤外スペクトルメータ、核磁気共鳴スペクトルメータ、元素分析装置を使い、合成したゲル化駆動セグメントやポリシロキサン型ゲル化剤のキャラクタリゼーッションを行った。その分子量分布はMALDI-TOF-MASを用い調べた。溶液粘性はレオロジー測定装置、粘度測定装置により測定した。さらに、インクジェットプリンター用インクに使われている様々な溶媒、溶剤に対するゲル化テストを行い、そのゲル化能を研究した。ゲル化するものについては25°Cにおけるゲル化の最小必要添加量(最小ゲル化濃度)を決定した。また、ゲル化剤としての性能はキセロゲルの表面積によっても決定される。この表面積は本研究課題で設備備品として申請し購入した自動比表面積/細孔分布測定装置によって決定した。また、透過型電子顕微鏡や走査型電子顕微鏡を使い超分子構造体を観察し、ゲル化剤分子の自己集合により超分子構造体が形成され、その結果物理ゲルが形成されることを明らかにした。超分子ゲル化剤は高温では溶液であり、室温で直ちにゲル化(固化)するので、インクジェットプリンター用インクとしてゲル化剤は非常に有用であることが分かった。顕微赤外スペクトルメータ、核磁気共鳴スペクトルメータ、元素分析装置を使い、合成したゲル化駆動セグメントやポリシロキサン型ゲル化剤のキャラクタリゼーションを行った。また、ゲル化剤としての性能はキセロゲルの表面積によって決定される。この表面積は本研究課題で設備備品とし申請し購入した自動比表面/細孔分布測定装置によって決定した。本研究目的は、安全かつ安価な超分子ゲル化剤の開発とその実用化であった。分子量分布や屈曲鎖の運動により結晶化しないというポリマーやオリゴマーを利用して安定なゲルを形成するゲル化剤を開発し実用化を目指した。すなわち、(a)水素結合やファンデルワールス力などの非共有結合をとおして液体をゲル化するゲル化駆動としての機能と(b)非晶性のポリマー(あるいはオリゴマー)は溶液中から結晶化しないという現象に着目し、これらの二つの機能を結合させた結晶へ転移しない安定なゲルを形成するポリマー型の超分子ゲル化剤を開発することが目的であった。具体的には、(b)の機能を有する非晶性のポリマーあるいはオリゴマーを(a)の機能をもつゲル化

駆動部位を共有結合でつなげることにより、ゲル化駆動部位の自己集合性と高分子の非晶性という一見、相矛盾する二つの機能を階層化させた新規な超分子ゲル化剤を開発しようとするものであった。化粧品、インクジェットプリンター用インク、機能性ゲル化剤への応用を念頭において研究を行った。その結果、複数の新規超分子ゲル化剤の開発に成功した。チキソトロピーという新しい挙動をみつけ、インクジェットプリンター用のインクとしての重要性を見つけた。また、国内大手のK化粧品会社より実用化が進行するまでになった。また、ポリマー型の新規超分子ゲル化剤については、国内大手のT社により実用化が検討されており、製造コストが解決課題として残っている。製造コストの低下に向け、次なる研究が予定されている。
リー球上のラプラス作用素の固有空間と複素球面上の関数空間

さらに、リー球上の解析関数の調和成分による特徴付けに関する結果から、双対リー球上や複素ユークリッド空間上の解析関数が調和成分による特徴付けが可能であることが分かった。このことからラプラス作用素の固有関数だけでなく、より一般の関数が調和成分によって特徴付けられると推測でき今後の伸展が期待できる。複素球面上の積分によってリー球上の調和関数からなる空間に内積を導入し再生核を持つヒルベルト空間を構成した。それらの錐フーリエ像および複素球面上のヒルベルト空間のフーリエ像として現れるラプラス作用素の固有関数からなるヒルベルト空間の関係等について6月に京都大学数理解析研究所で開催された研究集会「再生核の理論とその応用」で講演した。この研究集会の講義録は京都大学数理解析研究所講究録1067として既に出版されている。また、8月にドイツで開催された国際数学会議に参加した。発表内容は6月と同様のものである。さらに9月にポーランドで開催された解析関数の国際会議に参加した。ここでは6月の結果を基にその後に得られた結果も交えた講演をした。講演した内容に関しては森本光生国際基督教大学教授との共著の論文として現在投稿中である。その後、リー球上の解析関数の調和成分に依る特徴付けに関する結果と双対リー球および複素球面上の解析汎関数のフーリエ像に関する考察から、ラプラス作用素の固有関数に対するリーノルムで測る指数型と双対リーノルムで測る指数型との関数空間の関係等が分かった。これに関連する話を12月に京都大学数理解析研究所で開催された研究集会および東京大学解析セミナーでおこなった。これらの結果は森本教授との共著の論文としてとりまとめているところである。
ステロイドの胆汁分泌調節作用とその生理学的意義

1.ラット分離肝還流法による実験により,ステロイド投与により基礎胆汁流量の有意な増加をかくにんした.還流24時間前,デキサメサゾン(1.6mg)を腹腔内投与し,対照群と比較した.還流修了時における胆汁分泌量をていじする.P=0.0162有意差あり.2.内因性硫化水素は,cystathionineγ-lyase(CSE)によるcysteine代謝より産生される.まず,肝における内因性硫化水素に着目し,ガスクロマトグラフィー法にて,そのラット肝における組織内産生量を測定したところ,約80μmol/g tissueとの結果をた.同時に,免疫染色法にて肝におけるCSEの局在性をしょうめいした.3.CSE阻害剤であるpropagylglycine(PPG)の投与により内因性硫化水素は有意に減少することをかくにんした.4.この条件下において,in vivoおよび分離肝還流法によるex vivoの2条件で,胆汁排出量とその組成に関して検討した.(1)PPG投与により,基礎胆汁流量は対照群に比し有意に増加し,内因性硫化水素の減少により胆汁流量の増加をしょうめいした.(2)PPG投与下にさらに,外因性硫化水素としてNaHSを追加投与した場合,上記増加分は完全に抑制され,硫化水素が,ガス状物質として胆汁流量調節を行っていることをしょうめいした.(3)この胆汁流量変化は,胆汁中重炭酸イオンの増減と相関していることを,胆汁組成の解析でしょうめいした.1.ラット分離肝還流法による実験により,ステロイド投与により基礎胆汁流量の有意な増加をかくにんした.還流24時間前,デキサメサゾン(1.6mg)を腹腔内投与し,対照群と比較した.還流修了時における胆汁分泌量をていじする.P=0.0162有意差あり.2.内因性硫化水素は,cystathionineγ-lyase(CSE)によるcysteine代謝より産生される.まず,肝における内因性硫化水素に着目し,ガスクロマトグラフィー法にて,そのラット肝における組織内産生量を測定したところ,約80μmol/g tissueとの結果をた.同時に,免疫染色法にて肝におけるCSEの局在性をしょうめいした.3.CSE阻害剤であるpropagylglycine(PPG)の投与により内因性硫化水素は有意に減少することをかくにんした.4.この条件下において,in vivoおよび分離肝還流法によるex vivoの2条件で,胆汁排出量とその組成に関して検討した.(1)PPG投与により,基礎胆汁流量は対照群に比し有意に増加し,内因性硫化水素の減少により胆汁流量の増加をしょうめいした.(2)PPG投与下にさらに,外因性硫化水素としてNaHSを追加投与した場合,上記増加分は完全に抑制され,硫化水素が,ガス状物質として胆汁流量調節を行っていることをしょうめいした.(3)この胆汁流量変化は,胆汁中重炭酸イオンの増減と相関していることを,胆汁組成の解析でしょうめいした.術後高ビリルビン血症の予防として,術前よりステロイド投与を行う報告がなされていたが,正確な基礎的データの裏付けはなかった。今回,その定量的,基礎的評価法として,ラット分離還流肝モデルを用い以下の結果を得た.まず,肝還流24時間前,デキサメサゾン(1.6mg)を腹腔内投与し,対照群と比較した.その結果,有意な胆汁流量の増加を認めた.還流実験終了時の胆汁流量(mean±SD)P=0.0162有意差あり.この胆汁流量増加分は,胆汁中の重炭酸イオンの増加が寄与していることが分かっている.そのため,胆汁排泄に対する重炭酸イオンのdriving forceの程度を評価するため,Glibenclamideを経門脈的に投与し,対照群と比較した.そしてGlibenclamide投与により,胆汁流量は約1.7倍に増加することを確認した.還流実験終了時の胆汁流量(mean±SD)(還流液中に胆汁酸は非添加)さらに,胆汁中の重炭酸イオン排出量は,対照群に比し,約3倍になることを確認した.今後,ステロイド投与群に関してもデータを集積し,この胆汁中重炭酸イオンの役割に関しても検討を重ねる予定である.肝術後高ビリルビン血症の予防として,術前よりステロイド投与を行う報告がなされてきた.臨床例においては,ステロイド投与による炎症反応の軽減を示唆する結果が認められているが,肝の重要な機能である胆汁分泌との相関関係に関しては,基礎的データの報告は見られていない.唯一,ステロイド投与により胆汁中重炭酸イオンの増加を証明した基礎的研究を認めるのみである.今回は,このステロイドと,胆汁中重炭酸イオンの関係,そして,この胆汁中重炭酸イオンの上昇を来たす,他の因子も含めて検討した.実験モデルとして,ラット肝による分離還流システムを使用した。デキサメサゾン(1.6mg)を還流24時間前に腹腔内投与し,対照群と比較したところ,デキサメサゾン投与群において,対照群に比し基礎胆汁流量の1.16倍の増加を認めた.この際の胆汁中重炭酸イオンの増加は過去に証明されている.次に,肝における内因性ガス状物質として,一酸化炭素と硫化水素も検討した.

これらガス状物質は,各々,hemoxygenase, cystathionineγ-lyaseによって産生されるが,肝において胆汁分泌を制御する重要な物質である.多種の病的状態において,産生酵素の活性の変化や,産生されるガス量は変化することが報告されている.還流肝において一酸化炭素を外因性に投与した場合,胆汁中重炭酸イオンは変化せず,総グルタチオン排出量の増加による基礎胆汁流量が増加した.一方,硫化水素においては,cystathionineγ-lyase活性を低下させることにより,内因性硫化水素量も低下し,その結果,胆汁中重炭酸イオン濃度が増加し,基礎胆汁流量が有意に増加した.さらに,ステロイドによる胆汁分泌調節作用の解明を進めるため,一酸化炭素,硫化水素についても,肝における生理学的意義を基礎的実験により解明した.
皮質脊髄路損傷におけるワーラー変性の機能的、画像的評価の試み

脳卒中後の片麻痺改善における皮質脊髄路機能を解析する目的で、脳卒中患者にMRI拡散テンソル技法による皮質脊髄路の障害度の定量的評価を行い、片麻痺の程度と比較検討した。この目的のため、脳卒中急性期病院である広南病院で脳卒中急性期患者にMRIを施行し、ADCによる皮質脊髄路の障害度の定量的データーの収集を行った。大脳脚におけるADC値の変化は重度の麻痺症例では発症後2週間後から、中等度および軽度の患者では発症後4週間より認められる事が判明した。このため、発症後早期の麻痺回復は大脳脚におけるADC値では予測が困難であると考えられた。そこで、新たに電気生理学的手法で皮質脊髄路のワーラー変性と麻痺の回復予測を行う事を目的に脳磁図を用いた体性感覚誘発磁界の測定を脳内出血の超急性期患者において施行した。その結果、超急性期患者において麻痺側の体性感覚誘発磁界が得られるものは1ヶ月後に片麻痺が回復する事、および皮質脊髄路におけるADC値の変化が少なく、ワーラー変性をきたさない事が判明した。脳卒中後の片麻痺改善における皮質脊髄機能を解析する目的で、脳卒中患者にMRI拡散テンソル技法による皮質脊髄路の障害度の定量的評価を行い、片麻痺の程度と比較検討した。慢性脳卒中患者では皮質脊髄路のワーラー変性を大脳脚における3-DAC、FA、ADCにより信号変化として捕らえることが可能であった。統計学的な解析では、片麻庫と良好な相関関係を示したものはADC値であった。すなわち、大脳脚におけるADC値は片麻痺の重度な患者では有意に高値であり、経時的にMRI評価を行った10例の患者では片麻庫の改善に伴いADC値は低下した。慢性における片麻痺の程度はADC値による評価が可能あることが示唆されたので、この評価がどこまで急性期に適応可能であるかを次の検討項目とした。この目的のため、脳卒中急性期病院である広南病院で脳卒中急性期患者にMRIを施行し、ADCによる皮質脊髄路の定量度データーの収集を平成15年度12月より開始し、平成16年度は以上のデーターから急性期のMRI拡散テンソル技法から片麻痺回復を予測できる因子の解析を行う予定である。
マイクロ流体制御デバイスを用いた超長寿命小型ルーメンpHセンサの開発

牛ルーメンpHの長期連続モニタリングを行うため、低消費電力で駆動されるマイクロバルブを備えた開閉型液絡と、超長寿命Ag/AgCl電極とを集積したマイクロ流体デバイス型の間欠動作参照電極を開発する。そして、この集積マイクロ参照電極を用いて、牛への負担無しで経口投入でき、2年以上連続動作する無線ルーメンpHセンサシステムを実現し、実験牛を用いた6ヶ月以上の長期連続実証実験を行う。