hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳機能解析手法による騒音評価指標の構築

日常生活環境で生体に対し有害な騒音の少ない音環境を創出することを目標に、人工的に作成した音刺激に対する聴取者の脳機能計測を行い、脳機能変化を引起こすいくつかの騒音の音響特性パラメータを抽出した。20人の研究協力者の音聴取時の生体反応を測定する一連の実験において、脳波事象関連電位成分P50、脳波周波数成分α2帯域パワー、及び聴取者の音への動作反応時間に影響を及ぼす連続音の音響特徴が確認できた。特に、連続する音刺激のがPink noiseのとき、他の音刺激よりP50電位の低下がなく一次感覚受容されやすいことを確認し、脳波α2帯域パワーはPink noise及び純音で減少し、基幹脳活性が低下する可能性が示され、さらに、純音は動作反応時間を遅らせる影響を示した。一次感覚抑制の継続と基幹脳活動の抑制は、統合失調症や統合的な感覚処理、注意機能などと関係があり、騒音曝露期間の脳機能への影響が生体に悪影響を及ぼすことが考えられる。また、人工環境音を模した音刺激の音響パラメータを動かすことにより、脳情報処理課程が変化し脳機能への影響も変化することを示すため、実際の環境音の音響パラメータを抽出し、その変化と脳波による脳機能解析を同時に実施するための実験環境の構築を行った。日常日存在する一定間隔の連続刺激音を含む機械騒音と含まない自然環境音で構成した環境音聴取時に、自然環境音脳波ではα2帯域パワーが増大する一方、機械騒音聴取では減少することより、環境音を構成する周期的音量変化を持つ音が深部脳活動を低下させる可能性があることが示唆された。持続する騒音を聴取した際の脳機能の変化を明らかにするために、二種類の実験を行った。一つ目の実験では、無音部分の挿入頻度と提示時間が異なる音刺激を4種類用意し、聴取時の脳波を用いて事象関連電位および特定周波数成分のパワーの解析を行い、連続した音刺激及び無音部分の挿入が脳活動に与える作用を調査した。二つ目の実験では、周期的な音量変化周期を持つ機械騒音と周期的な音量変化を持たない自然環境音を聴取させ、聴取中の脳波を計測し、深部脳活動と正の相関を持つとされるα2帯域のパワーを算出することにより、それぞれの環境音の脳機能への作用を調査した。一つ目の実験において、使用した音刺激は1000Hzの純音を用い、500ms間隔の連続音および音:無音部分が3:1、4:1、5:1の3種類の無音挿入条件の計4種類の連続音刺激を提示した。それぞれの条件における連続音聴取時の被験者脳波の事象関連電位を用い、一次感覚受容の抑制作用に関わるP50のピーク値の変化に注目したところ、一定間隔の連続音刺激の入力による脳の抑制作用と、無音部の挿入による抑制作用の緩和効果を確認した。連続提示条件においては、被験者差が見受けられるものの、400回程度の連続聴取時まで抑制効果が継続的に増強されることが示された。2つ目の実験においては、聴取前と聴取時の被験者の脳波を計測し、脳波α2帯域パワーの平均値を比較した結果、自然環境音条件においては聴取時に増大し有意な差が認められたが、機械騒音条件では聴取時に減少する傾向があった。・ワイヤレスの生体信号受信装置を利用し電気ノイズを発生しない実験システムを構築するとともに、音刺激再生のために合成波形を出力可能な発音プログラムをシステムに実装した。・無音部を挿入した数パターンの連続音刺激を利用して、無音部の挿入が連続音刺激による脳機能抑制に対して緩和作用を持つことが分かった。・同一する音刺激の連続提示による脳活動に対する重畳的な抑制作用を確認した。・実際の環境音聴取時の脳波成分解析により、自然環境音と人工的な環境音とで脳活動への影響に差が出ることを示した。持続する騒音の脳における処理について考察するために、異なった音響特性の連続音を聴取したときの生体反応を計測した。同時間間隔、同音量の連続して繰り返す音において、音響特性の差異により脳における処理課程が異なることが示唆された。用いた音は、1000 Hzのサイン波、ホワイトノイズ、ピンクノイズ、60 Hzの矩形波であり、50ミリ秒の長さの音を、1秒から2秒の間隔で繰り返した。サイン波の連続音刺激においては、既報告と同様に、刺激回数が増すにつれて感覚ゲーティングがより深くなる傾向にあることが確認できている。異なった音響特性の連続音刺激においては、ピンクノイズ、1000 Hzのサイン波、ホワイトノイズの順に、脳波事象連電位P50の電位が大きく、同様に繰り返す音刺激においても、ピンクノイズによる刺激に対しては感覚ゲーティングがかかりにくく一次聴覚野への入力が抑制されにくいことがわかった。同時に計測した、繰り返す音刺激に対するタッピングによる反応速度において、ピンクノイズの刺激に対する反応速度は他の音刺激に対する反応速度よりも早く、サイン波による刺激に対する反応速度は遅く、音響特性の差異により刺激の入力から反応に至るまでの脳における情報処理過程が異なることも示唆された。さらに、深部脳活動を反映しているとされる脳波アルファ2帯域のパワーは、ピンクノイズによる繰り返し音聴取後に減少しており、この音刺激は基幹脳機能に影響を与えていることが示唆された。以上を含め、人工環境音を模した音刺激の脳機能への影響を示唆するいくつかの結果を得た。・人工環境音を模した刺激の脳機能への影響を考察するに足る、実験環境の構築と実験手法を確立した。・人工環境音を模した刺激の脳機能への影響について、音響パラメータを振り、いくつかの結果を得た。

日常生活環境で生体に対し有害な騒音の少ない音環境を創出することを目標に、人工的に作成した音刺激に対する聴取者の脳機能計測を行い、脳機能変化を引起こすいくつかの騒音の音響特性パラメータを抽出した。20人の研究協力者の音聴取時の生体反応を測定する一連の実験において、脳波事象関連電位成分P50、脳波周波数成分α2帯域パワー、及び聴取者の音への動作反応時間に影響を及ぼす連続音の音響特徴が確認できた。特に、連続する音刺激のがPink noiseのとき、他の音刺激よりP50電位の低下がなく一次感覚受容されやすいことを確認し、脳波α2帯域パワーはPink noise及び純音で減少し、基幹脳活性が低下する可能性が示され、さらに、純音は動作反応時間を遅らせる影響を示した。一次感覚抑制の継続と基幹脳活動の抑制は、統合失調症や統合的な感覚処理、注意機能などと関係があり、騒音曝露期間の脳機能への影響が生体に悪影響を及ぼすことが考えられる。また、人工環境音を模した音刺激の音響パラメータを動かすことにより、脳情報処理課程が変化し脳機能への影響も変化することを示すため、実際の環境音の音響パラメータを抽出し、その変化と脳波による脳機能解析を同時に実施するための実験環境の構築を行った。日常日存在する一定間隔の連続刺激音を含む機械騒音と含まない自然環境音で構成した環境音聴取時に、自然環境音脳波ではα2帯域パワーが増大する一方、機械騒音聴取では減少することより、環境音を構成する周期的音量変化を持つ音が深部脳活動を低下させる可能性があることが示唆された。脳の抑制作用を持つ音刺激の特性を特定するため、今回報告した時間的特性の与える作用をさらに刺激条件を細かくすることで精査するとともに、環境音に近い連続的な変化をもつ音刺激を用いて実験を行う。音刺激の同一性/定常性を弱め、変化を与えることで感覚抑制の作用を緩和させる効果があることを仮定し、1.(時間特性)無音部分の提示時間を変化させた刺激を用いて、無音部分の長さによる感覚抑制緩和作用の効果を調査する。2.(音波形の特性)提示する刺激の音波形を変化させることで抑制作用を緩和する効果を調査する。人工環境音に加え、自然環境音を模した音刺激の、脳機能への影響を調査し、音刺激の要素のパラメータを動かすことにより、健康維持の視点から環境音の評価を試みる。脳機能の変化に応じた環境音の提示や、その際の脳機能評価手法の確立のために、測定環境の調整を行う。平成29年1月における環境刺激-生理計測システムの構築過程において、環境刺激の強度に関し、複数の実験場所において同じレベルを実現する必要性が生じ、また解析をよりやりやすくするための同期信号システムの導入を検討したが、必要機器の選定及び納品に要する期間が足りず、次年度に使用せざるを得なかった。また、採択時期が夏以降であったので、急いで計画を進める上で機器選定に十分な時間をとれなかった。研究を進めた結果、人工環境音を模した音刺激の音響パラメータを動かすことにより、脳情報処理課程が変化し脳機能への影響も変化することがわかってきた。これを受けて、脳機能計測データに合わせて、環境音刺激を変化させるための実験環境の構築を行い、脳機能解析による騒音評価を試みた方がより高いレベルで研究目的を達成できると判断した。現実験環境で使用予定であったイベント同期システム及びソフトウェアの購入を取りやめたことにより、次年度使用額が発生した。
変性網膜における神経ステロイドの機能解明への組織化学的アプローチ

変性網膜における神経ステロイドの機能解明への組織化学的アプローチとして、成熟ラットの正常網膜での神経ステロイド合成・代謝に関する酵素である、3α-hydroxysteroid dehydrogerase(3α-HSD)の局在を、免疫組織化学およびin situ hybridizationなどの手法を用いて形態学的に検索し、タンパク、mRNAともにミュラー細胞に発現することを明らかにした。さらに3α-HSDと共にステロイドの合成・代謝に関連する酵素である5α-reductaseが正常網膜に同様に存在することがRT-PCRにより明らかになり、網膜においてこれら両酵素による神経ステロイドの合成が行われ、ミュラー細胞がその働きに関与していることが示唆された。神経ステロイドは、神経系において細胞の分化に対する作用も報告されている。そこで、網膜におけるグリア細胞であるミュラー細胞とその周囲の神経細胞の分化・発達過程における、神経ステロイド合成・代謝酵素の発現の変化とその局在について、生後114日のmRNAの発現をRT-PCRにより検索した。その結果、3α-HSD,5α-reductaseともに、生後1日からmRNAの発現が認められた。生後1日の3α-HSDの局在を免疫組織化学を用いて形態学的に検索したところ、網膜最内層付近に免疫陽性反応が観察された。これらの結果から、神経ステロイド合成・代謝酵素3α-HSD,5α-reductaseと産生される神経ステロイドが未成熟な網膜において細胞の分化・発達に関与していることが示唆された。変性網膜における神経ステロイドの機能解明への組織化学的アプローチとして、第一に、成熟ラットの正常網膜での神経ステロイドの産生に関する酵素、3α-hydroxysteroid dehydrogenase (3α-HSD)の局在について免疫組観化学、in situ hybridizationなどの手法を用いて形態学的に検索した。mRNAレベルでの検索を、ジゴキシゲニン標識したRNAプローブを用いてin situ hybridizationを行い、免疫組織化学的検索の結果と同様ミュラー細胞に3α-HSDm RNAのシグナルを検出した。さらに神経ステロイド合成の経路で3α-HSDに関連する酵素である5α-reductaseの正常網膜における存在をRT-PCRにより調べた結果、3α-HSD、5α-reductase両酵素のmRNAの存在が確認された。これらの結果から、網膜において3α-HSD、5α-reductaseによる神経ステロイドが合成され、ミュラー細胞がその働きに関与していることが示唆された。今後、傷害を受けた網膜や変性網膜において、ステロイド代謝酵素と産生される神経ステロイドがどのように関与しているのかを組織化学的手法を用いて明らかにしていく予定である。
膜型MMPの新規基質分子の探索とそのプロテオリシスによる細胞機能制御

Heparin-binding EGF-like Growth factor(HB-EGF)はEGFファミリーに属する増殖因子であり、細胞膜結合型で発現し、ADAMファミリーのプロテアーゼにより切断されて遊離する。この可溶性のHB-EGFはパラクラインの増殖因子として働き、EGF受容体(EGF-R)に結合し、シグナルを惹起する。そのため、HB-EGFを膜型から可溶型に変換するADAMファミリーのプロテアーゼよるsheddingはHB-EGFの増殖因子としての活性制御に重要と考えられている。一方、HB-EGFのN末端側のプロセシングは以前にいくつかの報告がされたが、HB-EGFの機能に影響を与えないことが報告されている。今回、我々は膜型MMP(MT1-MMP)がHB-EGFのN末端を切断すること、さらに、MT1-MMPによるHB-EGFのプロセシングはHB-EGF活性に影響を与えることを見出した。HB-EGFのEGFモチーフの上流にはヘパリン結合部位があり、HB-EGFがEGF-Rに結合するために、HB-EGFがヘパリンと結合する。そのため、塩基性アミノ酸で構成されるヘパリン結合部位がHB-EGFのヘパリン親和性に重要とされていたが、MT1l-MMPがヘパリン結合部位の上流を切断すると、ヘパリン結合部位を保持しているにも関わらず、HB-EGFのヘパリン結合性は有意に低下する。さらに、MT1-MMPでプロセシングを受けたHB-EGFはそのEGF-Rライガンド活性にヘパリンを必要としなかった。以上から、HB-EGFはADAMによるプロセッシングとMT1-MMPによるN端のプロセッシングを組み合わさることで、より効果的なヘパリン非依存的なEGF-Rリガンドとして機能を獲得することが明らかとなった。C末端にFLAG標識したHB-EGF(C-FLAG-HB-EGF)を発現するcDNAをpcDNA3.1に組込んだベクターを作製し、腎上皮MDCKに導入しG418で選択し安定的に発現する細胞株を樹立した。この細胞にMT1-MMPを発現するベクターを導入し、MT1-MMPにより特異的に切断される断片を確認した。また、このMT1-MMPによるプロセシングが既知のMMP阻害蛋白質であるTIMP-2やTIMP-3を細胞に処理すると断片の産生が抑制され、一方、TIMP-1では抑制されないことを確認した。この結果はHB-EGFのN末端部のプロセシングがMT1-MMPに依存することを強く示唆するものである。次に、MT1-MMPによるHB-EGFのプロセシング部位が既知と同一か否かを検討するために、HB-EGF-C-FLAG/MT1-MMPを発現するMDCK細胞(1x10^9)は1%CHAPSを含むTris pH7.5/0.5M NaCl/0.005%Brij-35で可溶化し、切断断片を抗FLAGモノクロ抗体カラムで精製した。精製蛋白質はエドマン分解法にてN末端アミノ酸配列を確認した結果、これまでの報告されている部位よりさらに下流のHB-EGFのヘパリン結合部位の中心部であった。さらに、上記の切断部位の確認を行うため、精製したHB-EGFと膜ドメインを欠損したMT1-MMPを試験管内で反応させ、産生した切断断片のN末端アミノ酸解析を行ったところ、興味深いことに、細胞表層での切断部位の5残基上流が切断部位として同定された。以上から、HB-EGFのN末端の切断はMT1-MMPともう一つ別のプロテアーゼが関与することが明らかとなった。

さらに、この細胞表層由来のMT1-MMPによるプロセシングの役割などについての解析を細胞生物学的な手法を用いて解析を行っている。Heparin-binding EGF-like Growth factor (HB-EGF)はEGFファミリーに属する増殖因子であり、細胞膜結合型で発現し、ADAMファミリーのプロテアーゼにより切断されて遊離する。この可溶性のHB-EGFはパラクラィンの増殖因子として働き、EGF受容体(EGF-R)に結合し、シグナルを惹起する。そのため、HB-EGFを膜型から可溶型に変換するADAMファミリーのプロテアーゼよるsheddingはHB-EGFの増殖因子としての活性制御に重要と考えられている。一方、HB-EGFのN末端側のプロセシングは以前にいくつかの報告がされたが、HB-EGFの機能に影響を与えないことが報告されている。今回、我々は膜型MMP (MT1-MMP)がHB-EGFのN末端を切断すること、さらに、MT1-MMPによるHB-EGFのプロセシングはHB-EGF活性に影響を与えることを見出した。HB-EGFのEGFモチーフの上流にはヘパリン結合部位があり、HB-EGFがEGF-Rに結合するために、HB-EGFがヘパリンと結合する。そのため、塩基性アミノ酸で構成されるヘパリン結合部位がHB-EGFのヘパリン親和性に重要とされていたが、MT1-MMPがヘパリン結合部位の上流を切断すると、ヘパリン結合部位を保持しているにも関わらず、HB-EGFのヘパリン結合性は有意に低下する。さらに、MT1-MMPでプロセシングを受けたHB-EGFはそのEGF-Rライガンド活性にヘパリンを必要としなかった。以上から、HB-EGFはADAMによるプロセッシングとMT1-MMPによるN端のプロセッシングを組み合わさることで、より効果的なヘパリン非依存的なEGF-Rリガンドとして機能を獲得することが明らかとなった。
中国近代劇における学生演劇の系譜

本研究の主な研究成果は(1)陳大悲に関する北京以外の演劇活動(2)国立戯劇専科学校に関する資料収集と台湾話劇との関連性(3)国民党の派遣した留学生呉剣声の日本での演劇活動と台湾での演劇活動の一端の3点である。国立戯劇専科学校の卒業生数名が1949年以降台湾に渡り、台湾の話劇に貢献していたこと、呉剣声もまた1949年以降台湾に遷移した人物であり、国民党系の演劇活動が台湾の話劇活動を牽引する一因となったことが判明した。これにより今後国民党の文化活動や台湾の話劇活動への影響までを視野に入れた研究の可能性が広がった。平成24年度は1930年代の演劇学校に関する調査のため、国立戯劇専門学校についての資料収集を行った。資料収集のために北京の国家図書館、上海図書館で資料調査を行い、四川省江安にも調査に赴いた。北京の国家図書館や上海図書館では、国立戯劇専門学校の機関誌や当時の演劇雑誌に掲載された同校に関する記事を収集し、目次や記事をデータ入力した。四川省江安には移転した同校の跡地があり、博物館が附設されているため、館長と面会し当時の同校の様子について話を聞き、博物館見学や資料閲覧をした。国立戯劇専門学校については、日本での研究は限られており、同校の具体的な活動内容についての詳細(例として入試に関する記事等)を今回の調査で明らかにできた。収集した資料はいずれもこれまでの先行研究では扱われないものであり、一次資料の発掘が行えた。これら資料を基に、1930年代の演劇学校の一例として同校の活動を捉え、北京、南京、江安での話劇活動を包括的に考察することができる。また同校を1910年代より続く学生演劇の一系譜として位置付けることで、1910年から1930年代の話劇状況に連続性を見出すだけではなく、1940年代へと向かう時期の話劇の活動状況を知る一端ともなり得る。今回の調査により、国立戯劇専門学校が話劇において果たした役割や重要性を資料面から補強し再検討することが可能となった。今年度は当初の予定では研究成果の発表を行い、海外及び国内の研究者を招聘して研究集会を開催することにしていたが、前年度までに収集した資料の整理が遅れたために、補足調査を中心に研究を進めた。補足調査として主に以下の二方面の調査を行った。一つは国立戯劇学校に関連する補足調査、もう一つは1930年代に日本に派遣された演劇関係の留学生の調査である。国立戯劇学校の補足調査として、3月に北京の国家図書館での資料調査を行った。国立戯劇学校に関係する重要人物である余上ゲンに関する資料を閲覧し、国立戯劇学校に於いて余上ゲンの果たした役割を考察する上で必要な資料面での補充を図った。1930年代の留学生については、舞台美術を学ぶために留学した呉剣声について国内の新聞や演劇雑誌、上海の『申報』での報道を調査した。調査には早稲田大学演劇博物館及び東洋文庫に赴き、その結果何点かの資料を発掘することができた。特に呉が日本で行った演劇活動の記録として、国際戯劇協進会の上演記録や雑誌掲載記事を発見できたことは最大の成果である。呉剣声という人物自体、従来研究がなされていないため、今回の調査での資料の発掘は1930年代の日中の演劇交流を理解する上でも大変意義のある発見と言える。また資料の発見以外にも、呉剣声の活動が日本から中国、そして戦後は台湾の映画界に渡ることも今回の調査から判明した。台湾での呉剣声についても今後引き続き調査を行っていきたい。調査結果については平成26年度中に研究集会での発表や論文としての公表を予定している。平成23年度に予定していた研究は1.1910年代の学生演劇と2.1920年代の演劇学校についての調査であった。1.1910年代の学生演劇については、アマチュア演劇を提唱した陳大悲という人物と北京大学を中心とした学生演劇の関連性を調査した。陳大悲のアマチュア演劇論や北京大学の学生演劇の実態を当時の報道や雑誌から探り、陳大悲と学生演劇の繋がりと、そこから発展した演劇学校を創設するまでの足跡を追った。2.1920年代の演劇学校については、北京国立芸術専門学校の戯劇科について資料調査を進めた。この学校についての研究というのは当事者の回想や30年代になってからの江安への移転後の評価はされてきたものの、学生演劇という大きな枠の中で捉える研究はなされてこなかった。

1920年代の演劇教育と演劇人材の育成という点からみても国立芸術専門学校は重要な役割を果たしており、北京と上海での調査の結果、同校の資料を入手できた。これによりどういった人物が関与し、どのような教育を行ったのかが判明した。調査を進める中で、陳大悲のアマチュア演劇提唱後の活動というのも明らかになった。従来の中国話劇史ではアマチュア演劇提唱以外に陳大悲の評価は低く、今回発掘した雑誌の人物評や脚本からその理由を裏付けることが可能である。これは中国話劇史における陳大悲の評価をする上でも重要な部分であり、調査の意義は大きい。また学生演劇という観点から1910年代、1920年代の学校演劇を関連付ける研究というのは北方での学生演劇の性質を解明することにもなり、そのことは現在の話劇の性質にまで繋がる重要な研究である。本年度は前年度までに収集した国立戯劇学校の資料整理や1930年代に日本に派遣された舞台美術家呉剣声の日本側の関連資料の整理を行った。その結果、国立戯劇学校の卒業生の中に戦後台湾に渡り演劇、映画方面で活躍した人物が数名いることが判明した。また、国立戯劇学校以外にも、国民党が日本に派遣し日本で舞台美術を学んだ呉剣声も、1945年以降に台湾に渡っていることが判明した。そこで国立戯劇学校の関係者や呉剣声に関する台湾側の資料収集のため、2月と3月に台湾に出張し台北市の国家図書館や電影資料館を訪問した。国立戯劇学校については貴重な資料である『劇専同学在台湾』を複写することができ、台湾戯劇史など台湾の新劇に関する資料を閲覧することができた。また台湾芸術大学の演劇研究者徐亜湘氏に協力を仰ぎ、3月には徐氏を招聘し、研究会を開催して研究成果報告を行った。研究会では1930年代に国民党が派遣した呉剣声の日本での演劇活動に関して報告をした。徐氏には1945年以降の中国と台湾の演劇交流についての講演を依頼し、国立戯劇学校の卒業生や呉剣声が光復後に台湾に渡った背景について知ることができた。本研究により国立戯劇学校についての新資料の収集と、呉剣声という詳細不明だった人物についての足跡が判明し、1930年代の日中演劇交流の一端を明らかにすることができた。そして日中だけではなく、同時代の台湾まで視野に入れたより広がりのある演劇交流研究の可能性が見えてくる結果となった。中国近現代演劇国立戯劇学校の調査は跡地への調査や資料調査が進んだが、日本側の1930年代の日中演劇交流についての調査が遅れている。南京から派遣された舞台美術家呉剣声については、中国旅行劇団との関連性が判明したが、具体的な日本での活動やその後の活動について調査する必要が生じた。1930年代に日本に留学した中国人留学生たちの演劇活動について、当時の報道など日本側の資料についても調査不足であり、今後補っていくべき部分である。国立戯劇学校に関する調査は資料面での調査を概ね終了し、整理を進めている段階である。同校に関連した人物とその活動を追い、学生演劇における同校の特徴や位置付けを考察している。1930年代の中国人留学生の演劇活動については呉剣声という人物の調査を行った結果、日本留学時期の雑誌記事や新聞記事、そして演劇上演資料を発掘できた。予想以上の資料面での収穫があったため、研究は順調に進展しているといえる。
最新の画像技術と眼球運動解析を応用した視覚系と眼球運動系の病態評価法の開発

種々の視神経疾患に対し、核磁気共鳴画像によるFIESTAシーケンス(冠状断)による視神経冠状断の評価を行った。この方法では髄液と神経構造との区別が明快であることが特徴で、周囲の髄液腔・視神経鞘を含むoptic nerve complexの評価が可能である。「視神経炎」では視神経鞘径と髄液腔の拡大、「視神経周囲炎」視神経周囲領域の炎症性変化、「視神経委縮」「緑内障」では視神経鞘径はほぼ正常であるが軸索脱落による相対的な髄液腔が拡大し視神経線維部分の狭小、「先天性視神経部分低形成」では視神経鞘径自体の狭小を認める傾向にあることが分かった。さらに視神経を含めた眼窩疾患にも応用した。甲状腺眼症において、通常画像の上で区別の難しい上直筋と上眼瞼挙筋とを容易に分離評価でき、臨床兆候との対応を検討できた。また甲状腺視神経症・眼窩筋炎において眼窩先端部での視神経圧迫の状況を詳細に観察し得た。現在画像処理ソフトによる視神経や眼筋の断面の定量評価の検討を行っている。一方、眼球運動・瞳孔解析に関しては、眼球運動撮影装置を眼科外来に設置し、取得した画像を研究室でコンピューターによるビデオ画像処理法でデータ解析を行うルーチンを構築した。これにより両眼の水平・垂直運動に加え眼球回旋も容易に測定可能となった。近見反応における輻湊や瞳孔近見反応の応答特性、眼振の水平直筋大量後転手術前後の波形変化、Adie症候群の瞳孔近見反射、輻輳痙攣の定量的眼球運動、近見視に伴う眼球回旋の解析など、多くの新しい臨床的な知見を得ることができた。今年度は、新潟大学医歯学総合病院の核磁気共鳴画像によるGd造影後TrueFISPsequence画像(冠状断)を用いて、種々の視神経疾患の画像解析に着手した。この方法では髄液と神経構造との区別が明快であることが特徴である。しかし視神経においては髄液腔の描出は比較的困難とされてきた。今年度の検討では、「視神経炎」では視神経鞘径と髄液腔の拡大、「視神経委縮」では視神経鞘径はほぼ正常であるが髄液腔が拡大し視神経線維部分の狭小、「先天性視神経低形成」では視神経鞘径自体の狭小を認める傾向にあることが分かった。さらに症例を増やして画像所見について定量的に画像解析を進める予定であるが、中間報告を日本眼科学会総会における「視神経研究会」で発表する予定である。一方眼球運動解析に関してはビデオ画像処理法による輻湊運動や眼振、瞳孔疾患などの記録を行い、障害の定量的な解析に着手した。赤外線を用いた測定法と交えて、近見反応における輻湊や瞳孔近見反応の異常所見、眼振の手術前後の波形変化などの解析が進行中である。特にAdie症候群において、遠方視の時の瞳孔散大が、瞳孔径で解析すると数分に及ぶ特異的な直線的な散大運動を示すことを見出した。先天眼振の水平直筋大量後転の手術効果判定にも有効であった。この測定系を用い、さらに液晶プロジェクター用いたスクリーン投影型広視野立体視覚刺激を組み合わせて、各種の視覚刺激に応答した眼球運動や瞳孔の応答などの応答測定し、疾患の評価に有用となりそうなパラメーターを探索中である。今年度は、核磁気共鳴画像MRIによる造影後FIESTAシーケンス(冠状断)を用いて、多くの視神経疾患の画像データを取得した。この方法では眼窩内視神経に関しても髄液腔はFIESTA画像で強く白く描出され明快に検出され神経構造との区別が明快であり、周囲の髄液腔・視神経鞘を含む

optic nerve complexの評価が可能であることを確認し、また視神経炎・視神経周囲炎・視神経委縮・緑内障・先天性視神経低形成・偽乳頭浮腫などにおける疾患特異的画像パターンを見出した。視神経炎では神経軸索領域が膨隆するのに対して視神経周囲炎では軸索領域の直径は変わらず、視神経周囲領域に顕著な炎症性変化を認めた。単性視神経委縮では軸索脱落による相対的な髄液腔の拡大が顕著に示された。この所見は、緑内障性視神経障害でも全く同様だった。高眼圧の緑内障と正常眼圧緑内障で病態の異動が問題となるが、FIESTAシーケンスで見る限りほぼ同様の所見であった。一方眼球運動・瞳孔解析に関しては、眼球運動撮影装置を眼科外来に設置し、取得した画像を研究室でコンピューターによるビデオ画像処理法でデータ解析を行う環境を整えた。これにより両眼の水平・垂直眼球運動だけでなく、眼球回旋も外来で容易に測定できるようになった。また、眼振の波形解析にも有用であることを示した。また同じ装置で瞳孔反応の評価が可能であり、瞳孔の対光反射・近見反射の臨床データを取得中である。今年度は、核磁気共鳴画像MRIによるFIESTAシーケンスを、視神経を含めた眼窩疾患にも応用した。その例として、甲状腺眼症において、通常画像の上で区別の難しい上直筋と上眼瞼挙筋とを容易に分離して評価することができ、臨床兆候との対応を検討した。また甲状腺視神経症や眼窩筋炎に伴う視神経症などにおいて、眼窩先端部での視神経圧迫の状況を詳細に観察し得た。大理石病に伴う視神経症や脊髄視神経炎など、特殊視神経疾患についても検討を行った。これら3年間に蓄積した、主に視神経に関するデータを整理し、疾患特異的な障害パターンの詳細を系統的に検討を行った。現在画像処理ソフトによる視神経や眼筋の断面の定量評価の検討を行っている。眼球運動・瞳孔解析に関しては、種々の疾患における対光反射と近見反射の測定を行った。Adie瞳孔緊張症のほかにも、従来肉眼的観察しかなされていなかった輻輳痙攣の定量的眼球運動・瞳孔記録解析も行うなど、この装置を用いることによって外眼筋および内眼筋の異常をより的確に捉えることが可能となった。また回旋運動も解析可能なことから、近見視に伴う回旋成分の解析を行った。解析の結果従来の概念とは異なり、近見時の眼球外方回旋運動は視標が近くに停止してから固視を保つ時期に始まり、輻輳や調節とかなり独立的で近見固視の努力と関連していると考えた。調節微動の測定も行い、輻輳・調節の異常の包括的検討に至っている。
流れを伴うダクトの壁面に設けたスリットによる消音効果の研究

本研究では,ダクトの壁面に設けたスリット(ダクト軸方向長さが極めて短い断面膨張部)の消音効果(共鳴形消音器と同様の特性を示す)を,ダクト内に流れがある場合について実験的に検証した.1.実験装置の製作および検証:(1),直径の等しい2本のダクトの端部におのおのフランジを取り付け,これらのフランジ間に任意の穴径を持つリングを挟み込んでスリットを形成した.(2),入射側ダクトにスピーカ,透過側ダクトにマイクロホンを取り付けた.(3),ダクト下流端に送風機を取り付けることにって,流れを発生させた.(4),絞り機構を用いた流速測定装置をJISに従って製作し,ダクト上流側に取り付けた.(5),流れに起因する音の影響を防ぐために,受信者をバンドパスフィルタで処理した.また,本研究でのダクト内平均流速最大値を4m/sとした.(6),流れを妨げることなくダクト端部での音の反射を防ぐために,ダクト壁面との接触部に溝を持つ円錐形吸音材を製作し,これをダクト端部に挿入した.2.スリットでの透過率の測定:単一周波数の単一モード波に対する,スリットでの透過率を測定した.ダクト内流れがない場合と,平均流速2m/sおよび4m/sの流れがある場合とを比較した.スリットへの入射音波は,平面波および(1,1)モード波とした。種々の直径のスリットについて,透過率が減少する周波数付近で周波数を変化させながら測定を行った.測定結果から,流れがある場合とない場合とで,スリットでの透過特性にほとんど差異が生じないことが分かった.すなわち,流れがある場合にもスリットが消音器として有効であることが確認できた.本研究では,ダクトの壁面に設けたスリット(ダクト軸方向長さが極めて短い断面膨張部)の消音効果(共鳴形消音器と同様の特性を示す)を,ダクト内に流れがある場合について実験的に検証した.1.実験装置の製作および検証:(1),直径の等しい2本のダクトの端部におのおのフランジを取り付け,これらのフランジ間に任意の穴径を持つリングを挟み込んでスリットを形成した.(2),入射側ダクトにスピーカ,透過側ダクトにマイクロホンを取り付けた.(3),ダクト下流端に送風機を取り付けることにって,流れを発生させた.(4),絞り機構を用いた流速測定装置をJISに従って製作し,ダクト上流側に取り付けた.(5),流れに起因する音の影響を防ぐために,受信者をバンドパスフィルタで処理した.また,本研究でのダクト内平均流速最大値を4m/sとした.(6),流れを妨げることなくダクト端部での音の反射を防ぐために,ダクト壁面との接触部に溝を持つ円錐形吸音材を製作し,これをダクト端部に挿入した.2.スリットでの透過率の測定:単一周波数の単一モード波に対する,スリットでの透過率を測定した.ダクト内流れがない場合と,平均流速2m/sおよび4m/sの流れがある場合とを比較した.スリットへの入射音波は,平面波および(1,1)モード波とした。種々の直径のスリットについて,透過率が減少する周波数付近で周波数を変化させながら測定を行った.測定結果から,流れがある場合とない場合とで,スリットでの透過特性にほとんど差異が生じないことが分かった.すなわち,流れがある場合にもスリットが消音器として有効であることが確認できた.
中国企業の国際展開と気候変動

中国企業は海外進出(「走出去」)を活発化させている。中国政府は国内規制の強化によって、意図的にエネルギー集約産業を海外移転させているとの見方がある(意図的な炭素移転)。また、周辺国への援助政策である「一帯一路」構想は、中国企業の海外進出を後押ししている。こうした状況は、中国の経済活動は、気候変動政策としては好ましくはない。本研究は、産業連関分析・応用一般均衡分析を利用し、中国企業の海外進出が、関連国の産業構造と環境負荷(温室効果ガス排出)に対して及ぼしている影響を分析する。また意図的な炭素移転があるとすれば、中国政府・企業の炭素移転を抑制しうる国際的枠組みを検討する。
リーラーマウス異所性錐体路ニューロンの軸索側枝の消退と安定化の機構

成体ラットの錐体路起始ニューロンは、運動感覚野に限局するが、幼若ラットでは視覚野にも維体路起始ニューロンが存在する。この視覚野に一過性に存在する錐体路起始ニューロンは、生理学的細胞死により視覚野から消えるのではなく、脊髄に投射する主軸索を生後発育過程で失うのである。ところで、維体路線維の消退・安定化という現象は、起始ニューロンの大脳皮質の垂直方向における位置と関連しているだろうか。この疑問を解決するために、大脳皮質の垂直方向の細胞構築は逆転するが、皮質の切線方向の細胞構築には異常がないリーラーマウスの錐体路線維の発生を調べた。生後各時期の正常およびリーラーの延髄・脊髄移行部にHRPあるいはFast Blueを注入し、錐体路ニューロンを逆行性に標識した。生後7日令)Postnatal day7; P7)の正常マウスおよびリーラーの延髄・脊髄移行部注入例では、逆行性標識錐体路ニューロンは、大脳皮質の吻尾方向に広く分布し、視覚野のある後頭極まで標識ニューロンが存在した。P21令の正常およびリーラーマウスの延髄・脊髄移行部注入令では、逆行性標識錐体路ニューロンは、やはり吻尾方向に広がったが、その分布の尾側端は、第二次視覚野にあり、後頭極には標識ニューロンはなかった。いづれの注入例(P7,P21)においても、標識ニューロンは、正常マウスでは皮質第5層に限局するが、リーラーでは皮質の全層に分布した。本研究により、正常およびリーラーマウスの視覚野に一過性に維体路ニューロンが存在することがわかった。すなわち、大脳皮質垂直方向における位置異常は、ニューロン軸索の側枝消退のメカニズムに影響しないと思われる。
負債の認識拡大に関する理論的・実証的研究

本研究の目的は,負債の認識拡大に関する理論的・実証的研究を行い,貸借対照表を重視する会計モデルの特性を明らかにすることである。平成30年度は,前年度に引き続き,ファイナンス・リース取引に焦点を当て,まず,負債の認識拡大が会計情報の有用性に及ぼす影響について実証分析を行った。企業会計基準第13号はすべてのファイナンス・リース取引を財務諸表本体で認識する原則処理を要求したが,当該会計基準適用前に契約を締結した所有権移転外ファイナンス・リース取引を注記で開示する例外処理も容認された。そこで,既存の所有権移転外ファイナンス・リース取引に関する会計方針の選択が負債コストに及ぼす影響を分析したところ,原則処理を選択する企業は,例外処理を選択する企業よりも負債コストが小さくなることが明らかとなった。この結果は,財務諸表本体での認識は,注記での開示よりも経営者と資本市場参加者との間の情報の非対称性を緩和するため,資本コストを引き下げる効果があることを示唆している。次に,負債の認識拡大が監査人の行動に及ぼす影響について分析した。とりわけ,ファイナンス・リース取引の認識と開示の違いが監査報酬と監査コストに及ぼす影響について実証分析を行った。分析の結果,認識と開示の間で,ファイナンス・リース債務と監査報酬との関連性に差異があることが明らかとなったが,ファイナンス・リース債務と監査コストとの関連性に差異があるという結果は得られなかった。この結果は,ファイナンス・リース取引によって企業の財務リスクが増加し,監査人のビジネスリスクが増加したときに,監査人は,注記で開示されるファイナンス・リース取引よりも財務諸表本体で認識されるファイナンス・リース取引に対して,追加的な監査労力を費やすのではなく,リスクプレミアムを監査報酬に課すことを示唆している。現在のところ,負債の認識拡大が会計情報の有用性などに及ぼす影響について実証分析を進め,着実に研究成果を公表していることから,「おおむね順調に進展している」と評価できる。今後も,当初の研究計画に従って,負債の認識拡大に関する理論的・実証的研究を進め,貸借対照表を重視する会計モデルの特性を明らかにする。平成29年度は,ファイナンス・リース取引に焦点を当て,まず,負債の認識拡大が会計情報の有用性に及ぼす影響について実証分析を行った。企業会計基準第13号はすべてのファイナンス・リース取引を財務諸表本体で認識することを要求したが,当該会計基準適用前に契約を締結した所有権移転外ファイナンス・リース取引を注記で開示することも認められた。そこで,ファイナンス・リース債務の認識と開示の差異が株式リスクに及ぼす影響を分析したところ,認識と開示の間で株式リスクに及ぼす影響が異なることが明らかとなった。しかしながら,機関投資家の持株比率が高い企業において,認識と開示の間で,ファイナンス・リース債務と株式リスクとの関連性に差異はなかった。これらの結果は,資本市場参加者の情報処理能力が認識対開示と企業リスクとの関連性に大きな影響を及ぼすことを示唆している。とりわけ,ファイナンス・リース取引の認識と開示の違いが監査報酬に及ぼす影響について実証分析を行った。分析の結果,財務諸表本体で認識されるファイナンス・リース債務は監査報酬と関連性がある一方で,注記で開示されるファイナンス・リース債務は監査報酬と関連性があるという証拠を得られなかった。さらに,認識と開示の間で,ファイナンス・リース債務と監査報酬との関連性に差異があることが明らかとなった。これらの結果は,ファイナンス・リース取引によって企業の財務リスクが増加し,監査人のビジネスリスクが増加したときに,監査人は,追加的な監査労力を費やす程度やリスクプレミアムを監査報酬に課す程度を,認識と開示の間で区別していることを示唆している。現在のところ,負債の認識拡大が会計情報の有用性などに及ぼす影響についてデータ整理と実証分析を進め,着実に研究成果を公表していることから,「おおむね順調に進展している」と評価できる。

この結果は,ファイナンス・リース取引によって企業の財務リスクが増加し,監査人のビジネスリスクが増加したときに,監査人は,注記で開示されるファイナンス・リース取引よりも財務諸表本体で認識されるファイナンス・リース取引に対して,追加的な監査労力を費やすのではなく,リスクプレミアムを監査報酬に課すことを示唆している。現在のところ,負債の認識拡大が会計情報の有用性などに及ぼす影響について実証分析を進め,着実に研究成果を公表していることから,「おおむね順調に進展している」と評価できる。今後も,当初の研究計画に従って,負債の認識拡大に関する理論的・実証的研究を進め,貸借対照表を重視する会計モデルの特性を明らかにする。
自己組織化ネットワークポリマーナノコンポジットの高次構造制御と機能発現

銀フィラー添加複合材マトリックスとして、反応誘起型相分離機構(マイクロメートルサイズの相構造)を持つエポキシ/ポリエーテルスルホンブレンド、および自己組織型ナノ相構造形成機構(数十ナノメートルサイズの相構造)を持つエポキシ/ブロック共重合体ブレンドを検討した。反応誘起型相分離ブレンドでは、銀フィラーがエポキシリッチ連続相に選択配置され連続化し、その複合材は高導電率、高熱伝導率、高接着強さを兼備した。また、自己組織型ナノ相構造形成ブレンドにおいても、銀ナノフィラーはブロック共重合体由来のエラストマー相と比較して親和性の高いエポキシ連続相中に選択的に存在することが知られた。リビング重合により共重合組成やセグメント分子量を精密制御したアクリルブロック共重合体を合成し、硬化エポキシ樹脂中に自己組織的に形成されるナノ相構造を観察した。球状ミセル構造、シリンダー状ミセル構造(分岐シリンダーがランダムに配置される構造とシリンダーが配向し六方最密充填構造を形成する構造の2種)、ベシクル構造や湾曲ラメラ状構造をエポキシネットワークポリマーマトリックス中に作り分けることに成功した。これらの相構造形態は基本的にブレンド組成(ブロック共重合体の濃度およびブロック共重合体の組成および分子量)によって制御でき、特に等方性の相構造の場合は相構造のサイズや形態に及ぼす硬化速度の影響が小さいことを明らかにした。一方、反応誘起型相分離を生じるモデルエポキシ/熱可塑性樹脂ブレンドマトリックス樹脂にカーボン系フィラーあるいは金属(銀)フィラーを添加し、それらネットワークポリマーコンポジットの相構造を観察した。フィラーとブレンドマトリックスの組み合わせを選ぶことにより、フィラーをエポキシリッチ相もしくは熱可塑性樹脂リッチ相に局在化させ選択配置する本研究のコンセプトが実現可能であることを証明した。また、この検討過程において今後用いるナノフィラー種をある程度絞り込むことができた。フィラーの存在場所は、フィラーの表面処理種もしくはマトリックスポリマーの極性によって制御可能と考えられる。反応誘起型相分離構造を形成するモデルエポキシ/熱可塑性樹脂ブレンドマトリックスに粒子径800nmの金属(銀)フィラーを添加したコンポジットについて、形成される相構造、フィラー分散構造を電子顕微鏡にて観察した。また、コンポジットのフィラー含有率と導電率の関係を検証した。芳香族ジアミン硬化系においては、熱可塑性樹脂ブレンドの結果としてエポキシリッチ相中に選択配置される銀フィラーの連続性が高まり、少量の銀フィラーにて高い導電率を発現するコンポジットとなることがわかった。アニオン重合硬化系においても、コンポジットの相構造形態としてはエポキシリッチ相中に銀フィラーが選択配置されるものの銀フィラー自体の凝集性が乏しく、熱可塑性樹脂ブレンドの無いエポキシ樹脂単体コンポジットに比較して導電率がむしろ低下した。この結果は、片側の相中に銀フィラーが局在化(選択配置)されることが導電性発現の十分条件ではなく、銀フィラーの分散性制御(フィラー連続構造の構築)が重要であることを示している。コンポジット中でのフィラーの分散性・凝集性を支配する因子として、フィラー表面とマトリックスポリマーの親和性、相互作用が考えられる。そこで、フィラー表面処理を系統的に変化させたところ、これによりフィラー凝集を制御できる傾向が認められ、導電率も変化した。但し、適正条件は素材の組み合わせによって異なるはずであり、今後、フィラー種、表面処理等について広範囲な検証実験が必要である。また、フィラーサイズやポリマー側の相分離サイズを1桁小さくしたナノコンポジットにおいても同じ原理が拡張可能か検証が必要である。フィラー添加複合材用マトリックス樹脂として、反応誘起型相分離メカニズム(マイクロメートルサイズの相分離)を有するエポキシ/熱可塑性樹脂ポリマーアロイと、自己組織型相分離メカニズム(数十ナノメートルサイズの相分離)を有するエポキシ/アクリル系トリブロック共重合体(BCP)ポリマーアロイを比較し、マトリックス樹脂中のフィラー存在場所や分散状態に及ぼすフィラー表面処理剤の効果を検証した。反応誘起型相分離システムをマトリックスとした場合、フィラーの表面処理剤(オレイン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸といった脂肪酸)の有無やアルキル鎖長さの違いにより、エポキシリッチ相から熱可塑性樹脂リッチ相へとフィラー存在場所が変化し、表面処理剤と複数マトリックス成分との親和性の大小がフィラー選択配置のためのキーパラメーターになることがわかった。一方、自己組織型ナノ相分離システムをマトリックスとした場合は、検討範囲内においては脂肪酸のアルキル鎖長さの違いによらず常にエポキシ相にフィラーが選択配置されることがわかった。SPring-8放射光による小角X線回折により、用いたBCP中のソフトセグメント(エラストマー)であるポリnブチルアクリレート成分が、エポキシ樹脂の硬化前段階から既に数十ナノサイズの相構造を形成していることが明らかとなった。また、この相構造は、BCP組成、BCP分子量およびエポキシ樹脂中のBCP添加量により決定されることが知られた。

以上のことから、一定構造周期のナノ相構造を形成する推進力が高いマトリックス樹脂システムを用いた際には、フィラーがエポキシ相に選択配置された分散構造をとることにより、フィラー複合材全体の界面自由エネルギーの最小化が達成されると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。高分子材料工学、複合材料工学26年度が最終年度であるため、記入しない。ネットワークポリマーナノコンポジットの相構造を観察し、フィラーとポリマーアロイマトリックスの組み合わせにより、フィラーを片方の相に局在化させるコンセプトが実現可能であることを証明した。ネットワークポリマー/銀フィラーナノコンポジットの相構造と導電性に関し、エポキシ硬化系の違いやフィラー表面処理の違いがもたらす効果について多くの知見を得た。また、カーボン系ナノフィラーのエポキシポリマーアロイ中の分散状態についても一定の知見を得た。ナノコンポジットの高次構造を決定するキーファクターを探索する。具体的には、フィラーの表面処理により表面自由エネルギーを変化させ、相構造に対するフィラーの自発的分配度およびコンポジットの高次構造への効果を調べる。エポキシポリマーアロイ樹脂系ナノコンポジットのフィラー分散構造と導電性、熱伝導性等の機能発現について、その支配因子を明確化する。具体的には、フィラーサイズおよび相分離サイズを1桁低下させた場合についてのコンセプト検証を行う。フィラー種についても検討範囲を拡張する。主要物品(熱拡散熱伝導率測定装置)の購入価格が当初予測価格より下回ったため、次年度の研究費と合わせて、薬品や分析機器(熱分析装置や電子顕微鏡等)の消耗品として用いる。相見積もりの結果、購入予定装置の購入金額が予想金額より下がったため。平成26年度予算と合わせて物品購入予算として用いる。
どのくらいの張力で筋の萎縮抑制がおこるか?

坐骨神経を切除したラットのヒラメ筋に対して、他動的な足関節背屈運動による繰り返し伸長刺激を行うと、筋萎縮が抑制される。しかし、他動的な足関節の背屈運動時に、どのくらいのトルクが足関節へ加わることによって筋萎縮抑制がおこるのか、また、他動的な足関節の背屈運動時に、ヒラメ筋へどのくらいの張力が加わった時に萎縮抑制がおこるのかといった、定量的な評価は行われていない。一方、筋肥大や筋萎縮抑制に関わる細胞内情報伝達経路が明らかになりつつある。その中で、Akt/mTOR経路が重要だと考えられている。しかし、ヒラメ筋に対する繰り返し伸張運動による萎縮抑制に、Akt/mTOR経路が関与しているかどうかは分かっていない。そこで、他動的な足関節の背屈運動時の足関節のトルクおよびヒラメ筋の張力と、筋萎縮抑制効果との関係を定量的に評価し、そのときにAkt/mTOR経路が関与しているかどうかについて検討した。以上の目的のために、ラット足関節背屈運動を制御し、同時に足関節トルクを測定することができる装置を開発した。そして、本装置を用いることで、足関節背屈運動量とヒラメ筋萎縮抑制効果との関係を定量的に評価した。開発したラット足関節背屈装置の動力源には、コンピュータにより制御できるステッピングモータを用いた。側臥位にしたラットの下腿部を固定し、モータの軸の回転運動によりラットの足底に取り付けた足底板を回転させ、足関節の他動的背屈運動を制御した。モータの軸にはトルクセンサを取り付けた。また、ヒラメ筋の腱にバックル式トランスデューサを取り付け、足関節の背屈運動時にヒラメ筋に加わる張力を測定することができるようになった。以上のようなシステムを用いて定量的な刺激を加え、筋萎縮を抑制したときに、Akt/mTOR経路が関与していることを示唆する結果が得られた。坐骨神経を除神経したラットヒラメ筋に対して、徒手での足関節背屈運動による繰り返し伸長刺激を行うと、筋萎縮が抑制される。しかし、徒手による足関節背屈運動でどのくらいの張力がヒラメ筋に加わった時に、萎縮抑制やその細胞内シグナリングが活性化するかを定量的に調べた報告はない。そこで、徒手によるラット足関節他動的背屈時に、ヒラメ筋に加わる張力を定量化するためのシステムの開発を行った。ヒラメ筋の張力の測定のためには、ヒラメ筋停止腱に直接装着するバックル式トランスデューサを作成した。このトランスデューサの力学的特性を確認したところ、トランスデューサからの出力と張力の間に強い正の相関(r=0.994)があった。バックル式トランスデューサを取り付けるためには皮膚を切開しヒラメ筋停止腱を剖出する必要がある。そこで、ヒラメ筋を剖出する前に徒手で足関節を背屈させるために必要な足底へ加える力と、足関節背屈角度の関係を調べるためのシステムと、バックル式トランスデューサによるヒラメ筋剖出後の足関節背屈角度とヒラメ筋張力の関係を調べるためのシステムの開発を行った。現在のところ、バックル式トランスデューサによる足関節背屈角度とヒラメ筋に加わる張力との関係を測定することは可能となった。一方、伸張刺激による萎縮抑制効果を評価するための方法と、そのシグナリングの活性を測定するための方法は確立した。残りの1年で、前述した伸張刺激の定量的な測定を完成し、伸張刺激量と萎縮抑制効果との関係を明らかにする予定である。

しかし、徒手による足関節背屈運動でどのくらいの張力がヒラメ筋に加わった時に、萎縮抑制やその細胞内シグナリングが活性化するかを定量的に調べた報告はない。昨年度、バックル式トランスデューサによる足関節背屈角度とヒラメ筋に加わる張力との関係を測定することが可能となった。そこで本年度は、筋に張力が加わっているときに、ラットの足底には徒手によりどのくらいの力が加えられているのか、その力により足関節はどの程度のトルクが発生しているのかを明らかにするためのシステムを作製した。また、伸張刺激による萎縮抑制に関わる、Aktなどのシグナリング分子の活性の関与を確認した。その結果、以下に述べる(1)(5)の関連を同時に測定することにできるシステムが完成した。(1)徒手により足関節を背屈させたときに足底部に加わる押し付け力、(2)そのときの足関節に加わるトルク値、(3)そのときにヒラメ筋に加わる張力、(4)そのときの萎縮抑制に関わるシグナル分子の活性、(5)そのときの萎縮抑制効果。このシステム開発による成果として、除神経したラット足関節を麻酔下で徒手により他動的に背屈させる運動を行うとき、足関節には約0.008N・mのトルクが加わること、刺激直後からAkt/mTOR経路の活性化がおこる。このようなシグナル分子の活性化を起こす刺激を1日1530分間与えることが最も効果的・効率的な萎縮抑制効果をもたらすということが判明した。