hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
郊外戸建て住宅地における地域住環境の共同管理手法に関する研究

本研究では,日本の郊外戸建て住宅地を対象に,その住環境の変容プロセスを明らかにするとともに,居住者による住環境の共同管理手法の構築のための知見を得ることを目的としている。初年度には,1990年代に街並みの形成を意図して開発された戸建て住宅地,青葉台WEおよび湊坂の2地区を対象に,その住環境の変容プロセス,及びそこで行われた居住者による住環境の共同管理の実態について明らかにした。その結果,青葉台WEでは,建築協定等のルールを厳格に運用し居住者全員の住空間への働きかけ行為を規制する「街並み維持型」の共同管理が,湊坂では,ガーデニングという形での居住者の個別の働きかけをむしろ推奨し,ボランティア組織による会報等のメディアを使ってそのアドバイスを与えることにより,変容を許容しつつもその方向性を共有するような「街並み誘導型」の共同管理が行われていることが明らかとなった。ここで筆者は,商品としての住宅のスタイルが次々と変化し,それにつられる形で既存の住宅地の住環境が不安定な状態にある日本においては,特に後者の,秩序を保ちつつ変化を誘導する「街並み誘導型」の共同管理に可能性があると考える。そこで,本年度には,モデルスタディとしてこの湊坂を対象とし,居住者に働きかけて街並みに関するワークショップ等を開催することによりシステマティックな共同管理の仕組みづくりを目指す,アクションリサーチを行った。ワークショップのテーマとしては,街並みの将来イメージの共有の手段として,「街並みデザインガイドブック」の共同編集・発行を設定した。実際のプロセスでは,居住者各自が持つ街並みに関するノウハウを収集し,ワークショップを通してその価値付けを行い,最終的には冊子を編集し全戸に配布した。最後に,このモデルスタディの分析を通して,街並み誘導型の共同管理手法の可能性と,その構築に際しての課題を明らかにした。本研究では,日本においてこれまで開発されてきた郊外戸建て住宅地を対象に,その変容プロセスの分析を通して地域住環境の秩序形成のポテンシャルと限界を明らかにするとともに,アメリカの戸建て住宅地のHOAにおいてすでに確立されている共同管理の仕組みを参照しながら,日本型の共同管理手法の可能性について検討することを目的としている。本年度は,1990年代に街並みという視点から集住体としての住環境がデザインされた戸建て住宅地2地区を対象に,その住環境の変容プロセス,及びそこで行われた居住者による住環境の共同管理の実態について明らかにした。その結果,これらの住宅地のうち一方では,開発当初に形成された街並みを残すため,建築協定等のルールを厳格に運用するとともに新たなルールを付加することにより,居住者全員の住空間への働きかけ行為を規制する「街並み維持型」の共同管理が,もう一方では,ガーデニングという形での居住者の個別の働きかけをむしろ推奨し,ボランティア組織による会報等のメディアを使ってそのアドバイスを与えることにより,変容を許容しつつもその方向性を共有するような「街並み誘導型」の共同管理が行われていることが明らかとなった。これら2つの共同管理のタイプは,今後に問題化すると思われる日本の戸建て住宅地ストックのマネジメントを考える上で,重要な示唆を与えてくれる。しかし,2地区いずれもキーパーソンとなる人物の存在が大きく,他の戸建て住宅地に広く適用できる共同管理手法とは成りえていない。そこで,次年度は,アメリカの戸建て住宅地においてシステムとして定着しているHOAによる共同管理手法について分析を行う。さらに,以上の考察をもとに,日本の戸建て住宅地における地域住環境の共同管理手法の構築に向けたモデルスタディを行う。
口腔癌におけるメチル化による転位関連・細胞接着因子遺伝子発現の解析:カドヘリン、カテニン、インテグリン、APC遺伝子の構造異常と発現異常

ヒト悪性腫瘍の転移関連因子として、細胞接着因子であるカドヘリン(E-cadherin)などが知られている。近年、それらのタンパク質の代謝に家族性大腸ポリポーシスの原因遺伝子と考えられているAPC(adenomatous polyposis coli)遺伝子が関与していることがわかってきた。しかし、口腔癌においてこれらの遺伝子がどの程度関与しているのか、あるいはその遺伝子の異常の比率、臨床上の予後、転移との関連性については未だ明らかではない。したがって、本研究では口腔癌における細胞接着因子の検索、およびその調節に深く関わっていると考えられているAPC遺伝子の異常について検索を行い、口腔癌の転移、予後等との検討を行った。腫瘍原発組織52検体についてPCR-SSCP法、PCR-methylation法、および免疫組織学的染色を行い、E-cadherinの遺伝子変異状況、DNAメチル化の状況、タンパク質の発現状況の検索を行った。また、腫瘍原発組織25検体についてRT-PCR法、MSP法、免疫組織学的染色を行い、APC遺伝子のDNAメチル化の状況、mRNAの発現状況、タンパク質の発現状況の検索を行った。その結果、E-cadherinタンパク質は腫瘍の分化度、浸潤度、リンパ節転移との間に統計学的な有意差を認め、腫瘍の分化度が低く、浸潤傾向が強く、リンパ節転移の起こしているものにタンパク質の欠失がみられた。また、E-cadherin遺伝子の配列に変異は認められなかったが、プロモーター領域の高メチル化は17%に認められた。以上のことから、E-cadherin遺伝子は口腔扁平上皮癌の進行に関与している可能性があり、またE-cadherinの不活性化にはDNAのメチル化が関連していることが示唆された。APC遺伝子は8種類の細胞株のうち3種類の細胞株のみにDNAのメチル化が認められたにすぎなかったが、mRNAは約半数で発現減弱を認めた。APCタンパク質も23%で発現減弱が認められた。以上のことからAPC遺伝子の不活性化にはDNAのメチル化ではなく未知なる別の経路が存在することが示唆された。42症例分の口腔扁平上皮癌組織、および、精製DNA、RNAについて、以下の実験を行った。1)免疫染色(ABC染色)により、カドヘリン、カテニン、インテグリン、APC遺伝子タンパクの発現状態を調べた。2)PCR-SSCP法を用いて、カドヘリン、カテニン、インテグリン、APC遺伝子の構造異常の存在を検索した。3)2)で異常があったものについてはsequence法により塩基配列の異常を明らかにした。4)in situ hybridization法により、組織切片上でそれぞれの遺伝子のmRNA発現状態を調べた。5)RT-PCR法で、それぞれの遺伝子の発現状態を調べた。以上の実験により、以下の結果を得た。1)DNAの構造異常は、カドヘリンとカテニンでは同定できなかった。また、インテグリンでは3.2%、APC遺伝子では7.4%とDNAの構造異常は低値であった。2)タンパクの発現異常に関しては、発現減弱がカドヘリンとAPC遺伝子で確認され、その割合は、であっても部位によりかなり差があり、現段階では明確な発現減弱の割合を示すことができない。RNAの発現と合わせて結論を出す予定である。3)mRNAの発現については、カドヘリンとAPC遺伝子でその減弱・消失がそれぞれ64%、48%に認められた。

今後、症例数を増やすと共に、methylationによる発現減弱がどの程度起きているのか、また、異常なmRNAがどの程度発現しているのかを検討していく予定である。前年度検索を行った42症例に加え、さらに37症例分の口腔扁平上皮癌組織、および、精製DNA、RNAについて、以下の実験を行った。1)免疫染色(ABC染色)により、カドヘリン、カテニン、インテグリン、APC遺伝子タンパクの発現状態を調べた。2)PCR-SSCP法、sequence法を用いて、カドヘリン、カテニン、インテグリン、APC遺伝子の構造異常の存在を検索した。3)カドヘリン、APC遺伝子のプロモーター領域のmethylationによる発現減弱について、MSP法を用いて検索を行った。4)脱メチル化剤を口腔癌由来細胞株に投与し、同サンプルから、RNAを抽出してRT-PCR法で、それぞれの遺伝子の発現状態を調べた。以上の実験により、以下の結果を得た。1)DNAの構造異常は、カドヘリンとカテニンでは同定できなかった。また、インテグリンでは2.7%、APC遺伝子では5.4%とDNAの構造異常は低値であった。2)タンパクの発現異常は、発現減弱がAPC遺伝子で確認され、その割合は、22%に認められた。3)DNAのmethylationはカドヘリンについては%、APC遺伝子については47%に認められ、両遺伝子の発現はmethylationにより制御されていることが示唆された。4)脱メチル化剤の投与により、欠失あるいは減弱していた細胞株mRNAの再発現が確認された。以上の結果をまとめ、現在論文投稿準備中である。また、脱メチル化剤による抗癌作用についての実験は、今後さらに検討を加えていく予定である。以下の実験を行った。1)免疫染色(ABC染色)により、APC遺伝子タンパクの発現状態を調べた。2)APC遺伝子のプロモーター領域のmethylationによる発現減弱について、MSP法を用いて検索を行った。3)脱メチル化剤を口腔癌由来細胞株に投与し、同サンプルから、RNAを抽出してRT-PCR法で、それぞれの遺伝子の発現状態を調べた。APC遺伝子では4.7%とDNAの構造異常は低値であった。2)タンパクの発現異常は、発現減弱がAPC遺伝子で確認され、その割合は、36%に認められた。3)DNAのmethylationは、APC遺伝子において48%に認められ、APC遺伝子の発現はDNAのmethylationにより制御されている可能性が示唆された。
細胞内ポリアミンの作用点となる蛋白質の検索

機能性ポリアミンアナログの合成および細胞内ポリアミン作用蛋白質の検出:ビオチン標識ポリアミンを系統的に合成し、ラット肝がん由来HTC細胞に投与したところ、ポリアミン構造特異的にビオチン標識される蛋白質が存在することを明らかにした。ビオチン標識ポリアミンを用いる組織トランスグルタミナーゼの活性測定法を確立し、ポリアミンアナログの基質性を調べTgaseの活性部位構造を推察した。合成したビオチンおよびアジド基を持つ二機能性アナログが、細胞膜上のポリアミン親和性蛋白質の光標識に有用であることを示した。蛍光標識ポリアミンを用いてアルギニルトランシフェラーゼの人工基質を合成し、活性測定法を開発した。ポリアミンの枯渇あるいは蓄積により影響を受ける細胞機能の解析:ポリアミン合成阻害剤により比較的長期間処理し、ポリアミン欠乏状態にしたHTC細胞は、投与したスペルミジンを過剰に蓄積しアポトーシス様の細胞死に至る。この細胞死の原因を探るために細胞死に伴い変化する蛋白質を検索し、細胞死に先立ちヒストンが分解されることを観察した。この分解および細胞死はセリンプロテアーゼ阻害剤により一部抑制され、ポリアミン蓄積による細胞死にヒストン分解が関与することが示唆された。ポリアミン蓄積時の遊離ピリアミン濃度の測定を目指して、細胞液をコーンオイル中で限外ろ過する方法を考察し、ろ液中のポリアミン濃度が遊離濃度の指標になりうることを示した。その際、ポリアミン欠乏状態および過剰蓄積状態の細胞では細胞容積が変化することを明らかにした。また、分離操作を必要としない質量分析を利用する生理的ポリアミンの測定法を新規に開発した。ポリアミンアナログの合成とその作用についての検討:長鎖ポリアミンを含むポリアミンアナログを合成し、NMDA受容体、DNAトリプルへリックス形成などへの影響を検討した。ポリアミンアナログの合成:これまでに合成報告例のない構造類似体(不飽和結合を有するもの,高級なアルキル鎖を有するポリアミンなど)および機能性分子の出発物質となり得る化合物(5-カルボキシポリアミン等)を合成した.それらの一部は,NMDA受容体に対するポリアミンのモジュレーターとしての解析に応用し,N,N′,N′′-tribenzylnorspermidineなどの化合物がNMDA受容体チャネルの阻害剤であり,そのチャネル構造の解析に有用であることを示した.機能性ポリアミンアナログの合成と応用:ポリアミン構造に光感受性の官能基(アジト基など),ビオチンなどを導入した機能性標識分子を合成した.末端に一級アミノ基をもつビオチン標識ポリアミンは組織トランスグルタミナーゼの基質にり,報告のあるビオチンアミドペンタミンよりも効率よくジメチルカゼインを標識し得ることがわかった.また,化合物をラット肝がん由来HTC細胞に投与すると、ポリアミン構造に特異的に標識される蛋白を検出し,合成したアナログがポリアミン作用蛋白の検出に有用であることが示唆された.アジト安息香酸およびビオチンを導入した化合物を用いて,細胞表面の蛋白の光標識を試みると,スペルミジンの共存で標識が阻害される分子量10万の蛋白を検出した.ポリアミンの枯渇,過剰により変動するたん白の検出と解析:オルニチン脱炭酸酵素阻害剤(AOAPなど)によ前処理とスペルミジンの添加で,ポリアミンを過剰蓄積したHTC細胞の蛋白成分の変化を調べたところ,細胞死に先立ってヒストン分解が観察され,セリンプロテアーゼ阻害剤によって細胞死が一部抑制されることがわかった.現在,ヒストン分解と細胞死との関連を追跡中である.本研究は,核酸以外の高分子としてポリアミンの作用点となる蛋白質を種々の新規な方法論を用いて検索,同定することで,ポリアミンの枯渇および過剰蓄積による増殖阻害のメカニズムを明らかにすることを目的としている.本年度における研究結果を以下にまとめた.

ポリアミンアナログの合成とその作用についての検討:窒素原子間に長いメチレン鎖をもつものを合成したところ,DNAトリプレックス構造の安定化作用をBis(3-aminopropyl)-1,6-diaminohexaneが有することが明らかになり,その類似体の系統的な作用の検討のため1,4-Bis[1-(2,6-diazaoctyl)]cyclohexaneなどの化合物を合成した.オルニチン脱炭酸酵素の不活化タンパクであるアンチザイムの遺伝子が,ポリアミン存在下フレームシフト翻訳調節を行うことに着目して,アンチザイム誘導能を有する化合物の検索を目的として不飽和結合を有するジアミン類を系統的に合成した.また,合成したペンタアミン類について,細胞内タンパク分解に関与することが示唆されているアルギニルトランスフェラーゼに対する阻害効果を調べ,アミノ窒素を多く持つポリアミン類似体ほど阻害効果が強いことを明らかにした.機能性ポリアミンアナログの合成と応用:昨年度合成したBiotinylpolyamineをHTC細胞に投与して,標識されるタンパクの検索を行った.その結果,従来細胞内トランスグルタミナーゼのin situな基質検索に用いられてきたBiotinylcadaverineとは異なった成分が,Biotinylpolyamineによってつよく標識されることが明らかになり,ポリアミン構造を有する化合物が細胞内で複数のタンパク成分に結合しうることが分かった.現在,標識成分の精製を試みている.ポリアミンの枯渇,蓄積により影響する細胞機能の解析:HTC細胞における水容積の測定法を確立し,オルニチン脱炭酸酵素阻害剤であるアミノオキシアミノプロパン(AOAP)の投与によりポリアミンを枯渇させた細胞や,スペルミジン投与によりスペルミジンを蓄積させた細胞の水容積を測定した.その結果,AOAP投与ではポリアミン量の低下の後に水容積が減少し,スペルミジン投与では,スペルミジンの蓄積と平行して水容積が減少した.このことから,ポリアミンが水容積あるいは細胞容積の調節に関与する可能性が示唆された.機能性ポリアミンアナログの合成とその作用についての検討:機能性ボリアミンの合成に当たり、モノアシル化が選択的に可能な中間体の合成法を検討し、ビオチン標識スペルミンおよびフルオレッセイン標識スペルミンをモデルとして合成可能であることを示した。合成した蛍光誘導体化ポリアミンは、蛋白質の細胞内分解に関与が予想されるアルギニルトランスフェラーゼの活性測定基質の合成に応用し、本酵素の放射性同位体を用いない活性測定法を確立した。ポリアミン結合蛋白質の検出:細胞内ポリアミンによる蛋白質標識への組織トランスグルタミナーゼ(TGase)の関与を探るため、ビオチン標識ポリアミンを基質として用いるTGaseのマイクロプレート活性測定法を確立し、モルモット組織TGaseの活性部位構造を検討した。その結果TGaseはポリアミンの末端ジアミン構造のみを認識することが明らかになり、昨年度明らかにしたHTC細胞内におけるビオチン標識ポリアミン構造に特異的な標識は、他の酵素の関与か、細胞内局在の違いに基づくことが示唆された。
重症心不全大動物モデルを用いた幹細胞治療基盤の確立

幹細胞移植医療における安全性や有効欧の検証として、前臨床研究としての中大動物実験が求められる。本研究ではヒトで心筋分化能が高いとして期待される羊膜細胞をブタ羊膜から樹立しヒト細胞と比較した。さらにブタの心不全モデルを作製し、そこに細胞を移植し評価した。その結果、ブタ羊膜細胞はヒトと同等な特性を有しており、移植により心機能が改善し、移植した細胞は生着後心筋への分化が認められた。幹細胞生物学の発展は著しく、臨床医学においては幹細胞移植という形でその応用がなされ、様々な疾患に対する治療へ期待が高まっている。これまで幹細胞移植の研究はマウスを用いた研究を基礎として、ヒト細胞での検証を行ってきており、in vivoでの実験はマウスなどの他種動物を用いている。移植法や免疫拒絶の問題、分化誘導法や移植細胞の生着率、腫瘍化など臨床で想定される課題について中長期的にわたる検証システムが必要であり、中大動物を使った実験が求められる。しかしヒトに近い中大動物においては材料である幹細胞がほとんど樹立されていない。そこで本研究ではヒトの細胞移植治療の前臨床段階としてのモデルとなるブタにおける幹細胞を樹立し、細胞移植治療に最適な規格化を試みる。さらにブタの心不全モデルブタを対象とした効率的な心筋分化誘導系の確立と移植による効果を評価するための基盤を築くことを目的とし研究を遂行する。22年度は、ブタ組織由来の幹細胞の樹立・安定培養系の確立を試みた。対象となる組織は、ヒト幹細胞治療としての有用なソースとして期待されている胎児付属物である胎盤、臍帯および羊膜とした。その結果、いずれの組織からも複数ラインの細胞を樹立できた。現在これら細胞の増殖性、細胞表面抗原解析を進め、ヒト細胞との比較検証を進めている。一方、疾患モデルとしてのブタ心不全モデル動物の作製を試みた。その結果、心不全モデルブタの作製法を確立し、幹細胞移植医療の臨床応用を見据えた移植実験プロトコールの作成に至った。現在心機能評価の適正化を図るための指標について検証を進めている。幹細胞研究の進展によって、再生現象に基づく細胞移植医療(再生医療)に利用可能な細胞の種類とその対象疾患が増えている。その中で我々は特に羊膜由来の細胞に着目している。羊膜は医療廃棄物として処分される胎児関連組織の一つであり、免疫学的にも特殊な性質を有し、心筋への分化能が高く心筋再生医療の細胞ソースの一つとして考えられる。しかし実際に臨床応用するためには安全性や有効性を示しておく必要がある。これまで幹細胞移植の研究はマウスを用いたin vitroやin vivoでの研究を基礎として、ヒト細胞での検証を行ってきており、in vivoでの実験は他種であるマウスなどの実験動物を用いている。移植法や免疫拒絶の問題、分化誘導法や移植細胞の生着率、腫瘍化などについては臨床で想定される自己または同種幹細胞移植による中長期的にわたる検証システムが必要であり、本来は中大動物を使った実験が求められる。そこで我々は羊膜細胞を用いた再生医療への取り組みとして、ブタを用いた大動物モデルによる同種羊膜由来細胞移植の検討を進めている。本年度は、ブタ羊膜由来の細胞の安定培養システムの構築を行った。さらにそれに基づいて、増殖性や細胞表面抗原解析を行い、ヒト羊膜由来細胞の特性と比較した。その結果、ほぼ同等なことがわかった。一方ブタを用いた心筋虚血モデルの作製を試み、虚血4週間後における心機能評価を行い、心不全状態にあるかどうかを調べた。その結果、ヒトの心不全病態と同様な心不全様の機能低下を認めた。これらの結果に基づき、ブタ羊膜由来細胞もしくは生理食塩水を虚血心の後下壁に直接注入し、4週後に心機能評価ならびに移植した細胞の病理組織学的検討を行う実験プロトコールを作成し、それにそった検討を開始した。幹細胞による細胞移植医療(再生医療)が期待される中、実際に臨床での対象疾患に対して利用可能な細胞の種類が増え、どのような選択がよいかその判断基準となる安全性や有効性の評価が重要となってきている。我々はこれまでに心疾患に対する羊膜由来細胞を用いた前臨床研究として大動物(ブタ)モデルによる安全性/有効性評価について検証を進めてきた。羊膜は医療廃棄物として処分される胎児関連組織の一つであり、免疫学的にも特殊な性質を有し、心筋への分化能が高く心筋再生医療の細胞ソースの一つとして期待がもたれている。本年度は、昨年度までに確立したブタ羊膜由来細胞を用いて、心筋虚血モデルブタへの移植を試み、移植4週間後における心機能評価を行った。その結果、羊膜細胞移植群(5匹)はコントロール群(生理食塩水移植;4匹)と比較し、心機能の改善効果を認めた。次に移植細胞の心筋組織中の動態を明らかにするため、GFPトランスジェニックブタ由来の羊膜細胞を樹立して、それを心筋虚血モデルブタに移植したうえで移植4週間後の組織学的検証を行った。移植心筋部位にGFP陽性細胞が認められ、それらの細胞は心筋マーカー陽性を示した。

このことは羊膜由来細胞が免疫抑制剤無しに生着し、心筋分化したことを示している。しかし心機能の改善を十分説明できるほど多くの細胞が生着していたとはいえず、むしろ周囲の細胞が移植細胞の影響により心筋の再生に寄与したとも考えられる。実際羊膜細胞移植群では虚血部分の心筋組織の繊維化が抑制されていた。本研究において大動物モデルによる細胞移植における安全性や有効性を評価・検証する基盤を確立できたといえる。今後の臨床研究にむけて、移植細胞の中長期的な動態を追跡し、生理機能の持続効果を検証していく必要がある。そのためには細胞の生着率向上を目指した移植法や移植後の細胞のイメージング技術などの開発も同時に求められる。大動物モデルとなるブタの間葉系幹細胞の樹立を行い、さらに樹立した細胞の特性評価を進めた。その結果、ヒトとほぼ同等であることを示した。さらに幹細胞移植対象疾患である心不全モデルとなる大動物モデルの作製を確立し、心機能評価でそれを認めることができた。このことから本年度の進捗は計画通り順調に進捗していると考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。23年度までに確立した成果に基づき、心不全モデルのブタに対して、同種移植による幹細胞移植治療を行っていく。移植による効果を、心機能評価に加え、組織学的な面からも検討し、移植細胞の動態についても検証24年度が最終年度であるため、記入しない。
レアイベントデータに対する統計的推測と臨床研究への応用

当該年度では、生存時間をエンドポイントとしたシングルアームデザインのサンプルサイズ設計についての研究を実施した。本研究の成果は学術論文誌へ投稿中であり、サンプルサイズ設計を適用可能なウェブアプリケーション(https://nshi.jp/en/js/onesurvyr/)を作成・公開した。本研究では、生存時間をエンドポイントとしたシングルアームデザインの研究で標準的に用いられる、Kaplan-Meier推定量に基づくサンプルサイズ設計の方法について検討した。Kapla-Meier推定量に基づく仮説検定や信頼区間は大標本近似に基づいている。当該領域でシングルアームデザインを用いる場合は基本的に小標本の状況であり、近似の精度が大きな問題になることを明らかにした。また、検討を進める中で、既存の手法が誤った近似式に基づいていることを示し、妥当な近似式に基づく方法を複数提案した。シミュレーションで経験的な性能を検討した結果、既存の手法は第一種の過誤の確率が制御できない方法に依存しており、実際に用いる場合には注意が必要であることを示した。一方、提案した手法のうちの一つは、小標本の場合であっても適切な動作特性を持つことを示した。また、レアイベントデータにおける層別Cox回帰モデルの選択基準について検討を行い、現在論文を執筆中である。期間全体を通じて実施した主要な研究の成果は、「レアイベントデータにおけるCox回帰モデルのAIC型・BIC型のモデル選択基準の開発」および「生存時間をエンドポイントとしたシングルアームデザインのサンプルサイズ設計方法の提案」であり、ともに実データ解析で実際に起こっている問題の解決方法を提案したものであり、重要性が高い成果である。また、実データへの適用を通じて有用性を確認しており、有意義な成果が得られたといえる。当該年度では、レアイベントデータにおけるCox回帰モデルのモデル選択基準の開発としてBayesian Information Criterion(BIC)に関する研究を実施し学術論文誌への投稿を行った。予備的な研究で得られた結果を拡張することで、既存の方法の理論的な問題点を示し、サンプルサイズが無限大のもとでモデル選択の一致性がある情報量基準が構成できる事を示した。既存のBIC型の情報量基準には、パラメータ数が多いほど大きい負の値を持つ項が含まれる事を示し、モデル選択の基準としては適切でない事を示した。この結果を受け、このような不適切な項を持たない妥当な情報量基準を構成した。シミュレーションの結果では、提案した情報量基準はイベント数に依存して真のモデルの選択確率が上昇することが分かり、サンプルサイズだけ大きくとも必ずしも真のモデルを高い確率で選択できない事を示すこともできた。本研究成果をまとめた学術論文を投稿し、現在は改訂後の再査読中である。また、生存時間をエンドポイントとしたシングルアームデザインのサンプルサイズ設計について検討を進めた。サンプルサイズ設計の方法を複数検討し、これらを実際に適用する際に問題が起こりうる様な状況を特定する事ができた。こちらについては、現在論文原稿の作成を進めており、次年度中に論文を投稿する予定である。これらはいずれも研究計画で目標として挙げた研究であり、有意義な結果が得られていると考えている。初年度には仮説検定と信頼区間についての研究を進める予定であったが、検討の途中でBICに関する結果が先に得られたため、BICの研究を進めることを優先した。仮説検定と信頼区間についての研究は次年度以降に進める予定である。現状では、BICに関する研究を実施し学術論文誌への投稿が完了している、また、サンプルサイズ設計に関しても検討を進める事ができたため、おおむね順調に進展していると考えている。当該年度では、レアイベントデータにおけるCox回帰モデルのモデル選択基準の開発としてAkaike Information Criterion(AIC)およびBayesian Information Criterion(BIC)に関する研究を実施した。本研究の成果については、学術論文誌へ採択され(Nagashima & Sato Y. Statistics in Medicine 2017)、研究発表を行い、研究概要を解説したウェブページを公開した(http://nshi.jp/contents/stat/firthic/)。本研究では、単調尤度の状況下でCox回帰モデルを適用した際に起こる問題の対処方法の一つであるFirthのバイアス補正法を用いた場合のモデル選択の問題を検討した。既存の方法は、Firthのバイアス補正法で用いられる罰則付き最大対数部分尤度関数を用いたAICおよびBICであったが、これらの方法は理論的な問題があることを示した。また、この状況下での妥当なAIC型およびBIC型のモデル選択基準を構成し(罰則付きの推定をしていても、モデル選択規準には罰則項を含めてはならない)、シミュレーションで経験的な性能を検討した。提案したAIC型のモデル選択基準は将来得られるデータのデビアンス(-2倍の対数部分尤度関数)が小さくなるモデルを選択すること示し、提案したBIC型のモデル選択基準はデータ数(イベント数)が増えるほど真のモデルの選択確率が高くなってゆくことを示した。また、提案したAIC型のモデル選択基準を実際の臨床研究データに適用した結果、既存のモデル選択基準よりも合理的なモデルを選択することを示した。当該年度に投稿する予定であったが、詳細な検討を優先して研究を継続した。サンプルサイズ設計の方法の統一的な表現を導出し、シミュレーションにより経験的な性能を検討した。こちらは現在学術論文として投稿準備中である。当該年度では、モデル選択基準の研究成果は学術論文誌へ採択され、アウトリーチ活動の一環として研究発表および研究概要を解説したウェブページも公開することができた。

サンプルサイズ設計の検討では新たな知見も得られ、学術論文として投稿準備中の段階まで進捗している。現状では、サンプルサイズ設計の論文投稿を進める予定であり、おおむね順調に進展していると考えている。当該年度では、生存時間をエンドポイントとしたシングルアームデザインのサンプルサイズ設計についての研究を実施した。本研究の成果は学術論文誌へ投稿中であり、サンプルサイズ設計を適用可能なウェブアプリケーション(https://nshi.jp/en/js/onesurvyr/)を作成・公開した。本研究では、生存時間をエンドポイントとしたシングルアームデザインの研究で標準的に用いられる、Kaplan-Meier推定量に基づくサンプルサイズ設計の方法について検討した。Kapla-Meier推定量に基づく仮説検定や信頼区間は大標本近似に基づいている。当該領域でシングルアームデザインを用いる場合は基本的に小標本の状況であり、近似の精度が大きな問題になることを明らかにした。また、検討を進める中で、既存の手法が誤った近似式に基づいていることを示し、妥当な近似式に基づく方法を複数提案した。シミュレーションで経験的な性能を検討した結果、既存の手法は第一種の過誤の確率が制御できない方法に依存しており、実際に用いる場合には注意が必要であることを示した。一方、提案した手法のうちの一つは、小標本の場合であっても適切な動作特性を持つことを示した。また、レアイベントデータにおける層別Cox回帰モデルの選択基準について検討を行い、現在論文を執筆中である。期間全体を通じて実施した主要な研究の成果は、「レアイベントデータにおけるCox回帰モデルのAIC型・BIC型のモデル選択基準の開発」および「生存時間をエンドポイントとしたシングルアームデザインのサンプルサイズ設計方法の提案」であり、ともに実データ解析で実際に起こっている問題の解決方法を提案したものであり、重要性が高い成果である。また、実データへの適用を通じて有用性を確認しており、有意義な成果が得られたといえる。今後はサンプルサイズ設計に関する研究成果をまとめ、学術論文を投稿する予定である。また、仮説検定と信頼区間、さらなる他の情報量基準への拡張、層別Cox回帰モデルの場合への拡張等について研究を進めてゆく予定である。今後はサンプルサイズ設計に関する論文投稿を実施する。また、可能な限り仮説検定と信頼区間、さらなる他の情報量基準への拡張、層別Cox回帰モデルの場合への拡張等について研究を進めてゆく予定である。当該年度に採択された論文のオープンアクセス費用を計上したところ、想定よりも高額であったため国際学会発表の費用を確保できなかったため、次年度に繰り越すこととなった。次年度には、英文校正費用および国際学会発表費用として使用する計画である。
抗ドーパミン受容体抗体を用いた精神分裂病病態の研究

D2受容体のアミノ酸の一次配列のうちドパミンとの結合に関与する可能性のある細胞外の親水性領域から膜内の疎水性領域にかけて3種のペプチドフラグメントを合成した。ペプチドIはN末端から29番目のアラニンから43番目のロイシンで、ペプチドIIは92番のバリンから106番のヒスチヂンまで、ペプチドIIIは他のG蛋白質結合受容体と共通するアミノ酸を含まない179番のグルタミンから193番のセリンまでであり、FMOCポリアミド連続フロ-法により合成した。合成したそれぞれのペプチドを高速液体クロマトグラフィ-で分離精製し、巻貝ヘモシアニンに結合後ウサギに免疫して抗体を作成した。ペプチドII'に対してのみ高力価の抗体が得られたので、これを用いて以下の実験を行った。ラット線条体膜分画(この作成に冷却遠心機を使用)を用いて[ ^3H]スピペロン結合の抗体による阻害をみたが阻害効果を認めなかった。そこで線条体膜を10mMCHAPSで可溶化した後、[ ^3H]スピペロンで受容体をラベルし、セファロ-ス4Bを結合させた抗体で免疫沈降をみた。血清の希釈に合わせて若干の沈降がみられたが、コントロ-ル血清でも沈降がみられた。ラット線条体膜をSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動後、更に電気泳動的に蛋白質をニトロセルロ-ス膜に移した。これをストライプにし一次抗体反応後、抗ウサギIgGアルカリフォスファタ-ゼで反応させNBT,BCIPを基質として発色をみた(イノブロット)所、分子量約7万と6ー6.5万に主要なバンドを認めた。現在までの実験では抗体と受容体に反応は確認できていないが、D2受容体は分子量約12万の糖蛋白質であり糖鎖が半分以上占めていると報告されていることから、この糖鎖が抗体の接近を妨げている可能性が考えられる。またイムノブロットでは分子量6ー7万のバンドが主要であり、報告されているD2受容体の分子量とき異なっていることから、この検討も必要と考えられた。
調和解析とその関連的研究

1.本研究代表者の司会する研究集会において奥山安男(信州大)との協力によって次の結果を得た。ある正規直交系に対してL^2の関数の正規直交展開を考えるとき、その概、絶対総和法のうち一般のネ-ルンド総和法についての必要条件、十分条件を整理して、関数条件の形、直支係数条件の形として示した。さらにそれらの相互関係、同値性などについての一連の成果を示した。(土倉)2.関数空関C[0.1]の基として知られているものの一組にSchauder基があるが、これをfractalな関数に変形することが考えられた。これはマルチンゲ-ル理論的な見地から考察したもので、関口健(東北学院大)、塩田安信(秋田大)の研究をもととして議論された。ここで導かれた基は到る処微分不能な関数を定義するワイヤストラス・高木関数といわれるものやルベ-グの特異関数と深く関連するものである。その図形的な形状からも通常のSchauder基などとは甚だ異なるもので、今後さらにその解明の研究が望まれる。(土倉)3.確率測度に関する拡張研究としてHilbert-Schmidt演算を値にもつものを考えた。(垣原)4.有限次元の単純Lie superalgebraやsupergroupの構成、Lie super-algebraのユニタリ表現の決定などの諸結果は数理物理等の方面にも利用されているが、その統一性を目指しての表現としてorthosymplectic algebraの表現についての数学的基礎を与えた。これらはさらに発展が期待される。また古典的な不変論についても、superalgebraを用いて拡張することにより従来の理論がより明確なることを例と共に示した。(西山)1.本研究代表者の司会する研究集会において奥山安男(信州大)との協力によって次の結果を得た。(西山)
肺高血圧性血管病変の定量形態学的検討

原発性肺高血圧症(PPH)および膠原病諸疾患における肺高血圧症の肺血管病変の病理像について、形態計測法ならびに三次元再構築法を用いて比較検討した。〔対象〕過去20年間の剖検例、全身性エリテマト-デス(SLE)、全身性硬化症(PSS)、重複症候群(OLS)、混合性結合組織病(MCTD)および原発性肺高血圧症(PPH)、各36、14、6、15、6例とした。〔方法〕高血圧性肺血管病変として、筋型動脈のplexiform lesion(PL)、necrotizingangiitis(NA)に着目し、これらの病変を中心として、血管径・血管壁肥厚度の計測、連続組織標本作製による三次元再構築を行った。〔結果、考察〕SLE、OLS、MCTD、PPHの各6、1、9、6例に、肺間質病変を伴わない高血圧性肺血管病変があり、うち、各4、1、6、2例にPLを、各3、1、1、2例にNAを認めた。また、MCTDでは間質性肺炎を伴う6例のうち2例にPLを認めた。PLは、径400μm以下、主として200μmあたりの血管に分布し、高度の中膜肥大・内膜肥厚を伴っていた。三次元的にみると、PLは血管分岐直後からある範囲にわたって形成されるものが多かった。NAは少数であったが、径200μmあたりの血管に認められた。PL、NAの形態像や出現頻度に関し、諸疾患間での明かな差異はなかった。PPHで上記2例を除くうちの2例はrecurrent thromboembolismに相当する組織像を呈し、一方、pulmonary veno-occlusive diseaseに相当する症例はなかった。膠原病諸疾患では、recurrent thromboembolismやpulmonary veno-occlusive diseaseと同様の組織像を呈する症例はなく、いずれもPPHのplexogenic pulmonary arteriopathyと同様の変化であった。PL、NAと、中膜肥大、内膜増殖性病変との関連、および、plexogenic pulmonary arteriopathyと膠原病諸疾患との関連が注目された。
マルチモーダルインタフェースによる仮想物体の操作・編集システムに関する研究

本研究では,仮想環境内に現実環境のすべてをモデリングするのではなく,現実環境をそのまま画像として取り組み,そこにマルチモーダルインタフェースにより生成・編集した仮想物体を融合し,融合した共有空間で協調作業を行う手法を提案し,この手法の実現のための要素技術の確立を目指した.主な研究成果は以下の通りである.1.仮想自然環境における操作仮想環境,特に樹木成長シュミレーションが可能な生成・編集基本システムの構築を図った.身振り,手振り,言語による操作者の意図理解可能な基本アルゴリズムを検討し,自然なインタフェースで主として樹木を対象としたドメインで仮想物体,仮想環境の生成・編集が可能なシステムの基礎を構築した.特に仮想世界の植物モデルの動的なデータ構造の変更・操作手法を検討した.2.仮想環境内ナビゲーション手法広大な仮想環境内で利用者に自身の位置/方向,全体の構造等を的確に認識させるために必須であるナビゲーションシステムとして新たに鳥瞰画像の提示手法を提案した.具体的には利用者の視点と鳥瞰カメラ視点を連動させる手法(座標系対連動法)により,利用者が直観的に鳥瞰画像を制御することを可能とした.また,鳥瞰画像の提示方向や大局的視野の操作手法(スクロール手法)について局面や目的に応じた比較検討とこれらを統合するシステムの提案を行った.さらに,広大な仮想環境を違和感なく表示するため,傾斜角度可変型ディスプレイの表示手法を検討した.3.仮想自然環境の全周遠景の単純化樹木など複雑な形状の物体を多く含む大規模自然環境を対象として,利用者の全周囲方向について遠景を,奥行き情報を考慮した単純な形状で近似する方法を提案した.これにより,実時間のウォークスルーを実現するだけでなく,ナビゲーションなど,相互に連動して移動する複数の視点にも対応することが可能となった.また,全周囲画像を取り込むことが可能なシステムから得られる実映像を用いることで,より現実感のある仮想環境を,実時間でウォークスルーことができるシステムを構築した.本研究では,仮想環境内に現実環境のすべてをモデリングするのではなく,現実環境をそのまま画像として取り組み,そこにマルチモーダルインタフェースにより生成・編集した仮想物体を融合し,融合した共有空間で協調作業を行う手法を提案し,この手法の実現のための要素技術の確立を目指した.主な研究成果は以下の通りである.1.仮想自然環境における操作仮想環境,特に樹木成長シュミレーションが可能な生成・編集基本システムの構築を図った.身振り,手振り,言語による操作者の意図理解可能な基本アルゴリズムを検討し,自然なインタフェースで主として樹木を対象としたドメインで仮想物体,仮想環境の生成・編集が可能なシステムの基礎を構築した.特に仮想世界の植物モデルの動的なデータ構造の変更・操作手法を検討した.2.仮想環境内ナビゲーション手法広大な仮想環境内で利用者に自身の位置/方向,全体の構造等を的確に認識させるために必須であるナビゲーションシステムとして新たに鳥瞰画像の提示手法を提案した.具体的には利用者の視点と鳥瞰カメラ視点を連動させる手法(座標系対連動法)により,利用者が直観的に鳥瞰画像を制御することを可能とした.また,鳥瞰画像の提示方向や大局的視野の操作手法(スクロール手法)について局面や目的に応じた比較検討とこれらを統合するシステムの提案を行った.さらに,広大な仮想環境を違和感なく表示するため,傾斜角度可変型ディスプレイの表示手法を検討した.3.仮想自然環境の全周遠景の単純化樹木など複雑な形状の物体を多く含む大規模自然環境を対象として,利用者の全周囲方向について遠景を,奥行き情報を考慮した単純な形状で近似する方法を提案した.これにより,実時間のウォークスルーを実現するだけでなく,ナビゲーションなど,相互に連動して移動する複数の視点にも対応することが可能となった.また,全周囲画像を取り込むことが可能なシステムから得られる実映像を用いることで,より現実感のある仮想環境を,実時間でウォークスルーことができるシステムを構築した.本年度は,身振り,手振り,言語などのマルチモーダルインタフェースによる仮想環境に対する自然な操作,ならびに実環境と仮想自然環境とを融合表示するシステムの構築のために以下の点を検討した.1.仮想自然環境における樹木の操作仮想環境,特に樹木成長シミュレーションが可能な生成・編集基本システムの構築を図った.身振り,手振り,言語による操作者の意図理解可能な基本アルゴリズムを検討し,自然なインタフェースで主として樹木を対象としたドメインで仮想物体,仮想環境の生成・編集が可能なシステムの基礎を構築した.2.仮想環境内ナビゲーション手法広大な仮想環境内で利用者に自身の位置/方向,全体の構造等を的確に認識させるために必須であるナビゲーションシステムとして新たに鳥瞰画像の提示手法を提案した.具体的には利用者の視点と鳥瞰カメラ視点を連動させることにより,利用者が直観的に鳥瞰画像を制御することを可能とした.3.仮想自然環境の全周遠景の単純化樹木など複雑な形状の物体を多く含む大規模自然環境を対象として,利用者の全周囲方向について遠景を,奥行き情報を考慮した単純な形状で近似する方法を提案した.これにより,実時間のウォークスルーを実現するだけでなく,ナビゲーションなど,相互に連動して移動する複数の視点にも対応することが可能となった.

本年度は,身振り,手振り,言語などのマルチモーダルインタフェースによる仮想環境に対する自然な操作,ならびに実環境と仮想自然環境とを融合表示するシステムの構築のために以下の点を検討した.1.仮想自然環境における操作仮想環境,特に樹木等を含む広大な自然環境を対象とした生成・編集基本システムの構築を図った.身振り,手振り,言語,さらに視線による操作者の意図理解可能な基本アルゴリズムを検討し,自然なインタフェースで主として樹木を対象としたドメインで仮想物体,仮想環境の生成・編集が可能なシステムの基礎を構築した.2.仮想環境内ナビゲーション手法広大な仮想環境内で利用者に自身の位置/方向,全体の構造等を的確に認識させるために必須であるナビゲーションシステムとして提唱した,直感的な鳥瞰画像の提示手法(座標系対の連動)を用いて,従来の提示手法との定量的・定性的差異を検証した.また,烏瞰画像の提示方向や大局的視野の操作手法(スクロール手法)について局面や目的に応じた比較検討とこれらを統合するシステムの提案を行った.3.仮想自然環境の全周遠景の単純化利用者の全周囲方向について遠景を,奥行き情報を考慮した単純な形状で近似する方法を,全周囲画像を取込むことが可能なシステムから得られる実映像を用いて行うことで,より現実感のある仮想環境を,実時間でウォークスルーことができるシステムを構築した.これらの手法はナビゲーションなど,相互に連動して移動する複数の視点にも対応することも可能であるともに,マルチモーダルインタフェースによる物体の操作・編集システムの拡張にもあたる.本年度は,これまでに行ってきた身振り,手振り,視線等の情報を用いた操作者の意図理解可能な基本アルゴリズムを用いて,自然なインタフェースで仮想物体,仮想環境の生成・編集が可能なシステムの試作した.また,広大な仮想環境内で利用者に自身の位置/方向,全体の構造等を的確に認識させるために必須となるナビゲーションシステムとして,これまで行ってきた直感的な鳥瞰画像の提示手法に加えて,スクロールなどの等身大画像と鳥瞰画像の対応関係の制約に基づく付加価値の高い画像提示システムの構築手法を検討した.1.仮想自然環境における操作仮想環境,特に樹木等を含む広大な自然環境を対象とした生成・編集基本システムの構築を図った.利用者の意図を抽出した結果をもとにしたマルチモーダルインタフェースによる仮想環境の生成・編集システム構築のため,特に仮想世界の植物モデルの動的なデータ構造の変更・操作手法を検討した.2.仮想環境内ナビゲーション手法複数の利用者が仮想環境内で協調作業を行うために,利用者の視点と鳥瞰カメラ視点を連動させることにより,利用者が直感的に共有仮想空間を操作できる提案手法(座標系対の連動)において,そのスクロール方式などについて検討した.また,広大な仮想環境を違和感なく表示するため,傾斜角度可変型ディスプレイの表示手法を検討した.また,3年間の研究の最終段階であるため,これまでの研究成果の拡張と要素技術の確立を図るとともに,今後の研究展開の方向性について明らかにした.
心内辞書における音節の表象-音韻プライミング法による日英比較

心内辞書における音節の表象のされ方について、英語話者と日本語話者でどのような共通点と相違点があるかを、音韻プライミング法によって検討した。音韻プライミング法とは、「先行刺激(以下プライムと呼ぶ)の処理が直後に行われる刺激(以下ターゲットと呼ぶ)の処理に影響を及ぼす」というプライミング効果を利用し、プライムーターゲット間のどのような音韻関連性・共通性(本研究では音韻構造・音節の下部構造)がターゲットを活性化し、その処理を促進するかを検討するものである。この方法により、ターゲットをより活性化するような音韻構造が心内辞書に表象されている可能性を示唆できる。実験材料として、日本語はCVCVの構造をもつ2音節・2モーラ語を、英語はCVCの構造をもつ1音節語を使用した。日本語話者(英語学習者)30人に日本語と英語の両方を、英語話者18人に英語のみを与えた。日本語話者の日本語はどの条件においても有意な差は見られなかった.これは、2モーラが日本語の処理の最小単位である可能性があるため、2モーラ語では差が出なかったのか、または母国語ではこの方法では差を検知できないことによるかもしれない。日本語話者の英語では、CVCの構造の内、CVが共通のものが有意に処理が早く、CV(モーラ)を基に音節を表象している可能性が高い.一方英語話者は、どの条件においても差が見られなかったことから、日本語話者が英語単語をモーラを基に表象していることは、日本人英語学習者の特徴といえそうである.これらの成果は、AILA'99,Tokyoのシンポジウムで発表する予定である。本研究の目的は、心内辞書における音節の表象のされ方について、英語と日本語でどのような共通点と相違点があるかを、音韻プライミング方によって検討することである。音韻プライミング法とは、「先行刺激(以下プライムと呼ぶ)の処理が直後に行われる刺激(以下ターゲットと呼ぶ)の処理に影響を及ぼす」というプライミング効果を利用し、プライム-ターゲット間のどのような音韻関連性・共通性(本研究では音韻構造・音節の下部構造)がターゲットを活性化し、その処理を促進するかを検討するものである。初年度の平成9年度は次のようなことを実施した。1)実験材料の選定・作成:英語単語材料として、CVCの構造を持つ1音節からなる名詞を、関連プライムとして24個、無関連プライムとして24個、ターゲットのyes反応刺激として24個、no反応刺激として24個、また、練習用として各々2個ずつ作成した。日本語単語として、2モ-ラから成る(CVCVの構造を持つ)名詞を、英語単語の数と同じだけ作成した。これらの材料は頻度を統一した。2)実験プログラムと手続きの作成:刺激提示用ソフト(SuperLab)で、上記刺激をコンピュータに文字入力し、以下のような手続きが行えるようプログラムを作成した。まずプライムがコンピュータのスクリーン上に350msの間提示され、次に刺激間隔650ms(プライム提示開始から1000ms)の後、ターゲットが提示される。被験者はターゲットを見ると、それが意味をなす単語であるかどうか判断し、存在する単語であればyes、非単語であればnoのキ-を出来るだけ速く、かつ正確に押すことを要求される。ターゲットの提示開始から、被験者がキ-を押すまでの時間(reaction time)と誤答率(error rate)がコンピュータに記録される。3)パイロットスタディの実施:日本人英語学習者4名に対し、実験を行い、プログラミングと手続きに問題がないことを確認し、実験結果から以下の傾向が観察された。日本語に対しては音韻プライミング効果は今のところ見られない。母親においてはプライムの影響がきわめて少ないのかもしれない。英語に関しては音韻プライミング効果が見られ、モ-ラ型(cat-cap)の方がライム型(hat-bat)よりも迅速かつ正確に認知できている。このことは、先行研究に示されている英語はonsetとrimeからなっていることと一致せず、日本語話者は英単語もモ-ラを基に認知していることを示唆しているかもしれない。次年度は、被験者を増やした本研究を行う予定である。

日本語話者の英語では、CVCの構造の内、CVが共通のものが有意に処理が早く、CV(モーラ)を基に音節を表象している可能性が高い.一方英語話者は、どの条件においても差が見られなかったことから、日本語話者が英語単語をモーラを基に表象していることは、日本人英語学習者の特徴といえそうである.これらの成果は、AILA'99,Tokyoのシンポジウムで発表する予定である。
半球睡眠を応用した慢性的急性的な疲労の回復に関する研究

半球睡眠とは,一側の大脳半球のみで睡眠脳波が記録される生理的状態である.これまでに,ヒトが半球睡眠を行う脳波上の証拠は得られていない.しかしながら,ヒトが局所睡眠を生じること,また,断片的報告からヒトが半球睡眠を行いうる可能性は高いと我々は考えてきた.本研究課題では,自発的な半球睡眠---脳の活動状態の左右差(大脳の左半球と右半球の活動差)---を生じさせる代わりに,視覚入力を一側(左眼球あるいは右眼球)に制限することにより,疑似的な半球睡眠状態を構築し,その状態の疲労の蓄積・回復を分析した.半球睡眠の回復効果を評価するためには,半球睡眠が生じうる実験環境にて,被験者を測定しなければならない.しかしながら,通常の環境では,ヒトは半球睡眠を行わない(ヒトの局所睡眠は確認されているが,より大きな局在性を示す半球睡眠は記録されていない).そこで,視覚入力一部を制限することで,脳機能に対して擬似的な半球睡眠状態を生じさせ,その生理的応答の検証を試みた.本来,疲労が蓄積する連続作業中に,一定時間の擬似半球睡眠状態が回復効果を示すことを我々は過年度の予備的実験で得ている.この結果を踏まえて,平成27年度は,連続作業中の擬似半球睡眠状態が及ぼす生理的な変化を理解することを進めてきた.被験者は,通常生活よりも45時間ほど就床時刻を遅らせ,その間,視覚入力を制限しながら刺激の少ない単純連続作業を行うことを実験負荷とした.実験負荷の前後に生理指標の計測およびスタンフォード眠気尺度評価を行い,実験後の睡眠(平均して朝5時8時)は,専用測定機器を用いて睡眠状態を記録した.被験者は全員が男子大学生で,日常的に夜更かしがあると回答している.また,実験後の聞き取り調査では,「実験負荷そのものは大きな負担ではなかった」としながら,「実験後の睡眠後に起床するのが辛い」と回答が多い.これらと,生理指標等の結果から,本研究の実験負荷が,深夜作業の疲労軽減と若干の疲労回復に寄与できる可能性があるが,今後の研究で,データの蓄積と精査が必要である.本研究課題遂行にあたっての計測項目を確定し,被験者が自分自身で計測できる環境づくりとそのための指導などに予定を超えて時間がかかった.また,研究計画時に睡眠評価に使用を考えた睡眠計が販売中止で入手不可能になるなど,ハプニングも続き,研究計画全体の進捗は,捗々しくはない.しかしながら,本来の研究計画が足踏みしていたおかげで,脳機能に左右性が存在するということは,半球睡眠にも機能的(回復効果としての)左右性があるのではないかと洞察を深めることができ,当初計画より幅の広い実験計画を組み立てることができた.ヒトが半球睡眠を行う脳波上の証拠は得られていない.しかしながら,ヒトが局所睡眠を生じること,また,断片的報告からヒトが半球睡眠を行いうる可能性は高いと考えられる.本研究課題では,自発的な半球睡眠---脳の活動状態の左右差(大脳の左半球と右半球の活動差)---を生じさせる代わりに,視覚入力を一側(左眼球あるいは右眼球)に制限することにより,疑似的な半球睡眠状態を構築した.通常,覚醒時間が長いほど,疲労は蓄積し作業パフォーマンスは悪化する.しかしながら,数名の被験者を対象とした予備実験において,夜間覚醒し続けても,視覚入力を制限した半球睡眠状態を一定時間挿入することで,回復効果が確認されている.平成28年度は,視覚入力を制限した約4時間の視覚作業(作業Vとする;一側に眼帯を装着しビデオ鑑賞)が,被験者に対して疲労を蓄積させるのか/回復が生じるのかを検討するための実験を進めた.疲労の程度は,作業パフォーマンス(計算課題)・唾液アミラーゼモニター(ニプロ社製)・スタンフォード眠気尺度評価を用いて数値化した.また,急性疲労を評価するために被験者は,実験日(作業Vを実施する日)には,通常よりも46時間遅い就床時間(したがって,平均して朝5時ごろ就床)と約3時間の短い睡眠時間で過ごした.慢性疲労を評価するためには,実験日の数日前と前日,および実験後に疲労の測定を行った.その結果,N=5ということもあり,作業Vが疲労を蓄積するのか回復に寄与するのか有意ではない.しかしながら,有意でないということは,作業しながらも回復している被験者が複数いることの表れでもある.つまり,実験の設定次第で「回復できる作業」を,高率・効率的に示すことができる可能性がある.次年度以降,効果的な作業パターンの構築に力を注ぎたい.作業Vの後の睡眠を評価するために使用を予定していたオムロン社の睡眠計が製造販売中止となり,振動センサーや血流センサーなどを対象に代替方法の確立に注力していた.そのため,実験の進行(被験者数を増やすこと)に滞りがあったことは否めない.しかしながら,その間,少ないデータをじっくり眺める時間を持てたことから,「睡眠は百人百様」の原点に戻り,半球睡眠の状態・効果も被験者によって多様であることを再認識できた.半球睡眠とは,一側の大脳半球のみで睡眠脳波が記録される生理的状態である.イルカやアシカなどの海生哺乳類と,鳥類の複数の科(キジ科,カモ科,ハト科,チドリ科)で確認されており,脳機能の連続活動(たとえば,周囲の警戒や群れの維持,イルカが泳ぎ続ける,鳥が飛び続けるなど)を維持する目的を持つと考えられている.