hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経細胞内小胞輸送におけるＰｔｄＩｎｓ（５）Ｐの関与とその制御機構の解明

Protrudinは小胞輸送を促進することにより神経突起伸長を制御する因子として知られている。また、Protrudinの結合分子として、PtdIns(5)Pの代謝に関与すると報告されているTMEM55が同定されている。前年度までに、TMEM55の結合タンパク質をプロテオミクス解析により探索したところ、その候補分子として、いくつかのリソソーム膜タンパク質が同定された。今年度は、これら同定タンパク質のバリデーションを行ったところ、TMEM55はV-ATPaseをはじめとしたタンパク質とリソソーム膜上でコンプレックスを形成していることが確かめられた。TMEM55のリソソーム上での機能を調べるために、TMEM55のノックダウンを行ったところ、TMEM55の枯渇によりリソソームストレスが上昇し、TMEM55がリソソームホメオスタシスの維持に寄与していることが示唆された。加えて、TMEM55と複合体を形成するV-ATPaseについて、TMEM55ノックアウトマウスから樹立した細胞を用いて、V-ATPaseアセンブリーを解析したところ、TMEM55がV-ATPaseのアセンブリーに寄与していることが示唆された。またその一方で、免疫染色による解析から、TMEM55はリソソームポジショニングに寄与していることが判明した。TMEM55はProtrudinと結合することから、小胞輸送に関与する因子であるProtrudinとの結合が、TMEM55によるリソソーム輸送に寄与しているのではないかと考えられた。これらのことから、TMEM55はリソソーム機能維持、リソソーム輸送に重要な役割を果たしていることが示唆された。28年度が最終年度であるため、記入しない。Protrudinはわれわれの研究室で同定されたタンパク質であり、小胞輸送を促進することにより神経突起伸長を制御する因子として知られている。また、Protrudin結合分子として、Ptdins(5)P合成酵素と考えられているTMEM55が同定されている。これらをもとに、小胞輸送におけるPtdins(5)Pの関与について、ProtrudinやTMEM55などの因子の解析を通じて理解することを目的としている。本年度は、Ptdins(5)P合成酵素と考えられているTMEM55のノックアウトマウスを作成した。また、生体内での機能を調べるために、TMEM55の組織分布の解析を行った。さらに、TMEM55の細胞内機能を調べるためにディファレンシャルプロテオミクスを行って、結合タンパク質の同定を行った。結合タンパク質同定の結果、いくつかのリソソーム膜タンパク質が同定され、TMEM55のリソソーム膜上での機能が浮かび上がってきた。現在は、ディファレンシャルプロテオミクス法により結合タンパク質として同定されたタンパク質のバリデーションを行い、TMEM55との関連を調べている。それに加えて、マウス組織や培養細胞を用いて、過剰発現やノックダウンを用いた解析によりTMEM55による小胞輸送制御を解析している。今後は、TMEM55の関与する輸送制御において、Protrudinがどのように関連してくるかについても解析していく予定である。プロテオミクス法とノックアウトマウスを用いた解析により、TMEM55とProtrudinの関与する小胞輸送の解析を行った。その結果、小胞輸送に関与する因子の同定ができた。最近、Protrudinがメンブレンコンタクトサイトにおいて、小胞輸送を促進することにより突起伸長を制御することが報告された。TMEM55がリソソーム膜上でProtrudinによる小胞輸送制御を担っているかどうかを中心に今後調べていく方針である。
歯科領域への中性子ラジオグラフィ-利用に関する基礎的研究

中性子ラジオグラフィ-の歯科領域における利用を試み、以下の新しい知見を得た。1,歯の中性子ラジオグラフィ-(NR)ではX線ラジオグラフィ-(XR)と逆の透過度のエナメル質と象牙質の像を得た。2,中性子に対して大きい吸収係数をもつガドリニウムを用いることによって、歯へのガドリニウム水溶液の浸透性を画像として表わすことができた。3,NRとXRの写真濃度をコンピュ-タ-処理し、合成することによって被写体の元素組成の違いを強調することができた。4,XRで不透過像となる金属鋳造物がNRにより内部の形状を観察できた。5,NRによって鋳造冠の内部におる歯の形態や築造体を観察できた。しかし歯科用合金は貴金属の含有量が多く、熱中性子の透過性も比較的低いため歯科の鋳造物に対する非破壊検査の適応は限定されることがわかった。6,金属床のように薄い鋳造物の非破壊検査にはXRの方が有効であった。7,NRではレジンと金属とを同時に観察できた。従って、ポ-セレンと金属またはレジンと金属の接合面の検査には、NRの方が有用と思われた。8,歯科材料における鋳造巣、またはレジン内部の気泡の大きさは100μmあるいはそれ以下のオ-ダ-であるため、NRの解像度の向上が望まれた。9,散乱によるビルドアップ効果を含んだ実効的な減衰係数を実験的に決定することは欠陥検出能力の推定に有効であることが明かとなった。10,高速中性子ラジオグラフィ-により熱中性子線やX線では得られなかった画像を取得することができた。以上の結果から、歯科領域において中性子ラジオグラフィ-はその特徴を十分に理解して用いることにより非破壊検査の有効な手段になりうる。さらに、X線像との比較や合成により、従来の方法では得られなかった、被写体の元素組成の差の強調なでの新しい情報を得ることが出来ると思われ、将来歯科領域にも広く利用されることが期待できる。今回は中性子ラジオグラフィーの歯科への反応として、歯し歯科材料および、これらに関する基礎的な中性子ラジオブラフィー(NR)の実験を行い、その結果いくつかの興味ある知見が得られた。実験に用いた歯は健全歯、種々の段階のう歯、充填物のある歯、歯冠修復物のある歯科材料としてはクラウンブリッジ、金属床の義歯、その他歯科に用いられる金属であるAuステップ、Agステップ、Pdステップ、Alステップについて行った。クラウンやインレーような歯冠修復物のある歯のNRにより金属内部のう蝕の状態が観察できた。X線では確認が困難であった鋳造巣をNRにより確認することができた。またレジン中の巣も確認できた。そしてこれらの歯科材料および歯冠物のある歯の巣や空隙を真空装置を用いて試料に水を造影剤として含浸させることによって外部と通じているものかを描出させた。またこの真空装置により試料にGd水溶液を吸収させ歯髄状態の描出ができた。これらのことから、NRはX線が透過しにくい比較的厚い金属内部にある歯の状態と歯科材料の接合状態またその金属自体の巣の様子を歯と同時に観察するのに有効な方法であることがわかった。さらに水やGd水溶液を用いることによって歯科材料の欠陥や歯髄の細部の状態を知るにも有効な方法であることがわかった。また、NRによる欠陥の定量的検出に関しては鉄ステップとポリエチレンステップについて行い、得られた中性子ラジオグラムの写真濃度から識別能について検討した。これらのステップは1mmの透過欠陥と不透過欠陥をつくってあるもので鉄では透過不透過共に40mmまでが識別可能で、ポリエチレンでは不透過が17mm透過が9.5mmまで識別可能である。

今後欠陥の大きさの検出限界と位置関係についての検討が必要と思われる。現在、同様の実験についてX線でも波長のちがいによる識別能や、散乱による係数の決定を実験中である。今回は昨年度に引き続き歯と歯科材料の中性子ラジオグラフィとその基礎研究として非破壊検査による欠陥検出能の測定について検討した。非破壊検査の実験材料としては欠陥を作成してある鉄とポリエチレンのステップである。また歯と歯科材料の主なものの線減弱係数を中性子線と30KeVおよび60KeVのX線について計算式より算出した値から実験的に測定を行ったものを考察した。このことより通常の歯科でのX線撮影では厚さ0.5mm以上で実効原子番号20以上の物体では殆ど完全に不透過となり前後の歯の状態および歯科材料との接触の様子の観察は不可能であることがわかった。また中性子線では水素を多く含む有機質性のレジンは透過性が極めて低く、アマルガムや歯科貴金属類の透過性もあまりよくないので内部の観察は困難である。さらに金属床義歯の金属床のように貴金属が含まれておらず、厚みも比較的薄いものではエネルギ-を連続的に可変できるX線ラジオグラフィの方が欠陥や巣の検出には有利である。しかしその分だけ義歯の部位のレジンが完全に透過となり、その部位での映像化はできない。このように実効原子番号に大きな差のある被写体ではX線と中性子のラジオグラムの合成による黒化度の三次元グラフが両者の長所を生かした有効な手段となった。また厚さ1mm以内の鋳造冠や築造体であればX線では観察できなかった内部の状態が中性子では十分に観察可能であった。つぎに散乱断面積と被散乱断面積の比の異なるスラブを用いて欠陥検出能についてスラブ厚変化による欠陥検出限界の解析を行った。この結果、鉄スラブでは1mmのカドミウム、ナイロン、空隙はそれぞれ60mm、37mm、33mmまで識別の可能性があった。またポリエチレンスラブでは1mmのカドミウムおよび空隙では11mmおよび7.5mmのスラブ厚までが識別可能と評価できた。欠陥検出能については今後さらに歯科材料のデ-タを取得するため実験していく予定である。一昨年および昨年の実験結果から中性子ラジオグラフィ-ではイメ-ジの黒化度におよぼす影響が,X線に比べてはるかに大きく,濃度測定のさいに十分考慮する必要のあることがわかった。そこでこれを補正するための実験モデルを考え検討を行った。実験方法は被写体となる,硬組織,軟組織,レジンなどの有機質の歯科材料,各種金属歯科材料のステップを作成し中性子の不透過性物質としてカドミウムワイヤを線源側に固定して中性子照射を行い、中性子不透過部位の黒化度を連続的に測定することによって中性子による散乱線の定量的評価を行った。この結果,特に生体成分となる硬組織ステップと軟組織ステップでは散乱線の影響が比較的大きくステップの厚さが増加するにつれて近似二次関数的増加する傾向が認められた。そしてこの結果から各歯科材料の減弱係数を算出し,理論値との比較を行った。これらの結果をふまえて各材質中の欠損あるいは異物を測定した結果,今までの方法と比べ、より高い精度のもとで欠陥を検出できることがわかった。
感潮河口域における地下水の塩水化ならびに河川水質の汚濁防止に関する研究

揚水を伴う海岸部自由地下水帯における塩分挙動を明らかにするため、砂層モデル実験結果と流量ポテンシャル理論に基づく解析結果とを比較考察した。得られた結論を簡潔に示す。1)理論水面形は、特異なケ-スを除けば実測水面をよく再現できる。2)無揚水の場合には理論内部界面はC/Co=0.25の等濃度線(実測)とほぼ一致する。3)揚水を伴う場合、塩分は本理論で得られる界面よりもさらに内陸部へ侵入し、揚水の効果は濃度分散域の拡大として現われる。塩分侵入阻止法と塩分分散機構を明らかにするために数年にわたり行ってきた砂層モデル実験から、次のような結論を得た。1)塩分侵入は移流分散現象として解析しなければならない。そのとき、侵入流速と地点濃度(濃度分布)の精度の高い計測が必須となる。2)本研究で提示した濃度フラックスに基づく定量的評価は有効である。3)矢板開口条件・揚水条件の相違による侵入現象の相違を分散係数値の変化として評価した。広域地下水の水収支と塩分移動を現地観測資料に基づいて明らかにするため、相関解析、FEM解析などにより総合的に考察した。対象域は吉野川河口域と芦田川河口域である。得られた成果を簡潔に示す。1)タイソン・ウェ-バ-式に基づき約50km^2の吉野川河口域を35領域に分割して、地下水流動量の定量化を行った。その結果は、実測水位等高線の現況を良く再現している。2)節点総数368、要素総数651のFEM解析により、当該地区の塩分挙動の再建計算を行った。分散係数値は0.010.04m^2/dayとなり、他の研究者らが示している他地区の値よりやや小さい。芦田川下流部河川水質の変化特性に関する課題では、諸般の事情で現地観測が実施できず、福山市水道局の過去の調査資料に基づく検討に止まった。河川自流量が極めて少ないことから、水質の改善はなかなか難かしいと予想される。今後有効な水質改善方策を検討する必要がある。地下水の塩水化防止に関する研究として、1)吉野川下流域(徳島市)の観測資料に基づく塩分挙動の水理解析と2)砂層モデル実験による塩分侵入阻止効果の解析を行った。それらの研究内容及び成果を簡潔にまとめれば次のようになる。i)対象域内の地下水位観測データのスペクトル解析を行い、自己相関係数、パワースペクトル値などの比較考察により、長周期変動ならびに短周期変動特性を明らかにした。ii)TysonーWeberの水収支式に基づき約50Km^2の対象域の地下水水収支を明らかにした。このとき地盤構造を多層モデルとした準3次元の解析を行い鉛直方向移動量を算出した。またFEM解析によって流況の再現計算を行うと伴に塩分挙動のシミュレーションも行った。当該地区の分散係数値は0.010.04m^2/dayの範囲であると推定した。iii)砂層モデル実験からは、揚水条件の相違に基づき塩分侵入過程の非定常特性を塩分濃度フラックス値で評価した。一次元移流分散係数値としては10^<-3>10^<-4>cm^2/secの範囲となった。

河口堰貯留水の水質汚濁防止に関する研究としては、芦田川河口堰上流部河道を対象として、過去の水質調査資料に基づきその汚濁負荷量と流量との関係を経年的、統計的に解析した。その結果は次のようである。i)BOD、COD値は過去13年間年々悪化する傾向が認められる。ii)単位流量当りの汚濁負荷量と流量との関係は双曲関数となることがわかった。したがって汚濁負荷量は流量の2乗に逆比例する。iii)水質劣化防止策の一つの試みとして低水路掘削による水質変動の推定を河口堰より約10km上流の河道区間で行った。この工法により水質浄化が可能であることが示された。揚水を伴う海岸部自由地下水帯における塩分挙動を明らかにするため、砂増モデル実験結果と流両ポテンシャル理論に基づく解析結果とを比較考察した。得られた結論を簡潔に示す。1)理論水面形は、特異なケ-スを除けば実測水面をよく再現できる。2)無揚水の場合には理論内部界面はC/Co=0.25の等濃度線(実測)とほぼ一致する。3)揚水を伴う場合、塩分は本理論で得られる界面よりもさらに内陸部へ侵入し、揚水の結果は濃度分散域の拡大として現われる。塩分侵入阻止法と塩分分散機構を明らかにするために数年にわたり行ってきた砂層モデル実験から、次のような結論を得た。1)塩分侵入は移流分散現象として解析しなければならない。そのとき、侵入流速と地点の濃度(濃度分布)の精度の高い計測が必須となる。2)本研究では提示した濃度フラックスに基づく定量的評価は有効である。3)失枝開口条件・揚水条件の相違による侵入現象の相違を分散係数値の変化として評価した。広域地下水の水収支と塩分移動を現地観測資料に基づいて明らかにするため、相関解析、FEM解析などにより総合的に考察した。対称域は吉野川河口域と芦田川河口域である。得られた成果を簡潔に示す。1)タイソン,ウェ-バ-式に基づき約50km^2の吉野川河口域を35領域に分割して、地下水流動量の定量化を行った。その結果は、実測水位等高線の現況を良く再現している。2)節点総数368、要素総数651のFEM解析により、当該地区の塩分挙動の再現計算を行った。分散係数値は0.010.04m^2/dayとなり、他の研究者らが示している他地区の値よりやや小さい。芦田川下流部河川水質の変化特性に関する課題では、諸般の事情で現地観測が実施できず、福山市水道局の過去の調査資料に基づく検討に止まった。河川自流量が極めて少ないことから、水質の改善はなかなか難かしいと予想される。今後有効な水質改善方策を検討する必要がある。
もみ殻由来C/SiOx混合系のLiイオン蓄電デバイス負極活物質としての機能解明

もみ殻の炭化物は,非晶質炭素中に非晶質SiOx(x:02)がナノレベルで分散し,さらに,210 nmの細孔が特徴的に発達したナノ構造で構成される。この独自知見に基づいて,本研究では,容量が大きく,電流応答性に優れ,サイクル寿命が長いC/SiOx系Liイオン電池およびLiイオンキャパシタ向け負極活物質をもみ殻から製造する。活物質中のSiOx含有率,ナノ細孔容積や粒径などの材料物性を変化させ,異なる物性を有する活物質のLiイオン吸蔵放出特性を把握する。そして,Li,C,O,Siの電気化学的反応を追跡することで,もみ殻由来C/SiOx混合系におけるLiイオン吸蔵放出基礎プロセスを明らかにする。
短時間の階段昇降運動がもたらす健康増進効果の検討

わが国では、高齢化の進展に伴って医療や介護に要する費用が増加の一途をたどっている。生活習慣病の予防や生涯にわたる身体的自立に対し、日頃からの運動実施が重要なカギとなることは、今や周知の事実である。ただし、単なる平地歩行ではその効果も限定的であることから、普及が簡単で、かつ一定強度以上の負荷を伴う運動を社会に浸透させることは意義あることと考える。階段昇降運動は、特別な道具が不要かつ天候に左右されないだけでなく、立体移動であるため歩行に比べてより高いレベルの有酸素作業となり、高いレベルの脚筋力発揮を要する。すなわち本研究の目的は、比較的短い階段を使って日常的に階段昇降運動を行うことが、多方面における健康増進効果をもつかを明らかにすることである.具体的方法として、本研究では、60-70歳代の一般中高齢者合計46名(70.5±5.4歳)を対象に75日間の階段昇降運動による運動介入を行い、1血管系障害につながるとされる耐糖能および血清脂質値の維持・改善につながるか、および、2身体的自立に関わる健康指標を維持・改善させるかについて調査した。1に関わる指標として、血糖値、HbA1c値、インスリン値および連続血糖値モニターによる血糖値変動パターンと、血清脂質値(中性脂肪、HDL/LDL-コレステロール)、さらに肝機能(γ-GOT/GPT)などの血液検査値、2に関わる指標として、全身持久性(12分間歩行)、脚伸展筋パワー(椅子からの立ち上がりテスト)、敏捷性(立位前後反復)、さらに骨代謝に関わる血液検査値(オステオカルシン)などを測定し、介入前後でその数値に変化があるかを調査した。その結果、1の指標のうち、HbA1c値、中性脂肪値、HDL-コレステロール値、および連続血糖モニターによる1日のAUC値に、また2の指標のうち敏捷性について機能の改善・向上を示す有意な変化が認められた。計画の段階で被験者群を絞っており、被験者が所属する某地方公共団体の積極的な支援も得られたことで、介入前後の測定場所確保も順調で、各種測定において被験者に負担をかけなくて済んだ。測定自体は順調であったが、得られた結果から新たに確かめるべき課題が浮上した。本研究では被験者の方々が階段昇降運動を実施する具体的なタイミングについては指導をしなかった。しかしながら、自身の過去の研究結果から、食事開始から60-75分後に血糖値の上昇がピーク値に達することが分かっている。従って、今回の介入によって血糖値変動のAUC(エリアアンダーカーブ)が望ましい方向の有意な変化が認められたが、各被験者に対し最良のタイミングで階段昇降運動を行うよう指導すれば、第1回目の測定以上に血糖値の状況がよくなり、HbA1c値なども更に下がることが予想される。各被験者の血糖値変動パターンは把握しているため、今後はこれに被験者から得た食事開始時刻のデータを重ね、運動開始の最適なタイミングを各被験者に知らせることで、今回以上の血糖値変動(AUC値)が得られるかを確かめる。また、今回の研究では、運動介入を行わない対照群についても募集したが、予想に反し、運動群の4分の1程度の人数しか協力者を集めることが出来なかった。よって、今年度は対照群を増やすことも進める。階段昇降時の下りにおいては着地衝撃を伴うため大腿骨頸部などの骨塩量増加が見込める。本研究では、骨代謝マーカーであるオステオカルシン値の増加を予測したが、同値については逆に減少傾向を示した。この理由については不明であるが、秋から冬にかけての介入であったため、日照時間が減少する時期であった。よって、オステオカルシン値の季節変動についても、日照時間がのブル時期にどのような変化を示すかを調査する必要がある。ただしこれについては、資金との関係があるため、測定値に含めない可能性がある。

その結果、1の指標のうち、HbA1c値、中性脂肪値、HDL-コレステロール値、および連続血糖モニターによる1日のAUC値に、また2の指標のうち敏捷性について機能の改善・向上を示す有意な変化が認められた。計画の段階で被験者群を絞っており、被験者が所属する某地方公共団体の積極的な支援も得られたことで、介入前後の測定場所確保も順調で、各種測定において被験者に負担をかけなくて済んだ。測定自体は順調であったが、得られた結果から新たに確かめるべき課題が浮上した。本研究では被験者の方々が階段昇降運動を実施する具体的なタイミングについては指導をしなかった。しかしながら、自身の過去の研究結果から、食事開始から60-75分後に血糖値の上昇がピーク値に達することが分かっている。従って、今回の介入によって血糖値変動のAUC(エリアアンダーカーブ)が望ましい方向の有意な変化が認められたが、各被験者に対し最良のタイミングで階段昇降運動を行うよう指導すれば、第1回目の測定以上に血糖値の状況がよくなり、HbA1c値なども更に下がることが予想される。各被験者の血糖値変動パターンは把握しているため、今後はこれに被験者から得た食事開始時刻のデータを重ね、運動開始の最適なタイミングを各被験者に知らせることで、今回以上の血糖値変動(AUC値)が得られるかを確かめる。また、今回の研究では、運動介入を行わない対照群についても募集したが、予想に反し、運動群の4分の1程度の人数しか協力者を集めることが出来なかった。よって、今年度は対照群を増やすことも進める。階段昇降時の下りにおいては着地衝撃を伴うため大腿骨頸部などの骨塩量増加が見込める。本研究では、骨代謝マーカーであるオステオカルシン値の増加を予測したが、同値については逆に減少傾向を示した。この理由については不明であるが、秋から冬にかけての介入であったため、日照時間が減少する時期であった。よって、オステオカルシン値の季節変動についても、日照時間がのブル時期にどのような変化を示すかを調査する必要がある。ただしこれについては、資金との関係があるため、測定値に含めない可能性がある。当初計画していたよりも対照群の確保が出来ず、そちらでの血液検査費用や連続血糖モニターの必要数が少なくなった。また、所属部局における本務の都合が研究分担者と合わず、研究打ち合わせやデータ解析のための旅費を使用できなかったことも予算の持越しが生じた理由である。
象牙質・歯髄複合体培養系を用いた修復材および覆髄剤検定システムの開発

ヒトの幼若な永久歯から,象牙質と歯髄を含む薄片(象牙質・歯髄複合体試料)を作成し,種々の刺激物質を加えたin vitroの培養系で培養して,その間に生ずる象牙質と歯髄の変化を免疫生物学および病理組織学的手法(分子病理学的手法)を使って経時的に調べ,多くの新たな知見を得てきた.そこで本研究では,これまでに得られた知見をもとに,日常の臨床で用いる種々の修復材や覆髄剤が象牙質や歯髄に及ぼす影響を調べ,これらの材料の新たな検定システムを開発することを目的とした.分子病理学的解析:1)細胞増殖能の確認:一部の培養例(3,7,21日培養例)では,培地に5-bromo-2-deoxyuridine(BrdU)を加えてさらに培養し,その後試料を取り出してパラフィン切片を作成し免疫組織学化学的解析を行って,試料中の各種歯髄細胞の増殖能を調べた.2)各種修復材・覆髄剤による歯髄修復能の検索:培地から試料を回収してパラフィン切片を作成し,一般病理学的検索を行って,使用した各種の修復材・覆髄剤によって歯髄にどのような変化が生ずるかを経時的に検索した.3)各種サイトカイン産生細胞の同定:培養3,7,14,21,30日後に各サイトカインに対する抗体を用いた免疫組織化学的染色を行い,各成分の組織内局在を調べた.さらに各サイトカインのcDNAプローブを使用してin situ -PCRおよびin situ RT-PCR法を行い,各サイトカインmRNAの発現細胞を最終的に同定しつつある.ヒトの幼若な永久歯から,象牙質と歯髄を含む薄片(象牙質・歯髄複合体試料)を作成し,種々の刺激物質を加えたin vitroの培養系で培養して,その間に生ずる象牙質と歯髄の変化を免疫生物学および病理組織学的手法(分子病理学的手法)を使って経時的に調べ,多くの新たな知見を得てきた.そこで本研究では,これまでに得られた知見をもとに,日常の臨床で用いる種々の修復材や覆髄剤が象牙質や歯髄に及ぼす影響を調べ,これらの材料の新たな検定システムを開発することを目的とした.分子病理学的解析:1)細胞増殖能の確認:一部の培養例(3,7,21日培養例)では,培地に5-bromo-2-deoxyuridine(BrdU)を加えてさらに培養し,その後試料を取り出してパラフィン切片を作成し免疫組織学化学的解析を行って,試料中の各種歯髄細胞の増殖能を調べた.2)各種修復材・覆髄剤による歯髄修復能の検索:培地から試料を回収してパラフィン切片を作成し,一般病理学的検索を行って,使用した各種の修復材・覆髄剤によって歯髄にどのような変化が生ずるかを経時的に検索した.3)各種サイトカイン産生細胞の同定:培養3,7,14,21,30日後に各サイトカインに対する抗体を用いた免疫組織化学的染色を行い,各成分の組織内局在を調べた.さらに各サイトカインのcDNAプローブを使用してin situ -PCRおよびin situ RT-PCR法を行い,各サイトカインmRNAの発現細胞を最終的に同定しつつある.1.試料の作成:矯正学的理由で便宜抜歯したヒトの健全な幼若小臼歯(30歯,可能な限り多くの歯を同一個体から得る)の咬合面に,クリーンベンチ内で象牙質に達する1級窩洞(深さ:2mm,径:3mm)を形成した.ついで,これらの歯を自動精密切断機を用いて培地を滴下しながら無菌的に歯軸方向に割断し,象牙質と歯髄を含む約2mmの厚さの試料を作成した.次にこれらの試料の各窩洞に,各種のコンポジットレジンや修復用セメント(修復材),および水酸化カルシウムや酸化亜鉛ユージノールセメント(覆髄剤)をそれぞれ充填し,その周囲を加熱したパラフィンワックスで封鎖して象牙質・歯髄複合体試料を完成した.なお窩洞内に何も充填しなかったものを対照群とした.3.試料の培養:10%ウシ胎児血清(FBS)を含むイーグルMEM(EMEM)培地に,2.で得たLPSを加えた群-炎症歯髄群と,何も加えない群-正常歯髄群を設け,これに1.で得た試料をそれぞれ入れて,37°C,CO25%,湿度100%の条件下で最長30日間まで培養した.4.培養上清中における各種サイトカイン濃度の測定:2日毎に培地を交換し,培養上清中のVEGF,VEGFレセプター,インターロイキン(IL)-1,IL-6およびIL-8タンパクなどの各種炎症性サイトカインの経時的変化をELISAで調べた.ヒトの幼若な永久歯から,象牙質と歯髄を含む薄片(象牙質・歯髄複合体試料)を作成し,種々の刺激物質を加えたin vitroの培養系で培養して,その間に生ずる象牙質と歯髄の変化を免疫生物学および病理組織学的手法(分子病理学的手法)を使って経時的に調べ,多くの新たな知見を御てきた.

そこで本研究では,これまでに得られた知見をもとに,日常の臨床で用いる種々の修復材や覆髄剤か象牙質や歯髄に及ぼす影響を調べ,これらの材料の新たな検定システムを開発することを目的とした.分子病理学的解析:1)細胞増殖能の確認:一部の培養例(3,7,21日培養例)では,培地に5-bromo-2-deoxyuridine(BrdU)を加えてさらに培養し,その後試料を取り出してパラフィン切片を作成し免疫組織学化学的解析を行って,試料中の各種歯髄細胞の増殖能を調べた.2)各種修復材・覆髄剤による歯髄修復能の検索:培地から試料を回収してパラフィン切片を作成し,一般病理学的検索を行って,使用した各種の修復材・覆髄剤によって歯髄にどのような変化が生ずるかを経時的に検索した.3)各種サイトカイン産生細胞の同定:培養3,7,14,21,30日後に各サイトカインに対する抗体を用いた免疫組織化学的染色を行い,各成分の組織内局在を調べた.さらに各サイトカインのcDNAプローブを使用してin situ-PCRおよびin situ RT-PCR法を行い,各サイトカインmRNAの発現細胞を最終的に同定しつつある.
悪性グリオーマにおけるsurvivin遺伝子の機能解析と分子標的治療の確立

Survivinは抗アポトーシス機能を有するとともに、核・細胞分裂にも関わるタンパク質である。我々は以前グリオーマにおいてSurvivin mRNAの発現が悪性度・治療抵抗性に関わることを報告した。故に、我々はSurvivinが悪性グリオーマにおける分子標的治療のターゲットになりうるものと考えた。我々は悪性グリオーマ細胞株U251MG細胞(p53,wild type)およびD54MG細胞(p53,mutant type)においてSurvivinを抑制すると、正常な紡錘体形成が阻害され、核・細胞分裂障害が起こり、異数倍体が多数生じることを発見した。次にSurvivinの抑制による放射線感受性への影響について検討した。latephase(第14日)では両細胞群とも放射線感受性の増加を認めたものの、early phase(第15日)ではU251MG細胞においてのみ放射線増感作用が確認できた。これはp53の機能障害が、Survivinの機能障害と何らかの相互作用を示すものと考えられた。これらの結果から、Survivinは放射線感受性の見地から見た悪性グリオーマの分子標的治療のターゲットに成りうることが期待され、さらにp53がその治療効果に影響することが示唆された(論文投稿中)。一方、我々は悪性グリオーマの臨床検体における蛋白レベルでのSurvivinの発現についても検討を行った。我々はSurvivinの細胞内における局在が、治療反応性に影響するのものと推測し、51例の臨床検体を用い、免疫染色による検討を行った。細胞内での局在を、核群(10例)、細胞質群(22例)、核・細胞質群(19例)の3群に分類した。生存解析の結果では、核・細胞質群は他の2群と比較し有意に生存期間が短く、核・細胞質両方においてSurvivinの発現を認める症例では、治療抵抗性が増すものと考えられた。初年度は、まずglioma培養細胞(U251MG、D54MG)においてRNAiによりsurvivinをknock downするための条件設定を行った。SurvivinのRNAiの塩基配列を決定し作成、リポフェクションにて導入を行った。Western blotting法にて、knock down細胞におけるsurvivinの発現をタンパクレベルで評価した。Survivinをknock downした細胞は、ギムザ染色・フローサイトメトリー解析において細胞質の腫大と多核化を示すことが判明した。これらの変化から、survivinのchromosal passenger (Aurora B、INSENPと共同し細胞質分裂に関わる)としての機能が抑制されたため、核の分裂は行われるものの、細胞質が分裂していないことが予想された。従来のapoptosis阻害因子としての働きを見るため、knock down細胞におけるchemosensitivityの変化をMTT法で確認したが、従来の報告のように、survivinの抑制でapoptosisが起こりやすくなるという結果はでなかった。また、knock down細胞はアポトーシス死ではなく分裂死と呼ばれる細胞死の経過をとっていることが推測された。以上の結果からは、survivinはkock downすること自体で細胞増殖を抑制する作用が強いこと、最終的には分裂死を来すことが判明した。現在、細胞死の機序を明らかにするため、アポトーシス関連タンパク、細胞周期のチェックポイントに関連する酵素等の動態を免疫染色、ウエスタンブロット等で解析を進めている。本年度は、悪性グリオーマ細胞においてSurvivin抑制により、放射線・化学療法(ACNU)への感受性がどのように変化するのか検討した。Earlyphaseの効果は、Tripan-blue exclusion test (Day 1Day 5)を用いて評価し、late phaseの効果はclonogenic assay (Day 14)を用いて評価した。

また、p53 mutant typeであるU251MG細胞株とp53 wild typeであるD54MG細胞株を用いることで、p53の関与についても併せて検討した。Clonogenic assayでは、両培養細胞株においてコントール群(Survivin siRNA非導入細胞)と比較し、コロニー形成能の低下を認め、Survivin抑制による放射線・化学療法感受性の亢進が確認できた。ところがtrypan-blue exclusion testによるearly phaseの評価では、U251MG細胞では感受性の亢進を確認できたものの、D54MG細胞では、コントロール群と比較しむしろ耐性となった。この違いが生じる機序として、我々はchromosomal passengerとしてのSurvivinと細胞周期の重要な制御因子であるp53が、何らかの相互作用を及ぼしているものと考えた。前年度、Survivin抑制により核分裂異常が生じることを明らかにしたが、我々はさらにp53機能の有無により、核異常の程度あるいは形態が異なっているのではないか、それが染色体不安定性の違いを生じることにつながり、治療感受性に差がでるのではないかと推測した。そこで蛍光染色法による、より詳細な核形態の評価を行った。やはりU251MG細胞では、核の形態異常、多核化の程度が著しく、p53の機能不全が染色体の不安定性をより助長するものと推測された。今後、さらに動物実験による検討を進める予定である。
最適な地域医療システムの研究

本研究では、地域医療制度のモデルを考察した。地域医療は、医療機関と患者の距離の大小、それによる1医療機関あたりの患者数の大小によって特徴付けられる。これらの条件の違いは、医療機関のサービスの品質選択、立地に影響を及ぼすと思われる。一定の条件の下で、プライマリーケア医システムが社会的に望ましい医療制度であることが明らかになった。ただし、地域の条件によって、この解が最適な解ではないこともあり得、地域の置かれた条件によって、医療制度のあり方は影響を受けることが分かった。「遠隔地医療」、「過疎医療」として長く特徴付けられてきた、地域医療は、患者一人あたりの医療サービス供給者数が少なく、患者の医療サービス供給者訪問の費用が高いこと、特に病院を中心とする固定費用の大きな二次医療・三次医療を提供するサービス供給者が十分に規模の経済性を実現できない状況でサービスを供給しており、赤字の状況にあること、病院がソフトバジェット(Soft Budget)の問題に直面していることなどの特徴がある。本研究は、地域医療における主として(公立)病院に関わる問題を理論的・実証的に解明すると同時に、最適な地域医療制度の在り方について明らかにすることを目的としている。平成22年度は、地域医療制度のモデルを構築するために先行研究のサーベイを行い、予備的な考察を行った。Levaggi(2009)、Gravelle(1999)、Gravelle and Masiero(2000)を含め、本研究に関連する一連の最適費用償還方式の文献をサーベイし、地域医療制度のモデルを検討した。また、地域医療を考える上で、現実には公立病院が重要な役割を果たしているが、なぜ私的病院ではなく公立病院でなければならないのか、は必ずしも明らかではない。そこで公立病院に関する理論的・実証的な考察を行った。さらに公立病院のソフトバジェット問題について、理論的な研究、Kornai(2009)、Levaggi and Montefipri(2005)を中心にサーベイし、と同時に実証的な研究であるShen and Eggleston(2008)も参考にした。理論的な考察を行う上で、地域医療の現状の客観的把握は重要であるが、今年度は既存の統計資料に基づいて、整理を行った。平成23年度は、地域医療制度のモデルを構築することを試みた。地域医療は、医療機関と患者の距離の大小、それによる1医療機関あたりの患者数の大小によって大きく特徴付けられ、その差異が、患者の健康及び医療機関の収支状況、診療への努力等の経営に及ぼす影響の地域による差異を生み出すと考えられる。医療機関の中でも病院の様に、サービスの品質の高い医療機関は、重度の診療を行うことができ、患者の健康維持について大きな役割を担える一方、医療技術投資による固定費用が高くなることで、技術が規模の経済性の要素を持つようになり、患者数の多寡が採算性に影響を及ぼすことになる。このような条件の下で、価格規制のあり方、医療機関の立地のあり方を考察すると、一定の条件の下で、プライマリーケア医システムが社会的に望ましい医療制度であることが明らかになった。ただし、地域に関わる条件によって、この解が最適な解ではないこともあり得、地域の置かれた条件によって、医療制度のあり方は影響を受けることが分かった。地域医療において重要な役割を果たしている公立病院のソフトバジェット問題について、関連する文献を概観し、日本の公立病院のガバナンス研究の準備を行った。上記の理論的研究の実証研究の準備のため、具体的な地域を取り上げて、予備的考察を行った。今年度は、都市部、遠隔地、離島地域を同時に保有している鹿児島県を例に取り上げて、データ収集及びその整理、予備的ヒアリング調査を行った。「遠隔地医療」として長く特徴付けられてきた、地域医療の特徴は、以下の通りである。1患者一人あたりの医療サービス供給者数が少ない。2その結果、患者の医療サービス供給者訪問の費用が高い。3特に病院を中心とする固定費用の大きな二次医療を提供するサービス供給者が十分に規模の経済性を実現できない状況でサービスを供給している。4赤字の状況にある。5社会保険診療報酬制度、薬価基準制度による価格規制が行われている。6二次・三次医療のサービスを中心的に供給している公立病院がソフトバジェット(Soft Budget)の問題に直面している場合が多い。本研究では、地域医療におけるこれらの特徴を踏まえて、価格規制、費用負担のあり方も含めた財源問題について検討し、最適な地域医療制度の在り方について考察を行った。地域医療は、医療機関と患者の距離の大小、それによる1医療機関あたりの患者数の大小によって特徴付けられ、その差異が、患者の健康及び医療機関の収支状況、診療への努力等の経営に及ぼす影響の地域による差異を生み出すと考えられる。

医療機関の中でも病院の様に、サービスの品質の高い医療機関は、高い品質の診療を行うことができ、患者の健康維持について大きな役割を担う一方、固定費用が高くなることで、技術が規模の経済性の要素を持つようになり、患者数の多寡がその採算に影響を及ぼす。このような条件の下で、価格規制のあり方、医療機関の立地のあり方を考察すると、一定の条件の下で、プライマリーケア医システムが社会的に望ましい医療制度であることが明らかになった。ただし、地域の条件によって、この解が最適な解ではないこともあり得、地域の置かれた条件によって、医療制度のあり方は影響を受けることが分かった。地域医療のモデルの構築及び考察に関しては、予定通り行えているが、公立病院のソフトバジェット問題を含むガバナンスに関する研究が予備的考察に終わっており、最終年度に挽回したい。24年度が最終年度であるため、記入しない。地域医療のモデルに関しては、今年度中に論文としてまとめることに注力し、実証研究も同時並行で推進したい。公立病院のガバナンスに関わる研究については、早期に理論研究を行うと同時に年度内に実証研究まで行えるように努力したい。
基地局連携セルラネットワークの実現に向けた要素技術の研究試作と標準化

本研究開発では,第5世代セルラシステムの中核を成す基地局連携ヘテロジニアスネットワークの基本アーキテクチャを考案し,システムの運用に必要となるユーザアソシエーション・ダイナミックON/OFF制御・ダイナミッククラスタリングなどの各種無線リソース制御アルゴリズムを構築するとともに,システムレベルシミュレーションを行うことで第4世代セルラシステムに比べて1000倍以上のシステム容量が実現できることを証明した.また基地局連携C-RANデモンストレータを構築することでその実現性を実証するとともに、そのインターフェースや制御方式を国際標準化機関である3GPPに提案し標準規格への貢献を行った.本研究では,今後の基地局連携セルラネットワークの実用化を見据えて,従来のセルラネットワークから新たに必要となるバックホールネットワーク,基地局ハードウェア,および信号処理アルゴリズムを提案し,試作実装によりその実用性および有効性を証明することを目標としている.本研究課題の初年度である平成24年度は,(1)共有型RRHのハードウェアアーキテクチャの設計,(2)自律型動的クラスタリングアルゴリズムの構築,および他研究機関と連携した(7)国際標準化活動を行った.(1)では次年度以降に試作するハードウェアの設計を行った.本研究課題で採用する提案手法では,従来手法と異なり1つの光張出し無線部(RRH)を複数の基地局ユニットが共有することで,ユーザのロケーションに応じたダイナミックなクラスタリングを実現する.研究項目(1)では共有型RRHのハードウェアアーキテクチャを明らかにしただけでなく,共有RRHを活用した非線形干渉キャンセラの提案も行った.研究項目(2)では,項目(1)のアーキテクチャを採用する複数の基地局ユニットにおいて,自律分散的に競合することなるクラスタリングおよびクラスタへの無線リソース割当てを行う制御アルゴリズムを構築した.また提案アルゴリズムの特性をセルラネットワークのシステムレベルシミュレータを用いて評価し,セルエッジスループットを従来ネットワークに比べて100%近く改善することを明らかとした.これらの成果は国際学会で発表するとともにジャーナルへの論文投稿を準備している.(7)の国際標準化に関しては国際標準化団体3GPPにおいてその基本コンセプトが採択されたものの,基地局連携を実現するバックホールネットワークの構造までは踏み込めていない.今後はより概念を拡張したクラウドRANを標準化する団体などと連携してバックホールの改変を推し進めたい.本研究は基地局連携技術をセルラネットワークに適用することを目的としている。最新のセルラネットワークの構成は、カバレッジの広いマクロセルにカバレッジの小さいピコ基地局をオーバーレイさせるヘテロジニアスネットワークの構成が主流になりつつある。本研究では基地局連携を適用するターゲットをこれまで明確にしてこなかったが、今後ヘテロジニアスネットワークの構成になることを鑑み、ピコ基地局をターゲットとして研究開発を進めることとした。ヘテロジニアスネットワークでは、マクロセルとピコセルのカバレッジがオーバーラップしているため、ピコセルは一様なカバレッジを必ずしも実現する必要はなく、ユーザが集中するホットスポットをピコ基地局間の連携により如何に収容するかが研究課題となる。これらの背景の下、平成25年度は1複数ピコ基地局で基地局連携MU-MIMO通信を行うためのユーザスケジューリングアルゴリズムに関する研究、2大規模なピコ基地局連携を行うためのピコ基地局指向性(無線リソース)の最適制御アルゴリズムに関する研究、3基地局連携クラスタ間干渉の非線形干渉キャンセラに関する研究、4光張出し基地局(RRH)構成を用いた基地局連携モジュールの試作を行った。4のハードウェア試作は、他のプロジェクトで開発したハードウェアを平成25年度と平成26年度の2年間をかけて拡張を行い、最終的に4基地局で基地局連携が行えるシステムにする予定である。なお当初研究計画に含まれていた国際標準化活動であるが、現在活動が進められている3GPP Rel.12ではヘテロジニアスネットワーク自体に関する標準化が主として進められており、その上で運用するピコ基地局間の連携にまでは議論が及んでいないため本年度はその活動を見送った。本研究開発の3年目である平成26年度は,プロジェクト全体の中間点であるため研究計画の見直しを行った.3GPP Rel.11における基地局連携ではマクロ基地局間の連携通信を想定していたが,Rel.12以降ではマクロセルの中にスモールセルを多数設置するヘテロジニアスネットワークを想定しているため,本プロジェクトも国際標準化の流れに合わせて,スモールセル間の基地局連携通信にターゲットを絞り研究開発を進めた.そのために平成24年度と25年度に研究を行った2動的クラスタリングに関する研究,4無線リソース制御に関する研究,3ユーザスケジューリングに関する研究をスモールセル環境に応用し項目8として再設計を行った.またこれらの要素技術を統合したセルラネットワークのシステムレベルシミュレータを構築し,スモールセルを活用したヘテロジニアスネットワークが現状のセルラネットワークの容量を1000倍以上に拡大可能であることを実証するとともに,ダイナミックな無線リソースの制御によりネットワーク全体の消費電力を削減可能であることを示した.また研究項目6の提案型RRHのハードウェア試作と評価では,平成24年度に設計した1共有型RRHハードウェアアーキテクチャをスモールセル環境に適した構成に変更し平成25年度に開発した基地局連携信号処理ボードにファームウェアとして実装を行った.またこれらの共有型RRHを束ねる基地局連携コントローラを開発し光フロントホールを介して共有RRHと接続可能であることを確認した.また項目7の国際標準化ではリリース13およびそれ以降への発展を見越して,光張出し基地局を前提としたクラウドRANにおけるダイナミック制御プロトコルを構築した.(※ただし上記1234678の番号は研究計画調書の研究計画・方法の項目番号である.)

本研究開発の4年目である平成27年度は,平成26年度の研究計画見直しを受けて,8ヘテロジニアスネットワークにおけるスモールセル間の基地局連携にターゲットを絞り,これまでに研究開発を行った2動的クラスタリング(スモールセル基地局の動的ON/OFF),3ユーザスケジューリング(ユーザアソシエーション),4無線リソース制御(ビームフォーミング)をソフトウェアデモンストレータ(システムレベルシミュレータ)とハードウェアデモンストレータ(室内実験システム)に実装し,動作検証と特性解析を行った.平成26年度は特性評価の指標としてシステム容量のみを解析していたが,平成27年度はそれに加えて電力効率・ユーザ満足率の解析を行い,いずれも良好な結果が得られることを明らかとした.またハードウェアデモンストレータでは,6の共有型RRHを用いた基地局連携クラウドRANに従来の2GHz帯を用いたマクロ基地局と60GHz帯を用いたスモールセル基地局を接続し,データ/制御分離(C/U)分離を活用したダイナミックな連携制御(データプレーンのシームレスハンドオーバ)を実証した.以上により当初計画していた基地局連携セルラネットワークの要素技術に関する研究は完了である.また7の国際標準化では,3GPPリリース13においてデータ/制御分離(C/U)分離を活用したダイナミックな連携制御を3GPP参加メンバーを介して標準化を行った。現在は第5世代セルラネットワーク(5G)の標準化活動が平成27年12月より3GPPリリース14として開始されている.その中の一つの課題が本研究開発で取り組んでいるヘテロジニアスネットワークにおける基地局連携リソース制御技術である.本研究開発では,この状況を鑑みて,研究期間を1年間延長し,これまでの研究成果を5Gに活用する取り組みを行う.(※ただし上記234678の番号は研究計画調書の研究計画・方法に記載の項目番号である.)本研究開発では,基地局連携セルラネットワークを実現するうえで必須となる要素技術およびハードウェアアーキテクチャを世界に先駆けて確立することを目的としている.研究成果としては平成25年度までに1アーキテクチャ,2クラスタリング,3スケジューリング,4無線リソース制御の要素技術を完成させ,また5の共有型RRHモジュールの試作を完了させている.また平成26年度には8ヘテロジニアスネットワークにおけるスモールセル間の基地局連携にターゲットを絞り,これまでに研究開発した要素技術を応用するとともに6基地局連携クラウドRANのデモンストレータを開発した.平成27年度はこれらを統合し提案する基地局連携セルラネットワークが第5世代セルラネットワークの要求条件を満たすことを証明している.第5世代セルラネットワークへの応用に関しては当初計画にはない大きな拡張であり,本研究開発は当初計画以上に進んでいると言える.(※ただし上記1234568の番号は研究計画調書の研究計画・方法に記載の項目番号である.)
自然な端末間コミュニケーションのための姿勢変化に伴う頭部・視線運動計測と音源定位

近年,端末間コミュニケーション手段として,カメラやマイクを設置して映像や音声を伝送することが行われているが,その際,奥行き情報としてのユーザの姿勢を利用しているものは,多くはない.本研究では,端末の前でユーザが頭部(顔)の観察姿勢を変化させた時に,その顔の位置と姿勢を算出し,カメラを搭載した遠隔地にあるロボットアームの位置と姿勢を制御するシステムを実装した.ユーザの観察とロボットのアームの制御の同調により,単なるウェブカメラでの観察のような上下左右に対象を観察(2自由度)するだけではなく,位置の変化を実現することにより,ユーザが遠隔地で観察場所を移動して観察しているかのように対象物を観察することができるシステムを実現した.ユーザ側の処理系で,端末に表示された映像を観察するユーザを2台のカメラで撮影し,色情報(肌色,黒色)を利用して顔領域を抽出し,得られた顔領域内の色情報から目と口の領域を抽出した.これらの特徴領域に対して三角測量法を用いて,3次元位置(3自由度)を算出する.目と口は同じ平面上にあることを仮定して,この面の法線方向を顔姿勢(2自由度)の値とした.これらの値を,イーサネットで接続された遠隔地の処理系に送り,ロボットアームの制御(位置及び姿勢:5自由度)を行った.ロボットアームにはCCDカメラが搭載され,この映像はユーザ側で表示される.このシステムに対して,操作性を検討した.映し出された対象物の側面位置に,ロボットアームに搭載されたカメラ位置を移動させ,側面を画面中央に映し出させる課題を行ったところ,適切な時間内で実行することができた.近年,端末間コミュニケーション手段としてカメラやマイクを設置して映像や音声を伝送することが行われているが,その際,奥行き情報としての姿勢の利用は,多くはない.ユーザが端末に表示されている映像に対して,左右から覗き込むような姿勢(奥行き情報)変化から,対象の映像の側面を観察したいという意思を読み取り,側面を映し出すことができれば,端末間の通信により新しい表現を得ることができる.本研究では,端末の前のユーザが姿勢を変化した際,ユーザの姿勢奥行情報を推定するための顔画像と音声を利用したインタフェースを実装した.端末に表示された映像を観察するユーザを2台のカメラで撮影するとともに,4台のマイクロフォンでユーザの音声の取得を行った.2台のカメラで撮影した画像は,色情報(肌色)を利用して顔領域を抽出し,得られた顔領域内の色情報から目領域を抽出する.この目領域に対して三角測量法を用いて,目の3次元位置を算出する.一方,マイクで取得した音声を元に,各マイク間の音波到達時間差により,口の3次元位置情報を算出する.左右の目と口で形成する面の方向からユーザの顔姿勢を算出する.このインタフェースを用いて,遠隔地にあるアクティブカメラの制御を,ユーザの姿勢変化により行なうシステムを実装し,操作性を検討した.アクティブカメラによる目標物の探索課題を行ったところ,画像の中央に目標物を捕らえることが適切な時間内で実行できた.一方,映像の対応づけによる奥行き推定の精度を向上させるための検討も行った.実際の計測時に含まれる誤差を検討し,カメラの運動を事前知識として利用した際の奥行き推定の振る舞いを分析した.これにより従来法の映像間の対応のみによる方法よりも,事前知識の利用による方法の方が,奥行き精度の向上が見られる誤差の範囲が確認された.近年,端末間コミュニケーション手段として,カメラやマイクを設置して映像や音声を伝送することが行われているが,その際,奥行き情報としてのユーザの姿勢を利用しているものは,多くはない.本研究では,端末の前でユーザが頭部(顔)の観察姿勢を変化させた時に,その顔の位置と姿勢を算出し,カメラを搭載した遠隔地にあるロボットアームの位置と姿勢を制御するシステムを実装した.ユーザの観察とロボットのアームの制御の同調により,単なるウェブカメラでの観察のような上下左右に対象を観察(2自由度)するだけではなく,位置の変化を実現することにより,ユーザが遠隔地で観察場所を移動して観察しているかのように対象物を観察することができるシステムを実現した.ユーザ側の処理系で,端末に表示された映像を観察するユーザを2台のカメラで撮影し,色情報(肌色,黒色)を利用して顔領域を抽出し,得られた顔領域内の色情報から目と口の領域を抽出した.これらの特徴領域に対して三角測量法を用いて,3次元位置(3自由度)を算出する.目と口は同じ平面上にあることを仮定して,この面の法線方向を顔姿勢(2自由度)の値とした.これらの値を,イーサネットで接続された遠隔地の処理系に送り,ロボットアームの制御(位置及び姿勢:5自由度)を行った.ロボットアームにはCCDカメラが搭載され,この映像はユーザ側で表示される.このシステムに対して,操作性を検討した.映し出された対象物の側面位置に,ロボットアームに搭載されたカメラ位置を移動させ,側面を画面中央に映し出させる課題を行ったところ,適切な時間内で実行することができた.