hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
柔道における頭部外傷発生メカニズムの解析と効果的予防対策の確立

柔道の投技で生じる頭部衝撃力を自動車衝突試験用ダミーにて定量評価した.大外刈と大内刈では,後方へと投げられたダミーの後頭部位が畳に接触した瞬間に並進及び回転加速度のピーク値を示した.したがって頭部打撲回避が頭部外傷発生の防止につながる.また畳下に緩衝マットを敷くことで,畳への頭部打撲時における並進加速度は有意に低減するが,回転加速度は減少しなかった.さらに,2つの投技の頭部加速度ピーク値を相対比較すると,並進加速度では大外刈よりも大内刈で高く,回転加速度は大内刈よりも大外刈で高値を示し逆の様態を呈した.すなわち,異なる投技における頭部挙動の違いが加速度動態にも相違を生じさせることが示唆された.本研究は,柔道の投げ技にて,投げられた際に生じる頭部衝撃力を定量的に評価し,受け身(衝撃を緩衝させる動作)が遂行できない状況での頭部外傷発生機序について解明することである.その際,自動車衝突試験にて頻用されているダミーを用い,自動車の安全対策分野で確立された方法論を応用することで,安全対策の根拠となる基礎的知見を得ることを目的としている.初年度である平成25年度は,当初の予定通り自動車衝突試験用ダミーを用いた「背負投げ」の頭部衝撃力測定を特別の試験専用施設にて実施することができた.解析内容については,頭部加速度(並進,回転),Head Injury Criterion(HIC)とした.また,柔道にて重症外傷をもたらしている頚部傷害の指標(頚部荷重)についても合わせて測定し,さらに3Dの動画撮影による動作解析を実施することでより詳細な検討を試みた.その結果,頭部傷害基準であるHIC値は,総じて高値(頭蓋骨骨折等をもたらす)を示さないことが判明した.またHIC値の大小をわける要因の1つとして,頭部速度X成分との相関関係が窺われる.さらに頚部傷害指標による解析結果からは,AIS2レベルの傷害を生じさせる可能性について示唆された.2年目以降は,「人(柔道熟練者)」での測定を予定しており,頭部を打撲させず,受け身を完遂させる実験プロトコルにて行う,そしてダミー実験との比較し,より詳細な検証をする.本研究は,柔道の投げ技にて,投げられた際に生じる頭部衝撃力を定量的に評価し,受け身(衝撃を緩衝させる動作)が遂行できない状況での頭部外傷発生機序について解明することである.その際,自動車衝突試験にて頻用されているダミーを用い,自動車の安全対策分野で確立された方法論を応用することで,安全対策の根拠となる基礎的知見を得ることを目的としている.前年(平成25年)度は自動車衝突試験用ダミーを用いて柔道の投技で投げられた際の頭部衝撃力について解析を進め,さらに柔道で重症外傷をもたらしている頸部傷害の発生メカニズムについても検討するべく頸部荷重量を測定した.その結果「背負投」では頸部における重症損傷を負う可能性があることがわかった.そして,平成26年度は当初の予定通り,「人(柔道熟練者)」での頭部衝撃力を測定する実験を行った.対象施技は「大外刈」「大内刈」「背負投」「体落」の4つとした.その結果,頭部打撲が生じることなく,受け身技術を駆使することで,大きく頭部衝撃力を低減させることが客観的に明らかにすることができた.本研究は,柔道の投げ技にて投げられた際に生じる頭部衝撃力を定量的に評価することである,そして,受け身(衝撃を緩衝させる技術動作)が適切に遂行できない状況下での頭部外傷発生メカニズムを解明することで,柔道での重症頭部外傷の発生防止に向けた効果的予防対策を確立させることである.初年度(平成25年)は,自動車衝突試験にて頻用されている歩行者ダミーを用いることで,柔道の投げ技により床面(畳)への直接頭部打撲が伴う状況下での頭部衝撃力(頭部加速度)を検討した.また,頸部荷重量についても合わせて測定し検討をした,すなわち,自動車安全対策分野で確立された方法論を応用することで,柔道での重症頭部外傷発生機序の解明に迫った.平成26年度は,前年度のダミー実験と同様の投げ技を用いて,「人(柔道熟練者)」での頭部衝撃力を測定する実験を行った.すなわち,柔道の投げ技で投げられた際(頭部打撲をせずに,受け身技術を遂行した場合)に生じる頭部加速度を定量評価し,これらの状況下における頭部衝撃力について明らかにした.そして,最終年度(平成27年)は,これまでに得ている「ダミー」を用いた実験データと「人」でおこなった実験データについて,より詳細な解析作業(衝突速度解析,画像解析等)に取り組むとともに,これらのデータを比較することで,重症外傷発生の有無を分ける要因究明について検討した.その結果,床面(畳)への直接的頭部打撲が伴うことが重症外傷発生の最も大きな要因の一つであることが明らかとなった.柔道の投技で生じる頭部衝撃力を自動車衝突試験用ダミーにて定量評価した.大外刈と大内刈では,後方へと投げられたダミーの後頭部位が畳に接触した瞬間に並進及び回転加速度のピーク値を示した.したがって頭部打撲回避が頭部外傷発生の防止につながる.また畳下に緩衝マットを敷くことで,畳への頭部打撲時における並進加速度は有意に低減するが,回転加速度は減少しなかった.さらに,2つの投技の頭部加速度ピーク値を相対比較すると,並進加速度では大外刈よりも大内刈で高く,回転加速度は大内刈よりも大外刈で高値を示し逆の様態を呈した.すなわち,異なる投技における頭部挙動の違いが加速度動態にも相違を生じさせることが示唆された.

平成25年度実施の自動車衝突試験用ダミーを用いた頭部加速度測定の結果に対比させるべく,平成26年度は「人」による頭部打撲が生じない状況下での頭部加速度等の測定実験を滞りなく実施できた.すなわち,通常の柔道練習で展開されている投げ技により投げられたことで生じうる頭部への衝撃力を明らかにすることができた.スポーツ科学柔道で生じる重症頭部外傷の発生メカニズムを解明するため,ダミーを用い直接的頭部打撲がともなう状況下での頭部衝撃力を明らかにしてきた.さらに「人」にて通常の柔道練習時で行われている頭部打撲を伴わない投技を想定した状況下での頭部衝撃力測定も行い検討を重ねてきている.今後はこれまでの研究成果を精査し,次なる実験実施に向けた詳細部分(ダミー使用による実験方法の可能性詮索)を詰めていきながら高度かつ良質な実験遂行の実現を目指す.実験自体は,当初の予定通りに実施できている.しかしながら,25年度内に「人」にも装着できる加速度計器機の選定および購入までを予定していたが,殊の外時間を要しそこまでには至らなかった.より良い実験実施を考慮すると,器機選定(もしくは作成)においては妥協できず,現在鋭意検討している段階となっている.今後,平成26年度に予定している実験実施に向け対応を図っていく.平成25年度に購入予定であった人体に装着できる加速度計機器一式を購入することができた.また研究協力者等への謝金,人件費が予定よりも支出が少なかったこともあり,若干の残額が生じた.平成25年度は,柔道の投げ技である「背負投げ」の頭頚部衝撃力を測定し定量的評価をすることができた.そして平成26年度は「人」にて,投げられた際に頭部を打撲しない状況を想定し,頭頸部に加わる衝撃力について定量評価することを予定している.すなわち,柔道における頭部外傷発症機序のさらなる解明に向け検討をしていく.本研究結果について,国際学会での発表が決定しており,それに係わる旅費等の支出が生じる.さらには,平成27年度に実験で使用する機材購入も予定している.平成25年度の物品費予算にて,平成26年度に行う実験にて使用予定である,人体に装着できる加速度計器機一式を購入予定であったが,最適器機の選定に検討を要しており,年度内の購入には至らなかった.今後,本実験に最適と思われる加速度計器機一式を選定し,予算執行できるように鋭意検討を進捗させる.そして,平成26年度内に予定している実験実施に向けた準備を順次整備していく.
ＣＲ多様体の微分幾何的研究

本年度は,複素強擬凸領域上のCheng-Yau計量と境界のCR構造という対応の実類似である,局所平坦射影多様体の強凸領域上のBlaschke計量と境界の共形Codazzi構造という枠組みで研究を行った.特に,昨年度にBlaschke計量の体積展開から構成した境界の不変量に対する理解を深めるために,境界の幾何構造について詳しく考察した.この幾何構造は第二基本形式から定まる共形構造と, Gauss-Codazzi方程式を満たす対称3テンソル(Fubini-Pick形式)によって特徴づけられ, Burstall-Calderbankの提唱する「放物型部分幾何」の例となっている.この幾何学に対してアンビエント計量やトラクター接続などの構成を与えた.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、CR多様体の微分幾何的な性質について、完備ケーラー・アインシュタイン計量とそのCR無限遠境界という枠組みで研究を行った。この枠組みは、理論物理学との関連で重要な、ポアンカレ・アインシュタイン計量と共形無限遠境界という設定の複素版と考えられ、近年さかんに研究されている。私はとくに、ケーラー・アインシュタイン計量の繰り込まれた特性類や繰り込み体積を利用して得られる大域的なCR不変量を中心に研究を行った。まず、繰り込まれたチャーン類に対するガウス・ボンネ公式の境界項として得られるCR不変量を調べるため、繰り込み接続の幾何的な性質を調べた。その結果、この接続はアンビエント計量と呼ばれる標準束上の自然な計量が定める射影構造をあらわしていることが分かった。この成果は、このCR不変量が多様体の射影微分幾何的構造と関連していることを示しており、不変量の性質を知る上で重要になると考えられる。次に、ケーラー・アインシュタイン計量の繰り込み体積を考察した。繰り込み体積は、そのままでは発散してしまう体積を、自然な定義関数に関して漸近展開し、定数部分や対数項を取り出したものである。私は、定義関数として複素モンジュ・アンペール方程式の近似解を用い、アインシュタイン方程式を利用して繰り込み体積を計算した。その結果、繰り込み体積は、Q'曲率と呼ばれる境界の大域的CR不変量と一致することが示された。また、この公式を利用して5次元のCR多様体に関するQ'曲率を、田中-ウェブスター接続の曲率とトーションで具体的に記述した。その結果、ガウス・ボンネ公式の境界項として得られる不変量とQ'曲率は互いに異なる不変量を与えていることが分かった。今年度は主に射影微分幾何に関する研究を行った。単位球上の双曲計量には、PoincareモデルとKlein(projective)モデルというふたつのモデルがある。PoincareモデルはPoincare-Einstein計量と呼ばれる境界付き多様体上の完備計量に一般化され、理論物理学との関連から、体積繰り込みと境界の共形幾何との結びつきがよく研究されている。一方Kleinモデルの一般化としては、Euclid空間内の強凸領域上のBlaschke計量がある。Blaschke計量は、実Monge-Ampere方程式の解を用いて定義され、1次分数変換の作用で不変という性質を持っている。今年度の研究では、実Monge-Ampere方程式を一般の局所平坦な射影多様体の中の強凸領域上に拡張し、Blaschke計量を一般化した。さらに、実Monge-Ampere方程式の近似解を構成し、Blaschke計量の体積展開を考察した。その結果、Blaschke計量はPoincare-Einstein計量と同様の展開をもち、境界が奇数次元のときは定数項が、境界が偶数次元のときは対数項が、それぞれ射影不変量になることが分かった。また、共形幾何におけるQ曲率やGJMS作用素が射影幾何においても定義可能で、体積展開の対数項が境界でのQ曲率の積分に等しいことを示し、領域の変形に対する変分公式を計算した。第1変分はMonge-Ampere方程式の近似解構成の際に現れる障害で表すことができ、第2次変分はGJMS作用素をもちいて表すことができる。これらの結果は、複素多様体の強擬凸領域上の完備Kahler-Einstein計量とそのCR境界という設定の実多様体版とも考えられ、CR幾何学の研究においても重要なものと考えられる。本年度は,複素強擬凸領域上のCheng-Yau計量と境界のCR構造という対応の実類似である,局所平坦射影多様体の強凸領域上のBlaschke計量と境界の共形Codazzi構造という枠組みで研究を行った.特に,昨年度にBlaschke計量の体積展開から構成した境界の不変量に対する理解を深めるために,境界の幾何構造について詳しく考察した.この幾何構造は第二基本形式から定まる共形構造と, Gauss-Codazzi方程式を満たす対称3テンソル(Fubini-Pick形式)によって特徴づけられ, Burstall-Calderbankの提唱する「放物型部分幾何」の例となっている.この幾何学に対してアンビエント計量やトラクター接続などの構成を与えた.複素強擬凸領域とCR境界という枠組みの実類似と考えられる、射影多様体の強凸領域とその境界という設定で、体積繰り込みやGJMS作用素、Q曲率といった重要な概念を考察することができたから。今後はBlaschke計量の体積繰り込みを、境界上に定まる幾何構造の観点から研究し、特にCR幾何の場合と異なる現象を見出すことに主眼をおいて考察していきたい。また実射影構造の代わりに複素射影構造を考えることで、CR幾何への直接的な応用も研究する。

CR多様体の大域不変量の研究において基礎となる幾何学的対象の理解を深めることができ、また不変量の具体的な表示式も得られたから。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後の研究は、ケーラー・アインシュタイン計量の繰り込み接続と深く関連していると考えられる射影構造という観点から、大域不変量の研究を続けていく。また、CR構造の変形に関する不変量の振る舞いを調べることによって、幾何的な意味を調べる。
ソーラー試験による熱－光ハイブリット活性水分解デバイスの創製

太陽集熱をエネルギー源として運転される二段階水熱分解サイクルにおいて反応媒体となる反応性セラミック(酸化還元金属酸化物)に、光半導体特性を有する金属酸化物をドープし、これを用いて発泡体構造の反応デバイスを作製する。これを可視光照射によって反応試験することにより、従来よりも低温において作動する「熱-光ハイブリッド活性型反応性セラミックデバイス」の創成を目指した。熱活性の高いセリウム酸化物(セリア)と、光触媒活性を持つ鉄酸化物の固溶体を担持した小型の発泡体デバイスをサンシミュレータからの疑似太陽集光で試験した結果、従来の1500°Cよりも低い1300°Cのサイクルで、セリアを上回る活性が見出された。太陽集光をエネルギー源として運転される二段階水熱分解サイクルの反応媒体である反応性セラミックに,光半導体特性を有する金属酸化物をドープし,これを用いて発泡体構造の反応デバイスを作製する。これを可視光照射によって反応試験することにより,従来よりも低温において作動する「熱ー光ハイブリッド活性型反応性セラミックデバイス」の創製に挑戦する。28年度は,上記の反応デバイスを小型で作製し,これをキセノンアークランプからなる太陽集光シミュレータを光源として使用して反応試験した。水熱分解サイクルに高い活性を持つセリウム酸化物(セリア)に鉄,タングステン,インジウム,あるいはマンガンの金属酸化物をドープした。固相の構造解析の結果,Fe, Mnドープにおいては,ドープ量が15mol%以下であれば,鉄あるいはマンガン酸化物と,セリウム酸化物の間で完全固溶体が形成されることが分かった。これらの他金属ドープセリアを,小型のジルコニア発泡体にスピンコート法により担持して小型発泡体反応デバイスを作製し,透明石英窓を備えた小型反応器に装填,太陽集光シミュレータからの疑似太陽集光を直接照射して,二段階水分解サイクルに対する反応活性を試験した。その結果,FeあるいはMnドープセリアを担持した発泡体反応デバイスについて二段階水分解サイクルの熱還元反応の活性が,非ドープセリアを担持したデバイスと比較して向上することが見出された。熱還元反応後は酸化物イオンが欠損したセリア酸化物が一相で形成されることが分かった。これは,非ドープセリアが熱還元後に,酸化物イオンが欠陥した部分と欠陥のない部分の二相を形成するのとは異なっている。すなわちFe,Mnドープによってセリアの結晶構造中で酸化物イオン欠陥サイトの形成が相全体にわたって促進され,酸化物イオン欠陥のクラスター化が避けられる機構が示唆された。計画通り,光半導体特性を有する金属酸化物をドープした発泡体構造の反応性セラミックデバイスを小型反応デバイスとして複数作製し,FeあるいはMnドープセリアについて二段階水分解反応の熱還元反応の活性が向上することを見出した。これを大型デバイス化すれば次年度に計画される45kW太陽炉でのソーラー試験が行えるため。太陽エネルギーから水分解により水素を製造する方法として金属酸化物の反応性セラミックを反応媒体とする2段階水熱分解サイクルが注目される。しかし、日本のような非サンベルト国で利用するには反応の定温化が必要である。反応性セラミックとして高活性を有するセリアに、光半導体特性を有する金属酸化物をドープし、これを発泡体構造のジルコニアに担持し反応デバイスを作製、これを太陽集光照射によって反応試験し、従来よりも定温において作動する「熱ー光ハイブリッド活性反応性セラミックデバイス」を創成することに挑戦する。昨年度に光半導体特性を有する金属酸化物と、セリウム酸化物(セリア)の完全固溶体を形成できる組成条件を決定し、これらの小型反応デバイスを作製した。これをキセノンアークランプからなる小型太陽集光シミュレータで試験し、有望な結果を得た。今年度は、反応デバイスを大型反応器用に大型化して作製し、韓国エネルギー技術研究院(KIER)の45kW太陽炉で試験した。その結果、ジルコニア発泡体からのドープセリアの剥離が顕著であり、従来のセリアよりも高い活性を得ることはできなかった。これはドープセリアの合成が共沈法によるもので、粒度分布が大きく、これをスピンコートするためにジルコニア発泡体への均一な担持ができないためであると推察された。他の担持法を検討した結果、溶液から直接、発泡体にドープセリアを担持できる蒸発乾固法によって、より均一にドープセリアを担持できることが見出された。FeあるいはMnドープセリアを第一候補として,さらに他金属酸化物のドープについても小型反応デバイスで試験し,29年度の後半に大型反応デバイスのソーラー反応試験を韓国エネルギー技術研究院(KIER)所有(韓国大田市)の45kW太陽炉で行う。太陽集熱による燃料製造平成28年度末(3月後半)に実施した国内旅費,及び購入した物品が平成29年度4月に支払われるため。
圧電素子センサーを用いた新生児の先天性心疾患スクリーニングシステムの開発

重症先天性心疾患は診断の遅れが死亡へ繋がる可能性のある疾患であるが、新生児では症状や聴診所見からの診断は難しく、その発見には熟練を要する。圧電素子センサーは生体に触れることなく生体振動を検出する事が出来る装置であり、新生児の心拍数・呼吸数を測定出来る様々な機器が開発されてきた。本研究ではこのセンサーを用いて過剰心音や心雑音などの所見を同定し、先天性心疾患の診断に有用となる新しい機器を開発することを目標とする。先天性心疾患のある新生児にこのセンサーを使用し測定結果の変化を明らかにする事で、本測定装置を用いた新生児の先天性心疾患のスクリーニング技術を確立することが出来る可能性がある。
精密無機合成を基盤とする超原子の創成と機能解明

これまでの成果を踏まえ、超原子の創製と機能解明に向けて、さらなる新しい元素へ展開し、新たな物質群を開拓した。当該年度の交付申請記載した計画項目ごとに記述する。1.サブナノ白金粒子(5ー10原)構造の解明ーこれまでの研究の推進により5ー10原子の白金サブナノ粒子の合成に成功した。STEMにより5ー10原子の白金サブナノ粒子の動的な観察にも成功している。具体的には、高分解能TEMを用いて、電子線によりサブナノ粒子を崩し、原子をカウントして原子数を決定できた。これらの結果より、従来想定した静的な構造ではなく、動的な揺らぎを持った構造を取ることが初めて明らかとなった。数多くのサブナノ白金粒子の動的観察を行い、解析のためのデータを収集した。膨大な収集データをもとに、相関係数を用いた統計的な解析により動的な構造解析する新たな手法を開発した。2.サブナノ粒子(超原子)の探索と機能解明ー新たにGa13, Ga3, Pt10を発見した事実に基づき、これらの構造と特異物性の解明を実施した。ガリウム13原子サブナノ粒子はアニオン状態として存在することを明らかにした。同族のアルミニウム13原子サブナノ粒子と同じく、ハロゲン類似の特性を確認できた。さらに、ビスマス金属は反磁性であるが、ビスマスサブナノ粒子はサブナノ粒子にすることにより、磁性を示すことを初めて見出した。3.超原子機能の実証ーPt19, Pt10, (SnO2)12など次々と高性能な触媒が見つかってきている。サブナノ白金粒子の特性を調べるため、もっとも単純反応である水素還元をプローブに触媒機能を電気化学的に調べた。興味あることに8原子以下で特異的な機能が発現することを突き止めた。本基盤研究では、当初の研究計画・方法として1精密無機合成プロセス「精密金属集積合成法」の確立、2新物質群「超原子」創製、の項目を挙げて、無機ナノ材料の新領域を拓くことを目的としていた。30年度までに順調に進展し以下の成果が得られた。1.精密金属集積合成法の確立サブナノ粒子群の精密合成のため、(a)専用デンドリマーリアクター法、(b)特異集積法、(c)環状錯体鋳型法のテンプレート手法を新たに開拓し、2-30原子までの制御を可能としている。さらに新たな手法として、(d)サブナノ粒子合成のバリエーションの拡張を目指し還元カプセル法も提案できた。2.新物質群「超原子」創製新しいタイプのデンドリマーを鋳型として塩化アルミニウムを13原子精密に集積し、還元によりAl13ーの液相化学合成に成功した(Nature Commun. 2017)。新聞や雑誌にもとりあげられ注目をされている。このほか、同族のガリウム13原子サブナノ粒子の合成にも成功し、ハロゲン類似の特性を示すことを確認した。Pt8, Pt9, Pt10の白金サブナノ粒子の水素添加反応に対する原子数の特異性を確認している。Pt10のみが高い活性を示した(Nature Commun. 2017)。このほか、白金サブナノ粒子によるトルエンのバルク酸素酸化反応を確立し、市販白金触媒に比べ40倍以上高い触媒活性を見出している。(SnO2)12触媒によりCO酸化が低温領域で進行することを見出した(JACS, 2018)。サブナノ粒子全般で予想外の特性(超原子化)を見出しており、難易度の高い環状アルカンの酸素酸化反応も見出している。今後、新しい高性能環境触媒としての発展が期待される。金属集積については既に60元素の集積に成功し、クラスター合成に着手、サブナノ新物質群としてライブラリー化を進めている。これまで初期では探索型の幅広い研究展開、中盤では確実に成果を出すための選択と集中を実行する推進方策をとってきたが、最終年度を迎えるため、まとめの段階に入ったと判断する。本研究は超原子の創製と機能解明に向けて、新しい物質群を開拓することを主目的としているので、これまで発見した超原子と機能を確実に取りまとめ論文出版をするために、追加の実験を行う。計画では、対象とする元素も幅広く設定をしていたが、取りまとめのため、これまでの成果を踏まえて、絞り込みを行う。Al, Ga, Biの超原子を発見したことから、典型元素にしぼり、追加の実験を実施する。典型元素は価電子数が明確で、結合も共有結合性が強いため、設計と安定性が確保できると判断できる。新しく開発した方法により予想以上の原子数のサブナノ粒子の精密合成も可能となり、従来にはないシングル原子数のサブナノ粒子特性の解明についても取りまとめを行う。このためにも、機能物性解明は従来まで基礎知見の多い、白金を中心とする。元素の組み合わせは無限大にあるわけであるが、原子数の精密制御と機能を確実にするためにも、まずは、単一元素を中心にまとめる。研究は順調に進んでおり、当初の計画外の成果も得られている。以上から、成果を確実に質高くアピールするためにも、研究対象の選択と集中は行う。大幅に研究計画を変更する必要もない。当初の計画にない新しい成果を次のプロジェクトにつなげるため、成果をアピールするとともに、数多くの異分野の専門家らと議論して新しい連携体制を構築するように心がける。ナノ粒子は応用並びに実用範囲が極めて広く、ナノ材料の基幹材料として大きな役割を果たしている。粒子の大きさがナノメートルオーダーから1桁小さくなったサブナノメートルオーダーの粒子、いわゆるサブナノ粒子も実用性の潜在能力はナノ粒子と同じく幅広い応用範囲を持つ。

今年度は、白金原子に焦点を当てて、原子数毎のサブナノ粒子の精密合成と機能解明を目的とした。フェニルアゾメチンデンドリマーに塩化白金を12から20等量加えて、12から20原子の集積を可能とした。ボロン系の還元剤を用いて0価白金サブナノ粒子の合成を達成した。特に、12原子及び13原子のサブナノ粒子はデンドリマーから一酸化炭素へは配位子交換してESI-TOFF Massより構造を確認した。19原子白金サブナノ粒子においては、小さい分散性はあるものの、電子顕微鏡で粒子に19原子の存在を確認できた。回転ディスクボルタメトリーより白金サブナノ粒子の酸素還元触媒機能を計測し、19白金原子19原子のサブナノ粒子が酸素4原子還元に対して特異的な触媒機能を発見した。サブナノ粒子では原子数が2-30個となるため、原子数の精密な制御が必要となるため、未だ精密なサブナノ粒子の合成は困難を極めている。初年度は研究代表者が独自に開発した精密金属集積反応法を駆使し、未開拓物質である革新的な機能を発現するサブナノサイズの微粒子、いわゆるサブナノ粒子を世界に先駆け創製し、その機能の実証から新しい物質群を開拓する事を大きな目標とした。初年度において、白金サブナノ粒子を中心に、世界で初めて12から20原子の制御を可能とした点は順調に研究が進展している事を示すものである。さらに、中でも19原子が特異的に高い酸素還元触媒活性を発現する事を見出した事実は、超原子の発見につながる成果として、大いに評価ができる。当該年度の計画項目は次の3つである。1.精密金属集積合成の確立2.サブナノ白金粒子構造の解明3.サブナノ粒子の機能解明1.精密金属集積合成の確立ー19原子サブナノ粒子合成のためのテンプレートを設計し、合成した。これに付随して当初の計画に従い10原子から19原子のサブナノ粒子合成のためのテンプレートとなる各種デンドリマーの合成を達成した。それぞれのデンドリマーの金属塩精密集積挙動をタイトレーションより明らかにして、分子リアクターとしての機能を確認できた。2.サブナノ白金粒子構造の解明ー原子数を制御し精密合成したサブナノ白金粒子について、原子分解能を有する走査透過型電子顕微鏡(STEM)と高輝度放射光源を用い測定したEXAFSおよび理論計算を組み合わせ解析した。STEMより原子数を直接カウントすることに成功選択的なクラスター生成を確認した。Pt19のEXAFS実験結果は、クラスターモデルからFEFF8シミュレーションを用いて導き出されるスペクトルと比較的良い一致を示した。より小さいサイズのクラスターについては30Kという極低温で測定しているのにもかかわらずデバイワラー因子が極めて大きく、極小クラスター特有の動的特性が発現していると考えられる。この点についてはSTEMからも示唆されており、機能の特異性などとの関連をさらに精査する必要がある。3.サブナノ粒子の機能解明ーデンドリマーを大量合成し、鋳型として用いることでサブナノ白金粒子の10 mgスケール合成を達成、カーボン担持の形態でXAFSの透過法測定や触媒活性、磁性評価に用いた。
妊娠母体血圧変動が胎児循環に及ぼす影響についての研究

本研究では、胎児循環動態が子宮内で母体の循環動態の変化によってどのような影響を受けるかについて解明することを目的とした。そのため母体側の循環動態と胎児側の循環動態を同時にかつ連続的に観察する必要があり、小動物母獣および胎仔を用いて慢性実験モデルを作成する必要があった。小動物の中では羊胎仔を用いた慢性実験モデルの実験系の報告が多く、これをもとに慢性実験モデルの作成を行った。母獣側の循環動態のモニターは頸動脈に圧トランスジューサ-を装着しモニターすることは可能であった。胎児側の循環動態のモニターには今回超小型のパルスドップラープローブを胎仔臍帯に装着し観察しようと試みたが、胎仔臍帯を子宮外へ取り出す操作が難しく、胎仔が子宮外へ脱出し胎仔死亡を起こしたり、胎仔臍帯にパルスドップラープローブを装着する際胎仔臍帯が断裂したため、予定より多くの羊を用いる事になった。また一例でパルスドップラープローブの装着に成功したが、手術直後に母獣が死亡し慢性実験モデルの作成までには至らなかった。
新規予防法開発に向けたアフリカトリパノソーマ原虫の細胞分化の分子メカニズム解明

Trypanosoma congolenseのメタサイクリック型から血流型への分化を試験管内で誘導し、経時的な蛋白質発現の変化を2D-DIGE法により解析した。その結果、6時間分化誘導した場合、発現量が1. 5倍以上増加したスポットが16スポット、1. 5倍以上減少したスポットが9スポット検出された。また、12時間誘導した場合では、発現量が2倍以上増加したスポットが14スポット、2倍以上減少したスポットが78スポット検出された。家畜アフリカトリパノソーマ症の主要病原体であるTrypanosoma congolenseはツエツエバエによって宿主に伝播される際に、メタサイクリック型(ツエツエバエ体内型)から血流型(宿主体内型)へと分化する。本研究の目的はこの細胞分化をin vitroで再現し、その培養系を用いて細胞分化に関係する原虫蛋白質を同定し、分化の分子メカニズムを解明することである。本年度は分化誘導の条件と分化に要する時間の検討を行った。まず複数のツエツエバエ体内型ステージ虫体が混在する培養上清中から陰イオン交換カラム(DE52)を用いてメタサイクリック型のみを分離した。これをIMDMを基礎培地として、ヤギ血清を添加した血流型培養用培地に懸濁し、33°Cまたは37°Cで血流型への分化を誘導した。分化誘導中の虫体を経時的に観察した結果、33°Cで誘導したフラスコでは約8時間後にはプラスチック底面に接着し分裂する血流型へと分化した虫体を確認した。血流型に分化した虫体はその後も活発に増殖し、in vitroで長期間(3ヶ月以上)維持できることが示された。しかし、分化誘導を37°Cで行ったフラスコでは、底面に接着した虫体は認められたものの、その後死滅した。血流型の分化誘導と維持に用いたヤギ血清は細胞培養用の一般的な市販品(Invitrogen社)であり、試した限りではそのロットの違いによる影響は認められなかった。このことから分化誘導の成否には培養温度が重要であることが示唆された。この結果を基に、33°Cで2、4、6、8時間分化誘導した虫体からそれぞれ総蛋白質を抽出した。現在これらを二次元電気泳動に供し、分化過程で発現が増加する原虫蛋白質の探索を行っている。家畜アフリカトリパノソーマ症の主要病原体であるTrypanosoma congolenseの生活環における非増殖性のメタサイクリック型(ツエツエバエ体内型)から増殖性の血流型(宿主体内型)への分化は、原虫の伝播に必須であるため、本原虫の予防法を開発する上で有望な標的と考えられている。しかしながら、その分子メカニズムは未解明である。本研究の目的は、この細胞分化に関係する原虫蛋白質を同走し、分化の分子メカニズムを解明することである。過去の報告から、メタサイクリック型虫体を血流型培養用の培地を用いて33°Cで培養することで、24時間後には血流型が出現することが分かっている。また、研究代表者によるこれまでの実験から、分化誘導開始後8時間後には、血流型に似た挙動を示す原虫細胞の出現が観察されていた。そこで、これらの情報を基にして、血流型への分化時における原虫蛋白質の発現の変化を経時的に解析した。まず、分化誘導をしていないメタサイクリック型と、6時間および12時間分化誘導したメタサイクリック型虫体から総蛋白質を抽出した。その後、二次元電気泳動法をベースにした蛋白質発現量の比較解析手法である2D-DIGE法を用いて、分化誘導していないメタサイクリック型と、6時間および12時間誘導したサンプルをそれぞれ比較した。その結果、6時間分化誘導した場合、発現量が1,5倍以上増加したスポットが16スポット、1.5倍以上減少したスポットが9スポット検出された。この結果は、原虫の分化が経時的かつダイナミックに進行していることを示唆しており、発現量に差が認められた蛋白質の中に、分化に関わるものが含まれている可能性が高いと考えられる。
リー群の表現論

リー群のユニタリ表現はキリロフ・コスタント理論によりリー群の随伴軌道上のシンプレクテイック構造を用いて構成される.研究代表者岡本は分担者小澤とシンプレクティック構造について共同研究をした。古典領域の境界上の等質ベクトル束の切断のなす線形空間上で実現される既約表現と古典領域上の等質ベクトル束の切断のなす線形空間上で実現される表現との自然な「Intertwining作用素」をリー群の表現論的手法により計算することによりポアッソン積分の拡張が得られ,この拡張されたポアッソン積分は特別な場合としてコーシー積分も含む。この際,最も重要なことは既約表現のIntertwining作用素による像の上では不変微分作用素はスカラー作用素となるという事実である。したがって,拡張されたポアッソン積分は不変微分作用素の固有関数になる。特に,古典領域上の通常の関数空間を考えればラプラシアンが不変微分作用素であることからポアッソン積分はラプラシアンの固有関数になり,Huaの結果の拡張が得られるのである。これらの研究をベクトル束の場合に拡張するのは,古典領域上の保型形式論等に重要であるが作用素達が非可換であるため,致命的な困難に遭遇する.具体例を数式処理ソフトを用いて計算しているうちにHuaが与えた例を含む興味ある結果が得られた。更に,有限次元リー群およびカッツ・ムーディー群等の無限次元リー群の表現をファインマン経路積分により構成し,無限次元多様体上の積分作用素を幾何学的に研究し,分担者斎藤と共にホワイトノイズに関する可積分性を数式処理ソフトを援用して解明した。上記で使用した数式処理ソフトは科学研究費補助金により購入したコンピュータを用いて実行したものである.また,これらの結果を平成11年12月6日京都大学数理解析研究所における研究集会(スペクトル・散乱理論とその周辺)において発表した。リ一群の表現論における基本的な問題として,等質空間上の不変微分作用素の固有関数の研究がある.古典領域上の不変リーマン計量により定義されるラプラシアンは不変微分作用素であり,調和関数は固有値0に属する固有関数である.調和関数の研究にはポアッソン積分が重要な役割を果たす.古典領域上のポアッソン積分はHuaにより各タイプ毎に具体的な形が計算されている.我々は一般の固有値に属する固有関数の研究に適用できるようにポアッソン積分を拡張する研究を続けてきた.この度,各古典領域上の直線束を考えリー群論的研究方法を用いることにより,ポアッソン積分の一般化を得,さらにこれらを具体的に計算することに成功した.表現のパラメータを特殊化することによりコーシー積分も得られた.これらの研究をベクトル束の場合に拡張するのは,古典領域上の保型形式論等に重要であるが作用素達が非可換であるため,致命的な困難に遭遇する.具体例をいくつか計算しているうちにHuaが与えた例を含む興味ある結果が得られた.更に,無限次元の場合に拡張し,ホワイトノイズにおけるレビのラプラシアンに関する調和関数およびコーシー問題の研究を行い興味ある結果を得た.古典領域上のポアッソン積分はHuaにより各タイプ毎に具体的な形が計算されている.ポアッソン積分は古典領域の不変リーマン計量により定義されるラプラシアンに関する調和関数の研究に重要な役割を果たす.我々はラプラシアンの固有関数の研究に適用できるようにポアッソン積分を拡張する研究を続けてきた.この度,各古典領域上の直線束を考え

リー群論的研究方法を用いることにより,ポアッソン積分の一般化を得,さらにこれらを具体的に計算することに成功した.表現のパラメータを特殊化することによりコーシー積分も得られた.これらの研究をベクトル束の場合に拡張するのは,古典領域上の保型形式論等に重要であるが作用素達が非可換であるため,致命的な困難に遭遇する.具体例をいくつか計算しているうちにHuaが与えた例を含む興味ある結果が得られた.リー群のユニタリ表現はキリロフ・コスタント理論によりリー群の随伴軌道上のシンプレクティック構造を用いて構成される.研究代表者岡本は分担者小澤とシンプレクティック構造について共同研究をした。古典領域の境界上の等質ベクトル束の切断のなす線形空間上で実現される既約表現と古典領域上の等質ベクトル束の切断のなす線形空間上で実現される表現との自然な「Intertwining作用素」をリー群の表現論的手法により計算することによりポアッソン積分の拡張が得られ,この拡張されたポアッソン積分は特別な場合としてコーシー積分も含む。この際,最も重要なことは既約表現のIntertwining作用素による像の上では不変微分作用素はスカラー作用素となるという事実である。したがって,拡張されたポアッソン積分は不変微分作用素の固有関数になる。特に,古典領域上の通常の関数空間を考えればラプラシアンが不変微分作用素であることからポアッソン積分はラプラシアンの固有関数になり,Huaの結果の拡張が得られるのである。これらの研究をベクトル束の場合に拡張するのは,古典領域上の保型形式論等に重要であるが作用素達が非可換であるため,致命的な困難に遭遇する.具体例を数式処理ソフトを用いて計算しているうちにHuaが与えた例を含む興味ある結果が得られた。更に,有限次元リー群およびカッツ・ムーディー群等の無限次元リー群の表現をファインマン経路積分により構成し,無限次元多様体上の積分作用素を幾何学的に研究し,分担者斎藤と共にホワイトノイズに関する可積分性を数式処理ソフトを援用して解明した。上記で使用した数式処理ソフトは科学研究費補助金により購入したコンピュータを用いて実行したものである.また,これらの結果を平成11年12月6日京都大学数理解析研究所における研究集会(スペクトル・散乱理論とその周辺)において発表した。
糖尿病モデルマウスにおける術後認知機能障害と予防策

本研究では、罹患数が著増している糖尿病患者における術後認知機能障害の発生機序を明らかにし、予防対策を見出すことを目的とする。2018年度の研究では高脂肪食摂食による2型糖尿病モデルマウス(2DM)を用いて、手術侵襲前後の行動評価を施行し、前頭葉・海馬における分子レベルでの解析を行う予定とした。6週齢のマウスに8週間の高脂肪食摂食させ耐糖能障害を生じさせ、2型糖尿病モデルとして用いた。14週齢においてセボフルランによる全身麻酔下、開腹腸間manupulation手術を施行し、その前後24時間で一連の行動評価を施行した(オープンフィールド試験、新奇物体認識試験、明暗箱試験)。行動実験終了後、前頭葉・海馬における終末糖化産物(RAGE)、脳由来神経栄養因子(BDNF)、ミクログリアの活性化(Iba1)のmRNAの発現量をreal time PCRを用いて調べた。結果、術前には2DM群はコントロール群と比較して過活動性を認め、術後にはコントロール群との間に有意差は認めなかったが、2DM群では術前に比較して有意に活動性や探索行動が低下した。しかし、2018年度に施行した行動評価の結果では、当初期待していた手術侵襲に伴う認知機能障害については有意義な結果が得られなかった。術後のmRNAの発現量として、RAGEに関しては前頭葉・海馬でコントロールに比較して、2DM群が有意に高かった。BDNFとIba1に関して前頭葉では両群とも術後に有意に低下したが、両群間では有意差は認めなかった。2018年度の研究から、2DMモデルマウスに対する手術侵襲が術後24時間の時点での行動変化を起こし、脳での各種mRNAの発現量が変化を認めたことは、手術侵襲が2DMマウスに与える精神活動への影響を考える上で有意義であり、今後、更に研究を進める上で重要と考えられた。2018年度には高脂肪食摂食による2型糖尿病(2DM)モデルマウスを確立させた上で、そのモデルに対して手術侵襲前後24時間で行動評価を施行することができた。行動実験結果から2DMマウスでは術前に過活動性を認め、手術侵襲を加えると活動性が低下するという結果が得られた。また、この活動性の低下に対して、別の個体でうつ様症状評価(強制水泳試験、Tail suspention試験)を追加したが、うつ様症状は認めなかった。当初予期していた手術侵襲に伴う術後認知機能障害に関してはコントロール群と2DM群で有意義な結果が得られなかったが、今回の行動評価の結果は既存の研究報告にはない新しい見解であり、2型糖尿病と術後せん妄との関連が示唆される可能性もあると考察した。また、行動変化の様子から大脳、海馬でのモノアミンの関与も鑑みて、神経伝達物質であるモノアミン系(セロトニン、アドレナリン、ドパミン)の受容体のmRNAの発現量について追加でPCRによる実験を進めている段階である。更に、当初予定していなかったモノアミン自体の測定も施行を行った結果、2DMマウスにおいて、海馬でのノルアドレナリン量が術前と比較して低下しているという知見が得られた。2018年度研究計画では、2型糖尿病モデルとストレプトトゾシン投与による1型糖尿病モデルに対して、手術侵襲前後での行動評価及び脳での分子生物学的解析を予定としていた。ストレプトトゾシン投与による1型糖尿病モデルマウスは安定したモデルの作製が難しかったことから、高脂肪食摂食による2DMマウスを用いて実験を進めてきた。この点で、当初予定していた実験計画には不足している状況であるが、2DMマウスについては追加の行動評価も含め、脳での分子生物学的解析も進んでおり、概ね順調に進展していると考えられる。本研究課題として、2018年度の行動評価の結果を踏まえ、2型糖尿病モデルマウス(2DM)における術後認知機能障害と同時に術後せん妄についても、その病態機序と対策について研究を進めていく。臨床研究では糖尿病が術後認知機能障害だけでなく術後せん妄のリスクであることも言われており、また、術後せん妄が術後認知機能障害に繋がっていることも示唆されているが、現段階では動物モデルでのせん妄に関しては確立した実験系がなく、研究も限らていることから、今後の新しい知見を得るために必要と考える。具体的には、術後せん妄に特徴的な注意力低下や意識レベルの低下などの症状から、せん妄の機序として考えられている神経伝達障害に着目し、現在進行中である、前頭葉、海馬での手術侵襲前後でのモノアミンやその受容体の変化について、2DMマウスを用いて分子生物学的解析を進めていく。現在のところ、術後2DMマウスにおいて、手術侵襲を加えることにより、術前に比較して術後で海馬におけるノルアドレナリンの低下を認めた。よって、現在、ノルアドレナリンの受容体についての解析を進めている。今後の課題として、海馬でのノルアドレナリン減少が受容体結合後のシグナル低下をもたらすのか?また、ノルアドレナリンの変化が本当に2DMマウスでの行動変化をもたらしているのか?について調べる必要がある。これを調べるためには海馬のノルアドレナリン量を増減させるような薬剤的介入を行うか、海馬のノルアドレナリンをノックアウトさせたモデルマウスを用いて同様の行動実験を施行する必要がある。また、同時に当初の研究計画予定である血糖コントロール介入を施行し、非介入群との比較をすることで2DMモデルにおける術後の行動変化の病態機序を明らかにし、臨床応用へ繋げていく必要がある。

本研究では、罹患数が著増している糖尿病患者における術後認知機能障害の発生機序を明らかにし、予防対策を見出すことを目的とする。2018年度の研究では高脂肪食摂食による2型糖尿病モデルマウス(2DM)を用いて、手術侵襲前後の行動評価を施行し、前頭葉・海馬における分子レベルでの解析を行う予定とした。6週齢のマウスに8週間の高脂肪食摂食させ耐糖能障害を生じさせ、2型糖尿病モデルとして用いた。14週齢においてセボフルランによる全身麻酔下、開腹腸間manupulation手術を施行し、その前後24時間で一連の行動評価を施行した(オープンフィールド試験、新奇物体認識試験、明暗箱試験)。行動実験終了後、前頭葉・海馬における終末糖化産物(RAGE)、脳由来神経栄養因子(BDNF)、ミクログリアの活性化(Iba1)のmRNAの発現量をreal time PCRを用いて調べた。結果、術前には2DM群はコントロール群と比較して過活動性を認め、術後にはコントロール群との間に有意差は認めなかったが、2DM群では術前に比較して有意に活動性や探索行動が低下した。しかし、2018年度に施行した行動評価の結果では、当初期待していた手術侵襲に伴う認知機能障害については有意義な結果が得られなかった。術後のmRNAの発現量として、RAGEに関しては前頭葉・海馬でコントロールに比較して、2DM群が有意に高かった。BDNFとIba1に関して前頭葉では両群とも術後に有意に低下したが、両群間では有意差は認めなかった。2018年度の研究から、2DMモデルマウスに対する手術侵襲が術後24時間の時点での行動変化を起こし、脳での各種mRNAの発現量が変化を認めたことは、手術侵襲が2DMマウスに与える精神活動への影響を考える上で有意義であり、今後、更に研究を進める上で重要と考えられた。2018年度には高脂肪食摂食による2型糖尿病(2DM)モデルマウスを確立させた上で、そのモデルに対して手術侵襲前後24時間で行動評価を施行することができた。行動実験結果から2DMマウスでは術前に過活動性を認め、手術侵襲を加えると活動性が低下するという結果が得られた。また、この活動性の低下に対して、別の個体でうつ様症状評価(強制水泳試験、Tail suspention試験)を追加したが、うつ様症状は認めなかった。当初予期していた手術侵襲に伴う術後認知機能障害に関してはコントロール群と2DM群で有意義な結果が得られなかったが、今回の行動評価の結果は既存の研究報告にはない新しい見解であり、2型糖尿病と術後せん妄との関連が示唆される可能性もあると考察した。また、行動変化の様子から大脳、海馬でのモノアミンの関与も鑑みて、神経伝達物質であるモノアミン系(セロトニン、アドレナリン、ドパミン)の受容体のmRNAの発現量について追加でPCRによる実験を進めている段階である。更に、当初予定していなかったモノアミン自体の測定も施行を行った結果、2DMマウスにおいて、海馬でのノルアドレナリン量が術前と比較して低下しているという知見が得られた。2018年度研究計画では、2型糖尿病モデルとストレプトトゾシン投与による1型糖尿病モデルに対して、手術侵襲前後での行動評価及び脳での分子生物学的解析を予定としていた。ストレプトトゾシン投与による1型糖尿病モデルマウスは安定したモデルの作製が難しかったことから、高脂肪食摂食による2DMマウスを用いて実験を進めてきた。
統合失調症を対象とした認知機能改善療法の生物学的作用機序の解明

精神障害を対象とした退院促進の準備を充実させることが社会的要請となっている背景を受けて,本研究では,統合失調症患者を対象に認知機能改善のためのアプローチを実施し,神経心理学的検査および社会機能尺度による心理社会的機能の評価,脳機能画像による生物学的評価を行い,効果の検証と,そのメカニズムを明らかにすることを目的とした。その結果,統合失調症患者群の認知機能は健常群との比較において全般的な低下を示しており,記憶,注意,実行機能をターゲットとした認知機能改善のためのアプローチの前後において神経心理学的検査得点の向上がみられるとともに,介入前後のfMRIによる検討の結果からもその変化が確認された。昨年度,統合失調症を対象とした認知機能改善療法の効果の検証に必要な課題と評価項目等の準備に加えて,介入の実施を行った。それを受けて,当該年度においても引き続き認知機能改善療法の効果の検証を行った。具体的には,統合失調症の患者群を対象として,認知機能改善療法を実施し,精神症状,社会機能,神経心理学的検査を用いて評価を行った。これまでの検討の結果からは,特に,記憶機能と実行機能においては,認知機能改善療法の顕著な効果が確認された。一方で,注意機能については,それほど大きな改善がみられていないことから,介入の道具や頻度について修正を行う必要があるとの示唆が得られている。これらの研究成果については,論文および学会等にて発表を行っている。また,同様の神経心理学的検査バッテリーを用いたときの,介入をしていない統合失調症患者群および健常群のデータも集まりつつあるため,今後はこれらとの比較からより有用な結果が得られると考えられる。加えて,fMRI (functional magnetic resonance imaging)による,認知機能改善療法の効果の検証についても実施中である。現在のところ,統合失調症患者の介入前後についてのデータおよび健常群のデータを採取しており,今年度はそれらの比較から,認知機能改善療法の効果に関する生物学的知見についても検証を行っていく。これらの研究成果によって,精神症状等が落ち着いた後には社会での生活が中心となりつつある統合失調症患者について,社会生活機能やQOLの向上を支える認知機能の改善の方法について,より有効な介入手法として整備を行うことが可能となり,精神障害を対象とした臨床心理学的支援の発展に意義があると考えられる。本研究では,統合失調症の認知機能障害に着目し,その改善のための研究を計画した。具体的な目的としては,統合失調症患者を対象に3ヶ月間の認知機能改善療法を実施し,その前後において,神経心理学的検査,社会機能尺度,脳機能画像(fMRI)による評価を行い,介入の効果に関する検証とそのメカニズムを明らかにすることである。以上のような目的に対して,平成24年度においては,介入研究の準備および実施を行うことを研究実施計画として挙げた。それを受けて,当該年度においては,まず効果測定のための各種評価を準備した。内容としては,認知機能を測定するための神経心理学的検査バッテリー,社会機能を測定するための尺度を準備した。また,fMRI用の課題を新たに作成した。作成された課題について,患者群および健常群への試験的な実施の結果,本研究の目的である,認知機能改善療法の効果の測定を行うために十分な課題であると考えらたため,今後の研究に用いることとした。上記のような準備を受けて,当該年度において既に介入研究に着手した。具体的には,対照群となる健常群へのfMRI検査の実施,患者への認知機能改善療法の実施とその前後による評価等を行なっている。本研究の当該年度の成果は,統合失調症患者の社会生活機能を向上させる支援技術の発展と,支援技術の効果の判定に有用な評価の準備という意味で社会的意義のある成果であり,次年度以降も継続して取り組んでいく。統合失調症の認知機能障害を改善するための治療技法の開発を目的として取り組んでいる本研究では,1年目に評価のための道具や体制の準備を行い,昨年度からはその実施を行った。今年度も継続して,統合失調症患者の認知機能障害改善のためのアプローチについて,その効果の検証を行った。入院中の統合失調症患者を対象として,主に記憶,注意,実行機能の改善を目的とした認知機能改善プログラムを実施し,その効果について,精神症状,社会機能および,神経心理学的検査バッテリーを用いた評価を実施した。これまでの検討から,行動指標レベルにおいては,記憶機能や実行機能を対象としたマンツーマン形式での心理療法的介入が有効となる可能性が示された。特に,これらの領域を対象とした,課題遂行のためのストラテジーを組み込んだ教示を取り入れることが,改善に寄与すると考えられた。一方で注意機能については,現在のプログラムの内容だけでは,頻度や時間の問題から,大きな改善までを望むことが難しいことが示唆された。また,fMRIを用いた効果の検討については,現在も継続中であり,今後その検証を行っていく予定である。これらの取り組みは,現在の我が国の精神科医療を取り巻く環境において,重要な内容となると考えられる。統合失調症患者は,入院後,早い時期で退院することも多くなってきており,退院準備のための心理教育などがさまざまな施設において実施されている。認知機能が適切に改善されれば,それら退院準備のための心理社会的治療の効果を底上げすることが期待できることから,本研究のような取り組みには意義があると考えられる。近年の精神障害を取り巻く社会状況を受けて,本研究の目的は,統合失調症患者を対象に,認知機能改善療法を実施し,その効果について検証を行うことである。

これまでの研究期間において,退院後の社会生活を目指す入院患者を対象として,神経心理学的検査バッテリーを用いた認知機能障害の測定および,認知機能障害の改善に有効と考えられる一定の手続きに基づく認知機能改善のためのアプローチを開発,実施してきた。それに加えて,対象群として非介入の統合失調症患者および健常研究協力者についても,同様の神経心理学的検査バッテリー等を用いた評価を実施してきた。本年においては,認知機能改善のための介入実施を継続して行うとともに,その効果の検証についての検討を行った。具体的には,週1回,12週(約3ヶ月)の期間で,記憶機能,注意機能,実行機能をターゲットとした支援プログラムを行った統合失調症群について,ターゲットとなった領域を含む神経心理学的検査バッテリー,精神症状,社会機能,認知機能についての患者自身の評価,脳機能画像(fMRI)の指標を用いて,その改善および変化について検証を行った。また,神経心理学的検査バッテリーについては,健常対照群および非介入の統合失調症群との比較を行い,脳機能画像においては介入群と健常対象群との比較を行った。本研究で用いた,統合失調症の情報処理機能を改善するための認知機能改善療法についてはその効果が確認されたことから,具体的手続きや評価の方法等について学会や雑誌等においても報告を行った。精神障害を対象とした退院促進の準備を充実させることが社会的要請となっている背景を受けて,本研究では,統合失調症患者を対象に認知機能改善のためのアプローチを実施し,神経心理学的検査および社会機能尺度による心理社会的機能の評価,脳機能画像による生物学的評価を行い,効果の検証と,そのメカニズムを明らかにすることを目的とした。その結果,統合失調症患者群の認知機能は健常群との比較において全般的な低下を示しており,記憶,注意,実行機能をターゲットとした認知機能改善のためのアプローチの前後において神経心理学的検査得点の向上がみられるとともに,介入前後のfMRIによる検討の結果からもその変化が確認された。本研究の第一の目的である,統合失調症患者を対象とした認知機能改善のためのアプローチについて,精神症状,社会機能,および神経心理学的検査バッテリーを用いた評価については,一定の参加者による検証が実施できている。一方で,fMRIによる効果の検証については,参加者の確保の問題等により遅れが生じているため,継続して取り組みを行っていく予定である。臨床心理学平成27年度も継続して研究を実施していく予定である。治療プログラムについて,その内容や実施期間については,これまでに実施してきた分との比較のためにも変更ができない。そのため,研究実施機関において,担当の医師やソーシャルワーカー等と連携して参加者を募るようにし,効果の検証に必要なデータを収集する予定である。また,その成果についても報告を行っていく。平成25年度の研究実施計画においては,統合失調症患者群の認知機能障害を対象として,認知機能改善療法を実施し,その効果について検討を行うことであった。