hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本型21世紀対応教育の国際モデル化に関する国際比較研究－多元的モデルの構築

(4)教育関係者への海外発信用の英文図書の契約を出版社とする(World Scientific Publishing)と同時に、昨年度契約を結んだ英文学術書(Routledge)の出版は最終段階となっている。本研究では当初、国際共同研究と国際モデル化、研究と実践を結び付け、教育の実践と研究の連携によって内外に発信することを目指してきた。初年度においては、「日本型」教育についてマスコミで注目された関係上、ニュースは増え、教育視察団は来日したが、研究として一つの比較教育学のジャンルを築いてきた「教育・教育政策のトランスファー」について、トランスファーによって何が起き、どのようなものが借用されるのか等の解明を国際的視点、国際比較を通して行なう余裕がなかった。それに対して本年度はメンバーによってシンガポール、台湾、フィンランドにおける教育トランスファーの調査、また、関係の構築(例シンガポールNIEでの教員研修、フィンランドの教育の海外招聘者との意見交換)、エジプトの情報収集等、研究と実践を結び付け、国際比較研究等を通して国際的に展開する枠組みをおおむね実施できている。また、昨年度契約を結んでいた英語による本科研による学術書は入稿段階にあり、来年度に向けては海外の教員・教育政策者に向けた図書の契約を結ぶ等、上記枠組みは出版図書にも反映されるようになっている。本年度は本科研の最終年度であり、結果を形のあるものにし、東京大学教育学研究科附属学校教育高度化・効果検証センターのプロジェクトとして発信することに力を注いだ。当初、21世紀型対応教育のあり方について、国際モデルが西欧モデルによってほぼ独占されていることを問題視した。アジアの一国、日本の21世紀型対応教育の国際モデル化を、「研究ー実践」の連続的な連携の成果として示し、国際的な教育モデルの多元化に貢献しようとした当初の意図はおおよそ実現している。日本は教科と非教科、認知的領域と非認知的領域とを統合したカリキュラムを提供していることに大きな特徴があり、それを日本の実践としての特別活動(特活)から派生したtokkatsuモデルとして発信した。各国が教育改革に従事し、全人的な改革が見直される中で、今までもシンガポールでの研修等を通して発信してきたが、今年度も、台湾、インドネシア等で教育(行政)関係者に日本の全人的なモデルについて発信した。インドネシアでは、2018年10月の訪問を受けてtokkatsuの導入を進めつつある。本年度はさらに、研究と実践の両面での集大成として、海外研修用の補助教材、tokkatsu DVDのシリーズの中で、全人的な枠組みからなされる日本の中高での卒業研究(エッセー教育)のDVDを解説と共に映像化した。また、これまで英語だけであったtokkatsu教員ガイドブックをアラビア語等の複数言語に対応する形とした。
幼ブタを用いた生体内分離肝灌流中の肝代謝と肝の末梢循環に関する研究

幼ブタと幼犬を用いて肝静脈-門脈バイパスによる生体内分離肝灌流を4時間まで施行した。グルコースを含有しない輸液組成では全身は著明な低血糖となったが、5%グルコース液では逆に著明な高血糖となり、1.2%グルコース液で血糖は500mg/dl前後で安定した。肝では、30ml/min/kg流量群で血糖が徐々に上昇したのに対し、10、20ml/min/kg群では初期に上昇した血糖が時間の経過とともに逆に下降した。総蛋白とアルブミンは全身では時間の経過とともに徐々に下降し、灌流血中では30ml/min/kg群で下降が著明であった。総コレステロールは全身ではやはり時間の経過とともに下降したが、低流量では喪失の影響が少なかった。次に灌流液の組成をグルコース非含有、グルコース2.5%含有の2群に分け、それぞれインスリン100単位添加あるいは非添加の4群に分け検討した。結果、総蛋白とアルブミンは時間の経過とともに徐々に低下したが、グルコース含有群では減少が非含有群と比べて軽度で、インスリンによる効果は認めなかった。血糖は、前値からグルコース含有群では徐々に上昇するが、インスリンを添加しても、血糖下降効果は認めなかった。しかし、グルコース非含有群ではインスリンによる血糖下降効果は他群に比べて大きかった。肝細胞内外でのグルコースのやりとりはインスリンに依存せず、内外の濃度勾配によると言われており、生体から分離した状態の肝灌流中でもグルコース濃度はインスリン非依存性と思われた。脂質では、総コレステロールが経過時間とともに徐々に減少するのに対し、中性脂肪は、横ばい、あるいはむしろ経過とともに上昇傾向を示した。総コレステロール、中性脂肪ともにインスリンを添加しても影響を与えなかった。なお、今回は費用の関係から肝の微小循環の測定装置が購入できず、研究は代謝的変化のみとした。新生児用高木式自動制御血液ポンプと膜面積0.5m^2の膜型人工肺を接続した回路による、肝静脈一門脈バイパスによる生体内分離肝灌流を施行した。肝灌流量を10、20、30ml/min/kgの3群に分け4時間まで還流し、灌流開始直後、灌流後1時間から4時間まで各時間毎に灌流血と全身血を採取し、代謝学的変化を生化学的に調べた。その結果、グルコースを含有しない輸液組成では全身は著明な低血糖となったが、5%グルコース液では逆に著明な高血糖となり、1.2%グルコース液で血糖は500mg/dl前後で安定した。肝では、30ml/min/kg群で血糖が徐々に上昇したのに対し、10、20ml/min/kg群では初期に上昇した血糖が時間の経過とともに逆に下降し、肝のグルコースの新生と放出が軽度であることが示唆された。総蛋白とアルブミンは全身では時間の経過とともに徐々に下降した。一方、灌流血中では30ml/min/kg群で時間の経過とともに徐々に下降したのに対し(4時間で前値の59%)、10、20ml/min/kg群では下降程度は軽度であり(4時間で前値の79%、89%)、蛋白代謝にも過度の灌流量が悪影響を与えていた。総コレステロールは全身ではやはり時間の経過とともに下降し、灌流4時間後には前値の50%まで下降した。灌流血中では、30ml/min/kg群では4時間後には前値の約4分の1まで下降したのに対し、10、20ml/min/kg群ではそれぞれ、4時間後でも前値の70%、83%を保っており、低流量では喪失の影響が少なかった。無肝期の全身では血糖のコントロールが困難で、肝では高灌流量群ではグルコースの新生、放出が著明であった。

蛋白とコレステロールは全身、肝ともに下降したが、同様に高灌流量群で著明であった。今年は、平均体重が8.9kgの離乳直後の雌の幼ブタ9頭に、新生児用高木式自動制御血液ポンプと膜面積0.5m^2の膜型人工肺を接続した回路による、肝静脈-門脈バイパスによる生体内分離肝灌流を施行した。肝灌流量を20ml/min/kgに維持し4時間まで還流し、灌流開始直後、灌流1時間から4時間まで各時間毎に灌流血と肝組織を採取し、代謝学的変化を生化学的、組織学的に調べた。グルコース濃度は、還流液にグルコースを含有しない輸液組成では、直後が平均505mg/dl、2時間後379mg/dl、4時間後258mg/dlと徐々に下がるのに対し、5%グルコース濃度の還流液では、直後が1,015mg/dl、2時間後1,530mg/dl、4時間後1,960mg/dlと著明な高血糖で、しかも時間とともに上昇した。一方、5%グルコース濃度の還流液にヒトレギュラーインスリンを1単位/5ml添加した場合は、直後が665mg/dl、2時間後800mg/dl、4時間後900mg/dlと高血糖が抑えられ、時間による上昇も軽度となった。肝の微細構造は全群で保たれたが、インスリン無添加群ではグリコーゲン顆粒の枯渇が目立った。総蛋白とアルブミン、総コレステロールは時間の経過とともに低下したが、著明ではなく、インスリン添加群、無添加群ともに同様の傾向を示した。今後は、還流液のグルコース濃度とインスリン添加量を変化させ、グルコース、総蛋白、アルブミン、総コレステロール値がどのように変化し、電子顕微鏡による肝細胞の観察に変化がないかを検討していく予定である。今年は、平均体重が10.2kgの離乳直後の幼ブタ9頭に、自動制御血液ポンプと膜面積0.5m^2の膜型人工肺の回路による、肝静脈-門脈バイパスによる生体内分離肝灌流を施行した。肝灌流量を20ml/min/kgに維持し4時間まで還流し、灌流開始直後、灌流後1時間から4時間まで各時間毎に灌流血と肝組織を採取し、代謝学的変化を生化学的、組織学的に調べた。分離肝灌流中は、回路に20ml/minの流量で灌流液を流したが、灌流液の組成により4群に分類した。灌流液の基本組成としては生理食塩水250ml、蒸留水250ml、メイロン20ml、ヘパリン2.5ml、KCl7.5mlを混合したものを用い、1群:基本組成灌流液(n=1)、2群:1群に人レギュラーインスリン100単位含有(n=2)、3群:基本組成液にグルコース2.5%含有(n=4)、4群:3群に人レギュラーインスリン100単位含有(n=2)とした。総蛋白とアルブミンは時間の経過とともに徐々に低下したが、グルコース含有群では減少は非含有群と比べて軽度であったが有意差はなく、また、インスリンによる効果は認めなかった。血糖は、前値からグルコース2.5%含有群では徐々に上昇するが、インスリンを添加しても、血糖下降効果は認めなかった。しかし、グルコース非含有群ではインスリンによる血糖下降効果は他群に比べて大きかった。肝細胞内外でのグルコースのやりとりはインスリンに依存せず、内外の濃度勾配によると言われており、生体から分離した状態の肝灌流中でもグルコース濃度はインスリン非依存性と思われた。脂質では、総コレステロールが経過時間とともに徐々に減少するのに対し、中性脂肪は、横ばい、あるいはむしろ経過とともに上昇傾向を示した。
3次元CT（3D-CT）の下顎角を用いた日本人の年齢推定の検討

個人識別のための年齢推定の指標の一つとして、下顎角があり、3次元CTを用いた下顎角と日本人の年齢の相関を調査することを目的とする。データ解析は岡山大学に既に設置されている3次元画像解析ワークステーションを使用し、計測者は歯科放射線専門医を含む2名とし、両側の下顎角をそれぞれ2回計測し、その平均値を算出した。平成30年度は各年代の男女別の計測合計数が約100名になるように計測した。体動やアーチファクトを認めた症例は除外され、男性765名、女性795名であった。年代別の下顎角の平均値は男性が0-9歳(28名)127.93、10-19歳(81名)128.354、20-29歳(113名)124.192、30-39歳(97名)124.927、40-49歳(90名)125.122、50-59歳(99名)125.195、60-69歳(99名)125.195、70-79歳(95名)123.129、80-89歳(47名)122.25、90歳(16名)122.62であった。女性は0-9歳(22名)128.561、10-19歳(66名)126.006、20-29歳(98名)126.367、30-39歳(91名)125.495、40-49歳(96名)129.000、50-59歳(95名)128.844、60-69歳(99名)128.999、70-79歳(97名)125.380、80-89歳(98名)129.448、90歳(33名)130.379であった。下顎角は新生児において鈍角であるが徐々に鋭角化し、成人で110°125°を示し、その後は加齢とともに再度鈍角化していくと報告されているが、若年者、成人(青年期)、高年に特徴的な値は見出せず、個人差の要因を強く疑う結果であった。この結果は今後、論文および学会で報告予定である。診療のために撮影されたCTから3次元画像解析システムを用いて3次元画像を作成し、日本人の男女別に各年齢の下顎角を計測する。年齢推定の指標となる下顎角を設定することで、身元不明死体の死後画像検査データから得られた下顎角から年齢を推定することが可能となる。平成27年度はまず本研究を実施するにあたり、岡山大学倫理委員会で審査を受け、研1506-027で承認された。調査方法を検討するため日本法歯科医学会に入会し、同学会に参加した。さらに国内外の学会に参加し、本研究のための情報収集も行った。対象は2010年1月1日から2015年3月31日の期間に岡山大学病院を受診し、初診時にCT撮影を受け、同時期に歯式の確認できるパノラマX線写真を撮影された患者とした。顎変形や骨折の既往など下顎骨に変形を伴う疾患を有した患者や体動により3次元画像計測に支障をきたす患者は除外した。骨格的な形態は男女差を有すると考えられることから、男女別に09歳、10歳代、20歳代、30歳代、40歳代、50歳代、60歳代、70歳代、80歳代、90歳代と各年代別にそれぞれ50100例を目標に検索した。倫理委員会で承認を得られた期間の対象者数は男性1036例、女性1276例、計2314例であった。データ解析するための3次元画像解析ワークステーションは岡山大学歯科放射線・口腔診断科に設置されているものを使用し、計測者は歯科放射線専門医を含む2名とし、両側の下顎角をそれぞれ2回計測し、その平均値を算出した。平成27年度は約30例を計測した。09歳男児、09歳女児、80歳代男性、90歳代男性、90歳代女性は50例に満たなかった。データ解析のため、下顎骨が撮影範囲内に十分に含まれていることや体動がないことを確認しながら、CTの3次元画像を構築した。下顎角は下顎枝後縁接線と下顎底接線のなす角度とするため、CTの3次元画像は下顎底接線が底面として水平となる位置に配置した。さらに、左右の下顎枝後縁接線がほぼ同一ラインに位置するように、半透明のCTの3次元画像で確認しながら位置決めを行った。

CTの3次元画像を作成した後の位置決定が予想以上に繊細で困難な作業であり、今年度の下顎角の計測は約30例程度しか施行できなかった。計測者は歯科放射線専門医を含む2名とし、CTの3次元画像から両側の下顎角をそれぞれ2回計測し、その平均値を算出した。個人識別のための年齢推定の指標の一つとして、下顎角があり、3次元CTを用いた下顎角と日本人の年齢の相関を調査することを目的とする。対象は2010年1月1日から2015年3月31日の期間に岡山大学病院を受診し、初診時にCT撮影を受け、同時期に歯式の確認できるパノラマX線写真を撮影された患者とした。昨年度に倫理委員会で承認を得られた期間の対象者数は男性1036例、女性1276例、計2314例であった。データ解析は岡山大学に既に設置されている3次元画像解析ワークステーションを使用し、計測者は歯科放射線専門医を含む2名とし、両側の下顎角をそれぞれ2回計測し、その平均値を算出した。平成28年度は研究結果の傾向を把握することを目的とし、まず、これらの調査対象を各年齢の男女別1名を無作為に選択し、計測した。男性は394歳の89名、女性は296歳の92名であった。男性の下顎角は最大値が143.0°(89歳)、最小値が110.2°(44歳)であった。男性における各年代別の平均値は4049歳が120.1°と最も鋭角になり、09歳が127.8°と最も鈍角になった。女性の下顎角は最大値が148.6°(67歳)、最小値が112.2°(17、27歳)であった。女性における各年代別の平均値は3039歳が125.4°と最も鋭角になり、6069歳が131.5°と最も鈍角になった。男性の下顎角の平均値は124.5°であり、女性の平均値127.0°とわずかな差であった。若年者、成人(青年期)、高年に特徴的な値は見出せず、個人差の要因を強く疑う結果であった。今後、対象者を増加して検討したいと考えている。この結果は第一報として日本法歯科医学会で発表し、同学会に参加した。さらに国内外の学会に参加し、本研究のための情報収集も行った。平成28年度は研究結果の傾向を把握することを目的とし、まず、これらの調査対象を各年齢の男女別1名を無作為に選択し、合計約200例を計測した。対象者が少ないことが原因と考えられるため、今後、全例の計測を進めていきたいと考えている。解析にあたり、参考資料として研究経費から法歯科医学の図書を購入した。各年度における当初の研究計画に沿って研究を遂行してきたが、研究代表者の診療業務が予想以上に多忙であったため、研究遂行に遅延が生じた。平成29年度は研究対象者の若年者から順に約500名の解析が終了したが、残りの約1800名については解析途中である。そのため、各年代別の平均値の解析や性別による平均値の解析には至っていない。また、下顎骨全体が撮影範囲に含まれているものは2314例であったが、解析にあたり、体動によるCT画像不良の症例や顎骨病変による下顎骨の変形症例がいくつか観察された。そのため、これらの症例を除外したため、最終的な症例数は2314例よりも少なくなることが予想される。日本法歯科医学会を含む学会に参加し、本研究のための情報収集も行った。研究代表者の診療業務が多忙であったため、研究遂行に大幅な遅延が生じた。
渋滞した道路交通流の変動特性の研究

1.首都高速道路に近接する高層ビルから交通流を約90分間にわたってビデオ撮影し、各車両の位置を0.2秒おきに画像処理手法で採取した。この観測データをもとに各車両の走行挙動を分析した結果、自動車運転者の加減速行動は基本的に前車両との相対速度に依存しているものの、行動の時間遅れが前車の加減速行動にも影響されていることが明らかにされた。これは、運転者が相対速度の変化率と前車の制動灯の情報をも認知しながら運転操作を行っていることと考察される。2.渋滞流を走行する車両の走行挙動データの解析から、運転者の操作行動モデルを同定した。本モデルは既存のモデルに比較して、相対速度に対する時間遅れに上記から得られた特性を盛り込んだ点に特徴がある。3.高速道路の渋滞のひとつの特徴である、縦断勾配がサグ形状となっている地点が溢路となる現象について観測データから分析を行った。その結果、運転者が視角から縦断勾配の変化を認識できないサグにおいては、変化を補償する加速ペダルの踏み込み行動が常に後手後手に回ることが溢路となる原因である、との仮説に至った。さらにこの仮説を2.で得た運転者の操作行動モデルをもとにしたシミュレーションで検証した。したがって人間が操作する自動車交通では、既設の特定のサグを溢路とする渋滞の発生は避けがたいものと考えられる。4.サグを溢路とする渋滞を軽減するため、今後は、1)運転者が認知しやすい縦断勾配の変化構造に関する研究、2)運転者による縦断勾配変化の認知遅れを補償する支援装置の研究の2つの方向が考えられる。5.以上の知見から平成7年度には、1)運転者による縦断勾配の変化の認知メカニズム、2)運転者による認知と操作行動との関連の両面を追求するため、科学研究費補助金の申請を行った。
販売相互作用メカニズムの解明に基づく販売管理様式の設計

本年度の研究は、販売・営業要員の行動パターンや特性の多面的な分析を通じて、あるべき販売組織の設計の問題を検討することを目的に行われた。このため、国内大手生命保険会社において、インタビュー調査、アンケート調査を実施した。また、営業要員の営業所内外での活動や、上司・同僚との関係を知るために、営業所での観察やインフォーマルなインタビューも行った。昨年度の研究で、営業要員のタイプを見極めることが、営業要員の教育にとって重要であることが示唆された。本年度の研究では、さらに進んで、上司との営業スタイルの一致が、営業要員の教育上、重要になることがわかった。しかし、実際の営業現場では、新人の業績の一部が新人をスカウトした営業要員の成績として加算されるという報酬体系がとられている。この報酬体系は、新人をスカウトした営業要員が、新人を教育するよう動機付ける効果が期待され、導入されたものである。しかし、本研究から、この報酬体系が、指導にあたる営業要員の営業スタイルを新人に押しつけるという弊害を生んでいるという問題点が明らかになった。また、勤続年数によって教育のあり方を変える必要があることもあきらかになった。勤続5年以上のサンプルでは、業績と勤続年数との間に有意な相関関係が見られないが、勤続4年以下のサンプルでは有意な相関関係がある。このことから、最初の4年間は、基礎的な知識の学習が進む重要な段階であることが推測される。また、5年目以降で成績が低迷している者については、最初の4年間で獲得すべき基礎的能力の獲得に失敗している可能性があり、再教育が必要であると考えられる。さらに、それぞれの期間で、同じ販売員行動であっても業績との関連の仕方も異なっているので、異なった教育プログラムが用意されるべきであると考えられる。本年度の研究は、顧客タイプの違いから生じる販売員行動の違いを理解することを目的として行われた。このため、ある大手生命保険会社において、インタビュー調査、アンケート調査を実施した。また、営業職員の営業所内での活動や、上司、同僚との関係を知るために、営業所での参与観察も行った。ここで一口に顧客タイプと言っても、さまざまな分類が考えられるが、インタビュー調査から、自社顧客か他社顧客によって、異なった営業活動が必要になることが予想された。顧客が自社顧客なのか、他社顧客なのかによって、営業職員がとるべき行動は違いのか。違うとすれば、どういう点が、どのように異なるのかを検討した。インタビュー調査から、営業職員の行動もタイプ分け可能であることが予想された。さらに、特定の行動パターンのみが成果に結びつくというわけでもなく、成績優秀者であっても、その行動パターンにいくつかのバリエーションがあると考えられた。そこで、営業職員の行動をいくつかのタイプに分類することを試みた。「どのような見込み客を有望な見込み客と考えているか」、「営業活動に対してどのような信念・信条を持っているか」、「営業活動のどのような点に魅力を感じているか」といった基準で営業職員をタイプ分けし、各タイプの行動パターンの把握を試みた。また、どのタイプの行動パターンが営業成果に結びつくのかを検討した。また、従来の研究で成果といえば売り上げをさす場合がほとんどであるが、本研究においては継続率も成果指標として取り上げた。このように、本年度の研究においては、営業職員の行動パターンと成果との関連を多面的に検討した。
サルを用いた盲視動物モデルの作成及び盲視下視覚伝導路の機能的同定

視覚の残存機能である盲視を支える一次視覚野を介さない視覚径路として、上丘及び視床枕の関与が解剖学的に推測されているが、神経活動や傷害時の症状をもとにした機能的な面からその可能性が具体的に検証された実験はない。行動課題遂行中に盲視下視覚伝導路の候補である上丘や視床枕へのGABAアゴニスト微量注入によって神経活動や連絡を可逆的に遮断し、盲視の機能が損なわれるかどうかを観察することで同部位の盲視への関与を機能的に調べることとし、動物モデル確立のための行動課題を作成し、課題遂行における成績を調べた。盲視を確認するための視覚誘導性衝動性眼球運動(サッカード)課題を複数作成して正常対照群の動物にこれらを訓練し、遂行可能であることを確認して正常対照群データを記録した。また盲視下の視覚径路は、健常者においても超短潜時のエクスプレスサッカード時にその実行に大きく寄与している可能性が考えられている。これはエクスプレスサッカード実行時にシステムが通常とは異なる状態で機能していることを意味するので、サッカード課題反応時間分布を最近提唱されたLATERモデルによって定量解析することで、通常とは異なるシステムが主役として機能していることを示す試みを行った。通常のギャップサッカード課題と、ギャップに加え目標点をあらかじめ準備期間中に一度呈示するサッカード課題とを用い、非接触型眼球運動測定装置でヒト健常者の眼球運動を計測して通常の反応潜時のサッカードとエクスプレスサッカードとを区別し、反応時間分布を解析した。反応時間分布はモデルに合致し、かつ目標点予告課題においてエクスプレスサッカードが見られる際には低閾値の異なる神経径路システムが主としてシステムの挙動を定めるような切り替えが行われている、ということを示唆する結果が得られた。実験システムの構築と、モデル動物作成の第一歩としての課題訓練を行った。本実験では上丘や視床枕といった脳領域を薬物微量注入で可逆的に遮断して盲視の視覚伝導路である可能性をテストするが、薬物微量注入に際しては、座標を正確に決めることと広い脳領域をカバーすることの両者が必要となる。そこでAPバーを利用した頭部固定装置、及び従来型頭部固定装置との付け替えが可能であるPrimate chairをデザイン、製作した。また、サッカード課題に必要な視覚刺激生成装置、視覚刺激投影機器、及び眼位測定装置を設置してPCを用いた課題制御システムを構築した。ニホンザル1頭について、頭部固定具及び眼位測定用アイコイルを全身麻酔下に無菌的操作で装着した。以下の2種類のサッカード眼球運動課題をサルに課して訓練を行った。1.スクリーン上に点灯する点を注視し、その後、その注視点が消えた直後に点灯する別の目標点に向かってサッカードを行い、これを注視する。2.視野にもう一つ別の目標となり得る点を常に提示しておいてサッカード課題を行わせる。明らかに目標点が別に提示された場合には新たに提示された目標点に向かって視線を動かさなければならないが、もしも最初の注視点が消灯されたにも関わらず新たな目標点の呈示がない場合には、常に呈示されている目標に向かってサッカードを行う。一次視覚野除去前の現在は両課題とも同様に行えることが明らかとなってきた。次年度は、訓練を重ねて正常対照データ取得後に一側一次視覚野の吸引除去を行って両課題を課し、課題2の選択的な成績低下をもってモデル成立を確認する予定である。
後期高齢者の感情制御を支える要因に関する社会心理神経学的検討

当該年度はまず,高齢者の感情制御過程について,記憶課題,恐怖条件づけ,認知課題といった多様な指標を使用し主に行動指標と生理指標による検討を行った。従来の研究では,加齢に伴い不快刺激を忘却し,快刺激を記憶するようになったり,主観的幸福感が高まったりするというポジティビティ効果が指摘されてきた。ただし,こうしたポジティビティ効果は,65歳程度を上限として,後期高齢者になると減衰するとの知見も報告され,加齢が感情刺激の処理に与える影響は複雑な様相を呈していた。また,ポジティビティ効果の背後のメカニズムについても,加齢が扁桃体の機能に与える影響を指摘する研究者もいれば,認知機能の影響を指摘する研究者もおり,十分に理解されているとは言い難い。そこで,本年度は扁桃体機能に関わる恐怖条件づけ,認知機能などを幅広く測定し,記憶のポジティビティ効果のメカニズムを検討した。その結果,記憶のポジティビティ効果は,後期高齢者になっても一定の割合で増えていくことが示された。更に,こうしたポジティビティ効果は,認知機能の影響を強く受けており,加齢によって認知機能が低下した人はポジティビティ効果を示しにくいことが示された。先行研究で後期高齢者になるとポジティビティ効果が減少すると言われていたが,こうした結果は,加齢による認知機能の低下による副次的な産物だったと考えられる。第二に,感情が記憶に与える影響に関するコンピュータモデルを提案し,それを高齢者にも展開した。第三に,昨年度から継続中の加齢と感情記憶と幸福感に関する大規模縦断調査については,質的データをコーディングを終え,量的解析を行った。恐怖条件づけや記憶課題,認知課題を使った研究はデータの収集と論文化を終え,査読結果を待っているところである。コンピュータモデルに関する研究も,論文が出版された。大規模縦断調査についても質的データのコーディングを終え,統計解析に移行している。実験室実験のデータだけでは高齢者の日常生活における幸福感は分からない。また脳データなしでは,扁桃体の機能がポジティビティ効果にどのように関与しているのかも分からない。最終年度は,脳画像指標とMRIと日記法を組み合わせた研究によって加齢の影響を複合的に理解することを目指す。高齢者の感情制御過程について,記憶の観点からの検討を行った。従来の研究では,加齢に伴い感情制御メカニズムの機能が低下することが指摘されている。しかし,加齢に伴い不快刺激を忘却し,快刺激を記憶するようになるというポジティビティ効果も指摘されてきた。ポジティビティ効果は一見すると高齢者の感情制御機能の高さを示しているように思われる。だたし,先行研究は,実験室で短期的な記憶(記銘後10分から数日)を対象に行ったものばかりで,こうした実験室における短期的なポジティビティ効果が日常生活で経験する幸福感に関連している保証はない。またポジティビティ効果の長期的な影響も不明である。本年度はこれらの点について検討するため,主に2つの研究を行った。まず, functional MRIと日記法を組み合わせた実験プロジェクトを行った。被験者にはまずMRI装置の中で,不快刺激,快刺激,中性刺激を見てもらい,それぞれの刺激に対して,屋内か屋外かの判断をしてもらった。その後1週間の日記法での質問紙測定を実施し,1週間後に認知課題ならびにMRI装置の中で提示した刺激の記憶テストを実施した。この記憶テストのパフォーマンスと日記法で測定された気分の関連を検討することで,記憶のポジティビティ効果と日常での幸福感の関連を検討すること,更にそれぞれが独立な脳内基盤を持つか否かを明らかにすることを目指した。第二に,ポジティビティ効果が実験室を超え,日常経験に対する記憶においても確認されるどうかを検討するため,1000人あまりの大規模調査を実施し,感情的な事象に対する記憶を1年にわたって縦断的に検討することで,ポジティビティ効果の長期的な影響を明らかにすることを目指した。国内,国際的な共同研究を行い,加齢に伴う脳内機序の変化に関して,ニューラルネットワークモデルを提案し,その応用研究を行った。MRIと日記法を組み合わせた研究では,25名ほどの高齢者のデータを収集した。この数字は当初目指していた数値よりも若干少ない。その原因として,多くの高齢者が何らかの身体的疾患を抱えており,手術や治療,服薬の履歴に関して,個別の被験者についての診断書をもとにMRIの安全委員会と病院との調整が必要なことがあげられる。MRI実験を補完する形で,大規模調査を実施したが,こちらについては予定通りにデータの収集と量的データの解析が終了している。

そこで,本年度は扁桃体機能に関わる恐怖条件づけ,認知機能などを幅広く測定し,記憶のポジティビティ効果のメカニズムを検討した。その結果,記憶のポジティビティ効果は,後期高齢者になっても一定の割合で増えていくことが示された。更に,こうしたポジティビティ効果は,認知機能の影響を強く受けており,加齢によって認知機能が低下した人はポジティビティ効果を示しにくいことが示された。先行研究で後期高齢者になるとポジティビティ効果が減少すると言われていたが,こうした結果は,加齢による認知機能の低下による副次的な産物だったと考えられる。第二に,感情が記憶に与える影響に関するコンピュータモデルを提案し,それを高齢者にも展開した。第三に,昨年度から継続中の加齢と感情記憶と幸福感に関する大規模縦断調査については,質的データをコーディングを終え,量的解析を行った。恐怖条件づけや記憶課題,認知課題を使った研究はデータの収集と論文化を終え,査読結果を待っているところである。コンピュータモデルに関する研究も,論文が出版された。大規模縦断調査についても質的データのコーディングを終え,統計解析に移行している。MRIと日記法を組み合わせた研究については,地域の病院とはきわめて良好な関係を気づいており,引き続きMRI安全委員会と病院との調整を続け,できるだけ多くの被験者のデータを得られるよう引き続きデータの収集を継続する予定である。また,大規模縦断調査については,質的データを現在コーディング中であり,解析が済み次第論文執筆に移行する。実験室実験のデータだけでは高齢者の日常生活における幸福感は分からない。また脳データなしでは,扁桃体の機能がポジティビティ効果にどのように関与しているのかも分からない。最終年度は,脳画像指標とMRIと日記法を組み合わせた研究によって加齢の影響を複合的に理解することを目指す。
ドメインに分断されたリンゴ酸脱水素酵素を用いた折れたたみ機構に関する研究

野生型tMDHは90°Cの熱処理によっても失活しない高い耐熱性を有する。tMDHはNAD結合ドメインと触媒ドメインの大きく2つの機能ドメインから成り立つが、このドメインのフォールディングおよびそれらのフォールディングにおける相互作用を解析することにより、個々の蛋白質ドメインのフォールディングと蛋白質全体のフォールディングとの関係が明らかになると同時に、tMDHの高い安定性を理解するための重要な知見が得られるものと期待された。tMDHを完全にドメインごとに分断された酵素蛋白質を作製したところ、野生型酵素とほとんど同一の酵素活性を有することが明らかとなった。この分断tMDHは若干耐熱性が低下したものの、依然として80°Cでも失活しない高い耐熱性を有していた。また、各ドメインを独立に大腸菌内で生産させたところN末ドメインのみが安定に大腸菌金体内に可溶性蛋白として生産された。このことから、少なくともN末のNAD結合ドメインが独立にフォールディング能を持ち、それを核としてC末ドメインがフォールディングする可能性が示唆された。つぎに分断酵素の塩酸グアニジンを用いた変性-再生の解析を行った。両過程においても興味深いことに、同一変性剤濃度において再生時の方が変性時よりも高い二次構造含量を持っていることが明らかとなった。また、変性においては蛋白質濃度依存性が見られなかったが、再生時は再生の最終段階で濃度依存の相が見られた。これらの事実は、この分断酵素が変性と再生の経路が異なる可能性を示唆しているものと考えられた。一方、tMDHの個々のサブユニットの安定性とドメイン間相互作用との関係を調べるため、ドメイン間相互作用に関与すると考えられるアミノ酸残基を改変したが、その改変体の耐熱性には全く低下が認められなかった。tMDHとブタ細胞質型MDHでアミノ酸配列を比較した場合、両者間では50%ものアミノ酸が同一であるにもかかわらず、安定性は著しく異なっている。これまでの研究により、tMDHにおいてはサブユニット間の結合が非常に強固であり、これが分子全体の安定性を増大させるのに寄与していることが示唆されていた。そこで、tMDHにのみ見られる塩橋に注目し、構成するアミノ酸に置換して、安定性ならびにリフォールディングへの影響について解析したところ、この改変体は耐熱性、塩酸グアニジン耐性に変化が見いだされなかったが、SDSに対する耐性が著しく低下していることが明らかとなった。
化学反応カオスによるCSTRの不安定性

硝酸二アンモニウムセリウムIII四水和物を酸化還元触媒として用い,反応温度を一定にしてCSTRで,ベロ-ゾフ・ジャボチンスキ-反応を行い,昨年度のフェロイン触媒の場合と比較しながら,化学振動の出現の仕方とカオスに至るル-トを調べた。分岐パラメ-タとして(1)平均滞留時間,(2)反応温度,(3)原料の臭化物イオン濃度,(4)原料中のマロン酸濃度を変えた。CSTR内の臭化物イオン濃度と酸化還元電位をそれぞれ銀・臭化銀電極と白金電極により同時測定することにより「埋め込み法」を用いずに位相解析した。その結果,臭化物イオン濃度のみの時系列デ-タで埋め込み法で位相空間軌道を描かせたアトラクタ-と臭化物イオン濃度と酸化還元電位の両時系列デ-タにより位相空間軌道を描かせたアトラクタ-はトポロジ-的には同じものであることが明かになった。カオスの出現するル-トに関しては,充分に大きい滞留時間ででは化学平衡になり化学振動は現われず,τ=21.7minの時は2種の振幅の混合振動が,τ=21.4minの時に非周期振動(カオス)が,τ=16.0minの時は単一ピ-ク規則振動が,τ=7.75minの時は8の字形アトラクタ-の振動が現われた。この非線形性の強いCSTR反応系のカオスはある規則振動の反応状態から他の規則振動の反応状態への遷移域において出現することが明かになった。これは渦流動系のカオスの出現するル-トとは異なるものであり、両者の物理現象の非線形は異なると考えられる。1.原料濃度,反応温度を一定値に設定して,CSTRでベロ-ゾフ・ジャボチンスキ反応を行い,化学振動が生じるかどうかについて実験により調べた。また,反応温度の効果についても調べた。(1)フェリインを酸化還元触媒として用い,臭素イオン濃度の時系列デ-タを収録し,波形解析した結果,臭素イオン濃度の振動の遷移に2種の経路が存在することを見出した。すなわち,分岐パラメ-タであるスペ-スベロシティ-を大きくして行くと,(1)単一ピ-ク振動→二重ピ-ク振動→平坦部をもつ断続的振動→平坦部に微小な乱れが重なった断続的振動へと遷移する経路と(2)単一ピ-ク振動→振動が消滅する定常状態へと遷移する経路が観察された。しかし,本研究で設定した原料濃度においては明確なカオスは出現しなかった。(2)分岐パラメ-タとして反応温度を変化させ,温度による非線形現象についても調べた。その結果、本研究の実験条件(25°C40°C)の範囲内では,単一ピ-ク振動のみが出現し,反応温度の上昇とともに振動周期が短くなった。(3)これらの結果より、他の研究者が同一反応条件で観察している化学反応カオスは,微小な外乱によるものであると推論された。硝酸ニアンモニウムセリウムIII四水知物を酸化還元触媒として用い,反応温度を一定にしてCSTRで,ベロ-ゾフ・ジャボチンスキ-反応を行い,化学振動が生じるかどうか調べた。平均滞留時間,マロン酸供給濃度,臭化物イオン供給濃度を分破パラメ-タとして実験し,CSTR内の臭化物イオン濃度と酸化還元電位をそれぞれ銀・臭化銀電極と白金電極で同時測定したデ-タを位相解析した。その結果,充分に大きな滞留時間での時は化学振動は現われず,τ=21.7minの時は2種の振幅の混合振動が,τ=21.4minでは非周期振動(カオス)が,τ=16.0minの時は単一ピ-ク振動が,τ=7.75minの時は8の字形アトラクタ-の振動が現われた。

昨年度の酸化還元触媒としてフェロインを用いた時の化学振動とは少し異る波形を示しており,カオスの発生ル-トも異る結果となった。分岐パラメ-タとして原料の臭化物イオン濃度を高くして行くと,化学振動の周期は長く,振幅も大きくなったが,すべて単一ピ-ク振動であった。分岐パラメ-タとして原料のマロン酸濃度を下げると周期が長く,振幅も大きくなったが,すべて単一ピ-ク幅動であった。
遷音速円形翼列の非定常流特性

ターボ圧縮機の圧力化が単段で4を越えると,ディフューザへの流入流れは超音速となり,翼付きディフューザでは当然衝撃波が避けられない。小弦節比円形翼列ディフューザは,このような超音速流れ状況下でも,広い流入角の範囲にわたって圧力回復率が良好であった。本発明では,衝撃波が発生する円形翼列翼間ならびに翼列入口羽根なし部すなわち羽根車出口部の圧力分布の時間変化を詳細に計測して,回転する羽根車と円形翼列の相互干渉を調べるとともに,衝撃波の挙動,ならびにディフューザ失速あるいはサージングと翼列に流入する流れの非定常流れとの関係を明らかにし,小弦節比円形翼列ディフューザ設計の基礎試料を提供しようとするものである。得られた主な知見は以下の通りである。1.これまでの実験結果を参考に,円形翼列部および羽根車出口部に周波数応答性の高い圧力センサを設けるとともに,パソコンをベースとする1MHz(125kHz×8チャンネル)同時計測可能な高速多チャンネル圧力データ収録システムを開発した。2.得られた圧力データについては,平均値,ms値に加え,スペクトル解析,回転羽根車に相対的な平均化処理,フェルタリング処理などパソコンベースのデータ処理システムを開発した。3.円形翼列と羽根車の翼通過とともに衝撃波の位置および強さの変化が大きく,円形翼列と羽根車との翼列干渉か強い。4.低流量域では低周波数成分の脈動が翼列入口部の極めて狭い領域に生じ,その領域は流量の減少とともに上流に移動する。低周波数脈動の原因は旋回失速あるいは二次流れによるものと推察される。また,この現象はディフューザ失速ひいては圧縮機のサージングと関連する。
統計的レギュラリティに対する認知バイアスとしての選好

事物等に対してヒトが感じる選好を「経験・学習によって獲得された、感覚刺激の統計的レギュラリティに対する潜在的認知バイアス」と捉え、選好における普遍性および多様性を統一的に説明することを目的とする。発達を認知バイアスの形成過程として、熟達を専門的トレーニングによる認知バイアスの変容として捉え、一般成人および幼児・小学生や専門家を対象とした視聴覚実験を通して発達・熟達が選好に与える影響を分析するとともに、文化要因を排除したうえで選好の進化要因を探るため、チンパンジーを対象とした視聴覚実験を実施する。さらに、好まれる絵画・楽曲等に共通した普遍特徴(統計的レギュラリティ)を機械学習を用いて同定する。選好を、文化的生産物ではなく、「経験・学習によって獲得された、感覚刺激の統計的レギュラリティに対する潜在的認知バイアス」と捉え、普遍性と多様性を統一的に説明する。量的には10万種の刺激に対する3万人のデータをクラウドソーシングで集め、質的多様性には、類人猿から、幼児、専門家までを実験対象とするなど、有効性のある検証を行う。選好に対する文化の影響力を重く見る従来の考え方に対して、新学説を打ち立てるもので、学術的意義は大きい。学説が証明されれば、管理された実験環境で選好を分析・研究することが可能となり、シミュレーションも可能となる。結果、選好に対する研究が著しく進展し、実用的には、サービスや製品開発に関する新しい方法論を産むものと期待できる。
J-PARCステライルニュートリノ探索用検出器開発研究

重力しか感じない3世代を超えるステライルニュートリノは、LSND実験でその可能性が示唆された標準模型では説明できない粒子である。そのため、このステライルニュートリノは、発見されれば、宇宙、素粒子物理に大きなインパクトを与える。現在世界で唯一LSND実験の直接的な追試実験としてJSNS2実験が計画されている。JSNS2実験は、J-PARC MLF施設を利用したステライルニュートリノ探索実験である。本研究では、MLF施設内の検出器設置候補地点において背景事象測定を行い、測定結果とMCシミュレーションを比較することで、検出器デザインの構築及び背景事象量の見積りを行った。本研究の目的は、J-PARC MLFで現在計画中のステライルニュートリノ探索実験で、本検出器設置候補地点における背景事象測定(特にビーム起源及び宇宙線起原高速中性子事象の測定)を実施し、測定結果を基にMCスタディを行い、本実験用検出器デザインを確定させることである。特に26年度は、東北大学で開発したGd入り液体シンチレータ検出器を用いて実測を行い、MCスタディにより現在の検出器デザインにおける背景事象量を見積もること、また実施の際に宇宙線VETOシステムの開発が必須であったため、システムの開発も行うことであった。予定通り本検出器設置候補地点における背景事象は実施され、MCスタディによりビーム起源及び宇宙線起原高速中性子背景事象の見積りを行うことができ、J-PARC PACのためのstatus report (arXiv:1502.02255)にまとめられ、さらに、現在PTEPの執筆中の論文(arXiv:1502.06324)にもまとめられた。しかしながら、本検出器設置候補地点であるMLF3Fでは、安全上の観点から、背景事象測定実施当時は、危険物である液体シンチレータを入れることが難しかった。そこで、500kgのプラスチックシンチレータ検出器に変更し、さらに、その際やはり全体を囲む宇宙線VETOシステムの開発が必要であったため、検出効率99.5%のシステムを開発し、測定を実施することができた。本研究の目的は、J-PARC MLFで現在計画中のステライルニュートリノ探索実験で、本検出器設置候補地点に置ける背景事象測定(特にビーム起源及び宇宙線起源高速中性子事象の測定)を実施し、測定結果を基にMCスタディを行い、本実験用検出器デザインを確定させることである。特に27年度は、既に行っている本検出器設置予定地点に置ける宇宙線高速中性子事象量の測定結果を基に粒子識別可能な液体シンチレータ検出器のR&Dを行う、且つ実測データを反映させたMCスタディによりシールドデザインを確定させるこでであった。まず粒子識別可能な検出器のR&Dに関しては、特に波形弁別法(PSD)を使ったタイプの検出器のR&Dを行った。具体的には、バイアル測定による現在候補に上がっているGd入り液シンの性能測定を行い、結果を基にMCチューニングを行い、背景事象測定結果を基に作成したイベントジェネレータを使用して本検出器のPSD能力(中性子除去能力)を見積もった。現在のところ現在の検出器デザインで目標の除去能力が達成されていることを確認した。これらは、J-PARC PACのstatus report (arxiv:1601.01046v1)にまとめられた。またシールドデザインに関しては、背景事象測定結果を基に、特に現場のコンクリートによる熱中性子捕獲からビーム起源ガンマ線量の測定結果を基にMCスタディを行い、ガンマ線用鉛シールドの厚みを決定することができた。研究実績の概要でも記した通り、27年度の研究計画は、既に実施した背景事測定結果を基にした粒子識別可能な検出器デザインのためのR&D及び、シールドデザインの決定である。シールドデザインに関しては、まだ検討の余地を残しているため、確定までは至っていないが、概ねのデザインは決まったことと、粒子識別可能な検出器デザインに関してもPSDを用いたケースは現行検出器デザインで目標の背景事象除去能力があることが確認できたため、2の「おおむね順調に進展している」を選んだ。本研究の目的は、J-PARC MLFで現在計画中のステライルニュートリノ探索実験で、本検出器設置候補地点における背景事象測定(特にビーム起源及び宇宙線起源高速中性子事象の測定)を実施し、測定結果を基にMCスタディを行い、本実験用検出器デザインを確定させることである。特に28年度は、検出器外の宇宙線起源中性子用シールドデザインを決めるスタディを行うことであった。しかし、MLFでの現場の制約(耐荷重及び設置スペース限界)により、最外層に中性子用シールドを設置することが難しいことから、検出器最外層である宇宙線Veto層を高速中性子タグ用の層としても使用することで対処することにした。最外層とその内側のガンマキャッチャ層は、検出器の構造上同じGdの入っていない液体シンチレータを使用する必要があり、候補になっているシンチレータの基礎能力測定が重要である。そのため、60Coを用いた光量測定、分光計を用いた透過率測定を行った。また東北大CYRICで70MeV中性子を用いたビームテストを行い、Birks係数の測定、PSD能力の測定も行った。これらの結果は、学会及び、J-PARC PAC用status reportにもまとめられた。現在世界で唯一LSND実験の直接的な追試実験としてJSNS

2実験が計画されている。JSNS2実験は、J-PARC MLF施設を利用したステライルニュートリノ探索実験である。本研究では、MLF施設内の検出器設置候補地点において背景事象測定を行い、測定結果とMCシミュレーションを比較することで、検出器デザインの構築及び背景事象量の見積りを行った。研究実績の概要でも記した通り、26年度の研究計画は、東北大学で開発しているGd入り液体シンチレータを用いた、本実験用検出器設置候補地におけいる背景事象測定の実測及び、実測を基にしたMCスタディにより現在の本検出器デザインにおける背景事象量の見積りをすることであったが、これに関しては予定通り26年度中に達成できた。その際測定に必須だった宇宙線VETOシステムの開発も予定通り行い、背景事象測定でもデザイン通りのパフォーマンスを出すことができた。ただ上述した通り、予定していたGd入り液体シンチレータではなく、プラスチックシンチレータで測定を行う必要があった。東北大学が所有する原子炉モニターは、中性粒子(ガンマと中性子)の識別が可能であるのに対し、使用したプラスチックシンチレータでは粒子識別はできなかったため、特に現場で測定されたものは、宇宙線起源ガンマと中性子の総量であった。そのため、代替案として、東北大学での実測結果から割り出した宇宙線起源ガンマと中性子の比率を使って中性子量の算出を行った。宇宙線起源高速中性子に関しては、今後、追試の測定を行い、現場での実測により今回の結果を保証する必要ある。以上の経緯から、事故点検による評価を2の「おおむね順調に進展している」にした。今年度が最終年度のため、さらなるMCスタディによる検出器デザインの確定を行う。特に、本検出器のPSD能力を向上させるため、現在の候補Gd入り液シン(DayaBay実験タイプ)にナフタレンを付加させてPSD能力の向上を目指しており、現在長期安定性の確認試験を行っている。また同時に、向上したPSD能力も測定により確認できたため、実測結果をMCシミュレータに反映させて、本検出器除去能力を見積直し、最終的な実験感度の見積りを行って行く予定である。素粒子実験まず上述した通り、粒子識別可能な検出器で宇宙線起源ガンマと中性子の比を本検出器設置候補地点で実測する必要があるため、小型の粒子識別可能な液体シンチレータを用いて実測をする。また研究計画でも書いた通り、実測の結果、宇宙線起源高速中性子量を100分の1程度まで落とす必要があることが分かった。そこで、粒子識別可能なGd入り液体シンチレータの開発をし、検出器に実装する必要がある。そこで、残り2年間で、粒子識別可能な波形弁別能力を実装したGd入り液体シンチレータのR&Dを行う。具体的には、Gdを安定な状態で実装できることが分かっているリニアアルキルベンゼン(LAB)を溶媒として使用したものを開発する。しかし、LABは波形弁別能力が乏しいため、ナフタレン等の物質を添加することで、波形能力の向上を目指す。さらに、その測定結果を本実験用検出器のシミュレータに実装し、必要な性能が出ているか常時確認する。
収束式重イオンマイクロビーム装置を用いた細胞内小器官ラジオサージェリー技術の開発

重イオンに対する細胞の放射線応答において、細胞内小器官が果たす役割を解明するために、集束式重イオンマイクロビームを用いた細胞内特定領域への照準照射技術を開発することを目的に研究を実施した。細胞への照射を実現するために、細胞照準システムの設置、細胞試料調製法の確立、および、細胞位置の正確な検出を実現する画像解析コードの開発を行い、集束式重イオンマイクロビームによる細胞への正確な照準照射を実現した。低線量放射線の影響解明や難治性がんの高度治療法の開発を目指して開発が進められてきた、これまでのマイクロビームでの生物照射では、細胞一つ一つを撃ち分けることを主な目的としていた。しかし、近年の分子生物学的知見から、細胞内小器官を重イオンマイクロビームで照射し、その機能を解明する細胞内小器官を狙ったラジオサージェリー技術が求められている。そこで、平成20年度は、重イオンマイクロビーム装置を用いた細胞小器官を狙い撃ちしたラジオサージェリー技術を開発することを目的に、重イオンマイクロビーム装置を制御し、細胞を精密に照準照射するソフトウェアの開発を進め、開発したソフトウェアによる、染色した細胞試料の全自動電動蛍光顕微鏡下での蛍光画像取得を可能にした。画像取得に当たっては、蛍光観察用励起光の曝露によって、細胞に障害が生じないように、励起光源シャッター開閉とカメラによる画像撮影の連動制御機能をソフトウェアに実装し、励起光への曝露を最小限に留め、細胞への蛍光画像撮影の影響を軽減できるようにした。また、細胞への最適な照射位置を画像解析によって自動取得できるようにするために、Image Pro Plus(Media Cybernetics社)による画像解析機能を照射ソフトウェアに組み込み、取得した蛍光画像の画像解析による位置検出と照射位置制御の連動を可能にした。そこで、平成20年度は、重イオンマイクロビーム装置を用いて細胞小器官を狙い撃ちするラジオサージェリー技術を開発することを目的に、重イオンマイクロビーム装置制御ソフトウェアの開発などを実施してきた。平成21年度は、これに引き続き、照準する細胞位置を、細胞染色画像から高精度に抽出することができる画像解析用コードの開発を実施した。開発したコードでは、全体を生体染色用蛍光色素で染色した細胞の蛍光観察画像から、細胞中心の位置を自動で抽出することができる。また、このコードのフレームワークは、次年度に開発する予定の細胞内小器官位置を自動抽出する画像解析コードのフレームワークとしても利用できる。次に、開発したコードによる細胞への自動照準照射が実現できることを実証するため、コードを、最小径1μmのビームで高精度な照準照射を実現することができる集束式重イオンマイクロビーム装置の照射制御ソフトウェアに組み込み、ヒト子宮頚癌由来培養細胞への集束ネオンビームによる自動照準照射実験を行った。照射したイオンの細胞へのヒット位置を可視化した結果、照射したイオンは抽出した細胞中心位置に正確にヒットしていた。このことで、集束式重イオンマイクロビームによる細胞への照準照射を実現するとともに、次年度実施する細胞内小器官位置を自動抽出する画像解析コードの開発で、細胞内小器官への照準照射が実現可能であることを証明した。そこで、重イオンマイクロビーム装置を用いて細胞小器官を狙い撃ちするラジオサージェリー技術を開発することを目的に、平成20年度は重イオンマイクロビーム装置制御ソフトウェアの開発を行い、平成21年度には、照準する細胞位置を、細胞染色画像から高精度に抽出することができる画像解析用コードの開発を実施するとともに、開発したソフトウェアを用いた、ヒト子宮頚癌由来培養細胞への集束ネオンビームによる自動照準照射実験を実施した。平成22年度は、これらに続き、集束ネオンビームによる自動照準照射実験で細胞核を狙って照射したヒト子宮頚癌由来培養細胞において、照射によるDNA損傷生成が認められるかの検証を実施した。検証は、照射によって生じることが予想される、DNA二重鎖切断のマーカーであるリン酸化ヒストンH2AXに特異的なモノクローナル抗体を用いたin situ免疫染色でDNA二重鎖切断の細胞内局在を可視化することで行った。その結果、照射された細胞では、リン酸化ピストンH2AXの生成が検出され、その位置は、イオン飛跡検出プラスチックCR-39で物理化学的に検出したイオン飛跡位置とよく合致していた。この結果から、開発したソフトウェアを用いた、集束式重イオンマイクロビームによる細胞への自動照準照射で、任意の細胞内の任意の位置に損傷を与えることが可能であることが確かめられた。