hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大雪山国立公園における自然環境の保全と管理に関する基礎的研究

本研究では、大雪山国立公園における自然環境の保全と管理を目的として、とくに、大雪山国立公園のような山岳地域の国立公園での適正収容力(Carrying Capacity)に関する基礎的研究をおこなった。自然公園における適正収容力は、(1)訪問者数が増加すると登山道の踏みつけによる土壌侵食や植生の破壊が進行することからもたらされる物理的収容力の限界、(2)訪問者の増加によって訪問者が許容できる限界以上の混雑感がもたらされることによる心理的収容力の限界、の2つによって規定される。本研究ではこの両者について、それぞれ、現地調査、アンケート調査、大型計算機によるシミュレーションなどの手法を用いて分析をおこなった。その結果は次のように整理される。(1)登山道の土壌侵食は訪問者数の多い場所ほど大きかったが、登山道の傾斜、土壌硬度、表面物質の粒度などにも影響される。土壌硬度は季節的にも、訪問者数の増加にとともなう踏みつけの増大によって高くなり、これが表面流出を増大させて、土壌侵食を大きくしているものと考えられる。(2)登山道には踏みつけとそれにともなう土壌侵食によってガリ-が発達する例が多く、歩きづらくなるために、横方向へ拡大する。登山道の幅員は訪問者数とよい相関を示した。(3)訪問者の混雑感は実際の利用状況よりも、訪問者の知覚した人数と強い相関があることがわかった。またこれに関して、訪問者の来訪回数が強く影響することが明らかになった。キャンプ場の混雑感についても、予想された混雑度と現実の比較がおおきな決定要因であることがわかり、適切な情報提供によって混雑感を緩和する可能性が示された。大雪山の黒岳石室周辺,および旭岳への登山道周辺に雨量計,地温計,気温計を設置し,登山道周辺での気象条件の通年観測を実施している。また,同じ地域に登山道をはさんでアルミ・アングルを埋めこんで基準点を設け,基準点からの登山道表面の低下量を測定することによって,登山道での土壌侵食深を測定している。登山道への入込数の調査は,当初,夏季シ-ズン中の動態調査を計画していたが,補助金の交付時期が遅れたため不可能になった。このため,大雪山の各登山口で営林署が管理している登山者名簿を収集し,それを集計することによって,各登山口別の入込数を明らかにした。営林署によっては,何年分かの登山者名簿が得られたので,年による入込数の変動を明らかにすることができた。今後,各年の天候などとの関連をもとめて,入込数の変動要因を検討する予定である。1989年に予察的に行なった観測結果と,比較のために青森県八甲田山で行なった研究の成果をまとめて「森林航測」16巻1号に発表したほか,1990年の調査については,日本地形学連合1990年度秋季大会でその成果の一部を発表した。大雪山の黒岳石室周辺および青森県・八甲田山地の登山道周辺に,雨量計,地温計,気温計を設置し,登山道周辺での気象条件の通年観測を実施している。また,上記2地域に大雪山旭岳周辺を加えた3地域で,登山者の人込数の調査を行なうと同時に,常林署が管理している登山者名簿から情報を収集した。これら両者の集計を行ない,その結果をシュミレ-ションモデルによって処理し,国立公園利用者の動態予測を試みた。また,利用者意識のアンケ-ト調査を行なった結果,多元的満足度評価の把握が必要であることがわかった。登山道・山小屋周辺での植生破壊の進行は,付帯施設(ベンチ・ロ-プ・案内板等)の分布,数,管理形態などによって大きく左右される。そこで,これらの施設についても現地で調査を行なった。

また,飲用水・雑排水の水質汚染が,自然環境や人間に影響を及ぼすことも予想されるので,現在の各水場での水質汚染状況を知るために,細菌試験を実施し,雑排水・(尿の処理システムに関する現地調査および関係者へのヒアリングを行なった。そして,前述の3地域において,登山道をはさんで設けた基準点からの土壌侵食深も測定した。さらに,大雪山国立公園の管理を考えていく上で重要な手がかりとなる,国立公園管理関係諸機関・組織の認識と対応の状況についても,ヒアリングや文献調査等によって明らかにし,現存する諸問題の検討を行なった。以上の結果の一部は、1991年度日本地理学会春・秋季大会において,口頭発表された。平成2年度の動態調査により、大雪山国立公園のなかで最も観光客や登山者の入込数が多いことが明らかになった黒岳周辺と旭岳周辺において、平成2から4年まで登山道沿いに土壌ピンを埋設し、3年間にわたって登山道の侵食量を測定した。このデータと、各測点を通過する観光客・登山者の人数から、人為的インパクトの定量化を行なった。また動態調査の結果にもとづいて、平成3年度にシミュレーション・モデルを構築し、平成4年度にはこれは用いて、シミュレーションを行なった。シミュレーションの結果と、平成24年度に行なった現地での聞きとり調査、アンケート調査との結果をあわせ、登山者が実際に感じている心理的混雑度と交差数による物理的混雑度との比較を行ない、登山道での初めて混雑度を定量的に把握することができた。以上のデータは国立公園、とくに大雪山のような山岳地域の国立公園では初めて獲られた成果であり、これをもとに、大雪山国立公園での収容力を論じるための基礎的データがそろったと言える。また登山道での土壌侵食データからは、登山道の侵食に傾斜、表層地質、融雪水などが大きな影響を与えていることが明らかになり、登山道を保全していくために具本的方策を考えることが可能になった。これら全体の結果を総合して、本研究では大雪山のような原始的山岳地域を中心とする国立公園の管理・保全体制をどのようにすべきかについて、現状の管理・保全体制の問題点とあわせて指摘し、今後のあるべき姿について具体的提言を行なうことができた。
カドミウムの毒性発現機構に関する研究

カドミウム(Cd)の示す毒性の元凶と考えられる遊離Cd(メタロチオネイン(MT)と結合していないCdをさす)をオートラジオグラフィーで検出して、遊離Cdの組織内局在を調べた。【^(14)C】で標識したナフトールを用いてチアゾリルアゾナフトール(TAN、比放射能3.1mCi/mmol)を合成した。組織切片のバックグランドの汚染(遊離CdとTANとの錯形成には無関係で単に組織に付着したTANをさす)を除去するための有機溶媒には2-プロパノール水溶液がもっとも適していた。Cdを注入してただちに屠殺したラット肝(MTは未生成)のオートラジオグラフイーを行なった結果、組織化学的なCd染色によって青色に発色した部位(遊離Cdの存在を示す)に現像銀の集中するのが観察された。以上の成績からこの方法は組織中の遊離Cdだけ(TANはMTと結合したCdを染色しない)の局在を知る有用な方法であることが明らかとなった。化学的な分析方法(HPLC-AAS)によって同時に確認した肝・腎内におけるCdの存在量は、肝では3週間後に最大となり、その後5週まで一定で6週後には急に低下する。MTに結合しているCdの濃度は3週後に最大となり、その後減少するので第3週以降は遊離Cdの濃度は増大することになる。これに対して腎ではMTに結合しているCd濃度と全Cd濃度とが並行して除々に大きくなるので、腎の遊離Cd濃度は肝に比べて常に著しく少ないという特徴が見られた。同じラットから作成した切片のオートラジオグラフィーの成績にもこれらの結果とほぼ同様の傾向を示す像が得られた。電顕レベルのオートラジオグラフィーでは、肝・腎の多くの細胞の細胞膜に現像銀が集中しているのが観察された。また一部の細胞には細胞質、核にも比較的多数の現像銀が見られたが、すべての現像銀が遊離Cdとするにはなお検討すべきいくつかの疑問が残った。
シンタリングを防止する触媒の創製-触媒金属微粒子を包接した担持触媒の調製

1.マイクロエマルション法によって調製した担持貴金属触媒の耐シンタリング性の向上および熱処理に対する触媒活性の低下の抑制に関する研究を行った。含浸法、ゾルゲル法、マイクロエマルション法でAl_2O_3担持Pt触媒を調製し、Pt粒子の耐シンタリング性、坦体Al_2O_3の熱的安定性を検討した。マイクロエマルション法、ゾルゲル法、含浸法触媒について、Pt粒子の耐シンタリング性を調べた結果、Pt粒子が担体Al_2O_3によって被覆された構造のマイクロエマルション法やゾルゲル触媒の方が、Pt粒子が担体Al_2O_3表面上に存在する含浸法触媒よりも高いことがわかった。また、Pt粒子の耐シンタリング性を向上させるためには、触媒を加圧圧縮してPt粒子の移動を物理的に抑制することが有効であることがわかった。2.坦体金属酸化物であるSiO_2によって触媒貴金属微粒子が完全に被覆された、SiO_2包接Pt触媒、SiO_2包接Rh触媒をマイクロエマルション法によって調製し、900°Cで12時間の熱処理に対するシンタリングの抑制法および上記熱処理に対する触媒活性の低下の抑制に関する研究を行った。PtおよびRh微粒子をSiO_2で包接した構造は、900°Cで12時間の厳しい熱処理に対しても微粒子のシンタリングを抑制することが明らかとなった。また、包接物質であるSiO_2層の厚みを変えて調製したSiO_2包接型PtおよびRh粒子の耐シンタリング性を調べた結果、包接SiO_2層の厚みによらず包接型粒子は高い耐シンタリング性を有することが明らかとなった。包接芯物質がPtの場合、反応ガスがPt粒子表面上に吸着できないためにNO-CO反応活性は著しく低いが、包接芯物質がRhの場合、反応ガスはRh粒子表面上に吸着することが可能であり、NO-CO反応が充分進行することが明らかとなった。SiO_2層の厚みを薄くして調製したSiO_2包接型Rh触媒は、熱処理によるSiO_2細孔の減少が抑制され、900°Cで12時間の熱処理に対しても触媒活性の低下を抑制することが明らかとなった。本研究では,Pt,Rh等の貴金属微粒子を耐熱性の高い物質であるアルミナで包接したナノスケールの超微粒子を通常のアルミナ担体に担持するという新規な調製法によって,シンタリングしないで高活性を長期間維持できる触媒を創製することを目的とする。本年度に得られた成果は,以下の通りである。(1)Ptを芯物質とし,アルミナで包接したナノスケール微粒子の合成アルミナの凝集力が予想以上に著しく,種々の検討を行ったが,アルミナ包接Pt微粒子を合成することはできなかった。そこで,PtあるいはRhをシリカで包接した後,アルミナ担体に固定化した触媒について検討することとした。シリカでは均一な包接微粒子を合成することができた。(2)シリカ包接Pt,Rh微粒子の高温耐久性包接物質をアルミナよりも耐熱性の低いシリカに変更したため,包接微粒子の高温耐久性を調べた。

Ptをアルミナに従来法で担持した触媒では,900°Cという高温で熱処理を施すと,Pt粒子が初期の約10倍にも成長したが,シリカ包接Pt,Rh微粒子では金属粒子径がほとんど変化しなかった。さらに,その温度でもシリカ包接層の構造に変化は認められず,シリカ包接微粒子でも実用触媒として充分な高温耐久性があることがわかった。(3)シリカ包接PtおよびRh微粒子の固定化とNO-CO反応特性モデル反応としてNO-CO反応を取り上げ,シリカ包接PtおよびRh微粒子触媒の反応特性を調べた。触媒は,包接微粒子とアルミナとを物理混合したものを用いた。本触媒は,初期活性は従来法触媒と同程度であったが,900°Cで熱処理した後は,従来法触媒よりも著しく高い活性を示すことがわかった。1.マイクロエマルション法によって調製した担持貴金属触媒の耐シンタリング性の向上および熱処理に対する触媒活性の低下の抑制に関する研究を行った。含浸法、ゾルゲル法、マイクロエマルション法でAl_2O_3担持Pt触媒を調製し、Pt粒子の耐シンタリング性、坦体Al_2O_3の熱的安定性を検討した。マイクロエマルション法、ゾルゲル法、含浸法触媒について、Pt粒子の耐シンタリング性を調べた結果、Pt粒子が担体Al_2O_3によって被覆された構造のマイクロエマルション法やゾルゲル触媒の方が、Pt粒子が担体Al_2O_3表面上に存在する含浸法触媒よりも高いことがわかった。また、Pt粒子の耐シンタリング性を向上させるためには、触媒を加圧圧縮してPt粒子の移動を物理的に抑制することが有効であることがわかった。2.坦体金属酸化物であるSiO_2によって触媒貴金属微粒子が完全に被覆された、SiO_2包接Pt触媒、SiO_2包接Rh触媒をマイクロエマルション法によって調製し、900°Cで12時間の熱処理に対するシンタリングの抑制法および上記熱処理に対する触媒活性の低下の抑制に関する研究を行った。PtおよびRh微粒子をSiO_2で包接した構造は、900°Cで12時間の厳しい熱処理に対しても微粒子のシンタリングを抑制することが明らかとなった。また、包接物質であるSiO_2層の厚みを変えて調製したSiO_2包接型PtおよびRh粒子の耐シンタリング性を調べた結果、包接SiO_2層の厚みによらず包接型粒子は高い耐シンタリング性を有することが明らかとなった。包接芯物質がPtの場合、反応ガスがPt粒子表面上に吸着できないためにNO-CO反応活性は著しく低いが、包接芯物質がRhの場合、反応ガスはRh粒子表面上に吸着することが可能であり、NO-CO反応が充分進行することが明らかとなった。SiO_2層の厚みを薄くして調製したSiO_2包接型Rh触媒は、熱処理によるSiO_2細孔の減少が抑制され、900°Cで12時間の熱処理に対しても触媒活性の低下を抑制することが明らかとなった。
自閉症児に授業を行う特別支援学校教員の指導の際の「手続き」の分析

【研究目的】本研究では、知的障害特別支援学校に勤務し、知的障害を伴う自閉症児を指導している教員2名に対し、(1)質問紙による調査、(2)授業場面のビデオ分析を行い、応用行動分析の指導理論や技術を学ぶことによって、授業に対する意識や指導手続きがどのように変容するかについて明らかにすることを目的とした。【研究方法】対象者はA教諭(教員経験年数12年、うち知的障害教育経験年数2年)と、B教諭(教員経験年数4年、うち知的障害教育経験年数2年)である。質問紙による調査は、独自に作成した自立活動の授業に対する質問紙と、応用行動分析に関する知識を測るKBPACを用い、平成22年9月と平成23年3月に実施した。授業場面のビデオ分析による指導手続きの変容に関しては、個別学習(国語・算数・自立活動)の指導場面を対象とし、前期の授業をベースライン条件、後期の授業を介入条件とした。介入条件では、校内研修として課題分析や行動連鎖化、刺激呈示・除去法やマニュアルガイダンス、強化スケジュール構成等の学習を行うとともに、対象教員と児童が個別学習をしているビデオを見ながら授業場面を振り返った。ビデオ分析は教員が使用している指導手続きを1回の指導における時間比で算出した。【研究成果】授業に関する質問紙調査では、介入の前後で2名とも自立活動の内容を他の領域・教科と関連させて評価する意識が高まり、指導略案を作成する頻度が高まった。KBPACもそれぞれ介入後の得点があがった(25間中12点から15点)。ビデオ分析の結果、指導する際にマニュアルガイダンスが減少し、視覚刺激の呈示後に聴覚刺激呈示を行う指導手続きの増加がみられた。これらの結果を踏まえ、個別学習場面において知的障害を伴う自閉症児に対する指導手続きとして、応用行動分析の手法は有効であることが考えられる。
超微量溶液分析用高感度テラヘルツμTASチップの開発

テラヘルツ(THz)近接場光を利用し、ピコリットルオーダーでの超微量分析とフェムトモルオーダーの感度を有するマイクロチップを開発した。具体的には、THz波源としてGaAs(110)を用い、近接した微小流路構造を作製し、溶液試料とTHz波源が一体化したTHzマイクロチップとした。GaAs表面にメタマテリアル構造を有するチップを作製し、高感度化を図った。さらにマイクロチップを使い捨て可能にすることを目的に、ポリジメチルシロキサン(PDMS)に流路を形成し、GaAs表面に貼り付けたマイクロチップを作製した。新規マイクロチップで、生体成分の水溶液を測定して評価した。テラヘルツ(THz)近接場光を利用し、ピコリットルオーダーでの超微量溶液分析とフェムトモルオーダーの感度を有するチップ開発とそのチップを利用した溶液のダイナミック計測応用について検討を行った。具体的には、安価で光リソグラフィーによる表面加工が可能な非有機系のGaAs(110)をTHz波源として用い、表面上に微量溶液伝搬用の微小流路構造を作製した。微小構造は硫酸系エッチャントによるウェットエッチングによって作製した。このようにして作製したデバイスは溶液試料とTHz波光源が一体化したTHz-μTASチップとして用いることができた。また、より高感度な検出を狙い、流路構造とTHz波の集光効果を発現する凸構造や局所電場増強を発現する網目構造、鋭いQ値の共振現象を引き起こすメタマテリアル構造との融合について検討を行った。メタマテリアル構造については、複数個のメタマテリアル構造を有するデバイスを作製し、構造のサイズ、数、配置の最適化を行った。さらに、非線形テラヘルツ波の電場および磁場の向きとリング共振器の配置との角度を変更し、共振状態の角度依存性を調べた。この共振状態の配置角度依存性を利用して、測定の最適化を行い、一層高感度化するという、従来にはなかった全く新しい手法を確立した。作製したTHz-μTASチップを用いて、血液の微量分析を行い、検出されるTHz強度が血糖値に依存するという結果を得た。特に予期していなかった大きな問題は起こっておらず、デバイスの作製の検討はきわめて順調に進んでいる。ただ、アプリケーション測定については生体試料の扱いに不慣れなこともあり、計画の先取りはできていない。テラヘルツ(THz)近接場光を利用し、ピコリットルオーダーでの超微量分析とフェムトモルオーダーの感度を有するチップ開発とそのチップを利用した溶液の計測応用について検討を行った。前年度までに、具体的には、安価で光リソグラフィーによる表面加工が可能な非有機系のGaAs(110)をTHz波源として用い、表面上に微量溶液伝搬用の微小流路構造を作製し、溶液試料とTHz波源が一体化したTHzマイクロTASチップを開発した。また、より高感度な検出を狙い、鋭いQ値の共振現象を引き起こすメタマテリアル構造との融合について検討を行った。最終年度では、主に2つの点について、発展的な研究を行った。第1には、作成したTHzマイクロTASチップでの高感度溶液測定である。前年度の血液の測定に加えて、種々の生体分子の溶液について、測定を行った。第2には、さらに使い勝手の良い使い捨て可能なデバイスの作製を目的に、ポリジメチルシロキサン(PDMS)に流路を形成し、THz波源であるGaAs基板に貼り付けたマイクロチップデバイスを作製した。PDMSに流路を形成するのは、GaAsより加工が容易で、流路デザインの自由度が高く、PDMSフィルム部分のみを剥がして使い捨てることが可能である。異なるサイズの流路を作り、流路構造の最適化を実施した。GaAsに流路を作製した場合と比較して、はるかに高精度の測定が行えた(繰り返し性の評価で約9倍)。第2の技術を今後さらに展開し、GaAs側のメタマテリアル構造との最適化を行えば、さらなる高感度化ができ、専用マイクロチップデバイスを用いたTHz波の臨床検査応用が可能となると考えている。デバイスを用いた生体試料の測定を安定して行えるような分光システム構築を完成させる。血液の測定については、血糖値のみならず、中性脂肪濃度などの測定も試みる。また、溶液の化学反応のダイナミック測定、バクテリアなどの微生物の活性化周期などの分光測定を行う予定である。分析化学、テラヘルツ工学、光工学デバイスの作製を集中的に行い、システムに組み込んでの測定は実施したが、アプリケーション関連については、内容の検討に至っておらず、試薬系の消耗品、アプリケーション測定のための光学部品の購入が予定よりも遅延した。またデバイスについても、予定した数量の製作はしておらず、その素材であるGaAs、GaP基板の購入が予定数を下回った。
気分障害の発現機構に関連するクロノタイプと生体リズム関連遺伝子の解析

季節性感情障害や双極性障害などの気分障害では、生体時計機構の障害を示唆する症状が多く観察され、生体リズムの乱れが気分障害の病因であるとする「気分障害のリズム障害仮説」が提唱されている。一方近年生体リズム形成に必要とされる遺伝子が報告されている。こうした背景より、分子生物学的な観点から気分障害の診断方法の変革、治療・予防法の新たな視点の提供を最終目的として今回の研究が行われた。今回の検討ではまず、ヒト概日リズムの形成に重要な遺伝子であるhper2遺伝子の多系を検討した。結果は、ヒトの生体リズムに関与することが明らかになっている遺伝子多型は、双極性障害、健常人でその頻度に違いはなく、否定的なものであり、現状ではhper2が気分障害に対して何らかの影響を与えている可能性は支持されなかった(双極性障害患者88名、健常者127名)。しかし、時計遺伝子はまだ多数存在することなどを考え合わせると、本研究の結果は今後も継続する必要があると考えられる。また、併せて対象患者のクロノタイプ(自然の概日リズムに対してどのような生活習慣を好むかの傾向、朝型・夜型の生活習慣など)と時間関連遺伝子の関係を検討し、疾患での偏りがないかHome-Osbergの朝型夜型尺度(MEQ)を用いて検討を進めている。現在のところ健常者134名の遺伝子多型、クロノタイプの検討では、時間関連遺伝子hper1で新たに見出したアミノ酸置換を伴う遺伝子多型(c30719)と睡眠習慣との関連は見出されなかった。本研究は、気分障害を対象として新たに我々が見出した遺伝子多型の意味合いを検討することや、他の時計遺伝子に関しても検討を加えるなど、今後の「気分障害のリズム障害仮説」の分子レベルでの研究を進めてゆく上での基礎を形成するものとなった。気分障害では、症状の日内変動、再発の周期性、発症の季節性、時間療法や高照度光療法が抗うつ効果を示すことなどの臨床症状から、生体時計機構の障害が病因に強く関連していることが想定されてきた。また、気分障害患者で生体リズム測定が行われ、位相や周期の異常の報告も多く、気分障害の時間生物学的仮説が提唱されている(例えば、うつ病の位相前進仮説、季節性感情障害の位相後退仮説)。近年、生体時計関連遺伝子が次々と同定されている。前述したように、気分障害でうつ病の病因論として時間生物学的仮説があるが、クロノタイプの観点から気分障害の発現機序に言及した報告はこれまでない。クロノタイプと気分障害の発症の脆弱性には何らかの関連があるのではないかとの仮説に基づき、クロノタイプに関連しているゲノムDNAのhper及びhclockのpolymorphismと気分障害発症の関連性を調べることを目的として研究を開始した。これまでに申請者は、生体時計関連遺伝子の一つであるper1について検討し、正常人において朝方・昼型というクロノタイプとper1のpolymorphismに有意な関係を見いだした(データ未発表)。また、別の生体時計遺伝子clockのpolymorphismとクロノタイプの関連性も他の研究者により報告されている。本年度は、気分障害患者のDNAを収集し、我々がこれまでに見つけたper1のpolymorphismとの関連性を調べた。その結果、気分障害と一般健常人の間に分布に有意な差は見られなかった。また、per2及びclockのpolymorphysmについて現在検討中である。うつ病の病因論として時間生物学的仮説があるが、クロノタイプの観点から気分障害の発現機序に言及した報告はこれまでない。申請者は、クロノタイプと気分

障害の発症の脆弱性には何らかの関連があるのではないかとの仮説に基づき、時間遺伝子のゲノムDNAのhper及びhclockのpolymorphismと気分障害発症の関連性を調べることで気分障害の病因に迫りたいと考えている。本年度は、躁うつ病患者に対してHorne and Ostbergの朝方・夕方質問紙を用い臨床的なクロノタイプを決定すると同時に採血を行った。また、患者と性別年齢が一致した正常被験者をリクルートし、同様に採血し、hper2のcasein kinase I epsilon領域遺伝子解析を患者と比較検討した。88名の躁うつ病患者と127名の正常被験者でhper2のcasein kinase I epsilon領域の変異を調べた。この領域は、以前に睡眠相前進症候群に関連することが明らかにされた領域である。4つの変異の内・アミノ酸置換を伴う(S662G)変異を調べた。しかし、気分障害と正常被験者の間にアリルの分布に有意さはなく、この領域は気分障害の発症に関連が低いと考えられた。季節性感情障害や双極性障害などの気分障害では、生体時計機構の障害を示唆する症状が多く観察される(睡眠覚醒リズムの乱れ、深部体温周期の乱れなど)。こうした経験より、生体リズムの乱れが気分障害の病因であるとする「気分障害のリズム障害仮説」が提唱されている。一方近年の時間生物学の急速な進歩は、生体リズムを形成する機構を分子レベルで明らかにしつつあり、生体リズム形成に必要とされる遺伝子が報告されている(hper1、hper2、hper3、hBMAL1、hCLOCKなど)。こうした背景より、昨年度は双極性障害患者を対象に、生体リズムを形成する上で重要な遺伝子であるhper2遺伝子の多型を検討した。本年度は他の遺伝子にも対象を広げ、引き続き遺伝子多型の検討を行うと同時に、対象患者のクロノタイプ(自然の概日リズムに対してどのような生活習慣を好むかの傾向、朝型・夜型の生活習慣など)を検討し、疾患での偏りがないかも検討する予定とした。実際のクロノタイプの検討にはHorne-Osbergの朝型夜型尺度(MEQ)を用いた。対象者としての健常人のデータ収集が先行し、134名の遺伝子多型の検討、クロノタイプの検討を行った。我々の得たMEQ得点は46.2±8.6と米国で報告されるMEQ得点に近いものであった。今回検討した時間関連遺伝子はhper1であり、10例の遺伝子多型検索によって、アミノ酸置換を伴う遺伝子多型をひとつ発見した(c3071g)。しかし134名を対象に分散分析にて検討を行った結果、この遺伝子多型とMEQ得点とのあいだに関連は見出されなかった。本研究は、気分障害を対象として新たに我々が見出した遺伝子多型の意味合いを検討することや、他の時計遺伝子に関しても検討を加えるなど、今後の「気分障害のリズム障害仮説」の分子レベルでの研究を進めてゆく上で、基礎を形成するものとなった。
農林業センサスの高度利用に向けた基盤形成－匿名データと疑似データの開発を中心に－

本研究の目的は、農林業センサスの複数年次のミクロデータからの匿名データの作成方法、ならびに、一般に配布可能な疑似データの作成技法を開発することである。匿名データの対応は、各府省で異なるが、農林水産統計では、匿名データの作成はなされていない。しかし、家計(世帯)と企業の複合体としての主体的特質を持つ農家の匿名データの作成は、十分に検討の余地が残されていると考える。一方で、学部学生や大学院生もアクセス可能な疑似データの開発も利用者の拡大という点で望まれており、本研究では、こうしたデータセットの開発に向けた検討も行う。また本研究では、データセットの作成技法の検討に際し、利用者ニーズや農業の特殊性にも配慮し、さまざまな観点からのデータセットの開発に挑戦するものである。2018年度は、他府省の匿名データや一般配布を行うデータセットの作成にかかわる検討状況や、改正統計法との各種データセットの開発との関係について情報収集を行った。とりわけ、改正統計法とその施行については、本研究と重要なかかわりを持つものであり、その情報収集に重点を置いて研究を進めた。統計法の改正にともない、リモートアクセスによるオンサイト利用が全国の大学等にて広く展開されていくことが明らかとなった。10月には総務省統計局、農林水産省大臣官房統計部から統計担当者を招聘し、公開セミナーを開催し、意見交換を行った。以上の情報収集や研究メンバーや有識者を加えた意見交換により、各種のデータ開発の方向性を検討した。本研究では、農林業センサスの複数年次のミクロデータからの匿名データの作成方法、ならびに、一般に配布可能な疑似データの作成技法の開発を行う。本研究で用いるデータは、すでに構築しつつある農林業センサスのパネルデータを用いる。この2018年度の統計法改正の動きは、申請時には十分に予想されていないものであり、内定時にも、詳細が不明であったが、その後、情報収集を密に行い、新たな統計利用の方向性について把握に努め、2019年度における基盤形成を行うことができた。上述の通り、総務省統計局と農林水産省の担当責任者を招聘した公開セミナーを開催するなど、本研究は概ね順調に進んでいるといえる。次年度は、以下のような形で本研究を進めていく。2019年度は、2018年度の検討結果をふまえ、匿名データや疑似データの開発に着手する。具体的には、いくつかの作成パターンを想定し、プロトタイプのデータセットが開発された段階で、使用感や改善方向について研究メンバーで、随時、研究会の開催等にて意見交換を行い、開発するデータセットの内容を高めていくような形で研究を進めていく計画である。なお、本研究は2年で実施することで計画をしており、2019年度は、最終年度であるために、研究期間全体の成果のとりまとめも念頭におき、これまでの研究成果を学会等にて発表していくことも行う計画であるが、2018年に統計法が改正され、2019年に施行される改正統計法の施行や、リモートアクセスによる統計利用の状況をふまえ、状況が申請時と大きく異なってきている。したがって、本研究の成果をより効果的なものにするため、情報収集を密に行うことで、これらの状況を適切に見極め、2019年度の上半期の段階で、本研究事業の延長をすることについても検討する。

本研究では、農林業センサスの複数年次のミクロデータからの匿名データの作成方法、ならびに、一般に配布可能な疑似データの作成技法の開発を行う。本研究で用いるデータは、すでに構築しつつある農林業センサスのパネルデータを用いる。2018年度は、他府省の匿名データや一般配布を行うデータセットの作成にかかわる検討状況や、改正統計法との各種データセットの開発との関係について情報収集を行った。とりわけ、改正統計法とその施行については、本研究と重要なかかわりを持つものであり、その情報収集に重点を置いて研究を進めた。統計法の改正にともない、リモートアクセスによるオンサイト利用が全国の大学等にて広く展開されていくことが明らかとなった。10月には総務省統計局、農林水産省大臣官房統計部から統計担当者を招聘し、公開セミナーを開催し、意見交換を行った。以上の情報収集や研究メンバーや有識者を加えた意見交換により、各種のデータ開発の方向性を検討した。この2018年度の統計法改正の動きは、申請時には十分に予想されていないものであり、内定時にも、詳細が不明であったが、その後、情報収集を密に行い、新たな統計利用の方向性について把握に努め、2019年度における基盤形成を行うことができた。上述の通り、総務省統計局と農林水産省の担当責任者を招聘した公開セミナーを開催するなど、本研究は概ね順調に進んでいるといえる。次年度は、以下のような形で本研究を進めていく。2019年度は、2018年度の検討結果をふまえ、匿名データや疑似データの開発に着手する。具体的には、いくつかの作成パターンを想定し、プロトタイプのデータセットが開発された段階で、使用感や改善方向について研究メンバーで、随時、研究会の開催等にて意見交換を行い、開発するデータセットの内容を高めていくような形で研究を進めていく計画である。なお、本研究は2年で実施することで計画をしており、2019年度は、最終年度であるために、研究期間全体の成果のとりまとめも念頭におき、これまでの研究成果を学会等にて発表していくことも行う計画であるが、2018年に統計法が改正され、2019年に施行される改正統計法の施行や、リモートアクセスによる統計利用の状況をふまえ、状況が申請時と大きく異なってきている。したがって、本研究の成果をより効果的なものにするため、情報収集を密に行うことで、これらの状況を適切に見極め、2019年度の上半期の段階で、本研究事業の延長をすることについても検討する。一部の分担者において、執行残高が発生しているが、2019年度以降に執行見込みであり、本研究の遂行上の支障はない。
階層型ニューラルネットワークによる視覚パターン認識の研究

筆者が以前提唱した脳の神経回路モデル“ネオコグニトロン"や“選択的注意のモデル"などの考え方に基づいた新しい視覚パターン認識システムの設計原理の確立を目指していくつかの研究を並行して進めた.1.ネオコグニトロン手書き英数字認識システムの設計を具体例として,新しい回路構造の導入と新しい学習方式の開発を進め,ネオコグニトロンのパターン認識能力と学習能力を向上させることに成功した.(1)エッジ抽出細胞の出力を用いて直線を抽出することによって,線の太さによらない直線抽出を可能にした.(2)折れ点抽出細胞を回路に組み込むことによって,学習能力と認識能力を大幅に向上させた.(3)C細胞層を2重化することによって不均一なぼかしを実現し,変形パターン認識能力を高めた.(4)受容野内部の感度分布を不均一にすることによって,抽出すべき特徴の形に順応して受容野の形を変化させたり,あるいは類似した特徴を弁別する能力を高めた.(5)従来の教師あり学習と同様の高いパターン認識能力を,従来よりも簡単な学習手続きによって実現することのできる新しい誤り訂正型学習手法(遠心性信号を利用した学習手法)を開発した.(6)競合学習に際して高い汎化能力を得るためには,特徴抽出細胞のしきい値を,学習時には認識時よりも高く設定すべきことを明らかにした.これは神経回路の競合学習全般に適用できる一般原理である.2.選択的注意機構英文筆記体続け文字の列を認識するシステムを実現した.このシステムは,選択的注意のモデルの基本回路に,サーチコントローラーや,注意の自動切り替え機構などを付加した構造を持っている.また,手書き漢字の認識や,顔の認識にも選択的注意機構が有効であることを示した.筆者が以前提唱した脳の神経回路モデル“ネオコグニトロン"や“選択的注意のモデル"などの考え方に基づいた新しい視覚パターン認識システムの設計原理の確立を目指していくつかの研究を並行して進めた.1.ネオコグニトロン手書き英数字認識システムの設計を具体例として,新しい回路構造の導入と新しい学習方式の開発を進め,ネオコグニトロンのパターン認識能力と学習能力を向上させることに成功した.(1)エッジ抽出細胞の出力を用いて直線を抽出することによって,線の太さによらない直線抽出を可能にした.(2)折れ点抽出細胞を回路に組み込むことによって,学習能力と認識能力を大幅に向上させた.(3)C細胞層を2重化することによって不均一なぼかしを実現し,変形パターン認識能力を高めた.(4)受容野内部の感度分布を不均一にすることによって,抽出すべき特徴の形に順応して受容野の形を変化させたり,あるいは類似した特徴を弁別する能力を高めた.(5)従来の教師あり学習と同様の高いパターン認識能力を,従来よりも簡単な学習手続きによって実現することのできる新しい誤り訂正型学習手法(遠心性信号を利用した学習手法)を開発した.(6)競合学習に際して高い汎化能力を得るためには,特徴抽出細胞のしきい値を,学習時には認識時よりも高く設定すべきことを明らかにした.これは神経回路の競合学習全般に適用できる一般原理である.2.選択的注意機構英文筆記体続け文字の列を認識するシステムを実現した.このシステムは,選択的注意のモデルの基本回路に,サーチコントローラーや,注意の自動切り替え機構などを付加した構造を持っている.また,手書き漢字の認識や,顔の認識にも選択的注意機構が有効であることを示した.脳の神経回路モデルの研究の結果,当研究代表者は,変形に強いパタ-ン認識システム「ネオコグニトロン」や,パタ-ン認識能力だけでなく,パタ-ンを切り出したり不完全パタ-ンを自動修復する能力もを持つ「選択的注意のモデル」などを発表してきた.今年度は,実用的な文字認識システムへの応用も念頭において,これらのシステムの能力をさらに向上させることを目標に研究を進めた.1)英数字認識:ネオコグニトロンの原理を用いた文字認識のシステムの実験は,これまで,比較的パタ-ン数の少ない場合についてしか行なっていなかった.そこで今年度は,認識すべきパタ-ンのカテゴリ-数が増加したときの問題点を調べるために,英数字認識の実験を進めた.その結果,次のような点を明らかにした.a)学習パタ-ンを上手に選んで教師なし学習を行なえば,文字数が増加しても十分頑強なパタ-ン認識が可能である.b)認識すべきパタ-ンのカテゴリ-数が増大しても,認識に必要な回路規模はそれほど大幅に拡張する必要がない.例えば,10文字の数字認識の場合と35文字の英数字認識の場合を比較すると,認識すべき文字数は3.5倍に増えているのに,回路内の細胞数は,1.9倍に増やすだけで十分であった.2)英文続け文字の認識:選択的注意のモデルの考え方に基づいて,筆記体で書かれた英文続け文字の認識,すなわち,続け文字の系列から1文字ずつ順番に切り出しながら認識していくシステムの実験を進めた.現在のところまだ少数の文字を対象にした小規模な予備実験であるが,期待どおりの動作を示すシステムが設計できることを計算機シミュレ-ションで示した.脳の神経回路モデルの研究の結果,筆者は,変形に強いパタ-ン認識システム“ネオコグニトロン"や,パタ-ンを認識するだけでなく切り出したり修復したりする能力のある“選択的注意のモデル"などを発表してきた.この一般研究では,これらのモデルの考え方に基づいた新しい視覚パタ-ン認識システムの設計原理の確立を目指して研究を進めている.

本年度は特に,ネオコグニトロンの認識能力の向上と新しい学習手法の開発に重点をおいて研究を進めた.ネオコグニトロンの学習には,“教師なし学習"と“教師あり学習"のいずれの手法を用いることも可能である.学習パタ-ンを上手に選んで教師あり学習を行なえば,手書き文字のように変形の大きなパタ-ンに対しても高い認識能力を示すシステムを実現できることが,昨年度までの研究によって明らかになっている.しかし教師あり学習のための,良い学習パタ-ンを作成するためには,かなりの労力と熟練とを要した.これに対して教師なし学習では,学習にほとんど人手を要しないかわりに,認識率は教師あり学習に比して低いことが多かった.そこで本年度は,ネオコグニトロンの回路構造に改良を加えるとともに,新しい学習手法を導入して,従来よりも高いパタ-ン認識能力を,従来よりも簡単な学習手続によって実現することに成功した.新しい学習法を用いれば,通常の誤り訂正型学習の場合と同じように,学習パタ-ンとそのカテゴリ-だけを教えればあとは自動的に学習が進んでいく.新しい学習法の効果を調べるために,手書き数字パタ-ンを学習させてみた.ネオコグニトロンは高い認識能力を示し,線の太さの違いや文字の変形だけでなく,字体の異なったパタ-ンも正しく認識することを確認した.脳の神経回路モデルの研究の結果,筆者は,変形に強いパターン認識システム“ネオコグニトロン"や,パターンを認識するだけでなく切り出したり修復したりする能力のある“選択的注意のモデル"などを発表してきた.この一般研究では,これらのモデルの考え方に基づいた新しい視覚パターン認識システムの設計原理の確立を目指して研究を進めている.本年度は特に,英文筆記体続け文字の認識システムに重点をおいて研究を進めた.選択的注意のモデルの考え方を用いれば英文筆記体の認識ができることは,小規模な実験ですでに確認している(平成2年度の実績報告書)が,本年度は,さらに大きな変形を受けた文字列でも扱えるシステムの実現を目指して研究を進めた.まず,回路内にフォワードの結合だけを持つネオコグニトロン型の回路を用いて計算機シミュレーションを行ない,折れ点検出細胞を回路に組み込むと,学習能力と認識能力が大幅に向上することを確かめた.次に,この折れ点検出細胞を,バックワード結合を持つ選択的注意のモデルにも導入する方法を考案した.この新しい回路構造を持つシステムに,種々の筆跡で続け書きされた英文筆記体文字列を入力し,計算機シミュレーションを行なった結果,文字の切り出しと認識の能力が,従来よりも格段に向上することを確認した.また,ネオコグニトロンと選択的注意モデルに共通の問題として,新しい学習方法の検討を進め,従来よりも高い汎化能力の得られる学習手法を考案した.脳の神経回路モデルの研究の結果,筆者は,変形に強いパターン認識システム“ネオコグニトロン"や,パターンを認識するだけでなく切り出したり修復したりする能力のある“選択的注意のモデル"などを発表してきた.
イネの穂分化における感光・感温プロセスの解明とモデル化

水温(生長点温度)と日長時間を制御した処理実験で幼穂形成期を観察して、穂分化に及ぼす日長の増減と温度の相互を解析した。その結果、日長感応開始期は葉齢とは無関係で、出芽から約20日で感応を開始すること、14時間以上の長日条件でも日長時間が減少すると、穂分化が促進されること、同時に日長シグナルHd3aの発現も高まること、穂分化を誘導する短日処理後の気温が穂分化の早晩に関係することなどの新知見を得た。日長の上り・下り勾配に対する応答や基本栄養成長相の長短を把握するには、イネが短日に感応し始める時期の特定が必要である。そこで、イネの生長点の分化速度を水温で制御しながら、長日条件から短日条件にサンプルを順次移動することにより、日長感応開始期を判定する手法を確立した。20、25、30°Cの水温処理水槽1台計3台を1組とし、2組を用意した。一方の組を短日区(13.5h)、他方を長日区(24h)日長とした。処理開始時には、短日区の各水槽に2ポット、長日区の各水槽に10ポットを設置し、葉齢が5、7、9、11、13葉期に達したときに同じ水温処理区の長日区から短日区に各2ポットを移動した。幼穂形成期前後にイネを順次採取し、幼穂長を調査して幼穂形成期を確定した。供試品種はあきたこまちである。実験の結果、水温が高いほど日長感応の開始葉齢が遅くなり、葉齢が日長感応の開始期を決める指標にならないことを明らかにした。一方、いずれの水温区でも出芽後18日頃までは日長に感応せず、その後に感応が始まることから、日長感応の開始を決めるのは単純に日数であるという新しい結果を得た。また日長感応開始期から幼穂形成期までの間に、水温に関わらず葉齢が4枚展開することも判明した。これらの成果は、イネ品種の日長感応に関する研究を進める上で、基礎となる重要な知見である。これまで気象条件によって出穂期の止め葉葉位が変わることが指摘されてきた。今回の成果を使えば、この現象を簡潔に説明できる。すなわち、水温が高いと日長感応開始期までにより多くの葉が展開するので、止め葉葉位が増え、あたかも基本栄養成長相が長くなったかのような現象が現れる。以上により基本栄養成長相の延伸が、生育初期の水温の違いによって見かけ上起こることが明らかになった。他品種についても確認の要があるが、当初課題の一つをほぼ解明することができた。25日間で日長を1314時間および13.514.5時間に変化させる上りと下り勾配の実験を2回行った。いずれの実験でも出芽後18日目までは長日条件(16時間日長)に設定し、その後に上の勾配処理に以降したところ、勾配処理開始時の急激な日長短縮に、供試4品種のすべてが感応したと思われる結果が得られた。そこで日長時間を14時間(14h)と16時間(16h)の区を設けて、相互の間でサンプルを移動し、日長時間の急変が穂分化に及ぼす影響を解析した。ここで設定した日長時間14hと16hはコシヒカリや日本晴にとって明らかに長日条件であり,またあきたこまちやひとめぼれも14hで出穂が遅れることが分かっている。このような長日条件内での移動処理にもかかわらず,幼穂形成期(PI)に有意な処理間差が認められた。例えばコシヒカリでは、これまでの知見から予測された通り14hが十分な長日条件であり、14h一定区、16h一定区ともPIが同一日となった。これは出芽5週間後の強制的な短日条件(12h)で穂が分化した結果と考えられる。これに対して日長の急減処理(16h→14h)でPIが約4日早まり、日長の急増処理(14h→16h)ではPIが約2日遅延した。他の3品種でもほぼ同様の結果が得られた。これらの結果を総合すると、たとえ14時間以上の長日条件でも日長の急減によって、短日条件と同様にイネの穂分化が促進されること、一方、急増によって穂分化が遅れることが明らかになった。このことは今まで知られていなかった植物の日長反応であり、下り勾配の日長変化にイネがより敏感に感応することを示す重要な知見である。なお別の実験で、イネの花成促進因子(Hd3a)の発現を調べたところ、一部の品種で、日長の急減処理(16h→14h)に伴う発現量の増加が観察された。

平成22年度の実験で、出芽24週間の時期に16時間から14時間に日長を急減すると、16時間あるいは14時間一定区に比べて、幼穂形成期が数日早まること、一方、14時間から16時間に急増すると数日遅れるという結果を得た。またその処理に伴って花成促進因子(Hd3a)が発現することを明らかにしたが、平成23年度は、この結果を再確認するために、同様の実験を繰り返した。しかし今年度は、昨年度とやや異なる結果が得られた。すなわち16から14時間への急減区で、14から16時間への急増区に比べて、幼穂形成期が数日早まった点は、昨年度の結果と一致したが、14時間一定区で急減区とほぼ同様の時期に、また16時間一定区で急増区とほぼ同様の時期に幼穂形成期となった。2カ年を比べると、実験時期の違いで気温に差があり、今年度の気温がより高いことが分かった。このため今年度の実験では、長日下における気温の作用が顕著になって、長日条件でも日長がより短い14時間区で、穂分化が促進されたと推察した。12時間の強制短日処理から幼穂形成期までの日数を調べたところ、16時間一定区で2週間程度、14時間一定区では10日程度となり、14時間日長では平均気温22°C以上の高温で穂分化が促進されることが判明した。こうした気温と日長の相互作用が分かってきたので、作期移動試験で気温を変化させながら、日長処理実験を実施し、12時間短日処理後の穂分化に及ぼす気温の作用を調査した。本実験ではすべての処理で水温を25°Cに制御しているため、生長点における日長シグナル受容体の形成は気温に左右されないと仮定した。過去の同様の試験も含めて5実験の結果を解析したところ、気温20°Cでは短日処理から2週間で幼穂形成期に達するのに対して、気温18°Cではそれよりも約10日幼穂形成が遅れることが判明した。この結果は、葉における日長シグナルの形成に気温が直接作用するか、あるいはシグナルの生長点への移動に作用することを示唆する重要な知見である。
内部微視的構造に立脚したヒト椎間板の生体内構成法則に関する研究

椎間板は、脊椎間の緩衝機能として、体幹からの安定した荷重の支持を保証する支持性、脊髄や神経要素を守る神経保護性、体幹の運動を容易に行うための可動性といった力学的機能を合わせ持つ。中でも、腰椎部椎間板は大きな荷重負担能力を有し、その負荷形態や可動様式が複雑なため、臨床的に見ても力学的要因による障害頻度が高い。椎間板障害に起因する腰痛が今や現代病として社会的問題となっていることを考えると、椎間板の力学的特性を解明することは生体力学的にも整形外科学的にも重要な基礎的研究課題である。力学的に見ると椎間板は、外周部にコラーゲン繊維で補強された異方性弾性の富んだ軟組織が積層された線維輪と、内部にゲル状物質の髄核で構成された柔軟複合積層構造体である。その変形挙動は非線形弾性である。このような構造体の力学的特性を一般表示することは、すなわち数学モデルによる構成法則構築の問題となる。本年度は、有限変形理論を用いて数学モデルによる椎間板一般構成法則の定式化を試みた。まず、正常椎間板と髄核を除去した椎間板の繰返し引張・圧縮負荷試験、繰返しねじり負荷試験から椎間板の力学的特性を確認した。それらの挙動をモデリングするために、Y.C.Fungの提案している一般化ひずみエネルギー関数を用いて、有限変形理論による構成則の定式化を行った。そして、構成則の線形項と非線形項を比較検討することで、髄核の力学的効果を確認した。さらに、椎間板を構成する内部組織の材料特性を検討するため、椎間板の局部的横断面圧縮弾性率の測定法を考案した。すなわち、屍体椎間板から軸方向のスライス標本を作成し、indentation負荷による圧縮変形量を測定した。この値はその位置の弾性率と試験片初期厚さに依存する。この関係を定式化することで局部的な弾性率が算出された。
動的錯視現象の定量的解析-錯視量の測定-

昨年度,パルスモータを用いて試作した回転錯視解析システム(実モデル)を改良して,今年度は回転対象をCGを用いて回転させたシステム(CGモデル)で,各種の錯視実験を試みた.その研究成果について,焦点を絞り簡単に列挙する.1.実モデルとCGモデルとでは,錯視現象の知覚は,実モデルの方が少し大きい結果が得られたが,よく似た傾向の結果であり.充分CGモデルで代用できる.これにより錯視量の定量化実験にたいへん有効である.2.このCGモデルの錯視現象の知覚について,回転対象のスピード,回転対象の形状等を変えて実験を行った.基本的には回転対象は正方形で実験を行ってきたが,三角形,十字形に変えて行った.これにより,錯視現象の大小が回転スピードと回転加速度に影響することがわかり,眼球運動計測を行い,最適値を求めた.3.片眼による錯視現象の眼球運動計測を行った.遮蔽した側の眼の眼球運動が,観察側に比べて大きくなるという,たいへん興味のある結果が得られた.他の錯視図形(ポンゾ錯視)においても同様な結果が得られ,この両者で詳細に検討を行った.この結果,脳内から錯視現象を安定して観察できるように眼球にフィードバック運動(補助運動)を指令していると考えられる.4.回転対象とマスクの面積比等を定量的に求めた.回転により見え隠れする部分の面積,形状変化等の関連性を定量的に調べ,回転対象の大きさ補正を行った.この補正方法として,半径比例変化と隠蔽面積不変の2方法で検討を行った.その結果,半径比例変化が錯視量の定量化に有効であることがわかった.5.現在,4.の結果を参考に錯視量解析システムの実時間計測を目指して開発中である.本年度の計画は.回転錯視解析システムを自動化(回転対象をパルスモーター駆動)すること,また,このシステムをパソコン上でシミュレートする,すなわちモニター上で,回転対象を回転させるシステムを試作して,両者の相違点等を検討することである.前者のシステムで,我々は視対象材料として,光の反射の少ない塩化ビニール板を用いて試作した.マスク部は一辺が360mmの正四角形の板にその重心から半径80mmのところを中心に28mmの円の窓をくり抜いて作った.回転対象としては,対角の長さが160mmの正四角形板とした.そして,回転速度が容易に変えることのできる2相励磁方式のステフピングモータを用いて試作した.コントロールはマイコンで行っている.後者のシステムもほぼDOS/V上でハイパーアニメーションツールを使用して完成しており,並行して各種の実験を試みている.両者の結果には大差はなく同一傾向を示している.最初に錯視時の眼球運動計測を行った.回転速度を16.5rpmに,被験者の視距離を400mmとした.この結果から,1回転毎に円窓に同期して4つの山状の軌跡が観測され,輻輳運動が見られた.従来,錯視による三次元的な現象は主に脳内で行なわれ,視覚的には無関係なものとされていたが,錯視現象を補助する眼球運動が行われていることがわかった.回転速度を22rpm,33rpmに変化させて行った.その結果,33rpmになると不規則な輻輳運動が目立つようになった.高速で眼球への補助運動力坏十分なため,生じたものと考えられる.被験者全員が錯視現象を知覚し難いと,述べている.また,この実験を片眼で測定した.ほぼ,両眼の場合と同じ結果が得られ,片眼においても輻輳運動が見られた.その中で,一部たいへん興味ある結果が得られた.観察している側の眼球より,隠されている眼球の方が活発な運動を行っている様子が計測された.現時点で、この現象の解明に各種の実験を試みている.その他の実験も,計画通り順調に進行している.昨年度,パルスモータを用いて試作した回転錯視解析システム(実モデル)を改良して,今年度は回転対象をCGを用いて回転させたシステム(CGモデル)で,各種の錯視実験を試みた.その研究成果について,焦点を絞り簡単に列挙する.1.実モデルとCGモデルとでは,錯視現象の知覚は,実モデルの方が少し大きい結果が得られたが,よく似た傾向の結果であり.充分CGモデルで代用できる.これにより錯視量の定量化実験にたいへん有効である.2.このCGモデルの錯視現象の知覚について,回転対象のスピード,回転対象の形状等を変えて実験を行った.基本的には回転対象は正方形で実験を行ってきたが,三角形,十字形に変えて行った.これにより,錯視現象の大小が回転スピードと回転加速度に影響することがわかり,眼球運動計測を行い,最適値を求めた.3.片眼による錯視現象の眼球運動計測を行った.遮蔽した側の眼の眼球運動が,観察側に比べて大きくなるという,たいへん興味のある結果が得られた.他の錯視図形(ポンゾ錯視)においても同様な結果が得られ,この両者で詳細に検討を行った.この結果,脳内から錯視現象を安定して観察できるように眼球にフィードバック運動(補助運動)を指令していると考えられる.4.回転対象とマスクの面積比等を定量的に求めた.回転により見え隠れする部分の面積,形状変化等の関連性を定量的に調べ,回転対象の大きさ補正を行った.

この補正方法として,半径比例変化と隠蔽面積不変の2方法で検討を行った.その結果,半径比例変化が錯視量の定量化に有効であることがわかった.5.現在,4.の結果を参考に錯視量解析システムの実時間計測を目指して開発中である.