hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高圧環境適応ー生体膜およびモデル膜の物性と機能におよぼす圧力効果ー

1.脂質二分子膜の構造と機能リン脂質,ジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)の多重層ベシクルを調製し,相転移温度におよぼす圧力の影響を調べた。液晶相,リップルゲル相,ゲル相の他にInterdigitated相の出現を観測した。Interdigitated相は圧力の他に,アルコール添加によっても誘起され,相乗効果が認められた。また,相転移温度におよぼす圧力と吸入麻酔薬の効果を調べ,二分子膜の束一的性質を考慮し,麻酔薬の膜/水分配係数を熱力学的に算出した。さらに,分配係数の圧力依存性から麻酔薬の膜への移行体積を決定した。2.ミトコンドリアのエネルギー代謝活性ミトコンドリアのエネルギー代謝活性を高圧環境適応の一つの指標とする目的で,ミトコンドリア膜電位の測定法を確立した。脂質溶解性カチオン,テトラフェニルホスホニウムイオンに選択的に応答する被覆線型電極を作成し,ミトコンドリアの呼吸やエネルギー代謝を膜電位変化より追跡した。加圧下で作動する電極については開発途中である。3.局所麻酔薬センサー麻酔作用の圧拮抗を物理化学的側面から明らかにする目的で,局所麻酔薬に選択的に応答する被覆線型電極を試作し,その電極特性を調べた。この電極を用いて,動物血管中の麻酔薬濃度を連続測定することに成功した。局所麻酔薬のタンパク質やミセルとの相互作用の解析にも利用した。加圧下で応答する電極の開発は現在進行中である。4.分子集合体の体積挙動と界面動性膜モデルとして,界面活性剤混合系の表面張力,示差走査熱量分析,密度測定を行い,吸着膜やミセル中での混合状態を相図から検討し,分子間相互作用について考察した。局所麻酔薬自身も会合性分子であり,部分モル体積,表面張力,イオン活量,溶解度などから局所麻酔薬分子の特性を明確にした。1.モデル膜としてジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)のベシクルを調製し,DPPC二分子膜の相転移におよぼす圧力と麻酔薬の効果について検討した。2つの相転移(前転移と主転移)温度は加圧(300barまで)により上昇し,吸入麻酔薬ハロセンの添加により降下した。麻酔作用の圧拮抗モデルとして,物理化学的な考察を行った。相転移温度の降下度より熱力学的に二分子膜と水相間における麻酔薬の分配係数を算出することができる。分配係数は加圧により減少した。熱力学式より,麻酔薬の水中から二分子液晶相への移行体積変化を見積もることができ,ハロセンについては20±4cm^3・mol^<-1>であった(第43回コロイドおよび界面化学討論会で発表)。2.局所麻酔薬に選択的に応答する電極を作製した。プロカイン,テトラカイン,ジブカイン,ブピバカイン,リドカイン等の10^<-5>10^<-2>mol・dm^<-3>の濃度範囲でネルンスト応答が得られた。pHおよび共存イオンの影響についても検討した(第36回ポ-ラログラフィ-および電気分析化学討論会で発表)。また、プロカイン電極を用いてSDSミセルへの局所麻酔薬プロカインの取り込み機構について検討した。質量作用モデルによりミセルへの結合定数を見積もることができた(第43回コロイドおよび界面化学討論会で発表)。これらの電極が1000barまでの加圧下でも作動できるように改良している。3.ミトコンドリアの膜電位を簡便に測定する方法として,テトラフェニルホスホニウム(TPP)イオンに応答する被覆線型電極を作製した。10^<-7>10^<-3>

mol・dm^<-3>の濃度範囲でネルンスト応答を示した。ミトコンドリア培地に含まれる種々のイオンの選択係数も測定した。妨害イオンもなく,TPPイオンに選択的に応答することが分かった(Anal.Lett.,90(2),1991掲載予定)。1.モデル膜としてジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)のリポソ-ムを用いた。DPPC二分子膜の相転移温度におよぼす圧力効果により,二分子膜状態に関する温度一圧力相図を作成した。液晶相,波型ゲル相,平板型ゲル相の他に高圧力下でInterdigitated相の存在を確認した(材料,41,336(1992)).また,DPPc二分子膜のInterdigitated相の出現におよぼすアルコ-ルと圧力の効果を明らかにした(第32回高圧討論計講演要旨集P.424(1991)).2.6種類の局所麻酔薬選択性電極を開発し,ネルンスト応答の濃度範囲,pHおよび共存イオンの影響が明らかになった(Bull.Chem.Soc.Japan,64,3029(1992).開発された電極を用いて,局所麻酔薬と人血清アルブミンと相互作用やミセルへの可溶化現象の解析に利用できることを示した(第44回コロイドおよび界面化学討論会構演要旨集,P400,474(1991).3.ミトコンドリア膜電位の変化を簡単に測定することのできるテトラフェニルホスホニウムイオン選択性電極を開発した。(Anal.Lett.,24,295(1991))さらに電極性能の改良をはかり10^<-7>10^<-2>mol/dm^<-3>の濃度範囲でネルンスト応答が得られるようになった(ポ-ラログラフィ-,37,65(1991))この電極を用いてチアジアゾ-ル誘導体によるミトコンドリアのエネルギ-代謝への薬理活性を検討している。1.モデル膜としてジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)のリポソームを用いた。DPPC二分子膜の相転移温度におよぼす圧力効果により,二分子膜状態に関する相図を作成し,液晶相,波型ゲル相,平板型ゲル相の他に高圧力下で誘起されるInterdigitated相の存在を確認した(材料,41,336(1992))。また,DPPC二分子膜のInterdigitated相の出現におよぼすアルコールと圧力の効果を明らかにし,麻酔作用の圧拮抗現象との関連を考察した(Chem.Lett.,1963(1992))。2.前年度に開発された局所麻酔薬選択性電極に関して,ネルンスト応答の濃度範囲,pHおよび共存イオンの影響,生体系での利用を考慮して血中タンパク質の影響などを明らかにした(Anesth.Analg.,75,1063(1992))。また,更に微小な電極を開発し,家兎血管中に留置し血液中の麻酔薬の濃度の連続測定に成功した(分析化学,41,573(1992))。3.局所麻酔薬の部分モル体積および溶解度の圧力依存性を決定し,ミセルやリポソームのような組織体溶液中への移行体積を評価した(日本化学会九州・中四国支部合同大会,第33回高圧討論会)。膜モデルとして界面活性剤混合系の表面張力,示差査走熱量分析,密度測定を行い吸着膜やミセル中での分子間相互作用を相図の形で討論した(J.Colloid Interface Sci.,150,331(1992),154,454(1992),Colloids Surfaces印刷中(1993))。
ロコモティブシンドローム予防のための包括的介入プログラムの開発

ロコモティブシンドロームの客観的評価方法として、ロコモ度テスト(立ち上がりテスト、2ステップテスト)が一般的に用いられているが、それぞれどのような下肢筋力やバランス機能を反映しているのかについて大規模サンプルで詳細に検討した報告はみられない。そこで平成30年度は地域在住中高齢者におけるロコモ度テストと下肢筋力およびバランス能力との関連性について明らかにすることを目的とした。対象は地域在住中高齢者934名(男性450名、年齢67±1歳)とし、ロコモ度テスト(立ち上がりテスト・2ステップテスト)を測定した。下肢筋力として股関節屈曲・外転・伸展、膝関節伸展、足趾筋力、バランス能力として開眼片脚立位時間、開眼閉脚立位時重心動揺(総軌跡長、前後・左右偏差)を測定した。ロコモ度テストの結果から非ロコモ群とロコモ群の2群に分類し、群を従属変数、基本特性、筋力、バランス能力を独立変数とした多重ロジスティック回帰分析を行った。さらに、多重ロジスティック回帰分析により有意な因子として抽出された筋力・バランス項目について、ROC曲線を用いてロコモと判定されるカットオフ値を求めた。多重ロジスティック回帰分析の結果、立ち上がりテストに関連する因子として年齢、身長、体重、片脚立位時間、股関節屈曲・外転筋力が抽出された。2ステップテストに関連する因子として年齢、体重、片脚立位時間、股関節屈曲・外転・伸展筋力が抽出された。ROC曲線より求めたカットオフ値は立ち上がりテストで片脚立位時間58.2秒、股屈曲筋力30.3Nm、股外転筋力71.5Nm、2ステップテストで片脚立位時間56.3秒、股屈曲筋力31.2Nm、股外転筋力66.1Nm、股伸展筋力60.5Nmであった。本研究の結果、ロコモ度テストには下肢筋力・バランス能力の中でも特に股関節筋力や片脚立位能力が関連していることが示唆された。平成27年度の研究目的は地域在住高齢者のロコモティブシンドローム(ロコモ)と運動機能、姿勢・動作能力との関連性について明らかにすることとした。対象は地域在住の健常高齢者279名(男性118名、女性161名、年齢71.0±4.9歳)とした。ロコモは質問紙(ロコモ25)を用いて調査した。運動機能の評価について、下肢筋力は股屈曲、股伸展、股外転、膝伸展、足趾屈曲筋力、バランス機能は安静開眼閉脚での重心動揺、開眼片脚立位保持時間を測定した。姿勢アライメントはSpinal Mouse(index社製)を用いて安静立位時の胸椎および腰椎後彎角度を評価した。動作能力として通常歩行速度、最大歩行速度、5回立ち座り時間、Timed Up & Go、30秒段差昇降回数を測定した。ロコモ25のスコアは9.1±10.7点(060点)で、ロコモと判断されるカットオフ値の16点以上であった者は44名(15.8%)であった。ロコモ25を目的変数、ロコモ25と有意な相関がみられた項目および年齢・性別を説明変数とした重回帰分析を行った結果、ロコモ25に関連する因子として抽出されたのは重心動揺、片脚立位保持、腰椎後彎角度、段差昇降、性別であり、重心動揺、腰椎後弯が大きいこと、片脚保持時間、段差昇降回数が少ないこと、女性であることがロコモのリスクを高める因子であった。本研究の結果、ロコモには下肢筋力よりもバランス機能が関連し、姿勢・動作能力のなかでは腰椎アライメントや段差昇降能力が関連していることが示唆された。平成27年度は地域在住高齢者のロコモティブシンドローム(ロコモ)と運動機能、姿勢・動作能力との関連性について明らかにすることを目的として研究を実施した。ロコモティブシンドローム(ロコモ)の評価には質問紙(ロコモ25)を用い、ロコモに影響を及ぼす因子について検討した結果、バランス機能や腰椎アライメントや段差昇降能力が関連していることが示唆された。しかしながら、運動機能や動作能力以外の因子、例えば精神機能や心機能、呼吸機能、栄養状態がロコモに及ぼす影響の検証については今後の課題である。平成28年度の研究目的はロコモティブシンドローム(ロコモ)に直接的・間接的に影響を与える因子について構造方程式モデリング(以下、SEM)を用いて明らかにすることとした。対象は723名の地域在住高齢者(68.4±5.1歳)とした。ロコモの評価にはロコモ25を用いた。質問紙を用いて転倒歴および抑うつ度を評価した。身体機能として移動動作能力、筋力、バランス能力、脊柱アライメント、心肺機能(心機能および呼吸機能)を評価した。また血液データより栄養状態を評価した。これらの変数を用いて仮説モデルを構築し、SEMを用いて解析を行った。SEMの結果、ロコモに直接影響を与える因子は、移動動作能力と抑うつ度、呼吸機能、転倒歴であった。間接的に影響を与える因子は筋力、バランス能力、脊柱アライメント、移動能力、年齢、性別、転倒歴であった。ロコモに与える影響の大きさについて、直接的・間接的な影響をあわせた総合的な影響の大きさは移動能力、筋力、抑うつ度、年齢、転倒歴、呼吸機能、バランス能力、性別、脊柱アライメントの順に大きかった。

最終モデルにおける適合度指標はGFI=0.888、AGFI=0.861、CFI=0.912、RMSEA=0.067、AIC=1226.7であり、モデルの適合度は十分であると考えられた。本研究の結果、ロコモに直接的に影響を及ぼすリスク因子は移動能力、抑うつ度、転倒歴、呼吸機能であり、ロコモに与える総合的な影響の大きさを示す総合効果は移動能力、筋力、抑うつ度の順に大きかった。これらのことから、筋力低下という運動器の機能低下による移動能力低下だけでなく、抑うつという心理的な因子もロコモに大きな影響を与えていることが示唆された。本研究において、地域在住高齢者のロコモに直接的・間接的に影響を及ぼすリスク因子についてSEMを用いて検討した結果、ロコモに直接的に影響を及ぼすリスク因子は移動能力、抑うつ度、転倒歴、呼吸機能であり、ロコモに与える総合的な影響の大きさを示す総合効果は移動能力、筋力、抑うつ度の順に大きかったことから、運動器の機能低下による移動能力低下だけでなく、心理的な因子もロコモに大きな影響を与えていることが示唆された。しかしながら、これらは横断的な分析結果であり、ロコモの悪化に影響を及ぼす因子についての縦断的な検証については今後の課題である。平成29年度は地域在住高齢者のロコモティブシンドローム(ロコモ)の悪化に影響を与える因子について明らかにすることを目的として、ロコモに関して追跡調査を行い、ロコモの悪化と運動機能との関連についての縦断的検討を行った。対象は滋賀県長浜市在住の健常高齢者でロコモ調査・運動機能評価を行った873名中、1年後にロコモ追跡調査を実施できた389名(男性127名,女性262名,年齢67.0±4.9歳)とした。ベースライン測定としてロコモ調査および運動機能の評価を行い、1年後にロコモの追跡調査を実施した。ロコモの調査にはロコモ25を用いた。運動機能として筋力(握力,膝関節伸展筋力,股関節屈曲筋力,股関節伸展筋力,股関節外転筋力,足趾把持筋力)、静的バランス機能(片脚立位保持時間)、動的バランス機能(Timed Up and Go)、筋パワー(5回立ち座りテスト)、筋持久力(30秒段差昇降回数)、歩行速度(通常速度,最大速度,二重課題下速度)を測定した。ロコモ25の1年間のスコア変化量の結果から、上位40%五分位の者をロコモ維持向上群、下位40%五分位を悪化群とした。ロコモ悪化群、維持向上群を従属変数とし、ベースライン時の運動機能および年齢を独立変数とした多重ロジスティック回帰分析(ステップワイズ法)を行った。ベースラインでのロコモ25スコアは6.5±8.0点、1年後は8.0±9.8点であり、1年後に有意な増加を認めた。多重ロジスティック分析の結果、股関節屈曲筋力(オッズ比;0.38倍,95%信頼区間;0.15-0.95)のみが有意な関連因子として抽出された。本研究の結果、ロコモの悪化には運動機能のなかで特に股関節屈曲筋力が関連していることが示され、高齢者のロコモ予防において、股関節屈曲筋力を評価介入していくことの必要性が示唆された。ロコモと運動機能との関連についての横断研究はいくつか見受けられるが、運動機能を多面的に評価し、ロコモの悪化にはどのような運動機能が関連しているのかについて大規模サンプルで縦断的に検討した報告はみられない。そこで本研究においてはロコモの悪化と関連する運動機能について多面的、縦断的に検討した。しかしながら、本研究においてはロコモと運動機能との関連しか検討できておらず、例えば運動機能の低下から引き起こされる重大な問題として挙げられている転倒との関連については今後の検討課題と考える。
生体構造の再構成に関わる潜在回路に基づく超適応メカニズムのモデル化

本研究では、主に生体構造の再構成の観点から広汎な脱抑制による脳の超適応機構をモデル化することに取り組む。脳のような大規模・複雑なネットワークシステムの適応過程を明らかにするには、現象を必要最小限の自由度でモデル化し、計算機シミュレーションによりモデルの挙動を検証する構成論的研究手法が有用であり、これにより生理学的理解を深化することが期待される。具体的には、脳活動・筋活動・行動などの長期マルチモーダルデータの統計的モデル化とその解釈性の確保、生理学的知見をもとに構成する脳内ネットワークのグレイボックスモデルと加齢シミュレーション、人を対象とした協調運動学習実験によるモデルの妥当性検証に取り組む。
フランスにおける大学改革に対する大学評価の影響に関する研究

本研究は、フランスにおけるCNE(全国大学評価委員会)の個別大学評価を主たる対象とし、評価と改革を一体的に捉え、それが各大学の改革に対して与えた影響、すなわち個別大学の改革に対するCNEによる評価の有効性を明らかにすることを目的としている。この研究課題を明らかにするため、平成17年度は、前年度までの研究成果を整理するとともに、その不足する部分の調査研究を行った。具体的には、(1)これまでのCNEの活動およびその成果の整理、(2)前年度実施した訪仏調査の補足的研究、(3)評価と改革をより結びつけるための新たな施策の分析、の3点を中心に研究を行ってきた。これら(1)(3)の研究成果については、いずれも本研究の最終報告書「フランスにおける大学改革に対する大学評価の影響に関する研究」(全216頁)に収められている。このうち(2)については、訪仏調査における調査対象者の回答について、文献資料を中心に制度的・法的枠組等の確認作業を主として行った。(3)については2000年度より試行的に実施されている評価後の追跡調査(評価2年後の改善状況のチェック)について、最新のデータ・資料をもとにその方法論や効果の分析を行った。以上の作業から、(1)フランスの大学評価においては評価者と被評価者の「対話」が重視されており、そのことが大学にとって評価を受け入れやすいものとしており、したがってそれを受けての大学改革が進められていること、(2)近年の新施策である追跡調査では、大学がCNEに対して改革の進捗状況を「証明」することが求められ、より主体的な改革の促進が図られていることが、明らかになった。これら点は、今後の我が国の高等教育政策においても大きな示唆を与えるものであると考える。本研究はフランスの大学評価と大学改革に関して、第三者評価機関である全国大学評価委員会(Comite national d'evaluation:以下CNE)による個別大学評価と、それが各大学の改革に与えた影響を明らかにすることを目的とする。すなわち、大学改革を促す要因としての大学評価の影響力ならびに有効性を、約20年にわたる外部評価の歴史を有するフランスの事例を通して明らかにすることを目指している。平成15年度においては、まず第1に、CNEによる個別大学評価報告書の収集を行った。その結果、81校の高等教育機関(うち大学は52校)の92冊の個別評価報告書を入手した。CNEによる個別評価は数年前に第1回目の評価を終了し、現在は第2回目の評価が行われており、後者においては前者で指摘された問題点等の改善状況の検討もなされている。入手した資料の中で、このような対比可能な個別評価報告書2種類が揃っているのは8大学であり、現在はこれらを中心に個別評価報告書の分析作業を行っている。第2に、実際に評価作業を行う評価委員が利用する「大学評価ガイド」を収集した。これはCNEの大学評価の方法論を示すものであり、大学評価の研究を行う上で資料としての重要性も極めて高い。そのため、これを「大学評価ガイド付表」および「IUFM評価ガイド」とともに翻訳し、本研究の中間報告書資料集(服部憲児訳「フランスの大学評価に関する基礎資料」(平成16年1月)全224頁)として刊行した。この研究課題を明らかにするため、平成17年度は、(1)CNEによる個別大学評価の方法論の分析、(2)CNEの評価が各大学の改革に貢献した点および貢献し得なかった点の分析、(3)評価が改革に貢献し得なかった原因の考察、の3点を中心に研究を行ってきた。(2)および(3)については、CNEによる個別大学評価報告書の分析、および、フランスにおける現地調査から、主として以下の3点が明らかになった。(1)個別大学評価に基づいたCNEの勧告の多くについて、各大学で実際に改革がなされている。その主な理由としては、評価の段階で既に改革を視野に入れてCNEと大学側が綿密な議論を交わしていること、その際にCNEは大学の意向を最大限尊重していること、少なくとも大学の執行部は、CNEの評価を改革を実施する根拠のとして位置づけていることが挙げられる。(2)CNEの評価が改革に結び付かなかった事柄については、大きく、CNEの勧告を受けつつも大学の判断でそれを実行しなかった場合と、CNEの勧告には同意するが法制的・財政的理由によって実施できない場合とに分けられる。いずれの場合もCNEは大学の判断を尊重している。(3)評価に基づく改革がより良く実施されるために新たな取り組みがなされている。すなわち、2000年度より試行的に評価後のフォローアップ(評価2年後に改善状況をチェックする)が実施されている。

これら(1)(3)の研究成果については、いずれも本研究の最終報告書「フランスにおける大学改革に対する大学評価の影響に関する研究」(全216頁)に収められている。このうち(2)については、訪仏調査における調査対象者の回答について、文献資料を中心に制度的・法的枠組等の確認作業を主として行った。(3)については2000年度より試行的に実施されている評価後の追跡調査(評価2年後の改善状況のチェック)について、最新のデータ・資料をもとにその方法論や効果の分析を行った。以上の作業から、(1)フランスの大学評価においては評価者と被評価者の「対話」が重視されており、そのことが大学にとって評価を受け入れやすいものとしており、したがってそれを受けての大学改革が進められていること、(2)近年の新施策である追跡調査では、大学がCNEに対して改革の進捗状況を「証明」することが求められ、より主体的な改革の促進が図られていることが、明らかになった。これら点は、今後の我が国の高等教育政策においても大きな示唆を与えるものであると考える。
ジンクフィンガー遺伝子Fez,Fezlを介した前脳形成の分子機構の解析

Fez (Fezf1), Fez-like (Fezl,Fezf2)は、中枢神経の前部で発現する転写抑制型ジンクフィンガー蛋白をコードする遺伝子である。マウス発生過程において、Fez,Fezlはそれぞれ胎生8及び8.5日より前脳の重複した領域に発現し、胎生中期には視床下部・前視床などの共通部分に加えて特異的発現も示す。ノックアウトマウスを用いた解析から、(1)Fezは嗅神経の軸索投射及び嗅球の層形成に関与すること、(2)Fezlは大脳皮質深層の神経細胞分化・形成に関与すること、(3)Fez,Fezlの重複した機能が間脳の前後軸形成に関与すること、を明らかとしてきた。本年度は、胎生9.5,10.5,12.5日のFez;Fezlダブル欠損胚と野生型胚から前脳部を採取し、Gene chipを用いて、ダブル欠損胚で発現が変化して遺伝子の検索を行った。その結果、ダブル欠損胚の前脳において神経抑制因子をコードするHes5の発現が増加し、Hes5の標的遺伝子であるプロニューラル遺伝子Neurogenin2の発現が減弱していることを見出した。HEK293細胞にFez,Fezlを発現することで、Hes5プロモーター活性を抑制できることから、Hes5が転写抑制因子FEZ,FEZLの標的遺伝子である可能性が示唆された。胎生9.5,10.5日のFez;Fezlダブル欠損胚では神経分化が抑制され神経前駆細胞の増殖が亢進しており、Fez,Fezl-|Hes5-|Neurogenin2遺伝子カスケードが前脳の神経分化・増殖を制御していると考えられた。また、ゼブラフィッシュにおいても、fez,fezlの下流で、Hes5の相同遺伝子及びneurogeninlの発現が制御されており、この遺伝子カスケードが、視床下部ドーパミン作動性神経の形成に関与している可能性が考えられた。Fez(Fezf1),Fez-like(Fezl,Fezf2)は、中枢神経前部で発現する転写抑制型ジンクフィンガー蛋白をコードする遺伝子である。マウスの発生においては、Fez,Fezlは、それぞれ胎生8及び8.5日より前脳の重複した領域に発現し、胎生中期には視床下部・前視床などの共通部分に加えて、Fezは嗅神経にFezlは大脳皮質深層にといった特異的発現を示す。我々はノックアウトマウスを用いた解析から、(1)嗅神経に発現したFezが、細胞自律的に嗅神経の軸索伸長を制御し、細胞非自律的に嗅球の層構造・介在神経および前駆体の運動を制御していること、(2)Fez,Fezlが間脳前方(前視床)で発現し、間脳後方の運命決定を抑制することにより間脳の前後パターニングを制御していること、を明らかにした。Fez,Fezlの上記の様な機能を発揮する分子機構を理解するため、(1)Fez,Fezlが前脳あるいは領域特異的に発現する分子機i構、(2)Fez,Fezlが制御する遺伝子の解析を行った。Fezl染色体遺伝子の蛋白コーディング領域上流8.2kbp(1st intronを含む)をbeta-galactosidase遺伝子と結合させた、リポーター遺伝子を用いたトランスジェニックマウスを作成し、胎生8.5日の内在性のFezlの発現を再現することが出来た。この8.2kbpの欠失変異体を作成しEnhancer領域を詳細に解析したところ、開始コドン2kbp上流付近にある35bpの領域が、前脳での発現に重要な役割を演じていることを見出した。また、Fez,Fezlダブル欠損胚(胎生9.5,10.5,12.5日胚)の中枢神経前部で、野生型胚と比較し、発現の増加・低下した遺伝子の検索をGene chipを用いて行った。胎生9.5,10.5日のFez;

Fezlダブル欠損胚では神経分化が抑制され神経前駆細胞の増殖が亢進しており、Fez,Fezl-|Hes5-|Neurogenin2遺伝子カスケードが前脳の神経分化・増殖を制御していると考えられた。また、ゼブラフィッシュにおいても、fez,fezlの下流で、Hes5の相同遺伝子及びneurogeninlの発現が制御されており、この遺伝子カスケードが、視床下部ドーパミン作動性神経の形成に関与している可能性が考えられた。
身体動作特性解析システムの構築とそれに基づく設計データ計測手法に関する研究

本研究では、日常生活動作について動作中のいくつかの計測指標を同期させて総合的に捉えるシステムを構築し、次の項目を明らかにすることを目的とした。1)動作パターンの詳細や動作負担について多角的に明らかにすること。特に生活機器の負荷や位置が変化した条件での操作パターンの変化や操作戦略の変化、あるいは居住空間形状や床面が変化した条件での移動時の動作パターンの変化や心理的影響に注目する。2)これらの基本動作データをもとに、機器や空間などの設計データ等へ応用する際の適用範囲、許容誤差、変換方法等を明らかにすること。このうち動作パターンおよび動作負担については、ドアやキャビネットの開閉を想定した上肢による押引動作を対象とし、条件の違いによる負担の大きさを、様々な身体部位の姿勢や筋緊張等の因果関係から検討した。各設定高さにおける最大力発揮時と通常操作時の作用点移動量の違いから身体負担度を比較した。特に、性差および年齢差に注目した。まず、高位置での操作に年齢による差異が認められた。これは上肢のみでの操作が難しくなった場合の姿勢保持の柔軟性が高齢者で低下していることが起因すると考えられる。また、腰部より低い位置での操作に性差が見られた。これは作業持続力、背筋力等の差異による影響と考えられる。これらの結果から、負担評価における作用点の有効性が明らかとなった。また、床反力と動作分析を用いたつまずきや転倒に関する室内歩行実験でも、本システムを利用することによりそのメカニズムの一旦を明らかにすることができた。平成12年度はほぼ当初の計画通り、システムの構築とそれによる動作解析を試みた。既存の計測システムに長焦点レンズを加え、手指の動きなど身体のより細かい動作計測を可能とした。また、同期ビデオ映像も従来の1画面から2画面同時とり込みを可能とし、異なる方向からの動作の検証をより容易にした。次にこのシステムを用いて以下の2つの実験を行ない、システムによる動作データの取得と解析の質の向上をはかった。(1)押引動作の身体負担評価:ドアやキャビネットの開閉を想定した上肢による押引動作を対象とし、条件の違いによる負担の大きさを、様々な身体部位の姿勢や筋緊張等の因果関係から検討した。被験者は高齢層、若年層の男女各10名である。(2)つまずきパターンの解析:つまずきに関する室内歩行実験を行なった。解析の焦点は、遊脚の引っ掛け、および3cm段差への乗り上げによるつまずきとした。被験者は健康な大学生男女各15名である。計測結果から、左足のつまずき、乗り上げにより、つまずきパターンを3つに分類できた。最も危険なのは左足が完全に浮いており、つま先と地面のなす角度が垂直に近い状態で障害物に引っ掛かるつまずきタイプであることが明らかとなった。また、このタイプでは大きな性差も観察された。今後は他の生理データ等との組み合わせによる評価も行ない、さらに応用性と汎用性のある精度の高い解析システムと評価手法の確立を目指す予定である。平成13年度は、以下の2つのサブテーマが同時に進行した。(1)身体負担評価の統合化:前年度に実施した押引動作の身体負担評価に関する継続実験として、さらにいくつかの生理的指標を加えた同時計測を行い、負担評価を多面的にとらえる統合化手法の開発を試みた。

前年度までにほぽ完成した身体動作特性解析システムを利用することにより、これまで指標としてきた主観的負担感と作用点移動量に加え、3次元動作解析装置による全身姿勢と各関節角度変化、筋電図の各データを取得し、それらを有機的に組み合わせた評価の可能性について検討した。上肢による引き動作において、取っ手位置の高さの変化に伴う作用点移動量および主観的負担感の変化に性差および年齢差が観察された。これは被験者が、操作を出来るだけ低負荷で効率的に遂行するために採る操作戦略に基づくものと考えられ、動作解析を加えた統合化による評価から、それがある程度裏付けられた。(2)身体転倒に対する安全装置の開発:床面でのスリップや転倒の危険性を伴う動作等に対応するため、こうした状況下での実験を可能にする安全装置をメーカーの協力で開発した。これにより、つまずきに関する室内歩行実験など、住宅内の安全性に関する身体動作特性解析も可能となった。以上のように、今年度はシステムの構築が完了し、それによる計測データの統合化に踏み出したところである。今後はさらにこのシステムによる検証を繰り返し、設計に役立っ評価手法の確立を目指す予定である。前年度までに身体動作特性解析システムが完成し、平成14年度は最終年度としてデータ応用を考慮した追加研究とまとめを中心に行った。作業高さを変えた作業ブロック(荷重19.6N、49Nおよび最大負荷)の引き操作時における身体動作特性について、若年男女および高齢男女で多面的に検討した。操作負担感:主観的負担強度に関する5段階評価の結果、作業高さが眼高まで高くなると負担感は増加した。また、若年女子では作業高さが指節点高でも相対的に増加しており、これは低位置での作業を膝関節ではなく体幹を屈曲させることにより遂行するためであることが動作解析システムのデータからも裏づけられた。床反力と作用点:最大負荷においては、眼高で最も小さく、作業高さが低下するとともに増加した。19.6Nおよび49Nでは、肩峰高以上で有意に増加傾向を示した。前者において、低い位置では全身の筋活動や姿勢変化を動員し、高い位置になると上肢の筋活動を主として用いるためであることが明らかにされた。一方後者の場合においては、指節点高や肘頭高では全身で作業を行う必要がないため、床反力が小さくなったと考えられる。さらに床反力の中心点(作用点)の移動量については以下の特徴が明らかとなった。まず、最大負荷時の眼高において、高齢者の作用点移動量は減少傾向にあった。これは筋力や作業中の柔軟性の低下により、あらかじめふんばった状態で操作を行うことから、反力は大きいが移動量が減少しているのではないかと思われた。また、19.6Nにおいて、男子の移動量は指節点で最も少なくなるのに対し、女子では同じ高さで肘頭高よりも大きくなった。これは男子に比べ筋力の弱い女子では低い位置での作業も相対的に負担になるためと考えられる。以上、性差、年齢差による引き操作時の身体負担の相違を、身体動作特性解析システムの複数の計測項目により検討した。これをひとつの事例として、今後さらに多くの動作に関する詳細な特性の解明とその応用をはかっていく予定である。
超流動ヘリウム中及び表面の中性原子の分光学的研究

超流動ヘリウム中に他の中性原子を注入するとその最外殻電子と周りのヘリウムとの間に、パウリの排他律に基づく斥力が働き、注入原子の周りにはヘリウムの入り得ない泡が作られる。このような泡の中の原子モデルは原子バブルモデルと呼ばれ、液体ヘリウム中の中性原子が示すスペクトルの一般的な性質を良く説明してきた。本研究ではアルカリ原子に関して、球形の原子バブルモデルでは説明できない諸現象に注目した。基底状態アルカリ原子では泡は球形のまま静止したものではなく、ゼロ点振動により四重極振動をしていることを見出した。また、励起原子に関しては、通常のスペクトルの他に、広い赤外スペクトルが存在することを見出し、理論計算と比較により、このスペクトは励起原子に数個のヘリウム原子が付着した分子・クラスターからのものであることを明らかにした。また、液体・固体ヘリウム中のTm原子の研究をも行った。Tm原子の基底状態と低い励起状態との間の遷移は内殻電子によるものがある。その周りにヘリウムを排除する2個の最外殻電子が存在するため、内殻電子遷移は直接ヘリウムの影響を受けないことが予想された。実験では、今回初めてTm原子の観測にに成功したが、内殻遷移によるスペクトルは予想通り非常に鋭いことがわかった。また微細構造準位間の磁気双極子遷移を観測することができ、従来困難であった準安定状態の寿命の精密測定に成功した。液体ヘリウム表面と気体アルカリ原子との相互作用に関する研究も行った。これらの間の相互作用は反撥的であることに着目し、原子反射膜としてガラスセルの内壁を液体ヘリウム膜でコーティングする研究を行った。このようなセル中の気体アルカリ原子は長時間気体のままでセル中に閉じ込められることを見出し、更にこれらの原子のスピンを光ポンピング法によりほぼ完全に偏極することに成功した。本研究は、超流動ヘリウムの中に注入した中性原子や表面に補捉された原子の特異なエネルギー構造、ダイナミクックスを明らかにし、更にこのような原子を種々の基礎科学に応用することを目的としている。平成7年度における研究は主として、超流動ヘリウム中のアルカリ原子のダイナミックスを明らかにすることに重点をおいた。アルカリ原子を液体ヘリウム中に注入する方法として既に我々が開発したレーザースパッター法を採用した。先ず、温度を固定し超流動状態のままでヘリウムの圧力を変化させるセルを用いた実験を行ったが、励起スペクトル、発光スペクトルともに短波長方向にシフトすると共にスペクトル幅も広がることを見いだした。これらの実験で得られたスペクトルのシフト、広がりが結果を球形の原子バブルモデルを用いた理論で説明することができることを明らかにした。更に、CsやRb原子のD2線の励起スペクトルが2つに分裂していることを見いだしたが、これが原子が球対称の波動関数をもつ基底状態にあっても、原子バブルが四重極振動をすることによる一種の動的ヤーン・テラー効果であることを明らかにすることができた。また、励起された原子の消光過程が存在すること、それが原子の種類によって異なること、励起原子の微細構造間隔に大きく依存することがわかった。この消光過程を明らかにするために、1μm帯での分光を試みたところ、新たなスペクトルが存在すること見出した。このスペクトルは、励起されたアルカリ原子の内部殻近くに複数のヘリウム原子が吸着し、いわば分子を形成して、その分子からのものであることを始めて明らかにすることができた。アルカリ原子以外でも、希土類原子の分光も始めて成功した。本年度に得られた主な成果を以下に列記する。1)超流動ヘリウム中のアルカリ原子の励起スペクトルの中でD_2線が2つの成分に分離していることは既に実験的に観測されていた。

本研究ではこれが、アルカリ原子を取り巻くヘリウム液体の分布における四重極振動であることを理論的に研究し、得られたスペクトルの形を再現することができた。2)アルカリ原子の第一励起状態からの発光が、液体ヘリウム中ではクェンテする現象を明らかにするために、ヘリウムの圧力を27気圧まで変化できるセルで実験を行なった。その結果、消光が原子の種数、励起状態の角運動量、ヘリウム圧力で変化することを明らかにした。3)消光過程を明らかにするために、近赤外領域でのレーザー励起発光を調べてみた。その結果、CsやRb、K原子の励起状態において、2個あるいは6個程度のヘリウム原子が内殼近傍に捕捉され、いわゆるexciplexが生成されることを明らかにした。4)重いランタノイド元素では内殼電子が欠損している場合が多い。従って基礎状態からの内殼遷移が生じる。本研究ではトリウム原子について特に内殼遷移についての研究を行なった。その結果、ヘリウム原子の侵入が最外電子により阻止されているため、内殼遷移による発光スペクトルがほとんど真空中の原子のように鋭く、ソアトも低いことを明らかにした。5)気相アルカリ原子と液体ヘリウム表面との相互作用の研究を行なった。そのけっか、内面が超流動ヘリウムのフィルムで覆うとアルカリ蒸気は低温であるにも拘わらず、2時間以上存在し続けることを見出し、基礎物理学への応用に非常に有望であることを指摘した。超流動ヘリウム中に他の中性原子を注入するとその最外殻電子と周りのヘリウムとの間に、パウリの排他律に基づく斥力が働き、注入原子の周りにはヘリウムの入り得ない泡が作られる。このような泡の中の原子モデルは原子バブルモデルと呼ばれ、液体ヘリウム中の中性原子が示すスペクトルの一般的な性質を良く説明してきた。本研究ではアルカリ原子に関して、球形の原子バブルモデルでは説明できない諸現象に注目した。基底状態アルカリ原子では泡は球形のまま静止したものではなく、ゼロ点振動により四重極振動をしていることを見出した。また、励起原子に関しては、通常のスペクトルの他に、広い赤外スペクトルが存在することを見出し、理論計算と比較により、このスペクトルは励起原子に数個のヘリウム原子が付着した分子・クラスターからのものであることを明らかにした。また、液体・固体ヘリウム中のTm原子の研究も行った。Tm原子の基底状態と低い励起状態との間の遷移は内殻電子によるものがある。その周りにヘリウムを排除する2個の最外殻電子が存在するため、内殻電子遷移は直接ヘリウムの影響を受けないことが予想された。実験では、今回初めてTm原子の観測にに成功したが、内殻遷移によるスペクトルは予想通り非常に鋭いことがわかった。また微細構造準位間の磁気双極子遷移を観測することができ、従来困難であった準安定状態の寿命の精密測定に成功した。液体ヘリウム表面と気体アルカリ原子との相互作用に関する研究も行った。これらの間の相互作用は反撥的であることに着目し、原子反射膜としてガラスセルの内壁を液体ヘリウム膜でコーティングする研究を行った。
合成骨形成蛋白の骨形成能を臨床実用化するための統合的技術の開発

研究の背景と目的:再生医療が注目されてから久しい。しかしその研究成果の実用化によって患者の治療に汎用されているものは現時点で信極めて少ない。しかし、骨再生の領域では骨再生修復反応の主役とされる生理的活性蛋白である「骨形成蛋白」(BMP)の同定、遺伝子組み換え体(BMP-2,BMP・7)の臨床応用が限定的に可能となっている。これらをより効果的に用いれば新しい骨生技術として骨損傷や骨欠損の修復が容易となり汎用が期待できる。その障害多なっているのがBMPの薬物伝達系の研究の遅れとBMP産生コストが高いことである。本研究はそれらの問題を解決し、安全、安価で汎用性の高い技術を開発し、実用化することであった。研究事項:(1)BMPの有効なDDSの開発。現在臨床利用されているBMPの担体であるウシ由来コラーゲンに代わる安全かつ安価な合成ポリマー(ポリ乳酸-ポリエチレングリコール共重合体)を開発し、その有用性について検証した。マウス、ラット,ウサギ,イヌ、ヒツジでBMPの担体として有効に作用することを確認した。(2)BMPの活性促進法の探索。ヒトはBMPに対する応答性が低く多量のBMPを要する(1cm^3の骨の形成に約1mgのBMPを要する。)ために高価な医療技術となっている。経済性を改善するためにBMPの生物作用を増強する薬剤の探索を行った。その結果、BMPの標的細胞である問葉系細胞内のcyclicAMPの濃度を高める作用のある薬剤(phospho diesterase阻害薬、PDE2のEP4受容体アゴニスト(ONO-4819)、カテコラミン等を担体に微量混入するBMPの骨誘導活性が約2倍程度促進できることを明らかにした。その機序はProtein kinase Aの細胞内伝達系によってBMPの応答遺伝子発現が促進されることであることを明らかにした。(3)複合人工骨材の開発と有効性検定。われわれが開発したBMP用担体ポリマーはBMP担体として優れているが粘着性が強く取り扱いが困難であるため、実用に適した担体への改良を加えた。すなわち、吸収性生体材料であるβTCP(βtricalcium phosphate)粉末と等量混合し粘土状とした。BMPの担体としての有効性を検索した。この生体吸収性で可塑性骨再生用材料の有効性はウサギの長官骨欠損再生修復、腰椎固定、犬の股関節周囲骨欠損修復、羊の腰椎固定などで確認した。またBMPによる骨再生医療の経済性を画期的に高めるBMP生産技術をドイツから導入した日本の企業と共同研究を最近開始し、BMPの大量生産と臨床治験に向けた前臨床試験に入る予定である。(4)人工口成物(BMRポリマー、生体吸収性材料)による新しいテーラーメイド化骨再生システム開発:臨床では個々の患者の骨欠損部の部位、形態は多様である。それぞれの修復すべき骨欠損部分のCT画像のコンピューターデータを用いて予め欠損形態に相当する人工骨をCAD(computer aided design)systemde切削作製しBMP/DDSto複合して骨欠損部の骨再生を正確かつ短期に達成する技術システムの構築を行った。ビーグル犬の骨盤に作成した骨欠損をその技術によって修復可能であることを確認した。この技術を使えば、骨移植などのような侵襲を加えることなく確実に骨再生が可能となるものと期待でき、また新しい医療産業部門となるものと期待できる。われわれが開発したBMP用担体ポリマーはBMP

担体として優れているが粘着性が強く取り扱いが困難であるため、実用に適した担体への改良を加えた。すなわち、吸収性生体材料であるβTCP(βtricalcium phosphate)粉末と等量混合し粘土状とした。BMPの担体としての有効性を検索した。この生体吸収性で可塑性骨再生用材料の有効性はウサギの長官骨欠損再生修復、腰椎固定、犬の股関節周囲骨欠損修復、羊の腰椎固定などで確認した。またBMPによる骨再生医療の経済性を画期的に高めるBMP生産技術をドイツから導入した日本の企業と共同研究を最近開始し、BMPの大量生産と臨床治験に向けた前臨床試験に入る予定である。(4)人工口成物(BMRポリマー、生体吸収性材料)による新しいテーラーメイド化骨再生システム開発:臨床では個々の患者の骨欠損部の部位、形態は多様である。それぞれの修復すべき骨欠損部分のCT画像のコンピューターデータを用いて予め欠損形態に相当する人工骨をCAD(computer aided design)systemde切削作製しBMP/DDSto複合して骨欠損部の骨再生を正確かつ短期に達成する技術システムの構築を行った。ビーグル犬の骨盤に作成した骨欠損をその技術によって修復可能であることを確認した。この技術を使えば、骨移植などのような侵襲を加えることなく確実に骨再生が可能となるものと期待でき、また新しい医療産業部門となるものと期待できる。1.骨再生用活性人工材料の確立:生体内で骨形成を誘発させる生物活性を有する「骨形成蛋白」(BMP)を用いて新しい骨再生技術を開発し臨床応用するのが本研究の目的である。骨再生を要する部位で局所的にBMPを作用させるための薬物伝達系(DDS)となる担体として至適な合成ポリマー(ポリ乳酸ポリエチレングリコール共重合体)の開発に成功した(Nature Biotechnology 19 2001)。このBMP担体と生体被吸収性材料であるβTCPとの複合体を作成し、骨再生活性を有する人工材料を開発し骨再生能力を証明した(J Biomed.Mater.Res.70(A):2004)。2.骨再生活性複合人工材料によるウサギ四肢長管骨欠損再生:この人工複合材料でウサギ長管骨欠損修復再生が6-8週間で可能であること、さらに植えこんだ生体材料は16週で生体に吸収されて消失し、元来の解剖学的形態の骨格に復することを証明した(J Biom Mater Res.62:169-174,2002)。3.欠損肋骨のBMP複合被吸収性人工材料による再生のイヌモデルでの成功イヌ肋骨複数欠損の再生修復をBMP/ポリマー複合体を多孔性βTCP(シリンダー状)に含浸させて数珠状に連続したインプラントを用いて成功した。肋骨再生は比較的短期(4週)でほぼ完成し12週で元来の解剖学的形態に復した。4.股関節周囲不定形骨欠損の再生技術とその有効性の検証わが国では年間4万症例に人工股関節置換手術が行われている。しかしその耐用年数に限界があり、骨吸収が進行して破綻にいたることが多く、人工股関節再置換を余儀なくされる。その際、骨欠損が生じ、再置換の際の大きな問題となる。
日中クレンチングは単に癖ではなく中枢性筋緊張抑制機能障害による

開口抵抗力測定器による日中クレンチング筋緊張(筋固縮)度測定を行い、筋固縮の客観的評価を可能とした。また、自律神経系の筋固縮への影響を明らかにした。測定器の仕様;上顎は不動とし、下顎に接する治具を動かして強制開口させ、開口中の下顎の抵抗力を連続的に測定する。測定中の開口速度は抵抗にかかわらず一定に保つように駆動力を上限200N以内で自動可変式とした。1)共通する波形パターンとして開口初期波形パターンの最大値を顎のこわばりを代表する値として、筋緊張、非緊張の標準値を決め、分類した。自律神経活動検査の結果、自律神経活動の変化と開口抵抗力には有意な関連が認められなかった。1.顎関節症患者の筋緊張(固縮)の程度を開口抵抗力として数値で捉え、客観的に評価することを目的に研究している。開口抵抗力測定の再現性を高める測定条件として至適開口速度を検討した。方法試作測定器の仕様;測定器の最大開口量は20mmで、開口速度50mm/分から600mm/分に設定でき、測定中の開口速度は抵抗にかかわらず一定。測定時荷重は上限200Nとして自動可変式。開口抵抗力測定の概要;被験者を安静状態におき、口腔内に2枚の咬合面板治具を挿入し上下顎の咬合面に接触させる。上顎は不動、下顎に接する治具を機械的に動かして開口させ、顎の抵抗力を連続的に測定する。下顎を拘束せず、可及的緊張を除き、被験者が随意、不随意的に下顎を動かさないために、舌尖を下顎咬合面板に軽く接触させる。開口速度を50mm/分から600mm/分まで変化させて、各開口速度で開口抵抗力を測定し、最も再現性の高い開口速度を探した。結果;開口速度が遅いと開口初期に下顎が治具と離開して開口抵抗力が計測できない場合がある。開口速度が速いと開口による抵抗力が増す傾向にあるが、測定値のばらつきが少なかった。今後、今回の研究で得られて測定条件により顎関節症患者の筋緊張(固縮)の程度を開口抵抗力として数値で評価する。1.筋緊張(固縮)の程度を客観的に評価するために検査機器を開発:既成の機器は世界中を検索したが見つける事は出来ず、オリジナルの機器を設計を終え、試作機を作成してる。2.中枢性筋緊張抑制機能障害の検討のため、中枢性疼痛抑制機能障害との関連性を検討した。我々は中枢性筋緊張抑制機能障害は中枢感作により中枢性疼痛抑制機能障害等と並列して出現している現象であると推定し、既に手法の完成してる中枢性疼痛抑制機能障害の評価を臨床例において行い、有意義な結果を得た。3.国内外の関連学会に参加して、顎関節症、筋障害に関する新たな知見を見聞した。顎関節症治療の為に従来は身体的所見に加えて心理精神的要因の関与を含めて2軸診断が行われていた。最近になって三軸診断が提唱された。3軸目には神経生理学的性状をはじめ多くの因子が勘案されている。その中に、QST、temporal Summation等と共に新たな検査法として中枢神経性の検索も検討されている。この点において前述した中枢性筋緊張抑制機能障害の評価、中枢性疼痛抑制機能障害の評価等は有力な検査法になると考えられた。4.筋性顎関節症患者では交感神経系の亢進傾向があると既報されていて、我れは予備実験として、連続暗算負荷のクレペリンテスト前後の唾液アミラーゼの分泌測定とR-R間隔変動検査により自律神経系の変動を評価した。その結果、クレペリンテスト後に唾液アミラーゼが増加し交感神経系が高まっているものがあり、その結果はR-R間隔変動検査により自律神経系の変動と同様の傾向であることが判った。両者の結果は公絡している可能性があると考えられ、結果を再検討する。顎関節症患者における開口抵抗力測定の試み第2報自律神経系の影響[目的]顎関節症患者の顎のこわばりを開口抵抗力として客観的に評価することを目的に研究している。自律神経系変動の開口抵抗力への影響を検討するため、実験的精神的ストレス負荷による自律神経系変動の開口抵抗力への影響を検討した。[方法]対象:20歳代の健常男女20名を対象とした。実験手順:測定は15分間座位にて安静を保った後に行った。1)安静時の自律神経系の活動性を加速度脈波測定、2)安静時の開口抵抗量を測定、

3)クレペリン精神検査(以下、クレペリン検査)に準じた暗算負荷テストを15分間行った。4)暗算終了2分前より、再度、加速度脈波測定開口抵抗量を測定、5)暗算負荷テスト後の開口抵抗量を測定した。開発装置による開口抵抗力測定法:被験者を安静状態におき、下顎に接する治具を開口速度0.83mm/秒、3.3mm/秒、10mm/秒の3段階で動かし20mm強制開口させ、下顎の抵抗力を連続的に測定した。自律神経系の活動評価:自律神経機能のパラメーターとして、HF%(全パワーに対するHFパワー比)、LF/HF値を用いた。また、aーa間隔の変動係数についても検討した。[結果]自律神経活動検査の結果、暗算負荷テストによりLF/HF、HF%に有意な変化が認められたが、aーa間隔変動係数においては有意な差は認められなかった。また、自律神経活動の変化と開口抵抗力には有意な関連が認められなかった。顎関節症初年度、筋緊張(固縮)の程度を開口抵抗力として数値で捉えるための筋緊張検査機器は、既製の測定機器は皆無であったために、全くの新規の開発を行わなければならず開発が遅延した。今年度、試作機を改良を繰り返し、実際に実験に供する事ができる測定器を完成させた。1.筋緊張(固縮)の程度を客観的に評価することを目的に何らかの機器を流用することが出来ないか世界中の実験機器を検索したが見つからなかった。そのため、協力施設と基本設計からはじめたために、条件設定その他で時間を要したため当初の予定では試作機を完成させて、予備データを採取している予定であったが、試作機作成が通りに進んでいない。2.精神的緊張による自律神経系活動変化測定の為の機器がVersionUPが予定されていたため、購入を見合わせた。しかし、同計器を貸借し予備データの採取を行った。3.他の項目に関しては予定通り実施されている。完成した開口抵抗力測定機器に至適測定条件を設定し、筋性顎関節症患者のアゴのこわばり、筋緊張(固縮)の程度を開口抵抗力として測定する。顎関節症症状のない、ボランティアで計測を行い、開口抵抗力の標準範囲を求める。顎関節症患者で計測し、標準範囲を超える患者群と、越えない患者群の二群に分けて、自律神経緊張度を評価する。1.筋緊張検査機器の試作完成:上顎前歯部に治具を固定し、下顎前歯部を下方に加圧し、下顎の反力に応じて開口力を強める様式で秒速5mmの一定速度で開口させる。一定の力で開口する運動に対する下顎の反力を測定することにより筋緊張を評価する反力の計測については、端子取り付け部に小型ロードセルを設置し、アクチュエータ起動設定ストローク到達反転原点停止までを、時系列的に測定/記録する形を想定している。アクチュエータに関しては、起動/停止(基本的に1サイクル自動運転)ボタンの他に、被検査者(患者様)と検査者(先生)が操作できる、非常停止ボタン、及び、ロードセル計測での設定限度値を超えた際に全停止するイメージで設計した。現在、試作機の作成中で、早期に試作機を完成させる。至適測定条件を決定し、予備実験を経て、データ収集まで行う予定である。精神的緊張による自律神経系活動変化の評価の為の機器がVersionUpのため、購入できず、研究が行えなかったために、必要費用の支出がなかったため。自律神経系活動変化の評価の為の機器を購入し、研究活動を行うために支出する。1.筋緊張検査機器の試作機作成費用:現在、基本設計を終了し試作機作成中である。作成のために専門的技術、知識の供与、消耗品購入に支出する。2.4.精神的ストレス負荷自律神経活動測定機器の購入:昨年度は機器がVersionUPにより購入を見合わせたため、本年度は機器購入のため支出する。
窒素負荷削減のための物質循環モデルの構築

中山間地の典型である長野県千曲川・犀川流域を対象とし、行政統計資料を用いて、過去2030年間にわたる窒素負荷発生量の変遷を調べ、主要な汚染源を明らかにし、河川水の水質との関係を検討した。1.流域内では1965年から1995年にかけて、人口、市街地は漸増、トリ飼育数は1970年、ブタは1980年がピークで両者ともにその後半減、ウシはほぼ横ばいであった。農耕地は登録面積は2割減であるが、休耕田が1970年より増加し始め、1995年でほ水田全体の1/3近くに達している。2.流域内の最大の窒素負荷発生源は、家畜排泄物であり、次が家庭排水、農耕地からの流出の順であった。家畜飼養頭数・農耕地面積の減少にともない、家畜・農耕地由来の窒素負荷発生は減少している。3.1980年以降、化学肥料流通量は、農耕地での必要施肥量を大きく下回るようになり、その分畜産排泄物の農地還元が進んでいるものと考えられる。1990年以降は、畜産排泄物の大部分は、農地に還元されている計算になる。4.流域内では1960年代より下水道の普及が始まり、1995年には平均で約40%の普及率になっている。5.上記の行政データに基づいた計算では、流域内の窒素流出量は、過去30年間で23,000トンから13,000トンへ半減した。それには、畜産廃棄物の農耕地還元と化学肥料使用量の減少が大きく寄与している。ただし、この窒素流出量の減少は、河川の窒素流下量には必ずしも反映されていなかった。6.本年度行った千曲川での毎週観測、降雨時観測の結果から、降雨時増水を考慮した場合には、窒素流下量が1.5倍に増加することが示された。河川への窒素流入負荷を今後さらに削減するには、下水処理場での窒素除去効率の改善、農耕地からの窒素流出の抑制が効果的であることがわかった。