hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
2つの外丸フライスを同時使用したCNC自由曲面高速加工システムの研究

本研究は,軸状の自由曲面を高速高精度に加工するために,新たな工作機械の開発を目的にして行ったものである.この工作機械の特徴は,工作物を挟み込むように配置した2つの外丸フライスを同時・独立に制御することにより,加工時間を短縮化するとともに,切削力による工作物の変形を抑制し,加工精度を上げることにある.このような工作機械を実現するために,今年度は,まず,軸状の自由曲面を加工するために,既に開発されているCNC工作機械の改造を行った.その主な内容は,以下のようなものである.(1)2つの外丸フライスを同時使用するために,2台の外丸フライスの工具駆動装置を設計製作した.(2)(1)で設計製作した工具駆動装置を1本のレール上に2つのモータが設置可能なリニアサーボモータにそれぞれ取り付け,これを研究代表者が既に開発したCNC工作機械のX軸テーブルと交換することにより,同時4軸制御の新たな工作機械を実現した.(3)これにあわせて,この工作機械を制御するための制御プログラムを新たに作成した.今年度の研究で開発したCNC工作機械の基本的な性能を,加工実験によって調べた.この実験では,円筒形状の工作物を加工した.このとき,工作物を挟み込むように配置した2つの切削工具を用いた場合には,従来の工作機械と同様に1つの切削工具を用いた場合と比較して,加工誤差の低減に非常に効果があった.さらに,2つの切削工具を用いることにより,切削工具が1つの場合と比較して,送り量を2倍にしても,同程度の表面粗さを得ることが可能であり,加工の高速化にも非常に有効であることがわかった.今後は,自由曲面の加工実験を行っていく予定である.本研究は,軸状の自由曲面を高速高精度に加工するために,新たな工作機械の開発を目的にして行ったものである.この工作機械の特徴は,工作物を挟み込むように配置した2つの外丸フライスを同時・独立に制御することにより,加工時間を短縮化するとともに,切削力による工作物の変形を抑制し,加工精度を上げることにある.このような工作機械を実現するために,今年度は,まず,軸状の自由曲面を加工するために,既に開発されているCNC工作機械の改造を行った.その主な内容は,以下のようなものである.(1)2つの外丸フライスを同時使用するために,2台の外丸フライスの工具駆動装置を設計製作した.(2)(1)で設計製作した工具駆動装置を1本のレール上に2つのモータが設置可能なリニアサーボモータにそれぞれ取り付け,これを研究代表者が既に開発したCNC工作機械のX軸テーブルと交換することにより,同時4軸制御の新たな工作機械を実現した.(3)これにあわせて,この工作機械を制御するための制御プログラムを新たに作成した.今年度の研究で開発したCNC工作機械の基本的な性能を,加工実験によって調べた.この実験では,円筒形状の工作物を加工した.このとき,工作物を挟み込むように配置した2つの切削工具を用いた場合には,従来の工作機械と同様に1つの切削工具を用いた場合と比較して,加工誤差の低減に非常に効果があった.さらに,2つの切削工具を用いることにより,切削工具が1つの場合と比較して,送り量を2倍にしても,同程度の表面粗さを得ることが可能であり,加工の高速化にも非常に有効であることがわかった.今後は,自由曲面の加工実験を行っていく予定である.
副腎髄質カテコールアミン分泌機構の薬理学的研究

麻酔犬の生体位副腎標本を用い、アドレナリン性受容体による副腎髄質カテコールアミン分泌調節機構について検討し、以下の知見を得た。1.α_2受容体による調節副腎髄質細胞におけるα2受容体のカテコールアミン分泌調節機構の存在を明確にする目的に、内蔵神経刺激によるカテコールアミン分泌に対するα_2受容体遮断薬(yohimbine)の作用を検討した。カテコールアミン分泌はyohimbineで顕著に増強された。以上の結果から、副腎髄質においても交感神経終末と同様に、カテコールアミン分泌を抑制的に調節するα_2受容体機構が存在することが示唆された。2.β受容体による調節副腎髄質細胞におけるβ受容体を介する自己調節機構を明らかにする目的で、内蔵神経刺激によるカテコールアミン分泌に対するβ受容体遮断薬・刺激薬の作用を検討した。カテコールアミン分泌は、選択的β_1受容体遮断薬Atenololで有意に増強されたが、選択的β_1受容体遮断薬ICI118551および非選択的遮断薬Nadololでは影響を受けなかった。Atenololの遊離増強作用はICI118551で遮断された。Isoproterenolおよび選択的β_1受容体刺激薬Procaterolは、Atenolol存在下においてのみ刺激によるカテコールアミン分泌を増強した。両刺激薬の増強は、ICI118551で遮断された。以上の結果から、カテコールアミン分泌を促進性に調節するβ_2受容体機構とこの促進機構を抑制的に制御するβ_1受容体機構が存在することが示唆された。
月経前不快気分障害の分子メカニズムの解明

20名の月経前不快気分障害(PMDD)と20名の健常女性を対象に、月経周期に伴う睡眠リズムの変化を調べたところ、2名のPMDD患者が、卵胞期に位相前進、黄体期に位相後退(交代性睡眠相変位,APSS)を示したが、健常女性はAPSSを示さなかった。しかし、PMDDの重症度とAPSSの発症率には関連性が無く、ホルモンレベルとAPSSの発症率にも関連性も認められなかった。次に、APSSのメカニズムをラットを用いて調べた。体内時計の発振メカニズムは時計遺伝子の転写翻訳フィードバックループによってもたらされるので、Eが体内時計中枢である視交叉上核(SCN)の時計遺伝子の発現にどのような効果をもたらすのかを調べた。その結果、EはPer2の概日リズム位相を前進させ、振幅を減少させたが、Per1の概日リズムには影響を及ぼさなかった。次に、SCNのE受容体遺伝子(ER-α,ER-β)の発現を調べた結果、SCNにはER-βが中等度にかつ特異的に発現していた。以上のことから、EがSCNのER-βを介して、Per2に直接的に作用し、周期を短縮している可能性が示唆された。EはERに結合し、転写共役因子(SRC-1,SRC-2,SRC-3)の作用の元に直接、標的遺伝子上のEREに結合し転写を制御する。そこで、転写共役因子のSCNにおける発現を検討したところ、SRC-1がSCNに多く発現することが明らかになった。一方、Per2遺伝子発現はCLOCKとBMALによってポジティブに制御されていることが知られているので、SRC-1とCLOCKやBMALへの結合能を調べたところ、SRC-1はCLOCKと結合するが、BMALとは結合しないことがわかった。かくて、EはERE上のSRC-1とE-box上のCLOCKの相互作用を変えることによって、Per2遺伝子発現を調節している可能性が示唆された。総合診療科を受診した20名の月経前不快気分障害(PMDD)の月経周期に伴う、睡眠リズムの変化とエストロジェン、プロジェステロン血中濃度を調べた。その結果、2名の患者が、卵胞期に23時間の位相前進、黄体期に23時間の位相後退(交代性睡眠相変位,APSS)を示した。一方、20名の健常女性の月経周期に伴う睡眠リズムを調べたが、交代性睡眠相変位は認められなかった。従って、PMDDとAPSSのメカニズムには何らかの関連性があることが示唆された。しかし、PMDDの重症度とAPSSの発症率には関連性が無かった。また、ホルモンレベルとAPSSの発症率にも関連性も認められなかった。以上のことから、時計のホルモン反応性と情動のホルモンに違いがあることが分かった。PSSモデル動物において、エストロジェンが時計中枢(視交叉上核)における時計遺伝子(Per1,Per2)のサーカディアンリズムにどのような影響をおよぼすかどうかを調べた。その結果、エストロジェンはPer2リズムの振幅を減少し、立相を前進させたが、Per1リズムには影響を及ぼさなかったので、エストロジェンがPer2リズムに影響を及ぼすことによって、APSSを発症させる可能性が考えられた。次に、エストロジェンの時計への効果はエストロジェンの視交叉上核への直接作用かどうかを明らかにするために、視交叉上核のエストロジェン受容体遺伝子(ER-alpha,ER-beta)の発現を調べた。その結果、視交叉上核にはER-alphaが豊富にかつ特異的に発現していた。エストロジェンが視交叉

上核のER-alphを介して、Per2に直接的に影響を及ぼすことが、APSSのメカニズムになって可能性が示唆された。交代性睡眠相変位症候群の主要病態である「卵巣ホルモン依存性位相変位」メカニズムを調べた。体内時計の発振メカニズムは時計遺伝子の転写翻訳フィードバックループによってもたらされるので、エストロジェン(E)がSCNの時計遺伝子の発現を変えることによって周期を短縮するとの仮説をたて、体内時計中枢である視交叉上核(SCN)の時計遺伝子(Per1,Per2)発現に対するEの効果を検討した。その結果、EはSCNに発現するPer2の概日リズム位相を前進させ、振幅を減少させた。一方、視交叉上核のPer1の概日リズムはEによって影響されなかった。以上のことから、EはPer2遺伝子に作用し、周期を短縮している可能性が示唆された。最近、睡眠相前進症候群を示す家系でPer2遺伝子変位が見出され、Per2ノックアウトマウスでも周期が短縮することが報告され、われわれの結果と良く一致することがわかった。次に、EがいかにPer2遺伝子発現を制御しているかを調べた。EはE受容体に結合し、転写共役因子の作用の元に直接、標的遺伝子上のERE(estrogen responsive element)に結合し転写を制御する。そこで、転写共役因子SRC-1,SRC-2,SRC-3)mRNAの視交叉上核における発現を検討したところ、SRC-1,SRC-2は視交叉上核に発現するが、SRC-3は視交叉上核に発現しないことが明らかになった。一方、Per2遺伝子発現はCLOCKとBMALによってポジティブに制御されていることが知られている。そこで、SRC-1とCLOCKやBMALへの結合能を調べたところ、SRC-1はCLOCKと結合するが、BMALとは結合しないことがわかった。かくて、EはERE上のSRC-1とE-box上のCLOCK相互作用を変えることによって、Per2遺伝子発現を調節している可能性が示唆された。
生体金属イオンの輸送システムで機能する膜タンパク質の構造解析

鉄や亜鉛・マンガン・銅などの金属元素の多くはさまざまな生体内でのプロセスに必須のコファクターであるが、逆に過剰に体内に存在すると有毒な作用をもたらすため、これらの金属元素の体内の濃度は綿密に調整されている。たとえば、鉄イオンの代謝のバランスが崩れると貧血や鉄過剰症となる。したがって、このような金属イオンの吸収・輸送・排出などの過程について原子および分子のレベルでも詳細に解析することは、金属の代謝に関連する疾病の原因を探り治療するうえで鍵となる。本申請課題では、生体金属の細胞の内外での輸送において重要な役割を果たす膜タンパク質やトランスポータータンパク質の立体構造解析と分光解析を目指している。本年度はそのための試料精製、結晶化、結晶構造解析を行った。また、細胞を用いた機能解析の手法確立を進めた。膜結合型の鉄還元酵素であるduodenum cytochrome b (Dcytb)は、ヒトの小腸上皮細胞で管腔からの鉄イオンの効率的な吸収に関与している。脂質中で結晶化したDcytbの結晶構造解析を行った結果、電子供与体であるアスコルビン酸をタンパク質が認識する機構が明らかとなった。タンパク質の管腔側の分子表面のヒスチジン側鎖に金属イオンとして亜鉛イオンが結合しているが、その亜鉛イオンはもう一つのアスコルビン酸からも配位された状態で結合していることから、キレート化合物の存在が金属イオンのタンパク質への結合を安定化していることが推察された。この機構は酵母細胞を用いた生化学的実験によっても確かめることができた。これらの成果については学会および論文報告と、プレスリリースを行った。ヒトのduodenum cytochrome bについては電子供与体であるアスコルビン酸と鉄イオンのアナログとして亜鉛イオンを結合させた状態の結晶構造とフリー型の結晶が得られており、それらの構造について報告を行った。モノマー分子あたり6回の膜貫通ヘリックスとコファクターとして2つのヘムがあり、2量体を形成している。電子伝達のアスコルビン酸の結合様式や電子伝達機構について明らかにした。ヘム輸送体の試料調製に関しては、蛍光タンパク質のタグを付けて酵母で発現させたが、問題点として一部フラグメント化している可能性がある。duodenum cytochrome bはその基質となる鉄イオンとの複合体構造が得られていないため、結合サイトの詳細な情報を得ることを目指す。また、鉄還元酵素と鉄イオンのトランスポーターが連携した鉄イオン輸送の分子メカニズムを解析するために、腸管上皮細胞モデルを用いた鉄輸送アッセイシステムの構築を進める。ヘム輸送体の試料調製に関しては、由来生物を脊椎動物に加えて寄生性原虫の遺伝子にタグを付けて酵母で発現させ、スクリーニングを行う。
極低温液体用キャビテーションタンネルの試作及び実験

容器にためた液体を加圧気体により加速し、非定常(準定常)な状態で実験を行う新しい方式のブロ-ダウン型のキャビテーション・タンネルの可能性を調べ、同時にキャビテーションに対する熱力学的効果を知るために、液体窒素用のキャビテーションタンネルを試作した。平成8年度はベンチュリ形の試験部を使用しキャビテーションの観察、キャビティ内の温度低下量の計測を行い、このような実験装置の実用性をたしかめた。平成9年度は断面が長方形の試験部を製作し、2次元の山形の形状の試験体から発生するキャビテーションについて実験を行った。試験部の下流側の管路内にメッシュを挿入して意図的に圧力損失を生じさせ、異なったキャビテーション数で計測することが出来ることを確認した。一方、この装置の実験上の問題点も明らかにした。それは、極低温用温度計(サーミスタータイプ)の検定の問題、極低温による熱収縮、熱応力の問題、流量計、圧力計の作動の問題などであり、それに対する改良方法についても提示している。最も大きな改良点としては試験部に予め液体窒素を充満させることが出来るように改良して、試験部温度を一定に保ってから実験開始出来るようにすることがあげられる。本研究ではキャビテーション現象の基本を知ることを目的として、ブロ-ダウン型の新しい方式の極低温液体用キャビテーションタンネルを設計し試作する。液体窒素や、液体水素のような極低温液体は、実験状態が臨界点に近いため、キャビテーションの発生、消滅に対し、その熱力学効果が大きく現れる。具体的にはキャビティ内の蒸気温度の低下、それに伴う蒸気圧力の低下が見られる。このため、極低温液体を使用してキャビテーションの観察を行えば、その本質についての知見が得られる可能性がある。一方、極低温液体用のキャビテーションタンネルを通常の減圧回流型で設計すれば、液体が特殊なため製作費が高いばかりでなく、取り扱いにも種々の困難を伴う。本研究ではキャビテーション現象の特性時間が短いことを積極的に利用して、ブロ-ダウン型のタンネルで、意味のある計測が可能なことを示すことを第1の目的とし、また、上述のキャビテーション現象の熱力学的効果の計測を行うことを第2の目的としている。本研究で試作するタンネルは内容積約200リットルの2つの液体窒素用容器と、これを結ぶテストセクションから構成される。一方の容器に約100リットルの液体窒素を入れ、最大5bar程度まで窒素ガスで加圧しておく。開閉弁を急開し液体窒素を加圧窒素ガスで加速しテストセクショでキャビテーションを発生させる。封入する液体窒素の量、加圧圧力を変化させることにより、所要のキャビテーション数が得られる。解析によれば、ブロ-ダウン型のため、流速は時々刻々変化するが、キャビテーション数の変化は少ない。テストセクションでの非定常な流量、圧力、キャビティ内での温度、圧力を精度良く計測することに注意が払われている。本年度は本タンネルの製作を行い、平成8年度に性能を調べる。容器にためた液体を加圧気体により加速し、非定常(準定常)な状態で実験を行う新しい方式のブロ-ダウン型キャビテーション・タンネルの可能性を調べ、同時にキャビテーションに対する熱力学的効果を知るために、昨年度設計・製作したタンネルを用いて、液体窒素のキャビテーション実験を行った。事件はベンチュリ形の試験部(のど部直径:15.6mm)と2次元の山形をした試験部(試験断面:21mm×14mm)を使用して行った。設計時の解析計算により予想されたように約20secの実験時間が取れ、キャビテーション状態は下流の圧力損失量を変えることにより変化させることが出来た。また観察窓の外側を乾燥した空気でおおうことにより、キャビテーションも鮮明に観察出来、このような方式のタンネルが可能であることが実際に確かめられた。ベンチュリ形試験部を使用して行われた、キャビティ内の温度分布計測結果によれば、温度はキャビティ先端付近で最も低く、一般流温度より23degの温度低下が観察された。これは著者が提案したZファクターによる予想値とほぼ一致する。またキャビティ界面が固体面の乱流熱伝達と同じであると仮定して、界面からの蒸発速度を推定すると一般流速より2桁程度小さい。キャビティ厚さがキャビティ長さより1桁程度小さいとすると、上述の結果からキャビティ内蒸気流速は一般流速より1桁小さいことになり、空気吹き出しによるベンチレートキャビテーションによる結果と一致する。

容器にためた液体を加圧気体により加速し、非定常(準定常)な状態で実験を行う新しい方式のブロ-ダウン型のキャビテーション・タンネルの可能性を調べ、同時にキャビテーションに対する熱力学的効果を知るために、液体窒素用のキャビテーションタンネルを試作した。平成8年度はベンチュリ形の試験部を使用しキャビテーションの観察、キャビティ内の温度低下量の計測を行い、このような実験装置の実用性をたしかめた。平成9年度は断面が長方形の試験部を製作し、2次元の山形の形状の試験体から発生するキャビテーションについて実験を行った。試験部の下流側の管路内にメッシュを挿入して意図的に圧力損失を生じさせ、異なったキャビテーション数で計測することが出来ることを確認した。一方、この装置の実験上の問題点も明らかにした。それは、極低温用温度計(サーミスタータイプ)の検定の問題、極低温による熱収縮、熱応力の問題、流量計、圧力計の作動の問題などであり、それに対する改良方法についても提示している。最も大きな改良点としては試験部に予め液体窒素を充満させることが出来るように改良して、試験部温度を一定に保ってから実験開始出来るようにすることがあげられる。
胃潰瘍再生上皮における細胞間接着分子発現とH^+,K^+-ATPaseの関連

胃潰瘍の治癒過程は組織欠損の再生過程であり,その機構の解明は潰瘍の治癒の質の制御に重要な情報を提併する。治癒の質は潰瘍の再発にとって重要な要因と考えられる。胃潰瘍の上皮再生の分子メカニズムは明らかにされていないが,種々の細胞間接着分子が関与していると推測されている。本研究においては胃潰瘍の再生過程に発現する細胞間接着分子の検討と,その機構について検討した。昨年度の検討から,ヒト胃潰瘍の辺縁再生上皮にneural cell adhesion molecule(NCAM)が発現し,とくに潰瘍治癒期上皮に強く発現し,瘢痕期になると消失することを明らかにしていた。同様の傾向はラット酢酸潰瘍モデルにおいても認められた。今年度はラット潰瘍モデルを用いて,NCAM発現の制御機構についても検討した。その結果,イ)治癒期上皮に発現しているNCAMは細胞膜貫通型であって,細胞間接着分子として機能している可能性が高い,2)NCAMの発現は種々の酸分泌抑制剤による検討から,酸および血中ガストリンの影響をうけていない,3)H^+,K^+-ATPase阻害剤であるomeprazoleは,酸分泌を抑制しない低濃度でもNCAMの発現を増強させる,4)治癒期上皮ではNCAM発現を増強すると報告されるnerve growthfactor(NGF)の受容体が発現していることなどが明らかにされた。したがって,NCAMの発現は酸分泌抑制と直接的には関連せずに,間質系細胞との相互作用によって制御されている可能性が高く,H^+,K^+-ATPaseは間質系細胞を介して作用する可能性も推測され,今後の検討課題とされた。胃潰瘍の治癒過程は組織欠損の再生であり、その組織再構築過程に種々の細胞間接着分子が関与していると推測されるが、どのような分子が機能しているか明らかでない。本研究においては胃潰瘍の再生上皮における細胞間接着分子、とくにneural cell adhesion molecule (NCAM)の発現と、その発現調節機構、H^+,K^+-ATPaseとの関連について検討した。1.ヒト正常胃粘膜上皮においてはNCAMはほとんど発現されていないが、ヒト胃潰瘍辺縁上皮では、きわめて明瞭にNCAMの発現が認められた。NCAMの発現は潰瘍治癒期の上皮に、とくに強く認められた。2.NCAM発現細胞は同時にproliferating cell nuclear antigen (PCNA)も発現しており、細胞回転の亢進している細胞と推定された。3.再生上皮に発現しているNCAMはPCR法による検討からtransmembrane domainを保持していることが明らかにされ、したがって細胞間接着分子として機能していると推測された。4.胃潰瘍再生過程におけるNCAM発現の増強はラット酢酸潰瘍モデルにおいても確認された。5.ラット酢酸潰瘍モデルにおいて、H^+,K^+-ATPase阻害剤であるomeprazoleを5mg/kg投与することにより、再生上皮におけるNCAM発現は、さらに増強した。しかし、50mg/kg投与ラットではNCAM発現の増強は認められなかった。6.omeprazole 5mg/kg投与ラットにおいては高ガストリン血症を認めないが、50mg/kg投与においては著しい高ガストリン血症を認めた。この事は、NCAMの発現がガストリンによるtrophic actionではなく、他の因子により調節されていることを推測させた。
着床前診断における、簡便で安価なバイオプシー技術の開発

研究目的:近年、重篤な遺伝性疾患の伝播を回避するため、着床前診断(Preimplantation Genetic Diagnosis : PGD)が実施されるようになった。主にレーザーを用いて、胚盤胞期胚の将来胎盤となる栄養外胚細胞(trophectoderm : TE)を採取することにより行われる。しかし、レーザーは高価である上、発熱による胚へのダメージの可能性も否定できない。そこで本研究では安全で簡便に行えるバイオプシー法を開発することを目的とした。研究方法:実験に用いる胚盤胞期胚は、7週齢雌マウス(BDF1)に過剰排卵処理を行い、10-15週齢の成熟雄マウス(ICR)と体外受精後、4日間培養することにより作成した。以下の3種の方法でバイオプシーを行った。A)胚盤胞腔液(blastocoel fluid : BF)をマイクロマニブレーターに取り付けたピペットにより吸引する。B)孵化のため透明帯から部分的に脱出したTEの一部分を20μmピペットで吸引し、ホールディングピペットとの物理的擦過により分離する。C)透明帯から部分的に脱出したTE部分をマイクロブレードで切断する。以上の方法で採取したサンブルを用いて、PCRによる胚の性判別を実施した。各実験群におけるサンブル回収率、性別判定成功率、翌日の胚の生存率を算出した。研究成果: A法によるサンブル回収率は75.0%(6/8)、性別判定成功率は33.3%(2/6)、胚の生存率は100%(8/8)であった。B法によるサンプル回収率は50.0%(5/10)、性別判定成功率は20.0%(1/5)、胚の生存率は90.0%(9/10)であった。C法では、サンプル回収率は81.25%(13/16)、性別判定成功率は84.62%(11/13)、胚の生存率は81.25%(13/16)であった。A法では胚の生存率は高かったが、性別判定成功率は低かった。B法ではサンブル回収率と性別判定成功率がともに低かった。C法はサンブル回収率、性別判定成功率、胚の生存率いずれも80%以上で性別判定成功率はA法、B法と比較し有意に高率であった(p<0.05)。以上の結果より、今後C法に改善を加えヒトヘの応用を目指したいと考えている。
統合失調症と精神病発症リスク状態に対するω3不飽和脂肪酸の効果と予後に及ぼす影響

結果、PUFAs投与群において赤血球膜のω3不飽和脂肪酸濃度は半年で有意に上昇し(p<0.001)その値は1年後も保たれた。PANSSで測定される陰性症状、総合精神病理尺度改善が認められた(各々p=0.003, p=0.01)。BACSを用いて認知機能を測定したところ、Zスコアで-0.32±0.85であったのが、6ヶ月で0.06±0.89 (p=0.001)、1年で0.16±0.85 (p=0.0005)に改善した。そのうちEPAは遂行機能(rs=0.506, p=0.007)、DHAは運動機能(rs=0.417, p=0.03)および言語流暢性(rs=0.424, p=0.02)の得点と有意に相関した。事象関連電位(P300)を3次元画像解析法であるLORETAにて解析したところ、上前頭回、前頭極を中心に有意な発生源電流密度の上昇が認められた(p=0.042)。これらの結果よりPUFAsの陰性症状や認知機能の改善の生物学的メカニズムとして前頭葉機能の改善がベースであることが示唆された。PUFAs介入群の患者に、Eicosapentaenoic acid(EPA)+Docosahexaenoic acid(DHA)製剤(ロトリガ粒状カプセル)を処方薬として投与する。内服前(ベースライン)、および内服後3ヵ月、6ヶ月、1年で検査セットを行う。非介入群にはこれまでの治療を継続しながら、同様の検査セットを施行する。介入期間は1年を基本とする。測定項目は以下の通りである:安静時脳波、事象関連電位(P300、ミスマッチ陰性電位)、赤血球膜PUFAs濃度測定、認知機能検査(統合失調症認知機能簡易評価尺度;BACS、統合失調症認知評価尺度;SCoRS、Quality of life scale,GAF)。特に精神病発症リスク状態の患者に対しては、統合失調症などの精神病を発症したか否かを調査し、非介入群と比較を行い、PUFAs投与が精神病発症予防に寄与したかどうかを検討する。現在まで統合失調症患者6名、精神病発症リスク状態の患者4名が介入期間を終了し、その他4名の患者がエントリーし研究を継続している。また、非介入群として16名の患者からのデータが得られている。介入群においてPUFAs投与による明らかな副作用を認めたものはいない。また、介入群精神病発症リスク状態の患者において、精神病を発症した者はいない。介入群では赤血球膜不飽和脂肪酸濃度(DHAおよびEPA)の上昇が認められた。また、認知機能について、ベースラインから6ヶ月までの間でBACS総合得点の有意な改善(-0.22→0.15, p=0.0013)が得られた。非介入群においてはそのような変化は認められなかった。BACSのうち、特に改善が目立った項目は運動機能、言語学習記憶であった。現在まで14名が介入群としてエントリーした。うち、統合失調症患者は9名、ARMS患者は5名であった。介入群において、PUFAs内服コンプライアンスは良好であり、PUFAs投与による副作用を認めた者はいなかった。また、ARMS患者で精神病を発症した者はいなかった。今回は、12ヶ月間の介入期間を終えた9例について解析を行った。PUFAs介入群は、PANSSで測定される陰性症状および総合病理評価尺度の得点の改善が認められた。内訳として特に情動の引きこもり、社会的引きこもりの有意な改善が見られた。介入群では、赤血球膜におけるomega-3不飽和脂肪酸濃度(EPAおよびDHA)の上昇が認められた(EPA;1.51→3.52%、DHA;8.77→9.63%)。双方とも、ベースラインから6ヶ月までの間に上昇が認められ、6ヶ月から12ヶ月ではその値が保たれた。逆にω6不飽和脂肪酸濃度は低下していた。飽和脂肪酸濃度の変化は認められかなった。認知機能検査では、1年間でBACSにおける総合得点の上昇が認められた(z-score=-0.32→0.16)。また、不飽和脂肪酸濃度と運動機能、言語流暢性、遂行機能、composite scoreの得点に有意な正の相関が認められた。そのうち、運動機能、言語流暢性はDHA、遂行機能はEPAの上昇との有意な相関が認められ、それぞれ異なった機序を背景としている可能性が示唆された。

事象関連電位(P300)を3次元画像解析法であるLORETAにて解析したところ、上前頭回、前頭極を中心に有意な発生源電流密度の上昇が認められた(p=0.042)。これらの結果よりPUFAsの陰性症状や認知機能の改善の生物学的メカニズムとして前頭葉機能の改善がベースであることが示唆された。現在、認知機能検査の一部で結果を得ているが、今後は他の検査との組み合わせにおいてPUFAsの有効性をさらに検討する。事象関連電位(P300,ミスマッチ陰性電位)についてはその振幅および潜時を測定したが、現在のところ投与前後および非介入群との差異は認められていない。これについては更なる解析が必要と考えている。具体的にはLORETA解析(発生源電流密度を三次元的に画像化し、各脳部位についての定量的な比較)、電気生理学的神経活動の脳部位間の機能的連結(connectivity解析)などを考慮している。患者の中には数名のnon-responderがいた。効果のなかった者について、いかなる特徴があったのか検討を行う。これによりどのような患者にこのこの介入方法を用いると有効であるかについての知見を得る。介入期間が過ぎたものに対しても可能な限り転帰を調査し、同意が得られれば検査一式を行い、1年間のPUFAsの内服が予後にどのように影響したかを調べる。精神病発症リスク状態の患者に対しては更に、統合失調症などの精神病を発症したか否かを調査する。いずれも非介入群との比較を行い、PUFAs投与が患者の臨床状態に対してどのように好ましかったかについての検討を行う。現在、認知機能検査の一部で有意な結果を得ているが今後は他の検査との組み合わせにおいてPUFAsの有効性をさらに検討する。事象関連電位(P300、MMN)においては、振幅・潜時に置いて投与前後での有意な改善が認められていない。これについては、おそらく振幅・潜時といったベーシックな測定方法では計り知れない変化が見られている可能性があり、更にLORETA解析(発生源電流密度を三次元的に画像化し各脳部位について定量的な比較を行う方法)などを加えて詳細な解析を進めることを考慮している。介入期間(1年)が過ぎた患者において、希望にてPUFAsを継続しているものと、そうでない者がいる。これらの患者を比較することで、PUFAsを継続することでどのような効果があるのか、明らかになると考えられる。現在、介入終了後もPUFAs内服を継続している4名の患者(統合失調症3名、ARMS 1名)がおり、今後フォローアップ検査を行う予定としている。研究の進行はおおむね順調であるが、試薬(ロトリガ粒状カプセル)の使用量が予測よりも少なかったため。(理由)研究の進行はおおむね順調であるが、予定していた脳波キャップの更新を行わなかったこと(まだ使用可能であったため)により、予算に残額が生じた。(使用計画)今年度は既に2件の国際学会(招待講演)で研究成果を発信することが内定しており、その旅費に充てる。研究が進行している患者については試薬を購入し、更に、より精度の高い脳波測定のため、脳波キャップの更新を行う。前年度はまだ使用可能であったため更新しなかったが、平成30年度前半に大幅に更新する予定としている。今後さらに多くの対象者に介入研究を行う予定であり、試薬の購入に充てる。事象関連電位をスムースに進めるための解析ソフト(非売品、KisseiComtec社にて現在開発中)を導入する。
軟骨分化能を有するN1511細胞株を用いた機能軟骨再生技術の開発

本研究の目的は、「軟骨細胞分化能を有するN1511細胞株を用いて機能軟骨組織を人為的に作製し、破壊軟骨の修復技術を開発すること」である。まず、P53欠損マウスの軟骨から樹立されたN1511細胞株の詳細な性状解析をおこなった。その結果、同細胞株が骨形成因子(Bone Morphogenetic Protein, BMP)とインシュリン、あるいは副甲状腺ホルモン(parathyroid hormone, PTH)とデキサメタゾンの二剤併用にて軟骨への分化が誘導されることを形態学的、生化学的、分子生物学的解析から明らかにした。さらに同細胞にp53を発現させてp53遺伝子産物を回復させることにより、同細胞の増殖を制御できることを見いだした。以上の結果から、N1511は軟骨分化機構の解析に極めて有用であり機能軟骨作製研究に適用しうる細胞株と考えられた。同細胞株を用いて引き続き軟骨分化おける各種プロテオグリカンの役割に関して研究を進めている。また、申請者は未分化間葉系細胞を用いて超音波刺激の軟骨分化に対する効果を検討した。同細胞をTGFβ含有軟骨誘導培地にてペレット培養したところ成熟軟骨マトリックスが形成され、さらに超音波刺激により主要な軟骨基質の合成が促進された。超音波は培養細胞のみならず生体移植組織に経皮的に適用でき、良好な軟骨形成と治癒期間の短縮が期待できる。さらに本申請者らは抗デコリンマウスモノクローナル抗体6B6の詳細な性状解析を行い、本抗体が軟骨マトリックス研究に極めて有用であることを示した。これらの研究成果は、N1511を始めとして各種細胞を用いて機能軟骨を作製するための基礎実験として将来の研究に役立つと確信している。今後は、これらの成果を基に、さらに軟骨の再生医療研究を進めていきたい。本研究の目的は、「軟骨細胞分化能を有する細胞株を用いて機能軟骨組織を人為的に作製し、破壊軟骨の修復技術を開発すること」である。初年度に機能軟骨組織の作製、2年目に動物モデルを用いた同組織の適用性の検討を行う計画を立案した。まず、p53遺伝子欠損マウスの肋軟骨から樹立されたN1511細胞株の性質の検討を行ったところ、同細胞はPTHとデキサメサゾン、あるいはBMPとインシュリンの2剤併用により分化誘導された。BMP・インシュリンによる分化誘導では、細胞は同期して分化し最終分化に至る一方、PTH・デキサメサゾンによる分化誘導では明らかなnodule形成を示しつつ分化したが、肥大軟骨細胞にまでは分化しなかった。p53を本細胞株に発現させたところ、BrdUの取り込みが低下し、細胞増殖の抑制が確認された。p53を発現している細胞ではBrdUの取り込みは見られなかった。以上の結果から、N1511は内軟骨性骨化の全過程を再現する細胞株であり、p53の発現により増殖を人為的に制御しうることが示された。以上の研究結果は現在、英文専門誌に投稿中である。我々はさらに、同細胞をポリ酪酸・コカプロラクトンとコラーゲンとの混合によってつくられた支持体内にて増殖させた後、分化誘導して、軟骨組織の形成能の検討を試みたが、支持体内に細胞が均等に分布せず、軟骨組織の形成は殆ど認められなかった。支持体内に細胞を均等に分布させる方法を思案・検討中である。N1511細胞のTransforming Growth Factor (TGF)-βsuperfamilyに対する応答性に関しては、TGF-βおよびBone Morphogenetic Protein(BMP)とそのreceptorの各分化段階における発現を検討中である。

p53ノックアウトマウスの肋軟骨細胞より樹立されたN1511細胞の性質の検討を初年度に終え、論文を発表した(Kamiya, N. etal. J Bone Miner Res 2002)。本年度はまず同細胞の軟骨初期段階のシグナル伝達に関して検討し、ATDC5等軟骨分化を遂げる従来の細胞と同様、N1511細胞がBMPs, TGF-βに関してATDC5と同様の反応を示すことがわかった。ATDC5細胞株が分化誘導初期とは異なるPTHへの反応を示すのに対し、N1511細胞は軟骨初期分化段階を忠実に反映する点が特徴である。我々は軟骨分化の初期段階に一時的に高発現するプロテオグリカン、バーシカンに着目し、N1511を用いて同分子の軟骨初期分化における役割を検討した。まず、同細胞のバーシカンの発現パターンをリアルタイムRT-PCRにて検討したところ、生体と同様、分化誘導2日目にピークを持つ一過生の発現を示した。次にantisense stableクローンを多数獲得しバーシカンとアグリカンの発現の連関を検討したところ、バーシカンの発現の抑制によって後に現れるアグリカンの発現が遅延していた。バーシカンには4つのバリアントが存在するが、軟骨分化初期段階に発現するのはコンドロイチン硫酸鎖を持つものであることがわかったので、分化初期段階の細胞をコンドロイチナーゼ処理したところ、分化は抑制された。以上の結果から軟骨分化初期段階においてバーシカンがそのコンドロイチン硫酸鎖を通じて軟骨分化を制御することが明らかとなった(論文投稿中)。なお、本年度当初予定していた「支持体を用いた軟骨組織の形成能の検討」は研究遂行中に条件検討が難しく、期間中に実験系の確立は達成し得なかった。
マッチング制度の動学的分析―理論と応用

本研究では,マッチング問題において動学的要素も取り入れる理論分析を行う.マッチング問題とは,相異なる二つのグループ(例えば,男性と女性や企業と労働者)に属しているプレイヤー間でペアを組むとき,どのようにペアを形成すべきかを分析する問題である.しかし,既存研究の多くは静学的な分析しか行われていない.本研究では,多種なマッチング問題において様々な動学的要素を取り入れ,マッチングの安定性との関連性を分析する.今年度は、動学的マッチング分野や関連するモデルにおいて動学的概念を取り入れた研究に着手した.まず,最初に関連するモデルとして非分割財市場における物々交換モデルの分析を行った.非分割財市場において,Roth and Postlewaite (1977)により提唱された安定性の概念,動学的なモデルの中での安定な帰結として特徴付けをした.緒結果を学術論文として纏め,関連分野の学術誌であるJournal of Mathematical Economicsに受理され,5月号に掲載予定である.得られた結果をリスボンで行われたUECE Lisbon Meetings on Game Theoryにて口頭発表をし,出席者とディスカッションを行い情報交換も行った.同学会で動学的要素を取り組んだゲーム理論やマッチング理論に関連する研究報告をもとに情報収集をし,報告者とディスカッションを行い,その分野に関する知見を得ることができた.今回取り上げた非分割財市場の配分問題は,経済主体と財の間のマッチングを決める問題と記述することができるため,限定されたマッチング問題の例として見なすことができる.経済主体が何度も繰り返しに取引が行われる状況をGreenberg (1990)により提唱されたソーシャル・シチュエーション理論を用いて分析し,Roth-Postlewaite安定性がGreenbergにより提唱された安定な行動基準としても捕らえられることも示した.Greenbergのモデルは,この非分割財市場モデルだけでなく貿易理論等にも応用され,マッチング問題も含め幅広く応用可能であり,今後の研究においても活躍する場面が十分予想される.今年度は,主に動学的マッチング問題と解概念の安定性基準についての研究を進めた。マッチング問題とは,異なる二つのグループから一人ずつ選び,ペアを形成すること(すなわち,マッチングを決めること)を目的とした問題である。動学的マッチング問題とは,各期ごとにマッチングを決定する問題である。今年度の実績のうちの一つして,既存の動学的マッチングの理論研究をまとめ,その調査結果をサーベイ論文としてまとめた。動学的マッチング問題の理論的研究は,主に外部性が存在するマッチング理論の一例として取り扱われ分析がされてきた。実際,今回のサーベイ論文も,外部性が存在するマッチング問題の一部分として紹介している。しかし,最近の研究では動学的マッチング問題そのものを深く考察するための理論分析が行われ,「青田買い」の原理についても応用がなされている。これらの問題を扱っている理論モデルが非常に抽象的であるという難点があるが,今後の発展性および有用性については期待できると思われる。動学的安定性の概念も多数存在するが,その中でもvon NeumannとMorgensternにより提唱された安定集合に着目した。安定集合に関する最新な研究について調査をし,その調査結果の成果をサーベイ論文の一部として執筆した。その中でも,プレイヤーが先見性を持つケースを想定した先見的安定集合の部分について着目し,マッチング問題およびマッチング問題に類似した問題も取り上げている。特に,先見的安定集合に関する部分を執筆し,その研究から派生した問題についての考察を行い,研究業績欄の一編目の論文を執筆した。この論文では,得られた知見を国際貿易のモデルに適用し,プレイヤーが先見的である場合は,個人合理的かつ効率的な結果を導くことを示した。この先見性のアイディアをより一般的なマッチング問題にも取り入れたいと考えている。平成26度分の遅れの分、平成27年度も遅れているため、やや遅れている状況である。今年度は,マッチング問題を戦略形ゲームを用いた分析を進めた.従来のマッチング理論に関する研究は協力ゲーム理論による分析が多いが,戦略形ゲームを用いる最大の利点としては,プレイヤーの行動をより詳しくモデル化できる点にある.当初は,交渉ゲームを用いた分析を行う予定であった.特に,先行研究の文献では,企業と労働者との交渉ゲームとしてモデル化されている,本研究でも企業がオファーを自由に決められるモデルとして定式化した.今回の研究の焦点はこのオファーのタイミングについての分析のため,この部分にフォーカスしたモデルとしてボトルネックゲームの分析にシフトした.ボトルネックゲームとは,交通の分野では各プレイヤーが出発時刻を選択するゲームである.本研究課題もタイミングの問題を分析するといった共通点がある.このボトルネックゲームの特徴として,ナッシュ均衡が存在しにくいことが挙げられる.特に,全てのプレイヤーが同じ利得構造を持っている場合でもナッシュ均衡の存在性は依然と保証できないが,より強い均衡概念である強ナッシュ均衡とナッシュ均衡が一致することがわかり,ナッシュ均衡の非存在性の一つの要因であると考えられる.このモデルの特殊ケースとして人々にとって出発したい最適時間があるようなモデルを仮定した.さらにプレイヤーが同じ利得構造をしている場合,ナッシュ均衡が存在し,各プレイヤーが最適時間より早く出発する傾向があり,青田買いと似ている性質である.すなわち,各プレイヤーにとって一番好ましい出発時刻が存在するが,他のプレイヤーが先に出発することにより混雑が発生し,時間による選好と混雑のトレードオフの結果,出発時刻を早めざるを得ない状況になっている.今後の方向性として時間が連続の場合を扱い,さらに分析を進めることである.

本研究では,マッチング問題において動学的要素も取り入れる理論分析を行う.マッチング問題とは,相異なる二つのグループ(例えば,男性と女性や企業と労働者)に属しているプレイヤー間でペアを組むとき,どのようにペアを形成すべきかを分析する問題である.しかし,既存研究の多くは静学的な分析しか行われていない.本研究では,多種なマッチング問題において様々な動学的要素を取り入れ,マッチングの安定性との関連性を分析する.学内業務が前年と比べ増えたことにより,当初想定していた程研究活動に専念できなかったため,当初予定していた情報収集の段階に時間を要している.最終年度である次年度は,動学的マッチングモデルにおける理論的分析を続けていく予定である。特に,マッチング市場における「青田買い」現象を様々な観点から分析したいため,従来の協力ゲームモデルだけでなく,比較的に使われていない非協力ゲーム理論をベースにしたモデルも視野に入れながら分析を行いたい。非協力ゲーム理論による分析は,協力ゲーム理論のものと比べ少ないが,労働市場など集約されたマッチング制度が存在しない状況を記述するには適していると考えている。また,他のマッチング理論における動学的な安定性についての分析も可能な限り行う予定である。これらの研究結果をまとめ,論文としてまとめたいと考えている。ゲーム理論今年度以降も引き続き、論文や文献購読により情報収集をし,分析可能ば簡単なモデルの構築を試みる予定であり,ベンチマークとして結果を導きたいと考えている.また,動学的なマッチングモデルを用いてunraveling現象,即ち「青田買い現象」との関連性について明らかにしたいと考えている.前年度の情報収集等により得た成果をサーベイ論文等にまとめる予定である.書籍が予想より安く購入できたため,および学内のスケジュール等の関係のため、国際学会への参加および発表を見送った関係で,旅費の予算が残ったため。次年度には,国際学会での発表を計画中であり,引き続き情報収集も国内および国外で行う予定である。そのため,未使用部分と次年度の予算の多くは,旅費等に使う予定。それに加え新しいデスクトップパソコンや周辺機器も購入予定であり,昨年度に余った部分も含め,使用計画を立てている。また,本研究課題における最終年度のため,研究成果をまとめるための費用等に充てるように計画を立てている。
生体組織の超音波変調分光計測

試作した透過型超音波変調分光計測システムを用いて,光散乱体深部の超音波変調分光計測の検討を行った。試料にはイントラリピッドをシリコーンゴムに混合して作製した厚さ10mm,等価散乱係数1.1mm^<-1>の生体模倣試料を用いた。この試料の表面から深さ5.5mmの位置に,酸化へモグロビン及び脱酸化へモグロビンを溶解した厚さ0.5mm,大きさ4mm×4mmの光吸収物体をそれぞれ配置した。試料からのスペックルパターン画像を波長比較すると,波長770nmと780nmの画像ではスペックルの位置が変化し,波長780nmと825nmの画像ではスペックルパターンの明暗が反転する結果となった。また,超音波変調光信号を数値化して波長依存を調べると,酸化へモグロビンと脱酸化へモグロビンの試料に対して異なる応答をすることが分かり,その変化には微小な変化と緩やかな変化の2種類が含まれることが分かった。さらに,光源のパルス選択において電気光学素子と音響光学素子とを導入することで,光源のパルス選択における信号雑音比を12倍に高めることができた。モンテカルロシミュレーションを用いた数値解析では,超音波と光の相互作用の原理について検討した。解析パラメーターとして,屈折率変化に伴う位相変化,光散乱係数と光吸収係数の変化,光散乱粒子の移動に伴う位相変化,光散乱粒子による散乱分布変化について検討すると,いずれの場合においても超音波変調光が発生することが数値解析で分かった。超音波変調光計測法に分光計測法を導入し,生体組織深部の分光情報を高い空間分解能で観察するための装置の試作および物理現象の解明の基礎研究を進めてきた。本研究では研究代表者がこれまでに構築してきた同軸反射型超音波変調光計測装置に,ラインCCD型光ファイバー分光器を組み込んで改良した。この分光器の応答速度は遅く,パルス超音波の実時間変化に追従できないので,露光状態のCCDにパルス光を同期させて光照射するストロボ撮影法を用いた。パルス光には,生体分光に適した760nm860nmの波長帯域を有するフェムト秒チタンサファイアレーザーを使用した。このパルスレーザー光の繰り返し周波数は80MHzであるので,生体試料内部でパルス超音波間の干渉を抑制するために,電気光学素子で構成されたパルスセレクターで繰り返し周波数を6.6kHzに分周した。試料走査や同期調整はすべてコンピューターにて制御しており,システムとして可動した。ヘモグロビンを内包した生体模倣試料に対する超音波変調分光信号を評価すると,反射光が微弱であることやパルス光の強度と波長に時間的揺らぎによって,計測信号の安定性が不十分であった。また,試作装置のパルスの分周率と電気光学素子の消光比の関係からS/Nが低く,電気光学素子の直後に新たな偏向素子の配置などS/N向上のために装置改良が必要であることがわかった。本年度内に基礎データ計測をすべて試みる予定であったが,困難な状況であった。また,実験に平行して,位相効果を導入したモンテカルロシミュレーションによる数値解析的な検討も着手し,光子の反射効率や吸収係数依存性,非等方散乱因子依存性について検討した。
感性デザインにおける「説明」と「解決」の数理的研究

感性工学の分野においては,商品などの具体的な対象とそれに対する人の感性的反応との関係を結びつける研究が,広く行われている。本研究では,この感性工学研究からさらに一歩踏み込み,人の感じる「美しさ」とは何かを,対象に依存せずに探求した。本研究では,視覚的対象に対する人の感性を測定する4つの研究を行った。その結果,人が美しさを感じる時には,対象の成り立ちが「説明」できることと,不安定なものが安定なものに「解決」することが,対象によらずに共通して存在することを示した。このことにより,普遍的な感性のモデル構築の基盤を形成し,新たな対象物のデザインに対する知見を与えた。27年度は,デザインにおける「説明」と「解決」の問題を解決する鍵となる,人の感性を記述するための基本図形について検討した。この際,問題のプロトタイプとして,布地のドレープ(ひだ)に着目して,ドレープを記述する関数と感性との関係を探求し,これをさらに一般的問題に拡張していくこととした。ドレープに関する研究の基本となる部分は,28年度に開催される国際学会で発表が確定している。これは,ドレープ図形をウェーブレット解析で記述する手法で,この手法をツールとして,感性の研究を進める。また,色彩に関する応用研究においても,色彩の配分と感性に関する原著論文・国際会議論文を発表した。とくに,概念を表現する色彩について研究し,色彩の基本配分と概念に関連する感性に関する知見を得た。さらに,数理的画像処理手法の基本となるマセマティカル・モルフォロジについて,海外の大学で解説講演を行った。現在,この大学の研究者との共同研究を準備中である。【研究実績の概要】に記述した通り,研究を進めるための問題の整理とツールの作成を完了し,感性の記述の研究に向けて方向性が定まっている。また,【今後の研究の推進方策等】に記述した通り,被験者の協力を得る実験の体制,および計測手法についての計画も確定しているので,これに沿って今後の研究を進める。28年度は,デザインにおける「説明」と「解決」の問題の鍵となるいくつかの実験を行い,以下の知見を得た。(1) 27年度に実施した布地のドレープ(ひだ)についての研究に関して,さらにドレープを一般の閉曲線に発展させて,各種の閉曲線を被験者に呈示したときの反応を調べた。この研究では,小型生体センサーを用いて心電を測定し,心拍の変化から推定される自律神経活性度を用いて,反応の客観的な測定を可能にした。この結果,呈示される曲線の変化のしかたによって活性度に違いが見られ,曲線の形状において「説明」や「解決」が人の関心をひくことが示唆された。(2)文字の配置の乱れと文章の読みやすさとの関係を,同じ文字の配列の中にひとつだけ似ているが異なる文字が混じっている状況で,異なる文字を発見する実験によって調べた。その結果,配置が整列されているときに発見しやすいだけでなく,発見するまでの時間に大きく影響する特定の並び方があることがわかった。(3)色彩に関する応用研究においても,経験上調和した配色を呈示した場合と,その配色に向かって動的に変化する配色を呈示した場合とで,後者のほうが調和しているという印象をより強められる場合があることがわかった。このことは,色彩においても「解決」という現象が存在することを示唆している。(4)図形に色彩を配置する課題において,使用される範囲の広さが図形によって異なること,さらに,対称な図形に配色する際の色彩の対称性が図形の方向に影響されることを,実験によって示した。【研究実績の概要】に記述した通り,28年度においては,感性デザインにおける「説明」と「解決」の問題の鍵となる,各種の実験結果を得た。この結果は,27年度の「研究実施状況報告書」で述べた計画を十分に満たしている。また,当初計画になかった生体センサーによる測定が実現し,より客観的な結果を得ることができた。29年度は,28年度に達成した,デザインにおける「説明」と「解決」の問題に関する研究成果を,論文や内外の学会で発表・招待講演で発表した。(1)各種の閉曲線が時間発展する動画を被験者に呈示し,小型生体センサーを用いて被験者の心電を測定して,自律神経活性度を計測した。この結果,単純な曲線や不規則な曲線を呈示した場合よりも,規則的でありながらさらに振幅が一定のルールで変化する曲線を呈示した場合のほうが,自律神経活性度が高くなる傾向が示唆された。これは,後者の曲線がより多くの「説明」をしており,それに人が関心を持つことを示唆している。この成果を,「視覚芸術と科学国際会議」で発表した。(2)文字の配置の乱れと文章の読みやすさの関係を,同一文字の配列の中にひとつだけ似た形の別の字を入れて呈示し,それを発見するまでの時間を測定する実験で調べた。その結果,配置の乱れのパターンには,発見時間に大きく影響するものと全く影響しないものがあることがわかった。この成果を「欧州認知心理学会」で発表した。(3)調和した配色を被験者に呈示した場合と,その配色に向かって動的に変化する配色を呈示した場合とでは,後者のほうが調和の印象を強められる場合があることがわかった。このことは,色彩配置の問題でも,音楽の和声のような「解決」という現象が存在することを示唆している。この成果を「色彩画像会議」で発表した。

(4)図形に色彩を配置する課題において,使われる色彩の範囲が図形によって異なること,対称な図形に配色する際の色彩の対称性が図形の向きに影響されることを,実験によって示した。この成果を「欧州視覚認知会議」で発表した。感性工学の分野においては,商品などの具体的な対象とそれに対する人の感性的反応との関係を結びつける研究が,広く行われている。本研究では,この感性工学研究からさらに一歩踏み込み,人の感じる「美しさ」とは何かを,対象に依存せずに探求した。本研究では,視覚的対象に対する人の感性を測定する4つの研究を行った。その結果,人が美しさを感じる時には,対象の成り立ちが「説明」できることと,不安定なものが安定なものに「解決」することが,対象によらずに共通して存在することを示した。このことにより,普遍的な感性のモデル構築の基盤を形成し,新たな対象物のデザインに対する知見を与えた。【研究実績の概要】で記述した通り,感性の記述のための問題の整理やツールの作成を行ったので,28年度は被験者の協力を得た実験を行う。協力を得るための体制は,各分担者においてすでに整えている。また,感性の計測に関して,客観的な測定データを得る有望な方法を提案する協力者を得たので,この研究者との協力により,当初の計画よりも優れた測定データを得ることができると思われる。29年度は,28年度に得た各種の知見を,国際学会等で発表する。また,海外の大学との意見交換も予定している。さらに,28年度に実験によって得た結果を統合し,さまざまな対象物に共通する,より一般的な知見を得るための研究を進める。これにより,本研究課題の目標が最終的に達成される。視覚感性科学開発環境ソフトウェアの購入費を計上していたが,代表者の所属する関西大学では,27年度からこのソフトウェアが大学全体での一括ライセンスとなり,購入費が不要となったため。英国での国際研究集会に参加する際,大幅な円高・英ポンド安が生じ,会議登録料等が予定よりも安く済んだことが大きな原因である。28年度の国際会議での発表が確定しているので,27年度からの繰越し額と28年度の配分額を合算して,旅費・会議参加費として使用する。また,被験者をともなう実験のために謝金として使用する。29年度に発表が確定している国際学会・発表を予定している国際学会がいくつかあるので,28年度からの繰り越し額と29年度の配分額を合算して,旅費・会議登録料として使用する。