hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
尿細胞診自動化による膀胱癌マススクリーニング法の開発に関する研究

Flow cytometry (FCM)は従来顕微鏡下で行われて来た各種癌細胞における核の異常をmolecular levelで自動的かつ定量的な解析を可能とする技術であり、その方法による癌細胞の生物学的特性の解明はそのmalignant potentialあるいはinvasivenessの評価法としての多くの期待がもたれる。一方、膀胱洗浄液標本に対するFCM検索は、従来の細胞診検索より早期にその異常をとらえ得る可能性があるとともに細胞診における陽性率より高いことが示されたことから膀胱癌診断上極めて有力な方法であると考えられた。膀胱癌の特性として多中心性発生(同時あるいは異時性に腫瘍が多発すること)があり早期に腫瘍の再発を予知することは、治療法の選択あるいは治療のモニターリングとして極めて有用である。しかしながら、low grade腫瘍におけるFCM陽性率はそのDNA量の変異が少ないことより低値であり未だ満足できるものではない。Bromodeoxyuridineとの二重解析はこれを補う一つの方法であると思われるが、今後更に、low grade腫瘍を判定し得る新たなparameterを併用したFCMの開発が望まれる。以上のように膀胱癌に対するFCM検索は1)FCMは細胞診より高率に膀胱癌細胞を判定し得ること2)尿細胞診に先んじてその異常所見を捕らえ得ること3)客観的悪性度評価法として治療法選択の判断基準の一つとなり得るなど膀胱癌診断法としてのみならず治療のモニターリング法としても臨床応用可能であると考えられる。一方、コンピューター画像解析による尿中細胞成分の判定に関しては、白血球、赤血球、上皮性細胞、各種結晶成分の判定が高精度になり得た。しかしながら、異型上皮細胞の同定にあたっては、high-grade腫瘍細胞の判定は比較的に容易であるが、low-grade細胞の判定率は極めて低いものであった。このことは、画像解析においてはよりtumor specificな特徴的判定基準の確立が今後必要であると考えられた。膀胱癌の客観的組織化学的指標としてflow cytometric DNA histogram(FCM)を尿細胞診と比較する目的で、膀胱癌の存在が明らかな症例で、自然排尿検体の細胞診、膀胱洗浄液検体の細胞診、およびFCMの診断率を検討した。56症例の膀胱癌より得られた74検体について行った結果、自然排尿細胞診の陽性率は27/74(36.5%)、膀胱洗浄液細胞診は32/74(43.4%)に対し、FCMでの陽性率は56/74(75.7%)と最も高い陽性率が得られた。このことは、FCMが従来の尿細胞診を凌駕する膀胱癌の診断法となり得ることを示すものと考えられた。一方、FCMの診断的有用性を更に高める目的で、Bromodeoxyuridine(BrdU)の腫瘍組織に対するin vitro標識を試み、器官培養の技法を応用した、高圧、高濃度酸素による培養条件下にin vivoと同様のBrdU標識が可能となった。更に、このBrdU標識組織に対して、抗BrdUモノクロナ-ル抗体とpropidium iodide(PI)によるDNA-BrdU二重染色を行い、膀胱癌の細胞動態の解析をより多面的に検討することが可能となった。これら結果と膀胱癌の浸潤増殖性を検討中であり、DNA-BrdU二重染色解析法を尿中細胞に対して適応すべくBrdU標識方法ならびに二重染色法の改良を図っている。形態学的細胞自動分析に関しては、automated intelligent microscpysystemにより尿中細胞成分を高速ストロボを使用して撮影記録し、その静止画像のコンピュ-タ解析より、尿中赤血球、白血球、上皮細胞、各種結晶成分の判定が可能となっており、更に上皮成分における異型細胞のコンピュ-タ判定方法を試験中である。

膀胱癌細胞に対する組織化学的指標としての核DNA解析に更にその精度を高める目的で腫瘍細胞における増殖期細胞の同定としてBromodeoxyーuridine(BrdU)とDNAの同時解析をフロ-サイトメトリ-により行った。5例の良性膀胱上皮粘膜におけるDNAーploidyは全例diploidyであり、BrdU標識率は5.2±1.6%であった。一方、56例の膀胱癌細胞においては、23例がDNAーdiploidyでありそのBrdU標識率は4.4±2.3%であり、他の33例のDNAーaneuploidy腫瘍のBrdU標識率は13.5±8.4%とDNAーaneuploid腫瘍にBrdU標識率の高値が認められた。これを腫瘍の組織学的悪性度別に検討すると、12例のgrade1腫瘍では8例がDNAーdiploidyでありBrdU標識率は5.1±3.4%,grade2腫瘍では15/29例がDNAーaneuploidyで8.9±7.7%のBrdU標識率が得られた。さらに、15例のgrade3腫瘍においては、1例を除きDNAーaneuploidyであり、BrdU標識率は15.2±8.2%と高値が認められた。これらの結果は膀胱癌細胞の同定において、核DNAと共に増殖期細胞の増加が、膀胱癌の悪性度と良好に関連することを示すものと考えられた。この結果を踏まえ、フロ-サイトメトリ-によるDNA/BrdU二重解析を尿中脱落細胞に応用した結果、腫瘍組織と同様の結果が得られ、DNA単独の解析よりより精度(specificity)は向上するものの、感度(sensitivity)が抵下する結果となった。これは、尿中脱落細胞中には白血球、正常尿路上皮等の多くの非腫瘍細胞が混在しており、これら細胞らより腫瘍細胞の異常がマスクされている可能性が示され。本法の尿中脱落細胞に対する適応にさいしては、この点を更に改善する必要性があると思われる。
ガリレオの言語表現の特徴の形成過程について

ガリレオの俗語による言語表現の特徴がどのように形成されていったかを探っていくための研究対象として、まず彼のピサ時代(1589-1592)の詩作品『ト-ガを身につけることに対するカピ-トロ』(Capitolo contro il portar latoga)をとりあげた。この作品の分析をとおして、20代半ばに書かれたこの諧謔詩のなかに、すでにはっきりと、彼の障害をつうじてその精神の根底にあり続けた真理を求めるさいの「明晰性」とアイロニ-をふくんだ「論争的性格」が存在していることが確認された。カピ-トロという詩の形式(三行詩節によって構成される、おもに諧謔を目的としたもの)は特に16世紀前半に活躍したトスカ-ナの詩人フランチェスコ・ベルニによって用いられた。彼の諧謔詩は当時大流行してたくさんの追従者を生んだ。チェッコ・アンジョリエ-リからマキャヴェッリにいたる、トスカ-ナの諧謔的・批判的な精神の伝統に棹をさして、また直接にはこのベルニに触発されて、ガリレオは問題の詩を書いたのであった。講義をするとき以外にもト-ガを身につけなければならないという当時のピサ大学の規則に反対するためのプロパガンダであったこの作品のなかでは、その規則そのものや大学当局・同僚の大学教授たちに対するひじょうに論争的な批判的態度だけではなく、衣服という社会制度がもたらす人間間の差異化を「幻想」だ看破することで、常識の皮膜を剥いて真理を暴くガリレオの明晰な態度もはっきりと見て取れるのである。以上の研究結果は拙論「ガリレオの諧謔詩『ト-ガを身につけることに対するカピ-トロ』について」のなかにまとめた。また上述の研究と並行して、『小天秤」における記述の「具体性」や『築城論』等における説明的な「わかりやすさ」といった点についても研究を進め、現在も続行中である。
電析ニッケル合金の摩擦摩耗特性に及ぼすナノ結晶化の影響

電析法によって作製されたナノ結晶組織を有するニッケル合金は、非常に硬く耐摩耗性に優れることから、マイクロマシンの摺動部用材料として有望であると考えられる。本研究では、電析ナノ結晶ニッケルータングステン合金のすべり摩耗特性に及ぼすナノ結晶化の影響を実験的に明らかにすることを目的とした。電析ニッケルータングステン合金の作製は、硫酸ニッケル、タングステン酸ナトリウムおよびクエン酸からなる電析浴を用いて行なった。電析浴組成およびpHの調整により、タングステン含有量が固溶限以下の24mass%で、初期粒径27nm、試料表面が(200)面に強く配向したニッケルータングステン合金を得た。この初期試料を温度573Kから673K、真空中で種々の時間熱処理することによって、27nmから94nmの平均結晶粒径をもつ試験片を作製した。いずれの試験片においても熱処理によって第2相の形成は認められず、ニッケルにタングステンが固溶した単相組織であることを確認した。微細組織、硬さ、破壊抵抗およびすべり摩耗特性を評価した。すべり摩耗特性は、ピンオンディスク形式の試験機を用いて、押し付け力1.3N、乾式、室温、大気中の条件で行なった。その結果、ニッケルータングステン合金のすべり摩耗時の比摩耗量は、試験片の結晶粒径が小さくなるのに伴い減少することが明らかになった。結晶粒径27nmの試験片では、結晶粒径94nmの試験片に比べて、比摩耗量が1/2以下まで減少することがわかった。しかし、結晶粒径の微細化に伴う硬さの増加によって単純に耐摩耗性が改善されるわけではなく、試験片の破壊抵抗も寄与する可能性が示された。以上の結果より、電析ニッケルータングステン合金の耐摩耗性の向上に対して、材料のナノ結晶化か有効である可能性が示された。非常に硬く、優れた耐食性を示すことからマイクロマシン用構造材料として有望であると考えられる電析ニッケル-タングステン合金に対して、そのすべり摩耗特性に及ぼす材料のナノ結晶化の影響を実験的に明らかにすることを目的とした。電析ニッケル-タングステン合金の作製は、硫酸ニッケルとタングステン酸ナトリウムを主成分とした電析浴を用いて行ない、平均結晶粒径28nmのナノ結晶組織をもつ初期試料が得られた。この初期試料を温度673K、真空中で種々の時間熱処理することによって、28nmから100nmの平均結晶粒径をもつ試験片を作製し、微細組織評価、微小硬さ試験およびすべり摩耗試験を行った。なお、すべり摩耗試験は、自主作製したピンオンディスク形式の試験機を用いて、押し付け力1.3N、乾式、室温、大気中の条件で行なった。得られた主な知見は、以下の通りである。1.各試験片のX線回折測定の結果、電析ままの初期試験片および熱処理後の試験片ともに、母相のニッケル中にタングステン原子が完全に固溶している固溶体であることが確認された。2.電析ニッケル-タングステン合金の硬さについては、平均結晶粒径40nmから100nmの範囲ではホール・ペッチの関係にしたがって結晶粒径が小さくなるほど試験片は高い硬さを示したが、結晶粒径が40nm以下になると硬さの増加が次第に飽和してくる傾向が認められた。3.ニッケル-タングステン合金では、平均結晶粒径が小さくなり硬さが増加するにつれて、すべり摩耗時の摩耗量が減少する傾向が示された。以上の結果より、電析ニッケル-タングステン合金の耐摩耗性の向上に対して、材料のナノ結晶化が有効である可能性が示された。
放射光真空紫外円二色性による生体分子の高次元構造解析

放射光真空紫外円二色性(VUVCD)分散計を用い,(1)アミノ酸配列レベルでのタンパク質の二次構造予測法の確立,(2)ジスルフィド結合欠損リゾチームの網羅的二次構造解析,(3)糖類・多糖類のVUVCDスペクトルの実験的・理論的解析,(4)酸性糖タンパク質(AGP)の二次構造解析,(5)タンパク質のアミロイド線維構造の解析など,これまでの円二色性分散計では不可能だった生体分子の高次元構造解析を行った。広島大学放射光科学研究センターの真空紫外円二色性(VUVCD)分散計を用い、以下の4点について研究した。[1]アミノ酸配列レベルでのタンパク質の二次構造予測:アミノ酸配列情報を解析できるニューラルネットワーク(NN)法を、VUVCDから決定される二次構造の含有率と本数の結果に回帰させることで(VUVCD-NN法)、二次構造の部位を75%の高精度で予測できる新規構造解析ソフトを開発した(proteins,掲載済み)。[2]ジスルフィド結合欠損リゾチームの網羅的二次構造解析:4本のジスルフィド結合を順次欠損した13種の変異体のVUVCDスペクトルを170nmまで測定し、上記で開発したVUVCD-NN法を用いて、α-ヘリソクスとβ-ストランドの保存状態を解析し、立体構造保持における各ジスルフィド結合の役割を明らかにした(proteins,印刷中)。[3]糖糖のVUVCDスペクトル解析:コンドロイチン、コンドロイチン硫酸(A,B,C)、ヒアルロン酸、ヘパリンおよびそれらの構成糖のVUVCDスペクトルを測定し、その帰属を行った(Biosci. biotech. Biochem.印刷中)。[4]酸性糖タンパク質α_1-acid glycoprotein(AGP)の二次構造:AGPはリン脂質との混合によりα-ヘリックスは14%(3本)から50%(8本)に、β-ストランドは38%(8本)から5.6%(2本)へと変化し、脂質との相互作用により大きな二次構造変化が誘起されることがわかった。NN法により二次構造部位を予測した結果、これらの構造変化は主としてリガンド結合部位で起こっており、構造と機能との関係について重要な知見が得られた(論文作成中)。これらの結果は、VUVCD分光法が構造未知タンパク質の構造解析に有効であることを示している。[1]ジスルフィド結合欠損蛋白質の網羅的二次構造解析:4本のジスルフィド結合を順次欠損した13種のリゾチーム変異体のVUVCDスペクトルを170nmまで測定し、VUVCD-NN法を用いてα-ヘリックスとβ-ストランドの保存状態を解析し、立体構造保持における各ジスルフィド結合の役割を明らかにするとともに、アミロイド形成に関わるβ-ストランドの部位を予測した。[2]多糖類(グリコサミノグリカン)のVUVCDスペクトル解析:コンドロイチン、コンドロイチン硫酸(A, B, C)、ヒアルロン酸、ヘパリンおよびそれらの構成糖のVUVCDスペクトルを160nmまで測定し、COOH, SO_3H, OH, CH_2OH, NHCOCH_3基などの寄与を解析した。[3]酸性糖タンパク質α_1-acid glycoprotein (AGP)の二次構造:AGPはリン脂質との相互作用により、α-ヘリックスは14%(3本)から50%(8本)に、β-ストランドは38%(8本)から5.6%(2本)へと変化し、大きな二次構造変化が誘起されることがわかった。これらの構造変化は主としてリガンド結合部位で起こっており、蛋白質-生体膜相互作用による薬剤の細胞内輸送の機構について重要な知見が得られた。[4]β_2-microglobulinのアミロイドフィブリルの構造解析:赤外・ラマンスペクトルとVUVCDスペクトルを併用することにより、アミロイドフィブリルのlong straight型とworm-like型の2つの構造の違いが,カルボキシル基の解離状態に起因することを明らかにした。これらの結果は、VUVCD分光法が生体分子の構造解析に有効であることを示している。放射光真空紫外円二色性(VUVCD)分散計を用い、以下の4点について研究した。[1]アミノ酸・ヒドロキシ酸のVUVCDスペクトルの実験的・理論的研究:乳酸とアラニンのVUVCDスペクトルを時間依存密度汎関数法により計算し、水中での実測スペクトルと比較した。それぞれ9個と4個の水和水を考慮することにより実測スペクトルを再現することができ、アミノ酸とヒドロキシ酸のVUVCDスペクトルに及ぼす側鎖の影響は、水和ネットワークの違いで説明できることが分かった。(論文印刷中)。[2]糖類のVUVCDスペクトルの実験的・理論的研究:メチルグルコースのVUVCD

スペクトルを時間依存密度汎関数法により計算し、水中の実測スペクトルと比較して、C1位のα,βアノマー配位、CH_2OH基の回転異性(GG,TG,GT)、水和の影響などを明らかにした(論文作成中)。[3]生体膜上でのアミロイド形成機構の解析:amyloid βペプチド(1-40残基)のVUVCDスペクトルを種々の濃度比のガングリオシドミセルGM1存在下で測定した結果、ミセル上でのペプチド濃度が高いほど分子間相互作用(α→β構造転移)を促進することが分かった。NMRの結果と比較し、C末端側の疎水性2残基が、α→転移に関わっていることが示唆された(論文印刷中)。[4]蛋白質のVUVCDスペクトルに及ぼすexciton couplingの影響:ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)の種々のTrp変異体についてVUVCDスペクトルを測定し、野生型と比較した。Trp残基のexciton couplingの影響は真空紫外領域にまで及んでおり、VUVCDによる蛋白質の二次構造解析において無視できないことが分かった(論文作成中)。これらの結果は、VUVCD分光法が生体分子の高次元構造解析に有効であることを示している。
拡散テンソル画像で双極性障害とうつ病を弁別する試み

循環気質や発揚気質といった感情気質は、双極性障害の病前因子と考えられている。本研究は、感情気質を用いて双極性障害やうつ病を脳画像で弁別することを目的とした。双極性障害16名うつ病6名について、拡散テンソル画像を用いて白質の統合性と感情気質について検討した。その結果、右の上縦束においてうつ病より双極II型障害でFA値が高かった。循環気質、発揚気質どちらを共変量としても、上記と同じ右の上縦束の領域でFAが高かった。さらに、発揚気質は、うつ病と双極性障害との間で、脳梁右側のクラスタで有意な交互作用を持った。発揚気質は、脳画像におけるうつ病と双極性障害の弁別に有用である可能性がある。26年度は、画像処理装置の設置および画像解析ソフトウェアの導入による脳画像解析システムの構築は完了した。しかし、患者撮像数は3名と予定にくらべ大幅に遅れている。このため、次年度は、研究代表者の身分を、客員研究員から、病院特任助教へと変更し、研究施設の附属病院における臨床を行うことで、患者被験者のリクルートをより積極的に行える体制とする。感情気質(循環気質、発揚気質)は双極性障害の病前因子と考えられており、その脳構造への影響を健常者で示す知見を我々は以前報告している。本研究は、双極性障害やうつ病といった気分障害と健常者の間での、それらの影響の違いを明らかにすることを目的とした。今回、双極性障害、うつ病、健常者の3群において、脳構造における感情気質(循環気質、発揚気質)の影響を検討するためにMRIを撮像した。これまで、双極性障害17名、うつ病6名と、健常者20名を撮像した。当研究施設のMRIの運用形態が変わってしまったため、MRIの使用可能時間が、計画当初の予定から減少してしまったため、当初目標の被験者数を下回ったが、これまでの撮像データを用いて、解析ソフトウェアFSLを用い画像解析用ワークステーション上にて、現在解析を行っている。今後、解析結果について、学会での発表、および、論文作成し、国際的な雑誌への投稿を予定している。患者撮像数は3名と予定にくらべ大幅に遅れている。このため、次年度は、研究代表者の身分を、客員研究員から、病院特任助教へと変更し、研究施設における臨床を行うことで、患者被験者のリクルートをより積極的に行える体制とする。精神神経科学次年度は、研究代表者の身分を、客員研究員から、病院特任助教へと変更し、研究施設における臨床を行うことで、患者被験者のリクルートをより積極的に行える体制とする。
フェーズフィールドモデルによるミクロ・マクロ連成力学解析手法の構築

本研究では,材料のマクロな力学特性とミクロな微視組織の関係を考慮した材料の力学解析モデルの構築を行った.マルチフェーズフィールドモデルをベースとして,各相の力学特性を考慮することによって,微視組織の形状や形態がマクロな力学特性に与える影響を求めることが可能なモデルを構築した.また,このモデルを用いることにより,多結晶組織やラメラ組織内部の微視的な応力分布を求めることが可能であることを示した.また,界面での物理的特性を明らかにするため,2相モデルを用いた分子動力学解析も行い,各相の特性がマクロ特性に及ぼす影響を明らかにした.本研究の目的は,複雑な微視組織を有する金属材料の変形挙動や力学特性を再現する数値解析モデルを構築することであり,フェーズフィールドモデルを中心としたモデリングを行ってきた.微視組織の複雑な形態形成過程と,巨視的な熱・力学的負荷に対する微視組織変化の解析に用いるフェーズフィールドモデルとしては,研究代表者による従来の応力連成モデルをマルチフェーズフィールドモデルに拡張することによって,様々な微視組織形態を扱うことが可能となった.特に,鉄鋼材料のパーライト組織や,様々な共晶系合金などに広く見られるラメラ組織を対象とし,共晶および共析反応によるラメラ形態形成過程の解析モデルの開発を行った.また,このようなラメラ組織内部に生じる応力分布や残留応力分布を求め,強度評価や力学特性評価につなげるモデリングを行った.さらに,マルチフェーズフィールドモデルに特有な結晶粒の粗大化現象について改良を行い,適正な結晶粒径分布の形態再現を可能とした.一方,具体的な工学プロセスへの応用例としては,熱処理による表面組織変化のシミュレーションを行い,表面の結晶粒分布や残留応力分布の解析を行った.界面特性の力学挙動については,原子スケールでの解析も行い,分子動力学法を用いて界面領域を有する材料の力学特性を調べた.これによって,界面の原子間相互作用と全体的な力学特性とを関連づけるメカニズムのモデル化が可能となった.なお,巨視的な変形挙動の解析には,当初,結晶塑性論を用いることを想定していたが,これについては,材料固有の条件が多数存在することとなり,総合的なモデリングが困難となるため,この手法は用いず,微視組織の形状や形態およびその分布と力学特性の関係に絞り込んだ解析を行っている.本研究では,材料のマクロな力学特性とミクロな微視組織の関係を考慮した数値解析を行うため,フェーズフィールドモデルに基づく解析手法の構築を目的とした研究を行った.マルチフェーズフィールドモデルをベースとして,各相の力学特性を考慮することによって,微視組織の形状や形態がマクロな力学特性に与える影響を求めることが可能なモデルを構築した.多結晶組織形成過程では,サイズの異なる結晶粒が生じる場合や比較的均一な粒径が得られる場合があるが,様々な組織形態が再現できるように,得られる粒径が制御可能な計算パラメータの導入を行った.現象論的ではあるが,これによって,目的とする微視組織を作成することができ,この材料のもつ巨視的特性を再現することを可能とした.また,様々な方向性をもつ微視組織を想定し,系統的な解析を行うことによって得られるマクロな力学特性の妥当性を評価した.とくに共晶/共析相によく見られるラメラ構造をもつ材料に対して,相変態によって生じる体積変化や弾性率の相違がラメラ構造の形成に影響し,それに応じて形成中に生じる応力分布も大きく影響を受けることを示した.フェーズフィールドモデルに不可欠な核生成条件についても,系統的な解析を進め,微視組織形成とマクロ特性の関係を明らかにした.さらに,界面特性の影響については,原子スケールでの解析を行い,ラメラ構造と同様なナノスケールでの積層構造をもつモデルを用い,負荷方向との力学特性の関係を明らかにした.このモデルは,界面における結晶面の接触状態の解析にも派生し,ユニークな解析モデルとなっている.また,変態塑性現象の導入にも着手した.この現象については現象論的にはよく知られているが,メカニズムは未解明であり,原子スケールでの解析も行うことによって,より物理的なモデルに基づいた定式化を試み,フェーズフィールドモデルへの導入の基礎的知見を得た.本研究では,材料のマクロな力学特性とミクロな微視組織の関係を考慮した材料の力学解析モデルの構築を行った.マルチフェーズフィールドモデルをベースとして,各相の力学特性を考慮することによって,微視組織の形状や形態がマクロな力学特性に与える影響を求めることが可能なモデルを構築した.また,このモデルを用いることにより,多結晶組織やラメラ組織内部の微視的な応力分布を求めることが可能であることを示した.また,界面での物理的特性を明らかにするため,2相モデルを用いた分子動力学解析も行い,各相の特性がマクロ特性に及ぼす影響を明らかにした.本研究では,これまでにフェーズフィールドモデルに応力を連成することによって開発してきた計算モデルに対し,I)異方性の導入,II)二相界面領域での力学特性の表現,およびIII)粒界の力学的挙動のモデル化,の3点に焦点を絞り,モデルの改良を進めることを目的としてきた.このうち,結晶異方性の導入については,Steinbachらによるマルチフェーズフィールドモデルを用いることによって,結晶粒ごとに異なる方位を導入した解析を可能とした.現段階では,結晶粒毎に異なる体積変化特性を与えると結晶粒分布に応じた微視的応力分布が生じることを示したところであり,結晶方位の相違による力学的な特性の違いまでは考慮できていないが,次年度以降に結晶塑性理論を導入し,結晶方位に基づく異方性を考慮した力学解析を導入するための基礎となるモデルを作成することができた.また,項目II),

III)については,分子動力学シミュレーションによる数値実験を行い,界面をもつ結晶性材料の弾性係数,降伏現象,および塑性変形挙動について考察した.その結果,弾性特性については,両材料の原子間相互作用の相違の他,負荷方向と界面方位の相対的な関係によって著しく異なることを明らかにした.また,塑性変形特性についても,負荷方向と結晶方位の影響が明らかであるが,その挙動はきわめて複雑である.分子動力学シミュレーションでは,この複雑な現象がモデル内のどこに現れるかを予測することが難しいため,ある特定の箇所に変形の起点を誘導することによって,詳細な現象観察を容易にするモデルを作成した.次年度以降においては,このモデルを用いて,より詳細な変形メカニズムの解明とモデル化を図ることが可能であり,さらにその結果は結晶塑性解析モデルの導入に向けた基礎的なデータとすることができることから,研究全体の見通しがたったということができる.本研究における研究課題としては,複雑な微視組織形態をもつ材料の巨視的力学特性を再現する数値解析モデルを構築することであり,力学的な異方性を含む材料挙動の導入,界面領域における力学特性の表現,および結晶粒界をもつ材料の変形挙動のモデル化などを進めることとしていた.力学的な異方性については,マルチフェーズフィールドモデルの適用によって,様々な方向性をもつ材料組織を再現し,それらに負荷を加えることで,巨視的な力学特性の異方性を表現することができた.特に,ラメラ構造をもつ材料については,ラメラ組織の成長方向と力学特性の方向性について大きな異方的性質を再現した.また,界面領域における力学特性の表現については,分子動力学法によって,界面領域を有する材料の力学挙動を数値実験的なシミュレーションを行い,概ね当初の予定通りの分子動力学解析を行った.また,結晶粒界をもつ材料の変形挙動については,マルチフェーズフィールドモデルの改良により,力学的な負荷に伴う結晶粒形状の変化を再現するとともに,結晶粒形態の安定化を表現することが可能となった.最終年度において,熱処理条件と微視組織の関係,および微視組織と機械的特性の関係に関する実験的事実との比較を行い,信頼性の高い解析プログラムを完成するための数値解析モデルの基礎がほぼ構築できたといえる.なお,当初の研究計画に記述していた結晶塑性解析については,材料固有の条件設定が複雑で有り,モデルが過度に複雑になるため,本研究期間については行わないこととした.これは本研究の方向性を変えるものではない.以上を総合的に判断して,研究目的はおおむね順調に達成しているといえる.当初予定していた研究項目としては,I)異方性の導入,II)二相界面領域での力学特性の表現,およびIII)粒界の力学的挙動のモデル化,の3点であり,このうち,初年度の計画としては,まず項目II), III)について,二相界面を有する分子動力学解析を実行し,界面領域を有する材料の力学挙動について数値実験的なシミュレーションを行うこととしていた.
半導体結晶の比重差液相成長法の開発

1.比重差液相成長法の特徴:本方法の特徴は、溶媒と溶質の間に比重差のあることに着目し、溶質輸送の駆動力として重力を利用することによって、温度の昇降に対応して溶質供給と成長をおこなわせるところにある。これによって、ほぼ一定の温度領域で所望の厚さの成長が可能となった。2.Siの成長とデバイス応用:高性能デバイスの開発には高抵抗層の形成、格子定数の整合、急峻な接合の形成等が要求されるが、従来技術では困難であった。これに対し、本成長法によってCZ法で得られる高抵抗ウェハーがデバイスの活性領域に利用できるようになった。すなわち、高抵抗ウェハー上に本方法によって格子整合した低抵抗の厚い成長をおこない、逆にその厚い成長層を低抵抗基板としてウェハーを所望の厚さにすることで高抵抗層が形成できるようになった。この方法で試作したpinフォトダイオードは高感度であり、またSITの試作にも成功した。今後本方法を発展させることによってより理想に近いデバイスが実現できるようになるものと考えている。3.混晶の成長:混晶の持つ最大の利点はその組成によって物性の制御が可能であることである。ところが現状は混晶成長用基板として格子定数の定まった結晶基板しかないために、混晶の利用範囲が制限されている。これに対し、本方法によってGeSi、GaInP、GaInAs等の厚い成長が可能となったことは重要な意味を持つ。すなわち、これらの任意組成の厚い成長層はそれ自体の応用はもちろん、それを混晶成長用基板として用いることによって、前述した制限を解消させることができ、種々の混晶の利用、歪の小さい異種接合、超格子等が実現できるようになる。4.展望:上述したごとく、厚い層の成長技術としての本方法を確立することは、近年発達した薄膜成長技術と相まって、電子工業界に大きな貢献が出来るものであり、将来より広範な応用が進められるものと考えている。本研究は重力ならびに溶媒と溶質との間の比重差を利用した新しい液相成長法の開発を目的としてなされた.特に本成長法を,電子デバイスの構成材料の中心となっているSiや,将来より重要となるIII-V族化合物混晶半導体に適用して,従来の成長技術では達成できないような機能半導体を成長して,種々の高性能電子デバイスの製作プロセスの確立を図るものである.1.Siの成長:Siの成長に用いる溶媒として比重がSiの3倍程度大きなInおよびSnを採用して成長実験をおこなった.その結果, (1)種子結晶基板を上にそして原料結晶基板を下に,それぞれの面が水平になるように相対して配置し,その両者の間にSn-SiまたはIn-Si溶液を充しさらにその溶液の温度をある振幅で周期的に変化させて成長をおこなうことによって所望の成長層が得られるようになった.(2)不純物無添加の高抵抗基板上に不純物高濃度添加の層を成長することによって急峻な不純物濃度分布をもつL-H接合が形成できた.(3)金を添加した基板を用いて成長をおこない,成長後基板に残留する金の濃度を調べたところ,まったく金を検出できず,本成長法が結晶中に含まれる重金属のゲッタリング効果を有することを見い出した.(4)本成長法を用いて, pinフォトダイオードを試作したところ,高感度の光応答が得られた.以上によって本成長法の有効性が確認できた.2.III-V族化合物混晶の成長:高周波用デバイス材料として重要なInGaAs混晶と,高速・高輝度発光デバイス用材料として有望であるInGaP混晶の成長技術の開発をおこなった.

(1)まず, InAsならびにGaAs基板上へのInGaAs混晶の成長を試み,格子不整合を緩和するための組成勾配層ならびに一定組成をもつInGaAs層の成長技術を確立した.(2)InGaP混晶については,所定の組成をもつ原料用のInGaPインゴットの製作技術と, GaP基板上へのInGaP層の成長技術を確立した.比重差液相成長法(yo-yo溶質供給法)がSiおよび混晶の厚い成長に有効であることは昨年度の研究成果として報告した。今年度は引き続いて成長実験を行なうと共に、本方法の実用化を図るための基礎研究としてyo-yoサイクルによって溶液中に引き起こされる現象の計算機シミレーションを合わせ行なった。1.計算結果から、溶媒中への溶質の溶解による微少な密度変化でも大きな密度対流を誘起すること、この対流が下部原料の溶解を促進し、溶液上部に飽和溶液の成層圏を形成すること、これに要する時間は約10分で充分であり、今の成長系を改善することによって20倍以上の速い成長が可能であること等が判った。2.Siの成長においては、本方法によって実現が可能となったLH接合の格子整合を図った。具体的にはIn溶媒にSnを添加することによって不純物無添加高抵抗Si基板上に格子整合した高濃度Pドープ層を成長することが出来た。このことは今後理想的な電子用素子や撮像素子の開発に大きな展望を開くものである。3.混晶の成長においてはSiGe、GalnAs、GlnPの研究を進めた。(1) SiGe混晶系の状態図を実験的に求めると共に熱力学的検討を加え、信頼できるものとした。それをもとにSnおよびInを溶媒とする成長実験を行い、Ge成分0.2モル分率、厚さ約1mmの厚い成長層が得られるようになった。(2) GalnAs混晶のGaAs基板上への直接成長を発展させ、擬二元溶液に近い1000°Cの高濃度溶液を用いて成長できるようになった。(3) GalnP混晶のGaP基板上への初期成長条件を調べ、層状成長が得られるようになった。これによって入手の容易なGaPを基板としてyo-yo法による厚いGalnP混晶の成長に見通しが得られた。以上のごとく、本方法は未だ揺籃期にあるが、将来のエレクトロニクスにおける一つの重要な技術に成長するものと考えている。
脳梗塞後慢性期における新規治療としてのグリア細胞由来エクソソームの検討

慢性期の脳の機能回復に必要なシナプスの再形成には神経細胞とグリア細胞のinteractionsが必要である。申請者は、脳梗塞後慢性期においてSema3A阻害薬がアストロサイトから分泌されるエクソソームを介して軸索を再生させるメカニズムを発見した。そこでグリア細胞由来のエクソソームを脳梗塞後慢性期における新規治療として応用することを達成するため、エクソソーム中のmicroRNA解析と軸索再生促進因子の効果分析や、軸索再生促進因子による軸索再生効果の検証、Peri-infarct areaへのエクソソーム投与効果の評価を行い、エクソソームの脳梗塞後機能回復への関与とそのメカニズムを明らかにする。
糖尿病におけるマクロファージによる尿細管障害とアルブミン再吸収障害の機序の解明

マクロファージでのアンジオテンシン変換酵素(ACE)を強発現したマウス(ACE10マウス:マクロファージ機能が亢進したマウス)と野生型(WT)マウスを使用してストレプトゾトシン(STZ)による糖尿病モデルを作製した.また,クロドロネートの少量複数回投与によるマウスの長期間にわたるマクロファージの枯渇状態のを試みたが,マウス死亡例が多く用量調節が必要であった.最終的には1週間に1回のクロドロネート少量投与で数か月のマウス生存を確認できた.クロドロネート投与量の調節を行っている間に,ACE10マウスとWTマウスでのSTZによる糖尿病性腎症の進展の違いを検討し,マクロファージ機能の亢進した状況では尿細管でのACE発現を認めていないにも関わらず(尿細管でのACEは糖尿病性腎症の進展に非常に重要な働きをしている)WTマウスと同等の腎障害を認めていることが分かった.クロドロネートの投与量調節にやや時間を費やしたが,おおむね予定通りに実験は進んでいる.このクロドロネート投与をも用いて,マクロファージの枯渇したマウス,ACE 10マウス(マクロファージ機能の亢進したマウス),WTマウスを用いてSTZによる糖尿病を誘発し,46か月の観察で糖尿病性腎症の進展に差が無いかを検討していく予定である.マクロファージでのアンジオテンシン変換酵素(ACE)を強発現したマウス(ACE10マウス:マクロファージ機能が亢進したマウス)と野生型(WT)マウスを使用してストレプトゾトシン(STZ)による糖尿病モデルを作製した.また,クロドロネートの少量複数回投与によるマウスの長期間にわたるマクロファージの枯渇状態のを試みたが,マウス死亡例が多く用量調節が必要であった.最終的には1週間に1回のクロドロネート少量投与で数か月のマウス生存を確認できた.クロドロネート投与量の調節を行っている間に,ACE10マウスとWTマウスでのSTZによる糖尿病性腎症の進展の違いを検討し,マクロファージ機能の亢進した状況では尿細管でのACE発現を認めていないにも関わらず(尿細管でのACEは糖尿病性腎症の進展に非常に重要な働きをしている)WTマウスと同等の腎障害を認めていることが分かった.クロドロネートの投与量調節にやや時間を費やしたが,おおむね予定通りに実験は進んでいる.このクロドロネート投与をも用いて,マクロファージの枯渇したマウス,ACE 10マウス(マクロファージ機能の亢進したマウス),WTマウスを用いてSTZによる糖尿病を誘発し,46か月の観察で糖尿病性腎症の進展に差が無いかを検討していく予定である.飼育計画のズレにより,マウス飼育費に差額が生じてた.予定匹数使用の為に次年度のマウス飼育費として使用計画がある.
超常磁性の外場応答スイッチ機構の創製

超常磁性化合物に対して、外場を印加することにより、新規物性や機能性の発現を目指すものである。これまでに、単分子量子磁石Pc2TbとPc2Dyを用いて電界トランジスター素子を作成し、前者はp型を、後者はアンバイポーラーを示すことを明らかにした。また、STSを用いてPc2Tbの近藤ピークを観測することに初めて成功した。さらに、電子注入により近藤ピークの出現と消去を可逆的に行なうことに成功し、単分子メモリーの基礎を実現した。一次元鎖構造を持つ単分子磁石[Pc_2Tb]Cl_0.6は8K以下で世界で初めて負の磁気抵抗を示した。ナノサイズ磁石と量子スピン格子における磁石現象と量子現象の"操作"を目的として、"超常磁性の外場応答スイッチ機構の創製"を進める。具体的には以下の通りである。(1)超常磁性の磁石機能の操作のための分子設計は、(1)スピンクロスオーバーおよび光誘起相転移錯体とMn(III)一軸異方性錯体との一次元鎖の設計、(2)高伝導性単分子磁石の開発、を進める。(2)単分子磁石における量子トンネル効果の操作のための分子設計は、(3)光感応分子で架橋された単分子ネットワークの開発、を進める。(3)量子スピン一次元格子のスピン状態の操作のための分子設計は、(4)量子スピン系三角格子の合理的設計、(5)量子スピン二量体と単量体の交互一次元鎖の設計、(6)Mn(III)-Ni(II)古典スピン系フェリ磁性鎖の設計、を進める。これらの合成で得られた化合物群については、in-situにおける光照射磁気測定、直流・交流電気伝導性測定、ホール効果測定、I-V特性評価、パルス磁場によるスピン状態変化の確認を行い、"機能操作"の評価を行い、研究を進める。ナノサイズ磁石と量子スピン格子における、磁石現象と量子現象の"操作"を目的として、"超常磁性の外場応答スイッチ機構の創製"を研究目的とする。近未来の「ナノテクノロジー」技術革命に向けた究極の材料は"個々の分子"である。そして、重要なキーワードの一つが"分子スピン制御"であり、ボトムアップ式分子化学の目指すべき技術が"個々のスピンを信号として認識(制御)する"ことである。この研究目的を達成するために、まずダブルデッカー型ランタニドフタロシアニン錯体を用いた。これは、単分子量子磁石的挙動を示す。これをAu(111)基盤上に真空蒸着して走査型トンネル顕微鏡(STM)で1分子を観測することに成功した。スピン偏極STMを用いて1個の分子に"上向きスピン"、"下向きスピン"を書き込み、読み取ることができれば究極の単分子メモリーとして働く。現在、進行中である。この1個の分子をSTSで観察することにより、"近藤効果"を観測することに成功した。この場合、金属伝導はSTMのトンネル電流に対応し、磁性不純物は単分子磁石である。近藤効果は単分子磁石で観測されたのは初めての例である。これらの錯体を用いて電解トランジスターを作成し、動作を確認した。Tb錯体はp型タイプであるのに対して、Dy錯体はp型とn型の両方を示すAmbipolar(両極性)的挙動をした。この違いは基底状態と第一歴状態のエネルギー差の違いによりうまく説明することができた。単分子量子磁石は1個の分子が1個の記録素子として働くために、従来の古典磁石を用いたフロッピーデイスクなどに比べて10兆倍の記憶容量を持つために、国会図書館の全ての情報を角砂糖サイズに入れこむことも可能となる。我々はこの目標を達成するために、ダブルデッカー型フタロシアニンTb(III)単分子量子磁石(SMM)を金基盤上に真空蒸着することにより、極低温でSTMとSTSを用いて研究を行った。4.8KでSTMを測定すると8個の葉型の明るい形が観測され、1個の単分子量子磁石TbPc2にアクセスすることに成功した。次にSTSを用いて観測するとフェルミレベル近傍に近藤ピークを観測した。分子の中央からフタロシアニン配位子の端の方ヘマッピングして行くと、Tb(III)のある中央付近では近藤ピークを観測できなかったが、配位子の端の方へ行くにつれて近藤ピークは大きくなった。配位子の端にはπラジカルが存在するために、今回観測された近藤ピークの起源は、金属電流がトンネル電流であり、磁性不純物がフタロシアニン配位子上のπラジカルであることが分かった。単分子量子磁石で近藤効果が観測されたのは、初めての例である。アイランド部分のSTMを観測すると明るいスポットとやや薄暗いスポットが交互に並んでいるが、部分的に秩序の乱れが観測された.

そこで明るい部分にパルス電流を注入すると、薄暗くなり、秩序的なパターンになった。DFT計算によれば明るいスポットは上下のフタロシアニンが45°ずれた安定な構造であり、薄暗いスポットは30°ずれた準安定な状態であることが分かった。45°ずれたSMMでは近藤ピークを観測したが、30°ずれたSMMでは近藤ピークを観測することが出来なかった。近藤ピークを単分子メモリーとするならば、我々は単分子メモリーの動作に成功したことになる。超常磁性体とは非常に遅い磁化緩和を示すものであり、その中でも我々が研究対象としているのは「単分子量子磁石」と「単一次元鎖量子磁石」である。これらの物性や機能性を外場(光、圧力、温度など)により制御することが研究の目的である。まず、単分子量子磁石であるPc2TbとPc2Dyの電界トランジスターデバイスを作成して測定した所、前者はp型であるが、後者はアンバイポーラー(両極性)であった。この違いは基底状態と第一励起準位のギャップの大きさの違いによりうまく説明が出来た。次に単分子メモリーの実現を目指して、Pc2Tbを金基板上に真空蒸着をした。極低温で走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いて観測した所、Pc2Tbの8個のローブ(葉)が明確に観測された。次に走査型トンネルスペクトル(STS)で中心型外側に向かって測定すると、外側の部分でフェルミレベルに「近藤ピーク」を観測した。近藤ピークは金属が少量の磁性不純物を含んでいるときに、低温になるにつれて金属電流と磁性スピンがシングレットを作って、半導体になる現象である。今回のスペクトルにおいて、金属電流はSTSのトンネル電流であり、磁性不純物はPc上のπラジカルである。単分子量子磁石における近藤効果の観測は初めての例である。Pc2Tbをアルコール中で電界酸化すると一次元鎖構造を持つ高伝導性の新規単分子量子磁石を単結晶で得ることが出来た。また、10Kでヒステリシスを観測したがこれは単分子量子磁石の中で最も高い温度である。この化合物の磁気抵抗を測定すると、10K以上では通常の正の磁気抵抗であるが、8K以下では負の磁気抵抗を示した。これは始めての負の磁気抵抗である。しかしながら、その大きさは-2%程度であり、非常に弱い。これは、f-π相互作用が弱いためである。超常磁性化合物とは、緩い磁化緩和を示す分子性量子磁石のことであるが、ダブルデッカー型フタロシアニンPc2Tb単分子磁石をAu(111)基盤上に高温で真空蒸着させると、アイランドに明暗のパターンが観測される。明部分に電子注入を行なうと暗に変わり、暗に電子注入を行なうと明に変わる。この変化は可逆的である。DFT計算の結果、明部分は上と下のフタロシアニンが45°ズレているのに対して、暗部分は上と下のフタロシアニンが30°にズレが小さくなっていた。明部分では「近藤ピーク」が観測されるのに対して、暗部分では「近藤ピーク」が観測されなかった。「近藤ピーク」を1個のメモリーと考えるならば、単分子メモリーを実現したことになる。次にAu(111)基盤上にPc2Yの炭層膜を蒸着させ、その後Cs原子を飛ばしてPc2Y上に乗せる。Cs原子が乗ったPc2Y上ではCsのs電子とPc2Yの配位子のフタロシアニン上のπラジカルがカップリングしてシングレットを作るために、「近藤ピーク」は観測されないが、Cs原子を電子注入してマニュピレーションして飛ばすと、カップリングが溶けて、πラジカルが再び現れて、「近藤ピーク」が観測される。
競技スポーツにおける「組織的情報戦略(テクニカル)活動システム」に関する研究

本研究は、競技スポーツにおける「組織的情報戦略活動の重要性を明確化し、定義化した上で、国際競技力向上に資するために必要な組織的情報戦略活動の役割や具体的活動を明らかにすることを目的としたものである。今年度の具体的研究と実績は、以下のとおりであった。[今年度の具体的研究]1.日本オリンピック委員会における情報戦略の現状と方向性について2.国内競技団体に見られる「情報戦略活動」について3.わが国スポーツ界におけるにおける情報戦略活動の認識について4.「テクニカル活動」と「情報戦略活動」の関連性について5.その他[今年度の具体的研究実績]1.論文発表仙台大学紀要投稿「日本オリンピック委員会の情報戦略活動」「タレント発掘プログラムの必要性と可能性」2.学会発表日本スポーツ方法学会:「競技スポーツにおける組織的情報戦略活動システムに関する研究」3.3ヵ年研究のまとめ(平成17年度中の冊子化→提出・発表予定)諸外国における特定競技種目団体の「組織的情報戦略活動」の活動と機能を明らかにすることを目的とした調査活動を実施した。具体的には平成15年3月にイングランドラグビー協会(以下RFUと略す)において関係者からの聴き取り調査を行った。長期的な視点での強化活動が行われていること。幅広い年齢層、競技水準を対象としていること。スポーツ科学の知見に基づいた多角的な背景を持つ活動であること。これらがこの競技種目団体を調査対象として選定した理由である。強化策の根幹を成すのは競技者の育成と才能の発掘であろう。RFUでは世界水準の競技者育成のためのアカデミーがその活動の中に明確に位置づけられている。アカデミーでは競技者のレベルを年齢層によって3水準に分割し,発達段階に応じた強化プログラムの提供を行っている。RFUと提携関係にあるクラブはこれらのプログラムを承認することや、競技者の能力をテストし、把握するために大学等の研究機関との連携を持つことが条件として義務付けられている。さらに、このプログラムは極めて自由度、個別性の高いもので個々の競技者に対して綿密なカウンセリングが実践されていることや、教育に関するサポート等、広範な支援活動が行われていることは大きな特色である。プログラムの提供と選手の育成をRFUが担い、クラブが代表チームに選手を提供するという円滑な関係を構築することは、競技力向上のための高い戦略性を持つ活動であると推察できる。さらに、この活動によって高い潜在能力を持つ競技者がスポーツ科学の知見や多様な分析活動によってもたらされる高度かつ最新の情報に触れることが可能になり、競技全体の水準を向上させようとする試みが具現化されているという意味においても重要である。これは、組織的情報戦略活動のモデルの構築といった本研究の展開に対して競技者発掘と総合的強化さらに競技団体との連携といった面で大きな示唆を与えてくれている。本研究は、競技スポーツにおける組織的情報戦時の活動と機能を明らかにし、競技力向上に有効なモデルを提示することを目的としている。今年度は、昨年度の基礎調査を踏まえ以下の事柄を明らかにした。1.競技スポーツにおける情報戦略の定義化「情報」と「戦略」について、それぞれの共通概念を整理した上で競技スポーツにおける「情報戦略」について以下に示すような定義と条件を提示した。この定義と条件は、2003年4月現在、JOC情報戦略フォーラムにおいての発表や、また全日本スキー連盟情報戦略委員会など多方面で引用された。【競技スポーツにおける情報戦略についての定義】『競技スポーツにおける情報戦略』とは、競技力向上のために、有用と思われる『知れせるべき内容』を、効果的に活用しようと意図する、目標達成のための長期的な営み(駆け引き)。そして、情報戦略を行なうにあたっては、以下のような条件が付加される。(1)(情報の)送信側の内容に明確な意図があること(メッセージ)、(2)受信者が特定されていること(ターゲット)、(3)受信側の行動選択に有用であること(コンテンツ)、(4)出所の信頼度を把握、見極めていること(ソース)、(5)送信側が送信される情報のタイミングや内容を操作し得ること(コントロール)、(6)送信側の活動が、予め想定された結果に対して有効に機能すること(エフェクト)。2.その他今年度は、以下に示す研究および調査も併せて行なった。1)競技スポーツにおける分析のための「情報」の整理とモデル化2)国内競技団体に見られるテクニカル活動の整理と分類化3)諸外国を含むオリンピック委員会(NOC)等の国家な「組織的情報戦略活動」の実際とその機能について明らかにするための調査を行なった。[今年度の具体的研究]1.日本オリンピック委員会における情報戦略の現状と方向性について2.国内競技団体に見られる「情報戦略活動」について3.わが国スポーツ界におけるにおける情報戦略活動の認識について4.「テクニカル活動」と「情報戦略活動」の関連性について5.その他[今年度の具体的研究実績]1.論文発表仙台大学紀要投稿「日本オリンピック委員会の情報戦略活動」「タレント発掘プログラムの必要性と可能性」2.学会発表日本スポーツ方法学会:「競技スポーツにおける組織的情報戦略活動システムに関する研究」3.3ヵ年研究のまとめ(平成17年度中の冊子化→提出・発表予定)
外科的矯正治療後における筋・呼吸機能の変化および適応に関する臨床生理学的研究

当該研究課題遂行の端緒として様々な方向からのアプローチを基礎的実験として行い以下の知見を得た。A)骨格性下顎前突症患者は外科的矯正治療によって下顎骨を後方移動するがこの際に生じると考えられる上気道の狭窄に拮抗する筋として、舌前突筋であるオトガイ舌筋が挙げられる。ヒトオトガイ舌筋にいかなる単一運動単位が存在するかはこれまで不明であった。我々はこのオトガイ舌筋運動単位のうち呼吸性リズム発射活動を示す運動単位(ユニット)を検索した。その結果、ヒトオトガイ舌筋には少なくとも2種類の呼吸性ユニットが存在し、安静呼吸時の発火パタンから吸息相・呼息相のいずれにも発火する吸息/呼息ユニットと、吸息相にのみ発火する吸息ユニットに分類された。これらのユニットは頭位の変化に伴い発火頻度を変調した。すなわち両者ともに頭部の後屈に伴い増加し、前屈に伴い減少した。発射間隔とその標準偏差に関して統計学的に有意差が示されたことからこれら2種類のユニットが機能的に異なる集団を形成することが示唆された。B)(1)外科的矯正治療患者の手術前後における舌・舌骨を含めた上部気道の形態・位置変化に関連して、頭位を一定に規定し呼気相直後に側面頭部X線規格写真を撮影した。撮影時期は、下顎後退術直前、術後3、6、12ヶ月の時点とした。この解析から舌・舌骨を含めた上気道部の形態には経時的な適応性の変化が生じ、この変化には性差があることが示唆された。さらに術後矯正期間中には男女とも同様な前歯歯軸および下顎骨の位置変化を示したことから、前述のような舌・舌骨を含めた上気道形態の経時的な適応性の変化が生じ、この変化には性差があるものの術後矯正期間中には同様の治療を行うことによって咬合の安定を図っていることが示された。(2)外科的矯正治療患者の手術後の咬合変化に関する研究の一環として、開咬ならびに下顎非対称を伴う骨格性下顎前突症患者の保定期間中の顎態変化を三次元的に分析し術後の咬合の安定に関与する形態学的要因を検討した。その結果、咬合の長期的安定を図る際に特に前歯部における垂直方向の安定を図ることが極めて重要であることが示唆された。C)(1)顎関節症の発症には様々な因子が関与していることはよく知られている。一方、全身関節の可動性が高い患者では顎関節症の有病率が高いことが報告されている。そこで、顎関節症に性別、年齢、関節可動性のそれぞれの因子が及ぼす影響を検討したところ、年齢あるいは関節可動性が増加するごとに、関節雑音を伴う顎関節症の有症状者の割合が増加することが示唆された。(2)顎変形症患者において術前に顎関節の状態を把握することは重要であることから、これらの患者において顎関節症の統計的観察を行い、一般不正咬合患者と比較した。その結果、性別、年齢に有意差は認められなかったが、姿勢不良、外傷既往が有症状者に有意に多く認められた。各種顎態別に有意差は認められなかった。C)