hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
MRAによる未破裂脳動脈瘤検出のためのコンピュータ支援画像診断に関する研究

平成18年度は、頭部3D TOF MRAにおける脳動脈瘤検出CADシステムの有効性につき、診断精度と読影時間の双方を評価した。すなわちこのCADシステムでは、読影医師の見逃し防止と読影時間の短縮、読影医師間での診断精度の均等化などが期待される。そこで2回の読影実験を行い、本自動検出システムを使用した場合と使用しない場合で、検出能に有意差があるか否か、および読影負担が軽減するか否かを検討した。読影負担の軽減は読影時間の短縮で評価した。脳動脈瘤を有す16例と正常例の34例の計50例を選び出し、読影医師16名(専門の神経放射線科医8名および経験の浅い放射線科医8名)で、independent testによる読影実験を行った。得られた読影結果は、ROC曲線により解析した。また、それぞれの読影者に対して各症例での読影時間を計測した。評価方法は連続確信度法を用いて、まず読影者はモニターに表示されたMRA画像のみで脳動脈瘤の診断確信度をライン上にマーキングし、続いてモニターの同一画面に本自動検出システムで得られた脳動脈瘤候補を示すシンボル表示を加え、それを参考にして再度マーキングを行った。結果、神経放射線科医においては、CADを用いることで診断精度(Az)が僅かに低下し(0.914 vs O.895)、読影時間はほとんど変化がなかった。一方経験の浅い放射線科医においては、CADを用いることでAzは統計学的有意に改善し(0.787 vs 0.911、p=0.022)、読影時間も有意に短縮した(72.3sec→39.8sec/症例、p<0.01)。今回用いたCADシステムは、経験の浅い放射線科医の診断精度を神経放射線科専門医とほぼ同等のレベルに向上させ、かつ読影時間を有意に短縮できることが明らかとなった。
大腸菌の複製開始複合体の新たな分子解剖と新たな制御因子の作動機構の解明

染色体DNAの複製開始には、高次なDNA-タンパク質複合体の形成が必要であり、細胞周期においてはその複合体の機能の制御が必要です。本研究ではモデル細胞として大腸菌を用い、複製起点DNAと複製開始因子DnaAタンパク質が形成する高次複合体を解析し、複製開始反応に重要な部分構造と新たな分子機構を解明しました。さらにDnaAに対する主要な制御因子を解析し、その相互作用様式を新たに解明したことに加え、新たな分子機構も解明しました。大腸菌の複製開始複合体は、複製起点oriC上で形成されるATP型DnaA-DiaA多量体である。この複合体にDnaBヘリカーゼ(ホモ6量体)が適時的に装着される。複製開始反応後、DNAポリメラーゼIIIのクランプ因子を含む複合体により、DnaA-ATP加水分解が活性化される(RIDA)。これにより不活性なADP-DnaAが産生し、過剰開始が抑制される。次サイクルの複製開始前には、特異的なゲノムDNA部位(DARS)を含む複合体により、ヌクレオチド交換反応が進められADP-DnaAがATP-DnaAに変換し再活性化する。本計画では、これまでの基盤にもとづき、分子生物学的、生化学的、合成生物学的、構造生物学的解析を進め、複製開始複合体やDnaA活性の制御装置という動的高次複合体の作動機構と制御機構を解明することを目的とする。そのため、3年間の計画に沿って研究を進め、その初年度である本年度は以下のような進展や成果が得られた。(1)複製開始複合体の分子解剖による開始機構解析多様なDnaA box変異を含むoriC変異体やDnaA変異体を設計、作成して、機能解析と複合体構造解析を進めた。最小oriC複合体の結晶解析のため複合体の分離条件を見いだした。(2)DnaBヘリカーゼ装着に関わる主要機構変異DnaB, DnaA蛋白質を新たに多数作成し精製標品を得た。またDnaBヘリカーゼ機能の試験管内アッセイ系も新たに作成した。(3)RIDAにおけるHda機能制御機構とクランプ-Hda-DnaA複合体における主要相互作用機構変異クランプ蛋白質を新たに多数作成し精製標品を得た。(4)ADP-DnaAをATP-DnaAに変換する「DARS」の主要機能メカニズム新たに見いだしたDARS制御蛋白質の変異などを用いDARS機能への影響を見いだした。.大腸菌の複製開始複合体は、複製起点oriC上で形成されるATP型DnaA-DiaA多量体である。第2年度である本年度は以下のような進展や成果が得られた。(1)複製開始複合体の分子解剖による開始機構解析多様なDnaA box変異を含むoriC変異体やDnaA変異体を用いて、機能解析と複合体構造解析を進め、独自の研究成果を得て、画期的な新規モデルを提案した。(2)DnaBヘリカーゼ装着に関わる主要機構変異DnaB, DnaA蛋白質を新たに多数作成し精製標品を、新たに作成した試験管内アッセイ系で解析した。(3)RIDAにおけるHda機能制御機構とクランプーHda-DnaA複合体における主要相互作用機構変異DnaA蛋白質を新たに作成し精製標品を解析して、新たなHda-DnaA相互作用機構を見出し、論文発表した。また、クランプ変異体の解析からHda機能制御に重要な機能構造を同定した。(4)ADP-DnaAをATP-DnaAに変換する「DARS」の主要機能メカニズム新たに見いだしたDARS制御蛋白質のDARSとの相互作用動態を解析した。3年計画の最終年度である本年度は、これまでの実績にもとづき、以下のような成果を得た。(1)複製開始複合体の分子解剖による開始機構解析---昨年度までの開始複合体の部分構造の解明に基づき、DNA二重鎖の開裂に必要な新たな機能構造を解明し、開始複合体の構造変化の動態モデルの構築に至った。この成果は論文3編にまとめ発表するとともに、国際学会を含む学会等で発表した。(2)DnaBヘリカーゼ装着に関わる主要機構---

昨年度までの進展に基づき、DnaA-DnaB相互作用部位の探索を進め、複製開始時のDnaB装着に必要となる新たな機能構造の解明に初めて成功した。これにより、ほとんど不明であったDnaA-DnaB相互作用のキーメカニズムが明らかになった。この成果については、すでに学会発表しており、今後、論文発表を予定している。(3)RIDAにおけるHda機能制御機構とクランプ-Hda-DnaA複合体における主要相互作用機構---昨年度までの進展に基づき、Hda-クランプ相互作用解析を進め、Hdaに対する新たな制御機構を解明した。さらに、クランプ-Hda-DnaA複合体における、新たな相互作用機構を解明した。この成果については、論文印刷中である。これらにより当研究室が独自に発見し解析してきたRIDAについて、その分子機構と制御機構の理解が一段と深まった。(4)ADP-DnaAをATP-DnaAに変換する「DARS」の主要機能メカニズム---昨年度までの進展に基づき、DnaA-DARS複合体形成の制御における新規因子の役割を解明した。これにより細胞増殖モードと共役してDARS複合体の活性化を制御するキーメカニズムが解明された。複製開始複合体の分子解剖について、画期的なモデルを論文発表した(Ozaki and Katayama, NAR, 2012)。本論文では、研究競争となっている他グループのデータとも矛盾しない、統合的な新規モデルを、研究計画にしたがって行った独自の研究の成果に基づいて発表している。このモデルにより、2重鎖DNA開裂からヘリカーゼ装着までの基本機構を説明できる。また、これに加えて、新たなHda-DnaA相互作用機構についても、研究成果を論文発表した(Keyamura et al., JBC, 2011)。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後も研究計画に沿って研究推進する。DnaAが形成する複製開始複合体の分子解剖については、ここ数年来、米国UCバークレーのBergerグループなどとの熾烈な研究競争が続いており、世界トップグループを形成している。上記の論文の続報(執筆中)を含め、研究成果の速やかな論文発表が求められる状況にあり、論文執筆により多くの時間を割けるよう、できる限り対応したい。
中・古生界の生相および堆積相におけるゴンドワナ要素の研究

研究代表者が、1985年にペルム紀後期の小型有孔虫化石群の特徴を基礎にして提唱した"テチス海域"内にみとめられるペリゴンドワナ海域は、中央アジアから西アジアにかけてはきわめて明瞭に区分される。しかし、古陸の集合した大陸とされる中国から、島孤ー海溝系の付加堆積体である日本列島では、両海域の境界設定はひじょうに困難である。したがって、この研究は、日本列島にゴンドワナ要素と考えられる古生物や堆積体が識別できるかどうか、識別できた場合に両海域の境界の関係を明らかにしようとして始めたものである。初年度は、日本列島各地の中・古生界のうち、ゴンドワナ要素と考えられる古生物種が記載されている地域について、テチス要素とは区別されるものの情報を収集することに努めた。その過程での最も大きな成果は、西南日本外帯、熊本県中央部、球磨層から発見されたprimitive colaniellidを含む小型有孔虫化石群の特性は、明らかにゴンドワナ海域を特徴づけるものであって、西南日本内帯、舞鶴帯のPalaeofusulina sinensisーColaniella parva化石群とは古生物地理区を異にするらしいことである。(平成3年2月10日日本地質学会西日本支部例会において講演)。また、ユ-ラシア大陸とゴンドワナ大陸の間に存在したと考えられる中央海嶺、それから転移した島孤ー海溝系の付加堆積体とされるパキスタン国、バルチスタン州のaxial zone(PeriーGonndowana)で検出された中生代初期の放散虫類やコノドント類の種・属構成にも、日本列島のそれに共通するものがあることが明かとなり(例えば、Triasocampeに属する数種、Gladigondorella cf. tethidas, Gondorella gnathiformis etc.)、今後ゴンドワナ要素としての比較検討が必要である。結論として、ゴンドワナ要素は、生相に関しては個々の種・属よりも化石群として、堆積相に関しては“terrane geology"的な取り組みが要求されることは確かである。わが国の中・古生代古生物群の生活域については、これまでテチス海域およびユ-ラシア大陸域のものとして、それに疑いをはさまれたことはほとんどない。しかし一部では、すでにプレ-トテクトニクス論を基礎としたペリゴンドワナ海域古生物群のあることが指摘されている。この研究はユ-ラシア-ゴンドワナ両大陸の間に発達していた“テチス"海域から、現在の地中海-南アジア地域で両大陸縁にほぼ平行するかたちで発達していたと考えられる中央海嶺、島孤-海溝系によって、少なくともゴンドワナ大陸縁特有の古生物群をもつ海域が区分でき、その東方海域の堆積物・古生物群が日本列島の付加帯にあることを明らかにしようとしたものである。現在、これまでに公表されてきた多くの論文、および研究代表者・分担者らの研究試・資料をまとめつつある段階であるが、“テチス海"東部域(本邦を含めてヒマラヤ山系東部域より東域)では、両大陸間の地中海的特性が失われ、現在の資料だけではその特性はまったく追跡できないことは明らかになっている。その最も大きな原因は、これまで研究ではユ-ラシア要素とゴンドワナ要素がまだ充分に識別できていないことにあり、今後種レベルでの両要素の詳細な検討(主としてコンピュ-タ-による特性の情報処理)結果が、海域区分はもちろん、島孤-海溝系の変遷を研究する基礎資料になる可能性は大きい。

事実、今年度、九州中部秩父異帯球磨層群から、典型的なゴンドワナ周辺海域要素を含むパキスタン国リルトレンヂエ部ペルム系のものと同じColaniella属発生初期群集が新たにみつかっており、西南日本外帯に明瞭なゴンドワナ要素のあることがわかり、今秋の日本地質学会で発表し、古生物学会記事に投稿の準備をすすめている。本年度はこの研究の総括をおこなうべく、研究方法の主体を、野外調査からゴンドワナ要素の識別とその分布に関する資料の収集と解析において進めてきた。そのため、東北大学で開催された国際シンポジウムの第3回浅海テチス(Shallow Tethys)と有孔虫類国際会議(Benthos '90)に出席して、ゴンドワナ要素と考えられる古生物群の識別のための情報を収集するとともに、同大学理学部地質学古生物学教室において、情報の交換・討論をおこなった。結果として、これまで研究されてきた本邦の古・中生代の情報のほとんどが、地質学的にも古生物学的にもテチス海の要素として処理されており、ゴンドワナ大陸の一部もみとめられていないわが国では、テチス海とゴンドワナ縁辺海、あるいは古太平洋域を区別するための古生物群の特性の識別がなされなくてはならないことが明らかになった。すなわち、個々の古生物の種や属の単位でのゴンドワナ要素の認定よりも、記載されている種や属を群としてみた場合の分布の確認が重要であり、それを基礎にした世界的な古生物地理区の設定が最重要課題であると考えられる。その典型的な例として、西南日本外帯、熊本県中央部の球磨層から産生した有孔虫化石群の特性があげられる。球磨層から発見されたParadoxiella cf.prattiは、米国テキサス州の上部ペルム系から記載されているにすぎないことから、この種だけで古生物地理区を推測することはあまりにも危険である。しかし、共産するprimitive colaniellidsを含む小型有孔虫化石群の種構成からすると、球磨層のLepidolina kumaennsisで代表される化石動物群は、明らかにゴンドワナ大陸の北縁海域を特徴づけるものである(日本地質学会西日本支部例会において報告)。また、これは、西南日本内帯、舞鶴帯のPalaeofusulina sinennsisーColaniella parva faunaがゴンドワナ要素ではないことを意味している可能性がある。
人の知覚運動特性を考慮した知能機械操縦系の操作支援技術

ロボットなどの知能機械を,非専門家が意のままに操作できる支援手法を目標とし,これまで機械システム分野ではあまり参照されていなかった人の認知知覚運動特性に注目して,人と親和性の高い知能機械実現のための基礎的な手法を検討した。具体的には,脳波や筋電,運動などの生体信号を利用した操作運動実験を通じて人・機械協調系における人の知覚運動特性を調べ,生体信号を用いた新たな操作系の可能性を探った。また,人の認知特性を模した知能機械の学習法について実験機を開発して検討を進めた。その結果,生体信号を用いた操作系の構築や評価,認知バイアスを模した学習アルゴリズムの有用性が明らかになった。生活・作業支援用ロボットなど人が随意に行なう力学的作業を支援する機器の実用化が期待されている.これらの普及には非専門家が意のままに運用できる操作支援技術の確立が鍵である.そこで本研究では,脳波などの生理計測技術を利用した表示・操作系の評価や操作習熟度やユーザー心理状態の判定を行い,これを活かすことによって直感的で操作性の高い情報提示法や操作入力系の実現を目標とする.H25年度は2年目として以下を中心に検討した.・操作支援検討のための脳計測システムの改良:操作支援に利用できる脳計測技術の確立を目的として,日常的な環境下で電磁ノイズや被験者の動作によるアーティファクトを抑えて安定に実験を行なうための計測器具を開発した.具体的には,脳波計を覆う頭部装着型の電磁シールドを作成し,伝送路へのノイズ混入抑制を達成した.現実の操作支援システムへの利用も可能な器具のプロトタイプが開発できた.・力入力操作器における直感的な操作のための脳計測情報の分析と応用:初年度に作成したシミュレータに,操作結果を実時間で示すアニメーションを加えることで,操作結果を被験者に提示できるようにした.これを使用して脳計測実験を行ない,操作対象特性を変えることによって操作しやすさによる脳計測情報の違いを分析した.担当学生の脳波計測への習熟に時間がかかり,実験条件を探る予備実験段階にとどまった.・移動体の操縦支援のための操作運動時の脳計測情報の分析と応用:ロボットと人による物体の協調搬送作業や移動ロボットの遠隔操縦における協調的支援を目的として,操作支援のための知見を求めて,人がハンドルを操作する際の脳波を計測し分析した.今年度は,予備実験として単独の被験者が操縦中にどのような情報が抽出できるか操作入力と脳計測情報の関係を調べた.前項と同様に,今後,実験条件やタスク設定の絞り込みなどの必要性が明らかになった.ロボットなどの知能機械を,非専門家が意のままに操作できる支援手法を目標とし,これまで機械システム分野ではあまり参照されていなかった人の認知知覚運動特性に注目して,人と親和性の高い知能機械実現のための基礎的な手法を検討した。生活・作業支援用ロボットなど人が随意に行なう力学的作業を支援する機器の実用化が期待されている.これらの普及には非専門家が意のままに運用できる操作支援技術の確立が鍵である.そこで本研究では,直感的で操作性の高い情報提示法や操作入力系の実現を目標とし,脳波計や脳血流計測技術を利用した表示・操作系の評価や操作習熟度の計測,操作支援手法の開発を目的とする.今年度は初年度として,以下を中心に検討した.1)操作支援のための脳波計測法:導入した脳波計による計測技術の習得をかねて,先行研究例を取り上げ追試を行なった.具体的には,事象関連電位を利用した機器操作の誤り判定の例を参考に,簡単化した実験を遂行した.その結果,定性的には同様の結果も得られたが,電磁ノイズや被験者の動きの影響を抑える計測手法が必須であることも再認識された.2)リード型操作器:盲導犬のリード操作にならった移動ロボットへの操作意図伝達を目的に,人の直感的な操作を分析するための実験装置を6軸力覚センサを用いて作成した.そして,盲導犬に与える指示語の一部をリードへの自由操作として入力する課題を設定して実験を行ない,操作力ベクトルの空間・時間的な変化を調べた.その結果,操作パターンによる意図推定の可能性が明らかになったが,指示語によっては個人差や,異なる指示語間の類似性も見られた.3)機構的条件の知覚運動特性への影響:人の自然な歩行には足部のアーチ構造が役立つとされている.そこで,2脚歩行ロボットの簡易シミュレータを作成し,力学的な効果と歩行運動への影響を調べ,ZMPや重心の自然な移行を促す作用を確認した.また,快適な睡眠を与える寝具の条件を探るために,寝返り動作の特徴をモーションセンサによる簡単な計測から分析する手法を実験的に検討し,ジャイロセンサを用いて医師が判定した特徴の一部を自動的に検出できることを示した.人が随意に行なう力学的作業や運動を支援する機器の実用化が期待されている.本研究では,直感的で操作性の高い操作運動支援を目標として,生体信号計測や人の知覚運動制御・認知特性の利用を検討してきた.今年度は最終年度として以下を実施した.1)人から見て直感的な操作を実現するための脳計測情報の分析

6軸加速度センサを用いた力操作型操作器を用いて,その操作力・トルクを入力とする仮想操作対象の運動を液晶ディスプレイ上にリアルタイムで表示するシステムを開発した.操作入力に対する対象の運動特性として位置司令型,速度司令型,加速度司令型の3通り,操作目標パターンとして円軌道追従型とランダム移動型の2通りを用意し,脳波計を装着した被験者による操作実験を行った.その結果,操作性が高い設定にほどα波/β波比率が高まるという,従来のソフトウェアのユーザビリティ評価での報告と同様の傾向が確認された.2)人の認知特性をふまえた操作機器の強化学習法の検討人が経験に基づく判断で示す認知バイアスを模した強化学習アルゴリズムを構築し,大車輪ロボットの運動学習を例題として,従来のQ学習や,論理的に厳密なアルゴリズムとの学習効率の違いを分析した.昨年度までに動力学エンジンODEを用いたシミュレータで得られた結果を確認するため,実験機を製作して実験を行った.3)人の運動制御特性を生かした運動支援のための検討操作機器や運動支援機器に,人の感覚にあった特性を実装するための基礎的検討として,2脚歩行運動における足のアーチ構造の効果を分析した.ODEを用いてシミュレーションプログラムを開発し,主に歩行時の重心やZMPの移動をシミュレートして,人の足が備えている可変アーチ構造の弾性パラメータによる運動軌跡の違いを分析した.その結果,倒れ込み軌道の安定性,運動効率の点で違いが明らかになった.制御工学,メカトロニクス,人間中心システム生理生体計測のノウハウが十分でないため,当初予定していたよりも実験に従事する学生の訓練に時間がかかり,また,実験習熟度の影響で,得られる実験データの質にもやや問題がある.H24,25年度にわたって,当該研究室の大学院生が少なく,卒業研究レベルの単年度の従事者が主になってしまったことも影響している.交付申請時の予定では3つのテーマについて基本的な実験課題を設計し,早期に脳計測を含めた実験を行なう予定であったが,実際には初年度は納入された脳計測機器を活用した実験までには至らなかった.これは,脳計測手段の調査と機種選定,納入までに期間を要したことと,関係者の脳計測技術の理解と実験担当学生による機器使用法の習得に予定より多くの時間が必要であったことによる.また,電磁ノイズをはじめとする実験環境の改善や実験装置の安定した運用,作業課題におけるアーチファクトや誘導ノイズの削減など,通常の脳計測機器のままでは不十分で,多くの点で本研究の目的に合わせて計測システムそのものの改良の検討が必要なことも明らかになった.このため,助成期間内の検討課題や達成目標の見直しが必要となった.そこで,次年度以降の検討に備えて機器の購入も最小限に抑え,一部を繰り越すこととした.調査の結果,BCIに関して定評のあるオープンソースの解析システムおよびそのチュートリアルや,脳波計測に関する教材やセミナーの情報が得られたので,学生のトレーニングとして運動に関する脳波の性質を示す既報の実験を追試しながら,本研究で目的とする実験を有機的に組み合わせて,次のステップにつながる知見を可能な限り追求していく.主なテーマは,残りの期間を考慮して次の2点に絞り込む.・力入力操作
中世末期ブルゴーニュ領低地地方における地域的支配層-フランドルを中心に-

中世末期の低地地方におけるブルゴーニュ家君主権力の集権化と自立的な地域権力との関係を、地域権力の担い手である都市・農村支配層の動向からさぐる本研究で、今年度は、低地地方の代表的な領邦フランドルの農村支配層をめぐる諸問題に着手した。先行研究の状況を確認したところ、まずもって問題の所在を明確にし、今後の研究の展望を示すことが必要であった。低地地方、中でもフランドルは都市化が著しいことで知られ、地域権力といえば専ら都市のみが考えられてきたが、低地の全国議会、領邦・地区規模の諸集会においては、農村地区(シャテルニー)の存在が見逃せない。とりわけブリュッへの周辺地区ブルフセ・フレイエ(フラン)は、多くの都市に優越して三大都市と並ぶ地位を享受していたのである。そこで着目すべきは、そうしたシャテルニーの行政機関の活動、その人的構成、そして都市との関係(主として代表制においての)であろう。このブルフセ・フレイエを中心にみてみると、シャテルニー・エシュヴァン団が、裁判機能を軸に、都市と同様の特権により領域内の統治を担っていったこと、その筆頭には都市と同様複数の「市長」が置かれていたことがわかる。その人的構成は、貴族称号の保持者の割合は都市と比べて多いとはいえず、非貴族の富裕層の存在が大きい。よって、フランドルの地域的支配層においては農村と都市は総合的に考察される必要があるだろう。そこで、従来、対立が強調されてきた都市と農村、具体的には都市ブリュッへと農村フレイエの関係も、そのような観点から、また、代表制における日常的な協力の面からも、再検討されねばならないと思われる。今年後は,中世末期のネーデルランド(低地)の地方支配層をめぐる諸問題の中でも、地方支配層の主張する自立主義(パルティルキュラリスム)と、ブルゴーニュ家の君主権力による中央国家の関係を明らかにしようと試みた。その際、題材として取り上げたのが、1477年のいわゆる「大特権」である。「大特権」は、ブルゴーニュ公家の女子相続人マリーの即位時に、低地の全国議会が請願書を提出し、それをマリーが承認・授与した文書である。この文書をめぐる比較的最近の諸研究から、報告者は、「大特権」が、全国議会に集まった各領邦の代表者たち、中でもフランドル人の意図の表明されたものではないかとの示唆を得た。そこで、「大特権」の成立過程と内容をフランドル人立場から検討することで、彼らの構想した「ブルゴーニュ国家」の在り方を検出しようとした。「大特権」の元となった全国議会の請願書が、フランドルの領邦請願書と平行して作成されたこともあり、全国議会の中で主導権を握っていたのはフランドル人であった。このフランドル領邦特権との関係から「大特権」の内容を分析すると、地方当局を基礎とする国制が浮き彫りになるが、同時に、大顧問会や全国議会に関する規定から、地方や領邦を越えた中央国家のまとまりが必要とされていることがわかる。最も強く自立主義を抱いていたといわれるフランドル人は、ブルゴーニュ家の支配が進展する中、領邦・地方の自立性と両立するような形で中央国家を構想したのである。
草資源から安心・安全な高機能良質牛肉を生産する次世代型牛の選抜育種マーカーの探索

草資源による良質な牛肉生産は一般に難しいと考えられている。反芻類家畜の栄養摂取機構ではルーメンでの微生物による粗飼料中の繊維性植物多糖の分解に時間を要する。濃厚飼料多給に比べ粗飼料の栄養吸収は緩慢で効率が悪い。しかし、わが国の環境問題や消費者への家畜を通じたBSE等伝染病流入の危険性を考えるとわが国の草資源による安心・安全な新奇牛肉生産システムの開発が急務である。このようなシステムの構築にはこれまでの輸入穀物飼料による飼養に適した牛を育種するのではなく、草資源からの栄養吸収に優れた、あるいは草嗜好性の高い牛を選抜育種していくことが必要不可欠である。放牧形態により飼養されている繁殖牛は、通常痩せているが、その中には草のみの飼養にもかかわらず、かなり肥満している個体も見られる。このような個体がどのような栄養生理的および産肉生理的な特徴を有しているのかを探ることは、草資源による牛肉生産システム開発のためには必要不可欠であり、非常に興味深いモデルである。本研究課題では、放牧により肥満する牛群と痩身牛群について、まず血液サンプルについてインスリン様成長因子、ストレスホルモン等の解析を行ったが、それらの牛群間に有意な差異は認められなかった。また、バイオプシー筋サンプルを用いて、脂肪細胞分化制御因子群の発現を解析したが、体格のよい個体で遺伝子発現レベルが高い傾向が認められた。現在、バイオプシー筋サンプルを用いて、産肉性に関する種々の遺伝子群の発現レベルを比較検討している。
位相幾何学の総合的研究

本研究は、京都でのICM'90の開催というわが国の数学にとって重要な時期に際し、25件のプロジェクト研究等を支援することにより多くの成果を挙げた。とくに、結び目理論と3次元多様体に関する研究は国際的にも評価されるものがある。森田茂之は曲面の写像類群をコホモロジ-論、組合せ群論、代数幾何的手法及び位相幾何学的手法を駆使して研究し、Casson不変量の新しい解釈とそれに基づく拡張及び様々な問題を提起し、写像類群と3次元多様体にまつわる非可換代数的位相幾何学とも呼ぶべき発展方向を示唆した。河野俊丈は、KーZ方程式のモノドロミ-表現がRー行列で書けることを示した。さらに、写像類群の射影表現を構成し、これにより3次元多様体の不変量をHeegaard分解を使って定義することにした。吉田朋好はFloerホモロジ-の定義にあらわれる相対Morse指数がある有限次元Symplectic幾何学のMaslov指数にほかならぬことを示し、多くの例に適用可能なFloerホモロジ-の計算のアルゴリズムを与えた。こうしたICM'90の時点でのベテランによる成果に続き、若手研究者の活躍が注目される。河野正晴と茂手木公彦による向きづけられた衛星結び目問題の解決、小林毅と西晴子によるHassーThompson予想の解決、安原晃によるMathieuの問題の否定的解決、高田敏恵によるVerlindeの等式の証明等が特筆すべき結果である。これらICM'90以後の若手研究者の活躍は、位相幾何学の総合的研究の成果を端的に象徴している。本年度は研究集会については,プロジェクト募集により12件,周辺領域の2件を支援し,京都でのICM`90を中心に,その準備,その周辺,その総括としてこれら研究集会で目覚しい成果が発表された。その中から,現在脚光を浴びる低次元多様体論に焦点を絞って報告する。森田茂之はICM`90の紹待講演「曲面の写像類群と3次元多様体」において,写像類群のコホモロジ-論,組合せ群論,代数幾何的手法と位相的手法をからめた総合的視点を提唱し,Casson不変量の新解釈とそれにもとずく拡張及び様々な問題を提起して,写像類群と3次元多様体にまつわる非可換代数的位相幾何学とも呼ぶべき発展方向を示唆した。ICM`90のDrinfeldの業績紹介やVarchenkoによるPlanary Talkで引用された「Kー2方程式のモノドロミ-表現はDrinfeldや神保によるRー行列で書ける」という河野俊丈の結果は,量子群を一般Lie群の対称の群と位置づける。河野俊丈はさらに写像類群から量子群への射影表現を構成し,これによりReshetikhinーTaraevの不変量を特別な場合として含む新しい3次元多様体の不変量を定義した。森田,河野の仕事は3次元多様体のHeegaard分解にかかわる基盤的理論として,今後この方面での研究を国際的にリ-ドするものである。Floerホモロジ-等のゲ-ジ理論から得られる不変量はそれ自体微分位相不変量であるが,解析的な方法でつくられているために位相的手法だけで計算することが困難であった。吉田朋好はFloerホモロジ-の定義にあらわれる相対Morse指数がある有限次元Symplectic幾何学のMaslov指数に他ならぬことを示し,一般的な多くの例に適用可能なFloerホモロジ-計算のアルゴリズムを与えた。この他に小島定吉の全測地的境界をもつ最小体積の3次元双曲的多様体の発見等,以相幾何学は総合的視野のもとで発展している。プロジェクト公募による13件の研究集会を実施した。ICM '90以後,位相幾何学において,結び目理論および3次元多様体論は最も注目された分野である。

この方面では,河野正晴・茂手木公彦による衛星結び目とそのコンパニオンの同型問題の解決,小林毅・西晴子による3次元多様体のHeegaard種数の特徴づけ(HassーThompson予想の解決),安原晃によるMathieuの問題の否定的解決等,本来の分野で重要な成果を挙げた。一方,量子群を用いた3次元多様体の不変量については,河野俊丈を中心に位相的量子場理論の数学的な定式化が進められ,たとえば,数学的には厳密に証明されていなかった。数理物理学におけるVerlindeの等式が,高田敏恵によって証明された。以上の研究の中心的推進者は殆んどが大学院生で,これに限らず20代の若手研究者の独創的成果がきわだっている。本研究の重要な目標である若手研究者の育成は期待以上の成果を挙げていると報告できる。前年度に引き続き,森田茂之,松本幸夫を中心とする曲面の諸相の位相的視点に基盤をおいた総合的研究はModuli空間のDeligneーMumfordのコンパクト化の位相的解明や,4次元多様体のエキゾチック構造の解明へと発展している。Floerホモロジ-については,吉田朋好,深谷賢治の精力的な仕事により,Floer以後の中心的位置にあるといえる。一般的位相幾何学の分野では,後藤達二によるG.Chogishvillの定理の反例の構成が注目される。同定理はDranishnikovによるコホモロジ-次元に関する一連の定理の中でのFullーvaluedressの定理に用いられたもので,その反例は衝激的である。位相幾何学の総合的研究は,現在,その本来の研究にとっても,また,他分野の発展にとっても不可欠になっている。
ヒドロキシプロピルセルロ-スコレステリック液晶構造の化学橋かけによる固定化

ヒドロキシプロピルセルロ-ス水溶液リオトロピック液晶にアルデヒド系化学橋架け剤を添加し、酸性触媒下で、液晶構造を保持した固体膜の調整を試みた。1グリオキザ-ル、pーホルムとアルデヒド、およびグルタアルデヒドを用いてキャスト法により固体膜を調整した。固体膜の水溶解試験及び円偏光二色分散測定(CD)を行なったところ、pーホルムアルデヒドは水に不溶であったが、他の系は60C、真空下で加熱処理してはじめて橋架けすること、及び、いずれの膜とも右巻きのコレステリックセンス液晶構造を保持していることを初めて明らかにした。CDの結果はピ-クの位置が橋架け、及び加熱処理により低波長側へシフトする事、すなはち、コレステリックピッチが減少する傾向に有る事を示唆した。2橋架け剤の添加量は9%以上になるとキャスト膜の表面の平滑さが悪くなり、また、加熱処理温度も70C以上になると膜の色が変化し熱分解が生じる事が明らかとなり、適切な橋架け条件があることを見いだした。3膜の膨潤(ゲル量)は橋架け剤添加量の増大及び加熱処理時間の増大とともに減少(増大)した。4膜の引張り特性は加熱処理により向上した。しかし、膜の損失弾性率は逆に加熱処理により減少した。グリオキザ-ルとグルタアルデヒドで比較すると、ヤング率はグルタアルデヒドの方が、しかし損失弾性率は逆にグリオキザ-ルの方が大であった。この様に、力学特性に対する橋架けの影響は必ずしも一致しなかった。5小角散乱撮影によると、橋架け及び未橋架け膜ともに十字型の散乱像を示し、橋架け剤の種類、添加量、及び加熱処理の内部構造に対する影響は明確でなかった。
生体遺伝子導入法によるマイクロＲＮＡ　ｌｅｔ－７の中枢神経系における機能解析

私たちは、網膜におけるlet-7の機能抑制によって、アマクリン細胞が形態異常を示すことを見出していた。しかし、アマクリン細胞におけるlet-7の機能を解析する上で、アマクリン細胞の発生や分化に関する知見が乏しいことが研究の障壁となっていた。そこで、アマクリン細胞の発生や分化に関わる転写因子の探索を行った。先行研究において確立した視細胞が運命転換しアマクリン細胞が増加する表現型を示すOtx2視細胞特異的欠損マウスを用いたマイクロアレイ解析(Omori et al., PLOS ONE, 2011)から、アマクリン細胞に高く発現すると思われる遺伝子群を抽出した。その結果、転写制御因子Prdm13がアマクリン細胞に高く発現していることを見出した。Prdm13抗体を作製し網膜における発現解析から、Prdm13は発生期及び成体網膜においてアマクリン細胞サブタイプ特異的に発現していることがわかった。Prdm13欠損マウスを作製及び解析したところ、Prdm13欠損マウス網膜においては、一部のGABA及びグリシン作動性のアマクリン細胞が減少していることが分かった。生体遺伝子導入法により、Prdm13を過剰発現させると、GABA及びグリシン作動性アマクリン細胞を優勢に誘導した。以上より、Prdm13は特定のアマクリン細胞サブタイプの分化に必要であることが明らかとなった。Prdm13欠損マウスにおいて、視覚機能テストを行った結果、Prdm13陽性細胞が視覚感度の調節に重要な役割を持っていることが示唆された。本研究から、アマクリン細胞の分化、神経回路形成及び視覚機能への寄与について新たな知見が得ることができた。Prdm13がアマクリン細胞の神経回路形成に関わることが明らかとなったため、Prdm13とlet-7の機能抑制により形態異常が見られたアマクリン細胞との関わりについて研究を進めていきたい。26年度が最終年度であるため、記入しない。マイクロRNA機能抑制技術であるマイクロRNAスポンジに着目し、中枢神経系に豊富に発現しているマイクロRNA let-7の生体遺伝子導入法により機能抑制することで、中枢神経系におけるlet-7の機能とそのメカニズムを明らかにすることを目的とした。中枢神経系モデルである網膜を用いてlet-7に対するマイクロRNAスポンジを導入しlet-7機能抑制実験を行った。その結果、ある種のアマクリン細胞の発生異常を見出した。他の網膜細胞におけるlet-7の機能解析を進めるため中枢神経系に高い導入効率を示すアデノ随伴ウイルス(AAV)による導入法に着目した。MVはキャプシドの違いから主に12種類の血清型が知られており、それぞれ標的細胞種が異なることが知られている。そこで、中枢神経系において感染することが知られていたMV1,2, 5,8, 9,10の7種類の血清型について、ユビキタスプロモーター下でmCherryを発現するAAVを作製し、網膜における感染パターン及び感染効率を定量的に調べた。その結果、AAV5は錐体視細胞にAAV10は水平細胞及び神経節細胞へ非常に効率よく導入できることが明らかとなった。生体エレクトロポレーション法ではこれらの細胞種への遺伝子導入が困難であることから、AAVを用いることでこれらの細胞種について遺伝子機能解析を行えることが考えられた。網膜におけるAAVによる遺伝子導入法が有効性を示すため、網膜変性モデルマウスであるCrx欠損マウスへCrxを発現するAAV5 (AAV5-Crx)を導入するレスキュー実験を行った。Crx欠損マウスで見られていた視細胞の変性、形態異常及び網膜機能異常がAAV5-Crxの導入により有意に回復することが明らかとなった。この結果は視細胞の発生異常を伴う比較的重篤な網膜変性症の遺伝子治療の実現可能性について重要な知見となるものである。

Prdm13がアマクリン細胞の神経回路形成に関わることが明らかとなったため、Prdm13とlet-7の機能抑制により形態異常が見られたアマクリン細胞との関わりについて研究を進めていきたい。26年度が最終年度であるため、記入しない。7種類のAAVの感染パターンを定量的に調べ、その有用性を明らかにしたことで、様々な網膜細胞種におけるlet-7の機能解析を進めるに必要な技術を確立することができたため。let-7スポンジを発現する血清型5及び10のAAVベクターを作製する。このAAVベクターを用いてlet-7の機能抑制をした網膜を用いて、免疫染色(抗S-opsin抗体、抗M-opsin抗体、抗Calbindin抗体、抗Brn3b抗体等)による組織学的に表現型の解析を進める。
保型形式に現れる数理構造の研究とその応用

保型形式に現れる数理構造の研究とその応用を主題とした本研究は、以下のような成果を得た。1最も典型的な不連続群SL_2(Z)の指数有限な部分群を小さい指数を与えてリストアップすることは、隣接分野への応用を含めて重要である。これに対して、Schreierのアルゴリズムを実行することによって、指数4以下の場合に結果を得た。(雑誌論文欄の最初のもの)この手法はその後、指数6以下まで結果が進んでいる。さらに、GL_2(Z)についての同様の結果を導くことになるが、本件急報国の後にまとめられることになる。その意味で、2つの方向への発展制のある手法を開発したことになる。2協力型Dynkin停止問題に対して、3通りの方法(スカラー化法、目標計画法、コア法)でパレート最適な停止時間及びその値の特徴付けを研究した。また、これらの結果をマルコフモデルに応用した。(雑誌論文欄の第2のもの)3停止時間の組に制約を課した協力型Dynkin停止問題に対して、スカラー化法によりパレート最適な停止時間及びその値の特徴付けを研究した。これは(2)の一般化である。(雑誌論文欄第3のもの)保型形式に現れる数理構造の研究とその応用を主題とした本研究は、以下のような成果を得た。(雑誌論文欄第3のもの)
活性異常分子-合成と反応制御

展望本総合研究(A)は環太平洋'95化学会議を目的としたもので、その3年間の成果はこの化学会議で発表し、大きな反響を得ることができた。この会議での主タイトルである異常活性分子の生成と反応では、環太平洋地域より84件(うち招待講演28件、ポスター講演56件)の発表がなされ、特に反応中間体や新規未知物質の安定な合成、さらにその物性に関する研究が多かった。この分野の将来に対する高い期待感がうかがうことができる。本総合研究の成果の中では、特に新しい検出法により、今迄とまったく異なった反応機構が報告され注目された。最近の有機化学の先端的な研究の中で、今迄まったく予想しなかった不安定な構造の化合物や宇宙空間でのみ知られている物質の合成や単離、確認などをが活発になされ、注目をあびた。活性異常分子は極限条件下、特に真空超高温、極低温マトリクス中での光化学反応により生成し、その挙動を検討した。特に二価活性種であるカルベン及びその金属類似体の反応性が解明された。安藤、時任らは多くの基本化学種の炭素骨格の一部をケイ素原子で置き換えた新規な反応性二価有機ケイ素を用い、種々のヘテロ原子との反応により新しいタイプのケイ素不飽和化合物を生成し、その性質を明らかにした。この化学は将来の合成化学や材料化学への多大な貢献すると考えれる。富岡氏はこれまで不安定であった炭素の二価原子を安定に単離することに成功した。炭素と同族のケイ素やゲルマニウム、スズでは、安定に二価化学種が存在することがしばしば知られているが、炭素では初めての例として注目される。一方、機能性が期待されるフラーレン化合物を用い、ケイ素でより官能基化することに成功した。この反応は光反応により、ケイ素のフラーレンへの効率よい付加反応が進む。本研究は歪み、電荷、原子価、π-共役等により異常な性質を発現する活性分子の合成と反応について理解することを目的とする。本年度は研究分担者を次の3つのグループに分け、それぞれのグループ内で緊密な連係の基に研究を進めた。夏に開催した全体会議の場を活用して、各グループ間の情報交換や共同研究の打ち合わせを行なった。特に基礎研究と応用研究の成果をお互いによく情報交換し効率の良い研究を推進した。(1)新しい異常原子価反応活性種の創出と新規反応性の開拓(井畑、伊輿田、奥、杉森、富岡、長尾、村橋、吉良、宮下)(2)高歪み化合物の合成とその化学的挙動(安藤、西田、松本、永瀬、赤阪、高橋)(3)異常な電荷やπ-共役系を有する分子の合成と機能性材料合成の応用(石川、小倉、小田、沢木、鈴木、宮仕)。活性異常分子の合成法の一つとしてカルベン、シリレン、ゲルミレン等の原子価欠損型活性種を発生させて用いた。さらに、高歪化合物を速度論的に安定化させ単離することを試み、その化学的挙動の検討により結合そのものに関する新しい情報を得た。また、ラジカルイオン種等異常な電荷を有する新規活性種合成やヘテロ原子の特性を利用した新しいπ-共役系の構築を行い機能性有機材料合成への応用を目指した新規反応の開発研究に着手した。本研究対象となる活性異常分子は有機化学の理論、構造、反応の各分野にまたがって広く興味と感心を集めている化合物であり、各分野の第一線の研究者を集めた本研究によって得られる成果は世界に大きなインパクトを与えることが期待され、実際、着実に実績を上げつつある。

本研究は、歪み、電荷、原子価、π-共役等により異常な性質を発現する活性分子の合成安定化と反応について研究することを目的とする。本年度は研究分担者を次の3つのグループに分け、各々のグループ内での緊密な連係の基に研究を進めた。12月箱根で開催した全体会議において、各グループ間の情報交換や共同研究の打ち合わせを行なった。特に基礎研究と応用研究の成果をお互いに良く情報交換し、効率の良い研究を推進した。(1)新しい異常原子価反応活性種の創出と新規反応性の開拓、(2)高歪化合物の合成とその化学的挙動(3)異常な電荷やπ-共役系を有する分子の合成と機能性材料合成の応用。本研究は既に班員各自が各々の専門分野で発展させてきた研究テーマを継続しながら新たに班員間の共同研究を推進する。さらに、得られた研究成果を基に、理論、合成、反応等の各分野の研究者が一致協力して研究を推進すれば、著しい発展が期待できるテーマを選んで重点的に研究を進め、萌芽的な新たな可能性についても合わせて検討した。本研究対象である活性異常分子は高歪みや反芳香族性、原子価欠損等の化合物であり、有機化学の理論、構造、反応の各分野にまたがって広く興味と関心を集めており、各分野の第一線の研究者達を集めた本研究によって得られた成果は世界に大きなインパクトを与えた。本年度は総合研究(A)の最終年度として今迄の研究成果を総括整理すると共に、その一部を環太平洋化学会議に発表した。班員は今後とも活性異常分子に関する研究を中心として、新しいテーマを育成することとする。特に環太平洋化学会議での国際的討論により、その研究は国際協力による研究へと発展する基盤作りができたといえる。その一部は平成8年8月に物理有機化学国際会議の筑波会議が筑波大学で予定されている。特に井畑、伊與田、奥、杉森、富岡、長尾、村橋、吉良、古川らは新しい反応活性種の創出とその新規反応に大きな成果が見られた。また安藤、松本、赤阪、時任、永瀬、石川、小倉、小田、沢木、辻、鈴木、宮仕、関口らは新しい機能物質を用いて、その活性化に成功した。
セレナメタラサイクルの創製と新合成反応への展開

(1)ジセレニド(TripSeSeTrip)およびセレノール(TripSeOH)とPt(PPh_3)_2(C_2H_4)の反応TripSeSeTripとPt(PPh_3)_2(C_2H_4)の反応を行ったところ,対応するセレナプラチナサイクルとともに,ヒドリド錯体が生成した。この反応について詳細に検討したところ,中間に生成したセレノールがPt(PPh_3)_2(C_2H_4)と反応しヒドリド錯体を与えることがわかった。興味深いことに,ヒドリド錯体をHBF_4で処理するか,トルエン還流下で加熱することでセレナメタラサイクルが生成することを見出した。(2)セレン原子上の置換基の効果9-アントラセニルジセレニドとPt(PPh_3)_2(C_2H_4)の反応を検討したが,セレナプラチナサイクルは得られなかった。次に9-トリプチシル基と同様の二環式骨格をもつヘキサヒドロフラノアントラセニル基について検討した。そのジセレニドと白金(0)錯体との反応により,低収率ながら目的のセレナプラチナサイクルが2つの立体異性体混合物として得られた。対応するセレノールと白金(0)錯体の反応ではヒドリド錯体が高収率で得られ,これをトルエン還流下で加熱すると,低収率ながらセレナプラチナサイクルが生成した。(3)金属およびリン配位子の効果金属として白金に代えてパラジウム,金属配位子としてPPh_3の他にdppeおよびdppfを検討し,対応するヒドリド錯体およびセレナプラチナサイクルを得ることができた。(4)セレナプラチナサイクルとアルキン類の反応ヒドリド錯体とDMADおよびプロピオール酸メチルとの反応ではそれぞれ対応するシン付加体が得られた。また,セレナプラチナサイクルとDMADとの反応では対応する付加体を得ることに成功した。
コンディショニング効果による音響外傷防御機構の解明と予防法の確立

本年度は、昨年度に引き続いてコンディショニング効果、及び強大音曝露後の経時的な複合活動電位(CAP)、耳音響放射(DPOAE)変化の測定をもとにした電気生理学的解析と機能的解析、組織学的解析をより詳細に行った。熱ストレス(41.5度15分間)および、音(89dBSPL15分間)のコンディショニング前後でCAP閾値およびDPOAEの入出力曲線をコンディショニング前後で測定してみると、コンディショニングによりCAP閾値には変化がないが、DPOAEの入出力曲線は熱ストレスを与えた直後にのみ増大していることがわかった。この現象は、モルモットにおいても同様で、コンディショニング効果には個体差があるが、コンディショニング効果の大きかった動物ほどDPOAEの入出力曲線が大きい傾向があることがわかった。ファロイジン染色にてもコンディショニング後に有毛細胞膜のアクチンの増加が認められた。DPOAEは外有毛細胞の伸縮能、内耳の非線形性によって生じることが知られている。そこでさらに有毛細胞を単離し、原子間力顕微鏡を用いて膜の剛性を測定することを考えた。マウスの有毛細胞の単離はモルモットに比して支持細胞との結合が強く困難であったが、単離方法、溶液条件、原子間力顕微鏡のセッティングを工夫することによって測定に成功した。さらなる様々なコンディショニング機序に関与する膜剛性変化の解析への手技方法を確立した。本年度は、コンディショニング効果、及び強大音曝露後の鋭敏、かつ正確な聴覚生理学的解析のための測定機材のセットアップをまず行った。本研究の聴覚生理学的解析には経時的な複合活動電位(CAP)、耳音響放射(DPOAE)変化の測定が必要である。実験に用いるマウスのCAP及びDPOAEの反応はモルモット、ラットと比して小さく、鋭敏な測定システムが必須であった。申請時は記録解析システムとしてTucker-Davis Technologiesの聴性脳幹反応(ABR)測定装置の改良使用を考えていたが、National instrumentsのLabViewプログラム及びA-D, D-Aボードシステムの使用に加えて自作のプログラムを作成することにより、新たなデジタルシステムの聴覚機能測定装置をセットアップした。従来のTucker-Davis Technologies製の測定装置ではマニュアルで刺激音圧、周波数を変えており、長時間の測定ではマウスの全身状態が変わり測定結果の解釈が難しいという問題があった。この自作の測定装置により、およそ約半分の時間で繰り返し5.0から32kHzのCAP閾値及びDPOAEの反応を測定することができるようになり測定結果の精度を向上させることができた。実際の測定により、CAP閾値およびDPOAEの入出力曲線をコンディショニング前後で測定してみると、コンディショニングによりCAP閾値には変化がないが、DPOAEの入出力曲線には増大していることがわかった。
小学生の運動習慣形成を目的とした家庭用運動支援ロボットの有用性検討

小学生40名(平均年齢9.6歳±標準偏差0.6歳)の対象者は、ロボット体操群(19名)と対照群(21名)に割り付けられた。介入期間(4週間)を通して、体操を模擬する動作プログラムを搭載したロボットと一緒に体操を行ったロボット体操群は、CDの音声を聞きながら体操を実施した対照群に比べて、体操習慣者(介入期間中8日以上体操実施している者)の割合が明らかに多かった。近年,わが国においては,生活の利便化などにより,子どもの日常生活における身体活動量が減少傾向にある.子どもの身体活動量を増加させるための働きかけを行う場所としては,学校のみでなく,子どもに及ぼす影響が大きいとされる家庭でのアプローチが重要な役割を果たすと考えられる.しかしながら,保護者のみでその役割を果たすことは大きな負担であり,これらの役割を支援するプログラムの開発が必要である.そこで本研究では,運動習慣を形成させるツールとして家庭用ロボットを活用したプログラムを開発することとした.平成23年度の研究において我々は,ロボットを活用した体操および英単語学習プログラムを開発し,14日間の介入研究を行った.その結果,ロボットの存在および英語への関心などの効果により高い体操実施率がみられた.しかしながら,介入期間が14日間と短かったため,これらの効果を明確にすることはできなかった.そこで平成24年度の研究では,介入期間を28日間に延長し,前年度のプログラムをベースとして体操への飽きを抑制するためのツールを追加した新たなプログラムを考案し,そのプログラムが対象者である子どもの運動意欲の高まりや体操習慣形成に及ぼす影響について検討した.その結果,ロボットの存在および英語への関心などの効果により28日間80%以上の高い体操実施率がみられた.体操実施に対する動機づけにつながった要因として,ロボットへの愛着,体操しながらの英単語の学習,および家族の励ましなどの要因が絡み合うことで,相乗効果として作用したものと考えられる.このことは本研究で用いた「ロボット体操スクール」プログラムが体操習慣の形成を支援するためのツールとして活用できる可能性を示唆した.【背景・目的】子どもの身体活動量を増加させるには、保護者からのサポートが重要であるが、同時に保護者に過度の負担を与える可能性がある。そこで、我々はこの負担を代替するためにロボットの利用を提案する。平成23、24年度において、我々はロボットを利用した体操プログラムによる介入研究を実施したが、これらは前後比較研究であったため、明確な結論を出すには至らなかった。そこで平成25年度の研究では、ロボットを用いない対照群を設定し、体操実施状況をロボット介入群と比較することで、ロボットの利用が体操習慣形成に及ぼす影響について検討することを目的とした。【方法】対象者は、名古屋市昭和区および瑞穂区の子ども会に属する小学35年生男女40名であった。対象者には生き物の動きを模擬した20種類の体操を毎日3種類、連続28日間実施するように指示した。また、対象者は体操を実施しながら生き物の名前を英語で聞いて、音読した。昭和区の対象者は体操ロボット(ヴイストン株式会社製)を用いたロボット介入群とした。一方、瑞穂区の対象者はロボットを用いない非ロボット介入群とし、ロボットの替わりにCDプレーヤーの音声のみを使用した。対象者は毎日の体操実施状況を記録した。【結果】両群間で体操習慣者(28日中8回以上実施)と非体操習慣者の割合を比較した結果、ロボット介入群の体操習慣者の割合が非ロボット介入群に比べて有意に高くなった。【考察】ロボット介入群では、体操や英語に対する興味、家族のサポートに加えて体操ロボットへの愛着が生じたことによって、体操実施に対する動機づけが高まったと考えられた。一方、非ロボット介入群は体操ロボットによる動機づけが無く、飽きが生じやすくなったと推察された。【結論】本研究の体操ロボットを用いた家庭における体操プログラムが子どもの体操習慣形成を支援するためのツールとして活用できる可能性を示唆した。本研究の目的は,家庭用体操ロボットを用い,保護者の観察・評価を含めた14日間の「ロボット体操スクール」プログラムを開発し,そのプログラムが対象者である子どもの運動意欲の高まりや体操習慣形成に及ぼす影響について検討することとした.対象者は,名古屋市昭和区の子ども会の協力を得て,小学35年生17名とした.対象者は,英単語を学習しながら体力向上をめざした体操を,ロボットの動きを見ながら14日間自宅で毎日行なった.ロボットはヴイストン社製のRobovie-Xを使用し,サイズは高さ343×幅180×奥行き73mmで,重量は1.3kgとした.対象者は毎日の体操の実施状況を体操日記に記録した.