hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
予測性適応制御を実現する小脳神経回路網の機能理解と実機制御への応用

金魚において示されている従来の知見の再現・確認に加え,新たな予測性適応制御行動を見出すことができたため.また,当初の予想通り,これらの予測性適応制御行動が小脳に依存することも実証されたため.さらに,当初の計画通り,神経細胞活動レベルの研究においても,この予測性行動に深く関与すると考えられる小脳Purkinje細胞の行動獲得前・中・後の細胞外単一細胞活動記録に成功し,その性質の概要が明らかになったため.本研究の目的は,我々の脳で実現される予測性適応運動制御の神経機構を理解し,それを工学的に実現して,ロボットや医療機器等の実機制御に応用することにある.本研究では,次の4つのレベルの研究を進め,この目的の達成を目指す:1)行動,2)神経細胞活動,3)神経ネットワーク,4)工学応用1)では,金魚を用いた視運動性眼球運動(OKR)周期同調実験を実施する.OKRの周期同調は1997年にMash & Bakerにより報告された予測性眼球運動であり,関連する神経経路の理解度の高さや現象の定量化しやすさなどから,予測性運動制御の神経機構を探る上での好例と考えられる.2)では,金魚の周期同調学習前・中・後の小脳神経細胞活動を計測する.3)では,小脳神経回路を陽に記述したOKRモデルの構築と,周期同調学習シミュレーション解析を行う.4)では,小脳の数理モデルを実時間動作可能なように簡略化し,予測性適応制御コントローラとしての応用可能性を明らかにする.本プロジェクト2年目の平成29年度は,主に上記研究レベルにおける3)の研究を進めた,初年度に得られた行動と神経電位計測データを再現可能な数理モデルの構築と,シミュレーション条件(周期同調学習に必要な誤差信号,シナプス可塑性部位,学習則)を決定し,種々の条件下における計算機シミュレーションを実施した.また,研究遂行過程で得られたモデル解析に基づく予測の確認のため,適宜初年度と同様の行動・神経電位計測実験を実施した.特に,小脳の他,眼球運動速度蓄積機構(VSM)と呼ばれる脳内メカニズムが予測性眼球運動の獲得に重要な役割を果たすことが示唆・予測されたため,VSMと予測性OKRの関係を探るための実験も実施した.同時に,初年度の行動と神経細胞活動レベルの研究成果をまとめ,学術論文として執筆し,科学雑誌への投稿準備を終えている.上記4レベルの研究遂行手順のうち,初年度に1)行動レベルと2)神経細胞活動レベル,2年目の昨年度は3)神経ネットワークレベルの研究を重点的に進める計画であったが,ほぼその計画通りに進行している.1)と2)の動物実験は,本研究プロジェクトの根幹をなすことから,初年度・昨年度に引続き,今年度以降も標本数を増やすことを主目的にコンスタントに実施するが,その中で予想外の興味深い結果も得られ始めている.また,本研究プロジェクトに関連した新たな国際共同研究(米国University of Washington)も開始できたため,実験動物の対象範囲を拡大し,動物種間の比較と神経ネットワークレベルのモデル化も新たに進めている.これらの点を踏まえ,「おおむね順調に進展している」状況ながら,当初の計画以外に進展している要素も生まれている.本研究の目的は,我々の脳で実現される予測性適応運動制御の神経機構を理解し,それを工学的に実現して,ロボットや医療機器等の実機制御に応用することにある.本研究では,次の4つのレベルの研究を進め,この目的の達成を目指す:1)行動,2)神経細胞活動,3)神経ネットワーク,
超音速ジェット法によるアザ置換核酸塩基の励起状態

通常核酸塩基は紫外波長領域に吸収帯を持ち、光吸収によって生成した電子励起状態は非常に速い熱的な失活、すなわち内部変換によって基底状態に戻ることが知られている。我々は、チオおよびアザ置換核酸塩基の励起状態について詳細に検討を行った結果、通常核酸塩基とは非常に異なる緩和過程を有していることを明らかにした。チオ置換核酸塩基は、通常核酸塩基と比べて極めて長波長側(UVA領域)に強いππ*励起状態による吸収帯をもち、高速で励起三重項状態へ項間交差していることが明らかとなった。一方、アザ置換核酸塩基の励起状態は、その電子状態によって緩和過程が大きく異なることも明らかとなった。つまり、nπ*状態が緩和過程に重要な電子状態であった。そこで、超音速ジェット分光装置を新規に作成し、置換核酸塩基の構造および電子状態を詳細に調べることを目的とした。試料である置換核酸塩基は蒸気圧が極めて低いので、200°Cまで昇温できるポリイミド製の試料噴射装置を設計、製作した。まず、スペクトルが既知のアニソールを用いて、1-colorおよび2-color RE2PIスペクトルを測定し、装置の動作確認を行った。本研究で用いる置換核酸塩基は、比較的高いイオン化ポテンシャルをもつことが予想され、2-colorによる1+1'または1+2'イオン化が必要となる。そこで、2台のレーザー光の波長を掃引し、イオン化の閾値の測定を試みた。また、量子化学計算による検討も行った。これらの結果は、高次系における分子の協奏的挙動を考える上で重要な情報であると思われる。通常の核酸塩基は紫外光領域に吸収帯を持ち、光吸収によって生成した電子的励起状態は非常に速い熱的な失活、すなわち内部変換によって基底状態に戻ることが知られている。これは、DNA/RNA核酸塩基の自己防御機構と呼ばれている。これまで、チオおよびアザ置換核酸塩基の励起状態について詳細に検討を行ってきた結果、通常核酸塩基とは非常に異なる緩和過程を有していることが明らかとなった。チオ置換核酸塩基である4-チオチミジンは、通常核酸塩基と比べて極めて長波長側(UVA領域)に強いππ*励起状態による吸収帯が観測された。フェムト・ピコ秒過渡吸収法、ナノ秒過渡吸収法、時間分解熱レンズ法を用いて、チオチミジンは15psで励起三重項状態へ緩和していることが明らかとなった。つまり、nπ*が緩和過程に重要なドアウェイ状態になっていると考えられる。そこで、置換核酸塩基の構造および電子状態を詳細に調べるための超音速ジェット分光装置の組み上げを行うこととした。試料である置換核酸塩基は蒸気圧が極めて低いので、これを気化させるため200°Cまで昇温できる試料噴射装置の開発が必要である。そこで、高温に耐え、かつ試料との反応性が低いポリイミド製のパルスノズルを設計、製作した。それに伴い、飛行時間型質量分析装置を組み合わせた多光子イオン化スペクトル測定装置を新規に製作し、動作確認を行った。
重度知的障害を持つ高齢者の運動機能障害の実態

今回知的障害を持つ成人に対し,可能な限り知的機能を排した“運動"レベルにおける運動機能調査を実施した.結果,“運動"レベルにおいても知的障害者の運動機能は加齢に伴い多くの問題を有する可能性が示唆された.この中で手のフォーム異常は40-50歳代が転機となって悪化していることが多く,これは知的障害者のADL等に焦点を当てた多くの加齢研究と時期が一致する.また,フォーム異常が重度な方の中には筋の欠損が疑われる例もあった.このように多くの知的障害者が運動機能においても多様な問題を有しており,知的機能偏重ではなく運動機能についても考慮したケア方法の確立が急務であると考えられた.25年度は知的障害高齢者の中で手の変形が著明な方を4名ピックアップし,その方々上肢機能について筋電図学的検討・運動学的検討を行った.具体的にはリーチー把握動作時の手関節に関与する筋活動と運動の検討を実施した.従命が不可能な重度の知的障害者を対象としているため,実験は困難を極め,何度もフィールド調査をしながらその方法論を確立しているところである.その中で興味深い発見もいくつかあった.現在分析を進めている途中であり詳細は今後の分析の中で行うが,知的障害高齢者の筋出力では,筋の破格が疑われる症例や,拮抗筋の同時収縮を多用しながら手関節のコントロールを行うという非常に非効率的な筋の運動パターン等が散見された.一定の傾向を見出すことは困難かもしれないが,今後も症例数を増やしていく中で知的障害者の筋出力のパターンのバリエーションについて明らかにできればと考えている.次に24年度に実施した70名程度を対象とした手の変形(フォーム異常)の有無に関する横断的な調査であるが,当初の仮説通り,知的障害者は加齢により手のフォーム異常を有する割合が増え,特に50歳代以降では8割前後の方が手のフォーム異常を有するという結果となった.そして,この手のフォーム異常はバリエーションが多いものの,加齢が原因とは考えにくい異常が多かったのも大きな特徴である.本研究成果については第16回世界作業療法連盟大会にて発表を行う予定となっている.知的障害者の移動能力についても調査を行い,加齢により移動能力は低下すること,移動介助される原因が若年時には「危険行為からの回避」が主であるのに対し,高齢者では身体機能に起因する原因が多数を占め,その中で上述同様,加齢では説明がつかない運動麻痺等が原因になっていることも多いということがわかった.本研究成果は日本リハビリテーション連携科学学会第15回大会で報告した.今回知的障害を持つ成人に対し,可能な限り知的機能を排した“運動"レベルにおける運動機能調査を実施した.結果,“運動"レベルにおいても知的障害者の運動機能は加齢に伴い多くの問題を有する可能性が示唆された.この中で手のフォーム異常は40-50歳代が転機となって悪化していることが多く,これは知的障害者のADL等に焦点を当てた多くの加齢研究と時期が一致する.また,フォーム異常が重度な方の中には筋の欠損が疑われる例もあった.このように多くの知的障害者が運動機能においても多様な問題を有しており,知的機能偏重ではなく運動機能についても考慮したケア方法の確立が急務であると考えられた.24年度は四肢の運動機能の調査を主として行う計画であり,具体的には四肢の構造等に関する異常の調査,種々運動学的測定機器を用いた運動機能調査を実施する予定であった.四肢の構造等に関する調査については,24年度中に重度知的障害を持つ成人の方70名を対象にフィールド調査を実施し,手関節と手指の変形の有無,前腕最大周径・前腕最小周径の計測,手関節に関する筋の筋緊張の検査,および,手の運動障害がある場合の日常生活に及ぼす影響について調査を行った.現在データ処理中であるが,知的障害を持つ成人の中で手の運動障害を持つ人は半数以上であり,それが加齢に伴い増加する傾向にあることが明らかとなった.本結果については作業療法の世界学会に演題応募をしており,また,内容について論文作成に取り掛かっているところである.四肢の運動機能調査については,ワイヤレス筋電計測装置と動作解析ソフトを購入し,現在予備実験を行っているところである.重度の知的障害がある方を対象としているため,機器の破損や本人にできる限りストレスをかけないよう工夫をしている.本実験に関しても24年度中に実験を行う予定であったが,昨年夏に発売予定のワイヤレス筋電計測装置の開発が遅れ納入時期が大きくずれ込んでしまったこと,そして,調査実施予定日に調査実施予定施設で感染症が拡大してしまい,中止を余儀なくされてしまったこと等により,予定がずれ込んでいる.25年度早々には運動学的実験ができるよう現在予備実験含め,予定を調整中である.本研究の目的は,知的障害者の四肢運動機能が加齢によりどのような退行変化するのかをリハビリテーション的立場から明らかにすることであり,以下の調査を実施した.最初に手の運動機能と年齢との関係を調査した.手の運動機能については「フォーム異常」を指標としたが,現在までの知的障害者の運動機能研究は実験課題から認知的要素を排除せずに行っているため,認知機能の影響を強く受ける.今回我々が行った手の「フォーム異常」については,認知面の影響を受けずに知的障害者の純粋な運動機能を評価した数少ない研究であるといえる.結果,手のフォーム異常は20ー40歳代で約50%前後の方が,50歳代以降では80%前後の方が手の何らかの異常を有するということが明らかとなった.

そして,重度のフォーム異常を有する方数名に表面筋電図による運動検査を行ったところ,筋の破格(欠損)が疑われる事例があった.他にも診断名がないにも関わらず,麻痺様の症状を有している方が比較的多くみられたが,いずれもそれに見合う診断を有していなかった.このように手の運動機能には加齢以外にも,先天的な運動器の異常や後天的な神経疾患への罹患等も影響を与えている可能性が示唆された.また,移動能力についても手の機能と同様に加齢につれて身体的な介護依存度が増し移動能力が低下していくことが明らかとなった.以上より,知的障害を持つ高齢者に対しては運動機能低下が起こり得ることを念頭に置いたケアやリハビリテーションを考慮する必要があると言える.最後に,これら運動機能低下がどのような経過を辿るのかを明らかにすることを目的に現在ダウン症者の生育歴のデータ解析を進めているところである.26年度は上記ダウン症者の情報収集・解析を行うとともに,世界作業療法連盟大会での成果発表,27年度開催予定のアジア環太平洋作業療法学会に向けての発表準備,科学雑誌への論文投稿を行った.リハビリテーション概ね行うべき調査は実施し,学会での発表も25年度中に1度行い,26年度6月の学会でも発表することが決まっており,この点に関しては順調に進んでいる.知的障害者の縦断研究のみ未実施となっているが,施設に保管されている記録を拝見したところ,調査を行うには不十分な点が多いものであった.そのため,今回は縦断調査は実施できないものと判断し,これについてのまとめは行わない.その代わりに運動学的調査のデータ数を増やすことができればと考えている.このような状況から行うべき調査はほぼ終了しているので「おおむね順調」とした.運動学的検査において24年度実施予定であったが,実施できていない.理由は購入予定製品の開発が遅れ納品が大幅に遅れたこと,そして調査予定日に調査予定施設においてインフルエンザが発生してしまい,調査が実施できなかったことが大きな要因である.形態計測については順調に進行している.現在までに手のフォーム異常の横断的調査,上肢機能の運動学的調査,移動能力の調査が終了し,あとは論文投稿や学会発表の準備の段階となっている.知的障害者の運動機能の縦断調査がまだ未実施であるが,施設に保管されている記録を確認したところ不十分な点が多く,十分な解析には至らないと思われる.そこでこの縦断調査は今回は行わないこととする.また,上肢機能の筋電図学的検討においてはさまざまなバリエーションがあることが予測され,色々な動作パターンや被験者数を増やす等の対応が必要と思われる.今回,何度か調査を実施する中で方法論が確立され,施設職員の協力も得られやすい状況になっている.そのため,分析に要する時間等考慮しながら,筋電図学的分析を可能な限りデータを増やしたいと考えている.25年度は運動学的調査を9月いっぱいまでに実験が終了する計画で引き続いて行う.その際,データ処理やデータ収集を円滑に行うためにリハビリテーションの専門家数名に調査協力をいただく予定である.調査実施施設は24年度に調査を行った施設と同一であり,施設側からの承諾は得ている.
前漢書平話前集・後集の復元を通して見た全相平話

本研究は、内閣文庫に所蔵され、上図下文の形式により、元の至治年間に福建の書肆虞氏から出版されたと推定される、一般に「全相平話五種」と称される一連のテキストのうち、『前漢書平話続集』上中下三巻をとりあげ、これと、その後裔とみなせ、やはり上図下文の形式により福建の書肆から刊行された、ともに明の万暦刊本が名古屋の蓬左文庫に蔵される、『両漢開国中興伝誌』ならびに『全漢志伝』を比較対照させ、「全相平話」から「伝誌」・「志伝」への変遷の過程を明らかにし、併せて、現在は失われた、「続集」に先立つ『前漢書平話』の「前・後集」部分と、「続集」に続くと推定される「別集」、さらには『全相平話後漢書』のあらましを明らかにすることを目的としている。上記目的を達成するため、まずに『前漢書平話続集』上中下三巻とこれに対応する『両漢開国中興伝誌』ならびに『全漢志伝』を対照させ、三者を一覧できる輯校本を作成し、まずその上巻部分を試行本として発表した。その後、上中下三巻全体につき輯校本を作成し、これを冊子の形式で公表した。輯校本作成の手順は下記の通りである。(1)者の木版影印本をスキャナーでパソコンに取り込み、データベースを作成した。ただし、すべて漢字の文献であり、なおかつ通俗文学作品には普遍的に存在する多数の俗字の問題があり、日本国内で作成されたソフトを使用しても解読率があがらないことが予想されたため、データベースの作成については中国の業者に依頼することにした。(2)うして作成したデータベースであったが、資料が原本をそのまま写真撮影したものであったため、本ののどにあたる部分が十分判読できず、その部分の解読率が上がらなかったため、自ら名古屋の蓬左文庫におもむき、原本により目睹調査し、自身入力することが必要となった。(3)うして解読率を上げたデータベース三種を同一のページに対照してならべ、三者それぞれに筆者において句読点を加えるとともに、原本の誤字脱字、通仮字等につき厳密な校正を加えた。(4)これを当時非常勤講師をしていた東大中文の大学院の授業のテキストとして使用し、院生諸君と解読を行い、その精度を上げることに努めるとともに、三者の対応関係についての認識を深めた。かくして、『前漢書平話続集』から『両漢開国中興伝誌』、『前漢書平話続集』から『全漢志伝』への改変の傾向、ならびに『全漢志伝』と『両漢開国中興伝誌』の相違のよってきたるゆえんを考察し、両者が『前漢書平話続集』を祖とする親子の関係にはなく、兄弟、あるいはいとこの関係にあることを明らかにすることができた。さらに、もうひとつの目的であった、続集に先行ないし引き続く部分の「全相平話」の様相についても、対応する『両漢開国中興伝誌』と『全漢志伝』の分量、ならびに両者の改変の傾向に照らし、先行する部分については、これまで斯界のおおかたの共通認識であった正集一集(正続の二集)ではなく、『前漢書平話前・後集』二集分であった蓋然性が高いことを明らかにした(前後続の三集)。また、現存する両者の万暦刊本を書誌学の立場から厳密に検討し、両者それぞれについて、現存の形で出版されるに至るまでに経た複数の出版の経緯につき、具体的に論証した。筆者の本研究とほぼ同時に、信州大学の氏岡真士氏が、海外に遺留している漢籍の調査において発見された、スペインのエスコリアル修道院所蔵の『漢書故事大全』による研究を発表された。『漢書故事大全』は残本であり、そのごく一部が現存しているにすぎないが、その現存している後漢部分を『両漢開国中興伝誌』・『全漢志伝』の対応する部分と対照させると、三者が極めて類似しており、共通の祖本があったことが強く推定された。筆者はそれこそがかつて存在したはずの『全相平話後漢書』ではないかと考え、この作業仮説の正否を検証する作業にとりかかった。作業は先の『前漢書平話続集』と『両漢開国中興伝誌』・『全漢志伝』の輯校本作成と同様に進められた。すなわち、『両漢開国中興伝誌』・『全漢志伝』の後漢部分のデータベースを作成し、この対応する部分と『漢書故事大全』の残存部分を対照させ、同一ページに一覧できる輯校本とし、それに句読・校正などを加えたテキストを作成した。この輯校本作成の過程とその間の考察を通じ、先に推定した祖本は確かに存在しており、なおかつそれは『全相平話後漢書』とみなしてさしつかえない性格の文献であって、上記三文献はいずれもそれをそれぞれの方針により改変した作品である可能性が高いことを確認した。最後に『前漢書平話続集』に対応する部分に先立つ『両漢開国中興伝誌』・『全漢志伝』のデータベースを作成し、これを並べた輯校本とし、これまでに得た両者の『前漢書平話続集』からの改変傾向に照らし、ありうべき『前漢書平話前・後集』の復元を同一ページに試みた。

だが、苦心惨憺の復元作業の結果、個々のエピソードについては高い蓋然性で『前漢書平話前後集』における存否を指摘することは可能と判明したが、テキストそのものについては、おおかたの要求を満足させるレベルでの復元は困難なことがわかった。また続集に続く「別集」についても、その存否につき確言することは難しいことがわかった。本研究は、内閣文庫に所蔵され、上図下文の形式により、元の至治年間に福建の書肆虞氏から出版されたと推定される、一般に「全相平話五種」と称される一連のテキストのうち、『前漢書平話続集』上中下三巻をとりあげ、これと、その後裔とみなせ、やはり上図下文の形式により福建の書肆から刊行された、ともに明の万暦刊本が名古屋の蓬左文庫に蔵される、『両漢開国中興伝誌』ならびに『全漢志伝』を比較対照させ、「全相平話」から「伝誌」・「志伝」への変遷の過程を明らかにし、併せて、現在は失われた、「続集」に先立つ『前漢書平話』の「前・後集」部分と、「続集」に続くと推定される「別集」、さらには『全相平話後漢書』のあらましを明らかにすることを目的としている。上記目的を達成するため、まずに『前漢書平話続集』上中下三巻とこれに対応する『両漢開国中興伝誌』ならびに『全漢志伝』を対照させ、三者を一覧できる輯校本を作成し、まずその上巻部分を試行本として発表した。その後、上中下三巻全体につき輯校本を作成し、これを冊子の形式で公表した。輯校本作成の手順は下記の通りである。(1)者の木版影印本をスキャナーでパソコンに取り込み、データベースを作成した。ただし、すべて漢字の文献であり、なおかつ通俗文学作品には普遍的に存在する多数の俗字の問題があり、日本国内で作成されたソフトを使用しても解読率があがらないことが予想されたため、データベースの作成については中国の業者に依頼することにした。(2)うして作成したデータベースであったが、資料が原本をそのまま写真撮影したものであったため、本ののどにあたる部分が十分判読できず、その部分の解読率が上がらなかったため、自ら名古屋の蓬左文庫におもむき、原本により目睹調査し、自身入力することが必要となった。(3)うして解読率を上げたデータベース三種を同一のページに対照してならべ、三者それぞれに筆者において句読点を加えるとともに、原本の誤字脱字、通仮字等につき厳密な校正を加えた。(4)これを当時非常勤講師をしていた東大中文の大学院の授業のテキストとして使用し、院生諸君と解読を行い、その精度を上げることに努めるとともに、三者の対応関係についての認識を深めた。かくして、『前漢書平話続集』から『両漢開国中興伝誌』、『前漢書平話続集』から『全漢志伝』への改変の傾向、ならびに『全漢志伝』と『両漢開国中興伝誌』の相違のよってきたるゆえんを考察し、両者が『前漢書平話続集』を祖とする親子の関係にはなく、兄弟、あるいはいとこの関係にあることを明らかにすることができた。さらに、もうひとつの目的であった、続集に先行ないし引き続く部分の「全相平話」の様相についても、対応する『両漢開国中興伝誌』と『全漢志伝』の分量、ならびに両者の改変の傾向に照らし、先行する部分については、これまで斯界のおおかたの共通認識であった正集一集(正続の二集)ではなく、『前漢書平話前・後集』二集分であった蓋然性が高いことを明らかにした(前後続の三集)。また、現存する両者の万暦刊本を書誌学の立場から厳密に検討し、両者それぞれについて、現存の形で出版されるに至るまでに経た複数の出版の経緯につき、具体的に論証した。筆者の本研究とほぼ同時に、信州大学の氏岡真士氏が、海外に遺留している漢籍の調査において発見された、スペインのエスコリアル修道院所蔵の『漢書故事大全』による研究を発表された。『漢書故事大全』は残本であり、そのごく一部が現存しているにすぎないが、その現存している後漢部分を『両漢開国中興伝誌』・『全漢志伝』の対応する部分と対照させると、三者が極めて類似しており、共通の祖本があったことが強く推定された。筆者はそれこそがかつて存在したはずの『全相平話後漢書』ではないかと考え、この作業仮説の正否を検証する作業にとりかかった。作業は先の『前漢書平話続集』と『両漢開国中興伝誌』・『全漢志伝』の輯校本作成と同様に進められた。
水生昆虫集団の個体群動態の履歴に因る遺伝構造の形成と生息地分断による遺伝的分化

宮城県中南部地域4水系の源流から下流の30地点に分布するヒゲナガカワトビケラ局所個体群の遺伝構造をAFLPマーカーおよびミトコンドリアDNA(COI領域)マーカーで解析し,局所個体群間の移動分散パターンを評価した。地点間の遺伝距離に基づく系統樹の結果から,源流の局所個体群が中流以降の大部分の個体群から遺伝的に隔離されていることが明らかになった。ヒゲナガカワトビケラは,雌成虫が河道に沿って産卵遡上する行動が観察されているが,本研究の結果は,風分散により方向性を持たない成虫の移動が起きている可能性を示した。また,ミトコンドリアDNAの塩基置換数から,源流の多くの個体に見られた遺伝子群は,中流以降に多く見られる遺伝子群から約70万年前に独自に進化した特殊な遺伝子群と推定された。源流域はヒゲナガカワトビケラに高い遺伝的多様性を残すために極めて重要な地域であるが,上述したように強く隔離されているため,個体群の存続が困難になっていることが明らかにされた。成虫の分散能力が異なるウルマーシマトビケラ(分散力低い),ヒゲナガカワトビケラ(中),オオクママダラカゲロウ(高)の3種を対象に,規模が大きく異なる7つのダム(湖長=0.15km)上下流間の分集団間の遺伝子類似性を調べた。その結果,分散能力が中程度で,一世代当たりの異動距離がダム湖の長さとほぼ一致するヒゲナガカワトビケラのみ,ダムにより地域交流が遮断されている可能性が示された。さらに,ヒゲナガカワトビケラの集団遺伝構造を感度良くかつ安価に調べることを可能にするマイクロサテライト領域を増幅するPCRプライマーを10ペア開発した。本研究により,局所個体群間の繋がりや移動分散パターンに関する理解を深めるツールとして,DNA多型解析は高いポテンシャルを有することが示された。湛水面積が異なる複数のダム湖周辺でヒゲナガカワトビケラ,ウルマーシマトビケラ,クロマダラカゲロウの3種地域集団のRAPD解析を行い,ダム上下流間の遺伝的分化やそれに伴う遺伝的多様性の低下の影響を評価した。ヒゲナガカワトビケラの遺伝的分化は6つのダム湖のうち湛水面積が3.27km^2以上の2つの大きなダム湖で遺伝的に分化していたが,ウルマーシマトビケラは湛水面積が小さい場合でも分化することがあった.また,ウルマーシマトビケラの遺伝的多様性の低下要因として,集団サイズの低下とダムによる生息地分断化の2因子が働くが,残り2種は集団サイズの低下のみが主に働いていることが明らかになった.これらの研究成果は,土木学会論文集およびBiological Conservation誌に掲載された。平常時の個体群密度が過去4年間に調査された多摩川流域の6地点で,台風で生じた大出水直後にウルマーシマトビケラ地域集団の遺伝的多様性をAFLP法で調べた.その結果,台風直後の多型遺伝子座の割合(%P)は,台風の影響を受けていない過去4年間の平均個体群密度(N_<pre-typhoon>)と正の相関があることが明らかにされた.この相関を定式化した単回帰モデル%P=0.134 log_<10> N_<pre-typhoon>+0.186を用いることで,台風が起きた直後であっても,%Pを測定すれば,台風が影響していなかった状態の個体群密度を推測できる可能性が示された.水生昆虫の個体群密度は河川生物モニタリングの主要な評価項目であるが,台風等の影響を受けて調査時期により大きく変動するため,評価の不確実性が問題となることがある.本研究成果はこの問題を解決する技術として期待される。この研究成果をまとめた論文は土木学会論文集に投稿した。宮城県内の6水系(名取川水系等)の源流から下流まで面的に分布する計65地点で河川水生昆虫の幼虫を採取し,県内で生息域の広さが大きく異なる水生昆虫5種(生息地点=5-54地点)(トビケラ4種,カゲロウ1種)の遺伝情報をAFLPマーカーで調査した.その結果,種内の遺伝子多様度は,水生昆虫5種間で,生息域の広さによらず同程度(平均ヘテロ接合度=0.260.31)であることが明らかになった.ただし,種内の遺伝的多様性に占める地点内及び地点間の遺伝的多様性の割合は種ごとに大きく異なり,両者はトレードオフの関係にあるという興味深い事実を発見した.また,ヒゲナガカワトビケラの遺伝情報の詳細な調査に必要な超高感度DNA多型マーカーのマイクロサテライトマーカーを開発した.さらに,流域内で起きる生息地分断化に伴う地域個体群間の交流阻害の影響を評価する遺伝シミュレーションモデルを開発した。そして,ヒゲナガカワトビケラのダム上下流間の遺伝距離の測定値に基づいて,ダム建設の結果,ダム上下流間で地域間交流が出来なくなった個体の割合(%)を評価する新規的手法を提案した。

遺伝的交流と生息分布の連続性の関係を議論するために,宮城県内の6水系を対象に,数値地図情報と水理データを用いてHSIモデルを適用することで,一部の水生昆虫種の生息分布を推定した.宮城県大倉ダム下流の水生昆虫群集の炭素・窒素安定同位体分析を行った結果,上流の森林からダム湖に流入した落ち葉などの他生性有機物がダム湖内で分解されてFPOMが生成され,ダムから大量に放流されるため,ダム下流の水生昆虫群集は他生性有機物に強く依存した栄養構造になっていることが明らかにされた,さらに,宮城県広瀬川の愛宕堰の上流河川区間の静水化が底生動物群集に及ぼす影響を調査し,底生動物群集の総個体群密度,種多様性,摂食機能群構造を,流速,水深,堆積土砂粒径等の物理的環境と堆積有機物(CPOM. FPOM)で説明するモデルを導出した。宮城県中南部地域4水系の源流から下流の30地点に分布するヒゲナガカワトビケラ局所個体群の遺伝構造をAFLPマーカーおよびミトコンドリアDNA(COI領域)マーカーで解析し,局所個体群間の移動分散パターンを評価した。地点間の遺伝距離に基づく系統樹の結果から,源流の局所個体群が中流以降の大部分の個体群から遺伝的に隔離されていることが明らかになった。ヒゲナガカワトビケラは,雌成虫が河道に沿って産卵遡上する行動が観察されているが,本研究の結果は,風分散により方向性を持たない成虫の移動が起きている可能性を示した。また,ミトコンドリアDNAの塩基置換数から,源流の多くの個体に見られた遺伝子群は,中流以降に多く見られる遺伝子群から約70万年前に独自に進化した特殊な遺伝子群と推定された。源流域はヒゲナガカワトビケラに高い遺伝的多様性を残すために極めて重要な地域であるが,上述したように強く隔離されているため,個体群の存続が困難になっていることが明らかにされた。成虫の分散能力が異なるウルマーシマトビケラ(分散力低い),ヒゲナガカワトビケラ(中),オオクママダラカゲロウ(高)の3種を対象に,規模が大きく異なる7つのダム(湖長=0.15km)上下流間の分集団間の遺伝子類似性を調べた。その結果,分散能力が中程度で,一世代当たりの異動距離がダム湖の長さとほぼ一致するヒゲナガカワトビケラのみ,ダムにより地域交流が遮断されている可能性が示された。さらに,ヒゲナガカワトビケラの集団遺伝構造を感度良くかつ安価に調べることを可能にするマイクロサテライト領域を増幅するPCRプライマーを10ペア開発した。本研究により,局所個体群間の繋がりや移動分散パターンに関する理解を深めるツールとして,DNA多型解析は高いポテンシャルを有することが示された。
ヘモグロビンの酸素親和性に及ぼすメタンフェタミンの影響に関する研究

メタンフェタミン(MAP)とヘモグロビン(Hb)との相互作用を明らかにするべく以下の実験を行った.Wistar系雄性Rat(210-290g)にMAPを腹腔内投与(塩酸塩として25mg/kg)し,1,2,4及び8時間(各群3匹)後にエーテル麻酔下で採血,失血死させた.全血の一部から血漿試料を得た.また全血の一部から常法により溶血液を作製し,エタノール沈殿法によりHb試料を得た.各試料から液-液抽出法によりMAPを抽出し,トリフルオロアセチル化後,ガスクロマトグラフィー/質量分析法(GC/MS)で定性及び定量を行った.まず全血及び血漿試料中のMAP濃度を測定した結果,以下の知見を得た.MAPはラット腹腔内から速やかに吸収され,投与1時間後の全血及び血漿中で観察期間中最高値を示し,以後急速に減少することが示された.また各経過時間における全血と血漿試料中のMAP濃度を比較したところ、全経過時間において両者に有意な差は認められなかった.すなわち血漿中のみならず血球内にもMAPはほぼ同程度に分布することが示された.次にHb試料の一部を1M NaOH(最終濃度)下で2時間,室温にて加水分解し,HClにて中和後,同様の方法でMAPを抽出,分析した.投与1時間後ではMAPはほとんど検出されなかったが(平均値としてMAP2.1ng/gHb),2時間後では濃度増加が認められ(同18.0ng/g),4時間後で最高値に達した(同34.0ng/g).投与8時間後では低下し,10.2ng/gとなった.以上の結果より,体内に摂取されたMAPの一部は血液中でHbと結合した状態で存在することが示された.またその反応は比較的緩やかに進行し,腹腔内単回投与後,血液中MAP濃度が既に減少期にある4時間後に最高値を示した.今後MAPが結合したHbの諸性質,特に酸素平衡機能への影響について解析を進め,覚醒剤中毒死の発症機序解明に役立てたいと考えている.メタンフェタミン(MAP)とヘモグロビン(Hb)との相互作用を明らかにするべく以下の実験を行った.Wistar系雄性Rat(210-290g)にMAPを腹腔内投与(塩酸塩として25mg/kg)し,1,2,4及び8時間(各群3匹)後にエーテル麻酔下で採血,失血死させた.全血の一部から血漿試料を得た.また全血の一部から常法により溶血液を作製し,エタノール沈殿法によりHb試料を得た.各試料から液-液抽出法によりMAPを抽出し,トリフルオロアセチル化後,ガスクロマトグラフィー/質量分析法(GC/MS)で定性及び定量を行った.まず全血及び血漿試料中のMAP濃度を測定した結果,以下の知見を得た.MAPはラット腹腔内から速やかに吸収され,投与1時間後の全血及び血漿中で観察期間中最高値を示し,以後急速に減少することが示された.また各経過時間における全血と血漿試料中のMAP濃度を比較したところ、全経過時間において両者に有意な差は認められなかった.すなわち血漿中のみならず血球内にもMAPはほぼ同程度に分布することが示された.次にHb試料の一部を1M NaOH(最終濃度)下で2時間,室温にて加水分解し,HClにて中和後,同様の方法でMAPを抽出,分析した.投与1時間後ではMAPはほとんど検出されなかったが(平均値としてMAP2.1ng/gHb),2時間後では濃度増加が認められ(同18.0ng/g),4時間後で最高値に達した(同34.0ng/g).投与8時間後では低下し,10.2ng/gとなった.以上の結果より,体内に摂取されたMAPの一部は血液中でHbと結合した状態で存在することが示された.またその反応は比較的緩やかに進行し,腹腔内単回投与後,血液中MAP濃度が既に減少期にある4時間後に最高値を示した.今後MAPが結合したHbの諸性質,特に酸素平衡機能への影響について解析を進め,覚醒剤中毒死の発症機序解明に役立てたいと考えている.
多軌道強相関系としてのイリジウム化合物の新物質開拓

本課題の目的は、強いスピン軌道結合と強い電子間相互作用が共存するIr化合物を中心とする5d遷移金属化合物において、非従来型超伝導などの新奇量子相を発見することにある。H29年度において、(a)金属的な電気伝導を示すPt酸化物を確立し、低温電子物性測定を行った。(b) Ir1-xPtxSb固溶系において、固溶により超伝導転移温度が増大することを見出した。(c) βパイロクロア酸化物CsW2O6において、二段階の構造相転移が起こっていることを明らかにした。(a) Pt酸化物PbPt2O4、CaPt2O4およびNaPt3O4の焼結体試料を合成し、各種物性測定を行うことにより、これらの三物質が、Pt酸化物では極めて稀な金属的な振る舞いを示すことを明らかにした。最低0.1 Kまでの電気抵抗率測定を行ったが、現状では超伝導転移は現れていない。(b) PtSbは2.1 Kで超伝導転移することが先行研究により報告されている。PtSbのPtサイトにIrを固溶させることで、超伝導転移温度が3.5 Kまで増大することを見出した。また、この固溶体試料の比熱を測定することで、本系の超伝導が弱結合のBCS機構で理解できることを明らかにした。(c) βパイロクロア酸化物CsW2O6が215 Kで極めて珍しい立方晶から立方晶への構造相転移を伴う金属絶縁体転移を示すことを、H28年度に明らかにしていた。H29年度に、この構造相転移に加えて、90 Kにおいて別の構造相転移が現れることを見出した。90 Kの構造相転移は、立方晶から単斜晶への対称性の低下を伴い、単位胞の大きさは4倍となる。29年度が最終年度であるため、記入しない。本課題の目的は、強いスピン軌道相互作用と強い電子間相互作用が共存するIr化合物を中心とする物質系において、非従来型超伝導などの新奇量子相を発見することにある。H28年度において、(a)新超伝導体ScIrPおよびScRhPを発見した。(b) βパイロクロア酸化物CsW2O6の金属絶縁体転移が、極めて珍しい立方晶-立方晶の構造相転移を伴うことを明らかにした。(a) ScIrPは反転中心をもたない六方晶ZrNiAl型の結晶構造をとる。本課題は初めてScIrP多結晶試料の合成に成功し、超伝導転移温度Tc = 3.4 Kの新超伝導体であることを明らかにした。本物質は、パウリリミットを超えないものの、他のIr化合物超伝導体と比較して大きな5 Tを越える上部臨界磁場をもつ。反転中心をもたない結晶構造上で働く反対称なスピン軌道相互作用により、一重項・三重項超伝導の顕著な混合が実現している可能性がある。また、新物質ScRhPの合成に成功し、本物質がTc = 2 Kの新超伝導体であることを明らかにした。これまでScRhPの合成の報告はなかったが、固相反応法により多結晶試料を合成できた。粉末X線回折パターンを用いたリートベルト解析により、本物質がScIrPと同様に六方晶ZrNiAl型の結晶構造をもつことを明らかにした。本物質はScIrPと比べて一桁小さい0.5 T程度の上部臨界磁場をもつ。この結果は、ScIrPの上部臨界磁場がIr 5d電子の強いスピン軌道相互作用により著しく増強されていることを支持する。(b) CsW2O6は、約215 Kで金属絶縁体転移することが先行研究により報告されていた物質である。本課題では、単結晶試料の合成に初めて成功し、放射光X線回折実験により、約215 Kの金属絶縁体転移が単位胞の大きさの変化を伴わない立方晶から立方晶への構造相転移を伴うことを明らかにした。H28年度において、本課題のメインターゲットの一つであるIr化合物において超伝導転移温度Tc = 3.4 Kの新超伝導体ScIrPを発見することができた。本物質の超伝導状態は、他のIr化合物超伝導体と比較して大きな上部臨界磁場を有しており、強いスピン軌道相互作用がその超伝導相における電子状態に影響している可能性が高い。また、ScIrPと同じ結晶構造をもつScRhPの合成に成功し、本物質がTc = 2 Kの超伝導体であることを明らかにした。ScRhPはScIrPと比べて低い超伝導転移温度と、一桁小さい上部臨界磁場をもつ。今後、ScIrPの超伝導相の電子物性を解明するうえで、よい参照物質となると期待される。金属絶縁体転移を示すβパイロクロア酸化物CsW2O6の単結晶合成に成功した。最近、本物質の金属絶縁体転移には、W 5d電子に起因する強いスピン軌道相互作用が重要な役割を果たしている可能性が高いことが理論的に指摘された。本物質の金属絶縁体転移に伴う立方晶-立方晶構造相転移との関連が興味深い。今後、単結晶試料を用いて各種の精密物性測定を行うことにより、CsW2O6の金属絶縁体転移における強いスピン軌道相互作用の役割が解明されると期待される。

本課題の目的は、強いスピン軌道結合と強い電子間相互作用が共存するIr化合物を中心とする5d遷移金属化合物において、非従来型超伝導などの新奇量子相を発見することにある。H29年度において、(a)金属的な電気伝導を示すPt酸化物を確立し、低温電子物性測定を行った。(b) Ir1-xPtxSb固溶系において、固溶により超伝導転移温度が増大することを見出した。(c) βパイロクロア酸化物CsW2O6において、二段階の構造相転移が起こっていることを明らかにした。(a) Pt酸化物PbPt2O4、CaPt2O4およびNaPt3O4の焼結体試料を合成し、各種物性測定を行うことにより、これらの三物質が、Pt酸化物では極めて稀な金属的な振る舞いを示すことを明らかにした。最低0.1 Kまでの電気抵抗率測定を行ったが、現状では超伝導転移は現れていない。(b) PtSbは2.1 Kで超伝導転移することが先行研究により報告されている。PtSbのPtサイトにIrを固溶させることで、超伝導転移温度が3.5 Kまで増大することを見出した。また、この固溶体試料の比熱を測定することで、本系の超伝導が弱結合のBCS機構で理解できることを明らかにした。(c) βパイロクロア酸化物CsW2O6が215 Kで極めて珍しい立方晶から立方晶への構造相転移を伴う金属絶縁体転移を示すことを、H28年度に明らかにしていた。H29年度に、この構造相転移に加えて、90 Kにおいて別の構造相転移が現れることを見出した。90 Kの構造相転移は、立方晶から単斜晶への対称性の低下を伴い、単位胞の大きさは4倍となる。超伝導体ScIrPおよびScRhPの単結晶を合成する。ScIrPとScRhPは六方晶の結晶構造をとるため、その超伝導相の物性にどのような異方性が存在するかは、スピン軌道相互作用が本系の超伝導状態に与える影響を解明するうえで極めて重要である。フラックス法により、両物質の良質な単結晶の合成を目指す。現在、Snフラックス法により最大100 μmの大きさのScIrP単結晶の合成に成功しており、結晶育成条件の最適化により、各種の物性測定可能な500 μmの大きさの単結晶を合成する。また、ScIrPに対する元素置換によるTcの増大にも取り組む。最も強いスピン軌道相互作用が働くd電子系であるIr、Pt、Au化合物において新超伝導体を探索する。現在、これまでに金属的伝導を示す物質がほとんど報告されていないPt酸化物やAuテルル化物において複数の金属的な伝導を示す物質の合成に成功している。これらの物質の低温電子物性の測定により、非従来型の超伝導やスピン軌道相互作用に誘起されたモット絶縁体相の周辺に現れる異常金属相を発見する。H28年度に合成に成功したβパイロクロア酸化物CsW2O6単結晶の各種物性測定により、本物質において215 K付近で現れる金属絶縁体転移の発現機構を解明する。それにより、金属絶縁体転移におけるW 5d電子のもつ強いスピン軌道相互作用の役割を明らかにする。29年度が最終年度であるため、記入しない。
日本の新劇が韓国の近代劇に与えた影響に関する研究

本年度の研究は韓国の近代劇の先駆者である洪海星と築地小劇場の影響関係を中心に行った。洪海星(1894-1957)は韓国最初の演出家であり、韓国近代演劇の先覚者として非常に重要な人物である。特に洪海星は1924年-1929年の間、直接築地小劇場の俳優としても活躍した。そのために洪海星の演劇理論と演出作品に築地小劇場の影響が非常に大きかった。本年度の研究では、洪海星が本格的に韓国近代劇運動を始めた1930年一1935年を中心に、築地小劇場との関係を三つのポイントに基づいて明らかにした。第一は「実際公演と築地小劇場の関係」である。洪海星は韓国の近代劇運動の基盤を築きあげるために築地小劇場の演目をそのまま継承して公演した。洪海星の演出は当時の演劇人たちから肯定的な評価を受けたが、築地小劇場の反復に過ぎないという否定的な評価も少なくなかった。殊に第一回築地小劇場の公演でも話題になった表現主義劇である『海戦』の演出は洪海星の演出方式に関する賛否両論の論争の争点になった。第二は「築地小劇場と洪海星の演出方式」である。洪海星が築地小劇場の演目の中で最も高い評価を得た作品は『検察官』である。しかし、当時の演劇評を詳しく調べれば高い評価の根拠には築地小劇場の方式をそのまま生かした演出方式があげられる。即ち、洪海星の演出方式はただ築地小劇場の演出方式を紹介する程度で満足していたことである。第三は「劇芸術研究会の評価」である。洪海星の演劇活動中にいまだに解けない謎は突然劇芸術研究会を離れて大衆劇の劇団として有名な東洋劇場へ移動したのである。今までは経済的な問題が一番重要な原因として提起されているが、経済的な問題一つだけでは説明されない部分が多い。しかし、洪海星が参加した近代劇運動団体である劇芸術研究会における彼の位置を考えたら非常に簡単に釈明される。劇芸術研究会で洪海星は独創的な演出力を持っている演出家という評価とは程遠かった。単に、築地小劇場の体験を韓国に紹介する役割に過ぎなかった。結局、自由な演劇運動ができない劇芸術研究会を離れて東洋劇場へ移ったのである。本年度の研究は日韓近代劇の先駆者である小山内薫と柳致鎮の演劇論比較を中心に行った。この両人は日韓演劇史において近代劇を樹立するために孤軍奮闘した先覚者として非常に重要な人物である。小山内薫と柳致鎮がとった演劇的な方法は何か、その結果いかなる演劇論が定立されたか、彼らが理想とした近代劇の実体は何であったかを中心に調べた。殊に日韓の近代劇論争を四つのポイントとして整理して明らかにした。第一は「小劇場運動と大劇場論に関する論争」である。小山内薫は近代劇運動の基盤を築きあげるために西欧ヨーロッパの近代劇運動である「小劇場運動」をそのまま継承して既存の商業劇とは異なる新しい演劇を確立しようと努力した。しかし、小劇場運動は大衆の関心とは離れ、少数の知識人の慰安のための公演に転落してしまった。柳致鎮は小劇場運動の限界を克服するために「大劇場論」を公演方法論で主張した。大劇場論は朝鮮に近代劇を確立して植民地大衆を教化・啓蒙するという目的と深い関係があった。第二は「俳優と観客に関する論争」である。小山内薫にとって近代劇樹立において何より重要なのは西欧の戯曲を日本に紹介することであった。ひたすら戯曲・俳優にのみ関心が集中して、観客は二次的な対象にすぎなかった。これに比べると柳致鎮の関心は少数の知識人ではなく、多数の農民・労働者にあった。第三は「翻訳劇と創作劇に関する論争」である。小山内薫は翻訳劇公演の重要性を強調したが、柳致鎮は翻訳劇と創作劇を折衷する立場だった。小山内薫は新派との競争を意識しながら、真の意味の西洋近代劇として翻訳劇公演を主張した。しかし、柳致鎮は築地小劇場の失敗を体験したので大衆に近付ける創作劇をより重要視した。第四は「伝統劇に対する新しい認識」である。小山内薫は古典研究会を結成して伝統劇に取り組んだ。このような古典研究は歌舞伎の再評価ではなく、新しい劇作と演出のための方法論的な再検討にあたる。これに対して柳致鎮は韓国の伝統劇である「山台劇と五広大」の演劇様式を理想的な形態として評価した。四つの論点の中で両人が共に近代劇の樹立するために自国の伝統劇継承に関心を持ったことは非常に重要なポイントである。次年度からには近代劇と伝統劇の関連性について研究を深めていく計画である。

第一は「実際公演と築地小劇場の関係」である。洪海星は韓国の近代劇運動の基盤を築きあげるために築地小劇場の演目をそのまま継承して公演した。洪海星の演出は当時の演劇人たちから肯定的な評価を受けたが、築地小劇場の反復に過ぎないという否定的な評価も少なくなかった。殊に第一回築地小劇場の公演でも話題になった表現主義劇である『海戦』の演出は洪海星の演出方式に関する賛否両論の論争の争点になった。第二は「築地小劇場と洪海星の演出方式」である。洪海星が築地小劇場の演目の中で最も高い評価を得た作品は『検察官』である。しかし、当時の演劇評を詳しく調べれば高い評価の根拠には築地小劇場の方式をそのまま生かした演出方式があげられる。即ち、洪海星の演出方式はただ築地小劇場の演出方式を紹介する程度で満足していたことである。第三は「劇芸術研究会の評価」である。洪海星の演劇活動中にいまだに解けない謎は突然劇芸術研究会を離れて大衆劇の劇団として有名な東洋劇場へ移動したのである。今までは経済的な問題が一番重要な原因として提起されているが、経済的な問題一つだけでは説明されない部分が多い。しかし、洪海星が参加した近代劇運動団体である劇芸術研究会における彼の位置を考えたら非常に簡単に釈明される。劇芸術研究会で洪海星は独創的な演出力を持っている演出家という評価とは程遠かった。単に、築地小劇場の体験を韓国に紹介する役割に過ぎなかった。結局、自由な演劇運動ができない劇芸術研究会を離れて東洋劇場へ移ったのである。
３軸触覚センサによる咀嚼、嚥下メカニズムの解明および食感の定量化

口蓋に貼付し、液体を咀嚼嚥下時に舌が口蓋に及ぼす圧力・せん断力を計測可能な3軸力センサを製作した。粘度1 mPa・sの通常の水と、増粘剤で粘度を800 mPa・sに調整した水の2種類の液体試料を用いて、嚥下時の舌が口蓋に及ぼす力を計測した。その結果、液体の粘性が低いほうが、液体の前後に送り込む力は小さく、左右に動いて液体をまとめる力は大きいことが分かった。また、粘度が大きくなると嚥下回数が増えることから、粘度が大きくなると至適嚥下量が少なくなることが分かった。本センサで計測した舌と口蓋の相互作用は、液体の粘度や体積などで変わる「飲み込みやすさ」の指標として有用であると考えられる。前年度に作製した口蓋貼り付け用センサを用いて、液体の嚥下実験を行った。前年度は液体の嚥下量を変えて実験を行ったが、本年度は、さらに液体の粘度を変えて実験を行った。一般的に液体の粘度が低いと誤嚥が起こりやすく、粘度が高いと誤嚥が起こりにくいとされている。これは、口内で低粘度の液体は受動的に滑って移動するため流入速度が速く、高粘度の液体は能動的に嚥下動作を行って送り込んでいることに起因していると考えられる。実験の結果、高粘度の液体を嚥下する際の舌の活動量が、低粘度の液体を嚥下する際の舌の活動量に比べて大きいことが分かった。また、センサを口蓋の前部、後部の2か所に配置し、嚥下時の舌の力を計測したところ、舌の前部と後部の働きの違いが明らかになった。予期せぬ成果として、MEMS音響センサを作製し、喉の表皮にセンサを貼り付け、液体を嚥下する際の舌圧と嚥下流速の関係を調べた。初年度は、口蓋に貼り付けるためのMEMS圧力、せん断力、温度センサの形状、材料および配線形状の設計を行った。圧力とせん断力が計測可能なプロトタイプセンサを製作し実際に被験者の口蓋にセンサを固定し、水を5 ml、10 ml、15 ml、20 ml嚥下した際の舌が口蓋に及ぼす圧力、せん断力の計測を行った。配線部の厚さは80 μmであり、上下の前歯の隙間より十分に薄いため、自然な咀嚼・嚥下動作を阻害しない。このセンサは、市販されている義歯固定剤を用いてセンサを口蓋に固定した。固定して、30分後にセンサの固定が外れていないか確認したところ、位置ずれや剥がれは認められなく、十分な固定力が得られることが確認された。センサの構造は、MEMS技術により作製した、ピエゾ抵抗効果を利用した長さ200 μm、幅100 μm、厚さ0.3 μmのカンチレバー型の力センサを、シリコーンゴムなどの弾性体に埋め込んだものである。弾性体に力が加わり変形すると、内部に埋め込まれたカンチレバーの根元部分が歪み、長さが局所的に変化することで、電気抵抗が変化する。この電気抵抗変化を計測し、弾性体に加えられた力を推定する。また、金属抵抗やピエゾ抵抗を測温抵抗体として利用する温度センサを用いて、口内の温度を計測した。この、温度センサは、温度を測るのみならず、圧力、せん断力センサの温度補償のために用いた。また、本センサを口蓋に固定し、水の嚥下の実験を歯科医の立ち合いのもと執り行い、嚥下時の舌の動きが計測できることを確認した。平成26年度は、液体、半固体の食品に加えて、固体食品の咀嚼、嚥下実験を行った。具体的には、固体食品として煎餅、冷たい食品としてアイスクリームを用いて実験を行った。その結果、口蓋に設置した3軸力センサによって計測した、舌が口蓋に及ぼす力の時系列データから、咀嚼する際に左右両側の奥歯に食品を振り分ける際の舌の動きおよび、咀嚼が完了し嚥下する際に奥歯で噛み砕いた食品を舌を用いて舌の上に運ぶ、一連の舌の動きを計測することに成功した。また、本研究で製作し、使用している3軸力センサの力検出部であるピエゾ抵抗素子は、歪みのみならず、熱に対しても抵抗値が変化する特性があるため、センサを口蓋に設置後、口蓋の温度となじむまで実験を行うのを待つ必要があった。また、冷たい食品や、暖かい飲料など、口腔内の温度と温度が異なる試料を使用した実験では、センサ出力に温度変化による影響が大きく表れることが問題であった。そこで、我々は今回、口蓋貼付用の3軸力センサチップ内に温度センサを並列して製作し、温度補償を行うこととした。これにより、アイスクリームや熱いお茶など、口腔内と温度差がある飲料や食品を咀嚼嚥下する際の舌の運動を正確に計測することが可能となった。また、被験者が嚥下実験を行う際に手元にハンドスイッチを持ってもらい、被験者が自身で感じている嚥下を行っているタイミングを、舌の動きと併せて計測した。その結果、嚥下する際の姿勢や、コップや湯飲み茶碗など使用する器の種類によって、嚥下する際の意識と実際の舌の動きとの間にズレが生じやすい条件があることが分かった。