hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
外来治療を受けながら療養生活を送るがん患者の家族に対する支援プログラムの構築

外来治療を受けながら自宅療養生活を送るがん患者の家族に対する支援プログラムの構築をめざし、家族が求める支援内容の調査後、その結果をもとにサポートグループによる支援プログラムを作成し実施・評価した。目標を対処力の向上、心身の安定、患者との生活への前向きな態度獲得とし、3回のセッションを計12人に実施した。その結果、プログラム参加後のPOMS、尾関コーピング尺度および自身の健康に対する考えの変化、またセッション評価表の結果から本プログラム内容の有用性が示唆された。しかし、参加率の低さから、今後は、セッションの回数や開催場所など参加しやすい運用を検討する必要が示唆された。調査内容:外来治療を受けながら療養生活を送るがん患者の家族が求める支援内容の調査-看護師を対象に【研究目的】看護師に対するインタビューにもとづき、外来治療を受けながら療養生活を送るがん患者の家族が求める支援内容を明らかにする。【研究方法】(1)対象者:外来あるいは病棟に勤務している看護師18人(2)データ収集方法:1グループ6人の構成メンバーによるグループインタビューを行い、がん患者の家族に対して実践している支援内容、家族支援に関する困難さ、サポートグループにおいて必要と考える支援内容について調査した。(3)データ分析方法:録音したテープから逐語録を作成し、質的帰納的手法で分析した。【結果】1.家族に対する看護師の認識として、「患者を守りたい思いで気負っている」「病状の進行や副作用の不安を抱えている」「本当に困ったときしか吐き出さない」などが明らかになった。2.家族支援としては、「家族との接点がない」「話し合う場がない」「家族だからと患者の支援を求めすぎ」「ため込んでいることが分かっても関わり方に迷う」など、看護師が考える困難さが明らかになった。調査内容;外来治療を受けながら療養生活を送るがん患者の家族が求める支援内容の調査-家族を対象に【研究目的】外来治療を受けながら療養生活を送るがん患者の家族に対するインタビューにもとづき、家族が求める支援内容を明らかにする。【研究方法】(1)対象者:外来治療を受けているがん患者の家族20人。札幌15人、青森5人(2)データ収集方法:半構成的インタビューにより、がん患者とともに生活しながら実践している支援内容と困難さ、自分が求める支援内容とその理由についてデータ収集した。【結果】外来治療を受けているがん患者と生活を共にしている家族は、一緒に過ごす時間について『先に対する予測をもつ』一方で、『ケアギバーとしてのやり方を創り出す』、患者との『意向をすりあわせる手立てを持つ』などの方略を有し、患者との『楽しい暮らしを望む』ことが判明した。また『副作用に気持ちが揺れる』『言えない思いを抱える』という状況も見られた。以上の結果から、家族がケアギバーとしできることを保証し、自分の思いを語る場を提供する支援が示唆された。外来治療を受けながら療養生活を送る家族に対するグループ支援プログラムの適用と支援のあり方の検討【研究目的】外来治療を受けるがん患者の家族に対するグループ支援プログラムを修正・適用し、家族に対するグループ支援のあり方を検討する。【研究方法】1.支援プログラムの修正:LazarusとFolkmanストレス・コーピング理論、ソーシャルサポート理論を理論的枠組とし、24年度の調査結果を踏まえて、プログラムの内容およ運用方法を修正した。2.支援プログラムの実施:1プログラム参加者の選定では、札幌圏内の3施設に依頼し、対象者の紹介を得た。条件としては、外来治療を受けているがん患者の家族で、原則としてプログラムの全セッションに参加できる者とした。2支援プログラムの運用では、フイールドとなるがん診療拠点病院のがん看護専門看護師、がん化学療法認定看護師、理学療法士、栄養士と協働した。3.プログラムの評価:プログラムの効果を明らかにするために、短縮版POMS、CQOLC日本版、尾関のコーピング尺度、およびセッション評価表での調査を実施した。また、コントロール群には短縮版POMS、CQOLC日本版、尾関のコーピング尺度調査を実施した。【結果】1.対象者;60人の家族に依頼し、9人からの参加の同意が得られた。女性6人、男性3人であった。コントロール群の対象者は10人であった。2.調査表の結果では、POMSで対象群において参加後の「活気」に上昇傾向が見られた。また、尾関コーピング尺度では対照群の参加後において「回避」得点の低下が見られたが、コントロール群との比較検討は、人数が少ないため実施しなかった。今後は、参加者の増加を狙い、回数の検討など運営方法の修正が必要と言える。【研究目的】外来治療を受けるがん患者の家族に対するグループ支援プログラムのプレテストを実施し、支援プログラムの内容および運用を評価する。【研究方法】1.支援プログラムの作成と実施

1)LazarusとFolkmanストレス・コーピング理論、ソーシャルサポート理論を理論的枠組とし、22・23年度の調査結果および文献検討から、プログラムの目標、内容および評価指標を検討した。2)支援プログラムの概要;1プログラムの目標;外来治療を受けるがん患者と共に生活する家族が、状況の変化に対応しながら生活を維持することができる。21セッション120分とし、「がん治療について学ぶ」「自分の気持ちを見つめ心身の安定を図る」「情報、知識を獲得しこれからの生活を考える」というテーマで3セッション実施した。3セッションごとに、家族の交流、情報・知識の提供およびリラクゼーションで構成した。4運用では、がん化学療法認定看護師、がん看護専門看護師、理学療法士、管理栄養士と協働した。2.プログラムの評価と修正:短縮版POMS(30項目)、CQOLC日本版(35項目)、尾関コーピング尺度(14項目)およびセッション評価表によりプログラム内容を評価した。【結果】1.3名の家族(妻)の協力を得て実施した。2.セッション評価表では、ほぼ全員が「会の目的が理解できた」「体験を話せた」という結果であった。また、プログラム参加後、尾関コーピング尺度では「状況を変える」「自分で自分を励ます」のポイントが低下の傾向にあったが、POMSでは変化が見られなかった。CQOLCでは、「前向きな人生観」「生きる価値や意識」「家族関係の親密さ」「家族内でのコミュニケーション」で後のポイントが増加傾向にあった。・当初予定した対象者数にインタビューを実施したこと・データ分析の結果、次年度の研究目的に対して示唆が得られたこと25年度が最終年度であるため、記入しない。当初の研究目的について、予定通り達成できた。次年度の計画では、グループ支援プログラムを作成し、プレテストを実施する予定である。課題としては、対象者となる家族へのコンタクトおよびプレテストへの参加者の確保が考えられるが、すでに、フイールドとなる施設の協力者と対策を検討している。25年度が最終年度であるため、記入しない。今後、作成したプログラムを修正し、参加人数を増やしてグループ支援を実施する予定である。すでに、日程、会場については決定している。また、今年度参加した認定看護師、専門看護師、理学療法士、管理栄養士から協力の同意は得られている。今年度、参加人数の確保が難しかったため、複数の医療施設に研究依頼を行う。
超電導磁石を利用した誘導反発型サスペンションの試験装置

側壁浮上方式による誘導反発型磁気浮上サスペンションの試験装置を製作し、希土類磁石および超電導磁石を用いて車両側浮上高さと車両速度を変化させた場合のコイルに発生する誘導起電圧および電磁力(浮上力および磁気抗力)の測定を行なった。これにより後述するシミュレーションモデルの結果と実験結果とを比較して、浮上力および磁気抗力の基本的特性を確認できるようになった。一方、製作したサスペンション試験装置の簡略化モデルによる電磁界解析を行なった。このモデルでは軌道側コイル形状に近似を行なっている。モデルによる解析結果と試験装置の測定結果とを比較したところ両者はよく一致し、試験装置の性能を模擬できるシミュレーションモデルを構築することができた。さらに試験装置のモデルによる解析結果と磁気浮上車両の解析結果とを比較し、高速域における両者の特性の相関を明らかにすることができた。試験装置によって得られた誘導反発型サスペンションの基本特性をもとに、制御用電磁石によって磁束分布を制御する場合と二次ばねをアクティブに制御する場合についての振動絶縁特性の向上を図るためのシミュレーションを行なった。3車体4台車を想定した誘導反発型磁気浮上列車の乗り心地を評価し、この種の列車の高速走行時の振動特性を明らかにした。また、二次ばねをアクティブに制御した場合や列車構造を最適化した場合の乗り心地の向上を定量的に把握した。側壁浮上方式による誘導反発型磁気浮上サスペンションの試験装置を製作した。車両側磁石に相当する磁束源はNbTi超電導線を多数回巻いた超電導磁石及びCo_5Sm希土類磁石の二種類を用いた。また、軌道側側壁コイルに相当するコイルはエナメル線を多数回巻いたものを自作した。希土類磁石を用いた測定では、車両側浮上高さ高さ及び車両速度を変化させて、コイルに発生する誘導起電力及び磁石に発生する電磁力(浮上力及び磁気抗力)の測定を行った。また、超電導磁石を用いた測定では、同様の条件でコイル誘導起電力の測定を行った。その結果、浮上力及び磁気抗力の基本的特性を確認することができるようになった。しかし、試験装置部品加工時の残留歪みや偏心が原因で、車両速度に相当するコイル円盤回転速度を十分高速まで上げることが出来なかった。このために、各部品の加工方法を改善する必要がある。一方、軌道側コイル形状に近似を行い、製作した試験装置のサスペンションを簡略化したモデルでシミュレ-ションを行った。この結果を試験装置の測定結果と比較したところ、コイル誘導起電力及び定常電磁力(電磁力時間平均)についてよく一致した。このようにして、試験装置の性能を模擬できるシミュレ-ションモデルを構築することができた。さらに、試験装置におけるシミュレ-ション結果と、磁気浮上車両におけるシミュレ-ション結果を比較し、高速走行域における両者の特性の相関を明らかにすることができた。以上のように、本試験装置から得られるサスペンション特性から一般的な誘導反発型磁気浮上サスペンションの特性を得ることが可能になった。したがって、サスペンション性能向上のための制御手法に対して実際の磁気浮上車両などで大がかりな制御実験を行うことなく、本試験装置による実験でその制御手法を評価することができる。側壁浮上方式による誘導反発型磁気浮上サスペンションの試験装置を軌道側コイルが連続的に配置されるように改良した。この際、アクリルの芯にエナメル線を巻いたものを多数製作して軌道側コイルとした。これは、速度一定の定常状態で発生する案内方向も含めたそれぞれの電磁力を安定して測定するためである。電磁力測定には、磁束源として希土類磁石を使用し、車両側浮上高さ、車両速度、車両側磁石と軌道側コイルの間隔を変化させて、コイルに発生する浮上力、磁気抗力および案内力についての測定を行った。この結果、誘導反発型磁気浮上サスペンションで発生する、それぞれの方向の電磁力の基本的な特性を確認できるようになった。また、案内方向の電磁力も含めた電磁力を計算によって求めることができるような電磁界解析モデルを構築し、このモデルで試験装置の条件での電磁界解析を行った。この解析結果と試験結果を比較し、その傾向がよく一致することがわかった。

さらにこの電磁界解析モデルを発展させ、実際の磁気浮上車両における電磁界解析を行い、発生する電磁力を計算した。また磁石による電磁界を直接制御した場合のアクティブサスペンションとしての特性を求めた。ここで得られたアクティブサスペンションとしての特性をもとに、電磁力直接制御を行った場合の効果について考察した。これによると磁気浮上車両では、車体と台車の間にアクティブサスペンションを配置する方向と比較して電磁力を直接制御した場合に振動絶縁効果が向上することがわかった。磁気浮上車両は、一般の鉄道車両よりもばね下質量がばね上質量に比較して大きく、振動特性の悪化が懸念される。この問題を周波数成形理論を導入することによって解決し、磁気浮上車両の乗り心地を向上させることを試みた。周波数成形理論は、従来の最適レギュレータの評価関数における重みを周波数領域で定義し、その評価関数に基づいた最適フィードバック行列を、最適レギュレータと同様の手法で求める方法である。これによって、人間の周波数による揺れの感じ方の違いを評価の指標として取り入れることが可能となり、従来の最適レギュレータよりも効率的な制御が可能であることを計算上示した。一方、パッシブな防振支持系のみをもつ磁気浮上車両のよりよい連接構造についても検討を加えた。すなわち、車体間や車体一台車間の防振支持系を必要最低限のパラメータで表し、そのパラメータの値を変えることによる乗り心地改善の可能性について検討した。その際に、連接構造をもつ列車の特徴を生かすために、車体間にも力学的拘束を与えるという列車一体型の防振支持設計を試みた。従来考えられている列車では、高速走行時に車体端部での乗り心地が大きく悪化するが、これを抑制するために車体間に防振装置を設置することが重要であることが確認された。また、このときの防振方式、防振装置の値、乗り心地向上の度合いなどを定量的に示すことができた。
組織幹細胞による血管新生を応用した心筋組織再生医療のための基盤研究

心筋組織はさまざまなサイトカインにより恒常性が維持されている。これまでに、IL-6関連サイトカインがSTAT3の活性化を介して心筋組織幹細胞に作用し、血管内皮細胞に分化誘導することを明らかにしている。このことは、心筋組織幹細胞が新生血管構成細胞のsourseのひとつとなり得ることを示唆する。そこで、本研究では、組織内に存在する幹細胞を標的として心筋組織内の血管新生を誘導することにより、心筋組織の修復・再生を促すという治療戦略の確立を目的としている。平成20年度は、心筋組織幹細胞の内皮細胞への分化誘導メカニズムを解明するために、心筋組織幹細胞においてIL-6関連サイトカインにより発現誘導される分子として同定したPim-1の分化誘導への関与に関して、抑制型Pim-1発現アデノウイルスベクターを用いて解析を行った。その結果、心臓由来Sca-1陽性細胞において、IL-6関連サイトカインによる内皮細胞マーカー遺伝子の発現誘導にPim-1が必要であることを明らかにした。また、IL-6関連サイトカインによるSca-1陽性細胞の内皮細胞への分化誘導作用の病態生理学的意義を明らかにすることを目的として、虚血性心疾患モデル動物として心筋梗塞誘発マウスを作製し、IL-6関連サイトカインと虚血心筋におけるSca-1陽性細胞の細胞動態に関して検討を行った。その結果、心筋梗塞誘発により心筋組織において、IL-6ファミリーサイトカインであるLIFやIL-11の発現が上昇するとともに、内皮細胞マーカー陽性のSca-1陽性細胞数の増加が認められた。以上の成果は、IL-6関連サイトカインシグナルが、心筋細胞でのVEGF発現誘導を介した血管新生作用に加えて、心筋組織幹細胞の内皮細胞への分化誘導作用を介した血管発生作用によって、心筋組織の修復・再生過程における血管形成に寄与している可能性を示唆するものである。心筋組織は、さまざまなサイトカインにより恒常性が維持されている。これまでに、IL-6関連サイトカインのひとつであるLIFが心筋組織幹細胞に作用し、血管内皮細胞に分化誘導することを明らかにしている。このことは、心筋組織幹細胞が、新生血管構成細胞のsourseのひとつとなり得ることを示唆する。平成19年度は、心筋組織幹細胞を血管内皮細胞に分化させるシグナル伝達系の解明を目的とし、LIF以外のIL-6関連サイトカインをはじめとするサイトカイン・細胞増殖因子の内皮細胞分化誘導能に関して検討を行なった。その結果、IL-6関連サイトカインであるIL-11により心臓由来Sca-1陽性細胞の内皮細胞への分化が誘導されることを見出した。また、IL-6関連サイトカインに共通のレセプターサブユニットであるgp130の活性化、及び、gp130の下流のシグナル伝達分子である転写因子STAT3の活性化が、内皮細胞分化に必要である可能性が示唆された。IL-6関連サイトカインファミリーには属さないTNF-αやIL-1βには、分化誘導能は認められなかった。また、心筋組織幹細胞の内皮細胞への分化誘導メカニズムを解明するために、IL-6関連サイトカイン刺激により心筋組織幹細胞において発現誘導される遺伝子群の探索を行ったところ、心臓由来Sca-1陽性細胞において、IL-6関連サイトカインにより発現誘導される分子として、ESE-1およびPim-1を同定した。以上の成果は、IL-6関連サイトカインシグナルが組織幹細胞の分化を制御している可能性を示唆するものである。以上の成果は、IL-6関連

サイトカインシグナルが、心筋細胞でのVEGF発現誘導を介した血管新生作用に加えて、心筋組織幹細胞の内皮細胞への分化誘導作用を介した血管発生作用によって、心筋組織の修復・再生過程における血管形成に寄与している可能性を示唆するものである。
新概念の齲蝕管理システムICCMSに適した新規高機能性材料の商品化への戦略的研究

本研究は,歯科用グラスアイオノマーセメント(GIC)に歯の主成分であるハイドロキシアパタイト(HAp)を添加した新規高機能性材料であるアパタイトアイオノマーセメント(AIC)の商品化を目的としている。当該年度は前年度までに実験を進めてきた各種従来型GICおよび光硬化型GICに多孔質球形HApの添加した試料群の機械的および化学的特性の評価を再度検証した。従来型GICでは,HAp添加はGICの強度の向上に直接的に関与しているが,フッ化物イオン溶出の向上は,HApの作用ではなく,HAp添加量分だけGIC粉末量が減少しGICの粉液比が低下することが原因であることが示唆された。また,光硬化型GICに対しても多孔質球形HApは各種イオン溶出量を増加させる傾向にあることが示され,光硬化型GICにもAICの原理が適合することが実証された。当該年度は,これらの研究成果を国内外の学会で発表し,さらに学術雑誌への論文投稿を行った。平成28年度は,エナメル質表層下脱灰に対する非切削治療用に市販超フッ化物徐放性グラスアイオノマーセメント(GIC)であるFuji IIIに多孔質球形ハイドロキシアパタイト(HAp)を用いてアパタイトアイオノマーセメント(AIC)を作製し,機械的強度およびフッ化物イオン溶出量を測定した。Fuji IIIをベースとしたGIC試料は,ガラス粉末量を変化させた3群を作製した(GIC-L群:0.76g,GIC群:1.00g,GIC-H群:1.24g)。AIC群では,予備実験の結果より,AIC粉の総重量(1.00g)の24%に相当する0.24gの球形HApを配合した。また,対照群であるGIC群とガラス粉末量(1.00g)を統一し,それに0.24gのHApを添加したAIC試料群(AIC-H群)も作製した。各試料群の練和開始24時間後の圧縮強さを万能試験機にて測定した。また,セメント硬化体を脱イオン水に浸漬し,浸漬液のフッ化物イオン溶出濃度をフッ化物イオン選択電極にて練和開始から24時間毎に5日間測定した。その結果,GIC間においては,P/Lに従って圧縮強さが大きくなり,それぞれの群間に有意差が認められた。AIC群とAIC-H群の圧縮強さに有意差は認められず,P/Lが多いGIC-H群の圧縮強さと有意差は認められなかった。また,AIC群のフッ化物イオン溶出量は,GIC-L群の溶出量と有意差が認められなかった。さらに,平成28年度は平成29年度に行う予定であった高強度充填用GICであるFuji IXを基材としたAICの表面マトリックスの有無によるフッ化物イオン徐放能の違いについても検討し,表面マトリックスを除去しなかったAIC試料は除去したAIC試料はよりも有意にフッ化物イオン溶出量が多く,AICからのフッ化物イオン溶出にはマトリックスが関与していることを明らかにした。AICの試作も順調に進んでおり,計画していた機械的強度および各種イオン溶出量測定に関しても計画通りに進展している。長期間(6か月および12か月)保存した後に機械的強度の測定をする予定である試料の作製も平成28年度に完了しており,平成29年度に評価を行う準備は整った。さらに,平成29年度に行う予定であったAICの表面マトリックスの有無によるフッ化物イオン溶出能の違いについての検討も平成28年度に前倒しして行った。当該年度は,エナメル質表層化脱灰に対する非切削治療への応用を目的とした材料および深在性齲蝕の超保存的除去法への応用を目的とした材料の試作およびその評価を継続して行った。さらに,本研究はAICの商品化を目的としていることから,前年度までに用いてきた材料である化学重合型(従来型)GICよりも我が国では操作性や機械的強度の面で需要が多い光硬化型(レジン強化型)GICにもAICの理論が応用可能か否かを判断するため,当該年度は市販光硬化型充填用GICであるFuji IILCを基材としたAICを試作し,評価を行った。光硬化型AIC(AIC-LC)は,Fuji IILCのガラス粉末の12 wt%を多孔質球形HApに置換し,Fuji IILC液で粉液比3.1となるように練和して作製した。対照群のGIC(GIC-LC)はFuji IILC粉末と液を粉液比3.1で練和して作製した。GIC-LCおよびAIC-LCの点曲げ強さおよび各種イオン溶出量を測定した結果,3点曲げ強さは有意差は認めなかったもののHApの添加によって光硬化型GICの機械的強度を損なうことはないことが明らかとなった。また,光硬化型GICにおいても,多孔質球形HApを添加することによりフッ化物イオンをはじめとする各種イオン溶出量は増加することが示された。

以上の結果から,これまで従来型GICへの応用のみを検討してきたが,我が国での需要が比較的多い光硬化型にもAICの理論が応用できることが示されたことは,AICの商品化に向けて大きな研究成果が得られたと考える。研究計画に挙げていた従来型GICへの応用に加えて,当該年度は光硬化型GICへの応用を視野に入れた研究を取り入れて成果をあげており,順調に本研究課題を遂行できていると言える。本研究は,歯科用グラスアイオノマーセメント(GIC)に歯の主成分であるハイドロキシアパタイト(HAp)を添加した新規高機能性材料であるアパタイトアイオノマーセメント(AIC)の商品化を目的としている。当該年度は前年度までに実験を進めてきた各種従来型GICおよび光硬化型GICに多孔質球形HApの添加した試料群の機械的および化学的特性の評価を再度検証した。従来型GICでは,HAp添加はGICの強度の向上に直接的に関与しているが,フッ化物イオン溶出の向上は,HApの作用ではなく,HAp添加量分だけGIC粉末量が減少しGICの粉液比が低下することが原因であることが示唆された。また,光硬化型GICに対しても多孔質球形HApは各種イオン溶出量を増加させる傾向にあることが示され,光硬化型GICにもAICの原理が適合することが実証された。当該年度は,これらの研究成果を国内外の学会で発表し,さらに学術雑誌への論文投稿を行った。今後の推進方策であるが,平成29年度より本研究課題を遂行できる大学院生が2名増えることが決まり,協力体制の強化ができる。これは本研究課題の推進に大きく寄与するのは確実である。また,平成28年度に研究協力者である岡山大学の入江正郎研究員に研究方法についてのアドバイスを受ける機会を設け,専門的技術および知識の提供を受けた。平成29年度以降もさらにこのような機会を設けることにより,研究の推進を図る。さらに,平成29年度以降に計画しているセメントマトリックスの評価については,平成28年度に予備実験が終了しており,平成29年度より積極的な研究の実施が可能となった。当該年度より本研究課題を遂行できる大学院生が増え,当該年度中に,実験補助により大学院生の実験手技の習得は完了している。これは,次年度の本研究課題の推進に大きく寄与することは確実である。また,研究協力者である岡山大学の入江正郎研究員による専門的技術および知識の教授も,前年度に引き続き当該年度も受けることができた。次年度も継続して入江研究員に研究協力を受ける予定となっている。次年度使用額が生じた理由については,設備備品費として計上していたノートパソコンが予定よりも安価に購入できたことが挙げられる。また,予備実験から使用していた材料があったため,試料材料の購入が若干少なかったこと,研究成果を公表するためのホームページの作成が平成28年度は実行できなかったことも理由として挙げられる。次年度使用額が生じた理由としては,予備実験から使用していた材料や試薬が残っていたため,当該年度における追加購入が少なかったためと考えられるが,概ね予定通り使用できたと考えている。次年度は論文やホームページを通して本研究成果を公表する予定であるため,次年度使用額はそれらに関わる費用に充てることを計画している。これらの使用額と次年度に請求した研究費を併せた使用計画としては,試料用材料を予定通り購入するとともに研究成果公表のためのホームページ作成のために使用すること,また,平成28年度の研究成果を論文として発表するために英文校正費用に充てることを計画している。
認知症を合併した脳卒中高齢者の認知症症状の特徴と生活支援に関する研究

1.研究の意義・目的超高齢化社会を迎えた日本において,在宅での要介護者は増加傾向にあり,その原因の多くは,脳卒中と認知症である.したがって,認知症を合併した脳卒中患者に対する有効な入院リハビリテーションの方法や,患者本人や家族の負担軽減につながる有効な退院支援方法の構築は喫緊の課題である.そこで本研究は,脳卒中のため入院した高齢者のうち認知症を合併しているものを対象に,その精神行動症状も含めた認知症症状を明らかにし,日常生活活動(ADL)能力,在宅復帰率および入院期間に与える影響を検討する.また,退院時の認知症症状に対して行う退院支援を調査し,退院後の6か月における支援の効果や継続性,および新たに必要となった支援を調査する.この研究により,認知症症状の特徴を捉えた入院中の有効なリハビリテーションの介入方法や,退院支援および退院後の生活支援方法を検討するための知見を得ることができる.2.平成30年度の具体的な実施内容平成30年度は研究全体の中で,対象者のエントリー,入院中の経過調査,退院時の状態調査,およびアンケート調査を実施した.1)入院中の経過調査の実施(平成30年4月平成31年3月)1対象者の基本情報をデータベース,診療記録および問診により収集した.2退院時の評価指標および退院支援内容を調査した.2)退院6か月後におけるアンケート調査の実施(平成30年4月平成31年3月).3)データ解析(平成30年度9月)を開始した.平成30年度は研究全体の中で,対象者のエントリー,入院中の経過調査,退院時の状態調査,アンケート調査,およびデータ解析の開始を予定としていた.対象者のエントリーは平成30年4月から平成31年3月で80名のエントリーを予定していたが,平成30年3月31日の時点で88名であり予定通りである.また,そのすべての対象者において入院時の評価や退院時の状態調査,アンケートの実施も行っている.よって,研究の達成度としては概ね良好である.次年度は,収集したデータについて,解析,学会発表,論文作成を中心に行っていく.1.研究の意義・目的超高齢化社会を迎えた日本において,在宅での要介護者は増加傾向にあり,その原因の多くは,脳卒中と認知症である.したがって,認知症を合併した脳卒中患者に対する有効な入院リハビリテーションの方法や,患者本人や家族の負担軽減につながる有効な退院支援方法の構築は喫緊の課題である.そこで本研究は,脳卒中のため入院した高齢者のうち認知症を合併しているものを対象に,その精神行動症状も含めた認知症症状を明らかにし,日常生活活動(ADL)能力,在宅復帰率および入院期間に与える影響を検討する.また,退院時の認知症症状に対して行う退院支援を調査し,退院後の6か月後における支援の効果や継続性,および新たに必要となった支援を調査する.この研究により,認知症症状の特徴を捉えた入院中の有効なリハビリテーションの介入方法や,退院支援および退院後の生活支援方法を検討するための知見を得ることができる.2.平成28年度の具体的な実施内容平成28年度は研究全体の中で,研究の準備,対象者のエントリー,入院中の経過調査,退院時の状態調査,およびアンケート調査を実施した.1)調査の準備(平成28年4月6月)1共同研究施設(安曇野赤十字病院)との研究についての打ち合わせ:実際の研究方法について細部を検討した.共同研究施設のスタッフに研究内容の説明を行った.2書類の作成:調査項目の調査用紙,アンケート用紙を作成した.3信州大学医学部および安曇野赤十字病院の倫理審査委員会に申請し承認された.2)入院中の経過調査の開始(平成28年7月平成29年3月)1対象者の基本情報をデータベース,診療記録および問診により収集した.2退院時の評価指標および退院支援内容を調査した.3)アンケート調査開始(平成29年2月).平成28年度は研究全体の中で,研究の準備,対象者のエントリー,入院中の経過調査,退院時の状態調査,アンケート調査,および学会発表・論文作成を予定としていた.研究の準備として,評価・調査用紙の作成,倫理審査委員会の承認,共同研究施設への説明は終了した.対象者のエントリーは平成28年7月から平成29年3月で30名のエントリーを予定していたが,平成29年3月31日の時点で32名であり予定通りである.そのすべての対象者において入院時の評価や退院時の状態調査,アンケート調査も実施できている.よって,研究の達成度としては概ね良好である.1.研究の意義・目的超高齢化社会を迎えた日本において,在宅での要介護者は増加傾向にあり,その原因の多くは,脳卒中と認知症である.したがって,認知症を合併した脳卒中患者に対する有効な入院リハビリテーションの方法や,患者本人や家族の負担軽減につながる有効な退院支援方法の構築は喫緊の課題である.そこで本研究は,脳卒中のため入院した高齢者のうち認知症を合併しているものを対象に,その精神行動症状も含めた認知症症状を明らかにし,日常生活活動(ADL)能力,在宅復帰率および入院期間に与える影響を検討する.また,退院時の認知症症状に対して行う退院支援を調査し,退院後の6か月における支援の効果や継続性,および新たに必要となった支援を調査する.この研究により,認知症症状の特徴を捉えた入院中の有効なリハビリテーションの介入方法や,退院支援および退院後の生活支援方法を検討するための知見を得ることができる.2.平成29年度の具体的な実施内容

平成29年度は研究全体の中で,対象者のエントリー,入院中の経過調査,退院時の状態調査,およびアンケート調査を実施した.1)入院中の経過調査の実施(平成29年4月平成30年3月)1対象者の基本情報をデータベース,診療記録および問診により収集した.2退院時の評価指標および退院支援内容を調査した.2)退院6か月後におけるアンケート調査を実施した(平成29年4月平成30年3月).平成29年度は研究全体の中で,対象者のエントリー,入院中の経過調査,退院時の状態調査,およびアンケート調査を予定としていた.対象者のエントリーは平成29年4月から平成30年3月で100名のエントリーを予定していたが,平成30年3月31日の時点で115名であり予定通りである.また,そのすべての対象者において入院時の評価や退院時の状態調査,アンケートの実施も行っている.よって,研究の達成度としては概ね良好である.1.研究の意義・目的超高齢化社会を迎えた日本において,在宅での要介護者は増加傾向にあり,その原因の多くは,脳卒中と認知症である.したがって,認知症を合併した脳卒中患者に対する有効な入院リハビリテーションの方法や,患者本人や家族の負担軽減につながる有効な退院支援方法の構築は喫緊の課題である.そこで本研究は,脳卒中のため入院した高齢者のうち認知症を合併しているものを対象に,その精神行動症状も含めた認知症症状を明らかにし,日常生活活動(ADL)能力,在宅復帰率および入院期間に与える影響を検討する.また,退院時の認知症症状に対して行う退院支援を調査し,退院後の6か月における支援の効果や継続性,および新たに必要となった支援を調査する.この研究により,認知症症状の特徴を捉えた入院中の有効なリハビリテーションの介入方法や,退院支援および退院後の生活支援方法を検討するための知見を得ることができる.2.平成30年度の具体的な実施内容平成30年度は研究全体の中で,対象者のエントリー,入院中の経過調査,退院時の状態調査,およびアンケート調査を実施した.1)入院中の経過調査の実施(平成30年4月平成31年3月)1対象者の基本情報をデータベース,診療記録および問診により収集した.2退院時の評価指標および退院支援内容を調査した.2)退院6か月後におけるアンケート調査の実施(平成30年4月平成31年3月).3)データ解析(平成30年度9月)を開始した.
コンピュータホログラフィによる大型フルカラー静止画ディスプレイ技術の基盤形成

本年度の研究では,現行の高解像度計算機合成ホログラム(以下,CGH)が有する共役像の問題と,照明光源がCGHの観察を阻害しその非回折光の光輝が観察者に見える問題,またRGBカラーフィルタ方式ではカラーフィルタの広帯域特性により再生像にボケが生じる問題の解消または軽減に取り組んだ.本研究では,最終的には,高解像度CGHが有するこれらの諸問題を解消し,さらに複数のCGHをタイリングすることにより大型の静止画ディスプレイ技術を確立することを目指している.そのため,主として,(A)高解像度CGHを体積ホログラムとして転写する技術と,(B)共役像と照明光源の問題,の二つに分けて課題に取り組んだ.このうち(A)は,カラーフィルタ方式が抱える問題点への対策である.3次元構造の干渉縞を有する体積ホログラムには,照明光の中の特定の波長のみで選択的に再生する波長選択性の性質がある.そこで,三原色の波長でそれぞれ計算した3枚の高解像度CGHを原版としてこれを3枚の体積ホログラムに転写し,それを重ね合わせて再生する積層体積型フルカラーCGHの技術を開発した.その結果,従来のカラーフィルタ方式フルカラーCGHより遥か高画質なフルカラー再生像が得られることを確認した.一方,項目(B)は,共役像と非回折光,さらに光源そのものが再生像の観察を阻害する問題への対策である.共役像問題の解決方法として,透明な厚膜レジスト層のサブミクロンオーダーの厚さ変化により照明光の位相を変調して共役像を抑制する技術を開発した.これにより像がCGHの前に飛び出す空中像再生の再生が容易になる.位相型だけではなく,振幅型で照明光の入射角を増大させる干渉縞オーバーサンプリング技術を開発した.これにより壁掛けに近い状態でCGHが再生できるようになり,インパクトのある静止画ディスプレイを作成することができるようになった.本課題の当初の研究計画書においては,下記を研究課題としている.(A)高解像度CGHを体積ホログラムとして転写する技術,(B)位相変調型CGHの計算作成技術,(C)干渉縞パターンの高解像度化,(D)端面入射型コヒーレント光源の導入このうち,(A),(B),(C)については,「研究実績の概要」で述べたとおり,当初予定通りか少し早いぐらいで研究が進んでいる.これらについては基礎技術の開発はできたので,次は大型化への展開となる.一方,(D)については,未だ展示に足る再生像が得られていない状況であり,この点では進展が見られない.そのため,総合的には「おおむね順調に進展している」とした.今後は主として次の技術開発を行う.(A)フルカラー積層体積型CGHの大型化,(B)フルカラー多重転写体積型CGHの開発,(C)位相変調型CGHにおける位相変調誤差補正技術,(D)再生像の曲面に生じるクラックを消去する技術,(E)フルカラーCGHのタイリング技術,(F)フルカラーCGHの照明技術このうち(A)と(B)は,2018年度行った高解像度CGHの体積ホログラムへの転写技術の発展である.体積積層方式のフルカラーCGHは,カラーフィルタ方式よりもはるかに高品質な再生像が得られることが分かった.そこでこの方式のCGHを大型化する研究を行う.単純に面積を大きくして転写するだけでは,転写レーザーの強度が下がって周辺部の転写がうまくいかないため,転写レーザー光をスキャンする技術を開発する.(B)も同様に,転写によりカラー化する技術であるが,(A)では3枚のフォトポリマーに転写して積層するのに対してRGB3枚の原版CGHを1枚のフォトポリマーに多重転写することによりフルカラー再生を行う.転写時の位置合わせが正確にできれば,積層体積方式よりも簡単にフルカラーCGHが作成可能と期待される.(C)は多値位相変調型CGH技術の発展である.多値位相変調型CGHにより共役像除去ができるが,照明光の入射角が大きい場合には,位相変調度に誤差が発生し,共役像が発生することがわかった.そこで,この誤差を補正し共役像を低減する.(D)は物体光波計算技術の改良である.現行の計算技術で作成したCGHで曲面を再生すると,見る角度によっては曲面にクラックがあるように見える問題がある.そこで,シルエットマスクではなく,サーフェースマスクを導入したより精密なオクルージョン処理技術を開発する.(E)と(F)はCGHの大型化およびそれを「見せる」技術の開発であり,本研究課題の集大成となるものである.本年度の研究では,現行の高解像度計算機合成ホログラム(以下,CGH)が有する共役像の問題と,照明光源がCGHの観察を阻害しその非回折光の光輝が観察者に見える問題,またRGBカラーフィルタ方式ではカラーフィルタの広帯域特性により再生像にボケが生じる問題の解消または軽減に取り組んだ.本研究では,最終的には,高解像度CGHが有するこれらの諸問題を解消し,さらに複数のCGHをタイリングすることにより大型の静止画ディスプレイ技術を確立することを目指している.そのため,主として,(A)高解像度CGHを体積ホログラムとして転写する技術と,(B)共役像と照明光源の問題,の二つに分けて課題に取り組んだ.このうち(A)は,カラーフィルタ方式が抱える問題点への対策である.3次元構造の干渉縞を有する体積ホログラムには,照明光の中の特定の波長のみで選択的に再生する波長選択性の性質がある.

そこで,三原色の波長でそれぞれ計算した3枚の高解像度CGHを原版としてこれを3枚の体積ホログラムに転写し,それを重ね合わせて再生する積層体積型フルカラーCGHの技術を開発した.その結果,従来のカラーフィルタ方式フルカラーCGHより遥か高画質なフルカラー再生像が得られることを確認した.一方,項目(B)は,共役像と非回折光,さらに光源そのものが再生像の観察を阻害する問題への対策である.共役像問題の解決方法として,透明な厚膜レジスト層のサブミクロンオーダーの厚さ変化により照明光の位相を変調して共役像を抑制する技術を開発した.これにより像がCGHの前に飛び出す空中像再生の再生が容易になる.位相型だけではなく,振幅型で照明光の入射角を増大させる干渉縞オーバーサンプリング技術を開発した.これにより壁掛けに近い状態でCGHが再生できるようになり,インパクトのある静止画ディスプレイを作成することができるようになった.本課題の当初の研究計画書においては,下記を研究課題としている.(A)高解像度CGHを体積ホログラムとして転写する技術,(B)位相変調型CGHの計算作成技術,(C)干渉縞パターンの高解像度化,(D)端面入射型コヒーレント光源の導入このうち,(A),(B),(C)については,「研究実績の概要」で述べたとおり,当初予定通りか少し早いぐらいで研究が進んでいる.これらについては基礎技術の開発はできたので,次は大型化への展開となる.一方,(D)については,未だ展示に足る再生像が得られていない状況であり,この点では進展が見られない.そのため,総合的には「おおむね順調に進展している」とした.今後は主として次の技術開発を行う.(A)フルカラー積層体積型CGHの大型化,(B)フルカラー多重転写体積型CGHの開発,(C)位相変調型CGHにおける位相変調誤差補正技術,(D)再生像の曲面に生じるクラックを消去する技術,(E)フルカラーCGHのタイリング技術,(F)フルカラーCGHの照明技術このうち(A)と(B)は,2018年度行った高解像度CGHの体積ホログラムへの転写技術の発展である.体積積層方式のフルカラーCGHは,カラーフィルタ方式よりもはるかに高品質な再生像が得られることが分かった.そこでこの方式のCGHを大型化する研究を行う.単純に面積を大きくして転写するだけでは,転写レーザーの強度が下がって周辺部の転写がうまくいかないため,転写レーザー光をスキャンする技術を開発する.(B)も同様に,転写によりカラー化する技術であるが,(A)では3枚のフォトポリマーに転写して積層するのに対してRGB3枚の原版CGHを1枚のフォトポリマーに多重転写することによりフルカラー再生を行う.転写時の位置合わせが正確にできれば,積層体積方式よりも簡単にフルカラーCGHが作成可能と期待される.(C)は多値位相変調型CGH技術の発展である.多値位相変調型CGHにより共役像除去ができるが,照明光の入射角が大きい場合には,位相変調度に誤差が発生し,共役像が発生することがわかった.そこで,この誤差を補正し共役像を低減する.(D)は物体光波計算技術の改良である.現行の計算技術で作成したCGHで曲面を再生すると,見る角度によっては曲面にクラックがあるように見える問題がある.
顕微鏡組織像を用いた遺跡出土の微小骨片の種同定法の基礎的研究

日本列島における人類遺跡から出土する動物骨の顕微組織像による種同定法の確立を目的とし、これまでにヒトを含めニホンジカ、イノシシ、クマ、タヌキ、ウサギ、イヌ等の縄文時代の遺跡から高頻度で検出される哺乳動物の骨格標本ならびに全身の部位別の骨の薄切標本を整えてきた。中でもニホンシカに関しては胎児を含めた幼獣から老獣まで各年齢段階の合計51体の骨格標本を揃え、骨組織構造への性別、加齢、疾病等による影響を検討した。それらの顕微組織像をコンピュータによる画像処理システムにデーターベース化し比較研究の基礎資料を作製した。さらに画像解析ソフトを用いて、骨組織像のオステオン、ハバース菅など形態計測について検討した。その結果ヒトや偶蹄類などいくつかの動物種に関しては同定基準を明確にした。また、実際に岩手県大迫町風穴洞穴出土の約18000年前のシカと判明している資料において骨組織像におけるシカの特徴を確認し、更新世に遡る資料についても分析が可能なことを確認した。これらの研究成果をふまえて、1999年北海道千歳市柏台I遺跡の2万年前の炉跡から出土の骨片、1999年仙台市六反田遺跡平安時代の焼失住居跡から出土の骨片が人骨であるか否か、動物種の同定が可能か分析を試みた。いずれにも分析に用いた資料は2cm未満の緻密骨片であるが、柏台1遺跡の骨片は偶蹄類の可能性が高く、六反田遺跡の骨片はヒトの可能性を指摘できた。それぞれ成果を公表し、遺跡から出土した考古資料に応用できることを示した。遺跡出土の微小骨片においても動物種の同定を可能にするためには、実際に縄文時代以来の遺跡から出土する哺乳動物とヒトの全身に渡る主要な骨において光学顕微鏡像を作製し、それをコンピュータによる画像処理システムにデーターベース化することが必要である。本年度はヒトおよび日本列島に生息する大・中哺乳動物、主にシカ、クマ、イノシシ、カモシカの性別の判明している様々の年齢段階における部位毎の基準標本を作製することに主眼を置いた。ヒトについては東北大学医学部解剖実習用遺体から頭頂骨中央部、鎖骨、上腕骨、尺骨、橈骨、大腿骨、脛骨、腓骨の骨幹中央部を1cm角の大きさで採取した。一方、動物標本に関しては、野生のシカの骨格標本を得るために東京大学総合研究博物館の高槻成紀氏の研究グループの宮城県金華山シカの生態調査に参加し、死亡年齢、死亡季節の判明している野生のシカ骨格を収集した。その他、宮城県角田市のイノシシ牧場、岩手県藤沢町鹿牧場、北海道壮瞥町えぞ鹿牧場、北海道登別市のクマ牧場、さらに北海道、宮城県、栃木県の猟友会所属のハンターに依頼して、死亡した動物を研究用として譲り受け,骨格標本を作製した。ヒトと同様に部位毎に1cm角の大きさで採取した。これらの資料を脱水処理後、樹脂包埋し、硬組織切断機を用いて骨組織切片を作製した。現在までのところ光学顕微鏡像の検討によれば、種レベルでは微小骨片による同定が可能と思われる。来年度、画像処理システムを採り入れ、定量分析により客観的な評価を行う。
非線形力学系理論による全身動作の知覚－運動協調機構の解明

本研究は、非線形力学系理論を用いて全身動作の知覚-運動協調ダイナミクスの解明を目的とした。これまでの知覚-運動協調の研究では、座位での腕や指などの実験条件下動作が大部分を占めた。本研究は、実際のパフォーマンスと関わる知覚運動協調課題を用い、身体システムが自己組織化するシステムであることを調べた。Miura et al.(2011)の研究では、ストリートダンスの基本のリズム動作を用いて、アップ(膝伸展と音を同期)が動作周波数の増加に伴い、ダウン(膝屈曲と音を同期)に相転移することを示し、パフォーマンスと関わる全身動作も自己組織的に制御されていることが示唆された。また、非ダンサーは相転移してしまうが、ダンサーでは相転移しないことが明らかになった。しかしながら、Miura et al.(2011)の研究では、参加者はある動作パターンを維持しようとする意図をもって、自発的なパターン形成に抵抗していた。そのため、ダンサーが相転移に抵抗できたのが意図によるものなのか、学習によって内在するダイナミクス(intrinsic dynamics)が変化したのかは不明である。この点を確かめるために、連続的に周波数が変化するパラダイムを用い、参加者に自発的なパターン変化に抵抗しないように指示をした。その結果、アップからダウンへの相転移は、ダンサーと非ダンサー両群において観察された。各郡における相転移周波数を算出すると、ダンサーで約160拍/分、非ダンサーで125拍/分となり群間で有意に異なった。この結果は、意図の作用ではなく、学習前の段階の内在するダイナミクスが学習によって変化していることを示唆する。本結果はリズミカルな知覚運動協調の学習は、相転移を引き起こす内発的制約を克服する過程であることを示唆する。またその際の筋活動を記録した。その結果、ダンサーは太腿の前の筋肉と後ろの筋肉が交互に活動しているのにたいし、非ダンサーは共収縮していることが明らかになった。論文が一本掲載され、1つの招待講演を行った。以上から研究はおおむね順調に進展しているといえる。本研究は個人内での知覚と運動の協調を非線形力学系理論により記述した。今後は個人間での研究に、本研究の結果を拡張させ、人間が集団で協調、または競合する際の知性について明らかにしていく予定である。本研究は全身動作の知覚-運動協調や関節間の協調には、生得的に安定または準安定の協調パターンが存在することを明らかにした。安定、準安定の協調パターン間の相転移や、動作周波数の上昇条件と下降条件で位相角のプロファイルが異なるヒステリシス現象は全身リズム動作がリズミカルな運動に共通の力学系法則に支配されていることを示す証拠である。またダンサーの相転移周波数の方が高かったことや、ダンサーだけが無意図的な引き込みに抵抗できたことは、人間のリズミカルな運動の学習が安定な協調パターンへの相転移や引き込み(神経系に内在する制約)を克服する過程である(Swinnen, 2002)ことを示す。また全身リズム動作熟達の神経生理学的背景には、筋の共収縮低下が存在することを明らかにした。熟達度を分ける相転移周波数や、共収縮指数を非線形力学系の数理モデル(Haken et al. 1986)に組み込むことで、全身リズム動作の熟達度を表現することが理論的には可能である。本研究で用いた課題動作は実際のパフォーマンスと関わるスキル動作であるために、パフォーマンスと関わる運動の学習プロセスの記述や、トレーニング方法の開発などへ応用が可能であると考えられる。また本研究は、ストリートダンスの運動制御研究として、ストリートダンサーやダンスの教育者に対して示唆を与える。熟練ストリートダンサーの特徴として、生得的に不安定な協調パターンの安定化があげられる。全身リズム動作の協調パターンの形成には動作周波数(速度)が関わっているため、速度に着目した練習が効果的であると考えられる。また熟練ダンサーは筋の共収縮レベルが低いことが観察されたことから、脱力、リラックスを含めた練習が効果的であると考えられる。

この結果は、意図の作用ではなく、学習前の段階の内在するダイナミクスが学習によって変化していることを示唆する。本結果はリズミカルな知覚運動協調の学習は、相転移を引き起こす内発的制約を克服する過程であることを示唆する。またその際の筋活動を記録した。その結果、ダンサーは太腿の前の筋肉と後ろの筋肉が交互に活動しているのにたいし、非ダンサーは共収縮していることが明らかになった。全身動作の知覚-運動協調における新たな相転移現象を発見し、その振る舞いを定量化し、定性的なモデル化まで行った。今後、定量的にモデル化を進めることで、本研究の大きな発展が予想される。論文が一本掲載され、1つの招待講演を行った。以上から研究はおおむね順調に進展しているといえる。全身リズム動作の熟達度を測る指標はまだまだ少ない。今後、全身リズム動作をゆらぎ解析や、非線形力学系の再起定量化解析等を用いて解析することで、熟達した全身リズム動作の特徴を数理モデルで記述していくことを目標とする。本研究は個人内での知覚と運動の協調を非線形力学系理論により記述した。今後は個人間での研究に、本研究の結果を拡張させ、人間が集団で協調、または競合する際の知性について明らかにしていく予定である。
界面での力学刺激によるキラリティーの誘起

本研究では、界面を用いてマクロな力学刺激と1分子の構造変化の関係を定量化し、その知見を用いて、力学刺激による単分子のキラリティー制御を行うことを目的とした。まず、気-水界面に1,1'-ビ-2-ナフトール(BINOL)誘導体の単分子膜(Langmuir膜)を形成させ、単分子膜の圧縮により分子内の二面角が閉じ、CDスペクトルが変化することを確認した。圧力と分子の占有面積のプロット(π-A曲線)から、開閉に要するエネルギーを見積もり定式化を行い、シミュレーションによる理論的裏付けも得た。開閉は圧縮・拡張により可逆的に制御できることが分かった。前進的な研究としてDNAナノ構造体のLB膜にも取り組んだ。本研究では、界面を用いて、マクロな力学刺激と1分子の構造変化の関係を定量化し、その知見を用いて、力学刺激による単分子のキラリティー制御を行うことを目的としている。具体的には、気-液界面に、1,1'-ビ-2-ナフトール(BINOL)誘導体の単分子膜(Langmuir膜)を形成させ、単分子膜の圧縮による、分子内の二面角の変化を定式化する。次に、キラリティーを持たないビナフチル誘導体を用いて、わずかな量のキラル源を加え、圧縮により各分子の軸不斉を誘起し、キラル情報を増幅させる。このように、マクロとナノを結びつける研究に焦点を当てることで、分子マシンの動作原理などの、ナノサイエンスの基礎原理を導く。平成26年度前期には、必要な分子の合成を行った。はじめに、単分子膜を作製するのに必要な、軸不斉を持つ軍曹分子(BINOL誘導体)を合成した。親水性部位と疎水性部位のバランスの調整の検討が必要であったが、安定な固体膜を形成する構造の分子が得られた。一方、ラセミ体の兵士分子に関しては、BINOLの2つの水酸基を脱水し、エーテル構造で閉じることで、閉環ビナフチル構造を形成させる方法で分子の合成を行った。この反応に関しては、ゼオライトを触媒に用いて定量的に進行させた報告があったので、当初はそれを参考に合成を試みたが、うまく反応が進行しなかった。そのため、酸性条件で強熱する方法に変更して、合成を行った。平成26年度後期には、単分子膜のCD測定ができるように、条件を検討した。具体的には軸不斉を持つ分子の単分子膜を石英基板に写し取り、スペクトルの強度を確認した。その結果、コットン効果のシグナルが充分得られる事が分かり、1分子の構造変化を追跡する実験手法が確立できた。また、実験と並行して、広く使用されている計算ソフト「Gaussian」を用いて、理論計算による解析の準備も始めた。本研究では、界面を用いて、マクロな力学刺激と1分子の構造変化の関係を定量化し、その知見を用いて、力学刺激による単分子のキラリティー制御を行うことを目的とした。具体的には、気ー液界面に、1,1'-ビ-2-ナフトール(BINOL)誘導体の単分子膜(Langmuir膜)を形成させ、単分子膜の圧縮による、分子内の二面角の変化を定式化を行った。次に、キラリティーを持たないビナフチル誘導体を用いて、わずかな量のキラル源を加え、圧縮により各分子の軸不斉を誘起し、キラル情報を増幅させることを目指した。このように、マクロとナノを結びつける研究に焦点を当てることで、分子マシンの動作原理などの、ナノサイエンスの基礎原理を導くことを最終的な目的とした。平成27年度は、不斉を有するBINOL誘導体の単分子膜を圧縮することで、分子内の二面角が閉じ、CDスペクトルが変化することを発見した。圧力と分子の占有面積のプロット(πーA曲線)から、開閉に必要なエネルギーを見積もることができた。共同研究先とともに、界面における分子シミュレーションを行い、CDスペクトルと開閉のエネルギーの関係について、理論的裏付けも得た。当初の目的の本質的な部分を明らかにできたため、より前進的な研究対象としてDNAナノ構造体を用い、気-水界面上にその単分子膜を形成させ、圧縮-拡張の力学的刺激による構造体誘起を行った。その結果、圧縮-拡張の刺激サイクルを増やすごとに、DNAナノ構造体の超分子集合が誘起されることが明らかとなった。当初の実験予定では、初年度に、(1)必要分子の合成とその単分子膜を得ること、(2)π-A曲線から分子構造の変化に使われたエネルギーを見積もること、(3)単分子膜のCD測定、(4)計算科学による二面角とCDスペクトルの関係の理解、の達成を計画していた。「研究実績の概要」で述べたように、(1)、(3)、(4)に関しては、予定通り順調に進展した。