hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物の環境ストレス種特異的な翻訳制御機構の解明

そこで、CAGE解析によって転写開始点(5'UTR)を網羅的に同定し、得られたデータを用いて、5'UTR内にCU反復領域等を有するmRNAのストレスに応答した翻訳状態変化を網羅的に解析した。その結果、5'UTR内にCU反復領域等を有するmRNAの翻訳状態変化は、全mRNAの翻訳状態変化と比較して統計的に有意な偏りが認められた。次に、CU反復領域等が熱抑制/塩維持のストレス種特異的な翻訳制御に寄与しているのか調べるため、CU反復配列を持つキメラ5'UTRを連結したレポーター遺伝子を発現する形質転換体を用いた解析を行った。ポリソーム/定量RT-PCR解析を行った結果、CU反復配列を持つキメラ5'UTRを連結したFLUC mRNAは、熱抑制/塩維持である内在性At1g09970.1 mRNAと類似した挙動を示した。これらの結果から、5'UTR内のCU反復領域等が、熱抑制/塩維持というストレス種特異的な翻訳状態変化に寄与する制御配列である可能性が考えられた。植物は環境ストレス(熱、塩、乾燥等)に曝されると細胞内の翻訳状態が劇的に変化する。一方で、熱では維持されるが塩では抑制されるなどストレス間で翻訳状態変化が異なるmRNAの存在も認められる。本研究により、環境ストレス種特異的な翻訳制御について、5'UTR内のCU反復領域の有無など制御機構の一端が明らかとなった。植物は環境ストレス(熱、塩等)に曝されると細胞内の翻訳状態が劇的に変化する。熱と塩ストレスによる翻訳状態変化をゲノムスケールで比較すると非常に類似しているが、熱では維持されるが塩では抑制されるなどストレス間で翻訳状態変化が異なるmRNAも存在する。本研究により、特異的な挙動を示すmRNAの5'UTRをレポーター遺伝子に連結した一過性発現実験および形質転換体を用いた解析から、5'UTR内のCU反復領域等が、熱抑制/塩維持というストレス種特異的な翻訳状態変化に寄与する制御配列である可能性と熱ストレスに応答した転写開始点の変化が、mRNAの熱ストレス下での翻訳活性を変化させることが示された。残念ながら現時点では、塩ストレス条件下での一過性発現実験の実験系が確立できていない。そのため、計画の一部を変更し、転写開始点が各条件で変化しない2種のmRNAの5'UTRについては、直接安定形質転換体を作出し、実際の細胞内環境でその5'UTRがストレス種特異的な翻訳能力を発揮することを実証する。また、各条件で転写開始点が変化していた6種については、計画どおり転写開始点変化の前後に相当する5'UTRを連結したレポーターF-LUC mRNAをin vitroで合成し、シロイヌナズナプロトプラストへ導入する一過性発現実験を行い、熱ストレス条件だけではあるが、各5'UTRが持つ翻訳能力をレポーター活性として評価する。形質転換体を用いた解析より、ストレス種特異的な翻訳状態変化を規定する要因としての5'UTRの重要性が示された。用いた5'UTR内に、ストレス種特異的な翻訳状態変化を規定する制御配列が存在すると考えられる。また、熱抑制/塩維持という翻訳の挙動を示す候補mRNAの5'UTRに限定すると、CU反復という共通性が認められた。例えば、At1g09970 5'UTR内(148塩基)には、5'末端から数えて2274塩基に13×CU反復が認められた。また、At5g13180 5'UTR内(67塩基)には、5'末端から数えて967塩基の間に4×CU反復およびCU rich領域が認められた。このことから、5'UTR内に存在するCU反復領域やCU rich領域が、熱抑制/塩維持というストレスの種類に特異的な翻訳状態変化に関係している可能性が考えられた。
産褥早期の自律神経機能評価に基づく抑うつ症状の予防に向けた介入プログラムの効果

産褥早期の褥婦の精神的ストレス軽減のための心拍変動バイオフィードバック(HRV-BF)の有効性について検討した。産褥4日目から産後1か月まで自宅でHRV-BFを実践したところ、産後1か月時の産後うつ病質問票の総得点が有意に減少しており(p<0.01)、中でも不安や睡眠困難の変化が関連していた。また、心拍変動解析値のSDNNにも有意な増加が認められた(p<0.01)。したがって、産褥早期からのHRV-BFの実践は、褥婦の抑うつ症状を邪鬼する心配や睡眠困難の軽減につながり、育児中でも実現可能な健康促進の手段として推奨できるのではないかと示唆された。正常褥婦の自律神経機能について、心拍変動解析値の経時的変化と精神的ストレスとの関係、および産褥早期における心拍変動バイオフィードバック法の精神的ストレスに対する効果を明らかにすることを目的とした。A病院産婦人科で経膣分娩した正常褥婦55名を対象とし、産褥4日目より産後1か月までストレスイレイザーによる心拍変動バイオフィードバック法を実施した25例をバイオフィードバック群、実施しなかった30例をコントロール群とした。産褥4日目と産後1か月に精神状態の評価(マタニティーブルーズ自己質問表、エジンバラ産後うつ病質問票(以降、EPDS))、自律神経機能評価(心拍変動解析値)を行った。なお、対象者には個人情報保護の理念に基づき口頭と文書で説明と同意を得た。産褥4日目と産後1か月時の心拍変動解析値を二群間比較した結果、産後1か月時のバイオフィードバック群の心拍数は有意に減少し、SDNN、HFパワー、LFパワーは増加した。精神状態との比較では、産褥4日目にマタニティーブルーズの症状が認められた16例はHFパワーの有意な減少が認められた。また、産後1か月のEPDSと心拍変動解析値との相関関係では、EPDS得点は心拍数との間に有意な正の相関、SDNNとHFパワーとの間に負の相関が認められた。以上より、産褥早期から心拍変動バイオフィードバック法を励行することは、褥婦の精神的ストレスへの耐性が増加する可能性があることが示唆された。昨年度までに得られたデータを見直し、バイオフィードバック群とコントロール群における精神的ストレスに関連している要因について更に分析した。精神的ストレスの評価としてエジンバラ産後うつ病質問票(Edinburgh Postnatal Depression Scale:以下EPDS)を用いた。これは10項目からなる自記式質問票で、合計得点は0点から30点であり、わが国では9点以上を産後うつ病のハイリスク群としてスクリーニングすることに用いられている。産後1か月におけるEPDSの平均得点は、バイオフィードバック群は2.2±1.6点、コントロール群は5.1±2.0点であり、全体的にもEPDS得点が9点以上のハイリスク褥婦は2名(3.6%)であった。しかしEPDS得点の経時的な減少はバイオフィードバック群のみに認められた(p<0.001)。その中でもEPDS得点の分布を見てみると、バイオフィードバック群では25名中22名(88.0%)の褥婦はEPDS得点が5点以下であり、コントロール群の30名中25名(83.3%)の褥婦はEPDS得点が4点以上であった。EPDSの項目の中で、不安に関連する3項目(項目35)、睡眠困難に関する1項目(項目7)、悲しみや惨めな気持ちに関する1項目(項目8)において両群間で有意な差が認められた。さらに自律神経機能において、両群間の産後1か月における心拍変動解析値はバイオフィードバック群では有意な心拍数の減少とSDNNの増加が認められた。したがって、産褥早期より心拍変動バイオフィードバックを励行することは、産褥期の褥婦が抱いている精神的ストレスの中でも特に、不安や睡眠困難を緩和する効果が得られるのではないかと示唆された。今年度は、主に産褥早期にマタニティーブルーズ症状のある褥婦に対する心拍変動バイオフィードバックの有用性について分析した。本調査の対象において、産褥4日目のマタニティーブルーズ得点が8点以上の高得点者(以降、マタニティーブルーズあり群)は、全体の29%と全国的な出現率とおおよそ同様であった。マタニティーブルーズあり群の平均得点は9.3±1.4点であり、マタニティーブルーズなし群の平均得点は3.3±2.0点であった(p<0.01)。マタニティーブルーズあり群のうち、産後約1か月間心拍変動バイオフィードバックを行ったバイオフィードバック群の方がコントロール群よりも、心拍数の有意な低下が認められた(p<0.05)。一方、副交感神経機能を示すHFパワーはバイオフィードバック群の方がやや高く、精神状態の指標として用いたエジンバラ産後うつ病自己評価票日本語版(Edinburgh Postnatal Depression Scale:以下EPDS)得点は、産後1か月時においてバイオフィードバック群の方がやや得点は低かったが、二群間で有意な差は認められなかった。以上より、産褥早期のマタニティブルーズに対して心拍変動バイオフィードバックを用いることは、心拍数の低下にはつながるものの、副交感神経機能は増加傾向を示すのみであった。今回、精神状態の指標として産褥4日目には既存のマタニティブルーズの尺度とEPDSを用いた。

両者の程度を比較すると必ずしもマタニティーブルーズが認められるものはEPDS得点が高いとは言い切れなかった。したがって、一過性の変化であるマタニティーブルーズの症状のみでなく、慢性化すると発症のリスクが高いと言われている産後うつ病のハイリスク対象を産褥早期よりスクリーニングし、予防的な介入として心拍変動バイオフィードバックは有効であると考える。産褥早期の褥婦の精神的ストレス軽減のための心拍変動バイオフィードバック(HRV-BF)の有効性について検討した。産褥4日目から産後1か月まで自宅でHRV-BFを実践したところ、産後1か月時の産後うつ病質問票の総得点が有意に減少しており(p<0.01)、中でも不安や睡眠困難の変化が関連していた。また、心拍変動解析値のSDNNにも有意な増加が認められた(p<0.01)。したがって、産褥早期からのHRV-BFの実践は、褥婦の抑うつ症状を邪鬼する心配や睡眠困難の軽減につながり、育児中でも実現可能な健康促進の手段として推奨できるのではないかと示唆された。現時点において、産褥期の褥婦の自律神経活動と精神的ストレスについて一般的な経過、ならびに褥婦に対する心拍変動バイオフィードバックの効果がおおむね示唆されつつある。また、英文による投稿もできたため、現在までの達成度はおおむね達成していると考える。今回の分析により、褥婦の精神的ストレスには不安や睡眠状態が大きく影響していることが明らかになったため、今後はその関連因子にも注目し、産褥期における精神的ストレス軽減に向けた看護介入について検証していくこととする。医歯薬学当初はマタニティーブルーズ得点の高い褥婦への介入による更なる分析を計画していた。しかし、その対象者の出現頻度は約30%程度であることが明らかとなったため、対象者数を確保するのに時間を要すると考えられる。一方、近年増加傾向にある高齢初産婦に注目してみると、今回の調査において年齢による自律神経機能の有意差が認められた。高齢初産婦をめぐる身体的・精神的・社会的背景に関する研究が散見されるようになってきているが、それらの背景因子と自律神経機能との関連は未だ明らかとなっていない。中でも高齢初産婦は産後の疲労に影響を受けやすいと言われているため、産後の疲労の程度と精神的ストレスとの関連を中心にデータ収集していくこと計画している。また、今回、EPDSの項目の中でも、不安や睡眠困難に関する内容が産後の精神的ストレスの増強因子に関連している可能性が示唆されたため、さらにそれらに関連する因子を探索していくこととする。そして、その精神的ストレスの増強因子への看護介入の方向性を検討することを目的にさらにデータの収集を行っていくこととする。現在55例のデータ収集と解析を達成できている。当初の計画では、産褥1日目から研究参加を依頼する予定としていたが、産褥1日目は分娩疲労や母児同室という育児生活の開始に伴い、産褥1日目からの協力は困難な状況が多く見られた。また、産褥4日目において、マタニティーブルーズの認められる褥婦を中心に心拍変動バイオフィードバックの実施を依頼する計画としていたが、実際そのような症状が出現している褥婦からの同意を得ることが困難であった。本来であれば、精神状態のハイリスクなケースへの介入方法として、心拍変動バイオフィードバックの効果を検証することを目的として考えていたが、精神状態の悪化が懸念されるようなケースへの介入が困難であることは本研究の限界であると考えられた。
数論幾何学に於ける非可換代数的手法の研究及び非可換岩澤理論への応用

本年度は年度に得られた虚数乗法を持つヒルベルト保型形式の円分岩澤主予想についての研究成果(大阪大学大学院理学研究科・落合理准教授との共同研究)及びカラー-シャーレン理論の高次元表現への拡張(東京工業大学大学院理工学研究科・北山貴裕助教との共同研究)について、得られた成果の精密化、成文化を進めるとともに、多数の研究集会及びセミナーでの口頭発表という形で研究成果の発信を精力的に行った。以下、成果の精密化の側面に関して若干の補足を加える。前者の研究に於いては、そもそもヒルベルト保型形式の円分岩澤主予想自体の精密な定式化(特に円分的p進L関数の複素周期の問題や、ヒルベルト保型形式に付随するガロワ表現の格子の取り方が及ぼす主予想の定式化への影響)が楕円保型形式の場合と比較するとあまり論じられてこなかったという背景があり、共同研究の間もそのことが齎す弊害が幾度も現れていた。そこで我々は、ヒルベルト保型形式の円分岩澤主予想の定式化自体に関しても精密に論じ直し、ヒルベルト保型形式の岩澤主予想の基礎的な部分も改めて見直すよう心掛けた。その成果は現在執筆中の論文に反映されている。後者の研究に於いては、特に幾何学的群論の観点から、本質的分岐曲面と「群の複体complexes of groups」の理論との関係をより精密に考察した。また、今年度は非可換岩澤主予想への応用も視野にCM体のp進L関数間の非可換合同式の研究や関数体の非可換岩澤主予想の研究、古庄-松本-小森-津村等によるp進多重ゼータ関数の研究なども行った。特にCM体のp進L関数間の非可換合同式については、Thanasis Bouganisによる結果の多変数版を考えることで「多変数版の非可換岩澤主予想」の考察が出来るのではないかとの着想が得られた。(抄録なし)本年度はユニタリ群上の保型形式の理論の岩澤主予想への応用についてChristopher Skinner,Eric Urbanの結果(楕円保型形式の岩澤主予想への応用)並びに謝銘倫の結果(CM代数体の岩澤主予想への応用)を中心に研究を行った。彼らの手法は革新的であり現在の岩澤理論の発展には欠かせないものであると考えられているが、まだ手法が正式に発表されてからの歴史が浅いため、その細部を検証し論理的な飛躍や簡略化できる部分を模索することは今後の岩澤理論研究のさらなる進展に於いて欠くことの出来ない重要な作業である。さらには総実代数体以外のモチーフに対する非可換岩澤主予想へのアプローチとしても本手法は大いに役立つと期待されるため、本年度実施した作業は自身の研究の進展のためにも極めて重要なものであると考える。また、今年度はCM体の岩澤主予想とCMヒルベルト保型形式の変形族(肥田族)の岩澤主予想の関係性についての研究に着手した(落合理氏との共同研究)。本研究は"CM体の多変数非可換岩澤主予想"並びに"保型形式の非可換変形の岩澤理論"といった、現時点では知られていない現象を観察する際の重要な手がかりになるものと期待している。本年度の研究では、CM体に付随する岩澤加群が非自明な擬零部分加群を持たないという、恐らく広く知られていた(或いは信じられてきた)性質に対し精密な証明を与えることに成功した。非自明な擬零部分加群の非存在性は、岩澤降下の議論の際に核心的に重要な役割を演ずるにも拘わらずあまり重視されてこなかった性質であり、今回そのような基本的な性質を改めて確立したことは非常に意義深いことである。本年度はさらに、近年Andreas Nickelによって目覚ましい進展を遂げている非可換Fitting不変量についても研究を行った。この方面では現在Nickelの理論を用いて栗原将人,Cornelius Greither等のSticlelberger idealの理論の非可換岩澤理論への応用を模索しているところである。本年度は2d次CM体のd+1変数岩澤主予想を適切に特殊化することにより,(若干の技術的仮定の下で)虚数乗法を持つ(p概通常な)ヒルベルト尖点形式に対する円分岩澤主予想が導かれることを証明した.これは大阪大学の落合理氏との共同研究による成果であり,虚二次体の二変数岩澤主予想の特殊化に関するKarl Rubin,加藤和也等の古典的な結果の一般化に相当する.特に岩澤加群の特性イデアルが特殊化と整合的でないため,岩澤加群が非自明な部分擬零加群を持たないことを証明する必要があることはRubin等の議論でも論じられていたが,我々の一般化ではd変数分特殊化する必要があったため,単に岩澤加群が非自明な部分擬零加群を持たないことを示すだけでは不十分であった.したがってRalph Greenbergの判定法を繰り返し適用し,岩澤加群を非自明な部分擬零加群が生じないように段階的に上手く特殊化する方針を採った点が技術的な側面での核心である.また,本年度は3次元多様体に含まれる本質的曲面を組織的に構成するための古典理論であるCuller-Shalen理論を,Bruhat-Titsの<建物>の理論を用いることで基本群の高次元表現の指標多様体上の理論へと拡張し,3次元多様体に含まれる或る種の分岐曲面を系統的に構成する手法を構築した.これは東京大学の北山貴裕氏との共同研究による成果である.

本研究は非ハーケン多様体の研究への応用など低次元トポロジーに於ける応用も当然期待できる一方,Barry Mazur,森下昌紀らに依る数論的位相幾何学の観点から,数論的な応用も十分に期待できるものであると言える.なお,上記の2件の研究成果については現在論文を準備中である.本年度は年度に得られた虚数乗法を持つヒルベルト保型形式の円分岩澤主予想についての研究成果(大阪大学大学院理学研究科・落合理准教授との共同研究)及びカラー-シャーレン理論の高次元表現への拡張(東京工業大学大学院理工学研究科・北山貴裕助教との共同研究)について、得られた成果の精密化、成文化を進めるとともに、多数の研究集会及びセミナーでの口頭発表という形で研究成果の発信を精力的に行った。以下、成果の精密化の側面に関して若干の補足を加える。前者の研究に於いては、そもそもヒルベルト保型形式の円分岩澤主予想自体の精密な定式化(特に円分的p進L関数の複素周期の問題や、ヒルベルト保型形式に付随するガロワ表現の格子の取り方が及ぼす主予想の定式化への影響)が楕円保型形式の場合と比較するとあまり論じられてこなかったという背景があり、共同研究の間もそのことが齎す弊害が幾度も現れていた。そこで我々は、ヒルベルト保型形式の円分岩澤主予想の定式化自体に関しても精密に論じ直し、ヒルベルト保型形式の岩澤主予想の基礎的な部分も改めて見直すよう心掛けた。その成果は現在執筆中の論文に反映されている。後者の研究に於いては、特に幾何学的群論の観点から、本質的分岐曲面と「群の複体complexes of groups」の理論との関係をより精密に考察した。また、今年度は非可換岩澤主予想への応用も視野にCM体のp進L関数間の非可換合同式の研究や関数体の非可換岩澤主予想の研究、古庄-松本-小森-津村等によるp進多重ゼータ関数の研究なども行った。特にCM体のp進L関数間の非可換合同式については、Thanasis Bouganisによる結果の多変数版を考えることで「多変数版の非可換岩澤主予想」の考察が出来るのではないかとの着想が得られた。今年度は基礎研究を重視して研究活動を行ったため、研究成果の面では劇的に進展したとは言い難い。しかし当初から(交付申請書にも記載の通り)初年度は基礎研究を重点的に行う予定になっていたし、「9.研究実績の概要」でも触れたように今年度の基礎研究は今後の研究のために極めて重要なものであり、既に幾つかの場面で今年度の研究を応用できそうな手ごたえが得られているので、今年度の研究の方向性に重大な問題があったとは全く考えていない。唯、基礎研究と自身の研究課題の研究をより効率的に同時進行させる余地はまだまだ残されているとは思うので、その点は反省して来年度以降の研究の進め方に活かしたいと思う。昨年度から進行中であった落合理氏との虚数乗法を持つヒルベルト保型形式に対する岩澤主予想に関する共同研究が『特殊化による円分岩澤主予想の導出』という研究着手時から掲げてきた中間目標地点に到達し,論文執筆という段階に入ることができたことから,岩澤理論に関する研究は順調に進展していると言えよう.また北山貴裕氏とのCuller-Shalen理論に関する共同研究は計画外の収穫であった.本研究はトポロジー分野への貢献は勿論,数論幾何学への位相幾何学的観点からの新たな手法の導入という形で還元されることも期待されるため,本年度の研究成果は総じて来年度の研究へ繋がる大変実り豊かなものであったと考えている.
イルカの人工尾びれの有益性に関する生物流体力学的研究

イルカの高い運動性能と推進性能を発揮するのに尾びれが重要な働きをしていると考えられることから,尾びれに注目し,尾びれの機能を運動学的流体力学的に明らかにし,工学的な応用をする際のイルカの尾びれを模倣した人工尾びれの有益性を検討することを本研究の目的としている。先ず,イルカの尾びれの曲げ剛性を計測するための装置の設計及び製作を行った。3次元移動テーブル上に水平に尾柄を固定した尾びれ上の任意の点にロードセルを取り付けた荷重負荷器により荷重を加え,その点における曲げによるたわみをレーザ変位計を用いて非接触に計測する装置である。本装置を用いて,実際に沖縄美ろ海水族館にいる尾びれのほとんどを失った障碍イルカに装着し使用されていた人工尾びれと死亡したイルカの生の尾びれの曲げ剛性とヤング率などを求め,力学的特性について比較検討した。また尾びれの解剖と超音波診断装置を用いた解析画像より尾びれの構造を調べ,尾びれの表皮,脂質また結合組織など生体材料の力学的特性を調べた。実験の結果,曲げ剛性は尾びれの翼端に近付くに従い小さくなり,結合組織は異方性をもつことがわかった。次に,尾びれの力学的特性に近似した特性をもち,形状を模倣した実験用人工尾びれを試作し,振動翼推進機搭載船外機(ヒレ船外機)に装着し,人工尾びれの推進機としての推進性能について調べた。その結果,人工尾びれは一周期にわたり正の推進力を発生し,推力の変動が小さく,平均推進力は,尾びれを振らす振動数が増加するに従ってはぼ2次的に増加することがわかった。人工尾びれを装着したヒレ船外機を小型ボートに搭載し,湖上での実船実験を行ったところ,船速は尾びれの振動数にほぼ比例して増加した。以上より,イルカの人工尾びれの推進性能は高く,水をかき回さないので環境によい水中推進機として,人工尾びれの有益性を評価することができた。本年度では,イルカの尾びれの力学的特性を計測するための装置の設計及び製作を行った。3次元移動テーブル上に水平に尾柄を固定した尾びれ上の指定した点にロードセルにより荷重を加え,任意の点における曲げのたわみ量を非接触のレーザ変位計を用いて計測する装置である。次に,本装置を用いて実際にイルカに装着し使用されている人工尾びれの形状ならびに曲げたわみ量を計測し,その力学的特性を求め,既存の人工尾びれの構造解析をするための基礎資料を得た。イルカの高い運動性能と推進性能を発揮するのに尾びれが重要な働きをしていると考えられるこから,尾びれに注目し,尾びれの機能を運動学的流体力学的に明らかにし,工学的な応用をする際のイルカの尾びれを模倣した人工尾びれの有益性を検討することを本研究の目的としている。

本年度は,先ず,昨年度,製作した尾びれの曲げ剛性を調べるための計測装置を用いて,死亡したイルカの尾びれの曲げ剛性とヤング率などを求め,またバイオエンジニアリング的視点から,尾びれの解剖を行い,尾びれを構成している表皮,脂質また結合組織など生体材料の力学的特性を調べた。実験の結果,曲げ剛性は尾びれの翼端に近付くに従い小さくなる傾向があり,また尾びれを構成する結合組織は異方性をもつことがわかった。次に,尾びれの力学的特性に近似した特性をもち,形状を模倣した実験用人工尾びれを試作し,既存の振動翼推進機搭載船外機(ヒレ船外機)に装着し,人工尾びれの推進機としての推進性能について調べた。本ヒレ船外機では,振動翼の挙動が推進効率を最大になるように固定されているので,推進力に及ぼす振動数の影響について実験を行った。大型水槽における静止推力測定実験では,人工尾びれは一周期にわたり正の推進力を発生し,また推力の変動が小さいことがわかった。また平均推進力は,尾びれを振らす振動数が増加するに従ってはぼ2次関数的に増加することがわかった。人工尾びれを装着したヒレ船外機を小型ボートに搭載し,湖上での実船実験を行ったところ,本実験範囲(振動数は2.5Hz以下)では,船速は尾びれの振動数にほぼ比例して増加することがわかった。以上より,死亡したイルカの尾びれの力学的特性を明らかにし,人工尾びれを設計するための基礎資料を得て試作した人工尾びれの推進性能を調べ,人工尾びれの有益性について評価することができた。
分権改革下における教育長公募制と教育委員会の活性化に関する実証的研究

本研究は、2000年秋以降、福島県三春町を嚆矢としてこれまて全国の15市町村で試みられてきた、いわゆる教育長公募制の趣旨と仕組み、制度運用の実際などを調査・分析するとともに、この制度の導入・実施が教育長および教育委員会の在り方、さらには教育委員会の活性化にどのようなインパクトをもたらしているのかを実証的に明らかにすることを目的にしている。具体的には、教育長公募制を実施した市町村に赴き、予め準備した質問事項に基づいた当該首長および当該「公募」教育長(以下、公募教育長という)等へのインタビュー方式の聴き取り調査と関連資料の収集分析等により、この制度導入の背景と趣旨、制度の詳細と特徴、応募状況や審査過程など制度運用の実際、公募教育長の特徴(年齢・経歴、応募動機・抱負、教育長職・教育委員会制度に対する認識、当該地域の教育と教育行政への課題意識など)、就任後の重点施策・活動、教育委員会の活性化への影響などを明らかにすることを通して、この制度の意味と意義を考察することを企図したものである。15市町村のうち、実際に訪問し、首長、公募教育長等から聴き取り調査(インタビュー)を行った市町村は、9自治体である(うち2自治体は首長のみ)。他の6自治体に関しては、公募要項などの基本資料(本報告書の資料編に収録)はほぼ収集済みであるが、具体的な聴き取り調査の実施は今後の課題となっている。上記のように今回の調査研究では、首長と公募教育長以外の自治体関係者一議会(議員)や教育委員、住民や学校などの関係者からの聴き取り調査は実施されていない。この制度に対する総合的な分析・評価を行うには、こうした関係者からの聴き取り調査が不可欠である。本調査研究はそのための基礎的な作業にとどまっている部分も少なくなく、本報告書はなお中間報告的なものである。とはいえ、今回の調査研究によって、当初の研究目的に掲げた課題のいくつかを明らかにできた。すなわち、第一に、はじめて教育長公募制の制度的全容がほぼ明らかにてきたこと、第二に、15市町村の公募制の共通点とともに自治体ごとの創意工夫や多様性が明らかにできたこと、第三に、公募制の制度的内容と特徴のみでなく、制度の運用実態がそれなりに明らかにできたこと、第四に、教育長公募制の意義と問題点(一部の"挫折"事例を含めて)が明らかになり、その課題を提示できたことである。本研究は、いわゆる分権改革を背景にして2000年秋以降、福島県三春町を皮切りにいくつかの市町村で実施されてきている教育長(教育委員)公募制の導入の趣旨と背景、制度内容と運用の実際、「公募」教育長の特質(年齢・経歴・応募動機・教育行政に関する課題意識)などを調査・分析するとともに、この制度の導入・実施が教育長および教育委員会の在り方、さらには教育委員会の活性化にどのようなインパクトをもたらしたのか(その可能性を含め)を実証的に明らかにすることを目指している。初年度の研究実績の概要は以下のとおりである。

1)公募制を実施した13市町村(本研究の申請時に判明していたものは7市町村)の基本資料(公募要項・応募者数・「公募」教育長の属性など)をほぼ収集して、その内容の共通点と相違点および各事例の特色を把握できたこと。2)原町市(福島県)、白河市(同)、青ヶ島村(東京都)、西有田町(佐賀県)などの首長・教育長に「聴き取り調査」(インタビュー)し、公募制導入の背景と趣旨、制度の特徴と運用の実際、「公募」教育長の課題意識と教育行政施策の特徴などを具体的に把握できたこと。3)公募制の導入・実施が新たな教育長の在り方(教育長像)および教育委員会の在り方(活性化)に提起しているさまざまな問題を明らかにできたこと。次年度の課題は、引き続き残りの市町村の首長・教育長への「聴き取り調査」を実施するとともに、収集した資料の分析を深め、本研究のまとめを行うことである。本研究は、分権改革を背景にしていくつかの市町村で実施されてきている教育長(教育委員)公募制の実態を調査・分析するとともに、この制度の導入・実施が教育長および教育委員会のあり方、さらには教育委員会の活性化にもたらしたものを実証的に明らかにすることを目指したものである。本年度の研究成果の概要は以下のようなものである。i)公募制を実施した15市町村の基本的資料(公募要領・課題論文・選考委員会の構成・応募者数・公募教育長のフェースシートなど)をほぼ収集しその一覧表を作成するとともに、制度内容の共通点と相違点および各事例の特徴を把握できたこと。ii)昨年の5市町村(原町市、白河市、青ヶ島村、西有田町、朝日町)に加えて、新たに国立市(東京都)、蒲原町(静岡県)、富士見町(長野県)、西春町(愛知県)の4市町を訪問し、当該首長・公募教育長に聴き取り調査(インタビュー)し、公募制導入の背景と趣旨、制度の特徴と運用の実際、公募教育長の応募動機・課題意識および教育行政施策の特徴などを具体的に把握することができた。総じて、それらは予想していたよりかなり多様かつ複雑であり、慎重な比較検討が必要であることが分かった。iii)公募制の導入・実施が教育長の資質とあり方(教育長像)および教育委員会のあり方(活性化)に提起している様々な論点を明らかにすることができた。なお、本研究の中間的成果を日本教育政策学会(平成16年7月、山梨学院大学)で行った。現在、2年間にわたる研究の報告書の作成に取り組んでいるところである。
後天性von Willebrand症候群（AvWS）の動物モデルによる病態解明

本検討においてはマウスVWFに結合して活性を阻害する抗体が必要であり、結合エピトープが血小板GPIb結合部位であるA1ドメインである方がよい。発現されたマウスVWFに対し保有する抗ヒトVWF抗体のスクリーニングを行ったところ抗体5D2がマウスVWFにヒトVWFに対するのと同程度に反応することが判明し、本検討に使用することとした。5D2はProtein Aカラムにて精製し、10μg/gマウス体重あたりを各モデルマウス尾静脈より直接投与することができる。一方、国立循環器病センター宮田敏幸博士から入手したADAMTS13-/-マウスに対しLdlrー/ーApob100/100マウスを交配開始、ADAMTS13を50%、0%に低下させた大動脈弁狭窄症モデルマウス作成を開始した。すなわちLdlrー/ーApob100/100をジャクソン研究所から凍結受精卵として提供を受け、本学附属動物実験施設において凍結受精卵を融解・移植(凍結受精卵はジャクソン研究所が指定する融解法)した。レシピエントを偽妊娠として、精管結紮雄マウスと一晩同居後膣栓が確認された雌マウス(Jcl:MCH)を使用、麻酔処置し卵管に受精卵を常法により移植した。出産が得られたマウスをジャクソン研究所が指定するPCR条件にてgenotyping、ADAMTS13-/-マウスと交配させた。(山王堂公子技術補佐員)。Ldlrー/ーApob100/100マウスは低脂肪食飼育下においても大動脈弁に著明な圧較差を有する大動脈弁狭窄症が約30%に発症することが知られており、高脂肪食とすることによって、発症率は50%となる(Miller, 2011)。今後マウスは高脂肪食を与えつつ、経時的にマウス用心エコーにて大動脈弁を観察(竹下)、適切なタイミングで採血、検討を行う。マウスVWFに結合して活性を阻害する抗体(結合エピトープが血小板GPIb結合部位であるA1ドメイン)の探索を、マウスVWFに対して行ったところ、当研究室で保有する抗ヒトVWF抗体のスクリーニングのうち5D2がマウスVWFとヒトVWFに同程度に強く結合することが判明している。本検討にあたり本抗体を使用することとし、腹水より精製を行った。ADAMTS13-/-マウス(国立循環器病センター分子病態部から入手)とLdlrー/ーApob100/100マウスを交配を25年度から行っており、ADAMTS13を50%、0%に低下させた大動脈弁狭窄症モデルマウスを作成した。Ldlrー/ーApob100/100はジャクソン研究所から凍結受精卵として提供を受け、本学附属動物実験施設において凍結受精卵を融解・移植(凍結受精卵はジャクソン研究所が指定する融解法)した。レシピエントを偽妊娠状態にして、精管結紮雄マウスと一晩同居後膣栓が確認された雌マウス(Jcl:MCH)を使用、麻酔処置し卵管に受精卵を常法により移植した。マウスに対して高脂肪食を与え、経時的にマウス用心エコーにて大動脈弁を観察(竹下)を行っているが、現在までのところ大動脈弁狭窄症の発症は見られていない。引き続き適切なタイミングで採血、検討を行うと同時に、手術により大動脈起始部の結紮モデルを作成し、上記モデルと併行してVWF、ADAMTS13活性の測定を行うこととしている。後天性フォン・ヴィレブランド症候群(Acquired von Willebrand Syndrome;以下AvWS)は類例のない出血症状・発症パターンを呈する近年確立されつつある新たな疾患概念である。本研究ではVWD・AvWSのモデルマウスを検討し、AvWSにおける免疫学的発症機序、流体力学的な発症機序(大動脈弁狭窄症(AS)発症)の病態の解明と、単なる補充療法を超えた最適な治療法の開発を目指した。本症候群の臨床症状としては先天性von Willebrand病(以下VWD)との類似点が多く、本研究のおいては先天性VWDマウスにおける表現型との比較も考慮に入れて解析を行った。インヒビターを保有する先天性VWDのtype 3症例(VWF完全欠損例)においてだけではなく、インヒビター力価の高いAvWS症例ではDDAVPやVWF濃縮製剤が有効でなく、出血コントロールに難渋する。このような治療抵抗性のAvWSには活性型第VII因子製剤の有用性も報告されており、我々も治療経過中に抗VWFインヒビターを発生したvWD(Type3)患者におけるrFVIIaの有効性を検討した。rFVIIaは外因系凝固のイニシエーターであり、内因系凝固障害をバイパスさせるが、血小板無力症などの一次止血異常症にも欧州と我が国で認可された治療方法となっている。rFVIIaは活性化血小板上の第X因子を活性化することから、血小板を中心とした一次止血機構に一定の寄与をしているものと考えられる。

このようなVWD、AvWSにおいて活性型第VII因子を投与した際の、トロンビン生成試験(TGT)、ROTEM (Rotation thromboelastgram)の各パラメーターの変化と出血傾向を観察し、特にAvWSに対するrFVIIaを用いた治療の有効性を評価することができた。モデル1の作成についてはマウスVWFに結合して活性を阻害する抗体5D2の検討はすでに終了している。モデル2と併行して検討するため本系は待機している状態である。モデル2の作成についてはADAMTS13-/-マウスとLdlrー/ーApob100/100マウスとの交配を行い十分数ではないが得られた個体について、ASの発症を待機している。マウスの生存年齢から考えて2が研究期間終了間際に発症する可能性もあるので、手術による大動脈起始部の結紮モデルの作成を併行して検討している。全体的に若干の遅れが発生しているが、著明な遅延はない。血栓止血学モデル1におけるAvWS治療後のトロンビン生成能についてはDDAVP、rFVIIa投与後、各タイミングで採血、PPPを用いてトロンビン生成試験(TGT)を実施、モデル2(ASモデル)ではADAMTS13活性が過剰となっていると予想される。抗ADAMTS13抗体(市販品)をASマウス尾静脈より投与、採血を行い、各項目について検討する。特にVWFマルチマー解析、VWF:RCo活性を測定し、VWF:RCoが最も低下するポイントにてtail bleeding timeを測定する。モデル2の作成についてはADAMTS13-/-マウスについては確保、Ldlrー/ーApob100/100マウスとの交配については若干の遅れが発生しているが、全体的には大きな遅延はない。モデル1AvWS治療後のトロンビン生成能についてはDDAVP、rFVIIa投与後、各タイミングで採血、PPPを用いてトロンビン生成試験(TGT)を実施、モデル2(ASモデル)ではADAMTS13活性が過剰となっていると予想される。抗ADAMTS13抗体(commercially available)をASマウス尾静脈より投与、連日採血を行い、表2に掲げる各項目について検討する。
網羅的ゲノム比較解析による共生的窒素固定系の起源と進化原理の解明

生物の協力関係や共生に関わる遺伝子には、その生物の個体としての適応に寄与することで機能が起源し維持されてきた以外にも、その生物の集団や異なる生物との相互作用などのような、異なる階層における適応に関与する働きをもつ場合があると考えられている。そのような、協力に関わる遺伝子群の特徴を抽出し、個体の維持・増殖に関わるハウスキーピング遺伝子群や異なる生物を攻撃する病原性遺伝子群などとの違いを解析することは、現象面から協力関係を研究するだけでは見つからない可能性のある、協力への必要条件の要因(としての遺伝因子)を解明する手がかりとなることが期待できる。本研究ではそのような協力に関わる遺伝子として、根粒形成を伴う共生的窒素固定における植物とバクテリアの相互作用関連遺伝子群に注目し、他の遺伝子にはこれまでみつからなかった分子進化的特徴の解析を試みた。本研究の結果としてまず、根粒形成遺伝子におけるectopic geneconversion (concerted evolution)が根粒菌のうち特定の系統のみで起きていることを発見した。根粒形成遺伝子の機能を発現するために、根粒菌の系統群それぞれにおいて機能的な収斂や遺伝子水平伝播、genome island形成、そして今回のectopic geneconversionが、平行的に進化していることが明らかとなった。また本研究では応用研究として、(1)新規協力遺伝子の発見、(2)根粒共生系の起源と進化の解明、(3)植物ーバクテリアの協力関係の促進を促すような遺伝子操作による窒素固定効率の向上を目指している。世界的に研究が進み、爆発的な増殖を続けるゲノムのデータを用い、植物ーバクテリア協力遺伝子群の分子系統解析を行ったところ、上記のうち(2)に関連した発見として、被子植物全体とマメ科植物における根粒共生系の起源を、それぞれ明らかにする手がかりを得た。現在これらの進化現象について論文を執筆中である。集めた情報を一括した根粒形成遺伝子データベースの作成と、新しい系統解析方法のセットアップに時間がかかってしまったため。2019年度はこれまでに発見した根粒強制遺伝子に関するectopic geneconversionの現象について、全根粒菌のゲノム情報を用いた解析を行い、発表する。また、新たに見つかった、共生系の起源についての特徴をもつバクテリア群の、ゲノムの機能解析を行う。バクテリアと植物による共生的窒素固定は、多様な分類群における組合せが知られている。例えば科を超える分類群での組み合わせ(例:バラ科-フランキアやマメ科-根粒菌)もあれば、属以下での組み合わせ(例:ソラマメ属-Rhizobium leguminosarum bv. viciaやシャジクソウ属-R. leguminosarum bv. trifolii)も存在する。これらの共生の組み合わせが独立に進化したのか、それとも共通共生遺伝子ネットワークを利用して生まれたのかを解析することで、(1)新規共生遺伝子の発見、(2)共生の起源と進化の解明、(3)効率的な窒素利用の研究ができないかと考えた。これらの目標のため、1.全バクテリアの網羅的ゲノム比較解析、2.共生遺伝子ネットワークの推定、3.共生機能の実証実験、4.大規模進化解析を行なっている。本年度はこのうち1のゲノム比較のため、NCBIのRefSeq全バクテリアを用いた本研究のためのデータベースの構築を行い、4の進化解析のため、既知の共生遺伝子について全バクテリアによる大規模系統解析を行った。我々は既にマメ科共生菌の起源がβプロテオバクテリアに発する可能性について発表しているが、全植物を視野に入れた共生的バクテリア窒素固定の共通祖先と共生遺伝子の解析のため、さらに広い生物群を含めその起源の解析を行った。また、根粒菌の共生遺伝子をモデルとした大規模系統解析を行ったところ、ある単一の遺伝子に(i)複数回の起源を伴う平行進化、(ii)遺伝子水平伝播、(iii)gene conversion、(iv)方向性の決まった分子進化加速、(v)共生遺伝子群のco-localization、(vi)遺伝子クラスターの収斂進化といった様々な現象が観察されることがわかった。現在、1つの共生遺伝子への多様な進化現象として論文を執筆中である。生物情報学的な研究手法を用いた、本研究ための全バクテリアを用いたデータベースの構築を行い、このデータベースを元に、比較ゲノム解析を行っている。当初に予期しなかった新たな分子進化現象が発見された点で、進展が見られたと考えている。

また本研究では応用研究として、(1)新規協力遺伝子の発見、(2)根粒共生系の起源と進化の解明、(3)植物ーバクテリアの協力関係の促進を促すような遺伝子操作による窒素固定効率の向上を目指している。世界的に研究が進み、爆発的な増殖を続けるゲノムのデータを用い、植物ーバクテリア協力遺伝子群の分子系統解析を行ったところ、上記のうち(2)に関連した発見として、被子植物全体とマメ科植物における根粒共生系の起源を、それぞれ明らかにする手がかりを得た。現在これらの進化現象について論文を執筆中である。集めた情報を一括した根粒形成遺伝子データベースの作成と、新しい系統解析方法のセットアップに時間がかかってしまったため。2017年度はバクテリア全ゲノムを用い、本研究のためのデータベース構築の基礎を作った。また、大規模系統解析のための解析フォーマーットを作り新たな進化現象を発見できたと考えている。その他の共生遺伝子の分子進化について解析を行うと共にその起源について解析する予定である。また本年度はこれまでに見つかった現象について、論文投稿する。2019年度はこれまでに発見した根粒強制遺伝子に関するectopic geneconversionの現象について、全根粒菌のゲノム情報を用いた解析を行い、発表する。また、新たに見つかった、共生系の起源についての特徴をもつバクテリア群の、ゲノムの機能解析を行う。配列の情報量が少ない根粒菌の分類群について、ゲノム解析を行う必要ができたため。この必要のために、いくつかの根粒菌についてPacBioによるシークエンス解析を行う計画である。また,感染実験のための実験機材の購入を行う予定である。研究が進んだ結果、根粒菌Azorhizobium属の新規の菌のゲノム情報の解析と、植物育成用のインキュベーター購入をする必要が起きたため。
化合物半導体清浄表面と有機金属との相互作用

本研究は、化合物半導体の種々の清浄表面と有機金属との相互作用を実験的に明らかにしていくことを目的とした。具体的には、超高真空中でMBE成長したGaAsなどの清浄表面に、有機金属を照射し、その相互作用の様子を電子分光法、反射高エネルギ電子線回折等を用いて明らかにすることを試み、さらに水素、水素ラジカル照射で、成長の様式や不純物(特に炭素)の取り込みがどのように変わるかを明らかにすることを試みた。本年度の成果は以下の通り。オージェ電子分光、二次イオン質量分析法、透過電子顕微鏡を用いて、真空中においてGaAs清浄表面に照射されたトリメチルガリウム(TMGa)のカイネティクスと成長速度、炭素不純物の濃度との関係を統一的に明らかにした。GaAs上でTMGaはまず解離吸着し、メチル基が速い時定数(<1s)で脱離してメチルガリウム(ジメチル又はモノメチルガリウム)となる。その後100s(500°C)程度の時定数で、メチル基が脱離する。このメチル基が、原子層エピタキシにおける自己停止機構を実現している。さらに長い時定数(>600s)をもつ表面炭素も測定されているが、これがGaAs中の残留炭素濃度を決定するものと考えられる。高純度GaAsの結晶成長にはこの最後の炭素を除去することが必要となるが、これには、水素ラジカルを照射することが有効であり、残留炭素濃度を10^<20>cm^<-3>から10^<18>cm^<-3>以下に低減することが可能であることを明らかにした。ラジカルビームの強度、照射時間をあげることでよりいっそうの低減が可能である。また、TMGaパージサイクル中に水素ラジカルを照射することによって原子層エピタキシの成長速度が1ML以上に増加する、すなわち吸着したTMGaの量が1MLを越えていることを示す興味深い結果も得られた。
顔優位成分N170の神経基盤－脳波、脳磁図からの検討

本研究はカオに特異的とされるN170成分、M170成分がカオ以外の視覚刺激においても惹起されることに注目し、カオらしさの情報が少ない視覚刺激で惹起されるN170成分、M170成分について検討した。カオらしさの情報が少ない刺激として、sinusoidal grating刺激を呈示した際の脳磁場反応を記録し、BESAを用いて解析を行った結果、後側頭付近において160-170msの潜時帯でM170と類似の反応が検出された。この成分がM170と同一であるかについて、現在はさらなる検証を進めている。本研究の目的は、事象関連電位と脳磁図を用いて、複数の視覚刺激による顔優位成分(N170成分、M170成分)の潜時と振幅の変化を検証することである。初年度にあたる平成25年度はまず使用する視覚刺激の妥当性を検討するために、顔らしさの情報量の少ない視覚刺激を用いて170成分の記録する予備実験を行った。顔らしい情報を持たない視覚刺激として、木の断面図やスクランブル画像などの模様、郵便ポストや屋根などの顔らしさはないが意味のある写真を呈示した際の脳活動を10名の被験者から記録した。模様に対する結果としては、10名中7名の被験者においては通常N170成分が出現するとされる150250ミリ秒の潜時帯において、N170成分を確認することはできなかった。物として認識できる視覚刺激や顔のような配置をした木の断面においては、7名中4名の被験者で振幅は小さいもののN170成分が出現した。その一方で10名中3名の被験者においては、顔らしさの情報量に関係なくすべての画像に対して顕著なN170成分が出現していた。これら10名の被験者間において、顔に対する識別能力に差はなかったにも関わらず、どの視覚刺激に対してもN170成分が出現する被験者の存在はN170成分の刺激特異性に反する結果がであるといえる。この個人差によるN170成分の出現差を検証するために、26年度は研究計画を一部変更して、この差が何により出現しているかを確認するための検討を追加する。平成26年度はカオらしさの情報量の少ない視覚刺激を用いて、M170成分への影響を検証した。まず予備実験としてカオらしさのほとんどない視覚刺激であるsinusoidal gratingを呈示した。縦方向のsinusoidal grating刺激を呈示した際に得られた脳磁場反応は、加算波形ではM170らしい成分を検出することは難しいが、加算波形について脳信号源解析ソフト(BESA; Brain Electrical Source Analysis)を用いて解析を行った結果、後側頭付近において160-170ミリ秒の潜時帯に右半球優位の反応を検出することができた。この成分はM170成分と類似の潜時帯、類似の領域であることから、M170成分と同じ成分である可能性が高いと考えられた。今後はsinusoidal gratingのこの成分がM170成分と同一であるかを判断するために更なる検証が必要であると考え、実験を進めている。26年度が最終年度であるため、記入しない。神経科学26年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画通り、顔らしい情報量の少ない視覚刺激を用いて事象関連電位を記録することができている。視覚刺激の種類は予定していたよりも多くを用いて検証することができた。脳磁場計測についてはまだ着手していないが、事象関連電位で得られたデータの重要な刺激に対してのみ計測を行う予定である。最終年度にあたる平成26年度は、実験計画通り「顔」らしい情報量を多く含む視覚刺激を用いたN170成分の記録を行う。また、平成25年度に行った実験結果を踏まえて、個人差によるN170成分の出現の違いについても詳細な検討を行う予定である。
意識定量化ための脳波エネルギーと複雑度解析理論の構築並びに意識障害者のBCI応用

本研究課題では脳信号処理の脳波エネルギー及び脳複雑度の解析理論とそのアルゴリズムの開発である.開発した計算アルゴリズムを,意識障害患者の評価と識別,また障害者ためのBCIシステムに適用する.本研究では脳波計測,脳活動成分の強さと複雑さ計算と評価,BCIシステム構築するための刺激器の作成,雑音除去,成分抽出と識別,携帯等の脳制御対象に対するインタフェースの開発の技術問題を解決する.本研究の複雑度とエネルギーの識別基準は先駆的な研究であり,それらが脳信号処理分野の発展に大きく寄与することができる.また応用技術である世界で初めて作成した脳で携帯電話をかけるシステムは障害者に大きく貢献が期待される.本年度ではまず海外研究協力者の協力を得て,上海復旦大学付属医院で計4名の意識障害患者や昏迷患者などに対して延べ9回以上の脳波を計測した.また,被験者の脳波エネルギーを比較するために、同じ計測環境で計5名の意識が清明な健常者に対して延べ10回以上の脳波を計測した.これらの測定したデータを,現時点では研究チーム内で保存と活用をしているが,必要に応じて関係者に配布し,この研究を広めて行くと考えている.これらのデータは本研究の遂行に不可欠なものである.脳波エネルギーと脳波複雑度の基礎研究については,まず脳波エネルギー積算の精度を向上させるため,多チャンネル同時に信号分解のMEMDアルゴリズムの前処理としてバンドパスフィルターや独立成分解析(ICA)アルゴリズムを導入し,EEGデータ解析へ適用することにより,強い環境雑音の影響が低減され,脳波エネルギー積算の精度が向上された.次に脳波複雑度の計量として標本エントロピー法(SampEn)の研究については,スケール因子を導入したアルゴリズムを開発し,意識障害患者の脳波データに適用したことにより,従来の近似エントロビー(ApEn)法と比較し,識別精度が向上させたことが分かった.一方,脳コンピュータインタフェース(BCI)の研究については,多択一の聴覚誘発電位のBCIパラダイムを開発し,有用な成分抽出・分類法を基にしたBCIシステムの構成を実現した(詳細は公表した論文に参照).上記のように本年度の段階的な研究成果としては,雑誌論文や論文集などに12篇を公表し,また国際会議や国内研究会の招待により招待講演を3回を行い,できるだけ本研究を広めていきたいと考えている。本年度ではまず海外の研究協力者の協力を得て、上海復旦大学附属医院で計3名の意識障害患者の脳波データを計測した。比較研究を行うために同じ環境のもとで健常者3名の饒波データも計測した。これらのデータを利用し、前年度作成した二つのモデルケースの検証を試みた。次に、脳波エネルギーの研究について今年度には2TMEDアルゴリズムを利用し、従来のMEMDアルゴリズムに対し、標準化されたデータを用いて比較し、まだ実測データで検証し、その高い精度と速い計算速度を得られることが分かった。また脳波複雑度研究について、新たのスケール因子を導入した計算アルゴリズムを開発した。実測したデータで検証し,高精度の脳波複雑度を算出した.さらにBCI実験構築と装置設定調整ための新たなSSVEPのパラダイムを開発した。その有効性と実用性を検証した.上記のように本年度の段階的な成果としては、雑誌及び査読つき国際会議論文集などで学術論文を計7篇公表した。また、海外からの招待講演を2回行った。さらに国際ワークショップやスペシャルセッションなどを計画し、大学院生教育を含む本研究を広めて行った。本年度においては,まず海外研究協力者である上海復旦大学付属医院で計3名の患者に対して延べ6回ほどの脳波実験を行った.前年度開発した実時間BCIシステムを意識障害患者に適用してみた.前年度開発した脳波エネルギー積算アルゴリズム及び脳波複雑度アルゴリズムに時間窓を導入し,新たなダイナミック算法に拡張した.またベイズ原理に基づいた脳活動成分分類法を開発した.本研究課題では脳信号処理の脳波エネルギー及び脳複雑度の解析理論とそのアルゴリズムの開発である.開発した計算アルゴリズムを,意識障害患者の評価と識別,また障害者ためのBCIシステムに適用する.本研究では脳波計測,脳活動成分の強さと複雑さ計算と評価,BCIシステム構築するための刺激器の作成,雑音除去,成分抽出と識別,携帯等の脳制御対象に対するインタフェースの開発の技術問題を解決する.本研究の複雑度とエネルギーの識別基準は先駆的な研究であり,それらが脳信号処理分野の発展に大きく寄与することができる.また応用技術である世界で初めて作成した脳で携帯電話をかけるシステムは障害者に大きく貢献が期待される.高精度の脳波エネルギーと脳波複雑度のアルゴリズムの開発や実測したデータを用いたの検証は計画通り進めており、BCIの研究については聴覚誘発電位だけではなく、安定的な視覚誘発電位のパラダイムを新たに開発した。脳信号処理新たに開発した安定的な視覚誘発電位のパラダイムを脳で携帯電話掛けられる実験を進めて行く。当初の計画の通り,脳波エネルギーと脳波複雑度に基づいたアルゴリズムの開発や脳コンピュータインタフェースのBCIパラダイムなどの開発を進んでいる.また,フィルタの導入や正規混合モデル法に基づいたアルゴリズムの開発やデータ解析を行い,それらの成果も公表した.昨年度の物品費と人件費などは本大学の研究経費の一部を利用したことにより、科研費約59万円が残った。開発されたアルゴリズムを意識障害患者の脳波データに適用し,意識障害患者のレベルを検証していく。

また,BCIの研究については,BCIの刺激システムの開発やオンラインBCIシステムの実現を目指す.昨年度残った補助費は今年度の物品費、旅費、人件費として使用する予定です。昨年度の物品費,旅費及び人経費は,大学研究費の一部を利用したことにより,科研費が約48万円残っていた.昨年度残った補助費をそれぞれ今年度の物品費,旅費及び人経費として使用する予定である.