hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ハイブリッドアナログを利用したアプリロニンAの作用機序解明

海洋天然物アプリロニンAは二大細胞骨格タンパク質であるアクチンとチューブリンのタンパク質間相互作用を誘導し、生成したこれらの三元複合体が鍵となり、前例のない強力な抗腫瘍性を発現する。その詳細についての研究は、天然物自身が誘導化に限界があるため、アプリロニンAを基軸とする単純な構造のハイブリッドアナログを設計した。すなわち、アプリロニンAと同じ位置でアクチンと結合し、合成が容易な側鎖を持つ化合物としてスウィンホライドAに着目し、アプリロニンAのマクロラクトン部とスウィンホライドAの側鎖部をもつハイブリッドアナログを設計・合成した。さらに、それがアプリロニンAと同様にアクチン脱重合活性を示すとともに、チューブリンとの三元複合体の形成に対応する腫瘍細胞増殖阻害活性が確認できた。このハイブリッドアナログにより合成簡略化が達成できたため、アミノ酸部(トリメチルセリン基)について、ケミカルプローブへの展開を考慮し、いくつかのアミノ酸変換人工類縁体を設計・合成した。この部分は三元複合体形成に極めて重要な部分であるので、この部分での光親和性基によるラベル化で得られる情報は重要な知見となる。しかし、これらの生物活性を調べたところ、この部分の構造改変は生物活性に極めて敏感であることが判明した。アミノ酸部分については、さらに詳細な構造活性相関が必要である。設計したハイブリッドアナログの合成法を確立し、その生物活性を測定したところ期待通りのアクチン脱重合活性及び三元複合体形成を確認できたため合成したハイブリッドアナログを利用し、ケミカルプローブへと変換しアプリロニンAの作用機序を解明する海洋天然物アプリロニンAは二大細胞骨格タンパク質であるアクチンとチューブリンのタンパク質間相互作用を誘導し、生成したこれらの三元複合体が鍵となり、前例のない強力な抗腫瘍性を発現する。設計したハイブリッドアナログの合成法を確立し、その生物活性を測定したところ期待通りのアクチン脱重合活性及び三元複合体形成を確認できたため合成したハイブリッドアナログを利用し、ケミカルプローブへと変換しアプリロニンAの作用機序を解明する
DIFを利用したテストの公平性に関する研究

本研究では,テストの公平性を担保するアプローチの一つとして,DIF(differential itemfunctioning:特異項目機能)分析を利用した方法について検討を進めた。従来のDIF分析に対して,対象集団数や順序付き多値型項目への対応といった理論的拡張が進められ,分析を実行するためのコンピュータプログラムの開発,公開を行った。さらに,性格検査やうつ評価尺度といった心理尺度,英語教育や日本語教育の現場で広く利用されているcan do statement尺度への適用例を示し,その方法の妥当性を示すことができた。平成24年度は,研究代表者が提案してきた特異項目機能(DIF)の検出方法(これは前年度の研究成果としてまとめられ,「熊谷龍一(2012).統合的DIF検出方法の提案ー“EasyDIF"の開発ー,心理学研究, 83(1), 35-43.」として学術雑誌に掲載された)について,実際のテスト等のデータへの適用から,その有効性や問題点を焦点化することが行われた。これについては,日本語教育・英語教育などの言語教育の現場で広く利用されているcan do statements(学習者の言語行動を「できる」の形式で記述した自己評定尺度:CDS)への適用に関する研究により,大きな成果が得られ,それぞれ,「熊谷龍一・野口裕之2012日本語Can-do-statementesに対する拡張型DIF分析の試み2012年度日本語教育学会秋季大会予稿集,251-252.」,「斉田智里,熊谷龍一2012英語Can-DoリストのDIF分析の試み,第38回全国英語教育学会愛知研究大会発表予稿集,316-317.」として,学会発表を行うに至った。研究期間全体として,DIF分析における新しい手法の提案と普及(査読付論文1編,自作計算プログラムの公開),国内外の研究者との情報交換による理論の洗練化,そして実際のデータへの適用事例(学会発表4本)といった成果が得られ,2年間の研究成果としては十分なものとなった。本研究により,心理学分野で広くDIF分析が活用されるための端緒を示すことができた。平成23年度の研究目標および研究計画の概要は,研究代表者が提案してきた特異項目機能(DIF)の検出方法について,他の方法との比較などを行ない,その有効性を検証することである。平成23年度の研究実績としては,雑誌論文(査読有り)の掲載1編,学会発表2回がある。雑誌論文については,「熊谷龍一(2012:印刷中).統合的DIF検出方法の提案ー"EasyDIF"の開発ー,心理学研究, 83(1).」として,研究代表者が開発してきたDIFの検出方法の提案,他の検出方法との比較,実際の心理尺度への適用などが示された。学会発表については,「熊谷龍一,野口裕之,谷伊織2011心理尺度における多値型項目応答モデルの適用事例(2),日本教育心理学会第53回総会発表論文集,537.」および「並川努,谷伊織,熊谷龍一,脇田貴文,中根愛,野口裕之2011Birleson自己記入式抑うつ評価尺度における特異項目機能の検討,日本教育心理学会第53回総会発表論文集,379.」として,どちらも実際の心理尺度に対する適用例が示された。また海外調査として,メルボルン大学School of Languages & LinguisticsにてLanguage testingの研究を行なっているTim McNamara教授,および当時メルボルン大学のVisiting Stuffとなっていた野口裕之教授(名古屋大学)を訪問し,DIF研究に関する情報交換を行なった。これらの研究実績により,当初の研究目的は十分に達成されるものとなった。平成23年度の研究実績として,雑誌論文(査読有り)の掲載1編,学会発表2回およびメルボルン大学への海外調査があり,十分に当初の目的を達成したものと言える。平成23年度と同様に,研究計画に従い,論文投稿・学会発表・調査研究などを順次遂行していく。また平成24年度は研究最終年度に当たるため,研究の総括としての報告書を作成する。平成24年度の研究費使用計画については,申請書に示した計画通りに「図書・消耗品」,「国内・国外調査旅費」,「人件費」,「印刷費」として使用する予定である。次年度使用額については,今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり,平成24年度請求額とあわせ,次年度に計画している研究の遂行に使用する予定である。
自己組織化ハニカム構造体を用いた電界放出素子の開発

本研究の課題は、水滴を鋳型として自己組織的に形成されるハニカム状多孔質膜の上面を粘着テープ等で剥離することで、突起状の構造体を形成し、これをメッキすることにより、電界放出素子への応用を検討することにある。期間中にハニカム状多孔質膜の上面を剥離した後無電解メッキを行うことにより、銀等の金属からなるピラー状構造体が形成できることを見いだした。さらに無電会メッキの手法を応用することで、酸化亜鉛等の金属酸化物半導体をメッキできることを見いだした。これらの成果により特許を1報出願した。さらに、単なる金薄膜あるいは作製した金属ナノピラー構造と、金をスパッタリングしたITO基板とを、100200μm程度のギャップを空けて設置し、減圧した後、その間に1100Vの電圧を引加した時に、どの程度電流が流れるかを、微小電流・抵抗測定器によって測定したところ、薄膜の場合よりもピラー構造の場合の方が、約3倍程度電流が流れることを見いだした。この成果により、特許を1報出願した。以上の結果より、本研究課題の目標であった、自己組織化によるピラー構造の形成と、その金属化により、電界放出素子の作製の基本動作確認が出来た。本研究の目的は高分子溶液の表面に結露した水滴を鋳型として形成されるハニカム構造化膜から形成されるピラー構造に鍍金を施し、電界放出素子への応用を検討することである。第一年目の研究成果として、鍍金に適したナノピラー構造の作製とナノピラー構造の鍍金を行うプロセスを確立した。ナノピラー構造は水滴を鋳型として形成されるハニカム構造の上部を粘着テープで剥離することで得られる。ハニカム構造体は水滴を鋳型としているため、水滴の形をした空孔が空いており、お互いの空孔同士が貫通した二層構造となっている。粘着テープで剥離する際にこの二層のちょうど中間部が折れ、ピラー構造が形成される。従ってピラー構造を形成する材料として適しているのは、比較的硬く、応力に対して脆い材料であると考えられる。幾つかの材料の中から、ポリスチレンがピラー構造の形成に適していることを見出した。ナノピラー化したハニカム構造を金属化するために、イオンスパッタ及び鍍金を行った。金のイオンスパッタリングによって、十nm程度の厚みの金の薄膜をナノピラー表面に形成することが可能であり、鋳型をクロロホルムで除去することにより、ハニカム状に配置したナノピラー構造がえら得ることが判明した。イオンスパッタリングで形成できる金属は限られているため、無電界鍍金によって金属を変えた。白金/パラジウムを数nmの厚みでナノピラー上にイオンスパッタし、これをpHを調節し、還元剤を加えた硝酸銀水溶液に1分程度浸すことで、表面に銀が析出したナノピラー構造を得ることが出来た。
人工心肺技術の安全教育・トラブル対処訓練を目的としたシミュレータの開発と評価

人工心肺を用いた体外循環のトラブル対処用シミュレータを開発し、講習会等での安全教育に役立てることを計画した。体験型では、PC制御でトラブル発生させるフル装備のシミュレータ、無線操作する簡易型を開発した。体外循環操作過程を講習時にハンドアウトした。安全教育用DVDを作成し、PC上で学習する医療用Serious Game「人工心肺の安全な操作」の開発もおこない、体外循環の安全教育に貢献出来た人工心肺を用いた体外循環のトラブル対処用シミュレータを開発し、講習会等での安全教育に役立てることを計画した。安全教育用DVDを作成し、PC上で学習する医療用Serious Game「人工心肺の安全な操作」の開発もおこない、体外循環の安全教育に貢献出来た人工心肺装置に安全装置およびセンサー類を装備し、コンピュータ制御のシミュレータで、臨床で経験することが多い、あるいはめった経験しないが重篤になりやすい種々のトラブルを発生させる訓練プログラムを工夫し、さらに訓練効果を客観的に評価可能になれば、今後の体外循環の安全教育に有用であると考えた。そして、シミュレータを開発し、システムを構築し、客観的評価を可能にするところまで成し遂げたいと考えた。内容として(1)訓練プログラムの検討、(2)シミュレータのデザイン、(3)コンピュータ制御される応用編シミュレータの開発、(4)シミュレータ用教育用標準回路の開発、(5)トラブルシミュレーション・パターンの作成、(6)基本トラブル対処シナリオ、などを計画した。訓練プログラムとして「人工心肺の安全な操作貯血レベルが下がる場合の対処と判断」を作成したところe-ラーニングとして魅力的で、今後が期待されるプログラムができた。シミュレータのデザインとして、ECCSIM-Liteおよびサイドワインダーを作成し、教育用標準化回路を提案し、トラブル対処シナリオを数種類作成した。実際に人工臓器学会の人工臓器セミナーのウエットラボ、ハンズオンセッションで、ハードおよびソフト面から使い勝手、教育効果を検討した。教育用回路は、目本胸部外科学会(10月、仙台)および日本心臓血管外科学会(2月、福岡)のハンズオンセッションで使用したところ、評判は良く、今後の人工心肺の安全教育に大きな効果が期待された。人工心肺のトラブル対処訓練および安全教育は重要である。コンピュータ制御のシミュレータで、臨床で経験することが多い、あるいは滅多に経験しないが重篤になりやすい種々のトラブルを発生させる訓練プログラムを工夫し、さらに訓練効果を客観的に評価することを考えた。プログラムとして、コンピュータ上のシミュレーション、実際ポンプをまわしておこなう訓練とすることを群画した。研究実績としては(1)訓練プログラムおよびシナリオの検討:発生すると重篤になるインシデントを中心としたシナリオを作成し、臨床系学会のハンズオンセッションで用いた。(2)シミュレータのデザイン1)PC上のプログラム:今回は特に変更せずに使えた、2)トレーニング用システム:運搬が可能なシステム(ECCSIM-Lite)を作成し、人工臓器セミナーに持って行き臨床工学技士の意見を聞いた、3)臨床に近い機材で手動操作を行い、流量が出せるか、鉗子操作で著血槽レベルが保てるかを経時的に記録した。(3)コンピュータ制御される応用編シミュレータの開発を継続して行った、(4)無線操縦で行う、コンピュータを使わないシミュレータ(サイドワインダー)の開発:音が静かで、インシデントの発生するのが予測出来ない装置が完成し、米国人工臓器学会(2008年5月)で発表し、論文は雑誌"Perfusion"に掲載された。(5)シミュレーション用人工心肺システム:ハンズオンセッションでもちいる教育用回路として満足できるものと思っている。(6)人工臓器教育セミナーでの活用を行い他に、臨床系学会でのハンズオンセッションに持って活用することを希望している。この1年間に人工心肺を用いた体外循環の安全教育は進歩したと感じたが、まだ人工心肺の安全装置設置基準の勧告が守られていない施設は多いのが現状である。心して活動していきたい。
B型肝炎ウィルスX遺伝子トランスジェニックマウスによる肝発癌モデルの作製と解析

ウイルスのトランス活性化遺伝子であるB型肝炎ウイルスX遺伝子を、その固有の制御領域のもとに導入してトランスジェニックマウスを作製した。宿主遺伝子中への組み込み場所の異なる、独立した3系統のマウスが得られた。X遺伝子の発現をRNAレベルで検索すると、肝、腎、精巣で高い発現が見られ、さらに、他の全ての臓器で低レベルの発現が認められた。肝においては、免疫沈降法にて予想されたサイズ17KDのX蛋白が検出された。組織学的には、約2カ月齢から肝の中心静脈周囲に空胞化を持つ肝細胞群が出現してきた。これらの空胞はPAS染色陽性で、glycogenと考えられた。組織上、肝細胞壊死あるいは炎症反応は全く認められず、また血清GPT値は12ヶ月齢まで正常であり、肝組織の壊死は起こっていないと考えられた。オスマウスで約13ヶ月齢、メスで17ヶ月齢をピ-クとして肝腫瘍が発生した。我々の使用したCDー1マウスでの肝腫瘍発生率は数パ-セントであるが、このトランスジェニックマウスでは、85%のマウスで肝腫瘍の発生が認められた。また、発生した肝腫瘍は、アデノ-マ、肝細胞癌の組織像を呈していた。また肝癌中には高度のX遺伝子mRNAが検出され、その発生頻度と並んでX遺伝子がこのトランスジェニックマウスでの肝発癌の原因であることを示していた。これらのデ-タは、生体内においてX遺伝子が癌遺伝子類似の遺伝子として働くこと、およびHBV自身が肝発癌に直接的に関与していることを初めて示すものである。このマウスにおける細胞癌遺伝子のトランス活性化を検討中であるが、現在のところHーras、mycなどには発現の増加は認められていない。生体内においてHBVーX遺伝子が癌遺伝子類似の遺伝子として働き、肝癌を誘発することがトランスジェニックマウスの系を使用して示された。比較的遅い時期に肝癌が発生したことは、ヒトにおける肝発癌と同様である。今後は、X遺伝子によっていかにして肝癌が誘発されてくるかを分子レベルで明らかにしてゆくつもりである。
岩塩型リチウムイオン伝導体の構築とその動的構造

完全固体化したリチウム二次電池の電解質として大いに有望であるLi_3InBr_6は314Kで岩塩型の超イオン伝導相に転移する。Li_3InBr_6の転移直後の導電率は2^*10^<-3>Scmでありリチウム塩の結晶としては例を見ないほど高い。そこで平成15年度はこの高い導電率が出現する理由を解明するため関連化合物を合成し新規イオン伝導体を探索した。平成16年度は種々の測定からこれらの伝導機構について考察した。これらの実験から明らかになった点を以下に列挙する。1.NaX-InX_3(X=Cl, Br)の系で種々の化合物を合成したが、Li_3InBr_6と同型で超イオン伝導性を示す結晶相は見出せなかった。このことはLi^+とIn^<3+>のイオン半径が互いよく似ていることが超イオン伝導相の出現に不可欠であることを示唆している。2.Na_3InCl_6の導電率は500Kにおいても10^<-5>Scm^<-1>と低い値であった。この原因は結晶中のNa^+およびIn^<3+>のサイトに乱れがなく、また無秩序状態への転移もないためである。しかしながら、X線回折とNMRの実験からこの結晶におけるNa^+の伝導経路を明確に示すことができた。3.転移直後におけるLi_3InBr_6の構造解析と熱測定から、超イオン伝導相ではLi^+だけでなくIn^<3+>カチオンもそれらのサイトにおいて無秩序状態をとっていることが明らかとなった。4.^7Li NMRによると超イオン伝導相への転移ですべてのLi^+がイオン伝導に寄与するのでなく、転移直後では約15%程度のリチウムイオンがイオン伝導に寄与してことが明らかとなった。5.Li_3InBr_6の粉末X線回折パターンは温度上昇に伴い岩塩型構造に特有なシンプルなパターンに変化する傾向がある。このことは高温でカチオンはより無秩序化した岩塩型構造Li_<1/2>In_<1/6>Brであることを示唆している。岩塩型リチウムイオン伝導体開発の方針を決定する予備的な実験として、合成が容易なNaClやNaBrを取り上げ、InX_3(X=Cl, Br)との化合物や固溶体形成の可能性とイオン伝導性について検討した。得られた試料に対して、複素インピーダンス法による導電率測定、熱測定、X線を用いた構造解析やNMR測定を行った。Na_3InCl_6は調和融点をもたないがブリッジマン法で単結晶が得られ、X線構造解析と^<23>Na、^<115>In NMRを測定することができた。Na_3InCl_6は空間群P-31cの三方晶系であり、孤立しC_<3v>の対称性をもったInCl_6^<3->と結晶学的に異なった2つのNa1とNa2の存在が明らかとなった。さらに400K付近でこの2つのNaに帰属される^<23>Na NMR信号が融合し、これらの異なったサイト間をNaがジャンプしながら拡散していることが示唆された。さらに450Kでの粉末X繰回折データのリードベルド解析はNaが新たなサイトもわずかながら占有し、イオン伝導するモデルを示唆した。

このようにNMRやX繰回折データはNa^+の拡散とその伝導パスを示唆するものの、一定組成のNa_3InCl_6では急激な伝導度の上昇や相転移もなく、またその伝導度は500Kで10^<-5>Scm^<-1>にとどまっている。一方、Na^+のサイトの一部In^<3+>で置換する目的で合成したNa_<3-3x>In_xInCl_6は400K付近で相転移を示し、400Kで10^<-4>Scm^<-1>以上の比較的高い導電率を示した。今後、これらの両者の関係についてさらに詳細に検討することで、イオン伝導体構築の基本方針を確立し、これに基づきリチウムイオン伝導体を探索する。Li_3InBr_6は314Kという低い温度で岩塩型構造の超イオン伝導相に転移し、新しく設計した雰囲気制御可能なプローブで測定した転移直後の導電率は2^*10^<-3>Scm^<-1>とリチウム塩の結晶としては例を見ないほど高いことを確認した。Li_3InBr_6は完全固体化した2次電池の固体電解質として大いに有望であるが、電池を構成した場合には電気的安定性に関して今後さらに検討する必要性がある。岩塩型構造のリチウムイオン伝導体および関連化合物の探索から明らかになった点を以下に列挙する。1.Na_3IhCl_6の導電率は500Kにおいても10^<-5>Scm^<-1>とLi_3InBr_6に比べ3桁以上低い値であった。この原因は結晶中に孤立した八面体アニオンInBr_6^<3->が存在しNa^+、In^<3+>の占有するサイトに乱れがなく、また無秩序状態の高温相への転移がないためである。しかしながら、X線回折とNMRの実験からこの結晶におけるNa^+の伝導経路を明確に示すことができた。2.転移直後のLi_3InBr_6はLi_3InCl_6と同型であり、Li^+だけでなくIn^<3+>カチオンもそれらの占有するサイトに乱れがある。これらのカチオンの無秩序状態は新しく作製したDSCによる転移エントロピーからも矛盾なく説明できた。3.^7Li NMRの測定によると転移直後の高温相では、一部のリチウムイオンのみが伝導に寄与してことが明らかとなった。さらに^7Li NMR T_1の温度変化はこのリチウムの拡散の相関時間(τ_<NMR>)は非常に短く、1/ω>>τ_<NMR>であること示唆した。(ω=2π^*105.41MHz)4.Li_3InBr_6の粉末X線回折パターンは温度上昇に伴い岩塩型構造に特有なシンプルなパターンに変化し、カチオンが無秩序化した高温では空孔をもつ岩塩型構造Li_<1/2>In_<1/6>Brであることを示唆している。
表面振動機によって締固める超硬練りコンクリートの微細構造に基づく締固め機構の解明

1.実験概要粗骨材最大寸法40mm、W/C=80%、VC値=20±5秒の超硬練りコンクリートを断面15×15cm、高さ30cmの透明アクリル板製の角柱型わくに打込み、表面振動機(質量38kg、振動数50Hz、振幅0.20cm)によって振動時間を変えて締固めを行うと同時にコンクリート中の上層および下層に埋設したプラスチック製モデル粗骨材(40×50×10mm)周囲の可視化観察を行った。また、各締固め段階でのモデル粗骨材上・下部の水セメント比を測定した。さらに、各締固め時間で別途作製した試験体上層および下層より試験片を採取し、研磨後、モデル素材粗骨材上・下部に接して形成された空隙面積を顕微鏡用テレビ撮影装置により測定した。2.実験結果(1)上層のモデル粗骨材上部に流下したペーストが滞留し、粗骨材周囲を伝わりながら下部に流入した。さらに、下層から上昇するペーストによって空隙充填がなされた。その後、下層でもこの現象が観察された。(2)上層のモデル粗骨材上・下部のW/Cは、最初上部の方が大きく、振動時間と共に増加すること、下層では最初その差は小さいが後に下部で大きく、さらに上・下部共に減少し、両層共薬200秒以後、上・下部の大小関係が逆転した。これ以後、骨材間隙は全く認められなかった。(3)モデル粗骨材上・下部に接する空隙面積は、両層とも上部の方が小さい。また、振動時間の増加に伴う空隙面積の減少傾向は、約200秒以後増加傾向に転ずる。(4)締固め過程において、流下・上昇するペーストが粗骨材周囲の空隙を十分充填するとき、粗骨材上・下部のW/Cはほぼ等しく、また、空隙も最小となる。締固めの過不足によって、粗骨材周囲のW/Cのバランスは乱され、空隙も増大することが明らかとなった。
X線観測による銀河進化の研究-銀河の星形成史に向けて-

銀河団には銀河の質量の数倍の数千万度の高温ガスが存在し、X線を放射している。銀河団ガスに含まれる鉄の量は、銀河団中の銀河の星に含まれている鉄の量に匹敵する。よって、銀河団中の銀河が合成した酸素、鉄など重元素量を知るためには、銀河団ガスの観測が不可欠である。そこで、XMM-Newton衛星で観測された数十の銀河団の銀河団ガスの鉄、珪素の分布を調べた。その結果、鉄と珪素の比がどこでも、太陽組成とほぼ同一になることがわかった。また、銀河団中心部では、系統的に、酸素が鉄や珪素に比べ太陽組成に比べて半分以下となることがわかった。この観測結果は、Ia型超新星爆発が珪素を鉄と同程度合成し、また、II型超新星とIa型超新星がともに、銀河団ガスの重元素に大きく寄与していることと解釈される。この解釈を検証するためには、銀河団全体の酸素の量の測定が不可欠である。酸素は、主に巨星に進化した段階での核融合によって合成され、II型超新星により星間空間に供給される。従って、酸素の総質量は、かつて形成された重質量星の数を反映する。現在の銀河の光度と比較することにより、寿命の短い軽質量星との数の比、すなわち、星の初期質量関数に制限を与えることができる。この酸素の測定が、平成17年夏に打ち上げられた日本の天文衛星すざくにより可能になった。いくつかの銀河団で、酸素が銀河全体でも低い兆候がみえはじめた。銀河団ガスの重元素の起源を別の観点から調べるために、銀河団ガスに含まれる鉄の質量と銀河の星の質量の比を調べた。その結果、両者は比例することが確認された。この結果は銀河団に含まれる銀河により銀河団ガスの重元素が合成されたことを意味する。近傍の渦巻き銀河のX線星の種族を調べた。近年、X線で明るい特異な天体が発見されており、太陽の数十倍以上の質量の中間質量ブラックホールではないかと考えられている。このようなブラックホールは恒星の進化では形成されないため、議論を呼んでいる。我々、X線でそれほど明るくない天体でも、中間質量ブラックホールの候補を発見した。XMM衛星の公開されているデータを用いて、銀河団に閉じ込められた高温ガスの重元素量、特に、酸素、マグネシウム、珪素、硫黄、アルゴン、カルシウム、鉄、ニッケルの分布を調べ、どのような超新星がどのような元素合成を行いうるか調べた。その結果、炭素爆燃形超新星では、今まで考えられていたよりも多量の珪素、硫黄、アルゴン、カルシウムを合成しうることがわかった。また、銀河団の大きさや場所にかかわらず、鉄と珪素の組成比は太陽の値に近かった。炭素爆燃形超新星で珪素を合成しうるとすると、鉄と珪素の組成比のみから、重元素の推定を行うことは難しくなる。酸素やマグネシウムは、重力崩壊型超新星のみで合成されるため、結局酸素とマグネシウムの観測が重要である。このような観測は現在、特に明るい数個の銀河団のみで可能ではあるが、検出器のエネルギー分解能が悪いために不定性が大きい。次の日本のX線天文衛星Astro-E2が打ち上げられれば、銀河団の中心部の明るい領域については、酸素やマグネシウムの精密な測定が可能になる。早期型銀河の暗黒物質について、XMM衛星、チャンドラ衛星のデータを用いていくつかの楕円銀河については、求めることができた。銀河の中心部では予想されていたとおり、星の質量が支配的であり、暗黒物質はなくても矛盾がなかったが、銀河の外側で星の数倍の暗黒物質が存在することが、普通の楕円銀河については、はじめて確定した。今後は観測銀河を増やすとともに、銀河の大きさなどの性質と暗黒物質の分布がどのような関係にあるか調べる予定である。我々の銀河系の明るいX線星からのX線を調べることにより、X線星と我々の間にある星間ガスの重元素量の組成比がわかった。銀河団の場合と同じように、珪素や鉄に比べて酸素やマグネシウムの組成比が低いことが確認された。これは我々の銀河系においても、炭素爆燃型超新星が、珪素を多く合成しうることを意味している。さらには、星間塵に閉じ込められている元素と、そうでない元素の比もわかった。天文学の観測では一般に、星間塵に閉じ込められていない元素のみが検出され、星間塵に閉じ込められている元素の割合は難しい問題である。X線の観測は、星間塵に閉じ込められている元素の量もわかるという点で画期的である。

酸素は、主に巨星に進化した段階での核融合によって合成され、II型超新星により星間空間に供給される。従って、酸素の総質量は、かつて形成された重質量星の数を反映する。現在の銀河の光度と比較することにより、寿命の短い軽質量星との数の比、すなわち、星の初期質量関数に制限を与えることができる。この酸素の測定が、平成17年夏に打ち上げられた日本の天文衛星すざくにより可能になった。いくつかの銀河団で、酸素が銀河全体でも低い兆候がみえはじめた。銀河団ガスの重元素の起源を別の観点から調べるために、銀河団ガスに含まれる鉄の質量と銀河の星の質量の比を調べた。その結果、両者は比例することが確認された。この結果は銀河団に含まれる銀河により銀河団ガスの重元素が合成されたことを意味する。近傍の渦巻き銀河のX線星の種族を調べた。近年、X線で明るい特異な天体が発見されており、太陽の数十倍以上の質量の中間質量ブラックホールではないかと考えられている。このようなブラックホールは恒星の進化では形成されないため、議論を呼んでいる。我々、X線でそれほど明るくない天体でも、中間質量ブラックホールの候補を発見した。
禅宗相伝資料・切紙資料を中心とする日本中世仏教の社会的機能に関する研究

この研究は、日本中世の禅宗界において多数著わされた禅籍関係の注釈書、すなわち各種の「抄物資料」を用いて、中世禅宗の社会的な活動や修行生活の実態を解明することを目的とする。特に葬送・授戒をはじめとする様々な儀礼や生活習慣等を通して、禅宗は日本の社会の中に確実に定着したが、その内実はどのようなものであったのかを、抄物資料の中でも曹洞宗に特有の「切紙資料」によって明らかにすることを、その第一の課題とした。そこで重要な作業が、基礎資料の収集と分類整理である。このために昨年から継続して行っている、秋田県鷹巣町の綴子八幡神社内館文庫所蔵の、修験道関係の厖大な資料の整理と写真撮影の作業を2回実施し、特に禅宗と関係の深い共通の儀礼や、人生観・他界観に関わる資料を集中的に収集した。さらに、長野県塩尻市長興寺所蔵の中世抄物資料の調査も行い、禅僧達の修行の実際と、彼らによる教化活動を具体的に物語る多数の資料を収集できた。中国で成立した語録という禅宗文献は、口語体の問答によって思想を追求し表明するところに特色がある。日本の中世に成立した抄物資料類も、同じく日本語の口語体で記録されることを特色とするが、さらに重要なことは、葬送や追善供養のような、極めて日常的な諸儀礼をもその内容として含んでいる点にある。中世宗教史の貴重な文献資料ということである。中世社会は、仏教の説く価値観や諸観念が広く社会の隅々にまで浸透した時代であるが、中世特有の身分観念も固定化する時期で、その形成に仏教の考え方も大いに影響したと考えられる。このような仏教の社会的機能を、禅宗の中国以来の伝統とも関連させながら、抄物資料・切紙資料を用いて解明する見通しも確立できた。また、その成果を平成9年度中に刊行するための作業にも着手した。平成7年度における科学研究補助金による資料調査は都合6回行った。その中でも重要なものは、秋田県鷹巣町綴子八幡神社の内館文庫に所蔵される膨大な資料群の中に見出される、修験道関係の切紙資料で、単に修験の伝承にとどまらず、禅宗と共通する内容のもの、禅宗との交渉のなかで禅宗から取り込まれたものなどをはじめとして、多くの伝承資料を収集することができた。これらの資料録はほぼ整理が終了し、目録作成にかかっており、まず仏教や禅宗関係の典籍目録を近日中に刊行の予定で、引き続き修験道関係の相伝資料の目録作成にかかりたい。また禅宗の中でも、五山禅林と主に地方に展開した曹洞宗との関係も以外と密接なものがあり、たとえば切紙が伝える曹洞宗の得度儀礼は、臨済宗燈派所伝の『得度儀軌』と共通するところが多く、こうした交流を通して曹洞宗の授戒に関する儀軌も整い、中世に盛行する授戒会興行の基盤が形成されたと考えられる。さらに、曹洞宗所伝の切紙資料整理の過程で発見できたことの一つに、中世の陰陽道をも取り込んで漸次新しい切紙資料が作成追加されていった様子が窺えることで、その一端を「中世禅宗と陰陽道」と題する論文にまとめることができた。切紙資料の全体像も漸く見えてきたと思われるので、次年度では分類項目にしたがって検討し直し、「切紙分類目録」の完成を目指す。また、中世宗教史研究の成果を踏まえながら比較検討し、特に中世の社会的な身分観念(卑賎観・触穢観・不浄観)に基づく社会階層観の形成や、共同体におけるタブ-などの成立と仏教がどのように関わったかをまとめたい。

1)内舘文庫は、近世江戸期には地域の七座天神(ななくらてんじん)の別当神宮寺として、地域の有力な修験道の寺院として機能しており、また私塾内舘塾が設けられていた関係から、三千数百点という膨大な資料が現在も収蔵されている。これら所蔵資料の中には、禅宗相伝資料や切紙資料も多数含まれており、中世から近世にかけてこれが修験道に取り入れられて、地域の民衆生活と密接に関連しながら機能していたことが判明した。2)平成8年度は、前年度に調査収集した資料の整理をまず行った。第1は、秋田県内館文庫所蔵資料の整理で、修験道関係典籍、相伝書はほぼ見通しが立ったので、今年度中に目録作成を終えて、研究、資料紹介も併せて発表する予定である。3)引き続き、内館文庫所蔵資料のうち、神道関係資料の調査もほぼ終えることができた。目録作成と研究、資料紹介は来年度になるが、一応内館文庫の調査も完了に近づいた。4)各大学附属図書館や史料館、文書館、さらには各地寺院に所蔵される切紙・門参等の抄物資料の調査も併せ行っているが、今年はデスクワークが中心で、これまでの収集資料の中から、特に注目される中世より伝承を有する切紙類について分析を行い、旧稿に手を加える作業に追われた。5)「禅宗相伝資料」、就中「切紙資料」を分析検討して、中世社会における宗教・仏教の実態を検討しつつ、これが果たした社会的役割や正・負の両機能について、その歴史的社会史的な跡付けを改めて検討し、『禅宗相伝資料の研究』として全体をまとめることができた。これを今年は出版する予定で、第1回の入稿は終えることができた。
「GnRH pulse generatorの調節機構についての検討」

基礎実験として我々はインスリン低血糖ストレスとグルコースの影響を検討し報告してきた。卵巣摘出estradiol処置ラットの視床下部内側底部より多ニューロン発射活動を記録し、LHと同期するMUAの一過性亢進の発現がインスリン投与で停止すること、グルコース投与で直ちに出現すること、オピオイド拮抗剤により解除されないことを明らかにし、GnRHパルス発病態の重症化にともない昼夜におけるLH律動的パターンが思春期を逆行するパターンをとること明らかにした。さらに視床下部性無月経におけるストレスの関与を明らかにする目的で、CHR負荷試験によるACTH、コルチゾールの反応性によりストレスの関与を定量化し、病態の改善に伴いゴナドトロピン分泌の改善に先駆けてその反応性が回復することを明らかにした。一方、LH分泌が亢進し、高振幅のLH律動的パターンが特徴であり、さらに副腎機能異常と密接に関係している多嚢胞性卵巣症候群に注目し、hCRを用いて視床下部下垂体副腎系検査を行うことにより、3群に病態分類が可能であることを示した。1群は視床下部下垂体副腎系は正常であり、高アンドロゲン血症は卵巣型のことが多く、2群はhCRHに対する下垂体のACTHの反応性の亢進により副腎型高アンドロゲン血症を高頻度に合併し、3群はCRHの視床下部での分泌亢進が見られ、クッシング様といえる病態であり、副腎型高アンドロゲン血症、肥満を高頻度に認めた。さらに基礎実験としてCRHがPCODにおけるGnRHパルスパターンに関与している可能性を検討する目的でGnRH cell(GT1-1/GT1-7)を用いたCRHの灌流実験を施行し、CRHがGnRh分泌を亢進したことより、CRHがこの特徴的なパルス状分泌に関与している可能性が示唆された。(現在続行中)。(現在続行中)。基礎実験として「GnRHパルス発生器電気活動に対するインスリン低血糖とグルコースの影響」を検討し、第49回日本産科婦人科学会において報告した(何徳欽、植村次雄他、日産婦会誌49臨時増刊:S405、1997).概要は卵巣摘出estradiol処置ラットの視床下部内側底部より多ニューロン発射活動を記録し、LHと同期するMUAの一過性亢進(volley)の発現がインスリン投与で停止すること、グルコース投与で直ちに出現すること、オピオイド拮抗剤により解除されないことを明らかにし、GnRHパルス発生器活動がグルコース依存性である可能性を示唆した.臨床的には「多嚢胞性卵巣症候群における視床下部下垂体副腎系の関与について検討」を行い、第49回日本産科婦人科学会において報告した(近藤芳仁、植村次雄他、日産婦会誌49臨時増刊:S482、1997).多嚢胞性卵巣症候群は排卵障害のなかで頻度が高く、排卵誘発に際して過剰刺激を呈しやすく、しかも病態がまだ充分解明されていない.この多嚢胞性卵巣症候群はLHの分泌が亢進し、高振幅のLHパルス状分泌を特徴とする.

この病態を解明するため、hCRHを用いて視床下部下垂体副腎系検査を行い、内分泌所見、臨床所見、治療成績を検討した結果、多嚢胞性卵巣症候群は3群に分類できる.1群はCRHに対する下垂体におけるACTHの反応性の亢進により高androgen血症を生じ、2群は視床下部下垂体副腎系は正常であり、高いandrogen血症は卵巣由来のことが多く、3群は視床下部におけるCRHの分泌亢進によりCushing likeといえる病態であることが示唆された.多嚢胞性卵巣症候群は排卵障害のなかでその頻度が高く、排卵誘発に際して過剰に反応することにより卵巣過剰刺激症候群や多胎妊娠などの副作用を呈しやすく、一方排卵誘発に難渋する症例も経験し、その病態は未だ十分には解明されていない。我々は多嚢胞性卵巣症候群における視床下部下垂体副腎系の関与についての検討を、hCRHを用いて視床下部下垂体副腎系検査を行うことにより、3群に分類可能であることを解明した。1群は視床下部下垂体副腎系は正常であり、高アンドロゲン血症は卵巣型のことが多く、排卵誘発、それによる妊娠率ともに良好であり、2群はhCRHに対する下垂体のACTHの反応性の亢進により副腎型高アンドロゲン血症を高頻度に合併し、3群はCRHの視床下部での分泌亢進が見られ、クッシング様といえる病態であり、副腎型高アンドロゲン血症、肥満を高頻度に認めた。また、2群、3群は排卵誘発に抵抗する症例が多く、妊娠率も低いことが判明した。また、超音波断層法による卵巣の多嚢胞性卵巣パターンにはgeneral cystic pattern(GCP)とperirheral cystic pattern(PCP)が存在し、1群でPCPの頻度が、2、3群でGCPの頻度が高く、副腎機能が卵巣における多嚢胞性パターン関与している可能性が高いことが判明した。さらに、腹腔鏡におけるレーザーによる多孔術による排卵誘発効果はPCPで良好であった。多嚢胞性卵巣症候群ではLHの分泌が亢進し、高振幅のLHパルス状分泌が特徴とされるが、基礎実験としてCRHがこれに関与している可能性を検討する目的でGnRH cell(GT1-1/GT1-7)を用いたCRHの潅流実験を施行し、CRHがGnRH分泌を亢進したことより、CRHがこの特徴的なパルス状分泌に関与している可能性が示唆された。
メラトニン分泌を指標とした乳児期早期の睡眠覚醒リズムの発達に関わる因子の分析

睡眠覚醒リズムが確立する生後3か月までの乳児における睡眠覚醒リズムの発達と児の泣きと唾液中メラトニン濃度との関係を明らかにすることを目的に、客観的な睡眠評価に基づく縦断的研究を行った。研究デザインは、生後4か月までの乳児を対象とした、前方視的縦断調査であった。31例の健康な乳児を対象とした。4-6週の間隔で、これらの児の生後4-6週、8-10週、および14-16週の時点で、母親に総泣き/むずかり時間についてタイムテーブルへの記載と、児へのアクチグラフの装着を依頼した。生後14-16週では、一日4回の唾液中メラトニン濃度の測定も行った。母親が記録した児の総泣き/むずかり時間とアクティグラフによる睡眠指標との関係について、各測定ポイントでの横断的視点と縦断的視点の両方で、分析を行った。生後14-16週の唾液中メラトニン濃度と睡眠変数または総泣き/むずかり時間との関連についても、検討した。その結果、横断的な分析では、1416週齢において、動睡眠の総睡眠に占める割合と一日の総泣き/むずかり時間との間に有意な相関(r=0.42、p=0.03)が認められた。一方、縦断的な分析では、動睡眠の総睡眠に占める割合(r=0.36、p=0.006)、一日の睡眠回数(r=0.36、p=0.007)、深夜の睡眠の占める割合(r=0.31、p=0.02)で有意な関係が認められた。これらのことから、生後早期の泣き行動の沈静化と睡眠発達には、パラレルな関係が存在すると考えられた。生後3か月で泣きが鎮静化しない児では、動睡眠の比率が高いことが特徴的と考えられた。また、生後14-16週の唾液中メラトニン濃度と睡眠変数または総泣き/むずかり時間との関連は、みとめられなかった。生後4ヵ月までの乳児における睡眠覚醒リズムの発達とメラトニンの既日リズムの発達との関係、授乳や育児環境が及ぼす乳児の睡眠覚醒リズムの発達との関係を明らかにすることを目的に、生後1ヵ月、生後2ヵ月、生後3ヵ月の時点でアクティグラフによる睡眠覚醒リズムの観察、育児環境の調査、そして生後3ヵ月時の日中の唾液中メラトニン値を測定する方法を計画した。研究開始前に医学部倫理審査委員会の許可を得たのち、30名の乳児のデータ収集を目指している。現在6名の母親の協力が得られ、計画を進めている段階である。本研究の開始前に、乳幼児の唾液中メラトニン濃度が睡眠-覚醒リズムの発達レベルの指標になるのか明らかにする目的で、生後3-15ヶ月の児67名の母親に、1)育児環境に関する質問紙調査、2)48時間の児の睡眠-覚醒行動、授乳と泣きの時刻の記録、そして同じ時期に朝起床後(6-9時)、昼(11-13時)、夕方(16-18時)、夜就眠前(20-23時)の1日4回(計8回)の児の唾液採取を依頼した。唾液中のメラトニン濃度を後日ELISA法にて測定し、児の睡眠-覚醒行動や育児環境との関連について検討した。その結果日中のメラトニン濃度の平均値は、朝40.1±35.3pg/ml、昼13.6±21.7pg/ml、夕14.6±24.7pg/ml、夜23.2±28.4pg/mlで、朝と夜の値は高値を示した。

それぞれの値は月齢と負の相関が認められ、昼、夕に高濃度(10pg/ml以上)を示す児は3-5ヶ月に多く認められた。児の睡眠-覚醒行動との関連では、昼のメラトニン濃度と昼寝回数(正)、最長持続睡眠時間(負)、朝のメラトニン濃度と総睡眠時間(負)に相関が認められた。また、夕と夜のメラトニン濃度は1週間当たりの外気浴日数と関連が認められた。乳児期において日中のメラトニン上昇はしばしば観察されるが、その頻度は月齢とともに減少し、日中のメラトニン上昇は、各種の睡眠の指標と関連があり、児の睡眠-覚醒リズムの発達レベルとの関連が示唆された。生後4ヵ月までの乳児における睡眠覚醒リズムの発達とメラトニンの概日リズムの発達との関係、授乳や育児環境が及ぼす乳児の睡眠覚醒リズムの発達との関係を明らかにすることを目的に、生後1ヵ月、生後2ヵ月、生後3ヵ月の時点でアクティグラフによる睡眠覚醒リズムの観察、育児環境の調査、そして生後3ヵ.月時の日中の唾液中メラトニン値を測定する方法を計画した。研究開始前に医学部倫理審査委員会の許可を得たのち、29名の乳児の縦断的データ収集を行った。そして、アクティグラフの分析では、以下のような結果が認められた。(1)在胎週数(出生時の週数+出生後の週数)が増加しても1日のうちで占める睡眠時間の割合は変化しない(r=-0.010,p=0.933)。(2)在胎週数が増加するにつれて睡眠時間の中で占める浅睡眠時間の割合が減少する(r=-0.624,p<0.001)。(3)在胎週数が増加するにつれて睡眠回数は減少する(r=-0.497,p<0.001)。(4)在胎週と最長睡眠時間は関連がない(r=0203,p<0.075)。(5)在胎週数が増加するにつれて、活動の平均値は増加する(r=0.342,p<0.002)。(6)在胎週数が増加するにつれて、活動指数(身体活動数/測定時間)は減少する(r=-520,p<0.001)。(7)在胎週数が増加するにつれて、活動の平均値は増加する(r=0.342,p<0.002)。(8)1日の泣きの回数と1日のうちで占める睡眠時間の割合は関連がない。(9)泣きの回数と睡眠中に占める浅睡眠の割合は相関し、泣き回数が多いほど浅睡眠の割合が高い(r=-0.393,p<0.001)。(10)夜間(20時8時)の泣き回数が多いほど浅睡眠の割合が高い(r=-0.373,p<0.001)。今後は唾液中メラトニン濃度の測定、睡眠覚醒リズムの発達とメラトニン濃度との関連、睡眠覚醒リズムの発達と保育環境との関連について分析する予定である。生後4か月までの乳児における睡眠覚醒リズムの発達とメラトニンの概日リズムの発達との関係、授乳や育児環境が及ぼす乳児の睡眠覚醒リズムの発達との関係を明らかにすることを目的に、生後1か月、生後2か月、生後3か月の時点でアクティグラフによる睡眠覚醒リズムの観察、母親の児の泣きの観察記録、育児環境の調査、そして生後3か月時の日中の唾液中メラトニン値を測定する計画をたて、31名の乳児の縦断的データ収集を行った。アクティグラフの分析から睡眠変数を収集し、母親の記録から児の泣き/むずかりの回数と泣き/むずかり時間を収集した。そして児の睡眠発達と泣きとの関係を分析し、以下の結果が認められた。(1)31人の総泣き/むずかり時間の平均値は生後46週107(±44)分、810週82(±38)分、1416週60(±31)分であり週数に伴い減少した。(2)乳児の睡眠変数の変化は、動睡眠の総睡眠に占める割合、5分以上持続する睡眠圓数/日、日中の睡眠の占める割合は減少し、深夜帯の睡眠の占める割合は増加した。(3)育児環境と児の一日の泣き/むずかり時間との関連は認められなかった。
欠陥に敏感な先進材料の確率論的健全性逆解析

セラミックス,金属間化合物等が代表される先進耐熱材料のほとんどは欠陥に対して非常に敏感であり,その欠陥過敏性のため使用用途が大きく制限されている.したがって,これらの材料を使用する際には,欠陥分布の評価が極めて重要になる.本研究では,材料の切断面あるいは表面から得られる2次元的な欠陥分布の情報から内部の実欠陥分布を確率的に推定する手法を提案し,その妥当性および適用性について検討した.得られた主な結果を以下にまとめる.1.材料表面あるいは切断面において観察可能な欠陥の個数が少ない場合,材料内部に存在する欠陥の分布を確率的に逆推定する手法を提案した.2.本手法では,コンピュータ内であらゆるパターンの仮想内部欠陥を作成し,表面で観察される欠陥分布と一致するもののみを抽出し,かつ,それらを確率的に処理することで確率論的な逆解析を可能にした.3.本解析手法では,内部欠陥の候補となる分布とその確率の両方を逆推定できるため,欠陥数が少なくかつ欠陥に敏感な先進材料の健全性評価を行う際には極めて有用である.4.正解が既知である数値実験を実施して本手法の妥当性を確認した後,クリープ疲労条件下で耐熱材料内部に発生した微小き裂分布に関して逆解析を実施し,本手法の実用性を確認した.セラミックス,金属間化合物等が代表される先進耐熱材料のほとんどは欠陥に対して非常に敏感であり,その欠陥過敏性のため使用用途が大きく制限されている.したがって,これらの材料を使用する際には,欠陥分布の評価が極めて重要になる.本研究では,材料の切断面あるいは表面から得られる2次元的な欠陥分布の情報から内部の実欠陥分布を確率的に推定する手法を提案し,その妥当性および適用性について検討した.得られた主な結果を以下にまとめる.1.材料表面あるいは切断面において観察可能な欠陥の個数が少ない場合,材料内部に存在する欠陥の分布を確率的に逆推定する手法を提案した.2.本手法では,コンピュータ内であらゆるパターンの仮想内部欠陥を作成し,表面で観察される欠陥分布と一致するもののみを抽出し,かつ,それらを確率的に処理することで確率論的な逆解析を可能にした.3.本解析手法では,内部欠陥の候補となる分布とその確率の両方を逆推定できるため,欠陥数が少なくかつ欠陥に敏感な先進材料の健全性評価を行う際には極めて有用である.4.正解が既知である数値実験を実施して本手法の妥当性を確認した後,クリープ疲労条件下で耐熱材料内部に発生した微小き裂分布に関して逆解析を実施し,本手法の実用性を確認した.
無重力環境や老化による筋機能低下の原因解明と予防装置の開発

「骨格筋」は筋量を維持するだけで骨萎縮の予防法となる.さらに,単に骨格筋萎縮の予防だけでなく,例えば加齢性筋肉減弱症(サルコペニア)など様々な生体機能の退行性変化の予防法につながる.本年度は,上記研究テーマに対して研究を開始し,123項目で下記の成果を得た.1NASA ARGOSを用いた低重力下の歩行解析:ARGOSを用いて様々な低重力環境条件下における歩行運動実験を5月に実施するため,実験装置などをNASA JSCに送付し渡米したが,NASA本部から契約上の問題点を指摘され,本実験は実施できず予備実験を行った.装置の通信状態など実験環境に関する確認は完了した.NASA eIRB委員会にて,承認された実験内容は2020年まで延長された.次年度本実験実施の予定.2筋骨格モデルによる重力の抗重力筋に与える影響の評価:ALTER-Gを用いた下半身免荷実験による歩行形態の変化を纏め,国際学会で講演した.次年度,筋骨格モデルSIMMを用いて下肢主要筋の活動量を評価し,実験結果と比較する.3自走式トレッドミルの開発:共同研究先で「自走式トレッドミル」を試作した.ヒトが床面上を自走する際の感覚と違和感のない駆動制御アルゴリズムを開発し,ヒトの歩行実験を実施した結果,改良点が明らかになったため改造を依頼し3月に完成の予定である.本装置による下肢筋肉,特に抗重力筋であるヒラメ筋に対する効果を評価し,その結果を,国内学会にて講演した.本研究に関係する成果を,国内学会6件,および国際学会3件,国内論文1件(同志社大学ハリス理化学研究報告, 59巻1号, (2018年) 1324頁)で公開した.1NASA JSCARGOSを使用した本実験は実施できなかったが,実験に使用する装置一式を持ち込み,実験系を組み上げてBluetooth等の通信系の検証を実施し,予備実験が完了.研究倫理申請も2020年まで延長された.2ALTER-Gを用いた下半身免荷実験によって低重力が歩行形態におよぼす影響を複数人で計測し,国際学会で講演した.3試作した「自走式トレッドミル」の制御手法の検証を行い,改良点を明らかにした.目標の3項目に対して,NASAの本実験が延期されたものの,計画通りの成果が得られたため.1NASA JSCARGOSを使用するため,共同研究契約の締結を進める.ALTER-Gを用いた下半身免荷実験の被験者を増やしてデータを蓄積するとともに,歩容と筋電信号との関連を運動解析によって明らかにする.2ALTER-Gを用いた下半身免荷実験とウエアラブル床反力計の計測結果から,筋骨格シミュレーションソフトウェアSIMMを使用した解析を実施し,実験から得られる主筋に発生する筋電出力信号を比較することで,主筋活動度と重力の関係を明らかにする.3本年度末納入された「自走式トレッドミル」の2次試作機を使用した,運動効果の検証を行う.負荷制御手法の改善を行い,適切な運動形態を探求する.「骨格筋」は筋量を維持するだけで骨萎縮の予防法となる.さらに,単に骨格筋萎縮の予防だけでなく,例えば加齢性筋肉減弱症(サルコペニア)など様々な生体機能の退行性変化の予防法につながる.本年度は,上記研究テーマに対して研究を開始し,123項目で下記の成果を得た.1NASA ARGOSを用いた低重力下の歩行解析:ARGOSを用いて様々な低重力環境条件下における歩行運動実験を5月に実施するため,実験装置などをNASA JSCに送付し渡米したが,NASA本部から契約上の問題点を指摘され,本実験は実施できず予備実験を行った.装置の通信状態など実験環境に関する確認は完了した.NASA eIRB委員会にて,承認された実験内容は2020年まで延長された.次年度本実験実施の予定.2筋骨格モデルによる重力の抗重力筋に与える影響の評価:ALTER-Gを用いた下半身免荷実験による歩行形態の変化を纏め,国際学会で講演した.次年度,筋骨格モデルSIMMを用いて下肢主要筋の活動量を評価し,実験結果と比較する.3自走式トレッドミルの開発:共同研究先で「自走式トレッドミル」を試作した.ヒトが床面上を自走する際の感覚と違和感のない駆動制御アルゴリズムを開発し,ヒトの歩行実験を実施した結果,改良点が明らかになったため改造を依頼し3月に完成の予定である.本装置による下肢筋肉,特に抗重力筋であるヒラメ筋に対する効果を評価し,その結果を,国内学会にて講演した.本研究に関係する成果を,国内学会6件,および国際学会3件,国内論文1件(同志社大学ハリス理化学研究報告, 59巻1号, (2018年) 1324頁)で公開した.1NASA JSCARGOSを使用した本実験は実施できなかったが,実験に使用する装置一式を持ち込み,実験系を組み上げてBluetooth等の通信系の検証を実施し,予備実験が完了.研究倫理申請も2020年まで延長された.2ALTER-Gを用いた下半身免荷実験によって低重力が歩行形態におよぼす影響を複数人で計測し,国際学会で講演した.3試作した「自走式トレッドミル」の制御手法の検証を行い,改良点を明らかにした.目標の3項目に対して,NASAの本実験が延期されたものの,計画通りの成果が得られたため.ARGOSを用いて様々な低重力環境条件下における歩行運動実験を行い,下肢の表面筋電位を表面筋電位計によって計測する.これらの計測データをウエアラブル

歩行解析装置と同期して信号処理することで,生じた床反力,足底圧中心点などの生体力学的データとの相関性を明らかにする.そのための実験を3月下旬に実施する予定であったが,NASA JSCのeIRBシステムの2ヶ月の運用停止により,倫理委員会が開催されず実験は5月に延期となった.2月15日のNASA eIRB委員会にて,実験が承認されたため,現在,ARGOSでの実験準備を整えている.前試験として,体重免荷トレッドミルを利用した歩行解析を実施し,体重免荷率による歩行形態の変化について定量的な考察を行い,日本機械学会関西支部定時総会講演会でその結果について講演した.本成果をIEEEのEMBS2018に投稿を準備している.(2)自走式トレッドミルの開発:共同研究先で,歩行路面の駆動摩擦をモータによって補償し,内蔵した床反力計が計測した踏力に比例する抵抗力を負荷することで「自走」を模擬可能なトレッドミルを試作し,基本性能を満足する目処が立ったため2月末に納入された.今後,ヒトが床面上を自走する際の感覚と違和感のない駆動制御アルゴリズムを構築していく.(1)体重免荷型トレッドミルを使用した運動解析を実施(2)自走式トレッドミルの試作完了と基本性能の検証および歩行解析の実施当初目標であったNASA JSCでのARGOS実験は延期されたが,比較対象となる体重免荷式トレッドミルによる歩行解析から,重力が歩容におよぼす影響に関して形跡が実施できたこと,また,自走式トレッドミルの初号機に対する負荷制御によって目標仕様が達成できる可能性が得られたため.1NASA JSCARGOSを使用するため,共同研究契約の締結を進める.ALTER-Gを用いた下半身免荷実験の被験者を増やしてデータを蓄積するとともに,歩容と筋電信号との関連を運動解析によって明らかにする.2ALTER-Gを用いた下半身免荷実験とウエアラブル床反力計の計測結果から,筋骨格シミュレーションソフトウェアSIMMを使用した解析を実施し,実験から得られる主筋に発生する筋電出力信号を比較することで,主筋活動度と重力の関係を明らかにする.3本年度末納入された「自走式トレッドミル」の2次試作機を使用した,運動効果の検証を行う.負荷制御手法の改善を行い,適切な運動形態を探求する.(1) NASA JSCARGOSを使用した,体重免荷実験を実施し,体重免荷式トレッドミルとの比較を行う.(2)今年度実施した体重免荷式トレッドミルによる実験結果を筋骨格シミュレーションモデルSIMMによって解析し,主筋に発生する筋電出力とシミュレーション結果を比較考察する.(3)開発した負荷制御型トレッドミルを使用した歩容解析,主筋の筋電信号計測を実施し,負荷制御手法の改良と抗重力筋に与える影響を解析する.