hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
パズル型プログラミング学習支援システムの研究

本研究では,プログラミングに対する学習意欲を喚起し,やる気を継続させる学習環境を提供することを目的として,ゲーム感覚的な学習機能を取り入れたプログラミング学習支援システムを開発した.次に,開発した学習支援システムをプログラミング演習や企業の新人教育などで活用し,本システムの学習効果を評価した.確認テスト・期末テストの平均点の推移やアンケートの結果から,本システムを使用することで,プログラミングに興味を持つという観点では有効であったと考える.更に,プログラムの構造や処理の流れを理解するという目的に関しても効果があったと考える.しかし,プログラム作成能力の向上については十分な効果を得られてなく,学習機能やシステム活用方法などの改善を検討していく必要がある.今後の研究課題として,エンタテインメント性を取り入れたプログラミング講義・演習の学習方法や学習支援機能の研究を進めていく予定である.本研究では,プログラミングに対する学習意欲を喚起し,やる気を継続させる学習環境を提供することを目的として,ゲーム感覚的な学習機能を取り入れたプログラミング学習支援システムを開発した.次に,開発した学習支援システムをプログラミング演習や企業の新人教育などで活用し,本システムの学習効果を評価した.確認テスト・期末テストの平均点の推移やアンケートの結果から,本システムを使用することで,プログラミングに興味を持つという観点では有効であったと考える.更に,プログラムの構造や処理の流れを理解するという目的に関しても効果があったと考える.しかし,プログラム作成能力の向上については十分な効果を得られてなく,学習機能やシステム活用方法などの改善を検討していく必要がある.今後の研究課題として,エンタテインメント性を取り入れたプログラミング講義・演習の学習方法や学習支援機能の研究を進めていく予定である.初心者を対象としたプログラミングの教育効果を上げるためには、プログラミングの学習意欲を喚起させ、やる気を継続させるインタフェースやプログラミングの知識を適切なプロセスで修得する学習方法が必要である。本研究では、それらの目的を達成するため、ゲーム感覚によってプログラム構造や処理フローを理解する学習法とその学習法を形式化する学習モデルを提案することである。平成21年度においては、本研究の基盤となる次の研究開発を行い、プログラミング学習支援システムとして実装した。・プログラミング学習支援のユーザインターフェイスに関する研究・ソースプログラム解析とプログラムのパズル化に関する研究・知的アルゴリズムを利用した課題難易度決定に関する研究そして、動機付けに関する学習法であるARCSモデルを採用してプログラミング学習をモデル化し、開発した各項目と学習効果との関連性を定義した。次に、プログラミング学習支援システムをプログラミング演習で使用して、開発した項目と学習効果との関係や学習効率の問題点などについて分析した。その結果、プログラミングの動機付けという点では効果が見られたが、学習者全体のプログラミング能力の向上という点では十分な効果が得られなかった。その理由として、学習者の進捗度に合わせた個別指導に関連する学習支援の実装が不十分であったと考えられる。平成22年度では、学習者の学習状況や問題点をリアルタイムに評価して支援するなど、進捗が遅れている学生に対する迅速な個別指導を実現する機能なども含めたプログラミング学習支援について研究していく予定である。プログラミング教育の動機付けに関する学習法としては、ARCSモデルを応用した研究が報告されている。しかし、学習者のやる気を喚起し、学習意欲を持続させるような学習モデルを機能化して学習支援システムに実装し、プログラミング学習の効果を評価している報告はされていない。平成21年度の研究目的は、パズル型プログラミング学習支援システムの機能拡張として、ARCSモデルをベースにしたプログラミング学習支援機能の具体化と学習支援システムへの実装を行うことである。そして、平成21年度の具体的な研究としては、プログラミング学習の動機づけに係る要素技術に関連した次の研究開発を行い、実際のプログラミング演習授業で活用した。・プログラミング学習に対する動機づけ学習モデルに関する研究・学習状況をリアルタイムに把握し、進捗状況を分析する学習モニタリング機能に関する研究・プログラム構造を意味的な単位に分割指定するプログラム構造表記方法に関する研究本システムを活用したプログラミング演習授業におけるテストの平均点の推移やアンケート結果から、本システムを使用することで、プログラミングに興味を持つという観点では有効であったのではないかと考える。また、プログラムの構造と処理の流れを理解するという目的に関しても効果があったと思われる。しかし、不正解時のサポートやヘルプ機能などの支援機能に関する改善要求も有り、学習機能やシステム運用方法などの改善を検討する必要がある。平成22年度では、学習支援システムの機能拡張と共に、エンタテインメント性を取り入れたプログラミング講義・演習の学習方法や学習支援機能の研究を進めていく予定である。更に、学習者の学習状況や問題点をリアルタイムに評価して支援するなど、進捗が遅れている学生に対する迅速な個別指導を実現する機能なども含めたプログラミング学習支援についても研究していく予定である。初心者を対象としたプログラミングの教育効果を上げるためには、プログラミングの学習意欲を喚起させ、やる気を継続させるインタフェースやプログラミングの知識を適切なプロセスで修得する学習方法が必要である。本研究では、それらの目的を達成するため、ゲーム感覚によってプログラム構造や処理フローを理解する学習法とその学習法を実用化する学習機能を提案することである。本研究は平成21年度から開始し,今年度が最終年度となる。平成23年度の研究目標は、学習支援システムの機能拡張と共に、エンタテインメント性を取り入れたプログラミング講義・演習の学習方法や学習支援機能の研究を進めた。更に、学習者の学習状況や問題点をリアルタイムに評価して支援するなど、進捗が遅れている学生に対する迅速な個別指導を実現する機能なども取り入れたプログラミング学習支援システムについても研究した。平成23年度の具体的な研究項目としては、前記に関連した次の研究開発を行い、実際のプログラミング演習授業で活用することで、研究成果の評価を実施した。

・ゲーム感覚的要素を取り入れたプログラミング学習支援システムに関する研究・学習状況をリアルタイムに把握し、進捗状況を分析する学習モニタリング機能に関する研究・ゲームのような競争的学習環境を提供する学習機能に関する研究・競合的学習機能や学習モニタリング機能の適用による学習効果に関する研究本システムを活用したプログラミング演習授業におけるテスト結果の推移やアンケート結果から、プログラミングに興味を持つ、プログラムの構造や流れを理解するという観点では有効であったと考える。今後は、プログラミングの学習意欲を喚起するユーザインタフェースやプログラムの作成支援機能を実現し、プログラムの解読や作成に対して効率的な学習環境を実装したプログラミング学習支援システムの実用化を進める予定である。
ゼブラフィッシュをモデルに用いたウェーベル器官の進化発生学的研究

<組織レベルでの解析>ウェーベル器官は椎骨の付属要素(神経弓、肋骨など)が変化してできた構造であると考えられている。そこで、どの発生段階からウェーベル器官が通常の椎骨要素と異なる発生を始めるのかを明らかにする目的で、ゼブラフィッシュとメダカについて組織学切片を作成し、椎骨や周辺組織の発生を詳細に比較解析した。その結果、ゼブラフィッシュにおいてウェーベル器官が形成される時期および領域特異的に、椎体と周囲の筋肉組織の間に多量の結合組織が形成される事を見いだした。これはナマズ類で報告されているPVSと呼ばれる構造と相同なものであると考えられた。この構造が骨鰾類のみで観察される点、この結合組織がウェーベル器官の形態形成直前に現れる点、さらにはこの結合組織内でウェーベル器官の形態形成が進むという点から、このPVSがウェーベル器官の発生進化において重要な役割を果たしたものと考えられた。現在、この結合組織の進化発生学的な由来について解析を進めている。<遺伝子レベルでの解析>硬節細胞をGFPでラベルしたゼブラフィッシュを作出する目的で、硬節特異的に発現することが知られるtwist1遺伝子のプロモーター領域を、ゼブラフィッシュのゲノムライブラリーからクローニングし、それをGFPの上流につないだコンストラクトを作製した。このコンストラクトをゼブラフィッシュ受精卵にインジェクトし、発生したembryoでGFPシグナルが観察できることを確認した。現在、ライン化する目的で、それらの個体の交雑実験を行い、生殖細胞系列にも遺伝子導入されている個体をスクリーニングしている。また、ウェーベル器官ミュータントゼブラフィッシュのスクリーニングのために、魚を生かしたままで骨形態を観察する事ができる「カルセイン法」を用いて、ゼブラフィッシュのウェーベル器官の形態を観察し、その発生を記述した。
マルチセンサを用いた天然林の持続的管理のためのモニタリング手法の開発

本研究は、UAV搭載マルチスペクトルセンサと航空機搭載デジタルカメラによるデータから有用樹種、衰退・腐朽木、病虫害被害木のマッピングが可能であるかどうかを明らかにし、各林相における航空機レーザスキャナで得られる平均林冠高などの変数と固定プロットデータから算出される林分材積との回帰分析から林分材積推定モデルを作成し、景観レベルでの資源量をマッピングすることを目的とする。まず、有用樹種のトドマツの林分単位での材積推定には、樹高を説明変数とした単木材積推定の積み上げが有効であることを明らかにした。次に、樹木の健全度(衰退・腐朽・病虫害被害の有無)の判定では、固定標準地内のトドマツの定期的な地上計測に基づく近年の胸高直径成長の違いによる樹木の健全度が、UAV搭載のマルチスペクトルセンサによって計測される近赤外とレッドエッジの波長帯の反射率から算出される指数であるNDREの違いとして区分できることを明らかにした。これに対し、航空機の可視域デジタルカメラでは近赤外のデータが利用できないため良好な結果が得られなかった。さらに、各林相における航空機レーザスキャナで得られる平均林冠高などの変数と固定プロットデータから算出される林分材積との回帰分析からモデルを作成し、景観レベルでの資源量のマッピングを行うことが可能になった。天然林択伐施業において、健全木判定は伐採木選定の重要な要素であり、UAVによる非破壊の単独調査によって判定できることは、実際の施業でも適用できる実用的な成果である。また、本研究で開発した航空機レーザスキャナデータからの林分材積推定モデルによる天然林の資源量のマッピング技術は、天然林の広域資源管理に貢献するものである。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、UAV搭載センサを用いて単木樹冠の形状や反射スペクトル特性から樹種分布や病虫害等の発生状況をモニタリングする手法を開発するとともに、デジタル空中写真、航空機レーザスキャナデータから、天然林の林相および資源量を高精度で広域把握する手法を開発することを目的とする。まず、東京大学北海道演習林においてUAVによる空撮を実施した。マルチスペクトル画像の取得とともに、樹種ごとの紅葉・落葉期の多時期観測データを取得した。UAVによる精細画像からは針葉樹と落葉広葉樹の判別は容易であり、多時期モニタリングにより樹種ごとの紅葉・落葉時期の違いも明瞭に観測された。さらに、UAV空撮画像上で、虫害による葉の食害が確認されるとともに、梢端部の先枯れの状況等を確認することができた。単木抽出に用いられているWatershed法をUAV空撮画像から作成された天然林の林冠モデルへ適用した。詳細な林冠モデルに対し平滑化処理を行うことで、天然林の構成樹種に対しても本手法は機能したが、部分的に単一樹冠の多分割が多く生じた。今後、単木樹冠の抽出精度の向上が課題である。次に、航空機搭載センサによる林分・景観レベルでの森林情報を把握するため、デジタル空中写真から得られる林冠の反射スペクトル特性、樹冠のサイズ構造やギャップの情報、航空機レーザスキャナデータから得られる林冠高の情報を用いてオブジェクトベース分類により対象地における林相区分を行った。その結果、斜面が一様な場所では適切に林相区分できたものの、谷筋では強い陰影の影響により林相とは異なるオブジェクトが生成されてしまった。今後、地形モデルを用いてこの影響を軽減する手法を開発する必要がある。東京大学北海道演習林で実施しているプロット調査のデータを利用できるため、予定通り解析が進んでいる。また、本研究のUAV計測を補助している東京大学北海道演習林の技術職員は、UAV操作について高い操縦技術と深い知識を有しているため、計測が順調に進んでいる。ただし、平成28年度夏には北海道に台風が立て続けに上陸し、研究対象地の富良野市は甚大な被害を受けた。演習林においても、林道のいくつかが台風により崩壊したため、予定していたプロットでのUAV計測が実施できず、他のプロットに計測を変更した。UAVによる針広混交林天然林における樹種判別や衰退・腐朽木、病虫害被害木判別を目的として、UAVに熱赤外センサ、マルチスペクトルセンサ、RGBカメラを搭載して多時期・マルチセンサ観測を実施した。着葉期および紅葉期にそれぞれ複数回の多時期観測を実施し、北方天然林構成樹種のフェノロジーを観測した。主要樹種の樹種間の着落葉時期の違いや色調の違いを明らかにした。次に、UAVにより針広混交天然林の資源量を把握することを目的として、固定標準地において、着葉期と落葉期の2回の集中観測を実施した。航空機レーザスキャナデータより取得された地盤高データと比較し、表層を捉えるUAVによる着葉期および落葉期観測による地形モデリングの制約を明らかにした。また、最新の地上計測により作成された樹木位置図と対応付け、針広混交林天然林における針葉樹単木材積推定に有効なUAV観測パラメータを明らかにした。広域にスケールアップする手法の検討のために、UAVによる観測に対応した最新の航空機レーザスキャナデータを取得した。取得された航空機レーザスキャナの三次元点群データから林冠高モデルを作成した。人工林での単木抽出に利用されているWatershed法の適用を検討し、針広混交天然林を構成する主要な針葉樹であるトドマツ、アカエゾマツ等の単木樹冠抽出に有効であることを明らかにした。Watershed法の適用には、個々の樹冠の形状を平滑・平準化する空間フィルタリングの事前適用が有効であった。

一方、広葉樹樹冠については、抽出樹冠ポリゴンの樹冠形状および色調情報を用いた統合処理が必要であった。以上を踏まえ、デジタル空中写真および航空機レーザスキャナデータから得られる林冠の反射スペクトル特性、樹冠のサイズ構造やギャップの情報、林冠高の情報を用いてオブジェクトベース分類手法を適用し、林相区分図を試作した。東京大学北海道演習林で実施しているプロット調査のデータを利用できるため、予定通り解析が進んでいる。また、本研究のUAV計測を補助している東京大学北海道演習林の技術職員は、UAV操作について高い操縦技術と深い知識を有しているため、計測が順調に進んでいる。本研究は、UAV搭載マルチスペクトルセンサと航空機搭載デジタルカメラによるデータから有用樹種、衰退・腐朽木、病虫害被害木のマッピングが可能であるかどうかを明らかにし、各林相における航空機レーザスキャナで得られる平均林冠高などの変数と固定プロットデータから算出される林分材積との回帰分析から林分材積推定モデルを作成し、景観レベルでの資源量をマッピングすることを目的とする。まず、有用樹種のトドマツの林分単位での材積推定には、樹高を説明変数とした単木材積推定の積み上げが有効であることを明らかにした。次に、樹木の健全度(衰退・腐朽・病虫害被害の有無)の判定では、固定標準地内のトドマツの定期的な地上計測に基づく近年の胸高直径成長の違いによる樹木の健全度が、UAV搭載のマルチスペクトルセンサによって計測される近赤外とレッドエッジの波長帯の反射率から算出される指数であるNDREの違いとして区分できることを明らかにした。これに対し、航空機の可視域デジタルカメラでは近赤外のデータが利用できないため良好な結果が得られなかった。さらに、各林相における航空機レーザスキャナで得られる平均林冠高などの変数と固定プロットデータから算出される林分材積との回帰分析からモデルを作成し、景観レベルでの資源量のマッピングを行うことが可能になった。天然林択伐施業において、健全木判定は伐採木選定の重要な要素であり、UAVによる非破壊の単独調査によって判定できることは、実際の施業でも適用できる実用的な成果である。また、本研究で開発した航空機レーザスキャナデータからの林分材積推定モデルによる天然林の資源量のマッピング技術は、天然林の広域資源管理に貢献するものである。次年度は、UAVで抽出された有用樹種や衰退・腐朽木、病虫害被害木の分布状況の把握をデジタル空中写真および航空機レーザスキャナデータを用いて広域にスケールアップするために、人工林で単木抽出に用いられているWatershed法がどのように天然林に適用可能であるかについて検討し、その抽出精度を個体位置の測量が完了しているプロットで検証する。併せて、抽出された樹冠の反射スペクトル特性や樹冠形の特徴を明らかにする。また、デジタル空中写真から得られる林冠の反射スペクトル特性、樹冠のサイズ構造やギャップの情報、航空機レーザスキャナデータから得られる林冠高の情報を用いてオブジェクトベース分類により林相区分を行う。林相区分においては、森林資源調査により得られた立木密度や林分蓄積、樹種構成、サイズ構造などの調査データと施業に応じた林種区分による林分の境界測量結果を用いて、最適な分類パラメータを決定する。
ブタ精子の卵子透明帯との結合の分子機構

ブタ卵子透明帯を構成する糖タンパク質の一つPZP3alphaは透明帯の精子との結合を担う。PZP3alphaの機能部位に関する研究を進めた。PZP3alphaは硫酸化ポリラクトサミンをその糖鎖部分の非還元末端に有する。フコイダン、デキストラン硫酸などの硫酸化多糖が精子側の主要な透明帯結合因子であるプロアクロシンと結合しPZP3alphaの精子との結合を阻害することから、硫酸化ポリラクトサミンが精子結合活性に関与すると考えられていた。今回、エンド-beta-ガラクトシダーゼ消化で硫酸化ポリラクトサミン部分を除いたPZP3alphaに関して精子結合能を競合法および蛍光染色法で調べたところ、消化前と同様の活性を有していた。このことから、糖鎖の硫酸化ポリラクトサミン部分よりも還元末端側が精子結合に関与することが示唆された。PZP3alphaからアルカリ処理により0結合型糖鎖を除いたところ、活性はほとんど低下しなかった。さらに、ヒドラジン分解で単離した糖鎖のうち中性糖鎖が精子結合活性を有していた。これらの結果から、PZP3alphaの精子結合活性にはN結合型中性糖鎖が関与していると考えられる。また、蛍光標識したPZP3alphaの精子上の結合部位は主に先体内に存在することが明らかになった。ブタ精子が卵丘細胞を分散させて卵子に接近するのに先体内酵素のひとつbeta-N-アセチルヘキソサミニダーゼが関与していることを示唆する結果を得た。これらのことから、ブタの場合、先体反応を起こしていない精子の透明帯との結合は弱く、先体反応を開始した精子が透明帯と強く結合できると考えられる。
老化の歯周組織に与える影響〜老化促進マウスを用いた免疫学的・形態学的研究〜

1.老化促進マウス(以下SAMと略)の繁殖と維持:平成5年に京大胸部疾患研究所の竹田教授より配布を受けたSAM P/1(老化促進種)とSMM R/1(対象種)の2系統のSAMは,大阪大学歯学部動物舎内にて順調に繁殖し,現在各系統約100匹のマウスを維持しつつ,常に実験に供試できる体制を確立している.2.歯周病原菌由来のビルレント因子の精製:嫌気条件下で培養したPorphyromonas gingivalis(Pg)381株(20L培養)より,熱フェノール水法に基づきリポ多糖(LPS)を抽出した.最終精製LPSは,乾燥重量で約15mgでこれを生物活性特性の検定を行なったところ,同菌種のLPSの特徴(HeJマウスの対する応答性)を有していることがわかった.3.SAMの免疫担当細胞と歯周病原菌由来ビルレント因子との反応:老化状態にあるSAM P/1マウス,その対照種であるSAM R/1マウス,さらにSAMマウスの由来系統になるAKR/Jマウスの3種のマウスより脾臓細胞を摘出ののち,2.で精製したLPSで刺激し,マイトジェン活性測定系にてそれら系統による反応性の違いを検討したところ,次のような結果を得た.(1)SAM P/1マウスの脾細胞は月齢の上昇に伴い,PgLPSの刺激に対して著明な反応性の低下を示した.一方,SAM R/1マウスでは加齢に伴う明確な変化は認められなかった.(2)PgLPSの多クローン性B細胞活性化の反応性でも,SAM P/1では加齢に伴い,有意の低下が認められたのに対し,SAM R/1では変化を認めなかった.4.SAM由来のマウス組織の老化に伴う形態学的変化:SAM P/1,SAM R/1,AKR/Jマウスより脾臓,胸線,唾液線、歯肉組織を抽出し,HE染色にて,各臓器の加齢に伴う変化を検討したが,各種各臓器とも,明確な変化は認めなかった.1.老化促進マウス(以下SAMと略)の繁殖と維持:平成5年に京大胸部疾患研究所の竹田教授より配布を受けたSAM P/1(老化促進種)とSMM R/1(対象種)の2系統のSAMは,大阪大学歯学部動物舎内にて順調に繁殖し,現在各系統約100匹のマウスを維持しつつ,常に実験に供試できる体制を確立している.2.歯周病原菌由来のビルレント因子の精製:嫌気条件下で培養したPorphyromonas gingivalis(Pg)381株(20L培養)より,熱フェノール水法に基づきリポ多糖(LPS)を抽出した.最終精製LPSは,乾燥重量で約15mgでこれを生物活性特性の検定を行なったところ,同菌種のLPSの特徴(HeJマウスの対する応答性)を有していることがわかった.3.SAMの免疫担当細胞と歯周病原菌由来ビルレント因子との反応:老化状態にあるSAM P/1マウス,その対照種であるSAM R/1マウス,さらにSAMマウスの由来系統になるAKR/Jマウスの3種のマウスより脾臓細胞を摘出ののち,2.で精製したLPSで刺激し,マイトジェン活性測定系にてそれら系統による反応性の違いを検討したところ,次のような結果を得た.(1)SAM P/1マウスの脾細胞は月齢の上昇に伴い,PgLPSの刺激に対して著明な反応性の低下を示した.一方,SAM R/1マウスでは加齢に伴う明確な変化は認められなかった.(2)PgLPSの多クローン性B細胞活性化の反応性でも,SAM P/1では加齢に伴い,有意の低下が認められたのに対し,SAM R/1では変化を認めなかった.4.SAM由来のマウス組織の老化に伴う形態学的変化:SAM P/1,SAM R/1,AKR/Jマウスより脾臓,胸線,唾液線、歯肉組織を抽出し,HE染色にて,各臓器の加齢に伴う変化を検討したが,各種各臓器とも,明確な変化は認めなかった.
サイバースペースを考慮したトータルスペース・マネジメント手法の開拓

IT技術の発達に伴い、買い物行動が実空間からサイバー空間へと移行する実態とその要因を明らかにした。またそれに伴って実空間が受けた影響を空間的に提示した。さらにサイバー空間移行に伴う賑わい軽減と環境負荷削減(低炭素化)のトレードオフ関係を行動連鎖表という概念を新たに導入することによって解析した。この結果、環境負荷削減効果が現状のままでは不十分なことが示された。また、ウェブでの提示情報などを改善することで、そのような問題は軽減されることも示された。本研究では成長著しいIT技術に着目し、実スペースとサイバースペースに展開する個人の動きの代替・補完関係を掌握することを通じ、その両方(トータルスペース)を適切にマネジメントする手法の新規開拓を目的とする。具体的には、投入産出分析よりヒントを得た全く新たな行動連鎖分析の理論的枠組みを提案するとともに、サイバー行動実験などに基づく多方面からの分析によってその実証を行う。現在の「都心」vs.「郊外」の次に来る時代に求められる、空間全体の適切なマネジメント方策の道すじを見出すことを目的としている。本年度はこの目的を達成するため、下記の2点についての成果を得た。1)トータル(実+サイバー)な空間利用原理の整理とその理論化サイバー空間を含むトータルスベースのマネジメントを可能にするための既存関連研究調査、及び空間利用原理の整理と体系化を行った。特に、投入産出分析からヒントを得ることで、まち中およびサイバー上での個人活動の相互関連性を明示した行動連鎖表(N_<ij>)に基づく論理体系を提案した。さらに実スペースとサイバースペース間でどれだけ活動の代替・補完が生じるかを統合的に行列計算できる新たな仕組みを提案し、実スペースの中でサイバースペースへの橋頭保となるアンカー活動(A)i)や、および「連られて」サイバー化してしまうフロート活動(F_i)などを含んだ、政策展開に活かせるだけの定量分析に耐える理論体系を新たに構築した。2)調査に基づく実証分析行動連鎖表を作成するための包括的なサイバー利用に関する意識および行動を調査した。特に実スペースの行動モデルなどでは考慮されていない、サイバー利用に影響を及ぼすと考えられる3ファクタ(I言語、II技術、III社会)に配慮し、サイバー空間への潜在的な代替可能性を把握した。1)サイバー化に伴うトレードオフ関係の分析交通行動がサイバー空間に移転することにより、都市の賑わいが減少するといったマイナス側面が強調される反面、一方では自動車が排出していたCO2負荷量が減少するといったプラス面が主張される場合もある。これらトレードオフの関係は全く明確になっておらず、適切なトータルスペースマネジメントを進める上でその実態を把握しておく必要がある。Web調査を通じて。個人の買い物行動についてそのトレードオフの実態を明らかにしたところ、サイバー空間への買い物行動の移転に伴い、CO2排出量が削減される割合より、都市内での賑わいの源泉といえる都市内滞留時間の減少率の方がはるかに大きい事が確認された。2)サイバー化に伴う実空間への影響分析サイバー空間への買い物行動の移転に伴い、どのような実空間上の店舗が最も影響を受けるかを個別の店舗レベルで調査した結果、中心市街地系の商店街などよりも、現在売上量が多くなっている郊外大規模店舗からの代替が量的に大きいことが明らかになった。以上の目的意識をもとに、最終年度として下記の2つの取り組みを実施した。1)サイバースペースへの移行要因分析:トータルスペースマネジメントを実現するためには、どのような理由で実スペースからサイバースペースに行動が移転しているかを明らかにする必要がある。ここではWeb調査を通じ、移行した個別の交通行動に対し、その属性と実態を把握することを通じ、統計的な観点からサイバースペースへの移行要因を明らかにした。

2)サイバー喚起行動分析への拡張:サイバー空間を通じたSNSの情報提供を通じての行動喚起など、買い物などの生活基本行動に留まらない幅広い活動に対し、サイバー空間がどのような意味を持ちつつあり、またそれが今までの実空間での活動にどう相互作用を持っているのか、その研究展開を議論するとともに、あわせてネット上の情報提示手法についても実態調査とその吟味を実施した。研究を進めるにしたがって、予想していなかった新たな結果も得られているため。24年度が最終年度であるため、記入しない。推進方策については、当初の予定どおりで問題ない。研究を遂行する上での問題点も特に存在しない。新しく得られた知見に添って、SNSなどの手段に伴って発生する自発的行動についても新たに焦点をあてていくことも考えられる。
脂肪組織由来間葉系幹細胞による重症心不全治療法の開発

ラット心筋梗塞モデルに対して、脂肪組織から採取した間葉系幹細胞を局所注入により移植し、心機能、病理組織学適評価、分子生物学的評価を行った。細胞移植群ではコントロールと比べ、心機能、血管新生増殖因子の発現に有意な差は認められなかった。これは移植細胞の生着率が低いことに起因すると考えられ、今後はより効率の高い細胞移植方法として、幹細胞による細胞シートを用いた移植実験を行う予定である。脂肪組織由来間葉系幹細胞(ASC)は、in vitroの研究で血管新生増殖因子を分泌し、血管内皮細胞及び心筋細胞に分化しうることが証明されている。ASCは豊富に存在し、容易に採取できる点から細胞移植のソースとしての可能性が示唆されてきた。ラット慢性心筋梗塞モデルにおける移植ASCからの各種サイトカインの分泌とその血管新生機序、心リモデリング抑制機序の解明を目的とする実験を行ってきた。ラット慢性心筋梗塞モデルの自己皮下脂肪組織からStromal Vascular Fraction (SVF)を採取しての自己細胞を用いた移植を行ってきたが、採取可能な細胞数にばらつきがあり、当初考えていた細胞数10^6個を平均的に採取できなかったため、心機能評価に耐える安定した実験を行うことが出来なかった。そのため、細胞採取の条件を検討し調節してきた。0.075%Collagenase Type II溶液の量、酵素処理の時間、溶血バッファー、PKH26の量などを調節し、現時点では溶血バッファーまでの段階で、ほぼ細胞数IO6個を採取できるようになってきたが、ラベリングにおいて調節中である。現時点での成果は、上記のとおりである。細胞移植の実験においては、移植細胞のparacrine効果は極めて重要であり全体のテーマでもあるが、細胞の生着を正確に評価することも大切と考えるので、可能な限り心機能評価と細胞の生着の評価を同一個体でできるように検討中である。ラット慢性心筋梗塞モデルにおける移植ASCからの各種サイトカインの分泌とその血管新生機序、心リモデリング抑制機序の解明を目的として実験を行ってきた。ラット慢性心筋梗塞モデルの自己皮下脂肪組織からStromal Vascular Fraction (SVF)を採取しての自己細胞を用いた移植を行ってきたが、採取可能な細胞数が100万個レベルで安定してきた。PKH26で細胞のラベリングを行い、移植細胞の存在を安定して確認することができ、自己細胞を用いた移植ができるところまでは到達した。ただし、自己の大腿部付近からの皮下脂肪を採取した場合、感染、癒着などの問題があり、ミラーカテーテルを用いての心機能評価は難しく、できていない。心エコー検査に加えてのより正確な心機能評価をどのようにするか検討中である。が、困難であれば、心機能評価は他の個体からの細胞を移植ソースにすることも検討中である。梗塞部に対してNeedle injectionにより0.4×10^6および1.0×10^6細胞移植し、移植後4週目に生理学的心機能評価、病理組織学的評価、分子生物学的評価を行った。心臓超音波および心臓カテーテル検査では細胞移植群においてコントロール群と比較して明らかな心機能の改善は認めなかった。組織学的評価においては生着した移植細胞は梗塞部周囲の移植部位に強拡大で数視野に数個認められ、生着効率は1%未満であった。梗塞部周囲組織における、VEGF, bFGFなどの増殖因子の発現には細胞移植群とコントロール群で差は無かった。これまでに、胎児心筋細胞、骨格筋芽細胞、ES細胞由来心筋細胞などを用いて同様の細胞移植実験を行ってきたが、一貫して細胞の生着効率が不十分であり、期待したような結果を得ることができていない。従来行ってきたneedle injectionによる組織への局所注入では移植した幹細胞の生着率が低く、明らかな心機能の改善や組織学的な心筋再生を得ることは困難であることが推察される。Needle injectionに代わる移植法として、最近では細胞シートを用いた方法が主流となりつつあり、今後は本実験においても、採取した幹細胞を温度感受性培養皿を用いてシート化し、梗塞部局所に貼付する方法により細胞移植を行う方針である。
肝臓発現分泌蛋白のシグナルペプチド内サイレント変異と病態との関連性の解明

静脈血栓症患者に同定された肝臓で発現しているProtein C遺伝子のシグナルペプチド領域のc.30C>T, p.Phe10Phe(TTC-TTT)のサイレント変異を持つ発現ベクターをヒト肝癌由来細胞株であるHepG2に導入したところ,ほとんど発現していなかった。一方、ヒト胎児腎細胞であるHEK293Tに変異体を導入しても野生型ベクターを導入した細胞と発現に変化はなかった。また、mRNA量は野生型と変異型でどちらも変化はなかった。また、アルツハイマー病患者にも肝臓で発現しているAlpha Antichymotrypsinにc.39G>A, p.Leu13Leu(TTG-TTA)の変異が報告されており、この変異体も同様に発現させたが、HepG2においてもHEK293Tにおいても野生型と発現量に差はなかった。これらのことより肝臓発現遺伝子において、シグナルペプチド内におけるサイレント変異すべてということではなく、TTCからTTTの変化が何らかの機序により蛋白発現量に影響を及ぼすことが示唆された。つまり、シグナルペプチド内のサイレント変異が疾患を引き起こす原因となりうることが示唆された。細胞にプラスミドを導入し発現させる際に野生型と変異型が同じようにトランスフェクションできず、手間取り時間がかかったため。ProteinCのPhe10以外のTTCを各々TTTにした変異体を作製し,蛋白発現とmRNA解析を行い、シグナルペプチド内特有の現象であるのかを確認する。PheのtRNAにおいてコドンTTCはWatson crickの対合となるが,TTTはゆらぎ塩基対となる。肝臓において組織特異的なtRNAのコドン認識機構があり、tRNAのメチル化が関与しているのではないかと考えている。このtRNAメチル化に関与する遺伝子としてFTSJ1を候補として考えている。そのためFTSJ1によるtRNA modificationを確認する。また、siRNAによりFTSJ1をノックダウンしたり,overexpressionしたときの変異型,野生型の発現の変化やribosome profilingによるribosomeと結合したmRNAの違いを確認する。今年度は発現実験が主であり、購入する試薬などが少なく予想よりも支出が少なかった。来年度はsiRNAの実験やtRNAのメチル化解析等様々な実験手法に対して試薬や物品の使用が増え、その支出が見込まれる。
自然免疫リンパ球と樹状細胞の協調的制御によるマラリア原虫感染防御機構の成立機序

マラリア原虫感染において、樹状細胞(DC)やgδT細胞といった自然免疫細胞が感染防御においてどのような役割を果たすのか、マウスマラリアモデルを用いて調べた。その結果、感染初期にconventionalDCが増殖することが、その後の原虫排除にとって極めて重要であることがわかった。さらに、感染TCRδKOマウスの解析から、γδT細胞はDCの成熟・活性化に重要な役割を担っていることが明らかとなった。一方、CD3-でgateしたCDllc^+B220^<int>細胞に注目して解析をすると、この細胞は非感染マウスでは殆ど認められなかったがP. berghei感染後6日目で増殖し、pb NK65に比べてpb XAT感染で割合が高かった。我々は、pb NK65感染の重症病態がpb XATやPy 17XNLなどの弱毒株との混合感染によって抑制されることを明らかにしているが、この混合感染時にCDllc^+B220^<int>細胞の割合が高いという弱毒株感染型のフェノタイプを示したことから、感染初期におけるこの細胞の活性化が病態抑制に関与すると推察された(Niikura et al., J. Immunol,2008)。γδT細胞によるマラリア原虫排除機構を解明するため、Plasmodinm berghei XATに感染した野生型(WT)マウスとTCRδKOマウスの比較をおこなった。その結果、血中IFN-γが感染TCRδKOマウスにおいて低下している事が明らかとなった。主なIFN-γ産生細胞であるヘルパーT細胞(CD4^+T細胞)のTh1細胞への影響を調べたところ、感染TCRδKOマウスでTh1細胞におけるIFN-γ産生の割合が低下していることがわかった。さらに、感染WTマウスの脾臓では、このTh1細胞のIFN-γ産生の誘導に先立って、γδT細胞のIFN-γ産生が活性化されていることを明らかにした。すなわち、γδT細胞はナイーブT細胞からTh1細胞への分化誘導を促進する役割を担っていることが示唆された。Th1細胞への分化は樹状細胞(DC)によっても促進されるため、γδT細胞のDCの成熟への影響ついても検討した。感染WTマウスでは脾臓中のconventional DC、plasmocytoid DCが一時的に増加することがわかった。また、それと同時にMHC-IIや共刺激分子であるCD80,CD86,CD40などの発現が一時的に上昇することがわかった。感染TCRδKOマウスを同様に解析し比較すると、DCの増加やMHC-IIや共刺激分子の発現上昇が弱くなっていることが明らかになった。すなわち、γδT細胞はDCの成熟・活性化に重要な役割を担っていると言える。先述した、感染後のγδT細胞におけるIFN-γ産生の活性化の始まりは、DCの増殖や成熟とほぼ同時期であり、γδT細胞とDCが協調的に活性化を行っている可能性が示唆された。マラリア原虫感染におけるγδT細胞とDCの関係性についてはいまだに未解明のままである。本研究の結果はその一端を明らかにした重要なものといえる。
弱風地帯でも実用可能な集風塔型風車の開発研究

プロペラ風車を垂直軸形式で使用する集風塔型風車において、風集効果の高いカウリング・ダクトや偏向板を新たに考案し、弱風地帯でも実用可能な小型風車の開発を行った。本研究では、集風性能に大きな影響を与えるカウリング・ダクトと偏向板の最適形状を明らかにし、弱風時の性能を向上させた。すなわち、カウリングとダクトの様々な形状の組み合わせを系統的に変化させながら集風性能を調べるとともに、集風効果の高い可倒式偏向板を開発することによって、集風効果が高く、弱風時の性能が高い小型風車の開発を行った。また実験結果から、集風効果の高いカウリング・ダクト形状を数種類選定し、これを用いた野外実験用集風塔型風車を製作した。風車には市販の80Wクラスの風力発電装置を用い、これを集風塔内に組み込んだ。また同じ風車を通常の水平軸型として同時に設置し、様々な気象条件の下の実地試験によって、両者の性能比較・評価を行った。このとき水平風を効率的に鉛直方向に偏向させるため、風圧によって倒れる可倒式偏向板や、風圧を受けてヨットの帆のように膨らむゴムシートを偏向板の代わりに設置し、その効果の検証も行った。さらに風速と風向を常時監視し、弱風時の起動性や集風効果および発電出力だけでなく、不規則で高い周波数の風向変化に対する影響についての比較検討も行った。以上の結果を総合的に検討し、弱風地帯や風向変化の激しい地域でも実用可能な、新しい集風塔型風車を提案することができた。今後は、長期間の野外実験のデータを収集・分析し、本開発風車の性能を精度良く評価するとともに、風車のスケールアップを行うことによって、発電量の増強を試みる。1.二重ダクトの集風効果の検証集風効果の高い二重ダクトの最適な基本形状を明らかにするために、これを水平軸型の集風装置として設置し、ダクトの入り口径,出口径,および軸方向長さやその位置関係など、多くの幾何学的形状パラメータの組み合わせを変化させながら風洞実験を行い、増速率の高いパラメータの組み合わせを明らかにした。その結果、すでに特許公開されているツバ付き風レンズ風車と同等の増速率の得られるパラメータの組み合わせは存在したが、ツバ付き風レンズ風車の増速率を明確に越えるものは得られなかった。したがって二重ダクトによる集風装置は、増速率の点ではツバ付き風レンズ風車と同等であるといえるが、ツバ付きに比べて抗力の小さくなる点が大きな特長であると評価できた。2.集風塔型風車のカウル吸い出し圧の検証集風塔風車のカウル形状パラメータを様々に変化させ、カウル内の吸い出し圧の測定を行った。その結果、拡大カウルおよび縮小カウルのいずれのカウルでも、拡大比・縮小比が大きくなるほど吸い出し圧が大きくなることがわかった。またその増加量は、縮小カウルの方が大きいこともわかった。そこでそのメカニズムを明らかにするために、カウル周辺流れの可視化観察を行った。その結果、拡大カウルでは、カウル出口付近で流れは大きくはく離し、これが吸い出し圧を高める原因であることがわかった。また縮小カウルでは、カウル出口付近のはく離は小さく、むしろカウル壁面に沿って加速した流れがカウル出口付近を高速に流れるため、この高速流による減圧によって吸い出し圧の高くなることがわかった。
グラフの本型及び双対埋め込みとその応用に関する研究

1.n-次元ハイパーキューブのキューナンバー(キューレイアウトに必要なキューの最小数)の上界として,Heath and Rosenbergにより(nを2以上として)n-1が与えられていたが,nが5以上のときにはn-2に改善できることを証明した.2.不完全ハイパーキューブの本型埋め込みでは,Fang and Laiにより,頂点数が2_n+Z_<n-1>の不完全ハイパーキューブがn-1ページに埋め込み可能であることが示されていたが,本研究では,頂点数が,2_n+2_<n-1>+2_<n-2>の不完全ハイパーキューブがn-1ページで埋め込み可能であることを示し,Fang and Laiの結果を改善した.また,nが大きいときには,さらに改善できることを示した.3.サイズmのグラフのスタックナンバー(スタックレイアウトに必要なスタックの最小数),キューナンバーの上界はそれぞれ,72√<m>, e√<m>(eは自然対数の底)であることが,MalitzとDujmovic and Woodにより示されていたが,スタックとキューを同時に用いた場合には,√<m>個のスタックと√<m>-1個のキューでレイアウトできることを示し,どちらか一方の場合より総数として改善できることを示した.また,スタックとキューの両方を同時に使った場合のn-次元根美薄キューブのレイアウトでは,スタックとキューの総数が,nが5以下のときには高々n-1,nが6以上のときには高々(3n-7)/2であることを示した.1.一般化Kautzダイグラフの本型埋め込み及び,一般化de Bruijnダイグラフの双対埋め込みに必要なページ数の下界について考察し,これまでに得られている下界が成り立つための条件を改善した.(1)頂点数n,次数dの一般化Kautzダイグラフに対して,・nが偶数でd(d-1)/4-1/2より大きいならば,ページナンバーはd/2以上.・nが奇数でd(d+1)/2以上ならば,ページナンバーは(d+1)/2以上.(2)頂点数n,次数dの一般化de Bruijnダイグラフに対して,・nが偶数でd(d+1)/4以上ならば,、キューナンバーはd/2以上.・nが奇数でd(d+3)/2-1以上ならば,ページナンバーは(d+1)/2以上.2.反復ラインダイグラフの多層埋め込みについて考察し,一般のグラフに対してはO(n^3)の領域を使った埋め込みが知られているが,d-正則ダイグラフの反復ダイグラフのクラスに限定した場合にはこの領域の上界が改善できることを示した.また,埋め込みに必要な領域の下界についても考察した.・任意のd-正則ダイグラフGに対して,反復ラインダイグラフL^k(G)はd層にO(n^2)の領域を使って埋め込み可能である.ここで,nはL^K(G)の頂点数である.さらに,これらの結果をde Bruijnダイグラフ,Kautzダイグラフ,wrappedバタフライネットワークに適用することにより,以下の結果を得た.・de BruijnダイグラフB(d, D))は,d層にd^<2D>(d+1)の領域で埋め込み可能である.・Kautzダイグラフ、K(d, D)は,d層にd^<2D-1>(d+1)(d+2)の領域で埋め込み可能である.1.n-次元ハイパーキューブのキューナンバー(キューレイアウトに必要なキューの最小数)の上界として,Heath and Rosenbergにより(nを2以上として)n-1が与えられていたが,nが5以上のときにはn-2に改善できることを証明した.2.不完全ハイパーキューブの本型埋め込みでは,Fang and Laiにより,頂点数が2_n+Z_<n-1>の不完全ハイパーキューブがn-1ページに埋め込み可能であることが示されていたが,本研究では,頂点数が,2_n+2_<n-1>+2_<n-2>の不完全ハイパーキューブがn-1ページで埋め込み可能であることを示し,Fang and Laiの結果を改善した.また,nが大きいときには,さらに改善できることを示した.3.サイズmのグラフのスタックナンバー(スタックレイアウトに必要なスタックの最小数),キューナンバーの上界はそれぞれ,72√<m>, e√<m>(eは自然対数の底)であることが,MalitzとDujmovic and Woodにより示されていたが,スタックとキューを同時に用いた場合には,√<m>個のスタックと√<m>-1個のキューでレイアウトできることを示し,どちらか一方の場合より総数として改善できることを示した.また,スタックとキューの両方を同時に使った場合のn-次元根美薄キューブのレイアウトでは,スタックとキューの総数が,nが5以下のときには高々n-1,nが6以上のときには高々(3n-7)/2であることを示した.
プロチウム誘起機能表面設計に関する研究

NaOHもしくはKOHのようなアルカリ水溶液に溶解させたNaBH_4もしくはKBH_4のようなほう素水素化物は、触媒作用をもつ適切な材料との接触によって、水溶液と水素化物の双方から等量の水素を発生する.ここでは、ほう素水素化物を含むアルカリ水溶液が水素貯蔵・供給体としての意義を持ち、その他の水素貯蔵材料にはない特異な特性と機能を発揮する.本研究では、アルカリ水溶液として安定化されたこの水素貯蔵・供給材料から「必要に応じて必要な速度で必要な量の水素を発生させる」ことのできる水素発生触媒としての機能をMg_2Ni合金のプロチウム誘起機能に求める試みに置いた.本研究では、1991年に見出した水素吸蔵合金の表面改質法としてのフッ化手法の適用による水素発生触媒としての機能の開発に主眼を置いた.先ず、触媒として多用されているPt,Pd,Ruに始まる各種の金属系触媒が本水溶液では所期の目的を達成できないことを実験的に確認した上で、Mg系水素吸蔵合金の触媒機能をフッ化手法の適用の有無を考慮しつつ評価した.Ni-H間の極めて強い結合力はB-H間の遙かに弱い結合力を一層弱める役割を果たし、水素発生速度を速める機能をもつものと判断した.Mg_2NiH_4とNa(K)BH_4との間の構造上の類似性を解析するには至っていないが、NiH_4^-構造がアルカリ水溶液中のBH_4^-構造に対して強い触媒機能を発揮することが知られた.いずれの構造においても水素は"H^-"、すなわち、"Protium ion"状態となっていることに着目し、今後の研究指針としたい.NaOHもしくはKOHのようなアルカリ水溶液に溶解させたNaBH_4もしくはKBH_4のようなほう素水素化物は、触媒作用をもつ適切な材料との接触によって、水溶液と水素化物の双方から等量の水素を発生する.ここでは、ほう素水素化物を含むアルカリ水溶液が水素貯蔵・供給体としての意義を持ち、その他の水素貯蔵材料にはない特異な特性と機能を発揮する.本研究では、アルカリ水溶液として安定化されたこの水素貯蔵・供給材料から「必要に応じて必要な速度で必要な量の水素を発生させる」ことのできる水素発生触媒としての機能をMg_2Ni合金のプロチウム誘起機能に求める試みに置いた.本研究では、1991年に見出した水素吸蔵合金の表面改質法としてのフッ化手法の適用による水素発生触媒としての機能の開発に主眼を置いた.先ず、触媒として多用されているPt,Pd,Ruに始まる各種の金属系触媒が本水溶液では所期の目的を達成できないことを実験的に確認した上で、Mg系水素吸蔵合金の触媒機能をフッ化手法の適用の有無を考慮しつつ評価した.Ni-H間の極めて強い結合力はB-H間の遙かに弱い結合力を一層弱める役割を果たし、水素発生速度を速める機能をもつものと判断した.Mg_2NiH_4とNa(K)BH_4との間の構造上の類似性を解析するには至っていないが、NiH_4^-構造がアルカリ水溶液中のBH_4^-構造に対して強い触媒機能を発揮することが知られた.いずれの構造においても水素は"H^-"、すなわち、"Protium ion"状態となっていることに着目し、今後の研究指針としたい.
医療施設における看護の質を向上させる看護師のフォロワーシップ

保健医療従事者の少なくとも80%は主にフォロワーに位置づけられるポジションにあり、組織が上手く機能し、良いアウトカムを得られるかどうかは、フォロワーに影響を受けていると考えられている。また、臨床での看護の質には看護師のフォロワーシップがどのように取られているのかが大きく影響することが明らかになってきており、看護師のフォロワーシップを育成することは組織だけではなく患者にとっても重要である。そこで、本研究では「医療施設における看護の質を向上させる看護師のフォロワーシップとはどのようなものか、またその育成をどのように行っていくのが望ましいか」を明らかにすることを目的としている。
巨大機能物性セラミックスの設計と創製

本企画調査研究は、ZnOセラミックスのバリスタ特性やBaTiO_3半導体セラミックスに見られる正の抵抗温度係数(PTCR)特性のような、巨大な機能物性の発現様式の類型化と機構の解明を基に、巨大機能物性を発現する特異構造あるいは特殊界面を内部に形成したセラミックスの創製を目指した設計と探索を行うことを目的として、下記の3つのグループに分けて遂行された。以下に得られた成果の一部を記す。1)巨大機能物性の発現機構:酸化ビスマス層を介し、2つの異なるキュリー温度を持つペロブスカイト層を積み上げた交代層構造ビスマス層状構造強誘電体に関する研究と調査から、そのキュリー温度及び強誘電性が単純な混合即に従わない巨大な異方性を示す強誘電・圧電体材料の創製が可能であることを示した。また、対称性の異なる2種類以上の副格子から成るハイブリッド結晶という新しい概念を構築し、そのような結晶が巨大な熱電気的特性性を示す可能性を明らかにした。2)巨大機能物性発現機構の設計と制御:新しい無機-有機メソコンポジットイオン伝導体の合成を行い、その構造と無機-有機間の電荷移動様式に関する研究と調査から、巨大イオン伝導性を発現する三次元集積メソ材料の創製が可能であることを示した。また、生体活動環境下における電気化学的結晶成長に関する研究と調査から、全く新しい概念と設計の基に巨大化学反応場を形成する局所ポテンシャルを利用した特定構造材料の高速創製が可能であることを示した。3)巨大機能物性と特異構造・界面:高温超伝導体RBa_2Cu_3O_<7-d>(R=希土類元素)セラミックス線材に見られるホットスポット現象は、特異界面で発現する巨大非線形電流-電圧特性であることを明らかにし、その酸素センサへ応用法を確立した。また、BaTiO_3半導体単一粒界に見られる巨大なピエゾ抵抗効果は自発分極誘起型であることを明らかにし、さらに、透明BaTiO_3ゲルを用いたサブミクロン孔構造フォトニック結晶の合成法から、巨大な光学特性を持つ透明多結晶体の創製の可能性を示した。
MR拡散テンソル画像法を用いた統合失調症脳白質の多角的解析

本年度は,昨年度に引き続き正常ボランティアおよび統合失調症患者の脳実質およびを対象としてMR拡散テンソル解析を施行した。当院現有のMR装置を説明と同意の下に通常検査時間外に用いて,正常ボランティアおよび統合失調症患者を対象としてMR拡散テンソル画像を撮像し,GE社製ワークステーション上で動作するテンソル解析用プログラムを用いて,trace画像およびFA画像を作成した。さらに拡散テンソル神経路画像を作成するために,当科画像情報処理・解析研究室で開発した汎用ソフトウェアVolume-Oneおよび拡散テンソル解析ソフトウェアdTVを用いて,神経路画像作成を行った。神経路をSPM(statistical parametric mapping)上で統計解析すべく,標準脳座標への変換を行うソフトウェアの作成を試みたが,技術的問題を克服できず,期待されるような変換データを得られなかった。次善の方法として,作成された神経路画像上で半自動的にROIを設定することで,恣意性の入りにくいようなROI解析を行ったところ,前部帯状束,脳弓,鉤状束におけるFAの有意な低下を見いだした。上記とは別に,得られたデータに対してSPMを用いたMR拡散テンソル解析を施行した。正常ボランティアと統合失調症患者において,trace画像およびFA画像を用いて全脳の群間比較を行ったところ,両側鉤状束,両側傍海馬白質,両側前部帯状束などにおいて,正常ボランティア群に対する患者群でのFAの有意な低下が見いだされた。以上の結果は前年度に行ったROI解析における海馬・傍海馬領域などにおけるFAの有意な低下と矛盾しないのみならず,通常の方法ではROI設定の困難な前部帯状束や鉤状束などにおける異常の存在を示唆しており,統合失調症患者における辺縁系での何らかの障害の存在を支持するものと考えられる。本年度は,正常ボランティアの脳実質を対象としてMR拡散テンソル解析の整合性を検討した。当院現有のMR装置を通常検査時間外に用いて,正常ボランティアを対象としてMR拡散テンソル画像を撮像し,各種パラメータの整合性を検討した。GE社製ワークステーション上で動作するテンソル解析用プログラムを用いて,trace画像およびFA画像を作成し、さらに拡散テンソル神経路画像を作成するために,当科画像情報処理・解析研究室で開発された汎用ソフトウェアVolume-Oneおよび拡散テンソル解析ソフトウェアdTVを用いて,神経路画像作成を行った。その際に各種パラメータを最適化について検討した。また作成された神経路画像を標準脳に投影することでMATLAB上で動作するSPM(statistical parametric mapping)上で統計学的解析すべく,神経路画像の標準空間への変換を行うような自作ソフトウェアを制作した。上記と同時に,統合失調症患者および正常ボランティアの脳実質を対象としてMR拡散テンソル画像を撮像し,ROI解析を検討した。当院現有のMR装置を通常検査時間外に用いて,研究についての説明と同意に基づき,統合失調症患者および正常ボランティアを対象として,MR拡散テンソル画像を撮像した。GE社製ワークステーション上で動作するテンソル解析用プログラムを用いて,trace画像およびFA画像を作成した。これらの画像上に既知の知識から統合失調症患者群脳実質において異常が期待される部位を想定して関心領域を設定し,患者群と正常対照群の白質神経線維の拡散テンソルを評価し,海馬・傍海馬領域などにおける統計学的有意差を見いだした。