hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
P. gingivalisを標的とした関節リウマチ予防法の開発

口腔細菌であるP.gingivalisが口腔外の組織にどのような機序で影響を与えるかを調べた。PAD,ジンジパイン、LPSなど全ての毒性物質を含んでいるベジクルは歯肉細胞に炎症性サイトカインの発現を促した。またP.gingivalis自身も口腔外の腸内細菌叢を変化させた。また口腔外でのPgの即時的検出を試みたところ、キャピラリー電気泳動のシステムを用いて達成することができた。わが国において、国民の70%が罹患している歯周病の進行にPorphyromonas gingivalisが中心の役割を果たしている。また近年ではそのP. gingivalisが関節リウマチ増悪化の因子となることが示唆されている。関節リウマチの原因は関節内の滑液タンパク質がシトルリン化されることにある。生体内に本来含まれないアミノ酸シトルリンは、ペプチジルアルギニン・デイミナーゼ(PAD)によって、アミノ酸アルギニンから生成される。このPADを有する唯一の口腔細菌がP. gingivalisである。このP. gingivalisがリウマチ関連の炎症増悪化にいかに作用するか考察することを目的とした。P. gingivalisの病原性因子のひとつである外膜小胞(ベジクル)は脂質二重膜で作られた細菌外膜がくびれた球状構造の断片で、ジンジパインやLPSなどほぼ全ての毒性物質を含んでいることから「ベジクル」を、また多剤服用の患者を想定して歯肉腫脹の原因となる「ニフェジピン」に着目しヒト細胞に対する炎症性サイトカインの発現を調べた。「ベジクル」「ニフェジピン」非投与群をコントロールとすると、「ベジクル+」「ニフェジピン-」は高い炎症性サイトカインの発現を示した(IL-6, TNF-α, IL-1β)。これは培地内のサイトカインにおいても同様の事がいえた。P. gingivalisの病原性因子のひとつである「ベジクル」、多剤服用患者を想定した「ニフェジピン」が関与するヒト細胞の炎症性評価を行うことが出来た。わが国において、国民の70%が罹患している歯周病の進行にPorphyromonas gingivalis(P.g.)が中心の役割を果たしている。ヒト歯肉上皮細胞と歯周病原性菌の中でも病原性が高いII型線毛を持つP. gingivalis OMZ314株由来のベジクルを添加し6時間培養したところ、非添加群(コントロール群)と比較して炎症性サイトカイン(IL-1β、IL-6、TNF-α)の遺伝子発現が著しく上昇した。しかしクルクミンをベジクル群に加えたところ、濃度依存的に炎症性サイトカインの発現を抑制することが分かった。また、採取した培養上清をELISA法に供したところタンパクレベルでも同様の結果を得た。引き続きP.g.経口投与マウスの腸内細菌叢の変化に与える影響について検討したところ、P.g.の口腔内感染により腸内細菌叢には明らかな変化が認められ、特にBifidobacteriumの有位な減少がみられた。P. gingivalisの病原因子のひとつである「ベジクル」の炎症誘導能に対してクルクミンが阻害効果を示すことを示した。日本国民の70%が罹患している歯周病の発症にPorphyromonas gingivalis(P. gingivalis)が中心的役割を担っている。近年、そのP. gingivalisが有するペプチジルアルギニン・デイミナーゼ(PAD)が関節リウマチ患者の関節内滑液タンパク質をシトルリン化することで、関節リウマチを増悪化させることが示唆されている。P. gingivalisの病原性因子のひとつである外膜小胞(ベジクル)は脂質二重膜で作られた細菌外膜がくびれた球状構造の断片で、ほぼ全ての毒性物質を含んでおり、P. gingivalis以外の歯周病菌の生育に対しても影響を与えていることが予想される。本年度の実績においては、P. gingivalis、Treponema denticola(T. denticola)およびTannerella forsythia(T. forsythia)の3種の重要な歯周病菌の増幅について、最適なmultiplex PCR条件を検討することが出来た。また検出機構として定量的キャピラリー電気泳動(qCE)の系を構築した。臨床サンプルを用いてその実用性を確かめたところ、P. gingivalis、T. denticolaおよびT. forsythiaの濃度は39720ユニット/μL、5214ユニット/μL、1140ユニット/μLを示した。この結果は定量的PCR技術と同等の精度と感度を示し、mPCR-qCEの系がチェアサイドで使用する即時的検出技術(POCT)に応用できることが示された。歯周病診断においては、高スループットで、信頼性が高く低コストの方法論が要求されるが、その点でも問題がない結果となった。今後は関節リウマチモデル動物内における関節内滑液を用いて、歯周病菌の果たす役割を解明する予定にしている。

PAD,ジンジパイン、LPSなど全ての毒性物質を含んでいるベジクルは歯肉細胞に炎症性サイトカインの発現を促した。またP.gingivalis自身も口腔外の腸内細菌叢を変化させた。また口腔外でのPgの即時的検出を試みたところ、キャピラリー電気泳動のシステムを用いて達成することができた。P. gingivalisがどのようなメカニズムを利用して関節腔内に移行するか明らかにする:病理学的解析や分子イメージングの技術をマウスモデルに用いて解析を行う。病理学的解析では血管及び関節の組織切片を作成し解析する。分子イメージングにおいては、RIラベルP. gingivalisもしくはRIラベル(or蛍光ラベル)P. gingivalis抗体を用いることで、菌体が関節腔内に移行するメカニズムを考察する。P. gingivalisの病原因子のひとつである「ベジクル」の細胞侵入能は評価できたので、関節腔への移行のメカニズムを明らかにする。予防歯科本年度はバイオイメージを行わず、実験を行えたため。ATCCサーバーシステムダウンにより当初予定していた菌の購入が遅れた。それに伴い実験進行もやや遅れたため、当初の経費支出より少なくなっている。バイオイメージには高額な試薬を使用する必要があるので、計画どおり使用することが出来る。28年度内に菌体の購入を行うことが出来たため、順次計画を進める予定である。
化学反応経路の全貌解析と分子進化過程の究明

分子やクラスターの平衡構造(EQ)はポテンシャルエネルギー表面(PES)上のエネルギー極小点に相当し、化学反応の遷移状態(TS)はPES上の一次鞍点で近似できる。化学反応は、量子化学計算に基づくPES上でEQとTSを探索することによって理論的に解析または予測できる。しかし、PESは振動の自由度と同数の変数を持つ多次元関数であり、PES全体を考慮したグローバル反応経路探索は非常に難しい課題であった。そのような反応経路ネットワークの探索では、そのネットワーク自身を辿るのが最も効率が良いが、TSからEQへと反応経路を上ることのできる一般的な手法(超球面探索法)を開発し、自動的なグローバル反応経路探索を可能にした。本研究では、超球面探索法を以下の問題に応用した。(1)昨年度に引き続き、星間分子であるアセトアルデヒド、ビニルアルコール、および、エチレンオキサイドを含む組成であるC_2H_4OのPESに本手法を応用し、その反応経路ネットワークの全貌を解析した。さらに、CH_3ラジカルとHCOラジカルなどへの解離極限付近を、それらの電子状態を記述できる量子化学計算と本手法を併用して調べたところ、ローミング機構と呼ばれるラジカル対の再結合反応の遷移状態を初めて見出した。(2)キラリティーを持つ最も単純なアミノ酸分子であるアラニン分子について、そのD体からL体への熱変換反応経路を本手法によって系統的に探索し、4種類のD-L変換経路を見出した。さらに、競合する異性化過程および分解過程を系統的に調べた結果、4種類のD-L変換経路のうちの一つが、最も熱的に有利な過程であることを確認し、アラニン分子を気相中でレーザー光等により過熱した場合には、D-L変換が最も熱的に起こりやすいことを見出した。極低温・超高真空の星間雲では障壁を持つ反応は進行せず、イオン-分子反応やラジカル反応が分子進化過程の中心的な役割を果たす。このとき反応物AとBは、衝突によって生じるABよりもずっと高いエネルギーを持っており、ABのポテンシャルエネルギー曲面(PES)上を駆け回った後でAとBまたは別の生成物CとDへと解離する。極低温での反応はPESに支配され、PESを調べることによって、AとBの衝突によって起こる分子プロセスを予測できる。しかし、PESは分子振動の自由度を変数とする多次元関数であるため、量子化学計算に基づくPES上の反応経路ネットワークを自動探索することは3原子と4原子系のいくつかの分子を除いて、ほとんど不可能であった。申請者らは新しいPES解析手法を開発し、これを可能にした。本研究では、本手法によって得られる化学反応経路の全貌に基づいて、分子進化過程の理論予測を行った。今年度は、星間分子であるアセトアルデヒド、ビニルアルコール、および、エチレンオキサイドを含む組成であるC_2H_4OのPESに本手法を応用し、この系の反応経路のネットワークの全貌を解析した。この系のPESには、14個の異性体が存在し、それらは様々な異性化反応経路でお互いに結ばれていた。また、これらの分子の分解反応経路(C_2H_4O→X+Y)も非常に多数求めることができ、それらの逆過程(C_2H_4O←X+Y)を考えることによって、星間空間に存在するどのような化学種(XとY)同士の衝突によって、これらの分子が生成し得るかについて、系統的に明らかにすることができた。
マグマオーシャン進化の数値モデル

本研究はマグマオーシャン進化のダイナミクスの解明を通してその地質学的・地球化学的検証の道をひらくことを目指したものである。(1)マグマオーシャンは部分溶融度で「柔らかいマグマオーシャン」と「硬いマグマオーシャン」に分類できるが、冷却速度の検討から硬いマグマオーシャン状態は数憶年間持続することを推定した。これは古い地殻岩石にマグマオーシャンの痕跡が残る可能性を示唆する。(2)高圧下で共存する固液の密度逆転がマグマオーシャン進化に及ぼす影響を検討した。密度逆転発生の原因を、a.固液の圧縮率の違い、b.液相に鉄が濃縮し易いこと、に分類し、前者を絶対的密度逆転(または圧縮による密度逆転)、後者を条件付密度逆転(または化学的密度逆転)と呼んで区別した。絶対的密度逆転は対流・固液分離ともに熱を下向きに運ぶので、マグマオーシャン深部の冷却を阻害し、マグマオーシャン中に強い超断熱温度勾配が実現する。これはマグマオーシャン冷却の最末期に大規模なオーバーターンを起こして解消するはずである。また、条件付密度逆転の場合は対流は常に上向きに熱を運ぶので、固液分離で安定な化学的成層構造が作られない限り、マグマオーシャンは順調に冷却し、マグマオーシャン上部は冷却に伴ってちょうど密度逆転が起こらない組成に保たれるように進化する。この場合、マグマオーシャン消滅直後の上部マントルの鉄マグネシウム比は現在のマントルのそれと同じくらいか、ややマグネシウムよりになることが期待される。これらの結果は従来推定されていた密度逆転が成層構造形成に及ぼす影響とはかなり異なっている、これは従来の検討では対流の影響が充分に考慮されていなかったためである。(4)今後、3成分から5成分系のマグマオーシャン熱・物質輸送・進化モデルを用いて、原始地殻の実体とその進化の検討、マントル層構造の予想の確認が必要である。
ヒト乳頭腫ウイルス陽性中咽頭癌における高放射線感受性機構の解明

ヒト乳頭腫ウイルス(HPV)陽性中咽頭癌は放射線感受性が良好であることが知られているがその機序は不明なまま臨床で利用されてきた。HPVには悪性腫瘍と関連するハイリスク型と呼ばれる15種の型が存在するが、そのうち頭頸部癌を誘発するものの大部分がHPV16型である。HPV16型関連んお頭頸部癌ではp16タンパクが高発現し、このことがcyclin D1/RAD51複合体形成を介したDNA修復能の増強を抑制し、結果として放射線感受性が高まることを予測している。本研究では頭頸部癌細胞におけるp16、cyclin D1発現を変化させ、両者の発現量の関係から相互作用の有無を確認することを基本とする。HPV関連悪性腫瘍として研究が盛んな子宮頸癌においては癌化の過程でヒトゲノムおよびHPVゲノムにおけるエピゲノム変化が複数報告されているが、頭頸部癌ではHPVゲノムのDNAメチル化レベルの変化の役割は不明である。HPV関連頭頸部癌の大部分がHPV16型によること、HPV16型感染ではp16タンパクが高発現となることからp16、cyclin D1発現を変化させる前段階としてHPVゲノムの組み込みによる部位および組み込みに伴うDNAメチル化の変化の解析を行った。解析した細胞株では組み込みは主に遺伝子間領域に生じていた。組み込まれたHPVゲノムと隣接したヒトゲノムのエピゲノム変化を測定した結果、個々のリード毎のヒトゲノムとHPVゲノムには有意な相関関係を認めた。組み込まれたHPVゲノムのメチル化レベルと隣接したヒトゲノムのメチル化レベルの関係を検証した結果、隣接したヒトゲノムのメチル化レベルが高い部位に組み込まれたHPVゲノムは高度にメチル化されており、一方隣接したヒトゲノムのメチル化レベルが低い場所では組み込まれたHPVゲノムのメチル化レベルも低い傾向を示していることが確認された。HPVには悪性腫瘍と関連するハイリスク型とよばれる15種の型が存在するが、そのうち頭頸部癌を誘発するもののほとんどがHPV16型である。HPV16型関連の頭頸部癌ではp16タンパクが高発現し、そのことがcyclin D1/RAD51複合体形成を介したDNA修復能の増強を抑制し、結果として放射線感受性が高まることを予測している。HPV関連悪性腫瘍としては子宮頸癌での研究が盛んである。子宮頸癌においては癌化の過程でのヒトゲノムおよびHPVゲノムにおけるエピゲノム変化が複数報告されているが、頭頸部癌においてはHPVゲノムのDNAメチル化レベルの変化の役割は不明である。HPV関連頭頸部癌の大部分がHPV16型によること、HPV16型感染ではp16タンパクが高発現となることからp16、cyclin D1発現を変化させる前段階としてHPVゲノムの組み込み部位および組み込みに伴うDNAメチル化の変化の解明をすることから開始した。HPV関連頭頸部癌細胞株3種(UPCI:SCC090、UPCI:SCC152、UPCI:SCC154)を使用し、HPV16ゲノム組み込みの詳細およびDNAメチル化パターンの解析をG-NaVIメソッドを用いて行った。次世代シークエンサーによる解析にHPV16の全長をカバーする120bpのRNAプローブを作製し、ターゲット濃縮手法を組み合わせることでHPV16陽性頭頸部癌細胞株における組み込み部位の同定を行った。次いで、組み込まれたHPVゲノムおよびその近傍のヒトゲノムのDNAメチル化レベルの変化についてバイサルファイトバイロシークエンス法を用いて解析し、組み込まれたHPVゲノムのメチル化パターンを同定した。

組み込まれたHPVゲノムのメチル化レベルと隣接したヒトゲノムのメチル化レベルの関係を検証した結果、隣接したヒトゲノムのメチル化レベルが高い部位に組み込まれたHPVゲノムは高度にメチル化されており、一方隣接したヒトゲノムのメチル化レベルが低い場所では組み込まれたHPVゲノムのメチル化レベルも低い傾向を示していることが確認された。Cyclin D1低発現は放射線治療の感受性向上に寄与しているが、HPV陽性中咽頭癌ではHPV陰性中咽頭癌に比べてcyclin D1が低発現している[1]。MicroRNAは特定の遺伝子をターゲットとしてその発現を抑制的に変動させるが、cyclin D1の制御にもmicroRNAが関与している可能性を考慮した。現在HPV陰性癌で高発現したmicroRNAのうちcyclin D1を抑えているものを検討し、またそのmicroRNAがp16により調節されているかどうかも検討中である。ヒト乳頭腫ウイルス(HPV)陽性中咽頭癌は放射線感受性が良好であることが知られているがその機序は不明なまま臨床で利用されてきた。HPVには悪性腫瘍と関連するハイリスク型と呼ばれる15種の型が存在するが、そのうち頭頸部癌を誘発するものの大部分がHPV16型である。HPV16型関連んお頭頸部癌ではp16タンパクが高発現し、このことがcyclin D1/RAD51複合体形成を介したDNA修復能の増強を抑制し、結果として放射線感受性が高まることを予測している。本研究では頭頸部癌細胞におけるp16、cyclin D1発現を変化させ、両者の発現量の関係から相互作用の有無を確認することを基本とする。HPV関連悪性腫瘍として研究が盛んな子宮頸癌においては癌化の過程でヒトゲノムおよびHPVゲノムにおけるエピゲノム変化が複数報告されているが、頭頸部癌ではHPVゲノムのDNAメチル化レベルの変化の役割は不明である。HPV関連頭頸部癌の大部分がHPV16型によること、HPV16型感染ではp16タンパクが高発現となることからp16、cyclin D1発現を変化させる前段階としてHPVゲノムの組み込みによる部位および組み込みに伴うDNAメチル化の変化の解析を行った。解析した細胞株では組み込みは主に遺伝子間領域に生じていた。組み込まれたHPVゲノムと隣接したヒトゲノムのエピゲノム変化を測定した結果、個々のリード毎のヒトゲノムとHPVゲノムには有意な相関関係を認めた。HPVゲノムの組み込み部位、ヒトゲノムおよびHPVゲノムのメチル化を解析することでp16タンパクの発現との関連性を検討する。HPVゲノムの組み込み部位、メチル化とp16、cyclin D1発現との関連性が確認された場合、放射線感受性との関連を確認する。次いでp16、cyclin D1発現を調節することが放射線感受性に与える影響を検討する。1HPV陽性中咽頭癌細胞株とHPV陰性中咽頭癌細胞株を用いてmicroRNAmicroarrayを行い,それぞれの細胞株でのmicroRNA発現を解析する。
高病原性リステリア菌の迅速検出と制御に関する基礎研究

Listeria monocytogenes (リステリア菌)は,食中毒細菌で,低温増殖性であることから今後,大規模な食中毒発生の懸念がある。本菌を迅速に検出し,効果的に制御する必要があるので,食品と環境から分離されたリステリア菌合計192株の遺伝子解析を行い,遺伝子型と病原性の強さとの関係を調べ,リアルタイムPCRを用いたサイクリングプローブ法により,病原性と推定される菌株を特異的および簡易迅速に検出する方法を開発した。本研究では、我が国および韓国の食品と環境から分離されたListeria monocytogenes(LM)111株、および我が国の臨床由来株15株、計126株について本菌の病原遺伝子であるhlyA,plcA,inlAおよびストレス耐性に関与する遺伝子であるclpC遺伝子の内部塩基配列による分類を行い、病原性との関連を調べ、高病原性株を特異的に検出できる塩基置換検出法の開発を試みた。まず、各遺伝子の内部配列をPCRにより増幅し、塩基配列を決定して比較したところ、hlyAでは9群、plcAで21群、inlAで17群、clpCで14群に各々分類できた。各遺伝子において臨床由来株と食品・環鏡分離株で血清型と遺伝子型の比較を行った。その結果、hlyA遺伝子では、臨床1/2a5株は全て同一の遺伝子型であり、約35%の食品1/2a株と同一群に分類された。inlA遺伝子では、臨床4b7株のうち4株は全ての食品4b株と同一群に分類された。clpC遺伝子では、臨床4b7株のうち4株は約25%の食品4b株および約25%の食品1/2b株と同一群に分類された。これらの結果より、高病原性と推定される臨床由来の1/2a株はhlyA遺伝子、臨床由来4b株はclpC遺伝子およびinlA遺伝子の内部塩基配列のSingle Nucleotide Polymorphism(SNP)分析により検出可能であると考えられた。そこで、それぞれ臨床由来の1/2a株および4b株に特異的な一塩基置換部位を同定し、その部位をRNAとする蛍光標識キメラプローブおよび増幅のためのプライマーセットを設計し、リアルタイムPCRを用いてサイクリングプローブ法により本菌特異的なSNPの検出を試みた。その結果,本リアルタイムPCRを用いたサイクリングプローブ法により,それぞれ高病原性と推定される1/2a株および4b株を特異的および簡易迅速に検出可能であることが示された。現在,各菌株の溶血性,細胞毒性などを検証し,全てのLM検出用のPCR法を検討中である。本研究では、まず昨年度に引き続き,収集したListeria monocytogenes(LM)のhlyA, plcA, inlAおよびストレス耐性に関与する遺伝子であるclpC遺伝子の内部塩基配列による分類を行った。昨年と合わせて192株(食品・環境由来161株、臨床由来31株)について、本菌の病原遺伝子の一部であるhly、plcA, inlAおよびclpC遺伝子の内部塩基配列を決定し、塩基置換に基づく分類を行った。その結果、4遺伝子のMLST (multilocus sequence typing)では57グループに分類された。さらに詳細なサブタイピングを行うため、L. monocytogenes180株(食品由来162株、臨床由来18株)について、リボプリンターを用いてリボタイピングによる分類を行った結果、32グループに分類された。特定のグループに臨床由来株が集中することはなかったが、4遺伝子(hly-plcA-inlA-clpC)のMLSTによる分類とは異なっており、これらを組み合わせると73グループにサブタイピングされ、疫学調査における菌株の追跡には有効と思われた。表現型については、β-溶血性および2種のホスホリパーゼphosphatidylcholine-specificphospholipaseC(PC-PLC)、phosphatidylinositol-specific phospholipaseC(PI-PLC)の活性を調べた。その結果、臨床由来株はほとんどが強いβ-溶血性(16株)およびPI-PLC活性(14株)を示し、活性を全く示さないものはなかった。しかし、PC-PLC活性は臨床由来株中9株は強かったが、残りの9株は弱いか、全くなかった。以上の結果より、L. minocytogenesの臨床株では、溶血性やPI-PLC活性が高い傾向にあった。
マウス用筋力測定装置の開発による筋萎縮に対する運動療法効果の科学的検証

マウスの足関節最大底屈トルクを非観血的・経時的に測定できる装置を開発し、筋力増強運動による筋萎縮からの形態的な回復促進効果と機能的な回復促進効果を同時に検証した。その結果、ヒラメ筋の筋線維横断面積には筋力増強運動による筋萎縮からの回復促進効果が認められた一方、足関節最大底屈トルクの回復促進効果を評価することはできなかった。本結果はヒラメ筋以外の底屈筋に形態的な回復促進効果が小さかったことに起因すると考える。しかし、本装置を用いることにより、筋萎縮やその回復過程でのトルク変化を経時的に評価できた。筋萎縮を起こした筋に筋力増強運動を行うと、筋線維の太さや数の回復が大きく促進される。また、その回復には、筋力増強運動を開始してから一定の時期に起こる未分化な細胞の分化が関与することが示唆されてきた。このように、筋力増強運動による萎縮した筋の組織学的な変化は明らかになりつつある。しかし、これらの変化と、リハビリテーションにとって重要な筋力との関係は不明であり、筋力増強運動による効果が筋力にどう反映されているもわかっていない。そこで本研究は、筋萎縮からの回復過程において非観血的、経時的に筋力を評価できるようにするため、マウス用の足関節トルク測定装置を開発した。本装置は、半径1 mmの特注皿電極を介した電気刺激による筋収縮を生じさせたときの足底にかかる力をセンサーで記録し足関節最大底屈トルクを算出できる。この装置を用いて正常なマウスの足関節最大底屈トルクを測定すると、標準偏差1.07 mN・m、変動係数11%の結果が得られることを確認した。さらに、筋萎縮からの回復過程における電気刺激時の足関節トルクの変化を測定したところ、尾部懸垂によって筋萎縮を起こすと筋力が低下し、その後の筋力増強運動による回復過程で筋力が回復してくる様子が観察できた。しかし、この足関節最大底屈トルクの変化値と筋腹や筋線維横断面積の組織学的回復との相関関係はすべての足関節底屈筋で必ずしもなかった。筋のタイプの別を考慮し、今回用いた方法と個々の筋を個別に測定する観血的な方法とをうまく組み合わせて検証する必要があるかもしれない。ただし、本装置を用いることにより、筋萎縮やその回復過程でのトルク変化を経時的に評価できることが分かった。本装置は、同一個体における経時的な筋力評価に有用であると考える。萎縮筋に対して筋力増強運動を行った時の組織学的な変化と、理学療法にとって重要な筋力との関係は不明であり、筋力増強運動による効果が筋力にどう反映されているもわかっていない。そこでまず、平成23年度には、マウスの筋力を経時的に測定するため、マウス用の足関節底屈筋力測定装置の開発に着手した。まず、これまでにラット用に開発してきた小動物用足関節運動装置を小型化し、マウスに適応できるよう足底板、設置台、固定用ベッドの大きさを修正した装置を作製した。更に、等尺性筋力測定だけを目的としているため、これまでの装置構成からステッピングモーターを取り除き、トルク測定に特化したモデルにマイナーチェンジした。トルクセンサーはマウスの小さいトルク値にも対応できるよう測定値の最小分解能が高いものを採用した。これによりマウス足関節用にトルク測定が可能になった。次に、マウス用の表面皿電極を開発した。マウスの下腿に接着できるように、接触面の直径が1 mmの皿電極を作製し、粘着性のあるゲル媒材および粘着性テープで下腿後面の体表面上に2か所貼付できるようにした。電極は、マウスの下腿後面の皮膚上で下腿三頭筋の筋腱移行部およびそこから6 mm近位の部位に貼付した。そして、electronic current 5 mA、duration1 ms、train duration650 msの電気刺激により筋活動が発揮されることを確認した。更に、40140Hzの異なる周波数で電気刺激し、周波数100 Hzの時に最大トルク値を得られることがわかった。この条件で、時間隔をあけ同一個体を複数回測定したところ、個体内の良好な再現性を得ることができた(810mN・m)。しかし、個体間で比較すると測定値のばらつきがあるため、各個体の筋の組織学的状態と照らし合わせ、本装置での筋力測定の精度を検討する必要がある。開発に期間を要すと考えられた、トルク測定装置やマウス用の極小電極の作製が順調に進み、足関節の底屈筋力を発揮させる電気刺激条件を検討するまで進めることができたため。平成23年度の結果を進展させ、健常なマウスにおける筋力測定方法、条件を確立させる。そして、病態を持った筋を持つマウス、またそこから回復過程にある筋を持つマウスの筋力変化を、筋の形態的、組織学的変化と照らし合わせて解明していく。予定額使用後に受け入れ口座の利息が発生したため、次年度使用額21円が発生した。
スルホニルウレア受容体1KOβ細胞におけるcAMP情報伝達経路の障害部位の解明

前年度の研究実績では、total internal reflection fluorescence microscopy(TIRFM)を用いた実験より、SUR1KOβ細胞においては分泌顆粒のfusion過程に異常がある可能性を報告した。本年度はα-toxinにてpermeabilizeしたisletを用いて、Ca^<2+>とATPに依存したインスリン開口放出機構におけるcAMPの作用、ならびにその下流におけるPKA、cAMP-GEFの役割について検討した。cAMPによる分泌増加率は、いずれのCa^<2+>においても同等(約1.3倍)であった。cAMP-GEFを特異的に刺激するcAMPアナログである100μMの8-pCPT-2'-O-Me-cAMP(8-(4-chloro-phenylthio)-2'-O-methyl cAMP)によるインスリン分泌増加率は1.25±0.05倍であり、ATPの存在を必要とした。他方、PKAを特異的に刺激する100μMの6-Bnz-cAMP(N^6-Benzoyl cAMP)はインスリン分泌作用を示さず、500μMの6-Bnz-cAMPではインスリン分泌は減少し、washout後に反跳現象が認められた。PKA阻害薬であるH-89(N-[2-(p-bromocinnamylamino)ethyl]-5-isoquinolinesulfonamide)存在下での10μM cAMPによるインスリン分泌増加率は1.29±0.04倍でありH-89の影響をうけなかった。以上より、1)cAMP-GEFはインスリン分泌過程におけるreadily releasable pool(即時放出可能プール)に分泌顆粒を補充することにより、インスリン開口放出を増強すること、2)cAMPの下流の分子としてcAMP-GEFが有力であること、が示唆された。本研究の目的は、正常β細胞とSUR1KOβ細胞においてcAMP作用時のインスリン分泌動態を比較・検討することにより、その作用機序を解明することである。まず、インスリン開口放出における違いを、total internal reflection fluorescencemicroscopy (TIRFM)を用いて観察した。細胞膜でのSNARE蛋白(SNAP-25とsyntaxin-1)の密度はSUR1KOβ細胞と正常β細胞において同等であったが、予想に反して細胞膜にドッキングしているインスリン分泌顆粒はSUR1KOβ細胞において有意に多数であった。また、ブドウ糖によるインスリン分泌刺激においては、正常β細胞がpreviously dockedとnewcomer(新たにドッキングする顆粒)の2つの成分から構成されるのに対して、SUR1KOβ細胞では少量の開口放出が、ほぼnewcomerのみにより惹起される現象が観察された。この現象は高濃度のカリウムによる刺激でも同様であった。以上のことより、SUR1KOβ細胞においては分泌顆粒のfusion過程に異常があることが推測された。現在、インスリン開口放出におけるcAMPより顆粒のメカニズムを、α毒素でpermeabilizeしたラ氏島において検討中である。種々のcAMPアナログを用いた解析にて、cAMPは細胞内CaイオンとATPの両者に依存して開口放出を起こすことを確認した。また、cAMPの作用機序としてcAMP-GEF-H-低分子量G蛋白質活性化の経路が最も重要であると推測された。

cAMP-GEFを特異的に刺激するcAMPアナログである100μMの8-pCPT-2'-0-Me-cAMP(8-(4-chloro-phenylthio)-2'-0-methyl cAMP)によるインスリン分泌増加率は1.25±0.05倍であり、ATPの存在を必要とした。他方、PKAを特異的に刺激する100μMの6-Bnz-cAMP(N^6-Benzoyl cAMP)はインスリン分泌作用を示さず、500μMの6-Bnz-cAMPではインスリン分泌は減少し、washout後に反跳現象が認められた。PKA阻害薬であるH-89(N-[2-(p-bromocinnamylamino)ethyl]-5-isoquinolinesulfonamide)存在下での10μM cAMPによるインスリン分泌増加率は1.29±0.04倍でありH-89の影響をうけなかった。以上より、1)cAMP-GEFはインスリン分泌過程におけるreadily releasable pool(即時放出可能プール)に分泌顆粒を補充することにより、インスリン開口放出を増強すること、2)cAMPの下流の分子としてcAMP-GEFが有力であること、が示唆された。
変容する教育・伝統観―イラン系音楽家の教育方法に関する比較研究と教職科目への還元

本研究課題の目的はイランの音楽家達を対象に、それぞれの音楽教授方法の差異を、映像としてデータベース化する中からその差異の要因を考察しその成果を音楽教育学に還元することである。イラン国内外において収集した多くの教授法のサンプルとそれらの考察からは、特にセタールやウードなどの身体性とそれに対応した教授の中身はサントゥールのそれとは大きく異なることが判明した。このことから「諸民族の音楽」の授業においては、音楽そのものだけではなく、楽器ごとに大きく異なる音楽認識の差異についても将来的には教材化が必要だという点を指摘した。2013年8月11日9月7日サンフランシスコにおいて、調査協力者ルーズベ・ナフィスィ氏の情報をもとに音楽教授方法の観察・分析を目的としたフィールドワークを行った。特にサンノゼ在住の音楽家Mahmoud Zolfonoun師のもとへは頻繁に通い、貴重な音楽授受の現場データを得ることができた。またCity College of San Franciscoに通い、各国からの移民達との情報交換、及びSan Francisco Public Libraryにおいて当地への移民に関する文献調査を行った。また2014年2月15日21日においては、イラン・テヘラン市内において、イラン国営放送に勤めるVahid Rastegariから音楽家を紹介してもらい、音楽教授法の変化に関する説明およびインタビューを下記音楽家たちの協力を得て行った。各氏について参与観察を12回実施し、すべて映像と音声を記録した。具体的には・hamid qambari氏によるトンバクのレッスンの参与観察・nurbakhsh氏による声楽のレッスンの参与観察またテヘラン大学音楽学部を訪問し(2月15日午前)、将来の調査についての協力を依頼し今後の調査協力の確約を得た。また2月15日午後にイラン国営放送にもインタヴュー出演し、今回の調査についての説明をおこなった。また2月21日には参与観察先の音楽教室にて演奏を行い、インタビューを受けた際に今回の調査についての説明をおこなった。またいくつかのペルシャ語文献や楽器についても収集し日本に持ち帰った。8月から9月にかけて行ったイラン調査においてイラン国営放送のVahid Rastegariから音楽家を紹介してもらい、以下の各人より音楽語法の違いに関する説明およびインタビューを実施した。具体的にはsaid jalaliyan氏によるトンバクのレッスンの参与観察nurbakhsh氏による声楽のレッスンの参与観察、keivan saket氏によるセタールのレッスンの参与観察、ardavankamkar氏によるサントゥールのレッスンの参与観察、ashkan moradi氏によるキャマンチェのレッスンの参与観察、farhad binai氏によるネイのレッスンの参与観察、を、各氏についておおよそ週12回のペースで実施し、すべて映像と音声を記録した。また8月20日午後にイラン国営放送にもテレビインタヴュー出演し、今回の調査についての説明をおこなった。またいくつかのペルシャ語文献やDVD、楽器についても収集し日本に持ち帰った。結果、専門楽器を異にする様々な演奏家たちーアーヴァーズ(声楽)から、トンバク、タール(セタール)、サントゥール、ネイ、キャマンチェ、ウードなどの様々な器楽奏者たちーが、イラン音楽という共通の土台を経験しつつも、どのように互いに異なった身体感覚を持ちながら音楽を営んでいるのかが明らかになった。また、特にサントゥールという楽器については、これまでとは全く異なる流派の音楽家に対して参与観察を行ったため、ある同一の楽器のなかでも、音楽家によってどれほど異なる身体性が存在するかについての新しい知見を得ることとなった。本研究課題はイランの音楽家達を対象に、それぞれの音楽教授方法の差異を、映像としてデータベース化する中からその変化の要因を考察するものである。それにより、かつてイランで行われていた徒弟制的な教育方法やそれを支える「教育・知識」観が、いかに多様なものへと変化したのかを探り、その成果を音楽教育学に還元することが目的である。当初の研究計画では、主にイラン国外においてフィールドワークを実施する予定でいたが、現在のイラン情勢が新大統領となってから思いのほか安定しており、2年目からはイランでのフィールドワークに方向転換することになった。アメリカでのイラン系移民音楽家調査は、カリフォルニア州だけであっても地理的に離れた複数の都市を時間をかけて移動する必要があったが、2014年1月からのイラン調査においては全てテヘランにおいて達成することが可能であり、イラン国内において多くの教授法のサンプルを収集するほうがメリットが多いと判断したためである。イラン国営放送に勤めるVahid Rastegariから音楽家を紹介してもらい、音楽教授法の変化に関する説明およびインタビューを下記の音楽家たちの協力を得て行った。各氏について参与観察を複数回実施し、すべて映像と音声を記録した。トンバク奏者hamid qambari氏声楽家hamid nurbakhsh氏セタール奏者irajdashtizadeh氏サントゥール奏者kourosh matin氏ウード奏者farnush tadayon氏上記のデータ収集とそれらの考察からは、特にセタールやウードなどの身体性とそれに対応した教授の中身はサントゥールのそれとは大きく異なることが判明した。

このことから「諸民族の音楽」の授業においては、音楽そのものだけではなく、楽器ごとに大きく異なる音楽認識の差異についても将来的には教材化が必要だという点を指摘した。これまで概ね年1回のイラン調査が達成できており、現地でしか入手できない情報が得られていることから、今後イラン情勢が極端に変化しない限りは概ね順調な調査を予期される。民族音楽学今後の課題は、現在の調査の焦点となっている「身体性」それ自体を、如何に「諸民族の音楽」の教材として昇華させてゆくかである。異文化を様々に感じるためには、もう音楽を「聴く」だけでは不十分で、今後は実際に楽器を触るなどの身体的把握が不可欠となる。それをどのようなカリキュラムのなかで実現してゆくかの具体策を、最終年度に向けて詰めてゆく必要がある。本来の研究計画では、主にイラン国外においてフィールドワークを実施する予定でいたが、現在のイラン情勢が新大統領となってから思いのほか安定しており、今後は主にイランでのフィールドワークに方向転換することになったため。本来の計画では2015年1月末から2月にかけてもイラン調査を行う予定であったが、本務校の業務でその時期に別の海外出張業務(イラン)につく必要があり、調査のための時間を割くことができなかったため。アメリカでのイラン系移民音楽家調査は、カリフォルニア州だけであっても地理的に離れた複数の都市を時間をかけて移動する必要があったが、2014年1月からのイラン調査においては全てテヘランにおいて達成することが可能であり、そのためフィールドを本国イランに移したことによる遅れは取り戻せる見込みである。従って2015年度は、当初の予定を一回増やして、9月と12月の二回にわたってイラン調査を行う予定である。
南海道地域の地殻ひずみの集積過程とプレート間カップリングに関する研究

南海道地域は百数十年を周期とする地震サイクルが非常に明瞭で,地震と地震の間も急激なひずみ蓄積が予想される.GPS観測によりひずみ集積過程が時間的にも空間的にも詳細に追跡できれば地殻変動の直接観測を通してプレート境界におけるプレート間相互作用の強弱,定常性とゆらぎ,境界域の変形力学等を議論することが可能となる.本研究は,3年間の研究期間内で,台数に限りあるGPS受信機を観測点間に一定期間ごとに効率よく展開・観測し,約1ケ月を単位とする時間尺度で上記の課題に対する解答を得ようとするものである.観測の結果,四国地方の各観測点は西北西北西の方向へ変位していること,変位速度は最南部で最大で内陸へ向かって急激に減少すること,変位速度は大きいものの,この地域に発生するプレート間巨大地震に伴う地殻変動と再来周期から判断して定常的な変動と見なされること,等が明らかとなった.これらは,ユーラシア,フィリピン海両プレートの現在の相互作用が極めて強く,プレート間相対運動の大部分が境界域の変形に費やされていることを意味している.GPS観測値から逆解析により強いプレート間相互作用を定量的に推定し,プレート間結合が弱くプレート間相対運動のかなりの部分が非地震性滑りによって解消されている東北日本の結果と非常に対照的であることを示した.さらに,建設省国土地理院によるGPS全国観測網の成果を合わせて検討した.中国地方の東進を根拠に,アムールプレートに属する西南日本の東進運動が北米プレートとの衝突やフィリピン海プレートとの相互作用により減速され大きなシア-ゾーンが形成されている,との解釈を提出した.本研究期間内に,兵庫県南部地震の発生,GPS全国観測網の急速な整備等,当初予想しなかった事態が発生したが,本研究の本来の目的は達成されたと考える.南海道地域は百数十年を周期とする地震サイクルが非常に明瞭で,地震と地震の間も急激なひずみ蓄積が予想される.GPS観測によりひずみ集積過程が時間的にも空間的にも詳細に追跡できれば地殻変動の直接観測を通してプレート境界におけるプレート間相互作用の強弱,定常性とゆらぎ,境界域の変形力学等を議論することが可能となる.本研究は,3年間の研究期間内で,台数に限りあるGPS受信機を観測点間に一定期間ごとに効率よく展開・観測し,約1ケ月を単位とする時間尺度で上記の課題に対する解答を得ようとするものである.観測の結果,四国地方の各観測点は西北西北西の方向へ変位していること,変位速度は最南部で最大で内陸へ向かって急激に減少すること,変位速度は大きいものの,この地域に発生するプレート間巨大地震に伴う地殻変動と再来周期から判断して定常的な変動と見なされること,等が明らかとなった.これらは,ユーラシア,フィリピン海両プレートの現在の相互作用が極めて強く,プレート間相対運動の大部分が境界域の変形に費やされていることを意味している.GPS観測値から逆解析により強いプレート間相互作用を定量的に推定し,プレート間結合が弱くプレート間相対運動のかなりの部分が非地震性滑りによって解消されている東北日本の結果と非常に対照的であることを示した.さらに,建設省国土地理院によるGPS全国観測網の成果を合わせて検討した.中国地方の東進を根拠に,アムールプレートに属する西南日本の東進運動が北米プレートとの衝突やフィリピン海プレートとの相互作用により減速され大きなシア-ゾーンが形成されている,との解釈を提出した.本研究期間内に,兵庫県南部地震の発生,GPS全国観測網の急速な整備等,当初予想しなかった事態が発生したが,本研究の本来の目的は達成されたと考える.本研究の初年度である今年度は,まず地殻変動観測用GPS観測点を整備した.高知大学理学部が所有するGPS受信機4組は高知市,室戸岬,足摺岬,松山市に整備した基準観測点に設置され,京都大学防災研究所が運営する徳島県池田町の観測点を合わせ,すべて電話回線を介して観測とデータ収集がなされている。毎月1日10日の期間を基準観測点におけるコア観測とし,これ以外の期間に必要に応じ,受信機を基準観測点から補助観測点へ移設して観測を実施した.今年度に観測を実施した点は計9点で,総取得データは1000日分を越えた.受信機の高性能化,衛星の精密軌道情報の使用,学術用解析ソフトウェアの使用を通じ,10^<-8>台前半の高い観測精度が達成されている.1990年以降取得された全データを含めた解析を行った.その結果,四国地方はほぼ西南西方向に圧縮されてりること,変位速度は南部ほど大きく内陸部に向けて急激に減少すること,10^<0-7>/年を越える大きな速度で北西-南西方向にひずみが蓄積しつつあること,等が明らかとなった.とくに,四国南部での変動速度がユーラシア,フィリピン海両プレートの相対速度の約8割を占めることが注目され,南海トラフにおける現在のプレート間カップリングは強く,フィリピン海プレートの沈み込みよりユーラシア・プレート先端部が強く圧縮変形していることが明らかとなった.これらの点は1ヶ月を単位とするコア観測からも導かれ,GPS観測により,地殻変動の場の議論が1ヶ月という時間スケールで可能になりつつあることが示された.これらの結果の一部は,すでに日本地震学会誌「地震2」に掲載されている.今年度は3年計画の本研究の2年目にあたる.

基本的には昨年度に引き続いてGPSによる地殻変動観測を継続し,これを並行して現在進行中の地殻変動の検出,南海トラフ沿いのプレート間相互作用の検討,残された主たる誤差要因である大気中の電波伝搬遅延の見積もりを行った.ただし,1995年1月17日に兵庫県南部地震が発生したため,プレート境界領域だけでなく,プレート内部でのひずみ蓄積過程にも注目して観測・解析を進めた.基準観測点(高知市,室戸岬,足摺岬,松山市)間のコア観測と,56点の補助観測点における臨時観測から,今年度中に1000日分を越えるデータを取得した.解析には学術用解析ソフトウェアと衛星の精密軌道情報を使用し,恒常的に10^<-8>台前半の高い精度を維持している.昨年から行っている高頻度のGPS観測から得た四国地方の短期間の地殻変動は,過去数十年間にわたる測地測量から得られた平均的な地殻変動とほぼ一致する.すなわち,ほぼ北西-南東方向に34×10^<-7>/年の大きなひずみ速度で圧縮されている.ユーラシア・プレート,フィリピン海プレートの相対運動の約8割が四国地方南部での変形に費やされていることから,両プレート間のカップリングは強く,押されるユーラシア・プレートの外縁が強く圧縮変形していることを示している.短期間の変動には時間的な揺らぎのようなものが観測されている.これは,大気中の水蒸気の分布が季節により大きく変動するのに対し,それによる電波の伝搬遅延が完全に補正されていないことを示している.高精度のGPS測位精度が達成されたのに伴い,最終的に決定的な誤差要因は大気中の水蒸気であることが改めて認識された.今年度は3年計画の本研究の最終年度にあたる.基本的には一昨年,昨年に引き続きGPSによる地殻変動観測を継続し,これと並行して南海トラフ沿いのプレート間相互作用の評価,主たる誤差要因である大気中の水蒸気による電波伝播遅延の検討を行った.これまでの研究との相違点は,建設省国土地理院によるGPS全国観測網の整備が進み観測データと観測成果が公開されるようになった現状を踏まえ,これらを積極的に本研究にも活用したことである.これにより,研究対象を四国地方から西南日本全体まで拡大し,ユーラシア,フィリピン海,北米の3大プレートの相互作用の下での広域の地殻変動の場を議論することが可能となった.GPS観測成果からユーラシア,フィリピン海両プレートの境界である南海トラフにおけるプレート間相互作用の強さを見積もった.その結果,同境界は現在固く結合しており,プレートモデルから予想されるプレート間相対運動の大部分がプレート境界域の変形に費やされていることを確認した.この結果は,プレート間結合が比較的弱くプレート間相対運動のかなりの部分が非地震性滑りによって解消されている東北日本における結果と,非常に対照的である.さらに,四国地方において西北西から北西に向いた大きな観測点変位が,中国地方において量は減少するものの変位方向が顕著に東向きに移行することに着目した.すなわち,この地域は大きなシア-ゾーンを形成しており,アムールプレートに属する西南日本の東進運動が,北米プレートとの衝突やフィリピン海プレートとの相互作用により減速されているため,との解釈を提出した.成果の一部はすでに昨年秋に発行された国際学術誌において発表した.最後に,本科学研究費補助金による研究の総括として,3年間にわたる研究成果を報告書として印刷・公表した.
三次元教材のための触覚インタラクションによるマルチモーダル可視化システムの開発

本研究では、三次元仮想物体の操作感覚を向上させて存在感を増すための触覚インタラクション技法を開発し、視覚・聴覚・触覚によるマルチモーダル情報可視化システムを構築した。仮想物体との接触感を提示するデバイスとして振動子付き手袋を利用し、インタラクション・システムに実装するための仕組みを構成した。現実物体を触ることにより仮想物体を操作する手法について被験者実験による評価を行った。その結果、触知インタラクションが仮想物体の操作性向上に寄与することが示唆された。三次元マルチメディア教材の利用では、わかりやすい三次元モデルの提示と引き替えに、実体のない仮想物体であるため現実味が失われやすい。本研究では、三次元仮想物体の操作感覚を向上させて存在感を増すための触覚インタラクション技法を開発し、視覚・聴覚・触覚によるマルチモーダル情報可視化システムを構築する。人とコンピュータとの情報交換では、多様なモダリティ(コミュニケーション様式)を利用する方が情報認識を深めることができると考えられる。接触インタラクション技法として、有線デバイスを手に装着して触覚提示を行う手法と仮想物体を現実物体上に重畳する手法の異なる二種類のインタフェースを研究する。まず、二つのインタフェースについてそれぞれどの程度現実感を提供できるか測定するための環境を整備し、触覚インタラクションの特性を調べる。次に、三次元素材を対象にマルチモーダル可視化システムとしてこれらのインタフェースを組み込むための設計、構築、実装を行う。(1)触覚インタフェース仮想物体との接触感を提示するデバイスとして振動子付き手袋を利用し、インタラクション・システムに実装するための仕組みを構築した。また、拡張現実感環境とのマルチモーダル・インタラクションを試行した。(2)マルチメディア・コンテンツ拡張現実感ツールであるARToolkitを利用し、主に現実環境における仮想物体及びそのインタラクションの現実感に着目して、コンテンツを制作した。ナビゲーション、情報提示などの機能を実装し、マルチメディア・コンテンツの情報提示システムとして動作するようにした。(3)評価実験情報提示システムとして組み込んだ拡張現実感インタフェースを通して、板という現実物体を触ることにより仮想物体を操作する手法について被験者実験を行った。システム特性、その触覚特性について、質問紙による主観評価を実施した。本年度は、前者と後者とを組み合わせたシステムに対してその特性評価(2)を行い、後者に対してコンテンツ作成(1)とその利用評価(2)を実施した。また、これらのマルチモーダル可視化を高度化するモジュールの構築(3)を行った。(1)拡張現実感マルチメディア・コンテンツ拡張現実感を利用し、現実環境と仮想物体との融合による触覚インタラクションの利点を活かしたコンテンツを開発した。地図をベースにした情報閲覧機能及び複雑な三次元子構造を様々な視点から観察する機能を備えた学習コンテンツを可視化システムとして構築した。(2)評価実験可視化システムとして構築したコンテンツに関して利用評価を実施し、その特性や有用性を検証した。その結果、仮想物体の操作感や仮想環境の臨場感といった観点において高い評価を得た。また、視覚・触覚によるマルチモーダル・インタラクションの特性を測定する課題を設定し、その触覚特性、整合性などについて検証した。その結果、接触感覚に対して振動刺激を物体の動きに連動させる必要があることが示唆された。(3)可視化モジュールの高度化視覚・触覚によるマルチモーダル可視化モジュールについて、聴覚刺激に連動するように機能拡張するための基本設計及び簡易的な実装を行った。そこで、三次元仮想物体の操作感覚を向上させて存在感を増すための触覚インタラクション技法を、マルチモーダル情報可視化システムとして構築する。可視化システムに視覚・触覚のマルチモーダル化を導入したところ、接触刺激は微妙な提示が可能であること、インタフェース・システムの安定性が性能評価に影響することがわかってきた。本年度は、触覚インタラクションを効果的に利用するため、以下の研究を平行して進めた。拡張現実感を利用し、現実環境と仮想物体との融合による触覚インタラクションの利点を活かしたコンテンツのプロトタイプを開発した。地図をベースにした情報閲覧機能や三次元構造を様々な視点から観察する機能を備えた学習コンテンツを可視化システムとして構築した。振動刺激で接触感覚を提示する手法と拡張現実感による手法を融合し、接触感の拡張を行った。可視化システムとして構築したコンテンツを評価し、そのシステム特性や有用性を検証した。また、コンテンツを提示する装置について、仮想物体の操作感や仮想環境の臨場感といった観点から比較実験による印象評価を行った。

拡張現実感の手法によるシステムを安定化するための機能設計を行った。複数の画像から現実物体の姿勢を推定したり、現実物体の追跡が外れた場合に姿勢を補完したりする機能を考案し、モジュールとして構成した。
高次の心の理論の発達が利他行動に与える影響:二次的信念の理解と評判の表象

本プロジェクトの目的は、心の理論と呼ばれる他者の心的状態を推測する認知能力と社会行動(利他性)の関連を検討することにある。本年度は昨年度実施した自閉症スペクトラム障害を抱えた成人(ASD参加者)を対象にした実験で測定した眼球運動の解析を行った。課題は自分より多い金額を受け取る人(Xさん)と自分より少ない金額を受け取る人(Yさん)が存在するという状況の中で、Xさんの取り分をどのくらい減らすか、もしくはYさんの取り分をどのくらい増やすかを回答するという方法で行った。実験の結果、まずASD参加者は、精神疾患や発達障害を持たない健常参加者よりもYさん(自分より少ない金額受け取る人)の取り分を増やさない傾向を持つことが明らかになった。また、注視時間に関してもASD参加者はYさんの利益に注意を払わない傾向を持つことが明らかになった。これらの結果は、ASD参加者は行動レベルでも認知レベルにおいても利他性に関して健常参加者とはまた違った傾向を持つことを示している。次に第二実験としてオキシトシンをASD参加者へ投与することで利他性が促進されるかどうかを確かめる研究を実施した。オキシトシンはこれまで授乳時、分娩時に重要な役割を果たすホルモンであると考えられてきたが、近年の研究の結果、他者に対する信頼や心の理論といった社会性を促進させる働きを持つことも明らかになった。またこれらの結果を受け、近年、ASDの改善薬として注目が集まっている。実験では、20名のASD参加者に対してオキシトシンを投与し、投与前後の利他性の程度を測定した。結果に関しては現在分析中である。自閉症スペクトラム障害に関する行動実験は実施することができたが、小学生を対象にした実験を実施することができなかった。小学生の参加者を集めるのが難しかったため。新聞の折込広告などを駆使して小学生の参加者プールを作成すること。まず申請者は、心の理論の発達に問題があると考えられている自閉症スペクトラム障害(ASD)を持つ成人20名と定型発達の成人20名を対象に利他性に関する指標を測定した。また、他者の利得に関心があるかどうかを確かめるため、Tobiiを用いて意思決定の際の眼球運動を測定した。その結果、ASDを持つ成人参加者は、定型発達の成人参加者よりも他者に対する利他性が低い傾向があることが明らかになった。この結果は、心の理論が利他性に与える影響を間接的に示唆するものである。眼球運動のデータに関しては現在解析中である。続いて申請者は、約70名の未就学児(4歳6歳)を対象に、他者の利他性に関する見極め実験を行った。課題は品田ら(2010,心理学研究)で用いた課題と同様の課題を用いた。未就学児は動画に登場した人物2名の利他性(どちらがお菓子をたくさんくれそうか?)を評定した。また同時に、独裁者ゲーム、心の理論課題(誤信念課題)も実施した。実験の結果、未就学児でも他者の利他性に関する見極めができることが明らかになったが、独裁者ゲームで測定した参加者自身の利他性や心の理論課題との関連は見られなかった。この結果は、心の理論の発達と他者の利他性を見極める能力との間には関連は見られないことを示している.今後は、どのような要因が利他性の見極め能力と関係するのかを検討する。予定していた研究プロジェクトの多くを実施したが、子どもの利他性と脳形態に関する研究は、子どものリクルートが難しく進んでいないのが現状である。子どものリクルート方法を変更して実験協力者を募集する。