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水晶体混濁の発生における水晶体上皮細胞のストレス応答および熱ショック蛋白質

白内障は様々な原因によって水晶体が混濁する疾患である.白内障の大多数を占めるのは,後天性白内障で,その代表は加齢白内障である.加齢白内障の発症機序は今だ不明な点が多い.一方,ステロイド薬の全身投与,抗精神薬投与などの中毒性白内障や外傷性白内障など,疾患の誘因が明らかな白内障症例も少なくない.水晶体混濁の機序を内因と外因に分けてみると,外因は外力,赤外線,放射線など単一な因子を幾つか挙げることができるが,内因は複雑な生化学代謝が絡み合い,不明な点が多いのが特徴である.卵白と豚水晶体をともに加温すると,50°Cで両者は凝集せず,60-65°Cに加温すると,卵白は凝固し白濁を呈するものの,水晶体は軽度の混濁形成に留まる.この現象は「卵白は加温で直ちに凝固するものの,好熱菌の熱ショック蛋白質を加えた場合,卵白は70°Cで加温しても凝集しない.」という古典的な熱ショック蛋白質(HSP)が認知された実験結果と同一線上にある.HSPは分子シャペロンとも呼ばれ,通常シャペロンは細胞内で合成される蛋白をfoldingし,それぞれの蛋白が産生細胞内で機能発現するのを防ぎながら細胞外に運び,放つ.しかし,一旦,熱ストレスが細胞に加わると,細胞内の蛋白質の変性と凝集の抑制に働く.一般に細胞にストレスが加わると1)細胞内の変性蛋白質が増加,それに呼応しrefoldingするためのHSPが急激に量産される.2)更なるストレスが加わると変性が進み蛋白合成は停止する.3)より強いストレスが加わる条件では残余蛋白が分解され細胞活動が停止する段階に分けられる.加齢白内障の水晶体上皮細胞内でα-crystallinの産生が停止するとの推察がなされている.α-crystallinの産生が停止するに至るまでに、実際は急激産生,産生停止,細胞の機能停止の3段階を経ているものと考える.本研究では,種々の臨床的にみられる水晶体混濁,すなわち白内障に焦点をあて,α-crystallin遺伝子やTGF-β,などの水晶体上皮細胞固有の遺伝子の発現量をreal time Polymerase Chain Reaction法(定量PCR)で測定した.外因によるストレス応答に関与する遺伝子のなかでも,副腎皮質ステロイドの代表であるGlucocorticoids遺伝子に焦点をあて,水晶体上皮細胞内の発現量を元に水晶体の混濁過程について外因と水晶体上皮細胞応答を遺伝子レベルで検討した。α-crystalin遺伝子の発現をみると,加齢白内障でnormalized ratio (NR)は0.097,併発白内障で0.027,透明水晶体で0.187と各群間に統計学的有意差がみられた.また,TGF-βの発現量をみると,(NR)は加齢白内障群で0.036,併発白内障で0.060,透明水晶体で5.01と各群間に統計学的有意差がみられた.GCR遺伝子をみると,加齢白内障で1×10^<-8>であるのに対して,併発白内障群はステロイド点眼やステロイド薬の全身投与の既往が多く1×10^3発現していた.こうした外的ストレスがあたえる水晶体上皮細胞内の遺伝子の動きは,水晶体混濁の形成を考える上で有用と考えた.白内障は様々な原因によって水晶体が混濁する疾患である.白内障の大多数を占めるのは,後天性白内障で,その代表は加齢白内障である.加齢白内障の発症機序は今だ不明な点が多い.一方,ステロイド薬の全身投与,抗精神薬投与などの中毒性白内障や外傷性白内障など,疾患の誘因が明らかな白内障症例も少なくない.水晶体混濁の機序を内因と外因に分けてみると,外因は外力,赤外線,放射線など単一な因子を幾つか挙げることができるが,内因は複雑な生化学代謝が絡み合い,不明な点が多いのが特徴である.卵白と豚水晶体をともに加温すると,50°Cで両者は凝集せず,60-65°Cに加温すると,卵白は凝固し白濁を呈するものの,水晶体は軽度の混濁形成に留まる.この現象は「卵白は加温で直ちに凝固するものの,好熱菌の熱ショック蛋白質を加えた場合,卵白は70°Cで加温しても凝集しない.」という古典的な熱ショック蛋白質(HSP)が認知された実験結果と同一線上にある.HSPは分子シャペロンとも呼ばれ,通常シャペロンは細胞内で合成される蛋白をfoldingし,それぞれの蛋白が産生細胞内で機能発現するのを防ぎながら細胞外に運び,放つ.しかし,一旦,熱ストレスが細胞に加わると,細胞内の蛋白質の変性と凝集の抑制に働く.一般に細胞にストレスが加わると1)細胞内の変性蛋白質が増加,それに呼応しrefoldingするためのHSPが急激に量産される.2)更なるストレスが加わると変性が進み蛋白合成は停止する.3)より強いストレスが加わる条件では残余蛋白が分解され細胞活動が停止する段階に分けられる.加齢白内障の水晶体

上皮細胞内でα-crystallinの産生が停止するとの推察がなされている.α-crystallinの産生が停止するに至るまでに、実際は急激産生,産生停止,細胞の機能停止の3段階を経ているものと考える.本研究では,種々の臨床的にみられる水晶体混濁,すなわち白内障に焦点をあて,α-crystallin遺伝子やTGF-β,などの水晶体上皮細胞固有の遺伝子の発現量をreal time Polymerase Chain Reaction法(定量PCR)で測定した.外因によるストレス応答に関与する遺伝子のなかでも,副腎皮質ステロイドの代表であるGlucocorticoids遺伝子に焦点をあて,水晶体上皮細胞内の発現量を元に水晶体の混濁過程について外因と水晶体上皮細胞応答を遺伝子レベルで検討した。α-crystalin遺伝子の発現をみると,加齢白内障でnormalized ratio (NR)は0.097,併発白内障で0.027,透明水晶体で0.187と各群間に統計学的有意差がみられた.また,TGF-βの発現量をみると,(NR)は加齢白内障群で0.036,併発白内障で0.060,透明水晶体で5.01と各群間に統計学的有意差がみられた.GCR遺伝子をみると,加齢白内障で1×10^<-8>であるのに対して,併発白内障群はステロイド点眼やステロイド薬の全身投与の既往が多く1×10^3発現していた.こうした外的ストレスがあたえる水晶体上皮細胞内の遺伝子の動きは,水晶体混濁の形成を考える上で有用と考えた.豚眼水晶体と卵白を別々に加温すると60°Cで卵白は凝固を開始するが,水晶体は更なる加温で上皮細胞層より凝固が始まる.α-crystallinは約27kdの熱ショック蛋白質(HSP27)で,その熱耐性はHSPとしての機能に由来する.水晶体混濁と水晶体上皮細胞におけるα-crystallinの役割に注目し,手術で採取した水晶体上細胞におけるα-crystallin mRNAの発現性について今年は検討を試みた.その方法については,加齢性白内障7眼,対照は,若年者で硝子体手術時に水晶体を除去した4眼を対象に,白内障手術時に全嚢切開を施行して採取した前嚢をZol試薬に入れ上皮細胞のmRNAを抽出した.さらにcDNAを作製し,real time PCR(条件,syber green I使用touch downPCR)でα-crystallin mRNA発現量(copies)を測定した.加齢白内障ではGAPDHmRNAの発現性に比較して,α-crystallin mRNAの発現は乏しいと考えられた.水晶体上皮細胞におけるα-crystallinの発現性低下,即ちHSP機能の低下が水晶体の混濁形成に関与するものではないかと考えた.以上の要旨に関して詳細をH15年第42回日本白内障学会において報告した.白内障は様々な原因によって水晶体が混濁する疾患である.白内障の大多数を占めるのは,後天性白内障で,その代表は加齢白内障である.加齢白内障の発生機序は今だ不明な点が多い.一方,ステロイド薬の全身投与,抗精神薬投与などの中毒性白内障や外傷白内障など,疾患の誘因が明らかな白内障症例も少なくない.水晶体混濁の機序を内因と外因に分けてみると,外因は外力,赤外線,放射線など単一な因子を幾つか挙げることができるが,内因は複雑な生化学代謝が絡み合い,不明な点が多いのが特徴である.卵白と豚水晶体をともに加温すると,50°Cで両者は凝集せず,60-65°Cに加温すると,卵白は凝固し白濁を呈するものの,水晶体は軽度の混濁形成に留まる.この現象は「卵白は加温で直ちに凝固するものの,好熱菌の熱ショック蛋白質を加えた場合,卵白は70°Cで加温しても凝集しない.」という古典的な熱ショック蛋白質(HSP)が認知された実験結果と同線上にある.HSPは分子シャペロンとも呼ばれ,通常シャペロンは細胞内で合成される蛋白をfoldingし,それぞれの蛋白が産生細胞内で機能発現するのを防ぎながら細胞外に運び,放つ.しかし,一旦,熱ストレスが細胞に加わると,細胞内の蛋白質の変性と凝集の抑制に働く.一般に細胞にストレスが加わると1)細胞内の変性蛋白質が増加,それに呼応しrefoldingするためのHSPが急激に量産される.
SIMDベクトル演算活用のための規則化技術の研究

本年度は、(1)一般に線形リスト等で表現される物体・粒子集合と、(2)一般にCRS形式等で表現される疎行列を対象に、これら規則性に乏しいデータを適切に表現する規則性の高い構造に変換することと、規則化された構造に対する効率的な操作方法について、以下のアルゴリズム設計を実施した。(1)動的に要素が変動する多数の物体・粒子集合を、集合内の要素が連続配置され集合間にギャップが挿入されている一次元配列で表現する方式について、以下のアルゴリズムを設計した。(a)メタ情報により定まる固定的な最小ギャップサイズ、および個々の集合についてオーバーフロー生起時の要素数と割り当てられた配列要素数に基づく、集合の過去の増減傾向も加味した集合間ギャップの動的な増減量の設定。(b)ギャップ量の変更に伴う要素の配列内移動のための、スレッド当たり10100KB程度の作業領域のみを必要とする、並列性・局所性に優れたin-place型のシフトアルゴリズム。(c)部分的な集合肥大化の際にギャップ調整と配列内要素移動が頻発することを避けるために、オーバーフロー要素だけを別途保持する並列更新可能なバッファ。(2)四面体メッシュなどで表現される非構造格子から導かれる行列が、長いk対角要素列を多数含むようにオーダリングする方法について、3次元非構造メッシュの物理情報(空間情報)を援用した以下のアルゴリズムを設計した。(a)2次元平面に重なりなく投影可能な多角形の連結集合(疑似平面)の中で、基準となるものを求めるアルゴリズム。(b)基準疑似平面を出発点とし、メッシュを疑似平面の集合に分割するアルゴリズム。(1)物体・粒子集合の本年度の各検討項目について、「研究実績の概要」に記載の通り具体的なアルゴリズム等を設計し、プロトタイプの実装と予備評価も実施した。したがって本研究課題については、計画を上回る進捗と自己評価している。(2)疎行列については、「研究実績の概要」に記載した2つのアルゴリズム設計を行ったが、プロトタイプ実装の過程で疑似平面の決定条件に不備があることが判明した。不備を解消する方策自体は検討を完了しており、改良アルゴリズムの予備性能評価のためのプロトタイプ実装を進めている。また最終的なオーダリングを、各疑似平面内および隣接疑似平面間の接続関係で定めることとしているため、オーダリング・アルゴリズム全体の設計は途上となっている。したがって本研究課題については、計画をやや下回る進捗と自己評価している。次年度は以下の研究を実施し、最終年度の研究を計画通りに着手できるようにする。(1)物体・粒子集合については、当初の研究計画に沿って本年度に設計したアルゴリズムの実装と評価を実施する。また併せて、ベクトル長を単位とした部分集合の線形リストを用いる手法との比較検討も行う。(2)疎行列については、疑似平面集合を決定するアルゴリズムのプロトタイプ実装と適用実験を早急に行い、続いて各疑似平面内および隣接疑似平面間の接続関係に基づくオーダリングのプロトタイプ実装を行う。これらのプロトタイプ実装で、計算性能やオーダリング品質に問題が生じなければ、本格的な実装と評価を行う。

(1)物体・粒子集合については、当初の研究計画に沿って本年度に設計したアルゴリズムの実装と評価を実施する。また併せて、ベクトル長を単位とした部分集合の線形リストを用いる手法との比較検討も行う。(2)疎行列については、疑似平面集合を決定するアルゴリズムのプロトタイプ実装と適用実験を早急に行い、続いて各疑似平面内および隣接疑似平面間の接続関係に基づくオーダリングのプロトタイプ実装を行う。これらのプロトタイプ実装で、計算性能やオーダリング品質に問題が生じなければ、本格的な実装と評価を行う。
舌の温熱刺激に応答する単一舌神経応答に対するレーザー照射の効果

1987年度日本歯科保存学会春季学会において、低出力レーザー照射が電気刺激に誘発された集合電位に対して影響を及ぼすことを報告した。今回、ネコ舌の温熱刺激に応答する単一神経線維に対するレーザー照射効果について検討し以下の成績を得た。1.実験材料(1)レーザー出力装置:Ga-As半導体を発振源とした出力2wp、波長904nmのパルスレーザー照射装置を使用した。(2)実験動物:2.53.5kgの成猫20匹を用い、麻酔後舌神経を剖出して電位記録用とした。2.刺激および電位記録(1)刺激方法:舌に電気、機械および温熱刺激を与えた。(2)単一神経活動の記録方法:舌神経を分離し単一神経とし、舌表面に機械および温熱刺激を与えて応答する神経活動を記録後、レーザーを1、3、5および10分間照射した。照射効果については、温度刺激に対する30秒あたりの全スパイク数の増減を照射前後で比較判定した。3.実験成績、温熱および高閾値の機械刺激に応答するunit(伝導速度3m/sec以内)に対するレーザー照射効果をレーザー照射前と1、3、5および10分間照射後のスパイク頻度をhistgramで比較したところ、1分間照射ではスパイク頻度の変化は著名ではないが3および5分間照射によりスパイク頻度の明らかな減少が認められた。しかし、以降10分と照射を加えてもスパイク頻度はほとんど減少しなかった。このように舌の侵害情報伝達に関係すると思われる高閾値機械受容性侵害的熱受容器の興奮に対してレーザー照射は明らかな抑制効果を示した。以上、今回の成績から低出力レーザーの鎮痛効果について神経生理学的にその作用機序の一端を解明したと考える。このメカニズムをより明らかにするにはレーザー照射が神経線維周辺あるいは受容器にどのような影響を与えるのかについて今後詳細な検討を加える必要がある。
水面上単分子膜の分子運動性に関する研究

水面上に展開した蛍光プローブのβ-パリナリン酸単分子膜の表面圧-面積曲線を測定し,安定な固体凝縮膜ができる条件について調べたところ,水層にバリウム塩を加えた系で達成できることが明かとなった。次に,β-パリナリン酸の水面上展開単分子膜の運動性やミクロな粘度の膜の圧縮にともなう変化について調べるために,時間分解蛍光異方性スペクトルを全反射法で測定しすることとした。そこで,現有の蛍光測定装置に改良を加え,全反射用特殊蛍光セルとオプティカルファイバーを組み合わせて測定工学系を組み立てた。その結果,水面上単分子膜からの蛍光強度は非常に弱いことがわかった。これは、β-パリナリン酸が固体膜であるために蛍光の量子収率が低下したためと考え,表面圧の低い膜系で同様の測定を試みたが,強度増大はわずかであった。このことから,水面上でパリナリン酸単分子膜は低い表面圧においても分子同志が凝集構造と取っていることがわかった。β-パリナリン酸分子の凝集を防ぐためにステアリン酸およびジパルミトイルフォスファチジルコリン(DPPC)の混合膜系の蛍光スペクトルを測定した。表面圧-面積曲線から,いずれも水面上で安定な単分子膜を形成することが明かとなった。しかし,蛍光強度は増大する傾向を示したが,定量的な解析をするまでには至らず,混合膜中でドメイン構造を形成していることが示唆された。今後の課題としては,ジフェニルヘキサトリエンなどの量子収率の高い蛍光プローブの探索とその系での測定および光学系の改善などがある。
建築物の最少観測を用いたノイズ・ロバスト型次世代構造ヘルスモニタリング技術の開発

本研究では,常時微動のようにSN比が小さい場合について,観測データに含まれるノイズが構造物パラメターの同定に及ぼす影響の分析を行い,ノイズレベルの推定法,およびノイズの影響を除去して構造パラメターを同定するための手法を提案した.得られた成果は以下の通り.(1)定常ランダム入力に対する構造物の応答の観測データを用いた剛性・減衰の同定手法について,観測データに含まれるノイズの影響を理論的,数値解析的に検討し,上下層ともにノイズが含まれる場合には,ノイズレベルに依存して信頼性の高い同定が難しいことを明らかにした.(2)上下層ともに付加されるノイズの相関の影響を検討するために,指定した相関を有する2つの定常ランダム過程のフーリエ変換を生成する手法を提案した.(3)上下層ともにノイズを含む観測データを用いて,ノイズのレベルおよび相関を推定する理論を展開し,伝達関数の極限が低振動数側で1に,高振動数側で0に収束する性質を利用して,剛性・減衰を評価するための補正法を提案した.また,数値例題を通じて提案手法の妥当性を示した.(4)実測データでは,関数の低振動数側での極限を用いることが困難となる場合が想定されるため,関数の極限を用いずにノイズレベルを推測する手法も提案した.(5)2層模型の常時微動計測データに(4)の手法を適用し,シミュレーションと実測データでは,剛性の評価関数形状に良好な対応が見られることを明らかにした.本研究の目的は、入力情報や観測情報に含まれるノイズの影響を受けにくい「ノイズ・ロバストな同定技術」を開発し、「部材や層などの物理パラメターを限定された情報から直接同定する新しい方法」を提案することにある。本年度に得られた主な成果は以下の通りである。1.ノイズに対して頑強な同定技術の基礎理論を展開した。特に、現在までは、定常ランダム入力としての地表面加速度と2階床の加速度のいずれか一方のノイズだけが除去可能な方法しか展開されていない。一方のノイズレベルが他方に比べて高い場合には、この理論でも比較的高精度で同定可能であるが、両方のノイズレベルとも大きい場合には、現時点では両者の観測データの一方にのみノイズが存在するときの理論を交互に繰り返し利用するしか方法が存在しない。地表面加速度と2階床の加速度の両観測データのノイズ間の相関に着目し、両観測データのノイズの影響を同時に除去可能な理論の基礎部分を開発した。2.常時微動においてはノイズレベルが信号レベルに比べて相当大きくなるため、そのような場合にも高精度かつ効率よくノイズが除去可能な方法が必要である。新規に購入した常時微動観測装置を用いて、剛性や減衰の値が別途明らかとなっている実在建物および模型の観測を行い、本手法の妥当性を検討した。実在建物としても免震建物では、基礎からの入力に加えて、建物内部に存在すると考えられる振動源からの入力が存在するため、基礎からの入力だけを想定していたこれまでの理論を拡張する必要があることが明らかとなった。本研究では,常時微動のようにSN比が小さい場合について,観測データに含まれるノイズが構造物パラメターの同定に及ぼす影響の分析を行い,ノイズレベルの推定法,およびノイズの影響を除去して構造パラメターを同定するための手法を提案した.得られた成果は以下の通り.(1)定常ランダム入力に対する構造物の応答の観測データを用いた剛性・減衰の同定手法について,観測データに含まれるノイズの影響を理論的,数値解析的に検討し,上下層ともにノイズが含まれる場合には,ノイズレベルに依存して信頼性の高い同定が難しいことを明らかにした.(2)上下層ともに付加されるノイズの相関の影響を検討するために,指定した相関を有する2つの定常ランダム過程のフーリエ変換を生成する手法を提案した.(3)上下層ともにノイズを含む観測データを用いて,ノイズのレベルおよび相関を推定する理論を展開し,伝達関数の極限が低振動数側で1に,高振動数側で0に収束する性質を利用して,剛性・減衰を評価するための補正法を提案した.また,数値例題を通じて提案手法の妥当性を示した.(4)実測データでは,関数の低振動数側での極限を用いることが困難となる場合が想定されるため,関数の極限を用いずにノイズレベルを推測する手法も提案した.(5)2層模型の常時微動計測データに(4)の手法を適用し,シミュレーションと実測データでは,剛性の評価関数形状に良好な対応が見られることを明らかにした.
平衡開環共重合による均一組成ランダム共重合体の合成

代表的な生分解性高分子であるPLLA、PCLは開環重合によって得られる。ホモポリマーの種々の物性を調節する上で、ランダム共重合は非常に重要な手法である.均一組成のランダム共重合体は組成が連続的に変化する通常の共重合体に比べて,より少量のコモノマーによって物性の調節が可能であることが期待されるが,開環共重合においてはこのような均一な組成の共重合体は通常得られない。本研究においては、解重合が優先するためにホモ重合性に欠けるモノマーをコモノマーとして選択する平衡開環共重合により均一組成ランダム共重合体の合成が可能であることを理論的に証明し、ε-カプロラクトン(CL)/γ-ブチロラクトン(BL)系および、CL/THF系において実証した。さらに高結晶性で溶解性に乏しいポリグリコール酸の改質をめざして,グリコリド(GL)とBLとの共重合を検討し,これらの系で,モノマーの転化率に組成が影響されず,均一なランダム共重合体が得られることを明らかにした.CL/BL系においてはオクチル酸スズ/n-ブタノールを用いるアニオン共重合で,BL初期濃度を増加させることにより,BLユニットの含有率は8%まで増加させることに成功した.CL/THF系のカチオン共重合(トリフルオロメタンスルホン酸メチル,110°C)では,同様にTHF初期濃度を増加させることにより,THFユニットの含有率は50%まで増加した.一方,GLはホモ重合性が高く,アニオン共重合によるBLユニットの導入率は3%までであったが,カチオン共重合では15%まで上昇した.CL/BLの均一組成共重合体は不均一組成のものに比べて、結晶化度は大きくは変わらないものの、球晶サイズが小さく,また融点は低い.このため酵素分解が早く進行する傾向にあることが見出された。これはコモノマーが均一に分布しているためにPCL結晶部の不完全さがより高いためである。ランダム共重合はホモポリマーの物性の調節や機能化のためにしばしば行われる。均一な組成のランダム共重合体を合成することは、工業的に非常に重要であり、ラジカルビニル共重合においては、重合を共沸条件で行うことによって容易に達成される。しかしながらイオン共重合や開環共重合では通常共沸条件がなく、モノマー間の反応性が異なるため、共重合の進行に伴って残存モノマーの濃度比が変化し、共重合体の組成は刻々と変化して均一な組成の共重合体は得られない。CL/BL系のトルエン溶媒中90°Cでのアニオン共重合において、共重合体の組成はモノマーの仕込み比によって、あるいはモノマー濃度によって調節可能であり、BL含有量30%以下のランダム共重合体が得られ,その組成はモノマーの転化率によらず、ほぼ一定であった。CLとTHFのカチオン共重合はニトロベンゼン中110°Cで行った。トリフルオロメタンスルホン酸メチルを開始剤とした共重合では、反応の進行につれてTHF含量の減少と共重合体の分子量の減少が顕著であったが、n-ブチルアルコールとトリフルオロメタンスルホン酸を組み合わせる活性化モノマー機構による重合では、共重合の収率によらず、THF含量のほぼ一定な共重合体が得られた。

ランダム共重合はホモポリマーの物性の調節や機能化のためにしばしば行われ,均一な組成のランダム共重合体を合成することは、工業的に非常に重要である。本研究においては昨年度、解重合が優先するためにホモ重合性に欠けるモノマーをコモノマーとして選択する平衡開環共重合により均一組成ランダム共重合体の合成が可能であることを理論的に証明し、ε-カプロラクトン(CL)/γ-ブチロラクトン(BL)系および、CL/THF系において均一な組成のランダム共重合体が調製できることを既に実証した。本年度はまず、CL/BL共重合体の組成の均一さがその性質に及ぼす影響を検討した。均一組成の共重合体は不均一組成のものに比べて、結晶化度は大きくは変わらないものの、融点が低く、また酵素分解がはやく進行する傾向にあることが見出された。これはコモノマーが均一に分布しているためにPCL部の結晶は結晶化度は変わらなくても不完全さがより高いためである。CLとTHFのトリフルオロメタンスルホン酸メチルを開始剤とした平衡開環共重合においてもモノマー濃度を上げることにより、均一組成のランダム共重合体を合成することに成功した。重合温度、仕込み比等の条件を変えることによりTHF含有量が50%程度までの共重合体の調製が可能であった。また、グリコリドとTHFから均一組成のランダム共重合体を合成することにも成功した。一方、ラクチドがコモノマーの場合は共重合体の分子量が非常に低く、実用的な意味がないことが判明した。近年、生分解性高分子が注目されているが、その代表的なものであるPLLA、PCLは開環重合によって得られる。ホモポリマーの種々の物性を調節する上で、ランダム共重合は非常に重要な手法であるが、開環共重合において均一な組成のランダム共重合体を得ることは従来困難であった.本研究では、高結晶性で溶解性に乏しいポリグリコール酸の改質をめざし,均一な組成の共重合体を得るために,ホモ重合性のない環状モノマーである,γ-ブチロラクトン(BL),炭酸エチレン,テトラメチルグリコリド,テトラフェニルグリコリドをコモノマー(M_2)とするグリコリド(M_1)との共重合を検討した.オクチル酸スズ/n-ブタノール([M_1]_0/[I]_0=100)を用いる[M_1]_0=[M_2]_0=1mol/Lでのアニオン共重合(100°C)では,M_2ユニットの含有量はいずれのM_2の場合でも1%以下にとどまったが,BLの場合には[M_2]_0を増加させることにより,M_2ユニットの含有量は8%まで増加させることに成功した.また,共重合体の組成は転化率によらず,均一であることが確認された.さらに,THFをコモノマーにしたカチオン共重合(トリフルオロメタンスルホン酸メチル,[M_1]_0/[I]_0=50,[M_1]_0=[M_2]_0=2mol/L,110°C)では,ポリグリコール酸への導入量は約10%に上昇し,[M_2]_0=4mol/Lの場合には約16%であった.いずれも均一組成の共重合体であった.M_2ユニットを2%以上含むポリグリコール酸共重合体は溶解性が向上し,DMS0に可溶となった.
ヒト脳腫瘍細胞に特異的に発現する胎児性抗原の単離と解析

今回単離・同定した胎生期脳選択的遺伝子群についてヒトホモログを単離してヒト脳腫瘍組織での発現解析を行った結果の中では、Neuronatin遺伝子の発現パターンが特に注目された。即ち、ヒトNeuronatin mRNAは各種のヒト腫瘍の中で下垂体腺腫に選択的に発現しており、特にホルモンを産生しない非機能性下垂体腺腫でもほとんどの症例で強く発現していた。この結果は、Neuronatinがヒト下垂体腫瘍の新しい分子マーカーとして利用できる可能性を示している。我々は、ラット脳の発達過程で胎生期には豊富に発現されるが成熟期の脳では発現が減少する胎生期脳選択的mRNAのcDNAクローンをこれまでに22種類単離している。得られたcDNAはいずれも3'末端の400500bpの断片であったので、本年度はこれらのクローンについてのさらに詳細な解析を行うと共に、Directionaltag PCR subtraction法を用いてさらに多くの胎生期脳選択的クローンの単離を試みた。また、ヒトの相同クローンの単離を行い、各種のヒト組織におけるmRNA発現の解析を行なった。胎生期脳選択的cDNAクローンの中で、解析したcDNA塩基配列がデータベース中の既知配列と有意のホモロジーを示さなかった新規クローン6種類について、より完全な長さのcDNAクローンを単離して蛋白コード領域の解析を行なった。その結果、3種は他の動物種で報告されている遺伝子のホモログであったが、残りの3種は他の動物種でも報告されていない全く新しい遺伝子であることが判明した。また、ヒトのEST(expressed sequence tag)データベースを有効に利用しながら胎生期脳選択的cDNAのヒト相同クローンを単離し、Northern blot法でヒトでの発現パターンを解析した結果の中では、Neuronatinの発現パターンが特に注目された。即ち、ヒトNeuronatin mRNAは胎生期の脳で選択的に強く発現されており、成人の多くの組織では発現を認めなかった。また、Neuronatin mRNAは解析した各種のヒト脳腫瘍の中で下垂体腺腫に選択的な発現を示し、ホルモンを産生しない非機能性下垂体腺腫でも強い発現が認められた。この結果は、Neuronatinはヒト下垂体腫瘍の新しい分子マーカーとして利用できる可能性を示している。今回単離・同定した胎生期脳選択的遺伝子群についてヒトホモログを単離してヒト腫瘍組織での発現解析を行った結果の中では、Neuronatin遺伝子がヒト下垂体腺腫に選択的に発現しており、特にホルモンを産生しない非機能性下垂体腺腫でもほとんどの症例で強く発現していることが注目された。
I-123 MIBG の定量解析法を用いた神経芽腫の治療戦略への応用

2018年4月に第77回日本医学放射線学会総会と併催された日本小児がん研究グループ(Japan Children Cancer Group: JCCG)第4回画像診断委員会総会に参加し、神経芽腫におけるMIBG集積の定量解析手法に関して討議を行った。臨床試験にMIBG集積の定量解析手法を導入する際にどのような問題点が生じるのか、現在提案されている各手法の特徴やメリット、デメリットなどについて理解を深めることが出来た。2018年9月に複数の施設の研究者と会合を行い、神経芽腫症例のMIBGシンチグラムを検討した。十分な経験を有する複数の核医学専門医によるコンセンサス・リーディングを行い、modified Curie scoringにおける判定基準を共通化し、判定者間の差異を最小とするための方策について意見交換を行った。また2018年10月から2019年3月にかけての期間にWebを利用して神経芽腫症例のMIBGシンチグラムに対するスコアリングを実施、各研究者間での意見交換を継続し、同手法に関する経験を深めた。2019年3月にGE Healthcare社のアプリケーション担当者と、Q.Metrixを用いた解析手法に関して意見交換を行った。従来想定していた[Bq/ml]、SUVといった指標に加えて、当施設で新たにvolumemetric parameterの使用が可能となった。より再現性の高い指標を選択するために、その妥当性を追加検討する必要があると考えている。PET検査装置の更新、性能向上により臨床業務負担が大幅に増加、また新たな検討すべき事項が生じた。そのため本研究課題へのエフォートを確保することが困難であった。業務負担に応じた部門配置人員の増員、一部業務の移譲により本研究課題へのエフォートの確保を目指す。
ディジタルホログラフィック乾燥・硬化アナライザの開発

塗膜の乾燥や硬化過程の解析を高度化するために,DH顕微鏡や塗膜透過光の偏光状態の解析,更に塗膜の変形や形状計測を行う実験系を構築し,それぞれにおいて研究を進めた.形状計測では,二波長を用いた塗膜の形状計測を行ったが,十分な透過光強度が得られず正確な塗膜形状の検出ができなった.しかし,透過光の偏光状態を記録する方法においては,その偏光状態を記録,解析することができた.また,DH顕微鏡においては,微小インクドットの乾燥過程の解析が実現でき,その変形が5万秒以上継続することが明らかになった.1回のホログラム記録による軸外し多重記録型の形状・変位計測用の光学システムを構築した。現状では,マイケルソン型光学系を採用し,波長差0.2nm程度の二波長により生成されるホログラム記録を実現し,データ取り込み間隔0.2秒での測定が可能になった。光源については,入手可能な光学素子や現有装置の使用を鑑みて一つは780nm帯の半導体レーザーとし,これに近い発振波長を得るために,波長選択制の自由度も検討した結果もう一つの光源は外部共振器型の半導体レーザーとし,発振波長の差を可変する機構とした。また,直交直線偏光として光源の光路を分離するため,今回の実験系ではバルク光学系を採用し,光ファイバーの導入は後回しにすることとした。また,使用するCCDからのデータ取得及びホログラムデータの解析ソフトを,それぞれC言語とMatlab言語を用いて作成した。これにより,ホログラム取得から解析までが可能になった。上記の二波長を光源とし,偏光方位を直交するように配置してマイケルソン型干渉計による光学系の構築とマッハツェンダー型の光学系の構築を行い,双方においてホログラム記録まで実施した。その結果,光学素子の開口系によりビームサイズに制限があるマッハツェンダー型ではなく,比較的大きいビームサイズが実現できるマイケルソン型の光学系を採用し,これをもとに今後実験を行う方針とした。今年度は,CCDカメラからの画像取得ソフト作成と取得したホログラムの解析ソフトの作成まで実行できたので,以後は上記光学系を中心として市販塗料を使い,反射型の配置において塗膜乾燥の評価実験を行う予定である。進捗状況としては,予定に近い進捗であるが,全体的には計画よりも少し遅れている。理由としては,二波長を得るために光源の選択に時間がかかったこと,また,マイケルソン型とマッハツェンダー型の二つの光学系を構築し,それぞれの適性などを吟味したため,これに時間を要したことによるものである。然し、基本的な光学系構築,データ取得及び解析プログラムの開発は順調に進んでおり,あとは基本光学系を用いて実験を遂行し,研究を進めるだけであるので,この遅れは軽微であり,期間全体における研究の進捗には大きな影響はないと考えている。二波長1ショット計測においては,最終的にはマッハツェンダー型光学系を採用し,これを用いて紫外線硬化型接着剤のUV光照射における硬化過程の観測を行った。スライドガラス基板2枚で作成したセル内に接着剤を入れ,UV光を照射した。透過型の実験であったが,UV光による硬化の様子を確認することができた。DH顕微鏡光学系を別途構築し,これによるインクドットの硬化観察を行った。ガラス基板上にインクを針先で塗布した場合,インクの完全硬化には7万秒程度かかることが確認できた。これは新たにインクドットの形状を求め,その変化を追う手法により初めて実現されたものである。また,グリセリン濃度の高低により乾燥時間が異なることが確認できた。この成果は学会2件に発表し,現在学術論文の執筆を検討している。次に,GPUを用いて光学除振台以外の場所において実験を行うことを想定し,振動などの外乱により生じるノイズを低減する手法について検討を行った。ホログラムを一定時間で逐次記録した後,ホログラム上の一点における時系列データをフーリエ変換することで周波数面においてノイズ成分と信号成分を分けるフィルタの作成とGPUを用いて並列計算処理をするプログラムを作成した。実際に,木片上に塗布した木工用接着剤の硬化過程の観測データに対して本手法によるフィルタ処理を施したところ,ノイズ低減効果による接着剤の硬化過程の観測が有効に行えることを示した。この成果は学会発表し,今後,更にフィルタ効果の性能向上を図り,実用化した乾燥・硬化評価装置に実装する計画を検討中である。二波長1ショット計測の実験では,二波長の分離を直線偏光の方位(平行方位と垂直方位)で行っていることにより,複屈折の効果が結果に重畳するため厳密な形状と変形の同時計測が行えないという問題があるため,今後,二波長の分離を偏光方位ではなく光路を追加する方向で検討することになったため計画よりも多少遅れが生じている。しかし,それ以外のディジタルホログラフィ顕微鏡による微小インクドットの乾燥過程解析やFFTフィルタ法によるノイズ処理低減の検討をGPUを用いた並列計算により行う研究では計画を上回る成果が出ているため,総合的に概ね計画通りに進行していると判断した。今後は,二波長1ショット計測における実験光学系の改善を急ピッチで処理し,その成果を学会や学術論文で公表できるよう研究を推進する予定である。二波長法と逐次記録法を同時に実現する1ショット記録型のディジタルホログラフィ法について,基礎実験及び発展型として顕微鏡配置による可能性も含めて研究を行った。特に,塗膜内の応力解析の可能性も検討し,直交直線偏光を持つ2つの参照光を同時に記録する光学系を構築し,初めにDH顕微鏡により実験を行った。DH顕微鏡では,直交偏光の参照

光路が異なることより,外乱の影響を受けやすく,100秒以上の長時間の測定において,記録した物体光の位相差が安定して求められないという問題が生じた。これに対して,様々な信号処理法や補正方法を検討したが,結局,長時間の安定性の確保が難しいという結論を得て,顕微鏡配置を取りやめ,通常のDH光学系において1ショット偏光記録と光源の波長を逐次切り替える形の2波長法実施によるUV硬化型接着剤の形状,変形及び応力解析を試みた。通常の光学系に戻して,更に直交偏光参照光路間の光路調査をなるべく小さくするよう光学系を改良し,DH顕微鏡の際に構築した位相補正方法を導入した所,500秒程度の測定に対して,位相安定性を±5°程度にすることができた。しかし,透明な塗膜を対象とした場合,長時間の測定においては透過型配置では二波長法による形状記録が上手く行かない問題が生じた。これは半導体レーザの注入電流変調時における電流値切り替えのタイミングによって波長が上手く推移しないという問題によることが分かった。これらを経て,長時間,安定した測定のためにはまずは直交偏光を1ショット記録し,これを繰り返すことで逐次記録法を実現することが,1000秒以上の塗膜解析を行うためには必要であることが分かった。塗膜の乾燥や硬化過程の解析を高度化するために,DH顕微鏡や塗膜透過光の偏光状態の解析,更に塗膜の変形や形状計測を行う実験系を構築し,それぞれにおいて研究を進めた.形状計測では,二波長を用いた塗膜の形状計測を行ったが,十分な透過光強度が得られず正確な塗膜形状の検出ができなった.しかし,透過光の偏光状態を記録する方法においては,その偏光状態を記録,解析することができた.また,DH顕微鏡においては,微小インクドットの乾燥過程の解析が実現でき,その変形が5万秒以上継続することが明らかになった.今後は,二波長同時記録の基礎実験系(マイケルソン型光学系)を用いて,塗膜の変位、形状を測定する実験を進める。また,精密はかりを導入し,重量変化との比較から,溶剤揮発推定を検討する。また,信号処理としては,逐次記録ホログラムの位相変化からフーリエ変換面におけるフィルタ処理による外乱の影響除去法の検討,この信号処理をGPUにより行うソフト開発を中心に進める予定である。1二波長1ショット計測では,二波長の分離を直線偏光の方位ではなく,新たに一つ光路を設けること実現する。これにより二波長の偏光方位を直交させる必要がなくなるため,塗料や接着剤のような複屈折材料に対する記録,解析に対して,本来の変位や変形のみによる影響を考えればよくなるので,より厳密な計測が可能になると考えている。2ディジタルホログラフィック顕微鏡による微小インクドットの解析では,新たに偏光を記録する光学系を導入し,乾燥時におけるインク塗膜の応力解析を同時に実現する。これによりコーヒーステイン現象が発生する際の塗膜の流動を塗膜の応力分布の計測により実現できるかを検討する。以上の2点を中心に研究を推進する。光計測,計測工学今年度は予定していた学会発表数に及ばず,主に旅費が余ってしまったため,次年度に繰り越しが生じた。次年度は国際会議発表も含めて予定通り執行する予定である。
大量絶滅後の動物群の起源,適応放散に関する古生物学的研究

宮城県北部に分布する平磯層(三畳系スミシアン階)の古生物調査を行い,海外を含む三畳紀初期の海洋動物群との比較を行った結果,以下のことが明らかになった.1)平磯層の動物群は,二枚貝Eumorphotis, Neoschizodus, Leptochondrla,ウミユリHolocrinusなどを含み,低多様度かつ汎世界的な分布を示す動物群が認識された.またその構成は堆積環境の異なると考えられる,アメリカ西部に分布する下部三畳系の動物群とも極めて類似している.2)しかし,ウミユリHolocrinusのように,世界の他地域ではスパシアン階から回復している動物群が平磯層ではすでにスミシアン階から出現していたり,スピッツベルゲンのように,三畳紀初期からかなり多様度の高い地域も存在することから,この時期の動物群の回復は,グローバルに同時期に起こったのではなく,地域的にその回復が時間的に前後していたことが示唆される.また,アルゼンチン,パタゴニア北部のK-T境界直上の地層から海洋動物化石を採集し,検討した結果,以下のことが明らかになった.1)絶滅直後の暁新統からは,低多様度の動物群が卓越し,莫大な数のGlyphaeinae亜科のカキ類に少数のTurritellidaeが伴われる.しかしこれより約10m上位の地層には,造礁性サンゴ,Venericardiaなどが豊富に産するベッドが含まれている.2)上の結果から,南極半島の暁新世のデータを考慮に入れると,南半球の少なくとも一部ではK-T絶滅後の早い時期に,新第三紀以降に太平洋で広く見られる海洋動物群の先がけといえる動物群がすでに出現していた可能性を示している.地質記録の上でもっとも顕著な2度の大量絶滅、すなわちペルム紀末の大量絶滅と白亜紀末の大量絶滅に着目し、その後の動物群の回復現象がいかに行われたのかを知るため、本年度は南部北上山地の下部トリアス紀の地層の動物群、北海道釧路根室地方の白亜紀第三紀の地質調査と化石動物群の検討をおこなった.1.日本のトリアス紀の地層のうち最も古い地層で浅海動物化石に富む地層は南部北上山地の平磯層である.ここではまず精密な地質調査と柱状図作成を行い、指準化石の発見に努めたところ、本層の不整合の直上からGlyptophicerasと考えられるアンモナイトを発見した.これは従来時代決定が明確になされていなかった平磯層の時代を決定する上で重要であり、おそらくSmithian階を示唆するものと思われる.また、本層の中部から多数のウミユリ化石を採集し、標本を樹脂による型どりをした後、走査型電子顕微鏡で観察したところ、おそらくHolocrinus属に属するものであることが分かった.従来Holocrinusの属する関節亜綱のウミユリ類はSpathian以降からしか知られておらず、平磯層産の標本は今のところ世界最古の有関節亜綱のウミユリ類の記録である.また、走査型電子顕微鏡を用いた形態学的な解析より、このウミユリの茎の関節面の機能分化がすでに始まっており、現在のゴカクウミユリ科と同様な茎の成長、茎の自切と個体の移動を行っていたことが明らかになった.2.白亜紀古第三紀の地層が連続する根室層群では、ポンポロト海岸の白亜系最上部から多数のアンモナイト(Gaudryceras hamanakense)や二枚貝、巻貝類を採集した.また昆布森海岸の暁新世に部分からは従来化石の産出はまれであったが、小型の二枚貝類、ウミユリの茎を採集できた.これらの資料は、今後の追加資料とあわせ、大量絶滅がどのような動物群にどのように起こったのかを知る上で貴重である.今年度は主に古生代末の大量絶滅後である,下部三畳系の海洋動物群の基礎的なデータを得ること,および前年度採集した下部三畳系の化石の処理,観察を進めることを主眼に,以下の作業を行い,結果を得た.1.下部三畳系の海洋動物群のうち,遠洋性の環境に生息するものではどの様なものが占めていたかを知るために,宮崎県高千穂地方に露出する上村(かむら)石灰岩の調査,古生物採集を行った.その結果,この石灰岩に含まれる動物群の多様度は,古生代二畳系の石灰岩のものに比べてはるかに低いこと,アンモナイトや薄殻の二枚貝など,少数の種が大量の個体数を占めていること,が明らかになった.この結果は陸棚相である東北日本の平磯層(下部三畳系)に産する海洋動物群と調和的である.2.宮城県本吉町の海岸部の分布する平磯層から昨年採集した,世界最古の間節亜綱ウミユリ類(Holocrinus sp.)の形態を微細に観察するため,走査型電子顕微鏡を用いてその茎の関節面,巻枝を調べた.その結果,このHolocrinusは,現生まで生息しているゴカクウミユリ類の特徴をすでに備えており,同様の生態,すなわち茎を絶えず作りながら末端を切り離し,移動可能な固着性の生態を持っていたと推測された.二畳系のウミユリには同様の形態を持つものは見いだされないことから,ウミユリ類の進化は二畳紀以降,三畳紀までの極めて短期間に起こったことが推測された.

3.来年度は再び根室層群に見られる新生代最下部の動物群と,平磯層の三畳系最下部の動物群の全体像を把握し,2つの大量絶滅の性格の違いを明らかにすることを目的としたい.宮城県北部に分布する平磯層(三畳系スミシアン階)の古生物調査を行い,海外を含む三畳紀初期の海洋動物群との比較を行った結果,以下のことが明らかになった.1)平磯層の動物群は,二枚貝Eumorphotis, Neoschizodus, Leptochondrla,ウミユリHolocrinusなどを含み,低多様度かつ汎世界的な分布を示す動物群が認識された.またその構成は堆積環境の異なると考えられる,アメリカ西部に分布する下部三畳系の動物群とも極めて類似している.2)しかし,ウミユリHolocrinusのように,世界の他地域ではスパシアン階から回復している動物群が平磯層ではすでにスミシアン階から出現していたり,スピッツベルゲンのように,三畳紀初期からかなり多様度の高い地域も存在することから,この時期の動物群の回復は,グローバルに同時期に起こったのではなく,地域的にその回復が時間的に前後していたことが示唆される.また,アルゼンチン,パタゴニア北部のK-T境界直上の地層から海洋動物化石を採集し,検討した結果,以下のことが明らかになった.1)絶滅直後の暁新統からは,低多様度の動物群が卓越し,莫大な数のGlyphaeinae亜科のカキ類に少数のTurritellidaeが伴われる.しかしこれより約10m上位の地層には,造礁性サンゴ,Venericardiaなどが豊富に産するベッドが含まれている.2)上の結果から,南極半島の暁新世のデータを考慮に入れると,南半球の少なくとも一部ではK-T絶滅後の早い時期に,新第三紀以降に太平洋で広く見られる海洋動物群の先がけといえる動物群がすでに出現していた可能性を示している.
四肢を用いずとも演奏可能な電子楽器の開発

本研究では、四肢、頭部および頚部の運動機能を用いずとも演奏できる電子楽器の開発を目的としている。楽器演奏の際に使用する四肢に代わる部位として、本研究では舌や顎の運動機能を用いることを提案した。これら口腔機能は、発話や嚥下時における巧みな運動制御が可能であり、その繊細な動きを利用したヒューマンインターフェースの実現については従来から多数指摘され、本研究の遂行課程からも相応の成果を挙げてきた。さらに、文字記号の入力のみならず、楽器演奏等の動作についても十分対応できることもあわせて示すことができた。最終年度となる本年度の研究成果を次に示す。1)楽器演奏システムのユニット化本電子楽器は、操作部、音源生成部および音声出力部からなるが、それぞれのインターフェースを統一してユニット化し、各部位の交換を容易にするよう工夫した。本操作部を用いて継続的な演奏試験を行い、上達の経緯を記録した。2)車椅子で演奏するシステムの実現と音楽療法への適用音源生成部の完全MIDI対応化を図り、電動車椅子でも操作可能な楽曲演奏環境を構築した。本装置は、口腔機能で操作する操作部をマトリックス状に配置した押下式マットスイッチに代替し、それを車椅子の車輪で踏むことによってMIDI信号を生成させ、MIDI音源機器から楽音を発生させて楽曲を生成する仕組みを有する。これを用いて、音楽療法プログラムを開発し試行したところ、唾液中アミラーゼ値の減少が見られ、ストレス軽減効果の可能性を見出した。これらは、発話や嚥下時における巧みな運動が可能であり、その繊細な動きを利用したヒューマンインターフェースの可能性も従来から指摘されている。したがって、楽曲演奏のような複雑な動作への対応も例外ではなく、十分期待できると考えられる。本年度で得られた研究成果は次のとおりである。1)口腔の運動機能を用いたヒューマンインターフェースの設計下顎運動と舌運動を併用した独立2系統の入力を有するヒューマンインターフェースを設計し、装着試験を行った。その結果、口腔内にインターフェースの一部が存在した状態でも呼吸、唾液嚥下動作などを妨げないことを確認し、良好な操作性を有することを示した。また、本インターフェースとPCからなる日本語入力装置を開発し、その入力試験を行った。健常者2名で試験を行った結果、日本語ひらがな1文字の入力に要する時間は、一般的な視線入力装置と同等であることを確認し、一定の有用性を示した。2)電子楽器演奏装置の開発1)で開発したヒューマンインターフェースを用いて、PCを用いたMIDI対応の電子楽器演奏装置を開発した。本装置は、下顎運動で音程の制御を行い、舌運動で発音を行う。本装置を用いて被験者に「きらきら星」を演奏させたところ、数回の練習の後、演奏可能であることを確認した。本研究の目的は、四肢麻痺など重度の障害者にも演奏できる電子楽器を開発し、楽器演奏におけるバリアを取り除くことによって、音楽の持つ力を等しく享受できる環境を提供する点にある。本研究では、四肢、頭部および頚部の運動機能を用いずとも演奏できる電子楽器の開発を行う。楽器演奏の際に使用する四肢に代わる部位として、本研究では、特に舌や顎の運動機能を用いることを提案する。本年度における評価は以下の通りである。1)入力手段に関する評価昨年度から着手してきた舌運動、顎の咬合運動を併用した独立2系統の入力手段を有する操作部の高度化をはかり、操作性の充実を達成した。これを用いた日本語入力用ソフトウェアを開発した上で、操作者それぞれの上達度の評価を行い、個人性を評価した。2)本研究において開発した楽音生成部を用いた新しい楽曲演奏装置の試作パーソナルコンピュータ(PC)をベースとしたMIDI対応のソフトウェアを開発し、それを用いて電動車椅子でも操作可能な楽曲演奏環境を構築した。具体的には、押下式マットスイッチをマトリックス状に配置し、それを操作することによってMIDI信号を生成させ、MIDI音源機器から楽音を発生させて楽曲を構築する。本年度では、操作実験を終えて有用性を示した。

本装置は、口腔機能で操作する操作部をマトリックス状に配置した押下式マットスイッチに代替し、それを車椅子の車輪で踏むことによってMIDI信号を生成させ、MIDI音源機器から楽音を発生させて楽曲を生成する仕組みを有する。これを用いて、音楽療法プログラムを開発し試行したところ、唾液中アミラーゼ値の減少が見られ、ストレス軽減効果の可能性を見出した。
礼文島における新しい自然保護の手法の確立をめざして

レブンアツモリソウの生態系については、前年度に引き続き1)細胞培養の基礎実験を行った。2)昭和61年度採種した種子の培養実験(以上庄司)と標識株100株の生育記録と人工受粉を行った。この標識株の受粉率は、60%を示したが、本年度は気象条件が悪く、このデータは興味ある結果を示した。気象データ収集は、自動記録器のトラブルにより一部収集不可能となり、次年へ繰り越すことになった。稀少植物の種子播種は、天候不順のため種子を播種することができなかった。環境教育カリキュラムは、島内の小中学校2校の協力を得て、現在進行中である。6月中旬の人工受粉は2000株を行った。このことは、保護がうまくいき、昭和58年調査時の2倍に株が増えたものと考える。これは、当時の開花株が14ha中2000本であったが、本年度人工受紛を行った所は5ha前後であり、約4000本の開花株が生育するものと推定される。昭和61年度播種したレブンアツモリソウの種子は、全く発芽のきざしはみられない。以上のように、レブンアツモリソウの生態把握、稀少植物の保護については、まだ数年の調査研究が必要である。
東南アラスカ原住民の人類学的研究

本研究は、1987年度のヘケタ島および周辺地区の調査による考古学資料と民族史資料の整理・分析を目的として行われた。まず、東南アラスカの早期海洋適応の遺跡として注目されるチャック・クリーク貝塚の収集品については、石器・骨器・貝器等の実測図の作成、動物・鳥・魚・貝等の自然遺物の同定、分析の作業が進められた。第1地点の遺物は、細石刃(506点)、細石刃核(16点)が主体を占め、その他少数の彫器・削器に加えて、骨器(6点)、貝刃(1点)などが出土した。大量に出土した細石刃の分析から、細石刃核の製作過程が2タイプに分類できることが判明した。動物遺残の中に、マダラ・カサゴ・カレイ等が相当量存在したことは、この遺跡の海洋適応をより明確に証明したといえる。第1地点出土の炭が、東京大学タンデム測定室により、7150,7770B.P.と測定され、1985年のワシントン州立大学の測定値とほぼ一致したことも注目される。第1地点以外に、13ケ所の試掘を行った結果、2ケ所で細石刄が発見され、今後の調査に期待がかけられたこと。また、第2地点の^<14>C年代が5130B.P.と測定されたことも特筆に値する。さらに、第1地点で採取された花粉の分析により、ヘケタ島では、トウヒ・ツガ混合林からツガ林への変化が他地域よりも早く、おそらく7150B.P.をすぎて間もないころに起こったという興味ある考察がうまれた。チャック・レーク遺跡の発掘の経過は、現地で作成した地形図や地層断面図、航空写真から起こした等高線地図等を添えて、現在印刷中の報告書"Heceta Island:Anthropological Survey in 1987"(一部日本文)に、出土遺物の詳細な表とともに掲載されているチャック川の川口に近いウォーム・チャック遺跡については、現地のシーアラスカ会社との約束に従って発掘調査は一切行わず、現地の観察と測量調査だけにとどめた。したがって、この遺跡の全貌を知ることは今の時点では困難だが、菜園の痕跡が明確にされただけで、集落址と断定するだけの証拠に乏しい。我々が作成した測量図にみられるように、ベニサケ等を捕獲する石積み遺構がよく保存されており、同じく川口の岩に残された線画とともに、この地域の同種の遺構と比べても、高い資料的価値をもつといえる。1987年度の調査は、第一次調査でもあり、ヘケタ島の考古学的調査に多くの時間をさいたために、民族誌資料の収集を十分に行うことはできなかった。プリンス・オブ・ウェールズ島のクレイグ、クラワーク地区で、今後のための予備調査を実施しえたにとどまる。しかし、トリンギット族居住地の南端にあたるこの地域で、各集団の接触・移住の歴史を採ることは、今後に残された重要な課題であり、第二次、第三次調査ではこの分野に主力を注ぐ予定である。その意味で、アラスカ大学ジュノー校のオルソン教授が、初期のスペイン探検隊の記録をたどり、交易品の内容等を分析した論考を上記報告書に寄稿してくださったことは、今後の調査のためにきわめて貴重である。オルソン教授の論考を出発点として、我々は、現地の古老からの聞きとり調査や、今後さらに文献調査を深める計画である。