hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Ｋ中間子凝縮ーハイペロン共存に基づく新しい高密度核物質相の探究

予備的な結果として,原子核の有限性のために媒質効果の効き方が小さく,K-中間子の基底状態エネルギーが充分に下がらないため, K-中間子が担っていたストレンジネスがすべて核子に吸収され,ハイペロンに遷移することを示した。その結果,原子核の基底状態は多重ハイパー核となり,核子及びハイペロンの分布はパウリ原理のために核内でほぼ一様になり,バリオン数密度も通常の核密度と同じ程度に留まることを示した。この結果は,中性子星内部の無限系では,K凝縮とハイペロン物質との共存により,高密度でエネルギーの低い安定な状態ができる可能性がある事と対照的である。有限系でのマルチストレンジネスをもつハドロン多体系に関して,その存在形態の多様性を示唆している点は, J-PARC等で計画されているストレンジネス核物理で目指している, K中間子原子核,ハイパー核の探索実験とも関連して重要である。今後の課題は,異なる非弾性過程間の結合効果を取り入れ, MKNの崩壊,安定性に及ぼす効果をより現実的に検討することである。現時点での研究成果は,物理学会,国際ワークショップ等で発表した。最終的な結果を論文にまとめるために,理論模型に含まれるパラメータの不定性を考慮し,様々な原子核を対象に系統的に計算を進める予定である。当初H24年度に実施予定だった有限核でのK中間子とハイペロンの共存の可能性については主要な結果がまとまり,論文の形にするために検討すべき点を精緻化する段階である。この課題についてはほぼ計画に沿って達成出来ている。一方,中性子星内部の高密度ハドロン物質中でのK中間子凝縮とハイペロン物質との共存に基づく状態方程式(EOS)に基づく高密度星の構造,天体現象との関連については,当初の計画以来,重い中性子星の観測が報告され,その結果と矛盾しないように非常に高い密度領域でEOSを堅くする効果を検討する必要性が出てきたことがあり,この問題はこれから新たに取り組むべき研究課題として位置づけられる。現在予備的研究が進展しつつある段階であるが,まとまった結論を得るためには今年度の主要な計画として継続的に位置づける必要がある。これに呼応して,当初H25年度の研究計画であった,ハドロン物質中及びクォーク物質中でのK凝縮の微視的機構の違い,相図上の相互関係についての検討を開始する時期がやや遅れることになった。H23年度の実施計画は,当初中性子星内部の高密度核物質中でのK中間子凝縮とハイペロン物質との共存に基づく状態方程式(Equation of State, EOS)の軟化に関係するものだった。しかし,最近大きな質量をもつ中性子星の存在が観測により示唆され,高密度領域での核物質のEOSに関する再検討の必要性が求められている。特に, K中間子凝縮とハイペロン物質の共存状態によるEOSの著しい軟化が中性子星の最大質量の観測と矛盾しないように,非常に高い密度領域でEOSを堅くする効果を検討する必要がある。この問題はこれから新たに取り組むべき研究課題として位置づけられるが,それを遂行するための予備的研究の準備が必要である。一方,当初H24年度に実施予定だった有限核でのK中間子とハイペロンの共存の可能性については,元々共同研究の一環としてすぐに実施できる状況であった。そのため,研究計画の順序をはじめの計画から多少入れ替え, H23年度は先にこの課題から研究を開始した。とはいえ,計算プログラムの修正等,計画実施に必要な予備的準備期間を要したために,結果的に所期の研究計画よりも遅れることになった。中性子星内部の高密度核物質中でのK中間子凝縮とハイペロン物質との共存に基づくEOSと自己束縛状態の可能性,及びその安定性に関する研究課題を遂行する。
β２－アミノ酸の触媒的不斉合成

本研究課題では,ペプチドミメティクスの合成素子として近年需要が高まっているbeta2-及びbeta2,2-アミノ酸をターゲットとした.現状において合成化学・生物学的な供給手法が極めて乏しいという実情から,触媒的不斉合成による新たな合成手法の確立を目指した.特にペプチド化学への展開を念頭に,Fmoc固相合成法に即座に適用可能な形での供給を狙う点が他の先行研究と異にする部分であった.最終年度は前年度後半に見出したケチミンに対するマンニッヒ反応の条件最適化を行い,これまで合成困難であった種々のbeta2,2-アミノ酸類の合成法へと昇華させた.特筆すべきは得られたアミノ酸をalpha/beta-ハイブリッド型ペプチドへと組み込むことで,beta-ターン構造を誘起する,スピロbeta-ラクタム構造を中心とする新しい部分構造を取得した.さらにこれまで取得した反応成績体は,化学量論量の還元剤を用いて対応するアミノ酸へと誘導していたが,この還元プロセスを分子内CH酸化反応と組み合わせることでレドックスニュートラルな分子変換が可能であることを見出した.特に分子内芳香族部位からの求電子的アミノ化反応を基盤とすることで,これまで合成例の存在しなかった様々な環状beta-アミノ酸類の効率的な合成法の開発へと繋げた.本研究課題で得られたペプチド構造における知見は今後の分子設計の礎となるばかりでなく,合成した新規アミノ酸類は医薬・農薬における合成素子とても有用である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題では,ペプチドミメティクスの合成素子として近年需要が高まっているbeta2-及びbeta2,2-アミノ酸をターゲットとしている.現状において合成化学・生物学的な供給手法が極めて乏しいという実情から,触媒的不斉合成による新たな合成手法の確立を目指している.特にペプチド化学への展開を念頭に,Fmoc固相合成法に即座に適用可能な形での供給を狙う点が他の先行研究と異にする点である.平成29年度はまずbeta2-アミノ酸等価体として設定した環状ヒドロキシルアミンを用いた触媒的不斉反応の開発に注力し,特にパラジウム触媒を用いた脱炭酸駆動型不斉アリル化反応が高立体選択的に進行することを見出した.得られた成績体はアリル基特有の反応性を活かすことで,さまざまな官能基を側鎖に有する新規beta2,2-アミノ酸へと誘導可能であった.また取得した化合物を,alpha-ケト酸とのアミド結合形成反応を経た後にFmoc固相合成法へと展開することでalpha/beta-ハイブリッド型のペプチドを取得し,ペプチド鎖上でのアリル位選択的変換反応も可能であることを示した.さらに触媒的不斉アリル化反応に加えて,環状ヒドロキシルアミンをエノラート前駆体としたケチミンへのダイレクト型触媒的不斉マンニッヒ型反応が高効率・高立体選択的に進行することも見出している.本反応によって得られるbeta2,2-アミノ酸は2つの連続不斉炭素を有する独自性の高い骨格であり,上記方法に倣ってペプチド鎖へと導入することで新たな機能発現が期待される.当初計画では平成29年度中にアリル化反応を立体選択的に促進する触媒系を確立し,その成績体を用いて様々なbeta-アミノ酸類の合成を計画していた.上述のように既にパラジウム触媒による不斉アリル化反応は最適化済みであり,得られたアミノ酸類がFmoc固相合成法を用いることでalpha/beta-ハイブリッド型ペプチドへと容易に導入可能であることまで示すことができた.本年度はさらに,ダイレクト型マンニッヒ反応を効率的に促進する触媒系の開発もほぼ達成することができており,得られた成績体がやはりペプチド鎖へと容易に導入可能であることも確認している.以上の結果より,当初研究計画以上の進捗を以て研究を推進できていると考えている.本研究課題では,ペプチドミメティクスの合成素子として近年需要が高まっているbeta2-及びbeta2,2-アミノ酸をターゲットとした.現状において合成化学・生物学的な供給手法が極めて乏しいという実情から,触媒的不斉合成による新たな合成手法の確立を目指した.特にペプチド化学への展開を念頭に,Fmoc固相合成法に即座に適用可能な形での供給を狙う点が他の先行研究と異にする部分であった.最終年度は前年度後半に見出したケチミンに対するマンニッヒ反応の条件最適化を行い,これまで合成困難であった種々のbeta2,2-アミノ酸類の合成法へと昇華させた.特筆すべきは得られたアミノ酸をalpha/beta-ハイブリッド型ペプチドへと組み込むことで,beta-ターン構造を誘起する,スピロbeta-ラクタム構造を中心とする新しい部分構造を取得した.さらにこれまで取得した反応成績体は,化学量論量の還元剤を用いて対応するアミノ酸へと誘導していたが,この還元プロセスを分子内CH酸化反応と組み合わせることでレドックスニュートラルな分子変換が可能であることを見出した.特に分子内芳香族部位からの求電子的アミノ化反応を基盤とすることで,これまで合成例の存在しなかった様々な環状beta-アミノ酸類の効率的な合成法の開発へと繋げた.本研究課題で得られたペプチド構造における知見は今後の分子設計の礎となるばかりでなく,合成した新規アミノ酸類は医薬・農薬における合成素子とても有用である.平成30年度はまず上述のマンニッヒ反応を仕上げた後に,得られた最適化触媒を用いて他の求電子剤との触媒的不斉反応を探索していく.これによって本研究成果によって取得可能なbeta-アミノ酸ライブラリーの構造多様性の一層の拡充を狙っていく.さらに取得したalpha/beta-ハイブリッド型ペプチドを用いて本研究で得られるアミノ酸類の構造的

特徴を精査していく.具体的にはヘリックス及びターン構造を形成することが報告されている既知ペプチド鎖の類縁体を合成し,NMR及びCDを用いた分光学的手法に加えて,分子動力学法を用いた計算化学的手法も併せて構造解析を進めていく.特に既存のalpha-アミノ酸やbeta3-アミノ酸との差異を明らかとしていくことで,本研究で得られたbeta2,2-アミノ酸の特長を把握し,今後の研究における分子設計の礎としていく予定である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
単一成分系有機合成金属の分子設計と構築

電気的に中性な有機分子に伝導性を持たせるうえで、(i)なるべく最高被占軌道と最低空軌道のエネルギー差の小さな分子を用いる。(ii)分子間の重なりを大きくし、最高被占バンドと最低空バンドのバンド幅を大きくする、といった設計指針を基に、強いドナーとして知られるテトラチアフルバレン(TTF)とアクセプターの両方を分子内に有する新規両性酸化還元系の設計と合成について研究を進めた。得られた成果は以下のとおりである。(1)2分子のテトラチアフルバレンが融合したBDT-TTPが、対アニオンの形状に関係なく1.4-4.2Kという極低温まで金属的なカチオンラジカル塩を与えることを見いだした。それらのうち、SbF_6塩のX線構造解析を行ったところ、二次元的なドナー分子配列をとることが明かとなった。バンド計算によると二次元金属に特有な閉じたフェルミ面をもつことが示唆される。以上の結果から、BDT-TTPの間に一分子のアクセプター(A)を挿入したTTF-A-TTF三重融合型分子が、本研究の標的分子として適当と結論した。アクセプターとしては、アクセプター性の強さ、および合成の容易さからテトラシアノ-p-キノジメタン(TCNQ)、p-ベンゾキノンをもつ分子(1,2)が望ましいと考えられる。(2)まず、1および2のテトラキス(メチルチオ)誘導体(1a,2a)の合成について検討し、重要な前駆体である4-(メトキシカルボニル)-4',5'-ビス(メチルチオ)-TTF(3)の合成に成功した。LDAを用いた3の環化により2aの合成を試みたが、生成したカルボアニオンが安定すぎたため、2aを得るには至らなかった。今後、3の代わりにより反応性の高い酸塩化物を用いる予定である。2aが得られればマロンニトリルをTiCl_4下で反応させて1aを得ることが期待される。
自然習得による日本語学習者の習得過程に関するエスノグラフィ的調査

今回の3年間の研究の結果として概略つぎのようなことが判明した.1.アジアからの外国人女性たちに対する日本語教育は,多くの場合,抑圧的な構造をもち,彼女たちを日本人につごうのよい「疑似日本人」にしたてるために機能する,同化的なものであること.2.それに対して,日本人による支援活動のなかに,アジアからの外国人女性たちにコミュニティでの声をもたせることに成功している少数の例があること.3.地域社会では,抑圧的な日本語教育と声をもたせるための支援活動のあいだで,どちらをとるかの議論がおこっており,外国人に日本語を教えるというパラダイムに変更を迫る動きがあること.なお,3年間の調査を通じて,もつとも重要な成果といえるのは,調査研究そのものに対する見直しを被調査者から突きつけられたことである.このことは,エスノグラフィ的調査といえども,調査のもつ搾取的構造から逃れられないことを意味しており,調査のあり方に根本的な反省を加えなければならないことになった.今後は,調査研究という枠組みをはなれて,研究者といえどもたんなる「異者のかかわり」として地域社会と関係をもつというあり方を追求する必要があると思われる.今回の3年間の研究の結果として概略つぎのようなことが判明した.1.アジアからの外国人女性たちに対する日本語教育は,多くの場合,抑圧的な構造をもち,彼女たちを日本人につごうのよい「疑似日本人」にしたてるために機能する,同化的なものであること.2.それに対して,日本人による支援活動のなかに,アジアからの外国人女性たちにコミュニティでの声をもたせることに成功している少数の例があること.3.地域社会では,抑圧的な日本語教育と声をもたせるための支援活動のあいだで,どちらをとるかの議論がおこっており,外国人に日本語を教えるというパラダイムに変更を迫る動きがあること.なお,3年間の調査を通じて,もつとも重要な成果といえるのは,調査研究そのものに対する見直しを被調査者から突きつけられたことである.このことは,エスノグラフィ的調査といえども,調査のもつ搾取的構造から逃れられないことを意味しており,調査のあり方に根本的な反省を加えなければならないことになった.今後は,調査研究という枠組みをはなれて,研究者といえどもたんなる「異者のかかわり」として地域社会と関係をもつというあり方を追求する必要があると思われる.本年度の調査は、研究代表者田中が大阪大学から立教大学に移籍したために,調査者として上田女子短期大学生をトレーニングすることが予定通り運ばず,従来から同種の調査でトレーニングが済んでいた大阪大学の大学院生と,小諸市在住の支援者による調査が主体となった.インフォーマントについても当初の予定から,スリランカ人が1名増え,タイ人が1名減る結果となった.主たるデータ収集は結果的に5名について行ったが,調査の過程でインフォーマントの友人などが雪だるま式に増え,最終的にはスリランカ人8名,タイ人6名,フィリピン人4名にインタビューを行った.参加型活動調査participatory action researchの活動としては,リンゴ狩パーティー(11月3日)などの外国人女性と支援者の企画によるパーティの他に,小諸市主催の町おこしフードまつり(11月17日)へエスニック料理を持って参加するなどが行われた.このような調査の結果,日本語習得に関しては日本人の親(舅,姑)と同居しているか否か,パートなどの形態であっても家以外の場所での職をもっているか否かが大きく影響することがわかってきたが,とくに興味深いのは,前者の場合姑と良い関係にあるほど日本語の習得は進まず,かえって対立的であるほど日本語の習得が進む傾向が見られることである。このことは次年度以降の調査によって検証する必要があるが,言語習得と動機形成の関係(対抗的動機)の面で重要なデータである.来年度以降は,スリランカ人女性がインフォーマントとして増えたこともあり,「農村花嫁」型の女性の調査を中心にする予定である.また,参加型活動調査の活動として,小諸市内で作業所を借りて外国人女性と日本人支援者との共同作業による家庭雑貨作りの計画が進んでいる.これはパーティー等の単発的な活動ではなく,継続的な活動となるものであり,データ収集にも有効であると期待している.本年度は昨年度に引き続き定住するスリランカ人女性を中心に調査を進めた.なかでも,佐久町と東部町に在住する2名について,継続的に月2回程度のインタビュー・セッションをもった.また,小諸市内に住むタイ人女性についても明瞭な日本語の習得遅滞がみられ,継続的な調査をおこなった.調査は本人に対するインタビューのほかに,家族,コミュニティの住民,子どもたちの学校の教師についてもおこなわれ,そこでは主に,日本語学習のニーズがいかにしてコミュニティのなかで構成されるかが焦点となった.コミュニティで構成されるニーズは,さまざまなチャンネルをとおして学習者本人に内在化されるが,本人自身のもつ習得ニーズと社会的に構成されるニーズとのかかわり,その内在化の過程が自然習得の進度と大きな関係があることが予想された.これが今後の解明の目標となる.本年度は最終年度にあたるため,最終報告書の作成を考慮して,アジアからの外国人女性への調査は一家族に限定し,むしろその家族に対して支援を行っている日本人グループへの聞き取りを中心に調査を行った.その結果,概略つぎのようなことが判明した.l.アジアからの外国人女性たちに対する日本語教育は,多くの場合,抑圧的な構造をもち,彼女たちを日本人につごうのよい「疑似日本人」にしたてるために機能する,同化的なものであること.2.それに対して,日本人による支援活動のなかに,アジアからの外国人女性たちにコミュニティでの声をもたせることに成功している少数の例があること.

3.地域社会では,抑圧的な日本語教育と声をもたせるための支援活動のあいだで,どちらをとるかの議論がおこっており,外国人に日本語を教えるというパラダイムに変更を迫る動きがあること.なお,3年間の調査を通じて.もっとも重要な成果といえるのは,調査研究そのものに対する見直しを被調査者から突きつけられたことである.このことは,エスノグラフィ的調査といえども,調査のもつ搾取的構造から逃れられないことを意味しており,調査のあり方に根本的な反省を加えなければならないことになった.今後は,調査研究という枠組みをはなれて,研究者といえどもたんなる「異者のかかわり」として地域社会と関係をもつというあり方を追求する必要があると思われる.
筋萎縮性側索硬化症におけるCCR2陽性単球による神経保護機構解明と移植療法の開発

私達は筋萎縮性側索硬化症(ALS)モデルマウス(mSOD1マウス)とMCP-1受容体欠損マウス(CCR2-/-マウス)を交配することで、単球遊走阻害がALSモデルマウスの病態に及ぼす影響を解析した。その結果、CCR2-/-mSOD1マウスでは早期発症し、疾患進行も促進された。通常のmSOD1マウス末梢神経には発症のかなり前から末梢神経への炎症細胞浸潤を認め、変異SOD1蛋白を貪食していた。CCR2-/-mSOD1マウスではこの細胞浸潤が抑制されていた。末梢神経への炎症細胞浸潤が弱いにもかかわらず疾患進行促進が見られたことから、これらの細胞は神経保護的に作用している可能性が強く示唆された。変異SOD1トランスジェニックマウスは筋萎縮性側索硬化症のモデルマウスで、新規治療法を開発するにあたって非常に有用である。我々は、同マウス脊髄や坐骨神経に末梢血由来の単球系細胞が浸潤していることを見出し、これらの細胞浸潤を抑制できれば症状の軽減に寄与すると考え、研究を行ってきた。末梢血単球の浸潤にはCCL2という物質(血管内皮細胞や脊髄グリア細胞が産生)を末梢血単球のCCR2という受容体が認識することが必須である。我々は、CCR2ノックアウトマウスを変異SOD1トランスジェニックマウスを交配することで、同マウスの発症遅延や平均寿命の延長がみられるか検討した。その結果、CCR2欠損マウスでは、発症遅延や疾患信仰の抑制などは得られなかった。交配の困難さもあり、研究に使用できたマウスは数匹で、これらから結論を導くことはできないが、疾患の発症や進行を抑制できなかった原因として、CCR2陽性の他の細胞(T細胞やNK細胞)が結果的に神経保護的に働いており、CCR2ノックアウトマウスではその作用が発揮できなかった可能性を考えている。現在、より詳細は細胞免疫学的解析を行いつつ、変異SOD1蛋白の蓄積機序、部位選択性の原因精査などを通して、さらなる解析を継続中。遺伝子改変マウスを3種類使用し、これらを交配していることから、実際に実験に使用できるマウスは非常に少ない。スクリーニングも3遺伝子全て行う必要があることから時間がかかり、発症前の研究計画立案や開始が遅れてしますことがある。私たちは、神経難病である筋萎縮性側索硬化症(ALS)の病態機序解明と新たな治療標的探索を目的とし、家族性ALSの疾患モデルマウスの変異SOD1トランスジェニックマウス(mSOD1-Tg)について組織学的解析を行なってきた。H28年度は同マウスと中枢マクロファージ(=ミクログリア)と末梢血由来マクロファージを区別できる通称red-greenマウスとを交配し、mSOD1-Tgマウスにおける中枢・末梢マクロファージの動態を観察した。その結果、mSOD1-Tgマウスでは疾患末期まで脊髄における末梢血マクロファージの浸潤は少数にとどまり、主に中枢ミクログリアの著明な活性化を認めた。一方末梢神経においては、発症前から末梢マクロファージの浸潤を認め、何らかの機序を介した病態への関与が示唆された。次に我々は、末梢マクロファージの末梢神経への浸潤を阻止すべく、マクロファージの遊走因子(ケモカイン)受容体の一つ、CCR2欠損マウスとmSOD1-Tgマウスとを交配し、臨床経過を観察した。その結果、驚くべきことに、末梢神経への末梢マクロファージの浸潤は著明に抑制したのに、疾患進行は早まってしまうという予想とは逆の結果を得た。また、通常mSOD1-Tgマウス末梢神経でも変異SOD1蛋白の蓄積は見られるが、CCR2欠損マウスではその蓄積が多く認められた。この結果は、末梢血マクロファージが異常蛋白を貪食することで神経保護的に関与している可能性を強く示唆するものであった。これまで知られていない知見を、世界で初めて開発した我われ独自の解析方法で発見した。今後は同マウスの解析と、ALSの治療法開発につながるような研究を継続したい。神経難病である筋萎縮性側索硬化症(ALS)の動物モデルである変異SOD1トランスジェニックマウス(mSOD1-Tg)では、生後12週ごろから両下肢の筋力低下が発症し、生後20週頃に呼吸筋麻痺で死亡する。当初私たちは、これらの筋力低下の原因である神経細胞の減少の重要な要因として脊髄におけるグリア細胞の異常な活性化を考えていたが、予想と反し、中枢のグリア炎症は発症前はあまり活性化しておらず、末期になっても末梢血の浸潤などはあまり認められないことが明らかとなった。しかしその一方で、生後8週という発症よりずっと以前から末梢神経への変異SOD1蛋白蓄積がおこり、同時期に末梢血マクロファージの浸潤が顕著に見られることが明らかとなった。これらのマクロファージは変異SOD1蛋白を内包しており、貪食していると考えられた。また、髄鞘や軸索も貪食している様子も観察されたことから、神経障害性に働いているのか、神経保護的に作用しているのか明らかでなかった。これらのマクロファージ機能解析のため、マクロファージの遊走因子MCP-1の受容体CCR2欠損マウスをmSOD1-Tgと交配し、マクロファージの細胞表面にCCR2を発現していないmSOD1マウスを独自に開発し疾患の経過観察を行ったところ、CCR2欠損マウスで疾患進行の促進を認めた。

同マウスの末梢神経では確かにマクロファージの浸潤が抑制されていた一方、変異SOD1蛋白の蓄積は増加していた。また、末梢神経に浸潤するマクロファージはアルギナーゼ1という保護的活性化のマーカーを発現していた。このことから、少なくとも末梢神経に浸潤するマクロファージはmSOD1-Tgの病態においては神経保護的に働くことが初めて明らかとなった。私達は筋萎縮性側索硬化症(ALS)モデルマウス(mSOD1マウス)とMCP-1受容体欠損マウス(CCR2-/-マウス)を交配することで、単球遊走阻害がALSモデルマウスの病態に及ぼす影響を解析した。その結果、CCR2-/-mSOD1マウスでは早期発症し、疾患進行も促進された。通常のmSOD1マウス末梢神経には発症のかなり前から末梢神経への炎症細胞浸潤を認め、変異SOD1蛋白を貪食していた。CCR2-/-mSOD1マウスではこの細胞浸潤が抑制されていた。末梢神経への炎症細胞浸潤が弱いにもかかわらず疾患進行促進が見られたことから、これらの細胞は神経保護的に作用している可能性が強く示唆された。今後もCCR2欠損変異SOD1トランスジェニックマウスの交配を継続して行う。また、同マウスにおける単球をM1,M2に分類し、これらの機能が野生型マウスにおけるM1,M2と異なるのか、そうであればこれらの細胞を標的とした治療開発を目指す。今回得られた結果では、末梢血マクロファージは疾患保護的に働いていることが示唆されたので、末梢血マクロファージの機能修飾による疾患進行抑制薬の開発につながる研究を継続する。具体的には、例えば同マウスの末梢血マクロファージを増やす治療を行ったり、それらのマクロファージが末梢神経浸潤後にどのように病態に関与しているか解析する。神経変性疾患の基礎・臨床的解析(臨床神経学)使用予定であった抗体が残っており購入の必要がなかった消耗品に充当する
生体分子のパスウェイ・ネットワークの光制御法の確立

細胞現象を担う個々の分子の機能は明らかになりつつあるが,既存の研究手法の組み合わせだけでは,生命の全体像を捉えることは難しい。生命をシステムとして理解することを可能にする新しい方法論の開発が急務である。例えば,複数の分子が協同してはたらくネットワークを分解して,再構成して理解する学際的な研究手法が必要である。これを可能にする要素技術を確立するため,ケージド化合物の化学を活用して,時期および細胞(組織)特異的に細胞現象を制御する技術の開発を目指して研究を行った。ペプチド核酸(PNA)は,DNAの糖-リン酸骨格を(2-アミノエチル)グリシンに置換した核酸類似体である。PNAは,DNAやRNAとの相補鎖形成において高い親和性と特異性を持ち,アンチセンス試薬として適している。また,細胞核内に侵入してターゲットのdsDNAと結合し,転写を抑制することも報告されている。そこで,生きた細胞内で遺伝子発現を光制御することを目指し,PNAの核酸塩基部分に光分解性保護基を導入したcaged PNAを合成し,そのアンチセンス効果を光制御する可能性を検討した。まず,光分解性保護基であるBmcmoc基をシトシンに導入してケージドPNAモノマー(C^<Bmcmoc>)とし,16-merのcaged PNA(H_2N-TTCTCTTC^<Bmcmoc>CTTCTCT-Gly-COOH)を合成した。合成したcaged PNAとDNAとの親和性を,3本鎖形成に伴うゲルシフトとTm値の測定で評価した。その結果,1個のBmcmoc基の導入でTm値は10°C低下し,3本鎖形成も阻害されることがわかった。また,PNAによるPCR clampingもBmcmoc基の導入によって阻害され,caged PNAが存在してもテンプレートDNAの増幅はほとんど影響されなかった。
触知覚原理に基づいた術者との高い調和を生む腹腔鏡下触診システムの開発

腹腔鏡下手術では,術者の触覚が大きく制限される.したがって,術者自身による触診が行えず,視覚で検出できない病変部の位置同定が困難である.本研究では,術者の経験や知識を活かした触診の実現に向けて,直接操作型センサプローブからの情報提示手法を開発・評価した.本年度は,実施内容を研究課題に含む"調和"に立脚した視点で内容をまとめ,幅広い視点から総括を行った.まず第1年度前半に実施した心理物理実験では,センサ出力の視覚および触覚提示が,被験者の腫瘍検出能力およびなぞり操作に与える影響を調査したが,これによりそれぞれの提示手法の課題が明らかになった.そこで第1年度後半および第2年度では,課題解決のための技術開発・評価を行った.視覚提示は,術者の感覚過負荷を引き起こす可能性があり,そこで,深層学習を活用した,術者の視覚代替となる検出支援アルゴリズムを構築した.本アルゴリズムは,視覚提示の課題解決を示すだけでなく,術者による適切なセンサ操作があってはじめて検出支援が行えることから,人とコンピュータそれぞれの特長を活かした協調的判断を提案するものである.触覚提示については,検出に対する有効性が示されなかったため,新たな提示装置を開発した.センサを操作する手と提示部位との空間的一致性に着目し,これまで滅菌の問題から足背部としていた部位を指腹とするため,リング型触覚提示装置を開発した.心理物理実験を通して,触覚提示が腫瘍の位置同定精度および確信度を有意に向上させることが示され,課題解決に至った.検出支援アルゴリズムおよびリング型触覚提示装置のそれぞれについては,さらなる考察を加え,国際雑誌論文として発表した.また実施内容は学位論文でも発表したが,単なる性能向上のみならず,術者自身の確信度およびやりがいの向上も指向するといった,従来の手術支援機器と一線を画する目標を据え,まとめた.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。術者の触覚が制限される腹腔鏡下手術においては,従来の開腹手術で行えていた,触診による早期胃癌の位置同定が困難である.本研究では,機械だけでなくヒトならではの特長も有する協調的触診システムを構築することを目的としている.システムは,触覚センサと触覚ディスプレイで構成することで,術者の知覚に基づいたセンサ出力の解釈,およびセンサ操作の最適化が期待できる.システムと術者の高い調和に向けて,本年度は主に,心理物理実験を行い,センサ出力のフィードバックが胃癌検出に与える効果を調査するとともに,空気圧を用いたリング型触覚ディスプレイの開発を行った.これまでに開発した,高い生体安全性・臨床適応性を有する反射音を用いた触覚センサの出力をフィードバックする手法として,モニタを用いた視覚フィードバック,足背部に押し込み力を呈示する触覚ディスプレイ,および両者の統合を用意した.胃癌ファントムに対して検出実験を行い,当該3条件をフィードバックがない条件と比較したところ,フィードバックによって検出感度が向上するだけでなく,センサ操作(押し付け力やなぞり速度)に対しても良好な影響を与えることが示された.さらに上述の実験から,触覚ディスプレイの改良が必要であることが示唆されたたため,フィードバックのより直感的な理解の誘発を目的とし,呈示部位を指としたリング型触覚ディスプレイを開発した.本ディスプレイは駆動に空気圧を用いており,臨床適応性も十分考慮されている.小型の空気圧制御部も並行して開発し,基礎実験により,触診システムでの利用に必要な性能を有していることを確認した.本年度は,心理物理実験を行い,センサ出力のフィードバックが検出感度だけでなく探索動作へも影響を与えることを示し,その結果を基に,呈示部位を指とした触覚ディスプレイの開発も行った.よって,システムと術者のより高い調和の実現に不可欠な,ヒトの触知覚を考慮した研究への取り組みが行えたと考えており,おおむね順調に進展していると評価する.腹腔鏡下手術では,術者の触覚が大きく制限される.特に触覚は,早期胃がん等の視覚で検出できない組織の術中検出に大きく貢献する.そこで,術者の触覚を補うことで早期がんの術中検出が可能になれば,過不足のない胃切除範囲の決定が行える.本年度は,前年度に開発した,指腹部に圧力を提示するリング型空気圧触覚ディスプレイの評価を行った.腹腔鏡下手術における早期胃がんの位置同定を模擬した心理物理実験を行い,被験者に触覚センサでがんを有する模擬胃壁をなぞらせ,触覚ディスプレイから提示されるセンサ出力のフィードバックに基づき,胃がんの位置を答えさせた.触覚ディスプレイによるフィードバックの有無について,胃がんの位置同定精度,回答の確信度,および検出時間を比較した.その結果,リング型触覚ディスプレイによるセンサ出力の提示によって,位置同定精度および確信度が有意に向上することが示された.検出時間については,触覚フィードバックの影響は見られなかった.加えて,前年度に実施した心理物理実験の結果からセンサ出力の時系列情報の重要性に着目し,術者のセンサ操作とフィードバック情報に基づく判断と同時に,センサ出力を解析し術者と独立した検出を行うアルゴリズムを提案した.本手法は,センサ操作の安全性は術者によって担保され,かつ,アルゴリズムによる独立した検出結果の提示により,術者の腫瘍検出を支援することができる.深層学習を用い,センサ出力を入力,腫瘍の有無を示すラベルを出力としたモデルを構築し,前年度に取得したデータを用い学習を行った.検出におけるモデルの正解率を被験者と比較したところ,有意差が無く,アルゴリズムによる検出支援の実現可能性が示唆された.

さらに本年度は,連携している臨床医の協力のもと,実際の胃がん患者に対する検出実験も開始し,実用に向けたシステムの評価と改良にも取り組んだ.本年度は,前年度に引き続き心理物理実験を行い,開発したリング型触覚ディスプレイを通じたセンサ出力の提示によって,腫瘍の位置同定における精度と回答の確信度が有意に向上することが示された.また,提示圧力に対する弁別閾も調査したことで,触覚ディスプレイが提示する圧力の脈動が知覚感度低下をもたらしている可能性にも気づき,次年度での課題も得られた.さらに,術者が操作するセンサからの出力を解析し,独立した検出結果を提示することによって,判断の支援を行うアルゴリズムも開発した.これにより,術者とコンピュータの協調における新たな視点の提案も行えたと考えている.また,本年度から臨床試験も開始しており,要素技術の開発にとどまらず,実用を見据えた評価および改良も行っている.したがって,本年度もおおむね順調に進展していると評価する.腹腔鏡下手術では,術者の触覚が大きく制限される.したがって,術者自身による触診が行えず,視覚で検出できない病変部の位置同定が困難である.本研究では,術者の経験や知識を活かした触診の実現に向けて,直接操作型センサプローブからの情報提示手法を開発・評価した.本年度は,実施内容を研究課題に含む"調和"に立脚した視点で内容をまとめ,幅広い視点から総括を行った.まず第1年度前半に実施した心理物理実験では,センサ出力の視覚および触覚提示が,被験者の腫瘍検出能力およびなぞり操作に与える影響を調査したが,これによりそれぞれの提示手法の課題が明らかになった.そこで第1年度後半および第2年度では,課題解決のための技術開発・評価を行った.視覚提示は,術者の感覚過負荷を引き起こす可能性があり,そこで,深層学習を活用した,術者の視覚代替となる検出支援アルゴリズムを構築した.本アルゴリズムは,視覚提示の課題解決を示すだけでなく,術者による適切なセンサ操作があってはじめて検出支援が行えることから,人とコンピュータそれぞれの特長を活かした協調的判断を提案するものである.触覚提示については,検出に対する有効性が示されなかったため,新たな提示装置を開発した.センサを操作する手と提示部位との空間的一致性に着目し,これまで滅菌の問題から足背部としていた部位を指腹とするため,リング型触覚提示装置を開発した.心理物理実験を通して,触覚提示が腫瘍の位置同定精度および確信度を有意に向上させることが示され,課題解決に至った.検出支援アルゴリズムおよびリング型触覚提示装置のそれぞれについては,さらなる考察を加え,国際雑誌論文として発表した.
学校週5日制時代の教科編成を射程に入れた金銭学習プログラム・モジュールの作成

本研究においては、学校週5日制時代に学校教育における学習内容の質的な転換がはかられている今日、金銭に関わる学習内容をキャッシュレス社会・クレジット社会をキーワードに再構築し、金銭学習プログラムの作成をめざしてきた.また,プログラム実施のために、自由度が高く、応用性がある授業モジュールの形式を用いて提示し、実践に向けての具体的な手立てを提案することも目的としてきた。小学生を対象としたアンケート調査を実施するとともに,金銭教育実践例および,プログラム・モジュール作成のための基礎的資料を収集した.さらに,金銭教育研究指定校が発行している「金銭教育研究校の研究実践例集」,消費者教育支援センターが発行している実践例集や実践マニュアルに掲載されている金銭教育実践例の分析・考察とまとめを行った.実践例の分析を通して得られた知見から,金銭教育は系統的に実践されていることはなく,系統性をもった学習プログラムの作成は早急の課題であると痛感した.以上の研究成果を踏まえて,金銭学習プログラム・モジュールの作成に取りかかったが,発達段階に応じた系統的なモジュールは提案できず,断片的なモジュールの提案に終止した.今後は,モジュールを用いた授業実践に取り組みたい.本研究においては、学校週5日制時代に学校教育における学習内容の質的な転換がはかられている今日、金銭に関わる学習内容をキャッシュレス社会・クレジット社会をキーワードに再構築し、金銭学習プログラムの作成をめざしてきた.また,プログラム実施のために、自由度が高く、応用性がある授業モジュールの形式を用いて提示し、実践に向けての具体的な手立てを提案することも目的としてきた。小学生を対象としたアンケート調査を実施するとともに,金銭教育実践例および,プログラム・モジュール作成のための基礎的資料を収集した.さらに,金銭教育研究指定校が発行している「金銭教育研究校の研究実践例集」,消費者教育支援センターが発行している実践例集や実践マニュアルに掲載されている金銭教育実践例の分析・考察とまとめを行った.実践例の分析を通して得られた知見から,金銭教育は系統的に実践されていることはなく,系統性をもった学習プログラムの作成は早急の課題であると痛感した.以上の研究成果を踏まえて,金銭学習プログラム・モジュールの作成に取りかかったが,発達段階に応じた系統的なモジュールは提案できず,断片的なモジュールの提案に終止した.今後は,モジュールを用いた授業実践に取り組みたい.本研究の目的は、学校週5日制時代の到来を前に学校教育における学習内容の質的な転換がはかられている今日、金銭に関わる学習内容をキャッシュレス社会・クレジット社会をキーワードに再構築し、金銭学習プログラムを作成することである。さらにプログラム実施のために、小学校段階においては教科編成を射程に入れ、自由度が高く、応用性がある授業モジュールの形式を用いて提示し、実践に向けての具体的な手立てを提案することも目的としている。平成13年度は、次年度の金銭学習内容構築のための本調査に向けてのプレ調査の実施、および授業実践例およびアメリカ教科書の収集・分析を行った。金銭学習内容構築のためのプレ調査においては、発達段階に応じた学習内容選定のために、キャッシュレス化・クレジット杜会をキーワードに調査内容を設定したが、本調査に向けては調査内容・項目等の見直しが必要な部分もあり、次年度の調査に向けて有効なデータが得られた。金銭学習授業実践例の収集・分析は、学習プログラム、授業モジュール作成の基礎資料とするために実施した。「金銭」「金銭教育」をキーワードに実践例を収集しそれらの一部を分析した結果、学校教育において系統的な教育は実践されていないことがわかった。金銭学習プログラム作成のための貴重な資料収集ができたので、次年度も継続して分析を行う。アメリカ教科書の分析については、中学校で使用されている「Young Living」、高等学校で使用されている「The Confident Consumer」「Building Life Skills」を選定し、消費者教育、経済教育、金銭管理教育など、金銭学習の関連部分について日米比較を案施しているところである。この作業は次年度も継続して実施する。本研究の目的は、学校週5日制時代の到来を前に学校教育における学習内容の質的な転換がはかられている今日、金銭に関わる学習内容をキャッシュレス社会・クレジット社会をキーワードに再構築し、金銭学習プログラムを作成することである。平成14年度は、まず、金銭に関わる学習内容構築の基礎資料を得るために、子どもの金銭感覚、特に物や金銭に関わる貸借意識と実態調査を実施した。クレジット社会を念頭に置けば、金銭の貸借は金銭学習プログラムの1つの核となるといえる。そこで、小学生を対象とした調査を実施した。本年度調査からは、プログラム作成のために貴重な資料を得ることができた。さらに、モジュール作成のための資料を収集した。モジュール作成の経験は1度しかないため、他の分野や領域のモジュールを収集し、作成のための方法論を研究した。金銭学習授業実践例の収集・分析は、学習プログラム、授業モジュール作成の基礎資料とするために昨年同様に実施した。「金銭」「金銭教育」をキーワードに実践例を収集しそれらの一部を分析した。最終年度は、平成13、14年度の研究結果をもとに、金銭学習プログラム・モジュールの作成に取りかかる。本研究においては、学校週5日制時代の到来を前に学校教育における学習内容の質的な転換がはかられている今日、金銭に関わる学習内容をキャッシュレス社会・クレジット社会をキーワードに再構築し、金銭学習プログラムの作成をめざして研究をすすめてきた。

また,プログラム実施のために、自由度が高く、応用性がある授業モジュールの形式を用いて提示し、実践に向けての具体的な手立てを提案することも目的としてきた。平成13年度・平成14年度には,小学生を対象としたアンケート調査を実施するとともに,金銭教育実践例および,プログラム・モジュール作成のための基礎的資料を収集した.さらに,実践例の収集・分析および基礎資料の収集は本年度も継続して実施した.平成15年度は,金銭教育研究指定校が発行している「金銭教育研究校の研究実践例集」,消費者教育支援センターが発行している実践例集や実践マニュアルに掲載されている金銭教育実践例の分析・考察とまとめを行った.金銭教育研究指定校においては,全教育課程での実施が原則になっているが,特別活動や道徳での実践の比重が多くを占めていた.また,各教科では家庭科における実践が数本見られたので,実践内容について分析・考察を行った.実践例の分析を通して得られた知見から,金銭教育は系統的に実践されていることはなく,系統性をもった学習プログラムの作成は早急の課題であると痛感した.最後に,2年間の研究成果を踏まえて,金銭学習プログラム・モジュールの作成に取りかかった.筆者は,モジュール作成の経験は乏しく,そのために作成のための基礎的資料の収集は精力的に行ったが作成は困難であった.発達段階に応じた系統的なモジュールは提案できず,断片的なモジュールの提案に終止した.今後の研究課題としたい.平成13年度から3年間の研究の成果を報告書としてまとめ,発行予定である.
気泡追跡法に基づく加熱管内沸騰二相流解析技術の開発

各種工業装置の設計・開発における経済性・安全性・信頼性向上には、加熱管内気液二相流の熱流動現象を予測できる解析技術が必要不可欠である。このような加熱管内流では気液界面の幾何形状が時間的・空間的に複雑に変化するため、流動様式遷移を含めた流れ場の時空間発展の予測が重要である。平成17年度には、加熱管内気液二相流動場の流動様式遷移及び各物理量の時空間発展を短時間で予測できる数値解析技術を開発するため、非加熱管内流を対象に開発されたOne-Way気泡追跡法にエネルギー保存式を導入し、加熱管内沸騰二相流を解析できるように拡張した。平成18年度には、製作した可視化加熱実験用テスト部を用いて、構築した手法の検証用データを取得した。試験体は透明円管に金属薄膜(ITO塗膜)を付着させたものであり、沸騰二相流を可視化することができる。本試験体を既設の水循環ループに接続し、サブクール水温とヒータ出力を変化させて形成した様々な流動状態の沸騰二相流を、高速度カメラを用いて撮影した。これらの検証用データを解析結果と比較し、開発した解析手法の検証を行った結果、本手法が水-蒸気沸騰二相流においてサブクール沸騰を含む気泡流からスラグ流への流動様式遷移を予測できることを確認した。また、既存のフレオンを用いた無重力環境下での沸騰流実験に適用した結果、流体物性や重力が異なる場合においても、形成される気泡の大きさや形状の違いが予測できており、本手法が流体物性や重力の影響も評価できることを確認した。気泡追跡法は連続相内に分散相として存在する気泡をラグランジュ的に追跡する手法であり、One-Way法では液相流れ場をモデルで与える。加熱系へ拡張するため、液相側に一次元エネルギー保存式を導入し、液相温度の径方向分布を指数乗則で与えた。構築した解析手法の妥当性を検討するため、Sekoguchiらの軸方向一様加熱円管内沸騰二相流実験に適用した。管中央断面における流動様式を解析した結果、下方のサブクール沸騰領域で管壁から発生した気泡が流路中央に移動しながら凝縮している様子や上方の飽和沸騰領域で気泡が次々に合体し大きな気泡が形成されている様子などが予測できた。また、径方向ボイド率分布の実験値と計算値の比較結果より、径方向ボイド率分布の傾向を予測できた。一方、構築した手法の検証用データを取得するための可視化加熱実験用テスト部を製作した。製作した試験体は透明円管に金属薄膜を付着させたものであり、沸騰二相流を可視化することができる。今後、取得した実験データとの比較により解析コードの検証を進める。
線条体による運動制御機構を解明する

線条体で処理された神経情報は、大脳基底核の次の処理段階である淡蒼球外節・内節に送られる。淡蒼球外節・内節は線条体ばかりでなく、視床下核からも入力を受けている。今回、線条体からの入力と視床下核からの入力が、どのように淡蒼球外節・内節の神経活動に貢献しているのかについて調べた。ニホンザルに遅延期間付きの上肢到達運動課題を学習させた。その後、金属記録電極を淡蒼球内に刺入し、単一ニューロン活動を記録した。記録電極には細いシリカチューブが貼り合わせてあり、このチューブを通してNBQXとCPP(グルタミン酸受容体の拮抗薬)やgabazine(GABA_A受容体の拮抗薬)などの薬剤を微量注入することにより、グルタミン酸作動性入力やGABA作動性入力をブロックすることが出来る。また、予め大脳皮質の一次運動野や補足運動野の上肢領域に刺激電極を埋め込んでおいた。淡蒼球外節や内節のニューロンは、一次運動野や補足運動野を電気刺激すると、早い興奮+抑制+遅い興奮からなる3相性の応答を示す。到達運動を課すと、これらのニューロンは発射活動を変化させるが、運動に際し発射頻度を増加させるニューロンの数が、減少するものよりも多かった。次に、記録しているニューロンの近傍にNBQX+CPPを微量注入すると、皮質刺激によって誘発される早い興奮と遅い興奮(これらは視床下核由来の反応であることが既にわかっている)が消失すると共に、運動遂行時の発射頻度増加が減弱し、なかには反対に減少を示すものまであった。更にgabazineを注入すると、皮質刺激によって誘発される抑制(これは線条体由来であることがわかっている)も消失すると同時に、運動関連の神経活動も観察されなくなった。これらのことから、淡蒼球外節・内節で見られる運動関連活動は、視床下核からのグルタミン酸作動性の興奮性入力と、線条体からのGABA作動性の抑制性入力の両者のせめぎ合いによって、成り立っていると考えられる。また、このような神経活動が最終的には視床・大脳皮質に至り、随意運動の遂行に役だっていると思われる。大脳基底核の入力部である線条体には多くを占めるGABA作動性投射ニューロンの他に、少数ではあるがパルブアルブミン(PV)陽性GABA作動性などの介在ニューロンが存在する。この介在ニューロンの役割を調べるため、本実験を行った。サルに上肢を使った遅延期間付きの到達運動課題を訓練しておく。訓練が完成後、一次運動野上肢領域(MI)、補足運動野上肢領域(SMA)を電気生理学的に同定し、刺激電極を設置する。回復後、薬物注入と記録が同時に行える電極を線条体に刺入し、主に投射ニューロンから記録を行ったところ以下のような結論を得た。(1)線条体投射ニューロンは、MI刺激にのみ順向性に応答するもの、SMA刺激にのみ順向性に応答するもの、その両者に応答するものに分類された。このうちMI刺激に応答したニューロンは、課題遂行中の運動そのものに反応したのに対し、SMA刺激に応答したニューロンは、運動ばかりでなく手懸かり刺激や遅延期間などにも反応するものが多かった。MI刺激、SMA刺激両者に応答するものは、MI刺激にのみ応答するもの、SMA刺激にのみ応答するものの中間の反応を示す傾向があった。また、多くのニューロンは、ターゲットの方向によって、どれかに強く反応を示す方向選択性があった。(2)記録している投射ニューロンの局所にgabazine (GABA_A受容体の拮抗薬)を微量注入したところ、自発発射はあまり増加しないのに対し、皮質刺激に対する応答は増加した。それに伴って、課題遂行時の応答も増加すると同時に、課題のどのようなイベントに応答するのか、また方向選択性などの反応特異性は減少した。更に、NBQX(AMPA/kainate受容体の拮抗薬)とCPP(NMDA受容体の拮抗薬)の混合液を局所注入しグルタミン酸入力を遮断すると、皮質刺激に対する応答や課題遂行時の応答が消失した。(3)少数ではあるが、皮質刺激に対して短潜時でバースト状に反応するニューロンが記録でき、PV陽性GABA作動性ニューロンではないかと考えられた。このようなニューロンは、各イベントに持続的に反応する傾向があった。以上の結果から、(1)線条体投射ニューロンの応答は主に皮質からの入力によって決まる、(2)線条体介在ニューロンとくにPV陽性GABA作動性ニューロンが、線条体投射ニューロンの活動を精密に調整しており、PV陽性GABA作動性ニューロンが投射ニューロンの発火のタイミングをfeed-forward制御しているという仮説を支持する、ことが明らかとなった。

記録電極には細いシリカチューブが貼り合わせてあり、このチューブを通してNBQXとCPP(グルタミン酸受容体の拮抗薬)やgabazine(GABA_A受容体の拮抗薬)などの薬剤を微量注入することにより、グルタミン酸作動性入力やGABA作動性入力をブロックすることが出来る。また、予め大脳皮質の一次運動野や補足運動野の上肢領域に刺激電極を埋め込んでおいた。淡蒼球外節や内節のニューロンは、一次運動野や補足運動野を電気刺激すると、早い興奮+抑制+遅い興奮からなる3相性の応答を示す。到達運動を課すと、これらのニューロンは発射活動を変化させるが、運動に際し発射頻度を増加させるニューロンの数が、減少するものよりも多かった。次に、記録しているニューロンの近傍にNBQX+CPPを微量注入すると、皮質刺激によって誘発される早い興奮と遅い興奮(これらは視床下核由来の反応であることが既にわかっている)が消失すると共に、運動遂行時の発射頻度増加が減弱し、なかには反対に減少を示すものまであった。更にgabazineを注入すると、皮質刺激によって誘発される抑制(これは線条体由来であることがわかっている)も消失すると同時に、運動関連の神経活動も観察されなくなった。これらのことから、淡蒼球外節・内節で見られる運動関連活動は、視床下核からのグルタミン酸作動性の興奮性入力と、線条体からのGABA作動性の抑制性入力の両者のせめぎ合いによって、成り立っていると考えられる。また、このような神経活動が最終的には視床・大脳皮質に至り、随意運動の遂行に役だっていると思われる。
機能性食品素材フコイダンのHTLV-1感染抑制作用機構と腸管吸収

ヒトT細胞白血病ウイルスI型(HTLV-1)は成人T細胞白血病(ATL)の原因ウイルスである。沖縄・九州は世界最大のHTLV-1感染地域であるが、大都市圏でも感染者は増加しており、全国的なHTLV-1感染対策が重要な課題である。オキナワモズク由来フコイダンにはHTLV-1感染抑制作用があり、臨床試験により感染者体内のプロウイルス量を低下させ、ATL発症の予防が期待される。本研究では、フコイダンによるHTLV-1感染抑制の作用機構解明と腸管吸収の検討を行う。将来的には、HTLV-1感染抑制作用が科学的に証明された機能性食品の開発を行い、HTLV-1感染・ATL発症予防に貢献することを目指す。
手話データベースにおける手の形態からの検索機能の検討

手話学習の支援を目的とした、コンピュータにより手話の形態情報から手話単語を検索する手話データベースの開発を進めている。ヒューマン・インターフェースに優れ、より使いやすい環境を構築するために、手話単語の分類方法とその検索条件の表示方法について検討した。手話単語の分類方法については、項目間に類似性が高い検索条件や項目数の多い検索条件では検索ミスが起きやすいので、項目間に類似性が低く項目数の少ない概略的な検索条件と、手話表現のパターンごとに認識されやすい詳細な検索条件を組み合わせる分類方法を検討した。その結果、十分に手話単語を絞り込むことができ、手話単語の最終的な確定を利用者が行うような手話データベースのシステムでは、この分類方法が実用的であることがわかった。次に、検索条件の表示方法では、イラスト、アニメーション、動画について検討を行った。その結果、動画やアニメーションの多用は検索時間が長くなりわずらわしくなるため、主にイラストを使った表示方法が効果的であり、その際、類似性の高い項目は同一画面に表示し項目の違いをわかりやすくなるように画面構成やイラストを工夫する必要があることがわかった。また、特に認識されにくい検索条件や項目では、さらに詳細な情報の表示を選択できるようにすることが効果的で、その際には必要に応じて動画やアニメーションを利用することも効果的であることがわかった。