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高等教育における効果的な多読授業の研究-具体的な指導法の提案と普及

今回の研究においては、効果的な多読授業について具体的な指導法の提案をし、普及につとめるという二つの課題があった。研究代表者及び分担者らは、平素から多読授業に携わり、授業での工夫を行っている。よって、普段の研究活動をより精緻に行うことで、成果を出すことができた。まず、指導法の具体的な提案としては、(1)記録をつけ、学生を観察することの意義、(2)指導者として教材研究の重要さ、(3)より平易なものを教材として用意することの重要性、(4)音声をともなった教材の重要性、そして(5)学生の多様性に対応できる授業内容などについて代表者・分担者それぞれが成果をあげることができた。また、これらの結果をうけて多読に関する啓蒙書を3冊指導者向け・一般学習者向けとして執筆を行い、多読指導者や一般英語教員向けに発表の機会があったことで、啓蒙・普及にも貢献できた。平成21年度は研究の初年度であり、各々の行う多読授業を振り返る、他者の授業や運営方法を観察する、またそれを報告しあうことが主なテーマとなった。8月に豊田高等専門学校開催された日本多読学会の会合においては、現在までの進捗状況の報告会を行い、また、活発な意見交換を行うことができた。多読の授業を行っている当事者同士でさえも授業を観察し何を重要と思うかのポイントが異なっていることがわかり、その気づきを促すことこそ今回の研究の意義であると再確認できた。神田・高瀬は多読に関する発表を多数行った。さらに、神田・黛は著者として、また、上田はその執筆協力者として、「多読ブックガイド」の執筆・編纂に参加し、多くの多読授業のニーズに応えている。高瀬は単著で多読指導のマニュアルを執筆した。同書は平成22年5月に大修館から発刊予定である。上田・岡山は沖縄にある志学塾および沖縄高専での多読への取り組みを以前より取材しつづけている。多読学習の進んでいた生徒(高校生)が、一般の高校生に比べて不自然でない、ナチュラルな表現の多い英作文を多数書いていた様子はまさに自然な英語のインプットの賜物であると推測される。神田は、語彙学習ストラテジーのアンケート調査を行い、学生が効果的な辞書使用を行なえていないことに注目している。多読において「辞書を使わない」とすることが果たして効果的なのか再検討を行う。黛は文法の学習を加えて多読の授業を行う試みを行った。また、絵の魅力的なCDつきの本を購入したことで、学生の読みに対する取り組み方が向上した。今後インタビューなどの調査を行う。高瀬の教室でも、今回の科学研究費により音声つき教材を購入したことで、多読学習に勢いがつき、全体的なモティベーションが大いに上がった。これらの知見と今までの経験をマニュアル化につなげていくのが平成22-23年度の活動となる。平成22年度は研究2年目であり、引き続き各々の行う多読授業を振り返る、授業や指導・運営方法を観察する、またそれを各々が形にして発表することが主な活動となった。●多読の指導法と啓蒙活動●高瀬の「英語多読・多聴指導マニュアル」が6月、大修館より発刊された。この本は早くも多読指導を行う教員の間でバイブルとなっている。上田は一般英語学習者を対象とした「100万語多読入門」の執筆を一部担当し、多読学習の効果を高めるシャドーイングの併用について解説した。高瀬・上田は多読学会で多読・シャドウイングの指導法とそのコツについて、発表を行った。上田はベトナム・ハノイで開催されたAsia TEFLの総会にて簡単な絵本からスタートする多読学習法を紹介した。アジアといっても国によって要求されるレベルの高さはさまざまであるが、特にベトナムの英語教員らに注目されたことは興味深い事実であった。黛は日本多読学会関西新人多読セミナーにて、条件に応じた教材選びというテーマで講師をつとめた。岡山は、多読に興味を持つ児童英語講師を対象に講演を行った。●研究活動●神田は、多読の長期的な継続学習という視点から引き続き研究を続けている。昨年度同様、お互いの授業を見学する、他大学の教員の授業を見学する、情報交換するなどの活動を行った。また、教材分析のために、新刊の教材を購入し、自らの授業の中で試用している。当初の計画どおり、エディンバラ大学のDavid Hill教授を訪ね、多読に関する意見交換を行った。また、ロンドン大学Institute of Educationの図書館にて、多読や学習者用リーディング教材を調査した(上田)。

平成23年度は、過去2年間継続してきた各々の研究を持ちより、マニュアルを作成する年となる。本年度は研究の最終年度であるため、3年間のまとめを行い、また、それを外部に発信していくことを目標としていた。1)京都で行われたThe First Extensive Reading World Congressでの発表、また、Asia TEFLでの発表などにより、それぞれの研究者のテーマごとの多読にかかわる発表を行うことができたので、達成できたと言えるだろう(神田:語数を記録する意義、黛:多読の素材と学習者のレベルについて、高瀬:教員と学生のモチベーション)。2)多読に深く関わって研究を進めるハワイ大学Richard Dayのもとで発刊されている"Reading In A ForeignLanguage"においても論文を発表することができた(上田:多読とシャドーイングの効果について)。3)JALT茨城のMini-Conferenceでは、地域の中学・高校・大学の教員の方を中心に、多読の指導の進め方を解説しながら、さらに学習スタイルとのかかわりを伝えることができた。ここでも、当初の地域の中・高の先生方に多読の効果を普及させる、という目的を果たすことができたと言える。4)マニュアルを作成するというのが当初の目標であったが、2年目に高瀬、上田がそれぞれ多読・多聴に関する教員向け・一般向けの入門書、啓蒙書を上梓することができたため、それについては既に達成しすることができている。ついては、多読に関するより一般的なポータル的な手引き(リンク集)を用意することで、追加的なマニュアルの代わりとする。この手引きは、CD-ROMデータで作成したが、ポータルサイトとして平成24年上半期のうちに茨城大学内のサーバーにもアップロードする予定である。
知覚神経カルシトニン遺伝子関連ペプチドの胃粘膜恒常性維持と障害修復における役割

胃粘膜の知覚神経終末がH^+等の刺激をセンスすることにより,軸索反射を介して神経ペプチド・CGRPが遊離され,距離のはなれた胃平滑筋,胃基底部微小循環で粘膜保護の本質的な作用を発揮していた(恒常性の維持).さらに潰瘍治癒過程において,潰瘍周囲の上皮バリアーが破綻をきたした部位で知覚神経が刺激を受け,血管新生の初発部位である基底部の微小血管周囲にCGRPを遊離させ, CGRPの血管新生増強作用を介して胃粘膜修復へ貢献していた胃粘膜の知覚神経終末がH^+等の刺激をセンスすることにより,軸索反射を介して神経ペプチド・CGRPが遊離され,距離のはなれた胃平滑筋,胃基底部微小循環で粘膜保護の本質的な作用を発揮していた(恒常性の維持).さらに潰瘍治癒過程において,潰瘍周囲の上皮バリアーが破綻をきたした部位で知覚神経が刺激を受け,血管新生の初発部位である基底部の微小血管周囲にCGRPを遊離させ, CGRPの血管新生増強作用を介して胃粘膜修復へ貢献していたエタノール誘発胃粘膜障害に対する知覚神経由来のCGRPの保護作用:胃内腔液のCGRP遊離量を測定しつつ胃粘膜傷害を評価した。50%エタノールを胃内に暴露すると約20%の腺胃に発赤(粘膜血流のうっ血に起因する障害)を認め、カプサイシンでその抑制が見られるが、ア)CGRPノックアウトマウス、イ)CGRPアンタゴニスト、ウ)化学的除神経(新生児時期にカプサシイシン皮下投与)、エ)胃支配知覚神経後根選択的切除で障害抑制が解除された。野生型マウスでは、野生型に比べ、内因性のPGE2及びPGI2の増加が見られ、PGI2受容体ノックアウトマウスでは、還流液中のCGRP遊離量が減少していた。マイルドイリタント(1M NaCl)の前投与でも、カプサイシン同様のエタノールに対する保護作用が、野生型マウスでは見られる。CGRPノックアウトマウスでは、野生型で見られるCGRPの放出遊離が完全に消失し、1M NaClによっても保護作用が見られなかった。以上の成績は、胃粘膜基底部微小循環観察法でも確認できた。エタノールは同部の微小循環で、集合細静脈および細静脈の収縮をもたらし、胃粘膜の発赤が生じる。この収縮反応は、CGRPを観察窓に局所投与することにより抑制された。カプサイシン、マイルドイリタント(1M NaCl)の粘膜面への前投与でも、集合細静脈および細静脈の収縮は抑制された。さらに、この抑制効果はCGRP拮抗薬のCGRP(8-37)で完全に消失した。カフサイシン(Cap)による胃粘膜傷害抑制作用(胃粘膜恒常性維持作用)にCGRPが車要な役割を持つことを我々の『胃内腔持続灌流神経ペプチド測定法』(傷害面積の評価と胃内腔に遊離されたCGRPを測定)にて証し,そのメカニズムを『胃粘膜基底部小循環観察法』(胃粘膜の微小循環でも最も大切な細動脈,細静脈を観察)で検討した.エタノール(EtOH)胃粘膜傷害は集合細静脈,細静脈の収縮による鬱血である.Capをあらかじめ粘膜面に投与してEtOHによる微小循環の変化を調べると,細動脈は変化しないがEtOHによる集合細静脈,細静脈の収縮が抑制される.さらにCapのEtOHによる集合細静脈の収縮の抑制に対してCGRPの拮抗薬であるCGRP8-37を観察窓に投与しておくと収縮の抑制は解除され再び収縮が起こった.すなわちCapにより一次求心性知覚神経の軸索反射にてCGRPが遊離され,EtOHによる集合細静脈の収縮が抑制され,鬱血が改善するため傷害の抑制が起こると考えられた.最近CGRPに血管新生増強作用があることが分かり,その作用が胃潰瘍の治癒に重要な役割をもつか,CGRPノックアウトマウス(KO)を用いて検討した.方法は.エーテル麻酔下で胃の奨膜面に100%酢酸を含む脱脂綿を5秒間あて,潰瘍を作成し,潰瘍の治癒過程を検討した.作成2日目ではおよそ35mm^2の潰瘍が形され,ワイルドタイプ(WT)とKOに差は無いものの,KOでは潰瘍面積の縮小は鈍く癒がWTに比して有意にれた.潰瘍の組織標本を作成し顕微観察すると,KOではWTに比して血管生が強くされた.血管新生の評価を行うため,潰瘍底部分で血管内皮マーカーのCD31のmRNAと内因性血管新生増殖因子のVEGF-Aの発現量を調べると,KOでは,CD31とVEGF-Aの発現量に有意な抑制が見られた.これにより,少なくともKOで見られた潰瘍治癒の遅延,血管新生の抑制にVEGF-Aが関与していることが分かった.以上よりCGRPには微小循環に対する作用に加え、血管新生増強により粘膜傷害修復を促進する役割を持つことが判明した.カプサイシン(Cap)による胃粘膜傷害抑制作用(胃粘膜恒常性維持作用)にカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)が重要な役割を持つことを『胃内腔持続灌流神経ペプチド測定法』(傷害面積の評価と胃内腔に遊離されたCGRPを測定)にて証明してきた.今回そのメカニズムを『胃粘膜基底部微小循環観察法』(胃粘膜の微小循環でも最も大切な細動脈,細静脈を観察)で検討した.エタノール(EtOH)胃粘膜傷害は集合細静脈,細静脈の収縮による欝血である.

Capをあらかじめ粘膜面に投与してEtOHによる微小循環の変化を調べると,EtOHによる集合細静脈,細静脈の収縮が抑制される.さらにCapのEtOHによる集合細静脈の収縮の抑制に対してCGRPの拮抗薬であるCGRP8-37を観察窓に投与しておくと収縮の抑制は解除され再び収縮が起こった.すなわちCapにより一次求心性知覚神経の軸索反射にてCGRPが遊離され,EtOHによる集合細静脈の収縮が抑制され,欝血が改善するため傷害の抑制が起こると考えられた.またCGRPに血管新生増強作用があることより,その作用が胃潰瘍の治癒に重要な役割をもつのか,CGRPノックアウトマウス(KO)を用いて検討した.方法は,エーテル麻酔下で胃の漿膜面に100%酢酸含有脱脂綿を5秒間あて,潰瘍を作成し,潰瘍の治癒過程を検討した.潰瘍作成2日目ではワイルドタイプ(WT),KOともおよそ35mm2の潰瘍が形成され差は無いものの,KOでは潰瘍面積の縮小は鈍く治癒がWTに比して有意に遅れた.潰瘍の組織標本を作成し顕微鏡観察すると,KOではWTに比して血管新生が強く抑制された.血管新生の評価として潰瘍底部分で血管内皮マーカーのCD31のmRNAと内因性血管新生増殖因子のVEGF-Aの発現量を調べると,KOでは,CD31の発現とVEGF-Aの発現量に有意な抑制が見られた.これにより,少なくともKOで見られた潰瘍治癒の遅延,血管新生の抑制にVEGF-Aが関与していることが分かった.以上よりCGRPには微小循環に対する作用に加え、血管新生増強により粘膜傷害修復を促進する役割を持つことが判明した.
ＭｎＴｅ薄膜の結晶間相変化メカニズムの解明およびその次世代不揮発性メモリへの応用

Mn-Te系化合物は、複数の結晶構造を呈することが知られており、これらの構造変化に伴い光学および電気的特性に大きな変化が生じる。その物性変化を用いることで、次世代型メモリの情報記録材料に実用できることが示唆され、融解を必要としない極めて低動作電力で高速なメモリ特性の発現が期待される。本研究では、Mn-Te薄膜およびメモリデバイスについて、その光学および電気的なスイッチング特性を調査し、従来材料と比較検討する。
膿疱性乾癬における好中球血管外遊走能異常の解析

膿疱性乾癬,尋常性乾癬などの乾癬病変の大きな病理学的特徴として病変部への好中球浸潤がある。今回の研究では,膿疱性乾癬病変の形成における好中球浸潤の役割を調べることを目的とし,好中球の浸潤能をin vitroで定量化するモデルを作成し,実際の膿疱性乾癬患者についてこの方法を応用して好中球浸潤能を検討した。この知見を元に,培養血管内皮細胞において接着分子と細胞骨格蛋白の関わりをも明らかにすべく,免疫組織学的手法を用い,コンフォーカル蛍光顕微鏡を用いて検討した。その結果,血管内皮細胞が膿疱性乾癬などの炎症性疾患においても,特に成長に応じて細胞骨格蛋白と深く関わっていることが明らかにされた。膿疱性乾癬、尋常性乾癬などの乾癬病変の大きな病理学的特徴として病変部への好中球浸潤がある。今回の研究では、膿疱性乾癬病変の形成における好中球浸潤の役割を調べることを目的とし、好中球の浸潤能をin vitroで定量化するモデルを作成し、実際の膿疱性乾癬患者についてこの方法を応用して好中球浸潤能を検討した。今後は、これまで得られた知見を元に、血管内皮細胞および好中球の接着分子の発現をFACSを用いて検討し、膿疱性乾癬の病態における血管内皮細胞と好中球の相互作用をさらに明らかにしていく計画である。
磁化容易面および微細磁区をもつ二重六万CoーFe合金系電子材料に関する研究

1.CoーFe合金多結晶のHCP相試料(01.0%Fe)およびDHCP相試料(1.23.0%Fe)について、圧延誘導磁気異方性を測定した。圧延率依存性の側定から、CoおよびCoー3.0%Feについて、圧延率1020%で、誘導一軸磁気異方性定数(Kur)の大きさ3×10^5 erg/cm^3が得られた。2.Fe濃度依存性の測定から、一軸異方性の容易方向は、HCP相試料では圧延方向と垂直(Kur〈0)であり、DHCP相試料では圧延方向と平行(Kur〉0)であることが明らかにされた。3.KurのFe濃度依存性は磁場中冷却効果による誘導磁気異方性のFe濃度依存性と対応しており、また、両者共CoーFe合金の結晶磁気異方性定数(K_1)のFe濃度依存性と対応している。結晶粒配向の観測結果を考慮して、Kurの起源はK_1と圧延組織にあることが明らかにされた。4.FeーCo/ZnO積層膜をrfスパッタ法で作製し、その軟磁気特性の膜厚および組成依存性を調べた。保磁力と交流透磁率(10MHz)の間には対応がみられ、20と84wt%Co付近では透磁率はピ-ク(約900と約700)を示す。5.(Fe_<1ーx>Co_x)_<1ーy> Nb_y(0≦x ≦1.0,0≦y ≦0.2:重量比)膜をrfスパッタ法で作製し、その軟磁気特性の組成および焼鈍温度依存性を調べた。773Kで3600S焼鈍した膜の保磁力は、y=0.05およびx=0.3ー0.8付近で、最小値400A/mであり、その膜の交流透磁率は800、飽和磁束密度は2Tである。Co-Fe合金多結晶のHCP相試料(01.0%Fe)およびDHCP相試料(1.23.0%Fe)を作製し、これらの試料について、圧延によって誘導される磁気異方性をトルク磁力計を用いて測定した。次のような結果が得られた。1.誘導磁気異方性の圧延率依存性の測定から、CoおよびCo-3.0%Feについて、圧延率1020%で、誘導一軸磁気異方性定数(K_<ur>)の大きさ3×10_5erg/cm^3が得られた。2.誘導磁気異方性のFe濃度依存性の測定から、その一軸異方性の容易方向は、HCP相試料では圧延方向と垂直(K_<ur><0)であり、DHCP相試料では圧延方向と平行(K_<ur>>0)であることが明らかにされた。3.K_<ur>の温度依存性の測定から、HCP Coでは温度上昇と共にK_<ur>の符号が250°C近傍で負から正に変化し、DHCP Co-1.5%FeではK_<ur>は正のままで符号変化は起こらないことが明らかにされた。4.圧延によって生ずる結晶粒の配向(圧延組織)をSchulz法によって観測した。結果を解析して、圧延率による(0002)極点図の変化を調べた。5.K_<ur>について得られた知見(2,3)は、HCP相およびDHCP相Co-Fe合金の結晶磁気異方性定数(K_1)の濃度依存性、温度依存性と良く対応している。4の知見を考慮して、K_<ur>の起源はK_1と圧延組織にあることが明らかにされた。

1.CoーFe合金多結晶のHCP相試料(01.0%Fe)およびDHCP相試料(1.23.0%Fe)について、圧延誘導磁気異方性を測定した。圧延率依存性の測定から、CoおよびCoー3.0%Feについて、圧延率1020%で、誘導一軸磁気異方性定数(Kur)の大きさ3×10^5erg/cm^3が得られた。2.Fe濃度依存性の測定から、一軸異方性の容易方向は、HCP相試料では圧延方向と垂直(Kur〈0)であり、DHCP相試料では圧延方向と平行(Kur〉0)であることが明らかにされた。3.KurのFe濃度依存性は磁場中冷却効果による誘導磁気異方性のFe濃度依存性と対応しており、また、両者共CoーFe合金の結晶磁気異方性定数(K_1)のFe濃度依存性と対応している。結晶粒配向の観測結果を考慮して、Kurの起源はK_1と圧延組織にあることが明らかにされた。4.FeーCo/ZnO積層膜をrfスパッタ法で作製し、その軟磁気特性の膜厚および組成依存性を調べた。保磁力と交流透磁率(10MHz)の間には対応がみられ、20と84wt%Co付近で透磁率はピ-ク(約900と約700)を示す。5.(Fe_<1ーx>Co_x)_<1ーy>Nb_y(0≦x≦1.0,0≦y≦0.2:重量比)膜をrfスパッタ法で作製し、その軟磁気特性の組成および焼鈍温度依存性を調べた。773Kで3600S焼鈍した膜の保磁力は、y=0.05およびx=0.3ー0.8付近で、最小値400A/mであり、その膜の交流透磁率は800、飽和磁束密度は2Tである。
トーカ・トランスファ・サウンドシステムの構築

本研究の最終目標は、多数の通話者が対向する遠隔通信会議・テレプレゼンスシステムにおいて送話者が受話者側に出向くような表題のトーカ・トランスファ・サウンドシステム(TTS)を構築することである。本研究を成就するためには、以下の2つの研究が需要となる。1.複数話者(音源)信号分離の研究複数の話者、室内騒音の中から1話者の音声だけを音質の劣化なしに抽出する技術開発である。従前の2話者分離3手法(独立成分分析法、クロストークキャンセル法、ゾーン分離法)においてSN比および音質を定量的に比較検討し、その問題点と実現性を考察した。次にこの結果から、3人以上の同時通話者に対応でき、1話者に2マイクを用いる実現可能な新手法を見出し、2および3同時話者での分離性能について、シミュレーションと受聴試験により、本手法と従来手法との性能比較を行った。その結果、提案手法が実収音下で最もよい性能を得た。2.伝達特性の変動の研究通常の遠隔拡声通信会議では通話相手だけでなく隣接者との会話等により、話者頭部の回転移動が生じ、マイクに収音される音声品質が劣化する。机上に置かれたマイク高さや同室内の隣接者の影響による話者からマイクまでの伝達特性の変動を把握し、その音質劣化の要因を探ることが重要となる。2剛球モデルによる波動解析から伝達関数を求め、その理論結果と2体のダミーヘッドを用いた無響室での実験値とから、(1)机上マイクの高さにより伝達関数の収音帯域に制限が加わること、(2)伝達関数は頭部回転により高域特性が劣化することが判った。1)複教話者(音源)信号分離手法の研究独立成分分析法(ICA)、ゾーン分離法(SAFIA)、クロストークキャンセル法(CTC)の3手法について、シミュレーションと実験により、比較検討を行った。その結果、話者に対応したマイク配置(マイク間距離60cm)の場合、ICAは十分な分離性能が得られず、SAFIAは周波数成分を取り除く演算処理を行うため、ミュージカルノイズが発生する。また、CTCは優れた分離性能を有し、話者と隣接話者との信号分離比は15dB程度得られることがわかった。しかしながら、CTCの分離性能は話者(音源)移動に対しく極端に劣化する。これを確かめるためにシミュレーションと実験を行った。その結果・音源が10cm左または右に移動しただけで、再生音質が急激に劣化し、除去すべきクロストーク成分の影響が大きいことがわかった。今後、トーカ・トランスファ・サウンドシステム(TTS)に適合したマイク配置とその演算手法について検討を進める。2)伝達特性の変動の研究通常の遠隔拡声通信会議では通話相手だけでなく隣接者との会話等により、話者頭部の回転移動が生じ、マイクに入力される音声品質が劣化する。TTSを実現するためには、机上に置かれたマイク位置や同室内の隣接者の影響による話者からマイクまでの伝達特性を把握することが重要となる。そこで、話者を表面の一部がピストン運動する球(球殻音源モデル)、隣接者を球で見立てた理論解析を行った。実験では2台のHATS(Head And Torso Simulator)を設置し、擬以口を有するHATS(話者)から音波を放射し、他方のHATSを隣接者に見立て、机上マイク高さや話者の頭部回転による伝達関数の変動について検討した。理論と実験から考察した結果、(1)机上マイクの高さにより伝達関数の収音帯域に制限が加わることを明らかにした。これは、放射音波が直接マイクに収音される成分と、机により反射し遅延して収音される成分とが加算されるたあである。(2)伝達関数は頭部回転により高域特性が劣化し、周波数5kHz、回転角45゚で-5dBの劣化、回転角90゚で-10dBの劣化を生じることが判った。(3)隣接者の音波の回折・反射の影響により伝達特性にリプルが生じる。

その値は-1015dBであることを明らかにした。1)複数話者(音源)信号分離手法の研究本研究の目的は、ある1話者の音声だけに注目して、その音声だけを複数の話者の中から、音質の劣化なしに抽出することである。平成15年度は遠隔通信会議系の収音側における従前の2話者分離手法における性能比較を中心に検討してきた。平成16年度は3人以上の同時複数発話者に対応できる1話者に2マイクを用いる手法を提案した。本提案は複数音声が混合されている時、適度なブロック長で周波数領域に変換し、ブロック化毎に非目的音声信号の強い方向を推定し、その方向の死角を形成し目的音声を強調させて得る方法である。この手法は死角型ビームフォーマと減算型ビームフォーマの相互の特徴を有したものである。2および3同時発話者での分離性能について、シミュレーションによる客観評価と受聴試験による主観評価により、本手法と従来手法との比較検討を行った。客観評価では、目的音声に対して非目的音声が抑圧される量(非目的音声抑圧量)と、分離されて出力された目的音声の音質測度として目的信号の入力信号と出力信号の正規化相互相関関数の最大値(出力信号の歪量)を評価指標とした。比較する従前手法は独立成分分析法、ゾーン分離法、減算型ビームフォーマであり、目的音声を女声日本語、非目的音声を男声日本語、男声英語発話とした。この結果、2つの評価値で、もっとも良い結果を得たのは提案手法であった。次に主観評価では隠れ基準付き三刺激二重盲検法を用い受聴試験を行った結果、提案手法が最も良い性能を得た。この研究成果を論文化し公表する。2)伝達特性の変動の研究平成15年度は発話者の音声が隣接者や、テーブルに反射してマイクに入力される影響、またマイクの高さの影響について理論と実験により確認した。その結果を論文化して公表した。平成16年度は研究をさらに進めて、高臨場感通信では話者の頭部回転をどのような要因で人間は知覚するのかの実験と理論検討を開始した。第1ステップとして球殻音源を作製し、視覚情報をなくすために音響透過カーテンを用い、その球殻音源からの放射方向を変化させた受聴試験を実施した。その結果、70%から90%の確度で球殻音源方向を知覚できることが判明した。今後は、その要因を探る研究を開始する。
癌のワールブルグ効果に関連するスプライシング異常の意義と機序

腫瘍細胞における嫌気的解糖系の構成的異常亢進(ワールブルグ効果)と関連する、解糖系酵素ピルビン酸キナーゼM(PKM)遺伝子スプライシング異常の意義と分子機構を明らかにすることを目的として、独自のシステム開発に取り組んだ;「1」“本来PKMのスプライシングが変換する場面(細胞の分化やがん化等)においても、一定のスプライシングアイソフォーム(M1またはM2)が発現され続ける"マウス(M1/M2-ノックイン(KI)マウス)の作製に取り組んだ。M1-KIマウスに関しては、相同組み換えES細胞樹立、キメラマウス作製、ヘテロM1-KIマウス作出までを完了し、さらにホモKIマウスの作製やBL6バックグラウンドへの戻し交配に取り掛かった。M2-KIに関しては、ターゲティングベクター(TV)作製が完了し、ES細胞への導入を行い、現在、相同組み換え体のスクリーニングを行っている。「2」レポーター遺伝子由来の蛍光タンパク(EGFP・DsRed)発現によってPKMスプライシングパターンをモニターできるマウスの作製に取り組んだ。トランスジェニックマウス作製においては、BAC-Tgembed法を採用することとし、レポーター遺伝子の基本カセットのBACクローンへの埋め込みが完了した。これら取組みにより、スプライシング異常・ワールブルグ効果を標的とした新規がん治療・診断・予防開発に向け、次年度以降の研究展開に重要な独自システムの開発が大きく前進した。腫瘍細胞における嫌気的解糖系の構成的異常亢進(ワールブルグ効果)と関連する、解糖系酵素ピルビン酸キナーゼM(PKM)遺伝子スプライシング異常の意義と分子機構を明らかにすることを目的として、独自のシステム開発に取り組んだ;「1」"本来スプライシングが変換してM2が発現する場面(がん化等)においても、その代わりにM1が発現される"マウス(M1-ノックイン(KI)マウス)の作製に取り組んだ。遺伝子ターゲティングによるノックイン用ターゲティングベクター(TV)作製が完了した。次いでES細胞へ導入し、現在、相同組み換え体の単離を行っている。「2」レポーター遺伝子由来の蛍光タンパク(EGFP・DsRed)発現によってPKMスプライシングパターンをモニターできる細胞・マウスの作製に取り組んだ。レポーター遺伝子の基本カセットの作製が完了した。培養細胞への一過性発現の系で、このシステムの動作確認を行い、良好な結果を得た。次いで、このシステムを染色体に安定的に組み込んだ培養細胞を作製し、現在、動作確認を行っている。並行して、レポーター遺伝子のトランスジェニックマウス作製に向けて、コンストラクトの最適化(プロモーターやベクターの選択)に取り組んでいる。
環境汚染物質モニター用メディエータ型生細胞固定化バイオセンサの開発

1、パン酵母固定化電極の電気化学的応答特性とKCNによる影響パン酵母固定化電極のメディエータのみに対する電流応答は、培養時間に依存せず、ほぼ一定な応答を示すのに対して、さらにグルコースを添加したときの電流応答は、酵母の対数増殖期に大きな電流応答を示し、定常期になると次第に減少した。この電流応答により、パン酵母の細胞数測定と活性測定が行えた。KCNを測定液に添加すると、電流応答は増大した。バン酵母懸濁液のNADHの蛍光測定から、この電流応答の上昇は菌体内NADH濃度の上昇によるものであることが示され、KCNセンサとしての可能性を示すものであった。2、黒カビ固定化電極の電気化学的応答特性ビタミンK_3存在下における黒カビ固定化電極の応答特性について基礎的検討を行い、各種糖類に対する応答が培地成分により大きく変化することを明らかにした。各種黒カビを用いて検討を行い、それぞれの黒カビでほぼ同一の電流応答の傾向を示すことが分かった。応答電流の大きさは菌体の活性に依存するものと考えられる。3、クロレラ固定化電極の光合成電流応答クロレラ固定化電極を用い、ベンゾキノンやトルキノン存在下において光照射を行うと、光合成に伴う電流応答が得られた。除草剤を添加すると、その濃度に応じて電流値の減少が見られ、光合成阻害を指標にした環境汚染物質の簡便なセンシングシステムとして用いることが出来ることが分かった。4、ピルビン酸センサによる酵母解糖系振動現象の機構解析メディエータ型ピルビン酸センサを作成し、振動状態におけるNADHとpyruvateの双方の濃度情報を連続的に得ることにより、解糖系振動現象のダイナミズムを解析した。キノン化合物などの酸化還元化合物(電子伝達メディエータ)存在下で、各種真核細胞(パン酵母または黒カビ)と電極間の電子移動を実現し、それぞれの電気化学的応答に影響を与える因子について検討を行った。1、パン酵母固定化電極の電気化学的応答特性測定液にメディエータのみを添加したときの電流応答(I_<med>)は、パン酵母の培養時間に依存せず、ほぼ一定な応答を示すのに対して、メディエータ存在下でさらにグルコースを添加したときの電流応答(I_<glc>)はパン酵母の対数増殖期に大きな電流応答を示し、定常期になると次第に減少した。このI_<med>とI_<glc>により、パン酵母の細胞数測定と活性測定が行えることが分かり、今後環境汚染物質の濃度と本法により得られる酵母活性の関係を検討する。2、シアン化カリウムによるパン酵母固定化電極応答の変化シアン化カリウムを測定液に添加することにより、電流応答が変化することが分かった。シアン濃度により電流は増加する場合と減少する場合があり、シアン濃度と電流変化について今後さらに検討すると共に、他の環境汚染物質についても検討を行う。3、黒カビ固定化電極の電気化学的応答特性ビタミンK_3存在下における黒カビ固定化電極の応答特性について基礎的検討を行い、特に各種糖類に対する応答が培地成分により大きく変化することを明らかにした。さらに細胞内酵素反応を検討し、ping-pong機構により見かけのミハエリス定数を求めた。4、その他クロレラ固定化電極を用い、光照射下における電子伝達共役について基礎的な実験条件の検討を行った。キノン化合物などの酸化還元化合物(電子伝達メディエータ)存在下で、各種真核細胞を固定化した電極の電気化学的応答特性について、シアン化合物や除草剤等が与える影響について検討を行った。1、シアン化カリウムによるパン酵母固定化電極応答の変化シアン化カリウムを測定液に添加することにより、グルコース存在下におけるパン酵母固定化電極の電流応答は増大することが分かった。パン酵母懸濁液のNADHの蛍光測定から、この電流応答の上昇は菌体内NADH濃度の上昇によるものであることが示唆され、KCNセンサとしての可能性を示すものであった。

2、ピルビン酸センサによる酵母解糖系振動現象の機構解析メディエータ型ピルビン酸センサを作成し、振動状態におけるNADHとpyruvateの双方の濃度情報を連続的に得ることにより、解糖系振動現象のダイナミズムを解析した。振動周期はADP濃度の上昇によるphosphofructokinaseの非線形的活性化が、NAD^+/NADH比の上昇によるADP除去系の活性化によって相殺されるまでの時間を反映していると考えられる。3、黒カビ固定化電極の電気化学的応答特性ビタミンK_3存在下における黒カビ固定化電極の応答特性について、4種類の黒かびを用いて検討を行い、それぞれの黒かびでほぼ同一の電流応答の傾向を示すことが分かった。応答電流の大きさは菌体の活性に依存するものと考えられる。4、クロレラ固定化電極の光合成電流応答クロレラ固定化電極を用い、ベンゾキノンやトルキノン存在下において光照射を行うと、光合成に伴う電流応答が得られた。除草剤であるDiuronをさらに添加すると、その濃度に応じて電流値の減少が見られ、光合成阻害を指標にした環境汚染物質の簡便なセンシングシステムとして用いることが出来ることが分かった。
癌転移抑制因子RalGAP複合体の構造解析

RalはRasファミリーに属する低分子量GTP結合タンパク質であり、細胞内膜輸送、アクチン細胞骨格、細胞の増殖、生存の制御など様々な機能を有している。他のGタンパク質と同様に、RalはGTPが結合した活性型とGDPが結合した不活性型の2つのコンフォメーションをとる。その活性化、不活性化はそれぞれグアニンヌクレオチド交換因子(guanine nucleotide exchange factor: GEF)、GTPase活性化タンパク質(GTPase-activating protein: GAP)により触媒される。Ralを不活性化する酵素、RalGAPは長らく未知であったが、研究代表者らはその分子同定に初めて成功した。RalGAPは約2,000アミノ酸からなる触媒サブユニットα1あるいはα2と、約1,500アミノ酸からなる調節サブユニットβより構成されるヘテロ複合体である。ノックアウトマウスの解析よりRalGAPは癌の浸潤・転移に重要なはたらきをもつことを明らかにした。本研究ではRalGAP複合体の構造、およびその活性調節メカニズムを原子分解能レベルで明らかにすることを目的とした。Ralの機能異常は癌化や代謝疾患に密接に関わっていると予想されるため、その活性制御メカニズムの理解は医学的にも極めて重要であると考えられる。平成26年度は、昆虫細胞発現系を用いたRalGAP複合体(α-β複合体)の発現、精製、および活性測定を行った。また、欠失変異体を用いた解析によりRalGAPαサブユニットとβサブユニットの結合領域を決定した。26年度が最終年度であるため、記入しない。RalはRas類似の低分子量GTP結合蛋白質であり、細胞の増殖や生存、小胞輸送やアクチン細胞骨格の制御など様々な機能を担っている。また、Ralは癌化にも関わっており、Ralの異常な活性化は癌化・癌悪性化に寄与することが知られている。Ralも他のG蛋白質と同様にGTP結合型とGDP結合型の2つのコンフォメーションをとり、その活性化・不活性化はグアニンヌクレオチド交換因子(GEF)・GTPase活性化蛋白質(GAP)により制御される。RalのGAPは長らく未知であったが、我々はRalGAPがα触媒サブユニットとβ共通サブユニットからなるヘテロ複合体であることを明らかにした。RalGAP複合体は総アミノ酸数3,500残基からなりゲル濾過ので分子量が1MDaを超える巨大な複合体である。本課題ではRalGAP複合体の分子構造を明らかにすることを目的とした。本年度はRalGAP複合体の構造決定に向けαサブユニットとβサブユニットの結合領域を解析し、αβの結合が複数領域からなることを明らかにした。また、Sf9昆虫細胞を用いた発現系を構築し遺伝子組み換え蛋白質の調製を行った。浸潤性の膀胱癌ではRalGAPα2サブユニットの発現が喪失しており、RalGAPの発現低下が膀胱癌の浸潤・転移を促進することを我々は見いだしている(Saito et al., Oncogene, 2013)。RalGAP複合体の構造解析は癌の浸潤・転移を制御する上で非常に重要であると考えられる。RalGAP複合体の構造解析へ向けてαサブユニットとβサブユニットの結合様式を解析し、昆虫細胞発現系を構築することができた。複合体としての遺伝子組み換え蛋白質の大量調製、結晶化が困難な場合はα、βサブユニット単体での調製も行う。
分布センサーや分布アクチュエータによる宇宙造物の振動抑制

柔軟構造物の動特性とその制御という分野について、制御システムにおける閉ループ性能の不確定な難題は設計の重要な論点である。制御システムの不確定な難題というのはモデル動特性のエラーやパラメータ変化などである。例えば、パラメータ変化の原因として装置や下部構造などの故障がよく起こっている。柔軟構造物の数学的なモデルの誤差は重要な問題である。以上のような不確定な要素が閉ループ・システムを不安定なものにする。モデル誤差の影響を小さくするために制御システムのロバストネス(モデル誤差や擾乱などの許容ということ)を最適化する必要がある。固有周波数の頻繁な変化が制御システムにおける閉ループ性能を落とさないために、我々はフィードバック・システムを使って安定性と制御システムのロバストネスを中心に研究した。我々はロバスト特性のある対称的な線形出力フィードバック制御によって固有値割当の新しいアルゴリズムを開発し、既存のアルゴリズムと比較した。その新しいアルゴリズムで計算したゲイン定数で制御システムの閉ループはより安定(より高い減衰)で、よりロバスト(パラメータ変化に固有値が不感度ということ)であることが分かった。
細胞がん化にともなう細胞骨格異常に於ける中間径フィラメント蛋白質リン酸化の役割

細胞がん化の特徴として細胞増殖の異常のほかに細胞形態の変化と細胞運動あるいは接着性の異常があり,とくに後ろ者の異常は細胞骨格系の異常と密接な関連がある。細胞骨格は微小管,中間径フイラメント,アクチンフィラメントの主要3線維の相互関連により構成されている。我々はこれら細胞骨格線維のうち最も解析の遅れていた中間径フィラメントについて,そのフィラメントの重合・脱重合を生理的条件下で行いうるin vitro系を確立し,その系を用いることによりその調節因子(Aキナ-ゼ,Cキナ-ゼ,Ca^<2+>ーカルモデュリンキナ-ゼ,cdc2キナ-ゼ)の同定及びそのリン酸化部位の解析を行ってきた。今回の研究では,中間径フィラメント蛋白質の各リン酸化部位のリン酸化状態を特異的に識別して認識する抗体を作製し,それを用いることでリン酸化中間径フィラメント蛋白質の細胞レベルでの分布を検討した。以下得られた知見を箇条書きとした。1).グリア細胞の中間径フィラメント蛋白質(GFAP)のThrー7,Serー8,Serー13,Serー34のリン酸化状態を認識する4種の抗体を作製した。2).Serー8のリン酸化は,cdc2キナ-ゼがそのリン酸化反応を触媒し,他の細胞骨格線維と中間径フィラメントの相互連関を調節しているらしい知見を得た。3).Thrー7,Serー13,Serー34のリン酸化を触媒するキナ-ゼの同定はできなかったが,細胞内で生じるこれら部位のリン酸化とフィラメントの断片化に重要な役割を果たしているという知見を得た。
イオン源可視化装置の改良

2007年、改修のため取り外したイオン源を再整備した後、プラズマの状態をガラス越しに見えるイオン源可視化装置を開発した。これによってイオン源の制御値とその挙動の関係を視覚的に観察することができたが、再現性や操作性が悪く幾つかの改良を余儀なくされていた。研究はプラズマの再現性を重視した改良を行ったので報告する。1.エージング時間の短縮イオン源可視化装置の稼働時期が不定期なため、通常は真空排気装置を停止させている。この状態において酸化バリウムを使用したフィラメント(以下:旧フィラメント)は不純物や水分を吸い込むことで、プラズマ発生まで2日程のエージング時間を要していた。問題を解決するためフィラメントの材質を見直し、硼化ランタン(以下:LaB_6)に置き換え時間短縮をはかった。2.観察窓が曇る現象を改善旧フィラメントはエージング時に水分を含んだGASを放出するため、プラズマ観察窓を白く曇らせることで観察を難しくしていた。LaB_6の置き換えることで問題を解決した。3.歪めない電界分布旧フィラメントは使用時間が長くなると、酸化バリウムの燃えかすが発生する。この燃えかすは、プラズマカップ周辺に堆積することで、プラズマの電界分布を歪め不安定なプラズマが生成されていた。置き換えることで問題を解決した。4.ガス流量調整の改善イオン源に供給するガス流量調整はマイクロメーター付きベローシールバルブを使用していることで、調整が非常に難しい。そこで高真空リーク弁(VT-10)を使用し問題の解決に努めた。5.広角観察窓への置き換えプラズマの発生状態を見せる工夫として、これまでの観察窓20mmだった物を35mmに置き換え、観察しやすい工夫をおこなった。改良したイオン源可視化装置では、再現性が格段に向上した。発生に必要な電源パラメーターを変化させ、プラズマの状態変化を効率よく目視出来ている。
骨格形成細胞の大きさ・化学走性・分化におけるAktとRunx2の相互作用の解明

骨芽細胞・軟骨細胞の分化と化学走性においてRunx2とphosphatidylinositol 3-kinase(PI3K)-Aktシグナルにクロストークがあるか検討した。Runx2とPI3K-Aktシグナルは、C3H10T1/2の骨芽細胞への分化およびMC3T3-E1の骨芽細胞分化を促進した。さらにATDC5の軟骨細胞への分化およびその後の成熟を促進した。また、両者ともに、これらの細胞の化学走性を促進した。Runx2はP85、P110β、Aktの蛋白量を増加させ、PI3K-Aktシグナルは、Runx2のDNA結合能および転写活性化能を増強させた。また、Runx2のDNA結合能および転写活性化能は、ドミナントネガティブ型(dn)Aktによって抑制された。すなわち、Runx2とPI3K-Aktシグナルはクロストークしながら、骨芽細胞・軟骨細胞の分化と化学走性を促進していた。しかし、AktはRunx2のリン酸化には影響を与えなかった。したがって、AktはRunx2と転写複合体を構成する蛋白のリン酸化を調節することにより、Runx2の機能を調整すると考えられた。さらにスタチンは、Rac-Aktシグナルを抑制することにより骨芽細胞の化学走性を抑制した。デキサメサゾン(DEX)は、ATDC5の軟骨細胞への分化の初期課程である細胞凝集を抑制した。一方、Runx2及びAktはATDC5の細胞凝集を促進、dn-Runx2とdn-Aktはその凝集を抑制した。DEXは、Aktのリン酸化とPI3K構成蛋白p85とp110の蛋白量を低下させた。さらにRunx2のDNA結合能および転写活性化能を抑制した。したがって、DEXは、Aktのリン酸化抑制-Runx2のDNA結合能・転写活性化能の抑制-p85とp110の蛋白量の低下といったカスケードにより、ATDC5の凝集を抑制すると考えられた。Runx2とPI3K-Aktシグナルはともに、未分化間葉系細胞C3H10T1/2の骨芽細胞への分化、および未分化骨芽細胞株MC3T3-E1の分化を促進した。さらにインスリン存在下で軟骨細胞に分化するATDC5細胞の軟骨細胞への分化およびその後の成熟を促進した。Runx2はp85、p110β、Aktの蛋白量を増加させ、PI3K-Aktシグナルは、Runx2のDNA結合能および転写活性化能を増強させた。また、Runx2のDNA結合能および転写活性化能は、ドミナントネガティブ型Aktによって抑制された。すなわち、Runx2とPI3K-Aktシグナルはクロストークしながら、骨芽細胞・軟骨細胞の分化と化学走性を促進していることが明らかになった。デキサメサゾン(DEX)は、ATDC5細胞の軟骨細胞への分化の初期課程である細胞凝集を抑制した。

一方、Runx2及びAktはATDC5細胞の細胞凝集を促進、ドミナントネガティブ型のRunx2とAktはその凝集を抑制した。DEXは、Aktのリン酸化とPI3K構成蛋白p85とp110の蛋白量を低下させた。さらにRunx2のDNA結合能および転写活性化能を抑制した。したがって、DEXは、Aktのリン酸化抑制-Runx2のNA結合能・転写活性化能の抑制-p85とp110の蛋白量の低下といったカスケードにより、ATDC5細胞の凝集を抑制すると考えられた。
糖尿病高齢者の認知機能低下の予防法の確立

平成22年、8月に75歳以上の高齢者を対象に総合機能評価を含む集団検診を行い、運動療法可能な高齢者糖尿病患者を抽出した。病院内に入院している糖尿病を有する高齢者患者群で、ADLが低下しているため運動療法がおこなえない群をコントロールとして両群間で認知機能の推移を一年後に検討した。運動療法がおこなえない群での認知機能の低下が有意に大きかった。したがって、高齢者認知機能が低下した群では、運動療法が認知機能を改善させる可能性が示唆された平成22年、8月に75歳以上の高齢者を対象に総合機能評価を含む集団検診を行い、運動療法可能な高齢者糖尿病患者を抽出した。したがって、高齢者認知機能が低下した群では、運動療法が認知機能を改善させる可能性が示唆された平成22年、8月1日8月7日まで、高知県土佐町において75歳以上の高齢者を対象に京都大学、大阪医科大学と共同研究チームにて総合機能評価を含む集団検診を行った。その結果、土佐町高齢者の34.7%である333名が参加した。この対象者、全員に書面での同意を得た上で認知機能検査、運動機能検査および血液検査および身体学的所見を含めた総合機能評価を行った。その結果、糖尿病患者が全参加者の10.6%、境界型を含めた耐糖能障害の方が26.4%であった(健診の平均HbAlc(JDS値)=5.5%)。糖尿病と診断された対象者のうち経口血糖降下薬を内服を行っていない患者27名を抽出し、ほかの心電図検査、心臓超音波検査、動脈硬化の検査をあわせて明らかに虚血性心疾患、心不全を合併していない患者を本研究のエントリー対象者とした。本年度のベースラインにおける糖尿病患者と非糖尿病患者の平均認知機能の比較においては、MMSE:25.8±3.5vs. 25.5±3.4points, P=0.61,長谷川式認知機能スケール(HDSR):25.8±3.9vs. 26.2±3.2points, P=0.63、前頭葉機能試験(FAB):ll.5±2.7vs. 11.7±2.6points, P=067といずれも両群間で有意差は認めなかった。この値をベースラインとし、今後両群間を治療介入群と非治療介入群の両群間に分けて、平成23年8月に認知機能検査を含めた総合機能評価をフォローアップする予定である。一次エンドポイントは前述の認知機能評価の点数であり、二次エンドポイントとして一年間の入院歴、転倒既往、大体頚部骨折の有無、総死亡、運動機能の推移(Up and Gotest,片足立ちの時間、Functional reachの測定)を予定している高齢者において認知機能障害は、患者の生命予後のみならずQOLやADLを低下させる。また認知機能障害は治療コンプライアンスを低下させ、他の合併症の治療抵抗性に繋がる大きな因子である。糖尿病患者は糖尿病のないコントロール群に対し、約23倍の脳血管性認知障害のみならず、アルツハイマー型認知症の合併の頻度がたかいことが報告されている。動物においてPPARγはβセクレターゼの抑制およびβアミロイドのクリアランスの亢進を介して認知機能を改善することが報告されている。そこで私たちは平成23年度に一次評価としてPPARγagonist使用群とコントロール群の認知機能を含めた総合機能評価、動脈硬化の比較、インスリン抵抗性の評価を行い比較した。現在のところ、両群間で明らかな、認知機能の低下の差は認めていない。その原因の一つとして、両群間の血糖のコントロールはHbA1c(JDS)で5.56.5%と非常にコントロール良好であったため、コントロール群を含め両群間で認知機能低下が同様に抑制されている可能性がある。したがって、現在登録されている症例に加え、血糖コントロール不良の年齢と性別をマッチさせた糖尿病群および非糖尿病群で認知機能が低下したmild cognitive impairment群を新たに比較する対照群に加える予定である。現在、当施設にはコントロール不良の75歳以上の糖尿病患者が、外来および通院患者で約30名40名おり、今後認知機能検査を含めた総合機能評価を行い、今までの対照群と比較検討を行う予定である。なお平成23年度の成果の一部は老年学会総会、糖尿病学術年次集会、内分泌学会総会、アジア・オセアニア国際老年学会に報告し、論文報告を行った(Yamamoto N et al. Geriatr Gerontol Int. 2012 12 164-5)。平成24年度8月にK県T町にて、血液検査、認知機能検査、運動機能検査を含む、総合機能評価(CGA)を320名の75歳以上の高齢者に対し、ご長寿健診として施行した。本研究は、2004年から継続して行っているフィールドワークであり、2年前より本研究の新しい糖尿病合併の認知機能低下患者群に対し、血糖のコントロールおよび認知機能低下の予防目的のためPPARγアゴニストの投与群と運動、食事療法群と認知機能の推移の比較検討を行う予定であったが、PPARγアゴニストの膀胱癌発生増加の報告が米国FDAで勧告されたため、やむを得ず投与を中止し、今まで私たちの既報でも効果のあった生活習慣介入(運動療法、食事療法)行った群に組み込んだ。

それに対し、病院内に入院している糖尿病を有する高齢者患者群で、認知機能が低下しているために運動療法がおこなえない群を新規のコントロールとして認知機能の推移を検討した。まだ、少数例の検討ではあるが、運動療法がおこなえない群での認知機能の低下が有意に大きかった。したがって、高齢者認知機能が低下した群では、運動療法そのものが認知機能を改善させる可能性が示唆された。今回の検討では、頭部の画像検査などを合わせて行うことが不可能であったため、今後、運動負荷が直接脳神経に与える影響を明らかにするために頭部MRIを含めた画像検査、および動物(糖尿病誘発ラット)において、運動負荷を行い、脳神経シグナルの網羅的解析を行っていく予定である。また平成24年度11月に研究文旦者が所属するチームが台湾で血液検査、認知機能検査、運動機能検査を含む、総合機能評価(CGA)を行い、今回の私たちの日本のデータと比較検討する予定である。当初の予想と違い、コントロール群と認知機能の差が出なかったため、他の対照群も増やして検討を行う予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在登録されている症例に加え、血糖コントロール不良の年齢と性別をマッチさせた糖尿病群および非糖尿病群で認知機能が低下したmild cognitiveimpairment群を新たに比較する対照群に加える予定である。
電波・赤外線国際共同研究による星の形成領域とコンパクト天体の観測

1.研究の実施状況:宇宙における現象は、異なる波長による観測から物理的プロセスを立体的に把握することで初めてその本質を理解できることが多い。本研究は、国立天文台野辺山宇宙電波観測所のミリ波望遠鏡群と世界第一線の観測装置とを結び、計画的な共同観測で星間物質・星形成・銀河中心核等の解明をめざしてきた。研究目的に沿って、平成1年度より3年度までの3年間に55件・のべ87人を海外での研究活動に派遣した。うち海外の第一線望遠鏡による観測は、ハワイのUKIRT(3.8m赤外線望遠鏡)とJCMT(15mサブミリ波望遠鏡)合わせて9件を筆頭に、アメリカのFCRAO(14mミリ波望遠鏡)、VLA(大型電波干渉計)、キットピ-ク天文台とセロトロロ天文台(チリ)の4m光学望遠鏡、オ-ストラリアのパ-クス天文台(64m電波望遠鏡)、チリのCEST(15mサブミリ波望遠鏡)等、世界の主要望遠鏡のほとんどに及んでいる。各観測所の状況や天候など計画立案上困難な要素はあったが、機に応じた派遣計画変更を行ないつつ、期待に沿った研究を開発することができた。VLBI関連の派遣は合計17件にのぼり、野辺山が中心的役割を果たしての観測やデ-タ解析が特に後半に大幅に進んだ。またこの研究による観測デ-タ処理のための派遣、技術開発や共同研究の推進の検討・打合せなどの派遣は、合計10件であった。2.観測的成果:観測の成果は60編を越える論文(英文)に納められている。またまとめのワ-クショップ「国際共同研究の報告」で最近の観測成果多数を含む29編の報告が提出され、集録が現在印刷中である。星の形成領域の研究では、1983年以来の国際共同研究が実り、多数の先進的な成果が納められて、星間物質から惑星系形成の可能性に至る総合的なイメ-ジが世界に先駆けて構築された。VLBIはミリ波での観測をリ-ドするところまで実績を積むことができた。今後の発展が期待される。主な個別的成果としては、(1)ハワイでの赤外線観測による星生成領域の水素分子輝線の蛍光励起の発見とその機構の研究(長谷川、田中ほか)、(2)ハワイでの赤外線スペックル観測によるTタウリ型星の連星成分の分離(舞原、片ほか)、(3)ハワイ線観測による銀河系中心部の暗黒星雲の広域分布の解明(上野ほか)、(4)セロトロロでの赤外線観測による活動銀河核・クエ-サ-からの強い水素分子輝線の検出(川良ほか)、(5)ハワイでのサブミリ波観測による原始星ダスト円盤の構造の分解(山下、海部ほか)、(6)ハワイでのサブミリ波観測による原始星双極分子流の構造と進化(平野、林ほか)、(7)VLAによる新しい水蒸気メ-ザ-源の発見(亀谷ほか)、(8)FCRAOおよびベル研究所ミリ波サ-ベイによる大規模星生成領域の全体構造(梅本、立松、亀谷ほか)、(9)FCRAOおよびCESTによる新しい星間分子の探査と検出(大石、川口、海部ほか)、(10)パ-クス電波望遠鏡による雨天の暗黒星雲の構造と進化(山本、佐藤ほか)、(11)オ-ストラリアのシュミット望遠鏡による多数のHH天体の発見(小倉ほか)(12)活動銀河核・クエ-サ-の0.001秒角を切る高分解能のVLBIマッピング観測(井上、亀野、宮地ほか)、(13)世界初の230GHz VLBI国際ネット観測(川口、井上、森本ほか)等がある。3.わが国の天文学研究へのインパクト:わが国には本格的な天文学の観測装置が少なかったため、第一線の観測が極めて困難で、それがわが国の天文学の発展の大きな足枷となっていた。野辺山宇宙電波観測所の活動開始により、国内でミリ波での第一線の観測が可能になるとともに、対等な協力という形での海外一流装置による観測に道が開かれた。本計画はこの状況を組織化し、日本では観測が困難な赤外線・サブミリ波を中心に一流観測所に多くの若手研究者を派遣してきた。本研究での海外研究者との共同研究と切磋琢磨、赤外線やサブミリ波での第一線での観測経験が、我国における新しい装置建設や研究の大きな力となりつつある。これは光学観測にも拡大され、また緊密な国際協力なしには不可能なVLBI観測への日本の主体的参加をも推進することができた。こうした面でも本研究がわが国の観測天文学の発展にとって重要な役割を果たし得たと確信している。うち海外の第一線望遠鏡による観測は、ハワイのUKIRT(3.8m赤外線望遠鏡)とJCMT(15mサブミリ波望遠鏡)合わせて9件を筆頭に、アメリカのFCRAO(14mミリ波望遠鏡)、VLA(大型電波干渉計)、キットピ-ク天文台とセロトロロ天文台(チリ)の4m光学望遠鏡、オ-