hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
鱗食魚の右利き・左利きを支配する脳内機序の理解

左右性の分子遺伝基盤について、鱗食魚の終脳、視蓋および後脳を用いて、網羅的遺伝子解析のRNA-seqとq-PCRで追試を行い、左右半球の間で有意に発現量の異なる5つの遺伝子(pkd1b、ntn1b、ansn、pde6g、rbp4l1)を見いだした。pkd1bおよびntn1bは、それぞれNodal遺伝子とNetrin遺伝子に関係し、それらは初期胚における身体の左右非対称の形成にとって必須であることが知られている。私たちの結果は、Nodal遺伝子やNetrin遺伝子が成魚の脳においても、左右差の維持に重要な役割を果たすことを示唆している(Comp Biochem Physiol D. 28: 99-106, 2018)。左右性の進化を検討するため、タンガニイカ湖の南に位置するマラウィ湖のヒレ食性シクリッドGenyochromismentoの左右性を調べた。下顎骨の左右差を計測し、捕食行動実験を行った。左右の下顎骨の高さの違いを計測したところ、その頻度分布は左右対称の個体がほぼいない二山型を示し、個体群中に右利きと左利きがいることが分かった。左右の下顎骨の高さの違いは平均3%で、鱗食魚の8%よりも有意に小さかった。次にG. mentoの捕食行動を水槽内で1時間観察した。G.mentoは餌魚の尾ビレに頻繁に噛みついて摂食し、観察を行った半数以上の個体で襲撃方向に好みがあったが、全個体両方向からの襲撃が見られた。また、この襲撃方向の偏りは開口方向と対応があった。鱗食のP. microlepisでは専ら餌魚の一方向から襲うことから、ヒレ食魚も形態・捕食行動に左右性をもつが、鱗食魚ほど顕著化していないと考えられる(J Exp Biol. 222: jeb191676, 2019)。2018年度は脳内遺伝子発現と進化に関する原著論文を2本発表できた。次年度も行動の可塑性と神経機構に関する研究について、発表を予定している。シクリッドの左右性について、以下の2項目を推し進める。・捕食行動時の脳内活動を明らかにするために、初期応答遺伝子とリン酸化リボソームタンパクの発現を手がかりとして、神経活動する脳領域の同定、およびM細胞を含む網様体脊髄路ニューロン群の神経活動の左右差を明らかにする。・左右性獲得の時期依存性を明らかにするため、様々な発達段階の鱗食魚で捕食実験を繰り返し、襲撃方向の左右性獲得の「臨界期」を突き止める。左右性の獲得機構に関して大きな進展があり、Scientific Reportsで発表した。右利き・左利きといった行動の左右性は、魚類からほ乳類まで、様々な動物に広く見られる現象であるが、発達上の獲得過程はよく分かっていない。今回、繁殖で得た鱗食魚を用いて、捕食行動の左右性の獲得過程を実験的に検証した。まず、ふ化して固形飼料のみで個別飼育した鱗食未経験の幼魚(4ヶ月齢、21匹)と餌魚(キンギョ)を1匹ずつ水槽に入れて、1時間行動を観察した。観察した全個体は、獲物に対して両方向から襲った。同じ個体を用いて、数日おきに捕食実験を計5回行ったところ、襲撃方向は徐々に口部形態と対応した方向に偏り、野外研究を支持する結果が得られた。また実験を繰り返すと捕食成功率は高くなっていた。次に、鱗食未経験の成魚(9ヶ月齢、6匹)で捕食実験を行い、先ほどの幼魚の5回目と襲撃方向の偏りを比較したところ、幼魚5回目の方が有意に偏りが強く、同様に、同齢の幼魚で5回目の実験日に1回目の実験を行った2群(6匹ずつ)を比較しても、5回目の群の方が偏りが強かった。驚いたことに、襲撃時に見られる胴の屈曲運動(屈曲変化量、最大角速度)は1回目の捕食実験から、口部形態と対応した方向で高い能力が発揮された。以上より、鱗食魚には生得的に捕食に有利な方向があり、鱗食経験からの学習を通じてランダムであった襲撃方向が有利方向へと統一され、効率的に鱗食できるようになると考えられる。また、魚類60目の口部形態における左右差に関して、Zoological Scienceで発表した。利きの発達に関する学術論文を発表できた(Sci. Rep. 2017)。また、利きと脳の左右差に関する脳内遺伝子の解析(RNA-seq, qPCR)が始まり、利きに関わらず右脳で発現量の多い遺伝子、左脳で発現量の多い遺伝子を見出すに至った。

下顎骨の左右差を計測し、捕食行動実験を行った。左右の下顎骨の高さの違いを計測したところ、その頻度分布は左右対称の個体がほぼいない二山型を示し、個体群中に右利きと左利きがいることが分かった。左右の下顎骨の高さの違いは平均3%で、鱗食魚の8%よりも有意に小さかった。次にG. mentoの捕食行動を水槽内で1時間観察した。G.mentoは餌魚の尾ビレに頻繁に噛みついて摂食し、観察を行った半数以上の個体で襲撃方向に好みがあったが、全個体両方向からの襲撃が見られた。また、この襲撃方向の偏りは開口方向と対応があった。鱗食のP. microlepisでは専ら餌魚の一方向から襲うことから、ヒレ食魚も形態・捕食行動に左右性をもつが、鱗食魚ほど顕著化していないと考えられる(J Exp Biol. 222: jeb191676, 2019)。2018年度は脳内遺伝子発現と進化に関する原著論文を2本発表できた。次年度も行動の可塑性と神経機構に関する研究について、発表を予定している。脳内遺伝子の解析については、研究成果を論文にまとめる。鱗食魚の捕食行動の左右差を駆動すると考えられる脳領域の解剖学的左右差を解析するために、脳を透明化して該当箇所を3次元構築し、厳密に評価する予定である。シクリッドの左右性について、以下の2項目を推し進める。・捕食行動時の脳内活動を明らかにするために、初期応答遺伝子とリン酸化リボソームタンパクの発現を手がかりとして、神経活動する脳領域の同定、およびM細胞を含む網様体脊髄路ニューロン群の神経活動の左右差を明らかにする。・左右性獲得の時期依存性を明らかにするため、様々な発達段階の鱗食魚で捕食実験を繰り返し、襲撃方向の左右性獲得の「臨界期」を突き止める。
精子星状体機能不全に対する治療法の開発

男性因子に対する顕微授精(ICSI)が普及し、難治性不妊症への福音となる一方で、ICSI反復不成功症例が問題となってきている。この中には、精子星状体の形成不全を呈する精子中心体機能不全という病態が存在することが示唆される。この病態を克服するために、カルシウムイオノフォアによる活性化処理が、有用な可能性がある。また、精子中片部形態を高倍率で観察することにより、精子星状体形成良好な精子を選別できる可能性がある。多数回の顕微授精(ICSI)反復不成功患者より、十分なインフォームドコンセントの上で、治療周期の余剰精子サンプルを凍結保存した。この精子について、まずウシ卵子を用いた精子星状体形成による精子中心体機能発現の評価を行った。ウシ卵子細胞質内に精子を注入し6時間後に固定して、これを免疫蛍光染色法により精子星状体形成率を確認したところ、妊孕性の確認されている精子によるコントロール群では69.6%(39/56)であったのに対し、ICSI反復不成功精子群では48.5%(16/33)に過ぎず、ICSI反復不成功精子において星状体形成率が有意に低率であった。また、同時に検討したウシ卵子活性化率に関しては、有意な差は認められなかった。以上より、ICSI反復不成功例の精子では精子星状体機能不全の病態があることが示唆された。そこで、上記患者精子の中心体機能発現および精子星状体機能を補助することを目的とし、十分なインフォームドコンセントの上で、ICSI後カルシウムイオノフォアによる活性化処理を施した。卵子はICSI、活性化処理の後、4細胞期胚まで発生した。ウシ卵子の単為発生の検討において、カルシウムイオノフォアを用いた活性化処理により、卵細胞質より微小管形成中心が現れ核の移動に関与していたことから、精子星状体と相補的に卵子側の星状体が機能していることが考えられ、精子星状体発現率が有意に低い結果を示す精子のICSIにカルシウムイオノフォアによる活性化を併用することで、精子中心体の機能を補完する可能性を示すものである。IMSIを用いて、ヒト精子を中片部が真直ぐなもの(Group 1)、頚部が太くなっているもの(Group 2)、その他の3群に分類し、Group 1とGroup 2のウシ卵子内における精子星状体形成率を比較した。通常顕微受精の倍率(400倍)で形態良好精子と判断したものをコントロールとした。ヒト精子は十分なインフォームドコンセントの上で使用した。コントロールに占めるGroup 1、Group 2精子の割合は、ともに10-20%と低率であった。精子星状体形成率はGroup 1精子が80.5%、Group 2精子が33.3%でありGroup1精子が有意に高率であった。コントロールの精子星状体形成率(69.6%)と比較すると、Group 1は高率な傾向にあり、Group 2は有意に低い結果であった。精子中片部に形態異常を伴う奇形精子では精子中心体機能の低下、すなわち精子星状体機能不全が報告されている。このことは精子中片部形態が精子中心体機能と大きく関与していることを示している。加えて本研究の結果から、IMSIにより通常の倍率では観察困難な精子中心体形態を評価・分類することにより、精子中心体機能良好な精子、すなわち精子星状体形成良好な精子を選別できる可能性が示された。精子の形態を約6000倍という高倍率で観察して顕微授精に用いる精子を選別するIMSI(Intracytoplasmic morphologically selected sperm injection)と言う手法により受精率を向上しうる可能性が報告されている。ところでこれまでのIMSIでは、主に精子頭部の形態学的評価が先行してきたが、受精における精子中心体機能の役割が重要であることから、精子中心体の存在する精子中片部に着目して精子の選別を行った。その結果、IMSIによる精子中片部の形態評価により、精子中片部形態がストレートな群で精子星状体形成率が高い、すなわち精子中心体機能良好な精子と判定することが可能であった。さらに中片部の超微細構造を透過型電子顕微鏡を用いて検討した。まず、1000倍という超高倍率に加え、微分干渉像で精子中片部形態を観察し、精子中片部形態がストレートな群(精子星状体形成率高率群)とテーパーな群(精子星状体形成低率群)2群について分類し、観察に供した。精子中片部がストレートな群では、中片部には中心体構造と、尾部に向けてミトコンドリアが1重に整列する様子が観察された。一方、精子中片部がテーパーな群では、中心体構造の周辺のミトコンドリアの配列が、2重に乱れている構造や、ミトコンドリア配列に空胞が観察された。

テーパーな群では、頸部から中片部へかけての細胞質の残留のみならず、これらのミトコンドリアの整列の乱れや、中片部の空胞構造が、中片部形態の異形を引き起こし、精子中心体機能の発現を障害している可能性が考えられた。
低波数ラマン分光測定を基盤とする医薬品コクリスタルの特異的および高感度測定

本年度に得られた成果を要約すると,低波数ラマン分光法を用いて(1)医薬品コクリスタルの超微量探索スクリーニング法ならびに(2)製剤化工程における原薬結晶状態のオンラインモニタリング法を確立することができた.これらの技術を用いて,代表的なモデル医薬品としてカフェインやフロセミドの系などについて,医薬品の開発過程を意識したアプリケーションを構築した.また,低分子医薬品だけでなく,ニューモダリティと呼ばれる中分子医薬品についても検討を開始した.さらに,まだ知見の少ない低波数ラマンスペクトルの帰属について,アセトアミノフェンの晶癖について検討するとともに,ピーク波数との関連性について実験的なエビデンスを蓄積している.他機関との共同開発・研究体制も継続しており,国内では国立医薬品食品衛生研究所,国外では米国Ondax社(合併によりCoherent社に変更)およびミネソタ大学薬学部との情報共有・意見交換を積極的に行っている.それらに加えて,タイ国チュラーロンコーン大学薬学部と,天然物由来の候補化合物について,新規コクリスタルの探索スクリーニングを開始した.最終年度に向けて,更に提携先を拡大する予定である.当研究室は,2014年度に新設されて以来,初期に配属された学生が2018年度に博士前期課程2年および後期課程4年に進級したため,一研究室に所属できる全学年の学生が揃った.大学院生は後期課程が4名,前期課程が7名おり,本研究課題に直接関わる学生も3名を確保できたことから,各種の検討を進めるとともに,学会等において成果を公表する機会を更に増加させる予定である.現在,複数の低分子化合物について,依頼を受ける形でコクリスタルの探索スクリーニング,あるいは企業に対する技術導出・指導が進んでいるため,広範な実施例について知見が得られると期待される.また,近年,創薬におけるニューモダリティとして注目されている環状ペプチドなどの中分子についても少しずつ興味深い結果が得られているので,本研究および本法の更なる可能性の探求に努める.2017年度は,研究実施計画に基づいて得られた成果について6件の学会発表を行った.そのうち最大の成果としては,タイのバンコクで行われた5th International Conference on Pharmaceuticals, Nutraceuticals and Cosmetic Science (IPNaCS 2017)において,「Ultramicro-exploring Pharmaceutical Cocrystals by using Nano-spot Method Coupled with Low-frequency Raman Spectroscopy」という演題で,医薬品コクリスタルの超微量スクリーニング法に関する研究成果を国際的に公表できたことである.この結果は高く評価され,発表者が優秀発表賞を受賞するとともに,タイのチュラロンコーン大学との共同研究に発展し,年度内に短期間ながら訪問研究員の受け入れに繋がった.本年度は代表的なモデル医薬品としてカルバマゼピンを用いて,コクリスタルの超微量探索スクリーニングに関する条件検討を行った.試料や結晶化の溶媒について検討し,低波数ラマン分光法を採用することで,高感度にコクリスタルの形成を検出することができた.その後,操作条件を最適化するとともに,本法の汎用性を検証するために,モデル医薬品としてアセタゾラミドを選択し,予想通りの結果を得ることができた.これらの検討過程において,低波数ラマン分光法の結晶多形に対する特異性についても研究を展開し,スルファチアゾールの識別が困難な結晶多形について定量法を確立し,国際学会で発表するとともに,論文を学術誌に投稿し,速やかに受理された後に公表できた.2017年度は当該研究計画の初年度であったものの,採択される前年度からの準備が功を奏して,国内外の多くの学会で研究成果を発表することができた.基盤となる超微量の試料(結晶)調製法が確立されているため,そこからの各工程における改良やオプションとなる技術の追加が順調に推移した.他機関との共同体制も充実しており,国内では国立医薬品食品衛生研究所,国外ではOndax社およびミネソタ大学薬学部,学会関係では日本薬剤学会の物性フォーカスグループと連携することにより,技術的な障壁に対する意見交換とともに,社会でのニーズに対する有用性についても様々な助言を得ることができた.また人員的なリソースについても進展があり,具体的には後述するが,年度途中から研究分担者2名が加わったことにより,より多角的な検討の進展が期待できる.本年度に得られた成果を要約すると,低波数ラマン分光法を用いて(1)医薬品コクリスタルの超微量探索スクリーニング法ならびに(2)製剤化工程における原薬結晶状態のオンラインモニタリング法を確立することができた.これらの技術を用いて,代表的なモデル医薬品としてカフェインやフロセミドの系などについて,医薬品の開発過程を意識したアプリケーションを構築した.また,低分子医薬品だけでなく,ニューモダリティと呼ばれる中分子医薬品についても検討を開始した.さらに,まだ知見の少ない低波数ラマンスペクトルの帰属について,アセトアミノフェンの晶癖について検討するとともに,ピーク波数との関連性について実験的なエビデンスを蓄積している.他機関との共同開発・研究体制も継続しており,国内では国立医薬品食品衛生研究所,国外では米国Ondax社(合併によりCoherent社に変更)およびミネソタ大学薬学部との情報共有・意見交換を積極的に行っている.それらに加えて,タイ国チュラーロンコーン大学薬学部と,天然物由来の候補化合物について,新規コクリスタルの探索スクリーニングを開始した.最終年度に向けて,更に提携先を拡大する予定である.2017年度の途中から,研究室内でスタッフが1名増員されたことを受けて,分担研究者の追加申請を行い,加入が認められた.実務を行う人員が増えるとともに,大学院生を含む学生を指導することにより,実務の実施能力に関する大幅な増強が見込まれる.

さらに他機関においても分担研究者1名の追加が認められたため,本研究課題に対する様々なアプローチの試行,あるいは調製および評価に用いる機器・装置の補完が可能となることから,さらなる進展が期待される.当研究室は2014年度に新設されて以来,2018年度に初めて修士2年の学生が在籍することから,一研究室の定員としては最大規模となる.これまでと比較して,研究室の機能(体制の整備や知識・技術の蓄積等)の充実が期待できる.次年度,本研究課題に直接関わる大学院生および学部生が各3名いることから,各種の検討を進めるとともに,学会等において成果を公表する機会を増やすことも可能と考えられる.当研究室は,2014年度に新設されて以来,初期に配属された学生が2018年度に博士前期課程2年および後期課程4年に進級したため,一研究室に所属できる全学年の学生が揃った.大学院生は後期課程が4名,前期課程が7名おり,本研究課題に直接関わる学生も3名を確保できたことから,各種の検討を進めるとともに,学会等において成果を公表する機会を更に増加させる予定である.現在,複数の低分子化合物について,依頼を受ける形でコクリスタルの探索スクリーニング,あるいは企業に対する技術導出・指導が進んでいるため,広範な実施例について知見が得られると期待される.また,近年,創薬におけるニューモダリティとして注目されている環状ペプチドなどの中分子についても少しずつ興味深い結果が得られているので,本研究および本法の更なる可能性の探求に努める.当該年度の途中(終盤)に分担研究者2名の増員が認められ,合計で40万円を分担経費としたため,今年度中の支出としては当初の予定額に達しなかった.次年度以降の検討で使用する.研究計画が極めて順調に進行したため,試薬等の物品購入に要する費用が抑えられたためと考えられる.今後は本研究の周知に努めるため,学会参加や論文発表の費用を増額する予定である.
異常に長い繰り返し配列のDNA上に金属イオンを解して自己集積する分子の開発

目的:遺伝子異常のなかで、異常に長い繰り返しDNA配列が関連している疾患が知られており、対応が困難な遺伝子標的として残されている。本研究では、DNA結合部位と金属結合部位を併せ持つリガンドを用いて金属を介して自己集積させることによって、繰り返しDNA配列の認識を目指す。結果:マグネシウムイオンとの錯体形成を介して、繰り返し配列のDNA上に集積することを期待し、アントラセノン骨格を基本に新たな錯体形成部位としてジオール基を含む新しいリガンドを設計した。平成21年度は、アントラセノン骨格に結合しているアルキル鎖がエチル基(Et-ligand)、ブチル基(Bu-ligand)およびヘキシル基(Hx-ligand)のものを合成し、ジオール基はトリエチレングリコールの末端に導入した。(1)メタノール中でのMg(II)との錯体形成定数(Ks)を求めたところ、リガンド:Mg(ID=2:1錯体を形成し、Ks=8.2 x10^2(ET-ligand), Ks=3.1 x10^3(Bu-ligand), Ks=3.8 x10^3(Hx-ligand)、であった。リガンドの水溶性を考慮するとアルキル鎖はブチル基が相応しいものと判断された。(2) ESI-MSにより錯体形成における金属の選択性とリガンド金属比を求めたところ、Mg(II)に対して選択的に2量体が形成されることが分かった。またCo(II)共存下では多量体の形成が示唆されたが、錯体の明確な成分比は求めることができなかった。(3) 2本鎖DNAとの結合をエチジウムブロマイド競合実験により評価したところ、ブチル体リガンドとヘキシル体リガンドがほぼ同程度の錯体形成能を示すことがわかった。以上の検討から、ジオール部分は付加的な錯体形成部位として作用していることを確認することができなかったが、DNAへの錯体形成においてはアルキル鎖の長さはブチル基が適当であることが分かった。本研究では、DNA結合部位と金属結合部位を併せ持つリガンドを用いて金属を介して自己集積させることによって、D繰り返しNA配列の認識を目指す。結果:銅イオンとの錯体形成を介して、繰り返し配列のDNA上に集積することを期待し、分子内に2個のビピリジルユニットを持つビスビピリジル-ヘキストリガンドを設計した。平成21年度には、枝分かれ構造のスペーサーの長さの異なるビスビピリジル-ヘキストリガンド(BBH(L,S))を大再量合成を完成し、これを用いてDNA鎖との結合実験を行った。リガンドはスペーサーの短いBBH(S)とスペーサーの長いBBH(L)、DNAはDNA2or5(1,3or6)を用いた。DNAのすぐ後の数字はDNAに含まれるA3T3部分の数であり、括弧内の数字はA3T3部分を隔てるGC塩基対の数を表す。(2)DNAに結合しているBBH(S)に対する銅イオンの結合は、DNA2(1)のとき、BBH(S):Cu=2:1,DNA2(3)のとき、(3)BBH(L)はDNA2(1):BBH(S)=1:2,DNA2(3):BBH(S)=1:2,DNA2(6):BBH(S)=1:5,という比率の錯体を形成した。BBH(S)に比べるとDNAの結合部位間の距離が比較的長いDNA2(3)に対しても2個のリガンドによる錯体形成が可能であることが明らかになった。(4)DNAに結合しているBBH(L)に対する銅イオンの結合は、DNA2(1)のとき、BBH(S):Cu=2:1, DNA2(3)のとき、目的:遺伝子異常のなかで、異常に長い繰り返しDNA配列が関連している疾患が知られており、対応が困難な遺伝子標的として残されている。

(3) 2本鎖DNAとの結合をエチジウムブロマイド競合実験により評価したところ、ブチル体リガンドとヘキシル体リガンドがほぼ同程度の錯体形成能を示すことがわかった。以上の検討から、ジオール部分は付加的な錯体形成部位として作用していることを確認することができなかったが、DNAへの錯体形成においてはアルキル鎖の長さはブチル基が適当であることが分かった。
紫外線照射によるシリコーン印象材の物性の変化

印象材に対する紫外線殺菌の効果は、紫外線の照射方法や照射時間、照度等各条件を適正にして使用すればかなり効率良く殺菌できることがわかっている。そこで今回は、波長253.7mmの紫外線を使用し、紫外線を照射することによって印象材の物性にどのような変化が現れるのか調べた。今回は、紫外線にて殺菌効果の効率が良かったシリコーンラバー印象材を用いて実験を行った。実験材料には、コンテン社製のシリコーンラバー印象材(プレジデントジェット、ライトボディータイプ:ロットNo.4861、以下シリコーンラバーを略す)を使用した。練和済みのシリコーンラバー5gを洗浄済のガラス板の上にとり、二枚のガラス板ではさみ、これに1Kgの荷重をかけ5分間放置後ガラス板の間より取り出し、試料とした。このシリコーンラバーに紫外線照度7,000μw/cm^2にて照射時間0、30、60、90、120秒で上方から紫外線照射を行った。紫外線照射量の増加にともなって、疎水性の材料であるシリコーンラバーにおいて親水性が増加することが認められた。その他の物性については特に紫外線照射前と比較して大きな変化は認められなかった。走査型電子顕微鏡によるシリコーンラバー表面の観察についても今回の紫外線照射量において特に変化は認められなかった。今回の結果から紫外線殺菌法は、シリコーンラバーの殺菌法としては非常に有効であると考える。また、親水性が増加したことから、今後実用的なことを考慮し、水ではなくせっこうを使用してシリコーンラバーとのなじみにどのような変化があるのか調べてみたい。
コヒーレントな遷移放射による遠赤外分光計測と電子バンチの立体的形状計測の研究

計測への応用に先立ち、コヒーレントな遷移放射の基礎的な性質として、波長1ミリ以上の領域ではスペクトル強度が通常の放射強度に比べて10^6倍程増大しており、ビーム電流の二乗に比例することを確かめた。また強度は発光長に依存することを観測・解析し形成層の役割を確認した。分光計測への応用に際しては受光角が60mradの光学系を製作した。強度の変動に対する補正をモニター検出器で行った。東北大核理研のライナックを用いた場合、従来の実験室では測定困難な1から5ミリまでの領域で約3%の精度で、吸収や反射の測定のための100%ラインの測定が可能であった。また、As_2S_3及びAs_2Se_3ガラスの透過率及び反射率のスペクトルが,波長5ミリまで測定可能であった。京大原子炉のライナックを用いた場合も、1ミリから5ミリの波長領域では水酸基を含んだNaCl結晶試料の透過率を測定することが可能であった。バンチの形状の計測については、東北大核理研のライナックの線状のビームで得られた還移放射の形状因子の逆フーリエ変換により電子分布関数を求め、半値幅0.28mmのガウス分布に近い結果を得た。また形状因子にクラ-マ-ス・クローニッヒ解析法を適用し、従来不明であった分布関数の非対称な構造を決定した。分布関数の分解能はほぼ0.1ミリまであった。京大原子炉のライナックの場合、ビームの横方向の広がりを考慮すると、縦方向の分布関数が全幅が約9mmの二次曲線で近似できた。阪大産研ライナックの場合は、縦方向の分布関数は近似的には半値幅8.4mmの三角形であり、ビームのエミッタンスは(4.0±2.0)×10^2mm・mradであった。得られた縦横の分布関数は、従来の方法による観測と両立していた。本研究で開発した方法は関数形を特定できる上に、スペクトル観測の波長程度の高い分解能を持つという利点がある。(1)東北大学原子核理学研究所(核理研)の線形加速器(ライナック)からの電子線を、アルミニウム箔と反射鏡からなる発光点を通して、コヒーレントな遷移放射を発生させた。これを光源として、回折格子分光計を用いて、波長領域0.7から4mm迄をカバーする分光計測装置を構成した。透過率測定精度は全体的には約3%程であったが、特に波長1.6から3.2mm迄は放射強度が強く、観測が容易であった。この装置を用いて、カルコゲンガラスAs_2S_3の反射率及び透過率を測定し、高圧水銀灯による観測を補足することが出来た。(2)核理研のライナックによるコヒーレントな遷移放射の様々の基本的な性質を研究し、これらの成果を取りまとめて二編の論文としてPhysical Review E誌に出版した。(3)コヒーレントな遷移放射によって計測した大阪大学産業科学研究所のライナックに電子ビームの断面積、エミッタンス、バンチ内の縦方向の電子分布関数を求めることが出来た。この様な立体的な形状の計測方法に関する研究成果を取りまとめて論文として、現在Physical Review E誌に投稿中である。(4)京都大学原子炉実験所に於いて同所のライナックを用いてコヒーレントな遷移放射及びスミス・パーセル放射の観測を行った。スミス・パーセル放射に関してはそれがコヒーレントな放射であることが確認され、また相対論的な電子ビームによる最初の定量的な研究結果であると考えられる。

それらの成果をとりまとめた論文を現在Physical Review E誌に投稿中である。(1)放射の基礎的な性質に関して、遷移放射とチェレンコフ放射の区別に関し、従来のものとは異なる新たな識別基準を導出し、Physical Review E誌に発表し提案した。(2)東北大核理研のライナックの電子線を用いてコヒーレントな遷移放射を光源とした分光計測装置により、As_2S_3及びAs_2Se_3ガラスの透過率及び反射率のスペクトルを、波長5ミリまで測定することを可能とした。(3)京大原子炉のライナックを用いてコヒーレントな遷移放射を発生させ、それを光源とした分光計側装置を製作した。それによって分光計測した結果、1ミリから5ミリの波長領域では水酸基を含んだNaCl結晶試料の透過率を測定することが可能であった。(4)コヒーレントな放射のスプクトル強度からバンチ内の電子の分布関数を求める際、Kramers-Kronig解析方を適用し、従来求められなかった非対称成分を算出する方法を開拓した。(5)阪大産研ライナックを用いたの場合のコヒーレントな遷移放射のスペクトル及び強度の角度依存性を解析した結果、縦方向の分布関数は近似的には半値幅8.4mmの三角形であり、ビームのエミッタンスは(4.0±2.0)×10^2mm・mradであった。得られた縦横の分布関数は、従来の方法による観測と両立していた。それらの結果を纒めてPhysical Review E誌に発表した。本研究で開発した上述の(4)と(5)による方法は、関数形で特定できる上にスペクトル観測の波長程度の高い分解能を持つという利点がある。
核機能発現の場の構築

活性クロマチンの形成機構を解明する目的で、ショウジョウバエのGAGA因子と相互作用してクロマチンのリモデリングを促進するタンパク質複合体を同定し、その解析を行った(広瀬)。マイクロサテライトに含まれるGGA反復配列は、ヌクレオソーム形成を阻害することを明かにした(木南)。マウスIgf2とH19遺伝子のインプリンティングに関わる5つの新しいエンハンサーを見出した(佐々木)。ラミンBレセプターのクロマチン結合ドメインに結合する新しいクロマチンタンパク質を同定し、そのcDNAをクローン化した(古川)。ラットの小脳では、核骨格附着領域(MAR)にトポイソメラーゼIIBが局在することをつきとめた(筒井)。酵母のhtrl変異株では老化に伴い、核小体の肥大化と分裂が観察された。Htrl-GFP融合タンパク質は細胞質に存在するので、どのような機構で核内構造体に影響を及ぼすのか注目される(菊池)。分裂酵母のI型タンパク質脱リン酸化酵素Dis2と相互作用する因子として、RNAポリメラーゼIIの伸長反応を制御するSpt5が得られた(中世古)。これらの成果は活性クロマチンの形成やゲノムインプリンティングの機構、さらに核内クロマチン配置や核骨格の機能を理解するために重要な基礎になると考えられる。広瀬はショウジョウバエのfushi tarazu遺伝子DNA上にクマチンを再構成して転写不活性な状態にした後、GAGA因子などを作用させてクロマチンをリモデリングしてプロモーター領域内に転写制御因子FTZ-F1・転写メデイエータ・基本転写因子から成る複合体を形成し、転写を活性化することに成功した。大隅はアフリカツメガエル初期胚において、ヒストンH1はDNA複製に必須の役割を果たしているわけではないが、各種ヒストンH1サブタイプでDNA複製の速度が異なることを見出した。佐々木はマウスのIns2/Igf2/H19インプリントドメインの制御配列を同定するため、約100kbにわたりDNaseI高感受性部位の検索を行い、数ケ所に高感受性部位のクラスターを発見した。筒井は核骨格結合タンパク質SP120がhnRNPと結合した30S複合体と遊離型の2つの状態をとり、ヌクレオチド三リン酸が複合体からPS120を遊離させることを見出した。さらに、SP120の核骨付着領域への結合にはSP120のC末端にあるRG領域が必要なことを明らかにした。菊池はDNAトポイソメラーゼIIに対する200余のモノクローン抗体のエピトープをマッピングし、トポイソメラーゼIIα、βともにN末端から200残基、500570残基付近と1100残基からC末端までが外に露出していることを明らかにした。足立は分裂酵母のMCMファミリーであるNdal,Nda4,タンパク質が細胞周期を通じて核に局在し、他のタンパク質と会合して6量体を形成することを示した。木南はHMG1タンパク質がGGA反復配列の三重鎖および四重鎖複合体形成を促進することを見出し、さらに生体内でもHMG1がGGA反復配列の近傍に局在していることを示唆した。広瀬はショウジョウバエのDNA超らせん化因子がpolytene chromosome上のパフに局在することを見出した。この結果は超らせん化因子が活性クロマチンの形成に関わることを示唆しており、注目される。古川はラミナ付着タンパクのドメイン解析を行い、N末端側がクロマチンとの相互作用に、C末端側がラミンB1との結合に関与しているを明らかにした。佐々木はマウスのL23mrp遺伝子をクローニングし、この遺伝子がインプリンティングを受けないことを見出した。このことは、L23mrp遺伝子とIns2/Igf2/H19遺伝子クラスターの間にインプリンティングドメインの境界があることを示唆している。筒井は核骨格結合タンパク質SP120が特定の間隔で配置されたAT塩基対に富むDNA領域を認識して結合することおよび、他の核骨格結合タンパク質matrin3やDNAトポイソメラーゼIIと相互作用することを明らかにした。菊池はDNAトポイソメラーゼIIに対するモノクローン抗体のうち、ATPやトポイソメラーゼII阻害剤の結合部位にエピトープをもつものが、酵素活性を強く阻害し、細胞に注入すると染色体の分離が阻害されることを示した。

足立はNda1,Nda4,Mcm3,Mcm7など6種のMCMタンパク質から成る複合体を分裂酵母から精製し、その生化学的性質を調べた。そのATPase活性は非常に弱く、DNAヘリケース活性は検出されなかった。木南はGAA反復配列やAAGAG反復配列がHMG1,ヒストンH1もしくはヘテロクロマチンタンパク質HP-1存在下に四重鎖複合体を形成することを見出した。このことは、反復配列の四重鎖複合体形成がヘテロクロマチン形成に関与することを示唆している。広瀬はクロマチンのリモデリングとそれによる転写活性化にISWIタンパクが関わることを世界で初めて示した。また、活性クロマチンの形成には、ヌクレオソーム間の間隔が不揃いな状態から規則正しく揃った状態に変換するだけでは不十分で、ヌクレオソーム構造の崩壊が必要なことを明らかにした。古川はラミナ付着タンパクのクロマチンへの結合に関わる新しい因子を同定した。佐々木はマウスIgf2領域にインプリンティングを受ける2つの新たな転写物を見出した。菊池はマウスのトポイソメラーゼIIα及びβのC末端領域が核の局在に、N末端領域が細胞内安定性に関わることを示した。筒井はラット小脳細胞内でトポイソメラーゼIIβが遺伝子間の核骨格付着領域内もしくはその近傍に結合していることを明らかにした。中性古は分裂酵母dis2変異を抑圧する変異株の解析から、Dis2ホスファターゼとヒストンの機能を結びつける可能性を提起した。木南はdGGA反復配列があると、それを避けてヌクレオソームが形成されることを示した。また、マウスXist遺伝子座はXi染色体上で凝縮しているが、凝縮による転写不活性化から逃れるインシュレーター機構の存在が示唆された。活性クロマチンの形成機構を解明する目的で、ショウジョウバエのGAGA因子と相互作用してクロマチンのリモデリングを促進するタンパク質複合体を同定し、その解析を行った(広瀬)。マイクロサテライトに含まれるGGA反復配列は、ヌクレオソーム形成を阻害することを明かにした(木南)。マウスIgf2とH19遺伝子のインプリンティングに関わる5つの新しいエンハンサーを見出した(佐々木)。ラミンBレセプターのクロマチン結合ドメインに結合する新しいクロマチンタンパク質を同定し、そのcDNAをクローン化した(古川)。ラットの小脳では、核骨格附着領域(MAR)にトポイソメラーゼIIβが局在することをつきとめた(筒井)。酵母のhtr1変異株では老化に伴い、核小体の肥大化と分裂が観察された。Htr1-GFP融合タンパク質は細胞質に存在するので、どのような機構で核内構造体に影響を及ぼすのか注目される(菊池)。分裂酵母のI型タンパク質脱リン酸化酵素Dis2と相互作用する因子として、RNAポリメラーゼIIの伸長反応を制御するSpt5が得られた(中世古)。これらの成果は活性クロマチンの形成やゲノムインプリンティングの機構、さらに核内クロマチン配置や核骨格の機能を理解するために重要な基礎になると考えられる。
河川音響トモグラフィー法による河川流速場と塩分場の同時連続的可視化

本研究の大きな目標である河川流速場の連続計測を達成するため、江の川の両岸にFATS(河川音響トモグラフィー装置)の音響局を8つ配置して多数の音線に沿った音波の伝播時間を計測した。計測された伝播時間を用いてインバース解析を実施し、流速の水平分布を連続的に求めた。連続計測期間は、4月16日21日である。計測領域の河床形状は、ADCP(超音波ドップラー流向流速分布計)をゴムボードで移動させて計測した。インバース解析結果の妥当性を判断するため、計測領域内の河床に2台のADCPを設置して流向と流速を連続観測した。河床に設置した2台のADCPの流向と流速の時系列との比較によると,インバース解析結果は妥当なものであり,流量変動にともなう河川の蛇行や河床形状を反映した流速場の連続的な可視化に成功したと考える.この成果は、水工学分野ではトップのインパクトファクターを有するアメリカ地球物理学連合(AGU)発行のジャーナルに投稿中である。26年度が最終年度であるため、記入しない。潮汐による流況変化が激しい感潮河川の流動場と塩分場の同時連続観測システムの構築を目指し,本年度は英国ネプチューン社製の広帯域トランスデューサー(中心周波数25kHz,帯域幅16kHz)を購入して,河川音響トモグラフィー装置(FATS)を4台製作した.最初のステップとして,断面平均流速とともに流向が計測できるように,4つのトランスデューサーを両岸に配置し,クロス音線を形成して現地実験を実施した.現地実験は,潮汐により周期的に塩水楔が遡上し,流速場,塩分場が時々刻々と変化する太田川放水路で行った.具体的な実験の内容と主な結果は以下の通りである.1.FATSによって計測された流速と流量の精度検証は,ADCPの移動観測結果と比較することにより行った.観測期間の大部分で,両者の流速・流向と流量は良く一致した.後述する理由により,密度成層が強く,トランスデューサーが塩水楔の上に位置する時間帯では,FATSで計測された流速は密度界面より上の低塩分層の平均流速に一致していた.2.FATSの音線に沿って船外機付きのボートで移動しながら,CTDを用いて水温と塩分の鉛直分布を計測し,これらの分布から音速分布を求め,音線シミューレーションを行って音線分布を推定した.このシミューレーションで得られた音線分布から,FATSの深さ方向の計測領域を確認した結果,トランスデューサーが塩水楔の上に位置する時間帯では,音波が塩水楔の中に侵入できず,横断面全体を通過できない場合があることが明らかとなった.トランスデューサーの設置高さを低くして塩水楔の中にトランスデューサーが位置するようにすれば,音線が横断面全体を通過できることが音線シミューレーションから分かった.潮汐による流況変化が激しい感潮河川の流動場と塩分場の同時連続観測システムの構築を目指し,昨年度製作した4台に加えてさらに4台の河川音響トモグラフィー装置(FATS)を4台製作し,計8台で現地実験を行った.潮汐により周期的に塩水楔が遡上し,流速場と塩分場が時々刻々と変化する太田川放水路の両岸に4個ずつのトランスデューサーを配置し,計測領域を覆うように16本の音線を形成した.流れ関数を利用したインバース解析プログラムを作成し,各音線に沿って得られた断面平均流速と音速から時々刻々と変化する流速場と塩分場の推定を試みた.具体的な実験の内容と主な結果は,以下の通りである.1. FATSの最も長い音線に沿ってAnCPを移動させて,流速の断面平均流速分布を45分間隔で潮汐一周期間計測した.計測地点(水路幅120m)の260m上流にある祇園水門の通水断面が右岸側の32m×0.3mだけに限られていたため,流速分布は非常に複雑でその空間スケールはインバース解析の空間分解能より小さく,インバース解析で得られた流速場は信頼性に欠けるものであった.また,流速場の時間的な変化が激しすぎて,移動ADCPの計測結果との比較も困難であった.2.上述したように,祇園水門のために, CTD計測で明らかになった塩分場の水平分布のスケールは小さく, 16本の音線で得られる約38mの計測領域の空間分解能では良好な結果は得られなかった.また,計測地点では流速が小さいため,強い塩分成層が現れる時間帯があり,トランスデューサーが塩水懊の上に位置する場合には,音波が塩水楔の中に侵入できず,横断面全体を通過できないことも,塩分の水平分布を計測する上で大きな障害であった.本研究の大きな目標である河川流速場の連続計測を達成するため、江の川の両岸にFATS(河川音響トモグラフィー装置)の音響局を8つ配置して多数の音線に沿った音波の伝播時間を計測した。

インバース解析結果の妥当性を判断するため、計測領域内の河床に2台のADCPを設置して流向と流速を連続観測した。河床に設置した2台のADCPの流向と流速の時系列との比較によると,インバース解析結果は妥当なものであり,流量変動にともなう河川の蛇行や河床形状を反映した流速場の連続的な可視化に成功したと考える.この成果は、水工学分野ではトップのインパクトファクターを有するアメリカ地球物理学連合(AGU)発行のジャーナルに投稿中である。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定通り,4台の河川音響トモグラフィー装置(FATS)を製作し,周期的に塩水楔が遡上する非定常性の強い感潮河川で,クロス音線を用いて断面平均流速とともに流向の連続計測に成功した.実験地点が,開度が横断方向に異なっている水門のすぐ下流部であったため,流速場と塩分場の空間スケールが小さすぎ,計測面積と音線数で決まるインバース解析の空間分解能が不十分であったことが,計画より遅れている原因である.今後は流速場と塩分場の2次元分布を連続計測するため,さらに2台のFATSを追加して河川を横断する音線を増やし,インバース解析を実施する.8台のFATSとインバース解析プログラムは完成しているので,今後は,流速場と塩分場の分布が比較的単純で, 16本の音線で解像できる空間スケールを持つ河口に近い地点を計測対象として, 8台のFATSによる音響トモグラフィー実験を実施し,時々刻々と変化する流速場と塩分場を連続計測し,目標を達成する.
研究指導能力向上のための『研究指導評価スケール－看護学修士論文用－』の開発

本研究の目的は、看護系大学院の修士論文指導に携わる教員が自身の研究指導の改善に向けて、指導を受ける学生の視点を研究指導の評価に反映できる「研究指導評価スケール(看護系大学院修士課程用)」を開発し、その信頼性と妥当性を検証することである。この目的達成に向けて、平成30年度は、看護系大学院修士課程に在学する学生が教員の研究指導を評価する基準を解明する質的帰納的研究を実施し、学生が教員の研究指導の良否を決定づける基準を明らかにした。この基準は、修士論文指導を受けた経験を有する学生を対象に、教員が指導過程の中でどのような行動をとった時、「良い指導」あるいは「良くない指導」と知覚するのかを問い、その回答の質的帰納的分析を通して導出された。これらの成果を看護系学会に発表する予定である。この質的帰納的研究の成果を基盤に、開発を目ざす尺度の原案を作成した。さらに、この尺度を用い、指導教員から修士論文指導を受けた経験を有する者を対象とする尺度の信頼性・妥当性を検証するための研究計画書を作成し、研究分担者との会議を通してこれを洗練した。また、開発を目ざす尺度の信頼性と妥当性を検討するための調査の対象者を修士課程在学生と修了生に設定し、特性調査紙を2種類作成した。今後は、本研究の基盤となった質的帰納的研究の研究協力者をリストアップし、調査依頼を開始することが課題である。研究協力依頼の際、前回の回答者に対しては、他の研究協力者の紹介を依頼する一文を追加し、さらに研究対象者の探索を拡げる。また、文献検討を通して探索すべき学生特性を選定し、「研究指導の質」と「学生特性」の関係を探索する研究計画を立案することが課題である。この目的達成に向けて、まず、指導教員から修士論文指導を受けた経験を有する者を対象とした調査を実施し、看護系大学院修士課程に在学する学生が教員の研究指導を評価する基準を解明する質的データを収集した。これに引き続き、収集したデータを質的帰納的に分析し、学生が教員の研究指導の良否を決定づける25基準を明らかにした。この25基準は、修士論文指導を受けた経験を有する学生を対象に、教員が指導過程の中でどのような行動をとった時、「良い指導」あるいは「良くない指導」と知覚するのかを問い、その回答の質的帰納的分析を通して導出された。また、この質的帰納的研究の成果を基盤に、開発を目ざす尺度の原案を作成した。さらに、この尺度を用い、指導教員から修士論文指導を受けた経験を有する者を対象とする調査の実施するための研究計画書を作成し、調査の準備を進めている。この研究の成果は、教員が展開する研究指導の状況を客観的に理解することに活用でき、その理解に基づき自身の研究指導上の課題を明確化することに役立つ。また、明確化した課題の克服により、研究指導の質を向上させることを可能にする。群馬県立県民健康科学大学の研究倫理審査を受け、平成31年2月1日付けで許可を得た。今後は、専門家会議とパイロットスタディを実施し、本調査に移行する予定である。尺度開発を目的とする研究計画書を作成し、研究分担者との会議を通してこれを洗練した。修士論文の完成に向けて研究指導を行う教員が、自身の研究指導の質を改善・向上されるためには、教員の視点にとどまらず、研究指導を受ける学生の視点をも指導に反映させる必要があり、開発を目ざす『研究指導評価スケールー看護学修士論文用ー』はそれを可能にする。平成27度は、開発を目ざす『研究指導評価スケールー看護学修士論文用ー』の基盤となる質的帰納的研究の実施計画と調査に向けた質問紙の作成を行った。1.看護学修士論文完成に向けた研究指導の質向上に活用できる「研究指導評価スケール」と「研究指導改善ガイド」の開発に向け、その第1段階として、スケールの質問項目の基盤となる「研究指導に対する評価基準」を解明する質的帰納的研究の研究計画を立案した。また、この研究に用いる調査紙を作成した。具体的には、研究責任者と2名の研究分担者による会議を7回開催して研究計画を検討し、研究計画書と質問紙を作成した。

2.群馬県立県民健康科学大学研究倫理審査の申請を行い、平成27年8月31日に許可を得た。(県科大倫第2015-15号)3.1により作成した質問紙の内容的妥当性を検討するため、便宜的に抽出した76名を対象に、約6ヶ月間にわたり予備調査を実施した。本調査に用いる質問紙の作成に向け、研究責任者と2名の研究分担者による予備調査の結果を検討する会議を2回開催した。検討の結果、現実の教員の指導に関わる行動が明瞭に回答されるように、教員が提供する指導に対する大学院生の評価基準を問う質問を一部修正した。また、対象特性を把握するための質問項目及び選択肢を一部修正した。4.3の予備調査の結果を反映させた質問紙を完成し、本調査の対象者をリストアップした。平成28年度は、便宜的標本抽出法により抽出した看護系大学院修士課程の修了生に調査協力を依頼し、300データの回収を目標にデータ収集を行う。本研究の目的を達成するために、Berelson,B.の方法論を参考にした看護教育学における内容分析と、看護教育学における測定用具開発の手順に沿って『研究指導評価スケールー看護学修士論文用ー』を開発する。1名の研究分担者は、これらの開発者であると共に、様々なカテゴリシステムの開発や質的帰納的研究を基盤とした測定用具開発の豊富な経験と実績を有する。また、看護教育学に関わる豊富な知識と実績を有する。これに基づき、複数回の会議を通して、「研究指導評価スケール」の質問項目の基盤となる「研究指導に対する評価基準」を解明する質的帰納的研究の研究計画を具体的に立案できた。また、もう1名の研究分担者は、大学院修士課程の学生を対象に、授業過程に対する評価基準を質的帰納的研究により解明した経験を持つとともに、質的帰納的研究の成果を基盤にした測定用具開発の豊富な経験と実績を持つ。これに基づき、尺度開発に必要なデータを収集するための質問紙を作成でき、これを用いた予備調査を実施できた。さらに、看護教育学研究の方法論を用いた質的帰納的分析の複数の経験を有する研究代表者が、平成27年度の実施計画を予定通りに進めていくために、研究分担者と密に連絡をとり、進捗状況やその成果、課題を共有し、それを記録に残して計画の遂行状況を可視化した。看護学の修士論文の完成に向けて研究指導を行う教員が、自身の研究指導の質を向上させるためには、教員の視点にとどまらず、研究指導を受ける学生の視点をも指導に反映させることが有用であり、開発を目指す『研究指導評価スケールー看護学修士論文用ー』はそれを可能にする。平成28年度は、平成27年度に引き続き、開発を目指す『研究指導評価スケールー看護学修士論文用ー』の基盤となる質的機能的研究のデータ収集を実施した。具体的には、研究代表者と研究分担者によるネットワークサンプリングを行い、データ収集の目標である300データの約90%の収集を完了した。本研究の対象者は、大学院看護学研究科において研究指導教員から修士論文作成に向けた指導を受け、論文を完成した大学院修了者である。このような条件をもつ対象者を探索し、研究協力を依頼するために、研究代表者及び研究分担者のネットワークを用いてデータ収集を行っている。しかし、修士論文を完成した大学院修了者は、年度末に集中するため、データ収集期間が限定的になり、予定以上に時間を要している。現時点では、目標とするデータ収集数の約90%を完了しており、収集できたデータから集計を始めている。
特発性肺線維症の局所酸化ストレスマーカーを用いた呼吸リハビリテーション手法の開発

本研究は、特発性肺線維症患者の上気道局所の酸化ストレス指標解析の有用性を検証し、局所酸化ストレスマーカーを使用した新たな呼吸リハビリテーション手法を開発することである。2019年度では、健常高齢者の上気道および肺における酸化ストレス指標を同定し、酸化ストレスマーカーの再現性および信頼性を解明する。また、酸化ストレスについて口腔や肺の局所的指標を分析するとともに、局所酸化ストレスの観点から12週間の運動トレーニングの影響を検証する。2020年度以降では、特発性肺線維症患者を対象に安静時の唾液中酸化ストレス指標の長期的な変動要因、12週間のリハビリテーションの効果を検証する。
Electroglottographyを用いた非侵襲的な音声障害診断法の確立

嗄声の重症度の客観的評価法として音響分析があるが、近年その信頼性が疑問視されており、特に軽度音声障害の検出が困難とされる。これまで申請者らは、従来の音響分析(周期および振幅の不整指数など)よりもelectroglottography(以下EGG)波形の不整指数の方が高い信頼性を示すことを報告してきた。しかしながら、EGG信号の波形の乱れが生体のどのような事象に起因するのかは明らかになっていない。当研究では病的声帯振動動態と発声時の頸部筋緊張に着目し、喉頭高速度撮影および頸部表面筋電図所見がEGG波形の不整指数に及ぼす影響について検討して、EGG波形の分析パラメータの有用性に関する理論的背景を構築することを目的として開始された。まず、喉頭高速度撮影とEGG波形の同時記録システムの構築に着手した。同時記録システムには波形同時記録装置が別途必要となり、その装置の設定を適正化させた。その後、申請者および同グループの研究者を対象として喉頭高速度撮影・EGG波形の同時記録における予備実験を施行した。その結果、喉頭高速度撮影における声門閉鎖期・開放期とEGG波形における声門閉鎖期・開放期はほぼ正確に一致しており、喉頭高速度撮影およびEGG波形の同時記録が正確に行われていることが確認された。その傍ら、頸部表面筋電図とEGG波形の関連性について調査するために、まず申請者および同グループの研究者を対象として発声時に頸部過緊張が生じるようなタスクを行った際の頸部表面筋電図とEGG波形を同時記録した。頸部過緊張を生じさせた際に、表面筋電図の振幅が上昇すると同時にEGG波形の周期および振幅の不整指数が上昇することが確認された。以上の実験から、喉頭高速度撮影とEGG波形の同時記録および頸部表面筋電図とEGG波形の同時記録システムが適正に構築された。