hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
嗅粘膜由来幹細胞とその嗅神経グリア分化誘導および脊髄損傷治療モデルの確立

Olfactory ensheathing cell (OEC)は、脊髄損傷の移植療法として注目されているが、基礎的研究は不十分である。我々はOECの基礎的性質を明らかにするために本研究を行った。その結果、OECの治療効果は軸策伸展能の単独効果ではないこと、ECが神経堤由来である可能性が高いこと、嗅粘膜由来sphereがOECの供給源になりうること等を明らかにした。脊髄損傷の治療のための細胞ソースとして、嗅神経グリア(OEC)が近年注目されている。我々は、嗅粘膜から培養可能な嗅神経幹細胞をneurosphereとして樹立することに成功し、また、そこからOEC様の細胞が分化してくることを見出し、これを移植のための細胞源とすることを検討した。まず嗅神経幹細胞のマーカーとなる分子を探索したところ、Snai1,Snai2,Sox9,Sox10,Pax3などの神経堤マーカーと一致することが明らかとなった。このことは、我々が樹立したneurosphereの分化のパターンが、TuJ1+の神経細胞、GEA:P+のグリア、α-SMA+の平滑筋であり、神経堤幹細胞の分化パターンをとることと矛盾しない。一方、OECは神経堤由来ではなくプラコードから派生するとされてきたが、我々の嗅神経幹細胞からOEC様の性質をもつ細胞も分化してくることから、得られたOEC様細胞が生体内のOECと一致するものかどうかを確認した。まずOECがプラコード由来であるという従来の知見を疑い、神経堤マーカーの一つであるWnt1を発現した細胞が恒久的にEGFPを発現するようになるWnt1-cre/floxed-EGFP mouseを用いて、OECの由来を確認した。すると、嗅粘膜のlamina propriaから嗅球までに観察されるOECがEGFP+であり、予測通り神経堤由来であることが明らかとなった。さらに、得られたneurosphereの分化能についてclonalassayを用いて検討したところ、上記三種へ分化するのは、およそ27%程度で、神経とグリアへの分化が10%、グリアのみが14%、平滑筋が14%であった。また、神経と平滑筋、あるいは神経のみへの分化能を示すものは見られなかった。これらのことから、我々の得たneurosphereはグリアへの分化傾向が強いことがわかった。【OECの軸策伸展能力とその治療効果】ラット嗅粘膜から精製したOECを用いて限界希釈培養法でクローン群を作成し、神経細胞の軸策伸展を促す能力を調べた。軸策伸展能の高いクローンと低いクローンを選択し、ラット胸髄圧挫損傷モデルに移植した。移植後8週間は運動機能を評価し、その後免疫染色で組織を評価した。いずれのクローンも注入部付近に生着していた。軸策伸展能の高いクローンを移植した群は、培養液のみを注入した対照群より有意に高い運動機能回復を認めたが、伸展能の低いクローンを移植した群との有意差はみられず、OECの治療効果は軸策伸展能の単独効果ではないことが示唆された。
競争経済に均衡の複数性と財の不完全可分性が及ぼす影響の研究

商品2種類消費者2タイプの純粋交換経済の連続型モデルを用い,商品の消費者間への初期配分に応じて競争均衡が安定になる場合と不安定になる場合を特徴づけた.次に離散型モデルで,被験者を使ったダブルオークション実験を行った.実験の途中で安定性,不安性のそれぞれをもたらす初期配分にスイッチした.この結果から,価格変動は理論予測ほど速く顕著に市場の超過需要の値に反映はしないことが観察された.そして,商品3種類消費者3タイプの純粋交換経済の連続型モデルを用い,消費者の効用関数のパラメターに応じて競争均衡が何個存在するのか,どの均衡が安定になりどの均衡が不安定になるのかを特徴づけた.初年度は理論研究を主とし,純粋交換経済モデルの市場価格の調整メカニズムの安定性と不安定性を調べた.同時に価格のダイナミックスの観察のために,被験者を雇用して理論モデルを実験したデータを解析した.具体的な内容は次の通りである.1.完全競争における複数均衡の構造解明:完全競争の市場モデルにレオンチェフ型関数とそれを変換したものを用いて市場超過需要関数を導出し,複数均衡を特徴づけた.異なる初期条件の下での市場取引の動学的調整過程を理論的に分析し,複数の均衡それぞれの安定性を調べた.連携研究者の協力の下,被験者実験も行ないデータを取ったが,理論的な安定性不安定性に関係なく協力的な交渉解により達成される価格が収束する傾向が観察された.それゆえ,安定か不安定かの判定基準を改めて分類した結果,別な基準では協力的な交渉解が安定だった.2.財の不完全可分条件の下での市場均衡と協力解の比較:純粋交換経済の理論研究は,完全競争均衡とその他のいくつかの協力解との関係と経済主体の数を増加させる場合の効果の先行研究を整理した.さらに財の分割可能性を増加させる場合の効果についても先行研究の整理が求められるところであるが,財の数量が完全に可分な場合(実数)と完全に不可分な場合(整数)について比較研究はあるものの,その中間の場合の不完全に可分な場合(有理数)についての研究はほぼ未開拓であり,本研究において体系的な理論の整理が求められている.完全競争経済に用いられるモデルで各商品と各個人の性質に対称性が成立する場合,市場均衡の中で対称均衡にのみ着目し,比較静学等のモデル分析を行うことでさまざまな経済的含意が導出される.このような分析において,市場均衡は対称均衡のみが存在すること,あるいはたとえ非対称均衡が存在してもそのようなモデルは特殊なものであるという認識が一般的であり,本研究でも対称性が成立する経済モデルにおいては,弱い仮定をおくことで対称均衡が唯一の市場均衡であることを踏まえた上で経済的含意を導出し,その仮定を満たさないため均衡が複数存在する経済の特徴づけを行う計画であった.ところが,かなり規則的な対称性が成立するモデルであっても,対称均衡に加えて市場均衡を複数有するものが存在する.つまり,比較的単純な経済モデルでも均衡が複数存在するようなパラメターの組み合わせの範囲がある.この事実はかなり単純な純粋交換経済モデルでも成立することから,不完全競争経済でもクールノー均衡のような完全競争均衡の一意性を前提とする均衡概念に対しても再検討が求められることが含意される.財の不可分性が存在する経済のモデルでは,可分性が増加すると完全競争均衡の数は増えるが分散は小さくなるのではないかという予想のもとに現在検討を行っている.数値計算を見る限りでは,予想は正しいようであるが,どの程度のパラメターの範囲で成立するかを実際の計算により検証したい.純粋交換経済のモデルと完全競争均衡の計算プログラムを改訂しつつ,離散型経済モデルと連続型経済モデルの競争均衡とパレート最適配分の比較検討を行った.具体的な内容としては,同問題に取り組んでいる共同研究者とは適宜意見交換を行い,離散型と連続型の相違で理論的に説明できないものについて,理論の見直しに加え手計算・エクセルによる再確認を行った.以上の過程を経て正しく修正が行われたことを確認したモデルと計算プログラムを用いて分析を行い,改めて理論分析と計算分析の含意について議論した.その結果,離散型経済モデルでは消費者の効用関数の局所非飽和性が満足されることがないことにより,複数存在する完全競争均衡の中にパレート最適配分でないものが非限定的な状況で存在することが判明した.さらに共同研究者との議論はコアの収束の計算プログラムによる検証へと進んだ.純粋交換経済においていかなる提携からもパレート改善されない配分の集合はコアと呼ばれ,いかなる提携からも強く改善されない配分の集合は弱コアと呼ばれ,連続型経済モデルでこれらの集合は消費者の数が無限に増えていくと完全競争均衡の集合に収束することが理論的に証明されている.この現象が離散型経済モデルではどのように観察されるかが問題提起された.つまり,コアと弱コアが収束するか否か,収束するとしたらその極限は競争均衡の集合か,そして収束の傾向はどのようなものかである.2種類の効用関数を用いて計算プログラムによる検証を行った.連続型経済モデルで効用関数の局所飽和性に基づき証明された完全競争均衡がパレート最適であるという命題は「厚生経済学の第一基本定理」として市場経済の本質と位置づけられている.

しかし,本研究課題における計算結果から離散型経済モデルでは完全競争均衡にパレート最適ではない配分が含まれ,さらに弱コアが競争均衡の集合に収束する傾向も観察されることから,財が可分性を満たさない経済においては交換によってもパレート最適が達成されない可能性が存在してしまうことが判明した.また存在のしやすさは,消費者が持つ効用関数の関数形に依存することも判明した.純粋交換経済のモデルと完全競争均衡の計算プログラムの改訂作業を並行して行い,同モデルの競争均衡とパレート最適配分を離散型経済モデルと連続型経済モデルによる理論予測と数値実験による比較研究を行った.同問題に取り組んでいる国内外の研究者と定期的に意見交換を行い,理論予測の精緻化とコンピュータによるシミュレーションを通じて,理論分析と計算分析の結果をつき合わせた.まず,ゲールが考案した商品2種類消費者2タイプの純粋交換経済の連続型モデルを用い,商品の消費者間への初期配分に応じて競争均衡が動学的な価格調整過程により安定になる場合と不安定になる場合を特徴づけた.次に同モデルを離散型経済モデルに書き換えたバージョンで,同じ価格調整課程の安定性と不安性を確認し,学生を被験者としたダブルオークション実験を行った.実験の途中で安定性,不安性のそれぞれをもたらす初期配分にスイッチしたが,理論予測通りの価格変動を示すデータよりも理論予測ほど明確な反応がない価格変動を示すデータの方が多く得られた.このことから,市場の超過需要の値は理論予測ほど速く顕著に価格変動に反映はしないことがわかった.そして,商品3種類消費者3タイプの純粋交換経済の連続型モデルを用い,消費者の効用関数のパラメターに応じて競争均衡が何個存在するのか,動学的な価格調整過程によりどの均衡が安定になりどの均衡が不安定になるのかを特徴づけた.特にパラメターの値によっては,局所的に安定な均衡,大域的に不安定な均衡,そして鞍点の3種類の均衡がすべて存在することが判明した.商品2種類消費者2タイプの純粋交換経済の連続型モデルを用い,商品の消費者間への初期配分に応じて競争均衡が安定になる場合と不安定になる場合を特徴づけた.次に離散型モデルで,被験者を使ったダブルオークション実験を行った.実験の途中で安定性,不安性のそれぞれをもたらす初期配分にスイッチした.この結果から,価格変動は理論予測ほど速く顕著に市場の超過需要の値に反映はしないことが観察された.そして,商品3種類消費者3タイプの純粋交換経済の連続型モデルを用い,消費者の効用関数のパラメターに応じて競争均衡が何個存在するのか,どの均衡が安定になりどの均衡が不安定になるのかを特徴づけた.規則的な対称性が成立する2次関数とコブ・ダグラス型関数のモデルであっても,対称均衡に加えて市場均衡を複数有するものが予想をはるかに超えて存在することがわかった.しかし,一般に2次関数とコブ・ダグラス型関数の交換経済モデルで完全競争均衡が複数存在するようなパラメターの組み合わせの範囲は明らかではない.また財の不可分性が存在する経済のモデルでは,可分性が増加すると完全競争均衡の数は増えるが分散は小さくなるという検証は数値計算により行われた.こちらは完全競争均衡の数があまりに多かったため,再検討したところコンピューターによる数値計算の設定にミスがあり修正した.修正後ある程度計算結果が揃ってきたので,まとめられる段階に近づいている.現在までの研究において,パレート最適である完全競争均衡とパレート最適でない完全競争均衡は「消費者が支出を最小化しているか」という点で区別され,コアの収束もこの基準が満たされるかどうかで判定されている.
扁桃病巣二次疾患モデルとしてのスンクスの有用性

ヒト扁桃は消化管・気道の入り口に位置し外来抗原に対しgate-keeperの役割を担う重要なリンパ組織であり、扁桃病変は耳鼻咽喉科領域に限らず臨床各科疾患とも複雑に関与している事等から、扁桃は臨床医学的に注目されてきた。しかしながら、現在、実験医学的研究に汎用されているラット・マウス等に扁桃を欠くことから、扁桃に関する基礎的研究は少なく、情報に乏しい。本研究課題では、実験動物学的見地より新しい小型実験動物として開発された食虫目スンクス扁桃を対象に、パーオキシダーゼなどの人工抗原を用いスンクス口蓋扁桃/耳管扁桃を繰り返し感作、慢性扁桃炎を惹起し扁桃病巣感染二次疾患モデルを作成、扁桃局所と遠隔臓器との関係/扁桃局所抗原特異抗体の遠隔臓器での沈着/それら免疫担当細胞・T・Bリンパ球などの細胞動態など検索し、更に我々の精製したスンクスT・Bリンパ球単クローン抗体(Tohya K.and Kimura M.:Histochemistry 102 445-450,1994)を用い免疫組織学的検索を行い、全身性免疫系での扁桃の位置づけと扁桃相互間(口蓋扁桃-耳管扁桃、左右の扁桃など)と扁桃所属リンパ節ホ-ミングリンパ球などについても調べる事ができ、それらスンクス扁桃の免疫組織学的性状(局所抗原は、主として、それら扁桃上皮に位置するM細胞を介し抗原提示細胞に伝達され、ヒト扁桃で予測されていた様な一連の免疫応答を引き起こす事)がヒト扁桃のそれらに相同性を有している事を明らかにする事ができ、スンクスは実験動物学的にヒト扁桃疾患モデルとしても有用な動物である事を本研究課題を通して明らかにする事ができた。本研究では扁桃と全身性免疫系との関連に焦点を会わせ、スンクス口蓋扁桃及び耳管扁桃を対象に微細構造的並びに免疫組織学的検索を実施し、ヒト扁桃疾患の病態解析に関連する基礎的研究を試みた。初年度は、研究計画申請に伴って、二つの課題:1.鼓室内パーオキシダーゼ(HRP)感作に対する耳管扁桃での免疫応答と所属リンパ節内でのHRP抗体産生細胞の細胞動態、更に血中或いは腎臓メサンギウム域でのHRP抗体の変動などについての解析(研究代表者担当)2.スンクスTリンパ球及びBリンパ球に対する単クローン抗体の開発(研究分担者担当)を主に研究を進めた。1.についてはHRP抗原の耳管扁桃上皮M細胞への取り込みと多数のHRP抗体産生リンパ形質細胞の扁桃実質及び所属リンパ節(深頸部リンパ節)での出現を確認する事ができた(第2回国際中耳炎シンポジウム、大分、1993、第98回日本解剖学会、札幌、1993、第25日本臨床電子顕微鏡学会総会、松本、1993等に発表)。2.についてはスンククスTリンパ球特異単クローン抗体(ST1)、(マウスIgG2a、カッパー鎖)と同じBリンパ球特異単クローン抗体(ST4)(マウスIgG1、カッパー鎖)を精製することができた(第40回日本実験動物学会総会、仙台、1993に発表)。これらスンクス単クローン抗体の開発によってスンクス個体の免疫特性の解析が可能となり、それら口蓋扁桃や耳管扁桃さらに所属リンパ節でのT・Bリンパ球の細胞動態の検索などにより、ラット・マウスのリンパ組織での研究と同様、多くの情報を得る事が期待される。現在、これら単クローン抗体を使って、それら扁桃と全身の免疫臓器との相関について検索を進めている。

平成57年の研究計画に従い、平成5年度はスンクスの扁桃を含む免疫組織でのT・Bリンパ球の細胞動態に関し、我々の研究室にて精製した抗スンクスT・Bリンパ球に対する単クローン抗体(ST1・ST4)を用い免疫組織化学的染色を実施し、口蓋扁桃/耳管扁桃/所属リンパ節等の局在を観察し、それらスンクス扁桃の免疫組織学的特徴について検討し、平成6年それら一連の成績をHistochemistry(102:445-450、1995)に発表した。また、本年度前半期では人工抗原(パーオキシダーゼ/Freund完全アジュバンド)を用い、スンクス鼓室に同抗原を感作し、スクル耳管扁桃/所属リンパ節/口蓋扁桃での特異抗体産生細胞の細胞動態や同抗体の腎臓メサンギウム域での沈着や血清濃度などを観察し、慢性中耳炎および滲出性中耳炎モデルの作成を試み現在も引き続き検討している。その結果、中耳に感作された同抗原は、耳管扁桃上皮中に散在するM細胞を介して補足され扁桃での免疫応答を惹起し、パイエル板など同様、全身性免疫反応へと広がりを見せる事や耳管内遊走細胞にも同抗体を保有する細胞が存在する等が解った(本年4月の第100回・日本解剖学会総会に発表)。更に、扁桃と脾臓など末梢リンパ臓器との関与に関し、脾臓リンパ球の扁桃へのホ-ミングに関し、in situに染色した脾臓リンパ球を静脈内に注入し扁桃高内皮細胞への接着時に抗ヒト接着因子(ICAM-1)が証明される事など興味ある所見を得ている(これら成績は平成7年6月の第3回国際扁桃シンポジウム・札幌に発表を予定している)。ヒト扁桃は消化・呼吸器系ではgatekeeperの役割を担う重要なリンパ組織であり、その機能障害は耳鼻咽喉科領域疾患に限らず臨床各科疾患とも複雑に関連している事から、扁桃の機能解明は臨床医学的に注目されてきた。しかしながら、現在、実験医学的研究に汎用されているラット・マウスなどの齧歯目小型実験動物に扁桃を欠くことから、扁桃に関する基礎的研究は少なく情報に乏しい。これらの点に鑑み、本研究では、新しい小型実験動物として開発された食虫目スンクス扁桃に着目、それら扁桃の免疫組織学的性状がヒト扁桃のそれらと何が類似し、何が違うかを検討、パーオキシダーゼなどの人工抗原を用いスンクス口蓋扁桃/耳管扁桃を繰り返し感作、慢性扁桃炎を惹起し扁桃病巣感染二次疾患モデルを作成、扁桃局所と遠隔臓器との関係/扁桃局所抗原特異抗体の遠隔臓器での沈着/それら免疫担当細胞・T・Bリンパ球などの細胞動態などに関し、我々の精製したスンクスT・Bリンパ球単クローン抗体(Tohya K. and Kimura M. : Histochemistry 102 445-450,1994)を用い免疫組織学的染色を行い、超微細形態レベルに検索を行い、全身性免疫系での扁桃の位置づけや扁桃相互間(口蓋扁桃-耳管扁桃、左右の扁桃)と所属リンパ節ホ-ミングリンパ球などについて調べ考察した。その結果、スンクス口蓋扁桃耳管扁桃ともヒト扁桃のそれらと相同性を有し、それぞれの扁桃に於いて実験的に感作された局所抗原は、主として、それらリンパ上皮共生上皮に位置するM細胞を介し抗原提示細胞に伝達され、ヒト扁桃で予測されていた様な一連の免疫応答を引き起こす事証明でき、スンクスは実験動物学的にヒト扁桃疾患モデルと有用な動物である事を明らかにする事ができた。
高速道路における危険個所走行時の心理的負担の計測方法に関する基礎的研究

自動車運転中には,予想外のことでヒヤリとしたり,危険地点では事故を起こさないように運転するために「注意集中」が通常以上に必要であったりするなど,何らかの心理的負担が存在する.心理的負担は従来用いられて来た事故に関する安全性指標のみでは計りきれない性質を持つことが分かっている一方,受ける被害は自己のそれより大きくなく,観測できないことから従来は検討されてこなかった.本研究では心理的負担の分析可能性について,首都高速道路を被験者に走行させた過去3年分の計測データを用いて検証し,負担発生地点・要因を探ると共に心理的負担を軽減する可能性について検討する.なお負担の測度としてRR間隔を用いた.始めに心理的負担の指標について検討を行い,単位時間負担量,標準化単位時間負担量,順位負担量の各負担量指標を提案した.また,負担量算出の際に用いる基準値の検討を行い,走行平均を基準値とするのが望ましいことが分かった.さらに,走行回毎の平均値を基準値とすれば,慣れや疲労等のノイズを大幅に除去できたることも分かった.次に,負担量の個人差を考慮した上で被験者間の比較を行い,負担発生地点は他車の影響が大きい区間,道路構造の影響が大きい区間,両者の影響とも大きい区間に大別できると分かった.さらに順位負担量を用いることにより区間毎の総負担量を算出し,ランプ合流やJCT合流において大きな負担量値が得られた.また標準化単位時間負担量に影響を及ぼす要因として「人」と「場所」を仮定し構造模型を元に分散分析を行ったところ,「場所」の影響が「人」の影響に比べて常に大きく,また誤差と比べても十分に大きいことが分かった.最後に,合流車ドライバーに本線車に関する走行支援情報を提供したところ,合流部の心理的負担量を軽減できることが分かった.自動車運転中には,予想外のことでヒヤリとしたり,危険地点では事故を起こさないように運転するために「注意集中」が通常以上に必要であったりするなど,何らかの心理的負担が存在する.心理的負担は従来用いられて来た事故に関する安全性指標のみでは計りきれない性質を持つことが分かっている一方,受ける被害は自己のそれより大きくなく,観測できないことから従来は検討されてこなかった.本研究では心理的負担の分析可能性について,首都高速道路を被験者に走行させた過去3年分の計測データを用いて検証し,負担発生地点・要因を探ると共に心理的負担を軽減する可能性について検討する.なお負担の測度としてRR間隔を用いた.始めに心理的負担の指標について検討を行い,単位時間負担量,標準化単位時間負担量,順位負担量の各負担量指標を提案した.また,負担量算出の際に用いる基準値の検討を行い,走行平均を基準値とするのが望ましいことが分かった.さらに,走行回毎の平均値を基準値とすれば,慣れや疲労等のノイズを大幅に除去できたることも分かった.次に,負担量の個人差を考慮した上で被験者間の比較を行い,負担発生地点は他車の影響が大きい区間,道路構造の影響が大きい区間,両者の影響とも大きい区間に大別できると分かった.さらに順位負担量を用いることにより区間毎の総負担量を算出し,ランプ合流やJCT合流において大きな負担量値が得られた.また標準化単位時間負担量に影響を及ぼす要因として「人」と「場所」を仮定し構造模型を元に分散分析を行ったところ,「場所」の影響が「人」の影響に比べて常に大きく,また誤差と比べても十分に大きいことが分かった.最後に,合流車ドライバーに本線車に関する走行支援情報を提供したところ,合流部の心理的負担量を軽減できることが分かった.自動車運転中には,予想外のことでヒヤリとしたり,危険地点では事故を起こさないように運転するために「注意集中」が通常以上に必要であるなど,何らかの心理的負担が存在する.心理的負担は従来用いられて来た事故に関する安全性指標のみでは計りきれない性質を持つことが分かっている一方,受ける被害は自己のそれより大きくなく,観測できないことから従来は検討されてこなかった.本研究では心理的負担の分析可能性について,首都高速道路を被験者に走行させた過去3年分の計測データを用いて検証し,負担発生地点・要因を探ると共に心理的負担を軽減する可能性について検討する.なお負担の測度としてRR間隔を用いた.始めに心理的負担の指標について検討を行い,単位時間負担量,標準化単位時間負担量,順位負担量の各負担量指標を提案した.また,負担量算出の際に用いる基準値の検討を行い,走行平均を基準値とするのが望ましいことが分かった.さらに,走行回毎の平均値を基準値とすれば,慣れや疲労等のノイズを大幅に除去できたることも分かった.次に,負担量の個人差を考慮した上で被験者間の比較を行い,負担発生地点は他車の影響が大きい区間,道路構造の影響が大きい区間,両者の影響とも大きい区間に大別できると分かった.さらに順位負担量を用いることにより区間毎の総負担量を算出し,ランプ合流やJCT合流において大きな負担量値が得られた.また標準化単位時間負担量に影響を及ぼす要因として「人」と「場所」を仮定し構造模型を元に分散分析を行ったところ,「場所」の影響が「人」の影響に比べて常に大きく,また誤差と比べても十分に大きいことが分かった.最後に,合流車ドライバーに本線車に関する走行支援情報を提供したところ,合流部の心理的負担量を軽減できることが分った.(平成13年度の研究実績報告)

自動車運転中には,予想外のことでヒヤリとしたり,危険地点では事故を起こさないように運転するために「注意集中」が通常以上に必要であるなど,何らかの心理的負担が存在する.心理的負担は従来用いられて来た事故に関する安全性指標のみでは計りきれない性質を持つことが分かっている一方,受ける被害は自己のそれより大きくなく,観測できないことから従来は検討されてこなかった.本研究では心理的負担の分析可能性について,首都高速道路を被験者に走行させた過去3年分の計測データを用いて検証し,負担発生地点・要因を探ると共に心理的負担を軽減する可能性について検討する.なお負担の測度としてRR間隔を用いた.始めに心理的負担の指標について検討を行い,単位時間負担量,標準化単位時間負担量,順位負担量の各負担量指標を提案した.また,負担量算出の際に用いる基準値の検討を行い,走行平均を基準値とするのが望ましいことが分かった.さらに,走行回毎の平均値を基準値とすれば,慣れや疲労等のノイズを大幅に除去できることも分かった.次に,負担量の個人差を考慮した上で被験者間の比較を行い,負担発生地点は他車の影響が大きい区間,道路構造の影響が大きい区間,両者の影響とも大きい区間に大別できると分かった.さらに順位負担量を用いることにより区間毎の総負担量を算出し,ランプ合流やJCT合流において大きな負担量値が得られた.また標準化単位時間負担量に影響を及ぼす要因として「人」と「場所」を仮定し構造模型を元に分散分析を行ったところ,「場所」の影響が「人」の影響に比べて常に大きく,また誤差と比べても十分に大きいことが分かった.最後に,合流車ドライバーに本線車に関する走行支援情報を提供したところ,合流部の心理的負担量を軽減できることが分かった.
NCSおよびNCSモデルハイブリッドの核酸認識と切断機構

1.NCSクロモフォアの第二世代10員環モデルとして、チオアセテ-トやアルコ-ル、およびナフトエ-ト側鎖を持つジエンジイノン化合物を合成した。期待どうり、チオアセテ-トやアルコ-ルは、顕著なDNA切断活性を示した。高脂溶性のナフトエ-ト単独の活性は弱かったが、NCSアポタンパク水溶液に懸濁させると活性が現われた。水溶性のアポタンパクがナフトエ-トを脂溶性ポケットに取り込んで、キャリヤ-として機能していると考えられる。更に面白いことには、期待したナフトエ-トのアポタンパク複合体は、弱い塩基配列特異性(5'-GCTおよび5'-GGT)を示したが、意外にもアルコ-ルが顕著なグアニン塩基特異的なDNA切断活性を示した。メチルチオグリコレ-トを添加しないと切断が起こらないので、アルキル化機構によらない可能性が高い。しかし、チオ-ルトリガ-によって生成したアレノン中間体にグアニンが付加しているかのうせいは否定出来ない。もしこのようなインタ-カレ-タ-や糖鎖部分を持たない単純なアルコ-ルが、DNA塩基を識別して切断出来るとすれば、画期的な発見である。弱い結合=水素結合と疎水的相互作用による分子認識が作用していることは間違いない。異性体の特異性やコンピュ-タ-・モデリングによって認識機構を検討中である。2.10員環モデルとネトロプシンとのハイブリッドの合成にも成功した。ネトロプシンはDNA小溝バインダ-として知られている。このハイブリッドは、上記のモデル化合物よりずっと効率的にDNAを切断した。3.重水中でDNA存在下、非存在下において、ネオカルジノスタチンクロモフォアをメチルチオグリコレ-トと処理し、生成物中の重水素取り込みをNMRによって調べた。2位と6位に生成したラジカルは、DNAからいずれも同程度水素を引き抜くことが分かった。
小学校教員志望学生の誤概念の変容を促す理科学力診断用データベースの開発

平成30年度の目的である,理科内容に対する小学校教員志望学生の誤概念の実態について調査し,詳細なデータを収集して,その諸特徴について明らかにした。その一端を下記13の当該学会における口頭発表や,4の学術論文として公表した。1塚原健将,佐々木智謙,佐藤寛之,松森靖夫「ヒトの循環系に関する小学校教員志望学生の認識状態の分析(その1)」日本理科教育学会第68回全国大会(岩手大会),『日本理科教育学会全国大会発表論文集』に所収,2018.【要旨】動脈と静脈の双方の概念規定について,科学的理解を把持している小学校教員志望学生は,約30%に止まり,その低い認識状態が露呈した。2佐々木智謙,塚原健将,佐藤寛之,松森靖夫「ヒトの循環系に関する小学校教員志望学生の認識状態の分析(その2)」日本理科教育学会第68回全国大会(岩手大会),『日本理科教育学会全国大会発表論文集』に所収,2018.【要旨】ヒトの心臓や心臓に連結する血管を流れる血液の性質に関して,約50%の小学校教員志望学生が非科学的な認識を有していることが判明した。3中西大生,佐藤寛之,佐々木智謙,松森靖夫「リトマス紙の論理操作に対する小学校教員志望学生の認識状態の分析」日本理科教育学会第57回関東支部大会(宇都宮大会)『日本理科教育学会第57回関東支部大会研究発表要旨集』に所収,2018.【要旨】小学校教員志望学生であっても,リトマス紙の論理操作を科学的に認識できている者は10%程度であることが判明した。4松森靖夫,佃俊明,中西大生「小・中学校理科教員養成の現状と課題ー山梨大学を事例にしてー」日本化学会誌『化学と教育』第67巻,第3号,106-109頁.【要約】化学に対する小・中学校教員志望学生の低い認識状態にも触れながら,教員養成系学部の化学教育のあり方についても言及した。平成30年度の研究目的である,学力診断用データベース構築に不可欠な小学校教員志望学生が有する自然事象に関する誤概念調査を行い,その諸特徴の分析や類型化を行うことができた。概して,小学校教員志望学生の理科学力が極めて低いことや,小学校理科の内容であっても,誤概念を抱いている学生が相当数に及ぶことも明らかになった。また,本年度に得られた研究成果の一端を,日本理科教育学会『全国大会発表論文集』や同学会関東支部大会『発表論文集』へ掲載したり,日本化学会誌『化学と教育』に掲載したりする中で,一定の評価を得てきた。まず,日本理科教育学会第68回全国大会(2018年開催,岩手大会)では,動脈と静脈の概念規定に関する低い認識状態や,動脈血と静脈血に関する小学校教員志望学生の低い認識状態について口頭発表した。また,同学会第57回関東支部大会(宇都宮大会)では,小学校教員志望学生であっても,水溶液の性質を同定する際に用いられるリトマス紙の論理操作を,科学的に認識できている者は僅少であることを報告した。さらに,日本化学会誌『化学と教育』の掲載論文では,山梨大学教育学部を事例にして,化学に対する学生の理解の調査結果にも触れながら,学部の化学教育のあり方についても言及した。具体的には,教員養成系学部における化学教育カリキュラムの再編,小学校教員志望学生の学習履歴を踏まえた化学教育の提案を行った。なお,時間的制約等から,小学校理科の特定の単元に対する小学校教員志望学生の誤概念を把握するにとどまった。さらに,誤概念の抽出と把握に努める必要もあり,自己点検による評価を,(2)おおむね順調に進展している,と判断した。平成30年度の研究の目的であった,小学校教員志望学生が保持する誤概念の調査を継続的に遂行していくと同時に,以下に示す平成3132年度の各研究目的の達成を目指して,今後の研究を推進していく予定である。【平成31年度】平成29年度,及び平成30年度の研究によって得られた小学校教員志望学生の自然事象に関わる誤概念を科学概念へと変容・再構成する目的で,データベースを試作する。1エネルギー概念(エネルギーの見方・エネルギーの変換と保存・エネルギー資源の有効利用等),2粒子概念(粒子の存在・粒子の結合・粒子の保存性・粒子の持つエネルギー等),3生命概念(生物の構造と機能・生物の多様性と共通性・生命の連続性・生物と環境とのかかわり等),及び4地球概念(地球の内部・地球の表面・地球の周辺等)の計4つのカテゴリーで構成されるデータベースの試作である。具体的な手順は,仮称「小学校教員志望学生の理科学力診断用データベース」の試作→データベースの内容・構成等に対する妥当性・信頼性についての有識者からの意見聴取→データベースの再構成→小学校教員志望学生によるデータベスの試行,という一連の計画に沿い研究を進める。【平成32年度】最終年度においては,平成31年度に確定したデータベース」の実際的運用を遂行する。また,本データベースは4つのカテゴリー(1エネルギー概念,2粒子概念,3生命概念,及び4地球概念)からなるため,各カテゴリーごとに運用する.並行して,本データベースの利用前後の小学校教員志望学生の変容様態についても評価し分析する。具体的には,平成31年度に確定したデータベースを,山梨大学を含む全国の教員養成学部において実際に運用→データベースに取り組む前後の小学校教員志望学生の変容様態の把握→データベースの有効性の評価と分析,という一連の計画に沿い研究を進める。

平成29年度の研究目的である,学力診断用データベース構築に不可欠な小学校教員志望学生が有する自然事象に関する誤概念調査を行い,その諸特徴や改善点等を明らかにした。その一端を下記1と2の当該学会における口頭発表や,3と4の学術論文として公表した。1望月健人・佐藤寛之・佐々木智謙・松森靖夫・萩原修「心臓の構造に関する小学校教員志望学生の認識状態の分析」日本理科教育学会第67回全国大会(福岡大会),発表論文集に所収,2017.【要旨】小学校第6学年単元「動物の体のつくりと働き」に対する小学校教員志望学生の低い認識状態を指摘するとともに,特に心臓の構造に対する誤概念を抽出して分析を加えた。2塚原健将・佐々木智謙・佐藤寛之・松森靖夫「昆虫の体のつくりに関する認識状態の分析ー小学校教員志望学生・現職の小学校教員を対象にしてー」日本理科教育学会第56回関東支部大会(千葉大会),発表論文集に所収,2017.【要旨】小学校第3学年単元「昆虫の体のつくり」に対する小学校教員志望学生の低い認識状態と指摘するとともに,関連する誤概念を抽出して分析を行った。3佐藤寛之・佐々木智謙・松森靖夫・望月健人・萩原修「小学校教員志望学生を対象とした酸とアルカリに関する認識調査」山梨大学教育学部附属教育実践総合センター研究紀要『教育実践学研究』,第15号,103-114頁,2018.【要旨】小学校第6学年単元「水溶液の性質」に関する小学校教員志望学生の誤概念の存在を指摘し,分析を行った。4佐々木智謙・佐藤寛之・松森靖夫「心臓の構造に関する小学校教員志望学生の認識状態の分析」日本理科教育学会誌『理科教育学研究』第58巻,第3号,239-249頁,2018.【要旨】上記1の当該学会における口頭発表を,学術論文として再構成にしたものである。平成29年度の研究目的である,学力診断用データベース構築に不可欠な小学校教員志望学生が有する自然事象に関する誤概念調査を行い,その諸特徴の分析や類型化を行うことができた。概して,小学校教員志望学生の理科学力が極めて低いことや,小学校理科の内容であっても,誤概念を抱いている学生が相当数に及ぶことも明らかになった。また,本年度に得られた研究成果の一端を,日本理科教育学会全国大会発表論文集や同学会関東支部大会発表論文集へ掲載したり,山梨大学教育学部附属教育実践総合センター研究紀要「教育実践学研究」や日本理科教育学会誌「理科教育学研究」に掲載したりする中で,一定の評価を得てきた。まず,日本理科教育学会第67回全国大会(2017年開催,福岡大会)では,心臓の構造に関する小学校教員志望学生の低い認識状態と誤概念の存在について口頭発表した。また,同学会第56回関東支部大会(千葉大会)では,小学校第3学年単元「昆虫の体のつくり」に関わる小学校教員志望学生の低い認識状態と,誤概念の類型について報告した。さらに,山梨大学教育学部附属教育実践総合センター研究紀要「教育実践学研究」の掲載論文では,「水溶液の性質」に関する小学校教員志望学生の誤概念の存在を指摘し,その分析結果を報告した。日本理科教育学会誌
精子無力症患者の治療法確立に関する基礎研究

1.精液中で活性酸素を産生する細胞は、主に精子と混在する白血球である。精液中に検出された活性酸素はこの何れから由来するものかを、判別する方法は存在しなかった。本研究において、我々は白血球表面にはf-MLP受容体があるが精子表面には存在しないと言う性質を利用して、非刺激時に検出される活性酸素の由来を特定する方法を確立した。2.この方法により71名の精子無力症患者のうち15名の精子が、妊孕性の確かめられた正常対照精子よりも高値の活性酸素を産生していることを明らかにした。またこれらの患者においては、精子自らの産生する活性酸素によって運動性が低下している可能性を示した。3.さらにこの15名の精子にin vitroでpentoxifyllineを添加することにより、活性酸素の産生を抑制し、培養中の運動率の経時的減少を6時間までは防止できることを明らかにした。このことにより、精子を体外で培養する必要のある体外受精系における、pentoxifyllineの有用性を証明した。4.さらにpentoxifyllineのin vivoでの精子活性酸素産生抑制効果を検証するために、精子が活性酸素を多量に産生する15名の精子無力症患者にpentoxifyllineを300mg/日ないしは1200mg投与して精子の運動性に与える影響について検討した。この結果、1200mg/日投与によって精子運動率ならびに精子鞭毛運動の増加を認めた。このことによりpentoxifyllineは精子無力症の治療薬として有効である可能性が示唆された。精液中には,Respiratoty Oxygen Species(ROS)を産生すると考えられる細胞が,白血球と精子細胞の2種類がある。測定されたROSがいずれに由来するかを,特定する新しい方法を考案し,この成否を確かめる,予備実験を行なった。10名の精子無力症患者精液を,密度勾配を利用した2-step Percoll法にて処理し,運動精子に富んだ精子浮遊液を作成し,これの産生するROSを測定した。10検体共に測定感度以上のROSを産生していた。これらの精子浮遊液をさらに,f-MLP及びPMAで刺激すると,前者の刺激により7例がROS産生が亢進した。PMA刺激には10例共にROS産生亢進をみた。7例は白血球がないことまた10^4/ml未満の白血球の産生するROSは測定限界以下のため,7例のROSは精子細胞と白血球の両者から,3例ROSのは精子細胞のみから由来すると考えられた。この方法で,精子細胞のみに由来するROSの鑑別法が確立した。次に,この方法で神戸大学泌尿器科不妊外来通院患者の内,精子無力症患者精液の産生するROSについて,検討を行なった。71例中36例にROSを検出し,このうち15例は精子細胞に由来すると考えられた。残り21例のROSは精子細胞と白血球の両者に由来すると考えられた。現在この151例の精子細胞を用いて、in vitroおよびin vovoで精子運動パラメータを改善する方法を検討中である。1.平成7年度の研究によって、精子由来の活性酸素と白血球由来の活性酸素を区別して測定することが可能となった。この方法を用いて精子無力症患者71名から15名の患者精子が活性酸素を多量に産生していることを明らかにした。2.さらにこの15名の精子にin vitroでpentoxifyllineを添加することにより、活性酸素の産生を抑制し、培養中の運動率の経時的減少を6時間までは防止できることを明らかにした。3.さらにpentoxifyllineのin vivoでの精子活性酸素産生抑制効果を検証するために、精子が活性酸素を多量に賛成する15名の精子無力症患者にpentoxifyllineを300mg/日ないしは1200mg投与して精子の運動性に与える影響について検討した。
重調和擬過程のfirst exit timeと境界値問題への応用

一端が構造力学的な支点で支えられた半直線の棒が弾性運動をしている.この運動は4階の編微分方程式で記述される.構造力学的な支点として,4種類が知られているが,どの支点を与えるかにより(j, k)の値は決定される:(j, k)=(0,1);固定端, (j, k)=(0,2);蝶番端,我々は,半直線上の重調和擬過程を考え,その"確率過程としての境界条件"と,"(j, k)で表される微分方程式の境界条件"との対応を調べた.重調和擬過程は,単極子と双極子の2種類の粒子の運動と見なせるが,我々は"高次の反射"という粒子の挙動を導入することにより,粒子の吸収/反射の組み合わせが,それぞれの構造力学的支点に1:1に対応することが判った:固定端=単極子,双極子とも吸収,蝶番端=単極子は吸収,双極子は反射,スライド端=単極子は高次の反射,双極子は吸収,自由端=単極子は高次の反射,双極子は反射.この1:1対応から,それらの支点で支えられた棒の詳しい挙動が粒子の運動として,目に見える形で説明でき,応用上重要な数値解析の新たな展望が得られた.一端が構造力学的な支点で支えられた半直線の棒が弾性運動をしている.この運動は4階の編微分方程式で記述される.構造力学的な支点として,4種類が知られているが,どの支点を与えるかにより(j, k)の値は決定される:(j, k)=(0,1);固定端, (j, k)=(0,2);蝶番端,我々は,半直線上の重調和擬過程を考え,その"確率過程としての境界条件"と,"(j, k)で表される微分方程式の境界条件"との対応を調べた.重調和擬過程は,単極子と双極子の2種類の粒子の運動と見なせるが,我々は"高次の反射"という粒子の挙動を導入することにより,粒子の吸収/反射の組み合わせが,それぞれの構造力学的支点に1:1に対応することが判った:固定端=単極子,双極子とも吸収,蝶番端=単極子は吸収,双極子は反射,スライド端=単極子は高次の反射,双極子は吸収,自由端=単極子は高次の反射,双極子は反射.この1:1対応から,それらの支点で支えられた棒の詳しい挙動が粒子の運動として,目に見える形で説明でき,応用上重要な数値解析の新たな展望が得られた.研究実績は以下のとおり.重調和作用素,-Δ^2,は弾性論や流体力学のいろいろな微分方程式で現れる.それらの微分方程式の解の性質は,対応する"確率擬過程"を考える事により"粒子の確率運動"として見通しよく捉えられる.我々は既にの基本解を推移確率密度とする確率擬過程(=BPPと呼ぶ)を構成しているが,本年度は,"BPPの境界での挙動"を調べるための情報収集と共同研究を行った.1.西岡は,半直線上に制限したBPPの境界での挙動を調べた.BPPは,単極子と双極子の2種類の粒子からなることが示されている.単極子と双極子は,境界でそれぞれ"吸収/反射/滞留"という挙動をとるが、その挙動と"(1)の解析的な境界条件"との関係を明らかにした.この結果は,Nishioka[2001]に発表されている.また,従来から知られている"吸収/反射/滞留"以外の"高次の反射"という境界での挙動を取りうることも判り「BPP研究集会」(2002)などのシンポジウムで講演した.2.佐藤は,負の確率も取るrandom walkの極限として,BPPを構成した.彼の方法は,境界で双極子が出現する様子が直感的に捉えられる優れた物で,「確率過程とその周辺」(2001)などのシンポジウムでの講演の他,Sato[2002]にも発表予定である.またこの構成法は,"多次元境界での応力分布"の数値計算への理論的保証を与えることになり,重要な工学的応用が見込まれる.3.重調和作用素を持つ微分方程式の解は,有限次元空間上力学系で近似できる.鷲見はそれを,あるヘノン型写像として扱った.この写像は微分同相写像であるが、より低次元の空間上で定義される非可逆可微分写像の摂動としてあたえられる.そして,エルゴード理論の立場から、そのカオス現象を解析した.この結果は、「力学系の実解析」(2001)などのシンポジウムで発表されている.研究実績の概要は以下のとおり.重調和作用素,-Δ^2,は弾性論や流体力学のいろいろな現象を記述する微分方程式に現れる.それらの微分方程式の解の性質は,対応する"確率擬過程"を考える事により"粒子の確率運動"として見通しよく捉えられる.我々は既にの基本解を推移確率密度とする確率擬過程(=BPPと呼ぶ)を構成し,半直線上に制限したBPPの境界での挙動を調べた.この結果は,Nishioka[2001]に発表されているが,本年度は,その結果の一般的化の研究を行なった.さらに微分方程式研究者との共同研究と情報収集も行った.1.BPPの境界での挙動を調べると,BPPは単極子と双極子の2種類の粒子からなることが判っている.西岡は,この現象がBPPに特有の現象ではなく,双極子さらには多重極子が"n階境界条件を満たすBrown運動"でも現れることを証明した.

この結果を「確率過程とその周辺」(2002),'「確率過程および擬過程の境界値問題」(2003)などのシンポジウム講演で報告し,発表論文を準備中である.2.佐藤は,負の確率も許すrandom walkの極限として,BPPを構成した.彼の方法は,境界で双極子が出現する様子が直感的に捉えられる優れた物で,Sato[2002]に発表予定である.またこの構成法は,"多次元境界での応力分布"の数値計算への理論的保証を与えることになり重要な工学的応用が見込まれるため,解析的手法による研究者との共同研究を行った.3.重調和作用素を持つ微分方程式の解は,有限次元空間上力学系で近似できる.鷲見はそれをあるヘノン型写像として扱った.この写像は微分同相写像であるが、より低次元の空間上で定義される非可逆可微分写像の摂動としてあたえられる.そして,エルゴード理論の立場から、そのカオス現象を解析した.研究実績の概要は以下のとおり.重調和作用素,-Δ^2,は弾性論や流体力学のいろいろな現象を記述する微分方程式に現れる.まず,我々は,その重調和作用素をもつ発展方程式の基本解を推移確率密度とする確率擬過程(=BPPと呼ぶ)を構成した.つぎに,半直線上に制限した.BPPの境界での挙動を調べ,(通常のBrown運動などと異なり)単極子と双極子の2種類の粒子が現れる事を示した.この結果は,Nishioka[1997,2001]で発表したが,それをふまえて,本年度は,(1)その結果の工学への応用,(2)(通常の確率過程である)Brown運動の新しい境界条件の発見を行った.(1)いま,吊り橋などをモデルとする半直線の棒に,垂直な方向の荷重を加える.すると場所x【greater than or equal】0での棒の下方向への変形量v(x)は,端点x=0での棒の保持状況により大きく異なる.ここで,(土木工学などで使われる)構造力学では,端点として,固定端,蝶番端,スライド端,自由端の端点4種類があることが知られている.我々は,棒の変形をBPPで記述した.つぎに,それぞれの端点で"単極子と双極子がどのように振る舞うか?"を決定し,変形量の時間発展v(t,x)をもとめ,v(t,x)→v(x)と定常変形量に収束することを示した.この結果は,Nishioka[2004]として発表した.(2)半直線上の熱方程式∂_tu(t,x)=(1/2)∂^2_xu(t,x),x>0,にたいし,境界条件∂^k_xu(t,0)=0を設定する.我々は,境界条件の微分の階数kが,内部での階数2より大きい場合,k【greater than or equal】3,にこの問題を考え,解の一意存在をしめし,それに対応するBrown運動の構成した.すると対応するBrown運動はBPPと類似する挙動をとり,境界で単極子だけでなく,双極子を含む多重極子が現れる事が示された.この結果の口頭発表は,確率論シンポジウム[2003]で行った.
人工知能による適応血糖制御システムの開発-エキスパート・システムの応用-

連続血糖計測システム, AD変換ボード・数値換算プロセッサー, static RAMボードを実装したパーソナルコンピュータ,インスリン・ブドウ糖注入ポンプを結合, integrated closed-loop control systemを作成した.このシステムに(a)ノイズ除去アルゴリズム(b)血糖予測アルゴリズム(c)生体内ブドウ糖・インスリン循環動態アルゴリズム(d)皮下組織インスリン・コンパートメントモデル(e)closed-loopインスリン・ブドウ糖静脈内注入アルゴリズム(f)血漿ブドウ糖・インスリン"クランプ"アルゴリズムをc言語を用いて記述し,エキスパートシステムを作成した.このシステムにより,連続測定された血糖値データ,インスリン・ブドウ糖注入率から生体内のブドウ糖・インスリン動態の"real time"での追跡が可能となった.開発したエキスパートシステムを用いて, (1)糖尿病患者の血糖日内変動の制御をインスリン皮下注入により行い,良好な血糖制御を得た.内部のコンパートアナリシスより推定した血漿インスリン濃度は,実測値とよく一致した.(2)健常人,糖尿病患者,膵部分移植症例のEuglycemic clamp,Hyperglycemic clampを行い,インスリン感受性の安定化を試みた.インスリン依存型糖尿病症例では,インスリン感受性は正常であること,また,インスリン非依存型糖尿病症例ではインスリン感受性の低下を認めた.(3)closed-loopインスリン静脈内注入により血糖制御に成功した多数の糖尿病患者の患者プロフィール,血糖制御時の血糖,インスリン注入量等のデータベースより以後の強化インスリン療法時のインスリン注入パターンを求めるアルゴリズムを演驛した.このアルゴリズムに基づきpraspective studyを行い,治療を試みた糖尿病患者全例において,強化インスリン療法時にも,静脈内インスリン注入時と同様の血糖制御をえた.以上,作成したシステムは糖尿病診断治療に極めて有用であることを認めた.連続血糖計測システム, AD変換ボード・数値換算プロセッサー, static RAMボードを実装したパーソナルコンピュータ,インスリン・ブドウ糖注入ポンプを結合, integrated closed-loop control systemを作成した.このシステムに(a)ノイズ除去アルゴリズム(b)血糖予測アルゴリズム(c)生体内ブドウ糖・インスリン循環動態アルゴリズム(d)皮下組織インスリン・コンパートメントモデル(e)closed-loopインスリン・ブドウ糖静脈内注入アルゴリズム(f)血漿ブドウ糖・インスリン"クランプ"アルゴリズムをc言語を用いて記述し,エキスパートシステムを作成した.このシステムにより,連続測定された血糖値データ,インスリン・ブドウ糖注入率から生体内のブドウ糖・インスリン動態の"real time"での追跡が可能となった.開発したエキスパートシステムを用いて, (1)糖尿病患者の血糖日内変動の制御をインスリン皮下注入により行い,良好な血糖制御を得た.内部のコンパートアナリシスより推定した血漿インスリン濃度は,実測値とよく一致した.(2)健常人,糖尿病患者,膵部分移植症例のEuglycemic clamp,Hyperglycemic clampを行い,インスリン感受性の安定化を試みた.インスリン依存型糖尿病症例では,インスリン感受性は正常であること,また,インスリン非依存型糖尿病症例ではインスリン感受性の低下を認めた.(3)closed-loopインスリン静脈内注入により血糖制御に成功した多数の糖尿病患者の患者プロフィール,血糖制御時の血糖,インスリン注入量等のデータベースより以後の強化インスリン療法時のインスリン注入パターンを求めるアルゴリズムを演驛した.このアルゴリズムに基づきpraspective studyを行い,治療を試みた糖尿病患者全例において,強化インスリン療法時にも,静脈内インスリン注入時と同様の血糖制御をえた.以上,作成したシステムは糖尿病診断治療に極めて有用であることを認めた.パーソナル・コンピューターとAD変換ボードを結合、連続血糖計測システムと結び、糖尿病診断・治療のための"エキスパート・システム"のハードウェアを作成した。更に、CPUの数値演算能力を飛躍的に向上させるため、数値演算プロセッサを装着した。このシステムに次のコンピュータ・ソフトウェアを組み込んだ。(1)ノイズ除去アルゴリズム(2)血糖予測アルゴリズム(3)生体内・ブドウ糖インスリン循環動態アルゴリズム(4)皮下組織インスリン・コンパートメントモデル(5)closed-loopインスリン・ブドウ糖静脈内注入アルゴリズム(6)血漿ブドウ糖・インスリン"クランプ"アルゴリズム。このアルゴリズムを"C"言語を用いて記述し、パーソナル・コンピュータ上で、連続測定された血糖値データから生体内のブドウ糖・インスリン動態の"real time"での追跡が可能となった。開発したエキスパート・システムを用いて、糖尿病患者の血糖日内変動の制御をインスリン皮下注入により行い、良好な血糖制御を得た(Diabetes Research4:in press,人工臓器16:in press)。この時のインスリン一日必要量はエキスパート・システム装着前後に良好な血糖の日内変動をえたインスリン皮下注射量とほぼ同量であった。また、内部のコンパート・アナリシスより推定した血漿インスリン濃度は、実測値とよく一致した。これらの事実は、組み込まれたブドウ糖・インスリン循環動態アルゴリズムは生体内のブドウ糖・インスリン動態を表現しうることを示唆した。またこのエキスパート・システムを糖尿病患者に応用することにより、皮下インスリン注射の必要量を簡便に、短時間で推定しうることを認めた。更に、血糖・血漿インスリン"クランプ"アルゴリズムを健常人、糖尿病患者に応用、ブドウ糖摂取率・インスリンの作用特性の解析が可能となった。