hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
界面制御有機ナノ構造の構築と光・電子機能評価

真空蒸着法を利用して界面制御した有機/無機および有機/有機ナノ構造を構築し,その配向構造と吸収および発光特性との関連について検討した。アルカリハライド単結晶劈開面上でオリゴシランやフェニレンビニレンオリゴマーの配向膜が得られた。オリゴマーの分子配向は蒸着条件により制御でき,また,膜の吸収および発光強度は分子配向に大きく依存していた。基板面に対して分子鎖が平行に吸着する時,最大の吸収および発光強度が得られることを見い出した。また,キナクリドン色素は,基板温度や蒸着速度などの条件を選択することにより配向構造の異なるナノメートル厚の薄膜を形成することを見いだし、膜の吸収特性も配向構造に依存して変化することを明らかにした。さらに、有機超電導体として知られるテトラメチルテトラセレナフルバレン-テトラシアノキノジメタン錯体薄膜は、半導体機能を有するα型に結晶化して配向成長することを見いだした。また、配向膜の大面積化および光学特性の低次元化を実現するため、ナノメートル・オーダーで界面制御されたポリマー超薄膜基板の作成を試みた。ポリジメチルシランおよびポリパラフェニレンビニレンを加熱したガラス上で圧着掃引することにより、厚さ十数ナノメートルの一軸配向超薄膜の作成に成功した。このポリマー配向膜を基板として各種オリゴシランやフェニレンビニレンオリゴマーを蒸着すると高度に配向した相当するオリゴマーの薄膜が得られることを見い出した。これらの薄膜は吸収および発光の著しい異方性を示し、二色比(R// /R⊥)の最大値は40以上に達した。また、摩擦転写法を酸化インジウム・スズ(ITO)導電性透明電極ガラス上へ適用した結果、ガラス上と遜色のない配向膜が作成できることを見いだし,従来困難とされていたITO電極上での配向膜の作成に成功した。さらに近年光記録媒体として大いに期待されているメロシアニン色素の自己組織化膜のドライプロセスでの作成を試み、薄膜のアミン蒸気処理あるいは金属塩水溶液への浸積により会合体が形成することを見いだした。その際、非晶質膜の創成が会合体形成に不可欠であり、結晶化の抑制は積層速度の制御により可能であることを明らかにした。会合体薄膜の吸収特性は、メロシアニンに導入するアルキル鎖の鎖長で制御できること、さらに浸積順の選択により、マルチ吸収ピークを有する薄膜の創成に成功した。無機結晶表面や高分子の自己凝集によりナノメートル・オーダーで界面制御された表面上に分子配列を制御したσあるいはπ共役系オリゴマー薄膜を作成し、その配向構造と吸収および発光特性について検討し、以下の知見を得た。オリゴマーの分子配向は蒸着条件により制御でき、また、膜の吸収および発光強度は分子配向に大きく依存していた。基板面に対して分子鎖が平行に吸着する時、最大の吸収および発光強度が得られることを見い出した。このポリマー配向膜を基板として各種オリゴシラやフェニレンビニレンオリゴマーを蒸着すると高度に配向した相当するオリゴマーの薄膜が得られることを見い出した。これらの薄膜は吸収および発光の著しい異方性を示し、二色比(R_<//>/R_⊥)の最大値は40以上に達した。偏光発光オリゴマー薄膜の創成に成功した。

また、摩擦転写法を酸化インジウム・スズ(ITO)導電性透明電極ガラス上へ適用した結果、ガラス上と遜色のない配向膜が作成できることを見いだし,従来困難とされていたITO電極上での配向膜の作成に成功した。さらに近年光記録媒体として大いに期待されているメロシアニン色素の自己組織化膜のドライプロセスでの作成を試み、薄膜のアミン蒸気処理あるいは金属塩水溶液への浸積により会合体が形成することを見いだした。その際、非晶質膜の創成が会合体形成に不可欠であり、結晶化の抑制は積層速度の制御により可能であることを明らかにした。会合体薄膜の吸収特性は、メロシアニンに導入するアルキル鎖の鎖長で制御できること、さらに浸積順の選択により、マルチ吸収ピークを有する薄膜の創成に成功した。高分子の自己凝集によりナノメートル・オーダーで界面制御された表面上に分子配列を制御したσあるいはπ共役系オリゴマー薄膜を作成し、その配向構造と吸収および発光特性について検討した。界面制御されたポリマー超薄膜基板の作成条件としてポリジメチルシラン(PDMSi)では300°C、ポリパラフェニレンビニレン(PPV)では200°Cの基板上での摩擦転写が高配向かつ連続性に優れた超薄膜の作成に最適であった。σ共役系オリゴマーとして置換基の異なる各種オリゴシランを合成した。各種オリゴシランのうちジフェニル基とジメチル基を導入したオリゴシランを用いることにより配列制御オリゴシラン/ポリシラン薄膜が作成された。一方、PPV膜を基板として作成したπ共役系オリゴマーのジスチリルベンゼン(DSB)誘導体膜では、導入するメトキシ基の数と位置により吸収および発光特性および配向構造を制御できた。配列制御オリゴー/ポリマー二層膜のうち、ホモエピタキシー膜は吸収および発光の著しい異方性を示すことを見いだし、膜中の分子配向と光学特性との関連付けに成功した。また、PPVの摩擦転写法を酸化インジウム・スズ(ITO)導電性透明電極ガラス上へ適用した結果、ガラス上と遜色のない配向膜が作成できること、およびこれを基板として作成したDSB/PPV/ITO三層も光学特性の異方性を示し、従来困難とされていたITO電極上での配向膜の作成に成功した。真空蒸着法を利用して界面制御した有機/無機および有機/有機ナノ構造を構築し、その配向構造と吸収および発光特性との関連について検討した。各種アルカリハライド単結晶劈開面上に蒸着したキナクリドン色素は、基板温度や蒸着速度などの条件を選択することにより配向構造の異なるナノメートル厚の薄膜を形成することを見いだし、膜の吸収特性も配向構造に依存して変化することを明らかにした。また、有機超電導体として知られるテトラメチルテトラセレナフルバレン-テトラシアノキノジメタン錯体薄膜は、半導体機能を有するα型に結晶化して配向成長することを見いだした。一方、摩擦転写法により作成したナノメートル・オーダーで界面制御された高分子表面上に発光機能に優れたオリゴシランあるいはオリゴフェニレンビニレン化合物を蒸着して積層膜を作成すると、高度に一軸配向した二層膜が作成することを見いだした。
糖尿病患者の歯周病悪化を誘発する新規因子の網羅的な解析および同定

今年度は糖尿病患者における歯周病悪化の病態形成に関わる因子を網羅的に捉えるために,平成18年度に実施した遺伝子マイクロアレイの結果をもとに,動物モデルを用いて検証した。【材料および方法】1.実験動物:市販のKKayマウス(雄性,10週齢)およびC57BLマウス(雄性,10週齢)を用いた(日本クレア社)。2.免疫組織学的検討:KKayマウスおよびC57BLマウスの歯周組織および腎臓を回収し,4%パラホルムアルデヒド液に浸漬した後,MMP-3を標的として免疫組織染色を外注して行った(バイオ病理研究所,大分)。3.血清中MMP-3産生量の測定:マウス血清中のMMP-3濃度は,市販のELISAキット(R&D)を用いて定量した。MMP-3濃度の有意差は,Student's t-testを用いて検定した。4.細胞:ヒト歯肉由来線維芽細胞を用いDMEM中で培養した。5.カテプシン活性:dNCREBを細胞にトランスフェクションした後,通法に従いカテプシン活性を測定した。【結果】1.KKayマウスの歯肉組織におけるMMP-3発現は,対照マウスと比較して,とりわけマクロファージ系の細胞において増強されている傾向があった。腎臓組織では,逆にKkayマウスで抑制されている傾向があった。2.KKayマウスの血清中のMMP-3濃度は,対照マウスと比較して有意に抑制されていた(P<0.05)。3.CREB活性を抑制した細胞のカテプシン活性は有意に抑制された。【結論および考察】高血糖マウスの歯周組織におけるMMP-3の発現充進は,糖尿病患者にみられる歯周病悪化に関与する可能性を示唆する。しかしながら,血清あるいは腎臓におけるMMP-3発現抑制に起因する糖尿病病態の解明は将来の研究課題である。また,歯肉線維芽細胞のカテプシン活性の制御にCREB経路が関与することが明らかになった。これらが,歯周組織の破壊メカニズムの一翼を担う可能性が示唆された。本研究は,歯肉線維芽細胞を用いた培養系に糖尿病-歯周病相互作用のコンセプトを再現して,糖尿病患者における歯周病悪化の病態形成に関わる因子を網羅的に捉えることを目的に実施した。以下に,本研究成果を示す。【材料および方法】1.細胞および培養:ヒト歯肉線維芽細胞を,グルコース濃度,25mM(高血糖),5.5mM(健常血糖)あるいは5.5mMグルコース含有培地に19.5mMマンニトールを加えた実験系(浸透圧対照)に設定した培地で培養し,3回継代培養したものを実験に供した。2.遺伝子マイクロアレイ解析:高血糖による遺伝子発現の変化は,通法に従い遺伝子マイクロアレイ法で解析した。mRNA発現量はHuman Genome U133AArray(Afymetrix:14,400遺伝子)を用いて調べた後,Gene Spring Software(Silicone Genetics)を用いて解析した。解析した遺伝子群は,高血糖によって発現量が増減した遺伝子群の中で,その変化の程度が大きい遺伝子から,それぞれ250遺伝子ずつ,計500遺伝子とした。3.定量PCR(遺伝子マイクロアレイ解析の評価):上記2で得られた遺伝子群の中から,文献的に歯周病の悪化をきたす9種類の遺伝子を選択した後,通法に従い定量PCR法を用いて,その遺伝子の発現量を定量し,遺伝子マイクロアレイ解析の結果との整合性を評価した。4.マトリックスメタロプロテアーゼ3(MMP-3)産生量の測定:細胞のMMP-3産生量は,市販のELISAキット(R&D)を用いて定量した。【結果】1.高血糖状態において,著明に変動した500遺伝子は代謝酵素や転写制御に関わるものが多かった。また,定量PCRを行った9遺伝子のうち6遺伝子の発現様態は,遺伝子マイクロアレイ解析の結果と相応した。2.高血糖状態で培養した歯肉線維芽細胞のMMP-3産生量は有意に増加した(P<0.05)。【結論および考察】高血糖によって,歯肉線維芽細胞の複数の遺伝子発現の様態が変動した。とりわけMMP-3産生の亢進によって糖尿病患者に見られる歯周病悪化に関与することが示唆された。

5.カテプシン活性:dNCREBを細胞にトランスフェクションした後,通法に従いカテプシン活性を測定した。【結果】1.KKayマウスの歯肉組織におけるMMP-3発現は,対照マウスと比較して,とりわけマクロファージ系の細胞において増強されている傾向があった。腎臓組織では,逆にKkayマウスで抑制されている傾向があった。2.KKayマウスの血清中のMMP-3濃度は,対照マウスと比較して有意に抑制されていた(P<0.05)。3.CREB活性を抑制した細胞のカテプシン活性は有意に抑制された。【結論および考察】高血糖マウスの歯周組織におけるMMP-3の発現充進は,糖尿病患者にみられる歯周病悪化に関与する可能性を示唆する。しかしながら,血清あるいは腎臓におけるMMP-3発現抑制に起因する糖尿病病態の解明は将来の研究課題である。また,歯肉線維芽細胞のカテプシン活性の制御にCREB経路が関与することが明らかになった。これらが,歯周組織の破壊メカニズムの一翼を担う可能性が示唆された。
アペリンによる網膜血管障害疾患の新規治療

受容体をノックアウトしたAPJKOマウスの血管発生期(P5)において、FITCdextran(4.4 kDa, 50 mg/mL, 50 mg/kg)を胎仔心臓から注入したところ、同齢野生型においてフラットマウント免疫染色において網膜血管からの蛍光漏出を認めた。そのため、網膜血管においてもアペリン/APJ系は血管の透過性制御に関わっていることがしめされた。また8週齢APJノックアウトマウスにレーザーによる実験的脈絡膜新生血管(CNV)モデルを作成しところ、CNVは野生型に比較しAPJノックアウトマウスで有意に小さく(p<0.001)、アペリン/APJ系が加齢黄斑変性症にも関与していることが示された。一方、網膜における生理的な血管新生において、アペリン/APJ系は未熟なグリア細胞を成熟化させ、血管新生を抑制する働きを既に報告しているが(Sakimoto et al. 2012)、CNVモデルにおいては、GFAP陰性PDGFRa陽性の未熟なグリア細胞は認められず、本経路とは別のメカニズムでCNVに関与していることが示唆された。7回膜貫通型受容体であるAPJはGタンパク共役型受容体で、そのリガンドとして生理活性物質apelinが同定され、apelinは血管の安定化に働くアンジオポエチン1/Tie2シグナルの下流因子に位置する。本シグナルは未熟な血管を成熟化・安定化することが報告されており、apelinはVEGF阻害のみにターゲットを絞った現行の眼科治療を大きく変える可能性がある。私はまず受容体をノックアウトしたAPJKOマウスの血管発生期(P5)において、FITC dextran(4.4 kDa, 50 mg/mL, 50 mg/kg)を胎仔心臓から注入したところ、同齢野生型においてフラットマウント免疫染色において網膜血管からの蛍光漏出を認めた。いくつかの疾患モデルにおいてその関与がしめされたため、上記データにつき投稿予定もしくは掲載予定である。さらに、ヒト増殖糖尿病患者より切除された線維血管増殖膜におけるアペリン/APJ系の発現を確認するべく、現在附属病院倫理委員会への臨床研究計画作成中である。24年度が最終年度であるため、記入しない。
超LSIメタライゼ-ション技術へのアルミニウム金属間化合物膜の適用に関する研究

本研究は低抵抗で安定な金属間化合物に着目し、これをSiとのコンタクト材料に適用する事によって、金属ー半導体界面の熱的安定性の向上を計ろうとするものである。平成元年度は、Al_3Ta膜を用いる事によって、熱平衡界面の実現という方策が界面の安定化に有効である事を示すと共に、更に低抵抗な金属間化合物膜としてAl_<12>W膜及びAl_4Cu_9膜の作成方法を確立した。本年度は、前年の成果に基づき、Al_<12> W膜及びAl_4 Cu_9膜を夫々Siに直接コンタクトさせた場合の界面反応と、拡散バリヤを介在させた場合に生じる拡散や界面反応の挙動を解明した。その結果、Al_<12>W/Siのコンタクト構造では、250°C以上の熱処理温度でAlーWーSiの3元化合物が形成されるため、安定なコンタクト界面を実現する事は困難である事が判った。そこで、約800A^^°のW層を介在させたAl_<12>W/W/Siのコンタクト構造とした所、Al_<12>W/W界面を熱平衡状態にする事ができるので、少なくとも550°C程度までは安定なコンタクトが得られ、界面の熱力学的安定性を向上させる上で金属間化合物膜の適用が有効である事を確認した。又、本研究が対象とした材料の中で最も低抵抗な金属間化合物であるAl_4Cu_9膜をSiとのコンタクトに適用した場合には、低濃度のSiが化合物膜中へ拡散するものの、約600°C程度までは基本的に安定なコンタクト界面とみなせる事が判った。更に、TiN膜を拡散バリヤとしたAl_4Cu_9/TiN/Siコンタクト構造では、約650°C程度までコンタクト界面の安定性を向上させると共に、直接構造の時に観察されたSi拡散も抑制できる事が知られた。来年度は、これ迄の実績に基づき、コンタクト抵抗の低減も同時に達成する事を目指し、拡散バリヤのあり方を含めて更に検討を進める。
キャピラリー遠心クロマトグラフィーへのアプローチ

キャピラリー遠心クロマトグラフィーは,分離カラムにコイル状キャピラリーカラム(内径0.6mm)を用い,回転円盤上にカラムを取り付け,回転軸からカラムに試料溶液を注入しながら円盤を高速回転させると,カラム中を移動する目的成分が遠心力とコリオリ力の作用を受け,成分の質量差による分離ができる新たなクロマト法である。(1)連続遠心機のローター部にコイル状カラムのホルダーを取り付け,回転時にバランスが取れるように装置の調節をくり返した。また,定速回転時に試料落液をカラムに送り込む注入口のインターフェースを試作した。(2)定速回転時に試料溶液をカラムに送り込む流速実験をくり返した。低速回転では注入口のインターフェースの部分からの液漏れはわずかであったが,高速回転(1000rpm以上)になると液漏れとバランスが取れなかった。(3)成分相互の分離挙動を現出するためには,5000rpm以上の高速運転を可能にしたいが,現在まで決定的な解決に至っていない。(4)流出時間に差を出すような高速回転に対応するインターフェースが,本法の鍵となるので,連続遠心機のローター部に取り付ける円盤及びキャピラリーカラムをコイル状に固定するためのホルダーとカラムの一端を回転盤の中心軸に合わせための装置として,市販の遠心向流クロマトグラフィー装置の既存構成を取り入れるべきものと考えている。(5)低速回転での実験では,流出時間に明らかな差がまだ得られていないけれども,キャピラリー遠心クロマトグラフィーを構築するために更なる実験を継続中である。キャピラリー遠心クロマトグラフィーは,スパイラルにしたキャピラリーカラムを回転円盤上に設置し,回転中心軸からカラム中に試料溶液を注入しながら円盤を高速回転させると,カラム中を移動する目的成分が受ける遠心力とコリオリ力の作用は成分の質量に依存するため,質量差による分離ができる新奇なクロマト法である。(1)連続遠心機のローター部に取り付けるアルミニウム製円盤及ぴ電気泳動用キャピラリーカラム(内径100μl×10m)をスパイラル状に固定するためのホルダーとカバー,及びカラムの一端を回転盤の中心軸に合わせて固定するための部品と定速回転時に試料溶液をカラムに送り込む注入口のインターフェスを試作した。(2)定速回転時に試料溶液をカラムに送り込む実験を繰り返したが,注入口のインターフェースの部分から液漏れが有り,溶液の流出時間に明らかな差が認められなかった。(3)液漏れしない構造のインターフェースの試作を繰り返したが,十分満足するものは得られていない。(4)流出時間に差を出すような高速回転に対応するインターフェースが,本法の鍵となるので,連続遠心機のローター部に取り付ける円盤及びキャピラリーカラムをスパイラル状に固定するためのホルダーとカバー及びカラムの一端を回転盤の中心軸に合わせための微調節可能なステージを検討中である。(5)水及び種々の塩溶液についての流出速度を調べ,塩の種類や濃度によって単位時間当たりの流出量の影響を調べるために実験を繰り返したが,流出時間に明らかな差がまだ得られていない。キャピラリー遠心クロマトグラフィーは,前例のない画期的な研究であり,方法を構築するために基礎検討を継続中である。
サルおよびラットの島皮質における報酬-罰情報の処理メカニズム

本研究の目的は,サルまたはラットを実験動物として用い,情動行動発現における島皮質の役割をニューロンレベルで明らかにすることであった.平成14年度には,主として,視覚刺激に基づく遅延反応・遅延報酬Go/Nogo課題を遂行しているサルの島皮質から単一ニューロン活動を記録して課題各期における応答様式を解析し,サル島皮質は,注意,報酬予期,行動選択などに関るニューロンの存在すること,島皮質内部には機能局在のあることことなどを明らかにした。また平成15年度には,主として,覚醒行動下ラットの島皮質から単一ニューロン活動を記録し,報酬性または嫌悪性の味覚刺激に対する応答様式を解析し,基本味(甘味,塩味,酸味,苦味)に特徴的に応答するニューロンの存在すること,水に選択的な応容を示すニューロンや味覚刺激後の洗浄時に特異的に応答するニューロンの存在すること,塩味に強く応答するニューロンと苦味に強く応答するニューロンでは最適味覚刺激(それぞれ塩味と苦味)以外の味覚刺激にはあまり応答しないが,甘味に強く応答するニューロンでは甘味と酸味への応答が比較的似ており,また,酸味に強く応答するニューロンでは,塩味以外の応答が比較的よく似ていること等を明らかにした.甘味は報酬性,酸味と苦味は嫌悪性の味であるので,本研究知見より島皮質がこうした味覚の"質"のコードに重要な役割を果たしていることが示唆された.さらに平成16年度は,報酬および罰を用いた行動課題を遂行中のラットの島皮質から単一ニューロン活動を記録して課題応答性を解析し,ラット島皮質には生物学的に意味のある音を可塑的にコードするニューロンのあることなどを明らかにした.本研究の目的は,サルまたはラットを実験動物として用い,情動行動発現における島皮質の役割をニューロンレベルで明らかにすることであった.平成14年度には,主として,視覚刺激に基づく遅延反応・遅延報酬Go/Nogo課題を遂行しているサルの島皮質から単一ニューロン活動を記録して課題各期における応答様式を解析し,サル島皮質は,注意,報酬予期,行動選択などに関るニューロンの存在すること,島皮質内部には機能局在のあることことなどを明らかにした。また平成15年度には,主として,覚醒行動下ラットの島皮質から単一ニューロン活動を記録し,報酬性または嫌悪性の味覚刺激に対する応答様式を解析し,基本味(甘味,塩味,酸味,苦味)に特徴的に応答するニューロンの存在すること,水に選択的な応容を示すニューロンや味覚刺激後の洗浄時に特異的に応答するニューロンの存在すること,塩味に強く応答するニューロンと苦味に強く応答するニューロンでは最適味覚刺激(それぞれ塩味と苦味)以外の味覚刺激にはあまり応答しないが,甘味に強く応答するニューロンでは甘味と酸味への応答が比較的似ており,また,酸味に強く応答するニューロンでは,塩味以外の応答が比較的よく似ていること等を明らかにした.甘味は報酬性,酸味と苦味は嫌悪性の味であるので,本研究知見より島皮質がこうした味覚の"質"のコードに重要な役割を果たしていることが示唆された.さらに平成16年度は,報酬および罰を用いた行動課題を遂行中のラットの島皮質から単一ニューロン活動を記録して課題応答性を解析し,ラット島皮質には生物学的に意味のある音を可塑的にコードするニューロンのあることなどを明らかにした.島皮質における情報処理様式をニューロンレベルで明らかにするため,本年度は視覚刺激に基づく遅延反応・遅延報酬Go/Nogo課題を遂行しているサルの島皮質から単一神経活動を記録し課題各期における応答様式を解析した.この課題では,サルがスタート音(SB)の後にボタンを押す(BP)と試行が開始する.ついで,サルがモニターの固視点を一定期間注視(FIX)後,Go, NogoまたはNo-rewardを意味する視覚弁別刺激(それぞれ,緑色,灰色または黄色の四角)が提示される(S1).第一遅延期間(D1)後に,視覚刺激(青色の四角)が提示されるが(S2),GoまたはNogo試行ではこのS2期に正しく行動すると第二遅延期間(D2)後に報酬としてジュースが与えられる(RW).本研究では,右側の後部島皮質から総数451個のニューロン活動を記録したが,そのうち112個が課題遂行中,SB, BP, FIX, S1, D1, S2, D2およびRWのいずれかの1つまたは複数の期間に活動変化(応答)した.さらに, S1からRW期までのいずれかの期間に応答したニューロンは,試行の種類(Go, NogoまたはNo-reward)に対する応答性より,非特異的に応答する非識別応答ニューロン,報酬および無報酬試行で識別的に応答する報酬/無報酬識別応答ニューロン,または, GoおよびNogo試行で識別的に応答する行動反応識別応答ニューロンに分類された.FIX期応答ニューロンや非識別応答ニューロンは島皮質中央部, D2期の報酬/無報酬識別応答ニューロンは島皮質尾側より, RW期応答ニューロンは島皮質中央背側部にそれぞれ局在する傾向があった.以上の結果より,島皮質は,注意,報酬予期,行動選択などに関ること,および,島皮質内部には機能局在のあることがニューロンレベルで明らかとなった.

現在,ラット島皮質のニューロンレベルの研究にも着手している.島皮質における情報処理様式をニューロンレベルで明らかにするため,ラットまたはサルの島皮質より単一ニューロン活動を記録し,情動行動課題や報酬性および嫌悪性の味覚刺激に対する応答性を解析した.1.ラット島皮質に関する研究.覚醒下ラットの頭部をヘッドホルダーにより脳定位固定装置に無痛的に固定した状態で,あらかじめ座標を同定(推定)しておいた島皮質から単一ニューロン活動を記録し,口腔内チューブを通して与えた食塩水(塩味),ショ糖溶液(甘味),クエン酸溶液(酸味)および塩酸キニーネ溶液(苦味)に対する応答様式を解析した(ラットは,食塩水およびショ糖溶液に対しては嗜好性を示すが,クエン酸溶液には嗜好性を示さず,塩酸キニーネ溶液は嫌悪する).本年度は総数45個のニューロン活動を記録したが,その内22個(48.9%)が味覚応答を示した(味覚応答ニューロン).これら味覚応答ニューロンは,最も強く応答する味覚溶液の種類より,食塩ベストニューロン(6個),ショ糖ベストニューロン(6個),クエン酸ベストニューロン(5個),塩酸キニーネベストニューロン(4個)およびグルタミン酸ナトリウムベストニューロン(1個)に分類できた.また,45個の中には水に選択的な応答を示すニューロンや味覚刺激後の洗浄時に特異的に応答するニューロンもあった.食塩ベストニューロンと塩酸キニーネベストニューロンでは各最適味覚刺激以外の味覚刺激にはあまり応答しないが,ショ糖ベストニューロンではショ糖溶液への応答とクエン酸溶液への応答が比較的似ており,また,クエン酸ベストニューロンでは,食塩水以外の溶液で応答が比較的よく似ていた.2.サル島皮質に関する研究.昨年度中にニューロン活動記録実験(情動行動課題遂行下のサル島皮質から単ニューロン活動を記録)はすべて終了しており,現在,研究成果をまとめ論文を投稿中である.島皮質における情報処理様式をニューロンレベルで明らかにするため,ラットまたはサルの島皮質から単一ニューロン活動を記録し,情動行動課題や報酬性および嫌悪性の味覚刺激に対する応答性を解析した.1.ラット島皮質の情動行動課題応答性に関する研究.本研究では、正の強化(報酬),負の強化(罰)または強化なしを意味する提示刺激(音)を弁別し、リック行動により報酬は獲得し罰は回避する音弁別課題をラットに学習させた.この課題を遂行中のラットの島皮質からニューロン活動を記録し,その課題応答性を解析した.これまで,総数54個の島皮質ニューロンを記録したが,これら応答ニューロンの3分の1(7個)は強化を意味する音刺激に対し強化を意味しない音よりも有意に強く応答した(4個:正の強化を意味する音のみへ応答,2個:負の強化を意味する音のみへ応答,1個:正および負の強化の両音へ応答).これら応答は,音刺激とその意味との連合の解消により減弱・消失し,再連合により再び出現した.現在,データの信頼性を高めるため,ニューロン活動記録実験を継続して行っているが,記録実験は本年度中に終了予定である.2.ラット島皮質の味覚応答に関する研究.ニューロン活動記録実験は終了し,現在,データ解析および論文作成中である.3.サル島皮質に関する研究.ニューロン活動記録実験(情動行動課題遂行下のサル島皮質から単一ニューロン活動を記録)はすべて終了しており,現在,研究成果をまとめ論文を再投稿中である.
オホーツク文化人骨の再発見と総合的研究

オホーツク文化人骨の形態解析とDNA分析の結果、北東アジア、とくにアムール川流域を起源としていること、mtDNAのハプログループYは、アムール川下流域集団の祖先からオホーツク文化人を経由してアイヌへともたらされたことが示唆された。また、食生活では栄養段階の高い大型魚類や海生ほ乳類を主要なタンパク質として多く利用していたことが示された。変形性関節症の頻度分布からも、生業との関連性が示唆された。アイヌ民族のイオマンテ型儀礼は続縄文文化・オホーツク文化にまでさかのぼる可能性が大きいことを示した。北大総合博物館保管のオホーツク文化人骨の整理、復元を実施した。さらに、頭蓋の計測、非計測項目の調査を行った。非計測項目については、オホーツク文化をサハリン・北海道北部と北海道東部に二分し、分析を実施した。スミスの距離を求めると両者は近いが、Riiでは、差がある。北部オホーツクはサハリンアイヌに近く、また、東オホーツクが、北海道アイヌに近づくのではなく、独自の位置を占めていることが示された。オホーツク文化人の遺伝的特徴を明らかにするために、モヨロ貝塚を含むオホーツク文化期の遺跡から出土した人骨を用いて古代DNA分析を行った。ミトコンドリアDNAコントロール領域を遺伝子増幅し、塩基配列を決定した結果、16個のDNAタイプが同定された。そのうち、6タイプはオホーツク文化人に特異的であったが、残りの10タイプは、現在のサハリンやアムール河下流域に居住する北東ユーラシア民族集団の間で共有されていた。モヨロ貝塚出土人骨の歯の計測データと非計測データを採取した。モヨロとの比較に用いる予定の北東アジア人集団の歯冠計測値のデータ解析も行い、類縁関係を分析した。結果は、内陸型、沿海型、極北型のグループに分離され頭蓋形態のそれとおおむね矛盾はない結果となった。頭蓋観察および頭蓋計測値からみるとヨーロッパ人のみならず日本の縄文人やアイヌに類似する西モンゴルのチャンドマン青銅器時代人頭蓋の非計測的特徴を調べた。眼窩上孔と舌下神経管二分の出現頻度を比較すると、オホーツク文化人は縄文・アイヌ群と東シベリア群のほぼ中間に位置するモヨロ貝塚出土試料を中心に、放射性炭素年代を進めた。昨年度までに測定した安定同位体比に基づいて、海洋リザーバー効果の影響を補正し、各資料の帰属年代を検討した。安定同位体分析では、いずれの遺跡でもオホーツク文化集団は、海生哺乳類を主要なタンパク質源としていることが示唆され、彼らの主たる生業が海獣狩猟であると推測された。アイヌの成立へのオホーツク文化人集団の影響および北東アジア人類集団との系統関係を調べるため、頭蓋形態小変異を用い分析を行った。R-matrix法では、北部オホーツク群は、サハリンアイヌとバイカル新石器時代人の距離が最も近く、東部オホーツク群からは、北部オホーツク群が近く、北海道アイヌ、サハリンアイヌと続く。オホーツク文化人は、北東アジア人類集団の中では、バイカル新石器時代人、アムール川流域の人々と類似性があることが再確認された。さらに、RelethfordとBlangero法では、オホーツク文化人集団を北部と東部で分けた場合、集団内多様性に違いがあることが初めて確認された。つまり、北部では多様性が高いが、北海道東部に拡散するときに、多様性を失っていった可能性がある。また、オホーツク文化人は、アイヌそして縄文時代人とも近い関係であることが示された。しかし、佐藤らのミトコンドリアDNA分析の結果等は、オホーツク文化人とアイヌとの関連を支持するものであり、本研究は日本列島の人類史を書きかえる可能性を示唆した。安定同位体分析では、オホーツク文化集団は、海生哺乳類を主要なタンパク質源としていることが示唆された。一方、礼文島に位置する香深井1遺跡では、動物遺存体の詳細な分析がなされており、その8割が魚類によって構成されると報告されている。これは、安定同位体比の結果と矛盾していることから、香深井1遺跡から出土した幼児骨と海獣、陸獣および魚類を含む動物遺存体をサンプリングし,分析中である。エナメル質減形成の出現頻度には遺跡間に違いがあり、地域別にみたオホーツク文化の生活環境は、食性は類似していても健康という側面においては均質的ではない可能性が考えられる。さらに、変形性関節症の調査では、壮年段階から、肘関節や腰椎部に骨棘などが見られる傾向にあり、生業との係わり合いが示唆された。R-matrix法を用いて、近世アイヌの人々の集団内多様性を調査し、北からの遺伝子流入の可能性を探った。オホーツク海沿岸のアイヌは、縄文、続縄文時代から直接由来する均一な集団と考えられない。北東アジアに由来するオホーツク文化の人々が、近世アイヌの形質と文化に影響を及ぼしている。単純なシミュレーションモデルでは、女性により多くの遺伝的影響があったようだ。

男女の頭蓋計測値を用いたR-matrix法の分析は、先史時代から現代にわたる日本列島の住民の頭蓋形態の多様性を明らかにした。それは、縄文時代人骨が旧石器時代人的特徴を有していること、また、渡来系とされる弥生時代人骨は変異が小さく、創始者効果が考えられるが、現代本土日本人骨形態の形成に大きな寄与が認められること、オホーツク文化人骨はアイヌ人骨形態の形成にある程度関与していること、琉球人骨も現代本土日本人骨とは、形態的に差が見られることなどによるものと思われる。オホーツク文化人骨は、歯の計測値および非計測形質のいずれにおいても、オホーツク海沿岸の集団と近いことが明らかになった。特に非計測形質では、アムール川流域集団との強い類似性がみとめられた。一方、オホーツク文化人は、計測データでは、縄文時代人や北海道アイヌとの類似性が示された。両者に相当な遺伝的交流があったようにみえるが、非計測データではさほどの類似性はなく、やはり縄文、アイヌは東南アジア集団と強い類似性を示した。
誘導加熱励起式赤外線位相解析検査法によるＣＦＲＰの非破壊検査

赤外線サーモグラフィによるCFRPの非破壊検査手法として、誘導加熱を利用した検査方法について注目し、さらに温度変化データをフーリエ変換することにより得られる位相画像の適用について実験的、解析的な検討を行った。実験の結果、温度画像では誘導コイルの形状に起因する不均一な加熱が顕著に現れ、これが欠陥検出の妨げとなるのに対し、位相画像では適切な画像周波数の選択により不均一加熱が低減され、温度画像では検出困難であった欠陥の検出が可能となることが確認された。解析検討より、位相値は加熱時間の逆数を周期とする周期的な変動を示し、これにより周期的に不均一加熱が低減される周波数が存在することが示唆された。本年度はまず有限要素解析を利用した誘導加熱による内部発熱のシミュレーションを実施した。本解析には汎用有限要素解析ソフトANSYS ver.14.0を利用した。これにより、交流周波数、および検査対象物ー誘導コイル間距離の変化に伴い発熱の大きさが変化することを確認した。しかし、発熱量はコイル形状にも依存することが考えられ、この点に関しては本年度中に十分な検討ができていない。また、上記有限要素解析の実施と平行して、実際の誘導加熱サーモグラフィーによる実験を行うため、実験装置のセットアップを行った。実験に必要な物品のうち、赤外線カメラおよび交流電源については昨年度来本研究に関して協力関係にある(独)宇宙航空研究開発機構より借用し、その他の物品(誘導コイル、検査用可動ステージ、結果画像解析用PC)について本申請研究予算にて準備を行った。さらに欠陥形状の異なる2種類のCFRP試験片、および比較の為の金属試験片を作成し、それぞれについて実験を実施した。実験は有限要素解析においても検討を行った周波数10kHzの交流電流を利用して行い、得られた温度画像はフーリエ変換を行うことにより位相画像に変換し、2つの画像の比較も行った。実験の結果、温度画像と位相画像との大きな違いとして、温度画像では加熱を行った誘導コイルの形状が画像上に不均一な温度分布として明瞭に現れるのに対し、位相画像では画像周波数の選択によりコイル形状の影響を消すことができ、欠陥部の識別が容易となることが確認された。温度画像におけるコイル形状に伴う不均一加熱は、誘導加熱方式では欠陥検出の為の大きな障害であるが、位相画像に変換することでこれを除去できるという点において本検査方法は従来方法よりも効果的であると期待できる。この位相画像の利点により、いずれの試験片についても位相画像において温度画像中よりも深い欠陥の検出が可能であった。赤外線アクティブサーモグラフィによるCFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic)の非破壊検査の高精度化、短時間化を目的とし、本研究ではフラッシュ加熱等の従来の対象物表面への加熱に代わり、誘導加熱による内部加熱を利用した検査方法に注目した。さらに、パルス・フェイズ・サーモグラフィに用いられる温度データのフーリエ変換による位相変換技術を組み合わせ、提案手法の有効性について評価を行った。人工欠陥(平底穴形状、およびテフロンシートの挿入による人工剥離)を有するCFRP試験片に対する実験の結果、得られた温度画像では使用した誘導コイルの形状やCFRP中の炭素繊維の分布による欠陥部以外での局所的な異常発熱が生じており、これが欠陥検出の大きな障害となっていた。一方、温度データのフーリエ変換により得られる位相ー周波数データから構築される位相画像では、画像周波数によっては上記の局所的な発熱の影響が低減される条件が存在しており、その周波数は検査時の加熱時間の逆数の周期となっていることが確認された。これは、加熱中の温度上昇時を含む温度変化データをフーリエ変換したことにより、変換後の位相値が加熱時間の逆数を周期とした周期変動を示し、これにより局所発熱部の位相値が周期的に健全部の位相値に近づく為であると考えられる。この局所発熱による影響の低減により、位相画像では温度画像にて検出が困難であった欠陥部の検出が可能となっており、このことは、誘導加熱を利用した検査において位相変換を行う大きな利点であるといえる。上記の結果が得られた一方で、本手法により検出が確認された欠陥の深さは対象表面より1,2 mmであり、目的としていた検査能力の高精度化や検査時間の短時間化については、十分な優位性が確認できなかった。これらの点に関しては、更なる検討が必要であると考える。平成24年度に実施予定としていた有限要素解析による検討事項は、入力する交流電流周波数および検査対象物ー誘導コイル間距離による影響に加え、コイル形状の影響についても予定していた。しかしながら、本解析で実施した磁場ー電熱連成解析についてこれまで不勉強であったこともあり、解析技術の習得および解析モデルの検討・作成に時間を要し、コイル形状の影響に関する十分な検討は実施できなかった。また、解析的に得られた温度データを変換し、各パラメータ変化による位相データへ影響についても実施すべきであるが、この点も不十分である。

実験装置の試作および実験用試験片の準備に関してはおおむね計画通りであり、実験の実施および温度画像と位相画像との結果比較も行い、従来方法と比較して位相画像を利用することの優位性の確認を行った。しかし、本実験は有限要素解析結果に対する検証実験の意味を持っており、解析の遅れに伴い当初の実験目的の達成も遅れているといえる。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、まず遅れている解析的な検討を早急に実施するとともに、解析結果の実験的な検証を行う。また、コイル形状も考慮した検査条件の最適化を解析的に目指すとともに、最適化された欠陥検出能力の評価を実験的に行うことを目標とする。また、2年目の実施予定事項として、加熱時間と結果画像(温度および位相画像)との関係評価を含めていたが、この点も解析的に検討可能であると考えられ、上記事項と合わせて検討を進める。さらに、2年目の実施事項の一つとして予定していた異方性の影響についての検討であるが、本年度は異なる炭素繊維で強化された熱的な物性値の異なる新たな試験片を作製予定である。熱物性の違いにより欠陥検出能力に差異が見られると考えられ、これを実験的に確認するとともに、上記と同様に解析的手法による定量的な評価も実施する。上記の各検討結果より、本検査方法における最適な検査条件を考慮することでどの程度の欠陥検出能力が得られるか確認するとともに、各パラメータの変化に伴う温度画像および位相画像への影響を定量的に評価し、本手法がCFRPに対する検査手法として有効であることを示す。本研究の実施にあたり、昨年度来協力関係にあった(独)宇宙航空研究開発機構および株式会社KJTD(旧日本クラウトクレーマー株式会社)との協力関係は本年度も継続される予定である。これにより、本年度も各専門家と随時意見交換を行いながら研究を進めることができる。得られた成果は国内および国外の学会において発表を行う他、学術論文としての発表も見据えて検討を進める予定である。
固相エレクトロトランスポート法による希土類金属の高純度化

固相エレクトロトランスポート法による希土類金属の高純度化に関する研究の一現として,希土類金属にイットリウムを不純物に酸素を選定し実験を行い,以下の知見を得た.1.研究室既存の種々の装置と組合せ,非常に活性な希土類金属の高純度化に使用することができる,固相エレクトロトランスポート精製システムを構築した。2.不活性ガス融解・熱伝導度検出法による希土類金属(イットリウム)中の酸素の定量分析法の最適条件として,抽出温度2873Kにおいて,白金を助燃剤として,モル比で0.5(イットリウム1gに対して白金2.2g)以上添加すればよいことを決定した。3.固相エレクトロトランスポート処理によって,イットリウム中の酸素はアノード側へ移動し,カソード側が精製されることが分かった.4.イットリウム中の酸素に関するエレクトロトランスポート特性値(有効原子価ならびにσ等)を測定した.その結果,酸素濃度の増加にともなって,イットリウム中の酸素の有効原子価は増大する傾向を示した.また,σを単位電場の強さ,単位試料長さ当たりの値として整理したところ,良好な直線性を示し,温度の上昇にともなって,減少する傾向を示した.さらに,イットリウム中の酸素の易動度は,温度上昇にともなって増大する傾向を示したが,1400K以上ではほぼ一定の値となった.5.イットリウム中の酸素の拡散係数を1173K1563Kの温度範囲で決定した.6.4.で得た知見を考慮し,工業的観点から,イットリウム試料のサイズのスケール・アップを図り,実際にイットリウム中の酸素の除去を試み,大規模化における問題点を指摘した.固相エレクトロトランスポート法による希土類金属の高純度化に関する研究の一現として,希土類金属にイットリウムを不純物に酸素を選定し実験を行い,以下の知見を得た.1.研究室既存の種々の装置と組合せ,非常に活性な希土類金属の高純度化に使用することができる,固相エレクトロトランスポート精製システムを構築した。3.固相エレクトロトランスポート処理によって,イットリウム中の酸素はアノード側へ移動し,カソード側が精製されることが分かった.4.イットリウム中の酸素に関するエレクトロトランスポート特性値(有効原子価ならびにσ等)を測定した.その結果,酸素濃度の増加にともなって,イットリウム中の酸素の有効原子価は増大する傾向を示した.また,σを単位電場の強さ,単位試料長さ当たりの値として整理したところ,良好な直線性を示し,温度の上昇にともなって,減少する傾向を示した.さらに,イットリウム中の酸素の易動度は,温度上昇にともなって増大する傾向を示したが,1400K以上ではほぼ一定の値となった.5.イットリウム中の酸素の拡散係数を1173K1563Kの温度範囲で決定した.6.4.で得た知見を考慮し,工業的観点から,イットリウム試料のサイズのスケール・アップを図り,実際にイットリウム中の酸素の除去を試み,大規模化における問題点を指摘した.1.固相エレクトロトランスポート精製用装置の製作高真空チャンバー内部の試料保持機構(チャック部品)には,本研究の目的を十分達成し得るものが存在しなかった。そこで,新たに,以下に示す特徴を試えた試料保持チャックの設計・試作を行った。(1)試料の長さ・直径の変化に対応でき,また試料の熱膨張にも対応できる。(2)試料保持チャックへの熱の逸散を防ぐことができ,高温下においても試料の温度を均一に保つことができる。このように設計したチャックを備えた高真空チャンバーを新たに購入し,これと当研究室に既存の安定化直流電源,パーソナル・コンピュータ,放射温度計等の機器とを組み合わせて,固相エレクトロトランスポート精製用装置を構築した。2.精製実験本年度は,1.で構築した装置を使用して,母材として,希土類金属中では比較的低い蒸気圧を有し,かつ最も熱力学的データが整備されているイットリウム(市販品レベル)を,不純物としては,イットリウム中の主たる不純物ガス成分である酸素を取り上げて実験を行っているが,未だ学会等で発表するには至っていない。一般に希土類金属は酸素との親和力が極めて大きく,酸素分析における最適条件(試料の前処理,抽出温度,助燃剤の種類とその量等)を決定するためには,あらかじめ十分な検討が必要である。当研究室では,これまでに各種の活性金属中の酸素分析法に関して検討してきた。この間に蓄積したノウハウに基づき,イットリウム中の酸素の分析法の最適条件を確立した。本年度は,昨年度に構築した固相エレクトロトランスポート精製システムを用い,希土類金属中のガス成分の除去に関する研究を行った。希土類金属に市販品レベルのイットリウムを,不純物に酸素を選定し実験を行った。1.小さいサイズ(直径3.54.0mm,長さ10mm)の試料(初期酸素濃度0.5mass%)を用い,温度11231513K,電場の強さ5.310.6Vm^<-1>でエレクトロトランスポート処理を行った。その結果,イットリウム中の酸素は,アノード方向へ移動し、カソード側が精製されることが分かった。

また高純度化の観点からは,処理温度を低下させ,強い電場を印加し,長い試料を用いることにより,より高い精製効果が得られることが分かった。ただし処理温度の低下は,精製速度の低下につながり,注意を要することも明らかにした。さらに,同温度範囲内での酸素の拡散係数を決定した。2.1.で得た高い精製効果を得る条件を考慮し,工業的観点から,直径8.0mm,長さ105mmの試料を用い,1373Kにて高純度化実験を行った。その結果,次の知見が得られた。(1)長い試料を用いた場合,定常状態に達するまでに極めて長い処理時間を必要とするため,定常状態まで精製を進めることは必ずしも得策ではない,(2)濃縮端では,酸素が酸素ガスあるいは酸化物として放出され,精製が促進される。
睡眠ー覚醒調節系及び脳内分泌調節系におけるピペリジンの役割に関する研究

睡眠関連脳内諸核から単一神経活動を記録しながら,これらの部位にiontophoresisでpiperidine(Pip)を作用させ,その作用と作用機序を解析した結果,Pipはmicotine類似のCl^-電流を惹起した。諸種Kineticsの解析およびCl^-電流の薬理学的解析の結果,先に報告したアプリジア単離ニュ-ロンの場合と同様,哺乳動物においても内在性nicotineとしての作用特性を示し,nicotinic receptorーCl^-チャンネル複合体の2つの成分に対して作用する事が明らかになった。さらに,PipによるCl^-電流はacetylcholineによるCl^-電流にくらべて,ピ-ク電流に続く持続的な電流がほとんどないに等しい極めて特徴のあるCl^-電流であること,また,Pipの前処置によってacetylcholineのピ-ク電流のみが抑制されること等,哺乳動物の睡眠関連脳諸核においても矢張りクロライドチャンネルを介する特異的な調節機構が作動することが分った。上記の研究の過程においてPipが呼吸neuronに対して著明な刺激効果をもたらすことを見出した。既に報告したPipの呼吸興奮作用,分泌促進作用,睡眠誘発作用等との関係を総合的に追求した結果,Pipは睡眠時呼吸障害,気道分泌過多など呼吸ー気道系の機能調節にも重要な役割を果しているという,全く新しい興味ある事実を見出した。即ち,睡眠時,特にREM睡眠時には呼吸neuronの発火頻度は極めて不規則になるが,Pip投与によりかなりの規則性を回復し得ること,睡眠時の肺胞II型細胞からの肺サ-フアクタン分泌は内在性ステロイドの血中濃度と相関した活性変化を示すが,血中Pip濃度も同様の変化を示し,しかもPip自体にも肺サ-フアクタント分泌方進作用が認められること,この分泌亢進作用にもnicotinic receptorーCl^-チャンネルが関与しているらしいことが分ってきつつある。
高齢者認知症の早期発見を可能とする見守りシステムの開発と実証実験

タブレット端末上で動作する高齢者向けアプリケーションとその利用記録を収集するためのサーバシステムを開発し,高齢者20名の生活状態を平均で418日(最大707日)収集して、高齢者の見守り活動を実施した。このうち、長谷川式簡易知能評価スケールを利用して認知機能の測定を10名に対して実施した。実験期間中に認知機能の低下が認められた高齢者がいなかったことや、認知機能の測定人数から、長谷川式簡易知能評価スケールにより算出された認知機能のスコアと高齢者の端末の利用記録との相関は見られなかったが、高齢者のコミュニティ構築に対して幅広い範囲で情報システムが活用できる可能性を示唆する結果となった。平成25年度の上半期より、高齢者生活情報収集システム(I-ReCSS)の設計を開始した。I-ReCSSは、高齢者がクライアントとして利用するタブレット型の端末と、Webアプリケーションから構成されるクライアント・サーバシステムである。端末側には、起床・就寝・外出などの高齢者の生活の活性状態を収集する機能と、高齢者と見守り実施者との間のコミニュケーション支援機能を実装し、サーバ側では高齢者の端末の利用情報を蓄積する。この高齢者の生活の活性状況は、I-ReCSSのサーバ側から、EmailやWebページを通じて見守り活動者に対して提供され、この情報に基づいて高齢者の見守りが実施される。平成25年度は、この設計を進め、タブレット型の端末にインストールする高齢者の生活支援アプリケーションとサーバ側の見守り支援Webシステムの開発を終了した。この開発を進めながら、仙台市近郊に所在する「あすと長町」仮設住宅において、見守り実施の体制を構築し、自治会長より仮設住宅での実験実施の承諾を得た。実証実験は、仮設住宅の自治会長、仮設住宅において活動を実施している自治体の作業者、社協の関係者も参加する体制となった。現在、I-ReCSSを利用した高齢者の見守り活動が開始された。平成25年度のこれらの活動や研究の成果は、学会や研究会の報告だけではなく、東北学院大学並びにNTTドコモのWEBページからもプレスリリースされた。平成25年度には、我々が開発したタブレット端末をクライアントとする高齢者向けICTシステム「I-ReCSS」を用いて、宮城県仙台市「あすと長町プレハブ仮設住宅」と岩沼市「里の杜仮設住宅」において実証実験の実施を継続して進めている。実証実験では、自記式による高齢者の起床・就寝時刻や外出回数を収集し、これらの高齢者の生活活性化の状況を社協や自治会関係者などに提供することで、高齢者の見守り活動の支援機能も提供している。実験参加者は述べ20名(内訳:男性6名,女性14名)で、年齢構成は50歳86歳となっている。この実験で収集された高齢者のデータは、2015年3月31日時点、最長の方のもので400日分に達した。我々が調査をした限りでは、自記式によってこれまで長期の起床データを収集した実証実験等の報告は見つかっていない。収集したデータの解析部分では、1年を通じて収集した高齢者の起床データの分布が正規分布を否定されないという結果を得ている。しかし、各月単位ごとに分割した起床時刻の分布では、正規分布が否定される月も存在することが判明している。今後、高齢者の起床データに関しては、季節変動などとの関連性も明らかにしながら、認知機能との相関を解析していく必要がある。これらの結果は、研究会及び学会等を通じて公表をしている。また、平成25年度の実証実験を通じて提供した見守り活動については、朝日新聞(宮城県版)及び讀賣新聞(宮城県版)でも紹介されている。最終年度の平成27年度には、実証実験のフィールドとなった「あすと長町プレハブ仮設住宅」及び「里の杜仮設住宅」において、実験停止に関わる幾つかの現場作業、並びに、これまでに得られた高齢者の情報機器の利用記録に関する解析、そして情報機器を利用した見守りの枠組みに関する調査を実施した。まず、高齢者の情報機器の利用記録(参加者20名,平均利用日数418日,最長利用日数707日)を解析し、起床、就寝、外出回数、報告の減少率などのパラメータを算出した。特に、高齢者の情報機器の利用率は経過日数と共に減少するが、高齢者に(情報機器の利用を促す)お声がけをする社協やNPOの介在の有無が、その減少率の抑制に効果があることが強く示唆された。次に、実験に参加した高齢者の中から、調査に同意を得られた10名に対して長谷川式簡易知能評価スケールを利用した認知機能の測定を実施した。そして、情報機器の利用記録に関するパラメータ(起床、就寝、外出回数、報告の減少率など)と認知機能調査から得られたスコアとの相関を解析した。実験参加者の中に認知機能が著しく低い高齢者が居なかったことや、実験期間中に認知機能の低下を引き起こした高齢者が存在しなかったことから、これらのパラメータと認知機能との間には強い相関は見られないという結果を得た。実証実験の期間中に、実証実験の主なフィールドであった「あすと長町プレハブ仮設住宅」に居住する実験参加者の多くが、マンション型の「災害復興住宅」に移住したが、この住民に対するアンケート調査(総配布数321戸,回収率77.2%)を実施し、当該地域で「高齢者の見守りが必要」と思う住民(65%)の中でも、約半数が「情報機器を利用した高齢者の見守り活動に参加してもよい」と答えた結果から、本研究の成果の一つである情報機器を利用した高齢者の見守りがに十分に浸透し始めていると考えられる。

タブレット端末上で動作する高齢者向けアプリケーションとその利用記録を収集するためのサーバシステムを開発し,高齢者20名の生活状態を平均で418日(最大707日)収集して、高齢者の見守り活動を実施した。このうち、長谷川式簡易知能評価スケールを利用して認知機能の測定を10名に対して実施した。実験期間中に認知機能の低下が認められた高齢者がいなかったことや、認知機能の測定人数から、長谷川式簡易知能評価スケールにより算出された認知機能のスコアと高齢者の端末の利用記録との相関は見られなかったが、高齢者のコミュニティ構築に対して幅広い範囲で情報システムが活用できる可能性を示唆する結果となった。実験初年度には、本研究に対して自治会全体からの全面的な協力は得られず、実験参加者の伸びが鈍かったが、実際に実証実験を進めるうちに本研究に関する認知度や本研究で提供している見守り活動への認知度も上がり、「あすと長町プレハブ仮設住宅」に居住する実験参加者が「災害復興住宅」へ移転後も高齢者向け情報システムを利用してくれる目処が立ちつつある。このような理由から、長期データ収集に対する道筋が得られている。27年度が最終年度であるため、記入しない。情報システム開発本実証実験の中心である実験フィールド「あすと長町プレハブ仮設住宅」では、今年度上半期から居住する住民が災害復興住宅へ移転することが決まっており、実証実験に参加する高齢者が離脱し、参加人数が減少することが予想されている。一方で、認知症特有の初期症状の検出に向けた解析を進めるためには、今後も継続してデータを収集することが必要である。このため、平成25年度に開発した高齢者向けICTシステム「I-ReCSS」を「災害復興住宅」向けに改良する必要性も生じてきている。このような背景から、本年度は、これまでに実施してきた実証実験を継続することでデータの収集を続けながら、長谷川式簡易知能能評価尺度を用いて高齢者の認知機能を数値化して収集し、I-ReCSSで得られた各種の生活状況と認知機能のスコアとの相関を解析する。また、この解析と並行して次期システムに求められる諸機能を調査しながら、次期システムI-ReCSS2の設計を進める。究計画当初、自治会全体から本研究に対する全面協力を得られる予定であったが、単に実験を許可するという形の協力関係となった。また、仮設住宅の住民が復興住宅へ移行するスケジュールが、研究計画立案時の予定よりも順調に進んでいる。このため、仮設住宅の居住者が転出して減少傾向となっており、実証実験に参加する高齢者の人数が伸び悩んでいる。研究初年度に、実証実験実施に要する諸費用を多方面から支援してもらうことで経費の削減に努めた結果、次年度使用額が生じた。今年度に次年度使用額が生じた理由は、平成25年度分の次年度使用額の大部分が利用されなかったためであるが、平成26年度の予算執行は概ね当初の計画通りに進んでおり大きな問題は発生していない。実証実験に参加する高齢者の人数が伸び悩んでおり、これを理由として、平成25年度の達成度は「やや遅れている。」という自己評価となった。