hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小脳障害における相反性抑制の異常の発生機構

小脳障害の重要症候の一つにあげられている相反性神経支配異常の基にある神経機構の病態を探るため、特に随意運動時の開始時に注目して相反性抑制活動の評価と脊髄反射活動の検索を行った。脊髄小脳変性症患者10名(年令20-52才、男性7名、女性3名)及び正常対照例7名(23-46才、男性6名、女性1名)を対象とした。患者群はすべて、試験肢において筋緊張低下を呈するも随意収縮力及び腱反射を正常域内に維持し且つH反射の誘発可能な、軽症例を選んだ。負荷運動は視標追跡運動法によるステップ型足背屈運動とし、その機械的収縮曲線をトルクセンサーにより常時モニターした。運動開始の前後で拮抗筋(ヒラメ筋)と主動筋(前脛骨筋)にH反射を誘発して各運動ニューロンプール及びIa抑制回路活動の興奮性の変化を調べた。両群間の定量的比較を可能にするため、両者の試験H反射を最大M波の30-50%、随意収縮力を最大収縮力の20-40%に統一した。正常例での相反性抑制は、主動筋筋電図出現とほぼ同時に現れる弱いものと、更に100ミリ秒以降の強いものと、2段階に生じた。両抑制の経過を通じてIa抑制回路の促通が見られ、この回路の相反性抑制発現への関与を示した。最初の抑制は下行する随意運動命令に直接起因するもの、第2はこれにγ-ループを介したIa入力の収束(α-γ-連関)の結果と考察した。一方小脳障害では、最初の抑制が消失し、第2の抑制は出現の遅れと強度の低下を示した。前者に就いては病的とする証拠は得られなかったが、後者の変化は有意であった。運動開始時のIa抑制の促通が観察され,運動命令そのものに定性的な異常は認められなかった。従って、小脳障害における相反性抑制の低下はγ系活動の低下によるものと結論した。本結果を論文にまとめるとともに、相反性抑制低下と筋緊張低下症状との関係に就いて一層の解析を進める。
低酸素環境が一過性血圧低下時の脳血流回復能力に与える影響に関する実験的研究

脳血流を自動的に調節している機能が、低酸素血症において悪化を示す可能性を、15%酸素濃度の低酸素環境に30分から4時間曝露した実験にて検討した。低酸素2時間曝露後には、大腿カフ解除法により一過性に血圧を低下させた時の脳血流回復率が悪化していた。また、周波数解析の緩徐な変動域の自動調節機能の指標も悪化を示した。これらの結果より、低酸素血症は、脳血流の動的自動調節機能を減弱させ、起立などで一過性の血圧低下が発生した際には脳血流の回復が遷延し失神を呈する可能性が高くなると考えられた。軽度低酸素環境での失神の発生機序の一つとして、一過性の血圧低下に対する脳血流の調節・回復能力の低下が関係すると考えられるが、低酸素がこれらに与える影響については未だ検討されていない。そこで平成21年度は、動的脳血流自動調節の悪化が最も顕著であると予想される30分程度の低酸素環境曝露時に、大腿カフ解除法により惹起された一過性の血圧低下に対する脳血流の低下の程度及びその回復率を評価した。さらに、血圧変動に対する脳血流速度の割合をTransfer Function Analysisにて解析する方法も用いて脳血流自動調節機能を、変動のスピード別に評価した。その結果、Transfer Function GainとCoherenceは、ゆっくりとした変動部分である超低周波数帯(0.020.07Hz)においてのみ、常酸素環境に比べて統計的に有意に高い値を示した。つまり、ゆっくりとした血圧変動に対しては脳血流も大きく変動し、自動調節機能が悪化したと考えられた。一方、大腿カフ解除法により惹起された一過性の血圧低下に対する脳血流の低下の程度及びその回復率は、常酸素環境に比べて、統計的に有意な変化はなかった。これは、大腿カフ解除法による血圧の低下が速く、Transfer Function Analysisの結果と解離した(速い変動の高周波数帯の結果と一致した)ものと考えられた。つまり、低酸素環境の動的脳血流自動調節に与える影響は、血圧変動のスピードにより異なり複雑であること、また、評価方法の違いにより結果を慎重に解釈する必要があることが明らかとなった。平成21年度に引き続き、軽度低酸素環境での失神の発生機序の一つとして想定される一過性の血圧低下に対する脳血流の調節・回復能力の低下について検討した。平成22年度は,2時間の低酸素曝露において、脳血流の回復能力の低下が出現するか検討した。被験者を15%酸素の環境に2時間曝露したのちに、大腿カフ解除法により惹起された一過性の血圧低下に対する脳血流の低下の程度、及び、その回復率を評価した。さらに、血圧変動に対する脳血流速度の変動割合をTransfer Function Analysisにて解析する方法も用いて脳血流自動調節機能を、変動のスピード別に評価した。その結果、Transfer Function GainとCoherenceは、ゆっくりとした変動部分である超低周波数帯(0.020.07Hz)においてのみ、曝露前に比べ増加した。つまり、ゆっくりとした血圧変動に対しては脳血流も大きく変動し、自動調節機能が減弱したと考えられた。また、大腿カフ解除法により惹起された一過性の血圧低下に対する脳血流反応としては、初期の脳血流速度の低下の程度に有意な変化はなかったが、後半のゆっくりとした回復の指標である回復率は、低酸素曝露前の半分ほどで有意に低下していた。つまり、軽度低酸素環境への2時間程度の曝露が動的脳血流自動調節に与える影響は、調節システムのうち、ゆっくりとした血圧変動に対応する部分で機能が減弱しており、また,一過性の血圧低下に対する脳血流の回復能力についても、比較的ゆっくりとした回復の部分において減弱している可能性が示唆された。軽度低酸素環境での失神の発生機序の一つとして想定される一過性の血圧低下に対する脳血流の調節・回復能力の低下について、低酸素曝露時間を延長し検討した。平成23年度は、4時間の低酸素曝露において、脳血流の回復能力の低下が出現するか検討した。被験者を15%酸素の環境に4時間曝露したのちに、大腿カフ解除法により惹起された一過性の血圧低下に対する脳血流の低下の程度、及び、その回復率を評価した。さらに、血圧変動に対する脳血流速度の変動割合を伝達関数解析により求め脳血流自動調節機能を評価した。その結果、4時間の低酸素曝露後において、大腿カフ解除法により惹起された一過性の血圧低下に対する脳血流回復反応としては、初期の脳血流速度の低下の程度に有意な変化はなかったが、後半610秒のゆっくりとした回復の指標は、仮説に反し、むしろ良好になった。さらに、脳血流自動調節機能の指標である低周波数帯の伝達関数

GainとCoherenceが低下し、自動調節機能が改善した可能性が示唆された。4時間の低酸素曝露後は、呼気終末二酸化炭素濃度が低下していた。この結果は低酸素に対する呼吸反応(過換気)により低二酸化炭素血症が発生していたことを示していると考えられるが、この変化と、観察された「脳血流回復能力の改善、脳血流自動調節機能の改善」が関係している可能性が考えられる。一方、より緩徐な血圧変動部分(超低周波数帯:14秒)においては、伝達関数のGainとCoherenceが増加していた。この結果から、大変緩徐な血圧変動に対しては、低酸素曝露で自動調節機能が減弱し脳血流も大きく変動していたと考えられた。つまり、ある程度長時間の低酸素曝露が「一過性血圧低下時の脳血流回復能力」や「脳血流自動調節機能」に及ぼす影響は、血圧変化の速度に依存して異なる可能性が示唆された。
地域における重症外傷患者の救命率改善を目指した新規DCSトレーニングコースの開発

研究代表者のグループは、全国の外傷診療エキスパートにDelphi法を用いた意見集約型反復アンケート調査を行い、一般外科医が修得すべき、高次病院への転医搬送を前提としたDCRスキルを明らかにした【Kazuyuki Hirose, Soichi Murakami, et al. Consensus Development of essential trauma careskills for general surgeons usingDelphi method. 6th Joint Scientific Congress of KSACS and JSACS. Korea, 2018】。具体的には、気管挿管、骨髄輸液、輪状甲状靱帯切開、胸腔ドレナージ、FAST、骨盤簡易固定法、頸部血管露出、胸部大動脈遮断、心嚢開窓術、開胸心臓マッサージ、心損傷修復術、肺門遮断、肺損傷修復、緊急開腹術、腹腔ガーゼパッキング、肝門部遮断術、肝損傷ガーゼパッキング、肝損傷部縫合術、腸管損傷修復(直接縫合)、腸管切離・腸間膜処理、後腹膜授動法、腹部大動脈露出・遮断、下大静脈露出、損傷修復、尾側膵切除、脾損傷部修復術、脾摘出術、腎損傷部修復術、腎摘出術、骨盤ガーゼパッキング、REBOA、大腿動静脈の露出、横隔膜修復、人工肛門造設、一時的閉腹法が挙がった。またこれらのスキルの修得状況を、一般外科医にアンケート調査を行い明らかにした【未発表データ】。したがってこの差分が明らかになり、これを教育するプログラム設計は完成を見た。またこれまで生体ブタを使用した外傷外科手術トレーニングコースを3回、献体(Cadaver)を使用した外傷外科手術トレーニングコースを8回開催し、具体的なトレーニング手法も確立された。これにより「地域における重症外傷患者の救命率改善を目指した新規DCSトレーニングコース」は完成した。本来であれば「地域における重症外傷患者の救命率改善を目指した新規DCSトレーニングコース」を地域で外科診療に従事する一般外科医に受講させ、地域における重症外傷患者のアウトカム改善を証明する予定であった。しかしアニマルトレーニング研究には時間、人的・物的経費を予想以上に要し、開発に難航した。また本学においては学生系統的解剖実習を47月に行い、その納棺等で9月までは解剖学実習室を使用する事が出来ないため、Cadaverトレーニングは1012月および13月の2クールでしか行えなかった。またCadaverは各科で順次トレーニングに使用するため、全身を使用しその後他の診療科が使用する事が難しくなる外傷トレーニングコース開発はその際後に行わなければならないため、開発は各クールの最後にしか行う事が出来なかった。従って、コース開発が遅れてしまった。プログラムは完成しているため、今後地域医療に従事する一般外科医に対してこのプログラムによる教育を行い、一般外科医の外傷診療スキルが向上することを証明するとともに、可能であれば地域の重症外傷患者のアウトカムが改善されることを証明する。但し、このコースを開催する資金は十分とは言えず、現状では受講した一般外科医の外傷診療スキル向上を示す事は出来ても、地域の重症患者のアウトカム改善までを証明する事は不可能と考えている。今後研究資金の確保が課題となる。地域病院における重症外傷診療の現状についてのサーベイランスについて教室の関連病院を中心にサーベイランスを行う予定であるが、現在サーベイランスを行う項目について選定中である。項目については主に日本外傷データバンク(JTDB)の項目を利用するが、サーベイランスの対象となる北海道内の救命救急センターのほとんどが加入していないため、難航している。このためサーベイランスを行う為に、各病院に赴きデータを収集するための手続きを行うべく準備している。また可能であれば、未加入の病院に対し、JTDBに加入してもらうよう働きかける。DCS及び転医搬送を中心とした外傷外科診療に必要な技能の明瞭化について救命救急センターで外科を主として取り扱う外科医に対するDelphi法による集約型アンケート調査を行うべく、現在素案を分担研究者である東京医科大学本間先生、自治医科大学伊澤先生、北海道大学澤村先生にご協力いただき作成中である。シミュレーター、アニマル、Cadaverを組み合わせた転医搬送を目的とするDCSトレーニングコース(三位一体のDCSトレーニングコース)の開発について平成28年度に生体ブタを用いた外傷診療手技トレーニングコース開発を目的とした研究を1回、Cadaverを用いた研究を2回行った。生体ブタを用いた研究は期まずはATOMコースの模倣から開始、Cadaverについては分担研究者である東京医科歯科大学の本間先生が開発したトレーニングコースをベースに行い、具体的なトレーニングコースの項目選定と手法の開発に着手した。外傷診療データベースの加入率の悪さ、予算の制限(機材購入費の高騰)、協力者募集に対する反応不良糖により、研究計画の進捗がやや遅れている。平成29年度は、地域における重症外傷患者の救命率改善を目指した新規Damage Control Surgery (DCS)トレーニング開発を行うにあたり、外傷患者の都市部への集約を前提として、地域において重症外傷患者の初療にあたる一般外科医(外傷を専門としない外科医)が備えるべき外傷診療技能及び手術項目(必須項目)を選定すべく、全国117名のの外傷外科エキスパートにDelphi法による反復型アンケート調査を行い、コンセンサスとして34の項目を選定した。選定された項目は、気管挿管、骨髄輸液、輪状甲状靱帯切開、胸腔ドレーン留置、focused assessment with sonography for

trauma (FAST)、骨盤非手術的外固定、総頸動脈・内頸静脈露出、胸部大動脈遮断、心嚢切開、開胸心臓マッサージ、心損傷修復、肺門遮断、外傷緊急開腹、腹腔内5点ガーゼパッキング、肝門部遮断、腸管損傷修復、腸管切離、腸管授動、腹腔動脈露出・遮断、下大静脈露出・修復、脾損傷修復、脾摘、腎損傷修復、腎臓摘出、骨盤腔ガーゼパッキング、Resuscitative Endovascular Balloon Occlusion of the Aorta (REBOA) (Intra-Aortic Balloon OcclusionCatheter (IABO))、大腿動静脈露出、横隔膜修復、人工肛門造設、腹腔仮閉腹(Open Abdomen Method)であった。また動物を用いたトレーニングを1回、cadaverを用いたトレーニングを3回開催し、具体的なトレーニング手法の開発を開始している。トレーニング項目策定の為のアンケート調査に予定以上の時間を要している。このためcadaver及びアニマルトレーニングの具体的トレーニング手法の開発を先行させる事により、最終的な研究目標への到達時期が遅れないよう調整を重ねている。なお、アンケートについてももっとも時間を要する反復型アンケートの実施が終了し項目が決定したため、おおよそあと2カ月で終了可能となり目処が付いた状況である。以上より、最終的な研究終了時期には変更がないと考えている。研究代表者のグループは、全国の外傷診療エキスパートにDelphi法を用いた意見集約型反復アンケート調査を行い、一般外科医が修得すべき、高次病院への転医搬送を前提としたDCRスキルを明らかにした【Kazuyuki Hirose, Soichi Murakami, et al. Consensus Development of essential trauma careskills for general surgeons usingDelphi method. 6th Joint Scientific Congress of KSACS and JSACS. Korea, 2018】。具体的には、気管挿管、骨髄輸液、輪状甲状靱帯切開、胸腔ドレナージ、FAST、骨盤簡易固定法、頸部血管露出、胸部大動脈遮断、心嚢開窓術、開胸心臓マッサージ、心損傷修復術、肺門遮断、肺損傷修復、緊急開腹術、腹腔ガーゼパッキング、肝門部遮断術、肝損傷ガーゼパッキング、肝損傷部縫合術、腸管損傷修復(直接縫合)、腸管切離・腸間膜処理、後腹膜授動法、腹部大動脈露出・遮断、下大静脈露出、損傷修復、尾側膵切除、脾損傷部修復術、脾摘出術、腎損傷部修復術、腎摘出術、骨盤ガーゼパッキング、REBOA、大腿動静脈の露出、横隔膜修復、人工肛門造設、一時的閉腹法が挙がった。またこれらのスキルの修得状況を、一般外科医にアンケート調査を行い明らかにした【未発表データ】。したがってこの差分が明らかになり、これを教育するプログラム設計は完成を見た。またこれまで生体ブタを使用した外傷外科手術トレーニングコースを3回、献体(Cadaver)を使用した外傷外科手術トレーニングコースを8回開催し、具体的なトレーニング手法も確立された。
破壊現象を伴う鋼構造部材の塑性変形能力に関する研究

1.実大実験による破壊現象の再現と分析冷間成形角形鋼管を用いて脆性破壊の再現実験を行ない、破壊のプロセスが鋼材表面における延性亀裂の発生、亀裂の安定的成長、および最終的な脆性破壊の3段階から構成されていることを明かにした。また、素材特性の内、一様伸びとシャルピー値が破壊性能に関与していることを明かにした。2.延性亀裂の発生条件の解明延性亀裂発生ひずみが、鋼材の一様伸びに支配されていることを明かにした。実験パラメーターは、鋼種、溶接入熱、切欠き形状、寸法、負荷形式(単調引張、圧縮引張繰返し)である。延性亀裂発生ひずみに寸法効果が無いことが明かにされたのは実用的意義が大きい。3.構造物の地震応答挙動の解析脆性破壊を伴う構造物の地震応答においては、連鎖崩壊の危険が潜んでいることが解析的に明かにされた。これを防止するためには、通常の靱性構造物よりも予め設計強度を高くしておく必要があり、その割増率の計算法を提案した。4.破壊に対する設計指針の提案鋼構造建築物の破壊に対する安全性をどのように照査すればよいかについて指針をまとめた。現段階では、延性き裂の進展と最終的な脆性破壊の条件が明かになっていないので、安全性の処置として、延性き裂の発生を以って設計規範とした。また、構造物の終局状態が、破壊で決まるか、座屈で決まるかの判定条件も提案した。本研究は、比較的大きな塑性ひずみの下でぜい性的な破壊現象を伴う建築鋼構造部材の塑性変形能力を解明することを目的としている。本年度は、この研究を実行するための中枢となる疲労試験機の据付および試運転調整を完了した。先ず、この疲労試験を用いた予備実験として、小形試験片の引張載荷実験を行い、応力集中部からのき裂発生ひずみに関する貴重なデータが得られた。また、破壊が生じやすいと考えられる冷間加工された高張力鋼板と比較材としての無加工の高張力鋼板の引張破断試験を行い、冷間加工により、破断までの限界塑性ひずみが著しく低下することを明かにした。今後行う本実験においては、これらのデータに基づいて実験変数を設定する計画である。今後の課題としては、建築構造物の中で最も破壊の危険にさらされる柱梁接合部をターゲットとし、この柱梁接合部を含んだ部材試験体に疲労試験機を用いて繰返し負荷を与え、破壊に至るまでの塑性変形量を測定する。一方、今年度に行った小形試験片の実験によって得られた破壊に至るまでの限界塑性ひずみに基づいて上記試験体の塑性変形能力を予測算定する。両者を比較することによって、限界塑性ひずみを用いた破壊のクライテリアを構築する。なお、溶接接合部においては、破壊面が溶接熱影響部を通過することになり、実構造物ではその影響が無視できないと考えられる。そこで、熱影響部の材質については、金属顕微鏡(平成5年度新規購入予定)を用いて組織変化およびその領域長さを測定し、破壊条件の中に組み入れる。鋼構造部材の破壊が、初期延性亀裂の発生、亀裂の進展、最終脆性破断の3段階からなることに基づき、先ず、初期延性亀裂の発生クライテリアについて基礎的な実験を行なった。ただし、実験条件は建築構造物における破壊の条件、つまり破断面およびその周辺が全塑性状態にあること、亀裂が溶接止端などの鋼材表面におけるひずみ集中部から発生すること、を再現するように計画実行した。これにより、1)延性亀裂発生ひずみはひずみ集中部の切欠き形状にほとんど依存しないこと、2)延性亀裂発生ひずみは寸法の影響をほとんど受けないこと、3)延性亀裂発生ひずみは鋼材の固有の特性である一様伸びとほぼ一致すること、4)上記の3項目は建築で使用される軟鋼(40キロ鋼)から高張力鋼(50、60、80キロ鋼)の範囲で成り立つこと、という重要な知見が得られた。

また、破壊現象を伴う部材を含んだ構造システムの地震に対する安全性を評価するために、地震応答解析を行なった。これにより、柱が脆性破壊するような場合には、建物のある特定階の柱が次々と連鎖的に破壊する現象が数値的に再現された。このような脆性連鎖破壊を防止するためには、構造物の強度を通常より高めておく必要があることを定量的に明らかにした。上記の一部は既に公表済みであり(11.研究発表を参照)、その他については現在建築関係の論文集に投稿中である。1.溶接接合部の破壊実験前年度までに得られた知見(母財における延性き裂の発生条件)の溶接接合部への適用可能性について実験的に検証した。溶接接合部は、溶接入熱のサイクルによって材質が微妙に変化するので、延性き裂発生ひずみもそれに応じてかなりばらつく実験結果が得られた。このばらつきを除去するために溶接再現熱処理を施して、均一な溶接熱影響部を再現して実験を行なった。これらにより、全体的に見れば、溶接熱影響部の一様伸びが溶接止端での延性き裂の発生ひずみと対応付けられることが観察され、母材での知見が溶接部に対しても成立することが確認された。2.構造物の地震応答挙動の解析建築構造物が強震を受けたときの溶接接合部に対するひずみ応答特性を現実的な建築構造物を対象に解析的に調査した。これにより、骨組の崩壊パターンによって、溶接接合部ののひずみ履歴が大きな影響を受けることが明かとなった。特に、局部的な層崩壊をする崩壊パターンの場合にはひずみが大きくなり、逆に梁降伏先行の全体崩壊機構が確保されているときは、被るひずみが小さくなることが定量的に明かにされた。3.破壊に対する設計指針の提案鋼構造建築物の破壊に対する安全性をどのように照査すればよいかについて指針をまとめた。現段階では、延性き裂の進展と最終的な脆性破壊の条件が明かになっていないので、安全側の処置として、延性き裂の発生を以って設計規範とした。また、構造物の終局状態が、破壊で決まるか、座屈で決まるかの判定条件も提案した。
施設スタッフと入所者家族のコミュニケーションに関する研究

1.調査方法:介護老人保健施設で働く痴呆専門棟の施設職員と痴呆入所者の家族との交流の実態を明らかにし,現状での問題点について検討する事を目的に調査を行った。H12年度の群馬県内の調査結果から,入所者の家族への調査を先行することによって交流の実態及び問題点をより明らかにすることができると考えられたため,家族への調査を先行して行った。群馬県内の調査結果と先行研究を基に4月から9月にかけて調査用紙を作成し,11月に予備調査として20名の痴呆専門棟入所者の家族へインタビュー調査を行った。その結果を基に調査用紙の修正を行い,H14.1.4H14.2.22にG県内介獲老人保健施設6施設で痴呆専門棟入所者の家族125名に郵送式自記式調査を行った。回収率80%,有効回答率74.4%であった。またH12年度の結果について10月に日本看護学会で発表を行い,現在投稿中。2.調査結果:今回の結果では退院後そのまま入所が半数近くを占めていた。また特に在宅から移行した家族で入所できただけで感謝しているという意見が多く,交流の機会の増加や家族会についても「あまり思わない」が最も多く,次いで「そう思う」であった。またケア計画の開示についても「全てお任せしたい」が37.6%と最も多く,次いで「意見や希望は特にないが計画は見せて欲しい」が24.7%であった。しかし一方で自由記述の中には職員が忙しく入所者の状態をじっくり聞けない現状やあずけているため要望や希望を伝えづらい等の意見が見られた。また入所者が重症化し職員の負担が大きくなっていることや夜勤の人数が少ない等の理由から職員を増員し入所者へのケアを充実させて欲しいなどの意見があがっていた。今回の結果では半数近くは現状で満足していたが30%前後の家族で交流に対する希望があがっており,今後はどのように相互理解を促進するかについて研究を進める必要があると考えられた。
外肛門括約筋の運動ニューロンから興奮性の入力を受けるレンショウ細胞に関する研究

本研究は陰部神経運動ニューロンの軸索側枝から興奮性のシナプス入力を受けて発火する介在ニューロンが存在することを初めて報告するものである。これらの介在ニューロンはレンショウ細胞と異なり、運動ニューロンに抑制性のシナプス結合を形成しなかった。したがって、これらの介在ニューロンはレンショウ細胞とは異なる機能を持っていると考えられる。超高齢化社会を迎える本国においては高齢者の増加とともに排便障害は大きな問題の一つとなりつつある。しかし、排便運動を制御する神経回路の仕組みについて殆ど解明がなされていないため、効果的なリハビリテーションの開発には至っていないのが現状である。本研究は蓄便・排便運動に関与する外肛門括約筋(EAS)を支配する運動ニューロン(MN)の軸索側枝の機能を解明し、EAS MNがEASの運動を制御する仕組みの一端を解明する事を目的としている。先行研究ではEAS MNには軸索側が存在する事が明らかにされ、その軸索側枝はEAS MN自身に接続するが介在ニューロンに接続する事はないと考えられてきた。本研究では成ネコを対象にEAS MNの軸索側枝から興奮性入力を受ける介在ニューロンの存在について詳細な電気生理学的解析を行った結果、オヌフ核の周囲に軸索側枝から興奮性入力を受ける介在ニューロンを発見した。この発見は今まで想定されていなかったEASの軸索側枝の新たな機能の存在を示すものである。これらの介在ニューロンの発火パターンや興奮性入力の特徴は下肢の運動ニューロンの軸索側枝から興奮性入力を受けて発火するレンショウ細胞と類似性が認められた。レンショウ細胞はMNの軸索側枝から興奮性入力を受けて連続発火する抑制性の介在ニューロンで、単シナプス性に運動ニューロンを抑制する事が知られている(反回性抑制)。そこで、PMNから細胞内記録を行い反回性抑制が観察されるか否か検討したが、PMNから反回性抑制による抑制性シナプス後電位を観察する事はできなかった。したがって、本研究によって発見された介在ニューロンはレンショウ細胞以外の未知の介在ニューロンである可能性が高い。しかし、細胞内記録を行ったPMNの数が十分な数ではないため、より多くのPMNから細胞内記録を行い介在ニューロンが未知の神経細胞であるのか慎重に判断して行きたいと考えている。平成21年度に行った研究によって、過去には存在しないと考えられてきた外肛門括約筋を支配する運動ニューロン(EAS運動ニューロン)から興奮性のシナプス入力を受ける介在ニューロンを発見した。平成22年度はこれらの介在ニューロンが脊髄に広く分布するレンショウ細胞であるのかEAS運動ニューロンから細胞内記録を行って検討した。レンショウ細胞は運動ニューロン軸索側枝から興奮性のシナプス入力を受け発火し、運動ニューロンに抑制性のシナプスを形成するという特徴を有する(反回抑制)。従って、前述の介在ニューロンがレンショウ細胞であればEAS運動ニューロンから細胞内記録を行った際に反回抑制によるIPSPが観察されるはずである。しかし、実験の結果、EAS運動ニューロンから反回抑制が観察されることはなかった。以上の結果はEAS運動ニューロンは上下肢を支配する脊髄の運動ニューロンと同様に軸索側枝を出し、その終末の一部は周囲の介在ニューロン興奮性のシナプスを形成するが、興奮性のシナプス入力を受ける介在ニューロンはレンショウ細胞以外のニューロンであることを示唆するものである。そもそも、外肛門括約筋は解剖学的に上下肢を構成する筋と同じ横紋筋に分類されてきたために、その運動制御をおこなう脊髄内神経回路の特異性について議論されたことはほとんどなかったが、本実験が外肛門括約筋の運動を制御する脊髄内の神経回路は上下肢との間にいくつかの点で相違があることを明らかにした点は意義深い。今後は外肛門括約筋を制御する神経回路の特徴をより明確にし、排便に関するリハビリテーションに役立てて行きたい。
カルポニン遺伝子欠損マウス行動量の日内リズム消滅機構の解明

H15年に開発した手技を24時間連続測定できるように、プログラムの改良を行った。1.マウス自由行動下、動脈血圧反射ゲインの測定測定に先立ち、マウスに慢性に動脈圧測定用のカテーテルを留置した。その後、自由行動下で、行動量、動脈血圧(圧トランスデューサ)、心拍数(脈波間隔)を100Hz間隔で連続測定した。動脈血圧反射のゲインは、自由行動下の24時間の血圧と心拍数変化間の相互相関関数の解析から決定した(Masuki et al.,Am.J.Physiol.2003)。行動量、動脈血圧、心拍数測定用の機器は現有のものを用い、脈圧と脈波間隔との関係から血圧反射ゲインを求めるための解析ソフトはキッセイコムテック社と共同開発したものを用いた。2.マウス自由行動下、覚醒レベルの測定法さらに、測定に先立ち、マウスの頭蓋骨表面に脳波測定用電極を慢性留置固定した。自由行動下で脳波を100Hz間隔で測定し、脳波から覚醒レベルを1分間隔で定量化した。脳波解析ソフトは、キッセイコムテック社と共同開発したものを用いた。運動開始12分前から、覚醒レベルの上昇が観察された。3.マウス自由行動下、大脳皮質運動野・脳血流の測定脳活動の指標として運動野の脳血流をレーザードップラー法で測定し、脳波と共に解析した。自発的行動開始時には、脳皮質運動野の活動の上昇とともに、動脈圧反射ゲインの低下が観察された。これらの結果を、今後、カルポニンノックアウトマウスに応用し、行動量日内リズムの消滅は、大脳皮質運動野の活動によって、夜間の血圧反射ゲインが低下することによって生じる、ことを明かにする。本研究の目的は、「カルポニンノックアウトマウスの日内リズムの消滅は、安静・運動状態、非活動期(明期)活動期(暗期)など、覚醒レベルの変化によって動脈圧反射のゲインが変化するために生じる」という、実験仮説を立証することである。今年度は、本実験に先立ち、マウス自由行動下での、動脈血圧反射ゲインおよび覚醒レベルの連続測定方法の確立をおこなった。1.マウス自由行動下、動脈血圧反射ゲインの経時測定法の確立測定に先立ち、マウスに慢性に動脈圧測定用のカテーテルを留置する。その後、自由行動下で、行動量、動脈血圧(圧トランスデューサ)、心拍数(脈波間隔)を100Hz間隔で連続測定する。行動量、動脈血圧、心拍数測定用の機器は現有のものを用い、脈圧と脈波間隔との関係から血圧反射ゲインを求めるための解析ソフトはキッセイコムテック社と共同開発した。2.マウス自由行動下、覚醒レベルの経時測定法の確立さらに、測定に先立ち、マウスの頭蓋骨表面に脳波測定用電極を慢性留置固定した。脳波用アンプ、解析ソフトは、キッセイコムテック社と共同開発した。今後の計画として、これらの方法を、カルポニン遺伝子欠損マウスに応用し、結果を対照マウスと比較する予定である。
北極地域におけるペルム系およびペルムー三畳系境界ーテ-チス地域との比較ー

当該研究は表記課題のもとに,1989年1991年の3年間にわたりスピッツベルゲン島において行われた。その間,同島の中央部5地域の野外調査を行った。それらはFestningen,Skansen,Kapp Wijk,Skansbukta,Trygghamnaの諸地域である。調査は1)ペルム紀三畳紀にかけての環境の時空変化,2)ペルム系の生層序の確立,3)石炭系とペルム系の境界の状況,の3点に重点をおいて行った。そのために各地域において,1)500分の1(時には200分の1)の地質柱状図の作成,2)地層を構成する堆積岩標本の採集,3)層準毎に腕足類・こけ虫・珊瑚・二枚貝・巻貝・有孔虫などの化石採集を実施した。室内研究においては,採集した堆積岩の薄片製作,検鏡を行い,その結果を野外観察に加えて8本の地質柱状図を作成した。ついで,各種化石試料の剖出,薄片製作,鑑定,写真撮影を行い,地質柱状図を用いて,各地域毎,各種古生物毎の垂直分布図を作成した。得られた結果をスピッツベルゲン島内諸地域,北極海域諸地域(グリ-ンランド,カナダ北部,ロシア北部),テ-チス海域諸地域と比較検討した。得られた成果を要約すると次のようになる。1。ペルム系と三畳系の境界。当地域の最上部層であるKapp Starostin層はテ-チス地域の基準に合わせると,Upper DzhulfianとDorashamian相当層を欠いている。下部三畳系Vardebukta層もまたLower Griesbachianを欠き,Upper Griesbachian相当層から堆積を開始したものと判断される。ペルム系と三畳系の累重関係はほとんどの所で準整合であり,地殻変動・削剥などがその間に行われた形跡は見出されない。2。ペルム系の生層序と分帯。調査地域のペルム系は上位から,Kapp Starostin層,Gypshuken層,Nordenskioldbreen層に3分される。詳細な生層序の確立と分帯が可能なのはKapp Starostin層である。同層からは多くの海生無脊椎動物化石を採集し,研究中であるが,最も多く,分帯・対比に有効なのは腕足類であろう。今回の研究では同層中に下位から,1)Horridonia timarica帯,2)Paeckelmannella sp.帯,3)Megousia weyprechti帯,4)Pterospirifer alatus帯,Haydenella wilczeki帯の5帯が認められた。但し,5帯すべてが認められるのはFestningen地域のみで,他の地域では上位2帯または1帯が明らかではない。最下部のHorridonia timanica帯は北東部グリ-ンランドのMallemuk層群,カナダ北極域のAssistance層に当るのは明らかで,Kungurian期であることが判明した。また,上位3化石帯の腕足類化石群はテ-チスの基準でいうとMidianおよびLower Dzhulfianと時代が判定されている東部中央グリ-ンランドに発達するFoldvik Creek層群および,Capitanian(北米の基準)とされている上部Trold Fiord層(カナダ極地方に分布)の腕足類と極めてよく似ている。従って,Kapp Starostin層の最上部の時代は,従来考えられているように,Lower Kazanianではなくて,それよりもはるかに新しい,MidianないしはLower Dzhulfianと訂正されるベきものである。他に珊瑚・こけ虫・二枚貝など従来断片的な報告しかなされていなかったグル-プについても組織的な検討を行い,特に二枚貝の研究は,上記の対比論,時代論を補強する上で重要であることが判明した。3。ペルム系と石炭系の境界。当該境界はSkansen地域において観察することができた。Nordenskioldbreen層中に境界があるが,どこに境界をおくかについては種々の見解があり,一致をみていない。今回の調査で紡鐘虫・珊瑚・腕足類などの化石を細かな層準毎の採集し,研究を続行中であるので,近い将来に何らかの結論が得られるものと期待される。4。石炭紀後期三畳紀前期にかけての古環境変化。この件については,生相と岩相の比較解析が必要であるが,莫大な試料の処理と鑑定・解析が必要であり,なお時間を要する課題である。

ついで,各種化石試料の剖出,薄片製作,鑑定,写真撮影を行い,地質柱状図を用いて,各地域毎,各種古生物毎の垂直分布図を作成した。得られた結果をスピッツベルゲン島内諸地域,北極海域諸地域(グリ-ンランド,カナダ北部,ロシア北部),テ-チス海域諸地域と比較検討した。得られた成果を要約すると次のようになる。1。ペルム系と三畳系の境界。当地域の最上部層であるKapp Starostin層はテ-チス地域の基準に合わせると,Upper DzhulfianとDorashamian相当層を欠いている。下部三畳系Vardebukta層もまたLower Griesbachianを欠き,Upper Griesbachian相当層から堆積を開始したものと判断される。ペルム系と三畳系の累重関係はほとんどの所で準整合であり,地殻変動・削剥などがその間に行われた形跡は見出されない。2。ペルム系の生層序と分帯。調査地域のペルム系は上位から,Kapp Starostin層,Gypshuken層,Nordenskioldbreen層に3分される。詳細な生層序の確立と分帯が可能なのはKapp Starostin層である。同層からは多くの海生無脊椎動物化石を採集し,研究中であるが,最も多く,分帯・対比に有効なのは腕足類であろう。今回の研究では同層中に下位から,1)Horridonia timarica帯,2)Paeckelmannella sp.帯,3)Megousia weyprechti帯,4)Pterospirifer alatus帯,Haydenella wilczeki帯の5帯が認められた。但し,5帯すべてが認められるのはFestningen地域のみで,他の地域では上位2帯または1帯が明らかではない。最下部のHorridonia timanica帯は北東部グリ-ンランドのMallemuk層群,カナダ北極域のAssistance層に当るのは明らかで,Kungurian期であることが判明した。また,上位3化石帯の腕足類化石群はテ-チスの基準でいうとMidianおよびLower Dzhulfianと時代が判定されている東部中央グリ-ンランドに発達するFoldvik Creek層群および,Capitanian(北米の基準)とされている上部Trold Fiord層(カナダ極地方に分布)の腕足類と極めてよく似ている。従って,Kapp Starostin層の最上部の時代は,従来考えられているように,Lower Kazanianではなくて,それよりもはるかに新しい,MidianないしはLower Dzhulfianと訂正されるベきものである。他に珊瑚・こけ虫・二枚貝など従来断片的な報告しかなされていなかったグル-プについても組織的な検討を行い,特に二枚貝の研究は,上記の対比論,時代論を補強する上で重要であることが判明した。3。ペルム系と石炭系の境界。当該境界はSkansen地域において観察することができた。Nordenskioldbreen層中に境界があるが,どこに境界をおくかについては種々の見解があり,一致をみていない。
エクイティ・ストラテジーと企業の長期パフォーマンスに関する理論的・実証的研究

平成15年度は,平成14年度に行った理論的研究のまとめと実証研究を行った.理論的研究の成果は,前年に発表した2本の論文に加えて,「株式持ち合い解消のシグナリング・モデル」という形で現代ファイナンスに受理されている(平成16年3月に掲載される予定).この論文では,企業のエクイティ・ストラテジーの1つである株式持ち合いの解消が,企業の長期的,短期的な株式パフォーマンスに与える影響を理論的に分析した.事業のリストラクチャリングを行うために,株式持ち合い解消というエクイティ・ストラテジーを選択した企業は,短期的には株価の下落に見舞われる.業績が芳しくない企業は,事業のリストラクチャリングに必要な資金を調達する目的で,株式持ち合いを解消する.そのため,持ち合い解消は企業の業績が悪化したシグナルと受け取られ,短期的には株価が下落する.長期的には,リストラクチャリングが企業の業績を回復させるので,持ち合い解消は株価にとって好ましいといえる.実証的研究では,企業のエクイティ・ストラテジーの1つである自社株買いが,企業の株価に与える影響について分析した.その結果は,Hatakeda氏との共同論文としてPacific-Basin Finance Journalに掲載される予定である.この研究では,企業が自社株買いを発表した後,株価が上昇することを明らかにした.また,企業が自社株買いを行うか否かの基準として,事前の株価動向が関係する可能性も示した.長期的パフォーマンスを実証する方法論についての研究も並行して行った.アメリカの先行研究ではブートストラップ法を用いることが多い.長期パフォーマンスの分布が大きな歪度をもち,通常のt検定には適さないというのがその理由である.筆者と神戸大学院生の山崎尚志氏が行った研究では,わが国株価の長期パフォーマンスの分布は,歪度が著しく小さいことが発見された.この研究成果は,現在投稿準備中である.本年度(平成14年度)前半は,主として,企業のエクイティ・ストラテジーに関する文献研究,株価と企業業績の長期パフォーマンスの実証方法に関する文献研究,ならびに行動ファイナンス論に関する文献研究を行った.本年度後半は,文献研究をまとめ,理論的な研究を開始した。年間を通じて,多くの方々から指導・助言を頂戴し意見交換も行った。文献研究からは,アメリカの株式市場において,企業の代表的なエクイティ・ストラテジーである公募増資や転換社債の発行と自社株買いが,長期的な株価に有意なインパクトを与えることが確認できた.公募増資や転換社債の発行がアナウンスされた後3年から5年の長期にかけて株価は下落し続け,逆に自社株買いがアナウンスされた後3年から5年にかけて株価は上昇し続ける.株価の長期パフォーマンス測定については,従来短期パフォーマンスの測定で用いられてきた方法ではいくつかの問題点(とくに分布の歪み)があるため,ブートストラップ法を用いる.文献研究を通じて,これらの点が明らかになった.理論的な研究は開始したばかりであるが,行動ファイナンスの考え方に立脚し,非効率なマーケットに直面する企業のエクイティ・ストラテジーについて分析を行った.非効率的なマーケットでは,企業の株価が過小評価,あるいは過大評価されている可能性がある.長期的な株価を最大化するため企業は,株価が過大評価されている時期に公募増資を行い,過小評価されている時期に自社株を買うインセンティブをもつ.企業がタイミングよくこれらのストラテジーを実行する結果,文献研究で確認した株価の長期的動向を説明できることが示せた.また,企業のエクイティ・ストラテジーとして興味深い転換社債と債務の株式化について,その経済合理性と株価に与えるインパクトをモデル分析した.これらの研究成果は,後述する雑誌論に掲載された.平成15年度は,平成14年度に行った理論的研究のまとめと実証研究を行った.理論的研究の成果は,前年に発表した2本の論文に加えて,「株式持ち合い解消のシグナリング・モデル」という形で現代ファイナンスに受理されている(平成16年3月に掲載される予定).この論文では,企業のエクイティ・ストラテジーの1つである株式持ち合いの解消が,企業の長期的,短期的な株式パフォーマンスに与える影響を理論的に分析した.事業のリストラクチャリングを行うために,株式持ち合い解消というエクイティ・ストラテジーを選択した企業は,短期的には株価の下落に見舞われる.業績が芳しくない企業は,事業のリストラクチャリングに必要な資金を調達する目的で,株式持ち合いを解消する.そのため,持ち合い解消は企業の業績が悪化したシグナルと受け取られ,短期的には株価が下落する.長期的には,リストラクチャリングが企業の業績を回復させるので,持ち合い解消は株価にとって好ましいといえる.実証的研究では,企業のエクイティ・ストラテジーの1つである自社株買いが,企業の株価に与える影響について分析した.その結果は,Hatakeda氏との共同論文としてPacific-Basin Finance Journalに掲載される予定である.この研究では,企業が自社株買いを発表した後,株価が上昇することを明らかにした.また,企業が自社株買いを行うか否かの基準として,事前の株価動向が関係する可能性も示した.長期的パフォーマンスを実証する方法論についての研究も並行して行った.アメリカの先行研究ではブートストラップ法を用いることが多い.長期パフォーマンスの分布が大きな歪度をもち,通常のt検定には適さないというのがその理由である.筆者と神戸大学院生の山崎尚志氏が行った研究では,わが国株価の長期パフォーマンスの分布は,歪度が著しく小さいことが発見された.この研究成果は,現在投稿準備中である.
精子形成における精細管内フリーテストステロンの役割に関する検討

1.SDラットに対して,ライディヒ細胞を破壊しテストステロンの欠乏を引き起こす物質であるEthane dimethanesulphonate(EDS)を投与した。2.上記ラットに,EDSに加えてさらにhCGおよびテストステロンを種々の濃度と期間で投与することによりEDSの作用をブロックした。3.上記ラットにおいて,コラゲナーゼを用いて精巣組織より精細管を分離し、精細管内総テストステロンおよびフリーテストステロンを測定した。4.精細管内総テストステロンおよびフリーテストステロン濃度を測定し,これらと組織学的な造精機能回復の程度との関係を検討した。その結果,フリーテストステロン濃度は精巣障害との間に密接な関連のあることが示唆された。6.男性不妊症患者の精巣内フリーテストステロンを測定し,精巣障害の程度との関係を検討していく予定である。
生物集団の歴史性が生活史進化に及ぼす影響:系統関係に基づく地理的変異の評価

昆虫の生活史形質に見られる緯度クラインは、多くが地域ごとに異なる温度条件に局所適応した結果であったが、イタチハギマメゾウムシの体サイズに見られる緯度クラインは寄主の種子サイズに依存した表現型可塑性だけによって生じる貴重な例であった。また、キアゲハを用いた遺伝子解析と飼育実験の結果は、過去に起きた集団の分化と遺伝的浮動が、生活史進化の方向と程度に制約として影響することで、緯度クラインに津軽海峡を挟んでズレを生じさせたことが示唆された。集団の分化と遺伝的浮動など過去に起こった「歴史的・中立的」な出来事は、集団内の遺伝的変異の大きさに影響を与え、その後の自然選択による進化の方向や速度に影響を及ぼすと考えられる。そこで本研究では、生物の生活史形質に見られる地理的変異の進化に、その生物種の集団の分化過程とこれにともなう遺伝的浮動が制約としてどの程度の影響を及ぼしているかを、地理的分布が広いキアゲハを用いて調べた。まず、キアゲハの生活史形質に地理的変異が見られるかを明らかにするために、日本各地での野外観察および博物館に所蔵されている標本の観察を行った。その観察結果は、キアゲハの体サイズに夏型では緯度クラインが存在するのに対して、春型では存在しないことを明らかにした。そこで、このような季節型間で緯度クラインに違いをもたらす原因を明らかにするために、高緯度の稚内個体群と低緯度の京都個体群を用いて、日長を2処理(長日と短日)と温度を2処理(高温と低温)で組み合わせた計4処理の恒温恒日条件で、それぞれの個体群を飼育して体サイズの変化を観察した。その結果、体サイズに見られる日長と温度に対する表現型可塑性の程度に遺伝的な違いに基づく個体群間変異があることが明らかとなった。特に温度に対する可塑性の程度が個体群間で異なることが、春型と夏型に見られる地理的変異パターンの違いをもたらしていることが示唆された。しかし、ミトコンドリアDNAを用いた集団間の系統解析もまた北海道と本州で遺伝的構成が大きく異なることを示したため、体サイズの可塑性に見られる個体群間の遺伝的な違いが集団の分化過程とこれにともなう遺伝的浮動にどの程度影響されているかまではわからなかった。そのため、さらに緯度が異なる個体群を増やして飼育実験を行う必要があることが次年度の課題として確認された。集団の分化と遺伝的浮動など過去に生物集団に起こった「歴史的・中立的」な出来事は、その生物集団内の遺伝的変異の大きさに影響を与え、その後の自然選択による進化の方向や速度に影響を及ぼすと考えられる。そこで本研究では、生物の生活史形質に見られる地理的変異の進化に、その生物種に起こった「歴史的・中立的」な出来事が制約としてどの程度の影響を及ぼしているかを、キアゲハを用いて明らかにしようとした。日本全国およびサハリンでキアゲハを採集し、mtDNAのNADH dehydrogenase subunit 5(ND5) gene (982bp)の配列を決定し、Nested clade phylogeographical analysisによってハプロタイプネットワークを作成した。その結果、日本周辺のキアゲハは、(サハリン)、(北海道)、(本州・九州)、(四国)の4つの集団に分かれた。ハプロタイプネットワークの階層構造と地理的情報から過去のイベントを推定したところ、これらの集団は、(サハリン・北海道)と(本州・四国・九州)の2つの集団に分かれた後に4つの集団に分かれるという津軽海峡と宗谷海峡の形成史に沿っていた。このように日本列島におけるキアゲハの遺伝的構成の違いには海峡の影響が強いことが示されたため、キアゲハのように高い移動能力を持っ昆虫種であっても集団間の遺伝的構造の違いに海峡の影響は重要と言える。昨年度にキアゲハの体サイズの可塑性に地理的変異があることが飼育実験によって明らかとなったが、次年度により多くの集団を用いて飼育実験を行い生活史形質を比較することで、海峡がこのキアゲハの地理的変異の進化にどの程度の影響を及ぼしているかが明らかになると思われる。そこで本研究では、生物の生活史形質に見られる地理的変異の進化に、その生物種集団に起こった「歴史的・中立的」な出来事が制約としてどの程度の影響を及ぼしているかを、キアゲハを用いて調べた。キアゲハは、休眠世代は春型に、非休眠世代は夏型になるという世代間で体サイズなどの形質が異なる季節多型を示す。この季節多型のパターンには緯度クラインがあることが先行研究によって明らかにされている。また、mtDNAを用いた解析によっても、日本列島のアゲハ集団は津軽海峡を挟んで遺伝的構成に大きな違いがあることが確認されている。

そこで本研究では、同緯度で季節環境が同じと考えられる津軽海峡によって分断された北海道と本州の2地点で、キアゲハの季節多型に見られる緯度クラインが不連続になるかを検証した。その結果、この2地点の個体群には反応基準の高さや傾きに違いがみられ、この2地点間で季節多型の示し方に遺伝的な違いがあることがわかった。また、蛹体重についで先行研究のデータと比較すると、大畑は距離が近い釜谷よりも京都に、釜谷は大畑よりも稚内に近い形質を示した。本研究の結果は予測通り、キアゲハの季節型に見られる緯度クラインが、津軽海峡によって不連続になることを示した。この理由は、津軽海峡の形成という歴史的な出来事によって、古い時代から本州と北海道の間で遺伝子流動が分断されてしまったために、遺伝的浮動もしくほ方向に偏りがある遺伝子流動によって、緯度が同じで環境条件が同じと考えられる2地域間でも遺伝的に異なってしまったためと考えられる。
ハルデン・ギャップの結晶場異方性依存の実験的検証

整数スピンを持つ一次元Heisenberg反強磁性体は、次の理論的予測をしたHaldaneの名にちなんでハルデン物質と俗称される。この系では、「励起スペクトルが基底状態と励起状態との間にギャップを持つ」との予想がなされて以来、理論・実験両面からの検証が進み、現在ではほぼ実証されて来ている。実験面からは、特に、スピンS=1を持つNi^<2+>化合物が検証物質として最適であることが分かり、様々な試料の作成がされ、ハルデンギャップの大きさΔとNi^<2+>イオン間の磁気的交換相互作用Jには、比例関係が成り立つことが示された。本研究では、さらに進んで、ギャップの大きさΔに与えるNi^<2+>イオンの結晶場による異方性定数(特定には一軸性異方定数D)の評価を実験的に行った。具体的には、これまでに知られている検証物質について、counter anionや、bridging anion、キレート分子を、化学的に置き換えることにより、JやDの大きさがいろいろと異なった試料を作成することができ、このうちいくつかの化合物で大きな単結晶が作成できたものについて、磁気的な測定を行うことができた。
キャビティ気泡群の3次元映像を機械的に解析する技術の開発

本研究の目的はキャビテーションによって発生する微細な気泡群の構造を、機械的に解析する方法を確立することである。この目的の達成のため、3次元ホログラフィ撮影のための専用ガラス窓を備えたキャビテーションジェット発生装置を作成し、キャビテーションジェットが発生することを確認するとともに、画像の撮影方法を検討した。また高性能デジタルカメラを購入し、既存の3次元ホログラフィ映像をデジタルカメラで解析することにより、映像の詳細度と計算機への取り込み方法を調査した。その結果、高性能デジタルカメラを用いることにより、2次元的には詳細な映像を得、またこれを計算機に取り込んで解析できることが分かった。しかし映像の深さ方向の分解能は悪く、古いモノクロCCDカメラのほうが良好であった。これは今回購入したデジタルカメラの焦点深度の方が深かったためである。通常の映像を撮影する際には、いわゆるピンぼけを避けるために焦点深度は深い方が望ましいため、多くの光学器機は焦点深度を深める工夫をしている。しかし3次元ホログラフィを解析する場合は、映像を深さ方向に分離する必要があるため、焦点深度はできるだけ浅いことが望ましい。したがって光学系を改善する必要がある。この他に、既存の高速度ビデオカメラ映像を解析して、2次元翼模型上およびプロペラ上に発生するキャビテーション気泡群の崩壊挙動を調査した。そしてキャビテーションの崩壊過程には衝撃波の存在が介在している可能性を示し、またプロペラの翼端渦キャビテーションのバースティング現象のメカニズムを明らかにした。