hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳の髄鞘化障害の発症機序に関する研究-ミュータントマウスに対する磁気共鳴画像法-

MBP遺伝子を環状18番染色体について病理学的検索をおこなった。大脳半球白質はKB染色、抗MBPならびに抗PLP抗体免疫染色で白質が明瞭に染色された。電子顕微鏡所見でも十分に圧縮された髄鞘を有する神経線維が集簇していた。これまで、18q-症候群でみられる頭部MRI白質信号異常の成因は、MBP蛋白発現量の減少に伴うdysmyelinationによると推測されてきたが、病理学的検討からは否定的であった。本研究によって、ミュータントマウスの動物用MRI機器を用いた解析が疾患の病態生理学的解明に有用であること、MRIの画像評価において、背景となる病理学的異常を確定することが重要であることを示すことできた。本年度はマウスのMRIの計測機器を作成、並びに、ヒトとマウスのモデルの病理学的評価をおこなった。1)マウスの磁気共鳴画像法の開発マウスの大脳の鮮明なMR画像を得るために直径は22mmの新たなコイルを作成した。磁場の均一性と高い信号強度の得るために円形コイルを2個組み合わせた特殊な形態である。動物用磁気共鳴装置(ブルカー社BIOSPEC BMT24/40 2.4Tesla)を用いwild typeのマウスの大脳白質と皮質の信号強度についてコントラストの得られる画像が得られた。3)18番染色体長腕欠失(18q-)症候群の病理学的検索18番染色体長腕欠失している環状18番染色体(46XY、r(18)(p11.2,q21.33))の剖検脳について電子顕微鏡を用いた超微細構造について検討した。髄鞘は周期間線と周期線が形成され層状構造の髄鞘が形成されており、shiverer mouseのような周期線の形成障害はみられなかった。次年度はさらにheterozygous mutantについてMRI撮像と電子顕微鏡を用いた超微細構造の検索をおこない、髄鞘形成障害に関して明らかにする予定である。マウスの磁気共鳴画像法の開発マウスの大脳の鮮明なMR画像を得るために磁場の均一性と高い信号強度が得られる22mmのバードゲージ型コイルを開発した。動物用磁気共鳴装置はブルカー社BIOSPEC BMT24/40 2.4Teslaを用いた。脳梁構造を鮮明に描出することの可能なマウス用のSpin echo法によるパルスシーケンスを開発した。ミエリン塩基性蛋白に異常のあるshiverer mouseに対してT1強調画像、T2強調画像を撮像し、T1値、T2値を算出した。heterozygous mutant(mbp+/-)ではwild typeに比較して明らかな差異はみられなかった。homozygous mutant(mbp-/-)では皮質白質の信号強度の差異は低下し、白質の質的変化を検出することができた。shiverer mouseのMBP遺伝子をPCR法で検出し遺伝形質が評価された。mbp+/-、mbp-/-並びにwild typeの12週齢マウスについて、脳の病理学的検索を行った。抗myelin basic protein(MBP)抗体はmbp-/-では染色されず、mbp+/-はwild typeと同様に染色された。電子顕微鏡を用いた超微細構造では、mbp-/-はごく一部にミエリン形成がみられるものの、主に軸索と間質からなる構造で、周期線の形成障害もみられた。mbp+/-ではwild typeと同様に周期線の形成障害はみられなかった。結論shiverermouseのheterozygousmutantはMBP遺伝子異常が想定されているヒトのモデルである18番染色体長腕欠失(18q-)症候群とは異なり、MRIでの異常はみられなかった。今回の研究において遺伝子異常を有するshiverer mouseマウスの脳の異常を検出した。このことは遺伝子改変動物が多数作成されているマウスの脳の磁気共鳴画像によってin vivoにおける脳の解析をおこない、遺伝子の発現機序や病態生理の解明に貢献できる可能性を示した。今後、新しい撮像法である拡散画像法をマウスMRIに導入しこの研究方法のさらなる発展をめざす。
神経線維腫症遺伝子変異に関する研究

古典的な神経線維腫症1(Neurofibromatosis1,NF1)に対して両側性聴神経腫瘍がみられ、常染色体優性遺伝する疾患を神経線維腫症2(NF2)と呼ばれる。50,000100,000に1人の頻度でおこる。NF2遺伝子については、NF2関連腫瘍(髄膜腫、聴神経腫、脊髄根神経線維腫)で高頻度に22番染色体の欠失が見られたことより遺伝的連鎖解析から遺伝子座は22g11.1-22g13.1に座位していると推定され、1993年その遺伝子が二つの施設から単離された。それによるとNF2遺伝子は22g12に座位し、neurofilament heavy-chain gene(NEFH)とleukemiainhibitory factor gene(LIF)の間に存在する。遺伝子産物はMerlinと命名されている。この蛋白は細胞骨格関連蛋白であるmoesin-ezrin-radixinと相同性がみられるがどのような機作により腫瘍が発生するかは明らかにされていない。一方、神経鞘腫瘍は皮膚や脊髄などの末梢神経に神経鞘腫が多発する疾患で、NF2と同一疾患であるかは不明である。従って、我々は聴神経腫瘍を合併しない神経鞘腫症7例の白血球および腫瘍のDNAを抽出し、NF2遺伝子近傍のDNAマーカーを使用し、Southevn法にて解析したところ、7例中3例に対立遺伝子の欠失(LOH)を認め、さらにNF2遺伝子17エクソン中6エクソンについてのDirect seqn-encing法を行ったところ、3例にgermlineのNF2(遺伝子変異を検出した。従って、神経鞘腫症とNF2は同一疾患であることを明らかにした。神経線維腫症は末梢型(NF1)と中枢型(NF2)に大別されている。NF1は,出生2800人に1人にみられる常染色体優性遺伝性疾患である。本症は皮膚,中枢神経,骨,眼などに多彩な症候がみられ,NF遺伝子は17g11.2に座位し,1990年に単離された。一方,NF2は両側性聴腫瘍がみられ,常染色体優性遺伝性疾患で,100000に1人の頻度でおこる.NF2関連腫瘍で高頻度に22番染色体の欠損が見られたことより同様の遺伝的連鎖解析からその遺伝子座は22g11.1-22g13.1に座位していることが推定されている。また,新村が初めて報告した神経鞘腫症は皮膚や脊髄に神経鞘腫が多発する疾患で,NF2と同一疾患であると推定されるが症例数が少ないためにその遺伝子座は明らかにされていない.従って,今回神経鞘腫症の遺伝子解析を22番染色体の各種DNAマーカーを用いて検索した。〈結果〉神経鞘腫症は臨床的にNF2と同一疾患であろうと推測されているが,今回我々は聴神経腫瘍のない神経鞘腫症についてNF2遺伝子の変異をSSCP法で検索したところ,神経鞘腫症の皮膚腫瘍においても遺伝子変異が検出でき,遺伝子解析からも本症はNF2と同一疾患であるということが云えた。しかし,白血球のDNAでは変異バンドが検出できなかった。近年,SSCP法の感度の悪さを指摘する論文がみられており,他の方法を用いて検討する必要があると思われるが,NF2遺伝子の変異の検出率は,Trofatterらの検索でNF2患者2/34例,Rouleauらで15/90例を検出しているにすぎない。従って,さらに症例を重ね,検討していきたいと考える。神経線維腫症(neuro f'bromatosis,NF)は臨床的に,また遺伝的に2型に分類されている.

NF1は末梢の神経線腫肺,カフェ・オ・レ斑が特徴となる優性遺伝性疾患で,遺伝子は17g11.2に座位し,その蛋白はニューロファイブロミンと命名され,ras遺伝子機能を抑制するGTPase活性を有し,微小管に局在する.一方NF2は両側性聴神経腫瘍,髄膜腫,神経膠腫,神経鞘腫などを合併する優性遺伝性疾患で,遺伝子は22g12に座位し,その蛋白は細胞膜と細胞骨格を連結させるmoesin-eyrin-radixinと相同性がみられ,その頭文字をとってmerlinと呼ばれる.神経鞘腫症は皮膚や背髄などの末梢神経に神経鞘腫が多発する疾患で,たまたま聴神経腫瘍を合併しないか、またはこれから合併する症例を考えられる.今回聴神経腫瘍を合併しない神経鞘腫症7例についてNF2遺伝子17エクリン中16エクリンについて解析を行った.方法は患者白血球のDNAを抽出し,各DNA量50mgをPCR法にて増巾し,SSLP法又はdirect segmening法を行った.結果は7例中2例にgermlineの変異(コドン42,GGG→AGG,コドン343,AAG→ATG)を検出した.従って神経鞘症はNF2と同一疾患であることを明らかにした.なお,解析にあたって患者の承諾を受けてある。
音刺激呈示下における夢見内容と脳活動に関する検討

本研究はレム睡眠中の急速眼球運動に伴う脳活動と夢内容との対応関係を検討した。その結果、急速眼球運動の数が多いほど夢が印象的になり、運動野の賦活を反映する脳活動は、夢の活動性・奇異性と関連することが示された。さらに、急速眼球運動数は日中の新規運動学習課題の成績と正の相関関係を示した。この結果より、レム睡眠中の急速眼球運動はレム睡眠中の脳活動をより活性化することで、夢の内容をよりありありと鮮明にし、日中の新規学習課題の成績向上にも関与する可能性が示唆された。しばしば睡眠中には、鮮明でありありとした夢見体験が出現する。夢は、一晩の睡眠でもまるで何かを目で追いかけているような急速眼球運動が出現するレム睡眠中に多く出現することが知られている。これまでの申請者の研究結果より、急速眼球運動の出現に伴って、夢の情動・記憶要素、運動要素、そして視覚要素の生成に関わる脳部位の賦活が生じることが示された。しかし、急速眼球運動に伴うこれらの脳活動と実際の夢内容の直接的な対応はこれまで検討されていない。そこで本研究では、寝ている被験者に外部から音刺激を与え、主観的体験である夢見体験の時間軸を特定した上で、その際の夢と脳活動の関連を検討することとする。具体的には、1晩に3,4回、レム睡眠が出現する度に被験者を覚醒させ夢見聴取を行い、睡眠中のポリグラフデータ(脳波・眼電図・筋電図)の取得を行い、夢見内容と急速眼球運動に伴う脳電位(P200r,ラムダ様反応)の相関関係を検討する。P200rはその発生源が運動野・頭頂連合野であることから身体運動と情報の統合に関連する活動を反映、ラムダ様反応は発生源が視覚野であることから視覚情報処理を反映すると考えられる。これまで22名の参加者において、実験参加者1人あたり平均4.6±1.3回の夢見聴取を行い、合計92回の聴取から84回の夢見報告を得た。夢見報告率は91.3%だった。夢の内容について、聴覚要素の顕著性があった夢は全体の68.0%、ストーリー性があった夢は全体の54.8%であった。今後はこのデータを基に、夢の内容とレム睡眠中の急速眼運動に関連する脳電位との相関関係を検討する。具体的には、1晩に3,4回、レム睡眠が出現する度に被験者を覚醒させ夢見聴取を行い、睡眠中のポリグラフデータ(脳波・眼電図・筋電図)の取得を行い、夢見内容と急速眼球運動に伴う脳電位(P20r,ラムダ様反応)の相関関係を検討した。検討の結果、レム睡眠中の急速眼球運動およびこれに伴う脳電位はそれぞれ、夢の特性と特異的な関連を示した。夢見体験がある場合は、ない場合よりも急速眼球運動密度が高く、夢の印象度と有意な正の相関関係を示した。P200r振幅は夢の活動性・奇異性と有意な正の相関関係を示した。これに対して、ラムダ様反応は、夢内容とは有意な相関関係は示さなかった。これらの結果より、レム睡眠中に急速眼球運動が多いほど夢見体験が多く、内容もより印象的になること、P200rの反映する脳の活性化により夢の内容がより活動的で奇異的になることが示された。本研究結果より、レム睡眠中の脳電位と夢見体験の対応を示すことが出来た。主観体験である夢見について脳電位という客観データで示すことにより、今後は夢め役割だけでなくレム睡眠中の脳機能についても検討することが可能となる。この検討により脳機能現象の一つである夢の役割のみならず、睡眠の機能についてもその解明への貢献が今後期待できる。
針葉樹の細胞・組織培養法開発に関する研究

本研究では、(1)アカマツ(Pinus densiflora)の不定胚形成細胞(ECs)誘導および不定胚形成、(2)スギ(Cryptomeria japonica)の不定胚形成とその制御要因、(3)プロトプラスト化、細胞融合による体細胞雑種作出と植物体再生系、(4)FLORICAULA/LEAFY遺伝子と相同性を持つスギ由来のCjNdly遺伝子の単離と解析、について検討し、多くの成果を得ることができた。(1)未成熟胚から誘導されたアカマツのECsの継代には、1250mg/l濃度のL-glutamine及び1000mg/lのPVPを添加したmDCR培地が、不定胚の形成には30μMのABA、6%のマルトース、及び10%のPEG8000を添加したmDCR培地が効果的であった。(2)カラマツ、エゾマツ、スギ培養細胞の組織形態観察と内生アミノ酸のHPLC定量により、各培養細胞特異性が分かった。この結果を受けて外生アミノ酸を適宜改変することにより、難培養スギにおいて不定胚からの植物体再生系が確立できた。すなわち、内生アミノ酸量をモニターすることで細胞の分化特性解析・評価および、高分化性細胞の早期選抜ができると結論した。(3)微小培養シャーレを用いたプロトプラストアッセイ手法によってカラマツ、スギのプロトプラストの単離・最適培養条件が早期に検索できた。また、プロトプラスト中の微量内生植物ホルモン量を定量することによって培養条件検索の効率化が可能になった。さらに、針葉樹プロトプラストの融合可能、カロース特殊繊維の形成条件を明らかになった。エゾマツ、カラマツ、スギの針葉樹種について、成熟胚あるいは未成熟胚から不定胚形成能を有するカルス、すなわちECsが誘導されたが、その後の継代培養にけるECsの発達状態は樹種によって異なった。ECsの発達程度と成熟化における不定胚の形成とは密接な関係にあり、ECsの発達が低かったスギでは不定胚誘導は困難であった。スギのECsは分裂活性が低く(蛍光顕微鏡観察)、embryonalregionやsuspensor regionの発達が抑制される傾向を示した。ECsの発達を促すためオーキシン類及びアミノ酸類の影響を調べた結果、オーキシン類ではIBAと2, 4-Dの組合せの効果が、またアミノ酸類ではL-グルタミンの効果が確認された。今後は、エゾマツやカラマツマの植物体再生系をモデルとし、マイクロアッセイ法を利用してその分化特性を簡便に解析・評価し、スギやその他の針葉樹種においてより高い分化能をもったECsの増殖系の確立を目指す。また、体細胞雑種の創出を日的に、カラマツ、スギについて不定胚形成細胞からのプロトプラス化と、その培養増殖に関して成果が得られた。スギのプロトプラスト培養については、初期不定胚構造を持つ単細胞塊を、マイクロマニピュレーターによって選抜したストレインを各々継代増殖させることができた。来年度は培養ステージによるプロトプラスト化条件の差について、さらに検討を加え、より安定したプロトプラスト培養系を開発し、細胞融合による体細胞雑種作出の基礎をつくる。培養細胞や再生植物体の遺伝的変異性を調べるため、フローサイトメーターによる異数性の検定法など、幾つかの方法の有効性を検討しているところであり、来年度以降最も効果的な方法の確立を目指す。エゾマツの不定胚誘導系モデルを構築するため基本培地に着目して、ECs(不定胚形成能カルス)誘導における無機窒素源のアンモニア態と硝酸態のバランス、およびその後のECs発達における有機窒素(L-glutaminel)の有効性を明らかにし、アンモニア態と硝酸態の配合濃度およびL-glutamine濃度を特定した。

そこで、不定胚誘導系が完全に確立されていないアカマツの未成熟胚から、無機窒素源のバランスを考慮したmDCR培地でECsを誘導し、このECsをL-glutamine 1000mg/lを添加した培地で継代培養したところ、長期にわたって分化能を有するECsのセルラインを確立することができた。さらに、褐変防止剤であるPVP1000mg/lを添加した培地条件で継代することによって、embryonalregionとsuspensor regionが明瞭に識別できる質の良い、増殖性の高いECsが得られ、このECsをABA処理することによって発芽可能な不定胚を高い頻度で誘導することができた。しかし、発芽後の頂芽はほとんど伸長せずに胚軸が著しく肥大化したため、今後は成熟化に対する浸透圧や他の植物ホルモンなどの効果に関する検討が課題となる。また、針葉樹細胞融合のための基礎技術として不可欠なカラマツ、スギのプロトプラストの単離酵素条件について検討し、これら樹種のプロトプラストの単離酵素条件が不定胚形成細胞の培養時期により変化することを明らかにしたほか、マイクロマニピュレーターを用いた細胞操作技術を改良したことによって、カラマツのプロトプラストから特殊繊維分化を効率よく誘導する条件を明らかにした。その他、培養過程における細胞などの遺伝的変異を調べる有効な方法を検討しているが、明瞭な成果が得られなかったため次年度に検討を継続する。針葉樹カルスからの不定胚誘導系において、不定胚形成能カルス(ECs)の発達程度は不定胚の成熟化に顕著に反映する。成熟化培地で発達の良好なECsから不定胚は容易に誘導されるが、発達の低いECsからは誘導されにくい。発達程度の低いエゾマツのECsをアミノ酸の一種であるポリアミン添加した培地で培養すると、不定胚形成能をもつよく発達したECsが得られた。ECsの発達におけるポリアミンの効果はスギにおいても確認され、特にポリアミンの前駆体物質であるオルニチンを添加することによってECsの著しい発達が確認された。このECsを成熟化培地で培養すると、やや奇形ではあるが不定胚が誘導された。アカマツの未成熟胚からもECsを誘導することに成功し、このECsからは成熟化培養によって不定胚を容易に形成することができた。さらに、ポリエチレングリコールで浸透圧調整した成熟化培地において、発芽能をもつ不定胚が形成された。プロトプラストの単離および分裂増殖における培地の植物ホルモン条件はそれぞれ異なるが、分担者が広葉樹ポプラにおいて開発した手法を応用することによって、その単離や分裂増殖において最適条件探索法が可能となった。また、最適浸透圧を調べ、カラマツ、スギのプロトプラストの単離酵素条件が不定胚形成細胞の培養時期により変化すること、単離したプロトプラストはポプラ葉と全く同じ電気条件において融合が可能であることを明らかにした。
真空中固体表面場における高分子薄膜成長及びその界面制御への応用

一般に高分子薄膜は固体表面に溶液を塗布して形成されるが、極薄膜化、多層化、界面制御などに課題を持つ。そこで本研究では、真空中の固体表面に低分子を物理蒸着し、熱、電子線、紫外線等で反応を促進することで、制御性良く高純度の高分子薄膜を形成することを検討した。特に反応性官能基末端を有す自己組織化膜を形成した固体表面に低分子を蒸着することにより、無機固体材料と共有結合した安定な界面を有す高分子薄膜を成長させる表面開始蒸着重合の手法を新たに開拓した。高分子光・電子デバイスの研究では、高分子の薄膜や積層構造をナノレベルで構築し、界面を制御する必要がある。これまで高分子の合成と製膜にはいずれも溶媒が用いられてきたが、無溶媒のドライプロセスで合成・製膜ができれば、このような目的に有意義である。そこで本研究では、物理蒸着法を用いて真空中で高分子薄膜を成長させるとともに、薄膜界面を制御するための基盤的研究を行った。その一つとして、(1)アクリル酸エステルモノマーを蒸着するとともに、電子照射、紫外線照射、あるいは加熱によって重合させる手法を用い、無溶媒で高分子薄膜を形成した。特に(1)-1溶媒プロセスの適用が困難なフッ素系高分子薄膜形成を物理蒸着によって可能とし、蒸着分子のフッ化アルキル鎖長によって表面自由エネルギー及びその安定性を制御できることを見出した。さらに、(1)-2電荷輸送機能を側鎖に持つ高分子薄膜を形成し、有機発光素子への応用を行なった。特に、(1)-3重合開始剤とモノマーを共蒸着し、光照射によって選択的な重合を行なう手法を開発し、高分子薄膜パターン形成への応用展開の可能性を見出した。一方、(2)基板表面を化学修飾することで真空中での高分子薄膜成長を制御することを試みた。ここではアミノ修飾した基板表面へのポリペプチド薄膜形成を試み、自己組織化あるいは物理蒸着による化学修飾プロセスと、ポリペプチド薄膜成長様式の関連を表面プラズモン共鳴で観測し、均質なポリペプチド薄膜形成のためには、基板表面に分子レベルの極薄い修飾層を形成することが有効であることを見出した。有機電子デバイスの膜/電極界面は、密着性、電荷注入障壁、電荷トラップ、界面順位など多くの課題を持つ。そこで真空特異表面での蒸着重合によって、基板表面に安定な化学結合で固定された高分子薄膜を形成し、この問題の解決を試みた。特に有機デバイスで多用される酸化インジウム錫(ITO)表面に自己組織化の手法を用いて重合開始機能を持つ単分子膜を形成し、その表面に紫外線照射下でアクリルモノマーを蒸着することによって、ITO表面に安定な結合を持ち、表面平坦性にも優れたカルバゾールモノマーの薄膜を形成することに成功した。次に重合開始点を膜中に分子分散することによって、光パターニングのための新たな手法を開拓した。特にカルバゾールモノマーと光重合開始剤を共蒸着することによって、光反応性有機薄膜を作製した。これに部分的に紫外光を露光し、有機溶媒で現像することによって、線幅10μm程度の微細高分子薄膜パターを形成した。さらにイリジウム錯体を同時蒸着することによって、同薄膜に燐光発光機能を付与することが可能となった。本手法より、蒸着シャドウマスクやフォトレジストを用いずとも、従来のフォトリソグラフと同様の手順で高分子薄膜パターンを形成することができる。上述したような真空中での高分子薄膜形成手法を応用し、正孔輸送性高分子薄膜と燐光性高分子薄膜パターンを積層し、薄膜型有機発光素子(EL)を形成した。その結果、重合膜を形成することによって素子特性が向上するのみならず、パクーニングプロセスによる素子特性の劣化は認められないことが判明した。従って、本研究の手法は多色発光素子への展開も可能であると考えられる。一般に基板表面に形成された有機薄膜は、基板に対して強固な化学結合を持たず、付着強度や形態安定性などに課題を持つ。有機電子デバイスの膜/電極界面は、電荷注入障壁、電荷トラップ、界面順位などの問題も生じる。そこで本研究では、末端に反応性官能基を有す自己組織化膜(SAM)を基板表面に形成し、この表面にモノマーを蒸着することによって高分子薄膜を成長させる表面開始蒸着重合の手法によってこの問題の解決を試みた。酸化インジウムスズ(ITO)表面をシラン系カップリング剤及びアゾ系重合開始剤溶液に浸漬し、末端にアゾ基を持つSAMを形成した。この表面に紫外線照射下でカルバゾールエチルアクリレート(CEMA)を蒸着した結果、表面平坦性及び均質性に優れたカルバゾール高分子薄膜が得られた。この結果はSAM処理による表面エネルギー修飾に起因するのではなく、膜/基板界面での化学結合の形成によって可能となることが示唆された。なお真空中の基板表面ではラジカルが1分間以上の寿命を持ち、効率良くラジカル重合が継続することも示唆された。

一方、真空中で基板表面にイオンビームを照射して活性点を形成し、同時に蒸着したモノマーから重合膜を形成するイオンアシスト蒸着重合法を新たに開拓した。イオン照射は物理的衝突効果によってラジカルを形成するため、ポリマーなどを含む幅広い基板表面に安定な化学結合を持つ高分子薄膜を形成できると期待される。本研究では50100eVのArイオン照射下でフッ化アルキルアクリレートを蒸着した。その結果イオン照射なしでは高分子膜は得られないが、イオン照射を行うことでポリテトラフルオロエチレンと同等の低表面エネルギーを持つ薄膜が得られた。さらに一般にフッ素系高分子は基板表面への付着強度が低い問題点があるが、イオンアシスト蒸着重合を行うと密着性に優れた薄膜が得られることが見出された。
分子組織性ハイドロゲルの創成に基づく蛋白質機能の時空間制御

本研究では、分子組織性ハイドロゲルの分子設計の確立および、分子組織性ハイドロゲル中における蛋白質の機能制御を目的とした。その結果、短いアルキル鎖を含む疎水部構造および、複数のアミド結合を含むグルタミン酸骨格を有するアンモニウム脂質が芳香族スルホン酸イオンや、過塩素酸イオンなどの疎水性アニオンと疎水性イオン対を形成することで、分子組織性ハイドロゲルを形成することを明らかとした。例えば、カウンターアニオンとして2-ナフタレンスルホン酸イオンを用いたハイドロゲルにおいては、光捕集機能を有するハイドロゲルとなる。このハイドロゲルにおいては、ナフタレンが二分子膜ゲルファイバー中に高密度に集積化されており、光励起エネルギーはこのファイバー上を効率的に移動する。アクセプターとして1mol%の9,10-ジメトキシ-2-アントラセンスルホン酸イオンの添加により、ナフタレン由来の蛍光は大きく消光し、かわりにアントラセン由来の増感蛍光が大きく現れた。エネルギー移動効率は低濃度の水溶液状態よりも、ハイドロゲル状態において著しかった。これは、2-ナフタレンスルホン酸の二分子膜ファイバーへの結合率と相関しており、ハイドロゲル状態においての高い結合率が、高効率のエネルギー移動をもたらした。また、光捕集性のハイドロゲルのみならず、フェロセンカルボン酸などをカウンターアニオンに用いると、レドックス応答を有するゲルが得られる。このレドックス応答性ゲルはアクチュエーターやバイオセンサーなどの応用が期待される。このように、我々は、共有結合を使うことなく、機能性のアニオンと、自己集合性の短鎖アルキル脂質を用いることで、効率的に機能性アニオンを集積化させ、それに伴い機能性のハイドロゲルを作製することに成功した。また、4,4'-ビピリジルのような比較的疎水的な分子や、酸化還元活性なビオローゲンを親水部として共有結合的に導入した脂質についても単独でハイドロゲル形成を行うことができ、分子組織性ハイドロゲルの分子設計指針を確立することができた。このような分子組織性ハイドロゲルについては金属イオンとの相互作用や、酸化還元などの外部刺激によりその構造を精密に制御することが期待される。また、本研究者らは新規なゲルの媒体としてイオン性液体を用いたイオノゲルの開発に成功した。イオン性液体を構成するN, N'-ジアルキルイミダゾリウムカチオンのN-アルキル基にエーテル結合を導入した新規イオン性液体を設計・合成した。その結果、この新規イオン性液体は糖類に対して優れた親和性を示すことがわかった。特に、アガロースを加熱溶解させたところ、冷却時にゲル相を形成した。さらに、糖を親媒部として導入した糖脂質をこのイオン性液体に加熱分散させたところ分子組織性のイオノゲルを形成した。このようなイオン性液体よりなるイオノゲルは新規なイオン伝導性材料やアクチュエーターなどへの応用が期待される。
卵巣癌におけるtaxan感受性を規定する分子機構の解明

1)Paclitaxel (Taxan製剤)を含む化学療法にて寛解導入療法を施行した卵巣癌103症例よりDNAおよびRNAを抽出し以下の実験の材料とした。2)既知の癌抑制遺伝子であるp53の遺伝子変異をDirect Sequencing法にて検出した。上記卵巣癌103症例をPaclitaxel (Taxan製剤)を含む化学療法に感受性のあった群となかった群に分けて比較した。感受性のあった群は103例中68例(65%)であり、遺伝子変異が認められたのは44例(43%)であった。遺伝子変異の認められた群の84%、非遺伝子変異群の53%で化学療法が有効であり、有意にp53の遺伝子変異により化学療法の感受性に差を認めた。またp53遺伝子変異群の方が無再発生存期間および全生存期間が長かった。3)癌遺伝子HER2およびAktの遺伝子増幅についての比較を定量的なRealtime PCR法で上記49症例において行った。これについても現在のところ、Taxan感受性群と非感受性群について有意な相違は検出できていない。4)上記49症例において発癌のパラメータであるMicrosatellite Instabilityおよびその原因遺伝子の1つであるhMLH1の発現をそれぞれPCR法と免疫組織染色法にて検出した。これについても、Taxan感受性群と非感受性群について有意な相違は検出できなかった。1)Paclitaxel(Taxan製剤)を含む化学療法にて寛解導入療法を施行した卵巣癌49症例よりDNAおよびRNAを抽出し以下の実験の材料とした。上記卵巣癌49症例をPaclitaxel(Taxan製剤)を含む化学療法に感受性のあった群となかった群に分けて比較した。現在までのところ、Taxan感受性と特定のp53の遺伝子変異については明らかな相関は認められていない。ただしAktの遺伝子増幅が認められる症例が非感受性群に多くみられた。
自閉スペクトラム症における前頭前野機能の多面的解析とその正常化への試み

前年度に引き続き、高機能自閉スペクトラム症(HF-ASD)患者の前頭前野の構造、機能について多面的に評価した。DTI解析により、HF-ASD患者では健常者に比べ、前頭前野に関連するトラクトである、鉤状束、帯状束、前視床放線のFA値が低下しており、同部位の軸索もしくはミエリンの異常が示された。これらとPTSD症状(IES-R)との有意な相関はなく、一方、PTSD症状と前頭前野灰白質容積とで負の相関が認められたことから(投稿中)、白質より灰白質がよりPTSD病態の関与することが示唆された(投稿中)。同様に小児期体験と鉤状束、帯状束、前視床放線のFA値との相関を調べたが、負の相関を認めた。この結果から、自閉スペクトラム症患者の小児期体験が劣悪であるほど、白質障害が重度となることが明らかになり、我々がマウスモデルで明らかにした幼少期社会的経験依存性のミエリン形成が自閉スペクトラム患者でも生じている可能性がある。前年度に続き、HF-ASD患者への認知リハビリテーションによる介入効果を検討するため、HF-ASD患者および健常者の症例を追加した。さらに、認知リハビリテーション介入に加え、HF-ASD患者への運動介入効果の研究も開始した。HF-ASD患者のマクロファージ(M1,M2)のインターロイキン1β,インターロイキン6,TNF-αやBDNFなどの神経栄養因子の発現量を測定したが、健常者に比べ、M1マクロファージにおけるTNFαの発現量が著明に増加していた。マウス研究では、社会的ヒエラルキーと意欲(ICRマウスへのアプローチ)との関係を明らかにし、また、社会的ランクが低いマウスの前頭前野ではTNFα発現が亢進することを明らかにした。前頭前野機能解析および認知リハビリテーション効果検証に関しては予定していた以上のペースで進められている。マウス研究に関しては、解析手法の検証などに時間を費やしてしまい、やや遅れている。引き続き、HF-ASD患者と健常者の前頭前野機能解析、および認知リハビリテーション効果の検証のためのデータを蓄積していく。マウス研究に関しては、前頭前野やマクロファージのTNFα発現量が、前頭前野機能や恐怖記憶消去、社会性とどう相関するのか、運動がそれらの指標にどのような影響を与えるのかなどについて検討していく。○思春期および思春期後の定型発達者、ASDにおけるCogmed効果の検証VCAT-Jとは、Jcoresを用いたPCトレーニングを週2回(60分間)、並行して内発的動機付けの促進およびメタ認知の育成に焦点を当てた集団療法を週1回(60分間)、合計12週間実施する認知リハビリテーションである。対象者をVCAT-J実施群(介入群)と通常の外来治療を継続する群(対照群)に、年齢と性別を層別化したうえで無作為割り付けをおこない、平成28年度は介入群2名、対照群3名の合計5名に対し施行した。○ASD患者の前頭前野機能解析平成28年度は、ASD患者15名、健常者3名に対し、ASDおよび前頭前野機能関連心理検査、NIRS、ERP、頭部MRI、聴性驚愕反射検査、血液検査を行った。認知リハビリテーションをCogmedからJcoresに変更したが、概ね順調に進んでいる。前頭前野機能の多角的検査も順調に進行している。認知リハビリテーションへの参加者数は想定よりもやや少ないが、前頭前野機能などの測定は予想を上回る被験者数を確保できており、全体としては順調であると考える。

マウス研究に関しては、解析手法の検証などに時間を費やしてしまい、やや遅れている。ASD患者への認知リハビリテーション施行を継続して、N数を増加する。前頭前野機能検査、血液検査などの健常者およびASD患者への施行数を増加していく。動物実験により、社会的経験の調整により前頭前野機能や同部位のミエリン形成がどのように変化するのかを検討する。介入群および対照群の目標数に達するようデイケアや外来待合室に参加募集を呼びかけるポスターを貼る。また奈良県内の精神科単科病院への紹介依頼と、県外含めて精神科病院および精神科クリニック、就労支援事業所にも参加協力を依頼する。引き続き、HF-ASD患者と健常者の前頭前野機能解析、および認知リハビリテーション効果の検証のためのデータを蓄積していく。マウス研究に関しては、前頭前野やマクロファージのTNFα発現量が、前頭前野機能や恐怖記憶消去、社会性とどう相関するのか、運動がそれらの指標にどのような影響を与えるのかなどについて検討していく。
暫定的クラスターが産業集積内の企業活動に与える影響

本研究では産業集積地域において、テンポラリー(一時的)な集合が創造する様々なパフォーマンスに着目した。研究会や産業見本市におけるアクター間の関係構造を検討した結果、以下のような知見を得た。第1に、静岡県浜松地域における研究会について検討し、特定のアクターが知識波及において重要な役割を果たしていることを明らかにした。第2に、長野県諏訪地域で開催される産業見本市を検討した結果、見本市が新奇的知識や情報を獲得するための場所として多様に機能していることが示唆された。当該年度はデザイン集約的な見本市の例として、福岡におけるファッション産業集積とファッションショーおよび展示会を分析対象として、商工会議所といった主催者への聞き取り調査を行った。前年度までに調査を行った長野県諏訪地域における技術集約的な見本市(諏訪圏工業メッセ)と、福岡県における半導体産業の成長を狙った国際的なワークショップ(MAP)の分析と比較・検討することにより、日本の特徴的なテンポラリークラスターの事例として位置付けることが可能である。さらに当該年度の後半には大阪の国際的な見本市開催の現状についても調査範囲に含めて分析を行っている。またテンポラリークラスターの一例として研究会や勉強会、異業種交流会のような一時的な集まりにおける知識結合を分析対象として含め、それら日本独特な主体間の関係構築の状況をインフォーマルネットワークと名付けて分析を行った。事例として取り上げたのは産業支援機関による研究会への支援体制が整っている静岡県浜松地域である。当該地域における研究会参加主体のデータベースを構築し、インフォーマルネットワークが有するポテンシャルを社会ネットワーク分析を用いて検討した。インフォーマルネットワークの関係構造と、共同研究開発に基づくフォーマルネットワークの形成との関連性について考察した結果、浜松地域の場合には県外からの参加主体や,複数の研究会に流動的に参加する主体によって,新奇的な知識を獲得するチャネルが確保されることにより,信頼を基にしたフォーマルネットワークが形成されうることが示唆された。本年度は九州半導体産業を分析対象として,以下のような知見を得た.九州における半導体産業は経済産業省の産業クラスター計画や文部科学省の知的クラスター創生事業など科学技術振興施策の元で,システムLSIや三次元実装など競争優位を有する技術を順じ導入し,大手半導体メーカーの再編や東アジア諸国の技術的キャッチアップなど時代ごとの環境変化に適応してきた.本年度の研究では,九州における半導体産業の高度化を振興する事例として,九州経済調査協会が事業実施の中核主体となる国際会議の開催事業と,ビジネスマッチング事業に注目し,半導体の関連企業間の多様なネットワークの形成過程およびそれらが既存の産業集積へ与える影響について検討した.分析の結果,2001年の初開催以降,国際会議が多様な国から参加者を集め,国際取引を可能とさせる商業の場として機能していること,また既存の人的ネットワークの強化に寄与していることを明らかにした.そして国際会議で構築された人的ネットワークの活用を目的として,2008年より開始されたビジネスマッチング事業では,継続的な情報交換によって相互に他企業を認知するなかで信頼関係が醸成され,九州内外の企業間で新規取引関係が構築されていることを示した.そのような多様な企業間のネットワーク形成において,半導体技術に関して卓越した知識を有するコーディネーターが重要な役割を果たしていることが示唆された.本研究では産業集積地域において、テンポラリー(一時的)な集合が創造する様々なパフォーマンスに着目した。本年度は,地方の産業集積地域で開催される見本市(地方開催型見本市)に着目し,見本市の参加主体である出展者および来場者の多様な関係性構築の状況について検討した.見本市のような,非日常的に主体が集合する経済的現象は,テンポラリークラスターと呼ばれ,イノベーションに繋がる知識や情報の獲得の面で注目されている.事例とした諏訪圏工業メッセは長野県の諏訪地域内の精密微細加工技術を有した企業が多く参加する見本市であり,2002年の初開催以来,開催規模は順調に拡大しており,諏訪地域内の企業にとって重要なイベントとして認識されつつある.本研究では見本市主催者への聞き取り調査や既存資料の検討などによって,出展者が見本市に参加する目的として,新規取引先の獲得,自社の知名度の向上,来場者・出展者との情報交換などがあることを明らかにした.特に諏訪地域内の十分な営業力を有していない中小企業は,見本市の役割を重視している.彼らは既存の取引先を招待し接待を行うなど,見本市を長期的な受注関係・信頼関係の構築の機会としても利用していることが示唆された.さらに,商社機能を有した企業や,海外との販路開拓に成功した企業によって,域外の市場の情報やニーズが諏訪地域内に導入されうる点も見本市の利点であると考えられる.このように見本市で得られた域外市場の情報や知識が,産業集積内の勉強会や研究会などの水平的関係性を通じて,域内企業に波及されることにより,産業集積がグレードアップする可能性を説いた.本年度は研究目的にあげたとおりに,長野県諏訪地域の産業見本市に関する検討が完了し,論文を発表することができた.2012年5月には,諏訪地域の産業見本市の分析成果とともに,経済的パフォーマンスとの因果関係に関する統計分析を加えて,国際会議で報告する予定である.

これまでの現地調査をもとに、テンポラリークラスターにおける主体間の関係性構築や、産業集積全体の成長・発展について、現状把握とともに今後の展望を示していく。なお調査先への出張旅費への支出が多くなったため,研究進捗状況に併せるために,当該年度においては予定していたデータ入力作業を行わなかった.次年度にデータ入力作業において大学院生の協力を得る予定である.特に、福岡県における半導体産業の事例においては、調査先から半導体関連企業に関する関係性を考察することが可能な貴重なデータをいただいており、それらデータをもとに、主体間の関係性を表す指標を算出し、社会ネットワーク分析などの手法をもとに計量的な把握を試みる。産業見本市と経済パフォーマンスとの因果関係の統計分析を行う.また福岡県の半導体産業関連の国際会議(見本市)である,半導体実装国際ワークショップを事例に,海外企業との販路開拓を中心に検討を行う.なお長野県諏訪地域に関する経済パフォーマンスに関する統計データを購入する予定であったが,より良い指標に関する資料を入手することができた.そのため統計データの購入を取りやめたが,かわりに入手した資料が紙媒体であるため大量のデータ入力が必要となり,次年度にデータ入力補助作業の謝金としての使用額を増大させる必要があった.本年度は国内外で研究成果を発表するための旅費,見本市主催者や公設試験研究機関などへの聞き取り調査の旅費,その他論文作成のための諸経費が必要となる.また半導体関連のデータ入力の際には、大学院生からの協力を得る予定であり、謝金が必要となる。関連図書購入費,統計分析ソフトウェアと共分散構造分析の専門ソフトウェア購入費,国内外で研究成果を発表するための旅費,見本市主催者や公設試験研究機関などへの聞き取り調査の旅費,その他論文作成のための諸経費が必要となる.さらに「今後の研究の推進方策」で記述したように,統計分析のための紙媒体の資料のデータ入力の謝金が必要となる.
家族レジリエンスを促進するソーシャルワーカーと家族の会話プログラムの開発的研究

研究成果の概要:知的障害者家族とその施設職員の聞き取り調査とその分析によって、家族が困難な日常生活を普通の生活として過ごすプロセスのキー概念は、様々なアンビバレンスを乗りこえる現実構築力であると洞察された。また、そのプロセスを支えるベテラン施設職員は、家族をシステミックに捉え、その変化と再生を促進するように支援しており、言語的・意識的に語りはしなくても、家族の自己回復力、可塑性を、家族の力が発揮できるような側面的支援や状況設定に苦心していることが明らかになった。家族レジリエンスとは家族が困難や危機にあっても復元する可塑性であり、家族には家族としてのストレングスや健康な潜在力がもとより備わっており、臨床に当たってはそれらを活性化するアプローチが望ましいと思われる。本研究は、MD&D(芝野、2003)に基づいて家族レジリエンスが促進されるようなソーシャルワーカーと家族やサービス利用者との実践的モデルを開発することを目的としている。2006年度はその第1フェーズとして、A社会福祉法人における質的研究によって、データ収集とその分析を行なった。内容は(1)A法人の職員へのフォーカスグループインタビュー(FGI)、(2)知的障害者の親への聞き取り調査とその分析、(3)50代中途障害男性家族との聞き取り調査(2003)の系時的な追跡調査を行なった。これらの調査、分析を通して、(1)中年主婦へのFGI(2005)と中途障害男性家族との聞き取り調査(2003)の結果から、主婦(「お母さん」)役割の重要性が浮かび上がってき、「お母さんあってこその家族-家族の危機と回復の聞き取り調査から」(2007)『関西福祉科学大学紀要第10号』(2007)にまとめた。さらに、家族福祉の重要性についての文献研究を通して、社会福祉における「家族」の位置づけとその求められる機能と役割の変化について考察し、「家族機能の変容と社会福祉」『人口減少時代の社会福祉学』(ミネルヴァ書房より2007.6上梓予定)にまとめた。現在、一連の質的研究によって、家族レジリアンスは、危機に瀕した家族システムが再組織化する過程を歩むカであり、よりprocess-orientedであることがうかがわれ、その過程を解明のために一層の質的研究を継続して行なう予定である。1.2006年度に行った社会福祉法人でのスーパーバイザークラスのベテラン職員への「家族レシリアンスに着目した支援」についてのフォーカスグループインタヴュー結果を分析した。家族レジリアンスは、危機に瀕した家族システムが再組織化する過程を歩む力のことをいうが、ベテラン職員は、そのシステミックな動きを捉えて、それが自律的に機能するようなエンパワメントを行っていることがうかがわれた。その結果を「家族レジリアンス概念についての研究-知的障害児・者施設のスーパーバイザークラスのベテラン職員のフォーカスグループインタビューから」として、日本家族研究・家族療法学会第22回大会、『関西福祉科学大学紀要』11号に発表した。2.2006年度に行った社会福祉法人での強度の行動障害を持つ障害者家族への聞き取り調査を修正版グランデッドセオリーアプローチ(M-GTA)によって分析した。分析過程ではあるが、継続的にスーパービジョン、グループスーパービジョン等を受け、その経過と結果をまとめ、2008年日本家族研究・家族療法学会第24回大会、及びIASSW2008世界大会で発表予定である。3.ファミリーソーシャルワークについての日本の社会的変化と現状について、文献研究を行い、「家族機能の変容とそれに対する社会福祉」(人口減少時代の社会福祉学、ミネルヴァ書房、2007)にまとめた。4.強度の行動障害を持つ障害者家族への継続的な聞き取り面接を行った。リフレイミング(肯定的意味かえ)による相互作用を意図した面接の効果測定のためのスクリプトデータ収集と家族レジリエンス尺度によるプリテスト、ポストテストを行った。※今後の予定は、上記の調査の分析を一層深め、家族レジリエンスを促進する会話プログラムの施行版を開発予定である。2006年度に行った強度の行動障害を持つ障害者家族への聞き取り調査のM-GTA(木下、2003)による分析を継続した。分析テーマは「強度の行動障害を持つ障害者家族が、著しい困難にあっても『家族』であることを投げ出さないで、『平常心』で日常生活を過ごすことができるようになるプロセス」であり、結果として「普通の日常生活を営むに至るプロセス」と「支える信念化された原動力」というコア概念を抽出した。障害者家族が困難な日常を普通の生活として送る過程は、「障害の受容」の過程とも見えるが、不安や見果てぬ夢と表裏一体であり、家族周期や本人の状態などによって随時変化し、終わりはない。家族はまずは「支える信念化された原動力」によって、その困難な状態を考える余地もなく受け止め、対処する。

次第に家族がそれぞれの役割を「普通」にこなし、本人を巡る問題や現象、関係性と「適当」な距離がとれるようになり、「普通」の日常生活を送るようになるというものである。本分析結果を主として、ベテラン職員のFGI(2006)分析結果とシステミックな家族療法、解決志向型ケースワーク、ナラティヴ・アプローチ等における家族への働きかけの方法論を参考にして、本研究の目標である「家族レジリエンス促進的会話プログラム」試行版を開発した。本プログラムは、MD&D(修正デザイン・アンド・ディベロップメント)(芝野、2002)の「問題の把握と分析」第1段階と「たたき台のデザイン」第2段階に相当し、今後は、第3段階の「試行と改良」を目指して社会福祉現場に試行を依頼し、フィードバックにより改良を重ねる予定である。また、中途障害者家族の系時的聞き取り調査の3回目を行い、家族の適度な距離と力関係の柔軟な変化に注目した。さらに調査自体が家族の変化の「儀式」として機能しているのではないかという仮説を持ち、その検証を進めている。
黄体退縮における黄体内の活性酸素とその消去系酵素の変化とその生理学的意義

正常性周期を有する雌ラットを用い、proestrusの18:00とestrusの9:00に子宮頚管刺激にて偽妊娠ラットを作成した。黄体期中期の偽妊娠7日目、9日目と黄体退縮期の偽妊娠12日目にPGF2α(3mg/kg)を皮下注し、対照群には生食を皮下注した。投与2時間後に卵巣を摘出し、黄体内のsuperoxide dismutase(SOD)活性、glutathione peroxidase(GPx)活性及び過酸化脂質濃度と血中progesterone(P)濃度を測定した。血中P値は、偽妊娠7日目と9日目ではPGF2αにより有意に低下したが偽妊娠12カ月までは有意な変化はみられなかった。黄体内過酸化脂質濃度は、偽妊娠7日目ではPGF2αにより対照群の約2倍に増加し、偽妊娠9日目では2.5倍に、さらに偽妊娠12日目では対照群の5倍にも増加した。一方、黄体内SOD活性は、偽妊娠7日目と9日目ではPGF2αにより有意に増加したが偽妊娠12日目では有意の変化はなかった。尚、GPx活性は、PGF2αにより有為な変化はなかった。今回、PGF2αは、黄体内の過酸化脂質濃度を増加させ、さらにこの作用が黄体の加齢とともに亢進することを見いだした。また、黄体期中期の黄体ではPGF2αによりSOD活性が増加するが退縮期の黄体ではこの反応が認められなかった。即ち、黄体期中期の黄体ではPGF2αに対しSOD活性が増加するという防御機構が働くが退縮期の黄体ではこの機構が無くなっており、さらに退縮期の黄体ではPGF2αによる過酸化脂質の生成が亢進していることから、黄体は加齢に伴い酸化的障害を受けやすい状態となり、このことがさらに黄体退縮を促進するものと考えられた。
人間の技能に基づく複雑作業のためのロボット教示システム

本研究では,ロボットを用いて人と同等の複雑な組立作業を実現することを目指し,実演データに基づく動作生成手法の構築を行っている.作業中の手先のダイナミクスの適切な切り替え(ロボット制御的な観点から捉えると力制御パラメータの適切な切り替え)を組立の技能と考え着目し,本年度は以下の研究課題を行った.1.人の実演データに基づく組立技能のモデル化対象作業を一定の力制御パラメータで実現可能なサブタスクへと分割し,各サブタスクにおける適切なパラメータ値を獲得することにより組立技能をモデル化する.ロボットハンドを模した実験装置を用いて作業中の手先の位置および接触力を測定し,力制御パラメータの時系列データを推定する.実演データには時間・空間的なバラツキがあるため,隠れマルコフモデル(HMM)を用いる.HMMの各状態は各サブタスクを表し,各状態における出力シンボルは各サブタスクを実現する際の位置・力データおよび力制御パラメータ値を表す.パラメータの切り替え点では振動が生じやすいため,ロボットへの実装を考慮して,HMMの出力シンボルの分散に基づき対象作業を必要最低限のサブタスクへ分割する方法論を提案した.乾電池装填作業を対象として,上記の方法論により組立動作を適切にモデル化できることを示した.2.動作生成手法の複雑組立作業における有効性の検証クラッチ嵌合作業を対象として一連の動作生成手法の有効性を検証した.挿入および探索動作を実現する力制御パラメータ値を作業効率を考慮して最適化し,各行動則を昨年度提案した複数行動則統合手法を用いて統合することにより動作生成を行った.その結果,歯が噛み合っているなどの作業状況に応じて適切に行動則を切り替えながら作業を達成する動作が生成され,クラッチプレートの初期配置などの不確定性にも対処しながら安定的に効率良く作業が実現できることを確認した.本研究では,「コツ」の必要な複雑な組立作業を実現する動作を,作業効率等の産業的要求を考慮して設計する手法の構築を目的とする.作業が複雑になるにつれ,幾何学的な作業解析による動作設計は非常に困難で煩雑なものとなるため,本研究では人間の実演作業の結果を利用することとする.組立作業では,接触力に応じた動作を決定する力制御パラメータを適切に設計することが重要である.複雑な作業の場合,力制御パラメータの適切な切り換えが必要であり,これを作業の「コツ」と考える.本研究ではまず,人間の実演データから力制御パラメータの切り替え点を抽出し,各サブタスクにおいて作業効率を考慮した力制御パラメータの最適化を行い,最終的に,作業全体において安定的に動作が実現できるように各サブタズクの行動則(状態に応じた行動)を統合するという枠組みを提案した.適切に作業を分割することで,作業効率の向上だけではなく,力制御パラメータの最適化の際の計算負荷の軽減が実現できることも確認している.サブタスクの統合に関しては,部分的に行動方策を修正し作業全体として整合性のある動作を作成する手法を提案した.まず,状態行動地図(ロボットや環境の各状態において選択すべき行動を表すルックアップテーブル)上に各サブタスクの行動則や作業に対するKnow-how等を表現する.表現された複数の行動方策を基に作業全体に対して行動方策の探索を行い,状態価値関数が低下する部分を作業に失敗する状態と判定し,この失敗状態の行動方策を部分的に修正することで適切な動作を獲得する.また,提案する方法論では組立作業のシミュレーションを多数回行う必要がある.そこで高速かつ必要十分な精度を持つシミュレータの開発を行っている.接触体積に基づくペナルティ法を用いて剛体間の接触力を求め,静止摩擦力をも考慮したものを作成している.本研究では,ロボットを用いて人と同等の複雑な組立作業を実現することを目指し,実演データに基づく動作生成手法の構築を行っている.作業中の手先のダイナミクスの適切な切り替え(ロボット制御的な観点から捉えると力制御パラメータの適切な切り替え)を組立の技能と考え着目し,本年度は以下の研究課題を行った.1.人の実演データに基づく組立技能のモデル化対象作業を一定の力制御パラメータで実現可能なサブタスクへと分割し,各サブタスクにおける適切なパラメータ値を獲得することにより組立技能をモデル化する.ロボットハンドを模した実験装置を用いて作業中の手先の位置および接触力を測定し,力制御パラメータの時系列データを推定する.実演データには時間・空間的なバラツキがあるため,隠れマルコフモデル(HMM)を用いる.HMMの各状態は各サブタスクを表し,各状態における出力シンボルは各サブタスクを実現する際の位置・力データおよび力制御パラメータ値を表す.パラメータの切り替え点では振動が生じやすいため,ロボットへの実装を考慮して,HMMの出力シンボルの分散に基づき対象作業を必要最低限のサブタスクへ分割する方法論を提案した.乾電池装填作業を対象として,上記の方法論により組立動作を適切にモデル化できることを示した.2.動作生成手法の複雑組立作業における有効性の検証クラッチ嵌合作業を対象として一連の動作生成手法の有効性を検証した.挿入および探索動作を実現する力制御パラメータ値を作業効率を考慮して最適化し,各行動則を昨年度提案した複数行動則統合手法を用いて統合することにより動作生成を行った.その結果,歯が噛み合っているなどの作業状況に応じて適切に行動則を切り替えながら作業を達成する動作が生成され,クラッチプレートの初期配置などの不確定性にも対処しながら安定的に効率良く作業が実現できることを確認した.