急激に負荷が加わったとき筋はどのような反応を示すかという実習項目で、負荷の加わった瞬間がわからないと困るので加速度センサーを使って負荷の加わった瞬間を検知しようということにした。ここまでは前回のお話である。
加速度センサーとその回路は非常に簡単だが、こいつを８セットも作るのはしんどい。
被験者には腕を直角に曲げ、バケツを支持する。このバケツに２kgの重り（実際はダンベル）を被験者に知られないよう／合図をあたえて 落とし筋電図の反応を調べるのだ。
８班で実習は行われるからバケツ８ヶ内に加速度センサーを設置するわけだ。２kgのダンベルが落ちてくるので、それなりにしっかりしている必要がある。センサーその物はアルミケースに納め、このアルミケースを板に固定した。この板に４本の柱をつけ、もう１枚の板をとりつける。

こんな感じだ。上の板にダンベルが落ちることになる。こうしないとダンベルの重さでアルミのケースは歪んじゃうからな。下の板の必要性は、４本の柱だけでもいいのだが、細い柱だとバケツの底が凹んじゃうからだ。この下の板とバケツの底の間に発砲スチロールをはさんで、バケツの底が痛まないようにするわけだ。
こいつを、発砲スチロール（黄色）を底に敷いたバケツ内に置く。

さらにスポンジを上にかぶせる。

できあがり、というわけだ。手抜きだな。もっと美しくするほうがいいのはわかっている。雑な作りの機器は学生は乱暴に取り扱う。綺麗にできあがっていると、丁寧に扱ってくれる。しかし、百均ショップのバケツなんで、どうやってもあまり綺麗にならない（と言い訳をするのだ）。
バケツにケーブルを通す穴を開ける必要がある。バケツのような薄っぺらな鉄の板に直径25 mm の穴を開けるのは案外難しい。曲面になっているのでなおさらだ。切断面が鋭利になるのでケーブルがこすれてもかまわないようにカバーをつけなければならない。
底に敷く発泡スチロールを丸く切断しないといけない。
センサーを取り付ける板を切断加工する必要がある。柱を付けて、もう１枚の板にねじ止めする必要がある。
上に置くスポンジを加工する。これは面倒なので丸くせず四角いままにしちゃった。
８セットも作成するのがしんどい。どれも簡単なことなんだけどね。
スポンジがあるので衝撃が和らぎ、加速度の大きさが減少するが、ないとバケツや板にダンベルがぶつかって大きな音がするので、この音を小さくする効果のほうが重要だ。

測定結果だ。上向きの加速度が上に振れるようにした。センサーの感度を206 mV/g に落とした。オフセットがあるので、高感度モードだと測定範囲が小さいからだ。センサーの出力をPowerLabのマイナス入力に接続したら、オフセットが -1.32 V ある。センサーの向きによる。センサーへの供給電圧が３V位だからこんなもんだろ。図の左は被験者にバケツを持ってもらって、合図なしにいきなりダンベルを落とした場合、右が１−２−３の合図で落とした場合だ。急激な下向きの振れがダンベルが落ちた瞬間だ。合図があると上向きの加速度が先行する。つまり被験者は予期して、ダンベルが落ちる前にバケツを持ち上げたのだ。
この先行するバケツを持ち上げることに対応する筋電図がうまく記録されるだろうか？

妹尾河童の「少年H」にならって「中年H」をシリーズで投稿することにするか。前シリーズは大好評だったのだが、クレームがあって中止となった。中止になったことに対するクレームのほうがはるかに多いのだが….
だれかHと胸の前に模様をつけたセーターあるいはTシャツでもプレゼントしてあげればいいのに。話題になって楽しい学園になるのに。管理者はいやだよ。
最近の学生連中は誕生日が来るのがうれしいらしい。プレゼントをあげる／ほしがっているようだ。「センセ、今日、私の誕生日。プレゼントちょうだい」と普段は質問すらしない学生が言いにくる。
先日も中年Hと学生食堂で列に並んでいたら、中年Hの教え子が、中年Hに「今日、私の誕生日。なにかプレゼントちょうだい」とおねだりするのだ。
中年Hは拒否したのだ。その口実は「俺の誕生日でもある。逆にプレゼントよこせ」だって。どうやら、突っ込んできた学生は中年Hとたまたま誕生日が同じだったらしい。それを中年Hも知っていた訳だ。どっちもどっちで権威もなにもないな。
学生食堂の外には、テーブルと椅子がおいてあり、外で食事もできるようになった広場となっている。そこで、しばしば見るのがパイ投げである。誕生日を迎えた学生に同級生がケーキを買ってくるのだが、その生クリームのケーキを顔に投げつけるわけだ。
なんか、先生を先生と思っていないらしい。幼稚園なわけだ。

昨年度、心電図のR−R間隔から心拍数を求める計算問題を出したら、悲惨な結果だった。
２回も解説したのにも関わらずだ。
そこで今年度は、過去問として昨年度の問題を配布し、解かせ、次の時間に正解を配布し、解説した。そして全く同じ問題を、もちろん学生には同じ問題と知らせずに出した。
その結果である。

 
やっと８割の学生ができた。もっとも同じ問題だが数値が異なったらどうなるかわからない。学生は答えを憶えているからだ。それでもまだ、全くできないのが１４％もいるのには驚く。
解説のとき、理解できない者は？と何回も聞いたんだけどね。勉強していないんだろうな。
泣けるぜ。 [Clint Eastwood風 ]

生理学実習の「拮抗筋の働き-筋電図」では、腕の位置を維持ながら腕に加わる負荷が大きくなると、筋電図がどうなるかというのがある。これだけではたいしたことがないし、学生に考えてもらう事も少ない。そこで、急激に負荷が加わったとき、予測した・しなかったで筋電図はどのように異なるかを調べさせている。
昨年度までは、１−２−３の合図で負荷を加える、１−２−３の合図があるものの負荷を加えるタイミングを変えて被験者に知られないようにするという課題を行わせた。しかし、学生が実習目的を十分理解していないので、負荷を加えたときのタイムマークの入れ方がでたらめで、結果を考察できない。
そこで、負荷が急激に、実際に加わった瞬間をマークすることにした。簡単である。加速度センサーで負荷が加わったときを検知すればいい。加速度センサーはゲーム器や携帯機器で使うので、容易に安価で手に入るようになったからである。
記録はデータ収集システムPowerLab（要するにADコンバータ＋パソコン）でChartというソフト（ペンレコーダですな）を使う。PowerLabの前面パネルにはDIN8Pコネクタがあり、既製品の〜ポッドを接続するのだ。〜とは、例えば握力計であるストレンゲージなどのインターフェースのことだ。用意されている各種インターフェースはどれも単価が１０万円以上する。入力に加え± 5 Vの電源も供給している。これが利用できる。デジタル信号処理のための入出力もあるが、こっちは理解できるデータがない。アナログ部分だけがわかるのだ。
MMA7361LCという３方向加速度センサがあり、秋月電子でキットが売っていた。キットといっても手作業でできるように2.54 mmピッチ基板端子に変換してあるものだ。コンデンサーも付いている。こいつを使うことにして以下のような回路図で作成した。Z軸方向の加速度しか測定しない。

最近のこの手のICは電源が 3 V で使うようになっている。PowerLabのlogicは昔ながらの 5 Vで動作するようになっているのだろう。だから5 V→3.3 V電源IC（S-81233AY-B-G）も必要だ。電源ICの入出力にコンデンサを付けるのが普通だが、面倒なので実際は省いた。0.1μF でも付けるべきなんだろう。無くても発振しなければいいのだ。
センサICの文字面を下にすると、0.9 V位の出力になる。800 mV/g の高感度のモードにする。電源電圧が+3 V だからこのモードで±1.6g が測定範囲だ。ソフトの方でオフセットと単位換算を行うことにする。つまり0.9 V= 0 g、0.1 V= 1 g にするのだ。このくらいの精度で問題ない。
こいつを小さなアルミ箱（タカチ　アルミケースMB-S1）にエポキシ接着剤で固定し、このケースを木の板にねじ止めする。この装置をバケツの底に置き、被験者にはバケツを持って肘を直角に維持してもらい、このバケツ内に 2 kg の重りを落とすわけだ。上腕二頭筋と上腕三頭筋の筋電図を記録し、解析してもらうわけだ。
１台組み立ててみた。加速度の大きさは問題にしない。急激な加速度変化があったときを検出するだけだからだ。バケツは別にして、すべての材料費は＠1,000円以内だ。設計制作の人件費はただというか、給与の中だな。これを外注すると１０倍以上、ADInstrument だったら１００倍の値段だろ。
     
何故、板に取り付けたかというと、直接この小さなアルミ箱をバケツの底にとりつけたら、重りがぶつかって変形しちゃうからだ。この板に足をつけてバケツの底に置く事にした。バケツは金属がいい。プラスチックは耐えられない。金属のバケツでも歪んでくる。バケツの内側の底を木の板で補強し、センサを外側に付けることも考えられる。バケツの底は縁があってこの縁の高さ以内にセンサが収まれば、底の外側でもいいのかもしれない。
重り（実際は2 kgのダンベル）を落とすとうるさい。ただでさえ実習はうるさいのでさらに騒音を増やすことはない。だからさらに雑巾を敷いてダンベルが直接木の板にふれないようにクッションを付けた。クッションを置くというのは加速度の正確な測定に反するが、加速度の大きさを計るわけじゃないのでいいのだ。加速度の方向と急に変化した時点だけがわかればいいのだ。うるさいよりましだ。
そんで、実際に測定してみた。

図の上の方が下向きの加速度だ。左からセンサーを自由落下させた、センサーを硬い机の上に置き上から２kgのダンベルを落とした、机の上にスポンジを置きその上にセンサーを置きダンベルを落とした、バケツの中にセンサーを入れ、バケツを持ち自分でバケツの中にダンベルを落とした、第三者に予告無しにダンベルを落としてもらった、１−２−３の合図をしてもらってダンベルを落としてもらった、である。
自分で落とすと、特に意識していなくても落とすタイミングがわかるので最初に基線が下に振れその後急に上向きになる。つまりダンベルが落ちる前に上向きの加速度が生じている＝バケツをあらかじめ持ち上げているのがわかる。意外だった。なるべく意識しないように落としたつもりだったのだが、何回か繰り返していたので無意識にバケツを上に持ち上げているのだ。同様に合図をもらうと、落ちてくる前にバケツが上に落ち上げているのがわかる。合図がないと、つまり予告がないといきなり下向きの加速度が記録された。これと筋電図の同時記録と組み合わせて記録したら学生が考察できるだろう。
昨年までは筋電図が大きくなる時点とマニュアルでマークしたダンベルを落とした時点を比較させていたのだから、格段の進歩となるはず。
まてよ、上向きの加速度は上に振れるようにupside-down にすべきかな？こういうところで学生は混乱するからな。ソフトの方で逆転できる。それともセンサ出力をマイナス入力に接続するかな。
[追記]
上向きの加速度が上（プラス）に振れるように、マイナス入力をZ出力につなぎ、プラス入力は解放にした。本体内のinstrumentaionアンプの入力は1MΩでアースに落ちているから解放でも問題ない。
最終的な回路図だ。加速度センサーキットの基板にはゲイン調節用のジャンパー線接続部がある。これをショートしてゲインを下げた。800 mV/g を206 mV/g にした。

To be continued.]]>

このくそ暑い時に、実習だ。前にもかいてあるけど、実習は幼稚園みたいにうるさい。
ただでさえ、この暑さなのに、幼稚園のど真ん中にいて、学生との対応は、声が大きくなるし…
「先生　なんで　切れてるの？」だって。学生は。
幼稚園の先生は偉い。これが毎日だったら、もう辞める！！
（１）俺の授業だ！俺の言うことを聞け！という強要指導タイプ　かな、それとも
（２）私の授業に何か不満でもあるの？という高飛車タイプ
なのかも。

「先生」という言葉の魔力にとりつかれた先生
（１）俺の授業だ！俺の言うことを聞け！という強要指導タイプ
（２）私の授業に何か不満でもあるの？という高飛車タイプ
（３）自分の言うことは何でも聞くはずだ！という勘違いタイプ
（４）授業スケジュールがあるのだからちゃんと聞きなさい！というわがままタプ
（５）寝ようがしゃべろうがとにかく授業を進める一人相撲タイプ
（６）言うことを聞かない学生と聞く学生とを区別して対応する好き嫌いタイプ
だそうで、管理者はどれにもあてはまらないと信じているけど…..
というのは「学生はなぜ言う事を聞かない」で検索したら上記のようなページがヒットしたわけだ。
名前を書け、学籍番号を書けといっても１００名近い学生の中の数名は従わない。なぜだろ？
その答えを先人は持っているかな？と思ったわけだ。まだ答えは見つかっていない。教えてくれ！
管理者の学生の頃を思い出すと、大学ではこんなことはなかったなぁ。もっともクラスの人数がもっと少なかったけどね。高校ではクラスの人数が５０名近くいたけど、こういうことでセンセにおこられたことはなかったと思う。記憶にないだけかもしれない。当時のクラス担任（ご存命だったら）に聞いてみるかな。

講義の度の小テストを普通紙を使ったマークシートで実施して４回目だ。順調だ。相変わらずトラブルの原因は学生のほうにある。
学籍番号のマークがないというのはなくなったが、今度はマークが薄い。
２名の学生が、なんと、先週の講義の回答用紙を持って来た。出し忘れたというのだ。１名は別にしたが、もう１名は、受け取る時、はっきり伝えてくれないので紛れ込んでしまった。その結果、同じ学生が２枚回答したことになって、どっちが正しいのか探すのに手間取った。
小テストの正解は講義当日にWebページで公開しているわけだが、あとから提出した学生はこの正解を見て書き換えて提出しているわけではない。満点でないからな。ということで、単なる「まぬけ」ということで、点数をよくするための小細工というわけではないようだ。あえて満点にならないようにするという悪知恵があるわけでもない。単純なのだ。そこが、また情けないという事もあるけれど、正直なほうがいい。
出し忘れたとはどういう事だ。信じられない。マークも薄いというのは学生が手を抜いている証拠だ。管理者は甘くみられているのだ。
午後、実習の総括講義を行った。そのとき、マークの薄い奴、２枚も出した奴、氏名の記載が無い奴、の名前を挙げて全員の前にスライドで開示した。「今日のアホ一覧」としてだ。
今後こういうのは０点にすると宣言した。
そのあと、一人が、午前中の講義の小テストの回答用紙を提出しなかったといって、持って来た。なんてこった。
「学生はお客様」だが「商品」として世の中に送り出すので付加価値をなるべく多くつけなければならない。厳しくした方がいいに決まっている。
小学校の先生みたいなことやっているなぁ。
実習総括の講義のあと実習についてアンケートをとったら；
「お子様ランチのように教えてくれているのに、レポートに悪戦苦闘している自分がなさけない」というコメントがあった。わかっている学生もいるようだ。

酵素活性を消失させる一番簡単な方法は加熱だ。しかし、これを５０人のクラスでやるのは結構面倒だ。１学年１００名なのだが２部授業なので１クラス５０名なのだ。大学で２部授業というのはあまり聞いた事がないけど、本学では実習室が狭い、スタッフが少ない、大学院がないのでTA（Teaching Assistant）がいない（実は、前任者が１名雇ってくれていて引き続きやってもらっている）というわけで同じ実習を２回するのだ。さらにもう一つの学科も基本的に同じ実習なので毎週計４クラスやるのだ。
対象の酵素は唾液アミラーゼだ。ヨウ素ーデンプン反応は中学や高校、ひょっとして小学校でもやっているだろう。一応、大学なんだからもうちょっと系統的に、酵素活性を失活させてデンプンと反応させるというのが実習なのだ。
そんで、唾液を採取して、電子レンジで加熱というのをやったら、水がほとんど吹っ飛んじゃってだめだった（最初の年）。このときはピペットマンもなく、あるのはディスポの注射器だけ。だから注射器に1 ml 採って電子レンジでチンしたら唾液がなくなってしまった。悲惨な実習だった。　前任者の作成した実習書を見るとどうやって加熱したのか書いてない。「ビーカーに入れて加熱する」としか書いてない。
２年目はピペットマンを仕入れ（金の工面もちとたいへんだったが）、もうちょっとソフィスティケイトした計画を立てた。失活させるための加熱はホットバスで行った。そこそこ失活したように見えるのだが、十分でない。何故かわからずに終わってしまった。
医系の学生がピペットマンを知らないというのもかわいそうだからな。一部の先進的な教諭がいる高校ではやっているのを知っているが、ほとんどの高校でピペットマンをつかった実験などないだろう。
３年目の今年は、予備実習をしたのだ。そこで気が付いたのが、ホットバスは開口部が大きく、すぐ水が蒸発する割には温度が上がらない。蓋をする必要があると気が付いたのだ。温度が上がらないので、温度が冷えると酵素はもとに戻ってしまうのではないかと思ったわけだ。確認はしていない。唾液アミラーゼの不可逆的失活温度なんてネットにはなかった。８０度５分というレポートがあったが、不可逆的なのかよくわからない。蓋としてアルミ箔を考えた。しかし、一晩、なんかいい別の方法は？と思案して、鍋の蓋を思いついた。ホットバスの径は25cm。さて25cmの鍋蓋にすべきか26cmのものにすべきか？25cmを購入してぴったりだったらいいのだが、合いそうで合わないと不安定になる。26cmを選択した。大は小を兼ねる。ネットで見ても鍋蓋のサイズの詳細はどこにも掲載されていない。

予想通り、蓋の金属の縁が外にでてガラスとホットバスの縁が接する。これが25cmの物だと、ホットバスの縁と鍋蓋の縁の金属が微妙に重なって水平に置けない可能性があるから、26cmが安定していいのだ。
と、ここまでは予想通りで満足だったのだが、水蒸気が鍋蓋の内側で水になり、この水が蓋の縁から垂れてくる。縁が外に張り出しているから水が外に垂れちゃうのだ。くそ、失敗。だからといって25cmの蓋を手に入れる必要はないだろ。机が濡れるだけで済むからな。
[ 追記 ]　とは書いたものの、やはり管理者の美意識に合わないので近くのホームセンターで２４cmのサイズのを買って合わせてみた。ベストコというメーカの物だ。２５cmの蓋は売ってなかった。２cm刻みしかない。２４cmだとちょうど縁のステンレス部分が、ホットバスの縁に引っかかり、中に落ちることもない。蓋の縁のステンレスの枠には下に垂れ下がった部分があるが、これがホットバスの中に収まるので、今度は水が外に垂れないはず。２６cmの鍋／フライパン蓋が４ヶ余ってしまった。ほかに使い道なんかない。「寸法数字が同じでも鍋フライパンの形状によっては合わない」との注意書きがある。そんなのはわかっている。だから製品には詳細なサイズを書いておけよな。手に入れてみないとわからないじゃん。サイズが２cm刻みという事は、料理ではそのくらいの精度でいいのだろう。
中に見えるのは、マイクロチューブのスタンドで、これも高さが足りない。マイクロチューブをスタンドに立て、マイクロチューブがひたひたに浸る水面の高さだと、ホットバスの温度センサーが空中に出てちゃうので、まずい。センサーが水没するところまで水を張るとスタンドの高さが低くてマイクロチューブがぷかぷか浮いてしまう。
しょうがないから、ステンレスビス／ナットを手に入れ、スタンドに足を作った。それでも水の量によっては浮いてくるから落とし蓋もステンレスの網で作成し、この落とし蓋のつまみはコルク栓で作った。これが写真に見えている。
今時の学生は「落とし蓋」て知っているだろうか？聞いてみよう。料理教室で「落とし蓋を落としなさい」と先生が教えたら、学生は鍋蓋を床に落としたという、ウソかホントか知らない話があるからな。日曜日昼の「噂の東京マガジン」というTV番組の「やってTry」というコーナーに出てくる同じ年頃の女子を見ると、この料理教室の話はホントに思えるからな。
[ 追記 ] 学生に落とし蓋て知っている？と聞いたら、「知ってる、魚の煮付けなんかのときやる」ということだった。「噂の東京マガジン」の「やってTry 」に出てくる女子よりましなようだ。ちと安心というか、もっとひどいのがTVにでてくるのだなぁと感心した。
酵素を失活させる方法のもう一つはpHを変えることだ。塩酸と水酸化ナトリウムを使ってみた。水酸化ナトリウムはだめだ。実験してみてから気が付いたのだが、デンプンのヘリカルな構造が壊れてヨウ素が中に入らず発色しない。知らなかった。やってみるもんですな。