hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
成人の視知覚の柔軟性に関する多面的実験研究

本研究は第一に、人間が直前に見た顔の影響により次に見る顔の形が変わって見える現象を実証し、この効果が顔と顔以外の物体では異なることを示した。第二に、同じ顔を何度か見ることでその顔の好ましさが増す現象が、以前に見たことのない顔にまで波及する可能性を示した。第三に、物体の長さや大きさの知覚がその物体自身の形状および隣接する輪郭との空間関係の影響により異なって見える現象を示した。このように、人間の視覚は時間的空間的に隣接する入力情報を用いて常に調整を行い、変動する環境に柔軟に適応していることが明らかにされた。研究計画のとおり、視知覚の柔軟性を今年度は「高次視覚の順応と残効」の面から研究した。(1)物体への順応と残効の空間的特性の研究: Morikawa(2005)は微妙な左右非対称歪みを含む顔刺激に被験者を順応させた後では歪みが減少して見えること、および歪みのないテスト刺激は逆方向の歪みを持って見えることを見出した。この知覚的順応と残効が顔刺激に限定されるのか否かを検証するために、コンピュータグラフィクスで顔以外の人工物体を制作しその左右対称性を微妙にくずした刺激を用いて、視覚的順応実験を行った。実験方法はMorikawa(2005)および森川(2004)に準じ、歪みの量をシステマティックに変化させた刺激系列を用いて最も自然に見える刺激位置を測定した。その結果、顔でない人工物体に対しても左右非対称歪みに対する順応および残効が生じることが新たに実証された。この結果は、脳内の顔認識を担当する皮質部位(紡錘状回など)が顔以外の物体の微妙な識別にも関与していることを示唆する。(2)残効の時間的特性の研究: Morikawa(2005)は古典的な図形残効とは異なり顔の歪みへの残効が非常に長く持続することを見出した。このような残効の持続時間の著しい差が生じる原因は全く未解明であり、高次視覚の柔軟性の特性とメカニズムを明らかにするための重要な研究課題である。本研究では順応刺激の顔とテスト刺激の顔が同一の条件と異なる条件とで残効の減衰関数を測定した。さらに顔でない人工物体の歪みによる残効の減衰関数も測定した。その結果、顔に対する残効の減衰関数は順応刺激とテスト刺激が同一条件と異なる条件とで同じであり、時間特性が順応刺激にスペシフィックでないことが判明した。ところが、顔でない人工物体による残効は、より速く減衰することが示唆された。「高次視覚の順応と残効」アプローチの研究を継続した。Morikawa(2005)の見出した知覚的順応と残効が顔刺激に限定されるのか否かを検証するために、コンピュータグラフィクスで顔以外の人工物体(自動車)を制作しその左右対称性を微妙にくずした刺激を用いて、視覚的順応実験を行った。実験方法はMorikawa(2005)に準じ、歪みの量をシステマティックに変化させた刺激系列を用いて最も自然に見える刺激位置を測定した。さらに残効の時間的特性を顔刺激と顔以外の人工物体刺激とで比較するため、顔画像に2種類の歪みを加えた刺激を用いて30分後の残効の残存率を測定し、さらに顔でない人工物体の歪み量を顔刺激の歪み量と全く同一にして残効の残存率を測定した。その結果、顔に比べ、顔でない人工物体の残効は、より速く減衰することが示唆された。これは脳内の顔認識を担当する皮質部位が入力刺激により顔知覚を柔軟に更新していること、および一旦更新するとそれが長続きすることで顔表象空間(face space)の柔軟性と安定性を両立させていることを示唆する。この成果は雑誌に投稿予定である。なお種々の事情により、「訓練による知覚変容(知覚恒常性の抑制)」からのアプローチの研究は予定より遅れている。しかし、新たに第三のアプローチとして「単純接触効果」の面から視知覚の柔軟性を研究し始めた。前年度に行った「高次視覚の順応と残効」アプローチによる研究は一段落したので、その研究成果をまとめた論文を国際学術雑誌に現在投稿中である。今年度は、視覚刺激(顔写真)を繰り返し経験することで再認記憶と刺激の魅力度がどう変容するかに関する研究を中心に行った。この「単純接触効果」研究は当初の研究計画にはなかったが、研究を実施している過程で新たに派生した有望なアプローチである。その結果、視覚刺激カテゴリの元々の慣れ親しみの程度により単純接触効果が異なることが判明した。

第二のアプローチとして、目に化粧をほどこすことによって、顔の知覚がいかに変容するかを心理物理学的実験法を用いて厳密に測定した。その結果、化粧の効果は顔のパーツを独立に知覚するプロセスと顔の印象を総合的に知覚するプロセスの二種類が存在すること、および視覚システムはこれらのプロセスを柔軟に使い分けていることが示唆された。第三のアプローチとして幾何学的錯視を研究した。単純な長方形の長さの知覚が、曲線部(アール)の導入により影響されること、また、小さな長方形を大きな長方形の中に配置することにより前者の長さが実際より長く見えるという新らしい錯視の発見に至った。これらの成果により視覚システムは一次元の判断にも二次元の刺激配置を柔軟に取り入れていることが示唆された。なお残念ながら、芸術大学の実験参加者を集めることがかなり困難であるため、当初計画していた「訓練による知覚変容(知覚恒常性の抑制)」からのアプローチの研究は完了できなかった。この研究は来年度も継続し完遂する予定である。
高齢者インフルエンザ感染による肺微小血栓塞栓症の病態及び治療に関する研究

2001年から2002年のインフルエンザ流行期に、38度以上の発熱、全身倦怠感と共に、急激な低酸素血症を来たし入院した18名の高齢者(年齢69歳から91歳、平均78.6歳)を対象に、鼻汁および咽頭ぬぐい液からのインフルエンザウイルス抗原(A型およびB型)の検索、採血および胸部レ線、胸部CTスキャン、肺換気、血流シンチグラフィーおよび生体の酸化、ストレスの指標として呼気中一酸化炭素(CO)濃度を測定し、疾患とその予後の予測および治療が可能か否かについて検討した。その結果、18名中11名(男性7名、女性4名)においてA型インフルエンザの確定診断がなされ、そのうち5例において凝固系の指標の血中D-ダイマーが415-550ng・ml^<-1>と上昇しており、そのいずれにおいても重篤な低酸素血症(動脈血酸素飽和度:SpO2で81-86%)が認められた。呼気中CO濃度も5-8PPmと5症例で著明に上昇していた(正常値0-1ppm)。しかし、5症例とも胸部レ線、およびCTスキャン上わずかな索状影を除いて肺野に明らかな浸潤影は認めなかった。そのうち4症例の肺血流シンチグラムでは、中枢側の肺血管の欠損像は認めなかったが、いずれにおいても、抹消側の血流障害が認められ肺微小血管の血栓症が示唆された。4症例のうち同意の得られた3症例に対して、ヘパリンおよびウロナーゼを用いて抗凝固療法が施行され、いずれにおいても5日目よりD-ダイマーの改善およびSpO2の改善が認められ救命されたが、同意が得られず抗凝固療法の施行されなかった1例は救命できなかった。以上より、インフルエンザの重症化には、生体内の酸化ストレスの増加に伴い肺微小血管の血栓塞栓症が関与しており、その治療に比較的早期からの抗凝固療法の開始が有効である可能性が示唆された。2000年から2001年のインフルエンザ流行期に、38度以上の発熱、全身倦怠感と共に、急激な低酸素血症を来たし入院した15名の高齢者(年齢69歳から91歳、平均79.2歳)を対象に、鼻汁および咽頭ぬぐい液からのインフルエンザウイルス抗原(A型およびB型)の検索、採血および胸部レ線、胸部CTスキャン、肺換気、血流シンチグラフイーおよび生体の酸化ストレスの指標として呼気中一酸化炭素(CO)濃度を測定し、疾患とその予後の予測および治療が可能か否かについて検討した。その結果、15名中9名(男性7名、女性2名)においてインフルエンザの確定診断がなされ、そのうち4例において凝固系の指標の血中D-ダイマーが415-550ng・ml^<-1>と上昇しており、そのいずれにおいても重篤な低酸素血症(動脈血酸素飽和度:SpO2で81-86%)が認められた。呼気中CO濃度も5-8ppmと4症例で著明に上昇していた(正常値0-1ppm)。しかし、4症例とも胸部レ線、およびCTスキャン上わずかな索状影を除いて肺野に明らかな浸潤影は認めなかった。4症例の肺血流シンチグラムでは、中枢側の肺血管の欠損像は認めなかったが、いずれにおいても、抹消側の血流障害が認められ肺微小血管の血栓症が示唆された。

4症例のうち同意の得られた3症例に対して、ヘパリンおよびウロナーゼを用いて抗凝固療法が施行され、いずれにおいても5日目よりD-ダイマーの改善およびSpO2の改善が認められ救命されたが、同意が得られず抗凝固療法の施行されなかった1例は救命できなかった。以上より、インフルエンザの重症化には、生体内の酸化ストレスの増加に伴い肺微小血管の血栓塞栓症が関与し下おり、その治療に比較的早期からの抗凝固療法の開始が有効である可能性が示唆された。2001年から2002年のインフルエンザ流行期に、38度以上の発熱、全身倦怠感と共に、急激な低酸素血症を来たし入院した18名の高齢者(年齢69歳から91歳、平均78.6歳)を対象に、鼻汁および咽頭ぬぐい液からのインフルエンザウイルス抗原(A型およびB型)の検索、採血および胸部レ線、胸部CTスキャン、肺換気、血流シンチグラフイーおよび生体の酸化ストレスの指標として呼気中一酸化炭素(CQ)濃度を測定し、疾患とその予後の予測および治療が可能か否かについて検討した。その結果、18名中11名(男性7名、女性4名)においてA型インフルエンザの確定診断がなされ、そのうち5例において凝固系の指標の血中D-ダイマーが415-550ng・ml^<-1>と上昇しており、そのいずれにおいても重篤な低酸素血症(動脈血酸素飽和度:SpO2で81-86%)が認められた。呼気中CO濃度も5-8ppmと5症例で著明に上昇していた(正常値0-1ppm)。しかし、5症例とも胸部レ線、およびCTスキャン上わずかな索状影を除いて肺野に明らかな浸潤影は認めなかった。そのうち4症例の肺血流シンチグラムでは、中枢側の肺血管の欠損像は認めなかったが、いずれにおいても、抹消側の血流障害が認められ肺微小血管の血栓症が示唆された。以上より、インフルエンザの重症化には、生体内の酸化ストレスの増加に伴い肺微小血管の血栓塞栓症が関与しており、その治療に比較的早期からの抗凝固療法の開始が有効である可能性が示唆された。
便微生物移植とアミノレブリン酸に着目した薬剤性消化管粘膜障害保護の治療戦略の確立

腸内細菌叢の正常化を目的に炎症性腸疾患で臨床応用が始まった便微生物移植(Fecal microbiota transplantation,以下FMT)による消化管粘膜保護効果と、種々の正常細胞に対し保護活性作用のある5-アミノレブリン酸(5-ALA)を組み合わせ、抗がん化学療法による重大な有害事象の1つである薬剤性消化管粘膜障害に対する新規支持療法の確立を目指すことが本研究の目的である。2年目までに、FMT研究の根幹をなすネズミを用いた動物実験遂行が困難な当該研究機関の状況に直面したため、動物実験環境を模倣するためにマウスの小腸上皮より分離培養したオルガノイドを用いて下記実験を行う方針とした。抗悪性腫瘍薬イリノテカン(CPT-11)の代謝産物であるSN-38が消化管粘膜障害を惹起することが知られおり、SN-38による消化管粘膜障害に対し5-ALA投与による腸管上皮細胞障害保護効果についての検討を3年目に行った。5-ALAは酸化ストレスに応答する生存シグナル分子であるhemeoxygenase-1(HO-1)発現を誘導することが既報されており、抗悪性腫瘍薬に対する5-ALAによるHO-1誘導が腎尿細管上皮保護をもたらすことが報告されている。正常腸管上皮細胞においても、5-ALAによるHO-1誘導が認められ、SN-38投与下において、5-ALA非存在下では発現抑制されるHO-1が、5-ALA投与により発現維持されることを確認した。マウス小腸上皮より分離培養したオルガノイドを用いて同様の5-ALA投与を行うと、オルガノイド構成細胞にHO-1発現が誘導された。SN-38をオルガノイドに投与すると、オルガノイド構成細胞に細胞死シグナルが発現されるが、5-ALA共投与下ではオルガノイドに細胞死がみられず、5-ALA投与によりHO-1発現が誘導されることで、抗悪性腫瘍薬による腸管上皮細胞死が抑制されることが示唆された。以上の結果を纏めた成果を論文作成し、近日中に報告予定である。腸内細菌叢の正常化を目的に炎症性腸疾患で臨床応用が始まった便微生物移植(Fecal microbiota transplantation)による消化管粘膜保護効果と、種々の正常細胞に対し保護活性作用のある5-アミノレブリン酸(5-ALA)を組み合わせ、抗がん化学療法による重大な有害事象の1つである薬剤性消化管粘膜障害に対する新規支持療法の確立を目指すことが本研究の目的である。本研究の平成28年度の研究計画では、以下の2点を実施検討する計画としていた。A.抗悪性腫瘍薬による腸管細菌叢の変化及び腸管粘膜障害との関連性の検討B.健常マウスの糞便から精製した腸内細菌叢移植による薬剤性腸管粘膜障害保護の検討いずれの研究計画も、ネズミを用いた動物実験が主体である。当該研究施設の新築移転やそれに伴う動物実験の制限などもあり、動物実験を当該年度に遂行することが困難であった為、次年度以降に予定していた「C. 5-ALA投与による薬剤性腸管粘膜障害保護効果とその細胞生物学的機序の検討」も含め、まずは培養細胞レベルでの抗悪性腫瘍薬による腸管上皮細胞障害および、5-ALA投与による腸管上皮細胞障害保護効果について検討した。イリノテカン(CPT-11)を用いた培養細胞への殺細胞効果は大腸癌細胞およびラット腸管上皮細胞においてその差を認めず、また、5-ALA共存下でのイリノテカンによる腸管上皮細胞の殺細胞効果に対する保護効果は培養条件下では認められなかった。これは、5-ALAの腸管上皮細胞保護効果が否定されるというよりも、細胞培養環境という特殊条件が結果に影響を与えている可能性があり、動物実験の環境が整い次第、計画通り動物実験での検討が必要と考える。平成28年度中に当該研究施設の新築移転やそれに伴う動物実験の制限などもあり、動物実験を当該年度に遂行することが困難であった為。本研究の研究計画では、3年間に以下の5点を実施検討する計画としている。(A)抗悪性腫瘍薬による腸管細菌叢の変化及び腸管粘膜障害との関連性の検討(B)健常マウスの糞便から精製した腸内細菌叢移植(FMT)による腸管粘膜障害保護の検討(C)5-ALA投与による薬剤性腸管粘膜障害保護効果とその細胞生物学的機序の検討(D)腸内細菌叢自体の5-ALA発現とその細胞生物学的意義についての検討(E)FMTと5-ALA併用による相乗的な腸管粘膜障害保護効果の検討AおよびCについては、培養細胞を用いた実験を先行させており、一定の成果を得ている。ただし、ネズミを用いた動物実験が主体となる腸内細菌叢関連の実験については、前年度動物実験遂行困難な状況もあり、十分に進んでいない。そこで、やみくもに動物実験をおこなうのではなく、動物実験環境を模倣するためにマウスの小腸上皮より分離培養したオルガノイドを作製し、抗悪性腫瘍薬による腸管上皮細胞障害および、5-ALA投与による腸管上皮細胞障害保護効果について検討する方針である。

今後、オルガノイドを用いた実験が確立し、予想される結果が得られれば、計画通り動物実験での検討を行う予定である。当該研究施設内での動物実験の制限、また、腸管細菌叢などのバクテリア取扱いの制限もあり、動物実験・腸内細菌叢抽出の遂行が困難であった為。腸内細菌叢の正常化を目的に炎症性腸疾患で臨床応用が始まった便微生物移植(Fecal microbiota transplantation,以下FMT)による消化管粘膜保護効果と、種々の正常細胞に対し保護活性作用のある5-アミノレブリン酸(5-ALA)を組み合わせ、抗がん化学療法による重大な有害事象の1つである薬剤性消化管粘膜障害に対する新規支持療法の確立を目指すことが本研究の目的である。2年目までに、FMT研究の根幹をなすネズミを用いた動物実験遂行が困難な当該研究機関の状況に直面したため、動物実験環境を模倣するためにマウスの小腸上皮より分離培養したオルガノイドを用いて下記実験を行う方針とした。抗悪性腫瘍薬イリノテカン(CPT-11)の代謝産物であるSN-38が消化管粘膜障害を惹起することが知られおり、SN-38による消化管粘膜障害に対し5-ALA投与による腸管上皮細胞障害保護効果についての検討を3年目に行った。5-ALAは酸化ストレスに応答する生存シグナル分子であるhemeoxygenase-1(HO-1)発現を誘導することが既報されており、抗悪性腫瘍薬に対する5-ALAによるHO-1誘導が腎尿細管上皮保護をもたらすことが報告されている。正常腸管上皮細胞においても、5-ALAによるHO-1誘導が認められ、SN-38投与下において、5-ALA非存在下では発現抑制されるHO-1が、5-ALA投与により発現維持されることを確認した。マウス小腸上皮より分離培養したオルガノイドを用いて同様の5-ALA投与を行うと、オルガノイド構成細胞にHO-1発現が誘導された。SN-38をオルガノイドに投与すると、オルガノイド構成細胞に細胞死シグナルが発現されるが、5-ALA共投与下ではオルガノイドに細胞死がみられず、5-ALA投与によりHO-1発現が誘導されることで、抗悪性腫瘍薬による腸管上皮細胞死が抑制されることが示唆された。以上の結果を纏めた成果を論文作成し、近日中に報告予定である。動物実験については、施設環境が整い次第、開始可能である。培養条件下でも可能な限り生態環境に近いモデルを使用して実験を行えるべく、3-D培養であるオルガノイドを作成し、それを利用して腸管粘膜障害を評価検討に供する。動物実験については、施設環境が整い次第、開始する予定である。ただし、培養条件下でも可能な限り生態環境に近いモデルを使用して実験を行うための3-D培養であるオルガノイド作成を確立し、それを利用して腸管粘膜傷害を評価検討に供する。動物実験を当該年度に遂行することが困難であった為。当初5-ALAの生体内活性を得るための光照射装置を購入予定であったが、次年度内での一定の研究成果を得るため、申請備品(レーザー光照射装置)の購入費を動物実験等の費用を優先させたため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は平成30年度交付額と合わせて、動物実験に対し、マウスの購入・維持費に使用予定である。1.動物実験に対し、マウスの購入・維持費に使用予定2.5-ALAの生体内活性を得るために光照射が必要な場合に備え、申請備品(レーザー光照射装置)の購入
Decay accelerating factorによる新しい大腸癌診断法の開発

大腸癌に特異的で、出血とは無関係な癌マーカーによる大腸癌検査法の開発は重要な課題である。我々は膜性補体制御因子の一つであるDecay-accelerating factor : DAFの発現が大腸癌で著しく亢進し、患者便中DAF測定が、便潜血とは独立した大腸癌検出の新しい検査法としての可能性があることを示したが、本研究では、便中DAF測定の大腸癌検出における有用性を検討し、以下の点を明らかにした。(1)大腸癌検出感度の向上に関する検討患者一人あたり複数回の便を採取し、大腸癌の検出感度におよぼす影響を検討したところ、検体数を増やすことにより大腸癌の検出感度が向上する可能性が明らかとなった。(2)大腸癌組織におけるDAF発現の解析(3)大腸癌における便中DAF出現の機構の解析培養大腸癌細胞Caco2細胞を用いて、培養上清へのDAF蛋白の放出を、細胞表面のbiotin標識と培養上清の免疫沈降により解析した。Caco2細胞は、構成的にDAFを発現し、通常の培養条件で、細胞表面よりDAFを培養上清中に放出していた。Caco2大腸癌細胞が大腸癌患者便中DAFの性状を解析する有用なモデルとなることを明らかにした。(4)胃癌など他の消化器癌における組織中DAFの発現の検討胃粘膜上皮におけるDAFの発現を、免疫組織学的に検討し、腸上皮化生、胃腺腫、intestinal type胃癌におけるDAFの発現の亢進を明らかにした。
オブジェクト指向分析におけるモデルの正当性検証支援に関する研究

本研究ではオブジェクト指向分析(OOA)における3つのモデル(オブジェクトモデル、機能モデル、動的モデル)の正当性検証とモデル間の整合性検証手法の確立とその有効性確認を目標にして研究を行い、以下の成果を得た。正当性検証について、オブジェクトモデルでは(1)属性とメソッドを持つかどうか、(2)他のオブジェクトと関係(関連,is-a,part-of)を持つかどうかを調べる。機能モデルについては、入力や出力のない機能がないかを、動的モデルについては、(1)各状態とそれを決定する属性の値が明示されているか、(2)各状態遷移での事象に伴う動作によって変化する属性の値が遷移前後で矛盾しないか、(3)状態を変化させる動詞とオブジェクトの状態遷移での事象に伴う動作と矛盾しないかを調べる。モデル間の整合性検証についてはそれぞれ2つのモデル間での整合性を検証する。オブジェクトモデルと動的モデルの整合性検証については、まず動的モデルに対応するオブジェクトがあるかどうかを確認した上で(1)オブジェクトの属性と動的モデルでの状態を決める属性の間に矛盾がないか、(2)属性の取りうる値と状態を決める属性の値に矛盾がないか、(3)オブジェクトの操作と状態の活動や状態遷移に伴う動作の間に矛盾がないかを調べる。オブジェクトモデルと機能モデルの整合性検証については、オブジェクトと機能モデルのアクターが対応するかどうかを確認した上で(1)オブジェクト間の関連とデータフローに矛盾がないか、(2)オブジェクトの操作とデータフローに矛盾がないかを調べる。さらに動的モデルのイベントに順序付をすることによって、機能モデルにおけるデータの流れや装置の動きをシナリオ化し、そのシナリオを実行することによって、データの流れや装置の動きを逐次的にアニメーションとして表示する。これにより機能モデルと動的モデルの整合性を検証する。これらの手法をもとにしたプロトタイプをUnixワークステーション上でC言語を用いて開発し、いくつかの例題に適用した。プロトタイプによってオブジェクト指向分析過程での誤りを検出でき、手法の有効性を確認した。本年度はオブジェクト指向分析(OOA)における3つのモデル(オブジェクトモデル、機能モデル、動的モデル)の正当性検証とモデル間の整合性検証手法を確立することを目標にして研究を行い、以下の成果を得た。オブジェクトモデルと動的モデルの整合性検証については,まず動的モデルに対応するオブジェクトがあるかどうかを確認した上で(1)オブジェクトの属性と動的モデルでの状態を決める属性の間に矛盾がないか、(2)属性の取りうる値と状態を決める属性の値に矛盾がないか、(3)オブジェクトの操作と状態の活動や状態遷移に伴う動作の間に矛盾がないかを調べる。

さらに動的モデルのイベントに順序付をすることによって、機能モデルにおけるデータの流れや装置の動きをシナリオ化し、そのシナリオを実行することによって、データのナガレヤ装置の動きを逐次的にアニメーションとして表示する。これにより機能モデルと動的モデルの整合性を検証する。これらの手法をもとにしたプロトタイプの作成を現在進めており、来年度は手法の有効性をプロトタイプを用いて確認する予定である。本年度はオブジェクト指向分析(OOA)における3つのモデル(オブジェクトモデル、機能モデル、動的モデル)の正当性検証とモデル間の整合性検証手法の有効性の確認を目標にして研究を行い、以下の成果を得た。正当性検証について、オブジェクトモデルでは(1)属性とメソッドを持つかどうか、(2)他のオブジェクトと関係(関連,is-a,part-of)を持つかどうかを調べる。機能モデルについては、入力や出力のない機能がないかを、動的モデルについては、(1)各状態とそれを決定する属性の値が明示されているか、(2)各状態遷移での事象に伴う動作によって変化する属性の値が遷移前後で矛盾しないか、(3)状態を変化させる動詞とオブジェクトの状態遷移での事象に伴う動作と矛盾しないかを調べる。モデル間の整合性検証についてはそれぞれ2つのモデル間での整合性を検証する。オブジェクトモデルと動的モデルの整合性検証については、まず動的モデルに対応するオブジェクトがあるかどうかを確認した上で(1)オブジェクトの属性と動的モデルでの状態を決める属性の間に矛盾がないか、(2)属性の取りうる値と状態を決める属性の値に矛盾がないか、(3)オブジェクトの操作と状態の活動や状態遷移に伴う動作の間に矛盾がないかを調べる。オブジェクトモデルと機能モデルの整合性検証については、オブジェクトと機能モデルのアクターが対応するかどうかを確認した上で(1)オブジェクト間の関連とデータフローに矛盾がないか、(2)オブジェクトの操作とデータフローに矛盾がないかを調べる。さらに動的モデルのイベントに順序付をすることによって、機能モデルにおけるデータの流れや装置の動きをシナリオ化し、そのシナリオを実行することによって、データの流れや装置の動きを逐次的にアニメーションとして表示する。これらの手法をもとにしたプロトタイプをUnixワークステーション上でC言語を用いて開発し、いくつかの例題に適用した。プロトタイプによってオブジェクト指向分析過程での誤りを検出でき、手法の有効性を確認した。
尿路上皮癌の再発時に起きるゲノム異常の解析

尿路上皮癌の再発は、下部尿路→下部尿路、下部尿路→上部尿路、上部尿路→上部尿路、上部尿路→下部尿路という4つの経路が認められる。これらのうち最も頻度の高いものは下部尿路、つまり膀胱癌に対する経尿道的膀胱腫瘍切除術後の膀胱内再発である。最も症例数が見込まれるこの下部尿路内での再発についての検討を行った。1 EAU(European association of Urology)のガイドラインによる再発リスクが中リスク以上と診断された筋層非浸潤性膀胱癌症例で、神戸大学医学部附属病院において経尿道的膀胱腫瘍切除術が施行された症例に対し、患者の同意を取得した上で、初発時の切除腫瘍組織標本の一部を採取した。2同意取得患者は同院にてfollow upを行い、術後経過中に尿路内再発を来した症例に対し、経尿道的手術または全摘除術を行い、この際に再度患者の同意を取得した上で、腫瘍組織の一部を採取した。3上述の同一症例より得られた腫瘍組織標本よりQIAamp Fast DNA Tissue Kit (QIAGEN社)を用いてゲノムDNAを単離抽出する。4全エクソーム解析では全ゲノムのうち12%のタンパク質をコードする領域がターゲットとなるため、得られたゲノムDNAよりエクソーム解析領域を濃縮し回収した。5全エクソームシークエンス解析を行った。6初発尿路上皮癌組織と同一症例の再発尿路上皮癌組織との全エクソーム解析データを比較し、新たな遺伝子変異の出現またはゲノム変異の消失につき検討した。下部尿路上皮癌の初回経尿道的手術後には再発予防目的に膀胱内注入療法が行われることがあるが、手術療法に加え、抗癌剤膀胱内注入療法、BCG膀胱内注入療法を行った場合の再発時にゲノム変異セットが出現する、あるいは消失するかについての探索も行った。当施設にて手術療法を実施し、フォローアップ中に再発した症例の同一症例における初発再発時の組織を採取しているが、本年は再発する症例が少なく、予定よりも少ない症例数のみの解析となった。引き続き、同一症例における初発再発時の組織を採取する。解析系は既に構築できたため、予定症例数に達するまで解析を継続する。平成29年度は最も症例数が見込まれるこの下部尿路内での再発についての検討を行う。1EAU(European association of Urology)のガイドラインによる再発リスクが中リスク以上と診断された筋層非浸潤性膀胱癌症例で、神戸大学医学部附属病院において経尿道的膀胱腫瘍切除術が施行された症例に対し、患者の同意を取得した上で、初発時の切除腫瘍組織標本の一部を採取する。2同意取得患者は同院にてfollow upを行い、術後経過中に尿路内再発を来した症例に対し、経尿道的手術または全摘除術を行い、この際に再度患者の同意を取得した上で、腫瘍組織の一部を採取する。4全エクソーム解析では全ゲノムのうち12%のタンパク質をコードする領域がターゲットとなるため、得られたゲノムDNAよりロシュ社の「SeqCap EZ (v3.0)」またはイルミナ社の「Nextera Rapid Capture Exome (v1.2)」を用いてエクソーム解析領域を濃縮し回収する。5全エクソームシークエンス解析を行う。6初発尿路上皮癌組織と同一症例の再発尿路上皮癌組織との全エクソーム解析データを比較し、新たな遺伝子変異の出現またはゲノム変異の消失につき検討する。下部尿路上皮癌の初回経尿道的手術後には再発予防目的に膀胱内注入療法が行われることがあるが、手術療法に加え、抗癌剤膀胱内注入療法、BCG膀胱内注入療法を行った場合の再発時にゲノム変異セットが出現する、あるいは消失するかについての探索も行う。研究機関の前半は、採取組織よりDNA抽出、エクソーム濃縮を行う予備実験を行い適切な条件設定を得た。また、本研究の遂行に当たり、最も困難な手順は、同一症例における尿路上皮癌の初発時・再発時における質の高い腫瘍組織標本を採取することである。標本は神戸大学医学部附属病院において膀胱癌と診断され、初発時と再発時の腫瘍組織標本が得られる症例より採取したが、術後経過中に尿路内再発を来した症例に対し、経尿道的手術または全摘除術を行い、腫瘍組織の一部が採取できた症例が本期間中には1例のみであった。

4全エクソーム解析では全ゲノムのうち12%のタンパク質をコードする領域がターゲットとなるため、得られたゲノムDNAよりエクソーム解析領域を濃縮し回収した。5全エクソームシークエンス解析を行った。6初発尿路上皮癌組織と同一症例の再発尿路上皮癌組織との全エクソーム解析データを比較し、新たな遺伝子変異の出現またはゲノム変異の消失につき検討した。下部尿路上皮癌の初回経尿道的手術後には再発予防目的に膀胱内注入療法が行われることがあるが、手術療法に加え、抗癌剤膀胱内注入療法、BCG膀胱内注入療法を行った場合の再発時にゲノム変異セットが出現する、あるいは消失するかについての探索も行った。当施設にて手術療法を実施し、フォローアップ中に再発した症例の同一症例における初発再発時の組織を採取しているが、本年は再発する症例が少なく、予定よりも少ない症例数のみの解析となった。適切な条件設定が確立されたため、引き続き同意取得症例の集積を行い予定通り研究を行う。引き続き、同一症例における初発再発時の組織を採取する。解析系は既に構築できたため、予定症例数に達するまで解析を継続する。安定した解析系を構築しえたため、引き続き同一症例による初発・再発時の手術検体の採取および全エクソーム解析を系ゾオクスル。
スルホニル尿素受容体の機能およびインスリン非依存型糖尿病における役割の解析

膵β細胞型スルフォニル尿素受容体(SUR1)は内向き整流型カリウムチャネルであるBIR(Kir6.2)との複合体によりATP依存性カリウムチャネル(K_<ATP>)を構成する。Familial persistent hyperinsulinemic hypoglycemia of infancy(PHHI)がSUR1やBIR遺伝子の変異で起こることが示され、また最近白人でSUR遺伝子の多型性マーカーとNIDDMの関連が報告された。我々は日本人NIDDM患者100名についてヒトSUR遺伝子のSSCP解析を行い、さらに変異SUR1の機能を発現実験により検討することにより、K_<ATP>の機能異常がNIDDMに見られるインスリン分泌不全に関与する可能性を検討した。39個のエクソンより成るヒトSUR1遺伝子の全エクソンをSSCP法およびダイレクトシークエンス法により解析し,5種類のミスセンス変異、9種類のサイレント変異を同定した。NBF-2に認められたSer→Ala変異の対立遺伝子頻度はNIDDM患者とコントロール群とで差が認められなかった。4種類の稀なミスセンス変異のうち3種類のミスセンス変異については患者の家系で糖尿病との明らかなcosegregationは見られなかった。変異SUR1の機能を解析するため、マウスSUR1cDNAにPCR法を用いて変異を導入し、HEK293T細胞及びCOS7細胞でマウスBIRと(変異)SURを共発現させてK_<ATP>を再構成した。パッチクランプ法や^<86>Rb+流出の計測による検討ではNBF-1に存在する2種類の変異については,ATP感受性,glibenclamide及びdiazoxideに対する応答性に正常と差が認められなかった。SUR1遺伝子の構造部分の有意な変異は日本人NIDDM患者では稀であり、NIDDMの主要な発症因子となる可能性は少ないと考えられる。
超並列・超高速ビジョンを用いた高速ジェスチャー認識システム

本研究は、(1)ヒューマンインタフェイスへの応用に適したビジョンチップシステムの設計・開発,(2)人間の様々な動きに対する高速ビジョン画像の解析,(3)超並列・超高速ビジョンのための画像処理アルゴリズムの体系化、及びジェスチャー認識アルゴリズムの開発,(4)システム上でのアルゴリズムの動作確認・評価、及び高速ジェスチャー認識を用いた応用の研究を進めることにより、その目的を実現するものである。平成11年度は、既に研究代表者ら開発したビジョンチップをベースにしてビジョンチップシステムを設計すると同時に、人間の様々な動きに対して高速ビジョン画像の解析を行い、高速なジェスチャー認識を実現するための画像処理アルゴリズムを提案し、高速ビジョン画像を用いて実際にシミュレーションを行った。平成12年度は、前年度設計したビジョンチップシステムを開発し、基本的動作を確認し、開発したジェスチャー認識アルゴリズムが実際にシステム上で動作することを確認すると同時に、二次元運動に対するアクティブビジョンシステムによる対象追跡の基本的実験を行った。平成13年度は、高速ビジョンシステムのステレオ化を行った上で、人間の三次元的な運動を伴うジェスチャーの高速な認識を実現し、ステレオアクティブビジョンシステムによる三次元運動追跡実験を行った。また、それと同時に、高速ジェスチャー認識における画像処理・認識アルゴリズムの体系化を行った。本研究は(1)ヒューマンインタフェイスへの応用に適したビジョンチップシステムの設計・開発,(2)人間の様々な動きに対する高速ビジョン画像の解析,(3)超並列・超高速ビジョンのための画像処理アルゴリズムの体系化、及びジェスチャー認識アルゴリズムの開発,(4)システム上でのアルゴリズムの動作確認・評価、及び高速ジェスチャー認識を用いた応用の研究を進めることにより、その目的を実現するものである。平成11年度は、既に研究代表者らが開発したビジョンチップをベースにしてビジョンチップシステムを設計すると同時に、人間の様々な動きに対して高速ビジョン画像の解析を行い、高速なジェスチャー認識を実現するための画像処理アルゴリズムを提案し、高速ビジョン画像を用いて実際にシミュレーションを行った。具体的には以下の手順で研究を進めた。1)研究代表者らが開発したビジョンチップをベースとし、高速ジェスチャー認識のための全体システムアーキテクチャの設計を行った。2)高速ビジョン解析時に必要とされる大量の動画像の解析、及び様々な処理のシミュレーションを高速に実現するための画像解析用ワークステーションを導入し、アルゴリズム開発環境を整備した。3)超並列・超高速ビジョンシステムのシミュレータを構築した。4)高速ビデオカメラの画像を用いて、WS上で人間の様々な動きに関する高速ビジョン画像の解析を行った。5) 4)の高速ビジョン解析をもとに、人間の動きに対応した超高速ビジョン画像のモデルを構築した。6)構築した画像モデルで表される画像に適した具体的な画像処理アルゴリズムを開発し、実際のシステムを想定したジェスチャー認識アルゴリズムをコンピュータシミュレーションを行った。平成12年度は、前年度設計したビジョンチップシステムを開発し、基本的動作を確認し、開発したジェスチャー認識アルゴリズムが実際にシステム上で動作することを確認した。1)ビジョンチップシステムのプラットフォームとするアクティブビジョンおよびその制御用DSPシステムを導入し、その動作確認を行った。2)平成11年度に設計したビジョンチップシステムを開発し、その動作確認を行った。3)ビジョンチップシステム上で、前年度開発したジェスチャー認識アルゴリズムが実際のシステム上で動作することを確認した。4)アクティブビジョンとビジョンチップシステムを接続し、高速に連動することを確認した上で、ジェスチャー認識結果に対応したターゲットトラッキングを実現した。5)人間の3次元の運動に対応可能とした、ステレオ高速ビジョン画像処理アルゴリズムの開発を行った。本研究は、(1)ヒューマンインタフェイスへの応用に適したビジョンチップシステムの設計・開発,(2)人間の様々な動きに対する高速ビジョン画像の解析,(3)超並列・超高速ビジョンのための画像処理アルゴリズムの体系化、及びジェスチャー認識アルゴリズムの開発,

(4)システム上でのアルゴリズムの動作確認・評価、及び高速ジェスチャー認識を用いた応用の研究を進め、これらの基盤技術を融合することにより、人間の高速かつ不規則な様々な運動に対して、高速なジェスチャー認識を実現し、その認識に基づいた様々なアプリケーションを実現するものである。平成13年度は、高速ビジョンシステムのステレオ化を行った上で、人間の三次元的な運動を伴うジェスチャーの高速な認識を実現し、高速ジェスチャー認識における画像処理・認識アルゴリズムの体系化を行った。具体的には以下の手順で研究を進めた。1)高速ビジョンシステムのステレオ化を行う、その動作を確認した.2)ステレオ化に対応するアクティブビジョンシステムを導入し、高速ビジョンシステムを含めた全体システムとして、高速に連動することを確認した。3)前年度開発したステレオ高速ビジョン画像処理アルゴリズムをシステム上に実装し、その動作を確認・評価した。4)高速ジェスチャー認識における画像処理・認識アルゴリズムをシステム上で実装し、その動作を確認・評価を行った。
脊椎動物の発生分化過程における組織特異的スプライシング制御機構の解析

選択的スプライシングは、エキソンを使い分けることで一つの遺伝子から複数の遺伝子産物を作り出すことのできるRNAレベルの遺伝子発現制御機構の一つである。組織特異的、あるいは発生分化段階特異的なスプライシングが多くの遺伝子で報告されており、生体において重要な役割を果たしていると考えられている。しかしながら、選択的スプライシング制御の分子機構は未だ明らかにされていない事柄が多い。私は脊椎動物における選択的スプライシング制御機構の知見をより多く得るため新規制御因子、RRM型のRNA結合タンパク質をコードするfox-1遺伝子を同定した。発現解析からゼブラフィッシュfox-1が初期発生段階において筋肉系列組織に、マウスfox-1が筋肉・神経系列組織に特異的に発現することを明らかにした。生化学的な解析からRNA結合タンパク質であるFox-1がGCAUG配列を特異的に認識することを明らかにした。機能解析よりfox-1がミトコンドリアATP合成酵素γサブユニット(F1γ)及びα-アクチニン遺伝子の筋肉型スプライシングを誘導できることを、さらにフィブロネクチン遺伝子の選択的スプライシングを制御することを、ほ乳類培養細胞を用いた実験により明らかにした。今年度は、Fox-1認識配列GCAUGが選択的エキソンの上流イントロンにある場合は、fox-1はエキソン抑制に働き、逆に下流イントロンにある場合は、fox-1はエキソン促進に働くことを明らかにした。また、fox-1の制御にはRNA結合能と、C末領域が必要であることを明らかにしていたが、このC末領域を介してFxhタンパク質と相互作用していることを免疫沈降実験により明らかにした。今後は、fox-1がどのような分子機構により基本スプライシングに働き掛けているのかを明らかにしていく。実際には、Fox-1のC末領域の機能を中心に解析していく予定である。脊椎動物の多くの遺伝子でスプライシングバリアントの存在が報告され、選択的スプライシングが発生分化過程に重要な役割を果たすことが強く示唆されている。しかしながら、発生分化過程、及び組織特異的に発現し選択的スプライシングを制御する因子は現在までに殆ど報告されていない。私はモデル生物であるゼブラフッシュを用いfox-1相同遺伝子を同定、発現パターンを解析し、zfox-1 mRNAが初期発生段階において筋肉系列組織に特異的に発現することを明らかにした。さらに生化学的な解析からRNA結合タンパク質であるzFox-1がGCAUG配列を特異的に認識すること、fox-1遺伝子がミトコンドリアATP合成酵素γサブユニット(F1γ)遺伝子及び、α-アクチニン遺伝子の筋肉型スプライシングを促進できることを、培養細胞を用いた実験により明らかにした。今年度は、マウスにおいてもfox-1遺伝子を同定し、ゼブラフィッシュfox-1と同様の機能を有していることを明らかにした。さらにFox-1が、アクチニンの選択的スプライシングを制御するとき、PTB(Polypyrimidine tract binding protein)によるスプライシング抑制を競合阻害的に解除していることを明らかにした。また、Fox-1がFibronectin EIIIbエキソンの使用を促進しうる事を見いだした。Fibronectin EIIIbエキソンの使用促進には下流イントロンに存在する複数のGCAUGが必須であることが知られていた。今後はどのような分子機構によりFox-1が各遺伝子の選択的スプライシングを制御しているのかをより詳細に明らかにしていきたいと考えている。実際にはin vitroスプライシング解析やzFox-1タンパク質が相互作用する因子の同定を行っていく。
ヒト免疫応答の遺伝的制御に関する分子生物学的研究

免疫応答および種々の疾患への感受性の個体差とHLAとの相関の分子機構を明らかにする目的で、HLA遺伝子群の遺伝的多型性をDNAレベルで解析するとともに遺伝的多型性に基く自己・非自己ペプチドとの結合親和性の相違を解析した。HLA-A遺伝子のDNAタイピング法を開発し、この方法で未知の対立遺伝子5種を同定した。一方、グレーブス病への疾患感受性は、HLA-A2のサブタイプであるA*0206と最も強く相関すること、さらにA*0206とDPB1*0501の両者を有する場合に罹患危険率が最も高まることを示し、疾患感受性がHLAクラスI分子とクラスII分子の相互作用で規定される可能性をDNAレベルで初めて示した。またDQA1およびDQB1遺伝子の全長cDNAの塩基配列を決定することにより、DQ遺伝子群の遺伝的多型性の全貌を明らかにした。さらにDRB1遺伝子座との連鎖不平衡を解析し、これまでに想定されていたDQA1-DQB1遺伝子間の組換えは殆ど存在せず、HLA遺伝子群はハプロタイプとしての構造を維持しつつ第2エクソン内の超可変領域内の遺伝子変換様事象によってその著明な遺伝的多型性を獲得して来たと考えられることを明らかにした。また日本人若年性糖尿病はDQA1*0302と最も強く相関することを明らかにした。一方、溶連菌細胞壁抗原への低応答者より樹立したCD8T細胞株による自己抗原提示細胞傷害活性の発現に必要な可溶性因子の構造を解析した。さらに、HLAクラスII遺伝子を導入したトランスジェニックマウスを複数系統樹立し、マウスI-Aノックアウトマウスとの交配を用いた解析系により、新たな溶連菌スーパー抗原(PEAST12)を同定するとともに、そのスーパー抗原活性の発現はDRあるいはI-E、I-A分子の存在下では認められずDQα鎖の存在に依存すること、すなわちDQ特異的スーパー抗原の存在を初めて明かにした。HLAによる免疫応答性の制御機構を解明するために,溶連菌細胞壁抗原(SCW)に対する免疫応答性を解析した。昨年度は溶連菌細胞壁抗原(SCW)に対する低応答者から免疫抑性活性を有し,αβ型T細胞レセプタ-(TCR)を発現した自己反応性CD8^+T細胞株が増殖すること,さらにそのCD8^+T細胞が抗原提示細胞に対する細胞傷害活性を有することを明らかにした。今回この傷害活性が認められる条件および自己反応性CD8+T細胞のT細胞レセプタ-(TCR)と認識するHLAの同定を行った。(1)自己反応性CD8^+T細胞の末梢血単核球,B細胞株に対する細胞傷害活性には,末梢血リンパ球培養上清中の液性因子が必要であった。通常の細胞障害性CD8^+T細胞はこのような液性因子を必要とせず、今回得られたCD8^+T細胞のユニ-クな点であった。この液性因子は、既知のリンホカインでは置き換えられなかったため。本年度は液性因子の精製に必要となる大量の培養上清を作製した。現在この液性因子の精製および構造決定を行なっている。(2)自己反応性CD8^+T細胞株のTCRを単クロ-ン抗体を用いて検討したところ、TCRVβ5.2陽性、TCRVα2陽性細胞とTCRVβ5.2陽性、TCRVα2陰性細胞からなっていた。TCRVα2陽性および、陰性細胞に分けて、CD8^+T細胞の拘束分子検討した。

パネル細胞およびモノクロ-ナル抗体を用いた解析により、TCRVα2陽性CD8+7細胞は標的細胞上のHLAーBw54分子をTCRVα2陰性CD8^+T細胞はHLAーBw52またはBw54分子を認識することが明らかになった。SCWに対する低応答者より得られたCD8^+T細胞は,リンパ球培養上清中の未知の液性因子存在下で単核球およびB細胞に対する細胞傷害活性をもつ特異な細胞である。今後,同細胞の低応答性への関与,液性因子の精製同定を行なっていく予定である。溶連菌細胞壁抗原(SCW)特異約DQ拘束性CD4陽性T細胞のエピト-プをM蛋白C領域に同定し、またこのCD4陽性T細胞の存在下に末梢血リンパ球より誘導される自己単球あるいは自己B細胞傷害性CD8T細胞株を樹立した。このCD8T細胞株はHLA-B分子を拘束分子として自己傷害活性を示すが、その機能発現には末梢血リンパ球培養液中の可溶性因子が必須であることを明らかにした。この可溶性因子を種々の手法により精製したが、分子量1000以下であり、糖、蛋白のいずれでもないことが明らかとなり、現在その構造をNMR等の手法を用いて決定中である。一方SCW中の主要構成蛋白であるM蛋白遺伝子の塩基配列より推定されるアミノ酸配列をもとに30種の合成ペプチドを作成した。これらの合成ぺプチドとHLAクラスII分子との結分親和性を、HLAクラスII分子のみを発現するマウスL細胞トランスフェクタントを用いて解析したところ、対立遺伝子毎に個々のぺプチドとの結合親和性が大きく異なることを明らかにした。この対立遺伝子間の相違は1アミノ酸残基の変化によってももたらされることから、HLA分子の遺伝的多型性は、そこに結合し得るぺプチドのレパ-トリ-を大きく変化させることが明らかとなった。また多くのぺプチドを結合し得るにもかかわらず、それを拘束分子とする抗原特異約T細胞が誘導できない分子(DR53ならびにDQ4分子)の存在は、免疫応答性の個体差が単純な抗原ぺプチド親和性の対立遺伝子間の相違では説明できないことを強く示唆する。またDR51分子を発現するトランスジェニックマウスを用いた実験からも、HLA分子に強く結合するにもかかわらずT細胞免疫応答を惹起しないぺプチドが多数存在することが明らかとなり、上記の観察を支持した。さらに種々の自己免疫疾患と強い相関を示す対立遺伝子群を同定した。免疫応答および種々の疾患への感受性の個体差さHLAとの相関の分子機構を明らかにする目的で、HLA遺伝子群の遺伝的多型性をDNAレベルで解析するとともに遺伝的多型性に基く自己・非自己ペプチドとの結合親和性の相違を解析した。HLA-A遺伝子DNAタイピング法を開発し、この方法で未知の対立遺伝子5種を同定した。一方、グレーブス病への疾患感受性は、HLA-A2のサブタイプであるA*0206と最も強く相関すること、さらにA*0206とDPB1*0501の両者を有する場合に罹患危険率が最も高まることを示し、疾患感受性がHLAクラスI分子とクラス分子の相互作用で規定される可能性をDNAレベルで初めて示した。またDQA1およびDQB1遺伝子の全長cDNAの塩基配列を決定することにより、DQ遺伝子群の遺伝的多型性の全貌を明らかにした。
静止画が動いて見える錯視群のメカニズムの研究

静止画が動いて見える錯視に関与している脳領域を調べた。「蛇の回転」錯視図を刺激として機能的MRIを用いてヒトの脳機能計測を行なったところ、ヒトMT+に有意な活動の上昇が見られた。これは、静止画が動いて見える錯視に関与する主要な脳領域は、視覚性運動処理の中枢の一つと考えられているヒトMT+であることを示唆する。また、「蛇の回転」錯視の生起には眼球運動が関係しているという考え方を支持する結果が得られた。そのほか、新型の静止画が動いて見える錯視が複数発見され、それらの特性は実験心理学的に検討された。本研究の目的は、視覚性運動知覚(運動視)と静止の知覚の心理学的・生理学的メカニズムを深く知る手がかりとして、静止画が動いて見える錯視のメカニズムを、脳機能計測と心理物理学的に調べることである。まず、fMRIを用いた脳機能計測実験を開始した。被験者に静止画が動いて見える錯視刺激(「蛇の回転」とそのコントロール刺激)を提示し、錯視が見えている時の脳活動をfMRIで記録し、この錯視に対応する脳領域の同定を目標として、データを解析した。その結果、予備的なデータ解析においては、錯視刺激に特有の脳活動に起因すると考えられる信号変化を視覚野において検出した。MTにおいても、錯視に対応する信号変化が微弱ながら検出された。しかし、拘束の大きいfMRI装置内での刺激提示に改善の余地があり、十分な錯視が起きていなかった可能性もあると考えられたことから、fMRIのディスプレーでも十分な錯視を引き起こすことのできる刺激提示方法を開発したところで、平成18年度分は終了した。fMRI実験に使用している「蛇の回転」の基本錯視(最適化型フレーザー・ウィルコツクス錯視あるいは周辺ドリフト錯視)についての定量化を行なった。この錯視は中心視ではほとんど起きず、視野周辺に提示すると偏心度に対応して錯視量が増加した。錯視量と眼球運動の有意な相関も認められた。さらに現象的に分析したところ、この錯視は3つの下位タイプに分かれる可能性が指摘された。それぞれ刺激配置上の違い(絵画的相違)があるだけでなく、視野のどのあたり(周辺視・中心視)で錯視が起きやすいかということや、錯視が起きるまでの潜時に違いが見られた。また、この錯視には特定の色が促進的効果を及ぼす可能性があることがわかった。1.5TのfMRIを用いた脳機能計測実験を8人の被験者に実施した。被験者に静止画が動いて見える錯視刺激(「蛇の回転」とそのコントロール刺激をABBA方式で提示)を提示し、錯視が見えている時の脳活動をfMRIで記録し、この錯視に対応する脳領域の同定を目標として、データを解析した。その結果、錯視刺激に特有の脳活動に起因すると考えられる信号変化(「蛇の回転」の信号からコントロール刺激への信号を引き算したもの)をMT+野と考えられる視覚野において検出した』一方、V1においては、錯視的回転知覚に応答する脳活動は検出できなかった。上記の研究法では、MT+と推定される領域が「注意」に応答するという可能性を除くために、注意をそらす別の課題を同時に行なっていた。この条件では、錯視に応答すると考えられる信号を統計学的に有意なレベルで検出したが、その強度は比較的小さかった。そこで、試みに、注意課題のない条件を試したところ、錯視に応答する信号強度は顕著に大きくなった。これらの結果を総合すると、注意課題が錯視の見え方を阻害したと考えることもできるし、錯視図形は注意を随伴する刺激であるという考え方も成り立つ、ということが示唆される。後者の考え方が正しいとすると、「錯視図形は特に強く注意を惹起する」という新しい知見が得られたことになる。その他、静止画が動いて見える錯視の新型として、サッカードの直後に起こる「ガクガク」錯視が発見されたが、その性質は調査中である。本研究の目的は、視覚性運動知覚(運動視)と静止の知覚の心理学的・生理学的メカニズムを深く知る手がかりとして、静止画が動いて見える錯視のメカニズムを調べることである。静止画が動いて見える錯視のうち、「蛇の回転」(最適化型フレーザー・ウィルコックス錯視)と称する錯視図形による錯視的動きに脳がどのように応答するのかということを、fMRIを用いて調べた。具体的には、錯視が起こる図形に対する応答から、それに似ているが錯視は起きない図形への応答を差し引いたBOLD応答を錯視の脳活動として記録した。

その結果、視覚的運動に応答すると考えられているhMT+と考えられる脳部位に限局して、錯視の脳活動が記録された。これは、オプ効果に関するZekiの先駆的研究を除けば、静止画が動いて見える錯視の脳活動を初めて定量的に捉えた研究ということになる。この実験では、注意の影響をコントロールするため、注意課題の付随した固視点を設けて凝視する条件を設定したが、その場合は錯視の脳活動が比較的少なかった。一方、固視点を動かして追従させる条件の場合は、錯視の脳活動は比較的多かった。これは、この錯視に何らかの眼球運動が大きい役割を果たしているという従来の知見と一致するものであった。新しい錯視の発見としては、最適化型フレーザー・ウィルコックス錯視・タイプIV(陰影で立体的に見える図における静止画が動いて見える錯視)や「矢印ドリフト」錯視(矢印を描くと矢印と反対方向に動いて見える錯視と順方向に動いて見える錯視)があった。