hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シュレーディンガー方程式における幾何学的手法

シュタルクハミルトニアンに対しレーリッヒの定理,極限吸収原理,放射条件評価,ゾンマーフェルトの一意性定理を得た.シュタルクハミルトニアンとは,空間一様な定電場内を運動する荷電粒子のハミルトニアンであり,物理的にも基礎的かつ重要な研究対象である.上述の一連の結果は,シュタルクハミルトニアンのスペクトル理論的性質を,アグモン-ヘルマンダー空間におけるヘルムホルツ方程式の解析というより深い立場から論じたものである.これらは定常的散乱理論の構成への足がかりとしても重要であり,今後も更なる展開が期待される.証明は研究代表者自身がこれまでに考案した交換子法により行われ,そこでは対応する古典力学系の性質を適切に反映した「エスケープ関数」の構成が重要な鍵となる.このエスケープ関数はconjugate operatorやアグモン-ヘルマンダー空間の生成に利用され,ある意味で理論全体を制御する基幹的な関数である.一般にエスケープ関数の具体形は対応する古典軌道からある程度推測することができるが,シュタルクハミルトニアンに対しては,変数分離の方法による単純なものでは議論を最後まで進めることができず,適切なエスケープ関数の構成が最も困難な個所である.本研究では放物線座標を導入することでこの困難を解消した.なお,本研究で用いられたconjugate operatorでは交換子の正値性が弱く,この分野で標準的とされるムーアの交換子法は適用できない.この意味でも本研究は独創的であると言える.前年度と同様に,研究代表者がこれまでに多様体上で考案した手法を用いることで,ユークリッド空間上での問題に対し新しい結果が得られた.これは研究計画で言及した研究内容とはやや異なるが,結果の重要性などを含め総合的に考えると,おおむね順調に研究が進んでいると判断される.シュタルクハミルトニアンに対する定常的散乱理論を一つの目標とする.また同時に,研究実施計画に記載された研究を進める.1.放射状グラフの上のシュレーディンガー作用素に対する閾値共鳴の完全分類有限グラフにいくつかの離散半直線をつないだ「放射状グラフ」の上の離散シュレーディンガー作用素に対し,そのレゾルベントの閾値周りでの漸近展開を計算した.これにより,漸近展開の展開係数と一般化固有関数の遠方での増大度との間に完全な対応関係があることを示し,特に,閾値共鳴状態を一般化固有関数の遠方での増大度のみを用いて定式化することに成功した.これは,これまで研究代表者自身によって得られていた離散直線および離散半直線上の結果の拡張である.レゾルベント展開の計算は,これまでと同様に,Jensen-Nenciuの展開スキームを最も一般の場合に適用することで行われるが,本研究では都合の良い適切な自由系を選択する点にポイントがある.実際これにより,計算量を,最も簡単な離散半直線の場合とほぼ同じくらいにまで減少させることができる.2. N体シュレーディンガー作用素に対するスペクトル理論ユークリッド空間上のN体シュレーディンガー作用素に対して,新しい交換子評価法を確立した.これを用いることにより,レーリッヒの定理,極限吸収原理,超局所レゾルベント評価,超局所ゾンマーフェルト一意性定理といった,スペクトルの性質に関連する一連の結果を,自然と考えられる最小限の仮定の下で導出することに成功した.特に,レーリッヒの定理を空間遠方だけの情報で定式化した点,粒子間相互作用に一般の短距離型ポテンシャルおよび形式相対有界ポテンシャルを含められる点,極限吸収原理の評価において微分不等式ではなく背理法を用いる点は,研究代表者の知る限り,新しい研究成果であり,当該の研究領域における重要な進展と考えられる.証明は,研究代表者自身によって多様体上で得られていた手法を,適切に修正して応用することで行われる.これまでに研究代表者が開発した多様体上での手法を,ユークリッド空間上での問題に適用することで,当該の研究領域においてある種の本質的な進展が得られたと考えている.これは研究計画で言及した研究領域とはやや異なる研究領域ではあるが,進展の大きさから考えると,研究は当初の計画以上に進展していると判断される.シュタルクハミルトニアンに対しレーリッヒの定理,極限吸収原理,放射条件評価,ゾンマーフェルトの一意性定理を得た.シュタルクハミルトニアンとは,空間一様な定電場内を運動する荷電粒子のハミルトニアンであり,物理的にも基礎的かつ重要な研究対象である.上述の一連の結果は,シュタルクハミルトニアンのスペクトル理論的性質を,アグモン-ヘルマンダー空間におけるヘルムホルツ方程式の解析というより深い立場から論じたものである.これらは定常的散乱理論の構成への足がかりとしても重要であり,今後も更なる展開が期待される.証明は研究代表者自身がこれまでに考案した交換子法により行われ,そこでは対応する古典力学系の性質を適切に反映した「エスケープ関数」の構成が重要な鍵となる.このエスケープ関数はconjugate operatorやアグモン-ヘルマンダー空間の生成に利用され,ある意味で理論全体を制御する基幹的な関数である.一般にエスケープ関数の具体形は対応する古典軌道からある程度推測することができるが,シュタルクハミルトニアンに対しては,変数分離の方法による単純なものでは議論を最後まで進めることができず,適切なエスケープ関数の構成が最も困難な個所である.本研究では放物線座標を導入することでこの困難を解消した.なお,本研究で用いられたconjugate operatorでは交換子の正値性が弱く,この分野で標準的とされるムーアの交換子法は適用できない.

この意味でも本研究は独創的であると言える.前年度と同様に,研究代表者がこれまでに多様体上で考案した手法を用いることで,ユークリッド空間上での問題に対し新しい結果が得られた.これは研究計画で言及した研究内容とはやや異なるが,結果の重要性などを含め総合的に考えると,おおむね順調に研究が進んでいると判断される.得られた研究結果のさらなる応用と展開を模索しながら,同時に研究実施計画に記載された内容についての研究を推進していく予定である.シュタルクハミルトニアンに対する定常的散乱理論を一つの目標とする.また同時に,研究実施計画に記載された研究を進める.おおむね計画通りに経費を使用しており,生じた次年度使用額は実費との差額である.次年度も実費との差額が出ることが予想されるため,その調整に使用する予定である.国内旅費として使用する予定だったが,学内業務により中止となったため次年度使用額が生じた.この額は国内旅費として使用される予定である.
含窒素廃棄物の資源化

本研究は難分解物質である含窒素廃棄物をコンポスト化し、自然の物質循環にしたがって処理することを目的としている。今年度の研究は、コンポスト発酵微生物とその役割、コンポスト評価法の確立、コンポスト窒素の動態、付加価値の高いコンポスト、利用し易いコンポスト、コンポスト化装置設計基準の確立、に目標をおいた。下水汚泥コンポストより11種の好熱性細菌を分離した。分離細菌は活性汚泥を基質として増殖し、汚泥を分解すること、培養物中に溶菌酵素が存在しこの溶菌酵素でも活性汚泥が分解することから、コンポスト化の主要微生物であることが初めて明らかにされた。コンポスト化の程度を知る確立された方法はこれまで知られていない。コンポストの熱水可溶部によるコマツナの植物生育試験との相関で、リグニンの可溶化ピークの消失とともに腐植様物質群が生成し、農業資材として使用可能となることが判明した。コンポストの価値を高める爲に植物病原菌を抑制する物質を分泌するバチルスを接種したコンポストを作製した。接種したバチルスはコンポスト化の過程で増殖し、植物病原菌を抑制する作用をもつ付加価値の高いコンポスト製造法を確立した。コンポスト、土壌中の窒素量を有機態窒素として分析し、地力の指標をバイオマス窒素量として評価する方法の確立に成功した。コンポストを農業資材とする場合、ペレット化によって持続的な肥料効果、使用時の利便さが新たな付加価値として加わる。コンポストのペレット化にはバインダーが不可欠であるが、化学肥料をバインダーとすることで解決した。ペレット化コンポストは新たに肥料価値が付加され、農業資材として有用であった。コンポスト化装置設計基準作製のため、国内外で現在稼動中の装置を現地調査し、中小装置での問題点がその経済性と、コンポスト消費量にあることが明らかとなった。
遠隔共同思考の設計を目指したコプレゼンス効果の実験的検討

本研究は,共同思考におけるコプレズンス効果を実験的に検討し,その結果を遠隔共同思考の設計に活かすことを目的とする。コプレズンスとは,コミュニケーションに際して,話し手と聞き手が同じ空間の中で,すぐそばにいることを意味する。昨年度は,物理的コプレズンスを伴う対面状況において自然に発生する,聞き手から話し手へのあいづち行動に着目し,まず,あいづち頻度が話し手の発想に及ぼす効果を実験的に調べた。結果は以下の通りであった。聞き手があいづちを頻繁に打つことにより,(1)話し手の考える意欲,自分の考えに対する聞き手からの同意,関心,ほめの認知が高まった。(2)思考課題に対する話し手の発想量が増加した。すなわち,高頻度のあいづちは,認知・感情両側面に対して促進効果を持ち,共同思考の基礎となる個人の発想を促すことが明らかになった。そこで,この結果を受けて,本年度は物理的コプレズンスを伴わない状況におけるあいづちの効果を実験的に調べた。具体的な実験状況は,2台のビデオカメラを用いて,別室からビデオを介して相手とコミュニケーションをとるものであった。すると,(1)については同様の結果を得たものの,(2)については有意な増加が認められなかった。すなわち,ビデオを介した場合には,あいづちによる発想促進効果が生じなかったのである。ここから,聞き手のあいづちが話し手の発想を促すことができるのは,両者のコプレズンスによるもの,すなわち,コプレズンス効果であると考えられる。この効果がどのようなメカニズムで生じるのか,また,遠隔共同思考場面において,物理的コプレズンスの欠如を補い,話し手の発想を促進することは可能か,といった問題を追究する必要がある。コプレズンスを伴う対面コミュニケーション状況における共同思考の観察から,聞き手のあいづちが話し手の発想に大きな影響を及ぼすのではないかとの着想を得た。そこで,聞き手のあいづち頻度を独立変数とし,話し手の発想量,意欲,満足度を従属変数とする実験を行った。あいづち頻度の効果が課題の影響を受ける可能性があることを想定し,要因計画はあいづち頻度(高/低)×課題(予想/解決)の2要因計画を用いた。予想課題としては「日本社会の高齢化がさらに進むと,どんなことが起こるか」を,解決課題としては「日本のゴミ問題を解決するには,どうすればよいか」を設定した。被験者は大学生女子24名であり,彼らは12名ずつ,あいづち高頻度群とあいづち低頻度群に分かれた.各群6ペアを構成し,ペアの一方は話し手,他方は聞き手の役割を終始担うようにした.役割を決定した後,それぞれの役割について説明した.話し手の役割は,各課題について,聞き手に5分間考え(アイデア)を述べることである.その際,できるだけ多くのアイデアを出し,聞き手に発言を求めないことや聞き手に質問をしないことが求められた.一方,聞き手は,高頻度であいづちを打つあいづち高頻度群と,なるべく打たない低頻度群に分かれた.実験結果は,次の通りである:1)アイデア産出量については,あいづち高頻度群が低頻度群より高い成績を示したが,あいづち頻度と課題との間に交互作用が認められ,予想課題においてより顕著にあいづち頻度の効果が現れた.2)話し手の意欲,満足度ついては交互作用は認められず,両課題においてあいづち高頻度群が低頻度群より高かった.ここから,発想におけるあいづち頻度の効果は,アイデア産出量という認知的な側面と,意欲,満足度といった感情的な側面とで異なることが示唆された.本研究は,共同思考におけるコプレズンス効果を実験的に検討し,その結果を遠隔共同思考の設計に活かすことを目的とする。
急性膵炎発症後の膵変化,特に慢性膵炎との関連について

急性膵炎と慢性膵炎との関連性について検討する目的で,急性膵炎発症後の膵病変の推移を,雑種成犬を用いた膵炎惹起物質の膵管内注入法により検討した。当初注入物質として自家胆汁を使用し検討を行ったが,低圧では頻回の注入にても急性膵炎は発症せず,比較的高圧注入にて急性膵炎像は得られたが,膵内外分泌機能検査(経静脈的糖負荷試験,セルレインセクレチンテスト)では異常を認めず,膵組織像も比較的短期間に回復し,胆汁の膵管内注入では慢性膵炎類似の病変は発症しないことが判明した。デオキシコ-ル酸の膵管内注入では,低圧1回注入でも病理組織像で小葉間を主体とした膠原線維の増生を伴った急性膵炎像が得られ,週1回で4回注入群ではさらにその程度が強く,注入終了後8週目においても小葉間には膠原線維が残存していた。しかしながら血清アミラ-ゼ値,血清過酸化脂質,及び膵内外分泌機能検査では異常を認めなかった。一方,週1回で4回高圧注入した群では,注入終了後16週目においても膵全体にわたり広範に膠原線維が増生し,膵の小葉は完全に結合組織によって置換されたものや,萎縮して島状に残存したものも観察された。また膵内分泌機能検査では血糖消失率,IRI共に著明に低下し,膵外分泌機能検査でも総膵液量,アミラ-ゼ排出量,最高重炭酸塩濃度共に低値を示す傾向にあった。胆汁及びデオキシコ-ル酸の膵管内注入により以上の結果を得た。膵液惹起物質の適切な週択により,急性膵炎より慢性膵炎への移行の可能性を示唆する所見を得た。急性膵炎発症後の膵病変の推移を検索する目的で、雑種成犬の尾側膵管内に10%デオキシコール産(DCA)を反復注入して、膵内外分泌機能(経静脈的糖負荷試験、セルレインセクレチンテスト)及び病理組織の変化を、経時的に検討した。DCA1回注入で1日後に浮腫性膵炎をきたした群においては、1週後には、膵小葉間を主体として小葉内へ進展する膠原線維の増生を認めたが、3週後には小葉内の膠原線維は消失し、小葉間に少量残存するのみであった。またDCA毎週1回で4回注入して浮腫性膵炎をきたした群は、注入終了後3週目においても小葉内へ進展する膠原線維を認め、8週目になって小葉内ではほぼ消失したが、小葉間には少量ながら膠原線維の残存を認めた。ラ島は膵全体にわたりほぼ正常の形態を示していた。膵内外分泌機能の異常は認めなかった。一方DCA毎週1回にて4回注入して発生した出血性膵炎を主体とする群は、注入後16週目においても、膵の広範な線維化と実質の脱落及び小葉の独立化が認められ、ラ島は数を減じ膨化傾向を示した。膵内分泌機能は血糖減少率(K値)の低下、IRIの低反応が認められ、外分泌機能は3因子(膵液量、アミラーゼ排出量、最高重炭酸塩濃度)低下の傾向を示した。DCAの膵管内反復注入により惹起された急性膵炎の修復過程を検討し、以上の結果を得た。注入回数を多くすることにより膵組織の修復に時間を要することが判明し、また出血性膵炎後の経時的検討により、比較的短期間ではあるが、急性膵炎より慢性膵炎への移行の可能性を示唆する所見を得た。今後更に長期の検討を行う予定である。急性膵炎発症後の膵病変の推移を検索し、急性膵炎と慢性膵炎の関連性について検討する目的で、雑種成犬の尾側膵管内に10%デオキシコ-ル酸(DCA)を反復注入して、膵内外分泌機能(経静脈的糖負荷試験、セルレインセクレチンテスト)及び病理組織の変化を、経時的に検討した。

DCAの低圧1回注入によって、浮腫性膵炎を発症させた。1週後には、膵小葉間を主体として小葉内へ進展する膠原線維の増生を認めたが、3週後には小葉内の膠原線維は消失し、小葉間に少量残存するのみであった。これに対しDCA毎週1回、4回低圧注入した群は、注入終了後3週目においても小葉内へ進展する膠原線維を認め、8週目になって小葉内ではほぼ消失したが、小葉間には少量ながら膠原線維の残存を認めた。ラ島は膵全体にわたりほぼ正常の形態を示していた。膵内外分泌機能の異常は認めなかった。一方DCA毎週1回にて、4回高圧注入して発生した出血性膵炎を主体とする群は、注入後25週目においても、膵の広範な線維化と実質の脱落及び小葉の孤立化を認め、ラ島は数を減じ膨化傾向を示した。膵内分泌機能は血糖減少率(K値)の低下、IRIの低反応が認められ、外分泌機能は3因子(膵液量、アミラ-ゼ排出量、最高重炭酸塩濃度)低下の傾向を示した。生食水注入群では比較的高圧下の注入にても組織学的に膵炎は発症しなかった。DCAを犬膵管内へ反復注入することによって発症した急性膵炎の修復過程を検討し、以上の結果を得た。注入回数を多くすることにより膵組織の修復に時間を要することが判明し、また出血性膵炎後の経時的検討では、急性膵炎より慢性膵炎への移行の可能性を示唆する所見を得た。急性膵炎発症後の膵病変の推移を検索し,急性膵炎と慢性膵炎の関連性について検討した。雑種成犬の尾側膵管内に10%デオキシコ-ル酸(DCA)を反復注入して,膵内外分泌機能(経静脈的糖負荷試験,セルレインセクレチンテスト)及び病理組織の変化を,経時的に検討した。実験群は低圧1回注入群(1),低圧4回注入群(2),高圧4回注入群(3)を作成し,生食4回注入群をコントロ-ルとした。血清アミラ-ゼ値と血清過酸化脂質はDCA注入1日後には上昇したが,以後暫時減少して1週後にはほぼ正常値を示した。CSテストで実験群(3)で総膵液量,アミラ-ゼ排出量,最高重炭酸塩濃度共に低値を示す傾向にあったが,他の群はコントロ-ルとの差は認めなかった。経静脈的糖負荷試験では,血糖消失率,IRI共に実験群(3)のみ著明に低下していた。病理組織学的には実験群(1)ではDCA注入1週後には,膵の小葉間を主体とした膠原線維の増生を認めたが,3週後にはほぼ消失した。実験群(2)ではDCA注入終了後1週目は実験群(1)とほぼ同様の所見であったが,膠原線維の増生の程度が広範かつ高度であった。3週目になると膠原線維の増生程度は減弱し,8週目では小葉内の膠原線維は消失したが,小葉間にはなお残存していた。実験群(3)ではDCA注入終了後16週目において,膵全体にわたり広範に膠原線維が増生し,膵の小葉は完全に結合組織によって置換されたものや,萎縮して島状に残存したものも観察された。DCAを犬膵管内へ反復注入することによって発症した急性膵炎の修復過程を検討し,以下の結果を得た。注入回数を多くすることにより膵組織の修復に時間を要することが判明し,また出血性膵炎後の経時的検討では,急性膵炎より慢性膵炎への移行の可能性を示唆する所見を得た。
高性能有機触媒の創製と精密有機合成化学への応用

本研究では有機触媒の性能に応じて、高性能有機塩基触媒、高性能有機酸触媒、高性能有機酸塩基複合触媒、高性能有機ラジカル触媒という四つの研究項目に分けて、高性能有機触媒の合理的な創製を目指すとともに、これら高性能有機触媒を駆使して数多くの精密有機合成反応、とくに環境調和型および不斉分子変換反応を新たに開拓した。本研究では有機触媒の性能に応じて、高性能有機塩基触媒、高性能有機酸触媒、高性能有機酸塩基複合触媒、高性能有機ラジカル触媒という四つの研究項目に分けて、高性能有機触媒の合理的なデザインを目指すとともに、これら高性能有機触媒を駆使して精密有機合成反応を開拓する。まず新規キラル相間移動触媒として、触媒骨格に水素結合能を有する水酸基を組み込んだ二官能性キラル相間移動触媒を新たに開発し、不斉フッ素化反応およびオキシインドール誘導体の不斉共役付加反応の開発に成功した。また、エナミン形成による基質の活性化を利用する二級アミン触媒として、嵩高いジフェニルトリメチルシロキシメチル基によって精密に不斉場が構築された触媒を新たに開発し、従来型の触媒では困難であったアルデヒドの高エナンチオ選択的α-酸素化や不斉α-臭素化反応を開発した。続いて、光学活性ビナフチルジカルボン酸触媒では、さらなる精密な触媒設計を行ない、(1)ビニロガスアザエナミンを用いる不斉アルケニル化反応、(2)C,N-環状アゾメチンイミンを用いた逆電子要請型不斉1,3-双極子付加環化反応、(3)シアン化物を用いないStrecker型生成物の触媒的不斉合成法の開発に成功した。また触媒量の低減化にも取り組み、反応(3)においてはわずか0.1mol%の触媒量で高収率・高立体選択的反応を達成した。エナミン経由型の交差アルドール反応において、グリオキシル酸エステルの反応では高いシン選択性を得ることが困難であるが、アミノスルホンアミド触媒を用い、基質の適切な修飾により、完全なシン選択性の獲得に成功した。六員環キラル有機二官能性触媒開発においては、環上の置換基による反応性及び選択性への影響が精査され、不斉マンニッヒ反応において高収率・高立体選択性を得ることに成功した。有機ラジカル触媒の研究では,今のところ満足のいく結果は得られていない。本研究では有機触媒の性能に応じて、高性能有機塩基触媒、高性能有機酸触媒、高性能有機酸塩基複合触媒、高性能有機ラジカル触媒という四つの研究項目に分けて、高性能有機触媒の合理的なデザインを目指すとともに、これら高性能有機触媒を駆使して精密有機合成反応を開拓した。まず、二官能性キラル相間移動触媒を更に改良し、環境調和型の不斉変換反応の開発を試み、中性条件下における不斉合成反応を幾つか開発することに成功した。一方、有機酸塩基複合触媒の反応としては、新たに開発したα-チオアセトアルデヒドを求核剤とした不斉アルドール反応及びマンニッヒ反応において、ビアリール骨格を有するアミンスルホンアミドが触媒として有効であることを見出し、光学活性硫黄化合物の合成法を確立した。また、系中発生させたニトロソカルボニル化合物を求電子剤とした新たな立体選択的な炭素-窒素結合形成反応であるヒドロキシアミノ化反応において、アミン有機触媒としてα-トリチルピロリジンを用いることで、高い立体選択性が得られることを見出した。光学活性ビナフチルジカルボン酸を利用した不斉合成研究では、キノンイミンケタールという基質に内在する二つのアルケンのうち、立体的に不利な側で位置選択的に反応する不斉Diels-Alder反応を開発することに成功した。またカルボン酸触媒の研究過程においてボロン酸触媒で高エナンチオ選択的不斉合成が可能であることが見出され、新しい研究の端緒も得られた。有機ラジカル触媒としては、光学活性チイルラジカル触媒を利用した高エナンチオ選択的ラジカル環化反応を世界に先駆けて実現することができた。有機ラジカル反応剤として、超原子価ヨウ素触媒を用い、温和な条件下でアルデヒドからアシルラジカルを発生させることに成功し、α, β-不飽和カルボニル化合物との炭素-炭素結合形成が可能になった。一方、有機不斉ラジカル触媒として光学活性チイルラジカル触媒の開発に成功し、世界に先駆けて不斉ラジカル環化反応を高立体選択的に進行させることに成功した。また本成果に基づき、チイルラジカル触媒のデザインによりこれまでにない新しい反応を実現できることを見出している。まず新規キラル相間移動触媒として、触媒骨格に水素結合能を有する水酸基を組み込んだ二官能性キラル相間移動触媒を新たに開発し、環境調和型の不斉返還反応の開発を試み、中性条件下におけるアミド化合物の不斉共役付加反応の開発に成功した。この反応においては触媒量の低減化にも取り組み、わずか0.05mol%の触媒量で高収率・高エナンチオ選択的反応を達成した。また、キラル相間移動触媒を用いるオレフィンの異性化を伴う不斉アルキル化反応も開発した。

一方、光学活性ビナフチルジカルボン酸触媒の研究においては、不斉イミノアザエナミン反応によるストレッカー反応生成物の合成、及びビニロガスアザエナミン基質を用いる形式的なイミン類の不斉アルケニル化反応の開発に成功した。キラル第二級アミン触媒を用いることによって、新たにアルデヒドのエナミン経由型の不斉アミノキシル化反応や不斉ブロモ化反応が開発できた。さらに、アントラセン骨格を有する光学活性アミノスルホンアミド触媒を新たに調製し、遠隔不斉制御の実現に向けてアントラセン部位の遮蔽効果による反応性及び選択性への影響が精査され、アルデヒド類の不斉共役付加反応において高収率・高立体選択性を得ることに成功した。有機ラジカル触媒の研究では,今のところ満足のいく結果は得られていない。本研究では有機触媒の性能に応じて、高性能有機塩基触媒、高性能有機酸触媒、高性能有機酸塩基複合触媒、高性能有機ラジカル触媒という四つの研究項目に分けて、高性能有機触媒の合理的なデザインを目指すとともに、これら高性能有機触媒を駆使して精密有機合成反応を開拓する。まず新規キラル相間移動触媒として、二官能性キラル相間移動触媒を更に改良し、環境調和型の不斉変換反応の開発を試み、中性条件下における不斉アミノ反応の開発に成功した。また、ニトロ酢酸エステルのマレイミドへの不斉共役付加反応にも取り組み、高収率・高エナンチオ選択的反応を達成した。一方、光学活性ビナフチルジカルボン酸触媒の研究においては、オキサゾリジノン基を有するα-ジアゾエステル類の不斉マンニッヒ反応による選択的な三置換アジリジン骨格の不斉合成を達成するとともに、非環状アゾメチンイミン種の発生と合成的活用に関して検討し、α-ジアゾエステルとの不斉マンニッヒ型反応の開発に成功した。キラル第二級アミン触媒を用いることによって、脂肪族アルデヒド同士の交差型アルドール反応を選択的に起こし、シンー及びアンチ-交差型アルドール体が選択的に合成できた。さらに、第1級アミノ基を有する光学活性アミノスルホンアミド触媒を新たに調製し、水の添加効果による反応性及び選択性への影響が精査され、アルドール反応において高収率・高立体選択性を得ることに成功した。本研究では有機触媒の性能に応じて、高性能有機塩基触媒、高性能有機酸触媒、高性能有機酸塩基複合触媒、高性能有機ラジカル触媒という四つの研究項目に分けて、高性能有機触媒の合理的なデザインを目指すとともに、これら高性能有機触媒を駆使して精密有機合成反応を開拓した。まず、単純なケトン基質の不斉アルキル化に必要な新規キラル相間移動触媒を探索し、簡素化丸岡触媒の改良型が良い結果を与えることを見出した。また、二官能性キラル相間移動触媒を更に改良し、環境調和型の不斉変換反応の開発を試み、中性条件下における不斉合成反応を幾つか開発することに成功した。一方、ビアリール骨格を有する有機酸塩基複合触媒の反応としては、嵩高いアミン触媒を用いることで、高立体選択的にアルデヒドを系中発生させたニトロソカルボニル化合物に付加させて、ヒドロキシアミノ化体をα-アミノアルデヒド等価体として得ることに成功した。
腹部大動脈瘤発症におけるLOX-1の役割についての検討

腹部大動脈瘤におけるLOX-1(lectin-like oxidized LDL receptor-1)の役割を検討するため、ApoE KOマウス、ApoE/LOX-1 WKOマウスを用いて、アンジオテンシンII・高脂肪食投与による腹部大動脈瘤モデルを作製し、腹部大動脈瘤の発生率、最大血管径、動脈瘤の形態の違いを検討中である。データのばらつきがあり、薬の量を調整したり、Littermateを使用するなどしたが、安定せず、LOX-1 WKOマウスのgenotypingを行ったところ、WKOではなくheteroであることが判明したため、WKOマウスを得るためにマウスの交配を行い増やしているところである。腹部大動脈瘤形成におけるLOX-1の役割が明らかになれば、LOX-1をターゲットにした腹部大動脈瘤の発症や進展を抑制する治療薬開発への期待が高まり、腹部大動脈瘤患者の治療戦略を確立する上で大きな意義を持つものと期待されるが、進捗状況はかなり遅れているのが現状である。腹部大動脈瘤形成にLOX-1の関与が乏しかった場合を考慮し、マウス腕頭動脈でのプラーク破綻モデルを作成し、プラーク破綻におけるLOX-1の関与の検討も行っているところである。結果、ApoE KOマウスに比べ、ApoE/LOX-1 WKOマウスではプラーク破綻が有意に抑制されていた。ApoE KOマウスに比べ、ApoE/LOX-1 WKOマウスの腕頭動脈プラークにおけるマクロファージの浸潤やMMP活性は有意に抑制されており、また、胸部大動脈壁におけるマクロファージの極性、M1(炎症性)/M2(抗炎症性)比は有意に低下していた。以上のことより、LOX-1がプラーク破綻に密接に関与している可能性が示唆された。genotypingを行ったところ、ApoE/LOX-1 WKOマウスがheteroであることが判明したため、交配によりWKOマウスを得て現在増やしているところである。WKOマウスが増えてきたところで、アンジオテンシンII・高脂肪食投与による腹部大動脈瘤モデルを作製し、腹部大動脈瘤の発生率、最大血管径、動脈瘤の形態の違いを検討する。平成29年度の段階で、マウス腕頭動脈でのプラーク破綻モデルを作製し、プラーク破綻におけるLOX-1の関与の検討を行っていたが、その際用いたApoE/LOX-1 WKOマウスもheteroである可能性があるため、再度検討を要する。腹部大動脈瘤におけるLOX-1(lectin-like oxidized LDL receptor-1)の役割を検討するため、ApoE KOマウス、ApoE/LOX-1 WKOマウスを用いて、アンジオテンシンII(AngII)・高脂肪食投与による腹部大動脈瘤モデルを作製し、腹部大動脈瘤の発生率、最大血管径、動脈瘤の形態の違いを検討中である。データのばらつきがあるため、薬の量を調整したり、Littermateを使用するなど難渋しており、やや遅れ気味の進捗状況である。腹部大動脈瘤形成におけるLOX-1の役割が明らかになれば、LOX-1をターゲットにした腹部大動脈瘤の発症や進展を抑制する治療薬開発への期待が高まり、腹部大動脈瘤患者の治療戦略を確立する上で大きな意義を持つものと期待される。ノックアウトマウスを用いて腹部大動脈瘤モデルを作成中であるが、データにばらつきがあり、腹部大動脈瘤の出来率も安定しないため、littermateを使用したり、薬の量を調整したりしている。

結果、ApoE KOマウスに比べ、ApoE/LOX-1 WKOマウスではプラーク破綻が有意に抑制されていた。ApoE KOマウスに比べ、ApoE/LOX-1 WKOマウスの腕頭動脈プラークにおけるマクロファージの浸潤やMMP活性は有意に抑制されており、また、胸部大動脈壁におけるマクロファージの極性、M1(炎症性)/M2(抗炎症性)比は有意に低下していた。以上のことより、LOX-1がプラーク破綻に密接に関与している可能性が示唆された。genotypingを行ったところ、ApoE/LOX-1 WKOマウスがheteroであることが判明したため、交配によりWKOマウスを得て現在増やしているところである。腹部大動脈瘤の形成に差がみられなかった場合も考慮し、マウス腕頭動脈におけるプラーク破綻についても検討中である。結果、ApoE KOマウスに比べApoE/LOX-1 WKOマウスではプラーク破綻が有意に少ないことが判明した。WKOマウスが増えてきたところで、アンジオテンシンII・高脂肪食投与による腹部大動脈瘤モデルを作製し、腹部大動脈瘤の発生率、最大血管径、動脈瘤の形態の違いを検討する。平成29年度の段階で、マウス腕頭動脈でのプラーク破綻モデルを作製し、プラーク破綻におけるLOX-1の関与の検討を行っていたが、その際用いたApoE/LOX-1 WKOマウスもheteroである可能性があるため、再度検討を要する。研究計画が前倒しになることも考慮し今年度使用予定としていたが、研究がやや遅れているため。今後はモデルマウス作製を安定化させ、vitroの実験も同時に進めていく予定。研究が予定より遅れており、物品の購入や学会発表の旅費に使用できていないため。今後、実験を遂行していき、物品の購入や学会発表の旅費に充てる予定である。
イワシ、カツオ・マグロ等からみえるアジアにおける水産物グローバル化とその諸影響

私たちは80年代以降、水産物グローバル化の先頭を走るエビ、カツオ・マグロ(ペットフードを含む)の研究を継続してきた。グローバル化は乱獲による漁業資源の枯渇、大規模な環境破壊を引き起こしていた。また水産食品加工の現場では、国境を越えた低賃金労働者(子どもを含む)の供給体制や工場では厳しい労働者管理が敷かれていた。本研究でもグローバル化の影響はさらに悪化していた。しかしグローバル化のなかで私たちが見落としていたイワシが、日本や韓国そして東南アジア各地で多くの人びとを活かしていることを発見した。エビやマグロに頼らなくても、イワシを中心とした「民の経済」が持続的で、発展していることが明らかになった。グローバルに展開するタイの水産加工業は漁獲から、加工にいたる段階で外国人労働者に支えられている。カンボジアでは、このタイの水産加工業に労働力を送り出している農村で出稼ぎ経験者からその体験を聞くことができた。また彼らが送られたマハーチャイで活動しているNGOから外国人労働者の状況に関する情報を得ることができた。南タイでは、東アジア・東南アジアに広く利用されている食材である煮干しの生産現場を見学できた。日本国内でも香川県の伊吹島を訪問し、イワシ漁業および煮干し加工業者にインタビューを行った。さらに韓国では半島南部に加えて西海岸でもイワシ漁の調査を行った。ここでも食材として重要な位置を占めていることがみえてきた。イワシについては、戦前にまでさかのぼっての歴史調査を進めた。島根・鳥取両県でもイワシ調査を実施した。村井が書き残した「ミョルチ(イワシ)をより深く」の意味が少しみえてきた。インドネシアでは、漁港調査と缶詰工場、「民の経済」に関わるikan pindangに関する資料収集などから、来年度の調査候補地を絞り込むことができた。台湾ではエビ以降、ハタ類が「新世代養殖の希望」として登場し、イスラーム市場を目指すハラール製品の開発など台湾水産業の底力をみることができた。中国とフィリピンでの現地調査はできなかったが、水産物グローバル化に関する資料収集と来年度の調査地の関連情報の収集を行った。日本国内では、研究分担者と研究協力者による国内・海外調査結果の分析など研究組織内での情報共有するための勉強会を4回、専門家を招聘した研究会を1回実施できた。イワシの国内調査は伊吹島(香川県)・九十九島(長崎県)に加えて南串山(長崎県)において、イワシ漁、煮干し一次・二次加工の現場での聞き取り調査を行った。卸売ではさぬき市・観音寺市(香川県)、尾道市(広島県)で聞き取り調査を実施。文献調査も継続。煮干しの「食材化」の足跡が見えてきた。海外では済州島(韓国)・迪化街(台北)・プカロンガン・バリ海峡(インドネシア)・トラート県(タイ)・ジェネラルサントス(ミンダナオ)で調査を行った。韓国では研究者への聞き取り調査、資料収集を継続。食材として日本以上にイワシの利用が盛んである韓国、インドネシア・タイ・フィリピンでも「民の経済」を支えるイワシが健在であった。タイで困難であった缶詰工場の見学が長崎で実現した。マグロ缶の製造ではなかったが、原料調達の世界的ネットワークの一端を知ることができた。タイの水産加工業における外国人労働者の実態について欧米から強い批判がある。この問題に関してタイのNGOから聞き取り調査を行った。一大消費地である日本からタイに向けて批判の声が少ないことに危機感を持つ。本研究が担うべき役割のひとつである。ジェネラルサントス周辺のマグロ缶詰・水産加工場労働者の聞き取り調査から、工場とその系列派遣企業が最低賃金で契約労働者を確保していた。タイ、フィリピン、インドネシアの現地調査からカツオ・マグロの調達体制に加えて、水産加工労働者確保が水産物グローバル化を支えていることが見えてきた。中国・台湾におけるハタ養殖の現地調査は十分にできなかったが、資料収集は継続した。研究分担者による国内・海外調査結果の分析などを研究組織内で情報共有するため勉強会を4回実施した。平成27年度研究体制は研究分担者5名と1名の研究協力者に加えて、さらに2名の研究協力者に参加をお願いした。その結果、インドネシアではバリ海峡におけるイワシ漁業の調査、長崎のイワシ調査に南串山(雲仙市)調査を追加することができた。マハーチャイ・トラート県(タイ)でのNGO聞き取り調査、ジェネラルサントス(ミンダナオ)とプカロンガン(中ジャワ)では、イワシ・カツオ・マグロ缶詰工場労働者などから聞き取り調査ができた。タイでは許可されなかった缶詰工場見学が国内で実現した。これまでの調査活動を通して、国内外のそれぞれの現場で私たちの調査に協力をお願いできるNGOや漁業関連機関とのつながりができつつある。このつながりを大切にしたい。ハタ養殖調査が遅れているが、全体としてはおおむね順調に進展していると判断できる。エビやカツオ・マグロを追いかけていた私たちは、イワシを中心とした「民の経済」を見落としてきた。村井が書き遺した「ミョルチ(イワシ)をより深く」は、私たちに今後進むべき道を教えてくれた気がする。最終年度のイワシ漁および加工、流通の実態調査は観音寺市伊吹島(香川県)、雲仙市南串山町・佐世保市小佐々町(長崎県)に加えて、松前町・宇和島市愛南町(愛媛県)、九十九里町・大網白里町(千葉県)、柳井市・周防大島町(山口県)、さらに大阪湾のイワシ漁については岸和田・神戸漁協で聞き取り調査を行った。

各調査地では文献調査も合わせて行った。李ラインとの歴史関連で松江・浜田(島根県)、境・米子(鳥取県)において、イワシ漁業を中心に聞き取り調査を行った。韓国梅香理(平沢市)、南海岸の屯徳洞(麗水市)、東海岸の襄陽・東海(江原道)では、戦前から現在に至るイワシ漁について聞き取り調査を行った。タイ南部パンガー県(ヤーオヤイ島)では、イワシ漁漁村と煮干し加工業の調査を実施した。インドネシアのプカロンガン(中ジャワ)では、原料不足に直面する水産加工業の対応について、缶詰工場とすり身工場労働者からの聞き取り調査を行った。イワシ、カツオ・マグロの原料不足の深刻度は一層増していた。タイとインドネシアでは水産加工業に関わる新聞記事の収集分析を継続して行った。台湾におけるハタ養殖とその流通、とくに日本以外の市場開拓について屏東県林邉郷・新北市において生産者と流通業者から聞き取り調査を行った。研究分担者による国内・海外調査結果の分析などの情報共有をするための勉強会を3回実施した。また勉強会主催で韓国のイワシ研究者、海から日韓比較研究を試みている研究者と拡大勉強会を開催し、さらに専門家を招聘した研究会を1回実施した。私たちは80年代以降、水産物グローバル化の先頭を走るエビ、カツオ・マグロ(ペットフードを含む)の研究を継続してきた。グローバル化は乱獲による漁業資源の枯渇、大規模な環境破壊を引き起こしていた。また水産食品加工の現場では、国境を越えた低賃金労働者(子どもを含む)の供給体制や工場では厳しい労働者管理が敷かれていた。本研究でもグローバル化の影響はさらに悪化していた。しかしグローバル化のなかで私たちが見落としていたイワシが、日本や韓国そして東南アジア各地で多くの人びとを活かしていることを発見した。エビやマグロに頼らなくても、イワシを中心とした「民の経済」が持続的で、発展していることが明らかになった。アジア地域における水産物のグローバル化とその諸影響について、村井は「ミョルチ(イワシ)をより深く」と書き残して逝った。ミョルチはハングルであるが、他のアジア地域でも人びとの重要な食材であることがみえてきた。それだけ、カツオ・マグロなどとともにその資源、環境、消費者にあたえる影響も大きいことが予想される。こうした共通認識を研究分担者、研究協力者間で国内・海外調査を通して共有できた。この共通認識は生産から消費にいたるなかで、まだ十分に具体的にはなっていないが、おおむね順調に進展していると判断できる。韓国に行くと、イワシ・煮干しの存在感に圧倒される。村井が「ミョルチ(イワシ)をより深く」と書き残した理由のひとつだろうが、私たちはこれを日本だけでなく、アジアの広がりのなかで考えてみようとしている。その第一歩として、韓国のイワシ研究者との拡大勉強会を開催する。また、国内外で関係のあるNGOや漁業関係者・関連機関の協力を得て、水産加工工場労働者実態の比較を行ってみたい。世界一の水産加工基地であるタイに向けて資源問題・労働者の人権問題などで欧米からの批判が続いている。すでに欧米各国は水産資源の持続的な利用を意識してあらたな商品を開発している。
脳心連関に着目した慢性心不全治療戦略の構築-交感神経とPDE3への治療介入-

ラット心筋梗塞モデルに対してNeuretベクターの接種を心筋組織に行っているが、ベクターによる星状神経節への安定したGFP発現は得られていない。別種ベクターの先行研究に習い、心嚢腔へ投与を行なったが、有効な発言を得ることができなかった。心不全状態における交感神経系の変化を見るためにラット心筋梗塞モデルを作成し、心筋梗塞2週間後の星状神経節および脊髄中間外側核の神経リモデリング現象を観察し、これまでの既報通り、星状神経節が肥大を呈していたが、脊髄中間外側核の交感神経細胞も肥大を呈していることを確認した。心筋梗塞1週間後の時点で脊髄中間外側核では神経栄養因子でありBDNFとその受容体であるTrkBの発現が亢進していることを免疫組織染色、ウエスタンブロッティング法、リアルタイムPCR法にて確認した。他の神経栄養因子であるNGFとその受容体であるTrkAについては、脊髄におけるmRNAの有意な変化を認めなかった事から、脊髄における神経リモデリング現象はBDNF特異的な現象と推測された。また、TrkBシグナルの下流であるERKのリン酸化が脊髄中間外側核神経細胞で亢進していることが確認できている。ERKは心筋細胞などの肥大を亢進させるタンパクであり、神経細胞肥大にも関与していると考えられる。これらの研究結果をNeuroscience letter誌に報告し掲載することができた。(Neurosci Letter. 2018Oct 15;685:114-123.doi: 10.1016/j.neulet.2018.08.004.)平成28年度は、心筋細胞特異的PDE3A高発現マウスに対して、交感神経活性亢進を模擬したモデルとして、イソプロテレノールとアンジオテンシンII持続投与モデルを作成し、PDE3A高発現マウスにおいては、それらによる心筋細胞肥大、心筋組織線維化が抑制されており、酸化ストレスの抑制とTGFβの発現抑制がその機序であることを見出した。次に交感神経神経細胞特異的高頻度逆行性遺伝子導入ベクター(Neuretベクター)を用いて、心臓交感神経支配領域の同定を試みている。現状においては、左心室心筋、左心房心筋、右室心筋、右心房それぞれにNeuretベクターを接種し、その発現を星状神経節、心臓神経叢での確認を行った。しかし、心筋でのベクター接種は、発現が認められる場合と認められない場合があり、安定した星状神経節への発現が困難な状態である。原因の一つとして、心筋組織における神経細胞密度が薄いため、ベクターが交感神経に安定して取り込まれない可能性を考え、接種部位や接種量の変更を行っている。星状神経節にベクターを接種した場合は、脊髄側角領域細胞への安定した発現を認めており、研究の目的である心不全モデルにおける脳心連関の解析については、脊髄側角領域も解析対象となりうるため、星状神経節とともに心不全病態における解析を進めることとしている。心筋に接種したベクターの星状神経節への発現が不安定であるため。現在はベクターの接種部位や量、発現までの時期を変更して検討を行っている。原因として心筋組織の神経細胞密度が低いためと考えている。現在は心筋内でも神経細胞密度が高いと予想される冠動脈周囲などを中心にベクター接種を行っている。星状神経節にベクターを接種した場合の脊髄側角領域神経細胞へのベクター発現は安定しているため、脳心連関における交感神経経路と心不全の関連の病態の解明を行っていくことは可能であると判断している。心嚢腔への投与など、方法を変更しながら継続している。星状神経節へNeuretベクターを接種した場合は、脊髄中間外側核へのGFP発現は確認されており、ベクターの機能そのものに問題はないと考えている。心不全状態における交感神経系の変化を見るためにラット心筋梗塞モデルを作成し、心筋梗塞2週間後の星状神経節および脊髄中間外側核の神経リモデリング現象を観察した所、これまでの既報通り、星状神経節が肥大を呈していたが、脊髄中間外側核の交感神経細胞も肥大を呈していることを確認した。本事象はこれまで報告がないことから、現在論文投稿を行っている。心不全と交感神経活性の関連については、脳心連関の一部である星状神経節と脊髄中間外側核の神経リモデリング現象を発見することができたため進展しているが、Neuretベクターの発現がまだ不安定であり、分子機序の十分な解析が進んでいないためラット心筋梗塞モデルに対してNeuretベクターの接種を心筋組織に行っているが、ベクターによる星状神経節への安定したGFP発現は得られていない。

別種ベクターの先行研究に習い、心嚢腔へ投与を行なったが、有効な発言を得ることができなかった。心不全状態における交感神経系の変化を見るためにラット心筋梗塞モデルを作成し、心筋梗塞2週間後の星状神経節および脊髄中間外側核の神経リモデリング現象を観察し、これまでの既報通り、星状神経節が肥大を呈していたが、脊髄中間外側核の交感神経細胞も肥大を呈していることを確認した。心筋梗塞1週間後の時点で脊髄中間外側核では神経栄養因子でありBDNFとその受容体であるTrkBの発現が亢進していることを免疫組織染色、ウエスタンブロッティング法、リアルタイムPCR法にて確認した。他の神経栄養因子であるNGFとその受容体であるTrkAについては、脊髄におけるmRNAの有意な変化を認めなかった事から、脊髄における神経リモデリング現象はBDNF特異的な現象と推測された。また、TrkBシグナルの下流であるERKのリン酸化が脊髄中間外側核神経細胞で亢進していることが確認できている。ERKは心筋細胞などの肥大を亢進させるタンパクであり、神経細胞肥大にも関与していると考えられる。これらの研究結果をNeuroscience letter誌に報告し掲載することができた。(Neurosci Letter. 2018Oct 15;685:114-123.doi: 10.1016/j.neulet.2018.08.004.)今後も心筋組織にベクターを接種し、星状神経節への安定した発現が得られるよう工夫をしていく。具体的には、交感神経密度が高いと予想される冠動脈周囲、冠静脈周囲、左室後壁側、心嚢腔内へのベクター接種を行う。また、星状神経節にベクターを接種した場合の脊髄側角に存在する交感神経節前細胞へのベクター発現は安定しているため、星状神経節を支配している交感神経節前細胞の同定は容易である。そのため、心筋梗塞モデル(心不全モデル)における交感神経活性状態において、どのようなneuronal remodelingがおきているか、心筋細胞におけるPDE3の発現がどのように変化しているかを検討する予定である。Neuretベクターの心筋への接種方法、投与経路を変更することにより安定したベクター発現を目指す。心筋梗塞による心不全での神経リモデリングを確認できたため、計画書に記載している大動脈縮窄モデルによる圧負荷心不全モデル、アンジオテンシンIIによる心不全モデルでも同様の変化が得られるか確認し、PDE3阻害薬の投与によりそのリモデリング現象がどのように変化するか確認することで、神経リモデリング現象とPDE3の関連を検討する。
熱水加圧下における混合層鉱物の構造変換

スメクタイトの電荷位置を判定するGreene-KellyテストにおけるLiイオンの挙動に注目した研究と、天然界における続成作用によるスメクタイトからイラスト/スメクタイト混合層鉱物への変換プロセスの変換メカニズムのモデル化を試みた。さらに合成によるスメクタイト→イラスト変換実験を試みた。とくにPHとAl濃度のコントロールによる実験を行なった。それらは以下のようにまとめられる。(1)加熱収縮・膨張反応により、Greene-Kellyテストのメカニズムを検討した。その結果、四面体置換型のスメクタイトは、より高温まで層間水を保持し、膨張性を失わない。これは、四面体層の負電荷が底面酸素面に負電荷として集まり、層間陽イオンと水分子の静電的力が増加するため、四面体置換型でない場合は、層間水分子および層間陽イオンと四面体との間は、OH結合となり、前の場合より結合力は小さくなる。(2)Greene-Kellyテストを行ないS%が100-70%の試料について四面体/八面体置換型の割合をXRDプロファイルのシュミレイションから算出した。その結果、イライト化の進行て伴ってReich weite g=0→1→2への構造変化とあわせてS層の置換型に変化があることが判明した。具体的には、100%SのS層と四面体/八面体置換型の構造分布は、random型である。その後、四面体と八面体置換型は粒子内で分離していく。つまり、segregation構造をとる。(3)熱水加圧装置によるスメクタイトのイライト化変換の実験では、400°C以下の温度で、スメクタイトのバイデライト成分の増加がみられた。その傾向は、Al濃度10ppmで顕著であった。900°Cにおいては、イライト化が顕著に認められ、Al濃度100ppmではスメクタイト%が85%S、10ppmでは55%S(g=0)、0ppmでは45%S(g=1)の混合層鉱物へ変換されたことが認められた。これらのことから、スメクタイトのイライト化変換反応は温度よりpHの依存性が大きいことがわかった。
認知プロセス依存的に柔軟に経路変化する皮質層・領域間情報動態の研究

記憶の情報処理メカニズムに関して、皮質層レベルの情報処理から記憶関連領域間の情報処理まで複数の空間スケールにおける情報処理に注目して研究を進め、論文発表を行った。我々は、目にしたものをもとに関連したものを思い出すことができる。こうした心のはたらきを支える脳内神経回路として、大脳の側頭葉が重要な役割を果たしていると考えられてきたが、側頭葉ニューロン群が「ものを見た」知覚情報から記憶を想起する際にどのように協調して働くのか、その動作原理は明らかではなかった。そこで、記憶課題を学習したサルを用いて、「ものを見て、ものを思い出す」際の側頭葉神経回路のはたらきについて調べた。サルに対になった視覚図形を学習させ、ある図形を見たときに対の図形を思い出すように訓練し、課題遂行中に側頭葉の36野とTE野とよばれる二領域の神経活動を同時計測した。その結果、想起する図形そのものを表象している36野ニューロンの神経活動は、図形を見たときにはTE野の浅層とよばれる皮質層と協調的に働く一方、対となる図形を思い出す際にはTE野の深層とよばれる別の皮質層と協調的に働くことが明らかとなった。さらにこうした脳領域間伝達信号は、図形知覚時、記憶想起時ともにTE野の皮質表層に情報伝達することが明らかとなった。本研究により、視覚知覚・記憶想起という異なる認知プロセスに依存して、側頭葉記憶神経回路は皮質層レベルで異なるダイナミクスを示すことが明らかとなった。これらの結果をまとめNature Communicationsに論文発表した(Takeda et al, 2018)。本年度は、脳領域間と皮質層間を接続する記憶神経回路が認知プロセスに依存して異なるふるまいを示すことを論文発表した。またこの研究成果をもとに講演を複数行った。現在、この研究成果をもとに、記憶神経回路の動作原理に関する総説をまとめている。メゾスコピックスケールの記憶神経回路の動作原理についての研究成果をまとめることができたので、fMRIなどの脳機能イメージング法を用いたマクロスコピックスケールの記憶神経回路の動作原理に迫る研究を推進中である。
パルス電解による非晶質合金の製造

本年度はパルスめっき法によるNi-P,Co-P,Co-Mo,Pd-P非晶質膜の製造および特性評価を行った。Ni-P非晶質合金については日本金属学会誌に発表したが、急冷法では不可能な100μm以上の試料を40%以上の電流効率で製造できることがわかった。パルス条件の効果は顕著で、デューティ・サイクル0.2,ピーク電流10×【10^2】A/【m^2】でP含量は殆んど変化しないにも拘らず、X線のNiピークは殆んど消失し、良好な非晶質合金が得られ、その酸性硫酸水溶液中の耐食性は、Niの1/100に減少した。また、この合金は、耐食性が良いと同時に、水素発生の過電圧が小さく、水電解用カソードへの応用が考えられる。Co-P合金についても、日本金属学会誌に発表したが、耐食性の優れた非晶質Co-P合金が得られた。この合金では、パルス電解の効果は、電析表面が平常化し、極めて低いP含量(3.84質量%)にも拘らず合金を非晶化することにある。また電析非晶質Co-P合金も、硫酸水溶液中において高耐食性および高水素電極反応触媒活性を示し、Ni-P合金と同様に、水電解用陰極としての応用が考えられる。Ca-Mo合金についても、デューティ・サイクル0.2で、41質量%Moの極めて良質の非晶質膜が得られた。Co-Mo合金についても、水素電極反応の触媒活性は、ほゞ白金に匹敵する。この合金の製造過程で、ある条件で金属間化合物【Co_7】【Mo_6】の析出が観測された。これは、耐食性は極めて悪いが、幾つかの興味ある性質を示すので今後研究を続ける予定である。Pd-P非晶質膜の作成は成功したが、期待に反してその電極特性ならびに耐食性の向上はあまり見られなかった。さらに第三元素の添加が必要と思われる。Fe-P,Cr-P合金についての研究は現在進行中である。また上に挙げたNi-P,Co-P,Co-Mo等について磁性の測定を行っており、非晶質化により磁性に大きな変化が見られたがまだ系統的な知見は得られていない。