hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レスキューロボットのための分散センシングシステム構築に関する研究

レスキューロボットに搭載したセンサ間の情報を統合するためのセンサネットワークシステムのミドルウェアソフトとしてFDNetの開発を行い,その開発環境およびユーザインタフェイスの構築を行った.このインタフェイスは,GUIによりFDNetのあらゆる要素をロボット稼働中にリアルタイムに編集可能とするものである.具体的には,神戸大学工学部情報知能工学科で開発中のレスキューロボットRoQにロボットソフトウェアとしてFDNetを組み込み,開発環境の構築および評価を行った.分散センサとして,Bluetoothによる小型分散センサの試作器を製作し,FDNetに接続可能な無線センサデバイスとして必要なソフトウェア基盤を構築した.これらの成果により,FDNetを埋め込んだレスキューロボットから,ロボットに直接取り付けられたセンサと全く同等に,複数の無線センサをロボット搭載センサとして扱えるようになった.また,FDNet開発ユーザインタフェイスによりそれらのセンサ情報統合処理についてもリアルタイムに処理方法を最適なものへと変更,編集することが可能となった.分散センサユニットおよびロボット搭載センサの設計を行い,センサ間の情報を統合するためのネットワークシステムとして,水平分散アーキテクチャによる"FDNet"の設計と実装を行った.具体的には,神戸大学工学部情報知能工学科で開発中のレスキューロボットRoQ(既存設備TITAN-VIIIの上に構築)のアーキテクチャとしてFDNetを位置づけ,JAVAおよびCORBAによりプラットフォーム依存性を排し,複数多種のセンサからの情報を,ロボット搭載センサと外部に設置された分散センサの区別なくセンサ情報を取り扱えるシステムとして実装した.このFDNetにより,必要なセンサ情報に自由アクセスし,また得られたセンサ情報の統合についても動的にアルゴリズムを組み替えが可能となった.分散センサとしては,I2Cバス等によるセンサネットワーク構築の可能性について調査を行った。外部センサとしては,超音波センサ,赤外線センサ,ロボット搭載センサとして足裏圧力センサ・角度センサ・傾斜角センサ,超音波センサについて評価実験を行った.この中で,ロボット搭載センサのためには,I2Cバスによるセンサネットワーク,小型分散センサユニットにはBlootoothによるセンサネットワークの構築の可能性を得たので,今後。これらによる有線・無線でのセンサネットワークシステムの構築を行う.レスキューロボットに搭載したセンサ間の情報を統合するためのセンサネットワークシステームのミドルソフトウェアとしてFDNetの開発を昨年度に引き続き進め,分散センシングのためのハードウェア基盤の構築を行った.具体的には,神戸大学工学部情報知能工学科で開発中のレスキューロボットRoQのロボットソフトウェアFDNetについて,ロボット稼働中に任意のセンサウェアとの結合分離を行うためのダイナミックプログラミングの枠組みを実装した.これにより,ロボット稼働中にも,任意のハードウェアを駆動するための機能をロボットに追加,編集,統合を行うことができることとなった.分散センシングのためのハードウェア基盤としては,ロボットのセンサ系についてUSB化を果たし,すべてをFDNet上に動的に接続した.これによりロボットの内界センサであるポテンショメータや傾斜角計と同列に,外界センサである赤外線センサなども,ロボット稼働中であっても接続可能なものとした.今後は,これまでに開発したソフトウェア基盤FDNetの上に,有線および無線の分散センサを製作し,レスキューロボットのセンサとして,ロボット運用中に構成の変更が可能でかつ,処理内容をも動的に変更可能なシステムとして完成させる計画である.レスキューロボットに搭載したセンサ間の情報を統合するためのセンサネットワークシステムのミドルウェアソフトとしてFDNetの開発を行い,その開発環境およびユーザインタフェイスの構築を行った.このインタフェイスは,GUIによりFDNetのあらゆる要素をロボット稼働中にリアルタイムに編集可能とするものである.具体的には,神戸大学工学部情報知能工学科で開発中のレスキューロボットRoQにロボットソフトウェアとしてFDNetを組み込み,開発環境の構築および評価を行った.分散センサとして,Bluetoothによる小型分散センサの試作器を製作し,FDNetに接続可能な無線センサデバイスとして必要なソフトウェア基盤を構築した.これらの成果により,FDNetを埋め込んだレスキューロボットから,ロボットに直接取り付けられたセンサと全く同等に,複数の無線センサをロボット搭載センサとして扱えるようになった.また,FDNet開発ユーザインタフェイスによりそれらのセンサ情報統合処理についてもリアルタイムに処理方法を最適なものへと変更,編集することが可能となった.
多重安定ゲルの微視的構造と階層性の解明

高分子ゲルの微視的構造と階層性を解明するため、動的光散乱、粘度、小角X線および中性子散乱実験を行った。試料としては、静電相互作用および水素結合が関与するポリビニルアルコール(PVA)のイオンコンプレックス系ハイドロゲルを中心に行った。その結果、1.PVAコンゴーレッド系ゲルにおいて、毛細管粘度測定とゲル化エンタルピー測定より、特異的なゾル-ゲル-ゾル-ゲル相転移を発見した。そしてこれが分子内架橋と分子間架橋の競合により起こることを解明した(研究発表1)。2.同系の小角X線散乱および小角中性子散乱実験により、ゲル内に存在する濃度ゆらぎには時間に対して揺らぐ動的な(溶液的な)ゆらぎと静的な(固体的な)ゆらぎが存在することを確認した。またこれらゆらぎが上述の相転移と密接に関連していることを確認した(Macromoleculesに投稿中)。3.動的光散乱(DLS)装置のデータ解析装置を改良し、化学架橋PVA-ほう酸イオン系ゲルのDLS測定を行った。その結果、DLS測定により得られる協同拡散係数とゲルの膨潤/収縮より評価される巨視的拡散係数とのよい一致が膨潤および収縮ゲルのいずれについても見られた(Macromoleculesに投稿中)。
紀伊半島の家族性神経難病の臨床病理学的研究と原因遺伝子連鎖解析

紀伊半島の筋萎縮性側索硬化症/パーキンソン痴呆複合(Kii ALS/PDC)はGuam島のALS/PDCと酷似した疾患で、紀伊半島の穂原地区で現在も発生している。大脳、脳幹に多数の神経原線維(NFT)が出現し、老人斑を伴わないことが病理学的特徴である。高い家族性発症率、臨床症状、病理所見でFTDP-17と共通するが、タウ遺伝子変異は認められない。Kii ALS/PDCの病的タウ蛋白の研究は、アルツハイマー病(AD)などtauopathyの病態を考えるうえでも重要である.この疾患の脳組織のタウ蛋白を生化学的に分析した.4例のKii ALS/PDC患者の凍結脳からsarkosyl不溶性画分(病的タウ)と可溶性画分(正常タウ)を調整した.リン酸化依存性抗タウ抗体(PS199,PS199/202,PS262,PS231/T235,PS396,PS403,PS412,PS422),非依存性抗タウ抗体tau-C,tau-N)を用いた不溶性画分のウエスタンブロットと免疫組織染色、また、脱リン酸化処理不溶性・可溶性画分のウエスタンブロットを検討した。この疾患の不溶性タウはADのPHFタウと同様に過剰にリン酸化されており、抗体への反応からはADのPHFタウとリン酸化部位に相違点はないと考えられた.また,AD同様にtriplet bandを示し、6種のタウisoformから構成されていた.蛋白レベルでタウ蛋白は6isoformが同じ割合で発現していた.不溶性画分のネガティブ染色電顕観察ではADのPaired helicalfilamentと同様に80nm周期のくびれをもつtwistedfilamentがみられた.この疾患の病的タウ蛋白は、ADとは異なる機序で神経細胞変性に関与している可能性が考えられたが,今回の分析では、ADのPHFタウとの生化学的相違は確認されなかった.紀伊半島の筋萎縮性側索硬化症/パーキンソン痴呆複合(Kii ALS/PDC)はGuam島のALS/PDCと酷似した疾患で、紀伊半島の穂原地区で現在も発生している。この疾患の不溶性タウはADのPHFタウと同様に過剰にリン酸化されており、抗体への反応からはADのPHFタウとリン酸化部位に相違点はないと考えられた.また,AD同様にtriplet bandを示し、6種のタウisoformから構成されていた.蛋白レベルでタウ蛋白は6isoformが同じ割合で発現していた.不溶性画分のネガティブ染色電顕観察ではADのPaired helicalfilamentと同様に80nm周期のくびれをもつtwistedfilamentがみられた.この疾患の病的タウ蛋白は、ADとは異なる機序で神経細胞変性に関与している可能性が考えられたが,今回の分析では、ADのPHFタウとの生化学的相違は確認されなかった.
強相関電子系の物性発現におけるサイズ依存性

本研究では,強相関電子を含む系の物性発現の機構を明らかにするため,銅酸化物系に対しては,クラスタ-を数値的に厳密に扱う手法,及び重い電子系に対しては,有効媒質理論を発展させ,主に動力学的な性質を研究した。その際パソコンを大型計算機の端末として,また計算機本体として補助的な計算の遂行に活用した。更に出張により他大学の研究者と有意義な情報交換を行うことができた。以下に具体的な成果を報告する。1.4スピン相互作用を含む有効モデルの導出。銅と酸素から構成されるCuー02次元面は,高温超伝導の発現に本質的な役割を演ずると考えられている。本研究では,Cuと0の共有結合に関与する電子のみを含む,いわゆるpーd混成モデルから出発し,低エネルギ-の励起を更に少ない自由度で記述するための有効モデルを厳密対角化の手法によって求めた。その結果4個の隣接するスピンが巡回的に交換をする相互作用が,最近接交換相互作用の約30%という非常に大きな値をとることを明らかにした。2.スピン相関関数及びラマン散乱スペクトルの計算。有効モデルを4×4の正方格子上で厳密に解き,ラマン散乱スペクトルを計算し,4スピン相互作用が実験結果の理解に重要であることを指摘した。3.遍歴・局在双対性の描像。強相関電子系を直感的に理解するための描像として,遍歴・局在双対性という概念を定式化した。この概念に基づいて,重い電子の示す特徴的な弱い反強磁性やメタ磁性を説明するための量子力学的現象論を展開した。また,1個のサイトを自己無撞着に決定される動的な有効媒質中におき,巨視系の励起スペクトルを求めた。
認知症とともに「老いを生きる」高齢者の尊厳とQOLを保障する在宅ケアモデルの構築

本研究は,地域で暮らす高齢者のQOLを支える在宅ケアモデルの構築を目指し,認知症高齢者が人生経験を通してどのような老いの生き方・暮らし方を望んでいるのか,さらに家族やケア提供者が,認知症高齢者の望む老いの生き方・暮らし方をどのように捉え,どのような支援をしているのかを明らかにすることを目的としている。平成30年度は,認知症と診断された高齢者とその家族およびケア提供者に対して,認知症高齢者の望む老いの生き方・暮らし方の認識とケアについて面接調査と参加観察を実施した。中国・四国地方にある居宅介護支援事業所1か所,訪問看護ステーション2か所から紹介を受けて,認知症をもつ高齢者とその家族および担当のケア提供者を1組とする12組を対象に,参加観察および面接調査を行った。今後は,参加観察および面接調査により得られたこれまでのデータ分析を丁寧に進める。そのうえで,認知症高齢者の望む老いの生き方・暮らし方とそれを支えるケア実践に関する先行調査や文献を吟味しながら,これまでの本研究により得られた参加観察および面接調査の分析結果に基づいて質問紙調査票を作成し実施する計画である。本研究計画では,平成29年度から30年度にかけて,認知症と診断された高齢者とその家族およびケア提供者に対し,認知症高齢者の望む老いの生き方・暮らし方への認識とケアについて,認知症と診断されている高齢者とその家族および担当のケア提供者を1組とする20組に面接調査と参加観察を実施し,その分析結果に基づいて,認知症高齢者の望む老いの生き方・暮らし方を支援するケアに関する質問紙調査票を作成する予定であった。平成30年度は,複数の居宅介護支援事業所および訪問看護ステーションに研究協力の依頼を行い,居宅介護支援事業所1か所,訪問看護ステーション2か所,計3か所の事業所から協力が得られた。研究協力に承諾が得られた事業所を通して対象者の紹介を受け,研究参加に同意が得られた,認知症と診断されている高齢者とその家族および担当のケア提供者を1組とする12組に面接調査と参加観察を実施した。認知症と診断されている高齢者とその家族および担当のケア提供者に対する面接調査と参加観察については当初計画していた予定数には至っていないが,今後は,参加観察および面接調査により得られた結果の分析を丁寧に進める。そのうえで,認知症高齢者の望む老いの生き方・暮らし方とそれを支えるケア実践に関する先行調査や文献を吟味し,平成30年度までの本研究における参加観察および面接調査の分析結果に基づいて質問紙調査票を作成し,実施する計画である。認知症と診断された高齢者とその家族およびケア提供者に対して,認知症高齢者の望む老いの生き方・暮らし方の認識とケアについて面接調査と参加観察を実施するにあたり,平成29年度は,認知症高齢者,老い,在宅ケアなどに関する文献検討を行った。また,国内外の学術集会へ参加し,高齢者や認知症ケアに関する資料収集を行った。本研究の全体構想のなかで,まずは,認知症と診断された高齢者とその家族およびケア提供者に対し,認知症高齢者の望む老いの生き方・暮らし方への認識とケアについて面接調査と参加観察の実施に関して,所属機関の研究倫理審査委員会への申請を行い,研究計画書の承認を得た。認知症高齢者およびその家族を対象に面接調査を実施し,ケア提供者を対象に参加観察および面接調査を実施するために,承認を得た研究計画書に基づいて,居宅介護支援事業所および訪問看護事業所に,対象者選定と紹介を得るために研究協力の依頼を行った。会話が可能で認知症と診断されている高齢者とその家族,および担当のケア提供者の職種や業務等の状況についてケア実践における現状を把握しながら慎重に対象者の選定を行った。本研究計画では,平成29年度から30年度にかけて,認知症と診断された高齢者とその家族およびケア提供者に対し,認知症高齢者の望む老いの生き方・暮らし方への認識とケアについて面接調査と参加観察を実施する予定である。平成29年度は,研究倫理審査委員会への申請を行い,研究計画書の承認を得て,対象者の選定と紹介を得るために複数の事業所に研究協力の依頼を行った。会話が可能で,認知症と診断されている高齢者,家族と担当のケア提供者を1組とする対象者への協力依頼に想定以上の時間を要したため,面接調査にまでは至らなかったが,次年度にかけて面接調査が実施できるよう研究を進めている。

今後は,参加観察および面接調査により得られたこれまでのデータ分析を丁寧に進める。そのうえで,認知症高齢者の望む老いの生き方・暮らし方とそれを支えるケア実践に関する先行調査や文献を吟味しながら,これまでの本研究により得られた参加観察および面接調査の分析結果に基づいて質問紙調査票を作成し実施する計画である。本研究計画では,平成29年度から30年度にかけて,認知症と診断された高齢者とその家族およびケア提供者に対し,認知症高齢者の望む老いの生き方・暮らし方への認識とケアについて,認知症と診断されている高齢者とその家族および担当のケア提供者を1組とする20組に面接調査と参加観察を実施し,その分析結果に基づいて,認知症高齢者の望む老いの生き方・暮らし方を支援するケアに関する質問紙調査票を作成する予定であった。平成30年度は,複数の居宅介護支援事業所および訪問看護ステーションに研究協力の依頼を行い,居宅介護支援事業所1か所,訪問看護ステーション2か所,計3か所の事業所から協力が得られた。研究協力に承諾が得られた事業所を通して対象者の紹介を受け,研究参加に同意が得られた,認知症と診断されている高齢者とその家族および担当のケア提供者を1組とする12組に面接調査と参加観察を実施した。研究協力を依頼している事業所のケア提供者と適宜相談しながら,当初の研究計画書の対象者の条件等についての検討と修正を行っており,平成30年度は当初の計画通り,データ収集と分析が実施できる見込みである。また,平成30年度にかけて面接調査および参加観察を実施し,その調査結果を分析したうえで,認知症高齢者の望む老いの生き方・暮らし方とそれを支えるケア実践に関する質問紙調査票を作成する計画である。認知症と診断されている高齢者とその家族および担当のケア提供者に対する面接調査と参加観察については当初計画していた予定数には至っていないが,今後は,参加観察および面接調査により得られた結果の分析を丁寧に進める。そのうえで,認知症高齢者の望む老いの生き方・暮らし方とそれを支えるケア実践に関する先行調査や文献を吟味し,平成30年度までの本研究における参加観察および面接調査の分析結果に基づいて質問紙調査票を作成し,実施する計画である。本研究計画において,平成29年度から30年度にかけて実施予定である,認知症と診断されている高齢者とその家族,担当のケア提供者に対する面接調査において,平成29年度に使用予定であったデータ収集補助とデータ入力補助のための費用が,平成30年度の実施計画に移行された。平成30年度は,認知症と診断されている高齢者とその家族,担当のケア提供者に対する面接調査を当初の目標対象者数まで実施した後,調査結果を分析し,認知症高齢者の望む老いの生き方・暮らし方とそれを支えるケア実践に関する質問紙調査票を作成する計画である。当初計画していたデータ収集期間が延長したとしても平成30年度にかけて事業所および対象者への研究協力依頼と面接調査を実施する計画である。今年度は,参加観察および面接調査を実施し,その分析結果に基づいて質問紙調査票を作成する計画であったが,研究対象者への協力依頼とデータ収集に時間を要し,データ分析の完了と質問紙調査票の作成には至らなかったことにより,これらに係る費用が次年度に移行された。また,今年度は,複数回開催される国内外の学術集会への参加を予定していたが,予定より少ない国内の学術集会への参加となった。
現代フランス「国家」の変容と共和主義・市民社会論争

本研究では、「国民国家」の元祖であるフランスにおいて、1980年代以降に行われてきた共和主義論と市民社会論の論争を手がかりにして、グローバリゼーションの展開によって大きく揺らいでいる「国民国家」をめぐる諸問題を再検討するための基礎研究を行った。その際、「共和主義」、「ナシォン(国民)」、「国家」という基本カテゴリーに注目して、検討を行った。まず、共和主義理念をめぐる議論は、英米でもJ.G.A.ポーコックの『マキアヴェリアン・モーメント』以来活発に行われているが、本研究では、クロード・ニコレの歴史的研究を手がかりにして、フランスにおける共和主義理念の形成と特質を見た上で、80年代以後の共和主義の再定義の問題を検討した。具体的には、共和主義の再定義派の代表的人物として、リュック・フェリーとアラン・ルノーという、第二次世界大戦後に生まれた若い政治哲学者の著作を取り上げ、ポストモダン思想経由の「差異の政治」、「市民社会論(ピエール・ロザンヴァロンが代表格である)、多文化主義といった90年代の諸思想と対峙しながら、彼らがどのように新しい「主体」の哲学と共和主義的政治の方向づけをしようとしているかを検討した。次いで、共和主義理念と結びついてきた「ナシォン」と「国家」の再定義の問題に取り組んでいる理論家であるドミニク・シュナペールとピエール・ビルンボームという二人の政治社会学者の90年代の著作を取り上げ、彼らが、市民社会論や多文化主義に対峙しながら、それぞれの、「ナシオン」の政治社会学と、「国家」の政治社会学について検討した。今年度は、これまで一体的にとらえられていた「共和主義」、「国家」、「国民」という語に着目して、現代フランスにおける議論状況を検討した。具体的には、「共和主義」という問題領域では、C.ニコレとリュック・フェリーの一連の著作を検討し、「国家」についてはP.ビルンボームの国家社会学を、「国民」についてはD.シュナペールの著作を中心に検討した。「共和主義」の問題領域では、ポーコックの著作を契機に英米およびわが国で活発になった「共和主義」論議とはやや異なったフランス的特質を明確化する作業をまず行った。簡潔に言えば、フランスでは「共和主義」と言った場合、あくまでも「啓蒙」の延長上にとらえられるのに対して、英米では古典古代のポリス的伝統とのつながりが強調され、モダニズム批判の文脈でとりあげられる傾向が強いのだが、そこからでてくるフランス的特質を、特に政治哲学者リュック・フェリーに注目して再構成を試みている。そして、「共和主義」派が、ハイデッガーやデリダたちの理論に依拠するフランス的「差異の政治学」にどのように向き合っているか、フェミニスムやエコロジスムにどのように向き合い、共和主義理論を再構成しようとしているかを明確化しようとした。その際、90年代にやはり「共和主義」モデルに着目したJ.ハーバマスとの対比も行う必要を感じているが、それは今後の課題とした。なお、P.ビルンボームの国家社会学、D.シュナペールの「国民」の社会学の検討も行っているが、C.ルフォール、P.ロザンバロン、M.ゴーシェたちの「市民社会論」との対比でさらに検討することは次年度の課題である。その際。「共和主義」、「ナシォン(国民)」、「国家」という基本カテゴリーに注目して、検討を行った。

具体的には、共和主義の再定義派の代表的人物として、リュック・フェリーとアラン・ルノーという、第二次世界大戦後に生まれた若い政治哲学者の著作を取り上げ、ポストモダン思想経由の「差異の政治」、「市民社会論(ピエール・ロザンヴァロンが代表格である)、多文化主義といった90年代の諸思想と対峙しながら、彼らがどのように新しい「主体」の哲学と共和主義的政治の方向づけをしようとしているかを検討した。次いで、共和主義理念と結びついてきた「ナシォン」と「国家」の再定義の問題に取り組んでいる理論家であるドミニク・シュナペールとピエール・ビルンボームという二人の政治社会学者の90年代の著作を取り上げ、彼らが、市民社会論や多文化主義に対峙しながら、それぞれの、「ナシオン」の政治社会学と、「国家」の政治社会学について検討した。
小脳オレキシンによる睡眠覚醒モードの呼吸神経回路動態の解析

摘出小脳・橋-延髄-脊髄標本を用いて、呼吸活動を指標として、オレキシンの橋結合腕傍核(NPB)における調節機構の解析した。オレキシンは脊髄や小脳片葉・傍片葉、そして、NPBにターミナルがあることが知られている。生後1週の小脳では、下オリーブ核からプルキンエ細胞に対して登上線維が小脳に投射し、小脳からNPBへ出力している。中枢性化学受容体からもNPBに投射がある。オレキシン存在下でCO2を高くすると速い呼吸になった。それは、オレキシンがNPBの吸息-呼息切り替えニューロンに作用し、能動的に呼吸数を引き上げる事による。オレキシンは覚醒時にNPBを介して能動的に呼吸促進を引き起こすと考えられた。本研究は、呼吸性神経回路と小脳の関連性において、小脳のオレキシン神経に、どのような役割があるのか調べようという独創的な研究である。新生児期ラットにおいて、下オリーブ核を介して呼吸活動が小脳にも捉えられたことを申請者らは確認している。また、自律神経の統合核として最近注目を集めている橋結合腕傍核(NPB)は、スライス標本では回路が切れてしまい、in vivo標本ではアプローチが難しい場所にあるということで、なかなか研究が進まないところであるが、この摘出脳ブロック標本を用いることにより、NPBの研究を進めることが出来る事も特徴である。さらに覚醒維持状態を生むとされるオレキシン神経の光操作により、オレキシンを興奮または抑制することで、睡眠覚醒に関与する自律神経系の反応を解析できる点は、この実験の特徴である。今年度は、この呼吸性神経回路の存在した標本を用いて、呼吸性ニューロンの細胞外記録、ホールセルパッチクランプ法を用いた細胞内記録を用いて、この標本における呼吸性ニューロンネットワーク連関を解析した。下オリーブ核に対して呼吸性入力があるのか、下オリーブ核から小脳片葉・傍片葉へ入力があるのかをそれぞれの場所でホールセルパッチクランプ法を用いて、ニューロンを記録し、ニューロビオチンを細胞内注入し、さらにそれぞれの場所を電気刺激してその応答を調べた。その結果、呼吸中枢より下オリーブ核への入力があり、それが小脳皮質に投射していることが分かった。呼吸の出力に大きく影響をする中枢性化学受容体からの反応性とオレキシンとの関連性を調べるため、高CO2や低O2のリンゲル液を標本に潅流した状態で、オレキシンを加えると第4頚髄前根から呼吸性活動は、興奮を示すだけでなく、過度の呼吸の上昇も見られた。今後は、このネットワークに回路依存的な過興奮システムのようなものがあるのかどうか、調べる予定である。オレキシン神経の役割について、小脳片葉・傍片葉ー結合傍腕核(NPB)の神経回路における呼吸性活動の変調を解析した。特に、NPBは呼吸調節中枢であり、化学受容をすることが良く知られている。そこで、高CO2や低O2の条件下で、小脳付き標本と小脳なしの標本における橋NPBの呼吸性ニューロンの反応性をニューロンの神経活動をパッチクランプ法で記録し調べた。さらに、その条件において、オレキシンを投与した時の橋NPBの呼吸性ニューロンの反応性についても調べた。その結果、NPBにおける呼吸性ニューロンは、オレキシンによって呼吸数が早くなり、オレキシン投与下における高CO2においては、呼吸数が早くなるだけでなくそれとは別に、高頻度の呼吸が引き起こされることが明らかになった。これは、パニック障害の誘因となる可能性もあると考えられる。さらに、低酸素時には、呼吸が速くなる時だけでなく遅くなることもあり、日齢が低いと誘発されやすいことが明らかとなった。また、小脳付きの標本では、生後0-2日ラットでは高頻度呼吸が誘発されやすく、小脳ー橋ー下オリーブ神経回路はオレキシンにより呼吸リズムの増幅回路として関与する可能性があるのではないかと思われた。光操作の実験設備は、研究室内でかなり整って来ている。しかし、オレキシン光操作マウスの搬入に関しては、大学の動物施設の建て直しに伴い、新しい遺伝子組み換えマウスの搬入が若干、しにくくなっている。次年度はオレキシン光操作マウスを導入し、実験の遅れを取り戻していきたい。オレキシン神経に関しては、光学的測定や呼吸性ニューロンの反応性について研究を進めることができた。本研究は、in vitro標本でありながら広範囲な神経回路の解析が出来る摘出小脳・橋-延髄-脊髄標本を用いて、オレキシンの睡眠覚醒機構における役割を、呼吸性神経活動を指標として睡眠覚醒モード切り替えにおける呼吸に対する調節機構を解析する事を試みることを目的とした。オレキシン神経にロドプシンチャネル2やハロロドプシンを遺伝的に組み入れたマウスを光操作法により活性化・不活性化することを計画したのだが、実際には、大学の新棟建設による騒音等のため、マウスの生育や出産が上手くいかなかったので、ラットで同様に出来る実験に置き換えて行った研究成果を報告する。光学的測定の結果、小脳傍片葉(片葉)刺激で、橋の腕傍核の外側に光学シグナルが観察され、外側腕傍核で記録された呼吸性ニューロンは、吸息ー呼息切り替えニューロンが多く、オレキシンにより吸息-呼息のフェースの切り替えが促進されて、呼吸数が増加する事が分かった。さらに、外側腕傍核の吸息ー呼息切り替えニューロンに対して、前肢、後肢からの感覚刺激が入力することが光学的測定法やパッチクランプ法を用いて明らかとなり、腕傍核が呼吸と歩行(胎動)に関わることが示唆された。

生後1週の小脳では、下オリーブ核からプルキンエ細胞に対して数本の登上線維が小脳の片葉・傍片葉に投射しており、下オリーブ核には呼吸中枢のレベルからの投射があり、呼吸リズムが小脳神経回路発達に関与する可能性があると考えられた。一方、オレキシンは脊髄や小脳片葉・傍片葉、そして、腕傍核にターミナルがあることが知られている。オレキシンは、発達期において、腕傍核に集まった外部感覚の入力と自律性機能への出力を調節し、脳幹と連絡のある小脳部位をコントロールすることによって、運動発達と自律性機能を融合する役割を果たしているのかもしれない。摘出小脳・橋-延髄-脊髄標本を用いて、呼吸活動を指標として、オレキシンの橋結合腕傍核(NPB)における調節機構の解析した。オレキシンは脊髄や小脳片葉・傍片葉、そして、NPBにターミナルがあることが知られている。生後1週の小脳では、下オリーブ核からプルキンエ細胞に対して登上線維が小脳に投射し、小脳からNPBへ出力している。中枢性化学受容体からもNPBに投射がある。オレキシン存在下でCO2を高くすると速い呼吸になった。それは、オレキシンがNPBの吸息-呼息切り替えニューロンに作用し、能動的に呼吸数を引き上げる事による。オレキシンは覚醒時にNPBを介して能動的に呼吸促進を引き起こすと考えられた。摘出小脳-橋ー延髄ー脊髄標本を用いて、電気生理学的・組織学的・光学的測定において、下オリーブ核ー小脳片葉・傍片葉ー橋結合腕傍核のネットワークの相互連関を調べるという当初の研究予定は、大体進行どおりである。今後は、オレキシン神経の光操作(オプトジェネティック操作)と呼吸活動を指標としたサイクルトリガー光学的測定法を用いることによって、呼吸にロックした反応性が出現し、下オリーブー片葉系ーNPBという回路の機能的意味を解析する予定である。特にオレキシン神経の光操作刺激と呼吸にロックした光学的シグナルのパターンから睡眠モードー覚醒モードでの呼吸活動のパターンを記録しようと考えている。さらに、オレキシンが睡眠覚醒機構だけではなく、ストレスに対する作用にも関与している可能性があり、オレキシンによる制御機構の1つが浮かび上がる可能性もある。兵庫医科大学広報4月号に第69回自律神経学会にて優秀演題賞を取った研究成果の記載あり。発達神経生理学今後は、光学的測定法を用いて下オリーブ核・小脳傍片葉に呼吸性活動が見られるのかを、呼吸性活動を指標としたcycle-trigger-optical imaging systemにより可視化する。さらに、光操作の光源やファイバーを買い求めたので、これを、こちらの標本仕様にするために集光レンズを調整する予定である。それを用いて、オレキシン神経の光操作(オプトジェネティック操作)のon-offにより、小脳の傍片葉ー橋結合腕傍核ー下オリーブ核のネットワークにおけるオレキシンの反応性を抽出して、睡眠覚醒モード切り替えに関する小脳の役割を解析するつもりである。今年度は、新学術領域研究の研究費もあり、同じように光操作法を用いる実験系を提出したので、光操作実験系の備品や消耗品をそちらでも買うことが出来たので、少し繰り越すことが出来たと思う。研究遂行に必要な機器類を買うため、概算で前倒し請求をしたので、若干であるが繰越金が発生した。
回折光学素子を用いたサブ回折限界光パターン生成と顕微秘密分散法への応用

本研究では、伝搬光を用いて、局所的に回折限界よりも微細な光パターン(サブ回折限界光パターン)を生成する手法を開発した。独自のアルゴリズムにより、サブ回折限界光スポットのアレイを生成する回折光学素子を設計し、光学実験によりさまざまな配置の光スポットを生成できることを確認した。設計では、回折限界スポットのサイズの70%、実験でも80%以下のスポットサイズを達成した。サブ回折限界光パターンを多波長で三次元的に生成することにも成功した。また、本手法を物理的限界に依拠した暗号技術に応用し、鍵となるサブ回折限界光パターンを用いた場合にのみ秘密画像が正しく視認されることを実証した。本研究では、回折光学素子を用いて単一の回折限界光スポットよりも細かい複数のスポットを持つ光パターン生成手法を開発し、顕微鏡下での画像情報暗号化システムに応用してその能力を実証することを目的とする。今年度は回折光学素子設計と特性評価実験などを行い、主に以下の成果が得られた。1.回折光学素子の設計手法の確立さまざまな拘束条件を組み込むことが可能な反復フーリエ変換アルゴリズムに位相を考慮した新しい拘束条件を導入し、意図した光パターンを生成する回折光学素子が設計できることを示した。また、パラメータに対するスポットサイズや光利用効率などの性能をシミュレーションにより評価した。三次元スポットアレイや波長多重スポットアレイ生成の設計にも成功した。これらは、要求される性能に対する設計指針を与える上で重要である。2.実験による光パターンの評価空間光変調器を用いた光パターン検証実験系を構築し、設計した回折光学素子による生成パターンを観察した。集光用に開口数(NA)の異なる2つのレンズを用いて光パターンを生成し、双方で設計結果に近いパターンが得られることを確認した。現時点で回折限界の70%以下のスポットアレイを生成可能である。これにより、本手法の基本概念が実証できた。3.画像情報暗号化手法の概念形成回折限界付近での光の振る舞いを利用したセキュリティ技術への展開をはかるため、生成した光パターンを鍵とする暗号化手法の概念形成を試みている。これまでに、光伝搬方向の距離や波長など多次元の鍵空間を構成する光パターンと物理的な微細構造を組み合わせた方式を想定し、その特徴などを検討した。本研究では、回折光学素子を用いて単一の回折限界光スポットよりも細かい複数のスポット(サブ回折限界スポット)を持つ光パターン生成手法を開発し、顕微鏡下での画像情報暗号化システムに応用してその能力を実証することを目的とする。今年度は多次元スポットアレイ生成への拡張と,画像情報暗号化の基本原理実証を行い、主に以下の成果が得られた。1.多次元サブ回折限界スポット生成素子の開発昨年度に構築したアルゴリズムを多次元(波長多重・三次元)素子設計に拡張した。特に、反復ごとに、各波長の位相分布を統合する処理とクロストーク抑制条件を導入することにより、波長数が増えても高い性能を維持できることを見いだした。また、2波長2出力面の素子を用いた実験により,目的の光パターンが得られることを確認した。2.素子の特性解析本素子で生成される光パターンの特性を調査した。例えば、光軸方向のスポット径の変化は回折限界スポットよりも極めて小さく、深い焦点深度が達成できることを明らかにした。小さいスポットと深い焦点深度の両立は種々の応用において有用であると考えられる。3.画像情報暗号化の原理実証回折限界付近での光の振る舞いを利用したセキュリティ技術として、視覚復号型暗号化手法を検討した。本手法では、サブ回折限界スポットアレイを鍵、反射率分布を暗号化情報として用いる。光学実験により、通常の一様照明では原画像が得られないのに対して、鍵パターンを照射した場合には原画像が正しく復号されることを確認した。多次元回折光学素子の設計においては、アルゴリズムの正当性を示すだけでなく、パラメータと性能との関係を明らかにし、パラメータ設定の指針も得られた。素子の解析により有用な特性も見いだされた。光学実験においても、シミュレーションとほぼ一致した結果が得られており、大きな問題は生じていない。画像暗号化については、網羅的評価を実施するために、画像サイズを当初想定よりも小さく設定したが、予定通り基本原理を確認することができた。以上のことから、おおむね順調に進展していると判断した。主に以下の成果が得られた。1.サブ回折限界スポット生成素子の開発さまざまな拘束条件を組み込むことが可能な反復フーリエ変換アルゴリズムに位相を考慮した新しい拘束条件を導入し、局所的に回折限界よりも細かい光パターンを生成する回折光学素子の設計アルゴリズムを構築した。三次元波長多重のサブ回折光パターン生成も可能であることを示した。2.光パターン生成の実証空間光変調器を用いた光パターン検証実験系を構築し、設計した回折光学素子による生成パターンを観察した。単一波長・単一出力面の場合において、回折限界サイズの約70%のスポットのアレイを生成できることを確認した。また、2波長2出力面の素子を用いた実験も行い、目的の光パターンが得られることを確認した。さらに、線パターンの縮小化についても検討し、対物レンズを用いた顕微スケール(1μmスケール)のパターン生成にも成功した。3.画像情報暗号化への適用本手法を視覚復号型暗号化に応用した。

光学実験により、通常の一様照明では原画像が得られないのに対して、鍵となるサブ回折限界パターンを照射した場合には原画像が正しく復号されることを確認した。復号画像はシミュレーション結果ともよく一致した。また、アライメント許容誤差などの特性を明らかにした。さらに潜像手法についても検討した。これらの結果より、サブ回折限界スケールの光物理に基づく新しいセキュリティ手法の能力を示すことができた。本研究では、伝搬光を用いて、局所的に回折限界よりも微細な光パターン(サブ回折限界光パターン)を生成する手法を開発した。独自のアルゴリズムにより、サブ回折限界光スポットのアレイを生成する回折光学素子を設計し、光学実験によりさまざまな配置の光スポットを生成できることを確認した。設計では、回折限界スポットのサイズの70%、実験でも80%以下のスポットサイズを達成した。サブ回折限界光パターンを多波長で三次元的に生成することにも成功した。また、本手法を物理的限界に依拠した暗号技術に応用し、鍵となるサブ回折限界光パターンを用いた場合にのみ秘密画像が正しく視認されることを実証した。回折光学素子の設計においては、基本仕様だけでなく、三次元スポットアレイや波長多重スポットアレイを生成できることも予定を前倒しして示すことができた。また、光学実験においても光パターンがシミュレーションとほぼ一致することを確認している。これらの結果はアルゴリズムの改善にもつながった。画像暗号化については、まだ結論はでていなが、符号化方式等の検討は進んでいる。以上のことから、おおむね順調に進展していると判断した。これまでのところ研究推進に関わる問題は生じておらず、当初の計画どおり研究を進めていく予定である。まずは、これまでより高い開口数の集光レンズを用いてシステムを構築し、顕微スケールのパターン生成を検証する。一方、前年度に検討した画像暗号化手法をステガノグラフィに応用し、サブ回折スケールの光物理に基づくセキュリティ技術の能力を示す。このとき、波長ごとに鍵パターンを対応付ける秘密分散法への拡張についても検討する。これらの成果を国内外の学会で発表し、学術論文発表としてまとめる。情報フォトニクスこれまでのところ研究推進に関わる問題は生じておらず、当初の計画どおり研究を進めていく予定である。まず、回折光学素子の拡張とシミュレーションによる性能評価を進め、本手法の特性をより明確にしていく。また、顕微鏡をベースに画像情報暗号化システムを構築する。設計する空間符号化法を用いて、顕微スケール情報の読み出し実験を行い、画像暗号化への応用能力を検証する。本年度の実験において、暗号化画像(反射率分布基板)をガラス基板上にリソグラフィで作製する予定であったが、手持ちの可変のDMDデバイスで代用するなど、経費を抑制したため、少額の繰越金が生じた。
社会的ジレンマとソーシャル・キャピタルに関する日中比較研究

現代社会における連帯や向社会的行動(pro-social)といった互恵的利他行為を抑制する社会的ジレンマの克服について、日本、中国のコミュニティをフィールドに、ソーシャル・キャピタルの観点から実証的に分析し、人々の紐帯や信頼、互酬性の規範などの行動規範が制度や文化とどう関わっているのかについて明らかにする。実証的な国際比較研究により、共助(共同性)が育まれるための社会的条件について構造的な考察を行った。近代社会の都市化におけるコミュニティ変容や、自治を活用した向社会性行動を誘導するための公共政策的介入方法について、国家レジームの違いを超えたローカル・ガバナンスへの関心の高まりが見られる。中国上海市の2コミュニティに対する社会調査を共同研究者である復旦大学の劉准教授とともに実施した。上海市の複数の街道政府と居民自治理事会の協力を取り付けコミュニティ委員および住民に対する聞き取りと、ソーシャル・キャピタル測定調査を行い、データの収集を行った。子供と暮らしていない高齢者も多いが、独居老人の問題は発生しないよう全住民に対する管理体制が行き届いている。政府の統治の正統性を高めるため、所得の少ない者へ食事を提供する施設や、子供たちが下校後に過ごすことができる学童保育施設、また高齢者向けの生涯学習事業など、福祉・文化施設の整備やサービス提供を街道政府が充実させている。各コミュニティの居民自治理事会は、街道政府から派遣された職員及び市の予算で雇用されたスタッフと、住民から選ばれた委員で構成されている。インテリ層がすむ公園や緑が豊かに管理されているコミュニティや、上海万博で強制的に移住させられた住民のための新しいコミュニティ、さらには流動人口といわれる農家戸籍の者が労働のために住み付いて市民サービスから見放されたようなコミュニティまで多様なコミュニティを選定し調査した。また近年、上海市が企画して街道政府に事業を指示する形でNPOが設置され、ソーシャルワーカーを雇用してとりわけ流動人口、農民工として上海市民と差別された暮らしをしている者への社会サポートが展開されている状況も調べることができた。また今年度は、上海市では居民自治理事会委員選挙が初めての民主的な手続きを導入して実施されたため、選挙立候補者の立ち会い演説会も調査した。コミュニティ・レベルではあるが、住民が自由に立候補し、投票で代表を選ぶ民主化の試みは共産党一党支配体制下では大きな変化への萌芽として受け止められている。現代社会における連帯や向社会的行動を抑制する社会的ジレンマについて明らかにするため、ソーシャル・キャピタル分析により日中のコミュニティに関する実証的研究を行ってきた。上海市のコミュニティについては、複数の街道政府と居民自治理事会へのフィールド調査により、所得階層別のゲーティッド・コミュニティが形成されている。出身地、親族、職場の友人などの同所得階級との信頼やコミュニケーションは非常に強く、SNSも頻繁に用いられている。しかし隣接コミュニティとの関係性は極めて薄く、地域レベルでは帰属意識や互酬性の規範などを基盤とするソーシャル・キャピタルが育っていないことが窺われた。所得階層を超えた付き合い自体が、その階層メンバーとして好ましくないという規範が働いている可能性も見られた。農村戸籍の問題は、中国国民の基本的権利に大きな制約条件となっている。上海市民は、農村など市外の出身者に対して、経済力や学歴がない限り、同様の社会階層者として受け入れない偏見が見られる。そのため、農民工は、地縁・血縁を活かした彼らの社会ネットワークを使って建設工事現場など仕事の情報を得ている。街道政府など行政から見ると、彼らは都市にとって必要な労働力であるものの、不法移民であり、市民として普遍的にサービスを提供すべき主体とは見なされていない。近年、農民工向けの学校や社会保障制度などの創設、貧困者地域におけるソーシャル・ワーカーの配置などが街道政府により進められているが、格差解消の効果は見られない。ソーシャル・ワーカー自身の社会経済的地位も未だ低い状態にある。人と空間、経済力により、ソーシャル・キャピタルの蓄積や機能が異なるところに中国のSCの特徴が確認される。本研究は、現代社会における連帯や向社会的行動といった互恵的利他行為を抑制する社会的ジレンマの克服について、日本、中国のコミュニティをフィールドに、ソーシャル・キャピタルの観点から実証的に分析し、人々の紐帯や信頼、互酬性の規範などの行動規範が制度や文化とどう関わっているのかについて明らかにすることを目的としている。実証的な国際比較研究により、共助(共同性)が育まれるための社会的条件について構造的な理解の手がかりをつかむ。この研究により近代社会におけるコミュニティの変容パターンや、文化を活用した向社会性行動を誘導するための公共政策的介入方法について、国を超えた普遍的な知見を得ることを目指す。日中という儒教文化の基礎的な価値を共有しつつも全く異なる歴史や政治経済環境にある国のソーシャル・キャピタル研究を行うことで、両国のソーシャル・キャピタル構造の特性や普遍性、地域リーダーのネットワーク構造、社会制度と自助・共助の関わりなどについて新たな知見が得られる。

またわが国のソーシャル・キャピタル研究で得られてきた知見の国際的普遍性に関して、その有効性や限界を考察することができる。さらに本研究で開発する日中のソーシャル・キャピタル調査方法による分析や解釈から、異文化、異社会制度における埋め込まれたソーシャル・キャピタルをどう扱うべきかについて研究方法の改善を行うことが期待できる。平成23年度は日本・中国のコミュニティレベルのソーシャル・キャピタルの特性を調べるため、日中両国において実施する2カ国語の住民アンケート調査票の作成やフィールドの選定、行政機関等への協力依頼といった準備作業を行った。日中のコミュニティ政策における、社会的ジレンマの克服のための連帯や協働によるソーシャル・キャピタル醸成について比較研究を行った。この研究は、共同性を育む社会的条件、コミュニティの変容パターンや向社会性行動を誘導する公共政策的介入方法について、日中間で普遍的な知見を得ることを目的とする。日本及び上海市のコミュニティをフィールドとし、ソーシャル・キャピタル醸成メカニズムの制度化や、紐帯、信頼、互酬性の規範をベースとした自治意識涵養の行政介入法とその成果について調査。住民及び街の状況から上海市の13コミュニティを選び、街道政府、居委会リーダー、地域福祉を担うNPO、ボランティア住民に対して社会調査を実施した。コミュニティを巡る課題は、日本では人口減少や高齢化、共助によるコミュニティ活動維持、地下水などコモンズの保全等が課題である。上海市では、大量の地方からの移住者対応と差別・格差拡大、急速な高齢化、政府への信頼性確保のための行政サービスの高度化が課題である。研究により、行政と住民のパートナーシップという政策的介入は、両国において行政や公共圏に対する信頼性が増すことが確認された。日本では市民活動経験の共有がソーシャル・キャピタル蓄積に有効である。中国では、経済的自由化で「単位」制度が廃止され、人治社会の伝統的な人脈・関係(guanxi)を活かす生き方が重要となった。出身地、学歴、経済階級により分断された社会紐帯は、ネット社会であっても社会的統合を阻んでいる。大都市が農村戸籍者を惹きつけ、農民工の大量人口移動が大きな社会課題となる一方で、伝統的なコミュニティが解体し、社会階層別にゲーティッド・コミュニティーを形成する傾向が強まっている。都市住民と移住者の混住地域では、行政による監視と、行政が設置したNPOが社会福祉サービスを提供するというコミュニティ政策が試みられている。公共政策学上海市住民のコミュニティにおけるソーシャル・キャピタルの測定と、日本のコミュニティのソーシャル・キャピタルとの比較研究を行ってきたが、今年は準備した調査票を使って実査に着手し、共同研究者と協力して社会調査を進めた。春から夏にかけて調査対象のフィールドである居民自治理事会への調査協力依頼、住民や役員への聞き取り調査、そして管轄の街道政府職員との折衝、調査票の配布を行った。
形式主義と直観主義の証明論的手法による比較再検討

20102011年度にかけては,形式主義と直観主義の比較再検討というテーマの元,論理学(数学基礎論)・哲学の両面から研究を行った.主な数学的成果としては,スタンフォード大学G.ミンツ教授との共同研究により,ブフホルツのΩ規則の完全カット消去定理という未解決問題を解いた.主な哲学的成果としては,非可述性の分析という観点から証明論のこれまでの歴史を振り返り考察を行い,今後の課題を提示した.20102011年度にかけては,形式主義と直観主義の比較再検討というテーマの元,論理学(数学基礎論)・哲学の両面から研究を行った.主な数学的成果としては,スタンフォード大学G.ミンツ教授との共同研究により,ブフホルツのΩ規則の完全カット消去定理という未解決問題を解いた.主な哲学的成果としては,非可述性の分析という観点から証明論のこれまでの歴史を振り返り考察を行い,今後の課題を提示した.申請首はこれまで直観主義的手法を用いた、これまでの形式的なものよりもわかりやすい証明論を開発してきた。論理学的課題としては、スタンフォード大学G.ミンツ教授との共同研究を押し進める点があげられていた。今年度は、共同研究を押し進めた結果、ブフホルツのΩ規則をさらに拡張することに成功した。1970年代終わりにΩ規則が導入されて以来、Ω規則を含む体系に対するカット消去定理は常に部分的なものであった。つまり、算術的と呼ばれる限定されたクラスの論理式を帰結としてもつ証明図に関するカット消去定理のみが証明されていた。それに対して、本研究では、Ω規則を含む体系に対するカット消去定理を「任意の」論理式を帰結としてもつ証明図へと拡張することができた。共同研究では、この手法が繰り返しを含まない再帰的定義に対応する二階算術の部分体系に対して適用され、成果をG.ミンツ教授との共同研究としてまとめ査読付きの国際誌へと投稿した。その後、この手法をω回の繰り返しを含む再帰的定義に対応する二階算術の部分体系へと拡張することに成功し単著論文にまとめ投稿の準備を進めている。これらの研究のため、スタンフォード大学を訪問し共同討議を行った。哲学的課題については、まず準備段階として申請者が開発してきた証明論がどのような体系で形式化されるかを探求した。その結果、やはり形式主義的枠組みを超えた原理を使っていることが明らかになった。さらにゲンツェンの1936年の無矛盾性証明が現代的証明論のテクニックを用いて再構成できることが判明し論文にまとめた。平成23年度は、これまでに得てきた数学的成果を哲学的に反省することを主たる目的とし、研究を進めてきた。特に、これまで証明論において得られてきた数学的成果がどのような哲学的、ないしは概念的な解明をもたらしうるか、を解明すべく研究を行った。集合論の専門家および科学哲学の研究者と共に、これからの数理論理学の未来について議論を行うワークショップにて招待講演を行った(「科学基礎論学会2011年度総会と講演会」、愛媛大学)。そこでは、非可述性の分析として証明論をとらえ、これまで用いられてきた証明論的順序数にまつわる困難を指摘した。特に、ゲーデルの1938年の講演を取り上げ、そこでの議論を応用した。そして、以上のような問題点の上に申請者自身の数学的成果がどのような背景の元に位置づけられ、どのような哲学的・概念的意味を持ちうるか、を論じることで、これからの数学の哲学における課題を提示した。この成果は論文として、『科学基礎論研究』に掲載されることが決まり、出版された。上記の研究と並行して、前年度に論文にまとめた、ゲンツェンの1936年の無矛盾性証明の再構成について、さらに研究を進めた。特に、慶應義塾大学文学研究科博士課程高橋優太と共に、ゲンツェンの証明が現代的証明論の手法で再構成できることを細かく計算することで確かめ、さらに、ゲンツェンの歴史的な原論文との詳しい対照を与えた。このことにより、申請者による前年度の成果に対して歴史的な裏付けを与えた。また、その結果として、これまで異なる証明と考えられてきた未出版の証明、1936年の証明、1938年の証明が「超限的な命題に有限的な意味を与える」という一貫したテーマの元に理解できる、という趣旨の共著論文を高橋氏と書き、投稿への準備を進めた。
外生殖器形成過程解析に基づくトキシコジェノミックス戦略

我々はこれまで胎児外性器形成のため必要な細胞増殖因子群の機能解析を行なってきた。催奇形性因子群、内分泌撹乱物質等の作用が懸念されている哺乳類外生殖器の発生メカニズムに関する分子生物学アプローチは、今まさに緒についたばかりである。我々はこれまでFgf(繊維芽細胞増殖因子),Bmp, Shh(ソニックヘッジホッグ)遺伝子群の機能解析を行なってきた。その結果、世界で初めて胎児期外性器の先端に伸長を制御する重要な内胚葉性領域(DUE)が形成されることが明らかになった。今回我々は哺乳類外性器の発生モデルとして、胎児体幹部から発生する外性器形成初期、中期にかけて網羅的に細胞増殖因子群、転写因子群の遺伝子発現パターンを解析した。それらの解析によりdistaless(dll)遺伝子の高等哺乳類におけるホモログ遺伝子であるDlx遺伝子群が同定された。更にDlx5、6のダブルノックアウトマウスは極めて重篤な尿道形成異常を呈することが判明した。よってこれまでの一貫した取り組みにより哺乳類胎児外性器において細胞増殖因子群、並びにホメオボックス遺伝子群が相互に密接に関連して形態形成のための制御ネットワークを形作っていることが明らかとなった。Dlx遺伝子群やShh遺伝子などを含めて胎児後端の初期の基盤構造である総排泄腔、そういった発生の場から胎児外性器がいかに形作られるかという点についても遺伝的カスケードの情報が初めて得られた。このように本プロジェクトを通じてFgf, Shhを含めた初期胎児外性器の形成制御、Dlx遺伝子を介した精巣形成を含めたホルモンに依存した形成機構を見出した。この結果今後環境由来の催奇形性物質による影響という視点で重要な解析対象を同定した。内分泌撹乱物質との関連が懸念されている外生殖器奇形発生メカニズムに関する分子生物学アプローチは、世界的に緒についたばかりである。我々は世界で初めて樹立した手法で、胎児外生殖器の形成過程をin vitro培養で再現した。その結果、発生制御遺伝子群、細胞増殖因子群の機能を解析できるようになり、外性器原基を伸長させる因子群FGF(繊維芽細胞増殖因子)8,FGF4,Shh(ソニックヘッジホッグ)等の存在、機能を明らかにした。このような基盤的研究成果を受け、哺乳類外性器の発生モデルとして、胎児体幹部から発生する外性器形成初期、中期にかけて網羅的に細胞増殖因子群、転写因子群の遺伝子発現パターンを解析した。その結果、各々の初期、中期、後期において内胚葉性の上皮、体幹部間葉などにおいて総排泄腔、尿生殖洞由来の細胞の分化や移動に伴ってダイナミックに発現する遺伝子群が明らかになった。生殖系に対して催奇形性を発現するメカニズムとしては、細胞増殖、細胞死、細胞分化、細胞移動など各ステップに渡る遺伝子発現撹乱がこれまで推定されていたが、我々の網羅的解析により、発現パターンのレベルにおいて今後解析すべき遺伝子群が示唆されるようになった。