hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
関数型プログラムの逆計算プログラム生成に関する研究

本研究では,項書換え系(TRS)からの逆計算プログラムの生成に取り組んでおり,バグのないプログラムによる効率的な逆計算をめざしている.本年度も前年度に引続き,単射関数に注目し,決定的な計算を行う逆関数プログラムの生成に取り組んだ.逆計算コンパイラが生成するプログラムは一般に停止性や合流性を持つとは限らない.また,紐解き変換がCTRSを近似したTRSを生成するという欠点から,逆計算の計算結果の集合に解ではない項が含まれるという問題があった.これを解決するために,変換で得られたTRSが停止性を持つ場合には,完備化手続きを適用することで合流性を持つTRSを得られることを示した.完備化手続きは合流性を持つTRSを生成する手続きであるが,必ずしも成功するわけではない.しかし,逆計算コンパイラで得られたTRSが停止性を持つ実用的な例で実験を行なったところ,実験した例すべてで完備化手続きが成功した.さらに,これまでの逆計算コンパイラの実装とインタフェースを整備した.実験では従来の完備化システムを実装して用いた.しかし,ほとんどの例では再帰経路順序では等式の方向付けに失敗した.そこで,停止性証明ツールを利用した完備化システムを実現することで,完備化に成功した.等価関係を利用して定義されるような関数を扱うTRSでは,項を最内戦略で評価する必要がある.従来の完備化ではそのようなTRSについては正しい結果が得られない.そこで,最内戦略で評価されるTRSに対する従来の完備化の枠組の正当性を保存するための十分条件も示した.今年度の研究結果は年度内の発表は間に合わなかったが,すでに論文にまとめるまでに至っている.また,本成果は条件付きTRSからTRSへの紐解き変換の改善に相当し,今後,条件付きTRSの研究に役立つことが期待できる.本研究では,項書換え系(TRS)からの逆計算プログラムの生成に取り組んでおり,バグのないプログラムによる効率的な逆計算をめざしている.また,let構文などを持つ関数型言語(主にStandard ML)を自然に表現できる条件付きTRSの表現を解析し,実用の関数型プログラムの逆計算プログラム生成をめざす.今年度は以下の研究を行った.・構成子TRSを対象とした逆計算コンパイラの部分逆計算への応用として,部分逆計算コンパイラとしてまとめ,国際会議で発表した.・すでに示されている最内戦略が有効である条件のもとで,順計算/逆計算の両方のプログラムを組み合わせた場合でも最内戦略が有効であることを明らかにし,部分逆計算の結果とともに発表した.・生成したプログラムを動作させるためのナローイング計算の停止性証明の十分条件として,すでに提案していた依存対法を依存グラフ法に拡張した.実装については,単純な戦略に基づいた停止性証明ツールを実装したが,ナローイングの停止性証明の自動化は書換えの場合よりも戦略が複雑であるので次年度の課題とする.・条件付きTRSからTRSへの紐解き変換については,計算の効率化の特徴であるようなlet文に対応した部分は保持しながら書換え規則を最適化する変換を提案し,国内のシンポジウムで発表した.この手法には条件付きTRSの解析や関数型プログラムの最適化への応用が期待でき,さらに研究を行う余地がある.なお,解が複数個存在する場合の非決定的な逆計算のための全解探索インタープリタについては,本年度に同グループで試作した計算戦略の評価実験用のツールを基に次年度に開発を行う.本研究では,項書換え系(TRS)からの逆計算プログラムの生成に取り組んでおり,バグのないプログラムによる効率的な逆計算をめざしている.本年度は特に,単射関数に注目し,決定的な計算を行う逆関数プログラムの生成に取り組んだ.逆計算コンパイラが生成するプログラムは一般に停止性や合流性を持つとは限らない.また,紐解き変換がCTRSを近似したTRSを生成するという欠点から,逆計算の計算結果の集合に解ではない項が含まれるという問題があった.これを解決するために,加算・乗算プログラムの逆計算に取組み,一般には解決が難しい問題点であることを明らかにした.そこで,対象とするプログラムを単射関数に限定し,停止性と合流性を持つ逆計算プログラムを生成するための変換法を開発した.また,単射関数であるための規則の形式の十分条件も明らかにした.さらに,他研究の変換を紐解き変i換の代わりに導入することで,問題が生じないことも確認したが,その特徴を理論的に保証するためには元のプログラムがある構文的条件を満たす必要があった.さらに,乗算のように値が計算結果に反映されないような場合,すなわち,生成プログラムがTRSのクラスに入らない場合には,ナローイングによる計算が必ず停止しないことをインタプリタを用いた計算の実験で確認した.紐解き変換では停止性を失わないことが理論的に保証されているので,一般には紐解き変換が有効であり,条件を満たす場合には他研究の変換を導入することで,逆計算コンパイラの性能を高めた.

これは,紐解き変換と他研究の変換の比較にも繋がる成果といえる.この結果については次年度に発表する予定である.今年度は他に,以下の研究を行った.・前年度に作成した逆計算コンパイラにウェブユーザインタフェースを与え,出力書式を本グループで既に作成したTRSインタプリタと一致させ,逆計算の実験を行った.・逆計算コンパイラの後半の変換である紐解き変換(CTRSからTRSへの変換)を改良し,直感的にコーディングされた除算の再帰プログラムと一致した除算プログラムの自動生成に成功した.また,この結果をまとめ,国際ワークショップで発表した.本研究では,項書換え系(TRS)からの逆計算プログラムの生成に取り組んでおり,バグのないプログラムによる効率的な逆計算をめざしている.本年度も前年度に引続き,単射関数に注目し,決定的な計算を行う逆関数プログラムの生成に取り組んだ.逆計算コンパイラが生成するプログラムは一般に停止性や合流性を持つとは限らない.また,紐解き変換がCTRSを近似したTRSを生成するという欠点から,逆計算の計算結果の集合に解ではない項が含まれるという問題があった.これを解決するために,変換で得られたTRSが停止性を持つ場合には,完備化手続きを適用することで合流性を持つTRSを得られることを示した.完備化手続きは合流性を持つTRSを生成する手続きであるが,必ずしも成功するわけではない.しかし,逆計算コンパイラで得られたTRSが停止性を持つ実用的な例で実験を行なったところ,実験した例すべてで完備化手続きが成功した.さらに,これまでの逆計算コンパイラの実装とインタフェースを整備した.実験では従来の完備化システムを実装して用いた.しかし,ほとんどの例では再帰経路順序では等式の方向付けに失敗した.そこで,停止性証明ツールを利用した完備化システムを実現することで,完備化に成功した.等価関係を利用して定義されるような関数を扱うTRSでは,項を最内戦略で評価する必要がある.従来の完備化ではそのようなTRSについては正しい結果が得られない.そこで,最内戦略で評価されるTRSに対する従来の完備化の枠組の正当性を保存するための十分条件も示した.今年度の研究結果は年度内の発表は間に合わなかったが,すでに論文にまとめるまでに至っている.また,本成果は条件付きTRSからTRSへの紐解き変換の改善に相当し,今後,条件付きTRSの研究に役立つことが期待できる.
時間分解計測法に基づくマイクロプラズマの局所物性探査

プラズマと接する液体・固体などの高密度媒質界面のマイクロ領域の分子環境は未知であり、反応性に富むプラズマと、高密度媒質の界面といった不均一な場における相互作用は、新しい化学反応場や材料プロセシング場として興味深いだけなく、プラズマ界面化学といった新しい学問領域の開拓に繋がることが期待される。平成19年度はレーザー光の集光による気体・液体界面、液体固体界面におけるマイクロプラズマ発生と非線形ラマン分光法による計測・解析、高周波電源により発生したプラズマジェットを固体表面に照射しながら偏光変調反射赤外分光法による計測を行った。気/液界面・固/液界面でプラズマを発生させた場合、気/液界面・固/液界面の分子振動モードが特徴的な波数シフトを伴って観測される現象を見出した。これはこのような不均一場におかれた水分子がさらにプラズマ中の電子などの荷電粒子と相互作用した結果現れたものであり、置換基レベルでの環境変化を捉えたものである。置換基レベルでの状態変化を捕らえることに成功したので、置換基が組み変わる化学反応追跡への重要な一歩となる成果であるといえる。一方、高周波電源を用いたプラズマジェット照射による金板上の化学反応を追跡した結果、大気中の水蒸気とプラズマが金属表面で反応したと思われるプラズマ/金属界面における過渡種生成の分光に初めて成功した。プラズマ照射下で初めて生成することから、電荷の絡む特殊な水クラスターが生成したものと思われる。波数シフトの解析からクラスタリングの様子の詳細を考察した。本研究計画の前半である平成18年度は、後半の研究目的の遂行のための実験装置の開発を行った。主な研究内容および成果は以下の2点である。(1)電子増強ラマン分光法を用いた超臨界水中レーザー誘起プラズマ生成と分光計測超臨界水中にピコ秒のパルスレーザーを集光照射し、マイクロプラズマを生成させるための光の波長やレーザーの強度やビーム径などの最適化を行った。その結果、超臨界水中に安定にマイクロプラズマを連続的に生成することに成功、分光測定のための条件を確立した。次に温度・圧力を変化させた場合の電子増強ラマンスペクトルの変化、プラズマ発光、特にその中に含まれる原子線などを解析した。その結果、超臨界水中のプラズマにおいて、電子の周囲にクラスタリングする水分子の数、及び環境を計測することに初めて成功した。また理論計算による信号の解析を行った。さらに次年度にむけて、顕微鏡下でのレーザーマイクロプラズマの発生実験に着手した。(2)プラズマ・液体界面の分子環境探査に向けた時間分解偏光変調赤外吸収法の装置開発励起IRビームの偏光を高速で変調することで2つの偏光信号を同時に取得する装置を開発した。等方媒質ならば、これらの変調信号は全く同じになるために同時測定をして差分をとるとキャンセルされるが、電極表面やプラズマ・液体界面など、等方性が破れる空間に存在する分子からの信号はキャンセルされず選択的に測定できる。平成18年度は直線偏光・円偏光両方の装置の開発に取り組み、両者ともテストサンプルで振動スペクトルを取得することに成功した。直線偏光では、電気二重層における水分子の環境測定、円偏光では実験結果を解析するための理論計算方法の最適化を行った。さらに次年度に向けてレーザー誘起プラズマだけでなく、高周波電源によるプラズマ生成方法と赤外分光器の組み合わせの検討を開始した。
分裂酵母液胞アミノ酸トランスポーターの機能解析

本研究は、分裂酵母を材料に、特に液胞アミノ酸トランスポーターの働きを、分子、遺伝子レベルで解析することによって、細胞質内のアミノ酸濃度の調節機構を総合的に理解することを目的とし、以下の研究成果を得ることができた。1.分裂酵母における液胞アミノ酸の取込に関与する遺伝子の同定:これまでに、分裂酵母のFnx1p、Fnx2p、およびAvt5pが液胞のアミノ酸の輸送に関与し、このうちFnx1pとFnx2pはリジン、アスパラギンおよびイソロイシンの輸送に、Avt5pはヒスチジン、グルタミン酸、チロシン、アルギニン、リジンおよび、セリンの取込に関与していることを報告している。これらの液胞トランスポーターに加えて、分裂酵母のVba2pとAtg22pが、種々のアミノ酸の取込に関与し、特に塩基性アミノ酸の取込に関与しており、これらの遺伝子が液胞内アミノ酸量の調節に関与していることを明らかにした。2.液胞アミノ酸の排出系としての分裂酵母のAvt3pの機能解析:細胞が窒素源不足状態の時、液胞のアミノ酸を利用するためにアミノ酸を液胞から排出することは重要である。液胞からアミノ酸の排出をする分子として分裂酵母Avt3pを同定した。また、Avt3pによる液胞から細胞質へのアミノ酸排出活性に496番目のグルタミン酸が重要であることを明らかにした。さらに、Avt3pによるアミノ酸輸送はV-ATPaseを介したATP依存的なプロトンとの共輸送であることを明らかにした。3.分裂酵母における細胞膜アミノ酸輸送体Aat1pの同定:出芽酵母の細胞膜アミノ酸トランスポーターGap1pのホモログである分裂酵母Aat1pの機能解析を行った。分裂酵母のAat1pは様々なアミノ酸を細胞に輸送する輸送体であることを明らかにした。分裂酵母の液胞アミノ酸トランスポーターの機能について、オートファジーにおける役割を含めて遺伝子レベルから総合的に理解するために、液胞アミノ酸トランスポーターの同定を試みた。すでに同定が進んでいる出芽酵母液胞アミノ酸トランスポーターのアミノ酸配列との相同性から、分裂酵母には、6種類の候補遺伝子(fnx1, fnx2, avt3, avt5, vba2, atg22)が存在する可能性を見出した。これら6種類の遺伝子がコードするタンパク質について、緑色蛍光蛋白質と融合させた組換え蛋白質の細胞内局在解析を行った結果、全ての遺伝子産物が液胞膜に局在することを明らかにした。6種類の候補遺伝子の中から、vba2、及びatg22遺伝子の単独遺伝子破壊株を作製し、アミノ酸の細胞内への取り込み活性の解析及び銅処理法により調製した液胞分画のアミノ酸組成解析により、vba2は塩基性アミノ酸(リジン、ヒスチジン、アルギニン)、atg22は塩基性アミノ酸(リジン、ヒスチジン、アルギニン)、及びチロシンの輸送に関与することを明らかにした。窒素飢餓環境におけるvba2トランスポーターの役割を調べるために、分裂酵母細胞を窒素飢餓培地に移した後、経時的にリジンの取り込み活性を調べた結果、窒素飢餓移行後1時間後に最大のリジン取り込み活性が観察され、vba2遺伝子破壊株ではその増加が観察されなかった。窒素飢餓環境におけるvba2の重要な生理的役割が示唆された。細胞内のイオン濃度の調節、特にアミノ酸レベルの調節はタンパク質の代謝や合成に重要であり、生命現象のダイナミズムを理解する上で意義深いと考えられる。酵母細胞においてアミノ酸の貯蔵庫である液胞には細胞内アミノ酸濃度の調飾をになっていると考えられるアミノ酸トランスポーターが複数存在する。そのうちのひとつである分裂酵母液胞アミノ酸トランスポーターSpAvt3pのアミノ酸輸送活性を以下のような方法で明らかにした。SpAvt3pを、出芽酵母の液胞アミノ酸排出に関与している遺伝子scavt3及び、scavt4の2重破壊株(scavt3Δ/avt4Δ)に発現させた遺伝子組換え出芽酵母を作製した。この出芽酵母から、液胞膜小胞を単離しアミノ酸の排出活性を解析した。その結果、SpAvt3pにはATP依存的にアラニン、セリン、プロリンの排出活性があることが明らかとなった。また、SpAvt3pを発現していない液胞膜小胞と比べて、SpAvt3pを発現させた液胞膜のATP依存的なヒスチジン、アルギニン、リジン及び、チロシンの取込活性の低下が見られた。さらに、SpAvt3pを発現させた出芽酵母において、多くのアミノ酸、特に塩基性アミノ酸と中性アミノ酸の液胞内アミノ酸含量が低下していたことから、SpAvt3pは液胞のアミノ酸トランスポーターであり、液胞から細胞質へのアミノ酸排出トランスポーターと結論づけた。SpAvt3pのタンパク質発現量が、種々の生理環境下においてどのように変動するのかを解析するためには、抗体が必要なので、その抗体作製のための抗原となるペプチドを作製するため、SpAvt3pのN末端親水性領域の組換えタンパク質を大腸菌を使って作製した。大腸菌からこのタンパク質を分離精製する方法を確立した。

1.分裂酵母における液胞アミノ酸の取込に関与する遺伝子の同定:これまでに、分裂酵母のFnx1p、Fnx2p、およびAvt5pが液胞のアミノ酸の輸送に関与し、このうちFnx1pとFnx2pはリジン、アスパラギンおよびイソロイシンの輸送に、Avt5pはヒスチジン、グルタミン酸、チロシン、アルギニン、リジンおよび、セリンの取込に関与していることを報告している。これらの液胞トランスポーターに加えて、分裂酵母のVba2pとAtg22pが、種々のアミノ酸の取込に関与し、特に塩基性アミノ酸の取込に関与しており、これらの遺伝子が液胞内アミノ酸量の調節に関与していることを明らかにした。2.液胞アミノ酸の排出系としての分裂酵母のAvt3pの機能解析:細胞が窒素源不足状態の時、液胞のアミノ酸を利用するためにアミノ酸を液胞から排出することは重要である。液胞からアミノ酸の排出をする分子として分裂酵母Avt3pを同定した。また、Avt3pによる液胞から細胞質へのアミノ酸排出活性に496番目のグルタミン酸が重要であることを明らかにした。さらに、Avt3pによるアミノ酸輸送はV-ATPaseを介したATP依存的なプロトンとの共輸送であることを明らかにした。3.分裂酵母における細胞膜アミノ酸輸送体Aat1pの同定:出芽酵母の細胞膜アミノ酸トランスポーターGap1pのホモログである分裂酵母Aat1pの機能解析を行った。分裂酵母のAat1pは様々なアミノ酸を細胞に輸送する輸送体であることを明らかにした。これまで機能が明らかでなかった、分裂酵母液胞アミノ酸トランスポーターAvt3pのアミノ酸輸送活性を明らかにすることができた。また、Avt3pのポリクローナル抗体を作製するためのペプチドの作製にも成功した。分裂酵母液胞アミノ酸トランスポーターAvt3p以外の液胞アミノ酸トランスポーターについて、出芽酵母の液胞膜小胞を使ったアミノ酸輸送活性を試験することにより機能解析を行う。液胞アミノ酸トランスポーターAvt3に対するポリクローナル抗体を使って、種々の生理環境におけるタンパク質発現の変化を試験し、細胞アミノ酸レベルの変動に関わる液胞アミノ酸輸送系の制御機構を明らかにする。
ロボット支援下腎部分切除術における３Ｄナビゲーションシステムの開発

我々は、ロボット支援下腎部分切除術(RALPN)において、腫瘍の位置推定のため、術中映像に3Dモデルをリアルタイムに2D画像に投影する技術を先行自主研究として開発してきた。本研究ではこれをさらに発展させ、3D内視鏡画像上での3Dモデルの投影、内視鏡画像に3Dモデルを自動重畳および自動追従するシステムの開発、臓器の変形に対応する変形モデルの開発を行ってきた。従来、我々は内視鏡カメラ映像からオプティカルフローを求め、カメラの3次元動作を大まかに推定して半自動で追従させる方法を行っていたが、推定が不完全で、外乱に弱いという問題があった。自動追従の精度の向上のため、2018年度に、我々はSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技術を導入した。これは術野の映像から無作為に多数の特徴点を抽出し、これらの点がどのように動いたかを分析することでカメラの位置や向きの変化を認識させるものである。今回、ORB-SLAM2という特徴点ベースのSLAMを使用してカメラ映像のみでカメラの3次元位置・姿勢を求めるプログラムと、3Dモデルをカメラ映像に重畳させるプログラムの2つを用いた。録画していた術動画を用いた実験では、カメラの移動速度が緩やかで、腹腔内に大きな変形が無い状況であれば、鉗子などの手術器具が写り込んでいたり、内視鏡カメラに部分的に液体が付着していてもSLAMによりカメラ位置姿勢計測は可能であった。今後さらに改良を重ね、リアルタイムで3Dモデルが術中画像の変化に対応して、自動追従するシステムの確立し、臨床的に有用なda Vinci Xi Surgicalsystemのナビゲーションシステムの実装とその実用化を予定している。従来我々は内視鏡カメラ映像からオプティカルフローを求め、カメラの3次元動作を大まかに推定して半自動で追従させる方法を行っていたが、推定が不完全で、外乱に弱いという問題があった。自動追従の精度の向上のため、我々はSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技術を導入し、カメラの自己位置推定と3Dモデルの重畳プログラムが作動する事を確認した。SLAMに関しては、新型ロボットであるda Vinci Surgical system Xiへのナビゲーションシステムの実装と、リアルタイムな手術画像での応用の可能性があることを実験的に示すことが出来た。SLAMの安定した自己位置計測のため、更なる実験やプログラムの調整を行い、ARサポートによる臨床実験を実施し、臨床的に有用なda Vinci Xi Surgicalsystemのナビゲーションシステムの実装とその実用化を予定している。ロボット支援下手術は低侵襲でありながら機能温存を可能とする手術方法として急速に広まっている。その代表的手術であるロボット支援下腎部分切除術(RALPN)においても高解像度の3D映像と自由度の高い鉗子により非常に質の高い手術が可能となっている。しかし、腫瘍が小さい場合や埋没型症例では正確な腫瘍位置の同定が困難なためロボット支援下でも難易度は高い。そこでより高精度でより安全な手術を実現させるための術中ナビゲーションシステムの開発を目的とし、まずは術中映像に3Dモデルをリアルタイムに2D画像に投影する技術を先行自主研究として開発してきた。本年度はプロトタイプのナビゲーションシステムを実際のロボット支援下腎部分切除術の術中に使用し、3Dモデルを術野映像に投影・重畳させた。自動重畳、自動追従の精度の向上のため、我々はSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技術を応用することとした。腎臓の変形モデルに関しては、腎腫瘍を切除する際のマージンの大きさによる切除断面の変化を表現する腎臓3D変形モデルの作成に成功した。必要な個々の技術レベルはほぼ目標レベルに到達しており、今後はこれらの技術を集約し、新型手術用ロボットであるda Vinci Xi Surgical systemのナビゲーションシステムの実装とその実用化を予定している。

録画していた術動画を用いた実験では、カメラの移動速度が緩やかで、腹腔内に大きな変形が無い状況であれば、鉗子などの手術器具が写り込んでいたり、内視鏡カメラに部分的に液体が付着していてもSLAMによりカメラ位置姿勢計測は可能であった。今後さらに改良を重ね、リアルタイムで3Dモデルが術中画像の変化に対応して、自動追従するシステムの確立し、臨床的に有用なda Vinci Xi Surgicalsystemのナビゲーションシステムの実装とその実用化を予定している。従来我々は内視鏡カメラ映像からオプティカルフローを求め、カメラの3次元動作を大まかに推定して半自動で追従させる方法を行っていたが、推定が不完全で、外乱に弱いという問題があった。自動追従の精度の向上のため、我々はSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技術を導入し、カメラの自己位置推定と3Dモデルの重畳プログラムが作動する事を確認した。SLAMに関しては、新型ロボットであるda Vinci Surgical system Xiへのナビゲーションシステムの実装と、その後にリアルタイムな手術画像への応用することを予定している。3Dモデル変形モデルの技術と合わせ、今後これらの技術を組み合わせたナビゲーション精度の向上へ組みんでいく。SLAMに関しては、新型ロボットであるda Vinci Surgical system Xiへのナビゲーションシステムの実装と、リアルタイムな手術画像での応用の可能性があることを実験的に示すことが出来た。SLAMの安定した自己位置計測のため、更なる実験やプログラムの調整を行い、ARサポートによる臨床実験を実施し、臨床的に有用なda Vinci Xi Surgicalsystemのナビゲーションシステムの実装とその実用化を予定している。
植物の遺伝子揺動を引き起こす環境因子の探索とその作用機作の解明

ダリア(Dahlia variabilis)'結納'は赤白複色花を着生する品種であるが、環境因子によるメリステムへのエピジェネティックな作用の結果、同一のクローンを栽培しても品種本来の複色花弁ではなく赤単色あるいは白単色の花弁を生じることがある。本研究では'結納'を用いて、植物の表現型をエピジェネティックに制御する環境因子の特定、および環境因子が引き起こす遺伝子揺動メカニズムの解明を目的とする。これまでに花弁の白色部形成にDvCHS1およびDveHS2の同時的なPTGSが関与していることを明らかにしている。本年度は、冬季の栽培において赤単色花弁を著しく高い割合で生じる個体を見出し、R系統とした。R系統を栄養繁殖して開花させると、非常に高い割合で赤単色花弁を形成した。R系統の個体の中にはまれに複色花のみを開花する個体があり、その個体ではシュートのフラボノイドの蓄積が見られなかった。そこで、リン酸欠乏処理によりR系統から生じたフラボノイドを蓄積しない個体を選抜し、栄養繁殖して開花させると複色花のみを開花した。以上より、シュートにフラボノイドを蓄積しない個体は複色花を開花させること、およびシュートにフラボノイドを蓄積しない個体を選抜することで複色花のみを開花する個体を選抜できることが示唆された。また、DvCHS2のゲノム領域に関しては、Inverse PCRにより'結納'において1種類、CHSのPTGSを生じない'Michael J'において2種類の新規3'末端近傍ゲノム領域を単離した。(抄録なし)ダリア(Dcthlia variabilis)'結納'は赤白複色花を着生する品種であるが、環境因子によるメリステムへのエピジェネティックな作用の結果、同一のクローンを栽培しても赤単色あるいは白単色の花弁を生じることがある。これまでの研究結果から高温が赤色花弁の発生を、リン酸欠乏処理が白色花弁の発生を引き起こすことが示唆されている。また、花弁白色部ではDvCHS1およびDvCHS2がPTGSを受けていることを明らかにしている。本年度は赤色花弁のsmall RNAのマッピング、CHSのPTGSを生じるゲノム背景の調査およびリン酸欠乏処理がシュートのアントシアニン合成に及ぼす影響を調査した。1.赤色花弁でCHSのPTGSを生じていないことを確認するため、small RNAのマッピング解析を行った。赤色花弁由来のsmall RNAはCHSにマッピングされず、CHSのPTGSが花弁白色部特異的に生じることが明らかとなった。2.CHSのPTGSを引き起こすCHSのゲノム背景をサザンプロットにより解析すると、供試した複色花品種の全てから特定のバンドが検出され、1)vCHS2-1アレル由来と推定された。したがって、このアレルがCHSのPTGSを引き起こすゲノム背景である可能性が示唆された。3.水耕栽培により1か月間リン酸欠乏処理を行い、葉におけるアントシアニン合成経路遺伝子の発現量を調査すると、対照区と比較してリン酸欠乏処理区ではほとんどが高発現していた。しかし、一部の個体では、葉にアントシアニンを蓄積せず、DvCHSIおよびDvCHS2のみ発現量が低下していたことから、葉においてもCHSのPTGSを生じている可能性が示唆された。本年度の研究により、CHSのPTGSは花弁白色部特異的に生じることが明らかになり、また、DvCHS2-1アレルがCHSのPTGSを誘導する遺伝子の候補である可能性が示唆された。したがって、この遺伝子が環境要因によりエピジェネティックな修飾を受けている可能性が考えられ、網羅的な解析を行わなくとも'結納'における花色発現の不安定性を明らかにできることが期待される。DvCHS2-1の近傍配列を解析し、CHSのPTGSを生じるゲノム背景の単離を試みる。

また、花色発現に影響を及ぼす候補であるリン酸欠乏処理による遺伝子発現への影響を経時的に解析する。さらに、原因となる元素がリンであることを確認するために、リン酸欠乏処理時のシュートにおける養分元素の測定を行う。(抄録なし)
後期フッサールの現象学的還元の解明

フッサールの中期思想の総決算の書である『イデーンI』(1913年)からフッサール後期思想の集大成の書である『危機書』(1935年-1936年執筆)へ至る「フッサールの後期還元思想」の透徹した解明を行った。まず、1910年代のフッサール現象学が学問論的に諸転回を遂げながら『危機書』の基礎を形作っていった過程を究明した。つまり、『危機書』の学問論の原型の形成、存在論的転回、形相的心理学的転回、実在論的転回、具体的事実的転回、実存的転回を明らかにした。さらに、1920・30年代のフッサールの「実存的生を把握する実存的現象学」の形成過程を究明した。第一に、現象学の祖エドムント・フッサールは、1926年10月時点で、自然的態度をとる自然的生の主題化が、超越論的世界考察へ至る際に不可欠であることを明言し、自然的態度の意義の転換が存立することを明らかにした。第二に、1926年10月時点で、自然的態度をとる自然的生は、純粋心理学(現象学的心理学)の主題となりうると同時に超越論的現象学の主題ともなりうるのであり、二重の主題化を被りうることを明らかにした。第三に、1926年10月時点で、世界の前所与性という概念の導入とともに自然的生の様式一般およびその世界の超越論的解釈としての超越論的観念論が確立されたことを明らかにした。第四に、1926年10月時点で、現象学を行使する常習性を創立する意志は、現象学者という生涯の天職を貫く無限の意志であり、ここに「超越論的現象学の実存的性格」が内含されていることを明らかにした。第五に、1926年10月時点で、神性ないし永遠のものとしての理性的生つまり絶対的生が、個々人におけるそしてその時代における有限性をもつ生を必然的に超越論的に貫いているのであるが、現実の不完全な人間としてのモナドは、絶対的生から逸れて隔たりそうになりつつも、理性的に自覚してモナドの真理やモナドの究極目標へ近づくように努めなければならない、といういわば「実存的超越論的現象学的形而上学」が説かれていることを明らかにした。これらの研究業績は、拙論「フッサールの「自然的な生のあり方への帰還」(1926年10月)」[『筑波哲学』第24号、pp.1-14、2016年3月]に収められている。予定どおり、ベルギー国ルーヴァンカトリック大学付属フッサールアルヒーフで新たな研究資料も獲得し、豊富な資料の読解も順調に進み、新作論文も仕上げることができた。フッサールは、1930年夏以降、自己が「デカルト的省察」のプロジェクトの課題を再び取り上げた体系的作品が進展することを望み、1930年7月以降1931年春までとても実り多い研究段階をもった。そこで、本研究者は、1930年夏の一連の草稿のうちに秘められたフッサールの思想の重要な意味を究明した。その究明の成果は、筑波大学哲学研究会編『筑波哲学』第25号の1頁17頁に所収の拙論「フッサールの「哲学的に真正の人間学」(1930年夏)」として結実した。その拙論の成果は、次のとおりである。第一に、1930年夏の時点で自然科学の主題と純粋心理学(現象学的心理学)の主題の区別が行われ、フッサールの最晩年の大著である『危機書』(1936年)の第2部「物理学主義的客観主義と超越論的主観主義との間の近代的対立の源泉の解明」と、第3部「超越論的問題の解明とそれに関係づけられた心理学の機能」の著作構想上の枠組みが確立されていることを明らかにした。第二に、1930年夏の時点で、純粋心理学(現象学的心理学)に関するフッサールの思索は徹底化し、純粋心理学(現象学的心理学)の具体的内実とその困難に関するフッサールの叙述は、従来に比べてはるかに深化したものと言えることを明らかにした。第三に、1930年夏の時点のフッサールの超越論的反省の方法とその実存的意味の強調による人間的主観性の可能なかぎりの理解は、生のあらゆるあり方を捉えようとする「哲学的に真正の人間学」であることを明らかにした。第四に、1930年夏の時点のフッサールの超越論的現象学は、根源的な生き生きとした現在における自我へ帰還し、世界エポケーから遡行的に問いつつ生き生きとした現在の構造を解明し、先行する生の解釈とその本質構造の確認を方法的原理とする現象学的自己省察だと言えることを明らかにした。前年度の成果である筑波大学哲学研究会編『筑波哲学』第24号の1頁14頁に所収の拙論「フッサールの「自然的な生のあり方への帰還」(1926年10月)」において究明されたように、1926年10月時点で、現象学を行使する常習性を創立する意志は、現象学者という生涯の天職を貫く無限の意志であり、ここに「超越論的現象学の実存的性格」が含意されていることが明らかとなった。そして、神性ないし永遠のものとしての理性的生

つまり絶対的生が、個々人におけるそしてその時代における有限性をもつ生を必然的に超越論的に貫いているのであるが、現実の不完全な人間としてのモナドは、絶対的生から逸れて隔たりそうになりつつも、理性的に自覚してモナドの真理やモナドの究極目標へ近づくように努めなければならない、といういわば「実存的超越論的現象学的形而上学」が説かれていることが明らかとなった。したがって、そうした前年度の研究成果の延長線上に、今年度の研究成果が位置づけられる。つまり、1926年10月時点でフッサールの「実存的現象学」が成立し、その延長線上の1930年夏の時点で、今年度の研究成果として明らかになったように、生のあらゆるあり方を捉えようとする「哲学的に真正の人間学」の成立つまりフッサールの「実存的現象学」の深化が遂行されるものと言える。それゆえ、前年度から今年度へかけて、「後期フッサールの現象学的還元の解明」を主題とする本研究は、おおむね順調に進展しているものと言える。フッサール中期思想の総決算の書である『イデーンI』(1913年)からフッサール後期思想の集大成の書である『危機書』(1935年-1936年執筆)へ至る「フッサールの後期還元思想」の透徹した解明を行った。まず、1910年代のフッサール現象学が学問論的に諸転回を遂げながら『危機書』の基礎を形作っていった過程を究明した。つまり、『危機書』の学問論の原型が形作られ、生活世界の存在論の基礎を形作る「存在論的転回」や心理学の基礎を形作る「形相的心理学的転回」が遂行され、フッサールを取り巻く弟子たちの思想的状況や思想的影響関係から「実在論的」転回が遂げられ、「個体化の現象学」によって「具体的事実的転回」が遂げられ、第一次世界大戦という状況下で「実存的」転回が遂げられることを明らかにした。さらに、1920・30年代のフッサールの「実存的生を把握する実存的現象学」の形成過程を究明した。つまり、1920年代前半のフッサールは、「第一哲学」の理念の樹立に基づいて、『危機書』の学問論的枠組みたる「非デカルト的道」を形成し、1920年代後半になると、現象学者という生涯の天職を貫く無限の意志として、現象学を行使する常習性を創立する意志が説かれ、「実存的現象学」が遂行され、そして、現象学的心理学の方法としての形相的ヴァリエーションの具体的操作が記述され、1930年代前半になると、実存的生のあらゆるあり方を捉えようとする「哲学的に真正の人間学」つまり「実存的生の把握」としての「実存的現象学」が遂行され、『危機書』の前夜と呼ぶべき「最晩年の現象学の射程」が展開されることを明らかにした。フッサールの中期思想の総決算の書である『イデーンI』(1913年)からフッサール後期思想の集大成の書である『危機書』(1935年-1936年執筆)へ至る「フッサールの後期還元思想」の透徹した解明を行った。つまり、『危機書』の学問論の原型の形成、存在論的転回、形相的心理学的転回、実在論的転回、具体的事実的転回、実存的転回を明らかにした。新たに獲得された新しい研究資料も含めて、豊富な研究資料に基づいて1920年代から1930年代へかけての後期フッサールの現象学的還元の解明を着実に推進していくつもりである。前年度研究から今年度の研究へかけて、1926年10月時点におけるフッサールの「実存的現象学」の成立や、1930年10月時点におけるフッサールの「実存的現象学」の深化が解明されたので、今後は、1920年代から1930年代前半へかけてのフッサールの後期還元思想のまだ明らかになっていない部分を、フッサールの同時代の草稿の丹念な解読によって解明していかなければならない。哲学
根粒歯の浸透圧調節機能から見た共生メカニズムの解明

2.根粒着生試験:BjGB生産株の根粒着生速度は親株より早く、根粒数は135倍、根粒重量、窒素固定活性(ARA)、植物体重量は1.11.4倍に増加した。この優れた能力は低温条件下(20°C/10°C)でより顕著になった(根粒数と重量、ARA、植物体重量の親株に対する%:145.0,152.4,222.6,107.9)。Bjのgus標識菌体により、GB生産株は土着菌よりも根粒着生数が多い傾向が見られた。3.GB含量の測定:Bj/GB生産株の根粒GB含量は43.5μg/gFWであった(親株は検出されなかった)。また、NF法に基づいたマーカー酵素活性値から、根粒菌(バクテロイド)で生産されたGBの87%が植物サイトゾルに放出され、その一部は、ミトコンドリアや液胞にも取り込まれている可能性が示唆された。4.根粒菌遺伝子の網羅的発現解析:ダイズ種子抽出液(SSE)に応答するBj USDA110発現プロファイルを解析した結果、共生領域のクローン(nod、TypeIII (ttss)など)が強く発現し、ゲノム全体で発現したクローンの45%を占めた。この発現プロファイルはgenistein処理の場合と類似していた。また、浸透圧調節に関わるABC輸送系など共生領域外のクローンの発現も見られた。一方、窒素固定に関与する遺伝子(nif、fixなど)は発現しなかった。根粒菌の浸透圧調節機能が根粒菌と宿主との共生に果たす役割を明らかにするために、代表的な浸透圧調節物質のグリシンベタイン(ベタイン)を根粒菌(Bradyrhizobium japonicum, Mesorhizobium loti)で積極的に生産できる高ベタイン生産株を構築し、その根粒着生・窒素固定能力を親株と比較した。その結果、以下の知見が得られた:1.高ベタイン生産株の構築:Arthrobacter globiformis由来のベタイン合成遺伝子(codA領域)の導入をPCR法で確認後、コリンオキシダーゼ活性(units/mg protein)を測定した結果、B.japonicumで0.25,M.lotiで0.35であった(両菌株の親株には活性が見られなかった)。更に、B.japonicumの細胞内ベタイン含量(μg/mg dry weight of cell)を^1H-NMRで測定した結果、0.56であった。また培地中への排出が見られた(0.39mM)(親株では検出されなかった)。これらの結果から、codA遺伝子の導入と発現が確認された。2.根粒着生試験:構築された高ベタイン生産株を宿主に接種し、根粒の数と重量、植物体重量、並びに窒素固定活性を親株と比較した。B.japonicumでは、根粒着生初日が平均1日程度早まり、栽培19日目では根粒数が親株の約5倍、36日目でも1.3倍程度に増加した。根粒重量と窒素固定活性もそれぞれ親株の1.21.4倍程度に増加し、植物体重量も1.11.2倍程度に増加した。これらの結果から、B.jaopnicumでは、ベタインにより根粒着生、窒素固定能力が有意に向上することが明らかになった。一方、M.lotiでは有意な差は見られなかった。M.loti(親株)は、ベタインの生合成能力を有していることが原因である可能性が考えられた。平成15年度に構築されたグリシンベタイン(GB)生産株を用い、ストレス条件下(低温栽培)における根粒着生能を親株と比較した。また、植物体並びに根粒内のGB含量の測定とその分布を調べた。その結果、以下の知見が得られた:1.GB生産株(10^7cfu/seed)をダイズGlycine max (L.)

cv. Toyomusumeに接種し、低温条件下(明期14h、20°C/暗期10h、10°C)でシードバッグ栽培した。その結果、親株と比較して根粒着生時期が数日程度早まり、着生した根粒の数と重量、窒素固定活性(アセチレン還元活性:ARA)、植物体重量ともに顕著な増加が見られた(親株接種に対する%:根粒数145.0,根粒重量152.4,ARA 222.6,植物体重量107.9)。この傾向は通常の栽培条件(明期14h、22.5°C/暗期10h、18°C)でも見られたが、低温下においてより顕著であることが示された。2.親株を宿主ダイズに接種した場合は、根粒及び植物葉、茎、根においてGBは検出されなかったが、GB生産株では、根粒中で43.5μg/gFWのGBが検出された。また、根粒組織をNonaqueous fraction法(NF法)で分画し、各フラクションのGB並びにマーカー酵素「phosphoenolpyruvate carboxylase(サイトゾル),β-hydroxybutylate dehydrogenase(バクテロイド),α-mannosidase(液胞),cytochrome oxidase(ミトコンドリア)」の割合から、目的変数にGB、説明変数に各マーカー酵素を入れた重回帰直線をSPSS(ver.6.1)で求め、そこから重回帰式を導いた。その結果、根粒菌(バクテロイド)で生産されたGBは植物サイトゾルに排出されていることが明らかになり、その一部は、ミトコンドリアや液胞にも取り込まれている可能性が推定された。GB分布割合の推定値は、バクテロイド13.0%,サイトゾル45.5%,液胞26.0%,ミトコンドリア15.5%であった。根粒菌(Bradyrhizobium japonicum USDA110)を用いて、宿主(ダイズ)との共生初期過程における根粒菌遺伝子の発現を網羅的に調べた。また、菌体にレポーター遺伝子(gus)を導入して標識菌株を構築し、宿主への感染(根粒形成)を観察した。その結果、以下の知見が得られた:2.得られたmRNAから^<33>P標識cDNAを調製し、アレイシートとハイブリダイゼイションを行い、発現プロファイルをイメージアナライザで解析した。その結果、SSE処理後12時間で、共生領域に位置するクローン(特にnod遺伝子群、TypeIII(TTSS)などを含む4つの遺伝子領域)に強い発現が見られ、ゲノム全体で発現したクローンの45%を占めていた。この発現プロファイルはgenistein処理の場合と類似していた。また、共生領域外のクローン(浸透圧調節に関わるABC輸送系など)の発現も見られた。一方、nif、fixなどの遺伝子群を含むクローンは発現しなかった。3.gus標識菌体の根粒着生・窒素固定力が親株と同等であることを確認した。この菌体を用いて土壌(沖積土)で接種試験をした結果、ベタイン生産株由来の根粒数は親株よりも高かった。また、栽培ポット土壌をスライスした断面を寒天培地に押しつけ、形成されたコロニーをGUS発色させる方法で、根圏の菌分布を調べる実験系の基礎を築いた。
基板によって制御された磁性原子層の原子スケールでの磁気特性変調の解明

熱力学的に安定な強磁性窒化鉄(Fe2N)単原子層を格子対称性や格子定数の異なる基板上に成長させると新奇な局所磁気構造の発現が期待できる。それは、基板とFe2N単原子層との格子不整合に起因する格子ひずみと基板のもつ強いスピン軌道相互作用が、Fe2N単原子層の鉄の電子・スピン状態を大きく変化させるからである。そこで、作製したFe2N単原子層の局所磁気構造を原子スケールでかつ実空間上で直接観察が可能なスピン偏極走査トンネル顕微鏡を用いて観察し、その局所磁気構造の発現機構を解明する。
DNAポリメラーゼSによる染色体複製機構の解析

すべての生物は自身の遺伝情報を複製し、細胞を分裂することにより形成される。従って、遺伝子複製の機構を明らかにすることは、いろいろな生命現象を理解していく上で、重要な課題である。私は真核生物の中で最も単純な生物である酵母をモデルとして、遺伝子複製機構の解析を進めている。出芽酵母では染色体複製にDNAポリメラーゼα、δおよびεという少なくとも3種類のDNAポリメラーゼが必須であることがわかっている。このうち、DNAポリメラーゼδに関しては完全精製は成功しておらず、125kDaと55kDaのサブユニットをコードするPOL3(CDC2)遺伝子とHYS2遺伝子がクローニングされているのみであり、未だその詳細なサブユニット構造は解明されていない。従って、その機能の解明も遅れている。本研究は、DNAポリメラーゼδの新たなサブユニットや補助因子をコードする遺伝子を単離、解析し、サブユニット構造を明らかにすると共に、染色体複製におけるDNAポリメラーゼδの役割をより詳細に解明することを目的として行ってきた。まず、DNAポリメラーゼδの新たなサブユニットや補助因子をコードする遺伝子を単離するために、2番目のサブユニットであるHys2の温度感受性変異株であるhys2-2の温度感受性を多コピーで抑圧する遺伝子のスクリーニングを行った。その結果、HYS2以外に、触媒サブユニットをコードするCDC2と新規因子をコードする遺伝子(YJR043c)の2種類のクローンが得られた。この新規因子の変異株や抗体を作製し遺伝学的、生化学的解析を行った結果、この因子はDNAポリメラーゼδの3番目のサブユニットであることがわかった。
ヒト免疫グロブリンが有する新たな抗炎症作用の発見とその分子作用機序の解明

免疫グロブリン(IVIg)療法は、免疫機能異常を原因とする指定難病(自己免疫疾患等)に適用される数少ない治療法の1つである。本研究では、これまで謎に包まれてきた当該治療法の作用機序の解明を試み、「定常状態B細胞の恒常性増殖抑制」ならびに「活性化T細胞の増殖抑制」というIVIg製剤の新たな抗炎症作用を発見した。そこで、当該作用の分子メカニズムを解明することにより、従来よりも効果的で簡便な治療法開発に資する薬剤標的を提案する。
脈絡膜血管新生における炎症細胞集積メカニズムについての分子生物学的研究

加齢黄斑変性や強度近視にみられる脈絡膜血管新生は,成人の失明原因として重要な問題である。これらの疾患における新生血管膜の病理組織学的検では,マクロファージなどの炎症細胞浸潤が一つり特徴であり,このような炎症細胞の浸潤が種々のサイトカイン分泌を引き起こし,病像の増悪を招くと考えられるが,炎症細胞集積機構は不明であった。我々は網膜色素上皮細胞(RPE)の形質転換による遺伝子発現の変化が炎症細胞集積に重要ではないかと考えた。本研究では強力なマクロファージ遊走因子であるmonocyte chemoattractant protein-1)に注目し,RPEの形質転換に伴うMCP-1の発現変化を調べた。その結果,脱分化したRPEでは分化RPEに比べ著明なMCP-1の発現上昇がreal-time PCR, ELISA法ともに認められた。さらに脱分化RPEでは転写因子NF-κBの活性化がみられ,NF-κBの活性化を阻害するプロテアソーム・インヒビターの添加によりMCP-1の発現上昇が抑制されたことからRPEの脱分化に伴うMCP-1の発現上昇はNF-κBの活性化を介したものであることが分かった。さらに抗酸化剤を添加するとNF-κBの活性化に引き続くMCP-1の発現上昇も抑制され,脱分化RPEにおいてNF-κB活性化を生じる病的刺激は酸化ストレスではないかと考えられた。今年度はまず,細胞の分化形質の違いによるmonocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1)の発現変化を検討するために,分化状態と脱分化状態の網膜色素上皮細胞(RPE)をin vitroで樹立した。具体的にはヒトRPEをラミニンでコーティングしたフラスコ上にbFGF添加DMEMにて培養すると,形態的にも分子マーカー的にも分化したin situの状態に近いRPEが培養できることから(Exp Eye Res 1997),これを生理的状態を反映する分化RPEとした。一方,通常のプラスチックフラスコ上に培養し線維芽細胞様に形質転換した細胞を脱分化RPEとした。上記の方法で作成した分化,脱分化RPEにおいて,形質の違いが最大になるコンフルエント約3日後に培地交換し,その6時間後に細胞からRNAを抽出。また48時間後に培養上清を採取し,RT-PCR, ELISA, Western blotting法にてMCP-1の発現変化を調べた。その結果,脱分化RPEではサイトカインによる刺激がない状態ですでに約10ng/mlという高濃度のMCP-1蛋白の産生がみられ,RT-PCRでも脱分化RPEでは分化RPEに比べMCP-1 mRNAの著明な発現亢進がみられた。TNF-α,IL-1βにて刺激すると分化RPEではMCP-1産生の亢進がみられたが,脱分化RPEでは殆ど変化はなかった。つぎに脱分化RPEにおけるMCP-1発現亢進の分子メカニズムを検討するために,MCP-1発現調節に重要と考えられている転写因子NF-κBの活性化について,NF-κBの阻害因子であるIκBのWestern blotting法,蛍光免疫染色法による核内移行を用いて検討した。その結果,脱分化RPEでは分化RPEと異なり,阻害因子IκBの分解が亢進しており,そのためサイトカイン刺激前からNF-κBの核内移行がみられた。以上これまでの研究成果から,脱分化RPEでは細胞の形質転換に伴いIκBの分解に引き続くNF-κBの活性化がみられ,その結果MCP-1がサイトカインの刺激がない状態で恒常的に発現している可能性が示唆された。
咀嚼運動時の脳機能画像による皮質賦活領域の検討

咀嚼運動における脳賦活状態をfunctional MRI(以下fMRI)を用いて解析することによって、咀嚼の1ストロークにおける皮質運動野のなかでの賦活領域を明らかにするとともに、咬みしめ強度の違いが皮質賦活領域に及ぼす影響を検討する目的で、大脳皮質一次感覚野と一次運動野での,咬みしめ強度を変化させれた時のfMRIのデータ解析を行った結果,これまでわかっていた一連の咀嚼運動で賦活領域が増加するのではなく,咬みしめ強度を上げることによって,賦活領域が増加し,さらに賦活領域における信号強度も増加することが明らかになった.また,tappingでは一次感覚野が優位に賦活している様相を示した.そのため,定量的に一次感覚野と一次運動野の賦活程度や,賦活領域を解析するために,一次感覚野と一次運動野の咀嚼運動時の応答の相違とその関係について解明すれば,中枢支配の運動制御と末梢からの求心性の情報が,どう関係しているのかを明らかにできると考えた.今年度は,その基礎となるべく実際の咀嚼運動ではなく,咀嚼運動をしている状態を想像させた時の一次感覚野と一次運動野における賦活状態を検討した.その結果,実際の咬みしめ運動がなくても運動野の賦活が確認された.また,想像による咬みしめは、実際の咬みしめ運動に比べて一次感覚野と一次運動野の賦活領域において約1/4であることがわかった.このことは,逆に実際の咀嚼状態になくとも咀嚼野を賦活させることが可能であることを示唆するものと考える.咀嚼運動における脳賦活状態をfunctional MRI(以下fMRI)を用いて解析することによって、咀嚼の1ストロークにおける皮質運動野のなかでの賦活領域を明らかにするとともに、咬みしめ強度の違いが皮質賦活領域に及ぼす影響を検討する目的で、今年度は,大脳皮質一次感覚野と一次運動野での習慣性咀嚼側における咬みしめ強度を変化させた時のfMRIのデータ解析を行うために必要な,咀嚼リズムの再現性を規定する方法の開発を行った.その結果,咀嚼リズムを一定に保つために実際のMRI装置の中にいる.被験者に視覚的フィードバックを試みたが,咬筋からの筋電図を導出による聴覚的フィードバックの方が再現よく下顎位を規定できた.生理機能情報をMRIを用いて測定するためのfMRIは脳の機能情報をEPIのシーケンスを用いて,tappingと中等度咬みしめ強度のタスクによって、大脳皮質の感覚運動野の賦活の検討を行った結果,これまでわかっていた一連の咀嚼運動で賦活領域が増加するのではなく,咬みしめ強度を上げることによって,賦活領域が増加し,さらに賦活領域における信号強度も増加することが明らかになった.また,tappingでは一次感覚野が優位に賦活している様相を示した.そのため今後は,定量的に一次感覚野と一次運動野の賦活程度や,賦活領域を解析するとともに,一次感覚野と一次運動野の咀嚼運動時の応答の相違とその関係について解明すれば,中枢支配の運動制御と末梢からの求心性の情報が,どう関係しているのかを明らかにできると考える.咀嚼運動における脳賦活状態をfunctional MRI(以下fMRI)を用いて解析することによって、咀嚼の1ストロークにおける皮質運動野のなかでの賦活領域を明らかにするとともに、咬みしめ強度の違いが皮質賦活領域に及ぼす影響を検討する目的で、大脳皮質一次感覚野と一次運動野での,咬みしめ強度を変化させれた時のfMRIのデータ解析を行った結果,これまでわかっていた一連の咀嚼運動で賦活領域が増加するのではなく,咬みしめ強度を上げることによって,賦活領域が増加し,さらに賦活領域における信号強度も増加することが明らかになった.また,tappingでは一次感覚野が優位に賦活している様相を示した.そのため,定量的に一次感覚野と一次運動野の賦活程度や,賦活領域を解析するために,一次感覚野と一次運動野の咀嚼運動時の応答の相違とその関係について解明すれば,中枢支配の運動制御と末梢からの求心性の情報が,どう関係しているのかを明らかにできると考えた.今年度は,その基礎となるべく実際の咀嚼運動ではなく,咀嚼運動をしている状態を想像させた時の一次感覚野と一次運動野における賦活状態を検討した.その結果,実際の咬みしめ運動がなくても運動野の賦活が確認された.また,想像による咬みしめは、実際の咬みしめ運動に比べて一次感覚野と一次運動野の賦活領域において約1/4であることがわかった.このことは,逆に実際の咀嚼状態になくとも咀嚼野を賦活させることが可能であることを示唆するものと考える.
出産後心的外傷ストレス発症のリスクアセスメントツールの開発と実用性の検証

Traumatic Childbirth(心的外傷を伴う出産体験)は、出産後に母親の身体的不調、不安や恐怖、抑うつなどの心的外傷ストレス症状を引き起こす。本研究では、Traumatic Childbirthを体験した母親が、心的外傷ストレスを発症しないように、看護職者が支援を要する母親を把握することができるリスクアセスメントツールを開発し、アセスメントツールの信頼性、実用性を検討する。