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テラスケール物理から超弦理論への展開

素粒子物理の現象論や模型構築というアプローチは、低エネルギー有効局所場の理論を言語とする。そのため、この理論的枠組みの持つ限界から逃れられない。今回の研究では、超弦理論を用いて、その限界を打破する試みを2通りの方法追及した。1つは、超弦理論のコンパクト化を用いるものである。フラックスコンパクト化の解の統計学をF-理論で適用可能にすることにより、ゲージ群、湯川結合定数などの分布関数を導いた。もう1つは、AdS/CFTを用いたハドロン高エネルギー散乱の理論的枠組みの拡張。2体から2体への散乱ながら、非弾性散乱でも扱えるように拡張し、一般化されたパートン分布関数の定性的性質を弦理論を用いて導いた。平成23年度秋からはじまって5年度にわたる、当該科研費助成事業(新学術領域「テラスケール」B03班)では、テラスケールの加速器実験の成果と超弦理論の間に接点をつけ、以って、実験成果の最大化を図ることを目標としている。平成23年度は、その助成事業の初年度にあたる。この23年度中、秋から年度末にかけての期間は、以下の2つの研究テーマを主に取り扱った。超弦理論は、量子重力理論の有力な候補であるため、低エネルギー有効理論に現れる重力補正効果を計算することができる。超対称性の破れの効果は、テラスケールの物理に非常に重要な物理量であるが、重力伝達機構による超対称性の破れの場合には、重力補正効果が直接実験の検証を受けられる可能性がある。よって、我々は、超弦理論を用いて超対称性の破れの重力補正効果を計算して、実験とのつきあわせをはかるべく、理論計算の準備を進めた。その成果の一部を、"A Note on Kahler Potential of Charged Matter in F-theory"という論文にまとめた。Phys.Lett. B709 (2012) 254-259。また、超弦理論のAdS/CFT対応を用いることにより、ハドロンの高エネルギー散乱の非摂動的情報を理論的に研究する試みも推進した。こちらの研究テーマでは、23年度中には論文にまとまるだけの成果には達していないが、部分的な結果を得た。また、当該補助事業では、当該分野の若手育成も重視しており、本年度は、Yu-Chieh Chung氏の研究をサポートしている。新学術領域「テラスケール」のB03班、「テラスケール物理から超弦理論への展開」では、最先端加速器実験と超弦理論の間に接点を作り上げる理論的研究を遂行することにより、実験成果の最大化を図ることを目的とする。平成24年度は、主に2つの研究テーマを扱った。一つめのテーマは、超弦理論のAdS/CFT対応を用いたハドロン散乱現象の研究である。クォークやグルーオンの高エネルギー大角度散乱は量子色力学による摂動計算によって理論計算が可能であり、理論と実験データとの比較が可能である。しかしハドロン散乱の実験データが先端加速器実験により新時代を迎えようとしているにもかかわらず、理論計算の手法なしには、実験との比較のしようがない。その状況を打破しようとする試みである。我々の成果の一つとして、ハドロンn-体の散乱の強度がnによりどうスケールするかについての経験的仮説、"naive dimensional analysis"のAdS/CFTによる検証を行い、その一般化および補正の提案をした。また、前年度から継続して、19か月間を費やした研究を論文として公表した(arXiv:1212.3322,雑誌未投稿)。ハドロンと光子の深部非弾性散乱の形状因子をAdS/CFTにより求めるものであり、超弦理論の側の理論の開発にまでさかのぼるものとなった。この分野の理論的基礎をなす文献である、Brower et.al. (JHEP '06)を精密化して、さらに一歩進めたものになっている。もう1つのテーマは、特異点を含む時空の物理について研究である。成果の1つとして、F-理論における楕円ファイバー幾何の特異ファイバーの発現バターンと、物理的描像との間のきれいな関係を見出して、論文にまとめた。当該分野における理論的混乱を整理する内容となっている。平成25年度に成果が主に得られたのは、超弦理論の定式化の一つ、F-理論の理論的側面の理解についてである。まず、フラックスコンパクト化により複素構造が決定されるという物理は、代数的サイクルの代数の複素構造依存性(Hodge理論、Noether-Lefschetz問題)を解く数学と本質的に同じ問題である、という理解を追及した。そして、従来Type IIB超弦理論に基づいて展開されてきた弦理論の解の統計学を、F-理論に拡張する第一段階の結果を得た。また、混合型弦理論とF-理論の間の双対性を、8次元時空の有効理論に落ちる場合において、モジュラー群の取り方にいたるまで精密に成り立っていることを証明した。(JHEPから出版)その過程で、2つの純粋数学の結果も得られた。(i)K3曲面に導入できる楕円曲線ファイバーの分類空間に、純粋に代数的な言語による表示を与えた:格子理論をもちいる。幾何的情報を使わずに。(ii)

K3曲面の楕円曲線ファイバーの複素合同を法とする分類が、特異ファイバーの型による分類に比べてどの程度細かいか、という問題に対し、細かさに上限値があることを証明した。これらの結果は、数学の雑誌に論文として投稿中である。新学術領域のB03班、「テラスケール物理から超弦理論への展開」では、最先端加速器実験と超弦理論の間に接点を作り上げる理論的研究を遂行することにより、実験成果を最大化することを目標とする。平成26年度には、主に2つのテーマで成果が得られた。1点目は、AdS/CFT対応のハドロン高エネルギー散乱の物理への応用。ハドロンの高エネルギー散乱では、パートンの果たす役割が重要になる。このパートンの性質を調べることと、ハドロンの非摂動的性質(とくに閉じ込め)の物理を同時に理解できる理論的枠組みを構築する必要がある。本年度は、パートンの3次元的分布関数を、超弦理論を用いて求める手法を開発することに成功した。2点目は、超弦理論の真空の集合(string landscape)の統計。超弦理論の真空は、現時点の理解に沿う限り、非常にたくさんあることが分かっている。それらのたくさんの真空で、低エネルギーで興味ある物理量がどのような統計分布に従うか、という問題は、10年以上前から興味を持たれていた問題である。本年度、我々は、その分布を調べる手法の開発に成功した。科研費申請段階で予定した研究テーマに比べ、より面白いテーマが発生してきたため、そちらを優先している。申請した研究課題に限れば進捗状況は100%ではないが、研究のoutputとしては、順調と自己評価している。平成27年度は、主に以下の2つのテーマで進展が得られた。1.前年度に開発された弦理論の解の統計の解析手法を用いて、標準模型の拡張版のいろいろな性質や仮定が、弦理論の統計の観点から「自然」であるか否かの解析を行った。まず、クォークやレプトンの現実的なフレーバー構造を(当グループが09年に提唱した機構によって)実現するためには、10の(-4)乗程度の偶然が弦理論の解の集合の中では必要であることが分かった。なお、競合グループが提案した機構では、はるかにキツイ偶然が必要である。また、U(1)対称性の破れのスケールの統計分布はスケール不変になるのではないかという示唆が、カラビヤウ多様体の4次サイクルのモノドロミーの解析から得られた。また、U(1)対称性が破れなしに存在するための確率はeの(-1000)程度と判明。きわめて稀にしか得られないことが分かった。この現象は(より体系的な研究で実証される必要があるが)、超対称統一理論とゲージ結合定数の統一が、単なる超対称標準模型よりも確率的に高いという示唆とも受け取れる。2.弦理論のあまたの解の間の非摂動的な遷移過程は、宇宙の寿命に直結する。この非摂動的遷移過程に寄与する、ファジーブレーンの安定、不安定性の解析を行った。素粒子物理の現象論や模型構築というアプローチは、低エネルギー有効局所場の理論を言語とする。そのため、この理論的枠組みの持つ限界から逃れられない。
頚椎症(関連痛型)に対する鍼治療の成績について

【目的】頚椎症の関連痛型症例に対し鍼治療を行い、その治療成績について検討した。【方法】症例を発症から当治療室での鍼治療開始までの期間別に分け、その治療成績を検討した。症例は43例で、男12例・女31例、平均年齢は51.0歳であった。発症から1ヶ月までと3ヶ月の者は各5例・6ヶ月と1年が各4例・2年5例で、2年以上は20例で、平均63.1ヶ月であった。ジャクソンの過伸展圧迫テスト陽性は43例中33例、スパーリングの椎間孔圧迫テスト陽性は25例であった。また頚椎の骨変形の程度評価基準(I型がその程度が最も軽度で、II・III・IV型と強くなる)に基づく内訳は、43例中I型が13例・II型17例・III型13例であった。鍼治療は頚肩・肩甲間部への単刺・雀啄・置鍼、低周波鍼通電療法、円皮鍼等を適宜行い、治療頻度は週1回、期間は一般的に物理療法の効果判定に必要とされる3ヶ月とし、治療効果の判定は各症例の自覚症状と他覚的所見の改善度をもとに、著効・有効・やや有効・無効の4段階とした。【結果】発症から鍼治療開始までの期間からみた治療成績は発症から1ヶ月が著効1例・有効2例・やや有効1例・無効1例・3ヶ月では5例全て有効・6ヶ月では著効1例・有効2例・やや有効1例であった。発症から1年では著効2例・有効と無効が各1例で、2年では、有効3例・やや有効2例で、2年以上では著効3例・有効9例・やや有効6例・無効2例であった。今回は発症から治療開始までの期間別の症例数にばらつきが高かったこともあり、一定の傾向は得られなかった。やはり本症は頚椎変形がベースとなる疾患であることから、頚椎骨変形の程度が軽度な者の方に治療成績が良い、という傾向がみられた。また全体としての治療成績は、著効は43例中7例(16.3%)・有効22例(51.1%)・やや有効10例(23.3%)・無効4例(9.3%)であったことから、本症に対する鍼治療の有効性や有用性が示唆されたものと考える。
海洋における沈降粒子の動態とその物質循環における役割に関する研究

海洋の物質循環においては、大気、河川を通して海洋表層に付加される有機物とともに、その表層の生物活動によって形成される有機物も大変重要である。特に、後者では、植物プランクトン微粒子が大型粒子を形成し、大きな沈降速度を獲得することによって有機物を極めて迅速に深層水へ輸送する特徴をもっている。したがって、本研究では植物プランクトンが形成する有機物に注目し、海洋表層における有機物の形成(基礎生産)、深層水、深海底への有機物の鉛直輸送量の評価及び輸送過程における有機物の変質の実態を把握することを目的とした。このため、伊豆小笠原海溝の最北端に位置する三重点付近、襟藻岬沖及び南部フィリピン海盆の深海底近傍に時系列型セジメントトラップを設置し、上層から輸送される粒子を採集した。これらの沈降粒子については主として有機物分析を実施し、その結果からこれらの海域における有機炭素・窒素の鉛直フラックスの時空的間変動を把握した。また、有機物組成の時間的変動から深層水における有機物の変質過程及び変質速度を見積ることが出来た。これらの結果は、海洋の栄養塩循環における沈降粒子有機物の役割の大きいことを具体的に示した点で注目される。最後に、海溝域における時系列型セジメントトラップ実験は数多くの興味ある情報を与えた。まず、第一に海溝域の深海底近傍における有機炭素フラックスは他の海域の深海底近傍における有機炭素フラックスの数倍に相当する。したがって、海溝の深海底付近における物質流動の激しさがうかがえる。第二に有機炭素フラックスは冬季11月から翌年3月頃までが極大値を示す。この時期陸上では偏西風による吹き出しの強い時期に一致している。このことは深海底付近における海洋水の擾乱が何等かの程度で陸上における偏西風の強弱に依存していることが示唆される。第三に、有機物は海産ケイ藻に由来し、陸起原物質は少ない。
各種の食べ物を咀嚼した時の心拍数とエネルギー消費量に及ぼす体熱産生の応答

第I章“咀嚼すること"の評価として。種々の食べ物を咀嚼した時の心拍数とエネルギー消費量に及ぼす影響について検討した。被験者は20歳代の健康な女子10名であった。検査食として、硬さが異なる食品と同一素材で調理法が異なる食べ物を3回咀嚼させて、咀嚼前と咀嚼中の心拍数とエネルギー消費量および咀嚼後30分までの腋窩温度を測定した。この結果から、硬さが異なる食品と同一素材で調理法が異なる食べ物とは共に心拍数やエネルギー消費量は上昇したが、硬さが異なる食品間に有意の差は見られなかった。しかし、腋窩温は経時的に上昇して硬い食べ物を咀嚼した時ほど高い値で変動する傾向にあったことから、時間をかけて充分に咀嚼することの有用性が示唆された。第2章食餌誘発性体熱産生を表す鼓膜温や熱放散をを表す腋窩温および呼吸比の結果では普通に炊いた米飯を充分に咀嚼することがエネルギー消費量を高めるのに効果があることが示唆された。しかし、目的によっては、例えば、熱産生を抑えて、熱放散を高く、糖質からのエネルギーへの転換を求める必要がある場合は硬く炊いた米飯を咀嚼することが有効であることも見出した。本研究から得た知見は食べ物をよく噛まないで丸飲みすることはエネルギー消費量の点からも望ましくないことを示唆されたことである。主食として親しまれている米飯を検査食として、歯に異常がない健康な女子学生10名に同一検査食を3回咀嚼させた。日本産のこしひかり(1997産)を同一エネルギー摂取量となるように重量を変え、物性は25:1となるように炊いた飯を検査食とした。この2種類の検査食を咀嚼させた時の心拍数と酸素消費量から求めたエネルギー消費量を咀嚼前の安静時10分から咀嚼(5分)後60分間測定した。この結果、咀嚼時の心拍数は上昇し、咀嚼後は安静よりやや高いレベルで60分間まで継続した。物性の差(硬さ)の違いによる有意な差は見られなかった。この変動値は同様の検査食を咀嚼することなくえん下させた時(コントロール)より高値であった。エネルギー消費量は心拍数とパラレルな変動を示した。このように、咀嚼することによって心拍数とエネルギー消費量が上昇することについて腋下温度・鼓膜温度から求めた直腸温度・呼吸商を測定下した。この結果、腋下温度は咀嚼後しだいに上昇し、摂取後60分まで継続し、咀嚼した場合が高値であった。直腸温度は咀嚼後30分まで上昇し、以後60分までしだいに低下する傾向を示し、咀嚼したか否かの差異は見られなかった。呼吸商は硬く炊いた米飯を咀嚼した後、高いレベルでプラトーに変動し、軟らかい米飯を咀嚼した場合は咀嚼後30分から上昇する傾向を示した。一方、咀嚼しなかった場合は30分から上昇する傾向を示したことは、遅れて糖質の消化が高まったことが示唆された。このように“咀嚼すること"はDITの影響を受けて、エネルギーの産生と放散とが同時に生じ、硬い米飯を咀嚼した場合の方がエネルギーの放散が大きいことが示唆された。

前年度から引き続き、同じ食材料(米飯)で物性やテクスチャーを変えた条件下で咀嚼させた場合の心拍数とエネルギー消費量を測定して、このパラメーターが咀嚼した食材料(米飯)の物性やテクスチャーの影響を受けることを確認し、この要因として、DIT(食事誘発性体熱温度)を表す鼓膜温度から求めた直腸温度は咀嚼後10分時点から60分までしだいにやや低下する傾向を示した。この傾向は普通の硬さ(米の2.2倍)に炊いた米飯が他の硬さの米飯より高い値であった。熱放散を表す腋下温度は咀嚼中から10分時点までやや上昇して以後60分まではプラトーになる傾向を示した。この傾向は普通の硬さの米飯は他の硬さの米飯より高い値であった。この体熱産生と熱放散との差の面積を米飯の硬さ(物性)別に求めて見たところ、普通の硬さの米飯(米の2.2倍,0.898kgf/cm):33.87cm^3,硬い米飯(米の1.6倍,1.082kgf/cm):36.39cm^3,軟らかい米飯(米の3.0倍,0.384kgf/cm):34.97cm^3の値を得た。この値に有意の差はないが、硬く炊いた米飯を咀嚼すると体熱産生が高まることが示唆された。更に脳総動脈血流速や流量を測定した結果、安静時血流速値:22.2±2.1cm,安静時血流量:483±58ml/mに対して、硬い米飯は1.3倍、普通の硬さの米飯は1.1倍、軟らかい米飯は0.8倍の値が得られたことは硬い米飯をよく噛むことの有用性が示唆された。次年度からはこの成績を活用して、学童と高齢者を対象にしたフィールド研究を行い、噛むことの有用性を確かめる。
大西克禮における西洋美学の批判的受容と日本人の立場からの体系的美学の構築

大西克禮(18881959)の美学研究を、西洋美学の批判的受容、日本人の美意識の理論化、東西の美意識を統合した体系的美学の構築の三段階に分け、それぞれにおける彼の解釈・主張の正当性について、典拠とされたテクストと対照しつつ厳密に検討し、彼の美学を、感情移入論および美意識の現象学を含む超越論的美学の発展として位置づけることによって、その歴史的ならびに現代的な意義を明らかにした。研究の初年次にあたる平成20(2008)年度は、大西克禮の美学研究において「受容期(西洋美学の批判的検討に努めた時期)」に分類される諸著作・翻訳のうち、『美學原論』(不老閣書房、大正6(1917)年)、『現代美學の問題』(岩波書店、昭和2(1927)年)、『カント〈判断力批判〉の研究』(岩波書店、昭和6(1931)年)、『美意識論史』(岩波書店、昭和8(1933)年/角川書店、昭和24(1949)年)、『現象學派の美學』(岩波書店、昭和12(1937)年)、翻訳:カント『判断力批判』(岩波書店、昭和7(1932)年/岩波文庫(上・下)、昭和15(1940)年)について、それぞれの研究対象であるカント(lmmanuel Kant)の超越論的美学、コーヘン(Hermann Cohen)の純粋感情論、Th・リップス(Theodor Lipps)、フォルケルト(Johannes Volkelt)の感情移入美学、ガイガー(Moritz Geiger)、オーデブレヒト(Rudolf Odebrecht)の現象学的美学に関する主著ならびにそれらに対する研究書・研究論文と対照し、大西の理解あるいは批判が、テクストに即して正当なものと言えるのか、詳細に検討した。このようなテクスト読解と合わせて、国内にある西洋美学関係の文献、ならびに、大西の先輩にあたる阿部次郎の美学研究について、東北大学附属図書館、阿部次郎記念館、仙台文学館(宮城県仙台市)にて、また、大西が1927年から28年にかけて留学した当時のベルリン大学の教育・研究状況について、ベルリン国立図書館、フンボルト大学哲学科(ドイツ連邦共相国ベルリン市)にて資料調査した。本研究のうち、美意識の構造に関する研究成果の一部は、平成20年10月、第59回美学会全国大会における口頭発表(「場所的想像力--形象性を包越した関係性の表象」)のなかで公表した。研究の第二年次に当たる平成21(2009)年度は、昨年度から引き続き大西克禮による西洋美学(特に美意識の理論)の批判的受容について検討するとともに、新たに、彼の「応用期=日本的美意識の理論化に努めた時期」に分類される伝統的な日本美学(美的な自然感情を含む)に関する研究について、後の時代を含む他の研究者による日本の古典的な文芸理論の研究とも対照しつつ、実証的に検討した。昨年度から引き続き検討している著作は、『美學原論』、『現代美學の問題』、『カント<判断力批判>の研究』、『美意識論史』、『現象學派の美學』等であり、今年度新たに検討の対象とした著作は、『幽玄とあはれ』(岩波書店、昭和14(1939)年)、『風雅論-<さび>の研究』(岩波書店、昭和15(1940)年)、『萬葉集の自然感情』(岩波書店、昭和18(1943)年)、『自然感情の類型』(要書房、昭和23(1948)年)の四冊である。研究の方法・内容は、昨年度と同様であるが、これらの著作の通常の読解に加えて、そこにおいて大西が引用・紹介している諸理論について、典拠となる研究書・研究論文のテクストと対照し、大西の理解あるいは批判が、テクストに即して正当なものと言えるのか、検討した。これらのテクスト読解と併行して、引き続き、国内(東京およびその近郊)にある西洋近代美学ならびに日本美学関係の資料の収集・整理に努めた。また、伝記的資料がほとんど遺されていない大西が実際に見聞・体験した事柄について、彼が留学時の1928年初頭に訪問したローマ(イタリア)をほぼ同じ季節に訪問し、当時彼が目にした文物・風土について、その現状を確認した。なお、本研究のうち、大西による超越論的美学(美意識の構造)に関する研究については、平成22年6月に美学会・東部会例会において口頭発表する予定である。研究の第三年次(最終年次)に当たる平成22(2010)年度は、昨年度から引き続き大西克禮による西洋・日本美学研究について、それぞれの典拠となる原典と比較・検討するとともに、彼の思想展開における「総合期=東西の美意識の体系的総合に努めた時期」に分類される美学研究の諸著作(遺稿)も考察の対象とした。

今年度新たに考察の対象とした著作は、『美學』(上・下)、『浪漫主義の美學と藝術観』、『東洋的藝術精神』の三作(四冊)であり、これらの著作を対象に、美的体験論と美的範疇論とに二分される体系的美学の構成、美の特殊類型として東西の美的範疇を相関的に捉える態度、そして、東西の美意識の比較研究(比較美学)の内実について詳細に検討した。さらに、本研究を総括する形で、日本人の立場から東西の美意識を統合した体系的美学の構築という大西の試みが、歴史的ならびに現代的な観点からいかなる意義を有するかを総合的に考察した。これらのテクスト読解と併行して、やはり昨年度から引き続き、国内(東京およびその近郊)にある西洋近代美学ならびに日本美学関係の資料の収集・整理に努めた。また、当初は、今年度も、大西が1927年から28年の留学中に滞在したヨーロッパの都市を訪問し、その文物・風土について調査する予定であったが、日程的にそれが不可能となったため、日本の美意識を特徴づけ、また日本的な自然感情を喚起する風景・庭園等の映像資料を記録・収集・分析することに努めた。
英文読解における語彙力の涵養と語彙習得指導の実践：未知語に関する推論の力の活用

本研究は、英文読解指導の過程で、とりわけ未知語の意味を推論する力を活用することに注目して、語彙力を高めるためにはどのような指導が可能かを探索するものである。英文読解では、意味の把握のため語彙知識の果たす役割は大きいものの、語彙知識がどのように読解に影響を及ぼすかについては充分な研究がなされてきていない。本研究では、未知語に遭遇した時に、学習者がどのような方策で語の意味を推論し、探り当てていくのかを調査し、その効率性を検証することに拠り、語彙習得指導のためには、どのような語彙学習の可能性があるかを明らかにし、英語教育への示唆を得ることを目指す。本研究では、まず2014年度の春から秋にかけて文献による気を研究を行った。参照した書籍および論文としては、読解研究関係のもの、語彙と読解の関係に関するもの、語彙習得に関するもの、未知語の推論に関するものなどである。その結果、分かったことは、外国語の語彙に関する推論においては、学習者が適切な推論を行うことがなかなか容易ではない結果が多く報告されていた。さらに、未知語の推論の研究は、近年特に外国語としての学習に関する、母語と目標言語との関わりで行われる傾向が強い事など、第二言語習得研究にとってなかなか示唆的な意味を持っていることなども明らかになった。こうした知見を踏まえて、実際に学習者に未知語の推論を促すことによって、どのような推論がなされているのかを調べるため、パイロット的調査として、大学生による未知語の推論を引き出す実験の準備を行った。まず、題材とするテクストとしては、Paul Nation監修による語彙のコントロールされている読解練習用のテクスト、4000 Essential English Wordsの一レッスンのパッセージを用いることとした。その理由は、テクストがすべて使用頻度4000語以内で書かれていて、4000語レベルの語彙がターゲットとして太字になっており、学習者のレベルとの関係で、未知語と既知語の区別が比較的明確にできるという利点があったからである。このテクストを題材に、複数の大学の学生に未知語と思われる4000語レベルのターゲット語について推論させて、その内容を書かせるパイロット調査と行った。明らかにしたかったのは、学習者の行う未知語についての推論の種類とその成功度である。現在この約100名のデータを分析中である。今後は、以上を踏まえて、この調査方法について改善すべきは改善し、本データ収集を行う予定である。学習者が未知語の推論を行う際には、どのような手がかりを用いるのかについて研究が進んできている。手がかりの単位としては、語の音、語の語根やその前後に付与される形態素、あるいは句・節・文といった単位の要素、または、未知語の含まれる文の前後の文との関係、さらには、文脈全体や読み手の背景知識などのレベルが考えられる。読解力と語彙との関係から予想されるのは、文レベル以上の、つまり、文と文の関係から文脈上の意味を把握して未知語の推論をすることである。実際にそのような研究成果もある。本研究では、大学生のデータの量的分析結果としては、文単位の範囲での手がかりを多く用いる傾向があるようだ。これは、今後の学習指導において、推論の手がかりの範囲をより広くすることを奨励することにより、読解力と未知語の推論の力を養うことができるかもしれないという示唆とも考えられる。また、未知語の推論を行うことによって、どのような意味の把握ができるのかについての質的、つまり少人数の詳細にわたるデータ分析によれば、ていねいな推論を奨励されれば、学習者は未知語に対してかなり近い意味を推論できるものの、特に副詞などの品詞の語については、そのものずばりの意味の把握は難しい。これは、ある意味で、副詞などはそもそも意味を精緻化して伝える機能を有しており、その語を文章の中で用いる理由は正に特別に意味を込めてある語を用いるので、その精緻化された意味を未知語において正確に推論し当てることは困難と考えられる。英語学習でなしうることは、学習者に推論させて、近い意味を割り出させた上で、未知語の正確な意味を示すことにより、認知的により深く未知語を記憶する指導法を考える事であろう。未知語の推論を助けるためには、使用頻度レベルに基づく学習用テクストに関する調査を行って、有意味な推論のできる学習ルートを開発することができると考えられる。本研究では、量的データ収集として、大学生・高校生・中学生の読解と未知語の推論のデータを集めることを予定していた。現在、大学生についてはデータが集まり、あとは分析を行うことになるが、日本の高校生・中学生については、既知語彙のレベルがあまり高くないため、本実験に適したテクストを選別するのがなかなか困難である。この点で、いくらかデータ収集に遅延が起きており、今後この問題にどう取り組むかを現在、議論しているところである。未知語の推論のためには、やはり、ある程度の基盤となる語彙と読解力がないと困難なのかもしれない。この点については、今後の課題である。英文の読解過程における未知語の推論について、大学生を対象に研究・調査を行い、英語学習者が未知語の推論のたまに用いる方策についてさまざまな知見を得ることができた。研究・調査は2つの大きな流れで行った。すなわち、量的研究と質的研究である。量的研究では、比較的語彙レベルの低いパッセージを用いて79名の大学生を対象に行った実験と、81名の大学生を対象に比較的語彙レベルの高いパッセージを使った実験を行った。

前者の調査では、語彙レベルの手がかりによる推論は良い結果につながらないこと、文章や未知語の周辺の統語や意味にかかわる材料を手掛かりにすることは有意義であることなど明らかになった。また、複数の方策を用いることのできる学習者の推論は比較的友好であった。一方、79名を対象としたより高度な語彙レベルのテクストを用いた実験では、複数の方策があまり推論の成果につながらない結果を得た。統語レベルの手がかりについては、上記の両研究とも高い使用頻度を示したものの、成功度については前者と後者でばらつきがあった。さらに、後者の実験では、推論に影響を及ぼすさまざまな要因として、コロケーション、品詞、語のもつ意味特性などがあることが分かった。品詞的には、名詞より、動詞の方が、特に意味的に明快な動詞については、推論の成功度が高い傾向が示された。なお、質的調査においては、5名の大学生を対象に、読解過程における未知語の推論の様子を、音声記録を分析することで行った。ここで得られた知見としては、コンテクスト的にわかりやすい動詞は推論され易いが、副詞や形容詞などの品詞の語は、よほど意味手がかりが周りになければ、推論がとても難しいことが分かった。比較的レベルの高い学習者においても、副詞や形容詞では、ごく近い意味の推論はできるものの、詳細にわたる微妙な意味はなかなかくみ取れない傾向が見られた。本研究は、英文読解指導の過程で、とりわけ未知語の意味を推論する力を活用することに注目して、語彙力を高めるためにはどのような指導が可能かを探索するものである。英文読解では、意味の把握のため語彙知識の果たす役割は大きいものの、語彙知識がどのように読解に影響を及ぼすかについては充分な研究がなされてきていない。本研究では、未知語に遭遇した時に、学習者がどのような方策で語の意味を推論し、探り当てていくのかを調査し、その効率性を検証することに拠り、語彙習得指導のためには、どのような語彙学習の可能性があるかを明らかにし、英語教育への示唆を得ることを目指す。進捗状況の流れとしては予定した手順で事が進んでいるものの、データ収集の速度において幾分予定より遅れている。データ収集としては、現在大学生を行っているが、予定では中高生にもこれを行うことが良いと考えていた。これについては、大学生と異なり、適切な読解パッセージを語彙の頻度レベルの調整がなかなか難しいことにある。現在、鋭意、この点について課題が解決できるように研究を進めているところである。現在収集した段階の大学生による未知語の推論データを分析し、学習者はどのような推論により未知語の意味を把握するのか、また、どのような手がかりを用いると推論が外れるのかなど、未知語の推論の様を明らかにする。さらに、次のステップとしてはどのような推論の指導をすれば、学習者にとって有益な語彙習得につながるかを考察することである。できれば、複数のプランを考案して実践しより学習効果の挙がる方法を見出したい。従来の英語教育においては、語彙習得は、まず日本語の意味を覚えることから始まっているが、この考え方の根本を問い直し、まず推論から始まる語彙学習の指導法を考えたい。とりもなおさず、母語における膨大で意味の正確さを伴う語彙習得はほとんどすべて推論によるものである。
超高速ゲノム解読に基づく骨格性下顎前突症感受性候補遺伝子の探索

過去に行ったゲノムワイド関連解析では、欧米人よりも日本人で多く認められる骨格性下顎前突症の強いリスクを伴う感受性候補遺伝子を突き止めることができなかった。そこで大家系を用いた全エクソーム解析により遺伝子機能に影響を与える原因変異を探索し、最終的には成長期の骨格性下顎前突症患者で将来外科手術が必要となるか否かを、成長期のうちに確定診断できるようにすることが本研究の目的である。大家系(同一家系に14個体の骨格性下顎前突症罹患者)を用いた全エクソーム解析を行う前に、本年度はまず、4世代にわたる15個体から成る家系(うち罹患者5個体)を用いた全エクソーム解析を行った。罹患者4名、非罹患者5名のゲノムDNAからSureSelect v6+UTRsキットを用いてエクソームライブラリを調整し、次世代シークエンサーを用いてこのライブラリをシークエンスした。その結果、罹患者4名の全てに認められ、非罹患者5名のいずれにも認められなかったエクソン領域のアミノ酸置換を伴う一塩基変異は、5個であった。この変異は、UBASH3B遺伝子、OR6M1遺伝子、OR8D4遺伝子、OR8B4遺伝子、BEST3遺伝子上に存在していた。このうち、OR遺伝子の一塩基変異はこれらがコードするタンパクの機能に変化を及ぼさないことがほとんどであることから、これらの変異を除外した。また、UBASH3B遺伝子の一塩基変異の頻度は欧米人よりも日本人で低いことより、この変異も除外した。BEST3遺伝子の一塩基変異はデータベースには掲載されていない新規の変異であった。そこで、比較ゲノム解析を行ったところ、この塩基がコドンとなるアミノ酸は種を超えて保存されていた。よって、BEST3遺伝子のアミノ酸置換を伴う新規の一塩基変異(c.1816C>A、p.L606I)は、骨格性下顎前突症の強いリスク因子であることが示唆された。大家系からのゲノムDNAサンプルはまだ得られていないものの、中規模の1家系からの全エクソーム解析を研究期間1年目にして既に行うことができ、解析結果を分析して論文にまとめるところまでを研究期間2年目にして行うことができたため。今年度に得られた全エクソーム解析の分析結果を、遺伝子連鎖解析を行うことにより追試する。また、大家系からのゲノムDNAサンプルの採取を引き続き行っていく。ゲノムワイド関連解析では骨格性下顎前突症の強いリスクを伴う感受性候補遺伝子を突き止めることができなかった。そこで大家系を用いた全エクソーム解析により遺伝子機能に影響を与える原因変異を探索し、最終的には成長期の骨格性下顎前突症患者で将来外科手術が必要となるか否かを、成長期のうちに確定診断できるようにするることが本研究の目的である。その結果、罹患者4名の全てに認められ、非罹患者5名のいずれにも認められなかったエクソン領域の変異は、16個であった。この変異は、UBASH3B遺伝子、BEST3遺伝子、ARSD遺伝子上のエクソン領域上に存在していた。大家系からのゲノムDNAサンプルはまだ得られていないものの、中規模の1家系からの全エクソーム解析を研究期間1年目にして既に行うことができたため。よって、BEST3遺伝子のアミノ酸置換を伴う新規の一塩基変異(c.1816C>A、p.L606I)

は、骨格性下顎前突症の強いリスク因子であることが示唆された。大家系からのゲノムDNAサンプルはまだ得られていないものの、中規模の1家系からの全エクソーム解析を研究期間1年目にして既に行うことができ、解析結果を分析して論文にまとめるところまでを研究期間2年目にして行うことができたため。今年度に得られた全エクソーム解析の結果を、遺伝子連鎖解析を行うことにより追試する。また、大家系からのゲノムDNAサンプルの採取を引き続き行っていく。今年度に得られた全エクソーム解析の分析結果を、遺伝子連鎖解析を行うことにより追試する。執行率98.9%と、ほぼ全額を使用した。次年度には試薬等の消耗品を引き続き購入するので、その費用として用いる。
格子ゲージ理論によるハドロンの質量の計算

61年度に明らかにした点をふまえ,更に8^3×16の格子上でクォーク・ループの影響を含めfull QCDで, U(1)問題をランジェバン方程式を数値的に解析することにより調べた.トポロジカルな電荷と,クォークの伝播関数のスペクトル展開の極との関係などの一般的性質は,クウェンチ近似と同様の結果を得たが,伝播関数の統計的ゆらぎが大きく,定量的結果を得るには,統計量をよほど増さなければならないことが分かった.η中間子がπ中間子に比べてなぜ非常に重いかはU(1)問題と呼ばれ,ハドロン物質の重要な問題である.この問題は,擬スカラー中間子では,フレーバー一重項のη中間子がフレーバー多重項のπ中間子の45倍以上重いのに,ベクトル中間子ではフレーバー一重項のω中間子がフレーバー多重項のρ中間子とほぼ縮退しているという2つの問題を同時に解決することが必要である.この問題を解決する為に,クォーク・グルーオンの基本法則と考えられている格子ゲージ理論を用いて,解析的方法と数値的計算を組み合わせることにより, η中間子がπ中間子に比べて非常に重いのは,格子上にインスタントンが存在すること, uクォークとdクォークの裸の質量が非常に小さいことによることを明らかにした.また, ρ中間子がω中間子と縮退する理由も明らかにした.更に詳しく述べると,グルーオンの作用としては,本人が提唱したくりこみ群によって改善された作用,クォークの作用としてはウィルソンによる作用を用いた.クォークの伝播関数のスペクトラム展開をまず導き,スペクトラムとゲージ場の位相との関係(アティヤ・シンガーの定理)を格子上で調べた.この結果により,位相的自明でないインスタントンの寄子がU(1)問題の解析で重要なことを解明した.最後に8^3×16の格子上でクウェンチ近似で数値的に, η, π, ω, ρ中間子の伝播関数を具体的に計算し,上に述べた結論を得た.更に, 8^3×16の格子上でクォーク・ループの影響を含めfull QCDで, U(1)問題をランジェバン方程式を数値的に解析することにより調べた.トボロジカルな電荷と,クォークの伝播関数のスペクトル展開の極との関係などの一般的性質は,クウェンチ近似と同様の結果を得たが,伝播関数の統計的ゆらぎが大きく,定量的結果を得るには,統計量をよほど増さなければならないことが分かった.61年度に明らかにした点をふまえ,更に8^3×16の格子上でクォーク・ループの影響を含めfull QCDで, U(1)問題をランジェバン方程式を数値的に解析することにより調べた.トポロジカルな電荷と,クォークの伝播関数のスペクトル展開の極との関係などの一般的性質は,クウェンチ近似と同様の結果を得たが,伝播関数の統計的ゆらぎが大きく,定量的結果を得るには,統計量をよほど増さなければならないことが分かった.η中間子がπ中間子に比べてなぜ非常に重いかはU(1)問題と呼ばれ、ハドロン物質の重要な問題である。この問題は、擬スカラー中間子では、フレーバー一重項のη中間子がフレーバー多重項のπ中間子の45倍以上重いのに、ベクトル中間子では、フレーバー一重項のω中間子がフレーバー多重項のρ中間子とほぼ縮退しているという2つの問題を同時に解決することが必要である。この問題を解決する為に、クォーク・グルーオンの基本法則と考えられている格子ゲージ理論を用いて、解析的方法と数値的計算を組み合わせることにより、η中間子がπ中間子に比べて非常に重いのは、格子上にインスタントンが存在すること、uクォークとdクォークの裸の質量が非常に小さいことによることを明らかにした。また、ρ中間子がω中間子と縮退する理由も明らかにした。更に詳しく述べると、グリーオンの作用としては、本人が提唱したくりこみ群によって改善された作用、クォークの作用としてはウィルソンによる作用を用いた。クォークの伝藩関数のスペクトラム展開をまず導き、スペクトラムとゲージ場の位相との関係(アティヤ・シンガーの定理)を格子上で調べた。この結果により、位相的自明でないインスタントンの寄子がU(1)問題の解析で重要なことを解明した。最後に【8^3】×16の格子上でクウェンチ近似で数値的に、η,π,ω,ρ中間子の伝藩関数を具体的に計算し、上に述べた結論を得た。
三光子励起自家蛍光寿命イメージングを用いた細胞内環境変化のその場測定

NADHの自家蛍光寿命を用いた細胞内環境の定量評価を検討した.NADHによるセンシングでは,NADHの蛍光が周囲の環境に敏感であることを用いており,NADHの蛍光の環境依存性について,吸収および蛍光スペクトルの外部電場効果(電場吸収・電場蛍光スペクトル)の測定および溶媒依存性より検討した.電場吸収スペクトルは吸収スペクトルの2次微分の形を主に示し,2次微分の項の解析から,励起状態は基底状態と比べて電荷移動性が大きく,双極子モーメントの値が約4 D大きくなることがわかった.電場蛍光スペクトルは,電場による蛍光消光が観測された.450 nm付近に極大を示す蛍光バンドの強度が外部電場によって減少し,外部電場との相互作用によって蛍光寿命が減少することがわかった.電場効果の結果は,蛍光寿命の極性溶媒中での減少と一致し,励起状態の電荷移動性によって,無輻射緩和速度が静電的相互作用によって増加したと考えられる.これらの結果は,細胞内でのNADHの蛍光変化の原因の一つに,NADH周囲の誘電環境変化があることを示している.水中と比べて細胞内でNADHの蛍光寿命が増加するのは,細胞内でNADHはタンパク質と結合し,タンパク質のアミノ酸残基の疎水性効果(周囲の極性の低下)が原因の一つであると考えられる.外部電場による蛍光消光の大きさの解析から,蛍光寿命の変化を用いてNADH周囲の局所電場の変化量が求められることを示し,NADHの自家蛍光寿命を用いて, NADHとタンパク質との相互作用の変化・誘電環境の変化を検出できることを提案した.さらに,領域内共同研究として,機能性色素分子の蛍光寿命を測定し,発光機構の解明・細胞内センシングの可能性などを検討した.25年度が最終年度であるため、記入しない。25年度が最終年度であるため、記入しない。NADHの自家蛍光寿命を用いた細胞内環境の定量評価を検討した.NADHによるセンシングでは,NADHの蛍光が周囲の環境に敏感であることを用いており,NADHの蛍光の環境依存性について,吸収および蛍光スペクトルの外部電場効果(電場吸収・電場蛍光スペクトル)の測定および溶媒依存性より検討した.電場吸収スペクトルは吸収スペクトルの2次微分の形を主に示し,2次微分の項の解析から,励起状態は基底状態と比べて電荷移動性が大きく,双極子モーメントの値が約4 D大きくなることがわかった.電場蛍光スペクトルは,電場による蛍光消光が観測された.450 nm付近に極大を示す蛍光バンドの強度が外部電場によって減少し,外部電場との相互作用によって蛍光寿命が減少することがわかった.電場効果の結果は,蛍光寿命の極性溶媒中での減少と一致し,励起状態の電荷移動性によって,無輻射緩和速度が静電的相互作用によって増加したと考えられる.これらの結果は,細胞内でのNADHの蛍光変化の原因の一つに,NADH周囲の誘電環境変化があることを示している.水中と比べて細胞内でNADHの蛍光寿命が増加するのは,細胞内でNADHはタンパク質と結合し,タンパク質のアミノ酸残基の疎水性効果(周囲の極性の低下)が原因の一つであると考えられる.外部電場による蛍光消光の大きさの解析から,蛍光寿命の変化を用いてNADH周囲の局所電場の変化量が求められることを示し,NADHの自家蛍光寿命を用いて, NADHとタンパク質との相互作用の変化・誘電環境の変化を検出できることを提案した.さらに,領域内共同研究として,機能性色素分子の蛍光寿命を測定し,発光機構の解明・細胞内センシングの可能性などを検討した.本研究は,三光子まで行うことができる多光子励起蛍光寿命イメージングシステムを製作し,生体試料を染色することなく,生体内に元から存在する蛍光物質の蛍光(自家蛍光)を用いた細胞計測を目指す。蛍光寿命の値は光退色や光学系に依存しないことから,蛍光強度測定に比べて定量性に優れ,蛍光分子の周囲の環境変化を定量的に求めることができる。本年度は,自家蛍光物質の蛍光寿命を画像化するイメージングシステムを製作し,代表的な自家蛍光成分であるFAD(Flavin adenine dinucleotide)の自家蛍光寿命イメージングを用いて細胞内pHをその場で測定できることを提案した。緩衝溶液中においては,FADの蛍光減衰曲線の形状はpHに対して一定であり,緩衝溶液中ではFADの蛍光寿命はpHに依存しない。しかし,HeLa細胞内では,細胞内pHに応じてFADの蛍光減衰曲線が変化し,細胞内pHの増加に伴い蛍光寿命が減少することがわかった。蛍光寿命の値も細胞内と緩衝溶液中で大きく異なり,細胞内の蛍光寿命の値は,緩衝溶液中の半分以下になっている。細胞内ではFADはタンパク質と相互作用をしたフラビンタンパク質として主に存在しており,観測された細胞中の蛍光寿命の減少および蛍光寿命の細胞内pH依存性は,FADとタンパク質との間の分子間相互作用のpH変化を観測していると考えられる。細胞内での蛍光減衰曲線は4成分の指数関数にて再現され,平均蛍光寿命は,細胞内pHが5.0,7.0,9.0においてそれぞれ1.11 ns,0.84 ns,0.78 nsであった。自家蛍光寿命イメージングにおいても細胞内pHの増加に伴うFADの自家蛍光寿命の減少を観測しており,FADの蛍光寿命と細胞内pHとの間の検量線を作成することによって,FADを用いた無染色でのpHイメージングができることがわかった。

自家蛍光寿命イメージングについて製作を行い,FADの自家蛍光寿命イメージングを用いた無染色での細胞内pH計測について,査読付学術論文として掲載した。また,自家蛍光寿命イメージングに関する総説を執筆し,さらに,学会発表を複数行っている。分担著書となる図書も複数執筆中である。自家蛍光寿命イメージングの研究は世界で複数のグループで行われているが,知る限りでは,細胞内イオン濃度の無染色でのイメージングは,申請者が所属するグループが初めて行ったものである。自家蛍光寿命を用いて,細胞内パラメーターの定量測定を行っているという点で先端を行っていると考えている。NADHとFADに着目したが,芳香族アミノ酸であるトリプトファンなどへと発展させる必要がある。また,二光子励起だけではなく,三光子励起の自家蛍光寿命イメージング測定を行えるようにシステムの改良を引き続き行わなければならない。他のグループとの共同研究も十分に行うことができず,平成25年度は,共同研究を積極的に行う予定である。昨年度は,一光子励起の自家蛍光寿命イメージングシステムについて製作を行い,補酵素であるFADの自家蛍光寿命を用いた無染色での細胞内pH計測を提案した。また,多光子励起については,共焦点顕微鏡のビームスキャナ部分を多光子励起用のミラーに交換し,二光子励起による自家蛍光寿命イメージング測定を行うことができる。しかし,三光子励起の配置では,蛍光強度が小さくなり,自家蛍光寿命イメージングの測定には至っていない。そこで,画像測定部分について,励起レーザー光を走査するビームスキャナ型から試料を移動するステージスキャナ型に変更し,蛍光の捕集効率を向上させる。必要となるフィルターなどの光学部品類の多くは前年度に購入している。また時間相関単一光子計数法による蛍光減衰曲線測定システムを用いて,細胞内に存在する芳香族アミノ酸であるトリプトファン,チロシン,フェニルアラニンの蛍光減衰曲線の測定を行う。細胞内のpH依存性,酸素濃度依存性,および正常細胞と腫瘍細胞における蛍光寿命の違いなどについて測定を行い,芳香族アミノ酸の自家蛍光寿命を用いた細胞内pHや腫瘍細胞のその場検出について検討する。また積極的に共同研究を行い,機能性色素分子の細胞内の挙動および細胞内環境の定量測定について,蛍光寿命イメージングを用いて検討を行う。25年度が最終年度であるため、記入しない。
ヘンリー・ソローの人と作品における宇宙意識

アメリカ・ルネッサンス期(19世紀前半期)における世界の主な天文学上の発見や成果について調査し、それらが当時のアメリカの文化・文学思潮に及ぼした種々の影響を考察し、分析した。即ち、当時の合衆国の主要な文人・文化人たち(エマスン、ポー、ホイットマン等)の作品や伝記を参照し、天文現象や天文学に関する描写と言及を抽出し、それらを検討することによって彼らが抱いた宇宙についての意識や宇宙観を概観し、その成果をまとめて論文化した。次にこのような文人たちの中で特にヘンリー・ソローを選び、ソローの代表作『ウオールデン』を中心にして、ソローの宇宙や天文学に関する種々の表現と言及を抽出し、この方面における彼の意識を考察した。その結果、それらが彼の人生上の悟りを表す表現に使用され、また他者に対して人生の見直しを提唱する際にも比喩的に活用されていることが判明した。さらに、我々現代人たちの一般的な宇宙観も参照し、ソローの場合と比較した。ソローが人間を宇宙の中心的な存在と見なしたのに対し、現代人は、人間を宇宙の周辺に位置する孤児というように受け止めているという。このような両者の決定的な見解の相違を指摘した。以上の成果を集約し、論文として発表した。なお、ソローのエッセイ「月」は、彼の夜の散策と自然や天体の観察を主な内容とする作品であり、今回の研究に深い関わりを持つものであるので、作品全体を翻訳し、大学の紀要に発表した。19世紀前半期における天文学上の主な発見や成果について、またそれらが当時のアメリカ文化の時代思潮に及ぼした影響について文献資料の収集・講読・分析を行なった。具体的には、以下のような研究の取り組みを実施し、その成果となるものを大学内の学術誌に公表した。1.アメリカの科学史や科学思想史の文献資料から天文学関係の部分を抽出し、当時の天文学上の発見や業績等について調査した。2.つぎに当時の合衆国の主要な文人・文化人たちの作品や伝記等を参照し、天文現象や天文学に関する描写や言及を抽出し、検討していった。具体的にはつぎの作家と作品を主な対象とした。エマスン:『エッセイ集』、ソロー:「ウオールデン」と「月」、ポー「短編小説集」と「ユリーカ」、ホイットマン『草の葉』。3.1と2の調査・研究をつき合わせ、この時代のアメリカ文化思潮における代表的な文人たちの宇宙への意識や宇宙観について概観し、その成果を論文にまとめあげた。なおその際に、現代の我々が抱いている一般的な宇宙観との比較検討も行い、両者の共通点と相違点についても大づかみに指摘した。4.また、ソローの作品「月」は、ソローの夜の散策と自然や天体の観察を主な内容とするエッセイであり、今回の研究に深い関わりを持つものであるので、作品全体を翻訳し、やはり学術誌に公表した。前年度にひき続き、19世紀前半期における天文学上の主な発見や成果を検討し、それらが当時のアメリカ文化・文学の思潮に及ぼした影響を考察、追求した。具体的には、以下のような研究の取り組みを実施した。1.科学史や科学思想史の文献資料から天文学関係の部分を抽出し、19世紀当時の発見や業績について講読、調査した。2.当時の合衆国の文人たちの中からヘンリー・ソローを選び、ソローの代表作『ウオールデン』を中心に、ソローの宇宙や天文学に関する言及を抽出し、この方面における彼の意識を追求した。その結果、それらが彼の人生上の悟りの表現に使用され、かつ他者に対して人生の見直しを提唱する際にも比喩的に活用されていることが判明した。3.現代人の一般的な宇宙観も検討し、ソローの場合と比較した。ソローが人間を宇宙の中心的な存在と見なしたのに対し、現代人は人間を宇宙の周辺にいる孤児と受けとめているという。この様な両者の決定的な見解の相違を指摘した。4.以上の成果を集約し、論文として大学の紀要に発表した。
統合失調症の聴覚言語処理機構に関する脳画像・遺伝子研究

統合失調症の主症状である思考障害や幻聴の病態には、言語処理の障害が深く関与しているものと考えられている。われわれは、統合失調症における幻覚妄想や思考障害の病態基盤を理解するために脳機能画像を用いて聴覚言語処理時の脳活動について健常人との比較検証をおこなった。統合失調症において、ヒトの声に含まれる感情の抑揚の理解時に右側頭葉の活動が低下し、幻覚妄想などの陽性症状が強いほど左前頭葉の活動が強くなり、感情の平板化や引きこもりなどの陰性症状が強いほど左側頭葉の活動が強くなることが確かめられた。これらの結果は、統合失調症の幻覚妄想の病態理解には言語処理時の大脳半球左右差の変化が重要であることを示唆しており、今後も脳画像と遺伝子要因との関連性も含めて統合失調症の個別化医療に役立つ臨床評価法の開発を継続していきたいと考えている。われわれは、聴覚言語処理研究の一貫として、本年度は、声に含まれる感情の認知に関する脳機能画像研究をおこない、健常対照群と統合失調症群の脳活動の相違の検討をおこなった。近年の認知心理学的研究は、音声に含まれる個性や感情を認識したとき右側頭葉が賦活されることが示されているが、相手の音声を聴いて、その音声に含まれる情報から相手の感情を察知しているときの脳機能を研究した報告はない。そこでわれわれは、音声から相手の感情を認知するときの脳機能について検討した。まず、感情をもった声の題材を収集し、感情尺度を用いて30人の被験者に評価し、刺激課題を作成した。次にその声を用いてMRI撮像時に16名の健常対照群に対して、20秒間ずつ交互に好意的(Positive)・非好意的(Negative)・どちらでもない(Neutral)あいさつを受動的に聴取させ、脳活動を検討した(実験1)。また、18名の健常対照群に対して、2つのあいさつのどちらが好意的かを判断させたときの脳活動を検討した(実験2)。実験1・実験2ともに両側右上側頭回前部と扁桃体を中心に確認することができた。さらに実験2に関連して統合失調症18症例の脳活動を健常対照群と比較検討したところ、疾患群では右半球の活動が低下し、幻覚妄想の重症度と左半球の脳活動が正の相関を示した(実験3)。これら実験13の結果について学会で報告した。統合失調症症例で感情の認知に関わる聴覚言語処理時の脳活動の半球優位性が変化するという所見は、臨床診断に役立つことが期待される。また現在、脳機能画像の結果に関連して、特定の遺伝子多型(SNPs)を用いて統合失調症群でどのような遺伝学的背景が影響しているか検討をすすめている。私は、主に統合失調症の聴覚言語処理に関する脳機能画像研究をおこなった。統合失調症の臨床症状である幻聴や思考障害の脳機能病態を理解することは臨床的に重要である。幻聴や思考障害の神経基盤を解明するため、大脳半球左右差に着目し、左半球の意味言語処理に対する脳活動と右半球のヒトの声の認知に対する脳活動について検討を行った。我々の研究では、健常対照群に比し統合失調症群で左半球の計語処理時の脳活動が低下し右半球のヒトの声の認知時の脳活動が低下することを明らかにし、統合失調症の脳病態には、左半球だけでなく右半球も含めた広範な大脳の障害が関与することを明らかにした。さらに、感情の含まれる声の抑揚(音声プロソディー)の認知機構の脳機能画像研究にも取り組んだ。音声プロソディーの理解には健常対照群では聴覚野や扁桃体を含め右側頭葉の機能が関与するが、統合失調症群では幻覚妄想や思考障害が顕著なほど左前頭葉の活動が亢進し、抑うつや被害妄想などの陰性症状が顕著になると左側頭葉の活動が亢進することを明らかにし学会で報告した。また、特定の遺伝子多型の違いによる脳機能の相違を明らかにするための研究基盤の確立を推進し、精神疾患における遺伝子個別化医療の実現にむけた研究を継続中である。さらに、認知症の周辺症状として存在する幻覚妄想は、在宅医療や施設入所にも重大な影響を引き起こすが、統合失調症の精神症状の理解を踏まえ認知症の家族の介護負担に関する評価法の開発も行い、学会で発表した。今後も、統合失調症や認知症の周辺症状を含めた問題行動に対する脳機能画像研究や遺伝子研究・認知心理学研究を含め総合的に病態を評価し治療できるような最先端の研究の構築を推進していきたいと考えている。