hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
気管内吸引による粘膜損傷に栄養状態が及ぼす影響についての基礎的研究

先に我々が行った低栄養状態の患者の気管吸引を想定し低栄養ウサギの気管を吸引した実験では、健常群より低栄養群は気管粘膜の損傷が生じやすい傾向にあった。要因として、上皮細胞と基底細胞とを接着するラミニン、基底膜と結合組織とを接着するフィブロネクチンの減少による接着力の脆弱化、上皮細胞を裏打ち支持している基底膜を構成する成分であるIV型コラーゲンの減少による基底膜の脆弱化が考えられた。仮説を検証するために、水だけ与え絶食した場合と減食した場合により低栄養ウサギを作製し気管組織に含まれる3種の蛋白質の量を測定した。いずれの実験においても健常群より低栄養群は蛋白質の量が低下し、仮説を支持する結果であった。気管組織の基底膜中のIV型コラーゲンとラミニンの量,粘膜固有層のファイブロネクチンの量を健常ウサギと低栄養ウサギで比較し差異を検討するため,26年度は気管組織からの蛋白質の抽出方法と使用するELISAキットの妥当性について検討する予備実験を実施した。最初にウサギ血清を用いて3種類の蛋白質の標識抗体を利用したELISAキットを反応させ定量できるかどうかを検討した。抽出した蛋白質について濃度を何段階かに希釈し、マイクロプレートリーダーを用いて定量測定をした。その結果、ウサギ血清サンプルの濃度に応じて呈色が異なっていることから、蛋白質を測定できることを確認した。使用したELISAキットはウサギの3種類の蛋白質を測定するのに妥当であることを確認した。次に、健常なウサギの気管組織から蛋白質を抽出し、ELISAを反応させてたんぱく質を測定する方法を検討した。安楽死させたウサギから気管を摘出し、1回目に重量0.5gと1gの気管を粉砕・凍結処理し,組織から蛋白質を抽出した。抽出した蛋白質について濃度を何段階かに変えた。3種のELISAキットを用いて処理し,マイクロプレートリーダーを用いて定量分析した.3種類の蛋白質について、0.5gと1gのいずれの重量の試料でも濃度によって発色の程度が異なっており、測定できていることが確認された。そこで、2回目は、1回目と同様な方法でウサギ気管を摘出し0.5gを2個切り出し、ひとつは1回目と同じ、もうひとつは別の方法で粉砕方法を変えて、ELISAキットを用いて処理した。現在、分析中である。健常と絶食のウサギを用いて、低栄養になった場合、気管組織の基底膜中のラミニン、フィブロネクチンと粘膜固有層中のIV型コラーゲンの量が減少しないかを検討する実験を行った。通常通り給餌した健常群と水のみを与えて絶食させた絶食群ウサギを安楽死させて気管を摘出した。摘出した気管を精秤後、ポリトロンホモジナイザーで100mgあたり1mlのPBSとともに破砕し、その後、ー30°Cでの凍結と融解を2回繰り返して組織を破壊し、5,000×gで5分間遠心分離後、上清組織抽出液(試料)を得た。測定は、ELISA法により、測定キット(CUSABIO社製)を用いて行った。健常ウサギは実験日に、絶食したウサギは、絶食前と絶食後(実験日)に採血をして血清中の総蛋白質とアルブミンを測定した。有意差検定は、studentのt検定を用いて行い、危険率5%以下で評価した。第1回実験では、健常群5羽(実験日2126週齢)、絶食群5羽(実験日2630週齢)を使用した。健常群と比較して絶食群のフィブロネクチンとラミニンは有意に低下していた(p<0.05)。IV型コラーゲンも低下していたが有意ではなかった。第2回実験では、健常群5羽(実験日2526週齢)、絶食群6羽(実験日2527週齢)を使用した。健常群と比較して絶食群の3種類の蛋白質はいずれも低下したが有意ではなかった。血清中の総蛋白質とアルブミンは、2回の実験とも絶食後は絶食前より有意に低下していて低栄養状態であった。2回の実験ではいずれの蛋白質も絶食群は健常群に比べて低下傾向にあったことから、栄養状態が低下することにより特にフィブロネクチン、ラミニンの産生は低下している可能性が示唆された。絶食により低栄養状態のウサギを作製することができた。この低栄養ウサギと健常ウサギを使用して、予定していた気管組織中のラミニン、フィブロネクチン、IV型コラーゲンを測定する実験と分析ができた。しかし、共同研究者はそれぞれの教育、研究の仕事もあるために3人の都合が一致できる日時に調整が必要で実験日を決定するまでに時間を要した。また、摘出した気管を粉砕処理した試料に凍結と解凍を繰り返す処理をし、ELISAを反応させる必要であるためにまとまった時間を要するのだが、そのまとまった時間がなかなか取れなかった。分析結果を出すまでに時間を要して学術集会の演題申込みに間に合わず、予定していた学術集会に発表ができなかった。栄養状態が不良になった場合、気管組織の基底膜中のラミニン、フィブロネクチンと粘膜固有層中のIV型コラーゲンの量が減少するかどうかを検討するため、昨年はウサギに水のみ与えて絶食させたが、平成28年度は臨床で想定される低栄養状態が長期になる場合の影響を検討するために減食させて実験を行った。

実験では、通常通り給餌した健常群と減食した減食群ウサギの気管支を用いて比較検討した。摘出した気管を精秤後、ポリトロンホモジナイザーで100mgあたり1mlのPBSとともに破砕し、その後、ー30°Cでの凍結と融解を2回繰り返して組織を破壊し、5,000×gで5分間遠心分離後、上清組織抽出液(試料)を得た。測定は、ELISA法により、測定キットを用いて行った。健常ウサギは実験日に、減食したウサギは減食前と後(実験日)に採血をして血清中の総蛋白質とアルブミンを測定した。有意差検定は、t検定を用いて危険率5%以下で評価した。実験では、健常群4匹(実験日3435週齢)、減食群5匹(実験日33週齢、5861日間の減食)を使用した。健常群と比較して減食群の3種類の蛋白質は有意ではなかった低下していた。血清中の総蛋白質とアルブミンは、減食前より減食後は有意に低下していて低栄養状態であった。これまでの計3回の実験からは低栄養状態になると気管組織中に含まれる3種類の蛋白質は低下傾向になることが明らかになった。ウサギから気管を摘出し気管吸引した実験では、健常群より低栄養状態のウサギの方で粘膜損傷が生じやすい傾向があった。その原因として,1上皮細胞と基底細胞とを接着するラミニン2上皮細胞を裏打ち支持している基底膜を構成する主要成分であるIV型コラーゲン3基底膜と結合組織とを接着するフィブロネクチンの減少による接着の脆弱化が生じることが要因であると仮説を立てた。本実験結果はそれを支持する結果と考えられた。先に我々が行った低栄養状態の患者の気管吸引を想定し低栄養ウサギの気管を吸引した実験では、健常群より低栄養群は気管粘膜の損傷が生じやすい傾向にあった。要因として、上皮細胞と基底細胞とを接着するラミニン、基底膜と結合組織とを接着するフィブロネクチンの減少による接着力の脆弱化、上皮細胞を裏打ち支持している基底膜を構成する成分であるIV型コラーゲンの減少による基底膜の脆弱化が考えられた。仮説を検証するために、水だけ与え絶食した場合と減食した場合により低栄養ウサギを作製し気管組織に含まれる3種の蛋白質の量を測定した。いずれの実験においても健常群より低栄養群は蛋白質の量が低下し、仮説を支持する結果であった。健常なウサギを用いた計画した予備実験を実施でき、分析に使用できるELISAキットの確認、分析試料に用いる適切な気管組織の重量、粉砕方法、抽出液の適切な濃度について検討ができた。栄養状態不良のウサギについては、実験できなかった。その理由は、購入したELISAキットはウサギの蛋白質に作用するかどうかの検討が必要でウサギ血清を用いた計画外の予備実験を行った。使用したELISAキットは外国から輸入するために注文してから納品までに時間を要し、粉砕処理した試料はELISAキットを反応させる前に凍結と解凍を時間をおいて繰り返すことが必要でそれでも時間を要した。共同研究者はそれぞれ教育、研究を持っていて実験の時間を調整する必要もあった。そのために健常なウサギの実験と分析に時間を要した。健常と低栄養のウサギを比較した気管組織中のラミニン、フィブロネクチン、IV型コラーゲンの分析結果についてまとめて報告書を作成する。分析結果を学術集会で発表し、学会誌に投稿する予定である。基礎看護学健常なウサギを用いた実験については方法が検討できたので、栄養不良のウサギでも同じ実験方法で3種類の蛋白質の測定ができるのかを検討し、実験方法を確立する。次に、健常なウサギと栄養不良ウサギについて確立した実験方法で件数を追加する。学術集会での発表を予定していたが、分析結果が申請締め切り期日に間に合わなくて発表できなかった。
RNAサイレンシング機構からみたメリステムの解析

HYL1を欠損した変異体植物ではmiRNAの蓄積が減少し、葉が細く、その縁が上向きにカールするといった特徴的な表現型を示す。hyl1-2種子をEMS変異原処理し、約38,000個のM2芽生えから表現型が野生型様に復帰した22個体をスクリーニングした。そのうち1個体について解析を進めたところ、hyl1抑圧変異の原因は優性であることがわかった。さらにマップベースクローニング法によって原因遺伝子は1番染色体の上腕端440kb以内に存在することを見出した。この領域にはHYL1に結合してmiRNAの生成を担うDCL1が存在することから、DCL1コード領域周辺のゲノム配列を確認した結果、DCL1遺伝子の1183番目のグアニンがアデニンに置換していた。この変異を持つDCL1遺伝子をhyl1変異体に形質転換すると表現型が野生型様に復帰したことから、hyl1サプレッサーの原因であることが証明された。この新規dcl1-13変異はDCUのRNAヘリカーゼドメインにおける395番目のグルタミン酸からリシンへとアミノ酸置換(E395K)を引き起こすと思われる。得られたhyl1サプレッサ-はいずれもこの変異を有していた。DCL1のヘリカーゼドメインはこれまで機能がほとんど未知であったが、本研究からその重要性が示唆された。さらに興味深いことに本研究により、全生物のDicerタンパク質において初めて優性の変異体が得られた。このようにあらためてDCl1分子とHYL1分子が相互作用していることが示され、さらにDCL1内のドメインの機能分担にも知見が得られた。今後さらにHYLの周辺の新規因子について解析を加える。
ソフトウェアイベントビルディングによるオンラインデータ収集システムの研究

本研究はBファクトリー実験におけるデータ収集を、大型のサーバー計算機の上で動作するソフトウェアイベントビルダーで集中処理を行うことで、高速化と簡素化を達成することが目的である。昨年度は各検出器のVMEサブシステムからサーバーにデータをTCP/IPプロトコルをつかってFastEthernetで送る方法を確立し、1経路4MB/sec以上の速度を実証した。本年度はデータを受ける側に4つのCPUが搭載されているサーバー計算機を購入し、この上で動くソフトウェアイベントビルダーを開発した。このソフトウェアはnovaと呼ばれるバッファーマネージャを元にして開発された。複数のメモリバッファ上に別々にコピーされた各検出器からの受けたイベントフラグメントを、開発したイベントビルダープロセスにnovaを通して送り、ここで各々のイベントにくみ上げる。イベントフラグメントは完全に非同期に送られるため、ソフトウェアイベントビルダーは複数のイベントを同時にくみ上げることができるようなマルチバッファリングを元にに作られた。ここでくみ上げられたイベントは再びnovaにもどされ、オンラインデータ解析を行うソフトウェアにわたされる。このソフトウェアはBELLE実験の標準解析フレームワークASFをつかって作られており、サーバ上の4つのCPUをつかって並列処理を行う。以上をBELLE実験の宇宙線テストにおいて実際に動作させた。テストシステムではネットワークインターフェイスの数が十分ではなかったために、6つのサブシステムからのデータをネットワークスイッチにより1本にまとめてサーバーまで転送した。このため十分な性能をだすことはできなかったが(最大で200Hz,8MB/sec程度)、ただしくイベントビルディングを行い、得られたイベントを4つのCPUで並列処理できることが確認された。
静電型イオントラップによる準安定状態イオンの精密寿命分光：高電荷イオンへの新展開

イオンビームトラップを用いて2P3/2および2P1/2準安定状態にあるKr3+イオンの放射寿命の測定を行った。昨年度のXe3+イオンの測定に比べ、光子の計数率が下がることが予想された。そのため、検出面口径のより大きな光電子増倍管を、蓄積イオンビームにより近い位置に設置することで、光子の検出効率を高めた。また、測定の繰り返し周波数を高めることで一定時間内での測定回数を増やし、統計的な誤差を小さくするように工夫した。これによって、Xe3+イオンの場合と同等の測定誤差でKr3+イオンの放射寿命を決定することができた。最終的に2P3/2状態の寿命を23.3±1.4 ms、2P1/2状態の寿命を52.8±3.8 msと決定した。2P1/2状態の測定結果を過去の他グループの測定結果47±5 msと比較すると、お互いの測定誤差の範囲では一致しているが、本測定結果の方がより長い寿命値であった。2P3/2状態の寿命については測定実験がこれまで行われていないため、本測定結果が初めてのデータであり、ゆえに適用可能な理論計算を検証する上でのベンチマークデータになる。得られたそれぞれの寿命値と現在用いられている理論からの計算値とを比較すると、理論値は本研究の結果と非常に良く一致していることがわかった。これらの研究成果をまとめて、原子分子衝突関連の国内学会および高電価イオンの物理に関する国際学会で発表した。本年度の目標であった、イオンビームトラップを用いた2P3/2および2P1/2状態Kr3+イオンの放射寿命測定に成功し、国内学会でこの研究成果を発表することができた。しかし、予定していた研究成果の論文発表にはまだ至っていない。論文の投稿は済んでおり、今年度内には出版できる予定である。また、原子分子衝突関連の国際学会に出席して本研究成果を発表する。トラップに蓄積された準安定状態にあるイオンの放射寿命の精密測定において、トラップ内の残留ガスとの衝突によって消滅するイオン数を評価することが必要になる。そこで本年は、トラップに閉じ込めた3価Xeイオンの蓄積数の時間変化を、トラップから逃れてくる2価Xeイオン数を測定することによって決定する実験を行った。逃れてくる2価イオンは蓄積3価イオンと残留ガスとの電子捕獲衝突によって生じたものであるので、この2価イオン数の時間変化は蓄積3価イオン数の時間変化に比例している。具体的に実験は、トラップ外へ逃れたきたイオンの中から2価Xeイオンだけを電場によって弁別し、イオン数の時間変化をマルチチャンネルスケーラーに記録した。この測定で、トラップに蓄積されている3価イオンの蓄積寿命を誤差0.5%程度で決定できた。この精度は、放射寿命の測定値を補正するうえで十分な精度である。放射寿命の決定は、イオンが準安定状態から基底状態に遷移する際に放出する光子を測定することによって行う計画である。その測定に向けて、放出光子を測定するための光学系を設置した。具体的には遷移による放出光子を選択をするためのバンドパスフィルターと光子計数用の光電子増倍管から構成される光学測定系をトラップに設置した。さらに十分な統計で光子を計数するために、1回あたりの測定時間を短くすることで、より多数回の繰り返し測定を可能にした。具体的には、10ミリ秒のオーダーの放射寿命に対して1回の測定あたり測定時間が1秒必要であったシステムを、測定時間が100ミリ秒のシステムに変更した。これによって、これまでに比べて1/10の測定時間で同程度の統計のデーターを取ることができるようになり、多数回の繰り返し測定によって放射寿命測定の精度を高めることが可能になった。本年度の実施計画は、蓄積イオン数の時間変化の評価方法の確立、および光学測定系の設置とテストであった。これらについては実施済みであり、おおむね計画通りに研究が進んでいる。イオンビームトラップを用いて2P3/2および2P1/2準安定状態にあるXe3+イオンの放射寿命の測定を行った。これまでは2枚のレンズで集光した光を光電子増倍管に集めて光子の検出を行っていた。しかし、この方法ではバックグラウンド計数率に対する光子の計数率がかなり低く、統計的に測定誤差が大きくなってしまうことがわかった。そこで、検出面口径のより大きな光電子増倍管を、蓄積イオンビームにより近い位置に設置し、レンズを介さずに光子を検出する方法に装置を改善した。その結果、寿命測定値の誤差を1/3に減少させる事に成功した。最終的に2P3/2状態の寿命を7.0±0.2ms、2P1/2状態の寿命を16.6±0.8msと決定した。この結果を過去の他グループの測定結果と比較すると、どちらの値もより大きな値が得られていることがわかった。特に2P3/2状態の寿命は30%ほど大きい値であった。一方、過去の理論計算値と本研究で得られた寿命値を比較すると、測定誤差の範囲でどちらの状態の寿命値も一致することがわかった。過去の測定結果との不一致の理由はまだはっきりしていないが、残留ガスとの衝突によって崩壊してしまうKr3+の準安定状態の見積もりの方法にあるのではないかと考えられる。過去の測定は本研究よりもトラップ内の真空圧力が高い条件で行われており、さらにトラップ内の残留ガスの主成分がKrガスとなっている。一方本研究は、残留ガスとの衝突の影響が小さいような真空圧力のより低い状態での測定が行われている。

また、残留ガスの主成分は水素ガスである。本年度の目標であった、イオンビームトラップを用いた2P3/2状態および2P1/2状態Xe3+イオンの放射寿命の測定に成功し、国際学会および査読有論文でこの研究成果を発表することができた。おおむね計画通りに研究が進んでいる。イオンビームトラップを用いて2P3/2および2P1/2準安定状態にあるKr3+イオンの放射寿命の測定を行った。昨年度のXe3+イオンの測定に比べ、光子の計数率が下がることが予想された。そのため、検出面口径のより大きな光電子増倍管を、蓄積イオンビームにより近い位置に設置することで、光子の検出効率を高めた。また、測定の繰り返し周波数を高めることで一定時間内での測定回数を増やし、統計的な誤差を小さくするように工夫した。これによって、Xe3+イオンの場合と同等の測定誤差でKr3+イオンの放射寿命を決定することができた。最終的に2P3/2状態の寿命を23.3±1.4 ms、2P1/2状態の寿命を52.8±3.8 msと決定した。2P1/2状態の測定結果を過去の他グループの測定結果47±5 msと比較すると、お互いの測定誤差の範囲では一致しているが、本測定結果の方がより長い寿命値であった。2P3/2状態の寿命については測定実験がこれまで行われていないため、本測定結果が初めてのデータであり、ゆえに適用可能な理論計算を検証する上でのベンチマークデータになる。得られたそれぞれの寿命値と現在用いられている理論からの計算値とを比較すると、理論値は本研究の結果と非常に良く一致していることがわかった。これらの研究成果をまとめて、原子分子衝突関連の国内学会および高電価イオンの物理に関する国際学会で発表した。本年度の目標であった、イオンビームトラップを用いた2P3/2および2P1/2状態Kr3+イオンの放射寿命測定に成功し、国内学会でこの研究成果を発表することができた。しかし、予定していた研究成果の論文発表にはまだ至っていない。確立した測定法を用いて、2P3/2状態Xe3+イオンの2D3/2状態への寿命測定実験を行う。過去の他グループによる測定結果および理論計算結果と得られた結果を比較し、より正確な寿命の値を検討する。得られたXe3+イオンの測定結果は、成果のまとまった段階で国内、国際学会で発表する。本年度内で2P3/2状態Xe3+イオンの寿命測定結果がまとまったならば、Xe3+イオンの電子基底配置における他の準安定状態の寿命測定を目指す。具体的には、2P1/2準安定状態Xe3+イオンの寿命測定実験を進める。遷移による放射光子の波長はそれぞれの測定ごとに異なるので、バンドパスフィルターの交換と光学系の再調整を行う。目標に掲げた2P3/2状態および2P1/2状態Kr3+イオンの放射寿命測定実験を行う。とりわけ、2P3/2状態の測定実験は過去に無いため、初めての測定データとなる。得られた結果を過去の他グループによる理論計算結果と比較し、より正確な寿命の値を検討する。得られた結果は成果のまとまった段階で、国内、国際学会および論文で発表する。Xe3+に比べてKr3+の寿命は長いために、光子の計数率が下がることが予想される。その際には、光ファイバー等の利用も含めた光学系の再検討も行う。
三次元VR環境による新しい半側空間無視の評価・訓練システムの開発と有用性の検討

半側空間無視(Unilateral spatial neglect; USN)とは要素的な感覚障害や運動障害を持たないにも関わらず,大脳半球病巣の反対側の様々な刺激に対して気付かない病態である.USNの症状は,日常生活の様々な場面に影響を及ぼすため,その評価と治療は脳卒中リハビリテーションにおける重要な課題となっている.現在その効果が期待されているリハビリテーションの介入方法の一つにプリズム順応療法(PA療法)がある.PA療法とは,対象者に視野を偏倚させるプリズム眼鏡を装着した状態で,ターゲットに対する到達運動を繰り返させることでシフトした視覚に到達運動を順応させ,プリズム眼鏡をはずした後にUSNの改善が認められるというものである.しかしながら適切な偏倚角度については十分に検討されていない状況にある.また,ターゲットに対する到達運動の反復は,対象者にとって退屈な単純課題であり,対象者の訓練意欲が持続する様な何らかの工夫が求められている.本研究では,このPA療法の課題を解決する方法として,三次元VRによるプリズム順応反応システムを開発しその有用性を検討することである.本年度は,試作した三次元VRによるプリズム順応反応システムの最終チェックを行った.本システムは,三次元VR上に円弧状にターゲットを出現させ,そのターゲットに対してリーチ動作を繰り返す課題を行わせる.その際の視野角度は自由に変更することができ,これによりプリズム順応を起こさせるものとなっている.また,ターゲットへのリーチの誤差(角度)は,毎回計測できる.試作したシステムを用いた計測誤差等の検討を行ったところ,被験者ごとのデータのばらつきが大きいことが判明したため,その不具合を修正するためのプログラム改変を行い,問題点を解決することができた.平成30年度はじめに完成した三次元VRによるプリズム順応療法システムの測定誤差が,被験者によってばらつきが大きいことが判明し,急遽,プログラムの改変及び,被験者による誤差を最小にするための練習モードの実装を行った.そのため平成30年度中に臨床現場での試験を開始するまでには至らなかった.また,本研究に関連して開発予定の三次元ARよるUSN評価システムもターゲットの三次元位置の決定に時間を要しており,システムの完成がやや遅延している.最終調整を行った三次元VRによるプリズム順応療法システムをもとに,臨床研究を担当する研究分担者との間で残りの期間で,本システムの有用性を検討するに十分なデータを収集できる様連携を行う.また,開発が遅れている三次元ARよるUSN評価システムについても,工学部の研究分担者との連携を高め,開発を進める.これまでUSNを評価するための机上検査として,線分2等分試験,抹消試験,模写試験,描画試験等が広く使用されている.しかしながら,これらの机上の検査において,特に異常が認められなかった場合でも,実際の日常生活場面においては左側の障害物に体をぶつけたり,左側の車椅子のブレーキのかけ忘れ等の問題が生じる場合があることが知られている.こうした評価結果の矛盾は,既存の机上検査が二次元上の課題であることが原因となっていると思われる.一方,近年注目されているUSNの治療法の一つにプリズム順応(prism adaptation; PA)療法がある.PA療法とは,対象者に視野を偏倚させるプリズム眼鏡を装着した状態で,ターゲットに対する到達運動を繰り返させることでシフトした視覚に到達運動を順応させ,プリズム眼鏡をはずした後に,USNの改善が認められるというものである.しかしながら,このPA療法における視野の偏倚に関しては,通常10度もしくは20度に設定した報告が多いが,USN症状の程度による適切な偏倚角度については十分に検討されていない状況にある.また,ターゲットに対する到達運動の反復は,対象者にとって退屈な単純課題であり,対象者の訓練意欲が持続する様な何らかの工夫が求められている.本研究は,上述したようなUSNに対する評価・治療(訓練)の現状を踏まえた上で,その問題点を解決する新たな評価・訓練システムを開発し,その有用性を検証するものである.今年度は,その検証に用いるヘッドマウントディスプレイとステレオカメラを組み合わせた三次元でのUSN評価システムとVRを応用したPA療法システムのプログラム開発を行った.上述したヘッドマウントディスプレイとステレオカメラを組み合わせた三次元でのUSN評価システムとVRを応用したPA療法システムのプログラム開発に関し,両システムにおけるVR環境下でのターゲット位置とリアル環境での位置の再現性等の検討などに時間を要したために,研究の進捗に若干の遅れが出ている.半側空間無視(Unilateral spatial neglect; USN)とは要素的な感覚障害や運動障害を持たないにも関わらず,大脳半球病巣の反対側の様々な刺激に対して気付かない病態である.USNの症状は,日常生活の様々な場面に影響を及ぼすため,その評価と治療は脳卒中リハビリテーションにおける重要な課題となっている.現在その効果が期待されているリハビリテーションの介入方法の一つにプリズム順応療法(PA療法)がある.PA療法とは,対象者に視野を偏倚させるプリズム眼鏡を装着した状態で,ターゲットに対する到達運動を繰り返させることでシフトした視覚に到達運動を順応させ,プリズム眼鏡をはずした後にUSNの改善が認められるというものである.しかしながら適切な偏倚角度については十分に検討されていない状況にある.また,ターゲットに対する到達運動の反復は,対象者にとって退屈な単純課題であり,対象者の訓練意欲が持続する様な何らかの工夫が求められている.本研究では,このPA療法の課題を解決する方法として,三次元VRによるプリズム順応反応システムを開発しその有用性を検討することである.

本年度は,試作した三次元VRによるプリズム順応反応システムの最終チェックを行った.本システムは,三次元VR上に円弧状にターゲットを出現させ,そのターゲットに対してリーチ動作を繰り返す課題を行わせる.その際の視野角度は自由に変更することができ,これによりプリズム順応を起こさせるものとなっている.また,ターゲットへのリーチの誤差(角度)は,毎回計測できる.試作したシステムを用いた計測誤差等の検討を行ったところ,被験者ごとのデータのばらつきが大きいことが判明したため,その不具合を修正するためのプログラム改変を行い,問題点を解決することができた.平成30年度はじめに完成した三次元VRによるプリズム順応療法システムの測定誤差が,被験者によってばらつきが大きいことが判明し,急遽,プログラムの改変及び,被験者による誤差を最小にするための練習モードの実装を行った.そのため平成30年度中に臨床現場での試験を開始するまでには至らなかった.また,本研究に関連して開発予定の三次元ARよるUSN評価システムもターゲットの三次元位置の決定に時間を要しており,システムの完成がやや遅延している.研究代表者とシステムのプログラム開発を担当している工学部の研究分担者と,臨床研究を担当する研究分担者の間での連携をさらに密にすることで,システムプログラムの早期完成に努める.また臨床試験に関しては,計画当初は三次元でのUSN評価システムを先に行う予定としていたが,PA療法システムのプログラムがほぼ完成に近づいていることから,臨床研究を行う順番を入れ替えて行うこととする.最終調整を行った三次元VRによるプリズム順応療法システムをもとに,臨床研究を担当する研究分担者との間で残りの期間で,本システムの有用性を検討するに十分なデータを収集できる様連携を行う.また,開発が遅れている三次元ARよるUSN評価システムについても,工学部の研究分担者との連携を高め,開発を進める.今年度はシステムのプログラム開発が遅延したために,臨床試験に入ることができなかったために,使用額が予定よりも下回った.次年度は臨床試験にはいることができると予想されるため次年度分の助成額と合わせ,今年度分の遅れを取り戻すべく研究を推進していく予定である.今年度は開発したシステムにいくつかの問題があることが明らかとなったために,プログラムの修正に時間を要し,臨床現場での試験を行うことができなかった.次年度は,前半より,臨床試験にはいることができると予想され,次年度の助成額と合わせ,今年度分の遅れを取り戻すべく研究を推進していく予定である.
新たな資料を踏まえた占領期の統治制度改革に関する包括的研究

3年間の研究期間を通じて、年に数回の参加者全員による合宿研究会を行い、相互の研究状況についての情報交換を行うとともに、最先端の研究者をゲストに招き、最新の研究及び資料の状況についての情報を共有することとした。新しい資料調査に関しては、アメリカにおける関連資料調査として国立公文書館、トルーマン大統領図書館、マッカーサー記念館などのほかに、ニューヨーク州立大学オルバニー校のアルフェレッド・オプラー文書、ワイオミング大学のウイルフリド・フライシャー文書、オレゴン大学のウイリアム・ウッダード文書などこれまで十分に調査されていなかった個人文書を収集した。国内の文書では、国立公文書館、国立国会図書館などを中心に文書調査を行った。さらに、衆議院議事部に遺された「内藤文書」の発掘は特筆すべき内容の新史料の発見であった。研究報告書は(I)研究・資料の状況、(II)統治制度改革の過程、(III)制度改革の意義とその後、の3部構成とし、この研究会での研究成果をまとめた。(I)では、出口が占領期の法制研究の現状を概観するとともに、笹川・布田が大友一郎文書に拠りながら憲法問題調査委員会の議事経過を明らかにしている。(II)では、赤坂が新発見の「内藤文書」の概要と意義について報告したほか、笹川は、GHQ史料のテキストを綿密に検討した上で「コンフェソール質問」と「マッカーサー・ノート」について新しい解釈を打ち出している。また、金とコンペルは憲法制定過程を皇室財産問題や領土問題との関連で分析するという視角を提示している。これらの研究は総じて、GSを中心として描かれていた憲法制定過程を米軍を含むより広いコンテキストで理解する方向を示唆している。(III)では、憲法制定以後の問題を扱った福永・岡田の論文と占領改革を広い歴史的文脈で理解する枠組みを提起した小野の試論を収めた。国内にて研究分担者全員が出席し3回の研究会を開催した。第1回平成16年6月19日6月20日研究計画の細目につき打ち合わせ、各自が当面分担すべき課題につき確認した。第2回平成16年8圧27日ゲストにUCLA名誉教授のハンス・ベアワルド氏を招き「占領期統治制度改革関係資料の現状について」報告会及び質疑応答を行う。第3回平成16年12月10日12月12日各自の研究の進行状況の報告と今後の研究計画を相談する。ゲストに名古屋大学の井口治夫氏を招き「ボナ・フェラーズ文書について」の報告を聞く。また、研究分担者は個別にアメリカ合衆国への出張により、新しい史料の調査および収集を行った。平成16年8月16日8月29日ニューヨーク州立大学オールバニー校平成17年2月2日2月28日ミシガン大学、マッカーサ記念館、国立公文書館平成17年3月13日3月25日国立公文書館、ワイオミング大学これらについては、順次研究会で報告を行なうことにより、情報の共有化を図ることとした。国内にて研究分担者全員が出席し2回の研究会を開催した。第1回平成17年7月16日18日各自の研究の進行状況の報告と、今後の研究計画を相談した。前年度末にアメリカ合衆国への出張により、新しい資料の調査及び収集を行った笹川、小倉、天川が「海外資料調査報告」を行った。更に京都大学の大石眞氏・首都大学東京の伊藤正次氏の、それぞれ「『日本憲法史』をめぐって」・「『日本型行政』委員会の形成』をめぐって」の研究報告を聞き、質疑応答を行った。第2回平成17年12月2日4日ゲストに元法制局長官の大森政輔氏を招き「立法過程における法制局の役割」について講演を聞き、関連するヒアリングを行った。

また、金沢工業大学の川田敬一氏を招き「皇室経済法の制定をめぐって」の研究報告を聞き、質疑応答を行った。デイル・ヘレガース著「第二次大戦の終結と日本国憲法の制定」の翻訳に関連して、関係者が2回の合宿研究会を行った。第1回平成17年8月23日25日福永、笹川、天川、埜村が、翻訳原稿7章分を持ち寄り訳語の点検を行い、今後の調整・統一などの方向を集中的に検討した。第2回平成18年3月24日26日福永、天川、埜村が、残りの翻訳原稿の調整を行った。また、赤坂を中心として衆議院議事部所蔵「内藤文書」(衆議院資料)の写真撮影を行い、『議院法規調査委員会書類』『國會法草案綴』『議院法規調査委員会関係諸資料(1)(2)』『臨時法制調査会関係諸資料』の5分冊に整理、CD-Rに保存した。国内にて研究分担者全員が出席し3回の研究会を開催した。各自の研究の進行状況の報告と、今後の研究計画を相談した。また、「研究成果報告書」作成の詳細について打ち合わせを行なった。第1回平成18年7月23日研究会。(於:拓殖大学)金官正氏(高麗大学)「日本国憲法制定過程におけるGSとESSの関係」。笹本征男氏(占領史研究家)「オレゴン大学ウッダード文書について」。第2回平成18年12月3日研究会。(於:放送大学神奈川学習センター)松戸浩「占領期における法律規定のあり方の変化」。赤坂幸一「ウッダード文書の調査報告」。片島紀男氏(元NHKディレクター)「映像資料の可能性と限界」。御厨貴氏(東京大学先端科学技術研究センター)「オーラル・ヒストリーの可能性と限界」。第3回平成19年2月11日12日研究会。(於:学士会館、拓殖大学)出口雄一「新たな資料を踏まえた占領期法制に関する多面的アプローチ」。松戸浩「占領期における法律規定のあり方の変化」(その二)福永文夫「ケーディス帰国後の民政局」埜村紳二「米国政府の『対日軍政計画』の作成過程1942-1945」小倉裕児「国務省極東局による対日講和作業について」笹川隆太郎・布田勉「大友一郎遺文書について」笹川隆太郎「『コンフェソール質問』とGS側会談記録の謎」笹川隆太郎「『マーカーサー・ノート』とは何だったのか・試論」
緑膿菌性角膜潰瘍におけるサイトカインおよびMMPの動態

New Zealand白色兎の角膜実質内に臨床分離株の緑膿菌(2X10^4CFU)を接種し、経時的(3,9,12,15,18,24,72時間)に眼摘を行い、matrix metalloproteinase (MMP) -2,MMP-9およびtissue in hibitor of MMP (TIMP) -1,TIMP-2の発現を免疫染色にて検討した。さらに、経時的に角膜切除を行い、角膜中に産生されるMMPなどのプロテアーゼをカゼインやゼラチンを基質としたザイモグラフィーで解析した。また、角膜内に発現されるTIMP-1,-2をELISAにて測定した。さらに、MMP-2,MMP-9,TIMP-1およびTIMP-2のmRNA発現をRT-PCRにて解析した。その結果、ザイモグラフィーではMMP-2は接種早期より検出され、その後殆ど変化がみられなかったが、MMP-9は接種15時間後より検出され72時間に向け、増強し、活性型も検出された。また、接種18時間以降に25kDaのカゼイナーゼが検出された。免疫染色では、MMP-2は接種早期から角膜実質細胞に染色像を認め、一方、MMP-9は角膜細胞にも染色性が認められたが、接種15時間以降に主として浸潤した好中球に強い染色像を認め、経過とともに増強した。TIMPでは、TIMP-2は全経過を通じて検出限度以下であったが、TIMP-1は接種15時間より検出され、経過とともに増強した。MMP-2およびTIMP-2 mRNAの発現は初期よりみられたが、ほぼ一定で、一方、MMP-9,TIMP-1mRNAは感染24時間以降に発現が亢進した。次いで、炎症性サイトカイン(IL-1β,IL-6,TNF-α)およびケモカイン(IL-8,MCP-1)の発現亢進が主として炎症細胞(好中球やマクロファージ)において免疫染色およびELISAにて確認された。また、これらのmRNAの発現がRT-PCRにて確認された。これらの結果はウサギにおける実験的緑膿菌性角膜炎において、主たる潰瘍形成の要因の一つはMMP-9(活性型)であり、その由来として角膜細胞よりも浸潤してくる炎症細胞(大半は好中球)が考えられた。炎症細胞浸潤には炎症性サイトカインやケモカインが関与しており、また、MMPの発現亢進にも関与していると考えられ、最終的にはMMP/TIMPのバランスが崩れて(MMPが相対的に大)潰瘍形成を生じると考えられる。

New Zealand白色兎の角膜実質内に臨床分離株の緑膿菌(2X10^4CFU)を接種し、経時的(3,9,12,15,18,24,72時間)に眼摘を行い、サイトカイン(IL-1β,TGF-β)およびmatrix metalloproteinase(MMP)-2,MMP-9の発現を免疫染色にて検討した。さらに、経時的に角膜切除を行い、角膜中のMMPなどのプロテアーゼをカゼインやゼラチンを基質としたザイモグラフィーで解析した。さらに、tissue inhibitor of MMP(TIMP)-1,TIMP-2の発現をELISAにて測定した。その結果、緑膿菌接種後、12-24時間に輪状膿瘍を伴った角膜潰瘍が形成され、その後、72時間までに角膜穿孔を来たした。ザイモグラフィーではMMP-2は接種早期より検出され、その後殆ど変化がみられなかったが、MMP-9は接種15時間後より検出され72時間に向け、増強し、清性型も検出された。また、接種18時間以降に25kDaのカゼイナーゼが検出された。免疫染色では、MMP-2は接種早期から角膜実質細胞に染色像を認め、一方、MMP-9は接種15時間以降に主として浸潤した好中球に染色像を認め、経過とともに増強した。サイトカインに対する免疫染色は現在、検索中である。TIMPのうち、TIMP-2は全経過を通じて検出限度以下であったが、TIMP-1は接種15時間より検出され、経過とともに増強した。今後、さらに研究を進め、実験的緑膿菌性角膜潰瘍モデルにおいてサイトカインネットワークとMMPを始めとするプロデアーゼの動態と役割の解明を行う予定である。New Zealand白色兎の角膜実質内に臨床分離株の緑膿菌(2X10^4CFU)を接種し、経時的(3,9,12,15,18,24,72時間)に眼摘を行い、matrix metalloproteinase (MMP)-2,MMP-9およびtissue inhibitor of MMP (TIMP)-1,TIMP-2の発現を免疫染色にて検討した。さらに、経時的に角膜切除を行い、角膜中に産生されるMMPなどのプロテアーゼをカゼインやゼラチンを基質としたザイモグラフィーで解析した。また、角膜内に発現されるTIMP-1,-2をELISAにて測定した。さらに、MMP-2,MMP-9,TIMP-1およびTIMP-2のmRNA発現をRT-PCRにて解析した。その結果、ザイモグラフィーではMMP-2は接種早期より検出され、その後殆ど変化がみられなかったが、MMP-9は接種15時間後より検出され72時間に向け、増強し、活性型も検出された。免疫染色では、MMP-2は接種早期から角膜実質細胞に染色像を認め、一方、MMP-9は角膜細胞にも染色性が認められたが、接種15時間以降に主として浸潤した好中球に強い染色像を認め、経過とともに増強した。TIMPでは、TIMP-2は全経過を通じて検出限度以下であったが、TIMP-1は接種15時間より検出され、経過とともに増強した。MMP-2およびTIMP-2 mRNAの発現は初期よりみられたが、ほぼ一定で、一方、MMP-9,TIMP-1mRNAは感染24時間以降に発現が亢進した。その後、炎症性サイトカイン(IL-1β,IL-8,MCP-1,TNF-a)の発現亢進が免疫染色およびELISAにて確認された。これらの結果はウサギにおける実験的緑膿菌性角膜炎において、主たる潰瘍形成の要因の一つはMMP-9(活性型)であり、その由来として角膜細胞よりも浸潤してくる炎症細胞(大半は好中球)が考えられた。炎症細胞浸潤には炎症性サイトカインが関与しており、また、MMPの発現亢進にも関与していると考えられ、最終的にはMMP/TIMPのバランスが崩れて(MMPが相対的に大)潰瘍形成を生じると考えられる。
光音響・レーザー散乱の併用によるミラー損傷(プリダメージ)の研究

本研究は近年ますますその必要性が増大している短波長レーザー用の高耐力のミラーの開発の基礎的な研究として,光学薄膜に生じているレーザーによる損傷または損傷以前の膜質の変化を光散乱や光音響信号によって検知解析しようとするものである.以下に研究の成果をまとめる.1.10^<-4>以下の吸収係数(k)をもつ各種の酸化物,フッ化物薄膜の吸収を光音響法で測定し,紫外線レーザー用の膜材料の選択を行った.2.10^<-2>10^<-3>の吸収係数の光学薄膜のレーザー損傷は,光吸収-溶融破壊であることを,理論/実験両面から明らかにした.3.低吸収薄膜の光吸収で発生した内部応力で薄膜の基板からの剥離,クラッキングが生じることを明らかにした.4.レーザー損傷強度の1/100以下の低レベルレーザー照射によって,光学薄膜の吸収減少-損傷強度の向上が実現できることを示した.5.吸収減少の曲線は際結晶過程の理論と良い一致を示し,膜質改善は光学薄膜のアニーリング効果によるものであることが分かった.6.多層膜のレーザー照射強度/光音響信号特性の中に,複数の不連続点を観測し,多層膜内の内部微小損傷がレーザー損傷強度の1/3程度で既に発生していることを発見した.7.レーザー照射時の薄膜発光のスペクトルを観測し,レーザー照射による変化,材料精製過程の影響を測定した.8.レーザー損傷時には,薄膜の固有発光スペクトルの異なる発光が観測されることを確認した.破壊にともなう発光を高感度に観測すれば,破壊強度をさらに高精度に決定できるだけでなく,破壊の機構に関する情報を得ることが出来ると期待している.本研究は近年ますますその必要性が増大している短波長レーザー用の高耐力のミラーの開発の基礎的な研究として,光学薄膜に生じているレーザーによる損傷または損傷以前の膜質の変化を光散乱や光音響信号によって検知解析しようとするものである.以下に研究の成果をまとめる.1.10^<-4>以下の吸収係数(k)をもつ各種の酸化物,フッ化物薄膜の吸収を光音響法で測定し,紫外線レーザー用の膜材料の選択を行った.2.10^<-2>10^<-3>の吸収係数の光学薄膜のレーザー損傷は,光吸収-溶融破壊であることを,理論/実験両面から明らかにした.3.低吸収薄膜の光吸収で発生した内部応力で薄膜の基板からの剥離,クラッキングが生じることを明らかにした.4.レーザー損傷強度の1/100以下の低レベルレーザー照射によって,光学薄膜の吸収減少-損傷強度の向上が実現できることを示した.5.吸収減少の曲線は際結晶過程の理論と良い一致を示し,膜質改善は光学薄膜のアニーリング効果によるものであることが分かった.6.多層膜のレーザー照射強度/光音響信号特性の中に,複数の不連続点を観測し,多層膜内の内部微小損傷がレーザー損傷強度の1/3程度で既に発生していることを発見した.7.レーザー照射時の薄膜発光のスペクトルを観測し,レーザー照射による変化,材料精製過程の影響を測定した.8.レーザー損傷時には,薄膜の固有発光スペクトルの異なる発光が観測されることを確認した.破壊にともなう発光を高感度に観測すれば,破壊強度をさらに高精度に決定できるだけでなく,破壊の機構に関する情報を得ることが出来ると期待している.
神経回路ダイナミクスにおける分子機構の解明とその人工的制御

本研究の目的は、培養神経回路網で生じるダイナミクスに寄与する分子を明らかにすることである。ラット胎児大脳皮質由来神経細胞を1ヶ月超に渡って長期培養し、多電極システムを用いて培養神経回路網で生じるスパイクを計測・解析した結果、培養7日目ほどで生じ始めたランダムなスパイク列は、培養14日目ほどにはバースト状のスパイクが複数のニューロンで同期する同期バーストへと移行し、この同期バーストは培養1ヶ月超に渡って維持されることが明らかとなった。この回路ダイナミクスを引き起こす分子を明らかにするために、逆転写PCR法を用い、培養神経回路網の長期発達過程における遺伝子発現解析を行ったところ、Arc、c-fos、egr1等の最初期遺伝子群が培養2週目以降に発現する傾向が確認できた。そこで遺伝子発現を定量的に調べるために、リアルタイムPCRを用いて定量解析を行った。その結果、転写因子であるCreb1遺伝子は、培養28日間に渡ってほぼ一定の発現量が見られた。一方、最初期遺伝子の一つであるArcの発現は培養10日目に約2倍に上昇し、14日目には約12倍まで上昇した。その後発現量は緩やかに下降し、28日目には1日目の基準まで減少した。同様に最初期遺伝子の一つであるc-fosの発現は、培養14日目から上昇し始め、その後徐々に上昇し、28日目には約6倍となった。このように、転写因子であるCreb1が常に一定量発現しているのに対し、最初期遺伝子であるArcおよびc-fosは培養10日目、14日目から発現が上昇するという違いが見られた。同じ最初期遺伝子でも、Arcとc-fosの発現上昇については異なった挙動が見られたのは興味深い。これら最初期遺伝子の発現上昇時期と同期バーストが生じる時期がほぼ一致しており、同期バーストの発生には転写因子の活性化による最初期遺伝子の発現が関係していることが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、計画に従い培養神経回路網のダイナミクスに寄与する分子の探索に着手した。多電極アレイ上でラット胎児大脳皮質由来神経細胞を分散し、2ヶ月に渡る長期培養を行った。この期間、多電極システムにより培養神経回路網の自発的活動(スパイク列)を計測した。自発活動は培養7日目頃から生じ始めたが、ランダムな活動であった。培養14日目頃にはバースト状のスパイクが複数の電極間で同期して計測されるようになり(同期バースト)、この活動は2ヶ月の培養期間に渡って計測され続けた。この過程において、ニューロンおよびシナプスの形態的な変化を計測するため、MAP2抗体、VGluT1抗体、VGAT抗体を用い、免疫染色および蛍光顕微鏡による観察を行った。また、画像解析ソフトによりニューロン密度、シナプス密度を定量的に解析する手法を確立した。VGluT1抗体およびVGAT抗体により可視化されたグルタミン酸作動性シナプスおよびGABA作動性シナプスは、長期発達過程において徐々に形成、ニューロン上に局在していき、数が増加する様子が観察された。このような長期時空間ダイナミクスが計測されたが、この過程においてどのような分子が関わっているかはほとんど明らかとされていない。そこで、逆転写PCR法を用い、長期発達過程における遺伝子発現変化を調べた。神経活動依存的に発現が調節される遺伝子群に着目し、これらの発現変化をアガロースゲル電気泳動により確認したところ、Arc, Egr, Homer1a等の最初期遺伝子群は培養7日目までは発現が見られなかったが、培養14日目から発現が見られ、これは1ヶ月の培養期間中維持された。これら遺伝子群の発現時期と同期バーストの発生時期が一致している事から、最初期遺伝子群の発現と同期バーストの発生には何らかの関係性があると考えられる。本年度は、前年度に引き続き「培養ニューラルネットワークの時空間ダイナミクスに寄与する分子機構の解明」を遂行した。前年度の成果により、培養神経回路網における最も顕著なダイナミクスである同期バースト現象に関与する分子の候補を同定した。これら候補分子が同期バーストの発生・維持にどのようなメカニズムで関わっているかを明らかにするため、薬剤による同期バースト発生の抑制を試みた。具体的には、後シナプスに存在するNMDA型およびAMPA型グルタミン酸受容体のブロッカーであるAP5とCNQXを長期的に投与することで、シナプス伝達を阻害した状態での長期培養を行った。薬剤濃度等の試行錯誤の結果、スパイク頻度や同期バースト頻度の減少は確認できたものの、同期バーストが完全に抑制されることはなかった。このとき、同期バーストの候補分子群の発現解析を行ったところ、コントロールと同様に発現が確認された。現時点では発現量の定量的な解析を行っておらず、リアルタイムPCRにより発現量の定量的な解析を行うことにより、同期バーストの頻度抑制機構を明らかにする必要がある。長期発達過程において回路網の形態変化を明らかにするため、免疫蛍光染色によるイメージングを60日間に渡り行ったところ、神経細胞が徐々に減少後飽和傾向を示す一方で、複雑な回路網は形成され続ける事が明らかとなった。また、神経回路網のダイナミクスをより詳細に明らかにするため、カルシウム親和性色素を用いたカルシウム画像法を導入し、多電極との同時計測系の構築に着手した。ラット胎児大脳皮質

由来神経細胞を1ヶ月超に渡って長期培養し、多電極システムを用いて培養神経回路網で生じるスパイクを計測・解析した結果、培養7日目ほどで生じ始めたランダムなスパイク列は、培養14日目ほどにはバースト状のスパイクが複数のニューロンで同期する同期バーストへと移行し、この同期バーストは培養1ヶ月超に渡って維持されることが明らかとなった。この回路ダイナミクスを引き起こす分子を明らかにするために、逆転写PCR法を用い、培養神経回路網の長期発達過程における遺伝子発現解析を行ったところ、Arc、c-fos、egr1等の最初期遺伝子群が培養2週目以降に発現する傾向が確認できた。そこで遺伝子発現を定量的に調べるために、リアルタイムPCRを用いて定量解析を行った。その結果、転写因子であるCreb1遺伝子は、培養28日間に渡ってほぼ一定の発現量が見られた。一方、最初期遺伝子の一つであるArcの発現は培養10日目に約2倍に上昇し、14日目には約12倍まで上昇した。その後発現量は緩やかに下降し、28日目には1日目の基準まで減少した。同様に最初期遺伝子の一つであるc-fosの発現は、培養14日目から上昇し始め、その後徐々に上昇し、28日目には約6倍となった。このように、転写因子であるCreb1が常に一定量発現しているのに対し、最初期遺伝子であるArcおよびc-fosは培養10日目、14日目から発現が上昇するという違いが見られた。同じ最初期遺伝子でも、Arcとc-fosの発現上昇については異なった挙動が見られたのは興味深い。これら最初期遺伝子の発現上昇時期と同期バーストが生じる時期がほぼ一致しており、同期バーストの発生には転写因子の活性化による最初期遺伝子の発現が関係していることが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、神経活動依存的な遺伝子群に焦点を当て、これらの発現が一定期間の培養を行った後に上昇する事、さらにこの時期が回路活動の最も顕著なダイナミクスである同期バーストの発生時期と一致していることを実験的に見出した。この結果を原著論文としてまとめ、現在投稿中である。本年度の目的であった培養ニューラルネットワークのダイナミクスに寄与する分子の同定が達成され、外部入力によるダイナミクス制御に着手したため、当初の計画以上に進展していると言える。平成25年度に着手すべき課題に着手できている。また、カルシウム画像法や人工パターニング等の新たな手法を導入することで、様々な側面からダイナミクス解明に取り組めている。外部入力によるニューラルネットワーク時空間ダイナミクスの人工的制御を試みる。刺激入力のパターンを変化させ、それぞれの刺激に応じたダイナミクス変化を解析する。ダイナミクスに変化が現れた培養ニューラルネットワークについて、最初期遺伝子群の発現変化を解析する。また、同期バーストと最初期遺伝子群との関係性をより明確にするため、AP5・CNQX等の阻害剤を長期的に投与し、このときにダイナミクス変化および遺伝子発現解析を行う。計画に従い、入力刺激によるダイナミクスに着手する。入力刺激に対する応答解には既に進めており、これらの予備実験を元に最適入力を検証する。