hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多重債務予防に焦点をあてた生活管理スキルの育成に関する研究

平成16年度の研究目的は,(1)多重債務者を対象とした価値観や金銭感覚についての調査することと,(2)米国における多重債務関連の消費者教育基礎資料の収集であった。(1)の調査については,調査対象である沖縄クレサラ会の都合により平成17年度にずれこんでいる。また,沖縄クレサラ会の平成16年度データについては集計・分析を終えた。(2)については,現在も継続中である。1.論文執筆:これまで継続していたアメリカと日本を比較した金銭態度についての論文を2報,さらに口頭発表を1報した。(裏面参照)ここでは,金銭の持つ心理的,社会的,経済的な側面について日米比較している。この結果は,次年度予定の多重債務者調査につなげる。2.沖縄クレサラ被害者の会のデータ分析:平成16年度の現状を分析した。(n=762)(1)相談者の年代は,30代(205人),40代(169人),20代(127人)の順となっている。(2)多重債務に陥った原因は,生活費(48.4%),保証人・名義貸し(12.5%),事業資金(11.6%)の順である。(3)国民年金を支払えない者が28.4%もおり,これは,将来の無年金者につながっている。3.口頭発表及びポスター発表:(1)モノ,(2)ヒトとココロ,(3)社会システムという3つの側面から多重債務問題が発生するメカニズムについて言及した。また,多重債務に陥らないために消費者教育の重要性について述べた。平成17年度の研究成果は,以下に示すように1.日本消費者教育学会編集の著書,2.国際学会でのポスター発表(Review付き),3.日本消費者教育学会口頭発表,4.沖縄クレサラ被害をなくす会(平成17年度:900人)データ分析である。1.著書:日本消費者教育学会編『消費生活思想の展開』のうち第III部第2章「多重債務問題と消費者教育」を九州地区としで分担執筆した。消費者の人的資源である金銭管理能力に影響を与える消費者教育の重要性について言及した。2.ポスター発表:3.第25回日本消費者教育学会にて「シティズンシップ及び多重債務問題からみた消費者教育概念の検討」について口頭発表した。現在論文を投稿中である。4.沖縄クレサラ被害をなくすの会のデータ分析:平成17年度の現状を分析した。(n=900:男性461,女性431,不明8))多重債務に陥った最初の借金理由は,昨年度同様,生活費(34.7%),保証人名義貸し(14.8%),事業資金(6.8%)の順であり,この傾向は調査開始以来続いている。今年度は900人中,10代の多重債務者が4人(男性3,女性1)いた。また新たに,ヤミ金融の被害の有無についても調査した。その結果,900人中105人がヤミ金融の被害にあっていた。平成18年度の研究成果は、以下に示すように、1.日本消費者教育学会にて口頭発表、論文投稿2.沖縄クレジット・サラ金被害をなくす会のデータ分析、3.日本家政学会生活経営学部会にて口頭発表、論文投稿4.アジア消費経済学会にポスターセッション投稿、である。1.日本消費者教育学会にて、「多重債務問題の教材化に関する研究」で口頭発表した。本研究では、家庭科教員、高校生を対象に、消費生活頒域の現状を調査し、それを基に教材を作成、検証し、多重債務問題指導の内容について整理した。論文は現在審査中である。その結果は以下に示す。(1)多重債務問題に関する授業の必要性についてすべての教員が必要あると回答していた。
脂肪酸受容体と生活習慣病：食事由来腸内細菌産物認識受容体によるエネルギー調節機構

本研究より我々は腸内細菌代謝産物を認識する脂肪酸受容体GPR43が脂肪組織に高発現していることを明らかにした。さらに、GPR43の活性化はブドウ糖や脂肪酸等のエネルギー源を脂肪組織に取り込んで脂肪として蓄積することを抑え、脂肪組織の増大のみを防ぐことで、結果的に体全体のインスリン感受性の上昇、エネルギー利用効率を上昇させることを明らかにした。我々は、さらにこのGPR43を介した脂肪組織でのインスリン感受性抑制に関し、脂肪細胞以外にも、マクロファージにおいても発現していることを明らかにしており、現在、これら免疫系におけるGPR43の機能と脂肪組織炎症に対する影響について検討中である。昨年度得られた研究成果から我々は脂肪組織に発現しているGPR43の機能に関して、そのGpr43遺伝子を欠損させたマウス(Gpr43KOマウス)は体重、脂肪重量の増加という肥満の傾向を示し、また逆にGPR43を脂肪組織特異的に過剰発現させたaP2-Gpr43トランスジェニックマウス(aP2-Gpr43TGマウス)においては、Gpr43KOマウスとは逆に痩せの傾向を示すことを明らかにした。さらに今年度の研究成果として、高脂肪食負荷による肥満型糖尿病の誘導に対し、aP2-Gpr43TGマウスは抵抗性を示した。また、これらのGPR43遺伝子改変マウスにおける代謝変化が、GPR43を活性化する短鎖脂肪酸の主要な産生源である腸内細菌が原因であるかどうかを確認するために、腸内細菌が全く存在しない無菌マウスや抗生物質処置により体内の腸内細菌叢を消失させたマウスを用いて実験を行った。結果、Gpr43KOマウス、aP2-Gpr43TGマウスともに、これらのエネルギー代謝異常が消失した。さらに、このGPR43の脂肪組織直接的な機能として、筋肉や肝臓などの他のインスリン作用組織ではなく、脂肪組織でのインスリンの作用のみを選択的に抑制することがわかった。すなわち、GPR43の活性化はブドウ糖や脂肪酸等のエネルギー源を脂肪組織に取り込んで脂肪として蓄積することを抑え、脂肪組織の増大のみを防ぐことで、結果的に体全体のインスリン感受性の上昇、エネルギー利用効率を上昇させることを本年度の研究により明らかにした。当研究室においては既にGPR43KOマウスの作出に成功している。したがってGPR43受容体の個体レベルでの機能解明のため、GPR43KOマウスの表現型をまず詳細に調べた。本年度は、まずGPR43の脂肪組織およびそれに関連する、代謝における生体内機能をシステム生物学的アプローチにより明らかにした。今回の研究成果により、腸内細菌代謝産物を認識する脂肪酸受容体GPR43が脂肪組織に高発現し、脂肪細胞への分化に伴い発現が上昇することを明らかにした。さらに、GPR43ノックアウトマウスを用いて、高脂肪食負荷実験を行った結果、GPR43ノックアウトマウスにおいて体重および脂肪重量が野生型マウスと比較し、有意に上昇することがわかった。我々はさらにこのGPR43ノックマウスにおける体重の上昇が脂肪組織に発現するGPR43の影響かどうかを検討するために脂肪組織特異的GPR43強制発現マウスを作製した。結果、このaP2-Gpr43TGマウスは野生型マウスと比較し、有意な体重減少および脂肪重量の減少が確認できた。したがって、脂肪組織におけるGPR43がエネルギー異常に何らかのかかわりがあるものと推測される。次年度は、さらにこの脂肪組織GPR43とそのリガンドを産生する腸内細菌叢との関連について、無菌マウス作成や抗生物質処置により検討を行う。さらにはこの脂肪組織におけるGPR43シグナリングについて明らかにする。GPR43同様の短鎖脂肪酸GPR41に関しては、以前の我々の研究より明らかにした交感神経系のGPR43による活性化について、そのシグナルがMAPKを介したシナプシンの活性化により起こることを今回の研究によって明らかにした。昨年度より得られた研究成果からGPR43の脂肪組織直接的な機能として、筋肉や肝臓などの他のインスリン作用組織ではなく、脂肪組織でのインスリンの作用のみを選択的に抑制することがわかった。すなわち、GPR43の活性化はブドウ糖や脂肪酸等のエネルギー源を脂肪組織に取り込んで脂肪として蓄積することを抑え、脂肪組織の増大のみを防ぐことで、結果的に体全体のインスリン感受性の上昇、エネルギー利用効率を上昇させることを明らかにした訳であるが、我々は、さらにこのGPR43を介した脂肪組織でのインスリン感受性抑制に関し、脂肪細胞以外の免疫系細胞におけるGPR43の機能について着目した。本年度の研究成果により、GPR43が脂肪組織において脂肪細胞以外にも、マウクロファージにおいても発現しており、LPS刺激によるマクロファージの活性化に伴い、GPR43の発現量も優位に上昇することを明らかにした。今後、これら、免疫系におけるGPR43の機能と脂肪組織炎症に対する影響について検討をしていく予定である。内分泌代謝申請書に記載した研究の目的については順調に達成されつつあり、途中経過としてそれを論文発表した。

申請書に記載した研究の目的については順調に達成されつつあり、またそれを論文発表する前段階まで来ている。本研究課題に関しては、順調に目的を達成できつつあり、さらにこの脂肪組織GPR43とそのリガンドを産生する腸内細菌叢との関連について、新たに病態モデルマウス(特に糖尿病等のエネルギー代謝疾患)を用いた検討を行う。さらにはこの脂肪組織におけるGPR43細胞内シグナリングについて明らかにする。本研究課題に関しては、順調に目的を達成できつつあり、さらにこの脂肪組織GPR43とそのリガンドを産生する腸内細菌叢との関連について、無菌マウス作成や抗生物質処置により検討を行う。さらにはこの脂肪組織におけるGPR43細胞内シグナリングについて明らかにすることにより、体全体のエネルギー調節における脂肪組織GPR43の役割と腸内細菌叢の重要性の解明を目標にさらに研究を進めている。該当なし。
場面の文脈情報に基づいた視覚的注意の制御メカニズムおよびその脳内機序の解明

この研究課題では,物理的文脈情報による注意制御がフィードバックループを必要としないメカニズムによるものであるとの観点から,最終的にはその脳内機序を解明することを目的とする。この研究課題では「文脈処理の時間的特性の解明」「文脈情報の符号化過程の解明」「文脈処理の脳内機構の解明」の3つのテーマを設定し,段階的に研究を進めている。今年度は,「文脈情報の符号化過程の解明」および「文脈処理の脳内機構の解明」に取り組んだ。前者のテーマに関しては,新しい実験パラダイムを開発することによって,空間的には荒いが早い時間特性を持つメカニズムと,空間的に精密な誘導を行うが時間特性が遅いメカニズムが存在し,この2つのメカニズムが協調することによって,潜在的文脈情報による視覚的注意の誘導が実現されていることを明らかにすることができた。テーマ「文脈処理の脳内機構の解明」については,当初fMRI装置を用いた実験を計画していた。しかし,研究計画が進むにつれて,対象とする処理メカニズムが非常に早い時間特性を持っていることが明らかになり,fMRIで計測できる脳内の血流量の変化を測定することによって,当該メカニズムを検討することは適当でない可能性が浮上してきた。そこで,より高い精度で脳内の電気活動を測定することのできる脳磁計を使用して,、文脈処理の脳内機構について検討を進めた。その結果,文脈処理が非常に早い時間特性を持っていることを示した前年度までの行動実験の結果を支持する脳活動が観察された。具体的には,刺激提示後100ms後に,前頭部において文脈処理に特有と見られる有意な脳活動の促進が認められた脳内部位間の時間的共振などの時系列解析を行い,より詳細な活動プロファイルを明らかにするために,現在鋭意処理を進めているところである。本研究課題では、人間の視覚情報処理において、場面の中のどこに注意を向けるかを決定する視覚的注意の制御メカニズムについて実験心理学的手法を用いて検討を行う。特に場面の文脈が注意制御に関与する状況に注目し、場面内の物理的情報から定義される物理的文脈情報による注意制御がフィードバックループを必要としないメカニズムであるという観点から、文脈処理の脳内機序の解明を目指している。本年度は特に処理の時間特性の解明を目指し、実験的検討を行ってきた。その成果として、物理的文脈処理の立ち上がりが刺激呈示後約100ms前後であることが示され、時間的制約からフィードバック処理の介在する可能性が低いことを示唆する実験結果を得た。また、これまでの研究と異なり、少人数の被験者に過学習させることによって、安定した実験結果を得ることができるようになり、次年度以降の研究において制度の高い実験を行うための実験パラダイムを確立することができた。これらの成果は、5月の国際会議(Vision Science Society)にて報告される予定で、現在論文として投稿するための準備中である。また、物理的文脈に一致しない新規なオブジェクトに対して注意が優先的に向けられるということを実験的に示すことに成功し、文脈処理の生態学的意味を明らかにする上で重要な知見を得た。この成果は、海外学術雑誌(Psychonomic Bulletin & Review誌)に受理され、現在印刷中である。今年度は,前年度の後半に引き続き「文脈情報の符号化過程の解明」に関する実験を行なった。特に,符号化過程における注意の役割を明らかにするために,様々なタイプの課題を用いることによって,符号化中の注意処理を操作した。また,処理中の眼球運動を測定することによって,顕在的な注意の移動過程を測定した。その結果,文脈手がかりの学習には,系列的な注意の移動や課題中に観察者が明示的な反応を行うことは必要ではないことが明らかになった。これらの結果は,これまでの研究の中で,想定されてきた文脈情報の学習過程では説明できない。さらに研究を進める中で,意図的に学習しようとする顕在学習過程が,文脈情報の潜在学習過程と干渉することを発見した。現在どのような状況下で干渉が生じるかを調べており,それを通して脳内で生じている潜在的・顕在的な学習過程のメカニズムの解明につながると期待できる。また「文脈処理の脳内機構の解明」に関して,予備的な実験を始めた。多チャンネル脳波計を用いて,文脈処理中の脳内の時間的・空間的性質を明らかにすることを目指す。

しかし,研究計画が進むにつれて,対象とする処理メカニズムが非常に早い時間特性を持っていることが明らかになり,fMRIで計測できる脳内の血流量の変化を測定することによって,当該メカニズムを検討することは適当でない可能性が浮上してきた。そこで,より高い精度で脳内の電気活動を測定することのできる脳磁計を使用して,、文脈処理の脳内機構について検討を進めた。その結果,文脈処理が非常に早い時間特性を持っていることを示した前年度までの行動実験の結果を支持する脳活動が観察された。具体的には,刺激提示後100ms後に,前頭部において文脈処理に特有と見られる有意な脳活動の促進が認められた脳内部位間の時間的共振などの時系列解析を行い,より詳細な活動プロファイルを明らかにするために,現在鋭意処理を進めているところである。
新エマルジョン法による多成分セラミックス単分散粒子合成の実用化

本研究ではアセトニトリル-n-オクタノール混合溶媒中で、アルコキシドエマルジョンの加水分解反応を利用して得られる球状粒子の合成と粒径制御を目的として行った。加水分解反応以前の溶液の状態を把握するために、混合溶媒各組成に対してTi(OC_4H_9)_4の溶解度を決定した。アセトニトリル濃度の増加に伴うTi(OC_4H_9)_4の溶解度は急激に低下し、60vol%以上においては0となり、アルコキシドは溶液中ではエマルジョン、もしくは液体となって沈降していた。またHPC濃度がエマルジョンの安定性に及ぼし、エマルジョンが安定に存在するための最小のHPC濃度が存在することが分かった。次に、超音波乳化による溶液の充分な均質化を行うことにより、これまで単分散の微粒子が得られなかった高アセトニトリル濃度において比較的粒径の揃った球状粒子を得ることが可能となった。また粒径に影響を及ぼすと思われる幾つかのパラメーターについて調べ、混合溶媒組成の変化に対して0.56μmまでの変化([Ti(OC_4H_9)_4]=0.1mol/l,[H_2O]=0.5mol/l,[HPC]=0.2g/l)が見られ、HPC濃度に対して0.5200μmまでの変化([Ti(OC_4H_9)_4]=0.1mol/l,[Acetonitril]=80vol%,[H_2O]=0.5mol/l)が見られた。この時、合成のin-situ観察を行い、数100μmの粒径の粒子における加水分解反応の反応における知見を得た。数10100μmの生成粒子については内部構造及び熱的変化について調べた。as-preparedの粒子では内部が中実でほぼ均質、もしくは中心部に幾らかの空間を持つ中空な構造であることが分かった。熱的変化を調べた結果、as-prepared粒子は50wt%以上の残留有機物を有し、このうち未反応アルコキシドに起因するものは熟成時間を長くとることで減少可能である事が分かった。粒子は900°Cまでの加熱によって、その外形をほぼ保つが内部構造については中実な物と、直径の50%以上を占める空間を持つ中空な物が存在することが分かった。1.アルコキシドエマルジョンの生成機構このプロセスには混合溶媒の相互溶解度、アルコキシドと水のこれらの溶媒への溶解度が重要な要因となる。n-オクタノールとアセトニトリルは20°C以下では2層に分離する。下層はn-オクタノールで、上層はアセトニトリルになる。20°C以上では、均一混合状態になり、アセトニトリル-中にn-オクタノールが分散したエマルジョン状態と考えられ、W/O型である。次にこれにアルコキシドを加えると、アルコキシドはn-オクタノールに溶解し、アセトニトリルには溶解しない。アルコキシドが溶解したオクタノール液滴がアセトニトリル中に分散した状態になる。水はアセトニトリルに溶解するので、水はアルコキシド液滴と反応し、水酸化物の粒子となる。この時、スズ・ブトキシドはアセトニトリル中に溶解する。この溶解度はアセトニトリルの割合が減少するにつれて低下した。一方、アルミニウムアルコキシドは溶解度が低いので、このようなことが起こらなかった。2.エマルジョン液滴径の測定と加水分解状況エマルジョン液滴を分光光度計を用いて測定した。加水分解が進むにつれてバイモーダルな粒度分布を示した。これはアルコキシドの液滴が加水分解して生成した固体粒径とエマルジョン液滴径に相当するもので、加水分解が進行するにつれて固体径が増加し、液滴径の個数が減少した。両者の合計個数はほぼ一定なことから、液滴1個から固体粒子1個が生成していることが分かった。3.酸化チタン粒子の生成と焼結このようにして作った酸化チタン粒子の成形性や焼結性を調べた。4.溶媒の選択種々の溶媒についてエマルジョンの生成条件を検討した。その結果溶解度パラメータによって説明できることがわかった。

また粒径に影響を及ぼすと思われる幾つかのパラメーターについて調べ、混合溶媒組成の変化に対して0.56μmまでの変化([Ti(OC_4H_9)_4]=0.1mol/l,[H_2O]=0.5mol/l,[HPC]=0.2g/l)が見られ、HPC濃度に対して0.5200μmまでの変化([Ti(OC_4H_9)_4]=0.1mol/l,[Acetonitril]=80vol%,[H_2O]=0.5mol/l)が見られた。この時、合成のin-situ観察を行い、数100μmの粒径の粒子における加水分解反応の反応における知見を得た。数10100μmの生成粒子については内部構造及び熱的変化について調べた。as-preparedの粒子では内部が中実でほぼ均質、もしくは中心部に幾らかの空間を持つ中空な構造であることが分かった。熱的変化を調べた結果、as-prepared粒子は50wt%以上の残留有機物を有し、このうち未反応アルコキシドに起因するものは熟成時間を長くとることで減少可能である事が分かった。粒子は900°Cまでの加熱によって、その外形をほぼ保つが内部構造については中実な物と、直径の50%以上を占める空間を持つ中空な物が存在することが分かった。本研究ではアセトニトリル-n-オクタノール混合溶媒中で、アルコキシドエマルジョンの加水分解反応を利用して得られる球状粒子の合成と粒径制御を目的として行った。加水分解反応以前の溶液の状態を把握するために、混合溶媒各組成に対してTi(OC_4H_9)_4の溶解度を決定した。アセトニトリル濃度の増加に伴うTi(OC_4H_9)_4の溶解度は急激に低下し、60vol%以上においては0となり、アルコキシドは溶液中ではエマルジョン、もしくは液体となって沈降していた。またHPC濃度がエマルジョンの安定性に及ぼし、エマルジョンが安定に存在するための最小のHPC濃度が存在することが分かった。次に、超音波乳化による溶液の充分な均質化を行うことにより、これまで単分散の微粒子が得られなかった高アセトニトリル濃度において比較的粒径の揃った球状粒子を得ることが可能となった。
脳・身体総合体コンピューティングのための基礎研究

身体性により脳が特異的に創発する情報処理様式を実現する新しい脳型コンピュータパラダイムである「脳・身体総合体コンピューティング」を、デバイスの特性・ダイナミクスを直接使用してハードウェア実現するブレインモルフィックコンピューティングハードウェアの手法、特に、高次元複雑ニューロダイナミクスを活用して実装することが本研究の目的である。特に、システムの重要な構成要素である「参照自己」の提案とそのハードウェア実装について集中的に研究した。参照自己は、自分自身の状態をロバストかつ一貫性を持って安定な動的内部状態として表象すると同時に、これと反して、環境を含む外界からの入力に対して鋭敏にその状態を不安定化させて別の状態へと遷移させることが必要である。この相反する機能をニューラルネットワークにより実現するため、カオスニューラルネットワークリザバーを提案した。従来のリザバーネットワークでは、応答の一貫性を確保するために収束ダイナミクスが用いられ、これを阻害するカオスダイナミクスは避けられてきた。これに対し提案法では、一貫性を確保しつつ、表現可能な状態に非常に多くのバラエティーを持つ高次元カオスダイナミクスを導入することに世界で初めて成功した。提案手法の有効性を確認するため、カオスニューラルネットワークリザバーによるカオス時系列の予測を行った結果、高い性能を確認した。さらに、これを集積回路化するため、スピンオービットトルク(SOT)デバイス技術に基づいて、スパイクタイミング依存可塑性(STDP)を有する不揮発性アナログシナプスデバイスと、積分発火型(IF)ニューロンデバイスを提案・実装し、実験によりその機能を確認した。SOTによるSTDPシナプスとIFニューロンの同時実装(同じ物質と動作原理による実装)は世界初の成果である。身体性の導入によって可能となる、積極的かつ能動的な「自己」と外部対象との相互作用によりその能力が向上する、新しい脳型コンピュータパラダイム「脳・身体総合体コンピューティング」を実現するための第一歩として、構成要素の中で最も重要と考えられる「中核自己システム」の構成法を提案し、これをアナログ集積回路を核としたシステムとして実装することを目的とする。本年度は、まず脳の無意識過程に注目し、無意識過程を司る大脳辺縁系以下の脳部位についての検討を通し、以下の3つのモデル基盤について検討した。1.基準内部状態をロバストに表現するニューラルネットワークモデル:ニューロンモデルは、積分発火型モデルを拡張したクラス2モデルとし、情報は、発火パルス間隔や列間相関に埋め込むこととした。また、脳の深部の構造を考慮してネットワーク構造を決定することとした。また、高次元ダイナミクスを含むリザバーネットワークについても検討した。2.対象に依存したニューラルパターンを生成するネットワークモデル:入力に対するバラエティ豊富なパターンの迅速な生成を行うため、カオス的遍歴状態を基底状態とし、低次元の疑アトラクタを各入力対象に対応させた。ここでは、スパイク間隔にカオスを伴う時間領域カオスニューロンモデルを想定した。3.対象の影響による自身の内部状態の変化により、対象と自己との関係を表現するニューラルネットワークモデル:ネットワークは、対象によるニューラルパターンによりその基準内部状態が変化するネットワーク、その変化を抽出するネットワーク、変化に対応したパターンを生成するネットワーク、の3階層構造とした。この際、積分発火型をベースとした拡張ニューロンモデル、積分発火型ニューロンモデル、および、時間領域カオスニューロンモデルを、それぞれのネットワークで用いることを検討した。本年度の当初計画では、中核自己システムを実装するために必要な3つのニューラルネットワークモデルの提案を行うこととなっていた。これについては、当初の計画通り、1.基準内部状態をロバストに表現するニューラルネットワークモデル、2.対象に依存したニューラルパターンを生成するニューラルネットワークモデル、3.対象の影響による自身の内部状態の変化により、対象と自己との関係を表現するニューラルネットワークモデル、の3つについて基本的な検討を実施した。1.については、当初計画のモデルをさらに拡張する必要性が生じたため、モデルの拡張を行った。さらに、当初計画には無かったリザバーネットワークについても検討を行っている。また、2.については、当初計画通り、高次元カオス力学系のカオス的遍歴を応用したネットワークの基礎的な枠組みを検討した。これに加え、ノイズや不確定性を活用する複雑工学システムの設計論を応用して、より高性能なハードウェアを効率的に設計する手法を取り入れた。さらに、3.については、安定性と鋭敏性を併せ持つネットワークについて基礎的な考察を行うことができた。しかし、近年の脳科学の発展により得られた脳の高次機能についての最新の成果をより多く取り入れるための検討に多くの時間を費やしたため、具体的な数理モデルの最終決定までには至っていない。一方で、当初計画には無かったが、不揮発でありながら容易にそのコンダクタンスが変更できるため、学習シナプス素子として注目されはじめた、最新のナノデバイスであるスピントロニクスデバイスを使用して、実際に連想記憶ネットワークハードウェアを構築し、世界で初めてその有効性を確認することに成功しており、ハードウェア技術としては、当初計画より格段に進展している。身体性の導入によって可能となる、積極的かつ能動的な「参照自己」と外部対象との相互作用によりその能力が向上する、新しい脳型コンピュータパラダイム「脳・身体総合体コンピューティング」を実現するための第一歩として、構成要素の中で最も重要と考えられる「中核自己システム」の構成法を提案し、これをアナログ集積回路を核としたシステムとして実装することを目的とする。本年度は、昨年度その基盤について検討した(1)基準内部状態を動的かつロバストに表現するニューラルネットワークモデル、(2)対象に依存したニューラルパターンを生成するネットワークモデル、(3)対象の影響による自身の参照

内部状態の変化により、対象と自己との関係を表現するニューラルネットワークモデル、の3つのニューラルネットワークの具体的な構成法についてさらに検討した。その際、(A)リザバーニューラルネットワークへのカオスダイナミクスの導入、(B) Reward-modulated spike timing dependent plasticityに基づく大域制御による局所学習法の検討、(C)イジケビッチモデルやモーリス・レッカーモデルなどのスパイキングニューロン単体およびそれらから成るネットワークにおけるコンシステンシーの評価などを行った。その際、上記(1)から(3)のそれぞれのネットワークへの、(A)から(C)の応用可能性について検討した。さらに、これらのネットワークを集積回路化するため、TSMC 65nm CMOSプロセスを用いたプロセス評価用TEGチップを作製した。これと同時に、スピントロニクスデバイス、特にスピンオービットトルク(Spin Orbit Toque)デバイスによる不揮発性アナログシナプス回路やニューロン回路についても検討した。本年度の当初計画では、中核自己システムに必要な3つのニューラルネットワークのプロトタイプチップを製作する予定であったが、最新の脳科学の知見を活かすためにモデルの構築が遅れていたため、本年度は、3つのネットワークの構築に向けて、まず、リザバーコンピューティングの枠組みを取り入れたカオス的リザバーネットワークを提案し、その基本特性を確認した。次に、大域的な状態から学習を制御する局所的な学習則について、Reward-modulated STDPを基本とした学習則について検討した。さらに、ニューラルパターンの再現性や安定性、動的性質に重要であると思われるコンシステンシーについても、ニューロンレベルとネットワークレベルで新たに検討を開始した。これらの結果、本年度は、チップ実装に向けた具体的な構成について、当初計画には無かった大きな進展があった。さらに、より高性能なLSI実装に向けて、使用するプロセスをRohm 180nm CMOSからTSMC 65nm CMOSへと変更し、このプロセスを評価するための各種回路を搭載したTEGチップを設計・製造した。なお、本年度末にそのチップが製造から出来上がってきたところである。一方、より小型で実用的な回路デバイスのために、スピントロニクスナノデバイスを活用する準備も進めており、基本的なSpin Orbit Torqueシナプスデバイスのアナログメモリ特性やSTDP特性を実験により確認した。上記のように、ネットワークの数理モデルの最終決定までには至っていないが、近年の脳科学の発展により得られた脳の高次機能についての最新の成果をより多く取り入れたモデルへと展開している。
線虫C.エレガンスにおける感覚神経の前後軸方向への軸索成長に関与する遺伝子の解析

今年度我々は、C.エレガンスの感覚受容神経細胞の形態形成に影響を及ぼすosm-3遺伝子のクローニングおよび構造解析を行なった。C.エレガンスにおいて高浸透圧回避不能変異として分離されたosm-3変異は、cAMP等に対する走化性やdauer形成に異常を生じ、形態学的には頭部のsensory ciliaが収縮して外界との接触が遮断されていることや、sheath cell内のある種のvesicleの輸送が行なわれないこと等が判っている。野生株ではFITCを含む培地で飼育することにより6対のamphid neuronが蛍光染色されるが、osm-3変異ではこのようなFITCの取込みが起こらなくなる。まず、osm-3の遺伝マッピングを詳細に行ない、コスミッド整列ゲノムクローンによるC.エレガンス染色体フィジカルマップ(英国、MRC)との対応ずけを行なった。対応する領域のコスミッド約10クローンのDNAを調整し、それぞれをosm-3変異株の卵巣に微小注入して変異の回復を調べたところ、FITCによるamphid neuronの蛍光染色を野生株同様に回復させたコスミッドが一種類得られた。さらにこのコスミッドの制限断片による形質転換実験を同様に行ない、最終的に4.3kbのSacIフラグメントがosm-3の形質転換能を保持していることを明らかにした。このフラグメントをプローブにノザーンハイブリダイゼーションを行ない、2.2Kbの転写物を同定した。4.3kb SacIフラグメントの塩基配列を一部決定し、そのオープンリーディングフレームの解析から、osm-3遺伝子産物は新規なタンパク質であり、kinesin重鎖と相同性を有することが明らかになった。両者の相同性がATPase部位や微小管結合ドメイン等機能的に重要と思われる部位において最も高いことから、osm-3がkinesinスーパーファミリーに属すると考えて間違いないと思われる。kinesinは微小管関連モータータンパク質として軸索輸送に関与していることが知られており、osm-3変異株で観察される軸索輸送の欠損は、osm-3産物がkinesin様タンパク質であると考えることでうまく説明できたと思う。本研究成果の発表は、塩基配列の決定が完了し次第、迅速に行なう予定である。
Heymann腎炎抗原の遺伝子解析

1.単クローン抗体作製と単クローン抗体の分析ラット形質細胞株Y3と腎糸球体蛋白(GLP)を免役して、active Heymann腎炎(HN)を誘導したLOUラット脾細胞をpolythyleneglycolを用いて細胞融合させた。抗体のスクリーニングは、GLPを抗原とした固相法Radio immunoassay法にて行い、陽性クローンを選択した。この単クローン抗体をET12と名付けた。ET12の認識抗原の分子量は700kDで、HN抗原に特異的に結合する単クローン抗体であることが判明した。またIgGアイソタイプは、IgG2a,κであった。2.腎炎誘導正常ラット腎での認識抗原分布と腎炎惹起能について検討した。ET12を正常ラットに静注し、HNに一致する組織変化が得られた。しかし蛋白尿は、20mg/day以下であった。3.アミノ酸分析現在ET12をプロモシアン法にてアミノ酸配列を分析中である。4.今後の方針ヒト特発性膜性腎症によく類似した実験腎炎モデルHNでは、病因抗原は尿細管刷子縁と糸球体上皮細胞に存在し、700kDaの糖蛋白(gp700)、gp440、gp330の3種が関与していると考えられている。最近gp330の完全一次構造が明らかとなり(megalinと命名)、予想分子量約52万と推定された。我々は、HN抗原(gp700)に対するモノクローナル抗体ET12を作製したが、現在アミノ酸分析の結果からmegalinと同一の可能性が示唆された。現時点では、megalinのみで腎炎を発症することはできないが、megalinは責任抗原であり我々の作製したET12は発症機序を明らかにする糸口になると思われる。さらに解析を進めていきたい。今までに得られた結果は、第38回日本腎臓学会学術総会にて口演報告した。
義歯床用直接リベ-ス軟質材料の粘弾性挙動の解析と臨床評価

6種の市販義歯底用軟質裏装材に関して、床の適合性と関連する未硬化材料の流動性、耐久性と関連する吸水性、裏装による緩圧効果と関連する粘弾性的性質を測定し、これらの材質による相違を調べた。併せて、特徴的3種の裏装材で裏装した義歯を用いて、装着感、咀嚼能、疼痛の緩和効果、耐久性等の臨床評価を行ない、上記基礎デ-タと比較検討した。材料はアクリル樹脂系として常温ゲル化型のCSと加熱重合型CSS、シリコ-ン樹脂系として常温重合型のNSと加熱重合型のMB、フッ素樹脂系としてKD、およびポリオレフイン樹脂系としてMSの6種であった。臨床評価には、CSS、DK、M(ポリオレフィン系)の3種を用いた。流動性は材質により異なり、CS、CSS、NSおよびKDは、裏装するのに適度な流動性を有していたが、MB、MSは他の材料に比較して弾性が強く、試圧次官を長めにとり十分加圧する必要性が認められた。しかし、臨床評価においては、装着感の改善が90%の患者に認められ、裏装時に十分な配慮がなされれば、特に問題はないと考えられた。吸水性は材質による影響が明確に現れた。21週後の吸水量で比較するとCSが112μg/mm^3、NSが83μg/mm^3、CSSが65μm/mm^3KDが49μg/m^3であり、MBおよびMSはほとんど吸水しなかった。この結果は臨床評価にも反映していた。臨床における耐久性を試算するとCSSとMが約13カ月、KDはそれ以上の耐久性が期待された。Mが比較的短期間であったのは、耐水性に優れるものの、レジン床との接着性と油性食品による変色に問題があることによる。粘弾性的性質は同一条件下では測定できない程の材質の相違がみとめられた。裏装材は粘膜に近い粘弾性を有することが望ましいが、被験材料中4種(CSS、NS、MBおよびMS)は粘性に乏しく、かなり弾性が強かった。しかし、臨床評価において、患者からの問診の結果から材質による疼痛の緩和効果を判別することは困難であった。理想的義歯床用軟質裏装材の設計指針を得る目的で、現在市販されている各種材質の異なる軟質裏装材の組成分析、粘弾性挙動の解析及び臨床評価を行った。今年度は、購入したレオメータによる裏装材の初期流動性を評価するための試験条件とクリープ測定条件を確立するための予備実験、及び各材料の組成分析を行った。また、裏装義歯の臨床評価を平行して行っている。アクリル系裏装材はポリエチルメタクリレートを可塑剤で軟化して用いるゲルタイプと、ポリブチルメタクリレートとメチルメタクリレートの混合餅状物を加熱重合して用いるタイプであることが確認された。シリコーン系裏装材はジメチルシロキサンのプレポリマーを縮合反応により硬化させる常温硬化型とジビニルポリジメチルシロキサンの付加反応により硬化させる加熱重合型と推定されたが、分子量に関してはまだ分析していない。フッ素樹脂系及びポリオレフィン系裏装材に関しても現在分析中である。以上のごとく材質がかなり異なり同一条件下でのクリープ測定は困難であった。特に、ポリオレフィン系裏装材の硬化体はほぼ弾性体に近い性状であることが判明した。

裏装材の書記流動性は温度依存性が高く、フッ素樹脂系はある程度加熱して機能印象をとる必要があり、ポリオレフィン系は軟化のための加熱条件を制御する必要があると考えられた。臨床評価として、アクリル系は吸水し易い傾向が認められ、特にゲルタイプはエタノールの溶出による劣化が起こり数週間で交換する必要があった。フッ素樹脂系は長期の使用により面が粗造となり、デンチャープラークが付着し易くなる傾向が認められた。ポリオレフィン系は耐水性に富み汚れにくいが、接着性の長期耐久性に疑問が残った。1.流動性と吸水性の評価アクリル樹脂系として常温ゲル化型のCSと加熱重合型CSS、シリコ-ン樹脂系として常温重合型のNSと加熱重合型のMB、フッ素樹脂系のKD、およびポリオレフィン樹脂系のMSの6種について、適合性と関連する初期流動性および耐久性と関連する吸水性を調べ比較検討した。CS,CSSおよびKDは、裏装するのに適した流動性を有していた。NSは練和開始4分から5分にかけ硬化に起因する流動性の急激な低下が認められ、機能印象を素早く行なう必要性が認められた。MB,MSは他の材料に比較して弾性が強く、試圧時間を長めにとり十分加圧する必要性が認められた。吸水性は材質による影響が明確に現われ、21週後の吸水量で比較するとCSが112μg/mm^3、NSが83μg/mm^3、CSSが65μg/mm^3、KDが49μg/mm^3であった。一方、MBおよびMSはほとんど吸水しなかった。吸水性から、CS、CSS、NS、KDの4種はやや耐久性が懸念される。2.臨床評価アクリル樹脂系CSS 3床、フッ素樹脂系KD 11床、ポリオレフィン樹脂系M8床、計22床について5カ月から最長27カ月に及ぶ臨床観察を行なった。問診の結果は、90%の患者が装着感の改善を認め、概ね良好であった。裏装材の変化は、変色および面あれが多く、それぞれ72%、54%で観察された。また、義歯床との剥離が36%に認められ、特に、Mは8床中6床で剥離を生じ、接着剤の改良の必要性が認められた。その他、ひび割れ、弾性の変化が各18%の床で認められた。裏装材の比較は、問診からは判断が難しく明確な判別はできなかったが、材料の劣化傾向から伺えた。CSSは可塑剤の溶出に起因すると思われる弾性の低下があり3床とも使用を中止した。Mは油性食品に対する耐性に乏しく8床中7床が使用を中止した。平均華用期間はそれぞれ13.3カ月と13.1カ月であった。KDは、11床中9床がまだ使用中であり、現段階での平均使用期間は13.7カ月であるが、さらにのびる可能性がある。
実験的自己免疫性脳脊髄炎の病態におけるガングリオシドの意義の検討

糖脂質に対する免疫反応に基づく神経障害について検討した。われわれはこれまでにマイコプラズマ肺炎後のGuillain-Barre症候群や脳脊髄炎で、脱髄因子として知られる抗galactocerebroside (Gal-C)抗体が特異的に上昇することを報告していた。肺炎マイコプラズマ菌体により同抗体が吸収されることから、マイコプラズマはGal-C様糖鎖をもちそれに対する免疫反応として抗Gal-C抗体が産生されることが示唆された。今回その仮説を検証するため、肺炎マイコプラズマ菌体から脂質成分を抽出し、それでウサギを感作した。その結果しらべた6羽のウサギ全ての血中に抗Gal-C抗体の上昇を認め、前記の仮説が証明された。そのうちの1羽では横断性脊髄炎をきたした。また抗Gal-C抗体の上昇したウサギ血清をラット坐骨神経に注入したところ、脱髄が認められた。以上より、マイコプラズマ肺炎においても、カンピロバクター腸炎で提唱されているのと同様に「分子相同性メカニズム」により抗糖脂質(Gal-C)抗体が産生され、脱髄を引き起こすと考えられた。一方、実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)の病態とガングリオシドの関わりを解明するために、複合型ガングリオシドを欠くGM2/GD2合成酵素遺伝子ノックアウトマウス(C57BL/6マウスをバックグラウンドとする)をmyelin-oligodendrocyte glycoprotein (MOG)で感作してEAEの作成を試み、野生型マウスと比較した。上記ノックアウトマウスのリンパ球のCD4やCD8の比率は野生型と有意の差はみられなかった。MOGの接種により、野生型にもノックアウトマウスにもEAEの発症をみたが、発症時期に若干の違いめある可能性があり、現在接種する動物の数を増やして検討している。今後臨床経過や病理像の詳細な検討および細胞性免疫の解析により、リンパ球機能や傷害された神経の修復に対するガングリオシドの意義が明らかになると考えられ、検討をすすめているところである。GalNAc転移酵素(GM2/GD2合成酵素)遺伝子ノックアウトマウス(Aマウス)やGD3合成酵素遺伝子ノックアウトマウス(Bマウス)に対して、実験的自己免疫性脳脊髄炎(Experimental Autoimmune Encephalomyelitis, EAE)の起炎物質を接種して、野生型マウスと比較することにより、EAE発症におけるガングリオシドの意義を解明することを目的とした。AおよびBのノックアウトマウスはC57BL/6マウスの系であるため、野生型としても同系統のマウスを用いる必要がある。そのため、予備実験としてC57BL/6マウスに対して脊髄ホモジェネートを接種してEAE作成を試みたが、明らかな麻痺は生じなかった。C57BL/6マウスは比較的EAEを発症しにくい種であり、これまで精製したミエリンあるいはmyelin-oligodendrocyte glycoprotein (MOG)を抗原とする報告が大部分であった。そのためMOG 35-55を抗原として用いる方針とし、ペプチド合成を行い精製標品を得た。現在AおよびBマウス(名古屋大学古川鋼一教授より御供与頂く)はdecontaminationを行っているが、準備が出来次第野生型マウスとともにMOG 35-55を接種して、症状・経過・病理変化・リンパ球の反応性などを検討する予定である。一方本研究では、ガングリオシドの神経系における分布が問題となる。従来われわれは各種ガングリオシドに対する抗体を用いて、免疫組織学的に検討してきたが、今回はGalNAc-GD1aおよび中枢神経におけるGD1bの局在を検討した。ウサギをGalNAc-GD1aで感作し、得られた抗血清からGalNAc-GD1aのアフィニティーカラムを用いて抗体を精製して、それを用いて免疫染色した。その結果、中枢神経では淡い染色がみられたのみであったが、末梢神経では遠位優位に運動神経の軸索周囲膜の染色がみられた。一方抗GD1b抗体では脊髄灰白質の強い染色がみられた。これらの所見は本研究を行ううえで基礎となるデータと考えられる。

上記ノックアウトマウスのリンパ球のCD4やCD8の比率は野生型と有意の差はみられなかった。MOGの接種により、野生型にもノックアウトマウスにもEAEの発症をみたが、発症時期に若干の違いめある可能性があり、現在接種する動物の数を増やして検討している。今後臨床経過や病理像の詳細な検討および細胞性免疫の解析により、リンパ球機能や傷害された神経の修復に対するガングリオシドの意義が明らかになると考えられ、検討をすすめているところである。
持続的情報連携サービス分析手法の研究

本研究では,異なる組織や社会で創造・蓄積される多様な情報を利用者が柔軟に連携して活用するための持続的な情報連携サービスを分析する方法論を構築した.具体的には, 3階層情報連携アーキテクチャ,情報連携コミュニティ分析手法,情報連携アーキテクチャ分析手法,情報連携構造分析技法,情報連携メトリクスを提案した.また持続的情報連携サービス分析のために必要となる情報連携サービス知識体系を明らかにした。持続的情報連携サービス分析方法論の研究では,異なる組織や社会で創造・蓄積される多様な情報を利用者が柔軟に連携して活用するための持続的な情報連携サービスを分析する方法論を確立するために,初年度に以下の成果を達成した.まず,持続的情報連携サービス分析方法論の構想を提案するとともに,要素研究として,3階層情報連携アーキテクチャならびに情報連携コミュニティ分析技法,情報連携アーキテクチャ分析技法を具体化した.また,情報連携コミュニティ分析技法,情報連携アーキテクチャ分析技法に基づいて名古屋大学の情報環境を分析し有効性を確認した.情報連携コミュニティ分析技法については,要求工学におけるアクター関係分析手法ならびに,アクターネットワーク理論と活動理論の共通性を解明することにより,コミュニケーション構造を明らかにするとともに,情報連携活動を分析するために活動分析票を考案して有効性を確認した.とくに,活動分析票の定義では,情報システムに関する活動を人間活動という,より基本的な概念に基づいて分析設計する手法を提案した.すなわち,(1)活動主体,(2)事前状態,(3)活動対象(となるシステム),(4)事後状態,(5)契機(イベント),(6)応答(レスポンス),(7)活動手順,(8)入力,(9)出力,(10)活動規則,(11)関係者,(12)関係者の役割に基づいて,人間活動を記述する.この人間活動モデルを用いた連携活動の記述では,連携主体と連携対象を連携手順と対応付けて管理できる.また連携手順の内容を,連携契機,応答,入出力,連携規則,連携関係者とその役割分担まで含めて記述できるようにしたことで,従来は曖昧になりがちだった連携規則やその役割分担を明確化できる.さらに,本手法を名古屋大学における実際に運用中の情報サービスに対して適用評価することにより,運用知識を効果的に抽出できることを確認した.持続的情報連携サービス分析方法論の研究では,異なる組織や社会で創造・蓄積される多様な情報を利用者が柔軟に連携して活用するための持続的な情報連携サービスを分析する方法論を確立するために,研究計画に従って本年度に以下の成果を達成した.まず,持続的情報連携サービス分析方法論の要素研究の内,本年度は,情報連携構造分析技法,情報連携メトリクスを具体化した.また,全年度具体化した,3階層情報連携アーキテクチャ,情報連携アーキテクチャ分析技法,情報連携コミュニティ分析手法と,今年度具体化した手法を統合するためのプロセスとして,持続的情報連携サービス構築プロセスを提案した.持続的情報連携サービス構築プロセスでは,情報連携コミュニティ分析,情報連携アーキテクチャ分析,情報連携サービス定義,情報連携サービス評価という4つの工程を反復的に繰り返すことによって持続的な情報連携サービスを実現することができる.さらに,これまで2年間の研究において提案した手法をとりまとめ,書籍として出版した.
LRRK2 の機能解析

本研究ではLRRK2の過剰発現もしくはiRNAによるLRRK2をノックダウンした培養細胞系でgrowth hormoneの放出に変化があるかを検討した.LRRK2の病的変異であるI2020TとG2019Sについての検討では明らかな放出に有意差は認めなかった.しかしながら,iRNAでノックダウンした場合は有意差をもって放出能が低下した.さらに,iRNAでノックダウンした細胞にwild typeのLRRK2を発現させたところ放出能は改善した.病的変異体を発現させた場合は放出能の改善はwild typeよりは低い傾向があったが有意差は認めなかった.以上から,LRRK2は膜輸送に関する機能を持つ事が示されたが,病的変異体が放出能に影響を与えるかどうかは今後の検討していく必要がある.本研究ではLRRK2の過剰発現もしくはiRNAによるLRRK2をノックダウンした培養細胞系でgrowth hormoneの放出に変化があるかを検討した.LRRK2の病的変異であるI2020TとG2019Sについての検討では明らかな放出に有意差は認めなかった.しかしながら,iRNAでノックダウンした場合は有意差をもって放出能が低下した.さらに,iRNAでノックダウンした細胞にwild typeのLRRK2を発現させたところ放出能は改善した.病的変異体を発現させた場合は放出能の改善はwild typeよりは低い傾向があったが有意差は認めなかった.以上から,LRRK2は膜輸送に関する機能を持つ事が示されたが,病的変異体が放出能に影響を与えるかどうかは今後の検討していく必要がある.孤発性パーキンソン病(sporadic Parkinson's disease ; SPD)は環境要因、遺伝的要因が関与し発症する疾患であると考えられており,病因を絞り込むことが困難である.しかしながら,単一遺伝子異常で発症する家族性パーキンソン病(familial PD ; FPD)の研究は分子レベルでその病態を解明できる可能性があり注目されている.現在までα-synuclein(PARK1, PARK4), parkin(PARK2), UCH-L1(PARK5), PUNK1(PARK6), DJ-1(PARK7), LRRK2(PARK8), ATP13A2(PARK9)が同定・単離されている.その中でLRRPK2に変異を持つFPDはSPDに比較的よく似た症状を認める.さらに研究代表者はLRRK2蛋白の細胞内局在と機能解析にfocusを絞りLRRK2は膜輸送に係るオルガネラに局在し脂質ラフトに結合していることを明らかにした.それを踏まえ,本研究ではLRRK2蛋白の細胞内局在と機能解析にfocusを絞って検討を行っている.本年度までに, LRRK2がPC12細胞やSh-SY5Y細胞といったカテコラミンを持つ培養細胞においてヒト成長ホルモンを用いた放出機能アッセイ系を用いて評価した.結果, SiRNAでLRRK2をノックダウンすると,高カリウム脱分極刺激に対し有意に放出能が低下することが確認された.しかしながら,病的変異の過剰発現系では明らかな差を認めなかった.これらの結果と以前報告した局在の検討結果よりLRRK2はシナプス小胞の輸送,放出など膜輸送にかかわる機能を持つ可能性が示唆された.一方で問題点として,病的変異体では正常体と比較して変化がなく,今後は現実験系における再現性の確認とTIRF, patch clampなどを用いた別の手法による検討にて病的変異隊に置ける変化を明らかにしていくことを予定している.2007年,我々はHuman Molecular Genetics誌にLRRK2は膜輸送に関連する細胞内小器官に局在することを示し報告した.さらに脂質ラフトに結合していることを示し,膜輸送の機能に関わることを明らかにした.そのため本研究ではLRRK2の膜輸送特に放出能に関わるかどうかに注目した.本研究ではLRRK2を過剰発現もしくはiRNAによるLRRK2をノックダウンした培養細胞系を用いてgrowth hormoneの放出に変化があるかを検討した.LRRK2の病的変異であるI2020TとG2019Sについての検討では明らかな放出に有意差は認めなかった.しかしながら,iRNAでノックダウンした場合は有意差をもって放出能が低下した.さらに,iRNAでノックダウンした細胞にwild typeのLRRK2を発現させたところ放出能は改善した.病的変異体を発現させた場合は放出能の改善はwild typeよりは低い傾向があったが有意差は認めなかった.以上から,LRRK2は膜輸送に関する機能を持つ事が示されたが,病的変異体が放出能に影響を与えるかどうかは今後の検討していく必要がある