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本態性高血圧症におけるエンドセリン変換酵素の役割と治療薬の開発に関する研究

初年度は、本態性高血圧症の動物モデルであるSHRにおいて糸球体、尿細管におけるエンドセリン変換酵素たんぱく、およびエンドセリン変換酵素mRNAについて検討した。4週のSHRでは糸球体のエンドリン変換酵素mRNAは変化がなかったが、近位尿細管、ヘンレループ、髄質内層集合尿細管のエンドセリン変換酵素mRNAが上昇していた。12週においては糸球体のエンドセリン変換酵素mRNAおよび近位尿細管、ヘンレループのエンドセリン変換酵素mRNAが上昇していた。これらより高血圧発症前より尿細管でのエンドセリン変換酵素活性上昇していることがわかり、尿細管からのNa再吸収亢進が高血圧発症に関与している可能性が示された(Hypertension,1997)。2年度は、エンドセリン変換酵素はなににより調節を受けていて、SHRではなぜ亢進しているのであろうかという問題に対し、血管内皮細胞を用いて直接的に検討した。培養血管内皮細胞にエンドセリンを作用させるとECE-1mRNAの発現は3時間目頃より低下し始め、6時間目に有意に減少した。この変化はエンドセリンA型受容体拮抗薬の存在下においても認められておりエンドセリンA型受容体は関与していない。エンドセリンB型受容体拮抗薬の存在下においては、この変化は消失しており、このエンドセリンによるECE-1mRNAの発現の抑制はエンドセリンB型受容体を介していると思われた(Circulation,1998)。私達の成績はSHRではエンドセリン自身によるnegative feedbackの調節機構に異常があり、エンドセリン産生が抑制されず過剰に産生されているため血圧が上昇してしまう可能性を示唆している。本態性高血圧は家族内発症の強い疾患であり、遺伝子異常について多方面より検討されている。本症における腎の役割は重要であり、腎血流量や糸球体濾過量の減少が知られているがその機序についてはまだ明らかではない。種々の高血圧において血漿中のエンドセリン濃度の高値が報告されているが軽度でありその意義はまだはっきりしない。エンドセリンは本来、血管内皮、糸球体、集合尿細管で産生される局所ホルモンであり、血中濃度は微量でその測定は必ずしも活性の指標とはなり得ない。組織における局所エンドセリン濃度が重要であり、不活性の基質から活性型のエンドセリンに変えるエンドセリン変換酵素がエンドセリン産生量を規定するうえで重要な役割をしていると考えられる。最近になりエンドセリン変換酵素がクローニングされ分子生物学的検討が可能になった。本態性高血圧症の動物モデルであるSHRにおいて糸球体、尿細管におけるエンドセリン変換酵素たんぱく、およびエンドセリン変換酵素mRNAについて検討した。4週のSHRでは糸球体のエンドセリン変換酵素mRNAは変化がなかったが、近位尿細管、ヘンレループ、髄質内層集合尿細管のエンドセリン変換酵素mRNAが上昇していた。これらより高血圧発症前より尿細管でのエンドセリン変換酵素活性上昇していることがわかり、尿細管からのNa再吸収亢進が高血圧発症に関与している可能性が示された。前年度は、本態性高血圧症の動物モデルであるSHRにおいて糸球体、尿細管におけるエンドセリン変換酵素たんぱく、およびエンドセリン変換酵素mRNAについて検討した。

それでは、エンドセリン変換酵素はなににより調節を受けていて、SHRではなぜ亢進しているのであろうかという問題が出てくる。これに対し、血管内皮細胞を用いて直接的に検討した。培養血管内皮細胞にエンドセリンを作用させるとECE-1 mRNAの発現は3時間目頃より低下し始め、6時間目に有意に減少した。この変化はエンドセリンA型受容体拮抗薬の存在下においても認められておりエンドセリンA型受容体は関与していない。エンドセリンB型受容体拮抗薬の存在下においては、この変化は消失しており、このエンドセリンによるECE-1 mRNAの発現の抑制はエンドセリンB型受容体を介していると思われた(Circulation,1998)。私達の成績はSHRではエンドセリン自身によるnegative feedbackの調節機構に異常があり、エンドセリン産生が抑制されず過剰に産生されているため血圧が上昇してしまう可能性を示唆している。
経路積分的考察による量子力学のプロパゲイターに係わる研究

本研究では,量子力学のプロパゲイター,即ち,シュレーディンガーユニタリ群の積分核,グリーン関数,また虚数時間版のシュレーディンガー半群の熱核を念頭に置いている。この研究では,とりわけ,3つの相異なる磁場付き相対論的シュレーディンガー半群を考え,経路の空間上のレヴィ過程に基づく確率測度による(虚数時間)経路積分表示を確立し,その異なる特徴を明らかにした。また,他の話題,ソレノイド磁場量子散乱におけるアハラノフ・ボーム効果のレゾナンスへの関与や,ベクトル値関数に関する,右辺にディラック作用素が係わるセミノルムを持つ改良ソボレフ不等式についても論じた。本研究課題の第2年度である。交付申請書記載の「ゲージ変換共変な相対論的シュレーディンガー半群の経路積分表示に関する研究」について次の2つの成果を得た。1.一瀬は,廣島文生(九大数理),József Lőrinczi (Loughborough大,英)との共同研究によって,ラプラス作用素のベルンシュタイン関数を経て与えられるレヴィ過程の生成作用素達の半群に対する虚数時間(レヴィ過程測度による)経路積分表示問題の研究を完成した。レヴィ過程をブラウン運動からのBochnerの従属操作即ち時間変更法で行った。2編の論文として, Rev. Math. Phys.誌(2012),及びPubl. RIMS Kyoto University誌(2012),に出版。3.一瀬はまた,斉藤義実(Alabama大,米)との共同研究によって,スカラー値関数の場合の所謂「改良Sobolev不等式」をベクトル値関数の場合に拡張した。論文を投稿中である。本研究課題の第3年度である。1.一瀬は,磁場付き古典的相対論的ハミルトニアン表象に対応する3つの量子化相対論的シュレーディンガー作用素についての虚数時間経路積分表示の問題を考察,違いをLett.Math.Phys.誌(2012)で短く述べた。1つ目は一瀬・田村[Commun.Math.Phys.1986]によるワイル量子化シュレーディンガー作用素であり,2つ目はIftimie-Mantoiu-Purice [Publ. RIMS Kyoto Univ. 2007]にて考案されたもの,3つ目は,非相対論的磁場付きシュレーディンガー作用素の1/2乗を経て定義されたもの。本成果を詳述するレヴュー論文をSpringer社出版の書(2013)中に書いた。3.一瀬は,村山太郎(金沢大自然研大学院)との共同研究により,上記1.の1つ目の相対論的シュレーディンガー作用素に対する虚数時間経路積分[一瀬・田村のCommun.Math.Phys.誌(1986)]に対する,粒子質量が零に近づくときの極限問題を,レヴィ過程の極限定理として確率論的に考察。論文はProc. Japan Acad.誌(2014)に出版。4.一瀬はまた,斉藤義実(Alabama大,米)と共同研究によって,スカラー値関数の場合の所謂「改良Sobolev不等式」をベクトル値関数の場合に拡張,論文はFunkcialaj Ekvaciojに掲載予定である。5.研究分担者田村英男(岡山大)は,2つのソレノイド磁場(デルタ型磁場)による散乱において,捕捉現象から実軸近傍に生成されるレゾナンスにAB効果(アハラノフ・ボーム効果)がいかに関与するか解明,成果をAdv.Math.誌(2014)に出版。本研究課題の初年度である。交付申請書に記載の「ゲージ変換共変な相対論的シュレーディンガー半群の経路積分表示に関する研究」について次の3つの成果を得た。1.一瀬は,廣島文生(九大数理),József Lőrinczi (Loughborough大,英)との共同研究によって,ラプラス作用素のベルンシュタイン関数を経て与えられるレヴィ過程の生成作用素達の半群に対する虚数時間(レヴィ過程測度による)経路積分表示の問題の研究を一先ず完成。これらの作用素達はスカラー・ベクトル両ポテンシャル,また,スピンを持つ相対論的シュレーディンガー作用素を含む。レヴィ過程をブラウン運動からとらえるBochnerの従属操作即ち時間変更法で行った。論文はRev. Math. Phys.誌に受理。2.一瀬は,磁場付き相対論的古典的ハミルトニアン表象に対する3つの相対論的量子化シュレーディンガー作用素に対する虚数時間経路積分表示の問題を考察し違いを明らかにした。1つ目は一瀬・田村[Commun.Math.Phys.1986]によるワイル量子化シュレーディンガー作用素であり,2つ目はIftimie-Mantoiu-Purice [Publ. RIMS Kyoto Univ. 2007]にて考案されたもの,3つ目は非相対論的シュレーディンガー作用素の1/2乗を経て定義された上記1.でも考察されたもの。

本成果は,2011年9月ドイツのゴスラーに於ける国際会議「数理物理学,スペクトル理論及び確率解析」を始め,同9月仏エックス・マルセイユ大学II理論物理学センター,独ゲッティゲン大学,その他で招待講演を行った。論文を投稿中である。3.一瀬は,斉藤義実(Alabama大,米)と共同研究を続け,スカラー値関数の場合「改良Sobolev不等式」をベクトル値関数の場合に拡張する研究を行った。1.一瀬は斉藤義実(Alabama大,米)との共同研究による,スカラー値関数の場合の所謂「改良ソボレフ不等式」をベクトル値関数の場合に拡張した論文を,Funkcialaj Ekvacioj誌(2014)に出版。不等式の右辺のスカラー値関数のgradientノルムをベクトル値関数のDirac作用素から発するノルムに置き換えた。2.昨年初め,一瀬・村山太郎共著の論文[Proc. Japan Acad.誌(2014)]において,磁場付き古典的相対論的ハミルトニアン表象に対応する3つの量子化相対論的シュレーディンガー作用素半群の内のひとつであるワイル量子化の場合に,粒子質量が零に近づくときの極限問題をレヴィ過程の極限定理として確率論的に証明した。より一般の条件のもとに,他の2つの相対論的シュレーディンガー作用素半群の場合についても,最近,村山太郎によって解決された。4.研究分担者田村英男(岡山大)は,ソレノイド磁場(デルタ型磁場)による散乱において,捕捉現象から実軸近傍に生成されるレゾナンスにAB効果(アハラノフ・ボーム効果)がいかに関与するかについて解明を進め,2つのソレノイド磁場の場合[Adv.Math.誌(2014)]から,更に3つのソレノイド磁場の場合に深化させた成果速報をProc. Japan Acad.誌(2014)等に出版。関数方程式然るべき成果も得たと思う。然るべき成果も得たと思う。研究費の大部分は,研究課題に係わる研究テーマについて,主に代表者と共同研究者間の研究連絡,研究打ち合わせ旅費,また,代表者の国の内外の関連分野の研究集会,国際会議等に出かけ,研究成果発表,資料・情報収集するための旅費として使用。研究テーマは次である:1.相対論的シュレーディンガー半群の経路積分,2.作用素ノルム指数積公式の収束誤差評価の改良,3.スペクトル・ゼータ関数,4.相対論的シュレーディンガー作用素に対する加藤の不等式の研究(再訪), 5.繰り込み群的方法によるシュレーディンガー作用素のスペクトルギャップを求める研究研究費の大部分は,研究課題に係わる研究テーマについて,主に代表者と共同研究者間の研究連絡,研究打ち合わせ旅費,また,代表者の国の内外の関連分野の研究集会,国際会議等に出かけ,研究成果発表,資料・情報収集するための旅費として使用。特に,7月ストックホルム(スウェーデン)のミッターク・レフラー研究所(Institut Mittag-Leffler)の出かけ,Valentin Zagrebnov教授(仏エックス・マルセイユ大学II),Hagen Neidthardt博士(独ワイエルシュトラウス応用解析・確率解析研究所)と作用素ノルム指数積公式に関する共同研究を行う。そのための出張旅費として使用する。昨年(2013),5月仏
内視鏡医療支援を目的とした内視鏡画像からのポリープ３次元形状情報獲得

我が国における大腸癌罹患者数は増加の一途を辿っており,診断支援を目的とした医用画像処理技術の確立が求められている.ポリープの形状は,悪性腫瘍の場合ではその形態形成に大きく起因し,診断時の重要な情報となる.また,内視鏡による術式は,開腹手術を伴う術式に比べ,身体への負担が軽く,優れるが,大腸は胃や食道に比べて腸管の壁が薄いため技術的な難易度が高く,ポリープの正確な3次元形状情報を医師に提供することは手術成功率向上に不可分の関係にある.本研究は,血管の形状等の潜在的幾何情報と光学的制約を基礎とした(SfS:Shape from Shading)を融合させる新たな3次元形状情報獲得手法の研究を行う.我が国における大腸癌罹患者数は増加の一途を辿っており,診断支援を目的とした医用画像処理技術の確立が求められている.ポリープの形状は,悪性腫瘍の場合ではその形態形成に大きく起因し,診断時の重要な情報となる.また,内視鏡による術式は,開腹手術を伴う術式に比べ,身体への負担が軽く,優れるが,大腸は胃や食道に比べて腸管の壁が薄いため技術的な難易度が高く,ポリープの正確な3次元形状情報を医師に提供することは手術成功率向上に不可分の関係にある.本研究は,血管の形状等の潜在的幾何情報と光学的制約を基礎とした(SfS:Shape from Shading)を融合させる新たな3次元形状情報獲得手法の研究を行う.
脊索動物の進化を演出した新規獲得遺伝子の機能解析

脊索動物特有の体の形をつくる遺伝子が,原始的な脊索動物ホヤにおいて機能しているかどうかを調べた。従来,胚発生にレチノイン酸を利用するのは脊椎動物だけと思われていた。本研究では,ホヤ胚においても,レチノイン酸がHox1遺伝子を活性化し,器官形成に貢献することを証明した。また脊索動物の特徴である背側神経管の形づくりに,増殖因子Nodalが必須であることを証明した。Nodalは転写因子Cdxを介して神経管の形づくりを制御することがわかった。(1)レチノイン酸受容体、合成酵素、分解酵素は、この研究を計画した時点では脊索動物からのみ報告されていた。研究開始後に、これらの遺伝子が脊索動物以外の新口動物(ウニやギボシムシ)からも発見されたが、レチノイン酸が胚発生に深く関わるという証拠は依然として脊索動物からしか得られていない。その中で、ホヤにおいては、外から投与したレチノイン酸が発生に大きな影響を及ぼすものの、内在レチノイン酸の必要性を直接証明した研究はない。本研究では、脊索動物の形態進化におけるレチノイン酸の必要性を証明することを試みている。今年度は、カタユウレイボヤHox1遺伝子の表皮エンハンサー中に見出されたレチノイン酸応答エレメント様の配列に、カタユウレイボヤのRAR/RXRヘテロ二量体が結合することを実験的に証明した。この配列に変異を入れると表皮における発現が消失することと、変異型の配列にはRAR/RXRが結合しないことも突き止めた。(2)nodal遺伝子は新口動物からのみ報告されている。脊椎動物においては内中胚葉の誘導などさまざまな役割が報告されているが、本研究では、Nodalを過剰発現させたり、Nodalの拮抗因子であるLeftyを強制発現させたりすることによって、神経管形成が異常になることを発見した。また、ZicLとcdx遺伝子をNodalの新規標的遺伝子として同定した。ドミナントネガティブ型Cdxを強制発現させると、Leftyの強制発現と同様の神経管形成異常が見られたので、CdxがNodalの下流において重要な形態形成因子であることがわかった。(論文リスト#2)(3)ホヤ胚において短鎖ヘアピン型RNA(shRNA)を発現させる方法を確立し、内在性のチロシナーゼ遺伝子や、外部から導入したEGFP遺伝子などの機能阻害に成功した。(論文リスト#3)レチノイン酸関連遺伝子の機能解析カタユウレイボヤのHox1遺伝子の表皮エンハンサー中にレチノイン酸応答エレメント(RARE)を発見し,このRAREがレチノイン酸に対する応答性と正常胚の表皮における発現に必要であることを証明した(論文を投稿し,現在改訂中)。ホヤの系統においてはレチノイン酸がHox遺伝子の制御をしていないという説も出ている中で,レチノイン酸の重要性を証明できた。また,レチノイン酸合成酵素の阻害剤で胚を処理すると,表皮内感覚神経や中枢神経系における神経特異的遺伝子の発現パターンに変化があることを発見した。RAR/RXRヘテロダイマーやRXRホモダイマーの予想結合配列を,バイオインフォマティクス的手法によりカタユウレイボヤゲノム中に多数同定した(北大・安住薫博士,北海道東海大・Sorin Sabau博士との共同研究)。私たちの研究室で,それらの配列に対してゲルシフト解析を行い,候補配列の多くに実際にRARやRXRが結合することを明らかにした。Nodal標的遺伝子の解析マイクロアレイ解析によって同定したNodal標的遺伝子のうち,特に細胞外マトリックスや細胞骨格など,細胞の形の変化や移動に関与すると思われる遺伝子に注目し,正常胚やNoda1阻害胚などにおける発現を調べた。一部の遺伝子についてはRNAiを行うために短鎖ヘアピン型RNAを胚の細胞内で発現させるためのプラスミドを作製したが,導入して形態や遺伝子発現の解析を行うのは平成21年度になる。レチノイン酸関連遺伝子の機能解析Hox1遺伝子の表皮エンハンサー中にレチノイン酸応答エレメントを同定した。その配列にレチノイン酸受容体(RAR)が結合すること,その配列が表皮における正常な発現に必要であることを実験的に証明し,論文として発表した。また,RARやレチノイン酸合成酵素(Raldh2)の遺伝子機能を阻害すると,Hox1の神経索と表皮における発現がなくなることを示した。Hox1遺伝子の突然変異体において,出水孔原基の消失が発見された。同様の表現型が,Raldb2の機能阻害によっても得られた。また,Raldb2の機能阻害実験では予定心臓細胞の移動が異常になった。ホヤ胚においてはレチノイン酸もHox遺伝子も重要な役割を担っていないと,多くの人が考えてきたが,実際にはさまざまな器官の形成にレチノイン酸が関与していることがわかった。これらの結果は,笹倉靖徳博士(筑波大)やBrad Davidson博士(アリゾナ大)らと共同で今後も研究を進め,論文を作成する予定である。

Nodal標的遺伝子(特に細胞外マトリックス構成糖タンパク質等)の発現・機能解析Nodalの標的遺伝子をマイクロアレイで同定した結果を論文として発表した。標的遺伝子の中で,細胞外マトリックス因子や細胞接着分子の一部が神経索や脊索で発現していた。これらの因子の機能解析は現在も続行中である。これに加えて,プロテオグリカンの糖鎖を修飾する硫酸化酵素をゲノム中から網羅的に同定し,その発現解析を行った。
感覚への複合的な刺激を用いて知覚を触発する療育教材機器の開発

産学連携プロジェクト型実習において連携している療育機関では「患者が行動や操作と生じる周辺の変化との因果関係が認識できない」ことが問題となっており,因果関係を理解するためのトレーニングを補助する療育機器を製作した.療育機関のトレーナーにヒアリングを実施し,製作する療育機器の機能を触れる位置によって異なる光・音・振動の刺激を複合的にあたえるものと決定した.療育機器のイメージのすり合わせのためプロトタイプを製作し,トレーナーから評価を得た.評価をもとに改良機を製作し,トレーナー,患者(子供,大人)および保護者から再評価を得た.再評価をもとに最終的に製作したものは,本体の大きさはW300mmXD300mm×H25mmで主に黒色のアクリル板を用いた.本体上面に圧力センサーを4つ,大人が握りこぶしでも誤接触しないように配置し,触れると次のような刺激を発生する.光の刺激は本体上面の4辺に60個のフルカラーLEDを配置し,色の変化と動きを持たせた.音の刺激は,利用者毎に好みの音を選択できるようにSDカードに保存したファイルを再生するようにした.振動の刺激は,偏心おもりをDCモータで回転し本体全体を振動させ,振動周期を変化するようにした. 3つの刺激は,ボタンで出力のON/OFFを個別に設定できる,マイクロコントローラを用いて圧力センサー,ボタンからの入力および刺激の出力を制御している.電源はモバイルバッテリーを用いており, USBケーブルで充電可能である.現在,療育機関でのトレーニングに製作した療育機器が利用されている.産学連携プロジェクト型実習において連携している療育機関では「患者が行動や操作と生じる周辺の変化との因果関係が認識できない」ことが問題となっており,因果関係を理解するためのトレーニングを補助する療育機器を製作した.療育機関のトレーナーにヒアリングを実施し,製作する療育機器の機能を触れる位置によって異なる光・音・振動の刺激を複合的にあたえるものと決定した.療育機器のイメージのすり合わせのためプロトタイプを製作し,トレーナーから評価を得た.評価をもとに改良機を製作し,トレーナー,患者(子供,大人)および保護者から再評価を得た.再評価をもとに最終的に製作したものは,本体の大きさはW300mmXD300mm×H25mmで主に黒色のアクリル板を用いた.本体上面に圧力センサーを4つ,大人が握りこぶしでも誤接触しないように配置し,触れると次のような刺激を発生する.光の刺激は本体上面の4辺に60個のフルカラーLEDを配置し,色の変化と動きを持たせた.音の刺激は,利用者毎に好みの音を選択できるようにSDカードに保存したファイルを再生するようにした.振動の刺激は,偏心おもりをDCモータで回転し本体全体を振動させ,振動周期を変化するようにした. 3つの刺激は,ボタンで出力のON/OFFを個別に設定できる,マイクロコントローラを用いて圧力センサー,ボタンからの入力および刺激の出力を制御している.電源はモバイルバッテリーを用いており, USBケーブルで充電可能である.現在,療育機関でのトレーニングに製作した療育機器が利用されている.
教育および教育行政の「独立」「中立」性に関する系譜的研究

本年度は主に次の2つの作業課題を設定した。第1は,本課題に関わる主要先行研究の洗い出しとその再検討である。本研究は教育および教育行政の「独立」「中立」性に関わる系譜論的な分析を行うものであるが,歴史的にみると「独立」という語の頻出期(戦後改革期)をへて,それが次第に「中立」の用語系(「中正」などを含む)へと推移していく過程が認められる。この移行・転換期が1950年代である。そこでまず,50年代における教育の「中立」言説の分析から取りかかることとした。そうすることで,「独立」から「中立」への用語法の重点移行がなぜ・どのように起きたのか,そして両者の語の意味内容の比較分析の視点が得られると考えたからである。その結果,勝田・堀尾の共同論文(初出1958ー59年)がもつ学説史的な位置づけについて以下の点が明らかとなった。同論文は,表題に「中立性」を掲げているものの,その実質的内容は「教育の自由」論にある。「中立性」は「教育の自由」という他のより重要な価値を保障するための一つの条件として意義あるものとされ,それ以外で「中立性」が問題とされるのは,もっぱら政府(の政策)を正統化するためのイデオロギーといった批判的文脈においてであった。ここには当時の歴史的事情が大きく関わっているが,結果として教育の「中立性」はそれ自体の重要性においてではなく,他のもっと重要な教育制度原理を保障するための一手段としての位置づけにとどまる,との捉え方の固定化につながったと考えられる。「中立」概念をまともな学術的対象として取りあげないという,こうした傾向はその後の研究にも影響を与え続け,今日に至っていると考えられる(eg.市川昭午1975など)。第2に,同じく1950年代の教育をめぐる当時の論説資料(本年度は主として雑誌論文)について資料目録の作成を行った。学内組織の機関長としての業務遂行のため,本研究を行うための時間を確保することが非常に困難であった。機関長として担当すべきとされた当該領域についてほとんど経験が無いまま管理運営に当たらなくてはならず,予想外に多くの時間と労力をそこに割かざるを得なかった。そのため,先行研究の検討や関連雑誌資料の検索作業など最小限の研究活動しか行うことができなかった。また,これらはいずれもさほど経費支出を要しない作業であり,実際に本年度の経費執行率はきわめて低い状態にとどまった。上記のような学内での業務役割については当面は変更しがたい(無責任を承知で途中辞任でもすれば別であるが)。とはいえ1年一回りしたことで,業務内容についての理解は少しずつ進み,前年度よりは研究時間の捻出は可能にはなりつつある。何よりも,本研究遂行のための時間の確保が最優先課題である。そのためには,限られた時間を効率的に配分,集中化する工夫が必要となる。たとえば,文献リスト作成などの手作業的な役務はアルバイトの活用などによって補うことも考慮すべきであろう(他人に任せることによって失われることというものはあり,自分自身で作業することの実用的意義は小さくないことに留意するすべきではあるが)。

そのため,先行研究の検討や関連雑誌資料の検索作業など最小限の研究活動しか行うことができなかった。また,これらはいずれもさほど経費支出を要しない作業であり,実際に本年度の経費執行率はきわめて低い状態にとどまった。上記のような学内での業務役割については当面は変更しがたい(無責任を承知で途中辞任でもすれば別であるが)。とはいえ1年一回りしたことで,業務内容についての理解は少しずつ進み,前年度よりは研究時間の捻出は可能にはなりつつある。何よりも,本研究遂行のための時間の確保が最優先課題である。そのためには,限られた時間を効率的に配分,集中化する工夫が必要となる。たとえば,文献リスト作成などの手作業的な役務はアルバイトの活用などによって補うことも考慮すべきであろう(他人に任せることによって失われることというものはあり,自分自身で作業することの実用的意義は小さくないことに留意するすべきではあるが)。進行状況欄に記したとおり,昨年度はまったく予期せぬ事態が生じたため,研究打合せのための出張など経費支出をともなう研究活動の遂行が困難な状況であった。次年度は,各業務の効率化や,業務間の時間配分等のさらなる見直し・改善によって,前年度の遅れを取り戻したい。経費使用の具体的計画としては,1)まず資料収集として,図書(古本を含む)関連資料の購入,雑誌論文調査のための旅費および文献複写費,2)ついで,教育二法に関する知見供与と意見交換のための研究打合せ(旅費等),3)さらに,アルバイトへの貸与用端末としてノートパソコン(windows版)の購入を予定している。
プラズマ活性溶液を用いたがん治療とその作用機序の解明

近年、大気圧プラズマの医療応用が活発に研究されている。我々は医工連携により、大気圧プラズマのがん治療研究を活発に進めてきた。その過程でプラズマ活性溶液と名付けたプラズマを照射した溶液による抗腫瘍効果を見出した。本研究では更にプラズマ活性乳酸リンゲル液を開発し、プラズマ照射した乳酸ナトリウムが抗腫瘍効果をもたらす物質であることを突き止めた。プラズマ活性溶液の提唱は世界に大きな波及効果をもたらした。プラズマナノ工学研究センターにより開発された様々な超高電子密度大気圧プラズマ発生装置を用いて、照射時間、照射距離など様々な条件でプラズマ活性溶液を作成し、MTSアッセイにより様々な細胞に対する細胞殺傷能の評価を行った。次に細胞死にいたる生存・増殖シグナリングネットワークのハブとなる分子(例えば、PI3K-AKTシグナル伝達経路における活性型AKTやRAS-MAPKシグナル伝達経路における活性型ERK1/2など)がプラズマ活性溶液によりどのような影響を受けるかなどをウェスタンブロッティング法などを用いて調べた。次にノックアウトセルラインなどを用いて生存・増殖シグナリングネットワークを人工的に加工した系におけるプラズマ活性溶液の効果を調べた。結腸がんPTENノックアウトセルラインにおいては、PI3K-AKTシグナル伝達経路が恒常的に活性される。結腸がんPTENノックアウトセルラインとその母細胞(PTENがワイルドタイプ)のプラズマ活性溶液に対する感受性の違いを調べた。更にウェスタンブロッティングにより結腸がんPTENノックアウトセルラインにおいてどのようなシグナル伝達経路が影響されるかを調べた。名古屋大学医学系研究科内の産婦人科、生体反応病理学等7以上の診療科及び基礎講座、岐阜薬科大学、九州大学等5以上の学外の研究機関とプラズマ活性容器に関する共同研究を進め、これまでの成果を2報以上review論文としてまとめ公表した。3件の国際会議での招待講演、5件の国内会議での招待講演を行った。またAEPSE2015と呼ばれる国際会議でYoung Scientist Awardを受賞した。以前の研究成果として、プラズマ活性培養液による脳腫瘍培養細胞のアポトーシス誘導について、細胞内活性酸素種等を用いた何らかの形での生存・増殖シグナリングネットワークの抑制を細胞内分子機構として提案していたが、名古屋大学内あるいは国内での数多くの共同研究を通して、更に様々なプラズマ条件や細胞種の違いにより様々な細胞内分子機構により細胞応答が引き起こされることが分かってきた。それらの内容をレビューとしてまとめ、数報論文を報告した。現在までに、名古屋大学医学系研究科産婦人科、消化器外科との共同研究により、プラズマ活性溶液の卵巣癌、胃癌、膵癌の腹膜播種治療への研究を推進した。また、生体反応病理学との共同研究により、プラズマによる酸化ストレスの評価及び安全性に関する研究を推進した。眼科との共同研究によりプラズマ活性溶液の加齢黄斑変性への治療の有効性が示された。岐阜薬科大学との共同研究により、プラズマ活性溶液の細胞応答に関する細胞内分子機構の解明が進んだ。プラズマ活性溶液の安全性に関しては、九州大学や愛知県がんセンターにもプラズマ活性溶液を送付することにより共同研究を進めている。その他、東京大学、大阪大学、熊本大学にもプラズマ活性溶液を送付しプラズマがん治療研究を推進している。イタリアで開催されたプラズマ溶液研究会や米国で開催されたプラズマ国際がん治療ワークショップなどで招待講演を行い、これまでのプラズマ活性溶液の成果を世界にアピールした。プラズマ照射した培養液をプラズマ活性培養液と名付け、プラズマ活性培養液による抗腫瘍効果のメカニズムやプラズマ活性培養液の腹膜播種治療に向けた研究を名古屋大学医学部産婦人科、消化器外科、先端医療臨床研究支援センターなどと進めてきたが、新たにプラズマ照射した点滴(乳酸リンゲル液、酢酸リンゲル液など)プラズマ活性点滴を発明し、プラズマ活性点滴によるグリオブラストーマ培養細胞や卵巣癌培養細胞に対する抗腫瘍効果を見出した。プラズマ活性乳酸リンゲル液は4つの成分からなるが、乳酸ナトリウムが抗腫瘍成分であることを突き止めた。またグリオブラストーマ培養細胞においてはプラズマ活性培養液に比べプラズマ活性乳酸リンゲル液は細胞内活性酸素種の生成が少ないことが分かった。これらの実験結果からプラズマ活性培養液とプラズマ活性乳酸リンゲル液では抗腫瘍効果のメカニズムが異なることが示唆された。またプラズマ活性乳酸リンゲル液による抗腫瘍効果は担癌モデルマウス実験においても示された。これらの結果を論文としてまとめ公表した。また名古屋大学医学部産婦人科および消化器外科との共同研究によりプラズマ活性溶液が腹膜播種モデル動物実験においても初期治療を行えば、腫瘍成長抑制効果を発揮できることを示した。名古屋大学医学部生体反応病理学との共同研究によりアスコルビン酸がプラズマによる中皮腫培養細胞への細胞毒性を増強したり減弱したりする条件を突き止めた。これらの成果を含め今年度14報の原著論文を公表し、国内および海外を含め5件の招待講演を行った。様々な細胞に対して、様々な条件で作成したプラズマ活性溶液を投与することにより細胞種及びプラズマ活性溶液の違いによる細胞応答の違いを調べる。特にプラズマ活性溶液は臨床応用に向けて成分をデザインしたいわゆる次世代プラズマ活性溶液の効果を調べてゆく。

細胞種やプラズマ活性溶液の種類の違いによる細胞内分子機構の違いを明らかにするために、生存・増殖シグナリングネットワークや酸化ストレス応答に関する細胞内分子への影響を中心にウェスタンブロッティング法や免疫蛍光染色法等を用いて調べる。上記の実験結果に基づき様々ながん細胞と上皮系正常細胞とのシグナリングネットワークの違いをプラズマ活性溶液が生存・増殖シグナリングネットワークに与える影響(特にフィードバック構造などに注目)から考察し、プラズマ活性溶液ががん細胞に対して選択的にアポトーシスを誘導する作用機構及び細胞の種類による感受性の違いの細胞内分子機構の解明を目指す。様々なプラズマ活性溶液の遺伝子発現の変化を調べるためにマイクロアレイ実験を行う。申請者らが行った予備的な実験結果よりアポトーシス関連遺伝子、分泌性分子に関する遺伝子などさまざまな遺伝子発現の変化が確認された。本研究ではリアルタイムPCR法によりこれらの遺伝子発現の変化を確認するとともに、既存のシグナリングネットワークと照合し、どのようなシグナリングネットワークに影響を与えているのかを示す包括的な細胞内分子機構モデルを構築する。28年度が最終年度であるため、記入しない。プラズマ医療28年度が最終年度であるため、記入しない。
ストレス応答における核内チオレドキシンによるmRNA核外輸送のredox制御機構

出芽酵母Saccharomycescerevisiaeを用いて、ストレス条件下におけるmRNA核外輸送の制御機構について解析を行った。エタノールストレス条件下やチオレドキシン欠損株trx1Δtrx2Δにおける酸化的ストレス条件下でのmRNAの局在を、oligo dT probeを用いたin situ hybridizationで観察したところヒートショックストレスと同様に大部分のmRNAは核外輸送が阻害され核内への蓄積が観察された。その一方で、ヒートショックプロテインをコードするSSA4遺伝子のmRNAは優先的に核外輸送されることが確認された。また、mRNA核外輸送因子の細胞内局在についてGFP融合タンパク質を用いて観察した。エタノールストレス条件下ではGle1やGle2については核膜上から細胞質側に移動することや、Mex67などは核膜内に拡散することが確認された。また、同じ出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeでも実験室酵母と清酒醸造用の協会酵母では、mRNA核外輸送抑制が開始されるエタノール濃度に顕著な違いが観察された。各種の酵母について検討した結果、エタノール耐性とmRNA核外輸送制御との密接な相関が観察された。さらに、エタノールによるmRNA核外輸送抑制が核膜の流動性に起因している可能性を見い出した。膜脂質の組成や流動性を変化させる各種の条件下では、エタノールによるmRNA核外輸送抑制を改善することを確認した。マイクロアレイ解析とプロテオーム解析を組み合わせて、エタノール条件下で優先的に核外輸送されるmRNAの同定を進行中である。出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeを用いて、ストレス条件下におけるmRNA核外輸送の制御機構について解析を行った。
bFGFと脂肪細胞培養法による上皮組織再生機構の解明

生後10週令のマウスを用いて唾液腺損傷モデルを作製し、損傷部位にbFGFを挿入し、その標本を採取し、一般染色、PAS(過ヨウ素酸ーシッフ反応)、AB(アルシアンブルー)、MT(マッソン・トリクローム)染色により細胞構築、細胞の性状、組織再生過程を組織化学的に検討し、さらに抗proliferationcell nuclear antigen (PCNA)抗体により再生過程における幹細胞の同定と損傷部位における治癒過程の一部が明らかになっている。特に、bFGF投与群では組織再生が無投与群と比べて早い時期からコラーゲン線維の増生をもってはじまり、腺組織の再生が起こることが認められた。生後10週令のマウスを用いて唾液腺損傷モデルを作製し、損傷部位にbFGFを挿入し、その標本を採取した。その後、一般染色、PAS(過ヨウ素酸ーシッフ反応)、AB(アルシアンブルー)、MT(マッソン・トリクローム)染色により細胞構築、細胞の性状、組織再生過程を組織化学的に検討し、さらに抗proliferationcell nuclear antigen (PCNA)抗体により再生過程における幹細胞の同定と脂肪細胞からの未分化間葉細胞の分離過程を継続している。唾液腺損傷モデルの作製とbFGF投与により、細胞構築、細胞の性状、組織再生過程を組織化学的に検討および、抗proliferation cell nuclear antigen (PCNA)抗体により再生過程における幹細胞の同定には成果を得ているが、脂肪細胞からの未分化間葉細胞の分離と培養過程で進行に若干の遅れが生じている。引き続き、生後10週令マウスにおける唾液腺損傷モデルマウスを作製し、損傷部位に生体吸収性ハイドロゲルにbFGFを含浸したものを挿入し、唾液腺組織の再生過程と損傷部位に挿入する培養細胞について実験している。その結果、H-EおよびPAS染色の所見から対照側では、充填後28日目に欠損部辺縁に少数の腺房が認められたが、多くは導管様の構造物が存在し、小葉の形成には至らず、欠損部には膠原線維が密に分布していた。投与群では、充填後7日目から欠損部に導管様構造物が出現し、28日目には欠損部辺縁から中心部にかけて多くの腺房が認められ、腺房周囲のコラーゲン線維を含む線維性結合組織の形成が進み、小葉の様相が観察された。AQP5による免疫染色から、対照側の充填後28日目では一部の腺房内腔の細胞膜で陽性反応を呈していたが、投与群では欠損部辺縁に沿って出現した多くの腺房内腔の細胞膜で陽性反応が認められた。RSMG-1細胞の培養細は、以前に比べて培養における細胞数が増えているが、培地や培地に添加される物質の種類と濃度の再度の検討が生じ、正確かつ効率的な培養条件の確立に取り組んでいる。唾液腺損傷モデルマウスの作製とbFGF投与により、再生過程における細胞構成やコラーゲン線維の増殖による小葉の形成の過程は明らかにしているが、脂肪細胞の培養過程とRSMG-1細胞の培養過程に若干の遅れが生じている。生後10週令マウスの顎下腺損傷モデルを作製し、損傷個所にbFGFを含浸させた吸収性生体ハイドロゲルを挿入し、腺組織の再生過程と損傷部位に用いる培養細胞について比較検討を行っている。投与群と非投与群との比較では、H-E染色に加えてアルシアン青(AB)染色、PAS染色、マッソン・トリクローム染色等の特殊染色を行い、回復過程を検討している。特に投与群では非投与群に比べて、投与後28日目で欠損部周囲から欠損部の中心にかけて、ABおよびPAS染色に陽性に染まる腺房細胞の出現とその周囲を取り囲むコラーゲン繊維を含む線維性結合組織の形成が顕著にみられた。アクアポリン5(AQP5)による免疫組織学的所見から、非投与群よりも投与群の腺房細胞の内腔の細胞膜で著明な陽性反応がみられた。このことは、bFGF投与により、腺房細胞や線維性結合組織の出現とともに、水分泌機能にも影響を与えていることが示唆された。今後はこれらの関連性について引き続き検討していく予定である。また、RSMG-1細胞等の培養は、培地や培地に添加される物質の濃度の検討を引き続き行い、移植に向けた適切な培養条件の構築を行く。私的なことであるが、昨年度は予想外の父の介護と死去に見舞われたため、特に培養細胞を用いた実験に大幅な遅れが生じてしまっている。今回の期間延長の承認をいただき、その点の遅れを取り戻していく。脂肪細胞からの未分化間葉細胞の分離過程で、培養条件と個体数の増加、さらに市販されている培養細胞の活用で一時の遅れを改善できると考えている。そのため、本年度はこれらの培養細胞を損傷部位に移植し、損傷部位の再生過程に付いて明らかにしていく方針である。現在までに、機器の滅菌状態や培地の組成、培地の添加物の濃度の検討を行っている。

これらの条件設定の見直しにより、培養細胞の継代数が増えてくればマウスへの移植も可能であると考えている。bFGF投与により、腺房細胞や線維性結合組織の出現とともに、水分泌機能にも影響を与えていることが示唆されたことから、今後はこれらの関連性とRSMG-1等の培養に関して、引き続き行い、移植に向けて取り組んでいく。脂肪細胞の分離培養過程での成果の遅れが次年度使用額が生じた理由である。培養細胞である脂肪細胞とRSMG-1細胞の培養条件の再度の見直しにより時間がかかっていることが使用額に変更が生じた理由である。(理由)培養細胞における培養条件の再度の見直しと私的事由から進捗状況に遅れを生じたことが、使用額に変更が生じた理由である。(使用計画)私的事由が解消したことと、計画で記載したように培養に関する条件が定まることで進めていけると考えている。今年度計画の欄に記入したように、徐々に培養細胞数が増加してくれば、この後のステップであるマウスへの移植へと進む事ができ、その際には種々の免疫組織学底ないし生化学的な試薬を使用する事になることから、結果として次年度使用額の減少が生じていく。今年度の計画で記載したように機器の滅菌状態の確立から培地の種類、培地への添加物の検討を地道に行なっているが、この条件が定まれば今年度の成果に繋がると考えている。
デモクラシーと宗教：政治思想史、政治理論、地域研究の総合的アプローチ

大きく分けて二通りの成果が得られた。第一に、政治と宗教の関係について、政治思想史上の古典的テキストを綿密に分析することで原理的な考察を行った。その結果、政治と宗教の間には本質的な緊張があること、その緊張は近現代の世俗化と啓蒙という条件の下でも解消されていないことが明らかになった。第二に、現代政治理論の重要な著作と、現代政治における多文化主義の実践に着目することで、宗教が現代のデモクラシーに対して果たしうる肯定的役割があるか、あるとすればそれはどのようにして可能かを考察した。結果として、リベラルな理論と実践の枠内に宗教を受け入れる試みと、逆に排除する傾向が並存することが明らかとなった。谷澤は、現代リベラルデモクラシーにおける宗教的言説の規範的位置づけに関して、ジョン・ロールズら「政治的リベラル」と称される一連の理論家の見解と、それらの批判を検討した。政治的リベラルが規範的議論に果たしうる宗教の役割をめぐって比較的寛大ないし楽観的であるのに対して、批判者は極めて懐疑的である点を明らかにした。厚見は、政治思想史の視野から、マキァヴェッリの思想における宗教・哲学・政治の関連の考察を行なった。「宗教の政治的利用」の近代的端緒と目される彼の思想において「近代的転回」を遂げたとされる彼の哲学が、宗教と政治の関係を規定している可能性を検討した。また、宗教の側から政治的統治者のあるべき資質を論じる中世の「君主の鑑」論の系譜が、ルネサンス期人文主義においていかなる変化を見せたかについての考察も行なった。近藤は、古典的政治哲学、特にクセノフォンとプラトンの政治哲学における教育とレトリックの関係を研究した。クセノフォンに関しては、『オイコノミコス』の読解からソクラテスによる「デモクラシー社会に生きる良き市民」の教育の特徴を分析した。プラトン『メネクセノス』の研究では、そのようなソクラテスの市民教育が持つ反帝国主義的な側面を明らかにした。石川は、主として関連する先行研究資料の収集と分析を行った。とりわけ、少数派文化集団に属する女性の自立と自由の実現をめぐる議論に注目して考察を行なった。また、ヒューマニズム(humanism、人間中心主義)の立場から宗教的少数派に対する寛容政策を批判する言説についても近年の議論の調査を進めた。飯島は、全体の研究会を統括とすると同時に、政治と宗教の関係に関して、「神学・政治問題」を核心とするレオ・シュトラウスの政治哲学の研究を行なった。本年度は各個人の研究に力を入れた。飯島は全体を統括するとともにシュトラウスにおける「神学-政治問題」について研究した。『スピノザの宗教批判』における「宗教批判」の伝統の若きシュトラウスによる類型化と分析を紹介し、その類型化の不十分さ(ソクラテス裁判の不在など)を指摘するとともに、アリストテレスおよびパドゥアのマルシリウスの政治哲学に関する成熟期シュトラウスの解釈の吟味を通して、前近代における宗教批判の再検討の必要に触れ、最後に「宗教批判ー古代と近代」という問題提起に繋がりうるいくつかの考察を展開した。近藤は、主にソクラテスの生を手掛かりに、一方における哲学と、他方におけるデモクラシーと宗教の関係について研究を行った。ソクラテスは民衆裁判で無神論を理由に処刑されている。これを主題にしたプラトン『弁明』を読解することを通じて、ソクラテスが哲学と政治の対立を前提としつつも、両者の共存可能性を模索していることを示した。石川は、カナダの事例を手がかりに政府の中立性について政治哲学の観点から考察した。芸術文化支援についての経済的アプローチと卓越主義的アプローチを概観した上で、芸術文化の多様性の保護と政府の中立性の確保という二つの要請をいかにして調整し、両立させるかが課題であることを示した。厚見は、ジョン・ロックの思想における神学的要素と世俗的要素との関係について、レオ・シュトラウスのロック解釈を検討することでひとつの見方を示した。ロックの思想のうちに、啓示の可能性を否定するアヴェロエス主義の哲学を読み取るシュトラウスのロック解釈は、近代におけるデモクラシーと宗教の緊張関係の一端を示唆していると考えられる。谷澤は、熟議デモクラシー、デモクラシーと正義、デモクラシーと言論の自由について研究した。とくに「熟議の日」構想で啓蒙主義的理性に寄せられている過剰ともいえる期待を確認した。今年度は各分担者が研究報告や論文執筆を行った。厚見はルネサンス期の政治思想を通じて政治と宗教の関係を研究し、マキアヴェッリに対するルクレティウスの影響についての論文を公刊した。ここでは、マキアヴェッリが原子論的世界像と人間の自由意志を両立させようとする際にルクレティウスから示唆を得ていた可能性を明らかにした。石川は、多文化主義とデモクラシーの関係について研究した。カナダのケベック州で2008年に出版された「合理的配慮」をめぐる報告書を題材として、合理的配慮概念を文化的差異への配慮に拡張して適用することで、リベラルではないとされる文化集団に属する女性の権利を保護する可能性を、民主的な熟議を通じた交渉と妥協に注目して考察した。近藤は、古代政治哲学の観点からデモクラシーと宗教の関係にアプローチした。とりわけ、ソクラテス裁判を民主的手続きにおける宗教裁判と捉え、アリストパネス、クセノポン、プラトンにおけるソクラテス像を比較検討した。そのほか、古典解釈に用いる方法論を深めるためにレオ・シュトラウスによる中世宗教思想解釈の研究を、さらには、古典的知見を現代に応用するためにグローバル化と移民の研究を行った。高田は、主として現代政治理論におけるポスト世俗主義の諸潮流を整理・分析しながら、デモクラシーにおける社会統合という観点からその政治理論的意義を析出することを目指した。

この観点から、リベラルなポスト世俗主義を代表するチャールズ・テイラーのポスト世俗主義論を、大著『世俗の時代』を中心に整理し、デモクラシーにおける社会統合という観点から再評価した。谷澤はデモクラシーにおけるヘイト・スピーチの位置づけと、現代アメリカの保守思想における宗教の扱いについて研究した。前者についてはJ.ウォルドロンの著書の翻訳と解説を行い、後者については「新古典派リベラリズム」を紹介する報告を行った。大きく分けて二通りの成果が得られた。第一に、政治と宗教の関係について、政治思想史上の古典的テキストを綿密に分析することで原理的な考察を行った。その結果、政治と宗教の間には本質的な緊張があること、その緊張は近現代の世俗化と啓蒙という条件の下でも解消されていないことが明らかになった。第二に、現代政治理論の重要な著作と、現代政治における多文化主義の実践に着目することで、宗教が現代のデモクラシーに対して果たしうる肯定的役割があるか、あるとすればそれはどのようにして可能かを考察した。結果として、リベラルな理論と実践の枠内に宗教を受け入れる試みと、逆に排除する傾向が並存することが明らかとなった。概ね予定通りであるのは、各研究者がそれぞれの問題関心にそって着実に研究を展開し、その成果を国内外で発表しているからであると思われる。政治思想史今年度は、2回ほど全員が集まって、研究報告を行い、3年間の研究をまとめたい。9月の末には、フィレンツェ大学のダニエラ・コーリ教授を早稲田大学に招待し、「スチュアート朝イギリスにおけるホッブズ、ローマ、マキアヴェッリ」というタイトルで講演をしていただき、この期間における宗教と政治の関係についてのホッブズとマキアヴェッリの理解の異同の理解に努めたい。近藤をはじめとする40代の若手には海外での英語による研究発表を強く奨励する。科研費の初年度分の交付金額の想定よりも少なかった。科研費申請時に分担研究者の一人に予定していた者が、助教を任期満了になり、平成25年度には専任のポストにつけず、分担研究者になれなかったため、当初の研究計画から研究計画を少し縮小せざるをえなくなった。諸事情により共同研究の機会をもつことができず、個人研究が中心となったため、海外での研究報告会を開催できなかったことなどによる。今年度は初年度よりも2倍半の科研費が交付される見込みがあるので、研究会の回数を増やすことにより、研究をさらに推進したい。科研費申請時に分担研究者の一人に予定していた者が、平成25年度には専任のポストにつけず、分担研究者になれなかったが、平成26年度にはPDに採用されたので、分担研究者として、この研究の推進に大きな力になってもらえると期待できる。2015年度が最終年度に当たるが、近藤をはじめとする若手の研究者に傾斜的に多くの額を配分し、個人研究を進めてもらうほか、昨年度はもてなかった共同研究会合の機会をもつことも検討中である。計画していたよりも研究会の開催が少なくなり、招聘報告者の謝金の支出が少なくなったため。
運動想起型ＢＣＩへのユーザ適応を促すニューロフィードバック手法の開発

ヒトの感覚運動野の脳活動から運動の想起の有無やその種類を検出するBCI(brain-computer interface)における適用性や検出成績を向上させるために,脳波やNIRS(近赤外分光法による脳血流計測)によって得られたヒトの運動想起に伴う脳活動信号から生成された情報をユーザにフィードバックするニューロフィードバック(NF)を用いるための方法論について検討を行った.本実験の結果,計測信号からの情報抽出法,NF実験の実施方法などの知見が得られた.1.ニューロフィードバックの情報源としての運動関連高域γ波の検出法についての検討:脳波の背景雑音による影響を低減し,またBCIとしての応答潜時を向上させるために,運動イメージを検出するBCIにおける信号源として運動関連高域γ波(HG波)を活用する可能性を検討した.現在のところでは,HG波は被験者によって観測されない場合があるという所見が得られた一方,μ波,β波よりも周波数帯域が高いHG波を利用することによりBCIとしての応答潜時を向上できる可能性が示された.現在,ICAを計測信号に適用して,信号検出を容易にするための検討を行っている.2.多チャネル脳波から情報抽出を行うための局所的な空間フィルタの発見:昨年度に引き続き,EEGによるニューロフィードバックシステムにおけるフィードバック情報の質を向上させるための空間フィルタの設計に関する検討を行った.計測信号にICA(独立成分分析)を適用し,運動イメージ課題の遂行に伴う特定周波数帯域における周期律動(μ波,β波)を検出する方法を検討した.現在,少数の電極を選択して用いることで質の高いフィードバック情報を得るため方法の検討,およびInfomax,FastICAなどの種々のICAアルゴリズムを用いた際の結果の違いの検討を行っている.3. EEG,NIRSを用いたニューロフィードバックの予備実験:運動イメージを行うBCIにおけるニューロフィードバックの方法を県とするために,EEG,NIRSを用いたニューロフィードバック実験の予備実験を実施した.現在,本実験のための準備を行っている.ニューロフィードバックの情報源としての運動関連高域γ波の検出法についての検討:昨年度に引き続き,運動イメージを検出するBCIにおける信号源として運動関連高域γ波(HG波)を活用する可能性を検討した.昨年までの本研究の成果に基づいて,計測信号の前処理としてICAを用い,運動課題に関連してHG帯域で強度が変化する独立成分を抽出した.その結果,課題に関連するHG帯域の独立成分が抽出可能であることが示された.またこれらは計測信号全体の線形変換によって算出されるのではなく,信号源近傍の少数の電極が主成分となっていることが分かった.これらの結果は,μ,β帯域に加えて,HG帯域の周期律動も,運動想起に基づくBCIにおけるニューロフィードバックの信号源として利用可能であることを示すものである.EEG,NIRSを用いたニューロフィードバックの予備実験:運動イメージを行うBCIにおけるニューロフィードバックの方法を検討するために,EEG,NIRSのそれぞれを用いたニューロフィードバック実験を実施した.右手の運動の実行および想起を行うことを被験者に求め,課題遂行中にニューロフィードバック情報を被験者にリアルタイムに提示した.ニューロフィードバックの信号源として,EEG実験ではμ波,HG波の帯域強度成分,NIRS実験では,大脳運動皮質における右手の支配野(国際10-20法のC3近傍)周辺の5チャネルの信号の総和を用いた.本実験の結果,ニューロフィードバック情報を提示した場合の方が提示しない場合に比べて訓練効果が高いこと,脳波においては,μ波に比べてHG波のニューロフィードバックの効果は少ないが,ある程度の効果は認められることが示された.ヒトの感覚運動野の脳活動から運動の想起の有無やその種類を検出するBCI(brain-computer interface)における適用性や検出成績を向上させるために,脳波やNIRS(近赤外分光法による脳血流計測)によって得られたヒトの運動想起に伴う脳活動信号から生成された情報をユーザにフィードバックするニューロフィードバック(NF)を用いるための方法論について検討を行った.本実験の結果,計測信号からの情報抽出法,NF実験の実施方法などの知見が得られた.1.運動イメージ課題中の脳活動計測手法の検討:運動をイメージすることを被験者に求め,その際の脳活動をEEGで計測し,同時に計測信号を解析してその結果をリアルタイムに被験者にフィードバックする,EEGニューロフィードバックシステムを構築した.2.多チャネル脳波から情報抽出を行うための局所的な空間フィルタの発見:EEGによるニューロフィードバックシステムにおけるフィードバック情報の質を向上させるために,被験者に運動イメージ課題を課した際に多チャネル計測したEEGデータに空間フィルタを適用する方法について検討を行った.計測信号にICA(独立成分分析)を適用して得られた空間フィルタを用いて抽出される独立成分と,課題である運動イメージとの関連を検討した.解析の結果,運動イメージに伴う感覚運動野由来のEEG成分を抽出する局在的な分布を有する空間フィルタがICAにより得られること,それらの独立成分に,運動イメージ課題の遂行に伴う特定周波数帯域における周期律動(μ波,β波)が認められることが分かった.この結果は,EEGニューロフィードバックシステムにおいて,少ない電極数で質の高いフィードバック情報を得るための電極配置を発見する手法として有望だと思われる.現在,本実験で得られた結果の詳細な解析を行っている.3.ニューロフィードバックの情報源としての事象関連電位の利用法:EEGニューロフィードバックシステムにおける,被験者への情報提示の付加的な手段として,事象関連電位の検出に関する検討を行った.