hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
IL-12サイトカインファミリーとその受容体による免疫反応制御機構の解明

サイトカイン・サイトカイン受容体ネットワークは、感染をはじめとした様々な異物に対する免疫反応の形成に重要である。申請者らは、WSX-1(IL-27受容体)欠損マウスを作成し、このマウスがIFN-γ産生の低下を伴ってリーシュマニアに易感染性を示すこと、およびWSX-1のシグナル伝達経路を明らかにし、IL-27/WSX-1がIL-12よりも早期にTh1/2分化を決定づける重要なものであることを示してきた。さらに、別の原虫感染の実験などにより、IL-27/WSX-1が過剰な炎症性サイトカイン産生を抑制する働きを持つことも明らかにしてきた。本研究では、IL-27の持つ炎症抑制作用をさらに解析し、IL-27欠損により炎症が増悪するため、モデルマウスにおける喘息が増悪すること、また結核菌感染における全身の炎症が増悪することを報告した。一方で、IL-27欠損によるTh1分化抑制作用に関しては、炎症性腸炎のモデルマウスにおけるTh1反応により引き起こされる症状の改善などの結果を見出し報告した。ヒトのSLEのモデルである,MRL/lprマウスにおいてWSX-1を欠損させたところ、通常観察されるびまん性増殖性糸球体腎炎ではなく膜性腎炎の発症が観察された。膜性腎炎を自然発症するマウスの報告はこれまでに無く、本研究により世界初の膜性腎炎のモデルマウスが確立され、今後腎炎の発症機序の研究や治療薬の開発に資するものと考えられる。これまでの研究で得られた、IL-27のもつ二面的な役割に関して、その分子機構を明らかにする目的で受容体のシグナル伝達経路を解析し、Th1の分化ではSTAT1の活性化が、サイトカイン産生の抑制にはSTAT3の活性化が重要な役割を果たしていることを見出し、その詳細な解析を行っている。本研究の目的は、IL-27やIL-23、およびその受容体の遺伝子変異マウスを作成し、Th1を中心とする免疫反応の開始、維持、および終息におけるIL-12関連サイトカイン、およびその受容体の役割を解析することである。さらに、WSX-1の副受容体の同定し、さらにそれぞれのサイトカインや受容体に対する抗体投与により感染や自己免疫疾患の経過を改善させることを目的とする。WSX-1欠損マウスにおいては、炎症性サイトカインの過剰産生のために、抗原感作性アレルギー性喘息モデルにおいて症状の増悪を認め、また結核菌感染実験においては、サイトカイン過剰産生のために菌数は減少するものの個体は炎症により死亡することが明らかになった。一方、Trichuris muris感染では、Th1反応の減弱により排虫が亢進し、欠損マウスにおいて感染抵抗性になることが明らかとなった。このWSX-1の二面的な作用に関し、下流のシグナル伝達経路の解析、および副受容体の同定を行い、さらにナイーブT細胞と活性化T細胞において、リガンド刺激後のSTAT分子の活性化が異なっている事を見出している。IL-27サブユニットの一つのノックアウトマウスを作成し、サイトカイン産生などの解析を開始した。また、現在IL-23サブユニット、および受容体のノックアウトマウスを作成中である。また、これらの知見に基づいて、個体内でIL-27シグナルを制御する目的で、トランスジェニックマウス、発現プラスミド、リコンビナントリガンド、および中和抗体の作成を行っている。WSX-1トランスジェニックマウスにおける予備的検討では、WSX-1受容体下流におけるSTAT分子の活性化のアンバランスによりリンパ球の過剰な活性化が生じることが確認されている。

申請者らは、WSX-1(IL-27受容体)欠損マウスを作成し、このマウスがIFN-γ産生の低下を伴ってリーシュマニアに易感染性を示すこと、およびWSX-1のシグナル伝達経路を明らかにし、IL-27/WSX-1がIL-12よりも早期にTh1/2分化を決定づける重要なものであることを示してきた。本研究では、IL-27の持つ炎症抑制作用をさらに解析し、IL-27欠損により炎症が増悪するため、モデルマウスにおける喘息が増悪し、また結核菌感染における全身の炎症が増悪することを報告した。一方で、IL-27欠損によるTh1分化抑制作用に関しては、炎症性腸炎のモデルマウスにおける症状の改善などの結果を見出し報告した。ヒトのSLEのモデルである,MRL/lprマウスにおいてWSX-1を欠損させたところ、通常観察されるびまん性増殖性糸球体腎炎ではなく、膜性腎炎の発症が観察された。膜性腎炎を自然発症するマウスの報告はこれまでに無く、本研究により、世界初の膜性腎炎のモデルマウスが確立され、今後腎炎の発症機序の研究や治療薬の開発に資するものと考えられる。これまでの研究で得られた、IL-27のもつ二面的な役割に関して、その分子機構を明らかにする目的で受容体のシグナル伝達経路を解析し、Th1の分化ではSTAT1の活性化が、サイトカイン産生の抑制にはSTAT3の活性化が重要な役割を果たしていることを見出し、その詳細な解析を行っている。
肝親和性コロナウイルス持続感染による慢性肝炎の実験的研究

胸腺欠損ヌードマウス(BALB/C,nμ/nμ)に持続感染性マウス肝炎ウイルスMHV-2CCを2X【10^5】PFU膜腔内接種すると、マウスは1890日に斃死した。病変は肝に限向して認められ、肉眼的に肝表面は顆粒状あるいは小結節状でほとんど原形を止めなかった。肝のウィルス価は接種3日後より【10^3】PFU/0.2g以上を示し、斃死時迄、高い値が持続された。ウィルス抗原は抗種後2日目から肝細胞の細胞質中に観察され、次第に病巣周辺の肝細胞に広がった。病理組織学的には肝の多発性巣状変性あるいは壊死が特徴的で、単純細胞および好中球の浸潤が顕著であった。長期間生存例では病巣周辺部の結合織増生および癒痕形成が認められた。結合織は病巣部をグリソン鞘を結び、小葉構築を変化させた。また、細胞反応を伴なわない肝細胞の塊状壊死も認められ、虚血性変化と考えられた。微細形態的には、ウィルス粒子は比較的健常な肝細胞の細胞質で増殖が認められ、細胞外への放出も細胞破壊を伴なわかった。中等度に変性した肝細胞ではウィルス粒子産生の前駆構造が細胞質内に出現し、種々の状態にある前駆構造が認められた。重度の変性肝細胞が細胞質内で多量のウィルス粒子の産生が起り急速に拡散することが認められた。クッパー細胞,浸潤マクロファージ内でウィルス粒子が産生される証拠は得られなかった。これらの所見から持続感染性肝炎は、ほぼ健常な肝細胞の細胞質内にウィルス抗原の蓄積,産生が起ること、肝細胞の変性・壊死はウィルスによる直接的障害の他に血流の変化による増悪がなされることが示され、ヒトの慢性肝炎の病理発生に類似し、適切な実験モデルとして本実験系が有用であることが示された。
海外出稼ぎが南・西アジア農村の社会経済に与える影響についての実証的研究

ネパールとバングラデシュでの農村調査により、中位階層から始まった海外出稼ぎが、現在は底辺に近い社会・経済階層にまで広がっていることが明らかになった。ネパールでは、広範な海外出稼ぎが、低カーストの社会的抑圧からの解放や、2015年の大地震からの復興に重要な役割を担うと考えられる。バングラデシュでは、多額の送金が地域経済の活性化と雇用創出につながっている。イランでの農村調査により、干ばつや過剰な地下水利用による水不足のため疲弊する農村で都市部への移住が増加する中、その間隙を埋めるように隣国アフガニスタンから多数の労働者が流入し、農業労働力の重要な担い手となっていることが明らかになった。26年度、須田は26年8月にバングラデシュ、シンガポール、マレーシアにおいて、主にバングラデシュの農村からの海外出稼ぎ状況について現地調査を行った。また、27年3月には、共同研究者の原と共同して、バングラデシュ、UAE(ドバイ)、オマーン、イランで、海外出稼ぎの状況について現地調査を行った。バングラデシュで以前から現地調査を続けている2つの村において、海外出稼ぎが村の経済社会に与える影響と、東南アジアや中東産油国で出稼ぎをしているバングラデシュ人が、出稼ぎ先でどのように働き生活をしているのかを確認することが中心的課題である。26年度は、東南アジアと中東という主要な出稼ぎ先でバングラデシュ人の出稼ぎについて観察をするとともに出稼ぎ者にインタビューなどをした。また、原とともにイランで共同調査した。26年度、原は米国(ハーバード大学、MIT、コロンビア大学)、カナダ(ブリティッシュ・コロンビア大学)の中東研究機関を訪問し、北米の中東研究、特にイラン研究の動向などを把握した。また、須田とともにバングラデシュ、ドバイ、オマーン、イランの現地調査を行った。ドバイでは、原の専門領域であるイランおよびアフガニスタン系住民から聞き取り調査を行った。その結果、ドバイのイラン系はシーラーズ市やペルシア湾に近いラール地方出身者が多いこと、またアフガニスタン系は衣料品や絨毯販売店などで働く人が多いことなどが明らかになった。イランの農村における調査では、多くの村人が都市部に流出する一方で、アフガニスタンからの出稼ぎ労働者が都市部だけでなく農村部にも流入していることがわかった。本年度は、須田は主にネパールとバングラデシュ、原は主にイランにおいて現地調査を行った。2015年4月にネパールで起きた大地震の被害は甚大であり、早急な住宅復興が急務である。須田は地震被害が大きかったネパール中部に位置するDhading郡の一農村の調査から、海外出稼ぎとマイクロファイナンスが住宅復興に果たす役割の重要性を明らかにした。その研究成果は、論文および大東文化大学で開催された国際会議での報告として発表された。須田はまた、バングラデシュ・コミラ県の2村において、経済状態に関する全戸調査を開始した。バングラデシュでは、1990年頃から主に海外出稼ぎ者からの送金の増大と輸出向けの縫製業の発達により高い経済成長が続いている。今回の調査では、調査村における過去10年間の経済構造の変化が明らかにされることが期待される。アフガニスタンの政治的混迷と経済的低迷により、多数のアフガニスタン人が難民や出稼ぎ労働者としてイランに流入している。イラン南部のマルヴダシュト市および近郊農村で原が行った農村調査では、6000人ものアフガニスタン人が滞在していることが明らかになった。原は、こうしたアフガニスタン人動労者から、生活と労働の実態に関するヒアリング調査を行った。また、「イランにおけるアフガ二スタン難民・移民・出稼ぎ労働者」について、イラン東部アフガニスタンの国境近くの農村で再調査を行う予定であり、イラン人の研究者と調査計画のうちあわせを進めている。また、須田は2016年3月に、バングラデシュのコミラ県にある2農村において、バングラデシュ農村開発アカデミーの協力を得て、農村世帯調査を開始した。この2つの村では、海外出稼ぎとマイクロファイナンスを中心に、2006年から2008年の間に村の経済状況について、全戸調査を実施している。今回の調査では、その後の10年間で農村の経済状況がどのように変化したかを明らかにすることが目的である。原は、2016年3にトルコ国の地方町カマンと、イラン国南部のマルヴダシュト町および近郊農村において現地調査を行った。トルコでは、中近東文化センターを訪問した。イランのテヘランでは、テヘラン大学世界研究学部を訪問し、ゴドラットーラー・ザーケリー研究員と共同研究の打ちあわせを行った。また、イラン国南部のマルヴダシュト町および近郊農村では、アフガニスタン人出稼ぎ労働者ヘの聞き込み調査を中心に現地調査を行った。今年度は研究期間の最終年度であり、これまでの研究の成果を発表し、また現地調査において主に補足的な調査を行った。須田は、2016年3月からバングラデシュのコミラ県の2つの村で実施している世帯調査のフォローアップ調査を、2016年8月に行った。この現地調査および世帯調査の成果は、2017年2月11日に行われた研究会(KINDAS:人間文化研究機構「南アジア地域研究」の第2回バングラデシュ研究会)において、「バングラデシュ農村経済の30年ーコミラ県の二つの村の調査からー」として発表された。さらに、2017年2月に再度バングラデシュで補足的な現地調査を行った。原は、研究成果を「イラン農村部からみた移民・出稼ぎ・難民ー東部ホラーサン地方の農村の事例からー」『大東アジア学論集』第17号としてまとめた。また、2017年3月にイランにおいて補足調査を行った。

こららの研究によって、南アジアおよび西アジアの農村部において広範な海外出稼ぎが起きている背景と、その意味が、一定程度明らかになった。ネパールとバングラデシュでの農村調査により、中位階層から始まった海外出稼ぎが、現在は底辺に近い社会・経済階層にまで広がっていることが明らかになった。ネパールでは、広範な海外出稼ぎが、低カーストの社会的抑圧からの解放や、2015年の大地震からの復興に重要な役割を担うと考えられる。バングラデシュでは、多額の送金が地域経済の活性化と雇用創出につながっている。イランでの農村調査により、干ばつや過剰な地下水利用による水不足のため疲弊する農村で都市部への移住が増加する中、その間隙を埋めるように隣国アフガニスタンから多数の労働者が流入し、農業労働力の重要な担い手となっていることが明らかになった。今年度の計画をしていた海外調査について、ほぼ計画通り実現できた。須田はバングラデシュの調査村での2度の情報収集に加えて、東南アジアおよび中東においてバングラデシュ人を中心に南アジアからの海外出稼ぎ者についてヒアリング調査などを行った。その成果を、平成27年2月、学内の研究会ではあるが、南アジア研究者に対して報告し討論を行った。また、平成26年6月には、「増加する南アジアからの海外出稼ぎ労働者-マイクロファイナンスに期待される新たな役割ー」『Discussion Paper』No.198、名古屋大学大学院国際開発研究科、を発表した。これは、前年度で終了した別の科研費調査の成果であるとともに、本科研費調査の基盤となる基礎データの整理を行ったものである。南アジアの海外出稼ぎ者の量的な把握とともに、送金が各国の経済に与える影響の分析を行っており、本科研費調査のテーマについて研究を深める上で、基礎となる研究成果である。原も、アメリカおよびカナダにおける中東研究の動向を把握するとともに、イランとドバイでの現地調査を行った。それにより、イランでは農村部と地方都市における人口移動(農村→都市および海外。外国(アフガニスタン)→イラン)の概要を把握することができた。2015年4月に起きたネパール地震からの住宅復興における海外出稼ぎとマイクロファイナンスの役割に関し2015年11月に国際会議で須田が行った報告は、同会議における他の報告ととともに著書として2016年度中に出版される予定である。ネパールで低カーストも含め海外出稼ぎが急増している背景と、それが農村経済・社会に与える影響については、論文として現在まとめている最中であり、今年度中に発表する予定である。また、須田は2016年8月および2017年3月にバングラデシュで農村調査を行い、過去10年における農村経済の変化を、海外出稼ぎ者の増加と農村経済の多様化などを軸に把握し、その成果を論文としてまとめる予定である。原は、イラン国南部のマルヴダシュト町および近郊農村においてアフガニスタンからの移民・出稼ぎ労働者からの聴き取り調査を中心に現地調査を実施する。また、かつて現地調査を行ったイラン東部アフガニスタンの国境近くの農村で、テヘラン大学の協力を得て、同テーマの再調査を実施する予定である。
ハイパーラマン散乱における分子近接場効果を用いた生細胞中の分子間相互作用の観測

「分子近接場効果」の定式化及び、昨年度開発した励起波長可変ハイパーラマン分光装置を用い、「分子近接場効果」の励起波長依存性の測定を行った。また、並行して装置改良を行い、従来の半分の時間で偏光測定が可能になった。その結果以下に挙げる3点について新たな知見を得ることができた。1)従来の共鳴ハイパーラマン散乱の理論を拡張し、溶媒-溶質間の相互作用を分子間振電相互作用としてあらわに取り込むことで、「分子近接場効果」の定式化を行った。2)信号強度の励起波長依存性の測定から、β-カロテン存在下で「分子近接場効果」により増強効果を受けた溶媒由来のバンドは、溶質分子の電子状態に共鳴することで増強効果を得ていることを明らかにした。さらに(1)で構築した理論により、この励起プロファイルを説明できることを示し、本現象の発現機構に分子間の振電相互作用が深く関与していることを明らかにした。3)偏光の向きにより光の進行方向を僅かに変えることができる光学素子を新たに装置に追加することにより、異なる偏光の信号の同時測定を可能にした。その結果、これまでの半分の時間で偏光解消度測定が可能になった。増強された溶媒の信号の偏光解消度は、溶媒分子が本来示すべき値と大きく異なり、溶質が単一励起電子状態に共鳴していると仮定した場合の偏光解消度と同じ値を示すことが分かった。これは、増強された信号が、溶質の電子状態によって共鳴効果を受けていると考えることで説明でき、(1)や(2)の結果を裏付けるものである。励起波長を広範囲で選択可能かつ高感度にハイパーラマンスペクトルを取得できるハイパーラマン分光装置を新たに制作した。励起光源の変更や検出光学系の見直しにより、これまでに取得してきたハイパーラマンスペクトルと比べ大幅に信号雑音比の向上したスペクトルを測定することが可能になった。装置性能の向上により、以前と比べ、約1/10の時間でハイパーラマンスペクトルの測定が可能になった。さらにこれまで検出感度不足により観測できなかった系についてもハイパーラマンスペクトルの測定が可能になった。その結果以下に挙げる2点について新たな知見を得ることができた。1,β-カロテン存在下で「分子近接場効果」により増強効果を受け、観測された溶媒由来のバンドとβ-カロテンの存在しない条件下で観測される溶媒由来のバンド位置に差異があることを初めて明らかにした。ハイパーラマン散乱のバンド位置は分子のおかれた環境を鋭敏に反映するため、本結果は「分子近接場効果」によって観測している分子が、大多数の溶媒分子と異なる環境、っまり溶質近傍に存在していることの直接の証拠であると考えられる。また、「分子近接場効果」によってそのような特殊な環境の分子のみを選択的に観測していることを初めて直接的に示すことができた。2、溶液中で発生したハイパーラマン信号が試料セル表面に到達するまでに溶質に再吸収されることにより、スペクトルが歪められることが明らかになった。また、このスペクトルの歪みはハイパーラマン散乱を発生させる位置と試料セル表面との間隔を制御してスペクトルを測定することにより、補正することが可能なことを示すことができた。
多感覚モダリティ記憶メカニズムの解明と痴呆症早期診断システムへの適用

平成17年19年の間、人間の多感覚(視覚、聴覚と触覚)認知と高次機能(注意、記憶、言語)の基礎課題について認知心理学実験、脳波(EEG)と機能的磁気共鳴画像(fMRI)の手法を用いて研究を行ってきた。さらに、基礎研究成果に基づいて認知症早期診断システムへの適用を検討してきた。得られた主な研究成果は下記のとおりである。視覚特性としては空間注意特性実験と動体視野特性の加齢効果実験を実施して、注意機能の視力依存性と高齢者の動体視野の減少が明らかにされた。聴覚特性としては耳栓の遮音による音源定位実験とマスキング効果による音源検出能力実験を実施して、高齢者の音源定位能力とマスキング効果が明確された。触覚特性としては長さ知覚実験と角度弁別実験を実施して関連特性が定量化された。これらの多感覚モダリティの認知心理学実験の成果は脳波実験とfMRI実験の設計と、痴呆症早期診断システムの設計に基礎データを提供している。認知心理学実験の結果を考慮して視覚と聴覚の注意相関特性について、脳波実験を実施し視聴覚分割注意に統合メカニズムが存在することは実証された。さらに、視聴覚の選択注意機能と聴覚による言語処理機能については、fMRI実験を実施した。認知心理学実験の離散量、脳波信号の波形と磁気共鳴画像などの実験データを統一基準に変換し多変量解析を行った。解析結果により、注意機能の脳内表現と言語処理の意味と音声処理の機能分離に成功した。以上の視覚、聴覚および触覚の多感覚の認知心理学実験、脳波実験、fMRI実験データとその解析結果に基づいて、視聴覚の方向注意モデル、指の能動・受動による触覚パターン知覚モデル、言語処理モデルを提案した。さらに、視覚、聴覚と触覚検査刺激がそれぞれ小型ディスプレイ、ヘッドホン、触覚デバイスを通じて被検者に呈示される実験装置を製作し多感覚の諸検査による認知症の早期診断システムを考案した。1)視覚、聴覚および触覚の多感覚モダリティの認知・記憶タスクの認知心理学実験の実施被験者の視覚(眼)に各種パターンの画像とその動きを、聴覚(耳)に各種純音を、触覚(手)に長さ・形状等を呈示し、被験者がそれらの情報を認知・記憶する際、所要時間と正確さを計測した。視覚、聴覚または触覚の複数刺激を呈示するとき、視覚、聴覚と触覚の相関特性を定量的に測定・解析して、多感覚モダリティ脳波実験とfMRI実験の設計に基礎データを提供した。2)多感覚モダリティの認知・記憶タスクの脳波とfMRIの単独計測実験の実施多感覚モダリティ記憶モデルを提案するため、多感覚刺激を認知・記憶する際の脳内活動を客観的に計測する必要がある。本研究では、まず多感覚モダリティの時間特性の解析に強い脳波と空間特性の解析に強い磁気共鳴画像(fMRI)をそれぞれ計測した。3)実験データの整理・変換と多変量解析による実験結果の解析以上の認知心理学実験、脳波計測実験及び機能的磁気共鳴画像を測定するfMRI実験によって、それぞれ被験者の認知・記憶回答の離散量(反応時間、正回答の回数等)、脳波信号の波形と磁気共鳴画像の実験データが得られた。データ変換手法を用いて、各種の実験データを変換して多変量解析を行った。4)多感覚モダリティ記憶

仮説モデルの提案以上の視覚、聴覚および触覚の多感覚モダリティの認知・記憶タスクの認知心理学実験、脳波実験、fMRI実験データとその解析結果に基づいて、視聴覚の方向注意仮説モデル、指の能動・受動による触覚パターン知覚の仮説モデル、言語記憶処理の仮説モデルを提案した。1、視覚、聴覚および触覚の多感覚モダリティの認知・記憶タスクの認知心理学実験の実施と結果解析被験者の視覚(眼)に各種の静止と動的パターンを、聴覚(耳)に各種純音とノイズ音声を、触覚(手)に長さ・形状等を呈示し、被験者がそれらの情報を認知・記憶する際、所要時間と正確さを計測した。視覚、聴覚または触覚の複数刺激を呈示するとき、視覚、聴覚と触覚の相関特性を定量的に測定・解析して、多感覚モダリティ脳波実験とfMRI実験の設計に基礎データを提供してそれらの実験を設計した。2、多感覚モダリティの認知・記憶タスクの脳波とfMRIの計測実験の実施と結果解析多感覚モダリティ記憶モデルを提案するため、多感覚刺激を認知・記憶する際の脳内活動を客観的に計測する必要がある。本研究では、まず多感覚モダリティの時間特性の解析に強い脳波(EEG)と空間特性の解析に強い磁気共鳴画像(fMRI)をそれぞれ計測して、それらの結果を解析した。3、実験データの整理・変換と統合解析による実験結果の解析fMRI実験によって得られた、被験者の認知・記憶回答の離散量(反応時間、正回答の回数等)、脳波信号の波形と磁気共鳴画像の実験データを、データ変換手法を用いて、多変量解析を行った。4、多感覚モダリティ記憶仮説モデルの提案以上の実験データとその解析結果に基づいて、視聴覚の方向注意仮説モデル、指の能動・受動による触覚パターン知覚の仮説モデル、言語記憶処理の仮説モデルを提案した。5、視覚、聴覚と触覚検査に基づく認知症早期診断システムの考案視覚、聴覚と触覚の各種検査刺激は検査刺激データベースに格納される。視覚、聴覚と触覚検査刺激はそれぞれメガネ式ディスプレイ、ヘッドホン、触覚デバイスを通じて被検者に呈示される。被検者は回答キー経由でコンピュータと会話する。多感覚の諸検査によって認知症の早期診断を目指している。多感覚モダリティ記憶メカニズムの解明と痴呆症早期診断システムへの適用という研究目的を達成するため、今年度では下記の実験を実施し関連研究成果が得られた。1)視覚、聴覚および触覚の多感覚モダリティの認知心理学実験と関連結果視覚特性としては空間注意特性実験と動体視野特性の加齢効果実験を実施して、注意機能の視力依存性と高齢者の動体視野の減少が明らかにされた。聴覚特性としては耳栓の遮音による音源定位実験とマスキング効果による音源検出能力実験を実施して、高齢者の音源定位能力とマスキング効果が明確された。触覚特性としては長さ知覚実験と角度弁別実験を実施して関連特性が定量化された。これらの多感覚モダリティの認知心理学実験の成果は脳波実験とfMRI実験の設計と、痴呆症早期診断システムの設計に基礎データを提供している。2)多感覚モダリティの脳波・fMRI実験と関連結果認知心理学実験の結果を考慮して視覚と聴覚の注意相関特性について、脳波実験を実施し視聴覚分割注意に統合メカニズムが存在することは実証された。さらに、視聴覚の選択注意機能と聴覚による言語処理機能については、fMRI実験を実施した。認知心理学実験の離散量、脳波信号の波形と磁気共鳴画像などの実験データを統一基準に変換し多変量解析を行った。解析結果により、注意機能の脳内表現と言語処理の意味と音声処理の機能分離に成功した。
森林経営の信託化技術とその可能性に関する研究

本研究は,主要国(ドイツ,フィンランド,ハンガリー,アメリカ,ニュージーランド,日本)において,森林経営の信託化の実態を明らかにし、その延長上に我が国における森林経営の信託化の可能性を考えることを研究目的とした。その結果,森林の信託化では、1内部収益率、2森林所有規模、3森林管理組織の生成過程、4法制度の整備過程が影響していることが明らかになりつつある。日本における森林経営信託の実現では,森林経営組織の必要性が指摘できたが,森林所有者協同組合であることの意味は再考が必要であることも示唆された。近年,我が国では,長期にわたる立木価格の低迷で,所有者の森林経営からの撤退が顕在化している。一方で,国家財政が逼迫する中,森林整備や再造林の費用負担の在り方やその担い手について,国民共通の理解が求められている。そうした中,今日では世界の森林経営が第三者に経営信託されている実態がある。そこで,本研究では,主要国の森林経営信託の事例について信託法理等を重ねて類型化すること,育林投資について,誰が,どのような資金で,どのように実行しているかを明らかにすること,森林財産の性格分析を行うこと,その延長上に我が国における森林経営の信託化の可能性を考えることを目的とした。本研究課題の先行研究にみる到達点と課題の現状についてみると,外国資本による森林取得,森林・林業関連法制度の改正,海外における機関投資家による森林投資の活発化等を契機として,森林投資や森林信託研究が再燃しているものの,森林科学の専門領域においても実態把握と仮説の段階にあり,まだ充分にその性格の検証がなされていない。しかし,地球規模の環境問題への対応,我が国における縮小社会段階への移行や財政事情を前に,森林整備の担い手と費用負担のあり方は,森林経営に内在する公共的性格と私的性格を紐解く重要な課題である。本研究期間は3ヶ年とし,課題を明らかにする上で,(1)関連文献収集整理,周辺論文レビュー,(2)欧米日の比較による日本の特殊性の抽出,(3)我が国における経営信託化の可能性の検討,の3つの枠組みを設定した。初年度は,研究分担者・連携者と,本研究課題に関する日本の到達点を現地調査ならびに信託会計の勉強会の開催によって確認するとともに,海外では,アメリカ北西部地域の調査を実施した。当年度は,(1)初年度の調査の整理・分析,(2)最新の資料・論文等の入手・分析,(3)欧州の動きに関する勉強会を開催し,欧米日の違いと共通性をメンバーで共有した。そこで,本研究では,主要国の森林経営信託の事例について信託法理等を重ねて類型化すること,育林投資について,誰が,どのような資金で,どのように実行しているかの実態を明らかにすること,森林財産の性格分析を行うこと,その延長上に我が国における森林経営の信託化の可能性を考えることを目的とした。本研究課題の先行研究にみる到達点と課題の現状についてみると、外国資本による森林取得,森林・林業関連法制度の改正,海外における機関投資家による森林投資の活発化等を契機として,森林投資や森林信託研究が再燃しているものの、森林科学の専門領域においても実態把握と仮説の段階にあり,まだ充分にその性格の検証がなされていない。しかし,森林への補助金制度,税の優遇措置に代表されるように,地球規模の環境問題への対応,我が国における縮小社会段階への移行や財政事情を前に,森林経営の世代間信託,いわば森林整備の担い手と費用負担のあり方は,森林経営に内在する公共的性格と私的性格を紐解く重要な課題である。本研究期間は3ヶ年とし、課題を明らかにする上で、(1)関連文献収集整理,周辺論文レビュー、(2)欧米日の比較による日本の特殊性の抽出、(3)森林経営の信託技術の類型化、(4)育林投資メカニズムの解明と我が国における経営信託化の可能性の検討、の4つの枠組みを設定した。初年度は、研究分担者・連携者と、本研究課題に関する日本の到達点を現地調査ならびに信託会計の勉強会の開催によって確認するとともに、海外では、アメリカ北西部地域の調査を実施した。近年、我が国では、長期にわたる立木価格の低迷で、所有者の森林経営からの撤退が顕在化している。一方で、国家財政が逼迫する中、森林整備や再造林の費用負担の在り方やその担い手について国民共通の理解が求められている。そうした中、今日では世界の森林経営が第三者に経営信託されている実態がある。そこで本研究では、主要国の森林経営信託について実態を明らかにし、その延長上に我が国における森林経営の信託化の可能性を考えることを研究目的とした。

本研究課題は、森林科学の専門領域においても実態把握と仮説の段階にあり、まだ充分にその性格の検証がなされていない。だが、地球規模の環境問題への対応、我が国における人口縮小社会への移行や財政事情を前に、森林整備の担い手と費用負担のあり方は森林経営に内在する公共的性格と私的性格を紐解く重要な課題である。現在の研究成果として、イギリスを起源とする信託法理を応用し、いち早くビジネス・トラスト法を完成させたアメリカでは、1901年に制度化された住民投票制度が林業経営の監視人を務めてきた側面がある一方で、100年後の今日、金融工学に支えられた不動産投資信託の法改正を梃子に機関投資家が林業経営の担い手に躍り出ていること、近代林学の発祥の一つであり、我が国に色濃く影響したドイツ林学の本質は森林の保続思想であり、今日の環境問題への対応の先駆けとも言え、その経営技術の継承は学校教育制度に及ぶ徹底したフォレスターの資格制度にあること、日本では、森林組合法上の信託につながる事例が生起していること、ハンガリーでは、以上の3国の動きを技術面から融合する形で国有林からの原木供給を資本とするコ・ジェネレーションが構築されつつあることが明らかになった。森林の信託化では、1内部収益率、2所有規模・形態、3森林管理組織の生成過程、4法制度の決定過程が影響していることが明らかになりつつある。森林環境経済政策学初年度は,研究メンバーが集まり,まず,本研究課題に関する日本と機関投資家による森林投資や森林投資信託が活発化する契機となったアメリカを対象として,その比較分析を行った。国内の調査では,信託的な動きをしている事業体や,新たな育林経営を展開している事業体を選定し,主に,1信託や新たな長期施業受委託に関する所有者との契約内容,2育林技術革新とその経営上の意味,3計画的・持続的生産を可能にする上での鍵,4経営安定化のために最も重要だと思われること,アメリカの調査では,1近年の森林管理・造林の政策・制度,2税の優遇措置や助成制度,3人工林経営の内部収益率,4社会経済の指標となる統計資料など関連情報を収集した。その上で,森林組合信託制度に詳しい会計士を招き信託会計について勉強会を実施した。以上から,初年度は,国内の森林信託は財産信託の性格を持つこと,アメリカの信託は,金融市場における投資の性格を持つ信託であることを明らかにした。当年度は,これまで,アメリカ・ニュージーランドで顕著に展開していた森林投資信託が急速に世界で拡大していることを踏まえ, 1これまでの現地調査,既入手資料や最新の資料・論文等の整理・分析,2日本における事例調査の継続,3欧州の動きに関する勉強会を開催し,欧米日の動向から,各国の相違性と共通性をメンバーで共有した。現在の到達点として,1持続可能な森林経営に向け,公的セクターや民間セクターのいずれも世界の育林経営を見据えた育林の技術革新が生起していること,2一方で,施業規制等育林経営の法制度上の課題と改善方向が明らかになってきたこと,3信託の技術面では,所有形態,経営形態の違いが分類に影響していたが,持続可能な林業経営では形態の違いはさして問題にならないこと等,日本と世界の動向には,共通項が見いだせ,信託の条件が浮き彫りになりつつある。
異分野連携研究(手術技術&凍結技術革新)による小児血液癌患者の妊孕性温存研究

(目的)「臓器保存」の科学的なアプローチによる試みは、1904年ノーベル賞受賞者のアレキシスカレルから始まる。その歴史的流れの中で臓器凍結保存は、1950年代から本格的に始まった。しかしながら、水分子の氷晶形成の問題、臓器内の浸透圧勾配から細胞の破壊が著しく不可能とされてきた。その中でも、産婦人科領域では精子・卵子・受精卵等の凍結技術の進歩により、(臓器ではないものの)細胞・薄切組織としての凍結技術の臨床応用は非常に高い確率で成功している。今回我々は、工学系研究者と連携し、磁場を用いる事で、磁気共鳴現象・過冷却現象を発生させ細胞・組織のみならず、種々臓器そのものの凍結保存を試みた。特に卵巣においては、術後の12ヶ月間のfollow upを行う事で、形態学的・内分泌学的解析を行った。(方法)ラット5匹・カニクイザル1匹(卵巣)、ブタ1匹(卵巣のみ)を用いた臓器凍結・解凍後の組織学的検討を行った。対象凍結臓器は、脳・肺・腎蔵・肝臓・心臓・卵巣の5つの臓器とした。通常のプログラムフリージングによる凍結方法と、磁気共鳴現象を用いた凍結方法(以後、MRI,magnetic resonance influenced,organ freezing)を比較した。(結果)5つの臓器の中でも、臓器破壊が非常に少なかった臓器(脳・肺・肝臓)と、臓器破壊の非常に強い臓器(腎臓・心臓)に分かれた。(考察)今後、様々な凍結保護剤の使用、凍結条件の修正により、より良好な成績が期待できる。優れた臓器凍結保存方法は、遠隔地で発生した臓器提供者などからの臓器・組織・細胞の使用を可能にすることで、特に我が国において深刻な提供臓器不足の軽減に寄与する。また、臓器保存に関する研究は、再生医療における良好なグラフト臓器・組織・細胞の確保にもつながる。
渦放出による浮体－係留系の連成応答評価技術の開発

本研究の全体目標は浮体式洋上風車(FOWT, Floating Offshore Wind Turbine)が海洋の海流・潮流中にあって、浮体部分から渦が剥離・放出することによって、浮体に交番力が作用して励起される、渦励起運動(VIM、Vortex Induced Motion)について、その特性を明らかにし、さらに緩和策を検討することである。渦励起運動の特性については、浮体形状を記述する主たるパラメーターである、コラムやポンツーンなど浮体を構成する要素浮体の数、要素浮体形状、要素浮体間距離ー浮体長比、要素浮体高ー浮体長比、ポンツーン高ー浮体長比、流れに対する浮体方位などの影響を感度分析を通じて明らかにする。これにより複数のコラムから構成される浮体の渦励起運動の特性を明らかにする。さらに浮体式洋上風車の典型的な浮体に対して渦励起運動の緩和策を検討し提案することである。2018年度は、文献や定評のある学術書の収集を行った。また、渦励起動揺に関する基礎的な実験として、単独円柱浮体に渦放出抑制付加物をつけた模型を用いた渦励起運動実験、浮体式洋上風車の標準モデルであるOC4セミサブ型浮体模型を用いた渦励起運動基礎試験を先行して実施し渦励起運動応答特性に関する知見を得た。さらに、複数の円柱浮体や角柱浮体などの要素浮体から構成される浮体式洋上風車支持浮体モデルについて、コラム間長や流れに対する浮体方位をパラメーターとする実験模型と実験ケースの検討と計画を行った。2018年度は当初計画を超える内容を実施することができた。成果は2019年度中に国際シンポジウムなどで発表する予定である。2019年度は先行して実施した内容を反映して、当初予定通り、円柱や角柱など要素浮体の形状の違い、浮体を構成する要素浮体の数、要素浮体間の距離などをパラメーターとした網羅的な実験を実施し、VIMの特性を明らかとする。さらに得られた成果については定評のある国際会議にて発表するとともに、この分野で顕著な研究活動のあるポルトガルのIPTやオランダのMARINなど世界的な研究機関を訪問して研究者と意見交換を行う。
心筋イオンチャンネルの動的解析を目的とした親規分子ツ-ル群の開発

近年の生理・薬理学研究や分子生物学的研究の進歩に伴い,心筋興奮・伝導の機構やそれを担うと見なされる分子の姿が次第に明らかになりつつあるが,その成果を有機的に結びつけ,致死性不整脈の基本的理解とその予知、発見等に役立ち得る分子ツ-ルと手段を確立してゆくことが本研究の目的である。本年度は以下に述べる成果が得られた。<1.Ca誘発性Ca放出チャンネルに対する単クロ-ン抗体の作製とその応用>___ー:筋小胞体は代表的な細胞内Caプ-ルであり,その膜上にある上記チャンネルは細胞内Ca動員に主要な役割を果している。ブタ心室筋より調製したチャンネル標品を抗原として常法通り単クロ-ン抗体の作製を行い,心筋の同チャンネル分子と特異的に反応するクロ-ンを一つ得た。心疾患の中でも原因の特定されていない特発性心筋症と心筋細胞内Ca過負荷の因果関係を探るべく,この単クロ-ン抗体と〔^3H〕リアノジンによるラジオレセプタ-アッセイ法により,心筋症モデルハムスタ-の病態進行と本チャンネル分子の動的変化を追跡したところ,本チャンネル分子の変化は心筋症の成因というよりはむしろ,病態進行による結果と考えるのが安当であるとの結果がはじめて得られた。<2.IP_3誘発性Ca放出チャンネルのリン酸化部位に対する特異的抗体の作成と応用>___ー:細胞内小胞体からのCa放出を担うのはIP_3誘発性チャンネルであり,小脳の同チャンネルの一次構造から予想されるリン酸化部位2箇所に対応するペプチドを合成し,このペプチドに対する抗体を作製した。予想通りこれら2種の抗体は特異的に本チャンネル分子とも反応した。また蛋白質リン酸化酵素にリン酸化反応を阻害する活性も有していた。これら抗体の反応性を心筋において比較検討したところ,一箇所のリン酸化部位の一次構造は小脳のそれとは異っていることを示唆する興味ある結果が得られた。今後の詳しい解析が楽しみとなった。
超流動ヘリウムの異相界面近傍に発生するマイクロ熱流動機構の解明

超流動ヘリウム(He II)中の相界面近傍における熱流動状態について明らかにする。詳細な蒸気膜挙動の観測により、飽和He II中で発生するノイジー膜沸騰、サイレント膜沸騰の界面挙動と沸騰状態の安定性について考察を行った。ノイジー膜沸騰、サイレント膜沸騰とも、He II温度の変化による蒸気膜の平均厚さの変化はほとんど見られなかった。一方、蒸気膜の平均厚さが減少するに従って、蒸気膜の挙動の周波数は増加傾向にあった。ノイジー膜沸騰の蒸気膜厚さがある臨界値を超えると、蒸気膜近傍の熱輸送のバランスが変化して、膜沸騰モードが変化し、もう一つの膜沸騰モードであるサイレント膜沸騰に変化すると考えられる。超流動ヘリウム(He II)中のマイクロスケールの熱流動状熊、超流動乱流状熊の解明、特に、沸騰膜等の相界面近傍における熱流動状態と高密度量子化渦挙動の関連性について明らかにする。具体的には、加熱によるHe II中への擾乱発生時における高精度の圧力・温度変動の計測及びシュリーレン・シャドウグラフ法の可視化手法を用いた、気液界面、またはHe I-He II界面の可視化観測を行う。特にHe I-He II界面の観測においては、僅かな密度変動を捉えるために、シュリーレン法を用いる。He II-ヘリウム蒸気またはHe II-He I-ヘリウム蒸気相界面での流体力学的安定性も考慮することで、熱流動状態および高密度量子化渦の発生から、それが発達し、流動・伝熱機構に及ぼす影響を明らかにする。本年度は、まず試験部の製作を行った。複数の超伝導温度センサを設置した試験部を作成し、沸騰膜界面近傍の温度分布の計測を行った。同時に可視化観測による蒸気膜挙動を計測し、温度分布と蒸気膜挙動の関連性について考察を行った。可視化観測の結果から、飽和He II中では、ノイジー膜沸騰とサイレント膜沸騰の二つの膜沸騰モードが観測された。これまで、両膜沸騰モードについては定性的な観測しか行われていなかったが、本研究によって、両膜沸騰モードの定量的な挙動について観測することができた。ノイジー膜沸騰に関しては、蒸気膜挙動と界面近傍の温度分布の関連性が見られたが、サイレント膜沸騰では、温度変動に有意な変動が観測されなかった。超流動ヘリウム(He II)中のマイクロスケールの熱流動状態、超流動乱流状態の解明、特に、沸騰膜等の相界面近傍における熱流動状態と高密度量子化渦挙動の関連性について明らかにする。本年度は、シュリーレン法可視化装置を購入し、蒸気膜界面近傍のHe IIのより詳細な挙動を捉えることを試みた。より詳細な蒸気膜挙動の観測により、飽和He II中で発生するノイジー膜沸騰、サイレント膜沸騰の界面挙動と沸騰状態の安定性について考察を行った。
投射経路特異的遺伝子発現法により解明する運動学習の神経基盤

大脳新皮質は、哺乳類のみに存在する大脳の表面を覆う領域で、多くの認知機能に関わる。6層構造の大脳新皮質は、様々な脳領域とネットワークを形成し情報処理をおこなう。これまでの研究で、大脳新皮質・運動野でのin vivo2光子カルシウムイメージングにより、運動野第5層の神経細胞が、学習による運動記憶を神経活動パターンとしてコードすることを明らかにした。本研究の目的は、アデノ随伴ウイルスの様々な特性を利用した経路特異的遺伝子発現法を開発・利用することによって、従来の方法よりも限定した神経細胞の活動を計測することを目指すことである。これまでの研究で、アデノ随伴ウイルスのセロタイプ9(AAV9)が逆行性に感染することを、げっ歯類と霊長類で解明した。さらにげっ歯類と霊長類の両方で、個体脳in vivo2光子カルシウムイメージング法によって、神経細胞の活動を観察する系を既に立ち上げている。本研究では、まずはアデノ随伴ウイルスの様々な特性を利用した経路特異的遺伝子発現法を開発し、げっ歯類のマウスおよび小型霊長類のコモンマーセットで検討する。次に、本研究で開発する経路特異的遺伝子発現法を用いて、従来の方法よりも限定した神経細胞の活動を計測することによって、運動学習の神経基盤の解明を目指す。2018年度は、マウスおよびマーモセットの脳に、様々なタイプのアデノ随伴ウイルスをインジェクションすることによって、経路特異的遺伝子発現が可能かどうかの確認をおこなった。マウスおよびマーモセットの脳に、様々なタイプのアデノ随伴ウイルスをインジェクションすることによって、経路特異的遺伝子発現が可能かどうかを確認できたため。様々なタイプのアデノ随伴ウイルスを用いることによって、より経路特異的な遺伝子発現が可能かどうかを検討する。
把握技能における指の協調関係と機能の解明

人の手による把持・操作を力学的・運動学的に計測するシステムを構築した。このシステムを用い、三つのタイプの三本指把持(prismatic precision, circular precision, pivot)を計測し、内力パターンの分析により把持の分類とモデル化を行った。その結果、prismatic precisionとcircular precisionは人差指・中指と親指との対向という把持戦略により行われ、両者の内力パターンの相違は、対象物の形状により受動的に生じるとの知見を得た。これより、三つのタイプの三本指把持は、力学的には二つのタイプに分類でき、それぞれをロボットハンドで表現した。昨年度に構築した把持・操作計測システムを用いて、人の手指による把持・操作データを計測し、そのデータを可視化するシステムを構築した。把持・操作データの可視化はchoreonoid上に実装し、各指先に作用する指先力の時系列データと、グラフィクスでの指の運動とその軌跡・力ベクトルを、それぞれ同期をさせて、タイムバーを操作しながら表示できるようにした。人の手指による一連の把持・操作を機能単位のプリミティブ動作に分割するためには、まずプリミティブ動作のコードブックを作成する必要がある。そのため指の機能を「把持」「操作」「センシング」に大別し、把持に関するプリミティブ動作としてsupport, press, graspを、操作に関するプリミティブ動作としてdrag, raise, roll, twistを定義した。更にgraspに関してはCutkoskyの把持分類にのっとりprecision graspを対象に細分化した。この中で、Cutkoskyによる把持分類のdisk, sphere, tripod, thumb-3finger, thumb-2finger, thumb-index fingerと、比較のために二つのプリミティブ動作の協調から成るpivotについて実演データの計測を行った。仮想指を導入するとdisk, sphere, tripodは三本指把持のcircular precisionに、thumb-3finger, thumb-2finger, thumb-index fingerは二本指把持のprismatic precisionに分類される。そこで、把持内力の情報を用いて把持データをcircular precision, prismatic precision, pivotにクラスタリングすることを検討した。把持・操作における手指の運動と指先力を同時に計測できる把持計測システムを用い,親指・人差指・中指による三本指把持の内力を分析した.把持内力の分析により,指の機能的分離形式を導出することができる.三本指把持の内力を,親指の接触点に原点を置き,親指の内力方向を座標軸の一つとした座標系で記述し、かつ親指の内力の大きさで各指内力の大さを除して正規化することで,三本指把持の内力は2つの独立なパラメータで表現できる.このうち一つのパラメータは人差指・中指の内力と親指の内力との対向度を表し,もう一つのパラメータは人差指と中指の内力の平行度を表す.三本指把持の内力として,Cutkoskyの分類によるcircular precisionとprismatic precision,および複合型であるpivotタイプ(対象物の平行な面を二本指で把持し,平行面と直交する面を人差指で押える把持)の三つの把持形態についてデータ収集を行った.この三つの把持形態の内力について,親指との対向度と,人差指・中指の内力の並行度の観点から統計分析を行い,把持の外観は同じでも力の入れ方が本質的に異なる場合があることを示した.また,把持形態がcircular precisionである場合,人差指と中指の間の内力は,把持物体の形状に依存して受動的に発生するものでprismatic precisionと本質的に変わらないと解釈できることを示した.これにより三本指把持は,力学的にはprismatic precisionとpivotの二つのタイプに分類でき,内力分布をKKZ法でクラスタリングし,二つのタイプの把持のコードブックを得た.人の手による把持・操作を力学的・運動学的に計測するシステムを構築した。本研究の目的は、人の手指による把持・操作を力学的・運動学的に計測することで、指の協調関係と機能を明らかにし、その知見をロボットハンドによる把持・操作の作業戦略に適用することである。初年度である本年度は、指先力と指の運動を同時に計測する把持・操作計測システムの構築を行った。指先力の計測は、これまでに開発した指装着型6軸力覚センサを用いて行う。本指装着型6軸力覚センサの外形は、実験で使用するロボットハンドの指先と同じ形状・材質であるため、指と物体との接触はロボットハンドと物理的に同一条件となり、ロボットハンドの制御に有効なデータが直接得られるという特徴がある。指装着型6軸力覚センサは全部で4つ(親指、人差し指、中指、薬指)あり、本年度は、これまでに開発した力覚計測システムを、Ubuntsu10.04をOSとする計算機に移植し、1[msec]毎にデータをサンプリングしてファイルに書き出せるように整備した。

指の運動計測は、新たに三次元運動動作計測装置を導入し、指装着型6軸力覚センサの三か所に取り付けたマーカー(カラーボール)の三次元位置を4台のカメラによる三次元パターンマッチングで計測することにより行う。運動計測システムはWindows 7をOSとする計算機に実装し、90[fps]で画像データが取得できる。指先力と指の運動データの計測は、力覚計測システムから運動計測システムに同期信号を送ることで同時にスタートし、30秒間のデータが記録できる。次年度以降、これらのシステムを用いて様々な把持・操作のデータを取得し解析を進めていく予定である。本年度は、昨年度に構築した把持・操作計測システムを用い、実演データの取得と可視化に重点を置いた。実演データの取得に関してはCutkoskyの把持分類による様々把持形態のprecision graspのデータを多数計測した。また、把持・操作の実演データ可視化システムについては、おおむね構築できた。しかしながら、可視化システムの構築に予想以上の時間がかかったため実演データの解析に十分な時間をさくことができなかった。本年度予定していた把持・操作計測システムはおおむね構築できた。これまでに構築してきた把持・操作計測システムを用いて、把持・操作に関する実演データを取得し、それを可視化することでプリミティブ動作を特徴付けるパラメータの抽出を行う。また、抽出されたデータを統計的に処理をしてプリミティブ動作のコードブックを作成し、一連の把持作業を構成するプリミティブ動作と指の協調関係についての解析を行う。本年度に構築した把持・操作計測システムを用い、実演データの取得と可視化に重点を置いて研究を進める。まず、把持・操作の実演データを多数取得することでカメラ配置の最適化を図る。次に、暗黙知と言われる把持・操作の力学的・運動学的データを可視化することで、把持・操作の解析・モデル化とその検証を行う。指の運動計測は、指装着型6軸力覚センサの三か所に取り付けたマーカー(カラーボール)の三次元位置を複数台のカメラによる三次元パターンマッチングにより行っている。これまでの把持・操作データの計測では、オクルージョンや照明の影響により一部のカラーボールが認識できず、運動計測に支障をきたすことがあった。また、運動計測用計算機の処理速度やメモリ不足により、計測時間が制限された。そこで次年度の研究費は、指運動計測用カメラの追加、照明装置の導入、運動計測用計算機の更新等に使用する予定である。本年度に購入した三次元運動動作計測装置が、当初予定した価格より廉価に購入できたため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は翌年度研究費と合わせて、カメラ配置の最適化に基づき指運動計測用カメラの追加、カメラ固定フレームの製作等に使用する予定である。
大強度光子ビームを用いたエキゾティックバリオンの研究

シータ粒子は、SPring-8のレーザー電子光ビームを原子核に照射した実験で初めて実験的に存在の可能性が示されたペンタクォーク粒子である。本研究では、レーザー電子光ビームと重陽子標的を用いたシータ粒子探索実験を行った。新たに開発したシータ粒子の質量測定に対するフェルミ運動の効果を削減する方法を編み出し、シータ粒子の存在を示す肯定的な結果を論文にまとめPhysical Review C誌上に発表した。シータ(Θ^+)粒子は、SPring-8のレーザー電子光ビームを原子核に照射した実験で世界初めて実験的に存在の可能性が示された5クォーク粒子である。2002年のSPring-8での観測に引き続き、アメリカのJlab、ロシアのITEP、ドイツのDESY研究所等の10近くの研究グループからΘ^+粒子の存在をサポートする結果が発表された。しかし、2004年になって、主に高エネルギー領域での高統計実験で、Θ^+粒子の生成が確認出来ないという報告が相次いだ。本研究の目的は、大強度レーザー電子光ビームを用いた高統計のΘ^+粒子探索実験を行い、Θ^+が実在するのであれば、その存在を実験的に確立することである。さらに、実在が確認された場合は、理論グループと協力してΘ^+生成の反応機構を解明し、スピンやパリティをはじめとするΘ^+粒子の性質について新たな知見を得ることである。本年度は、高出力擬似CW全固体UVレーザーをArレーザーに置き換えて、レーザー電子光ビームの高輝度化を実現することを目指した。全固体UVレーザーは、1台あたりの出力もArレーザーよりも大きく、さらに水冷の必要が無く、コンパクトなため、複数台を同時に使用することができる。本年度は、2台同時に使用できるよう、入射光学系の大幅な変更を行った。本年度は、高出力擬似CW全固体UVレーザーをArレーザーに置き換えて、レーザー電子光ビームの高輝度化を実現した。本年度は、2台同時に使用し、ビーム強度を従来の約2倍の2メガ個/秒にまで高強度化した。レーザーの入射強度が上がると熱吸収のため光学系に歪みが生じ、ビーム強度の劣化や不安定性の原因になる。本年度はレーザーの偏光方向調整のための光学機器をビームイクスパンダーの下流に置く改造を行い、安定したビーム強度が保てるようになった。シータ(Θ^+)粒子は、SPring-8のレーザー電子光ビームを原子核に照射した実験で世界初めて実験的に存在の可能性が示された5クォーク(ペンタクォーク)粒子である。本年度は、まず毎秒2メガ個1秒まで高輝度化されたレーザー電子光ビームを用い液体重水素を標的とする高統計実験を行った。その結果、2002-2003年に取得されたデータの約3倍量のデータが取得された。ハイペロン生成反応やファイ中間子生成反応を用いたキャリブレーションの結果、運動量分解能は前回の測定値より良く、新しいエネルギー標識化方法を用いた光ビームのエネルギー分解能も当初の要求値を満たしていることがわかった。液体重水素を用いた実験に引き続き、3GeV光ビームと液体水素標的を用いた実験を開始した。液体水素標的まわりには新たに開発したタイム・プロジェクション・チェンバーを配置しベクターK中間子の生成を確認できるようにした。タイム・プロジェクション・チェンバーはシータ粒子の中性K中間子と陽子への崩壊を確認する上でも有効である。実験と並行して解析プログラムを開発し、2002-2003年データの再解析を行なった。シータ粒子の質量測定に対するフェルミ運動の効果を削減する新しい方法を編み出し、質量分解能を11MeVまで改善した。本研究で主なバックグランドとなるファイ中間子生成の解析を行い、結果を論文にまとめ発表した。シータ(Θ+)粒子は、SPring-8のレーザー電子光ビームを原子核に照射した実験で世界初めて実験的に存在の可能性が示された5クォーク(ペンタクォーク)粒子である。