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浄瑠璃作者「近松柳」と歌舞伎作者「並木柳」－同一作者の戯曲を通してみる上方と江戸

その視点を広げるための準備として研究2年目では、近松柳の戯曲以外で、上方のみで活動した作家の戯曲と、江戸のみで活動した作家の戯曲との比較を行った。上方の作家として注目したのは近松門左衛門、江戸の作家として注目したのは四世鶴屋南北である。その結果、近松門左衛門(上方)の戯曲と四世鶴屋南北(江戸)の戯曲とで最も明確な差が表れていると考えられるのが「道行」と呼ばれる箇所である。「道行」は物語後半部に挿入され、主に場面転換に用いられる詞章であるが、登場人物の死出の旅路を予感させる内容がほとんどであり、特に儀式性・宗教性が主張される。近松門左衛門(上方)の作品にはこの「道行」が頻繁に登場するのに対し、四世鶴屋南北(江戸)の作品には「道行」として明らかにされている箇所が発見できない。これは上方が宗教性・儀式性・伝統性を重んじるのに対し、新興都市であった江戸ではそれらが希薄になり、より現代化していったものと推測される。2、現代戯曲論への展開準備および実践への試行:研究1年目に引き続き、本研究で得られた戯曲構成の有用性と特徴を応用し、主に戯曲・脚本・シナリオのプロット構築において実際に活用、執筆を行った。研究3年目では現代戯曲では消滅している場面転換「道行」の可能性に注目し、調査と考察を進め、実用化していく。本研究の目的は人形浄瑠璃作者と歌舞伎作者を兼ねた作家の作品をとりあげ、同一作者の戯曲を通して上方と江戸の意識・文化の差異を考察するとともに、現代の古典戯曲台本分析に新たな視点を提供することである。研究3年目となる当該年度においては、研究実施計画に基づいて次のような研究活動を行った。1、「道行」の研究:上方と江戸の戯曲は、特に道行(場面転換)において明確な差異がみられるという研究2年目の考察結果を元に、研究3年目では道行の残存が多く確認できる上方の戯曲に絞って着目し、その効果や意味などを探るべく更に詳細な戯曲分析を行った。戯曲の選定は近松門左衛門に始まり、人形浄瑠璃ブームの終息が訪れる江戸末期に活動した近松柳までを範囲とした。各作品の戯曲構成表を作成し、道行に関する事柄を特筆した上でリスト化を行った。その結果、上方人形浄瑠璃における道行のほとんどは場面転換や時間経過を表し、物語の継ぎ目としての役割に徹しているが、一近松門左衛門の「心中物の道行」だけは性質を異にしていることがわかった。近松の心中物は『曽根崎心中』など複数が現存するが、どの道行も共通して、1,主人公が必ず道行に登場し、2.詞章が美辞麗句であり、3,死出の旅路を予感させ、4.宗教性、儀式性、伝統性が印象的に描写され、5.物語のクライマックスである。男女が死に向かう場面こそが心中物の見せ場(クライマックス)であり、近松はそれを表現する場所として道行を利用していた。近松亡き後、心中ブームが過ぎ去ると、道行を物語上のクライマックスとして扱った戯曲は見られなくなる。これは上方において人形浄瑠璃・歌舞伎の戯曲構成を熟知していた近松だからこそ発想し得たと推察される。2、現代戯曲論への展開準備および実践への試行:本研究で得られた戯曲構成の有用性と特徴を応用し、主に戯曲・脚本・シナリオのプロット構築において実際に活用、執筆を行った。本研究2年目の目的(上方・江戸の比較研究を行う上での、戯曲作品において注目するべきポイントの発見と調査)は達成しており、予定していた研究計画通りに進行している。よって、おおむね順調に進展していると自己評価する。
ホウ化水素を用いた高密度水素貯蔵材料の開発

我々が世界で初めて単離生成を実現した二次元物質であるホウ化水素シートを基軸として新しい高密度水素貯蔵材料を開発します。炭素や窒素をホウ化水素シートに電子ドーパントとして導入し、水素とホウ素の反結合性軌道への電子注入を介して水素放出温度の低温・狭範化を実現させます。水素放出温度を縦軸、ドーパント電子量を横軸としてドーパント種の組み合わせ比ごとに定量的に温度制御範囲を明確化させ、電子状態解析と合わせて温度制御メカニズムも明確化させます。次に水素再貯蔵・放出温度狭範化・安定化を補助する材料を組み合わせ、特性・耐久性・繰り返し特性(再貯蔵)を明らかにします。以上により高密度水素貯蔵材料を開発します。
CaMキナーゼIIの活性制御に関与する新規プロテインホスファターゼに関する研究

カルモデュリン依存性プロティンキナーゼII(CaMKII)は代表的な多機能性セリン・スレオニンプロテインキナーゼの一つであり、中枢神経機能の制御に深く関わっている可能性が示唆されている。本酵素においてはThr^<286>の自己燐酸化によってその活性が制御されていることはよく知られているが、この部位の脱燐酸化についてはまだあまり研究が進んでいない。今回我々は合成ペプチドを用いたプロテインホスファターゼの簡便なアッセイ法を新たに開発し、これを用いてCaMKIIのThr^<286>を脱燐酸化してCaMKII活性を制御していると考えられる新規プロテインホスファターゼ(PPase)をラット脳幹より単離することに成功した。さらにその酵素学的諸性質についても詳しい解析を行った。CaMKIIのアミノ酸残基281-289に相当する合成ペプチドを磁気粒子に固定化し、これをCaMKII活性フラグメントで燐酸化してPPaseの基質とした。ラット脳抽出液中のPPase活性を調べたところ、ポリ-L-リシン(PLL)存在下にカリクリンA非感受性でMn^<2+>依存性のPPase活性が検出されたので、これをラット脳幹より精製した。精製されたPPase(CaMKIIホスファターゼ;CaMKIIPase)はSDS-PAGE上、54kDaを示すモノマー酵素であり、100nMカリクリンAまたは10μMオカダ酸によって全く阻害されなかった。活性にはMn^<2+>を必要とし、PLLやプロタミン等のポリカチオンによって顕著に活性化された。PLL存在下で自己燐酸化CaMKIIはCaMKIIPaseによって速やかに脱燐酸化されたが、代表的なPPase基質としてよく用いられるヒストンやホスホリラーゼaなどの燐酸化蛋白質は本酵素の基質にはならなかった。更に自己燐酸化CaMKIIをPLL存在下にCaMKIIPaseとともにインキュベートするとCa^<2+>/カルモデュリン非依存性活性の顕著な低下が観察された。以上の結果から、CaMKIIPaseがCaMKIIに対して特異性の高いPPaseとして、細胞内のCaMKII活性の制御に関わっていることが示唆された。
放線菌の形態分化を制御するホルモン応答性信号伝達系AmfRの作用機構の解析

amfRはStreptomyces griseusの基底菌糸から気中菌糸への分化の開始を正に制御する遺伝子である。amfRがS.griseusの分化誘導機構のどの段階において機能しているかを調べるために、各種分化欠損変異株を宿主に用いてamfRによる分化誘導回復の有無を検討した。その結果、胞子形成とストレプトマイシン(Sm)生産の両方が欠損したClassIIおよびIII変異株の分化は誘導する一方、胞子形成に特異的なClassIV変異株では誘導がおこらなかったことから、amfRは胞子形成とSm生産の共通の制御段階の下流でかつ、胞子形成に特異的な制御の最も上流で機能していると結論した。次に、amfRの発現調節に関する知見を取得することを目的としてamfRのプロモーター領域の解析を行った。予備実験から、amfRは約1.5kb上流に存在するプロモーターによって転写されると考えている。このプロモーター活性は、培地中への合成A-ファクターの添加によって低下したことから、A-ファクターによる制御を受けていると予想した。A-ファクター依存活性を指標にした切り縮め実験により、その調節に必須の29bpの領域を同定した。また、ゲルシフトアッセイによりこの領域に直接結合する蛋白質をA-ファクター欠損株の菌体破砕液中に同定した。このDNA結合蛋白は合成A-ファクターの存在下で培養した菌体の破砕液中には認められなかったことから、A-ファクターによる制御の下流でamfRの発現を調節している制御蛋白であると予想した。硫安沈殿・DEAE・monoQ・Heparin・ゲル溶出の精製ステップをへてこの蛋白質の完全精製を行い、そのN-末端および内部アミノ酸配列から遺伝子の取得に成功した。これによりこの蛋白質は34kDのHelix-Turn-Helix構造をC-末端側に有する転写調節蛋白であることを明らかとした。
カチオン配列制御・酸素配位構造制御による新規機能性遷移金属酸化物の創製

本研究では、遷移金属酸化物に焦点をあて、通常では得ることのできない非平衡準安定な物質相までを含めて、カチオン配列制御と酸素配位構造制御という2つの観点から新物質創製を試みている。特に、高圧合成、原子層薄膜作製、さらには低温トポタクティック物質変換を加えたユニークな固体化学的合成手法を駆使して新物質とそこで現れる特性に関して、構造変化との相関から検討した。Aサイトのカチオンが秩序配列したYBaCo2O5をオゾンを用いて低温でトポタクティックに酸化することで、異常原子価状態Co3.5+イオンを含んだYBaCo2O6を合成することに成功した。YBaCo2O5中ではCo2.5+イオンは酸素が5配位したピラミッド構造であったが、トポタクティックな酸化により酸素6配位八面体構造のCo3.5+へと変化した。この系ではスピン系と格子系との強い相互作用により、140 Kにおいて結晶構造の歪みを伴いCo3.5+が中間スピン状態の強磁性となる。さらに興味深い点は、比較的電子相関が強いにも関わらず系が金属的な伝導特性を示すことである。このような中間スピン状態を有するCoの強磁性金属酸化物は非常に珍しい。原子層単位で成長を制御したエピタキシャル薄膜では、ブラウンミレライト構造SrFeO2.5を作製し、これを空気中でアニールすることにより、酸素が取り込まれる過程を原子間力顕微鏡(AFM)の導電性からナノスケールレベルで観察することに初めて成功した。原子レベルでのステップ構造を持つSrFeO2.5では、その端点から酸素が取り込まれ、その後テラス構造の膜面を拡散していくことが明らかとなった。このような酸素イオンの拡散挙動過程をナノスケールレベルで解明したのは初めての例である。高圧法やトポタクティック物質変換による物質合成では、いくつかの興味深い物性を示す新物質を合成することに成功している。さらに、これまで得られた化合物の多くは単純ペロブスカイト構造酸化物であったが、例えば、12R型Ba4Fe3NiO12など六方晶構造の新物質の合成にも成功している。これらの物質では頂点酸素による遷移金属-酸素八面体構造の連結に加えて、面共有した酸素八面体の連結を基盤とする結晶構造物質を有することが大きな特徴であり、酸素配位構造を基本とする結合様式の違いによる磁性や電気伝導特性との相関が議論できるようになってきた。一方、研究当初から結晶構造・磁気構造の解析に注力してきたが、実験室でのX線回折実験に加えて、高分解能の放射光X線や中性子を用いた回折実験を国内外の大型量子ビーム実験施設と連携して進めてきた。いくつかの研究プロポーザルの申請と採択により、国際共同研究実験での成果も挙がってきている。新たにJ-PARCでの中性子回折実験についても打ち合わせが進行しており、より多くのビームラインを使った幅広い共同研究体制の構築も進んできた。エピタキシャル薄膜の作成では、これまで主としてパルスレーザーを用いた蒸着法により作成して生きたが、新たにミストCVD法による成膜を取り入れた。これにより、より高範囲の膜厚の制御が容易にできるばかりでなく、比較的低温での成膜により、蒸着法で得られる構造とは異なる酸素配位構造制御ができるようになってきている。ミストCVDで作成した薄膜でも、放射光X線による構造解析により、高品質な薄膜の作成を確認できており、薄膜構造と物性との相関を多角的に検討することができるようになってきた。本研究課題での最終年度での計画を進める上でも、多角的な合成手法と評価手法が揃ってきており、全体として順調に推移していると考えている。最終年度に向けて、引き続きぺロブスカイト関連構造酸化物を中心としたカチオン秩序配列や酸素配位構造に注目した新物質創製を高圧合成やトポタクティック物質変換を駆使して展開する。また、カチオンの異常原子価状態とその電子的な不安定性に起因する相転移に注目し、転移に伴う構造や電子・磁気物性の変化から構造ー物性相関を明らかにしていく。新物質探索としては、異常原子価状態のカチオンを含んだペロブスカイト類縁層状構造化合物群であるRuddlesden-Popper型構造酸化物(A'2An-1BnO3n+1)にも注力する。この構造では、積層層状構造の位相がずれることで、相互作用に大きな異方性が現れる。異常原子価状態カチオンに起因する相転移における異方性の影響を明らかにし、物性の次元性との相関も明らかにする。遷移金属酸化物薄膜の作製に関しては、パルスレーザー蒸着法とミストCVD法を相補的に用いることで、さまざまな膜厚や結晶性を有する高品質なエピタキシャル薄膜を用いた物性評価を酸素配位構造に着目して展開する。特に、酸素配位構造制御では、これまでに基板からのエピタキシャル成長を利用した歪み制御に注目してきたが、最終年度では、この歪みの影響を高圧法などで合成したバルク材料での歪み効果との比較を視野に入れる。構造評価研究では、これまでの放射光X線回折、中性子回折、高分解能電子顕微鏡観察を使った原子レベルの結晶構造解析を進めるが、特にJ-PARCでの高強度高分解能の回折データを用いた結晶構造および磁気構造解析に取り組む。最終年度では、当初の計画通り、バルク材料と薄膜材料を併せた原子価制御と酸素配位構造制御による構造物性に関する新たな知見を得ることを目指す。

本研究では、遷移金属酸化物に焦点をあて、通常では得ることのできない非平衡準安定な物質までを含めた人工酸化物を、カチオン配列制御と酸素配位構造制御という2つの観点から創製している。特に、高圧合成、原子層薄膜作製、さらには低温トポタクティック物質変換を加えたユニークな固体化学的合成手法を駆使して新物質を探索した。その結果、高圧合成とトポタックティック物質変換により、異常原子価状態遷移金属イオンを含んだLaCa2Fe(3.67+)3O9やCa0.5Bi0.5Fe(3.5+)O3の合成に初めて成功するとともに、この両者が非常に興味深い電荷転移を起こすことを明らかにした。LaCa2Fe(3.67+)3O9では、層状構造によるAサイトのポテンシャルの影響を受け、電荷不均化の秩序において2次元および3次元的な2つの配列パターンが現れる。また、Ca0.5Bi0.5Fe(3.5+)O3は電荷不均化とサイト間電荷移動の逐次的な相転移を示す初めての物質である。さらに、この物質の異常高原子価Feイオンは電荷不均化した状態において、アイドルスピンを有する極めて特異な磁気構造が現れることも見い出した。パルスレーザー蒸着法を用いて、反射高速電子回折(RHEED)強度をモニターしながら原子層単位で成長を制御したエピタキシャル薄膜では、基板材料との格子ミスマッチを利用した歪みを界面に導入することにより、強磁性金属であるSrRuO3の磁気特性を制御できることを明らかにした。放射光X線による詳細な結晶構造解析や磁気円二色性の測定から、界面での酸素八面体におけるRuイオン周りの酸素配位構造のわずかな変化により、異常ホール効果をはじめとする磁気輸送特性の変化が引き起こされていることを明らかにした。高圧法による新物質合成では、LaCa2Fe3O9などのAサイトのカチオンが層状秩序配列した化合物に加えて、合成温度条件を変えることでAサイトカチオンが無秩序となったものを合成することもできた。これは合成条件を最適化することで、カチオンの秩序・無秩序配列を制御できることを示している。カチオン秩序度は、高分解能の放射光X線や中性子回折実験による精密な結晶構造解析から明らかにできるようになっている。また、中性子による磁気構造解析から磁気モーメントの大きさの精密化を併用することで、電荷秩序の議論もできることが実証できた。1年目として想定していた研究課題は十分に達成できており、合成した新物質の示す電荷転移の詳細や磁気構造解析までも明らかにすることができた。酸素配位構造に着目した遷移金属酸化物薄膜の作成では、RHEED強度をモニターしながらの成膜により、原子層単位での成長制御が実現できており、その構造は高分解能電子顕微鏡による観察で確認することで原子の乱れや欠陥のない急峻な界面構造ができていることが確認できた。また、HAADF法とABF法を併用した観察で、軽元素である酸素原子の可視化が可能となったことで、遷移金属イオンの作る八面体における酸素配位環境をサブピコメートルオーダーの精度で明らかにすることができた。これにより、遷移金属-酸素の結合距離や結合角度とその変化を原子層単位で調べることが可能となった。今年度は、特に放射光X線による構造解析が酸素配位構造に関して相補的な結果を与えることを示すことも出来た。電子顕微鏡観察とX線回折による結晶構造解析から、薄膜界面構造と物性との相関を多角的に検討することが可能であることが実証でき、こちらも研究初年度の目標を十分到達するレベルの結果が得られていると考えている。
細胞接着・運動におけるDockファミリー蛋白質の機能及びその活性制御機構の解析

がん細胞の浸潤・転移は、がんの治療を困難にしている最大の要因であり、このがん細胞の浸潤・転移に深く関連のある細胞接着や運動の仕組みを解明し、その仕組みに関わる分子をターゲットとした治療法を確立することが望まれている。がん細胞の浸潤・転移に深く関連のある細胞接着や運動に関して、Rhoファミリーの低分子量G蛋白質の関与がこれまでにも数多く報告されている。最近Dock180に代表される、新しいタイプのRhoファミリーG蛋白質活性化因子(Dockファミリー)の存在が明らかになった。我々はこれまでに、RhoファミリーG蛋白質の1つRhoGがその標的蛋白質ELMOを介してDock180を活性化することを見出した。今年度はRhoGの新たな機能を探る目的で、RNA干渉により内在性のRhoGの発現を特異的に抑制させたHeLa細胞を樹立し解析を行った。HeLa細胞はヒト子宮頸ガン由来細胞株であり、in vitroおよびin vivoで接着非依存的に生存および増殖が可能で、anoikis耐性であることが知られている。ところがRhoGをノックダウンさせた細胞では浮遊状態にて培養すると細胞死が起こり、anoikisの割合が増加することを発見した。このときヒトRhoGに対するRNAiの影響を受けないマウスのRhoGをRhoGノックダウン細胞に発現させると、HeLa細胞のanoikis耐性能が元に戻ることがわかった。このことから、RhoGはHeLa細胞におけるanoikisの制御に重要であることがわかった。またRhoGによるanoikisの抑制はPI3Kの活性が重要であることがわかった。以上の結果から、RhoGががん細胞のanoikis耐性能に重要な役割を担っていることが考えられる。我々はこれまでに、RhoファミリーG蛋白質の1つRhoGがRac1を活性化することに着目し、そのメカニズムの解明を行う過程でRhoGがその標的蛋白質ELMOを介してDock180を活性化することを見出した。今回我々はDock4のN末端領域が、Dock180のELMOと結合する領域とアミノ酸配列の相同性が高いことに着目し、Dock4もDock180と同様RhoG-ELMOの経路によって制御されている可能性を検討した。その結果、Dock4とELMOの結合をin vitro及び細胞内においてpull-down法及び免疫沈降法で確認した。またin vitro及び細胞内においてDock4がRhoファミリーG蛋白質の中でRacを特異的に活性化することを見出した。さらにそのRacに対する活性は、活性型RhoGによって促進されることも明らかとなった。一方Dock4の細胞内局在を調べたところ、ELMO-Dock4複合体は上流からのシグナルがない状態では細胞質に存在するが、活性型RhoGが存在するとその局在が細胞膜へと移行することも明らかとなった。次にDock4の細胞における機能を明らかにする目的で、RNA干渉によりDock4の発現を特異的に抑制させたNIH3T3繊維芽細胞を樹立し、それを用いて解析を行った。その結果、コントロールの細胞は親細胞と変わらない運動能を示したが、Dock4ノックダウン細胞はその運動能が有意に抑制されていることが確認された。またDock4ノックダウン細胞ではRhoGによるRac1の活性化においても有意に抑制されていた。以上の結果から、RhoGはDock180以外にDock4の活性も制御しており、細胞運動の調節においてRhoG-ELMOを介したDockファミリーの活性制御が重要な役割を担っていると考えられる。
HPLCを用いた微量アミノ酸生体分析法による胎児臍帯静脈血アミノグラムの検討

HPLCを用いたアミノ酸(オルソフタルアルデヒド法)生体分析法にて経皮的臍帯静脈血採取で得られた血漿のアミノ酸を分析,検討した.得られた検体は31検体.対象となった症例は正常と考えられた胎児が在胎24週から38週までの13例,子宮内発育遅延を示していた胎児が在胎27週から38週まで10例,NIHFが22週から31週の8例であった.HPLCを用いたアミノ酸(オルソフタルアルデヒド法)生体分析法にて経皮的臍帯静脈血採取で得られた血漿のアミノ酸を分析,検討した.得られた検体は31検体.対象となった症例は正常と考えられた胎児が在胎24週から38週までの13例,子宮内発育遅延を示していた胎児が在胎27週から38週まで10例,NIHFが22週から31週の8例であった.
日本と中国におけるりんご産業の棲み分け戦略に関する基礎的調査研究

この研究は日本と中国におけるりんご産業の棲み分け戦略に関する基礎的調査(2年間)プロジェクトであるが、初年度は主に中国のりんご産地を調査したのに対して、次年度は大連と青島の両都市でりんごの消費状況について視察した。それとは別に青森産りんごの中国での販売状況を把握するために2007年1-2月に青島でアンケート調査を実施した。これは地元の業者・片山りんご園の協力をえて百貨店マイカル青島で同社のりんごを購入した顧客を対象に行ったものである。また中国のりんご生産と消費事情に関する情報交換を目的に初年度に中国のりんご産業に詳しい地元関係者を呼んでシンポジュウム、次年度に中国陜西省果業管理局、中国西北農林科学技術大学との共催で日中りんご技術フォーラムを開催した。日本と中国のりんご産業の現状と課題を品種開発、栽培、貯蔵、加工、流通、政策など様々な視点から比較し、交流を図った。また青森県のりんご関係者(生産者、商人、行政担当者)を呼んで計3回りんごトークを実施し、青森りんご産業が直面している課題を討議した。研究チームは以上の活動を通してそれぞれの専門領域から与えられた研究課題について分析し、その成果を研究報告書にまとめられているが、研究代表者はそれを踏まえて青森りんご産業が輸出産業として位置付ける必要性を提言し、そして輸出産業として成功するために知的財産権を活用したブランド化戦略の追求が急務であることを指摘した。この研究は日本と中国におけるりんご産業の棲み分け戦略に関する基礎的調査であるが、国際比較研究と共同研究が必要のほか、地元経済に密着しているテーマという性格上、さまざまな産業関係者との交流が不可欠である。以下述べる本年度の研究取組みと成果は予定の研究組織という枠を超えるところもあるが、すべて予定の研究課題と一致している。1、アメリカのGreg.VEECK教授(西ミシガン大学)と中国の劉志揚研究員(青島市社会科学院)が弘前大学に滞在している間(5月)に日本と中国のりんご産業に関する研究交流と研究打ち合わせを行った。前年度、2人が山東省青島市で行ったりんご農家に対するアンケート調査のフォーマットを修正の上、陜西省と韓国で実施することになった。2、研究分担者のVictor L.CARPENTER教授は8月に韓国で実施するりんご農家アンケート調査に参加し、また研究代表者の黄孝春は9月に陜西省銅川市で同様のアンケート調査を実施した。3、9月に研究チーム全員は陜西省と山東省に広がるりんご産地と加工工場、試験場などを実地調査し、中国のりんご産業の概要と特徴を考察した。4、12月10日地元のりんご関係を交えて中国のりんご産業に関するシンポジウムを開催してアンケート調査の結果と現地調査の成果を公表した。5、研究代表者の黄孝春は青森県農林水産物輸出協議会会長という立場から青森りんごの海外輸出、とくに中国への輸出事業にかかわっているが、2006年1月と2月に上海と台北へりんご輸出の現状を視察した。この研究は日本と中国におけるりんご産業の棲み分け戦略に関する基礎的調査であるが、昨年度に引き続き2006年10月に現地調査を行った。主に中国の伝統的産地である遼寧省と山東省を中心にりんごの生産、流通について聞き取り調査すると同時に、大連と青島の両都市でりんごの消費状況について視察した。これは地元の業者・片山りんご園の協力をえて百貨店マイカル青島で同社のりんごを購入した顧客を対象に行ったもので貴重な情報を仕入れることができた。また2006年10月に中国陝西省果業管理局、中国西北農林科学技術大学との共催で日中りんご技術フォーラムを開催した。研究チームは以上の活動を通してそれぞれの専門領域から与えられた研究課題について分析した。

その成果が研究報告書にまとめられているが、研究代表者はそれを踏まえて青森りんご産業が輸出産業として位置付ける必要性を提言し、そして輸出産業として成功するために知的財産権を活用したブランド化戦略の追求が急務であることを指摘した。
婦人科悪性腫瘍の浸潤・転移能における細胞外マトリックスの相互作用に関する研究

(1)子宮内膜癌、卵巣癌の手術時摘出組織をプロテアーゼ、ディスパーゼを用いて細胞を単離し、単離細胞の一次培養系を確立した。(2)一次培養系の上清をコラーゲン含ポリアクリルゲルに電気泳動し、その後ゲルをコマシブルーにより染色し、培養上清中のコラゲナーゼ活性を測定する、ザイモグラフィーの系を確立した。(3)3Hラベルしたコラーゲンを用いた癌細胞の総コラゲナーゼ活性測定系を確立した。その結果、測定された癌細胞の総コラゲナーゼ活性は正常組織における活性と有意差を示さず、癌細胞でのコラゲナーゼ活性は、浸潤能と相関しないことが示された。(4)子宮内膜癌の培養上清においては、正常組織には認められない220KDaのIV型コラーゲナーゼの発現を認め、このコラーゲナーゼ発現が細胞の癌化に関係することを証明した。(5)卵巣癌の培養上清を用いた、ザイモグラフィーの結果、卵巣癌では、92KDaのIV型コラゲナーゼが主要なコラゲナーゼ活性であり、癌化との相関が考えられた。(2)一次培養系の上清をコラーゲン含ポリアクリルゲンに電気泳動し、その後ゲルをコマシブルーにより染色し、培養上清中のコラゲナーゼ活性を測定する、ザイモグラフィーの系を確立した。(3)^3Hラベルしたコラーゲンを用いた癌細胞の総コラゲナーゼ活性測定系を確立した。その結果、測定された癌細胞の総コラゲナーゼ活性は正常組織における活性と有意差を示さず、癌細胞でのコラゲナーゼ活性は、浸潤能と相関しないことがしめされた。(4)子宮内膜癌の培養上清においては、正常組織には認められない220KDaの4型コラゲナーゼの発現を認め、このコラゲナーゼ発現が細胞の癌化に関係することを証明した。(5)卵巣癌の培養上清を用いた、ザイモグラフィーの結果、卵巣癌では、92KDaの4型コラゲナーゼが主要なコラゲナーゼ活性であり、癌化との相関が考えられた。(1)卵巣癌の手術時摘出組織をプロテアーゼ、ディスパーゼを用いて細胞を単離し、単細胞の一次培養系を確立した。(2)卵巣癌の一次培養上清を用いたザイモグラフィーによるコラゲナーゼ活性測定の結果、卵巣癌では、92KDaのIV型コラゲナーゼが主要なコラゲナーゼ活性であり、癌化との相関が考えられた。(3)一次培養系の確立に用いた症例の術前の病期、化学療法の有無を評価し、ザイモグラフィーを用いて、コラゲナーゼ活性と、癌の浸潤、転移性との関連、および、抗癌剤に対する反応性との相関について検討した。その結果、肺転移病巣での92KDaIV型コラゲナーゼ活性が、原発病巣に比べ著しく高値である例があり、浸潤、転移能にこの酵素が関与している可能性が示された。しかし、原発病巣の間での比較においては、病期、転移、抗癌剤の使用によるIV型コラゲナーゼ活性の明確な差異は認められなかった。(4)IV型コラゲナーゼの生体内での阻害物質である、Tissue Inhibitor of Metalloprotease(TIMP)の発現は、IV型コラゲナーゼの活性を調節する重要な要素であると考えられる。癌組織でのTIMPの発現をNorthern Blot法を用いて、mRNAレベルで検討した。この結果、TIMPmRNAは癌組織においても、正常組織と同様のレベルで大量に発現しており、その発現レベルは特に変化を認めなかった。
幹細胞移植による骨・軟骨再生と顎裂閉鎖治療への応用

1)顎裂閉鎖治療におけるMSCの臨床応用のための動物実験モデルの確立ビーグル犬を用いた新規の顎裂モデルの作成に成功した。本モデルの特徴は、外科的に上顎骨の裂隙を形成した後、粘膜を縫合し1ヶ月の治癒期間を置くことにより、口蓋裂患者に対する口蓋形成術後に見られる口蓋粘膜の瘢痕組織を再現したことにある。これは、作成した顎裂の自然治癒を防止することにより、MSCによる骨再生誘導効果を明確にする狙いがある。2)顎裂動物実験モデルを用いたMSCによる組織再生の検討動物実験モデルへのMSCの移植を目的として、MSCの培養条件、担体の適合性、生理活性物質の添加についてin vitroの検討を行なった上で、ビーグル犬顎裂モデルに対してMSCの移植による骨再生を行なった。MSCは、同一個体の腸骨から小宮式穿刺針を用いて採取した骨髄から単離培養したものを用いた。担体として炭酸アパタイト顆粒を使用し、縫合部からの細胞の漏洩を防止するためにバリアメンブレンを適用した。移植後の口蓋部には感染や炎症の所見はなく、良好な経過が得られた。MSCの移植後3ヶ月において骨再生が生じたことがCT画像によって確認された。さらに、再生骨組織を採取し組織像の観察を行なったところ、アパタイト顆粒の間隙に、骨様組織の形成が認められた。以上の結果から、MSCによる口蓋裂における顎裂閉鎖治療の有効性が強く示唆された。また、MSCによる骨再生を効率良く行なうために、炭酸アパタイト顆粒およびバリアメンブレンを適用した術式が臨床的にも有用であることが明らかとなった。本研究をさらに継続、発展させることにより、将来の口蓋裂治療におけるMSC治療の実現が望まれる。本年度は、コラーゲンとヒアルロン酸(HA)を主成分とする新規担体を用いた骨・軟骨再生療法を確立する目的で、以下の通り実施した。1.コラーゲンおよびHAの担体としての機能分析ヒト骨髄由来未分化間葉系幹細胞(MSC)を単層培養により増殖後、コラーゲンゲルまたはコラーゲン-HA混合ゲル内に包埋して三次元培養を行い、骨および軟骨への分化誘導を行った。その結果、骨分化条件での検討では、コラーゲン-HA混合ゲル培養において、骨分化中のアルカリフォスファターゼ(ALP)活性およびカルシウムレベルが通常のコラーゲンゲルに比較して有意に高いことが明らかとなった。さらに、MSCにおける骨分化マーカー(Runx2、骨シアロプロテイン、ALP、I型コラーゲン)遺伝子発現が通常のコラーゲンゲルに比較して有意に高いことも明らかとなった。一方、軟骨分化条件では、コラーゲン-HA混合ゲル培養においてMSCのグリコサミノグリカン産生量が有意に高いことが明らかとなった。さらに、MSCにおける軟骨分化マーカー(II型コラーゲン、X型コラーゲン、アグリカン、Sox9)遺伝子発現の経時的検討では、通常のコラーゲンゲルに比較して軟骨への分化、成熟が有意に促進された。以上の検討から、コラーゲン-HA混合ゲルはMSCの骨および軟骨への分化を亢進させることが明らかとなり、骨・軟骨再生治療におけるMSC担体としての有用性が強く示唆された。2.バリアメンブレンを担体として利用したMSCの骨再生誘導能の検討ネンブタール深麻酔下にてラット前頭骨に直径2mmの骨欠損を作製し、上底と下底にMSCを接着させたバリアメンブレンをサンドイッチ状に静置して皮膚を縫合した。その結果、MSC存在下では、対照群に比較して骨欠損部における有意な新生骨面積とALP陽性細胞数の経時的な増加が認められた。骨欠損部にMSCを接着したバリアメンブレンを適用することにより、骨再生が亢進されることが明らかとなった。
半導体量子ドット・機械振動子複合構造の量子極限到達を目指した超伝導回路の開発

申請者はこれまでに、半導体量子ドットを機械振動子と結合させた複合構造の研究に取り組み、10 fmという極めて小さな振動振幅の検出に成功するとともに、量子ドット中の電子状態がマクロなスケールの振動子の運動に作用する現象を世界で始めて観測した。本研究では、半導体量子構造を結合させた機械振動子に、新たに超伝導回路を融合させ、量子基底状態の実現と量子化振動の検出を可能にする。H30年度の研究として、機械振動子冷却に向けた高Qマイクロ波共振器の実現を目標にデバイス開発のための基本的なプロセスを確立することを目標とした。本研究では、半導体ヘテロ構造に作製した機械振動子を量子基底状態に冷却するため、LC共振器と機械振動子の間にパラメトリックな結合を形成し、アンチストークスサイドバンドを励振することによってモード冷却を実装することを目指している。LC共振器を利用した振動子冷却には、1万以上のQ値を持つ共振回路をGaAs基板上に形成する必要がある。先行研究でコプレーナ共振回路をGaAs基板上に作製した報告があるが、数百から数千程度のQ値しか得られていない。これはGaAsが圧電材料であり、基板のフォノンと結合してマイクロ波のエネルギーを失うという半導体特有の事情である。本研究では、1万以上のQ値をGaAs基板上で実現するため、多層の微細加工プロセスを確立し、半導体基板と超伝導回路の間にバリア層となるグランドプレーンを層挟んだ回路を実装し、基板の結合を弱めた構造を研究する。本年度はそれらの素子作製に必要な薄膜作製装置の調達を行った。多層のプロセスに必須となる成膜装置・イオンクリーナなどを使用可能な「超伝導デバイス作製装置」の仕様をまとめ装置開発に必要な部品類の調達手続きを行った。概要でも記した超伝導デバイス作製装置に関しては、真空部品・薄膜作成装置を専門とする複数メーカーの技術者と打ち合わせを繰り返し行い、必要なスペックの仕様をまとめた。設計した作製装置としては、超高真空中で高品質な超伝導・常伝導膜を製膜するためのチャンバーや基板加熱冷却機構、安定なレートで接合作製に必要な蒸発セルを採用した。また接合作製に必要となる基板傾斜機構を採用した。また高品質な酸化膜作製のための酸素導入や熱酸化のための基盤加熱機構も取り入れた。さらに複数回にわたるプロセスで電気的な接続を取るために必要となる酸化膜除去のためのイオンガン・逆スパッタクリーニング機構を有している。このような超伝導デバイス作製装置の仕様をまとめ、必要な真空部品などの調達申請を行った。また本研究では、高感度な機械振動子の計測を実現することが主要な研究目標である一方、そのような振動子を使ってどのような物理量を測るのかといった計測応用も重要である。本年度はそのような応用につながる機械振動子の研究に関しても進捗があった。具体的には、振動子内に含まれる材料の核スピンと結合する様子を世界で初めて観測できた。この結果は、MEMSを使った新しい核スピン計測への応用につながるものである。核スピンの計測は元素の特定や化学結合状態の検出に利用できるため物性物理、材料化学、MRIなど医療応用の分野で重要である。本研究が発展するとこのような分野の発展に貢献できる可能性が見えてきた。今後はこのような応用の観点から研究を進めていく。超伝導デバイス作製装置に関しては6月に完成し、夏には実際の素子作製を行っていく計画である。成膜ができるようになった際には、成膜条件を最適化するための条件出しを行う。またそれらを用いてジョセフソン接合並びにSQUIDなどの作製を行う。作製した素子はグループで所有しているHe3冷凍機、希釈冷凍機で極低温での直流・高周波測定を行って評価する。また、集中定数回路に基づく超伝導共振器回路を作製し、低温測定でのQ値の評価を行い1万以上のQ値を実現できることを明らかにする。昨年度の研究で明らかになった機械振動子を用いた核スピン計測の可能性を追求するため、そのような検出が可能な素子構造を設計し有限要素法などの数値計算によって動作原理の検証を行う。設計した素子を作製し、電気伝導測定などを通じて特性を評価する。得られた実験成果などは学会・論文・プレス発表などを通じて積極的に外部発表する。

本研究では、1万以上のQ値をGaAs基板上で実現するため、多層の微細加工プロセスを確立し、半導体基板と超伝導回路の間にバリア層となるグランドプレーンを層挟んだ回路を実装し、基板の結合を弱めた構造を研究する。本年度はそれらの素子作製に必要な薄膜作製装置の調達を行った。多層のプロセスに必須となる成膜装置・イオンクリーナなどを使用可能な「超伝導デバイス作製装置」の仕様をまとめ装置開発に必要な部品類の調達手続きを行った。概要でも記した超伝導デバイス作製装置に関しては、真空部品・薄膜作成装置を専門とする複数メーカーの技術者と打ち合わせを繰り返し行い、必要なスペックの仕様をまとめた。設計した作製装置としては、超高真空中で高品質な超伝導・常伝導膜を製膜するためのチャンバーや基板加熱冷却機構、安定なレートで接合作製に必要な蒸発セルを採用した。また接合作製に必要となる基板傾斜機構を採用した。また高品質な酸化膜作製のための酸素導入や熱酸化のための基盤加熱機構も取り入れた。さらに複数回にわたるプロセスで電気的な接続を取るために必要となる酸化膜除去のためのイオンガン・逆スパッタクリーニング機構を有している。このような超伝導デバイス作製装置の仕様をまとめ、必要な真空部品などの調達申請を行った。また本研究では、高感度な機械振動子の計測を実現することが主要な研究目標である一方、そのような振動子を使ってどのような物理量を測るのかといった計測応用も重要である。本年度はそのような応用につながる機械振動子の研究に関しても進捗があった。具体的には、振動子内に含まれる材料の核スピンと結合する様子を世界で初めて観測できた。この結果は、MEMSを使った新しい核スピン計測への応用につながるものである。核スピンの計測は元素の特定や化学結合状態の検出に利用できるため物性物理、材料化学、MRIなど医療応用の分野で重要である。本研究が発展するとこのような分野の発展に貢献できる可能性が見えてきた。今後はこのような応用の観点から研究を進めていく。超伝導デバイス作製装置に関しては6月に完成し、夏には実際の素子作製を行っていく計画である。成膜ができるようになった際には、成膜条件を最適化するための条件出しを行う。またそれらを用いてジョセフソン接合並びにSQUIDなどの作製を行う。作製した素子はグループで所有しているHe3冷凍機、希釈冷凍機で極低温での直流・高周波測定を行って評価する。また、集中定数回路に基づく超伝導共振器回路を作製し、低温測定でのQ値の評価を行い1万以上のQ値を実現できることを明らかにする。昨年度の研究で明らかになった機械振動子を用いた核スピン計測の可能性を追求するため、そのような検出が可能な素子構造を設計し有限要素法などの数値計算によって動作原理の検証を行う。設計した素子を作製し、電気伝導測定などを通じて特性を評価する。得られた実験成果などは学会・論文・プレス発表などを通じて積極的に外部発表する。
高感度高分解能NMRによる脂質ラフトの動態解析

生体膜中に浮かぶ機能性のドメイン「副賞ラフト」の主要な成分であり、ラフトの機能の制御に重要な役割を担うとされる「コレステロール」の構造と動態を、高感度高分解能NMRを用いて明らかにすることを目的として、研究に着手した。まず、生体膜の疎水性のコア部分に位置するとされるコレステロールの膜内環境を疎水性の有機溶媒を用いて模倣し、有機溶媒中におけるコレステロールの構造を、パルス磁場勾配スピンエコーNMRによる自己拡散係数の直接決定、2次元NMR(COSY, NOESY)測定、ならびにスピン-格子緩和時間の測定により解析した。特に、機能性のドメイン構造との関係から、コレステロールの会合挙動に着目した。その結果、クロロホルム中でコレステロールはOH基どうしが水素結合を介して自己会合するが、1-オクタノール中では溶媒との水素結合によりコレステロールの自己会合がおこらないことを明らかにした。次に、生体膜のモデルとしてリン脂質二分子膜リポソーム(large unilamellar vesicle, LUV;粒子径100nm)を用いて、膜に組み込まれたコレステロールの会合状態について、高感度高分解能溶液NMRによる解析を行った。従来、LUVのように、揺らぎの小さい膜のなかでコレステロールのNMRシグナルを観測することは非常に難しく、これまでに成功例がなかった。今回、膜のなかのコレステロールのシグナルの観測と帰属にはじめて成功した。この画期的な成果にもとづき、膜のなかのコレステロールの含量を増やしていったときのコレステロールの溶存状態、会合様式の変化、コレステロールが存在するときの膜リン脂質の構造の変化を、原子サイトを識別しながら明らかにすることができた。本年度は、生体膜中に浮かぶ機能性のドメイン「脂質ラフト」の主要な成分であり、ラフトの機能の制御に重要な役割を担うとされる「コレステロール」の構造と動態を、高感度高分解能NMRを用いて明らかにすることを目的として、研究に着手した。まず、生体膜の疎水性のコア部分に位置するとされるコレステロールの膜内環境を疎水性の有機溶媒を用いて模倣し、有機溶媒中におけるコレステロールの構造を、パルス磁場勾配スピンエコーNMRによる自己拡散係数の直接決定、スピン-格子緩和時間の測定、ならびに2次元NMRにより解析した。もしコレステロールが有機溶媒中で会合すれば、分子運動が制限され、その結果、拡散係数は小さくなる。1-オクタノールとクロロホルム中でコレステロールの自己拡散係数を測定すると、1-オクタノール中では濃度によらず拡散係数の値がほぼ一定であるのに対して、クロロホルム中では高濃度において拡散係数の値が減少し、コレステロールがクロロホルム中で自己会合していることが示唆された。さらに、スピン-格子緩和時間と2次元NMR(COSY,NOESY)測定から会合構造を決定した。さらに、細胞やリン脂質二分子膜中においてコレステロールの動態の解析を行うための予備的検討を行った。本年度は、生体膜のモデルとしてリン脂質二分子膜リポソーム(large unilamellar vesicle, LUV;粒子径100nm)を用いて、膜に組み込まれたコレステロールの会合状態について、高感度高分解能溶液NMRによる解析を行った。前年度の研究で得られた、生体膜の疎水性コア部分を模倣した有機溶媒中におけるコレステロールの会合構造に関する高分解能溶液NMR解析の手法とそれによる成果を基盤としたものである。

この画期的な成果にもとづき、膜のなかのコレステロールの含量を増やしていったときのコレステロールの溶存状態、会合様式の変化、コレステロールが存在するときの膜リン脂質の構造の変化を、2次元NMR(COSY, NOESY)を用いて、原子サイトを識別しながら明らかにすることができた。
磁性体・半導体ハイブリッド構造によるナノスピンの生成と制御

本研究においては、化合物磁性半導体の原子層制御エピタキシャル量子井戸・規則配列量子ドット・自己組織化量子ドット等の各種ナノ量子構造を作製する。また、Co系合金などの金属強磁性体、あるいは半導体結晶とエピタキシャル成長するMn系化合物磁性体を接合あるいは組み合わせた、新しい磁性体・半導体ハイブリッドナノ構造を創出する。そして、このような磁性体・半導体ハイブリッドナノ構造のスピン光物性を調べるとともに、半導体のスピン秩序を磁性体により制御することを試みる。特に本年度は、これまでの研究成果である磁性半導体と非磁性半導体のナノ構造作成技術を生かして、非磁性半導体CdSe自己組織化量子ドットと磁性半導体ZnCdMnSe量子井戸をトンネル結合させた全く新しい光スピン機能性量子ナノ構造を創製した。その結果、磁性半導体において光生成したスピン偏極電子を、共鳴トンネル効果により超高速かつ高効率に自己組織化量子ドットに注入することに成功した。さらに、電子ビームリソグラフィーにより作製した垂直磁化Co/Pt多層膜と磁性半導体ZnCdMnSe量子井戸の複合ナノディスク構造を考案・作製した。ZnCdMnSeナノディスクの励起子発光の円偏光特性を調べ、Co垂直磁化より半導体ナノディスクに生じる局所的な垂直磁場により誘導される励起子巨大ゼーマン効果の発現を明らかにした。すなわち、強磁性体ナノ構造から生じる磁場を利用して、半導体励起子キャリアのスピン状態を制御することに成功した。また、磁場中円偏光ポンププローブ分光により、磁性半導体CdMgMnTeと非磁性半導体CdTe量子井戸をトンネル結合させた磁性結合二重量子井戸におけるキャリアスピンダイナミクスを研究した。その結果、磁性井戸において光生成したスピン偏極電子・正孔は、個別トンネルにより非磁性井戸へ輸送されることを示した。また、Co系合金などの金属強磁性体、あるいは半導体結晶とエピタキシャル成長するMnSeやMnAsなどのMn系化合物磁性体を接合あるいは組み合わせた、新しい磁性体・半導体ハイブリッドナノ構造を創出する。本年度は、Zn_<1-x-y>Cd_xMn_ySeやCd_<1-x>Mn_xTeなどの希薄磁性半導体と非磁性半導体のハイブリッド磁性量子井戸やCdSe自己組織化ドットの作製を行なうとともに、電子線リソグラフィーにより、それらの細線やドットなどの各種磁性半導体ハイブリッドナノ構造を作製した。また、原子層エピタキシーにより、Zn_<1-x>Cd_xSe量子井戸中への反強磁性MnSe層のデルタドープを行なった。さらに、電子線リソグラフィーにより、磁性半導体量子井戸と強磁性体Coのハイブリッドナノ構造の作製を行なった。作製した各種の磁性体・半導体ハイブリッドナノ構造に対し、磁場中における各種磁気光学測定を行い、スピンに依存したキャリア波動関数状態の磁場依存性、磁性スピン秩序やそのダイナミクスを研究した。特に、磁性半導体量子井戸から非磁性半導体井戸へのトンネル効果によるキャリアスピン注入のダイナミクスの詳細を研究し、電子・正孔が個別にトンネルする描像を明らかにするとともに、スピン注入時間に対する、キャリアスピン偏極・緩和時定数やキャリアトンネル時間、フォノン散乱の影響を定量的に明らかにした。またこれらの知見をもとに、直径30nmの磁性半導体ハイブリッドナノドット構造におけるスピン注入の実現に成功した。
模倣と視線・指さしの神経機構

ミラーニューロンが他者とのコミュニケーションや模倣、言語の神経基盤の候補であるにも関わらずサルはそれら社会的行動を取らないとされ、その神経細胞特性を突き止める手段がなかった。申請者は独自に開発した「共同注意」を経てサルから模倣を引き出すことに成功したが、サルの社会的行動に疑問を呈された。そこで本研究ではサル-ヒト間の社会的行動の確立を調べ、それら神経機構の探求に繋げることを目的とした。結果からヒトとの相互関係がサルの視線を伴う指さし行動を増やし、問題行動を減らすことが分かった。また、サル-ヒト間キャッチボール法を独自に考案し、食物報酬なしでサルはヒトとコミュニケーションを取ることが分かった。自分が食べ物をつまむ時だけでなく、他者が食べ物をつまむのを観察する時にも活動する「ミラーニューロン」がサルの腹側運動前野で発見されて以来(Gallese, et al., 1996)、ミラーニューロンが行為の理解と模倣の神経基盤の有力候補であるとされている(Rizzolatti, et al., 1998; 2004)が、現在に至るまで、それが模倣の神経基盤であるという直接的な証拠は得られていない。本研究では、申請者が独自に開発した「共同注意」を経てサルの模倣を引き出す方法(Kumashiro, et al.,2003, 2008)でサルの模倣を実現して、共同注意とそれに引き続いて成立する模倣の神経基盤の解明を目指す。平成26年度、アイコンタクトと指さし、模倣行動を教育したサル一頭のそれらコミュニケーション行動が不十分であったため、サルの模倣の成立に有効な指さし行動を引き出す実験を集中して行った。方法は、サルに三種、または、二種の餌を提示し、サルが好きな餌方向に腕を伸ばすと、その餌を得ることが出来る、という三者択一課題と二者択一課題である。二者択一よりも三者択一の方が、意図的な指さしを引き出すのに有効であった。ヒトが餌位置を移動させるという行為あり条件と行為なし条件では、ヒトの餌移動行動がサルの餌の選択性に影響する可能性が示唆された。指さしによる餌の選択行動とヒトの動きが関係するのか、さらにその影響がコミュニケーション、具体的にはアイコンタクトの確立度合と相関があるのかどうかの実験を現在進めている。面白いことに、早期の模倣訓練中には出来なかった模倣が、この実験中に正確な模倣となって自発的に示されることがあった。自分が食べ物をつまむ時だけでなく、他者が食べ物をつまむのを観察する時にも活動する「ミラーニューロン」がサルの腹側運動前野で発見されて以来(Gallese, et al., 1996)、ミラーニューロンが行為の理解と模倣の神経基盤の有力候補であるとされている(Rizzolatti, et al., 1998; 2004)が、現在に至るまでそれが模倣の神経基盤であるという直接的な証拠は得られていない。本研究では、申請者が独自に開発した「共同注意」を経てサルの模倣を引き出す方法(Kumashiro, et al.,2003, 2008)でサルの模倣を実現し、共同注意とそれに引き続いて成立する模倣の神経基盤の解明を目指す。平成27年度は、サルの共同注意行動に及ぼすヒトのコミュニケーション行動の影響、及び、サルがどのようにヒトの行為を見ているのかについて、以下の研究を行った。1.コミュニケーション条件とコミュニケーション剥奪条件を設けて、サルの指さし、及び、アイコンタクト行動にどのような変化が見られるかを調べた。2.視線・指さし共同注意課題中にサルへの称賛方法を操作することで、サルの行動変化をみた。3.予備的視線計測実験により、サルにヒトの行為のビデオを見せ、サルの視線と指さし行動を記録した。これらの研究から、ヒトのコミュニケーション行動がサルの行動を変化させることが分かった。例えば、1.では、数回のコミュニケーション剥奪条件によって共同注意行動を減少させ、不適切な行動を惹起した。2.では、称賛方法を変えることで、共同注意の生起に変化が見られ、称賛方法の真似や不適切な行動を惹起した。平成28年度は、共同注意によるコミュニケーション中と他者行為の観察中の脳波を記録し、共同注意と模倣の脳内機構解明を行う。本研究では、サルとヒト間のコミュニケーション中の行動記録,視線計測記録及び皮質脳波記録を行う。昨年度の達成がやや遅れた理由は、サルの頭部フリーによる視線計測は難易度が高く一般的ではないため、正確な視線計測に困難が生じたことが主な原因である。今後は、視線計測において頭部固定方法による記録も考慮し、現在、その準備を進めている。指さし行動や模倣実験については、今後も順調に進むことが予想される。本研究では、申請者が独自に開発した「共同注意」を経てサルの模倣を引き出す方法(Kumashiro, et al.,2003, 2008)でサルの模倣を実現し、視線・指さしによる共同注意や模倣、社会的コミュニケーション行動の神経基盤の解明を目指した。平成28年度は、サルはヒトと視線や指さしで意図的なコミュニケーションを取るのか、それらジェスチャの道具的使用に過ぎないのではないかとの疑問を受け、平成27年度に引き続き、ヒトのサルに対する社会的行動の操作によりサルのジェスチャに変化がみられるかどうかの2つの実験を行い、その成果を学会で発表した。また、皮質脳波実験用の電極依頼作成とサル脳画像を撮像した。

1つめの実験は、視線と指さしを使うサルを対象に、ヒトがサルとのコミュニケーションを中断して部屋を退出するという条件操作をした。結果は、サルは手の届く所にある餌も食べずに、戻ってくるまでヒトが退出したドアを見ていた。しかしながら、中断経験を積むとその行動が減少し、そのドアと反対側を見る行動が増え、ヒトを見ながら欲しい物を指さす行動の回数も減少した。2つめの実験では、嫌いな食べ物を食べた時に撫でるのと拍手で褒めるという2つの社会的賞賛を与え、サルの行動に変化が見られるかどうかを調べた。結果は、拍手条件で食べ物を投げるという問題行動が増加し、その後ヒトへの指さし行動も減少した。ところが撫でる条件に変わると食べ物を投げる行動が劇的に減少した。以上の結果から、サルはヒトと意図的なコミュニケーションを取っている可能性が高いことが分かった。さらに、意図的コミュニケーションのキャッチボールメソッドを独自に考案した。これらの成果は、論文で発表する予定である。今後はサルの意図的なコミュニケーション行動の皮質脳波を記録し、サルでしか出来ない社会的コミュニケーションの脳科学研究の発展に寄与するよう努力する。ミラーニューロンが他者とのコミュニケーションや模倣、言語の神経基盤の候補であるにも関わらずサルはそれら社会的行動を取らないとされ、その神経細胞特性を突き止める手段がなかった。申請者は独自に開発した「共同注意」を経てサルから模倣を引き出すことに成功したが、サルの社会的行動に疑問を呈された。そこで本研究ではサル-ヒト間の社会的行動の確立を調べ、それら神経機構の探求に繋げることを目的とした。結果からヒトとの相互関係がサルの視線を伴う指さし行動を増やし、問題行動を減らすことが分かった。また、サル-ヒト間キャッチボール法を独自に考案し、食物報酬なしでサルはヒトとコミュニケーションを取ることが分かった。昨年末まで無給のポジションであったため、実験時間の確保が困難であった。12月に本人が現研究室に移動し、今年3月に被験体を現研究所へ移動させた。そのため、実験が少し遅れることとなった。しかしながら、前研究室では実験室の不足により実験室での実験が出来なかったが、現研究室では実験室を使用することが出来るため、被験体が集中して実験に挑みやすい環境が確保できた。被験体は新しい飼育環境施設や新実験室にも慣れてきており、今後は順調に進むことが予想される。平成28年度は、平成27年度のコミュニケーション行動実験結果を論文発表する。共同注意中及び模倣中の硬膜下皮質脳波記録を行い、解析してそれらに関与する脳内領域を同定し、作業仮説を支持する結果が得られるかどうかを調べる。神経科学平成27年度は、アイコンタクト・指さし行動確立の指標と判断基準を確立する。次に、サルーヒト間のアイコンタクト時の視線行動解析からもアイコンタクト成立を証明する。指さし行動パターンと模倣を解析し、新実験室でアイコンタクト・指さし・模倣行動イベント抽出と脳波記録の実験セッティングを行う。平成28年度は、模倣と視線・指さしの脳内機構解明を目指す。前研究室において実験室が不足していたことと無給であったため実験時間の制限があり、実験が上手く進まなかったこと。現研究室への移動があったため、実験の一時的な中断が生じたこと。以上の理由から次年度使用額が生じた。