hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カーボンナノチューブを用いた強誘電体/半導体直接接触トランジスタの作製

この後は、SiO_2をゲート絶縁膜とするトランジスタと全く同様な方法で作製した。得られたトランジスタは、オン電流が1x10^<-6>A/cm^2程度で、SiO_2ゲートのトランジスタよりも約1桁大きかった。その理由は、SBTの比誘電率が大きいために、ナノチューブに強い電界が印加されたためと考えられる。しかし、オフ電流は3x10^<-8>A/cm^程度となり、大きなオン・オフ比が取れないことが明らかとなった。この問題については、電極パッドにおけるSBT膜のリーク電流が主原因と判明し、パッド部分にPt下部電極を形成しない構造にすることにより解決できた。しかし、I_D-V_G特性におけるヒステリシスは、SiO_2ゲートトランジスタと同じ向きの電荷注入型を示していた。これより、良好な特性を示す強誘電体ゲートトランジスタを作製するためには、ナノチューブヘの酸素吸着の問題を解決する必要があると結論した。
1細胞内生体分子の定量法の開発

1細胞中に存在する酵素の活性を計測する技術の開発を行った。まず、多数の凹(40×40×20μm^3)のあるPDMSマイクロチャンバーチップ上に細胞をまき、凹部に細胞を収めた後、ペプチドのC端に蛍光色素を結合させたFluorogenic基質を細胞溶解液と共に流し込み、カバーガラスを載せ、PDMSチップをガラス面に圧着し、約30pLの微小空間に細胞を閉じこめた。Fluorogenic基質はそのままでは蛍光を発しないが、酵素によってペプチドと蛍光色素の間で切断されると蛍光色素が放出され、蛍光を発する。細胞がチャンバー内で溶解され、細胞内の酵素が溶出すると、酵素が基質の切断を開始し、蛍光シグナルが時間とともに増加していく。蛍光強度の時間変化から、1個の細胞に含まれていた酵素の分子数を推定することができる。ラットPC12細胞のCa2+依存性プロテアーゼであるカルパインを1細胞レベルで計測すると、Ca2+存在下では、基質であるSuc-LLVY-MCAが分解され、蛍光分子(AMC)が放出され、チャンバー内の蛍光強度が時間と共に増加した。一方、EDTAでCa2+をキレートするとこの活性は、ほとんど認められなかった。また、カルパイン阻害剤であるZLLHやカルパスタチンを添加すると、Ca2+存在下でも完全に活性は抑制されていることを確認した。次に、アポトーシスを起こした細胞で活性が上昇することが知られているカスパーゼ活性を、個々の細胞でカスパーゼのFluorogenic基質を用いて調べた。培養液から血清を抜き、アポトーシスを誘導した細胞と、通常の血清を含む培地で、培養した細胞で測定し比較した。その結果、アポトーシスを誘導した細胞の中にはカスパーゼ活性が高い細胞が存在した。カスパーゼ活性が高い細胞が本当にアポトーシスを起こしているかどうかを確認することが、今後の課題である。
前頭眼野の固視機能と急速眼球運動発現機構の抑制

本研究では,サルのFEFの抑制野が異なる種類のサッケードを抑制するかどうかを明らかにし,さらにそめ部位が,様々な眼球運動の発動を積極的に抑え,視覚対象物の像を中心窩に留める機構,すなわち固視(Fixation)機構に関与していることを証明することである。この目的の為,慢性条件下で,固視,視覚誘導性サッケードと記憶誘導性サッケードを訓練したサルを用い,FEF野内でサッケード抑制野をまず同定した後,その部位の微小電流刺激がこれらの眼球運動及び暗黒下の自発性サッケードを抑制することを明らかにした。次に,この抑制野から,ユニット記録を行い,種々の固視条件下,及び視覚誘導性・記憶誘導性サッケード,暗黒下の自発性サッケード時の神経活動を記録しそれらの活動様式とvisual cell, movement cellの活動様式を比較検討し,固視の関係を解析した。サルにサッケードと滑動性眼球運動を訓練した後,FEF及びその近傍を100μA以下で電気刺激を行い,サッケードの誘発される古典的FEF野,滑動性眼球運動(smooth pursuit eye movement)が誘発されるSP(smooth bursuit)野,サッケードの発現を抑制する抑制野を同定した。同定した抑制野において,視覚誘導性サッケードを抑制する部位は、記憶誘導性サッケードも抑制すること、又、抑制については、同側性のみ抑制する部位と、両側性に抑制する部位か何れのサッケードにも共通していることを明らかにし,異なる種類のサッケードの発現に対するFEF野の抑制野の機能的役割を明らかにした。刺激実験が終了した時点で,抑制野からユニット活動の記録を行い,抑制野に存在する細胞の分類とその性質の解析,とくにFixation cell(固視細胞)の性質を解析し,Visual cell, movement cellの性質との違いを明らかにし,この部位が固視に関係することを明らかにした。前頭眼野は,サッケード発現に関与することが古くから知られているが,最近,前頭眼野は,滑動性眼球運動や輻輳性眼球運動にも関与することが明らかとなった。さらにこの前頭眼野の一部の電気刺激によってサッケードの発現が強く抑制されることが明らかとなった。本研究では,サル前頭眼野におけるサッケードの発現を抑制する部位を同定し,その部位の電気刺激によって起こる抑制の性質,すなわちサッケードの種々のパラメータに対する効果,を明らかにし,さらに其の部位が,眼球運動の発動を積極的に抑え,視覚対象物の像を中心窩に留める機構,すなわち固視(Fixation)機構に強く関与していることを明らかにした。この目的ため,慢性条件下で,サルに視覚誘導性サッケード,滑動性眼球運動を訓練し,前頭眼野のICMSを行い,サッケードを50μA以下で抑える抑制野の部位を同定した。電気刺激でサッケードの起こる部位のFEF(前頭眼野)から,刺激部位と同側へのサッケードの抑制が起こった。対側へのサッケードに対しては全く抑制がなかった。それに対して,area 8の後部の限局した部位では両側へのサッケードが抑制された。この部位で,8方向の全方向へのサッケードを行わせ,抑制効果を見ると,全ての方向のサッケードがほぼ同じ位の強さで抑制されることが明らかとなった。次に,この抑制野から,ユニット記録を行い,種々の固視条件下,及び記憶誘導性サッケードタスク時の神経活動を記録解析した。特徴的に見られた細胞は、サルがきょろきょろしている時は発火せず、正面の指標を固視した時、持続的に発火する細胞であった。正面の指標を消しても発火を持続したのが、視覚性細胞でなく固視細胞と同定した。

この細胞は、固視条件下で一定の発火が記録され,その活動はサッケードの開始と共に減少ないし消失した。本研究では,サルのFEFの抑制野が異なる種類のサッケードを抑制するかどうかを明らかにし,さらにその部位が,様々な眼球運動の発動を積極的に抑え,視覚対象物の像を中心窩に留める機構,すなわち固視(Fixation)機構に関与していることを証明する。この目的の為,慢性条件下で,固視,視覚誘導性サッケードと記憶誘導性サッケードを訓練したサルを用い、FEF野内でサッケード抑制野をまず同定した後,その部位の微小電流刺激がこれらの眼球運動及び暗黒下の自発性サッケードを抑制することを明らかにする。次に,この抑制野から,ユニット記録を行い,種々の固視条件下,及び視覚誘導性・記憶誘導性サッケード,暗黒下の自発性サッケード時の神経活動を記録しそれらの活動様式とvisual cell, movement cellの活動様式を比較検討し,固視の関係を解析する。平成16年度に行った研究をさらに継続して行った。すなわち,サルにサッケードと滑動性眼球運動を訓練した後,FEF及びその近傍を100μA以下で電気刺激を行い,サッケードの誘発される古典的FEF野,滑動性眼球運動(smooth pursuit eye movement)が誘発されるSP(smooth pursuit)野,サッケードの発現を抑制する抑制野を同定した。同定した抑制野において,視覚誘導性サッケードを抑制する部位は、記憶誘導性サッケードも抑制すること、又、抑制については、同側性のみ抑制する部位と、両側性に抑制する部位か何れのサッケードにも共通しているなど、FEF抑制野の詳細な性質を解析し、異なる種類のサッケードの発現に対するEFE野の抑制野の機能的役割を解析した。刺激実験が終了した時点で,抑制野からユニット活動の記録を行い,抑制野に存在する細胞の分類とその性質の解析,とくにFixation cell(固視細胞)の性質を解析し,Visual cell, movement cellの性質との違いを現在継続した研究している。
サイトカインノックアウトマウスを用いた粥状硬化発症機序に関する研究

粥状動脈硬化症は変性リポ蛋白と免疫担当細胞や炎症細胞との相互作用により血管壁内で惹起する一連の慢性炎症と考えられている。この動脈硬化巣の進展には血管内皮細胞、血管平滑筋細胞、マクロファージおよびリンパ球が関与しており、種々のサイトカインを産生して相互に影響しあっている。特にIFN-γは動脈硬化促進作用があるとされている重要なサイトカインの一つであるが、活性化T細胞やマクロファージなどの骨髄由来細胞が産生することから、血管壁内のこれらの細胞のIFN-γ産生をブロックすれば動脈硬化巣の進展を阻止できるはずである。この仮説を確かめるために骨髄移植によりLDLR^<-/->マウスの骨髄をIFN-γ^<-/->マウスの骨髄で置換し、このキメラマウスにおける動脈硬化巣形成を検討した。IFN-γは主として活性化T細胞により分泌されることから、骨髄由来細胞のIFN-γをブロックすれば動脈硬化進展を阻止できると考えた。しかし予想に反して、IFN-γ^<-/->BNTマウスはIFN-γ^<+/+>BMTマウスより大動脈弁支部、大動脈弓部、腹大動脈部において有意に増加した。これらの結果より骨髄由来細胞の産生するIFN-γは抗動脈硬化的作用を持ち、骨髄由来でない細胞の産生するIFN-γが動脈硬化形成にはより大きな比重を占めていることが考えられた。実際、血管内皮や血管平滑筋細胞がIFN-γを産生しているとの報告もあり、本研究においてもIFN-γ^<-/->BMTマウスにおけるIFN-γ産生を免疫組織染色で確認できた。以上より、骨髄由来細胞以外の産生するIFN-γが動脈硬化発症初期においてはより重要な役割を果たしていると考えられ、骨髄由来細胞の産生するIFN-γは動脈硬化形成の進行を遅らせるが、この抑制はコラーゲンなどの細胞間質成分の産生抑制によるものであることが示唆された。1.骨髄移植マウスの作製本研究室における骨髄移植マウスモデルの諸条件を決定した。骨髄移植方法としては,放射線量および照射方法,骨髄増殖抑制剤投与の有無のよる差異,各サイトカインノックアウトマウスの種別による放射線量,無菌条件,移植細胞の置換率などを決定した。WILDタイプC57BL6/jマウスでは10GyTBI,2回分割照射法(4時間間隔),3週間の無菌条件にてほぼ100%の生存率がえられ,また99%以上の骨髄細胞置換率がえられた。Cylophosphamideなどの骨髄増殖抑制剤の使用による生存率に差異はなかった。10.5GyTBI,11GyTBIではそれぞれ80%,20%の生存率であった。TNFα,IL1β,IFNγなど各ノックアウトマウスをrecipientとした骨髄移植でも同様の結果であり,サイトカインノックアウトによる骨髄移植方法へのおおきな違いは認められなかった。しかし,骨髄移植後のマウス体重変動はWILDタイプに比べ2倍減少した。2.IFNγノックアウトマウスをdonor,LDLRノックアウトマウスをrecipientとした骨髄移植マウスモデルによる検討(途中経過)上記の方法によりキメラマウスを作製し,骨髄移植後3週目より1.25%高コレステロール食負荷を6週間または12週間加えた動脈硬化領域の定量を実施中である。N=3の時点ではIFNγノックアウトマウスの血中TC(IFNγKO 1748mg/dl,WILD

1615mg/dl),TG(IFNγKO 80mg/dl,WILD 125mg/dl),FFA,脂質プロフィール,AST,ALTはコントロール(WILDマウス骨髄をdonorとしたもの)に比べて,おおきな差異は認められていない。動脈硬化症は自然免疫と獲得免疫に基づく慢性炎症と考えられ、Th1系サイトカインの代表であるインターフェロンガンマ(IFNγ)は自然免疫および獲得免疫のどちらにも関与するため、動脈硬化との関係が従来から報告されてきたが、確立されたとはいえない。今回の研究では、動脈硬化研究発症の遺伝子操作マウスモデルである低比重リポ蛋白受容体(LDLR)欠損マウスの骨髄をIFNγ欠損マウスの骨髄に同種骨髄移植をおこなうことにより置換し、循環白血球からのIFNγ産生がない状態とある状態(ワイルドマウス骨髄の同種移植モデル)を比較検討することにより、IFNγの動脈硬化症への影響を検討した。6週齢の雄LDLR欠損B6マウスにγ線照射後、各ドナー骨髄細胞5×10^6個を尾静脈より投与、骨髄移植3週後より高脂肪食(1.25%コレステロール、15.1%脂肪、0.5%コール酸含有)を投与し、高脂肪食後3週、6週、12週での大動脈弁部病理切片および大動脈内部表面の動脈硬化領域を画像処理により計測した。また、細胞成分をMOMA2、CD4、CD8、α-SMAを免疫組織化学染色することにより、細胞間質成分をEVG、SR染色により同定した。IFNγ欠損により、高脂肪食3週後の発症期には差がなかったが、6週後の進展期では大動脈弁部でより大きな硬化巣がみられ(P<0.01)、大動脈内面では大動脈弓部(P<0.01)と腹大動脈部(P<0.02)において部分的に差がみられた。しかし、この大動脈内面での有意差は高脂肪食12週後の領域終末期においては差がなくなり、大動脈弁部においても一部に差が生じたのみであった。IFNγ欠損モデルではIFNγの骨髄増殖抑制効果により血中血小板が有意に増加していたため、進展期には血小板が大きな影響を及ぼすと考えられる。また、動脈硬化巣内では細胞成分、細胞数に差はなく、IFNγ欠損により細胞間質の増加がみられた。これはIFNγの血管平滑筋細胞への影響と考えられる。1)TNF-αとアポEKOのダブルKOマウスとアポEKOマウスとの比較において、ダブルKOの方が粥状硬化巣の面積が有意に少なく、TNF-αが動脈硬化に対して促進的に働いていることが示唆された。またダブルKOマウスにおいて動脈硬化巣におけるICAM-1やVCAM-1の発現が有意に減少していたことより、TNF-αの動脈硬化促進作用の一つとしてこれら接着分子発現の増強が考えられた。2)IL-1βとアポEKOのダブルKOマウスとアポEKOマウスとの比較において、ダブルKOの方が粥状硬化巣の面積が有意に減少していた。その原因としてICAM-1やVCAMなどの接着分子のmRNAレベルも有意に減少していたことから、IL-1βによる単球およびその他の有核細胞のrecruitの結果であることが考えられる。以上よりIL-1βは少なくとも高コレステロール血の状況下においては動脈硬化促進的に作用していることが明かとなった。3)6週令のLDL-RKOマウスに放射線照射後、IFN-γKOマウスの骨髄でBMTを行ない、willd-typeマウスの骨髄でBMTしたものとを高コレステロール食下にて粥状硬化の程度を比較した。その結果IFN-gKO骨髄をBMTした群において粥状硬化が悪化していた。
タンパク質を構成するモジュ-ルの構造と機能

球状タンパク質はコンパクトなモジュ-ル構造の組み合せであり、モジュ-ルは遺伝子のエクソンとよく対応している。これらの事実は、遺伝子におけるエクソンのかき混ぜは、タンパク質レベルではモジュ-ルのかき混ぜであり、モジュ-ルはタンパク質の構造単位であると同時に、原子タンパク質の素材でもあった可能性を示唆している。この「モジュ-ル仮説」を実証することが、本研究の目的であった。モジュ-ル自体が単独でとり得る構造と、それが持ち得る機能を明らかにするために、モジュ-ルの化学合成、構造の実験的測定およびコンピュ-タによる解析を用いて研究の進展を企画、実行した。モジュ-ル合成に適したタンパク質として、我々は原核生物由来のリボヌクレア-ゼの一種Barnaseを選択した。Barnaseは少なくとも6個のモジュ-ル(M1-M6)から成ることを明らかにし、各モジュ-ルを化学合成し精製した。合成した単独モジュ-ルのCD測定を行い、M1とM2は親油性溶媒では安定なαヘリックスを形成することが分かった。水溶液中ではモジュ-ルM5がβシ-ト構造を形成した。これらの二次構造の詳細を解明するために、NMRとdistance geometry法を用いて、αヘリックスを形成するアミノ酸残基をM2について同定した。次にBarnaseのモジュ-ルを安定化する原子間力を、コンピュ-タを用いて解析した結果、水素結合はモジュ-ル内部で結ばれており、異なるモジュ-ルの間には極くわずかしか観測されなかった。この事実から、モジュ-ルのコンパクトネスを決める力として、水素結合ネットワ-クの重要性が示された。本研究の成果により、Barnaseのモジュ-ル内の3個が、溶液中で単独でも安定な二次構造をとることが、初めて明らかになった。この結果は単独モジュ-ルの機能の研究に向けて、新たな突破口を開いた。モジュールはタンパク質中で、一次構造上連続でありコンパクトなセグメント(平均長は20残基前後)である。球状タンパク質がモジュールを組み合わせて構築されている事実を、代表者らは明らかにし、さらにモジュールの境界が、遺伝子のイントロンの位置と、よく対応する事実を示してきた。モジュールはタンパク質を構成する基本となるポリペプチドであり、生物進化の初期の段階で重要な素材であったと考えられる。タンパク質デザインの原理を明らかにすることを目的に、モジュールの構造安定性とその空間構成を明らかにするための本研究を開始した。本年度は微生物由来のリボヌクレアーゼであるBarnaseを研究の対象とした。モジュール構造の同定、及びモジュール内、モジュール間での残基間相互作用の解析を行った。BarnaseはX線結晶解析による原子座標から、少なくとも6コのモジュールに分解できた。これらのモジュールのコンパクトネスと、空間的な相互配置を視覚的に把握することは,モジュール合成及びモジュールを組み合わせて、構造の安定性と機能発現の実験的研究を進める上で不可欠である。3次元グラフィックス上にモジュールの空間的配置を表示し、各モジュールが、タンパク質を構築する部品として果す役割を検討し、疎水性相互作用がモジュール内で強く働いている事実を明らかにすることできた。これらの理論的解析に基づいて、各モジュール(M1M6)の合成を行い、予定通り完了した。合成されたモジュールの構造の安定性の研究を、CDの測定により行った。合成されたモジュールの中に、α-ヘリックスが安定に形成されているモジュールが存在することが明らかになった。

この事実は、短いペプチドが、安定な2次構造を形成する数少ないケースとして興味ある結果であるだけでなく、モジュールが単独でも、水溶液中で安定な立体構造を持つことを、最初に示す実験である。球状タンパク質はコンパクトなモジュ-ル構造の組み合わせであり、モジュ-ルは遺伝子のエクソンとよく対応している。これらの事実は、遺伝子におけるエクソンのかき混ぜは、タンパク質レベルではモジュ-ルのかき混ぜであり、モジュ-ルはタンパク質の構造単位であると同時に、原始タンパク質の素材でもあった可能性を示唆している。この可能性を実証するために、モジュ-ル自体が単独でとり得る構造と、それが持ち帰る機能を明らかにすることを目的に、モジュ-ルの化学合成、構造の実験的測定およびコンピュ-タによる解析を行った。昭和63年度にBarnaseのモジュ-ルの同定と化学合成を行った。今年度得られた成果は次の通りである。(1)溶媒条件を変えて、Barnaseのモジュ-ルが単独でも安定な二次構造をとることができるかどうか、CDの測定から明らかにした。その結果、モジュ-ルM1とM2は親油性溶媒では安定なαヘリックスを形成することが分かった。水溶液中ではモジュ-ルM5がβシ-ト構造を形成した。モジュ-ルM2のαヘリックスを形成するアミノ酸残基を、NMRとdistance geometry法を用いて同定した。(2)コンピ-タによりBarnaseのモジュ-ルを安定化する原子間力を解析した。主な水素結合はモジュ-ル内部で結ばれており、異なるモジュ-ルの間には極くわずかしか観察されなかった。この事実から、モジュ-ルのコンパクトネスを決める力として、水素結合ネットワ-クの重要性が明らかになった。また、疎水結合はおもにモジュ-ル構造内部に多く見られたが、異なるモジュ-ル間にも観察された。モジュ-ル内部の疎水結合は、単独のモジュ-ルが溶液中で示す二次構造の安定性に寄与することが、実験結果と疎水性相互作用の数値的解析との比較から示された。
社会性基盤としての発達初期における社会的認知発達支援研究

【研究目的】これまで中村ら(2007)は、ASD児における「意図共有・発達支援プログラム」開発に向けた実践研究を行い、多様なASD児の認知・発達特性に応じたアセスメントの観点を整理してきた。しかし、アセスメントの精査とプログラムの妥当性を検証するには、事例数が不十分であり、今後もさらなる実践研究が必要であると考えた。そこで、本研究では、これまで行ってきた研究に基づき自閉症児の社会的認知発達の基盤となる「意図共有」のアセスメントの開発を第一の目的とし、事例研究を通して、「スクリプト(文脈知識)」を手がかりとした指導法の有効性を明らかにしながら、支援方法具体化(プログラム開発)のための実践研究を行うことを目的とした。【研究方法】[研究1]〈アセスメント開発のための研究〉特別支援学校小学部在籍の10名(CA6:0012:00、MA1:00前半5:00前半)のASD児を対象に、「意図共有・発達支援プログラム」試案にもとづくアセスメントを実施し、プロフィールを分析しながら評価項目の検討を行う。[研究2]〈プログラム開発のための研究〉ASD児の多様な実態に応じた場面設定と援助手続きの検討を通して、具体的プログラム内容の検討を行なう。【研究成果】本研究による実践事例で得られた知見をいかし「自閉症児における初期社会的認知発達支援プログラム:Early Social Program for Autism(ESPA)」を開発した。本プログラムは主に社会性の発達が2歳-3歳前後までのASD児を対象に、社会性の発達支援を目的としたプログラムである。プログラムは評価部門である「初期社会性の発達アセスメントAssessment of Early Socialdevelopment(AES)」と支援・教育部門である「初期社会性発達支援課題Tasks of Early Socialdevelopment(TES)」からなり、初期社会性の発達アセスメントに基づいて社会性の指導課題を選択し、家庭や教室など子どもが生活する場で支援することができる。評価部門である「初期社会性の発達アセスメント(AES)」は、これら3つのレベルを、「模倣・役割理解」「共同注意」「情動共有」「コミュニケーション」の4領域35項目によって整理した。支援・教育部門である「初期社会性発達支援課題(TES)」は、各レベルABCの3ステップ、合計44課題で構成されており、自閉症の障害特性に応じて段階的に設定した。本プログラムは、筑波大学人間総合科学研究科長崎勤教授および筑波大学附属大塚特別支援学校吉井勘人教諭、若井広太郎教論と共同作業によって開発に至った。尚、開発したプログラムは2009年6月日本文化科学社より刊行予定である。
植物バイオマス生産制御の基盤となる植物小胞輸送系の解析と機能増強

主要な植物バイオマスとして、ペクチン等の細胞壁多糖が知られる。これらは、細胞内においてゴルジ装置で合成され、トランスゴルジネットワーク(TGN)等の小胞輸送系構造体を経て細胞外に輸送されるが、その詳細とそれらの機能が栄養により制御されるかは明らかでなかった。そこでゴルジ装置の機能解析を、糖蛋白質の修飾を中心に検討すると共に、TGNの糖欠乏による構造変換機構の解析を進めた。また、TGN以降の小胞輸送系の一つである分泌小胞塊に存在すると推定された蛋白質の局在と膜配向性の解析を進めた。これらの解析により、植物のゴルジ装置の機能とその制御に関する知見の集積を深化させた。(1)細胞栄養環境によるゴルジ装置及びポストゴルジ系の機能変換。1ショ糖欠乏時のTGN局座蛋白質分解の普遍性の解析。NtSUT2-GFPと同様な分解がSYP41-YFPついてもショ糖欠乏により引き起こされることを見出した。これらに対する抗体の作製のため大腸菌での発現プラスミドを作成した。2Nile redを用いたペクチンの定量系を確立した。次いで、ショ糖欠乏だけではペクチンの分泌は阻害されないが、高浸透圧条件下で培地中のペクチン量が通常条件と比べて少なくなることを見出した。3分解遅延変異体細胞の化学変異剤処理による選抜のために、形質転換体の蛍光が安定であるSYP41-YFPを発現させた細胞を用いて、ショ糖欠乏時にゴルジ装置への蛍光が残る細胞が殆ど残存しないが、殆ど細胞死が起っていない時間の設定を行った。(2) SCAMP2の植物形態形成に果たす役割の解析。タバコSCAMP2のシロイヌナズナオルソログであるAt1g32050とYFPの融合体を発現させた複数の系統を用いて、これらが全て野生型より大きいことを確認した。また、ベクターだけを発現させた系統を作成した。更に、At1g32050の複数の破壊株において、生育条件によっては個体の乾燥耐性が低下することを見出した。(3)タバコSCAMP1関連小胞の同定。プラスミドの構築を進めたが、NtSCAMP1-CFP発現細胞の作成には至らなかった。(4)SVC含有蛋白質の解析を通じたSVC機能の解析。メチル転移酵素とUDP-GD3の細胞内局在と膜配向について、特異抗体を作成することと蛍光蛋白質融合体を用いることで解析を進め、両蛋白質共に活性ドメインが細胞質側に存在することを見出した。(5)ゴルジ装置等の機能及びその変換機構の理解を進める上で、上記以外の複数のゴルジ装置関連蛋白質に関する解析を進めた。SYP41に蛍光変換タンパク質を融合させたコンストラクトを発現させ、蛍光変換後に通常とショ糖欠乏培地で培養することで、この減少機構を解析し、その現象は分解速度の増加によるものであることを見出した。一方、シス側のゴルジに存在する1型のプロリン水酸化酵素については、急速な分解がショ糖飢餓においても起らないことを見出し、これと併せてショ糖飢餓においては新生のゴルジ装置形成は殆ど起らないことを見出した。At1g32050-YFPの過剰発現により生長が促進するかについての確認を進めたが、予想に反しYFPの過剰発現だけで生長が促進するということを見出した。一方、At1g32050の破壊株については生育の僅かな低下が認められたに過ぎなかった。(3) SVC含有蛋白質の解析を通じたSVC機能の解析。メチル転移酵素の細胞内局在と膜配向について、データのブラッシュアップを行い、論文発表を行った。一方、ー昨年度に公開されたタバコ関連のゲノム情報を用いて、SVC画分に含まれる蛋白質の同定を、以前に得たマスフィンガープリントの結果を用いて再検索したが、以前のジャガイモととマトの情報を用いた結果を上回る結果は得られなかった。(4)ゴルジ装置関連の機能解析としては、アラビノガラクタン蛋白質前駆体への糖鎖付加の機構についても解析を進め、其の効率良い付加に前駆体に存在するGPI付加シグナルが必要であることを示唆する予備的な結果が得られた。また、GPI付加関連の研究を進めるために、ミヤコグサのGPI付加蛋白質の解析も行った。また、ゴルジ機能を変換する目的で、薬用植物からの糖鎖合成関連遺伝子の解析も進め、2種のアラビノース転移酵素の推定mRNA配列を公共データベースの情報を用いて構築した。前年に引き続き抗体作製を進めたが、作成した抗原を用いて外注した業者のトラブルで、抗体作製にはいたらなかった。分解系の確認のための抗体作製に手間取っていることが、遅れの大きな原因である。一方、SYP41の現象が分解の促進によるという結論が得られたことは、この細目においては順調な研究の進展と捉えられる。ただ、ショ糖飢餓とペクチンの分泌等の関係の解析に至らなかったのは、研究の進展の遅延と捉えられる。シロイヌナズナのSCAMP2オルソログ関連の解析においては、局在観察用ベクターに存在する蛍光蛋白質が生長促進を行うという思いがけない結果を得たため、主目的の進展は認められなかった。

SVC局在蛋白質の解析においては、メチル転移酵素の局在と膜配向を決定して論文発表に至ったことは、順調な研究の推移と捉えられるが、もう一つの対象であるUDP-GD3については、これら研究を行っていた大学院生が、博士号を秋に取得後、実験従事者がいなくなったため解析が止まっている。これら以外のゴルジ装置関連の研究としては、GPIアンカーのアラビノガラクタン糖鎖付加への意義についての可能性が見出せたことで、ある程度の進展は認められた。これらを総合して、やや遅れていると判断した。(1)細胞栄養環境によるゴルジ装置及びポストゴルジ系の機能変換。1SYP41に蛍光変換タンパク質を融合させたコンストラクトを発現させ、蛍光変換後に通常とショ糖欠乏培地で培養することで、この減少機構を定量的に解析し、ショ糖飢餓条件においてこのタンパク質の分解速度は通常条件の10倍程度増加することを見いだした。一方、コントロールとして用いたP4H1.1と蛍光変換タンパク質の融合体、および単独の蛍光変換タンパク質において、ショ糖飢餓に依存した分解速度の増加は認められなかった。2培地に分泌されたペクチンの定量を進めたところ、ショ糖飢餓条件においては分泌量が経時的に増大しないこと、一方、通常培地条件においては細胞の増殖に伴いペクチンの分泌も増大することを見いだした。そこでこの飢餓に応じた分泌の現象が分泌性タンパク質にも認められるかを検討する為に、分泌性のサツマイモ貯蔵蛋白質スポラミン変異体を発現している細胞を飢餓条件に曝し、スポラミンの分泌の検討を行った。その結果、飢餓条件下においても、スポラミンの分泌は起きていることを見いだした。従って、SYP41やSUT2の減少として特徴付けられるTGNの分解は、通常のタンパク質の分泌には何も影響を及ぼさないと考えられた。(2)昨年度迄に、個体の増大がYFPの過剰発現に依存し、SCAMPの過剰発現では無いことを見いだしたことから、更なる解析は進めていない。(3)昨年度迄に新たな解析候補が見いだされなかったことから、本年度解析は進めなかった。(4)ゴルジ装置の機能解析として、アラビノガラクタン蛋白質(AGP)前駆体への糖鎖付加の機構についても解析を進めた。その結果、スポラミンとAGP前駆体の融合体は細胞膜へと輸送されるが、GPIアンカー付加シグナルを欠く変異体において見いだされる、低分子量の分子はゴルジ装置に留まることを見いだした。主要な植物バイオマスとして、ペクチン等の細胞壁多糖が知られる。これらは、細胞内においてゴルジ装置で合成され、トランスゴルジネットワーク(TGN)等の小胞輸送系構造体を経て細胞外に輸送されるが、その詳細とそれらの機能が栄養により制御されるかは明らかでなかった。そこでゴルジ装置の機能解析を、糖蛋白質の修飾を中心に検討すると共に、TGNの糖欠乏による構造変換機構の解析を進めた。また、TGN以降の小胞輸送系の一つである分泌小胞塊に存在すると推定された蛋白質の局在と膜配向性の解析を進めた。これらの解析により、植物のゴルジ装置の機能とその制御に関する知見の集積を深化させた。達成度80%程度。1ショ糖欠乏時のTGN局座蛋白質分解の普遍性の解析。分解の解析は予定どおりに進行したが、抗原作成については、この作業及び変異細胞選抜を進めるためのパートタイマーでの研究補助員の雇用が、適当な人員が見出せなかったため秋にずれ込んだ為に、遅延が認められる。2ペクチン量についての検討は、予定どおり進行した。
木質材料の圧密加工により発現する復元特性のスマート制御技術とその利用

本研究では、圧密加工技術を利用して金物を使用しない木材接合の開発を模索している。特に圧密木材が水分や熱により変形を回復する現象を利用した木材接合部の開発に取り組んだ。圧密前処理、変形固定時の乾燥温度、復元処理時間の違いで、固定解除後に寸法変化が安定し、高い復元応力及び寸法変化が期待できる圧密木材の製作方法の検討を行い、また長期間の乾湿の繰返しによる圧密木材の応力及び寸法の変化を調べる実験を行った。この結果、初期剛性を期待する接合部では、乾湿が繰返されることで応力および寸法の変化が増加し、圧密前無処理で圧密加工後、40°Cで乾燥させ変形を固定し、自然復元させる圧密木材が適していることがわかった。本研究では、木材加工の分野で研究開発が行われている圧密加工技術を利用して、金物を使用しない木材接合の開発を模索している。特に圧密木材が水分や熱により変形を回復する現象(以下、復元とする)を利用した木材接合部の開発について取り組んでいる。本年度の研究では、圧密前処理、変形固定時の乾燥温度、強制復元処理時間の違いで、変形固定解除後に寸法変化が安定し、接合具として利用した際に高い復元応力および寸法変化が期待できる圧密木材の製作方法の検討を行い、また長期間にわたる乾湿の繰り返しで、圧密木材の応力および寸法の変化を調べるための実験を行った。その結果、以下のような知見が得られた。4サイクル終了後、圧密前無処理で圧密加工後、40°Cで乾燥させながら変形を固定し、自然復元させた試験体が乾湿の繰り返しにより、応力および寸法変化で上昇方向の変化を維持していることが分かった。これに対して、圧密前処理、変形固定時の環境温度に関わらず、スチーム5分の強制復元処理を行った試験体が乾湿の繰り返しにより応力は低下し、寸法変化は縮小方向に変化するものは無かったが寸法変化の増加率が少なくなる結果となった。以上のことから、込栓や鼻栓などを打ち込んだ後に初期剛性の向上を期待する接合部に圧密木材を使用する際、乾湿が繰り返されることで応力および寸法の変化が増加する、圧密前無処理で圧密加工後、40°Cで乾燥させながら変形を固定し、自然復元させる圧密木材が最も適していると考えられる。本研究では、圧密加工されることで強化された木・竹材料を木質構造用の接合部材に利用することを考え、構造利用に求められる基礎的な強度物性の把握を行う。特に本年度は、圧密木質材料の試作・製造:様々な条件(樹種、圧密率など)の圧密材料を試作を実施するとともに、圧密材の変形復元特性の把握に関する基礎的なデータの収集を行った。このなかで、圧密木材をさまざまな周辺環境(温度・湿度)に置き、その変形復元の様子を観察し、基礎的なデータを得た。その結果、木質構造接合部に圧縮木材を使用する際、乾湿が繰り返されることで応力の変化の幅が大きくなるが、乾湿を繰り返す毎に応力及び寸法の変化が増加する、圧密率70%で自然復元による圧縮木材が、最も適していると考えられる。また、伝統構法の一つである鼻栓接合に着目し、低密度のスギを圧密加工して鼻栓に用いることで圧密処理による強度特性の向上により接合強度の向上、また復元処理を行うことにより鼻栓と母材間の隙間がなくなり初期剛性の向上が期待される。そこで鼻栓に用いる樹種、圧密率及び強制復元の時間の違いをパラメータに接合部の引張実験を行った。その結果、圧密木材は高い初期剛性及び耐力を有することが判明した。また、強制復元の時間については、自然復元を行った試験体が最も高い強度性能を示しており、圧密率70%の鼻栓をスチーム等の強制復元を行わずに挿入し、自然復元させる方法が最も有効であることが確認された。圧密加工の条件等の試験は順調に実施でき、変形復元の特性試験に移ることができた。変形特性の試験では試験装置の制約から、1種類のパラメータづつしか試験ができず、予想以上に時間が必要となり、実施できたパラメータが予定より少なくなった。これについては今後装置の増強を含めて検討を行う予定である。実際に木質構造接合部に圧密材を使用する試験では、予想どおりのよい結果を得られた。24年度に問題となった圧縮木材の変形特性の観察について、計測系をもう一系統増設し、同時に2パラメータの実験が可能な体制を整備する予定である。また、各パラメータでの強度特性を把握するための専用治具の試作と実験を実施するよう体である。圧密木材の木質構造接合部への実用化に向け、新しい接合法、利用方法も提案する予定である。

上記の実験装置の改良に200千円、試験体用の木材購入に200千円、建築学会、木材学会等への成果発表、木材加工に関する資料収集に300千円、学生への謝金に200千円を使用する予定である。
物質輸送を精密に制御できる高分子ブラシ自己集積化多孔性膜の設計と合成

ポリアクリル酸の側鎖に種々の割合でシステアミンを結合したチオール含有高分子電解質を合成した。この修飾ポリアクリル酸を金を被覆した膜の上に自己集積化した。自己集積化の程度は表面プラズモン共鳴法により測定した。まずポリアクリル酸にチオール基を導入することでポリアクリル酸が自己集積化できることがわかった。また、修飾ポリアクリル酸水溶液濃度が高くなるほど、自己集積化量が増加し、ある濃度以上では一定になることがわかった。そして、この飽和集積化量は、チオール含有量の少ない修飾ポリアクリル酸ほど高いことがわかった。これは、チオール含有量が少ないほど金表面との結合点が少なく、そのため集積化の際の表面占有面積が少なくなりより多くの修飾ポリアクリル酸を集積化できるためのと考えられた。また、集積化量は、水溶液のpHやイオン強度にも依存した。低pHで集積化した場合には、集積化の際に高分子電解質が収縮しているために、占有面積が少なく、より多くの高分子電解質を集積化できた。次ぎに、このような集積化を多孔性膜上で行い、膜のpHに応答した物質透過性を調べた。低pHでは、ポリアクリル酸がプロトン化され、収縮して、孔を広げ、水透過性が高くなったが、中性pHでは、イオン化され、鎖が伸展して孔を塞ぎ、水透過性を減少させた。この刺激応答性は、集積化膜によって相違が見られた。集積化度が非常に低い場合には、殆どこの刺激応答性は観測されなかった。一方、集積量が多くなりすぎると、表面での高分子の動きが制限され、刺激応答性は減少した。中程度の集積量で最も高い刺激応答性が観測された。このように集積度の調整により水透過の刺激応答性を制御することができた。また、DNAやポリエチレングリコールの透過性についても検討した。本研究では,刺激に応答してコンホメーション変化を起こす高分子ブラシを精密合成し,これを多孔性膜に自己集積化することにより,刺激に応じてマクロなレベルの応答である物質透過性を精密に制御することを目的とした.これまでは,刺激応答性の高分子鎖を多孔性膜にプラズマ重合でグラフト化することで物質透過制御膜は作製されてきたが,グラフト鎖の長さや密度を正確に制御することができず,精密な物質透過の制御は困難であった.そこで本研究では,あらかじめ精密に合成した高分子を多孔性膜表面に自己集積化という技術で固定化することにより,精密な孔径制御を行った.高分子ブラシとして,片末端にチオール基を有する,分子量の精密に制御された核酸やポリペプチド(たとえば,ポリグルタミン酸やポリリシン)を合成した.核酸は固相法により合成し,ポリペプチドはNCA法により合成し,各々チオール基を有する化合物を末端に結合させた.ポリペプチドの分子量は,重合時の開始剤濃度である程度制御できるが,予想どおりの値が得られたかを分子量測定によって確認した.次に,市販のポリカーボネート製の多孔製膜を金でコーティングした表面に,高分子ブラシを吸着させた.金表面上への自己集積化度を,仕込み濃度や吸着時間をかえて測定した.このようにしてブラシの長さと密度が正確に決められた材料の物質透過性を,異なるpHや金属イオン濃度で測定し,その変化を観察した.ポリグルタミン酸を吸着させた材料は,低pHでは分子鎖が収縮し,孔を広げて透過性を増加させ,高pHでは伸展して孔をせばめ,透過性を減少させると考えられる.核酸を吸着させた材料では,鉄イオンの価数に応じて透過率の制御を試みた.ポリアクリル酸の側鎖に種々の割合でシステアミンを結合したチオール含有高分子電解質を合成した。
小胞体関連分解(ERAD)によるヘムオキシゲナーゼの機能制御機構の解明

ヘムオキシゲナーゼ(HO)は、細胞内のヘムを分解し、生体内信号としての役割が注目されている一酸化炭素を生体内で生成する唯一の酵素である。本研究では、HO活性のタンパク質レベルでの制御機構を解明することを目的とし、特に小胞体関連分解系に着目して検討を行った。その結果、HO-1とHO-2がともに高度にユビキチン化されることを明らかにした。また、HOに特異的に結合するユビキチンリガーゼを質量分析法によって同定した。生体内において、一酸化窒素(NO)のみならず一酸化炭素(CO)が、ガス状のシグナル伝達分子として働き、抗炎症作用や細胞保護作用、血管拡張作用など様々な生物作用を有することが明らかになりつつある。ヘムオキシゲナーゼ(HO)は、生体内で代謝的にCOを生成する唯一の酵素であり、内因性のCOの大部分は、HO反応によって生成される。一方で過剰のCO生成は生体毒となるため、COの発生源であるHOの活性は厳密に制御されていると考えられるが、その詳細は明らかではない。小胞体関連分解(ERAD)は、小胞体品質管理機構の一つであり、小胞体の内腔に生じたミスフォールディングタンパク質を小胞体からサイトゾルに逆輸送し、サイトゾルにおいてユビキチンを付加したのち、プロテアソームによって分解するシステムである。近年、ERAD系の役割は、小胞体膜上に存在する代謝酵素群のdownregulationにも関与していることが明らかになった。これは、HOが主として小胞体に局在している酵素であることから、非誘導型のHO-2の活性もERAD系によって制御されている可能性があることを強く示唆する。そこで、本年は、HOの分解がERAD系を介するのかどうかを検証するため、まず、哺乳細胞系でのHOの強発現系の構築を試みた。まずHO-1およびHO-2のcDNAをpcDNA3.1/His-TOPOvectorに組み込み、HEK293ヘトランスフェクトした。細胞抽出液をSDS-PAGE後、抗HO-1および抗HO-2抗体でウエスタンブロットしたところ、目的タンパク質が強発現されていることが確認された。一方、大腸菌から大量発現、精製したHOタンパク質を用いて、in vitro ubiquitination assayを行ったところ、HO-1,HO-2ともに、ユビキチン化されることが明らかになった。生体内において、一酸化炭素(CO)が、ガス状のシグナル伝達分子として働き、抗炎症作用など様々な生物作用を有することが明らかになりつつある。HOは、小胞体膜に局在している酵素であることから、特に非誘導型のHO-2の活性は小胞体関連分解(ERAD)によって制御されていると考えられる。前年度までの研究により、HO-2がin vitroにおいて高度にユビキチン化されることを明らかにした。そこで、本年度は、HO-2に特有の構造である、N末端側の延長配列に着目し、分解シグナルの探索を行った。Human HO-2の1-20アミノ酸残基のN末端にCys残基を導入したペプチドCys-hHO-2(1-20)をFmoc法により合成した。合成ペプチドをSulfoLink resinに固定化し、プラセンタ抽出液と混合させ、尿素処理によって結合タンパク質を溶出した。SDS-PAGEによって確認した結果、いくつかのタンパク質の特異的な結合が見られた。同様に、HO-2のcDNAをpcDNA/His-TOPO vectorに組み込み、HEK293細胞にトランスフェクトして作成した細胞抽出液を用いて同様の実験を行った。現在、質量分析法によるペプチドマッピングを行っている。しかしながらHOの機能制御機構については不明な点が多い。我々は、HO-2がin vitroにおいて高度にユビキチン化されることを明らかにした。そこで、HOの分解シグナルを探索する目的で、human HO-2の1-20アミノ酸残基のN末端にCys残基を導入したペプチドCys-hHO-2(1-20)をFmoc法により合成した。合成ペプチドをリガンドとし、プラセンタ抽出液及びLung抽出液と混合させ、尿素処理によって結合タンパク質を溶出した。

質量分析法によるペプチドマッピングを行った結果、HO-2に特異的に結合するタンパク質を6種類同定することに成功した。その中には、E3ユビキチンリガーゼ様タンパク質も含まれていた。また、HO-2をbaitとしたyeast-two hybrid法によって、HO-2に特異的に結合するタンパク質の同定にも成功した。一方、ERAD系の分解には、標的タンパク質を小胞体からサイトゾル内へ移行させるための因子、p97/Ufd1/Npl4複合体の関与が必須とされている。そこで、HEK293細胞に、タグを付加したHOとユビキチンとをトランスフェクトし、強発現させ、その細胞抽出液を抗HO抗体で免疫沈降させたところ、p97とUfd1がHOと共に共沈してくることがわかった。
涙腺部上皮性悪性腫瘍における筋上皮由来腫瘍細胞の免疫組織学的検索

近年,外分泌腺混合腫瘍の新しい腫瘍形態として、筋上皮由来の腫瘍細胞が優位なmyoepitheliomaという疾患単位が注目されている。さらに、従来のmalignant counterpartとしての悪性混合腫瘍・腺癌・腺様嚢胞癌に加えて、malignant myoepitheliomaの存在も報告されている。しかしながら、涙腺部上皮性悪性腫瘍は頻度が少ないため、十分に由来細胞の検討は成されていない。本研究はわれわれの教室で多数保管されている眼窩腫瘍の病理標本のうち、涙腺部上皮性腫瘍、特に悪性腫瘍の標本を用い、病理診断の再評価をするとともに、免疫組織化学的に筋上皮由来の腫瘍細胞の存在ならびにその割合を検索する。対象は過去17年間に当教室にて摘出された涙腺部上皮性悪性腫瘍5例のパラフィンブロック保存サンプルに対し検討を加える。当初、なされている病理診断は多形腺腫に合併した多形腺癌1例、癌肉腫1例、腺癌2例、腺様嚢胞癌1例である。そのうちの1例につき今回病理学的免疫組織化学的に検討した。ヘマトキシリンーエオジン染色では正常の涙腺構造がみられ、その腺葉の周囲より形態が崩れていくような部分を伴いその形態の崩れの部分より続く細胞が脱分化を示し、紡錘、類円形の肉腫様の未熟な所見をみとめた。免疫組織染色においては全上皮に陽性を示すEMAと平滑筋に特異性の高いα-SMAに腫瘍細胞が陽性であった。また電子顕微鏡所見でdesmosomeがみられたことなどより腫瘍が筋上皮細胞由来とおもわれた。腫瘍細胞の由来が腺上皮優位か筋上皮優位かをみるためductal formationを検索したが今回の場合単位観察野あたりの出現頻度は5%以下であり、このことからも筋上皮細胞由来のmalignant myoepitheliomaと考えられた。この研究結果は第33回眼科臨床病理組織研究会、及び日本眼科学会雑誌105巻1号に発表した。今後,更に他の症例の再評価をし、病理学的、免疫組織化学的に検討していく。しかしながら、涙腺部上皮性悪性腫瘍は,頻度が少ないため、十分に由来細胞の検討は成されていない。本研究は、われわれの教室で多数保管されている眼窩腫瘍の病理標本のうち、涙腺部上皮性腫瘍、特に悪性腫瘍の標本を用い、病理診断の再評価をするとともに、免疫組織化学的に筋上皮由来の腫瘍細胞の存在ならびにその割合を検索する。対象は過去16年間に当教室にて摘出された涙腺部上皮性悪性腫瘍5例のパラフィンブロック保存サンプルに対し検討を加える。そのうちの1例につき今回病理学的,免疫組織化学に検討した。ヘマトキシリン-エオジン染色では正常の涙腺構造がみられ、その腺葉の周囲より形態が崩れていくような部分を伴いその形態の崩れの部分より続く細胞が脱分化を示し、紡錘、類円形の肉腫様の未熟な所見をみとめた。免疫組織染色においては全上皮に陽性を示すEMAと平滑筋に特異性の高いαーSMAに腫瘍細胞が陽性であった。

また電子顕微鏡所見でdesmosomeがみられたことなどより腫瘍が筋上皮細胞由来とおもわれた。腫瘍細胞の由来が腺上皮優位か筋上皮優位かをみるためductal formationを検索したが今回の場合単位観察野あたりの出現頻度は5%以下であり、このことからも筋上皮細胞由来のmalignant myoepitheliomaと考えられた。この研究結果は第33回眼科臨床病理組織研究会、及び日本眼科学会雑誌105巻1号に発表した。今後,更に他の症例の再評価をし、病理学的、免疫組織化学的に検討していく。
“応援”概念に基づく精神障害をもつ人の子育て支援アプローチの開発に関わる研究

本研究は,“応援"を理念のある行動,コミュニケーション,ネットワーク形成などを含む包括的なアプローチであると捉え,保健医療福祉分野における"応援"の概念分析とプロセスの記述を試みる研究である.保健医療福祉分野における使用されている“応援"の概念分析を行うとともに、北海道浦河町で実施されている精神障害をもつ親との対話的カンファレンスである「応援ミーティング」の参加者を対象としたインタビュー調査により応援のプロセスを明らかにすることで,精神障害を持つ親への子育て支援における新たなパラダイムとアプローチを創出する研究である.本研究は,“応援"を理念のある行動,コミュニケーション,ネットワーク形成などを含む包括的なアプローチであると捉え,保健医療福祉分野における"応援"の概念分析とプロセスの記述を試みる研究である.保健医療福祉分野における使用されている“応援"の概念分析を行うとともに、北海道浦河町で実施されている精神障害をもつ親との対話的カンファレンスである「応援ミーティング」の参加者を対象としたインタビュー調査により応援のプロセスを明らかにすることで,精神障害を持つ親への子育て支援における新たなパラダイムとアプローチを創出する研究である.
脳波を用いたロボット制御の実用化に向けてのシステム開発

個人毎の時間的に変わりやすい脳波をdefault脳波と呼ぶ。本研究では、脳波を用いたロボット制御における、人の負担軽減のために、新たに「Robots Move As You Think System」(Rメイツ)を提案し、そのシステム開発を行う。本研究では、1左前頭、左側頭・開眼平静時脳波がdefault脳波としてふさわしいと考えられ、2より少ないデータ数でも判別器が学習可能なように、オーバーラップ法を提案し、その有効性を実証した。また3視覚誘発性脳波を測定しながらラジコンカーを制御するシステムを開発し、そのシステムの動作確認し問題点を考察した。本結果を元に、Rメイツシステムの開発を続ける。左右に関する動作イメージを頭に思い描くだけでサービスロボットを制御する、そのような研究が現在進んでいる。動作イメージを浮かべている時の脳波を判別プログラムが判別し制御する。しかし従来法では動作イメージが直感的で無く、また判別プログラムが結果を出しやすいような脳波を人間が学習しなくてはいけない。従って使用者にとって負担であり実用からほど遠い。本課題で提案した「Robots Move As You Think System」(RMAYTS;Rメイツ)を用いれば、ユーザーのある時の脳波を測定すると、その時どのような左右動作イメージが一番効率良く左右どちらかをイメージしているか判定可能になる。使用者への負担が少なく安定した判別が可能なので脳波判別ロボット制御に使え、今後の人間とサービスロボットとのコミュニケーションツールとして威力を発揮するものと予想される。BCI技術の実用化を目指す基礎的研究として、本研究では2つの方略を試みた。一つがより少ない電極を用いた脳波判別手法の開発であり、もう一つが、被験者の脳波特徴化し、BCIの脳波特徴を分かりやすくする視覚化手法の開発である。被験者の脳波を自己組織化マップで記載する事を試みた。自己組織化マップは、脳波特徴を視覚的に示してくれるもので、その後の脳波特徴判別に役立つものと期待する。実際、3つの視覚刺激を行った時に国際10ー20法に従い脳波測定し、刺激後700ミリ秒間の脳波を自己組織化マップで表示した所、各刺激に対して、異なる傾向を示す事が明らかになった。また、その後、各刺激を脳波によって判別したが、その判別正解率も高かった。従って、脳波の自己組織化マップ表示は、「Rメイツ」の技術として使用できると期待される。左右に関する動作イメージを頭に思い描くだけでサービスロボットを制御する研究が現在進んでいる。本課題で提案する「Robots Move As You Think System」(RMAYTS;Rメイツ)を用いれば、ユーザーのある時の脳波を測定すると、その時どのような左右動作イメージが一番効率良く左右どちらかをイメージしているか判定可能になる。使用者への負担が少なく安定した判別が可能なので脳波判別サービスロボット制御に使え、今後の人間とサービスロボットとのコミュニケーションツールとして威力を発揮するものと予想される。実際には、被験者毎のdefault脳波を測定し、default脳波毎に、左右判別のために用いる最適な動作イメージ・脳波測定部位の組が決まるかどうかを検討する。まず本年度は被験者のdefault脳波として開眼平静時、閉眼平静時どちらの脳波が適当かを検討した。国際10ー20法に従い頭皮上8チャネルの電極を装着し脳波測定した。各被験者のdefault脳波をスペクトル解析した結果は揺らいでいたが、6ヶ月経っても安定していた。それに対して被験者が異なると、被験者で揺らぐレベルより大きく異なるスペクトル解析結果であった。タスクにおける左右判別脳波と相関のある開眼平静時、閉眼平静時の脳波周波数及びチャネルを探した所、閉眼平静時より開眼平静時の脳波の方が多かった。この結果より左右判別脳波に関係しているdefault脳波としては開眼平静時脳波が適当であると思われる。今年度は、「Robots Move As You Think System」(RMAYTS)の可能性として、定常性視覚誘発電位(SSVEP)のロボット制御の可能性に関して調べた。SSVEPとは、周期的に点滅する刺激により生じる誘発電位である。今回、まず脳波を測定しながら、小型ボードコンピュータのRaspberry Piを用いて、カメラ搭載Rapuroロボットを制御するシステムを開発した。その後、青緑の正方形を6,15Hzで点滅させた2クラス制御、4,5,6,15Hzを用いた4クラス制御の2種類の脳波実験を行った。また刺激の大きさを大小の2種で行った.