hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
救急車からの高速データ通信を目指した高軌道衛星の調査研究

2、救急車内での患者画像の取得、臨床診断とデジタル動画像圧縮率の関係(帯域算出)診断と画質(圧縮率)の関係の検証救急車内患者の動画像評価、衛星の回線設計(想定)より伝送可能な帯域を求める。情報量がどの程度診断(テレメディシン)に役立てられるかを推測する。救急車内の固定カメラ(上方より)患者の状態を記録する。この画像をデジタル変換し、圧縮(MPEG-2)をかけていく。どの程度の圧縮で診断ができなくなるかを臨床医で評価する。少なくとも3Mbps MPEG-2が望ましい。3、COMETS衛星データ解析昨年7月に取得したCOMETS衛星(高仰角衛星:非静止衛星)からの電波を車載用衛星追跡システムにて測定した。これは将来の8の字衛星やツンドラ軌道の衛星による通信回線の質を予測する上で貴重なデータである。ことに都市環境での仰角とshadowingの関係をビーコンの受信電力を測定、この時の方位、仰角も記録、我が国における道路事情との関係を求める。静止軌道では、東から西向きの走行で南側の衛星がshadowingを受けやすいことが分かり、さらにこの点に絞り、COMETS衛星データの比較、解析した。回線成果は、AIAA(米国航空宇宙学会に発表予定2001年)我々が目指す救急車からの高速データ通信システムは、危機管理システムとして極めて重要なものと考える。救急隊員が気管内挿管を行っているアメリカバージニア州では、その15%が食道に誤って入っているという情報があり、また現行の通信システムでは、救急隊員に適切な指示を出す、メディカルコントロールが確立されていない。見通し通信(仲上-ライスフェージング)は、通信の中でももっとも簡単な通信で、多量のデータを伝送できる。本研究は、天頂に飛来し、一見、止まって見える衛星があれば、都市部を走行中の救急車から高速データ通信(アップリンク)が可能と考え、その調査研究を行った。都市環境での受信電力測定では、長楕円軌道衛星COMETS衛星(さきがけ)のICEビーコンを走行しながら受信電力を測定し、高仰角(73度)では、静止軌道に比して格段の見通し率の改善することを確認した。都市環境における光学的障害物計測では、試験走行のデータから、2つのアンテナ(空間的タイバーシティ)を2.3m以上離さすとシャドウイングを高い確率で回避できることが算出された。また過去の東京都救急搬送データより、日本全国4800台の救急車には、呼損率0.02では6回線、全国規模では84回線が必要であること、またITU BT.500-9に準拠したMPEG-2医療画像評価より、帯域3.0Mbpsが最適であることが分かった。搭載機器、ことに中継器では、相互変調積による影響を回避すべき設計を提案した。また高軌道衛星の経済性として、IMT-2000との比較、また医療費削減と打ち上げコストの比較を、急性心筋梗塞をモデルに検討を加え、高軌道衛星4機が十分採算の合う通信手段であることが求められた。
睡眠-覚醒調節機構におけるドーパミン神経系の役割を解明する

ドーパミンは覚醒に関与する神経伝達物質であると考えられているが、その詳細な脳内メカニズムを検討した研究は少ない。睡眠覚醒調節機構におけるドーパミン神経系の役割を検討するために、マイクロダイアリシス法による脳内局所(前頭前野、線条体、視床下部)のドーパミン分泌変動と、ポリグラフ測定による睡眠覚醒パラメータの測定とを同時に行い、単位時間当たりの睡眠パラメータ量とドーパミン分泌量との相関関係を検討することを実験の目的とした。ドーパミン測定のためのマイクロダイアリシスの測定間隔は、何通りかの予備実験の結果から、20分に設定した。結果として、活動期(暗期)に分泌が増加し、休息期(暗期)に低下するという明確な日内変動を大脳皮質や線条体で確認した。さらに休息期に断眠負荷(3時間)を行うと、ドーパミン分泌が活動期と同じ程度まで上昇した。睡眠覚醒パラメータの変動とドーパミン分泌の変動の関係を詳しく調べるため、ドーパミン測定の時間間隔をもっと短くすることを試みたが、技術的に難しい面があるため、現在も実験条件を検討中である。これまでのところ前頭葉皮質において、20分のマイクロダイアリシス測定間隔でも、単位時間当たりのドーパミン分泌が覚醒の量と正の相関関係を示すことが分かっている。これらの結果から、覚醒の発現にはドーパミン分泌が重要な役割を果たすと考えられる。今後の課題としては、睡眠覚醒パラメータだけでなく動物の活動量がドーパミン分泌に及ぼす影響についても検討するために、ドーパミン分泌、ポリグラフ測定に加えて、活動量の同時モニターも行い、ドーパミン分泌-覚醒量-活動量の3者の関係についての詳しい検討も行っていきたい。睡眠覚醒を調節する脳内機構は薬理学的、電気生理的、免疫組織学的手法やマイクロダイアリシス法などを用いて研究されてきた。その結果様々な神経伝達物質(モノアミン、アセチルコリンなど)の関与が解明された。また最近発見された神経伝達物質であるオレキシンは、過眠症のひとつであるナルコレプシーの病態生理に深く関与することがわかった。オレキシンはヒスタミンを中心とした様々な神経伝達物質の働きを調節することで、睡眠覚醒機構(特に覚醒)に重要な役割を果たす。ドーパミン神経伝達も基本的には覚醒調節に関与すると考えられてきたが、これまでの報告では必ずしも一貫性のある結果が得られていない。そこでドーパミンの睡眠覚醒機構における役割の詳細を解明するために、マイクロダイアリシス法によるドーパミン分泌と、睡眠ポリグラフを用いた睡眠記録との同時測定を行った。ドーパミン分泌はまず前頭葉皮質と線条体にて測定を行い、単位時間当たりの睡眠覚醒パラメータ(覚醒、徐波、REM睡眠)の変化とドーパミン濃度との相関を調べることとした。本年度はまず、各部位におけるドーパミン分泌の日内変動の有無を調べることを最初の目的とした。実験は現在進行中であり検定を行う段階にはいたっていないが、前頭葉皮質においてドーパミン分泌は休息期(明期)に低く活動期(暗期)に高いという日内変動を示した。オレキシンも活動期に上昇するという日内変動を示すので、ヒスタミンだけではなくドーパミン神経系もオレキシンの実行系として重要な役割を果たすものと考えている。今後はさらに側座核周辺、外側視床下部、脳幹部などでもドーパミン分泌の測定を行っていく予定である。また、マイクロダイアリシス検体の測定間隔は現在20分としているが、それをさらに短くして、短い間隔で移行するラットの睡眠パラメータとドーパミン濃度変動との直接的な関連も検討したい。
伝統工芸における職業的社会化に関する教育人類学的研究-陶工の生活史分析による徒弟制教育の分化的特質の解明を中心として-

1)昭和63年度は最終年度に当るので、一昨年度までの調査資料の整理とデータベース化を重点的に行なった。その要点は次の通りである。【○!1】第1年度及び第2年度を通じて代表者及び分担者が収集した陶工のライフヒストリーにおける技術習得のための訓練体験を中心とする伝統的徒弟制度に関する聞き取り資料、並びに、研究分担者が断続的に約10カ月にわたって実施した、小石原の一窯元における弟子としての修業体験に基づく参与観察記録の整理とそれらのデータベース化の作業。【○!2】弟子(見習い陶工)の修業過程についての観察記録(映像記録を含む)の整理と編集。2)以上の整理作業を遂行する過程で明かとなった調査洩れ等について若干の補充調査を重点地区(伝統的徒弟制度の残存形態がみられる小石原及び小鹿田と、定型化された陶工訓練の機関をもつ瀬戸及び京都)において実施した。3)陶芸を含む種々の伝統工芸における徒弟制度及び修業過程に関する文献の収集と整理及びその検討、また、それに関連して、国立歴史民俗資料館、国立科学博物館、及び国立民族学博物館における関連資料の検索と収集を行なった。4)以上の資料の分析に際しては、とくに学校教育のような定型的教育における教育の諸原理や型との異同の明確化に重点をおき、また、西洋諸国における陶工の修業過程との異についての比較分化的考察の視点を加えるため、代表者が昭和63年8月渡米した際、栃木県益子町において日本人弟子及び外国人弟子の修業過程の研究を行なったアメリカの教育人類学者John Singleton(ピッツバーグ大学教授)と情報交換を行なった。なお、種々の事情により、研究成果方向書を年度内にとりまとめることができなかったが、目下鋭意努力中である。本研究は、わが国の伝統工芸の中でも重要な部分を占める民芸的陶器製作に携わる人々の職業的社会化の様態を、とくに陶工の徒弟制教育の実態に焦点を合せて把握し、そこに含まれる教育の諸原理・文化的特質を明らかにしようとするもので、本年度は、日本の焼物の地域的多様性とそれに対応した後継者育成の概況を把握することに主眼をおき、兵庫県今田町(丹波立枕焼),滋賀県信楽町(信楽焼),愛知県瀬戸市(瀬戸焼..赤津焼),岐阜県多治見市(美濃焼),及び栃木県益子町(益子焼)の5地区を選び、各地区において、年齢・世代別に抽出した陶工若干名に関する修業体験を中心とした生活史記録の収集、現在修業中の者の行動観察と彼らに対する面接調査、特定の窯元で修業した弟子のネットワークの追跡調査等を行なった。これまでの調査で明らかになった点として、(1)窯元の職人たちを師匠とし、彼らと生活を共にしながら下働きから始まる伝統的な徒弟制教育は次第に姿を消しつつあること、(2)成型(轆轤ひき)など、陶芸技能の基礎的な部分については、窯業試験場の伝習所や窯業訓練校のような制度的教育を通して習得したのち、然るべき窯元に"入門"して「見習い工」として技能の実践的修練を積むというパターンが形成されつつあること、(3)伝統的な徒弟制的修業パターンは、将来「陶芸作家」を志向する若者が、名を知られた窯元(作家)との間に結ぶ師弟関係の中に見出されること、(4)陶業を「家業」と考える者が漸減し、個人的な興味や動機から陶工を志す者が漸増していること、(5)元来、陶芸技能の修練とは無縁と考えられていた学歴への関心が焼物を家業とする陶工の間でも漸増していること、などを上げることができる。なお、収集した観察記録・面接資料等はすべて、パソコンのデータベースとして活用できるようにするため、データ処理のプログラムを設計し、逐次処理を行ないデータの蓄積をはかっている。1)調整の実施-工法の近代化・規格化に対応する後継者育成のパターンの変化と地域的差異を見るため,昨年度に引続き,立杭焼,信楽焼,益子焼,小石原焼および小鹿田焼の各窯場の陶工若干名を対象とする徒弟修業経験に関する面接調査を実施する一方,陶磁器の大規模生産地として知られる佐賀県有田町,愛知県瀬戸市,同常滑市,岐阜県多治見市,同土岐市,及び京都市東山区の各地に所在する組織的な陶工養成(陶工職業訓練校,窯業職業訓練校,窯業大学校,窯業試験場陶工研修課程,陶芸研修所等)の実態についての調査を行ない,伝統的な徒弟制教育と近代的を組織的教育との比較を試みた.2)調査の結果-(1)大都会に近く,磁器類の生産高が拡大している大規模の産地では徒弟慣行は減退の一途をたどっており,そうした地域では,各種技能の習得を窯業職業訓練校等の定型化された職業教育にゆだねる傾向が顕著になっている.そうした学校の中には専門学校レベルの専修学校も出現している.(2)今日の陶磁器製造では,製品の種類および製法の多様化・高度化が著しく,窯業の職業訓練校等の発達はそうした実態に対応した陶工教育の分化を示すもので,したがって,学校による技能訓練と徒弟制によるそれとは本質的に異なる教育の「構造」をもつが,しかし,それにもかかわらず実際に展開する教育の「過程」に関しては,両者の間に基本的に共通する点が認められる.(3)そうした

定型的教育機関における陶工教育は,成型・釉薬・絵付け・焼成等の各技能に分かれてなされるため,陶工精製から焼成まで一貫した作業を要求する民陶の窯で働くには,見習い工的な身分で習練を重ね,数年後に漸く「一人前」の陶工として認められるという場合が多い.逆に窯元から釉薬やデザインの研究のため熟練した陶工が学校に通う場合もあり,両者は相互補完的な関係にある.1)昭和63年度は最終年度に当るので、一昨年度までの調査資料の整理とデータベース化を重点的に行なった。その要点は次の通りである。【○!1】第1年度及び第2年度を通じて代表者及び分担者が収集した陶工のライフヒストリーにおける技術習得のための訓練体験を中心とする伝統的徒弟制度に関する聞き取り資料、並びに、研究分担者が断続的に約10カ月にわたって実施した、小石原の一窯元における弟子としての修業体験に基づく参与観察記録の整理とそれらのデータベース化の作業。【○!2】弟子(見習い陶工)の修業過程についての観察記録(映像記録を含む)の整理と編集。2)以上の整理作業を遂行する過程で明かとなった調査洩れ等について若干の補充調査を重点地区(伝統的徒弟制度の残存形態がみられる小石原及び小鹿田と、定型化された陶工訓練の機関をもつ瀬戸及び京都)において実施した。3)陶芸を含む種々の伝統工芸における徒弟制度及び修業過程に関する文献の収集と整理及びその検討、また、それに関連して、国立歴史民俗資料館、国立科学博物館、及び国立民族学博物館における関連資料の検索と収集を行なった。4)以上の資料の分析に際しては、とくに学校教育のような定型的教育における教育の諸原理や型との異同の明確化に重点をおき、また、西洋諸国における陶工の修業過程との異についての比較分化的考察の視点を加えるため、代表者が昭和63年8月渡米した際、栃木県益子町において日本人弟子及び外国人弟子の修業過程の研究を行なったアメリカの教育人類学者John Singleton(ピッツバーグ大学教授)と情報交換を行なった。なお、種々の事情により、研究成果方向書を年度内にとりまとめることができなかったが、目下鋭意努力中である。
アメリカ女性の再就職率の実証研究

男女比較を可能とするために、男性を分析対象としたOmori(Economic Inquiry,in press)と同一の抽出条件をNational Longitudinal Survey Youth 1979-1987データに課し、女性のみを抽出したところ、2,605人の女性が経験した11,113のnonemploymentのスペルから成るサンプルが得られた.再就職のハザード式をセミ・パラメトリック最大尤度法により推定し、仮説の検定をした.過去のnonemploymentとemployment duration、時間を追って変化し得る個人の属性や、経済環境などを説明変数とし、観察不可能な個人の属性の影響や、その説明変数との相関関係をも考慮した.また、過去のnonemploymentとemployment durationsの効果は、地域失業率、nonemploymentの理由、子供の数など、過去のnonemploymentとemployment経験時点での環境によって異なり得る定式化をした.その結果、過去のemployment durationは、再就職のハザードに対して正の効果を持つこと、また、その効果は、過去のemployment経験時点での子供の数と共に大きくなることが明らかになった.前者は、過去のemployment中の人的資本成長、あるいは、過去のemploymentの持つ(負の)汚名効果のどちらによっても説明可能であるが、後者は、(負の)汚名効果によってのみ説明可能である.すなわち、過去に育児というハンディキャップを負いながらも働いた女性は、それにより潜在的な雇用主から評価(負の汚名)を得るので、後にnonemploymentを経験した場合、他の女性よりも容易に再就職できるものと見られる.また、nonemploymentの再就職ハザードに対する負の効果は、個人の属性の効果をコントロールした後では、消滅することが明らかになった.これらの発見は、労働市場が自ずから「女性に理解のある」情報処理機能を有する可能性を示唆すると同時に、出産・育児後の女性の再就職を援助する政策の必要性に疑問を投げかけるものである.男女比較を可能とするために、男性を分析対象としたOmori(Economic Inquiry,in press)と同一の抽出条件をNational Longitudinal Survey Youth 1979-1987データに課し、女性のみを抽出したところ、2,605人の女性が経験した11,113のnonemploymentのスペルから成るサンプルが得られた.再就職のハザード式をセミ・パラメトリック最大尤度法により推定し、仮説の検定をした.過去のnonemploymentとemployment duration、時間を追って変化し得る個人の属性や、経済環境などを説明変数とし、観察不可能な個人の属性の影響や、その説明変数との相関関係をも考慮した.また、過去のnonemploymentとemployment durationsの効果は、地域失業率、nonemploymentの理由、子供の数など、過去のnonemploymentとemployment経験時点での環境によって異なり得る定式化をした.その結果、過去のemployment durationは、再就職のハザードに対して正の効果を持つこと、また、その効果は、過去のemployment経験時点での子供の数と共に大きくなることが明らかになった.前者は、過去のemployment中の人的資本成長、あるいは、過去のemploymentの持つ(負の)汚名効果のどちらによっても説明可能であるが、後者は、(負の)汚名効果によってのみ説明可能である.すなわち、過去に育児というハンディキャップを負いながらも働いた女性は、それにより潜在的な雇用主から評価(負の汚名)を得るので、後にnonemploymentを経験した場合、他の女性よりも容易に再就職できるものと見られる.また、nonemploymentの再就職ハザードに対する負の効果は、個人の属性の効果をコントロールした後では、消滅することが明らかになった.これらの発見は、労働市場が自ずから「女性に理解のある」情報処理機能を有する可能性を示唆すると同時に、出産・育児後の女性の再就職を援助する政策の必要性に疑問を投げかけるものである.
メタルハライド放電中の粒子およびエネルギー輸送解析

本研究は、演色性に優れた光源として最近各所で使われ始めたメタルハライド放電ランプ内の放電を対象として、i)放電中における温度分布及び各種粒子密度分布を精度良く計測し、ii)計測データを基に放電のモデル化を行つて放電中での粒子及びエネルギー輸送過程について明らかにすることを目的にしています。高周波電源を用いた誘導結合形無電極メタルハライド放電に対して、発光分光法とレーザー誘起蛍光法を用いた計測による実験的研究を主として行い、以下のような成果を得ました。計測対象ランプは、石英製の円筒状放電管(内径27mm、高さ10mm、封入物;ScI3:4.1mg、NaI:16.3mg、Xe:200Torr)を真空引きされた外管(外径35mmの円筒状石英管)内に納めたものと外管の無い放電管のみのものの2種類です。i)測定結果から、大半径8mm、小半径2mm、のド-ナツ状の空間で、励起及び電離が活発である事を確認した。ii)150から300WのRF入力の増加に対して、Sc原子及びNa原子のスペクトル線強度は増加したが、Scイオンのスペクトル線強度は減少した。Scイオンに対して行ったレーザー誘起蛍光信号も、発光スペクトル線強度と同じ傾向を示し、RF入力の増加に対してScイオン密度が減少する事を確認した。iii)Sc原子とScイオンのスペクトル線の放出係数比から評価した温度は、5000K程度であり、RF入力の増加に対して300500K程度減少する傾向が認められた。iv)ランプの構造の違いに伴う放電管の冷却機構(空気の対流,支持棒からの熱伝導損失)の差から,発光スペクトルの空間分布やスペクトル構造のRF入力への依存性が異なることが実験的に確かめられた。本研究は、演色性に優れた光源として最近各所で使われ始めたメタルハライド放電ランプ内の放電を対象として、i)放電中における温度分布及び各種粒子密度分布を精度良く計測し、ii)計測データを基に放電のモデル化を行って放電中での粒子及びエネルギー輸送過程について明らかにすることを目的にしています。本年度は、高周波電源を用いた誘導結合形無電極メタルハライド放電に対して、発光分光法とレーザー誘起蛍光法を用いた計測による実験的研究を主として行い、以下のような成果を得ました。計測対象ランプは、石英製の円筒状放電管(内径27mm高さ10mm、封入物;ScI_3:4.1mg、NaI:16.3mg、Xe:200Torr)を真空引きされた外管(外径35mmの円筒状石英管)内に納めたものです。1.測定結果から、大半径8mm、小半径2mm、のド-ナツ状の空間で、励起及び電離が活発である事を確認した。2.150から300WのRF入力の増加に対して、Sc原子及びNa原子のスペクトル線強度は増加したが、Scイオンのスペクトル線強度は減少した。3.Sc原子とScイオンのスペクトル線の放出係数比から評価した温度は、5000K程度であり、RF入力の増加に対して300500K程度減少する傾向が認められた。本研究は、演色性に優れた光源として最近名所で使われ始めたメタルハライド放電ランプ内の放電を対象として、i)放電中における温度分布及び各種粒子密度分布を精度良く計測し、ii)計測データを基に放電のモデル化を行って放電中での粒子及びエネルギー輸送過程について明らかにすることを目的にしています。

昨年度に引き続き、高周波電源を用いた誘導結合形無電極メタルハライド放電に対して、発光分光法とレーザー誘起蛍光法を用いた計測による実験的研究を主として行い、以下のような成果を得ました。計測対象ランプは、石英製の円筒状放電管(内径27mm、高さ10mm、封入物;ScI3:4.1mg、NaI:16.3mg、Xe:200Torr)を真空引きされた外管(外径35mmの円筒状石英管)内に納めたものと外管の無い放電管のみのものの2種類です。i)外管の有るランプにおける発光スペクトルの空間分布は,支持棒取付け部で小さいことを除いてほぼ軸対称なリング状にあった。ii)外管の無いランプにおける発光スペクトルの空間分布は,小さいRF入力では軸対称性からのずれが大きかったが,逆に大きいRF入力では完全に軸対称といえた。iii)ランプの構造の違いに伴う放電管の冷却機構(空気の対流,支持棒からの熱伝動損失)の差から,発光スペクトルの空間分布やスペクトル構造のRF入力への依存性が異なることが実験的に確かめられた。
ウリ科作物の効率的な組換え体創出のためのスーパーアグロバクテリウムの開発

本研究では、エチレンが介する植物-アグロバクテリウム相互作用を解明し、その知見を利用したウリ科作物への遺伝子導入効率の良いスーパーアグロバクテリウムを分子育種することに取組んだ。その結果、以下の成果が得られた。1.エチレンはアグロバクテリム菌自体の生育を抑制するのではなく、エチレン反応を示す植物がアグロバクテリウムのvir遺伝子群の発現を抑制すること、この抑制効果はエチレン処理により植物細胞内で蓄積もしくは消失する物質よることを明らかにした。この結果より、アグロバクテリムに植物のエチレン生合成を抑制する能力を付与することで、遺伝子導入能力が向上するものと考えられた。2.リゾビトキシンは、ダイズ根粒菌が生産するエチレン生合成阻害剤であり、宿主植物のエチレン発生を低下させる。本研究では、ダイズ根粒菌USDA94株のrtxACDEFG遺伝子及びミヤコグサ根粒菌のOAH合成遺伝子をアグロバクテリウムC58株に導入し、リゾビトキシンを生産させることに成功した。ACCデアミナーゼは、各種共生細菌が生産する酵素で、エチレン前駆体であるACCを分解し、植物のエチレン生合成を抑制すると考えられている。本研究では、シュードモナス由来のACCデアミナーゼ遺伝子をアグロバクテリウムC58株に導入し、ACCデアミナーゼ酵素活性を付与することに成功した。3.リゾビトキシンもしくはACCデアミナーゼを生産するアグロバクテリムC58株(以降、スーパーアグロバクテリム)のメロンへの遺伝子導入能力を検討した。その結果、両株ともメロンの形質転換効率を有意に上昇させた。ACCデアミナーゼ生産C58株について、シロイヌナズナへの遺伝子導入効率も向上することを示した。以上のように、本研究では植物への遺伝子導入能力を向上したスーパーアグロバクテリウムの分子育種に成功した。本研究では、ウリ科作物の組換え体創出の問題点を解決し、効率的な遺伝子導入技術を開発することを目的に、以下の研究を実施する。即ち、(1)形質転換体選抜方法の改良、(2)スーパーAgrobacteriumの分子育種、(3)スーパーAgrobacteriumの遺伝子導入効率の評価、(4)各種ウリ科作物への遺伝子導入に対する開発技術の汎用性の検証である。平成15年度は、以下の研究成果が得られた。従来のウリ科作物の不定芽培養系を使った形質転換では選抜個体の中に"エスケープ"が多く含まれることが問題となっている。本年度はメロンの2つのモデル系統(reticulatusとcantalupensis)を用いて液体振とう培養と不定胚培養系を組合せることで"エスケープ"を大幅に減らす組換え体創出法を開発した。さらに、他のモデル系統(inodolus)でも液体振とう培養により不定胚誘導と植物体再生を行うことに初めて成功し、形質転換系確立に取組んでいる。エチレンがAgrobacteriumの植物への遺伝子導入を抑制する機構に関して詳細な解析を行った結果、菌自体の生育を抑制するのではなく、植物が作るAgrobacteriumの遺伝子導入を促進する物質の生産がエチレンにより抑制され、菌から植物細胞への遺伝子導入過程が抑制されることが示唆された。今後、この遺伝子導入促進物質の解明を行う予定である。植物のエチレン生合成を阻害するACCデアミナーゼを合成する能力をAgrobacteriumに付与する実験を行った。根粒菌(Mesorhizobium loti)からクローニングしたACCデアミナーゼ遺伝子をAgrobacteriumでの発現ベクターに組込み、得られた形質転換体の中からACCデアミナーゼ合成能力をもった株の選抜を行った。このスーパーAgrobacteriumに植物への遺伝子導入を確認するレポーター遺伝子を導入した。

これらの株を次年度の実験に使用する。また、根粒菌が生産するエチレン生合成阻害剤リゾビトキシンの生合成経路および植物との相互作用機構の一端を解明し、スーパーAgrobacterium作成の学術的な基盤を明らかにした。本研究では、ウリ科作物の組換え体創出の問題点を解決し、効率的な遺伝子導入技術を開発することを目的に、以下の研究を実施している。即ち、(1)形質転換体選抜方法の改良、(2)スーパーアグロバクテリウムの分子育種、(3)スーパーアグロバクテリウムの遺伝子導入効率の評価、(4)各種ウリ科作物への遺伝子導入に対する開発技術の汎用性の検証である。平成16年度は、以下の研究成果が得られた。形質転換法の改良では、メロンの病害虫抵抗性遺伝子の重要な遺伝資源であるPI161375(Cucumis melon subsp. agrestis)において液体振とう培養による不定胚培養系を開発した。この技術と前年度に開発したメロンのモデル系統の遺伝導入法を組合せることで、この重要な系統で組換え体が作成できることを示した。エチレンがアグロクテリウムの植物への遺伝子導入を抑制する機構に関してさらに詳細な解析を行った結果、エチレンは菌自体の生育を抑制するのではなく、アグロバクテリウムのもつ遺伝子導入に関連したvir遺伝子群の発現を促進する植物側が作る物質の生産を抑制することが示唆された。エチレン生合成を阻害すると考えられているACCデアミナーゼを合成する遺伝子をアグロバクテリウムにプラスミドとして導入した。得られた菌を使ってメロンへの遺伝子導入実験を行った結果、開発した菌の遺伝子導入能力が向上していることが示唆された。しかし、アグロバクテリウム内でACCデアミナーゼ遺伝子をプラスミドで保持させることが困難で、安定した遺伝子導入能力を発揮させるには、この遺伝子のアグロバクテリウムへの付与の仕方に工夫が必要であると考えられた。根粒菌Bradyrhizobium elkaniiが生産するエチレン生合成阻害剤リゾビトキシン(RT)の生合成において、(1)グルタミンがRT中間体セリノールおよびジヒドロリゾビトキシン(DRT)合成の基質となりうること、(2)rtxD遺伝子はグルタミンのDRTの取込みに関与することが示唆された。lacプロモーター転写制御下においたリゾビトキシン生合成遺伝子群(rtxACDEFG)を導入したアグロバクテリウム内でもrtx遺伝子が発現し、リゾビトキシンを合成した。しかし、合成量が微量であるため、今後遺伝子導入誘導培地におけるリゾビトキシン生産系の効率化が必要である。本研究では、植物-微生物(特に根粒菌)の相互作用を解明し、その知見を利用した遺伝子導入効率の良いスーパーアグロバクテリウムの育種に取組んでいる。エチレンが、植物への遺伝子導入を抑制する仕組みを解析した。その結果、エチレンが植物表面でのアグロバクテリウム接着と増殖を抑制しないこと、vir遺伝子群の発現を抑制すること、植物細胞内での遺伝子輸送を抑制することが明らかになった。アグロバクテリウムにACCデアミナーゼ遺伝子をプラスミドで導入したが、このプラスミドは菌体に保持されなかった。
旧産炭地域における高齢者のヘルスプロモーション事業の支援に関する基礎的研究

本研究では,要支援・要介護レベルの者のQOLおよび日常生活機能の向上を意図した総合型(身体機能面・栄養面・心理面など)介護度改善プログラムを実施し,その有効性について検討することを目的とした.対象は,要支援または要介護1と認定された在宅高齢女性39名であり,その内27名を介入群(平均年齢80.0±7.4歳),12名をコントロール群(平均年齢83.2±3.9歳)とした.介入群を対象に,身体活動量の増加や自宅での運動継続を意図した運動指導を12週間に渡って実施した.また,日常生活(要介護認定79項目問診,身体活動量)・栄養・心理的健康(精神的健康パターン,QOL,認知機能)・生理的指標(血液検査,身体機能測定,反応速度テスト),インタビュー調査を行い,運動指導前後で検討した.その結果,要介護認定問診の「立ち上がり」と「聴力」の項目に改善が認められた.栄養調査・指導を行ったところ,対象者と同年代の本邦高齢者の摂取量と同等の値が得られ,その効果が認められた.精神的健康パターン診断では,「睡眠・起床障害」の項目に,また,QOLおよび認知機能の心理的健康の指標に改善が認められた.さらに,血液検査,身体機能測定,反応速度テストにおいても改善がみられた.今後,本プログラムを標準化していくことで,各種専門家の連携や効果的な運用につながり,本邦の高齢社会に対する指針やヘルスプロモーション施策を立案する一助になるものと思われる.本研究では,高齢者の転倒の主因である,(1)平衡機能の低下,(2)全身反応時間の低下,(3)下肢筋力の低下を考慮し,IT(パソコン)と転倒予防トレーニングを結合させた健康づくりプログラムのモデルケースを作成するとともに,"住民自身による健康づくり"を目指した事業を推進し,その効果を検討することを目的とした.まず,旧産炭地域および都市部在住の高齢者(平均年齢:66.8±8.9歳)79名を対象に,バランス能力テスト,パソコンを用いた反応速度テストを実施するとともに,転倒自己効力感の評価を行い,それらの関連性について検討した.その結果,反応速度とバランス能力および転倒自己効力感の関連性が示された.また,測定結果をフィードバックする際に,8項目からなるバランス能力テストの結果を年齢尺度に変換した「転倒予防年齢」を算出した.これにより,暦年齢との比較でバランス能力や身体機能を容易に評価することができ,健康づくりの動機づけや運動教室の導入の段階をスムースに行えるものと思われた.次に,旧産炭地域在住の高齢者(66.3±4.2歳)20名を対象にパソコンを用いた反応速度と転倒予防のトレーニングを12週間にわたって実施し,転倒予防に貢献すると考えられる身体機能,転倒への恐怖感,身体活動量について教室前後で検討した.トレーニングは,平衡機能,下肢筋力および姿勢調整能力の改善を導き,その結果として転倒予防につながる可能性が示された.本教室は転倒予防を前提として実施したが,同時に教室受講後,各地域での健康づくりの担い手として,健康づくりリーダーの養成を兼ねた.来年度以降は各校区を主体とする健康づくり事業へとつなげる予定である.以上の結果は,旧産炭地域における高齢者のヘルスプロモーション事業の支援に関する基礎資料として利用できるものと思われる.本研究では,旧産炭地域在住の高齢者を対象に"住民自身による健康づくり"を目指した事業を推進し,その効果を検討することを目的としている.今回は,様々な理由から行政施設等に出向きにくい辺地の住民を対象にした健康支援事業の推進を意図し,地区の公民館で出前方式で実施した.なお,昨年度の参加者に「健康づくりリーダー」として参加していただき,"住民自身による健康づくり"につなげていくよう配慮した.平均年齢67.6±14.0歳の高齢者38名を対象に,パソコンを用いた反応速度テスト,転倒予防および身体活動量の増加を意図した運動指導,身体機能測定,形態測定,血液検査や食事調査による生活習慣病の保健指導・栄養指導,健康情報の提供等を11週間にわたって実施し,出前方式の健康支援事業が高齢者の身体機能,身体活動量等に及ぼす影響について検討を行った.健康支援事業により,対象者の身体活動量に増加傾向が認められた.また,平衡機能,下肢筋力および姿勢調整能力の改善が認められ,その結果として転倒予防につながる可能性が示された.本教室は転倒予防,身体活動量の増加を前提として実施したが,同時に教室受講後,各地域での健康づくりの担い手として,健康づくりリーダーの養成を兼ねた.来年度以降は,より住民を主体とした健づくり事業へとつなげていく予定である.以上の結果は,旧産炭地域における高齢者のヘルスプロモーション事業の支援に関する基礎資料として利用できるものと思われる.本研究では,要支援・要介護レベルの者のQOLおよび日常生活機能の向上を意図した総合型(身体機能面・栄養面・心理面など)介護度改善プログラムを実施し,その有効性について検討することを目的とした.対象は,要支援または要介護1と認定された在宅高齢女性39名であり,その内27名を介入群(平均年齢80.0±7.4歳),12名をコントロール群(平均年齢83.2±3.9歳)とした.介入群を対象に,身体活動量の増加や自宅での運動継続を意図した運動指導を12週間に渡って実施した.また,日常生活(要介護認定79項目問診,身体活動量)・栄養・心理的健康(精神的健康パターン,QOL,認知機能)・生理的指標(血液検査,身体機能測定,反応速度テスト),インタビュー調査を行い,運動指導前後で検討した.

その結果,要介護認定問診の「立ち上がり」と「聴力」の項目に改善が認められた.栄養調査・指導を行ったところ,対象者と同年代の本邦高齢者の摂取量と同等の値が得られ,その効果が認められた.精神的健康パターン診断では,「睡眠・起床障害」の項目に,また,QOLおよび認知機能の心理的健康の指標に改善が認められた.さらに,血液検査,身体機能測定,反応速度テストにおいても改善がみられた.今後,本プログラムを標準化していくことで,各種専門家の連携や効果的な運用につながり,本邦の高齢社会に対する指針やヘルスプロモーション施策を立案する一助になるものと思われる.
ナノ薄膜層状伝導システムの創生とコヒーレント伝導制御

ナノスケール層状物質を単層あるいは数層の薄膜に剥離して電極を作製することで、移動度の高い低次元伝導システムとなる。各層は原子スケール厚であり、この高い移動度を有する系では電気伝導がコヒーレントであることが期待される。これを実証するために、炭素系層状物質であるグラファイトを剥離して単層あるいは少数層の炭素超薄膜伝導システムの構築を試みた。SiO2基板上にグラファイトを押しつけて薄膜を剥ぎ取り、光学顕微鏡観察によって特に薄い膜を選び出し、微細加工によって電極を作製した。まず、この光学顕微鏡観察において、従来の経験則に強く依存した原子薄膜枚数決定法に対して、CCDシステムを導入して機械的に確実に枚数を確定できる方法を確立した。これはSiO2/Siでのグリーン光の反射強度をCCDで検出して数値化することで、SiO2/Si上のグラフェン薄膜での光反射強度の低下を精密に再現性よく検出することで実現した。このようなグラフェンデバイスを制御性よく作製し、電気伝導性を調べることに成功した。まず、電界の遮蔽長を調べた。グラフェンの上下のゲート電極によって、電界を印加すると、電界は1.2 nm程度で遮蔽されることがわかった。この厚さは3層程度に相当し、電界効果素子では1層もしくは2層とするべきであることを示唆している。また、超伝導近接効果により、超伝導対のコヒーレント伝導長を調べ、ゲート変調による制御に成功した。さらに、スピン伝導でも同様に、スピンコヒーレント伝導の計測とゲート制御に成功した。これらの結果は今後のグラフェンエレクトロニクスへの展開性を示しており、本研究での成果を基として、今後さらなる研究の発展を試みたい。2次元薄膜グラファイトの電気伝導探索と制御を目指して、素子形成技術および電気伝導の基礎検討を行った。この2次元超薄膜グラファイトはディラックコーン型の状態密度を有する低次元伝導システムであり、系に特有の伝導が期待できる。特に電子のコヒーレントな伝導が予見されており、微細加工によって引き出すことを目指している。この特性を引き出すために、バルクグラファイトから超薄膜グラファイトを取り出し電極を作製する技術を構築した。この超薄膜での電気伝導は、原料となるバルクグラファイトの作製条件に大きく依存することがわかった。また、電極金属の仕事関数とグラファイト材料の仕事関数の相対差に伝導特性が大きく依存することも明確になった。さらに、薄膜の微細加工技術を追求した。電子ビーム露光技術を使って微細構造を有するアルミニウムマスク薄膜をグラファイト上に形成し、このマスク薄膜の形成されていない部分を酸素プラズマエッチングによって除去した。このパターン化したグラファイト超薄膜に電極を形成して低温で電気伝導を計測したところ、系の電子状態の乱れに起因する伝導現象を見出すことに成功した。さらに電極材料に超伝導材を用いた素子においては、超伝導近接効果に起因する電流の検出に成功した。この超伝導近接電流においては、上記の電子系の乱れとの相関が現れ、コヒーレント伝導である超伝導近接効果と乱れ現象との密接な相関の研究を開拓することが出来るシステムであることが判明した。この高い移動度を有する系では電気伝導がコヒーレントであることが期待される。SiO_2基板上にグラファイトを押しつけて薄膜を剥ぎ取り、光学顕微鏡観察によって特に薄い膜を選び出し、微細加工によって電極を作製した。

このような薄いフィルムでの電気伝導を変調するためには、SiO_2の裏面のドープSi基板に電圧を印加して"バックゲート"変調を行うのがこれまでの一般的な手法であったが、我々はAl薄膜を炭素超薄膜に直接形成して自然酸化によってセルフアライメント的に相互の界面に酸化膜が形成されることを見出し、Al膜に電圧を印加することで極めて効率的なゲート電極を作製できることを発見した。このAl高効率ゲートと従来型のSiO_2/ドープSi基板ゲートのそれぞれに電圧を印加して、炭素超薄膜の伝導を電気的に詳細に調整することができた。これによって炭素超薄膜の層間方向の電場遮蔽長を直接的に調べることに成功した。この実験結果から遮蔽長は1.2nmと推定され、わずか2-3層によって電場が遮蔽されることがわかった。この結果を基に、今後は2-3層の炭素超薄膜の素子を作製し、電気伝導のコヒーレンス性を伝導のゲート電圧変調として検出していくことを目指している。ナノスケール層状物質を単層あるいは数層の薄膜に剥離して電極を作製することで、移動度の高い低次元伝導システムとなる。各層は原子スケール厚であり、この高い移動度を有する系では電気伝導がコヒーレントであることが期待される。これを実証するために、炭素系層状物質であるグラファイトを剥離して単層あるいは少数層の炭素超薄膜伝導システムの構築を試みた。SiO_2基板上にグラファイトを押しつけて薄膜を剥ぎ取り、光学顕微鏡観察によって特に薄い膜を選び出し、微細加工によって電極を作製した。まず、この光学顕微鏡観察において、従来の経験則に強く依存した原子薄膜枚数決定法に対して、CCDシステムを導入して機械的に確実に枚数を確定できる方法を確立した。これはSiO_2/Siでのグリーン光の反射強度をCCDで検出して数値化することで、SiO_2/Si上のグラフェン薄膜での光反射強度の低下を精密に再現性よく検出することで実現した。グラフェン1枚増えるごとに、おおよそ8%の光が減衰する。この方法によって、1層もしくは2層のグラフェンを効率的に集めて、研究を進めることに成功した。この総数決定は、前年度の炭素超薄膜の層間方向の電場遮蔽長の推定結果(1.2nm)を基として、電気伝導のゲート変調可能な膜厚である。このグラフェンの膜厚方向に強電界を印加すると、2層グラフェンに限って抵抗の指数関数的な増大が起こることを見出した。この抵抗増大は、元来ゼロギャップ半導体であるグラフェンにバンドギャップが導入されたことを示唆し、今後のグラフェンエレクトロニクスヘの展開を示している。今後、更なる特性の解明を進めて、エレクトロニクス応用などへの模索を試みる。
ソフトフォトニッククリスタルの創製

【ラメラゲルの構造色変化による混合溶媒の溶媒比の可視化】poly(dodecyl glyceryl itaconate)(PDGI)二分子膜とポリアクリルアミド(PAAm)層の積層構造から成るPDGIゲルはPAAm層の層間長に起因する赤色から紫色まで連続的な構造色を示す。このゲルを種々の混合比のイオン液体/水混合溶媒に浸漬させたところ、イオン液体の含率の増加に伴い構造色がオレンジから青まで変化し、溶媒混合比の可視化に成功した。またイオン液体に完全に置換したラメライオンゲルは極めて高強度・高靱性を示す非乾燥性ソフトマテリアルに変化した。これら溶媒置換は完全に可逆であり何度でも繰り返し使用できる可視化センサーとして応用できる。【エラストマー力学場中のソフトクリスタルの力学物性評価】ソフトクリスタルの力学物性を測定するために力学場としての柔軟なエラストマー中にソフトクリスタルを埋入し、エラストマーの引張試験と結晶の顕微鏡観察を同時に行うことで結晶の破壊応力(σ_F)及び破壊歪(ε_F)を求めた。針状の単結晶ソフトクリスタル[Pt(CN)2(bpy)]の長軸に対して平行及び垂直方向に引張試験を行ったところ、長軸(c軸)のσ_F=0.045 MPa、ε_F=0.05に対し、短軸(b軸)ではσ_F=0.5 MPa、ε_F=0.32を示し、力学的異方性を評価することに成功した。【ソルバトクロミズムを利用した分子拡散の可視化】ソルバトクロミズムを示すソフトクリスタルを用い、ハイドロゲル中の分子拡散の様子を可視化した。一般的なポリアクリルアミドゲルに[Pt(CN)2(bpy)]を埋入したところ、水分子とソフトクリスタルが相互作用を形成することでオレンジ色を示した。そのハイドロゲルへ外部からエタノールを拡散させるとエタノールによって結晶が脱水和しオレンジ色から緑色へ変化し、拡散の様子を可視化することに成功した。イオン液体を二分子膜ゲルの溶媒に用いることで、溶媒と高分子間の相互作用による材料の高靱化だけでなく、ハイドロゲルに常に付きまとう乾燥の問題を解決し、大きな進展と言える。ソフトクリスタルの力学評価について、エラストマーを力学場とすることで、小さい結晶の力学測定が容易に評価でき、結晶の短軸と長軸で破壊のプロファイルが異なることを実測した。ハイドロゲルは様々な物質が容易に拡散できるが、色素以外を可視することは難しい。ソルバトクロミズムを有するソフトクリスタルを埋め込むことで、対応する低分子がゲル内部を拡散していく様子を可視化することに成功した。総じて、おおむね順調に進展していると判断した。前年に引き続き、ソフトクリスタルの相転移に要する力の閾値を測定するために、青山学院大学長谷川美貴教授、大阪大学末延知義助教及び北海道大学加藤昌子教授らが開発している種々のソフトクリスタルを高靱性エラストマー内に包埋し、マクロなエラストマーの変形を介して、ミクロなソフトクリスタルの力学物性を評価する。また、蛍光顕微鏡を用いて引張測定の様子をその場観察することで、力学プロファイルとクリスタルの形態変化を合わせて評価する。熱で可逆的に1,000倍以上弾性率が上昇するソフトマテリアルの構造評価を熱分析が専門の東京工業大学森川淳子教授と行う。本材料は、ある温度以上で二相に分離する下限臨界共用温度(LCST)を有し、この相分離が力学物性転移を引き起こす。この際、非常に多くの界面を形成するため、大きな界面熱抵抗が生じると予想される。よって温度掃引しながら熱拡散率を測定し、そこから相分離構造の形成及び成長過程を評価する。薄くスライスした本試料に対して、森川教授が開発した正弦波の温度振動を印加する温度波熱分析装置を用いて評価する。本材料は、相分離を起こすと高分子が高密度になった疎水ドメインを形成する。この疎水場形成を観察するために、疎水環境でのみ蛍光を生じる蛍光物質ANSを本試料に含浸させ、東京大学石井和之教授らと共に高分解能レーザー共焦点顕微鏡を用いて、形態変化を観察する。指圧程度の低力学刺激及び僅かな環境刺激に応答して構造色由来の色相が多彩に変化するソフト&アクティブな高靭性フォトニックマテリアル創製に向けて、脂質二分子膜積層構造を有するラメラゲル(PDGIゲル)を作製し、1.含水率がラメラゲルの構造色及び力学物性に与える影響、及び2.二分子膜配向様式による構造色の角度依存性について評価した。1.PDGI二分子膜とポリアクリルアミド(PAAm)層の積層構造から成るPDGIゲルはPAAm層の層間長に起因する連続的な構造色を示す。比較的層間長が長い赤色を呈すPDGIゲルを徐々に乾燥させると、構造色がブルーシフトしていく様子が確認され、層間長が揃った状態で乾燥することが示された。また、ゲルの含水率が58%を境に、延性から脆性へ力学物性転移することが確認された。この転移は、PAAm層の脱水によるゴム-ガラス転移に起因するが、純PAAmゲルでは含水率26%に境界を持つ。この高い含水率において転移点を有することは、比較的硬い脂質二分子膜間に存在するサブミクロンスケールのPAAm層のダイナミクスがバルクと大きく異なることを示している。PAAm-PDGI交互積層によるラメラ層の配向様式がシート状及び同心円状のハイドロゲルを作製し、構造色の角度依存性を検証した。シート状のラメラゲルは、強い角度依存性を示し、ブラッグの回折と対応して浅い角度ほどブルーシフトすることが観察された。

一方、同心円状のロッドゲルでは角度依存性が認められず、どの方向からも同じ色が観察された。またどちらの形状のゲルにおいてもPAAm層の層間長によって構造色の色相を赤から紫制御でき、かつ力学物性が純PAAmゲルに比べて向上した。角度に依存せず構造色を変調可能な材料は新機構ディスプレイ素子への応用が期待できる。角度依存性のない同心円状のロッドゲルに成功し、かつシート状ゲルと同様に、層間隔の調整によって様々な色相の構造色を示すゲルの創製に成功した。さらに、薬物徐放モデル実験として、ロッドゲル内部に担持した色素の拡散実験をおこなったところ、純PAAmゲルと比べて優れた長時間拡散挙動を示し、DDSキャリアーとしての応用も期待できる。粘弾性測定装置を用いた剪断応力とラメラ相形成の関係性についても既にゲルの作製に成功しており、順調に進んでいると判断した。【ラメラゲルの構造色変化による混合溶媒の溶媒比の可視化】poly(dodecyl glyceryl itaconate)(PDGI)二分子膜とポリアクリルアミド(PAAm)層の積層構造から成るPDGIゲルはPAAm層の層間長に起因する赤色から紫色まで連続的な構造色を示す。このゲルを種々の混合比のイオン液体/水混合溶媒に浸漬させたところ、イオン液体の含率の増加に伴い構造色がオレンジから青まで変化し、溶媒混合比の可視化に成功した。またイオン液体に完全に置換したラメライオンゲルは極めて高強度・高靱性を示す非乾燥性ソフトマテリアルに変化した。これら溶媒置換は完全に可逆であり何度でも繰り返し使用できる可視化センサーとして応用できる。【エラストマー力学場中のソフトクリスタルの力学物性評価】ソフトクリスタルの力学物性を測定するために力学場としての柔軟なエラストマー中にソフトクリスタルを埋入し、エラストマーの引張試験と結晶の顕微鏡観察を同時に行うことで結晶の破壊応力(σ_F)及び破壊歪(ε_F)を求めた。針状の単結晶ソフトクリスタル[Pt(CN)2(bpy)]の長軸に対して平行及び垂直方向に引張試験を行ったところ、長軸(c軸)のσ_F=0.045 MPa、ε_F=0.05に対し、短軸(b軸)ではσ_F=0.5 MPa、ε_F=0.32を示し、力学的異方性を評価することに成功した。【ソルバトクロミズムを利用した分子拡散の可視化】ソルバトクロミズムを示すソフトクリスタルを用い、ハイドロゲル中の分子拡散の様子を可視化した。一般的なポリアクリルアミドゲルに[Pt(CN)2(bpy)]を埋入したところ、水分子とソフトクリスタルが相互作用を形成することでオレンジ色を示した。そのハイドロゲルへ外部からエタノールを拡散させるとエタノールによって結晶が脱水和しオレンジ色から緑色へ変化し、拡散の様子を可視化することに成功した。イオン液体を二分子膜ゲルの溶媒に用いることで、溶媒と高分子間の相互作用による材料の高靱化だけでなく、ハイドロゲルに常に付きまとう乾燥の問題を解決し、大きな進展と言える。ソフトクリスタルの力学評価について、エラストマーを力学場とすることで、小さい結晶の力学測定が容易に評価でき、結晶の短軸と長軸で破壊のプロファイルが異なることを実測した。ハイドロゲルは様々な物質が容易に拡散できるが、色素以外を可視することは難しい。
中心視野と周辺視野の機能的差異に注目した初期視覚野における信号の流れの解析

視覚的認識において対象の周辺から影響を受ける脳内メカニズムを、大脳皮質視覚野における情報の流れに注目して明らかにすることを目的とした。内因性光計測実験から、周辺視野に対応する皮質領域において対象の周辺からの影響が大きいことを確認した。電気生理実験から、神経細胞活動の相関性を解析する実験系を確立し、神経細胞活動の相互相関の時間的遅延から、対象の周辺から影響を受けるときの皮質における視覚情報の流れを明らかにした。本研究は、視覚的認識において対象の周辺から影響を受ける脳内メカニズムを、大脳皮質視覚野における情報の流れに注目して電気生理学的に明らかにすることを目的とする。ネコの初期視覚野を対象とし、中心窩を含む中心視野、及び周辺視野において、視覚刺激の中心と周辺に異なる方位の縞目を提示し、内因性光学的イメージング法により、皮質の細胞集団の活動を記録した。縞目の空間周波数を変えて提示したところ、周辺視野において刺激の周辺からの影響が大きく、その影響は、刺激の周辺に提示した縞目の空間周波数に依存していた。このことから、刺激の中心に対応する皮質領域の活動は、周辺に対応する刺激によって補完されていることが考えられた。視野内の広い領域に縞目を提示し、縞目の空間周波数、及び時間周波数を変えて皮質の細胞集団の活動を計測した実験から、初期視覚野の中心視野に対応する領域は幅の狭い(大きな空間周波数の)縞目、周辺視野に対応する領域は幅の広い(小さな空間周波数の)縞目に対して嗜好性を持つことが明らかになった。補完が生じる視覚情報の流れを明らかにするため、5×5の記録点を持つアレイ電極を皮質に刺入し、視覚刺激の中心、及び周辺に受容野を持つ神経細胞の活動を同時に記録した。16の記録点の信号を解析するシステムを保有しているため、このうち16の記録点からの信号を解析している。脳波を測定した論文を参考にし、2次元平面における電流源密度解析法のプログラムを作成した。現在はプログラムを改良しながら精度の高い結果を得るための解析を行っている。記録点間の活動電位、及び局所電場電位の相互相関解析も同時に行っており、現在までにプログラムを作成し、1つ1つの電極点間の活動の相互相関解析を行っている。本研究は、視覚的認識において対象の周辺から影響を受ける脳内メカニズムを、大脳皮質視覚野における情報の流れに注目して明らかにすることを目的とする。ネコの初期視覚野を対象とし、視覚刺激の中心と周辺に異なる方位の縞目を呈示したときの皮質の活動を計測した。内因性光学的イメージング法で皮質の広範囲の活動を計測し、周辺視野において、視覚刺激の中心に対応する皮質領域が刺激の周辺からの影響を受けることを確認した。本年度はさらに、5×5の多点記録電極を視覚皮質に挿入し、周辺視野に対応する皮質領域において神経細胞の活動の相互相関を調べ、活動電位の発生時間の差から視覚信号の流れを解析した。視覚刺激の中心と周辺に異なる縞目を呈示し、436の細胞ペアの相互相関を解析した。30のペアが有意な相互相関の値を示した。そのうち8ペアにおいて、活動の相互相関値の最大値が時間的遅延を持って発生し、視覚刺激の周辺に受容野を持つ細胞の方が、中心に受容野を持つ細胞よりも早く発火していた。この結果は、視覚刺激の中心と周辺に異なる縞目を呈示した際に、視覚刺激の周辺に対応する皮質領域から中心に対応する皮質領域に向かう信号の流れが生じたことを示唆する。これらのペアは、視覚刺激の中心と周辺に同じ刺激を呈示したときは有意な相互相関の値を示さなかった。活動電位を記録すると同時に局所電場電位を記録し、電流源密度解析から、視覚刺激の周辺に対応する皮質領域から中心に対応する皮質領域に向かう信号の流れの解析を行っている。電流源密度解析においては、視覚刺激の中心と周辺に同じ刺激を呈示した場合と、異なる刺激を呈示した場合とで明らかな違いは未だ見つかっていない。今後は、単一神経細胞の活動を用いた相互相関解析を進め、同時に局所電場電位を用いた解析法についても更に検討する。中心視野に対応する皮質領域において、対象の周辺からの影響は小さいが、周辺視野に対応する皮質領域において、対象の周辺からの影響が大きい。本研究では、中心視野と周辺視野の機能的差異に注目し、初期視覚野において、それぞれの視野に対応する皮質領域の空間周波数、時間周波数特性を内因性光計測実験から明らかにし、周辺視野において対象の周辺から影響を受けるときの視覚情報の流れを多点記録電極を用いた電気生理実験から明らかにすることを目的とした。内因性光計測実験より、周辺視野に対応する皮質領域において、嗜好性を持つ空間周波数が中心視野に対応する皮質領域よりも小さいことが示された。さらに、周辺視野に対応する皮質領域の方が、中心視野に対応する皮質領域よりも時間周波数、空間周波数への嗜好性が強く、中心視野と周辺視野の機能的差異が皮質レベルで示された。周辺視野に対応する皮質領域において、対象の周辺から影響を受けるときの皮質における視覚情報の流れを多点記録電極を用いた電気生理実験から調べた。5×5の記録点を持つ多点記録電極を周辺視野に対応する皮質領域に配置し、神経細胞の活動を記録してスパイク活動の相互相関解析を行い、相互相関の時間的遅延から、皮質における視覚情報の流れを解析した。