hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
胎児期のアルコール被曝による脳特異物質発現障害の神経化学的、学習行動学的研究

胎児期のアルコール被曝が胎児に精神神経異常を起こす機作の解明を目的として、ラットを利用して本研究を行った。実施した項目は、胎児期のアルコール被曝が学習行動に及ぼす影響についての学習実験と、神経特異物質のmRNAの発現を調べる実験の二つである。1.学習実験は、コンピューター解析と組み合わせたスキナ-箱による明度弁別学習実験である。これは、動物実験にありがちな変動要因を出来るだけ排除しているため、得られるデータの客観性が非常に高い。まず、体内アルコール被曝ラットを作製した。妊娠6日目から出産予定日まで10%エタノール/生理食塩水を2g(G群)または3g(F群)/kg/dayを腹腔内投与し、出産後90日まで飼育したラットについて学習実験を実施した。スキナ-箱(学習箱)の前面にある光呈示窓に投射される光を弁別して正の報酬を得る明度別学習課題を行い、コンピューターと連動させた。活動量についても測定を行った。再現性を確かめるために、同じ実験を3度実施した。2月26日現在で3回目の実験を終えたばかりである。コンピューター解析を終えた2回までの実験の結果によれば、対照群と実験群では、記憶判別度に差が殆ど出なかったが、活動指数がhigh doseの実験群で有意に高くなった。3回目のデータ解析と併せて考察を行う予定である。生後90日よりも短い時点での学習実験も予定している。2.体内アルコール被曝ラットについて、生後日齢4、10、13、21、31、42、90日のラットから脳を採取して、直ちに液体窒素で凍結させた。これらの脳からmRNAを抽出して、ミエリンPLPタンパク、塩基性タンパク、CNPase、アセチルコリンネステラーゼ、チロシン水酸化酵素のノーザンハイブリダイズとRT-PCRによる神経特異物質の発現を調べる実験を実施している。この実験についてはミエリンタンパクについての結果を出したが、伝達物質関連酵素については、2月26日現在進行中である。
対称マルコフ過程のスペクトル的性質と確率解析

昨年度までの研究で、対称マルコフ過程に対して、既約性、強フェラー性、緊密性なる三つの性質をもつクラス(以下,クラス(T)と呼ぶ)を導入し、その性質を調べてきた。特に、クラス(T)に属するマルコフ過程が生成する半群はL^2-コンパクト作用素となり,全ての固有関数が有界連続修正をもつことを示した。さらに保存性を仮定すると、非常に強いエルゴード性、すなわち任意のコンパクト集合に対してその補集合からの脱出時刻が指数可積分性をもつことを示した。吸収壁マルコフ過程がクラス(T)に属する場合には、基底状態を用いたh-変換によって構成される対称マルコフ過程は、クラス(T)に属する保存的な対称マルコフ過程になることが示せる。本年度はこれら結果の応用として、多次元の対称安定過程に正のポテンシャルをもつファインマン・カッツ汎関数のウエイトをつけ、それをさらに正規化して得られる確率測度の長時間極限(ファインマン・カッツ処罰問題と呼ばれる)を考察し、正のポテンシャルがlog|x|より早く発散するときに、極限の確率測度の存在とその特徴付けを指導学生であるYunke Liとの共同研究で行った。ディリクレ形式にポテンシャル項を加えてできる正定値シュレディンガー形式に対する臨界性・劣臨界性の定義を、h-変換をとおしてディリクレ形式の再帰性・過渡性で定義した。強フェラー性を持つ既約な対称マルコフ過程の生成するディリクレ形式にグリーン緊密性を持つ測度を加えて定義される正定値シュレディンガー形式に対しては、臨界性・劣臨界性の判定が時間変更過程のスペクトル下限が1に等しいか大きいかで与えられる。今年度はその応用として,正定値シュレディンガー形式の比較することにより、一方の臨界性から他方の臨界性が導かれるというリュービル型定理を示した。正定値シュレディンガー形式に対しては、臨界性・劣臨界性の判定を時間変更過程のスペクトル下限が1に等しいか大きいかで与えた。また、マルコフ作用素にポテンシャルを加えてできるシュレディンガー型作用素のグリーン関数に対して、それを核にもつポテンシャルを考える。そのポテンシャルに対して、最大値原理、連続性原理、エネルギー原理などマルコフ核がもつポテンシャルの基本的原理が保たれるための条件も時間変更過程のスペクトル下限が1に等しいか大きいかで与えることができた。今年度は正定値シュレディンガー形式の比較することにより、一方の臨界性から他方の臨界性が導かれるというリュービル型定理を示したが、やはりその証明にも正定値シュレディンガー形式の臨界性・劣臨界性の判定が時間変更過程のスペクトル下限で与えられることが重要な役割を果たした。いずれの場合も、代表者が以前から考察している対称マルコフ過程のクラス(クラス(T)と呼んでいる)に、時間変更過程が属することが鍵となっている。クラス(T)というクラスの設定は、一次元拡散過程の次に研究するクラスとして代表者が導入したが、そのクラス設定が上手く機能しているといえる。その他、準定常分布の存在と一意性が、保存的でないクラス(T)に属する対称マルコフ過程に対して示せたし、今年度はそのアイデアをもちいて、正のポテンシャルをもつファイマン・カッツ処罰問題を対称安定過程に対して応用できた。クラス(T)に属すマルコフ過程の半群はL^2-コンパクトであることを示したが、指導学生である松浦浩平はL^1-コンパクトに強化できる場合のあることを示し、さらに桑江(福岡大)と土田(防衛大)は強フェラー性の条件なしにL^2-コンパクトが示すなど、代表者の結果も関連する研究者に取り上げられ、強化ならびに拡張されている点でさらなる発展が見込める。クラス(T)に属する保存的でない対称マルコフ過程に対して,準定常分布の存在と一意性を示し、さらに内在的超縮小性を満たせばヤグロム極限にもなっていることが示せたが、興味深い適応例を見つけることが課題となる。特に、ジャンプを許す多次元の対称マルコフ過程に対しては、この一般論を適応できる具体例が少ない。具体的な生物モデルに対して,生存時間の減衰速度と準定常分布への収束速度を計算し比較検討することで、準定常分布の役割を明確にする。成果で述べたリュウビル性についても十分条件を見つけたが、多くの場合必要条件でもあるのではないかと考えている。正定値シュレディンガー形式に対する臨界性・劣臨界性について共同研究したことのある土田兼治(防衛大)と研究連絡をとる。具体的な生物モデルに対して生存時間の減衰速度と準定常分布への収束速度を計算し、比較検討する。数学的な副産物として,処罰問題をヤグロム極限の一般化と捉え,広い範囲の乗法汎関数に対して処罰問題を解決する。松浦浩平のL^1-コンパクトの証明を鑑みると、クラス(T)に属する広い範囲の対称マルコフ過程に対してL^1-コンパクト性が成立している可能性がある。その点を明らかにするために、マルコフ半群をL^1空間上の作用素としてそのスペクトルの性質を研究する。従来、スペクトルの下限のL^p-独立性を示してきたが、スペクトルのL^p-独立性にが示せ、また基底状態の可積分性を示したが、すべての固有関数が可積分であることが示せるであろう。また、桑江と土田の結果を考えると、これまで仮定してきた強フェラー性の条件は、推移密度関数の絶対連続性の置き換えることができそうだ。彼らとの研究連絡を密にして、その点を明らかにし、これまで代表者の示した結果を強化し拡張する。

昨年度までの研究で、対称マルコフ過程に対して、既約性、強フェラー性、緊密性なる三つの性質をもつクラス(以下,クラス(T)と呼ぶ)を導入し、その性質を調べてきた。特に、クラス(T)に属するマルコフ過程が生成する半群はL^2-コンパクト作用素となり,全ての固有関数が有界連続修正をもつことを示した。さらに保存性を仮定すると、非常に強いエルゴード性、すなわち任意のコンパクト集合に対してその補集合からの脱出時刻が指数可積分性をもつことを示した。吸収壁マルコフ過程がクラス(T)に属する場合には、基底状態を用いたh-変換によって構成される対称マルコフ過程は、クラス(T)に属する保存的な対称マルコフ過程になることが示せる。本年度はこれら結果の応用として、多次元の対称安定過程に正のポテンシャルをもつファインマン・カッツ汎関数のウエイトをつけ、それをさらに正規化して得られる確率測度の長時間極限(ファインマン・カッツ処罰問題と呼ばれる)を考察し、正のポテンシャルがlog|x|より早く発散するときに、極限の確率測度の存在とその特徴付けを指導学生であるYunke Liとの共同研究で行った。ディリクレ形式にポテンシャル項を加えてできる正定値シュレディンガー形式に対する臨界性・劣臨界性の定義を、h-変換をとおしてディリクレ形式の再帰性・過渡性で定義した。強フェラー性を持つ既約な対称マルコフ過程の生成するディリクレ形式にグリーン緊密性を持つ測度を加えて定義される正定値シュレディンガー形式に対しては、臨界性・劣臨界性の判定が時間変更過程のスペクトル下限が1に等しいか大きいかで与えられる。今年度はその応用として,正定値シュレディンガー形式の比較することにより、一方の臨界性から他方の臨界性が導かれるというリュービル型定理を示した。正定値シュレディンガー形式に対しては、臨界性・劣臨界性の判定を時間変更過程のスペクトル下限が1に等しいか大きいかで与えた。また、マルコフ作用素にポテンシャルを加えてできるシュレディンガー型作用素のグリーン関数に対して、それを核にもつポテンシャルを考える。そのポテンシャルに対して、最大値原理、連続性原理、エネルギー原理などマルコフ核がもつポテンシャルの基本的原理が保たれるための条件も時間変更過程のスペクトル下限が1に等しいか大きいかで与えることができた。今年度は正定値シュレディンガー形式の比較することにより、一方の臨界性から他方の臨界性が導かれるというリュービル型定理を示したが、やはりその証明にも正定値シュレディンガー形式の臨界性・劣臨界性の判定が時間変更過程のスペクトル下限で与えられることが重要な役割を果たした。いずれの場合も、代表者が以前から考察している対称マルコフ過程のクラス(クラス(T)と呼んでいる)に、時間変更過程が属することが鍵となっている。クラス(T)というクラスの設定は、一次元拡散過程の次に研究するクラスとして代表者が導入したが、そのクラス設定が上手く機能しているといえる。その他、準定常分布の存在と一意性が、保存的でないクラス(T)に属する対称マルコフ過程に対して示せたし、今年度はそのアイデアをもちいて、正のポテンシャルをもつファイマン・カッツ処罰問題を対称安定過程に対して応用できた。
千島列島付近潮汐混合の直接観測と北太平洋海洋循環・変動に与える影響の解明

H19年度においては、昨年度に引き続きロシア船を傭船し、約1週間(2007年8月下旬から9月上旬)にわたり千島列島海域の乱流計を用いた乱流直接観測を行うことができた。本年度観測では、昨年度機器の故障により十分な深さまで観測ができなかったブッソル海況西水道において1日連続観測を行うことができた。また、深い混合が予想されたブッソル海況東水道の1点、昨年度オホーツク海側で実施したウルップ海況太平洋側の3点、及び、ムシル海況4点で1日連続観測を行ったほか、重要な観測点で乱流・CTD観測を行うことができた。これらの観測により、千島列島海域には、一般的な中深層での乱流強度の約1万倍にも及ぶ1000cm2/secを越える鉛直拡散が起きていることが実証された。一方、1日の中でも潮汐流に応じて乱流強度は大きく変化すること、また、場所ごとに大きく変化することが明らかとなった。今後、さらに観測を行うとともに、長期観測データやモデルなどを用いてこの海域全体の寄与を明らかにしてゆく必要があることもわかった。また、これら乱流の直接観測データとCTDで取得された密度の鉛直方向の逆転から得られた間接的に乱流強度を比較した結果、乱流強度1桁の誤差範囲で間接的に乱流強度を見積もることができる手法を開発することができた。さらに、木の年輪から得られた長期気候指標北太平洋10年振動指数PDOに有意な18.6年潮汐振動周期を見出し、潮汐振動と気候との位相関係を明らかにした。これにより、日周潮汐の強い時期に、赤道域ではラニーニャ傾向、日本東方海域では高温、アリューシャン低気圧は弱い傾向になることがあきらかとなった。また、千島列島付近の日周潮汐が強い時期に表層の層厚が薄くなり、それが日本南岸まで伝搬することに関連して、本州南岸沿岸海域の栄養塩が上昇する傾向があることが明らかとなった。このように、千島列島付近および亜寒帯海域の潮汐混合は、広く北太平洋に大きな影響を与えていることが示唆された。本研究は、千島列島付近の強い潮汐混合が海流場や生物生産に及ぼす影響を明らかにするために、その根本原因である千島列島・オホーツク海において混合の実測を行うこと、その結果に基つき、数値計算や観測によって海流場への影響を明らかにすることを目標としている。本年度は、来年度夏季に予定されているロシア船クロモフ号によるオホーツク海とその周辺海域での乱流計による鉛直混合観測に向けて、現在最も信頼され、カナダロックランド社で製造されており、2000m深までのリアルタイム観測が可能である、海洋鉛直微細構造プロファイラVMP2000の本体を導入した。この機器の船上での運用・データの解析手法を学ぶためにカナダで約1週間の研修を行い、カナダ・ビクトリア大学・Rolf Lueck教授・Fabian Wolf博士他の指導を受けた。また、白鳳丸KH0601航海レグ3において、これらのシステムを用いた実海域試験を行い、2000m間で観測可能であることを確認しつつあるとともに、黒潮続流における乱流データを取得した。

また、千島列島付近での強い日周潮汐潮汐流が18.6年周期で変動することに起因すると考えられ本研究での主要な目的となっている海洋・大気の約20年周期変動について、データ解析・数値モデル実験によって検討した。歴史データ解析によって、北海道南方の親潮、オホーツク海、千島列島南方親潮上流海域において、潮汐18.6年振動と整合的な中層水塊及び表層塩分の変動を発見した。また、北太平洋を特長つけるアリューシャン低気圧の変動とも整合的であり、潮汐変動・西岸境界流を通じて気候変動と関連つける仮説をたてた。これらの結果は、国際会議(IAPSO・PICES)・日本海洋学会において発表するとともに、米国地球物理学連合AGUの国際誌Journal of Geophysical Researchに一部掲載されることになった。本研究は、千島列島付近の強い潮汐混合が海流場や生物生産に及ぼす影響を明らかにするために、その根本原因である千島列島・オホーツク海において混合の実測を行うこと、その結果に基づき、数値計算や観測によって海流場への影響を明らかにすることを目標としている。本年度は、平成18年8月10日から9月14日にロシア船クロモフ号によるオホーツク海航海を、総合地球環境学研究所主催の「北東アジアの人間活動が北太平洋の生物生産に与える影響評価(通称アムールプロジェクト)」と連携し、千島列島海域及びオホーツク海北西部海域での乱流計による鉛直混合観測を実施した。この観測航海に先立ち、平成17年度に導入した2000m深までのリアルタイム観測が可能である海洋鉛直微細構造プロファイラVMP2000用を運用するための、ウインチ・モータシステムを導入し、淡青丸航海などにおいて運用試験をおこなった。千島列島海域における3観測点における1日繰り返し観測、及び、ブッソル海峡を横切る観測点において、初めての直接乱流観測を行った。その結果、観測点での鉛直平均が鉛直拡散係数にして1000cm^2/sを越える強い乱流場を含む観測点が存在することがわかった。また、場所・時間によって、乱流場が大きく変化することが明らかとなりつつある。本観測では、千島列島海域での観測途中でウインチ・モータシステムが故障し、500mより深い水深及び海底直上の観測データを取得することができず、来年度以降の観測に期待することになった。また、前年度に続き、千島列島付近・アリューシャン列島・べーリング海での強い日周潮汐潮汐流が18.6年周期で変動することに起因すると考えられ本研究での主要な目的となっている海洋・大気の約20年周期変動について、データ解析・数値モデル実験によって検討した。歴史データ解析によって、北海道南方の親潮、オホーツク海、千島列島南方親潮上流海域・べーリング海・アリューシャン列島周辺において、潮汐18.6年振動と整合的な中層水塊及び表層塩分の変動を発見した。これらの結果は、国際会議PICES・日本海洋学会において発表するとともに、米国地球物理学連合AGUの一流国際誌Journal of Geophysical Research, Geophysical ResearchLettersに掲載された。また、黒潮続流付近での亜寒帯水が亜熱帯へ輸送される過程を観測した結果が、アメリカ気象学会一流国際誌Journal of Physical 0ceanography誌に掲載された。H19年度においては,昨年度に引き続きロシア船を傭船し,約1週間(2007年8月下旬から9月上旬)にわたり千島列島海域の乱流計を用いた乱流直接観測を行うことができた。
化学反応動力学の量子制御に関する理論的研究

我々は、非定常レーザーによる分子の状態間遷移制御法の開発、及び、強レーザー場中でのイオン化・解離ダイナミクス機構の理論的解明を行なって来た。本研究の目的は、上述の研究に関する成果に基礎をおき、第1に、化学反応素過程のレーザー制御理論を発展させること、第2に、強レーザー場中での分子の核・電子波束法を確立することであった。第1の研究に関して、これまで開発した量子力学的局所最適化理論を拡張して、レーザー場中での反応の代表点の運動を古典的に扱い、反応を位相空間上で時間発展させる制御法を開発することが出来た。これにより、多チャンネルの反応生成収率を最大にするレーザー場の設計を容易に行なうことが可能になった。また、多自由度系の反応動力学を支配する分子内振動エネルギー再分配過程を制御する方法論の開発に取り組み、量子力学的局所最適化理論と大域的制御理論の両方法論に基づく制御法を開発し、2自由度系モデルとして、ベンゼンのモデル系に対する制御シムレーションを行なって、両制御方法の検証を行なった。第2の研究に関して、これまで1電子原子・分子の取扱いに制限されていた電子・核波束法を2電子系の分子が扱えるように拡張した。これは、電子-電子相互作用ポテンシャルの特異点を避けるために、dual transformation法を適用することによって可能になった。テスト計算として、最も単純な2電子系である水素分子をとりあげ、実空間中での2電子波束運動を解き、レーザー場中で電子がお互に相関し局在することを見出した。これは強レーザー場によるクーロン爆発解離の機構を解明する重要な糸口となる。
レプチンによる視床下部CRFニューロン調節メカニズム：蛍光可視化マウスによる検討

視床下部培養細胞系を用いて、レプチンはCRF遺伝子発現を刺激することを明らかにした。本研究では、レプチンがCRFニューロンを刺激する視床下部内メカニズムの解明を目的とする。レプチンの作用機序として、CRFニューロンへの直接作用、視床下部局所回路[グルタミン酸(Glu)作動性, GABA作動性ニューロン]を介する作用のほか、シナプス前への逆行性伝達物質を介する作用の可能性もある。実験に用いるのは新たに開発されたCRFニューロン蛍光可視化マウスを用いた電気生理学的手法である。また糖質コルチコイドがレプチン作用に及ぼす効果についても検討する。そこでまずCRFニューロン蛍光可視化マウス(CRF-Venusマウス)におけるVenus陽性ニューロンの性格づけを行うため、急性脳スライスを用い以下の電気生理学的検討を行った。視床下部室傍核におけるVenusニューロンを-60mVに電位固定し興奮性シナプス後電流(EPSC)を観察した。EPSCがnon-NMDA拮抗薬CNQX(20μM)およびNMDA拮抗薬AP5(100μM)で遮断されることを確認した。よってVenus陽性ニューロンにグルタミン酸作動性入力が存在することが証明された。次にgramicidin添加により細胞内Clイオンがピペット内液に置き換わるのを抑えた条件で、CNQX、AP5存在下で抑制性後シナプス電流(IPSC)を観察した。IPSCはGABA受容体アンタゴニストであるgabazine(20μM)で完全に消失した。よってVenus陽性ニューロンにGABA作動性入力が存在することが証明された。ステロイド投与を行うAlZet浸透圧ポンプ使用に関する技術的な習熟、予備実験に時間を要した。また新規動物実験計画書の認定や第二種使用等拡散防止措置確認申請までに時間を要し開始が遅れた。飼育施設のスペースの関係上、マウスの交配/飼育数に制限がある。免疫染色(Venus)の条件設定に時間を要している。免疫染色(Venus)に関し、抗体のメーカーやロット変更、また蛍光抗体ではなくDAB等他の方向を検討する。これらも成功しない場合は、抗CRF抗体を用いて継続する。我々はこれまでに視床下部培養細胞系を用いて、レプチンはCRF遺伝子発現を刺激することを明らかにした。CRF-VenusΔNeoマウスを用いて、Venus陽性ニューロンへのGABA作動性及びグルタミン酸作動性入力は証明できたが、現時点でVenus陽性ニューロンにおけるレプチン受容体の発現を確認できていないため、レプチンの潅流液中への添加がGABAおよびグルタミン酸作動性入力へ作用するかは不明である。そのため次年度に予定していた「高用量corticosteroneペレット皮下植え込みまたは両側副腎摘除(ADX)を行い、慢性のGC過剰および欠乏状態とし、このGC慢性過剰と欠乏がCRFニューロンへのGlu作動性およびGABA作動性入力に及ぼす影響」を優先して検討することとしたが、予備検討段階でcorticosterone補充量の決定等に時間を要した。そこでまずCRFニューロン蛍光可視化マウス(CRF-Venusマウス)におけるVenus陽性ニューロンの性格

づけを行うため、急性脳スライスを用い以下の電気生理学的検討を行った。視床下部室傍核におけるVenusニューロンを-60mVに電位固定し興奮性シナプス後電流(EPSC)を観察した。EPSCがnon-NMDA拮抗薬CNQX(20μM)およびNMDA拮抗薬AP5(100μM)で遮断されることを確認した。よってVenus陽性ニューロンにグルタミン酸作動性入力が存在することが証明された。次にgramicidin添加により細胞内Clイオンがピペット内液に置き換わるのを抑えた条件で、CNQX、AP5存在下で抑制性後シナプス電流(IPSC)を観察した。IPSCはGABA受容体アンタゴニストであるgabazine(20μM)で完全に消失した。よってVenus陽性ニューロンにGABA作動性入力が存在することが証明された。corticosteroneの投与については計画では高用量corticosteroneペレット皮下植え込みを予定していたが安定せず、AlZet浸透圧ポンプに変更して予備実験を行っている。研究者の所属機関の異動に伴う動物実験計画書の認定や第二種使用等拡散防止措置確認申請までに時間を要した。先の書類申請後でなければマウス精子を搬入できないため、実験に使用するマウス(CRF-VenusΔNeo)の精子保存や搬送が予定より3-4か月程遅れた。そのため精子を用いた体外受精を開始できたのがH30年に入ってからとなり、実験に必要なマウス匹数を用意できておらず進捗が遅れている。ただし今後実験を行う準備は順調である。視床下部培養細胞系を用いて、レプチンはCRF遺伝子発現を刺激することを明らかにした。本研究では、レプチンがCRFニューロンを刺激する視床下部内メカニズムの解明を目的とする。レプチンの作用機序として、CRFニューロンへの直接作用、視床下部局所回路[グルタミン酸(Glu)作動性, GABA作動性ニューロン]を介する作用のほか、シナプス前への逆行性伝達物質を介する作用の可能性もある。実験に用いるのは新たに開発されたCRFニューロン蛍光可視化マウスを用いた電気生理学的手法である。また糖質コルチコイドがレプチン作用に及ぼす効果についても検討する。そこでまずCRFニューロン蛍光可視化マウス(CRF-Venusマウス)におけるVenus陽性ニューロンの性格づけを行うため、急性脳スライスを用い以下の電気生理学的検討を行った。よってVenus陽性ニューロンにGABA
江戸時代〈庭園画〉の成立と展開-博物学と大名文化の視点から

本年度は当該研究の締め括りとして、大きくわけて3つの問題処理にあたった。第一には、江戸時代の「庭園画」作品の所在確認の作業である。これについては前年度より引きつづきの作業となったが、明治時代に庭園史家・小澤圭次郎が「園林叢書」(雑誌『風俗画報』に掲載)として紹介した大名庭園画のほとんどは、国立国会図書館に模写本として納められたのだが、原本の行方がわからなくなっているものがかなりある。今回私はそのうちのいくつかの現存を確認するとともに、小澤が紹介していない作品もあらたに見出だすことができた。調査をかさね気付いたことは、庭園画の多くが江戸時代大名屋敷の見取り図や測量図など、一般には「文書資料」に分類される作品と一緒に保管されており、「美術品」の扱いを受けずにきているものがかなりある。本研究において私は、第二の問題として江戸時代庭園画の美術史上での概念規定ーこれは〈真景図〉であるとともに〈地図〉として評価できるのだがーの考察に取り組んだ。この点とも関連して今後検討が進められなければならないのは、「文書資料」や「地図」を〈美術品〉と切りは離すことによって見失われる、江戸時代庭園画のような、知られざる歴史的美術品の再発見と保護・保全の必要という課題なのである。こうした調査と考察の過程を経て、第三に2年間にわたる本研究課題の総括としての報告書として、論文「江戸時代〈庭園画〉研究序説」執筆した。本論文では、江戸時代庭園文化の最も優れた側面を見せていた、松平定信所有の庭園「浴恩園」を取り上げている。ただし紙面の都合上、論文の詳細すべてを掲載することはできなかったので、全体の詳論は1999年10月に発行予定の著書『江戸文学と絵画』(東京大学出版会)において大幅に加筆の上発表したいと考えている。本年度は、日本各地に残された江戸時代「庭園画」について、網羅的な所在調査を中心に行なった。その調査の結果、16901700年代にかけて柳沢吉保によって築かれた六義園を、狩野常信が中心になって描いた「六義園図巻」三巻の存在をはじめとして、今日遺存する大名庭園画の多くから、その発生は少なくとも18世紀初頭であることが間違いないと思われ、またもともとは、実際の庭園の景観を写生し絵画化する以上に、伝統的(大和絵的)な「名所絵」の手法によるきわめて観念的な風景図として作成されることが多かったことが、除々に明らかになってきた。大名庭園画の作例にはこうしたいわゆる<風景図>に分類されるもののほかに、庭園全体を俯瞰的に見渡した<見取り図>も存在する。後者のような<絵地図>に関しては、従来では美術品と見做すことはあまり例がない。しかしこうした<絵地図>は多くの場合、前者の<風景図>と密接な形で保存されていたり、あるいは<風景図>と<絵地図>の双方の描写が同時に画面上に現れている場合もあるので、単純に区別することができない。平成10年度では、作品所在に関する調査を継続する予定であるが、上記の点がより明確化してきた場合には、調査対象を大名屋敷の計測図や見取り図まで広げ、比較検証したいと考えている。さらに大名庭園が大名たちにとって文学(和歌・俳諧)の重要な創作場所であった背景を踏まえ、ではいかに<庭園画>が彼らの文学創作と関わっていたかについても検証した。その結果、庭園や<庭園画>が、詩歌だけでなく<紀行>文学を生み出す装置ともなり得ていたことが判明した。これについてもさらに複数の例証をあげるべくなお検証中だが、中間報告として雑誌『IS』に論文「旅する庭--大名庭園の<画>と<紀行>」としてその一部を発表した。
頭部外傷後脳神経細胞アポトーシスにおける小胞体カルシウムイオンチャネルの関与

頭部外傷後におこる脳神経細胞損傷には、直接損傷によって受傷直後から起こる早期細胞死(ネクローシス)と、受傷後の二次的損傷で起こる遅発性細胞死(アポトーシス)があると考えられている。この研究では、小胞体カルシウムチャネル阻害薬によって頭部外傷後の脳神経細胞アポトーシスが抑制されるかを調べることが目的である。頭部外傷モデルはLateral Fluid Percussion Injury (LFPI)モデルを用いた。治療介入は、脳室内薬剤投与とした。まずは、頭部外傷後のアポトーシスおよび神経細胞切断浮腫が時間変化によってどのように変化をするか検討した。受傷直後から7日目までの時間的影響と空間的損傷部位を調べた。摘出した脳標本を用いてTdT-mediated dUTP-biotin nick end-labeling (TUNEL)と活性化Caspase-3、そしてAmyloid Precursor Protein (APP)で染色をした。TUNEL染色においては損傷部分周囲の皮質下に少量認めた。受傷直後には少量であったが、受傷2日目、3日目に掛けて増加し、4日目から減少した。活性化Caspase-3染色は、脳梁で多く認め、視床を含む基底核にも出現していたが、皮質下にはほとんど認めなかった。損傷側だけでなく損傷部位対側にも認めた。受傷後1日目から3日目に掛けて増加し、4日目から減少をしていた。APP染色は脳梁に多く認めた。損傷部位側に多く、対側はまだらであった。受傷翌日に多く認め、その後徐々に減少した。この結果から、治療対照群との比較は受傷後3日目で比較することが最も効果的と分かった。この研究では、頭部外傷後神経細胞アポトーシスにおける病態生理の解明と、アポトーシスにおける小胞体カルシウムチャネルの関与および治療戦略を検討している。1年目は、頭部外傷のモデル確立とパイロットスタディにおける染色の確認を単染色で行った。2年目は、パイロットスタディ結果を裏付けるために対象数を増やすことと、多重免疫染色による単染色の確認およびアポトーシス細胞の種類確認を開始した。3年目は、単染色における染色の分布と時間的変化をカウントした。単染色は、アポトーシスおよびネクローシスの指標として活性化Caspase-3染色とTUNEL染色、そして脳神経細胞損傷を確認する方法として神経切断浮腫のマーカーであるAPP染色を行った。TUNEL染色では予想をしたよりも細胞数は少なかった。活性化Caspase-3染色では3日目をピークに脳梁や基底核に多く染色細胞を認めた。APPは3日目にかけて脳梁に多く認めた。多重免疫染色は蛍光染色による活性化カスパーゼ染色で、単染色による活性化カスパーゼ染色部位と結果が同じになることを確認できている。バックグラウンドの染色ムラを改善できるか継続して行っている。この研究における目標は、頭部外傷によるアポトーシス抑制が小胞体カルシウムチャネル阻害薬において可能か調べることである。平成30年度までの研究では、非治療群においてアポトーシスの好発部位や時間的影響を調べた。平成31年度以降の研究では、治療群においてアポトーシスの抑制が出来るかどうかを調べることが目標となる。小胞体カルシウムチャネルはリアノジン受容体(RyR)とイノシトール三リン酸受容体(IP3R)の2つが存在する。RyR阻害薬としてダントロレン、IP3R阻害薬にはXestspongin C (XeC)と2-Aminoethyl diphenylborinate (2-APB)を用いる。投与方法としては頭部外傷直前の脳室内投与を行う。今後は、治療群の濃度決定及び治療効果を検討する予定である。濃度を変えて、適切な濃度を選定する。最も効果的であった濃度における単独投与と同時投与による単独チャネル阻害と複数チャネル阻害の影響も調べる。非治療群と治療群の比較はアポトーシスが最も増える3日目に行う予定である。アポトーシス細胞の同定のために、多重蛍光染色を行う予定である。頭部外傷においては、一度細胞死を起こした脳神経細胞は再生することはない。細胞死には二つのフェーズがある。一つは直接傷害によって受傷直後に起こる早期細胞死(ネクローシス)、もう一つは受傷後の間接傷害によって起こる遅発性細胞死(アポトーシス)である。アポトーシスは直接傷害を受けた部分の周辺におこり、その部分はペナンブラと言われる。頭部外傷の治療において、いかにペナンブラのアポトーシスを抑えるかが脳保護戦略として大切である。今回の研究ではラットにLateral Fluid Percussion Injury (LFPI)モデルを用いた頭部外傷モデルを用いた。細胞死を調べるために、TdT-mediated dUTP-biotin nick end-labeling (TUNEL)染色、活性化カスパーゼ3を検出する抗Cleaved Caspase-3抗体を用いた染色を行った。TUNEL染色はDNAの切断を調べているためアポトーシスのみならずネクローシスも検出する。活性化カスパーゼ3染色はアポトーシス実行段階における選択的たんぱく質分解酵素であり、切断された蛋白質に対する抗体を用いて染色をする。カスパーゼ3はアポトーシスの早期に活性化し活性化していない場合には染色されないため、アポトーシスの検出精度が高くなる。染色はそれぞれDAB法による単染色で行った。また、生存細胞の染色のためメチルグリーン染色を行った。TUNEL染色においてはLFPI直後から増加しており、7日目においても確認できた。活性化カスパーゼ3の染色においては、LFPI直後にはほとんど確認できなかったが、3日目から増加が確認できた。

TUNEL染色、活性化カスパーゼ3の染色による陽性細胞は損傷側の皮質および海馬に主に見られたが、損傷対側にも認められた。この研究の目的は頭部外傷後脳神経細胞アポトーシスにおける病態生理の解明と、脳神経細胞アポトーシスにおける小胞体カルシウムチャネルの関与および治療戦略の検討である。1年目の目標は頭部外傷後の時間的、空間的損傷部位の確認であった。頭部外傷におけるアポトーシスをTUNEL染色および活性化カスパーゼ3の染色によって確認した。頭部外傷モデルはLFPIモデルで損傷の強さは2.0 ATAとした。異なる時間でのアポトーシス発現を調べるため、損傷直後と、外傷後1日目から7日目までのラットの脳を染色した。染色はそれぞれDAB法を用いた単染色で行い、メチルグリーンによってバックグラウンドを染色した。TUNEL染色では、損傷側の皮質、海馬を中心に損傷直後から陽性細胞が確認できた。損傷直後よりも数日後の方が陽性細胞は増加した。損傷対側にも陽性細胞が確認できてた。活性化カスパーゼ3の染色においては損傷直後にはほとんど陽性細胞が確認できなかった。損傷後数日後から増加をし、7日目にも陽性細胞が確認できた。活性化カスパーゼ3の染色で陽性細胞が確認できた部位は、損傷側の皮質および海馬であるが、TUNEL染色と同様に損傷対側にも陽性細胞が確認できた。メチルグリーンによるバックグラウンド、TUNEL染色および活性化カスパーゼ3の染色による陽性細胞の場所を確認すると、神経細胞ではない陽性細胞が多くあると考えられる。おそらく神経細胞だけではなくオリゴデンドログリアやアストロサイトなどのグリア細胞もアポトーシスおよびネクローシスを起こしていると思われる。また、発症数日後からはマイクログリアの活性化や集積が認められていると思われるが、メチルグリーンによるバックグラウンド染色だけでは確認できていない。今後、蛍光染色を用いてどの細胞がアポトーシス、ネクローシスを起こしているのかを確認する必要がある。頭部外傷後の脳神経細胞損傷には、直接損傷によって受傷直後から起こる早期細胞死(ネクローシス)と、受傷後の二次的損傷で起こる遅発性細胞死(アポトーシス)がある。この研究の目的は、小胞体カルシウムチャネル阻害薬を用いて、頭部外傷後の脳神経細胞アポトーシスに小胞体カルシウムイオンチャネルが関与しているか調べることである。頭部外傷モデルはLateral Fluid Percussion Injury (LFPI)モデルで、頭部外傷直後から7日目までで比較をして時間的影響と空間的損傷部位を検討した。単染色においては、細胞死を調べるためにTdT-mediated dUTP-biotin nick end-labeling (TUNEL)染色と活性化カスパーゼ
ノイズ解析によるAMTEC電池の動作時における電解質及び電極材料の劣化機構

(1)AMTEC電池の作製:現在,各地の研究所で最も多くの研究が進められているβ^′′ーアルミナ固体電解質及びMo電極を用いた電池に,制御及び測定機器を完全装備したAMTEC電池システムを作製した。(2)β^′′ーアルミナ固体電解質の電気的特性:日本特殊陶業製β^′′ーアルミナにAu及びPtを電極としてスパッタしたものを用い,Ar中,300800°Cの温度範囲で複素インピ-ダンス測定を行った。その複素インピ-ダンスプロットから,β^′′ーアルミナセラミックスの粒内及び粒界導電率を個別に求め,それらの温度依存性から粒内抵抗率として1.1Ω・cm(600°C),活性化エネルギ-Ea=0.14eVという値が得られた。また,粒界抵抗成分は600°Cで粒内抵抗成分とほぼ同程度になり,その活性化エネルギ-は0.25eVであることが分かった。粒界での交流導電機構は低温領域では多緩和的であるが,600°C以上の温度で単一緩和的になることも判明した。(3)Mo電極の強制劣化試験:β^′′ーアルミナセラミックスの両面にNa及びMoをそれぞれ電極として用いたNaーNa及びMoーNa電極試料を作製し,これに種々の条件で直流電圧を印加し(温度:200250°C),そのときの電流一時間特性を解析することによりMo電極の経時的劣化現象を調べた。この実験により以下の事柄が判明した。(a)NaーNa及びMoーNa電極を持つ試料に外部から直流電圧を印加した時の電流一時間特性は,一定時間後,I=At^<-n>(I:電流,t:時間,A,n:定数)の式によって表わされる。(b)NaーNa電極試料では長時間経過後もA及びnの値に大きな変化は見られず,顕著な劣化現象は見られなかったが,NoーNa電極試料においては,一定電圧の繰り返し印加においてAの値は顕著な減少を示し,nの値も長時間後顕著な減少傾向を示した。これより,A及びnの値の変化によってMo電極の状態変化(劣化)を定量的に扱えることが示唆された。
患者由来iPS細胞を用いたFGFR3病の病態の解明と治療法の探索

FGFR3の遺伝子変異は四肢の短縮を伴う先天性の骨・軟骨形成異常症のFGFR3骨形成不全症を発症する。その治療法の開発には疾患の病態を再現するヒトモデルの構築が必要である。そこで本研究では、FGFR3骨形成不全症由来iPS細胞を樹立し、軟骨に分化誘導させ、疾患軟骨分化誘導モデルを構築した。この疾患特異的iPS細胞モデルで見られた軟骨組織形成の異常は、スタチンを投与することで回復した。また、iPS細胞疾患モデルに加え、疾患モデルマウスにスタチンを投与することにより、軟骨の形成が回復することから、スタチンがFGFR3遺伝子変異で起こるこれら疾患の治療に有効である可能性が示唆された。本研究の主たる目的は難治性骨系統疾患の一つであるFGFR3病(タナトフォリック骨異形成症および軟骨無形成症)の病態解明とその治療法の探索である。FGFR3病は胎生期において軟骨組織の形成異常を生じ、その結果、頭蓋骨の変形や低身長などの骨格形成障害を引き起こす疾患である。現在、様々な候補薬剤があるが、実際に臨床に使用されてはいない。そこで本研究では患者由来のiPS細胞を樹立し、軟骨細胞への分化誘導を行い、病態をin vitroにて再現するとともに、疾患特異的軟骨形成異常を改善する薬剤および遺伝子を探索する。さらに疾患モデルマウスを用い、その薬剤の効果を確認する研究である。以上、平成26年度中はFGFR3病患者由来iPS細胞を用い、疾患特異的軟骨形成異常を改善する薬剤としてスタチンが効果的であることを明らかにした。本研究の主たる目的は難治性骨系統疾患の一つであるFGFR3軟骨形成不全症(タナトフォリック骨異形成症および軟骨無形成症)の病態解明とその治療法の探索である。FGFR3は軟骨の形成において重要な役割を果たしており、その変異は軟骨の形成異常を引き起こす。その結果、FGFR3軟骨形成不全症の患者は四肢の短縮や頭蓋骨の変形などの症状を呈する。現在、様々な治療薬の探索が行われている。本研究では患者由来のiPS細胞を用いた疾患iPS細胞モデル研究を行うことにより、病態の解明と薬剤の探索を行う。その結果として、スタチンが治療薬の候補になる可能性を示し報告した(Yamashita et al. Nature 2014)。FGFR3軟骨形成不全症の改善に効果が認められたスタチンはコレステロール値を下げる作用がある。コレステロールは小児の発育において非常に重要である。平成27年度中は、FGFR3軟骨形成不全症に対するスタチンの作用機序の解明に尽力し、患者に届ける上でその安全性の情報を得ることに注力した。本研究の主たる患者由来のiPS細胞を用い、疾患iPS細胞モデル研究を行うことにより病態の解明と薬剤の探索を行うことである。これまでスタチンがFGFR3軟骨形成不全症の症状改善に効果があることを報告した。そのため本研究課題の主たる目的は達成したと考えられる。さらにスタチンのFGFR3軟骨形成不全症に対する作用機序を解明することにより、患者に届ける上での安全性の情報を得ることに注力することができたため、当初の計画以上に進んでいると考えられる。本研究の主たる目的は難治性骨系統疾患の一つであるFGFR3骨形成不全症(タナトフォリック骨異形成症および軟骨無形成症)の病態解明とその治療法の探索である。FGFR3骨形成不全症とは、四肢の短縮を伴う先天性の骨・軟骨形成異常症である。その治療法の開発には疾患の病態を再現するヒトモデルの構築が必要であった。そこで本研究においてFGFR3骨形成不全症由来iPS細胞を樹立し、軟骨に分化誘導させ、疾患軟骨分化誘導モデルを構築した。軟骨へ分化誘導した結果、疾患特異的iPS細胞では軟骨組織形成の異常が認められた。この異常はスタチンを投与することにより回復した。また、iPS細胞疾患モデルに加え、疾患モデルマウスにスタチンを投与することにより、骨長が回復することを明らかにした。以上の結果より、スタチンがFGFR3遺伝子変異で起こるこれら疾患の治療に有効である可能性が示唆された。FGFR3の変異はFGFR3タンパクの分解を抑制し、蓄積した状態になると考えられる。このスタチンの作用機序として、遺伝子変異により分解抵抗性を示したFGFR3タンパクを分解した可能性が示唆された。これらについて報告した。(Yamashita et al. Nature 2014)。スタチンは高コレステロール血症治療薬として既に臨床で使用されており、安全性や体内動態が臨床レベルで確認されている。しかし、実際の治療への応用には、成人の心疾患や脳梗塞の治療・予防として使用されているスタチンを作用機序の異なる小児の疾患に使用できるのか不明な点が多い。そのため平成28年度中は、平成27年度同様にFGFR3骨形成不全症に対するスタチンの作用機序の解明について尽力した。

また、iPS細胞疾患モデルに加え、疾患モデルマウスにスタチンを投与することにより、軟骨の形成が回復することから、スタチンがFGFR3遺伝子変異で起こるこれら疾患の治療に有効である可能性が示唆された。本研究の主たる目的は患者由来iPS細胞を用い、FGFR3病の病態解明とその治療法の探索である。平成26年度中はFGFR3病の治療薬としてスタチンが有効であることを疾患iPS細胞モデル(in vitro)および疾患モデルマウス(in vivo)にて確認した。そのため本研究課題の主たる目的は達成したと考えられる。本研究において、スタチンがFGFR3軟骨形成不全症を改善することを明らかにした。実際の臨床においてスタチンの主たる作用はコレステロール値を下げることである。しかし、コレステロールは小児の発育において非常に重要である。もしスタチンの効果がコレステロールを介さない場合、より安全な創薬につながると考えられる。今後はスタチンのFGFR3軟骨形成不全症に対する作用機序を解明することにより、安全な創薬を目指す。軟骨代謝学スタチンがFGFR3病の軟骨形成異常を改善することを明らかにした。しかしながら、そのメカニズムが解明されていない。スタチンはコレステロール値を下げること、またGタンパク阻害剤としての作用も知られている。これらの関連を明らかにすることにより、FGFR3病におけるスタチンの効果のメカニズムを明らかにする。
小脳メゾ回路編成における樹状突起リモデリングの機構

本研究は、哺乳類の神経回路形成において、遺伝的プログラムとは独立に外環境に応じて結合パターンを柔軟に組み換える機構を、小脳プルキンエ細胞樹状突起のパターン調節に注目して解析し、本年度は以下二つの課題に取り組んだ。(1)入力線維の活動による局所的な樹状突起リモデリングの分子機構:プルキンエ細胞に入力する興奮性線維の活動による樹状突起パターン修飾が起こる臨界期を特定し、その細胞機構を明らかにするため、入力線維活動を時期特異的に可逆的に抑制できる遺伝子改変マウスの作製を行った。一部の登上線維に特異的に発現するHtr5bプロモーターを用いてテトラサイクリン活性化転写因子(rtTA)を発現するマウスの作成に着手した。rtTAと蛍光タンパク質(細胞膜移行型tdTomato ; palTomato)をIRES2または2Aペプチド配列を用いてバイシストロニックに発現するトランスジーンコンストラクトを作成し、現在キメラマウスを作成中である。(2)プルキンエ細胞樹状突起分岐形成の時空間的ダイナミクスの解析と数理モデルの構築:培養プルキンエ細胞の樹状突起分化を解析する長期ライブイメージング系を用い、局所神経活動による突起パターン修飾および接触依存的退縮の細胞・分子機構を明らかにする。本年度は分散培養したプルキンエ細胞が特徴的な空間充填型の樹状突起を形成する過程を連続観察してダイナミクスを定量的に解析し、計算機シミュレーションによる空間パターン発達過程の再構築を試みた。その結果、突起間接触により誘導される側枝分節の退縮が、樹状突起起始部に分枝の少ないプルキンエ細胞の特徴を誘導すること主因であることが証明された(投稿準備中)。
転写開始期の動的シグナル認識

全生物の転写において、RNAポリメラーゼがDNA上のプロモーターに結合した後に、短鎖RNAの合成・解離が起こるが、その原因は未知であった。申請者らは、短鎖RNAの合成・解離をおこなう新種の転写複合体(Moribund Complex)と、従来の直列モデルと異なる新しい反応機構とをλPRプロモーターからの転写で見出した。この現象は転写開始調節を統一的に理解できる基盤になるとともにσ因子の解離、RNA切断因子の作用機構という転写開始期の大きな問題の解決の可能性をもつ。短鎖RNAの生成が減少する、転写開始因子σ70に変異(S506F,P504L)を持つ変異RNAポリメラーゼと、T7A1プロモーターからの転写を検討し、提案された新しいモデルの普遍性を検討した。この結果、変異ポリメラーゼを用いた場合でもT7A1転写の場合でもいずれもMoribund Complexの解離の加速により、Moribund Complexの蓄積が少なくなることが明らかになり、新しいモデルの有効性が証明された。また、蛋白質の非特異的吸着が少ない樹脂の合成に成功し、これを用いて固定化したDNAカラム上で転写をおこない、Processive ComplexとMoribund Complexを分離し、OHラジカル法でタンパク質フットプリント法を行い、二つの複合体においてσ70のコンフォーメーションが異なっていることが明らかになった。IEEE Trans IAの論文について、米国応用電気電子学会より、ジェームズメルヒャ-賞を授与された。1996年藤原賞を授与された。
官能基および立体選択的なオレフィンの触媒的アミノ化反応の開発

以前、パラジウムを触媒とするオレフィンのワッカー型アミノカルボニル化において尿素、スルフォンアミド、及びexoーカーバメートが窒素求核種として有効に働くことを報告した。[反応条件:cat.PdCl_2,CuCl_2,CO(1atm),室温、メタノール中]。なお、exoーカーバメートとは、アミノカルボニル化の結果、カ-バメート官能基を環骨格の一部として有する生成物を与えるような基質を示すこれに対し、endoーカーバメート(アミノカルボニル化の結果、カ-バメート官能基を環の置換基として有する生成物を与えるような基質)は同様の反応条件では全く反応しない。厳しい反応条件では分解してしまう。溶媒や添加剤などを詳しく検討した結果、メタノール中、23当量の酢酸ナトリウム、18当量の酢酸トリメチル存在下、30°C、1気圧の一酸化炭素という反応条件でendoーカーバメートのアミノカルボニル化が収率よく進むことが分かった。興味深いことに、同条件下では、構造的に対応するexoーカーバメートは全く反応しないことも分かった。この興味深い発見の一般性を検討する目的で、同一分子内にexoーカーバメートとendoーカーバメートの2種類の官能基を有する基質に上記2種類の反応条件を適用した。期待通り、exoーカーバメート部分はcat.PdCl_2,CuCl_2,CO(1atm),室温、メタノール中で選択的に反応し、endoーカーバメート部分はメタノール中、cat.PdCl_2,CuCl_2,23当量の酢酸ナトリウム、18当量の酢酸トリメチル、30°C、1気圧の一酸化炭素という反応条件で選択的に反応した。同様の官能基選択的な反応はendoーカーバメートとスルフォンアミド、endoーカーバメートと尿素の間にも観察された。
非対称構造を持つニューラルネットのベクトル場による認知、記憶の計算論的研究

本研究では網膜、視覚系大脳皮質V1野、MT野などに見られる共通の基本構造と見なされる非対称性でかつ非線形性の回路構造がV1野での動きに対するベクトルの生成、MT野でのより強いベクトルの生成を考慮したベクトル間の関係、そして、MT野に続くMST野でのベクトル場の生成と特徴空間の生成を、計算論的に構築することである。入力刺激の強度変化の検出および動きのある刺激の方向性の検出が生物系の網膜の非対称構造のネットワークの高い能力によって、検出できることを明らかにした。Gaborフィルターをもつ非対称性構造では、新しい特徴空間の生成に有効に作用することを明らかにした。生物系ニューラルネットとして、catfishの網膜のバイポーラセル、アマクリンセル、ガングリオンセル間の非対称ネットがある。この非対称構造を持つ神経系ネットワークが、動きの刺激入力に対して、その方向性と動きの速さに対して、敏感であることを計算論から導き出してきた。本研究では網膜、視覚系大脳皮質V1野、MT野などに見られるミクロなネットワークであるがこれら各々の部位の共通の基本構造と見なされる非対称性でかつ非線形性の回路構造がV1野での動きに対するベクトルの生成、MT野での冗長性を有した、より強いベクトルの生成と近傍を考慮した相対ベクトルの生成、そして、MT野に続くMST野でのベクトル場の生成を、これらの構造と新たに展開する方法論から導き出される機能を計算論的に明らかにすることである。従来の動きのモデルとして、対称ネットワーク構造を持つガボールフィルタを通したQuadrature Modelが、この20数年の考え方であるが、本研究と同じ刺激条件での計算論的導出を行い、われわれが提案する非対称構造のモデルが、より一般性を有する機能を持つことを明らかにした。すなわち、従来のQuadrature Modeに対して、非対称回路とは経路の非線形性の次数を奇数次におき、もう片方の非線形の次数を偶数次にした経路をもつ非対称構造の回路は刺激の強度変化の検出および動きのある刺激の方向性に高い能力を有することを導き出した。この非対称構造のモデルでは動きの検出のため、ガボールフィルタを持つ条件はなくなる。本研究課題で提案する動きに対するベクトルの生成が従来の動きのモデルであるガボールフィルタを用いたQuadrature Modelとどのような関係にあるか、明らかにすることを目的に、計算論的手法により比較してきた。われわれの動きの刺激条件下で、非対称構造のモデルが汎用性を有することを明らかにしてきた。おおむね、順調に進んでいるが、ベクトル生成の段階の詳細な手順の研究を行っている現状で、まだ、完成していない。生物系のニューラルネットワークとして、非対称構造のネットワークがcafishiの網膜のバイポーラセル、アマクリンセル、ガングリオンセルの非線形を有する回路に見られ、これらの非対称構造が大脳皮質のV1野, MT野の非線形性を持つ回路でも多く見られる。この非対称構造の特徴を持つ回路が視覚系の動きの刺激に対して、きわめて、敏感に反応することを計算論的に明らかにしてきた。平成28年度は、視覚系の皮質のV1野での受容野の条件である、Gaborフィルタの条件を、上記の非対称構造の回路に取り入れて、動きの刺激に対する回路の応答を計算論的に明らかにした。本研究と同じ条件下での従来の視覚系での数十年来の二乗特性を持つ、Conventional Energy Model(Quadrature model)の応答を求め、本研究で提案する非対称構造の回路との比較を行った。提案する非対称構造の回路は、動きの刺激に対して、Gaborフィルタの条件なしでの広い条件下で動きをとらえらること、および、Gaborフィルタの条件下では、直交性を有する部分空間を選択的に生成すること、したがって一次独立な部分空間を生成するという、有益な特徴を示すことを計算論的に明らかにした。これらの選択的一次独立な部分空間の生成は、V1野、MT野での非線形の特質から、多く生成可能であることを示した。これに対し、従来のConventional energy modelは対称性の回路であり、動きの刺激に対する効率性、および一次独立部分空間を構成するための最適化技術をあらたに取り入れる必要性があることなど、効率性の問題があることが分かってきた。本研究課題で提案する非対称構造のニューラルネットワークがどのような優れた性質を有すかを動きの観点から明らかにしてきた。ここで、従来の視覚系のモデルである、動きの刺激に対して視覚系の受容野であるGabor filterを通して、直交する二つのサブシステムの二乗倍の作用を行うConentional energy modelとの比較を行うことである。このモデルは対称構造のモデルである。ここで、本研究で提案する非対称構造の回路のいくつかの優れた特質を示すことができた。しかし、ベクトル場の生成で、まだ、未解決の問題もあり、今後の研究を進めたい。本研究では網膜、視覚系大脳皮質のV1野、MT野、小脳などに見られる神経系ネットワークの非対称性の構造に注目し、視覚情報の生成がいかになされるか、生成された情報がどのように保存されるか、そして視覚系の上位レベルでどのように再構築されるかを明らかにする。本研究では網膜、視覚系大脳皮質V1野、MT野などに見られるミクロなネットワークであるが、共通の基本構造と見なされる非対称性でかつ非線形性の回路構造がV1野での動きに対するベクトルの生成、MT野での冗長性を有した、より強いベクトルの生成と近傍を考慮したベクトル間の関係、そして、MT野に続くMST野でのベクトル場の生成と特徴空間の生成を、計算論的に構築することである。