hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
曲率および曲率半径がニッケルチタンファイルの破折に与える影響について

Ni-Tiファイルの疲労破折は、日常臨床において、非常に大きな問題となる。ファイルの変形量は、疲労破折を規定する重要な要素であり、その曲率半径は大きな影響を与える。本研究では、自作の疲労試験機を使用し、Ni-Tiファイルの破折に曲率半径が与える影響を明らかにすることを目的とした。既存のファイルであるProFile(size30,0.06taper,Dentsply Maillefer,Switzerland)を試料とし、サイクル疲労試験を行った。自作疲労試験機は3本のステンレススチール製のピンにより、試料の曲率半径を規定し、その曲率半径を一定のまま、毎分250回転で疲労破折が生じるまで試料を回転させた。また、ピンにはロードセルを接続することで、試験中の荷重の変化も合わせて計測を行った。曲率半径は4、5、6、7および8mmの5条件とした。曲率半径4、5および6mmのとき、試料の疲労破折に至るまでの回転数は小さな値を示し、かつ大きな荷重を示した。また、荷重の計測結果より、曲率半径4、5および6mm下では、超弾性変形が生じていることが示唆された。以上の結果から、疲労破折は曲率半径量に対し、直線関係を呈しておらず、ある一定の曲率を境に、長寿命側と低寿命側に2分されることが示唆された。昨年度においては,自作疲労試験器を用い,既存製品および,ニッケルチタン合金原線を用いた疲労試験を行った.上記の疲労試験より,既存製品を用いた疲労試験より,同製品における疲労破壊は,ある変形領域を境に急激に減じるという結果が得られた.また,ニッケルチタン合金原線を加工し作製した試料を用いた疲労試験からも,ある変形領域を境に,長寿命側と短寿命側に二分されることが確認された.さらに,疲労荷重の変位より,繰り返し変形初期段階には,いずれも加工硬化に伴う荷重の上昇が認められることが示唆された.繰り返し変形量が大きい環境下においては,上昇後,破折が生じた.一方,繰り返し変形量が少ない環境下においては,疲労荷重の上昇後,破断面における亀裂の発生や伝播による荷重の減少が生じた後に,破折に至ったと推察された.以上の研究から,一般に疲労破折と考えられてきた,ニッケルチタンファイルの繰り返し変形による破折は,疲労荷重の上昇中に生じていることから,数回から数十回の過重負荷によるものが主であり,低サイクル疲労破折領域もしくは,脆性破壊に近い様相を呈することが,示唆された.つまり,日常臨床において,ニッケルチタンファイルの破折を予防するには,新品を使用することはもとより,単回使用であっても,根管の解剖学的形態を十分把握し,かつ可能な限り短時間での使用が推奨される.今後は,より臨床状況に即し,疫労破折について解明する予定である.昨年度においては,目作疲労試験器を用い,既存製品および,ニッケルチタン合金原線から加工した試料を使用し,各種条件における疲労試験を行った.超弾性特性,直線記憶のニッケルチタン合金原線を使用した疲労試験の結果より,同合金試料における疲労破壊は,ある一定変形量を境に,高寿命側と低寿命側に2分されているという結果が得られた.さらに.試料の荷重変位曲線から,疲労破折の分極点は,弾性変形から超弾性変形領域に移行する超弾性変形誘起応力相当付近の変形量に存在することが推察された.以上の研究から,これまでの臨床において,ニッケルチタン合金の超弾性は根管形成において,本来の根管への追従性に関し,既存のファイルに比較し有用であることが報告されてきたが,疲労破折に対しては,その破折を促進させてしまう可能性が示唆された.また、近年、市場に供された新たな製造方法によるニッケルチタンファイルであるTFファイルは、製造工程中に熱処理が施され、ねじり加工によって製作されている。本研究では、既存のファイルと曲げ特性について比較を行った結果、有意に柔軟性が向上されていることが示された。上記TFファイルの相変態挙動を、既存のファイルと比較したところ、超弾性特性に特に強く影響を与える、マルテンサイト変熊開始温度および逆変熊終了温度が有意に高く、優れた超弾性特性を有していることが示唆された。

また、変態に際する総熱量もTFファイルは有意に大きく、熱処理によって冷間加工による、加工硬化が開放されていることが推察された。以上、片持ち梁式曲げ試験およびDSCの結果から、新規製造方法によるTFファイルは、既存のファイルに比較し、その母材であるNi-Ti合金の機械的特性が向上していることが示唆された。
キリマンジャロ・バンツー諸語における構造類型的な内的多様性の記述と分析

本研究は,タンザニア北東部,キリマンジャロ山周辺で話されるキリンマンジャロ・バントゥ諸語(KB)の文法記述を行うとともに,同諸語内部に見られる構造レベルの類型的多様性を明らかにし類型間の関係を分析することを目的とした.研究期間内における主たる成果としては,i)それまで未記述であったチャガ=ロンボ語の文法スケッチおよび語彙集の刊行,ii)KBの内的類型的多様性に関する学術論文の出版,iii)国際会議(世界アフリカ言語学会議)における研究発表,等を挙げることができる.本年度に行った主たる研究活動は,i)東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所の言語研修(「チャガ=ロンボ語」)のための調査および打合わせ,ii)ロンドン大学東洋アフリカ研究院(以下SOAS)における研究発表の2点に集約される.i)については,2013年8月から9月にかけて(出張期間42日),タンザニア連合共和国のダルエスサラーム市およびタンガ市に滞在し,ロンボ語のコンサルタントであり,言語研修のネイティブ講師を務めるMonica Moshiro Apolinari氏(Eckernforde Tanga University,助教)と集中的な言語調査を行った.音韻論,音調論,形態論,統語論の各領域を網羅的に扱ったこの調査によって,言語研修を遂行する上での基本的な準備を整えるとともに,ロンボ語の文法体系の概略を整理することが可能になった.ii)に関しては,当初計画に含まれるものではなかったが,本研究課題を遂行する上で極めて有意義なものであることから,急遽実行に至ったものである.2014年3月にSOASで行われたInternational Workshop on Bantu Languagesは,バンツー諸語内部の類型論的なMicro-variationを主要テーマとするものであり,本研究課題の趣旨に極めてよく合致するものである.この分野を牽引するSOASのLutzMarten教授によって組織された本ワークショップでは,Vowel Coalescence and Morphological Micro-variations in Kilimanjaro Bantuと題した発表を行い,SOAS,ケンブリッジ,およびダルエスサラーム大学等の研究者と,本研究課題についての研究討論を行い,成果発信および情報交換の面で有意義な成果を上げることができた.i)については,実践的なフィールド言語学教育というかたちで,本研究計画において得られた研究成果を還元し,同言語の文法スケッチおよび語彙集を公刊した.出版物のうち前者については,これまでまとまった形での記述資料のなかった同言語についての初めての文法記述の成果である.ii)については,昨年度に本研究計画の枠内で行った研究発表をまとめたもので,キリマンジャロ・バンツー(KB)諸語においても研究の蓄積が薄い,西キリマンジャロ諸語およびロンボ語のデータをもとに,母音の長短の音韻論的な対立のKB諸語内部での差異が,時制等(TMA, Tense, Modality and Aspect)表示に関する形態論レベルの類型的差異を生じさせる契機のひとつになっていることを実証的に明らかにしたものである.これらに加え,研究実施計画に示した,アフリカの諸言語の言語記述に関するワークショップを8月に開催し,アフリカ言語研究者コミュニティーにおける情報交換を行った.さらには,2月から3月にかけてタンザニアにおいて現地調査を行うとともに,同国に拠点を置くバントゥ諸語およびスワヒリ語(諸方言)研究者と情報交換を行った.本研究は,一般にチャガ(Chaga)語群と呼ばれるキリマンジャロ・バントゥ諸語(Kilimanjaro Bantu languages)を対象として, 1)いくつかの言語の文法記述調査と,2)そこから得られた資料にもとづくKB内部の構造レベルの類型的多様性に関する分析,の二点を目的とするものであった.この枠組みのなかで計3回の現地調査を行い,それによってほぼ当初計画どおりの成果を得ることができた.最も顕著な成果を上記目的に沿う形で挙げれば,1)に関しては,東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所における言語研修「チャガ=ロンボ語」の開催と,その成果としての文法書(『チャガ=ロンボ語(Bantu E623)文法スケッチ』)および語彙集(『チャガ=ロンボ語(Bantu E623)基礎語彙集』)の刊行,2)に関しては,2015年に京都で開催された第8回世界アフリカ言語学国際会議(The 8th World Congress of African Linguistics)における,本研究枠組みでの成果をまとめた発表(A tentative analysis on typological microvariation in Kilimanjaro Bantu)があげられる.後者に関しては,発表をとおしたコミュニケーションによって,国際連携研究への参加の機会を得るなど,今後の展開という点でも有意義な成果を得ることとなった.本研究は,タンザニア北東部,キリマンジャロ山周辺で話されるキリンマンジャロ・バントゥ諸語(KB)の文法記述を行うとともに,同諸語内部に見られる構造レベルの類型的多様性を明らかにし類型間の関係を分析することを目的とした.研究期間内における主たる成果としては,i)それまで未記述であったチャガ=ロンボ語の文法スケッチおよび語彙集の刊行,ii) KBの内的類型的多様性に関する学術論文の出版,iii)国際会議(世界アフリカ言語学会議)における研究発表,等を挙げることができる.研究調書および交付申請書に本年度の研究計画として示した,言語研修の実施および研修成果の出版と,研究課題に関する研究会の開催について,予定どおり遂行した.とくに前者については,事実上の未記述言語についての記述文法書であり,十分な成果として認められよう.一方で,年度末の調査については,時間的等の制約から当初見通しほどのデータを得ることがかなわなかったが,本研究課題の中心的なテーマに関する論考を論文化しえたことは,当初計画以上の成果である.

言語学研究計画の最終年度にあたる来年度は,8月に行われるアフリカ言語学に関する世界会議(World Congress of African Linguistics)への参加を予定している.その関係上,調査期間は限定されるものの,タンザニアでの現地調査を行い,その成果を踏まえて学会発表ないし論文執筆の形で,本研究計画の成果の取りまとめを行う.本研究課題における重要なイベントであるAA研言語研修遂行のための準備という点に関しては,当初計画どおりに研究を進められている.また,研究成果の発信という点については,SOASにおける国際ワークショップで,本研究課題の基本構想に関する研究発表を行い,当初計画以上の成果を上げることができた(詳細は「研究実績の概要」を参照).海外からの書籍購入手続に遅延が生じたため2014年度については,8月から9月にかけて開催される言語研修を有意義なものとするとともに,同研修と並行的にロンボ語の文法調査の取りまとめにかかり,語彙集およびreference grammarの作成を行う.これを足掛かりに,2014年度末に中央キリマンジャロ諸語の現地調査に入り,キリマンジャロ・バンツー諸語の類型論的な内的多様性の解明に向けた研究を本格化させる.購入予定書籍の購入をふくめ,研究計画遂行のために使用する海外からの書籍購入手続に遅延が生じたため.今年度購入予定であった書籍の購入を,次年度に繰り越して行う.
事象関連電位を用いた3次元空間におけるオブジェクトに基づく注意の脳内機構の研究

平成18年度は,注意が作用するオブジェクトの表象レベルについて,行動指標と事象関連電位(ERP)を用いて検討した.(1)先行手がかり法における反応時間を指標として,部分的遮蔽により作成した視覚オブジェクト上の注意拡散時間を検討した,一連の実験の結果より,注意選択は課題の難易度が高い場合には知覚的補完後の高次のオブジェクト表象に基づくが,一方課題の難易度が低い場合には特徴値の不連続により定義されるより低次のオブジェクト表象に基づくことが示された.(2)視覚皮質における注意の布置をms単位で調べることの出来るERPを用いて,注意が視覚オブジェクト上を拡散する過程を検討した.刺激を左右の視野の両側に同時に呈示し,その片方に持続的に注意するERPパラダイムにおいて,刺激の左右対称性を統制し,刺激の連結による群化の影響を調べた.その結果,均一な連結における連結の程度を比較した実験と,均一な連結と不均一な連結を比べた実験の両方において,2段階の注意拡散過程を同定した.早い時間帯(N1,刺激呈示後150-210ms)では,群化の程度が高くなるにつれて注意は注意すべき空間位置の反対側に誘導されたが,遅い時間帯(late N2pc,約300-400ms)では,群化の程度に関わらず連結によって誘導された.この結果は,視覚オブジェクトには低次と高次の表象レベルがあり,対応する階層的な処理長那皆の各々において注意は逐次誘導されることを示唆する.またこのことより,(1)で示された行動反応が生成されるタイミングによって異なる表象レベルによる制約があることを説明できる.本研究課題である3次元空間におけるオブジェクトに基づく注意のモデル化のためには,本年度で明らかにした階層的なオブジェクト表象における注意作用が,観察者または環境中心の空間参照枠(平成17年度に検討)とどのように関連するかをさらに検討する必要がある.1.オブジェクトのワーキングメモリ表象の検討能動的な注意選択には、選択すべき対象のワーキングメモリが必要条件である。そこでオブジェクトのワーキングメモリ表象が遅延時間によってどのように変化するかを検討した。記憶属性として大きさを用い、4,8,16秒といった比較的長い遅延時間による遅延見本合わせ選択課題(8AFC)を行った。この結果、遅延によってオブジェクト表象は減衰し、オブジェクト表象の大きさは縮小した。以上より3次元空間におけるオブジェクトに基づく注意の検討には、ワーキングメモリ表象のダイナミクスを考慮する必要があることが示された。2.事象関連電位(ERP)を用いた視覚的群化の検討本研究の目的は、視覚的群化による要素間の空間的なまとまりの知覚が注意の拡散によるという仮説を検討することである。左右視野の両側に提示される刺激のうち片方に出現する標的を検出する課題において、事象関連電位はいずれの視野に注意が向いていたかの実時間の指標となる。このとき両側刺激が線によって結合される場合とされない場合において、結合によってERPの空間的注意効果が消失すれば群化による注意の拡散の証拠と考えることができる。結果は、結合・非結合条件で同様の空間的注意の効果(P1,P2,N2)が得られたが、標的検出に関わるERP(SN)は結合条件で減衰した。これは、結合による視覚的群化の知覚が注意の拡散ではなく、特徴照合過程に起因することを示唆する。3次元空間では観察者から手の届く範囲の空間(近空間)と届かない空間(遠空間)にあるオブジェクトに対して,異なる空間参照枠(それぞれ自己中心と他者中心)に基づいた注意作用が生じることが示唆されている.本年度は近・遠空間での視覚オブジェクトに基づく注意の脳機構を,事象関連電位(ERP)の諸成分を指標にして検討した.刺激(視角度等)と課題が一定の実験事態において,刺激の絶対的奥行き(観察距離)による以下のような違いがあった.1.絶対的奥行きが注意制御過程に及ぼす影響手がかり刺激に誘発されたERP成分のうち,注意シフト制御過程を反映する前頭部のADANは,遠空間では右・左視野への注意シフトに対応してそれぞれ左・右半球に対称に惹起されたが,近空間では右視野へのシフトに対する左半球での効果がより増大した.また,感覚領野の準備活動を反映する後頭側頭部のLDAPは近空間でのみ右半球優位に観察された.2.絶対的奥行きが注意選択過程に及ぼす影響1)一過性注意課題手がかり後の課題関連刺激に誘発されたERPの注意効果(手がかり有効性)のうち,後頭側頭部のN1注意効果は近空間では左視野の刺激に対してより増大したが,遠空間では左右対称であった.2)持続性注意課題一方,高負荷の持続性注意課題においては,ERP注意効果のうち,背側視覚経路に由来すると考えられる頭頂部の初期P1の注意効果が,近空間において左視野で増大した.以上は,近空間には右半球が関与する注意の左視野バイアスがあることを示す神経心理学的知見に一致する.ERPを用いたことにより特に,この不随意的な空間異方性が注意制御過程および初期の刺激選択過程の両方にあることが明らかにされた.また近空間の左視野バイアスは,注意が一過性であるか持続性であるかによって,オブジェクトの異なる処理段階(P1とN1に反映される)に生じることが示唆された。

平成18年度は,注意が作用するオブジェクトの表象レベルについて,行動指標と事象関連電位(ERP)を用いて検討した.(1)先行手がかり法における反応時間を指標として,部分的遮蔽により作成した視覚オブジェクト上の注意拡散時間を検討した,一連の実験の結果より,注意選択は課題の難易度が高い場合には知覚的補完後の高次のオブジェクト表象に基づくが,一方課題の難易度が低い場合には特徴値の不連続により定義されるより低次のオブジェクト表象に基づくことが示された.(2)視覚皮質における注意の布置をms単位で調べることの出来るERPを用いて,注意が視覚オブジェクト上を拡散する過程を検討した.刺激を左右の視野の両側に同時に呈示し,その片方に持続的に注意するERPパラダイムにおいて,刺激の左右対称性を統制し,刺激の連結による群化の影響を調べた.その結果,均一な連結における連結の程度を比較した実験と,均一な連結と不均一な連結を比べた実験の両方において,2段階の注意拡散過程を同定した.早い時間帯(N1,刺激呈示後150-210ms)では,群化の程度が高くなるにつれて注意は注意すべき空間位置の反対側に誘導されたが,遅い時間帯(late N2pc,約300-400ms)では,群化の程度に関わらず連結によって誘導された.この結果は,視覚オブジェクトには低次と高次の表象レベルがあり,対応する階層的な処理長那皆の各々において注意は逐次誘導されることを示唆する.またこのことより,(1)で示された行動反応が生成されるタイミングによって異なる表象レベルによる制約があることを説明できる.本研究課題である3次元空間におけるオブジェクトに基づく注意のモデル化のためには,本年度で明らかにした階層的なオブジェクト表象における注意作用が,観察者または環境中心の空間参照枠(平成17年度に検討)とどのように関連するかをさらに検討する必要がある.
男性不妊症における精子幹細胞の機能回復を目指したセルトリ細胞の機能解析

男性不妊症は我が国の喫緊の課題である。私たちはこれまでに精子幹細胞活性が将来の精子形成に影響を及ぼす可能性について報告してきた。本研究では将来に造精機能障害のリスクがある停留精巣をモデル疾患として幼少期精巣および男性不妊症精巣における精子幹細胞活性およびセルトリ細胞機能の変化を検討した。その結果、男性不妊症には先天的な精子幹細胞機能低下が生じている症例群がいることが明らかとなり、またそのような精巣では精子幹細胞活性の低下の原因としてセルトリ細胞の成熟異常により発現亢進する一連のカスケードにより精子幹細胞のアポトーシスが進行することが一因と推察された。男性不妊症はわが国の最重要案件の一つであるが、その研究・治療には改善の余地が大きい。私たちはこれまでに男性不妊症の主因である停留精巣において精子幹細胞の機能が低下することを明らかにしてきた。ただし精子幹細胞は単独で精子形成できないことも知られている。その中で、私たちは停留精巣の既往をもつ男性不妊症患者の精巣ではセルトリ細胞単独症(Sertoli Cell Only syndrome;SCO)をしばしば認めることを臨床病理の結果から得た。すなわち停留精巣のような先天的に造精機能障害のリスクを内包する疾患の一部にはセルトリ細胞の機能異常があり、具体的には、本研究ではこれまでの成果をふまえ、男性不妊症での精子幹細胞の分化異常とセルトリ細胞の機能変動の関連について解析を行っている。これまでに造精機能障害におけるセルトリ細胞機能、精子幹細胞活性および精子形成との関連を行ってきた。当初は停留精巣モデル動物を用いた研究から開始することを考えていたが、より実臨床に近い成果を得るため、ヒト手術検体を用いた研究を行ってきた。まず停留精巣組織精子幹細胞(spermatogonial stem cell; SSC)の幹細胞活性と、それが精細胞分化に及ぼす影響を検討し、造精に強く関与する精子幹細胞関連遺伝子であるUTF1(undifferentiated embryonic cell transcription factor1)遺伝子の発現が停留精巣において低下していることを確認した。またセルトリ細胞の成熟度を評価することが可能なマーカーとしてCytokeratin 18 (KRT18)を見出した。私たちの研究施設では小児先天異常研究班と男性学研究班のなかでも精巣研究を以前から共同で行ってきており、精巣の機能異常についての知識ならびに実績が蓄積されている。また停留精巣および男性不妊症の組織を得るために大学病院およびその関連施設との連携が重要であるが、組織採取のプロトコルを確立しており、安定した検体確保が可能となっている。さらに当施設では複数名が精巣病理組織に精通しており、結果判定の正確さが確保されている。さらに複数の研究助手が存在し、多くの手技が系統的・安定的に行われている。将来的な精子形成の評価には、有用性と再現性が担保された精子幹細胞マーカーの確立が必須であるが、私たちはUTF1・KDM5Aなどを用いた精度の高い活性評価法を樹立している。またこれらの有用性・再現性はblind下での複数名の研究者で確認し、それに基づいた研究を多方面に生かしている。以上のことより本実験は、現在まで概ね順調に経過していると考えられる。これまでに研究1:造精機能障害におけるセルトリ細胞機能、精子幹細胞活性および精子形成との関連を行ってきた。

またこれらの有用性・再現性はblind下での複数名の研究者で確認し、それに基づいた研究を多方面に生かしている。以上のことより本実験は、現在まで概ね順調に経過していると考えられる。男性不妊症はわが国の最重要案件の一つであるが、その研究・治療には改善の余地が大きい。私たちはこれまでに男性不妊症の主因である停留精巣において精子幹細胞の機能が低下することを明らかにしてきた。ただし精子幹細胞は単独で精子形成できないことも知られている。その中で、私たちは停留精巣の既往をもつ男性不妊症患者の精巣ではセルトリ細胞単独症(Sertoli Cell Only syndrome;SCO)をしばしば認めることを臨床病理の結果からえた。すなわち停留精巣のような先天的に造精機能障害のリスクを内包する疾患の一部にはセルトリ細胞の機能異常があることが推察された。私たちはこれまで行ってきた研究成果をふまえた上で、男性不妊症での精子幹細胞の分化異常とセルトリ細胞の機能変動の関連について解析を行ってきた。造精機能障害におけるセルトリ細胞機能、精子幹細胞活性および精子形成との関連を解析するのに、当初は停留精巣モデル動物を用いた研究から開始することを考えていたが、より実臨床に近い成果を得るため、ヒト手術検体を用いた研究を行った。その結果、将来的に造精機能障害を引き起こすことが知られている停留精巣組織では幼少期からすでに造精に強く関与する精子幹細胞関連遺伝子であるUTF1(undifferentiated embryonic cell transcription factor 1)遺伝子の発現が低下していることが明らかになった。さらに成人期の男性不妊症患者精巣の検討で、セルトリ細胞の成熟異常が精子幹細胞のアポトーシスを惹起する物質をセルトリ細胞自身が産生することを明らかにした。男性不妊症は我が国の喫緊の課題である。私たちはこれまでに精子幹細胞活性が将来の精子形成に影響を及ぼす可能性について報告してきた。本研究では将来に造精機能障害のリスクがある停留精巣をモデル疾患として幼少期精巣および男性不妊症精巣における精子幹細胞活性およびセルトリ細胞機能の変化を検討した。その結果、男性不妊症には先天的な精子幹細胞機能低下が生じている症例群がいることが明らかとなり、またそのような精巣では精子幹細胞活性の低下の原因としてセルトリ細胞の成熟異常により発現亢進する一連のカスケードにより精子幹細胞のアポトーシスが進行することが一因と推察された。平成27年度の結果を反映して、男性不妊症に至る過程におけるセルトリ細胞の成熟度異常やアポトーシスの関連を検討中である。そこから導き出された遺伝子異常の結果を用い、アデノウィルスベクター法による精巣内への遺伝子導入を「セルトリ細胞選択的遺伝子導入法を用いた機能解析」として行うことを考えている。この手法では、生殖細胞とセルトリ細胞やライディッヒ細胞などの体細胞とで、選択的な遺伝子導入が可能である。
高エネルギー宇宙現象解明のための超広帯域スタックCCDカメラ開発

X線CCDはその焦点面検出器として、現在で活躍している衛星、今後数年内に打ち上げ予定の衛星すべてに搭載され、X線天文分野での標準的な検出器である。観測により得られたデータを解析する上でも、より高エネルギーでの高精度撮像分光を目指した次世代の検出器開発にとっても、X線CCDの複雑な表面構造、空乏層内部での信号電荷の振る舞い、など検出器の物理的特性を理解する事は極めて重要である。これまで不可能であった10keV以上の硬X線に対しても適応可能な超微細コリメータの新規開発に着手した。コリメータの母材となるBP-1ガラスに重イオンビームを直入射し、適当なエッチング処理を施すことで、アスペクト比が100を越える微細孔を作るというアイディアを、まず実現し、第一試作品を製作後、問題点を洗い出し、改良を目指した第二試作に入った。BP-1微細コリメータを用いて、硬X線(>10keV)光子に対するCCD画素内詳細診断実験を行うため、JAXA/宇宙科学研究本部に於いて、X線CCD試験システムの立ち上げ、CCD試験素子の基礎評価実験をおこなった。可視光CCD汎用駆動システムを活用して、10Mhzの高速読み出しを目指したシステム開発を行っている。HPK製の素子で192eV(@5.9keV)という分解能を達成した。昨年度ドイツ・マックスプランク研究所と行った共同実験の結果を6月にドイツの国際学会で、BP-1コリメータ第一試作性能評価までの実績を9月にイギリスで発表した。今年度私は、これまでメッシュ実験法で実証し、培ってきたX線CCDについての実績を活かして、X線データの解析を行った。宇宙線の起源、加速機構はその発見以来(1912年)の謎だが、超新星残骸シェルは加速現場の有力候補である。電子が10^<15>eV(knee)まで加速されて生じるシンクロトロン放射は、その波長がX線領域に達するため、X線シンクロトロン放射の研究は、系内最高加速エネルギーに迫れる重要なプローブとなる。私は超新星残骸シェルでのシンクロトロン放射が検出された数少ない例である、RX J1713.7-3946について、XMM-Newton衛星(欧州)のデータを用いて、観測的研究を行った。その結果、X線の表面輝度分布と分子雲とに相関がみられ、標準のモデルとは異なる加速器高の存在を示唆する事ができた。また、XMM-Newton搭載pn CCDを開発したドイツマックスプランク研究所との共同研究を立ち上げ、私がこれまで構築してきたCCD素子を詳細に実測する「メッシュ実験法」をpn CCDにも適応した。詳細な解析はこれからであるが、「メッシュ実験法」の有用性は実証できた。更に、私の所属先である宇宙科学研究本部に於いて、CCDの開発を進めるべく基本システムを立ち上げ中である。まず、既存のX線天文衛星観測データを用いた超新星残骸研究を行った。RJ1713.7-3941において、明るい西部リム領域に余剰吸収の存在を発見し、これが最近発見された分子雲によるものであること指摘した。また、RX J0852-4622において、高空間分解観測から、非熱的X線放射領域は、北西部では衝撃波面に沿うフィラメント状、南端にはクランプ状と様々な構造を示し、これまでの加速、放射の標準的モデルでは説明し難い現象が明らかにした。これらの結果を国際会議、日本天文学会年会で発表した。一方、多数の微細孔コリメータを用いてピクセル半導体検出器の信号応答を精密に調べる我々独自の実験手法を、ドイツマックスプランク半導体研究所で開発されたpn-CCDに初めて適用した。様々なエネルギー、異なる設計のデバイスについて、低エネルギーX線の信号電荷の広がりを実測し、X線入射面側の検出効率の高い一様性を実証した。並行して、これまで不可能であった10keV以上の硬X線に対しても適応可能な超微細コリメータの新規開発に着手した。また、X線CCDをコンプトン散乱体として用いた検出器をシミュレーションにより検討した。

これまで不可能であった10keV以上の硬X線に対しても適応可能な超微細コリメータの新規開発に着手した。コリメータの母材となるBP-1ガラスに重イオンビームを直入射し、適当なエッチング処理を施すことで、アスペクト比が100を越える微細孔を作るというアイディアを、まず実現し、第一試作品を製作後、問題点を洗い出し、改良を目指した第二試作に入った。BP-1微細コリメータを用いて、硬X線(>10keV)光子に対するCCD画素内詳細診断実験を行うため、JAXA/宇宙科学研究本部に於いて、X線CCD試験システムの立ち上げ、CCD試験素子の基礎評価実験をおこなった。可視光CCD汎用駆動システムを活用して、10Mhzの高速読み出しを目指したシステム開発を行っている。HPK製の素子で192eV(@5.9keV)という分解能を達成した。昨年度ドイツ・マックスプランク研究所と行った共同実験の結果を6月にドイツの国際学会で、BP-1コリメータ第一試作性能評価までの実績を9月にイギリスで発表した。
プロトン駆動型細菌べん毛モーターのメカノケミカルサイクルの分子機構

本研究では、細菌べん毛モーターのエネルギー変換機構を解明することを目指して、高輝度ナノプローブと超高速サンプリングを組み合わせた一分子計測を行った。サルモネラべん毛に標識された直径100 nmの金ナノ粒子の回転をフレームレート2.5 μsで撮影した結果、約300 Hzで回転するべん毛モーターにおいて、回転と停止を繰り返しながら動作する「回転ステップ」を検出することに成功した。エネルギー変換の素過程であるステップ動作の検出と解析は、べん毛モーターの動作原理の本質に迫る重要な手がかりである。本研究では、プロトン駆動型サルモネラべん毛モーターにおけるエネルギー変換機構を素過程レベルで理解することを目指して、高輝度な金属ナノプローブと超高速センサーを組み合わせた一分子ナノ計測システムを構築し、べん毛モーターのエネルギー変換素過程に相当する「回転ステップ」の検出を目指す。<野生型べん毛モーターのステップ検出>直径100 nmの金ナノ粒子がプローブとして繊維に付着され、100 Hz程度で回転するべん毛モーターにおいて、ステップ様の回転を検出することができた。5-10マイクロ秒間隔での高速サンプリングにおいても、レーザーを用いると十分な信号が得られることが分かった。繊維へのプローブ標識法の改良について、大阪大学の協力を得るとしていた。この点について、大阪大学のグループが、べん毛繊維とモーター基部体の間に存在するフックというバネのような構造に変異を導入し、固いフックを持つ変異体を作製することに成功した。これにより、飛躍的な時空間分解能の向上が期待される。<突然変異型べん毛モーターの計測>べん毛モーターのエネルギー変換反応過程に異常が生じた突然変異型べん毛モーターの計測を進めるとしていた。これについて、プロトン結合部位である固定子蛋白質MotBのAsp-33(アスパラギン酸)がGlu(グルタミン酸)に置換された突然変異体の回転速度揺らぎが顕著に大きくなること(Che and Nakamura et al., 2014)を明らかにした。<金属ナノプローブの検討>金と銀の合金ナノ粒子の作製を検討していたが、直径数ナノメートルの金コロイドを多数凝集させて球状に仕上げた新しいプローブが発表されたので、これの使用を試みた。25年度は、この新プローブをべん毛繊維に付着させ、回転を観察することに成功した。本研究では、水素イオン駆動型細菌べん毛モーターにおけるエネルギー変換機構の解明を目的として、高輝度な金属ナノプローブと超高速センサーを組み合わせた一分子ナノ計測システムを構築し、べん毛モーターのエネルギー変換素過程(回転ステップ)の検出を目指す。24年度は、べん毛モーターの高速回転ステップを検出するための顕微計測システムの構築と予備的計測を目標とした。<顕微計測システムの構築>He-Neレーザーによって照明された直径60 nmの金ナノ粒子の散乱像を、対物レンズ(100倍)を通して高速4分割センサー表面に投影したところ、センサー面(直径1 mmの円形)に対する散乱像の拡大が不十分であることが分かった。そこで、カメラポート付近の1次結像面で得られる散乱像を10倍拡大する光学系を構築した。<予備的計測>べん毛モーターには通常10個程度の固定子が存在する。エネルギー変換の素過程を検出するには、固定子数を1個まで減らす必要がある。そのため、固定子を欠損した突然変異型サルモネラ菌に固定子蛋白質MotA/MotBをコードしたアラビノース誘導型プラスミドを導入し、アラビノースの添加量によって固定子発現量を制御した。本研究では、べん毛ロッドまたはフックを金属ナノ粒子で標識することを最終目標としているが、本年度は、べん毛繊維を金または銀のナノ粒子で標識して予備実験を行った。サルモネラ菌のべん毛繊維に付着して回転する金ナノ粒子または銀ナノ粒子の散乱像をセンサー表面に投影し、1μ秒の速度で、ナノ粒子の変位に依存した電圧変化を検出することに成功した。最高300 Hzで回転するべん毛モーターの回転原理を解明するにはマイクロ秒での計測が必須であるが、これほどの時間分解能で計測が行われた例はほとんどない。本年度の成果を足掛かりに、これまでにない計測データが高精度に収集できることが期待される。本研究では、細菌べん毛モーターのエネルギー変換機構を素過程レベルで理解することを目指して、高輝度な金属ナノプローブと超高速サンプリングを組み合わせた一分子ナノ計測システムを構築し、回転ステップの検出を目指す。回転ステップは、べん毛モーターが回転と停止を繰り返しながら動作を指す用語である。ステップを特徴づけるパラメータは、べん毛モーターの化学-力学エネルギー共役反応を理解する上で重要な情報を数多く含む。1.26年度は、高速カメラを用いたステップ計測を予定していた。直径100nmの金コロイドを野生型サルモネラ菌のべん毛1本に付着させ、高速カメラで回転を撮影したところ、最高300 Hzで回転するモーターのステップを検出することに成功した(論文作成中)。

これまでにべん毛モーターで検出されたステップは、いずれも回転速度1 Hz程度の低速回転モーターで得られたもので、その解析で得られる情報はごく限られたものであった。本研究の成果により、べん毛モーターの作動原理に関する理解が大きく進むことが期待できる。2.25年度に作製された「べん毛の繊維部分を欠損し、直線の固いフックを持つ」変異型べん毛モーターを試料とする計測を試みた。しかし、べん毛繊維を欠損させたことにより線毛の発現が強く誘導され、フック部分に対する特異的なプローブ修飾を行うことができなかった。遺伝子操作の再検討が必要である。3.べん毛モーターには約10個の固定子が存在し、回転中にもその数が変化する。26年度には、プロトン透過活性を失った固定子が野生型固定子に比べて高頻度にモーターから解離することを明らかにし、固定子の安定した組み込みにプロトン透過が必要である可能性を示した(Nakamura et al., 2014 BIOPHYSICS)。回転には固定子と回転子の相互作用が必要であると考えられているため、本成果は、回転機構の解明において重要な手掛かりとなると思われる。生物物理学25年度には、前年度(24年度)に構築した顕微計測システムを用いた野生型べん毛モーターの回転ステップ計測、突然変異型べん毛モーターの計測、金属ナノプローブの検討を行うことを予定していた。24年度の研究において、「通常およそ10個存在する固定子(トルク発生装置)を1個まで減らす工夫が必要である」としていたが、ごく最近の研究成果によって、低負荷条件下では自発的に固定子数が減少することが明らかとなった(Lele et al., 2013; Castillo and Nakamura et al., 2014)。回転ステップ検出は、ごく低負荷の条件で行われるため、特別な操作(遺伝子操作など)をする必要がないことが判明した。これは、想定外であったが、作業効率を大きく向上させる重要な情報が得られたと考えている。構築したシステムを用いて、野生型べん毛モーターにおけるステップ様動作を検出することにも成功した。また。べん毛軸構造の弾性を変化させる変異実験も成功した。これらの点は、予定通りに進行したと言える。しかしながら、回転軌跡がいびつなものが多い。これは、光学系の精度が十分ではなく、顕微鏡像が理想的な位置および角度でセンサー表面に投影されていないことが理由と考えられる。この点は現在改良中である。MotBに変異が生じたMotB(D33E)モーターの新たな性質(負荷依存的にプロトン透過活性が変化する性質)が明らかになったことは、今後の研究においても注目すべき点である(Che and Nakamura et al., 2014)。新たなプローブについては、当初考案していた合金プローブとは異なるが、より実験に適したプローブを用意できる可能性が期待できることとなった。以上の進捗状況を総合的に判断し、本年度の達成度を「おおむね順調に進展している」とした。
筋収縮や体性感覚刺激が自覚的耳鳴に与える影響の基礎的研究

30 dB以下の静かな環境で耳栓とイヤーマフを装着後に聞こえる耳鳴を対象とした。顔面部や頚部の自動運動により耳鳴が軽減する例や経穴(ツボ)などの指頭による圧刺激により軽減する例のあることがわかった。圧刺激では平均1.37 kgfの圧迫により軽減した。また、頚部や手部などの経穴への通電刺激により軽減する例のあることがわかり、特に完骨穴の効果が大きいことが示唆された。大きさの軽減では、自動運動より圧刺激や通電刺激の方が効果的であることが示唆された。さらに、頚部や手部の経穴などに圧刺激を行って耳鳴が変化する部位を確認後、その部位に鍼刺激を行った結果、鍼刺激によっても軽減する例のあることがわかった。・11名の被験者を追加し、昨年度に行った9名の被験者を加えると計20名(平均年齢25歳)の被験者数となった。・被験者は耳栓とイヤーマフを装着して30dB以下の静かな部屋に入室後、次の介入による自覚的耳鳴の変化が検討された。1:自動運動(額のしわ寄せ・閉眼・口すぼめ・噛み締め・口の開閉・顎の左右および前後運動・頚の前屈、後屈、左側屈、右側屈、左回旋・右回旋)を各30秒間、2:経穴など(完骨・風池・天柱・下関・太陽・乳様突起下端・C1横突起部・C横突起部)への指頭による圧刺激を各30秒間、3:経穴(合谷・後谿・大陵・完骨)への経皮的ツボ電気刺激(TEAS、2Hzおよび100Hz)を各30秒間行った。耳鳴はvisual analogue scale(VAS)や標準耳鳴検査法1993における耳鳴の自覚的表現の問診票に基づいて作成した評価表により、耳鳴の大きさ(0-5の6段階評価)や耳鳴の持続(0-5の6段階評価)、音質の変化(高・中・低)などが聴取された。また、トランスジューサ指示計を用いて、どの程度の強さ(kgf)で圧迫した時に耳鳴が変化するかを検討した。その結果、自動運動により耳鳴の大きさが軽減したものは9例であったが、耳鳴の大きさにおけるVASや自覚的表現に有意差はなかった。一方、音質や種類には有意な変化が認められた。指頭による圧迫により耳鳴が軽減したものは11例であり、耳鳴の大きさにおけるVASや自覚的表現に有意な減少が認められた。平均1.40 kgfの圧迫により大きさが変化した(11例)。TEASにより耳鳴が軽減したものは17例であり、耳鳴の大きさにおけるVASや自覚的表現に有意な減少が認められた。これらのことから、耳鳴が自動運動や経穴などへの圧刺激、TEASによって修飾されることが示唆された。また、耳鳴の大きさの軽減という視点から考慮すると、自動運動に比べて、指頭での圧迫やTEASなどの体性感覚刺激の方が効果的である可能性が示唆された。特に完骨に対するTEASは影響が大きいことが示唆された。多くの国民が耳鳴を訴えているが、耳鳴の多くは自覚的であり、かつ原因不明とされるものが多く、治療困難であることが少なくない。また、薬物療法はあまり効果がないことが指摘されている。一方、耳鳴に対して鍼治療が行われることがあり、耳鳴が軽減したとする報告がみられる。しかし、科学的な概念や基礎的データに基づく刺鍼部位の選択理由や鍼治療効果およびその効果発現の機序については不明な点が多い。このような点を解明するための第1段階の研究として、顔面部や頚部の自動運動や体性感覚刺激が自覚的耳鳴に与える影響を検討することを目的として研究を行った。本研究の実施により、耳鳴治療に対する鍼刺激部位を選択するための診察法や鍼刺激の治療部位として、また、耳鳴を有する者がセルフケアを行う際の刺激部位として応用発展させるための基礎的研究となることが予想される。対象は耳の疾病をもたない者で、静かな環境下で自覚的耳鳴を感じる健康成人ボランティア9名(平均年齢25歳)とした。被験者は使い捨ての耳栓とイヤーマフを装着して防音室に入室後、以下の介入により耳鳴が変化するか否かが検討された。1.頚部や顔面部の自動運動を30秒間、2.頚部や顔面部の経穴などに指頭での圧迫刺激を30秒間、3.手部や耳部の経穴などに経皮的ツボ電気刺激を30秒間行った。耳鳴は、標準耳鳴検査法1993における耳鳴の自覚的表現の問診票に基づいて作成した評価表により、耳鳴の大きさや耳鳴の持続、音質の変化などが聴取された。その結果、1.頚部や顎関節の運動により耳鳴の大きさが軽減したものが5例みられた。2.頚部・頬部・前額部の圧迫により耳鳴が軽減したものは4例、消失したものは1例であった。3.通電刺激により耳鳴が軽減したものは6例、消失したものは3例であった。本研究により、耳鳴が筋収縮や圧迫刺激、通電刺激によって軽減する場合のあることが示唆された。・8名の被験者を追加し、昨年度に行った20名の被験者を加えると計28名(平均年齢24歳)の被験者数となった。

・被験者は耳栓とイヤーマフを装着し、環境音が30dB以下の静かな部屋に入室後に以下の介入による自覚的耳鳴の変化が検討された。1:顔面部や頚部の自動運動を各30秒間(額のしわ寄せ・閉眼・口すぼめ・噛み締め・口の開閉・顎の左右および前後運動・頚の前屈・頚の後屈・頚の左右側屈・頚の左右回旋)、2:顔面部や頚部の経穴などに対する手指の指頭による圧刺激を各30秒間(完骨・風池・天柱・下関・太陽・乳様突起下端・C1横突起部・C2横突起部)、3:頚部や手部の経穴に対する経皮的ツボ電気刺激(TEAS、2Hz及び100Hz)を各30秒間(合谷・後渓・大陵・完骨)行った。耳鳴はvisual analogue scale(VAS)や標準耳鳴検査法1993における耳鳴の自覚的表現の問診票に基づいて作成した評価表により、耳鳴の大きさ(0-5の6段階)や持続(0-5の6段階)、音質(高・中・低)の変化などが聴取された。また、トランスジューサー指示計を用いて、どの程度の強さ(kgf)で圧迫した時に耳鳴が変化するかを検討した。その結果、(1)自動運動により、耳鳴の大きさが軽減したものは11例であったが、大きさのVASに有意差はなかった。一方、持続(断続的になる)、音質(低音へ変化)、数(増加)に有意な変化がみられた。(2)圧刺激により、大きさが軽減したものは15例であり、VAS(大きさ)や自覚的表現(大きさ・持続・数)に有意な減少がみられた。また、平均1.37 kgfの圧迫により大きさが変化した。(3) 2 Hzまたは100 HzでのTEASにより、大きさが軽減した者は23例であり、VAS(大きさ)や自覚的表現(大きさ・持続・数)に有意な減少がみられた。特に完骨穴を刺激した時の効果が大きかった。耳鳴が自動運動や圧刺激、TEASによって変化した。大きさの軽減では、自動運動より圧刺激やTEASなどの方が効果的であることが示唆された。・2名の被験者を追加し、昨年度までに行った28名の被験者を加えると計30名(平均年齢25歳)となった。被験者は耳栓とイヤーマフを装着し、環境音が30dB以下の静かな部屋に入室後、以下の介入による耳鳴の変化が検討された。1.顔面部や頚部の7種類の自動運動、2.顔面部や頚部に位置する8部位の経穴などに対する手指の指頭による圧刺激、3.頚部や手部に位置する4つの経穴に対する経皮的ツボ電気刺激(TEAS、2Hzおよび100Hz)、などを各30秒間行った。耳鳴はvisual analogue scale(VAS)や標準耳鳴検査法1993における耳鳴の自覚的表現の問診票に基づいて作成した評価表により、耳鳴の大きさ(6段階)や持続(6段階)、音質の変化などが聴取された。また、上記2では、圧トランスデューサー指示計を用いて、どの程度の強さで圧迫した時に耳鳴が変化するかを検討した。その結果、1:自動運動により耳鳴の大きさが軽減したものは13例であったが、大きさのVASに有意差はなかった。一方、持続、音質、数には有意な変化がみられた。2:圧刺激により大きさが軽減したものは17例であり、大きさのVASや自覚的表現(大きさ・持続・数)に有意な減少がみられた。平均1.41kgfの圧により大きさが変化した。3:TEASにより大きさが軽減したものは25例であり、大きさのVASや自覚的表現(大きさ・持続・数)に有意な減少がみられた。TEASにより完骨穴を刺激した時の効果が大きかった。大きさの軽減では自動運動より、圧刺激やTEASの方が効果的であることが示唆された。・5名の被験者(平均年齢24歳)に対して、鍼刺激が耳鳴に与える影響について検討した。6部位の経穴などに圧刺激を行って耳鳴が変化する部位を選定後に鍼刺激を約30秒間行った結果、全例で耳鳴の大きさが軽減または消失し、大きさのVASや自覚的表現(大きさ・持続)に有意な減少が認められた。鍼刺激によっても耳鳴が軽減または消失する場合のあることが示唆された。
脊椎動物における認知能力の進化　～魚類を対象とした実験的アプローチ～

本研究課題の目的は、「これまで認知能力の検証がほとんどなされてこなかった魚類を対象として、認知機能の検証をおこない、その結果を種間比較することによって、認知能力がどのような要因で発達・進化してきたのかを明らかにする」というものである。本年度は当研究課題の初年度ということで、まずはホンソメワケベラを対象に色刺激を用いた推移的推論の検証をおこなった。まずは6色のプレートを用意し、すりつぶしたエビをつける。このようなプレートを水槽内に入れて、すぐに食べられるようにプレトレーニングをおこなった。その後、その中から5色のプレートを選び、A、B、C、D、Eとした。ただし色の影響を少なくするためにBとDは白色か黒色とした。まずはトレーニングとしてAーB+、BーC+、AーC+、CーD+、DーE+、CーE+(+は正刺激、ーは負刺激)の組み合わせでトレーニングをおこなった。ホンソメワケベラは霊長類、ほ乳類、鳥類とは異なり1日に多くの試行をこなすことができず(1日あたり18試行程度)、そのためトレーニングが長期間にわたってしまう。予備実験により、トレーニング終了時に、AーB+などのはじめにおこなった組み合わせの学習が低下している可能性が示された。そこで、本実験においてはそれぞれの組み合わせをもう一度学習させた。このようなトレーニングのあと、一度も提示されていない組み合わせであるBとDの組み合わせを提示し、その選択を記録した。もし本種に推移的推論ができるなら、A<B<C<D<Eという関係を導き、有意にDを選択すると期待される。これまで私は3個体で実験を終えており、そのうち2個体でこの予測を支持する結果を得た。現在は2個体で実験を継続中であり、5個体のデータがそろえばデータをまとめ学会や論文で報告していく予定である。「研究実績の概要」の記入欄にも記載したが、今年度は本課題における初年度である。受け入れ研究室においてはこれまで海水魚を飼育した経験もなく、その設備もなかった。そこで私はまず、ホンソメワケベラを飼育する環境を整えることからはじめた。受け入れ研究室に着任から2か月が経過したころには飼育環境を整えることができ、夏ごろからはホンソメワケベラの飼育をはじめた。飼育場所や実験場所の制約により、一度に2個体ずつしか実験ができなかった。さらに、推移的推論実験を開始する前のプレトレーニングとしての「プレートからエサを食べることを学習する」ということに長い個体では1か月程度かかってしまい、その進捗については少し遅れてしまった印象はある。しかし、推移的推論に関する検証実験をおこなっていくうえで、ホンソメワケベラは刺激の弁別において「負刺激を避ける傾向(reject-control relation)」があると考えられた。このことは今後ホンソメワケベラで実験をおこなっていくうえでとても重要な知見であると考えられたので、私はこのreject-control relationの検証も並行してすすめた。このreject-control relationについては現在8個体で実験をおこなっており、予測を支持する結果を得ている。またホンソメワケベラに関する文献を調べていくにつれ、このrelationが本種の生態と強く結びついているのではないかと考えるようになった。そこで、今後はこのreject-control relationについても種間比較をおこなっていく予定である。さらに、10月におこなわれた関西心理学会においてこの研究について発表し、奨励賞を受賞することができた。これらのことから、全体的には概ね想定通りの進捗をしていると言える。本年度はホンソメワケベラを対象として、主に推移的推論とreject-control relationという2つのトピックについて検証実験をおこなった。このような実験はこれまでおこなわれておらず、方法について探り探り実験をすすめ、その方法の確立するに至った。現在推移的推論について実験中の2個体のデータがそろい次第、解析をすすめていく予定である。またトレーニング時に受けた報酬によりDを優位に選択できるということが説明できる、という可能性もあるので、これについてはシミュレーションをおこなっていく。Reject control relationについてはすでに解析も終えているので、随時論文の執筆に移行する。来年度は、初年度にホンソメワケベラを対象として確立された実験系を使い、他種での検証を目指す。主な対象として考えている種は、ホンソメワケベラの近縁種であるソメワケベラである。ソメワケベラはホンソメワケベラとは異なり、自らクライアントを探しに行って掃除をする。そのためホンソメワケベラよりも多くの「ずる」をすることが知られており、過去の経験やクライアントの種に応じて掃除を調整していないと考えられる。もし推移的推論がカケス類や原猿類で示唆されたように、集団の大きさや社会関係の複雑さによって進化したのなら、ソメワケベラの推移的推論能力はホンソメワケベラと比較してあまり発達していないと考えられる。またreject-control relationにおいても同様に結果が得られると期待される。ソメワケベラは熱帯魚の卸業者から入手することができる。そこで遅くとも6月までには飼育を開始する。ソメワケベラはホンソメワケベラよりもサイズが大きく、飼育がむずかしいと考えられるが、飼育水槽の大きさやエサを調整しながら飼育の確立を目指す。安定した飼育ができれば、随時実験をおこなっていく予定である。

本年度は当研究課題の初年度ということで、まずはホンソメワケベラを対象に色刺激を用いた推移的推論の検証をおこなった。まずは6色のプレートを用意し、すりつぶしたエビをつける。このようなプレートを水槽内に入れて、すぐに食べられるようにプレトレーニングをおこなった。その後、その中から5色のプレートを選び、A、B、C、D、Eとした。ただし色の影響を少なくするためにBとDは白色か黒色とした。まずはトレーニングとしてAーB+、BーC+、AーC+、CーD+、DーE+、CーE+(+は正刺激、ーは負刺激)の組み合わせでトレーニングをおこなった。ホンソメワケベラは霊長類、ほ乳類、鳥類とは異なり1日に多くの試行をこなすことができず(1日あたり18試行程度)、そのためトレーニングが長期間にわたってしまう。予備実験により、トレーニング終了時に、AーB+などのはじめにおこなった組み合わせの学習が低下している可能性が示された。そこで、本実験においてはそれぞれの組み合わせをもう一度学習させた。このようなトレーニングのあと、一度も提示されていない組み合わせであるBとDの組み合わせを提示し、その選択を記録した。もし本種に推移的推論ができるなら、A<B<C<D<Eという関係を導き、有意にDを選択すると期待される。これまで私は3個体で実験を終えており、そのうち2個体でこの予測を支持する結果を得た。現在は2個体で実験を継続中であり、5個体のデータがそろえばデータをまとめ学会や論文で報告していく予定である。「研究実績の概要」の記入欄にも記載したが、今年度は本課題における初年度である。受け入れ研究室においてはこれまで海水魚を飼育した経験もなく、その設備もなかった。そこで私はまず、ホンソメワケベラを飼育する環境を整えることからはじめた。受け入れ研究室に着任から2か月が経過したころには飼育環境を整えることができ、夏ごろからはホンソメワケベラの飼育をはじめた。飼育場所や実験場所の制約により、一度に2個体ずつしか実験ができなかった。さらに、推移的推論実験を開始する前のプレトレーニングとしての「プレートからエサを食べることを学習する」ということに長い個体では1か月程度かかってしまい、その進捗については少し遅れてしまった印象はある。しかし、推移的推論に関する検証実験をおこなっていくうえで、ホンソメワケベラは刺激の弁別において「負刺激を避ける傾向(reject-control relation)」があると考えられた。このことは今後ホンソメワケベラで実験をおこなっていくうえでとても重要な知見であると考えられたので、私はこのreject-control relationの検証も並行してすすめた。このreject-control relationについては現在8個体で実験をおこなっており、予測を支持する結果を得ている。