hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バイアスを探索する知識発見システムの構築と評価

本研究では,まず,スターアルゴリズム,バージョン空間法,決定木学習(ID3,C4.5),遺伝的アルゴリズムに基づく分類器学習,Boosting & Baggingなどの帰納学習アルゴリズムを分析し,帰納メソッド群を「データセット生成法」「分類器集合生成法」「データセットと分類器集合の評価法」「データセット更新法」「分類器集合更新法」の5つのグループに分けた後に,帰納学習メソッドの仕様記述スキーマを決定して,帰納学習メソッドの体系(プロセスオントロジー)を構築した.次に,メソッドの操作対象物(情報)に対しても,同様に仕様記述スキーマを考察した後,その体系(オブジェクトオントロジー)を構築した.このようにして,2つのオントロジーを構築した後,帰納アプリケーションの初期仕様を構築するフェーズ(コンストラクション),所与のデータセットを使って初期仕様を具象化するフェーズ(インスタンシエーション),具象化された仕様をプログラムライブラリーを使用して実行可能コードに変換するフェーズ(コンパイル),実行コードがユーザが与えた精度を満足するかどうかを判定するフェーズ(テスト),精度を満足しない時,初期仕様を変更(その後,再度インスタンシエーションから処理を繰り返す)するフェーズ(リファインメント)という5つのフェーズにより,帰納アプリケーションを自動合成するシステムCAMLETを試作した.さらに,ML性能評価のために広く使われているUCI MLリポジトリーを使用して,CAMLETの性能を評価したが,帰納学習メソッドの組合せレベルで,従来とは異なった新しい帰納アプリケーションを自動生成するととちに,過去の代表的な帰納学習システムと比較して高い性能を示すことが確認できた.本研究では,まず,スターアルゴリズム,バージョン空間法,決定木学習(ID3,C4.5),遺伝的アルゴリズムに基づく分類器学習,Boosting & Baggingなどの帰納学習アルゴリズムを分析し,帰納メソッド群を「データセット生成法」「分類器集合生成法」「データセットと分類器集合の評価法」「データセット更新法」「分類器集合更新法」の5つのグループに分けた後に,帰納学習メソッドの仕様記述スキーマを決定して,帰納学習メソッドの体系(プロセスオントロジー)を構築した.次に,メソッドの操作対象物(情報)に対しても,同様に仕様記述スキーマを考察した後,その体系(オブジェクトオントロジー)を構築した.このようにして,2つのオントロジーを構築した後,帰納アプリケーションの初期仕様を構築するフェーズ(コンストラクション),所与のデータセットを使って初期仕様を具象化するフェーズ(インスタンシエーション),具象化された仕様をプログラムライブラリーを使用して実行可能コードに変換するフェーズ(コンパイル),実行コードがユーザが与えた精度を満足するかどうかを判定するフェーズ(テスト),精度を満足しない時,初期仕様を変更(その後,再度インスタンシエーションから処理を繰り返す)するフェーズ(リファインメント)という5つのフェーズにより,帰納アプリケーションを自動合成するシステムCAMLETを試作した.さらに,ML性能評価のために広く使われているUCI MLリポジトリーを使用して,CAMLETの性能を評価したが,帰納学習メソッドの組合せレベルで,従来とは異なった新しい帰納アプリケーションを自動生成するととちに,過去の代表的な帰納学習システムと比較して高い性能を示すことが確認できた.
ナノグラファイト系炭素材料の電子物性偏:パイ電子系のナノメータサイズ効果

一般にアモルファスに属する炭素材料の電子論を考える時、すぐ障害となるのは原子スケールでの構造同定の難しさ、すなわちその構造の汚さである。その中で我々が注目している一つは、有限サイズを持ったグラファイト断片、その中でもナノメータサイズの「ナノグラファイト」の電子状態である。このナノグラファイトは、サイズとしてはバルクのグラファイトと、ベンゼンやナフタレンなどの芳香族分子の中間に位置する、言わばグラファイトのメゾスコピック系である。有限サイズを持つということは、当然グラファイトとして端を持つことになる。グラファイトの切り口としては軸に対して30°の違いで、armchairとzigzagと呼ぶ2種類の典型的な端の形状が得られるが、ナノグラファイトのフェルミ準位近傍での電子状態は、端の形状によって全く変わることが分かった。特にzigzag端を持つ場合は、フェルミ準位に「エッジ状態」と呼ぶ状態を形成し、特に系がナノメータのサイズを持つ時に、その寄与は最大となることが示される。このエッジ状態の存在が、電気伝導、磁性さらにはド-ピング効果などにどの様な影響を与えるかを研究する。これらの基礎理論的研究をベースに提案したいのは、積極的なナノ加工グラファイトへの実験的アプローチである。構造的に同定され得るナノサイズで構造をコントロールされたグラファイトを合成し、理論と実験が連携することで、従来の炭素材料より高性能な機能性材料の創製を目指す。現在既に進行しているのは、東工大榎教授による、ナノグラファイトを熱処理することによるナノグラファイトの作成、及び早稲田大大島教授による固体基板のステップエッジの形状制御を利用したナノグラファイト作成である。
MSX1遺伝子による歯髄幹細胞の骨芽細胞／象牙芽細胞分化制御の解明

MSX1は歯髄幹細胞特異的に象牙芽細胞/骨芽細胞分化を制御している。MSX1ノックダウンにより発現が影響される遺伝子をDNAマイクロアレイにより網羅的に解析した。骨分化誘導条件下において、MSX1ノックダウンはコレステロール合成に関連する多くの遺伝子の発現を増加させた。以前よりコレステロール合成系の阻害が象牙芽細胞/骨芽細胞の分化を促進することが知られていたが、骨関連転写因子との関連は不明であった。本研究では、MSX1がコレステロール合成系全体を転写レベルで抑制することを示し、象牙芽細胞/骨芽細胞分化誘導の制御には、コレステロール代謝が関わっていることが示唆された。1、骨分化/象牙芽細胞分化に関与するMSX1標的遺伝子の絞り込み(1)、MSX1をノックダウンした細胞とコントロール細胞において骨分化/象牙芽細胞分化誘導した後、DNAマイクロアレイを用いて遺伝子変動を網羅的に解析した。これらの遺伝子群の特徴を探求するために、1.5倍以上変動した遺伝子についてGO解析を行った。誘導後、MSX1ノックダウンで発現低下した遺伝子群のGOタームには発生や分化に関するGOタームが多くみられ、発現が上昇した遺伝子群においては脂質代謝に関するGOタームが多くみられた。ゆえに、歯髄幹細胞において、骨分化/象牙芽細胞分化誘導時にはMSX1は発生/分化に関する遺伝子の発現を促進し、脂質代謝に関与する遺伝子の発現を抑制していることがわかった。次に、pathway解析を行った。この解析でもGO解析と同様に、発現低下した遺伝子群のpathwayは発生や分化に関与し、発現上昇した遺伝子群のpathwayは脂質代謝に関与していた。つまり、MSX1は発生/分化に関与するpathwayを誘導し、脂質代謝に関与するpathwayを抑制していた。(2)、以前明らかにしたChIP-seq法とマイクロアレイ法で絞り込んだMSX1表的候補遺伝子の中で、骨分化/象牙芽細胞分化誘導した後、変動した遺伝子群を探したのだが、ほとんど一致しなかった。遺伝子変動は、未分化と分化誘導後では異なることがわかった。2、クロマチン免疫沈降(ChIP)アッセイにより、MSX1標的遺伝子のプロモーター領域へのMSX1の結合の有無を調べた。ChIP-seq法とマイクロアレイ法で絞り込んだMSX1表的候補遺伝子の中で骨分化/象牙芽細胞分化に深く関与しているMET、GREM2、LBH、WNT2、RBPJに注目、選出して実験を行った。MSX1がこの5遺伝子のプロモーター領域に結合することが明らかになった。1、当初の計画では、以前明らかにしたChIP-seq法とマイクロアレイ法で絞り込んだMSX1表的候補遺伝子の中で、骨分化/象牙芽細胞分化誘導した後、DNAマイクロアレイで変動した遺伝子を重ね合わせて絞り込む予定であったが、遺伝子がほとんど一致せず、遺伝子変動は、未分化と分化誘導後では異なっていた。予想外ではあるが、骨分化/象牙芽細胞分化誘導した後のGO解析、pathway解析にてMSX1は発生/分化に関与する遺伝子群を誘導し、脂質代謝に関与する遺伝子群を抑制していることがわかった。よって、計画とは方向性がずれているが、左記の解析も進めていきたい。2、本課題の研究者が産休のため2015年7月2015年10月まで研究を中断していたため、計画が滞った。MSX1は上皮間葉相互作用による器官形成に重要な因子である。本研究では、MSX1の骨芽細胞/象牙芽細胞分化における役割を解析し、歯髄幹細胞におけるMSX1の分化制御メカニズムを解明することを目的としている。siRNAを用いてMSX1をノックダウンし、骨芽細胞/象牙芽細胞分化誘導培地で培養したところ、MSX1ノックダウン細胞では石灰化が抑制され、アルカリフォスファターゼ活性、骨芽細胞/象牙芽細胞分化関連遺伝子の発現が低下していた。従って、MSX1が歯髄幹細胞に高発現し、骨芽細胞/象牙芽細胞分化に必須の因子であることが明らかになった。また、MSX1の下流に位置する遺伝子群を特定するために、MSX1ノックダウンにより発現が影響される遺伝子をDNAマイクロアレイにより網羅的に解析した。骨分化誘導条件下において、MSX1ノックダウンは接着斑形成、軟骨内骨化、マトリックスメタロプロテアーゼ等に関連する多くの遺伝子発現を低下させ、一方、コレステロール合成に関連する多くの遺伝子の発現を増加させた。これらのコレステロール合成関連遺伝子の内、HMGCS1, HMGCR, FDPS, CYP51A1, DHCR7の発現がMSX1ノックダウンで増加することが定量PCRにより確認された。また、コレステロール合成において中心的役割を担う転写因子SREBP2の発現もMSX1ノックダウンにより増加した。今回の結果は、MSX1がコレステロール合成系全体を転写レベルで抑制することを示した。そして、MSX1による象牙芽細胞/骨芽細胞分化誘導の制御には、コレステロール代謝が関わっていることが示唆された。

本研究では、MSX1がコレステロール合成系全体を転写レベルで抑制することを示し、象牙芽細胞/骨芽細胞分化誘導の制御には、コレステロール代謝が関わっていることが示唆された。歯髄幹細胞において、骨分化/象牙芽細胞分化誘導した後のマイクロアレイ解析によりMSX1が発生/分化に関与する遺伝子群を誘導し、脂質代謝に関与する遺伝子群を抑制していることがわかった。MSX1が誘導後には脂質代謝に関与する遺伝子を標的としていることも考えられる。未分化時と分化誘導時では標的とする遺伝子が異なることが示唆されている。今後は、分化誘導後の脂質代謝関連遺伝子のプロモーター領域へのMSX1の結合の有無をChIPアッセイにより調べる。未分化時と分化誘導後の遺伝子変動の違いを明確にし、なぜ違う遺伝子群が変化しているのかを解明する。小児歯科本課題の研究者が産休のため2015年7月2015年10月まで研究を中断していたため、計画が滞ったため、予算の使用も少なくなった。骨分化/象牙芽細胞分化誘導した後の解析にてMSX1は発生/分化に関与する遺伝子群を誘導し、脂質代謝に関与する遺伝子群を抑制していることがわかった。MSX1が誘導後に脂質代謝関連遺伝子を標的にしていることの注目して今後の研究をすすめていく。具体的には、MSX1標的遺伝子のプロモーター領域へMSX1が結合しているかどうかをクロマチン免疫沈降法(ChIP)アッセイにより確認する。また、MSX1をノックダウンおよび過剰発現させた歯髄幹細胞を用いてリアルタイムRT-PCRによりMSX1表的遺伝子の発現変化を確認する。また、同細胞で脂肪分化させて、MSX1が脂肪分化に与える影響を解析する。
完全ヒト型抗体産生マウスを用いたヒト型モノクローナル抗体の作製と癌治療への応用

我々の研究グループはヒト抗体遺伝子全長をマウスへ導入して、抗体多様性を維持したまま完全ヒト抗体を産生するKM mouseを作製し、抗原刺激によってヒト抗体を獲得できる新しい技術を世界に先駆けて確立した。本研究ではこのマウスを用いたヒトモノクローナル抗体(hMab)の作製を試み、癌細胞のみを高い確率で認識するhMabを選別することによって、癌の診断および治療に応用することを目的とした。(1)子宮体癌に対するhMabの作製KMmouseを子宮体癌培養細胞SNG-Sで免疫し、常法により体癌細胞と反応するクローン(10-9D)を選別し、HMMC-1と命名した。本抗体の反応性としては、子宮体癌(54.6%)、子宮頸部腺癌(76.9%)、卵巣癌(75%)、腹膜癌(87.5%)で陽性反応が認められたが、正常子宮内膜や他の正常組織あるいは癌との反応性はほとんど認められなかったことから、いわゆるMurellian cancerをはじめとする胎児体腔上皮由来の癌に高い特異性を示すものと考えられた。本抗体の認識抗原は、ヒトでの体内分布が極めて限られるextended core 1構造を有するO-グリカンであることが判明した。(2)卵巣癌に対するhMabの作製KMmouseを卵巣明細胞腺癌培養細胞RMG-1で免疫し、(1)と同様の方法により、卵巣明細胞腺癌細胞と反応するクローン(2-10A)を選別し、HMOCC-1と命名した。本抗体は表層上皮性卵巣癌全体の83.2%(84/101)に陽性であり、漿液性、類内膜、明細胞、粘液性の各組織型の陽性率はそれぞれ72.2%,73.9%,90%,90%であった。腹膜中皮細胞とRMG-1との接着を阻害することがin vitroで確認され、その抗原分子はシアル酸を含まない糖鎖を有する糖蛋白質であることが示唆されている。我々の研究グループはヒト抗体遺伝子全長をマウスへ導入して、完全ヒト抗体を産生するCross-bred TC mouseを作製し、純度の高いヒト型抗体を産生する新しい技術を世界に先駆けて確立した。本研究では、このマウスを用いてヒト型モノクローナル抗体(Mab)の作製を試み、癌細胞のみを高い確率で認識するヒト型Mabを選別し、これらに抗癌剤を結合させ、ミサイル療法に有効な免疫複合体の確立を目指すことを目的とした。(1)Cross-bred TC mouseを子宮体癌培養細胞SNG-Sで免疫し、常法によって得られたハイブリドーマの培養上清を用いて免疫組織化学的染色を繰り返し、限界希釈法によって体癌細胞と反応するクローン(10-9D)を選別した。10-9Dは体癌の54.6%(53/97)に陽性反応を示し、正常内膜および各種全身臓器や癌に対してほとんど反応を認めず、組織切片の過沃素酸処理によって反応が減弱し、western blotではSNG-Sの膜分画に対して、90kDa付近と180kDa付近にバンドを認めた。反応性はシアリダーゼやN-グリコシダーゼ処理にて変化は見られず、O-グリカン合成を阻害するbenzyl GalNAcを添加して培養した細胞との反応性は減弱したことから、10-9Dの認識抗原はシアル酸を含まないO-グリカン構造を有する細胞膜上の糖蛋白質であることが判明した。(2)Cross-bred TC mouseを卵巣明細胞腺癌

培養細胞RMG-1で免疫し、1と同様の方法で細胞融合、スクリーニングを行い、卵巣明細胞腺癌細胞と反応するクローン(2-10A)を選別した。2-10Aは表層上皮性卵巣癌全体の83.2%(84/101)に陽性であり、漿液性、類内膜、明細胞、粘液性の各組織型の陽性率はそれぞれ72.2%,73.9%,90%,90%であった。RMG-1の膜画分のwestern blot解析では3750kDa付近にブロードなバンドが得られた。我々の研究グループはヒト抗体遺伝子全長をマウスへ導入して、抗体多様性を維持したまま完全ヒト抗体を産生するKM mouseを作製し、抗原刺激によってヒト抗体を獲得できる新しい技術を世界に先駆けて確立した。本研究ではこのマウスを用いたヒトモノクローナル抗体(hMab)の作製を試み、癌細胞のみを高い確率で認識するhMabを選別することによって、癌の診断および治療に応用することを目的とした。本年度は、昨年度に得られた成果をもとにさらに研究を進め、以下のような結果を得た。1.昨年度の本研究により、KM mouseを子宮体癌培養細胞SNG-Sで免疫することによって、HMMC-1 (hMab against Murellian related cancer)の作製に成功した。本年度は生化学的手法による抗原決定基の構造解析を行った結果、ヒトでの体内分布が極めて限られるextended core 1構造を有するo-glycanであることが判明した。本抗体の反応性としては、子宮体癌(54.6%)、子宮頸部腺癌(76,9%)、卵巣癌(75%)、腹膜癌(87,5%)で陽性反応が認められたが、正常子宮内膜や他の正常組織あるいは癌との反応性はほとんど認められなかったことから、本抗体はいわゆるMurellian cancerをはじめとする胎児体腔上皮由来の癌に高い特異性を示すものと考えられた。2.さらに、卵巣明細胞腺癌培養細胞RMG-1を免疫し、HMOCC-1 (hMab against ovarian clear cell carcinoma)を作製した。卵巣明細胞腺癌あるいは粘液性腺癌組織に高い陽性率(7080%)を示すだけでなく、腹膜中皮細胞とRMG-1との接着を阻害することがin vitroで確認された。目下のところ、その抗原分子はシアル酸を含まない糖鎖を有する糖蛋白質であることが示唆されている。
極限構造の量子効果と応用

本研究は,最先端の超微細加工技術を用いて,この新しい物理学分野の開拓とその工学的応用の可能性を探索することを目的として行なった.この分野の研究によって新しい"メゾスコピック"領域の物理学と極限物性工学,極限エレクトロニクス等の物理および工学的学問領域が開拓され極めて〓及効早が大きく,意義深い研究である.したがって重点領域研究として組織的,計画的に研究を進める必要がある.そこで研究会を4回(大阪,東京,名古屋,広島)開催し,重点領域研究を組織するために必要な,研究課題や内外の研究状況の調査,研究を行なった.この結果,重要研究課題として次のようにまとめた.1)電子波の量子干渉効果の理論:一次元極微構造に対する理論は,二次元理論を外挿したものであり正確な理論は確立されていない.ここでは,一次元極微構造中のアンダーソン局在効果,電子散乱過程,磁気抵抗のゆらぎ,アハラノフ・ボーム(AB)効果や電気伝導の非局在性など量子干渉効果や量子ホール効果に関する課題を理論的に解明する.2)電子波デバイスのための極微構造の制御と評価:低損傷,クリーンな極微構造の製作技術,原子層制御エピタキシー,選択成長等の原子スケール積層の厚みおよび横方向成長の制御技術と原子スケールの界面評価技術およびこれらを組合せた全真空三次元加工技術等の極微構造素子製作のための極微加工技術と加工層の評価技術を確立する.3)量子干渉効果デバイスの原理:AB効果量子.表面超格子素子などの量子干渉効果を応用したデバイスの可能性の追求とデバイス原理に関わる基礎科学的研究を行う.4)電子波エレクトロニクス.新しい電子波デバイスを用いて超高集積.超高速情報処理の可能性を追求する.また,本研究の成果を中心として昭和63年度春季応用物理学会において「極微構造半導体における電子波の量子干渉効果」と題してシンポジウムを企画した.本研究は,最先端の超微細加工技術を用いて,この新しい物理学分野の開拓とその工学的応用の可能性を探索することを目的として行なった.この分野の研究によって新しい"メゾスコピック"領域の物理学と極限物性工学,極限エレクトロニクス等の物理および工学的学問領域が開拓され極めて〓及効早が大きく,意義深い研究である.したがって重点領域研究として組織的,計画的に研究を進める必要がある.そこで研究会を4回(大阪,東京,名古屋,広島)開催し,重点領域研究を組織するために必要な,研究課題や内外の研究状況の調査,研究を行なった.この結果,重要研究課題として次のようにまとめた.1)電子波の量子干渉効果の理論:一次元極微構造に対する理論は,二次元理論を外挿したものであり正確な理論は確立されていない.ここでは,一次元極微構造中のアンダーソン局在効果,電子散乱過程,磁気抵抗のゆらぎ,アハラノフ・ボーム(AB)効果や電気伝導の非局在性など量子干渉効果や量子ホール効果に関する課題を理論的に解明する.2)電子波デバイスのための極微構造の制御と評価:低損傷,クリーンな極微構造の製作技術,原子層制御エピタキシー,選択成長等の原子スケール積層の厚みおよび横方向成長の制御技術と原子スケールの界面評価技術およびこれらを組合せた全真空三次元加工技術等の極微構造素子製作のための極微加工技術と加工層の評価技術を確立する.3)量子干渉効果デバイスの原理:AB効果量子.表面超格子素子などの量子干渉効果を応用したデバイスの可能性の追求とデバイス原理に関わる基礎科学的研究を行う.4)電子波エレクトロニクス.新しい電子波デバイスを用いて超高集積.超高速情報処理の可能性を追求する.また,本研究の成果を中心として昭和63年度春季応用物理学会において「極微構造半導体における電子波の量子干渉効果」と題してシンポジウムを企画した.
新規固体潤滑材の高温トライボロジー特性に関する研究

室温から900°Cまでの高温環境下において,摩擦係数0.3以下,比摩耗量10-7mm2/Nを可能とする,新規高温固体潤滑材料の開発を目指す.摺動相手材料には,高温構造用セラミックスとして汎用性のあるアルミナ焼結体を用いた.摺動条件は,平均面圧100MPa,平均摺動速度は100mm/secを基準とした.新規開発材料の具体的な組成は,ジルコニアセラミックスをマトリックスとして,これに高温固体潤滑剤であるアルカリ土類硫化物(BaSO4,SrSO4)粒子を分散した複合材料をベースとするものである.これに,室温および中温域で固体潤滑作用を発揮する固体潤滑剤を添加して,それぞれの添加材料の機能発現および相互作用,さらに広い温度域における性能および耐久性について調べた.アルカリ土類硫化物であるBaSO4とSrSO4について,化学沈殿法を用いて様々な結晶形状と結晶粒径を保つ一次粒子の合成を行い,それぞれタイプの異なる粒子素材を作製した.これらの粒子を,ジルコニアをマトリックスとした複合材料粉末に添加し,SPS法により焼結した.この際,焼結条件と添加粒子の形状および構造変化を分析し,最適な焼結条件を見い出した.素材と焼結後における添加粒子の形状および構造との関係をもとに,高温摩擦・摩耗特性への添加粒子の影響を明らかにするための基礎データを収集した.高温摩擦・摩耗試験は,高速往復動式SRV試験機を用いた.作製したサンプルの微細組織や組成分布については,SEM-EDX,XPS,XRD装置を用いて解析した.同様に,摩擦試験後の表面をSEM観察することにより,摩擦・摩耗メカニズム解明のための知見を得た.以上の研究より,900°Cまでの高温環境下において十分な耐久性と摩擦・摩耗特性を有する新規固体潤滑材料の開発に成功した.アルミナとの摩擦係数は最大でも0.28となし,比摩耗量も4×10-8mm^2/Nであった.最も優れた特性を示した材料の組成は,ジルコニアをマトリックスとして,BaSO4とSrSO4の直径約500nmの球状粒子をそれぞれ20wt%ずつ混入した粉末を,SPS装置を用いてアルゴン中で1700度×10分間焼結したものであった.平成24年度9月にて,予定通りの成果を挙げて研究を終了した.室温から900°Cまでの高温環境下において,摩擦係数0.3以下,比摩耗量10-7mm2/Nを可能とする,新規高温固体潤滑材料の開発を目指す.摺動相手材料には,高温構造用セラミックスとして汎用性のあるアルミナ焼結体を用いた.摺動条件は,平均面圧100MPa,平均摺動速度は100mm/secを基準とした.新規開発材料の具体的な組成は,ジルコニアセラミックスをマトリックスとして,これに高温固体潤滑剤であるアルカリ土類硫化物(例えばBaSO4やSrSO4)粒子を分散した複合材料をベースとするものである.これに,室温および中温域で固体潤滑作用を発揮する固体潤滑剤を添加して,それぞれの添加材料の機能発現および相互作用,さらに広い温度域における性能および耐久性について調べた.アルカリ土類硫化物であるBaSO4とSrSO4について,化学沈殿法を用いて様々な結晶形状と結晶粒径を保つ一次粒子の合成を行い,それぞれタイプの異なる粒子素材を作製した.これらの粒子を,ジルコニアをマトリックスとした複合材料粉末に添加し,SPS法により焼結した.この際,焼結条件と添加粒子の形状および構造変化を分析し,最適な焼結条件を見いだした.素材と焼結後における添加粒子の形状および構造との関係をもとに,高温摩擦・摩耗特性への添加粒子の影響を明らかにするための基礎データを収集した.高温摩擦・摩耗試験は,高速往復動式SRV試験機を用いた.作製したサンプルの微細組織や組成分布については,SEM-EDX装置を用いて解析した.同様に,摩擦試験後の表面をSEM観察することにより,摩擦・摩耗メカニズム解明のための知見を得た.室温から900°Cまでの高温環境下において,摩擦係数0.3以下,比摩耗量10-7mm2/Nを可能とする,新規高温固体潤滑材料の開発を目指す.摺動相手材料には,高温構造用セラミックスとして汎用性のあるアルミナ焼結体を用いた.摺動条件は,平均面圧100MPa,平均摺動速度は100mm/secを基準とした.新規開発材料の具体的な組成は,ジルコニアセラミックスをマトリックスとして,これに高温固体潤滑剤であるアルカリ土類硫化物(BaSO4,SrSO4)粒子を分散した複合材料をベースとするものである.これに,室温および中温域で固体潤滑作用を発揮する固体潤滑剤を添加して,それぞれの添加材料の機能発現および相互作用,さらに広い温度域における性能および耐久性について調べた.アルカリ土類硫化物であるBaSO4とSrSO4について,化学沈殿法を用いて様々な結晶形状と結晶粒径を保つ一次粒子の合成を行い,それぞれタイプの異なる粒子素材を作製した.これらの粒子を,ジルコニアをマトリックスとした複合材料粉末に添加し,SPS法により焼結した.この際,焼結条件と添加粒子の形状および構造変化を分析し,最適な焼結条件を見い出した.素材と焼結後における添加粒子の形状および構造との関係をもとに,高温摩擦・摩耗特性への添加粒子の影響を明らかにするための基礎データを収集した.

高温摩擦・摩耗試験は,高速往復動式SRV試験機を用いた.作製したサンプルの微細組織や組成分布については,SEM-EDX,XPS,XRD装置を用いて解析した.同様に,摩擦試験後の表面をSEM観察することにより,摩擦・摩耗メカニズム解明のための知見を得た.以上の研究より,900°Cまでの高温環境下において十分な耐久性と摩擦・摩耗特性を有する新規固体潤滑材料の開発に成功した.アルミナとの摩擦係数は最大でも0.28となし,比摩耗量も4×10-8mm^2/Nであった.最も優れた特性を示した材料の組成は,ジルコニアをマトリックスとして,BaSO4とSrSO4の直径約500nmの球状粒子をそれぞれ20wt%ずつ混入した粉末を,SPS装置を用いてアルゴン中で1700度×10分間焼結したものであった.研究計画では,独立行政法人産業技術総合研究所東事業所にあるスパークプラズマ焼結装置を借用し,高温固体潤滑剤の創製を予定していたが,震災の影響で装置が故障し,その後も電力事情により大量の電力を消費する装置の稼働が難しく,実験が予定通りに進められなかった.都立産業技術研究センターにあるスパークプラズマ焼結装置の借用を検討する.こちらの装置での実験実績がないため,焼結プロセス条件の最適化や治具などの新規製作などが必要になると予想されるが,昨年度の遅れを取り戻すべく鋭意,研究を推進する.平成24年度9月にて,予定通りの成果を挙げて研究を終了した.
硝酸還元酵素のリン酸化・脱リン酸化に対する阻害剤の影響

高等植物の硝酸還元酵素(NR)は光(明暗)環境の変化に伴ってリン酸化・脱リン酸化を受け、その活性を微妙に調節していることを確証するため、コマツナ葉を供試してin vivo及びin vitroでプロテインキナーゼとプロテインホスファターゼの阻害剤を活用して検証を行った。まず、in vivoの実験で、暗処理によるNRのマグネシウム感受性の増大、再度の明処理によるその消失を確認した。ついで、明処理葉を遮光したとき、また暗処理葉を光量を変えて照射したときには遮光及び照射強度に応じてNRのMg感受性が変わることを確認した。暗処理によるNRのMg感受性の増大はリン酸化の阻害剤であるマンノースを予め与えておくと観察されないし、また脱リン酸化の阻害剤であるカリキュリンAを予め与えた暗処理葉を明所に移したときにはMg感受性の消失が認められなかった。次いでin vitroの実験で、葉抽出液をATPとMgの存在下で20度でインキュベイトするとNRのMg感受性が増大し、この増大をリン酸化の阻害剤(K-252a)が阻害した。-^<32>P ATPとインキュベイトすると、-^<32>PがNR分子に取り込まれ、この取り込みをK-252aが阻害した。さらに、暗処理葉抽出液を30度でインキュベイトするとMg感受性が減少し、この減少をカリキュリンAが阻害した。以上によって、コマツナNRは暗所でリン酸化され不活性型になり、明所で脱リン酸化され活性型に戻ることが判明した。すなわち硝酸同化の鍵酵素であるNRは明暗環境の変化に対応してリン酸化・脱リン酸化されることによってその活性が微調整されていることがわかった。
3D連結したミクロ高分子液滴の相転移と形のパターン形成から生物形態を見る

細胞モデルとして汎用されてきたミクロ高分子液滴を集積させて細胞組織モデルを作成し、その形態と細胞間接着力、細胞内力学などの相関関係を解明することで、細胞組織の形態制御における基本原理に迫ることが本研究の目的であった。マイクロ流路を用いた細胞組織モデルの作成技術、細胞モデルの力学と細胞間接着力の測定法を用いて、(1)細胞間接着力に依存した細胞組織シートの形成原理、(2)細胞組織モデルの形態と細胞間接着力の相関、(3)細胞モデルの力学特性変化と形態変化の相関、について得られた成果を報告する。(1)細胞組織シートの形成原理:マイクロ流路デバイス中で複数のミクロ高分子液滴を平面内で集積させて、細胞組織シートを作成した。細胞間接着力の異なる2種類の分子を混合し、液滴を覆う分子の緩和速度と細胞組織シートの形態の相関を解析した。その結果、液滴表面を先に覆う分子が細胞間接着力の小さな分子である場合は、細密充填された細胞組織シートが、細胞間接着力の大きな分子である場合にはランダムに膜接着した細胞組織シートが、形成されることを見出した。(2)細胞組織モデルの形態と細胞間接着力の相関:静電相互作用により細胞モデル同士を膜接着させると、細胞間の接着面積に依存して膜張力が上昇すること、その理由として接着部位では分子が拡散し難いことが分かった。さらに、膜接着により非接着部位では分子拡散が促進させることも示唆された。(3)細胞モデルの力学特性変化と形態変化の相関:細胞モデル中の高分子混合溶液が相分離とゲル化し、細胞膜直下に細胞骨格のようなゲル層を形成する場合の形態変化を解析した。その結果、ゲル弾性と相界面張力のバランスによって、ゲル層の厚みがある特定領域でのみ、座屈変形することを実験と理論の両面から見出した。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。細胞の組織には、複数の細胞全体で機能に適した形となるような秩序が存在する。この秩序は、物理的には細胞数と細胞配置、細胞内構造、細胞形態の強い相関によると予想されるが、要素の多さゆえこの相関関係を分子から読み解くことは困難である。そこで本研究では、脂質膜で覆われたミクロ高分子液滴を細胞モデルとして用い、それを2ー3次元で規則的に集積させることで細胞組織モデルを作成する。その後、この細胞組織モデルの形態と、細胞間接着力、細胞内力学などとの相関関係を解明することで、細胞組織の形態制御における基本原理に迫ることが目的であった。平成28年度は、(1)マイクロ流路を用いた細胞組織モデルの作成技術、(2)細胞モデルの細胞内力学の測定法と制御法に関して得られた成果を報告する。(1)マイクロ流路を用いた細胞組織シートの作成細胞サイズの高分子液滴を大量作製するマイクロ流路デバイスを設計し、液滴表面を覆う脂質膜の緩和速度を制御することで、液滴同士を融合させることなく平面充填させた上で膜接着させて、100個以上の液滴をからなる細胞組織モデルを作成することが可能となった。この時得られた細胞組織モデルは、液滴同士の接触角が約120度となり、2次元での最密パターンである六角形状となっていることが確認出来た。(2)細胞モデルの細胞内力学と力学特性細胞組織モデルの形態と細胞内力学との相関関係を解析するために、細胞モデルの力学特性の測定と制御の手法を確立した。ゲル化する高分子を内包した細胞モデルの弾性を、マイクロ・マニュピュレーターにより測定したところ、膜による細胞サイズ閉じ込めによって通常のバルク量よりも硬くなることが分かった。また、その他の生体高分子を用いることで、従来報告されている細胞と同程度の弾性率を備えた細胞モデルの作成や、高分子の構造転移を介した粘弾性の制御も可能となりつつあることが確認できた。マイクロ流路を用いた高分子液滴の大量形成と、その2次元集積による細胞組織モデルの形成に成功している。また、この細胞モデルの内部にゲル化する高分子を添加することで、細胞とほぼ同程度の硬さを付与すること、高分子の構造転移に伴う内部粘弾性の制御が可能となってきた。それゆえ、おおむね順調に進展していると言える。

さらに、膜接着により非接着部位では分子拡散が促進させることも示唆された。(3)細胞モデルの力学特性変化と形態変化の相関:細胞モデル中の高分子混合溶液が相分離とゲル化し、細胞膜直下に細胞骨格のようなゲル層を形成する場合の形態変化を解析した。その結果、ゲル弾性と相界面張力のバランスによって、ゲル層の厚みがある特定領域でのみ、座屈変形することを実験と理論の両面から見出した。平成28年度に確立した、マイクロ流路を用いて細胞組織モデルを作成する技術と、細胞並みの力学的性質を付与し、制御する実験系を組み合わせることで、内部の粘弾性変化に伴う細胞組織モデルの膜形態変化を解析する予定である。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
中世の女院と女院領を中心とする公家社会の研究

今年度は、日本中世前期の王家における主たる経済基盤の一つである女院領が、実際に王家の中でどのように利用され、どのような歴史的意義を有していたのかということ、さらにそこから、女院とはどのような存在であったのかという、いまだに解明されていなかった問題に取り組んだ。昨年度行った「安楽寿院文書」の翻刻と検討という基礎的研究をベースに、御願寺(安楽寿院)領から女院領を見るという視角を導入して研究を進めた。まず女院領の約六割は複数の御願寺領で構成されており、その中でも鳥羽院御願寺の安楽寿院領は最大規模であったことから、これを検討の対象とした。検討の結果、安楽寿院の中の各堂舎は別々の事情をもって建立され、それぞれ所領群が設定されて維持されたことがわかった。さらに「安楽寿院文書」に記載された予定収支の検討から、全ての堂舎別収入は、各堂舎における仏事やそれに関わる諸経費として消費されていたこともわかり、安楽寿院はいわば堂舎別秩序のもとに存続していたと言える。特に本御塔では、発願者鳥羽院の追善仏事が行われていたこともわかった。そして、この追善仏事は、安楽寿院領を含んだ女院領を所持する女院が代々主催していた。女院領を伝領した女院が王家の父祖の追善仏事を主催していたこと自体は従来から指摘されていたが、先述のように御願寺領は全て仏事費用であるので、より厳密には、女院領ではなく御願寺領を所持する者こそが、その御願寺に纏わる人物の追善仏事を主催し行使することができたと言える。以上から、「女院領」とは王家の父祖の追善費用としての御願寺領の集合体であり、女院とは王家において父祖の追善を担当した仏事主催者であることを新たに明らかにした。本年度執筆した論文は、「安楽寿院と御願寺の構造-「安楽寿院文書」の翻刻とその検討-」である。女院領において大きな比重を占めたのは御願寺領であり、安楽寿院領は王家領における最大規模を持つ女院領=八条院領において、最多の所領群をもつ御願寺領であった。したがって女院と女院領とは何かということを考えるには、御願寺と御願寺領について検討することは必須である。しかし安楽寿院をはじめとした御願寺領と女院との相関性や相互機能についてはいまだ不明確な点が多い。そこで安楽寿院を題材にして女院領における御願寺と御願寺領について明らかにすべきと考えた。まずは東京大学史料編纂所所蔵「安楽寿院文書一三」の翻刻と検討を行った。周知の史料ではあるが従来は難読な謄写本を参照しており、全体として翻刻されておらず全体像がわからないままであった。「安楽寿院文書」の参照により全体像の理解及び細部の補訂ができ、その全体の検討から、安楽寿院領とは御願寺内に造営された堂舎別所領群の総体であり、堂舎は別々に運営されていたということがわかった。以上のことを「安楽寿院文書一」の翻刻とともに、先述の執筆論文で述べ、現在投稿中である(「安楽寿院文書二・三」の翻刻は別稿予定)。さらにこの論文を前提として、安楽寿院の草創とその展開を考えた。安楽寿院の堂舎別秩序はその堂舎ごとの造営事情を考えることによってわかる。そしてそこから新御塔の造営とそこに絡む信西政権を見通した。このような草創によって堂舎別秩序が成立し継続していった。そして荘園制が変質していく鎌倉後期には、安楽寿院領でも再編の動きが見られるが、それは安楽寿院と安楽寿院領を高倉家が拝領したことによって行われ、安楽寿院が中世後期まで存続する下地を作った。以上については「安楽寿院と王家領荘園の展開」として平家物語研究会(2004.1.11)にて報告し、現在執筆中である。本年度は、前年度行った「安楽寿院文書」の検討を引き続き行いつつ、それをふまえた上で、女院と女院領について、通説に対する新しい見解を打ち出した。まず前年度検討した「安楽寿院文書」一(「「安楽寿院文書」にみる御願寺の構造-「安楽寿院文書」の翻刻とその検討-」)に続き、「安楽寿院文書」二・三を翻刻し、安楽寿院とその俗別当となった高倉家に関して、中世前期から後期に渡る検討を行い、「安楽寿院と高倉家-東京大学史料編纂所所蔵「安楽寿院文書」の紹介-」としてまとめた。そこでは「安楽寿院文書」二が、室町末期に幕府法廷に提出された高倉家「鳥羽御領」当知行の証拠文書であること、「安楽寿院文書」三は、まず現在の紙継に錯簡があることを延べ正しく直した上で検討を行い、正文は鎌倉末期に高倉家の知行を確定し広く披露するために作成されたこと、また当文書である案文は、「安楽寿院文書」二同様、室町末期に証拠文書として提出するため高倉家によって作成されたことなどを明らかにした。そしてこれらから「安楽寿院文書」一三全体が室町末期、幕府法廷への提訴に際し利用されたものであると結論づけた。以上の「安楽寿院文書」の検討をふまえ、さらに「中世王家の秩序と安楽寿院-「女院領」と女院の意義-」と題して論文をまとめた。

本稿は大阪歴史学会2005年度大会で報告する予定である。女院領である八条院領中の約六割を占める御願寺領のうち最大規模の安楽寿院領に注目し、その検討を通じて、「女院領」とは、それを所持する女院の父や母の菩提を弔うために設定された各御願寺領が必要経費として必然的に女院のもとに集められたものでその主要部分は構成されていることを明確にし、したがって女院とは従来言われてきたように単に「大富豪」とは言えず、むしろ王家の中で家族の菩提を弔う仏教者であったことを明らかにした。今年度は、日本中世前期の王家における主たる経済基盤の一つである女院領が、実際に王家の中でどのように利用され、どのような歴史的意義を有していたのかということ、さらにそこから、女院とはどのような存在であったのかという、いまだに解明されていなかった問題に取り組んだ。昨年度行った「安楽寿院文書」の翻刻と検討という基礎的研究をベースに、御願寺(安楽寿院)領から女院領を見るという視角を導入して研究を進めた。まず女院領の約六割は複数の御願寺領で構成されており、その中でも鳥羽院御願寺の安楽寿院領は最大規模であったことから、これを検討の対象とした。検討の結果、安楽寿院の中の各堂舎は別々の事情をもって建立され、それぞれ所領群が設定されて維持されたことがわかった。さらに「安楽寿院文書」に記載された予定収支の検討から、全ての堂舎別収入は、各堂舎における仏事やそれに関わる諸経費として消費されていたこともわかり、安楽寿院はいわば堂舎別秩序のもとに存続していたと言える。特に本御塔では、発願者鳥羽院の追善仏事が行われていたこともわかった。そして、この追善仏事は、安楽寿院領を含んだ女院領を所持する女院が代々主催していた。女院領を伝領した女院が王家の父祖の追善仏事を主催していたこと自体は従来から指摘されていたが、先述のように御願寺領は全て仏事費用であるので、より厳密には、女院領ではなく御願寺領を所持する者こそが、その御願寺に纏わる人物の追善仏事を主催し行使することができたと言える。以上から、「女院領」とは王家の父祖の追善費用としての御願寺領の集合体であり、女院とは王家において父祖の追善を担当した仏事主催者であることを新たに明らかにした。
カラギ-ナンによるサイトカイン産生能亢進の機序の検討

従来、マクロファージ破壊剤として用いられていたポリ多糖類の一種、カラギ-ナンをあらかじめ動物に前処置しておくと、エンドトキシン誘発による腫瘍壊死性因子(TNF)の産生が亢進するばかりでなく肝細胞障害が顕著であることから、このモデルの肝での病態生理に着目し、まずラット肝クッパー細胞を分離して種々の実験を行った。その結果、カラギ-ナンを前処置したラットから取り出したクッパー細胞は、無処置ラットに比較してエンドトキシン(LPS 1μg/ml)刺激によるTNF産生を約2倍に増加させた。すなわち、カラギ-ナンが何らかの機序でクッパー細胞をプライミングさせていることが明かとなった。しかしながら、TNFやIL-1,IL-6のmRNAレベルでのカラギ-ナン前処置の影響に関しては一定した結果が得られなかった。現在、培養時間、LPS濃度を変えて検討中である。次にカラギ-ナン前処置がサイトカインのみならず、最近脚光を浴びている一酸化窒素(NO)の産生も亢進させるか否かについて、またカラギ-ナンモデルにおけるNOの役割について、ラットならびにマウス(ddY 7-9w)を用いて検討を行った。その結果、カラギ-ナン前処置によりNO産生をも著名に亢進させること、しかしながらカラギ-ナン濃度をある一定以上投与した後では逆にその産生を低下させてしまうことを明らかにした。次にNO合成阻害剤をこのカラギ-ナンモデルに投与してその有用性の有無についてマウスを用いて検討した。その結果、構成型、誘導性NO合成酵素ともに阻害させるL-NAME(nitro-L-arginine methyl ester)はLPS誘発によるNO産生を強力に阻害させるとともに肝細胞障害を著名に亢進させ、結果的に有意に致死を亢進させた。それに対して誘導型NO合成酵素を選択的に阻害させるアミノグアニジンでは、NO産生を抑えるにもかかわらず有意な肝障害をきたすことなく、致死も亢進させなかったことから、エンドトキシン血症時の構成型NO合成酵素阻害はおそらく微小循環の途絶や血小板凝集によって臓器障害を高めてしまうことが示唆された。今後はクッパー細胞を用いてサイトカインだけでなくNOも含めたカラギ-ナンによる種々のメディエータ産生の亢進の機序についてさらに検討を加えたい。
数論的位相幾何学の基礎づけと育成

結び目と素数の類似に基き、結び目理論(3次元位相幾何学)と整数論の間の相互啓発的な研究を行った。具体的な研究内容、成果は次の通り。・結び目群の2次元表現類の空間(双曲結び目補空間の双曲構造の変形空間)と素数群の2次元表現の変形空間の間の類似性を示した。これに基づき、SL_2(C)Chern-Simons不変量の変動とP進保型L関数の類似性を示した。特にChern-Simons不変量のDeligneコホモロジーによる解釈を与えた。これについて論文1篇を著し、2006年7月広島大、9月Max Plank研究所(ドイツ)、12月京都大において、研究発表を行った。・絡み目の高次まつわり数の類似物をRiemann面上の関数たちに対して、DeligneコホモロジーのMassey積を用いて導入し、その幾何学的構成、諸性真を与えた(手嶋郁二氏との共同研究)。また、朝倉政典氏(九州大)の協力を得て、ボロミアン絡み目の類似をみなせるRiemann面上の3関数の例を得た。これについて論文を著した。素数と結び目の類似に基づき,代数的整数論と結び目理論の相互啓発的研究を行った.具体的な内容は次の通りである.・結び目の高次Alexanderイデアルと結び目群の1次表現のコホモロジージャンプ因子の関係を与える広中えり子氏の定理の岩澤理論における類似を示した.・絡び目のMilmor-Massey不変量の類似物を,リーマン面上の関数たちに対してDeligneのコホモロジーのMessey積を用いて導入した.これは,寺嶋郁二氏(東工大)との共同研究で,2005年12月京大数理研における研究集会で発表した.・Alexander-Fox理論と岩澤理論の非可換化について少し考察した.これを結び目理論におけるBlanchfieldペアリングについて,J.Hillman氏(シドニー大)と議論した.また,肥田理論の結び目理論における類似について考察した.以上のような研究内容を2005年11月京都大学において集中講義した.結び目と素数の類似に基づき、結び目理論(3次元位相幾何学)と整数論の間の相互啓発的研究を行った。具体的な内容は次の通りである.・双曲結び目補空間の双曲構造の変形空間(結び目群のSL_2((1))表現類のモジュライ空間)とし素数群の2次元表現のp進的変形空間の間の類似性を示した.これに基づいて,SL_2((1))Chern-Simons不変量の変動とp進保型L関数の類似性を与えた。特に、Chern-Simons不変量変動のDeligneコホモロジーによる解釈を与えた.これについて2006年7月,12月に各々広島大,京都大,2006年9月にMax Planck研究所(ドイツ)で研究発表した.・絡み目の高次まつわり数の類似物をRiemann面上の関数たちに対してDeligueコホモロジーのMassey積を用いて導入し,その幾何学構成,性質を示した(寺嶋郁二氏との協同研究).また朝倉政典氏(九州大)の協力を得て,ボロミアン絡み目と類似の性質をもつRiemann面上の3関数の例を与えた.以上の研究に対し、論文2薦を著した.・幾何学Langland対応について,研究課題の観点から少し勉強した.
Rett症候群の遺伝子解析

Rett症候群と正常者で発現が異なっている遺伝子を検出することにより、Rett症候群の責任遺伝子あるいは病態に関連した遺伝子が解明されるであろうとの推定により、Rett症候群と正常者とで、RNA arbitrarily primed PCR法を行い、発現が異なる遺伝子のクローニングを行った。Rett症候群患者4人および正常コントロールのリンパ球よりRNAを抽出し、非特異的な短いプライマーを用いてRT-PCRを施行し、電気泳動した。その結果、Rett症候群と正常で発現が異なる遺伝子が多数検出された。そのうちの10個のバンドのゲルを切り出して、PCRプロダクトを抽出し、それを鋳型として再度PCRした。そのPCR産物をTAクローニング法でプラスミドベクターに組み込み、大腸菌に形質転換し、クローニングした。そのプラスミドクローンの塩基配列を決定した。しかし、これらのクローン全てにおいて、cDNAとして興味ある配列を有するものはなかった。また、これらのクローンの遠位配列ををもとに、RT-PCR法にて再度Rett症候群と正常者での発現を確認したが、Rett症候群と正常との間で、一定のパターンでの発現は確認されず、Rett症候群の責任遺伝子である可能性は否定的であった。
聴覚性認知に関する鳴禽類と魚類の比較神経行動学的研究

我々は,鳴禽類の研究ではセキセイインコを被験体として音声コミュニケーション行動を神経行動学的アプローチで解析し,魚類の研究ではキンギョを被験体として視覚性振動刺激の認知について検討した。インコを被験体とした研究では,雌のインコを防音箱の中に入れ,同種の雄のSong(さえずり)を聞かせ、最初期発現遺伝子Zenkの産生物であるZENKタンパク質(ZENK)の発現を指標として,認知的な情報処理を行っている脳の部位を検討した。初年度の研究では,高次聴覚関連野(neostriatum caudale pars medialis ; NCM)のニューロンが,song(言語性音声)認知に関与していることを明らかにした。また,刺激Songの複雑度が増すにつれて、NCMにおけるZENK発現細胞数が増加した。次年度以降の研究では,この様な関連核としてNILが,また前脳部分ではfield L1,field L3,caudomedial neostriatumが関与していることを明らかにした。キンギョを被験体とした研究では,当初の予定とは異なり,聴覚性振動刺激の認知機構を調べるにあたり,聴覚刺激のみを使用するのではなく視覚的刺激を併用する形で認知機構を検討することが振動性刺激認知の解明に有用であることが分かってきたので,視覚性振動刺激として白黒縞模様を用い,その認知機構の解明を先に行うこととした。その結果,水平あるいは垂直方向の傾向情報の弁別が可能であることが分かった。さらに,この傾向情報からの偏角情報(傾角情報)をも認知情報として弁別方略に使用していることが明らかとなった。ただし,この傾角情報の弁別では,傾角が大きくなるに従い弁別能が低下していた。傾向と傾角の弁別方略においてどちらの情報を主に使っているかについては,被験体ごとでの一定した認知方略が認められなかった。鳥類、その中でもスズメ目鳴禽類やオウム・インコ目は、人と同様に音声によるコミュニケーション能力に秀でた動物である。本研究では,インコ・オウム目に属するセキセイインコの音声コミュニケーション行動を神経行動学的アプローチで解析した。雌のセキセイインコを防音箱の中に入れ,同種の雄のWarble Song(さえずり、哥;以下Song)を聞かせ、認知的な情報処理を行っている脳の部位を検討した。この結果,高次聴覚関連野(neostriatum caudale pars medialis ; NCM)のニューロンにおいて,最初期発現遺伝子Zenkの産生物であるZENKタンパク質(ZENK)の発現が観察された。すなわちNCMには,同種のSongに特異的に応答し、Songの複雑度に依存した応答を示すニューロンが存在していた。魚類の研究では,振動性刺激に対する認知処理の行動的特徴を明らかにするために、キンギョを被験体とし、刺激弁別能力を検討した。これまでの研究では、2種類の弁別学習課題を利用してきた。明暗を継時的に弁別させる回避課題と視覚刺激を同時に提示して弁別させる報酬(分かれた仲間と再び群れる)課題である。本研究では微妙な音の弁別を行わせるために、課題自体が被験体にとってかなり強いストレスになり,電撃による回避課題はさらにストレスフルになることが予想されるので、報酬が動機づけとなる同時弁別課題を用いた。これまでの同課題では4連式弁別装置が利用され、被験体は4回の弁別で1報酬に出会う。しかしこの強化率はキンギョにとって難しく、パーフォーマンスの大きなぶれを見てきた。そこで本研究では、安定したパーフォーマンスを発揮させるべく、装置と課題の開発から始めた。

大きな変更点は、動機づけを高めるために1報酬/4弁別という強化率を1報酬/2弁別とし,強化率を2倍に上げることであったすなわち4連式の装置を2連式にした。本装置の開発で、すべての被験体が3ヶ月にわたる縦縞/横縞・斜め縞弁別課題において、高パーフォーマンス水準を維持することが明らかとなった。今後この装置によって、音弁別実験が可能となった。鳥類,特にインコ・オウム目は,人と同様に音声によるコミュニケーション能力に秀でた動物である。本研究の鳥を被験体とした実験では,これに属するセキセイインコの音声コミュニケーション行動を神経行動学的アプローチで解析した。昨年度と同様に,雌のセキセイインコを防音箱の中に入れ,同種の雄のWarble Song(以下Song)を聞かせ,認知的な情報処理を行っている脳の部位を検討した。この結果,昨年度明らかにしたNCM以外にも,高次聴覚関連野のNILニューロンにおいて,最初期発現遺伝子Zenkの産生物であるZENKタンパク質(ZENK)の発現が観察された。また,刺激Songの複雑度が増すにつれて,NILのZENK発現細胞数が増加した。すなわちNILにも,同種のSongに特異的に応答し,その複雑度に依存した応答を示すニューロンが存在していた。魚類の研究では,振動性刺激に対する認知処理の行動的特徴を明らかにするために,キンギョを被験体とし,刺激弁別能力をこれまで検討してきた。これまでの研究では,微妙な音の弁別課題と視覚的刺激弁別の2種類の弁別学習課題を利用してきた。本年度は,縞模様の弁別課題に主眼を置き検討を行なった。縞模様は,振動的錯視を生ずる刺激として知られ,視覚的振動刺激とでも言うべきものに相当する。以前の研究で,キンギョは水平(白黒縞模様)刺激と垂直刺激を容易に弁別することができた。水平刺激と垂直刺激は,方向が90°異なる。もし方向情報を主に弁別の手がかりとして利用しているのであれば,同じ90°違いの関係になる,右下がり45°刺激と左下がり45°刺激とを,容易に区別するはずである。しかし,実験の結果,右下がり45°と左下がり45°の弁別が悪くなった。このことは,(水平或いは鉛直方向からの)角度が似てくると判断の混乱が生じたことになり,角度情報を多く用いていることを示している。インコ・オウム目に属するセキセイインコの音声コミュニケーション行動を,神経行動学的に解析した。雌のセキセイインコを防音箱の中に入れ,同種の雄のSongを聞かせ,認知的情報処理を行っている脳の部位を検討した。特に前脳に焦点を絞り,最初期発現遺伝子Zenkの産生物であるZENKタンパク質(ZENK)の発現を指標として検討した結果,fields L1 and L3,caudomedial neostriatumに,ZENKの発現が観察された。このことから,同種のSongに特異的に応答するニューロンの存在が,視床-終脳系聴覚伝導路のこれらの部位で明らかとなった。このことは,昨年報告した,高次聴覚関連野(neostriatum caudale pars medialis;NCM)ニューロンと刺激Songの複雑度に応答する神経系が前記の脳部位にも存在する事を示唆するものである。