hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
近赤外バンドを用いた沿岸海域における衛星リモートセンシング

本研究では,近赤外域の波長を利用したアルゴリズム開発を目的としており,可視域から近赤外域にわたる波長域での海面反射率を再現しうる光学モデルが必要となる。この光学モデルは,海中に存在する様々な溶存物質および懸濁物質の光学特性が必要となる。また,構築した光学モデルの評価には,実際に現場での観測が必要となる。今年度は,下記の2項目に関して研究を実施した。1.無機性懸濁物質の光学特性のモデル化無機性懸濁物質が非球形であることを考慮し,推定した複素屈折率を用いてT-matrix法およびRay-Tracing法により粒子の光学特性を算出した。しかし,これらの方法では全ての粒径を網羅できないため,一部,球形のモデルを複合させ,必要な光学特性の推定を検討した。2.沿岸海域における船上観測九州有明海とタイ国バンパコン川河口周辺海域において船上観測を実施した。リモートセンシング反射率の測定のため,海面上で放射観測を実施する際。海面での天空光の鏡面反射の影響を受けてしまう。そこで,鏡面反射を除去する方法を検討した。海面での下向放射照度スペクトルや上向き放射輝度スペクトルの762nm付近には,酸素の吸収帯があり,極小点がみられる。しかし,リモートセシシング反射率は,酸素の吸収の影響を受けないため,そのスペクトルは762nm付近に極小点が現れないはずである。しかし,鏡面反射率の文献値を使用して算出したリモートセンシング反射率の中には,その波長帯で極小もしくは極大を示すスペクトルが存在した。そこで,これらの極小もしくは極大が現れないように鏡面反射率を推定した。補正が正常にできたケースもあったが,補正しきれないケースも存在した。今後は,天空光を避ける測定方法を含め,補正方法の検討が引き続き必要である。衛星リモートセンシングにより沿岸海域の汚濁物質の解析を行うためには,対象とする海域の光学モデルを構築する必要がある.本研究では,近赤外域の波長を利用したアルゴリズム開発を目的としており,可視域から近赤外域にわたる波長域での海面反射率を再現しうる光学モデルが必要となる.この光学モデルは,放射伝達理論を基にしており,海中に存在する様々な溶存物質および懸濁物質の光学特性が必要となる.また,構築した光学モデルの評価には,実際に現場での観測が必要となる.今年度は,下記の2項目に関して研究を実施した.1.無機性懸濁物質の光学特性のモデル化光学モデルと必要となる光学特性は,吸収係数と後方散乱係数である.これらを無機性懸濁物質濃度の関数としてモデル化する必要がある.無機性懸濁物質の粒径分布,および吸収係数の測定結果から,Mieの散乱理論により無機性懸濁物質の複素屈折率を推定した.無機性懸濁物質が非球形であることを考慮し,推定した複素屈折率を用いてT-matrix法およびRay-Tracing法により粒子の各効率因子を粒径ごとに算出した.そして無機性懸濁物質濃度の関数として表した粒径分布で各効率因子を積分することによりモデルを構築した.2.可視-近赤外域にわたる海面反射率測定法の検討海面反射率の測定のため海面上で放射観測を実施する際.海面における天空光の鏡面反射の影響を受けてしまう.その影響をさけるため水中分光放射計を利用するが,近赤外域では水分子の吸収が大きいため,水中での近赤外光の測定は困難である.そこで可視域の水中分光放射計による水中での観測と可視-近赤外域の分光放射計による天空光と海面反射光の観測とを組み合わせることで,海面での鏡面反射を除去する方法を検討した.波の影響を無視しうる静穏な試験水面での測定を実施し,この方法の妥当性を確認した.本研究では,近赤外域の波長を利用したアルゴリズム開発を目的としており,可視域から近赤外域にわたる波長域での海面反射率を再現しうる光学モデルが必要となる。
腸管出血性大腸菌の病原性調節因子における転写後発現制御の網羅的解析

本課題は腸管出血性大腸菌が保持する主要な病原性遺伝子群locus of enterocyte effacement(LEE)の発現を一括的に制御する転写因子をコードするler遺伝子の転写後制御因子の同定、及びその機能の解明を目的にする。平成30年度は、主にlerの転写後制御因子の同定に向けた条件検討等の予備的な実験を行い、さらに同定した因子の機能解析を行なった。lerの転写後制御因子の同定では、MS2コートタンパク質と、それに特異的に結合するRNA配列(MS2タグ)の相互作用を利用してMS2タグを付加したler mRNAを精製した時、共精製される因子を解析する。まずMS2タグの付加位置の検討をしたところ、ler mRNAの5'末端にMS2タグを付加すること、MS2タグの二次構造形成に干渉する配列を持たない位置にMS2タグを配置することが精製量の確保に重要であることがわかった。これらの条件を元にler-MS2 mRNA発現プラスミドを構築し、RNA精製、及び共精製されたタンパク質因子を解析したところ、RNA結合タンパク質Hfqを同定した。Hfqはlerの発現を転写後段階で抑制することが報告されているが、そのメカニズムは未解明であった。そのため詳細な解析を行なったところ、ler発現抑制に関与するHfqの機能ドメインを同定し、抑制メカニズムの一部を明らかにすることができた。この結果は、本課題の目的である「lerの転写後制御因子の同定からその機能解明」を果たしたと言える。加えて、解析を進める中で、Hfqがler以外の病原性調節因子の発現を転写後段階で抑制すること、そのHfqの機能ドメインを明らかにした。この結果は、腸管出血性大腸菌の病原性発現において転写後段階の制御が多数存在することを示唆し、本課題の重要性を増強するものである。当初、平成30年度にler mRNAを精製した時に共精製されるRNA、及びタンパク質を同定する予定であった。しかし研究を遂行する中で、タンパク質因子としてHfqを同定したため、平成31年度(令和元年度)に行う予定であった機能解析を前倒しで行い、Hfqのler抑制メカニズムを明らかにした。一方で、予定していたRNA因子の解析が後回しとなり予定より遅れが生じている。全体として本課題研究は概ね順調に進んでいる。平成30年度に明らかにしたHfqによるler抑制メカニズムについて、順調に研究が進んでいるため平成31年度(令和元年度)中の学術論文化を目指す。また、平成30年度に予定していたler mRNAに結合するRNA因子の解析を、次世代シークエンサーを用いて行い、さらに遺伝学的、生化学的解析からlerの転写後制御を担うRNA因子を同定する予定である。またタンパク質因子についても質量分析等を用いてより網羅的に行っていく予定である。加えて、平成30年度の研究からler以外の病原性調節因子の発現にも転写後制御が存在することが示唆されたため、lerで用いたストラテジーを利用し解析を進める予定である。

また、平成30年度に予定していたler mRNAに結合するRNA因子の解析を、次世代シークエンサーを用いて行い、さらに遺伝学的、生化学的解析からlerの転写後制御を担うRNA因子を同定する予定である。またタンパク質因子についても質量分析等を用いてより網羅的に行っていく予定である。加えて、平成30年度の研究からler以外の病原性調節因子の発現にも転写後制御が存在することが示唆されたため、lerで用いたストラテジーを利用し解析を進める予定である。年度末納品等にかかる支払いが平成31年4月1日以降となったため。当該支出分については次年度の実支出額に計上予定であるが、平成30年度分についてはほぼ使用済みである。
ベシクル変形と化学場の結合：生命誕生へのソフトマターからのアプローチ

分子集合体としてのベシクルが生命機能を獲得する過程を化学刺激への応答を中心に研究を進めた。まず、化学刺激によるベシクル変形を明らかにする研究手法を確立し、pH勾配によってベシクルがチューブを形成する物理を明らかにした。さらに、化学刺激によりベシクルが駆動する現象も新しく見いだし、化学場が機能発現のトリガーになりうる事を明らかにした。さらに生命機能に必須のベシクルの自己生産にも2成分ベシクルを持って再現する事に成功した。生命体がその生命性を発現する為の機能(例えば代謝・増殖など)は生命体を形作る膜構造の変形によって維持されている事が知られている。現代の細胞では、この様な変形は膜と蛋白質の複雑な相互作用により制御されているが、前駆生命段階では比較的単純な物理によりその機能が発現されていたと考えられ、そのような細胞をminimal cellと呼ばれている。本研究ではそのminimal cellの持つ生命としての最小限の機能である自己生産を簡単な2成分モデルベシクル系で再現する事に成功した。脂質の頭部が小さなエタノールアミン基であるPE脂質とシリンダー型脂質からなる2成分ベシクルでは、温度の上げ下げによりベシクル内に子ベシクルを形成した後、膜を通して外側へ放出する自己増殖型ベシクルの一つである自己誕生型ベシクルができる事がわかった。さらにPE脂質の量を制御させるともう一つの自己増殖型ベシクルである自己分裂型の経路も再現する事が明らかとなった。今後は、さらに生命系へと繋げる為に化学反応系をも含めたソフトマターの秩序形成系の非平衡物理の解明を目指す事が必要であると考え研究を進めている。本研究では、生命を特徴づける最小限度の機能である、自己生産・情報分子の自己複製・膜輸送機能を有するベシクルをミニマルセルと呼び、そのモデル系を再現することにより物質から生命への進化の謎を解き明かそうとするものである。その目的を達成する為、1)ベシクル変形を定量的に理解し、理論モデルを構築する為の3次元形状解析法の確立、2)ミニマルセルモデルを実現する為に、基本的な膜変形の素過程を再現するモデル系の開発、3)実際の生体系では膜変形は化学刺激によって行なわれるので、化学刺激による膜変形機構の解明の3つのプロジェクトに分けて研究を進めて来た。夫々のプロジェクトにおいての研究の進捗状況は以下の通りである。1)ベシクルが変形していく過程の動的3次元計測に世界で初めて成功し、さらにその3次元像から膜弾性エネルギーを計算するプログラムを開発した。その結果を膜弾性モデルと比較することにより、膜変形機構の解明とくに、ベシクル中での脂質サーバーの存在を明らかにした。Soft Matter投稿中。2)温度変化により子世代、孫世代のベシクルを生産する自己生産ベシクルのモデル系の開発に成功した。また、サイトーシス現象に特徴的なチューブ形成を再現するモデル系も見出した。PRL2011公表済み。3)化学刺激による変形機構の解明にフランスのProf. Angelovaのグループと共同で成功した。Soft Matter誌掲載決定。また情報分子の自己複製と連動するベシクルの自己生産系の開発を進めている。1)前年度に開発した超高速3次元共焦点顕微鏡測定から得られる3次元像から幾何学的パラメーターを抽出し、膜弾性エネルギーを計算するプログラムを発展させ、ベシクルの自己生産における動的な自己生産過程に適用できるように改良を行っている。自己生産の動的過程の計測には、画像の分解能の向上、画像処理技術の最適化、解析プログラムの精密化など高度な展開を行なった。2)前年度開発した自己生産ベシクル系の3次元計測を行なう為の、実験装置の改良をおこなった。また、生命機能発現に重要な役割を果たすチューブ状膜形成を温度制御で再現できる事を見出し、その物理モデルの構築を行なった。3)多成分ベシクルに化学刺激を施すことにより、相分離や選択的な膜変形が誘起される事を見出すとともに、化学刺激によって駆動されるベシクルの存在を世界に先駆けて見出した。これはChemophoresisの最も単純なモデルとして注目されている。当初の目的においた、3次元形態観察法の確立、化学刺激による膜変形機構の解明に関しては、当初の最終目的に近い段階まで2年で達成で来た。

さらにベシクルの自己生産、ナノチューブ形成等、当初は実現性が低いと考えていたテーマに関しても実現する事が出来た。さらに国内外のグループとの共同研究により。DNAを複製しながら増殖するモデルベシクル系の機構解明等、化学反応を伴う膜変形系の研究も当初は予想もしなかった展開ができている。24年度が最終年度であるため、記入しない。今回開発に成功したベシクルの自己生産系において、化学反応による分子供給系の有無による自己生産機構の違い等、化学反応をともなう膜変形系に特有な現象を洗い出し、分子集合体系における特徴的な非平衡現象の解明を行う。その為には、現在特異的に観察されている現象の普遍化を行いたい。特に、DNAの自己複製と連動するベシクルの自己増殖におけるDNAタイプの違いによる分裂機構、分裂速度の違いが見出されており、これらを系統的に調べていく。また、化学刺激による膜変形についても、様々な化学種により誘起される膜変形の違いを明らかにし、分子の化学刺激に対する感受性を系統的に明らかにしたい。さらに、膜輸送経路と連動したベシクル内化学反応系を実現し、モデル代謝系の構築にも挑戦し、これらの結果を基に、物質が生命系へと進化したプロセスを追求する。
精神疾患の遺伝子発現データベースの構築と分子病態解析

統合失調症は人口の1%に発症する難病であるにもかかわらず、いまだ生物学的診断法もないためにその科学的均一性も不明確である病気である。統合失調症は脳内の疾患であるにもかかわらず、末梢血にも影響が及んでいて血液中のサイトカイン濃度に変化があることが判明している。しかし、これら血液マーカーを用いて実際に統合失調症を測定し診断するとすると、約半数の人は陰性/陽性の判定可能であるが、残りの約半数の人が擬陽性を呈し判定不能となる。もっと高率で正確に判定できるようにするためには、他にも統合失調症の末梢血マーカー分子を複数同定し、それらを組み合わせることが有効と考えられた。もちろん、このような末梢血による統合失調症の診断法は今だ存在しないのであるが、これを実現させるために遺伝子発現プロファイル法により他の末梢血マーカー分子を系統的に同定することを試みた。脳内に比べ各遺伝子のRNA濃度は、高いことが予想されたので、感度はやや低いがハイスループットで信頼性の高い検索できるDNAチップを使用し、約12000個の遺伝子発現プロファイリングを実施した。サンプルは患者・家族の同意のもと慢性統合失調症患者12例、急性統合失調症患者6名、健常者コントロール12例の血液から分離した単球のRNAを用いた。その結果、各患者群と健常群の比較で80種類mRNAが統計学的有意に2倍以上の変化を呈した。そのうちの約半数の遺伝子が、慢性患者群にのみ強い相関を示したことから、抗精神病薬の下流遺伝子だと推定された。それら薬剤下流遺伝子を除く、16種の遺伝子は特に疾患自身との相関性が見られた。実際これらの遺伝子に対して、患者RNA発現レベルを調べ、健常者のレベルと比較することで、90%以上の信頼性で「統合失調症」の分子診断が出来ることが判明した。今後、この情報を基に更に信頼性、再現性の高いマーカーを選定することで、統合失調症の生物学的確定、ならびに診断が可能となると考えられる。
テラヘルツ・ヘテロダインセンシングの開拓による銀河系星間雲の形成と進化の研究

テラヘルツ帯は宇宙観測において残された未開拓領域の一つである。そこには基本的原子・イオンの微細構造スペクトル線が多数あり、それらの詳細な観測によって星間雲の分布・構造・相変化を克明に明らかにすることができる。本研究の目的は、テラヘルツ帯で動作する超伝導ホットエレクトロン・ボロメータ(HEB)ミクサ素子を開発し、それをもとに銀河系星間雲の相変化を探求することにある。本年度は、NbTiNを超伝導物質として用いる格子冷却型のHEBミクサの開発を重点的に進めた。ミクサ素子の入力インピーダンス整合を電磁界シミュレーションによって最適化することにより、それまで800GHzにおいて1200-1500K程度で留まっていた受信機雑音温度を500Kまで下げることに成功した。NbTiNを用いた導波管型HEBミクサとしては世界トップレベルの性能である。しかも、我々のミクサはNbTiN膜厚が12nmという比較的暑いものであることを考えると、膜厚を薄くすることにより、一層の性能向上が見込まれる。この成果の上に立って、1.5THz帯の素子の製作を行い、良好なDC特性を得た。また、このような性能向上に関する研究とともに、HEBミクサ素子性能の動作温度依存性を詳しく調べた。その結果、素子性能の温度依存性から、ミクサが格子冷却で動作しているか、拡散冷却で動作しているかについての情報が得られることを見出し、実際に我々のミクサが格子冷却であることを示した。以上の結果により、わが国において世界レベルのテラヘルツ帯超伝導HEBミクサ素子製作が可能となり、テラヘルツ帯観測による銀河系星間雲相変化の研究への橋頭堡を築くことができた。また、この研究と併行して、富士山頂サブミリ波望遠鏡データ解析による星間分子雲形成過程の研究、内外のミリ波・サブミリ波望遠鏡を用いた分子雲進化と星形成の研究を展開した。本研究では、超伝導ホットエレクトロン・ボロメータ素子を用いた高感度かつ実用的なテラヘルツ帯の受信機を実現し、それを用いて星間プラズマに存在する窒素イオンのスペクトル線(1.46THz)の銀河面広域観測を行う。この観測を中性炭素原子、一酸化炭素分子の分布などと比較することにより、プラズマが分子雲の形成、進化に果たす役割を観測的に解明する。本年度は超伝導ホットエレクトロン・ボロメータ素子を製作するための装置の導入、整備、および立上げを行った。超伝導ホットエレクトロン・ボロメータ素子を作るには100nmサイズの超伝導薄膜細線を形成する必要がある。そのために、精密な微細描画が可能な電子ビーム描画装置を導入した。石英ウエハ上に多数の素子を描画すると、ウエハの微妙な凹凸のために場所によって焦点がぼけて素子の質が不揃いになることが、過去の我々の経験からわかっていたので、素子の近くのマーカーをモニターし自動的に焦点を調整する装置をメーカーと共同で検討、開発した。また、ショットキーエミッション型の電子銃を採用し、ビームカレントの安定性を図った。現在までに、描画のテストを行って、素子製作に向けた描画パラメーターの最適化を行った。また、形成した超伝導薄膜の厚さを精密に制御するために、その測定装置(膜厚計)を導入した。これにより、製作する素子の歩留り向上と品質の安定化を図ることができるようになった。さらに、上記の素子製作を行うためのクリーンブースを実験室内に設置して運用できるように立上げを行った。この観測を中性炭素原子、一酸化炭素分子の分布などと比較することのより、プラズマが分子雲の形成、進化に果たす役割を観測的に解明する。本年度は高品質の超伝導薄膜や電極を成膜するための複合製膜装置を新しく導入した。この装置は、ホットエレクトロン・ボロメータ素子の製作に必要な、スパッタ装置、蒸着装置、および逆スパッタ装置を結合したものである。この装置の導入後、素子に用いる材料について成膜実験を繰り返し、最適の成膜条件パラメーターを決定した。その上で、実際に素子を製作したところ、200nmサイズの細線構造をもつ素子を製作できるようになった。これまでは1μmサイズが限界であったことを考えると、格段の微小化ができるようになり、感度の向上が可能となった。また、標準抵抗も50Ω程度となり、中間周波数におけるインピーダンス整合も容易になった。さらに、成膜時の膜剥がれもほとんどなくなり、素子製作が軌道に乗ってきた。現在、1.5THz帯の素子製作のために一層の微小化と歩留りの向上を図っている。素子製作と平行してホットエレクトロン・ボロメータ素子を搭載する受信機ジュワ-の製作を進めた。観測に用いるためには機械式冷凍機による素子冷却を確立する必要があったが、ヘリウムポットによって温度安定化した冷凍機により、この課題を解決することができた。また、富士山頂サブミリ波望遠鏡のデータを解析して、原子ガスから分子ガスへの相変化を調べた。その結果、分子ガスなってから十分時間のたった領域を複数発見できた。

本研究では、超伝導ホットエレクトロン・ボロメータ素子を用いた高感度かつ実用的なテラヘルツ帯の受信機を実現し、それを用いて星間プラズマに存在する窒素イオンのスペクトル線(1.47THz)の銀河面観測を行う。この観測を中性炭素原子、一酸化炭素分子などの分布と比較することにより、プラズマ雲が分子雲の形成、進化に与える影響を解明する。本年度はホットエレクトロン・ボロメータ素子の作成のために、ドライエッチング装置を導入した。この装置の導入により、素子作成の自由度が大幅に広がり、素子の性能や寿命の大幅な向上が期待される。また、1.46THz帯における局部発振器を導入した。これは当該周波数で20μWもの出力が得られるもので、実験を非常に容易にした。Nbを用いた拡散冷却型の素子については、素子インピーダンスが数100Ωと非常に高いことが問題であった。その原因について、薄膜の基本性能まで立ち戻って調べたところ、電極に用いるAuとNbの間の接触抵抗が大きく寄与していることが判明した。接触抵抗を低減する設計を行ったところ、素子インピーダンスを希望値まで下げることができた。また、800GHz帯で高周波特性のテストを行った。製作した素子を導波管マウントに装着し、冷凍機で4Kまで冷却したところ、高周波に対する応答を示し、素子がボロメータとして動作していることが確認できた。ミクサーとしての性能試験が現在進行中である。上記と平行してNbTiNを超伝導物質として用いる格子冷却型の素子の開発を開始した。NbTiN膜の生成条件を最適化し、14K程度のTcを得た。この薄膜を用いてミクサ素子を製作する準備を進めている。観測的研究では、富士山頂サブミリ波望遠鏡の観測データの解析を進め、中性炭素原子が分子雲形成の研究に重要な役割を果たすことを示した。一つの例はおうし座暗黒星雲群に対する成果である。中性炭素原子と一酸化炭素の比は、暗黒星雲群内のサブグループによって異なっており、星形成の履歴が少ない「若い」サブグループほど、一般に比が高いことが示された。この結果は6月にボストンで行われた国際会議、2月に日本で行われた国際会議で発表した。現在、論文のとりまとめを行っている。本研究では、超伝導ホットエレクトロン・ボロメータ(HEB)素子を用いた高感度かつ実用的なテラヘルツ帯の受信機を実現し、それをも敷いて銀河系星間雲に存在する窒素イオンの微細構造スペクトル線(1.47THz)の観測を行う。中性炭素原子や一酸化炭素分子の観測と比較することにより、プラズマ雲が分子雲の形成、進化に果たす役割を解明する。また、様々な分子スペクトル輝線のかんそくにより、分子雲の中での星形成過程を探求する。本年度はNbを超伝導物質に用いた拡散冷却型のHEBミクサ素子、および、NbTiNを超伝導物質に用いた格子冷却型のHEBミクサ素子の開発を進めた。ICPドライエッチング装置を新たに導入し、HEBミクサ素子の心臓部であるマイクロブリッジを高精度に製作できるようにした結果、よい直流特性をもつミクサの製作が可能になった。NbTiNを用いた素子については、NbTiN薄膜の製膜条件の最適化を行い、6nmで9.5Kの転移温度をもつ薄膜の製膜に成功した。その結果、NbTiNを用いた素子の製作を進めることができた。作成した素子を導波管マウントに装着し、GM2段冷凍機を用いて4K以下に冷却して性能測定を行った。
TypeIII水素混合流体における超臨界域輸送性質の精密測定と動的臨界現象の解明

臨界点近傍を含めた超臨界域での輸送性質を測定するため,装置の設計を行い,装置中心部である可視化窓付の圧力容器を製作した.本容器は内容積が約40 ccで,容器内に非定常短細線法を用いた熱伝導率測定用のプローブまたは振動細線法を用いた粘性係数測定用のプローブを取り付けることができる.圧力容器は液体恒温槽内に設置することで,系内の温度が異なるデッドスペースを排除した.可視化窓により,試料の状態や臨界タンパク光による着色を確認できるようにした.輸送性質の決定には,密度の情報も必要となるが,等容法または抽出法を適用し,状態曲面を考慮して安全な方法で測定できるように多様性を持たせた.本装置は,圧力センサも液体恒温槽の中に設置しており,より精密な圧力センサを用いて校正を行うことで,不確かさ2 kPa程度の測定が可能であると推定される.また,混合系の測定では,密度の他,組成の決定が困難である場合が多く,測定した試料の組成はガスクロマトグラフにより決定可能であるが,繰り返し測定によるばらつきが大きいのが現状であった.そこで,測定手法を検討して改善を行い,1 %を下回る不確かさでの測定が可能となる見通しが付けられた.Type III混合系の輸送性質における状態曲面の信頼性評価はこれまでほとんど行われていない.既存の状態方程式および相関式から,同じType III混合系でも水素+二酸化炭素と窒素+二酸化炭素の系では,特に飽和における輸送性質の状態曲面が大きく異なることが分かった.さらに,純物質の熱伝導率では臨界点近傍で極大値を取るが,これらの混合系において,現状の計算結果では極大値が現れず,本実験によって解明すべき領域について検討を行った.本年度は,これまで密度および輸送性質の測定における大きな不確かさ要因であったデッドスペースの影響と混合系の組成の決定に関して,測定方法および配管系の検討を行うとともに,装置の改良を行い,さらに輸送性質測定のための圧力容器を製作した.測定に必要な計測機器関連は既に構築されており,プローブ部分を新たに製作することで,測定に着手できる準備が整った.また,現状の輸送性質における状態曲面に関しても検討を進めた.圧力の精密測定のための校正を行い,物性値が既知の流体を用いて,各容器の内容積を決定する.また,混合系の組成決定のため,基準試料を用いてガスクロマトグラフの検量線を得る.そして混合系における組成および密度の精密測定を行う.熱伝導率および粘性係数の測定では,プローブを製作し,純物質を測定することで,装置の検証を行った後,密度測定同様,超臨界域での混合系の測定を行う.水素を含む混合流体の超臨界現象観察装置を用いて,水素+二酸化炭素の混合系を対象として超臨界現象の観察を行うとともに,膨張法を用いたPVT性質測定の精度向上を図った.本装置は,試料容器を真空チャンバー内に設置し,精密圧力センサおよび容器に繋がるバルブを真空チャンバー外に設置していることから,試料温度が試料容器内と異なるデッドスペースが生じている.これらのデッドスペースには温度調節用の外部恒温槽から流れる循環液のチューブをはわせ,その上から断熱材で覆うなど温度分布に対する対策が施されているため,気相域や超臨界域に対しては,物性測定にほとんど影響を及ぼさない.しかし,臨界点のごく近傍において試料を観察すると,状態曲面から推算されるように,わずかな温度差による密度変化の影響が非常に大きいことから,臨界タンパク光の維持が困難であるなど試料の状態が安定しなかった.これらの実験結果から,臨界点近傍の熱伝導率および粘性係数の輸送性質における特性を明らかにすることを目標としている本研究では,測定不確かさの増大が懸念されることから,液体恒温槽の使用などデッドスペースを無くす方法で,輸送性質の測定が可能な装置の設計を行い,この仕様をほぼ決定させた.輸送性質の測定の際には,データ解析に密度の値が必要不可欠である.このため,輸送性質と密度測定を同時測定できるように膨張法あるいは複数の容器をカップリングさせた繰り返し膨張法での密度測定も想定して装置を設計した.さらに水素を含む混合系では,試料を圧力容器に充填する際,液体窒素を使用するなどして試料を完全に凝縮できないことから,質量法を用いた組成の決定が困難となる.このためガスクロマトグラフを用いて組成の決定を行うが,面積比と組成の関係にいて非線形性が強いことから,得られる組成決定の不確かさについて検証を行った.本年度は超臨界現象観察装置を用いた水素+二酸化炭素系の超臨界現象の観察とPVT性質の測定を基に,臨界点近傍を含む領域での熱伝導率や粘性係数の測定を可能にする装置全体の設計を完了させた.熱伝導率および粘性係数にはそれぞれ,非定常短細線法および振動細線法を用いる.また同時に必要とされる密度の値については,輸送性質を測定した試料を膨張法あるいは繰り返し膨張法を用いて測定可能なように設計しており,状況に応じていくつかの方法を適用できるようにしており,H30年度から順次測定を開始できる見込みである.臨界点近傍を含めた超臨界域での輸送性質を測定するため,装置の設計を行い,装置中心部である可視化窓付の圧力容器を製作した.本容器は内容積が約40 ccで,容器内に非定常短細線法を用いた熱伝導率測定用のプローブまたは振動細線法を用いた粘性係数測定用のプローブを取り付けることができる.圧力容器は液体恒温槽内に設置することで,系内の温度が異なるデッドスペースを排除した.可視化窓により,試料の状態や臨界タンパク光による着色を確認できるようにした.

輸送性質の決定には,密度の情報も必要となるが,等容法または抽出法を適用し,状態曲面を考慮して安全な方法で測定できるように多様性を持たせた.本装置は,圧力センサも液体恒温槽の中に設置しており,より精密な圧力センサを用いて校正を行うことで,不確かさ2 kPa程度の測定が可能であると推定される.また,混合系の測定では,密度の他,組成の決定が困難である場合が多く,測定した試料の組成はガスクロマトグラフにより決定可能であるが,繰り返し測定によるばらつきが大きいのが現状であった.そこで,測定手法を検討して改善を行い,1 %を下回る不確かさでの測定が可能となる見通しが付けられた.Type III混合系の輸送性質における状態曲面の信頼性評価はこれまでほとんど行われていない.既存の状態方程式および相関式から,同じType III混合系でも水素+二酸化炭素と窒素+二酸化炭素の系では,特に飽和における輸送性質の状態曲面が大きく異なることが分かった.さらに,純物質の熱伝導率では臨界点近傍で極大値を取るが,これらの混合系において,現状の計算結果では極大値が現れず,本実験によって解明すべき領域について検討を行った.本年度は,これまで密度および輸送性質の測定における大きな不確かさ要因であったデッドスペースの影響と混合系の組成の決定に関して,測定方法および配管系の検討を行うとともに,装置の改良を行い,さらに輸送性質測定のための圧力容器を製作した.測定に必要な計測機器関連は既に構築されており,プローブ部分を新たに製作することで,測定に着手できる準備が整った.また,現状の輸送性質における状態曲面に関しても検討を進めた.本年度設計した輸送性質測定装置の製作を実施する.まずは装置の健全性を確認するため,単純な観察窓付試料容器を用いて,臨界点のごく近傍の様子を観察し,試料の安定性を確認するとともに,膨張法または繰り返し膨張法を用いて,PVT性質を測定する.続いて,熱伝導率および粘性係数を測定するためのプローブおよび圧力容器を製作する.非定常短細線法,振動細線法では,どちらも細線プローブを圧力容器内に設置し,細線を加熱させるか振動させることで,それぞれ熱伝導率と粘性係数を測定する.測定手順および構造が類似していることから,圧力容器の一体化を念頭に設計を行う.圧力の精密測定のための校正を行い,物性値が既知の流体を用いて,各容器の内容積を決定する.また,混合系の組成決定のため,基準試料を用いてガスクロマトグラフの検量線を得る.そして混合系における組成および密度の精密測定を行う.熱伝導率および粘性係数の測定では,プローブを製作し,純物質を測定することで,装置の検証を行った後,密度測定同様,超臨界域での混合系の測定を行う.臨界点近傍ではわずかな温度差が密度変化に与える影響が大きく,測定不確かさの軽減を図り,試料の安定性を高めるため,装置の仕様が困難なものとなったことから,設計に時間を要し,繰越金が生じた.しかし装置全体の設計をほぼ終えた.そこで,装置の製作および細線プローブ,圧力容器の製作,購入を予定している.熱伝導率と粘性係数の両方を同一の圧力容器で測定できるように設計,製作した.この製作に時間を要したため,各種プローブの製作のための使用額が,繰越となった.これまでも同様なプローブの製作を行った知見があり,これらの製作・購入を予定している.
「弱者家族」の司法アクセスに関する日・英・加比較研究‐仲介者による支援の視点から

どのような属性を持つ者が「司法アクセスからもっとも遠い」という意味で「弱者」といえるかについて、いずれの社会でも1弱者度を構成する複合的な要因(属性)を抱える当事者、21つの要因が他の要因を招く「負の連鎖」を抱えている当事者が顕著であるという共通点をみることができた。また、司法アクセスが困難な者を専門家につなぐための非専門家の「仲介者」が重要な機能を果たしていることも共通の現象として確認できた。さらに英国やカナダと異なり、日本においては家族制度など既存の枠組みの外に置かれ、社会的認知が不十分であるため、「性的マイノリティ」当事者はより深刻な司法アクセス阻害の問題を抱えているといえる。2014年度は当科研費助成採択を受ける前から決まっていた在外研修で4月8月に英国カーディフ大学の客員研究員として滞在していたため、英国で実現可能な本研究課題に関する基礎的な情報収集並びに関連する国際学会等への参加による情報収集・他の研究者らとの意見交換を主たる活動として行った。英国に滞在中の利点を生かし、同国で開催された「法、ジェンダー及びセクシャリティに関する法社会学的研究」セミナー(2014年5月19日、ロンドン大学高等法学研究所)、司法アクセス・法的サービスに関する国際学会(2014年6月1920日、ロンドン大学ユニバーシティカレッジ)及び第6回法曹倫理国際学会(2014年7月1012日、シティユニバーシティロンドン大学)に参加した。とりわけ後者二つの国際学会では、本研究課題の比較研究対象とするカナダの関係者と意見交換ができたことも有意義であり、また初めて出会う研究者との交流を含め新たなネットワークを構築することができた。本研究課題がこれまで法・社会制度の主たる対象としてきた「伝統的家族」の枠に当てはまらない多様な形の「家族」目を向け、とりわけ「弱者vulnaerable people」とされる人々とその家族(「弱者家族」と表記)が家事紛争全般の当事者となった場合の司法アクセスの現状と課題を把握することを目的としていることから、英国における一つの具体的な事例として養子収養の問題(特に同性カップル間における)をとりあげ、カーディフ大学のDoughty氏の支援を受け、公的及び各種民間機関の養子収養実務と現状ならびに課題について4件の現地訪問調査を行い、また当事者カップルに対する聞き取り調査も行った。養子に関する法改正等がなされた過渡期でもあり、関係機関の連携が促進されている一方で同じ国内でもイングランドとウェールズの実務や実状は異なっていること等の知見を得た。前年度に掲げた研究推進方策に則り、国内における「弱者家族」支援の実態調査を行うための基礎的な調査を行った。その準備として、英国における情報収集と、「(社会的に)脆弱であることvulnerable」「弱者vulnerable people」の概念に関する各種文献資料にあたり、法学・社会学の領域においてどのような論点があるかについて検討を行った。年度の前半は第4回東アジア法社会学会議(2015年8月4日6日)で研究報告を行うことに焦点を当て、本科研申請段階で協力を想定していた弁護士や、社会的包摂サポートセンター事務局長等に対し面談調査を行った。同報告は「家族問題に関する司法へのアクセスにおいて『最も弱者となりうる』当事者は誰か」と題し、本科研テーマ調査の前段階としてどのような論点があるかを整理することを目的としたものである。具体的には、特に外観的には問題がなさそうに思われるが実際には様々な問題を抱えている人の一例として、いわゆる性的マイノリティとされる人々を取り上げ、こうした人々が問題を他者と共有したり相談したりすることが比較的に困難であること、また相談機関等の事例から「性的マイノリティ」という属性に加えて他の複合的な要因(例えば貧困や障がいなど)によって更に「弱者」となることについて指摘した。このような国際学会で報告することで他国の研究者や実務家と意見交換ができ、有意義であった。年度の後半は上記を踏まえ、「性的マイノリティ」当事者の司法アクセスに関して特に相談に応じたり法的手段に繋いだりする仲介者の視点から実態調査をすることとし、法テラス東京事務所の弁護士や、青森市で当事者支援を行うNPOや青森市から委託を受けて相談業務を行う団体への聞き取り調査を行った。その結果、当事者の「可視化」問題と問題の性質が理解されにくいという問題が浮き彫りになり、調査継続の必要性を認識した。前年度からの遅れを取り戻すことができていないことに加え、年度を通して全体的に学内行政などで想定外に時間を要することがあり、また、研究の分担者・連携者となっている他の科研費研究テーマに関する用務とのエフォート管理がうまくいかず、結果的に当初予定していたような研究スケジュールを進めることができなかったからである。具体的には比較研究の対象国(英国・カナダ)における海外調査を夏期や冬期の大学の長期休業期間に行うことを想定していたが、夏期は集中講義のコーディネーター役として数週間に亘る業務、冬期・春期は全学的な男女共同参画推進等にかかる業務で、それぞれ職場を離れることができず、海外調査を行うことができなかったのが一番の「遅れ」と言える。前年度に掲げた研究推進方策に則り、本研究課題で対象とする「弱者」モデルとして「セクシュアル・マイノリティ」「LGBT」に属する(とされる)人々に焦点を当てることにし、これらの人々が抱える法的・非法的問題とその解決のための支援や方策に関する文献・資料を収集した。これらの文献は一昨年の東京渋谷区・世田谷区における同性パートナーシップの承認制度導入等を受けて、書籍や学術雑誌などで刊行が相次いでいるといえる。

内容としては、性指向と性自認を区別するなど「LGBT」諸概念の正確な理解を促すものから、子どもから大人まで様々な当事者の実態やそれぞれが抱える問題とそれに対する支援を紹介するものまで多岐に亘るが、本研究課題で指摘してきたような「LGBT」当事者にとっての法的な問題と司法アクセスについて取り上げる文献が出てきたことは新しい動きである。9月下旬に、司法アクセスの「仲介者」に焦点を当てる内容で英国訪問調査を実施し、弁護士やNPO法人、大学関係者と面談を行った。中でもブリストル大学で、全国的な市民相談サービス組織であるCitizen'sAdvice Bureau(CAB)の法社会学的研究を行った法学部教授に対し、CABの意義や「仲介者」として果たす機能・役割について、また同大学付属のリーガルクリニック所長に対し、クリニックが「仲介者」として果たす機能・役割やCABとの連携などについて、それぞれ聞き取りを行った。また、第10回司法アクセス学会(11月26日開催)で「女性と司法アクセス」について報告する依頼を受けたことにより、司法アクセスにおける「性差」を検討する作業を行い、これまでの知見や新たに得た情報を総合して、「性差」以外に人が有する様々な属性によって司法アクセスを阻害しうることをあらためて確認し、「LGBT」や複合的な要因を持つ様々な当事者の司法アクセスについて報告を行った。初年度からの「遅れ」を取り戻せないまま、特に年度の前半に全学的な学内行政で多大な時間をとられたこと、また、本研究課題以外の研究に関する学会報告や研究分担者となっている他の科研費研究課題の用務が重なったことで、エフォート管理がうまくいかなかった。職場を離れることができない等の理由で海外調査の旅程を組むことがままならず、比較研究の対象国の一つであるカナダの訪問調査を実現できていないことが一番の「遅れ」である。さらに、昨年度に立てた研究推進方策で示した国内調査に関しても同様であり、科研費助成の期間延長を申請するに至った。未実施のままであったカナダでの訪問調査を、当初予定のアルバータ州エドモントン市の研究協力者が不在となったため、第二訪問先のトロント市のみで行った。カナダにおける調査は、司法アクセスの促進に関連したPublic Legal Education(いわゆる法教育に限定せず一般市民を対象とした、法的な問題に自発的に対処するための人権教育・啓蒙・支援活動)の活動主体としての「仲介者」に着目したものである。特に社会的包摂や多様性を重視するカナダにおいて、特に本研究テーマで「弱者」モデルとした「LGBT」当事者の司法アクセスについて、理論と実務の両面から調査することとし、具体的には民事紛争における司法アクセス問題に関する研究活動を行う研究者や研究機関への聞き取り調査と、司法アクセス支援活動の主体として当事者と直に接するNPO法人への聞き取り調査である。前者についてはヨーク大学オズグッドロースクールのT.ファーロー教授、同大学ウィンクラー紛争処理研究所ディレクター、NPO法人カナダ民事司法フォーラム運営責任者と面談した。
フェニキア人の「出現」－考古資料から見た初期の交易活動と対外進出

昨年度に引き続き、日本の合同調査隊が2006年から継続的に発掘調査を実施しているレヘシュ遺跡(テル・レヘシュ)の考古学プロジェクトに参画し、同遺跡で発掘された関連遺物を検討し、必要な資料をデータ化(実測図作成、写真撮影など)した。これまでの調査と同様、初期フェニキア文化の間接的影響が鉄器時代初頭に内陸にも及び始めたこと、その後、数世紀をかけて、レバノンやキプロス島からのフェニキア系の輸出品が増加するなど、次第にフェニキアの直接的影響が顕著になることを追認できた。さらに、各層位から検出された種子類を分析試料に放射性炭素年代測定を実施し、上記の変化を前11世紀前9世紀の範囲に位置づけるのが妥当という知見を得ることができた。フィールドワークに加え、初期フェニキアが出現した地域(現在のレバノンからイスラエル北部にかけての沿岸地域)で実施された発掘調査成果の収集と再検討を実施した。特に、報告書が出版されたばかりのテル・ドル、再調査が開始されたばかりのテル・ケイサン、テル・アッコといった遺跡の調査研究成果は、本研究にとって重要となるため、それぞれの調査団と情報を共有し、関連課題を検討する機会を設けた。その他、テル・カシーレの出土資料の再検討を行い、これまで「初期フェニキア」と認識されていた居住地の中にも、その物質文化には多様性が認められることを確認した。以上の成果は、少なくとも鉄器時代初頭の段階では、「初期フェニキア」として一括りにできる物質文化のパターンを見出しにくいことを示しており、のちに「フェニキア人」と認識される人々は数世紀という時間軸の中で形成されていったという視点からの歴史叙述が求められる。テル・レヘシュでのフィールドワークでは、課題となっていた層位の出土資料をすべて実見し、写真や実測図などの資料を作成することができた。こうしたデータを、年代測定等による新たなデータとともに検討することで、昨年度に得られた予察を深め、初期フェニキアの文化的影響の一端を明らかにすることができた。また、関連遺跡の最新の調査成果、研究成果を検討することで、初期フェニキアの歴史を叙述するための基礎的な枠組みを整理することができた。以上の点で、初年度の研究内容を発展させることができた。本研究課題はおおむね順調に進展していると判断できる。これまでの調査研究で得られたデータと考察をまとめ、報告書や学術論文として出版することに尽力する。最終原稿への準備として、国際学会等での発表、関連分野の研究者たちと実施するワークショップなどを通して議論を深める。同時に、本研究を実施する中で見えてきた課題を整理し、今後の研究の可能性と進め方を検討する。最も重要な課題は、フェニキア人の「出現」についての研究成果を、より広い脈絡の中に位置づけて捉え直すことである。より広い脈絡とはすなわち、1)東地中海世界の青銅器時代から鉄器時代への移行という時代的な脈絡、2)フェニキアと同時に「出現」したペリシテ、イスラエル、新ヒッタイトといった周辺諸文化を含む地理的な脈絡である。こうした課題と今度の研究を見据え、資料収集等の準備を進める。(1)レヘシュ遺跡の出土土器の整理と分析:イスラエルで現地調査を実施し、主に、日本の合同調査隊が2006年から継続的に発掘調査を実施しているレヘシュ遺跡(テル・レヘシュ)の考古学プロジェクトに参画し、同遺跡で発掘された関連土器を検討、必要な資料をデータ化(実測図作成、写真撮影など)した。この調査では、フェニキア出現期に相当する初期鉄器時代層(前11世紀頃)には、フェニキアからの搬入土器がほとんど認められず、その文化的影響を示す土器も限定的であった。一方、前10世紀以降の層位を検討してみると、フェニキアを含む地中海沿岸部からの搬入土器の割合が増していることが明らかになった。これまでの発掘調査の結果、テル・レヘシュは後期青銅器時代から初期鉄器時代にかけては、地域の中核となる居住地であったが、前10世紀以降の居住を示す痕跡は疎らであり、小規模な村落となっていたことが分かっている。一見すると「取るに足らない」村落であったテル・レヘシュに、様々な地域とのつながりを示す土器が流入した背景には、フェニキアを中心とした地中海の海洋交易の活発か、「フェニキア人」の各地への進出が想定される。初年度の成果は今後の研究の糸口となるものである。(2)ゼロール遺跡の調査資料の整理:ゼロール遺跡(テル・ゼロール)はフェニキアにほど近い、地中海沿岸地域に位置する遺跡で、19641966年、1974年に発掘調査が行われている。調査日誌類を含む調査記録と一部の遺物は天理大学で保管されている。テル・ゼロールの調査成果の学術的重要性はこれまでに指摘されてきたが、最終報告書が出版されていないため、その実態は不明のままとなっている。本研究では天理大学文学部の協力を得て、テル・ゼロールの調査記録類を整理し、初期フェニキアの関連する初期鉄器時代の層位と出土遺構、その年代についての大枠を掴むことができた。本年度は主にテル・レヘシュとテル・ゼロールの出土資料の検討を行い、初期フェニキアの活動を描くための基礎資料を得るとともに、今後の研究の視点を得ることができた。当初、予定していたテル・カシーレの調査成果の再検討なども、発掘報告書や関連論文を収集し、とりかかることができている。

研究の初年度としては、順調に課題を進めることができた。昨年度に引き続き、日本の合同調査隊が2006年から継続的に発掘調査を実施しているレヘシュ遺跡(テル・レヘシュ)の考古学プロジェクトに参画し、同遺跡で発掘された関連遺物を検討し、必要な資料をデータ化(実測図作成、写真撮影など)した。これまでの調査と同様、初期フェニキア文化の間接的影響が鉄器時代初頭に内陸にも及び始めたこと、その後、数世紀をかけて、レバノンやキプロス島からのフェニキア系の輸出品が増加するなど、次第にフェニキアの直接的影響が顕著になることを追認できた。さらに、各層位から検出された種子類を分析試料に放射性炭素年代測定を実施し、上記の変化を前11世紀前9世紀の範囲に位置づけるのが妥当という知見を得ることができた。フィールドワークに加え、初期フェニキアが出現した地域(現在のレバノンからイスラエル北部にかけての沿岸地域)で実施された発掘調査成果の収集と再検討を実施した。特に、報告書が出版されたばかりのテル・ドル、再調査が開始されたばかりのテル・ケイサン、テル・アッコといった遺跡の調査研究成果は、本研究にとって重要となるため、それぞれの調査団と情報を共有し、関連課題を検討する機会を設けた。その他、テル・カシーレの出土資料の再検討を行い、これまで「初期フェニキア」と認識されていた居住地の中にも、その物質文化には多様性が認められることを確認した。以上の成果は、少なくとも鉄器時代初頭の段階では、「初期フェニキア」として一括りにできる物質文化のパターンを見出しにくいことを示しており、のちに「フェニキア人」と認識される人々は数世紀という時間軸の中で形成されていったという視点からの歴史叙述が求められる。テル・レヘシュでのフィールドワークでは、課題となっていた層位の出土資料をすべて実見し、写真や実測図などの資料を作成することができた。こうしたデータを、年代測定等による新たなデータとともに検討することで、昨年度に得られた予察を深め、初期フェニキアの文化的影響の一端を明らかにすることができた。また、関連遺跡の最新の調査成果、研究成果を検討することで、初期フェニキアの歴史を叙述するための基礎的な枠組みを整理することができた。以上の点で、初年度の研究内容を発展させることができた。本研究課題はおおむね順調に進展していると判断できる。テル・レヘシュやテル・ゼロールなど、フェニキアの周辺地域の出土資料の検討をさらに進めるとともに、次年度以降は研究計画にあるエジプトやキプロスとの交易を示す資料の把握と調査・研究に重点を置く必要がある。また、調査や研究で得られた成果を国際学会等で発表し、関連分野の研究者たちと研究会を実施することで、研究のさらなる進展を目指す。これまでの調査研究で得られたデータと考察をまとめ、報告書や学術論文として出版することに尽力する。最終原稿への準備として、国際学会等での発表、関連分野の研究者たちと実施するワークショップなどを通して議論を深める。同時に、本研究を実施する中で見えてきた課題を整理し、今後の研究の可能性と進め方を検討する。最も重要な課題は、フェニキア人の「出現」についての研究成果を、より広い脈絡の中に位置づけて捉え直すことである。より広い脈絡とはすなわち、1)東地中海世界の青銅器時代から鉄器時代への移行という時代的な脈絡、2)フェニキアと同時に「出現」したペリシテ、イスラエル、新ヒッタイトといった周辺諸文化を含む地理的な脈絡である。
後脳セグメント・ホモログニューロンの機能分化と機能結合

昆虫から哺乳動物に至るまで脳は分節(セグメント)構造をなす.本研究は,分節構造に依存するニューロンの機能分化を機能結合を理解することを目的とした.硬骨魚のRSニューロン群は,吻尾軸方向に並ぶ7つの分節から成り立つ.第4分節には最大のRSニューロンであるマウスナー(M-)細胞が左右一対存在する.M-細胞は逃避運動をトリガーすることで知られているが,M-細胞の活動だけでは刺激に応じた多様な逃避運動を説明できない.隣接する第5分節にはM-細胞の相同RS細胞が4種類(MiD2cm,Mid2cl,MiD2i,MiV2)存在する.本年度は,これら第4分節と第5分節のRSニューロンの信号伝達特性と相互結合を,キンギョを用いてin vivo細胞内記録法により調べた.記録電極からバイオサイチンを注入してラベルし,各細胞を形態学的に同定した.両分節のRS細胞は聴神経と側線神経から入力を受けるが,投射様式は各RS細胞に特有であった.また,第5分節のRS細胞が入力量に応じてバースト放電するのに対し,M-細胞は単一スパイクのみを発生した.さらに,M-細胞から第5分節の相同RS細胞に一方向で,しかも4種のRS細胞固有の結合様式が見いだされた.これらのRSニューロン間の機能分化と相互の機能結合により,刺激の方向に対応した逃避運動が制御されると考える.今後は,これらのニューロンの特異性や相互結合が,発達過程でどのように獲得されるかを調べて行く計画である.現在までのところ,M-細胞が単一の活動電位しか発生しないメカニズムについて,ゼブラフィッシュを実験標本にして光学的手法を用いて調べ,反回性抑制回路の形成過程について興味深い知見を得た.昆虫から哺乳動物に至るまで脳は分節(セグメント)構造をなす.本研究は,分節構造に依存するニューロンの機能分化を機能結合を理解することを目的とした.硬骨魚のRSニューロン群は,吻尾軸方向に並ぶ7つの分節から成り立つ.第4分節には最大のRSニューロンであるマウスナー(M-)細胞が左右一対存在する.M-細胞は逃避運動をトリガーすることで知られているが,M-細胞の活動だけでは刺激に応じた多様な逃避運動を説明できない.隣接する第5分節にはM-細胞の相同RS細胞が4種類(MiD2cm,Mid2cl,MiD2i,MiV2)存在する.本年度は,これら第4分節と第5分節のRSニューロンの信号伝達特性と相互結合を,キンギョを用いてin vivo細胞内記録法により調べた.記録電極からバイオサイチンを注入してラベルし,各細胞を形態学的に同定した.両分節のRS細胞は聴神経と側線神経から入力を受けるが,投射様式は各RS細胞に特有であった.また,第5分節のRS細胞が入力量に応じてバースト放電するのに対し,M-細胞は単一スパイクのみを発生した.さらに,M-細胞から第5分節の相同RS細胞に一方向で,しかも4種のRS細胞固有の結合様式が見いだされた.これらのRSニューロン間の機能分化と相互の機能結合により,刺激の方向に対応した逃避運動が制御されると考える.今後は,これらのニューロンの特異性や相互結合が,発達過程でどのように獲得されるかを調べて行く計画である.現在までのところ,M-細胞が単一の活動電位しか発生しないメカニズムについて,ゼブラフィッシュを実験標本にして光学的手法を用いて調べ,反回性抑制回路の形成過程について興味深い知見を得た.
サル1次視覚野ハイパーカラム間の情報統合様式

サル一次視覚野(V1)ハイパーカラム間の情報統合様式を解析するための最初のステップとして、V1ニューロンの受容野特性およびその形成メカニズムを検討した。今年度は、特にII/III層のブロッブ(チトクローム酸化酵素染色で斑点状に濃染される領域)細胞の色選択性の形成メカニズムについて、麻酔、非動化したニホンザルV1の単一ニューロン活重の記録および皮質内抑制の担い手であるGABAの受容体拮抗薬であるbicuculline methiodide(BMI)のイオン泳重投与により脱抑性の手法を用いて検討した。組織学的に同定したブロッブニューロンのうち21個が特定の色に選択的な応答を示した。15個については受容野の中心部分を等輝度色スポット光のオン、オフ残り6個は等輝度色スリットの往復運動を刺激としてそれに対する反応を検討した。その結果、BMIイオン泳動投与による脱抑制によって、全ての細胞でコントロール時には観察されなかった不適当色刺激に対する反応が出現した。また多くの場合、脱抑制中の反応は、コントロール時における最適色刺激に対する反応が最大であり、最適色との波長の差が大きくなるにつれて反応は小さくなった。また運動刺激に対して明瞭な色選択最反応を示して6個のニューロンにおいても、BMI投与による脱抑制は不適当色刺激に対する反応を出現させた。これらの結果は、これまで色選択性細胞の受容野中心のオン反応またはオフ反応がそれぞれ1種類の錐体入力によってできているとする考えが支配的であったのに対し、実際には、特定の錐体メカニズムにバイアスをもちながらも3種類全ての錐体入力がブロッブの色細胞に収束していること、またGABA受容体を介する皮質内抑性はブロッブニューロンの活動性を調節して、最適色に対する選択性を強化していることを示唆する。