hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
文化固有の図形判断枠に関する言語心理学的研究-日本語、中国語、韓国語を中心に

平成7年度に行った研究は、主として容器の図形、および単純な線型図形でまさにそのもののカテゴリー化がどのように行なわれるか、そしてその原型(prototyce)となるものが、どの図形に集中し、またそのカテゴリー化の限界が示されるかを日本,中国,韓国において調査したものであった。平成8年度に行った研究は、さらにもののカテゴリー化の範囲を拡大させる目的で平成7年度に用いた図形とは異なる自然物,人工物,動植物の属性を変えてみることにより、それらの原型となるものの違いを調べた。平成9年度に行った研究は、ものの形状により数えること(この場合数助詞がつけられることによって)ものの数え方によるカテゴリー化が上の3地域においてどのように異るかを調べた。その結果(i)容器類、線横様のプロトタイプ化に各文化圏内で若しくは異なったこと、(ii)自然物,人工物,動植物の図形の判断においては各地域としその原型となるものの認知が異ったこと、(iii)数助詞によるもののカテゴリー化は、何らかの形で形状に対応する数助詞が3ケ国語において異なる種類のものが用いられており、これが図形のカテゴリー化に影響を及ぼしているというこの種の研究では初めての知見が得られた。本研究は、異なった文化の背景となる伝統体系が、それ自体概念と形成するという伝統相対像を、日本像と中国像、韓国像において検証することにおかれている。平成7年度においては、これらの3つの文化圏で、日常で使用される器の命名判断(数学的図形の上に反映された命名判断)がどのように異なっているかと調べたた。中国と韓国の調査は、本学に在籍中の大学院生(博士保性)に当方で用意した60種類の図形を渡し、日文字で書いた般出を原地の文芸に倏供をお願いし、休暇帰省中に調査を実施して貰った。尚中国本土との違いを調べるために台湾を含めることにした。国内における調査は、研究分担者の小熊均氏に依頼した。〔結果〕1.「椀」の形から「皿」の形へとグレードをつて変化させた半王の中で、日本と中国本土、台湾の反応は互いによく似るが、韓国の反応はいささか異なっていることが判明した。2.器の形を2時限で示し横巾の広いものから巾の狭いものへと一定の間隔において変化させ反応に関しては、日本と中国本土、台湾、韓国では図形に対する反応が若干異なることが示された。3.「円」から「楕円」の形にグレートをつけた反応では「卵」の反応が多く牝のひびが、日本の卵型に対する反応と、中国本土、楕円の「卵」の反応はいささか異なることが示された。本年度に行った研究は、図形の判断枠の範囲を拡大し、(1)図形を特徴ずける屈性を変化することにより、図形のカテゴリー化は、各文化圏によりどのように異なるか、(2)昨年度と同様これらのものの国府の知見の限界はどこにあるかを見出そうとした。(3)更に同じ図形でも、文化圏が異ることにより、認識のし方に違いがみられるか否かを問題にした。図形の作成に関しては、自然界に屋するもの5種、人工物に屋するもの6種、生物界に屈するもの3種で、合計14種の各々につき10段階に連続的に変化させたものと用意し、日本、韓国、中国本土、台湾において調査を実施した。主な結果として、とくに著るしく現れたのは、生物の種の解釈ついて、4つの文化図において判断のし方が異ること.日本と韓国では類似した文化背園に属するとはいえ、ものの認知のし方において若干の違いがあること等が見出された.平成9年度に行った研究はものの形状の違いにより、それらを数えること(この場合数助詞がつけられることによって)もののカテゴリー化がどのように異なるかを、北アジアの3地域(日本語、中国語、韓国語圏内)において調べたものであった。これらを検証するために、13種類の図形を作製し、その各々に6段階の変化を光そのものをコンピュータ・グラフィックスにて作製し、これらを一枚ずつ被験者に見せて、図形フレームのカテゴリー化がどこで異なるかを調べたのであった。調査地点は日本では神奈川県下、中国では北京郊外、韓国ではソウルの近郊を選び、各地2025名を対象にして行われた。教示は最初日本語で作製したものを、それぞれ中国語と韓国語で翻訳したものを調査者が作製して行われた。

その結果ものの数え方が変わらないものは13種類の図形のうち5例(38%)で、他の8例(62%)は形状に対応する数助詞が3ヶ国語において異ったものが用いられていることが判明した。形状の異なる図形を用いてせんを具体的な形で立証したのは本研究が始めてであると結論することが出来る。
ヒト造血幹細胞のapoptosisに関する研究

生体に不要になった細胞を、組織全体の機能に影響を与えることなく除去する生理学的細胞死をprogrammed cell deathまたはapoptosisという。造血因子は造血幹細胞のさまざまな分化段階に働きその増殖・分化を支え、赤血球、白血球、血小板等の成熟血球が生成される。ある分化段階での造血因子の欠如は幹細胞のapoptosisを引き起こすと考えられている。造血幹細胞の分化におけるapoptosisの意義を検討する一環として、apoptosis関連抗原であるFas抗原の造血幹細胞での発現を検討した。Fas抗原は分子量3.5万の細胞表面蛋白であり、Fas ligandのレセプターである。正常ヒト末梢血では、Fas抗原(レセプター)は、顆粒球、単球、赤血球など成熟細胞に発現されているが、未熟な造血幹細胞ではFas抗原の発現は低く、分化とともにFas抗原が陽性となることが判明した。赤血球系の造血幹細胞分化のどの段階でFas抗原が陽性になってくるかを更に詳細に検討した。その結果、赤血球系の分化においてFas抗原は未熟な赤芽球バースト形成細胞(BFU-E)の多くは陰性であるが、成熟した前駆細胞である赤芽球コロニー形成細胞(CFU-E)では陽性となることが判明した。また、抗Fas抗体の添加でCFU-Eコロニーの形成が抑制され、CFU-Eは機能的なFasレセプターを有していると考えられた。赤血球系造血は、Fas ligandによるapoptosisを介してnegativeにコントロールされている可能性が示唆された。このように、造血幹細胞は分化とともにFas抗原が発現され、造血因子以外のfactorであるFas ligandによるapoptosisを介する制御を受けやすくなると考えられた。平成5年度には、造血幹細胞の分化におけるapoptosisの意義を検討する一環として、apoptosis関連抗原であるFas抗原の造血幹細胞および骨髄性白血病細胞での発現を検討した。Fas抗原は分子量3.5万の蛋白質であり、腫瘍壊死因子(TNF)レセプターと相同性を持ち、未知の因子のレセプターと考えられており、一部の抗Fas抗体は細胞にapoptosisを起こすことができる。正常ヒト末梢血では、Fas抗原は、顆粒球、単球など成熟細胞の発現されている。骨髄細胞でのFas抗原の発現を調べると、未熟な骨髄系の細胞であるCD34陽性細胞ではその発現は30%と低値であるが少し分化したCD33陽性細胞ではその発現が増す。造血幹細胞でのFas抗原の発現を検討するためにCD34,CD33,CD13等の分化抗原に対する抗体と抗Fas抗体で二重染色しcell sorterで、各分化抗原陽性でFas陽性と陰性部分を集めメチルセルロース法で造血幹細胞アッセイを行った。その結果CD34+Fas-,CD33+Fas-,CD13+Fas-細胞部分にコロニー形成細胞が多く、造血幹細胞はFas抗原陰性で、分化とともにFas抗原が陽性となることが判明した。一方、未熟な幹細胞由来のCD34陽性骨髄性白血病ではFas抗原が高率に発現されており、また、抗Fas抗体を添加することにより、apoptosisが増強された。このように、Fas抗原は未熟な幹細胞に発現が低く、分化とともにその発現が増し、また、癌化してもその発現が増加すると考えられた。

平成5年度には、apoptosis関連抗原であるFas抗原の造血幹細胞での発現を検討し、正常ヒト抹消血では、Fas抗原は、顆粒球、単球、赤血球など成熟細胞に発現されているが、未熟な造血幹細胞ではFas抗原の発現は低く、分化とともにFas抗原が陽性となることを明らかにした。平成6年度は上述の成果をふまえて、造血幹細胞分化のどの段階でFasが陽性になってくるかを、CD34,CD33,CD13,CD71,CD36等の分化抗原とFas抗原との関連で更に詳細に検討した。その結果、赤血球系の分化においてFas抗原は未熟な赤芽球バースト形成細胞(BFU-E)の多くは陰性であるが、比較的成熟した前駆細胞である赤芽球コロニー形成細胞(CFU-E)では陽性となった。また、抗Fas抗体の添加でCFU-Eコロニーの形成が抑制され、CFU-Eは機能的なFasレセプターを有していると考えられた。赤血球系造血は、Fas ligandによるapoptosisを介してnegativeにコントロールされている可能性が示唆された。
看護ケアの適正化を支援する病床稼働シミュレーションシステムの開発研究

本研究は、病院情報システム(Total Hospital Information System of Kagoshima University:THINK)の各サブシステム間の水平的、有機的な連携を強化し、ホストコンピュータから分析に必要なデータを抽出し、編集した上で、エンジニアワークステーション(EWS)にデータ転送を行い、有効な情報の処理・加工が自由に行えるシステムの開発を行った。1)研究1年目の平成8年度には、これらの抽出した診療データを、EWSで解析処理を行うために、(1)ホストコンピュータに蓄積されたさまざまなデータの中から、分析に必要なデータの効率的な抽出方法を開発した。(2)ホストコンピュータ側で抽出し集計されたデータをEWSに転送し、オンライン・リアルタイムで解析するシステムを構築した。(3)EWSよりデータ処理、データ照会がフレキシブルに行えるように、検索機能の開発を行った。2)続いて、研究2年めの平成9年度には、パーソナルコンピュータ(PC)で、グラフィック機能を利用して、シミュレーションシステムを構築した。具体的には、(1)ホストコンピュータに蓄積されたデータの処理、加工だけでなく、さまざまな要因を付加して、看護ケア(特に看護要因の配置)や病床稼働がどのように展開するが予測できるように、また、どのように制御できるかなどシミュレーションは可能なシステムを開発した。(2)看護ケアの病床稼働の適正化を支援する資料としての出力系の充実を図った。本研究は、病院情報システム(THINK)の各サブシステム間の水平的、有機的な連携を強化し、ホストコンピュータから分析に必要なデータを抽出し、編集した上で、エンジニアワークステーション(EWS)にデータ転送を行い、有効な情報の処理・加工が自由に行えるシステムの開発を行うということを目的としている。研究初年度の平成8年度には、これらの抽出した診療データを、EWSで解析処理を行うために、以下のシステム開発を行った。(1)ホストコンピュータに蓄積されたさまざまなデータの中から、分析に必要なデータの最も効率的な抽出方法を開発した。(2)ホストコンピュータ側で抽出し集計されたデータをEWSに転送し、オンラインリアルタイムで解析するシステムを構築した。(3)EWSによりデータ処理、データ照会がフレキシブルに行えるように、検索機能の開発を行った。研究2年目の平成9年度には、パーソナルコンピュータ(PC)でグラフィック機能を利用して、シミュレーションシステムを構築した。具体的には、(1)ホストコンピュータに蓄積されたデータの処理、加工だけでなく、さまざまな要因を付加して、看護ケア(特に看護要員の配置)や病床稼動がどのように展開するか予測できるように、また、どのように制御できるかなどシミュレーションシステムを開発した。(2)看護ケアや病床稼動の適正化を支援する資料としての出力系の充実を図った。
モノクロ-ナル抗体を用いた口蓋の発生に関する免疫組織化学的研究

モノクロ-ナル抗体は、既知または未知の微量物質を検出できる云う特性がある。従って、発生現象の基本をなす細胞分化の重要な指標である細胞膜の表面マ-カ-(表面抗原)や、分化を特徴づける微量な分泌物の同定もモノクロ-ナル抗体を利用することによって可能になる。本研究では、ハムスタ-胎仔の口蓋組織の細胞や間質成分に対するモノクロ-ナル抗体を作成し、従来の研究方法では十分に解明できなかった口蓋発生における細胞の分化や細胞及び細胞間質との相互作用について、免疫組織化学的手段を用いて検索しようとするものである。本年度においては、ハムスタ-胎仔より口蓋突起を摘出してホモジナイズし、これを抗原として以下の方法によってモノクロ-ナル抗体を作製した。マウスの脾細胞に口蓋突起のホモジネ-トに加えて45日間培養して感作し、ポリエチレングリコ-ル存在下でミエロ-マと融合させ、HAT培地を用いて選択した。スクリ-ニングとクロ-ニングは以下の方法によっておこなった。ELISA法によってIgの存在を認めたウェルの培養上清をハムスタ-胎仔の頭顔部を含む組織切片にかけ、FITC標識抗マウスIg抗体で処理した。これを螢光顕微鏡によって鏡検し、口蓋突起を構成する細胞又は間質成分に対する抗体の有無を調べ、目的とする抗体を含むウェルのハイブリド-マをクロ-ニングした。本研究でこれまでに得られたモノクロ-ナル抗体には以下のものがある。(1)口蓋突起癒合部直下の間葉細胞をとくに強く染色する抗体。(2)口蓋突起の基部口腔側の上皮直下の間葉細胞と細胞間質を中等度に染色する抗体。(3)神経線維を特異的に染色する抗体。今後は有用な抗体を得るための実験をさらに継続するとともに、ウェスタンブロッティング法などを用いて抗体が認識する抗原の分子量を推定するための実験を続けたい。
AGEとAGE受容体の生体内局在と医学的意義の検討

主要AGE構造体の同定とその局在の検討:家族性筋萎縮性側索硬化症(FALS)患者の神経細胞内にある硝子性封入体にCML及びimidazoloneが蓄積していることを明確にした。現在までメチルグリオキサールは主として細胞内の解糖系より生成すると考えられてきたが、今回、メイラード反応の中間体であるシッフ塩基からも生成することが、蛍光ラベル法を用いたHPLCによる解析から明らかとなり、さらに生成したメチルグリオキサールによってCEL及びimidazoloneが生成することが明らかとなった。特にCELは、I型糖尿病の発症によって血中濃度が上昇することが知られるアセトールからも生成することが明らかとなり、生体では解糖系のみならず、メイラード反応およびアセトールからCELが生成する可能性が示唆された。(1)主要AGE構造体の同定:平成12年度は、ヒトの体液(血液及び尿中)で生成するAGE構造体について解析を行った結果、既知のAGE構造体の一つであるpentosidineと類似した構造を有するCreatin-pentosidineが同定された。Creatin-pentosidineの構造をNMR及びGC/MSで詳細に解析した結果、クレアチンとリジンがリボースによって架橋された構造を有することが明らかとなった。(2)AGE受容体の作用機構の解析:既に我々は、マクロファージではmacrophage scavenger receptor class A(SR-A)が、主要なAGE受容体として機能することを明らかにしている。平成12年度の研究では、SR-Aノックアウトマウスの肝臓内皮細胞(LEC)ではAGE蛋白の取り込み量が、その野生型と変わらないことから、LECではSR-A以外のAGE受容体が存在することが示唆された。さらに、LECに発現する新規AGE受容体を解析した結果、酸化LDL受容体として知られるCD-36及び、HDL受容体として知られるSR-BIもAGE受容体としても機能していることが明らかとなった。また、HDLはSR-BIを介してコレステロールを細胞内へ取り込み、あるいは細胞内のコレステロールをHDLへ転送するのに関与しているが、AGE化蛋白はHDLがSR-BIへ結合するのは阻害しないのに対して、コレステロールの輸出入を阻害することが明らかとなった。本結果より、糖尿病状態で増加した血中AGEは、SR-BIを介したコレステロールの転送系を阻害し、最終的に動脈硬化を惹起する可能性が示唆された。
移動体通信に適した低密度パリティ検査符号の符号化・復号法と伝送法に関する研究

最近,低密度パリティ検査(LDPC)符号の無線通信への適用が期待されている.無線通信における復号アルゴリズムには,より複雑度の低いアルゴリズムが好まれる.LDPC符号には様々な復号アルゴリズムがあるが,従来の復号アルゴリズムであるBelief Propagation (BP)アルゴリズムやBP-basedアルゴリズムには訂正できない誤りがあり,復号誤り率特性にフロアが生じてしまうことがある.そのため,この誤り率フロアを低減する復号アルゴリズムが求められている.本研究では,BPアルゴリズムの復号の際に伝搬させるゆう度情報に着目し,ゆう度の符号が,誤りビットでは,復号繰り返し中に振動することに着目し,ゆう度の振動を考慮した復号アルゴリズを提案した.計算機シミュレーションによる特性評価の結果,振動を考慮した復号アルゴリズムは,AWGN通信路やフェージング通信路において優れた誤り率特性を達成すると同時に,復号繰り返し数を低減できることを示した.また,パケット通信では必須の技術である自動再送要求(ARQ)について,LDPC符号の符号構造を利用し,少ないフィードバックビット数で誤り率特性を効率よく改善することのできるハイブリッドARQ (HARQ)を提案し,その有効性を示した.最近,低密度パリティ検査(LDPC)符号の無線通信への適用が期待されている.無線通信における復号アルゴリズムには,より複雑度の低いアルゴリズムが好まれる.LDPC符号の様々な復号アルゴリズムの中でも,Uniformly Most Powerful Belief Propagation based(UMP BP)アルゴリズムやNormalized BP-based(正規化BP)アルゴリズム,オフセットBPアルゴリズムは複雑度が低いことで知られる.Irregular LDPC符号は,復号アルゴリズムや,LDPC符号を適用する通信路によって,最適な符号構成が異なる.また,Regular LDPC符号を用いる場合にも,復号アルゴリズムのパラメータ値が異なってくる.本研究では,申請者が提案した正規化BPアルゴリズム及びオフセットBPアルゴリズムを,密度発展法に基づきフェージング通信路に最適化した.また,密度発展法に基づき,それら復号アルゴリズムとフェージング通信路に対し,LDPC符号を設計した.さらに,公判廷アルゴリズムに基づく,複雑殿低い復号アルゴリズムを提案した.計算機シミュレーションによる特性評価の結果,これら復号アルゴリズムは,フェージング通信路において優れた誤り率特性を達成することを示した.また,密度発展法を基に設計したイレギュラーLDPC符号は,通常のレギュラーLDPC符号に比べ,優れた特性を達成できることを示した.最近,低密度パリティ検査(LDPC)符号の無線通信への適用が期待されている.無線通信における復号アルゴリズムには,より複雑度の低いアルゴリズムが好まれる.LDPC符号には様々な復号アルゴリズムがあるが,従来の復号アルゴリズムであるBelief Propagation (BP)アルゴリズムやBP-basedアルゴリズムには訂正できない誤りがあり,復号誤り率特性にフロアが生じてしまうことがある.そのため,この誤り率フロアを低減する復号アルゴリズムが求められている.本研究では,BPアルゴリズムの復号の際に伝搬させるゆう度情報に着目し,ゆう度の符号が,誤りビットでは,復号繰り返し中に振動することに着目し,ゆう度の振動を考慮した復号アルゴリズを提案した.計算機シミュレーションによる特性評価の結果,振動を考慮した復号アルゴリズムは,AWGN通信路やフェージング通信路において優れた誤り率特性を達成すると同時に,復号繰り返し数を低減できることを示した.また,パケット通信では必須の技術である自動再送要求(ARQ)について,LDPC符号の符号構造を利用し,少ないフィードバックビット数で誤り率特性を効率よく改善することのできるハイブリッドARQ (HARQ)を提案し,その有効性を示した.
代数曲面上のベクトル束とアファイン代数

BezrukavnikoVとGinzbur9によるアファイン曲面上の点の口11bert概型とMacdonald多項式の関係を述べた論文に触発されて,アファイン曲面上の点の口11bert概型上の連接ベクトル束のGrothendieck群について考察した,この群は,二変数多項式環の加群であるが,二変数有理関数体に係数拡大するとMacdonald多項式がその直交基底を与え,それはHilbert概型の言葉で幾何学的に説明できる.また,ALE空間と呼ばれる代数曲面上の連接層のモジュライ空間の上の連接層のGrothendieck群についても研究した.これは一変数多項式環の加群になり,アファイン代数をさらにもう一度アファイン化したトロイダル代数を量子化した代数の表現が構成できることが分かった.これは,Drinfeldらによって研究された量子アファイン代数の有限次元表現を全てもう一度アファイン化したものである.以前に研究を行った代数曲面上の階数1の層のモジュライ空間(点のヒルベルト概型のホモロジー群の構造の決定を階数が高い場合に拡張する試みとして,射影平面上の枠付き層のモジュライ空間,および射影平面の一点ブロ-アップの上の枠付き層のモジュライ空間を神戸大の吉岡氏,ケンブリッジ大のGrojnowski氏と考察した.階数が1のときは,ハイゼンベルク代数の表現空間,いわゆるフォック空間になっていることが証明されていた.階数がnで,枠付きモジュライ空間を考える場合は,枠を取り直す群作用があり,その固定点は階数1の層の直和になるので,階数1の場合に帰着することができるのである.特に,一点ブロ-アップの現象は,次のように興味深い.階数がnの枠付き層のモジュライ空間のホモロジー群は,アファイン・リー環gl_nのいわゆる基本表現であり,その階数1のホモロジー群との関係は,ちょうどハイゼンベルグ代数からアファイン・リー環gl_nの基本表現を構成する,Frenkel-Kac構成法と同じである.また,基礎の多様体の次元をあげて3次元アファイン空間上の点のヒルベルト概型も研究した.SL_3(C)の可換な有限部分群Gがあったとき,ヒルベルト概型のG作用の固定点の集合(のある既約成分)は,北大の中村の研究により,滑らかであるが,その上のベクトル束のK加群とGの表現環の間に自然に加群としての同型があることが都立大の伊藤氏との共同研究で証明できた.これは,いわゆるMcKay対応の高次元への拡張になっている.BezrukavnikoVとGinzbur9によるアファイン曲面上の点の口11bert概型とMacdonald多項式の関係を述べた論文に触発されて,アファイン曲面上の点の口11bert概型上の連接ベクトル束のGrothendieck群について考察した,この群は,二変数多項式環の加群であるが,二変数有理関数体に係数拡大するとMacdonald多項式がその直交基底を与え,それはHilbert概型の言葉で幾何学的に説明できる.また,ALE空間と呼ばれる代数曲面上の連接層のモジュライ空間の上の連接層のGrothendieck群についても研究した.これは一変数多項式環の加群になり,アファイン代数をさらにもう一度アファイン化したトロイダル代数を量子化した代数の表現が構成できることが分かった.これは,Drinfeldらによって研究された量子アファイン代数の有限次元表現を全てもう一度アファイン化したものである.
カイコ細胞におけるＭＡＰＫ情報伝達経路の遺伝子ネットワーク解析

MAPK経路は真核生物に広く保存されている増殖刺激やストレスなど細胞外シグナルを核へと伝達する経路である。この経路は、ERK1/2、JUK1-3、p38の3経路に大別され、それぞれ、上流のキナーゼ群が存在する。そこで、各経路について鍵となる遺伝子について、機能阻害とRNAプロファイル解析により各経路の役割を明らかにすることを計画した。また、p38 MAPKは、ラパマイシン受容体(TOR)を介した制御を受けている。また、ラパマイシンは抗老化物質とし注目されているが、昆虫では詳細な解析は行われていない。そこで、カイコMAPK経路と、ラパマイシン情報伝達経路関連遺伝子との関連を明らかにすべく、各遺伝子の機能解析を行った。27年度が最終年度であるため、記入しない。MAPK経路は真核生物に広く保存されている増殖刺激やストレスなど細胞外シグナルを核へと伝達する経路であり、異物のパターン認識をつかさどるToll受容体や、近年、創薬ターゲットとして注目されているGPC受容体(R)からのシグナルもMAPK経路を介して伝達される。本年度は、ERK1/2、JUK1-3、p38の3つのMAPK経路から、それぞれ、ERK、p38、JUNキナーゼを単離し、dsRNAを合成した後、カイコBmN4SID-1細胞を用いてRNAiによる機能阻害解析を行った。その結果、これらのMAPKの単独機能阻害は、細胞の形態、増殖に影響を及ぼさなかった。このことはMAPK経路間でのクロストークの存在を示唆している。そこで、p38-cVenusMyc、ERK-cECFPHA、JNK-cmCherryFlagを発現する培養細胞を樹立し、多様なストレスや薬剤存在かでの各MAPKの挙動を簡便に解析できるレポーター細胞を作成した。これらの細胞を用いて、通常の培地に含まれる10%FBSがp38を活性化していることを見出したことから、現在、無血清培地への馴化を行っている。また、ERK、p38、JUNキナーゼ機能阻害細胞よりRNAを抽出し、次世代シーケンサー(RNA-Seq)を用いたRNAプロファイル解析用のライブラリー作製を終了した。同時に、MAPK経路の上流因子であるTRAF6、TAK1、TAB1/2についても、クローニングを終了し、細胞内局在解析用のレポータータンパク質発現ベクターを構築した。MAPK関連因子の機能阻害解析や、レポーター細胞の樹立など計画通りに終了した。これらの結果は、次年度予定の計画の推進に必要かつ十分な成果である。また、RNA-Seq解析についても最も手間のかかるライブラリー調整まで終了しており、今後はシーケンサーを使用した解析となる。さらに、アンチエイジング剤として知られるラパマイシン関連遺伝子、特にカイコTOR (Target of Rapamicin)1および2遺伝子をクローニングした。これらは各遺伝子が全長6,000塩基におよぶ大きな遺伝子で、現在配列の最終確認中である。この遺伝子の機能阻害実験などを行うことにより、カイコMAPK経路との接点を明らかにできる。平成26年度のRNA-Seqを継続し、そのデータを基に遺伝子ネットワークを推定する。次いで、この遺伝子ネットワークモデルを基に強い相互作用関係が明らかな遺伝子群(経路)について、TRAF6、TAK1、TAB1/2などの上流因子の遺伝子機能阻害実験が及ぼす効果が、モデルから予測されるものと一致するか否かを検証する。具体的には、3種のMAPK経路とMAPK経路に属さない2経路について、RNAiによる機能阻害細胞における遺伝子発現の変動をPCRシステムにより解析し、検証を行う。また、ラパマイシン関連遺伝子については、TORの機能阻害を行い、種々のアンチエイジング剤、老化促進剤処理の影響を解析する。その際、MAPK経路関連遺伝子を重点的に解析すると共に、遺伝子ネットワークモデルとの整合性についても実証実験により検証を行う。遺伝子ネットワークモデルの検証結果により、カイコMAPK経路関連遺伝子の遺伝子機能阻害細胞を用いて更なるRNA-Seq解析を行うか、TORの機能阻害細胞のRNA-Seq解析を行うかを決定する。
タイヒミュラーモジュラ群を介したガロア群の構造の研究

有理数体Qの絶対ガロア群の、n点つき射影直線のモジュライ空間M_<0,n>の基本群への表現のLie環化の十次以下の像の次元を決定し、またSoule元の繰り返し積が0にならないことを証明し、94年7月米国Washington大学で開かれたAMS summer confer-ence“Recent Developments in the inverse Galois Problems"にて発表した(論文は現在投稿中)。これは上の表現の像に関するDeligneのmotivicな予想に対していくらか肯定的な証拠をあたえている。また、平面上のn点のモジュライ空間の基本群への有理数体の絶対ガロア群の表現が、射影直線引く三点の場合の表現から完全に具体的に(組合せ群論的に)記述できることを示した(伊原氏との共同研究)。この表現はDrinfeldが量子群のアイデアを使ってカテゴリー論的に構成したGrothendieck-Teichmuller群の組紐群へのactionと完全にcompatibleになっている(上述のconferenceにて伊原氏により発表され、現在論文投稿中)。さらに最近、種数正の曲線に対しても次のような結果を得た。Xを有理数体上の非特異アファイン代数曲線とするとき、それ上のn点のモジュライ空間の基本群へのガロア群の表現は、射影曲線引く三点への表現とXへの表現から具体的に記述できる。これは伊原氏との上述の結果をアファイン平面から一般の代数曲線に拡張したものであり、これを応用することでガロア表現の固定部分に関する織田予想を部分的に解決することができる。また、この結果によればニつの次元の同じ多様体(すなわち平面上のn点のモジュライ空間と種数の高い曲線上のn点のモジュライ)の基本群の間にはガロア作用と可換な準同型があるにも関わらず、多様体間の射は存在しないという(Grothendieckの予想に関連して興味深い)実例を与えている。これについては現在論文を準備中である。
新しいプラズマ計測のための励起原子素過程の研究

本研究では核融合プラズマ中の原子素過程のより進んだ理解と新しいプラズマ計測法の探索のために,プラズマ中で重要な役割を持つ励起原子の関与する原子素過程の研究を行った。励起原子の関与する原子過程の中でも,特にプラズマ中で頻繁に起こる多価イオン-励起原子衝突に的を絞って研究を進めた。理論的研究においては,多価イオン-擬水素様励起原子衝突過程に対して非常に柔軟かつ応用領域の広いnCTMCコードを完成させた。このnCTMCコードは古典力学的な計算機コードであるが,一切の近似を含まない。エネルギー,反応断面積などの古典論と量子論の対応が可能な物理量は本コードで全て計算できる。このnCTMCコードを用い,水素原子および擬似水素様原子であるアルカリ金属原子を標的とした多価イオン-原子衝突過程の全断面積,微分断面積の計算を行った。得られた結果を他の理論計算や理論モデルから得られる描写と比較した。実験的研究においては,原子衝突実験のためのレーザー励起原子ビーム源の開発に成功した。アルカリ金属原子のガスセル型原子源と原子ビーム型原子源の両方を開発し,種々の予備実験を経て多くの経験を積み,実験的に取り扱いが困難なアルカリ原子を用いた原子衝突実験をルーチン的に行えるまでに至った。アルカリ原子のレーザー励起についてもいくつかの困難を克服し,原子衝突実験に供することのできる水準の装置が完成した。本申請課題で達成した成果により,理論的研究と実験的研究の両方において,今後の原子衝突実験に新しい可能性を拓くことができたと考える。今年度は本研究課題で核となる励起アルカリ原子源の完成を目標とした研究を行った。基底状態のアルカリ原子を生成する熱オーブン型原子源については製作済みの1号機で実験を行ってきたが、これにいくつかの改良を加えた2号機を製作し、最適運転条件を調べた。アルカリ蒸気を効率良くかつ正確に発生させるためのヒーターの追加と取付け方法の改良を行った。また、ヒーター追加に伴いアルカリ蒸気源の運転方法の最適化試験を重ね、本実験に適した運転モードを決めた。加えて、蒸気圧をより正確に制御するための温度モニタと蒸気圧モニタを増設した。これらの改良により、より迅速・安定なアルカリ原子源の運転が可能になった。励起レーザー系については、基底原子を効率良く励起させるために、光学部品の試験・改善、光学経路の変更を行った。特に迷光対策を入念に行い、レーザー経路にビームダンプを設置したり、真空容器内の壁に乱反射を押さえるための吸収膜を付ける等して、迷光をこれまでの1/10以下に抑えることができた。更に、光検出器の直前にラマンフィルターを挿入することで、実信号のみを効果的に検出し、S/N比を数桁以上改善できた。本実験では励起レーザーの波長を極めて正確に設定し、それが長時間にわたって安定でることを確保する必要があるが、半導体レーザーの安定化についても詳細な試験と最適化を重ね、本実験で必要な性能を確保できることを検証した。以上の改良と最適化により、アルカリ原子源で生成された基底原子を半導体レーザーによって励起する場合、期待通りに標的原子が励起状態へ上がっているかの予備実験も進め、良好な成果が得られた。本申請課題で購入した半導体レーザーを追加し、飽和励起が可能となることの検証実験を続けている。本研究課題で用いる実験装置は、アルカリ原子源、レーザー励起システム、入射イオンビーム源、計測システムの4要素から成り、昨年度までに前2つは東邦大学にて、後2つは核融合研にて個々の製作と基本的な予備実験を完了しており、今年度はこの4つを核融合研において一つの実験装置として構築(ドッキング)し、装置全体としての種々の予備実験を行った。(1)アルカリ原子源・主真空容器に組み込む際、熱絶縁が良くない個所ができ、アルカリ蒸気を発生させるためのヒーターの効率が悪化し、ヒーターの寿命を著しく短くすることや動作が不安定になるという欠点が見つかった。

所定の性能が得られるように、熱絶縁方法を改良した。(2)レーザー励起システム・半導体レーザーの心臓部であるレーザーヘッドが寿命のため出力が得られなくトラブルに見舞われたが、高価な理化学機器用でなく、安価な市販のレーザーヘッドの中で性能の高いものを選び、代用することで、本年の実験を遂行した。・また、制御アルゴリズムを改良することで、動作をより安定化することができた。(3)入射イオンビーム源・本実験では入射イオン種としてヨウ素の多価イオンI^<1030+>程度を想定している。イオン源の動作確認を行い、30+を超える多価イオンまで十分生成可能であることを確認した。(4)計測システム・計測システムの構築を行い、システムとして大きな過誤はないことを検証した。以上のように、いくつかのマイナートラブルもあったが、それらを克服し、本年度において装置全体の構築が完了できた。また、全体としての予備実験は予定通り完了し、一部物理実験も行い予想通りの結果を得た。来年度は本実験課題の主題となる物理実験を進める。本研究課題で用いる実験装置は,下記のアルカリ原子源、レーザー励起システム、入射イオンビーム源,計測システムの4要素から成る。前2つは東邦大学にて,後2つは核融合研にて開発・製作され,核融合研において一つの実験装置として構築(ドッキング)したものである。今年度は下記の実験を行った。(1)アルカリ原子源・昨年度までの予備実験で所定の性能を十分満たすことが確認でき,安定した運転が可能になった。(2)レーザー励起システム・本システムも昨年度までの改良・予備実験において所定の性能を満たすことが確認できている。しかしながら,消耗品である半導体レーザーのレーザーヘッドが寿命については十分長いとはいえず,実験効率を高める工夫や長寿命のレーザーヘッドの選択,運転方法の試験が必要になると思われる。イオン源の動作確認といくつかの小改良を施し,30+を超える多価イオンまで十分生成可能となった。(4)計測システム・計測システムの構築を行い、信頼性の高いシステムとして大きな過誤はないことを検証した。本年度は上記(1)(4)を用いた原子衝突実験を行った。(1)で生成したRb原子を(2)の半導体レーザーによって基底状態から励起状態へ励起させ,(3)からの多価イオンI^<1030+>と衝突させ,励起Rb原子とI^<1030+>との衝突における電子捕獲断面積の測定を行った。電子捕獲断面積の測定には阻止電場法を用いた。また,この実験に対するCTMC法を用いた理論計算も行った。実験結果と理論予想との差異について現在いくつかの考えうる候補から,その物理的解釈の研究を進めている。
保育観の変容と保育所の「生活空間」化 -保育所の食寝分離・24時間保育を考える-

現在進行している保育の社会化を社会全体で支援する社会を「子育て支援社会」ととらえると、支援の方向性として、(1)施設型保育:a保育所の量の充実、b保育所の質の充実(1)=生活空間化(幼保一元化を考えるときに問題となる給食システム、生活の見通しを考えることができ、また保育士の労働環境の改善にもつながる食寝分離、子どもの自己決定能力を高めるためのコーナー保育等)c保育所の質の問題(2)=保育内容の現代化(女性労働の一般化、国際化、消費社会化など新しい保育ニーズに応えられるような保育内容の充実)(2)家庭型保育:a保育ママ制度の充実bベビーシツター制度の充実、(3)(直接)・子育て支援:a子育て支援センター等の相談事業等の充実b子育て支援組織のネットワーキングに整理することができる。このなかで、保育所の食寝分離については、日本では同じ教室で食事の後布団を敷いて寝るのが一般的であり、現在問題が気づかれ始めている段階である。アメリカでは簡易ベッドが用いられ、デンマークでは、乳児は乳母車・幼児はお昼寝をしないというそれぞれ別の方法ではあるが保育士の過重労働は避けられている。24時間保育については、今後圧倒的に増加していくという状況は考えにくいが、それでもそこに預けられて生活をしていく子どもたちが今よりは増加していくに違いない。そのためにも保育所の「生活空間化」は重要なタームとなるであろう。しかしながら、24時間保育は世界の保育の潮流とは逆行するものである。欧米では女性たちは社会進出を果たしつつも生活者として親として保育をする権利も捨てることなく職業生活についている。また、中間施設として保育ママ制度も活発に機能している。メインストリームとしては保育所の「生活空間」化を重視すべきであるが、補助的な支援のバリエーションを揃える必要がある。○理論的整理21世紀に入り、子どもをめぐる状況は大きく変化している。萌芽研究としては、前世紀半ばから当然のこととして受け止められてきた(主に)母親によるチャイルド・ケアなるものの本質が何であったかを整理し、母親の就労等によって保育所やその他の社会的なケアや保育観がどうあるべきかを探った。→★正保正惠・高橋実・矢原隆行・平沼博将「福山市における子どもに関する相談事業の研究(1)」,福山市立女子短期大学研究教育公開センター年報,準備号,pp7-14.,2003★高橋実・矢原隆行・平沼博将・正保正惠「福山市における子どもに関する相談事業の研究(2)-子育て支援・子ども相談のネットワーキングの課題-」,福山市立女子短期大学研究教育公開センター年報,創刊号,投稿中○名古屋市保育所における「生活空間」化調査→5ヶ所にて調査済み○名古屋市保育所における保育士インタビュー→5ヶ所にて調査済み○アメリカチャイルドケアセンターにおける「生活空間」化調査→3ヶ所にて調査済み○アメリカチャイルドケアセンターにおける保育士インタビュー→3ヶ所にて調査済み○全国夜間保育所連盟会長へのヒアリング○山口市保育所におけるインターネットとチップ、ビデオによる観察システムについてのヒアリング現在進行している保育の社会化を社会全体で支援する社会を「子育て支援社会」ととらえると、支援の方向性として、(1)施設型保育:a保育所の量の充実、b保育所の質の充実(1)=生活空間化(幼保一元化を考えるときに問題となる給食システム、生活の見通しを考えることができ、また保育士の労働環境の改善にもつながる食寝分離、子どもの自己決定能力を高めるためのコーナー保育等)c保育所の質の問題(2)=保育内容の現代化(女性労働の一般化、国際化、消費社会化など新しい保育ニーズに応えられるような保育内容の充実)(2)家庭型保育:a保育ママ制度の充実bベビーシツター制度の充実、(3)(直接)・子育て支援:a子育て支援センター等の相談事業等の充実b子育て支援組織のネットワーキングに整理することができる。
Porphyromonas gingivalisの外膜ヴェシクル産生メカニズム

Porphyromonas gingivalisは主たる歯周病原性細菌であり,近年は動脈硬化や冠状動脈疾患の発症,早産の誘発などにも関与することが示されている。本疾患形成には,菌体外膜にあるLPSやある種のタンパクが関連すると考えられている。本研究では,菌体外へ放出される外膜ヴェシクル(OMV)と糖合成系経路で機能するUDP-galactose 4-epimerase(GalE)に着目し,galE変異に伴うOMV産生への影響について調べた。野生株(ATCC 33277株),galE変異株,galE相補株の培養上清に含まれるOMVの形態と量を電子顕微鏡にて経時的に観察した。培養上清中のLPSはリムラス試験法にて定量した。野生株の培養上清中のOMV量は培養開始から3日間は経時的に増加し,その後死菌由来と思われるデブリスを増した。一方,galE変異株は培養開始から3日間はほとんどOMVを産生せず,その後デブリスが増した。また,galE変異株の培養上清中のLPS量も同様に,野生株に比べて著しく減少した。しかしgalE遺伝子の相補によりOMV産生は回復しなかった。以前のP.gingivalis galE変異株の解析から,GalEはP.gingivalisの生育に影響しないこと,LPSや外膜タンパクの糖化に関与することが明らかになっている^<1.2>。一方,本研究において,galE変異株のOMV産生はほとんど失われたが,galE遺伝子を相補してもOMV産生の回復がみられなかったことから,OMV産生にはgalE以外の遺伝子が関連するものと推察された。
原核生物Hsp90（HtpG）と新規ClpBのシャペロン作用機構の解析

最終年度は、我々が発見した、原核・真核生物由来のHsp90(HtpG)のATPase活性やシャペロン機能を調節する天然小分子化合物、即ちゼルンボン、サーファクチン、レスベラトロールに関する研究を継続した。ゼルンボンは、Hsp90のATPaseを活性化するにもかかわらず細胞におけるシャペロン機能を阻害するという予想外の作用を示した。Hsp90は、シャペロン作用に必要とされるATPase活性を有する。抗がん剤開発を目的として、がん細胞の生存・増殖等に必須のはたらきをするHsp90のATPase阻害剤の探索・合成が行われてきたが、本研究は、ATPase活性を活性化してもシャペロン機能を阻害できることを示したものとして重要である。最終年度にゼルンボンに関する成果をまとめて、学術論文として発表した。サーファクチンは、大腸菌、酵母、さらにはヒトのHsp90のATPase活性には影響せず、シアノバクテリアのHsp90(HtpG)を特異的に阻害した。Hsp90を含む分子シャペロンは進化的に高度に保存されているために生物種特異的な阻害剤の報告は非常に少ない。研究期間全体を通じて、シアノバクテリアSynechococcus elongatus PCC7942株に存在する二つのClpB (Hsp100)パラログの生化学的解析を行った。その成果は、ClpB1は大腸菌ClpBと類似しているが、ClpB2は顕著に異なっていることを明らかにしたことである。このような結果に基づき、遺伝子重複により増えた遺伝子の片方(clpB1)が、もともと担っていた(大腸菌ClpBと類似する、ストレス下で必須な)機能を維持する一方で、もう片方の遺伝子(clpB2)がシアノバクテリア特有の新規機能を獲得し、細胞の維持や増殖に不可欠なハウスキーピング遺伝子になったという新規な仮説を立てて、国内外の主要な学会で発表した。本研究の目的の一つは、我々が明らかにした新規シャペロン系HtpG-DnaK2/DnaJ2/GrpEの調節機構を解明することである。DnaJ2がDnaK2のみならず、(コシャペロンとして)HtpGの機能をも調節するのではないかと仮定して研究を進めてきた。DnaJ2のJドメイン(JD)と、JDを含まないC末側領域(ΔJD)を調製した。ΔJDのみがHtpGと相互作用し、そのシャペロン(凝集阻止)活性を低下させた。一方、ΔJDはDnaK2の凝集阻止活性に影響を与えなかった。これは、DnaJ2がHtpG-基質複合体の安定性を調節して、基質の(HtpGからの)解離あるいはDnaK2への移動を容易にすることを示唆するものである。本研究で用いるS. elongatusを含む多くのシアノバクテリア(ゲノム)には、大腸菌等の従属栄養細菌とは異なりClpBをコードする2種類の遺伝子(clpB1とclpB2)が存在する。本研究のもう一つの目的は、これらのClpBの生化学的特徴を明らかにすることである。以下の13に示す結果から、ClpB2は、ClpB1やこれまでに研究されてきた大腸菌ClpBや酵母Hsp104(ClpBホモログ)とは生化学的に顕著に異なる、新規なClpBであることが強く示唆された。1.ClpB1に比べるとClpB2のATPase活性は著しく低かった。ClpB1は、DnaK2/DnaJ2/GrpEシャペロン系と協調的に、変性タンパク質の凝集塊を可溶化し、そのrefoldingを助けるのに対して、ClpB2は可溶化/refoldingを「阻害」した。2.大腸菌ClpBや酵母Hsp104とは異なり、シアノバクテリアClpB1とClpB2の両方には変性タンパク質の凝集形成を阻止する活性が検出された。3. ClpB1は6量体を形成するのに対して、6量体ClpB2の検出は不可能であった。また我々は、ClpB1およびClpB2が変性タンパク質の凝集阻止活性を示すというシアノバクテリア特有の性質をもつことを明らかにし、さらにClpB2がClpB1や従来研究されてきた大腸菌ClpB/酵母Hsp104とは異なる構造や機能をもつ新規なClpBであることを明確に示すことができた。我々が明らかにした新規シャペロン系HtpG-DnaK2/DnaJ2/GrpEの制御機構を解明することが研究目的の一つである。一般的に、DnaJ(Hsp40)はDnaK(Hsp70)のコシャペロンとしてのみ働くと考えられているが、我々は、DnaJ2は(DnaK2と相互作用する)Jドメインを含まないC末側の領域でHtpGと相互作用すること、この相互作用によってHtpGのシャペロン(凝集阻止)活性が阻害されること、ADPと比べてATP存在下では、DnaJ2によるこの阻害がさらに大きくなることを明らかにした。これらの結果は、HtpGのATPaseシャペロンサイクルにDnaJが関与して、HtpGの機能調節を行うことを示唆するものである。我々は、ハナショウガに含まれる小分子化合物ゼルンボンが、Hsp90のシステイン側鎖を修飾してそのATPase活性を増大させることを明らかにした。シアノバクテリアや真核細胞をゼルンボンで処理すると、Hsp90のタンパク質基質の細胞蓄積量が減少した。

HtpG(Hsp90)とDnaK(Hsp70)が協調的に働くためには、それらのATPase活性が適切に調節されなければならないことが示唆された。本研究で用いるシアノバクテリア(ゲノム)には、大腸菌等の従属栄養細菌とは異なりClpBをコードする2種類の遺伝子(clpB1とclpB2)が存在する。我々は、ClpB2が(従来研究されてきた大腸菌ClpBや酵母Hsp104とは異なり)変性タンパク質と複合体を形成して、その凝集を抑制することや、この複合体にDnaK2/DnaJ2/GrpE/ATPを加えると、変性タンパク質は元の機能的構造に折りたたむことを明らかにした。これらの結果から、シアノバクテリアClpBには変性タンパク質を折りたたみ(あるいは再生)可能な状態に維持する機能が存在することが示唆された。今年(2017年)になって、米国NIHのWicknerらは大腸菌HtpGがDnaKのDnaJ相互作用部位に結合することを明らかにした。これは、HtpGのDnaKへの結合によってDnaJがDnaKから解離することを示唆するものである。DnaKに結合したHtpGは、DnaKから基質を受け取りシャペロン作用するものと考えられる。我々は、DnaJ2がHtpGと結合してHtpGからの基質の解離を促すことを示唆する結果を得た。これらの結果から、DnaJ2の新規コシャペロン機能に関する次の仮説をたてた。即ち、DnaJ2はDnaK2に結合してDnaK2の基質結合を促進するが、HtpGがDnaK2に結合するとDnaJ2はDnaK2から解離する。基質はDnaK2からHtpGに移りシャペロン作用を受けるが、DnaJ2はHtpGに結合してHtpGからの基質の解離を促す。Hsp90は、そのシャペロン作用に必須の、弱いATPase活性を有する。抗がん剤等の開発を目的として、Hsp90のATPase活性を阻害する化合物の探索や合成が行われてきた。今年度の結果は、ATPase活性とシャペロン機能が、一般的に考えられているように正の相関を示すのではなく、Hsp90のATPase活性を活性化するとシャペロン機能が阻害されることを示唆するものである。我々は、阻害ではなく活性化によってHsp90機能を阻害するという、創薬研究における新規なアプローチを提唱する。一般的に、ClpBの機能はタンパク質の凝集を阻止することではなく、凝集塊の可溶化であると考えられているが、我々の結果は、ClpB2には凝集阻止活性があり、ClpB2と結合して凝集を抑制された基質は折りたたみ可能な状態に維持され、DnaKシャペロン系によって再生されうることを示すものである。これは、今までに報告されていないClpBの新規機能である。本年度は、シアノバクテリアの二種類のClpBに関する比較生化学的解析を主に行った。これまでに、ClpB1は、DnaK2/DnaJ2/GrpEシャペロン系(DnaK2シャペロン系)と協調して凝集塊を可溶化(脱凝集)するのに対して、ClpB2は、DnaK2シャペロン系のシャペロン作用を阻害することを明らかにした。これらのClpBとDnaK2シャペロン系の協調(阻害)作用に及ぼす塩酸グアニジンの影響を調べた。塩酸グアニジン(グアニジウムイオン)は、1ClpBに結合しATP加水分解を阻害すること、2大腸菌ClpBの抑制型を安定化しDnaKとの相互作用を消失させることが知られている。塩酸グアニジンは、ClpB1のATPase活性を阻害し、DnaKとの協調的シャペロン作用を完全に消失させた。ClpB1の脱凝集活性は全く観察されなくなった。
コウモリの集団飛行に学ぶ，３次元群知能センシングの解明とその工学的応用

本研究は,超音波センシングを行うコウモリをモデルとして,集団飛行中の混信回避メカニズムの解明を目的としている.課題1として,実験室及び野外での集団飛行中の行動計測を実施した.実験室では最小単位である2個体での飛行から,飛行経路と音響パラメータの関係を探った.音響的に有意な変化は見られたなかったものの,個体間の飛行軌跡が似る,または同一の軌跡を追尾飛行するという新たな傾向が見られた.また動物の代わりにラウドスピーカによるプレイバック実験を実施したところ,混信回避行動としてコウモリが行う超音波の終端周波数の調整が極めて速い反応として起こること,またその反応は超音波放射タイミングの前後10msの時間窓において励起される可能性が示唆された.また野外で集団飛行するコウモリの3次元軌跡をステレオビジョンを用いて計測するシステムを構築し,洞窟から集団で出巣する場面について個体間距離や方位,速度など詳細な分析を行った.課題2としては,開発中であった神経活動の多チャンネル計測が可能なロガーの試作品が完成し,予備実験を行った.コウモリの代わりに砂ネズミを用いて,発声音声と蝸牛マイクロフォン電位の同時計測が可能であること,またアブラコウモリを用いて下丘に置いた表面電極から,他個体の超音波音声に同期した神経活動由来の生体信号が計測され,試作ロガーが使用可能であることが確認できた.課題3としては,企業と共同で開発中の広帯域空中超音波デバイスを自律走行車に搭載し,障害物回避などの課題を通じてその性能を評価した.その結果,コウモリの超音波運用を導入した際,定位性能や障害物回避走行の完走率が上昇することを確認した.また2台の自律走行車の同時走行を試験的に行い,コウモリが採餌場面で行うパッシブセンシングとアクティブセンシングの組み合わせ動作を取り入れたところ,2台同時の完走率が上昇することがわかった.課題1である実験室での集団飛行実験では,飛行と音響の関係を探るために2個体まで個体数を減らして実験を実施した.想定していた超音波の終端周波数のシフトが見られず,混信状況が十分でない可能性も考えられたが,ペア同士の飛行軌跡が時間遅れで極めて近似するなど,他個体の音声またはエコーを利用しているような可能性が新たに見出された.今後は,自身のエコーのみならず,他個体の超音波やそのエコーを積極的に利用している可能性などを仮説に,実験を進めていく予定である.また複数飛行での軌跡の特徴をもとに,数理モデルの構築を行い,現在論文投稿の準備中である.さらにコウモリの発声タイミングをトリガとして任意の遅延時間を与えた音声を提示するプレイバックシステムの構築に成功し,複数個体を使う実験では実現できない緻密な混信状況の制御が可能となった.このシステムは今後,心理実験やまたその際の神経活動の記録などの実験にも展開していく.野外での集団飛行のステレオビジョンによる動態計測では,課題であった座標計測の誤差が収束し,安定的に3次元経路が計測できるようになった.一方でその後の画像解析についてはまだ手動に依存していることから,深層学習を使った画像解析も検討していく.熱音響変換素子を用いた広帯域超音波センサの開発を企業と共同で進める中で,そのセンシングの運用に関する2件の特許出願を行った.自律走行車への搭載が可能となり,現在相互相関処理をリアルタイムに実施するシステムの構築を引き続き企業と共同で進めている.相互相関によってエコーのSNが向上すること,また定位性能の向上などを確認済みである.室内については,飛行個体を増やし,超音波周波数のシフトに関してさらに詳細な検討を行う予定である.他個体の音声の利用の可能性について,実験により検証を進める.また撮影や画像解析についても改善を図る.実験対象にFM型及びCF-FM型のコウモリ種を用いて,混信回避に関する種間比較も行う.周波数のみならずタイミングなどのパラメータも考慮して,分析を進める.コウモリをモデルとした集団飛行の数理モデルについても,論文を完成させ投稿を行う.野外については,映像で算出した3次元軌跡情報をもとに,マイクロフォンアレイで計測した音声から,個体毎の音声を分離する手法を検討していく.また飛行実験と並行して,他個体との音声の聞き分けの手がかりが何か,心理学的手法を用いた実験(Y字を用いた弁別課題実験)によって探る.具体的には,自分の超音波をリアルタイムにプレイバック呈示し,その際に周波数などのパラメーターと正答率との関係を見る.またコウモリを用いて,自由運動下における蝸牛マイクロフォン電位の計測を試みることで,聴覚抹消においてどのような音声フィルタがあるのか,調査していく.さらに工学的検証についてはこれまでの自律走行車から,3次元飛行のドローンを用いた実験へと展開していく.自律走行車に搭載していた障害物回避モデルをドローンに搭載し,障害物回避動作を確認しながら,ノイズ対策などを進めていく.自律走行車を用いた実験は,相互相関処理を2ch化に改良し,広帯域の特性を利用したより空間分解能の高いセンシングシステムを実現していく.本研究は,超音波センシングを行うコウモリをモデルとして,集団飛行中の混信回避メカニズムの解明を目的としている.課題1として,実験室及び野外での集団飛行中の行動計測を実施した.実験室では最小単位である2個体での飛行から,飛行経路と音響パラメータの関係を探った.音響的に有意な変化は見られたなかったものの,個体間の飛行軌跡が似る,または同一の軌跡を追尾飛行するという新たな傾向が見られた.