hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
培養ヒト骨格筋細胞を用いた運動誘発性横紋筋疾患の発症予防と発症予測に関する研究

悪性高熱症(MH)素因を,スキンドファイバーを使用したCa-induced Ca release (CICR)速度の亢進の有無で判定し,この検査後の残余筋を培養し,CICR速度の亢進の有無で還流溶液の温度上昇によるCa動態を測定し,ダントロレンの温度上昇に対する抑制作用について検討した.MH原因遺伝子であるRYR1の変異を導入したHEK細胞についても検討した.方法はMyotubesの培養,カルシウム蛍光指示薬によるCa2+動態の測定により行った.対象はMH素因検査での陽性者3名と正常者6名で,還流溶液(BSS)の温度を35°C43°Cまで変化させて,蛍光強度ratioの上昇率を,35°CのCaffeine刺激を100%として,各種刺激薬で測定した.その結果,1温度上昇による影響は,1)灌流液の温度にratioは比例したが,2)ratioの上昇率はMH素因検査の有無で差はなかった.2HEK細胞では1)ratioはwild type,Ala4894ThrおよびArg2508Cysのすべてで上昇し,2)温度上昇によるRatioの上昇比率は3群間で有意差があり,3)ダントロレンは,HEK細胞における静止時のCa2+濃度低下作用に3群間で有意差を生じ,Arg2508Cysで最大であった.ダントロレンのCa低下作用における温度の影響は3群間で差はなかった.3ヒト培養骨格筋細胞では,RYR1遺伝子の変異のある培養骨格筋細胞でCICR速度の亢進が認められた.ダントロレンの43°Cでの作用は,すべての症例で35°Cのときより大きかった.以上のことより,環境温の上昇による骨格筋細胞内のCa濃度の上昇は,ヒト培養骨格筋細胞でもHEK細胞でも確認された.ダントロレンはHEK細胞でも培養骨格筋細胞でも,温度上昇によりCa濃度を低下させたことから,骨格筋細胞ではその予防投与による効果の可能性が示唆された.●2016年4月から2017年3月までに,骨格筋の培養はCICR速度亢進6症例で行い,培養骨格筋細胞のカルシウム動態に関して分析を行った.(1)当研究室に保存してある凍結ヒト培養骨格筋細胞21症例を解凍して,静止時のCa2+濃度(resting Ca2+)を測定後,CICR速度亢進+ resting Ca2+高値(A-H群7例),CICR速度亢進+ resting Ca2+正常(A-N群7例),CICR速度正常+ resting Ca2+正常(N群7例)に分類し検討を行った.(3) SRのCa2+コンテントの推測では,A-H群が1038±54で,A-N群1702±179,N群1543±147に比べ低く,Ca2+の貯蔵の減少が示唆された.(4) 50μMダントロレンのCa2+低下は,A-H群で最も大きかった(32.8±3.41,21.9±2.66,16.5±1.20nM).(5) SRのCa2+コンテントに対する50μMダントロレンの影響は,A-H群で1.877±0.146倍とコンテントの増大が認められたが,A-N群とN群では,1.037±0.100,0.864±0.088であった.(6) SRのCa2+枯渇時の細胞外からのCa2+流入速度は50μMダントロレンにより,3群とも抑制された(0.513±0.043, 0.523±0.034, 0.503±0.054).以上のことより,ダントロレンのSR内カルシウム濃度への影響は,A-H群で1.877倍と大きく,A-N群とN群では1.037,0.864倍とほぼ正常であった.SRのCa枯渇時の細胞外からのCa流入速度はダントロレンにより,3群とも抑制された.よって悪性高熱症の素因を有する患者ではCICR亢進を呈する患者で,SRのCa濃度によってはダントロレンへの反応性に差がある可能性が示唆されるという結果が得られている.ダントロレンの作用に対する研究は、予定通り行った.今後はAICARとNACに効果に対する研究を行う予定である.平成29年度に予定している熱耐性の研究について予備実験を行った結果,研究方法に修正が必要となった.1. HBSSの潅流温度を28°Cから43°Cまで上昇では,測定時間が長くなり過ぎ再現性に問題があることがわかった.潅流温度は35°Cから43°Cに変更する.2.温度上昇に対するダントロレンのCa2+濃度上昇抑制作用についての研究においても,ダントロレン50μM存在したで温度上昇を行うと,細胞の反応そのものが極度に低下するため,濃度の再検討が必要となった.1)初年度に骨格筋の培養はCICR速度亢進症例で行い,培養骨格筋細胞のカルシウム動態の分析を行った.また,凍結ヒト培養骨格筋細胞21症例で,静止時のCa2+濃度を測定し,CICR速度亢進+ resting Ca2+高値(A-H群7例),CICR速度亢進+ resting Ca2+正常(A-N群7例),CICR速度正常+ resting Ca2+正常(N群7例)で検討した.

RYR1刺激薬のEC50は(A-H群,A-N群,N群),カフェイン(2.56±0.13,2.92±0.11,5.19±0.35mM),ハロタン(1.43±0.16,1.35±0.18,3.48±0.11mM), 4-CmC(111.4±11.1,134.7±12.8,250.0±16.5 μM)であった.3)SRのCa2+はA-H群が1038±54で,A-N群1702±179,N群1543±147に比べ低く,Ca2+の貯蔵の減少が示唆された.50μMダントロレンのCa2+低下は,A-H群で最も大きくなった.SRのCa2+枯渇時の細胞外からのCa2+流入速度は50μMダントロレンにより, 3群とも抑制された.2)次年度については,凍結ヒト培養骨格筋細胞9症例(CICR亢進3症例、CICR非亢進6症例)を用いて,温度上昇による静止時のCa濃度の上昇とCaffeine刺激によるCaの上昇に対する影響を検討した.温度上昇に伴う静止時のCa濃度の上昇は認められたが、群間で有意差はなかった.Human Embryonic Kidney (HEK)293細胞を用いた熱耐性の研究では,p.Arg2508Cys変異RYR1遺伝子をHEK293へ導入したMH群(n=30)と,変異がないRYR1遺伝子を導入したWT群(n=55)で比較検討し,35°Cから43°Cへの温度上昇により静止時のCa濃度は両群とも有意に上昇した.1) HBSSの潅流温度を28°Cから43°Cまで上昇では,測定時間が長くなり過ぎ再現性に問題があり,潅流温度を35°Cから43°Cに変更した.2)温度上昇に対するダントロレンのCa2+濃度上昇抑制作用については,ダントロレン濃度50μMの条件下で温度上昇を行うと,細胞の反応そのものが極度に低下する.3) HEK細胞については、温度上昇に対するp.Arg2508Cysと正常者とで差がないためと考えられる.悪性高熱症(MH)素因を,スキンドファイバーを使用したCa-induced Ca release (CICR)速度の亢進の有無で判定し,この検査後の残余筋を培養し,CICR速度の亢進の有無で還流溶液の温度上昇によるCa動態を測定し,ダントロレンの温度上昇に対する抑制作用について検討した.MH原因遺伝子であるRYR1の変異を導入したHEK細胞についても検討した.方法はMyotubesの培養,カルシウム蛍光指示薬によるCa2+動態の測定により行った.対象はMH素因検査での陽性者3名と正常者6名で,還流溶液(BSS)の温度を35°C43°Cまで変化させて,蛍光強度ratioの上昇率を,35°CのCaffeine刺激を100%として,各種刺激薬で測定した.その結果,1温度上昇による影響は,1)灌流液の温度にratioは比例したが,2)ratioの上昇率はMH素因検査の有無で差はなかった.2HEK細胞では1)ratioはwild type,Ala4894ThrおよびArg2508Cysのすべてで上昇し,2)温度上昇によるRatioの上昇比率は3群間で有意差があり,3)ダントロレンは,HEK細胞における静止時のCa2+濃度低下作用に3群間で有意差を生じ,Arg2508Cysで最大であった.ダントロレンのCa低下作用における温度の影響は3群間で差はなかった.3ヒト培養骨格筋細胞では,RYR1遺伝子の変異のある培養骨格筋細胞でCICR速度の亢進が認められた.ダントロレンの43°Cでの作用は,すべての症例で35°Cのときより大きかった.以上のことより,環境温の上昇による骨格筋細胞内のCa濃度の上昇は,ヒト培養骨格筋細胞でもHEK細胞でも確認された.ダントロレンはHEK細胞でも培養骨格筋細胞でも,温度上昇によりCa濃度を低下させたことから,骨格筋細胞ではその予防投与による効果の可能性が示唆された.1.従来から当研究室で作成してきたp.Arg2508CysおよびThr2206Met変異のあるRYR1遺伝子をHEK293へ導入し、myotubesと同様に熱耐性の研究を行う.なおp.Arg2508
バッキーボウルの自在構築

バッキーボウルの中には、ボウル骨格自体にキラリティを有する分子が存在するが、これまでキラルボウルのエナンチオマーの合成はおろか、光学分割による分離も達成されていない。このようなボウルキラリティが他のどのような物性に転写できるかについても興味が持たれるが、ナノチューブ合成に関して言えば、ボウルキラリティの完全制御は、SWNTのキラリティまで含めた完全制御合成を実現する可能性を秘めている。そこで、本研究ではバッキーボウルのエナンチオマーの化学合成に挑み、その結果,最も単純なC3対称構造のキラルバッキーボウルであるトリメチルスマネンのエナンチオマー合成に初めて成功した。またその過程において、(1)パラジウムクラスターを用いたハロアルケンの環化三量化反応、(2)3置換オレフィンのタンデムROM-RCMオレフィンメタセシス反応、(3)低温での高速脱水素酸化反応、の3反応について開発に成功した。一方、CDスペクトルの減衰を観測することにより、バッキーボウルに特徴的な動的挙動のひとつである「ボウル反転」の活性化エネルギーを測定することにも成功した.このことは、キラリティを有するバッキーボウルにおいては、本手法が一般的に適用可能であることを示している。さらには、上記手法で得られるホモキラル中間体を出発物質として、数多くの3次元性を持つホモキラル共役化合物の合成にも成功しており、単にバッキムボウル合成だけでなく、広範な応用性を有していることを示すことができた。バッキーボウルは、単なるフラーレンのモデル分子としての興味だけでなく、溶液状態でボウル反転を引き起こす動的挙動や固体状態でカラム状積層構造を形成するなど、ボウル構造に立脚した独特の特性を有している。またボウル自体にキラリティを有する化合物も考えられ、これらはキラル型カーボンナノチューブのキャップ構造のモデルや出発物質として期待される。しかしながら現段階では、バッキーボウルを自在に設計通りに合成できる一般的な経路が確立されていないため、極めて限定的にしか研究が行われていないのが実情である。本課題では、申請者がこれまで提唱してきたバッキーボウル合成戦略を、さらに一般的なより汎用的な手法にすることを最終目標にした研究を展開した。昨年度に開発した、パラジウムナノクラスターを触媒とするハロアルケンの環化三量化反応を用い、今年度はキラルバッキーボウルの不斉合成の検討を行った。その結果、世界に先駆けてホモキラルなバッキーボウルの合成に成功することができた。最も単純な構造を有するキラルバッキーボウルであるトリメチルスマネンを標的分子として選び、三置換オレフィンのタンデムメタセシス反応、低温での高速酸化反応などを開発し、光学純度90%以上で最終生成物を得ることに成功した。また、トリメチルスマネンは、ボウル反転によりラセミ化するが、このラセミ化過程をCDスペクトルで追跡することにより、結果としてボウル反転エネルギーを測定することができた。さらに原料合成の改良上不可欠であった新たなメタセシス触媒の開発を繰越期間に行うことができた。
位置決め制御系における構造と制御の統合最適設計法の開発と情報機器の性能向上

本研究では,感度解析を用いることにより,サーボ系と構造系の設計変数を最適化する方法を提案した.本手法では,構造系のモデル化にはFEMを適用し,モード座標を用いてモデルの低次元化を行う.そして,着目する固有モードを採用し,それ以外の固有モードを全て省略することによって,システムを低次元化し制御系を形成する.ここでは、2種類のコントローラーを採用し制御系を構成する.すなわち、一つは動的補償器を用いた制御系、もう一つはLQI制御系である.他方,無視した固有モードを含むより高次までの固有モードを用いて,モード座標に変換したシステムを実システムとして採用する.そして,先に得られた制御則を実システムに適用し,サーボ性能および実システムの安定性が保障されるように,制御系及び構造系を同時に最適設計する.最適化を実行する際の設計変数としては,動的補償器を用いた制御系の場合、動的補償器のパラメータ,比例ゲイン,およびFEMモデルの板厚を採用し,LQI制御系の場合、二次形式評価関数の重み行列、およびFEMモデルの板厚を採用する.そして感度解析と非線形計画法によりそれぞれの設計変数の同時最適化を実行する.その最適化を実行する為に閉ループ系の極の感度解析理論を本研究で展開する.そして,簡易構造物の位置決め制御に本手法を適用し,制振特性をシミュレーションおよび実験により調べ,本手法の有効性を検証した.本研究では,感度解析を用いることにより,サーボ系と構造系の設計変数を最適化する方法を提案した.本手法では,構造系のモデル化にはFEMを適用し,モード座標を用いてモデルの低次元化を行う.そして,着目する固有モードを採用し,それ以外の固有モードを全て省略することによって,システムを低次元化し制御系を形成する.ここでは、2種類のコントローラーを採用し制御系を構成する.すなわち、一つは動的補償器を用いた制御系、もう一つはLQI制御系である.他方,無視した固有モードを含むより高次までの固有モードを用いて,モード座標に変換したシステムを実システムとして採用する.そして,先に得られた制御則を実システムに適用し,サーボ性能および実システムの安定性が保障されるように,制御系及び構造系を同時に最適設計する.最適化を実行する際の設計変数としては,動的補償器を用いた制御系の場合、動的補償器のパラメータ,比例ゲイン,およびFEMモデルの板厚を採用し,LQI制御系の場合、二次形式評価関数の重み行列、およびFEMモデルの板厚を採用する.そして感度解析と非線形計画法によりそれぞれの設計変数の同時最適化を実行する.その最適化を実行する為に閉ループ系の極の感度解析理論を本研究で展開する.そして,簡易構造物の位置決め制御に本手法を適用し,制振特性をシミュレーションおよび実験により調べ,本手法の有効性を検証した.構造物の動特性の性能向上を図るために、トポロジを考慮した任意形状最適化を可能にする構造最適設計法を開発した.本手法では、設計変数としてFEM要素の板厚、節点座標および要素の有無を採用している.最適化手法として遺伝的アルゴリズムを用いることにより、これらの設計変数の最適化を実現している.そして、時間領域特性と周波数領域特性を考慮した制御系の最適化手法を開発した.周波数領域の制御方法として、位相補償による動的補償器を用いて高次モードの安定性を保ちながら追従誤差を最小にする制御系設計法を提案した.次に、時間領域の制御方法として、LQI制御理論を用いた制御系設計法を開発することにより、アクセス時間の短縮を実現する最適設計を可能にした.ここで、設計変数としては動的補償器のパラメーター、LQI理論における重み係数行列とした.さらに、アクセスサーボの高性能化を実現するために、構造系と制御系の統合最適設計法の開発を行った.本手法では、サーボ系のループゲイン、アクセス時間、構造系の不確定性に対するロバスト性能、構造系の質量および形状を用いて最適化における目的関数および制約条件を定義している.そして、要求される設計仕様を含めて統合最適化問題の設定を行い、構造系と制御系の両設計変数に関する感度解析手法を確立させ、実現可能な性能とそのときの最適な両設計変数を決定する手法の開発およびプログラミングを行った.最適化手法としては、逐次二次計画法および遺伝的アルゴリズムを用い、連続設計変数と離散設計変数の同時最適化、ならびに大域的な最適解の探索を可能にしている.上述の方法を用いて、位置決め制御機構の設計および試作を行い、シミュレーションおよび実験により提案手法の有効性を検証した.
小分子化合物による液胞形成機構の解明

研究代表者は、細胞に巨大な液胞を形成させる化合物を見出した。この化合物の作用機構を明らかにすることによって、液胞形成機構を解明することを目的とした。まず、液胞の由来を明らかにする目的で、各種オルガネラマーカータンパク質に対する抗体を用いて、免疫染色を行った所、AAE1およびM6PRという初期・後期エンドソームの局在が変化していた。そこで、生細胞におけるエンドソームの形態を観察したところ、エンドソーム同士の融合を介してエンドソームが巨大化していることを明らかにした。さらにこの化合物は、オートファジーをも誘導することが明らかとなった。本研究計画の目的は、研究代表者が見出した、動物細胞に巨大な液胞を形成させる小分子有機化合物の作用機構を明らかにすることにより、液胞形成機構の解明を目指すものである。本年度はまず、液胞の由来を明らかにする目的で、原形質膜、核、ミトコンドリア、ゴルジ体、エンドソーム、リソソームなどのオルガネラマーカータンパク質に対する抗体を用いて、免疫染色を行い、化合物処理によってその局在がどのように変化するかを観察した。その結果、AAE1およびM6PRという初期・後期エンドソームの局在が変化していた。そこで、蛍光標識したトランスフェリンを用いて生細胞におけるエンドソームの形態を観察したところ、エンドソームの異常な肥大化が観察された。さらに、赤・緑の二色を用いた蛍光標識トランスフェリンによるパルス・チェイス実験より、この肥大化はエンドソーム同士の融合を介して行われていることが明らかとなった。また、申請者は化合物の細胞内標的タンパク質の候補として、VCPというAAA ATPaseに属するタンパク質を同定指定た。そこで、本化合物がVCPのATP ase活性を阻害するかどうかを検定した。大腸菌で発現・精製した組み換えVCPを用いて実験を行ったところ、IC_<50>=50〓Mで阻害活性を認めた。今後は、VCPとエンドソーム肥大化の関係について解析を進めていく予定である。昨年度までの研究によって、本化合物による液胞形成にはエンドソームの同士の融合促進による肥大化が関与することが示唆されていた。本年度は、液胞膜の由来を間接蛍光抗体法を用いてさらに詳細に解析した。その結果、研究代表者の見出した化合物は、オートファジーをも誘導することが明らかとなった。オートファジーとは細胞内の大規模分解装置であり、飢餓状態をはじめとした様々なストレスで引き起こされることが知られている。オートファジーは、LC3タンパク質の特異的な脂質付加を介したプロセシング、及び同じくLC3タンパク質のオートファゴソームと呼ばれる独特な細胞内小器官への局在によって特徴付けられる。本化合物によってもこれらがともに観察されたことから、本化合物はオートファゴソーム形成を誘導していると結論した。さらに、本化合物によるオートファゴソームとエンドソーム双方への影響を明らかにするために、抗LC3抗体と抗EEA1抗体を用いた二重染色を試みた。その結果、両タンパク質は局在を共にしていることが観察された。このことは、オートファゴソームと初期エンドソームの融を示唆するものである。上記のことは、本化合物がエンドソーム同士のホモジニアスな融合のみならず、エンドソームとオートファゴソームの融合というヘテロジニアスな膜融合をも調節している可能性を示すものである。申請者は、一万二千個よりなる化合物ライブラリーをスクリーニングすることによって、細胞内に巨大な液胞を形成させる化合物を見出した。そこで本研究の目的は、この化合物の作用機構を明らかにすることによって、液胞形成のメカニズムを解明することである。昨年度までの研究によって、本化合物による液胞形成の過程にはエンドソームの融合が促進されている事、及びオートファゴソーム形成が関与していることが明らかとなった。そこで本年度は、本化合物とオートファゴソーム形成との関係に着目して研究を行った。オートファゴソームの形成には、オートファジー関連遺伝子の一つであるLC3タンパク質のプロセシングを伴うことが知られている。そこで本化合物によるLC3の動態への影響を調べたところ、顕著なプロセシングを受けると共に、そのタンパク質量も増大していることが分かった。本化合物の処理と同時に、タンパク質合成阻害剤であるシクロヘキシイミドで細胞を処理しておいてもプロセシング自身は観察されたことから、タンパク質量の増大による二次的な影響ではなく、本化合物の影響でLC3のプロセシングが起こると考えられた。さらに、LC3タンパク質量の増大の原因を明らかにするために、そのmRNAをRT-PCR法によって確認したところ、本化合物処理によってLC3のmRNA発現量も増大することが明らかとなった。

以上の結果から本化合物は、LC3遺伝子のmRNAの発現を増大させることによってLC3タンパク質の量を増やすと共に、このタンパク質のプロセシングも促進させることによってオートファゴソーム形成を促している可能性が示唆された。以上の成果は液胞形成にとどまらず、オートファジー分野の研究にも重要な知見を与えることができると期待される。
昆虫卵を用いた受精過程および発生開始機構の研究

未受精卵が単為発生をする膜翅目昆虫を用いて、卵成熟過程についてまた成熟未受精卵の卵核活性について実験を行い、次の結果を得た。1、カブラハバチ(広腰亜目、ハバチ科)卵黄蛋白質(ビテリン)と抗原共通性をもつが、分子量によって識別できるビテリンをもつArgenigrinodosa(広腰亜目、ミフシハバチ科)の雌に、カブラハバチの卵黄蓄積前の未成熟卵巣を移植したところ、nigrinodosaビテリンのみの蓄積がみられた。卵の成熟は現在のところ認められないが、ホルモン投与実験等さらに検討する予定である。本実験条件下では、卵巣における卵黄蛋白質合成はないと結論される。2、カブラハバチ雌脂肪体を調べたところ、抗Lおよび抗Sビテリン抗体にともに反応し、分子量が(L+S)に相当する蛋白質が検出された。すなわち、ビテリン前駆体は1本のポリペプチドとして合成された後、分断されて2本となると思われる。3、カブラハバチのビテリンLとSとに対するポリクロ-ン抗体を用いて、広く膜翅目全般(2亜目、8上科、11科、31属、42種)におけるビテリン抗原共通性を調べた。その結果、科を越えると共通性が失われるという鱗翅目におけるこれまでの結果と異なり、膜翅目では、科はもちろん、亜目を越えて広く共通性が保存されていることが分かった。また、分子量にかなりの変異が存在することが分かった。4、人為的に注入された精子は、受精しない限り発生に参加できない(キメラができない)ことが分かっている。精子核の発生参加を誘導する試みを続けている。成熟未受精卵の卵核は40°C、10分の熱処理でほぼ完全に不活性化できることが分かった。昆虫の卵黄蛋白質は一般に脂肪体で合成され、体液中に放出され、発育中の卵巣に取り込まれる。卵黄蛋白質遺伝子の発現は、雌特異的に発育の特定の段階で起こり、またホルモンの支配下にある。カブラハバチ(膜翅目ハバチ科)の卵黄蛋白質は2本のポリペプチド(L、分子量180,000およびS、50,000)からなり、雌特異的に合成されるが、幼若ホルモン塗布により、雄成虫脂肪体に卵黄蛋白質の合成を誘導することが可能で、それにより、雄成虫に移植された卵黄畜積前卵巣の成熟を引き起こすことができる(Hatakeyama,Sawa and Oishi 1990;Hatakeyama and Oishi 1990)。ハバチ科4種の卵黄蛋白質について、SDSーポリアクリルアミド電気泳動法(PAGE)、および抗ーL、抗ーS抗体を用いた免疫ブロッティング法で調べたところ、カブラハバチのものと識別することはできなかった。一方、ミフシハバチ科5種では、SDSーPAGEで多型を示し、3種については分子量によりカブラハバチと識別可能であった。また、抗ーL、抗ーS抗体とは、さまざまなパタ-ンの交叉反応を示した。このうち、アカスジチュウレンジでは、3本のポルペプチド(1、分子量180,000;2、125,000;3、55,000)が検出されるが、抗ー2抗体は1と2に、抗ー3抗体は1と3に反応した。ポリペプチド1、2、3は、1本1(=2+3)として脂肪体で合成され、一部は2、3、の2本に分解された後、体液中に放出される可能性がある。

カブラハバチでも、脂肪体抽出物について調べると、L、Sのほかに(L+S)の分子量をもち、抗ーL、抗ーS抗体のいずれとも反応する1本のポリペプチドが検出された。なお、アカスジチュウレンジ雌にカブラハバチの卵黄畜積前卵巣を移植すると、アカスジチュウレンジ型の卵黄を畜積したが、卵は成熟には至らなかった。未受精卵が単為発生をする膜翅目昆虫を用いて、成熟卵における卵黄蛋白質の相同性と変異について、また成熟未受精卵の卵核活性について実験を行った。広く膜翅目全般(2亜目、8上科、11科、31属、42種)について、まず卵黄蛋白質(ビテリン)をSDSーポリアクリルアミド電気泳動法で分けて分子量の異同を調べた。次に、カブラハバチ(広腰亜目、ハバチ科)ビテリンの2本のポリペプチド、L(分子量180K)とS(50K)、に対する抗体を用いて、ウェスタ-ンブロッティング法によりビテリン抗原性の保存について調べた。広腰亜目ビテリンは180K付近のもの12本、50K付近のもの13本からなること、一方、細腰亜目では180K付近のもの13本からなることが分かった。また、ビテリン抗原共通性は、亜目を越えて広く保存されていることが分かった。興味深いことに、広腰亜目では抗L抗体は分子量の大きいビテリンにのみ反応し、抗S抗体は分子量の小さいものにのみ反応(複数本の場合は複数本に)したのに対し、細腰亜目では、13本のビテリンのうち1本のみが抗体に反応し、また、抗Lおよび抗S抗体のいずれもが反応する場合が多かった。この結果はビテリン蛋白質の遺伝子の構造に対し重要な示唆を与えるものである。成熟未受精卵に人為的に注入された精子は、受精しない限り発生に参加できないことが分かっている。精子核の発生参加を誘導する試みを続けている。成熟未受精卵の卵核は、40°C、10分の熱処理でほぼ完全に不活性化できることが分かった。
一人暮らし高齢女性の地域移動と新転地における適応に関する研究

一人暮らしの女性高齢者で地域移動をした対象者の新転地における適応要因および不適応要因を、対象者の生活史を中心に分析し、明らかにした。その結果、(1)年齢が若い人、(2)転居前から子どもの家族を支援したり、生活物資の授受などを通して相互援助関係にあった人、(3)自ら希望して転居した人、(4)転居の目的・動機が明確であった人、(5)転居に対し家族全員の了解が得られていた人、(6)K町での生活を継続することに困難性を感じていた人、(7)転居前に地域の行事等に積極的に参加していた人、(8)転居後に家族の中で何らかの役割をもっている人、(9)転居後に新たな友人を見出した人、(10)家族に経済的な援助をしている人(額の多少には無関係)の場合には、新転地において適応の状態にあった。逆に、(1)子どもに同居を勧められ迷いながら転居した人、(2)転居の目的・動機が曖昧だった人、(3)転居前に家族成員の了解が得られていなかった人、(4)K町への未練が捨てきれずにいる人、(5)転居後に家族の中で自分の役割を見出せないでいる人、(6)新たな友人を見出せない人、(7)年金等の支出をしぶり、家事をしきりたがる人、(7)地域の人々と家族同士のつきあいがあまりない人、などの場合には新転地において不適応の状態にあった。一人暮らし女性高齢者が地域移動をする場合には、移動の目的等について家族を含めて十分に話し合い、家族成因の了解を得ると同時に、移動する前に数週間から数ヶ月間家族と生活を共にしながら同居体験をし、転居した際の役割を見出す等の予備期間を設けることが、新転地における適応を促進する大きな要因であることが示唆された。また、「将来的に不安なので」「子どもの世話になるために」という家族依存を前提に移動するのではなく、高齢者自身が移動後に家族の中でどのような役割を果たすことが可能かという、新しい課題へ取り組む姿勢も必要である。今回の研究成果は、今後ますます増加する一人暮らしの高齢女性が地域移動をする際に大いに役立つものと考える。平成12年度の研究進行状況は以下のとおりである。これまで、高齢者の地域移動と新転地への適応に関する先行研究では、「健康状態」、「住まい方(同居か近居か)」、「転出先との続き柄」、「生活費の分担の有無」、「役割分担の有無」、「近隣における友人の有無」など、親転地の諸条件が高齢者の適応にどのように影響を与えているかという研究が主であった。本研究では、上記の視点の他に時間的経過の項目を加えて、調査票を作成した。まず、本研究の独自的な部分である「生活史」を組み入れた。生活史では、これまでの地域移動の有無や対人関係、家族関係の歴史と新転地での適応をみることにした。また、「移動の目的」や「移動を決意させたプル要因、プッシュ要因」、「移動を決めてから移動するまでの期間」、「移動前後の地域環境の違い」、「移動前の地域に住み続けることへの困難性の知覚の有無」などの項目を入れた。適応状態については、社会再適応評価表を用いるとともに、高齢者に現在の生活に関する主観的満足度を尋ねた。なお、生活史の内容は、対象者の許可を得て、テープレコーダーに録音し、後日、逐語録とした。これまで(2001年3月まで)に、福島県K町から他の町村に転出したひとり暮らし女性高齢者16名宅を訪問し、聞き取り調査を行った。県外への移動者は5名、県内の移動は5名であった。転出先の続き柄では、息子の家及びその近辺が9名、娘の家が5名、その他2名である。平成13年度は、調査結果を分析し、高齢者の新転地への適応要因を明らかにしていく予定である。13年度は、2000年10月20日から2001年3月22日までに行った面接調査結果に基づき、独居女性高齢者の新転地における適応に関連する要因について、対象者の生活史を中心に縦断的側面から分析、検討を行った。なお、新転地における適応、不適応の判断は、調査対象者の主観に依拠した。新転地での生活を対象者自身が「楽しい」「満足」「転居して良かった」「安心した」など肯定的に評価している場合を『適応』とし、「K町に帰りたい」「寂しい」「転居しなければよかった」「毎日が退屈でつらい」などと否定的に評価している場合を『不適応』とした。分析の結果、「年齢」「転居の動機」「対象者自身の転居希望の有無」「転居前の子どもとの交流状況」「転居前に独居で生活を続けることへの困難性の自覚の有無」「転居前に地域共同体への参加の有無」「転居に関する受け入れ家族側の同意の有無」「転居後の家族との人間関係」「転居先での役割の有無」「転居先での近所とのつきあい」「転居後の友人の有無」などが、適応を左右する要因として抽出された。本調査結果から、転居する際には、独居高齢者自身が転居の希望、目的を明確にもっていることが重要である。

転居にあたっては、子どもだけで転居を決めてしまうのではなく、受け入れ側の家族全員(特に嫁など)と充分に話し合う機会をもつこと、転居後の自分の役割を明確にしておくこと、ある程度の期間をかけて、K町と新転地での生活を繰り返しながら、新転地における適応を高めていくなどの支援が必要であることが示唆された。なお、調査結果の概要については、第6回日本老年看護学会で発表した。14年度は、内容をさらに分析し、報告書を作成する予定である。一人暮らしの女性高齢者で地域移動をした対象者の新転地における適応要因および不適応要因を、対象者の生活史を中心に分析し、明らかにした。その結果、(1)年齢が若い人、(2)転居前から子どもの家族を支援したり、生活物資の授受などを通して相互援助関係にあった人、(3)自ら希望して転居した人、(4)転居の目的・動機が明確であった人、(5)転居に対し家族全員の了解が得られていた人、(6)K町での生活を継続することに困難性を感じていた人、(7)転居前に地域の行事等に積極的に参加していた人、(8)転居後に家族の中で何らかの役割をもっている人、(9)転居後に新たな友人を見出した人、(10)家族に経済的な援助をしている人(額の多少には無関係)の場合には、新転地において適応の状態にあった。逆に、(1)子どもに同居を勧められ迷いながら転居した人、(2)転居の目的・動機が曖昧だった人、(3)転居前に家族成員の了解が得られていなかった人、(4)K町への未練が捨てきれずにいる人、(5)転居後に家族の中で自分の役割を見出せないでいる人、(6)新たな友人を見出せない人、(7)年金等の支出をしぶり、家事をしきりたがる人、(7)地域の人々と家族同士のつきあいがあまりない人、などの場合には新転地において不適応の状態にあった。一人暮らし女性高齢者が地域移動をする場合には、移動の目的等について家族を含めて十分に話し合い、家族成因の了解を得ると同時に、移動する前に数週間から数ヶ月間家族と生活を共にしながら同居体験をし、転居した際の役割を見出す等の予備期間を設けることが、新転地における適応を促進する大きな要因であることが示唆された。また、「将来的に不安なので」「子どもの世話になるために」という家族依存を前提に移動するのではなく、高齢者自身が移動後に家族の中でどのような役割を果たすことが可能かという、新しい課題へ取り組む姿勢も必要である。今回の研究成果は、今後ますます増加する一人暮らしの高齢女性が地域移動をする際に大いに役立つものと考える。
アダプテッド・スポーツ教育のための教材開発

本研究は、特別支援教育制度において、アダプテッド・スポーツ教育を推進するために必要となる体育の方向性を明らかにすることを目標とし、現段階では個別事例として取り組まれているアダプテッド・スポーツ実践例の体系化を通して、アダプテッド・スポーツ教育としての新しい教材を開発することが目的として実施した。その結果、教材開発のために必要な項目として、課題の設定、集団づくり、ルール用具の工夫、支援方法が抽出された。体育教師は、体育の専門性だけでなく、体育授業で支援が必要な児童生徒をインクルージョンするための方法とアダプテッド体育として個に応じた工夫と創造ができることを具備する必要性が示された。特別支援教育制度において、アダプテッド・スポーツ教育を推進するために必要となる体育の方向性を明らかにすることが本研究の目標である。その目標を達成するために、現段階では個別事例として取り組まれているアダプテッド・スポーツ実践例を収集し、体系化することを試みる。これをもとに、既成の概念にとらわれないアダプテッド・スポーツ教育としての新しい教材を開発することを本研究の目的とした。今年度は、アダプテッド・スポーツ教材の体系化を目指して、国内外のアダプテッド・スポーツ教育実践例の資料収集をおこなった。おもに関東地区の実践例を対象とし、研究協力の了解が得られたA中学校、B小学校、C特別支援学校、D障害者スポーツセンターに出向き、観察記録やビデオ撮影、ヒアリングなどによる資料収集を実施した。また、Adapted physical educationとして教員養成や教材研究で先駆的な試みをしているアメリカのオハイオ州立大学、ケント州立大学において資料収集を行い、体系化の基礎資料とした。A中学校では、陸上運動と球技(ゴール型)、B小学校では基本の運動、ゲーム、C特別支援学校では体つくり運動、体つくり運動、スポーツ(陸上運動、水泳、球技、スキー)についての資料収集ができた。また、D障害者スポーツセンターでは、個に応じた支援方法、具体的な用具やルールの工夫などに関する資料が得られた。オハイオ州立大学やケント州立大学では、専門職としてのAdapted physical educationについてのカリキュラムや実習に関する知見が得られた。これら収集した資料をもとに、体育科の学習指導要領をベースとした、運動の領域や内容をもとに教材用のオリジナルデータベースの作成を進めており、データベース作成のための教材分析シートを試作中である。今年度は、アダプテッド・スポーツ教材の体系化を目指して、小・中学校のアダプテッド・スポーツ教育実践例の資料収集をおこなった。研究協力の了解が得られた公立小・中学校において、質問紙、授業観察記録やビデオ撮影、ヒアリングなどによる資料収集を実施した。特に今年度は中学校の事例に着目し、それらを中学校学習指導要領保健体育編より、体育分野の領域や内容をもとに検討した結果、アダプテッド・スポーツ教材として必要なカテゴリーとして、課題の設定、集団づくり、ルール用具の工夫、支援方法が抽出され、それぞれのカテゴリーごとにキーワードが抽出された。次に、キーワードをもとに、陸上競技(短距離走、長距離走、ハードル)、球技(ゴール型:サッカー,バスケットボール、ネット型:バレーボール)の授業を観察記録しところ、設定したカテゴリーとキーワードの分類で概ね記録可能であることが示された。これらの結果から、中学校で行われている体育授業のデータベース作成(File Maker Pro.Ver10)を試作中である。本研究は、特別支援教育制度において、アダプテッド・スポーツ教育を推進するために必要となる体育の方向性を明らかにすることを目標とし、現段階では個別事例として取り組まれているアダプテッド・スポーツ実践例の体系化を通して、アダプテッド・スポーツ教育としての新しい教材を開発することが目的である。今年度は最終年度であるため、成果発表とその評価段階として研究の総括をした。まず、アダプテッド体育に関するワークショップを開催し、本研究で明らかとなったA体育にインクルージョンするために必要なアダプテーションとBアダプテッド体育のための教材開発について、先進事例として資料収集を行ったアメリカのアダプテッド体育専門家を招き、共同でワークショップを実施した。ワークショップでは、「個別の指導計画とAPE」、「TGMD-IIのアセスメント方法」、「目標設定の方法」、「インクルージョンとAPEサービス」、「指導法(コーポレーティブラーニング・ピアチュータリング)」についての講義とTGMD-IIのアセスメント実践、バルーンバレー、ゴールボールをはじめとする開発した教材体験を通した評価を実施した。また、現職教員対象公開講座「さまざまな障害のこどもたちの体育指導」を開催し、教育現場へのフィードバックをはかった。

このことより、現在の教育制度においては、アダプテッド・スポーツ教育のための教材開発の重要性と保健体育教員として具備すべき視点について示唆することができた。特別支援教育制度において、アダプテッド・スポーツ教育を推進するために必要となる体育の方向性を明らかにすることが本研究の目標である。その目標を達成するために、現段階では個別事例として取り組まれているアダプテッド・スポーツ実践例を収集し、共通する因子を抽出し、体系化することを試みる。このことから、特別支援教育制度における体育の方向性を検討し、アダプテッド・スポーツ教育としての新しい教材を提案する。これをもとに、既成の概念にとらわれないアダプテッド・スポーツ教育としての新しい教材を開発することが本研究の目的である。今年度は、アダプテッド・スポーツ教材の体系化のために国内外のアダプテッド・スポーツ教育実践例の収集をおこない、データベースを作成し分析をした。その結果、特別支援教育制度における体育の方向性について、A通常体育にインクルージョンするために必要なアダプテーションとBアダプテッド体育のための教材開発という2つの視点が必要であることが示された。そこで、A通常体育にインクルージョンするために必要なアダプテーションとして、スポーツ教育モデル、ペア学習などの教授モデルを用いた事例的検討を行った。また、Bアダプテッド体育のための教材開発では、フラッグフットボールをもとにアダプテッドフラッグフットボールを試作した。試作教材を用いて、体育教員を希望する大学生を対象とした模擬活動を実施し、評価の指標を作成した。一連の結果は、日本体育学会第63回大会やThe 12th Asian Society of Adapted Physical Education and Exercise Symposium (ASAPE 2012)で発表した。教材開発のための事例収集において、研究協力校の同意を得ることが、当初の計画よりも困難な場面が多く、事例数は少なくなっているが、質の高い事例収集ができているので、結果的に順調にすすんでいると判断する。25年度が最終年度であるため、記入しない。国内外の実践例の収集に関して、事前に内諾を得ていた研究協力校から、人事異動に伴う協力辞退の申し出があったことに伴い、新たな研究協力校を得るために時間を要したが、アダプテッド・スポーツ関連学会員の協力のもと、研究計画の変更をすることなく進めることができている。これまでの研究で、事例収集のため方法論が確立されてきたので、今後はより効率の良い事例収集が可能になると思われ、引続き研究協力校における事例収集をすすめ、データベース完成を目指す。最終年度であり、成果発表とその評価段階であるので、より多くの研究協力校(教員)を得ることが必要である。そのために、アダプテッド体育に関するワークショップを開催する。
ヒーガード分解の写像類群の研究

任意の有向閉3次元多様体は,ある種数gの閉曲面により2つのハンドル体に分解される.この分解を種数gのHeegaard分解と呼ぶ.また与えられたHeegaard分解を保つ多様体の自己同相写像のイソトピー類のなす群をその分解のGoeritz群と呼ぶ.本研究では,可約な種数2のすべてのHeegaard分解について,そのGoeritz群の有限表示を与えた.また,応用・関連研究として次の結果を得た:(1)種数の高い特殊なHeegaard分解のGoeritz群の有限生成性の証明;(2)2橋結び目の(1,1)-分解のある種の一意性の証明;(3)3次元球面内の部分空間が「結ばれている」ことの特徴付け.任意の閉3次元多様体は,閉曲面により2つのハンドル体に分解される.これをその多様体のHeegaard分解と呼び,閉曲面の種数をそのHeegaard分解の種数と呼ぶ.Heegaard分解の複雑度は,Hempel距離と呼ばれる非負整数ではかられる.Hempel距離が0である種数2のHeegaard分解を許容する3次元多様体は, 3次元球面,2次元球面と円周との直積,レンズ空間,およびこれらの連結和に限られる.これらの種数2のHeegaard分解の写像類群の有限表示は,3次元球面の場合についてのみ既によく知られていた.本年度は,S. Cho氏との共同研究により,まず2次元球面と円周との直積について,種数2のHeegaard分解の写像類群の有限表示を与え,論文として発表した.また,上記連結和で表される多様体に対しても,種数2のHeegaard分解の写像類群の有限表示を与え,論文として発表した.これらはいずれも,Heegaard分解に付随する特殊な円盤のなす複体へ群を作用させることにより得られた.レンズ空間に対しては,空間を表すパラメータによって同種の複体は連結になる場合とならない場合がある.これらを特徴付け,連結な場合の写像類群の表示を得た.また,3次元多様体とその部分空間の研究の流れの中で,小沢誠氏と共同で,3次元球面内に埋め込まれた種数2のハンドル体の外部が許容する本質的曲面の分類に関する論文を発表した.また,3次元球面内の部分空間が「結ばれている」ことの必要十分条件を,その部分空間内の結び目の「相対的」な性質により記述した.これにより,結び目の交差数,トンネル数双方と関係をもつ不変量を構成することができた.任意の閉3次元多様体は,ある種数gの閉曲面により2つのハンドル体に分解される.この分解を種数gのHeegaard分解と呼ぶ.Heegaard分解の複雑度は,Hempel距離と呼ばれる非負整数ではかられる.種数が2未満のHeegaard分解に対しては,それを許容する3次元多様体,およびその分解の構造が完全に解明されている.本研究の目的は,特にHempel距離が0である種数2のHeegaard分解に対し,その写像類群(Goeritz群)の有限表示を与えることである.このタイプのHeegaard分解を許容する3次元多様体は,3次元球面,2次元球面と円周との直積,レンズ空間,およびそれらの連結和(可約な多様体)に限られる.これらのうち,3次元球面については既に有限表示が知られており,また,昨年度までのS. Choとの共同研究により,2次元球面と円周との直積,一部のレンズ空間,可約な多様体について,有限表示を与えていた.本年度は残されたレンズ空間に対して,有限表示を与えることに成功し,論文を執筆中である.証明は,円盤複体の構造の精密な分析による.Heegaard分解は,3次元多様体内の特別なハンドル体の理論とみなすことができるが,この視点から,小沢誠氏と共同で3次元球面内の3次元部分多様体が「結ばれている」ことの必要十分条件を,その部分空間内の結び目の性質により記述した論文を発表した.Hempel距離が0である種数2のすべてのHeegaard分解の写像類群について,有限表示を得ることに成功した.向き付可能な任意の閉3次元多様体は,ある種数gの閉曲面で切り開くことにより2つのハンドル体に分解される.この分解を種数gのHeegaard分解と呼ぶ.種数が2未満のHeegaard分解に対しては,それを許容する3次元多様体,およびその分解の構造が完全に解明されている.本研究の目的は,特にHempel距離が0である種数2のHeegaard分解に対し,その写像類群(Goeritz群)の有限表示を与えることである.これらのうち,3次元球面についてはすでに有限表示が知られており,また,昨年度までに2次元球面と円周の直積,可約な3次元多様体について,論文発表を終えていた.本年度は,まず,連結な初等円盤複体を許容するレンズ空間に対するGoeritzの有限表示を記述した論文を発表した.また,残されたレンズ空間,すなわち初等円盤複体が連結ではないレンズ空間に対するGoeritz群の有限表示について,昨年度得られた結果を再度検証した上で原稿作成を完了し,arXivへの掲載と学術雑誌への投稿を行った.また,これらの結果について,アメリカで開催されたAMS Sectional Meetingでの招待講演で公表した.これで, Hempel距離が0である種数2のHeegaard分解のGoeritz群に関するプロジェクトは完結したことになる.

さらに,上記研究の応用として,2橋結び目の(1,1)分解に関するある種の一意性(小林・佐伯の定理)を,レンズ空間の初等円盤複体の理論を用いて証明した.いずれの研究も,S. Cho氏との共同研究に基づくものである.任意の有向閉3次元多様体は,ある種数gの閉曲面により2つのハンドル体に分解される.この分解を種数gのHeegaard分解と呼ぶ.また与えられたHeegaard分解を保つ多様体の自己同相写像のイソトピー類のなす群をその分解のGoeritz群と呼ぶ.本研究では,可約な種数2のすべてのHeegaard分解について,そのGoeritz群の有限表示を与えた.また,応用・関連研究として次の結果を得た:(1)種数の高い特殊なHeegaard分解のGoeritz群の有限生成性の証明;(2)2橋結び目の(1,1)-分解のある種の一意性の証明;(3)3次元球面内の部分空間が「結ばれている」ことの特徴付け.Hempel距離が0である種数2のHeegaard分解の写像類群について,ほとんどの場合にその有限表示を得ることができている.また,残された場合についても,群が作用する複体を構成するなどの進展が見られる.Hempel距離が0である種数2のすべてのHeegaard分解の写像類群について得られた有限表示について,論文にまとめて発表する.種数2のHeegaard分解を許容する3次元多様体には,結び目解消トンネルを許容する結び目のクラスが存在する.Heegaard分解の写像類群による円盤複体への作用の商は,結び目解消トンネルの同値類を頂点とする単体複体をなす.この構造を解明し,結び目解消トンネルの分類理論の礎を築く.位相幾何学レンズ空間の種数2のHeegaard分解について,初等円盤複体が連結である場合の写像類群の表示を論文にまとめて発表する.また,連結でない場合についても,写像類群の有限生成系を与え,論文にまとめて発表する.これにより,Hempel距離が0である種数2のHeegaard分解の写像類群の研究が一通り完結する.次に,Hempel距離が2であるHeegaard分解について,「非交和曲線性質」を満たす曲線を基本にして複体を構成し,写像類群の作用を考察していく.種数が高いHeegaard分解についても,種数が2の場合に培った手法を適用できる特別なクラスにおいて,その写像類群の有限表示を求める.また,一般に,種数2のHeegaard分解を許容する3次元多様体には,結び目解消トンネルを許容する結び目のクラスが存在する.多様体が3次元球面である時にすでに知られている議論を拡張すると,Heegaard分解の写像類群による円盤複体への作用の商は,その多様体内の結び目の結び目解消トンネルの同値類を頂点とする単体複体になり,この複体を通じて,これまで統一的に捉えるすべのなかった結び目解消トンネル全体の集合を俯瞰する.具体的には,結び目解消トンネルのパラメータ付けや,レンズ空間手術を持つ結び目の双対結び目の結び目解消トンネルがどのように散在するかなどについて,考察を行っていく.中東呼吸器症候群(MERS)の流行により,参加予定であった国際学会のための空路(ソウル経由)が欠航になったため参加を取りやめ,他の国内学会での学会参加による発表・情報収集のための経費に充てたが,未使用額が生じた.未使用額は,次年度の国際学会での発表のための経費に充てたい.
強化学習理論を用いたうつ病の機能仮説の検証

うつ病を強化学習理論における将来の報酬予測を行う脳内ネットワークの破綻したモデルとしてとらえ、その脳内機構を鯉明することで強化学習の統合的な理解を進めるとともに、強化学習モデルを用いたうつ病の機能仮説を検証することにより臨床精神医学への応用を図ることを目的とする。強化学習理論における時間的スケールを加味した報酬予測機能を明らかにするために、報酬のバランス(大きいVS小さい)、報酬獲得までの時間的作業(短期VS長期)、獲得した報酬によるフィードバックおよび寧習などの構成要素をもった課題を作成し、健常者を対象として脳機能測定を行った。健常者を対象とした脳機能画像研究から、時間的スケール(短期vs長期)における報酬予測が大脳皮質と大脳基底核を結ぶ並列回路の異なる部分で行われていること、さらにより下部に位置する部位は短期的な結果の予測に、より上部の部位は長期的な結果の予測に関与していることが明らかになった。平成16-19年度科学研究費補助金(特定領域(統合脳))を受け、「強化学習理論を用いたうつ病の機能仮説」の予備的検討を行った。これまでに複数の課題を作成し、うつ病患者と健常者を対象とし、心理行動データをサンプリングし、解析を行った。これらの予備的検討をふまえて、課題の調整を行い、中高年うつ病患者の脳機能測定に向けた課題を作成しその妥当性を検証した。われわれは、うつ病では強化学習の理論の中で非常に重要な要素である報酬予測のメカニズムに障害をきたしている可能性を推測している。すなわち、「将来の報酬への見通し」が悪い状況として、将来への悲観的認知のために長期的なメリットが見えず短期的なコストを支払わず、じっとしていること(行動抑制)を最適行動として選択する状況、あるいは「将来への見通し」が立たないがために、短期的コストを支払わないでよい行動(自殺、衝動行為)を選択する状況が、うつ病のモデルとして想定している(Doya,2002)。これまでわれわれは、報酬のバランス(大vs小)、報酬獲得までの時間的作業(短期vs長期)、獲得した報酬によるフィードバックおよび学習機構などの構成要素をもった脳賦活課題を、健常若年成人を対象として脳機能測定を行った。その結果、時間的スケール(短期vs長期)における報酬予測が大脳皮質と大脳基底核を結ぶ並列回路の異なる部分で行われていること(Tanaka et al.,2004)、セロトニン機能の調節にともない報酬予測の時間スケールが変化すること(Tanaka et al.,in submission)、ヒトは報酬の見通しの方策を状況に応じて変更していること(Schweighofer et al.,in press)を明らかにした。これらの結果を踏まえ、上記の課題を用いてうつ病患者を対象とした予備的行動実験を行った。その結果、うつ病29例中13例、健常中高年成人24例中4例が、強化学習モデルにfitしないデータであった。(理解力不足、注意の持続困難)Fitできたデータでは行動指標に有意差はなかった。以上より、中高年うつ病を対象とした場合、課題の単純化および問題点の改変が必要と考えられた。そのため中高年者を対象とした新規課題を作成し、少数例ではあるが行動指標を評価とした予備実験において妥当な結果がえられた。今後、課題の妥当性・信頼性の検証を行った上で、うつ病患者を対象とした脳機能画像研究を行い、うつ病のいかなる脳部位がどのような時間スケールを有する報酬予測に関わるかを明らかにしたい。