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中世鷹文化の総合的研究

本年度は、鷹狩にまつわる文化を検討する上で、核となるであろう、西園寺家・持明院家がそれぞれ鷹を家の学芸とし、伝授をおこなった戦国期の様相を中心に検討を行った。両家の鷹書については従来も言及されてきたが、多くが江戸期の書写本であった。これらは伝書という性格上、後世の偽作という可能性が拭いきれず、信頼性に乏しいものもある。これを踏まえ、西園寺家・持明院家の蔵書が収められる文庫の調査を通じて、中世後期の良質な鷹書を選び、これをもとに検討したものである。鎌倉期よりの鷹の家としての由来があった西園寺家については、西園寺家のものの作とされる鷹百首「たかやまに」類のうち、西園寺実宣の書写を示す奥書を持つ伝本と、立命館大学図書館西園寺文庫に残される西園寺家当主が伝授に際して記した手控えと思われる書の検討を通じて戦国期においては門弟を取り、積極的にこれを武家に対して伝授していたことを明らかにした。西園寺家に対し、持明院家には戦国期まで鷹の家として、歴史の表舞台に登場したことはない。持明院家は基春以降、能書・鄙曲など様々な芸道をその家業とする。持明院家旧蔵書が架蔵される前田育徳会尊経閣文庫の調査を通じて、基春の鷹書は、下向先である美濃土岐氏など武家の鷹書をも取り込み、豊富な古典学のもと、他の家業とした芸道である、能書、郵曲を意識しながら構築し直したことを指摘した。同時に、鷹書は、近年着手され始めた領域であり、鷹書そのものの資料紹介や位置づけがなされていないものが多くあった。こうした現状を踏まえ、本年はこれまで調査した資料の紹介を積極的に行った。これらにより、鷹書研究の基盤形成に寄与できたものと考えている。本年度は室町後期公家の鷹狩文化を探ることを中心課題に据えた。そのために主には(1)室町後期までの鷹書の調査、(2)尊経閣文庫蔵「似則似鳩抄」の研究の2点を行った。(1)現在『放鷹』などで公表されている、室町期までの鷹書の確認し、鷹書全体の整理作業を行った。宮内庁書陵部、内閣文庫、尊経閣文庫を中心に調査に入り、同時に各文庫のマイクロフィルムを収集して100点余りの鷹書の伝本を調査し、目録をデータベースとして作成した。(2)「似則似鳩抄」は「伊勢物語」の注釈や歌学秘伝書の影響など、三条西実隆周辺の文化圏の色合いが濃い鷹書である。なおかつ基春は蹴鞠や入木道の書などの芸道の故実書の書写も積極的に行っていたが、「似則似鳩抄」にはそれらと共通した記載も見られる。同書では鷹の道を歌道、蹴鞠、郢曲などの芸道の中に位置づけようとしている。これは鷹のみではなく中世後期の公家の芸道観を解き明かすための重要な手がかりであろう。芸能史研究会にて発表し、その要旨は同研究会「芸能史研究」に投稿した。近く論文化し、同誌に投稿予定である。今年度の基礎調査により、より深く検討する素地が揃った。来年度はより迅速な研究成果が望めるものであると確信している。23年度は関東武家の鷹をテーマに研究する計画であった。とはいえ、22年度の成果により鷹書の作成が中世後期、特に応仁の乱以後の公家の地方下向の問題と深く関わっていることが判明し、この点を解消するため、ひとまず室町後期に照準を定め、鷹のみではなく同時代の文学・芸道・故実に対する視点をより強く持った上で研究に取り組んだ。(1)武家故実現在の鷹書分類は鷹に関するものであれば歌書形態から故実書・医書までも含むものである。本研究では鷹書の性質をより具体化するため、鷹書という枠の中の位相差に意識的に取り組んでいる。22年度より取り扱った持明院基春周辺の鷹書は武家故実の色彩の強いものである。武家故実書の中に鷹に関する記載の含まれるものも多いことから、鷹書に加え武家故実書の調査も行った。また近衛前久の『龍山公鷹百首』を中心に、これらの書の言説が、当時投入された場として庭訓往来の講釈の場を取り上げ、説話レベルでの融合を明らかにした。成果の一部は発表後、論文化。(2)和歌・連歌との連関和歌連歌の学に鷹の知が流入していたことに着目し、鷹書の中でも特に連関の深い鷹百首・鷹連歌の調査を踏まえて検討、一部は論文化した。この点については24年度も引き続き行う予定である。(1)、(2)の問題意識のもと、尊経閣文庫・宮内庁書陵部・内閣文庫・国文学研究資料館・永青文庫・蓬左文庫・天理大学図書館・岩瀬文庫・静嘉堂文庫・島原松平文庫の調査を行った。また22年度行い発表が遅れていた持明院基春の鷹書について、発表・論文化した。鷹書における知を文学研究の中に位置づけ、同時に中世後期の芸道について問題提起も行い、当初の計画より意義のある成果となったと考えている。

両家の鷹書については従来も言及されてきたが、多くが江戸期の書写本であった。これらは伝書という性格上、後世の偽作という可能性が拭いきれず、信頼性に乏しいものもある。これを踏まえ、西園寺家・持明院家の蔵書が収められる文庫の調査を通じて、中世後期の良質な鷹書を選び、これをもとに検討したものである。鎌倉期よりの鷹の家としての由来があった西園寺家については、西園寺家のものの作とされる鷹百首「たかやまに」類のうち、西園寺実宣の書写を示す奥書を持つ伝本と、立命館大学図書館西園寺文庫に残される西園寺家当主が伝授に際して記した手控えと思われる書の検討を通じて戦国期においては門弟を取り、積極的にこれを武家に対して伝授していたことを明らかにした。西園寺家に対し、持明院家には戦国期まで鷹の家として、歴史の表舞台に登場したことはない。持明院家は基春以降、能書・鄙曲など様々な芸道をその家業とする。持明院家旧蔵書が架蔵される前田育徳会尊経閣文庫の調査を通じて、基春の鷹書は、下向先である美濃土岐氏など武家の鷹書をも取り込み、豊富な古典学のもと、他の家業とした芸道である、能書、郵曲を意識しながら構築し直したことを指摘した。同時に、鷹書は、近年着手され始めた領域であり、鷹書そのものの資料紹介や位置づけがなされていないものが多くあった。こうした現状を踏まえ、本年はこれまで調査した資料の紹介を積極的に行った。これらにより、鷹書研究の基盤形成に寄与できたものと考えている。当初の計画にあった鎌倉期の武家に関する鷹については解明しえていないが、室町後期に焦点を絞り、文学・芸道という観点をより強く持つことで本来の予定より学界に寄与しえる成果が出たと考えているため。また、発表・論文については、質・量ともに予定と遜色ない。上記のような理由により、今後も当初の予定を多少変更し、遂行したいと考えている。24年度は業平像をテーマとしていたが、この根源にあるのは中世の注釈的言説の中に鷹がどのように位置づけられていたかという間であった。これを検討する上では、和歌・連歌の学のもと、鷹書の知が生成されていった過程を証明する必要がある。よって鷹百首類の調査を精力的に行う予定である。
加水分解酵素の機能発現機構

1)各種プロテア-ゼ、ヌクレア-ゼ、グリコシダ-ゼ,ホスホリパ-ゼのうち、立体構造が既知のものについて、活性部位構造の共通性と独自性を調査した。たとえばプロテア-ゼについては、次のことが判明した。a)セリンプロテアゼ-のAspーHisーSer構造のAspがエステラ-ゼではGluに置換できるb)塩基性側鎖に対する基質特異性の決定にはAsp189の他にAsp226が役割を代替できるc)アスパラギン酸プロテア-ゼではAspの代わりにGluが存在するので,カルボキシルプロテア-ゼとして分類する方が適当であるd)システインプロテア-ゼでもオキシアニオンホ-ルが存在するらしいe)メタロプロテア-ゼの活性部位構造にはいくつかの類型が存在するなどの諸点が明らかになった。同様に、他の3ファミリ-についても調査したが、触媒機構の共通の限られた原理の上に、各酵素群がそれらの機能の独自性を発揮できるように分子の構築を行っていることを示唆された。2)各研究分担者が研究中の加水分解酵素の構造と機能に関する最新情報を集積し、分析した。3)1),2)で得た結果にもとづいて、各加水分解酵素の酵素学化的特性、活性部位の構造、前駆体の活性化機構、触媒部位の構成と成分アミノ酸の機能、基質特異性機構、インヒビタ-との特異的相互作用について、構造機能の両面から分析すると共に、基質識別機構の合成反応的な解析法についても検討を行なった。そして、これらの解析と討論の結果、本分野において今後強力に推進すベきテ-マとして、(1)新規酵素の探索と構造決定(2)構造機能相関の解明(3)生体系における機能と制御機構の解析を結論した。
Prevotella intermediaの赤血球凝集因子の精製と局在性について

1.線毛をもたないP. intermedia strain E18からmechanical shearing, Ammonium sulfateprecipitation, sucrose gradient ultracentrifugation, Arginine sepharoseおよびGel filtrationでE18 hemagglutininを精製した。SDS-PAGEでは25kDa付近に1本のbandが得られた。ついでE18 hemagglutininを抗原として家兎にFreund's incomplete adjuvantとともに接種し、充分抗体価を上昇させたのち、Protein A Sepharoseを用いてIgGを部分精製した。このIgGを用いてWestern blottingを行うと25kDa付近に発色がみられた。それゆえ25kDa付近のタンパクがE18 hemagglutininであると考えられる。さらに、このIgGを用いて免疫電顕で観察すると、gold粒子はP. intermedia strain E18菌体表層に点在しているのが認められた。一方、対照として用いた赤血球凝集性のないP. intermediaの菌体表層にはgold粒子は認められなかった。この結果はE18 hemagglutininがP. intermedia strain E18の菌体表層に局在することを示している。以上FimbrialおよびNon-fimbrial hemagglutininをP. intermediaから分離精製できたと考えられるので次のstepとしてアミノ酸のN末端やDNA sequenceについて検討中である。
成熟ネコ一次視覚野でのNogo阻害による機能的、形態的な可塑性の回復

本年度は成熟ネコ一次視覚野に対し、Lysolecithin投与を複数箇所で行い、効果範囲の拡大を試みた。約2mm四方の範囲に計3μlのlysolecithinを投与し2週間後の記録を行ったが、損傷が激しく視覚反応の記録と機能コラム構造の観察を行うことは困難であった。前年度に確立した、浸透圧ミニポンプによる投与法では、再現良く成熟ネコに眼優位可塑性を再誘発することができた。しかし、可塑性誘発範囲は薬液投与カニューレから約1mmの範囲に限局されており、その範囲内では視覚刺激に反応するニューロンはわずかであった。よって、本研究で用いたlysolecithinによる可塑性の再誘発には、組織の脆弱化と効果範囲の狭さという、臨床応用を目指す際の問題点が存在することが明らかになった。一方、幼弱期動物の可塑性を制御している分子メカニズムとして、内因性カンナビノイドシステムに注目し数々の知見を得た。カンナビノイド受容体であるCB1は一次視覚野においては主に抑制神経終末に存在し、生後発達、視覚経験依存的に発現が調節されることが明らかになった。また、一次視覚野深部層のCB1シナプス局在は視覚経験の変化に強く感受的であることが示唆された。内因性カンナビノイドの一つである2-AG合成酵素、DGL-αは、CB1同様に視覚入力、発達依存的に制御され、眼優位可塑性の感受性期周辺をピークとする発現プロファイルを示した。DGLの薬理学的な阻害とDGL-α,βそれぞれのサブタイプ欠損マウスを用いた研究により、DGL-αが眼優位可塑性に寄与する分子であることが明らかになった。興味深いことに、CB1とDGL-α間には視覚皮質の領野、層、シナプスレベルでの分布と局在のミスマッチが観察された。発達期の動物では片方の眼を遮蔽すると一次視覚野において遮蔽眼の反応性が神経回路の可塑的変化により失われる。この眼優位可塑性と呼ばれる現象には臨界期が存在することが知られており、げっ歯類を用いた研究により臨界期の終了にはミエリン由来阻害因子であるNogoを含むシグナルが関連していることが示唆されている。本研究では発達した両眼視機能やコラム構造を持つ成熟ネコを用いて、ミエリン由来阻害因子の抑制による眼優位可塑性の再現と弱視からの回復、それに関連する様々なレベルでの機能、形態的なメカニズムの解明を目指す。本年度は脱ミエリン化によるミエリン由来阻害因子の抑制を目的とし、Lysolecithinの投与検討を行った。投与方法として、injectionカニューレによる成熟マウス一次視覚野への単回投与を試みた。Lysolecithinの投与により脱ミエリン化が生じるかを、ミエリン塩基性タンパク、MBPを用いたウエスタンブロット法により検討し、MBPバンドシグナルの減少を観察した。次に、Lysolecithinの効果範囲を抗MBP抗体による免疫染色法によって検討した。Vehicleを注入した部位と比較して、Lysolecithin注入周辺部位において顕著なMBP免疫陽性シグナルの変化は観察されなかった。これらの結果から、前述した条件下においてはLysolecithinによる脱ミエリン化は生じるが、抗MBP免疫染色による効果範囲の特定を行えるほど大きな変化ではないと考え、浸透圧ミニポンプを用いてより多量の薬剤を持続的に注入する方法を試みた。また脱ミエリン化を免疫染色によって可視化するためのツールとして、他のミエリンマーカである、MOG、CNPaseを用いた免疫染色の確立と、条件の最適化を行った。この投与法は現在の所カニューレ周辺組織の損傷が激しく、組織の取り扱いが今後の課題である。さらに現在Lysolecithinの持続投与と片眼遮蔽により、成熟ネコにおける眼優位可塑性の再現を目指し実験を進めている。本研究では成熟ネコでの薬理学なミエリン除去による、眼優位可塑性の再活性化と、弱視モデルネコの弱視からの回復を目的として研究を行なっている。本研究は齧歯類による研究で得られた知見を基に、齧歯類以外の成熟動物においてはじめて可塑性の回復と弱視の治療を目論むものであり、ヒトでの弱視回復治療の重要なステップとなることが考えられる。またネコには齧歯類になくヒトが持つコラム構造が一次視覚野に存在するため、可塑性回復時の多面的な神経回路構造の解析を行える利点がある。本年度は前年度に確立した成熟マウスへの浸透圧ミニポンプよる一次視覚野への薬液投与法を基に、ミエリン除去作用のある薬剤、lysolecithinによる眼優位可塑性の再活性化を目的として検討を行った。まず予備検討として成熟マウスでのミエリン除去による眼優位可塑性の再活性化を試みた。浸透圧ミニポンプでの視覚野へのlysolecithinの投与により、一定期間組織が脆弱化し、神経細胞は視覚反応が低下した。しかし投与から2週間の回復期間を設けることで、成熟マウスに眼優位可塑性を再誘発することに成功した。この時眼優位可塑性の再誘発が生じた範囲は、投与カニューレから約1mmの範囲であり、これは抗ミエリン塩基性蛋白抗体を用いた免疫染色でのシグナル減少範囲と概ね一致した。以上のように、マウスにおいてlysolecithinによるミエリンの除去と、それに伴う眼優位可塑性の再現が確認された。このプロトコールを用いて成熟ネコにlysolecithin投与を行った所、眼優位可塑性を再誘発することに成功した。

現在lysolecithin投与によるコラム構造の変化を明らかにするために、光学計測、解剖学的手法による解析を行なっており、今後弱視モデルネコへのlysolecithin投与による弱視回復を試みる予定である。本年度は成熟ネコ一次視覚野に対し、Lysolecithin投与を複数箇所で行い、効果範囲の拡大を試みた。約2mm四方の範囲に計3μlのlysolecithinを投与し2週間後の記録を行ったが、損傷が激しく視覚反応の記録と機能コラム構造の観察を行うことは困難であった。前年度に確立した、浸透圧ミニポンプによる投与法では、再現良く成熟ネコに眼優位可塑性を再誘発することができた。しかし、可塑性誘発範囲は薬液投与カニューレから約1mmの範囲に限局されており、その範囲内では視覚刺激に反応するニューロンはわずかであった。よって、本研究で用いたlysolecithinによる可塑性の再誘発には、組織の脆弱化と効果範囲の狭さという、臨床応用を目指す際の問題点が存在することが明らかになった。一方、幼弱期動物の可塑性を制御している分子メカニズムとして、内因性カンナビノイドシステムに注目し数々の知見を得た。カンナビノイド受容体であるCB1は一次視覚野においては主に抑制神経終末に存在し、生後発達、視覚経験依存的に発現が調節されることが明らかになった。また、一次視覚野深部層のCB1シナプス局在は視覚経験の変化に強く感受的であることが示唆された。内因性カンナビノイドの一つである2-AG合成酵素、DGL-αは、CB1同様に視覚入力、発達依存的に制御され、眼優位可塑性の感受性期周辺をピークとする発現プロファイルを示した。DGLの薬理学的な阻害とDGL-α,βそれぞれのサブタイプ欠損マウスを用いた研究により、DGL-αが眼優位可塑性に寄与する分子であることが明らかになった。興味深いことに、CB1とDGL-α間には視覚皮質の領野、層、シナプスレベルでの分布と局在のミスマッチが観察された。本年度は、成熟ネコでlysolecithin投与により眼優位可塑性が再誘発されるかについてsingle unit recordingと光学計測により計測することを計画していた。計画通り、single unit recordingにより成熟ネコで眼優位可塑性が再誘発されたことが明らかになり、現在光学計測によるコラム構造の観察を行なっている。よって計画は概ね順調に進展していると考えられる。コラム構造は約0.5mmに及ぶため、その解析のためにはより広範囲にlysolecithinを投与する必要がある。現在浸透圧ミニポンプによる投与法と並行して、局所多点注入によるlysolecithin投与方法の検討を行っている。また解剖学的なコラム構造の解析のために眼球へのトレーサー注入による眼優位コラムの可視化に取り組んでいる。これらの手法が確立し、コラム、単一細胞レベルの解析系が立ち上がった上で弱視回復実験を行う。
決定木分析による抗がん治療中止判断のサポートツール開発

2017年度に行った予備的調査について論文を作成し発表した。予備的調査の結果概要としては、緩和ケアチームへの依頼理由で多いのは痛み、不安、不眠等の症状であったが、実際にチームが介入した内容をみると、せん妄のケアや医療者サポートなど依頼理由には挙げられていない内容も含めて包括的に幅広く介入を行う傾向がみとめられた。せん妄は先行研究にあるように見逃されている可能性が考えられたが、医療者サポートや家族サポート、意思決定支援等については、必要性についての医師の認識不足が考えられた。以降については研究代表者異動等の都合で研究中断となった。コホートを組むために必要な情報を得るため、予備的調査として緩和ケアチームが介入した進行がん患者の終末期の経過について診療録レヴューを行った。2014年4月-2016年3月の期間中、近畿大学医学部附属病院に入院し緩和ケアチームが介入した進行がん患者についてチームへの依頼理由および実際の対応内容について背景因子と共にデータを抽出。依頼理由と対応内容と共に頻度や一致率、関連要因について解析を行った。過去の2年間に介入を行った症例のデータベースを元に解析を行った結果、介入時に抗がん剤治療を受けている患者は35%であった。抗がん剤治療が中止されている患者は59%であった。緩和ケアチームが介入した患者のおよそ60%において疼痛をみとめ、何らかの介入を行っていた。その他、家族サポートや意思決定支援についても介入したケースを多く認めたが、緩和ケアチームへの依頼理由として挙げられる頻度は低く、緩和ケアチームへの依頼理由と実際に介入した項目に解離が認められることが明らかとなった。精神症状や、医療者サポート、家族サポート、意思決定支援等については、依頼理由にはないが介入が行われる傾向を認めた。一方、倦怠感と抑うつは依頼理由にはあるが、介入は行われない傾向を認めた。全体的に、依頼理由にない内容についても介入を行う傾向をみとめた。精神症状は依頼時に見逃されている可能性が考えられた。せん妄は先行研究にあるように見逃されている可能性が考えられた。医療者サポートや家族サポート,、意思決定支援等については、必要性について医師の認識不足が指摘されており、当院においても同様の理由が考えられるかもしれない。研究計画の立案および研究協力施設との連携が滞っているため。当初の計画遂行が困難と判断した場合は、計画の縮小や変更(観察期間の短縮、参加施設を減らす、登録患者数を減らす等)も視野に入れつつも、引き続き研究計画の立案を進める。計画が当初よりも遅れたため予定の使用額を下回ったため。
東アフリカ高地におけるアグロフォレストリーの発達と在来知の関係

高い人口密度を擁する東アフリカ高地において、バナナを主作物とするアグロフォレストリーの発達と在来知の関係を明らかにすることを目的とした。ウガンダ中部とウガンダ西部の農村で調査した結果、以下の点が明らかになった。(1)中部は西部よりも混植を好む傾向にある。(2)少数の樹種については、バナナの栽培上の相性にかかわる情報が地域内で広く共有されている。(3)実際の栽培に関しては、世帯間で樹種や構成が大きく異なる。(4)苗木の配布は、知識を交換する社会的環境の形成を促す。(5)アグロフォレストリーにおいて、特定の食用果樹がとくに好まれる。本研究は、東アフリカ高地のバナナを基幹作物とする集約的農業地域において、アグロフォレストリー(樹木とほかの作物が混植される集約的な土地利用形態)の発達と住民の知識がいかなる関係にあるのかを、苗木の配布・モニタリングをとおして明らかにすることを目的としている。平成25年度は、調査配布用の苗木の育成、ウガンダ中部農村の住民への苗木の配布作業、聞き取り調査、ウガンダ西部調査のための準備をおこなった。まず、ウガンダ側の研究者で森林生態を専門とするマケレレ大学・ジョンR. S.タブティ教授のサポートの下、配布用に選定した種の苗木の育成管理をおこなった。そして、首都カンパラから中部の調査村まで苗木を運搬し、調査に協力的な約20世帯にそれらを配布したうえで、かれらの考えや意向を記録した。また、配布に触発されて変化する住民のニーズも把握し、平成26年度における追加の苗木配布活動、およびモニタリングの方法について検討をおこなった。それとともに、ウガンダ中部とは異なる自然環境、文化社会的背景を持つウガンダ西部の農村についても調べるために、配布する苗木の樹種の検討をおこなった。類似の既存文献、World Agroforestry Centerホームページ、ウガンダの樹木事典を参考にして約10の樹種を選定した。また、西部の調査候補村のインフォーマントと連絡を取り、来年度以降の調査のための打ち合わせをおこなった。本事業は、東アフリカ高地のバナナを基幹作物とする地域において、アグロフォレストリーの発達と在来知の関係を明らかにすることを目的としている。今年度は、研究対象地域の住民へ実験的に配布する苗木の樹種の選定と、苗木管理の交渉作業をおこなった。まず、ウガンダ中部のバナナ栽培農村においてフィールドワークを実施した。以前おこなった予備調査の結果を参考にしながら住民に聞き取り調査を実施し、人びとにとってバナナとの混植に良いとされる樹種、悪いとされる樹種、植物利用にかんする知識を記述するとともに、実際におこなわれている混作の実態を把握した。一方、ウガンダ側の共同研究者で森林生態を専門とするマケレレ大学・ジョンR. S.タブティ准教授と、配布する樹種について議論した。生態学的視点、および混作への適合性のみならず、樹木の利用価値を含む広い観点から樹種を選定した。住民への聞き取り調査や実態調査の結果も踏まえ、類似の既存文献、World Agroforestry Centerホームページ、ウガンダの樹木事典も参考にして約10の樹種を選定した。主に、従来から広く植えられているFicus natalensis等のクワ科の樹木や、生態的に適合性の高いマメ科の樹木、食用・販売用への利用価値の高い果樹を含めることとした。苗木を配布するにあたり、苗木の入手・管理についてタブティ氏と話し合い、彼の研究グループで使用している区画の一部を利用させてもらうことになった。また、入手から配布までの数カ月間、彼の研究アシスタントに管理をお願いすることとした。本研究は、東アフリカのバナナを基幹作物とする集約的農業地域において、アグロフォレストリー(樹木と他の作物が混植される集約的な土地利用形態)の発達と住民の知識がいかなる関係にあるのかを、主に苗木の配布・モニタリングをとおして明らかにすることを目的としている。平成26年度は平成25年度の作業に引き続き、調査配布用の苗木の育成、およびウガンダ中部農村の住民への苗木の配布作業、聞き取り調査をおこなった。そして、新たにウガンダ西部農村における住民への聞き取り調査をおこなった。ウガンダのマケレレ大学の森林生態を専門とするJohn R.S. Tabuti教授のサポートの下、前年度での配布経験と住民の反応結果を反映させて、この年度に配布する樹種の苗木を選定し、育成管理をおこなった。そして、首都カンパラから中部の調査村まで苗木を運搬し、調査に協力的な約20世帯に配布したうえで、かれらの考えや意向を記録した。それをもとに、前年度の配布時での住民の反応や知識との違いを分析した。ウガンダ西部における現地調査では、一つの村を選定し、土地利用の状況や、各世帯の栽培樹種、良い/悪い樹種とその理由について聞き取り調査を実施した。その作業を分析することで、ウガンダ中部と西部における混植可能とされる樹種の違い、畑の利用システムの違いについて明らかにすることができた。とくに、西部では樹木と他の作物の混植を好まない傾向が強く、これについて、住民ー樹木ー土地の関係に関する時系列的な分析が必要であることが示唆された。本研究は、東アフリカのバナナを基幹作物とする集約的農業地域において、アグロフォレストリー(樹木と他の作物が混植される集約的な土地利用形態)の発達と住民の知識がいかなる関係にあるのかを、主に苗木の配布・モニタリングをとおして明らかにすること目的としている。

平成27年度は、ウガンダ中部の農村の各世帯を対象に、平成25年度と平成26年度におこなった苗木の配布後のモニタリング調査を遂行し、ウガンダ中部については以下のことが明らかになった。なお、ウガンダ西部では聞き取り調査の結果を分析している途中である。(1)栽培樹種の選択基準と栽植パターン:少数の樹種に関しては、バナナの栽培上の相性にかかわる情報が広く共有されていた。しかし、実際に植えられている樹木種の構成が地域間、世帯間で大きく異なっていた。その要因として、土壌の肥沃度、慣習、利用法にかんする知識、自給/販売への志向性の違いが推定された。(2)苗木の配布と育成をとおした住民の意識・知識の変化における特徴:各世帯への苗木の配布と栽培試験は、農家の主体性への配慮が必要であるものの、樹木栽植への関心と知識を高める点において農村への波及効果が高いことが分かった。また、不平等感を生み出す問題が少なく、住民間や住民と研究者の間で、これまで埋もれていた知識や意見をスムーズに交換できる環境がつくられることが分かった。以上の成果を論文としてまとめている段階であり、平成28年度中に発表する見込みである。成果発表のためのデータはほぼ集まっているものの、ウガンダで現地調査をする際の調整に時間がかかったこともあり、補足調査が遅れている。他方、調査の過程で以下の新たな知見が得られた。(1)ウガンダ中部の農村において、近年の病虫害や気候変動の影響を考慮して、作物栽培が多様化していること。(2)世帯間の相互扶助の新しいしくみが構築されていること。これらは本事業の中心であるアグロフォレストリーの進展と密接に関係していることが推察されるため、この調査結果を先にまとめた。本研究は、バナナを基幹作物とする東アフリカの集約的農業地域において、アグロフォレストリー(樹木と他の作物が混植される集約的な土地利用形態)の発達と住民の知識がいかなる関係にあるのかを、苗木の配布・モニタリング・聞き取り調査をとおして明らかにすることを目的としている。最終年度である平成28年度は、ウガンダの農村部で短期の補足調査をおこなった。具体的には、農家世帯へ配布していた樹木の生育状況を把握するとともに、樹木にかかわる知識について農家と意見を交わした。また、前年度までに得られたデータの分析を進め、ウガンダの首都カンパラで開催された国際民族生物学会にて、ウガンダ中部におけるホームガーデンと在来知の特徴に関する研究発表をおこなった。研究期間全体として、以下の点が明らかになった。(1)ウガンダの中部と西部は、バナナを基幹作物とする点では共通しているものの、アグロフォレストリーにかかわる住民の知識が異なり、中部のほうがバナナと樹木の混植に対する志向が強いことが分かった。(2)少数の樹種に関しては、バナナとの生育上の相性にかかわる情報が広く共有されていた。しかし、実際に植えられている樹木種の構成は世帯間で大きく異なっていた。その要因として、土壌の肥沃度、慣習、利用法にかかわる知識、自給/販売への志向性の違いが推定された。(3)苗木の配布と追跡調査によって、ウガンダ中部においてバナナとの混植に適する樹木種を明らかにした。
脳幹および脳橋網様体内てんかん焦点による強直発作の発現機序に関する基礎的研究

我々は、ネコの一側脳幹網様体または脳橋網様体にカイニン酸を微量注入すると、脳幹網様体焦点の場合は強直・間代性けいれん発作重積が誘発され、脳橋網様体焦点の場合は、無動発作から始まる強直発作が誘発されることが明らかにした。本研究では、両モデルの発作時に、脳内の局所の代謝や局所脳血流量がどのように変化するのかを検討した。<方法>実験には、Wistar系のラットを用いた。ラットは、A群:脳幹網様体焦点群、B群:脳橋網様体焦点群とした。Nembutal麻酔下にラットの脳幹または脳橋網様体に定位的にカニューラを刺入し、術後1週間経過した時に、ハロセン麻酔下に大腿動・静脈にカニュレーションしてから、腰部以下をギプス固定し、麻酔より覚醒した、安静時にカイニン酸をカニューラを介して1μg注入し強直発作重積を誘発した。発作重積時に各種のradioisotope(14C-deoxyglucose,14C-iodoantipyrine,131I-iomazenil)を投与し、オートラジオグラフィーを行ない脳幹または脳橋網様体発作が全脳の、脳波、局所代謝や局所脳循環にどのような変化を惹起するのか検討した。<結果>オートラジオグラムをイメージスキャナーを用いて、その画像をコンピューターに取り込んで解析した。A群ではてんかん焦点の脳幹網様体から全脳に広がる高集積域を、B群では、てんかん焦点の脳橋網様体から主に両側前頭葉下面に広がる高集積域を認めた。<考察>本研究により、強直発作時の変化は、A群の場合は、脳幹網様体賦活系を介して全脳の大脳皮質の興奮を誘発し、B群の場合は、fronto-pontine tractを介して両側前頭葉に高集積が認めたれたものと推察され、新しい知見である。<結論>脳幹網様体または脳橋網様体のてんかん焦点からの強直発作全般化には、前者では、脳幹網様体から汎投射系を介して、後者では、fronto-pontine tractの関与が示唆された。我々は、ラットの一側脳幹網様体または脳橋網様体にカイニン酸を微量注入すると、脳幹網様体焦点の場合は強直・間代性けいれん発作重積が誘発され、脳橋網様体焦点の場合は、無動発作から始まる強直発作が誘発されることが明らかにした。本研究では、両モデルの発作時に、脳内のbenzodiazepine receptorがどのように変化するのかを検討した。<方法>実験には、8匹のラットを用いた。ラットは、4匹をA群:脳幹網様体焦点群、4匹をB群:脳橋網様体焦点群とした。発作重積時に125I-Iomazenilを投与し、オートラジオグラフィーをおこない脳幹または脳橋網様体発作が全脳の、benzodiazepine receptorにどのような変化を惹起するのか検討した。

<結果>オートラジオグラムをイメージスキャナーを用いて、その画像をコンピューターに取り込んで解析した。A群ではてんかん焦点の脳幹網様体から全脳に広がる高集積域を、B群では、てんかん焦点の脳橋網様体から主に両側前頭葉下面に広がる高集積域を認めた。<考察>本研究により、強直発作時のbenzodiazepine receptorの変化は、A群の場合は、脳幹網様体賦活系を介して全脳の大脳皮質の興奮を誘発し、B群の場合は、fronto-pontine tractを介して両側前頭葉に高集積が認められたものと推察され、新しい知見である。しかし、これらの変化は、すでに報告し脳局所糖代謝の分布とほぼ同一で血流の変化を反映している可能性があり、次年度に計画している14C-Iodoantipyrineを用いた局所脳血流量の変化を考慮して結論すべきと考え研究発表は平成9年度にまとめて行う予定である。我々は、ラットの一側脳幹網様体または脳橋網様体にカイニン酸を微量注入すると、脳幹網様体焦点の場合は強直・間代性けいれん発作重積が誘発され、脳橋網様体焦点の場合は、無動発作から始まる強直発作が誘発されることが明らかにした。本研究では、両モデルの発作時に、脳内のrCBFがどのように変化するのかを検討した。<方法>実験には、4匹のラットを用いた。ラットは、すべて脳橋網様体焦点群とした。Nembutal麻酔下にラットの脳橋網様体に定位的にカニューラを刺入し、術後1週間経過した時に、ハロセン麻酔下に大腿動・静脈にカニュレーションしてから、腰部以下をギプス固定し、麻酔より覚醒した、安静時にカイニン酸をカニューラを介して1μg注入し強直発作重積を誘発した。発作重積時に14C-iodoantipyrineを投与し、オートラジオグラフィーをおこない脳橋網様体発作が全脳のrCBFにどのような変化を惹起するのか検討した。強直発作時のオートラジオグラムでは、てんかん焦点の脳橋網様体から主に両側前頭葉下面に広がる高集積域を認めた。<考察>本研究により、強直発作時のrCBFの変化は、fronto-pontine tractを介して両側前頭葉に高集積が認められたものと推察されたが、これらの変化は、すでに報告し脳局所糖代謝の分布とほぼ同一で血流の変化と発作時の糖代謝には相関が認められた。<結論>脳橋網様体のてんかん焦点からの強直発作全般化には、fronto-pontine tractの関与が示唆された。以上の結果は、前年度の結果とあわせて、現在投稿準備中である。
ゲノムデータと種分化モデルの統合：　新種形成を促進する形質の特定へ

進化実験と種分化をつなぐ研究課題では、適応度地形理論を用い、生態的種分化と突然変異順位種分化が相対的にどれだけ生殖隔離に貢献するかを様々な環境シナリオで検証した。その結果、環境変化速度が速い状況や、より長期間の適応プロセスを経た集団間において、交雑個体の適応度が低下しやすいことを明らかにした。本課題について国内外での学会発表を行ったほか、現在論文を投稿済み(査読中)である。また、もうひとつの研究課題として、系統情報を考慮した適応形質の遺伝的基盤を探る研究を進めている。系統的な制約のもとである形質が進化してきた事実に着目し、祖先復元によって配列の進化確率を計算することで、より効率的な候補遺伝子領域または塩基置換の探索手法開発を行っている。現在、配列進化と形質進化を結ぶ確率過程シミュレーションが完成し、パラメータ依存性を検証している段階である。次年度、ショウジョウバエ野生種の配列・形質データを伴う具体的な解析を行い、適応形質の遺伝学に関する議論を行う。[1]種分化における生態要因の貢献度を定量化する理論研究今年度は、適応度地形理論に基づいたシミュレーションを行い、環境変化速度が速い状況や、より長期間の適応プロセスを経た集団間において、交雑個体の適応度が低下しやすいことを明らかにした。また、戻し交雑個体の適応度の差を正規化することで、内因的な遺伝的不和合と生態的分化が相対的にどれだけ生殖隔離に貢献してきたかを定量する指標を定式化した。現在論文を投稿中であり、本課題は順調に進行したと考える。[2]系統情報を考慮した種分化率・絶滅率の推定系統的な制約のもとでその形質が進化してきた事実に着目し、祖先復元によって配列の進化確率を計算することで、より効率的な候補遺伝子領域の探索手法開発を行っている。これまでの結果では、進化確率が系統樹情報に大きく依存して算出されることが示唆されている。今後、本手法のさらに詳細なパラメータ依存性を精査したうえで、ショウジョウバエ野生種に関するデータへの応用および解析を展開する。実証データに関しては、すでに出版されている文献情報を網羅的に整理することにより、多くの種について形質・生活史・DNA配列に関するデータを収集した。形質・配列データの一部不足分についてはフィールド調査・分子実験を行うことで補完し、すでに開発したシミュレーションによって作成されたテストデータと合わせ、パラメータ推定を行う。また、先行研究の手法と比較し、推定値や精度にどのような違いがあるかを検証するほか、その進化生物学的な議論を行う。本研究ではゲノムデータや生態データを組み合わせ、どのような生物学的メカニズムがどの程度、多様性創出に貢献しているかを評価する新しい理論的フレームワークを構築することを目指している。生態的要因がなくとも遺伝的不和合によって系統樹は分岐することを前提とした枠組みを作ることで、ランダムな不和合性による種分化から有意に異なる分岐パターンにのみ特別な生態学的意義を考えることが可能となる。以下に、本年度実施した研究を記す。[研究計画1]「遺伝的不和合性と生態的要因の種分化への貢献度比較」では、ショウジョウバエ野生種の実証データを伴う解析を見据え、シミュレーションによる理論的フレームワーク構築を行った。特定の集団分化のシナリオについて、塩基配列進化を計算し、配列情報から確率微分方程式を用いて形質値を決定する。この手法により、適応形質関連SNPとゲノム上の連鎖不平衡を結びつけたシミュレーションが可能となった。また、遺伝的不和合によって種分化に貢献する配列も同様に組み込むことができた。これによって、統計モデルの精度を確認するためのテストデータ生成が完成したこととなる。[研究計画2]「生活史形質の違いが種多様性に与える影響の推定」では、種分化率と絶滅率をある生活史状態の条件付き確率として定義し、生活史の遷移率とともに記述した。複数形質の場合は各形質間に遷移率を割り当て、量的形質の場合は形質の頻度分布と現在の形質値をもとに遷移率を決定する。この定義および独立に起きる遺伝的不和合性による種分化プロセスに基づき、多様性創出速度に関する数理モデルを構築した。次年度以降は研究計画1のテストデータと合わせ、パラメータ推定等を行っていく。テストデータ生成のためのシミュレーションや、類似手法の整理などが完了しているため、モデル面からの進捗はおおむね予想どおりである。一方、実際のゲノムデータおよび関連形質データの収集および整理はやや遅れており、実データのモデルへの適用も含め、次年度以降の課題である。

[1]種分化における生態要因の貢献度を定量化する理論研究今年度は、適応度地形理論に基づいたシミュレーションを行い、環境変化速度が速い状況や、より長期間の適応プロセスを経た集団間において、交雑個体の適応度が低下しやすいことを明らかにした。また、戻し交雑個体の適応度の差を正規化することで、内因的な遺伝的不和合と生態的分化が相対的にどれだけ生殖隔離に貢献してきたかを定量する指標を定式化した。現在論文を投稿中であり、本課題は順調に進行したと考える。[2]系統情報を考慮した種分化率・絶滅率の推定系統的な制約のもとでその形質が進化してきた事実に着目し、祖先復元によって配列の進化確率を計算することで、より効率的な候補遺伝子領域の探索手法開発を行っている。これまでの結果では、進化確率が系統樹情報に大きく依存して算出されることが示唆されている。今後、本手法のさらに詳細なパラメータ依存性を精査したうえで、ショウジョウバエ野生種に関するデータへの応用および解析を展開する。実証データに関しては、すでに出版されている文献情報を網羅的に整理することにより、多くの種について形質・生活史・DNA配列に関するデータを収集した。研究計画に変更はなく、本年度の成果を踏まえ、データ整理と数理モデルを融合したテストを進めていく。特に、早い時期にデータベースから形質データとシーケンスデータの取得を開始する。形質・配列データの一部不足分についてはフィールド調査・分子実験を行うことで補完し、すでに開発したシミュレーションによって作成されたテストデータと合わせ、パラメータ推定を行う。また、先行研究の手法と比較し、推定値や精度にどのような違いがあるかを検証するほか、その進化生物学的な議論を行う。
スパッタエピタキシー法によりSi直上にGe平坦膜を形成するGe仮想基板形成技術

これまで高濃度PドープSi基板上に直接平坦なGe膜が形成されることを示してきたが、本研究によって、高濃度のBドープSi基板上にも直接平坦なGe膜が形成できることを示した。また、高抵抗基板でも、初期に高い成膜速度で微細・高密度の島を形成する事によって、その後、成膜速度に依存せずGeが次第に平坦化成長することが判った。これは結合手の多い凹部に泳動するGeが安定に固定化されるアンカー効果によると解析した。この手法によりRMS=0.23nmの極めて平坦で、CVD法より貫通転位の少ないGe膜が得られた。電流は主に転位の多い界面を流れたが、縦方向に整流性を持たせることで、有効なチャネル形成が期待できる。LSIは微細化によって高速化を図ってきた。近年、Siよりキャリアの移動度が高いGeのトランジスタの搭載が検討されており、下地としてGe基板ではなくSi基板上への平坦なGe層の形成(Ge仮想基板)が求められている。研究代表者は、これまでP原子を高濃度にドープした基板上で、直接平坦なGe膜が形成されることを明らかにしてきた。本研究では不純物種のGe平坦化形成機構への依存関係を調べるため、B原子をドープした基板へのGe成長機構を詳細に調べた。Bドープした3.5Ωcm Si(100)基板上では島状成長し、Ge/Si界面にGe-Siミキシングが生じた。一方で、Bドープした0.015Ωcm Si(100)基板上では、Ge/Si界面にGe-Siミキシングの形成がなく、平坦に層状成長した。界面には90度転位の発生が確認され、成長膜には僅かな歪が残存した。これらの成長様式は、P原子をドープした基板を用いた場合とほぼ同様であり、Geの平坦化成長は、ドーパントの原子半径や電荷の正負に依存せず、表面ポテンシャルの不均一性がスパッタ法における吸着種の低表面移動度と相俟って、Geの均一成長を促し、その結果、90度転位が界面に成長初期で発生し、歪をある程度残したままGeが平坦成長すると考えられることが分かった。また、高抵抗基板でも、Geの成長速度を速くすることにより、形成される島の密度を高めることで、成長膜厚の増大に伴い成長膜が平坦化することが判った。これは、Geが表面泳動した場合に、Geが凹部の活性化ポイントにより安定的に固定化される現象を通して、凹部が平坦化されるためと解釈されることが判った。以上、Ge成長様式と基板抵抗と成長速度と成長膜厚との相関関係を明らかにし、今後の成長原理と成長制御条件を確立するための重要な知見を得た。近年、Siよりキャリア移動度の高いGeのトランジスタの搭載が検討されており、下地としてGe基板ではなくSi基板上への平坦なGe層の形成(Ge仮想基板)が求められている。研究代表者らは近年、高濃度のPドープSi基板上に、直接平坦なGe膜が形成されることをスパッタ法を用いて示した。さらに、初年度、高濃度のBドープSi基板上でも直接平坦なGe膜が形成できることを示した。これらはスパッタ法におけるGeの低表面泳動長に関与して均一成長を促し、90度界面転位を伴って歪をある程度残して平坦成長することを解析した。次に、実際のデバイス製造を考慮して、比較的抵抗の高い数Ωcmの基板上でのGeの平坦化成長条件を探索した。その結果、成長速度を上げると、より微細な島が形成されることが判った。これは表面上での吸着Ge同志の衝突回数が増えるためと考えられた。より微細な島からなるGe膜はより高い歪を包含し、より平坦化成長した。微細な島は緩和される前に島同士が有機的に結合され、界面に90転位を伴ってより平坦化すると考えられた。また、一度初期成膜で微細な島を形成すれば、その後成長速度を下げてもGe膜が平坦に成長していくことが判った。これは、形成された島状Ge膜の凹凸周期がある範囲の場合、結合サイトの多い凹部に泳動Geが安定的に固定化され、成長過程で表面が次第に平坦化されるためと解析できた。また、RMS=0.23nmの極めて平坦でCVD法より低い貫通転位密度のGe膜が得られた。Si直上Ge平坦膜では電流が主に転位の多い界面を流れることが判った。このため電気的に膜面に垂直方向で整流性となる多層Ge構造にすることで、有効なチャネルの形成が可能となると期待される。以上スパッタ法を用いて、Si直上の平坦化Geの形成条件を明らかにし、デバイス形成のための指針を示した。

電子デバイス本年度の実施計画である、Si上へのGeの平坦化成長における、スパッタエピタキシー成長法と表面不純物原子の存在とGeの成長膜厚との相互の関連性を系統的に把握するために、基板抵抗、成長温度、成長膜厚などの、成膜条件と結晶成長特性との相関を系統的に調べて、本スパッタエピタキシー法を用いたSi上のGe平坦化成長における、不純物の存在と膜厚との関係に関する知見を得て、本Ge平坦化成長の原理機構の概要を把握した。Ge結晶成長特性として、基板抵抗、成長温度、成長膜厚を変化したときの、成長表面のモフォロジーを表面SEM、表面AFMで解析し、また、断面および平面TEM解析により、成長形態を明らかにした。さらに、ラマン分析により、内部応力と成長様式との相関を把握した。また、これらの結果から、成長原理の概要を検討した。また、デバイス応用面から、表面欠陥密度と電気的特性については、その評価を開始し、制御方法を検討した。25年度に引き続き、Si上へのGeの平坦化成長における、スパッタエピタキシー成長法と表面不純物原子の存在とGeの成長膜厚との相互の関連性を系統的に把握するために、基板抵抗、成長温度、成長膜厚などの、成膜条件と結晶成長特性との相関を系統的に調べて、本スパッタエピタキシー法を用いたSi上に直接形成するGe平坦成長の原理機構を明らかにする。この場合、基板表面抵抗は、抵抗の異なる基板を用いる場合と、高抵抗基板に抵抗の異なるSiやGe膜を堆積して実験を行うことで、表面ドーパントの効果を効果的に探る方法を採用する。さらに、デバイスへの応用を図るために、Ge成長膜の平坦度や表面欠陥密度、移動度などの電気的特性の制御方法を調査し、Ge-MOSデバイスへの適応する場合の有用性と本手法によりSi上にGe平坦膜を形成する方法のGe仮想基板としての有用性を総合的に評価する。消耗品について、購入予定した金額より3700円分低減が発生した。試料形成のための消耗品として、電子材料(スパッターターゲット、蒸着材料など)+電子部品(維持・交換・試作用)+真空部品(交換バルブ、配管、ガスケットなど)を購入する。成長様式を調べるための断面TEMやSIMSの分析費に用いる。さらに、国内学会発表経費1回分、外国国際会議発表経費1回分、英文校閲などの謝金、および、その他(論文別刷りまたは成果報告用印刷費+論文投稿費)に用いる。
人工ニューラルネットと脊椎動物網膜神経回路システムの同時研究:基礎的接点を求めて

A生体視覚系の神経生理A1硬骨魚の網膜において短波長錐体信号を伝達する特異型シプナス錐体からH1型水平細胞にはgm減少型のシナプスが介在し、これが短波長光信号を伝達することを明らかにした。さらに、この伝達物質受容体は2-アミノ-4-フォスフォノ酪酸をアゴニストとして、その起動は暗順応により阻害されることを示した。以上、シナプスの状況は従来の定説のように単純ではないことが分かった。A2受容野サイズの制御:色覚と明暗順応に関係する新しい可塑性機構A1から予測される効果として、明順応時のH1型水平細胞においては短波長刺激の受容野は長波長に比べて狭いことを示した。これは、色と明暗順応に依存する受容野サイズの可塑性制御に関する新しい機構の発見である。A3サル錐体内節部、ザリガニ視細胞、金魚水平細胞を対象としたCa^<2+>関連イオン透過膜機構上記課題に関して、電位依存性Ca電流、光受容電流、Ca依存性アニオン電流、Na-Ca交換、Na-K ATPase、および大容量の細胞内Caイオン貯蔵庫などの存在の立証や性質の解明を行った。A4錐体視細胞レベルにおける平方根則:スリット光刺激強度と応答振幅の関係上記の効果が、錐体間のギャップ結合と光の散乱に因るものであることを電気回路モデルを用いて説明した。B計算論的網膜モデルと人工網膜B1エッジ検出学習による可塑性時空間受容野の発現誤差逆伝播型3層NNにエッジの検出を学習させると、中心一周辺拮抗型受容野(CSRF)がNN内部に発現した。さらに、ノイズパターンを入力に加えると受容野は浅く広くなった。これは、空間的な微分(変化検出)と平滑(ノイズ除去)という相反する要求に対するtrade offと理解できる。また、以上のSN環境に依存した可塑性は「時間域の受容野」にも発現した。これら時空間受容野の特性は鯉網膜のON型双極細胞のCSRFでも実在することを実験的に示した。この双極細胞で得た事実はA2と密接に関連していると思われる。他方、類似の時空間特性をもつCSRFはハエ複眼の2次ニューロンにもあることが他者によって示されている。以上から、起源や構造は全く異なるが背後にある計算論的原理は同じであることが示唆される。B2画像処理用適応型VLSI標準正則化が、視細胞、水平細胞、双極細胞の成す網膜神経回路の構造に対応づけられることをA2やB1を参考に数学モデルにより示し、これを応用して集積回路設計を行い新しいタイプの画像処理チップを試作した。C1縮小写像原理に基づいた新しいタイプの連想記憶NN上記NNを考案した。前処理用に直交変換回路網の組み入れなどの改良を重ね、手書き英数字のほかにカラー画像の認識に応用して良好な結果を得た。また、ゲノム情報検索への応用に向けた研究も目下行っている。C2不要経路自律削除アルゴリズムとNN構造学習個々のタスクに対して必要十分なNN回路構造を事前に知ることは様々な理由で重要である。3層逆伝播型NNにおけるこの問題について、シナプス荷重の相互抑制により不要経路を自律削除するアルゴリズムを考案して良好な成積を得た。複数タスクの並列学習にも応用したところ、タスクに関連性があると隠れ素子の一部を共有した構造が形成された。この発現機構をタスク間の相対難易度、構造的整合性や成育時間過程などの観点から究明した。

この双極細胞で得た事実はA2と密接に関連していると思われる。他方、類似の時空間特性をもつCSRFはハエ複眼の2次ニューロンにもあることが他者によって示されている。以上から、起源や構造は全く異なるが背後にある計算論的原理は同じであることが示唆される。B2画像処理用適応型VLSI標準正則化が、視細胞、水平細胞、双極細胞の成す網膜神経回路の構造に対応づけられることをA2やB1を参考に数学モデルにより示し、これを応用して集積回路設計を行い新しいタイプの画像処理チップを試作した。C1縮小写像原理に基づいた新しいタイプの連想記憶NN上記NNを考案した。前処理用に直交変換回路網の組み入れなどの改良を重ね、手書き英数字のほかにカラー画像の認識に応用して良好な結果を得た。また、ゲノム情報検索への応用に向けた研究も目下行っている。C2不要経路自律削除アルゴリズムとNN構造学習個々のタスクに対して必要十分なNN回路構造を事前に知ることは様々な理由で重要である。3層逆伝播型NNにおけるこの問題について、シナプス荷重の相互抑制により不要経路を自律削除するアルゴリズムを考案して良好な成積を得た。複数タスクの並列学習にも応用したところ、タスクに関連性があると隠れ素子の一部を共有した構造が形成された。この発現機構をタスク間の相対難易度、構造的整合性や成育時間過程などの観点から究明した。初年度としてまず、人工ニュ-ラルネット研究用の計算機ソフトウエアの開発や作成および網膜神経回路研究用の生理・薬理実験用の装置の製作ならびに調整を行なった。実験施設に関しては未だ不備な点が多々あるものの、本研究の準備態勢の基本的なところはほぼ整えた。そして、人工と生体ニュ-ラルネットワ-クの同時研究という本研究の趣旨通りに多岐に渡る成果をすでに挙げることが出来た。それらの内容については、「11研究発表」の目録から伺い知れると思うが、主な実績を簡潔にまとめると以下のようになる。◆信号対雑音比に対する中心ー周辺拮抗型受容野の可塑性に関する究明:人工(BP型ネット)と生体(網膜双極細胞)のニュ-ラルネットにおける類似性の発見◆BP型ニュ-ラルネットにおいて、学習過程のノイズ入力が成育後の性能に与える影響に関する究明:過学習の問題と関連して◆網膜外層神経回路の生理実験に基づいた新しい情報工学モデルの構築◆網膜水平細胞内のCaとNaイオン調節機構に関する解明◆錐体視細胞ー水平細胞の波長依存性シナプス伝達に関する我々の説を支持する薬理学的な証拠の獲得◆錐体視細胞間の電気的カップリングに基づく「平方根則」を説明する神経回路網モデルの提唱◆新しい連想記憶ニュ-ラルネットモデルの構築網膜様人工ニュ-ラルネット脊椎動物網膜視覚神経系(1)Backprop3層人工ニュ-ラルネットに明暗の段差(エッジ)の検出を学習させると、中心一周辺拮抗型受容野が中間および出力層のユニットに発現した。さらに、ノイズパタ-ンを入力に、背景として加えると受容野は浅く広くなった。これは、微分(変化検出)と平滑(ノイズ除去)という相反する要求に対するtradeーoffの結果である。本年度はさらに以下の進展を得た。<a>SN比に応じて微分と平滑を配分する可塑制は[時間域の受容野]でも発現した。