hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分位点回帰モデルに対する計量手法の開発とその応用

統計分析でよく用いられる平均は、データが持つ特徴の一側面を表しているだけであり、データの特徴をより詳しく調べるには分位点など平均以外の構造を分析する必要がある。本研究では、近年注目を浴びている分位点回帰とよばれる方法を取り上げ、新たな分位点回帰モデルの開発を行うとともに、提案する計量モデルを効率的に推定するため、シミュレーションにもとづく推定方法の開発を行った。また、労働供給や医療支出などに関する実証分析を行い、提案する方法の有用性について検討した。今年度は、研究実施計画にもとづいて、データの整理、分位点回帰モデルの開発、提案した計量モデルに対するマルコフ連鎖モンテカルロ法の開発を中心に研究を行った。平成22年度における研究成果は以下の通りである。1.本研究に必要とされる特許申請数、女性労働供給、電力需要、家庭用水道需要、医療サービス需要などに関するデータを収集・整理した。また、これらデータを整理するためのプログラムの作成を行った。2.分位点回帰モデルに対する推定方法を開発するため、誤差項に非対称ラプラス分布を仮定することによってモデルの再定式化を行った。さらに、潜在変数導入することにより、非対称ラプラス分布にしたがう誤差項が、正規分布と指数分布による混合表現が可能であることを示した。これにより、分位点回帰モデルが通常の回帰モデルと同じ枠組みで分析することができることが明らかとなった。3.2.の結果にもとづき、分位点回帰モデルに対する新たな推定方法、具体的にはマルコフ連鎖モンテカルロ法による推定方法の開発を行った。シミュレーションや実際のデータを用いた分析から、提案する推定方法は既存の方法よりも簡便であり効率的であることが明らかとなった。また、本研究で提案するマルコフ連鎖モンテカルロ法を応用することよって、分位点回帰モデルがEMアルゴリズムによっても推定することが可能であることを示した。4.1.で用意したデータを用いて、賃金関数、水道の需要関数の推定などいくつかの実証分析を行った。その結果、通常の回帰分析では分からない新たな知見を得ることができた。これら研究成果の一部は海外雑誌に掲載され、学会においても報告されている。今年度は研究実施計画にもとづき、データの整理、パネルデータに対する分位点回帰モデルの開発、提案した計量モデルに対するマルコフ連鎖モンテカルロ法の開発を中心に研究を行った。平成23年度における研究成果は以下の通りである。1.本研究で必要となる家庭用水道・ガス需要、医療支出などに関するデータを収集・整理した。また、これらのデータを整理するために必要なプログラムの作成を行った。2.パネルデータに注目し、個体効果や動学的構造を考慮した新たな分位点回帰モデルの開発を行った。動学パネルデータモデルにおける初期値問題に対応するため、説明変数と相関を有する個体効果を分位点回帰モデルに導入した点が本研究の貢献の一つである。さらに、経済学でよく分析される打ち切りを伴うパネルデータや空間データに対する分位点回帰モデルへの拡張を行った。3.本研究で提案する分位点回帰モデルに対し、マルコフ連鎖モンテカルロ法による推定方法の開発を行った。昨年度の研究成果を適用することにより、パネルデータに対する分位点回帰モデルであっても、マルコフ連鎖モンテカルロ法の一つであるギブスサンプリング法によって容易に推定できることを明らかにした。このギブスサンプリング法は実行が容易な方法であることから、応用上に非常に有用な推定方法であると考えられる。さらに、シミュレーションや実際のデータを用いた分析から、提案する推定方法は既存の方法よりも効率的であることを確認した。4. 1.で用意したデータを用いて、医療支出、水道・ガスの需要関数、景気循環の推定などを行った。これらの実証分析から、消費者の行動が分位点ごとに異なるなど通常の回帰分析では分からない新たな知見を得ることができた。今年度は研究実施計画にもとづき、研究に必要なデータの整理、セミパラメトリック分位点回帰モデルの開発、提案した計量モデルに対するマルコフ連鎖モンテカルロ法の開発を中心に研究を行った。平成24年度における研究成果は以下の通りである。1.実証分析で必要とする所得分布、電力需要、金融などに関するデータを収集・整理した。2.通常の分位点回帰モデルでは、分位点関数に対して線形関数を仮定することが多い。そこで今年度は、分位点関数に特定の関数形を仮定しないセミパラメトリックモデルへの拡張を行った。具体的には、分位点関数をスプライン基底関数によって表現した分位点回帰モデルを構築した。その際,罰則付きスプラインの方法を適用することによって過剰適合の問題を回避している。また時変係数モデルに着目し、回帰係数が時間とともに変化する分位点回帰モデルも併せて開発した。3. 2.で提案する分位点回帰モデルに対して、マルコフ連鎖モンテカルロ法による推定方法の開発を行った。

これまでの研究成果を応用することによって、セミパラメトリック分位点回帰モデルであってもギブスサンプリング法によって容易に推定できることを明らかにした。また、アルゴリズムの効率性を高めるため、パラメータを積分消去することによってギブスサンプリング法の改善も試みた。シミュレーションや実際のデータを用いた分析から、提案する推定方法は既存の方法よりも効率的であることを確認した。4. 1.で用意したデータを用いて、所得分布や電力需要などに関する実証分析を行った。これら実証分析の結果から、通常の回帰分析では分からない新たな知見を得ることができた。これら研究成果の一部は海外雑誌に掲載され、学会においても報告されている。交付申請書の「研究の目的」には6項目について研究を進めていくことが記載されている。そのうち、5項目が当該研究期間中に達成されていることから、(2)おおむね順調に進展していると判断される。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究で提案する計量モデル・手法は非常に適用範囲が広いと考えられる。これらの有効性を示すため、理論的研究のみならず実証分析にもさらなる重点を置く予定である。
Ｒａｓ－Ｒａｆ結合阻害活性を有する抗がん剤の創製

rasがん遺伝子産物Rasは低分子量G蛋白質であり、多くの癌において活性化が認められることから、その機能を阻害する抗癌剤の開発が切望されている。我々は、GTP結合型Rasに特異的なポケット構造に基づいた大規模なスクリーニングを通じて、担がん動物において抗がん活性を示す複数の化合物群(Kobe0065ならびにその誘導体)の同定に成功した。これらの化合物は、Rasと標的蛋白質ならびに上流の調節因子との結合を阻害することでRasのシグナル伝達を阻害し、顕著な抗がん作用を示すことが明らかになった。さらに、これらの化合物は、市販の抗癌剤には認められない癌細胞の転移抑制作用を示すことも明らかになった。背景となる研究により申請者らは、がん遺伝子産物RasとそのエフェクターRafキナーゼとの直接結合を阻害する低分子化合物(2種類の母核構造A群、B群に分類)を獲得している。これらの化合物については腫瘍増殖抑制作用を求めるものの、作用機序については、精製蛋白質を用いた生化学試験によりRas-Raf結合阻害作用が確認されているのみであり、細胞内における同阻害活性ならびに下流のシグナル伝達系への作用の詳細については未解明であった。本研究では、化合物による細胞内Ras-Raf結合阻害活性を確認するとともにRaf以外のRasの標的分子RalGDS,ならびにPI3Kへのシグナル伝達についても化合物による阻害作用が確認された。また、大腸がん細胞株SW480以外のがん細胞株として、膵臓がん細胞株Panc1を用いた担がんモデル動物での腫瘍増殖抑制試験では、化合物による一定の腫瘍増殖抑制効果が確認された。大腸がん細胞SW620を用いた転移がんモデルでは、A群、B群ともに、市販薬sorafenibには認められない転移抑制作用が確認された。またNOESY-NMRにより、A群、B群に属する複数の化合物について、Rasとの複合体の立体構造決定に成功した。さらに、X線結晶解析を通じて、GTP結合型H-Rasならびに2種類の活性型変異体H-RasG12V, H-RasQ61Lの新規立体構造の決定に成功した。これら新規構造には、薬剤が結合可能な新規ポケット構造の存在が確認されたため、今後、コンピュータシミュレーションによる新規Ras-Raf結合阻害物質のスクリーニングに応用可能と考えられた。背景研究により申請者らは、がん遺伝子産物RasとそのエフェクターRafキナーゼとの直接結合を阻害する低分子化合物(2種類の母核構造A群、B群に分類)を獲得していた。A群化合物については、細胞内Ras-Raf結合阻害活性を確認するとともに、Raf以外のRasの標的分子RalGDS,、PI3K、さらにはRasの上流の活性調節因子(グアニンヌクレオチド交換因子)へのシグナル伝達についても、顕著に阻害することが確認された。また同化合物に関する、市販薬(ソレフェニブ)に匹敵する強力な抗がん作用、ならびに化合物の直接結合を証明するRasと化合物との複合体のNMRによる立体構造解析結果も合わせて、一連の研究成果を取り纏め、総合科学雑誌である米国科学アカデミー紀要に発表した。その結果、同成果は、Rasを分子標的とした抗がん剤の有望な開発例として、Nature Reviews Cancer(Burgess, Nature ReviewsCancer13, 381 (June 2013))をはじめとする複数の科学雑誌にハイライトされるとともに、同年、新聞・TVなど国内外の報道各社に研究内容の有用性と社会貢献について多数取り上げられた。また研究成果に基づき、計算科学を導入してデザイン・有機化学合成したA群化合物の新規誘導体の中には、細胞レベルでより強力ながん細胞増殖抑制効果を示すものも複数認められたが、担がんモデル動物システムでの抗がん作用については、出発化合物と同等であった。これらの結果により、化合物のin vitroでの活性改善のみならず、生体における化合物の吸収・代謝などをも考慮した構造展開の必要性を含め、今後検討すべき課題が明確になった。背景となる研究で申請者らが保有する、がん遺伝子産物RasとそのエフェクターRafキナーゼとの結合を阻害する低分子化合物(2種類の母核構造A群、B群に分類)について、作用の特異性を以下の方法で解析した。Rasファミリーに属するH-Ras, Rap1A, Rap2A, M-Ras, RalAならびにRhoファミリーに属するRhoA, Rac1, Cdc42を精製し、水溶性の良好なA群の3種類の化合物を用いたRelaxation-edited 1次元水素核核磁気共鳴法を用いて、化合物とRasとの結合特異性を調べた。その結果、2種類の化合物については良好なデータが得られ、Rap1A以外のRasファミリーの分子群に化合物が特異的に結合することが確認された。一方、Rhoファミリーの分子群にはA群の化合物は結合しなかった。種々のヒト

がん細胞株を用いた化合物の活性評価試験では、A群、B群の化合物ともに、活性型Rasを有するヒト大腸がん細胞株SW480, DLD1,膵臓がん細胞株Panc-1,前立がん細胞株PC-3など複数の細胞株に対して、がん化形質を顕著に抑制することが確認されたが、活性型Rasを有さない細胞群(悪性黒色腫細胞株A375,膵臓がん細胞株BxPC-3など)に対しては全く活性を示さず、細胞試験においてもRasに対する化合物の特異的抑制作用が証明された。またSW480を用いた担がんモデル動物システムでは、腫瘍増殖抑制が確認された組織内において、Ras-Rafシグナル伝達系の下流に位置するセリン/スレオニンリン酸化酵素MEKの活性が顕著に低下していたことから、保有化合物は腫瘍組織内においてもRas-Rafシグナル伝達系を特異的に阻害することにより抗がん作用を示すことが明らかになった。当初予定していた、1)種々のがん細胞株を用いた担がんモデル動物システムでの化合物の薬効評価につては、膵臓がん細胞株Panc-1を用いたモデルシステム構築に成功し、一定の腫瘍増殖抑制効果は確認されたたが、現状では個体数がまだ少なく有意差検定にまでは至っていない。2)化合物とRasとの複合体の結晶化ならびにX線結晶解析は成功しなかったが、複数の化合物について今後の構造展開に有用なNOESY-NMRによる複合体の立体構造情報獲得に成功した。3)新規化合物のスクリーニングに必須の新規ポケット構造決定に成功した。これらの結果により、上記の達成度区分とした。当初予定していた1)化合物のH-, N, K-Ras以外の低分子量G蛋白質への作用評価、2)種々のがん細胞株を用いたがん化形質抑制試験による化合物のRas特異性の評価については概ね完了しているが、3)種々のがん細胞株を用いた担がんモデル動物システムでの化合物の薬効評価については、大腸がん細胞株SW480を用いた実験結果のみがH23年度の実績であり、当初の予定のDLD-1, Panc-1, PC-3については、がん細胞の皮下組織への生着が不良で年度内に安定したモデルシステム構築には至らなかった。将来的に化合物の適応がん腫の拡大を図るために、H24年度に引き続き、1)複数のヒトがん細胞株を用いた担がんモデル動物システムを構築し、化合物の薬効評価を行う。2)化合物の新規活性であるがん転移抑制作用のメカニズムについても解析を継続する。3)Rasと複数の化合物との複合体の立体構造情報に基づいて、活性・毒性改善のための理論計算科学を駆使した構造展開を実施する。将来的に化合物の適応がん腫の拡大を図るために、H23年度に引き続き1)複数のヒトがん細胞株を用いた担がんモデル動物システムを構築し、化合物の薬効評価を行う。また、最近確認された2)化合物の新規活性であるがん転移抑制作用のメカニズムを培養細胞ならびに転移がんモデル動物システムにて解析する。また、化合物の活性・毒性改善のための構造展開を効率的に進めるために、3)X線結晶解析ならびに核磁気共鳴法(NMR)を利用して化合物のRas認識メカニズムの解明も同時並行で行う。
非線形力学系としての天体現象の解析

1.天体カオス系解析法の開発次頁以下の文献表の(9)(13)(15)が該当する論文である。文献(13)は、ブラックホールCygX-1のX線変動のノイズの混ったデータからフラクタル次元を求めたものである。(15)は、データに欠測がある場合など不完全なデータ系に対して、力学系としての振舞いを主成分解析によって調べる手法を開発した。(9)は、未知の変動系を主成分解析、クラスター解析などを利用して、新学問分野として展開させる手法を一般的に論じた。今後の学問の文化発展の方法序説となることを期待する。2.質量放出星研究の開発文献表の(3)(4)(5)(6)(12)が該当し、(1)(2)(7)(8)(10)(11)(14)が関連した論文である。(3)はH^<13>CN線のメーザー発光の世界最初の発見、(5)は質量放出が双極流となっている星(VHya)の存在の発見の報告である。いずれも野辺山電波天文台45m鏡を用いた共同利用観測によるものである。(6)は星の外殻のPS分子の発見を試みたが受信できなかった。(4)(12)は電波の分子分光が独立部門として発展するために基礎となる距離決定法を提唱したもので、第一級の測定精度の方法となることが期待できる。その方法の理論の一部をなすのが(7)の球対称輻軸射場の簡明解である。また、質量放出星は対流層が発達し、脈動星となっているものも多いが、(1)(10)は脈動の研究、(2)(8)は対流の研究である。特に(10)における不規則変光星の変光はカオス系の特性を示し、対流外層のもつ非線形振動として、一つの学問分野が発電することになるであろう。(11)は恒星誕生の場を論じたものであるが、宇宙の化学組成の進化に恒星の質量放出とともに基本的なものである。(14)は同じく、連星系の質量エネルギーの輸送による宇宙の動的変動の一つの実相をとらえたもので、観測的な異常重力減光をよく説明している。非線形力学系としての天体現象研究として, 1.一般論, 2.CygXー1の変動解析, 3.質量放出赤色超巨星, 4回転星の内部運動, 5.小惑星の運動学的特性の5.項目について研究を行った.1.(1)海野は乱流拡散をくり込みにより導入し,恒星乱対流の取扱いを定量的に行う方法を提案した. (論文1)(2)海野と湯浅は不完全データの主成分解析法を開発した. (論文11)(3)海野は天体カオスが長年月の場合,ノイズの多い場合,不完全データの場合等の数学的対応を論じた. (論文14)2.海野等は,ブラック・ホールと目されるCygXー1のX線衛星「てんま」による観測のカオス解析を行い,新解析方法を開発し, 7次元程度のカオス的変動をしているという一応の結果を得た. (論文8)

3.赤色巨星の質量放出は宇宙化学進化に重要であるが,質量放出星全体を恒星進化末期の変動系としてとらえる計画で,野辺山宇宙電波観測所45m鏡によるCO,HCN分子線ミリ波観測を行った.海野と小山は東京天文台等の共同研究者と, YCV_nがH^3CNメーザー放射をしていることを発見し, (論文3), VHyaに双曲流的質量放出を見出したが, (論文6), PS分子の探査はネガティブであった(論文7).海野らは,赤外線星の距離決定をCO,HCN分子線観測で行う方法を開発した. (論文^<10>15).未発表の観測結果もたまっており(論文16参照), 63年度には質量放出赤色巨星の集大成を目指して,データ・ベースを完備する予定である.4.海野らは,差動回転による非動径振動の励起の一般論を作った. (論文2),木口らは,回転雲中のリング形成等の形状変化の条件を求めた. (論文4).海野と木口らは,半分離連星の異常重力減光を質量流出で解釈した. (論文9).5.三上らは,小惑星についてサイズ分布と運動学的特性の関係を論じた. (論文5,12,13).1.天体カオス解析の数学的基礎次頁以下の文献表の(6)(10)(12)が該当する。文献(10)は、ブラックホールと目されるCyyX-1のX線変動が5次元程度の次元を持つ力学系としての振舞を示すことを調べたものであるが、雑音の多いデータからの次元決定法を提唱した。(12)は、同じくデータが欠測のある場合など不完全な系に対して、力学系の振舞を主成分解析によってきめる試みである。更に、(6)は、新しい学問分野をつくる際に、主成分解析、クラスター解析の有用性を述べたもので、今後の学問の分化発展の方法序説となることを期待する。2.質量放出星の研究文献表の(1)(2)(3)(4)(9)が関連する。ただし(4)は球対称輻射場の簡明な解を与える論文で、(1)(9)の質量放出量の距離決定法に利用した。(1)(9)は、星の電波分子分光学を自前で確立させるべき、第一級の距離決定を提唱したものである。COやHCNの線幅と全輻射等級から距離が求まる。(2)(3)は、野辺山電波天文台45m鏡での観測の成果の一部である。双極流を示す赤外線星の存在の発見はわれわれのVHgaが最初である。質量放出星全体を一つの系とみなし、その進化に伴う変動を研究する当初の目的は、よいスタートを切り、目下進行中である。3.その他の天体動力学系の研究文献表の(5)(7)(8)(11)が該当する。(5)は太陽対流層の乱対流の問題、(7)は不規則・半規則変光星を非線形力学系の興味ある実例としてリバイバルさせる計画、(8)は恒星形成の舞台の動的変動、(11)は半分離連星系の質量エネルギー輸送の問題をそれぞれ議論した。これらはいずれも独立した研究テーマであるが、宇宙のカオス的変動の相ないし実例として、本研究を支えるものである。
グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態

新学術領域「グリアアセンブリ」総括班としては研究内容の公開を目指して、5回の公開シンポジウム(その内2回は国際シンポジウム)を開催した。また包括脳シンポジウムと次世代脳プロジェクトにおいて、他領域と合同シンポジウムを開催した。この活動により、日本においてグリア研究の重要性がさらに広く認知された。また班員間の研究連携を目指して、研究成果報告会とワークショップをそれぞれ5回ずつ開催した。さらに、研究支援班を設定し、班員への新技術支援を行った。これにより、領域として大きな成果を上げることができた。下記に示すような日程で総括班の活動を行った。平成25年6月に新学術領域「グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態」の採択が決定した後、ただちに第1回企画立案調整委員会を開催し、具体的な活動方針を決定した。その後、平成25年9月3日と平成26年1月10日に公開シンポジウムを開き領域の活動の広報を諮った。また、平成26年1月11日には第1回の研究報告会を開催した。平成25年7月2日:第1回企画立案調整委員会(名古屋大学医学部)平成25年9月3日:第2回企画立案調整委員会(九州大学百年講堂)平成25年9月3日:第1回総括班会議(九州大学百年講堂)平成25年9月3日:第1回公開シンポジウム(九州大学百年講堂)平成25年11月25日:第1回実行委員会(慶應大学医学部)平成26年1月10日:第2回公開シンポジウム(名古屋大学鶴友会館)平成26年1月11日:第1回研究成果報告会(名古屋大学鶴友会館)平成26年1月11日:第2回総括班会議(名古屋大学医学部)下記に示すような日程で総括班の活動を行った。平成26年度計画として交付申請した以外に、脳神経系の疾患を取り扱っている5領域と合同シンポジウムを包括脳シンポジウムの場を借りて開催し、5領域がそれぞれどのような特徴を持って脳神経系疾患の病態解明に取り組んでいるのか討論した。上記脳神経系疾患を取り扱っている新学術領域とは下記の5領域である。「シナプス・ニューとサーキットパソロジーの創成」(岡澤均代表)、「統合的神経機能の制御を標的とした糖鎖の作動原理解明」(門松健治代表)、「脳内環境:恒常性維持機構とその破綻」(高橋良輔代表)、「マイクロエンドフェノタイプによる精神病態学の創出」(喜田聡代表)、「グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態」(池中一裕代表)また、平成26年度に新たに採択された新学術領域「脳タンパク質老化と認知症制御」(祖父江元代表)も加えた6新学術領域で連携協力体制の構築を行った。目的は、「脳疾患に関連した研究を行っている新学術領域の間で、異なる領域に属する班員間の共同研究を活発化し、支援事業の有効活用を図る。」である。平成26年8月7日:第1回若手育成セミナー(京都市、仁和寺)、平成26年8月8-9日:第1回夏のワークショップ(京都市、みやこめっせ)、平成26年12月11日:包括脳シンポジウム「5領域合同シンポジウム」(東京医科歯科大学鈴木章夫記念講堂)、平成27年1月23日:第2回公開シンポジウム(国際シンポジウム)(東京大学伊藤国際学術研究センター伊藤謝恩ホール)、平成27年1月24日:2014年度研究成果報告会(東京大学伊藤国際学術研究センター伊藤謝恩ホール)下記に示すような日程で総括班の活動を行った。H26年度計画として交付申請した以外に、XII European Meeting on Glial Cells in Health & Disease(H27年7月15-18日、Spain, Bilbao)において、班員の岡部繁男教授がシンポジウムを主催した。また小泉修一教授がワークショップを主催し、池中代表、飯野正光教授、田中謙二准教授らが発表した。これらの班員の学会参加のための旅費を支援した。また、下記新学術2領域と「第13回糖鎖科学コンソーシアムシンポジウムー糖鎖研究と他領域との統合」を共催した。「生命分子システムにおける動的秩序形成と高次機能発現」(加藤晃一代表)「統合的神経機能の制御を標的とした糖鎖の作動原理解明」(門松健治代表)(活動日程表)H27年7月9-10日:第2回若手育成セミナー(岡崎市、生理研)、H27年7月10-11日:第2回夏のワークショップ(岡崎市、岡崎コンファレンスセンター)、H27年10月19-20日:第13回糖鎖科学コンソーシアムシンポジウム(愛知県産業労働センター「ウインクあいち」)、H28年1月8日:第3回公開シンポジウム(慶應義塾大学三田キャンパス北館ホール)、H28年1月8-9日:2015年度研究成果報告会(慶應義塾大学三田キャンパス北館ホール)、H28年1月10-11日:国際活動支援班の活動第1回Young Glia(慶應義塾大学三田キャンパス北館ホール/大学院棟)平成27年度に計画していた案件は全て執行したから。平成28年度計画として交付申請した以外に、他9領域とともに「次世代脳プロジェクト冬のシンポジウム」を主催した(平成28年12月19-21日)。また下記新学術2領域と連携して合同シンポジウムを行った。「生命分子システムにおける動的秩序形成と高次機能

発現」(加藤晃一代表)「温度を基軸とした生命現象の統合的理解」(富永真琴代表)平成28年7月14-15日:第3回若手育成セミナー(山形県山形市、蔵王アストリアホテル)、平成28年7月15-16日:第3回夏のワークショップ(山形県山形市、山形国際ホテル)平成29年1月6日:第4回公開シンポジウム(福岡県福岡市、九州大学医学部百年講堂)、平成29年1月6-7日:2016年度研究成果報告会(福岡県福岡市、九州大学医学部百年講堂)平成28年度に計画していた案件はすべて執行し、脳神経の他の新学術9領域と次世代脳プロジェクト冬のシンポジウムを共催し、連携を強化したから。下記に示すような日程で総括班の活動を行った。平成29年計画として交付申請書した以外に、新学術領域「脳タンパク質老化と認知症制御」(祖父江元代表)と共に「次世代脳冬のシンポジウム」を主催した(平成29年12月20-22日)。また、吉良分担研究員とともに千里ライフサイエンスセミナー「神経変性疾患の最前線(グリア細胞と神経疾患)」を開催した。講演者は計画班員の池中一裕、吉良潤一、小泉修一と公募班員の立川正憲、池内健、山中宏二であった。平成29年6月30日-7月1日:第4回グリアアセンブリ夏のワークショップを開催(新潟県新潟市、新潟大学脳研究所)。平成30年1月17-19日:第3回Young Gliaを開催(静岡県熱海市、KKRホテル熱海/東京都文京区東京大学伊藤国際学術研究センター)。今回、ドイツの他、アメリカやカナダなどの国からも教授を招待し、Young Gliaがより国際的になるよう努力した。平成30年1月19日:グリアアセンブリ第5回公開シンポジウム(国際シンポジウム)を開催(東京都文京区、東京大学伊藤国際学術研究センター)。平成30年1月19-20日:グリアアセンブリ第5回班会議(成果報告会)を開催(東京都文京区、東京大学伊藤国際学術研究センター)。若手研究者の国際学会(Euroglia XIII)への参加をサポートした。領域内研究支援活動も支援した。ホームページを充実させ、ニュースレターも2回発行した。新学術領域「グリアアセンブリ」総括班としては研究内容の公開を目指して、5回の公開シンポジウム(その内2回は国際シンポジウム)を開催した。また包括脳シンポジウムと次世代脳プロジェクトにおいて、他領域と合同シンポジウムを開催した。この活動により、日本においてグリア研究の重要性がさらに広く認知された。また班員間の研究連携を目指して、研究成果報告会とワークショップをそれぞれ5回ずつ開催した。さらに、研究支援班を設定し、班員への新技術支援を行った。これにより、領域として大きな成果を上げることができた。理由:平成26年度に計画していた案件は全て執行し、新学術領域6領域間の連携を強化したから。新しく加わった公募班員と共に領域としてフルの活動を行い、領域内のさらなる連携を図る。1)ワークショップ(平成28年7月15-16日):班員に新しい研究テクニックを紹介するとともに、班員間の連携を強化する。
不等長２本鞭毛の運動性分化を統御する新規因子の解明

褐藻雄性配偶子の運動とカルシウムイオンの関係についての詳細な解析を行った。その結果、褐藻特有のユニークな現象を明らかにすることができた。また、褐藻雄性配偶子の鞭毛運動について、生理学的メカニズムを明らかにするために除膜モデルの確立を目指し実験を行った結果、近いうちにこれらの確立が可能であることがわかった。当初予定していた、走化性・走光性に関わるリン酸化タンパク質の同定は、予想外に困難であったため、雄性配偶子特異的に存在すると考えられる性フェロモン受容体タンパク質の検出を目指し、雌雄配偶子のタンパク質の比較を行うことにした。本研究に関連する成果については、化学生態研究会での招待講演や、日本藻類学会大会における研究発表、ならびに2報の論文を国際学術雑誌に公表した。当初の計画していた走化性・走光性に関わるリン酸化タンパク質の同定が予想外に困難であったことにより、研究方針を途中で変更したが、褐藻雄性配偶子の運動とカルシウムイオンの関係についての研究、褐藻雄性配偶子の鞭毛運動について、生理学的メカニズムを明らかにするために重要となる除膜モデルの確立についての研究は順調に進行した。褐藻雄性配偶子の運動とカルシウムイオンの関係については追加実験を行い国際学術雑誌に投稿する予定である。褐藻雄性配偶子についての除膜モデルは、よりよい条件を検討していく。雌雄配偶子のタンパク質の比較については、単離した鞭毛または全タンパク質を用いて行い、雄性配偶子特異的に検出されるタンパク質を同定する。同定されたタンパク質については、抗体を作製し、局在及び機能解析に使用する。褐藻の遊泳細胞(遊走子・配偶子)は短い間しか運動することができない。そのため、外的環境要因をすばやく適切に感知し、生育環境に適した場所に着底することや、受精することがその後の生長に欠かせない。そこで重要な役割を果たすのが、遊泳細胞の走光性や走化性である。本研究では、走光性や性フェロモンに対する走化性を示す際に見られる雄性配偶子の不等長2本鞭毛の運動性の違いに着目し、これを制御する分子機構、シグナル経路を明らかにすることを目的としている。本年度は、フィールドに存在する褐藻ムチモ配偶体を採集し単藻培養化し、生化学的解析を目的に大量培養を試みた。本種はゲノムが解読されていないことから、プロテオミクス解析に必要な配列情報を得るため、ムチモ雌雄配偶子からmRNAを抽出しトランスクリプトーム解析を行った。その結果、鞭毛関連タンパク質のmRNAが多数検出されたことから、鞭毛関連タンパク質を同定するための質量分析レファレンスデータベースとして利用できることがわかった。さらに、ホスホジエステラーゼの阻害剤であるテオフィリンを用いた実験から、細胞内cAMP、cGMPはムチモ雄性配偶子の走化性に重要な役割を果たすことが明らかになった。また、テオフィリンを加えた際の細胞内cAMP、cGMPの変化を測定すると、細胞内cAMPが有意に上昇することが明らかになった。走化性だけでなく走光性に関わるタンパク質のリン酸化についても明らかにするために、様々な条件(光有り・無し、性フェロモン有り・無し、テオフィリン有り・無し)で、cAMP依存性プロテインキナーゼによりリン酸化されたタンパク質を標識する抗体を用いて、ウェスタンブロッティングを行った。その結果、それぞれの条件でタンパク質のリン酸化レベルが異なることが明らかになった。当初の計画では、褐藻シオミドロ・マコンブを研究材料として解析を進める予定であったが、研究中に、褐藻シオミドロ・マコンブ以上に褐藻ムチモでは配偶子を効率的かつ多量に採取できることがわかった。そのため、褐藻ムチモについて配偶子を回収するための培養条件を確立した。この条件を利用し、配偶子を回収しトランスクリプトーム解析や阻害剤を用いた生理学的実験を行うことができた。さらに、タンパク質同定までは至らなかったが、走光性や走化性に関与する可能性が高いリン酸化タンパク質を検出することができた。走化性や走光性に関与するリン酸化タンパク質を同定するには、さらに多くの配偶子が必要であることがわかった。今後は、培養株に加えて、フィールドサンプルも利用することで、より多くの配偶子を回収して実験に用いる。また、同定されたタンパク質について抗体を作製し、局在及び機能解析に使用する。

褐藻雄性配偶子の運動とカルシウムイオンの関係については追加実験を行い国際学術雑誌に投稿する予定である。褐藻雄性配偶子についての除膜モデルは、よりよい条件を検討していく。雌雄配偶子のタンパク質の比較については、単離した鞭毛または全タンパク質を用いて行い、雄性配偶子特異的に検出されるタンパク質を同定する。同定されたタンパク質については、抗体を作製し、局在及び機能解析に使用する。
大規模コンテンツセントリックネットワークのモデル化・解析・制御

本研究課題では、大規模コンテンツセントリックネットワークにおける情報拡散のダイナミクスを分析するための数学的解析手法を構築するとともに、解析結果を応用することにより、大規模コンテンツセントリックネットワークを実現した。具体的には、(1)流体近似手法を用いた大規模コンテンツセントリックネットワークのモデル化および(2)制御理論を用いた大規模コンテンツセントリックネットワークのダイナミクス分析、に取り組んだ。本研究課題では、大規模コンテンツセントリックネットワークにおける情報拡散のダイナミクスを分析するための数学的解析手法を構築するとともに、解析結果を応用することにより、コントローラブルな大規模コンテンツセントリックネットワークを実現する。具体的には、以下の3つの研究課題に取り組む。1.流体近似手法を用いた大規模コンテンツセントリックネットワークのモデル化2.現代制御理論を用いた大規模コンテンツセントリックネットワークのダイナミクス分析3.利用者が情報拡散ダイナミクスを自由に指定できる大規模コンテンツセントリックネットワークの設計平成25年度は、本研究代表者がこれまで構築してきた、流体近似法による大規模ネットワーク解析手法を発展させることにより、大規模コンテンツセントリックネットワークにおける情報拡散のダイナミクスをモデル化した。具体的には、コンテンツセントリックネットワークとしてCCN (Content Centric Networking)を、アプリケーションとして多数の不均一なユーザに対するコンテンツ配信を想定した。多数のユーザによって、大規模コンテンツセントリックにおいて、データが非同期的に生成・蓄積・複製・転送・廃棄される過程のダイナミクスを数学的に記述した。1.流体近似手法を用いた大規模コンテンツセントリックネットワークのモデル化2.現代制御理論を用いた大規模コンテンツセントリックネットワークのダイナミクス分析3.利用者が情報拡散ダイナミクスを自由に指定できる大規模コンテンツセントリックネットワークの設計平成26年度は、平成25年度までの研究成果を発展させることにより、一般的なネットワークトポロジにおける大規模コンテンツセントリックネットワークのモデル化手法を考案するとともに、オープンソースソフトウェア実装を利用した実験により、大規模コンテンツセントリックネットワークのスケーラビリティを調査した。具体的には、多段キャッシュネットワークにおけるキャッシュのヒット率を解析的に求める近似アルゴリズムMCA (Multi-Cache Approximation)を利用することにより、任意のネットワークトポロジにおけるCCN (Content-Centric Networking)の性能を解析した。また、CCNのオープンソースソフトウェア実装であるCCNxを仮想ネットワーク上で動作させた時の通信性能を計測するとともに、プロファイリングによって性能ボトルネックを分析した。1.流体近似手法を用いた大規模コンテンツセントリックネットワークのモデル化2.現代制御理論を用いた大規模コンテンツセントリックネットワークのダイナミクス分析3.利用者が情報拡散ダイナミクスを自由に指定できる大規模コンテンツセントリックネットワークの設計平成27年度は、平成26年度までの研究成果を発展させることにより、任意のネットワークトポロジにおける大規模コンテンツセントリックネットワークのコンテンツ配送遅延・可用性・スループットを導出するとともに、近似解析の妥当性をシミュレーション実験によって調査した。さらに、本研究課題で構築した大規模コンテンツセントリックネットワークのモデル化手法を応用することにより、コンテンツセントリックネットワークにおける最短経路ルーティングの最適性を明らかにした。平成26年度では、多段キャッシュネットワークにおけるキャッシュのヒット率を解析的に求める近似アルゴリズムMCA (Multi-Cache Approximation)を利用することにより、任意のネットワークトポロジにおけるCCNの性能を解析した。複数のルータと、複数のリポジトリから構成されるCCNネットワークを対象とし、エンティティがコンテンツを要求してからコンテンツを取得するまでに要する時間(コンテンツ配送遅延)、コンテンツ取得のスループット、ルータやリポジトリが故障する場合にエンティティがコンテンツを正しく取得できる確率(可用性)を解析的に求めた。さらに、いくつかの数値例により、ネットワークのトポロジがCCNの有効性に与える影響を調査した。その結果、CCNでは、リポジトリに近いルータほど、コンテンツのキャッシングによる性能向上の恩恵(コンテンツ配送遅延の短縮および可用性の向上)を受けることがわかった。さらに、CCNのオープンソースソフトウェア実装であるCCNxのネットワーク規模に対するスケーラビリティを実験によって調査した。単一の物理計算機上でさまざまな規模の仮想ネットワークを構築し、コンテンツを保有するリポジトリに対して、コンテンツ取得要求を繰り返し発行した。性能指標として、コンテンツ配送の総スループット、ネットワーク中でのパケット廃棄率、コンテンツ配送遅延をそれぞれ計測することにより、CCNxのネットワーク規模に対するのスケーラビリティを分析した。その結果、実験に使用した物理計算機上では、CCNルータ数が2030を超えると通信性能が低下すること、また、CCNルータにおけるDataパケットの署名計算がCPU時間の約29%を占めることなどがわかった。さらに、Dataパケットの署名計算をハードウェアにオフロードすることで、CCNxのネットワーク規模に対するスケーラビリティがどの程度改善されるかを調査した。27年度が最終年度であるため、記入しない。情報ネットワーク

平成27年度は、平成26年度までに構築した、大規模コンテンツセントリックネットワークにおける情報拡散(生成・蓄積・複製・転送・廃棄)のダイナミクスモデルのさらなる高度化に取り組む。特に、CCNルータ間の接続関係が明示的に与えられる決定的なネットワークトポロジの記述だけではなく、CCNルータの次数分布によって暗示的に与えられる確率的なネットワークトポロジの記述を可能とする。また、平成26年度までの研究をさらに発展させ、大規模コンテンツセントリックネットワークにおける情報拡散ダイナミクスのモデルを用いて、CCN上へのデータ配置機構、CCNのコンテンツルーティング機構、ユーザからのコンテンツ要求パターン、CCNルータのキャッシュ配置機構、CCNネットワークのトポロジなどが、大規模コンテンツセントリックネットワークにおける情報拡散の速度・効率性・安定性・ロバスト性・信頼性に与える影響を明らかにする。大規模コンテンツセントリックネットワークにおけるコンテンツ配送を数学的にモデル化し、効率性の性能指標として配送遅延および通信量を、可用性の性能指標としてコンテンツ配送率を導出した。また、CCNが有効となる適用領域を明らかにするため、IPネットワークにおける効率性および可用性もあわせて導出した。また、ケーススタディとして、スマートグリッドにおけるスマートモニタから管理センタへのデータ収集を想定し、通信インフラをIPおよびCCNで実現した場合の効率性および可用性を解析した。その結果、IPと比較して、CCNによって通信のオーバヘッドは増加するが、ネットワーク全体の可用性が向上することを明らかにした。また、コンテンツセントリックネットワークにおける閉域通信を可能とする仮想コンテンツセントリックネットワークにおけるCCNルータのキャッシュ性能を解析した。
高強度・耐熱応力高濃度不純物添加シリコン結晶基板の提案

本研究では、LSIプロセスで高強度・耐熱応力シリコン結晶基板として期待される高濃度で不純物を添加、特にゲルマニウムを添加した結晶中の転位挙動やそり、変形について検討した。代表的な結果を列挙する。1.高濃度ゲルマニウム添加シリコン種子結晶中の熱ショック転位挙動高濃度ゲルマニウム添加種子結晶中の熱ショック転位挙動を検討した結果、7×7mm^2断面の種子結晶を用いた場合にゲルマニウム濃度9×10^<19>atoms/cm^3以上の種子を用いることによって転位を抑倒できることがわかった。ボロンも同じ不純物硬化効果を有するが、ゲルマニウムはボロンと比較して約2桁以上高い濃度で抑制効果を有し、ゲルマニウムをボロンと同時に添加することにより効果が増すことを確認した。2.高濃度ゲルマニウム添加シリコン結晶中のスリップ挙動10^<20>atoms/cm^3オーダーで結晶中のゲルマニウム濃度が高くなるにつれて、1の結果とは逆に結晶成長中にスリップが発生することがわかった。基板の熱処理によるスリップ挙動評価においては、ゲルマニウム濃度10^<19>10^<19>atoms/cm^3の間で最もスリップが抑制されたことから、転位抑制に最適なゲルマニウム濃度が存在することが推測された。3.高濃度ボロン、ゲルマニウム同時添加基板中のスリップ、そりの挙動まず、格子定数を調整した上記基板を下地基板として低濃度ボロン添加の数十μmの層をエピタキシャル成長しミスフィット転位挙動を検討したところ、転位が発生していないことを確認した。次に、同基板の高い熱応力によるスリップ、そりの挙動を検討した結果、無添加はもちろん高濃度でボロンおよびゲルマニウムを単独に添加した基板に比べて、顕著に耐スリップ、そりの特性を有することがわかった。以上の結果から、ボロンとゲルマニウムを高濃度で同時に添加したシリコン基板が最も高強度で耐熱応力性に優れていると結論し、エピタキシャル用下地基板としての利用方法を提案した。
障害者運動とソーシャルワークの協働と葛藤-国際比較による実証的研究

自立生活運動がアメリカから日本に移入する過程における障害者運動とソーシャルワークとの接点に着目して、文献や当時の関係者からの聞き取りにより両者の協働と葛藤を研究した。また、英米における障害学の近年の動向を調査し、ソーシャルワークとの接点を探った。これらの研究成果は、日韓公開シンポジゞムにおいて報告され、日韓の研究者によって共有されるとともに、障害者教育や福祉関係者らにも還元された。平成22年度は初年度であるため、研究の第一段階として以下の4つの点から研究をスタートさせた。1)行政、研究者、当事者という3つの立場から「障害者」の定義に着目して、戦後日本の障害者福祉の先行研究をレビューし、研究者と障害者運動との接点について検討した結果、1980年代の日米自立生活セミナーにおける日本の障害者福祉専門家と障害者運動との協働があったことがわかった。2)英米のソーシャルワーク史についての先行研究をレビューして、「生活」モデルが登場した経緯や、これと障害者運動が提唱した「社会モデル」との関係、および、社会モデルからソーシャルワーク実践への影響について検討した。3)名古屋地区における障害者運動の発展と社会福祉研究者とのかかわりについてヒアリング調査をおこなった結果、名古屋地区においては幅広い範囲で障害者運動と社会福祉専門家との協働事例を確認した。また、北海道、東北地方における障害者運動と研究者との協働事例についてもヒアリング調査をおこなった。4)イギリスおよびアメリカにおいて、障害学およびソーシャルワークの専門家にヒアリングを実施した。障害学とソーシャルワークとの協働の現状について質問したり、基礎的資料を収集した。イギリスではPartners in Policymaking(障害児の親と本人のためのリーダーシップ・トレーニング・プログラム)に関してヒアリングをおこなった。アメリカでは、ユタ大学における障害学教育とソーシャルワーク教育との連携に関してヒアリングをおこなった。以上の研究成果の一端として杉野(2011)を公刊した。研究プロジェクト2年目の2011年度は、研究目的である「障害者運動とソーシャルワークの協働と葛藤」について、研究メンバー全員が共有できる研究課題として「日米自立生活セミナー開催経緯における障害者運動と専門職の協働と葛藤」を設定し、当時の事情をよく知る3名の方からヒアリングをおこなった。ヒアリング対象の内わけは、専門職の立場から1名、障害者運動の立場から2名である。専門職と障害者運動のヒアリング対象各1名は、ともに、日米自立生活セミナーの実行委員であり、開催経緯をそれぞれの立場からうかがった。また、障害者運動のヒアリング対象であるもう1名は、セミナーそのものの実行委員ではないが、横浜セミナーの開催委員であり、ローカルな障害者運動家がセミナーをどのようにとらえていたかお話を聞くことができた。日米自立生活セミナーに関する歴史的研究がなく、ヒアリングデータそのものが貴重な研究資料である。また、日米自立生活セミナーの開催経緯を、「障害者運動と専門職との協働と葛藤」という視点からとらえた研究はなく、この点に本研究の独自性がある。ヒアリングデータの一部は、すでに小山(2012)にて公刊されており、2012年度にはさらなる研究報告を予定している。このほか、昨年に引き続き、アメリカとイギリスにおける障害学の研究動向を、「専門職との協働と葛藤」という点に焦点をあてて調査したところ、イギリスにおいては、「遺伝性の障害」をめぐって障害者運動と専門職との対立が見直されている点、アメリカにおいては、「自立生活障害者の高齢化・二次障害」と「自立生活運動のアジア移転」の二つの研究テーマが専門職との関係で注目されていることがわかった。また、韓国についても調査をおこない、「韓国における障害学」と「自立生活運動の日韓への移転」という二つの研究課題に着手した。研究期間の最終年度にあたる2012年度は、研究成果のとりまとめをおこなった。第1回研究会では、アメリカの人文学的障害学に関する岩隈報告の後、広瀬浩二郎の研究を題材として日本における「人文学的障害学」の可能性を検討した。第2回研究会では、昨年度実施した「自立生活運動の移入過程」の研究について、小山がソーシャルワークとの協働に焦点をあて、伊藤が介助コーディネートの日米の違いに焦点をあてて、それぞれ報告した。第3回研究会では河口が、イギリスでは1990年代の福祉改革のなかで、障害学や障害者運動とラディカル・ソーシャルワークとの連携が見られたが2000年以降は有意義な連携が取りにくくなっている様子を現地調査から報告した。次に松岡が、アメリカの近年のソーシャルワーク理論における社会モデルの位置づけを報告した。ここでは、アメリカのソーシャルワークが障害学や障害者運動にはかなり距離を置いている様子がうかがえた。さらに、研究成果へのフィードバックを得るために12月15日と16日に京都にて、「障害学の日韓交流」というシンポジウムを2日間にわたって開催した。このシンポジウムでは2つのテーマに焦点を当てた。ひとつは、自立生活運動の形成過程における障害者運動とソーシャルワークとの協働の事例である。これは、英米においては未確認だが、日韓においては一定の協働関係が存在し、また葛藤があったことが確認できた。もう一つの焦点は、アメリカにおける「人文学としての障害学」である。

障害を人類の普遍的課題としてとらえること、および、一般市民を対象とした啓蒙や啓発が目的である点を考えると、人文学としての障害学とアドヴォカシー・ソーシャルワークは重なる点が多い。そこで、人文学としての障害学の研究が進んでいる韓国の研究者を招いて研究交流をおこなった。日米自立生活セミナーにおける障害者運動とソーシャルワーク専門職との協働と葛藤については検証がほぼ終了している。イギリスでは、障害学とソーシャルワークとの協働事例を把握した。アメリカに関しては期待した協働や葛藤の事例は見つかっていない。障害学とソーシャルワーク理論の学説史的検証はほぼ終了している。24年度が最終年度であるため、記入しない。自立生活運動の日本への移入過程における障害者運動とソーシャルワーク専門職との協働と葛藤を検証する上での比較参照例として、韓国への自立生活運動の移入過程に着目する。また、アメリカ特有の障害学理論として、「人文学としての障害学」に着目し、アメリカにおける障害学とソーシャルワーク理論との学説史上の接点を探る。
神経生理学的検証に基づく高齢脳再生を促す3次元視聴覚刺激動画像の開発

本研究では、健常成人と70歳以上の高齢者に3次元の視聴覚画像を1日2時間、隔日で2週間呈示し3次元刺激が脳賦活に及ぼす影響を、生理学的パラメータの変化で検討した。その結果、視聴前には全ての運動視刺激で健常成人に比べ高齢者で認知閾値の上昇を認めた。刺激を視聴すると、高齢者で視聴前に比べ運動認知閾値が改善した。よって、高齢脳でも外部刺激による賦活を続けることで、脳機能再生がはかれる可能性が示唆された。本研究では、健常脳と高齢脳に対して、3次元動画像が脳機能や自律神経機能に及ぼす影響を、電磁気生理学的手法、脳機能画像および自律神経機能検査を用いて検討することを目的としている。本年度は、研究協力者1(池田拓郎:大学院生)と共に、まず以前より作成していた3種類の視聴覚的activityの異なる3次元動画像(1森林内を緩やかに移動する3次元動画像(川のせせらぎ音入り)、2激しい動きを呈するアクション3次元動画像(激しく物がぶつかり合う音入り)、33次元ランダムドット運動視刺激(400個の白色ドット(視角0.5度)がランダムに動く、音なし))をモノクロ画像に変換したあと、輝度や音圧の微調整を行い、同画像間でほぼ同一の感覚刺激を与えられるように環境設定を行った。その後、その画像を用いて、健常成人(健常脳)を対象に、MEG、脳波および自律神経機能を記録し、感覚刺激の違い(視覚のみ、聴覚のみ、視覚と聴覚混合)による脳内情報処理過程の相違と自律神経機能との連関を、時系列で検討した。現在、記録したデータを時系列に分けて解析中であるが、脳磁図や脳波では、感覚刺激の違いによって、γ帯域、特に80Hzから100Hzの領域の微小電位(磁場)の頭皮上分布に差がでている。今後この分布に有意差があるのか、老年者ではどのような分布の変化が認められるか、を検討していく。一方同画像間での自律神経系の反応変化率は、安静時より大きいものから聴覚刺激のみ、視聴覚混合刺激、視覚刺激のみの順序であった。この結果は、ヒトの感覚が聴覚に比べて視覚優先であり、視覚刺激があると次に起こりうることがある程度予想できるために、それに対する身体変化の準備を整えることができるためではないか、と考えている。しかし、個人差も大きく今後記録例を増やして検討していく必要がある。本研究では、健常脳と高齢脳に対して、3次元動画像が脳機能や自律神経機能に及ぼす影響を、電磁気生理学的手法、脳機能画像および自律神経機能検査を用いて検討することである。平成27年度は、研究協力者1(池田拓郎)とともに、健常成人(健常脳)と老年者(高齢脳)を対象に、3種類の視聴覚的activityの異なる3次元動画像を用いて、MEG、脳波および自律神経機能を記録し、感覚刺激の違い(視覚のみ、聴覚のみ、視覚と聴覚混合)による脳内情報処理過程の相違と自律神経機能との連関を、時系列で検討した。その結果、健常脳に比べて高齢脳では、感覚刺激に対する注意分散刺激で、神経興奮伝導のメルクマールとなる高周波γ帯域律動波の分布領域の減少と前頭部θ波の振幅減少が認められた。また、刺激に集中されると、γ帯域律動波や前頭部θ波の分布領域は広がっていた。これは、高齢脳での注意集中に広範囲の脳領域の活性化が必要で、かつ一度注意が低下すると脳全体の活動量が低下してしまうことを示す現象と考えられた。一方、経時的に行った視聴による自律神経活動や脳活動の変化は認められなかった。平成28年度は機能的MRIを用いて、この電磁気生理学的知見との関連性を脳内ネットワークの観点から研究していく予定である。昨年度は行えなかった経時的な3次元視聴覚刺激の視聴による効果を確認することができ、本年度は機能的MRIを用いて健常脳と高齢脳での脳内神経ネットワークの相違を検討するところまで研究を進行できたことによる。本研究では、3次元視聴覚刺激が健常脳や高齢脳に及ぼす影響を脳生理学的(電磁気生理学と機能画像)に検討し、高齢脳の賦活に有効な視聴覚的要素を抽出し、高齢脳の機能保持や再生を促進する3次元視聴覚刺激を開発・提案することであった。研究は、健常成人(健常脳)と健常老年者(70歳<,高齢脳)での3次元視聴覚刺激の違いによる脳機能と自律神経機能の連関の相違を、全頭での脳磁図(MEG)と脳波の同時記録および自律神経機能変化(血圧、心拍数、心電図)に着目して、数理ソフトを用いて時系列で解析、検討することであった。実際には、健常成人と70歳以上の高齢者に3次元の視聴覚画像(映画)を1日2時間、隔日で2週間呈示し3次元刺激が脳賦活に及ぼす影響を、運動視認知閾値の変化で検討した結果、視聴前には全ての運動視刺激で健常成人に比べ高齢者で認知閾値の上昇を認めた。3D視聴覚刺激を行うと、健常成人では特に変化はなかったが、高齢者では視聴前に比べOFの認知閾値が改善した。よって、高齢脳でも外部刺激による賦活を続けることで、脳機能再生が図れる可能性が示唆された。この結果をもとに、健常人で脳機能変化と自律神経機能変化を同時計測しながら、「森林散策」を題材とした