hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脊椎動物における、上顎領域の起源と形態進化

さらに外群にあたるハイギョやシーラカンスについて文献調査をおこなったが、詳細な記載は得られなかった。しかし、チョウザメと同じ条鰭類であるアミアやポリプテルスでは、チョウザメ同様に鼻口蓋神経に相当する神経の存在が確認できた。系統関係より、鼻口蓋神経は顎口類祖先的に存在しており、一部の両生類や双弓類ではこれが二次的に消失したと推測される。顎を獲得していない無顎類にも、上顎神経に似た上下顎神経の分枝が存在することが知られていたが、これは顎前領域に分布する点で、鼻口蓋神経の祖先型と示唆される。当該年度は、マウス(Mus museulus)において顎骨弓(第一咽頭弓)特異的に発現するDlx1の発現領城と三叉神経のパターンの比較を行った。またこれまでに得られたマウス、ニワトリ(Gallus gallus)、ソメワケササクレヤモリ(Paroedura pictus)、チョウザメ(Bester)、トラザメ(Scyliorhinus torazame)の三叉神経と顔面原基の発生過程の観察に加え、免疫組織化学染色により有尾類であるメキシコサラマンダー(Ambystoma mexicanum)の三叉神経の発生を記載し、さらにすでに知られる各系統の動物の解剖学的詑載と併せて、進化的に考察した。解剖学において哺乳類の機能的「上あご」に分布することから命名された「上顎神経」は、これまで個体発生において上顎突起、つまり顎骨弓より生じる原基とその派生物に付随する形態物と認職されてきた。ところが、本研究の結果から、「上顎神経」は上顎突起・顎前領域それぞれに付随する要素の複合と判明した。顎前領域に付随する枝は、人体解剖学では「上顎神経」の枝のひとつに数えられてきた鼻口蓋神経に相当する。瓠のある脊椎動物(顎口類)の上あごにおける三叉神経の形態は、これら二つの要素を基本嘩位として様々に変遷してきたらしい。顎の成立以前に分岐したヤツメウナギなどの円口類でも、あたかも上顎神縄のように口の前側に分布する枝が見られる。しかしその分布領域は、先行研究から顎前領城の派生物として考察されている。つまり、「上顎神経」の二つの要素のうち、顎前領城に分布するものは現生鞭椎動物の共通祖先において存在し、顎の成立に際して上顎突起の要素が派生的に付け加わったと解釈できる。以上の研究結果は、7月にバルセロナで開催されたICVM(国際脊椎動物形態学会)で発表され、専門誌Journal of Morphologyにおいて報告された。本年度中に両生類を含め、顎口類の三叉神経の形態観察は終わらせる予定だったが、達成できなかったため。両生類や条鰭類の試料の収集、観察に大きく時間を割き、円口類や化石記録を観察することができなかった。しかしまた、これらに関して近年論文が出版されており、本研究に大いに役立てることができると考えられる。系統的考察を推し進めるため、両生類アホロートル(Ambystoma mexicanum)と、チョウザメと同じ条鰭類であるゼブラフィッシュ(Danio rerio)を用いて同様の解析を進めている。また、顎口類のそれぞれの動物のもつ顎前領域の神経枝が、どこまで同じものなのかを調べるため、末梢神経のトレース実験により、ヤツメウナギをも含めた各動物での三叉神経節や脳における核の位置を比較する予定である。今後の課題として以下の二点が挙げられる。(1)双弓類において、どのような発生上の変化が鼻口蓋神経の進化的消失を引き起こしたか。(2)顎口類において三叉神経の分枝形態をパターニングする分子発生的機構としてはどのようなものがあり、それは円口類における同等の機構とどのように異なるのか。
平成6年北海道東方沖地震及びその被害に関する調査研究

今回の地震は,地震波による本震のメカニズム解析から,大きな応力降下量を持つプレート内地震であったことが示された。.それは,余震分布,強震動の特徴からも,支持された.南千島の地震テクトニクスの検討によると,海嶺でのプレート生産と関連した地下構造が地震発生のブロックを支配し、太平洋プレートの斜め沈み込みによる,西向きの運動力が付加されやや複雑な地震メカニズムを示すことが推定された.このタイプの地震は陸に近いプレート内部で発生するために,プレート境界地震よりも津波の到達が早く,防災的には注意が必要と指摘された.また,釧路市内で展開されていた,強震計のアレイ観測により,地表加速度の地域性がこれまで以上に明かに成った.地殻変動,全磁力の繰り返し観測により,地震に伴う東方変位,この地震前の圧縮応力場に対応する全磁力の増加が観測された.また,大地震後の火山地域の地震活動の活発化が報告された.アンケートによる詳細な震度調査によると震度と地形,表層地質の関係が北海道東部の広域について明らかになり,他の被害との関係,さらには今後の防災対策の基礎データを提供した.地盤災害と土木構造物については,前回の釧路沖地震との比較が行われ,再液状化が目立って発生しており,1度の地震で簡単には地盤が縮まらないことが示され,本格的な液状化対策が公共物については必要との指摘が成された.また,ライフラインの被害については,電力・都市ガス・上下水道・道路・鉄道について調査し,全体のシステムとしての関連について検討された.これらに対する,地域行政の対応,住民,防災機関のとった,あるいは備えていた危機管理にの実際について検討を加えた.津波災害は,震源から遠い三陸海岸で大きな波高を示した地域があった.これは,津波の指向性によるものである.今回の地震は,地震波による本震のメカニズム解析から,大きな応力降下量を持つプレート内地震であったことが示された。.それは,余震分布,強震動の特徴からも,支持された.南千島の地震テクトニクスの検討によると,海嶺でのプレート生産と関連した地下構造が地震発生のブロックを支配し、太平洋プレートの斜め沈み込みによる,西向きの運動力が付加されやや複雑な地震メカニズムを示すことが推定された.このタイプの地震は陸に近いプレート内部で発生するために,プレート境界地震よりも津波の到達が早く,防災的には注意が必要と指摘された.また,釧路市内で展開されていた,強震計のアレイ観測により,地表加速度の地域性がこれまで以上に明かに成った.地殻変動,全磁力の繰り返し観測により,地震に伴う東方変位,この地震前の圧縮応力場に対応する全磁力の増加が観測された.また,大地震後の火山地域の地震活動の活発化が報告された.アンケートによる詳細な震度調査によると震度と地形,表層地質の関係が北海道東部の広域について明らかになり,他の被害との関係,さらには今後の防災対策の基礎データを提供した.地盤災害と土木構造物については,前回の釧路沖地震との比較が行われ,再液状化が目立って発生しており,1度の地震で簡単には地盤が縮まらないことが示され,本格的な液状化対策が公共物については必要との指摘が成された.また,ライフラインの被害については,電力・都市ガス・上下水道・道路・鉄道について調査し,全体のシステムとしての関連について検討された.これらに対する,地域行政の対応,住民,防災機関のとった,あるいは備えていた危機管理にの実際について検討を加えた.津波災害は,震源から遠い三陸海岸で大きな波高を示した地域があった.これは,津波の指向性によるものである.
演算量にスケーラビリティを有するH.264エンコーダ

H.264/AVC動画像符号化は,可変ブロックサイズ,1/4画素精度の動き補償,フレーム内予測等の様々な新しい符号化技術を導入しており,符号化時に設定すべきパラメータの種類が従来のMPEG-4 ASPに比べて多岐に渡る.これにより,MPEG-4 ASPに比べてビット量を約50%削減可能であるが,その一方で符号化時に必要な演算量は4倍以上に増加している.このため,H.264向けの演算量削減アルゴリズムがこれまでに数多く提案されている.これらのアルゴリズムは,リアルタイム処理などのように演算量に制約がある条件下で極めて有用である一方,削減に伴う画質の劣化も発生する.しかし,これらのアルゴリズムで削減される演算量や画質に与える影響は動画像シーケンスによって大幅に異なるため,演算量や画質にばらつきが生じる.特に,演算量のばらつきは,時間制約のある条件下では,大きな問題となる.そこで,入力される動画像シーケンスに合わせて符号化パラメータの探索範囲,符号化パラメータを設定するアルゴリズム(以下パラメータ設定)を適切に選択することで,演算量の制御を行う.更に演算量を制御すると同時に,パラメータ設定を固定した場合に比べ,画質の向上が期待できる.本研究ではまず,パラメータ設定と動画像シーケンスが演算量,画質へ与える影響の調査を行い,パラメータ設定が与えられた場合の,演算量,画質の推定値をモデル化をおこなった.具体的には,調査結果から各パラメータ設定と演算量の関係が,動画像シーケンスに存在するもの,ビットレートに依存するもの,それ以外の値に依存するものに分類する.画質に関しても,最も高い画質が得られるパラメータ設定を基準値とした場合の,各パラメータを適用した際に起こる画質低減量の推定値を,演算量と同様に動画像シーケンスの特徴量やビットレートを用いてモデル化を行った.提案手法では,演算量・画質のモデルを用いて,割り当てた演算量内で,画質の低減が少なくなるように動画シーケンスの特徴に応じたパラメータ設定を行うことで,動的な演算量割当てを実現する.提案手法を用いることで,誤差10%以内の符号化時間での符号化を実現するとともに最大約0.4dBの画質の改善を実現した.動画像コーデックの圧縮性能を引き出すには、精度の高いパラメータ決定アルゴリズムが重要となる。特に次世代符号化方式であるH.264では決定すべきパラメータの種類や柔軟性が増しており、パラメータ決定アルゴリズムの重要性やその処理量が、既存の動画像コーデックに比べて大幅に増大していることが大きな特徴となっている。エンコーダ設計において、リアルタイムが要求されるようなアプリケーションでは、解像度、フレームレートなど、ウーストケースを想定してアルゴリズム選択を行い、通常時は処理に余裕があるように設計することとなる。パラメータ決定の占める割合の大きなH.264ではこれらの傾向は特に大きくなるため、一度設計されたエンコーダの使用用途は極めて限定されてしまう。本研究では、上記の問題を解決するため、設計時ではなく、実行時に解像度、フレームレート、エンコード時間などから使用するアルゴリズムを決定し、優れた圧縮性能を得ることが可能な、H.264演算量スケーラブルエンコーダを開発する。使用するアルゴリズムも重要であるため、同時に、H.264向き動きベクトル探索アルゴリズムなどのアルゴリズム開発も行う。具体的には以下のステップにより研究開発を行う。1)H.264の各パラメータの圧縮に及ぼす影響の調査2)既存のH.264パラメータ決定アルゴリズムの性能評価と、モデル化3)ターゲットとなる演算量が与えられた場合に、各アルゴリズム演算量と圧縮への効果から使用すべきアルゴリズムを選択する、アルゴリズム選択エンジンの開発のうちイントラ予測符号化に関する開発を行った。3)では、新たに隣接情報を利用した統計情報に基づく低演算イントラ予測手法と8x8RDOを用いた高精度イントラ予測手法を開発し、ターゲットとなる演算量に応じた性能の特性を改良した。今後はインターフレームのパラメータに関するエンジンの開発および全体評価を行う予定である。H.264/AVC動画像符号化は,可変ブロックサイズ,1/4画素精度の動き補償,フレーム内予測等の様々な新しい符号化技術を導入しており,符号化時に設定すべきパラメータの種類が従来のMPEG-4 ASPに比べて多岐に渡る.これにより,MPEG-4 ASPに比べてビット量を約50%削減可能であるが,その一方で符号化時に必要な演算量は4倍以上に増加している.このため,H.264向けの演算量削減アルゴリズムがこれまでに数多く提案されている.これらのアルゴリズムは,リアルタイム処理などのように演算量に制約がある条件下で極めて有用である一方,削減に伴う画質の劣化も発生する.しかし,これらのアルゴリズムで削減される演算量や画質に与える影響は動画像シーケンスによって大幅に異なるため,演算量や画質にばらつきが生じる.特に,演算量のばらつきは,時間制約のある条件下では,大きな問題となる.そこで,入力される動画像シーケンスに合わせて符号化パラメータの探索範囲,符号化パラメータを設定するアルゴリズム(以下パラメータ設定)を適切に選択することで,演算量の制御を行う.更に演算量を制御すると同時に,パラメータ設定を固定した場合に比べ,画質の向上が期待できる.本研究ではまず,パラメータ設定と動画像シーケンスが演算量,画質へ与える影響の調査を行い,パラメータ設定が与えられた場合の,演算量,画質の推定値をモデル化をおこなった.

具体的には,調査結果から各パラメータ設定と演算量の関係が,動画像シーケンスに存在するもの,ビットレートに依存するもの,それ以外の値に依存するものに分類する.画質に関しても,最も高い画質が得られるパラメータ設定を基準値とした場合の,各パラメータを適用した際に起こる画質低減量の推定値を,演算量と同様に動画像シーケンスの特徴量やビットレートを用いてモデル化を行った.提案手法では,演算量・画質のモデルを用いて,割り当てた演算量内で,画質の低減が少なくなるように動画シーケンスの特徴に応じたパラメータ設定を行うことで,動的な演算量割当てを実現する.提案手法を用いることで,誤差10%以内の符号化時間での符号化を実現するとともに最大約0.4dBの画質の改善を実現した.
マイクロ流体デバイスによる循環がん細胞除去法の開発

循環がん細胞(CTC)は血液中を流れるがん細胞であり、がんの転移の原因の一つと考えられている。そのため、血液からCTCを分離することができれば、血行性の転移を抑える革新的ながん治療に繋がる可能性がある。私たちのこれまでの研究から、マイクロ流路チップにより血液から培養がん細胞を分離できることがわかっている。本研究では、血液から長時間連続的にCTCを分離することのできるマイクロ流路デバイスの開発を行っている。今年度は、大量のサンプルを処理するために流路を並列化した大流量タイプのチップにおいて、標的細胞の分離効率を上げるための新しいチップを設計した。従来の大流量タイプのチップの流路構造を工夫したもので、大幅に分離効率をあげることができると考えられる。今後チップを試作して評価する。また、長時間送液するためのチップホルダ、コネクタ、送液デバイスの開発を行った。長時間送液するとコネクタがチップから外れることがあり、コネクタを押さえるようにチップホルダを改良した。またコネクタを押さえることで流路の形状に影響が出ることがわかったので、影響が出にくいコネクタを新たに開発した。さらに様々な条件検討を行うためには簡易な評価方法が必要であるため、サイズの違うビーズを混ぜた試料をチップに流して、サイズごとに分離する評価系を構築した。これらの結果から、来年度以降の分離実験をより効率的に進めて行くことができるようになった。マイクロ流路チップを作製するために必要な装置の一つが故障しており、チップの試作が予定通りにはできなかった。今後装置を修理して、研究を加速する。平成30年度の研究で、新しいチップの設計、チップホルダ、コネクタ、送液デバイスの改良を行うことができたので、今後は新しいチップを試作し、血液送液実験をさらに進めて行くとともに、動物実験も検討する。血液送液実験では、抗凝固剤、流路構造、並列化、しきい値等について検討を行う。今後大量のラット血液やヒト血液を用いた場合には凝固の問題が出てくる可能性が高いため、抗凝固剤について検討する。また、大量のサンプルから効率的にCTCを分離できるように、流路構造、並列化、しきい値等を変えた新しいチップを設計・試作する。マイクロ流路チップは流路を形成したチップとフタを貼り合わせて作製するが、試料を長時間流すとフタが次第に剥離するため、チップとフタをチップホルダで押さえて漏れないようにする。ラット血液に培養がん細胞を混入させた試料を用いてチップの評価を行ったところ、チップホルダの押さえ方で分離性能に違いがあることが新たにわかったため、チップホルダの改良を行った。具体的には、長時間送液時のチップからの漏れを抑えるには一定の力以上でチップホルダのインプット側を押さえる必要があるが、同じ力でアウトプット側や中間を押さえると培養がん細胞と白血球の分離能が悪くなることがわかった。これは流路のわずかな変形が極めて大きな影響を与えるためと考えられ、この結果を踏まえて、適切なチップホルダを用いることができるようになった。また、チップに送液チューブをつなぐコネクタについても長時間送液すると外れることが新たにわかったので、コネクタの改良を行った。これにより平成30年度以降、改良したチップホルダやコネクタで実験を行うことができるようになった。マイクロ流路デバイスの開発と血液送液実験を密接に関係させながら進めることができた。本研究の重要な項目の一つは、血液を長時間連続的に流すことのできるデバイスを開発することであり、平成29年度は、そのためのチップホルダやコネクタについて検討し、改良することができた。当初想定されていた全血の凝固の問題は、今回のラット血液を用いた実験(抗凝固剤としてEDTAを用いた)では発生しなかったため、その問題は平成30年度以降に検討する。

これらの結果から、来年度以降の分離実験をより効率的に進めて行くことができるようになった。マイクロ流路チップを作製するために必要な装置の一つが故障しており、チップの試作が予定通りにはできなかった。今後装置を修理して、研究を加速する。平成29年度の研究で、チップホルダやコネクタを改良することができ、血液を連続的に送液することができるようになったため、平成30年度以降は血液送液実験をさらに進めていくとともに、動物実験も検討する。血液送液実験では、抗凝固剤、流路構造、並列化、送液条件、しきい値等について検討を行う。平成29年度のラット血液を用いた実験(抗凝固剤としてEDTAを用いた)では凝固の問題は発生しなかったが、今後さらに大量のラット血液やヒト血液を用いた場合には凝固の問題が出てくる可能性が高いため、他の抗凝固剤について検討する。また、マイクロ流路内圧力が血液の凝固や溶血等に影響すると考えられるため、マイクロ流路内圧力を許容範囲内に抑えるために、流路構造、並列化、送液条件を検討する。さらに、CTCには様々なサイズのものがあり、現在のしきい値では対応できない可能性があるため、しきい値を変えたチップも検討する。平成30年度の研究で、新しいチップの設計、チップホルダ、コネクタ、送液デバイスの改良を行うことができたので、今後は新しいチップを試作し、血液送液実験をさらに進めて行くとともに、動物実験も検討する。血液送液実験では、抗凝固剤、流路構造、並列化、しきい値等について検討を行う。今後大量のラット血液やヒト血液を用いた場合には凝固の問題が出てくる可能性が高いため、抗凝固剤について検討する。また、大量のサンプルから効率的にCTCを分離できるように、流路構造、並列化、しきい値等を変えた新しいチップを設計・試作する。当初は、血液送液実験において全血の凝固の問題に対処するため、抗凝固剤の検討やマイクロ流路構造の変更等を想定していたが、平成29年度のラット血液を用いた実験(抗凝固剤としてEDTAを用いた)では、凝固の問題は発生せず、これらの検討を行う必要が無かったため、次年度使用額が生じた。平成30年度以降の血液送液実験において、さらに大量のラット血液やヒト血液を用いた場合には凝固の問題が出てくる可能性が高く、この問題に対処するため、抗凝固剤の検討やマイクロ流路構造の変更等に使用する。マイクロ流路チップを作製するための装置の一つが故障し、計画通りにチップを作製することができなかったため次年度使用額が生じた。
ある型の多次元確率微分方程式の解の一意性とその挙動について

本年度も引き続き、一般論が展開できないような悪い条件を持った確率微分方程式の解の挙動についての研究を行った。特に今年度の研究では、確率微分方程式の解が細いチューブから成る空間に押し込まれている状態を考え、チューブを細くしていくことで解の極限がグラフ上を動く確率過程となる場合に、その極限の確率過程の特徴付けを行った。この話題は、血管や神経の成す回路といった細い管から成るものの中を粒子が動くときに、そういった現象をグラフ上の偏微分方程式による数学モデルで記述するのが適切であるかを議論するものである。本研究では大きなポテンシャルによって拡散過程をチューブから成る多様体内に押し込め、このポテンシャルによりグラフに縮ませた場合の議論を主に行っている。チューブの縁に反射壁を置き、この反射によってチューブの内部に押し込まれる場合にもこの議論は通用する。このような問題を考えたとき、グラフのような、リーマン多様体では無い、退化した空間を動く確率過程を考えなくてはいけないという困難が現れ、標準的な議論が通用しない。しかし、グラフの辺の部分は一次元多様体であることに注目し、一次元拡散過程の理論を繰り返し使うことによって、チューブから成る多様体の内部を動く拡散過程がグラフ上の拡散過程に収束することを示し、さらにその極限の過程がグラフ上の偏微分方程式で特徴づけられることを示した。この偏微分方程式ではグラフの頂点の部分を境界として扱っているのであるが、その境界条件は重み付きキルヒホッフ条件という形で得られた。これは、細い管から成るものの中での粒子の挙動をグラフ上の偏微分方程式として扱う場合、頂点部分では重み付きキルヒホッフ条件をおくのが自然であるということを示している。この結果は論文としてまとめ、論文雑誌掲載が決まった。研究課題である、係数の滑らかさがリプシッツ連続より弱く、部分的に係数が退化した型の確率微分方程式について、その解の挙動について研究を行った。その結果、一部の係数の滑らかさがリプシッツ連続より弱く係数が退化した確率微分方程式の解か密度関数を持つということを結論付けることができた。得られた結果の証明では、今までマリアバン解析を適用できなかったような条件の悪い確率微分方程式に対してマリアバン解析を用いるために、全く新しい画期的な手法を用いている。その手法というのは、確率微分方程式に対してマリアバン解析において重要な役割を担うH-微分を施し、その1次モーメントを評価するというものである。この評価によって、拡散係数の滑らかさがリプシッツ連続よりも悪い確率微分方程式に対しても、マリアバン解析を適用できるようになった。この評価は、マリアバン解析だけでなく、確率解析における他の理論に対しても適応可能であると考えている。その評価を用いることによって、拡散係数が有界連続関数でドリフト係数がリプシッツ連続であるような確率微分方程式の解か、再生核ヒルベルト空間の元hを定めるごとに、h方向に関して有界変動関数であるということを得た。これは、拡散係数がリプシッツ連続でない場合、確率微分方程式の解かソボレフ空間に属するかどうかはわからないが、h方向に関して有界変動関数であることは得られるということである。そこで、ソボレフ空間よりも広いクラスとして、h方向に関して有界変動関数であるような関数のクラスを定めた。そして、確率微分方程式の解がそのクラスに属する条件を求め、クラスの元に対する解析を行い、解の密度関数の存在性を示したというのが、今年度の成果である。これは確率微分方程式で記述される現象の解析において有用た結果である。まず、昨年度から引き続き、係数がリプシッツ連続でないような確率微分方程式の解の挙動についての研究を行った。係数がリプシッツ連続で無いような確率微分方程式は人口モデルや金利モデルなどで現れ、このような確率微分方程式の解析は応用上とても重要である。しかし、マリアバン解析を係数がリプシッツ連続でない確率微分方程式に適用するとき、多くの困難が生じる。最も大きな困難は、解がソボレフ空間に属さないということである。そのため、H-微分に対するソボレフ空間を含むような、確率変数のクラスVhを導入し、確率微分方程式の解の密度関数の存在性についての結果を得た。次に、安定過程をノイズとして入れた確率微分方程式の解に密度関数が存在するかどうか、そして密度関数がどの程度滑らかであるかについて研究した。安定過程をノイズとして入れた確率微分方程式は、荒いノイズの入ったモデルとして物理学や経済学において扱われており、数学的意義だけでなく、応用上の意義もある。マリアバン解析の定式化は多くの研究者により様々な方法で成されているが、既に知られているような定式化では安定過程をノイズとして入れた確率微分方程式に適用できないので、回転不変な安定過程に対してこれまでに知られているマリアバン解析の定式化とは異なる定式化を行った。この新しい定式化により、密度関数の存在とその滑らかさに関するいくつかの結果を得た。この定式化には従属操作を使っている。この定式化により、ブラウン運動に対するマリアバン解析と極めて似た議論を、回転不変な安定過程をノイズとして入れた確率微分方程式に対して行うことができる。さらに、この手法は従属操作を行ったブラウン運動によるマリアバン解析に対しても有効である。

特に今年度の研究では、確率微分方程式の解が細いチューブから成る空間に押し込まれている状態を考え、チューブを細くしていくことで解の極限がグラフ上を動く確率過程となる場合に、その極限の確率過程の特徴付けを行った。この話題は、血管や神経の成す回路といった細い管から成るものの中を粒子が動くときに、そういった現象をグラフ上の偏微分方程式による数学モデルで記述するのが適切であるかを議論するものである。本研究では大きなポテンシャルによって拡散過程をチューブから成る多様体内に押し込め、このポテンシャルによりグラフに縮ませた場合の議論を主に行っている。チューブの縁に反射壁を置き、この反射によってチューブの内部に押し込まれる場合にもこの議論は通用する。このような問題を考えたとき、グラフのような、リーマン多様体では無い、退化した空間を動く確率過程を考えなくてはいけないという困難が現れ、標準的な議論が通用しない。しかし、グラフの辺の部分は一次元多様体であることに注目し、一次元拡散過程の理論を繰り返し使うことによって、チューブから成る多様体の内部を動く拡散過程がグラフ上の拡散過程に収束することを示し、さらにその極限の過程がグラフ上の偏微分方程式で特徴づけられることを示した。この偏微分方程式ではグラフの頂点の部分を境界として扱っているのであるが、その境界条件は重み付きキルヒホッフ条件という形で得られた。これは、細い管から成るものの中での粒子の挙動をグラフ上の偏微分方程式として扱う場合、頂点部分では重み付きキルヒホッフ条件をおくのが自然であるということを示している。この結果は論文としてまとめ、論文雑誌掲載が決まった。
超短パルス高電界がん治療法のためのパルス電磁波放射による高電界生成と効果の研究

この研究の目的はがん治療のための高強度電界を供給するためのナノ秒パルスパワー発生器を使った小型高出力パルス電磁波発生装置の設計である。高周波数成分を持つパルス高電圧を得るためにSF6ガスのギャップスイッチとパルス圧縮回路をL-C反転回路に用いた。それによりがん治療に有効な50kV/cmの最大電界強度を焦点で生成することが可能となった。電磁波の電界は光学的手法では世界で初めて測定された。電磁波電界は直接印加した電界と同じ影響を細胞に与えたことから電磁波でがん治療が可能である。ナノ秒程度の非常に短い時間,超高電界(10kV/cm程度)をがん細胞に印加すると,細胞を物理的に破壊するのではなく,細胞の自発的死(アポトーシス)を起こしがんを治療することができる。この効果を体内部の患部に非外科的に適用し治療に利用できるように,アンテナにより患部に集束板で集中して電界を印加する方法について研究している。本年度は,がん治療用パルス電磁波発生装置の周波数成分の高周波化を誘電体構造の見直しにより行い,誘電体の固体化,スイッチのガス化により周波数成分を250HHzから350MHzへと上げることができ,振動の減衰時間も長くすることができた。これにより細胞膜,核膜に対する細胞内部の細胞質,核質に印加される電圧の割合を上げることができ,がん細胞に対しアポトーシスを効率よく生じさせることが可能となると思われる。電磁波放射アンテナについては集束アンテナの構造材の検討を行い,形状の崩れのおきないよう樹脂材を使うことで,正確に1箇所で集束できるようにした。また, 250MHz成分を持ち,集束点にて電界強度10kV/cmのパルス電磁波を酵母菌に照射する実験を行い,電磁波による電界を100パルス印加したところ菌の生存率が70%に, 200パルス印加したところ30%に減少した。パルス電界を100パルス,酵母菌に印加する場合に関しては,電極で直接10kV/cmの電界強度のパルスを印加した場合も調べ,パルス電磁波を100パルス印加した場合と同じ生存率となった。この結果より,直接電極にて電界を印加した場合と同様の効果を,パルス電磁波により生成した電界で得ることができることが示され,高出力のパルス電磁波でがんが治療できる可能性が示された。ナノ秒程度の非常に短い時間,超高電界(数10kV/cm程度)をがん細胞に印加すると,細胞を物理的に破壊するのではなく,細胞の自発的死(アポトーシス)を起こしがんを治療することができる。本年度は,誘電体,集束アンテナの構造材の見直しを行ったがん治療用パルス電磁波発生装置の特性調査を行い,電磁波最大集束電界強度25kV/cmを達成した。そして,発生電界を非接触で正確に測定するためのレーザを用いた電界強度分布の測定の検討を開始するに先立ち,電磁波発生装置内のパルス発生部の生成する電界についてレーザ計測を行い,その電界の動きについて明らかにした。また本年度は治療に最適なパルス電磁波の周波数,電界強度,パルス数に対する検討も開始し,まず電界の周波数,パルス数に関して大腸菌を用いパルス電界の周波数を20200MBz,パルス数を1001000パルスと変え,影響を調査した。さらにがん細胞に対してパルス電界の周波数を20200MHzまで変えて影響の調査を行った。その結果,周波数,パルス数の違いにより大腸菌およびがん細胞に与える影響がいろいろ異なってくることが明らかにされ,がん治療用パルス電磁波発生装置に必要とされる特性を一部明らかにすることが出来た。本年度は,バーストパルス高出力電磁波によるがん治療法における治療に最適なパルス電磁波のパラメータを明らかにするため,10kV/cmを超える高周波バーストパルス高電界を大腸菌,酵母,HeLa細胞に印加し,その損傷に対するパルス周波数の影響を調べた。大腸菌の実験では電界の周波数が50MHzを境にして菌に対する影響が変わり,超えると大腸菌内部に対する影響,それ未満では膜に影響が出ることがわかった。

HeLa細胞の実験では高周波の電界強度は40kV/cmとし,印加した周波数は1MHz,6.5MHz,30MHz,70MHzと190MHzである。190MHzを除き処理時間は約90sとし,各周波数で印加するエネルギーが25Jになるように印加パルス数を調整した。測定はPI試薬にて2時間後と24時間後の蛍光強度と蛍光発光数をフローサイトメータで測定した。またPCRによってmRNAの発現量を測定しアポトーシスが起こる兆候があるか調べた。結果、1MHzでは膜破壊によって細胞死が起こっていることが確認された。70MHzではPCR測定でアポトーシスの兆候が見られたがPI測定では発現には至っていない。もっと高周波の190MHzでPCR測定でアポトーシスの兆候が見られ、PI測定でも細胞死が確認されたためアポトーシスが起こっていると考えられる。今後再現性の確認を行うと共に、さらに種々電界パラメータについて詳しい測定を行っていく。
学習者間の情報共有に基づく多読支援システムの開発

多読は,文章の大意を把握するような読み方により,読解力や語学能力を高める学習方法である.多読の効果を高めるためには,自発的かつ継続的に多数の本を読み進めることが必要である.本研究では,各学生が持つ「レベル」「分野」に関する情報を集約する「集合知」の技術を用い,学習者間の情報共有により適切な本の提示を行い,多読に対するモチベーションの持続を図る「多読支援システム」の開発した.多読は,文章の大意を把握するような読み方により,読解力や語学能力を高める学習方法である.多読の効果を高めるためには,自発的かつ継続的に多数の本を読み進めることが必要である.本研究では,各学生が持つ「レベル」「分野」に関する情報を集約する「集合知」の技術を用い,学習者間の情報共有により適切な本の提示を行い,多読に対するモチベーションの持続を図る「多読支援システム」の開発した.多読は,文章を分析しながら読むのではなく大意を把握するような読み方により,読解力や語学能力を高める学習方法であり,多読の効果を高めるためには,自発的かつ継続的に多数の本を読み進めることが必要である.しかし,受講者が1,000人を越えるような環境においては,適切な個別指導は困難となる.本研究では,各学生が持つ「レベル」「分野」に関する情報を集約する「集合知」の技術を用い,学習者間の情報共有により適切な本の提示を行い,多読に対するモチベーションの持続を図る「多読支援システム」の開発を目的とした.本年度は,基本システムの開発を行い,簡単な手法を実装した状態で,後期からの授業に適用した.この授業への適用により,基本システムが正しく動作することと,手法の変更が容易にできることの確認を行った.さらに,データ収集を行い,データマイニング等の手法の検討を行った.そして,この手法の検討結果を,来年度の授業に適用できるうよう,システムの改良と,新手法の実装を行った.多読は,文章を分析しながら読むのではなく大意を把握するような読み方により,読解力や語学能力を高める学習方法であり,多読の効果を高めるためには,自発的かつ継続的に多数の本を読み進めることが必要である.しかし,受講者が1,000人を越えるような環境においては,適切な個別指導は困難となる.本研究では,各学生が持つ「レベル」「分野」に関する情報を集約する「集合知」の技術を用い,学習者間の情報共有により適切な本の提示を行い,多読に対するモチベーションの持続を図る「多読支援システム」の開発を目的とした.本年度は,昨年度に開発した基本システムを授業に適用し,運用状況の解析から手法の検討を行うと共に,昨年度後期からの試験運用結果から得られたデータを元にモチベーション維持の手法を考案し開発を行った.昨年度の試験運用から,読書履歴の可視化が学生のモチベーション維持に有効であるという傾向が得られたことから,特に,読書量の少ない学生に対するサポートを重視し,読書履歴とレポート提出履歴の双方を複合して可視化する機能を実装した.この機能は,後期の授業から適用し来年度に解析を行う予定である.また,より多くの人に本システムを使用していただけるよう,多読支援機能のWebAPI化を行い,広く用いられているCMS(Contents Management System)への適用を可能とした.多読は,文章を分析しながら読むのではなく大意を把握するような読み方により,読解力や語学能力を高める学習方法であり,多読の効果を高めるためには,自発的かつ継続的に多数の本を読み進めることが必要である.しかし,受講者が1,000人を越えるような環境においては,適切な個別指導は困難となる.本研究では,各学生が持つ「レベル」「分野」に関する情報を集約する「集合知」の技術を用い,学習者間の情報共有により適切な本の提示を行い,多読に対するモチベーションの持続を図る「多読支援システム」の開発を目的とした.本年度は,昨年度に開発した基本システムを授業に適用し,運用状況の解析から手法の検討を行うと共に,昨年度後期からの試験運用結果から得られたデータを元にモチベーション維持の手法を考案し開発を行った.昨年度実装した読書量の少ない学生に対するサポートを重視し,読書履歴とレポート提出履歴の双方を複合して可視化する機能を授業に適用し,この効果について測定を行った.また,多読の効果を測定するための,オンラインプレイスメントテスト機能を試作し,これを授業に適用することで,測定方法の検討を行った.
セルフチューニングと確率共鳴ーノイズを利用した情報処理の基礎理論と応用

(A)自己調節と確率共鳴-閾値系の数理単純な閾値系を特徴付ける重要なパラメタとして、閾値それ自体やノイズ強度(以下では温度と呼ぶ)がある。自己調節のメカニズムをこれらの量のそれぞれ、及び同時に働かせ、その結果を相互情報量やsignal-to-noise ratio (SNR)で定量的に評価した。またゆっくりと時間変化する外部入力に対する閾値系の応答を調べた。フィードバックにより系の応答が遅くなりergodic-nonergodic transitionが引き起こされる事を示した。(B)自己調節と確率共鳴-2値系の(two-state system)の数理2状態しかとり得ない系はダブルウエル系の近似としてよく研究されている。我々は確率過程として表された2値系の2状態間の遷移確率に自己調節メカニズムを採り入れ、その効果を確率共鳴との関係で議論した。(C)自己調節と情報処理--Filtering and Application to Picture Processing聴覚系における高感度性の説明に近年自己調節(self-tuning)というアイデアが展開され成功を収めている。これは、ノイズの大きい、小さいは環境に依存するので、自己調節あるいは適応により、聴覚系に現れるパラメータを変動させようというものである。我々はこの考え方を閾値系に応用し、単純な学習則を考案し、これの実際問題への応用を考えた。画像処理の問題への応用に関しては、カラー画像に対して高圧縮の方法論を展開した。また、自己調節の考えの基本的な部分に対しては、フィルター理論を用いて議論した。揺らぎ工学と生物系における情報処理を主たるテーマとして以下の研究を進めた。1、自己調節(ST)・フィルター理論とその画像への応用:これまで確率共鳴(SR)の研究では、情報処理能力の測度(メジャー)としてSN比や、相互情報量が注目されてきたが、実際に入力を再生・再現する場合は、もっと具体的に再現能力を計るメジャーが必要になる。入力Xと、離散的な出力Yに基づくその推定値X'の差$|X_n-X_n'|の(時間)平均の逆数をメジャーに選び、STのこのメジャーへの影響を研究した。明暗8ビットの画像に対し、M=7(3ビットへの圧縮)の系はSTにより著しく性能が向上することを見出した。明暗と併せて、カラー(1ピクセル赤、緑、青の24ビット)画像についても研究を進めた。またモンテカルロ計算により性能評価を行った。2、2レベル系での閾値自己調節:double-wellポテンシャルの障壁の高さhを時間の関数とし、これを自己調節した。これにより、入力の中に信号(例えば周期部分)があるかどうかという最も基本的な問題の研究を進めた。ノイズの小さいところのみならず、ノイズの大きい場合についてもSTによりSN比が大幅に改善されることを示した。SRでは適当な強度のノイズを閾値系に印加することが、処理能力の向上に必要であったが、STでは、ノイズが小さければこれを低発火率として自己認識し、これにより閾値の減少がおこり、発火率をあげる。すなわち、STは中程度から弱いノイズ強度には適するが、ノイズが強過ぎると、STもその効果を失うようである。この領域は本質的に難しい領域であるが、本研究はこの問題を部分的に解決している。3、1体の閾値系における温度の自己調節:ノイズの強度を出力により適応(ST)させて最適な温度を見出すことに成功した。ここで最適な温度とはSRで見つかっているSN比最大を実現する温度(ノイズ強度)のことである。(A)自己調節と確率共鳴--閾値系の数理単純な閾値系を特徴付ける重要なパラメタとして、閾値それ自体やノイズ強度(以下では温度と呼ぶ)がある。自己調節のメカニズムをこれらの量のそれぞれ、及び同時に働かせ、その結果を相互情報量やsignal-to-noise ratio(SNR)で定量的に評価した。フィードバックにより系の応答が遅くなりergodic-

nonergodic transitionが引き起こされる事を示した。(B)自己調節と確率共鳴--2値系の(two-state system)の数理2状態しかとり得ない系はダブルウエル系の近似としてよく研究されている。我々は確率過程として表された2値系のの2状態間の遷移確率に自己調節メカニズムを採り入れ、その効果を確率共鳴との関係で議論した。(C)自己調節と情報処理--Filtering and Application to Picture Processing聴覚系における高感度性の説明に近年自己調節(self-tuning)というアイデアが展開され成功を収めている。これは、ノイズの大きい、小さいは環境に依存するので、自己調節あるいは適応により、聴覚系に現われるパラメータを変動させようというものである。我々はこの考え方を閾値系に応用し、単純な学習則を考案し、これの実際問題への応用を考えた。画像処理の問題への応用に関しては、カラー画像に対して高圧縮の方法論を展開した。また、自己調節の考えの基本的な部分に対しては、フィルター理論を用いて議論した。
アリルアルコールの異性化プロセスを基盤とした新規反応の開発

ロジウム触媒と側鎖にアリルアルコール部位を持つエニンを反応させると、アリルアルコールのアルデヒドへの異性化、分子内ヒドロアシル化反応を経由して7員環ケトンが良好な収率および不斉収率で生成することを見出した。そこで、この反応の不斉誘起のステップがどちらの反応か明らかにするために、詳細に反応機構を調べることにした。まず、反応温度を室温から0度に下げて反応を行ったところ、一段階目の異性化反応で生成するアルデヒドを確認することができた。このものの不斉収率を測定したところ、ラセミ体であったことから最初の異性化のステップでは不斉が誘起されていないことが示唆された。そこで、二段階目のヒドロアシル化反応が不斉誘起のステップであると考え、別途反応の中間体であるアルデヒドを合成し、同様の条件下反応を行った。その結果、良好な不斉収率で目的の環化体が得られるものの、7員環ケトンの収率が中程度であった。種々反応条件を検討したところ、アリルアルコールを添加剤とすると、7員環ケトンの収率が大きく改善することがわかった。一方、分子内反応と並行して本反応を分子間反応へと展開すべく検討を行った。その結果、アリルアルコールとして側鎖に硫黄原子持つ基質とアルキンとの反応において、配位子としてDPPBやDPEphosのような二座配位子を用いて反応を行うと、速やかに反応は進行し、対応する鎖状ケトンが良好な収率で生成することがわかった。また、本反応ではアルキンとして末端アルキンの他に内部アルキンを用いても位置選択的に目的とするカップリング体を与えることも明らかにした。ロジウム触媒によるアリルアルコールの異性化、続くヒドロアシル化反応を経由する分子内不斉環化反応の開発には成功したが、この反応を分子間反応へと展開できていない。現在、分子間反応に適した基質の設計が明らかになったので、今後、不斉反応へと展開する予定である。ロジウム触媒によるアリルアルコールの異性化、続くヒドロアシル化反応を経由する分子内不斉環化反応の不斉誘起のステップが明らかになったので、アリルアルコールではなく、アルデヒドを基質とする不斉環化反応の開発を行い、先にも述べたように添加剤としてのアリルアルコールの役割を明らかにする。また、分子間反応への応用を目指し、引き続き検討を行う。ロジウム錯体と分子内にアリルアルコール部位を持つエニンとの反応を検討した。まず、配位子の検討を行なったところ、二座配位子であるH8-BINAPを用いて反応を行うと、側鎖にアルデヒド基を持つ5員環化合物が良好な収率及び不斉収率で生成することがわかった。次に、本環化反応の基質の適用範囲を調べることにした。その結果、基質のアルキン末端上にフェニル基やエステル基など様々な置換基を導入しても、反応は速やかに進行し、対応する5員環化合物を良好な不斉収率で与えることがわかった。そこで、本反応の反応機構に関する知見を得るために、アリル位がD化された基質を用いて反応を行なったところ、想定するメカニズムで本反応が進行していることが示唆された。すなわち、本反応ではまずエニンがロジウム錯体に酸化的環化付加し、5員環ローダサイクル中間体を与える。続いて、O-H結合とRh-C結合の間でシグマボンドメタセシスが進行し、ベータ水素脱離を経て5員環化合物を与えたと考えられる。また、2級のアリルアルコール部位を持つエニンを用いて反応を検討したところ、この場合にも5員環化合物が良好な収率で生成することがわかった。尚、この反応では用いた基質がラセミ体であるにも関わらず、良好な不斉収率で5員環化合物を与えることも明らかになった。そこで、さらに反応機構の詳細に検討したところ、本反応では基質の絶対配置が生成物の絶対配置ではなく、不斉収率に影響していることが示唆された。ロジウム錯体と分子内にアリルアルコール部位を持つエニンとの反応で、7員環ケトンを生成する新しい環化反応も見出しているが、こちらの反応機構に関する詳細な検討や基質の適用範囲に関する研究が計画通りには進行していない。この反応に関しては、基質の構造が反応経路に大きく影響を与えるため、反応開発が当初よりやや遅れている。

その結果、アリルアルコールとして側鎖に硫黄原子持つ基質とアルキンとの反応において、配位子としてDPPBやDPEphosのような二座配位子を用いて反応を行うと、速やかに反応は進行し、対応する鎖状ケトンが良好な収率で生成することがわかった。また、本反応ではアルキンとして末端アルキンの他に内部アルキンを用いても位置選択的に目的とするカップリング体を与えることも明らかにした。ロジウム触媒によるアリルアルコールの異性化、続くヒドロアシル化反応を経由する分子内不斉環化反応の開発には成功したが、この反応を分子間反応へと展開できていない。現在、分子間反応に適した基質の設計が明らかになったので、今後、不斉反応へと展開する予定である。7員環ケトンを与える環化反応に関する反応機構の解析を行い、どのような基質をデザインすると効率よく環化反応が進行するか明らかにする予定である。また、今回検討している2つの分子内反応を分子間反応へと展開する予定である。ロジウム触媒によるアリルアルコールの異性化、続くヒドロアシル化反応を経由する分子内不斉環化反応の不斉誘起のステップが明らかになったので、アリルアルコールではなく、アルデヒドを基質とする不斉環化反応の開発を行い、先にも述べたように添加剤としてのアリルアルコールの役割を明らかにする。また、分子間反応への応用を目指し、引き続き検討を行う。
G-CSFリセプター遺伝子導入による癌細胞浸潤能増強の検討

われわれは、頭頚部扁平上皮癌細胞株において、Granulocyte Colony-Stimulating Factor(G-CSF、顆粒球刺激因子)が、癌細胞の浸潤能を亢進する作用をもつことを見いだした。その作用機序はG-CSFリセプター(G-CSFR)を持つ癌細胞にリコンビナントG-CSF(rG-CSF)で刺激すると、G-CSFRを介して(G-CSFRのJAK1リン酸化を起こし)IV型コラゲナーゼ活性が亢進するためであることを証明した。以上のことを基盤に本研究では、頭頚部扁平上皮癌細胞株におけるG-CSFRを介したG-CSFの刺激が増殖よりも浸潤に関与し、癌細胞の進展に結びついていることをin vitroの系で最終確認した。(1) G-CSFR遺伝子の遺伝子導入:G-CSFRのcDNAから発現ベクターを作成した。G-CSFR陰性のT3M-1細胞(頭頚部扁平上皮癌細胞株)にG-CSFR発現ベクターを形質導入し、永続発現可能なクローンの選択に成功した。RT-PCR、ウエスタンブロット、免疫染色でG-CSFRの発現を確認した。同様に発現ベクターのみ形質導入したコントロール遺伝子導入細胞株を作成した。(2) G-CSFR遺伝子導入細胞株の浸潤能測定をrG-CSF刺激、非刺激下で測定した。その結果、遺伝子導入細胞株の浸潤能はrG-CSF刺激にて上昇した。コントロール遺伝子導入細胞株では不変であった。(3) G-CSFR遺伝子導入細胞株のIV型コラーゲン活性をゼラチンザイモグラフィーにて判定したところ、rG-CSF刺激にて有意に上昇した。以上より、頭頚部扁平上皮癌細胞株の癌浸潤にG-CSFRが関与していることが明らかとなった。
ADHDエピジェネティック動物モデルでの発症機構解明と和漢薬による予防治療法開発

ADHAを含む発達障害(DD)と病因と症状が類似する隔離飼育マウスをエピジェネティック発達障害モデルとして用い,発症機構と漢方薬(抑肝散,桂枝湯)による治療及び予防を検討した。抑肝散のみが注意様行動,一部の症状に対して治療効果を示した。一方,抑肝散や桂枝湯の投与を発達初期から開始した場合,DD様症状が抑制されたことから,両漢方薬はDDの予防軽減に有用と推測された。また隔離飼育動物では神経ステロイドのアロプレグナノロン(ALLO)の生合成が障害されている点に着目し,脳内ALLO量を低下させた結果,社会性行動の障害が誘導されたことから,ALLO産生障害がDDの発症に関与する可能性が示唆された。離乳期以降,数週間隔離飼育した(SI)マウスに表出する異常行動は,注意欠陥・多動性障害(ADHD)と類似にする。この類似性に着目し,本研究では異常行動のエピジェネティックな発症機序を解明し,早期ADHD予防治療戦略としての漢方薬の利用法を確立する。SI動物における多動,攻撃性亢進,注意力と社会性低下,恐怖条件付け記憶の障害などの異常行動を指標に研究を実施し,本年度は以下の成績を得た。1.SIの前脳皮質ではGABA受容体機能の促進性制御に関わるアロプレグナノロン(Allo)の生合成酵素であるI型5αリダクターゼ遺伝子の発現量低下が認められた。この結果は先の我々の報告と一致した。また,今回,新たにその発現低下がプロモータ領域CpGアイランドのDNAメチル化に起因することが共同研究により判明した。また薬理学的に脳内Alloを低下させた動物では特に社会性行動が障害される可能性が見出された。2.ADHD治療戦略としての漢方薬の有用性を検討するために,小児期により神経精神症状に適用される抑肝散,および風邪の初期に用いられる桂枝湯の治療効果を解析した。予め2週間隔離飼育したマウスに実験期間中薬物投与を行った結果,抑肝散はSIの注意様行動の障害と攻撃行動を有意に改善したが、社会性行動の障害には無効であった。恐怖条件付け試験ではSIで誘導される文脈および音条件付け記憶の障害に対しては改善傾向を示した。一方,桂枝湯は、検討した異常行動には無効であった。さらに、SIで有意に低下したCREBおよびCaMKΠの各リン酸化レベルは抑肝散によりGH群レベルまで回復する傾向が認められた。以上から, SIによるADHD様症状の誘導にはAllo産生系のエピジェネティックな変化が関与しうることが明らかになった。抑肝散は、SI誘導される注意様行動の障害および攻撃行動に対して治療効果を有することが示唆された。初年度は,ADHD様動物モデルとして用いた隔離飼育マウスにおいて誘導されるエピジェネティックな脳内遺伝子発現変化とADHD様症状に対する漢方薬の治療的効果の解析に主眼を置いた。これまでに研究代表者らは,隔離飼育によってマウス前脳皮質における神経ステロイド・アロプレグナノロン(Allo)量が低下する結果,GABA受容体機能が低下して攻撃性亢進をはじめとする情動障害が発症する可能性を報告してきた。今回,Allo生合成酵素のI型5αリダクターゼ遺伝子の翻訳プロモータ領域におけるDNAメチル化が起こる証拠が得られ,環境因子によって起こるエピジェネティックな変化がADHD様症状に関わる可能性が示されたことは重要な進展と言える。またAllo生合成阻害薬を用いた予備的実験ではあるが,脳内Alloが動物の社会性行動の維持に重要である可能性も見出されたことは新しい発見である。これは社会性行動の障害が起こる機構の解明にもつながる可能性が高く,評価に値する。一方,精神症状に適用される抑肝散がSI動物の注意様行動の障害と攻撃性亢進を抑制したことから,少なくとも一部のADHD様症状の治療に有用であると期待される,抑肝散の新たな応用性を示すことができたと言える。代表者らは,SIで誘導される社会性行動,注意様行動,恐怖条件付け記憶の障害は異なる神経機構が関与することを報告している。特に恐怖条件付け記憶の障害の機序を解析するために,初年度に扁桃体及び中隔野アセチルコリン神経の機能変化を解析する予定であったが,そこまで実施するには至らなかった。以上を踏まえて,現在までの達成度を「おおむね順調に進んでいる」と自己評価する。本課題は,離乳期以降の早期より数週間隔離飼育した(SI)マウスに表出する異常行動が注意欠陥・多動性障害(ADHD)と類似にする点に着目し,異常行動のエピジェネティックな発症機序の解明と,予防治療戦略としての漢方薬の利用法を確立することを目的とする。初年度の研究で、漢方薬抑肝散がSI動物の異常行動に対して部分的な治療効果を示した。これを踏まえ,2年度目は本方剤を中心に,漢方薬の予防的効果を検討した。また異常行動の発症における神経ステロイド(アロプレグナノロン:Allo)の役割も調べ,以下の成績を得た。1.神経精神症状に適用される抑肝散と風邪の初期症状に用いられる桂枝湯のADHD様症状発症に対する予防効果を検討する為,SI開始時点より両薬物の経口投与を開始し,その2週間後以降より行動実験を開始した。全行動実験終了後,海馬組織の神経可塑性シグナリング機能を解析した。その結果,抑肝散と桂枝湯は何れも注意様行動,社会性行動及び文脈依存性恐怖条件付け記憶の障害を改善した。