hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自動車生産システムの進化と革新についての国際比較と将来像の研究

今や世界自動車産業におけるグローバル競争は合併やアライアンスによる再編からその再編の内実が問われる段階へ差しかかっている。こういった中にあって主要自動車メーカーのグローバルプラットフォーム戦略が進展し、それとともにそれぞれの製品にブランド価値を如何に高めるか、生産のフレキシブル化でいかに変化する市場ニーズに迅速に対応するかが大きな課題となりつつある。他方において環境戦略の進展とコスト競争の更なる進展のもとで部品コンポーネントのモジュール化戦略もいっそう高度化しつつあり、世界部品産業の再編もいっそう進みつつある。このような状況を受けて生産システムの進化と革新も著しく、この三年間これらの研究を発展させ、製品開発システム、サプライヤーシステム、そして人的資源管理と関連づけつつ研究と調査をすすめている。とくに自動車の設計開発に関連しては、インテグラルアーキテクチャーとモジュラーアーキテクチャーのコンセプトの分化と進化、デジタル技術活用による生産システムと開発システムの連携の研究を進めた。また部品モジュール化を巡る国際調査と比較実態調査を進め、これとアーキテクチャー戦略との関連の分析にも着手しつつある。また、部品産業のグローバル化に伴う取引き構造と取引き形態の面での系列取引の変貌についても分析を行っている。これに加えて生産システムの革新と人材開発の関連、そして雇用流動化と再訓練の問題を現場と中間管理職を中心とするヒューマンリソース管理の観点からとりあげている。自動車産業におけるグローバル再編が進行する中で、自動車生産システムにも着々と進化と革新が生まれている。本年度はとくにこの自動車産業のグローパル化と関連した製品開発システムの発展傾向とその中での情報技術の活用、部品調達システムの変化、とくにグローバルソーシング拡大と関連した部品モジュール化のアンケート調査とヒヤリング調査による国内自動車メーカーの新動向と海外自動車メーカーにおける新動向についての国際比較研究を行った。そういった中でグローバルプラットフォームの導入やアウトソーシングの拡大の中での部品調達システムの変化、モジュール化に対するメーカーごとのスタンスの相違、そして開発段階からのモジュール化と生産技術主導のモジュール化の相互関係や生産システムの革新に与える影響なとが明らかにされるとともに、他方において生産システム進化の中での雇用や訓練のあり方などが分析され、今後のヒューマンリソース管理のあり方も取り上げた。自動車産業のグローバル化によるその世界的再編が進む中で、部品産業の構造転換も進行し、その中にあつて自動車生産システムにも進化と革新が進んでいる。本年度は昨年度に続き生産システムの進化と革新がどのように進展しつつあるかについて、製品開発システム、サプライヤーシステム、人的資源開発と関連ずけつつ研究と調査をすすめた。特に製品開発については、デジタル技術を活用した設計開発のアーキテクチャーの進化と、生産と開発の連携を強めるフロントローデングの研究をすすめている。サプライヤーシステムとの関連については、日本の自動車メーカーと欧米自動車メーカーにおける部品モジュール化の国際比較、とくにモジュール化戦略の相違とくに特に生産システムとモジュール化の関連についてアンケート調査と研究を進めている。らに世界的な部品産業の再編のなかでのサプライヤーシステムの変化とデザインイン型からコンセプトイン型サプライヤーお出現についても検討をはじめている。さらに生産システムの革新のなかでの人的資源開発とくに雇用と再訓練をヒューマンリソース管理の観点からとりあげている。世界自動車産業のグローバル競争は合併やアライアンスによる再編から再編の内実が問われる段階に進みつつある。こういった中にあって主要自動車メーカーのグローバルプラットフォーム戦略が進展し、他方において部品コンポーネントのモジュール化戦略も進化発展して世界の部品産業の再編も進行しつりある。このような状況を受けて生産システムの進化と革新もまた著しく本年度も昨年に引き続き製品開発システム、サプライヤーシステム、人的資源管理と関連付けつつ研究と調査を進めている。とくに製品開発に関連しては、自動車の設計開発における大きな特徴であるインテグラルアーキテクチャーとモジュラーアーキテクチャーのコンセプトの分化と進化、デジタル技術活用による生産システムと開発システムの連携の研究を進めた。またサプライヤーシステムとの関連については部品モジュール化をめぐる国際比較研究と実態調査を進めこれとアーキテクチャー戦略との関連の分析を視野に入れつつある。また部品産業のグローバル化に伴なう系列取引の変貌についても分析を加えている。これに加えて生産システムの革新と人材開発の関連、そして雇用流動化と再訓練の問題を現場と中間管理職を中心とするヒューマンリリース管理の観点からとりあげている。
宇宙空間及び高真空用ロボットのための球面超音波モータの開発

1関節で多自由度駆動のできる球面モータを実現するために、球面超音波モータを製作し、特性を測定し、運動軌跡の制御を行なった。結果を以下に示す。(1)球面超音波モータの製作ロータ球直径45mm、ステータ直径30mmでロータを4つのステータではさみこむ構造とした(図1)。ロータはポリカーボネイトで製作した。特性は、最高トルク約1kg・cm、最高回転速度約30rpm、という結果が得られた。また、今回の実験の材料では、ロータが削れた粉末は観測されなかった。(2)球面超音波モータの駆動方法と制御方法ステータを常に振動させることにより、ステータ間の干渉を減少させ、2軸のステータで入力する角速度ベクトルを合成したものと、ロータの角速度ベクトルと向きが同じであることが理論的にも、実験的にも分かったので、その特性を利用し、軌跡の制御を行い測定装置の分解能の精度(約0.3mm)で軌跡が描けた。結果を以下に示す。
人工細胞リポソームによる細胞の分裂ダイナミクスの解明

本研究では実際の細胞の変形・分裂ダイナミクスの解明につながる人工細胞リポソームの変形・分裂条件を明らかにすることを目的とし、特にリポソームの内部・外部の溶液組成を変化させた際にどのような変化が起こるかをマイクロ流体デバイスを用いて環境を制御しつつ観察することに注目して研究を進めていた。本年度では当初の研究計画に沿って、以下の研究を行った:(1)マイクロ流体デバイスの開発:リポソーム外部環境制御の為、マイクロ流路内でリポソームをトラップし、外部溶液を交換できるデバイスを作成した。トラップ構造内には流れの抵抗があるためリポソームがトラップされにくいという問題があったが、光ピンセットを用いて構造内に移動させることでこの問題を解決した。(2)PEG脂質によるリポソーム分裂現象の発見:上で開発したマイクロ流路を用い、リポソームの外部溶液をPEG脂質を含む溶液に交換したところ、リポソームが分裂する現象が見られた。(3)リポソームの形態の解析アルゴリズムの開発と自由エネルギー曲面(FEL)による統計解析への応用:上記の実験と並行して、得られた実験データを解析する技術を開発した。具体的には、リポソームの顕微鏡断面画像から面積、周長などに基づく形態特徴化指標によって各リポソームの形態を定量化した。これにより大量のリポソームの形態の解析が可能となり、これを用いて次年度に計画していたFELの再構成によるリポソームの変形ダイナミクスの解析を行った。様々な外部浸透圧条件におけるリポソームの変形を解析した所、ある範囲内の浸透圧条件では局所安定的なリポソームの形態が存在することがわかり、これはリポソームの変形に関する理論モデルからの予想と一致することがわかった。また、リポソームの時間的変化との対応関係を調べた所、再構成されたFELは実際の時間的変形ダイナミクスを反映していることが示唆された。
脂肪族炭素と芳香族炭素から推定する小惑星の熱履歴

隕石に含まれる有機物は,隕石母天体である小惑星の熱履歴の情報を保持していると考えられている。本研究は,隕石中の有機物の「脂肪族炭素の減少」及び「芳香族化度の増加」の2つの独立した指標を用いて,小惑星の熱履歴を推定することを目的とする。まず,芳香族化度の増加から熱履歴の指標とするために,あまり加熱を受けていない隕石の加熱実験を行い,ラマン分光法によりスペクトルの変化を調べた。しかし,精度よく速度論パラメータを決めるために十分な測定点がまだ得られていないため,今後も継続して実験を行う必要がある。また,比較的短期間の加熱を受けたと考えられている2種類の隕石について,暫定的に加熱温度・時間を求めた。隕石に含まれる有機物は、隕石母天体である小惑星の熱履歴の情報を保持していると考えられている。申請者は、隕石中の有機物の熱分解を反応速度論を用いて温度と時間の関数として表すことにより、小惑星の熱履歴の制約を与えることを見出した。しかし、速度論においては、1つの指標に対して「温度」と「時間」という2つのパラメーターがあるため、一意に熱履歴を求めることが難しいという問題がある。したがって、脂肪族炭素の減少のほかにもう1つの指標を加えることができれば、一意に熱履歴を求めることができる。そこで、芳香族化度の増加も熱履歴の指標となることが知られており(Buseman et al., 2007; Cody et al., 2008)、もう1つの指標として有効であると考えられる。以上の、脂肪族炭素量f1(T,t)と芳香族化度f2(T,t)という2つの独立した指標を組み合わせることにより、温度Tと時間tを一意に求めることが期待できる。そこで本研究では、(1)隕石有機物の加熱変化の2つの指標から、反応速度論を用いて加熱温度と時間を算出する新しい手法を確立し、(2)実際の隕石有機物と比較することによりこれらの小惑星の熱履歴を推定することが目的である。特に曖昧であった、1小惑星自体の発熱により低温・長期間加熱された場合、及び2衝突などの衝撃により高温・短期間加熱された場合、をはっきりと区別することができると期待される。初年度においては、小惑星環境模擬実験により、隕石有機物を指標とした反応速度論を用いて熱履歴を推定する手法を構築する。そして次年度は、さまざまな隕石の分析を行い、初年度に構築した手法を用いてこれらの母天体である小惑星の熱履歴を求める。平成27年度は、Murchison隕石の加熱実験を行い、ラマン分光法によりスペクトルの変化を調べた。芳香族化度の指標としてGバンドの半値幅及びピーク位置を用いて解析する手法を確立した。また、Y-86720隕石とTagish Lake隕石について、脂肪族炭素量と芳香族化度の2つの指標を用いて、加熱温度・時間を求めた。隕石の加熱実験はまだ改善の余地があり、次年度継続する予定であるが、次年度に行う予定であった、これらの速度論的指標を実際の隕石の熱履歴の見積りへ適用することができたため、おおむね順調な進行具合といえる。申請者は,隕石中の有機物の脂肪族炭素の減少を,反応速度論を用いて温度と時間の関数として表すことにより,小惑星の熱履歴の制約を与えることを見出した。しかし,速度論においては,1つの指標に対して温度と時間の2つのパラメータがあるため,一意に熱履歴を求めることが難しいという問題がある。そこで,芳香族化度の増加をもう1つの指標として加えることにより,2つの独立した指標の組み合わせから,温度と時間を一意に求めることが期待できる。そこで本研究では,(1)隕石有機物の加熱変化の2つの指標から,反応速度論を用いて加熱温度と時間を算出する新しい手法を確立し,(2)実際の隕石有機物と比較することによりこれらの小惑星の熱履歴を推定することを目的とする。特にこれまで曖昧であった,小惑星自体の発熱により低温・長期間加熱された場合と,衝突などの衝撃により高温・短期間加熱された場合をはっきりと区別することができると期待される。本研究ではまず,芳香族化度の増加から熱履歴の指標とするために,あまり加熱を受けていないMurchison隕石の加熱実験を行い,ラマン分光法によりスペクトルの変化を調べた。また,比較的短期間の加熱を受けたと考えられているY-86720隕石とTagish Lake隕石について,暫定的に加熱温度・時間を求め,これらの隕石が数時間数十日程度のタイムスケールの加熱を受けたことを確認した。今後,加熱実験の測定データを増やし,より精度の高い指標を作ることにより,数々の隕石についてその母天体におけるより正確な熱履歴の推定が可能になると期待できる。

また,比較的短期間の加熱を受けたと考えられている2種類の隕石について,暫定的に加熱温度・時間を求めた。平成27年度に行った隕石の加熱実験において、加熱ステージを用いてラマン分光装置下でその場観測を行ったが、加熱中の酸化還元状態のコントロールに難があったため、次年度は実験方法を変更し、バッチ法にて温度・時間を変化させて加熱した試料を作成し、ラマン分光分析を行うこととする。これにより、より正確な温度指標を構築することが可能となる。また、平成27年度は、Y-86720隕石とTagish Lake隕石についてのみ熱履歴の見積を行ったが、今後は隕石の種類を増やす予定である。また、隕石母天体の加熱を温度一定として加熱温度・時間を求めたが、実際は徐々に昇温・降温するので、その過程を考慮した計算を行う。宇宙地球化学
ニホンザル精密把握の神経制御機構:筋骨格モデルによるアプローチ

本研究では、ニホンザルの解剖学的に精密な手部筋骨格モデルを構築し、その精密把握動作の生体力学的解析を行うことを通して、精密把握の神経制御機構の一端を明らかにすることを試みた。具体的にはニホンザルの手指の運動と指先に作用する反力を計測し、逆動力学的計算により運動中に各筋が発揮すべき筋張力を推定した。その結果、算出された筋張力波形は把握時の筋電図波形と類似し、モデル解析の妥当性が示唆された。本研究で構築した枠組みは、手部筋骨格系の冗長自由度を神経系がどのように制御しているのかを解析する上で有効なツールとなる。ニホンザル手部の精密筋骨格モデルの構築を行った。まず、手の運動機能を精密に再現するために、ニホンザル新鮮屍体の手部・前腕部分を、エックス線CT装置を用いてスキャンし、その積層断層像から各骨の3次元表面形状を抽出した。そして、取得した骨の関節形状を球面、円柱、もしくは二次曲面によってモデル化し、各関節の回転軸の向きと回転中心を決定した。この情報に基づいて、骨格系を計20節から成る剛体リンクモデルとして構築した。第一中手手根関節は、屈伸軸と橈尺軸が互いに交わらないため、仮想リンクを導入して骨の形状が規定する運動学的拘束を再現した。一方、CT積層断層像から手部表面形状も抽出し、それを分割することで節の質量や重心位置を算出した。筋系は、ニホンザルの手部および前腕部の解剖データに基づいてモデル化した。筋走行は起始点から停止点までを経由点を介して結ぶ線分として表現し,各筋の発揮しうる最大筋力は、筋の生理学的断面積に比例するものとした。各筋には対応する脊髄運動ニューロンが一つ存在するものと仮定した。この運動ニューロンの発火頻度は、0から1の連続量で表現されるものとし、1のとき筋は最大筋力を発揮する。今後この筋骨格モデルにニホンザルが栂指と示指でマニピュランダムのレバーを摘むときの運動データを与え、逆動力学的計算により各筋の運動ニューロンの活動状態の推定を試みる。運動の計測には、モーションキャプチャシステムを用いるが、解剖学的筋骨格をマッチングさせることで、単一のカメラ映像から手部の3次元運動を再構成する試みについても研究を進めた。本年度は、解剖学的に精密なニホンザルの手部筋骨格モデルを用いて、ニホンザル精密把握動作の逆動力学的解析を行った。ニホンザル1個体に、モニタの表示に合わせて母指と示指でレバーを開閉するタスクを行わせ、そのときの手指運動を4台のデジタルビデオカメラで撮影し、把握運動中の手指の3次元運動を定量化した。このとき、指先からレバーに作用する反力も計測した。計測した運動データに構築した筋骨格キデルをマッチングしてやることにより、把握時の骨格運動を推定し、精密把握時の栂指と示指の骨格運動とそのときの筋走行の変化を計算機内に再現した。逆動力学的計算に基づいて、計測されている指先力を発揮するために必要な各筋の筋張力を算出した。逆動力学計算とは、計測した運動データから運動方程式に基づいて筋張力や筋活動パターンを逆算的に算出する手法である。すなわち手に作用する力と運動の関係を運動方程式として記述し、計測した運動データとレバー反力を代入し、筋張力を推定した。ここでは筋応力の三乗の総和を筋張力配分の評価関数として各筋張力を求めた。本力学モデルの計算には、逆動力学解析ソフトウェアAnyBody Modeling System(Anybody Technology, Denmark)を用いた。その結果、レバーに反力が作用するときに第一背側骨間筋,母指内転筋,示指浅指屈筋の筋活動は大きく、短母指外転筋のそれは小さくなり、逆にレバーに反力が作用しないときにその逆となるなど、筋張力波形は把握時の筋電図波形と類似し、モデルの妥当性が示唆された。本研究で構築した枠組みは、ニホンザルの精密把握運動において冗長自由度をどのように制御しているのかを解析する上で有効なツールとして寄与すると考えられる。
次世代型医療器材に対応する洗浄法の開発と評価

本研究では、次世代型医療器材にも対応可能な新しい洗浄法の開発を目的とした。複雑な構造の医療器材に対しても高い洗浄効果を発揮する洗浄システムの開発を目指し、その能力を検証した。また易洗浄性に基づいて定量的に医療器材を分類するための分析法を検討した。さらに、滅菌工程管理と同様の考え方を医療器材の清浄度管理法に取り入れるための理論構築を図った。洗浄機序に高圧水および高温スチームを用いた洗浄システムが開発検証された。また定量的判定に基づく器材分類により医療器材の種類ごとに最適な洗浄条件を提案できること、残留汚染量の目標値を考慮したより高度な医療器材の清浄度管理が実現できることが示された。汚染除去の難度が高い医療器材に対しても効率的な洗浄が可能となる洗浄法の開発と検討をおこなった。医療器材の洗浄は、交叉感染の発生リスクを抑制するための臨床現場の重要業務であり、医療機器開発とも歩調を合わせた進展が必要である。本研究では、低侵襲手術の進歩や新しい手術手技の発展にともなう高機能化と小型化により構造が複雑化した次世代型の医療器材にも対応可能な洗浄システムの開発とその能力の検証を目指した。医療器材の新しい洗浄法を考案した。高圧で噴射した洗浄液および高温のスチームを対象表面に隙間なく噴射することで、効果的かつ効率的な汚染除去を可能にする方式を採用した。洗浄システムは、汚染除去のために装置先端のアタッチメントから水、洗浄液および高温スチームのいずれかを噴射するものとし、高圧水または高温スチームの供給のために市販品を利用したそれぞれの発生装置に高圧配管を介して接続する構造とした。また洗浄の対象となる医療器材の構造的特徴が汚染除去の難度に与える影響を明らかにするため、溶液への浸漬を繰り返したときに得られる手術器械からの溶出タンパク質量のパターンを検討した。手術器械の構造的特徴(ヒンジ、生体組織に接触する凹凸部、ステンレス板の接合部)の有無によって残留タンパク質の溶出パターンが異なることが明らかになり、手術器械を水槽等に複数回浸漬したときのタンパク質溶出パターンに基づいて器械の構造を定量的に分類できることが示唆された。また、このような客観的手法に基づく医療器材の分類を利用することで、医療器材の種類ごとの最適な洗浄条件が提案できると考えられた。実験場所での漏水防止対策の検討、および実験環境の整備に時間を要した。また耐高圧の配管部品の選定と調達に時間を要した。高圧で噴射した洗浄液および高温のスチームを対象表面に噴射することで、効率的な汚染除去を可能にする方式を採用した。洗浄システムは、汚染除去のために装置先端のアタッチメントから水、洗浄液または高温スチームを噴射するものとし、高圧水または高温スチームの発生装置に接続する構造とした。洗浄の対象となる医療器材の構造的特徴が汚染除去の難度に与える影響を明らかにするため、溶液への浸漬を繰り返したときの手術器械からの溶出タンパク質量のパターンを検討した。手術器械の構造的特徴によって残留タンパク質の溶出パターンが異なることが明らかになり、手術器械を水槽等に複数回浸漬したときのタンパク質溶出パターンに基づいて器械の構造を定量的に分類できることが示唆された。このような客観的手法に基づいて分類することで、医療器材の種類ごとに最適な洗浄条件が提案できると考えられた。手術器械の洗浄に滅菌と同様の工程管理の考え方の導入を図るため、器材表面から洗浄液中に溶出するタンパク質量を連続測定して各段階の洗浄効果を評価した。鋼製手術器械に対する一定条件下の超音波洗浄では、器械種類に依らず同水準のログリダクションの洗浄効果が発揮されると推察された。これらの関係に基づいて各工程の洗浄条件を設定管理することで、残留汚染量の目標値を達成する手術器械の清浄度管理が実現可能と考えられた。洗浄液またはスチームを吐出するアタッチメントの噴射口について、その形状、大きさ、方向、個数などによる噴射力の違いと洗浄効果への影響を検討する。感染制御学実験環境の整備に時間を要したために、アタッチメントの試作と改良が十分に進展しなかった。計上していた費用は当初の目的に沿って平成28年度に使用する予定である。
好酸球の遺伝子制御の解析:好酸球へ分化を決定する遺伝子の単離

アレルギー炎症の病態において重要な役割を果たしている好酸球の造血幹細胞からの分化に関して、我々は分子レベルでの解析を行っている。本年得られた生かは以下の通りである。1.好酸球特異顆粒蛋白である好酸球ペルオキシダーゼ(EPO)の遺伝子発現が転写レベルで制御せれており、そのmRNAの半減期は2.5時間であった。2.このEPOの遺伝子発現を制御するプロモーターには、negativeに作用する領域(-112bp-103bp)とpositiveに作用する領域(-103bp-83bp,-62bp-43bp)の存在が示唆された。本年得られた成果は以下の通りである。1.好酸球系株化細胞(HL60-C15細胞)及び正常ヒト骨髄細胞を用いて好酸球分化における好酸球顆粒蛋白遺伝子の発現を、ノーザンブロッティング、Run-onアッセイで行った。この際、GATA-1転写因子が同様の発現パターンを示すことを明らかにし、GATA-1が好酸球分化に何らかの役割を果たしていることを示した。(Blood 81:3234,1993)2.好酸球ペルオキシダーゼ遺伝子の5〓上流域に存在する転写調節領域を、ルシフェラーゼアッセイ及びフットプリンティングにより特定した。(論文投稿中)以上、今年度は好酸球特異顆粒遺伝子のプロモーターの解析を中心に行ってきた。今後更に、好酸球特異顆粒遺伝子の1つであるMajpr Basic Protein(MBP)の5〓上流域のプロモーターを検討していく予定である。最終的には、好酸球へ分化を決定する遺伝子を単離してゆきたい。アレルギー炎症の病態において重要な役割を果たしている好酸球の造血幹細胞からの分子に関して分子レベルでの解析を行なった。1.好酸球系株化細胞(HL60-C15細胞)および正常ヒト骨髄細胞の好酸球文化において、GATA-1転写因子が何らかの役割を果たしていることが、示唆された。2.好酸球ペルオキシダーゼ遺伝子のプロモーターには、negativeに作用する領域とpositiveに作用する領域の存在が示唆された。
遺伝性側頭葉てんかんのシナプス病態、神経回路病態の解明

“てんかん"は神経細胞および神経回路の異常な興奮によりおこる。しかし、病態解明は進んでおらず、根本的な治療法に至っているものは多くない。申請者はこれまでに、家族性側頭葉てんかんの原因遺伝子産物である分泌蛋白質LGI1が膜蛋白質ADAM22/ADAM23のリガンドとして機能し、AMPA受容体機能を促進することを見出した。また、LGI1機能欠損(KO)マウスでは海馬シナプスのAMPA受容体機能が低下し、致死性てんかんが起こることを見出した。本研究では1)LGI1遺伝子変異とシナプス伝達異常の関連性と、2)てんかん発症における海馬シナプス・神経回路の分子病態を解明することを目的とした。今年度は、当初の研究計画を着実に遂行し、下記のような成果を得た。1) LGI1遺伝子変異とシナプス伝達異常の関連性解明家族性側頭葉てんかん家系で報告されている21種類のLGI1ミスセンス変異体を単離し、それらを分泌型、分泌不全型変異体に分類し、分泌型LGI1変異体と分泌不全型LGI1変異体を発現する変異マウス2系統を樹立した。これらのマウスはヒト家族性てんかんのモデルであることを示すと共に、LGI1変異の欠損機能を個体レベルで詳細に明らかにした。またてんかんの新しい治療法を提案した(査読実験中)。2)てんかん発症における海馬シナプス・神経回路分子病態の解明脳の神経細胞“種"特異的にLGI1を発現させ、LGI1 KOマウスのてんかんが救済されるか否かによりてんかん発症に関わる神経回路を同定することを試みた。今年度は、LGI1海馬歯状回顆粒細胞、苔状細胞、CA3錐体細胞および抑制性神経特異的にLGI1を発現するマウス系統を作成した。さらにウイルスベクターを用いたLGI1遺伝子補充による方法も開始した。24年度が最終年度であるため、記入しない。"てんかん"は神経細胞および神経回路の異常な興奮によりおこる。しかし、「LGI1機能欠損によるAMPA受容体機能の低下が、なぜ脳の過剰興奮である"てんかん"を引き起こすか」については謎であり、シナプスおよび神経回路レベルの病態解明が必要不可欠である。本研究では1)LGI1遺伝子変異とシナプス伝達異常の関連性と、2)てんかん発症における海馬シナプス・神経回路の分子病態を解明することを目的とする。1)LGI1遺伝子変異とシナプス伝達異常の関連性解明家族性側頭葉てんかん家系で報告されている21種類のLGI1ミスセンス変異体を単離し、それらを分泌型、分泌不全型変異体に分類した。次に分泌型LGI1変異体と分泌不全型LGI1変異体を発現する変異マウスを樹立しこれらのマウスが致死性てんかんを引き起こすことを見出した。すなわち、ヒトのてんかんモデルマウスを作出した。2)てんかん発症における海馬シナプス・神経回路分子病態の解明脳の神経細胞"種"特異的にLGI1を発現させ、LGI1KOマウスのてんかんが救済されるか否かによりてんかん発症に関わる神経回路を同定する。今年度はLGI1海馬歯状回特異的にLGI1を発現するマウスを作成し、このマウスがてんかん表現型を救済するか検討している。さらに、イヌのLGI1の類縁蛋白質LGI2が良性焦点てんかんの原因遺伝子であることを見出した。

今年度は、LGI1海馬歯状回顆粒細胞、苔状細胞、CA3錐体細胞および抑制性神経特異的にLGI1を発現するマウス系統を作成した。さらにウイルスベクターを用いたLGI1遺伝子補充による方法も開始した。24年度が最終年度であるため、記入しない。私どもの先行実験(野生型LGI1を発現するtransgenic mouse作成)で、変異体マウス作成に必要な実験条件が既に確立していたため。1)作成したLGI1変異マウスの脳内で、LGI1複合体の存在様式、LGI1変異体の分布、海馬シナプスのAMPA受容体機能を調べ、その病態機構を明らかにする(分子レベルでの解析)。2)引き続きCA3野、苔状細胞、抑制制神経細胞特異的にLGI1を発現するマウスを樹立し、てんかん表現型をレスキューするか否かを遺伝学的に解析する(回路レベルでの解析)。
試験管内におけるES細胞からの領域特異的神経分化の誘導

近年、ショウジョウバエやアフリカツメガエルを用いて、未分化外胚葉より神経前駆細胞にいたる初期神経発生の分子メカニズムが明らかとなってきた。次の主要な問題点は、ほ乳類動物における初期神経発生の分子メカニズムと、多彩な神経細胞の個性を決定する分子メカニズムの解析である。我々は、ほ乳類動物のES細胞を用いてこれらの問題に取り組んでいる。まず、マウス並びにサルのES細胞から神経細胞をin vitroで効率よく分化させる系を確立した。ES細胞との共培養系を用いて、いくつかの間質細胞にマウスES細胞から神経分化を促進する活性(SDIA, stromal cell-derived inducing activity)があり、特に頭蓋骨由来の間質細胞であるPA6細胞は高率(90%以上)に神経分化を誘導することを示した。次にSDIA法によりES細胞から誘導された神経前駆細胞の領域特異性を様々な領域特異的マーカーで調べた。前後軸では前脳・中脳・後脳のマーカーが誘導されたが脊髄のマーカーは誘導されなかった。背腹軸では腹側から背側まで広い範囲のマーカーが誘導されることがわかった。そこで、SDIAによって誘導された神経前駆細胞に、今までに初期胚で神経のパターニング活性を持つことが知られている因子を作用させることによって、領域特異的な神経組織が誘導されるかどうかを調べた。後方化の活性のあるレチノイン酸によって前脳・中脳のマーカーは抑制され、脊髄のマーカーが誘導された。腹側化因子として知られるShhにより背側の神経組織の誘導は抑制され、運動神経・底板などの腹側の神経組織が誘導された。背側化因子として知られるBMP4により腹側の神経組織は抑制され、背側の神経組織並びに神経堤由来の神経が誘導されることがわかった。SDIAと既知のパターニング因子を組み合わせにより、様々な領域特異的神経が誘導されることが明らかとなった。我々は、哺乳類中枢神経系における多彩な神経細胞の領域特異的分化の分子機構を解析している。これまでに、マウスES細胞を試験管内で神経細胞へと分化させる活性SDIAを見出し、非常に効率よく神経細胞を分化誘導するSDIA法の確立に成功してきた。さらにSDIA法を用いることにより、マウスにおける初期神経発生にはBMP活性の阻害が必要であることを見い出した。今年度は、霊長類における神経発生過程を解析するために、サルES細胞をSDIA活性を用いて試験管内で神経細胞へと分化誘導することを試み、以下の結果を得た。1)SDIA活性は、マウスのみならずサルES細胞も、試験管内でclassIIIβ-tubulinやNCAM陽性の神経細胞へと分化誘導する。2)神経分化に必要な日数は約3週間であった。これらの結果は、サルと同じ霊長類であるヒトのES細胞からも、SDIA法を用いることにより、試験管内で神経細胞を分化誘導できる可能性を示唆している。また神経細胞を得るための所要日数が3週間と短いことから、SDIA法は再生医学的応用に用いることができる可能性がある。現在は、SDIA法により誘導されたサル神経細胞の領域特異性の検討をすすめている。SDIA法は、神経発生過程の解析や、再生医学的応用に重要な技術である。

まず、マウス並びにサルのES細胞から神経細胞をin vitroで効率よく分化させる系を確立した。ES細胞との共培養系を用いて、いくつかの間質細胞にマウスES細胞から神経分化を促進する活性(SDIA, stromal cell-derived inducing activity)があり、特に頭蓋骨由来の間質細胞であるPA6細胞は高率(90%以上)に神経分化を誘導することを示した。次にSDIA法によりES細胞から誘導された神経前駆細胞の領域特異性を様々な領域特異的マーカーで調べた。前後軸では前脳・中脳・後脳のマーカーが誘導されたが脊髄のマーカーは誘導されなかった。背腹軸では腹側から背側まで広い範囲のマーカーが誘導されることがわかった。そこで、SDIAによって誘導された神経前駆細胞に、今までに初期胚で神経のパターニング活性を持つことが知られている因子を作用させることによって、領域特異的な神経組織が誘導されるかどうかを調べた。後方化の活性のあるレチノイン酸によって前脳・中脳のマーカーは抑制され、脊髄のマーカーが誘導された。腹側化因子として知られるShhにより背側の神経組織の誘導は抑制され、運動神経・底板などの腹側の神経組織が誘導された。背側化因子として知られるBMP4により腹側の神経組織は抑制され、背側の神経組織並びに神経堤由来の神経が誘導されることがわかった。SDIAと既知のパターニング因子を組み合わせにより、様々な領域特異的神経が誘導されることが明らかとなった。
RCC1蛋白質と結合する蛋白質の同定

核蛋白質であるRCC1は、低分子量GTPaseであるRanに対しグアニンヌクレオチド交換促進因子(GEF)として働き、細胞周期の制御、DAN複製、RNAの代謝と核外への輸送、蛋白質の核移行、核の形成と構造の維持など、多様な細胞核機能に関与することが報告されている。RCC1は核内でDNA上の蛋白質複合体中に存在すると推定され、DNA上での生理機能とRCC1の活性は密接に関連していると想像される。そこで、RCC1のGEF活性が細胞核の機能を反映しているかを検討するため、in vitroで核の状態を良好に保ちながら、核内でのRCC1のGEF活性を測定する系の確立を試みた。細胞膜を選択的に透過性にして核を調整し、組換体RanとインキュベーションするとRanに対するGEF活性を検出することができた。界面活性剤を用いて調製した核でも活性が検出できた。この系を用いて同調したHeLa細胞から細胞核を調製してGEF活性を測定したが、細胞周期進行過程での明確な活性の変動は検出されなかった。一方、細胞周期の進行過程においてRCC1の機能が必要とされることが示唆されている。RCC1遺伝子に変異を持つ温度感受性変異株tsBN2細胞では、ハイドロキシウレア存在下で同調後に細胞を制限温度下に移すと、RCC1のGEF活性が失われ、同時に未成熟染色体凝縮(PCC)が観察される。そこで、この系を用いてRan-GTPを細胞にマイクロインジェクションするとPCCの抑制が観察された。なお興味深いことに、Ran-GTPγSも同様の効果を示すため、GTPの加水分解は必要でないと思われる。この結果からは、やはりRCC1が細胞核の状態を反映し、GEF活性を通してRanと共に細胞周期の制御に関与していることが示唆された。
高齢期の喪失体験を統合する生涯発達的機能とそれを促進する介入プログラムの検討

「配偶者と死別した高齢者の長期縦断研究」の第4回目の調査を実施し、生存対象者のほとんどが悲嘆から回復していたことが確認された。9年間で初回調査時のおよそ30%が死亡しており、生命予後に関連する因子がコックス回帰分析により明らかにされた。配偶者との人生を語る介入プログラムが実施され、人間的成長を促進する効果が示された。このプログラムへの参加は配偶者との死別により変わってしまった世界の意味構造を再構成する機会となったかもしれない。配偶者の死に直面した高齢者がその悲嘆をどのように克服してサクセスフルエイジングに至るのか、或いはその取り組みに失敗し、病気や死の転帰へと向かうのかを明らかにするためには長期縦断研究が必要である。配偶者と死別した高齢者の長期的適応に関する縦断調査は、2000年に開始され、2002年に第2回調査、2005年に第3回調査を、今年度は第4回調査を実施した。調査対象者は当初は276名であったが、その後転居、死亡、病気入院等のために、第2回調査の時点ですでに対象者が200名をきり、今年度の第4回調査では113名(回収率62.40%)となった。多くの者は悲嘆から回復し、概ね適応的レベルにあったが、複雑性悲嘆を示す者もあった。これらの結果についての詳細な分析は次年度以降の課題とした。今回の調査は特に、喪失体験を組織統合する生涯発達的機能に焦点をあて、その機能の検証を行うとともに、その機能を促進し、サクセスフルエイジングへと導く介入プログラムの検討も併せて行った。介入プログラムは、配偶者との出会いから現在までのライフストーリーを、「出会いから新婚時代まで」「壮年期から中高年期の私たち」「伴侶との別れ、そして現在まで」の3回に分けて語ってもらい、「伴侶と歩んだ人生アルバム」を作成した。このプログラムには14名の対象者が参加し、介入プログラムの実施前後には効果評価のための調査が実施された。結果は悲嘆や適応の指標についての量的分析だけでなく、質的にも十分に分析し、伴侶と歩んだ人生を振り返って語ることが配偶者の死の意味づけと人生への統合を促進させるのかどうかについて、さらに検討する。2000年にスタートした配偶者と死別した高齢者の縦断研究は2002年、2005年、2009年と3度の追跡調査を行い、それぞれ短期的、中期的、長期的な状況に関するデータ収集を行ってきた。今年度からは、長期にわたる縦断研究の全容を把握する分析が可能となった。初回調査に参加した276名のうち最終調査に参加した対象者は113名で、そのうち82名が全調査に参加した。死別体験からの回復過程についての分析は縦断データの解析ソフトによる分析を行った。長期縦断調査では死亡等による欠損が避けられないが、4時点で分析が有効であった対象者について、悲嘆の指標に関して反復測定の分散分析を行い、平均値の差を検討した。GHQの下位尺度では身体症状は低下を示していたのに対して、社会的障害が上昇する傾向が見られ、GHQ総合得点では有意な変化が認められなかった。悲しさや寂しさといった悲嘆に関わる感情については顕著な得点の低下が認められた。リニアーな低下が予想された悲嘆に関わる感情指標については潜在曲線モデルを用い、その回復過程を切片と傾きで予測する分析を行った。悲しさや寂しさといった感情では切片の平均値は大きかったが、傾きも大きく、順調な回復が示唆された。これらの感情の回復過程について年齢や性別による影響を検討したが、年齢は切片に性別は一部で傾きに影響していた。これらの分析結果は、配偶者の死別後に長期間にわたって生存した対象者の回復過程について有益な知見を提供する。しかしながら最終的に80名の対象者が死亡しており、死亡者は生存者より初回調査時の適応指標が悪かった。生存時間分析を加えることによって総合的な視点からの分析が可能となった。今年度は配偶者と死別した高齢者のその後の10年間を4度にわたる縦断調査によって収集したデータを用いて分析を行った。配偶者の死後10年間生存した高齢者について、悲嘆からの克服の過程を、情動面、精神的健康面について分析し、死別から6年後の調査で多数の対象者がほぼ回復し、さらに10年後の調査でも回復が確認された。しかし死別後10年間生存した対象者のほとんどが「通常の悲嘆」と言われる回復過程をたどる一方で、6年後の調査で「複雑性悲嘆」と分類された対象者も少数であるが認められ、それは10年後の調査でも減少することはなかった。「複雑性悲嘆」の場合には10年後の調査でも回復しないことが判明したが、この「複雑性悲嘆」の高齢者を早期に弁別することは予防的観点から重要であると考えられた。

初回調査時点で将来「複雑性悲嘆」となりうる対象者を予測するために、初回調査で実施した「死別の心理反応尺度(BRS)」と「複雑性悲嘆」との間の関連性を調べた。BRSは「複雑性悲嘆」の対象者を早期に予測できる尺度として有用であることが明らかになったが、BRSは項目数がやや多いために16項目の短縮版(RBRS)を作成した。配偶者との死別から10年後には152名の対象者が生存、80名が死亡していたが、死別からの生存年数に焦点をあてた生命予後に関する分析では、「男性」、「高年齢」の他に初回調査時に「精神的健康が悪い」、BRSの下位尺度の一つである「愛着」が低い場合等に死亡率の相対危険率が高いことが明らかになった。配偶者の喪失によって変わってしまった想定世界を「伴侶と歩んだ人生アルバム」を作成するプログラムに取り組むことによって「意味の再構成」を行い、喪失体験を人生に取り込む介入の効果分析は、精神的健康の回復に加えて、人間的成長等の発達的機能をも促進させることが判明した。
川崎病患者免疫機構の分子遺伝学解析;TNF-α産性能と疾患との関連性

川崎病の発症における遺伝的背景を明らかにするために、各種mitogen刺激に対する川崎病既往者(既に健康状態にある)とその健常非罹患兄弟、及びcontrol群における末梢血リンパ球TNF-α産生能を比較検討した。方法は末梢血単核球をConA、PMA、TSST-1、及び急性期患児より分離された表皮ブドウ球菌(S-2)、黄色ブドウ球菌培養上清(S-6)で刺激し、20時間及び60時間培養後の上清中のTNF-αの濃度をELISA法により測定した。検定はMann-Whitney′s U testを使用した。結果は川崎病既往群(KD群)と非川崎病群(non-KD群)のTNF-α産生能の比較では60時間でのTSST-1(p=.0266)及び、S-6(p=.0078)刺激でKD群での有意な高TNF-α産生性が認められた。TNF-α産生性の遺伝的影響を考慮するために、KDfamily(KD群とその兄弟)と非川崎病家系群(control群)との間のTNF-α産生量の比較を行った。60時間のTSST-1(p=.0010)、S-6(p=.0039)刺激でKD群に有意な高TNF-α産生量を認めた。川崎病兄弟群とcontrol群との比較でもTSST-1(p=.0205)、ConA(p=.0207)刺激で有意差を認めた。KD群とその兄弟群との間には有意差は認めなかった。川崎病既往者は、川崎病に罹患したことのない者に比べ、黄色ブドウ球菌由来の毒素であるTSST-1やS-6の刺激で高いTNF-α産生能を示した。また川崎病既往者だけなくその健常兄弟においてもTNF-α高産生性が認められることより、TNF-α産生性能は遺伝的に規定されることが示唆される。
腸内共生菌によるエピゲノム修飾を介した粘膜免疫制御メカニズムの解明

ヒトの消化管の粘膜表面には、およそ100兆個にもおよぶ腸内細菌が生息している。消化管に慢性炎症を引き起こす炎症性腸疾患は、腸内細菌に対して宿主免疫系が過剰に応答することで発症すると考えられている。大腸における制御性T細胞(Treg)は、腸内細菌に対する免疫応答の抑制に重要な役割を果たしている。しかしながら、機能的なTregが大腸において維持される仕組みは不明であった。著者らは、大腸Tregにおいて腸内細菌の定着依存的に発現増加する遺伝子としてUhrf1を同定した。Uhrf1はDNAメチル化の維持に必須な役割を果たしており、DNAメチル化は遺伝子発現の抑制に寄与している。そこで、Uhrf1を欠損したTregと正常なTregにおいて、DNAメチローム解析(MeDP-seq : Methylated DNA-precipitation-sequencing)およびトランスクリプトーム解析を行い、Uhrf1の標的分子の探索を試みた。これらデータの統合解析を行った結果、Uhrf1は細胞周期制御因子であるCdkn1aの遠位プロモーター領域のDNAメチル化を促すことで、その発現を負に抑制していることが示唆された。T細胞特異的にUhrf1を欠損したマウス(CD4^<Cre>Uhrf1^<F/F>)よりT細胞を取得し、Tregを分化誘導すると、G1-S移行期において細胞周期が停止することで、細胞増殖に異常をきたすことが判明した。一方で、siRNAを用いてCdkn1aをノックダウンしたUhrf1欠損TregではG1期における細胞周期の停止が軽減され、S期の細胞の割合が増加した。さらに著者らは、Uhrf1とCdkn1aの二重欠損マウス(CD4^<Cre>Uhrf1^<F/F>Cdkn1a^<-/->)を作成し、大腸Tregの割合を比較した。CD4^<Cre>Uhrf1^<F/F>では、抹消誘導型のTregの割合が激減する。一方で、CD4^<Cre>Uhrf1^<F/F>Cdkn1a^<-/->では、この割合が完全ではないものの有意に改善された。これらin vitroおよびin vivoの結果より、Uhrf1はDNAメチル化を介してCdkn1aの発現をエピジェネティックに抑制することで、Tregの細胞増殖を維持していることが明らかとなった。本研究課題は平成26年度が最終年度のため記入しない。無菌マウスと腸内細菌を定着させたマウスの大腸Tregの遺伝子発現パターンを網羅的に解析した。その結果、腸内細菌の定着によりUhrf1/Np95の発現が上昇することが分かった。Uhrf1は、生後から離乳前の活発な増殖期にあるTreg細胞において特に発現が亢進していた。そこで、Tregの増殖におけるUhrf1の役割を調べるために、T細胞特異的Uhrf1欠損(Uhrf1 cKO)マウスを作出した。Uhrf1 cKOマウスの大腸ではTregの数が顕著に減少し、IL-10やCTLA-4などの機能分子の発現が低下していた。Uhrf1は、DNA維持メチル化転移酵素をリクルートすることでDNAメチル化の維持に寄与する。そこで、Uhrf1を欠損したTregと正常なTregにおいて、ゲノムワイドなDNAメチル化解析およびトランスクリプトーム解析を行った。その結果、Uhrf1は細胞周期制御因子であるCdkn1aのプロモーター領域のDNAメチル化を促すことで、その発現を抑制していることが分かった。つまり、Uhrf1はDNAメチル化を介してCdkn1aの発現をエピジェネティックに抑制することで、Tregの増殖をサポートしていると考えられた。Uhrflc KOマウスは、加齢と共に慢性大腸炎を自然発症した。Uhrf1 cKOでは、大腸Tregの数と機能の減弱により、炎症性サイトカインを産生するエフェクターT細胞が異常に活性化していた。これより、Uhrf1は大腸Tregの増殖と機能成熟をサポートすることで、腸管免疫系が腸内細菌に過剰に応答するのを防ぎ、大腸における免疫恒常性の維持に重要な役割を果たす分子であることが分かった。T細胞

特異的にUhrf1を欠損したマウス(CD4^<Cre>Uhrf1^<F/F>)よりT細胞を取得し、Tregを分化誘導すると、G1-S移行期において細胞周期が停止することで、細胞増殖に異常をきたすことが判明した。一方で、siRNAを用いてCdkn1aをノックダウンしたUhrf1欠損TregではG1期における細胞周期の停止が軽減され、S期の細胞の割合が増加した。さらに著者らは、Uhrf1とCdkn1aの二重欠損マウス(CD4^<Cre>Uhrf1^<F/F>Cdkn1a^<-/->)を作成し、大腸Tregの割合を比較した。CD4^<Cre>Uhrf1^<F/F>では、抹消誘導型のTregの割合が激減する。一方で、CD4^<Cre>Uhrf1^<F/F>Cdkn1a^<-/->では、この割合が完全ではないものの有意に改善された。これらin vitroおよびin vivoの結果より、Uhrf1はDNAメチル化を介してCdkn1aの発現をエピジェネティックに抑制することで、Tregの細胞増殖を維持していることが明らかとなった。本研究課題は平成26年度が最終年度のため記入しない。大腸の制御性T細胞の恒常性維持におけるUhrf1/NP95の役割が明らかとなった。また、ゲノムワイドなDNAメチル化解析およびトランスクリプトーム解析を行うことで、Uhrf1/NP95の欠損により影響を受ける遺伝子を同定することができた。1.腸内細菌の定着が、大腸のTregにおいてUhrf1遺伝子発現を誘導する分子機構を解明する。
マルチディスプレイによるメディア表現のためのアプリケーション・フレームワーク

CGコンテンツの表現手段の拡大を目的として、表示プラットフォームとしてディスプレイ配置を柔軟かつ動的に構成出来るマルチディスプレイ環境を実現するための、アプリケーション・フレームワークの設計と実証実験を行った.共有空間を介して、対称関係にある独立した表示プロセスが、同一環境にアクセスすることにより、動的にマルチディスプレイ表示を構成することが出来た.また、表示しながらディスプレイの配置構成を変更させながら、表示内容がその変更に応じて対応することを実現した.派生研究として、プログラムの独立性を出来るだけ高めながらも、互いに連携して一つの処理を行うためのアプローチについての研究を行い、今後の目指す方向性についての示唆を得た.CGコンテンツの表現手段の拡大を目的として、表示プラットフォームとしてディスプレイ配置を柔軟かつ動的に構成出来るマルチディスプレイ環境を実現するための、アプリケーション・フレームワークの設計と実証実験を行った.共有空間を介して、対称関係にある独立した表示プロセスが、同一環境にアクセスすることにより、動的にマルチディスプレイ表示を構成することが出来た.また、表示しながらディスプレイの配置構成を変更させながら、表示内容がその変更に応じて対応することを実現した.派生研究として、プログラムの独立性を出来るだけ高めながらも、互いに連携して一つの処理を行うためのアプローチについての研究を行い、今後の目指す方向性についての示唆を得た.本年度は,自由なディスプレイ配置による表現シナリオの検討と,システムの要件抽出,設計を行った.シナリオとして,表示内容に時間的,空間的な連続性が仮定されており,3D空間を任意の場所で切り取るようなものがまず想定される.また,物理的な連続性ではなくとも,内容の関連性によって表示が連携することが大きな効果となる表現も考えた.任意のディスプレイ配置における多様なコンテンツに対して,共通の開発手段と環境を提供するためには,その違いを吸収する仕組みがソフトウェア的に必要である.その仕組みとして,コンポーネント間のゆるい結合による全体の構成をアーキテクチャとして設定した.表示を行なうシステムと仮想空間の管理やCGの計算システムを独立したコンポーネントとして用意し,それらが共有空間を介して実行中に自由に参加,離脱出来るものとした.なお,コンポーネント(モジュール)の独立性を保ちながら連携させる「ゆるい」結合の仕組みについては,その概念を他のアプリケーションにも適用し,その有効性を検証している.また,現実空間と仮想空間の2層の管理機構を設け,ディスプレイ配置の違いを抽象化して吸収する設計を行った.本アプローチは,一つの固定したシステムを構築するのではなく,様々なコンテンツが要求するシステム形態を同じアプローチで提供出来るソフトウェア基盤を用意するという点が重要な点である.その実現として,コンポーネントの「ゆるい」結合というアーキテクチャを用いることも新たなアプローチであると考えている.ここまでの設計で,目的としている任意のディスプレイ構成におけるコンテンツを作成するための設計指針は固まったと云え,当初の当年の計画としていた概念設計が達成された.今年度の実装に向けての基盤が準備が出来たと考えている.また,コンテンツのシナリオに関しても,一般的な分析が行なわれ,具体的な内容を作成する指針が得られた.本研究は,複数のディスプレイを連携させた表示の実現を目的とするが,単なる拡大表示や高解像度の実現ではなく,メディアアートやCGなどのコンテンツ作品を表示するための新たな表現プラットフォームとして,より自由なディスプレイ配置によるマルチディスプレイ利用を確立しようとするものである.今年度は初年度で得られた設計指針に基づいた実装を行い,フレームワーク設計に当たった課題抽出を行うことと,得られた知見を発展させ,発展させた研究指針へと繋げることを内容として予定した.まず,プロトタイプを作成し,センサー情報と組み合わせることにより,表示が行われながらも動的にディスプレイの位置関係を変更することが可能とした.CGの表示内容を,個々のディスプレイの局所的な座標に依存しながら隣接のディスプレイの位置関係による連携表示に対応させるにあたって,領域管理手法の課題と解決アプローチの知見を得た.当初は,全仮想領域内における,個々のディスプレイの担当表示領域の対応関係を共有情報として保持し,位置変更を行ったディスプレイに対応した実行プロセスが領域情報の更新を行う方法を採用していた.新たな設計は,ディスプレイの物理的な位置関係を領域の対応情報により判別するのではなく,隣接関係の情報を個々の表示領域の境界条件として設定することに変更した.この方法により,他のディスプレイの領域情報の必要が無くなり,個々の実行プロセスの対称性や独立性を高める設計に至ったと考えている.また,ディスプレイ間を移動するCGオブジェクトの情報共有手法についても見直しを行った.以上のように,本助成期間における成果として,フレームワークの設計指針を定めることが出来た.また,センサーの利用自体がフレームワークの一部として考慮されているわけではないが、位置関係情報の変化に動的に対応出来るような設計は考慮している.そのため,当初目的としていた動的なディスプレイ構成の変更に対応することが可能である.
界面ダイポール変調の抵抗変化型メモリ応用とスイッチング機構の解明

界面ダイポール変調(IDM: interface dipole modulation)は、本代表者が提案したHfO2/SiO2界面を用いたメモリ機構で、既に三端子フラッシュ型メモリとして動作実証されている。本研究では、新たに提案したIDMを組み込んだ二端子MIM (metal insulator metal)型の抵抗変化メモリの性能実証とIDMメカニズムの解明を進める。特に、抵抗変化とセレクター用整流作用の両立を目指し、MIM構造および作製プロセス条件の最適化を進める。
言語・パタ-ン情報からの概念形成と知識獲得

言語的情報からの概念形成・知識獲得について:未知語(漢字で表記される複合語)の意味の推定における知識の役割と処理機構に関して成果が得られた。(1)波多野・小嶋は一連の実験で人間(主として大学生)が未知語の意味の推定において、どのような知識をどのように利用しているかを調べ、次の5種類の知識の利用を確認した。1)未知語の構成要素である漢字の原型的意味、2)複合語の構成規則(構成要素の順序に関する規則)、3)世界に関する知識、4)語スキ-マ(どのような意味が一語で表されうるかに関する知識)、5)類似する単語の構成についての知識(用例)。(2)亀田は、未知語を処理するシステムを構築するために、単語の構成要素が2つの複合語の内部構造を自動的に解析し、単語の意味を推定することのできるプログラムを作成した。非言語的パタ-ン情報からの概念形成・知識獲得について:次の2つのテ-マに関し、相当の成果が得られた。(1)杉原は、図形からのパタ-ン概念の形成の計算論的モデルを作ることをめざして、対象図形を基本的要素とその組み合わせとしてとらえる枠組みの中で、対象図形の数がある程度増えると、それ以上新しい対象図形を追加しても基本的図形要素が変化しないという意味で安定な状態が得られることを示した。(2)堀は、言語化可能ではあるけれども通常は言語化されていないような知識を言語化することを支援するためのシステムを作成し、実験を行なった。与えられた複数の対象についての多次元デ-タを空間表現することにより、感性に関わる知識を喚起する手法を提案した。