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19世紀のケルト学の発展におけるフランスの貢献に関する研究

現在のケルト学で中心的な役割を果たしているのは英米圏の研究者であり、フランスではケルト学はしばしば「傍流」の学問として扱われる。しかし19世紀のフランスにおいては事情は違った。「ケルト」は歴史学、文学、考古学、人類学を始めとする諸学問の主要なテーマであり、国民的な関心事でもあったのである。本研究では主に文献学者エルネスト・ルナン、ケルト学者ダルボア・ド・ジュバンヴィル、形質人類学者ポール・ブロカに焦点を当てながら、19世紀のケルト学の発展においてフランスの学者がもたらした貢献を明らかにすることにある。
心臓突然死の発生機序と心筋保護薬による予防法の研究

心臓突然死は心不全や陳旧性心筋梗塞の患者の慢性期によく起こる現象であるが、まず急性虚血再潅流などによる心室細動、また交感神経緊張モデルとしてアドレナリン不整脈をイヌ、ラット、モルモットなどで作成し突然死モデルとして検討した。既に心筋イオンチャネルの抑制薬は、不整脈の停止やその短期間内の予防には有効でも、慢性期にはかえって心臓突然死を増加させることが示されていたので、この3年間ではNa/H交換機構、Na/Ca交換機構、心筋細胞膜のKATPチャネルに作用点を持つ心筋保護薬の作用を検討した。この研究班の成果を含めNa/H交換抑制薬は動物実験では不整脈、心筋梗塞の大きさなどを指標に、心筋保護作用が認められたが、最近になって臨床では思った程良い成果が得られなかった。他の薬物についてはさらに新たな方法を含めて評価を確定するには時間が必要であろう。遺伝子を改変してα受容体やチヤネル異常を持つマウスが開発され、短命な動物の出現から、慢性期の突然死のモデルになる可能性があるが、マウスにおける長期の心電図記録法の開発を含め今後の課題になってしまった。心筋保護薬の心臓突然死の予防作用や循環動態、電気生理学的作用の検討や不整脈モデルの開発および析は橋本、西が行った。遺伝子改変動物の作成実験は中各、辻本が行い、電気生理学的実験は木村、中谷が行った。薬物標的受容体やトランスポーター蛋白などの解析は辻本が行った。'心臓突然死は心不全や陳旧性心筋梗塞の患者の慢性期によく起こる現象であるが、まず急性虚血再潅流などによる心室細動、また交感神経緊張モデルとしてアドレナリン不整脈をイヌ、ラット、モルモットなどで作成し突然死モデルとして検討した。'心筋梗塞モデルや、慢性房室ブロック犬に交感神経亢進とを組み合わせることにより、イヌで不整脈による突然死が起こるモデルをいくつか作り、その予防にNa/H交換やNa/Ca交換などの心筋トランスポーターを抑制する薬物や、その他の心筋保護薬の作用を検討した。動物の不整脈モデルは、従来実験室で急性麻酔下に作製し、薬物の急性効果を検討するのに適したものが多かったが、臨床でみられる様な長い時間のうちで突然発生する不整脈のモデルとして慢性動物モデルでの突然死を起こすものの開発を行った。ホルター心電計により、無麻酔下での長時間記録が行なえる様になり、Kチャネル抑制クラスIII抗不整脈薬について無麻酔実験を行なったが、正常犬では重症な不整脈を誘発することは出来なかった。房室ブロック犬と高頻度刺激心不全犬モデルを用い突然死が交感神経作用薬との併用で起こり易くなること、Kチャネル抑制薬で心室細動死を起こし易くなることを証明できた。さらに遺伝子を改変してチャネル異常を持つマウスも開発も試みているが、現段階では成功していない。心筋保護薬の心臓突然死の予防作用や循環動態に対する作用、電気生理学的作用を検討したが、イヌ不整脈モデルの開発および循環動態の解析は橋本、西が行った。遺伝子改変動物の作成実験は中谷、辻本が行い、電気生理学的実験は木村、中谷が行った。心筋梗塞や、急性虚血再潅流などによる心室細動、またアドレナリンなどによりイヌやラットで不整脈による突然死が起こるモデルをいくつか作り、その予防にNa/H交換やNa/Ca交換などの心筋トランスポーターを抑制する薬物や、その他のものとして心筋細胞膜のKATPチャネルの抑制薬などを含む心筋保護薬の作用を検討した。本年度はNa/H交換抑制薬としてSMP-300とFR168888のラットとイヌの心室細動モデルに対する作用を検討し、両者とも有効であり、一般的にNa/H交換阻害薬が虚血再潅流に伴う急性死を抑制出来る可能性を示した。同様にNa/Ca交換抑制薬KBR7039についても検討したが、虚血再潅流やジギタリスによる不整脈に無効であった。またKATPチャネル抑制薬も理論上の推定と反して有効とは言えなかった。

またQT延長を起こして催不整脈作用を示す薬物に関して、従来実験室で急性麻酔下に作製したハロセン・アドレナリン不整脈の悪化は、Kチャネル抑制薬では認められるが、同時にNaチャネルも抑制薬では悪化しないが、Naチャネルを不活性化してQTを延長させる薬物では悪化させることも示したさらに遺伝子を改変してチャネル異常を持つマウスも開発も試みているが、現段階では成功していない。心筋保領薬の心臓突然死の予防作用や循環動態に対する作用、電気生理学的作用を検討したが、イヌ不整脈モデルの開発および循環動態の解析は橋本、西が行った。遺伝子改変動物の作成実験は中各、辻本が行い、電気生理学的実験は木村、中谷が行った。薬物標的受容体やトランスポーター蛋白などの解析は辻本が行った。心筋梗塞や、急性虚血再潅流などによる心室細動、また交感神経緊張モデルとしてアドレナリン不整脈をイヌ、ラット、モルモットなどで作成し突然死モデルとした。その予防にNa/H交換機構、Na/Ca交換機構、心筋細胞膜のK_<ATP>チャネルに作用点を持つ心筋保護薬の作用を検討した。本年度はNa/H交換抑制薬としてFR168888のラット心室細動モデルに対する作用を検討し、一般的にNa/H交換阻害薬が虚血再潅流に伴う急性死を抑制出来る可能性を示した。同様に新規の大阪大学薬学部で開発されたNa/Ca交換抑制薬についても検討したが、虚血再潅流やジギタリスによる不整脈に無効であった。またK_<ATP>チャネル抑制薬はイヌ虚血中の不整脈は抑制したが、再潅流不整脈には有効とは言えなかった。さらに遺伝子を改変してα受容体やチャネル異常を持つマウスも開発も試みているが、受容体欠損ラットが早期死亡が多い可能性があり、不整脈によるものかを検討している。
データに基づき情報共有の方法を決定するマルチタスク学習手法の開発

研究課題の主題であったマルチタスク学習では、複数の小さなデータセットを学習に用いることで精度の向上を狙う.今年度はこれを一般化して(量的にではなく)質的に弱い情報しか持たない複数のデータセットを同時に用いることで,個別のデータセットからは学習され得ない対象を学習できるかという問題に取り組んだ.タスクとして特に,医療やマーケティングなどに応用をもつアップリフトモデリングに着目して研究した.アップリフトモデリングは,制御可能な入力変数を,観測可能なデータに応じて,出力変数が最大になるように目標とし,機械学習に基づくアプローチが主流である.従来の手法では,2種類のラベルが付いたデータを必要とする.1つ目は制御変数がどのような値であったかを表すラベルで,2つ目はその結果としての出力変数値である.しかし,両者を同時に得ることは実用上難しい場合がある.例えば,広告メール配信では,配信相手を追跡し続けるのは技術的にもプライバシーの観点からも容易ではないため,その人が最終的に商品を買ったかどうかを同時に知ることは難しい.一方で,誰に広告を配信したかという制御変数値は容易に手に入り,また,商品が買われるときには購入者がわかるので出力変数値が付いたデータも容易に得ることができる.そこで我々は,制御変数値のみでラベル付けされた弱データ集合と出力変数値のみでラベル付けされた弱データ集合が別々に与えられる場合に最適なモデルの学習が可能であるかについて研究した.その結果,それぞれの弱データ集合単体からは学習は不可能だが,両者を同時に使う我々のアルゴリズムを用いれば精度よく推定できることが示された.これによりデータ収集費用の削減や,これまで利用できなかったデータの有効利用が可能になった.今後は学習対象が複数ある場合でも,複数の弱いデータ集合があれば問題が解けるかどうかについて研究する予定である.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。当該年度は主に,生のデータが存在する高次元空間の低次元部分空間のうち,決められた基準の下で最も良いものをデータから学習する問題について,より高精度な結果を得るためにマルチタスク学習が有用であるかどうかについて研究を行った.本研究では,既存のマルチタスク学習研究の中でも数多くの成功を収めている,正則化に基づくアプローチをとった.低次元部分空間全体からなる空間は,よく知られたユークリッド空間とは異なる幾何構造を持つため,既存の最適化手法がそのまま適用できない,あるいは適用はできるが計算効率や学習効率が悪くなってしまうという点が難しい.我々は低次元部分空間がなすリーマン多様体の幾何学に基づく最適化を採用することでこの問題を解決した.より一般に,本研究計画の最終的な目標である,データに基づき情報共有の方法を決定するマルチタスク学習手法の開発のためには,学習タスク同士がどのような関係性を持つかに応じて,適切な正則化項を設計することが重要となる.これは学習タスクが存在する空間がどのような幾何構造を持つのかという問題として数学的に言い換えることができると考えられるため,このような幾何学的知見を取り入れた学習手法の開発は本質的に重要である.数値実験により,開発した手法は,従来手法よりも高い精度で低次元部分空間推定問題を解くことができ,かつ計算効率も良いということを示した.この成果は16ページの論文としてまとめ,国際会議ACML2016に投稿・採録された.学習タスク間で適切に情報を共有するためには,学習タスク同士がどのような関係性を持つかに応じて,適切な正則化項を設計することが重要となる.正則化項としては,学習対象全体のなす空間の幾何構造(例えば距離や内積など)を考慮した類似度をを設計するのが1つの有力なアプローチである,特に当該年度の研究で着目した低次元部分空間の学習では,学習対象が低次元部分空間であるため,低次元部分空間全体からなる空間の幾何構造を考える必要がある.このような対象の幾何学は複雑ではあるが,リーマン多様体と呼ばれる,古くから盛んに研究されてきた重要な空間のひとつであり,局所的に見るとユークリッド空間と似た振る舞いをするなどの良い性質があることが知られている.さらに,近年では,このような空間の中で効率よく数理最適化問題を解く方法論が提案され,機械学習手法や統計的推定手法の開発にとって重要な道具になりつつある.また,リーマン多様体は,ユークリッド空間に比べると非常に広い空間のクラスであり,低次元部分空間の学習以外のマルチタスク学習問題にも広く応用が期待できる.本手法の開発には,多様体幾何学と最適化に関する非常に高度な知識を要したため,専門家であるフランスのドフィーヌ大学准教授であるYger氏を訪問し,共同で研究を進めた.開発した手法はブレイン・コンピュータ・インタフェイスに応用され,数値実験により有用性が確認された.この成果は16ページの論文にまとめ,国際会議(ACML2016)に採録された.この会議では,口頭発表およびポスター発表により海外から集まった同分野の研究者に向けて報告した.研究課題の主題であったマルチタスク学習では、複数の小さなデータセットを学習に用いることで精度の向上を狙う.今年度はこれを一般化して(量的にではなく)質的に弱い情報しか持たない複数のデータセットを同時に用いることで,個別のデータセットからは学習され得ない対象を学習できるかという問題に取り組んだ.タスクとして特に,医療やマーケティングなどに応用をもつアップリフトモデリングに着目して研究した.アップリフトモデリングは,制御可能な入力変数を,観測可能なデータに応じて,出力変数が最大になるように目標とし,機械学習に基づくアプローチが主流である.

従来の手法では,2種類のラベルが付いたデータを必要とする.1つ目は制御変数がどのような値であったかを表すラベルで,2つ目はその結果としての出力変数値である.しかし,両者を同時に得ることは実用上難しい場合がある.例えば,広告メール配信では,配信相手を追跡し続けるのは技術的にもプライバシーの観点からも容易ではないため,その人が最終的に商品を買ったかどうかを同時に知ることは難しい.一方で,誰に広告を配信したかという制御変数値は容易に手に入り,また,商品が買われるときには購入者がわかるので出力変数値が付いたデータも容易に得ることができる.そこで我々は,制御変数値のみでラベル付けされた弱データ集合と出力変数値のみでラベル付けされた弱データ集合が別々に与えられる場合に最適なモデルの学習が可能であるかについて研究した.その結果,それぞれの弱データ集合単体からは学習は不可能だが,両者を同時に使う我々のアルゴリズムを用いれば精度よく推定できることが示された.これによりデータ収集費用の削減や,これまで利用できなかったデータの有効利用が可能になった.今後は学習対象が複数ある場合でも,複数の弱いデータ集合があれば問題が解けるかどうかについて研究する予定である.現在は,複数のマルチタスク正則化項が候補として与えられたときに,どの正則化項が最も良い推定結果を与えるかをデータから学習する手法の開発に取り組んでいる.このような問題を素朴に定式化すると,局所解を無数に持つ非凸な数理最適化問題となり,単純な最適化手法では良い解を得るのが難しいため,技術的な工夫が必要であると考えられる.しかしながら,非常に簡単な場合に限ってこの問題を解決する方法を考案した.この結果がマルチタスク学習に現れるような複雑な場合に拡張できるかどうかを明らかにするのが今後の課題である.また,現状のマルチタスク学習手法は,タスクごとにきれいに整理されていないデータは学習に使うことができないという欠点がある.一方で,現実世界では,同種のタスクから生成されているものの,どのタスクに関係するのかはわからないといったデータが手に入ることが多い.例えば,ウェブサービスのユーザ行動を予測する問題では,ユーザをタスクとみなすことができるが,多くのユーザは匿名でなければ自分のデータを提供しないかもしれない.このようなデータは学習にとって有用な情報を持っていると自然に考えられるにも関わらず,我々の知る限りでは有効活用するための方法が提案されていないというのが現状である.データから自動的にマルチタスクモデルを構築することを目標とする本研究課題においては,より多くのデータからより多くの情報を取り入れるということが非常に重要となる.このため,今後はこのような問題に力を入れていく方針である.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
アモルファスSiO2の構造不完全性が及ぼす真性絶縁破壊電界への影響

大規模集積回路における要の構成要素であるアモルファスSiO_2の薄膜をプラズマCVD法により作成し、その構造の不完全性と、絶縁材料としての物理的限界を示す真性絶縁破壊電界との間にいかなる相関があるかを調べた。まず、フッ素添加の有無により、微視的構造の不完全性の程度が異なるSiO_2の作成を試みた。シンクロトロン放射光を光源として用い、光吸収測定と発光測定を行ったところ、全てのSiO_2に7.6eVの吸収帯が観測され、構造欠陥である酸素空孔の存在が示された。フッ素添加量が増大するにつれ、酸素空孔を原因とする4.4eV発光の時定数のばらつきが小さくなり、光学ギャップエネルギーが増加した。加えて、フッ酸溶液へ溶けにくくなり、赤外吸収分光測定から得られた∠SiOSi結合角のばらつきも小さくなった。以上のことから、フッ素添加により、無添加のSiO_2に比べ、構造が均一で不完全性の少ないSiO_2が作成されたことが確認された。次いで、パルス幅1μsの方形波パルス電圧を用い自己修復性破壊を利用することで、真性破壊電界を測定した。フッ素添加量が増大するにつれ、破壊電界は増加した。この主たる原因の一つは、光学ギャップエネルギーが増加し、電子の衝突電離に要するエネルギーが増大したことがあげられる。光学ギャップエネルギーの増加は、構造不完全性の減少がもたらしたものと思われるから、本研究により、アモルファスSiO_2において構造の不完全性を減少させれば真性破壊電界を増大可能であることが示された。
運動後低血圧時の食事摂取が全身および局所の血行動態に及ぼす影響

本研究では,運動後のグルコースあるいはフルクトース溶液摂取が中心ならびに末梢循環応答に及ぼす影響について検討した.運動後低血圧時にグルコースを摂取すると,消化管の血管拡張に対して,体肢の血管応答をすばやく変化させ,さらなる血圧低下を防ぐよう調節されることがわかった.安静時にフルクトース溶液を摂取すると,血圧は上昇するが,運動後にフルクトース溶液を摂取すると,運動由来の体肢での血管拡張持続によって,血圧上昇の程度が抑えられることがわかった.これら両糖質溶液摂取時の血圧や局所の血管応答の違いに,両糖質溶液の胃から十二指腸への排出速度(胃内容排出)は関与していない可能性が示唆された.平成25年度は産前産後の休暇又は育児休業による中断のため,研究を実施していない。運動や食事は,それぞれ単独で,その後,数時間にわたって血圧を低下させる可能性がある.血圧低下の主な原因として,末梢組織での血管抵抗の減少が考えられるが,運動と食事ではこの血管抵抗が減少する組織(局所)が異なっている.しかし,両者を組み合わせた運動後の食事摂取について循環調節の面から検討した研究はない.申請時の「研究全体の目的」は,運動後低血圧時の食事摂取が局所の血行動態をどのように変化させ,最終的な血圧を調節するのかについて検討することである.初年度の平成24年度は,申請時の研究実施計画の通り,研究目的の第一段階として,食後の循環調節について先行研究で明らかにされていない部分である食事摂取後の各臓器・組織の血行動態について検討した.その点を確かめて,運動後の食事摂取時の全身および局所の血行動態について検討した.被験者は食事の代用として75gグルコース溶液を摂取した.グルコース溶液摂取後,上腸管膜動脈の血管は拡張したが,上腕動脈の血管は収縮し,結果として平均血圧に有意な変化は認められなかった.運動後低血圧時には,上腕と膝下動脈の血管は有意に拡張したが,上腸管膜動脈の血管は変化しなかった.運動後低血圧時にグルコース溶液を摂取すると,平均血圧は運動後低血圧時となんら差異のない変化を示した.これは,運動終了後にグルコース溶液を摂取すると上腸間膜動脈の血管は拡張したが,運動後に拡張していた上腕と膝下動脈で血管収縮が引き起こされたことに起因していた.つまり,運動後低血圧中に食事を摂取すると,身体は各組織への血管応答をすばやく変化させ,さらなる血圧低下を防ぐような調節をすることが示唆された.このことから,一般の健常者に認められる運動後の血圧低下の程度は,食事摂取によって影響を受けないことが考えられた.最近の研究ではフルクトース含有飲料の摂取が急性的に血圧の上昇を引き起こすことが報告されており,慢性的なフルクトース摂取が高血圧を発症するリスクがあるという研究も報告されている。そこで,今年度は,1つ目の実験として,フルクトースのみの影響について検討するために,フルクトース摂取後の血圧上昇が,どのようなメカニズムによって引き起こされるのか,主に循環諸変量に着目して検討した。さらに,2つ目の実験として,運動後低血圧時のフルクトース摂取が全身および局所の血行動態に及ぼす影響について検討した。フルクトース溶液を摂取すると,摂取後120分間,有意な血圧の上昇が認められた。この血圧上昇は,摂取後60分程度は総末梢血管コンダクタンス(TVC)の減少,その後は心拍数の上昇による心拍出量の増加が原因であった。フルクトース摂取後に減少したTVCには,脚と腕の血管コンダクタンス(VC)の低下が影響していた。一方,上腸間膜動脈(SMA)や胸部皮膚組織のVCは摂取後60分目以降,増加傾向にあった。フルクトース摂取は,腕や脚での血管収縮を生じたが,一方で,SMAで消化吸収のために血管拡張が生じ,TVCは60分目以降で安静水準に戻った。しかし,摂取後60分目以降に心拍出量が増加したことにより,結果として血圧の上昇は消失しなかった。一方,運動後にフルクトースを摂取しても,血圧,TVC,心拍出量および心拍数のいずれにおいても,安静時からの変化はほとんど認められなかった。フルクトースのみ摂取した条件と比較して運動後のフルクトース摂取条件では,運動肢である脚のVCの低下はなく,胸部皮膚組織のVCは持続的に上昇し,TVCの低下が生じなかったと考えられる。本研究の結果から,フルクトース摂取前に持久性運動を行うことで,フルクトース摂取による血圧上昇の程度が抑制される可能性が示唆された。H24およびH26年度の結果から,運動後低血圧時にグルコース溶液を摂取すると,血圧低下は維持されたが,フルクトース溶液を摂取すると,運動後に低下していた血圧が上昇した。また,小腸への血流量は,フルクトース溶液と比べて,グルコース溶液で2倍程度増加した。つまり,グルコース溶液摂取では,小腸の血管コンダクタンス(VC)が上昇することで,血圧の低下が生じるのに対して,フルクトース溶液摂取では,小腸のVCが安静時とほとんど変化せず,血圧の低下が認められなかった。この両糖質溶液での小腸における血流応答の差異は,溶液が胃から十二指腸へ送り出される速度の違いによると推察した。そこでH27年度は,まず最初に溶液の胃から十二指腸への排出(胃内容排出)を超音波法によって非侵襲的に測定する技術の確立を目的として実験を行い,その後,その測定技術を用いて,安静時と運動時におけるグルコースとフルクトース溶液摂取時の胃内容排出について比較検討した。

超音波断層法にて,胃幽門部横断面積をグルコース溶液(8%,350 ml)摂取前と摂取直後,その後10分間隔で60分間測定した。摂取直後の胃横断面積に対する相対的変化から胃内残留率を求め,胃内容排出を評価した。結果,グルコース溶液は胃から十二指腸へ1.6 kcal/minの割合で排出された。この値は,先行研究で報告されている値と同程度であり,本研究で用いた方法の妥当性を確認した。また,安静時では,フルクトース溶液がグルコース溶液より胃内容排出は有意に促進したが,運動時では,両溶液間の違いが消失した。安静時において,フルクトース溶液がグルコース溶液よりも胃内容排出は速いにも関わらず,小腸の血流量増加は,グルコース溶液で著しいことから,両糖質溶液間の小腸血流応答の違いに胃内容排出は関与していない可能性が示された。本研究では,運動後のグルコースあるいはフルクトース溶液摂取が中心ならびに末梢循環応答に及ぼす影響について検討した.運動後低血圧時にグルコースを摂取すると,消化管の血管拡張に対して,体肢の血管応答をすばやく変化させ,さらなる血圧低下を防ぐよう調節されることがわかった.安静時にフルクトース溶液を摂取すると,血圧は上昇するが,運動後にフルクトース溶液を摂取すると,運動由来の体肢での血管拡張持続によって,血圧上昇の程度が抑えられることがわかった.これら両糖質溶液摂取時の血圧や局所の血管応答の違いに,両糖質溶液の胃から十二指腸への排出速度(胃内容排出)は関与していない可能性が示唆された.H26年度は,育児休暇取得前のH24年度に計画した通り,休暇中に実施予定であった実験を実施することができた。実際に実験を行う前の申請書の研究計画には,H24・H26年度と実験を実施し,結果を検証していく過程で若干の変更等が必要となったが,現在までのところ,順調に実験は進んでいる。運動栄養学H27年度は,申請書の研究計画では「運動後低血圧時に摂取する食事のエネルギー量の大小が全身および局所の血行動態に及ぼす影響について検討する」ことであったが,H24年度の実験結果より,この実験の必要性は低いと感じた。なぜなら,運動後低血圧時に食事(75gグルコース溶液)を摂取し,消化管の血管拡張が生じても,身体は直ちに骨格筋の血管を収縮させ,さらなる血圧低下を防ぐ調節を行うことが認められた。このH24年度の結果は,食事のエネルギー量が高くても,食後の血圧低下は生じないことを示しており,当初検討予定であった,運動後低血圧時に摂取する食事のエネルギー量が高いと食後の血圧低下が大きく,少ないと血圧低下が生じないという実験を実施する必要性がないと考えた。H24およびH26年度の結果から,運動後低血圧時に摂取する糖質の種類によって,その後の血圧応答には違いがあることが示された。つまり,グルコース溶液と比較して,フルクトース溶液を摂取すると,運動後に血圧の上昇が認められた。この原因は,グルコース摂取では,小腸の血流量が安静時の約2倍程度に増加するのに対して,フルクトース摂取では,ほとんど増加しないという,消化管の血流応答の違いにあると考えた。このことから,グルコースはフルクトースと比較して,溶液が胃から十二指腸へ送り出される速度が速いため,小腸の血流増加が生じるのではないかと推測した。
検索索引を自動生成する自由書式文書画像データベースの構築

本研究は,自由書式文書を対象として,データの入力時に人間が介入することなく,検索索引を自動的に生成する文書画像データベースを構築することを目的とする.本研究において得られた成果を以下に示す.・カラー文書画像処理同一文字列中の文字は単一色から構成されているという仮定のもとに,カラー文書画像に対して色のクラスタリングを適用した文字パタン抽出法を開発した.また,文字の輪郭に着目し,写真に重ねて書かれた文字を抽出する手法を開発した.文字パタン抽出以外の処理としては,色情報を積極的に利用した写真領域の抽出法を開発した.・自由書式文書画像からの文字パタンの抽出文字切り出しの誤りに対処する方法として,切り出した各文字に対して文字認識を行い,単語辞書との照合を行う手法を提案した.また,任意の傾きで書かれた文字パタン列を抽出する手法を開発した.文字認識については,文字の複雑さを表す尺度を定義し,この値と,結果の信頼できる文字認識に必要な解像度の下限との関係を明らかにした.・文書画像の検索手法文書画像中の各文字について複数の文字候補を蓄積し,与えられた文字列の出現位置を同定する検索アルゴリズムを提案した.また,文書画像から抽出された単語を基にして,ユーザのキーワード想起を支援する手法を開発した.また,人間とのインタフェースからみた使いやすい検索索引を検討し,カラー文書画像を概略画によって検索する手法を実現した.・文書画像データベースのための分散並列処理カラー文書画像データベースシステムの実行環境として,既存のLANのみを用いた分散並列処理環境を構築した.ここでは,画像処理,文字認識処理,構造解析処理といったさまざまなレベルの処理をモジュール化することによって,モジュール単位での並列実行を実現している.本研究は,自由書式文書を対象として,データの入力時に人間が介入することなく,検索索引を自動的に生成する文書画像データベースを構築することを目的とする.本研究において得られた成果を以下に示す.・カラー文書画像処理同一文字列中の文字は単一色から構成されているという仮定のもとに,カラー文書画像に対して色のクラスタリングを適用した文字パタン抽出法を開発した.また,文字の輪郭に着目し,写真に重ねて書かれた文字を抽出する手法を開発した.文字パタン抽出以外の処理としては,色情報を積極的に利用した写真領域の抽出法を開発した.・自由書式文書画像からの文字パタンの抽出文字切り出しの誤りに対処する方法として,切り出した各文字に対して文字認識を行い,単語辞書との照合を行う手法を提案した.また,任意の傾きで書かれた文字パタン列を抽出する手法を開発した.文字認識については,文字の複雑さを表す尺度を定義し,この値と,結果の信頼できる文字認識に必要な解像度の下限との関係を明らかにした.・文書画像の検索手法文書画像中の各文字について複数の文字候補を蓄積し,与えられた文字列の出現位置を同定する検索アルゴリズムを提案した.また,文書画像から抽出された単語を基にして,ユーザのキーワード想起を支援する手法を開発した.また,人間とのインタフェースからみた使いやすい検索索引を検討し,カラー文書画像を概略画によって検索する手法を実現した.・文書画像データベースのための分散並列処理カラー文書画像データベースシステムの実行環境として,既存のLANのみを用いた分散並列処理環境を構築した.ここでは,画像処理,文字認識処理,構造解析処理といったさまざまなレベルの処理をモジュール化することによって,モジュール単位での並列実行を実現している.当年度は、検索索引を自動生成する自由書式文書画像デ-タベ-ス構築のための環境を整えることを中心に研究を進めた。当年度に導入した強力なグラフィクス機能を持つワ-クステ-ション上で、デ-タベ-ス検索のためのユ-ザインタフェ-スの構築を行った。検索索引の自動生成のための文書、画像理解のアルゴリズムや方式の研究を行った。また、本研究では、製品カタログのデ-タベ-スを自動生成するシステムのプロトタイプ作成を行うので、検索索引の生成や検索に、製品カタログの色情報を利用することも考慮して研究を行った。具体的な研究成果を以下にあげる。1.文字抽出の際に生じる、文字の分離、接触などを文字認識、文字の外接矩形の縦横比を利用することにより、検出、訂正することを可能にした。2.キ-ワ-ドを、意味内容により、限定キ-ワ-ド、関連キ-ワ-ド、非限定・非関連キ-ワ-ドに分類し、それぞれに対して異なる抽出処理を適用した。3.文字と写真の重なりあったカラ-の文書画像から、色情報を利用して文字を抽出する手法を実現した。これは文書の意味に依存しない汎用的な手法である。4.人間とのインタフェ-スからみた使いやすい検索索引を検討し、カラ-自由書式文書画像の概略画による検索手法を実現した。この手法が、文書に関する人間の記憶が曖味な時にも有効であることを確認した。5.キ-ワ-ド自動抽出処理における文字認識誤りを考慮した曖味な検索を行うために、認識候補文字を複数保持し、候補順位を用いて類字度判定を行う検索手法を実現した。本年度は,新たに導入したカラースキャナとその制御用ワークステーション,磁気ディスクを利用して自由書式文書画像の原画像データベースを構築すると共に,文書画像の文字領域を利用して曖昧な検索を可能とする手法を中心として研究を行った.以下に具体的な研究成果を列挙する.1.文字認識手法を用いて,文書画像中の文字列の各文字について複数の文字候補を自動的に蓄積し,文字列を検索キーとした曖昧な検索を高速に行う手法を実現した.

これにより,高精度で実用的な文書画像の全文検索が可能となった.2.カラー印刷文書においては,文字は一般に背景と異なる単一の色で印刷されている.この性質を利用して,カラー印刷文書画像から,色情報を用いて文字パターンを抽出する方法を提案し,さらに実験によってその有効性を確認した.3.カタログ画像の表領域の構造及び,項目の内容を認識し,属性とその値の対からなる検索索引を自動抽出する手法を実現した.さらに,表の詳細な構造を覚えていなくても検索できるように,値となる各項目について,その属性となり得るすべての項目との対を生成した.4.文字の切り出し誤りに対処する方法として,文字の縦横比等の図形的な特徴ばかりでなく,切り出した各文字に対して文字認識を行い,単語辞書との照合を行う手法を実現した.5.文字の複雑さを表す尺度として,文字の縦,横方向のストローク数の最大値を考え,この値と,結果の信頼できる文字認識に必要な解像度の下限との関係を明らかにした.本研究は,自由書式文書を対象として,データの入力時に人間が介入することなく,検索索引を自動的に生成する文書画像データベースを構築することを目的とする.最終年度である今年度は,以下のような研究を行うと共に,全体のとりまとめを行った.・同一文字列中の文字は単一色から構成されているという仮定のもとに,カラー文書画像に対して色のクラスタリングを適用することにより,文字パタンを抽出した.・文字認識結果を仮説として表現することのできる文字ラティスに対して,与えられた文字列の出現位置を同定するアルゴリズムを理論的に考察し,具体的な2種類の実装を示した.・文字切り出しの評価値として使える文字認識の確信度を改良した.具体的には,類似文字の集合を定義し,これを考慮に入れた確信度を作った.これにより文字切り出し率が向上した.・ユーザのキーワード想起を支援する文書検索システムを作成した.このシステムは,「話題」を抽出して,データベースの概要を示す.また,キーワードの候補を提示して,候補選択による検索質問の作成を可能にする.・カタログの仕様一覧表の構造解析,文字認識処理をした後,表の属性に対する値の書式を利用した文字認識後処理をして数字や記号の文字認識処理の正解率を高めた.さらに,その結果をデータベースに登録し,検索実験を行った.
金属中に打ち込まれた不純物核の見る電子状態と物性

種々の金属中に打ち込まれた不純物核の見る電子状態および、不純物原子の動的性質を第一原理に基づく電子状態の計算によって調べた.まず、鉄中の格子間位置に打ち込まれた第一周期不純物原子について、不純物核の感じる超微細磁場の系統性を調べるとともに、不純物原子の位置と周辺原子の格子緩和を変数にしたパラメータ空間における束縛曲面を構成した.このようにして得られた束縛曲面の様相から不純物核の安定位置、拡散の可能性を議論した.束縛曲面の極小は四面体位置あるいは八面体位置で格子緩和が10%のあたりに生じている.周期律表で周期の中頃にある元素(B,C,N)では八面体位置が極小になっており周期の両端(Li,Be,O,F)では四面体位置が極小になっている.ただし酸素では両位置でのエネルギー差は大変小さくなっている.束縛曲面のようすから,不純物核は四面体位置-八面体位置-四面体位置を結ぶ谷間の底にそって移動していくことが可能であることが結論される.さらに、局所的拡散の典型的な例としてアルミニウム中の鉄のケージ運動について研究を進めた.<100>ダンベルと<111>ダンベルについて束縛曲面を構成してその可能性を調べた.実験的には<111>混合ダンベルによるケージ運動が実現されていると報告されている.しかし、束縛曲面を見る限りは、拡散が容易に起こる状況にはなっているが対照的な八面体位置がエネルギーの絶対極小であり,実験から言われているように絶対0度に至るまで、鉄とアルミニウムの混合ダンベルが安定状態であるという結論は得られなかった.<100>ダンベルについてもやはり安定状態は得られない.現在計算に用いているスーパーセルが小さいことが問題点の一つであり、実験との不一致が計算規模の不十分や計算方法の不適当さに由来するものかどうか、さらに検討を要する.種々の金属中に打ち込まれた不純物核の見る電子状態および、不純物原子の動的性質を第一原理に基づく電子状態の計算によって調べた.まず、鉄中の格子間位置に打ち込まれた第一周期不純物原子について、不純物核の感じる超微細磁場の系統性を調べるとともに、不純物原子の位置と周辺原子の格子緩和を変数にしたパラメータ空間における束縛曲面を構成した.このようにして得られた束縛曲面の様相から不純物核の安定位置、拡散の可能性を議論した.束縛曲面の極小は四面体位置あるいは八面体位置で格子緩和が10%のあたりに生じている.周期律表で周期の中頃にある元素(B,C,N)では八面体位置が極小になっており周期の両端(Li,Be,O,F)では四面体位置が極小になっている.ただし酸素では両位置でのエネルギー差は大変小さくなっている.束縛曲面のようすから,不純物核は四面体位置-八面体位置-四面体位置を結ぶ谷間の底にそって移動していくことが可能であることが結論される.さらに、局所的拡散の典型的な例としてアルミニウム中の鉄のケージ運動について研究を進めた.<100>ダンベルと<111>ダンベルについて束縛曲面を構成してその可能性を調べた.実験的には<111>混合ダンベルによるケージ運動が実現されていると報告されている.しかし、束縛曲面を見る限りは、拡散が容易に起こる状況にはなっているが対照的な八面体位置がエネルギーの絶対極小であり,実験から言われているように絶対0度に至るまで、鉄とアルミニウムの混合ダンベルが安定状態であるという結論は得られなかった.<100>ダンベルについてもやはり安定状態は得られない.現在計算に用いているスーパーセルが小さいことが問題点の一つであり、実験との不一致が計算規模の不十分や計算方法の不適当さに由来するものかどうか、さらに検討を要する.
トーラス系閉じ込め装置における中性子計測の高精度化

近年、トーラス系核融合実験装置において、核反応生成物としての中性子を用いたプラズマ診断技術の重要性が増し、中性子計測の高精度化が望まれている。本研究の目的は、主にプラズマイオンの温度の推定を念頭に、トーラス系装置における中性子総発生量の高精度絶対測定手法と【^3He】ガス電離箱を用いた中性子スペクトルの高分解能測定手法について開発・検討し、実機での適用性を実験的に評価することにある。今年度は、特に、中性子総発生量の絶対測定に重点が置かれ、名大プラズマ研のJIPP-T【II】U装置を対象として、高感度【BF_3】ロングカウンターシステムの設計・製作と各種中性子源による特性測定を行った他、三次元モンテカルロ中性子輸送計算コードによる実機の摸擬計算を通じて、カウンター計数値に対する中性子総発生量換算係数の高精度評価手法を検討した。設計・製作した【BF_3】ロングカウンターシステムは、有効長50φ×540L600mmHgの【BF_3】比例計数管の周囲に三層構造の10cm厚円筒型ポリエチレン減速材を設けたもので、ポリエチレン厚の変更及び中間層に中性子吸収材や増倍材を挿入することによって、エネルギー感度特性を修正できる。本検出器システムの効率絶対値及び時間分解能特性は、p-Li及びD-D反応による単色中性子源、弥生炉、Cf標準中性子源を用いて実験的に検証され、効率曲線全体の精度にして20%、測定可能な計数率上限として、3.5×【10^5】cpsが確認された。又、実機を摸擬しモンテカルロ中性子輸送計算では、装置構造材やプラズマプロファイルの影響、特にCf標準中性子源をトーラス内に持ち込んで行なう較正実験を検討し、さらに10cm厚鉄供試体とCf及びD-D加速器中性子源を用いた摸擬較正実験の解析を行なって、測定精度の予測(現状では20%程度)とともに、より高精度化を図る上での問題点(中性子散乱線の影響等)と対策(検出器コリメータの設置等)に対する資料が得られた。
SPINK5の分子遺伝学的解析

Netherton症候群は魚鱗癬、アトピー症状、陥入性裂毛を特徴とする疾患である。その原因遺伝子としてプロテアーゼインヒビターSPINK5が同定されているが、SPINK5の変異による魚鱗癬、アトピー症状の発症機構は不明である。本研究では魚鱗癬モデルを用いて皮膚におけるセリンプロテアーゼ系の役割を探索し、魚鱗癬の疾患病態解明することを目的として実験を行った。まず、129Sv/JマウスゲノムDNAライブラリーからマウスSPINK5遺伝子をクローニングしターゲティングベクターを作製後、ES細胞に導入した。G418選択により標的遺伝子組み換えを起こしたクローンを用いて、SPINK5のノックアウトマウスを作製した。しかしながら、SPINK5のノックアウトマウスは正常に発生し、Netherton症候群に相当する表現型の異常は見られなかった。一方、トランスグルタミナーゼ1ノックアウトマウスは皮膚のバリア障害により生後すぐに死亡するため魚鱗癬の症状は示さないが、このマウス皮膚をヌードマウスに移植することによって世界で初めて魚鱗癬皮膚を再現することに成功した。トランスグルタミナーゼ1ノックアウトマウス皮膚で発現する遺伝子をDNAマイクロアレイで解析したところ、セリンプロテアーゼ遺伝子の著しい発現増加が観察され、実際に蛍光抗体法により、この発現産物がヌードマウス上に再現した魚鱗癬皮膚で高発現していることが明らかとなった。従って、以上の研究結果から、このようなセリンプロテアーゼおよびそのインヒビターのバランスが皮膚の恒常性を維持しており、SPINK5の変異あるいはセリンプロテアーゼの過剰発現が魚鱗癬皮膚に代表される角化症の病態に深く関与することが示唆された。Netherton症候群は,重症のアトピー症状(アトピー性皮膚炎,花粉症,高IgE血症,高好酸球血症),魚鱗癬,毛幹異常(bamboo hair)を特徴とする疾患であるが,原因遺伝子であるSPINK5の変異からこれらの表現型が形成される機序は不明である。Netherton症候群におけるアトピー症状は,角質形成異常に起因するバリアー障害なのか,それとも,免疫系におけるSPINK5の機能低下により特定のプロテアーゼ系に脱制御が生じ,その結果としてアトピー症状を引き起こすのか,SPINK5は魚鱗癬の発症機構のみならず,アトピー性皮膚炎の分子遺伝学的な背景を解明する突破口となる得る,極めて興味深い遺伝子である。本年度は,マウスSPINK5構造と遺伝子ファミリーの同定を目的に,マウスSPINK5 cDNA,およびその関連遺伝子のcDNAのクローニングを実施した.マウスセリンプロテアーゼインヒビターのドメイン領域をコードする配列をプローブとして,ビオチン標識し,RecAとともにマウス表皮cDNAプラスミドライブラリーと反応させ,RecAを介して相同配列間のベアリングを行った.ストレプトアビジンマグネティックビーズによるキャプチャー,プラスミド溶出を行い,E. coliを形質転換して,最終的に,コロニーハイブリダイゼーションによって,15の異なるcDNAを得ることができた.今後は,引き続き,これらのcDNAの全塩基配列の決定により,アミノ酸の一次構造の推定,さらに標的遺伝子組み換えのために,129SvJマウスゲノムライブラリーから,これら遺伝子のゲノムDNAのクローニングを実施する予定である.Netherton症候群は、重症のアトピー症状(アトピー性皮膚炎、花粉症、高IgE血症、高好酸球血症)、魚鱗癬、毛幹異常(bamboo hair)を特徴とする疾患であるが、原因遺伝子であるセリンプロテアーゼインヒビターSPINK5の変異によりこれらの表現型が形成される機序は不明である。Netherton症候群におけるアトピー症状は、角質形成異常に起因するバリアー障害なのか、それとも、免疫系におけるSPINK5の機能低下により特定のプロテアーゼ系に脱制御が生じ、その結果としてアトピー症状を引き起こすのか、SPINK5は魚鱗癬の発症機構のみならず、アトピー性皮膚炎の分子遺伝学的な背景を解明する突破口となり得る、極めて興味深い遺伝子である。

本年度は、SPINK5の遺伝子産物の特性を解析する目的で、まず、角化誘導をかけたヒト培養角化細胞からcDNAライブラリーを作製し、cDNAクローニングを行い、部分cDNA断片を融合することによりSPINK5の全長をコードするcDNAを作製した。シーケンシングにより全塩基配列を確認後、QIAexpresspQEベクターにサブクローニングし、大腸菌を形質転換させてHisタグ融合タンパクとして発現させた。一方で、トランスグルタミナーゼ1遺伝子欠損マウス皮膚のマイクロアレイ解析から、角化異常に伴い高発現するセリンプロテアーゼを見出した。このタンパクがSPINK5の標的としての可能性を探索するため、そのcDNA全長を同様にクローニングしpQEベクターに組み換えて、Hisタグ融合タンパクとして発現させた。今後、ごのセリンプロテアーゼとSPINK5のin vitroにおける相互作用、疾患における発現様式を解析し、疾患病態との関連性を追求する予定である。Netherton症候群は魚鱗癬、アトピー症状、陥入性裂毛を特徴とする疾患である。その原因遺伝子としてプロテアーゼインヒビターSPINK5が同定されているが、SPINK5の変異による魚鱗癬、アトピー症状の発症機構は不明である。本研究では魚鱗癬モデルを用いて皮膚におけるセリンプロテアーゼ系の役割を探索し、魚鱗癬の疾患病態解明することを目的として実験を行った。まず、129Sv/JマウスゲノムDNAライブラリーからマウスSPINK5遺伝子をクローニングしターゲティングベクターを作製後、ES細胞に導入した。G418選択により標的遺伝子組み換えを起こしたクローンを用いて、SPlNK5のノックアウトマウスを作製した。しかしながら、SPINK5のノックアウトマウスは正常に発生し、Netherton症候群に相当する表現型の異常は見られなかった。一方、トランスグルタミナーゼ1ノックアウトマウスは皮膚のバリア障害により生後すぐに死亡するため魚鱗癬の症状は示さないが、このマウス皮膚をヌードマウスに移植することによって世界で初めて魚鱗癬皮膚を再現するととに成功した。トランスグルタミナーゼ1ノックアウトマウス皮膚で発現する遺伝子をDNAマイクロアレイで解析したところ、セリンプロテアーゼ遺伝子の著しい発現増加が観察され、実際に蛍光抗体法により、この発現産物がヌードマウス上に再現した魚鱗癬皮膚で高発現していることが明らかとなった。従って、以上の研究結果から、このようなセリンプロテアーゼおよびそのインヒビターのバランスが皮膚の恒常性を維持しており、SPINK5の変異あるいはセリンプロテアーゼの過剰発現が魚鱗癬皮膚に代表される角化症の病態に深く関与することが示唆された。
側頭葉における報酬に基づいた視覚刺激の連合記憶メカニズムの解明

視覚刺激と報酬の連合では、特に視覚刺激と報酬あるいは無報酬の連合関係が逆転する行動課題においてサルの内側側頭葉の嗅周囲皮質が重要であることが示唆されている。しかし、視覚刺激と報酬/無報酬の連合関係が状況に応じて変化する場合に、嗅周囲皮質のニューロンが視覚刺激や報酬/無報酬の情報をどのように表現し、情報の連合に関与するのかは明らかでなかった。同じパターン刺激が、その直前に提示される色刺激によって報酬か無報酬に関係づけられる行動課題を用いて、パターン刺激呈示中の嗅周囲皮質の単一ニューロン活動を記録した。その結果、課題関連ニューロンの約半数が報酬の有無の情報を表現していることが分かった。脳の中には生存に重要な視覚情報を選んで記憶する何らかの原理があるはずである。本研究の目的は、霊長類の脳のどこで、どのように、なぜある視覚情報を記憶できるのか、報酬に基づいた視覚情報の連合記憶の神経機構を明らかにすることである。そのため同一行動課題を用いて神経生理学的研究を系統的に施行する。ニューロン活動に含まれる視覚信号、記憶信号、報酬信号を分離し、各々の領野が視覚、記憶、報酬の処理のどれに重要なのかを推測してその役割を考察する。ニューロン活動から視覚情報処理に関わる信号と記憶の処理に関わる信号を分離するため、条件性連合キュー報酬課題を開発した。条件性連合キュー報酬課題では、経時的に呈示する2つの視覚刺激(cue1とcue2)の組み合わせによって報酬あるいは無報酬となる課題である。サルはcue1を記憶し、続いて呈示されるcue2を見ることで報酬/無報酬を期待することができる。条件性連合キュー報酬課題を遂行中のサルの傍嗅皮質から記録したニューロン活動を記録し、解析した。その結果、cue2呈示中、つまり、まだ実際の報酬呈示・非呈示が行われていない状況にもかかわらずニューロンの約半数が報酬の有無の情報を表現することが明らかになった。さらに、cue1・cue2の組み合わせの情報も表現していたことから、傍嗅皮質で報酬の有無の情報が段階的に処理されることも示唆された。我々の日常生活において記憶機能は重要な役割を担っている。また、長寿化が進むにつれ、記憶の機能が衰える認知症への対応が社会の大きな課題となってきている。記憶や認知の脳内メカニズムを明らかにすることは、認知症を理解し、認知症患者のクオリティ・オブ・ライフを向上する技術開発の手掛かりを得ることにつながる。状況に応じて柔軟に認知する仕組みは不明な点が多い。本研究では、物事を識別する脳のメカニズムを明らかにするため、嗅周囲皮質の情報処理の解明を目指した。今回の実験では、同じパターン刺激が、その前に呈示される色刺激によって、「報酬あり」か「報酬なし」に関係づけられている。実験動物は、色刺激を記憶し、続いて呈示されるパターン刺激を見て報酬の有無を連想する。実験動物のパターン刺激呈示中の嗅周囲皮質の神経細胞活動を電気的に記録したところ、パターン刺激呈示中つまり、まだ実際の報酬呈示・非呈示が行われていない状況にもかかわらずニューロンの約半数が報酬の有無の情報を表現することが分かった。さらに、色刺激・パターン刺激の組み合わせの情報も表現していたことから、嗅周囲皮質で報酬の有無の情報が段階的に処理されることも示唆された。また、最終年度は嗅周囲皮質の前段階の処理を行うとされるTE野のニューロン活動を記録し、解析した。その結果、TE野では柔軟な表現は弱いことが分かってきた。柔軟な表現は、嗅周囲皮質および嗅周囲皮質が神経繊維の投射を行う領野で起こると考えられる。状況に応じてある出来事の認識を柔軟に変化させる時の脳内情報処理メカニズムに、嗅周囲皮質内部の神経機構が関与していることが今回の研究によって初めて明らかになった。嗅周囲皮質についての研究成果は国際誌で発表した。また、「状況に応じて物事を柔軟に認識する脳の活動-認知症の理解へ手掛かり-」と題して所属する研究機関のホームページで公開した。

条件性連合キュー報酬課題では、経時的に呈示する2つの視覚刺激(cue1とcue2)の組み合わせによって報酬あるいは無報酬となる課題である。サルはcue1を記憶し、続いて呈示されるcue2を見ることで報酬/無報酬を期待することができる。本年度は、条件性連合キュー報酬課題を遂行中のサルの傍嗅皮質あるいは下側頭皮質からニューロン活動を記録した。解析した結果、報酬信号を表現するニューロンは傍嗅皮質のほうが下側頭皮質よりも多いことが分かった。他方、視覚信号および記憶信号を表現するニューロンは下側頭皮質のほうが多かった。これらの結果は、下側頭皮質から送られる視覚信号と記憶信号をもとに、傍嗅皮質ニューロンが報酬信号との連合を行っている可能性を示唆している。傍嗅皮質ニューロン活動の記録実験の結果をまとめ、国際誌(Journal of Neuroscience)で報告することができた。またその結果を、所属研究機関の主な研究成果としてホームページ上でアピールすることができた。順調に実験を行いデータを収集できているため。下側頭皮質のニューロン活動については、十分な量のデータを収集する。また、下側頭皮質のニューロン活動についても解析をし、論文を推敲して国際誌に投稿する。引き続き神経活動の記録実験を行い、特に下側頭皮質について十分な量のデータを収集する。平成24年度に引き続き、条件性連合キュー報酬課題を用いて、側頭皮質でニューロン活動の記録・解析を行う。記録実験の効率を高めるため、複数の電極からの信号を同時記録できるシステムを導入することを計画している。平成23年度に引き続き、条件性連合キュー報酬課題を用いて、傍嗅皮質およびTE野でニューロン活動の記録・解析を行う。傍嗅皮質でどのように報酬信号が生じるかを調べるにあたり、Cue2の呈示時間を操作することが有用な可能性があることに気付いた。そこで、視覚刺激の呈示時間を操作できる装置を購入することを計画している。
地盤材料の変形特性に関するTC29国際連携研究

国際地盤工学会(ISSMGE)の技術委員会TC29:「地盤材料の変形特性を求めるための応力ひずみ室内試験(Stress-Strain Testing of Geomaterials in the Laboratory)」は,1994年9月に設置された.活動のミッションは,(1)室内せん断試験装置・システム・基準の国際情報交換,(2)高精度な室内せん断試験方法に関する国際規準の提案,(3)室内試験結果の工学的適用に関する現状調査,である。本研究(企画調査)の目的は、研究代表者、研究分担者および海外共同研究者各々の研究成果を集約する形で、TC29が主催する「地盤材料の変形特性に関する国際シンポジウム(IS-Lyon)」を国際的にサポートすることにあった。このシンポジウムでは、海外研究協力者のDi Benedetto教授(フランス)が実行委員会委員長となり、研究代表者および研究分担者の一部が実行委員会学術部会の部員としてシンポジウムの企画に奔走した。高度な室内試験(advanced laboratory tets)をキーワードとし,地盤材料の室内試験の現状と結果の工学的適用を主たるテーマとして開催を企画した.平成14年度末の段階で200編近くの個人論文の投稿があり、査読を終わっている。本研究の関係者から20編を越える論文が投稿されている。また、会議当日の総括報告者・座長等の人選および投稿論文の査読を分担し、当該シンポの企画に多大な貢献をした。今後、地盤工学会論文報告集特集号(2003年8月号,Vol.43,No.4)および会議議事録が研究成果として公表される予定である.国際地盤工学会(ISSMGE)の技術委員会TC29:「地盤材料の変形特性を求めるための応力ひずみ室内試験(Stress-Strain Testing of Geomaterials in the Laboratory)」は,1994年9月に設置された.活動のミッションは,(1)室内せん断試験装置・システム・基準の国際情報交換,(2)高精度な室内せん断試験方法に関する国際規準の提案,(3)室内試験結果の工学的適用に関する現状調査,である。今後、地盤工学会論文報告集特集号(2003年8月号,Vol.43,No.4)および会議議事録が研究成果として公表される予定である.
多機能型微小電極によるターゲット細胞の遺伝子発現制御

近年、生物機能の解析において、個々の細胞単位での計測・制御が重要になっている。このような解析は、細胞単位でシグナルを与えたり、また同時に個々の細胞からシグナルを得る技術が不可欠である。本研究は具体的にストレス応答遺伝子であるイネキチナーゼ遺伝子を選び、イネ培養細胞の中の単一の細胞をターゲットし、このターゲット細胞におけるキチナーゼ遺伝子の発現制御を行うことを目的とした。本年度は次の項目を実施した。1.ターゲット細胞におけるエリシターによるイネキチナーゼ遺伝子の発現解析:エリシターを作用させた場合、セカンドメッセンジャーとして知られている[Ca^<2+>]iが変化するかどうか調べた。その結果エリシターを添加後、直ちに[Ca^<2+>]iの一過的な上昇が認められた。また、この変化はCa^<2+>チャンネルブロッカーであるVerapamilを作用させた場合には上昇が見られなかった。このことから、エリシターの添加により[Ca^<2+>]iが上昇し、キチナーゼ遺伝子が発現すると考えられた。そこで次にエリシターを作用させずに直接細胞内にCa^<2+>を導入した。その結果、約50%の細胞からキチナーゼ遺伝子の発現が観察された。2.ターゲット細胞への電気的シグナル印加による[Ca^<2+>]i変化の解析:電気的シグナルを印加させて、[Ca^<2+>]iを電気的に制御可能か解析を行なった。その結果、細胞膜に5mV程度かかることにより、[Ca^<2+>]iを10倍以上増加させることが可能であった。この変化もVerapamilの添加により阻害されたことから、電圧を印加することで細胞外のCa^<2+>がCa^<2+>チャンネルを通って細胞内に流入したものと考えられた。