hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨髄腫細胞の骨髄微小環境における接着・増殖機構の解析

我々はヒト骨髄腫細胞株OPM-2のcation independent mannose 6 phosphate/insulin like growthfactor II(CIM6P/IGF II)receptorが、接着分子としてさらにIGF IIの増殖促進の受容体として機能することを見い出し、そのligandの解明、シグナル伝達機構の解明をめざす。また我々は細胞外マトリックスのフィブロネクチン(FN)により増殖が促進される特異なヒト骨髄腫細胞株(OPM-3)を樹立し、そのシグナル伝達機構を解明する。さらに骨髄ストローマ細胞の産生するNitric oxide(NO)の骨髄腫細胞の増殖における影響を明らかにし、骨髄腫細胞の骨髄微小環境における接着、増殖機構を解明し、これらの知見をもとに骨髄腫の病態解明だけでなく骨髄腫の新たな治療法の確立に応用することを目的とする。骨髄腫細胞株OPM-2のCIM6P/IGF II receptorは内皮細胞だけでなく骨髄ストローマ細胞との接着にも関与し、更にこの現象は他の骨髄腫細胞株にも認められる現象であることを明らかにした。CIM6P/IGF II receptorの発現を他の骨髄腫細胞株においてRT-PCRで検討したところすべての細胞株で発現していた。2.細胞外マトリックスの骨髄腫細胞増殖機構の解析OPM-3はFNにより増殖が促進され、VLA4が関与する。Vav、Raf-1のリン酸化の増強が認められ、Ras-Raf-MAPのカスケードが重要であると考えられる。rasのdominant negative遺伝子を現在導入中である。VLA4のもう1つのリガンドであるVCAMとの相互作用を検討するためVCAM発現CHO細胞を入手し現在検討中である。3.骨髄腫細胞におけるNOによるapoptosis機構の解析我々はヒト骨髄腫細胞株OPM-2のcation independent mannose 6 phosphate/insulin like growthfactor II(CIM6P/IGF II)receptorが、接着分子としてさらにIGF IIの増殖促進の受容体として機能することを見い出し、そのligandの解明、シグナル伝達機構の解明をめざす。3.骨髄腫細胞におけるNOによるapoptosis機構の解析
ピコメートル変位計測のためのフェムト秒光コムを用いた絶対光周波数走査干渉計の研究

本研究では、ピコメートル干渉計測技術原理の実証を目的とし、下記の3つのテーマを共同・分担した。1.LD励起モード同期固体レーザーの高効率・高出力化Ybレーザーの高効率化を行い、極めて高い励起密度(220kW/cm2)によりCW動作時に光一光変換効率81%、及びパルス動作時に光一光変換効率62%という高効率動作に成功した。さらに、共振器内部に利得媒質とは別にカー効果材料を挿入することにより、それぞれを最適化し、安定性と高効率動作を両立した。また、カーボンナノチューブドープ・ポリマーフィルムで可飽和吸収体ミラーを作成し、Er/Yb共ドープガラスレーザーとして世界最短68fsのパルス出力に成功した。2.光コムの広帯域化、波長コムの作成Ndガラスレーザーによる光コムを光ファイバの非線形光学効果によって広帯域化し、周波数可変レーザーとのビートを検出した。フラットなノイズフロアと40dB以上のS/N比を実現し、位相同期を保って光周波数を広帯域可変するシステムを開発した。連続発振Nd : YAGレーザーを、低熱膨張ガラスの参照共振器の光路長に同期させ、測定環境における空気中の波長基準を作成した。光コムの1モードを波長基準に安定化することにより、全モードの光周波数ではなく波長が制御される光コム、すなわち「波長コム」という新概念を実現した。3.干渉計による変位測定低熱膨張ガラスでファブリーペロー干渉計を作成し、その共振器モードに周波数可変レーザーを位相同期した。静止安定性を評価した結果、開発した波長コムにより環境変動の影響は補正され、1時間の変動10nmを10pm程度に低減できた。さらに、干渉計の一方のミラーを移動ステージに搭載し、高精度変位計測を実証した。市販のナノ計測用の高精度ステージについて、移動量12μmにわたり100pm以下の不確かさで、その再現性と非線形性を評価できた。本年度においては、下記の3つのテーマを共同・分担して行った。1.半導体レーザ励起フェムト秒モード同期固体レーザの作成。まず、モード同期発振器の小型化のためにYbレーザーの高効率化を行った。極めて高い励起密度(220kW/cm2)によりCW動作時に光-光変換効率81%という量子限界に極めて近い高効率動作、及びパルス動作時に光-光変換効率62%という高効率動作に成功した。また、カーボンナノチューブをドープしたポリマーフィルムを用いた可飽和吸収体ミラーを使用したモード同期レーザを開発し、Er/Yb共ドープガラスレーザとしては世界最短である68fsのパルス出力に成功した。2.光コムの位相検出・評価装置の作成と広帯域化。半導体励起Ndドープガラスモード同期レーザによる光コムを作成し、光基準レーザとの周波数ビートを検出した。ファイバ中の非線形光学効果によって光コムを広帯域化して50dB以上のS/N比を実現し、光コムの共振器長を制御することにより光基準に位相同期した。さらに、光コムと周波数可変レーザとの周波数ビートを検出し、制御帯域全域に渡ってフラットなノイズフロアと40dB以上のS/N比を実現し、位相同期を保ちながら光周波数を連続的に可変にする方法の開発を行った。3.周波数可変レーザを用いた干渉計の作成。光周波数計測による干渉計測原理の確認を行うため、ファブリペロ干渉計を構成し、周波数可変半導体レーザの周波数を共振器モードに位相同期した。Rb吸収線に安定化した半導体レーザを光基準として用い、EO変調器によって光周波数コムを発生した。

周波数可変半導体レーザの周波数を光周波数コムにより測定し、干渉計の安定度を評価したところ、環境変動の少ない短時間の測定において、約200pm以下の安定度を達成した。本年度においては、下記のテーマを共同・分担して行った。1.モード同期固体レーザの高効率・高出力化共振器内部に利得媒質とは別にカー効果材料を挿入することにより、それぞれを最適化し、安定性と高効率動作を両立させるモード同期発振器を開発した。カー効果媒質として励起していない準4準位レーザ媒質を用いることにより、発振スペクトルを1050nm帯の波長域にシフトさせ広帯域化を行った。ビーム品質が悪く低輝度の半導体レーザを用いても、平均出力400mW、光-光変換効率20%という高効率かつ高出力が得られた。2.波長コムの作成連続発振Nd:YAGレーザを、低熱膨張ガラスで作成した基準共振器の光路長に同期させることにより、測定環境における空気中の波長を安定化し、光基準として用いた。モード同期レーザの繰り返し周波数を制御し、光基準に安定化することにより、各モードの光周波数ではなく波長が制御されている光コム、すなわち「波長コム」という新概念を実現した。3.干渉計の高精度同期低熱膨張ガラスで変位測定用のファブリーペロー干渉計を作成し、波長可変CWファイバレーザをその光路長に同期させた。波長可変レーザの光周波数を光コムによって測定し、干渉計の静止安定性を評価した。その結果、通常の光周波数コムを用いた場合には、環境変動による空気屈折率変化により、測定値に1時間で10nm程度のドリフトが見られたが、開発した波長コムを用いることにより環境変動の影響は補正され、変動10pm程度の高安定性が実現された。4.変位測定の実証ファブリーペロー干渉計の一方のミラーを移動ステージに搭載して変位を与え、波長コムによる高精度変位計測の実証を行った。ステージとして、市販のナノメトロロジー用の高精度ステージを用い、移動量12μmにわたり100pm以下の不確かさで、その安定性と非線形性を評価できた。
絡み合い高分子の高速流動下でのダイナミクスのシミュレーションによる研究

絡み合った高分子は熱平衡下ではレプテーション運動により自ら絡み合いを外すことで緩和するが、この緩和速度より速い流動を与えると、流動により分子鎖が絡み合いから引き抜かれるため、緩和が加速すると考えられてきた(CCR機構)。本研究では、シミュレーションによりずり流動下での応力緩和と誘電緩和を調べ、実際にCCRによる加速があることを示した(但し、誘電緩和については実験とは必ずしも一致しない)。また、ずり流動下では分子鎖は回転運動を行っており、回転速度はずり速度の1/2乗に比例することも示した。絡み合った高分子に高速流動を与えると、流動により分子鎖が絡み合いから引き抜かれることにより、流動が無い場合より緩和が加速すると一般に考えられている(CCRと呼ばれる)。これにより応力だけでなく誘電緩和(分子鎖の末端間ベクトルの緩和)も加速するはずで、実際、スリップリンクモデル(絡み合いだけを抽出した、簡便なモデル)による計算では、流動により誘電緩和も加速するという結果を得ていた。しかし実験によれば、誘電緩和は高速ずり流動によってもほとんど加速していない。この食い違いの原因を探るため、スリップリンクモデルの様な簡単化のための仮定を含まない分子動力学(MD)シミュレーションを用い、ずり流動下での誘電緩和について調べている。計算には絡み合い数3から5程度の重合度の系を用い、流動下で実際に電場を印加する方法と、流動下での双極子の自己相関関数を求める方法の2つ方法で調べた。まず、2つの方法は流動下でもおよそ近い値を与えることを確認した。つまりGreen-Kubo公式は流動下(非平衡下)でも近似的には成り立っている。次に、誘電緩和の流動による加速を調べ、統計精度はまだ不足しているものの、ずり速度が緩和時間の逆数を越えると誘電緩和が加速するという結果を得ている。従って実験とは一致しないが、その原因は現時点では未解明である。一方、応力の緩和については、ずり流動により加速することが実験的にも報告されている。そこで定常ずり流動に小振幅の振動ずり変形を重ね合わせることで、ずり流動下での動的粘弾性をMDシミュレーションで調べた結果、応力緩和も流動により確かに加速することを確認した。本研究課題のもう一つの目的である伸長流動下での分子鎖間の摩擦低減については、摩擦低減が有ると仮定すると、これまで調べられて来た一軸伸長以外に、二軸伸長においても定常伸長粘度の急上昇を押さえる効果があることを確認した。絡み合い高分子のMDシミュレーションを用いても、誘電緩和が高速ずり流動により加速するという、実験と異なる結果になっている。MDシミュレーションはスリップリンクモデルのような仮定を含まず、基本的には現実に対応したシミュレーションと考えられるので、実験との不一致の原因は現時点で未解明である。また、応力緩和については、実験でもMDシミュレーションでも流動による加速が見られているが、絡み合いが存在しないような低分子量の系でのMDシミュレーションでも加速が見られるため、加速の原因がCCR(流動で分子鎖が絡み合いから引き抜かれることによる加速)では無い可能性もある。実際、応力緩和の加速は、単純ずり流動が変形だけでなく回転の成分も含むことによる見かけの効果だと主張する論文も現れている。そこでずり流動下での分子鎖の回転と誘電緩和の比較検討を実施項目として追加している。また、誘電緩和についても、分子量の範囲をより広げて調べる必要があると考えている。また、誘電緩和の実験は溶融体ではなく高分子溶液におけるものなので、溶媒の効果についても考える必要があるかもしれない。絡み合い高分子に高速流動を与えると、絡み合いから分子鎖が引き抜かれ緩和が加速することは、高分子レオロジーの標準理論の重要な一部となっている。このCCR機構を認めると、誘電緩和も流動により加速されるはずであるが、実験的には加速は観測されない。この問題を解決するのが第一の研究目的である。まず、本質的な仮定を含まない分子動力学(MD)シミュレーションで誘電緩和を調べたが、流動による加速が確認され、実験とは一致しないままである(主に昨年度の結果)。一方、流動下でステップ変形を与えることで、応力緩和を実時間でMDシミュレーションにより調べた。その結果、絡み合いの有無にかかわらず、流動により応力緩和が加速されることが確実になった。絡み合っていない低分子量高分子ではCCRは原理的に存在しないので、そこでの緩和の加速はCCRによるものでは無い。一方、ずり流動下では高分子鎖は回転しており、それ応力緩和の加速の原因(少なくとその一部)である可能性がある。そこでずり流動下での分子鎖の回転をスリップリンクモデルとMDシミュレーションで詳細に調べ、回転周期と緩和時間のずり速度依存性は必ずしも一致しないことなどを明らかにした。本課題のもう一つの目的は、高速伸長流動下では分子鎖の伸びと配向により分子鎖間の摩擦が低減し、それが伸長粘度の増大を押さえる、という最近提案されたメカニズムの検証である。現在、任意のひずみまで計算可能なKraynik-Reilinの境界条件を組み込んだ平面伸長のシミュレーションプログラムを作成・検証である。また別の方法として、ずり流動下で高分子溶融体中のトレーサー粒子の運動を調べ、流動下では流動方向の拡散が加速されることから、ずり流動下でも摩擦低減が起きていることが確認された。また、伸長流動停止後の応力緩和からも、精度が不足気味ながらも摩擦低減の証拠を得ている。

流動下での誘電緩和については、本質的な仮定を含まないと思われるMDシミュレーションによっても、流動による加速があるという結果を得ており、実験との不一致の原因は未解明である(可能性の一つとして実験が溶融体ではなく溶液で測定されていることがある)。一方、実験でも加速が見られるとされてきた流動下での応力緩和について、絡み合いが無い低分子量系においても加速があることを、流動下での緩和弾性率を求めることで(つまり周波数領域ではなく時間領域で)、明らかにした。また、流動下での緩和は単純な指数関数的緩和の重ね合わせでは無く、振動成分を含むことも見いだした。この振動の周期と緩和時間はおよそ対応しており、ずり流動下での分子鎖の回転が見かけの緩和の加速の原因(の一つ)であることを強く示唆する。このように、誘電緩和の問題については未解明の点が残るが、分子回転による緩和の加速という可能性を見いだしていることは、新しい進展と言える。しかし、分子鎖の回転を実際にシミュレーションで調べた結果では、回転の周期と応力緩和に見られる振動の周期は必ずしも対応しないようであり、更に検討が必要である。一方、流動下での摩擦低減については、高分子中に入れたトレーサー粒子の拡散を調べることで、伸長時だけでなくずり流動下でも摩擦低減が起こることを見いだしている。一方、伸長流動停止後の(配向した状態での)応力緩和から、伸長による配向と伸びによっても摩擦低減があることを確認している。但し、配向・伸びと摩擦低減の間の定量的な関係を得るには至っていない。絡み合った高分子に流動を与えると、流動により分子鎖が絡み合いから引き抜かれるため、緩和が加速すると考えられている(CCR機構)。この緩和機構は高分子ダイナミクスの不可欠の要素と考えられているが、直接的な検証はほとんど無い。本研究では、ずり流動下での応力緩和と誘電緩和(分子鎖の末端間ベクトルの緩和)を分子シミュレーションにより調べ、実際に流動による緩和の加速があることを明らかにした。また、定常ずり流動下でステップ変形を加えた場合の応力応答は、単に流動で加速するだけでなく、ステップ変形後の定常流動によるひずみが1程度の時刻からアンダーシュートを示す(応力が定常値を下回る)こともわかった。さらに、絡み合いの無い低分子量系でも加速があるため、加速の一部分はCCRではなくずり流動の持つ回転成分による応力テンソルの回転に起因することもわかった。但し、実験では誘電緩和のずり流動による加速は観測されておらず、その原因は未解明である。次に、流動下で個々の分子鎖の運動を解析し、分子鎖も回転していることを見いだした。これはCCRも重要な役割を果たしていることを意味する。流動により分子鎖が絡み合いから引き抜かれるCCR機構が無い限り、個々の分子鎖の回転は不可能だからである。高速ずり流動下では、回転速度はずり速度の1/2乗に比例し、ずり流動が持つ回転速度よりずっと遅い。従って、分子鎖は回転しているものの、これが緩和の加速の直接の原因では無いと考えられる。定常伸長粘度が高ひずみ速度でも上昇しないという実験結果の説明のため、高速流動下では、分子鎖が伸長・配向するため、分子鎖間の摩擦が低減する、という仮説が議論されている。本研究では。
将棋棋士の局面理解と思考の神経メカニズム

将棋の熟練者である棋士は、複雑な将棋の局面を素早く理解し、その先の局面展開を正確に分析する思考能力に優れている。心理学的な研究によると、熟練者の優れた認知能力は学習や経験により獲得した専門知識に基づくため、知識を用いて情報を効率的に処理する神経メカニズムが存在すると予想される。本研究課題申請時は、執行機能を有する前頭部がその責任部位であり、専門知識に基づいて情報を効率的に処理していると仮定した。将棋の高段者に被験者としての実験協力を依頼し、磁気共鳴画像装置を用いた脳機能イメージング実験を行った。将棋において意味のある局面を提示したところ、帯状回の後部と小脳に活動が観察された。一方、駒の配置をデタラメに並び替えて理解不能な局面を提示したところ、こられの領域には活動は観察されなかった。また、将棋を指さない素人に将棋の局面を提示しても、帯状回の後部と小脳には活動は観察されなかった。そのため、この部位が熟練者の局面理解に関わっていると考えられる。次に思考に関わる脳部位を調べるために、将棋パズルである詰将棋を用いて実験を行った。一問につき三十秒の制限時間で解かせたところ、制限時間ないに素早く解けた場合にのみ小脳に活動が観察された。一方、大脳皮質のほとんど部位では、素早い思考に特異的に対応した脳活動は観察されなかった。そのため、専門知識を素早く活用して問題を解く処理に小脳が関与していると考えられる。本研究課題申請時は執行機能を有する前頭部を仮定していたが、実験結果は当初の仮定とは大きく異なり、小脳の関与が示唆されるものとなった。小脳は運動の学習と制御の中枢として知られているが、この小脳が認知機能の熟練と制御にも関与していることを示唆するものであり、大きな発見であると考えている。本研究では熟練者の優れた認知能力を実現している神経メカニズムを解明することを目的とし、一年目は局面理解に関わる脳部位の同定とその情報処理特性の解明を脳機能イメージング法により試みた。交付申請書に記載した研究実施計画では、前頭部が起点となって局面の理解が行われると仮定していた。具体的には、視覚経路内の大細胞層が視覚情報の低空間周波数成分を素早く前頭部に伝達し、前頭部が情報の概要を把握した後に、他部位で情報の詳細を効率良く分析するというものであった。ただこれは脳波研究に基づいた仮説であり、それを指示する脳機能イメージングの報告はない。そこでまず実施計画通りに実験を行う前に仮説の妥当性について検証を行った。仮説の検証実験では、局面の理解が容易な序盤、駒が入り乱れて理解が難しい終盤、意味の理解が不可能なデタラメの3種類の局面を用意し、将棋のアマチュア高段者に提示した。その結果、前頭部は3種類の局面に対して異なった反応を示した。また、前頭部よりも顕著に反応を示した部位が観察された。その部位は帯状回後部であった。局面の種類ごとに帯状回後部の活動レベルを評価したところ、理解が容易な序盤に対しては正の活動、理解が難しい終盤に対しては活動はなし、理解不能なデタラメに対しては負の活動を示していた。この結果は、帯状回後部が将棋の局面の理解に密接に関わっていることを示唆する。この結果から、将棋の熟練者における局面理解の責任部位として前頭部と帯状回後部の二つの部位が示唆される。交付申請書に記載した仮説を検証するために手間取ってしまったために、当初予定していた実験条件の全てを用いることはできなかった。この点において、本研究の進捗状況は当初計画よりも遅れている。しかし、局面理解に関わる前頭部と帯状回後部の部位を特定できたため、仮説の検証実験は有意義であり、研究遂行における致命的な遅れにはなっていない。一年目は局面理解にかかわる脳部位の同定を行ったので、二年目は思考にかかわる脳部位の同定を行った。研究実施計画に記載した仮説は、無意識的に素早く問題を解く直観的思考の際は小脳が、意識的に考えながら問題を解く場合は楔前部が活動するというものである。この仮説を検証するために、将棋パズルの一種である詰将棋をアマチュア高段者の棋士に提示し、問題を解いている時の脳活動を機能的磁気共鳴画像法により計測した。将棋の棋力が三段から五段の被験者に対して、問題の難易度が様々な詰将棋の問題を60題提示した。問題の回答時間は一問につき30秒とし、問題を直観的に解いたかどうかは回答時間により評価した。10秒以内に問題が解けた場合は「直観的思考」、10秒以上で30秒以内に問題が解けた場合は「直観を活用した思考」、30秒では解けなかった場合は「熟考」とした。計測した脳活動を解析したところ、小脳は「直観的思考」と「直観を活用した思考」の両方においてのみ活動を示し、仮説通りであった。一方、楔前部は仮説とは反対の結果で、小脳と同様に「直観的思考」と「直観を活用した思考」の場合に活動を示した。この結果は仮説の再検討を要するものであるが、直観的思考における小脳と楔前部の関与を示唆した重要な知見であると考えている。

一年目と二年目で得られた結果に基づいて、三年目では認知から思考までを含む神経基盤の総合的な解明を試みる。上記「研究実績の概要」に記した通り仮説とは異なった結果が得られたが、熟練者の直観的思考に関わる神経基盤を同定するという当初の目的は達成できたので、本研究は順調に進展していると判断する。将棋の熟練者である棋士は、複雑な将棋の局面を素早く理解し、その先の局面展開を正確に分析する思考能力に優れている。熟練者の認知能力は学習や経験により獲得した専門知識に基づくため、知識を用いて情報を効率的に処理する神経メカニズムが存在すると思われる。本研究課題申請時は、執行機能を有する前頭部が効率的な情報処理の責任部位であると仮定した。東京大学および早稲田大学の将棋部に被験者としての実験協力を依頼し、将棋の局面理解と思考に関わる神経メカニズムの検証実験を、磁気共鳴画像装置を用いて行なった。局面理解に関する実験は、駒配置の記憶実験課題を用いて行なった。チェスを対象にした心理実験によると、理解可能な局面は短時間で記憶できる。将棋における序盤、終盤、デタラメに並び替えた局面を提示したところ、将棋において意味のある序盤と終盤の局面に反応したのは帯状回後部と小脳であった。統制条件として、普段将棋を指さない東京大学の学生を対象にして同様の記憶実験を行なったところ、序盤と終盤に特異的に反応する脳部位は観察されなかった。思考に関する実験は、将棋パズルである詰将棋を用いて行なった。一問につき三十秒の制限時間で解かせたところ、制限時間内に素早く問題を解けた場合にのみ小脳に活動が観察された。一方、楔前部など大脳皮質のほとんどの部位では素早い回答に特異的に対応した活動は観察されなかった。熟練者の優れた認知機能の責任部位として、本研究課題申請時は執行機能を有する前頭部を仮定していたが、実験結果は仮定とは大きく異なり、小脳の関与が示唆されるものとなった。小脳は運動の学習と制御の中枢として知られている。もし小脳が運動だけでなく認知機能の熟練にも関わっているなら、熟練した認知機能の神経メカニズムを理解する上で新しい知見であると考える。本研究課題の進捗は当初予定より遅れており、補助事業期間の延長を行なった。研究が遅れている主な理由は、実験結果が当初の仮説とは大きく異なり、結果の検証に予定以上の時間を費やしてしまったからである。本研究では、将棋の熟練者の優れた認知機能のメカニズムとして前頭部における効率的な情報処理を仮定していた。この仮説は、将棋棋士を対象にした脳波計測実験の結果(Nakatani and Yamaguchi, Sci Rep, 2014)に基づいたものであり、責任部位の同定とその部位の情報処理特性の詳細を理解するために、本実験では空間分解能の優れた磁気共鳴画像装置を用いた脳活動計測実験を行なった。当初仮定とは異なり、小脳が熟練者の優れた認知機能の責任部位でることを示唆する結果が得られた。また言語などの認知機能にも関与することについては報告があるが、認知機能のどのような側面に小脳が関与しているかについては未知のままである。もし、小脳が運動だけでなく認知機能の熟練にも関与しているのであれば、脳機能を理解する上で重要な知見になるので、時間をかけて実験結果の検証を行なった。なお、脳波計測と磁気共鳴画像装置を用いた脳活動計測では、脳活動の異なる側面を観察しているため、測定結果は必ずしも一致しない。
他者の批判を活用する認知基盤と効果的な介入方法の検討

本研究は、他者の批判を活用するというアプローチに着目しその可能性について検証することである。まず、他者の批判を活用するプロセスについて文献研究を実施した。次に、批判的思考がイノベーション対話にもたらす効果について実験データを用いて分析し、他者の批判に接触することで創造性が向上することが示された。さらに、情報の信ぴょう性評価にもたらす批判の質の効果を検証することを目的として実証実験を行った。批判の質により異なる効果が得られること、またこれらの効果は性別やソーシャルメディアの使用経験と関連することが示された。批判的思考教育に対するアプローチは,これまで個人の批判的思考能力や批判的思考態度を育成するという観点から行われてきた。この観点にもとづいて,複数の実証研究や教育実践による取り組みが進んでいる。このアプローチには,問題点もある。第一に,情報化社会における社会問題は複雑化しており,そのような問題に対して一人で批判的に考えることが困難になっている点である。第二に,批判的思考は認知的コストがかかる思考方略であるため,批判的思考能力をある程度獲得した人であっても,状況によってはその能力を十分発揮できないという現象が起こりうる。先行研究より,ある程度批判的思考能力を持っている人でも常にそれを発揮しているわけではないことも示されている。したがって,従来の批判的思考教育アプローチは,個々の認知能力育成に焦点を当てる一方で,自分の批判的思考能力が十分ではない場合に,他者と協働で批判的思考を達成するという観点に欠けていたと考えられる。これらの問題点を補うために,本研究では,他者の批判を活用するアプローチに着目し,その効果について検証する。本アプローチでは,自分一人では批判的に考えることが困難である場合に,批判的思考ができる他者の考えを観察・活用することを目指すものである。平成27年度は他者の批判を活用するプロセスとその可能性を検証することを目的として,まず,文献研究による考察を実施した。これまでの批判的思考研究の諸問題について,先行研究にもとづき「教育的アプローチの限界」「批判的思考パフォーマンスの個人内変化」「個人主義的バイアス」という3つの観点から論じた。これらの諸問題への対策として,「共助」としての批判的思考という概念を提唱し,他者の批判的思考を活用する意義について議論した。本研究成果の一部は著書(分担執筆)において公表した。次に,他者の批判への接触効果を実証的に検証するために,平成25年度「文部科学省:大学等シーズ・ニーズ創出強化支援事業」で開発した「批判的思考を活用したイノベーション対話プラットフォーム」を用いて収集した実験データの分析を行った。創造的アイデアを生み出すクラウドソーシング手法の一連のプロセスに,批判的思考のみを行うクラウドを組み込んだデザインとそうでないデザインを設定し,最終的に生成されるアイデアの創造性の比較を行った。その結果,他者の批判を組み込むことによって創造性の一側面である実現可能性が向上することが明らかとなった。一方で,生成されるアイデアの文字数や所要時間については両デザインで有意な差が見られなかったことから,批判的思考を行うクラウドを組み込んでも,創造的アイデア生成の流暢性を阻害せずに,実現可能性という質の向上をもたらすことが示された。本研究成果の一部はCognitive ScienceSocietyの国際会議論文に公表した。所属先変更にともない当初予定していた実験実施環境に想定外の変化あり実現に支障が生じた。情報化社会において社会問題は複雑化しており、個人のみで物事を批判的に理解・検討することは困難になってきている。本研究の目的は、従来の批判的思考教育における個人の批判的思考を育むというアプローチに加えて、他者の批判を活用するというアプローチに着目し、その可能性について検証することである。平成28年度は、他者の批判を活用するプロセスを明らかにすることを目的として、他者の批判への接触効果を明らかにするための実証実験を計画した。具体的には、「他者の批判の質の効果」および「情報受信者(観察者)の個人差要因の効果」を検証するため、実験刺激の種類の設定、実験条件の統制、材料の選定を行い、被験者募集の準備を行なった。「他者の批判の質」としては、「論証構造(例:根拠が示されているか、論理的な主張になっているか)」と「内容(例:実際は内容が誤りである場合の批判形式)」の両面から材料を開発した。「情報受信者(観察者)の個人差要因」としては、「批判的思考能力」「批判的思考態度」「情報への同意度」「既有知識」の4点を測定するデザインとした。これらの実験計画をもとに、所属機関の倫理審査に申請を行なった。また、これらの実験の実施準備に加えて、昨年度までの研究成果報告として、国際学会での口頭発表1件、国内学会での口頭発表1件を行なうとともに、査読付き論文1件の発表を行なった。本研究で実験を行うにあたって所属機関の倫理審査手続きを行なったところ、当初の予定より審査に時間がかかり、年度内に実験を終了することが困難になったため。本年度は、他者の批判を活用するプロセスを明らかにすることを目的として、批判への接触効果を明らかにするための実証実験を実施した。

「他者の批判の質の効果」および「情報受信者(観察者)の個人差要因の効果」を検証するため、合計242名を対象に、デマ、科学的事実、またそれらに対応する批判をTwitterのような短い文章としてオンラインで呈示し、それらに対する信念(正しさ、重要性、関心)の評定を求めた。デマに対する批判の質については、参加者の半数には客観的な証拠を引用した批判(客観的批判)を呈示し、残りの半数にはは主観的経験にもとづく批判(主観的批判)を呈示した。その結果、客観的批判の呈示は主観的批判と比べてデマに対する誤った信念緩和する傾向があることが明らかとなった。一方で、客観的な批判に接触された群は、デマだけでなく科学的事実に対する信念も弱めてしまう傾向があることも示された。また、このような批判呈示による信念変化の傾向は個人差があり、性別やソーシャルメディアの使用経験との関連がみられた。本研究は、他者の批判を活用するというアプローチに着目しその可能性について検証することである。まず、他者の批判を活用するプロセスについて文献研究を実施した。次に、批判的思考がイノベーション対話にもたらす効果について実験データを用いて分析し、他者の批判に接触することで創造性が向上することが示された。さらに、情報の信ぴょう性評価にもたらす批判の質の効果を検証することを目的として実証実験を行った。批判の質により異なる効果が得られること、またこれらの効果は性別やソーシャルメディアの使用経験と関連することが示された。H26年度は,他者の批判への接触の効果について分析を行った。研究結果は国際学会で発表するとともに,国際会議論文として採択された。実質的な成果につながったことから上記の判断とした。今後の対策として,引き続き新所属先での実験環境の設定を進めるとともに,既存のプラットフォームで収集したデータを利用ながら本研究課題の目的を遂行する。本研究課題の期間を延長することで、実験を完了させ、本研究課題の目的を遂行する。認知科学今後は,H26年度に明らかになった他者の批判への接触の効果について,批判の質および個人差変数の観点から検討し,詳細な認知的マカニズムの解明に取り組むとともに,その成果は国内外での学会や論文で発表する。研究成果公表に関わる海外渡航費が当初予定よりも金額が低くなったために差額が生じた。本研究で実験を行うにあたって所属機関の倫理審査手続きを行なったところ、当初の予定より審査に時間がかかり、年度内に実験を終了することが困難になったため、計画を変更し、実験実施費用を次年度に使用することとした。年度末に発注していた洋書の金額が未確定であったため,当該年度の支払い請求額との差額が生じ,次年度使用額が1071円生じた。生じた次年度使用額は最終年度の研究実施における物品またはその他の経費として使用する。本年度実施予定であった実験の実施費用として使用する。次年度使用額は少額であるため,次年度分の物品またはその他の経費として使用する。
哺乳類の筋分化におけるNotchとMAPキナーゼ経路の役割と制御機構の解析

1.Notchによる筋分化抑制時におけるMAPキナーゼカスケードの制御NotchがMKP-1を誘導する際の分子メカニズムの詳細な解析を行った。その結果、NotchによるMKP-1の発現誘導に必要なMKP-1のプロモーター領域を同定した。さらに、NotchによるMKP-1誘導の生理的意義を明らかにするために、siRNAによってMKP-1の発現を抑制し、NotchによるMAPキナーゼの活性の抑制に対する効果を調べた。その結果、MKP-1 siRNAによってNotchによる筋分化抑制が部分的に解除される際に、p38の活性化が起こっていることを見出した。このことより、NotchはMKP-1の発現を介してp38の活性を負に制御していることがわかった。2.筋分化に関わるMAPキナーゼファミリー分子ERK5のC末端領域の機能昨年度までに私はERK5の恒常活性型のC末端領域が転写因子AP-1の活性化を引き起こすことを見出したが、それに加えてERK5のC末端領域が普遍的な転写活性化能を持つことを見出した。また、様々な生物種間のアミノ酸配列の類似性から転写活性化能に必要な領域を同定した。この領域は他の転写因子の配列とは異なり、新しい配列を有していた。また、これらの結果からERK5のC末端領域は転写因子自体と相互作用する領域と転写活性化能を持つ領域を有していること、それらがERK5特有の機能を特徴付けていることが示唆された。(1)Notchによる筋分化抑制時におけるMAPキナーゼカスケードの制御NotchがMKP-1を誘導する際の分子メカニズムについて解析を行った。プロモーターを用いたレポーターアッセイにより、転写開始点より10003000塩基上流の領域がMKP-1の誘導に必要なこと、またこの発現の誘導はRBP-J非依存的なNotch経路によって行われていることを明らかにした。また、NotchによるMKP-1の誘導の生理的意義を明らかにするため、siRNAを用いてMKP-1の発現を抑制し筋分化に対する影響を調べた。その結果、MKP-1の発現を抑制すると筋分化が促進され、筋分化に対してMKP-1は抑制的な役割を担っていることが明らかになった。(2)筋分化に関わるMKPキナーゼファミリー因子ERK5の機能ERK5の細胞内局在についてさらに解析を進め、ERK5の細胞内局在が核移行シグナル(NLS)と核外移行シグナル(NES)の両方によって能動的に制御されていることを見出した。我々は昨年までにリン酸化によってERK5の立体構造が大きく変化することを見出していたが、この立体構造の変化によつてERK5のNESの不活性化され、その結果ERK5の局在が核へと変化することを見出した。このような構造変化を伴う局在制御機構は非常にユニークなものである。また、ERK5のC末端領域の機能を明らかにするためにC末端領域内の自己リン酸化部位の同定を行い、4箇所のリン酸化部位を同定した。これらのリン酸化部位をアラニンに置換したリン酸化不能変異体ではERK5の下流の転写因子であるAP-1の転写活性が低下したことから、ERK5のC末端領域の機能はリン酸化によって制御されていることが示唆され、C末端領域の機能解析の手がかりを得ることができた。その結果、MKP-1の発現誘導はRBP-J依存的な経路を介して行われること、Notch-RBP-J経路の標的遺伝子の一つであるHes1の過剰発現によってもMKP-1の発現を誘導できることを見出した。このことから、MKP-1の誘導はNotch-RBP-J-Hes1というシグナル伝達経路を介することがわかった。NotchによるMKP-1誘導の生理的意義を明らかにするために、siRNAによってMKP-1の発現を抑制し、Notchの筋分化抑制に対する効果を調べた。その結果、MKP-1 siRNAによってNotchによる筋分化抑制が部分的に解除された。このことより、MKP-1の発現はNotchによる筋分化抑制機構において重要な役割を担っていることを明らかにした。2.筋分化に関わるMAPキナーゼファミリー分子ERK5の機能昨年度に見出したERK5のユニークな細胞内局在制御機構のより詳細な解析を行い、過剰発現させたERK5だけでなく内在性のERK5も我々が見出した制御機構を用いていること、細胞依存的にいくつかの制御機構が使い分けられていることを見出した。また、ERK5の独自のC末端領域の機能を明らかにするために、昨年度に同定したERK5 C末端領域の自己リン酸化部位を用いて恒常活性型のC末端領域を作成することに成功した。この恒常活性型C末端領域はキナーゼ活性を持たないが、単独で下流の標的であるAP-1の転写活性を促進したほか、様々な転写因子の転写を促進した。このことより、ERK5のC末端領域は独自の重要な転写促進能を持っていることが示唆された。

その結果、MKP-1 siRNAによってNotchによる筋分化抑制が部分的に解除される際に、p38の活性化が起こっていることを見出した。このことより、NotchはMKP-1の発現を介してp38の活性を負に制御していることがわかった。2.筋分化に関わるMAPキナーゼファミリー分子ERK5のC末端領域の機能昨年度までに私はERK5の恒常活性型のC末端領域が転写因子AP-1の活性化を引き起こすことを見出したが、それに加えてERK5のC末端領域が普遍的な転写活性化能を持つことを見出した。また、様々な生物種間のアミノ酸配列の類似性から転写活性化能に必要な領域を同定した。この領域は他の転写因子の配列とは異なり、新しい配列を有していた。また、これらの結果からERK5のC末端領域は転写因子自体と相互作用する領域と転写活性化能を持つ領域を有していること、それらがERK5特有の機能を特徴付けていることが示唆された。
錯体形成に及ぼす高分子と界面活性剤の影響の分配理論による解析と検証研究

種々のアルキルビオロ-ゲン(RV)とインド-ルブチレ-ト(IB)との間での会合定数Kは、添加ポリスチレンスルホン酸カリウム塩(KPSS)の濃度を上昇させると、一度低下した後上昇する。即ち、極小値が出現する。この結果は、錯体構成成分の一方が高分子に吸着され、また生成錯体も中程度吸着される場合に対応することが石渡の理論によって示されている。分配係数を用いたこの石渡の理論をこの曲線に適用し解析した結果、分配係数QV値は、MV、PrV、BV、AV、HVで、それぞれ2740、2010、2500、3350、4050となった。一方、今回の科研費で購入したフラクションコレクタ-、可視紫外分光検出器にセファデックスGPCカラムを組み合わせて直接測定したQV値は、それぞれ614、1226、2385、2185、3656となった。GPC法では若干のNaClを溶離液に加えているためにQV値が若干小さ目に出たものと考えられるが、全体的な大きさの順序やオ-ダ-はよく一致している。従って、当理論の妥当性がよく証明されたと言える。一方、界面活性剤分子集合体の一種であるベシクル(リポソ-ム)のKに及ぼす影響についても検討をおこなっている。上記錯体形成系に重合性のカチオン性ベシクルを加えた場合にも、KPSSを加えた場合と同様な傾向(Kに極小値が出現)が観察された。この界面活性剤を重合すると、その極小値の位置がずれることがわかった。この結果を上記理論を用いて解析すると、意外なことがわかった。即ち、比較的短いアルキル基を有する界面活性剤の場合には、重合によって、分配係数が増大するのに対し、中程度の鎖長の界面活性剤の場合には、重合によって、QV値が減少することがわかった。このように、界面活性剤の鎖長やそれらの重合が錯体成分及び生成物の分配係数に微妙な影響を与えていることがわかった。現在、これらの新たな結果を更に再び、GPC法を用いて解析検討を続けているところである。
検体に尿を用いた活動性結核の迅速かつ簡便なスクリーニング法の開発

昨年、MPB64抗原とその他のMPB70及びMPB83抗原を用いて患者血清との反応性を比較検討した結果、MPB64は活動性結核患者において特異的に反応しその抗原の有効性の可能性を報告した。本年度はこの抗原をDot-blot法を用いて更に検討を行った。目的のMPB64タンパクを(His)6 tagとのfusion proteinとして発現した。更に、この発現したタンパクを(His)6 tagを用いてアフィニティー精製し、精製リコンビナントタンパク抗原として取得した。このタンパクをニトロセルロース膜上に300μg/ml(1 spotあたり300ng)を最も高濃度の抗原液として4倍ずつ希釈した希釈系列を作製し、Dot-Blot ELISAを行った。ブロッキングした後に1000倍希釈した結核患者血清との反応性を検討した。その際、結果は検出可能であった最も低い濃度を限界希釈濃度として求めた。また、患者の入院時期、ガフキー号数、喀痰培養のコロニー数のデータと比較することにより、抗原との反応性の相関を検討した。その結果、入院直後では低濃度の抗原で反応性が検出され、治療の開始から次第にその濃度は上昇し、ガフキー号数、喀痰培養のコロニー数のデータと相関を示した。また昨年、結核菌のcDNA libraryを作製しスクリーニングにより得たクローン(BCG1)を用いて同様に患者血清との反応性を検討した。BCG1を用いてウエスタンブロットを行った結果、患者血清と特異的な反応を示したが、患者血清と健常者との反応性に相違が検出されなかった。今回、活動性結核患者のスクリーニングに用いる抗原の探索とその有効性を患者血清を用いて検討を行った。結核流行の予防のためBCGが予防接種として使用されているため、健常者と結核患者との相違を検出することは非常に困難であった。今回の結果から、MPB64抗原が患者血清と特異的に反応し、その反応性も治療と同時に下降し、ガフキー号数等の臨床症状と相関を示した。これによりMPB64は活動性結核患者のスクリーニングに使用可能であるという知見を得ることができた。今後、さらに尿を検体とした検討も行い、尿で検出可能なスクリーニング法を開発する予定である。スクリーニングに用いるべく感度および特異性の高い結核抗原を探索し、すでにクローニングされている4つの候補抗原をピックアップした。これらの抗原はすでに報告されている既知の遺伝子でそれぞれ皮内反応、PCRによる検出など方法は様々であるが、今回行う予定の血清または尿を用いたスクリーニング等の手法では検討されていない。そのうち3つの候補抗原のcDNAを長崎大学の松尾先生より分与していただき、まずクローニングを行った。最初にすでにクローン化されている結核菌(Mycobacterium bovis, BCG Tokyo)菌体抗原をコードする遺伝子mpb64をPCR法によりそのORF(open reading frame)を取得した。このPCR productをGateway ^<TM>クローニングシステムによりクローニングベクターpDONR201にクローニングし、さらに発現ベクターpET-DEST42にサブクローニングした。

更に、この発現したタンパクを(His)6 tagを用いてアフィニティー精製し、精製リコンビナントタンパクを抗原として、ウェスタンブロットにより活動型結核患者血清を用いて検討した。患者血清および尿は大阪府津田病院に入院中の活動性結核患者に十分なインフォームドコンセントのもと、同意を得た患者から血清を採取した。その結果、リコンビナント抗原MPB64は活動性結核患者の血清と特異的に反応したが、健常者の血清ではその反応は検出できなかった。また、活動性結核患者5人と健常者5人の血清を用いてELISA法により、MPB64抗原に対する特異抗体価の測定を行った。その結果、患者血清の抗体価は健常者のそれと比較して高値を示した。また、患者の抗体価は治療の経過とともに減少する傾向が見られた。このことによりMPB64抗原は活動性結核患者のスクリーニングに使用可能であることを確認した。現在、他の2つの候補抗原のDNAのクローニングを行っており、同様に抗原の有用性を、患者血清を用いたELISA法によりこれらの抗原の感度並びに特異性を比較検討する予定である。さらに患者の尿を用いて同様に検討を行っていく予定である。昨年、MPB64に関して患者血清との反応性について検討し、患者血清と特異的に反応することを報告した。本年はその他の2つの抗原MPB70及びMPB83を用いて、患者血清との反応性について検討した。すでにクローン化されている結核菌(Mycobacterium bovis,BCG Tokyo)菌体抗原をコードする遺伝子mpb70及び83をPCR法によりそのORF(open reading frame)を取得した。このPCR productをGateway^<TM>クローニングシステムによりクローニングベクターpDNR201にクローニングし、さらに発現ベクターpET-DEST42にサブクローニングした。目的のMPB64タンパクを(His)6 tagとのfusion proteinとして発現した。更に、この発現したタンパクを(His)6 tagを用いてアフィニティー精製し、精製リコンビナントタンパクを抗原として、ウエスタンブロットにより活動型結核患者血清を用いて検討した。その結果、リコンビナント抗原MPB70及びMPB83はMPB64と比較して活動性結核患者の血清との反応性は低いものだった。さらにより高感度で特異性の高い新規な抗原を検索するためにウシ結核菌のcDNA libraryを構築した。ウシ結核菌からRNAを抽出し、逆転写反応することによりtotal RNA由来のcDNAを合成した。このcDNAの両端にadapter linkerを付加し、大腸菌発現ベクターpGEX4T-3に挿入した。こうして構築した。cDNALibraryを用いて、プレート上で患者プール血清との反応性により擬陽性を含む陽性クローンを6個取得した。
宇宙太陽光発電関連施設の設計法に関する総合的研究

本年度は、平成4年8月21日と平成5年1月29日の2回、京都にて全体ミーティングをおこなった。第1回目の会合においては、渡邊英一研究代表者よりの研究目的・趣旨についての説明の後、松本紘研究分担者より宇宙太陽光発電関連技術の内、特に宇宙空間におけるマイクロ波エネルギー伝送についての講演があった。第2回目の会合においては、各研究分担者より、人工衛生についての話題提供、宇宙構造物についての話題提供、海岸工学に関する最近の研究動向に関する話題提供、NASAのSPS(Solar Powr Satllite)のフィージビリティスタディについての説明がおこなわれた。また、研究実施計画に基づいた討議がいずれの会分においてもおこなわれ、以下の様な基礎的事項が明らかとなった。(1)受電レクテナに要求される寸法精度・角度保持精度・許容応答範囲についての電気的サイドからの要求は比較的緩く、フレキシブルな浮体構造としての実現が十分可能であること。(2)マイクロ波ビームエネルギー密度を安全基準以下とする為には、巨大な受電面積(100数100平方km)が必要となり、従来形式の海洋構造物を採用すると極めてコスト高(建設費数兆数10兆円)となる。このため、ネット構造あるいは、極めてフレキシブルな浮体構造等の、従来の剛な海洋構造物とは一線を画する構造形式の案出が不可欠であること。(3)大規模海洋構造物に特有のテーマ(地震波・海洋波の位相差入力、大規模浮体構造物の係留、構造物下の海洋環境の保全技術等)の研究も必要となること。以上の基礎的事項を踏まえて、より具体的・詳細な技術的課題に今後取り組むことを確認した。
発達脳においてGABAは興奮性か抑制か?

ラット胎仔脳の上丘において、in vivo細胞内Clイオン濃度が上丘局所の電気刺激によってどのように変化するかをClイオン感受性色素による光学的測定法を用いて検討した。さらに、上丘局所の刺激によって誘発されるin vivo細胞内Clイオン濃度の変化が、臍帯結紮による低酸素によってどのように影響されるかを母体と臍帯でつながった胎仔で観察した。妊娠ラットをウレタン麻酔(1.3g/kg、i.p.)し、帝王切開を行い、胎仔を子宮より取り出した。胎仔頭部を歯科用セメントで固定台に固定し上丘表面を露出した。上丘の吻側部に電気刺激用電極を植え込んだ。Clイオン感受性蛍光色素を上丘表面に投与し、細胞内Clイオン濃度の変化を光学的に測定した。臍帯結紮は、外科手術用の小クリップを用いて行った。また、臍帯再還流のために、結紮部位に血管拡張剤のパパベリンを塗布した。上丘の局所刺激により、Clイオンの細胞内への流入が観察された。この反応は電極付近から後方に向かって全体的に広がった。胎仔25例において、16例で細胞内Clイオンの流入、1例で流出、2例で流入を示す部位と流出の部位の混在が観察された。6例では変化を認めなかった。さらに、胎仔12例において、臍帯結紮による低酸素による細胞内Clイオンの動態について検討した。臍帯結紮前では8例において局所上丘刺激によりClの流入が見られた。しかし、結紮後3時間では、流入群は1例に減少し、混在群が10例に増加した。結紮前ではすべての例(n=5)において、また結紮後では8例中2例において、細胞内Clイオン濃度変化はbicucullineによって減弱した。これらの結果は、上丘局所刺激によって誘発されるClイオンの流入が低酸素後には流出に変わる可能性を示唆している。また、これらの細胞内Clイオン濃度変化はGABA受容体を介して生じると考えられる。ラット胎仔脳において、上丘局所の電気刺激によりin vivo細胞内CIイオン濃度がどのように変化するかを検討した。妊娠ラットをウレタン麻酔(1.3g/kg、腹腔内投与)し、帝王切開を行った。臍帯で母体とつながった胎仔の頭部を、歯科用セメントで固定台に固定した。CIイオン蛍光色素(還元型6-methoxy-N-ethylquinolinium iodide(MEQ),MolecularProbes)を上丘表面に投与した。この還元型MEQは、細胞内で酸化型MEQとなり、細胞内でCIイオンと結合すると蛍光強度が減少する光学特性を示す。蛍光色素が細胞内にロードされるまで1時間おいた後、胎仔-母体標本を細胞内CIイオンの光学的測定装置(HiSCA、浜松ホトニクス)にセットした。データは蛍光画像処理装置に転送し、解析ソフト(Argus-HiSCA)によって解析した。4例中2例において、電気刺激(1mAあるいは1.5mA、100Hz、10パルストレイン)により、大きな蛍光の減少反応が観察された。反応の潜時はそれぞれ157msと63msであった。

刺激後300msと160msで減少反応はピークに達した。これらの減少は、刺激前の蛍光比率を1とすると、それぞれ0.5と0.7の最小値を示した。反応の持続時間は、それぞれ440msと230msであった。電気刺激によって大きな反応の見られた2例に対してbicuculline投与後、電気刺激による反応は消失あるいは減少した。salin洗浄後、反応は回復する傾向にあった。以上の結果は、in vivoラット胎仔脳の上丘では、電気刺激によってCIイオンはGABAaレセプターを介して細胞内に流入することを示唆する。ラット胎仔脳の上丘において、上丘局所の電気刺激によって誘発されるin vivo細胞内Clイオン濃度の上昇が、臍帯結紮による低酸素によってどのように変化するかを母体と臍帯でつながった胎仔で観察した。妊娠ラット(Sprague Dawley rat、3ヵ月令)をウレタン麻酔(1.3g/kg、腹腔内投与)し、母体ラットを仰臥位にして、帝王切開を行った。胎仔を子宮より取り出し、頭部を固定台に歯科用セメントで固定し上丘表面を露出した。上丘の吻側部に電気刺激用電極を植え込んだ。Clイオン感受性蛍光色素を上丘表面に投与した。この蛍光色素が細胞内にロードされるまで1時間おいた後、胎仔-母体標本を細胞内Clイオンの光学的測定装置にセットした。臍帯結紮は、外科手術用の小クリップを用いて行った。また、臍帯再還流のために、結紮部位に血管拡張剤のパパベリンを塗布した。胎仔12例において、臍帯結紮による細胞内Clイオンの動態について検討した。上丘表面の中央部を20区画(1区画:0.1mm平方)に分け、複数の区画で、かつ複数回の刺激で5%以上反応をもって有意の変化とした。また、Clイオンの流入と流出の両方の区画が各々複数区画ある例を混在群とした。臍帯結紮前では8例においてClの流入が見られた。しかし、結紮後3時間では、流入群は1例に減少し、混在群が10例に増加した。結紮前では5例中5例において、また結紮後では8例中2例において、細胞内Clイオン濃度変化はbicucullineによって減弱した。すなわち、これらの結果は、上丘局所刺激によって誘発されるClイオンの流入が低酸素後には流出に変わる可能性を示唆している。また、これらの細胞内Clイオン濃度変化はGABA受容体を介すると考えられる。