hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
回転軸系の時間領域実験的同定法の開発とその応用に関する研究

蒸気タービンやモータのような回転機械は年々高速化,高性能化,軽量化され,動作の安定,振動の低減化の要求が厳しくなっている.このため,実験データと理論的検討を融合して数学モデルを作成する実験的同定法が大きな関心を呼んでいる.この研究は,回転機械の実験的同定法の開発とその応用を目的としている.回転軸系の同定の問題では,高速で回転するため,往復振動する通常の構造系と異なって加振が困難であること,また不つり合いや初期たわみといった回転軸系特有の量の推定が難しいという問題がある.また軸受け部のがた,油膜特性など系を非線形にする要因が多く,非線形系としての同定が要求される.これらの問題を解決する実験的同定法として,先の研究で振動数領域同定法を提案した.この研究では,同定に時間がかかるという振動数領域同定法の欠点を解決するため,時間領域法を提案した.まず基本的な検討のため,簡単な系である集中回転軸系を取り上げ,同定法を提案した.最小自乗法とラグンジュ未定乗数法に基づく同定法を提案し,その有効性を数値シミュレーションと実験により確認した.次に同じ集中回転軸系に対して,非線形系の場合にも適用できるよう,前述の同定法の一般化を行った.この場合の有効性も数値シミュレーションと実験により確認した.最後に,実際の問題への応用を目的として,連続回転軸の同定法を提案した.ここでも最小自乗法とラグランジュ未定乗数法に基づく同定法を提案し,その有効性を数値シミュレーションと実験により確認した.蒸気タービンやモータのような回転機械は年々高速化,高性能化,軽量化され,動作の安定,振動の低減化の要求が厳しくなっている.このため,実験データと理論的検討を融合して数学モデルを作成する実験的同定法が大きな関心を呼んでいる.この研究は,回転機械の実験的同定法の開発とその応用を目的としている.回転軸系の同定の問題では,高速で回転するため,往復振動する通常の構造系と異なって加振が困難であること,また不つり合いや初期たわみといった回転軸系特有の量の推定が難しいという問題がある.また軸受け部のがた,油膜特性など系を非線形にする要因が多く,非線形系としての同定が要求される.これらの問題を解決する実験的同定法として,先の研究で振動数領域同定法を提案した.この研究では,同定に時間がかかるという振動数領域同定法の欠点を解決するため,時間領域法を提案した.まず基本的な検討のため,簡単な系である集中回転軸系を取り上げ,同定法を提案した.最小自乗法とラグンジュ未定乗数法に基づく同定法を提案し,その有効性を数値シミュレーションと実験により確認した.次に同じ集中回転軸系に対して,非線形系の場合にも適用できるよう,前述の同定法の一般化を行った.この場合の有効性も数値シミュレーションと実験により確認した.最後に,実際の問題への応用を目的として,連続回転軸の同定法を提案した.ここでも最小自乗法とラグランジュ未定乗数法に基づく同定法を提案し,その有効性を数値シミュレーションと実験により確認した.機械・機器の高速化,高性能化,軽量化の要求とともに,対象物の精度よい数学モデルを作成する実験的同定法が重要となっている.回転機械に対する実験的同定法は,往復運動する機械・機器の実験的同定法と比べて大きな相違点があるので,この研究では,回転機械に対する実験的同定法の確立を目的とした.まず簡単な問題として,一つの円板と回転軸からなる回転軸系を取り上げ,この系に対する基礎的な検討を行った.実験的同定法には時間領域のデータを利用するものと振動数領域を利用するものがあるが,この研究では,時間領域のデータを利用する実験的同定法を提案した.次に実験装置を作成し,提案した方法で実際に同定できることを確認した.実際の実験によるデータを用いるとき,ノイズによる精度の悪化に対する対策の必要を感じたので,これに対する対策を誤差の最小化問題として定式化し,解決した.これらの結果を,米国で開催されたSeventh Conference on Nonlinear Vibrations,Stability,and Dynamics ofStructuresで発表した.以上の基礎的検討に続いて,提案した方法を実用的なものとするための検討を行った.対象を,簡単なものから複雑なものへと拡張するための手段として,有限要素法との結合を考え,良好な結果を得た.これについては,現在発表を準備中である.蒸気タービンやモータのような回転機械は年々高速化,高性能化,軽量化され,動作の安定,振動の低減化の要求が激しくなっている.このため,実験データと理論的検討を融合して数学モデルを作成する実験的同定法が大きな関心を呼んでいる.この研究は,回転機械の実験的同定法の開発とその応用を目的としている.回転軸系の同定の問題では、高速で回転するため,往復振動する通常の構造系を異なって加振が困難であること,また不つり合いや初期たわみといった回転軸系特有の量の推定が難しいという問題がある.また軸受け部のがた,油膜特性など系を非線形にする要因が多く,非線形系としての同定が要求される.これらの問題を解決する実験的同定法として、先の研究で振動数領域同定法を提案した.この研究では,同定の時間がかかるという振動数領域同定法の欠点を解決するため,時間領域法を提案した.まず基本的な検討のために,簡単な系である集中回転軸系を取り上げ,同定法を提案した.最小自乗法とラグランジュ未定乗数法に基づく同定法を提案し,その有効性を数値シミュレーションと実験により確信した.次に同じ集中回転軸系に対して,非線形系の場合にも適用できるよう,前述の同定法の一般化を行った.

この場合の有効性も数値シミュレーションと実験により確信した.最後に、実際の問題への応用を目的として,連続回転軸の同定法を提案した.ここでも最小自乗法とラグランジュ未定乗数法に基づく同定法を提案し,その有効性を数値シミュレーションと実験により確信した.
アンチセンスDNA法による誘導型NO産生の特異的抑制の試み

【方法】健常成人5例より得た単球(1)および培養ヒト血管内皮細胞(2)をin vitroでそれぞれAON添加群(A1群およびA2群)、非添加群(C1群およびC2群)の2群に分け、IFNγ+LPS刺激下に24時間培養した。次いで、単球、血管内皮細胞iNOSmRNA発現の有無を検討(RT-PCR法)するとともに、培養上清のNO_2値を測定し(Griess法)、両群間で比較した。AONの塩基配列は、単球に対しては5'-TTTCCAAGGACAGGCCAT-3'(AON-1)とし、また内皮細胞に対しては5'-GGCCATCTCTATGGCTTT-3'(AON-2)として合成した。【結果、考察】iNOSmRNAはA1,A2,C1,C2群とも発現を認め、A群、C群間で差を認めなかった。NO_2値はいずれも、C群(C1:12.9±3.5μmol/L、C2:2.1±0.8μmol/L)に比しA群(A1:8.2±4.9μmol/L、A2:1.0±0.5μmol/L)が有意の低値を示した。しかしながらAON-1を内皮細胞に、AON-2を単球にそれぞれ添加してもNO2値の抑制はみられなかった。以上よりAON-1は単球の、またAON-2は血管内皮のiNOS発現に基づくNO産生を、それぞれmRNAからNO産生に至るtranslationの段階で特異的に抑制したと考えられる。
植物細胞の増殖と分化におけるNPK1プロテインキナーゼの役割

我々は、タバコからMAPKKKホモログであるNPK1をコードしているcDNAをクローニングし、その構造的、遺伝学的、生化学的・生理学的性質を研究している。NPK1は出芽酵母のMAPKKKホモログであるBCK1の変異を相補できる。このことから、高等植物にもBCK1が関与するようなシグナル伝達系が存在する可能性が考えられる。本年度は以下の4点を明らかにした。(1)NPK1の機能に迫るために、NPK1プロモタ-とGUSレポーター遺伝子との融合遺伝子を持つ形質転換タバコを用いて、そのタバコ個体における発現部位を詳細に解析した。その結果、NPK1は分裂細胞を含む茎頂と根端で強く発現していることがわかった。この結果は、NPK1が植物細胞の増殖に機能しているという考え方を強く支持するものである。(2)NPK1抗体による免疫沈澱複合体の解析により、NPK1には実際にプロテインキナーゼの活性があることがわかった。(3)NPK1cDNAを用いてシロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)のゲノムからホモログをクローニングし塩基配列を調べたところ、この植物には少なくとも4コピーのNPK1ホモログが存在し、キナーゼ領域に関しては互いに80%、全体としては54%のアミノ酸が同一であった。(4)NPK1の下流にくる因子を得るために、PCRによりタバコからMAPKKホモログをコードするcDNAをクローニングし、それに対応する遺伝子をNPK2と名付けた。NPK2のキナーゼ領域のアミノ酸配列はショウジョウバエのMAPKKホモログであるDsor1と45%同一だった。(5)NPK1の上流にくる因子を得るために、酵母の実験系を用いて植物のcDNAをスクリーニングした。その結果二種類のポジティブクローンが得られた。現在、塩基配列を決定しているところである。
ゲノム情報学アプリケーションの自己適応的並列化/最適化に関する研究

下記の研究を行った.(1)共通プラットフォームの研究PCクラスタを用いた並列処理環境をユーザに提供するため,ホームページの開発を行った.さらに,ダイナミックプログラミング法を用いたアライメント解析を分散共有メモリシステム向けに実装した.(2)ゲノム情報学アプリケーション高速化のための基盤技術の開発ゲノムアプリケーションInterProScanとHmmerを対象とし,大規模分散処理環境であるGrid環境での実行支援機能を提案・実装した.資源管理機能・スケジューリング機能・ファイル管理機能・負荷分散機能を提案・実装し,ゲノムアプリケーションをほとんど修正することなく,Grid環境上での効率の良い実行を可能とした.Grid環境上の既存の計算機を有効利用することにより,PCクラスタ以上にゲノムアプリケーションを高速に実行した.提案・実装した機能の有効性を検証するために,九州大学・大阪産業大学・同志社大学の計算機数十台からなるGrid環境にて評価を行った.評価結果から,資源管理機能とスケジューリング機能の実行時間短縮への効果は大きく,提案機能を用いた場合の実行時間は,提案機能を用いないものに比べて,1/8から1/10程度と大幅に短縮された.また,ファイル管理機能と負荷分散機能は,実行時間への影響は少ないが,既存のゲノムアプリケーションを修正することなく適用でき,高い応用可能性をもつことを示した.下記の研究を行った.(1)共通プラットフォームの研究PCクラスタを用いた並列処理環境をユーザに提供するため,ホームページの開発を行った.さらに,ダイナミックプログラミング法を用いたアライメント解析を分散共有メモリシステム向けに実装した.(2)ゲノム情報学アプリケーション高速化のための基盤技術の開発ゲノムアプリケーションInterProScanとHmmerを対象とし,大規模分散処理環境であるGrid環境での実行支援機能を提案・実装した.資源管理機能・スケジューリング機能・ファイル管理機能・負荷分散機能を提案・実装し,ゲノムアプリケーションをほとんど修正することなく,Grid環境上での効率の良い実行を可能とした.Grid環境上の既存の計算機を有効利用することにより,PCクラスタ以上にゲノムアプリケーションを高速に実行した.提案・実装した機能の有効性を検証するために,九州大学・大阪産業大学・同志社大学の計算機数十台からなるGrid環境にて評価を行った.評価結果から,資源管理機能とスケジューリング機能の実行時間短縮への効果は大きく,提案機能を用いた場合の実行時間は,提案機能を用いないものに比べて,1/8から1/10程度と大幅に短縮された.また,ファイル管理機能と負荷分散機能は,実行時間への影響は少ないが,既存のゲノムアプリケーションを修正することなく適用でき,高い応用可能性をもつことを示した.
アカウンタビリティ理論を応用した地方環境税に関する理論的研究

本研究は、近年のわが国の地方財政の現状を「地方団体が租税(とくに地方環境税)を政策手段として行政サービス提供の競争を行っている」として捉え、租税競争の枠組みにおいてアカウンタビリティの理論を応用し、地方団体による独自課税としての地方環境税は効率的な手段となりうるのかどうかを明らかにすることを目的とした。中央政府と地方政府とで保有する情報に格差があり、中央政府は地域住民の選好を性格には把握できないとすれば、地方政府が分権的に地方環境税を用いることは望ましい結果をもたらすとの結論を得た。また、慈悲深い地方政府による租税競争を地方環境税で行った場合の効率性の判断を「公的資金の限界費用」を用いて行うと、租税競争が効率的である可能性があることを示した。本研究では、效率的な地方環境税にあり方についてアカウンタビリティの理論を用いて分析する。政府は、非慈善的であり、分権的に自己の利益を追求すると想定される。また、環境資源としての河川は、生産及び消費の両面での效果が考慮される。河川(水)は、企業の生産活動にとって生産要素であるとともに、消費者にとっては消費財として利用されることになる。ここで地方環境税とは、地方公共団体が課する環境税を意味している。また、環境税は、河川管理に資する課税を意味している。たとえば、水使用量を課税ベースとした環境税の税収を水資源管理のための支出に充てるようなタイプの税を想定して、效率性に関する分析を行う。したがって、課税ベースが河川と関連を持たない場合であっても、税収の使途を河川管理に充てる場合には、本研究における環境税として扱われることになる。効率的資源配分に関する分析は、課税の限界費用と社会的厚生水準という2つの指標を利用して比較静学分析を行う。また、その準備として、課税の限界費用と社会的厚生水準の関係を整理する。課税の限界費用は、税収を1単位獲得するのに必要な費用であり、通常、1を超える。この課税の限界費用が、課税による超過負担をもたらし、会社的厚生水準の低下に至ることになる。地方公共団体が非慈善的に振舞う場合には、課税の限界費用低下し、会社的厚生水準が増加する場合がありうると考えられる。この效果を考慮した上で、地方環境税のもたらす効率性の效果を分析することが必要である。地方公共団体が地方環境税を課することの効率性についてアカウンタビリティ理論の考え方を応用して明らかにすることを目的とした研究の2年目である。本年は、分権的に自己の利益を追求する政府が競争的に振舞う場合の地方環の率性について明らかにするための準備として、課税の限界費用と社会的厚生の関係を明らかにすることを目的に研究を遂行した。課税の限界費用が1に近づくことにより、ゆがみのある租税を使った租税競争が効率性を改善しうるか否かを検討した。さらに、租税制度の効率性と資源配分の効率性の関係を検討した。リバイアサン政府による租税競争が効率性に与える影響と、慈悲深い政府による租税競争が効率性に与える影響を比較するための準備として、課税の限界費用と社会的厚生の関係を検討した。外部不経済の内部化(ピグー税)として環境税を捉え、慈悲深い政府が租税競争を行うことにより、資源配分の効率性が改善される可能性があることを示した。本研究は、地方分権下において政府間に競争が生じている場合や国際的に国家間で租税競争が生じている場合に、この競争が資源配分の効率性を改善させる可能性があることを示した点において意義をもつと考えられる。地方公共団体が地方環境税を課すことの効率性について、アカウンタビリティ理論の考え方を応用して分析し、分権的地方財政システムの下での地方環境税の効率性を明らかにすることを目的とした研究の3年目であり、最終年度である。地方政府が租税競争を行うことは、地方税の税率引き下げ競争を誘発し、地方政府収入を低下させることで地方政府支出を縮小させる効果があることはよく知られている。租税競争がもたらすこのような政府支出の規模縮小の効果は、慈悲深いものとして政府を想定した場合には、政府による公共財の過小供給をもたらし、非効率的な資源配分となると理解されている。本研究では、地方環境税を「外部不経済の内部化」手段としてのピグー税を地方政府が課税するとして定式化し、地方環境税を政策手段として用いて地方政府が競争するモデルを用いて、税制の効率性や資源配分に与える影響を検討した。本研究の2年目において、慈悲深い政府が地方環境税の競争を行うことにより、税制の効率性が改善される可能性があることを示し、昨年度にはいくつかの会議において報告し、意見交換を行った。本年度は、昨年度の意見交換の結果を踏まえて、本研究成果を論文にまとめる作業を行った。

論文としてまとめる過程においても、昨年度と同様に、意見交換を行い、本研究の成果を改善するためのアドバイスを得た。とくに、慈悲深い政府による租税競争が税制の効率性を改善する可能性があることを示したことは意義があり、重要性が高いとの助言を得た。論文にまとめた本研究の成果は、現在、学術雑誌に投稿中である。
機能性界面相の付与による繊維強化複合材料の高機能化

繊維強化プラスチック(FRP)を構成する要素は,母材である樹脂・強化材である繊維,そしてそれらの界面が挙げられる.これまでFRPの高性能化に関しては,母材樹脂または強化繊維,もしくはその両方を高性能化することにより達成されてきた.ここで,第3の構成要素である界面に関しては,強化繊維の表面処理により界面強度の向上がなされてきた程度であり,材料設計のパラメータとしては十分に利用されてきたといえない.これは界面が二次元的な面として扱われてきたために,材料設計の自由度が低いためである.そこで,2次元的な界面の代わりに3次元的な広がりを有する界面相を付与し,その界面相に様々な機能性を与えることにより,FRPの更なる高機能化が達成可能であると考える.本研究の目的は,1.機能性界面相を有する繊維強化複合材料の作成法の確立,2.機能性界面相の特性が複合材料の巨視的な特性に及ぼす影響の解明,である.これらが達成されることにより,目的に応じた特性を有する複合材料の開発が可能となり,工業的意義は大きいと考えられる.本年度は,昨年度の成果より作成することが可能となった柔軟性界面相を有するCFRP積層板に対して引張試験・曲げ試験・疲労試験を行うことにより,積層板中に最初に発生する損傷であるトランスバースクラックが大幅に抑制することが可能であることを確認した.また,繊維方向ではそれほど効果は無いが繊維直角方向の減衰特性が大幅に向上することを確認した.繊維強化プラスチック(FRP)を構成する要素は,母材である樹脂・強化材である繊維,そしてそれらの界面が挙げられる.これまでFRPの高性能化に関しては,母材樹脂または強化繊維,もしくはその両方を高性能化することにより達成されてきた.ここで,第3の構成要素である界面に関しては,強化繊維の表面処理により界面強度の向上がなされてきた程度であり,材料設計のパラメータとしては十分に利用されてきたといえない.これは界面が二次元的な面として扱われてきたために,材料設計の自由度が低いためである.そこで,2次元的な界面の代わりに3次元的な広がりを有する界面相を付与し,その界面層に様々な機能性を与えることにより,FRPの更なる高機能化が達成可能であると考える.本研究の目的は,1.機能性界面相を有する繊維強化複合材料の作成法の確立,2.機能性界面相の特性が複合材料の巨視的な特性に及ぼす影響の解明,である.これらが達成されることにより,目的に応じた特性を有する複合材料の開発が可能となり,工業的意義は大きいと考えられる.本年度は,強化繊維として炭素繊維を,母材としてエポキシ樹脂を用いた複合材料を作成した.また,界面相樹脂として,母材と同じ分子鎖を有するが,弾性率が小さく,伸び・靭性の大きい柔軟性エポキシ樹脂を選定し,界面相の弾性率を制御するための硬化剤の選定,界面相厚さを制御するための樹脂の希釈条件,成型温度・圧力-時間サイクルを決定し,柔軟性界面相を有するFRPの作成が可能となった.繊維強化プラスチック(FRP)を構成する要素は,母材である樹脂・強化材である繊維,そしてそれらの界面が挙げられる.これまでFRPの高性能化に関しては,母材樹脂または強化繊維,もしくはその両方を高性能化することにより達成されてきた.ここで,第3の構成要素である界面に関しては,強化繊維の表面処理により界面強度の向上がなされてきた程度であり,材料設計のパラメータとしては十分に利用されてきたといえない.これは界面が二次元的な面として扱われてきたために,材料設計の自由度が低いためである.そこで,2次元的な界面の代わりに3次元的な広がりを有する界面相を付与し,その界面相に様々な機能性を与えることにより,FRPの更なる高機能化が達成可能であると考える.本研究の目的は,1.機能性界面相を有する繊維強化複合材料の作成法の確立,2.機能性界面相の特性が複合材料の巨視的な特性に及ぼす影響の解明,である.これらが達成されることにより,目的に応じた特性を有する複合材料の開発が可能となり,工業的意義は大きいと考えられる.本年度は,昨年度の成果より作成することが可能となった柔軟性界面相を有するCFRP積層板に対して引張試験・曲げ試験・疲労試験を行うことにより,積層板中に最初に発生する損傷であるトランスバースクラックが大幅に抑制することが可能であることを確認した.また,繊維方向ではそれほど効果は無いが繊維直角方向の減衰特性が大幅に向上することを確認した.
ペリニューロナルネットによる神経回路の制御機構の解明

ペリニューロナルネットは、パルブアルブミン(PV)陽性GABAニューロンの周囲を覆うコンドロイチン硫酸プロテオグリカンである。近年、ペリニューロナルネットが神経可塑性や神経保護に関与していることが報告され、注目が集まっている。本研究では、マウス海馬を対象として、ペリニューロナルネットを有するPVニューロンの存在様式についてステレオロジー法を用いた解析を試みた。その結果、PV陽性バスケット細胞の周囲にWFAレクチンで標識されるペリニューロナルネットが存在していた。本研究の結果は、ペリニューロナルネットによる神経回路の制御機構の解明のための基礎的な知見となるものである。ペリニューロナルネットは、ニューロン周囲を覆うコンドロイチン硫酸プロテオグリカンである。近年の研究によって、ペリニューロナルネットは神経可塑性や記憶の維持、神経保護に関与する可能性が示唆されているが、ペリニューロナルネットがどこで、どのような細胞に発現しているかの詳細についてはいまだ明らかになっていない。そこで、マウスの海馬に焦点をあて、ペリニューロナルネットを発現する細胞について、解剖学的な検討を行った。ペリニューロナルネットはWisteria floribunda agglutinin (WFA)を用いて可視化し、WFAレクチン陽性細胞と各種分子マーカーとの共存について、ステレオロジー法を用いた定量解析を行った。その結果、海馬においては、パルブアルブミン(PV)陽性GABAニューロンの一部がペリニューロナルネットを有していた。また、ペリニューロナルネットを有するPVニューロンは、CA1とCA3の錐体細胞層、歯状回顆粒細胞層に多く、上昇層や放線状層では少なかった。海馬におけるPV陽性GABAニューロンはBasket, Axo-axonic, Bistratified, O-LM, H-S細胞など、少なくとも5種類のサブタイプが知られている。そこで、ペリニューロナルネットを有するPVニューロンのサブタイプを検討したところ、ペリニューロナルネットを有するのは主にBasket細胞であることがわかった。一方で、Axo-axonic, Bistratified, O-LM, H-S細胞におけるWFA+ペリニューロナルネットの発現率は30%以下であった。これらの結果は、ペリニューロナルネットによる神経回路制御機構を解明する上で重要な基礎的知見である。パルブアルブミン(PV)はGABAニューロンのサブクラスの一部に発現している。最近の研究によって、PVの発現レベルが低いと可塑性が高く、PVの発現レベルが高いと可塑性が低いことが報告されている。PVニューロンの周囲は、可塑性を制御するペリニューロナルネットによって覆われているため、PVの発現とPNNには何らかの関係があると考えられるが、その詳細については分かっていない。そこで、マウス背側海馬と腹側海馬を対象として、PVの発現レベルがPNNの有無によって異なっているかどうかを解析した。はじめに、ステレオロジー法を用いて、PVとWisteria floribunda (WFA)レクチンで標識されるペリニューロナルネットの共存率を算出した。その結果、錐体細胞層では約20%のPVニューロンがPNNを持っていなかった。また、上昇層では、30-40%のPVニューロンがPNNを持っていなかった。続いて、PVの発現レベルとペリニューロナルネットの有無について検討したところ、ペリニューロナルネットを持つ細胞はPVの発現レベルが高く、PNNを持たない細胞はPVの発現レベルが低かった。また、コンドロイチン硫酸を分解する酵素(コンドロイチナーゼABC)を投与してペリニューロナルネットの構造改変を行うと、PVの発現レベルが低下することを見出した。これらの結果は、ペリニューロナルネットの有無によってPVの発現レベルが変化し、それが海馬における神経可塑性の制御基盤となる可能性を示唆している。ペリニューロナルネットは、一部のニューロンの細胞体周囲を覆う特殊化した細胞外マトリックスである。1980年代に、ペリニューロナルネットが海馬や大脳皮質のカルシウム結合タンパクであるパルブアルブミンを発現しているGABAニューロンに形成されていることが示されたが、その機能的意義については長く不明であった。しかし、2000年代になり、発達期の視覚野における眼優位性可塑性をペリニューロナルネットが制限していることが報告されて以来、多くの分子レベルと個体レベルの研究が行われている。一方で、神経回路レベルの研究は少なく、ペリニューロナルネットが形成されているニューロンの同定は進んでいない。このため我々は、ステレオロジー解析などの形態学的手法を用いて、海馬神経回路におけるペリニューロナルネットの存在様式の研究と発現制御機構の解明に取り組んだ。その結果、WFAレクチンで標識される海馬のペリニューロナルネットは、basket型PV陽性ニューロンには形成されるが、axo-axonic型PV陽性ニューロンには形成されないことを報告した。また、他のサブクラスのパルブアルブミン陽性ニューロンやニューロン型一酸化窒素合成酵素(nNOS)陽性ニューロンの一部にも、多様な分子組成のペリニューロナルネットが形成されていることを見出した。さらに、海馬のペリニューロナルネットは、加齢に伴って変動することを見出した。本研究の結果は、ペリニューロナルネットによる神経回路制御機構を解明する上で重要な基礎的知見である。

本研究では、マウス海馬を対象として、ペリニューロナルネットを有するPVニューロンの存在様式についてステレオロジー法を用いた解析を試みた。その結果、PV陽性バスケット細胞の周囲にWFAレクチンで標識されるペリニューロナルネットが存在していた。本研究の結果は、ペリニューロナルネットによる神経回路の制御機構の解明のための基礎的な知見となるものである。当初の計画通り、ペリニューロナルネットとPV陽性GABAニューロンの関連について、共存率の算出や密度の算出などの定量的な解析を進めることができた。また、次年度に進めるペリニューロナルネットの分子多様性についても予備的検討を進めることができている。神経解剖学次年度はペリニューロナルネットの分子多様性とペリニューロナルネットの機能的意義について解析を進める予定である。特に、ペリニューロナルネットが記憶・学習や情動などの行動に与える影響を調べていく。当初の予定通り、ペリニューロナルネットがどこで、どのような細胞に発現しているについて、その全容を明らかにすることができた。また、次年度から進めるペリニューロナルネットの構造改変実験についても予備的検討が進んでいる。当該年度に購入する予定であった試薬の納期が遅れたため、次年度に購入することにした。次年度以降は、酵素やウィルスベクターを用いてペリニューロナルネットの構造改変を行い、ペリニューロナルネットがPVニューロンの活動に与える影響を解析する。さらに、記憶・学習行動の可塑的変化に焦点を当て、個体レベルにおける役割について解析を進める予定である。次年度早い段階で、購入する予定であった試薬を納入する予定である。
視・運動性眼球運動関連領域への視覚性入力の形態学的研究

(I)網膜と皮質視覚域からの入力と視蓋前域視索核(NOT)/副視索核(AON)ニューロン間の神経連鎖をWGA-HRP・GABA免疫組織化学二重標識法により分析した。結果は、(1)NOTにおける網膜終末(RTs)は大型で、通常の樹状突起およびシナプス糸球体形成に関わる小胞を含むF2樹状突起[GABA(+)]とシナプス結合していた。(2)AON内のRTsは小型でGABA(-)あるいは'GABA(+)樹状突起とシナプス結合するが、シナプス糸球体に参加することは稀であった。(3)皮質終末(CTs)はNOT/AONで同様な形態を示した。CTsはGABA(+)樹状突起とシナプス結合することはなかった。以上の結果から、(1)RTsとCTsはシナプス結合の態度が異なり、NOT/AONの視覚情報処理過程で質的に異なった機能を反映している、(2)RTsはNOTとAONで異なる形態を示し、視覚情報処理における特異な役割を反映している、ことが示唆された。(II)NOT/AONの相互連絡、ならびにNOT/AONからOKR関連領域への投射ニューロンの形態・分布を上述と同様な方法で調査した。主な結果は、(1)NOT/AONは互いにGABA陽性投射し合う、(2)NOT/AONから外側膝状体、上丘などへの上行性投射ニューロンはGABA陽性のものが認められたが、下行性投射ニューロンはすべてGABA陰性であった、(3)NOT/AONはOKR発現に興奮性・抑制性の影響を与える。(III)視覚連合野・外側シルビウス上溝皮質(LS)からNOT/AONへの投与を免疫電顕的に分析した結果、この皮質終末と網膜終末が同一の樹状突起に終止することが確認された。このことは、これまで「OKRは皮質入力に関係なく作動する」との考えに対し、皮質からの入力は網膜入力と共に、もしくは単独に、OKRに影響を与える可能性があることを形態学的に示したものと思われる。(I)網膜と皮質視覚域からの入力と視蓋前域視索核(NOT)/副視索核(AON)ニューロン間の神経連鎖をWGA-HRP-GABA免疫組織化学二重標識法により分析した。(2)AON内のRTsは小型でGABA(-)あるいはGABA(+)樹状突起とシナプス結合するが、シナプス系球体に参加することは稀であった。以上の結果から:RTsとCTsはシナプス結合の態度が異なり、NOT/AONの視覚情報処理過程で質的に異なった機能を反映している:RTsはNOTとAONで異なる形態を示し、視覚情報処理における特異な役割を反映している、ことが示唆された。

(II) NOT/AONの相互連絡、ならびにNOT/AONから視運動性反応(OKR)関連領域への投射ニューロンの形態・分布を上述と同様な方法で調査した。トレーサーをNOTに注入すると、同側AONと対側NOTに多くの逆行性標識ニューロンならびに順行性標識終末を認めた。同様の方法で、NOTから外側膝状体、NOT/AONから上丘、NOT/AONから前庭神経核・舌下神経前位核・下オリープ核への投射ニューロンも観察された。これらNOT/AONの標識ニューロンはGABA陰性が優位であったが、かなりの数のGABA陽性ニューロンも観察された。これらGABA陽性・陰性ニューロンの多くは網膜からの入カを受けており、さらにGABA陽性終末を受けていた。同側AONと対側NOTでがなりの数の順行性標識(NOTからの投射終末)を観察したが、その大部分がGABA陰性であった。以上から:各投射ニューロンにシナプスしているGABA陽性終末は介在型ニーロン由来である:NOT/AONは興奮性・抑制性投射分とおしてOKR発現に重要な影響を与える、ことが示唆された。(III)これらの結果は平成10、11年に、日本解剖学会、日本神経科学会、日本平衡学会、生理学研究所研究会(脳の情報統合と行動発現のメカニズム)などで発表し、論文投稿準備中である。(I)視運動性反応(OKR)を調節するとされる視蓋前域視索核(NOT)、副視索核(AON)は、網膜と大脳皮質視覚域から視覚入力を受け、眼球運動関連領域に下行性投射することが知られている。さらに、NOT/AONから視覚・運動連関領域である上丘への投射も報告されている。ネコのNOT/AONからこれら諸領域への上行性、下行性投射ニューロンの詳細を、トレーサー法(HRP)・電顕・免疫組織化学的方法で調査した。主な結果は、NOT/AONは共に上丘へ上行性投射するが、下行性投射はNOT、AONの背側終止核(DTN)からのものが主で、AONの他の核、つまり外側終止核(LTN)および内側終止核(MTN)からの下行性投射は認められなかった。(II)ネコの視覚連合野・外側シルビウス上溝皮質(LS)からNOT/AONへの投射を免疫電顕的に分析することにより、NOT/AONにおける視覚情報処理過程を明らかにしようと試みた。LSからの投射様式に関してはNOT/AON間での差異はなく、小型終末で、GABA陰性の通常樹状突起との間で非対称型シナプス結合を形成していた。また、この皮質終末と網膜終末が同一の樹状突起に終止することも稀ではなかった。このことから、NOT/AONニューロンは網膜からの直接投射を受けるばかりでなく、運動処理に関わることで知られているLS経由で膝状体・有線皮質回路からの影響をも同時に受けることが形態学的に明らかにされ、このことは、これまで「OKRは皮質入力に関係なく作動する」との考えに対し、皮質からの入力は網膜入力と共に、もしくは単独に、OKRに影響を与える可能性があることを形態学的に示したものと恩われる。
ビッカース硬度試験を利用した皮膜材の機械的性質評価に関する研究

申請者は、まず圧子と皮膜表面間に存在する摩擦を考慮した表面被覆材のビッカース硬度解折プログラムを開発した。さらに、7:3黄銅(Hv=60)およびマルエージング鋼(Hv=700)表面上にニッケルを種々の厚さに電析させた試験片を用い、表面被膜材のビッカース硬さに及ぼす摩擦の影響について実験・解析の両面から検討を行なった。その結果、皮膜と下地の組み合わせおよび皮膜厚さの相違によって、Hvに及ぼす摩擦の影響の程度は大きく異なることが明らかになった。すなわち、下地の硬さが皮膜より小さい7:3黄銅の場合には、いずれの皮膜厚さにおいても摩擦の影響は実用上無視しうるほど小さい。一方、下地の硬さが皮膜より硬いマルエージング鋼の場合は、硬さに下地の影響が現われない程度に皮膜が十分に厚い場合(皮膜厚さがビッカース圧子の最大押し込み深さの10倍以上)には、摩擦の影響は実用上無視しうるほど小さいと言えるが、皮膜がそれほど厚くない場合には、Hvに摩擦がかなり大きく影響する可能性のあることが明らかとなった。また、既存のビッカース硬度試験機を改造し、上記のメッキ試験片について圧子の押し込み過程から除荷過程までの荷重P-変位delta線図のの変化につい調べた。その結果、下地が皮膜より軟らかい場合は、押し込み過程のP^<1/2>-delta線図は下に凸となり、傾きが大きく変化する点の押し込み変位delta′と皮膜厚さhとの比delta′/hの値は、試験荷重や皮膜厚さによらずほぼ一定になることが明らかになった。さらに、解析結果により、この点は下地に塑性域が拡大し始める点に対応していることが分かった。一方、下地が皮膜より硬い場合は、押し込み過程のP^<1/2>-delta線図は上に凸となるが、傾きの変化の程度は上記の場合より小さい。この理由は、下地の塑性域の広がりが皮膜の塑性域の領域に比べてかなり小さいためであることが解析結果より明らかとなった。
地下浸透に伴う農地土壌中の溶存態リンの動態解明

調査地を計画当初の八代平野から玉名平野に変更した。今年度は,現地調査地区の水文状況を把握するため排水路10ヶ所に水位計と電気伝導度計を設置し,観測を継続している。また,熊本県庁および玉名市役所の協力により,調査地区内に存在する井戸の水を週1回の間隔で採水・保管し,その水質を大学にて分析している。調査期間は数ヶ月であり,現地観測データはまだ十分とは言えないが,これまでの観測結果から低平地は有明海に隣接するため,排水路の塩分濃度が高く,それらは潮汐に影響されることが示唆された。また,かんがい期間になると,排水中の塩分濃度および電気伝導度が低下することが確認された。これは,かんが用水(菊池川)の余剰分が排水路に流入し,排水の塩分濃度を希釈するためと考えられる。一方で,地下水質は,リン濃度が高いものの,経時変化は少なく安定していた。実験室では,カラムを用いた通水型のリン吸着試験システムを確立した。黒ボク土壌を用いた通水試験では,短期間(比較的反応の速い現象)のリンの吸着は,水溶性画分や鉄結合性画分にみられ,一方で,長期間のリン吸着量は,アルミニウム結合性画分が左右することが示唆された。上述した水・物質動態の現地スケールの数値モデルとは別に,土壌カラムスケールでリン動態を再現する数値モデルの作成を行い,吸着が平衡に達した状況については数値モデルによって再現することができた。これらの知見の一部は,学会発表や論文等で公表した。計画当初は,以前の水文観測体制を継続して利用するために八代平野を調査地とする予定であったが,現地の事情により機器の消耗・破損が早い可能性があったため,調査地を変更した。そのため,初めは調査地の選定および関係機関との調整に時間を要した。その後,熊本県の協力により,調査地として玉名平野を選定することができた。また,玉名市の協力により,調査地区を網羅するように排水路10ヶ所に水文観測機器を設置することができた。機器設置後は大きなトラブルも無く,順調に観測を継続している。また,週に1度の頻度で地下水の採水と月に1度の頻度で排水路の採水を行っており,低平地の水質データを蓄積している。また,地上と地下の水および物質の流動を表現する数値モデルの作成に取組み,水の移動については2次元モデルまで作成した。一方,実験室では,農地土壌を用いた通水型のリン吸着試験の実施方法を確立した。現在は,土壌内部の構造を把握するため,試験カラムの改良を行っている。2019年度は,排水路計等の水文観測機器による観測データおよび採水・化学分析による水質データの蓄積を引き続き進める。また,現地踏査や衛星画像解析によって調査地区内の土地利用の把握を行うとともに,水田やビニールハウスの土壌を採取し,土壌に含まれる栄養塩類等を調査する。さらに,現地にて地形測量を行い,多点で観測している排水路の水位データを整合させる。これらの観測データをもとに,現地の水と物質(とくにリン)の動態を表現できるように作成中の数値モデルの改良を行う。地中を流れるリンの動態に対する土壌構造の影響を明らかにするため,X線CTによる土壌構造の把握を行う。また,リン吸着における土壌表面の金属の影響を物理化学パラメータ別に把握するため,農地土壌に含まれる金属の連続抽出を試みる。

また,週に1度の頻度で地下水の採水と月に1度の頻度で排水路の採水を行っており,低平地の水質データを蓄積している。また,地上と地下の水および物質の流動を表現する数値モデルの作成に取組み,水の移動については2次元モデルまで作成した。一方,実験室では,農地土壌を用いた通水型のリン吸着試験の実施方法を確立した。現在は,土壌内部の構造を把握するため,試験カラムの改良を行っている。2019年度は,排水路計等の水文観測機器による観測データおよび採水・化学分析による水質データの蓄積を引き続き進める。また,現地踏査や衛星画像解析によって調査地区内の土地利用の把握を行うとともに,水田やビニールハウスの土壌を採取し,土壌に含まれる栄養塩類等を調査する。さらに,現地にて地形測量を行い,多点で観測している排水路の水位データを整合させる。これらの観測データをもとに,現地の水と物質(とくにリン)の動態を表現できるように作成中の数値モデルの改良を行う。地中を流れるリンの動態に対する土壌構造の影響を明らかにするため,X線CTによる土壌構造の把握を行う。また,リン吸着における土壌表面の金属の影響を物理化学パラメータ別に把握するため,農地土壌に含まれる金属の連続抽出を試みる。
固体表面を利用した金属錯体と強配位性官能基の共存による新規触媒活性点構造の創出

Pdビスフォスフィン錯体と有機塩基DABCOを固定したシリカを調製した。XAFS, XPS,固体NMRを用いてPd錯体とDABCOの局所構造を解析したところ、いずれも構造を保った状態で固定されていることが分かった。調製したPd固定化触媒を用いて辻-トロスト反応を行ったところ、DABCOの存在によって触媒活性が飛躍的に向上することがわかった。この現象は、均一系前駆体では確認されず、固体表面でのみ発現する協同触媒作用である。加えて、インジウムカチオンと塩基性アミンを固定した触媒を調製し、インジウムカチオンがアルデヒドを、アミンがシアノ化剤をそれぞれ活性化する高効率シアノ化反応を実現した。平成25年度の研究では、同一固体表面に複数の活性種をもつ触媒を開発し、協同触媒作用の発現について検討した。具体的にはアミノ基とインジウムカチオンを有する酸化物表面の調製に成功し、これがカルボニル化合物のシアノエトキシカルボニル化反応に高い活性をもつことを見出した。この反応は、アミノ基等のルイス塩基によってシアノ化剤を、金属カチオンに由来するルイス酸によってカルボニル化合物を活性化することで進行することが知られている。一方、通常、アミノ基は金属への配位性が高く、両者を同時に用いるのは容易ではない。しかしながら、両者を同一固体表面に固定することで、アミノ基のインジウムカチオンへの配位による触媒活性の失活を抑え、目的の反応を促進することができた。この研究では、調製した触媒の構造を固体NMRやXPS測定等の種々の分光学的手法を駆使することで明らかにした。特に、固体表面に存在するInカチオンがシリカアルミナのブレンステッド酸点との交換反応によって導入され、有機アミンはシリカアルミナ表面のシラノール基とのシランカップリング反応によって導入されていることを、固体NMR測定によって明らかにした。これらの情報は、様々な触媒機能集積のために、シリカアルミナ表面の構造が果たす役割を明らかにしたものであり、今後の触媒設計における重要な指針となる。上記の研究成果をもとに、平成25年度は査読付き投稿論文発表1件、国内学会発表1件を行った。同一固体表面に金属錯体もしくは金属カチオンと有機塩基をもつ触媒を調製し、種々の触媒反応を試みた。例えば、Rh錯体と3級アミンを固定化したシリカは、フェニルホウ酸の1,4-付加反応に高い活性を示し、目的生成物をほぼ定量的に得ることができた。XAFS, XPS, NMR等の種々の分光学的手法を駆使することで、固体表面の錯体構造だけでなく、触媒表面での基質分子の活性化機構を明らかにし、固体表面における"double activation catalysis"による反応の促進を提案した。さらに、特殊な2座ホスフィン配位子をもつCu錯体が、アミン、二酸化炭素およびヒドロシランからのホルムアミド合成に高い活性を示すことが分かった。反応条件下でのNMR測定、速度論的解析、および同位体実験によって、反応系内でのCuホルメートの生成とヒドロシランによるホルメートからの酸素引き抜きを経由する反応経路が明らかになった。平成27年度の研究では、前年度までのRh錯体と有機塩基を固定した触媒の開発から発展し、Pd錯体と強配位性の有機塩基DABCOを固定したシリカ表面を設計・開発し、これを用いる有機合成反応を試みた。調製した触媒の構造は、XPS, NMR, XAFS,および元素分析によって詳細に解析した。この触媒は、求核剤のアリル化反応に極めて高い活性を示し、Pd基準の触媒回転数は最高で10000回に達することが分かった。この値は、求核剤のプロトン引き抜きを伴うアリル化反応における従来の触媒と比較して、最も高い水準である。高活性が発現した要因としては、Pd錯体の配位子としてビスホスフィンを、有機塩基部位として強塩基性のDABCOを導入することにより両者の基質分子の活性化能が向上したことに加えて、同一表面に存在することによって協同触媒作用が発現したためであると考えられる。求核剤としては、一般的に用いられるケトエステルのほかにも、あまり報告例のないニトロアルカンを用いることも可能であった。加えて、固定化触媒であるため、反応後の分離・回収が容易であり、活性を維持したまま触媒を再使用することができた。一方で、固定化せずに溶液中でPd錯体とDABCOを混合すると、Pd錯体の活性が低下することが明らかになった。すなわち、本研究の目的である、金属錯体と強配位性官能基の共存による新規触媒活性点構造の構築に成功した。本研究では、固体表面で形成されたRh錯体と3級アミンの構造およびアリールホウ酸の1,4-付加反応における反応機構をほぼ完全に解明するに至っている。

加えて、固体表面でのみ構築される特殊な触媒構造によって、これまでに報告されていないアルキルホウ酸の付加反応が可能であることも見出した。さらに、特殊な2座ホスフィン配位子をもつCuヒドリド錯体が種々のCO2変換反応に高活性を示すことを見出し、種々の解析手法を駆使することで、その活性種構造・反応機構を解明した。以上より、本研究は当初の計画以上に順調に進展しているといえる。触媒化学Rh錯体と3級アミンから発展し、さらに高い活性をもつ触媒として期待できるPd錯体やフォスフィン配位子等の固体表面への固定化を試み、固体表面でのみ可能となる活性点構造を構築することで、まったく新規な触媒反応の達成を試みる。加えて、均一系で高活性を示すCu錯体触媒において、配位子構造や金属種を変化させることで、さらなる高活性・高選択性を示す触媒を合成するとともに、これまでに得た固定化触媒調製の知見を活かして、不均一系触媒への展開を試みる。固定化触媒および均一系触媒において、同一反応器内で共存することのできる活性種を設計・調製し、目的の触媒反応を促進さることが可能となった。今後は、3級アミンおよび4級アンモニウム塩よりも、より配位性が高く、かつルイス塩基としての機能が期待される特殊なアミン化合物・ホスフィン化合物へ展開が必要である。以上より、研究はおおむね順調に進展しているといえる。触媒として使用する金属錯体および強配位性の官能基の合成段階において、官能基の酸化等の反応が進行し、当初予定していた構造と異なる触媒が得られた。これにより、触媒の構造解析および触媒反応による活性評価に予定以上の期間が必要となり、続いて計画していた構造の触媒調製を行わなかったため、未使用額が発生した。塩基性活性点として採用する化合物として、3級アミンおよび4級アンモニウム塩よりも、より配位性が高く、かつルイス塩基としての機能が期待される特殊なアミン化合物・ホスフィン化合物を用いる。これらの配位子の酸点への配位を制御するために、両者を固体表面へ固定化する。すなわち、今後は固定化触媒を中心に検討を進める。触媒調製および触媒反応に必要となる試薬の購入、反応実験のためのガラス製反応器・その他実験器具、および成果報告のための学会参加に必要な旅費として使用する予定である。当初の研究計画を遂行中、当初予定していた構造とは異なるものの、より効率よく反応を進行させうる触媒構造を見出したため。新たに見出した構造の触媒の性能検討とともに、当初計画していた構造の触媒の合成を合わせて行う。これらの実験および成果報告のために使用する。
固有感覚に基づくより効果的な支台歯形成トレーニング法の確立に関する研究-器具のグリップが作業効率に及ぼす影響について-

支台歯形成時のハンドピ-スは,第1指,第2指および第3指により保持される.通常,第1指と第2指がハンドピ-スに対する力のベクトルを決定し,第3指は,ハンドピ-スの安定と共に,治療部位に対して手指を安定させる働きがある.これらの指のコントロールによりx,y,zの3軸方向へのハンドピ-スの移動を制御している.臨床実習の学生を対象として上顎中切歯の支台歯形成を行わせそのグリップと形成歯についての検討を行った.特に何の指示も与えずに形成を行わせた場合には,グリップIIによるハンドピ-スの把持を行う傾向が認められた.この際,第2指の第1関節部は伸展しており,ハンドピ-スの柄の角度は前頭面において約10度前後であった.近遠心的な動きのコントロールに対しては,第3指レストでのコントロールが難しく,第4指レストにより,第1指から第3指までを含む指全体での移動を行う傾向が見られた.また,唇舌的な動きのコントロールに対しても同様であった.これらの学生に対し,Dr.Beachが推奨する固有感覚に基づく「眠っているときの手」と呼ばれる緊張の少ない自然体でのグリップを指導したところグリップI-Aの把持に近い形となった.第2指の第1関節が屈曲し,第1関節および第2関節部の屈曲の度合いを変えることにより第3指レストにおけるハンドピ-スの動きのコントロールができるようになった.この場合のハンドピ-スの柄の角度は,前頭面において約3040度前後であった.しかしながら,ハンドピ-スと第3指との接触がなくなり第1指および第2指のみによるハンドピ-スの把持を行うケースも見られることが問題となり,今後のグリップに対する検討の必要性が認められた.支台歯形成時のハンドピ-スは,第1指,第2指および第3指により保持される.通常,第1指と第2指がハンドピ-スに対する力のベクトルを決定し,第3指は,ハンドピ-スの安定と共に,治療部位に対して手指を安定させる働きがある.これらの指のコントロールによりx,y,zの3軸方向へのハンドピ-スの移動を制御している.臨床実習の学生を対象として上顎中切歯の支台歯形成を行わせそのグリップと形成歯についての検討を行った.特に何の指示も与えずに形成を行わせた場合には,グリップIIによるハンドピ-スの把持を行う傾向が認められた.この際,第2指の第1関節部は伸展しており,ハンドピ-スの柄の角度は前頭面において約10度前後であった.近遠心的な動きのコントロールに対しては,第3指レストでのコントロールが難しく,第4指レストにより,第1指から第3指までを含む指全体での移動を行う傾向が見られた.また,唇舌的な動きのコントロールに対しても同様であった.これらの学生に対し,Dr.Beachが推奨する固有感覚に基づく「眠っているときの手」と呼ばれる緊張の少ない自然体でのグリップを指導したところグリップI-Aの把持に近い形となった.第2指の第1関節が屈曲し,第1関節および第2関節部の屈曲の度合いを変えることにより第3指レストにおけるハンドピ-スの動きのコントロールができるようになった.この場合のハンドピ-スの柄の角度は,前頭面において約3040度前後であった.しかしながら,ハンドピ-スと第3指との接触がなくなり第1指および第2指のみによるハンドピ-スの把持を行うケースも見られることが問題となり,今後のグリップに対する検討の必要性が認められた.
情動伝染に関わる遺伝子の同定とその進化的役割の解析

共感性は社会的生活を営む動物が生活していくうえで、他者と感情を共有して協調的な集団を形成するうえで重要な行動要素である。これまでに、ヒトの共感性と進化的につながると考えられる「情動伝染」がマウスで報告されてきている。たとえば、ケージ内に入れられたマウスが恐怖刺激を受けることにより、隣接するケージにいる恐怖刺激を受けていないマウスも、すくみ行動などの情動反応を示す。我々は、この情動伝染について系統差が存在するか調べた。その結果、実験用マウス系統であるC57BL/6J (以下B6)よりも、野生由来系統であるMSM系統の方が、隣のマウスの恐怖刺激に対して、より強い情動伝染を受けることを見出した。この情動伝染がどのような刺激をもとに生じているか明らかにすることを目的として、刺激提示個体が恐怖刺激を受けている際の映像と音声を、その際の尿と共に提示すると、弱いながらも顕著な情動伝染を示すことを明らかにした。この結果は、刺激を個別に提示することで、情動伝染に関わる刺激情報の解明につながると期待された。そこで、刺激を個別に提示する実験を行った。映像、音声、匂いの刺激を個別に提示したところ、マウスは匂いと視覚刺激をもとに情動伝染を示すことが明らかになった。また、MSMとB6の情動伝染の違いに関わる遺伝子探索を行うことを目的として、遺伝子マッピングに有用なマウスリソースであるコンソミック系統を用いて情動伝染の系統差に関わる遺伝子座の特定を目指した解析を進めた。その結果、複数のコンソミック系統で情動伝染が確認された。コンソミック系統は同一系統の個体を繰り返し解析することが可能なため、これらの情動伝染の違いを示す系統について、さらなる遺伝子マッピングが可能になる。将来的には遺伝子同定を目指した解析に結び付けたいと考えている。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。ヒトの共感性には個人差があることが知られており、遺伝的要因の関与が報告されているが、その遺伝子探索を目指した研究はまだほとんどなく、今後の大きな研究課題である。共感性の遺伝的基盤の解明には実験動物を用いた研究は有効であるが、高度な社会的感情を示すヒトと比較して、マウスの共感性の存在はまだ研究が始まって間もない。しかし、これまでに、ヒトの共感性と進化的につながると考えられる「情動伝染」がマウスで報告されてきている。我々はこれまでに、この情動伝染について系統差が存在するか調べてきた。この結果は、今後刺激を個別に提示することで、情動伝染に関わる刺激情報の解明につながると期待される。また、MSMとB6の情動伝染の違いに関わる遺伝子探索を行うことを目的として、遺伝子マッピングに有用なマウスリソースであるコンソミック系統を用いてを用いて情動伝染の系統差に関わる遺伝子座の特定を目指した解析を進めている。これまでに複数のコンソミック系統で情動伝染が確認されており、情動伝染に関わる遺伝子座の特定につながると期待される。これまでに、日本産野生マウス由来系統であるMSMが実験用マウス系統であるB6よりも顕著に高い情動伝染を示すことを明らかにした。さらに、情動伝染がどのような刺激をもとに生じているか明らかにすることを目的として、刺激提示個体が恐怖刺激を受けている際の映像と音声を、その際の尿と共に提示することで、MSMマウスに顕著な情動伝染を生じさせることに成功した。この結果により、今後は刺激を個別に提示することで、情動伝染に関わる刺激情報の解明につなげることが可能となる。また、MSMとB6の情動伝染の違いに関わる遺伝子探索を行うことを目的として、遺伝子マッピングに有用なマウスリソースであるコンソミック系統を用いてを用いて情動伝染の系統差に関わる遺伝子座の特定を目指した解析を進めており、複数のコンソミック系統で情動伝染が確認されている。今後、情動伝染に関わる遺伝子座の特定につながると期待される。これらの結果から、ほぼ順調に研究が進んでいるといえる。