hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オキサリプラチンベース化学療法における有害事象予防システム

白金系抗癌剤のオキサリプラチン(L-OHP)は、消化器がんに対する癌化学療法において汎用される薬剤の一つであるが、その有害事象でる末梢神経障害は多くの患者で認められ、癌化学療法施行中止へと繋がる完全奏功の妨げとなっている。“Stop and Go療法"やCa or Mg投与などの対処方法が存在するが、未だ決定的な解決には至っていない。そこで本研究では、L-OHP誘発末梢神経障害の発現リスクを未然に防ぐための薬物動態学的(PK)/毒性薬理学的(TD)評価方法を目的として、大腸がんモデルラットにおけるL-OHP反復投与後の血漿中L-OHP濃度と末梢神経障害の発現との関連性について詳細に検討した。切除不能進行再発大腸がんに対する化学療法であるオキサリプラチンベースレジメンでは、深刻な有害事象として末梢神経障害による投薬の中断・中止がレジメン完遂率の低下と延命効果抑制に寄与していることが問題となっている。われわれは、これまで、PK/PD理論に基づいて、血漿中5-FU濃度とバイオマーカーであるDPD活性としての血漿中Ura/UH2比から抗腫瘍効果と骨髄抑制を予測することを見出したが、併用薬であるオキサリプラチン(以下L-OHP)の有害事象に関するファクターが存在していないため、レジメン全体をコントロールすることは困難である。そこで併用薬の有害事象に関する因子をPK/PD理論に導入することでオキサリプラチンベースレジメンにおける個別化治療の実現に向け、患者検体から得られる血漿中薬物濃度、抗腫瘍効果予測のためのバイオマーカーおよび有害事象予測のバイオマーカーの情報から用法用量をコントロールすることでレジメン完遂率改善とMST延長に貢献することを目指して研究を進めている。今年度、L-OHP投与後の血漿中L-OHP濃度と末梢神経障害の発現頻度との間の相関性の有無について検討したところ、血漿中L-OHP濃度の上昇に伴って末梢神経障害の発現頻度の上昇を認める結果を得た。ラットにおけるL-OHP動態特性を確立するため、大腸癌レジメンに従って、正常ラットにL-OHPを2種の用量(5mg/kg、8mg/kg)で週1回、静脈内投与を4週間繰り返し、1週目および4週目について投与後120分にわたり血漿中L-OHP濃度を測定したところ、用量依存的に血漿中L-OHP濃度の経時的推移を認めた。末梢神経障害の経時的変化を観測するため、同ラットにおいて、週1回のL-OHP投与直後、48、72時間後における、末梢神経障害、すなわち、急性末梢神経障害及び蓄積性末梢神経障害を行動薬理学的手法により測定した。前者は冷感アロディニアとされており、アセトン法にて評価し、一方、後者の蓄積性末梢神経障害を示す機械性アロディニアにはvon Frey test法にてそれぞれ評価を行った。冷感アロディニアはL-OHPの投与を繰り返すことに伴って、高用量時の冷感アロディニアの発現頻度が上昇する傾向を認め、機械性アロディニアについては初回投与時から一貫して高用量時において刺激に対する閾値が低下していることが認められた。両アロディニアにおいて2用量間に有意差は認めなかったものの、用量に依存して末梢神経障害の発現の検出頻度が増大することを確認した。以上の成果は日本薬学会第136年会(2016年3月)において報告している。これらのデータからPK/TD解析を試みることを予定しており、目下解析検討中である。当初の計画では、本年度内に大腸癌モデルラットにおいても血漿中L-OHP濃度と末梢神経障害との相関性の有無についても確率する予定であったが、少し遅れている状況にある。しかしながら、これについても、目下データ採取中であり、順次結果をまとめられる目処は立っている。昨年度までに、正常ラットにおけるL-OHP投与後の血漿中L-OHP濃度と急性および蓄積性末梢神経障害の発現頻度との間には用量依存的に増加する傾向が認められたことを踏まえ、骨髄抑制の発現に関する評価を加えた。さらに、大腸癌モデルラットを作製し、癌病態下でのL-OHP投与後の血漿中L-OHP濃度と末梢神経障害の発現頻度との間の相関性の有無について同様に評価を行って検討したところ、血漿中L-OHP濃度の上昇に伴って蓄積性末梢神経障害の発現頻度の上昇を認める結果を得た。今後、PK/PDモデル解析から有害事象予測の可能性を追求する予定である。

大腸癌モデルラットにおけるL-OHP動態特性を確立するため、発がん性物質である1, 2ジメチルヒドラジンを隔日投与で3回行った後1%デキストラン硫酸ナトリウム溶液を自由摂取させて28週目以降の大腸癌ラットを用いて評価した。臨床での大腸癌レジメンに準拠してL-OHPを3用量(3, 5または8mg/kg)で週1回、静脈内投与を4週間繰り返し、1週目および4週目について投与後120分にわたり血漿中L-OHP濃度を測定したところ、用量依存的に血漿中L-OHP濃度の経時的推移を認めた。末梢神経障害の経時的変化を観測するため、同ラットにおいて、週1回のL-OHP投与直後より最終投与後7日目までにわたり、23日毎に末梢神経障害についてデータを採取した。すなわち、急性末梢神経障害及び蓄積性末梢神経障害を行動薬理学的手法により前者は冷感アロディニアとされており、アセトン法にて評価し、後者の蓄積性末梢神経障害を示す機械性アロディニアにはvon Frey test法にてそれぞれ評価を行った。冷感アロディニアはL-OHPの投与を繰り返すことに伴って、刺激に対する反応のバラツキが大きく再度検討しているところである。しかしながら、機械性アロディニアについては初回投与時から一貫して高用量時において刺激に対する閾値が低下していることが認められ、3用量間において用量依存的に末梢神経障害の程度が重症化する傾向を確認した。本年度内に大腸癌モデルラットにおいても血漿中L-OHP濃度と末梢神経障害との間におけるPK/PDモデルを確立させる予定であったが、少し遅れている状況にある。オキサリプラチンベースレジメンは、切除不能進行再発大腸がんに対する1次治療において施行されるが、末梢神経障害の発現によって投薬の中断・中止を招き、レジメン完遂率の低下に至ることが懸念されている。そこでこれまでに、血漿中5-FU濃度とバイオマーカーであるDPD活性の代替マーカーとしての血漿中Ura/UH2比から抗腫瘍効果と骨髄抑制を予測し得ることを見出したてきたことを踏まえ、本課題ではオキサリプラチン(以下L-OHP)に関する末梢神経障害のためのPK/PD解析による発現予測から投薬の中断・中止の回避を目的として、オキサリプラチンベースレジメンにおける個別化治療の実現のための研究を行ってきた。最終年度では、大腸癌モデルラットでの血漿中L-OHP濃度と末梢神経障害の発現頻度との間の相関性の有無を明らかとするため、L-OHPを週1回を4週間にわたって投与し、急性および慢性末梢神経障害について、アセトン法およびvon Frey test法を用いて測定し、初回および最終投与後の血漿中L-OHP濃度推移との関連性を検討した。さらに、L-OHPは生体内で加水分解をうけるため、intactのL-OHPと加水分解後の白金関連物質の両物質の検出の選択について副作用との関連性を検討したところ、生体内に残存する白金関連物質は慢性末梢神経障害の発現と強く関連することがわかった。PK/PDモデル解析による末梢神経障害の発現予測を試みたところ、実測値との乖離を認める部分について、生体内での要因を検証中である。しかしながら、末梢神経障害発現に関するモデリング&シミュレーションの可能性が見いだされた。今後、患者検体を用いて検討すべく、副作用のスコアに関して、モデル動物と患者間での数値の摺合せが大きな課題であり目下検討中である。
術数書の基礎的文献学的研究

本研究は、術数学の基礎研究として主要術数書の文献解題を行なうものである。すでに平成17・18年度の第一期研究において研究報告『主要術数文献解題』を刊行し、平成19・20年度の第二期研究においてその続編を刊行し、今回の平成21・22・23年度の第三期研究(最終期)では、本年3月末に第三編を刊行ずみである。21年度は、3年計画の初年度に当たる。21年7月に東京で第一回の会合をもち、新しいメンバー(分担者の藤本氏と協力者の白井氏)の紹介と、今後の研究の進め方について意見交換を行なった。21年度はそれ以外に特段全体的な研究会とかは持たず、各人の個別研究の深化・進展に重きを置いた。代表の三浦は、内閣文庫、国会図書館、蓬左文庫において、主として『神相全編』『麻衣相法大全』等の人相書の調査を行なった。分担者の藤本は、ライフワーク『日本現存朝鮮本研究』の史部刊行に向けて鋭意作業を進める一方、天理大学において、朝鮮本の術数書の調査と研究を行った。同じく分担者の山里は、石垣市人重山博物館にて、糸洲家蔵「観音霊籤」の調査を行ない、元の所有者である糸洲正惇氏から聴き取り調査を実施した。また、年来手掛けていた『四本堂家礼』の基礎研究も完成させた。協力者の奈良場(益子)勝は、国会図書館・新城文庫、内閣文庫、日本学士院、東北大学・狩野文庫にて、「古暦」に関する初版本の調査を行ない、本研究の成果を吸収した個人研究を著書として上梓する目途が立った(本年5月刊行予定)。協力者の宮崎順子は、昨年に引き続き、唐代から清代に至る風水書の著者や成立年代について分析を進めるかたわら、先年、ベトナムで入手したベトナムの風水書についても研究を進行させている。また、協力者の大野裕司は、課程博士論文「出土術数文献の研究-『日書』と『周易』を中心にして-」を完成させた。ここには、本科研研究で得られた成果も十二分に盛り込まれている。あらたに協力者として加わった白井順は、杏雨書屋、国会図書館などで、朝鮮の医学書・術数書の調査を行ない、その「三木栄の朝鮮学」研究によって、財団法人日本科学協会から研究奨励賞を受賞することが決定した。22年度は3年計画の2年目にあたる。本年度は、本科研のメンバーが韓国でのシンポジウムに参加して、韓国側の術数研究者と意見交換をしたことが最大の収穫になった。韓国=朝鮮は歴史的にも資料的にもいわば「術数大国」と言っても過言ではなく、本科研の発足に当たって軸足を韓国=朝鮮に置いたのもそのためであった。「東アジアジア術数学知識の交流と伝播」と題されたシンポジウムは、2010年8月11日、韓国=朝鮮学研究の総本山というべき、ソウル大学校奎章閣韓国学研究院において公開形成で開催された。発表者の発表内容は、当日日韓両国語に翻訳された立派な冊子(予稿集)として参加者に配布された。日本側の発表は以下の通り。すべて本科件のメンバー(分担者・協力者)である。三浦國雄「術数学の基本認識」宮崎順子「ベトナムの風水書『安南風水』の地脈説」奈良場勝「江戸時代の易占の展開」大野裕司「出土術数文献研究の現状と課題」なお、三浦はこのあと、京都大学人文科学研究所の「術数研究班」(班長:武田時昌)において、このシンポジウムの報告を行なった(2011/9/11)。本武田研究班ではこのあと、三浦のこの報告を受けて、23年度の第2回日韓術数シンポジウム開催に向けて意見交換を行なった。分担者の藤本幸夫は、本シンポジウムには参加できなかったが、開催まで種々韓国側と折衝に当たる一方、自身は国内外の術数書の調査研究に従事した。また、分担者の山里純一も参加できなかったが、八重山博物館所蔵の喜舎場英勝家文書を調査し、新たに「日撰書」と「風水巡見日記」を発見した。平成23年度は、3年計画の最終年にあたり、同時に、第1期(平成17年度平成18年度)、第2期(平成19年度平成20年度)と進めてきた本研究の最終期にあたり、また、総計7年にわたる研究活動の最終年でもある。この間、第1期には、『術数書の基礎的文献学的研究-主要術数文献解題-』(総200頁)を公刊し、第2期には同・続編(総101頁)をまとめ、当第3期には同・第三編(総135頁)を出した。

7年間の研究をざっと回顧してみると、第1期の研究の枠組みは、1,易占書、2,風水書、3,澤日・通書、4,沖縄の術数文献、というものであり、この枠組みは第3期に至るまで基本的に変わらなかったが、第2期には大野裕司氏を新たにメンバーに加えて、出土術数書というジャンルを増加し、第3期には朝鮮の術数書を追加し、藤本幸夫氏と白井順氏に協力を仰いだ。なお、第3期にはまた、相人書を新増することができた。最終的なメンバーとその担当は以下の通りである。研究代表者:三浦國雄(大東文化大学文学部教授)全体の総括擇日書・通書・相人書研究分担者:山里純一(琉球大学法文学部教授)沖縄の術数文献全般研究分担者:藤本幸夫(麗澤大学言語教育研究科教授)朝鮮の術数書全般研究協力者:宮崎順子(関西大学非常勤講師)風水書研究協力者:奈良場勝(暁星高等学校教諭)易占書研究協力者:大野裕司(日本学術振興会海外特別研究員、台湾大学客員研究員)出土術数文献全般研究協力者:白井順(学習院大学東洋文化研究所客員研究員、ソウル大学章閣韓国学研究院客員研究員)朝鮮の術数書
織豊系城下町の空間形成に関する建築・都市史的研究

本研究では、織豊系城下町の形成過程と歴史的特質を明らかにするため、織豊政権が建設した城下町に注目し、その空間・社会構造について検討を進めている。平成30年度は、1昨年度から検討を進めていた小浜城下町の形成過程について、さらなる史料の収集を行うとともに、論文の執筆に着手すること、2織豊系城下町の空間・社会構造の特徴を見極めるため、戦国期末から近世初頭に各地で建設された構・惣構に囲繞された都市の空間・社会構造を明らかにすること、3織豊系城下町形成に関する研究支援データベースの構築を継続的に進めることを計画していた。以上の研究目的・計画にもとづき、当該年度は具体的につぎの2つの作業を行った。第1が、小浜城下町の形成過程をより具体的に検討し、大まかな流れを把握することである。具体的には、港町小浜が若狭武田氏の城下町として位置づけられた大永2年(1522)頃から慶長6年(1601)の京極氏による小浜城築城までに、いかなる都市形成が進められたのかを、先行研究でも注目されている「小路」名のつく街路、および寺社の移動という視点から改めて整理し直した。また、小浜城下町は、織田信長の重臣であった丹羽長秀により改変が行われたものの、長秀自身は近江国の佐和山城を拠点としており日常的に小浜にはいなかったという点を重視し、信長の家臣団の建設した城下町のうち、同様の条件を持つ事例との比較検討も行った。以上の結果については、論文として執筆し始めている。第2が、織豊系城下町の空間・社会構造の特徴を明らかにするため、構・惣構といった防御施設により囲繞された都市を比較対象としてえらび、その空間・社会構造を解明することである。具体的には、京都近郊の吉田社・醍醐寺という権門寺社を対象として分析を行い、いずれも境内・伽藍中心部を囲繞する構、門前集落全体を囲う構という二重の構を形成していたことを明らかにした。平成30年度は、小浜城下町の形成過程を整理し、論文執筆にとりかかること、織田政権により建設された城下町の特質を解明すること、研究支援データベースの構築を主たる目的としていた。こうした作業をおおむね順調に進められており、小浜城下町の形成について見通しを得るとともに、論文の執筆に着手できた。さらに、権門寺社の構・惣構の特徴を明らかにすることにより、織豊系城下町の空間・社会構造について再検討することができたと考える。本年度は、以下の作業を進める予定である。1)小浜城下町の形成について論文を執筆する2)豊臣政権による城下町建設に関する史料の調査・収集3)研究支援データベースの充実4)研究の総括本研究は、織田・豊臣政権が建設した織豊系城下町に注目し、その形成過程と歴史的特質を解明することを目的としている。平成29年度は、1織田政権期における城下町形成の諸段階の把握、2中世都市(町場)・寺社などにより形成される地域社会の解明、3中近世移行期における地域の政治・社会構造、信仰形態の整理を行うため、文献・絵画史料の収集を進めるとともに、4織豊系城下町形成に関する研究支援データベースを構築することを計画していた。以上のの研究目的・計画にもとづき、当該年度は以下の2つのテーマを設定して研究を行った。第1が、織田信長の家臣の建設した城下町のうち、従来の都市空間に大きな改変が加えられなかった小浜城下町の形成過程である。中世の小浜は大規模な湊町であったが、戦国期には若狭武田氏が港町に隣接して後瀬山城を建設し、港町と城郭・給人居住域とが並立する戦国期城下町を形成した。さらに、武田氏滅亡後には織田信長の家臣であった丹羽長秀が後瀬山城に入り、城下町の形成を進めたと考えられる。しかし、先行研究によると、長秀は後瀬山城とその城下町を織豊系城下町へと改造することなかったという。そこで、こうした長秀の城下町建設の実態を明らかにするため、『福井県史』『小浜市史』などから城下町の形成や小浜の都市社会に関する史料を収集し、その情報をデータとしてPCに入力した。第2が、豊臣政権による京都改造と寺社造営についてである。秀吉秀吉は京都改造を進め、中世都市京都を聚楽第を中心とする城下町へと再編した。その過程や特質を把握することは、織田政権期の城下町形成のについて見通しを得るために必要な作業であると考えられる。そこで、豊臣政権による東山大仏殿の造営と権門寺社の復興に注目し、聚楽第を中心とする城下町建設とそれらとの関係、寺社造営に用いられた建築技術の特質を明らかとした。平成29年度は、織田政権期における城下町形成の諸段階に関する史料調査・収集、地域の政治・宗教的環境などの確認、研究支援データベースの構築を主たる目的としていた。こうした作業はおおむね順調に進められており、小浜城下町の形成に関わる史料の収集と、形成過程や都市社会に関するデータベースの構築を行うことができた。さらに、上記の諸段階について見通しを得るため、豊臣政権による城下町建設・寺社造営について検討し、その特質を解明するところまで到達できたと考える。

平成30年度は、1昨年度から検討を進めていた小浜城下町の形成過程について、さらなる史料の収集を行うとともに、論文の執筆に着手すること、2織豊系城下町の空間・社会構造の特徴を見極めるため、戦国期末から近世初頭に各地で建設された構・惣構に囲繞された都市の空間・社会構造を明らかにすること、3織豊系城下町形成に関する研究支援データベースの構築を継続的に進めることを計画していた。以上の研究目的・計画にもとづき、当該年度は具体的につぎの2つの作業を行った。第1が、小浜城下町の形成過程をより具体的に検討し、大まかな流れを把握することである。具体的には、港町小浜が若狭武田氏の城下町として位置づけられた大永2年(1522)頃から慶長6年(1601)の京極氏による小浜城築城までに、いかなる都市形成が進められたのかを、先行研究でも注目されている「小路」名のつく街路、および寺社の移動という視点から改めて整理し直した。また、小浜城下町は、織田信長の重臣であった丹羽長秀により改変が行われたものの、長秀自身は近江国の佐和山城を拠点としており日常的に小浜にはいなかったという点を重視し、信長の家臣団の建設した城下町のうち、同様の条件を持つ事例との比較検討も行った。以上の結果については、論文として執筆し始めている。第2が、織豊系城下町の空間・社会構造の特徴を明らかにするため、構・惣構といった防御施設により囲繞された都市を比較対象としてえらび、その空間・社会構造を解明することである。具体的には、京都近郊の吉田社・醍醐寺という権門寺社を対象として分析を行い、いずれも境内・伽藍中心部を囲繞する構、門前集落全体を囲う構という二重の構を形成していたことを明らかにした。平成30年度は、小浜城下町の形成過程を整理し、論文執筆にとりかかること、織田政権により建設された城下町の特質を解明すること、研究支援データベースの構築を主たる目的としていた。こうした作業をおおむね順調に進められており、小浜城下町の形成について見通しを得るとともに、論文の執筆に着手できた。さらに、権門寺社の構・惣構の特徴を明らかにすることにより、織豊系城下町の空間・社会構造について再検討することができたと考える。本年度は、以下の作業を進める予定である。1)小浜城下町の形成に関する史料の収集と論文の執筆2)織田政権期の城下町形成の諸段階について特質を解明する3)豊臣政権による城下町建設に関する史料の調査・収集4)研究支援データベースの充実本年度は、以下の作業を進める予定である。1)小浜城下町の形成について論文を執筆する2)豊臣政権による城下町建設に関する史料の調査・収集3)研究支援データベースの充実4)研究の総括他の予算との合算による使用ができなかったこと、科研費の打ち切り支給ができなかったことから、次年度使用額が生じた。今年度の残額はごく少額であるため、次年度の助成金とともに問題なく執行できると考える。
大腸癌の発育進展過程におけるangiogenic switchの発現とその抑制

その結果、いずれの因子においても粘膜内癌と粘膜下層癌との間において、有意の発現の差が認められた。他では、PD-ECGFで粘膜下層癌と筋層浸潤癌との間で差が認められた以外、有意の差は認めらなかった。つまり、大腸癌の初期進展過程において、粘膜内癌から粘膜下層癌の間において血管新生とこれをコントロールする種々の血管新生因子において発現の差がみられたことから、癌が浸潤を開始する時点に一致して、血管新生の亢進、すなわちangiogenic switchが起こるることが強く示唆された。また、ヒト大腸癌株のヌードマウス同所移植モデルにおいても、癌細胞が浸潤を開始した時期に一致して、angiogenic switchがonとなることを確認した。大腸の初期病変として、異型度の低い腺腫、異型度の高い腺腫、粘膜内癌(非浸潤癌)、粘膜下層まで浸潤する癌、筋層まで浸潤する癌を対象に、既に大腸癌の発育進展、転移などに重要であることが判明している、Factor VIIIによるVessel count、血管新生因子としてVascular endothelial growthfactor(VEGF),Platelet derived endothelial cell growthfactor(PD-ECGF)、Matrix metalloproteinase(MMP)-7を免疫染色法を用いて発現を比較検討した。他では、PD-ECGFで粘膜下層癌と筋層浸潤癌との間で差が認められた以外、有意の差は認められ得なかった。以上、大腸癌の初期進展過程において、粘膜内癌から粘膜下層癌の間において血管新生とこれをコントロールする種々の血管新生因子において発現の差がみられたことから、癌が浸潤を開始する時点に一致して、血管新生の亢進、すなわちAngiogenic switchが起こることが強く示唆された。今後、ヌードマウスにおいて大腸移植腫瘍を用い、この成績を確認したい。
生態統計学におけるノンパラメトリック法の適用

環境問題への対策として,生態統計学が注目を集めているが,生態統計学ではノンパラメトリック法が多用されている.しかしながら,多変量データに対するノンパラメトリック法の構成については,理論的難しさからあまり研究がなされてきていないのが現実であった.そこで,統計学に不可欠な検定問題と変化点の推定問題に焦点を当てて理論の構成を行う.変化点問題では,新たな検定統計量を提案した.1変量2標本検定問題では,最大値型検定統計量および修正型Wilcoxon検定統計量を提案した.また,多変量2標本検定問題では,様々な検定統計量を提案し,既存の統計量より高い検出力を得ることを示した.当該年度では、研究実施計画で挙げた「多次元データに関する順位決定」と「主成分スコアとパーミュテーションテストの応用」を中心に研究を進めた。多次元データを扱う場合、多次元データの順位決定が最重要課題となるが、適応した多次元データの決定方法が妥当であることをシミュレーション実験で示した。その研究成果として、の論文が掲載された。また、多次元データの順位決定に関する論文を2編投稿中である。研究を進める上で、新しい検定統計量の考案が必要となったので、論文で検定統計量の提案を行なった。このことにより、もう一つの研究課題である「主成分スコアとパーミュテーションテストの応用」への応用もより有効なものとなった。環境問題への対策として生態統計学が注目を集めているが,生態統計学ではノンパラメトリック法が多用されている.しかしながら,多変量データに対するノンパラメトリック法の構成については,理論的難しさからあまり研究がなされてきていないのが現実であった.そこで,統計学に不可欠な検定問題と変化点の推定問題に焦点を当てて理論の構成を行うことを研究目的としていた.環境問題への対策として,生態統計学が注目を集めているが,生態統計学ではノンパラメトリック法が多用されている.しかしながら,多変量データに対するノンパラメトリック法の構成については,理論的難しさからあまり研究がなされてきていないのが現実であった.そこで,統計学に不可欠な検定問題と変化点の推定問題に焦点を当てて理論の構成を行う.変化点問題では,新たな検定統計量を提案した.1変量2標本検定問題では,最大値型検定統計量および修正型Wilcoxon検定統計量を提案した.また,多変量2標本検定問題では,様々な検定統計量を提案し,既存の統計量より高い検出力を得ることを示した.本研究では,生態学データにおける変化点の推定問題への検定統計量の拡張,ノンパラメトリック検定統計量の考案と多変量統計量への拡張,生態学データへの適用に焦点を当てている23年度に採択された論文は以下の論文である. Murakami, H. Anonparametric location-scale statistic fordetecting a change-point. The International Journal of Advanced anufactuing Technology.23年度の研究実施計画では「統計量の考案」,「変化点問題への拡張」,「近似分布の導出」を計画していたが,上記の論文では,品質管理や生産管理における製品の異常(変化点)を検出するための有用な手法を提案した.さらに,統計量の極限分布を導出した.また,統計量の考案として投稿中の論文1編,変化点問題の研究に関して投稿中の論文2編,近似分布の導出について,投稿中の論文1編がある.研究目的の達成度がおおむね順調に進展している理由として、学会へ参加することで最新の研究情報を収集できたことと、研究打ち合わせ、および国内の研究者に関連する内容の発表依頼を出来たことが大きかったと推察する。また、必要な文献・電子計算機の購入ができたことで、研究をスムーズに進めることが出来たことが、順調に進展している理由と考える。本研究の目的のひとつとして,生態統計学において多用されているノンパラメトリック法の理論の構築がある.特に,多変量データに対するノンパラメトリック法の構成,仮説検定問題と変化点の推定問題に焦点を当てて理論の構成を行うことが目的である.平成23年度では, "ノンパラメトリック検定統計量の変化点問題への拡張", "新たな検定統計量の考案","近似分布の導出"を中心に研究を進めることが目標だったが, 3つの分類それぞれを含む論文が採択されたので,研究目的はおおむね順調に進展していると考えられる.また,変化点問題の研究では採択論文以外に2つ投稿中,検定統計量の考案については採択論文以外に1つ投稿中である.しかしながら,研究の促進のために海外の研究者との情報交換するという意味においては,海外の学会等に参加することができず,研究に対する議論がメールでのやりとりになってしまった.当該年度が研究機関の最終年度となっているので、今後の研究推進方策として、(1)国内外の学会における成果発表(2)学術雑誌への論文投稿(3)招聘も含めて、海外の研究者との研究打ち合わせ(4)提案手法による実データ解析を中心に考えている。前年度、前々年度に研究を進めていく中で、新たな研究課題が見つかったので、様々な研究者との交流を図っていく。平成24年度においては,新しい多変量ノンパラメトリック統計量の考案に向けて研究を行なう.

特に,多次元データにおける順位の決定方法について考える.また,順位を用いた様々な検定統計量に順位決定法適用させ,多変量データにおける順位の決定が妥当であるかを検証する.また,データの次元間の相関が強い場合と弱い場合の検証やその時の棄却点の導出を行なう.理論的研究が進まない場合は,数値的検証に重点をおきながら問題解決のための糸口を探る.本年度は国際学会で研究成果を発表することで,海外の研究者と議論を積極的に行なったり,海外の研究者を訪問したりすることで研究の推進を図る.研究費の使用計画として、今後の研究推進の方策で記載した内容に使用していくことを考えている。具体的には、(1)については、2013年に開催される国際統計学会、ERCIM2013、日本統計学会、計算機統計学会(シンポジウム)での発表を考えている。(2)については、シミュレーション実験に時間を費やしてしまうことが過去2年間の研究で分かったので、数値実験用の電子計算機2台の購入を考えている。(3)については、韓国の研究者の招聘、イタリア・チェコの研究者の研究室への訪問を考えている。特に、新たな研究課題の発見があったため、国際交流のために、研究費の使用を考えている。(4)については、自身では収集することのできない生態データを購入することを考えている。平成24年度では,国際学会への参加,海外の研究者の所属する大学(研究所)への訪問および招聘に研究費を当てることを考えている.また,様々な数値計算により検証する必要があるため,数値実験用の計算機の購入に研究費を使用することを計画している.さらに,本大学には統計学に関する学術論文が少なく,一流の雑誌が読めないため,学会誌の購入にも研究費を使用する計画でいる.
オキソ酸塩系新規中高温型プロトン伝導体の創製

中高温型プロトン伝導体は、将来の水素エネルギーサイクルの基盤を担う燃料電池や電気化学水素ポンプ、水素センサーなど電気化学水素デバイスの電解質材料としての応用が期待されている材料である。しかしながら既存の酸化物系材料は、CO_2ガスに対する化学的安定性や電子との混合伝導性といった問題点を有しており、これらを解決する新規材料の開発が望まれている。本研究では、高温型プロトン伝導体の新規な材料系として、リン酸塩、ホウ酸塩を始めとするオキソ酸塩系材料を研究対象とした高性能材料の探索を行った。特に本年度は、二年目まで開発を行った希土類オキソ酸塩を母体とするプロトン伝導体における電気伝導特性についてさらに理解を深めることを目的とした。研究代表者等によって開発されたSr添加LaPO_4をモデル材料に、異なる粒子サイズを有する緻密多結晶体試料を作製し、その交流インピーダンス応答を調べることにより、結晶粒内と粒界における電気伝導特性について検討した。その結果、Sr添加LaPO_4における電気伝導では、500°C以上では粒内伝導が、500°C以下では粒界伝導が支配的となることを明らかにした。また、導電率の同位体効果の評価から、Sr添加LaPO_4における電気伝導は、粒内、粒界のいずれにおいても、プロトン伝導が支配的であることが分かった。また、材料の化学的安定性に優れた希土類オルトホウ酸塩LnBO_3におけるプロトン伝導に及ぼす添加イオン種、量の最適化を行った。その結果、添加イオン種としてSrが、添加量としては2-3%程度が適当であることを明らかにした。燃料電池や電気化学水素分離システムなどの電解質材料として期待されている高温型プロトン伝導体として,既存の酸化物とは異なる,リン酸塩,ホウ酸塩などのオキソ酸塩に着目し,新規材料の探索・創製を行った.まず,オキソ酸塩系材料におけるプロトン伝導現象についてさらに理解を深めることを目的として,研究代表者等がこれまでに研究を行ってきた希土類オルトリン酸塩LnPO_4について,p(O_2),p(H_2O),温度,希土類イオンLn種,添加イオン種・量などの諸条件をコントロールし,それぞれにおいて詳細な材料特性評価を行った.その結果,LnPO_4(Ln=La,Pr,Nd,Sm,Eu)は,Lnの種類によらず,Sr等の二価カチオンでLnの一部を置換することにより,400-1000°C,酸化性から水素還元性雰囲気という幅広い条件において,良好なプロトン伝導性を示すことがわかった.これに対し,CePO_4あるいはCeを含むオルトリン酸塩では,二価カチオンの添加に伴いCe^<3+>の一部がCe^<4+>に酸化されるため,プロトンとホールによる混合伝導性を示すことが明らかとなった.またLnPO_4について得られた知見をもとに,母体材料を希土類オルトホウ酸塩LnBO_3や希土類メタリン酸塩LnP_3O_9へと展開し,電気伝導特性の評価を行った.その結果,LnBO_3(Ln=La,Pr,Nd,Sm)やLnP_3O_9(Ln=La,Pr,Nd,Sm)が,LnPO_4と同様,二価カチオンでLnの一部を置換することにより,前者は400-1000°C,後者は300-700°Cにおいて支配的なプロトン伝導性を示すことがわかった.特に,LnP_3O_9を母体とした材料は,LnPO_4やLnBO_3に比べて約一桁高い導電率を有し,また比較的低いp(H_20)条件下においてもプロトン伝導性が劣化しない,興味深い材料であることがわかった.300-1000°Cの温度領域においてプロトン伝導性を示す高温型プロトン伝導体は、燃料電池や電気化学水素分離システム、水素活量センサーなどの電解質材料として期待されている。本研究ではこの高温型プロトン伝導体として、既存の酸化物とは異なる、リン酸塩、ホウ酸塩などのオキソ酸塩に着目し・新規材料の探索・創製を行った。初年度までには、ホストカチオンとして、主として希土類イオンを含むオキソ酸塩について検討してきたが、本年度はこれらに加えて新たに希土類以外のカチオンを含む材料について検討した。その結果、3価カチオンである13族のGa、Al、Inを含むメタリン酸塩MP_3O_9が、カチオンの一部にCaを置換固溶させることにより、300-700°C、酸化性から水素還元性雰囲気という幅広い条件においてプロトン伝導性を示すことを見出した。特にこれら13族カチオンのメタリン酸塩は、希土類メタリン酸塩と同様、低いp(H_2O)条件下においてもプロトン伝導性が劣化しない材料であることがわかった。以上の結果は、オキソ酸塩のプロトン伝導体としての可能性を示すものである。一方で、希土類のオキソ酸塩では、混合原子価状態を取り得るCe、Prのオキソ酸塩の電気伝導特性について詳細な検討を行った。その結果、これらの材料が、2価カチオンで希土類イオンの一部を置換することにより、プロトンとホールの混合伝導性を示し、それぞれの割合が温度や雰囲気によって変化することを明らかにした。これらのオキソ酸塩は、水素を含む還元性雰囲気下においても混合伝導性を示す稀有な材料であり、水素透過膜としての応用が期待される。

中高温型プロトン伝導体は、将来の水素エネルギーサイクルの基盤を担う燃料電池や電気化学水素ポンプ、水素センサーなど電気化学水素デバイスの電解質材料としての応用が期待されている材料である。しかしながら既存の酸化物系材料は、CO_2ガスに対する化学的安定性や電子との混合伝導性といった問題点を有しており、これらを解決する新規材料の開発が望まれている。本研究では、高温型プロトン伝導体の新規な材料系として、リン酸塩、ホウ酸塩を始めとするオキソ酸塩系材料を研究対象とした高性能材料の探索を行った。特に本年度は、二年目まで開発を行った希土類オキソ酸塩を母体とするプロトン伝導体における電気伝導特性についてさらに理解を深めることを目的とした。研究代表者等によって開発されたSr添加LaPO_4をモデル材料に、異なる粒子サイズを有する緻密多結晶体試料を作製し、その交流インピーダンス応答を調べることにより、結晶粒内と粒界における電気伝導特性について検討した。その結果、Sr添加LaPO_4における電気伝導では、500°C以上では粒内伝導が、500°C以下では粒界伝導が支配的となることを明らかにした。また、導電率の同位体効果の評価から、Sr添加LaPO_4における電気伝導は、粒内、粒界のいずれにおいても、プロトン伝導が支配的であることが分かった。また、材料の化学的安定性に優れた希土類オルトホウ酸塩LnBO_3におけるプロトン伝導に及ぼす添加イオン種、量の最適化を行った。その結果、添加イオン種としてSrが、添加量としては2-3%程度が適当であることを明らかにした。
耐故障性を考慮したネットワーク設計問題に関するグラフアルゴリズムの研究

通信網・交通網,VLSIの配線,施設配置問題など現実社会において解決が求められる多くの問題が,グラフ・ネットワーク的構造を持つ組合せ最適化問題として定式化される.グラフ理論における連結度の概念は,種々のネットワークの制御・設計において,耐故障性に関する基本的な評価尺度として用いられる.本研究では,特に連結度制約を持つネットワーク設計問題を中心に,それらを解く効率的なアルゴリズムを構築することを目的とする.本年度は,これまで申請者が携わってきた,辺の付加により与えられた連結度要求を満たすようにグラフを増大させる連結度増大問題や,連結度要求を満たすように節点上に特別な施設(供給点)の集合を配置する供給点配置問題に対する効率的なアルゴリズムの研究をさらに推し進め,いくつかの結果を得た.例えば,点連結度要求を持つ供給点配置問題の近似可能性に関して次の結果を得た.・無向グラフG=(V, E),関数c: V→R^+,関数d: V→Z^+が与えられたとき,各節点v∈VとSの間にv以外の節点を共有しないパスがd(v)本以上存在し,Σ_<v∈>vc(v)が最小である節点集合Sを求める問題に対し,cが一様の場合,max{d^*, 2d^*-6}倍近似可能であることを証明した.ただし,d^*=max{d(v) | v∈V}である.この問題は、これまで,P=NPでない限り,ある定数cに対してcln(Σ_<v∈>vd(v))倍より良い近似ができないことが知られている.また,cが一様かつ,d^*が定数のときでさえ,問題はNP困難であることが知られている.本研究の成果により,d^*が定数の場合は,cが一様であれば定数倍近似可能であることを示した.また,d^*が定数の場合でもAPX困難であることも示した.本研究の目的は,連結度制約を持つグラフ・ネットワーク設計問題を中心に,それらを解く効率的なアルゴリズムを構築することである.グラフ理論における連結度の概念は,ネットワークの制御・設計において,耐故障性に関する基本的な評価尺度として用いられる.与えられた無向グラフに,最小本数の辺を加えることでその辺連結度を目標値以上に増大させる問題は,辺連結度増大問題と呼ばれ,多項式時間で解けることが知られている.さらに近年,この問題の一般化に関する研究も精力的になされてきている.無向グラフ,節点(領域)部分集合族w,関数fw→Z+(Z+は非負整数集合)が与えられたとき,最小本数の辺を加えることで各点vと各領域W∈w間の辺連結度をf(W)以上に増大させる問題は,節点領域辺連結度増大問題と呼ばれる.この問題は,辺連結度増大問題の一般化の一つであり,これまで全てのW∈wについて,f(W)=1の場合でさえNP困難であることが知られている.これに対し,全てのW∈wについて,f(W)≧2なら問題が多項式時間で解けることを示した.k個の資源集合と呼ばれる節点集合族{T1,T2....Tk}(各|Ti|は偶数)を持つグラフが与えられたとき,各Tiを丁度半数ずつ含むように,グラフを2つの連結部分グラフに分割する問題は,選挙区や校区など公平な区画割に応用がある問題である.この問題は,一般にはNP困難であることが知られている一方,k=1,2の場合,グラフが(k+1)点連結であれば必ず分割が存在し,多項式時間で見つかることも知られている.この問題に対し,k≧3の場合,(k+1)点連結であれは必ず分割が存在すると予想されていたのに対し,k=3の場合反例を示し,さらに4点連結でかつ4点完全グラフを含むなら必ず分割が存在し,その分割が多項式時間で求まることを証明した.通信網・交通網,VLSIの配線,施設配置問題など現実社会において解決が求められる多くの問題が,グラフ・ネットワーク的構造を持つ組み合せ最適化問題として定式化される.グラフ理論における連結度の概念は,種々のネットワークの制御・設計において,耐故障性に関する基本的な評価尺度として用いられる.本研究では,特に連結度制約を持つネットワーク設計問題を中心に,それらを解く効率的なアルゴリズムを構築することを目的とする.得られた主な研究成果は以下の通りである.1.辺連結度増大問題の一般化問題の一つとして,無向グラフG=(V,E)と単調関数r:2^V→Z^+(Z^+は非負整数集合)が与えられたとき,最小本数の辺を加えることで各カットφ≠X⊂Vのサイズをr(X)以上に増大させる問題を定義した.この問題が節点領域辺連結度増大問題と同等であることを示し,また任意の集合X⊂Vについてr(X)≠1である場合,O(n^4(m+nlogn+q))時間で解けることを示した.ここで,n=|V|,m=|{{u,v}|(u,v)∈E}|,qは,X⊂Vからr(X)を得るための計算量を表わすとする.2.無向グラフG=(V,E),関数c:V→R^+(R^+は非負実数集合),関数d:V→Z^+が与えられたとき,各節点v∈VとSの間にv以外の節点を共有しないパスがd(v)本以上存在し,Σ_<V∈>

vc(v)が最小である節点集合Sを求める問題は,点連結度要求を持つ供給点配置問題と呼ばれる.これまで,d(v)=4である節点が存在する場合はNP困難であるのに対し,d∈{0,1,2,3}かつcが一様である場合なら多項式時間で解けることが知られていた.これに対し,d∈{0,1,2,3}ならcが一般の場合でも多項式時間で解けることを示した.通信網・交通網,VLSIの配線,施設配置問題など現実社会において解決が求められる多くの問題が,グラフ・ネットワーク的構造を持つ組合せ最適化問題として定式化される.グラフ理論における連結度の概念は,種々のネットワークの制御・設計において,耐故障性に関する基本的な評価尺度として用いられる.本研究では,特に連結度制約を持つネットワーク設計問題を中心に,それらを解く効率的なアルゴリズムを構築することを目的とする.本年度は,これまで申請者が携わってきた,辺の付加により与えられた連結度要求を満たすようにグラフを増大させる連結度増大問題や,連結度要求を満たすように節点上に特別な施設(供給点)の集合を配置する供給点配置問題に対する効率的なアルゴリズムの研究をさらに推し進め,いくつかの結果を得た.例えば,点連結度要求を持つ供給点配置問題の近似可能性に関して次の結果を得た.・無向グラフG=(V, E),関数c: V→R^+,関数d: V→Z^+が与えられたとき,各節点v∈VとSの間にv以外の節点を共有しないパスがd(v)本以上存在し,Σ_<v∈>vc(v)が最小である節点集合Sを求める問題に対し,cが一様の場合,max{d^*, 2d^*-6}倍近似可能であることを証明した.ただし,d^*=max{d(v) | v∈V}である.この問題は、これまで,P=NPでない限り,ある定数cに対してcln(Σ_<v∈>vd(v))倍より良い近似ができないことが知られている.また,cが一様かつ,d^*が定数のときでさえ,問題はNP困難であることが知られている.本研究の成果により,d^*が定数の場合は,cが一様であれば定数倍近似可能であることを示した.また,d^*が定数の場合でもAPX困難であることも示した.
地質現象に伴う石英の結晶粒成長

地質体を構成する岩石・鉱物の微細構造・組織形成過程には,"水"が重要な役割を果たしている。地殻上部を構成する重要な岩石中の鉱物である石英の微細構造・組織形成過程に着目し,その過程での"水"の存在形態,存在量と分布を顕微FTIRによって検討し,"水"の役割を明らかにすることを目的に進めてきた。1,鉱物中の"水"の化学種や在存量の検討。(1)石英のような光学異方体の"水"について測定方法の開発を行なった(投稿中)。(2)結晶構造中である特定の位置を占めるOH^-双極子の方位決定法の開発(準備中)とOH^-の量の評価法の開発(現在検討中)を行なっている。2,地質条件の違う2地域の石英の再結晶過程での"水"の存在形態と存在量の変化から,2地域で"水"の働きが大きく異なっていることを見いだした。(1)変形後低封圧下での熱変成を受け再結晶した石英では,"水"は転位の移動に大きく関与し,再結晶核形成に大きな役割を果たすが,その後の粒成長にはほとんど関与しない。また,この過程で"水"は石英構造中に取り込まれる事が明らかになった(準備中)。(2)微細粒石英の封圧下での再結晶では,"水"は粒間の流体として溶解沈澱に大きく作用し,結晶粒成長に大きな役割を持つ。3,セン断体の石英の変形と"水"について検討した。変形度の大きな岩石中の石英で"水"の存在量が多くなる。この結果は変形機構との関連で興味あることであり,現在検討中である。4,引き続き検討する事項。(1)広域変成岩中の石英の組織変化と"水"(水以外の流体についても検討)の役割を明かにしたい。(2)石英以外の鉱物(かんらん石,十字石,トパーズなど)中の"水"("水"以外の流体についても検討)の組織・構造形成機構との関連などの検討を引き続き行なう。チャ-トのような岩石を構成する微結晶石英は、表面エネルギ-に起因する内部応力によって、大きな歪を示す。又、剪断帯の岩石中の石英は、変形時の応力を反映して、結晶内に多数の転位が生成されている。この転位付近に形成される歪場によって、石英の平均的な結晶内歪がかなり大きいことも明らかにした。微結晶石英や大きな変形を受けた岩石中の石英のように、大きな歪エネルギ-を結晶内や粒界付近に持つ石英が、熱(特に、変成作用時の熱)の影響でどのように変化していくかを検討するため、いくつかの地域を例にとって研究を始めた。その結果、チャ-トを構成する微結晶石英はその粒径を増大させることによって歪エネルギ-を減少させ、安定化するというきわめて一般的な結果が得られた。しかし、その変化過程は単純ではなく、中間段階で転位密度を増大させ、内部応力による歪エネルギ-と転位による歪エネルギ-の和がほぼ一定になる段階が存在するらしいことが明らかになった。さらに、変成温度と粒径の関係から、結晶粒成長の過程に流体が関与したと解釈できる証拠が得られた。一方、強く変形された石英では、一定温度下で転位密度が大きいほど再結晶石英粒径が小さくなるという金属学分野でよく知られた結果が得られた。このことは、この種の岩石中の石英の熱による再結晶・粒成長機構に流体がほとんど関与しなかったことを示すものかもしれない。現在、今回購入した赤外分光光度計によって岩石中(あるいは石英中)の流体(特に、水)の存在状態と分布を明らかにすべく実験中である。詳細な検討はしていないが、石英中あるいは石英粒界にはいろいろな状態で“水"が存在することを示すスペクトルが得られている。今後、スペクトルの詳細な検討で、結晶化・変形・再結晶・結晶粒成長の過程での流体の役割を明らかにしていく予定である。

3,セン断体の石英の変形と"水"について検討した。変形度の大きな岩石中の石英で"水"の存在量が多くなる。この結果は変形機構との関連で興味あることであり,現在検討中である。4,引き続き検討する事項。(1)広域変成岩中の石英の組織変化と"水"(水以外の流体についても検討)の役割を明かにしたい。(2)石英以外の鉱物(かんらん石,十字石,トパーズなど)中の"水"("水"以外の流体についても検討)の組織・構造形成機構との関連などの検討を引き続き行なう。岩石あるいはそれを構成する鉱物の変形に、"水"が重要な役割を担っていることはよく知られている。岩石を構成する鉱物、特に石英結晶、に注目して、鉱物中の水の存在様式と分布およびその存在量を検討するため顕微FTIR法によって実験を進めてきた。存在様式についての検討には大きな進展はなかったが、その分布については従来指摘されていたように、粒界に多く存在することを確認すると共に、一つの岩石中の同一鉱物でも鉱物粒が違うと水の存在量がかなり違うことを見いだした。水の存在量の定量化は、水の変形に及ぼす効果を考えれば、きわめて重要である。この定量化を実現できる方法の開発に大きな進展を見た。石英中の水に関連する赤外吸収スペクトルの強度は石英試料の厚さに比例して強度は大きくなる(ランバ-ト・ベ-ルの法則)が、結晶方位に対する異方性が強い。このため岩石薄片中の石英の方位を決定しないと水の量の定量は実際上できない。そこで、"水"に関係ないと考えられているスペクトルの強度変化を使って試料石英の厚さと方位を決定する方法を開発中で、現在まだ問題点があるが、任意の方位と厚さの石英中の水の定量が可能になると考えている。変形様式には塑性変形と脆性変形があるが、この両方の変形を受けたと考えられる組織を持つ岩石中の石英の研究を開始した。試料は中央構造線沿いの花崗岩類で、岩石薄片の光学顕微鏡観察と粉末X線法による回折線幅の解析から、岩石の受けた変形史と石英の歪量の変化を考察した。その結果、石英の歪量の変化が、鏡下観察による岩石の変形組織より考えられる二回以上の変形時期と、金属学や材料科学の領域でよく知られているホ-ル・ペッチの関係式を考慮することによって合理的に説明できることが明らかになった。さらに、これらの石英試料の顕微FTIR法による水の存在様式・分布と存在量の検討と変形時の水の役割を考察する予定である。岩石あるいはそれを構成する鉱物の変形,再結晶,結晶粒成長に,“水"が重要な役割を担っていると考えられている。地球科学的に興味ある種々の岩石を構成する鉱物,特に石英,に着目して鉱物中の“水"の存在形態,分布およびその存在量を顕微FTIR法によって検討している。今年度明らかになった事柄を列挙する。変形後に熱変成を受けた花崗岩中の石英について検討し,“水"の存在形態を3つのタイプに分類,再結晶・粒成長との関連を考察した。また,“水"の存在量の定量化についても成果が得られ,現在まとめている。1,石英の結晶構造を構成する微量元素として存在する水素で,珪素をアルミニウムで置換した時の電荷の不足を水素が補う形で結晶構造中に入っている。この時の赤外スペクトルは一般的にシャ-プである。2,石英中に入っているが結晶構造を構成する元素としてではなく,流体包有物として存在している。この場合の赤外スペクトルは非常にブロ-ドである。このブロ-ドなスペクトルは冷却実験から2つに分類できる。イ,冷却下で得られるスペクトルの波数が大きくシフトする。この場合の“水"は凍結して氷になるような水で単純な水分子の集合体と見なせる。これは電顕から肉眼サイズの流体包有物中の水である。
前頭葉注視システムの構造と機能

本研究では、訓練したサルの大脳前頭眼野において、注視中に強い持続発火を示す注視ニューロンから単一神経活動記録を行い、その滑動性眼球運動中の活動を解析した。注視ニューロンは、電気誘導性急速眼球運動(サッケード)が誘発される閾値より低い刺激強度の微少電流刺激によりサッケードおよび滑動性眼球運動の発現が両側性に抑制される、prearcuate gyrusの弓状溝下行脚に面した領域で数多く記録された。記録したうち三分の二以上の注視ニューロンが、滑動性眼球運動中に同側性または両側性に活動の減少を示すことが確認された。霊長類は、興味あるものが空間内に現れると、そこへ視線を向けて網膜の中心窩に捉える。この時、他の対象は無視する。これは注意が注視として外的に発現したものであり、注視と関連して不要な眼球運動を抑制する興味ある部位を、大脳前頭眼野において我々は見い出した。本研究は、この部位の投射先を同定して注視発現の機序を調べ、注視システムを明らかにすることを目的とする。解析は、サルの前頭眼野と中脳の上丘及び脳幹において電気生理学的・解剖学的手法を総合して進める。平成27年度は、訓練したサルにおいて、まず前頭眼野の微少電流刺激を行い急速眼球運動(サッケード)および滑動性眼球運動の発現が強く抑制される部位を同定した。この抑制は、電気誘導性サッケードが誘発される閾値より低い刺激強度で起こり、同側性抑制と両側性抑制の2種類に分けられる。前頭眼野の両側性抑制部位は、prearcuate gyrusの弓状溝下行脚に面した限局した領域であり、この領域では注視中に強い持続発火を示す注視ニューロンが数多く記録される。注視ニューロンの活動を滑動性眼球運動との関係で解析すると、注視ニューロンは滑動性眼球運動中に活動が減少するものから増加するものまで連続的に見い出されたが、そのうち三分の二以上の注視ニューロンが、滑動性眼球運動中に同側性または両側性に活動の減少を示すことが確認された。この注視ニューロンの活動の減少は、滑動性眼球運動のinitiationから始まり、maintenance中も続いた。また、catch-upサッケードを伴わない滑動性眼球運動においても、注視ニューロンの活動の減少が認められた。以上の結果から、前頭眼野の注視ニューロンはサッケードのみならず、滑動性眼球運動の抑制にも関わり、注視の維持に重要な役割りを果たしていると考えられる。平成27年度の研究計画で主な目標としていた、前頭眼野抑制野の同定を行った。これまでに我々は、訓練したサルにおいて系統的に前頭眼野の微少電流刺激を行う過程で、眼球運動と共に頭部運動がしばしば誘発されることを観察してきた。そこで、前頭眼野刺激により誘発される眼球運動と頭部運動を同時に記録し、両者の関係について解析を行った。頭部運動は通常、大きな振幅の急速眼球運動(サッケード)が誘発される前頭眼野内側部の刺激により誘発され、対側向きサッケードに伴って対側向き頭部運動が認められた。この頭部運動の潜時は、サッケードの潜時よりも通常長かった。刺激強度を変化させると、眼球運動と頭部運動は異なった特性を示し、刺激を強くするに従ってサッケードの振幅がall-or-none的に増加するのに対して頭部運動の振幅は徐々に増加した。以上の結果は、前頭眼野が眼球運動のみならず、眼球運動と協調して視線の安定に関わる頭部運動の制御にも関係することを示唆している。眼球運動と協調して視線の安定に関わる頭部運動について、解析を発展させた。解析は、サルの前頭眼野と中脳の上丘及び脳幹において電気生理学的・解剖学的手法を総合して進めた。平成29年度は、訓練したサルにおいて、前頭眼野の微少電流刺激により誘発される眼球運動と頭部運動の関係について解析を進めた。我々は、頭部固定下に前頭眼野刺激を行い、眼球運動と頭部トルクの同時記録を行った。この方法は、頭部を固定しているため、前庭動眼反射から分離して眼球運動を解析することが可能となった。まず前年度までの結果から、大きな振幅の急速眼球運動(サッケード)が誘発される前頭眼

野内側部の刺激により、対側向きサッケードと共に対側向き頭部トルクが誘発されることがわかった。さらに、微少電流刺激により対側向き頭部トルクと共に同側向きの遅い眼球運動が誘発される部位が、前頭眼野内側後部に見出された。この眼球運動は頭部トルクと潜時がほぼ等しく、対称的な特性を示すことから、頭部の運動活動のcorollary discharge(随伴発射)により生じたことが示唆される(Izawa and Suzuki, 2018)。本研究では、訓練したサルの大脳前頭眼野において、注視中に強い持続発火を示す注視ニューロンから単一神経活動記録を行い、その滑動性眼球運動中の活動を解析した。注視ニューロンは、電気誘導性急速眼球運動(サッケード)が誘発される閾値より低い刺激強度の微少電流刺激によりサッケードおよび滑動性眼球運動の発現が両側性に抑制される、prearcuate gyrusの弓状溝下行脚に面した領域で数多く記録された。記録したうち三分の二以上の注視ニューロンが、滑動性眼球運動中に同側性または両側性に活動の減少を示すことが確認された。前頭眼野の主な投射先である上丘において、系統的に微少電流刺激効果を検討する予定にしている。前頭眼野および上丘において系統的に微少電流刺激を行い、眼球運動と頭部運動の解析を継続して行う予定にしている。神経生理これまでの研究成果に関して、学会発表等を次年度に行うことにした。データレコーダの不調が生じたため、次年度に新規購入することが必要となった。研究成果発表の費用および平成28年度の研究計画通り、実験動物の費用、電極の費用、薬品の費用等に使用する。データレコーダの新規購入費用および平成29年度の研究計画通り、電極の費用、薬品の費用、研究成果発表の費用等に使用する。