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心理学研究におけるベイズ統計学の普及に関する教授法に関する研究

本年度は、心理学研究におけるベイズ統計学の普及に関する教授法に関する研究の仕上げとして、全国の20組の研究者と一緒にベイズ的アプローチによる分析事例を公開した。米国統計学会が2016年に発表した統計的有意性とp値に関する声明は「科学的な結論や決定は、p値が有意水準を超えたかどうかにのみ基づくべきではない。」と宣言されている。しかし声明は、新しい時代の統計データ分析の必要性を示すのみで、残念ながらそれに代わる具体的な定石を示していない。群雄割拠の2018年現在、承認された新しい分析手続きとしての定石は、今だ確定していない。百家争鳴の状況だから、いろいろな流儀があって、どうすべきかの意見は必ずしも一致していない。しかし我々は権威者から新しい定石が与えられるのを待つのではなく、統一されてから動くのでもなく、事例集を著した。ただし不安定なことを論じているのではない。細かい違いはさて置き、1つだけはっきりした新しい道筋が見つかっているからである。それは尤度を使って現象を考えるという心理学研究のパラダイムである。これは有意性検定の手続きを暗記し、当てはめ、有意水準を超えたか否かを判定するという、現在主流の心理学研究のパラダイムを180度転換する思考法である。ベイズか頻度論かという選択とも違う。「この興味深い現象は、どのように生成され、データとして自分の眼前に現れたのだろう」という疑問に尤度を使って答えることである。確率分布によってデータの生成過程をモデル化することである。本年度はその活動を達成できた。本年度は主としてベイズ統計学を利用し、4つの仕事をした。1つは、「3次までの積率を独立に特定できる非対称正規分布の表現」である。統計解析では正規分布が多用される。それは1次と2次のモーメントが陽な形式で独立に指定できるという性質が大きく寄与している。本研究ではその性質を3次までに拡張した非対称正規分布の表現を提案した。実証的には、ブランド価値の分布の歪みの分析を行った。2つ目は「項目特性図における情報量規準を用いた群数の選択法」である。より良いテストを運用し続ける際に、必要なことは、項目分析が必要不可欠であり、そのためには項目特性図が効果を発揮する。しかし従来の項目特性図は、その群数を根拠なく決めなければならないという欠点があった。本研究では、情報量規準を用いて項目特性図に関する群数を自動的に決める方法に関して提案した。「3つ目は多面評価における信頼性係数と妥当性係数の導出ー評価者の違いを考慮した項目数決定のためにー」である。人事評価における多面的評価において、上司の人数は信頼性係数と妥当性係数に大きな影響を与える。本研究では、それらを合理的に扱う方法を提案した。本年度は主としてベイズ統計学を利用し4つの仕事をした。1つは「DeLury法を用いた自由記述における知見の種類数の捕獲率」である。生物資源量を推定するために提案されたDeLury法を自由記述における観点の推定法に応用することを提案したのである。授業評価アンケートへの自由記述を分析して、当該の授業に対する評価観点数を推定した。2つ目は「項目特性図を用いた誤答分析における仮説に基づいた誤答選択肢の併合と仮説モデル比較のための情報量規準算出方法」である。より良き項目を作成するためには、正答分析だけでなく適切な誤答分析を行う必要がある。本研究では情報量規準を利用して、複数の教科教育的仮説の選択を行うことを可能にした。3つ目は「項目反応理論を用いたテスト運用への切り替えコスト軽減の試み」である。近年、項目反応理論によるテストの運用が増えてきている。古典的テストモデルからの切り替えを行う際に、出来るだけコストがかからないように項目反応モデルに切り替えることが肝要である。本研究ではベイズ的アプローチを利用してコストダウンを行った。4つ目は「無制限複数選択形式の分割表データに対する因子分析」である。心理学の分野において、因子分析は多用される分析手法であり、無制限複数選択法によって得られた分割表形式のデータに対する因子分析法の需要は高い。本研究では、STANを利用した解析法を提案した。「おおむね順調に進展している理由」を挙げるならば、世の中全体がベイズ統計学による伝統的な統計学に対する優位性を認めるようになってきたからである。第79回日本心理学会公募シンポジウムでは、初日の午前中に開催されたにもかかわらず、立ち見が出る盛況であった。研究仮説が正しい確率を直接的に計算できる明快さが伝わり、当日のシンポジュームは大盛況のうちに閉幕した。またアメリカ統計学会ASAは、2016年3月7日に、p値の誤解や誤用に対処する6つの原則に関する声明をだた。この声明は「『ポストp < 0.05時代』へ向けて研究方法の舵を切らせることを意図している」(R. Wasserstein)ものだと言明されている。有意性検定は習得しても、そして使い続けてさえいても、理論を誤解し、直ぐにその本来の意味は忘れてしまう。有意性検定の理論体系は、その利用者に不自然な思考を強いる。また数学的に高度であり、文科系の学生には理解ではなく、暗記を強いる。このことが様々な学会に浸透しつつあることが、本研究がおおむね順調に進展している理由と言えるだろう。本年度は主として4つの仕事をした。

1つ目の研究は「チェック・インから購買までの時間を利用したマーケティング・セグメンテーション」である。この研究では潜在混合分布モデルを利用した交差検証法による段階的ベイズ分析を行った。近年、マーケティング施作の1つとして、ネットによるチェックインを利用する企業が現れてきた。本研究では時間別の分布が3つの分布の混合であることを明らかにした。2つ目の研究は「アジア12か国のブランド価値の普遍性・多様性解釈のためのベイズ分析的構造方程式モデリングによるアプローチ」である。インターナショナルは比較研究は、何を基準として比較を行うかという基本方針が重要である。本研究では、バックトランスレーションを念入りに行った項目と、測定対象であるところのブランドを固定して比較を行っている。3つ目の研究は「傾向スコアによるロイヤリティ・プログラムの効果検証」である。インセンティブとして、ポイントを与えるシステムは多いけれども、これは果たしてロイヤルティを向上させているのかは、難しい問題である。ロイヤリティは育たないでインセンティブだけ享受している可能性があるからである。本研究では傾向スコアを用いて、ロイヤリティ・プログラムの効果を検証した。4つ目の研究は「カスケード故障モデルを用いた商品ネットワーク分析」である。販売の現場では、ある商品が売り切れることは、その商品を売りそこなうばかりでなく、関連商品をも売りそこなう可能性を有する。その関係性の分析に、これまでPOSの分析にはあまり利用されてこなかったネットワーク分析を適用した。おおむね順調に進展している理由をあげるならば、世の中がベイズ的アプローチを認め始めていることである。たとえば第58回教育心理学会総会自主企画シンポジウム「<ポストp値時代>の統計学」では、立ち見はもちろんのこと、教室がいっぱいになって入室できない人がいたほどである。また、たとえば自主企画シンポジウム「ベイズ統計学と歩む,これからの心理学研究」にも多くの研究者が参加してくれた。ここでは数学的障壁に阻まれ,これまで利用される機会が少なかった発展的な確率分布(I部),適用分野が多岐に渡る汎用的解析ツール(II部),心理学における有用なモデル(III部)をベイズ統計学による分析例を通して紹介した。近年,ベイズ統計学はその方法論を拡大し,これまでの主流であった頻度論による伝統的統計学を凌駕する勢いをみせている。心理学をはじめとした社会科学の研究領域でも,その重要性はこれからますます高まることが予想される。雑誌バイオメトリカ(Biometrika)の過半数の論文が,ベイズ統計学を利用している。多くの著名な学術雑誌も同様の傾向です。スパムメールをゴミ箱に捨て,日々,私たちの勉強・仕事を助けてくれるのは,ベイズ統計学を利用したメールフィルタである。ベイズ的画像処理によってデジタルリマスターされ,劇的に美しくよみがえった名作映画を私たちは日常的に楽しんでいる。ベイズ理論が様々な分野で爆発的に活用され、ベイズ的・アプローチなしには,もうデータ解析は語れなくなってきているためである。本年度は、心理学研究におけるベイズ統計学の普及に関する教授法に関する研究成果として3つの書籍と、3つの査読付き論文を公刊した。
MRIによる摂食嚥下動態の画像解析法の開発についての研究

Videofluorography(VF)との比較では、VFは硬組織の描出には優れているが、軟組織の描出は困難で、しかも骨や歯の像との重なるため舌の描出も容易ではない。一方、MRIは硬組織の描出ではVFに劣るが、軟組織については極めて優れている。またVFが透視画であるのに対し、MRIは断層像であるため、他組織との重なりがない。そのためMRIは舌や軟口蓋、咽頭後壁のみならず舌骨舌筋の走行も観察できる。また時間分解能が改善すれば、時間軸を取り入れた4次元画像が得られるようになり、生理運動の解明や病態診断に応用できる可能性があると思われた。本研究で得られた摂食嚥下動態のMRIデータを生理運動の解明や病態診断に応用するために、摂食嚥下機能をシュミレートする生理学的計算モデルを構築する計画を進めている。今年度は健常ボランティア10名を対象に以下の15について検討を行った。1.座位MRI撮影用チェアの作製撮影用チェアは撮影姿勢が調整できる構造とし、磁気の妨げにならない木製の材料を選択した。背もたれの角度は垂直から30度後屈までの調整が可能であり、また部分的にクッションを使用することで頭部の安定を得ることができた。しかし座面の調整には改良が必要と思われた。今年度は暫定的ではあるが撮影の目的に沿ったものを作製することができた。2.座位MRIの撮影作製した座位MRI撮影用チェアを用い撮影姿勢を変化させ、それらの摂食嚥下動態を検討した。MRI装置は先端医療センターのMRI装置(0.5T, SignaSP, GE社製)を使用した。造影剤は経口造影剤(クエン酸鉄アンモニウム/フェリセルツ【○!R】大塚製薬)を用い、液状やゼリー状の形態の摂食嚥下動態の違いも評価した。今回は舌、咽頭筋、喉頭筋の動きを解析するための基礎的データを収集した。座位での撮影は自然な嚥下動態を評価できる点で有用であると思われたが撮影速度の面では連続性に欠けると思われた。従来から行われてきたVFを撮影しMRI画像と比較検討した。画像のスムーズな動きはVFの方が優れているが軟組織の描出はMRIの方が明瞭に描出された。4.ビデオ内視鏡(VE)の画像との比較従来から行われてきたVEを撮影しその画像と比較検討した。VEは口腔咽頭部の直接の観察が可能であり有用性は高いと思われるが嚥下の瞬間を観察できない。MRIはVEの観察方向と同じ方向での観察が可能であった。5.超音波(Echo)の画像との比較Echoを撮影しその画像と比較検討した。Echoは舌背面の動きを明瞭に描出できたがMRIのCoronal方向の観察でも同様の観察ができた。本年度は健常ボランティア7名を対象に以下の検討を行った。1.座位MRI撮影用チェアの作製昨年作製した試作品を元に、撮影姿勢が調整できる構造とし、磁気の妨げにならない材料を選択した。2.座位MRIの撮影作製した座位MRI撮影用チェアを用い撮影姿勢を段階的に変化させ、それらの摂食嚥下動態を検討した。撮影されたVF画像とMRIの画像とを詳細に比較検討した。4.ビデオ内視鏡(VE)の画像との比較撮影されたVE画像とMRIの画像とを詳細に比較検討した。5.超音波(Echo)の画像との比較撮影されたEcho画像とMRIの画像とを詳細に比較検討した。6.画像解析と評価摂食嚇下組織の構造とその機能の連携動作を定量的に解析した。本研究の最大の成果は、座位での摂食嚥下動態のMRI撮影に成功したことであろう。これにより生理的な状態に近い摂食嚥下動態の描出が可能となり、さらに被験者自身による補食が可能となることを示した。また収集したMRI基礎データから動的な嚥下関連筋の構造とその機能の連携動作を定量的かつ客観的に解析し、2次元動画像や3次元画像を作成することができた。しかし問題点も明らかになった。それはこの装置では詳細な嘘下動態を評価する時間分解能が不十分であったこと、そして咽頭期の描出能が低かったことであった。VF、VE、Echo画像と比較し、現時点でのMRIを用いた摂食嚥下動態の評価に関しての利点や問題点が明らかになった。

本研究の成果の一部は第9回日本摂食嚥下リハビリテーション学会・学術大会、第45回日本歯科放射線学会総会、第5回アジア国際顎顔面放射線学会及び第83回国際歯科研究学会にて発表し好評を得た。また第45回日本歯科放射線学会総会では野井倉武憲賞(学術発表賞)を受賞した。本研究の成果は現在、学術雑誌へ投稿中である。
法規範としての国際法規範の存立基盤に関する基礎的研究

国際社会において、これだけ無力と見え、「法規範」とみなすことができるかさえも疑われるような国際法について、(1)国内法規範との対比の上での法規範としての特色、および、(2)形成・適用・解釈のそれぞれの原理の解明、という二つのテーマに取り組んだ。理想としての法のあり方と現実の国際社会のなかでの法のありかたを峻別することがなによりも肝要であることを、安達峰一郎の議論を例に取りつつ、とくに国際裁判のあり方との関連で指摘した。平成20年度においては、平成16年度から平成18年度にかけて行われた、科学研究費補助金基盤研究(B)「東アジアにおける近代ヨーロッパ国際法の受容と伝統的華夷秩序の相克に関する研究」(研究代表者:柳原正治)の研究成果を、本研究参加者の間で確認する作業をなによりも最初に行った。この研究は、19世紀後半にわが国、中国、それに朝鮮にどのようなかたちで近代ヨーロッパ国際法が受容されたか、そのさいに伝統的な華夷秩序との相克はどのようなかたちで乗り越えられたかを中心的な課題としていた。この作業の中で、近代ヨーロッパ国際法の本質がそれぞれの国においてどのように捉えられていたのかという問題の解明を通じて、国内法規範からのアナロジーとしての近代国際法の「法規範」としての歴史的意味を明らかにすることができた。そのうえで、本研究の主眼である、現行の国際法が抱えている根源的な難問について、(1)国内法規範との対比の上での国際法の法規範としての特色、および、(2)国際法の形成・適用・解釈のそれぞれの原理の解明、という二つの大きなテーマに分類して研究を進めることを決定した。この作業により、法規範としての国際法規範の存立基盤を明らかにできるととらえられる。具体的には、(1)国際法における戦争・武力行使の位置づけ、(2)国際法における「戦争に至らない武力行使」の位置づけ、(3)近代国際法の根源的な原則としての主権平等原則の意義、(4)国際法規範の合法性と正当性の乖離、(5)国際法規範にとっての衡平概念(とくにequity praeter legesやequity contra leges)の意義、(6)国際法主体性をめぐる議論の意義、(7)国際法の形成と適用と解釈の相互関係の解明、(8)個別分野(たとえば国家領域)における国際法の形成・適用・解釈のあり方、などといった個別のテーマについて、今後研究を進めていくべきことについて合意した。平成21年度においては、本研究の主眼である、現行の国際法が抱えている根源的な難問について、(1)国内法規範との対比の上での国際法の法規範としての特色、および、(2)国際法の形成・適用・解釈のそれぞれの原理の解明、という二つの大きなテーマに分類して研究を進めることを決定した前年度の作業を継続することとした。具体的には、(1)国際法における戦争・武力行使の位置づけ、(2)国際法における「戦争に至らない武力行使」の位置づけ、(3)近代国際法の根源的な原則としての主権平等原則の意義、(4)国際法規範の合法性と正当性の乖離、(5)国際法規範にとっての衡平概念(とくにequity praeter legesやequity contra leges)の意義、(6)国際法主体性をめぐる議論の意義、(7)国際法の形成と適用と解釈の相互関係の解明、(8)個別分野(たとえば国家領域)における国際法の形成・適用・解釈のあり方、などといった個別のテーマについて、研究を進めた。この過程で、研究代表者は、レサッファー教授(オランダ・ティルブルク大学)や朴培根教授(韓国・釜山大学校)との間で、これらの諸問題についての意見交換を行うこともできた。最終年度である平成22年度に向けての、中間的な作業を終えることができる。また、研究代表者と研究分担者(深町朋子)は、法規範としての国際法のあり方を根源から問うことを目的とする国際法教科書を出版することができた。最終年度である本年度においては、本研究の主眼である、現行の国際法が抱えている根源的な難問について、(1)国内法規範との対比の上での国際法の法規範としての特色、および、(2)国際法の形成・適用・解釈のそれぞれの原理の解明、という二つの大きなテーマに分類して研究をとりまとめる作業を行った。この作業により、法規範としての国際法規範の存立基盤を明らかにできた。

この過程で、研究代表者は、昨年度に引き続き、レサッファー教授(オランダ・ティルブルク大学)や朴培根教授(韓国・釜山大学校)との間で、これらの諸問題についての意見交換を行うこともでき、研究の取りまとめに大きな示唆を得られた。これらの個別テーマのなかでもとくに、国際法の適用の場としての国際裁判のあり方についての研究は、理想としての法のあり方と現実の国際社会のなかでの法のありかたを際だたせるものの一つである。常設国際司法裁判所の強制管轄権をめぐる、安達峰一郎の議論はその意味で、現在もなお大きな意義を持つものといえる。
独自化する自己像－性別に違和感を覚える人々の生活世界から

本研究の目的は、性別違和を覚える人々のジェンダー/セクシュアリティと、商業世界との関係性の変化を解明することである。国内トランスジェンダーの歴史のなかで、商業と性別移行は非常に強く結びついてきたにもかかわらず、その実態についての理解は限られたものだった。そこで、本研究を通じて、かれらの性が、現状、どのようなジェンダー規範のもとにどう商業化され取り扱われているのか、また、貧困や性感染症などについてどのような問題が起こっているのかを明らかにしようとした。2016年度の調査では、都内の女装者、セックスワーカーなどのキーパーソンたちへの聞き取り調査を実施した。歴史的にトランスジェンダーや異性装者の人たちがどのように商業世界と関わってきたか、また「性同一性障害」概念の登場後にその関係性にどのような変化があったかについて知見が得られた。また当該調査で得られた知見については、学術雑誌に論文の形でまとめた。28年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度の本研究は、日本及びアメリカを中心とした欧米のトランスジェンダー史の整理と、ポストモダニティにおけるトランスジェンダー現象の理論構築に重点を置いてなされた。トランスジェンダー史の整理、及び理論構築は、世代調査を行うに際して重要であり、すなわち、現代のXジェンダーを取り巻く状況は、歴史的、地理的にどういった意味があるのか、また、ポストモダニティにおけるトランスジェンダー現象は現代社会理論においてどのような意義を有しているのかといった論点をより明確にするものである。理論については2015年3月のGID学会において口頭発表も行い、今後論文を発表するにあたり、手ごたえを得ている。トランスジェンダー現象から、現代的ジェンダーの特徴としてどのような理論が導き出せるかは、追及されるべき課題のひとつであり、本研究の成果により、ポストモダニティ論を用いながら、これに対する社会学の観点からの答えを導きだすことが可能となった。オーストラリアでの在外研究中に、ポストモダニティ理論の専門家で社会学者の、南オーストラリア大学教授アンソニー・エリオット氏とも意見を交わし、理論の内容をより充実させ、平成27年度中の論文発表を目指したい。また、当初の計画通り、南オーストラリア大学ホークリサーチインスティチュートで客員研究員として受け入れてもらい、研究を行うこととなった。2015年2月から渡豪し、学会の為一時帰国したが、その後同年4月より再びオーストラリアに戻り研究を続けている。今年度は、これまで行ってきたXジェンダーの人々と彼らを取り巻く社会/言説構造についての社会学的な理論的な総括を目標に研究活動を行った。こうした社会学理論の専門家である南オーストラリア大学ホークリサーチ研究所のアンソニー・エリオット教授のもとで客員研究員として受け入れてもらい、研究を行うこととなった。昨年度の2015年2月から渡豪し、国内学会の為に一時帰国したが、その後、同年4月より再びオーストラリアに戻り、翌2月まで、通算約1年に渡り、当該研究機関で研究を行った。また、LGBTに関する資料収集に関しても、多くの収穫があった。同研究機関では、膨大な書籍にアクセスすることが可能であった。特に、洋書籍に関して、本研究と関連する、ジェンダーや、精神医学、クイア理論などの情報収集ができ、研究の促進につながった。LGBTのイベントにも参加し、資料を収集した。また、オーストラリアのLGBT、あるいはジェンダー研究者との交流を積極的に行い、共同研究を行う方向へと具体的に動きだしている。フリンダース大学の准教授とは、トランスジェンダーの親の研究で日本とオーストラリアの比較研究を行うことになり、現在、実際にやり取りをしながら、共同執筆に向けて、アイディアを出し合っており、早ければ今年度中にも論文として形になるだろう。また、南オーストラリア大学で自殺とジェンダーの関係性を専門とされている研究者とも議論を交わしており、同博士の研究は、トランスジェンダーの問題でも最も関心の高い分野の一つである。博士には10月にオーストラリアへ2週間の招待を受けており、ここでの交流もさらなる交流の機会になるものと期待される。今年度の目的である、多様性言説についての理論化を行うことができ、また、予定されていた通り、南オーストラリア大学ホーク研究所のアンソニー・エリオット教授のもとで客員研究員として受け入れてもらい、研究を行った。また、資料収集や、オーストラリア研究者との交流などについても十分な活動を行うことができた。歴史的・理論的背景の整理作業は必須であり、来年度の研究課題をより進展させるものにもなったとはいえ、残念ながら、今年度の研究は、世代差を考察するためのインタビュー調査を十分進めるまでには至らなかった。そのため世代調査については、3年目の風俗調査と平行して行うこととしたい。

風俗調査は、さまざまな世代にインタビューをすることになるため、かれらの個人史もあらかじめ調査の対象であり、そのため、世代調査の役割もある程度兼ねるものと考えられる。今年度のトランスジェンダー史の整理とともに、この調査後に研究成果をまとめたい。今後は、新しい性の捉え方と、商業(歓楽街)の関係性について調査を行っていく。1990年代半ばに輸入された疾患概念「性同一性障害」の登場が、歓楽街におけるトランスジェンダーを取り巻く環境にどのような影響を及ぼしたかを考察するための第一調査の実施、および、スノーボールサンプリングでの第二調査へと調査を拡張していく。第一調査の対象者は、繁華街についての知識を有する人たちであり、かれらの証言を得て、繁華街や店についての現状、および、歴史を明らかにすることが第一の目的であるが、加えて、こうした人たちから、当該産業従事者の人たちを紹介してもらい、良好な関係性を構築しながら調査を行うことが目的である。さらに、第二調査へと対象を拡大する。ここでは、いわゆる「ニューハーフ」や「オネェ」などと表象される人たちの、アルコールを提供し、会話やショーで客を楽しませる業態に焦点を当てる。そこで求められる技能・接客の現状を把握し、業界の文化的特性やジェンダー規範、あるいはジェンダー・アイデンティティに関する規範意識がどのように変化してきたのかを考察する。そうすることで、疾患概念の影響、すなわち、「性同一性障害」という概念が一般社会に普及したことに起因して、「性別越境者」がどのようにまなざされるようになり、それが、かつての性別越境者のあり方を前提とした従業員同士の関係、客との関係、また、商業のあり方にどう影響していったのか検証する。対象規模は可能な限り拡大を目指すが、プライバシーや調査倫理、関係性構築などを考慮すると、ある程度の長期化が考えられ、その場合には次年度以降新たに調査プロジェクトを引き継ぐこととする。28年度が最終年度であるため、記入しない。第一に、上述の通り、今年度ポストモダニティにおけるトランスジェンダー現象の理論構築をかなりの程度進められたため、平成27年度オーストラリアでの研究では、これをたたき台として、南オーストラリア大学のエリオット教授の協力のもと、より理論を精緻化することが可能となった。この成果については、欧米のジャーナルにて発表することを検討している。第二に、オーストラリアにおけるトランスジェンダーやLGBTの活動についての情報収集や整理を今後も継続して行っていきたい。
細胞内の微量タンパク質を高感度に単離精製するための新手法

微量タンパク質を高感度に単離精製する方法の開発を目指し、3種類のビーズ表面を、光分解基を含む化合物で修飾し、クリックケミストリーにより可溶性分子を捕捉した。また、モデルタンパク質のビーズへの結合と光照射による溶出の検討をおこなった。ビーズ表面の固相合成には従来法を用いた。モデル化合物を用いたビーズ表面でのクリックケミストリーの進行も確認できたが、この反応に用いる銅イオンがタンパク質の非特異的吸着に関与する可能性が示唆された。ビーズ表面に結合したモデルタンパク質の光照射による溶出実験では、溶出が確認できたが定量的評価は今後の課題である。モデル化合物を用いた光分解反応生成物の同定も検討中である。タンパク質の効率的かつ高感度な単離精製法を確立するために、ビーズ表面を光分解基を含む有機分子で化学修飾し、光反応により先端部分がビーズから脱離する系の開発を引き続きおこなった。昨年度、ビーズ表面に光分解基を介して色素分子を導入したモデルビーズでの定性的な検討をおこなったことを受けて、本年度は光反応効率を定量的に調べた。まず、光分解基の反応効率を評価するために、ビーズを用いない検討をおこなった。光分解基に蛍光色素を結合した分子に紫外光を照射して、高速液体クロマトグラフィーにより光分解反応の経時変化を追跡した。365 nm光照射により、原料は減少し、色素分子が放出されることを確認した。30分程度の光照射により原料は完全に分解することが分かったが、色素の放出量は、他のピークとの重なりにより、精密に測定することができなかった。ビーズとして、バイオ研究者にとってハンドリングが容易な磁気ビーズ(Dynabeads)を用い、その表面修飾の効率を、ビーズ表面に結合させる蛍光色素の反応洗液中の濃度(反応しなかった色素量)を用いて評価した。これと並行して、ビーズ表面への色素吸着量をフローサイトメーターによる測定で評価した。蛍光色素の定量から、反応させる色素量が増えるほど吸着量も増加するが、非特異的な吸着量も増加することが分かった。フローサイトメーターによる測定では評価が難しく、両者の測定結果を併せて評価するには、用いる蛍光色素の量に制限があることが明らかとなった。非特異的吸着量を抑える必要があること、および、実質的にビーズ表面に照射される光量を確保すること等は重要で、今後はDynabeads以外のビーズも検討の候補にすべきと考えている。新規なタンパク質の単離精製法を開発するための第一歩として、ビーズ表面を光分解基を含む有機分子で化学修飾し、光反応により先端部分がビーズから脱離することを確認する実験をおこなった。ビーズ表面を修飾する機能性分子の設計として、光分解基(2-ニトロベンジル誘導体)にビーズ表面への結合部位(アミノ基)を導入した。光分解反応を追跡するために蛍光色素を結合させ、光照射により蛍光色素が放出されるようなモデル化合物を設計した。市販の試薬から4段階の反応により、モデル化合物を合成する経路を確立した。ビーズは、上記モデル化合物を結合できるように表面が活性エステルとなっている市販の固相担体を利用した。ビーズにモデル化合物を結合させ、表面を十分に洗浄した後、フローサイトメーターにより分析したところ、表面の蛍光量の増大が観測された。これは、蛍光色素のみをビーズと混合した場合や、ビーズの表面を不活性化した後にモデル化合物と反応させた場合に比較して有意に増大しており、ビーズ表面がモデル化合物により修飾されたことが明らかになった。この方法により作成したビーズに365 nmの紫外光を照射したところ、蛍光分子が放出された。これは、フローサイトメーターによる分析をおこない、光照射に伴ってビーズ表面の蛍光量が減少することから確認できた。また、上澄み溶液の紫外可視吸収スペクトル測定により、蛍光分子が放出されていることも確認した。これらの結果より、本研究課題で開発しようとしている技術要素のうち、ビーズ表面を修飾する技術と光照射によりビーズ表面に結合した分子を放出する技術の基礎的知見が得られた。この他に、ビーズ表面でクリックケミストリーをおこなうための機能性分子の合成法の検討にも着手した。昨年度に引き続き、本研究で目指す技術要素を確立するための検討をおこなった。昨年度まで利用していた磁気ビーズ(Dynabeads)では、非特異的なタンパク質の吸着や蛍光によるタンパク質定量に困難を伴うことが分かったきたため、他のビーズの検討が必要と考えた。本年度は光分解基があらかじめ導入されている市販のビーズを用い、表面をビオチンで修飾したのちに、蛍光標識ストレプトアビジンと混合した。蛍光顕微鏡でビーズ表面を観察したところ、蛍光の増大が見られ、その蛍光強度は光照射により減少した。

この蛍光強度の変化は、表面をキャッピングしたコントロールビーズでの結果と比較して有意と考えられた。蛍光標識ストレプトアビジンの吸着量や光照射による溶出量の定量が今後の課題である。クリックケミストリーを用いて、ビーズ表面に(タンパク質を結合した)リガンド分子を導入するためのモデル実験として、末端アルキンをもつ光分解基とアジドを導入したビオチンとのクリックケミストリーをおこなった。モデル反応の条件検討によりクリックケミストリーが進行する条件を見出したので、その生成物を用いて、光反応性を調べるために紫外光照射をおこなった。光分解反応は進行しているが、その生成物は予想した化合物と一致しなかった。生成物が光照射により分解する可能性や、共存する化合物と反応する可能性を調べたが、反応に大きな影響を与えるほどの変化は確認できなかった。反応の経過を調べるためにNMR管中で光照射をおこない、NMRスペクトルによって反応を追跡したところ、光照射に伴って出現する新たなシグナルを確認した。光分解のプロセスで生じると考えられるこれらのシグナルは、時間とともに消失することが明らかとなった。この中間体の構造について検討中である。有機化学平成25年度は、(1)紫外線照射によるビーズ表面に結合した分子の放出(定量的検討)、(2)ビーズ表面でのクリックケミストリー、(3)アビジンービオチンのペアを標的タンパク質とそのリガンドと見立てたモデル実験、の3項目について検討することを目標としていた。(1)についての検討をおこない、ビーズを用いない実験で、光分解基が期待される機能をもつことを示すことができた。しかし、ビーズ表面での結合形成/結合切断の評価は非特異的に吸着した分子との区別も含めて評価が難しいことが分かってきた。この問題を解決するために、ビーズの表面修飾および光分解反応の条件検討を進めることを優先しておこなった。そのため、当初予定していた(2)と(3)の検討に着手するには至らなかったが、優先順位の高い検討事項を集中して進めることができた。上記の事情から予定していた3項目の検討事項のうち2項目が先送りとなったため、「遅れている」と評価した。平成24年度は、ビーズの表面修飾および表面修飾ビーズの性質について検討することを計画しており、具体的には、(1)モデル化合物によるビーズ表面修飾、(2)ビーズ表面でのクリックケミストリー、(3)紫外光照射によるビーズ表面に結合した分子の放出、の3項目について検討することを目標としていた。これらの検討の前提となる、ビーズ表面修飾用のモデル化合物の合成については、合成経路を確立した。当初は、クリックケミストリーのためのアルキン修飾分子を合成する予定だったが、検討を進めていく中で、ビーズへの結合量や光分解反応の定性的・定量的検証のためには、アルキンの代わりに蛍光色素分子を利用することが適切であることが判明し、分子設計を変更した。蛍光色素を有効利用することで(1)の検討を進めることが出来、定性的に有効性を示すことができた。このモデル化合物自体を直接(2)の検討に用いることはできないが、合成経路の一部を変更することでアルキン修飾分子を合成可能であると考えられる。この検討は平成25年度におこなう。
唾液腺水分泌のカルシウムイオンとcyclic AMPによる細胞内分子的制御機構

カルシウムイオンとcyclic AMPの水分泌に果たす役割に関して以下の結果を得た。1)唾液腺からの分離腺房細胞からの蛍光色素カルセイン分泌に対する自律神経作動薬のうちカルバコール,ノルアドレナリン及びα作動薬が顕著な効果を示した。2)副交感神経作動薬カルバコールによる蛍光色素分泌に対し,単独では効果を示さないβ交感神経作動薬であるイソプロテレノールは増強効果を示した。3)蛍光色素の分泌増強効果を示す自律神経作動薬が,細胞内カルシウムイオン濃度を増加させた。4)蛍光色素分泌の異なりアミラーゼ分泌は,β交感神経作動薬で増強された。5)還流唾液腺からの蛍光色素の分泌は分離腺房細胞からの分泌と異なりカルバコールとα作動薬刺激水分泌刺激直後に一過的であった。6)蛍光色素分泌及び水分泌に対し,カルシウムイオノフォアA23187は緩やかに促進効果を示した。還流液中のカルシウムイオンを除去すると後期の持続的な水分泌のみが,抑制された。Cyclic AMP単独投与では効果を示さなかったが,しかしcyclic AMPとCChの併用は水分泌を抑制した。顎下腺での上記結果とは異なり,耳下腺ではcyclic AMPはCChによるカルセイン分泌を増強した。7)Kチャネル阻害剤Baは水分泌とカルセイン分泌を抑制した。Clチャネル阻害剤DPCは,初期水分泌とカルセイン分泌には影響しないで,後期の持続的な水分泌を抑制した。8)CCh刺激直後には,腺腔側に面した細胞膜が落ち込み腺腔が拡大し,カルセインは細胞内細管内に分泌された。刺激後に引き続いて腺房細胞内に液胞が形成された。細胞外のカルシウムイオンの除去や,Kチャネル阻害剤Ba処理により,液胞形成は抑制された。Clチャネル阻害剤DPCでは液胞形成は抑制されなかったが,液胞拡大が阻害された。9)自律神経刺激剤による燐酸化蛋白質を抗チロシン燐酸化抗体を用いて耳下腺で調べたところ,現在の所大きな差違は認められなかった。平成6年度は,まずアセチルコリンによる水分泌と蛍光色素分泌との相関とその分泌機構を明らかにしさらに細胞内カルシウムイオンの変化との関係を調べた。この効果は,レセプターレベルでの拮抗薬の抑制効果と一致していた。3)蛍光色素の分泌増強効果を示す自律神経作動薬が,細胞内カルシウムイオン濃度を増加させ,その濃度依存性は両者で良く対応していた。4)水分泌時の腺房細胞の形態変化をコンフォーカルレーザー顕微鏡で明らかにしつつある。水分泌刺激直後に腺房細胞は一過的に収縮し,この収縮と分泌との関連を調べている。5)蛍光色素分泌の異なりアミラーゼ分泌は,β交感神経作動薬であるイソプロテレノールで増強された。6)パッチクランプで調べたところ,腺房細胞のイオンチャンネルは副交感神経作動薬カルバコールで顕著に開放され,現在分泌との関連について調べている。

7)還流唾液腺からの蛍光色素の分泌は分離腺房細胞からの分泌と異なり水分泌刺激直後に一過的であった。平成7年度は以下の実験よりカルシウムイオンとcyclic AMPの水分泌に果たす役割を解明し,昨年度成果と合わせ報告集としてまとめた。1)蛍光色素分泌及び水分泌に対し,カルシウムイオノフォアA23187は緩やかに促進効果を示した。還流液中のカルシウムイオンを除去すると後期の持続的な水分泌のみが,抑制された。cyclic AMP単独投与では効果を示さなかったが,しかしcyclic AMPとCChの併用は水分泌を抑制した。顎下腺での上記結果とは異なり,耳下腺ではcyclic AMPはCChによるカルセイン分泌を増強した。2)副交感神経作動薬による蛍光色素分泌と水分泌に対するイオンチャネル阻害剤の影響は以下の様であった。Kチャネル阻害剤Baは水分泌とカルセイン分泌を抑制した。Clチャネル阻害剤DPCは,初期水分泌とカルセイン分泌には影響しないで,後期の持続的な水分泌を抑制した。3)上記実験時の細胞形態の変化をコンフォーカル・レーザー顕微鏡を用いて調べた。CCh刺激直後には,腺腔側に面した細胞膜が落ち込み腺腔が拡大し,カルセインは細胞内細管内に分泌された。刺激後に引き続いて腺房細胞内に液胞が形成された。細胞外のカルシウムイオンの除去や,Kチャネル阻害剤Ba処理により,液胞形成は抑制された。Clチャネル阻害剤DPCでは液胞形成は抑制されなかったが,液胞拡大が阻害された。4)自律神経刺激剤による燐酸化蛋白質を抗チロシン燐酸化抗体を用いて耳下腺で調べたところ,現在の所大きな差違は認められなかった。
緩和ケア情報システム(PCIS)を用いたがん登録システムの構築

本研究では、当施設で日常緩和ケア診療に用いている情報を緩和ケア情報システム(PCIS:Palliative care information system)に入力し、その項目とがん登録で必要な項目を比較検討した上で、予後予測に関連する因子の検討を行った。これをもとにがん登録のデザイン作成した。今後は試験導入を検討している。(1) PCISの情報とがん登録内容の共通事項の調査当施設で日常緩和ケア診療に既に利用している情報、即ち患者の原疾患、病変部位(遠隔転移の有無、その部位)、担当科(緩和ケアチームへの紹介元)、今までの治療内容、今後の治療方針、症状(身体的症状、精神的症状)、使用薬剤、合併症、在宅環境、家族環境などの項目からなるPCIS情報と、がん登録で必要な項目を比較検討し、がん登録で必要な情報がPCISに全て含まれているかを確認した。その結果、診断情報としては、診断時の住所、来院経路、腫瘍情報については、TNM分類、組織診断名などについてはPCISでは情報が不十分であることがわかった。(2)予後予測に関連する因子の検討当施設において緩和ケアチームが実際に介入を行った症例データから、予後と関連のある因子抽出を開始した。具体的には、緩和ケアチーム介入時の臨床データの中から、それぞれの疾患別に予後と関連のあると予測される項目(BMI;Body mass index、全身状態、腹水の有無、経口摂取の割合、浮腫の有無、酸素吸入の有無、血液データなど)と実際の予後を比較検討することで、疾患ごとの予後関連因子を検討するものである。現時点では、胃がんについては予後関連因子について解析が終了している。本研究は、緩和ケア情報システム(Palliative Care Information System; PCIS)を発展させ、これを利用したがん登録システムを構築するとともに、従来では不足していた進行期・終末期の情報を詳細に集約したシステムとすることで、より正確な予後予測研究が行えるようなデータベース構築を目指すことを目的とするものである。診断時からの早期緩和ケアが予後改善に寄与するという報告がなされて数年たち、本邦でも早期緩和ケアが推進されている。PCISを利用することで今後の緩和ケア普及に貢献すると同時に、これを利用する施設でのがん登録・予後予測研究が進み根拠に基づく治療(Evidence based Medicine;EBM)の発展に寄与することができると考えた。本研究の目的を達成するため、以下の手順で研究を進めた。(1) PCISの情報とがん登録内容の共通事項の調査を行う。当施設で日常緩和ケア診療に用いている情報からなりPCISの項目とがん登録で必要な項目を比較検討した。(2)予後予測に関連する因子の検討を行った。当施設において緩和ケアチームが実際に介入を行った症例データから、疾患ごとに予後と関連のある因子を抽出することを試みた。(3) PCISを利用したがん登録のデザイン作成する。(4)作成したがん登録システムの試験的導入し、その操作性や実用性を検証する。といったことについては、院内でのがん登録システムが機能し始めているため、具体的な作成・検証を実施することは困難だった。しかし、今後院内での電子カルテシステム変更が予定されていることから、今後作成・検証を行う方向で準備を進めているとことである。平成26年度の研究予定であった、PCISの情報とがん登録における必須項目についての比較検討を行うことができた。また、各種がんにおける予後因子についての解析も開始できている状況である。これらの結果をもとに、平成27年度の研究に着手できる見込みである。放射線治療今後は、実際にPCISを変更・改善させることにより、がん登録システムが構築するための試作を完成させ、それを実臨床でしようできるか試してみる予定である。試作完成のためには、引き続き周囲の先生方による研究協力を仰ぎ、指導頂く予定である。
モノマー配列でプログラミングされたらせんキラルポリラジカル高次構造と磁気光学機能

本年度は、次の項目について明らかにした。1.モノマー配列を制御したキラルポリ(1,3-フェニレンエチニレン)型ポリラジカルの構造と磁気的性質: 1,3-フェニレンビスニトロニルニトロキシドと4-エチニルフェニルニトロニルニトロキシドが交互に重なるように設計した光学活性な1-フェニルエチルアミノカルボニル基を有するポリ(1,3-フェニレンエチニレン)誘導体について、溶媒組成により分子内水素結合と疎溶媒効果の優先度を調整することでらせん方向を制御できることを明らかにし、また、比較的高温から反強磁性的挙動が見られるものの、低温においても常磁性的挙動が残されることから分子設計に対応して2スピン系と1スピン系が交互に折り畳まれた構造が達成していることが明らかとなった。2.光学活性らせんポリ(フェニルアセチレン)誘導体のらせん方向制御と磁気的性質: 3位にヒドロガルビノキシルを有するフェニルアセチレンモノマーとこれに光学活性な1-フェニルエチルアミノカルボニル基を置換したモノマーと共重合することで、片巻優先らせんポリマーが得られ、モノマー組成によりらせん方向を制御できることを明らかにした。らせん選択重合を経て得られたポリラジカルの磁化率測定では、4位置換体に比べて大きな反強磁性的相互作用を示した。3.モノマー配列を制御したポリ(9,10-アントリレンエチニレン)の合成とポリラジカルの電子状態:安定なガルビノキシル残基を有するポリ(アントリレンエチニレン)について、主鎖へのスピン非局在化が期待できるフェノキシル残基が末端ユニットのモノマー側鎖となるポリラジカルを合成した。フェノキシル側鎖置換基の位置規則性に関わらず、ガルビノキシルラジカルのみを有するポリ(アントリレンエチニレン)と比較して、ESR超微細構造の消失が観測された。当初の計画通り、アリーレンエチニレンを骨格とした基本的なマクロモノマーおよびシークエンス制御ポリマーなど確立した合成法により、より深化した分子設計の化合物を合成し、それらの高次構造と磁気的性質の相関に対する基礎知見も集積されつつある。前年度の成果を元に試料を量合成し、溶媒、添加剤、温度など外部刺激によりらせん構造を制御する条件をさらに探索すると共にらせん状のラジカル配置と電子状態・磁気的相互作用の相関を明らかにする。分子内架橋の条件等も最適化することにより精密ならせん構造を固定し、試料調製条件も広範囲に探索すると共に磁気光学効果についても知見を得る。1.モノマー配列で配置された分子内架橋部位により折り畳み構造を制御したポリ(1,3-フェニレンエチニレン)フォルダマーの合成ホルミル基を有するジエチニルベンゼンとトリエチレングリコールモノメチル鎖を有するジヨードベンゼンを合成し、重合した。また、ヒドロガルビノキシル残基とホルミル基を有する3,5-ビス[(3-エチニルフェニル)エチニル]ベンゼン誘導体と3,5-ジヨードベンゼンとを同様に重合することで対応するポリ(1,3-フェニレンエチニレン)誘導体を新規に合成した。モノマー単位として1量体と3量体を重合させることで、らせん折り畳み構造形成時にヒドロガルビノキシル残基が一つ置きに積層する構造のポリマーを合成できた。これらポリマーのホルミル基を光学活性な1,2-シクロヘキサジアミンと反応させることで、イミノ結合による分子内架橋により、クロロホルム中においてもらせん折り畳み構造が安定化したことが明らかとなった。架橋に動的共有結合を用いることで熱力学的に安定ならせん折り畳み構造の形成が優先され、不規則に架橋したポリマーからでも、らせん構造が優勢となる溶媒条件下で酢酸を添加することでイミンの交換反応によりらせん折り畳み構造で架橋された構造に変換できることを明らかにした。2.長鎖アルコキシ3置換ポリ(フェニルアセチレン)誘導体のキラル誘起標記誘導体を合成し、光学活性なメントールと混合して製膜することで、光学活性物質を含まないキラル構造が形成されることを明らかにした。3.水素結合でモノマー配列をプログラムしたオリゴアントリレンエチニレン誘導体の合成3,5-ビス(ヒドロキシメチル)フェニル基を末端に有するラジカル前駆体置換オリゴアントリレンエチニレンを合成し、強磁性的相互作用が期待できる反平行に配列した構造を構築することに成功した。当初の計画通り、アリーレンエチニレンを骨格とした基本的なマクロモノマーおよびシークエンス制御ポリマーの合成法についてはその方法論を確立した。また、分子内架橋や分子内水素結合など構造制御手法に対する知見も集積されつつある。1.モノマー配列を制御したポリ(9,10-アントリレンエチニレン)の合成安定なガルビノキシル残基と主鎖へのスピン非局在化が期待できるフェノキシル残基の両方を有するポリ(アントリレンエチニレン)を合成した。側鎖置換基の位置規則性に関わらず、ガルビノキシルラジカルのみを有するポリ(アントリレンエチニレン)と比較して、すべての共重合体においてESR線幅の狭幅化が観測された。これは、フェノキシルラジカルスピンが主鎖のアントラセン骨格に非局在化することでガルビノキシルとの交換相互作用が大きくなったためと考えられる。また、末端にテトラフェニルメタン構造を導入した2,7-フェノキシ置換ポリ(9,10-アントリレンエチニレン)を合成することで、溶液中でも反平行に配列して凝集した構造を示唆する吸収および発光スペクトル挙動を示した。

2.光学活性らせんポリ(フェニルアセチレン)誘導体の電子状態3,5-位に水素結合可能なヒドロキシメチル基および4-位にビフェニル構造を有する光学活性らせんポリ(フェニルアセチレン)誘導体が、デュアル発光機能を有し、その強度が極性溶媒刺激により制御された。すなわち、らせん構造が維持される非極性溶媒中では、主鎖付近のフェニル基間のエキシマー発光が優勢なのに対し、極性溶媒によりらせんπスタック構造が崩壊することで、側鎖ターフェニル基からの発光が優先されることを明らかにした。3位にヒドロガルビノキシルを有するフェニルアセチレンモノマーが、光学活性な1-フェニルエチルアミン存在下でらせん選択重合が進行することを明らかにした。CDスペクトルの溶媒および温度に対する依存性は低く、溶媒や温度に対してそのスペクトルが大きく変化する4位置換体に比べて安定ならせん構造を有しており、対応するラジカルを生成させてもCDスペクトルが観測された。当初の計画通り、アリーレンエチニレンを骨格とした基本的なマクロモノマーおよびシークエンス制御ポリマーなど確立した合成法により、より深化した分子設計の化合物を合成できた。それらの高次構造と電子状態の相関に対する知見も集積されつつある。本年度は、次の項目について明らかにした。1.モノマー配列を制御したキラルポリ(1,3-フェニレンエチニレン)型ポリラジカルの構造と磁気的性質: 1,3-フェニレンビスニトロニルニトロキシドと4-エチニルフェニルニトロニルニトロキシドが交互に重なるように設計した光学活性な1-フェニルエチルアミノカルボニル基を有するポリ(1,3-フェニレンエチニレン)誘導体について、溶媒組成により分子内水素結合と疎溶媒効果の優先度を調整することでらせん方向を制御できることを明らかにし、また、比較的高温から反強磁性的挙動が見られるものの、低温においても常磁性的挙動が残されることから分子設計に対応して2スピン系と1スピン系が交互に折り畳まれた構造が達成していることが明らかとなった。2.光学活性らせんポリ(フェニルアセチレン)誘導体のらせん方向制御と磁気的性質: 3位にヒドロガルビノキシルを有するフェニルアセチレンモノマーとこれに光学活性な1-フェニルエチルアミノカルボニル基を置換したモノマーと共重合することで、片巻優先らせんポリマーが得られ、モノマー組成によりらせん方向を制御できることを明らかにした。らせん選択重合を経て得られたポリラジカルの磁化率測定では、4位置換体に比べて大きな反強磁性的相互作用を示した。3.モノマー配列を制御したポリ(9,10-アントリレンエチニレン)の合成とポリラジカルの電子状態:安定なガルビノキシル残基を有するポリ(アントリレンエチニレン)について、主鎖へのスピン非局在化が期待できるフェノキシル残基が末端ユニットのモノマー側鎖となるポリラジカルを合成した。フェノキシル側鎖置換基の位置規則性に関わらず、ガルビノキシルラジカルのみを有するポリ(アントリレンエチニレン)と比較して、ESR超微細構造の消失が観測された。当初の計画通り、アリーレンエチニレンを骨格とした基本的なマクロモノマーおよびシークエンス制御ポリマーなど確立した合成法により、より深化した分子設計の化合物を合成し、それらの高次構造と磁気的性質の相関に対する基礎知見も集積されつつある。
記憶の固定化、および書き換えに寄与する新規予測誤差神経の探求

動物は予測された結果と実際との間に乖離または誤差が生じると、実際に起きた事柄を学習し、記憶する。形成された記憶は新規遺伝子発現誘導により、長期的な記憶に固定化される。しかしながら、その過程での予測誤差の作用機序は不明な点が多く、また固定化された記憶の書き換えにも予測誤差が寄与すると考えられるが、記憶の書き換えにおける予測誤差の作用機序もまた不明である。私はショウジョウバエにおいて、予測誤差と相関して活動を変化させる神経群を見出し、その活性は学習そのものではなく、長期記憶固定化に重要な遺伝子発現誘導に関わることを示唆する結果を得ていた。本研究では、1:予測誤差と相関する神経の動作機序を明らかにし、2:予測誤差による新規遺伝子発現制御を明らかにすることを目標とした。当初の計画では予測誤差を中心に計画を立てたが、私の発見した予測誤差と相関する神経活動は予測誤差そのものとは異なり、繰り返し学習に対して特異的に活動を変化させることがわかった。過去の研究では、繰り返し学習が記憶の長期固定化に重要であることは知られていたが、どのように繰り返し学習が記憶の固定化に寄与するか、不明な点が多かった。当該研究期間では、繰り返し学習依存的に活動が低下する神経を基礎に研究を進めた。その結果、活動が低下した結果、投射先の抑制性神経の活動が同様に低下し、脱抑制されて活性化される神経が存在することを明らかにした。脱抑制された神経は、繰り返し学習時にのみ活性化することで、遺伝子発現を誘導し、長期記憶を固定化させる神経であることを見出した。本研究により、同じ学習が繰り返されたことを検出する神経群が、遺伝子発現誘導を介した長期記憶の固定化に寄与する新たな知見が得られた。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、1:予測誤差と相関する神経の動作機序を明らかにする。続いて記憶固定化における遺伝子発現パターンを追うことにより、2:予測誤差による新規遺伝子発現制御を明らかにする。最後に、3:記憶の書き換え時の予測誤差を示す神経群とその動作機序、および役割を解明する。本研究により、予測誤差と長期記憶の固定化、および書き換えについて、今後の新たな記憶研究の展開が期待できると考えている。本年度は1、2について重点的に進め、成果を挙げた。特に、ショウジョウバエの記憶中枢であるγ神経が予測誤差と相関する活動を示すことを見出した点、またその活動は長期記憶形成に必要な遺伝子発現誘導に重要であることを発見した点が進捗であった。今後はγ神経の活動がどのように遺伝子発現を誘導するか、詳細に検証していく。ショウジョウバエは匂いと電気刺激を同時に与えると、匂い嫌悪記憶を形成する。この課題を15分間隔で5回以上繰り返すと、遺伝子発現依存的な長期記憶が形成される。学習成立に伴い予測が可能になるため、繰り返し学習中に予測誤差が消失し、予測誤差を司る神経の活動は減衰することが考えられた。神経活動に伴いMAPキナーゼ(ERK)はリン酸化される。ハエの記憶中枢であるキノコ体でも、学習時の神経活動に伴いリン酸化型ERK(pERK)が観察されるため、pERKを神経活動のマーカーとして用い、学習成立に伴い活動が減衰する神経を探索した。キノコ体γ神経と呼ばれる神経群で、学習に伴いpERKが減衰することを見出した。この減衰は学習が成立し、予測誤差がなくなった結果と解釈できる。この解釈の裏付けも得られている。以上より、γ神経の活動は予測誤差と強く相関することがわかった。キノコ体γ神経の活動を、Kチャンネル(kir2.1)を発現させることで抑制したところ、学習は成立したが、長期記憶は障害された。これより、γ神経による予測誤差は学習ではなく、記憶の固定化に重要であることが示唆された。私は記憶の固定化に関わる遺伝子群を、キノコ体を用いたエピジェネティクス解析で明らかにしている。中でも顕著な発現変化を示すArc2(哺乳類活動依存的遺伝子Arcホモログ)の発現誘導はγ神経の活動に依存した。γ神経のみを興奮させても遺伝子発現は誘導されないことから、哺乳類Arcの活動依存的発現モデルとは異なり、Arc2はキノコ体神経間の協調的活動が重要であることが予想された。このような協調的な活動は、予測誤差の消失と関連があると考えている。以上のように予測誤差と強く相関する神経の発見、およびその意義として遺伝子発現誘導を明らかにしたので、順調に進捗していると考えている。