hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リモートセンシングによる藻場分布マッピング手法の開発

本研究では藻場の分布域をモニタリングする方法として衛星リモートセンシングによるマッピング手法の開発を行ってきた。衛星画像の解析過程で放射量補正というマッピング精度を向上させる方法があるが、ここでは海底面の分光反射率と比例関係にあるBR指数に衛星画像を変換する方法を新しく開発した。これまで藻場の中でも海草藻場については実際にいくつかの海域で開発した手法により十分に高いマッピング精度を得ることができたが、ガラモ場やカジメ場などの海藻藻場に対しては検討していなかった。海藻藻場は海草藻場と同じく海産動物の産卵、成育の場として重要であり、日本国内においては海草藻場の7倍以上もの分布域がある。そこで本年度は海藻藻場についても衛星リモートセンシングによってマッピング可能か検討した。研究海域として静岡県伊豆半島南端に位置する下田市の大浦湾を選定した。大浦湾にはガラモ場、カジメ場およびアラメ場などの大型海藻による海藻藻場が分布しており、これらをマッピングの対象とした。マッピングの結果、解析過程でBR指数を用いた場合には97.9%と高いマッピング精度が得られ、BR指数を用いない場合の精度(79.1%)と比較して有意に向上した(p<0.05)。この成果により本研究で開発したマッピング手法が、海草藻場だけでなく海藻藻場に対しても利用できることを実際に示すことができ、今後の藻場のモニタリング研究における利用が促進されることが期待できる。これまで音響リモートセンシング手法の一つであるサイドスキャンソナーは海草藻場の詳細な分布図を作成するのに利用されてきた。本研究ではサイドスキャンソナーによって藻場を抽出しただけでなく'acoustic shadow'と呼ばれる海草の背後に現われる音響学的な影の長さにより海草の背丈を計測した。これにより岩手県船越湾において平均的な草丈が大きく異なるタチアマモとオオアマモをサイドスキャンソナーによって計測したデータから分類することが可能となった。またこれまではサイドスキャンソナーによる底質のマッピング精度については検証されていないが、本研究では誤差行列を用いて水中ビデオカメラのデータと比較し、全体の精度が97%と高い信頼性があることを示せた。またナイドスキャンソナーにより取得した2種類の海草の藻場分布データを世界で初めて術星画像を解析するための教師データとして用い、分類することに成功した。これらの結果を本年度International Journal of Remote Sensingという世界的な雑誌に投稿し受理された。チュニジア南部のガベス湾においても海草藻場でリモートセンシング調査を行った。この海域では地中海に広く分布するポシドニア藻場が優先している。船越湾とは透明度や地形など物理的な環境も大きく異なる。ガベス湾においてもこれまで開発してきたリモートセンシングによるマッピング手法により高い精度で藻場をマッピングすることに成功し、同手法の普遍性を示すことができた。またマッピングにより調査域での藻場の分布限界水深や底引き網漁業による藻場の傷跡を検出することができた。さらに過去に行われた藻場の分布調査のデータと比較することでガベス湾の藻場が近年著しく衰退していることが分かった。この研究結果の一部はモントリオールで開かれた国際会議で発表した。リモートセンシングによる海草藻場のマッピング結果を海草藻場のモニタリングに利用するためには全体の精度(overall accuracy)で90%稚度の高いマッピング精度が必要である。大気や水柱による光の散乱、吸収の影響を除去するための放射量補正はマッピング精度を向上させるための重要な過程である。沿岸海域の解析ではこれまでLyzenga(1978)らの開発したdepth-invariant index(DI指数)に衛星画像を変換する放射量補正が主に用いられてきた。この方法ではマッピングの精度を向上させることができるが、一方で、適用できる海域がカリブ海などの非常に透明度の高い限定されているという問題があった。そこで本研究ではこれに代わる新しい放射量補正として、衛星画像を海底の反射率と比例関係にあるbottom reflectance index(BR指数)に変換する方法を開発した。BR指数の効果を確かめるために、三陸海岸の船越湾とチュニジア共和国ガベス湾のマハレス沿岸の二つの海域で、BR指数とDI指数を用いたマッピングをそれぞれ行い、マッピング精度の検証を行った。その結果どちらの場合にもBR指数による放射量補正を行った場合のほうがマッピング精度が高く、全体の精度で90%前後の精度が得られた。また、Jerlovによる消敵係数に基づく海城の透明度の分類カテゴリーから、これまでより透明度の低い海域においても利用可能であることが分かった。この成果により、マッピング可能な海域が増え、衛星画像の海草藻場モニタリングへの利用促進が期待される。

大浦湾にはガラモ場、カジメ場およびアラメ場などの大型海藻による海藻藻場が分布しており、これらをマッピングの対象とした。マッピングの結果、解析過程でBR指数を用いた場合には97.9%と高いマッピング精度が得られ、BR指数を用いない場合の精度(79.1%)と比較して有意に向上した(p<0.05)。この成果により本研究で開発したマッピング手法が、海草藻場だけでなく海藻藻場に対しても利用できることを実際に示すことができ、今後の藻場のモニタリング研究における利用が促進されることが期待できる。
妊娠子宮における核カテプシンＬの機能と核移行メカニズムの解析

子宮内膜脱落膜化に際し、プロゲステロンにより一部の核膜孔構成分子の発現が増加し、核膜孔の構造変化が誘導される。同様にプロゲステロン依存性に発現増加するカテプシンLとCTLA-2αの一部は核膜孔を通過して核に移行し、両分子の結合により核内でのプロテアーゼ活性を担保されたカテプシンLは転写因子CDP/Cuxの短アイソフォームを生成することで細胞周期制御分子の発現を促進、細胞分裂を加速させる。同時に、アクチン伸長に関与する分子Arpc2の核移行が起きることで核内構造にも変化が生じ、クロマチンリモデリングと脱落膜化に必要な分子を効率よく転写するメカニズムが存在しているようだ。研究計画に基づいて遂行した研究において、本年度は以下の結果を得た。1)CTLA-2αおよびCtsLの細胞質ー核輸送に関する研究・前年度では、プロゲステロン(P4)刺激状態の子宮内膜間質細胞において核膜孔構成分子であるNup62発現が変化することを報告したが、異なる抗体を用いてのさらなる検討で、Nup62のみならずNup153発現がP4刺激により顕著に上昇することを見いだした。これら核膜孔構成分子とCTLA-2αおよびCtsLの細胞質ー核輸送の関係を解析するために、P4刺激下の子宮内膜間質細胞においてNup62またはNup153をsiRNAを用いてノックダウンしたところ、核CTLA-2αおよび核CtsLの発現だけではなく細胞全体のCTLA-2αおよびCtsL発現の低下が観察された。特に、発現の低下はP4により直接的な発現制御を受けていると考えられるCTLA-2αで顕著であった。このことは、子宮内膜間質細胞の核膜孔構成分子が転写調節分子としても機能していることを示唆した。2)核CTLA-2αおよび核CtsLと子宮内膜脱落膜化に関する研究・核移行したCtsLは同様に核移行したCTLA-2αと結合し、核内でプロテアーゼ活性を持つことで転写因子CDP/Cuxのショートアイソフォーム生成に関与している。CDP/Cuxのショートアイソフォームは細胞周期G1-S期の短縮に関与していることから、子宮内膜細胞においてサイクリンやその他の細胞周期に関与する分子の発現を解析した。その結果、P4刺激によってG1-S期サイクリンであるE型およびD型サイクリンの発現が増加した。この時、siRNAによってCTLA-2αおよびCtsLをノックダウンするとE型サイクリンのみ発現低下が見られた。このことは、CtsL活性の低下によりCDP/Cuxショートアイソフォームの生成が抑制されたことと相関している。核ArpC2と子宮内膜脱落膜化に関する研究・アクチンフィラメントの伸長に関与するArp2/3複合体を構成する分子のうち34kDaのArpc2はマウス子宮内膜間質細胞において発現が観察される。ウェスタンブロッティングと免疫組織化学による解析の結果、子宮内膜においてArpc2は血中プロゲステロン濃度の増加に依存して発現量が増加し、かつ一部が核に移行することが明らかとなった。また、子宮内膜間質細胞初代培養系に対するプロゲステロン刺激実験により、Arpc2核移行はプロゲステロンの影響を受けることが明らかとなった。そこで核Arpc2の機能を解析するために、核特異的にArpc2を過剰発現させるNLS-Arpc2-HA発現ベクターを構築し、マウス子宮内膜間質細胞初代培養系において核Arpc2を一過性に過剰発現させ、細胞の挙動および脱落膜化の指標となる遺伝子の発現を解析した。培養系には脱落膜化を誘導するプロゲステロンを添加せず、NLS-Arpc2過剰発現がmRNA発現変化に影響を与えるかどうか、定量的PCRで解析した。実験のコントロールとしてNLS-HA vectorを発現させた細胞を用いた。その結果、NLS-Arpc2を過剰発現させた実験群において、プロゲステロンレセプター、DtPRPといった脱落膜化に際して発現が増加する遺伝子が、プロゲステロン刺激が無い状態にも関わらず二倍程度に増加した。このことは、核アクチンを中心とした核骨格の変化がクロマチンリモデリングを通じて特定の遺伝子発現に関与している事を示しているのかも知れない。また、細胞分化の際に核骨格が変化することで、より効率の良い遺伝子発現変化が起きるメカニズムの存在を示唆していると考えられた。研究実施計画に基づいて遂行した研究において、本年度は以下の結果を得た。

1)CTLA-2αおよびCtsLの細胞質-核輸送に関する研究・CTLA-2αおよびCtsLに関し、細胞質-核輸送に直接的に関与する分子の同定には至らなかった一方で、子宮内膜細胞において、プロゲステロン刺激・未刺激の状態で核膜孔構成タンパクであるnucleoporin p62 (Nup62)の発現が変化すること、さらにプロゲステロン存在下でRNAiによりCtsLをノックダウンするとNup62の発現が大きく変化することを見いだした。以上のことから、子宮内膜細胞においてはステロイドホルモン刺激により核膜孔の構造や大きさが変化しており、そのことが分子の輸送パターンの変化に関係している可能性が示唆された。2)核CtsLと脱落膜細胞周期に関する研究・核におけるCtsLターゲット分子の一つである転写因子CDP/Cuxのアイソフォーム解析から、子宮内膜細胞ではプロゲステロン刺激によりp90およびp110アイソフォームが増加することを明らかにした。また、RNAiによるCTLA-2αをノックダウンはプロゲステロン存在下にも関わらずCDP/Cuxアイソフォームをプロゲステロン未刺激の状態に戻した。このことから、核CtsLがCTLA-2αとの結合の有無によりCDP/Cuxアイソフォーム生成に関与することが示唆された。さらに、CTLA-2α過剰発現細胞株を用いた細胞増殖アッセイにより、子宮内膜CTLA-2αは細胞増殖を促進することを明らかにした。3)核ArpC2に関する研究・核ArpC2の会合分子の探索を目的として、ArpC2過剰発現安定細胞株を樹立した。その他)今後の研究をよりin vivoに反映しやすい条件で行うために、マウス子宮内膜間質細胞株を樹立した(発表準備中)。子宮内膜間質細胞における、P4刺激およびP4刺激下でCtsL活性を低下させた場合でのサイクリン発現の解析から、CDP/Cuxのショートアイソフォーム生成とサイクリン発現、さらには細胞増殖の加速には正の相関関係があることが強く示唆されたことは、脱落膜化を理解する上では重要である。脱落膜化における細胞増殖に関しては、別の転写因子によるG2-M期短縮に起因した細胞増殖の加速が報告されているが、G1-S期に関する報告はなく、本研究結果は意義深いと考える。さらに、CTLA-2αおよびCtsLの核内輸送に関して、核膜孔構成分子の変化が輸送ではなくてP4による転写そのものに関与しているかも知れないという知見は当初の予測とは大きく異なるものであったが、近年、核膜孔構成分子がクロマチン構成を変化させて転写調節に関与しているという報告もあるため、非常に興味深い。CTLA-2αおよびCtsLの細胞質-核輸送を解析するために、Tag融合CTLA-2α、CtsL発現vectorの作製を試みたが、CtsLはタグの種類に関わらず正確な立体構造を作らないため方法として適さないことが分かった。CTLA-2αに関してはタグ融合タンパクの発現には成功したが、安定発現株での発現量が低く、タグを用いてのpull-down assayは量的に困難が予想された。タグ無しの場合、CTLA-2α安定発現株は非常に高い発現を保持しているため、CTLA-2α抗体を使用した免疫沈降に変更して研究を続行することとした。CTLA-2αおよびCtsLがCDP/Cuxアイソフォーム変化に関与していることを明らかにしたのは研究の進展である。また、核CtsLが核膜孔構造変化に関与しうると言う新たな知見は本研究において非常に重要な発見である。
身体運動ダイナミクスにおける規則性・法則性の解明

本研究は,人間が外部入力から空間的・時間的に切り替える方向を強制(制約)された状況のとき,人間の動作に潜む規則性・法則性を,離散力学系と連続力学系を混合した非自励系力学系理論に依拠して明らかにすることを目的とした.測定の課題は,1つの動作が繰り返される蹴動作と2つの動作を混合した捕・投動作であった.実験測定および解析の結果,蹴動作あるいは捕・投動作のいずれの課題においても,1)切り替える動作のパターンにはフラクタル状あるいは自己相似の構造が潜んでいること,2)一定の時間あたりの運動の頻度(蹴る回数や捕・投の回数)が増えると,フラクタル遷移の様相が変化することが示唆された.本研究は,時空間的に制約された環境の中での人間の運動制御において,2種の運動パターンを反復して切り替える中に自己相似構造があること,しかもその構造は時間との規則性(関数関係)を包含していることを明らかにすることを目的としていた.環境の制約においては,時間は入力時間間隔で,空間は左右方向にターゲットを配置することとした.今年度の研究課題は,昨年度に作成したボール投射マシンを使い,左右に配置されたターゲットに向かって,一定の時間間隔で投射されるボールを蹴り分ける蹴動作の実験測定を実施することであった.測定参加者は,左右のいずれかの光ったターゲットに,投射されてきたボールを蹴り入れるように教示されていた.ターゲットが光る順序は,8つの系列(右右右,左右右,左左左,右左左,右左右,左左右,左右左,右右左)を含んで乱順化されていた.ボールが投射される(入力の)時間間隔は,5種(15,24,30,32,34球/分)であった.各入力時間間隔において,120回(=(32球ー2球)×4試行)蹴るという連続運動であった.解析する身体部位は,横断面における肩と腰の2つの角度変位であり,ボールが投射された時点での散布図(横軸が腰,縦軸が肩)が相関次元解析された.結果は以下のとおりである.ターゲットが光る系列は疑似乱順化された系列であったが,肩と腰との運動の関係は乱順にならず,その系列が残っていた.また,入力時間間隔と相関次元に規則性(逆数)の関係が認められた.本研究は,人間が外部入力から空間的・時間的に切り替える方向を強制(制約)された状況のとき,人間の動作に潜む規則性・法則性を,離散力学系と連続力学系を混合した非自励系力学系理論に依拠して明らかにすることを目的とした.測定の課題は,1つの動作が繰り返される蹴動作と2つの動作を混合した捕・投動作であった.実験測定および解析の結果,蹴動作あるいは捕・投動作のいずれの課題においても,1)切り替える動作のパターンにはフラクタル状あるいは自己相似の構造が潜んでいること,2)一定の時間あたりの運動の頻度(蹴る回数や捕・投の回数)が増えると,フラクタル遷移の様相が変化することが示唆された.人間は行動する際,身体の方向を連続的に切り替える場面に遭遇することが多い.このような場面は,人間が環境から空間的・時間的に切り替える方向を強制(制約)される状況といえる.本研究課題は,人間が時空間的に切り替えざるをえない状況のときの動作の規則性・法則性を明らかにすることを最終目標としている.時間的な制約では,切り替える時間を短縮(時間圧)することによって変動させる.空間的な制約では,切り替える方向を発生させる.これらを解明する理論的背景として,離散力学系と連続力学系を混合した非自励系力学系理論を援用し,複雑な身体運動の現象を解明する.特に,人間の身体運動の中でも比較的複雑と見なされるスポーツの動作を検証課題として取り上げ,その動作に内在する規則性・法則性を検証していく.この目的を達成するため,初年度の課題は,次年度以降の2つの実験課題で共通して使う実験装置の作成をすることであった.この実験装置を作成するために用いた主な器材は,ボール投射用レール,コンピュータでボール投射時間間隔を制御するための着磁式の電磁石(5V電圧TTLで制御),投射時間間隔を正確にコンピュータに転送するために必要となるアンプ内蔵式光電センサ(Omron社製E3Z),被験者の左右方向に配置する刺激呈示用発光ダイオード(LED),またこのLEDを発光させる5V電圧TTLを送電するAD変換器であった.この装置を制御するためのLabViewプログラムも作成済であり,モーションキャプチャシステムと連携(同期)できることも確認済である.初年度に,次年度からの2年間で実施する2つの課題(蹴動作,捕投動作連合)において非常に重要な共通実験系となる装置を作成できたことで,実験参加者に対して時間圧と空間的な制約を統制することが可能となり,実験的検証をする準備を整えることができた.人間は行動する際,身体の方向を連続的に切り替える場面に遭遇することが多い.

このような場面は,人間が環境から空間的・時間的に切り替える方向を強制(制約)される状況といえる.本研究では,人間が時空間的に切り替えざるをえない状況のときの動作の規則性・法則性を明らかにすることを目的とした.時間的な制約においては,切り替える時間の短縮(時間圧)することによって変動させた.空間的な制約においては,切り替える方向を発生させた.これらを解明する理論的背景として,離散力学系と連続力学系を混合した非自励系力学系理論を援用し,複雑な身体運動の現象を解明することである.2014年度には,2つの複合(融合)動作となる捕球・投球動作の実験測定をする計画であった.装置の構成は,電圧によって制御される脱磁式電磁石ボール投射装置である.この装置は,被験者に連続的にボールを投射するものであり,コンピュータによって時間間隔を正確に統御するものであった.測定する部位は,身体横断面における肩と腰の角度変位であった.データはランダムにばらついているのではなく,規則的なばらつきかどうかを検証するため,相関次元を算出した.また,これらのばらつきの範囲の比較として,肩と腰を変数とした多変量分散分析を行った.実際に,相関次元算出に必要となるデータ数は最低240試行とした.この240試行には,3次の系列が含まれている(2方向の刺激呈示であるため,刺激呈示をランダムにすると,全8種の系列で全ての試行が構成される).そのため,3次の系列を踏まえ,1つの時間間隔につき,32試行×8ブロックを実施した.時間間隔は15,24,30,32,34球/分の5種類とした.その結果,時間間隔の短縮に伴い,相関次元が上昇していくこと,その上昇の程度は時間間隔の逆数に適合することが明らかにされた.体育科学現在までの進捗状況として,申請書に記載した研究の目的に沿って,概ね順調に進行させることができている.具体的には,平成24年度に実験装置制作および実験設定の構築,平成25年度に蹴動作の実験測定および解析をすることができた.初年度の実施課題は,応募時の計画通り,次年度以降の実験測定で使用することになっている共通実験系の装置の作成および制御するプログラムの作成,そしてモーションキャプチャシステムとの連携であった.現在までに,この装置および点検,そしてモーションキャプチャシステムとの連携の点検を済ませ,実験測定を開始できる準備は万端整っており,現在までに達成度は概ね順調であるといえる.次年度は,申請書に記載した研究の目的に沿って,前年度に実施した1つの運動動作である蹴動作を,2つの運動動作を組み合わせた捕投動作に発展させ,実験測定と得られたデータの解析をする.今後は,初年度に作成した実験装置(ボール投射装置)を用いて,一見,複雑にみえるスポーツの動作の規則性・法則性を明らかにするために,実験測定を行っていく.特に,次年度は,応募時の計画に沿って,検討課題(蹴動作)を実施していく予定である.次年度の早期に,学内で組織されている研究審査委員会に,測定内容を提出して審査を受ける.承認された後,早い段階で実際に測定を実施し,研究課題を推進していく.次年度の実験測定を継続するために必要機器を購入すること,次年度に発表予定の学会が遠方で開催されることが決定し,予定より旅費が高くなることがわかったため,本年度の使用計画を変更し,繰り越す必要が生じた.実験測定に必要な機器を購入すること,および本研究課題を発表できると判断される学会大会への発表参加費およびその出張費で執行する計画である.実験測定で必要となるスポーツ用具(ボール等),実験参加者および実験協力者への謝礼金,本研究課題で発表可能な関連学会大会への発表参加費およびその出張費で執行する計画であり,初年度に執行予定であったプリンタトナーの購入(初年度の残額)も併せて,研究費を使用する計画である.
視覚情報を活用した対話的情報アクセスのための情報編纂研究基盤の構築

対話的,探索的な情報アクセスの研究において重要となるシステム評価のために,効果的に情報収集を行うための実験手法を提案した.この手法には,情報アクセス行為全体を観察しつつ,そのような広い行為の観察に伴う揺れをできるだけ少なくする工夫がなされている.そこで得られたログ情報の分析を通じて,検索意図や検索対象の違いによって,情報アクセスの特徴が異なることを明らかにし,本手法の有効性を示した.加えて,対話的,探索的な情報アクセスにおいて様々な形で視覚情報を利用する一連のシステムを試作し,その有効性を評価した.対話的,探索的な情報アクセスの研究において重要となるシステム評価のために,効果的に情報収集を行うための実験手法を提案した.この手法には,情報アクセス行為全体を観察しつつ,そのような広い行為の観察に伴う揺れをできるだけ少なくする工夫がなされている.そこで得られたログ情報の分析を通じて,検索意図や検索対象の違いによって,情報アクセスの特徴が異なることを明らかにし,本手法の有効性を示した.加えて,対話的,探索的な情報アクセスにおいて様々な形で視覚情報を利用する一連のシステムを試作し,その有効性を評価した.情報の膨大さと多様性,そして利用者自身が情報ニーズを事前に充分詳細化していないことから情報アクセスは対話的探索的となる.視覚情報を用いたインタラクションでこの過程を支援しようと情報可視化技術を活用することが研究されているが,人間である利用者を内包するために,評価の数値化定量化が難しいことが大きな課題である.本課題はこの課題の解決を目的とし,研究の評価基盤を確立し,情報可視化を活用した対話的情報アクセスの研究の加速と活性化を目指している.情報アクセスを支援する技術やその環境を評価する基盤となるタスクとして,VisEx (Interactive Visual Exploration Task)設計し,情報アクセス技術の評価に関するワークショップNTCIR-9に提案し、採択された.VisExの特徴は,(1)共通の情報アクセス核部を利用する形で,情報アクセス環境を構築する,(2)対話的探索的情報アクセスの典型となるような共通の課題を実施する,という2つの条件を課すことで,より均質な条件の下で,情報アクセス環境を評価する点にある.このタスク実施に必要となる共通の情報アクセス核部の試作(オープンソース全文検索エンジンでApache-Solrベースとした情報検索エンジン),利用者のインタフェースとなるブラウザ(firefox)へのログ取得機能の追加,同じブラウザのタブとして動作しログ取得も可能なエディタの構築を完了した,これらのタスク実施環境の動作確認,タスクの難易度等の検証を含めて,実際の被験者を用いたVisExの予備実施を行った.現在はその結果を分析中である.情報の膨大さと多様性,そして利用者自身が情報ニーズを事前に充分詳細化していないことから情報アクセスは対話的探索的となる.視覚情報を用いたインタラクションでこの過程を支援しようと情報可視化技術を活用することが研究されているが,人間である利用者を内包するために,評価の数値化定量化が難しいことが課題となる.本課題はこの課題の解決を目的とし,対話的・探索的な情報アクセスを支援する環境を評価する枠組みを確立し,情報可視化を活用した対話的情報アクセスの研究の加速と活性化を目指している.評価の枠組み作りの第一歩として被験者実験をより洗練された方法で行い,様々なデータを収集する枠組みを設計し,情報アクセス技術の評価に関するワークショップNTCIR-9にてパイロットタスクVisEx(Interactive Visual Exploration Task)として実施した.VisExは,(1)対話的・探索的情報アクセスという行為全体に関する観察とする,(2)環境の評価にノイズとなって悪影響を及ぼす要因を可能なかぎり排除する,ことをポリシーとし,(1)共通の情報アクセス核部を利用する形で,情報アクセス環境を構築する,(2)対話的探索的情報アクセスの典型となるような共通の課題を実施する,ことで,より均質な条件の下で,情報アクセス環境を評価することを特徴としている.ワークショップでは4チームが参加し,参照用システムとあわせて,被験者実験を行い,情報アクセス結果であるレポート,操作ログ,アンケート結果等,多くの情報を収集することに成功した.それぞれのチームはそれらの分析を通じて提出システムの性能評価を行っている.この点ではVisExの枠組みの有効性が確認されたが,評価の枠組みの構築という観点からは,データから意味のある情報を読み取ることが比較的難しく,評価方法,特にタスクの選定等に更なる考察が必要であることが明らかとなった.情報アクセスは,見つけ出すべきものが膨大な情報の中に埋もれていることに加えて,何を見つけ出したいかが必ずしも定まっているわけでもないために,対話的,探索的に行われることになる.このような情報アクセスに対して,有効な支援を提供するためのシステムの構築が本課題の目的である.情報可視化をはじめとする様々な形での視覚情報の利用を通じて,対話的・探索的な情報アクセスを支援する方式を検討すること,それらの支援の有効性を評価する枠組みを検討することを行った.対話的探索的情報アクセスにおける様々な形での視覚情報の利用としては,写真等を含んだ様々なメディアからなり,時間軸に位置づけられた情報への横断的なアクセスを支援するシステムの構築,テキスト分析・マイニングを通じての情報アクセスにおいて,試行錯誤的に様々なツールを利用するためのインタフェースの構築,視線インタフェースを用いて,対話的情報アクセスを行うシステムの開発を行った.

視線インタフェースについては,利用者を含んだ評価実験を行い,利用者ログ情報を分析した.評価の枠組み作りとして,被験者実験をより洗練された方法で行い,様々なデータを収集する枠組みを設計し,情報アクセス技術の評価に関するワークショップNTCIR-9にてパイロットタスクVisEx(Interactive Visual Exploration Task)として実施した.そこで得られたログの情報の分析を通じて,検索意図や検索対象の違いによって,情報アクセスの特徴が異なることを明らかにした.一般的なキーワード検索とファセット検索を比較すると,その利用頻度と有効性は,利用者の検索意図によって異なっている.このことから,検索意図に応じた情報アクセス支援環境設計の重要性を明らかにした.情報の膨大さと多様性,そして利用者自身が情報ニーズを事前に充分詳細化していないことから情報アクセスは対話的探索的となる.視覚情報を用いたインタラクションでこの過程を支援しようと情報可視化技術を活用することが研究されているが,人間である利用者を内包するために,評価の数値化定量化が難しいことが課題となる.本課題では,対話的探索的情報アクセスにおける様々な形での視覚情報の利用を検討していくと同時に,対話的・探索的な情報アクセスを支援する環境を評価する枠組みを確立し,情報可視化を活用した対話的情報アクセスに関する研究の加速と活性化を目指している.対話的探索的情報アクセスにおける様々な形での視覚情報の利用としては,写真等を含んだ様々なメディアからなり,時間軸に位置づけられた情報へのアクセスを支援するシステム,試行錯誤的なテキスト分析を支援するための可視化マイニング環境の利用,視線インタフェースを用いて,対話的情報アクセスを行うシステムの開発を行った.視線インタフェースについては,利用者を含んだ評価実験を行い,利用者側ログ情報の分析を進めている.評価の枠組み作りの第一歩として,被験者実験をより洗練された方法で行い,様々なデータを収集する枠組みを設計し,情報アクセス技術の評価に関するワークショップNTCIR-9にてパイロットタスクVisEx(Interactive Visual Exploration Task)として実施した.今年度はそこで得られたデータの分析を継続して行っており,特に実験参加者(利用者)が行った情報アクセス過程の成果であるレポートの分析を進めた.合わせて,対話的探索的な傾向が典型的に現れるようなタスクの設計を検討している.技術論文を文書集合とした情報アクセスを候補として問題点の洗い出しを進めている.評価の枠組み作りの第一歩としての被験者実験をワークショップにおいて実施し,一定の情報を得た点までは予定通りであるが,得られたデータは,枠組みの改善の必要性を示唆しており,追加の検討が必要となっている.25年度が最終年度であるため、記入しない。対話的探索的情報アクセスにおける様々な形での視覚情報の利用については,おおむね順調に進展している.一方,評価の枠組み作りの第一歩として行った被験者実験のデータ分析は,得られたデータが思いの他複雑であり,その分析に時間を要している.また,初期の分析から,実験の枠組みの改善の必要性が示唆されており,追加の検討が必要となっている.
蛋白質リン酸化シグナルとがん細胞の異常増殖

本研究においては、がんの発生や悪性化と密接に関連する蛋白質リン酸化シグナルに関する研究を、独自に単離したシグナル制御因子であるDokファミリー分子を中心として推進した。その結果、シグナル抑制性のDokファミリー分子(Dok-1、Dok-2、Dok-3)が造血細胞の増殖を協調的に抑制し、悪性度の高いがんである組織球肉腫の発症を防いでいることを解明した。また、受容体型チロシンキナーゼの全く新しい制御機構として、細胞内からの直接の活性化機構の存在を発見し、新たな発がん制御機構の可能性を呈示した。チロシンキナーゼは癌細胞の増殖制御に深く関与する機能分子である。代表者らはその制御機構を解明する目的で、独自に単離したDok-1(p62^<dok>)とそのファミリー分子の造血器腫瘍における機能と作用機序の解析を進めている。昨年度の本研究の結果から、我々はDok-1とDok-2がサイトカインによる増殖及び生存シグナルを負に調節することで、骨髄細胞の腫瘍化や白血病の発症、増悪化の抑制に機能していることを解明した(J.Exp.Med.,2004)。さらに、その研究過程で、両分子が、発癌に深く関連する炎症性の免疫シグナルの抑制に必須であることに気づいた。そこで、本年度の研究において、その分子機構について検討したところ、マクロファージをリポ多糖で刺激した際に、Dok-1/2が秒単位でチロシンリン酸化を受け、Erkの活性化を抑制することが判明した(J.Exp.Med.,2005)。これは、既知の誘導型の抑制機構とは異なり、Dok-1/2が常在かつ即応型の抑制因子として機能することを意味している。他方、Dokファミリー分子による癌抑制の分子機構に関しては、Dok-1/2同様にRas-Erkシグナル系を抑制することができるDok-3の作用機構に関する研究を進めた。Dok-1/2によるRasの抑制に重要なrasGAPをDok-3がリクルートしないことを踏まえ、そのチロシンリン酸化に依存して会合する新規機能分子を網羅的に探索したところ、Grb2が同定された。さらに、Srcの下流では、Shcに結合することでRasを活性化しているGrb2/Sos複合体が、Dok-3とGrb2の会合によってShcに結合できなくなることを解明した。これは、Dok-1/2と共に血球に高発現するDok-3が、両分子とは異なる作用機序でRas-Erkシグナルを負に調節することを示唆している(Genes Cells,2006)。Dok-1/2/3三重欠損マウスの樹立は、計画通りに進んでいる。代表者らはその制御機構を解明する目的で、独自に単離したDok-1(p62^<dok>)とそのファミリー分子の発癌における病態生理学的な機能と作用機序の解析を進めている。これまでの研究から、我々はDok-1とDok-2がサイトカインによる細胞の増殖・生存シグナルを負に調節し、骨髄球系細胞の腫瘍化とその増悪化の抑制に機能していることや、発癌に深く関連する炎症性の自然免疫シグナルの抑制に機能していることを解明している。さらに、本年度の研究によって、腫瘍免疫において重要な役割を担うT細胞受容体(TCR)シグナルに対しても、Dok-1とDok-2が、その初期シグナルの抑制因子として機能していることを解明した。興味深いことに、サイトカインシグナルや炎症性の自然免疫シグナルの場合とは異なり、TCRシグナルに対する抑制機能には、両分子のC末端側のSH2結合配列は不要であった。このことは、既知のアダプター分子としての作用機序とは異なる、新たなDok-1/2の作用機構の存在を示すものである。なお、既に、Dok-1/2/3三重欠損マウスの樹立にも成功し、造血系細胞に高発現するDokファミリー分子全体のがん抑制機能に関する解析を進めている。他方、我々は新規のDokファミリー分子としてDok-7を発見し、それが、細胞内分子であるにも係らず、受容体型チロシンキナーゼであるMuSKの活性化因子として機能することを明らかにした。この発見は、細胞内アダプター分子として同定されたDokファミリー分子群が、発癌に関わるチロシンキナーゼの上流因子としても機能し得ること提示した重要な知見と言える。また、線虫におけるRas-Erkシグナルの正の調節因子であるRog-1の発見にも成功している。代表者らはその制御機構を解明する目的で、多様なチロシンキナーゼの共通基質として独自に単離したDok-1(p62^<dok>とその類縁分子の発癌における病態生理学的な機能と作用機序の解析を進めている。

これまでの研究から、我々はDok-1とDok-2がサイトカインや抗原による血球の増殖・生存シグナルを負に調節し、その腫瘍化や炎症性の自然免疫応答に対して抑制的に機能することを解明している。しかしながら、本年度の研究から、Th細胞の分化やB細胞におけるIgEクラススイッチに重要なIL-4シグナルについては、Dok-1がその増殖誘導能を正に制御することが明らかになった。また、春日教授らとの共同研究によって、高脂肪食を与えたマウスの白色脂肪細胞においてDok-1の発現が誘導され、それがErkによるPPARγ活性の阻害作用を抑制することで脂肪細胞の肥大化を防いでいることが判明した。なお、昨年度の本研究にて樹立したDok-1/2/3三重欠損マウスの解析も順調に進んでいる。他方、我々が受容体型チロシンキナーゼであるMuSKの細胞内からの活性化因子として新規に同定したDok-7については、それが、核移行能と核外移行能をもち、細胞質と核を行き来していることを解明した。もし、Dok-7が細胞膜上のMuSKを直接活性化するのであれば、その活性化には、細胞質におけるDok-7の存在が必要となるが、実際、我々が特定した核外移行シグナルはDok-7によるMuSKの活性化に必須であった。現在、細胞内アダプター様分子よる受容体型チロシンキナーゼの活性化と言う全く新しい制御機構について詳しい解析を進めている。チロシンキナーゼは癌細胞の増殖制御に深く関与する機能分子である。代表者らはその制御機構を解明する目的で、多様なチロシンキナーゼの共通基質として独自に単離したDok-1 (p62^<dok>)とその類縁分子の発癌における病態生理学的な機能と作用機序の解析を進めている。これまでの研究から、我々は造血細胞に選択的に高発現するDok-1とDok-2が一般にサイトカインや抗原による血球の増殖・生存シグナルを負に調節し、その腫瘍化や炎症性の自然免疫応答に対して抑制的に機能することを解明している。また、非造血系細胞においても、Dok-1の発現が誘導され、Erkシグナルを負に調節するシグナル経路の存在を報告している。本年度の研究においては、造血細胞に高発現するもうひとつのDQkファミリー分子であるDok-3とDok-1/2との機能的な重複について検討し、三者のシグナル分子が協調的に機能することによって造血器腫瘍の悪性化を抑止していることを見出した。他方、我々が受容体型チロシンキナーゼであるMuSKの細胞内からの活性化因子として新規に同定したDok-7については、MuSKの細胞外ドメインのみならず、膜貫通領域もがDok-7による活性化に不要であることを明らかにした。そこで、他の細胞内因子からの影響を排除する為に、大腸菌で産生し、精製したMuSKの細胞内領域(MuSK-cyt)とDok-7を用いた試験管内リン酸化反応実験を実施したところ、Dok-7によるMuSK-cytの活性化が確認された。本知見は、細胞内アダプター様分子による直接の活性化と言う、受容体型チロシンキナーゼの新たな制御機構を提示するものであり、がん細胞における受容体型チロシンキナーゼの細胞外リガンド非依存的な活性化との関連も含め、現在、その詳細な分子機構の解析を進めている。
建築架構の地震信頼性解析に関する研究

建築架構の地震に対する安全の確率、つまり地震信頼性の定量化は、構造物の生産コストと対応する損傷の程度(Damageability)の予測の問題、つまり構造物のコストに対応する安全の確率がどの程度の損傷を意味するかという問題と関連して、重要な課題となりつつある。本研究の目的は、まず実測強震記録、常時微動測定結果、地盤定数などのデ-タに基づき、一般に敷地地盤に予想される振幅包絡線関数、卓越振動数と形状係数により表現される非定常スペクトル特性を有するランダム地震入力モデルを作成し、構造物の強い非線形応答を対象に開発した等価線形化法による2次モ-メント応答評価法に基づく地震信頼性解析により、地震入力の不確実性を考慮した構造物の地震信頼性評価法に、より高い信頼性を賦与するための具体的な方法論を提示することにあった。本研究の目的達成のために設定された主要な研究課題は以下の通りであった。1.文字通りの耐震性の問われる構造物は大きい非線形領域にあり、バイ・リニヤ又はポリ・リニア形履歴特性をもつ多層構造物に関する確率論的地震応答解析を実施する。2.地震入力のスペクトル特性を規定する卓越振動数と形状係数に関する鋭敏度解析を実施し、構造物の地震信頼性に有効なパラメ-タの実体を明確にする。上記の研究課題に沿って平成13年度にわたり実施された研究成果を取りまとめたものが本研究報告集である。内容を大別すれば以下の通りである。(1)地震入力特性と地盤震動特性(2)構造物の地震信頼性解析(3)地震入力を受ける構造物の最適制御力解析上記の課題に関する成果は、基礎的な段階にとどまるものが多い。しかしながら、本研究の目的達成のためには、多角的で広範な観点からの継続的な研究が必要・不可欠であり、今回の成果を礎として更に精力的に研究を進めたいと思う。本研究の目的は、非定常スペクトルで非ホワイトな特性を有するランダム地震入力モデルを作成し、2次モ-メント応答評価法に基づく地震信頼性解析により、地震入力の不確実性を考慮した非線形構造物の地震信頼性評価法に、より高い信頼性を賦与するための具体的な方法論を提示することにある。本年は、先ず特定の敷地地盤に予想される構造物の地震信頼性解析のための地震入力特性を明らかにするために、1.過去の実測強震記録(米国、日本国内)の記録を収集し、分類・整理した。2.上記の資料から、地震入力を規定する振幅包絡線関数、振動数に関する非定常スペクトルの卓越振動数、山の鋭さに関する形状係数を時間関数としてシミュレ-トした。3.線形構造物を対象とした、地震入力パラメ-タに関する鋭敏度解析を実施した。4.本年度以降の地震信頼性解析のための弾塑成構造物モデルについて予備的検討を加えた。今後の主要な検討課題は、以下の如くである。1.非線形履歴特性をもつ多層構造物に関する確率論的地震応答解析法を確立する。2.確定地震入力による応答の標本関数との比較検討により、確率論的地震信頼性評価法の妥当性を示す。3.確率論的地震信頼性評価の具体的な適用例を示し、強震地動による構造物の被害に関する予測例を示す。

本研究の目的は、実測強震記録、常時微動測定結果、地盤定数などのデ-タに基づき、特定の敷地地盤に予想される振幅包絡線関数、卓越振動数と形状係数により表現される非定常スペクトル特性を有するランダム地震入力モデルを作成し、構造物の強い非線形応答を対象に開発した等価線形化法による2次モ-メント応答評価法に基づく地震信頼性解析により、地震入力の不確実性を考慮した構造物の地震信頼性評価法に、より高い信頼性を賦与するための具体的な方法論を提示することにある。今年度の研究成果は、以下の如くである。1.特定の敷地地盤に予想される、構造物の地震信頼性解析のための地震入力特性を明らかにするために、(1)過去の実測強震記録(米国、日本国内)の記録を収集し、分類・整理した。(2)上記(1)の資料から、地震入力を規定する振幅包絡線関数、振動数に関する非定常スペクトルの卓越振動数、山の鋭さに関する形状係数を時間関数としてシミュレ-トした。(3)地震入力を規定する非定常パラメ-タ-の、シミュレ-ション関数のばらつきについて検討し、実測デ-タは変動係数のほぼ1割以内に収まることを示した。2.構造物の地震信頼性解析法の適用例として、免震・制震システムを含む建築架構を対象にした解析法を開発した。本研究の目的は、まず実測強震記録、常時微動測定結果、地盤定数などのデ-タに基づき、特定の敷地地盤に予想される振幅包絡線関数、卓越振動数と形状係数により表現される非定常スペクトル特性を有するランダム地震入力モデルを作成し、次に構造物の強い非線形応答を対象に開発した等価線形化法による2次モ-メント応答評価法に基づく地震信頼性解析により、地震入力の不確実性を考慮した構造物の地震信頼性評価法に、より高い信頼性を賦与するための具体的な方法論を提示することにある。平成元年度より3ケ年にわたる継続研究のこれまでの成果を踏まえて、建築架構の地震信頼性に関して実施した研究項目を以下に列挙する。1.関西大学高槻校地に新たに設置された微動・強震観測システムの積極的な活用を計り、大阪府地域を対象とした確率論的地震入力を規定する卓越振動数と形状係数の定式化のためにデ-タを収集し、そのシミュレ-ションを実施した。2.建築構造物の地震信頼性の確率論的評価のために、これまで蓄積された地震入力モデルを、免震・制震システムを含む建築架構に適用し、その地震信頼性について検討を加えた。3.確率論的地震信頼性評価法の適用例を具体的に示し、強震地動による構造物の被害物の被害例に関する予測・検討を実施した。
橋のイコノロジー-景観の構成要因としての橋-

橋梁は、建築物とは異なり単体では存在しない。その側面観は通景(vista)にアイ・ストップを設け、正面観は奥行きへの軸線を導き、ふたつの異なる空間を結び、分ちつつ美しい景観を構成する重要な要素であることは、現実の名橋、美術作品中のモチーフにも検証される。にもかかわらず、近年の京都市景観条例は橋梁の意義を看過している。他の地方との比較検討の結果、突出した自己主張を嫌う京都の美意識に沿い、穏やかな自然景観に融合し通景を遮断することなく両岸を結ぶ穏やかな色彩と様式が模索されねばならないのではないか。本研究の目的は、隔てられたふたつの空間をつなぐ装置である「橋」が、単なる機能を越えてどのように景観の構成に関わっているかということを、美学的、芸術学的な観点から明らかにすることにある。西洋と日本に存在する、あるいは存在した現実の橋梁、文学や美術作品に現れる橋を比較検討しつつ、最終的な研究課題は日本近代の都市景観、とりわけ景観条例の中で看過されている京都の都市景観と橋梁の関係を再考することにある。平成20年度は、主として永久橋の伝統をもつ西洋文化と対比をなす日本の橋梁がもつ歴史的・文化的な特質を明らかにするための資料収集を行い名橋の成立事情、形式、評価される要因などを考察した。具体的に文献資料の蒐集とともに実地見聞したのは京都市内の鴨川、白川、疏水の橋梁群、大阪市内の橋梁群の他、東京(皇居眼鏡橋、隅田川、日本橋川橋梁)、熊本(市内、緑川流域の眼鏡橋群)、徳島(祖谷の葛橋、吉野川吊り橋群)、長崎(市内、諫早の眼鏡橋群)、大分(院内、耶馬渓の眼鏡橋群、宇佐神宮の呉橋)、伊勢(宇治橋および伊勢神宮内の橋梁)、広島(岩国・錦帯橋、宮島)、天橋立等である。それらの調査から得られた成果としては、まず名橋とは、掛け橋、吊り橋、眼鏡橋など形式、素材、成立事情のことなる橋梁群であるが、架設が強く望まれ、機能美があり、周囲の景観形成の要となり、歴史的・文化的なランドマークとなっていること、ついで歴史的名橋のみならず、青森県鶴田町の鶴の舞橋(平成6年竣工)や大分県日田市の夢大吊橋(平成18年竣工)など、集客を目的として新たに架橋され「観光」の目的となる日本の文化的伝統が現在も息づいていることが再確認された。さらに、道路橋であっても、象徴性の高い橋梁には社寺内で聖域との結界をなす橋梁と同じく異国の形である反橋が多く採用されているが、京都市内では社寺内の橋梁であっても反りが強調されない傾向にあることが検証された。平成20年度は主として西日本の名橋を調査し、架設が強く望まれ、機能美があり、周囲の景観形成の要となり、歴史的・文化的なランドマークとなっていることを検証した。21年度は、形式的、歴史的、文化的に独自性を橋梁がもつと判断される橋梁についての資料収集を行い文献資料の蒐集とともに実地調査した。具体的には東京、金沢、山口(防府、小野田、萩、長門湯本、床並)、島根(津和野、松江、出雲、石見)、鳥取、広島、岡山(倉敷)、香川(高松、琴平)、兵庫(城崎、明石、神戸)、滋賀(坂本、瀬田、堅田)における道路橋、歩道橋、社寺仏閣および城の庭園、近代以降に設置された公園などの橋梁である。それらの調査から、石の刎ね橋という独自の橋梁文化の残る旧長州においても、結界としての象徴性の高い橋梁には石造、木造の素材を問わずアーチ橋(太鼓橋、反り橋)が採用されていることが確認された。また庭園においても、複数の異なる形式の橋梁が「景」をつなぐ要素として工夫されている中で最も重要な景観の要がアーチ橋であり、庭園の絵はがきのメインとなっていることも確認された。さらに、現代においても、それら橋上で新郎新婦が記念写真を撮影する定番スポットとして利用されている事例が多く存在することも注目された。橋のたもとではなく橋上であるのは、名園の中心的な景であり、かつ渡り初め式とおなじ象徴的な意味が継承されている風俗であると考えられる。

本研究の目的は、隔てられたふたつの空間をつなぐ装置である「橋」が、単なる機能を越えてどのように景観の構成に関わっているかということを、西洋と日本に存在する、あるいは存在した現実の橋梁、文学や美術作品に現れる橋を比較検討しつつ美学的、芸術学的な観点から明らかにすることにあった。2010年度は、関西地方を中心に多数の社寺庭園、大名庭園を調査し、それぞれ異なった形式の橋が作り出す景観の形式の分析から、反り橋(太鼓橋、アーチ橋)が景の要となっていることを確認した。また広重、北斎を代表とする名所図絵においても、ひときわ誇張されたアーチ橋が主要モチーフとなっていることも検証した。石造の構造が必然的にアーチを作り出すのとは異なり、日本における反り橋は結界としての象徴性、話題性、美観という文化的価値を備えていることが再確認された。一方で、現代日本における橋と橋が作り出す景観にとっての危機的現状が再認識された。ハコモノ優先で保守点検が行き届かず、崩落の危険を指摘される橋梁が4割に達し、京都市内においても、戦前に建造された橋梁の8割が現在の安全基準を満たさないため、新築や現在より高い欄干への改修等を迫られている。そのような中で、賀茂川・御園橋の新調が決定し、神事のための橋梁であることから朱塗りの伝統的な桁橋の形式が望まれている。また瀬田唐橋における色彩論争は一力年に渡ったが、結局、文献や石山寺縁起絵巻に認められる朱色ではなく、周囲との景観の調和、歴史資料にも近い「唐茶」という色彩が選ばれたことは注目に値する。橋梁の補修・新築を課題とする京都市にあっては、都市景観条例の中で看過されてきた橋梁デザインの再検討が急務であろう。とりわけ鴨川の橋梁には、安直な和風ではなく、また高欄と下部の構造デザインの齟齬を避け、両岸の景観を穏やかな水平線で結びつけつつ、周囲の自然、都市景観に美観を与えるデザインが求められることを提言したい。
キイロショウジョウバエを用いた脳の感覚情報処理回路の綱羅的解析

本研究は、脳解析のモデル系であるキイロショウジョウバエの、脳全体の詳細な神経回路図を作成する長期計画の基盤となる最初の期間として、脳の感覚情報の入力処理部に注目し、細胞の網羅的な同定を目指した。3939のGAL4エンハンサートラップ系統について、固定・染色なしに細胞の形態を観察できるGFPの遺伝子をUASにつなげたレポーターを持つ系統を各GAL4系統と掛け合わせ、幼虫と成虫の脳を解剖して取り出して共焦点蛍光顕微鏡で観察記録した。これによって、各系統の蝸変態期の前と後での発現パターンを比較できるようになった。この画像をサーバーに蓄積して、任意のコンピューターから自由に閲覧できるシステムを構築した。これらの画像を比較検討してスクリーニングした結果、視覚系、嗅覚系および聴覚系の神経回路を多数固定することができたが、特に視覚系感覚回路に関して重点的な解析を行い、低次感覚野から脳本体に到る情報伝達経路を、従来知られていた12経路を大幅に上回る44経路を同定した。これらの投射パターンを詳しく同定するために、従来大まかにしか区切られていなかった脳の内部を10個の区画に分ける座標系を確立した。それを用いて低次視覚中枢のlobulaと呼ばれる領域から脳本体への投射14経路、約500細胞を詳しく解析した。うち8経路約490細胞は、低次視覚中枢において視野の狭い範囲に相当する部分のみにコラム状に投射する神経が数十百数十個ずつ来になった構造をしており、残り6経路9細胞は、視野全体に接線状に投射する神経が14個ずつ存在する構造を取っていた。ラベルされた神経においてシナプス小池の局在を特異的に可視化して、その分布を解析した結果、前者のコラム状神経はすべて、出力シナプスが高次中枢側にある数心性経路だったのに対し、後者の接線状神経では約半数が、出力シナプスが低次中枢側にある遠心性経路であった。本研究は、脳解析のモデル系であるキイロショウジョウバエの、脳全体の詳細な神経回路図を作成する長期計画の基盤となる最初の期間として、脳の感覚情報の入力処理部に注目し、細胞の網羅的な同定を目指している。そのために、4500を超えるGAL4エンハンサートラップ系統をスクリーニングして、一部の神経細胞のみを特異的にラベルする系統を選び、細胞の同定作業に用いる。一次スクリーニングでは、固定・染色なしに細胞の形態を観察できるGFPの遺伝子をUASにつなげたレポーターを持つ系統を、各GAL4系統と掛け合わせ、成虫の脳を解剖して取り出して蛍光顕微鏡で観察記録している。高感度高解像度のCCDカメラを導入し、フィルム写真でなく電子データとして直接画像の取得・保存を行なうことで、データ記録作業の大幅な効率化を図った。この結果12年度は、通算3400のGAL4エンハンサートラップ系統についてGFP蛍光脳標本の光学切片撮影を終了し、計10万4000枚の画像をサーバーに蓄積して、研究室の全コンピューターから自由に閲覧できるシステムを構築した。これらの画像を比較検討してスクリーニングした結果、各感覚情報の処理領野内部の局所介在神経、そこから高次領野に伸びる神経線維、各種のグリア細胞、神経幹細胞などを特異的にラベルする系統を多数見いだした。一部の系統については共焦点顕微鏡による三次元再構成を行ない、ラベルされた細胞の形態の詳細な解析を行なった。本研究は、脳解析のモデル系であるキイロショウジョウバエの、脳全体の詳細な神経回路図を作成する長期計画の基盤となる最初の期間として、脳の感覚

情報の入力処理部に注目し、細胞の網羅的な同定を目指している。1213年度の研究では、3939のGAL4エンハンサートラツプ系統について、固定・染色なしに細胞の形態を観察できるGFPの遺伝子をUASにつなげたレポーターを持つ系統を各GAL4系統と掛け合わせ、成虫の脳を解剖して取り出して共焦点蛍光顕微鏡で観察記録した。その結果、計13万1406枚の光学切片画像をサーバーに蓄積して、任意のコンピューターから自由に閲覧できるシステムが完成した。さらにこれまでの成虫脳に加え、各神経線維の発生過程に関して貴重な情報を提供する幼虫脳の解析も開始し、これまでに約800系統について、共焦点光学切片画像の撮影を完了した。これらの画像を比較検討してスクリーニングした結果、各感覚器官から低次感覚野に投射する線維、低次感覚野内部の局所介在神経、そこから高次領野に伸びる神経線維、各種のグリア細胞、神経幹細胞などを特徴的にラベルする系統を多数見いだした。一部の系統については共焦点顕微鏡による三次元再構成を行ない、ラベルされた細胞の形態の詳細な解析を行なった。本研究は、脳解析のモデル系であるキイロショウジョウバエの、脳全体の詳細な神経回路図を作成する長期計画の基盤となる最初の期間として、脳の感覚情報の入力処理部に注目し、細胞の網羅的な同定を目指している。今期の最終年度となる14年度の研究では、前年度までに作成した3939のGAL4エンハンサートラップ系統の成虫脳の共焦点蛍光顕微鏡画像データベースに続き、幼虫脳について6万5902枚の画像をデータベース化した。これによって、各系統の蛹変態期の前と後での発現パターンを比較できるようになった。これらの画像を用いてスクリーニングを行なった結果、視覚系感覚回路に関しては低次感覚野から脳本体に到る情報伝達経路を、従来知られていた12経路を大幅に上回る44経路を同定した。また嗅覚系感覚回路に関しては、一次感覚野から二次感覚野への情報伝達経路を、従来知られていた3経路に対し、10経路同定した。さらにこれまで全く研究が進んでいなかった聴覚系感覚回路に関しては、聴覚感覚細胞の中枢への投射経路を始めて体系的に同定し、聴覚一次感覚野の7ケ所の領域に投射する9種類の聴覚神経を同定した。また成虫脳の中央部に位置する中心体に関しては、これまで全く知られていなかった幼虫期の前駆体神経回路を始めて同定し、蛹期の回路形成過程の概要を明らかにした。