hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多孔性配位高分子の作るナノ空間中での超不安定ケイ素種の新しい化学

金属イオンと有機配位子によって構築される配位高分子のうち、内部に均一なミクロ孔を有する多孔性配位高分子(以下PCP)は、新しい多孔性物質として近年世界中で爆発的に研究が進んでいる。PCPは(1)有機配位子の特性を利用して細孔空間の化学的および物理的性質を変化させられる事、(2)結晶性の非常に柔らかな構造体を構築できるという2つの特徴を有している。これまでに、(1)と(2)の特徴を組みあわせ非常に不安定な化学種であるナイトレンをナノ空間中で安定に光照射によって発生させることに成功しているが、本研究課題ではPCPのナノ空間の持つ特異性に着目することによって、従来不安定で研究することが不可能であったような化学種を対象とした化学の展開を試み、それをPCPの空間機能と結び付け、新しい多孔性材料化学の展開を図るものである。今年度は新たにジカルボン酸を配位サイトとし、ニトロキシルラジカルを分子内に有する配位子を合成し、それを用いた新しいPCPの合成に成功した。気体吸着測定、電子スピン共鳴スペクトル測定および単結晶X線回折測定等で詳細な物質の同定を行った。X線結晶構造解析の結果、このPCPは3次元性の細孔を有しており、その細孔表面には高密度でラジカル種が存在していることを明らかにした。本物質は強固なフレームワークが作るナノ空間中にラジカル種が配置されており、昨年度合成したPCPよりも大幅に安定性が向上していることが分かった。また、吸着測定により、このPCPはその空間に二酸化炭素等を吸着できることがわかった。今後は、空間中のラジカル種を触媒サイトとする、新しいナノ空間固体触媒材料としての展開が大きく期待できる成果を得た。26年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに、(1)と(2)の特徴を組みあわせ非常に不安定な化学種であるナイトレンをナノ空間中で安定に光照射によって発生させることに成功しているが、本研究課題ではPCPのナノ空間の持つ特異性に着目することによって、従来不安定で研究することが不可能であったような化学種を対象とした化学の展開を試み、それをPCPの空間機能と結び付け、新しい多孔性材料化学としての展開をも試みるものである。今年度はまず不安定種のひとつのラジカル種であるニトロキシルラジカルを有する配位子を合成した。電子スピン共鳴スペクトル測定および単結晶X線回折測定により、ラジカル種が配位子の分子内にあることを確認した、また、その配位子を用いてPCPの合成を行った。X線結晶構造解析の結果、このPCPは一次元性の細孔を有しており、その細孔表面には高密度でラジカル種が存在していることを明らかにした。さらに、このラジカルサイトを触媒活性点として各種アルコールの触媒的酸化反応の検討を行った、その結果非常に興味深い基質サイズ選択的酸化反応を示すことが明らかとなった。不安定種であるラジカル種を有するPCPの合成のみならず、吸着および触媒反応まで検討することができ論文として、投稿するまでに至っており、研究はおおむね順調といえる。今後はより不安定な化学種であるシリレンを有するPCPの合成の成功を目指す。

今年度はラジカル種を有するPCPの合成に成功したが、シリレンを有するPCPの構造決定には至らなかった。配位子の立体構造を工夫したり、ポストシンセシスの手法を改良して、シリレン含有PCPの合成および物性評価を行い、不安定化学種を有するPCPの化学を展開していく。
前周期遷移金属錯体における原子価の自在制御とその特性を活かした新規触媒反応の開発

本申請者は炭素-水素結合活性化手法としてσ-メタセシス反応に注目し、高原子価状態が安定な前周期遷移金属アルキル錯体を用いた含窒素芳香環化合物とアルキン類の直接カップリング反応の開発に成功した。また、小分子活性化に有効な低原子価金属種の発生方法として新たに有機ケイ素系還元剤の開発を行い、様々な反応への応用を阻害する還元剤由来の金属塩が生成しない環境調和性に優れた触媒金属種生成法を見出した。炭素-水素結合の活性化による直接分子変換反応は、様々な有機分子を直接官能基化することが可能であるために近年活発に研究されている。その触媒としては後周期遷移金属錯体が広く用いられているが、結合活性化に様々な酸化剤が必要になるなどの問題が生じる。一方、本申請者が着目している前周期遷移金属錯体は高原子価状態が安定であり、炭素-水素結合活性化を酸化剤が共存しない条件で達成可能であるものの、その錯体の不安定性によりこれまであまり研究が進んでいない。現在のところ、炭素-水素結合の活性化をアルキルハフニウム錯体により達成しており、特に基質を金属中心に接近させるために窒素をリンカーとして用いることで、σ-メタセシス機構によるフェニルピリジンや2,6-ルチジンの炭素-水素結合が活性化され、4員環、または5員環メタラサイクルがスムーズに形成することを見出した。また、それぞれの構造はその単結晶のX線構造解析によって明らかにした。この炭素-水素結合から直接炭素-金属結合に変換する手法を用いて種々の内部アルキンとの反応を行うと、挿入反応の進行に伴ってカップリング反応が進むことが分かった。反応メカニズムの考察により、後周期金属触媒反応とは異なり、反応の進行につれて炭素-水素結合課切断され、副生成物としては水素が生成するのみであるということが明らかになりつつあり、カップリング反応の進行に伴った金属塩等の副生成物を生じない環境調和型触媒となりうる知見が得られた。本申請者は炭素-水素結合活性化機構としてσ-メタセシス反応に注目し、容易にσ-メタセシス反応が進行する高原子価状態が安定な前周期遷移金属アルキル錯体の触媒的利用に関する研究を行った。アルキルイットリウム錯体を用いた場合には含窒素複素環化合物の芳香環炭素-水素結合活性化、また、アルキル基を有する内部アセチレンのプロパルギル位の炭素-水素結合活性化反応が進行し、アルカンの脱離を伴って新規錯体がそれぞれ生成することを見出し、さらに、過剰量の2-ビニルピリジンの添加によって、成長末端に様々な官能基を有するポリ(2-ビニルピリジン)を直接合成できることを明らかにした。さらに、より安価かつ簡便に入手可能な錯体としてアルキルアルミニウム錯体に着目し、その高原子価金属-炭素結合の利用に関して検討を行ったところ、単核アルミニウム錯体は炭素-水素結合活性化には活性を示さないものの、窒素系配位子により架橋した構造を形成する窒素架橋二核アルミニウム錯体においてはその二核構造を保持したまま基質の接近と結合活性化が可能であることを明らかにした。従来の炭素-水素結合活性化と触媒反応への利用に関しては後周期遷移金属錯体が主に利用されており、本研究によって前周期遷移金属錯体や典型金属錯体における触媒設計に関する新たな知見が得られた。
ニッケル触媒によるsp3炭素間結合切断反応を利用した新規有機合成反応の開発

近年、炭素-炭素結合切断反応に焦点を当てた有機合成反応の開発がさかんに行われるようになっている。しかしその多くは比較的結合解離エネルギーの小さいsp^2炭素もしくはsp炭素間を切断するものであり、最も結合解離エネルギーが大きいsp^3炭素-sp^3炭素結合切断反応の例はわずかしかない。また、これまでニッケル触媒による炭素-炭素結合切断反応の報告例は他の遷移金属に比べて多いとは言えない。本研究では、ニッケル触媒によるsp^3炭素-sp^3炭素結合切断を伴う新規有機合成反応の開発を目指し、以下の研究成果を得た。まず、トリメチレンメタン等価体(TMM)は環状化合物を合成する上で非常に有用な四炭素源として広く知られている。その発生には高温等の厳しい条件が必要であったが、パラジウム-TMM等価体を効果的に発生させる方法が報告された。一方、ニッケル触媒によるTMM発生法はメチレンシクロプロパンを用いた手法に限られており、その際パラジウムとは異なった反応性を示すことが知られている。そこで、ニッケル触媒による分子内にカーボナートを有するホモアリルアルコールを用いたTMMの発生法の確立を目指した。これにより、斬新なTMM発生法を提案することができる。また、前年度の結果を受けて、ニッケル触媒によるアリール亜鉛反応剤とアリルマロン酸エステル誘導体の反応について検討を行った。前者では種々の検討を行った結果、目的を達することができなかった。一方後者では、基質であるアリルマロン酸エステルのsp^3炭素-sp^3炭素結合切断を伴いながら、アリール亜鉛と反応し、アリルアレーンが収率よく得られた。これにより、単純なアリルマロン酸エステルも基質として用いることが出来ることが明らかになった。これは今後飛躍的な進展が見込める大きな研究成果であると確信している。電子求引基を有するビニルシクロプロパン誘導体に対してニッケル触媒存在下ビスピナコラートジボロンを作用させるとビニルシクロプロパンの開環ボリル化が進行し、アリルボランが生成することを見いだした。この結果を受けて申請者は出発物質をビニルシクロプロパンから、シクロプロピルケトンに代えて反応を行った。その結果、シクロプロピルケトンの開環ボリル化が進行し、対応するγ-ボリルケトンが収率良く得られることを見いだした。またシクロプロピルケトンとヒドロシランをパラジウム触媒存在下反応させると、開環ヒドロシリル化が起こりシリルエノラートを生成することを見いだした。この時、シリルエノラートは高い位置、立体、および化学選択性で得られた。さらに遷移金属触媒による歪みの小さいsp^3炭素-sp^3炭素結合の切断は、小員環の環開裂に比べて、その結合の不活性さのため、より困難なものと考えられる。そこでニッケル触媒によるアリール亜鉛反応剤と3-メチレンシクロペンタン-1,1-ジカルボキシラートの反応について検討を行った。その結果、シクロペンタンの開環を伴ってアリール亜鉛と反応し、対応する開環アリール化体が収率よく得られた。
超準集合論およびその実解析学への応用

今年度のこの研究「超準集合論とその実解析学への応用」では,超準解析学,またその土台となる超準集合論の公理系について研究し,さらにその応用について研究を進めてきた。超準集合論では,先駆的であるが,置換公理,正則性公理において,不十分なところを残しているHrbacekの公理系およびそれを改良した研究代表者による公理系があり,この両者の関係は明確でなかった。今年度の研究では後者の理論の中で前者の模型を作ることができ,その結果後者が前者を実質的に含んでいることを証明することができ,研究の大きな前進を達成することができた。階層をもつ超準集合論については,村上の公理系の保存定理の証明について部分的な結果が得られた。実験析学への応用については幾何学,統計学,数値解析学に関連した分野で,個々の結果が得られたが,超準解析を有効に応用するところまでの研究成果は得られず,今後の課題として残された。
磁場が関わる量子現象に対するスペクトル漸近解析

量子力学が提供する数学の問題は広く深くそして豊かである。その研究対象であるミクロな物理現象において、古典力学的な直感と相容れない注目すべき現象がしばしば生じる。このような自然現象は量子効果とよばれ、数学解析の格好の題材を提供している。本年度の研究成果について報告する。エフィモフ(Efimov)効果は、3体系シュレディンガー作用素のスペクトル理論において最も特筆すべき量子現象のひとつである。粗く言えば、2体部分系が零エネルギーにおいてレゾナンス(共鳴状態)にあるとき、どの2つの粒子も負のエネルギーで束縛状態(固有状態)を生成しないにもかかわらず、3体系は無限個の負の固有値を有する量子現象をいう。古典力学からの直観とは相容れない、この現象は、空間3次元のみで成立することが知られていたが、最近の物理系学術論文おいて、繰り込み群の手法を用いて2次元空間でもこの現象が生じる系が存在することが報じられてきた:(1)3体フェルミ系(波動関数が反対称性を有する)(2) 3体レゾナンスを有する4体系。今年度の成果は、低エネルギー領域でのレゾルベントの漸近解析を駆使し、エフィモフ効果を数学的視点から見直し立証するとともに、零に集積する負の固有値の漸近分布公式を導いた。系(1)については、国際学術誌に受理され校正、(2)については論文として纏めている段階にある。また、結果の一部を、ナント(Nantes)大学の解析セミナーにおいて紹介した。当初の目的のひとつは、磁場を有する2次元3体系について、エフィモフ効果が生じるかどうかを数学的視点から検証することにあったが、期待した結果に残念ながら至らなかった。その研究対象であるミクロな物理現象において、古典力学的な視点から説明できない注目すべき現象がしばしば生じる。このような自然現象は量子効果とよばれ、ひとつひとつが数学解析の格好の題材を提供している。本年度は、ソレノイド磁場による散乱におけるレゾナンス(散乱極)の分布にみるアハラノフ・ボーム効果(AB効果)に焦点を絞った。量子力学に従う粒子が磁場の中を運動するとき、磁場のみならず、それを生成するベクトルポテンシャル自身もその運動に関与する。量子力学の根幹に関るこの現象はAB効果とよばれている。3つの直線状に並んだソレドノイド磁場による散乱系に対して、実軸近傍に生成されるレゾナンスがソレノイドの中心間で生じる古典軌道の捕捉現象とAB効果によっていかに決定されるかを解析した。この散乱系は、粒子が有する波動性と粒子性がともに顕在する簡単なモデルである。波動性は、磁場を生成するベクトルポテンシャルによるAB効果を通して波動関数の位相変化に現れ、一方、粒子性は、捕捉現象によって記述される。また、ソレノイドが直線上に配置されることは、障害物による波動散乱における所謂Ikawa(井川)条件がみたされていないモデルでもある。得られた成果を、約50ページの論文に纏め、国際学術誌で掲載受理され、現在Web上でon lineの状況にある。分担者岩塚は、連携研究者峯とともに、数理解析研究所での作用素論セミナーを主催し、関西地区のスペクトル理論研究者グループの情報交換と研究討論の輪を拡げるとともに、数名の外国人研究者を講演者として招聘し、国際交流の機会を提供した。また、筧は、対称空間上での平均作用素の全射を証明した。その研究対象であるミクロな物理現象において、古典力学的な直感と相容れない現象がしばしば生じる。このような量子現象は量子効果とよばれ、数学解析の格好の題材を提供している。アハラノフ・ボーム効果(AB効果) :3つの直線状に並んだソレドノイド磁場による散乱系に対して、実軸近傍に生成されるレゾナンスがソレノイドの中心間で生じる古典軌道の捕捉現象とAB効果によっていかに決定されるかを解析した。ソレノイドが直線上に配置されることは、AB効果が最も強く現れる配置であり、障害物による波動散乱における所謂Ikawa(井川)条件が壊れるモデルでもある。成果は、国際学術誌に掲載受理され、昨年Web上でon lineの状況にあったが、オープンアクセスの形で今年公表された。エフィモフ効果:エフィモフ(Efimov)効果とは、粗く言えば、3体系において、2体部分系が負の固有値を有しないにもかかわらず、ある条件のもとで、3体系自身は無限個の負の固有値をもつ現象をいう。この現象は、3次元空間においてのみ成立するが、2次元においても、反対称性を有する波動関数に制限すれば、p波レゾナンスから同じ現象が生じることが物理文献で報じられている。数学的視点からの解析を試み、論文として纏めている段階である。その他の研究活動:今年は、故加藤敏夫教授の生誕100年にあたり、数理解析研究所のプロジェクトとして一連の国際研究集会が開催された。一瀬孝氏(金沢大学・名誉教授)に東京大学で9月に開催された集会への旅費として、また2名の外国人研究者を数理解析研究所での集会の講演者に招聘した。また、研究分担者岩塚明氏を通して、例年行われている「夏の作用素論シンポジウム」(7月伊勢市)の運営経費の一部を補助した。初年度(2016年度)に国際学術誌(Applied Mathematics Research eXpress, Oxford Press)に投稿し、掲載を受理され、Web上でon line状況にあっ論文が今年度オープンアクセスとして公開された。

それによって、当初の目標のひとつである、3個のソレノイド磁場に対するレゾナンスの分布にみるアハラノフ・ボーム効果の数学解析については一区切りついた。今年度は、次の目標であるエフィモフ効果に軸足を移し、最新の関連する文献の収集とその精査の準備段階はすでに終え、2次元3体フェルミ粒子系のエフィモフ効果の数学的立証について論文を執筆している。研究計画はおおむね順調に進展しているといえる。量子力学が提供する数学の問題は広く深くそして豊かである。その研究対象であるミクロな物理現象において、古典力学的な直感と相容れない注目すべき現象がしばしば生じる。このような自然現象は量子効果とよばれ、数学解析の格好の題材を提供している。本年度の研究成果について報告する。エフィモフ(Efimov)効果は、3体系シュレディンガー作用素のスペクトル理論において最も特筆すべき量子現象のひとつである。粗く言えば、2体部分系が零エネルギーにおいてレゾナンス(共鳴状態)にあるとき、どの2つの粒子も負のエネルギーで束縛状態(固有状態)を生成しないにもかかわらず、3体系は無限個の負の固有値を有する量子現象をいう。古典力学からの直観とは相容れない、この現象は、空間3次元のみで成立することが知られていたが、最近の物理系学術論文おいて、繰り込み群の手法を用いて2次元空間でもこの現象が生じる系が存在することが報じられてきた:(1)3体フェルミ系(波動関数が反対称性を有する)(2) 3体レゾナンスを有する4体系。今年度の成果は、低エネルギー領域でのレゾルベントの漸近解析を駆使し、エフィモフ効果を数学的視点から見直し立証するとともに、零に集積する負の固有値の漸近分布公式を導いた。系(1)については、国際学術誌に受理され校正、(2)については論文として纏めている段階にある。また、結果の一部を、ナント(Nantes)大学の解析セミナーにおいて紹介した。当初の目的のひとつは、磁場を有する2次元3体系について、エフィモフ効果が生じるかどうかを数学的視点から検証することにあったが、期待した結果に残念ながら至らなかった。次年度の目標は、2次元3体系のsuper Efimov効果の数理を追究する。一定の研究成果は得られている(数理解析研究所での作用素論セミナーでの口頭発表)。その結果を論文に仕上げる。来年度の研究目標は、低次元空間(1、2次元空間)での4体系、5体系でのエフィモフ効果の立証に焦点を絞る。これは、最近の物理系学術誌で報告されてきた結果であるが、数学的な視点からの解析を初めて試みる。そのための方策はある程度は固まっている。今年度に招聘を予定していた外国人研究者を来年度に開催される国際研究集会(場所:京都大学・数理解析研究所・期間:12月06日-08日)に招聘するように計画を変更したため。(理由)2名の外国人研究者(ナント大学・ツールーズ大学)を12月上旬に京都大学数理解析研究所の国際研究集会での講演およびスペクトル理論の研究課題に関する研究交流のために招聘した。その経費が想定した額より下回ったことと、購入を予定したパソコン(約10万円)が次年度に繰越したため。
帰納的影響型の基礎理論

昨年および本年度、研究代表者および分担者は以下の研究を行い、部分的な成果を得た。1.アーベル多様体のモジュラス理論の圏論的な再構成を試み、特に安定準アーベル多様体に関する、マンフォード、アレクセエフ、中村らの従来の結果を整理したが、本研究の立場からの理論再構成はなお完成していない。2.アフィン代数群、およびその上の等質空間の、概型論的な構築を試み、部分的な成果を得たが、なお完成していない。3.場の量子論は独自の発展を続けている。これを我々の観点に取り入れる試みを行った。より代数幾何学的に明確な視点は得られたが、それに基づく理論の記述には至らず、なお将来の課題となっている。特に無限次元での代数幾何の基礎理論になお幾つかの乗り越えるべき困難がある。4.一方パンルヴェ微分方程式の理論は著しい発展を遂げ、その背後にアフィン代数群の対称性のあることが明らかになった。この成果を我々の立場から解釈し直すことは将来の課題である。5.スタック理論はほぼ完成したので、これに基づき、従来の例を本研究の立場から書き直すことを行った。しかしこれは予備的な研究であって、発表するまでのものではない。6.当初の計画にあった各分野は順調な発展を遂げ、それぞれに深い成果を得た。しかし我々の視点からそれらを統一するという本計画の中心目標は、その観点の正しさは明らかになったものの、理論の構築としてはなお完成への途上にある。1.本年は第一年目として、帰納射影概型が有効であると期待される様々な分野について個別の研究を行い、どの様な理論がそこで求められるかについて予備的な研究を行った。次年度は実際に帰納射影概型の理論を構築し、これらをその中に組み込むことを試みる。2.浪川は、退化アーベル多様体について、同人の以前の研究を見直し、Alexeevのアイデアに基づく、新しいモジュラス理論について考察した。これをグラスマン多様体の理論として展開するとき、帰納射影概型が必要になると期待される。特に森川寿氏による最近の研究にも注目している。3.梅村は、上記モジュラス理論と関連して現れるPainleve方程式について研究を進め、特殊なパラメータの場合の方程式持つ対称性について研究した。これは帰納射影概型の変換論として見えることが期待される。4.土屋・林は、場の理論の観点からそれぞれ独自の研究を進め、アフィンHecke代数について研究した。これも帰納射影概型の変換論としてとらえられるはずである。5.藤原は、総実代数体上のラングランヅ予想についての一連の研究をまとめた。この予想自身は数論の結果であるが、その別の場合について帰納射影概型を用いる展開が考えられる。
Y染色体の遺伝的多様性と日本人集団の生物学的特徴

Y染色体はその大半の部分が父から息子へと伝達される。したがって,Y染色体上の多型を解析することはヒトの父系起源の解明につながる。我々は,日本人で見られるY染色体多型を利用して他民族と日本人との関係を研究している。本年の研究では,Y染色体を従来より細かく分類することを目的に,日本人で多型性を示すマイクロサテライトマーカーを3つ見いだし,ハプロタイプを決めた。具体的には,Y染色体由来のYAC(yOX38,yOX219)よりコスミドライブラリーを作成し,(CA)_<20>オリゴヌクレオチドをプローブにスクリーニングを行った。得られた(CA)nリピートを日本人検体で検討した結果,3つのCAリピートが多型性を示した。これらをそれぞれ,DXYS241,DXYS265,DXYS266として登録した。これらの多型で102人の日本人と,18人の米国白人,17人の米国黒人を解析した。DXYS265は3つのアレル(162,164,166),DXYS266は2つのアレル(212,214),DXYS241では5つのアレル(223,225,227,229,231)が見られた。2つのハプロタイプ(162-212-227,162-212-229)は日本人,白人,黒人に共通に見られた。CAリピートの安定性について,父-息子日本本人ペア61組を解析したが変化した例は見られなかった。したがって,Y染色体上の(CA)_nリピートは比較的安定に伝わっていると考えられた。塩基置換や特定部位への塩基押入など人類の歴史の中で1回だけ起きたと考えられる多型は系統樹としやすいが,極めて少数の多型が知られているに過ぎない。民族間においてはこのような1回きりのイベントと思われる多型を基本とするのが良いが,民族内の細かい系統樹を作成する際には,今回,解析したようなマイクロサテライトが有用と思われる。
固体表面における液晶分子の配向エネルギ-の定量測定とその制御に関する研究

個体表面における液晶分子の配向は物理的にもデバイスへの応用についても重要な問題であり、数多くの研究が行われている。しかし、その配向力の強さ、すなわち配向エネルギ-についてはほとんど明かにされていない。本研究ではこの問題に焦点を合わせて検討を行い、次のような知見を得た。1.高分子を塗布した基板表面を布で一方向に摩擦(ラビング)し、この表面が液晶を配向させる力(配向エネルギ-)を光学的に測定する方法を初めて明らかにした。2.上記の方法で配向エネルギ-を測定し、ラビング条件がそのエネルギ-に及ぼす影響を検討した。その結果、これがラビング密度と密接な関係をもつことを明らかにすると共に、配向エネルギ-を精密に制御する手法を確立した。3.上記の方法で基板表面の配向エネルギ-を制御し、それが強誘電性液晶の配向に及ぼす影響を検討した。その結果、配向エネルギ-をある臨界値より強くすると共に20V程度の方形波電圧を印圧することによって、これまで極めて困難とされてきた理想的な均一配向(ブックシェルフ構造)の形成に成功した。これによって、マイクロ秒オ-ダ-の高速応答性と良好なメモリ性を有する光デバイスの実現の可能性が示された。4.上述の配向エネルギ-を支配している表面物性の本質についてはまだ十分な解明がなされていない。この問題は今後の課題である。強誘電性液晶はマイクロ秒オーダーの高速応答とメモリ性を有するために、オプトエレクトロニクス材料として高い関心を集めているが、均一な配向と良好なスイッチング特性やメモリ特性を得ることは極めて難しいと考えられてきた。これに対して、報告者はこれらの特性の良否は基板表面の配向力の強さに依存すると考え表面配向力の解析と制御を行うために各種の検討を行って、次のような知見を得た。(1)高分子を塗布した基板表面を布で一方向に摩擦(ラビング)し、この表面が液晶を配向させる力(表面配向力)を定量的に測定する方法を初めて明らかにした。これはカイラルネマティック液晶の表面配向方向とラビング方向とのすれ角を光学的に測定し、弾性体理論から表面配向力を求めるものであり、高い再現性と精度を得ることができる。(2)上記の方法で表面配向力を測定し、配向力がラビング密度と密接な関係があることを見出した。又、このことから、ラビング密度を調節することによって表面配向力を任意に制御できることを明らかにした。(3)上記の方法で表面配向力を制御した強誘電性液晶セルの特性を検討し、表面配向力を従来より23桁弱くすることによって理想的な特性が得られることを明らかにした。(4)ラビングした高分子膜における表面配向力の発生機構を明らかにするために、触針式高精度段差計で表面形状を測定し、ラビング方向に多数の微細な溝構造が形成されていることを見出した。しかし、これによる配向力を理論的に見積もった結果は、測定値と6桁程度の違いがあることがわかった。この原因の解明は来年度に引き続いて行う。(5)電子顕微鏡による表面形状の測定および赤外線ATRによる高分子の配向状態の測定については現在進行中であるが、その詳細な実験は来年度に引き続いて行う予定である。1.昨年度の研究で明確にした手法を用いて、液晶分子に対する基板表面の配向を精密に制御し、それが強誘電性液晶の分子配向に及ぼす影響を検討した。その結果、配向力をある臨界値より弱くすると共に20V程度の方形波電圧を印加することによって、従来困難とされていた理想的な均一配向(ブックシェルフ構造)を実現し得ることを明らかにした。また、このブックシェルフ構造の形成機構を明らかにした。2.ブックシェルフ構造の強誘電性液晶セルの電気工学的特性を詳細に検討し、次の点を明らかにした。(1)従来のセルと比較して良好なメモリ特性と著しく高いコントラストが得られること。

(2)表面分子の配向スイッラチングに明確な閾特性がみられるようになり、マトリクス駆動特性が大幅に向上すること。これによって、マイクロ秒オ-ダ-の高速応答性と良好なメモリ性を有する光デバイスの実現の可能性が得られた。3.温度変化による層間隔の伸縮によりブックシェルフ構造が破壊される可能性が考えられたので、この点について詳細な検討を行った。その結果、実際にはスメクティックA相への相転移温度の近傍数度Cの範囲でその問題が生じるのみであり、それ以外の温度では極めて安定であることがわかった。4.表面配向力を支配している表面物性の本質についてはまだ十分な解明が行われていない。この問題は今後の課題である。
ErbBシグナルを介する皮質高頻度発火型GABA神経の機能成熟調節作用

ニューレグリン(NRG)と上皮成長因子(EGF)は、大脳皮質における高頻度発火型GABA神経の機能発達に対して様々な影響を持ち、これらを新生仔期に投与した動物は精神疾患モデルとなる。統合失調症などの精神疾患では、GABA機能の異常が認められているものの、当該モデル動物において行動異常が著明となる成熟時のGABA系に着目した研究はあまりなされていない。本研究では、成熟モデル動物のin vivoでのGABA機能やGABA神経の高頻度発火特性を評価した。研究の実施により、新生仔期の因子シグナルのかく乱が、青年期以降により著明となるGABA機能障害を領域特異的に引き起こすことが示された。上皮成長因子(EGF)やニューレグリン(NRG)は、それぞれGABA系の発達に対して拮抗する作用を持つ。これらを新生仔期に投与したマウスは、両者とも成熟に至り統合失調症様の行動異常が出現し、疾患モデル動物となることが知られる。その他多くのモデル動物ではGABA伝達系の異常が成体動物で見出されているが、当該動物モデルに関しては新生仔期における発達作用への影響が解析されているのみであり、行動異常が出現する成熟期でのGABA機能異常に着目した研究はなされてこなかった。本計画では、生後発達期から青年期を経て成熟に至るまでの大脳新皮質高頻度発火型GABA神経の機能成熟に対するEGFやNRGの作用を検討するものである。これまでの計画実施により、青年期EGF投与マウスのGABA機能に関して、スライス実験やチャネル蛋白のウェスタンブロットを行い、高頻度発火型GABA神経の発火特性の異常やそれを調節する電位依存性カリウムチャネルKv3.1の発現が低下することが見出された。また神経化学的評価として、GABA神経が特異的に保有するパルブアルブミンの発現性についても低下を認めることができた。これらのことは、新生仔期でのEGF投与がGABA機能成熟に対して遅延性の影響があることを示している。さらにin vivoでGABA機能を評価する実験系として脳波の計測を開始し、静止状態と聴覚誘発性の応答に関してGABA機能が関与するとされるγ帯域のオシレーションに着目してモデル動物で異常が生ずる可能性を検討した。EGF投与モデルマウスの前頭前皮質スライス標本を用いた、高頻度発火型GABA神経を対象とした電気生理学的計測やGABA機能に関わる生化学的評価に関しては、青年期までの解析が進行している。しかしながら当初計画で予定していた10週齢以降の成体での解析は実施されていない。この点に関しては、下記に示すin vivo GABA機能評価から、成体動物での機能異常が見出された時点で、次年度において速やかに計画が推進されるべき点である。また当初計画ではニューレグリン投与マウスの解析も、計画初年度より開始する計画であったが実施されておらず、計画の進行が遅延しているといえる。GABA機能のin vivoでの評価系として、覚醒静止状態における脳波計測が本年度より新たに実施されてきている。この計画は、連携研究に関わるフリームービング下での脳活動記録に関して多くの助言を得ることで進められ、そのため実験系の確立などの点でより速やかに進行することができたといえる。まだいくらかの条件検討の必要性が残っているが、計画は順調に進行しているといえる。その一方で当初計画では、初年度に行動機能に及ぼすGABA機能の影響評価を先行して実施する予定であった。この計画はまだ着手されていないため、上記脳波計測実験との組み合わせで計画が推進されるべきものと考えられる。自閉症や統合失調症などの発達障害が伴う精神疾患モデル動物の多くで、GABA伝達系の異常が見いだされてきているが、当該モデルでは、因子投与時の新生仔期におけるGABA系への影響が解析されているのみであり、行動異常が出現する成熟期でのGABA機能異常に着目した研究はなされていない。本計画では、生後発達期から青年期を経て成熟に至るまでの大脳皮質高頻度発火型GABA神経の機能成熟に対するEGFやNRGの作用を検討するものである。本年度の計画により、in vivoでのGABA機能評価として、覚醒静止時と聴覚誘発性の脳波計測をEGF投与マウスで実施した。その結果、GABA機能が関与するとされるγ帯域を含む高周波数帯域のみでの誘発性電位の平均振幅と刺激試行間での位相の一貫性に異常が見いだされた。それに対し、静止時ではγ帯域を含むいずれの周波数帯域での脳波異常は検出できなかった。さらに組織学的解析からは内側前頭前皮質や前部帯状皮質において、GABA神経が特異的に保有するパルブアルブミンの染色性の低下も見いだされている。これらの成果は、2017年度の第40回日本神経科学学会に発表する予定である(演題登録済み)。また、NRG投与マウスにおいても内側前頭前皮質などの皮質領域で、パルブアルブミン染色性の低下を認めることができた。これらの結果は、新生仔期でのErbB受容体刺激が成熟大脳皮質における高頻度発火型GABA神経の機能成熟にも何らかの影響を持つ可能性を示唆するものである。

EGFあるいはNRG投与マウスの両者で、新生仔期のみならず成熟時においても皮質領域特異的なパルブアルブミン発現性の低下が認められ、高頻度発火型GABA神経になんらかの機能成熟異常が見いだされる可能性が示されてきている。この点において、本課題全体としての計画は概ね順調に進行しているといえる。計画初年度より引き続きGABA機能のin vivoでの評価系として覚醒状態での脳波計測を行い、EGFモデルの聴覚誘発性電位におけるγ帯域を含む高周波数帯での異常が見いだされている。この計画は共同研究によって実施され、実験系の確立と脳波データ解析が順調に進行した。さらにEGF過剰発現トランスジェニック(TG)マウスを用いて同様にGABA機能の影響を脳波計測により評価した。このTGマウスでも同様に自発性脳波異常は認められなかった。また、聴覚誘発性の脳波に関しては、γ帯域を指標としたGABA機能異常を示す結果はまだ得られていない。その原因としては、驚愕反応閾値で評価した際の聴覚応答性が野生型と異なるため、この聴覚刺激を用いた評価系が適さなかった可能性が考えられる。上記の組織学的解析、脳波解析の結果に基づき、成体EGF投与マウスのスライスパッチクランプ法による電気生理学的計測を開始した。前頭前皮質(内側前頭前皮質や前部帯状皮質など)を中心に計測を実施しているが、成体スライスでの高頻度発火型GABA神経からのホールセル記録の効率が向上せず、計画の進行がやや遅延している。ニューレグリン(NRG)と上皮成長因子(EGF)は、大脳皮質GABA作動性介在神経のシナプス機能や表現型の発達に対して拮抗する作用を持ち、NRGは促進的、EGFは遅延的に働く。これらの因子を新生仔期に投与したマウスは、両者とも成熟に至り統合失調症様の行動異常が出現し疾患モデル動物となる。統合失調症などの発達障害が伴う精神疾患モデルの多くで、GABA機能の異常が認められる。しかしながら当該モデル動物において、行動異常が著明となる成熟段階でのGABA機能に着目した研究はそれほどなされていない。期間全体の実績として、成熟EGFモデルのin vivoにおけるGABA機能を評価するため、覚醒静止時と聴覚誘発性の脳波を前頭前皮質より計測した。その結果、GABA機能が関与するγ帯域(30-80Hz)での平均振幅や位相の一貫性が、モデル動物で低下することが見出された。その一方で静止時自発性の脳波活動には違いを認めることができなかった。この成果は、生後発達期のGABA機能発達への影響とともに、2017年度に論文報告した。また前頭前皮質の組織学的解析から、内側領域でGABA神経が特異的に保有するカルシウム結合蛋白の発現性の低下も見出され、2017年度に学会報告した。また、NRG投与モデルにおいても同様の蛋白発現の低下が認められた。最終年度にはGABA神経の高頻度発火特性の検討として、青年期前後のEGFモデルを用いてスライスパッチクランプ解析を実施した。その結果、発達段階や皮質領域に依存した高頻度発火機能の低下を認めることができた。さらに生化学的解析により、電位依存性カリウムチャネル(Kv3.1)の発現低下が伴うことも判明した。
低環境負荷を考慮した並列細管熱輸送デバイスの高効率化・ 高熱輸送量化

コンピュータやパワーデバイスなどに代表される電子機器は,電子素子の微細化に伴う高密度実装および高性能化に伴い,発熱密度は増大の一途をたどりその結果発熱量も増加している.これらの熱を取り除くために一般的に用いられてきた空冷や液冷による強制対流冷却の冷却性能は限界に近づき,発熱体からの除熱のために高い熱輸送能力をもつ熱輸送デバイスが必要となっている.一般的に幅広く利用されているヒートパイプは,高い見掛けの熱伝導率を有するものの小径化に伴い熱輸送能力は低下し,ある一定の入力熱流束を超えると封入している作動流体が蒸発部で完全に気化してしまうドライアウトが発生し,急激に性能が低下する問題を有する.そこで,本研究で提案する加熱・冷却ヘッダを並列に並べられた複数の細管でつないだ構造をもつ並列細管熱輸送デバイスは,内部に封入された作動流体が気液の相変化による上昇流および下降流を個々の細管で非定常に行い作動流体を循環させ,より高い実効熱伝導率と熱輸送量を可能としている.3年の研究期間の2年目は,初年度に明らかとなったプレート型並列細管熱輸送デバイスの薄型化による熱輸送量の低下を改善するため,アルコール(ブタノールまたはプロパノール)を用いた二成分水溶液を作動流体として用い熱輸送性能を調べた.その結果,内部流動が薄型化する前と同様に活発に行われドライアウトの発生が抑制され,熱輸送量も薄型化する前と同等の性能を有することが確認された.パイプ型並列細管熱輸送デバイスでは,HFC(R-134a)冷媒に代わる新冷媒として,低環境負荷冷媒であるHFO(R1234yf)冷媒を用い熱輸送性能について調べ,約30%の熱輸送量の低下が確認された.プレート型並列細管熱輸送デバイスについて,基本サイズとしているヘッダ部深さ2mm,細管幅2mm×細管溝深さ2mmのコアについて,作動流体に水,アルコール(ブタノール,プロパノール)およびその二成分水溶液を用い熱輸送性能について調べた.その結果,熱物性値が劣るアルコール純物質(100%)は水と比較し熱輸送量が最大80%低下したものの,二成分水溶液とした場合には約20%の低下であった.それに対し薄型化されたヘッダ部深さ1mm,細管幅4mm×細管溝深さ1mmのコアでは,アルコール100%および二成分水溶液ではドライアウトの発生は抑制され,アルコール100%では水と同等の熱輸送量,プロパノール50%水溶液では水の約3倍の熱輸送量が得られ,薄型化前の基本サイズと同等の性能が得られた.これは作動液の表面張力が関与していると考えられ,内部流動の観察結果から気泡サイズは水に比べ二成分水溶液では大きく,気泡駆動によるポンプ作用で内部流動が活発に行われ,潜熱・顕熱の両方の作用によって熱輸送が行われたと考えられる.パイプ型並列細管熱輸送デバイスについては,基本形状(ヘッダ内径6mm,細管内径2mm,細管本数6本)についてHFC冷媒およびHFO冷媒を使用した熱輸送性能評価を終え,約30%の熱輸送量の低下が確認された.プレート型並列細管熱輸送デバイスについては,ドライアウト発生原因である加熱部ヘッダから冷却部ヘッダへの液戻りの不足に着目し,濃度差マランゴニ対流の効果による液戻りの促進を考え,アルコール水溶液を用いた2液混合液体を用いた実験を行い,熱輸送特性の変化と熱輸送性能向上が確認されたことから,作動流体の物性値の中でも表面張力に着目し,界面活性剤を添加することによる熱輸送特性の変化と熱輸送性能の向上について確認する.パイプ型並列細管熱輸送デバイスについては,従来型のR134aに代表されるHFC冷媒と低環境負荷冷媒であるHFO冷媒を用い,冷媒封入量や細管サイズなど変化させ熱輸送特性を調べる.これらの実験を行うにあたり,3班体制3名から2班体制4名へと変更し体制を強化して研究ペースのさらなる向上を図る.コンピュータやパワーデバイスなどに代表される電子機器は,電子素子の微細化に伴う高密度実装および高性能化に伴い,発熱密度は増大の一途をたどっている.これらの熱を取り除くために一般的に用いられてきた空冷や液冷による強制対流冷却の冷却性能は,限界に近づいている.この発熱体からの除熱のために高い熱輸送能力をもつ熱輸送デバイスが必要となっているが,現在幅広く利用されている一般的なヒートパイプは,高い見掛けの熱伝導率を有するものの小径化に伴い熱輸送能力は低下し,ある一定の入力熱流束を超えると封入作動流体が蒸発部で完全に気化してしまうドライアウトが発生し,急激に性能が低下するといった問題がある.そこで,本研究で提案する加熱・冷却ヘッダを並列に並べられた複数の細管でつないだ構造をもつ並列細管熱輸送デバイスは,内部に封入された作動流体が気液の相変化による上昇流および下降流を個々の細管で非定常に行い作動流体を循環させ,より高い実効熱伝導率と熱輸送量を可能としている.3年の研究期間の初年度は,本研究で用いているプレート型並列細管熱輸送デバイスが,金属プレートにエンドミル加工により溝加工を行いヘッダ部および細管部を造形した構造となっている特徴を活かし,プレート型並列細管熱輸送デバイスの薄型化の限界を調べるため,ヘッダ部および細管部の溝深さを変化させ,それらが熱輸送特性に与える影響を伝熱実験と内部流動の可視化実験を行い評価した.

その結果,単に溝深さだけを小さくすると加熱部ヘッダから冷却部ヘッダへの液戻りが十分に行われず,ドライアウト限界が低下することがわかり,その対策として溝幅を大きくし細管部断面積を維持することで,熱輸送限界の低下を抑制できることが分かった.プレート型並列細管熱輸送デバイスについて,ヘッダ部深さ2mm,細管幅2mm×細管溝深さ2mm,1mm,0.5mmの3形状,ヘッダ部深さ1mm,細管幅2mm×細管溝深さ1mm,0.5mm,細管幅4mm×細管溝深さ1mmの3形状,ヘッダ部深さ0.5mm,細管幅2mm×細管溝深さ0.5mmの1形状,合計7個の幾何学的形状の異なるテストコアを作成し,伝熱実験及び流れの可視化実験を行い,熱輸送特性を調査した.実験結果より,ヘッダ部深さおよび細管部溝深さを単に小さくした場合,加熱部ヘッダから冷却部ヘッダへの液戻りが十分に行われずドライアウト限界が低下することがわかり,その対策として細管部溝幅を広げ細管断面積を維持することでドライアウト限界の低下を抑制できることが分かった.パイプ型並列細管熱輸送デバイスについては,基本形状(ヘッダ内径6mm,細管内径2mm,細管本数6本)について実験装置を完成させ,動作確認のためエタノールを用いた伝熱実験を行い,HFC冷媒およびHFO冷媒使用のための準備を整えた.コンピュータやパワーデバイスなどに代表される電子機器は,電子素子の微細化に伴う高密度実装および高性能化に伴い,発熱密度は増大の一途をたどりその結果発熱量も増加している.これらの熱を取り除くために一般的に用いられてきた空冷や液冷による強制対流冷却の冷却性能は限界に近づき,発熱体からの除熱のために高い熱輸送能力をもつ熱輸送デバイスが必要となっている.一般的に幅広く利用されているヒートパイプは,高い見掛けの熱伝導率を有するものの小径化に伴い熱輸送能力は低下し,ある一定の入力熱流束を超えると封入している作動流体が蒸発部で完全に気化してしまうドライアウトが発生し,急激に性能が低下する問題を有する.そこで,本研究で提案する加熱・冷却ヘッダを並列に並べられた複数の細管でつないだ構造をもつ並列細管熱輸送デバイスは,内部に封入された作動流体が気液の相変化による上昇流および下降流を個々の細管で非定常に行い作動流体を循環させ,より高い実効熱伝導率と熱輸送量を可能としている.3年の研究期間の2年目は,初年度に明らかとなったプレート型並列細管熱輸送デバイスの薄型化による熱輸送量の低下を改善するため,アルコール(ブタノールまたはプロパノール)を用いた二成分水溶液を作動流体として用い熱輸送性能を調べた.その結果,内部流動が薄型化する前と同様に活発に行われドライアウトの発生が抑制され,熱輸送量も薄型化する前と同等の性能を有することが確認された.パイプ型並列細管熱輸送デバイスでは,HFC(R-134a)冷媒に代わる新冷媒として,低環境負荷冷媒であるHFO(R1234yf)冷媒を用い熱輸送性能について調べ,約30%の熱輸送量の低下が確認された.プレート型並列細管熱輸送デバイスについて,基本サイズとしているヘッダ部深さ2mm,細管幅2mm×細管溝深さ2mmのコアについて,作動流体に水,アルコール(ブタノール,プロパノール)およびその二成分水溶液を用い熱輸送性能について調べた.その結果,熱物性値が劣るアルコール純物質(100%)は水と比較し熱輸送量が最大80%低下したものの,二成分水溶液とした場合には約20%の低下であった.それに対し薄型化されたヘッダ部深さ1mm,細管幅4mm×細管溝深さ1mmのコアでは,アルコール100%および二成分水溶液ではドライアウトの発生は抑制され,アルコール100%では水と同等の熱輸送量,プロパノール50%水溶液では水の約3倍の熱輸送量が得られ,薄型化前の基本サイズと同等の性能が得られた.
Ca^<2+>結合蛋白質に関連した分子薬理学の展開

平滑筋のCa^<2+>結合蛋白としてはカルモジェリン(CM)があり、ミオシン軽鎖のリン酸化に必要である。一方中枢の神経伝達物質遊離にはCa^<2+>が深く関与しており、Ca^<2+>ー結合蛋白質が重要な役割を果していると思われる。これらCa結合蛋白質に作用する薬物、因子を用いて、Ca結合蛋白質の挙動その機能がどう変化するかを追求した。1)プレアリン;プレアリンは海綿から得られた化合物ですでに我々はこの化合物が平滑筋ミオシンに作用して、平滑ミオシンの非リン酸化状態でのK-EDTA-、Ca-ATPアーゼに対してリン酸化と同方向に働くことをみた。さらに今回はプレアリンがCM拮抗に効くことを明らかにした。2)K-255A;この化合物は一種の抗生物質であるが、すでにA-キナーゼ、G-キナーゼ、C-キナーゼの抑制薬であることがわかっていた。今回我々はミオシン軽鎖キナーゼに薄い濃度で抑制すること、それより濃い濃度ではCM系に抑制的に働くことを明らかにした。3)アミロライド;利尿薬であるアミロライドは平滑筋収縮を生筋でも、スキンドファイバーでも抑え、ミオシン軽鎖リン酸化も抑えるがCMを介さない軽鎖キナーゼ直接作用であることを確認した。4)オカダ酸は海綿からの抽出物で外海Ca^<2+>やCaインヒビッターの存在下でも収縮をおこし、In vitroでは無Ca^<2+>下でリン酸化をおこす。我々は軽鎖キナーゼの活性因子であることを示したが、同時にミオシン軽鎖フォスフォターゼ抑制薬でもあることがその後示されている。5)以前から用いられているレセルピンが、アクチン結合し、重合促進因子であることが示された。他に小脳から30KDのCa結合蛋白を精製した。その機能等については検討中である。一方平滑筋のアクチン結合蛋白、Ca依存性切断因子ゲルゾリンの研究も進行中である。平滑筋を中心にして,特にカルモジュリン(CMと略す)及び他のCa結合蛋白質を材料として,これに関係したミオシンのリン酸化を指標にして種々の薬物,毒物の作用機序を分子レべルで解明することを目指した.一方材料を平滑筋から中枢へも広げることを試みた.機序解明を目指したのは海綿からとられたPurealinとAmilorideである.プレアリンはすでに我々が滝戸と共に平滑筋ミオシンの非リン酸化状態でCaーATPアーゼ,KーEDTAーATPアーゼに特異的に作用し,一方ミオシンフイラメントの解離を抑制することをみていたが,今回はさらにプレアリンがアクテン活性化ミオシンATPアーゼを抑制し,この時ミオシン軽鎖リン酸化も抑えることがわかった.この作用がCM抑制薬として仂いていることを,ミオシン軽鎖のCaーCM無関係リン酸化系では抑制しないこと,CaーCM依存性フォスフォジエステラーゼも抑制することから明らかにした.アミロライドは生平滑筋のK拘縮,カルバコール収縮を抑制するが,スキンファイバーではγーSATPを用いてリン酸化しておくと抑制作用はないこと,ミオシンB超沈澱は抑制するがリン酸化抑制は弱く,一方この抑制はATP濃度増加で拮抗されること,赤血球膜のCaーCM依存性

ATPアーゼはCM拮抗薬のトリフルオペラジンで抑制されるのに,アミロライドでは抑制されないことなどからCaーCMを介さない軽鎖チナーゼ直接作用を仮定した.独立に今後中枢でのCa関連薬理学を進める為に小脳から30KダルトンのCa結合蛋白質の新らしいものをCaオートラジオグラフィーでチェックしながらRNAエース,HPLCゲル〓過を用いて精製に成功した.Ca^<2+>結合蛋白質に関連した作用に影響する薬物の作用から逆にCa^<2+>結合蛋白の作用機序を求めようという考えからすでにいくつかの薬物の作用を明らかにしてきたが、今年度は平滑筋でK252a、中枢に関連してReserpineの作用を明らかにし、さらに小脳にあるCa^<2+>結合蛋白質のひとつを精製しその作用を明らかにすることを試みた。K252a;この薬物は構成物質の一種ですでにA-チナーゼ、C-キナーゼ、G-キナーゼの抑制薬であることがわかっていたが、今回我々が開発したCa独立キナーゼIを用いて、この試薬が低濃度でミオシン軽鎖キナーゼ活性を抑えることを明らかにした。一方少し濃い濃度を用いると、Ca-カルモジュリン抑制に働くことがわかった。レセルピン;従来抗高血圧薬又はトンキライザーとしての活性はわかっていたが、In vitroでアクチンの重合を促進することがわかり、さらにGアクチンと結合することがフォトアフィニティラベル法で確かめられた。この作用はレセルピンがアドレナリン作働性又はドーパミン作働性神経終末で伝達物質の貯蔵を抑えることから、神経終末付近のアクチンの存在様式と関連して災味ある結果である。小脳に30KDのCa結合蛋白が存在することを^<45>Caオートグラフィを用いて確かめ、硫安分画、イオン交換、HPLCゲル濾過法で精製した。この分画は実は2つの性質はにているがアミノ酸組成的には異った蛋白の共存であることがハイドロキシアパタイトカラムで明らかとなった。このうち酸性の強い分画について修飾アルブミン共沈法で抗体作製に成功した。現在その局在を決定しつつある。
近赤外分光法を用いた新たな運動イメージ鮮明度の客観的評価の開発

効果的なメンタルプラクティスの実践のために我々は近赤外分光法(NIRS)による運動イメージ(MI)中の酸素化ヘモグロビン(Oxy-Hb)濃度変化量を客観的MI鮮明度評価の指標として応用できないかを模索している.そこで,本研究の目的はNIRSを用いた新たなMI鮮明度の客観的評価の指標として,MI中の運動関連領域におけるOxy-Hb濃度変化量を用いることが妥当であるかを,MI鮮明度と関連の深い運動習熟度,主観的MI鮮明度評価及び心的測定時間との関係性から検証する.昨年度の結果を基に追加実験を行い,研究方法を一部修正して実施した.対象者は12名の健常成人とし,安楽な姿勢をとり,ボールローテーション(BR)のMI課題を用いて運動関連領域の脳血流動態変化をブロックデザインにて計測した.NIRSによる計測は課題の初期トレーニングの前後,最終期トレーニング後の計3回とし,習熟のためにトレーニングとして1分間の5セッション,BR課題を実行しパフォーマンスを計測した.さらに最終期トレーニングとして,1日間の練習を設定した.そして,MIの主観的鮮明度評価2種をNIRS計測前後に実施し,これらのデータを基に脳血流動態変化とMIの鮮明度との関係性を検証し,新たなMIの客観的鮮明度評価としてNIRSが使用可能かどうかを検証した.実験の結果,BR及び主観的MI鮮明度評価については,運動習熟前後で有意な改善を認め,トレーニングにより課題の習熟を認めたことを示した.また,練習を重ねることでより習熟すること示した.しかし,NIRSによる計測では運動習熟の前後では有意差を認めず,より習熟した段階に至った場合においてOxy-Hb濃度変化量に有意差を認める結果となった.これにより,MI中の運動関連領域の脳血流動態はMIする課題の習熟度と関係があり,主観的なMI鮮明度も影響する可能性があることを示唆した.平成29年度に予定していた実験1については実施が終了したが,学会や有識者とのディスカッションにおいて解析や方法の一部に再検討できる部分が生じたため,平成30年度は追加実験を行い,得られたデータの解析を終了し,学術雑誌へ投稿準備を行った.平成30年度より実験2として慢性期の脳卒中患者を対象に研究を進めていく予定であったが,平成31年度から実験2についても開始し,健常者の結果を踏まえて,臨床場面での運動イメージ鮮明度評価としてNIRSが有用であるかを継続して検証する.実験1及び追加実験の結果について国際誌へ投稿する.さらに実験2の計測を開始し,国際学会へ応募し,ディスカッションを踏まえて解析を進め,公表できるようにしたい.また,本年度より所属先が変更となったため,現在の研究課題を計画的に進めるために,より多くのスタッフの協力を得ながら研究協力者と密に連携して取り組む.そして,リハビリテーションの臨床場面においてMIが効果的に使用できるように客観的MI鮮明度評価の開発を急ぎたい.対象者は25名の健常成人とし,安楽な姿勢をとり,ボールローテーションのMI課題を用いて運動関連領域の脳血流動態変化をブロックデザインにて計測した.NIRSによる計測は課題の習熟前・習熟後の計2回とし,習熟のためにトレーニングとして1分間の5セッション,ボールローテーション課題を実行しパフォーマンスを計測した.そして,MIの主観的鮮明度評価2種をNIRS計測前後に実施し,これらのデータを基に脳血流動態変化とMIの鮮明度との関係性を検証し,新たなMIの客観的鮮明度評価としてNIRSが使用可能かどうかを検証した.実験の結果,ボールローテーション及び主観的MI鮮明度評価については,運動習熟前後で有意な改善を認め,トレーニングにより課題の習熟を認めたことを示した.しかし,NIRSによる計測では運動習熟の前後では有意差を認めない結果となった.但し,補足運動野及び運動前野において、運動習熟後にOxy-Hb濃度変化量が増大したことは運動習熟に伴うMI鮮明度の向上が影響したものと考えられる.平成29年度に予定していた実験1については実施が終了し,成果についても学会にて発表し有識者とディスカッションをすることができた.但し,解析については検討の余地があり,計測したデータを今後、研究室内で再検討し,必要に応じて追加実験を10名程度実施し,その結果も含めて研究成果を公表していく.効果的なメンタルプラクティスの実践のために我々は近赤外分光法(NIRS)による運動イメージ(MI)中の酸素化ヘモグロビン(Oxy-Hb)濃度変化量を客観的MI鮮明度評価の指標として応用できないかを模索している.そこで,本研究の目的はNIRSを用いた新たなMI鮮明度の客観的評価の指標として,MI中の運動関連領域におけるOxy-Hb濃度変化量を用いることが妥当であるかを,MI鮮明度と関連の深い運動習熟度,主観的MI鮮明度評価及び心的測定時間との関係性から検証する.昨年度の結果を基に追加実験を行い,研究方法を一部修正して実施した.対象者は12名の健常成人とし,安楽な姿勢をとり,ボールローテーション(BR)のMI課題を用いて運動関連領域の脳血流動態変化をブロックデザインにて計測した.NIRSによる計測は課題の初期トレーニングの前後,最終期トレーニング後の計3回とし,習熟のためにトレーニングとして1分間の5セッション,BR課題を実行しパフォーマンスを計測した.さらに最終期トレーニングとして,1日間の練習を設定した.