hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
隠蔽的な砂中間隙環境における種分化に関する研究：節足動物門貝形虫綱をモデルとして

世界中で潮間帯間隙からのみ発見されていたマイクロロクソコンカ属とパルボシセレ属を瀬戸内海の浅海底より初めて発見した.本発見により,従来考えられてきた砂浜間の分散経路の他に,間隙性貝形虫の生息に適した浅海底を介した分布拡大の可能性が示された.パラポリコープ属間隙性貝形虫類の種分化に特に関わっているとされている上唇について,外部形態を詳細に観察し,相同と考えられる部位のマッピングを行った.形態形質に基づく分岐図と核18Sに基づく分子系統解析の結果から,上唇の形態的類似性が系統関係を強く反映することが示された.現在は,蛍光免疫染色による神経系の解析から上唇の具体的な機能の特定に取り組んでいる.以上の研究結果の一部については,エストニアで開催された国際会議や国内の学会で公表した.国内外の砂中間隙環境から未記載の貝形虫類を多数発見し,種多様性把握の第一段階として種の記載を行った.航海調査によって間隙性種が浅海底に生息していることを明らかにし,これまで砂浜間で想定されてきた分散経路とは別の浅海底を介した分布拡大の可能性を示すことができた.種分化に深く関連していると考えられる雄の交尾器や上唇については,上唇の形態を詳細に観察し相同とみられるパーツを識別することに成功した.その結果を分子系統樹と形態形質による分岐図と比較することで上唇の形態的類似性が系統関係を強く反映することを示すことができた.一方で,蛍光免疫染色等を用いた内部構造の把握や細胞レベルの研究では,これまで良い成果は得られていない.広島大学附属練習船「豊潮丸」による航海調査を行った。沖縄県のナガンヌ島沖水深50 m地点から、Pontopolycope属の未記載種が見つかった。本属は海底洞窟や北極海の深海底のみから生体が発見されていたが、新たに浅海底の間隙環境に生息することが明らかとなった。本種の発見は、隠蔽環境に生息する生物の進化の道筋を考えるうえで重要な知見となる。隠蔽環境の一つである深海超深海に生息する貝形虫類の調査を行った。ドイツの海洋調査船Sonne号に乗船し、千島海溝の水深5,0009,500 mの深海底から貝形虫類を採集した。炭酸カルシウムからなる背甲をもつ底生種のKrithe sp.(水深9,300 m)や遊泳性底生種Archypolycope sp.(水深8,200 m)が発見された。深海では炭酸塩補償深度と呼ばれる水深以下で炭酸カルシウムが溶解することが知られている。今回調査が行われ、貝形虫類の生体が得られた地点はすべてその深度以下であった。このことは、貝形虫類の生体が、なんらかのメカニズムによって炭酸塩補償深度以下の水深においても存在しうることを示している。間隙性貝形虫類のParapolycope属とKliecope属は、上唇形態に性的二型があり、オスの上唇が交尾行動に利用されることが知られている。オスの上唇形態の種間で相同と思われる部位を設定し、形態に基づく分岐図を作成した。その分岐図から上唇の先端部が種によって特に大きく異なる形態を示すことが明らかとなった。オスの上唇の先端部は交尾行動の際にメスの体後部に接触する部分であることが知られており、上唇形態の中で先端部が最も性選択の影響を受けている可能性が示唆された。また、分岐図と18S rDNA配列に基づく分子系統樹を比較した結果、オスの上唇形態が類似したものほど系統的に近縁な関係にあることが示された。初年度として,これまで明らかとされていなかった地域の(海外を含む)間隙性貝形虫類の分布を調査することができた.また,間隙性種と表在性種の多数のミオドコーパ貝形虫類の標本を得ることができた.研究対象とした貝形虫類について,種分化研究の基礎となる系統・分類学的情報が飛躍的に増加した.
凝縮相における芳香族ケイ素化合物の光物理・光化学過程

ベンジルトリメチルシランを液体窒素温度で光分解したところ、3-メチルペンタン中ではトリメチルシリルベンジルラジカルが、メタノール中ではベンジルラジカルが、またsec-塩化ブチル中ではカチオンラジカルが主として生成するという顕著な溶媒効果を見い出した。三重項消光剤を用いた実験および励起レーザー光強度依存性の実験から、トリメチルシリルベンジルラジカルとカチオンラジカルは三重項を経由する二光子過程で、またベンジルラジカルは、分子軌道計算によって与えられるラジカル対の性質をもつ一重項励起状態とアルコールとの反応により、生成することを明らかにした。このようにベンジルトリメチルシランの低温における反応機構を明らかにできたので、この結果を現在英国化学会の雑誌に投稿中である。またベンジルトリメチルシランを室温でナノ秒レーザー光分解したところ、シクロヘキサン中では三重項一三重項吸収のみが観測され、メタノールやエタノール中ではこれに加えて315nmにベンジルラジカルの吸収が観測された。この結果は低温における結果を支持するものであり、同じ反応機構があてはまることが明らかになった。この結果については第70回日本化学会春季年会で発表する予定である。さらにトリエトキシジフェニルメタンのレーザー光分解を研究したところ、トリエトキシ基がフェニル環のオルトの位置に転移したことがわかり、ベンジルトリメチルシランとは異なる反応中間体が生成することを見い出した。またアントラセンの9位にシリル基が置換したケイ素化合物の発光スペクトル,寿命を研究し、Organometallics誌に発表した。
電磁弾性座屈現象の非線形解析と実験

耐電磁力構造の設計法の確立を目指した基礎研究の一環として本研究では電磁弾性座屈に関する非線形解析ならびに実験を行なった.従来の研究は構造物の変形に対する弾性力や電磁力の非線形成分を無視した線形理論による解析であり,座屈後の挙動を明らかにした研究はこれまでなかった.そこでまず簡単な電磁力を受ける梁モデルを導入し,電磁弾性座屈後の挙動すなわち座屈後に安定な定常状態が存在するか,存在するとすればその大きさはどのような物理パラメータによって決定されるかを明らかにした.さらに電磁弾性座屈の安定化制御法を提案しその適用限界をしめすとともに,シミュレーションによってその妥当性を確かめた.最終年度の目標は,実験の行ないながら新しい非線形現象を見い出すことであったが,簡単な二リンクモデルに生じる電磁弾性座屈現象を通して,クーロン摩擦に起因した新しい非線形現象を見い出すことができた.以下,電磁弾性座屈に対するクーロン摩擦の影響について本研究で明らかにされた成果を具体的に示す.電磁力とばね力を受ける二リンクモデルを導入し(このとき電磁力はこのシステムを不安定化させ,一方ばね力は安定化させるように働く),このモデルに生じる電磁弾性座屈についてクーロン摩擦力の影響を明らかにした.クーロン摩擦が存在する時,座屈前においてもリンクの安定な平衡状態はある領域のなかで無限に存在し,初期状態がその領域内にありかつ初速度が0の場合は,初期状態のまま静止し続けることを理論的に示した.またこの領域は座屈状態に近くなるにつれて広がることを線形理論による解析並びに実験により示した.さらに非線形解析を行ない非自明な平衡状態のまわりにも安定平衡状態の存在する領域があることを明らかにし実験によって確かめた.耐電磁力構造の設計法の確立を目指した基礎研究の一環として本研究では電磁弾性座屈に関する非線形解析ならびに実験を行なった.従来の研究は構造物の変形に対する弾性力や電磁力の非線形成分を無視した線形理論による解析であり,座屈後の挙動を明らかにした研究はこれまでなかった.そこでまず簡単な電磁力を受ける梁モデルを導入し,電磁弾性座屈後の挙動すなわち座屈後に安定な定常状態が存在するか,存在するとすればその大きさはどのような物理パラメータによって決定されるかを明らかにした.さらに電磁弾性座屈の安定化制御法を提案しその適用限界をしめすとともに,シミュレーションによってその妥当性を確かめた.最終年度の目標は,実験の行ないながら新しい非線形現象を見い出すことであったが,簡単な二リンクモデルに生じる電磁弾性座屈現象を通して,クーロン摩擦に起因した新しい非線形現象を見い出すことができた.以下,電磁弾性座屈に対するクーロン摩擦の影響について本研究で明らかにされた成果を具体的に示す.電磁力とばね力を受ける二リンクモデルを導入し(このとき電磁力はこのシステムを不安定化させ,一方ばね力は安定化させるように働く),このモデルに生じる電磁弾性座屈についてクーロン摩擦力の影響を明らかにした.クーロン摩擦が存在する時,座屈前においてもリンクの安定な平衡状態はある領域のなかで無限に存在し,初期状態がその領域内にありかつ初速度が0の場合は,初期状態のまま静止し続けることを理論的に示した.またこの領域は座屈状態に近くなるにつれて広がることを線形理論による解析並びに実験により示した.さらに非線形解析を行ない非自明な平衡状態のまわりにも安定平衡状態の存在する領域があることを明らかにし実験によって確かめた.本年度は、電磁力とばね力を受けるリンクモデルを例に取り上げ電磁弾性座屈現象の非線形解析を行なった。さらに実験装置を製作し、電磁弾性座屈電流を測定した。以下具体的に得られた結果を示す。1.理論解析、電磁力とばね力を受けるリンクモデルの運動方程式(非線形常微分方程式)を導出し、理論解析を行なった。解析には近年臨界状態近傍の非線形解析手法として、注目されているLiapunov-Schmidt法を用いた。その結果、ばね力による初期復元力が大きい場合電磁弾性座屈電流は上昇し、電磁弾性座屈が生じにくくなることが明らかになった。電磁弾性座屈後の挙動については、初期復元力が小さい場合超臨界ピッチフォーク分岐を生じ座屈後においても安定な平衡状態が存在するが、初期復元力が大きくなると分岐が亜臨界において安定な平衡状態が存在しなくなることを理論的に指摘した。(倉田、薮野、青島、電磁弾性座屈後の挙動に対する非線形力の影響、日本機械学会計算力学講演会論文集、950-15、(1994)、149-150.)2.実験装置の製作、電磁鉄心に銅線を1000回ほど巻いて強力な電磁石を作成した(ギャップ50mm、電流2Aで約10Nの力を発生する)。これを用いてリンクモデルに生じる電磁弾性座屈を観察し、初期復元力が大きくなると電磁弾性座屈電流が増加することを実験的に明らかにした。3.今後の研究、上記の実験装置を用い電磁弾性座屈後の挙動を実験的に明らかにする。すなわち、本年度の研究で理論的に予測された、初期復元力と電磁弾性座屈後の挙動(亜臨界か超臨界か)との関係を実験的に考察する。また、これまでの研究では分岐の不完全性を無視してきたが、この点に関しても理論的ならびに実験的に検討を行なう予定である。耐電磁力構造の設計法の確立を目指した基礎研究の一環として本研究では電磁弾性座屈に関する非線形解析ならびに実験を行なった.従来の研究は構造物の変形に対する弾性力や電磁力の非線形成分を無視した線形理論による解析であり,座屈後の挙動を明らかにした研究はこれまでなかった.

そこでまず簡単な電磁力を受ける梁モデルを導入し,電磁弾性座屈後の挙動すなわち座屈後に安定な定常状態が存在するか,存在するとすればその大きさはどのような物理パラメータによって決定されるかを明らかにした.さらに電磁弾性座屈の安定化制御法を提案しその適用限界をしめすとともに,シミュレーションによってその妥当性を確かめた.次に電磁弾性座屈に対するクーロン摩擦の影響を簡単な二リンクモデルに生じる電磁弾性座屈現象を例にとりあげて解析を行ない実験によってその妥当性を確かめた,以下1.電磁弾性座屈の非線形解析,2.電磁弾性座屈の安定化制御法,について本研究で明らかにされた成果を具体的に示す.1.電磁弾性座屈の非線形解析:梁の横たわみにより生じる軸方向復元力に起因した非線形復元力とローレンツ力の梁の横たわみに関する3次の非線形成分を考慮に入れた運動方程式を導出した.運動方程式は非線形偏微分方程式であり,本研究ではLiapunov-Schmidt法と中心多様体理論を適用することによって,解析的な近似解を得た.この結果,電磁弾性座屈後安定な定常状態が存在し,その大きさは軸力による非線形成分の大きさにより決定され,これが大きいほど安定な定常状態すなわち横たわみは小さくなることが明らかになった.また電磁弾性座屈はピッチフォーク分岐であることを指摘し,分岐の摂動に関する解析を行い分岐集合,分岐図を明らかにした.2.電磁弾性座屈の安定化制御法:分岐の摂動を利用した電磁弾性座屈の安定化制御法を提案した.すなわち電磁力を操作し不安定な不動点を適切に変化させることによって,不安定な平衡状態を安定化させた.本手法は分岐における不安定な平衡状態を利用しており、不安定な平衡状態が存在しない場合,適用は不可能である.そこで本手法の適用条件を示した.さらに本制御法の妥当性を数値シミュレーションによって明らかにした.
代数エージェントにボードゲームをさせたい～感性に訴える代数系の可視化～

本研究の目的は代数系を感性工学によって理解する枠組を定式化する第1ステップを与えることである.そのために,代数(例えば整数)の要素たちにいくつかのチームを作らせ,ボードゲームを演じさせる.そのような要素を代数エージェントと呼ぶ.各チームは固有の演算を武器として使うことができ,ボード上で接触したら,互いの演算で勝負し,例えば,計算結果の大小などで勝敗を決める.実験の結果,和,積など演算によってゲームのプロセスが異なることが分かった.例えば,和チームは短期決戦に強いが,長引くと0が増えて,積チームが逆転する.このように演算に特徴的な感性的な振る舞いを観察することができた.本年度は前年度の結果を踏まえて,シミュレーションの場,すなわち,ゲーム環境を拡張した実験を大きく2つ実施し,考察をした.具体的には,まず,各代数エージェントを平面状に展開し近傍を持たせ,敵チームのエージェントが近傍内に進入した際に,それを排除する方向へ移動する場合と,逆にそれを追跡する方向に移動する場合を設定し,3通りの組み合わせについて,実験を行った.その結果,組み合わせに応じて,盤面全体の印象が異なることがわかった.互いに追跡しあうエージェントはいち早く盤面から退場し,互いに排除しあうエージェントはなんとか生き残るのは予想できたが,それらの組み合わせの比率に応じて,感性的に「すっきり感」ー「うっとうしい感」のグラデーションを表現できることを確認した.次に,エージェント間の対称性と推移性の局所的な成立/非成立に着目し,その状態の維持や反転に関するルール(対称性がある場合は,次の時点でもできるだけ対象性が維持されるように近傍を変化させて移動する,など)を設定し,それらの組み合わせによって,敵の追跡(非対称性の維持から対象性の維持へのストラテジ変更)や見方同士の連携プレーによる敵の包囲(非推移的関係で動きつつ,いずれかのエージェントが敵を射程に収めると見方同士が推移的を持つように移動のストラテジを変更)する状況など,近傍を介したエージェント間の関係の局所的性質に基づいて,エージェントのいくつかの行動様式を実現できることが分かり,感性的な振る舞いを実現できた.本研究の目的は代数系を感性工学によって理解する枠組を定式化する第1ステップを与えることである.そのために,代数(例えば整数)の要素たちにいくつかのチームを作らせ,ボードゲームを演じさせる.そのような要素を代数エージェントと呼ぶ.各チームは固有の演算を武器として使うことができ,ボード上で接触したら,互いの演算で勝負し,例えば,計算結果の大小などで勝敗を決める.実験の結果,和,積など演算によってゲームのプロセスが異なることが分かった.例えば,和チームは短期決戦に強いが,長引くと0が増えて,積チームが逆転する.このように演算に特徴的な感性的な振る舞いを観察することができた.本研究の目的は代数系を感性的に捉えるための手段としてのゲームを提案し,代数系の性質がゲーム内でどのような形で現れるかを考察することである.本年度で考察したゲームは,格子状のセルに分けられた2次元平面上で動くエージェント(コマ,代数系の元に相当する)が互いに作用を及ぼし合いながら進行する.代数の元はいくつかのチーム(代数系に相当する)に分かれ,互いに作用を及ぼすことにより消滅したり相手チームに組み入れられたりし,最終的に生き残ったチームを勝者とする,という設定で定式化した.この定式化に基づいて,実際にシミュレーションを実行した(使用言語はC++).代数系として,自然数の剰余和と剰余積を選び,いくつかの法の下でそれぞれ100回の試行をした.その結果,零元が出現しやすい状況にある時ほど剰余積チームが勝利しやすく,0が出現すると必ず勝つことが分かった.0の出現しやすさに大きく影響するのが剰余の法であることも確認した.また,ゲームの長さについて,剰余和チームが勝利する場合,比較的終了までのターン数が小さいことが分かった.これはゲームが長引く程0が発生する確率が上がり剰余積の勝率が上がるためである.以上の実験結果を踏まえて,零元は剰余積チームにとって,必勝をもたらす極めて特殊な元である.ゲームを長引かせれば0が出現しやすくなるので,剰余積の勝率は上がっていくことになる.逆に剰余和は多くの場合,0が出現しないうちにゲームを終わらせることになる.これはあたかもそれぞれの代数系が「剰余積は頼みの綱である0が発生するまで持ち堪える」「剰余和は厄介な敵である0が発生しないうちに畳み掛ける」という感性的戦略の下でゲームを実行するかのような印象を人間に抱かせる.つまり,0という特殊な元を鍵として,代数系に感性的な振る舞いを見出すことができたと結論した.申請書では本年度の目的を「種々の代数系の公理や法則のうち,どれがゲームにおけるルールとして妥当に解釈できるかを,ボードゲームを念頭においた離散座標平面(N×N)におけるシミュレーション実験と連携させ十二分に吟味する.」とした.実際,前記実績概要に記入した通り,適切な演算子として吟味した結果,剰余和と剰余積が候補となり,シミュレーションを行った結果,当初予想通り,感性的挙動を確認することができた.

また,本年度作成したプログラムは次年度に計画する研究を前倒しで考察の上,その方向性を見越して,拡張性や変更の自由度が高いように構築されているので,ほとんど支障なく新年度の研究に突入できる.以上から,本研究は当初の計画以上に進展していると判断している.今後は本年度の考察を発展させてシミュレーションの場(ゲーム環境)を拡張した実験・考察を通して,本アプローチによる「感性に訴える代数系の可視化」の実現可能性について検討する.様々な設定でシミュレーション回数を繰り返すことがまず肝要と考えられ,膨大な結果の中から感性的振る舞いの発見をめざし,理論へのフィードバックとする.より具体的には,申請書に記した通り,(1)複数の場とその間の転送(2)次元を上げる(3)障壁を設ける:迷路,障害となる図形の配置など(4)通常のユークリッド空間や距離空間(5)種々の位相空間など,種々のゲームの場において,代数系の特徴がどのように反映するかを明らかにする.特に,迷路(現実空間)と迷路上のネットワーク空間(グラフ構造)は現在のネット環境を反映したゲームの場として興味深い.現実空間は移動に時間というコストがかかるが,ネット空間は単なる写像で結ばれていて,移動時間を0とみなしてよい.ネット空間にも敵と味方が配置できる,現実空間のエージェントもネット空間に溶け込むことができる(サイバーパンクやマトリックス)など,興味深いゲーム環境である.この点を重点的に考察,実験することで,本研究が情報ネット社会における新たな知見を与えられるように渾身の努力をしたい.該当なし
側坐核のカテコラミン遊離制御機構の研究

口腔ジスキネジアは顎顔面の常同運動を特徴とする症候で,加齢以外にパーキンソン病治療薬または抗精神病薬の副作用として誘発される。口腔ジスキネジア発症機構の詳細は不明だが,側坐核や線条体へ投射する中枢ドパミン神経の機能亢進が顎の常同運動を惹起することが,ラットを用いた行動学的研究から示唆されている。そこで申請者らは,側坐核および線条体のドパミン神経亢進機構について,無麻酔非拘束ラットを用いin vivo脳微小透析法により検討した。内因性μ受容体アゴニスト候補物質のendomorphin(EM)-1とEM-2は,ラットの側坐核に灌流投与すると,いずれも同部位のドパミン(DA)遊離を促進する。μ受容体アゴニストによる中枢DA神経活性化は,μ受容体刺激を介したGABA神経機能の脱抑制によることが示唆されているが,EM類が惹起した側坐核DA遊離における同部位のGABA_B受容体の関与の詳細は明らかでない。そこで本研究では,このEM-1またはEM-2が誘発した側坐核DA遊離における同部位のGABA_B受容体の役割を明らかにする目的で,EM類誘発DA遊離へGABA_B受容体のアンタゴニストの2-hydroxysaclofen(SAC)とアゴニストのbaclofen(BAC)が及ぼす効果についてin vlvo脳微小透析法にて検討した。無麻酔非拘束ラットの側坐核に挿入した脳微小透析プローブを介して回収した細胞外液中のDAは,HPLC-ECD法で分離定量した。薬物はいずれも灌流液中に溶解し,脳微小透析プローブを介した逆透析で側坐核に局所灌流投与した。以上の結果から,側坐核のGABA_B受容体はEM-1誘発DA遊離の制御において抑制的な役割を果たすことが示唆された。さらに,EM-2はEM-1とは異なるメカニズムで側坐核のDA遊離を促進することが示された。青斑核などからのノルアドレナリン(NA)神経は,中脳辺縁系ドパミン(DA)神経の投射する側坐核へ入力する。側坐核のNA神経とDA神経との間には密接な機能的相互関係があり,この領域に分布するβ受容体の作動薬による活性化は同部位のDA遊離を増加する。一方,NA取り込み阻害薬は細胞外間隙においてNAのみならずDAも増加するが,その発現機構としてNA取り込み機構を介したDAの細胞内移行の阻害の関与が示唆されている。しかし,NA取り込み阻害薬の示すDA遊離促進作用へ細胞外NA量の増加によるβ受容体の刺激が関わるか否かについては明らかでない。そこで本研究では,選択的β受容体遮断薬のpropranololを用いて,この薬物が選択的NA取り込み阻害薬のreboxetineの示す側坐核のDA遊離促進効果を抑制するか否かについて検討した。実験には無麻酔非拘束ラットを用い,側坐核から脳微小透析プローブを介して回収した細胞外液中のNAおよびDAはHPLC-ECD法で分離・定量した。Propranololは,側坐核のβ受容体の作動薬による活性化が誘発する同部位のDA遊離の亢進を抑制する用量を用いた。以上の結果からreboxetineが誘発した側坐核のDA遊離亢進には,同部位において増加した細胞外NAによるβ受容体の活性化が関わる可能性が示された。我々はシナプス小胞内ドパミン(DA)枯渇薬のreserpineとDA合成律速酵素阻害薬のα-methyl-p-tyrosine(α-MPT)を用いた研究から,覚醒アミンのdexamphetamineは,線条体のDA神経終末のシナプス小胞のみならず細胞質からもDAを細胞外へ放出することを報告している。D_1受容体作動薬のSKF38393はラットの線条体背側部へ局所投与すると,dexamphetamineと類似した神経活動非依存性の機構により同部位のDAの放出を促進するが,このDAはシナプス小胞と細胞質のいずれを由来とするかは明らかでない。そこで,無麻酔非拘束ラットの線条体背側部へのSKF38393の局所投与が誘発したDA放出におけるシナプス小胞と細胞質のDAプールの役割について,reserpineとα-MPTを用いてin vivo脳微小透析法により検討した。その結果,1.Reserpine(5mg/kg,24時間前)またはα-MPT(250mg/kg,2時間前)の全身投与の結果,線条体背側部へのSKF38393の局所注入(1.5μg/0.5μl)が誘発した同部位のDA放出は,reserpineにより約82%が,α-MPTにより約62%がそれぞれ抑制され,これらresefpineとα-MPTの抑制効果の合計は100%を超える約144%に達した。

2.細胞内DAを枯渇させるためreserpineとα-MPTを併用投与しても,SKF38393誘発DA放出は約86%までしか抑制できなかった。以上の結果から,ラットの線条体背側部へのSKF38393の局所投与は,同部位のシナプス小胞と細胞質の両方からDAを放出することが示された。また,このSKF38393処置は細胞内のDAのシナプス小胞と細胞質の間の移動を誘発すること,さらに細胞外DAの細胞内への取込み機構を阻害することがそれぞれ示唆された。
ストレス負荷が引き起こす行動変化におけるシナプス分子X11Lの機能

複雑化した社会や不安な情勢を反映しストレス負荷は増大し、誰もがストレスを原因とする精神病を患う危険にさらされている。脳内において負荷されたストレスに対し情報処理が行われるが、その分子基盤に関する解明は進んでいない。その原因の一つには適切なモデルマウスがいないことが挙げられる。研究代表者等のこれまでの研究により、アダプタータンパク質XllLの遺伝子欠損変異マウスが、明らかな活動量の低下、不安の亢進、記憶学習能力の低下、精神疾患様行動を示さないにもかかわらず、比較的不安のレベルが低い環境下において葛藤状態を解消するための行動が低下していること、更には競争環境下において社会的に劣位になることをみいだした。本年度は、その分子機構を明らかにするために研究を進めた。前年度に観察された変異マウスでの脳内モノアミン量の異常に関して、さらに詳細な領域毎に比較した。また、受容体、輸送体などのモノアミン量を制御しうる分子群の量を定量的PCRにより解析したが、変異マウスと野生型マウスの間で変化している分子はなかった。量的な変化は観察されなかったが、モノアミン量の変化と一致する受容体の機能異常が変異マウスにおいて観察された。また、変異マウスとテトラサイクリンシステムを使用したマウスを用いてXllLを時間、場所依存的に発現させることにより、変異マウスでの行動異常が部分的に回復した。これらの成果は脳内におけるストレスなどの外界からの刺激に対する情報処理機構においてXllLがモノアミンシステムを介して重要な役割を果たすことを示唆する。また、Xl1L遺伝子欠損変異マウスが、それらの機構を解析する為の有効なモデルマウスになると考えられる。複雑化した社会や不安な情勢を反映しストレス負荷は増大し、誰もがストレスを原因とするうつ病などの精神病を患う危険にさらされている。ストレス負荷により、脳において神経回路が構造的、機能的に変化し行動として表出するが、その詳細な分子機構に関する解明は進んでいない。その原因の一つとして適切なモデルマウスがいないことが挙げられる。研究代表者は、これまでにアダプタータンパク質X11Lの生理機能に関する解析を行い、X11Lがアミロイド前駆体タンパク質(APP)の代謝を制御しAβの産生を下げることを明らかとした。一方、行動学的解析からX11L遺伝子欠損マウスが競争環境下において社会的に劣位に陥ることを示唆する結果を得た。X11Lは脳特異的に発現し、シナプス部位に多く存在し神経伝達物質の放出に関わる様々な分子群と相互作用することから、変異マウスにおける行動表現型の原因のひとつとして神経伝達機能の異常が起きている可能性を考え電気生理学的な解析を行った。しかしながら、基本的な神経伝達機能、前シナプスの機能、長期可塑性において変異マウスと野生型マウスの間に差は観察されなかった。次に変異マウスにおける行動表現型をさらに詳細に検討した。その結果、変異マウスにおいて明らかな活動量の低下、不安の亢進、うつ病様行動は観察されなかったが、比較的不安のレベルが低い条件において、これらを避ける行動が変異マウスで低下していた。さらに、変異マウスにおいてモノアミンのレベルの変化が観察された。これらの結果はX11Lがモノアミン系を介して個体における危機回避に働いている事を示唆する。また、変異マウスにおける危機回避能力の低下が、競争力の低下につながっている可能性が考えられる。
視覚特性を考慮したハイビジョン対応の画質評価法

ハイビジョンをはじめとするTV画像や写真等の画質評価で最も大きなウェイトをしめる直交心理要因は、鮮鋭感と粒状感である。これら2大要因に対応する劣化、ぼけ(blur)とランダムノイズに対して、人間の主観評価と一致する画質評価アルゴリズムを確立した。まず、ぼけによる劣化は画像をある種の低域通過形フィルタに通すことと等価であり、実験的に視覚のMTF(空間周波数特性)による重みだけでほぼ満足な評価結果が得られる。しかし、ランダムノイズに対しては視覚の線形性を示すMTFのみでは明らかにその評価は不十分で、画像に応じて変化する要素を考慮する必要がある。即ち、画像に依存した重みづけの決定が問題となるのである。本研究では、視覚系の網膜以降をブラックボックスとし、入力刺激(観測画像)に対する応答関数を任意の非線形関数として、着目している画素に微小変動(ランダムノイズ)が加えられた時の応答関数をテ-ラ-展開線形近似して、重みを決定している。この場合、視覚誤差は、物理的誤差に応答関数の微係数が乗じられたものとなるが、この項が、画像依存の原因となる項である。この項の決定に視覚系でよく知られたマッハ効果、ウェ-バ-・フェヒナ-の法則を導入し、合理的かつ数学的に、重みが決定されることを示す。これらの重みがつけられた視覚誤差から、単独劣化量を計算し、SN比に準じて単独画質が決定される。又、総合劣化量は、これら二大劣化心理要因の直交性からベクトル和として求め、総合画質の決定を行う。本方法による評価は、一対比較法による主観評価実験結果とほぼ一致しており、ぼけとランダムノイズの二大劣化要因に対して、視覚特性に合った評価であることが確かめられた。
ストレス誘発性筋・筋膜性疼痛の神経機構解明とその治療

高齢化が進む本邦において、肩こりや腰痛、線維筋痛症などの筋・筋膜性疼痛患者は極めて頻度が高く、これらの多くは身体的・精神的ストレスに大きく影響される。本研究では、ストレス誘発性筋・筋膜性疼痛の神経・分子機構の一端を明らかにした。レセルピン誘発性線維筋痛症モデルでは、酸感受性イオンチャネルであるASIC3、および脊髄ミクログリアがこのモデルの機械痛覚過敏に重要な役割を果たすことを明らかにした。また、行動薬理実験、および電気生理学実験より、運動誘発性筋・筋膜性疼痛にもASIC3が関わることを明らかにした。これらの結果は、ストレス誘発性筋・筋膜性疼痛の治療に有用であると考えられる。肩こりや腰痛などの筋・筋膜性疼痛や線維筋痛症は慢性難治性であり、医学的・社会的に重要度が高く、その発症や増悪にはストレスが深く関わるが、メカニズムは不明な点が多い。本年度はその発祥や増悪にストレスが強く関与すると考えられる線維筋痛症の動物モデルを用い、末梢神経・脊髄機構の一端を明らかにし、論文投稿中である。具体的には、1)末梢神経レベルでは機械感受性C線維侵害受容器の割合が有意に低下した一方で、残存したと考えられる機械感受性C線維侵害受容器の機械反応が有意に増大した。このような機械感受性の“逆説的な"変化は、加齢や糖尿病性神経障害でも観察され、共通した末梢神経機構の存在が示唆された。2)後根神経節において、痛みや機械受容、また活動電位の発生・伝導に関わるイオンチャネル(ASIC1-3, Nav1.7-1.9, P2X3, Piezo1-2, TRPA1, TRPV1,2,4)のmRNAを調べたところ、複数の疼痛モデルの機械痛覚過敏に関与が認められる酸感受性イオンチャネルASIC3の有意な発現上昇がみられた。3)脊髄後角ではミクログリアのサイズや数、また活性化型ミクログリアの割合が有意に増加し、その変化は侵害受容と関連の深い後角表層(I-II層)でより顕著であった。このようなミクログリアの活性化は脊髄後角ニューロンの応答を亢進し、中枢性感作を引き起こし、痛覚過敏の病態に寄与する可能性が示唆された。また、遅発性筋痛モデルにおいて、その機械痛覚過敏に極めて重要な役割を果たす神経成長因子のmRNA発現が、筋だけでなく、筋膜組織においても観察された。このことは筋・筋膜性疼痛において、筋だけでなく、筋膜組織も痛みの発生源として重要である可能性を示していると考えられた。本年度はその発症や増悪にストレスが深く関与すると考えられる線維筋痛症の動物モデルを用い、その痛みの末梢神経・脊髄機構の解明をさらに進め、新しい知見を得た。1)後根神経節で発現増大がみられた酸感受性イオンチャネルASIC3の選択的阻害剤投与により、痛覚過敏行動が改善した。2)ミノサイクリンの反復投与で活性化ミクログリアが抑制され、痛覚過敏の発症が抑制された。これらの結果は、末梢ではASIC3チャネルが、また、脊髄では活性化ミクログリアが線維筋痛症モデルにおける機械痛覚過敏に重要な役割を果たすことを示している。これらの新しい知見を昨年までの研究成果に加え、論文発表を行った。また、繰り返し寒冷ストレスや複合持続ストレス負荷によって生じる機械痛覚過敏の末梢神経機構を体系的に調べた。前者では骨格筋の痛覚受容に関わるC線維侵害受容器の機械反応が有意に増大していたが、後者では全く変化がみられなかった。このことよりストレス誘発性筋・筋膜性疼痛は末梢神経機構の関与するものと関与しないものがあると考えられ、その痛みには異なるメカニズムが存在することが示唆された。また、in vivo電気生理実験のセットアップを立ち上げ、骨格筋非活動性侵害受容器を同定することができた。今後はサンプル数を増やし、骨格筋細径線維受容器の新しい分類法の確立を目指す。肩こりや腰痛、また、近年注目されている線維筋痛症は筋・筋膜の痛みを主症状とする慢性難治性疾患である。これらの痛みは頻度が高く、加齢とともに増加するため、医学的のみならず、社会的にも重要度が高い。その発症や増悪にはストレスが深く関わるとされるが、ストレス誘発性筋・筋膜性疼痛のメカニズムや物質的基盤は十分に解明されていない。昨年度はレセルピン誘発性疼痛モデルを用い、その末梢神経・脊髄機構の一端を明らかにした。本年度は、引き続き同モデルを用い、その物質的基盤の解明を試みた。その結果、グリア細胞由来神経栄養因子の筋内での発現増大が同モデルで確認され、これが機械痛覚過敏の原因物質その末梢神経機構に関わる可能性が示唆された。また、他のストレス誘発性筋・筋膜性疼痛モデルとして、繰り返し寒冷ストレスモデルを用い、その機械痛覚過敏に骨格筋C線維の機械反応増大が関わることを明らかにした。現在、その原因因子の同定を試みている。さらに、酸感受性イオンチャネルであるASIC3に着目し、運動誘発性筋・筋膜性疼痛(DOMS)モデルを用い、その末梢神経機構の解明を試みた。選択的ASIC3阻害剤であるAPETx2はDOMSモデルの機械痛覚過敏を減弱させた。

また、選択的ASIC3阻害剤は筋Aδ線維、およびC線維の機械反応を有意に減弱させることがわかった。以上より、運動誘発性筋・筋膜性疼痛の機械痛覚過敏にはASIC3を介した末梢神経機構が存在することが明らかとなった。これらの結果は筋・筋膜性疼痛の適切な治療に有用であると考えられる。高齢化が進む本邦において、肩こりや腰痛、線維筋痛症などの筋・筋膜性疼痛患者は極めて頻度が高く、これらの多くは身体的・精神的ストレスに大きく影響される。本研究では、ストレス誘発性筋・筋膜性疼痛の神経・分子機構の一端を明らかにした。レセルピン誘発性線維筋痛症モデルでは、酸感受性イオンチャネルであるASIC3、および脊髄ミクログリアがこのモデルの機械痛覚過敏に重要な役割を果たすことを明らかにした。また、行動薬理実験、および電気生理学実験より、運動誘発性筋・筋膜性疼痛にもASIC3が関わることを明らかにした。これらの結果は、ストレス誘発性筋・筋膜性疼痛の治療に有用であると考えられる。今年度(2年目)は研究成果の一部を論文にすることができた。また、繰り返し寒冷ストレスモデル、および複合持続ストレスモデルを導入し、その痛覚過敏における骨格筋C線維侵害受容器の関与の有無を明らかにすることができ、いくつかの学会で発表を予定している。また、骨格筋非活動性侵害受容器同定のためのin vivo電気生理実験のセットアップが立ち上がり、骨格筋非活動性侵害受容器の存在を実証することができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。疼痛生理学平成27年度は平成26年度に明らかにした繰り返し寒冷ストレスモデルにおける機械痛覚過敏の末梢神経機構に関わる物質的基盤を明らかにする。また、ストレス誘発性筋・筋膜性疼痛モデルに対し、運動療法や物理療法などの処置を行い、疼痛改善効果を検証し、理学療法効果を検討する。骨格筋非活動性侵害受容器に関しては、今後サンプル数を増やし、骨格筋細径線維受容器の新しい分類法の確立を目指す。また、骨格筋非活動性侵害受容器の病態時における役割や活性化機構(因子)の同定を目指す。1)現在までに、ストレス誘発性筋・筋膜性疼痛の1種である線維筋痛症の動物モデルを用いて、その末梢神経・脊髄機構の一端を解明し、論文投稿した。現在、新たなストレス誘発性筋・筋膜性疼痛モデルとして睡眠不足ストレスを中心に、その末梢神経機構の解明を進めている。2)これまで注目されることがなかった筋・筋膜性疼痛における筋膜組織の役割を明らかにできた。3)筋における非活動性侵害受容器を同定し、正常動物においてその電気生理学的特性を明らかにした。本年度は非常勤研究員1名を研究補助員(パートタイム)として雇用したが、自己都合により退職したため、使用予定額に残額が生じた。H26年度は複合ストレスである睡眠不足ストレスを用いた筋・筋膜性疼痛モデルを中心に、その神経機構と物質的基盤の解明を目指す。特に、ストレス誘発性筋・筋膜性疼痛における筋・筋膜非活動性侵害受容器の役割や、筋膜組織における疼痛関連遺伝子・タンパクの発現を明らかにする。H27年度は有用なストレス誘発性筋・筋膜性疼痛のモデルを絞り、歩行などの運動療法や圧刺激などの物理療法をストレス負荷期間の前・中・後に施行し、疼痛緩和効果を明らかにする。
ウェブから時空間依存データを抽出するウェブセンサに関する研究

実世界でスマート空間を実現するには、状況を監視し続け、サービスや構造を最適化する必要がある。しかし、従来の物理的なリアルセンサだけでは、ある場所(空間)ある時間に起きた現象に関して、人々がどのように認識しているか、評判や印象までセンスするのは困難である。そこで本研究では、様々な現象に関して大量のウェブ文書から時空間依存データを抽出するウェブセンサ技術を開発し、その可能性や信頼性を多角的に検証した。最終年度は、これまでに開発したウェブセンサの基礎的技術を拡充および改善し、様々な現象を人々が体験した上で記述された大量のウェブ文書から時空間依存データをより高精度に抽出するウェブセンサシステムの研究開発を進めた。関連する学術会議に積極的に参加して情報収集し、ウェブからの知識抽出に関する最新の抽出手法もシステムに導入した。実世界の現象やオブジェクトに関して、テキストデータだけでなく画像データをウェブセンスする技術の改善も行った。また、これまで主に使用してきた気象統計や地震統計だけでなく、インフルエンザの流行や交通事故など、多種多様な現象についてリアルセンサあるいは人力による時空間依存データを収集し、ウェブ抽出した時空依存データとリアルセンサデータとの相関に関して現象の種類への依存性、従来のウェブ文書やブログ、マイクロブログ(Twitterなど)、ソーシャルネットワーキングサービス記事(Facebookなど)、ニュース記事など、情報ソースの種類によって、抽出された時空間依存データと実世界との相関に違いがあるのかなど、様々な側面からウェブの実世界センサとしての可能性や信頼性の詳細な調査を行った。その結果、ブログ記事がウェブセンサのコーパスとして最も適している事、現象に依って相関の強さや遅延日数に差が出る事などが明らかになった。さらに、ウェブセンサデータの活用方法として、相関(信頼性)の高い現象に関する時空間依存データはどのようにユーザに呈示すればより良いか、相関(信頼性)の低い現象に関する時空間依存データはどのようにユーザに呈示すれば誤解の問題などを軽減できるかなどの検討も行った。実世界センサとしてウェブから抽出された知識データ(潜在的なニーズなど)に応じて、リアルタイムに実世界に反映し、実世界(スマート空間)でのサービス配置や構造を動的に適応させる仕組みの研究にも取り組んだ。実世界でサービス配置や構造を最適化し、スマート空間を実現するには、実世界の状況をリアルタイムに監視し適応させる必要があるが、従来の物理的なリアルセンサだけでは、ある場所ある期間に起きた様々な現象に関して、その現象を人々がどう認識しているか、評判や印象などをセンスすることは困難である。本年度は、様々な現象を人々が体験した上で記述されたウェブ文書から自動的に時空間依存データを抽出するウェブセンサの基礎的技術(プロトタイプシステム)を開発した。また、ウェブセンサデータの信頼性を保証して、一般ユーザも安心して参考にでき、スマート空間を始め多くの情報システムで活用可能にするため、リアルセンサによって収集されたデータとして気象統計や地震統計などとの相関を幅広く照合・分析した。ウェブ世界でどのくらい(量的)、どのように(質的)記述されているのか、現象の種類に依ってウェブでの記述され易さ、タイムラグに違いがあるのか、その現象が起きた時空間に依っても異なるのかなどについて調査した。次年度に実施を計画していたが、ウェブセンサシステムの拡充、ウェブセンサデータの活用方法の検討も行った。ウェブ世界にはテキストデータだけではなく、有用な画像データも豊富に存在する。実世界のオブジェクトの典型画像や特異画像をウェブセンスする技術を開発した。また、スマート空間の情報セキュリティを改善したセキュア空間においてウェブセンサの活用方法についても提案した。初年度の研究成果として、ウェブセンサに関する基礎的調査の結果と得られた知見、ウェブセンサの応用などについて学術論文誌や国際会議等で発表した。実世界での現象として「天候」や「地震」に関して取り上げ、ウェブセンサによってウェブから抽出した時空間依存データがリアルセンサデータをどの程度再現できるか、その可能性を示唆することができた。本研究の目的は、様々な現象を人々が体験した上で記述されたウェブ文書から自動的に時空間依存データを高精度に抽出するウェブセンサ技術を開発し、スマート空間の実現などにおけるリアルセンサを補完・代替することであるが、当初の計画通り、ウェブセンサの基礎的技術(プロトタイプシステム)を開発することができた。また、ウェブセンサデータの利用可能性や信頼性を担保するため、当初の計画通り、気象統計や地震統計などとの相関を幅広く照合・分析し、ウェブセンサによってウェブから抽出した時空間依存データがリアルセンサデータをどの程度再現できるか、その可能性を示唆することができた。さらに、次年度に実施を計画していたが、ウェブセンサシステムの機能拡充として実世界の現象のテキストデータだけでなく実世界のオブジェクトの典型画像や特異画像をウェブセンスする技術、及び、スマート空間の情報セキュリティを改善したセキュア空間においてウェブセンサを活用する方法についても開発することができた。従って、本研究は現在までの所、概ね順調に進展していると考える。次年度は、本年度開発したウェブセンサの基礎的技術(プロトタイプシステム)を拡充および改善し、様々な現象を人々が体験した上で記述されたウェブ文書から自動的に時空間依存データをより高精度に抽出するウェブセンサシステムを開発する。

ウェブからの知識抽出に関する最新の抽出手法にも対応するため、関連論文のサーベイを十分に行い、関連する学術会議にも参加して情報を収集し、抽出手法(アルゴリズム)のバリエーションを拡充して行く。実世界の現象やオブジェクトに関するテキストデータだけでなく画像データをウェブセンスする技術の改善も行う。学術会議等でデモ発表を行えるように、ウェブ抽出システムの高速化、モバイル化、リモートアクセス化も試みる。また、本年度使用した気象統計や地震統計だけでなく、出来る限り多くの現象についてリアルセンサによる時空間依存データを拡充し、ウェブ抽出した時空依存データとリアルセンサデータとの相関に関して現象の種類への依存性、従来のウェブ文書、ブログ、マイクロブログ(twitterなど)、Wikipedia、ニュース記事など、情報ソースの種類によって、抽出された時空間依存データと実世界との対応関係に違いがあるのかなど、様々な側面からウェブの実世界センサとしての可能性や信頼性の詳細な調査を進める。さらに、ウェブセンサデータの活用方法として、相関(信頼性)の高い現象に関する時空間依存データはどのようにユーザに呈示すればより良いか、相関(信頼性)の低い現象に関する時空間依存データはどのようにユーザに呈示すれば誤解の問題などを軽減できるかなども検討する。実世界センサとしてウェブから抽出された知識データ(潜在的なニーズなど)に応じて、リアルタイムに実世界に反映し、実世界(スマート空間)でのサービス配置や構造を自動的に変えていくような仕組みの研究にも取り組む。ウェブから時空間依存データを抽出するウェブセンサシステムの高速化、モバイル化、リモートアクセス化を実現するため、高性能サーバ、モバイル端末、タブレット端末を購入することを計画している。また、一般に公開されている統計情報だけでは実世界での現象を十分には網羅できないので、不足する種類の現象については、本調査での利用に限定した上での情報公開を求めたり、独自にアンケート調査を行ったりする必要があるため、次年度の研究費をその費用(謝金等)にも充てることを計画している。その他、データマイニングやウェブマイニングに関する書籍、モバイルアプリケーション開発やタブレットアプリケーション開発に関する書籍、ウェブセンサに関する研究成果を発表するための論文誌掲載費や国際会議等の旅費に使用する計画である。
解剖学・発生学・分子生物学的資料に基づく現生・化石頭足類の系統進化学的研究

1)比較発生学的研究:棚部および重田は、米国アメリカ自然史博物館Neil H. Landman博士,ロシア科学アカデミー極東研究所のYuri D. Zakharov教授の協力を得て、世界各地の中・古生界から産した保存のよい標本試料を基にアンモノイド類の胚殻の外部形態よび内部構造を走査型電子顕微鏡を用いて検討し、他の現生・化石頭足類のものと比較した。その結果、アンモノイド類の胚殻形態はオウムガイ類とは大きさや内部構造の点で大きく異なり、むしろ鞘形類のものと類似することが判明した(詳細は現在印刷中のLandman, Tanabe & Davis編集のAmmomoid Paleobiologyの中で報告した)。また、棚部は鳥羽水族館の協力を得て、現生オウムガイ類の胚発生と胚殻構造の形成過程について研究中であり、その成果の一部は1996年1月の日本貝類学会年会で講演した。2)比較解剖学的研究:棚部および重田は現生・化石頭足類の殻に残された筋肉痕および歯舌の比較形態学的研究をすすめており、その成果の一部はTanabe & Mapes(1995)で公表した。3)系統分類学的研究:棚部は1)、2)の研究成果を基に、頭足類の高次分類群の系統関係を明らかにする目的で、14の相同形質を用いて分岐分析を行った、その結果、頭足類はは胚殻や歯舌の構造・筋肉痕の数などの形質からオウムガイ類とオルソセラス類からなる単系統群と、アンモノイド類と鞘形類からなる単系統群に分けられることが判明した。この成果はAmerican Museum,Novitates誌にTanabe & Landmanで印刷中であり、本年7月開催予定のスペインでの頭足類国際シンポジウムで発表予定である。4)分子生物学的研究:遠藤は棚部がフィリッピン海域で採集した現生オウムガイの組織を用いて分子系統学的研究を継続している。また、これと並行して、貝殻中の生体高分子(硬蛋白質)の同定とアミノ酸配列の解析を進め分子進化に関する基礎的情報を得ることを目指している。発生学的研究:棚部および重田は、現生・化石頭足類の胚殻の外部形態や内部構造を比較検討し、現生・化石オウムガイ類とアンモノイド・鞘形類の胚殻は、サイズや基本構造の違いにより互いに明瞭に区別できることを明らかにした。さらに、アンモノイド類の胚殻の内部・外部形態や構造は、亜目レベルで安定していて高次の分類に有効であることや、古生代のアンモノイド類と中生代のアンモノイド類では胚殻の微細構造や表面装飾が大きく異なることを示した(Tanabe,Landman & Mapes,1994;Landman,Tanabe & Shigeta,in press)。比較解剖学的研究:棚部は米国の研究者と協力して、石炭紀アンモノイド類の顎、歯舌の形態を、他の頭足類のものと比較した(Tanabe & Mapes,in press)。さらに、保存の良い中・古生代のアンモノイド類の殻内面に残された筋肉痕を記載した。これらの研究により、アンモノイド類の歯舌(1列が7歯)と筋肉痕(腹側に1列)は鞘形類のものと類似し、オウムガイ類の1列9歯の歯舌および筋肉(左右1対)とは明瞭に識別できることを指摘した。

分子生物学的研究:遠藤は原始的体制を残した生きた化石オウムガイの軟体部組織(肝臓、外套膜)からmtDNA,核DNA,RNAを分離・抽出し、塩基配列を決定しつつある。現在、塩基配列の解析が完了しているマダコ・ヤリイカのデータと比較・検討中である。1)比較発生学的研究:棚部および重田は、米国アメリカ自然史博物館Neil H.Landman博士,ロシア科学アカデミー極東研究所のYuri D.Zakharov教授の協力を得て、世界各地の中・古生界から産した保存のよい標本試料を基にアンモノイド類の胚殻の外部形態よび内部構造を走査型電子顕微鏡を用いて検討し、他の現生・化石頭足類のものと比較した。その結果、アンモノイド類の胚殻形態はオウムガイ類とは大きさや内部構造の点で大きく異なり、むしろ鞘形類のものと類似することが判明した(詳細は現在印刷中のLandman,Tanabe & Davis編集のAmmonoid Paleobiologyの中で報告した)。また、棚部は鳥羽水族館の協力を得て、現生オウムガイ類の胚発生と胚殻構造の形成過程について研究中であり、その成果の一部は1996年1月の日本貝類学会年会で講演した。2)比較解剖学的研究:棚部および重田は現生・化石頭足類の殻に残された筋肉痕および歯舌の比較形態的研究をすすめており、その成果の一部はTanabe & Mapes(1995)で公表した。3)系統分類学的研究:棚部は1)、2)の研究成果を基に、頭足類の高次分類群の系統関係を明らかにする目的で、14の相同形質を用いて分岐分析を行った、その結果、頭足類は胚殻や歯舌の構造・筋肉痕の数などの形質からオウムガイ類とオルソセラス類からなる単系統群と、アンモノイド類と鞘形類からなる単系統群に分けられることが判明した。この成果はAmerican Museum,Novitates誌にTanabe & Landmanで印刷中であり、本年7月開催予定のスペインでの頭足類国際シンポジウムで発表予定である。4)分子生物学的研究:遠藤は棚部がフィリッピン海域で採集した現生オウムガイの組織を用いて分子系統学的研究を継続している。また、これと並行して、貝殻中の生体高分子(硬蛋白質)の同定とアミノ酸配列の解析を進め分子進化に関する基礎的情報を得ることを目指している。
地学・防災教育と物理探査の融合による教育実践研究~地盤調査編~

本課題は,物理探査的手法による地盤調査とそれに関連する出前授業の実践によって,術的・教育的効果をねらったものである.関連実践では,地盤や地震・防災について5校9回の出前授業を行い,子どもたちの科学的興味・関心を高める一助になったものと考えられる.また,地盤調査も実践校周辺で実施し,地震防災上重要な情報を得るだけでなく,子どもたちの足元についての「生」の教材として期待できるものとなった.本課題は,物理探査的手法による地盤調査とそれに関連する出前授業の実践によって,術的・教育的効果をねらったものである.関連実践では,地盤や地震・防災について5校9回の出前授業を行い,子どもたちの科学的興味・関心を高める一助になったものと考えられる.また,地盤調査も実践校周辺で実施し,地震防災上重要な情報を得るだけでなく,子どもたちの足元についての「生」の教材として期待できるものとなった.本研究課題は,2005年福岡県西方沖の地震で大きな被害に見舞われた福岡市周辺域での地震防災を念頭においた地盤調査を学校教育関連施設およびその周辺で行い,さらに学校施設の利用者(主に子どもたち)に情報の還元や活動を共にすることによって,学術研究的成果と教育的効果をねらったものである.本課題実施にあたっては,対象学校との連携が重要で,現場教員の協力が不可欠である.実際的には通常のカリキュラムや行事の中に本実践活動を組み込むことは難しい状況であったが,各種イベントや所属大学の事業等の機会を弾力的に活用することによって,出前授業など複数校での実践ができた(これまでに4回).その中では物理探査を活用した厳密な地盤調査の実施を授業時間枠内に組み込むには至らなかったが,関連する事柄や簡単な実験,地震防災についての内容を盛り込むことができ,理科教育・防災教育への貢献もできたものと考えている,また,時間内で実施が難しかった地盤調査については,前述の出前授業時とは別に行い(これまでに7箇所),現在分析中である.こうした地下構造調査結果は,地震防災上重要な情報になるだけでなく,すべて小中学校を中心にした地点で実施しているため,子どもたちの足元の地面の下の情報の一つとして,生きた教材として大いに活用できるものである。地盤調査を行う機器借用・調達や学生の訓練などはほぼ完了しており,本課題を着実に遂行しているといえる.研究期間2年目は,さらに複数の学校での実施機会を模索するとともに,物理探査を活用した厳密な地盤調査結果を報告することや授業実践内容の検討・評価や見直しを行い,より効果的な教育実践ができるようにすることを目指す.また,この成果を学会などより多くの機会に公表し,教育現場の教諭や専門家などからコメント・助言をもらい授業実践および研究の改善に努める.本研究課題は,地震防災を念頭においた地盤調査およびそれに関連する事柄を学校教育関連施設の周辺で行い,主に子どもたちに情報の還元や活動を共有することによって,学術研究的成果と教育的効果をねらったものである.本課題の主たる目的は教育現場での実践研究であり,今年度も前年度に引き続き,各種イベントや所属大学の行事等の機会を有効的に活用して,出前授業など複数学校での取り組みができた.今年度実践数は,小学校1校,中学校2校の計5回であり,また,それに加えて,今年度は教員を対象にした研修の場も得ることができ,地学教育に関する教育現場での現状や問題点を抽出することができた.ただし,学校現場の時間的制約が前年度以上に厳しかったため,厳密な意味での物理探査的な地盤調査の実践は叶わなかった.しかし, 1コマ50分で完結させたそれに関わる地盤震動や地震防災の内容などを織り交ぜることができ,子どもたちが地震や防災に関して,何を知りたいのか,何に興味があるのかを明確にできた.また,これまでは中学校・高校が中心であった実践の場を小学校に拡張できたことも今年度の成果の一つといえ,今後の研究に弾みをつけることができた.一方,教材として活用するための地盤調査も引き続き実施し,福岡市内外周辺部で総計17箇所に達し,これらの分析結果は地震防災上極めて重要な情報になるだけでなく,すべての地点での調査は学校施設を中心に行っているため,子どもたちの足元の地面の下がどうなっているのかの知らせる「生」の教材として提供できるものとして期待できるものである.今後は,これらをどのように教材化するかの検討が必要であると考えている.なお,これらの成果は,論文や学会発表という形で公表済もしくは投稿中の状態であるが,今後も分析作業の継続と成果発表を行い,関係者からのコメントから更なる向上をさせ,次の研究に繋げていくよう努めていく.