hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
国内外における変異LHの頻度とその分布の検討

この変異LHの発見によって臨床的に血中LH値が市販の測定キットでは差が生じることもあるという事実を明らかにすることができた。また変異LHの頻度が10%前後にもあるということは臨床的には無視できない頻度で、血中LH値の解釈には注意を要することを示している。多嚢胞卵巣症候群などでは診断基準に使われている血中LH値やLH/FSHの比の解釈および異常値を示す頻度まで影響を与えると思われる。今後は人種間の相違や進化の過程から変異LHを持つ症例のhCGの塩基配列の分析も残された課題である。排卵障害を有する患者53例を対象とし,正常排卵周期を有する50例をコントロールとした.血中LH値をSPAC-S kitおよびIMX kitで測定し,そのLH-SPAC/LH-IMXの比を求めた.また血液より遠心分離して得られた白血球からゲノムDNAを抽出し,PCR反応を行い,LH-β遺伝子の第2エキソン,第2イントロン,第3エキソンを増幅した.変異LHの点突然変異の2部位はそれぞれ制限酵素NcoI,FokI siteに相当するので,これら制限酵素で消化した際,変異の有無により各制限酵素切断断片長に相違が生じ,電気泳動で分離することにより,ホモ,ヘテロ,正常の3パターンに正確に再現される.このrestriction fragment polymorphism(RFLP)を用いて検討した.結果としてLH-SPAC/LH-IMXの比より約1.0,0.5,0の3群に分類され,制限酵素NcoIとFokIによるRELP分析の結果でもそれぞれ正常,ヘテロ,ホモのパターンを再現した.RFLP分析の結果,排卵障害例(n=53)においてホモが0例,ヘテロが5例(9.4%)であった.また正常排卵群(n=50)ではホモが1例(2%),ヘテロが5例(10%)でその頻度にほとんど差はみられなかった。これら変異LHを持つ11例の共通の表現型は現在のところ発見されていない.一方,同様の検討で菅沼らは変異LHとPolycystic Ovary Syndrome(PCO)との関連を推察しているが,今回の検討では関連性は認めなかった。血中LH値が市販の測定キットで測定感度以下を示した患者および家族の白血球からゲノムDNAを抽出し,LH-β遺伝子を検索した結果,2ヶ所で点突然変異があり,第8番目と15番目のアミノ酸がそれぞれTryからAry,IIeからThrに置換されるhCG typeのアミノ酸変異を報告した.この変異LHの点突然変異の2部位はそれぞれ制限酵素Ncol,Fokl siteに相当するので,restrction fragment polymorphism (RFLP)を用いて,モモ,ヘテロおよび正常をスクリーニングできることが判明した.今回,不妊症例でも排卵のある50例と排卵障害のある56例をRFLPを用いて検討し,ホモ,ヘトロがそれぞれ2.0%,10.0および0%,10.7%の頻度でみられ,その頻度に差がなかった.また2回以上分娩歴がある経産婦の113例および男性患者の119例を対象として同様に検討し,変異LHのホモ,ヘテロがそれぞれ0.9%,8.8%および1.7%,8.4%の頻度で存在し,妊孕性が確認されている男女でその頻度に差がなかった.すなわち,日本における不妊症例およびコントロールとしての経産婦および男性では変異LHのホモが0.9-1.7%,ヘテロが8.4-10.3%の頻度で存在し,差がなかった.これらのことよりこの変異LHの存在は排卵や妊孕能に大きな影響を及ぼしていないと推察された.しかし,変異LHの新しいタイプをもつ症例における黄体機能不全例の報告や,多嚢胞卵巣症候群との関連も報告されている.
新生鎖の翻訳およびフォールディングの実時間測定系の開発

平成27年度までの研究で、splitGFPを用いて新生鎖の合成を検出する系を構築した。この系を用いて、特定の遺伝子の様々な配列部分の合成を検出したところ、新生鎖の合成速度が、開始コドン近傍の配列に大きく依存することを見出した。これを受けて、コドン近傍の塩基配列と新生鎖合成速度の体系的な解析を行った。その結果、この現象は、mRNAの二次構造や合成されるアミノ酸配列、その生物のコドン使用頻度とは相関しないが、その配列の塩基組成と有意な相関があることが分かった。また、この系を発展させ、新生鎖の翻訳速度の測定を可能にするため、蛍光波長の異なる別の高速反応型split蛍光タンパク質が必要であるが、十分な蛍光強度を持つものが得られていない。この高速反応型split蛍光タンパク質をランダム変異導入により作成するためのスクリーニング系を構築した。これまでに、アンフォールドタンパク質の検出系構築を目的として、FRETペアとなる2つの蛍光タンパク質を分子シャペロンDnaKに融合させたものを作成している。この融合タンパク質は、設計どおり、Open型とClosed型で、FRET効率を大きく変化させたが、その効率は、ATPやDnaKの補助因子の影響を強く受け、アンフォールドタンパク質の検出系としては使えなかった。その一方で、この融合タンパク質を用いてDnaKの構造変化を詳細に追跡することができるようになり、DnaKの構造変化とDnaKとそのパートナーシャペロンであるClpBとの相互作用の関係を明らかにすることができた。28年度が最終年度であるため、記入しない。splitGFPは、GFPのβストランドの1つを欠いた「欠損GFP」とそのストランドの配列を別のタンパク質に融合させた「融合タンパク質」からなり、両者が共存することで、初めて蛍光を発する。本研究の目的の1つは、欠損GFP存在下で、融合タンパク質を合成させることで、新生鎖の合成を、蛍光の上昇として実時間で検出する測定系を構築することである。これまで広く使われていたsplitGFPは、両者を混合してから蛍光を発するまでの時間が非常に長く、そのままでは、この系には使えない。平成27年度は、splitさせるβストランドを変えることで、混合から蛍光発光までの時間が短く、感度の高いsplitGFPを選別することができた。また、蛍光波長の異なる高速反応型splitGFPの作成も試みた。こちらは、まだ十分な蛍光強度もつものが得られていない。分子シャペロンDnaKは、アンフォールドタンパク質の結合・解離に応答してOpen型、Closed型という2つの大きく異なる構造をとる。平成27度は、これら2つの状態で、距離が大きく変化する位置に、FRETのペアになる蛍光タンパク質を融合させ、アンフォールドタンパク質の検出系の構築を試みた。作成されたタンパク質では、Open型とClosed型で、FRET効率が大きく変化したが、同時に、この効率は、ATPやDnaKの補助因子の影響を強く受けることが明らかになった。この系は、DnaKの分子シャペロンとしての反応サイクルを解明する道具として有効であるが、アンフォールドタンパク質の検出系としては更なる改良が必要である。新生鎖の、特定の配列部分の翻訳を、実時間で検出できる実験系を構築した。この系を用いて、翻訳を著しく遅延させる、アレスト配列の効果を評価できることも確認できた。アンフォールドタンパク質の検出はまだできていないが、その基礎となる系を構築することができた。またこの系は、DnaKシャペロンの反応サイクルの解析に有用であることが分かった。新生鎖の翻訳速度の測定系に関しては、蛍光波長の異なる別の高速反応型splitGFPを作成し、新生鎖中の特定の2箇所の合成のタイミングを、一度の反応で個別に検出できるようにする。この2箇所の合成のタイミングのずれから、その間の配列部分の合成速度を算出可能にする。アンフォールドタンパク質の検出系に関しては、DnaKをベースにした検出系を改良し、ATPやDnaKの補助因子の影響を受けにくいものにする。また、他のシャペロンを用いた検出形の構築も並行して進める。
乳児の授乳拒否と母乳の味の変化から見た乳腺炎の予知

助産師の経験知の中に、乳腺炎を起こす予兆として乳児が授乳を拒否する行動があり、その理由の1つには母乳の味の変化があると言われている。そこで本研究は、第1に、乳児が示す授乳拒否と乳房トラブルとの関係を明らかにすることを目的に母乳育児の経験を持つ母親に対してアンケート調査を行った。その結果、乳児の授乳拒否と乳房トラブルには関連があり、授乳拒否は乳房トラブル発症の予知として重要であることが明らかとなった。第2に、味覚センサによる母乳の味分析により、母乳の味の基本情報と、乳腺炎に関連した母乳の味の変化、乳児が示す授乳拒否に関連する母乳の味の変化を検討した。その結果、母乳の味の基本情報として、乳房トラブルのない正常な母乳において、左右の母乳の味は相関していること、母乳の味は初乳から成乳となる過程で、苦味が増加し、塩味と旨味は低下するが、成乳となった後は味の変化はみられないことが明らかとなった。乳腺炎時の母乳では、塩味や旨味の増加、酸味や苦味、渋味の低下があった。乳児が授乳拒否を示す母乳の味は、授乳拒否を示さない母乳に比べて、旨味が増加し、苦味や渋味が減少する傾向が認められた。本研究により乳腺炎に関連した母乳の味の変化が示唆された。今回の研究で乳腺炎群の8割の児に授乳を拒否する行動が観察され、児は鋭敏にこのような味の変化を認知していると推定される。本研究は、乳腺炎の前兆として母乳の味に変化が認められるのか、並びに乳児の授乳拒否と母乳の味の変化とに関係があるのかを味認識装置を用いて分析し、授乳拒否と母乳の味の変化が乳腺炎の予知となり得るかについて検証することを目的とし、1.母乳育児中の乳児の行動に関する実態調査、2.母乳の経時的サンプリングによる味の変化に関する調査、3.乳腺炎時の母乳のサンプリングによる味の変化に関する調査、4.味の変化に影響する要因の分析、の4つの調査から構成している。21年度は、1.母乳育児中の乳児の行動に関する実態調査として、乳児が示す授乳拒否と乳房トラブルとの関係を明らかにするために母乳育児の経験を持つ母親に対してアンケート調査を行った。協力の得られた母親105人中、授乳拒否を経験した母親は63人(60%)おり、そのうち24人(38%)は授乳拒否後に乳房トラブルを経験していた。授乳拒否の経験は母乳栄養の母親が混合栄養の母親より有意に多く、母乳栄養の母親では、授乳拒否の経験のある母親が経験のない母親に比べて、乳房トラブルを経験している割合が有意に高かった。以上より、乳児の授乳拒否と乳房トラブルには、関連のあることが示唆され、次の研究につながる基礎的な情報を得ることができた。この結果は、学会発表や論文により報告している。また、2については、平成21年1月12月まで調査を行い、正期産の児を出産した母親24名について2か月間の経時的サンプリングを行った。3については、平成21年5月平成22年2月まで調査を行い、母乳外来を受診した母親30名のトラブル時と治癒後の母乳サンプリングを行った。さらに2、3について平成21年7月から味認識装置にて測定を行い、半数以上のサンプル測定が終了した。今後は、残りのサンプル測定とデータ解析、論文作成を行い、22年度開催の学会発表、論文投稿へ向けて準備を進める。助産師の経験知として、乳腺炎に関連して経験的に知られている興味深い現象がある。それは、乳腺炎の前兆において、乳児は、授乳しようとすると泣いたり、乳頭を噛んだりして授乳を拒否するしぐさをするという現象である。乳腺炎の前兆で乳児が授乳を拒否するのは、実際の乳腺炎の発症に先行して、母乳の性状変化が起こっており、母乳の味が変化していることが原因と考えられる。

そこで本研究は、乳児が示す授乳拒否と母乳の味の変化との関係及び、乳児の授乳拒否が乳腺炎の予知となり得るかについて検証することを目的とした。前年度は、アンケート調査を行い、乳児の授乳拒否と乳房トラブルには関連があることを報告している。この結果をもとに、今年度(22年度)は、実際の母乳の味の変化を味覚センサを用いて分析し、その結果をまとめた。母乳の味について生化学的に調べられた研究が過去に少ないため、まずは正常な母乳の味の基本情報を明らかにすることを目的に、乳房トラブルのない正常な母乳の味分析を行った。その結果、左右の母乳の味は相関していること、母乳の味は初乳から成乳となる過程で、苦味が増加し、塩味と旨味は低下するが、成乳となった後は味の変化はみられないことが明らかとなった。この結果を基に、乳腺炎時の母乳の味と、乳児が授乳拒否を示す母乳の味についてさらに分析を行った。その結果、乳腺炎時の母乳では、塩味や旨味の増加、酸味や苦味、渋味の低下があった。乳児が授乳拒否を示す母乳の味は、授乳拒否を示さない母乳に比べて、旨味が増加し、苦味や渋味が減少する傾向が考えられた。これらの結果については、日本母性衛生学会で発表し、論文を投稿している。また現在、乳腺炎時の母乳の味の変化に影響している成分を明らかにするために、アミノ酸・糖・脂肪酸・ミネラルの分析を行っている。この結果については、23年度中に学会発表し、論文を投稿する。
アクチビンシグナルの制御による内分泌器官形成機構の解析

我々は最近アクチビン、BMP2に結合しその活性を負に制御する新規のフォリスタチン様分子FLRGを発見した。また、細胞内でアクチビンのII型受容体と結合する分子として、数種類のARIP(Activin-Receptor Interacting Protein)を見いだしている。本研究では、こうした新規の制御因子によるアクチビン情報伝達の制御の仕組みを明らかにし、臓器形成機構の解明を目指す。今年度の成果は次のとおりである。1.オーファン受容体として報告していたALK7はアクチびンIIA型受容体とダイマーを形成し、アクチビンAB, B, nodalをリガンドとして用いシグナルを伝える事を明らかにした。さらに、ALK7を高発現している膵臓ベータ細胞において、アクチビン刺激により、インスリンの合成、分泌がともに亢進する事を示した。2.ARIP分子群の1つARIP2はPDZドメインを1個持ち、これを介してアクチビン受容体II型と結合することを明らかにした。ARIP2を過剰発現させるとアクチビン受容体の細胞内局在が細胞膜から細胞質へと変化した。また、ARIP2は受容体のエンドサイトーシス制御因子であるRalBP1とも結合することが判明した。これらの結果からARIP2はアクチビン受容体II型のエンドサイトーシスを制御していることが明らかにされた。3.フォリスタチンのプロモーターはAP1サイトおよびCRE-likeサイトを含み、そのmRNAはPKCおよびPKAの経路で発現誘導された。種々のプロモーター欠損コンストラクトを用いた解析の結果、PMA刺激に反応するプロモーター領域は近位の550bpに同定された我々は最近アクチビン、BMP2に結合しその活性を負に制御する新規のフォリスタチン様分子FLRGを発見した。種々のプロモーター欠損コンストラクトを用いた解析の結果、PMA刺激に反応するプロモーター領域は近位の550bpに同定された
食を基盤としたナノ-マクロハイブリッド多孔体を用いたゲートマテリアルの基礎研究

喫緊の課題である食料問題を解決する1つの方法として、家庭農場(インハウス・ファーム)という新しい概念を提案し、その実現に必要な人工土壌となり得るゲートマテリアルの開発を行った。孔径、孔隙率などを制御して無機/有機のナノ-マクロ多孔体を生成することで、吸水性や浸透性、微生物多様性を備えた、農業への利用可能性のあるゲートマテリアルを創出することができた。無機材料からなる多孔質体のサンプルとして、有機原料と超臨界乾燥法などを用いてシリカの透明多孔質体(エアロゲル)を合成し、電子顕微鏡等を用いて孔径、気孔率などの多孔体構造を解析・評価した。また、独自に開発した粒成長の計算機シミュレーション手法を用いて、多孔体構造の三次元構造解析を行い、孔径分布などの各種構造因子を明らかにした。シリカエアロゲルおよび、合成する途中段階で得られる湿潤ゲルを用いて、透明な土を作製した。有機多孔体としては、相分離を利用した新規多孔体(モノリス)の合成に成功し、発泡体の合成条件の検討、および、フィラーの特性および発泡体への含有率を変化させることにより、フィラーの含有率が低いほど,発泡体の吸水量は増すが,吸水の高さは減少する傾向があること、フィラーの含有率が高いほど,発泡体の吸水量自体は減少するが、一方で吸水高さが上昇することを明らかとした。また、フィラーに関しては,その親水性が高く、また、フィラーの細孔径が小さいほど、さらにフィラー自体の粒子径が大きいほど母体の発泡体の吸水特性が向上することが分かった。微生物の多様性を有する土壌からの微生物採集法にもシリンジを用いた手法の開発に一定の目処がつき、新規に合成された無機、有機多孔体の微生物に対する評価試験を開始できる状態となった。デザイン分野では、未来の多孔体普及に向けてのコンセプトを打ち出すことを中心に、ハイブリット多孔体を用いた製品や環境のデザインを行っている。例えば、都市型の棚田など、高層建築における住空間と食糧生産型自然環境との融合について、新しいライフスタイルと住環境のあり方といった視点から提案型のデザインに取り組んだ。シリカを主成分とする湿潤ゲル、および、多孔質ウレタンを主成分とする素材から作製した含水材料を人工土壌として用いて、細菌の繁殖状況を評価した。その結果、シリカ湿潤ゲルは多様な細菌群集保持機能を有し、食物栽培用人工土壌として高い可能性のあることを明らかとした。ただし、水の流入・流出を考えると、今回の孔径(約20nm)よりも大きな孔径を有するシリカ湿潤ゲルの合成が今後必要である。また、計算機シミュレーション手法を用いて多孔体構造の三次元構造解析を行い、各種構造因子を定量化(変化)する設計技術を開発した。多孔質ウレタン素材に関しては、発泡に新しい概念を導入することで気孔間隔壁強度を変更できる方法を開発し、具体的な実証試験を準備している。また、合成時に加えるハイブリッド粒子の種類、粒径、粒度分布、粒形を変化させ、さらに、ポロシティの制御を行うことで、種子が発芽し、その根が充分に貫通できる硬度を有するゲートマテリアルを得る事に成功した。さらに,植物に適した吸水力、保水力の制御を行い、完成度を高めている。本研究の基本コンセプトは、多孔体に微生物の多様性を担持、それを長期的に維持できるかという点であるが、この点に関しては、上記の素材は担持・維持に関し良好な結果を呈し、またその定量的な測定方法も明らかにすることが出来た。ただし、現段階では多孔体と微生物の相互関係の評価のみであり、これに具体的な植物が関与した場合の評価方法については新たな方法の検討を開始した。本年度後半からは、このような多孔体を用いて、実用化-例えばインハウス・ファーム(屋内農場)を視野に置いた、新しい屋内農業についてのアイデア展開も並行して進めた。多孔体の特性から高層住宅用水田やロボットプランターなどのコンセプトを作りCGを用いた視覚化に取り組んだ。屋内農業を行う道具や家具をデザインし、それらを配置した住環境のイメージを制作した。有機高分子ハイブリッド型ゲートマテリアル作成において、ハイブリッド条件、発泡条件、バルクでの作成方法を再検討し、最適化を行った結果、微生物多様性をある程度維持し、かつ、播種→発芽→根の伸長を可能にするゲートマテリアルの作成条件を確立できた。無機ゲートマテリアルについては、骨格太さを可変にすることで気孔率と気孔径を独立に変化可能な三次元の多孔構造設計シミュレーションを発展させ、また、これまでよりも細孔径の大きなシリカ湿潤ゲルを作成できるようになった。作成したゲートマテリアルを人工土壌として用いた場合の、多孔体、植物、細菌群集の三者が相互作用する系について、長期の植物栽培後、導入された細菌の群集構造が良好に維持されるかを検出する新たな解析方法を開発した。細菌群集の多様性と活性を測定する際の炭素源資化パターンを経時的に測定し、96種類の炭素源毎の資化トレンドを多次元尺度構成法によって二次元空間に図示することにより、導入直後の細菌群集構造をどの程度維持しているかを評価することが可能になった。

作成した人工土壌を用いたインハウス・ファームによる栽培実験及び社会受容性実験を行うために、栽培棚のデザインおよび制作を行った。「食育」を視野に、屋内農園の一つのカタチとして、「子供といっしょに育てる家屋菜園」をテーマとした試作システムに取り組み、実験的に鋳込成形による制作を試み、評価モデルを制作した。これらを、ハウスメーカーのコミュニティーセンターにインハウス・ファームを設置し、半年に渡って植物の生育状況、人工土壌の変化、来場者による印象評価などの実証実験を行うことができた。当初計画では、多孔体の気孔径と微生物の多様性維持の関連性評価に、相当の時間が掛るものと考えていたが、その評価が予定より早く進捗し、最適な気孔径水準のいくつかを明確にできた結果、進捗は予定より進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、学術的には、ゲートマテリアルの気孔径と微生物多様性の維持の関わりを明確にし、最適な気孔を用いた場合の微生物多様性の時間変化に対する考察を行う。また、実証試験として、インハウス・ファーム(家庭農場)への具体的な展開を考える。実証試験には、微生物多様性だけでなく、光量や温度などの他の因子も影響するが、これらについても重要因子として取り扱い、具体的な食への展開を考える。
患者固有の画像情報を利用した画像検索システムの開発

ディジタルの医用画像を総合的に保管し効率よく管理するシステム(PACS)では,すべての画像を正しい患者の電子フォルダに保存する必要がある.しかしヒューマンエラーが主な原因で画像が行方不明になることがある.本研究では,行方不明になったディジタル胸部X線写真を,生体の指紋情報と画像マッチング技術を用いて大量の画像データの中から探索する手法を開発し,その有用性を確認した.ディジタルの医用画像を総合的に保管し効率よく管理するシステム(PACS)では,すべての画像を正しい患者の電子フォルダに保存する必要がある.しかしヒューマンエラーが主な原因で画像が行方不明になることがある.本研究では,行方不明になったディジタル胸部X線写真を,生体の指紋情報と画像マッチング技術を用いて大量の画像データの中から探索する手法を開発し,その有用性を確認した.平成18年度は,助成金で購入した大容量のハードディスク(500ギガバイト)4台を組み込んだ高速ワークステーションを活用して以下の内容で研究を進めた.1.これまでの研究で集めた2000枚のディジタル胸部単純X線写真に加えて,新たに33000枚のディジタル胸部単純X線写真を,購入したワークステーションのハードディスクの中に保存し,大規模な画像データベースを構築した.このデータベースには女性の胸部X線写真20000枚と男性の胸部X線写真15000枚,合計35000枚の画像から構成される.すべての画像は,画像ヘッダーから患者氏名や検査時のID番号など個人を特定できる情報を取り除き,新たなID番号と検査日,生年月日だけがわかるファイル名として保存した.また,本研究の目的には,高精細な原画像のマトリクスサイズは必要としないので,35000枚のすべての画像について,マトリクスサイズを縮小し,512×512と64×64の2種類の画像をハードディスク上に保存した.2.画像を識別するのに有効なbiological fingerprints(患者固有の画像情報)を再検討した結果,以下の7つの画像情報を利用するのが有効であることを確認できた,これらのなかで肺野の大きさは今回の研究で新たに見出した有効な尺度である.・胸部X線写真全体(オリジナル画像)・胸部X線写真全体(エッジ強調画像)・上縦隔部・心陰影を含む部分・右下肺部・肺尖部・肺野の大きさ(肺野の長さと幅)3.ある患者の画像を大量の画像データベースから自動的に検索するには,上記のbiological fingerprintsに加えて,性別と年齢を利用して候補画像を絞り込む手法が有効であることがわかってきた.現在,大量の画像データベースからある特定の画像を検索するための最適なbiological fingerprintsの選択順序について研究を継続している.平成19年度は、平成18年度に助成金で購入した大容量のハードディスク(500ギガバイト)4台を組み込んだ高速ワークステーションと、平成19年度に購入した画像表示用パーソナルコンピュータを活用して以下の内容で研究を進めた。1)データベースの改良について平成18年度に集めたディジタル胸部X線写真36、228枚の画像データベースから、男性のみ15、950枚のデータベースと女性のみ20、278枚のデータベースに分類した。さらに、各データベースに含まれる画像のマトリクスサイズを、512×512と64×64の2種類作成した。大きいマトリクスサイズは、主にbiological、fingerprintsの開発に用い、小さなマトリクスサイズは、ある画像(ターゲット画像)を探索するテストするために用いた。2)患者に固有の画像情報(biological fingerprints)について大規模な画像データベースから、特定の個人の画像を探索するために、5つのbiological fingerprints(胸部写真全体、肺尖部、心陰影部、右下肺、上縦隔部)の有用性を見出し、これらを組み合わせて画像を自動的に探索する手法を開発した。具体的には、各biological fingerprintsにおける相関値を計算し、5つのbiological fingerprintsの相関値の合計を探索に用いた、開発した手法の有用性を上記画像データベースで試したところ、200のターゲット画像のうち約75%が類似度第1位として探索でき、有望な初期結果が得られた。3)アルゴリズムの開発について開発した手法で画像を自動的に探索できなかった理由を調べるために、それらの画像を詳細に観察し、新しいbiological fingerprintsの開発を開始した。平成20年度は,胸部写真全体,肺尖部,心陰影部,右下肺,上縦隔部,などの5つの生体の指紋情報(biological fingerprints, BFs)を使用した画像検索法の開発を行なった.この方法では,まず紛失した画像と同じ患者の過去に撮影した画像から5つのBFsを抽出し,画像データベースに含まれる全ての画像のBF sとの相関値を計算して,それらの合計を相関指標とした.つぎに,相関指標の高い画像から順に並べて紛失した画像を検索した.開発した手法の性能を評価するために,データベースの中からランダムに選び出した200枚の画像(男性100,女性100)を仮想的な行方不明の画像とし,大量の画像を含む画像データベースの中から行方不明の胸部X線写真を検索した.5つのBiological fingerprintsを利用し,200枚の行方不明の画像を36,210枚の中から検索した結果,行方不明の画像とその患者の過去に撮影した画像との相関指標が,データベースの中で最も高い値を示した割合は78.5%(157/200)であった.この結果は,開発した手法を利用することで,行方不明の胸部X線写真の約3/4を自動的に探し出すことが可能であることを示している.

さらに,相関指標の上位10位を行方不明の画像の候補として選び出して,これらの中から探し出せば,さらに10.5%(21/200)の画像を見つけ出すことが可能であった.しかし,残る11%については,開発した手法の有用性を示さなかった.ファイリングミスの発生の原因の多くはヒューマンエラーである.したがって,ファイリングミスを完全になくすることは困難である.このような状況を考慮すると,本研究で開発した患者固有の画像情報を利用した画像検索システムは,電子化が進められる医療画像システムにおいて必須である.
肥大心における虚血時の細胞内カルシウム動態に関する研究

目的:左室肥大を有する患者で,心臓に速い電気刺激をすると,左室拡張末期圧の上昇が著明である。その原因の一つとして,細胞内カルシウム動態の異常が注目されているので,その測定を摘出心臓で行う必要がある。今回は,摘出潅流心における細胞内カルシウム測定系の確立と,正常心において電気刺激頻度の違いによる細胞内カルシウム動態の変化について検討した。方法:顕微式細胞内カルシウム測定装置をファイバア-アタッチメントを用いて改造し,潅流臓器で使用可能とした。心機能抑制程度と信号のS/N比より蛍光色素の内Indo 1を用いて,ラット摘出心を3Hzと5Hzで電気刺激して細胞内カルシウム動態を検討した。結果:ラットは陰性段階現象を示すので,刺激頻度が増加すると左室発生圧は減少したが,収縮期および拡張期カルシウム濃度はともに軽度増加した。しかしカルシウムトランジェントの振幅は減少したため,左室発生圧とカルシウムトランジェントの振幅は良い相関を示した。今後,ラットの肥大心を用いて速い電気刺激の影響を検討する予定である。
てんかん病態ダイナミクスの多面的計測による理解と局所脳冷却による制御

*てんかんの病態に潜む病態ダイナミクスを多面的に計測することでその本質を理解し、局所脳冷却の技術を用いてその病態を制御する手法を確立することを目的として、1脳波・脳温・脳血流・頭蓋内圧のマルチモーダルな脳機能計測、2時々刻々と変化するてんかん病態ダイナミクスの情報解析、及び3局所脳冷却による病態制御のそれぞれにおいて新たな治験を得てきた。*頭蓋内留置可能なセンサの開発については、臨床研究で病態性脳活動を計測することができた。本成果はIEEE TBMEに論文として採択された。病態ダイナミクスの理解においては、てんかんの発作の抑制効果てシミュレーションを通じてすでに新しい見解を得ており、その発展形として、冷却による脱同期現象についての検討中である。局所脳冷却技術については、Pennesモデルと数値流体力学モデルを用いることで、冷却デバイスの形状を具体化することができた。本成果はIEEE TNSREに論文として採択された。動物実験については、麻酔下ラット脳表で観測される病態生脳活動の一つである皮質拡延性脱分極に対する冷却よる抑制効果をを確認した他、温度感受性受容体チャネルが局所脳冷却におけるてんかん性異常脳波の抑制に関わっているかどうかを調べたところ、特定のチャネルにおいて受容体が関与していることがわかってきた。さらに、冷却却デバイスのシミュレーションに必要な係数を算出するため、ネコを用いてチタン製デバイスを用いた局所冷却のデータ取得を実施した。臨床研究については、てんかん焦点切除術における、マルチモーダルセンシングをてんかん焦点に設置しその直上よりチタン製冷却デバイスによる冷却を実施した他、くも膜下出血後の開頭クリッピング術においてマルチモーダルセンサを留置し、術後モニタリングを実施した。*最終年度は、統合的なシステムの開発に向けて研究を進める。1マルチモーダルセンサの試作と計測技術開発:頭蓋内留置可能なセンサを開発し、臨床研究で病態性脳活動を計測することができた。計測結果について術中とベッドサイドモニタリングにわけて解析を進めることで、病態生シグナルの検出に成功すると共に、冷却による多面的脳活動への影響についての知見を得ることができた。2病態ダイナミクスの理解と解析技術開発:冷却によるてんかんの発作の抑制効果作用メカニズムについてシミュレーションを通じてすでに新しい見解を得ており、その発展形として、冷却による脱同期現象についての検討をするために、シンプルなモデルでのシミュレーションを実施中である。3冷却デバイスの試作と制御技術開発:Pennesモデルと数値流体力学モデルを用いることで、最適流路構造を検討し、効率よく冷却可能なチタン製冷却デバイスの形状を具体化することができた。4動物実験:1)皮質拡延性脱分極を冷却により抑制できることを確認しており、論文化に向けて解析を実施している。2)温度感受性受容体チャネルが局所脳冷却におけるてんかん性異常脳波の抑制に関わっているかどうかを各種アゴニストアンタゴニストを用いて詳細に調べることで、TRPM8チャネルの関与していることがわかった。5臨床研究:1)てんかん焦点切除術において、マルチモーダルセンサをてんかん焦点に設置しその直上よりチタン製冷却デバイスによる冷却を実施した。これによって、マルチモーダルセンサによる脳冷却効果を脳波を含む複数のモダリティで確認することができた。2)くも膜下出血後の開頭クリッピング術においてマルチモーダルセンサを留置し、術後モニタリングを実施した。術後に20%程度の確率で発生する皮質拡延性脱分極波を複数のモダリティで捉えることに成功した。マカクザルの他、ネコを用いたインプラントの実験を実施する。病態モデルとしてはペニシリンGを用いたてんかん焦点モデルと塩化カリウムを用いた皮質拡延性誘発モデルを作製し、無麻酔覚醒状態における動物からのマルチモダリティモニタリングを実施する。また、局所脳冷却も併せてインプラントを実施し、局所脳冷却システムとして駆動試験を実施する。本研究では、てんかんの病態に潜む病態ダイナミクスを多面的に計測することでその本質を理解し、局所脳冷却の技術を発揮することでその病態を制御する手法を確立する。そして、1脳機能計測、2脳情報解析、3脳病態制御の3要素を統合する局所脳冷却難治性てんかん治療装置の実現を目標としている。H27年度は、試作、術中研究、神経モデリングについて、それぞれ次の通り実施した。試作)頭蓋骨置換型のチタン製冷却デバイスの開発と頭蓋内留置可能なマルチモーダルセンサの開発を進めた。チタン製の冷却デバイスについてはデバイス内の流路シミュレーションを実施することで最適な流路形状を検討し、現状の試作品でも高い冷却効果があることがわかった。マルチモーダルセンサについては、センサより得られる信号を正確に変換できる回路を新しく導入した。術中研究)マルチモーダルセンサを脳腫瘍、てんかん、動静脈奇形の手術に対して、試験計測を実施した。概ね良好な信号が計測できることを確認した。冷却デバイスについては、試作に時間を要したため、年度内の術中試験を実施できなかった。神経モデリング)神経回路網モデルの条件設定のために様々なモデル候補について繰り返し検討・構築した結果、当初予定していたよりも複雑な温度依存性を有するモデルでなければ、目的とするてんかん発作抑制現象を示すモデルの確立が困難であることが判明した。次年度以降に対策を講じ解決を図る。試作デバイスを用いて術中モニタリングを実施することができ、各センサや冷却デバイスが正常に駆動することを確認した。流路シミュレーションや神経モデリングについても動物実験等の整合性があっており、良い方向に進んでいると考えられる。

本研究では、てんかんの病態に潜む病態ダイナミクスを多面的に計測することでその本質を理解し、局所脳冷却の技術を発揮することでその病態を制御する手法により、局所脳冷却難治性てんかん治療装置の実現に向けて研究開発を進めている。H28年度は、試作、臨床研究、シミュレーション、神経モデリングについて、それぞれ次の通り実施した。試作)頭蓋内埋め込み可能なチタン製冷却デバイスの形状がほぼ決定し、設置方法も確立した。マルチモーダルについても頭蓋内留置可能なセンサ形状が確定した。臨床研究)H28年度は術中研究とベッドサイドモニタリングを実施した。チタン製冷却デバイスとマルチモーダルセンサを組み合わせて術中に計測・温度制御を実施した。冷却デバイスの固定が不十分な場合は冷却水がプレート内部を移動する際のノイズをセンサが拾ってしまうという問題も発生したが、それ以外については良好な結果を得た。ベッドサイドモニタリングについては、くも膜下出血の術後モニタリング用にマルチモーダルセンサを用いた。頭蓋内の安定した環境は脳波、脳温の計測には最適であったが、NIRS信号については想定外の問題が発生したため対策を講じる必要があったが、その問題も概ね解決の方向に向かっている。冷却デバイスの短期留置に関しては倫理審査の手続きに時間がかかっており次年度に実施する予定である。シミュレーション、神経モデリング)それぞれについて一定の成果を得たため、論文化作業を開始した。デバイス関係については試作における大きな問題点が見つかることもなく、順調に頭蓋内留置用の試作ができている。流路シミュレーションや神経モデリングに対しても、予定通り進捗しており、論文化も間近である。1マルチモーダルセンサの試作と計測技術開発:頭蓋内留置可能なセンサを開発し、臨床研究で病態性脳活動を計測することができた。2病態ダイナミクスの理解と解析技術開発:温度係数Q10を用いることにより、動物実験のデータをシミュレーションモデルで、よく表現することができた。温度係数の導入においては、神経細胞の発火とシナプス後膜におけるインパルス応答に関して温度係数をそれぞれ一つずつ導入することが有効であった。3冷却デバイスの試作と制御技術開発:Pennesモデルと数値流体力学モデルを用いることで、最適流路構造を検討し、効率よく冷却可能なチタン製冷却デバイスの形状を具体化することができた。4動物実験・臨床研究:1)麻酔下ラット脳表で観測される病態生脳活動の一つである皮質拡延性脱分極を冷却により抑制できることを確認した。2)ラットを用いて局所脳冷却のメカニズムについて詳細な検討を実施した。
東アジアにおける舞踊の再創造と伝承 －琉球・韓国・中国・台湾の舞踊技法－

2018年度は次の4点について研究を行い成果を公表した。1.志田房子氏(国指定重要無形文化財「琉球舞踊」(総合認定)保持者)のオーラル・ヒストリー研究の一環として、志田氏が戦後ハワイに滞在し同地の沖縄系移民に舞踊を伝承していた実態について調査した。また、志田氏の創作舞踊の代表作「鎮魂の詞」について、上演空間・伴奏音楽・身体技法の3つの要素から分析し『比較舞踊研究』第25巻に原著論文を公開した。2.戦前の舞踊を収録した映像「琉球古典芸能大会」(日本民俗協会主催、日本青年館、1936年)を対象に動作分析を行い、現在の舞踊との共通点と相違点を明らかにした。その成果を芸能学会研究大会シンポジウムにて発表した。3.研究協力者の蔡美京(明治大学アジア太平洋パフォーミング・アーツ研究所研究推進員)が、韓国重要無形文化財第39号に指定されている「處容舞」の舞踊譜を分析した。現存する4つの舞踊譜ー1楽学軌範(1610)、2呈才笏記(1893)、3李王朝雅楽部(1929)、4李王朝雅楽部生のノート(1931)ーを比較し、フロアパターンの変容を明らかにした。その成果を比較舞踊学会第29回大会にて報告した。4.昨年度に引き続き扇の技法とその象徴性について比較研究を実施した。2018年度は新たに中国舞踊の成果も加え考察した。その成果を明治大学情報コミュニケーション学部主催「世界のキャンパスから」にて一般公開し、概要を報告書にまとめた。また、本研究の成果を踏まえ、国際共同制作「雪月風花2019」を上演した。<研究協力者:朴暖映(成均館大学兼任教授)、富燦霞・森田ゆい(明治大学アジア太平洋パフォーミング・アーツ研究所研究推進員)><制作協力者:志田房子、西川祐子(西川流師範)、曾照薫(国立台湾芸術大学准教授)他>前年度までに調査し学会等で口頭報告した成果を図書・論文・報告書として公刊した。韓国舞踊と中国舞踊の再創造と伝承についての研究を論文として公開することが課題である。2019年度は、2018年度までに口頭発表した以下の研究成果を、国内外の学会誌に投稿することを課題としたい。1.琉球舞踊・日本舞踊・韓国舞踊・中国舞踊の「扇」を用いる技法の比較研究を国際誌に投稿する。2.芸能学会シンポジウムにて報告した「琉球古典芸能大会」(日本民俗協会主催、日本青年館、1936年)の記録映像を精査し、現存する舞踊との比較の成果を論文にまとめる。3.比較舞踊学会にて報告した「處容舞」の舞踊譜分析(蔡美京の研究協力による)の成果を論文にまとめる。4.2017年度末に富燦霞がスポーツ人類学会にて口頭発表した「『中国古典舞教学体系創建発展史』にみる現代中国舞踊の歩み」を論文にまとめる。2017年度は、次の4点について研究を行い成果を公開した。1.琉球舞踊と韓国舞踊の扇を用いる技法の比較:2016年度より成均館大学校舞踊学科の田銀子・朴ナニョン両教授と継続している琉球および韓国の扇を用いる技法(持ち方の類型)の比較に関して、韓国舞踊史学会(SDDH)学術機関誌に投稿し査読を経て公刊した。また、2017年度は新たに中国舞踊も対象に加え扇の持ち方の類型化を試み、比較舞踊学会にて富燦霞が口頭発表した。2.琉球舞踊・韓国舞踊・日本舞踊における扇の技法の象徴性:昨年度に引き続き、扇の技法と象徴性について調査を実施した。今年度は、琉球舞踊・日本舞踊・韓国舞踊の主要な作品における扇の技法の象徴性を中心に分析し、その成果を、国内外の学会にて報告するほか、年度末に明治大学リバティーホールにて一般に公開した。日本舞踊の調査については、森田ゆいが担当した。また本研究の内容を踏まえ、共通の小道具「扇」を用いて、琉球舞踊・日本舞踊・韓国舞踊の国際共同制作「雪月風花」を初演・公開した。制作に際して公益財団法人日韓文化交流基金の助成を得た。3.琉球舞踊・韓国舞踊・中国舞踊の再創造と伝承:一端途絶えた舞踊を再創造する過程について、蔡美京他が「日韓併合時代における『處容舞』の分析」からと題する成果を、また、富燦霞が『中国古典舞教学体系創建発展史』から考察した現代中国舞踊の変遷と現況についての成果を、日本スポーツ人類学会にて報告した。さらに、波照間は沖縄戦で途絶えた舞踊が復活する経緯の一端を、「戦前・戦中・戦後を生きた舞踊家(志田房子)のオーラル・ヒストリー」の聴取からまとめ人体科学会シンポジウム等で報告した。4.琉球舞踊と韓国舞踊の「袖」を用いる技法の比較:琉球舞踊と韓国舞踊における「袖」を用いる技法の比較研究の成果を、2018年度刊行予定の図書にて公開する。2017年度は、中国舞踊も対象に加え、おおむね順調に進んでいる。論文としては、韓国の舞踊史学会SDDHの機関誌に韓国語で公刊したが、日本語による論文の成果公開は2018年度に延期となった。その理由は、所収予定の図書の編集作業が遅れていることによる。

また、志田氏の創作舞踊の代表作「鎮魂の詞」について、上演空間・伴奏音楽・身体技法の3つの要素から分析し『比較舞踊研究』第25巻に原著論文を公開した。2.戦前の舞踊を収録した映像「琉球古典芸能大会」(日本民俗協会主催、日本青年館、1936年)を対象に動作分析を行い、現在の舞踊との共通点と相違点を明らかにした。その成果を芸能学会研究大会シンポジウムにて発表した。3.研究協力者の蔡美京(明治大学アジア太平洋パフォーミング・アーツ研究所研究推進員)が、韓国重要無形文化財第39号に指定されている「處容舞」の舞踊譜を分析した。現存する4つの舞踊譜ー1楽学軌範(1610)、2呈才笏記(1893)、3李王朝雅楽部(1929)、4李王朝雅楽部生のノート(1931)ーを比較し、フロアパターンの変容を明らかにした。その成果を比較舞踊学会第29回大会にて報告した。4.昨年度に引き続き扇の技法とその象徴性について比較研究を実施した。2018年度は新たに中国舞踊の成果も加え考察した。その成果を明治大学情報コミュニケーション学部主催「世界のキャンパスから」にて一般公開し、概要を報告書にまとめた。また、本研究の成果を踏まえ、国際共同制作「雪月風花2019」を上演した。<研究協力者:朴暖映(成均館大学兼任教授)、富燦霞・森田ゆい(明治大学アジア太平洋パフォーミング・アーツ研究所研究推進員)><制作協力者:志田房子、西川祐子(西川流師範)、曾照薫(国立台湾芸術大学准教授)他>前年度までに調査し学会等で口頭報告した成果を図書・論文・報告書として公刊した。韓国舞踊と中国舞踊の再創造と伝承についての研究を論文として公開することが課題である。2018年度は、2017年度に口頭発表した以下の研究成果を、国内外の学術機関誌に論文として投稿することを課題としたい。1.扇の技法の象徴性:主要な作品における扇の技法の象徴性について、前年度の成果を再度精査し、象徴性の類型結果をまとめる。2.琉球舞踊・韓国舞踊・中国舞踊の再創造と伝承:2017年度に人体科学会シンポジウムおよび日本スポーツ人類学会の一般発表にて口頭発表した「舞踊の再創造」に関する成果を、舞踊学関連学会誌に投稿する。3.琉球舞踊家オーラル・ヒストリー研究:2012年度より継続して実施している琉球舞踊家、志田房子氏のオーラル・ヒストリー研究において、戦後ハワイに滞在し同地にて沖縄系移民に舞踊を伝承していた実態を調査する。また、志田氏による創作作品の内容を分類するとともに、主要作品の分析結果を論文として投稿する。2019年度は、2018年度までに口頭発表した以下の研究成果を、国内外の学会誌に投稿することを課題としたい。1.琉球舞踊・日本舞踊・韓国舞踊・中国舞踊の「扇」を用いる技法の比較研究を国際誌に投稿する。2.芸能学会シンポジウムにて報告した「琉球古典芸能大会」(日本民俗協会主催、日本青年館、1936年)の記録映像を精査し、現存する舞踊との比較の成果を論文にまとめる。3.比較舞踊学会にて報告した「處容舞」の舞踊譜分析(蔡美京の研究協力による)の成果を論文にまとめる。4.2017年度末に富燦霞がスポーツ人類学会にて口頭発表した「『中国古典舞教学体系創建発展史』にみる現代中国舞踊の歩み」を論文にまとめる。当初、パソコンを新たに購入予定で予算を組んだが、修理することで使用可能となったため。また、3月末の学会出張旅費(日本スポーツ人類学会、愛媛大学)を次年度支払いとしたことによる。
芸術によるコミュニティ創出

本研究ではアーツマネジメントを貧困や困難に苦しむ社会的弱者の現場において活用し、社会包摂の一環に組み入れることによって、文化による社会の再構築を行うという、アーツマネジメントの新しい意味と作用を見出し、その実践的研究に取り組もうとするものである。東日本大震災の津波被害後のコミュニティ再生の過程と芸術、とりわけ現代アート、民俗芸能とコミュニティの関わりについて重点的に調査を行い、本研究課題の重要性を再確認した。本研究は、弱体化した地域コミュニティの賦活や再生に、芸術、特に現代芸術がどれほど資することができるのか、ということを考察するのが目的である。そこでは、従来のコミュニティ再生論にはない新たな視点、他方では、社会と遊離しがちであるといわれる現代芸術の新たな存在意味、この2点が同時に問われ、明らかとなる。以上の目的に即して、H21年度では、実施計画に沿って、以下の実践的研究を行った。第1に、大阪市立大学医学部附属病院での療養環境改善活動であり、分担者(山口)が主導する病院内チーム、そしてアーティストと協働して「院内アート」の可能性について研究した。第2に、2006年にインドネシアで発生したジャワ島中部地震に伴う社会包摂的なイベントである「創造音楽祭」(6月)を企画、参加した。第3に、その包摂的活動から生まれた文化交流の実践として、神戸において「マンデイ・サマサマ」(8月)、ジャワ音楽ワークショップ(10月)を実施した。以上の現場において、様々なコミュニケーションの実際を観察、記録にとれたことはデータベース化にとっての大きな過程となり、そこからコミュニティの創出あるいは再生といった今日的課題に応えることのできる成果を挙げる見通しが立ちつつある。コミュニティの再生が重要な社会的課題となりつつある現在において、本研究は、従来の福祉的な社会政策とは異なる視点を提供するものとして重要性が増大していくことが予想される。前年度に引き続いて、研究会を開催し、さらに実践的研究としてコミュニティの現場におけるイベントを企画するなど、臨床的なアプローチを推進した。研究の実施計画に沿って遂行され、結果的には計画以上の研究成果があがった。その具体的な活動を以下に列挙する。第1は大阪市立大学医学部附属病院での療養環境改善活動と連動したプログラムであり、本年度は、2011年2月28日3月11日に「あなたの"いのち"を支える手」というタイトルの映像作品を病院1階の広い公共空間に展示した。これは作家、森口ゆたか氏との協働によるもので、本作は4月29目から徳島県立近代美術館においても展示されることとなった。病院の表舞台には出てこない薬剤師などの「手」にフォーカスをあてた作品である。第2は大阪市中央区の船場地区における街の再生プロジェクト(タウンマネジメント)とアート活動との協働可能性の研究の一環として、第3回「まちのコモンズ」を開催した。2010年11月15日に連日開催され、空洞化しがちな都市中心部にアートを投入することによって、地域住民や働いている人々に、地域の様々な文化的資源を再発見、再認識してもらおうとした。外部から落下傘でおりるようにアーティストを招聘するのではなく、この地域内にあるアート的資源を可視化する試みである。第3はインドネシアのジョグジャカルタ市において、2006年の震災復興支援の継続プログラムとして、第2回「創造音楽祭」を2010年8月1日に開催した。これは、小学生や障害児の潜在的な能力を音楽やダンスを通して開花させるものであり、硬直化したカリキュラムへの批判でもある。その他、アートによる社会へのアクセス可能性を検討する、「アート&アクセス」というシンポジウムを開催した。以上のような極めて実践色の強い研究を重ねることによって、アートを通した社会的弱者やマイノリティの社会参加の可能性についての検証を行い、こういった領域の活動には個人への賦活作用と、コミュニティの再生作用のあることが確認された。本研究は実践研究であり、社会的包摂の現場に赴き、そこでの芸術の役割、意義等を考察して芸術の新たな活動の場を提言、確保することを目的としている。平成23年度が最終年度であるため、これまでの研究の集大成をまとめる計画をしていたが、平成23年3月11日に東日本大震災が起こったため、予定を若干変更して、津波被害後のコミュニティ再生あるいは再創出の過程と芸術、とりわけ現代アート、民俗芸能とコミュニティの関わりについて重点的に調査を行い、本研究課題の重要性を再確認するとともに、更なる課題の発見に務めた。研究成果としては、野宿者、重篤な入院患者と家族、高齢者と介護者、新移民などのエスニック・マイノリティ、(地震などの)激甚な被災者、障害者などといった社会的弱者が生活する被排除傾向の場において、包摂・融合への強烈なベクトルを生み出すアートの力を明らかにすることができた。.またその過程で、アーティストが新たな場と出会うことによって、これまでにない芸術表現を生み出すことができるのも確認できた。そういう点において、芸術にとっても社会的包摂の現場にとっても有意味な研究になった。

また、自然災害を含め、様々な社会問題を抱えるアジア諸国にも本研究は適用可能であり、そこから実効性の高いアジア型のアーツマネジメント論が生まれ可能性を示唆できたのも大きな成果であった。研究代表者は、そういった観点から、アジア諸国とりわけ東南アジアの研究機関とのネットワーク構築も開始しており、本成果がアジア諸国で共有され、次の研究ステップへと繋がっていく段階へと移行している。
ナメクジを先達とする匂い認識・学習の分子機構

嗅覚学習における前脳葉の役割を明らかにするために,麻酔下のナメクジの前脳葉を両側性に破壊し,回復させたナメクジを用いて学習実験を行った.まず前脳葉破壊後,7日目にニンジンを条件刺激,キニジン溶液を無条件刺激として条件付けし,翌日の記憶保持を調べた.その結果,擬手術群に比べて前脳葉破壊群ではニンジンからの忌避率が有意に低下していた.また,条件付け後に前脳葉を破壊し,その3日後の記憶保持を調べたところ,忌避率が有意に低下していた.以上の結果から,ナメクジの前脳葉は嗅覚忌避学習記憶の保持または想起に必要な脳部位であることが明らかになった.さらにナメクジの嗅覚学習に伴ってシナプス可塑性が生じるかどうかを調べた.前脳に対する嗅覚性の入力線維として特に重要な触角神経束を単発電気刺激すると,前脳に誘発電位が生じた.触角神経束に頻回電気刺激を与えると,それに続いて誘発電位のうち潜時の長い陽性成分の振幅が約50%増加し,この変化は2時間以上にわたって持続した.潜時が短い陰性成分の振幅には変化が生じなかった.このことは,ナメクジの前脳においてシナプス可塑性が存在し,これが学習の神経基盤を担っていることを示唆している.また中枢神経系を個体より切り出しただけで発現誘導される遺伝子の多くが神経活動依存的に発現することがわかっているので,ナメクジ神経系における活動マーカー遺伝子を取得するために,中枢神経系切り出し後に発現変化する遺伝子を探索した.differential display法により,72プライマーペアを用いて約10,000バンドを表示した結果,28バンドにおいて再現性ある発現変化が認められた.このうち24バンドは脳の単離により発現レベルの上昇を示し,4バンドは減少を示した.28バンド中10バンドについては既にクローニングに成功した.嗅覚学習における前脳葉の役割を明らかにするために,麻酔下のナメクジの前脳葉を両側性に破壊し,回復させたナメクジを用いて学習実験を行った.まず前脳葉破壊後,7日目にニンジンを条件刺激,キニジン溶液を無条件刺激として条件付けし,翌日の記憶保持を調べた.その結果,擬手術群に比べて前脳葉破壊群ではニンジンからの忌避率が有意に低下していた.また,条件付け後に前脳葉を破壊し,その3日後の記憶保持を調べたところ,忌避率が有意に低下していた.以上の結果から,ナメクジの前脳葉は嗅覚忌避学習記憶の保持または想起に必要な脳部位であることが明らかになった.さらにナメクジの嗅覚学習に伴ってシナプス可塑性が生じるかどうかを調べた.前脳に対する嗅覚性の入力線維として特に重要な触角神経束を単発電気刺激すると,前脳に誘発電位が生じた.触角神経束に頻回電気刺激を与えると,それに続いて誘発電位のうち潜時の長い陽性成分の振幅が約50%増加し,この変化は2時間以上にわたって持続した.潜時が短い陰性成分の振幅には変化が生じなかった.このことは,ナメクジの前脳においてシナプス可塑性が存在し,これが学習の神経基盤を担っていることを示唆している.また中枢神経系を個体より切り出しただけで発現誘導される遺伝子の多くが神経活動依存的に発現することがわかっているので,ナメクジ神経系における活動マーカー遺伝子を取得するために,中枢神経系切り出し後に発現変化する遺伝子を探索した.differential display法により,72プライマーペアを用いて約10,000バンドを表示した結果,28バンドにおいて再現性ある発現変化が認められた.このうち24バンドは脳の単離により発現レベルの上昇を示し,4バンドは減少を示した.28バンド中10バンドについては既にクローニングに成功した.ナメクジの嗅覚学習に伴って脳内で生じる情報伝達の変化を明らかにする目的で,前脳においてシナプス可塑性が存在するかどうかを調べた.前脳に対する嗅覚性の入力線維として特に重要な触角神経束を単発電気刺激すると,前脳に誘発電位が生じた.そこで次に触角神経束に頻回電気刺激を与えると,それに続いて誘発電位のうち潜時の長い陽性成分の振幅が約50%増加し,この変化は2時間以上にわたって持続した.潜時が短い陰性成分の振幅には変化が生じなかった.陰性成分は入力線維の発火と,これによって引き起こされる前脳ニューロンの活動電位を反映したものであること,陽性成分は前脳における抑制性シナプス電位を反映したものであると考えられた.これらの結果は,ナメクジの前脳においてシナプス可塑性が存在することを示している.このような可塑性が学習の神経基盤を担っている可能性が考えられる.一方、嗅覚学習記憶の維持に必要な遺伝子を単離する目的で、ナメクジに嗅覚-味覚連合学習をさせた際に前脳で発現変化する遺伝子の探索を行った。条件刺激としてニンジンジュース、無条件刺激として1%硫酸キニジン溶液を用いた条件付けを行い、3時間後の前脳を摘出し、約100primerペアを用いたdifferential displayを行った結果、4種類の遺伝子の誘導を見出した。得られた遺伝子は全て後期遺伝子様の発誘導様式を示し、これらのうちの一つはヒトやマウスで見出されているCD39L2やCD39L4にホモロジーを持つectonucleotidaseであり、もう一つはO-glycosylationを受けて細胞外に放出される低分子量の分泌タンパクであった。