hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
集団意思決定理論による世帯交通行動分析

本研究では時間配分理論及び集団意思決定理論を融合し、交通行動分析に適したより一般性のある世帯時間配分モデルを開発することを目的としている。今年度の成果は以下のとおり。1)集団意思決定の重みを内生化させた世帯時間配分モデルの開発:集団意思決定の結果により、構成員にとって不利益が生じたり、他の構成員に不利益をもたらしたりすることがあるため、構成員は集団意思決定における自分の相対的影響力を変える必要性が生じる。このような状況にも適した世帯時間配分モデルを開発するために、時間配分の結果によって構成員の重みが変化する仕組みを導入し、モデルの構造を改良した。オランダで収集された活動日誌調査データを用いてモデルの有効性を明らかにした。2)平日と週末における活動間の相互依存性を取り入れた世帯時間配分モデルの開発:平日と週末における活動間の相互依存性を表現するため、各構成員が活動の遂行から得られる効用を、平日と週末での時間配分の重みづけ関数として定義する。特に、買物活動はどの構成員も担当することもありうるし、構成員が共同で行う場合もあるので、意思決定には複数の構成員が関与する特殊性がある。前述のような行動メカニズムを同時に表現した世帯時間配分モデルを開発し、総務省が実施した社会生活基本調査データを用いてモデルの有効性を確認した。3)世帯活動・移動タイミングモデルの開発:タイミング効用という概念を導入し、活動・移動タイミング、世帯構成員間の相互作用を同時に取り入れた世帯活動タイミングモデルを開発した。特に、共用型活動においてcoupling制約が生じるため、世帯構成員間でのスケジュール調整を許容するためのモデル構造を改良した。また、他の時刻制約についても二変量正規分布を適用することにより柔軟に表現することが可能となる。世帯内での共同生活や構成員間の役割分担などの影響で,多くの場面において集団意思決定メカニズムが存在する.次世代交通計画手法として注目されているアクティビティ・アプローチのほとんどは個人の意思決定が他人から影響を受けないと仮定している.本研究では確率効用最大化理論の枠組みの中で,時間配分理論及び集団意思決定理論を融合し,世帯内相互作用や構成員の相対的影響や多様な制約条件の表現,交通手段選択の内生化を理論的に取り入れた世帯時間配分モデルを開発する.今年度では以下のような研究成果を得た.1)オランダの世帯時間利用データを用いて,夫婦世帯を対象に「多項線形世帯効用関数」に基づく世帯時間配分モデルを構築し,世帯意思決定の曜日間の相違を検証した.分析の結果,(1)平日には妻が,休日には夫がより合理的な行動をとること,(2)世帯内相互作用と活動間の相互作用は曜日によって変化しないこと,(3)共同型活動が平日より休日の方がより重要視されること,(4)平・休日に関係なく世帯は構成員の存在およびそれぞれの都合を充分に考慮しつつ,それぞれの自宅内活動および自宅外独立型自由活動を維持するような世帯意思決定を行うことを確認できた.2)総務省の社会生活基本調査データを用いて,「等弾力性世帯効用関数」を用いた世帯時間配分モデルの頑強性を実証できたと同時に,社会資本整備が人々のクオリティ・オブ・ライフに与える影響を分析し,政策評価ツールとしての有効性を確認した.そして,中山間地域アクティビティ・ダイアリー調査データを用いて,「多項線形世帯効用関数」と「等弾力性世帯効用関数」による世帯時間配分モデルを比較し,両モデルの相違点をそれぞれ明らかにした.ただし,モデルのパフォーマンスの優劣については結論をつけることができず,より大規模のデータを用いて検討する必要性を明らかにした.世帯内での共同生活や構成員間の役割分担などの影響で,多くの場面において集団意思決定メカニズムが存在する.本研究では確率効用最大化理論の枠組みの中で,時間配分理論及び集団意思決定理論を融合した2種類の世帯時間配分モデルを開発し,総務省が平成13年に実施した社会生活基本調査という大規模時間利用データを用いて,世帯時間配分における集団意思決定メカニズムを比較すると同時に,QOLという視点から社会基盤整備の効果に関する評価を試みた.1)世帯時間配分行動における集団意思決定メカニズムを表現するのに,多項線形モデルと等弾力性モデルはともに有効であり,活動時間の現況再現性において有意な差が見られなかった.ただし,両者から推定した世帯構成員間の相互作用が世帯総効用に与える影響の方向が異なる.これは異なる集団意思決定ルールは同じ意思決定の結果を導くことが可能であることを意味すると同時に,両者を同時にモデリングする必要性も示唆するものである.2)構成員別活動時間については,多項線形モデルと等弾力性モデルはほぼ似通った結論を得た.つまり,各構成員の時間配分に際して,自宅活動の影響は最も大きく,次に大きいのは活動間の相互作用である.他の活動の影響順位は自由活動,必須活動,買物,そして,共同型活動となっている.3)主観的評価方法によるQOLの計測方法の問題点を解消するために,本研究では効用の概念により定義された世帯時間配分パターンからQOLを計測する方法を提案し,その有効性を確認した.シミュレーションの結果,どの地域においても高速道路の整備によりQOL値が減少し,都市公園の整備によりQOL値が増加することが分かった.4)モデルの現況再現性と前述のシミュレーション分析の結果を総合的に判断すると,今回の大規模時間利用データを用いたケーススタディにおいては,多項線形モデルはより現実的な結果を示していると解釈することができる.本研究では時間配分理論及び集団意思決定理論を融合し、交通行動分析に適したより一般性のある世帯時間配分モデルを開発することを目的としている。

今年度の成果は以下のとおり。1)集団意思決定の重みを内生化させた世帯時間配分モデルの開発:集団意思決定の結果により、構成員にとって不利益が生じたり、他の構成員に不利益をもたらしたりすることがあるため、構成員は集団意思決定における自分の相対的影響力を変える必要性が生じる。このような状況にも適した世帯時間配分モデルを開発するために、時間配分の結果によって構成員の重みが変化する仕組みを導入し、モデルの構造を改良した。オランダで収集された活動日誌調査データを用いてモデルの有効性を明らかにした。2)平日と週末における活動間の相互依存性を取り入れた世帯時間配分モデルの開発:平日と週末における活動間の相互依存性を表現するため、各構成員が活動の遂行から得られる効用を、平日と週末での時間配分の重みづけ関数として定義する。特に、買物活動はどの構成員も担当することもありうるし、構成員が共同で行う場合もあるので、意思決定には複数の構成員が関与する特殊性がある。前述のような行動メカニズムを同時に表現した世帯時間配分モデルを開発し、総務省が実施した社会生活基本調査データを用いてモデルの有効性を確認した。3)世帯活動・移動タイミングモデルの開発:タイミング効用という概念を導入し、活動・移動タイミング、世帯構成員間の相互作用を同時に取り入れた世帯活動タイミングモデルを開発した。特に、共用型活動においてcoupling制約が生じるため、世帯構成員間でのスケジュール調整を許容するためのモデル構造を改良した。また、他の時刻制約についても二変量正規分布を適用することにより柔軟に表現することが可能となる。
喉頭機能温存手術における再生医療の臨床応用

コラーゲンコーティングメッシュは喉頭・気管軟骨の再建に利用できる自己組織再生型人工材料であり、動物実験や人の気管軟骨再建で有用性が示されている。本研究は、喉頭癌や下咽頭癌の機能温存手術において、これまで再建が難しかった喉頭軟骨の再建にコラーゲンコーティングメッシュを用いる試みであり、再生医療の臨床応用例である。本材料は予めメッシュの大きさやコラーゲンの厚さを決めて作成して使うので、切除と再建の術前シミュレーションが必要である。我々は、喉頭や下咽頭癌の症例について術前の内視鏡画像とMD-CT・MRI・PET画像より癌の進展範囲をパソコン上で三次元的に示し、複数の医師の検討により必要十分な切除手術と最適な再建方法を術前にシミュレートするシステムを構築した。このシミュレーションに基づいて、適切なコラーゲンコーティングメッシュを手術前に作成し、喉頭機能温存手術時の喉頭・気管軟骨の再建に利用した。平成19年度は主として術前シミュレーション・システムの構築に関する予備的実験や実症例での検証、術後の機能検査機器の配備を行ったため、これまでにコラーゲンコーティングメッシュによる再建に至った例は2例のみであった。1例は喉頭癌、1例は甲状腺癌喉頭浸潤例であり、両者ともコラーゲンコーティングメッシュは良好に生着し、術後の音声機能、嚥下機能、呼吸機能はいずれも比較的良好であった。今後は、更に、症例を増やし術後機能を検討するとともに、長期的に局所再発の有無を厳重に観察する予定である。
「現実‐潜在」関係に関する思想史的研究―ホリスティックな知の再検討

近代教育思想の認識論的枠組みを検討するために、能力や潜在性といった概念の近代的把握に再考を迫り、表層的・断片的な知の理解とも認識の神秘化とも異なる「ホリスティックな知」の意義を明らかにすることを試みた。その際、(1)ユダヤ思想、(2)世紀転換期の「科学と神秘」思想、(3)近現代の様相論という3つの思想史の軸を定め、それぞれの軸において「現実-潜在」関係をめぐる思想の再構成と分析をおこなった。本研究は、「現実-潜在」関係という視角から近代教育思想を再検討するというテーマ設定のもと、(1)ユダヤ思想、(2)世紀転換期の「科学と神秘」思想、(3)様相論の思想的系譜という3つの研究軸から新たな「現実-潜在」関係についての理解を提供すると同時に、それらをホリスティックな知の掘り起こし作業に接続しつつ近代教育学の陥穽の克服に寄与するような一定の視座を提供する試みである。本年度は、とりわけ(1)「ユダヤ思想」と(2)「世紀転換期の思想」に重点を置いて研究を遂行した。(1)については、ブーバーのDiaiogの哲学を取り上げ、その「現実化」概念、「潜勢力」の思想に着目しながら、全体的でホリスティックな認識の分析にあてた。併せて、ドゥルーズやアガンベンなど現代思想における「潜勢力」の思想に関する文献の読解を進め、「現実-潜在」思想の現代的展開を追うことに努めた。また、ドイツ・ブーバー学会(教育学部会)(ヘッペンハイム)に参加し、ブーバー研究の国際的動向を把握することができた。また、レヴィナス『困難な自由』をめぐる国際学術会議(トールーズ)に参加することで、レヴィナス哲学における「顕れるものと顕れえぬもの」をめぐる思想の今日的到達点を測定し、かつ国際的論議の動向をリサーチすることができた。これは、次年度以降の研究を方向づける予備的作業として大きな意味をもった。(2)に関しては、世紀転換期の精密科学や実験心理学の興隆のさなかにゲシュタルト心理学が登場してくる背景を探りながら、反-要素還元主義の認識理論の系譜を追うべく文献調査を行った。さらに、(1)と(2)の総合的研究視座として、ブーバーの聖書解釈の思想におけるゲシュタルト的認識の重要性を発見し、「宗教と科学」の両者をつらぬく大きな思潮としてゲシュタルト的な「全体」の把握という課題がどのように理解され、また展開したかを明らかにした。萌芽的成果の一部を、同志社大学一神教学際研究センター主催シンポジウム、京都ユダヤ思想学会、教育思想史学会などで発表した。本研究は、(1)ユダヤ思想、(2)世紀転換期の「科学と神秘」思想、(3)様相論の思想的系譜という3つの研究対象の軸を作り、「現実-潜在」関係を思想史的観点から再検討するという課題をもっている。本年度もこの全体構想に従い、(1)に関しては、フランス・パリで開催されたレヴィナス『全体性と無限』刊行50周年記念国際学術会議(Totalite et Infini, une oeuvre de ruptures ; Colloque International)に参加し、レヴィナス研究の動向をリサーチするとともに、関連研究文献・資料の収集をおこなった。また同様の趣旨のもと、ストラスブール大学のG・ベンスーサン教授を招聘して講演会「レヴィナスの作品におけるナアセー・ヴェニシュマー」と共同討議(合田正人氏・杉村靖彦氏・西山達也氏)をおこない、さらにレヴィナス『全体性と無限』刊行50周年記念シンポジウム「レヴィナス哲学とyユダヤ思想」(京都ユダヤ思想学会)を本科研と共同で開催し、70名を超える参加者を得て、ユダヤ思想の観点からレヴィナスに切り込む多様なパースペクティヴの在りようについて議論をすることができた。(2)に関しては、世紀転換期の思想が京都学派においてどのように受容され、どのような展開を見せていたかという視点を導入することで、(2)世紀転換期の「科学と神秘」思想の同時代的展開と(3)様相論的思想の視点を交叉させつつ研究することができた。とりわけ、ブーバーとベンヤミンの対立をメシアニズムの時間、神秘主義、弁証法という観点から考究すべく、西田幾多郎と彼への批判言説という同時代的現象を参照軸として分析した。西田など京都学派の思想における「形なきものの形」の諸相を微細に読み解くとともに、ブーバーにおけるゲシュタルト認識への強い問題関心、特有の弁証法的契機、「境界のラディカリズム」という思想原理をある程度明らかにすることができた。いずれも、成果の一端を京都ユダヤ思想学会、西田哲学会ほかで公表した。本年度もこの全体構想のもとで、3つの軸それぞれに関して研究を推進した。

また、次年度に引き続き、G・アガンベンの「潜勢力をめぐる思考」を研究対象に据えたが、これは上記の3つの軸をつなぐための重要な蝶番となった。イスラエル国立図書館およびヘブライ大学ブーバー文庫、ベルリン・フンボルト大学図書館グリム・センター、カッセル大学文書館等においてユダヤ学関連文献、世紀転換期思想関連文献の調査および国際的研究動向の把握に努めた。特にブーバー文庫およびカッセル大学でのブーバー=ローゼンツヴァイク聖書訳成立過程に関連する書簡や文書を調査できたことは、本研究期間終了後の研究の継続にとって有意義なものとなった。これらの研究成果の一端を、教育思想史学会でのコロキウム(9月)、京都大学での京都学派をめぐる国際シンポジウム(9月)、教育哲学会シンポジウム(10月)、同志社大学・明治大学の共催シンポジウム(10月)、およびイスラエル・ヘブライ大学における国際コロック(12月)などで発表した。また出版物としては、それらの成果を、印刷中のものを含めて学会誌等に論文5本、およびドイツでの共著書(50 Jahre Martin BuberBibel: InternationalesSymposium der Hochschule fuer Juedische Studien Heidelbergund der Martin Buber-Gesellschaft, LIT-Verlag)として公刊した。本研究は、(1)ユダヤ思想、(2)世紀転換期の「科学と神秘」思想、(3)様相論の思想的系譜という3つの研究対象の軸を作り、「現実-潜在」関係を思想史的観点から再検討するという課題をもっている。本年度もこの全体構想に従い、(1)に関しては、イスラエル・ヘブライ大学で開催された同志社大学一神教学際研究センター&ヘブライ大学国際シンポジウム(Interpretations of Traditions: Maimonides, Spinoza, Buber, Levinas and the After)にてブーバーに関する研究発表をおこない、イスラエルのユダヤ学研究者と討議および意見交換をするとともにイスラエル国立図書館にて資料・文献調査ををした。また、ドイツのヘッペンハイムのブーバー学会およびハイデルベルク・ユダヤ学大学にて開催された国際会議50 Jahre-Martin-Buber-Bibelへ参加し、ブーバー聖書翻訳に関する最新の研究動向を調査できた。いずれの会議でも国際専門学術誌への寄稿を依頼されるなど、今後の研究の進展に向けて足がかりを得ることができた。また、レヴィナスやベンヤミンに関する文献読解もあわせておこなった。(2)に関しては引き続き関連文献を分析し、その成果の一端を教育思想史学会のコロキアム「教育思想家は科学(Wissenschaft)をどうとらえてきたか」の司会+コメント+報告に反映させた。(3)に関しては京都学派、およびアガンベンの読解を通じて考察を進めた。さらに、「現実-潜在」関係をめぐる知の現代的展開、およびその教育思想的文脈における意義に関しては、教育哲学会でのコロキアムや国際会議において、ここまで得られた知見の一端を発表し、討議の場で批判的検討を行うことができた。全計画の2年目にあたる本年は、国際学会への参加や海外研究調査、ゲストを招聘してのシンポジウムなどをとおして当該研究対象をめぐる研究状況を広くサーヴェイし、他の研究者と意見交換すると同時に、関連文献の収集や分析をおこなうことに力を注いだ。
渓床堆積物内の豪雨時のパイプ流変動解析に基づく土石流発生予測手法の提案

三重県いなべ市の藤原岳西之貝戸川等において,伏流水が噴出したパイプ孔の形成実態と豪雨時における伏流水の現地観測を実施した。パイプ孔の孔内の深さは,堆積地表面から1.01.5m程度まで確認でき、その出口ならびに内壁は10cm数10cm程度の亜円形状の礫が相互にかんだ状態である。各パイプ孔の出口付近の内径や構造には大きな違いは認められないが,伏流水の噴出発生・終息時刻,継続時間,ピーク流量,総流量は異なっている。パイプ孔の閉塞現象によるその後の違う箇所からの伏流水の噴出が起こると渓床堆積物の不安定化し,移動が発生する(土石流発生)と考えられる。それらの発生領域は,RBFN手法を用いて区分できる。三重県いなべ市藤原岳西之貝戸川において,2008年9月2日の土石流の発生直前までの堆積土砂断面での排水状況などの撮影に成功した実績をもつ画像データ記録装置(設置済)を用いて,平常時(無降雨時),中小降雨時,豪雨時における堆積土砂横断面での地下水排水実態を知るために,インターバルカメラによる画像撮影(5分ごとに1コマ撮影)を継続した。また,平常時,中小出水時も含めた堆積土砂横断面からの排水流量を計測し,そのハイドログラフを明らかにするために,パイプ孔での流量観測と堰堤水抜き口での超音波式水位計による水位計測(10分間隔)を継続した。水位データを流量データに変換して地下水ハイドログラフを作成するとともに,画像解析により,降雨時での排水量,排水箇所の時系列的な変化実態を明らかにした。さらに,堆積土砂横断面での観測地点から上流約400mまでの土砂堆積区間(次期土石流発生が予想される区間)において設置した自記水位計により,平常時,中小降雨時,豪雨時での堆積土砂区間での地下水変動特性(水位変化など)を明らかにした。堆積物のマトリックスの粒径から推定した透水係数(既知)などの既往調査成果もあわせて,堆積土砂横断面での地下水移動に対するダルシー則適用性の限界と管路の流速式,マニング式などの水理公式の適用性を検討した。また,堆積土砂区間にインターバルカメラを3基設置し,それらの画像を時系列的に解析して,渓流堆積土砂区間での豪雨時のパイプ孔からの噴出し,表面流,土石流の発生状況(場所,発生時間,継続時間,規模)を明らかにした。ついで,それらの一連の水文素過程の降雨発生領域をRBFN手法を用いて,土壌雨量指数と降雨強度の関係から明らかにした。今年度は、三重県いなべ市藤原岳西之貝戸川での現地観測を継続して実施した。堰堤水抜き孔に超音波式水位計を設置し,得られた水位データを流量へ換算した。計測期間は2011年11月14日から2013年11月30日(ただし2012年9月19日2013年4月28日は2012年台風16号による豪雨により機材が流出した為欠測)間で,そのうち流量にピークの見られた20降雨イベントを抽出した。この20降雨イベントを用いて流出解析を行い,短期の降雨-流出特性を考察した。各降雨イベントについて勾配急変点法により流出率を求めた結果,8.3%75.5%となり特にパイプの噴き出しが見られた降雨イベントにおいては流出率が最大75%と大きくなる傾向が見られた。さらに,パイプ流の噴き出しを観測した4事例においてパイプ発生時間の7日前までの実効降雨量を半減期1.5時間で求めると流出率との相関性が高くなり,その時の実効雨量は12.129.4mmと小さい値となった。タンクモデルを2段にしてパラメータの最適化を行った。この2段タンクモデルは,1段目に2つの流出孔,2段目に1つの流出孔をもつ。各流出孔位置は上段上孔:71mm,上段下孔:30mm,下段:0mmであり,各流出係数は,上段上孔:0.01,上段下孔:0.017,下段:0.0082であり,各浸透係数は上段:0.12,下段0.6である。パラメーターを最適化した3段タンクモデル同様に従来のタンクモデルよりも精度が向上する。西之貝戸川においてはより単純な2段タンクモデルで流量を再現できると考えられる。提案したタンクモデルを用いて2008年9月2日に土石流を発生させた豪雨時の流量を計算した(図-3)。このときの流量は実測されていないが,流量の計算値は,画像判読による水抜き孔の流量の増減の変化とよく似た傾向を示す。

前述の2段タンクモデルにより土石流発生時の土壌雨量指数を計算すると,従来の3段タンクモデルにより計算された土壌雨量指数と大きく違わないことが分かった。最終年度は、土石流発生材料である渓床堆積物中の伏流水の流出率に着目して豪雨時の伏流水の流出特性を考察した。また,豪雨時の伏流水の流出特性と過去の土石流発生事例の雨量・画像データを用いて,実現象に即した伏流水流出のタンクモデルを提案した。豪雨イベントでは一降雨内における複数回のピーク雨量強度に対して,24時間程度の遅れを伴った明瞭な流量変化が現れる傾向が見られた。勾配急変点法により各降雨イベントの流出率を算出した結果,豪雨イベントの流出率は7.613.7%であり,中小降雨イベントに比べ1.419倍と大きかった。また,各降雨イベントの流出ピークまでの実効雨量を算出した。半減期は豪雨イベントの流量減水部分と,様々な半減期における流出ピークまでの実効雨量と流出率との相関関係から2時間とした。その結果,豪雨イベントの流出ピークまでの実効雨量も中小降雨イベントに比べ1.39.2倍と大きかった。しかし,流出ピークまでの累積雨量(273mm377mm)に対し39.6mm63.0mmと比較的小さな値を示すこと,堰堤水抜孔からの流出率は中小降雨イベントの1.419倍であることから,豪雨イベント時は渓床堆積物中に雨水は多くは貯留されにくく,石灰岩の基岩部に浸透すると想像される。渓床堆積物でのボーリング調査結果(三重県桑名建設事務所,2010)と豪雨時の伏流水の流出特性(前節)から,現場の渓床堆積物内は豪雨時には雨水が貯留されにくいことを考慮すると,表面流層と中間流層を1つのタンクで表せると考えられる。そのため,タンク1段目に3つの流出孔,2段目に1つの流出孔を持つ2段タンクモデルとした。タンクモデルの各パラメータは,過去の土石流発生事例の雨量・画像データと超音波水位計により流量データを得られた26降雨イベントのハイドログラフから決定した。流量ピークが計算流量では早めに出現する傾向があるが,流量波形や流量は概ね再現可能である。26年度が最終年度であるため、記入しない。砂防学、砂防工学26年度が最終年度であるため、記入しない。今年度の目標である土石流発生素過程の各種水文現象(豪雨によるパイプ流発生⇒パイプ孔の閉塞⇒パイプ孔周辺の土砂移動⇒土石流発生)の実態を現地観測により明らかにするとともに、それぞれの発生降雨データを整理し、各々の発生領域を土壌雨量指数と降雨強度の関係から明らかにすることができたため。現地観測では、当初予定していた渓床堆積物のパイプ孔での水文観測施設の設置が、大雨による地形の変動のため、実施してきなかったが、それ以外のデータ収集、解析は予定通り進んでいる。今年度も現地観測を継続し、土石流発生素過程の各種水文現象の発生降雨データの蓄積とRBFN手法を用いたそれらの領域区分の精度向上をはかる。その結果や現地観測による画像データなどを参考にして、渓床堆積物再移動型土石流の発生モデルを検討する。現地観測の課題の一つとして、大雨時には、超音波式水位計を設置していない上部の水抜き孔からも伏流水が流出する場合が認められたたため、今年度は、超音波式水位計を増設してより精度の高い流量測定を行う予定である。大雨時でのパイプ流の流量データを精度良く計測できることによって、より精度の高い土石流発生モデルへと発展させることができる。観測地である三重県いなべ市藤原岳の西之貝戸川流域において、2012年9月18日に大規模な土石流が発生し、その堆積土砂やその後の三重県による砂防復旧工事のため、当初、予定していたテンシオメーターを用いた渓床堆積物内の水文分観測が出来なくなった。
現場培養実験とバイオマーカー分析を用いた底生有孔虫による有機物変質過程の解明

今年度は、現場培養実験により得られた知見を自然界の有孔虫サンプルに応用し、環境指標としての有用性を検証することを目的として研究を行った。KT04-04,KT04-26,KT05-18航海により得られた相模湾深海底堆積物サンプルから11種約15000個体の底生有孔虫を拾い出し、底生有孔虫のステロール組成とその炭素水素同位体比、底生有孔虫の有機物の炭素窒素安定同位体比を測定した。底生有孔虫の脂質組成には、種ごとに大きな変異を見せたものの、地点、季節による変異はほとんどみられず、種に特有のステロール組成を保持することが明らかになった。これは、食性のほか堆積物中の深度分布、また系統関係を反映している可能性が示唆された。この、種特有のステロール合成の可能性は、ステロールの炭素水素同位体比測定結果からも支持された。底生有孔虫の炭素窒素安定同位体比の分析の結果からは、底生有孔虫は沈降有機物や堆積物の一次消費者であり、なおかつ多細胞メイオ・マクロベントスの重要な有機物源となり、深海底の食物網における重要な構成要素であることが示された。これらの結果は、Ocean Science Meeting 2006,英国微古生物学会,および日本古生物学会などにおいて発表した。また、前年度の結果の一部は学術誌へ既に発表され、他の結果も学術誌への投稿に向けて準備中である。^<13>Cで標識した藻類を用いた現場培養実験から得られた堆積物、有孔虫、および多細胞生物サンプルの脂質成分組成、およびその^<13>C濃度を分析し、沈降有機物の深海底での変質過程を検討した。天然の有孔虫の脂質組成を有機物摂取様式ごとに比較検討した結果、特にステロール組成において種ごとに特徴的な組成を示した。このことは、底生有孔虫の有機物利用情報が、ステロールなどの脂質組成から解明できる可能性を示す。堆積物サンプルの分析から、深海底に散布された藻類の脂質成分は、6日間でその90%以上が分解されていることがわかった。一方、添加した藻類には含まれない、バクテリア由来の脂肪酸(anteiso-C_<17>)への^<13>Cの取り込みが培養4日目をピークとして見られ、藻類起源の炭素が堆積物中でバクテリアにより同化されていたことが示された。バクテリアによる摂取量は、培養2日目で底生有孔虫による摂取量の13倍となり、短期間での沈降有機物の消費過程においては、底生有孔虫とバクテリアが中心的な役割を果たしていることが示された。また、有孔虫細胞内での主要な脂肪酸(C_<16:0>,C_<18:0>,C_<18:1>)の減少速度は堆積物中の1.220倍となり、底生有孔虫による沈降有機物の摂取が、堆積物中での脂肪酸の分解を促進していることを示唆する。一方、底生有孔虫は摂取した藻類由来の有機炭素を用い、量としては少ないものの(<1%)、stigmasterol、23,24-dimethylcholesta-5,22E-dien-3β-o1の生合成を4日間で行っており、沈降有機物の堆積、摂取後の変質過程の一部が示された。これらの結果は、第八回国際古海洋会議、および2005年アメリカ陸水&海洋学会において発表した。また、これまでの結果を博士論文としてまとめ、一部を学術誌へ発表した。
食品由来物質による発がん予防機構の総合的解明と発がん予防薬開発への応用

本研究は、食品由来物質の発がん抑制メカニズムを、発がんに至る各段階において総合的に解明し、効果的で安全な発がん予防法を開発することを目的として行った。食品由来物質として、トマト由来リコペン、緑茶カテキン、ビタミンC、ビタミンE、大豆抽出物、バニリン、シナモン等を選び、DNA修復、(ミスマッチ修復)異常のある遺伝性非腺腫性大腸がん由来HCT116細胞を用いて、主に突然変異抑制機構の解明、DNA修復能への影響(コメット法およびリアルタイムPCRを用いたDNA修復関連遺伝子の発現定量法)、について研究を進めた。その結果、1.各食品由来物質は、自然発生突然変異を効果的に抑制する。2.リコペン、緑茶カテキン、ビタミンC、ビタミンEは、DNAダメージを効果的に抑制する。3.リコペンはinsertionsを特異的に抑制する。4.リコペンは酸化ダメージを抑制する。5.リコペンはDNA修復関連酵素群・酸化ダメージ修復関連酵素群の発現を誘発する。という結果を得た。各食品由来物質の中でも、特にリコペンは発がんの初期過程である突然変異を抑制し、DNA修復に関与している結果を得たことから、発がん予防に有用であることが期待できる。今後、シグナル伝達・エピジェネティクスへの影響等についても評価する予定である。さらに、他の食品由来物質についても同様の方法で解析を進め、より毒性の少ない安全な発がん予防法への応用を目指す。という結果を得た。本研究は、食品由来物質の発がん抑制メカニズムを、発がんに至る各段階において総合的に解明し、効果的で安全な発がん予防法を開発することを目的とする。食品由来物質として、トマト由来リコペン、緑茶カテキン、ビタミンC、ビタミンE、バニリン、シナモン、大豆抽出物を選び、下記の5つの目的について研究を進めている。1.突然変異抑制機構の解明(主に自然発生突然変異)2.ゲノムの不安定化抑制メカニズムの解明3.DNA修復能への影響(1)コメット法(2)DNA修復関連遺伝子の発現定量4.細胞増殖機構への影響(1)シグナルトランスダクション(2)アポトーシス5.エピジェネティックな影響評価平成17年度では、トマト由来リコペンに重点を置き、目的1および3(1)について完了させた。その結果、リコペンはdeletionタイプの自然発生突然変異を特異的に抑制し、またformamidopyrimidine DNA glycosylase (Fpg)で認識されるpurineへの酸化ダメージを特異的に抑制していることが明らかとなった。現在本補助金により購入したリアルタイムPCRシステムを用い、3(2)についてDNA修復関連遺伝子発現定量測定法の確立を進めている。他の食品由来物質を用いて1の突然変異抑制試験および3(1)を行ったところ、すべての物質が突然変異抑制効果を示した。ビタミンC、ビタミンEはリコペンより強力にFpgで認識される酸化ダメージを抑制したが、茶カテキンは抑制しない結果を得た。2のゲノムの安定化については、対応マーカーの選出を終え、種々の食品由来物質で処理した細胞からゲノムDNAを抽出している。さらに、4(2)について、アポトーシスの測定方法の確立を終え、食品由来物質の影響について調べる準備ができている。食品由来物質として、トマト由来リコペン、緑茶カテキン、ビタミンC、ビタミンE、バニリン、シナモン、大豆抽出物を選び、目的(1)突然変異抑制機構の解明、(2)ゲノムの不安定化抑制メカニズムの解明、(3)DNA修復能への影響(コメット法およびDNA修復関連遺伝子の発現定量法)、(4)細胞増殖機構への影響(アポトーシス、シグナル伝達への影響評価)、(5)エピジェネティックな影響評価の5つの目的について研究を進めてきた。平成18年度においては、1.目的(1)に関しては、リコペン、大豆抽出物についてシークエンス法を用いた突然変異抑制メカニズム解明を終えた。2.目的(2)に関しては、リコペンがゲノムの不安定性を抑制する結果を得た。

3.目的(3)に関しては、すべての物質についてコメット法においてDNAダメージを抑制する結果を得、さらにリコペンはDNA修復関連酵素群・酸化ダメージ修復関連酵素群の発現を誘発する結果を得た。4.目的(4)に関しては、ハムスター由来細胞を用いた研究において、リコペンにはアポトーシス誘発性がなく、また過酸化酸素誘発アポトーシスへの影響も示さない結果を得た。本研究は、最も強い自然発生突然変異抑制効果を示したリコペンについて先行し、ついで他の物質について同じ方法で効果を検討している。今後、リコペンについて目的(4)のアポトーシスへの影響をヒト由来細胞を用いて検討し、さらにシグナル伝達への影響、目的(5)のエピジェネティックな影響について評価し、他の物質についても同様の方法で解析を進めていく。すべての物質について目的(1)から(5)を終えた段階で、組合せによる評価を行い、さらに他の食品由来物質についても解析し、より毒性の少ない安全な発がん予防法への応用を目指す。
高次ニューラルネットワークのダイナミックスとその応用に関する研究

入力の重み付き線形和から出力を決定するニューロンから構成されるこれまでのニューラルネットワークに対し、入力の重み付き非線形和を用いるニューロンから構成される高次ニューラルネットワーク(高次モデル)に関する本研究の成果は、次の三つの点からなる。(1)数値シミュレーションによる高次モデルの有効性・同一のパラメータ数を使った多層パーセプトロンにおいて、高次モデルの優位性が、関数近似、パターン分離問題、時系列予測問題において示された。・同上の問題に対して、ネットワークの構造決定を行った場合にも高次モデルが優れていることが示された。・連続するパターンの連想記憶問題において、高次モデルは従来モデルよりも質的に能力が上回ることが示された。(2)高次モデルのダイナミックスの理論的解析・連想記憶の想起能力に関するダイナミックスを理論的に解析した。・高次モデルは、従来モデルに比べてパターン分離能力が優れていることが示された。(3)高次モデルの実際問題への応用での有効性・配電線の塩害汚損を示すデータから、劣化の程度を診断するシステムを構築した。この場合、高次モデルの方が従来モデルよりも優れていることが示された。平成10年度の研究計画に基づいて研究を遂行し、以下のような知見が得られた。1.高次のニューラルネットワークによるダイナミックス(1)高次ニューラルネットワークを時系列パターンの認識に適用することにより、これまでのニューラルネットワークでは実現できない問題を解くことができた。(2)高次ニューラルネットワークを相互相関の連想記憶問題に適用すると、これまでのニューラルネットワークより高い連想能力を示すことを理論的に明らかにした。(3)ニューロンの出力関数を適応的に変化させる方法を提案し、有効性を示した。2.高次のニューラルネットワークのパターン分離能力について(1)二重螺旋問題のような数値シミュレーションにより、高次ニューラルネットワークが、これまでのニューラルネットワークよりパターン分離能力が優れていることを示した。(2)高次のランダム神経回路網を使って、積の次数kに対するパターン分離能力についての一般式を与え、高次モデルの優位性を示した。(3)三層のニューラルネットワークを使って、送電線の塩害汚損診断システムの構築に応用して、次数kの増加により能力の上昇を検証した。これらの結果を基に、平成11年度は、さつまいもを含む農産物の良、不良診断システムの構築を行いたい。
自己整合微粒子操作基盤技術創出のための超低電圧集積回路の研究

状況の多角的な判断や冗長性による誤動作回避などが期待できるスマート・センサの形態として複数のセンサをCMOS集積回路上に融合したセンサ・オン・CMOSを考えると、従来のリソグラフィとエッチングを基盤とする加工技術だけでは、混載できるセンサの種類の数にコスト的に限界がある。そこで、誘電泳動に基づき溶液中で特定の微粒子を捕獲する微細四重極電極とこれを駆動するAC非接触給電小型駆動回路を用いる「自己整合微粒子操作技術」に関する基礎的検討を実施し、その可能性を示した。センサ材料を半導体集積回路の上に混載したインテリジェント・センサの創出のため、四重極電極における微粒子の誘電泳動を半導体集積回路で制御する「自己整合微粒子操作支援回路」の実現を目指す。この回路は、四重極電極に適切な周波数の信号を供給し、所望の位置に所望のセンサ材料が集まることを支援する。本研究期間においては、提案手法の実現可能性を明確化するため、四重極電極の形状、寸法、及び溶液、微粒子に関する基礎検討に基づく「自己整合微粒子操作支援回路」の仕様策定を行い,この仕様に基づき「自己整合微粒子操作支援回路」の動作電源電圧を0.5V以下に設定した。0.5V以下という低電源電圧においては,一部のロジック回路では弱反転動作が必要となってくる。この弱反転状態は従来の強反転動作よりも温度や素子特性ばらつきに対する強い依存性をもつため、その補償方法が重要である。そこで、トランジスタのボディ電圧を温度や素子特性ばらつきに応じて制御することにより、ロジック回路の特性を補償する手法を提案した。提案手法により、動作周波数の温度依存性が大きく改善することを回路シミュレーションにより実証した.また,アナログ信号を扱う上で重要なオペアンプについても0.5V対応が可能な回路構成を検討し,回路シミュレーションにより良好な特性を確認した.センサ材料を半導体集積回路の上に混載したインテリジェント・センサの創出のため、四重極電極における微粒子の誘電泳動を半導体集積回路で制御する「自己整合微粒子操作支援回路」の実現を目指す。本研究期間においては、「自己整合微粒子操作支援回路」の無線給電回路の設計を0.18μm CMOSプロセスを用いて行い、プリント基板とシリコン・チップとの間の磁気結合とCMOSデバイスによる整流回路を用いて、1V程度までのDC出力が得られることを回路シミュレーションと電磁界シミュレーションにより確認した。整流回路には、しきい値電圧の影響を緩和する回路構成を用いた。また、誘電泳動駆動回路のCMOSデジタル回路による実現可能性を確かめるために、四重極電極を形成したガラス基板上の炭酸水素ナトリウム水溶液中の微粒子(ポリスチレン及びシリカ、10μm径)に対して、パルス駆動誘電泳動の基礎実験を実施し、その可能性を確かめることができた。微粒子の平均速度も従来の正弦波印加と同様もしくはそれ以上のものがパルス印加により得られることがわかった。パルスの高調波による影響は観測されなかった。この結果に基づき誘電泳動駆動回路をCMOSデジタル回路で実現することとした。また、本研究向けの超低電圧CMOSデジタル回路における素子特性ばらつきや温度の影響を低減する方式も考案し、回路シミュレーションにより効果を確認した。本研究期間においては、「自己整合微粒子操作支援回路」の無線給電回路の設計を0.18μm CMOSプロセスを用いて行い、レイアウト設計を実施した。また、パルス駆動誘電泳動のためのCMOSデジタル回路として16分周器を設計し、無線給電からクロックを生成するため、ボディ電圧制御を利用したシュミット・トリガ回路も設計し、これらの0.7V電源電圧での動作を回路シミュレーショシで確認した。これらのCMOSデジタル回路もレイアウト設計までを実施した。これらのレイアウトには、パルス駆動誘電泳動のための四重極電極も含まれる。これらのレイアウトを用いてチップを試作したが、今後はこれを用いて、「自己整合微粒子操作支援回路」のプロトタイプとしての評価を実施する予定である。なお、「自己整合微粒子操作支援」の可能性を探るため、微粒子の表面被覆状態による誘電泳動速度の変化などの予備実験も実施した。一方、本研究向けの超低電圧CMOSデジタル回路における素子特性ばらつきや温度の影響を低減する提案方式の実証のための10進カウンタのチップ試作も0.18μmCMOSプロセスを用いて行い、試作チップの実測により0.3Vという超低電源電圧まで提案手法が有効であることが確認できた。
ストレスの気づきに関する生理心理学的研究

1.ストレスのメンタルモデル:ストレッサーが無気力を引き起こす過程について、素人が有する説明理論(メンタルモデル)を調査した。自由記述式質問紙の結果に基づき、メンタルモデルの内容を測定する尺度を独自に作成し、無気力への対処法を尋ねる尺度と一緒に配布した。大学一年生296名の回答を分析した結果、身体的問題を重視する「身体型」、ストレスが「たまる」から無気力になると説明する「蓄積型」、「感情」「認知」「行動」の問題を考慮する「バランス型」、脳や身体の自己防衛機能を強調する「防衛型」、悲観的な考え方を重視する「認知型」の5種類にメンタルモデルの内容を類型化することができた。モデルと対処法との関係を分析した結果、「蓄積型」や「防衛型」は気分転換を、「認知型」は楽観的に考えることを、「バランス型」は、それらの対処法にくわえて問題焦点型対処を重視することが明らかになった。2.キュー刺激の心像性がポジティブ記憶の想起にもたらす効果:生理心理学的実験により、ポジティブな内容の記憶を、より少ない心的負荷で想起させる刺激の特徴について調べた(n=30)。実験法としてキューイングパラダイムを用い、キュー刺激には心像性の高い単語(例:朝日、笑顔)と心像性の低い単語(例:幸せ、喜び)の2条件を設けた。記憶想起に要する心的負荷を、想起時間、皮膚電気反応、および瞬目数の3指標を用いて評価した。その結果、心像性の高いキュー刺激は、心像性の低いキュー刺激に比較して、より少ない心的負荷でポジティブかつ鮮明な自伝的記憶を想起させることが明らかになった。【ストレスのメンタル・モデル】ストレッサーが無気力を引き起こすメカニズムについて、一般人が持っている素人理論を自由記述式質問紙により調査した。その結果、「ストレスが溜まったり、エネルギーを消耗する」ことで無気力が生じるとするエネルギーモデル、「何をしてもうまくいかないであろう」といった無力感が無気力を引き起こすとする認知モデル、「不適切な対処を繰り返すことにより悪循環に陥り社会から孤立していく」という動的モデルなどの諸類型を見いだした。【ペア・リラクセーションのストレス解消効果】二人一組でおこなうペア・リラクセーションが身体感覚、気分、および自律神経系の指標に与える影響を実験により検討した。その結果、数十分間のペア・リラクセーションにより身体感覚や気分に望ましい変化が生じること、および被験者が一人でおこなうシングル・リラクセーションに比較して心拍数が大きく減少することが明らかになった。【快感情がもつストレス解消効果】快感情が不快感情の主観的、生理的反応を解消することをイメージ誘導法を用いた実験により検証した。その結果、リラックス場面のイメージは不快感情により増加した心拍数を減少させる効果があった。喜び場面のイメージは、リラックス場面よりも、主観的な不快感を解消する効果があった。【ストレッサーの気づきにともなう対処法の変化】:従業員が職場のストレッサーを認識することの効用を、単一事例研究法のABデザインに従った準実験により検討した。職務を共有する営業職3名と事務職3名の計2グループを作成し、従属変数として職場ストレスへの評価と対処法を質問紙により測定した。ベースライン測定後、各グループ毎に職場のストレッサーの明確化と共有を目的としたディスカッションをおこなった。その結果、ディスカッション後に多くの被験者で回避型対処の使用が減少するとともに問題焦点型対処の使用が増加した。
癌遺伝子mafの関連遺伝子産胸による赤血球系転写因子NF-E2の機能変換

本研究では、赤血球系転写因子であるNF-E2 p45の機能が、Maf関連蛋白質との会合によりどのように調節されるのか、並びに、赤血球分化におけるMaf関連蛋白質とp45の機能とその作用機作を明らかにすることを目的とした。本年度は以下の成果をあげた。1.小Maf群蛋白質のうち、MafKをコードするマウスcDNAを単離した。すでに報告されているニワトリMafKとのアミノ酸配列の比較から、機能上重要と考えられる領域が明らかになった。2.mafK遺伝子の発現様式の詳細な解析を、正常骨髄細胞とマウス胚を材料に用いて行った。その結果、mafK遺伝子は血球細胞の分化に加え、間葉系細胞と神経細胞の分化にも深く関与することが推察された。3.MafKとp45のcDNAを培養細胞内で発現させ、転写因子としての機能を解析した。その結果、MafKは単独では転写抑制因子として機能すること、そしてp45それ自体のDNA結合活性は非常に低いことが明らかになった。一方、MafKとp45とのヘテロ二重体(NF-E2)は強くDNAに結合し、転写を活性化することも明らかになった。さらに、NF-E2による転写活性化に必須の領域を、p45分子上に同定した。4.マウス赤白血病細胞株を用いて、mafK遺伝子を亜鉛依存性に過剰発現する細胞株を樹立した。この細胞の解析から、MafKは赤血球の分化を促進することが明らかになった。また、MafKとヘテロ二重体を形成する未知の蛋白質の存在が明らかになった。
効率的な自動3次元脳画像処理アルゴリズムに関する研究

本研究の全体計画は複数医用画像装置からの脳画像データセットを複数のネットワーク経路から取得し、データベース・サーバー上に脳画像データベースを構築すること、および当該データベースシステム上に診断支援上有用な画像処理アルゴリズムを実装し、その効率性を評価することにより、実臨床への適用を図ることである。平成13年度までに学内施設とのデータ転送とデータベース化の環境を整備し、試験的に蓄積されたデータを用いて、脳幹部狭隘域のセグメンテーション・アルゴリズムを開発し、一定の成果を得たので国内外の学会にて報告した。平成14年度は学内施設における環境整備継続と学外への経路確立を図るとともに、セグメンテーション・アルゴリズムのリファインメントを行った。また、試験的に蓄積されたデータベースを利用して臨床研究への応用を図り、これらの結果を本学教養部研究年報(第37号:2002)およびNeurosurgery(51(4) : 2002)に発表した。本申請の範囲における実施計画の達成度という観点からは、(1)狭隘域の抽出アルゴリズムは従来法と比べて改良されたものの、当初の目標である準線形時間の計算コストを達成するには至っていないこと、(2)学外施設と転送経路確立が遅延していること、および(3)データベース・サーバーの立ち上げと公開が完了に至らなかったことが指摘される。しかし、(2)および(3)については本年度研究補助により、完了の見込みが立っている。(1)については、今後の継続的研究課題として取り組んでいきたい。本研究の第1目的は、複数の医用画像装置から出力される脳画像スライス・データセットを複数ネットワーク経路から取得した画像データベースを構築すること、およびそれらに対する効率的な画像処理アルゴリズム(異機種間共登録、輪郭線(皮質畳込み構造、病巣)の自動検出)を開発することである。研究の第2目的は上記データベースの臨床応用、すなわち当該データベースならびに処理アルゴリズムを実臨床研究に適用し、その有効性を評価することである。以上の全体研究計画において、平成12年度はシステムのネットワーク環境構築と、各処理アルゴリズムに関する検討を計画したが、当該年度の科学研究費補助金にてパーソナル・ワークステーションを導入し、ネットワーク・サーバを立ち上げ、岩手県滝沢村にある本学先端医療研究センターの超高磁場MRIから画像データを入手するなど、定常的なデータ転送経路確立のための検討を行いつつ、データベース構築を開始した。同様に、岩手県松尾村東八幡平病院からのXenonCTデータ入手経路確立の検討を行った。試験的に収集した脳画像上で、新規考案した関心構造自動セグメンテーション・アルゴリズムを適用し、従来法との有効性を比較検討した。以上に述べた平成12年度の科研費補助による研究成果は国際医療情報学会(Medinfo'2001、London、2001.9月)にて報告される。また、共同研究者の大田原を中心に、画像処理アルゴリズムの応用分野として有用な脳血管疾患病態に関する臨床検討が行われた。以上の全体研究計画において、平成12年度はシステムのネットワーク環境構築と、各処理アルゴリズムに関する検討を計画し、データベース構築を開始した。平成13年度は、前年度に引き続き、画像データベースの構築を進めるとともに、Marr-Hildrethオペレータ・ベースでの脳幹部分狭隘領域セグメンテーション・アルゴリズムを新たに研究開発した。当該アルゴリズムには効率上引き続き改善すべき点が残されているが、その一部を、当該研究補助金にて購入したパーソナルワークステーション上にインプリメントし、超高磁場MRIによるテスト脳画像データを用いて効率評価を行った。アルゴリズムの概要および評価結果については、第10回国際医療情報学会(Medinfo'2001、London、9月)にて発表した。

また、その後さらに改良を加えた結果について、第21回医療情報学連合大会(東京、11月)にて発表した。平成13年度までの途中成果について本学教養部研究紀要に発表した。現在、さらに効率化したアルゴリズムについて検討を加えている。本研究の全体計画は複数医用画像装置からの脳画像データセットを複数のネットワーク経路から取得し、データベース・サーバー上に脳画像データベースを構築すること、および当該データベースシステム上に診断支援上有用な画像処理アルゴリズムを実装し、その効率性を評価することにより、実臨床への適用を図ることである。平成13年度までに学内施設とのデータ転送とデータベース化の環境を整備し、試験的に蓄積されたデータを用いて、脳幹部狭隘領域のセグメンテーション・アルゴリズムを開発し、一定の成果を得たので国内外の学会にて報告した。平成14年度は学内施設における環境整備継続と学外への経路確立を図るとともに、セグメンテーション・アルゴリズムのリファインメントを行った。また、試験的に蓄積されたデータベースを利用して臨床研究への応用を図り、これらの結果を本学教養部研究年報(第37号:2002)およびNeurosurgery(51(4):2002)に発表した。本申請の範囲における実施計画の達成度という観点からは、(1)狭隘領域の抽出アルゴリズムは従来法と比べて改良されたものの、当初の目標である準線形時間の計算コストを達成するには至っていないこと、(2)学外施設との転送経路確立が遅延していること、および(3)データベース・サーバーの立ち上げと公開が完了に至らなかったことが指摘される。しかし、(2)および(3)については本年度研究補助により、完了の見込みが立っている。(1)については、今後の継続的研究課題として取り組んでいきたい。
随意運動の制御におけるシナプス前抑制の役割

本プロジェクトでは下降性運動指令のシナプス前抑制を介した末梢感覚入力修飾機構について調べてきた。これまでは主に皮膚神経について調べてきたが、昨年度から運動制御により密接に関与していると想定される筋神経について調べてきた。試行錯誤の上、手首伸筋群支配の筋神経である橈骨神経深枝に慢性埋め込み型カフ電極の装着手術に成功した。I群求心神経からの感覚入力はこの新たなグループの介在ニューロンを介して、筋張力の制御に積極的な役割を果たしている事が明らかになった。この方法は、過去に行われてきた急性実験における脊髄ニューロン同定方法とcomparableであり、入出力の詳細が同定されてきた脊髄ニューロンの随意運動の制御における働きを研究する上で強力なツールになる。次に、どのような下行路がシナプス前抑制を引き起こすのかについて検討した。この問題はネコについては多くの知見があるが、霊長類でその神経経路を調べた同種の知見は皆無であった。そこで、我々はサルを対象とした急性実験によって、手や腕の求心神経末端部に脱分極(PAD)を引き起こす経路の探索を始めた。図2はその一例である。第一胸髄のdorsal rootの脱分極が反対側の延髄錐体(A)、反対側の一次運動野の手指領域(B)への電気刺激によって誘発された。これによって、皮質脊髄路が上肢求心神経端末にPADを引き起こす経路が、霊長類においても存在する事が明らかになった。シナプス前抑制は生体におけるシナプス伝達効率を変化させる原理の一つであり、シナプス前末端の特性を一時的に変化させ、神経伝達物質の放出を抑圧することによってシナプス伝達を抑圧する。その際、生体がシナプス後抑制を用いる大きな利点は、シナプス後膜電位を変化させずにシナプス伝達効率を修飾できる事である。しかし、麻酔動物やスライス標本から得られた豊富な知見と対照的に、覚醒動物の行動下でシナプス前抑制がどのような働きをしているのかについての知識は極めて乏しい。本研究の目的は覚醒動物の運動や感覚の制御過程においてシナプス前抑制が果たしている役割を網羅的に明らかにすることであった。我々は覚醒サルの頚髄上にチェインバーを装着してサル頚髄における刺激・記録を行う方法、および皮膚神経に慢性電極を装着して刺激・記録を慢性的に行う方法を組み合わせて、無麻酔行動下のサルにおける筋神経の単シナプス性入力の行動遂行に伴う変化を観察した。その結果、皮膚神経入力と異なり筋神経へのシナプス前抑制は運動方向依存性を持つ事が明らかになった。つまり、感覚入力が運動とagonisticな反射出力を生む場合はシナプス前抑制は低く、antagonisticな場合は高くなっていた。これらの結果は、運動中枢からシナプス前抑制を介した末梢感覚抑圧機構は感覚のモダリティ別に異なった制御をされている事を示唆していた。試行錯誤の上、手首伸筋群支配の筋神経である擁骨神経深枝に慢性埋め込み型カブ電極の装着手術に成功した。

第一胸髄のdorsal rootの脱分極が反対側の延髄錐体(A)、反対側の一次運動野の手指領域(B)への電気刺激によって誘発された。これによって、皮質脊髄路が上肢求心神経端末にPADを引き起こす経路が、霊長類においても存在する事が明らかになった。
光形態形成に関わるYPT/rabタンパク質の機能の解析

YPT/rab蛋白質は小胞輸送の分子スイッチとして機能する低分子量GTP結合蛋白質である。エンドウよりその発現が光に応答するYPT/rab蛋白質をコードするcDNAを単離した。この遺伝子の機能を調べることを最終目的とし、まず光応答発現に必要なシスエレメントを解析するため、エンドウゲノムライブラリーから遺伝子を単離士、遺伝子構造を調べた。この遺伝子には1つのイントロンがあり、2つのエキソンから構成されていた。遺伝子の上流配列役2kbpには、エンドウリポオキシゲナーゼの上流配列と100bpにわたり80%以上一致する配列があった。リポオキシナーゼではシスエレメントと同定された配列がこの中にふくまれていた。inverted repeatがこれらの配列にあったので、従来報告されているTourist,Stowawayと称される配列のたぐいか調べた。適当なプライマーを用いて、エンドウゲノムDNAを鋳型にし、PCRをおこない、その産物の4クローンの配列を調べた。その結果、互いに良く似ているが、すべて異なる配列であった。しかし、TouristとStowawayとのホモロジーはなかった。これらの結果を総合すると、本研究で見つけたエンドウの約100bpの配列はエンドウゲノムにかなり多くあり、その機能はまだ推定できないが、新しいinverted repeat elementと考えられた。今後この配列の有無がpra2の発現にどのように影響するか調べる予定である。