hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リンゴ果実のエチレン生合成制御に関する遺伝子工学

また,Md-ACS1の基本型である1-1型と5'隣接領域にMd-SINE1が挿入された対立遺伝子の1-2型のそれぞれの発現についても検討した. 1-1/1-2ヘテロ型である`ゴールデンデリシャス'と1-2ホモ型である`ふじ'のクリマクテリックでのMd-ACS1の発現を比較したところ,`ゴールデンデリシャス'では強いシグナルが,`ふじ'では極微弱のシグナルが認められた.さらにRT-PCR解析の結果から,`ゴールデンデリシャス'では1-1型のみが転写されていることを確認した.PCR法でMd-SINEl挿入の有無を診断することにより,熟期の異なる35栽培品種群と'王林'×'グラニースミス' (両品種ともMd-ACS1の対立遺伝子型がヘテロ)の交雑実生群(13個体)をMd-ACS1の1-1型,1-2型の各ホモ型およびヘテロ型の3群に分類した.そして,これらの遺伝子型と果肉内エチレン量との関係について検討した結果,リンゴ栽培品種とF_1個体群の両者において1-2ホモ型個体のエチレン量が他の遺伝子型の個体に比べ明らかに少ないことを見出し,Md-ACS1遺伝子型とエチレン量,また貯蔵性の関連性が明らかにされた.ACSのdegenerate primerを用いて,エリシター処理した成葉から新たなACS(Md-ACS5A,Md-ACS5B)のcDNAの一部をクローニングし,さらにRACE法によりこれらの塩基配列を決定した.リンゴの各組織および誘導条件下でMd-ACSファミリーの発現を解析したところ,Md-ACS1がライブニング果実に特異的であり,また,Md-ACS3.が成葉,幼葉>茎>根,離層,果実の順で発現するのに対し,Md-ACS5は傷害やエリシター処理により発現が誘導されることを明らかにした.リンゴのライプニング型ACC合成酵素遺伝子(Md-ACS1)は基本型(1型)と,5'隣接領域にトランスポゾンの挿入がある対立遺伝子(2型)が存在する.2型ホモの栽培品種は1型を有する品種に比べライプニング時のACS1転写量が少なく,エチレン生成量も圧倒的に少ない.トマトにおいては,ライプニング果実のエチレン生成量を低下させることで日持ち性が向上することから,リンゴではACS1の対立遺伝子型が品種の日持ち性(貯蔵性)の高低を決定する遺伝的要素の一つではないかと考えられる.そこで,この遺伝子型とライプニングの進行度合いの関係を検討した。適期収穫した栽培品種'ふじ'(ACS1-2ホモ型)および'ゴールデンデリシャス(GD)'(同ヘテロ型)の保冷(0°C)果実を25°Cに静置し、3日毎にエチレン生成量と硬度を測定した(3果使用).また,それらから果肉ディスクを調製しACCを含む緩衝液中でのエチレン生成能を測定した.最後に果肉より全RNAを抽出し,ACS1およびリンゴのACC酸化酵素(ACO),ポリガラクチュロナーゼ(PG),β-ガラクトシダーゼ(βgal)の各遺伝子をプローブとしたノーザン解析から,それぞれの発現量の変動を検討した結果,ACC合成量の差,すなわちACS1の遺伝子型の違いがそのままエチレン生成量の差となることが確認された.また,PGやBgalの発現レベルが硬度変化の品種間差,すなわちライプニングの進行速度の直接的な原因と考えられた.さらに,エチレンの処理がこれらの遺伝子の発現パターンを変えたことが確認され,ACS1の遺伝子型とライプニング進行の関係が明らかにされた。
IｇG4による好酸球性中耳炎病態の解明

好酸球性中耳炎は、好酸球の活性化やムチン産生あるいはIgE産生などの2型( Type 2)炎症反応の誘導および遷延化を特徴とする炎症疾患である。好酸球性中耳炎は進行性の重度難聴にいたる症例もあるが、その病態は解明されていない。結核性中耳炎、ANCA関連中耳炎と並んで難治性中耳炎の代表であり、疾患特異的な診断法および根治的治療法を確立するため、病態の解明は急務である。好酸球性中耳炎の発症あるいは増悪に関わる因子として、外的因子としては黄色ブドウ球菌、真菌、ウィルスあるいはバイオフィルムなどが、また内的因子としてアラキドン酸代謝偏倚や抗体産生異常あるいは凝固線溶系の不均衡などが疑われている。慢性炎症、特に2型炎症反応への関与が明らかとなりつつあるIgG4に着目し、IgG4による好酸球性中耳炎の病態関与について検討した。対象は好酸球性中耳炎患者5例および対照患者5例において検討した。方法は好酸球性中耳炎患者および対照患者(人工内耳手術患者)の中耳粘膜におけるIgG4陽性細胞を免疫染色にて同定し、重症度別の発現率や浸潤好酸球/マスト細胞数との相関を検討した。結果、好酸球性中耳炎患者の中耳粘膜にはIgG4陽性細胞が多数発現しており、対照患者には発現がみられなかった。IgG4関連疾患においてマスト細胞がIgG4陽性細胞の制御に深く関与することが最近明らかになっている。好酸球中耳炎においてIgG4陽性細胞が多数集簇していることが明らかとなり、IgG4あるいはIgG4発現細胞が好酸球中耳炎の病態に何らかの関与を示すことが示唆された。好酸球性中耳炎におけるIgG4陽性細胞の関与は明らかとなっており、第37回日本耳鼻咽喉科アレルギー学会にて成果発表を行った。今後は耳茸分離細胞をIL-4+抗CD40抗体等て刺激し、in vitro IgG4産生か誘導されるか検討する予定である。好酸球性中耳炎におけるIgG4陽性細胞の関与は明らかとなった。対照患者の集積は順調であるが好酸球性中耳炎症例の集積が十分ではなく、今後症例蓄積のため患者の同意取得をより一層進めていく予定である。また、好酸球性副鼻腔炎症例におけるIgG4研究を積極的に施行している岡山大学との連携(特に免疫組織染色、サイトカイン誘導)を行う予定である。国際学会での発表を次年度に計上し、免疫組織染色試薬の一部を次年度に計上したため
間期の細胞形態情報から細胞分裂軸方向決定へ至る情報変換の分子メカニズム

HeLa細胞では、間期における細胞形態によって、分裂期の紡錘体の二次元平面上の配置方向が制御される。分裂期の球体の細胞形態への変化の中で、retraction fiberと呼ばれるアクチンファイバーが出現し、テントの「張り綱」のように細胞外基質への接着を担う。retraction fiberが最長で密度が高くなる領域に紡錘体が向くこと、retraction fiberには張力が働きレーザーカットすると紡錘体の向きが変わりうることが報告されている。しかし、この分子メカニズムはわかっていなかった。分裂軸制御因子Gαi、LGN、NuMAが、このメカニズムの最終的な分裂軸方向決定因子であった。Gαi、LGN、NuMAの三日月状局在の位置が紡錘体の配置方向を決めていた。我々は、Pacsin3及びCaveolin1の局在もよく似た膜局在位置を示すこと、Caveolin1の発現抑制は分裂方向が間期細胞形態から予測される方向に一致しないことを見出した。興味深いことに、この時Gαiの三日月状局在は存在し、紡錘体はGαiの局在位置の方向を向いていた。即ち、Caveolin1は間期の細胞形態と分裂軸制御因子の三日月状局在の位置をリンクさせる機能を持っていることが明らかとなった。さらに中間径フィラメントkeratin8(Krt8)が分裂期細胞膜の非対称な裏打ち構造を構築しCaveolin1の膜局在を制御する可能性を見出した。画像解析によるモデリング、間期ー分裂期の細胞骨格再構成におけるKrt8とCaveolin1の動態の相関性の解析を行い、両者の相関を認めた。28年度が最終年度であるため、記入しない。細胞外基質をマイクロパターンした特殊なカバーガラスを用いることで、間期の細胞の形態およびサイズを一定にすることができる。例えば幅10マイクロメートルの直線状のマイクロパターンを用いて、紡錘体の配置方向を直線に沿った方向に一定にできる。この時Krt8の分裂期におけるネットワークの崩壊と再構築に偏りが見出された。分裂期への細胞形態変化におけるKrt8の骨格再構成と偏局在ーCaveolin1の細胞膜表層への偏局在をLive-Imaging及び免疫染色により解析した。また、Krt8の分裂期におけるネットワークの偏りは細胞-細胞外基質接着に依存すること、またRhoAによる細胞収縮にも依存することが見出された。計画していた実験を滞りなく行えており、結果も作業仮説を支持するものが多い。いくつか、思うように行かないものもあるが、代替案によって実行可能になっており、順調であると判断する。今後は、実験結果、特に得られた画像の解析を中心に結果をまとめる。また、生体内でのKrt8による分裂軸制御を検証するため、乳腺を用いた実験系を立ち上げる。この目的のため、ベルギーの研究室にて共同研究を行う予定である。
保健医療福祉系大学における専門職連携教育（IPE）の尺度開発

近年、少子高齢化は加速する一方であり、医療・福祉の高度化や細分化が進んでいる。多種多様なニーズに対応していくためにも各専門職の専門性だけでなく、職種間の連携の重要性が増している。専門職連携教育(以下、IPE)は、英国をはじめとして、多くの国々や日本においても推進されてきている。日本ではIPEは発展途上であり、特に評価研究においてはその実証性が課題として挙げられている。IPEの評価方法は様々であり、各組織の実情に合わせて独自に行っているものが多い。既存のIPE評価尺度も因子分析の結果、因子構造のばらつきや、各因子の項目数の差が大きく、今後日本で使用するにあたり、日本の教育背景や文化も考慮しながら検討を重ねていく必要があるといった課題が挙げられている。そこで、本研究では、IPE評価尺度開発の初期段階として、尺度を作成し、その信頼性・妥当性の検討を目的とした。既存のIPE評価尺度や先行研究を参考にし、24項目からなるIPE評価尺度を作成した。調査は、IPEを実施している保健医療福祉系大学の学生405名を対象とし、欠損のない367データを分析対象とした。天井効果のある9項目を除去し、探索的因子分析を実施した結果、11項目3因子解の構造となった。それぞれの項目内容から、第1因子「協働的能力」、第2因子「提言力」、第3因子「組織形成力」と命名した。信頼性の検討では、尺度全体と各因子におけるα係数は.70以上であり、G-P分析では全ての項目で上位群の方が高い得点を示し、弁別力が確認された。また、外的基準尺度の「ENDCOREs」と「協同作業認識尺度」とは、項目内容に概ね妥当な相関が認められた。今後は、今回の研究をIPE評価尺度作成の基盤とし、検討を重ねながら尺度の精錬を図っていく。既存のIPE評価尺度や先行研究より、IPEの構成要素、コンピテンシー、期待される教育効果等を抽出し、24項目からなるIPE評価尺度(原案)を作成した。調査は、埼玉県立大学の学生1年次全学科生405名を対象とし集合調査を実施した。集計結果から、IPE評価尺度(原案)の回答に欠損のない367データを分析対象とした。尺度全体と各因子におけるα係数は.70以上であった。また、基準関連妥当性検討のため使用した外的基準尺度とは、項目内容に概ね妥当な相関が認められた。今後は、今回の研究をIPE評価尺度作成の基盤とし、未だ十分に因子を反映していない可能性が大きいため、これから尺度の精度をあげるために、繰り返し、調査、検討を重ねていく。本研究の目的はIPE評価尺度作成および、信頼性・妥当性の検討である。研究の初期段階として、独自の評価尺度原案を作成し、分析の結果、一定の信頼性・妥当性を確認することができた。

天井効果のある9項目を除去し、探索的因子分析を実施した結果、11項目3因子解の構造となった。それぞれの項目内容から、第1因子「協働的能力」、第2因子「提言力」、第3因子「組織形成力」と命名した。信頼性の検討では、尺度全体と各因子におけるα係数は.70以上であり、G-P分析では全ての項目で上位群の方が高い得点を示し、弁別力が確認された。また、外的基準尺度の「ENDCOREs」と「協同作業認識尺度」とは、項目内容に概ね妥当な相関が認められた。今後は、今回の研究をIPE評価尺度作成の基盤とし、検討を重ねながら尺度の精錬を図っていく。本研究において、調査時期や調査票の構成の問題から、得点分布に偏りがみられる結果となった。その結果、多くの項目にて天井効果が認められ、分析対象から除外せざるをえなく、構成概念の妥当性が十分であるとはいえなかった。再度、質問項目のワーディングや回答形式等を検討して回答傾向の偏りが生じない質問紙の構成が課題となる。また、今回はIPWの経験がない、IPE導入科目を受講した1年次生を対象とした。今後は、IPEの集団としての教育効果が年次毎に変化するか、各学年での横断的調査、学年進行を追う縦断的調査を実施していくことが課題になると考える。以上のように調査時期や対象者を変えながら、尺度の精錬を重ねていく。・他大学への視察調査として、IPEの現状や専門職連携コンピテンシーについて情報収集を行う予定で旅費を計上していたが、実施しなかったため。・ノートパソコンを購入せず、研究機関設置のパソコンを使用したため。平成30年度は、研究発表のために資料の整理と論文の修正を行い、更なる尺度精錬のため、研究で明らかとなった課題をもとに検討を行っていく。
エウセビオス著『古の殉教集成』の再構成と個人名抹消叙述

本研究の課題は現存しない史料であるエウセビオス著『古の殉教集成』のうち、特に177年にルグドゥヌムで発生したキリスト教迫害で生じた殉教者名簿の再構成であり、その再構成によって得られる文献学的成果に基づいた、エウセビオスによる生ける殉教者・告白者たちに対する個人名抹消行為の解明というであった。研究遂行者(大谷)は平成24年12月に京都大学にて開催された第11回古代史研究会大会にて「初期キリスト教における殉教記録の改竄?」のタイトルの下研究成果の一部を中間報告として公開するとともに、本研究課題と研究遂行作業手順の妥当性を確認した。その際、出席した初期キリスト教史研究者、古代地中海世界史研究者から、現段階における『古の殉教集成』テキスト再構成案について概ね承認を得た。同時に、本研究開始段階で上記学会後に予定していた『古の殉教集成』からの派生テキストを納めた写本検討作業に比べ、『古の殉教集成』中で研究遂行者が注目したルグドゥヌム迫害と同時期のローマ帝国におけるキリスト教徒迫害政策とそれに対しての初期キリスト教会の対応を記した同時期史料との比較を文献学的に行う作業の重要性についてアドバイスを受けた。そこで研究遂行者は『古の殉教集成』の再構成作業と同時に、殉教者・告白者の個人名抹消叙述を行ったと推測される初期キリスト教著作家のうち、177年ルグドゥヌム迫害と近い時期に執筆活動を行っていたテルトゥリアヌスに関しても検討を加え、その叙述における政治的側面の大きさについて確認した。なお、その一部は史料紹介として「テルトゥリアヌス著『スカプラへ』ーローマ帝国後期の北アフリカにおけるキリスト教と帝国」の題目で『歴史と地理世界史の研究』2013年5月号に掲載予定である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
病理組織学的検討に基づいた羊水塞栓症の診断法と新規治療薬の開発

羊水塞栓症の子宮体部筋層では、アナフィラトキシン受容体が発現する好中球とマクロファージ、活性化肥満細胞が浸潤していることが明らかになった。病理組織学的に後産期急性子宮筋層炎(Postpartum acute myometritis:PAM)と表現する特徴的な所見であり、組織間隙に浮腫を来す原因と考えられた。アナフィラクトイド反応と浮腫の抑制効果を持つC1インヒビター製剤により子宮収縮が改善したことから、C1インヒビターは難治性子宮弛緩を呈する羊水塞栓症の治療の一つになる可能性がある。平成26年度は主に羊水塞栓症が後産期出血の原因として考えられ摘出された子宮組織の病理学的解析を中心の行った。子宮体部筋層において免疫細胞の同定を行った結果、トリプターゼ陽性細胞においてc-Kitが共発現していたことより、同細胞が肥満細胞であることを確認した。また、マクロファージ、好中球を同定するためにCD68染色、エラスターゼ染色を行い、コントロールである正常産褥子宮に比べ羊水塞栓症の子宮体部筋層において、それぞれ陽性細胞の有意な増加を認めた。一方、CD3染色によるT細胞の同定では羊水塞栓症の子宮においても、コントロールと同様に陽性細胞は存在しなかった。アナフィラトキシン受容体であるC5aR(CD88)の陽性細胞は、羊水塞栓症の子宮体部筋層に多く認められていたが、トリプターゼ、CD68、エラスターゼ陽性細胞に共発現していたことから、これらの免疫細胞がアナフィラクトイド反応に関与することが示唆される結果となった。また、これらの子宮体部筋層に共通する組織学的所見として間質浮腫を認め、マクロ所見としても摘出子宮の腫大を認めた。また、当院倫理委員会の承認を経て、臨床的羊水塞栓症に対するC1インヒビター濃縮製剤の有効性と安全性についての臨床研究も開始した。依然、症例数は限定されているが、臨床的羊水塞栓症に対してC1インヒビター濃縮製剤を投与された症例の経過から、C1インヒビター濃縮製剤が羊水塞栓症において補体値の改善、ショックバイタルから回復、子宮収縮の作用があることが示唆された。平成27年度は、原因不明の子宮弛緩症と羊水塞栓症との関わりについて検討するために、難治性後産期出血及びその危険性が高い疾患に対して子宮全摘を行った症例の調査と子宮全摘術を施行した症例において子宮の病理組織解析を行った。臨床的羊水塞栓症の解析と同様に、羊水・胎児成分の検出のためにサイトケラチン染色、ZnCP1染色を、補体の関与を検討するためにCD88染色を行った。子宮体部筋層の組織内において羊水・胎児成分が検出される頻度は高くないものの、アナフィラトキシン受容体陽性細胞は比較的多数発現し、同組織においては、間質浮腫、炎症細胞の浸潤を認めた。さらに、子宮体部筋層における肥満細胞、マクロファージなどの免疫細胞の発現を解析し、臨床的羊水塞栓症、子宮弛緩の症例の子宮において肥満細胞の脱顆粒を認めた。これらの結果から、難治性後産期出血の子宮の組織像の一つに後産期急性子宮筋炎(postpartum acute myometritis:PAM)という病態が存在することについて論文発表した。また、臨床的羊水塞栓症に対するC1インヒビター濃縮製剤の有効性と安全性についての多施設共同研究も進行した。現在、C1インヒビター濃縮製剤による有害事象はなく、有効性として、補体値の改善、子宮収縮作用を示唆する結果を得ている。難治性後産期出血及び臨床的羊水塞栓症の組織解析の方法が安定しつつあり、比較的、豊富な検体を解析することが可能であった。解析結果として、後産期急性子宮筋炎なる病態が存在し、後産期出血に関与することについて論文発表も行った。また、臨床的羊水塞栓症に対するC1インヒビター濃縮製剤の有効性と安全性に関する臨床研究については、限定的ながら症例の集積が進んでいる。昨年度までと同様に、羊水塞栓症と子宮弛緩を呈する難治性後産期出血の病態の関連性について、正常妊娠子宮をコントロールとして解析を行った。これまでに、難治性後産期出血の子宮体部筋層において、好中球、マクロファージの浸潤と肥満細胞、活性化肥満細胞の浸潤所見を見出し、後産期急性子宮筋層炎という病理組織学的概念の存在を提唱したが、本病理組織においては、ケミカルメディエーターの一つであるブラジキニンの受容体のうち、炎症部位に特異的に発現するタイプのB1Rの発現が強いことが明らかとなった。また、mRNAの発現について、網羅的にコントロールの妊娠子宮体部筋層と比較するためにマイクロアレイ解析を行ったところ、後産期急性子宮筋層炎を認める子宮体部筋層では子宮収縮関連タンパク質であるギャプジャンクションタンパク質の発現の低下、リラキシンの発現の増加を認めた。コネキシン43とオキシトシン受容体に着目し、染色強度からタンパク質レベルを比較した結果、後産期急性子宮筋層炎の子宮筋組織では、これらの子宮収縮関連タンパク質の発現が有意に低下していることが明らかとなった。また、難治性後産期出血を呈し、臨床的に羊水塞栓症のエントリー基準を満たす症例に対して、多施設共同研究としてC1インヒビター濃縮製剤の有効性の検証を継続してきたが、C1インヒビター濃縮製剤が投与された9症例のうち6症例に子宮収縮改善効果とC1インヒビター活性の上昇を認め、有害事象は発生せず、良好な転機をたどったことが明らかとなった。

羊水塞栓症の子宮体部筋層では、アナフィラトキシン受容体が発現する好中球とマクロファージ、活性化肥満細胞が浸潤していることが明らかになった。病理組織学的に後産期急性子宮筋層炎(Postpartum acute myometritis:PAM)と表現する特徴的な所見であり、組織間隙に浮腫を来す原因と考えられた。アナフィラクトイド反応と浮腫の抑制効果を持つC1インヒビター製剤により子宮収縮が改善したことから、C1インヒビターは難治性子宮弛緩を呈する羊水塞栓症の治療の一つになる可能性がある。比較的、豊富な臨床的羊水塞栓症症例の子宮を解析し、子宮体部筋層において肥満細胞、好中球、マクロファージが多数存在することが明らかとなった。これらはアナフィラトキシン受容体陽性細胞である可能性が高いことも判明した。また、臨床的羊水塞栓症に対するC1インヒビター濃縮製剤の有効性と安全性についての臨床研究も実現し、限定的ながら症例を蓄積し評価、解析が可能な状況になっている。これまでの解析により、羊水塞栓症では子宮においてもアナフィラクトイド反応が重要な病態になることが示唆されている。今後は、アナフィラクトイド反応を子宮弛緩の関係についてインビトロ系も展開し検証する。具体的な方法として、子宮筋を対象としてマイクロアレイを行い、アナフィラクトイド反応、炎症惹起に関与する分子を調べる予定である。さらに培養細胞系に発展させ、C1インヒビターの効果発現に関する生化学的実験を行う予定である。産婦人科学今後は下記のインビトロまたは動物実験系を用いて、羊水塞栓症とアナフィラクトイド反応、子宮弛緩などの関係を検討する。インビトロ系として、肥満細胞、マクロファージ、好中球などの培養系を確立し、子宮筋細胞、免疫細胞、羊水の存在の有無の条件下で、子宮筋の形態、子宮筋間隙の状態、収縮能について解析を行う。実験動物による羊水塞栓症様症候モデルにおいて、アナフィラクトイド反応機序抑制の観点から、C1INH製剤、抗アレルギー薬、ステロイドなどの有効性について検証する。羊水塞栓症様症候モデルとして妊娠ラットを用いて、補体系、凝固系の解析、および主に肺、腎、子宮の組織解析を行うことを計画している。また、臨床的羊水塞栓症におけるC1インヒビター濃縮製剤の効果と安全性についての臨床研究を継続するとともに、羊水塞栓症とC1インヒビター活性低下の関係について検証する。この点、羊水・胎児成分により、C1インヒビター蛋白切断や構造変化、活性領域が阻害される可能性が考えられるため、血漿中のC1インヒビター濃度を測定し抗原量と活性値に乖離がないか、また、羊水成分の存在下でのC1インヒビターの安定性について検討する。これまでに子宮の組織解析が系統立って実施することができるようになり、平成27年度は論文発表も含め、当初の予定より順調に進み、当該助成金が生じました。また、C1インヒビター濃縮製剤に関する臨床研究において、目標症例数に達せず、データ解析に見込まれた費用が当初の予定より少なかったことも当該助成金が生じる原因になりました。平成26年度は主に子宮組織における免疫組織学的検討を行ったが、当初の予定より免疫担当細胞の同定が円滑に進み当該助成金が生じた。一方、C1インヒビター濃縮製剤に関する臨床研究の症例数がより少なかったことから、そのデータ解析に見込まれた費用が当初の予定より少なく当該助成金が生じる原因となった。
関節リウマチにおける唾液抗CCP抗体の診断的意義の解明

唾液検査は、血液検査の代替として注目されている。特に病変の早期発見や予防医療に貢献することが期待されている。申請者らは、これまでに、唾液検査の有用性と問題点などを論文として公表してきた。一方、関節リウマチは、早期治療が関節の変形を抑制できる。近年、自己免疫疾患は、早期発見が大きな課題となっている。本研究では、関節リウマチの診断に特異性の高い抗CCP抗体が、血中濃度依存的に唾液中に分泌されるかという定量性について詳細な検証を行った。その結果、抗CCP抗体は、血液量と唾液量で相関した。このことから、唾液中の抗CCP抗体の検出は、自己免疫疾患の診断に有用かもしれない。平成26年度は、主として動物実験を行う。まず初めに血中抗CCP抗体が、唾液中に移行するかについてマウスを用いた実験的検討を行う。この検討において、抗CCP抗体が血中濃度を反映して、唾液中に分泌されることを確認する。次に、血中抗CCP抗体がどのような経路で唾液中に分泌されるか、マウス唾液腺組織を対象に免疫組織化学的染色および電子顕微鏡による局在を観察し移行経路を確定する。これらの検討から抗CCP抗体が唾液中の認められることを確定した後に、関節リウマチの診断に有用なその他のマーカーとして、RF・CRP・MMP-3も血中濃度を反映して唾液中に分泌されるか、関節リウマチモデルマウスD1CCを用いて検討する。上記の研究計画を立案し、モデル動物を用いた実験では抗CPP抗体が唾液中に移行することが明らかとなった。また、血中濃度も依存性であったが、その分泌量は少なく血中の1/10程度であった。そのため、唾液腺組織における抗CCP抗体の局在を免疫組織化学的には明らかになっていなく、今後高感度検出系での検討が必要である。さらに、関節リウマチの診断に有用なその他のマーカーとして、RF・CRP・MMP-3も検討し、ELISAでは、唾液中に検出することができた。しかし、MMP-3はELISA、ウエスタンブロットで十分な結果が得られていない。当初の目的である、唾液中への血中抗CCP抗体の移行が明らかになったことから、ヒトでの臨床試験のための基礎的な検討としては一定の成果が得られた。本年度は、抗リウマチ薬による病態改善と血中および唾液中の抗CCP抗体濃度の検討について、D1CCマウスに抗リウマチ薬を投与すると、病態の改善とともに抗CCP抗体が減少する(Kanazawa S et al. Inflamm Regen.28: 321-324, 2008.)。そこで、唾液中の抗CCP抗体も病態の改善とともに濃度が減少するか検討し、関節リウマチの診断への有用性だけでなく、病態も反映するか実験的に検証したところ、病態の改善に伴い改善傾向が観察されたことから、さらなる詳細な検討を行う予定である。さらに臨床検体を用いた検討として、既に関節リウマチと診断され、治療開始時および治療中の継時的経過を観察できるインフォームドコンセントにより承諾された方を対象として検討した。方法は、関節リウマチ患者より唾液を採取し、唾液中に含まれる抗CCP抗体・RFをELISAで測定し、唾液中の抗CCP抗体・RFの測定量と血中濃度と比較し、その相関を統計学的に解析したが、例数が少なく今後詳細な検討が必要である。しかし、シェーグレン症候群については、SS-A抗体において、唾液と血清での相関が得られており、例数が増えることで充分仮説通りの結果が得られると考えている。一部予定していた実験の結果が不十分であるが、全体として26年度に目標とした抗CCP抗体の移行をELISAで証明できており、次年度の研究計画に大きく影響することはない。環境病理学当初の予想より唾液中への移行量が少なく、免疫組織化学的な検出において十分な結果が得られていない。また、電子顕微鏡検察が行えなかった。今後は高感度検出系を用いて条件検討し、明らかにしていく。平成26年度に唾液腺組織における抗CCP抗体の局在の証明を行うための実験が不十分であり、特に電子顕微鏡観察ができていないことから、平成27年度に継続して実験を行うために必要である。唾液腺組織の固定方法の検討、染色条件の検討を行い免疫組織化学的な検出を試みる。また、電子顕微鏡観察を行う。
人工知能を応用した塩害環境評価システムの開発

四方が海に囲まれた日本において,海岸付近の鉄筋コンクリート構造物は,海から供給される飛来塩分による塩害の影響を受けやすい.特に,北西からの強い季節風を受ける日本海側や多くの台風が通過する沖縄では,海から供給される非常に多くの飛来塩分により,鉄筋コンクリート構造物の重大な欠陥を引き起こす要因となるため,塩害に対する合理的な施工設計・維持管理方法の確立が求められている.著者らはこれまでに,長期間観測した海岸付近の飛来塩分と風況(平均風速,最多風向)の関係から,海岸からの距離および標高を考慮した簡便な飛来塩分輸送推定式を提案している.しかし,この提案式の推定精度は,様々な環境作用(海岸形状,風況,波浪,障害物の有無等)が複雑に関係しており,環境作用と飛来塩分の対応は必ずしも明確ではない.一方,近年ではAIやICTといった最先端情報技術の活用が注目を集めており,その中でもLSTMやランダムフォレスト等の機械学習は,過去に実測した飛来塩分や,気象・波浪の各データがあれば,それらデータを学習させることによって,飛来塩分の定量評価や予測が出来る可能性を有している.そこで本研究では,飛来塩分が比較的多いとされる沖縄および新潟で長期間現地観測されたデータと,公開されている気象・波浪等の各種情報から,機械学習を用いて海岸付近で発生する飛来塩分(以後,発生飛来塩分と称す)の予測について検討を行った.その結果,発生飛来塩分が多い期間における予測値は,実測値の傾向を概ね捉えられることが確認されたが,発生飛来塩分が少ない期間においては,その予測精度は良くなかった.今後の課題としては,パラメータチューニングの実施や海岸形状や防波堤の有無等の特徴量を考慮することで,発生飛来塩分の予測精度の向上を図る予定である.平成30年度では,採用する機械学習アルゴリズムが発生飛来塩分の推定精度に大きく影響することが考えられたため,最適な機械学習アルゴリズムについて検討を行った.その結果,長期的な時系列データを取り扱うことができるLSTM(Long Short Term Memory)と,過学習が起こりにくく,発生飛来塩分予測に影響を与えると考えられる各特徴量(平均風速,最多風向,波浪など)の相対的な重要度を簡単に求めることができるランダムフォレスト(Random Forest)の2つの機械学習を用いて,発生飛来塩分予測を行うこととした.また本研究では,国土交通省や各地方整備局等によって構築・運営されている全国港湾海洋波浪情報網(以後,NOWPHASと称す)を機械学習の学習データとして使用することを検討した.しかし,今回発生飛来塩分を測定した各地域と最寄りのNOWPHAS観測点までは距離が離れていたことから,発生飛来塩分の測定地点とNOWPHAS観測点の波浪条件が異なる可能性が考えられた.そこで本研究では,発生飛来塩分測定地点とNOWPHAS観測地点の波浪解析を実施し,両地点の波浪条件を確認した上で,機械学習による発生飛来塩分予測の検討を行った.その結果,以下の3つの知見が得られた.(1)沖縄の辺野喜では那覇港,新潟の名立大橋では直江津港の最寄りの各NOWPHAS観測点で得られる波浪情報を使用しても問題ないことが確認された.(2)LSTMおよびランダムフォレストによる発生飛来塩分の予測結果は,発生飛来塩分が少ない夏季においては,実測値の傾向を概ね捉えることが確認された.(3)発生飛来塩分予測における特徴量の重要度は,地域によって異なることが示唆された.以上のことから,本研究は概ね順調に進展していると判断される.本研究では,沖縄および新潟で長期間現地観測されたデータと波浪情報から,機械学習を用いて発生飛来塩分予測を行った. LSTMおよびランダムフォレストによる予測結果は,発生飛来塩分が多い期間においては実測値の傾向を概ね捉えられることが確認された.しかし,発生飛来塩分が少ない期間の予測精度は良くなかった.今回,LSTMおよびランダムフォレストで必要な各種パラメータは,使用したプログラム(Python)の標準値を用いたが,今後は上述のパラメータのチューニングを行うことによって,その予測精度を向上させることを検討する予定である.また,今年度の研究では,発生飛来塩分の予測精度に影響を与えると考えられる海岸形状や防波堤の有無といった特徴量を考慮していないため,これら特徴量も考慮することで予測精度の向上を図る.さらに,予測された発生飛来塩分と数値シミュレーションを連携させ,飛来塩分輸送状況を誰でも簡単に把握できる一連の塩害環境評価システムを構築することを最終目標とする.四方が海に囲まれた日本において,海岸付近の鉄筋コンクリート構造物は,海から供給される飛来塩分による塩害の影響を受けやすい.特に,北西からの強い季節風を受ける日本海側や多くの台風が通過する沖縄では,海から供給される非常に多くの飛来塩分により,鉄筋コンクリート構造物の重大な欠陥を引き起こす要因となるため,塩害に対する合理的な施工設計・維持管理方法の確立が求められている.著者らはこれまでに,長期間観測した海岸付近の飛来塩分と風況(平均風速,最多風向)の関係から,海岸からの距離および標高を考慮した簡便な飛来塩分輸送推定式を提案している.しかし,この提案式の推定精度は,様々な環境作用(海岸形状,風況,波浪,障害物の有無等)が複雑に関係しており,環境作用と飛来塩分の対応は必ずしも明確ではない.一方,近年ではAIやICTといった最先端情報技術の活用が注目を集めており,その中でもLSTMやランダムフォレスト等の機械学習は,過去に実測した飛来塩分や,気象・波浪の各データがあれば,それらデータを学習させることによって,飛来塩分の定量評価や予測が出来る可能性を有している.

そこで本研究では,飛来塩分が比較的多いとされる沖縄および新潟で長期間現地観測されたデータと,公開されている気象・波浪等の各種情報から,機械学習を用いて海岸付近で発生する飛来塩分(以後,発生飛来塩分と称す)の予測について検討を行った.その結果,発生飛来塩分が多い期間における予測値は,実測値の傾向を概ね捉えられることが確認されたが,発生飛来塩分が少ない期間においては,その予測精度は良くなかった.今後の課題としては,パラメータチューニングの実施や海岸形状や防波堤の有無等の特徴量を考慮することで,発生飛来塩分の予測精度の向上を図る予定である.平成30年度では,採用する機械学習アルゴリズムが発生飛来塩分の推定精度に大きく影響することが考えられたため,最適な機械学習アルゴリズムについて検討を行った.その結果,長期的な時系列データを取り扱うことができるLSTM(Long Short Term Memory)と,過学習が起こりにくく,発生飛来塩分予測に影響を与えると考えられる各特徴量(平均風速,最多風向,波浪など)の相対的な重要度を簡単に求めることができるランダムフォレスト(Random Forest)の2つの機械学習を用いて,発生飛来塩分予測を行うこととした.また本研究では,国土交通省や各地方整備局等によって構築・運営されている全国港湾海洋波浪情報網(以後,NOWPHASと称す)を機械学習の学習データとして使用することを検討した.しかし,今回発生飛来塩分を測定した各地域と最寄りのNOWPHAS観測点までは距離が離れていたことから,発生飛来塩分の測定地点とNOWPHAS観測点の波浪条件が異なる可能性が考えられた.そこで本研究では,発生飛来塩分測定地点とNOWPHAS観測地点の波浪解析を実施し,両地点の波浪条件を確認した上で,機械学習による発生飛来塩分予測の検討を行った.その結果,以下の3つの知見が得られた.(1)沖縄の辺野喜では那覇港,新潟の名立大橋では直江津港の最寄りの各NOWPHAS観測点で得られる波浪情報を使用しても問題ないことが確認された.(2)LSTMおよびランダムフォレストによる発生飛来塩分の予測結果は,発生飛来塩分が少ない夏季においては,実測値の傾向を概ね捉えることが確認された.(3)発生飛来塩分予測における特徴量の重要度は,地域によって異なることが示唆された.以上のことから,本研究は概ね順調に進展していると判断される.本研究では,沖縄および新潟で長期間現地観測されたデータと波浪情報から,機械学習を用いて発生飛来塩分予測を行った. LSTMおよびランダムフォレストによる予測結果は,発生飛来塩分が多い期間においては実測値の傾向を概ね捉えられることが確認された.しかし,発生飛来塩分が少ない期間の予測精度は良くなかった.今回,LSTMおよびランダムフォレストで必要な各種パラメータは,使用したプログラム(Python)の標準値を用いたが,今後は上述のパラメータのチューニングを行うことによって,その予測精度を向上させることを検討する予定である.
ハイブリッド磁気軸受に関する研究

空気静圧軸受と磁気軸受を複合したハイブリッド磁気軸受に関する研究を行った。軸受基本仕様は軸径60mm、最高5万rpmの回転数(DN値300万)、ラジアル負荷容量1000N、アキシャル負荷容量5000N、ラジアル剛性100N/μm,アキシャル剛性500N/μmとした。製作した軸受は前端、後端に半径ギャップ35μm,、軸受幅60mmで直径0、5mmの吸気口を2列16個持つ自成絞り型静圧軸受と、先端、後端側にラジアル磁気軸受、後端側にはさらにアキシャル磁気軸受を配置した。軸変位は軸の前、後端側に2組ずつの変位センサーで計測した。軸の中央部分には5Kwのインバータ-モーターを組み込み、水冷とした。磁気軸受制御はアナログPID制御方式を当初採用した。最初に試作ハイブリッド磁気軸受の静剛性、動剛性を静圧空気軸受、磁気軸受及びハイブリッド軸受それぞれについて実験解析した。その結果、静剛性に関して理論で予測した2種類の軸受特性の加算効果がみられ、値も理論値に近いものが得られた。非回転時の動剛性の解析から、PID制御パラメーターの最適チュウ-ニングの重要性がわかった。また、高速回転実験では、4万5千rpm以上で軸の偏心が大きくなり、目標の5万rpmの回転は達成でず、軸の強度、製作法に関して改善の余地があることがわかった。回転時の動的安定性に関して、PID制御では高速回転で問題となるロッキングモード、高次曲げモードの安定性が予想より低く、スピルオーバー現象も見られ、PID制御の限界があることがわかった。そこで計画にはなかったディジタル制御方式についての解析を行った。その結果、DSPを用いてH∞制御を適用した場合のシミュレーションにより、比較的低次のモデルを用いても安定な結果を得た。このことからハイブリッド磁気軸受に関してディジタル制御の適用についてさらに解析する必要があることがわかった。空気静圧軸受と磁気軸受を左右それぞれ一対づつ配置し、中間に5.5kwインバータモータを組み込んだ軸径60mmのモータビルトインタイプハイブリッド磁気軸受試験スピンドルを設計製作を完了した。本ハイブリッド磁気軸受試験スピンドルは、空気静圧軸受部を半径隙間23μmとし、内径0.5mmの16ケの給気孔を持つ自成絞りタイプを採用した。最大給気圧0.8MPaでラジアル負荷容量650N、剛性50N/μmとなるように設計した。また、磁気軸受部はラジアル部が負荷容量500N、剛性50N/μm、アキシャル部が負荷容量2800N、剛性300N/μmとして設計した。磁気軸受部にはPID(比例、積分、微分)制御回路を用いてフィードバック制御が行えるようにした。以上の仕様に対する試作ハイブリッド磁気軸受の基本特性の測定を行った。軸の回転を停止させた状態で、空気静圧軸受、磁気軸受単体の静剛性をスピンドル先端に荷重を加えた場合と磁気軸受印加電流を変化させて軸に力を加えた場合について測定し、空気静圧軸受剛性が前部で44N/μm、後部が15N/μmを得た。前部は設計より10%程度の剛性低下であったが、後部は設計よりかなり小さな値となった。これは実際の軸受製作で後部軸受幅が設計通り大きくとれなかったことによる。磁気軸受の静剛性はPID制御を施すと前部で340N/μm、後部で1000N/μmと設計よりかなり大きな値となった。

次に正弦波入力に対するそれぞれの軸受の動剛性を測定した。その結果、動剛性は空気静圧軸受の方が高い結果を得た。これはフィードバック制御系の最適化がなされていないためであり、今後本システムの最適化をはかりさらに軸回転時の特性解析を平成5年度に本格的に行う予定である。本年度の研究成果は平成5年6月10日に機械学会主催の第5回「電磁力関連のダイナミックス」シンポジウムで「ハイブリッド磁気軸受の開発ー試作スピンドルの静特性」として発表する。本年度は昨年度に完成した空気静圧軸受と磁気軸受を併用したハイブリッド磁気軸受を用いて種々の特性解析を行った。まず軸受の非回転状態での各軸受の並進運動に対する周波数応答を求めた。空気静圧軸受の静剛性はクリアランス23μmでは設計通り80N/μmの値が得られた。また、磁気軸受の静剛性はPID制御の積分動作により1000N/μm以上となったが、動剛性は固有振動数における発信を押さえるために比例ゲインをあまり大きく取れず30N/μmと設計値の約1/3となった。これをハイブリッド化すると相乗効果で1000N/μm以上の静剛性と100N/μm以上の動剛性が得られハイブリッドの効果が確認できた。次に、軸を高速回転させたときの軸受性能を測定した。5万rpm近くの高速回転では空気静圧軸受の温度上昇が30度以上となり、高速回転が出来ないことが判明した。そこで静圧軸受のクリアランスを35μmに変更し、再度軸の非回転時の周波数応答実験及び回転時の周波数応答の解析を行った。その結果、軸の非回転時に空気静圧軸受の動剛性は15N/μmと低くなったが、磁気軸受のPID制御の最適チューニングを施すことによりハイブリッド磁気軸受の静剛性は1000N/μm以上、動剛性は30N/μm以上が得られ、ハイブリッド化の効果が確認された。また軸のモーメント荷重に対してもハイブリッド化の効果は同じチューニング状態で最大の動剛性が得られることも確認できた。次に、軸を5万rpm近くまで回転させ、軸の回転精度を測定した。その結果、空気静圧軸受のみでは軸の共振回転数において回転精度が20μm以上となったが、ハイブリッド磁気軸受では総ての回転数で最大5μm以内の回転精度が得られ、ハイブリッド磁気軸受の有利さが確認できた。今後はDSPを用いてより高速で高度なH∞制御により磁気軸受の動特性の改良を図る。今年度は平成4年度から開始した本研究の最終年度に当たり、今までの研究から得られた結果を纏めるとともに、さらに当初の究計画では考えていなかった磁気軸受のディジタル制御についての検討を行った。すなわち本研究のハイブリッド磁気軸受の制御は最初アナログPID制御を考え、そのための制御システムを構成し、実験を行った。その結果、アナログ方式で目標とした100N/μ以上の静剛性と10N/μm以上の動剛性が得られた。また、回転試験では目標の5万rpmに近い4万5千rpmまでの回転実験に成功した。しかし、この時点で回転軸の磁気軸受部分が遠心力で損傷する事故が生じ、以降の実験は主として非回転時の動特性の解析しか出来なくなった。そこで制御方式の見直しを行った。その結果、アナログ制御では高速回転時の軸の高次曲げ振動には対応出来ず、スピルオーバー現象が生じる可能性のあることがわかった。これを解決するために新たな制御方式として、ディジタル制御方式の適用を考えた。すなわち、DSPを用いてH∞制御を適用した。
新任教員の適応および成長支援に関する総合的研究

知識基盤社会の到来やグローバル社会の進展を受けて、教育の質の向上がこれまでにも増して重要になっている。一方、公立学校教員の大量退職に伴う急速な世代交代がすでに始まっており、新任教員が数年で学校の中心として教育を担っていかなければならなくなる時代が近づいている。それにもかかわらず、採用1年以内の離職者数は10年前の約2倍になっており、新任教員へのケアやサポートを担うべきベテラン教員は激減している。教育の質保障のためにも、新任教員の成長支援と適応援助システムの構築は喫緊の課題となっている。これらの危機感から、この2,3年、全国的に初任者研修プログラム改訂の動きが進んでいる。本研究では、新任教員の困難感を調査し、有効な適応支援策を検討した。また、全国の30以上の自治体への聞き取り調査も行い、初任者研修の現状と課題を整理し、効果的なプログラムの在り方を検討した。本研究の成果は、学会発表や「若い教師を支援する会」のウェブサイト、最終年度に作成した研究のまとめの冊子等によって公開し、初任者研修担当者が適応援助や成長支援策を共有できるようにした。現在、公立学校の教員は、約7割が40歳以上というアンバランスな構造となっている。これから10年のうちには年齢構成が大きく変化し、現在の新任教員が学校教育を中心になって担っていくことになる。しかし、新任教員の離職者数は平成16年以降増加し続け、1年以内に離職した全国の公立学校の新任教員は、平成15年の111名から連続して過去最多を更新し、6年後の平成21年度は約3倍の317人になっている。新任教員の適応援助を含んだ成長支援がますます重要になっている。そこで、本研究では、新任教員の適応の現状と課題を明らかにし、よりよい適応支援および成長援助の方法を探ることとした。以下は、平成22年度の調査・研究の内容とその結果である。(1)統計資料の分析主に文部科学省による調査をもとに傾向を探った。その結果、離職率を計算すると、平成19年の1.38%をピークとして、平成20年度から2年連続で減少に転じていた。また、離職率が低い自治体は、採用倍率が高く、採用数が少ないという傾向が見られた。しかし、採用倍率が低く、採用数が多くても、離職率が低い自治体もあり、適応援助によって離職率を減じる可能性が示唆された。(2)初任者研修プログラムの検討全国65の都道府県政令指定都市のうち、31の自治体の初任研プログラムを入手した。また、29の自治体の初任研担当指導主事からの聞き取り調査も行った。その結果、適応援助に有効と思われる工夫が多くの自治体で見られた。今後、有効性や、取り組みの共有について検討する必要がある。(3)新任教員への実態調査新任教員の困難感について、29名への聞き取り調査を行い、新任教師が直面する困難を分類整理した。その結果、新任教員の不適応感は6月に高まること、初任研担当校内指導員または拠点校指導員の在り方もまた適応に関係してくることが示唆された。さらに調査をすすめる必要がある。(1)統計資料の分析主に文部科学省による調査をもとに平成22年度までのデータを分析した結果、離職率の増加に歯止めがかかったことがわかった。しかし、病気による離職者の9割が精神疾患によるものであった。教職員の精神疾患の多くがうつ病や適応障害、ストレスによる神経症であるという調査結果もあり、新任教員への適応支援は変わらず重要性であることが確認された。(2)初任者研修プログラムの検討全国の自治体の初任研プログラム収集と、教育委員会への聞き取り調査を継続した。その結果、約半数の自治体への聞き取りができた。また、先進的な取り組みをしている高知県について検討した。

(3)新任教員への実態調査新任教員の困難感について、関西の自治体を対象に量的調査を行い、分析を試みた。(4)被災地である東北地方の新任教員の実態調査福島県いわき市と宮城県石巻市を中心に、新任教員への聞き取りを行った。(5)日本教師教育学会での報告9月18-19日に行われる日本教師教育学会福井大会で研究成果の中間発表を行った。(6)研究成果をホームページで公表ホームページでの広報を試みた。本研究は、新任教員の適応および成長支援の現状を明らかにするとともに、よりよい支援の在り方を探ることを目的に行った。現在、公立学校の教員は、半数が45歳以上というアンバランスな割合になっている。そして、教員の大量退職に伴う大量採用はすでに始まっており、10年のうちには教員の年齢構成が大きく変わり、経験の浅い教員が学校教育を中心になって担っていくことになる。新任教員の適応支援および成長援助がますます重要になってきているのである。一方、新任教員の採用増に伴い、適応に関する課題も見えてくるようになった。文部科学省の統計によると、2年目に継続しない新任教員は、平成16年度には191名であったのが、平成22年度には296名と約100名増えている。新任教員をサポートする体制を充分にとることの必要性が改めて見えてくる。本研究では、新任教員への適応および成長支援の在り方を、自治体・学校・同僚からのアプローチ、授業や生徒理解の力を深めるための支援、新任教員本人の悩みへの対応、教員養成段階での準備などさまざまな視点から調査研究と考察を行い、公表を行った。研究成果から、新任教員支援について多くの示唆が得られた。たとえば、新任教員は5月から6月にかけて精神的につらくなる傾向があるためこの時期の支援が適応援助に有効であること、校内の同僚からの指導助言を最も有効な問題解決だと考えているため、校内の支援組織や、支援者への支援が新任教員の成長援助に欠かせない、などの個人支援から全国的な傾向まで、現状・課題・対策に関する多くの示唆が得られた。初任研の改善は自治体レベルでも全国的に行われているが、自治体同士の情報共有の場が求められていることもわかった。そこで本研究会のホームページは、研究成果を公表するとともに、その中で各自治体の工夫を掲載することで、情報共有の場にもできるようにした。以下については、概ね順調に進展している。被災地の調査とホームページによる公表は準備を進めている。(1)統計資料の分析(2)初任者研修プログラムの検討(3)新任教員への実態調査(5)日本教師教育学会での報告24年度が最終年度であるため、記入しない。以下に関しては、情報収集と分析をすすめる。(1)統計資料の分析(2)初任者研修プログラムの検討(3)新任教員への実態調査(4)被災地である東北地方の新任教員の実態調査また、以下の方法で研究のまとめを公表する。(5)日本教師教育学会での報告(6)ホームページによる公表24年度が最終年度であるため、記入しない。
アメリカウミザリガニを用いた無脊椎動物における高次学習能の行動生理学的解析

本研究は、大型海産甲殻類のアメリカウミザリガニHomarus americanus(ロブスター)を用いて、高次行動の遂行を担う神経生理学的機構を明らかにすることを目的とする。中枢神経系の解析に先立って、目標指向性のグリッピング行動を筋活動レベルで特徴付けを行うため、クラッシャー鋏脚の複数節の筋群に埋め込み慢性電極を用いることで筋活動を同時計測した。24年度では指標として有用な筋群として、前節開筋・閉筋(把握運動に関連)と底節伸展筋(到達運動に関連)を特定した。目標指向性行動に関連する脳内神経活動を探索するためには、その行動に特徴的な筋活動パタンと神経活動記録とを対応させることが重要である。本年度では、報酬学習によって記憶誘導される目標指向的な行動が「学習前のナイーブな状態」や「餌への動機付けが低い状態」で生起した自発行動と比べて筋活動パタンに差異が見られるかどうか検証した。上記3種類の筋群を指標として、「学習前」・「学習後」・「満腹時」・「光信号誘導時(単一強度光)」における各グリッピング行動時の筋活動パタンを比較した。いずれの筋群でも筋活動開始におけるバースト潜時には条件間で差異は認められなかったため、それぞれの条件で異なる運動司令経路が使われる可能性は低いと予想された。しかし、学習後(光信号なし)と光信号誘導条件では、学習前や満腹時の場合に比べ、底節伸展筋における筋活動開始から行動完了までの時間、および筋活動時間の総和が比較的短くなる傾向が認められた。すなわち、餌への動機付けに基づいて記憶誘導されたグリッピング行動は、光信号誘導の有無にかかわらず、いわば"無駄な動きの少ない到達運動"を通して物体の把握運動に至ると解釈できる。(抄録なし)本研究は、大型海産甲殻類のアメリカウミザリガニ(ロブスター)を用いて、高次行動の遂行を担う神経生理学的機構を明らかにすることを目的とする。本年度は、行動生理学的手法が適用可能な学習実験系を構築するため、拘束条件下において光刺激を手がかりとした弁別学習課題の訓練可能性を検証した。ロブスターの行動指標として、先行研究(Tomina & Takahata,2010)と同様に、行動生理学的解析に有利な鋏行動を採用した。拘束状態においたロブスターを対象として行動計測・刺激提示・報酬提示を自動制御するシステムを開発した。まず単一強度(40 1x)および3段階の強度(20,40,60 1x)の光刺激を用い、刺激提示中に荷重センサを鋏めば報酬を与える訓練を行った。その結果、いずれの光刺激の提示下においても鋏行動の頻度が訓練セッションと共に上昇する傾向を示した。さらに光強度の差異に基づく弁別学習訓練を行った結果、鋏行動に報酬を与える刺激に対して鋏行動が高頻度で維持される一方、報酬を与えない刺激に対しては次第に鋏行動の頻度は減少した。この学習手続きを終えた直後、逆転学習に切り替えると、鋏行動頻度の増減傾向も次第に逆転した。また、刺激提示から鋏行動開始までの遅延を全ての学習実験において測定した。その結果、報酬を与える刺激種では遅延が短くなる傾向を示す一方、報酬を与えない刺激種ではこれが延長する傾向を示した。以上より、拘束条件下のロブスターにおいて、光刺激を手がかりとした弁別学習が可能であることが明らかとなった。今後は本研究で開発した学習系を発展させ、ロブスターの高次行動の行動生理学的解析に利用する。本研究は、大型海産甲殻類のアメリカウミザリガニ(ロブスター)を用いて、目標指向行動の遂行を担う神経生理学的機構を明らかにすることを目的とする。神経生理学実験の第一段階として、行動開始のタイミングを筋活動レベルで特徴付けするために、クラッシャー鋏脚に対して筋電図法を適用した。この際、複数の筋群から筋活動を同時計測すると共に荷重センサにより鋏行動をモニターし、鋏行動に関わる主要な筋群の活動開始タイミングを解析し、行動開始条件(センサと鋏脚の位置関係、自発/機械反射)間で比較を行った。グリッピング関連節であるPropusの筋活動は行動開始条件によらず常にグリッピングに先行し、Inside(センサの位置が鋏脚内側)条件においてリーチング関連節ではCoxaの筋活動開始が最も先行し、Hold(センサが既に鋏まれた状態)条件時でも先行活動を示した。さらに、Hold条件での自発性鋏行動は機械刺激応答性の鋏行動に比べ、先行して動員されるリーチング関連節の筋群がCoxaのみであり、Coxaの先行活動はグリッピング開始より直前に生じた。以上から、鋏行動開始の生理学的指標となる筋活動は主にPropusとCoxaから記録可能であることが示唆された。また、Inside条件におけるPropusの筋活動はHold条件やStimulation(機械刺激により鋏行動を誘発)条件よりもグリッピング開始に先行したことから、Propus閉筋の電気機械的遅延は自発/反射性条件の差よりも鋏の開閉状態に依存し得ることが示唆された。以上から、鋏行動の開始条件における鋏脚運動の差異が筋電図レベルで記述可能であることがあることが示された。また上記とは別にアメリカザリガニを材料とした研究も行い、概日リズムに従う移動運動が内的な因子によって生起する自発性の行動であることを筋活動レベルで検証し、論文としてまとめた。