hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
てんかん原性cortical dysplasiaにおけるNMDA受容体

cortical dysplasiaにおけるてんかん原性獲得およびその異常放電発生にNMDA受容体が関与しているという仮定にたいして研究を施行している。本研究ではヒト摘出標本と動物モデルを使い,cortical dysplasiaにおけるてんかん原性とNMDA受容体発現との関連およびその機構を解明することを目的としている。1)放射線誘発ratcortical dysplasiaモデルは、てんかんを有するヒトcortical dysplasiaと同様に自発てんかん発作を有すること長時間ビデオ、脳波同時記録により証明した。経時的にけいれんratを潅流固定して組織学的検証をおこない,NMDA受容体とてんかん原性との関連について検討中である。2)cortical dysplasiaに伴うてんかん患者から摘出した,慢性硬膜下電極記録により決定されたてんかん原性脳皮質と,最少のてんかん生放電を認めるがてんかんの治療目的にて摘出した部位とを対象とし,その組織像,NR1,NR2それぞれの発現量およびその複合受容体チャンネルのサブユニット構造の変化,さらにNR1-calmoudulin複合体の発現量を同一患者内で比較検討している。現在までに、てんかん原性を持つdysplastic cortexにNR1およびNR2A/Bの複合受容体が蛋白レベルで増加していることを明らかにした。今後症例を増やして統計学的考察をおこない、さらに関連を明らかにする。3)最終的に動物モデルとヒト摘出標本の相関を電気生理学的、病理組織学的に比較検討することによりcortical dysplasiaの発生とそのてんかん原性の機構を研究する。当研究の結果はてんかん原性となるcortical dysplasiaの病態を理解する手がかりとなり,受容体競合抗体の抗てんかん薬開発等の新たな治療法の糸口ともなり得る。cortical dysplasiaにおけるてんかん原性獲格およびその異常放電発生にNMDA受容体が関与しているという仮定にたいして研究を施行している。本研究ではヒト摘出標本と動物モデルを使い,cortical dysplasiaにおけるてんかん原性とNMDA受容体発現との関連およびその機構を解明することを目的として以下の実験を施行中である。1)cortical dysplasiaに伴うてんかん患者から摘出した,慢性硬膜下電極記録により決定されたてんかん原性脳皮質と,最少のてんかん性放電を認めるがてんかんの治療目的にて摘出した部位とを対象とし,その組織像,NR1,NR2それぞれの発現量およびその複合受容体チャンネルのサブユニット構造の変化,さらにNR1-calmoudulin複合体の発現量を同一患者内で比較検討している。2)放射線誘発ratcortical dysplasiaモデルが、てんかんを有するヒトcortical dysplasiaと同様に自発てんかん発作を有することを確認する。動物実験施設にてこのモデルを作成し脳波と行動異常を同時記録している。今後けいれんratを灌流固定して組織学的検証をおこない,NMDA受容体をてんかん原性との関連について検討する。
酸化物半導体ナノホールアレイからの電気化学発光と波長制御

本テーマの目的はナノスペースからの発光を利用し、電気化学発光の高効率化を図ることおよびその波長をナノ構造によって制御可能かどうかを検証することである。電気化学発光種にはRu錯体を用いた。Ru錯体の酸化体と還元体が衝突することにより励起Ru錯体が生成し、これが基底状態に戻るときに発光が観察される。昨年はチタニアのナノホールアレイを用い、ナノホールでの限られた空間でRu錯体酸化体と還元体の衝突頻度を増大することによって、発光強度を増大させることに成功した。今年は、チタニアナノホールアレイより作製が容易で大面積作製が可能なZnOナノロッドアレイを電極に用いた。ZnOナノロッドアレイ間のナノ空間からの電気化学発光を観察し、ナノ空間を使った発光強度増大を検討した。素子は、透明導電膜基板/酸化亜鉛ナノドットアレイ/Ru錯体溶液/透明導電膜基板からなる。素子に交流を印加したところ、平板の電極に比べ10倍以上の大きな発光の増大が見られた。さらに特徴的なことは、発光開始電圧が平板電極型素子の2.5-3Vに比較し酸化亜鉛ナノロッドを使ったセルでは1.5Vと大きく低電圧化できたことである。ZnOナノロッドの長さを4.0ミクロンから8.1ミクロン、11.5ミクロンと長くすると、さらに発光強度の増大が見られた。発光の時間分解特性を詳細に検討することにより反応のメカニズムを検討した。負の電位から正の電位に変化したときにミリ秒の時間スケールで大きな発光が持続することがわかった。これはZnOナノロッドから電子が注入されてナノスペースに生成した多量のRu錯体還元体(負極)が、電極の極性が変わった後で(正極)、酸化亜鉛ナノロッド底部の透明導電膜基板で生成したRu錯体酸化体がナノスペース中を煙突として移動し、効率よくナノスペース中でRu酸化体と還元体が衝突するためと考えられた。このようにナノスペースを用いた発光現象を利用することによって、電気化学発光の低電圧発光、発光の高効率化が可能になることを実証できた。直線状のナノホールアレイ中での電気化学発光に関する研究を行い、ナノポーラスアルミナ、ポーラスチタニア薄膜中で発光させると発光が増大する現象を見出した。ナノホールアレイを有する電気化学発光素子は透明導電膜/ポーラスアルミナ薄膜(PA薄膜)またはポーラスチタニア(PT薄膜)薄膜/透明導電膜からなる。PTまたはPAナノホールアレイ内部にはルテニウム錯体の溶液を満たした。両極の透明導電膜間に電圧を印加すると2.5V程度から発光が観測できた(500cd/m^2)。発光強度は、ナノポーラス膜なし<PA薄膜<PT薄膜の順に大きくなった。ナノホールアレイ膜を電極間に挿入することにより、発光種であるRu(I)とRu(III)が制限されたナノボア内で衝突する確立が増大し、発光効率が増大するものと考えられた。これらの反応機構は、電流-電圧曲線、電圧-発光曲線、時間分解発光強度曲線を用いて解析された。特に強い発光はチタニアナノホールアレイを用いたときに観測できた。チタニアナノホールアレイが半導体であり、チタニアナノ壁面からの電子注入が起こるためと考えられた。強い発光を得るためには、チタニアナノーホールアレイの片側に薄膜絶縁層を形成する必要があった。この絶縁層がないと、電圧印加時にチタニアナノホールアレイ層を通じて短絡が起こった。アルミナ薄膜を片面に持つチタニアナノホールアレイ(PT-ALアレイ膜)作製の成功が大きな発光増大を可能にした。発光は交流でも直流でも観測できた。溶媒に対する依存性が高く、直流発光させるためにはアセトニトリル溶剤が必須であった。一方、交流で発光させる場合には、プロピレンカーボネートなどの高沸点溶剤を用いることができた。直流発光の場合、電圧印加から数十ミリ秒後に発光し、正極、陰極で作製したRu(I)とRu(III)がアセトニトリル中を拡散して衝突する拡散速度が計算できた。ナノホールアレイ中のナノスペースが拡散-発光に重要な役割を果たしていることがわかった。

ZnOナノロッドの長さを4.0ミクロンから8.1ミクロン、11.5ミクロンと長くすると、さらに発光強度の増大が見られた。発光の時間分解特性を詳細に検討することにより反応のメカニズムを検討した。負の電位から正の電位に変化したときにミリ秒の時間スケールで大きな発光が持続することがわかった。これはZnOナノロッドから電子が注入されてナノスペースに生成した多量のRu錯体還元体(負極)が、電極の極性が変わった後で(正極)、酸化亜鉛ナノロッド底部の透明導電膜基板で生成したRu錯体酸化体がナノスペース中を煙突として移動し、効率よくナノスペース中でRu酸化体と還元体が衝突するためと考えられた。このようにナノスペースを用いた発光現象を利用することによって、電気化学発光の低電圧発光、発光の高効率化が可能になることを実証できた。
粒子線治療の費用対効果評価のための標準的な手法とデータに関する研究

切除不能の肝細胞癌を事例とした陽子線治療(PBT)の費用対効果評価の標準的手法の確立を目的とし、以下4点の取り組みを行った。1)単群試験に基づく追加的有効性・安全性に関する間接比較法:肝癌に対するPBTまたはTACEの臨床試験を12件特定し、TACEと比較したPBTの有効性・安全性の評価法を検討した。その結果、単群試験の間接比較法として提案されているNaive comparison法またはSimulated treatment comparison法による解析が可能と考えられた。2)費用の推定:先進B臨床試験で収集中のレセプトをもとに、電子データ化を行った。単純集計や統計モデルを用いた解析を実施し、費用の推定法を検討した。また、JMDC claim databaseをもとにTACE群の費用の推定を行った。3)QOLの推定:PBT群のQOL値は、先進B臨床試験で収集中のEQ-5Dをもとに、統計モデルを用いた解析を実施し、QOL値の推定方法を検討した。TACE群については、両群のベースラインQOL値を同じと仮定し、有害事象によるQOL低下で治療間の差を推定する方法が検討された。4)探索的な費用効果分析:Partitioned survival modelを構築し、利用可能なデータ源のもとでいくつかの癌治療を題材に探索的な費用効果分析を実施し、課題抽出を行った。その結果、癌治療の増分費用効果比(ICER)は、OS・PFSの外挿方法やQOL値の変動に影響を受けることが示唆された。費用効果分析のモデルの基本構造や費用・QOLの推定方針はこれまでの検討によりおおむね定まっている。追加的有効性・安全性については、現在もエビデンスが確立していないが、単群試験における間接比較法を先進B臨床試験のデータに適用することにより、費用効果分析に必要なパラメータ推定は可能と考えられる。一方、先進B臨床試験の患者のエントリーが予定より遅れていることから、今後実施予定の費用効果分析におけるOS・PFS・費用・QOLのパラメータ推定の精度に影響する可能性がある。その場合は、広範な感度分析を実施し、分析結果の頑健性を確認する考えである。1)単群試験に基づく間接比較法の実施:利用可能なデータのもとで、Naive comparison法またはSimulated treatment comparison法による解析を行い、TACEと比較したPBTの追加的有効性・安全性の評価を行う。2)費用・QOLの解析:先進B臨床試験でのレセプトおよびEQ-5Dデータの収集・整形作業を継続して実施する。また統計解析により各種費用・QOLパラメータの推定を行う。3)費用効果分析の実施:Partitioned survival modelを用いて利用可能なデータ源のもとで暫定的な費用効果分析を実施し、課題抽出を行う。肝癌に対する陽子線治療をモデルケースとした費用対効果評価の標準的手法の確立を目的とし、本年度は以下3点の取り組みを行った。(1)費用効果分析のモデル構造およびパラメータの検討:一般に、がん治療の費用効果分析では分割生存曲線モデル(Partitioned survival model:PSM)を構築し、対象集団のアウトカムを計算することにより評価対象技術の効率性を評価する。PSMでは、癌患者の予後を無増悪での生存、増悪での生存、死亡の3状態に分けてモデル化するが、異なるモデル構造の可能性について、臨床専門家より意見聴取を行なった。また、モデル分析に必要なパラメータは確率、QOL、費用に大別され、これらの推定可能性について整理を行った。(2)追加的有効性・安全性の検討:PubMedなどの文献データベースを用いて、肝癌を対象とした陽子線治療の臨床試験を網羅的に収集した。結果、TACEと比較したランダム化比較試験の中間解析が1件、単群試験が数件が同定された。(3)レセプトデータの電子化及びデータ構造の検討:先進B臨床試験において陽子線治療を受けた患者のレセプト及び領収書(数症例分のサンプル)に記載されている各種情報を電子化し、指定されたパネルデータの形式に整形した。作業で生じた課題について協議し、最も妥当とも思われるデータ構造を検討した。また、作成データから費用パラメータを推定するために、単純集計及び統計モデルを用いた解析法の整理を行った。専門家意見の聴取等の検討を経て費用効果分析のモデルの基本構造は確定した。また、費用パラメータの推定方針も、比較対照のTACEの一部パラメータを除いて確定している。追加的有効性・安全性については、現在もエビデンスが確立していないが、単群試験における間接比較法などを先進B臨床試験のデータに適用することにより、費用効果分析に必要なパラメータ推定は可能と考えられた。レセプトの電子化、データ整形、解析法についても手順は確立しているため、今後患者データの蓄積を進めることにより、必要パラメータの推定が可能である。したがって、おおむね計画通りに進展しているものと考える。

また、JMDC claim databaseをもとにTACE群の費用の推定を行った。3)QOLの推定:PBT群のQOL値は、先進B臨床試験で収集中のEQ-5Dをもとに、統計モデルを用いた解析を実施し、QOL値の推定方法を検討した。TACE群については、両群のベースラインQOL値を同じと仮定し、有害事象によるQOL低下で治療間の差を推定する方法が検討された。4)探索的な費用効果分析:Partitioned survival modelを構築し、利用可能なデータ源のもとでいくつかの癌治療を題材に探索的な費用効果分析を実施し、課題抽出を行った。その結果、癌治療の増分費用効果比(ICER)は、OS・PFSの外挿方法やQOL値の変動に影響を受けることが示唆された。費用効果分析のモデルの基本構造や費用・QOLの推定方針はこれまでの検討によりおおむね定まっている。追加的有効性・安全性については、現在もエビデンスが確立していないが、単群試験における間接比較法を先進B臨床試験のデータに適用することにより、費用効果分析に必要なパラメータ推定は可能と考えられる。一方、先進B臨床試験の患者のエントリーが予定より遅れていることから、今後実施予定の費用効果分析におけるOS・PFS・費用・QOLのパラメータ推定の精度に影響する可能性がある。その場合は、広範な感度分析を実施し、分析結果の頑健性を確認する考えである。今後、主に以下の4つの取り組みを行う。(1)追加的有効性・安全性に関する間接比較法の検討:先進B臨床試験は単群試験であるが費用効果分析を実施するためには、TACE群と比較した陽子線群の追加的有効性・安全性を評価する必要がある。したがって、単群試験に基づく間接比較法を検討する必要がある。諸外国では同様の状況における間接比較の方法に関する研究が進んでおり、いくつかの手法が提案されている。本年度はこれらの先行研究を参考に、本事例で適用可能と思われる方法とデータ源の特定を進める。(2)レセプトデータベースの構築および解析法の検討:昨年度に決定された方針の下、先進B臨床試験で収集されるレセプトをもとに、電子化およびパネルデータ形式への整形作業を継続して実施する。単純集計や統計モデルを用いた解析を実施し、陽子線郡の費用パラメータの推定可能性を検討する。また、JMDC claim database等をもとにTACE群の費用パラメータの推定可能性を検討する。(3)対照群のQOLデータの利用可能性の検討:陽子線群におけるQOLのパラメータは、先進B臨床試験で収集するEQ-5Dのデータをもとに推定することを予定している。一方、TACE群のQOLパラメータの推定方針は確定していない。
マラリア生ワクチンの基礎的研究:原虫弱毒化関与分子と遺伝子の解析

本研究課題の研究内容は以下の2点に総括される。(1)マウスモデルの生ワクチンとして機能する弱毒マラリア原虫(XAT)は、強毒原虫(NK65)の変異により弱毒化した原虫であるが、もとの強毒原虫と弱毒原虫とは分子生物学的にどのような相違があるのか。(2)生ワクチンを接種された生体にはいかなる感染防御機構が作動するようになるのか。(1)に関する研究の概要:NK65とXATをおのおの増殖させて原虫材料を得、2次元電気泳動法(2-DE)とプロテオーム解析により両者の発現タンパクを比較した。300ほどのスポットについて比較しさらにNK65の発現量がXATよりも2倍以上高いスポットに注目すると、16のタンパクが得られた。サイトゾルに標的を絞ると、10種類のタンパクが選別された。シークエンシングの結果、弱毒マラリア原虫においては、NADH産生関連タンパクが低下していることが判明した。(2)に関する研究の概要:XATを生ワクチンにみたてて野生株マウスに注射するとマウスには100日以上にわたり、完全な防御免疫が成立する。防御免疫が成立して120日経過したマウスの脾細胞をT、B細胞が完全欠如しているRag-2-/-マウスに移入する実験をおこない、免疫記憶が成立しにくいと見られていたマラリアにもかなりの程度の記憶が成立し、その記憶はT細胞、B細胞により維持されていることが強く示唆される結果を得た。申請者らは、放射線を大量照射して恒久的に弱毒化させたネズミマラリア原虫(Pb)において、核酸合成に必須の酵素であるhypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase(HGPRT)の発現が強く抑制されている事実を見出した。そこで本研究は、マラリア原虫の弱毒化要因の一つがHGPRTであるか否かを遺伝子工学的手法を用いて明らかにすることで、マラリアの生ワクチン開発に向けての基礎的知見を得ることを目的として計画された。本年度は、まず、PbHGPRT遺伝子数についてジェノミックサザン法を用いて検討した。その結果、PbHGPRT遺伝子は単一遺伝子である可能性が示された。また、同遺伝子のプロモーターやエンハンサーの解析に有用なDNA断片を分離することにも成功した。次に、大腸菌によるPbHGPRTタンパクの発現を検討した。PbHGPRT遺伝子をpTrcHisベクターに組み込んで発現させたところ、おもに不溶性タンパクとして産生された。ニッケルカラムを用いての精製を試みたが、精製度や回収率において不十分であり、今後は変性ー再構成処理法や酵母等真核生物での発現系を用いる必要性が考えられた。HGPRTの酵素活性の測定については、シリカゲル薄層クロマトグラフィを用いることでAdenine、GuanineおよびHypoxanthineの基質を、転移酵素反応による生成物であるAMP、GMP、IMPのそれぞれと明瞭に分離する簡便な方法をほぼ確立した。ネズミマラリア原虫細胞内におけるPbHGPRTの発現については、オランダ・ライデン大学のWatersらが開発したpSEベクターを用いるにあたり、その技術修得と研究打合せのための海外研究旅費を申請していたが、Waters教授らの都合により、オランダにおける出張研究は来年度へ先送りすることとなった。本研究は、放射線を大量照射して恒久的に弱毒化させたネズミマラリア原虫(Pb)が、マウスにきわめて強い抗マラリア免疫能を誘導するという実験結果をもとに、原虫の弱毒化に関与する分子の同定とその解析を行うことを目的として計画された。弱毒原虫株においては、原虫の核酸合成に必須の酵素であるhypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase(PbHGPRT)のmRNAレベルが強く抑制されているという当初の成績をもとに、今年度は、PbHGPRTの蛋白質レベルでの解析を行った。まず、大腸菌で産生させたレコンビナントのPbHGPRT蛋白質をウサギに免疫して抗PbHGPRTポリクローナル抗体を作成した。

得られた抗体は、1次元および2次元のウエスタンブロッティング法において、ネズミマラリア原虫の分子量約30kDaの蛋白質と特異的に反応した。しかし、弱毒株と強毒株に対する抗体の反応性には著しい差は認められなかった。そこで、弱毒株と強毒株のPbHGPRT遺伝子のmRNAを、再度ノーザンハイブリダイゼイション法により比較したが、当初確認されたような弱毒株における発現低下は検出されなかった。一方、PbHGPRT遺伝子は単一遺伝子であり、コーディング領域と2つのイントロンを含む1.2kbならびに5′上流側の0.7kbにわたる塩基配列は、弱毒株と強毒株とで完全に同一であった。また、スプライシングの相違によるアイソタイプ蛋白が存在する可能性も見出されなかった。今後は、PbHGPRT遺伝子発現の制御機構の更なる検討に加えて、原虫の弱毒化に関与するHGPRT遺伝子以外の遺伝子の検索を進めていく予定である。本研究は、ネズミマラリア原虫の強毒株(NK65株)に放射線を照射して恒久的に弱毒化した株(XAT株)が、マウスにきわめて強い抗マラリア免疫能を誘導するという実験結果をもとに、原虫の弱毒化に関与する分子の同定とその解析を行うことを目的として計画された。今年度は、XAT株とその親株であるNK65株の原虫細胞構成タンパク質について、プロテオームの解析に着手した。原虫の強毒・弱毒を規定する因子として、原虫細胞の分裂・増殖に関与するタンパク質群と赤血球への侵入に関与するタンパク質群とに注目した。まず、両株間での病原性の強弱が、宿主赤血球内での増殖速度の差異に基づくか否かを検証するため、各々の株を感染させたヌードマウスの感染赤血球から赤血球内における分裂・増殖が活発な栄養型虫体をパーコール法により分離し、二次元電気泳動を行った。現在、分離された各タンパク質のスポットについて、細胞表在性タンパク質標識法を用いて検索し、細胞内に同定されるスポットの一次的選択を行っている。今後は、両原虫株間で発現量に顕著な差異が認められるものを二次的に選択し、そのアミノ酸配列を解析する予定である。本研究課題の研究内容は以下の2点に総括される。(1)マウスモデルの生ワクチンとして機能する弱毒マラリア原虫(XAT)は、強毒原虫(NK65)の変異により弱毒化した原虫であるが、もとの強毒原虫と弱毒原虫とは分子生物学的にどのような相違があるのか。(2)生ワクチンを接種された生体にはいかなる感染防御機構が作動するようになるのか。(1)に関する研究の概要:NK65とXATをおのおの増殖させて原虫材料を得、2次元電気泳動法(2-DE)とプロテオーム解析により両者の発現タンパクを比較した。300ほどのスポットについて比較しさらにNK65の発現量がXATよりも2倍以上高いスポットに注目すると、16のタンパクが得られた。サイトゾルに標的を絞ると、10種類のタンパクが選別された。シークエンシングの結果、弱毒マラリア原虫においては、NADH産生関連タンパクが低下していることが判明した。(2)に関する研究の概要:XATを生ワクチンにみたてて野生株マウスに注射するとマウスには100日以上にわたり、完全な防御免疫が成立する。防御免疫が成立して120日経過したマウスの脾細胞をT、B細胞が完全欠如しているRag-2-/-
新らしい不飽和浸透方程式に基づく降雨の浸透過程に関する研究

本研究においては次の2つのことについて理論的,数値解析的に検討が加えられており,実験及び屋外観測の結果と比較されている.(1)降雨の土壌中における鉛直浸透においては水分子やトレーサーの降下速度よりも水分分布の移動降下速度のほうが1オーダー大きい.(2)土壌中における水分と圧力の間にあるヒステリシス現象を表現する不飽和浸透の新しい基礎方程式の樹立すること.上記(1)については従来のRichardsやKluteの不飽和浸透の基礎式を検討した結果,降雨の鉛直浸透においては雨水はいわゆるKinematic Waveとして鉛直降下することがわかった.そして水分やトレーサーはK(s)/sの速度で,一方"水分波"の速度はdK(s)/dsの速度で鉛直降下することがわかった.ここにK(s)は不飽和透水係数, sは水分量である.一般に不飽和透水係数はK(s)=axs^mの形をしていることが多いが,これによりトレーサーの速度はK(s)/s=axs^<(m-1)>,一方水分波の降下速度はdK(s)/ds=axmxs^<(m-1)>となり両者はm倍値が異なることになる.これが水分分布の降下速度がトレーサーの降下速度よりもかなり大きい直接の原因である.次にヒステリシスに関しては不飽和にまで拡張したダルシー則に対してさらに時間遅れの項あるいは緩和時間をもつ項をつけ加えることにより上述の基礎方程式を修正した新しい方程式を導出した.この方程式は非線形の移流項をもつ電信方程式のタイプになっており,波動も表わす項がつけ加わっている.これにより圧力の急激な変化に対して慣性をもつ水分はそのまますぐにはついていくことはできず,これが水分と圧力の間のヒステリシスを産みだしている.この方程式を数値的に解くことによりこの新しい方程式のもつ解の特性を検討した.この結果上記の方程式は実験結果をよく説明しているのみならず,降雨強度がある値よりも大きくなると圧力は上述のKinematic Waveの波速よりもさらに一回りおおきい速度をもって鉛直降下する事がわかった.さらにこの現象が地下水の観測においてよくしられている降雨に対する地下水位の異常に速い上昇の原因になっているのではないかと推測される.本研究においては次の2つのことについて理論的,数値解析的に検討が加えられており,実験及び屋外観測の結果と比較されている.(1)降雨の土壌中における鉛直浸透においては水分子やトレーサーの降下速度よりも水分分布の移動降下速度のほうが1オーダー大きい.(2)土壌中における水分と圧力の間にあるヒステリシス現象を表現する不飽和浸透の新しい基礎方程式の樹立すること.上記(1)については従来のRichardsやKluteの不飽和浸透の基礎式を検討した結果,降雨の鉛直浸透においては雨水はいわゆるKinematic Waveとして鉛直降下することがわかった.そして水分やトレーサーはK(s)/sの速度で,一方"水分波"の速度はdK(s)/dsの速度で鉛直降下することがわかった.ここにK(s)は不飽和透水係数, sは水分量である.一般に不飽和透水係数はK(s)=axs^mの形をしていることが多いが,これによりトレーサーの速度はK(s)/s=axs^<(m-1)>,一方水分波の降下速度はdK(s)/ds=axmxs^<(m-1)>となり両者はm倍値が異なることになる.これが水分分布の降下速度がトレーサーの降下速度よりもかなり大きい直接の原因である.次にヒステリシスに関しては不飽和にまで拡張したダルシー則に対してさらに時間遅れの項あるいは緩和時間をもつ項をつけ加えることにより上述の基礎方程式を修正した新しい方程式を導出した.この方程式は非線形の移流項をもつ電信方程式のタイプになっており,波動も表わす項がつけ加わっている.これにより圧力の急激な変化に対して慣性をもつ水分はそのまますぐにはついていくことはできず,これが水分と圧力の間のヒステリシスを産みだしている.この方程式を数値的に解くことによりこの新しい方程式のもつ解の特性を検討した.この結果上記の方程式は実験結果をよく説明しているのみならず,降雨強度がある値よりも大きくなると圧力は上述のKinematic Waveの波速よりもさらに一回りおおきい速度をもって鉛直降下する事がわかった.さらにこの現象が地下水の観測においてよくしられている降雨に対する地下水位の異常に速い上昇の原因になっているのではないかと推測される.
近代移行期トランシルヴァニアにおける多文化社会の再編:民族・宗教・日常性の範疇

本年度は、研究目的である1760年代トランシルヴァニア西部山岳地帯で発生したカトリックと正教の教会合同への反対運動・再改宗運動に関するハンガリーにおける文書館史料の調査および収集を中心に、研究作業を遂行した。主に前年度にハンガリー国立中央文書館所蔵の資料群からマイクロフィルム化したトランシルヴァニア財務省直轄領史料(MOLF234)、トランシルヴァニア侯国庁文書(Erdelyi Kancellaria Acta Generalia)の解読、整理を行った。その過程で、当該地域の人口構造、支配構造、宗教分布を明らかにし、対象となる住民の運動の具体的な様相を把握することに努めた。これらについては、順次発表する準備を進めている。また、前年度史料翻訳・解題として発表した17世紀末のトランシルヴァニア国制に関する2つの勅令の分析を踏まえて、国制の中心をなした三ナティオ体制および四公認宗派体制がハプスブルク宗主権受入によって蒙った変化を、制度的・理念的に分析する作業を平行して進めている。これら社会史的分析と制度・理念史的分析を総合すると、17世紀末の国制の変化は、独立侯国期には多様な等族特権に立脚する緩やかな枠組みであった三ナティオ体制と四公認宗派体制を、ナティオと宗派(ひいては文化)に収敏させた。そのなかで進められたローマ・カトリックと東方正教会の合同は、そうしたナティオ=宗派・文化の結合を強化するものとして機能した。18世紀中期の反教会合同運動は、この結合に抵抗するものとして展開されたが、その沈静化の過程で、かえってその結合の強化に転用されていった。これが、18世紀末に開始されるルーマニア人の国民運動の社会的・理念的基盤を準備した。本年度は、研究目的である1760年代トランシルヴァニア西部山岳地帯で発生したカトリックと正教の教会合同への反対運動・再改宗運動(いわゆるソフロニエ騒擾)のハンガリーにおける文書館史料の調査および収集を中心に、研究作業を遂行した。特に、ハンガリー国立中央文書館所蔵の資料群のマイクロフィルム化をすすめた。収集した(マイクロフィルム化した)資料は、ソフロニエ騒擾調査委員会史料(MOL F71 Commissio Aulica Sofroniana)、トランシルヴァニア財務省直轄領史料(MOL F234 Erdelyi Fiscalis Leveltar)が中心である。前者には、1760年からトランシルヴァニアにウィーンから派遣された調査委員会の報告書、通達、聴取記録、住民統計記録などが収められている。後者には、トランシルヴァニア全域の直轄領関係の史料(通達、特権状、嘆願、土地台帳、裁判記録など)が収められているため、研究目的に即し、ソフロニエ騒擾が中心的に波及したザラーンド県史料(F234V.szekreny)、下アルバ県史料(F234IX.szekreny)、合同派再改宗問題関係史料(F234XXV.szekreny)をマイクロフィルム化した。現在これらの史料の解読、整理、分析を進めている。作業は、1.ソフロニエ騒擾の出来事としての再構成、2.騒擾の舞台となった地域の村レベルの社会構造分析を中心に進めているが、平行して、17世紀末、18世紀前半の教会合同全般に関する文献研究も進めており、運動の前提となった勅令、法律の試訳を行っている。本年度は、前年度に引き続き、研究目的である1760年代トランシルヴァニア西部山岳地帯で発生したカトリックと正教の教会合同への反対運動・再改宗運動に関するハンガリーにおける文書館史料の調査および収集を中心に、研究作業を遂行した。ハンガリー国立中央文書館所蔵の資料群のマイクロフィルム化を継続して行った。前年度に引き続き、トランシルヴァニア財務省直轄領史料(MOL F234)のほか、トランシルヴァニア侯国庁文書(Erdelyi Kancellaria Acta Generalia)の1758-1762年部分を中心にマイクロフィルム複写を行い、これらの解読、整理を現在進めている。作業は、文書館史料を用いた、騒擾の再構成、地域の社会構造分析を進めているほか、教会合同と騒擾がその再編を促し促進したトランシルヴァニアの17世紀から18世紀にかけての国制、特にその「ナティオ」の概念と編成についての整理を進めている。具体的には、本年度、ともに17世紀末に発布され、19世紀までのトランシルヴァニア国制を規定した勅令、および、教会合同を公式に開始した勅令の翻訳と解題を発表した。これらの作業を通じて、トランシルヴァニアの三ナティオ体制および四公認宗派体制の概要を明らかにするとともに、17世紀末のハプスブルク宗主権の容認に伴うこれらの体制の再構築が含む問題圏を整理した。これらの作業を踏まえて、本研究の中心である騒擾がトランシルヴァニア国制に与えた意味を明らかにする前提を用意した。

また、前年度史料翻訳・解題として発表した17世紀末のトランシルヴァニア国制に関する2つの勅令の分析を踏まえて、国制の中心をなした三ナティオ体制および四公認宗派体制がハプスブルク宗主権受入によって蒙った変化を、制度的・理念的に分析する作業を平行して進めている。これら社会史的分析と制度・理念史的分析を総合すると、17世紀末の国制の変化は、独立侯国期には多様な等族特権に立脚する緩やかな枠組みであった三ナティオ体制と四公認宗派体制を、ナティオと宗派(ひいては文化)に収敏させた。そのなかで進められたローマ・カトリックと東方正教会の合同は、そうしたナティオ=宗派・文化の結合を強化するものとして機能した。18世紀中期の反教会合同運動は、この結合に抵抗するものとして展開されたが、その沈静化の過程で、かえってその結合の強化に転用されていった。これが、18世紀末に開始されるルーマニア人の国民運動の社会的・理念的基盤を準備した。
格子フェルミオンの定式化とカイラル対称性

今年度は、カイラルゲージ理論を格子上で定式化する方法として最近提案され注目を集めているカプランの方法について研究した。この方法は2n+1次元のベクターゲージ理論に1次元方向にdomain-wall型の質量項を持たせ、その効果で2n次元のdomain上にカイラルフェルミオンを作り出そうとするものである。ここではdomain上の2n次元空間を我々の物理空間と解釈する。代表研究者はこの方法について以下の点を研究した。(1)外場であるゲージ場に対する有効作用を2+1次元と4+1次元のQEDの場合にフェルミオンの1ループで計算した。この計算結果を用いて、カイラルフェルミオンの寄与が正しく出ていること、ゲージ不変性の破れやアノマリーが存在すること、フェルミオン数非保存が可能であること、などが明らかにした。(2)カプランの方法ではdomain-wall型の質量項が周期的であることからdomain上にカイラルフェルミオンが現れるだけでなくanti-domain上にカイラリティが逆のフェルミオンが必ず現れる。このこのとがこの方法によるカイラルゲージ理論の定式化を難しくしている。この点の改善を目指してoverlap formulaという方法が提唱された。代表研究者は、2+1次元のQEDの場合にoverlap formulaでのゲージ場の有効作用を計算した。その結果を用いて、ゲージ不変性の破れはアノマリーだけであること、anti-domainからの寄与がまったく無いことなど、overlap formulaが期待された性質を持つことを示した。
大きな水位変化を受ける高い河岸の侵食過程とその防止軽減に関する研究

高い河岸の侵食過程に関する実態解明のため,バングラデシュ国の大河川の衛星写真解析を継続し,大規模な河岸侵食の生起地点について,地上の状況との対応関係を把握した。河岸侵食に関する流れ解析については,既存の有限要素法による解析ではバングラデシュ国メグナ川や宇治川下流区間への適用性に限界のあることが判明したので,一般曲線座標系による2次元解析を検討した。まず,側岸固定条件に対して,一般曲線座標系による流れ解析を河岸侵食が進行しているメグナ川のメグナ橋の上下流約15Kmの区間について実施し,各水位の流れに対して極めて妥当な結果を得た。そこで,この流れ解析を反変成分に着目した有限体積法に基づいてモデル化した河床変動解析に用いてメグナ川の河岸侵食区間に生じている河床洗掘の再現計算を試み,良好な結果を得た。ついで,その解析モデルを河岸侵食性流路のような移動境界を持つ流れに拡張し,人為的境界移動について適用性を確認した。近傍河床の洗掘・低下に伴う河岸斜面の安定については,河岸の全体形状を既存の式の拡張によって仮定し,現有の簡易Janbu法による解析プログラムを適用して考察を加え,河岸の比高が10mを越えると著しく不安定になることを示した。さらに,不安定化したすべり土塊の挙動を簡易Janbu法を拡張して解析し,すべりを開始した土塊は2,3秒で静止するがその間に10m程度横断方向に移動することを示した。河川水位の変動に対する河岸内部の気流と水流の応答過程に関する実験について,装置を工夫して製作し,砂を用いた実験を行って,空気が河岸側面よりも河岸上面から出ていきやすいという結果を得たが,空気はこの実験のように下からの水の侵入の場合でも間欠的に大気中に出ていく傾向のあることが判った。高い河岸の侵食過程に関する実態解明では,引き続きバングラデシュ国の大河川の衛星写真の解析を行い,大洪水を契機として大規模な河岸侵食が生起し始めた地点を見出すとともに,ガンジス・プラマプトラ両河が合流した下メグナ河のチャンドプール地点のような大河川の河岸侵食にとっては,潮汐流の影響が無視できないことを見出した.一方,わが国の事例では,宇治川低水路の河岸侵食過程について,観測と資料解析を継続しており,また,富士川等,洪水時の河床荒掘が著しい河川の実態調査と資料収集を行った。河岸侵食に関する流れ解析では,現有の有限要素法による解析をバングラデシュ国上メグナ河および宇治川下流区間に適用して改良するとともに,一般曲線座標による2次元,3次元解析を検討し,河岸侵食に結び付く河床洗掘と渦の発生の関係を考察している.河岸安定については,水位変動による河岸・堤体内の気流・水流の効果を含んだ解析モデルを構築するために,これまで行ってきた手法の再検討を行い,同時に,水位変動による気流・水流の応答過程に関する実験装置を設計して実験条件等の検討を進めている。このように,実態解明については新しい知見・基礎資料の収集が進展し,また,河道流の解析についても現有モデルの改良・斬新なモデルの構築に向けて前進が認められている.しかしながら,水位変動による河岸・堤体内の気流・水流の挙動とその影響に関しては,関連した現象である山体内の水流挙動に関する考察は行われたものの,堤外側の侵食・安定という観点に立って,上面及び側面を開放して行われた実験は,装置の具体的な設計に入るまでに相当の検討を要し,かつ,研究代表者の転勤という事態のために,河岸斜面の安定解析モデルについての考察を含めて,この課題は予定通りには進捗しておらず,次年度に向けて一層の努力を傾ける予定である.

高い河岸の侵食過程に関する実態解明のため,バングラデシュ国の大河川の衛星写真解析を継続し,大規模な河岸侵食の生起地点について,地上の状況との対応関係を把握してその特徴を見出すよう努めたが,これまで以上の知見を得ることはできなかった。河岸侵食に関する流れ解析については,既存の有限要素法による解析はバングラデシュ国上メグナ川や宇治川下流区間への適用性に限界のあることが判明したので,一般曲線座標による2次元解析を検討した。すなわち,まず,側岸固定条件に対して,一般曲線座標系による流れ解析及び河床変動解析を可変成分に着目した有限体積法に基づいてモデル化し,メグナ川の河岸侵食区間を対象に解析して良好な結果を得た。ついで,その解析モデルを河岸侵食性流路のような移動境界を持つ流れに拡張し,人為的に境界を移動させた条件について適用性を確認した。さらに,この拡張された解析モデルを直線,弯曲及び蛇行の側岸侵食性水路実験に適用して,実験水路における河岸侵食過程が,直線及び緩弯曲で場合には高い精度で,また,蛇行の場合にも相当の精度で表現できることを示した。河岸安定については,河岸内の気流・水流間の境界移動を含んだ解析手段として,SOLA-VOF法の適用を検討したが十分な見通しは得られなかった。一方,モデルの構築と検証のための水位変動による気流・水流の応答過程に関する実験については,装置を製作し,砂を用いた実験を行って,空気は河岸側面よりも上面から出ていきやすいという結果を得た。また,近傍河床の洗掘・低下に伴う河岸斜面の安定については,河岸の全体形状を既存の式の拡張によって仮定し,現有の簡易Janbu法による解析プログラムを適用して考察を加え,河岸の比高が10mを越えると著しく不安定になることを示した。
各種致死手段における熱ショック蛋白質(ストレス蛋白質)の合成誘導および局在の検討

熱ショック蛋白質(HSP)の法医学的研究の第一歩として、まず熱傷時のユビキチン(Ub、HSPの一種)の肝臓における合成誘導と細胞内局在を免疫電顕、SDS-PAGEおよびWestern Blotting法により実験的に検討した。具体的には、ラットの全身を湯浴(50°C)に浸漬し、直腸温を40°Cまで上昇させる熱ストレスを加えた。加温終了直後から経時的に肝臓を採取し、免疫電顕による観察を行い、一部は電気泳動用の試料とした。その結果、対照(非加温)群では核周辺のゴルジ装置内の分泌顆粒、さらにライソゾーム内にもUbの局在が認められ、熱ストレスを加えない場合は通常の蛋白質合成経路に沿ったUbの局在が確認された。一方、加温後、核の周辺に小胞体が多数集まり、核内とくに核小体にUbの局在が観察された。この所見は加熱ストレスにより誘導されたUbが、小胞体を通じて核内に移行しているものと考えられる。電気泳動法によってUbのバンドを観察したところ、対照群では1本あったバンドが加温直後群では複数となり、加温30分後ではバンドをほとんど認めなかった。これはUbが変性蛋白質のキャリアーとなる蛋白質分解系が機能していることを裏づけているものと思われる。このように加温というストレスによりUbが核内に移動し、かつ電気泳動法ではバンド発現パターンの変化が認められた。これらの結果は、Ubが法医学における焼死はもとより凍死診断の検査項目として有用な手段となりうる可能性を示唆している。現在、他臓器(脳、心臓、腎臓)および他のHSPファミリー(HSP70族)を実験的に、かつ実際剖検例も検討が進んでいる。また、絞死および一酸化炭素中毒の場合についても検討中である。
回転とカイラリティの誘起する新奇物性現象の探索

磁場をかけると物体が回転する現象はアインシュタイン・ドハース効果と呼ばれ、100年を超える研究の歴史がある。また逆に回転する物体に磁化が生じる現象はバーネット効果と呼ばれ、理論的・実験的に詳しく研究されてきた。これらの効果は、スピンと軌道角運動量が相互作用により混じり合うことで磁化が回転に転換したり、またその逆のプロセスとして理解される。ところが相対論的な物理系では、スピンと軌道角運動量の分解そのものが非自明である。そこで本研究では、これらの効果の理論的な枠組みについて、相対論的な拡張を目指している。
無脊椎動物ロドプシンの光活性構造変化の解明

無脊椎動物ロドプシンの双安定性光活性化の分子機構を調べることを目標としてイカロドプシンを対象に結晶構造解析を進め、これまでに低温トラップ法により5状態(暗順応状態、バソ中間体、ルミ中間体、イソロドプシン、LM中間体)の構造を求めてきた。本課題では光反応産物の構造解析、および全反応過程の動的構造解析を計画している。今年度は光産物であるメタロドプシンの構造解析に進展があった。光を照射したロドプシン膜試料に対し結晶化を行い、暗順応状態の結晶化条件と同様高塩濃度溶液を用いて、酸性型メタ状態が100%生成するpH条件下で六方晶結晶を得た。放射光施設において回折実験を行いデータセットを収集し決定した3.6A分解能構造に基づき、光産物の構造機能連関解解析を行い以下のような結果を得た。1)微絨毛膜内において光活性化状態は1か月以上にわたり安定に存在する、2)結晶中で480nm付近に吸収極大波長をもつ、3)全体構造は暗順応状態とほぼ変わらない閉じたヘリックス構造をもつ、4)発色団レチナールはβイオノン環をやや回転させ6-s-トランス構造をもつ、5)βイオノン環の回転にともない周囲の芳香環残基が動く、6)ポリエン鎖が細胞質側に大きく動く、7)膜貫通ヘリックス3が細胞質側にやや動くことでヘリックス6とやや離れ、細胞質表面DRYモチーフのヘリックス3-6間塩橋が外れGq蛋白質結合部位が出現する、8)レチナールシッフ塩基はTyr111と水素結合し周囲の極性残基による水素結合網により対イオンGlu180とゆるく相互作用している。いくつかの研究計画を挙げたが、困難が伴い時間を要すると思われる構造決定ができ構造機能連関解析まで進んだのは大きな進歩であった。他の研究計画について共同研究体制を強力にして成果までこぎつきたいイカロドプシンを対象に結晶構造解析を進め、これまでに5状態(暗順応状態、バソ中間体、ルミ中間体、イソロドプシン、ルミロドプシン)の構造を求め、光吸収によりイカロドプシンに惹起される構造変化がウシロトプシンとは大きく異なることを見出した。本研究ではこれまでの研究を推し進め、新しい構造解析手法として近年ユーザー利用が進んでいるX線自由レーザーを用いたシリアルフェムト秒(SFX)構造解析に挑戦するため、スイスポールシェラー研究所のシャートラー教授と共同研究を行い新たな結晶化を試みた。SFX実験のための微結晶化実験従来、天然の脂質を豊富に含んだロドプシン試料をそのまま結晶化しており分解能にはばらつきがあった。その結果2.5Aという高分解能構造決定に結び付いたとも言えなくもないが、SFX実験では結晶を選ばずに多数の微結晶をまとめて扱うため、SFX時分割構造解析では均質な高分解能回折能をもつ微結晶が多数必要となる。そこで、サンプル調整から結晶化条件・方法まで全てのステップで条件を検討し直すことにした。イカロドプシンは暗順応状態から光を吸収して生理的条件下で安定な光活性型に変換され、さらに光を吸収して元の暗順応状態へと戻るという双安定性の光反応サイクルを示す。したがって、暗順応型、光活性型ともに同様な精製方法、結晶化方法を適用可能であり、2状態のロドプシンについて結晶化を行った。各ステップでの条件検討の結果候補となる条件を複数見出すことができた。各ステップでこれまでにやっていなかった新しい技術を導入し、微結晶を得ることができた。イカロドプシンを対象に結晶構造解析を進め、これまでに低温トラップ法により5状態(暗順応状態、バソ中間体、ルミ中間体、イソロドプシン、LM中間体)の構造を求め、光吸収によりイカロドプシンに惹起される構造変化がウシロトプシンとは大きく異なることを見出してきた。本研究ではこれまでの研究の発展形として、新しい構造解析手法として近年ユーザー利用が進んでいるX線自由レーザーを用いたシリアルフェムト秒構造解析をイカロドプシンに適用することを目標とした。昨年度は1年間在外で共同研究を行い、帰国した本年度は導入した新しい技術を取り入れて結晶化に取り組んだ。1)無脊椎動物ロドプシンの光反応サイクルは双安定性を示すため、暗順応型、光活性型の2種の結晶を出発点とすれば光反応サイクルの全容を明らかにすることができる。微結晶化実験もこの2種について取り組み、得られた結晶についてあいちシンクロトロンセンターのビームラインにおいて回折実験を行った。暗順応状態については4Åを超える分解能の結晶を得ることができた。酸性型メタ状態についても暗順応状態の微結晶化条件と同様な条件で結晶が得られた。2)低温法による光活性化状態の構造解析を目指して、従来の高塩濃度溶液を結晶化溶液に用いて結晶化を行った。光を照射した結晶化試料に対し酸性型メタ状態が100%生成する結晶化条件下で結晶を得て、SPring-8において大きい結晶を用いて回折実験を行いデータセットを収集した。現在3.6Å分解能で構造解析中である。主鎖構造を決定可能な分解能まで回折能を向上させることができたため。一般に、膜蛋白質の結晶を得るのは比較的「簡単」だが、分解能を向上させるのは困難な場合が多いため「順調」と判断した。無脊椎動物ロドプシンの双安定性

光活性化の分子機構を調べることを目標としてイカロドプシンを対象に結晶構造解析を進め、これまでに低温トラップ法により5状態(暗順応状態、バソ中間体、ルミ中間体、イソロドプシン、LM中間体)の構造を求めてきた。本課題では光反応産物の構造解析、および全反応過程の動的構造解析を計画している。今年度は光産物であるメタロドプシンの構造解析に進展があった。光を照射したロドプシン膜試料に対し結晶化を行い、暗順応状態の結晶化条件と同様高塩濃度溶液を用いて、酸性型メタ状態が100%生成するpH条件下で六方晶結晶を得た。放射光施設において回折実験を行いデータセットを収集し決定した3.6A分解能構造に基づき、光産物の構造機能連関解解析を行い以下のような結果を得た。1)微絨毛膜内において光活性化状態は1か月以上にわたり安定に存在する、2)結晶中で480nm付近に吸収極大波長をもつ、3)全体構造は暗順応状態とほぼ変わらない閉じたヘリックス構造をもつ、4)発色団レチナールはβイオノン環をやや回転させ6-s-トランス構造をもつ、5)βイオノン環の回転にともない周囲の芳香環残基が動く、6)ポリエン鎖が細胞質側に大きく動く、7)膜貫通ヘリックス3が細胞質側にやや動くことでヘリックス6とやや離れ、細胞質表面DRYモチーフのヘリックス3-6間塩橋が外れGq蛋白質結合部位が出現する、8)レチナールシッフ塩基はTyr111と水素結合し周囲の極性残基による水素結合網により対イオンGlu180とゆるく相互作用している。いくつかの研究計画を挙げたが、困難が伴い時間を要すると思われる構造決定ができ構造機能連関解析まで進んだのは大きな進歩であった。帰国後も環境を整えてスイスで導入した技術を取り入れて結晶化に取り組む。再現性の向上、結晶のサイズに均一化を試み、SFX実験に着手する。抗体などとの複合体形成により光活性化状態の安定性を向上させる。他の研究計画について共同研究体制を強力にして成果までこぎつきたい本課題の申請当初渡欧期間が3か月の予定であったが、打ち合わせしていくうちに1年に伸びたため、研究計画を変更した。研究費の不足分を補うため急きょ他財団の長期間派遣援助の1年間の助成金を申請し採択されたので、翌年度に十分に繰り越しすることができた。昨年度の在外研究により研究費を使用する時期が半年以上ずれたため。今年度は主に結晶化実験、人件費、旅費に使用する予定。主に結晶化実験に携わる技術補佐員の人件費として使用する。新しい技術導入のための実験機器の整備と、回折実験のための旅費に使用する。
親近性による子どものロボットへの興味喚起プロセスの時空間的モデル化

本研究プロジェクトの目的は,子供のロボットに対する親近的な興味の背後にあるメカニズムに迫り,それを生み出す脳内メカニズムをモデル化することにある.ロボットへの親近的な興味の背後にあるメカニズムを探るために,オキシトシンというホルモンに注目した成人を対象とした人間とロボットの交流実験の解析を行った.その結果,オキシトシンはロボットへの親近的な興味を増大させる機能があること,ただしそのような親近的な興味を生じさせるにはロボットにインタラクティブ性があることが重要なことが分かった.この研究は成人を対象としたものであり,今後,子供で類似の実験を行う予定である.また本研究計画では,子供とロボットのみの関係ではなく,子供と母親の関係性についても考える必要がある.本年度は子供と母親の関係性を記述する力学系のモデルをRNNPBネットワークというニューラルネットワークモデルを用いて構築した.その結果,子どもとロボットの身体的能力の差異が子供と母親の多様な関係性を生み出すことが示唆された.今後はこのモデルに,報酬系に相当するシステムを埋め込み,親近的な興味がどのように生じるのかをシミュレーションで明らかにしていきたいと考えている.以上,本研究プロジェクトではロボットへの親近的な興味の背後にあるメカニズムに多様な観点からアプローチすることができた.その一方で,メインのスコープとしていた子供のロボットに対する興味の計測については現状ではまだ予備実験に留まっており,今後より掘り下げて成果をだしていく必要がある.25年度が最終年度であるため、記入しない。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究プロジェクトの目的は,子供のロボットに対する親近的な興味の背後にあるメカニズムに迫り,それを生み出す脳内メカニズムをモデル化することにある.ロボットへの親近的な興味の背後にあるメカニズムを探るために,オキシトシンというホルモンに注目した成人を対象とした人間とロボットの交流実験の解析を行った.その結果,オキシトシンはロボットへの親近的な興味を増大させる機能があること,ただしそのような親近的な興味を生じさせるにはロボットにインタラクティブ性があることが重要なことが分かった.この研究は成人を対象としたものであり,今後,子供で類似の実験を行う予定である.また本研究計画では,子供とロボットのみの関係ではなく,子供と母親の関係性についても考える必要がある.本年度は子供と母親の関係性を記述する力学系のモデルをRNNPBネットワークというニューラルネットワークモデルを用いて構築した.その結果,子どもとロボットの身体的能力の差異が子供と母親の多様な関係性を生み出すことが示唆された.今後はこのモデルに,報酬系に相当するシステムを埋め込み,親近的な興味がどのように生じるのかをシミュレーションで明らかにしていきたいと考えている.以上,本研究プロジェクトではロボットへの親近的な興味の背後にあるメカニズムに多様な観点からアプローチすることができた.その一方で,メインのスコープとしていた子供のロボットに対する興味の計測については現状ではまだ予備実験に留まっており,今後より掘り下げて成果をだしていく必要がある.新学術領域の領域内共同研究として擬人化に関わる脳機能計測の研究を行った.われわれはしばしば機械であるロボットに心を帰属して擬人化する.しかし近年の質問紙研究で,このような擬人化は一つの軸では表現されておらず,多次元的な軸として処理されていることが分かってきた.そこでこのような異なる擬人化の軸がどのように脳の中に表現されているのかを調べるために,様々な相手(人間,アンドロイド,メカメカしいロボット,可愛らしいロボット,賢そうなコンピュータ)と硬貨合わせ課題という対戦ゲームを行なっていると教示した際(実際には対戦相手は常に同一のコンピュータ)のそれぞれの対戦相手に対する脳活動の違いについて検討した.結果として,被験者の対戦相手に対するアンケートの評定値を主成分分析することで,人間らしさの項目と正の相関がある二つの要因が見出された.一つの要因は,人間らしさに加えて,かわいさ,親しみ,温かさなどの項目と正の相関があった.このような要因の性質から,この要因を「共感的な擬人化」と呼ぶ.その一方,もう一つの要因は人間らしさに加え,賢さの項目とは正の相関があり,かわいさ,親しみ,温かさなどの項目と負の相関があった.このような要因の性質から,この要因を「志向的な擬人化」と呼ぶ.さらに硬貨合わせ課題を行なっている被験者の脳活動をfMRIにて計測し,パラメトリック解析によりゲームの対戦相手の二つの擬人化の要因の値に相関する脳部位を探索した.その結果,共感的な擬人化の要因とは,前頭葉内側面,後部帯状皮質,前部上側頭溝などの活動が正の相関を示すことが分かった.一方で志向的な擬人化の要因とは,側頭極の活動が正の相関を示した.また側頭・頭頂接合部の活動はどちらの擬人化の要因とも相関をしめしたが,特に上部は共感的な擬人化の要因と,下部は志向的な擬人化の要因と相関を示した.ロボットの擬人化にかかわる新学術領域の領域内共同研究として,アンドロイドなどのロボットを用いた斬新なfMRI実験を行った.その結果,ロボットの擬人化に関わる脳機能についての新しい知見を得ることができた.ただ子供とロボットの交流中におけるモーションキャプチャのデータ取りを行なう実験については現在継続中であり,また結果が十分にでているとは言えない.

今後はこちらの成果も形にすることが求められる.平成25年度は,子供のロボットに対する興味の持続の背後にある要因の計算モデル化に向けて,データをより多く収集するとともに,計算モデルの構築を行う.そしてロボットの動作アルゴリズムに計算モデルを実装することにより,長く子供の興味を惹きつけることが可能なロボットの振る舞いについて検討することを目指す.得られた成果は論文などにより対外的に発表できたらと考えている.25年度が最終年度であるため、記入しない。25年度が最終年度であるため、記入しない。