hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
クラスターおよび超微粒子の反応性に関する基礎的研究

金属のクラスターや超微粒子は担持触媒として広く用いられており、その反応性が担持金属の粒径により変化することが知られている。しかし、その変化が金属粒子自身の微粒子化によるものなのか、それとも、担体との相互作用の変化によるものなのか判然としていない。そこで、本研究では、超微粒子化によりクラスターや超微粒子自身の反応性が変化するかどうか検討するために、粒子を気流中に浮遊した状態で反応を行った。反応系はNi粒子触媒を用いた水素のよるNOの還元を取り扱い、粒子はレーザー蒸発法により生成した。実験結果を以下にまとめると、(1)レーザー蒸発法により30nm程度のNi超微粒子を生成した。(2)水素が共存していないときのNOの反応は化学吸着のみであり、その反応は表面が酸素に覆われるまで進行する。その速度は高速度であり0.5sec以内に反応が完結する。(3)水素が共存する反応系では、約1secの滞留時間の間反応が進行しており、NOの化学吸着反応と水素による反応と水素によるNi超微粒子表面上の酸素引き抜き反応がくり返し進行する触媒反応が起きている。また、Ni超微粒子/NO/H_2系の反応ではH_2の粒子表面の酸素の引き抜き反応が速度を律している。(4)Ni金属/シリカ触媒とのグラム当たりの反応速度の比較を行ったところ、高温反応場では浮遊した超微粒子触媒の方が高活性である。浮遊粒子の反応実験を行うことができるようになったが、まだ粒子の超微粒子効果が顕著に反応に現れていない。今後、粒子の粒径をさらに小さくし反応性の変化を追跡していきたい。
多様なメタ情報を統合するための機械学習手法に関する研究

本研究の目的は,さまざまな種類の情報の共有化を実現するために,メタ情報となる情報の分類情報を共有する機構を構築することである.そのためには,情報マネージメント機構が使っている異なった分類体系のシームレスな連携を実現することが必要となる.本年度は,実データを対象として,階層的分類の自動統合を実現するシステムの研究開発に重点をおき,以下の研究を行った.●動的環境下における学習アルゴリズムの研究実際に使われているデータは,分散環境に置かれていて,動的に構造が変化することが想定される.動的な環境に追従できるようにするために,学習の際に背景知識を利用する手法を開発した.開発した手法を用いて実験を行った結果,従来までに使用されてきた手法よりも高い精度で関係の学習をできることが示された.●統合システムの構築前項で開発を行った技術を用いて,実データで動作するシステムの試作を行った.試作システムでは,次世代のインターネット技術と考えられているセマンティックWebにおける状況を想定した.セマンティックWebでは,メタ情報の記述にOWLと呼ばれる形式のオントロジーが用いられる.その形式の情報を読み取り,自動的に対応関係を学習する試作システムの構築を行った.また,前年度に研究を行った文献データに関して,発見した関係を表示するシステムを構築し,公開も行った.これらの研究成果は,国内外の学術会議等で幅広く報告するなどして,成果の普及につとめた.本研究の目的は,さまざまな種類の情報の共有化を実現するために,メタ情報となる情報の分類情報を共有する機構を構築することである.そのためには,情報マネージメント機構が使っている異なった分類体系のシームレスな連携を実現することが必要となる.本年度は,異なるデータ間の連携を実現するための要素技術の研究開発に重点をおき,以下を行った.・データモデルの検討メタデータとして一般的に使われているオントロジーを元に,メタデータの構成要素について検討を行った.その結果,カテゴリに付与される属性情報を利用することにより,これまで提案してきた手法とは違った方法で,効率的に関係を発見できることが分かった.それを元に,カテゴリに対して属性要素を付加した場合の関係同定方法を開発し,予備的な実験から,それぞれの関係が適切に同定できることを示した.・一定の関係を持つ部分の発見アルゴリズムの構成本研究が対象としているメタ情報の一つにオントロジーがある.オントロジーを統合するための研究データとして,さまざまな文献データが研究用のベンチマークデータとして公開されている.そのような文献データを取り扱うために,文献リストデータを用いて,さまざまな関係性を同定することを試みた.具体的には,文献データから抽出された関係をグラフ化し,そのようなものの中から,特定の関係性を持つ部分を発見するアルゴリズムの構築を行った.これらの研究成果は,国内外の学術会議等で幅広く報告するなどし,成果の普及につとめた.本研究の目的は,さまざまな種類の情報の共有化を実現するために,メタ情報となる情報の分類情報を共有する機構を構築することである.そのためには,情報マネージメント機構が使っている異なった分類体系のシームレスな連携を実現することが必要となる.本年度は,実データを対象として,階層的分類の自動統合を実現するシステムの研究開発に重点をおき,以下の研究を行った.●動的環境下における学習アルゴリズムの研究実際に使われているデータは,分散環境に置かれていて,動的に構造が変化することが想定される.動的な環境に追従できるようにするために,学習の際に背景知識を利用する手法を開発した.開発した手法を用いて実験を行った結果,従来までに使用されてきた手法よりも高い精度で関係の学習をできることが示された.●統合システムの構築前項で開発を行った技術を用いて,実データで動作するシステムの試作を行った.試作システムでは,次世代のインターネット技術と考えられているセマンティックWebにおける状況を想定した.セマンティックWebでは,メタ情報の記述にOWLと呼ばれる形式のオントロジーが用いられる.その形式の情報を読み取り,自動的に対応関係を学習する試作システムの構築を行った.また,前年度に研究を行った文献データに関して,発見した関係を表示するシステムを構築し,公開も行った.これらの研究成果は,国内外の学術会議等で幅広く報告するなどして,成果の普及につとめた.
微小金属材料の両振応力条件における疲労挙動の評価

当該年度は,昨年度改修した試験機を用いて微小疲労試験を行う予定であった.荷重や変位の精度向上のため,アースの見直しやなどを行った結果,1MPa程度の局所応力降下も十分識別できる高い精度を実現した試験機にて,チタン合金のTi6Al4V合金を用いて両振り応力の引張試験を実施した.試験実施にあたり試験片の最適な形状を検討するため,有限要素解析を行った.試験片のゲージ長を一定の範囲で変化させてもゲージ部の応力分布が均一になることを確認できた.また,マイクログリッパーを模擬したチャック部により強制変位を与える解析からも,同様にゲージ部で均一な応力分布となることがわかった.3種類の異なる熱処理を行ったTi-6Al-4Vから微小試験片を作製し,圧縮と引張の試験を交互に繰り返すことで両振り応力条件での微小疲労試験をおこなった.水冷材では等軸α相の平均粒径が小さい水冷材の方が降伏強度が大きく,結晶粒径の大きさと降伏強度の相関が得られた.また,等軸α相の結晶粒径の大きさでラメラ相内でのすべり発生が左右されることから,針状組織のラメラ相が強度に対して支配的な影響を及ぼしていると示唆する結果を得た.また,繰り返し負荷においてはすべり帯の再利用が確認でき,その進行の結果としてイクストルージョン,イントルージョンなどの発達が観測されており,疲労進展の素過程についての重要な知見を得た.これらの結果は国内学会,国際学会に合わせて3件報告しており,国内外への成果発信にも努めた.チタン材料の微小疲労試験について実験を進め,多くの結果を得ており,これらは疲労進展の素過程について重要な知見を与えるものだと考えられる.また,これら結果について学会発表などによって成果普及に努めたことも踏まえ,研究は順調に進展していると判断できる.これまでの研究において,チタン材料の繰返し応力試験において,すべり帯の再利用や,イクストルージョン,イントルージョンなどの現象が確認できた.今後はこれらの結果を精査するため,透過像による転移組織の確認や,EBSDを用いた方位解析を用いることによって,疲労による内部組織の変化を評価していく予定である.当該年度は試験機の改修及び、微小疲労試験検証のための単結晶ニッケルの疲労損傷の影響を検討する予定であった。問題であった、疲労試験を可能とするソフトウェアの開発については他の研究機関との共同研究という形で調達することができ、予定したものよりも高性能なソフトウェアの開発が可能となった。本ソフトウェアを用いることによってこれまでは変位と荷重のアナログ入力がクロストークを起こしているとおぼしき現象が回避できるとともに、変位をより自由に入力することでひずみ急変試験や両振り疲労試験などに対応することが可能となった。さらに、ソフトウェアはラボビューベースのシステムで、ソースファイルも所持しているため、今後の試験機改修に当たっても柔軟にソフトウェアの修正を行うことができ、冗長性がより高まった。疲労試験の実証として予定していたニッケル単結晶については、計画を前倒しし、チタンで行うこととした。チタンについて繰り返し引っ張り、圧縮を加え、その都度試験片表面の観察を行った結果、塑性変形によって生じる滑り帯が増加していく様が観察できており、引っ張り圧縮に伴う変形の様子の観察に成功したといえる。試験片作成に時間を要したため、数多くの試験は行えなかったが、今年度レーザー粗加工による作成時間の短縮を検証し、FIBのみの加工だとこれまで2週間程度必要としていたものを1週間以下に抑えることができるとともにFIBの利用時間も短縮することに成功した。これにより、今後の研究はより加速することができると考えられ、今後の進捗に期待できる。本年度の目標であった、試験機の改修は順調に推移している。疲労試験の実証としてのニッケル単結晶試験は不実施としたが、前倒ししてチタン材料の微小繰り返し応力試験を行ったことで繰り返し応力による塑性変形の進展が確認できた。さらに今年度は試料作成手法を見直すことでこれまで3週間程度必要としていた試験片作成期間を大幅に縮小することに成功している。これによって今後の研究開発活動の加速が期待でき、これら成果から、当該研究課題は順調に進展しているといえる。当該年度は,昨年度改修した試験機を用いて微小疲労試験を行う予定であった.荷重や変位の精度向上のため,アースの見直しやなどを行った結果,1MPa程度の局所応力降下も十分識別できる高い精度を実現した試験機にて,チタン合金のTi6Al4V合金を用いて両振り応力の引張試験を実施した.試験実施にあたり試験片の最適な形状を検討するため,有限要素解析を行った.試験片のゲージ長を一定の範囲で変化させてもゲージ部の応力分布が均一になることを確認できた.また,マイクログリッパーを模擬したチャック部により強制変位を与える解析からも,同様にゲージ部で均一な応力分布となることがわかった.3種類の異なる熱処理を行ったTi-6Al-4Vから微小試験片を作製し,圧縮と引張の試験を交互に繰り返すことで両振り応力条件での微小疲労試験をおこなった.水冷材では等軸α相の平均粒径が小さい水冷材の方が降伏強度が大きく,結晶粒径の大きさと降伏強度の相関が得られた.また,等軸α相の結晶粒径の大きさでラメラ相内でのすべり発生が左右されることから,針状組織のラメラ相が強度に対して支配的な影響を及ぼしていると示唆する結果を得た.また,繰り返し負荷においてはすべり帯の再利用が確認でき,その進行の結果としてイクストルージョン,イントルージョンなどの発達が観測されており,疲労進展の素過程についての重要な知見を得た.

これらの結果は国内学会,国際学会に合わせて3件報告しており,国内外への成果発信にも努めた.チタン材料の微小疲労試験について実験を進め,多くの結果を得ており,これらは疲労進展の素過程について重要な知見を与えるものだと考えられる.また,これら結果について学会発表などによって成果普及に努めたことも踏まえ,研究は順調に進展していると判断できる.これまでの研究において、繰り返し応力中の塑性変形による試験片表面の変化が疲労の進展をよく表しており、これを試験中に観察することが非常に有効であることが示された。このことから、試験中の試験片表面を直接観察することが重要であり、これを実現するためにSEM内での疲労試験の実施が有効である。これを実現することは予算的、時間的に容易なことではないが、副目標として取り組んでいきたいと考えている。また、近年の研究では、電子線に反応し硬化する接着剤を用いた疲労試験などが実施されており、SEM内での試験が可能となればこの方法での疲労試験の実施も可能となる。これまでの研究からも繰り返し応力によるアライメントの変化が大きな不確定要素であることが明らかになっており、これを回避するためにも、SEM内試験の実現は有効である。従来提案の方法と平行して取り組むことによって研究を円滑に遂行していきたいと考えている。これまでの研究において,チタン材料の繰返し応力試験において,すべり帯の再利用や,イクストルージョン,イントルージョンなどの現象が確認できた.今後はこれらの結果を精査するため,透過像による転移組織の確認や,EBSDを用いた方位解析を用いることによって,疲労による内部組織の変化を評価していく予定である.前年度ソフトウェアの導入を行ったが、このソフトウェアの支出は別予算でまかなうことができた。また、このソフトウェアの特性に合わせた機器構成へ変更するために次年度へ予算が必要となった。これらの予算を用いて試験機のさらなる改良を行っていくとともに、得られた成果を国内外の学会にて発表を行う予定である。試験機の性能が測定に十分な水準に達しており,試験機の改修を行うと試験の行えない期間ができてしまうことを避けるため,試験機改修に必要な予算を計上しなかったことから,次年度使用額が生じた.翌年度分助成金と合わせることで,新しい微小試験機を新たに作成することも視野に入れ,試験機の精度を高めていくことでより良い成果が得られるように予算を使用していく予定である.
資産の証券化によって発行される証券の合理的価格モデルの構築

一般に、証券化とは、資金調達者が保有する、一つないし複数の資産(ローン債権、リース債権、売掛債権等、以下では原資産と呼ぶ)を資金調達者から切り離し、原資産が生み出す金銭(以下、キャッシュフロー)を原資として元利金の支払いを行う証券を発行することを指す。本研究の主要な貢献は、証券化によって発行される証券(便宜上、証券化証券と呼ぶ)が複数存在する場合について(このタイプの代表的な証券化証券としては、collateralized mortgage obligationsがある)合理的な価格モデルを構築したことにある。この価格モデルの構築に当たって特に留意した点は、原資産の繰上げ返済やデフォルト等により、証券化証券のキャッシュフローが大きく変化する現象を明示的に価格付けで扱った点である。一般に、従来の研究では、繰上げ返済等のデータを使って推定した恣意的な関数に基づいてモンテカルロシミュレーションを行い、証券化証券の価格付けを行った。これに対して、本研究では、まず、繰上げ返済の意思決定に関して合理的なモデルを構築し(この点が本研究のタイトル中の「合理的」の意味である)、それに基づいて証券化証券を価格付けする枠組みを提唱した。そして、この新しい価格付けの方法が、従来の方法に比べて、計算複雑性に関して優れていることを示した。研究計画調書で記したように、一般に、証券化証券の原資産には、繰上げ返済やデフォルトが起こり、その結果、証券化証券のキャッシュフローが大きく変化する。したがって、証券化証券の価格付けにおいては、繰上げ返済やデフォルトによって生じるキャッシュフローの変化を考慮するべきであり、そのためには、オプション理論が適用されなければならない。この観点の下、本研究では、繰上げ返済やデフォルトの意思決定に関して合理的なモデルを構築し、それに基づいて証券化証券を価格付けする枠組みを提唱することを目的とする。研究計画調書で記したように、平成14年度においては、金利を唯一の不確実性要因とする証券化証券のモデルを構築した。具体的には、証券化証券の代表例であるcollateralized mortgage obligations(CMO)を念頭において証券化証券の原資産が数千のローンのポートフォリオであるとみなし、各ローンは、市場金利の低下による期限前返済のベネフィットが期限前返済に伴うコストより大きければ期限前返済されるよう設定した。この設定の下で、研究計画調書で記したextended tree methodを適用し、CMOの価格を求めるモデルを構築した。ちなみに、このモデルは、研究代表者が"Securitization of Assets into Multiple Securities : An Option Theoretic Valuation"で提唱したモデルをより現実的にしたモデルであると言うことができる。研究代表者は、上記のCMOモデルを提唱した論文を既に書き上げており、現在、世界的な一流学術誌に投稿中である。したがって、証券化証券の価格付けにおいては、繰上げ返済やデフォルトによって生じるキャッシュフローの変化を考慮すべきであり、そのためには、オプション理論が適用されなければならない。この観点に立って、本研究では、繰上げ返済の意思決定に関して合理的なモデルを構築し、それに基づいて証券化証券を価格付けする枠組みを提唱した。研究計画調書で記したように、平成14年度においては、金利を唯一の不確実性要因とする証券化証券の基本モデルを構築した。具体的には、証券化証券の代表例であるcollateralized mortgage obligations (CMO)を念頭において証券化証券の原資産が数千のローンのポートフォリオであるとみなし、各ローンは、市場金利の低下による期限前返済のベネフィットが期限前返済に伴うコストより大きければ期限前返済されるよう設定した。さて、研究代表者は、従来から、オプション価格理論の枠組みの中でextended tree methodを一般的に検討する研究を行っており、その結果をまとめた論文を世界的な一流学術雑誌であるManagement Scienceに投稿していた。そして、同誌のrefereeing processの中で、refereeの提案により、この論文を発展させ、平成14年度において書き上げたCMOモデルの論文を取り込んだ論文にまとめた。

その結果、この論文"Pricing Path Dependent Securities by the Extended Tree Method"は、Management Scienceにacceptされ、現在、同誌のウェブページに"Accepted Papers"の1つとして掲載されている。また、この論文は、本年中に、同誌に掲載される見込みである。
利他性とサンクション、偏狭さ、外集団攻撃の間の連動についての理論的・実証的研究

多数の非血縁者から成る社会で相互協力を達成可能なのは人間のみである。しかし、人間のいかなる本質がそれに寄与しているのかは、人文学から生物学までの幅広い領域において多数の研究がなされてきたにもかかわらず、未だ明らかではない。本研究は、現在有力な理論仮説の一つである強い互恵性に焦点を当て、3つの角度からその妥当性を検討する。強い互恵性仮説によれば、協力行動と罰行動、偏狭さ、そして外集団攻撃行動との間には連動が存在し、その連動は適応的であり、それにより相互協力が維持されていることになる。そこで本研究では、1連動が適応的であるという主張の理論的再検討、2連動が実証データにより支持されるかどうかの検討、3支持されるとしたらそれが進化時間において形成されたものか、比較的最近形成されたものかの検討、の3つの方向から、この仮説の妥当性を厳密に検討し、妥当性が低い場合には代替仮説として評判仮説を提唱する。30年度は偏狭な利他性と外集団に対する行動との間の関係について、実証的検討の準備段階としてデザインの検討をまず始めた。その作業が予想以上に進展し、プログラミングも予想以上に早く行うことができたため、実験実施に伴う人件費の前倒し使用申請を行い、一般市民を対象とした大規模な実験を年度末に実施した。その結果、本人の利他性と外集団に対する行動との間にはほとんど関連が見られなかった。このことは、強い互恵性仮説に対する反証の一つとなり得る。上に述べたように、実験デザインの検討とプログラミングを予想以上に早く行うことができたため、大規模な実験を初年度のうちに行うことができたことが理由である。30年度の実験結果は、はじめての大規模で複雑な実験を一般人を対象に行ったためである可能性が否定できない。そこで31年度は、大学生を対象に同様の実験を行い、利他性と外集団に対する行動との間の関係をより厳密に検討する。また、利他性と罰行動、偏狭さ、外集団攻撃行動との間の連動が利他性の進化にとって必要条件であるかどうかを検討するモデル研究のデザインを開始する。
効率的なル-トプレ-ニングを行うスケ-ラ-に関する基礎的研究

本研究は、効率的なル-トプレ-ニングを行うスケ-ラ-に関する基礎研究として、最適なスケ-ラ形状を決定するため、手用スケ-ラのすくい角、逃げ角を形状因子として選択した模型スケ-ラを用いて、水中に保存したヒト抜去歯を被削材として、二次元切削を行い、切削時の垂直力、水平力と切削量、表面粗さとの関係について分析解析し、効率的なル-トプレ-ニングを行い得るスケ-ラ形状について検討した。また、ル-トプレ-ニングによる歯根面形状や性状の変化が、術後の治癒率を左右するので、スケ-ラの切削条件による歯根面性状などに与える影響について検討した。以上により新たに得られた知見を要約すると、つぎの通りである。1。臨床的な負荷のもとで、切削量、表面粗さは、切削力とほゞ線形関係にあった。2。スケ-ラ形状において、スケ-ラ刃先のα角(被削材とすくい面のなす角)、逃げ角または刃先角が、切削量、表面粗さに有為な差をもたらすが、特にα角が大きく影響した。3。歯根表面の滑面化と切削の効率化は、強い相関関係があるので、両立が難しいが、分散分析の結果、α角、刃先角を共に大きくとれば切削効率を落さずに、ある程度粗さを軽減できる可能性が示唆された。4。スケ-ラのα角が大きくなると切削量が増すため歯根面の凹凸が小さくなり、表面粗さが減少する。α角が小さい場合、押込み効果が増すので、粗さの滑沢化が少ない。スメラ層はハンドスケ-ラの場合、切削条件によらず生ずる.本研究は、効率的なル-トプレ-ニングを行うスケ-ラ-に関する基礎研究として、最適なスケ-ラ形状を決定するため、手用スケ-ラのすくい角、逃げ角を形状因子として選択した模型スケ-ラを用いて、水中に保存したヒト抜去歯を被削材として、二次元切削を行い、切削時の垂直力、水平力と切削量、表面粗さとの関係について分析解析し、効率的なル-トプレ-ニングを行い得るスケ-ラ形状について検討した。1。2。3。4。スメラ層はハンドスケ-ラの場合、切削条件によらず生ずる.
再構成クロマチンファイバーと核内骨格との相互作用の解析

遺伝情報を担うDNA分子を含むクロマチンファイバーが、細胞核内部の骨格構造とどのように相互作用しているのかを明らかにするため、その構造を試験管内で人工的に再構築し、原子間力顕微鏡による観察を行った。その結果、核内骨格の構成因子であるtopo IIタンパク質を加えることで、クロマチンファイバーがたぐり寄せられるように集合し、ループ状構造を形成することを明らかにした。また、クロマチンのアセチル化修飾を引き金に、クロマチンファイバーが弛緩して細くなり、更に、核内骨格から遊離し易い(自由度の高い)状態へと変化することを示唆する実験結果を得た。研究目的である、(A)再構成クロマチンを利用したクロマチン-核マトリクス相互作用の再構成とその相互作用解析と、(B)細胞核を観察基盤上で処理して溶解しその核マトリクスとクロマチンの相互作用を可視化解析することを目指し、本年度は特に"ヒストンのアセチル化がクロマチン-核マトリクス相互作用に及ぼす影響"に着目した研究を集中的に行なった。観察基盤上で高塩溶解処理を行なった細胞核の観察において、ヒストンデアセチレースの阻害剤であるトリコスタチンA処理によりアセチル化を促進させた細胞核からはクロマチンが核外に溶出しやすいという結果が、昨年度までに得られていた。そこで、本年度は、この実験をさらに進め、以下のような結果を得た。(1)アセチル化を促進して核外に溶出したクロマチンを原子間力顕微鏡により観察したところ約20nm幅であった。これは、トリコスタチンA未処理核から溶出したクロマチンが約40nm幅であったのに対して、有意に減少していた。(2)アセチル化したコアヒストンを用いて再構成したヌクレオソームファイバーにヒストンH1を加えると、非アセチル化ヌクレオソームと同様にヌクレオソームが凝集したファイバー構造が形成された。(3)しかし、H1により試験管内再構成されたファイバーの幅は、アセチル化に依存してその幅が減少していた。すなわち、アセチル化に依存してクロマチンファイバー幅が減少する様子が、核から精製したクロマチンと再構成クロマチンの双方において検出され、そのようなファイバーは核マトリクスから解離して核外に溶出しやすくなるということが示唆された。以上のような実験結果に基づき、核マトリクスとヒストンのアセチル化の密接な相関関係について報告する論文を、現在、投稿準備中である。本研究は、間期核における染色体高次構造構築の原理を明らかにすることが目標である。とりわけ、核内骨格構造に着目し、マトリックスやラミナとクロマチンとが相互作用して形成される高次複合体の形成メカニズムを解明することを目指した。昨年度までの研究結果から、クロマチンは核内に安定に"固定"されていること、および、ヒストンテールの過剰なアセチル化がその"固定"からクロマチンを解放することが示唆された。すなわち、高塩溶液による溶解処理後も細胞核内にクロマチンは強固に結合しているが、ヒストンテールの過剰なアセチル化を誘導した細胞核からはクロマチンファイバーが容易に溶出しやすくなった。また、クロマチンファイバーの幅がアセチル化により細くなる様子も検出された。本年度は、上記のようなヒストンテールがクロマチン高次構造に及ぼす影響を物理化学的に解析するため、過剰アセチル化ヌクレオソームファイバーと、テールを除去したテールレスヌクレオソームファイバーを試験管内再構成し、そのヌクレオソーム間の距離からヌクレオソーム間相互作用の強度を調査した。その結果、通常のヒストンよりもアセチル化ヒストンとテールレスヒストンはヌクレオソーム間相互作用が比較的弱くなっていることが検出された。また、リンカーヒストンH1を加えたことによる30nmファイバー形成においても相違が検出された。すなわち、アセチル化ヒストンはやや細い20nmファイバーを形成し、テールレスヒストンはファイバーを形成しなかった。これらの結果は、ヒストンテールの荷電が直接的にクロマチン高次構造の形成に影響を及ぼすことを示唆している。昨年度の細胞核内クロマチンの観察結果と、本年度の再構成クロマチンの観察結果を総合することで、ヒストンテールの荷電の影響を受けたクロマチンの凝縮/非凝縮が核内でのクロマチンの固定度合/自由度合に影響を及ぼす可能性が考えられる。
フォトエレクトロクロミズムを用いた新機能材料の創成とその表示素子への応用

オプトエレクトロニクス材料の一つである金属酸化物半導体において我々が発見した光電子機能材料を利用し、これを表示・記録素子としての実用化の可能性を検討した。金属酸化物半導体のうちWO_3やMoO_3はエレクトロクロミズム(EC)、フォトクロミズム(PC)の性質を持つことは周知であるが、PC半導体に対し禁止帯以上のエネルギーの紫外光による反応しか報告されていなかった。我々は酸化物半導体の一つであるMoO_3に電気化学的な前処理(EC反応)を施することにより、可視光でPC反応が進行する現象を発見した。この現象を利用し、かつ小型で簡便な半導体レーザーを可視光光源として用い、PC反応を誘起することが出来ることがわかった。さらに、PC反応による着色部分を再度EC反応により消色可能であること、これら着消反応は繰り返し可能であることも見いだした。本研究では、上記の特異なPCおよびEC反応を利用し、レーザープリンター等への応用の可能性を踏まえ、安価、簡便、再利用可能な表示・記録素子を開発するための指針を探ることを目的としてきたが、当初の研究計画を達成することが出来た。3ヶ年間にわたり研究を遂行してきた内容を年度ごとに下記にまとめる。なお、民間の研究者の協力を得て、大学の研究者があまり得意としない実用化に関し、適切な指針を得たことにより、一層の成果を挙がることが出来た。◇平成4年度1.フォトエレクトロクロミズム(PEC)材料創成法の探索および制御2.PEC材料の特性評価および物性評価3.PEC反応機構の解明◇平成5年度1.PEC材料の創成、反応条件最適化の確立2.PEC材料の多用化、新規特性の検討平成6年度1.書き込み-消去可能な表示素子の可能性の確認2.微細加工可能、位置選択的着消色可能な表示素子の開発の指針の確認オプトエレクトロニクス材料の一つである金属酸化物半導体において我々が発見した光電子機能材料を利用し、これを表示・記録素子としての実用化の可能性を検討した。◇平成4年度1.フォトエレクトロクロミズム(PEC)材料創成法の探索および制御2.PEC材料の特性評価および物性評価3.PEC反応機構の解明◇平成5年度1.PEC材料の創成、反応条件最適化の確立2.PEC材料の多用化、新規特性の検討平成6年度1.書き込み-消去可能な表示素子の可能性の確認2.微細加工可能、位置選択的着消色可能な表示素子の開発の指針の確認1.フォトンエレクトロクロミズム(PEC)材料創成法の探索および制御:真空蒸着法,スッパタリング法等,乾式物理的方法,電解法,スピンコーティング法等,湿式化学的方法等に代表される様々な作製法を用い、温度,波長速度等の作製条件を制御しつつ、PEC材料を創成した。2.PEC材料の特性評価および物性評価:1で作製した様々なPEC材料のフォトエレクトロクロミズム特性のうち、色調,メモリー性,繰り返し特性等,主に静的特性を調べた。測定は、電気化学的手法、光電気化学的手法を用い、さらに、EXAES,XRO,ラマン分光測定法等を用いて、各材料の構造解析も併せて行なった。これにより、作製条件とPEC特性,物性,構造の関係を明らかに出来た。これを基に、静的PEC特性に優れた材料作製法,作製条件を見いだすことが出来た。3.PEC反応機構の解明:PEC特性のうち主に動的特性を調べた。着消色反応時の電子移動,物質移動速度を測定すると共に、応答速度を律速している支配因子を明らかにした。EC反応速度は、電位を外部から入力した時の電流応答,吸光度応答,あるいは質量変化を調べた。測定法は、電位パレス法,定常状態電位変調等,主に電気化学的手法を用いた。PC反応速度測定には、光を外部入力として用いた。測定には、レーザーシステムを組み込んだ分光学的あるいは光電気化学的手法を用いた。PECの動的特性は、時間領域,周波数領域での両測定結果から評価することが出来た。

本研究は、オプトエレクトロニクス材料の一つである金属酸化物半導体において申請者らが発見した光電子機能を利用し、これを表示・記録素子として実用化したものである。金属酸化物半導体のエレクトロクロミズム(EC)、フォトクロミズム(PC)は周知であるがPC半導体の禁止帯以上のエネルギーの紫外光による反応しか報告されていなかった。かつ紫外光発生には太陽のエネルギー消費する大型装置が必要である。今回申請者らは酸化物半導体の一つであるM_0O_3に電気化学的な前処理(EC反応)を施すことにより、可視光でPC反応が進行する現象を発見した。この現象を利用すれば、小型で簡便な半導体レーザーを可視光光源として用いPC反応を誘起することが出来る。さらに、PC反応による着色部分を再度EC反応により消色可能であること、これら着消色反応は繰り返し可能であることも見だした。本研究では、上記の特異なPCおよびEC反応を利用し、レーザープリンター等への応用も踏まえ、安価、簡便、再利用可能な表示・記録素子を開発することを目的としてきたが、ほぼ達成出来た。下記は、本年度において、重点的に研究を遂行し、成果を挙げた。1.PEC材料の創成、反応条件最適化の確立平成4年度よりPEC特性のデータ集計、解析に基づき、着消色速度、メモリー性、繰り返し特性等を総合的に評価し、最もPEC特性に優れた材料製作法、PEC反応条件の最適化を確立した。2.PEC材料の多様化、新規特性の検討M_0O_3、WO_3を中心に他の遷移金属酸化物やそれらの化合物により材料の多様化を図るとともにそれら材料の新規機能発現を探った。実験手法、ダータ解析法は平成4年度の手法に準じた。本研究は、オプトエレクトロニクス材料の一つである金属酸化物半導体において申請者らが発見した光電子機能を利用し、これを表示・記録素子として実用化したものであある。金属酸化物半導体エレクトロクロミズム(EC)、フォトクロミズム(PC)は周知であるがPC半導体の禁止帯以上のエネエルギーの紫外光による反応しか報告されていなかった。今回申請者らは酸化物半導体の一つであるMoO_3に電気化学的な前処理(EC反応)を施すことよより、可視光でPC反応が進行する現象を発見した。この現象を利用すれば、小型で簡便な半導体レーザーを可視光光源として用い、PC反応を誘起することが出来る。さらに、PC反応による着色部分を再度EC反応により消色可能であること、これら着消反応は繰り返し可能であることも可能であることも見いだした。本研究では、上記の特異なPCおよびEC反応を利用し、レーザープリンター等への応用を踏まえ、安価、簡便、再利用可能な表示・記録素子を開発することを目的としてきたが、当初の研究計画を達成することが出来た。本年度は最終年度でもあり、総括的なまとめも含め、下記について重点的に研究を遂行した結果、良好な成果を挙げることが出来た。特に、民間の研究者の協力を得て、大学の研究者があまり得意としない実用化に関し、適切な指針を得たことにより、一層の成果を挙げることが出来た。1.書き込み、消去可能な表示素子の開発2.微細加工可能、位置選択的着消色可能な表示素子の開発
運動は白色脂肪細胞から褐色脂肪細胞への分化を誘導するか：肥満予防・治療への応用

継続的な身体運動が白色脂肪細胞の褐色脂肪細胞様細胞化(ブライト脂肪細胞化)に及ぼす影響について検討した。10週間のラットの走運動トレーニングは、鼠径皮下部と後腹壁部の白色脂肪細胞のブライト脂肪細胞化を惹起することが観察され、この状況下では、ブライト脂肪細胞のマーカー分子や、転写調節因子であるPRDM16やPPARの発現が顕著に亢進した。一方、鼠径皮下部のブライト脂肪細胞化はアクチビン受容体の変化に呼応することが観察されたが、後腹壁部のそれはBMP7の変化により調節されることが示唆された。継続的な身体運動は、異なる機序を介して両部位のブライト脂肪細胞化を誘導することが明らかになった。白色脂肪細胞は余剰なエネルギーを蓄積するのに対して、褐色脂肪細胞は熱転換によりエネルギー消費を行うことから、褐色脂肪細胞の機能亢進を介した新たな抗肥満療法の確立が期待されている。最近になり、褐色脂肪細胞は骨格筋細胞と前駆細胞を共通することや、白色脂肪組織において褐色脂肪細胞の機能を有する誘導型褐色脂肪細胞が出現する知見などが次々と明らかとなり、エネルギー代謝に及ぼす褐色脂肪細胞の生理的役割の解明に一層関心が高まっている。継続的に持久的運動を行っているヒトでは、非鍛錬者と比べて痩身を呈する事実からも容易に想像がつくように、持久的運動はとりわけ白色脂肪細胞・組織に生理・生化学的な変化を引き起こす。本研究では、持久的運動が白色脂肪組織の誘導型褐色脂肪細胞の形成を修飾するのかについて検討し、分子レベルからの理解を目指す。平成24年度は、継続的な持久的運動トレーニングを施した実験動物を作製し、後腹壁、皮下(鼠径部)、精巣上体より白色脂肪組織を摘出し、褐色脂肪細胞のマーカーであるUCP-1タンパク質の発現変化について検討した。興味深いことに、後腹壁と皮下の両白色脂肪組織では、非運動群と比べてUCP-1タンパク質の発現が増加することが観察されたが、精巣上体白色脂肪組織では有意な変化は認められなかった。一方、古典的褐色脂肪細胞と称される非誘導型褐色脂肪細胞のマーカーであるZic-1遺伝子の発現は、運動トレーニングの有無にかかわらず後腹壁と皮下白色脂肪組織では観察されなかった。こうして、持久的運動トレーニングは後腹壁と皮下の白色脂肪組織において誘導型褐色脂肪細胞の形成を促すことが確認できた。現在は、両脂肪組織切片を作製し、免疫組織化学染色法を用いて誘導型褐色脂肪細胞形成についての検討を進めている。褐色脂肪細胞はエネルギーを消費しながら熱産生行うことから,エネルギー貯蔵をつかさどる白色脂肪細胞とは対峙して,エネルギー消費細胞として機能する.最近の研究から,マウスを寒冷曝露すると白色脂肪細胞の一部が褐色脂肪細胞化することが明らかとなり,「ブライト脂肪細胞化」として広く認識されるに至っている.我々は,長期間の持久的運動トレーニング(以下トレーニング)により白色脂肪細胞におけるPPARγの転写調節作用が著しく亢進することを見出した.PPARγは,白色・褐色脂肪細胞の終末分化を規定するばかりではなく,ブライト脂肪細胞の形成に中心的な役割を果たす.本研究では,トレーニングによるブライト脂肪細胞の形成とそのメカニズムについて,分子レベルからの理解を目指している.平成25年度は,前年度に引き続き,トレーニングによる白色脂肪組織におけるブライト脂肪細胞の発現変化について検討した.トレーニングにより後腹壁白色脂肪組織と皮下白色脂肪組織の両部位において褐色脂肪細胞のマーカー分子・UCP-1 mRNAの発現は増加するとともに,ブライト脂肪細胞のマーカー分子であるCited1,CD137,Tbx1,Tmem26の発現も増加することが明らかとなった.この結果は,トレーニングがブライト脂肪細胞の形成に有用なツールとなることを示唆している.現在,DNAアレイ解析によりブライト脂肪細胞の形成に関わる分子の網羅的な検索と液性因子の変化についても解析を進めており,さらにPPARγの機能との関連についても検討する予定である.平成26年度は、DNAアレイ解析による液性因子の網羅的検索を通じて持久性走運動トレーニングが惹起する白色脂肪細胞の褐色脂肪細胞化(ブライト脂肪細胞化)について検討した。これまで、ブライト脂肪細胞の形成には多くの液性因子が関与することが報告されている。中でも、born morphologic protein(BMP)ファミリーは白色脂肪細胞からも分泌され、BMP7はブライト脂肪細胞化を誘導することが報告されている。我々は、持久性走運動トレーニングにより鼠径皮下および後腹壁白色脂肪細胞におけるBMP4、BMP5、BMP7の発現が変化することを見出した。興味深いことに、BMP7 mRNAの発現は、持久性走運動トレーニング群より得られた鼠径皮下白色脂肪細胞ではコントロール群と比べて2倍以下に減少したが、後腹壁白色脂肪細胞ではコントロール群と比べて約3倍増加することが明らかとなった。

さらに、近年、ブライト脂肪細胞化の誘導作用を有することが報告されているアクチビンの関連分子の挙動について注目すると、持久性走運動トレーニングにより、鼠径皮下白色脂肪細胞のアクチビン受容体mRNA発現はコントロール群と比べて約3倍増加するにも関わらず、後腹壁白色脂肪細胞では顕著な変化は観察されなかった。すでに、鼠径皮下部と後腹壁部の白色脂肪細胞の一部は、持久性走運動トレーニングによりブライト脂肪細胞へと変化することを明らかにしている。しかしながら、持久性走運動トレーニングによる両部位のブライト脂肪細胞化のメカニズムは異なる可能性が考えられる。すなわち、鼠径皮下部のブライト脂肪細胞化には、アクチビン受容体の発現増加に伴う感受性の変化が関与し、後腹壁白色脂肪細胞のブライト脂肪細胞化には、白色脂肪細胞から分泌されるBMP7による調節作用が関与しているものと推察される。26年度が最終年度であるため、記入しない。運動生理学26年度が最終年度であるため、記入しない。白色脂肪組織における誘導型褐色脂肪細胞の存在を明確にするためには、組織切片を調整し免疫組織化学染色法によって検出する必要がある。申請した組織切片作製機器であるミクロトームの納入が予定より時間を要したため、当初の計画よりデータの取得が若干遅れている。免疫組織化学染色法と3D共焦点立体顕微鏡を組み合わせたブライト脂肪細胞の可視化の検討を現在進めている.すでに,ブライト脂肪細胞のマーカー分子の発現変化について前年度の結果を支持するデータが得られている為,本研究課題はおおむね順調に進展していると思われる.26年度が最終年度であるため、記入しない。白色脂肪組織切片を中心とした免疫組織化学染色法と、共焦点レーザー顕微鏡システムを連関させた褐色脂肪細胞可視化検出システムを構築し、運動により誘導される誘導型褐色脂肪細胞の検出と白色脂肪組織における分布動態について検討する予定である。当初の仮説に類似した現象が得られたため,メカニズムの解明を目的として,研究計画に記載されているとおりin vitroの系を用いた検討へと移行し,標的分子の分子間相互作用の解析などを検討する.これらの結果と前年度までの解析結果をまとめ,学会で発表し,原著論文として報告する.26年度が最終年度であるため、記入しない。未使用金額については、すでに実験試薬等の購入を済ませており、平成25年度は交付申請書の計画に沿った使用を予定している。DNAアレイ解析は平成2425年度にかけて実施する計画であったが,免疫組織化学染色による現象の解析を最優先とした結果,DNAアレイ解析の開始が平成26年度へとずれ込むことが予想された.そのため,次年度使用額として計上した.次年度使用金として計上した研究費のすべては,サンプル調整に関わる試薬の購入とDNAアレイ解析へと用いる予定である.
両眼立体視の個人差―左右眼間距離と学習の影響についての検討

観察者の両眼間距離(右眼と左眼の水平方向の離れ具合)が立体視(網膜像差に基づく奥行きの知覚)に及ぼす影響について検討した。約50名の観察者について,ランダムドットステレオグラムの観察時に知覚される奥行き量を測定した。刺激はPCディスプレイ上に呈示され,アナグリフを通して観察された。観察者の両眼間距離は瞳孔間距離計を用いて計測された。実験の結果,知覚奥行き量の平均値と両眼間距離,および知覚奥行き量のばらつきと両眼間距離の間に負の相関関係が認められた。この結果は,視覚系が網膜像差に基づいて奥行き量を復元する際に両眼間距離情報を利用していることを強く示唆する。両眼網膜像差(右眼と左眼の網膜像のわずかなズレ。以下、網膜像差)は,2次元網膜像から外界の3次元構造(奥行き)を復元するための強力な情報源(手がかり)であるが,奥行き知覚における網膜像差の寄与率(重み付け)には個人間で大きなばらつきがあることが知られる。本研究の目的はこの重み付けの個人差が何に起因するのか明らかにすることである。本研究では,重み付けの個人差を生み出す先天的要因として両眼間距離に着目し,その重み付けに及ぼす影響を検討する。さらに後天的要因として学習による重み付けの変化とその持続期間を検討する。本年度の研究成果は次の3点に要約できる。(1)奥行き情報の重み付けに個人差のあることが確認された。(2)個人差の分布は3次元空間における刺激平面の傾き方向に影響を受けることが示された(異方性)。(3)ステレオグラムを繰り返し観察することによる重み付けの学習効果は持続せず,後天的要因では個人差を説明できない可能性が示唆された。以下詳細を示す。実験では,網膜像差と線遠近法手がかりを用いて3次元傾斜をシミュレートしたステレオグラム平面を視覚刺激とし,これらふたつの奥行き情報に対する重み付けを,健常な立体視力を有する19名の被験者について計測した。この結果,網膜像差に割り当てられる重み(信頼性)に個人間で大きな違いがあることが示された。また,水平軸周りの傾斜面と垂直軸周りの傾斜面では,前者の傾きを見積もる時の方が網膜像差に割り当てられる重みが小さくなることがわかった。さらに,網膜像差の信頼性が高くなるように画像を操作したステレオグラムを繰り返し観察すると(学習),学習の直後に網膜像差に割り当てられる重みが上昇することが示された。しかしこの学習効果は長期間持続せず,学習が終了してから24時間後に重み付けは学習前の水準に戻ることが示された。二次元網膜像からの三次元空間の復元は数学的には一意に解の定まらない「不良設定問題」であり,これを解決するために視覚系は多様な情報源(手がかり)を用いている。網膜像差は左右の眼に映る網膜像のわずかなズレを指し,このズレの大きさと方向は外界の奥行きの量と方向を「復元」する強力な手がかりである。本研究の目的は,観察者間の眼間距離の違いが,網膜像差に基づく奥行きの復元に及ぼす影響を明らかにすることであった。網膜像差は強力な奥行きの情報源であるが,この手がかりのみで外界の奥行きを一意に特定することはできない。これは網膜像差の大きさと外界の奥行き量の間に一対一の対応関係が無いためであり,例えば物理的に同じ奥行き量の物体を観る場合にも,観察者の眼間距離が大きくなるほど生じる網膜像差は小さくなる。このことから外界の奥行きを「正確に」知覚するためには眼間距離に基づいた網膜像差のゲイン較正(奥行きスケーリング)を行う必要のあることが予測される。視覚系が実際に眼間距離に応じたスケーリングを行っているかどうか検討するため,視距離と網膜像差量を固定したステレオグラムの知覚奥行き量と間距離を50名強の観察者で比較した。この結果知覚奥行き量と眼間距離の大きさは負の相関を示すことが示された。この結果は,視覚系が眼間距離を奥行きスケーリングに利用していることを強く示唆する。ただし計測された知覚奥行き量は,特に眼間距離の狭い観察者において顕著に,幾何学からの理論値よりも大きくなる傾向があった。本研究は,視覚系が不良設定問題の解決のために身体特徴を利用していることを示唆するおそらく最初のものであり,その科学的意義は大きい。さらに,知覚奥行き量が理論値に一致しないという本研究の知見は,今後の立体視を利用した各種ディスプレイの開発や品質向上に重要な示唆を与えるものと考える。視知覚の個人差を生み出すメカニズムを明らかにすることを目的とする本研究では,数多くのサンプルを得ることが必要である。現在までに19名のデータを得ているが,個人差のメカニズムを検討するためにはまだサンプル数が十分ではないと考えられる。

計画の進行がやや遅れている理由として,これまで本学に知覚心理系の研究室が無かったため,実験のための環境を構築し,一定数の被験者を集めるために予想以上に時間がかかったこと,および本学科の建物改修工事のため実験室の確保に時間がかかったことがあげられる。一方で学習の影響の検討についてはほぼ計画通りに進行している。また,手がかり重み付け分布の異方性という,視知覚研究の文脈において重要かつ新規性のある知見も得られている。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の検討対象である重み付け個人差の発現には様々な要因が関わっていると予測され,そうした多数の要因から両眼間距離の影響を抽出するためには多くのサンプルが必要であると考えられる。このため今後はコンスタントに一定数の被験者を確保できるように,ウェブサイトを利用して被験者募集・実験スケジュールの管理を行える仕組みを構築し,より効率的に被験者を集め,計画を遂行できるよう工夫する。本年度の実験に参加した被験者は全員健常な立体視力を有していた(網膜像差を利用してステレオグラム平面の傾きを知覚することができた)。しかし立体視力の精度(どれくらい小さな網膜像差から奥行きを知覚できるか)と両眼間距離の関係はまだ不明である。このふたつの指標の間の相関,および立体視力と網膜像差に対する重み付けの間の相関についても検討を行う。また,本年度の実験結果により,学習効果は長期間持続しないことが示唆されたが,その原因として学習フェーズが短かったことが考えられる。日常生活における重み付けの学習は,日々の視覚経験の積み重ねによって成立するものなのかもしれない。一定期間持続的に学習を続けることにより学習効果が定着するかどうか,引き続き検討を行う。なお,本年度の結果から,ステレオグラム平面の回転軸の方向が網膜像差に対する重み付けの個人差の分布に影響することが示された。今後はこの異方性も考慮に入れて検討を行っていく必要があると考えられる。
幼児の運動制御・学習に関わる脳内メカニズムの解明

本年度は、前年度までの成果である運動学習中の行為と誤差の連関構築メカニズムに関する研究を発展させ、運動学習における両眼視の役割についての研究を行った。両眼視の生物学的意義や情報処理メカニズムについては、これまでにも数多く研究が行われ計算論モデルが提案されている(Ding & Sperling, 2006 ; May et al., 2012)。しかし、視覚運動系の学習における両眼視の役割については調べられたことがなかった。たとえば、左右の眼からフィードバックされた運動誤差情報は、運動時に用いられる潜在的な視覚過程で別々に処理されているのだろうか、あるいは統合されているのだろうか。また、運動学習過程の誤差感度は片眼を使った場合と両眼を使った場合では異なるのだろうか。これらの問題に答えるため、本研究では運動学習中に潜在的に両眼または片眼だけに視覚情報を呈示し、それぞれの条件で誤差を観測したときに運動が修正される度合いに差が見られるかどうか検証した。実験には、両腕が見えない状態でコンピュータ画面上のカーソルを用いた到達運動を行い、その過程で数試行に一回カーソルの運動方向が回転して表示される、視覚運動変換課題を用いた。そして、回転変換の次の試行で観察される運動修正量から、運動誤差に対する脳内学習過程の感度を調べた。その結果、視覚運動回転変換の学習における誤差の感度には、両眼視と片眼視で差がないことが示された。両眼から入力された誤差と片眼から入力された誤差が、運動学習過程で等価に処理されるとすれば、誤差の計算は両眼の入力信号が統合された後に行われている可能性がある。本研究の目的は、幼児の運動学習について調べることにより、学習の敏感期の存在や急激な身体的発達に対応して運動制御が適宜調整される現象のメカニズムを解明することである。本年度は、幼児も成人も同条件で参加でき、かつ定量的に事実を把握し運動学習の評価ができるような実験系を構築するため、成人を対象とした研究を行った。意図した運動を行うために脳内で構築されると考えられている「内部モデル」では、運動結果(エラー)の評価をもとに次に遂行する運動の予測・修正を行う。両腕運動などで複数のエラーが観察された場合には各腕の制御系にエラーを適切に割り当てることが必要となるが、その機序は明らかでない。そこで本研究では、両腕リーチング運動中に右腕のみ視覚情報(カーソル、ターゲット)を与えながら、実際の腕の動きからカーソルへの回転変換角度が漸増的に変化する視覚運動変換を学習させた場合に、左腕が右腕の視覚情報を参照するかどうか検証した。実験の結果、視覚情報がある右腕は視覚情報変換の学習によって徐々に運動方向が変化し、視覚情報のない左腕も同様に変化した。またその傾向は視覚情報を左側に呈示した場合、特に顕著だった。このことから、被験者は事前に視覚情報が右腕のものであると知らされていたにもかかわらず、潜在的過程により左腕でも視覚運動変換を学習することがわかった。さらに両腕の視覚情報を呈示した場合も、左右で逆方向の回転変換を課すとどちらの腕も学習できないことがわかった。これより、複数の運動とエラーの間での相互干渉は、両腕運動制御を理解する上で不可欠な問題であることが示唆された。複数の身体部位を同時に動かすとき、部位ごとに運動の制御過程(内部モデル)があると考えると、エラーがそれを生じた制御過程に適切に割り当てられなければ、正しく運動が修正されない可能性がある。しかし、同時に複数のエラー情報が脳に入ってくると、エラーと制御過程との対応づけは一対一に定まるとは限らない。そこで、エラーが複数生じると、脳は潜在的に複数を同時に参照するのではないかと考えた。研究方法には、コンピュータ画面上でのターゲットへのカーソル到達運動課題と、視覚運動回転変換を用いた。視覚運動回転変換とは、たとえば自分の手が見えない状態で画面上のカーソル等を動かす際に、実際の運動方向に対して、カーソルが一定角度回転して表示されるような操作を加えるものである。このようなとき、カーソルを目標のターゲットに到達させるために、次に運動する際にはカーソルの回転と逆方向に手をのばすようになることが知られている(Krakauer et al. 2000)。被験者は、片腕でターゲットまでの到達運動課題を行うが、その際56試行に1度、手先位置を示すカーソルが、スタート位置を中心にそれぞれ異なる角度回転して、1つまたは2つ表示されるという回転変換を加えた。そして回転変換の次の試行で運動が修正された方向と量を調べることで、それぞれのカーソルのエラー情報がどの程度制御過程に割り当てられたのか検証した。その結果、まずカーソルが1つだけ回転する場合には回転角度が小さく予測に近いほど参照比率が高まることが示された。また、カーソルが2つの場合には各々のカーソルの参照比率は、それらが単独で表示されるときの約1/2と減少するものの、予測と近いエラーほど参照比率が大きいという性質は保持された。この結果は、二つのエラーが生じると制御過程にはそれらの両方が同時に割り当てられること、さらにそれぞれのエラー情報は加算平均的に運動の修正に反映されることを示唆している。

両眼視の生物学的意義や情報処理メカニズムについては、これまでにも数多く研究が行われ計算論モデルが提案されている(Ding & Sperling, 2006 ; May et al., 2012)。しかし、視覚運動系の学習における両眼視の役割については調べられたことがなかった。たとえば、左右の眼からフィードバックされた運動誤差情報は、運動時に用いられる潜在的な視覚過程で別々に処理されているのだろうか、あるいは統合されているのだろうか。また、運動学習過程の誤差感度は片眼を使った場合と両眼を使った場合では異なるのだろうか。これらの問題に答えるため、本研究では運動学習中に潜在的に両眼または片眼だけに視覚情報を呈示し、それぞれの条件で誤差を観測したときに運動が修正される度合いに差が見られるかどうか検証した。実験には、両腕が見えない状態でコンピュータ画面上のカーソルを用いた到達運動を行い、その過程で数試行に一回カーソルの運動方向が回転して表示される、視覚運動変換課題を用いた。そして、回転変換の次の試行で観察される運動修正量から、運動誤差に対する脳内学習過程の感度を調べた。その結果、視覚運動回転変換の学習における誤差の感度には、両眼視と片眼視で差がないことが示された。両眼から入力された誤差と片眼から入力された誤差が、運動学習過程で等価に処理されるとすれば、誤差の計算は両眼の入力信号が統合された後に行われている可能性がある。