hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小胞輸送とアクチン細胞骨格再編成から観る脳の高次構造・機能構築のダイナミズム

本研究では、まず、バイオインフォマティクスと生化学を組み合わせた手法によってJRABのRab13依存的な構造変化を証明することができた。さらに、細胞生物学的解析に加えてライブイメージング、コンピュータサイエンスやバイオメカニクスを駆使した多角的解析によってJRABの構造変化が時間や場所に応じたアクチン細胞骨格の再編成を制御し、その結果として細胞集団の局所での方向性や速度、細胞集団の先頭で生み出される牽引力を調節することを証明した。すなわち、JRABの構造の可塑性が高次細胞機能のダイナミズムを生み出すことを見出し、本研究成果が脳の高次構造・機能構築のダイナミズムの理解にも繋がることが期待される。これまで、研究代表者は、所属するグループが上皮細胞における細胞間接着分子の分子輸送の制御系として見出していたRab13-JRAB系が分子輸送だけでなくアクチン細胞骨格の再編成を時空間的に制御することを明らかにしてきた。脳の高次構造の構築および高次機能の獲得におけるシナプス形成・成熟過程においても機能分子群の小胞輸送とアクチン細胞骨格の再編成のクロストークは非常に重要な役割を担っており、そこでのRab13-JRAB系の関与が十分に予想される。実際に、研究代表者らは、これまでにRab13-JRAB系の神経突起の形成への関与を示している。また、研究代表者らは、Rab13との結合に依存してJRABの構造が変化することを生化学的解析によって見出しており、JRABの構造変化とそれに伴う蛋白質-蛋白質間の相互作用の変化が分子輸送とアクチン細胞骨格再編成の時空間制御機構の本体であるという仮説を提唱している。そこで、本年度は、脳の高次構造の構築からシナプス形成・成熟を基盤とした高次脳機能の獲得に至るまでのダイナミズムにおけるJRABの構造変化の役割・重要性を明らかにすることで本仮説を証明することを試みた。まず、生化学的解析とバイオインフォマティクスを組み合わせたアプローチでRab13とJRABのC末端およびJRABの分子内結合の本体であると考えられるJRABのN末端とC末端の複合体の構造モデルを提示し、JRABのRab13に依存した構造変化の実体を明らかにすることができた。さらに、新規プロテオーム解析システム2DICALを用い、JRABの構造特異的に結合する新たな分子群の同定に成功した。また、現在、Rab13およびJRABのKOマウスから調製した海馬および大脳皮質神経細胞を用いてRab13-JRAB系の神経細胞の形態変化およびシナプス形成・成熟過程における役割を解析している。脳の高次構造の構築および高次機能の獲得におけるシナプス形成・成熟過程では様々な分子群の機能部位への小胞輸送とそれに伴ったアクチン細胞骨格の再編成が非常に重要な役割を担っている。本研究では、脳の高次構造の構築から高次脳機能の獲得に至るまでのダイナミズムをRab13に依存したJRABの構造変化とそれに伴う蛋白質-蛋白質間の相互作用の変化が制御する小胞輸送とアクチン細胞骨格再編成という観点から明らかにすることを試みる。これまでにバイオインフォマティクスと生化学を組み合わせた手法によってJRABのRab13依存的な構造変化を証明していたが、本年度は、JRABのFRETプローブを用いて生細胞におけるJRABの構造の時空間変化を証明することができた。さらに、神経細胞とのアナロジーを有する上皮細胞にJRABの構造変異体を発現させ、創傷治癒アッセイを行って得られたライブイメージングの動画をもとにコンピュータサイエンスの手法により各変異体のライブイメージング像の特徴を抽出して定量化することに成功した。また、各々の細胞集団においてバイオメカニクスの手法を用いた力学的解析を行った。それらの結果としてJRABの構造変化が細胞集団局所での方向性や速度、さらには細胞集団の先頭で生み出される牽引力を調節しており、JRABの構造の可塑性がアクチン細胞骨格の時空間制御につながり、効率の良い集団的細胞運動を可能にする秩序と法則性を生み出すことを証明することができた。本年度は、JRABのN末端側とC末端側の結合・非結合を感知することで、open formとclosed form間の構造変化を捉えることができるJRABのFRETプローブの作製に成功した。そのFRETプローブを用いて生細胞におけるJRABの構造の時空間変化を証明することができた。さらに、神経細胞とのアナロジーを有する上皮細胞にJRABがopen formやclosed formに固定された変異体を発現させ、創傷治癒アッセイを行って得られたライブイメージングの動画を理化学研究所の横田秀夫博士のグループとの共同研究でコンピュータサイエンスの手法により解析し、さらに、大阪大学の出口真次教授との共同研究でバイオメカニクスの手法を用いて各々の細胞集団の力学的解析を行った結果、JRABの構造の可塑性がアクチン細胞骨格の時空間制御につながり、効率の良い集団的細胞運動を可能にする秩序と法則性を生み出していることを証明できた。来年度は、上皮細胞で得られた成果をもとに神経細胞での解析を進めていく。本研究は、脳の高次構造の構築から高次脳機能の獲得に至るまでのダイナミズムをRab13に依存したJRABの構造変化とそれに伴う蛋白質-蛋白質間の相互作用の変化が制御する小胞輸送とアクチン細胞骨格再編成という観点から明らかにすることを目指したものである。

これまでに、バイオインフォマティクスと生化学を組み合わせた手法によってJRABのRab13依存的な構造変化モデルを提示することができた。さらに、神経細胞とのアナロジーを有する上皮細胞を用いてライブイメージング、コンピュータサイエンスやバイオメカニクスを駆使した多角的解析を展開することによってJRABの構造変化が細胞集団局所での方向性や速度、さらには細胞集団の先頭で生み出される牽引力を調節しており、JRABの構造の可塑性が効率の良い集団的細胞運動を可能にすることを証明できた。最終年度となる本年度は、生化学およびバイオインフォマティクスの手法に加えてNMR、X線小角散乱といった構造生物学的手法を駆使し、これまでに研究代表者が見出しているJRABの構造特異的に結合する分子群とJRABの複合体の形成・解離が、JRABが細胞集団の自由縁で示すアクチン線維の束の形成や細胞間接着部位で示すアクチン線維の安定化を制御していることを明らかにした。さらに、脳の高次構造の構築から高次脳機能の獲得過程におけるJRABの構造変化の重要性を証明するためにJRABの構造変異体のノックインマウスを作製し、それらの解析を試みた。本研究期間中に個体レベルの解析を終えることはできなかったが、今後の課題として継続していきたい。本研究では、まず、バイオインフォマティクスと生化学を組み合わせた手法によってJRABのRab13依存的な構造変化を証明することができた。さらに、細胞生物学的解析に加えてライブイメージング、コンピュータサイエンスやバイオメカニクスを駆使した多角的解析によってJRABの構造変化が時間や場所に応じたアクチン細胞骨格の再編成を制御し、その結果として細胞集団の局所での方向性や速度、細胞集団の先頭で生み出される牽引力を調節することを証明した。すなわち、JRABの構造の可塑性が高次細胞機能のダイナミズムを生み出すことを見出し、本研究成果が脳の高次構造・機能構築のダイナミズムの理解にも繋がることが期待される。本年度は、これまで研究代表者らが蓄積してきた生化学的解析結果を基にバイオインフォマティクスの手法を用いてRab13-JRAB-C複合体およびJRABの分子内結合に寄与するN末端領域(JRAB-N)とJRAB-Cの複合体のin silico構造モデリングを試み、Rab13-JRAB-C複合体およびJRAB-N-JRAB-C複合体の構造モデルを提示することに成功し、Rab13によるJRABの構造変化の実体を一部解明することができた。また、研究代表者らは、これまでにアクチン結合蛋白質であるActinin-1、Actinin-4、FilaminをJRAB結合蛋白質として見出すとともに、それらがopen formのJRABに優位に結合することを生化学的に示してきたが、本年度は、新規プロテオーム解析システム2DICALを用いて新たなJRABの構造特異的に結合する分子群の探索を試み、複数の候補分子を同定することに成功した。現在、各分子を上皮細胞や神経細胞に発現させるためのレトロウイルスおよびレンチウイルスを作製中であり、それらのウイルスの作製に成功した場合、各々の分子を発現させた神経細胞の形態や脳形成過程で見られる神経細胞移動との関連を調べる。KOマウスを用いた個体レベルの解析については予定より遅れているため、来年度は重点的に進めていく。
GliomaにおけるPEG3発現抑制と悪性転化について

Human PEG3 sequenceの解析結果から作成したanti-human rabbit polyclonal抗体を用いた免疫染色では、様々な脳腫瘍の中で特にgliomaでPEG3の発現が認められた。しかしp53やEGFRなどとの発現とPEG3発現との間に相関は見られなかった。唯一Ki-67や悪性度とは若干の相関は認められた。PEG3はGliomaの中でも特にoligodendrogliomaに高率に発現されているというい報告もあり、ある種のgliomaにのみ限定して働いているtumor suppressor geneである可能性が示唆された。また、malignant gliomaでは10番や19番短腕に、oligodendrogliomaでは1番の長腕や19番の短腕にLOHが見られることは良く知られているが、PEG3も同様に19番の短腕に位置する遺伝子である。このため、引き続き上記の結果を踏まえて、oligod endrogliomaに特異的に発現するというanti-CNPaseの免疫染色をPEG3発現の程度と比較するとともに、1p : D1S1612、10q : D19S412、19q : D10S541をmarkerとしたMicrosatellate Array Assayを行い、それぞれの腫瘍に於けるLOHの有無とPEG3及びCNP発現の程度を検討した。しかし、PEG3やCNPはoligodendrolia系のgliomaで有意差を持って発現するようなことはなかった。また19LOHのあるものはPEG3の発現は当然ながら低かったが、それ以外のLOHとPEG3発現との有意な関係は得られなかった。唯一、gliomaのgradeや腫瘍増殖能とPEG3発現との間に相関傾向が認められたが、これも統計学的な有意差は確認できなかった。PEG3は、育児障害をもたらす遺伝子として1995年にマウス7番染色体上にmappingされたimprinting geneで、細胞増殖・細胞分化・programmed cell deathなどの様々なbiologic activityに関与する。我々はglioblastoma cell lineへのPEG3導入でgliomaの増殖が抑制されることを示してきた。しかしgliomaに於いて、その発生・成長・悪性転化などの機序は依然十分には解明されておらず、Peg3がgliomaにおいてどのような役割を果たしているかを解明することを研究の目的とした。今回、human PEG3 sequenceの解析結果から作成したpAbを用い、gliomaにおけるPEG3発現と、EGFR及びoligodendrogliomaのマーカーであるanti-CNPase発現とを比較検討した。また、19qLOHの有無による発現の差についても検討した。19qLOHはmicrosatellate assayにて検出した。結果、PEG3はlow grade gliomaで強く染色されることがあるもののhigh gradeでは殆ど染色されることはなく、MIB-1 SIと相関する傾向が見られた。これはPEG3がある種のgliomaにのみ限定して働くsuppressor geneである可能性を示唆し、oligodendrogliomaの予後予測に有用である可能性を示している。しかしPEG3発現におけるgrade間での有意な相関関係は得られなかった。また、19qLOHとの関係については、症例数が少なくPEG3発現との明らかな関係は見いだせず、今後gliomaにおけるPEG3発現とEGFR、anti-CNPase発現との相関を、さらに症例数を増やして検討していく予定である。
介護保険制度下における介護サービス量予測システムの開発

介護保険制度が実施され、市町村別に運営されて1年が経過し、地域特性を勘案した介護サービスの需給予測やこれらの予測に基づく市町村におけるマネジメントの必要性が一層、痛感されているところである。さて、昨年度の研究では、介護サービス需給予測については、その個々の地域特性別の詳細な分析が必要であることが示された。このことを受け、本年度は、高齢化率が25.9%を超えた人口約27,000万人の過疎農村地域であるA市を調査対象とし、(1)介護保険制度実施前後の高齢者の要介護度の分布傾向(2)介護サービスの実施内容の変化(3)要介護度が高くなる(介護量が増加)介護保険給付者の予測に関する分析を行なった。この結果、実施前と実施後の要介護度は、実施後の要介護度のほうが若干、高くなる傾向がみられたが、介護サービスの実施内容には、明らかな変化はなかった。また、要介護度が高くなる群を予測する変数は、「起き上がり」、「ボタンのかけはずし」、「薬の内服」、「短期記憶」、「作話」の5つであり、これらを用いた予測の正確度は71.7%と高い値を示しており、これら5項目と高齢者の状態の変化との関係が新たに示された。同時に、A市のすべての介護保険給付者個々に「どのような介護」が「どのくらい必要か」という介護サービス量の算出を行うために介護サービス量予測システムを開発し、この資料を用いた介護サービス計画を作成するというモデル事業を試行した。この試行は、これまで標準的な介護サービスの量や質という指針が示されておらず、介護サービス計画の作成に苦慮していた現場の介護保険関係者にきわめて有益であったことが報告された。今後は、このシステムを汎用化し、より多くの地域で用いることができるように検討したいと考えている。2000年4月に実施される介護保険制度は、市町村別に運営されるという保険制度であることから、地域特性を勘案した介護サービスの需給予測やこれらの予測に基づく市町村におけるマネジメントが必要となると考えられる。こういった予測においては、平成10年度に調査された18万人の高齢者の認定データは、きわめて重要であると考えられる。そこで本研究では、高齢者認定データに年齢や性別、市町村の特性である人口規模、高齢化率等に関するデータ等といった他のデータベースと組み合わせ新たなデータファイルを作成した。このデータベースを基礎とし、都道府県別、都市・農村といった地域特性別の解析を試みたので報告を行なう。都道府県別に必要とされる高齢者一人あたりの平均介護サービス量と高齢化率との関係は、たとえば最も高齢化率の高い島根県は、高齢者一人あたりに必要とされる介護サービス量も全国6番目に高いが、次いで高齢化率の高い高知県は、44番目に低いというように、高齢化率との関係性はみられなかった。また性別の要介護度の構成比についても分析を行なったが、有意な差はみられなかった。ただし、都市・農村という複合的な要因を加味した分類では、要介護度別構成割合には、異なった傾向がみられ、市町村別の詳細な解析が必要なことが示唆された。このため、以上の解析をさらに詳細に検討するために、来年度は、市町村別にさらに具体的に「どのような介護」が「どのくらい必要か」という平均介護サービス量の算出を行なうための仕組みを新たに構築することを目的とし、行なうことを予定している。
牧場経営が野生動物に及ぼす影響の評価とその対策

牧場経営が野生動物へ及ぼす影響を評価し、その対策を検討した。1)牧場を利用する野生動物12種をカメラで確認し、2)牧場内の採草地、放牧地、林地の利用頻度に種間差を認めた。3)牧場内のイノシシ、タヌキ、キツネの3種で牛用濃厚飼料の盗食を確認し、前2者が飼料への高い依存を示した。4)飼料の盗食が、盗食タヌキの栄養状態、繁殖率を向上させること、5)牛舎周囲への電気柵の設置が、これら3種による盗食抑制に寄与することを実証した。本研究では、牧場経営が野生動物へ及ぼす影響を評価し、その対策を検討するため、(1)牧場を利用する動物相の把握し、(2)牧場に出没する動物種やその頻度を林地と比較して草地の誘因効果の把握し、(3)野生動物によるウシ用配合飼料の盗食の実態を明らかにし、(4)こうした盗食が野生動物の栄養状態や繁殖状態に及ぼす影響を評価し、(5)盗食防止対策法の開発を試みる。牧場経営が野生動物に及ぼす影響を評価するため、調査対象牧場内に自動撮影カメラを設置し、牧場を利用する動物相の把握をおこなった。その結果、コウモリ類を除く11種の野生哺乳類の生息が確認された。さらに、牛舎で給与される濃厚飼料の盗食行動を牛舎に設置したタイムラプスビデオにより記録した。その結果、イノシシ、タヌキ、キツネによる盗食が確認された。イノシシ、タヌキは、カメラによる撮影頻度ではニホンジカ、キツネ、アナグマ、ノウサギに次ぐ値を示し、牧場内での活動頻度と比べて盗食行動の出現頻度が高く、濃厚飼料に誘引され易い種とみなすことができた。一方、ニホンジカやノウサギは牧場内での高い出没頻度にも関わらず盗食行動が認められなかったため、濃厚飼料に誘引されにくい種とみなすことができた。イノシシ、タヌキについて盗食行動の出現傾向を牧場内での出没傾向と比較したところ、イノシシでは盗食行動が日中にも多く出現し、タヌキでは盗食行動が深夜に近い時間帯により多く出現するなどの特徴が認められた。牧草に対する盗食行動が顕著なニホンジカを対象に、牛の放牧がニホンジカの牧草地への出没抑制に効果を示すか否かについて、自動撮影カメラによる既存データをもとに解析した。その結果、ニホンジカの牧草地への出没頻度と牛の放牧強度との間に関係は認められず、牛の放牧がニホンジカの牧草地利用に対して抑制効果を示す結果は得られなかった。さらに、タヌキによる濃厚飼料の盗食実態と野生個体への影響(栄養、繁殖)を明らかにするために、盗食現場である牧場内でタヌキの死亡個体を回収し、試料を蓄積した。また、体脂肪の指標となる生体抵抗値を測定する携帯型装置(人体用)を入手し、端子をタヌキの測定が可能なものに改良した。試験的に測定を行い、最も安定した値の得られる測定部位や試料個体の体位を明らかにし、測定手法と実施手順を確立した。昨年度までの神津牧場における自動撮影カメラによる調査から、牧草地へ高頻度で出没していたニホンジカ(以下シカ)を対象にスポットライトセンサス法ならびに糞塊法を用いてシカによる牧草地利用の季節的・空間的利用実態を調査し、加えてケージ内外差法を用いてシカによる牧草被害量を測定した。その結果、シカによる牧草地への出没は春と秋に多く、夏に減少する季節変動を示した。シカによる牧草被害量も夏に少なく春と秋に多い季節変動を示すものの、シカ出没頭数との相関関係は認められなかった。また、牧区単位でのシカの糞塊密度の変異はシカによる牧草被害量とは対応していなかったが、シカによる牧草被害量は牧草現存量と有意な相関関係が認められ、牧草現存量がシカによる牧草被害の空間変異を説明する要因と考えられた。神津牧場において牧場内に設置した自動撮影カメラによる調査および同牧場内の肥育牛舎飼槽脇でのタイムラプスビデオ撮影による盗食行動調査を昨年度から継続実施した。その結果、12種の哺乳類の生息を牧場内で確認し、そのうち、イノシシ、タヌキ、キツネのみで盗食が確認された。イノシシの盜食行動は季節性と日周性において牧場内での活動パターンと一致したのに対し、タヌキの盜食行動は季節性において牧場内の活動パターンとは異なり、冬季に多く夏季に少ない傾向を示した。さらに同所で、牛舎周囲に電気柵を設置し、電気柵設置期間(3回)と非設置期間(3回)を設定して電気柵による盗食行動抑止効果をタイムラプスビデオ撮影により評価するためのデータ取得を実施した。近中四農研大田研究拠点内の牛舎で盗食していたタヌキを捕獲し、BI(生体インピーダンス)計により体脂肪を測定し、個体の栄養状態を5段階で評価できることを実証した。

さらに、防護柵の設計に必要なタヌキの運動能力、行動様式を明らかにするための試験施設を近中四農研大田研究拠点内に製作した。野生動物によるウシ用配合飼料の盗食が確認されている群馬県の神津牧場において、牛舎の外周を電気柵で囲み、電気柵設置時と撤去時における野生動物の出没状況をビデオカメラでモニタリングし、電気柵設置による防除効果を評価した。その結果、電気柵設置により、イノシシ、タヌキ、キツネの出没頻度は減少し、電気柵による防除効果が確認された。一方、積雪後にイノシシによる電気柵内への侵入頻度が急増しており、積雪時の漏電対策が防除効果を維持する上で重要となることが示唆された。濃厚飼料の盗食が野生動物の栄養状態に及ぼす影響を評価するため、神津牧場、島根県大田市、島根県知夫村の3箇所で捕獲した42頭のタヌキを用いて、外部計測ならびに胎児と胎盤痕による繁殖状況の確認を実施し、盗食の有無とBMI(外部計測から算出した肥満度)による栄養状態や繁殖状況との関係を解析した。その結果、盗食個体の平均BMIは、盗食していない個体や野生個体で確認されている文献値より顕著に高く、飼育下で飽食状態にあった個体の値に匹敵した。盗食していたメス個体の繁殖率は100%であり、高い繁殖状態が維持されていた。以上の結果から、タヌキによる濃厚飼料の盗食は栄養状態および繁殖状態を高め、個体数増加の一因となることが明らかとなった。牧場の土地利用形態が野生動物の牧場利用に及ぼす影響を評価するため、牧場を利用する主要な中大型哺乳類9種について、異なる環境(放牧地、採草地、林地)間での出没頻度をセンサーカメラにより比較した。その結果、ニホンジカ、キツネ、タヌキ、イノシシ、アナグマは草地の出没頻度が高く、前2種は採草地で、残り3種は放牧地でとりわけ出没頻度が高い傾向を示した。一方、ツキノワグマ、ハクビシン、ノウサギは草地の出没頻度が低い傾向を示し、ツキノワグマは放牧地、採草地の出没頻度がともに低くて林地での出没頻度が高く、残り2種は採草地でのみ出没頻度が低い傾向を示した。テンはこれらの環境間で同様の出没頻度を示した。以上の結果から、牧場の土地利用形態の違いに対し、種毎に異なる出没傾向を示すことが明らかとなった。これまでの畜舎における盗食実態の調査から、畜舎への侵入はイノシシについでタヌキが多く、1287回、584回/週と高い執着度を示した(Tsukada et al.2010)。そこで、牛舎に侵入し濃厚飼料を盗食しているタヌキを捕獲し肥満度指数(BMI:体重/体長^3)を求めたところ、29kg・m^<-3>(n=25)と飽食飼育個体の値と同等であった(Takeuchi et al.未発表)。オス成獣13頭(93%;n=14)および亜成獣8頭(80%;n=10)が精子形成、メス成獣の12頭(80%;n=15)が妊娠していた。こういった現状のなか、高い執着を示すタヌキの牛舎侵入を防護する方法として、牛舎のコンクリート基礎に電牧線を敷設する技術の実証試験を行った。この際同時に進入するイノシシとの多獣種対応柵を検討し、工事用、農業用資材のトリカルネットとベニア板を組み合わせ、電牧線を敷設する方法を考案した。この技術を生産現場に普及するためには、牛の飼育作業との調整、改良が望まれる。
柔らかい物体のマニピュレーションにおける人間と機械の技量現機構の解明

本研究の目的は,柔軟物体を操作する人間の技量を,作業の実演を通して抽出し,それをロボットマニピュレータ上で実現することである.まず,ホ-スの挿入作業における人間の動作を計測し,それをマニピュレータに移殖し,状態遷移の認識則の適用に対する可能性を考察した.その結果,人間による作業と同様に,マニピュレータによる挿入作業においても,力差分のピーク値を観察することにより,接触状態から挿入状態への遷移が検知できることがわかった.また,初期位置に誤差がある場合に,ホ-スの挿入作業が成功するかどうかを調べた.人間の運動軌道の初期位置を原点として位置ずれを与え,ホ-スの挿入作業を実行させる.人間の運動のみを実行した場合と,運動と認識則を移殖した場合を比較すると,作業が成功する位置ずれの範囲は,後者の方が狭いという結果が得られた.すなわち,作業状態遷移の認識則をマニピュレータに移植することの有効性は,示されていない.次に,著しく柔らかさ,変形しやすさが異なる物体を対象とする作業として,靴下を履く作業を取り上げ,靴下履き作業における人間の運動を実験的に分析した.特に,作業過程がどのような作業状態から成り立ち,状態の遷移をどのように認識するかについて考察した.その結果,靴下履き作業は,a)動作開始から靴下を足先に当てるまでの運動,b)靴下がかかとを越えるまでの運動,c)かかとからくるぶしを越えるまでの運動,d)くるぶしから動作終了までの運動,に対応する4個の作業状態から成り立つことがわかった.また,足の運動が作業に与える影響を調べるために,被験者の足首をテ-ピングにより固定して靴下履き作業を行わせた.その結果,靴下履き作業においては,手のみならず足の運動が重要であることが示された.定量的な分析ならびにマニピュレータへの移植は,今後の課題である.本研究の目的は,柔軟物体を操作する人間の技量を,作業の実演を通して抽出し,それをロボットマニピュレータ上で実現することである.まず,ホ-スの挿入作業における人間の動作を計測し,それをマニピュレータに移殖し,状態遷移の認識則の適用に対する可能性を考察した.その結果,人間による作業と同様に,マニピュレータによる挿入作業においても,力差分のピーク値を観察することにより,接触状態から挿入状態への遷移が検知できることがわかった.また,初期位置に誤差がある場合に,ホ-スの挿入作業が成功するかどうかを調べた.人間の運動軌道の初期位置を原点として位置ずれを与え,ホ-スの挿入作業を実行させる.人間の運動のみを実行した場合と,運動と認識則を移殖した場合を比較すると,作業が成功する位置ずれの範囲は,後者の方が狭いという結果が得られた.すなわち,作業状態遷移の認識則をマニピュレータに移植することの有効性は,示されていない.次に,著しく柔らかさ,変形しやすさが異なる物体を対象とする作業として,靴下を履く作業を取り上げ,靴下履き作業における人間の運動を実験的に分析した.特に,作業過程がどのような作業状態から成り立ち,状態の遷移をどのように認識するかについて考察した.その結果,靴下履き作業は,a)動作開始から靴下を足先に当てるまでの運動,b)靴下がかかとを越えるまでの運動,c)かかとからくるぶしを越えるまでの運動,d)くるぶしから動作終了までの運動,に対応する4個の作業状態から成り立つことがわかった.また,足の運動が作業に与える影響を調べるために,被験者の足首をテ-ピングにより固定して靴下履き作業を行わせた.その結果,靴下履き作業においては,手のみならず足の運動が重要であることが示された.定量的な分析ならびにマニピュレータへの移植は,今後の課題である.
バイオリファイナリー構築による環境負荷の低減

超(亜)臨界流体のもつ特異性に注目し、固体バイオマスをフェノール類と超(亜)臨界状態で反応させることで、新規な有用化学物質やバイオ燃料の創製を試みた。また、液体バイオマスである油脂類を原料に、酢酸メチルや炭酸ジメチルなどと超臨界状態で反応させることでバイオディーゼル(脂肪酸メチルエステル)の副産物として有用な化学物質(トリアセチン、グリセロールカーボネート及びシトラマル酸など)を獲得することを試み、超臨界流体技術がバイオリファイナリー構築の一翼を担うことを明らかにした。バイオマス資源は石油や天然ガス等と比較してかさ高く、輸送や貯蔵等の取り扱いには不便である。このため、林地残材や廃木材などの多くが未利用のまま廃棄されており、これらの有効利用が望まれる。そこで本研究では、超臨界流体のもつ特異性を活用して、バイオマス資源をフェノールなどの液体有機溶媒と超(亜)臨界状態で反応させることで、新規な有用化学物質や有用バイオ材料、さらにはバイオ燃料などを創製するバイオリファイナリー化技術の開発を試みた。すなわち、フェノールと木質バイオマス(ブナ)を種々の条件にて化学反応させたところ、350°C/4.2MPa/10分でほぼ100%が液化されることを見い出した。これによってかさ高く取り扱いにくい固体バイオマスを、取り扱いやすくて貯蔵しやすい、有用な液化物に変換することが可能となった。この液化物には、バイオ燃料、バイオポリマー、バイオ材料などへの変換が可能な有用化学物質が含まれており、バイオリファイナリー構築に向けて極めて重要な対象物となる。同様の検討を他のフェノール類やアルコール類についても検討し、同様に液化物が得られることを明らかにした。また、液体バイオマスである油脂類について、超臨界酢酸メチルや超臨界炭酸ジメチル処理することでバイオディーゼル(脂肪酸メチルエステル)や有用な化学物質(トリアセチン、グリセロールカーボネート及びシトラマル酸など)が得られ、バイオリファイナリー構築の一翼を担うことが可能となった。今後、この液化物を用いた新規のバイオマテリアルの創製について検討を行っていく予定である。本研究では、超臨界流体のもつ特異性を活用してバイオマス資源を液体有機溶媒と超(亜)臨界状態で反応させることで新規な有用化学物質や有用バイオ材料、さらにはバイオ燃料などを創製するバイオリファイナリー化技術の開発を試みている。その試みの一つとしてフェノールと木質バイオマス(ブナ)を種々の亜臨界条件にて化学反応させ、かさ高く取り扱いにくい木質バイオマスを、取り扱いやすくて貯蔵しやすい有用な液化物に変換する最適条件を見い出した。また木質バイオマスを構成するセルロース、ヘミセルロースおよびリグニンに対しそれぞれの液化挙動を検討した。その結果高圧下、ヘミセルロースは270°C以下の低温領域で液化するのに対し、リグニンはエーテル結合のみがこの低温領域で分解しC-C縮合結合のリグニンは270°C-350°Cの高温領域で液化することを明らかにした。さらに、結晶構造を有するセルロースはこの高温領域のみで液化されることを見い出した。これらの化学反応で得られた液化物には、バイオ燃料、バイオポリマー、バイオ材料などへの変換が可能な有用化学物質が含まれており、バイオリファイナリー構築に向けて極めて重要な対象物となる。また液体バイオマスである油脂類について、超臨界アルキルエステルや超臨界炭酸ジアルキル処理することでバイオディーゼル(脂肪酸アルキルエステル)や有用な化学物質(トリアシン、グリセロールカーボネートなど)が得られ、バイオリファイナリー構築の一翼を担うことが可能となる。今後もこの液化物をベースとした新規のバイオマテリアルの創製について検討を継続していく予定である。その試みの一つとして、分類学上異なる種々のバイオマスの化学組成を明らかにした上で、平成22年度には、フェノールと木質バイオマス(ブナ)を種々の亜臨界条件にて化学反応させ、かさ高く取り扱いにくい木質バイオマスを、取り扱いやすくて貯蔵しやすい有用な液化物に変換する最適処理条件を見い出した。そこで本年度(平成23年度)は、フェノール化による木粉の液化をさらに向上させるため、亜臨界フェノールへの水の添加量に対する液化率の変化と処理条件との関連について詳細な検討を行った。その結果、270°C/3.1MPaで水:フェノール重量比25:75が最も液化に適していることを明らかにした。続いて、その他のフェノール類であるカテコール、2,4-ジメチルフェノール、アニソール、m-クレゾールなどについても同様の検討を行った。

その結果、270°C/0.8-1.2MPa/30minの亜臨界処理条件でいずれの溶媒の場合もセルロースの液化は顕著でないものの、リグニン及びへミセルロースの液化は効果的で、中でもカテコールが液化溶媒として最も適切であることを明らかにした。また液体バイオマスである油脂類について、本年度も引き続き、超臨界アルキルエステルや超臨界炭酸ジアルキル処理することで、バイオディーゼル(脂肪酸アルキルエステル)や有用な化学物質(トリアシン、グリセロールカーボネートなど)への変換の最適処理条件を明らかにした。今後もこの液化物をベースとした新規のバイオケミカルスの創製について検討を継続していく予定である。
NC工作機械における製品アーキテクチャ、戦略、組織のダイナミクス

本研究全体の目的は、現在オープン化の波に直面しているNC装置、NC工作機械のアーキテクチャの変化を明らかにするというものである。本研究から明らかになったことは、NC装置のオープン化に関する技術仕様は既に確立されているが、各社独自の戦略を採用しており、その中でも市販のPC機能をNCのHMI(ヒューマンインタフェース)モジュールに使用するという製品アーキテクチャが、共通して支配的になりつつあるということである。つまり、PCとNCの融合が進展し、パソコンNCという新たな製品コンセプトが生まれ、それが支配的な製品アーキテクチャになっているのだ。PCとNCは、本来異なる産業領域に属しており、市場も顧客もそれぞれ異なる。このような異なる産業領域に属する製品間で、なぜ融合がおき新たな製品コンセプトが生まれたのだろうか。本研究では、その背後に存在する普遍性ある論理を「モジュール・ダイナミクス」として概念化した。それは、パソコンNCだけに偶然生まれた現象ではなくて、モジュール製品がある一定の条件が満たされるときに、モジュール製品の間で生まれる製品革新である。つまり、モジュール化した産業であれば、特定の産業特性に依存しないで発生しうる製品進化の現象である。企業にとっては、他産業でうまれたモジュールを転用するという意味において、追加の研究開発投資を必要とせずに、新たな製品コンセプトを生み出すことができるというメリットが存在する。本研究では以上のように、モジュール製品に適用できる新たな製品革新の方法を明らかにし、それを普遍性ある論理として概念化することができた。本年度は3年研究計画のうち初年度目であり、製品カタログなどの資料収集と分析、およびNC装置メーカーや工作機械メーカーへのインタビュー調査を行い、NCアーキテクチャの現状調査、各社の戦略、考え方などを調査した。(具体的には、公的研究機関として製造科学技術センター、工作機械メーカーとして東芝機械、ヤマザキ・マザック、豊田工機に対してインタビュー調査を行った。)本年度の調査からほぼ明らかになったことは以下の2点である。まず第1に、NC装置のオープン化に関する技術仕様は既に確立されているが、実装はまだなかなか進んでおらず、各社の対応は状況に応じて、まちまちであること、たとえば、マザックは囲い込み戦略を採用しているのに対して、豊田工機は、サーボユニットに、SERCOS仕様に準じたモータを使用している。そして第2に、各社独自の戦略を採用している中でも、市販のPC機能をNCのHMI(ヒューマンインタフェース)モジュールに使用するという製品アーキテクチャが、共通して支配的になりつつあることが明らかになった。つまり、各社独自の考え方や戦略を採用してはいるが、しかしその中でも、PCとNCとの融合が進展し、それがドミナントな製品アーキテクチャになりつつあるということである。今後はさらにインタビュー調査、および資料収集を継続し、分析を深めてゆく予定である。特に次年度は、安川・シーメンスや三菱電機などのNC専業メーカーに対するインタビュー、および森精機やオークマなどの工作機械メーカーに対するインタビューを行う予定にしている。本研究全体の目的は、現在オープン化の波に直面しているNC装置を事例にとり、オープン化の流れのなかで、NC工作機械のアーキテクチャの変化、および企業戦略の変化などを明らかにするというものである。本年度は3年研究計画のうち2年度目であり、NC装置メーカーや工作機械メーカーへのインタビュー調査を継続して行い、NCアーキテクチャの現状調査、各社の戦略、考え方などを調査した。これまでの調査からほぼ明らかになったことは、NC装置のオープン化に関する各社の戦略はまちまちだが、市販のPC機能をNCのHMI(ヒューマンインタフェース)モジュールに使用するという製品アーキテクチャが、共通して支配的になりつつあるということである。っまり、各社独自の考え方や戦略を採用してはいるが、しかしその中でも、PCとNCとの融合が進展し、それがドミナントな製品アーキテクチャになりつつあるということである。PCとNCとの融合がどのようなプロセスで進展し、そこにはどのような論理が隠されているのか、さらに、そのためにNC装置メーカーと工作機械メーカーがどのように共同開発をすすめているのかなどに分析の焦点を絞り、添付のような2件のディスカッションペーパーとしてまとめた。

次年度は、安川・シーメンスや三菱電機などのNC専業メーカーに対するインタビュー、および森精機やオークマなどの工作機械メーカーに対するインタビューを継続して行い、オープン化に対する各社の戦略を継続調査する。以上のような調査結果をもとにして、オープン化の潮流の中でアーキテクチャがどのように変化し、同時に各社の戦略がどのように変化していったのかを、歴史的視点から整理しまとめる。本研究全体の目的は、現在オープン化の波に直面しているNC装置を事例にとり、オープン化の流れのなかで、NC工作機械のアーキテクチャの変化、および企業戦略の変化などを明らかにするというものである。平成19年度は本研究の最終年度であり、残された調査の実施と研究論文の作成を実施した。具体的には、安川・シーメンス、三菱電機株式会社、株式会社オークマへのヒアリング調査を行い、パソコンNCの製品アーキテクチャの現状、それに至った経緯などに関して調査した。その結果、オークマはシングルプロセッサでウインドウズとリアルタイムOSを両方制御しているが、三菱電機は、マルチプロセッサ構成を採用しているなどの違いがあることが明らかになった。また、三菱電機は、某工作機構メーカーのために独自のインタフェースを作成して提供している。他方安川・シーメンスは、シーメンス社のアーキテクチャをベースにしており、NC装置の中核技術とも言える制御部分までユーザーに公開している。前年度までの調査結果とあわせると、これまでNC装置メーカーが囲い込んでいた製品空間をユーザー・イノベーションの力を借りるために一部公開すると、その結果、ユーザーが逆に製品空間に侵食し、NC装置メーカーとユーザーとの交渉力が逆転する可能性があることが推論される。以上のような推論を含んだ考察をベースにして学術論文を作成し、「組織科学」に投稿したところ受理され掲載された。さらに、それを英文化し、地域マネジメント研究化ワーキングペーパーとしてまとめた。さらにそれらは、Journal of engineering and technology managementに投稿中である。
上眼瞼ミュラー筋における求心性神経終末に関する組織学的研究

ミュラー筋の神経支配の詳細を検索するために研究を行った。平成14年度、ヒトの上眼瞼と眼窩内の解剖と組織学的検索により、ミュラー筋は近位部で涙腺神経につながる神経から神経支配を受けており、その中に、遠心路である無髄のカテコールアミン作動性交感神経節後線維と、求心路と考えられる有髄の自律神経でない神経線維が含まれているという結果を得た。すなわち、ミュラー筋は、涙腺神経内を通ってきた交感神経節後線維の刺激により収縮を起こすとともに、ミュラー筋自体の緊張状態を涙腺神経につながる有髄神経を介して中枢に伝えており、それが上眼瞼挙筋の不随意収縮、すなわち開瞼の持続を起こすものと推察した。平成15年度は、実際に涙腺神経を切断した場合に眼瞼に変化が現れるかどうかを動物実験により検討した。実験動物としてラットを選択した。まずラットの脳から眼窩内、さらに眼瞼にいたる神経の走行を実体顕微鏡下に観察し、三叉神経第一枝の分枝と涙腺神経の位置を同定した。ラット15体で、三叉神経第一枝の分枝である眼窩上神経の中枢端および涙腺神経の切断実験、ならびに上頚部交感神経節の切除実験を各群5体ずつ行った。眼窩上神経の切断を行っても眼瞼には変化は生じなかった。涙腺神経を切断すると上眼瞼の下垂を生じた。上頚部交感神経節の切除を行うと、上眼瞼下垂のみならず眼球の突出が無くなり、下眼瞼の下方移動も悪くなり、結果的には3群の中では最も瞼裂幅が狭くなっていた。この結果は、涙腺神経内に上眼瞼挙上に関係した神経線維が存在することを示唆するもので、ヒトの解剖と組織検索から推察した内容に一致するものと考えた。手術中に片側のミュラー筋を伸展すると両側の上眼瞼挙筋に不随意な収縮が観察されること、およびヒトの上眼瞼挙筋内に固有知覚受容体が見出されていないことから、開瞼を維持する上眼瞼挙筋の不随意収縮を引き起こす固有知覚受容体がミュラー筋内にあるものと推定して研究を遂行した。9体の解剖学実習用屍体の片側眼窩内を実体顕微鏡下に観察し、他方の上眼瞼を組織学的に観察した。組織切片に、アザン染色、S-100蛋白とチロシンヒドロキシラーゼに対する抗体を用いた免疫組織化学染色を行い、光学顕微鏡下に観察した。上眼瞼挙筋腱膜とミュラー筋に挟まれた部位の疎性結合組織内にある神経血管束からミュラー筋内の上眼瞼挙筋に近い部位に入り込む細いS-100蛋白陽性神経が観察された。その疎性結合組織内の神経束の数はミュラー筋の近位側で多かった。これらの神経束は涙腺組織内を貫いて涙腺神経に連続していた。涙線組織に入り込む部位の神経束は、S-100蛋白陽性神経線維とチロシンヒドロキシラーゼ陽性神経線維をともに含むものと、S-100蛋白のみ陽性でチロシンヒドロキシラーゼは陰性の神経線維のみ含むものがあった。S-100蛋白陽性の神経は有髄神経であり、チロシンヒドロキシラーゼ陽性神経はカテコールアミンを伝達物質とした神経である。これらの結果より、ミュラー筋は近位部で涙腺神経につながる神経から神経支配を受けており、その中に、遠心路である無髄のカテコールアミン作動性交感神経節後線維と、求心路と考えられる有髄の自律神経でない神経線維が含まれているものと考えた。すなわち、ミュラー筋は、涙腺神経内を通ってきた交感神経節後線維の刺激により収縮を起こすとともに、ミュラー節自体の緊張状態を涙腺神経につながる有髄神経を介して中枢に伝えており、それが上眼瞼挙筋の不随意収縮を起こすようだ。

この結果は、涙腺神経内に上眼瞼挙上に関係した神経線維が存在することを示唆するもので、ヒトの解剖と組織検索から推察した内容に一致するものと考えた。
老人の語想起能力に関する縦断的研究

年をとると言葉が思い出しにくくなり、しばしばスムーズな会話ができなくなる。こうした加齢にともなう語想起困難のメカニズムがどのようなものかを検討する目的で、健常成人の各年代を対象に、単語を種々の条件下で想起させ、単語の発音までの時間(音読潜時)を指標とした縦断研究(5年間の継時的変化)を行うことを企画した。当初は、視覚刺激が1msec精度で提示でき、音声スイッチによって発音までの時間が計測できるAVタキストスコープを用いて音読潜時を測定しようとした。しかし、5年間の短い期間で健常成人の加齢変化を鋭敏に捉えるには、刺激提示の精度ばかりでなく、音読潜時の正確な測定も必要となる。従来は、発声にともなう音圧が一定レベルを越えた時点を発話開始の時点とみなし、この時間までを音読潜時としてきた。しかし、この方式では、発音の出だしから強い音声が出るものはうまく検出できるが、出だしが弱い音声は開始時点をうまく検出できない可能性があり、問題がある。そこで本研究では、最初に、音読潜時を正確に測定するシステムを作成し、次に、健常成人の実験データを得ることにした。今回は、従来の音声スイッチによる時間計測に加え、その前後の音声を録音し、後で音声解析を行って、正確な音声の開始時点を求める方法を用いた。若年成人10名に、平仮名1文字の音読潜時を求めたところ、出だしから強い音声が出る母音(あいうえお)は、音声スイッチと実際の発話潜時との差が平均20msec以内になるのに対し、出だしが弱い摩擦音(例:さしすせそ)はその差が平均100msec以上となり、音声の種類によって音読潜時が変わることが明らかとなった。以上より、単語の音読潜時を指標とする場合は、条件間で語頭をそろえる必要性が確認されたので、現在までに語頭を揃えた種々の刺激リストを用意した。今後は、各年代の健常成人を対象とした音読実験を行い、5年間の継時的変化を検討する予定である。
大腸癌の浸潤、転移における金属プロテアーゼMMP-7(Pump-1)の役割の解明

本研究では、大腸癌における金属プロテアーゼMMP-7の発現と浸潤能との関連を明らかとするため以下の遺伝子導入を用いた実験を行った。まず、全長のMMP-7-cDNAを発現ベクターに組み込んだもの、対照としてMMP-7cDNAを逆方向に発現ベクターに組み込んだものを構築しMMP-7発現の認められない2種の大腸癌培養細胞株DLD-1およびCHC-Y1に遺伝子導入した。次に、構成的にMMP-7を発現するようになった細胞株を選択しそれぞれDLD-Mat-S、CHC-Mat-Sと命名した。また、逆方向に発現させるベクターを導入した細胞株をDLD-Mat-ASおよびCHC-Mat-ASとした。DLD-Mat-SおよびCHC-Mat-SはMMP-7 mRNAを通常のNorthern blot法で検出しうるレベルに発現していた。また、遺伝子導入をすることはすでに癌細胞浸潤との関連が報告されている72kDIV型コラゲナーゼmRNAの発現には影響を与えないことを確認した。これらの細胞株を人工的に再合成した基底膜(マトリゲル)に対する浸潤能を用いて評価したところ、DLD-Mat-SおよびCHC-Mat-SはDLD-Mat-AS,CHC-Mat-ASと比較して約2倍の浸潤能を示すことを明らかとした。すなわち,MMP-7cDNAの導入により浸潤能は約2倍に高まることになり、大腸癌においてきわめて高頻度に発現しているMMP-7が大腸癌細胞の浸潤に関連していることが示唆された。現在、in vivoにおいて浸潤能を検討する系を確立しつつありさらに検討を続けている。なお、MMP-7は平成5年度中に大腸癌の他にも前立腺癌において癌細胞浸潤との関わりが明らかにされている。
グルーオンの散乱振幅と反ドジッター空間の幾何学

本年度は昨年度に引き続き、AdS/CFT対応における3点関数を弦理論側から計算することを主眼に研究を行った。その結果、本年度後半には、最終的な結果を得ることに成功し、それを論文の形で発表した。我々の得た結果は、場の理論側から別のグループによって2009年に計算されていた結果と整合的であり、AdS/CFT対応が成立する非常に非自明な証拠を与えている。また、場の理論における計算は、途中で数学公式を様々使う技巧的なものであり、結果がどれほど普遍的なものであるか良くわからなかった。しかしながら、我々の計算では同じ表式が、3本の弦の描く軌跡の面積、という幾何学的量から自然に導出されている。この事は、以前に得られていた表式が、単に技巧的操作の末に得られた人工的なものではなく、背後にある物理的メカニズムを自然に反映したものであることを強く示唆している。それゆえ、我々の得た結果は、今後AdS/CFT対応の深いメカニズムを理解するうえで、礎となる重要な第一歩であると考えられる。実際、我々の論文は国際的な評価も受けており、韓国や京都の国際研究会で招待講演を行った。このように、本年度は本研究課題の集大成となる論文を出版することができ、全体として期待以上の進展が得られたといって過言ではない。(抄録なし)本研究の最終目的は、量子重力理論の有力候補である弦理論から予言される、AdS/CFT対応の検証及びそれが成り立つメカニズムの理解である。この対応は、ゲージ理論と曲がった時空中の弦理論の対応を意味している。研究初年度である平成23年度は、当初の予定ではゲージ理論のグルーオンの散乱振幅に着目しそれをゲージ理論側で理論の対称性に着目しながら解析していくことにより、曲がった時空が出現することを理解するという試みを行う予定であった。しかしながら、その準備段階として弦理論側でグルーオンの散乱振幅の解析に用いられてきた手法を再検討している中で、その手法がゲージ理論の相関関数の計算に役立つことが判明してきた。ゲージ理論において相関関数は散乱振幅と同等に非常に重要な役割を果たす物理量であり、それを弦理論側から計算できれば二つの理論の対応のメカニズムの理解および対応の検証に大きく役立つ。このような観点から、本年度はその大半を、弦理論側からの相関関数の導出に費やした。その結果、部分的にではあるが計算に成功し、論文を一遍出版することが出来た。これは初めて弦理論をもちいてゲージ理論の相関関数を計算する手法を提示した点で非常に意義深い成果であると考えている。この研究は現在も継続中であり、さらなる拡張、応用について研究を精力的に行っている。そのほかに本年度は、ゲージ理論を探るもう一つの非常に有用な手段である格子ゲージ理論について対称性の観点から基礎的な研究を行った。具体的には、格子ゲージ理論で提唱されているいくつかの作用についてそれが持つ対称性を明らかにし、同時に強結合極限で理論を解析し対称性がどのように理論の性質を定めているかを議論した。本研究の主目的は、N=4超対称ヤンミルズ理論と呼ばれる理論を解析することにより、AdS/CFT対応と呼ばれるゲージ理論と重力理論の対応を理解し、ゲージ理論の非摂動的ダイナミクスおよび、量子重力の理解を深めることである。本年度は昨年度の成果を受け、理論の三点関数をゲージ理論および重力理論(弦理論)の双方から調べることによって、対応の理解を深めることを目指した。具体的には、本年度前半では、昨年度の研究で一部計算できなかった部分の計算を可能にする手法を、受け入れ研究者である東京大学の風間洋一氏とともに開発し、世界で初めてゲージ理論の強結合極限における三点関数を計算した。ただし、上述の計算手法は特殊な種類の三点関数にのみ適用可能であったため、本年度後半では、計算手法を拡張し、一般の三点関数に適用可能にすることに着手し、部分的な結果を得た。現在その結果に関する論文を準備中である。また、上記の方法はゲージ理論の強結合にのみ適用可能であるが、AdS/CFT対応を理解するためには弱結合側の理解も深めることが、必要不可欠である。そのような視点から、本年度後半では弱結合領域に関する研究も行った。ゲージ理論の弱結合領域に関してはすでに、多々の先行研究があるが、その多くは既存の計算手法をいかにして応用するかという点に力点が置かれており、計算手法の複雑さ故、背景にある物理的描像がわかりにくいものとなっていた。そこで我々は、より物理的描像が得やすく、同時に強結合側との対応がわかりやすい手法で弱結合領域の計算を行うことをめざし、部分的に計算に成功した。この成果に関しては現在論文執筆中であり、平成25年度の早い時期の出版を目指す予定である。また、この研究は引き続き継続中であり、将来的にAdS/CFT対応のより深い理解につながると期待される。

しかしながら、我々の計算では同じ表式が、3本の弦の描く軌跡の面積、という幾何学的量から自然に導出されている。この事は、以前に得られていた表式が、単に技巧的操作の末に得られた人工的なものではなく、背後にある物理的メカニズムを自然に反映したものであることを強く示唆している。それゆえ、我々の得た結果は、今後AdS/CFT対応の深いメカニズムを理解するうえで、礎となる重要な第一歩であると考えられる。実際、我々の論文は国際的な評価も受けており、韓国や京都の国際研究会で招待講演を行った。このように、本年度は本研究課題の集大成となる論文を出版することができ、全体として期待以上の進展が得られたといって過言ではない。本年度は、結果としては当初の計画とは若干異なる研究を行ったが、その結果今までいずれの先行研究も計算に成功していなかった物理量の計算に成功し、本研究の最終目的であるAdS/CFT対応の理解に向けた非常に重要な結果を得ることが出来たため、全体として当初の計画以上に進展しているといってよいと考えている。先行研究がなしえなかった物理量の計算を成し遂げ、また、ゲージ理論、弦理論の双方から解析することにより、共通する構造が見えつつある。故に研究計画はおおむね順調に進展しているといえるであろう。本年度の研究で得られた相関関数の結果をさらに一般化し、同時にゲージ理論側でも対応する量の計算を行うことによって、ゲージ理論と弦理論がどのように対応しているかをより詳細に理解していきたいと考えている。そのため、当初の研究計画であった、散乱振幅の解析とは異なることを行うことになることが予想されるが、研究の最終目的であるAdS/CFT対応の理解という観点からみると、相関関数も散乱振幅も同様に意義深いものであると考えている。また、相関関数に関する理解がある程度深まったら、散乱振幅との関係性もより詳細に調べていき、当初の研究計画で予定していた内容も同時に追及していきたいと考えている。今後は、弦理論側の計算を一般化するとともに、ゲージ理論側の計算を物理的プロセスがわかりやすくなるような方法で行うことで、両者に共通する構造を見出すのが目標である。すでにゲージ理論側で一部、結果を得ているため、今後は得られた結果の適切な極限を取ることで、弦理論側との比較をより具体的に行っていくつもりである。(抄録なし)