hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
視角が錯視知覚に与える影響の比較認知科学的分析

よって、実験手続きを抜本的に修正して、再度セキセイインコ・ヒト・ハトを対象にした近距離観察条件でのデルブーフ錯視実験を行う必要がある。既に手続きを修正した実験の実施を開始しているが、完了はしていない。一方、セキセイインコを対象とした近距離観察条件でのデルブーフ錯視実験を論文にまとめ投稿し、受理に至った点は予定以上の進捗であった。本研究の目的は、ヒト・セキセイインコ・ハトの3種における2つの錯視図形(デルブーフ錯視、ティルト錯視)に対する錯視知覚傾向を、2つの観察距離(近・遠)条件それぞれで明らかにすることである。2年度目である平成29年度は、セキセイインコおよびハトにおけるデルブーフ錯視図形の近距離での錯視知覚傾向を調べた。当初計画していた実験方法に問題があることを前年度に突き止めたため、平成29年度は手続きを変更して再度実験を行なった。結果、デルブーフ錯視図形を近距離で呈示した際、ヒトにおいて内側刺激の過大知覚傾向が見られる条件、過小知覚傾向が見られる条件のいずれにおいても、セキセイインコ・ハトでは過大知覚傾向が見られた。この結果は、セキセイインコ・ハトのデルブーフ錯視図形に対する知覚傾向がヒトのそれと異なる可能性を示唆する。一方で、本研究において重要な変数である視角の統制が、前年度のヒトの研究、29年度のハトの研究のいずれにおいても、さらなる改善の余地があることも分かった。これまで、セキセイインコやハトの視角にヒトの視角を揃えるため、ディスプレイに極めて顔面を近づける方法を取らざるを得ず、またその制約のため視角を揃えるには限度があったが、研究代表者が所属する大学に新たに導入された特殊な装置を転用すれば、鳥に呈示していた刺激視角と同等の視角でヒトに呈示できることが分かった。また、セキセイインコとハトとでも視角が異なる問題については、刺激サイズをセキセイインコとハトとで異なるものを用いることである程度の解決を図れることが分かった。ただしこちらは、さほどの視角差でもないため、もう一度最初から実験をやり直すかについては要検討である。以上を踏まえて29年度は、ヒトにおける近距離呈示でのデルブーフ錯視知覚実験を開始した。30年度上半期にはデータを取り終える予定である。まず、研究にかける時間・労力が十分でなかったことが理由として挙げられる。29年度は卒論指導学生が例年以上に多かったため、実験個体数確保の観点から、本研究にリソースが十分に割けなかった。この点は、次年度以降の戒めとし、十分な時間・労力が確保できるよう努力・工夫する。また、実際の実験実施を通して初めて明らかになること、実験環境の変化により新たに可能になることが2年度続けてあったことも、当初の目的達成という観点から「やや遅れている」という判断の理由の一つであろう。ただし、当初の計画よりも研究をより洗練できる可能性も生まれた上での"遅れ"であるため、これらの点について反省が必要であるとすれば、28年度・29年度の進捗についてではなく、立案時点での研究計画の甘さであろう。3年度目である平成30年度は、セキセイインコ・ヒトにおけるデルブーフ錯視図形の遠距離での錯視知覚傾向の調査を開始した。
電子化された有価証券と金融取引に関する研究

本研究は、わが国の証券の口座振替制度における担保制度について、口座記録の振替によらない、すなわち担保権設定者(口座名義人)、担保権者、口座管理機関の3者の合意(「支配契約」「コントロール合意」などと呼ばれる)による担保権設定の制度構築を提案するものである。当初はここから得た知見から、さらに、預金口座、電子記録債権について担保取引のあり方を再検討することを計画していたが、分散型台帳技術の証券決済システムへの適用が一層注目されるようになり、世界各国でさまざまな実験が行われて来ている状況に照らし、分散型台帳技術を利用した間接保有特有の投資者のリスクを排除する制度について、検討を始めることとした。本研究は、証券の口座振替制度における担保制度のあり方について、「わが国の社債、株式等の振替に関する法律」が規定する口座記録の移転以外の方法による担保権の設定、すなわち担保権設定者(口座名義人)、担保権者、口座管理者の3者間の合意(「支配契約」「コントロール合意」などと呼ばれる)による担保権の設定について検討、日本法への導入を考察するものである。そもそも口座振替制度にあっては、口座管理機関の事実上の関与がなければ口座記録の移転は生じないという制度の特徴に照らせば、口座管理機関を含む3者間の合意による担保権の設定は合理的な仕組みであるといえる。しかしながら、わが国の伝統的な担保法制、物権法理からは極めて異質な発想であり、実務界もそれほど関心を持っているようにも思えない。そこでこのような担保制度を有しているユニドロア条約、アメリカ統一商法典第8編、とりわけ、まずはアメリカ統一商法典第8編の立法過程の議論について調査を行うこととした。この調査に関しては、ペンシルバニア大学ムーニー教授のご協力を得られることができ、主にテキサス大学において保管されているアメリカ統一商法典第8編の1994年改訂に関する資料を入手することができた。そして起草委員会の資料の分析から、従来より顧客の証券を預かる証券会社が、当該顧客に対する融資者が証券を担保として徴求する際、証券を移転させることなく、以後、証券会社が融資者のために証券を預かる旨合意するといった実務が展開されていたことが確認された。こうした実務を法的に承認し、担保設定の方法として条文化したのが、「支配契約、コントロール合意(Controal Agreement)」であることを明らかにした。本研究の研究成果についてはムーニー教授との共著論文(英語)として公表することとし、平成27年7月21日、日本銀行金融研究所において報告を行った。本報告において、コントロール合意による担保権の設定が、とりわけ証券口座全体、すなわち証券の銘柄と数量が常時変動する「口座」に対する担保権の設定を可能とする方法であり、これがわが国における金融取引にとって有益であることを主張した。研究会参加者のコメントも概ね肯定的なものであったが、実務的には、合意書のひな型の作成などが必要であり、実際にこの手法によって担保権を設定しているアメリカ等の実態について、調査を進める必要があることが確認された。本研究は、わが国の証券の口座振替制度における担保制度について、口座記録の振替によらない、担保権設定者、担保権者、口座管理機関の3者間の合意による担保権設定の制度構築の提案のために、法的整合性、法改正のあり方、といった視点から検討するものである。口座振替制度は、口座管理機関が事実上の口座振替権限を有する仕組みであるから、こうした担保権の設定は合理的であるだけでなく、何よりも口座全体を担保化する法的基盤となるものである。この仕組みは、もともと米国において顧客の証券を預かる証券会社が、当該顧客に対して融資を行う金融機関等が証券を担保として徴求する際に、証券を移転させることなく、爾後、証券会社が金融機関等のために証券を預かる旨の合意をしていたという実務から発生したものであることをアメリカ統一商法典第8編の起草委員会の資料の分析から明らかにした。また近時のFintechの発展により、口座振替制度の仕組み自体を検討する必要性が生じてきている。2016年9月15日、オックスフォード大学で開かれたIntermediated Sicurities Wrkshopに参加し、ユーロクリアからの技術的な可能性についての説明を踏まえ、イギリス、オランダ、アメリカの研究者、実務家と情報・意見交換をした。今後、引き続きの検討課題である。なお、証券口座の担保化の中で検討した集合債権・集合動産の譲渡担保について、さらなる検討がわが国の金融取引において極めて重要であるとの認識から、とりわけ登録制度(わが国の動産・債権譲渡登記法)のあり方を中心に、実態調査を踏まえた法制度の見直しの必要性等について検討する方向で研究を進めているところである。コントロール合意(Control Agreement)による担保権の設定については、ペンシルバニア大学(米国)のムーニー教授との共同研究として、共著論文'SECURITY INTERESTS IN BOOK-ENTRYSECURITIES IN JAPAN: SHOULDJAPANESELAW EMBRACE PERFECTION BY CONTROL AGREEMENT AND SECURITY INTERESTS IN SECURITIESACCOUNTS?'として公表するととし、最終校正が終了したところである(平成29年4月発行予定)。さらに、オックスフォード大学におけるIntermediated Securities Workshopに参加し、Fintechによる口座振替制度のあり方、ヨーロッパにおけるカストディ契約の問題点などについて情報・意見交換をした。今後の検討課題を明確にすることができた。また、動産・債権譲渡登記法を利用したABLについて、その実態を把握する目的で、経済産業省、法務省、弁護士、司法書士、金融機関等に聞き取り調査を行った。それまでの調査を踏まえ、国連商取引委員会第4回担保取引法コロキアムにおいてわが国の状況について報告した。

本研究は、わが国の証券の口座振替制度における担保制度について、口座記録の振替によらない、すなわち担保権設定者(口座名義人)、担保権者、口座管理機関の3者の合意(「支配契約」「コントロール合意」などと呼ばれる)による担保権設定の制度構築を提案することを目的とする。そしてそこで得た知見から、さらに預金口座、電子記録債権について、国際商取引委員会の電子的移転可能記録についてのモデル法などの検討を踏まえつつ、基礎理論、担保法制について考察することである。証券の口座振替制度については、ペンシルバニア大学ムーニー教授とともに、アメリカ統一商法典第8編の起草委員会資料を含めたアメリカ法の分析、および私法統一国際協会が策定したジュネーブ条約の規整方法の分析などを踏まえて日本法への導入について考察した。その成果を日本銀行金融研究所において報告するとともに、共著論文をUniversity of Pennsylvania Journal of International Lawに寄稿した。当初は、先に述べた通りこの成果を踏まえ、預金口座、電子記録債権について検討を進めることを計画していたが、近時、大きな注目を集めているビットコインを支えるブロックチェーンなどの分散型台帳技術が決済システムの仕組みを大きく変える可能性が唱えられるようになって来た。わが国においてもさまざまな実証実験、検討がなされて来ている。そこで、まずはこうした動きについて整理をした上で、分散型台帳技術を前提に研究を進める必要性があると判断したところである。それゆえ本研究最終年度は、仮想通貨をめぐるさまざまな法的問題を分析しつつ、証券決済制度についての実証実験を素材に今後の検討課題等を整理した。本研究は、わが国の証券の口座振替制度における担保制度について、口座記録の振替によらない、すなわち担保権設定者(口座名義人)、担保権者、口座管理機関の3者の合意(「支配契約」「コントロール合意」などと呼ばれる)による担保権設定の制度構築を提案するものである。当初はここから得た知見から、さらに、預金口座、電子記録債権について担保取引のあり方を再検討することを計画していたが、分散型台帳技術の証券決済システムへの適用が一層注目されるようになり、世界各国でさまざまな実験が行われて来ている状況に照らし、分散型台帳技術を利用した間接保有特有の投資者のリスクを排除する制度について、検討を始めることとした。また、日銀金融研究所での報告、および本論文の執筆過程において、証券口座に対する担保設定の分析の中で検討した集合債権・集合動産の譲渡担保権については、さらなる検討がわが国の金融取引において極めて重要であろうという共通の認識に至った。来年度以降も共同態勢で研究を進めて行く予定であるが、証券担保の実務調査に加えて、集合債権・集合動産担保についての実態調査等も開始する予定である。
蛍光標識法を用いたマイクロ流路内粘弾性流体流れにおける高分子運動計測

本研究は,流動中の高分子水溶液内の高分子の分子量,濃度,配向状態の評価を行うために,高分子の蛍光標識を行い,その蛍光特性を観察して高分子状態を測定することを試みた.さらに,同じく高分子状態の計測を行うために高分子水溶液について誘電分光計測を,静止流体用の平行平板電極とマイクロ流路の上下壁に付設したマイクロ電極を用いて測定を行った.蛍光標識では単体の高分子の蛍光観察は可能だったが,流動中では分布を識別するのが困難であり,現在HPamを用いた測定を試みている.また,誘電分光測定では,誘電緩和の周波数で高分子状態を識別できることを示したが,マイクロ流路内の測定では外乱が多いため機器を改善中である.本研究は,流動中の高分子水溶液内の高分子の分子量,濃度,配向状態の評価を行うために,高分子の蛍光標識を行い,その蛍光特性を観察して高分子状態を測定することを試みた.さらに,同じく高分子状態の計測を行うために高分子水溶液について誘電分光計測を,静止流体用の平行平板電極とマイクロ流路の上下壁に付設したマイクロ電極を用いて測定を行った.蛍光標識では単体の高分子の蛍光観察は可能だったが,流動中では分布を識別するのが困難であり,現在HPamを用いた測定を試みている.また,誘電分光測定では,誘電緩和の周波数で高分子状態を識別できることを示したが,マイクロ流路内の測定では外乱が多いため機器を改善中である.平成25年度は流路内の高分子の可視化実験に向けて,1高分子の蛍光標識と2高分子溶液の誘電分光計測を行った.高分子の標識では,ポリアクリルアミドのアミド基をアミノ基に変換して蛍光標識を試みた.この方法では蛍光標識できたものの蛍光分子と蛍光標識した高分子の分離が必ずしも成功せず,溶液中における個々の高分子を明確に識別することが困難であった.そこでモノマーを蛍光標識して,その後重合により高分子を生成して高分子を可視化する方法,高分子としてアミノ基を既に持つ物を選択して,それを蛍光標識する方法を検討する予定である.次に,高分子溶液の誘電分光計測では,高分子の分子量,濃度,配向により溶液の誘電分光特性が変化することに着目して,溶液の誘電分光特性の測定とプローブ(電極形状)の開発を行った.測定では,ミリスケールの容器と電極を用いた測定系およびマイクロスケールの流路と電極を用いた測定系の2つを用いて,超純水,導電率が既知である校正液,ポリアクリルアミド水溶液の誘電分光測定を行った.その結果誘電緩和現象が観測され,濃度および分子量によって緩和周波数が変化することを示した.この場合,他の研究に示された異なる高分子および測定系の結果と定性的に良く一致し,測定装置の妥当性を示すことが出来た.一方,低周波数領域では電極に形成される電気二重層と溶液の導電性の影響により見かけの誘電率が増加し低周波領域における誘電緩和測定の感度が低下した.さらに,流量(速度勾配)が変化した場合は,誘電緩和減少が僅かに観測されたが,この電気二重層の影響により十分な解像度で計測することができなかった.本研究では,粘弾性流体流れの伝熱と流動に関する固有な特性の原因を解明するために,高分子水溶液流れにおける高分子の運動と伸縮の状態を明らかにし,それが流れとどのような相関を持つのかを明らかにするために,高分子を蛍光標識しマイクロ流路内における高分解能計測およびマイクロ電極を用いた誘電分光計測を行った.蛍光標識では,マイクロ流路の開発,温度制御ユニットの開発,光学系の開発を行い,さらに蛍光標識された高分子(ポリアクリルアミド)を生成するための手順について複数の方法を試みた.その結果,蛍光標識された高分子の可視化を行うことができた.ただし,蛍光強度が高すぎて測定分解能を妨げるため,蛍光分子の状態を識別することができなかった.これを改善するために,モノマーからポリマーを生成する中で蛍光標識の領域を絞り込む方法の検討,光学経路の変更による光学分解能の向上,画像処理法(アルゴリズム)の変更,を行っている.これらの改善から,蛍光画像(点)の輪郭形状と高分子の状態との相関を取る予定である.また,誘電分光計測では,校正のためにミリスケールの白金電極を用いて数マイクロの隙間の高分子水溶液に関する誘電分光計測を行い,高分子の分子量や濃度が誘電緩和の周波数と電気容量に与える影響について検討を行った.その結果,誘電緩和が生じる周波数がこれらの要因によって変化することを示した.さらにマイクロ電極付設マイクロ流路を用いて流動条件下における高分子水溶液流れの誘電分光計測について検討した.この場合,ミリスケールと同様に分子量や濃度による誘電緩和特性への影響を測定できたが,流れによる影響は,電極での電気二重層生成による測定感度低下もあり,優位な差が得られなかった.今後は,電極表面の特殊加工によるセンサ感度の向上や流路寸法と流量条件の選定をはじめとして,研究を継続する.伝熱工学蛍光標識のよる個々の高分子の識別が正しく行われておらず,高分子の可視化としては十分に成果を上げていない.

一方,誘電分光計測による高分子の可視化では誘電緩和現象がミリスケールとマイクロスケールでそれぞれ観測されたことから一定の進捗が得られたため.高分子の蛍光標識では,アミド基を持つポリアクリルアミドを用いたこと,ポリマーの直接標識を試みたこと,が原因で高分子を十分に標識できなかった,標識した高分子と蛍光分子を分離できなかった,ことが問題となった.既にマイクロ流路内の蛍光観察の測定系は構築されており,複数の方法で測定可能である.さらに,流量条件や温度条件等も設定可能な系を構築していることから,後は高分子の準備だけが課題である.これらについては,他分野の連携研究者と改めて議論を行い,生成方法の検討および作成を早急に行う.高分子水溶液流れの誘電分光計測では,ミスケールとマイクロスケールの電極と流路について,それぞれ形状と寸法を検討し,測定可能な系は構築している.平成26年度は,電気二重層と溶液の導電率の影響の軽減を目的として,電極性状および解析手法の開発,そして測定感度の向上を図る.その上で,流れの中における誘電分光特性を示すことで流路内の高分子状態の測定とそれに伴う応力場の予測を図る.この場合,マイクロ流路を用いて種々の流動条件下における測定を行うと共に,マクロスケールでの測定を可能とするプローブの開発も行う予定である.当初の蛍光標識法では高分子が十分に標識できなかったため,予定の実験回数をこなすことができず,消耗品費が低額で終了したため.新たな蛍光標識法を図るが,その開発と開発後の流路内の計測のための薬品購入およびマイクロ流路とプローブ作成のための諸費用に用いる予定である.
量子ホール電子系による位相および核スピンの制御

量子ホール電子系における端状態の電子スピンと核スピン間の超微細相互作用を利用して、端状態の電子スピン固有状態と、核スピン偏極の生成・拡散・緩和のダイナミクスの双方を解明した。さらに、量子ポイントコンタクトや量子ドット系における電子の位相干渉性の特性を明らかにした。量子ホール電子系での電流不安定状態に伴う負微分伝導の発生、および電流による量子ホール崩壊現象における熱双安定性の存在を実証した。量子ホール電子系および量子ドット電子系によって核スピン制御や位相制御を行い、それらの応用展開を図る。そのために、(1)核スピンの制御ではGaAs系2次元電子系の量子ホール系の端状態に生ずる電子スピンの非平衡分布に起因して超交換相互作用を通して誘起される核スピン偏極の空間プロファイルをナノメートル精度で明らかにし、核スピン制御の可能性を探求する。さらに、量子ホール端状態の新たなマイクロスコピーを開始することを目的とする。(2)また、電子系と電磁波の強結合系を実現し新たな量子制御を目指すために、直列2重量子ドットをコプラナー型マイクロ波キャビティーに静電的に強結合したcircuit QEDの実現を目指す。核スピン偏極の生成が端状態閉じ込めポテンシャルが緩やかになるにつれ消失するという既研究の知見を元に,ランダウ準位占有指数を2の上下にずらすことによって生ずる核スピン偏極の大きさと空間プロファイルの変化を観察した。またサイドゲ-トバイアスの制御によってポテンシャル形状を糸統的に変化させて同様の観察を行った。さらに,動的核スピン偏極の生成に伴って核スピン系と電子スピン系の間の相互作用が有効的に強まり,核スピン偏極の電子スピンへの緩和が超放射として起こる可能性がある。その効果を検証するための実験を行った。つまり,従来のクロスゲート法で電子スピンの非平衡分布によつて核スピン偏極をサイドゲートに沿って生成する。核スピン偏極が生成する領域にゲートバイアス電圧のパルス的印加によって量子ポイントコンタクトをパルス的に生成し,その伝導度によってポテンシル鞍点での核スピン偏極を局所的に検出する。その際,ポテンシャル鞍点領域の核スピンをパルスNMRによって特定のユニタリー変換を行うにとにより,電子スピン系への超放射が起こる(縦緩和時間が桁違いに短くなる等)ことを観測しようとした。平成19年度は,この測定のための試料を作成して準備的な実験を行つた。つまり,クロスゲート,サイドゲート,ポイントコンタクト用のゲートを持つGaAs/AlGaAsヘテロ構造素子を用意し,その上にSiO層による絶縁膜を蒸着したうえでパルスNMR用のローカルコイル(ポイントコンタクト直上位置に金属細線)を作成した。実験では,クロスゲートによってサイドゲートに沿う核スピン偏極が生成することを電流電圧特性のヒステリシスから確かめた。続いて,パルス駆動によるポイントコンタクトによる検出を試みたが,感度がまだ十分でなく検出にはいたらなかった。また,試料作成に関しては,ポイントコンタクト領域の直上に蒸着によってSiO層を形成すると,ポイントコンタクトのトンネル電流特性が大きく影響を受けることが判明した。今後,絶縁層の作成方法に改良を加えて実験を進める。量子ホール電子系の遷移の試料サイズ依存性に関して,乱雑ポテンシャルの異なる試料を数種類の結晶waferから作成し,かつ試料サイズ(ゲート領域サイズ)を大きく変化して実験を行った。多くの2次元電子系において,遷移幅の温度依存性が従来研究の結果と異なること,また低温域で温度依存性が消失するが系統的な試料サイズ依存性は無いことを見出した。測定により,これらの結果が2次元電子系試料の乱雑ポテンシャルの特徴的距離と試料サイズとの兼ね合いから起こるメソスコピック効果であることを確かなものにすることができた。一昨年度までに明らかにした核スピン偏極の大きさと閉じ込めポテンシャルの形状との関係を下に、核スピンの制御性向上の可能性を追求した。具体的には、核スピンの動的偏極が進む際、核スピン系と電子スピン系の相互作用が有効的に格段に強まってスピン波の"超放射"が起こる可能性を追求するために、高純度GaAs/AlGaAsへテロ構造基板上のホールバーチャンネル中にポイントコンタクトをつくり、それをパルス的に操作することで核スピン偏極を局所的に検出することを試みた。しかし、ポイントコンタクトによる検出感度が十分でないことが判明したため、年度後半に、パルスNMRの実時間観測を目指して新たな高純度GaAs/AlGaAsへテロ構造素子の設計にとりかかった。量子ホール系端状態の研究を発展させ、強磁場中の並列2重量子ドットのひとつを、マクロサイズの孤立した量子ホール電子系の近傍に作成して静電的に結合することにより、量子ドットの有効的な2準位状態と巨視的サイズの孤立2次元電子系に生成するedge-magneo plasmonを強く結合することを計画した。しかし、edge-magnetoplasmonの分散が大きくキャビティーのQ値が十分の値を持たない可能性が明らかになった。そこで、年度後半から直列2重量子ドットを超伝導金属(アルミニウム)によるコプラナー型マイクロ波キャビティーに静電的に結合し、ゼロ磁場で量子ドットの電荷状態による2準位とキャビティー中のマイクロ波光子との強結合を目指す素子作りを開始した。

量子準位間隔の大きな(サイズの小さな)直列2重量子ドットのSET動作の確認と、コプラナー導波路によるキャビティーの動作確認を別個に行い、本格的実験の準備を進めた。[核スピン制御]GaAs系の量子ホール電子系の端状態に生ずる電子スピンを利用して、固体素子の選択した位置の約30nm幅の微細領域に核スピン偏極を誘起することに成功した。また、励起された核スピン偏極の空間プロファイルを、バイアス電圧の微調で端状態の位置をナノメートル精度で挿引することによりイメージングすることに成功した。核スピンのナノメートルスケールでの制御という本研究の目的の一つを達成した。また、核スピン偏極を逆に端状態電子系に対するナノプローブとして利用することにより、端状態電子系のマイクロスコピーを行い、電子スピンの集団励起状態(バルク状態におけるスカーミオンに対応したspintexture edge)が生じている証拠を世界で初めて得た。[電子系と電磁波との強結合]circuit QEDを半導体素子で実現するために、昨年度に引き続いて、直列2重量子ドットを超伝導金属(アルミニウム)によるコプラナー型マイクロ波キャビティーに静電的に結合し、電子系の2準位とキャビティー中のマイクロ波光子との強結合を目指す素子作りを継続した。直列2重量子ドットの準位間隔(約500mK)が実験温度(30mK)で十分分離する大きさを持ち、またコプラナー導波路によるキャビティの共振周波数(8GHz、約500mK)に対応することを別個に確かめた。最終年度となる来年度に「人工単一分子レーザー」を目指す準備が整った。本研究の目的は、量子ホール電子系および量子ドット電子系によって核スピン制御や位相制御を行い、それらの応用展開を図ることである。そのために、平成22年度は(1)核スピン制御について:GaAs系2次元電子系の量子ホール系の端状態に生ずる電子スピンの状態を、核スピン偏極のナノスケールの分布をプローブとして用いることにより探索した。その結果、スピン状態が端状態の中でナノスケールで大きく変化していることを明らかにした。つまり、最も端に近くランダウ準位占有指数が1より小さな領域では単一スピンがゼーマン分離する古典的描像が正しいが、端状態の内側の可圧縮領域では、交換相互作用のために集団的なスカーミオンが形成し、ゼーマン分離が等価的に消失している。そのために、核スピン偏極の異常に早い(1秒以下)緩和をもたらすことを明らかにした。この成果は、核スピンの制御を目指すうえで基本的に重要な知見となる。さらに、端状態に沿って生ずる核スピン偏極の拡散をマスター方程式をたてて定量的に求めた。既知の格子緩和定数や核スピン同士の双極子相互作用による拡散定数を用いて、核スピン分極の空間プロファイルの時間変化を導出し、その結果が実験結果と良く一致することを示した。
ヒト免疫不全ウイルス蛋白質の翻訳後修飾機構の解明

HIV感染を防ぐための一つの手段として、ヒトの細胞はBST2などの抵抗性宿主因子BST2を保持している。しかしHIVは自身がコードするVpu蛋白質の働きによってBST2を不活化する。この活性にはVpuのリン酸化が必須であるが、その詳細な分子機構は不明である。本研究では迅速スクリーニング技術を用いて、膜輸送関連蛋白質SCYL2がVpuのリン酸化を阻害し、BST2の抗HIV活性を高めるという新たな分子モデルを明らかにした。真核細胞内におけるタンパク質の翻訳後修飾は、その機能調節に重要な機構の一つであるにも関わらず、ウイルスタンパク質が感染細胞内でどのような翻訳後修飾を受けるかについてはいまだ不明な点が多い。本研究課題ではヒト免疫不全ウイルス(HIV)がコードするウイルスタンパク質のうち、リン酸化によってその活性が制御されており、かつHIV粒子の産生・放出を促進する活性をもつViral protein U (Vpu)に着目し、そのリン酸化調節機構を明らかにすることで、翻訳後修飾とウイルス複製および病態との関連性について考察を行っている。Vpu欠損型HIVでは、GPIアンカー型タンパク質BST-2によって感染細胞膜上に繋留され、ウイルス放出が強く抑制されることから、VpuはBST-2を細胞内で不活化していると考えられている。またこの作用にはVpuの細胞内ドメインにある2つのセリン残基のリン酸化が必須であるが、これらのリン酸化・脱リン酸化の詳しい制御機構は不明である。平成22年度は、コムギ無細胞タンパク質合成系とアルファスクリーン技術を組み合わせたハイスループット検出系を用い、新規に13種類のリン酸化酵素がVpuと相互作用しうることを見いだした。遺伝子オントロジー法とsiRNAを用いた二次的スクリーニングにより、そのうち1種類の宿主因子がVpuのリン酸化を制御し、かっ実際にウイルス産生効率に影響している可能性が示唆された。非常に興味深いことに、この宿主因子の存在下では、Vpuのリン酸化が阻害されており、脱リン酸化状態が維持されていることが分かった。またこの宿主因子は脱リン酸化酵素の一種であるPP2Aとの結合親和性が認められ、PP2A阻害剤存在下ではこの宿主因子の効果が大幅に減衰したことから、PP2Aを媒介したVpuの脱リン酸化機構の存在が強く示唆された。ヒト免疫不全ウイルス(HIV)タンパク質が感染細胞内においてどのような翻訳後修飾機構を受けるかについてはいまだ不明な点が多い。そこで本研究課題では、HIVタンパク質のうち、とくにその翻訳後修飾がウイルス粒子の効率的な産生と伝播に重要だとされるVpuおよびVifタンパク質に着目し、それらの詳細な分子メカニズムの解明を目指した。本研究で新規に確立した次世代迅速スクリーニング系を用いて、約420種の翻訳後修飾関連酵素のうち13種類がVpuと、36種類がVifと相互作用しうることを新たに見いだした。このうちこれまで主な機能が不明であったSCYL2が、脱リン酸化酵素PP2A依存的にVpuを脱リン酸化(不活化)し、本来Vpuによって中和される抗HIV因子BST2の活性を相対的に高めることでHIV産生を顕著に阻害することを発見した。また、CD4陽性T細胞においてSCYL2が1型インターフェロンで発現誘導されることや、本宿主因子をノックダウンした細胞では1型インターフェロンの抗HIV活性が弱まることから、本宿主因子は1型インターフェロンの抗HIV活性における宿主側応答系の一員であることが示唆された。一方、Vifは抗HIV因子APOBEC3を分解することでHIVの増殖を促進するが、この現象を顕著に阻害する新規宿主因子VBP1(Vif-binding protein 1)を新たに見いだした。VBP1はVifによるAPOBEC3分解を他の宿主因子を介さずに阻害している可能性が示唆され、現在その詳細な分子機構について解析中である。本研究の革新的な網羅的解析技術によって、翻訳後修飾の観点からHIV複製機構および病原性を部分的に明らかにすることができた。今後はウィルスタンパク質の翻訳後修飾を標的とした抗HIV薬の開発が期待される。
COPD患者に対する呼息時電気刺激を用いた呼吸リハビリテーションの実証的研究

我々はこれまでに、COPD患者のリハビリテーションにおいて呼息時電気刺激(PESE)が換気効率を改善することを報告した。今回の研究では、このPESEを臨床活用するために、その効果機序を明らかにし、刺激に最も適した場所を特定することを目的とした。また、息切れの原因である動的肺過膨張の影響についても調査した。今回の結果よりPESEの換気効率の改善機序はPESEによる意識付けの効果であることが明らかとり、併せて刺激部位は露出しやすい前腕部でも良いことが明らかとなった。一方で、PESEは動的肺過膨張の指標である最大吸気量を改善しないことも明らかとなった。タイトル:呼息時電気刺激の効果機序の解明と刺激部位の特定に関する研究研究目的と方法:本研究の目的は、我々がこれまでに明らかにしてきた呼息時電気刺激がもたらす換気効率の改善が「治療的電気刺激」としての効果なのか、「バイオフィードバック」としての効果なのかを明らかにすることである。また、その結果から電気刺激を加える部位を特定することである。対象者は病院に外来通院するCOPD患者35名である。対象者を1)プラシーボ群(周波数:30Hz、パルス幅:200μs、刺激部位:腹筋群、刺激パターン:10秒毎のon-off交互刺激)、2)治療的電気刺激群(周波数:30Hz、パルス幅:200μs、刺激部位:腹筋群、刺激パターン:呼息同期刺激)、3)バイオフィードバック群(周波数:30Hz、パルス幅:200μs、刺激部位:前腕部、刺激パターン:呼息同期刺激)のいずれかの群に無作為に割り付けた。各群に割り付けられた対象者に対し、「介入なし」での安静5分と自転車運動5分から構成されるプロトコルを遂行してもらいベースライン測定を行う。次に割り付けたそれぞれの「介入」下で同様のプロトコルを遂行してもらい介入時の測定を行う。測定項目は分時換気量、1回換気量、呼吸数、呼吸時間である。結果:プラシーボ群に対し治療的電気刺激群とフィードバック群では1回換気量の増大と呼吸数の減少が認められた。ただし、治療的電気刺激群とフィードバック群の比較においては明らかな差は認められなかった。考察およびまとめ:本研究結果より、呼息時電気刺激がもたらす換気効率の改善は「バイオフィードバック」によってもたらされた結果であることが明らかとなった。また、このことから刺激部位は呼息筋である腹筋群以外の前腕部でも良いことが明らかとなった。平成27年度の研究目的を達成するにあたり、メインアウトカムである最大吸気量の計測方法の再検討を余儀なくされた。よって、この予備研究の成果について報告する。研究の目的:筒型マウスピースの代わりに「マスク」を用いて肺機能を測定し、得られた結果から妥当性と再現性を検討すること。対象と方法:対象は健常大学生48名である。対象者に対し筒型マウスピースを用いたスパイロメトリ(MS)とマスクを用いたスパイロメトリ(FS)をランダムに2回ずつ実施した。使用した機器はミナト医科学社製AS-507で、マウスピースは死腔量30mlのスパイロメトリ用筒型マウスピース、マスクは死腔量210mlの運動負荷テスト用エアシールマスクを用いた。計測した項目は肺活量(VC)、一回換気量(TV)、最大吸気量(IC)、一秒量(FEV1)、一秒率(FEV1%)である。FSを用いたスパイロメトリの妥当性は各測定項目のデータをMS(従来法)とFSの相関により検証した。再現性はFSを用いたスパイロメトリの各測定項目の1回目データと2回目データの級内相関により検証した。結果:VC、TV、IC、FEV1 FEV1%のいずれにおいてもMSとFSとで高い相関が認められた。また、同測定項目のいずれにおいても1回目データと2回目データとで高い級内相関が認められた。まとめ:以上の結果よりスパイロメトリの際に筒型マウスピースの代わりにマスクを用いることが可能であることが証明された。本研究課題のメインアウトカムである最大吸気量の運動中の測定に問題が生じたため、代替手法の検討とその妥当性、再現性の確認に時間を要した。平成28年度の研究目的を達成するために、今回の実験に用いるマスクの信頼性と妥当性を検証することを余儀なくされた。昨年度も同様の検証を行ったが、学会で検証結果の限界を指摘されたため、新たな解析手法(Bland-Altman法)を追加し検証を行った。肺機能検査の際にはスパイロメータが広く用いられる。スパイロメータでは一般的にマウスピースを用いて測定するが、エアーリークが生じることがある。これに対し、呼気ガス分析マスクを用いて測定することで、エアーリークが生じる可能性が低いと考えられる。本研究の目的は、呼気ガス分析マスクによる肺機能検査の再現性および信頼性を明らかにすることである。呼吸器・循環器系に既往のない健常大学生50名を対象に、肺機能検査をマウスピースとマスクを用いてそれぞれ2回ずつ実施した。測定項目は肺活量、一回換気量、予備吸気量、最大吸気量、努力性肺活量、一秒量、一秒率であった。結果として、マウスピースとマスクどちらの測定においても、各項目で非常に高い再現性が認められた。信頼性については各項目で非常に高い相関が認められた。

測定誤差については、一回換気量と一秒率では系統誤差は認められず、その他の項目で僅かな加算誤差が認められた。ただし、呼吸機能検査ガイドラインにて定められている、信頼性を損なうほどの差ではなかった。以上のことから、マスクでの測定は再現性、信頼性ともに高く、代替法として十分有用であることが示唆された。1,使用する予定のマスクの信頼性と妥当性の検証に時間を要した2,研究代表者が急な転勤となり研究時間が確保できなかった慢性呼吸器疾患患者の呼吸困難の一因である動的肺過膨張では「呼気延長呼吸」が重要とされる。これは呼気終末陽圧(PEEP)効果により呼気終末の気道閉塞を予防できるからである。リハビリテーションでは頻繁にこの呼吸法が指導されるが、特に歩行やその他の動作中にはこの呼吸法を持続させることは難しい。我々はこれまでの研究で慢性呼吸器患者の呼気に同調し電気刺激を行い、患者自身に意識付けさせることで歩行時の呼気延長がはかれることを明らかにしてきた。今回の研究目的は電気刺激の部位を特定することと(第一研究)、呼気延長に伴い、動的肺過膨張が抑制できているのかを観察すること(第二研究)である。(第一研究)36名の外来COPD患者を呼気筋(腹部筋)に電気刺激(呼息時のみ)を行う群と呼吸に全く関係ない部位(前腕部)(呼息時のみ)に電気刺激を行う群の2群に割り付け、それぞれの介入下で換気指標を測定した。なお、本人には「電気が長く流れるように息を吐くこと」と指示した。結果では2群間に有意差は認めなかった。今回の結果は電気刺激が腹部でも前腕部でもどちらでもよいということを示すが、電極の装着が比較的容易である前腕部が適所であると考えられた。(第二研究)6名の外来COPD患者に対し「電気刺激あり」と「電気刺激なし」の2つの条件下で6分間歩行テストを課し、呼吸困難指標であるBorg scaleと動的肺過膨張の指標である最大吸気量(IC)を測定し比較した。結果、Borg scaleは電気刺激下で低値の傾向を示したが、ICについては双方で有意な差を認めなかった。今回の結果からは電気刺激による呼気延長の意識付けは動的肺過膨張の予防、改善には寄与していないことが明らかとなった。近年ICについては動的肺過膨張の変化に対する感度の低さが指摘されている。この点での研究の限界は否めない。我々はこれまでに、COPD患者のリハビリテーションにおいて呼息時電気刺激(PESE)が換気効率を改善することを報告した。今回の研究では、このPESEを臨床活用するために、その効果機序を明らかにし、刺激に最も適した場所を特定することを目的とした。また、息切れの原因である動的肺過膨張の影響についても調査した。今回の結果よりPESEの換気効率の改善機序はPESEによる意識付けの効果であることが明らかとり、併せて刺激部位は露出しやすい前腕部でも良いことが明らかとなった。一方で、PESEは動的肺過膨張の指標である最大吸気量を改善しないことも明らかとなった。共同研究者が各々の役割を各日に遂行できたこと、研究協力施設での対象者確保が順調に進んだことが順調に進展した理由である。平成27年度に実施した予備研究において運動中の最大吸気量測定における問題は解決された。よって、平成28年度は当初の予定通りCOPD患者を対象とした実験に取りかかる予定である。使用するマスクでサンプリングした各種データの妥当性と再現性が改めて確認できた。
凍結保存臍帯血由来間葉系幹細胞による移植片対宿主病治療に向けた基礎的研究

研究当初に目標とした大豆凝集素による濃縮操作後に樹立した臍帯血由来間葉系幹細胞培養を長期に維持することが困難であった。また液体窒素中に凍結保存された臍帯血を解凍後に分離培養した単核球からは間葉系幹細胞は樹立されなかった。以後は採取から培養開始までの時間の短い新鮮な臍帯血を実験に供することとし、間葉系幹細胞培養用にスクリーニングされた胎児牛血清を添加した間葉系幹細胞培養用培地を用いることで増幅可能な2株の間葉系幹細胞を得ることができた研究当初に目標とした大豆凝集素による濃縮操作後に樹立した臍帯血由来間葉系幹細胞培養を長期に維持することが困難であった。以後は採取から培養開始までの時間の短い新鮮な臍帯血を実験に供することとし、間葉系幹細胞培養用にスクリーニングされた胎児牛血清を添加した間葉系幹細胞培養用培地を用いることで増幅可能な2株の間葉系幹細胞を得ることができた間葉系幹細胞を用いた重症移植片対宿主病の治療法確立を目的として、臍帯血由来間葉系幹細胞の分離および体外増幅を試みた。臍帯血中に含まれる間葉系幹細胞の頻度が極めて低いとの報告があることより、分離に際しては、まずHydroxyethylstarch (HES)を用いて白血球分画を得、次に大豆凝集素(SBA)を用いて間葉系幹細胞を濃縮するという手法を用いた。対象とした臍帯血は宮城さい帯血バンクより研究用として提供された11件であり、SBA+分画およびSBA-分画(細胞数は平均値でそれぞれ1.34(0.30-1.94)x10^8,1.97(0.28-4.47)x10^8、回収率は平均値でそれぞれ26.3%,37.2%であった)をDMEM (low glucose)培地またはMesen Cult培地に浮遊し、細胞培養ディッシュに播種した後、37°C,5%CO_2インキュベーターにて培養した。しかしながらこの方法ではいずれの臍帯血においても間葉系幹細胞の増生は認められなかった。そこで、HES分画により得られた濃縮白血球からFicoll-Paque比重遠心法により単核球を分離し、同様にDMEM(lowglucose)培地またはMesen Cult培地に浮遊し、Dexamethasone(10^<-7>)存在下に間葉系幹細胞培養用にスクリーニングされた胎児牛血清(FCS)を10%にて添加して培養したところ、10%FCS加Mesen Cult培地にて培養した12件の臍帯血のうち10件において、線維芽細胞様の形態を有する付着性の細胞の増生が認められた。線維芽細胞様の付着性細胞の増生確認後はDexamethasone非存在下に培養を継続し、70-80%confluentになった段階でフローサイトメトリー法によりこれらの細胞の表面マーカーを解析したところ、CD166,CD105,CD44,CD29が陽性であることが確認された。平成20年度においては、大豆凝集素(SBA)による濃縮操作を用いず、Hydroxyethylstarch(HES)分画およびFicoll-Paque比重遠心により得られた単核球を間葉系幹細胞培養用にスクリーニングされた胎児牛血清(FCS)10%添加MesenCult培地にて培養した。培養した17件の臍帯血のうち、線維芽細胞様の形態を有する付着性の細胞の増生が認められた臍帯血は5件であった.いずれについても培養開始後2週間から4週間で細胞の増生が確認されたが、培養を長期に維持することができず、8週間程度で増殖は停止したため、機能解析実験までには至らなかった。培養効率の向上を目的として、以後の実験に供する臍帯血は採取から培養開始までの時間が短いものを用いることとした。また培養器を40cm2ディッシュから6穴プレートに変更した。採取から培養開始までの時間が比較的短い(3-11時間)10件の臍帯血について培養を実施したが、線維芽細胞様の形態を有する付着性の細胞の増生が確認されたのは3件あり、増殖を維持できている2件については細胞増幅と性状解析実験を継続中である。また宮城さい帯血バンクにおいてHES法により調製後、液体窒素中に保存された臍帯血のうち、調製後の細胞数が基準を満たさなかった臍帯血4件の提供を受け、解凍後にFicoll-Paque比重遠心により分離した単核球を用いて同様の方法により培養を試みたが、いずれについても培養開始後4週までに線維芽細胞様の形態を有する付着性の細胞の増生は確認されなかった。
ソフトウェア信頼性評価技術の理論的統合化に関する研究

本研究では、従来から提案されているソフトウェア信頼度成長モデルを理論的に統合し、かつソフトウェアのデバッグ過程から物理的にフォールト発見事象を表現するための確率モデルを提案した。具体的は、無限サーバ待ち行列の理論を適用することによりソフトウェアに残存するフォールト数を記述するための確率モデルを提案し、ソフトウェア信頼性評価に有用ないくつかの評価尺度を導出した。上述のモデルは、テストケースの到着過程とソフトウェア内の論理パスを通過するデバッグ過程によって表現されており、従来のソフトウェア信頼度成長モデルの全てがこの枠組みにおいて説明され得る。このような一般化されたモデルに対して、ベイズ法やギブスサンプリング法に基づいたシミュレーションを行うことにより、あらゆるタイプのソフトウェアフォールト発見データに適合するような統合的方法論を確立することが可能となった。最終的に、実際の工程で採集されたデータを用いて信頼性評価を行い、提案モデルの有効性を検証した。また、ニューラルネットワーク技術を応用することにより、新しいソフトウェア信頼性評価技法も新たに開発した。
データサイエンスに基づいた日本文体変化分析とその構造のモデリング

本研究では,近現代の文体について,データサイエンスの手法で変化の有無およびその要因分析とその構造をモデリングすることを目的としている。平成30年度は、主に研究の基礎材料となるコーパス作成を行った。本研究では,19052015年の小説の社会的文体を研究対象としている。研究にあたり,まず100年以上にわたる膨大の近現代小説から,1年ごとに3名ずつの代表的な作家・作品(330作品)をサンプリングし,作業を進めた。平成30年度では、青空文庫・電子文芸館から175人の175編をダウンロードし整形を行った。その文字数は3,506,247である。また、紙媒体の作品をOCRで入力した。その作品は171人の171編であり、文字数は2,801,580である。なお、コーパスを作成しながら、分析方法を模索し、分析を試みた。その成果の一部は国内の学会や国際学会で発表を行った。上記と並行して個人文体の変化、文体素の抽出方法の開発、文体素の選択方法および分析方法の開発、文体計量分析法による代筆疑惑の研究、犯行声明文などの分析と書き手の特徴分析などに関する研究も行い、その成果を国内外の研究会、研究論文誌にて公開した。さらに、「テキストマイニング2018」のシンポジュームを開催した。初日は研究交流会、翌日は研究交流とテキストマイニングの講習会を併設した。参加人数は100人を超えている。その詳細のコンテンツはホームページで公開している(https://www1.doshisha.ac.jp/mjin/lab/TM2018.html)。研究実績の概要で述べたように、346編の作品、約6,307,827文字のコーパスを完成している。コーパスの作成の進捗状況は、計画より順調に進んでいる。作品の数が計画より早く上回っているのは、紙媒体の作品をOCRで入力する長編小説については全文ではなく、必要充分であると考えられる1万3千字を目途にして入力したのが一つ要因である。これは、本研究チームによる文体素が安定する文章の長さに関する研究成果を応用したものであり、組織的にかつ科学的手法に基づいた結果である。次年度には、平成30年度に作成したコーパスに、さらに150210編の作品を追加し、形態素解析、構文解析用のデータベースを作成し、分析の材料の完成を目指す。作品数は、計画した330作品から550編に増やすことを目標とする。コーパスを拡充しながら随時形態素解析、構文解析を進め機械解析結果の誤りの修正の対策などについて研究を進める。これらの作業に並行し、次年度には文体素の抽出に関する研究とプログラムの開発、分析やモデリングの方法について検討を続けながら分析を試みる。それらを体系化ができれば,完成されたコーパスを用いた今後の研究の発展に寄与できる.また、類似な研究が他国では研究計画が進んでいるか、またどのような方法で行っているかに関する研究動向を把握し、最新の研究方法を取り組み、研究を進めることにする。なお、本研究と関連する周辺の研究を進めることで、本研究をさらに推進させる相乗効果も考えられるので、社会文体に並んで今まで進めてきた個人文体の研究も積極的に引き続き推進し、文体素の抽出やそのデータ分析の方法とツールの開発・拡充を行いたいと考えている.得られた研究成果は引き続き積極的に国内外に情報発信していく予定である。

これは、本研究チームによる文体素が安定する文章の長さに関する研究成果を応用したものであり、組織的にかつ科学的手法に基づいた結果である。次年度には、平成30年度に作成したコーパスに、さらに150210編の作品を追加し、形態素解析、構文解析用のデータベースを作成し、分析の材料の完成を目指す。作品数は、計画した330作品から550編に増やすことを目標とする。コーパスを拡充しながら随時形態素解析、構文解析を進め機械解析結果の誤りの修正の対策などについて研究を進める。これらの作業に並行し、次年度には文体素の抽出に関する研究とプログラムの開発、分析やモデリングの方法について検討を続けながら分析を試みる。それらを体系化ができれば,完成されたコーパスを用いた今後の研究の発展に寄与できる.また、類似な研究が他国では研究計画が進んでいるか、またどのような方法で行っているかに関する研究動向を把握し、最新の研究方法を取り組み、研究を進めることにする。なお、本研究と関連する周辺の研究を進めることで、本研究をさらに推進させる相乗効果も考えられるので、社会文体に並んで今まで進めてきた個人文体の研究も積極的に引き続き推進し、文体素の抽出やそのデータ分析の方法とツールの開発・拡充を行いたいと考えている.得られた研究成果は引き続き積極的に国内外に情報発信していく予定である。分担者の病気などで予定された研究出張などが実現できなかった。今年度は、よりアクティブに研究を推進するよう企画します。「テキストマイニング2018」のシンポジュームを開催した。初日は研究交流会、翌日は研究交流とテキストマイニングの講習会を併設した。参加人数は100人を超えている。
線条体の情動記憶への関与

恐怖条件付け学習では、音と電気ショックは視床の異なる核を経由してそれぞれ扁桃核に入力し、この領域で連合され、記憶として保持されるという単純な神経回路が考えられていた(Le Doux.2000,Annu.Rev.Neurosci.23:155-184)一方で、これまでの研究から線条体は弱い電気ショックを与えたときの恐怖条件付けに関与することが示唆された(Kishioka et al., 2009)。そこで本年度は、線条体と扁桃体の機能の違い、および両者の関係を明確にすることを目的とし、以下の検討をおこなった。(1)C57BL/6系統のマウスの扁桃体Lateral Amygdala(LA)の両側にMuscimol(MUS)を投与し、神経活動を抑制した。このマウスを用いて0.3mAの弱い刺激条件で恐怖条件付けを行ったところ、3時間後(STM)と24時間後(LTM)ではいずれも有意に学習が障害された。これにより、弱い刺激条件での恐怖条件付けの記憶獲得には扁桃体が関与することが明らかとなった。(2)次に、あらかじめ0.3mAの弱い刺激条件で条件付けをしたC57BL/6系統マウスの扁桃体LAの両側にMUSを投与することで神経活動を誘導し、扁桃体の長期記憶への寄与を検討した。3時間後のSTMと24時間後のLTMを計測した結果、いずれも有意に学習が障害された。これより、扁桃体の神経活動は学習後の記憶の固定の過程にも重要であることが示唆された。(3)さらに、線条体神経細胞除去マウスを用い、0.3mAで恐怖条件付けをおこない、24時間後の長期記憶のtestの前にMUSを両側の扁桃体LAに投与した。LTMを計測した結果、有意な差は見られなかった。続いて、このマウスの線条体をRU投与により除去したところ、RU投与群の学習は障害される傾向にあった。このことから、長期記憶の表出には扁桃体は関与しない一方で線条体は関与する可能性が示唆され、それぞれの部位の恐怖記憶への関与の違いが明らかになった。これまでの研究から線条体は弱い電気ショックを与えたときの恐怖条件付けに関与することが示唆された。これは痛覚感受性の変化に起因しないこと、freezing反応そのものの表出には関与しないことから、恐怖条件付けの長期記憶に線条体が関与するだろうと推測された。そこで、線条体が弱い恐怖条件付け記憶にどのように関与するのか、本年度は以下の2点を明らかにした。1.線条体が恐怖記憶を獲得する場として存在するのかどうかを、条件付けの1時間後、あるいは3時間後の短期記憶を解析することで検討した。その結果、マウスの恐怖の指標であるfreezing反応はコントロール群と有意差は見られなかったことから、線条体選択的細胞除去は記憶を最初に獲得する段階には関与しないことが示唆された。2.次に、既に獲得した恐怖記憶に対して、線条体の除去が影響を及ぼすのかどうかを検討した。条件付けの24時間後、および記憶がさらに固定化された4週間後に線条体の細胞死を誘導し、恐怖記憶を計測した。条件付けの24時間後に線条体の細胞死を誘導すると学習は障害された。以上より、線条体が恐怖記憶の長期的な保持に関与することが明らかになった。生物は生き残るために、記憶を用いて迫り来る危険を予測し、適応的な行動を取る。その中では、生死に関わるほどの大きな危険だけでなく、より危険度の低い状況でも適応的な行動をとることが重要である。「弱い恐怖記憶の長期保持に線条体が必須になる」という事実から、私たちが日常体験する程度の穏やかな危険に対して、線条体が取るべき行動を判断しているのではないかと考えている。本年度の研究結果は、より現実的な危険に対する脳の働きを提唱するだけでなく、恐怖が原因となる不安障害の新たな予防・治療法の開発にも発展する可能性がある。さらに痛覚感受性の変化に起因しないこと、freezing反応そのものの表出には関与しないこと、記憶の長期的な保持に関与する一方で、記憶の獲得段階には関与しないことが示された。そこで本年度は、線条体におけるシナプス可塑性が恐怖記憶の成立に関与するかどうかを検討し、以下の2点を明らかにした。1.シナプス可塑性は、その誘導にNMDA受容体が必要であり、新規のタンパク合成を経て、長期的に安定化される。そこで、まずNMDA受容体を線条体特異的に欠損させ、恐怖記憶への影響を解析する。線条体選択的なCrePRマウス系統を、NMDA受容体の必須なサブユニットであるGluRζ1遺伝子をloxP配列で挟んだfGluRζ1マウス系統と交配した。NMDA受容体の欠損をWestern Blotと免疫組織学的手法で検討した。得られた線条体特異的なNMDA受容体欠損マウスに弱い電気ショックによる恐怖条件付けをおこなったところ、24時間後の恐怖記憶は傷害された。2.次に、タンパク質合成阻害薬であるアニソマイシンを条件付けしたマウスの線条体に投与し、24時間後の恐怖記憶を解析した。