hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経接着因子LICAM遺伝子解析によるX連鎖性遺伝性水頭症の病態解析と治療法開発

X染色体連鎖性遺伝性水頭症(以下XLH)は、神経接着分子L1CAM(以下L1)遺伝子の異常による疾患である。L1遺伝子解析を行い、これまでに45家系に39タイプのL1遺伝子異常を同定した。その中で重症型L1症候群の臨床像ついてまとめ、臨床的診断基準について提唱した(Kanemura et al. J Neurosurg 105,403-412,2006)。遺伝子解析を行う対象をL1の水頭症機能を解析する目的から考えてこれまでの対象に、さらに水頭症の程度の軽い男児先天性単純性水頭症や水頭症を伴わないX連鎖性遺伝性痙性麻痺やMASA症候群に拡大し実施した。その中でこれまでの分析で遺伝型を我々が提唱してきた3群以外にsilent mutationが神経発生異常の原因となっていると推察される症例を見出し、現在までに10家系を同定し、L1のsilent mutationの臨床意義について検討し,その内容は、平成18年7月のJapanese Neuroscience meeting 2007で発表した。(現在投稿準備中)上口・金村らはその変異遺伝型を導入した実験系を構築し、培養神経細胞レベルやノックアウトマウスやターゲットマウスなどの個体レベルで明らかにしている。また金村は、L1機能を喪失した神経幹細胞を用いた実験系を確立した。X染色体連鎖性遺伝性水頭症(以下XLH)は神経接着分子L1CAM(以下L1)遺伝子の異常による、先天性水頭症の中でも最も予後不良の病態を呈する疾患である。この研究の目的は、L1遺伝子異常を有する症例の詳細な病態解析を行い、水頭症病態の発症に如何に関与するのかを明らかにし、治療法の開発を目指すものである。これまでに39家系101検体を集積し、35家系87検体の遺伝子解析を行った。まず重症型L1症候群の23家系にL1遺伝子異常を同定した。それらの遺伝型は我々が提唱したIII群;細胞外領域でのナンセンス変異やフレームシフトやあるいは非翻訳領域のsplicing siteの異常でL1のtruncationをきたすもの、あるいはII群;遺伝子異常が細胞外領域の点変異のうち変異するアミノ酸がkey residueにあり、細胞外骨格が大きく変えるものであった。程度の軽い症例や水頭症を伴わない軽症型のものは3家系にL1遺伝子異常を同定しI群;遺伝子異常が細胞内領域にのみ限局するものかsilent mutationであった。重症型は著明な水頭症、シャント後の脳室壁の波状変化、視床間橋の肥大や小脳の低形成をしめし、拇指の内転屈曲、下肢の痙性麻痺、脳梁低形成、精神運動発達遅滞を呈した。L1細胞外領域の遺伝子変異による神経細胞接着の阻害は重症水頭症の原因となり、L1細胞内領域の機能異常は軸索路形成不全に関与することが示唆された。さらに最近の分子細胞生物学的研究から、軸索伸長過程におけるL1細胞内領域の機能的意義が解明された。さらに重症型の遺伝子変異によりL1機能を喪失した神経幹細胞を用いた実験系を確立した。その成果の一部はアイルランドで開催されたInternational meeting of hydrocephalus and spina bifida researchで発表した。L1遺伝子解析を行い、これまでに34家系にL1遺伝子異常を同定した。その中で重症型L1症候群の臨床像ついてまとめ、臨床的診断基準について提唱した。その中でこれまでの分析で遺伝型を我々が提唱してきた3群以外にsilent mutationを呈するものが多く同定されている。L1のsilent mutationの臨床意義について検討した。また平成16年12月に国立病院機構大阪医療センター医学倫理委員会に倫理審査を依頼し、5例の出生前診断を行った。

その成果を18年8月にInternational meeting of hydrocephalus and spina bifida researchで発表の予定である。上口・金村らはその変異遺伝型を導入した実験系を構築し、培養神経細胞レベルやノックアウトマウスやターゲットマウスなどの個体レベルで明らかにしている。また金村は、L1機能を喪失した神経幹細胞を用いた実験系を確立した。X染色体連鎖性遺伝性水頭症(以下XLH)は、神経接着分子L1CAM(以下L1)遺伝子の異常による疾患である。L1遺伝子解析を行い、これまでに45家系に39タイプのL1遺伝子異常を同定した。その中で重症型L1症候群の臨床像ついてまとめ、臨床的診断基準について提唱した(Kanemura et al. J Neurosurg 105,403-412,2006)。遺伝子解析を行う対象をL1の水頭症機能を解析する目的から考えてこれまでの対象に、さらに水頭症の程度の軽い男児先天性単純性水頭症や水頭症を伴わないX連鎖性遺伝性痙性麻痺やMASA症候群に拡大し実施した。その中でこれまでの分析で遺伝型を我々が提唱してきた3群以外にsilent mutationが神経発生異常の原因となっていると推察される症例を見出し、現在までに10家系を同定し、L1のsilent mutationの臨床意義について検討し,その内容は、平成18年7月のJapanese Neuroscience meeting 2007で発表した。(現在投稿準備中)上口・金村らはその変異遺伝型を導入した実験系を構築し、培養神経細胞レベルやノックアウトマウスやターゲットマウスなどの個体レベルで明らかにしている。
分子軌道法による錯体系水素貯蔵材料の基本特性の予測と理論に基づく新規材料の設計

本研究では、純度の高いMg(AlH_4)_2をMgCl_2とNaAlH_4とのメタセシス法を用いて合成した。さらに、その脱水素化反応及び再水素化反応についてTiCl_3の触媒効果も合わせて調べた。その結果、Mg(AlH_4)_2は2段階で分解することが分かった。1段目の反応はMgH_2を形成する分解反応であり、2段目の反応は、MgH_2が幾つかのAl合金相へ分解する反応である。また、15mol%のTiCl_3を添加したMg(AlH_4)_2では、それぞれの分解温度が著しく低下した。特に、5mol%のTiCl_3を添加したMg(AlH_4)_2では、室温でミリング中に大半の水素は放出した。1mol%のTiCl_3を添加したMg(AlH_4)_2では,333Kで約3.0mass%の水素を放出した。PCT測定によれば、Mg(AlH_4)_2のプラトー圧は10MPa以上であると予測される。しかし、TiCl_3を添加した試料においても再水素化反応はほとんど確認されなかった。このことより、Mg(AlH_4)_2はLiAlH_4,NaAlH_4,KAlH_4のような他のアラネートに比べ、不安定であることが分かった。従って、合金化することで、さらに安定化することが重要である。次にMg(AlH_4)_2をLiAlH_4とメカニカルミリングにより混合することで、新たな相が出現し、分解反応経路が変化することを期待した。本研究では、LiMg(AlH_4)_3を実際に合成し、その脱水素化反応について詳細に調べた。その結果、LiMg(AlH_4)_3は3段階で分解し、1段目の分解反応はLiAlH_4あるいはMg(AlH_4)_2よりも低温で開始した。従って、LiMg(AlH_4)_3は最も不安定な水素化物であることが分かった。TG-DTA-MSの測定から、2段目の反応は、LiMgAlH_6→MgH_2+LiH+Al+3/2H_2であることが実験的に初めて確かめられた。また、383K、10MPaの高水素圧力雰囲気においても、1段目及び2段目の反応についても可逆性は認められなかった。上述したように、Mg(AlH_4)_2及びLiMg(AlH_4)_3を合成し、それらの再水素化反応について調べた。しかし、これらの試料では高水素圧力雰囲気においても再水素化反応は確認されなかった。
染色体機能要素のリコーディングによる遺伝子ゲノム操作の革新

真核生物の染色体が機能するには、複製起点・セントロメア・テロメアの3種類の特異的配列が必要である。各配列の役割は、それぞれ複製開始・染色体分配・染色体末端保護に必要なタンパク質複合体のリクルートに他ならない。であるならば、任意の塩基配列を上記タンパク質群のリクルートシグナルとして読み換えることさえできれば、3種類の特異的配列を欠いたDNA分子であっても染色体として振る舞うことが可能な筈である。この仮説を実証するため、本研究ではCRISPR-Cas9の系を利用して、出芽酵母をモデルに複製起点とセントロメアを欠いた環状人工染色体の構築に挑戦する。前年度に引き続き、セントロメア無しのベクターのpiggy-backingに挑戦を行ったが、dCpf1/dCas12aの効率の低さが研究上の障壁となった。gRNAの伸長による改善が2件報告された(一方は5'側への伸長、もう一方は3'側への伸長)ので、いずれについても追試を試みたが、我々の使用しているgRNAに関しては特段の効果を表すことはなかった。但し、その過程において、gRNAのin vivoにおける有効性を迅速に検出する系として、DNA切断に伴うチェックポイントによる出芽酵母細胞の形態変化が利用できること、更にRad52-GFP発現株にしておけば切断に伴って核内に明るい蛍光輝点が生じることに基づく系を構築できた。この系を用いて様々な検討を進めてゆく過程で、Cas12a活性の温度依存性曲線が鋭いピークを有することから、培養温度を25°Cから上昇させることを試みた。その結果、Cas12aによる切断効率のみならずdCas12aによる視覚化においても劇的な改善が認められ、改良型のenAsCas12aの導入にも成功した。これにより、ようやくdCas12aを利用する目途が立ち、当初予定していたPiggy-backing実験の基盤が整った。各配列の役割は、それぞれ複製開始・染色体分配・末端保護に必要なタンパク質群をそこにリクルートすることに他ならない。であるならば、任意の塩基配列を上記タンパク質群のリクルートメントシグナルとして読み換えることができれば、3種類の特異的配列を欠いたDNA分子であっても染色体として振る舞うことが可能な筈である。この仮説を実証するために、本研究は、CRISPR/Cas9のシステムを利用して、出芽酵母をモデルに複製起点とセントロメアの特異的配列を欠いた環状人工染色体の構築に挑戦する。その実現によって、新しい染色体概念を明確化すると同時に、任意のDNA分子をベクターやホスト染色体との組み換えなしにそっくりそのままの形でクローニングする全く新しい遺伝子ゲノム操作の概念を実証することを目指す。本年度は、セントロメア配列なしの染色体分配ーセントロメアの便乗(Piggybacking)のためのプラスミドの構築を行った。顕微鏡による検出を容易にするために、栄養要求性マーカーのみならず、tetOをマルチコピーで持たせたプラスミドを構築した。これと平行してここで利用するCpf1の変異体dCpf1に検討を加えた。我々がこれまでに研究に活用してきた出芽酵母CUP1遺伝子座のdCpf1による視覚化を試みたところ、1種類のsgRNAでのみ成功が認められた。これまでにdCpf1の視覚化における成功例の報告はなくこれが最初の例となった。しかしながら、これらの事実はdCpf1がdCas9に比較すると標的部位を認識する上で効率が低いという可能性が示唆している。プラスミドのテザリングについてもdCpf1による試みは成功しなかった。以上の結果を踏まえて、当初計画したCpf1ではなくてsaCas9の利用の検討に着手した。dCas9に比較して成功率が低いという点において、dCpf1の利用が予想外に難航している。

その結果、Cas12aによる切断効率のみならずdCas12aによる視覚化においても劇的な改善が認められ、改良型のenAsCas12aの導入にも成功した。これにより、ようやくdCas12aを利用する目途が立ち、当初予定していたPiggy-backing実験の基盤が整った。Cpf1についての検討を続行すると同時にspCas9とオルソゴナルな系としてsaCas9の利用も検討する。また、原理検証という意味では必ずしもCRISPRに拘る必要はないので、適宜、TALEの利用も検討することとする。研究計画において重要な位置を占めていたdCpf1の使用において予想外の困難に遭遇した。そのため、原因追及や計画の再検討に時間を要し、研究の進行が遅れて次年度使用額が生じた。この問題の解決および回避のための方策は検討されており、次年度においてその目的に使用する計画である。
歯周組織で誘導されるHuRおよびエクソソームを介した関節リウマチ増悪機序の解明

歯周炎は、歯周病原細菌の侵襲に対し免疫応答が生じることで歯周組織が破壊される感染症である。過去の疫学研究から、歯周炎は関節リウマチの発症や病態悪化のリスクとなることが報告されている。しかし、その詳細な機序は明らかになっておらず、全容の解明には様々な因子に着目する必要がある。本研究の目的は、歯周炎で生じたタンパク質などの生理活性物質が、口腔とは離れた組織である関節にどのように到達し影響を与えるのか、そのメカ二ズムを解明することである。そのために、歯周病に関与する炎症性サイトカインIL-6の安定化を行うタンパク質HuR、および細胞から放出される小胞であるエクソソームについて着目し研究を行う。
自動車運転シミュレータを用いた高齢運転者の運転特性・診断システムの開発

高齢者の積極的な道路交通への参加をねらい、運転特性を明確にすることで安全で利用しやすい道路交通施設建設のための指針を示す目的で平成6年度、7年度で研究を行った結果、以下の成果を得た。平成6年度の研究から、(1)高齢者自身が車を運転して社会参加する、(2)曲線半径が200mを境にして高齢者と若齢者の差がアクセレレーションノイズや減速度の最大値などの走行指標に現る、(3)心理的な感覚尺度からも曲線半径が200mと50mでは重みが6倍となる、(4)ハンドル操作のスペクトル解析から、曲線半径が大きくなるとハンドルを微調整することが高齢者に多くみられ、このような不安定なハンドル操作は高速運転時には危険であるなどが分かった。平成7年度の研究からは、(5)ハンドル操作についてもアクセレレーションノイズと同様にステアリングノイズが定義でき、高齢者のうちでも女性運転者が極端に大きく、男性の5倍にも達した、(6)曲がりにくさの一対比較では、中年者と若齢者は半径50mと他の曲率半径の違いを明確に評価しているのに対し、高齢者は50mと100mはは明確に区別することができないことが示され、前年度の成果の(3)を修正する結果となった。一方、(7)警察庁開発のK2テストとの相関では、状況判断力および動作の正確さを被説明変数としてステアリングノイズとアクセレレーションノイズを説明指標とする重相関モデルが最も優れた運転技術診断モデルとなることが示された。過去4年間の研究から、自動車運転シミュレータを用いることにより、(8)高齢者の運転技術診断が可能、(9)曲線半径を中心とした幾何構造上の問題点を明らかにすることが出来るシステムに改良できた。今後の課題は、高齢運転者の最大の欠点である複合危険事象発生時の回避行動が訓練できるシステムに改良する必要があることが分かった。平成6年度では自動車運転シュミレータの走行画面を(1)歩行者飛び出し、(2)落下障害物、(3)被追い越し、(4)対向車はみ出しの4パターンのそれぞれに直線部、曲線部、追越禁止区間の設定ができるようになっていたが、4パターンの一巡しか設定ができなかった従来のシステムを一巡のパターンが同じならば何回でもシュミレートできるように改良した。改良したシュミレータにより65歳以上の高齢運転者5名、20歳から50歳までの生産年齢者10名による調査からアクセレレーションノイズの走行安定性と交通事故および交通違反経験との相関関係があることが示された。また、高齢者は対向車や被追越車の出現にたいして路側に寄る傾向があり、極端な場合路外逸脱する高齢者がいることも分かり、高齢者が第一当事者となる交通事故として走行中に歩行中に歩行者をはねる事故が予想され、歩車分離の道路建設の必要性が指摘できた。一方、実車による一般道および高速道路の走行調査ではアクセレレーションノイズ、平均速度、曲線半径、勾配、年齢と同乗者の運転技術評価とが極めて高い相関関係があり、数量化理論11類による合成変量が運転技術診断に有効であることが分かった。平成7年度ではシュミレータで得られた結果と高齢者の交通事故類型の分析を行い、高齢者の事故防止のためのアクションプログラムの構築を行う予定である。高齢者の積極的な道路交通への参加をねらい、運転特性を明確にすることで安全で利用しやすい道路交通施設建設のための指針を示す目的で平成6年度,7年度で研究を行った結果、以下の成果を得た。平成6年度の研究から、

(1)高齢者自身が車を運転して社会参加する、(2)曲線半径が200mを境にして高齢者と若齢者の差がアクセレレーションノイズや減速度の最大値などの走行指標に現れる、(3)心理的な感覚尺度からも曲線半径が200m50mでは重みが6倍となる、(4)ハンドル操作のスペクトル解析から、曲線半径が大きくなるとハンドルを微調整することが高齢者に多くみられ、このような不安定なハンドル操作は高速運転時には危険であるなどが分かった。平成7年度の研究からは,(5)ハンドル操作についてもアクセレレーションノイズと同様にステアリングノイズが定義でき、高齢者のうちでも女性運転者が極端に大きく、男性の5倍にも達した、(6)曲がりにくさの一対比較では、中年者と若齢者は半径50mと他の曲率半径の違いを明確に評価しているのに対し、高齢者は50mと100mを明確に区別することができないことが示され、前年度の成果の(3)の一部を修正する結果となった。一方、(7)警察庁開発のK2テストとの相関では、状況判断力および動作の正確さを被説明変数としステアリングノイズとアクセレレーションノイズを説明指標とする重相関モデルが最も優れた運転技術診断モデルとなることが示された。過去4年間の研究から、自動車運転シミュレータを用いることにより、(8)高齢者の運転技術診断が可能、(9)曲線半径を中心とした幾何構造上の問題点を明らかにすることが出来るシステムに改良できた。今後の課題は、高齢運転者の最大の欠点である複合危険事象発生時の回避行動が訓練できるシステムに改良する必要があることが分かった。
国際企業提携におけるコラボレーション・プロセスに関する行動科学的研究

企業間の提携プロセスを焦点にし、現場の企業人への聞き取り調査に重点をおいた定性的調査は、いわゆるシナジ-効果等の経済的合理性によって解説される企業提携戦略に新たに探求すべき側面があることを示唆した。とくに、(1)情報処理プロセス、(2)意思決定プロセス、(3)組織の思考態度(文化)、における個別バイアスが有力な要因であるという仮説が予定される。既刊の事例資料、文献研究からは、個別企業提携の経済・経営効果の実績、経営陣の意思決定におけるバイアス、またケース・シミュレーションを活用した実証型研究において検証されているグループおよび個人の意思決定における認知的心理要因、を関係づける可能性が見出された。これは、経済学と心理学を連結する行動経済学という領域が米国において成長しているように、国際間の企業提携というきわめて今日的な経営組織現象を通じて、古典的行動科学が、現代的な意義を備えて、再構成されうる可能性を示している。今年度の研究においては、具体的な事例収集と最新の分析視角の考察、およびシミュレーションによる意思決定傾向の分析により、将来の大型実証調査に向けての概念整理と予備的データの収集・分析を実施した。これにより、一般的な提携概念を再構築し、また大掛かりな意思決定を要求する事象に、かなり個人的あるいは恣意的要因が絡む可能性あるいはリスクが示唆された。
量子ホール領域にある量子ドットを用いた単一スピンのコヒーレント制御

本研究では強磁場中の量子補ホール状態を利用した単一スピン操作の可能性を検索する。その際対象とする材料および構造はGaAs/AlGaAs2次元電子ガスを用いた量子ドットやアンチドット構造である。本年度は量子ドット構造の電子波に与える磁場の影響に加え、1個のアンチドットの強磁場量子ホール領域での電気伝導特性を測定し、エッジ状態の関係した束縛準位について調べた。アンチドットは表面ゲート法とエッチング法を組み合わせることにより形成した。2方向から1ミクロン程度の間隔をおいて対向する2つの表面ゲートの間に、電子ビーム露光の位置合わせ技術を用いてアンチドットパターンを形成する。そのパターンをアルゴンイオンビームで転写することによりダメージを用いたアンチドット構造を形成する技術を確立した。このようにして形成して1個のアンチドットを含む試料を希釈冷凍機に設とアンチドットの間は量子ポイントコンタクトと見なすことができ、各ゲートを印可することにより空乏化させることができる。強磁場下ではゲート電圧を変えることにより選択的にエッジ状態を反射させたり透過させたりすることが可能である。測定ではエッジ状態間の散乱が可能な領域で(量子ホール効果のプラトー間)、磁場に対する周期的な振動を観測した。この振動はアンチドットに束縛されたエッジ状態が、磁場下ではエッジ状態が囲む面積に入る磁束が磁束量子の整数倍である必要性(AB効果)のために生じている振動である。このことは、アンチドットに束縛された離散的な量子準位が形成されていることを意味している。電気伝導ではこの準位を介した共鳴トンネル電流を測定していることに対応しており、スピン偏極した離散準位を利用した単一スピンのコヒーレント制御の実行可能性を示すことができた。高移動度2次元電子ガスに強磁場を印可すると、量子ホール効果が生じる。量子ホール状態におけるエッジ状態は散乱を受けないため長いコヒーレンスを期待できる。また、量子極限ではエッジ状態は完全にスピン偏極しているために、コヒーレント操作の対象としてのスピンとしては最適である。本研究では、量子ドットやアンチ量子ドットをGaAs/AlGaAs2次元電子ガス内に形成し、閉じこめたエッジ状態を形成し、単一のスピンのコヒーレント操作を行うことを目的としている。本年度は、アンチ量子ドットの作製技術と回転磁界(マイクロ波)を有効に試料に照射するための試料ホルダを作製した。(1)アンチ量子ドットの形成:2次元電子ガスを含む基板にアンチドットを形成するために、アンチドット、リードをエッチングにより製作する。リードは同時にサイドゲートとしても利用できる様に設計する。リードとアンチドットのエッジ状態間は、電子がトンネルできる程度に接近させる必要があるため、エッチングは精度よく行われなくてはならない。ケミカルエッチングがダメージの点から優れていると思われるが、エッチング形状をAFMにより評価した結果再度エッチなどの効果により高精度の制御が困難であることがわかった。現在、アルゴンイオンビームを用いたエッチングを利用してアンチドットの形成を試みている。(2)マイクロ波照射試料ホルダの製作スピンのESRを行うために、数十GHz程度のマイクロ波を希釈冷凍機の最先端部まで導き、電磁波の磁界成分が基板面に平行になるようにする必要がある。そこで、希釈冷凍機の最低温部まで来ている高周波同軸配線と導波管を結合したホルダーを作製し、導波管の先端に試料を対向させる構造とした。導波管は長さが数十センチメートルであるため、同軸線路との結合部で反射が生じることが考えられるため、その特性をネットワークアナライザで評価し、十分使用可能であることを確認した。
高温酸化初期過程の皮膜表面における酸素活量のその場測定用センサーの開発

金属の高温酸化皮膜は雰囲気中からのガス供給,表面反応,皮膜中のイオンの拡散に依存して成長する。そのため,皮膜表面の酸素ポテンシャルはガス供給と表面反応によって低下する。本研究では, CaO安定化ZrO_2を用いた接触型の酸素センサに多数の電極を設置して得た起電力から,純Feの高温酸化における雰囲気から皮膜表面までの酸素ポテンシャルを初めて明らかにした。Ar-1% O_2雰囲気中では酸化皮膜に近づくと共に酸素ポテンシャルは低下し,表面反応における酸素ポテンシャルの差は約-300kJmol^<-1>であった。電子導電性を有する高温酸化皮膜表面を電極とし,そこに酸化物イオン導電体である安定化ジルコニア固体電解質を接触させたときに生じる起電力によって,酸化皮膜表面の酸素活量を測定できる。本研究では,酸化によって低下する試料付近の酸素分圧を同時に測定できるように試料の垂直方向に多数の電極を安定化ジルコニア上に作製した酸素センサーを新たに設計・作製し,酸化皮膜表面から雰囲気中までの酸素ポテンシャル分布を明らかにすることを目的としている。当該年度はセンサーの作製,ならびにそのセンサーを組み込む装置の作製を行った。すなわち,安定化ジルコニア電解質細管に白金細線を約4mm間隔で巻き付け雰囲気測定用の電極を構成した。作製したセンサーを1123K,Ar-1%O_2中におけるFeの高温酸化に適用した。その結果,雰囲気の酸素分圧は表面から415mmの間で試料表面に近づくとともに線形に低下した。しかし,その絶対値は導入ガスの酸素分圧より高い値を示した。この原因を明らかにし,対策を講じる必要があることが明らかになるとともに,より試料近傍の酸素分圧を明らかにする必要があることが分かった。本研究では,酸化によって低下する試料付近の酸素分圧を同時に測定できるように試料の垂直方向に多数の電極を安定化ジルコニア上に作製した酸素センサーを新たに設計・作製し,酸化皮膜表面から雰囲気中までの酸素活量に相当する酸素分圧分布を明らかにすることを目的としている。本年度はセンサーの改良を行った。すなわち,安定化ジルコニア電解質細管の一方の端部を割ることで鋭利にし,φ0.2mmの白金細線をその端部から3,6,9,12,20mmの位置に巻き付け,白金ペーストと共に焼成し雰囲気測定用の電極を構成した。また,このセンサーと試料を2Kの温度差の中に設置出来るように装置を改良した。作製したセンサーを1123K,Ar-1%0_2(流量50,150ml/min)中におけるFeの高温酸化に適用し,酸化皮膜表面近傍の酸素分圧分布を測定した。酸素分圧は皮膜から雰囲気に向かって,距離に対して線形に上昇した。酸素分圧分布から外挿した皮膜表面の雰囲気の酸素分圧は,Ar-1%O_2の流量150ml/minの時2.80×10^<-3>atm,50ml/minの時1.70×10^<-3>atmとなった。ここから求まる酸素ポテンシャルμO2_<ad>は,150ml/minの時-312kJ/mol,50ml/minの時-317kJ/molとなった.しかし,試験片の配置の問題から表面酸素ポテンシャル測定時に加熱用電気炉のノイズの影響を受け,表面酸素ポテンシャルを同時に測定することは出来なかった。合金の高温酸化において,合金表面に形成する酸化皮膜の成長速度が大きい酸化初期など,皮膜中のイオンの拡散が律速しない場合,皮膜の成長は雰囲気中からのガス供給または表面反応によって律速され,酸化皮膜の表面酸素ポテンシャルは雰囲気の酸素ポテンシャルに比べて低下していると考えられる。この状態での酸化現象を厳密に解析するには,表面酸素ポテンシャルを知る必要がある。表面酸素ポテンシャルは安定化ZrO_2(SZ)を用いた酸素濃淡電池により測定できる。本研究では,従来の測定法を改良した接触式多電極型酸素センサを開発し,純Feの高温酸化時における雰囲気から皮膜表面までの酸素ポテンシャル分布を測定する方法を確立した。すなわち,鏡面研磨を施した純Feを酸素センサの直上に設置し,1123KにおいてAr-1%O_2雰囲気中で最長3660sの酸化をするとともに,その間,適宜酸素センサと試料を接触させ,表面酸素ポテンシャル及び雰囲気中の酸素ポテンシャルを測定した。酸素ポテンシャルは,皮膜表面に近づくほど低下し,時間の経過と共に上昇した。これは酸化の初期段階では表面において酸素の消費が激しく,酸化皮膜が成長するにつれて表面で消費される酸素の量が減っていることを示唆している。この時,供給律速時において酸素ポテンシャルが距離に対して比例しなかったため,SZ管先端部に多孔質Ptを焼き付け,酸化皮膜直近のガス側の酸素ポテンシャルを求めた。

皮膜直近の酸素ポテンシャルと表面酸素ポテンシャルとの差が表面反応における酸素ポテンシャル差に対応し,約2060kJ/molと求まり,時間の経過と共に減少する傾向にあった。
測色値や解剖所見を用いた死後経過時間推定式の精度向上

法医学において死後経過時間の推定は重要であり、死斑や硬直、体温など様々な死体現象を用いて検討されてきた。今回、主に臓器重量について死後経過時間との関連性を検討した。解剖所見などから臓器重量を推定する予測式を作成した。死後経過時間を考慮すると、推定式の精度は向上した。一方、死後経過時間を、臓器重量などを用いて推定する予測式の精度は低く、今後も検討が必要である死後経過時間と以下の項目について検討を行った。(1)測色について死斑と血液の色を客観的に評価、保存するために、測色計を用いて計測を行った。平成23年度の結果とあわせ、96例の死斑および107例の血液の測色を行い、いずれかの測色を行ったのは125例であった。測色はL*a*b*系を用いて行い、測色値や解剖所見による死後経過時間推定式を変数増減によるstepwise法を用いて作成した。結果、推定死後経過時間= 9.36±5.97×寒冷ありなし±7.66×蘇生ありなし+2.75×死斑a*であり、自由度調整R2乗は0.51であった。推定精度の向上のため、説明変数の検討と事例の蓄積が必要である。(2)臓器重量について当教室で過去に行った解剖例のうち、臓器重量が測定可能、推定される死後経過時間に大きな幅がない例等391例について、以下の検討を行った。まず、臓器重量は概ねlog(BSA)と高い相関を示した(自由度調整R2乗= 0.70.9)。性別、log(年齢)、log(BSA)を用いて臓器重量を推定する式を作成したところ、自由度調整R2乗は0.70.9とよい相関を示した。さらに死後経過時間を説明変数として追加したところ、わずかながら精度が上昇した。死後経過時間を臓器重量で推定する式を作成したが、自由度調整R2乗が0.267と実用的とはいえない結果となった。今後さらなる検討が必要である。(3)病理組織学的データについて画像の蓄積を行い、蓄積した画像に対して処理を行うプログラムについて検討を行ったが、若干の知見は得たものの、実務に応用できるレベルにまでは達しなかったことから、今後も画像の蓄積およびプログラムの検討が必要である。一方、死後経過時間を、臓器重量などを用いて推定する予測式の精度は低く、今後も検討が必要である(1)測色について死斑と血液の色を客観的に評価、保存するために、測色計で両試料の測色を行っている。平成23年度に行われた解剖では、計測可能なものは計測するという方針で、36例の死斑および52例の血液の測色を行った(重複あり、死斑もしくは血液の測色を行ったのは57例)。測色はL*a*b*系を用いて行っており、このL*、a*、b*値と死後経過時間の相関を調べたところ(死後経過時間が不正確なもの、両側死斑などは除外)、死斑のa*は死後時間の経過とともに上昇する傾向がみられた(p = 0.0006、自由度調整R2乗= 0.50)。また大腿血のL*、a*、b*はそれぞれ死後時間の経過とともに低下する傾向がみられた(p = 0.0231・自由度調整R2乗= 0.15、p = 0.0056・自由度調整R2乗= 0.23、p = 0.0067・自由度調整R2乗=0.22)。左心血、右心血ではこのような傾向はみられなかった。左心血・右心血・大腿血のL*、a*、b*の相関を確認したところ、左心血と右心血のL*同士、a*同士、b*同士、右心血と大腿血のL*同士、a*同士、b*同士には、r = 0.6以上の相関がみられたが、左心血と大腿血のL*同士、a*同士、b*同士にはこのような相関がみられなかった。左心血、右心血、大腿血でなぜこのような違いが生じるのか、事例の追加と検討が必要である。(2)臓器重量について臓器重量については、当教室で過去に行った解剖事例のデータの入力作業を行った。(3)病理組織学的データについて病理組織学的データについては事例の蓄積を行った。死後経過時間が不正確であったり、死後解剖になるまでの間冷蔵庫に保管されていなかったりといった除外事例が多数みられるものの、継続的に死斑、血液の測色が行えている。また、臓器重量の検討のための以前の解剖事例のデータ入力、病理組織学的検査も適宜行っている。これらから、事例の蓄積については順調に進展していると考えている。今後も死斑および血液の測色、解剖事例のデータ入力、病理組織学的検査を行う。(1)測色値については、本研究以前のデータもあわせ、統計学的な検討を行う。(2)臓器重量の検討について、事例の蓄積が進み次第、統計学的な検討を行う。(3)病理組織学的検査の画像の数値化について、画像解析の手法やプログラミングについて検討を行う。
低親和性細胞表面レセプターに対するリガンド分子の新規同定法の開発

細胞間コミュニケーションに関与する細胞表面分子には、免疫細胞の発現する分子を含めて、依然としてどのような分子と会合するかが明らかでないものが多い。その原因として、リガンドとの相互作用の親和性が低く相互作用を検出できない場合や、検出できたとしても、リガンド分子を同定できないことが挙げられる。従って、それらのレセプター分子の機能を明らかにするためには、新たな検出方法、およびその同定法を開発することが必要である。また、細胞表面に存在する分子がどのような分子と相互作用するかを解明することは、免疫学に限らず、発生、神経学等、様々な生物学の分野で重要である。そこで、本研究では、細胞表面における低親和性の相互作用の高感度検出法およびその認識分子の同定方法の開発を目指した。その結果、Fc融合蛋白のC末にIgAの配列を添加することによる12量体Fc融合タンパク以外のFc融合タンパクの多量体化法として、2次抗体を用いた多量体化法がもっとも簡易で感度が良いことが判明した。また、アフィニティーの弱いリガンドの同定方法としてラベルトランスファーや新たに紫外線による活性基(photo probe)をもったアミノ酸によるin vivoでのレセプター分子の修飾がリガンド分子の同定に有用であることが示唆された。実際これらの手法を用いて、PILRの新たなリガンド分子を血清中から同定することに成功した。今後は、これらの手法を用いて、生体分子がどのような分子を認識するかを明らかにして、生体分子の機能解明を行う予定である。
繁殖をめぐる雌雄の進化的相互作用 :甲虫類の精子間競争と射精戦略

ヨツモンマメゾワムシの内部生殖器の抽出物にメスの産卵を促す効果を見出し、器官別と大まかな分子量で分けた抽出物の作用を調べたところ、この成分は付属腺に存在する分子量が14kD以上の成分による。以前に調査したアズキゾウムシは精巣もしくは貯精嚢に存在する分子量が14kD以上の成分によることからこれらの2種において大きな変異が見られ、これらの変異はマメゾウムシを含めた昆虫類のオスが有する産卵促進成分の進化について大変興味深い。アズキゾウムシはメスの再交尾率が異なる地理系統間においてオスの内部生殖器に存在し、貯精嚢に存在すると思われる3kD14kDの即効性、付属腺に存在すると思われる14kDの遅効性の交尾抑制成分の作用を調査したところ、両方の交尾抑制成分においてオスが有する成分の効果に違いはなかったが、その成分に対するメスの反応性に変異みられた。すなわち、メスの再交尾率の高い系統は感受性が低く、交尾率の低い系統は感受性が高かった。また、実際に両系統間で再交尾実験をした場合もオスが与える効果に違いはなく、メスの反応に違いがみられた。さらに、これらの系統を含めた6つの系統間で14kDの交尾抑制成分に対する反応とメスの再交尾率に正の相関がみられた。これらの結果はメスの再交尾変異はオスの交尾抑制成分に対する反応性が異なることが要因の一つであることを示しており、オスの交尾抑制成分とそれに対抗するメスという観点から進化生物学的に非常に意義のある発見であると考えられる。アズキゾウムシ(以下アズキ)と近縁種のヨツモンマメゾウムシ(以下ヨツモン)においてオスの内部生殖器にメスの交尾受容性を低下させる作用を見出し、この作用は貯精嚢に存在すると思われる3kD14kDの即効性、付属腺に存在すると思われる14kDの遅効性の成分によると考えられる。交尾抑制成分の近縁種間の共通性や変異は他の生物種ではあまり例がなく、交尾システムと種分化を解明する上で一つの有力なツールになる可能性がある。アズキゾウの内部生殖器の抽出物にメスの産卵を促す効果を見出し、器官別と大まかな分子量で分けた抽出物の作用を調べ、この成分は精巣もしくは貯精嚢に存在する分子量が14kD以上の成分による。この成分の構造を分析し作用機構の調査はメスの多数回交尾の意義を解明する上で非常に重要である。アズキゾウのメスに各種生体アミンの作用を調べたところ、オクトパミンとチラミンがメスの交尾受容性を低下させ、セロトニンとチラミンがメスの産卵を促した。一方、ヨツモンのメスではチラミンが性受容性を低下させ、産卵を促した。これらの結果から生体アミンがオスの精液成分もしくは上記の交尾抑制・産卵刺激成分の作用を仲介することで交尾後のメスの行動を制御していると推測される。これらの結果はこれまでの研究とは違った生理学的な視点から交尾をめぐる両性の利害対立について解明する糸口になると期待される。オオツノコクヌストモドキにおいてオスの大顎において人為選抜された系統において精巣の大きさと射精量を計測したところ、大顎が小さく選択された系統は大きく選択された系統に比べて精巣のサイズが有意に大きくなり、メスに対する射精量が増加した。これらの結果は本種において武器形質と生殖形質及び交尾行動における遺伝的トレードオフを示しており、武器・闘争の進化と他の形質と行動の阻害についての解明につながると期待される。
中央アジアの多言語状況の調査研究-主としてウズベキスタンとクルグズスタンの場合

クルグズスタンとウズベキスタンのドゥンガン人計4名を日本に招聘してドゥンガン人に関する国際集会を持ったが,これはドゥンガン人研究者の初めての日本訪問であり,これを基礎に日本ドゥンガン研究会が発足することになり,その論集を作成することが出来た.さらに研究組織は上記2国を訪れ,またウズベキスタンのウズベク人,カザク人,高麗人研究者を招聘して,中央アジアの多言語状況についての研究・報告を行った.クルグズスタンとウズベキスタンのドゥンガン人計4名を日本に招聘してドゥンガン人に関する国際集会を持ったが,これはドゥンガン人研究者の初めての日本訪問であり,これを基礎に日本ドゥンガン研究会が発足することになり,その論集を作成することが出来た.さらに研究組織は上記2国を訪れ,またウズベキスタンのウズベク人,カザク人,高麗人研究者を招聘して,中央アジアの多言語状況についての研究・報告を行った.本研究は(A)系統の異なる言語の間の接触として(1)タジク語とウズベク語,(2)ドゥンガン語とロシア語及び中国語,(B)同系と言語どうしの接触として(3)タタール語とウズベク語あるいはロシア語の場合を取り上げ,その音声,語彙,文法にわたりできるだけ多面的な観察及び記述を行うことを目的とする.本年度は(1)ドゥンガン人研究者3名をクルグズスタン及びウズベキスタンから招聘する;(2)ウズベキスタンのサマルカンドでタジク語サマルカンド方言の調査を行う(以上は研究代表者関連);(3)ウズベキスタンのタシュケントでタタール語の調査を行う(研究分担者関連)という研究実施計画を立てたが,このうち(2)は現地の気候と研究代表者の健康の都合で実現せず,代わりに(i)ウズベキスタンのカザク人ジュスーポフ氏(ロシア,チュルク言語学),(ii)ウズベキスタンの高麗人キム・ブルット氏(高麗人問題)を招聘した.(1)に関してはクルグズスタンから3名(イマーゾフ氏:言語学,ユスーポフ氏:歴史,ジョン氏:民族学),ウズベキスタンから1名(サヴーロフ氏:民族学),計4名を招聘し,周到な準備のもとに東京外大でドゥンガン研究国際集会を開き,30名の参加を得,日本を始めて訪れた中央アジア・ドゥンガン人に接した日本の研究者(言語学,歴史学,文化人類学等)に大きな感銘を与え,今後の日本とドゥンガン人の学問上の交流の基礎が出来たものと思う.ジュスーポフ氏は東京外大で講演をしてもらったほかに,ロシア語学その他の研究者たちとの会合を持った.キム・ブルット氏に関しては2度にわたってウズベキスタン高麗人の言語その他に関する集会を持ち,在外朝鮮人に関心を持つ日本人及び在日韓国人との交流を行った.特にドゥンガン語と中国語,ロシア語との関係の調査のためにクルグズスタン民族アカデミー・ドゥンガン学中国学研究所,ドゥンガン語新聞編集部を訪問した.さらにドゥンガン人の居住するアレクサンドロフカでドゥンガン語話者数人と会い,ドゥンガン語の中国語方言学の観点からの言語学的調査を行った.また,研究協力者をクルグズスタンに派遣し,アレクサンドロフカのバザール,商店で言語使用に関する観察を行い,アレクサンドロフカ第一学校での授業参観,学校長へのインタヴュー,同付属博物館の見学,ドゥンガン人家庭,ドゥンガン文化センター,ドゥンガン語元アナウンサー,元ディレクター訪問を通してドゥンガン語音声資料を収集し,ドゥンガン関係資料(pdf file等)を入手した.研究分担者はウズベキスタンの方言学者アジズ・ジュライェフ氏を招聘して,ウズベク語方言研究と規範化の現状などについての意見交換を行った.またジュライェフ氏は東京外国語大学のチュルク学関係者,付属図書館,国立東京博物館,東京大学文学部等を訪問し,東京大学では林徹教授(チュルク学)と,東京外国語大学では島田志津夫氏とウズベク語教育に関する意見の交換を行い,かつ東京外国語大学ロシア語教員と中央アジア研究に占めるロシア語の位置,教育に関する情報を交換した.かつ「ウズベク語:昨日と今日」と題したウズベク語の現状と研究状況に関する講演を研究者や学生たちに行い,ウズベキスタンの言語状況に関する最新の情報を提供した.平成24年度は過去2年間の成果(第1年次はドゥンガン人その他の研究者の日本への招請,第2年次は当方からクルグズスタンのビシュケク等の訪問を通した資料の収集)を踏まえて日本におけるドゥンガン研究を本格化させる目的で,日本ドゥンガン研究会を組織し(顧問:ドゥンガン人1名,ロシア人1名,中国人(回族)1名,日本人4名),今までに例会を2回開き,思わぬ数の参加者(約15-20名)を得た.また『日本ドゥンガン研究会報』という電子雑誌を2号刊行し(第1号:2012年7月,52ページ;第2号:2013年2月,111ページ),ドゥンガンに関心を寄せる人々にメールでドゥンガン関係の情報を提供した.

特にドゥンガン人に関する情報の薄い日本で啓蒙用として『ドゥンガン論集』と題する冊子(280ページ)を作成したが,ここに第1年次に行った国際集会に寄稿したドゥンガン人研究者の提供した情報の日本語訳と日本人のドゥンガン人に関する社会言語学的研究の論文2編及び菅野裕臣,「ドゥンガン関係論著,略歴目録(1977年以降)」を収め,今後の一層の研究のための基礎とした.そして関心のある日本及び外国の研究者に配布,発送したが,この余り知られない民族に関して一定の反響が得られたと思う.また中央アジア関係の研究書3冊を購入した.クルグズスタンは中国の隣国であり,ドゥンガン人は中国の孔子学院を通じて中国の漢族や回族との連携をますます強めており,しばしばドゥンガン研究の名において政治的な傾向を帯びる傾向があるが,われわれはそれとは一定の距離を保ちながら,あくまでも学術研究に徹していく所存である.ドゥンガン語に関しては基本資料のPDFファイルを入手するなどの大きな成果を得た半面,ウズベク語とタジク語との関係についてはほとんど基本資料の収集に留まっている.タジク語の概念が元来極めて曖昧であり,まずサマルカンド方言の徹底した分析と記述をする必要がある.24年度が最終年度であるため、記入しない。ドゥンガン人に関しては,徐々にではあるが,関心を持つ人々が日本にも少なからずいる可能性があり,研究会を組織することを考えている.しかしそれらの人々のロシア語の能力不足に鑑みて特にドゥンガン語については基本的な文献の日本語訳を準備する必要を感じる.この点で特にドゥンガン関係の論文集の刊行を予定している.またウズベク語を中心とするチュルク語方言学及びウズベク語とタジク語の関係については引き続き基本的な研究の継続を進める.中央アジア高麗語に関しては最近韓国で研究の進展が著しいが,なおも基礎的研究の不足が見られ,特にそのアクセント研究の充実化を図る.24年度が最終年度であるため、記入しない。
超塑性を支配する結晶粒界・相界面のナノスケール構造評価と制御

金属では,結晶粒が10μm以下の大きさになると高温変形能が増加し,超塑性現象が発現する.この超塑性現象には結晶粒界・相界面が大きく寄与しており,更に微細になるほど高温延性が改善されると考えられる.これを達成するためには,先ず,結晶粒界・相界面の構造をナノメータースケールで調べる必要がある.本研究では,表面の個々の原子を観察・分析することが出来るAPFIMを用いて,規則合金,金属間化合物の結晶粒界構造・相界面構造に関する超微視的構造を原子スケールで明らかにすることを目的とした.更に,得られた情報から結晶粒の微細化を促進することを目指している.2元規則合金のFIM原子像の研究では,Pt_3Co規則相ではPt原子が,Ni_3Ge原子が結像に寄与していることが明らかになった.さらに,原子像から見ると,各原子の各原子位置での電界蒸発の様子が分かり,その結果,原子の結合の強さを知ることが出来た.ボロンをドープしたNi_4Mo規則合金の各種相界面でのボロンの分布の研究では,FIM観察すると,規則相境界には,ボロン原子はいずれの規則相境界も存在した.規則化前期に対応する領域では,全ての相境界は接触しており,ボロン原子の偏析はAPBで47%と最も多く,次ぎにPTBで35%であり,APTBで28%と最も少なかった.規則化後期の特徴をそなえた領域では,接触型相境界に加えて,非接触型相境界が存在した.非接触型境界は,全境界に対して,約30%の割合であった.接していない境界の巾は,115nmであった.ボロン原子の偏析はAPTBで30%,次ぎにAPBで20%,PTBで5%であった.規則化後期の場合も,相境界でのボロン原子の分布も明らかにすることができ,最も頻度の高い最近接ボロン原子間距離は,APTBで3.04.0nmと大きく,APB,PTBでは1.53.0nmであった.このように,結晶粒界・相界面の構造を原子スケールで調べることが可能になった.超塑性現象との関連を考察することが次ぎの課題である.金属では,結晶粒が10μm以下の大きさになると高温変形能が増加し,超塑性現象が発現する.この超塑性現象には結晶粒界・相界面が大きく寄与しており,更に微細になるほど高温延性が改善されると考えられる.これを達成するためには,先ず,結晶粒界・相界面の構造をナノメータースケールで調べる必要がある.本研究では,表面の個々の原子を観察・分析することが出来るAPFIMを用いて,規則合金,金属間化合物の結晶粒界構造・相界面構造に関する超微視的構造を原子スケールで明らかにすることを目的とした.更に,得られた情報から結晶粒の微細化を促進することを目指している.2元規則合金のFIM原子像の研究では,Pt_3Co規則相ではPt原子が,Ni_3Ge原子が結像に寄与していることが明らかになった.さらに,原子像から見ると,各原子の各原子位置での電界蒸発の様子が分かり,その結果,原子の結合の強さを知ることが出来た.ボロンをドープしたNi_4Mo規則合金の各種相界面でのボロンの分布の研究では,FIM観察すると,規則相境界には,ボロン原子はいずれの規則相境界も存在した.規則化前期に対応する領域では,全ての相境界は接触しており,ボロン原子の偏析はAPBで47%と最も多く,次ぎにPTBで35%であり,APTBで28%と最も少なかった.規則化後期の特徴をそなえた領域では,接触型相境界に加えて,非接触型相境界が存在した.非接触型境界は,全境界に対して,約30%の割合であった.接していない境界の巾は,115nmであった.ボロン原子の偏析はAPTBで30%,次ぎにAPBで20%,PTBで5%であった.規則化後期の場合も,相境界でのボロン原子の分布も明らかにすることができ,最も頻度の高い最近接ボロン原子間距離は,APTBで3.04.0nmと大きく,APB,PTBでは1.53.0nmであった.このように,結晶粒界・相界面の構造を原子スケールで調べることが可能になった.超塑性現象との関連を考察することが次ぎの課題である.
空間座標の二次元的変化に対する到達運動学習への大脳運動前野腹側部の関与

視覚空間と運動空間の座標系をシフトプリズムによりオフセットを変更したときや、それら座標系間の倍率(利得)を変更したとき、短時間にこれらの変化に適応できる能力をヒトやサルは有している。この脳内機構を調べるため、サルに以下の課題を訓練した。二次元運動計測システムでモニターした手先運動座標の倍率およびオフセットを変化させてディスプレイ上に表示することにより、視覚座標系と運動座標系を乖離させた。視覚座標上での到達目標と対応する運動とが同一の距離にあるときの関係を「1倍」と定義した。中心の保持ゾーンから到達目標点への直線的で、運動速度がベル型の最適化運動をすることが確認できた。その上で、視覚座標系と運動座標系の利得を1倍より大きく、あるいは小さく変更したとき、約10回の試行で運動と目標点との誤差が小さくなるとともに、運動の最大速度が一定レベルに収束するヒトと相同の適応を見せた。この課題遂行中のサルから一次運動野および運動前野腹側部からニューロン活動記録を行うとともに皮質内微小刺激を行った。運動前野腹側部では(1)運動関連活動が利得によらず視覚空間座標上の到達目標の位置に依存したもの、(2)利得および運動方向に依存するものを同定した。このような活動が記録された領域を刺激したとき、その効果として到達運動開始時の方向や、一段目の運動の振幅(大きさ)に変化の生じる場合があることを確認した。これらの結果は、運動前野腹側部が空間視覚情報をテンプレートとして運動の方向や大きさ、すなわち利得の決定に関与することを示唆している。ヒトは、顕微鏡下での手術(マイクロサージェリー)などに際しての手運動の操作に代表されるように、視覚空間と運動空間の座標系のオフセット移動のみならず、それら座標間の倍率が変更されても、極めて短時間にこれに適応することができる。この脳内機構をニューロン活動レベルで調べるため、サルに運動学習を要求する共通の課題を課し、行動解析を行った。リアルタイム二次元運動計測システムでモニターした手先運動座標の倍率およびオフセットを変化させてディスプレイ上に表示することにより、視覚座標系と運動座標系を乖離させた。視覚座標上の到達運動のデフォールトの関係を「1倍」と定義した。サルでは、中心の保持ゾーンから到達目標点への直線的かつ運動速度がベル型の最適化運動をすることが確認できた。その上で、視覚座標系と運動座標系の対応関係(利得、Gain)を「1倍」から「0.5倍」に、あるいは「2倍」に変更したとき、プリズム適応と同様、約10回の試行で運動と目標点との誤差が小さくなるとともに、運動の最大速度が一定レベルに収束することが明らかとなった。サルで観察された上記のような適応(運動学習)が、ヒトでもほぼ同様の時間経過をたどって成立していることも確認した。このことにより、サルとヒトでは極めて相同の脳内機構により運動学習の成立していることが示唆された。現在、サルでは一次運動野および運動前野腹側部からニューロン活動のマルチレコーディングを行っており、運動前野腹側部で到達運動に関連する領域を同定し、運動関連活動が視覚座標系と運動座標系のいずれかを反映しているニューロン活動をすでに同定している。次年度では、これらのニューロン活動間でどのような時間的相関があるかを、特にスパイク後促通に焦点を絞り、情報を担うニューロン間の機能結合を検討する予定である。二次元運動計側システムでモニターした手先運動座標の倍率およびオフセットを変化させてディスプレイ上に表示することにより、視覚座標系と運動座標系を乖離させた。

視覚座標上での到達目標と対応する運動とが同一の距離にあるときの関係を「1倍」と定義した。中心の保持ゾーンから到達目標点への直線的で、運動速度がベル型の最適化運動をすることが確認できた。その上て、視覚座標系と運動座係系の利得を1倍より大きく、あるいは小さく変更したとき、約10回の試行で運動と目標点との誤差が小さくなるとともに、運動の最大速度が一定レベルに収束するヒトと相同の適応を見せた。この課題遂行中のサルから一次運動野およひ運動前野腹側部からニューロン活動記録を行った。運動前野腹側部ては(1)運動関連活動が利得によらず視覚空間座標上の到達目標の位置に依存した活動を示すもの、(2)利得に依存し運動座標系を反映するもの、あるいは(3)その中間に位置するニューロン活動を同定した。(1)のような活動は一次運動野では極めて少数であった。さらに、課題遂行中の眼球運動をモニターするとともに、手運動開始後の運動遂行中にカーソル制御することにより、視覚フィードバックの有無と眼球運動がニューロン活動に影響を与えているかどうかを調ぺた。その結果、記録された運動関連活動にはこれらの効果が小さいことを確認した。このことは、運動前野腹側部が、一定の視覚空間情報から手の運動に変換する過程で、視覚フィードバックや眼球運動には依存しない利得制御可能な座標変換系として機能していることを示唆している。