hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
X線による銀河系中心分子雲帯の三次元構造と巨大ブラックホール周辺活動の相関研究

今(最終)年度は、博士論文のデータ解析と執筆に重点を置きながら、ハードウェアの論文執筆も並行して研究を進めた。目標の研究計画を遂行できた。詳しい進捗は以下の通りである。「銀河中心の研究」博士論文課題である銀河系中心の活動歴史の解明において大きい成果を挙げた。銀河中心には巨大ブラックホール射手座A*が存在しており、その周辺の巨大分子雲からは中性鉄輝線が発見されている。中性鉄輝線の起源は過去における射手座A*の爆発だと考えられているが、爆発の性質は不明であった。私は分子雲の奥行き位置を求めるX線手法を開発し、銀河中心の分子雲(射手座B、C、D、E)の三次元位置図を作成した。さらに、得られた三次元位置・距離の情報からそれぞれの雲が対応する射手座A*の爆発時間と光度を計算し、最終的に射手座A*の過去における光度曲線を再構築した。次のような活動歴史を明らかにした。約600年前から100年前までの間、射手座A*は、X線光度が現在の約100万倍明るい活動期にあり、連続的かつ突発的に短い爆発を起こしていた。これらはオリジナルな三次元手法を用いて初めて解明した結果である。「SOIPIXの開発」今後のX線天文学における熱的と非熱的宇宙高エネルギー現象(例えば、銀河中心)の研究を開拓するために「高速読出・低バックグラウンド・精密分光撮像・広帯域のX線検出器」が必須である。その実現に向けて、SOI(Silicon-On-Insulator)技術を応用した日本独自のアナログ・デジタルLSIと厚いX線検出部の一体型ピクセルSOI検出器「X線SOIPIX」の開発を進めた。今年度(H25)は、昨年度に引き続き、最新試作品の性能試験とデータ解析を行い、次の結果を出した。(1)センサー部のレイアウトを改良することより出力ゲインを1.8倍向上させた。(2)軟X線による表面および裏面の照射試験において、アルミニウムの特性X線の検出に成功した。エネルギー分解能が180eV@1.5keV(表面照射)に向上した。(3)高比抵抗のシリコンウェハーを導入し、センサー部の空乏層厚が260um(完全空乏)に到達した。(4)回路クロストークの測定を行い、高性能(信号干渉比<0.5%)であることを実証した。(5)X線トリガーの検出およびスペクトルの取得に成功した(同種検出器では世界初)。(6)全面読出でエネルギー分解能660eV@8keVに達成した(SOIPIXのこれまで最高)。【SOIPIX開発と性能評価】今後のX線天文学における熱的と非熱的宇宙高エネルギー現象(例えば、銀河中心)の研究を開拓するために「低バックグラウンド・精密分光撮像・広帯域X線検出器」が必須である。その実現に向けて、SOI (Silicon-On-Insulator)技術を応用した日本独自のアナログ・デジタルLSIと厚いX線検出部の一体型シリコン・ピクセルSOI検出器「X線SOIPIX」の開発を進めた。今年度(平成22)は、初のX線SOIPIX試作品「XRPIX1」に開発に成功し、大きな成果を上げことができた。具体的には、(1)ノイズを下げるために相関多重サンプリング法を素子に組み込み、エネルギー分解能280eV(半値幅8keV)を達成した(前試作品より10倍向上)。(2)トリガ出力回路を素子に組み込み、機能の正常動作に成功した(同種類検出器で初)。(3)空乏層厚み140μm(高いX線検出感度)に到達した。これらの成果より、SOIPIXが最終目標への基本的な見通しが得られ、技術的障害はないと確信することが出来た。SOIPIXグループを代表してIEEE国際会議で口頭発表を行った。その際にたくさんの質問を受け、大きく注目を集めた。SOIPIXの結果を査読付き論文としてまとめ、投稿した。同分野の国際競争(ドイツ、アメリカ)に勝ち抜くために、来年度も全力で開発を進めていく。【銀河系中心全域のX線観測データの解析】今年度は「すざく」のデータ解析の準備を進めた。「ASTRO-H(次期X線天文衛星)のSummer School」に参加し、発表を行った。そこで情報収集を行いました。また、二週間鹿児島県宇宙内之浦宇宙空間観測所で観測運用を行い、未観測の銀河中心部のX線データを取得した。来年度は本格的に解析を開始する。[SOIPIXの開発と性能評価]今後のX線天文学における熱的と非熱的宇宙高エネルギー現象(例えば、銀河中心)の研究を開拓するために「高速読出・低バックグラウンド・精密分光撮像・広帯域のX線検出器」が必須である。昨年度初代機(XRPIX1)の開発に成功し、硬X線による性能評価を行った。今年度(平成23)は、昨年の結果から問題点と改善点などを明確化し、さらなる性能向上に向けて改良品(XRPIX1b)を製作した。次のように新しい成果を上げることができた。具体的には、(1)センサー部のレイアウトを改良することより出力ゲインを1.8倍向上させた。

(2)軟X線による表面および裏面の照射試験において、アルミニウムの特性X線の検出に成功した。エネルギー分解能が180eV@1.5keV(表面照射)に向上した。(3)高比抵抗のシリコンウェハーを導入することで、センサー部の空乏層厚が260um(完全空乏)に達した。(4)回路クロストークの測定を行い、高性能(信号干渉比<0.5%)であることを実証した。(5)X線トリガーの検出およびスペクトルの取得に成功した(同種検出器では初)。(6)SOIXPI専用のアナログ・デジタルコンバータを開発し、機能実証に成功した。これらの成果を国際会議(IEEE)で発表し、大きく注目を集めた。さらに、アメリカ(MIT)に二ヶ月滞在し、共同で新素子の評価実験を行った。X線SOIPIXが同分野における国際競争の舞台に立つレベルに到達したと実感した。来年度も実用化を視野に入れて、試作品の開発、改良、試験を全力で進めて行く。[銀河中心のX線観測とデータ]今年度は銀河中心射手座C領域の観測データを解析し、以下の成果を挙げた。(1)新しいX線反射星雲を発見した。(2)複数のX線反射星雲の時間変動を定量調査した。(3)複数のX線反射星雲の三次元分布を測定した。(4)これら(1-3)結果より、中心巨大ブラックホールの過去における活動性を初めて定量調査した。「すざく」衛星国際会議(stanford)に参加し、発表と情報収集を行った。来年度はさらに詳しい解析を進め、結果を論文にまとめる予定。今(最終)年度は、博士論文のデータ解析と執筆に重点を置きながら、ハードウェアの論文執筆も並行して研究を進めた。目標の研究計画を遂行できた。詳しい進捗は以下の通りである。「銀河中心の研究」博士論文課題である銀河系中心の活動歴史の解明において大きい成果を挙げた。銀河中心には巨大ブラックホール射手座A*が存在しており、その周辺の巨大分子雲からは中性鉄輝線が発見されている。中性鉄輝線の起源は過去における射手座A*の爆発だと考えられているが、爆発の性質は不明であった。私は分子雲の奥行き位置を求めるX線手法を開発し、銀河中心の分子雲(射手座B、C、D、E)の三次元位置図を作成した。さらに、得られた三次元位置・距離の情報からそれぞれの雲が対応する射手座A*の爆発時間と光度を計算し、最終的に射手座A*の過去における光度曲線を再構築した。次のような活動歴史を明らかにした。約600年前から100年前までの間、射手座A*は、X線光度が現在の約100万倍明るい活動期にあり、連続的かつ突発的に短い爆発を起こしていた。これらはオリジナルな三次元手法を用いて初めて解明した結果である。「SOIPIXの開発」今後のX線天文学における熱的と非熱的宇宙高エネルギー現象(例えば、銀河中心)の研究を開拓するために「高速読出・低バックグラウンド・精密分光撮像・広帯域のX線検出器」が必須である。その実現に向けて、SOI(Silicon-On-Insulator)技術を応用した日本独自のアナログ・デジタルLSIと厚いX線検出部の一体型ピクセルSOI検出器「X線SOIPIX」の開発を進めた。今年度(H25)は、昨年度に引き続き、最新試作品の性能試験とデータ解析を行い、次の結果を出した。
不飽和水理特性三次元トモグラフィの作成

本研究では,非破壊で計測した土中水分量の時間変化から,土中水分移動に関するパラメータの分布を求めることを目的としている.そこで, 1)地中レーダという資源探査で用いられる地盤の非破壊計測技術を使って,地表面から非破壊で土中水分量の変化の可視化し, 2)非破壊計測により得られた水分量変化データを最もよく再現する水分移動パラメータを求める技術を開発した.適用事例として,土槽を用いた室内実験と,東京農工大学栄町実験圃場にて地表面の水分量の変化を定期的に計測し,その変化を再現する透水係数分布を求める圃場実験を行った.本研究では,非破壊で計測した土中水分量の時間変化から,土中水分移動に関するパラメータの分布を求めることを目的としている.そこで, 1)地中レーダという資源探査で用いられる地盤の非破壊計測技術を使って,地表面から非破壊で土中水分量の変化の可視化し, 2)非破壊計測により得られた水分量変化データを最もよく再現する水分移動パラメータを求める技術を開発した.適用事例として,土槽を用いた室内実験と,東京農工大学栄町実験圃場にて地表面の水分量の変化を定期的に計測し,その変化を再現する透水係数分布を求める圃場実験を行った.本研究では,不飽和土への水の浸潤過程において,浸潤前線の位置などを地中レーダによって非破壊で求め,その位置の時間変化から,その土の不飽和水分移動特性を求める手法の開発を目的としている。本年度は川砂を詰めた実験土槽を用いて,不飽和水分移動過程を地表面から非破壊で計測し,そのデータから不飽和水分移動特性パラメータを求めるための実験を実施した。特に,地中灌漑のように土中から直接水分を供給するような場合について,土中の湿潤領域の広がりを地中レーダより求めるための実験を行った。本実験では,地表面下20cmに設置した塩ビパイプに開けた給水孔より一定の水圧5cmをかけて一時間給水し,給水中ならびに実験開始後24時間経過するまで,任意の時間に塩ビパイプの給水孔の真上を横切る測線上で地中レーダのプロファイル測定を行った。その結果,水分供給前の地中レーダプロファイルデータと水分供給後のプロファイルデータとの比較より,塩ビパイプからの明瞭な反射波に加え,給水孔の周囲に形成された湿潤領域の下端と上端から明瞭な反射波が確認された。この上下端からの反射波が時間ともに移動する様子から,湿潤領域の広がりを得ることができた。また,横方向の広がりについても,土槽下端からの反射波に遅れが生じる領域として捉えることができた。そのうえで,本年度実施した実験について,土中電磁波伝播シミュレーションプログラムGPRMaxと不飽和土中水分・塩分移動シミュレーションプログラムHYDRUSを用いて再現したところ,地中レーダの測定結果とシミュレーション結果には良好な一致が見られ,本データから不飽和水理特性の推定を行うことが可能であることが示唆された。本研究は,不飽和土への水の浸潤過程において,浸潤前線の位置などを地中レーダによって非破壊で求め,その位置の時間変化から,その土の不飽和水分移動特性を求める手法の開発を目的としている.H23年度は,H22年度に実験土槽を用いた水分移動データに加えて,本学栄町研究圃場にて地中レーダの直達波の一つである地表波を用いて求めた地表面水分量分布の時間変化データを用いた解析を行った.実験土槽の水分移動データは,給水パイプから上下鉛直方向の浸潤前線の移動を反射波から求めたもので,浸潤前線の位置を電磁波電波速度から求めることができた.地表面水分量分布の時間変化データは,82日間に計22回測定して得られたものである.測定は10m×4mの裸地に幅0.4mの測線を10本設置し,測線上をアンテナステップ距離(サンプリング間隔)を40cmとして行った.各測定地点で,地表波の伝播時間から地表波速度を求め,光速との比より地表面比誘電率が得られた.比誘電率からは,実験サイトのローム質土に適した比誘電率と体積含水率の関係を示した経験式より,体積含水率を求めた.その結果,各測定時に,体積含水率の二次元面的な分布を求めることができ,結果として22回分の面的な分布を得ることができた.そこで,各測定地点で鉛直一次元の水分移動を仮定し,汎用土中水分・溶質・熱移動シミュレーションプログラムHYDRUSを用いて逆解析を行った.その際に,降雨を上部境界条件,下部境界条件は自然排水境界条件として,GPRより求められた地表面体積含水率をもっともよく再現する不飽和水分移動特性(透水係数など)を求めた.すべての測定地点で逆解析を行うことで,不飽和水分移動の空間分布が得られた.このような不飽和水分移動の空間分布(トモグラフィ)を得ることは,土壌試料のサンプリングを基本とする方法では難しく,本研究のように比較的短時間で面的,立体的なデータ取得を行うことで可能となる.
神経因性疼痛下のアセチルコリン神経機能の画像解析とそれに基づく鎮痛作用部位の解明

脳内に存在するニコチン性アセチルコリン受容体に結合する放射性プローブを用いて、慢性的な痛覚過敏状態(神経因性疼痛)でのニコチン受容体およびその神経系の機能変化を調べ、鎮痛作用に関与する部位を明らかにすることを計画した。その結果、神経因性疼痛状態で視床に存在するニコチン受容体が増加していることを見出した。実際に視床に薬物を投与したところ、鎮痛作用が認められたことから、視床に存在するニコチン受容体が神経因性疼痛抑制に関与する可能性が明らかとなった。神経因性疼痛状態でのアセチルコリン神経系の機能変化を明らかにする目的で、ニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)に結合する放射性プローブ[125I]5IAを用い、脳内nAChRの密度変化を調べた。神経因性疼痛モデルラットおよび偽手術ラットに[125I]5IAを尾静脈から投与し、オートラジオグラフィ法により関心領域への放射能集積を比較したところ、モデルラットの視床において、偽手術ラットの1.7倍(ρ<0.05)高い集積を認めた。視床以外の領域では有意な変化は認められなかった。次に、各群のラットから脳切片を作製し、インビトロで[125I]5IAの結合実験を行ったところ、モデルラットの視床の最大結合能(Bmax)が偽手術ラットに比べて1.5倍(ρ<0.05)増加していた。これらの結果から、神経因性疼痛状態では視床においてのみnAChR密度が増加することが明らかとなり、視床に存在するnAChRが神経因性疼痛の病態あるいは鎮痛作用に何らかの関与を有する可能性が示された。また、アセチルコリン神経機能を評価する別のプローブとして、アセチルコリン分解酵素(AChE)の活性測定用プローブである[11C]MP4Pを用いたイメージング研究を行った。ラットに[11C]MP4Pを尾静脈から投与し、小動物用PET装置を用いて撮像を行ったところ、AChE活性の高い線条体に最も高く集積し、活性の低い皮質や小脳への集積は低いことが明らかとなった。これにより、小動物用PET装置を用いることで、脳内AChE活性を非侵襲的に測定できる可能性が示された。これらの知見をもとに、次年度は視床に発現するnAChRやAChEと神経因性疼痛との関連、発現量の経時変化などを調べ、神経因性疼痛下のアセチルコリン神経機能解析と鎮痛作用部位の解明を行う。昨年度の検討により、経因性疼痛状態で視床に在するニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)密が増加することが明らかとなった。そこで本年度は視床に存在するnAChRと鎮痛作用との関連を明らかにすることを目的とした。まず、神経因性疼痛モデルラットに5IA(1-100nmol)を側脳室内投与して鎮痛作用を検討したところ、投与15分後をピークとする濃度依存的な鎮痛作用が認められた。そこで、その検討で使用した濃度の5IAに[125I]5IAを混ぜたものを側脳室内投与し、投与15分後における受容体占有率を測定したところ、占有率と鎮痛作用との間には有意かつ強い正の相関(R=0.97, P<0.05)が認められた。次に、視床の中でも痛覚伝達に関与すると報告のあった後外側腹側核(VPL核)に着目して検討を行った。VPL核に5IA(1-50nmol)を局所投与したところ、濃度依存的な鎮痛作用発現が認められた。その作用はnAChR拮抗薬である同濃度のメカミラミンにより阻害されたことから、nAChRを介した作用であることが示された。また、メカミラミン(1-10nmol)をVPL核に投与したところ、濃度依存的な痛覚過敏作用が認められたことから、神経因性疼痛状態では内因性のAChがVPL核に存在するnAChRに結合し、痛覚抑制に関与している可能性が考えられた。さらに、メカミラミンをVPL核に前投与してから5IAを側脳室内投与したところ、前投与なしの場合に比べて鎮痛作用が70%低下したことから、側脳室内投与された5IAはVPL核に存在するnAChRを介して鎮痛作用を発現することが示された。以上、本研究により、視床、中でもVPL核に存在するnAChRが神経因性疼痛抑制に重要な役割を果たすことが明らかとなった。
巨大遺伝子ファミリーの発現遺伝子選択過程におけるCpGメチル化の解析系の探索

(1)ドジョウ嗅覚受容体(MOR)遺伝子クラスター(B/C/Dファミリークラスター)のデフォルト状態のメチル化をbisulfite法で解析した。その結果、コード領域内、および、そのごく近傍では、通常のメチル化、すなわち、CpG配列の80%程度がメチル化されていることがわかった。(2)クラスター内の遺伝子間に存在する4箇所のCpGアイランドを解析したところ、これまでにCpGアイランド2箇所のメチル化状態を解析したところ、非発現細胞において、そのほとんど(90%以上)がメチル化を受けており、通常のCpGアイランドとは異なる状態(すなわち、通常はCpGアイランドはメチル化は低頻度である)にあることが判明した。現在、残り2箇所の解析を行っている。これらの結果から、MOR遺伝子を発現していない組織細胞では、MOR遺伝子クラスターはヘテロクロマチン化しており、発現し得ない染色体状態にあることが推測された。(3)このクラスター領域の個体差に関して、個体4匹を用いて検討したところ、コード領域とその周辺の塩基配列はきわめて保存されていたが、遺伝子間の領域では、CpGアイランド領域も含めて相当の個体差が塩基配列レベルで存在していた。特に、CpGアイランド領域を含めて、数kbp以上の介在領域においては、数十から数百bpの欠失・挿入が見られた。しかし、CpGアイランド自体は塩基配列は大きく異なるような場合にも存在しており、CpGアイランドの存在がMOR遺伝子クラスターの発現制御において重要であることが予想された。(1)OR遺伝子クラスターの遺伝子解析とCpG配列の存在状態硬骨魚類であるドジョウのOR遺伝子のクラスターを解析した。特に、Cサブファミリーに関しては、8個のMOR遺伝子をタンデムに含むゲノム領域を詳細に解析した。また、他の3つのサブファミリー(47、A、202サブファミリー)に関してはORF近傍の解析を終了した。これらのデータと既存のデータを総合的に検討した結果、魚類のMOR遺伝子には、共通の57個のプロトタイプ遺伝子が存在することがわかった。(2)OR遺伝子内におけるCpG配列の存在様式の解析構造解析したOR遺伝子の範囲に於いて、コーディング領域と周辺領域の塩基配列や、メチル化が起こるCpG配列の位置や数を詳細に検討すると、1つのサブファミリーが複数のグループに分けられることがわかった。例えば、ドジョウのAサブファミリーやCサブファミリーに含まれる810個のMOR遺伝子は、23のメンバーを含む小さなグループに分けることができる。さらに、遺伝子の転写活性や発現遺伝子の選択に関わると期待されるCpG配列の位置とパターンは、それぞれのグループに特徴的であることが明らかになった。(3)少量の試料を用いたOR遺伝子におけるメチル化配列の検出の検討嗅覚組織を用いてDNAを抽出し、コントロール組織である肝臓と併せてOR遺伝子のメチル化状態を検討しようとしている。現状では、1数個の細胞に相当するDNAではメチル化特異的化学修飾後のDNA回収率が悪く、PCRによってメチル化状態を明らかにするには至っていないため、さらに効率的な方法論を開発しようとしている。
地方制度改革と「アイディアの政冶」

交付申請書における本研究の目的は、90年代以降の日本の地方制度改革の過程分析、特に、アイディアの側面に着目した研究を行うことであった。本年度は主に資料収集を中心に研究を進める計画であったが、資料収集の進展もさることながら、同時に発見された新たな知見を学術雑誌等を通じて積極的に発表した。学術雑誌『日本政治研究』において「地方制度改革と専門家の参加」として発表された研究は、90年代後半の市町村合併の推進政策と00年代の地方交付税の削減の2つのケースに着目し、アイディア面からの地方制度改革の分析を行った。具体的には、90年代以前からの行政学者・財政学者および自治(総務)官僚のアイディアを丹念に分析し、研究者の政策過程への制度的な参加を通じて自治官僚のアイディアが、市町村合併においては機能分担論から日本型補完性の原理への転換が見られること、地方交付税においても都市経営論を経て地方財政計画の総額引き下げの是認に至ったことを明らかにした。また、こうしたアイディアの転換が可能になった要因として、比較的継続的に財政均衡主義を機関哲学とする大蔵省主計局を比較の視座に置きながら、組織内の成員に対する社会化の過程として人事システムに着目した研究を進めた。その結果、省内の政策形成過程に深く関与する世代を中心として、自治官僚の地方出向のパターンにこれまでの都道府県中心から基礎的自治体とりわけ市へ出向の増加という変化が見られたことを明らかにした。この研究は、「市町村合併と自治省の人事システム」として『相関社会科学』に発表された。また、これらの研究を踏まえ、イギリスと比較しつつ日本における地方財政の政策決定過程の変化について、英国ウォーリック大学で開催された第2回Anglo-Japanese Academy(東京大学21世紀COEプログラム「先進国における《政策システム》の創出」等による共催)で報告した。
卵母細胞における染色体ダイナミクス制御と母体の加齢効果

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
再分配選好に自尊感情が及ぼす効果

研究計画に則り、再分配選好に対する自尊感情の影響の検証としてアンケート調査および経済実験によるデータの蓄積を進めながら分析を行った。およそデータの蓄積は、前年度までの結果をより統計的有意性を頑強にする方向に働いたといえる。結果を研究計画に則して述べると、(1)実験前に調査した自尊感情(被験者の普段の自尊感情すなわち特性自尊感情を反映すると考えられる)と、自分がタスクにおいて相対的に高いパフォーマンスを示せるという予想をする、自信家であるか否かとの関係は明確な相関を示し、また特性自尊感情が高いものはより利己的な分配選好を示すことが明らかとなった。(2)実験の結果を知っている時点での自尊感情(実験における自分のパフォーマンスを知っている状態であることから状態自尊感情を反映すると考えられる)については、タスクで相対的に高いパフォーマンスを挙げたものの自尊感情が高まった、あるいはその逆というような単純な関係は見出されず、相対的に高いパフォーマンスを挙げて、かつ低い再分配を行った被験者が自尊感情を下げ、逆に気前良い再分配を行った被験者が自尊感情を上げるという傾向が見られた。(3)状態自尊感情と再分配選好の関係には統計的に有意な相関がみられなかった。(4)情報が与えられる前と与えられた後の分配選好の変化についても、特性・状態自尊感情や自信との明確な相関は観察されなかった。性差、初期所得の差を生む要因(本実験ではタスクが知能テストかくじか)、実験への参加経験などを説明変数として用いた回帰分析の結果は、自信家であることが、再分配選好に対して非常に強い説明力を持ち、実験参加経験以外のほかの説明変数を圧倒することが示された。そして特性自尊感情はこれに準ずる説明力を持つことが示された。また、自信が特性自尊感情のみならず、性差、タスク、経験にもある程度影響されていることが確認された。研究計画に沿って実験室でのローゼンバーグ自尊感情尺度のプレアンケートと被験者実験を行い、プレアンケートについては200名、被験者実験に関しては100名のデータを得た。当初計画ではプレアンケート参加者を中心に実験被験者を募る予定であったが、プレアンケート参加者の実験参加者が僅か37名にとどまったこともあり、急遽ネットアンケートを実施して被験者実験の応募者に事前に回答を求める形で、状態自尊感情の計測を行った。結果的には実験室アンケートとネットアンケートの回答の平均と分布に有意差は観察されなかった。研究計画においてはネットアンケートの導入は2017年度からを予定していたが、結果的にはネットアンケートによるデータ収集でも支障がない傍証を得た形となった。ただしネットアンケートへの回答を期限内に終わらせずに参加した被験者が2名いたため、これらについては分析から外さざるを得なかった。データはまだ収集途上であるが、本研究で集めたデータにおいても、再分配選好は、自分がゲームの勝者であり配分者の側になれると思っていない者が高く、また逆に自分がゲームに勝てると楽観的になっている者の再分配選好は低いという結果が得られている。そしてローゼンバーグ自尊感情の尺度が高いものはゲームの結果に対して楽観的な予想をしやすいという傾向が見られる。これらはほぼ予想通りの結果であるが、実験前と実験後の自尊感情のぶれに、ゲームの勝敗の影響は見られないこと、また自尊感情尺度そのものと再分配選好との相関は極めて弱いことなどが観察されている。これらの点についてはデータ収集を継続すると同時に、被験者の属性の検証、さらには公共財実験のような利他と利己が同時に生じる状況の実験の結果との比較を加味するなど、より多面的な検証が必要になると考えられる。実験室のPCブース内で行うアンケートについてはほぼ目標のサンプル数を得たが、被験者実験の参加者については計画を下回っている。これはアンケート回答者に後日の被験者実験への参加を呼びかけても充分な反応が得られなかったことにより、新たに募集し、そこで事前にネットを介したアンケートへの回答を求める形式をとらなければならなかったという要因がある。結果的にはネットを介したアンケートが可能であり、今のところネットでも実験室内でのPCブースでも統計的に有意な差は確認されないため、2017年度に計画していたネットによる事前アンケートが2016年度中に問題ないと確認できたという面もある。研究計画に則り、再分配選好に対する自尊感情の影響の検証としてアンケート調査および経済実験によるデータの蓄積を進めた。その結果、一応の分析に足るデータの蓄積を得ることができたと考えられる。詳細な分析は最終年度に集中して行う予定であるが、これまでの予備的な検証からは、本研究の前提である、自分の将来の立場に楽観的な(自分がディクテーターゲームにおける配分者になれると予想する)被験者はそうでない被験者に比べてディクテーターゲームの配分者になったときに有意に低い再分配の選好を示すという結果は明確に表れており、その傾向は初期の所得分配が本人の能力(知能テスト)によるか、運(くじ)によるかに関係なく同程度にみられる。その上で本研究の主たる研究目的のひとつである、被験者の特性自尊感情(ローゼンバーグ自尊感情尺度による)と自分の立場の予想との相関、および特性自尊感情とディクテーターとしての再分配選好との相関に注目するといずれも有意な相関を観察できている。

ただし、自分がディクテーターになれたかどうかを認識した後での状態自尊感情との再分配選好との相関は明確でなく、またディクテーターになったか否かによる自尊感情の変化については、単純な説明が難しい結果となっている。これらについてのより詳細な分析と解釈が必要となる。また、分析の幅を広げるために被験者には公共財ゲームにも参加させている。結果を見るとこちらでも特性自尊感情と他のグループメンバーと比して利己的に行動している傾向に相関がみられるが、状態自尊感情との相関は明確ではない。こうした異なる実験から導かれる結果の一貫性を手掛かりにしつつ、さらなる検証を進める必要があると考えられる。概要にも示した通り、29年度はおおむね順調にデータの蓄積を進めることができている。ただしディクテーターゲーム実験の一部でサーバーのトラブルに伴う実験進行上の支障が起きたため、トラブルのあった当該データは除外せざるを得なかった。また公共財実験を含む調査を行ったため、被験者の拘束時間が延び、謝金額をその分高くしたことで計画よりもやや謝金額が膨らむという事態が生じた。それでも計画に記した約100名分のデータの蓄積を今年度行うことができ、またトラブルが生じた実験も、公共財実験に関してはデータが残っているため、自尊感情との相関の検証には充てることはできる。計画では今年度から状態自尊感情については完全にネットによるアンケート調査に切り替える計画であったが、これについては28年度から順次進めていたため、今年度に関してはすでに実験室でのアンケート調査に参加していた被験者を除きネットによるものとなった。実験室でのアンケートとネットのアンケートに関しては両者の間に平均値、分布とも有意差は見いだせず、調査方法によるぶれの問題はないと考えられる。集まったデータからは計画した研究目的の一部には統計的に有意な結果を得ているが、すべての目的を果たしているとはまだ言えない。特に実験前で自分がディクテーターになれるとわかる前の特性自尊感情と実験直後で自分が実際にディクテーターとしてふるまった後の状態自尊感情は全体で見たとき有意な差は見られず、また役割を決定する知能テストやくじの結果、相手よりも高い成果となったか否が影響しているといえる有意な結果も得られていない。その一方で再分配選好に関しては特性自尊感情のとの相関は状態自尊感情との相関と比しても明らかに大きい。これに一貫した説明がつけられるかについては詳細な検証が必要となるだろう。研究計画に則り、再分配選好に対する自尊感情の影響の検証としてアンケート調査および経済実験によるデータの蓄積を進めながら分析を行った。およそデータの蓄積は、前年度までの結果をより統計的有意性を頑強にする方向に働いたといえる。結果を研究計画に則して述べると、(1)実験前に調査した自尊感情(被験者の普段の自尊感情すなわち特性自尊感情を反映すると考えられる)と、自分がタスクにおいて相対的に高いパフォーマンスを示せるという予想をする、自信家であるか否かとの関係は明確な相関を示し、また特性自尊感情が高いものはより利己的な分配選好を示すことが明らかとなった。
遷移金属触媒によるホウ素反応剤の創製と反応

昨年度の研究で、パラジウム触媒存在下チオボランのS-B結合はアルキン三重結合に付加して、β-アルキルチオビニルホウ素化合物を収率よく生成することを見い出した。本年度はこの反応の応用として、得られたビニルホウ素化合物と有機ハロゲン化物とのクロスカップリング反応による有機合成を調査した。試薬はカルボニル化合物と合成等価体であり、分子内縮合によるインドール合成およびベンゾフラン合成に応用し好結果を与えた。前記の付加反応はジホウ素化合物のアルキンへの付加反応にも応用できる。白金触媒存在下、ジホウ素化合物とアルキンを加熱すると定量的収率でシス-ジボリルアルケンが生成することを新たに見い出した。ホウ素-ホウ素結合の白金への酸化付加体を単離、X一線構造解析することにより、酸化付加、アルキンの挿入、還元脱離を経る反応機構を提出した。ボリルメチル亜鉛試薬(RO)_2BCH_2ZnIとハロゲン化ビニルのクロスカップリング反応により、アリル型ホウ素化合物が収率よく得られることを見い出した。反応を初めての分子内アリルホウ素化反応および不斉アリルホウ素化反応に応用した。特に、分子内アリルホウ素化反応では5、6、7員環ホモアリルアルコールが高収率で生成した。
血液凝固線溶の制御調節因子群の遺伝子に関する研究

血管内血液凝固線溶系の主要な制御調節因子としては、アンチトロンビンIII、プロテインC(PC)、プロテインS、アルファ2プラスミンインヒビター(PI)などがあるが、それら因子のうちPCとPIをとりあげて分子生物学的研究を行った。PCのゲノムDNA断片を用いたハイブリダイゼーションでPC遺伝子が染色体2q14→q21に局在することが判明した。PIに関しては、本研究の発足前にそのC末端部に対応するcDNAのクローニングが完成していたので、それを基礎として研究をさらに発展させた。すなわち、PIの全アミノ酸をコードする全長のcDNAを得、それを用いてヒト胎盤より得たゲノムDNAライブラリーをスクリーニングした結果、PIのコード領域全域にわたるゲノムDNAの3クローンを得た。それらの制限酵素地図と塩基配列を決定してPI遺伝子構造の解析を行った。その結果、PI遺伝子は16Kbにわたり、10のエキソンと9のイントロンによって構成されていることが判明した。イントロンの数は、今迄報告されたセリンプロテアーゼインヒビターの遺伝子ファミリーのうちで最も多かった。5′側の転写調節領域中には、TATA、CAT、GCボックスなどが認められ、興味深いのは肝組織特異の転写エンハンサー配列が見出された。ゲノムDNA断片を用いたハイブリダイゼーションにより、PI遺伝子は染色体上18p11.2→q11.2に局在することが判明した。先天性PI欠損症の一家系についてPI遺伝子の構成をしらべた結果、DNAの大きな再構成や欠損は認められず、唯一の変化は、コード領域の3′末端附近にCが1個挿入されていることであり、その結果、フレームシフトが起りC末端12のアミノ酸の置換と新しく166のアミノ酸がC末端に附加され、正常蛋白にくらべ約34%大きい蛋白が産生されているが分泌されないことが示唆された。トランスフェクションによる発現実験で、その事実が確められた。生理的線維素溶解の特異的な制御因子であるα_2プラスミンインヒビター(以下α_2PI)の遺伝子のクローニングとその構造の解析を行った.肝癌細胞株から得られたcDNAの2つの断片をプローブとして,ヒト胎盤より得られた遺伝子ライブラリーをスクリーニングした.その結果, α_2PIをコードする26Kbの領域を重複して含む数種の遺伝子クローンを分離することができた. α_2PI遺伝子は,約18Kbにわたって分布する10のエキソンと9のイントロンより構成されていた.このイントロンの数は,今迄報告されているセリンプロテアーゼインヒビター(serpin)の遺伝子ファミリーのうちで最も数の多いものであり,分子進化の上で,最も早く祖先より分離したものであることが示唆される.すべてのイントロンは, 5′側の半分に存在している.5′側の非ほん訳部分とシグナル配列は,全部で約8Kbに及ぶ3つのイントロンによって分断されている.活性XIII因子によって架橋結合を受けるN末端部は, 4番目のエクソンによってコードされている.反応部位とプラスミノゲン結合部位は,いずれもC末端領域に存在しており, 10番目のエクソンによってコードされている.α_2PIと他のserpinの相同のアミノ酸をそろえて並べると, α_2PIの7番目のイントロンの介在する場所は,ヒトアンチトリプシンおよびラットアンジオテンシノゲンの2番目のイントロンの介在部位と,全く一致していた.また,アンチトロンビンIIIの3番目のイントロンとは,介在部位が僅か1塩基しか違っていない.

これらの事実は, α_2PIはserpin遺伝子族に属していることを示している.しかし,他のインヒビターと異ることは, C末端部に50の加剰なペプチドが附加されていることであり,遺伝子の進化の上で興味深い.エキソン1の5′上流には, TATA配列およびGC配列が見出されるが,正確な転写開始点については今後の問題である.血管内血液凝固線溶系の主要な制御調節因子としては、アンチトロンビンIII、プロテインC(PC)、プロテインS、アルファ2プラスミンインヒビター(PI)などがあるが、それら因子のうちPCとPIをとりあげて分子生物学的研究を行った。PIに関しては、本研究の発足前にそのC末端部に対応するcDNAのクローニングが完成したいたので、それを基礎として発展させた。すなわち、PIの遺伝子構造の解明と、先天性PI欠損症の遺伝子の変異をしらべた。ヒト胎盤より作成されたゲノムDNAライブラリーをcDNAおよび合成ヌクレオチドを用いてスクリーニングを行った結果、PIのコード領域全域にわたるゲノムDNAの3クローンを得た。それらの制限酵素地図と塩基配列を決定してPI遺伝子構造の解析を行った。その結果、PI遺伝子は16Kbにわたり、10のエキソンと9のイントロンによって構成されていることが判明した。イントロンの数は、従来報告されているセリンプロテアーゼインヒビターの中で最も多い。5'側の転写調節領域中には、TATA、CAT、GCボックスなどが認められ、特に興味深いのは、肝組織特異の転写エンハンサー配列が見出された。ゲノムDNA断片を用いたハイブリダイゼーションにより、PI遺伝子は染色体上18p11.2→q11・2に局在することが判明した。先天性PI欠損症の一家系についてPI遺伝子の構成をしらべた結果、DNAの大きな再構成や欠損は認められず、唯一の変化は、コード領域の3'末端附近にCが1個挿入されていることであり、その結果、フレームシフトが起りC末端の12のアミノ酸の置換と新しく166アミノ酸がC末端に附加された蛋白がほん訳されていることか判明した。トランスフエクションによる発現実験では、産生蛋白が分泌されないことも判明した。PCのゲノムDNA断片を用いたハイブリダイゼーションでPC遺伝子が染色体2q14→q21に局在することが判明した。
電子構造とフォノン分散の制御による環境調和型A1基熱電変換材料の開発

エネルギー枯渇問題と,化石燃料消費による地球温暖化問題の観点から,廃熱や太陽熱を利用しエネルギー利用効率を高める技術の開発が急務である.熱を電気に変換できる熱電材料はこれらの諸問題を解決する機能性材料として注目を集めている.現在実用化されている熱電材料による熱電発電は変換効率が悪く,現状では大規模な熱電発電が行われる迄に至っていない.熱電材料の特性を向上により大規模熱電発電を実現することは,21世紀の材料研究者に課せられた最も重要な課題の一つである.申請者は,近年,様々な金属材料の異常な電子物性(電気伝導率,熱伝導率,熱電能,電子比熱係数,ホール係数)を電子構造と結晶構造を解析することにより解明する基礎研究を行ってきた.これらの基礎研究により得られた知見から,熱電材料に対して今までに提案されていない全く新しい材料設計指針を構築するに至った.本研究では,申請者が提案する熱電材料設計指針により高性能熱電材料を開発することを目的としている.平成19年度に行った研究では,電子構造に数k_BT程度のエネルギー幅の微細構造がある場合に,熱伝導度に異常が生じWiedemann-Franz則を適用することができなくなることを明らかにした.バンド計算と低温比熱の測定から求めた電子状態密度とBoltzmann輸送方程式を用いて電子熱伝導度を解析した結果,観測される異常な熱伝導度を完全に理解することに成功した.平成19年度に得た成果も含め,本課題研究により蓄積してきた研究成果により,全く新しく,かつ,極めて有効な熱電材料の設計指針を構築することができたと考えている.エネルギー枯渇問題と,化石燃料消費による地球温暖化問題の観点から,廃熱や太陽熱を利用しエネルギー利用効率を高める技術の開発が急務である.熱を電気に変換できる熱電材料はこれらの諸問題を解決する機能性材料として注目を集めている.現在実用化されている熱電材料による熱電発電は変換効率が悪く,現状では大規模な熱電発電が行われる迄に至っていない.熱電材料の特性を向上により大規模熱電発電を実現することは,21世紀の材料研究者に課せられた最も重要な課題の一つである.申請者は,近年,様々な金属材料の異常な電子物性(電気伝導率,熱伝導率,熱電能,電子比熱係数,ホール係数)を電子構造と結晶構造を解析することにより解明する基礎研究を行ってきた.これらの基礎研究により得られた知見から,熱電材料に対して今までに提案されていない全く新しい材料設計指針を構築するに至った.そこで,本研究では,申請者が提案する熱電材料設計指針により高性能熱電材料を開発することを目的とする.17年度に行った研究において,Al-Re-Si及びAl-Mn-Si近似結晶を用いた熱電変換もジュールの試作を開始した.アーク溶解した試料を切り出し熱処理するのみで,熱電特性の良いAl-Re-Si及びAl-Mn-Si近似結晶を作成できることを示した.また,さらなる性能の向上を月指し,熱伝導度を決定する因子の解明研究にも取り組み,フォノン分散とフォノン散乱を制御する因子を特定するに至った.エネルギー枯渇問題と,化石燃料消費による地球温暖化問題の観点から,廃熱や太陽熱を利用しエネルギー利用効率を高める技術の開発が急務である.熱を電気に変換できる熱電材料はこれらの諸問題を解決する機能性材料として注目を集めている.現在実用化されている熱電材料による熱電発電は変換効率が悪く,現状では大規模な熱電発電が行われる迄に至っていない.熱電材料の特性を向上により大規模熱電発電を実現することは,21世紀の材料研究者に課せられた最も重要な課題の一つである.申請者は,近年,様々な金属材料の異常な電子物性(電気伝導率,熱伝導率,熱電能,電子比熱係数,ホール係数)を電子構造と結晶構造を解析することにより解明する基礎研究を行ってきた.これらの基礎研究により得られた知見から,熱電材料に対して今までに提案されていない全く新しい材料設計指針を構築するに至った.本研究では,申請者が提案する熱電材料設計指針により高性能熱電材料を開発することを目的としている.平成18年度に行った研究において,格子定数が大きく複雑な構造を有する材料では,熱を主に運ぶ音響的フォノンの数が著しく低下し,かつ,ゾーン境界付近のフォノンが容易に励起されることでUmklapp散乱が顕著になり,熱伝導度を低減させていることを明らかにしたさらに,A1基準結晶の熱伝導度は,同じ局所構造を有するA1基近似結晶の熱伝導度よりも小さく.準結晶に特有の準周期性が熱伝導度を著しく低下させる役割を果たしていることを明らかにした.また,A1基近似結晶の結晶構造に不規則生が著しく導入されると,フェルミ準位近傍の擬ギャップが消失し,大きな熱電能が得られないことも明らかにした.エネルギー枯渇問題と,化石燃料消費による地球温暖化問題の観点から,廃熱や太陽熱を利用しエネルギー利用効率を高める技術の開発が急務である.熱を電気に変換できる熱電材料はこれらの諸問題を解決する機能性材料として注目を集めている.現在実用化されている熱電材料による熱電発電は変換効率が悪く,現状では大規模な熱電発電が行われる迄に至っていない.熱電材料の特性を向上により大規模熱電発電を実現することは,21世紀の材料研究者に課せられた最も重要な課題の一つである.

申請者は,近年,様々な金属材料の異常な電子物性(電気伝導率,熱伝導率,熱電能,電子比熱係数,ホール係数)を電子構造と結晶構造を解析することにより解明する基礎研究を行ってきた.これらの基礎研究により得られた知見から,熱電材料に対して今までに提案されていない全く新しい材料設計指針を構築するに至った.本研究では,申請者が提案する熱電材料設計指針により高性能熱電材料を開発することを目的としている.平成19年度に行った研究では,電子構造に数k_BT程度のエネルギー幅の微細構造がある場合に,熱伝導度に異常が生じWiedemann-Franz則を適用することができなくなることを明らかにした.バンド計算と低温比熱の測定から求めた電子状態密度とBoltzmann輸送方程式を用いて電子熱伝導度を解析した結果,観測される異常な熱伝導度を完全に理解することに成功した.平成19年度に得た成果も含め,本課題研究により蓄積してきた研究成果により,全く新しく,かつ,極めて有効な熱電材料の設計指針を構築することができたと考えている.
胎児期新生児の心肺・行動計測システムと介入法の開発

人間の心身の健康は、生物リズムと日月年、気候・季節などの環境リズムに調整され保たれている。生後初期の状態は、このリズム調整機能の形成時期にある。そこで、新生児集中治療室NICUに入院する早産新生児の行動・生理リズム計測システムを開発し、養育・臨床介入の最適化を支援することを目的として進めて来た。NICU保育器内で児が曝されていると考える音、および患児や臨床処置時などで生じる生体音を24時間数日間、継続的に記録し、周波数解析により環境やライフイベントなどの音の有効検出技術を試作した。本研究で焦点を当てる心臓生理に係わる、児が呼吸状態を乱し激しく泣く、本来、多くのエネルギーを発達支援に費やすべき乳児期に不経済ともいえる行動である啼泣は、高いネガティブな情動性、養育・介護者への介入を促す社会的にポジティブな効果がある。そのリズム性の探索を行った結果、複数の患児において、一定の間隔で行われている哺乳・清拭等の介入時に生じる傾向が識別された。さらに、臨床病態や温熱環境に依存したリズム性の破綻などが認められた。そこで、音声分析で昼・夜の環境温度感受性と酸素飽和度(SpO2)・脈拍数への影響について、詳細な解析を進めている。症例として、啼泣時間の増加に伴い、SpO2は昼の方が減弱し、脈拍数(PR)は夜間の方が亢進する傾向などの可視化を示した。また、本症例では環境からの発声への影響として、昼より夜間に、保育器内外の平均輻射温度の上昇に伴い啼泣活動が増加する傾向を認めた。言葉を持たない新生児の発声、啼泣は、児の不快性情動の信号と予測され、保護者が児に介入するきっかけとなり、24時間数日間の継続データ分析により、新生児の昼・夜の体性感覚受容の感受性変化や生体への影響を、音声識別から予測し得る可能性を示唆した。今後、本検証例を増やし、早期発達診断AI開発と影響を与える環境制御技術開発を進める。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、埼玉医科大学IRB審査委員会において承認を得た内容を遵守行った。長時間継続的に、胎児期新生児の心肺・行動情報を総合的に計測する装置を開発するため、生体音、および、環境音を微細に捉えることを目的する高精度マイクロフォンを有す騒音計を、新生児集中治療室に設置するインキュベータ内に設置し、継続記録を試みた。本装置が安全かつ有効に作動するように、本装置の安全確認は本研究開始前に3年間準備され、十分な安全性が事前に確保された。さらに、24時間医療観察の中で臨床試験を進めることができ、安全に実施された。胎児齢期に早期に生まれた入院患児8名を主治医により無作為に対象候補とし、保護者に同意を得た確認の下に、1日から数日間の継続的記録を行った。生体の心肺音や行動音、医療従事者、父母の音声や医療介入に関わる環境音情報を包括的に記録した。容量の大きい同データに基づき、各種音を自動識別するために、周波数解析を行なった。児の音声分析では、微弱な音声A、高音圧の啼泣Bの二種音声タイプを定性的に見出し、まず、啼泣音声の自動識別のアプリケーション開発を進めた。また、環境音等の情報を識別することにより、児と環境との相互作用を調べ、児の感覚・運動機能を繋ぐ中枢神経系の認知機能発達の推定を目指し、各児の特徴や、個人差を超えた共通性の探索を続けている。音声タイプAは全体に周波数分布域が低く纏まり、持続時間も短い特徴を示した。我々の前臨床的実験動物モデル検証において、音声周波数指標が、学習や非学習条件ごとに異なる齢依存性や情動性を示した先行知見を背景に、同様な音声分析を試行した。その結果、高音圧の啼泣Bに先立ち発せられる音声Aの周波数指標に齢依存性の特徴が示唆された。介入依存様周期で発現する構成周波数の幅が広い啼泣Bは、哺育介護に伴い消失する傾向等から、負の情動的コンテキストとの関わりが示唆された。試作計測システムに基づく長期試験のため、試作システム作動性やその機能の問題が生じるリスクは想定されたが、順調に長期継続データを取得することができている。また、大容量データのために、分析処理の開発が困難であることが予測されたが、分析コンピューターの作動も順調に進んでいる。本研究は、埼玉医科大学IRB審査委員会において承認を得た内容を遵守し、保護者に同意を得た新生児集中治療室NICUに入院する未熟に出生した週齢2734週の早産新生児を対象に、15名の患児に協力を得て4日14日間の計測を実施することができた。胎児期新生児の心肺・行動の複数種情報を長時間継続的に24kHzのサンプルレートの音データとして計測取得するための装置を、患児が滞在する保育器内に設置し、計測を安全に実施した。患児と環境の状態を確認するための画像情報を同時に毎秒24時間継続的に計測し、事象確認に利用することができた。退院時前のMRI脳画像診断、神経学的行動試験を医師により実施し、新生児集中治療室内での発達の最終状態を確認した。症例は主に他の疾患が併存しない早産新生児であり、本申請期も計測を継続している。

自動音源種識別分析として、今年度に特に焦点を当てたのは、生体への影響を与える可能性がある治療環境音である。発生源として医師、看護師などの医療従事者の介入時に発生する処置音やその前後、医療従事者や両親の社会的音声の他、人工呼吸補助装置の音などを認めた。特に、人工呼吸補助装置は出生週数が低いほど利用率の高い治療機器であること、一般的な生体が触れる可能性の低い長期持続的な特異音環境の可能性として、その音供給期間のパターンの可視化を試みた。FFT周波数解析を基盤とし、その特徴音域であることが仮定された500Hz以上のパワー値について抽出し、概日リズムなどの生物基盤の可視化に有効なダブルプロット法を利用することで、治療環境の音についての数日期間における状態変化を可視化することができた。呼吸症状に合わせて調整される本治療環境音が、発達週齢依存的な患児への何らかの影響を与えるかどうかを、引き続き症例数が蓄積され統計的評価に足る機を得て分析に処する見込みである。新生児集中治療室という、臨床的重度が高い患者を対象とする24時間介入体制の医療現場を研究対象とすることから、常時変動すること、多様な計測を継続することが困難になる要因が少なからず予測されていた。しかし、研究員、陶テイ博士が的確な計測準備と実施を進め、分析に必要なデータの量的蓄積を順調に進めてくれている。人間の心身の健康は、生物リズムと日月年、気候・季節などの環境リズムに調整され保たれている。生後初期の状態は、このリズム調整機能の形成時期にある。そこで、新生児集中治療室NICUに入院する早産新生児の行動・生理リズム計測システムを開発し、養育・臨床介入の最適化を支援することを目的として進めて来た。NICU保育器内で児が曝されていると考える音、および患児や臨床処置時などで生じる生体音を24時間数日間、継続的に記録し、周波数解析により環境やライフイベントなどの音の有効検出技術を試作した。本研究で焦点を当てる心臓生理に係わる、児が呼吸状態を乱し激しく泣く、本来、多くのエネルギーを発達支援に費やすべき乳児期に不経済ともいえる行動である啼泣は、高いネガティブな情動性、養育・介護者への介入を促す社会的にポジティブな効果がある。そのリズム性の探索を行った結果、複数の患児において、一定の間隔で行われている哺乳・清拭等の介入時に生じる傾向が識別された。さらに、臨床病態や温熱環境に依存したリズム性の破綻などが認められた。そこで、音声分析で昼・夜の環境温度感受性と酸素飽和度(SpO2)・脈拍数への影響について、詳細な解析を進めている。症例として、啼泣時間の増加に伴い、SpO2は昼の方が減弱し、脈拍数(PR)は夜間の方が亢進する傾向などの可視化を示した。また、本症例では環境からの発声への影響として、昼より夜間に、保育器内外の平均輻射温度の上昇に伴い啼泣活動が増加する傾向を認めた。言葉を持たない新生児の発声、啼泣は、児の不快性情動の信号と予測され、保護者が児に介入するきっかけとなり、24時間数日間の継続データ分析により、新生児の昼・夜の体性感覚受容の感受性変化や生体への影響を、音声識別から予測し得る可能性を示唆した。今後、本検証例を増やし、早期発達診断AI開発と影響を与える環境制御技術開発を進める。引き続き、順調に計測例数を増やし続けている本研究の主要課題である、胎児期新生児の保育器内で捉えることができる複数の生体信号を、より効率的に24時間恒常的に計測し大容量データを記録する方法を見出すと共に、神経学的発達診断を可能とする分析プログラムの探索的開発を進める予定である。心肺音のより詳細な分析について、併行して新規に開発した生体接触型計測機器を、医師に意見を求めながら医療現場に即す仕様に試作を重ねており、同検討も計る。
中枢神経のCa^<2+>シグナル伝達におけるカルモデュリンキナーゼの役割

中枢神経におけるCa^<2+>シグナルは、非常に短期な伝達から、長期にわたるものまで様々であり、作用メカニズムも複雑である。一方、CaM kinase IIは中枢神経におけるCa^<2+>シグナル伝達に中心的な役割を果たしていると考えられている。本研究では以下の結果を得た。1.シナプス活動と可塑性の制御に関して、シナプス後肥厚(PSD)におけるCaM kinase IIの多くの基質タンパク質を解析しほとんどの基質タンパク質を電気泳動のスポットとして同定した.2.PSDにおけるCaM kinase IIの結合タンパク質の1つとしてグルタミン酸受容体が同定された。3.神経突起形成と細胞骨格機能調節を解析し、CaM kinase IIが神経突起伸展に重要な役割を果たすことを明かにした。4.神経突起形成にCaM kinase IIのCa^<2+>非依存性の活性が重要であることを明かにした。5.胚性がん細胞由来のP19細胞を用いて、神経分化にともないCaM kinase IIのが約10倍誘導されると同時に、アイソフォームの発現が変化することを明かにした。6.中枢神経系の細胞であるCAD細胞も神経分化にともない、CaM kinase IIが誘導され、スプライシングが変化することが明らかとなった。7.アイソフォームの発現様式により神経細胞が、成熟した中枢神経型、未熟な中枢神経型、未分化神経芽細胞型に分類されることが明らかとなった。8.αおよびβアイソフォーム遺伝子の転写調節領域の構造を明らかにし、神経特異的遺伝子発現に関与する神経特異的結合タンパク質の存在を明らかにした。Ca^<2+>イオンは、中枢神経における主要な細胞内情報伝達物質であり、記憶や学習をはじめほとんどすべての脳の活動において重要な役割を果たしている。一方、カルモデュリンキナーゼは中枢神経におけるCa^<2+>シグナル伝達に中心的な役割を果たしていると考えられている。特に、CaM kinaseIIは現在知られているプロテインキナーゼの中で最も多量に存在する重要な酵素であり、中枢神経機能の制御を解明する上で極めて重要であると考えられる。本研究では、CaM kinaseIIを中心として以下の結果を得た。(1)シナプス活動と可塑性の制御を解析するため、PSDに移行したCaM kinaseIIによるイン酸化タンパクを2次元ゲル電気泳動により分離し、ゲルより抽出し、ペプチドシークエンサーにより構造決定し、既知のタンパクと比較し、いくつかの基質タンパクを同定した。さらに、PSDにおけるCaM kinaseIIの結合タンパクを、ゲルオーバーレイ法により調べたところ、2つのタンパクが見い出された。1つは、NMDAレセプター2Bサブユニットと考えられた。(2)神経突起形成を明らかにするために、CaM kinaseII過剰発現細胞を用いた解析し、CaM kinaseIIが神経突起の形成を促進することを明らかにした。さらに、突起形成において酵素のCa^<2+>非依存性活性が重要な役割を果たすことを明らかにした。神経突起形成に関与するCaM kinaseIIの基質を解析しているところである。特に、CaM kinase IIは現在知られているプロテインキナーゼの中でも最も多量に存在する重要な酵素であり、中枢神経機能の制御を解明する上で極めて重要であると考えられる。本研究では、CaM kinase IIを中心として以下の研究を行なった。(1)シナプス活動と可塑性の制御に関して、シナプス後肥厚(PSD)におけるCaM kinase IIの多くの基質タンパク質を解析した。すなわち、PSDタンパク質を二次元電気泳動により分離し、基質となるタンパク質をゲルから抽出しそれぞれのアミノ酸配列を決定し同定した。また、イムノブロット法によっても同定した。