hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Cu-Ga-Zn正二十面体相準結晶中フェイゾンのHuang散乱による決定

正二十面体相準結晶の散漫散乱分布の異方性や温度依存性を詳細に広い温度範囲で実験的に研究し,それによりフェイゾンの形や種類の解明することである。今年度は,そのフェイゾン形を決めれば,理論であるHuang散乱計算の正二十面体準結晶に適用し,実験結果と直接比較できる計算図形を書かせるプログラムを作成することができた。Cu-Ga-Zn正二十面体相準結晶の作成から行っているが,準結晶の完全度がすごくいいためか,軸立てのラウエ写真の結果,従来のAl-Pd-MnやAl-Cu-Feとは異なり観測軸が,数度ずれただけで,ラウエ写真から対称性は発見できず,想像以上に新P型正二十面体相と従来のAl-Pd-MnやAl-Cu-Fe等のF型正二十面体相の差が大きいことが判明した。X線散乱にダイナミカルな効果が大きくkinematicalな理論の下のHuang散乱では不十分であると思われる。この結果を考察すると,Cu-Ga-Zn正二十面体相準結晶中の散漫散乱実験よりもダイナミカルX線回折実験を行う必要があるものと推察される。Al-Pd-MnやAl-Cu-Feの実験で得られた散漫散乱はこの3種のHuang散乱各々では説明できないことがわかっている。特にランダムフェイゾンもこの置換型欠陥の一種と考えられるが,ランダムフェイゾンのような欠陥はそう単純でないのかもしれない。もう一つの研究である光電子分光の実験を行い,Mgの酸化の影響が著しく研究に手間どったが,次のような興味深い結果を得た。今年度は,理論計算のHuang散乱の正二十面体準結晶への適用は進み,好みの面内での実験結果と直接比較できる計算図形を書かせるプログラムはほぼ完成した。Cu-Ga-Zn正二十面体相準結晶の作成から行っているが,準結晶の完全度がすごくいいためか,軸立てに手間どっている現状である。ラウエ写真の結果,従来のAl-Pd-MnやAl-Cu-Feとは異なり観測軸が,数度ずれただけで,ラウエ写真から対称性は発見できず,想像以上にP型正二十面体相と従来のAl-Pd-MnやAl-Cu-Fe等のF型正二十面体相の差が大きく大変である。したがって,もう一つの研究である光電子分光の実験を行い,次のような興味深い結果を得た。次年度は,この結果を踏まえて,Cu-Ga-Zn正二十面体相準結晶中の散漫散乱実験を行う予定である。計算結果によると正二十面体相準結晶中のHuang散乱には立方晶中において観測されるHuang散乱と同じく,3種類の独立なものがあり,現実の散漫散乱はこの3種のHuang散乱各々では説明できないことがわかった。特にランダムフェイゾンもこの置換型欠陥の一種と考えられるが,ランダムフェイゾンのような欠陥はそう単純でないと思われる。Cu-Ga-Zn

正二十面体相準結晶の作成から行っているが,準結晶の完全度がすごくいいためか,軸立てのラウエ写真の結果,従来のAl-Pd-MnやAl-Cu-Feとは異なり観測軸が,数度ずれただけで,ラウエ写真から対称性は発見できず,想像以上に新P型正二十面体相と従来のAl-Pd-MnやAl-Cu-Fe等のF型正二十面体相の差が大きいことが判明した。X線散乱にダイナミカルな効果が大きくkinematicalな理論の下のHuang散乱では不十分であると思われる。この結果を考察すると,Cu-Ga-Zn正二十面体相準結晶中の散漫散乱実験よりもダイナミカルX線回折実験を行う必要があるものと推察される。Al-Pd-MnやAl-Cu-Feの実験で得られた散漫散乱はこの3種のHuang散乱各々では説明できないことがわかっている。特にランダムフェイゾンもこの置換型欠陥の一種と考えられるが,ランダムフェイゾンのような欠陥はそう単純でないのかもしれない。もう一つの研究である光電子分光の実験を行い,Mgの酸化の影響が著しく研究に手間どったが,次のような興味深い結果を得た。
シカ食害を排除しても森林生態系の窒素吸収能が回復しないのはなぜか？

今回の調査・研究により、シカの採食が植生の多様性・種構成・バイオマスの変化を介して、土壌溶液中の無機態窒素濃度や季節変化に影響を与えることが示唆された。植物の窒素栄養塩吸収能力は種によって異なり、土壌中での無機態窒素動態が複雑であることが明らかとなった。植生の多様性は、土壌無機態窒素濃度に直接影響を与えないにしても、その多様性がシカの嗜好種から成り立つか、不嗜好種によって成り立つかによって異なることを考えると、間接的に影響を及ぼしている可能性が示唆される。また、シカによる食害で植生に影響がでても、不嗜好種が繁茂する条件では、窒素栄養塩が多量に系外に流出することがないことが示唆された。スギ、ブナ、コハウチワカエデ、クロモジ、オオバアサガラ、アセビ、ヒサカキ、イヌツゲ、エゾユズリハ、ヤマアジサイ、コアジサイについて、稚樹の窒素吸収能をポット実験にて明らかとし、混植した場合の効果についても考察した。その結果、1)オオバアサガラは単一種で生育する場合には高い窒素吸収能をもつものの、他種と一緒に生育する場合には窒素吸収能は弱められる、2)スギ、ブナ、ヤマアジサイでは、単一種で生育した場合は、窒素吸収能が弱いにもかかわらず、他種と生育する場合には高い窒素吸収能を示した。シカの選好性が異なる植物の窒素吸収能に種特性があり、種間相互作用の可能性も示唆された。森林の窒素吸収能の維持・向上には、特定種の導入や植生の多様性を高める方法の開発も有効であると考えられる。防鹿柵で囲った集水域とそれに隣接する対照集水域での調査では、下層植生は、土壌中の硝酸態窒素を吸収することにより、系外への窒素流出を抑制することが明らかとなった。その季節性は,優占種のバイオマスが大きいほどその種の消長に強く依存し,バイオマスが小さいが多様な種が存在すると硝酸塩の流出が年間を通じて低く抑えられる可能性が示された。シカによる植生の衰退は,バイオマスの減少や多様性の変化を通じて,土壌の窒素保持プロセスに作用し,系外への窒素流出パターンを規定することが分かった。窒素栄養塩動態に関わるアンモニア酸化微生物(AOM)のゲノムの定量を行った。2013年度は、スギ人工林における間伐の有無がAOMの量に及ぼす影響を評価した。その結果、未間伐林ではアンモニア酸化古細菌の数は観測期間中に減少したが、間伐林では、間伐後に増加していた。一方、アンモニア酸化細菌の数は、未間伐林と間伐林のいずれでも有意な変化は認められなかった。シカの有無によるAOMのバイオマスに影響する因子については、今後の課題である。ニホンジカの採食による森林植生の変化が水質浄化機能に及ぼす影響を調べるため、1フィールドで集水域内の森林植生と渓流水質の関係を比較すると共に、2植栽樹種の組み合わせが異なる鉢植えを異なる森林植生とみなし、鉢植え栽培実験による実験的検証を行う。本年度は、フィールド調査に着手したとことに加え、栽培実験の準備を整えた。京都大学フィールド科学教育研究センター芦生研究林内にある2つの集水域(ウツロ谷、キエ谷)を調査区とし、下層植生の被度調査と月1回の渓流水の採水を行った。ウツロ谷とキエ谷は、面積がほぼ同じで隣り合う集水域であり、地質、微気象、元来の植生がほぼ同じとみてよいが、ウツロ谷は集水域を防鹿柵で囲んでおり、シカ不嗜好種が多いもののシカ嗜好種も生育するのに対し、キエ谷には防鹿柵はなく、シカ不嗜好種がほとんどである。そのため、この2つの集水域で渓流水質に違いがあった場合、水質の違いは森林植生の違いに起因する可能性が高い。栽培実験は同センター北白川試験地にて実施する予定であり、本年度はその準備にあたった。シカ嗜好種6種(ブナ、コハウチワカエデ、イヌツゲ、クロモジ、コアジサイ、ヤマアジサイ)とシカ不嗜好種6種(スギ、アセビ、エゾユズリハ、ヒサカキ、オオバアサガラ、コバノイシカグマ)の苗木を各種60株ずつ用意し、4種ずつ選んで1つの鉢に混植した(合計180鉢)。シカ不嗜好種の割合が100%、50%、0%となるように混植し、鉢から土壌と土壌水を採取できるようにした。そのため、シカ不嗜好種の割合と土壌・土壌水の特性を比較することで、植生がシカ不嗜好種のみで構成された場合に渓流水質が悪化するのかどうかを検証することが出来る。次年度には土壌水・土壌の採取と植物のフェノロジー調査を開始する。

京都大学フィールド科学教育研究センター芦生研究林の野田畑湿原にてシカ食害の有無による草本植生の変化と土壌中の窒素栄養塩濃度、硝化速度などの調査を行った。柵設置当時、野田畑湿原一帯はイグサ(Juncus effusus var. decipiens)が繁茂していた。2013年5月の調査開始時には、柵外では、イグサとイワヒメワラビ(Hypolepis punctata)が優占している状態であったが、シカ柵内ではススキ(Miscanthus sinensis)、ヌマトラノオ(Lysimachia fortunei)、タチツボスミレ(Viola grypoceras)、アシボソ(Microstegium vimineum)等が生育していた。今回の調査では、柵を開放してシカが摂食できる日数を0日ないし2日間に設定したプロットと柵外を対象として、その植生の多様性とバイオマスを調査し、土壌窒素栄養塩濃度の測定を行い、両者の関係を解析した。その結果、土壌中の硝酸態窒素濃度と植生の多様性との間には明瞭な関係は見られず、バイオマスとの相関が見られた。したがって、シカによる植生への食害は、土壌窒素動態に直接影響を及ぼすものではないことが示唆された。しかしながら、シカによる食害が、必ずしも土壌からの窒素栄養塩の流亡を引き起こすわけではなく、不嗜好性の植物が繁茂することでむしろ流亡が抑えられる可能性が考えられる。生物地球化学稚樹のポット植栽実験では、単一植栽の場合と複数種を混植した場合とで、土壌窒素濃度に与える効果が異なる可能性が見られたが、これは当初には想定していなかったものである。窒素栄養塩類を廻る種内・種間競争が複雑に関係しているものと考えられるが、今後の実験、解析の方向性が示唆される結果となった。渓流調査についても、情報の蓄積を順調に進めることができたと判断している。土壌微生物群集については、窒素動態に関わる微生物に的を絞った。明瞭な結果は得られていないが、今後につながる基礎データは取ることができたと考えられる。研究計画では、1フィールドで森林植生と渓流水質との対応の調査、2苗畑での栽培実験による検証、3森林での移植実験によるより実証的な検証を予定していた。研究資金・人的資源の投入による効果の点から、1と2の2つの研究を中心に進め、その成果を踏まえて3に着手するのが効率的である。そこで、研究計画1年目の平成24年度は、フィールド調査・試料採取と苗畑実験の準備を中心に取り組んだ。フィールドに関しては、芦生研究林内のウツロ谷(シカ排除区)、キエ谷(対照区)の実験集水域において、下層植生調査と渓流水の定期採取を実施した。データの整理は終了していないものの、必要な試料は採取できており、水質分析も進行中である。したがって、次年度以降に解析を進めることができる状態にある。また、苗畑での栽培実験に関しては、シカが嗜好する植物と嗜好しない植物の苗を購入し、鉢に混植して栽培を開始した。次年度から土壌・土壌水試料の採取と栄養塩類の測定を開始することができる。これらのことから、概ね計画通り進展していると判断できる。研究計画最終年度に当たり、植栽実験とシカ排除実験を中心として推進する。植栽実験については、1)現状の鉢植えをつかって、土壌水の採水・分析とバイオマス測定を行う。窒素栄養塩濃度の種間差、混植した場合の鉢間差と種構成の関係に苗サイズを加えて解析し、25年度の結果を補強する。2)追加の実験として、挿し木苗を使い屋内で人工照明・水耕栽培にて混植栽培を行い、栄養塩の動態を解析する。データについては、適切なモデルを応用することも考えたい。シカ排除実験については、渓流水質の経時変化の調査を継続するとともに、シカ食害の影響を評価する。
スズ-パラジウムのトランスメタル化反応を用いる新規反応の開発

炭素-スズ-ハロゲンからなるインターエレメント結合の形成により、パラジウム触媒による炭素-スズ結合の選択的活性化が極めて高効率で行えることが明らかとなった。今回新たに得られた新知見を活かし、以下に述べる4つの新反応が開発できた。これらはいずれも、インターエレメント結合の構築により初めて可能となった。1.高効率交差縮合反応テトラオルガノスズを用いる従来既知のパラジウム触媒交差縮合反応には、スズ上に4個まで導入できる有機基のうち、反応に利用できるのはただ1個のみである、という制限があった。今回、反応系にフッ化物イオンを添加するだけという簡便な手法により、テトラアリール、およびアルケニルスズ中の4個の有機基全てが反応に利用可能となることを初めて見いだした。2.アリールスタンニル化反応様々な置換基を有するアリールトリクロロスズが、パラジウム触媒の存在下で収率良くノルボルネンに立体選択的付加反応を起こすことを見いだした。3.アリルスタンニル化反応前項と類似の立体選択的付加反応が、アリルトリクロロスズ反応剤でも行えることがわかった。アリルトリクロロスズ化合物は不安定なため、単離ならびに長期保存が困難であるが、こうした反応剤が、比較的安定で取り扱いの容易なハロゲン化アリルに、トルエン中で塩化スズ(II)を作用させるだけで定量的に発生し、目的の反応に利用できることを見いだした。またこの際、塩化スズ(II)の代わりに他のスズ(II)塩を選択すれば、非対称アリル化合物を用いるアリルスタンニル化において、反応の位置選択性が高度に制御可能となった。4.アルケニルトリクロロスズによる新規Heck型反応一方、この反応に1-アルケニルトリクロロスズ用いると、カルボスタンニル化ではなく新型のHeck反応が起こり、アルキリデンシクロペンタン骨格が立体選択的に構築できることを見いだした。
自己免疫性溶血性貧血における自己反応性B・T細胞エピトープ同定と解析モデルの作製

温式自己免疫性溶血性貧血(autoimmune hemolytic anemia : AIHA)における自己抗原エピトープ解明のため、AIHA患者末梢血赤血球より解離した抗体と反応する数種類のlinear peptideをファージディスプレイランダムペプチドライブラリーより分離した。明らかな共通配列はなく、コンフォーメーショナル抗原エピトープに対するミモトープを表現していると考えられた。今後、検討症例数を増やし、自己抗体の認識エピトープによるAIHAの再分類と疾患特異的な治療法開発に向けた検討をおこなう予定である。さらに、AIHA主要自己抗原であるRhポリペプチド上のRh抗原システムに関わるweak DならびにRhmodバリアントの分子生物学的解析を行った。weak D血液型の日本人例の解析により、赤血球膜貫通領域における新たな遺伝子変異を見出したことから、膜貫通領域の構造がRhD抗原エピトープの量的ならびに質的な安定性に重要であることが確認された。Rhmod血液型の2家系の解析から、新たなRHAG遺伝子変異を見出した。同変異はframeshiftにより細胞内のC末端ペプチド鎖に52merのアミノ酸が追加されるものであった。AIHAの主要自己抗原であるRhポリペプチドの発現に、RhAG蛋白のC末の細胞内領域の変異が影響を与えることが推測された。温式自己免疫性溶血性貧血(autoimmune hemolytic anemia : AIHA)における自己抗原エピトープ解明のため、AIHA患者末梢血Bリンパ球よりRNAを抽出し、pComb3XベクターによりFabファージライブラリーを作成した。Rhペプチド発現細胞を用いてパンニングを行い、ファージ抗体作成を予定している。また、Rhポリペプチド上でのcomformationalエピトープの局在を明らかにするため、まずアロ抗体であるモノクローナル抗Rh抗体を用いて、抗体と反応する数種類のlinear peptideを検出した。Rh血液型抗原を細胞外ペプチドループの3次構造上にマッピングすることにより、Rhポリペプチドの3次元構造を明らかにし、AIHAにおける自己抗体の交叉自己抗原レプリカペプチドの同定を予定している。さらに、Rhエピトープ群の解析の一環として、weak D血液型の分子生物学的解析を行った。日本人weak D症例より新たな遺伝子変異を見出し、同変異を導入した変異蛋白を培養細胞に発現させ、Rh抗原の量的・質的な変化の解析を行ったところ、膜貫通部位の構造がRhエピトープの量的ならびに質的な安定に重要であることが明らかになった。また、各種Rhポリペプチド発現細胞ならびにバンド3蛋白発現細胞とAIHA患者由来自己抗体との反応性の解析により、RhCcEe共通抗原が自己抗原エピトープ形成に重要であることが明らかになった。
がん患者のサバイバーシップ:地域・職域・学校における支援強化に向けて

わが国のがん経験者(サバイバー)が社会の中で自分らしい暮らしを実現する障壁となる社会的問題を把握するため、地域・職域・学校に関連する社会調査を実施した。具体的には、一般市民のがんイメージ調査、栃木県内の養護/一般教諭調査、親のがんに関する文献検討と海外の資料収集、小児がん患者の母親の就労調査などを実施し、我が国の医療システムや文化に基づいた支援のあり方を考察した。本研究の目的は、がんサバイバーが地域社会の中で自分らしい暮らしを実現するための課題を把握し、日本の社会文化的背景や医療システムに基づいた対策を提言することである。平成21年度は、親ががん治療を受ける子どもへの支援に焦点をあて、親のがん(parental cancer)に関する文献検討を進めるとともに、学校関係者を対象とした二つの調査を実施した。■調査1.養護教諭調査栃木県内の小・中・高校に勤務する全養護教諭720名を対象に無記名自記式質問紙調査を実施。有効回答数256(有効回答率35.6%)。平均年齢44.2歳。回答者の24.2%は、がんを持つ親の子どもに関する相談を受けた経験を有した。実際に行った関わりは(1)「担任・学年主任との連携」49名、(2)「生徒と面談」40名、(3)「他職種(スクールカウンセラーや心の教室相談員)との連携」8名、「がんの親との面談」8名、「グルーフケア」8名。相談経験の有無に関わらず、養護教諭が参考にしたい情報・事柄として、(1)子どもの年齢に応じたがんという病気の説明の仕方(79.2%)、(2)子どもに表れる反応(心理面、身体面、行動面)(73.5%)、(3)子どもを支援する際の留意点・介入後の対応について(71.9%)が選択され、実際の子どもへの対応に関する情報が求められていることが明らかになった。■調査2.一般教諭調査那須塩原市内の公立小中学校35校に勤務する一般教諭1014名を対象として無記名自記式質問紙調査を実施。有効回答数608(有効回答率60.0%)。平均年齢39.8歳。がんを持つ親の子どもに関する相談を受けた経験を有したのは回答者の11.2%であり、相談にのった相手は生徒の母、生徒自身、生徒の父、他の教諭の順であった。がんの親を持つ児童生徒を支援していく際に、参考にしたい事柄や知っておきたい情報としては、「年齢に応じた病気説明の仕方」「子どもの反応」などが挙げられた。平成22年度に実施した研究は以下のとおりである。研究1.親ががん治療を受ける子どもに向けた、学校における支援に関する研究海外のがん支援団体が学校関係者用に提供している資料やワークショップ教材の収集と分析を実施。具体的には、イギリス最大手の非営利支援団体であるMacmillan Cancer Supportによる教師向け教材"Cancer Talk Teaching Pack"、及び学年別教材の"Key Stage Activities"ほかを翻訳した。イギリスの教育事情に基づいた教材のわが国への応用可能性を議論し、来年度計画する国内の教員向け資料の基礎資料とした。研究2.日本人のがん5年生存率イメージ調査国内に居住する一般市民3021名(成人調査モニター約69万人の中から、年齢・性別・居住地を国勢調査データに準拠した構成割合で無作為抽出)を対象としたインターネット調査を実施し、一般市民が抱くがん種別5年生存率イメージおよび生涯がん罹患率のイメージを質問した。有効回答数2369(有効回答率79.9%)。回答者の平均年齢は50.5歳。回答者は「すべてのがん」の5年生存率を約5割と回答。地域がん登録に基づく疫学データでは予後が良好な甲状腺がん(5生率92%)、精巣がん(同92%)、乳がん(同86%)などのがん種についても、その5年生存率を4-6割と回答しており、医学的事実と一般市民のがんイメージの乖離が明らかになった。研究3.小児がんサバイバーと家族に関する文献研究小児がん発病が家族機能に及ぼす影響、特に親の心理的変化に関する文献レビューを実施し、学会発表を行った。平成23年度に実施した研究は以下のとおりである。研究1.学校現場における、がんの親を持つ子どもへの支援研究平成21-22年度で実施した養護教諭と一般教諭調査の結果にもとづき、「親ががん治療を受ける子どもへの支援」に関する学校関係者向けの小冊子を作成して栃木県内の学校関係者に配布した。小冊子では、調査結果を紹介するとともに、子どもや親に向けた支援へのアドバイスや参考資料を記載した。研究2.日本人のがん5年生存率イメージ調査の分析

H22年度に実施した国内に居住する一般市民2369名の調査データの分析を継続実施した。特に、がん患者の予後や生涯罹患率のイメージと回答者の属性との関連について分析した。研究3.小児がん患者の母親の就労状況調査小児がん患者の母親の就労状況について、大都市近郊の小児センター病院にて質問紙調査を実施した。治療中に正規社員として継続就労する母親は殆どおらず、子どもへの面会・介護に専念したいという理由があげられていた。一方、治療終了後は働きたい意欲を持つ者が多かった。治療後も継続するストレス、家庭環境、本人の意欲等をふまえた支援が必要と考えられた。研究4.自然災害時におけるがんサバイバー支援に関する研究東日本大震災後に被災地のがんサバイバーが直面した困難や医療者の対応について、岩手県の看護師ヒアリングと文献調査にもとづいて時系列に分析し、世界サイコオンコロジー学会において発表した。
脳恒常性維持過程におけるカスパーゼ活性動態の解明

進化的に保存されたタンパク質切断酵素であるカスパーゼが、睡眠をはじめとする脳恒常性維持過程にどのように関与するのか解明することを目指した。本研究では、細胞死実行に深く関わるカスパーゼ-3と、炎症応答に関与するカスパーゼ-1の活性化を検出・可視化できる新規プローブを用いて、既存の手法では検出されていない脳恒常性維持に関与する微弱なカスパーゼ活性化の検出を試みた。しかしながら、これらの新規プローブでも微弱なカスパーゼ活性化は検出されなかった。今後、検出法の改善等が必要と考えられる。本研究課題では、脳恒常性維持機構の代表例である睡眠における、カスパーゼシグナル活性化動態を解明し、睡眠圧に応答する神経機構を明らかにする。アポトーシス実行因子として知られるカスパーゼは、アポトーシス以外の生理現象にも関与することが近年明らかになってきた。哺乳類神経系では、カスパーゼ-3が培養スライスにおけるシナプス長期抑圧に、カスパーゼ-1が睡眠の調節に関与することを示唆する報告がある。しかし、これらのカスパーゼの活性化が生きている個体脳内のどの部位・細胞で、どのような制御を受けて調節されているのかは全く不明である。そこで本研究では、カスパーゼ活性化検出レポーターを発現する遺伝子改変マウスを用いて、脳恒常性維持過程におけるカスパーゼ動態を可視化する系を樹立することを目指した。申請者が近年樹立したカスパーゼ活性化を検出する蛍光蛋白質プローブSCAT発現トランスジェニックマウスを用い、これまで検出できなかった微弱なカスパーゼ活性化の検出を試みる。本年度は、昨年度に引き続き、睡眠圧亢進刺激に応じてカスパーゼ活性がどのように変化するか、また変化するとしたらどの領域においてなのか、を同定するため、マウスの行動を把握できるテレメトリーシステムを導入した。さらに昨年度用いたカスパーゼ3活性化を検出できるSCAT3トランスジェニックマウスに加え、カスパーゼ1活性化を検出できるSCAT1トランスジェニックマウスを用いることを試みた。そのためにまず、SCAT1トランスジェニックマウスがカスパーゼ-1活性化を検出できるかの評価を行った。しかしながら、これらマウスは細胞死を伴う「強い」カスパーゼ活性化は検出できるものの、それ以下の「微弱な」カスパーゼ活性の検出はむしろ困難であることが示唆された。そこで本研究では、カスパーゼ活性化検出レポーターを発現する遺伝子改変マウスを用いて、脳恒常性維持過程におけるカスパーゼ動態を可視化する系を樹立することを目指している。本年度は、睡眠圧亢進刺激に応じてカスパーゼ活性がどのように変化するか、また変化するとしたらどの領域においてなのか、を同定するため、以下の実験を行なった。カスパーゼ3活性化を検出できるSCAT3トランスジェニックマウスに対し睡眠圧を亢進させる断眠刺激を与え、そののち脳の各領域を摘出し、SCAT3の切断を調べる「in vivo基質切断アッセイ」を行なった。その結果、大脳皮質、視床、視床下部、脳幹におけるカスパーゼ-3の活性化は、断眠時と通常時で有意な差は認められないことがわかった。本研究ではカスパーゼ活性可視化マウスとして、カスパーゼ3活性検出SCAT3トランスジェニックマウスと、カスパーゼ1活性検出プローブSCAT1を発現するSCAT1トランスジェニックマウスを用いることを想定している。現在までに、研究実績の概要に記したように前者における検討は行なえている。一方で、後者における検討が行なえていない。これは、後者は新規に樹立したトランスジェニックマウスであり、内在のカスパーゼ1活性をそもそも検出できるかどうかの評価を現在行なっているためである。したがって、睡眠圧亢進刺激に対する応答性の評価までは到達できていない。しかしながらこれまでの検討で、マクロファージ等の免疫系細胞や脳内ミクログリアにおける内在のカスパーゼー1活性の評価系が確立しつつあるので、今後は脳内カスパーゼー1活性の評価に進んでいけるものと期待できる。一方、脳の各領域でのカスパーゼ-

3活性化をウエスタンブロッティングで調べた限り、断眠時と正常時でその活性化に大きな差は認められなかった。これはカスパーゼ-3が断眠応答には関与しないことを示すデータであるが、脳の領域の細分化が現在の方法で良いのかという問題は残っている。より細分化して検討を行うことで、微細な領域における差は認めることができるかもしれない。そこで、脳領域の分け方に関しては、もう少し検討が必要であると考えている。以上のように、研究計画自体は着実に進行しているが、当初の進展よりはやや遅れている。しかしこの点は、新規トランスジェニックマウスとその評価系が確立できつつあり昨年度末には日本分子生物学会での報告も行なえているので、本年度における挽回が強く期待される。引き続き、睡眠圧亢進時にカスパーゼ活性亢進を示す領域を同定することを目指す。前年度までに行なえなかった、睡眠促進物質であるIL-1betaの分泌に関与するカスパーゼ-1の活性化部位をまず同定することが最重要と考えている。具体的には、前脳前野、視床下部、脳幹、髄膜といった睡眠制御に関与する領域におけるカスパーゼ-1活性化に注目して研究を行なっていく。生理的睡眠欲求の亢進(断眠)に加え感染時の睡眠誘導(LPS腹腔注射)という刺激の違いにより、カスパーゼ活性化細胞の種類や分布パターンが異なるかどうかもこの解析により明らかにできる。しかし、この観察は脳組織をすりつぶして用いて行なうため、細胞レベルでの情報を得ることはできない。この点を検討する為に以下の実験を行なう。SCAT1マウスは、Cre-loxPシステムを用いた部位・組織・細胞種特異的発現が可能なように構築されている。カスパーゼ活性化を確認した脳領域でどのような細胞種が実際に応答しているのかを確認するため、その細胞種のみでCreを発現するマウス(神経系細胞:nestin-Cre,髄膜:Mesp1-Cre,Wnt1-Cre)と掛け合わせる事でSCATを特定の細胞種のみで発現させる。この状態で睡眠圧亢進処理を行なった場合にカスパーゼ活性の亢進を確認する。以上の解析により、睡眠圧亢進に応答してカスパーゼ活性化を示す細胞種を同定することを目指す。前年度の研究から、研究遂行にはあらたにテレメトリーシステムの導入が必要であると考え、本年度はその導入を考えている。以下にその理由を述べる。このテレメトリーシステムは、生体マウス内にセンサーを埋め込みそこからのシグナルをケージ下に置いたレシーバーにより受け取ることにより、体温や行動量の測定ができるシステムである。本研究では、感染刺激や断眠刺激を加えた際のマウス個体の振る舞い及び生体反応性を調べる為に用いられる。マウスにおける睡眠はヒトとは異なり多相性であるため、同一実験時刻でも個体によって睡眠状態が異なる。そのため、感染刺激や断眠刺激を加えた際のマウスが睡眠状態にあったかどうかの確認ができないと、個体間で脳内カスパーゼ活性化状態が異なった場合における評価が難しい。この点を克服するには脳波を測定するという手法が最も直接的ではあるが、現在の施設環境では難しい。
甲状腺ホルモンによる甲状腺刺激ホルモン放出ホルモンへの負の調節機構

T3は甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン(TRH)産生を阻害するが機序は不明であった。我々はかつて甲状腺刺激ホルモンβ鎖(TSHβ)遺伝子のT3による負の制御ではTSHβの発現に必須な転写因子GATA2の機能をT3結合したT3受容体(TR)β2が阻害する事を報告した。今回、TRHニューロンにもGATA2発現が確認された。TRHをコードするpreproTRH遺伝子のプロモーター領域を解析すると機能的GATA応答配列がnt-357/-352に同定された。GATA2による活性化はTRβ2存在下でT3により約30%まで低下した。即ちTRHとTSHβは共通の機構で負に調節されると考えられた。視床下部-下垂体-甲状腺(H-P-T)系の恒常性は甲状腺ホルモン(T3)によるネガティブフィードバック(負の調節)によって維持される。その機序としてT3受容体(TR)の欠失マウスでは(a)甲状腺刺激ホルモンのホルモン特異性を決めるβ鎖遺伝子(TSHβ)、(b)甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン(TRH)をコードするpreproTRH遺伝子の発現が増加することからTRの関与は明白であった。そしてそれ以降のメカニズムとしては「負のT3応答配列(negative TRE, nTRE)」の存在が従来から提唱されてきた。しかし私達は今までTSHβ遺伝子について、(1)既報のnTREは負の調節には必要ないこと、(2)TSH産生細胞特異的な転写因子GATA2がTSHβ遺伝子の発現の誘導・維持ばかりでなくT3結合TRによる負の調節にもkeyとなる事を報告してきた。今回、私達はpreproTRHのプロモーター領域をCATレポーター遺伝子に融合させ、腎由来CV-1細胞にGATA2発現プラスミドと共発現した。その結果どちらもpreproTRHプロモーター活性は410倍に上昇したがDNA結合能の消失した変異体GATA2(C349A)では認めなかった。プロモーターDNAの欠失、変異解析の結果(-356)CTATCT(-351)という配列がGATA応答配列であることが確認された。この活性は視床下部に特異的なTRβ2の存在下でT3によって抑制されたが、この抑制作用は既報のnTRE(site4)を変異しても維持された。ラットにおいては-547から+84の領域が視床下部での発現に必要かつ十分である事が報告されている(Balkan W, 1998 Endocrinology 139: 252&#8211;259)。しかしラット、ヒト、マウスのpreproTRH遺伝子の上流域を比較するとDNAの相同性は比較的現況した領域に限られる。進化の過程の遺伝子重複によると考えられるが、今後の検討が必要である。甲状腺ホルモン(T3)はその受容体(T3 receptor, TR)に結合して標的遺伝子の転写を活性化(正の調節)または抑制(負の調節)される。このうち正に調節されるのは50%から60%で、TRはT3応答配列(T3-responsive element, TRE)と呼ばれる短いDNA上でレチノイドX受容体(retinoid-X receptor, RXR)とヘテロ2量体を形成し、T3依存性にp160ファミリーを呼び込む。さらにこの複合体はcAMP-response element-binding protein-binding protein (CBP)やp300会合しそれらヒストンアセチル化酵素(Histone acetyl-transferase, HAT)活性によってクロマチン構造を弛緩させ転写を活性化する。一方、残りの40%から50%は負に調節されるが、その分子機構については不明な点が多い。甲状腺刺激ホルモン(TSH)は臨床においても極めて重要でありそのβ鎖(TSHβ)をコードするTSHβの発現は鋭敏な負の調節を受ける。従来、本遺伝子にはGGGTCAという負のTRE(negative TRE, nTRE)が存在するとされて来たが、私達はこの配列は本遺伝子の負の調節には関与しない事を証明し、負の調節の本態はTSHβ発現に必須な転写因子GATA2の機能をT3結合TRβ2が阻害する事であると報告してきた。一方、視床下部傍室核(PVN)で発現する甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン(thyrotropin-releasing hormone、TRH)をコードするprepro-TRH遺伝子もまたT3により負に調節され、それはT3受容体(TR)β2によって媒介される。しかし詳細な機序やTSHβ遺伝子との異同は明ではない。ただ興味深い事にPVNの分化決定因子Sim1を培養神経細胞で強発現するとTRβ2とGATA2の発現が誘導される事が報告されている。今回私達はラットprepro-TRH発現に必要十分なプロモーター領域をCAT遺伝子に融合したレポーター遺伝子(rTRH-CAT)を作成して検討した。rTRH-CATを腎由来CV1細胞に発現させたところGATA2は転写を約6倍に上昇した。この活性は-357-352bpの欠失と変異により消失し同部位がGATA応答配列と考えられた。TRβ2とGATA2を共発現するとT3はプロモーター活性を約30%にまで減衰し、その効果は既報の負のT3応答配列(site4)を破壊しても維持された。摂食の調節シグナルはPVNのメラノコルチン4受容体(MC4R)を介して蛋白リン酸化酵素A(PKA)系を活性化する事が知られる。

そこでGATA2共存下で8-bromo-cAMP処理するとprepro-TRHのプロモーター活性は約1.5倍に上昇するもののT3結合TRによる抑制は持続した。甲状腺髄様癌由来のCA-77細胞は内因性にTRHを発現していることが知られている。私達がウエスタンブロットで検討するとこの細胞にはTRβ2は発現していたが、GATA2は検出されず、GATA2の共発現によってプロモーター活性は約2倍に上昇したが、上記のGATA応答配列を破壊するとこのような活性化は消失した。またGATA2による活性化はT3添加により約40%まで抑制された。以上よりT3結合TRβ2はTSHβと同様にGATA2を介してprepro-TRH遺伝子を負に調節している可能性がしさされた。またTRHニューロンへのMC4RシグナルよりもT3による抑制性のシグナルのほうがより優位であることが推定された。甲状腺ホルモン(T3)の標的遺伝子の内、50-60%はT3で活性化(正の調節)され、その機構の詳細は過去30年にわたり明らかにされて来た。一方、残りの40-50%は抑制(負の調節)されるが、機序については今なお不明な点が多い。甲状腺刺激ホルモン(TSH)のβ鎖(TSHβ)発現へのT3による抑制は負の調節の代表である。従来、TSHβ遺伝子にはGGGTCAという負のT3応答配列(nTRE)が存在するとされて来た。しかし私達はこのnTREはTSHβへの負の調節には関与しない事、そして負の調節の本態はTSHβ発現に必須な転写因子GATA2の機能をT3結合したT3受容体(TR)β2が阻害する事であると明らかにしてきた。一方、視床下部傍室核(PVN)で発現する甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン(thyrotropin-releasing hormone、TRH)をコードするprepro-TRH遺伝子もまたT3結合TRβ2によって負に調節されることが知られるが、その機序やTSHβ遺伝子との異同は明らかではない。本課題ではPVNの分化決定因子Sim1を培養神経細胞で強発現するとTRβ2とGATA2の発現が誘導されるという報告に注目しprepro-TRH発現におけるGATA2とTRβ2の意義について検討した。その結果、(1)ラットPVNのTRH産生ニューロンにGATA2とTRβ2が共発現している。(2) GATA2はprepro-TRHプロモーター上のGATA応答配列に結合してその転写を刺激する。(3)この転写活性をTRβ2はT3依存性に抑制する。(4)従来報告されてきたprepro-TRHのnTRE (site4)は負の調節には必要ない。(5)蛋白リン酸化酵素A(PKA)系によるprepro-TRH転写の活性化よりもT3結合TRβ2による抑制の方が優位である。以上の所見は下垂体TSH産生への負の調節と共通の機構がPVNでのprepro-TRHへの負の調節にも存在する事を示唆した。T3は甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン(TRH)産生を阻害するが機序は不明であった。我々はかつて甲状腺刺激ホルモンβ鎖(TSHβ)遺伝子のT3による負の制御ではTSHβの発現に必須な転写因子GATA2の機能をT3結合したT3受容体(TR)β2が阻害する事を報告した。今回、TRHニューロンにもGATA2発現が確認された。
微細材料試験へのレーザー超音波法の適用

本研究ではレーザーAE法の高度化と,基礎的検討および応用を通して,レーザーAE法の信頼性評価手法としての有効性を明らかにすることを目的とした.既存の非破壊評価手法や従来のAE法の特徴・問題点を明らかにすることにより研究目的を明確にした.PZT素子を用いる従来のAE法は変換子の接着に伴う多くの問題を有したが,レーザー干渉計を用いたAE計測手法は,表面速度の絶対値測定可能であり,また雰囲気の制約を受けにくいため苛酷な環境下での非破壊評価手法として大きな可能性を有している.誘電体薄膜の絶縁破壊プロセス評価に適用し,発生電界値および周波数によって損傷形態が区別できることや,前駆電流の要因が相転移や微視破壊ではないことを明らかにした.さらに微小な部分放電を検知でき,液体中でも直接AE計測可能であることを明らかにした.次にアクティブ複合材料の熱変形過程評価に適用し,動作特性の非線形性の原因が熱応力による微視破壊であることを明らかにし,その損傷の生じる温度域を求めた.さらに波形のウェーブレット解析により複合材料の個々の損傷過程を明らかにした.次に,厚さ50-100μmの金属薄膜の変形・損傷過程での非接触AE検出にも成功した.これらの知見はレーザーAE法を用いることで初めて明らかにできたものであり,現象の基礎的理解や材料設計を行う上で,本手法を用いた評価が有用であると結論できた.以上,本研究では従来適切な信頼性評価手法の存在しなかった,極限環境でのヘルスモニタリングを実現するためには,レーザー干渉計を用いた非接触計測手法がきわめて有用であることを実証できた.本研究においては、まず微細試料用レーザー超音波装置の開発を行った。この手法をS/N比が多い微細試料へ適用するためには、そのため装置改良が不可欠であり、十分な信号が得られるように装置の開発・改良を進め、試験の際の超音波信号をできるだけ感度良く検出することを目的とした。焦点領域をできるだけ小さくし、種々の試験片に適用可能なシステムを目指した。干渉計部について新たに光学系に改良を加え微細試料用に適した、新たな干渉計を用いたレーザー超音波計測システムを開発した。その後、金属単繊維において伝播する超音波信号の計測を行った。試料として、急冷凝固法により作製されたNiAlMn合金の微細ワイヤ(長さ約70mm、線径50μm)を用いた。ワイヤ両端を治具によって固定し、両端付近おいてワイヤの長さ方向に垂直に擬似AE信号の励起および検出を行った。擬似AE信号の励起にはレンズを用いてスポット集光したNd : YAGレーザーパルスの照射を用いた。弾性波の検出にはレーザーヘテロダイン干渉計を用いた。検出AE信号はAE解析装置で収録し波形解析を行った。得られるAE信号逆解析のための波形処理プログラムについても検討を進めた。計測したAE波形については、汎用有限要素法コードを用いて、動的な波動の伝播の数値シミュレーションを行った。有限要素モデルは直径50μm、長さ50mmの円筒として、完全等方弾性体を仮定して計算を行った。実験から得られた波形と計算された波形はほぼ一致し、この計測システムが有効であることが確かめられた。本研究ではレーザーAE法の高度化と,基礎的検討および応用を通して,レーザーAE法の信頼性評価手法としての有効性を明らかにすることを目的とした.既存の非破壊評価手法や従来のAE法の特徴・問題点を明らかにすることにより研究目的を明確にした.PZT素子を用いる従来のAE法は変換子の接着に伴う多くの問題を有したが,レーザー干渉計を用いたAE計測手法は,表面速度の絶対値測定可能であり,また雰囲気の制約を受けにくいため苛酷な環境下での非破壊評価手法として大きな可能性を有している.誘電体薄膜の絶縁破壊プロセス評価に適用し,発生電界値および周波数によって損傷形態が区別できることや,前駆電流の要因が相転移や微視破壊ではないことを明らかにした.さらに微小な部分放電を検知でき,液体中でも直接AE計測可能であることを明らかにした.次にアクティブ複合材料の熱変形過程評価に適用し,動作特性の非線形性の原因が熱応力による微視破壊であることを明らかにし,その損傷の生じる温度域を求めた.さらに波形のウェーブレット解析により複合材料の個々の損傷過程を明らかにした.次に,厚さ50-100μmの金属薄膜の変形・損傷過程での非接触AE検出にも成功した.これらの知見はレーザーAE法を用いることで初めて明らかにできたものであり,現象の基礎的理解や材料設計を行う上で,本手法を用いた評価が有用であると結論できた.以上,本研究では従来適切な信頼性評価手法の存在しなかった,極限環境でのヘルスモニタリングを実現するためには,レーザー干渉計を用いた非接触計測手法がきわめて有用であることを実証できた.
デンマークの従前学習認証に関する質的研究：ノンフォーマル成人教育機関に着目して

人々の多様な学習・社会経験を認証する制度は具体的にどのようなものか。本研究は、デンマークの生涯学習施策において導入された「従前学習認証」のノンフォーマル成人教育機関での活用の内実を考察することで、上記の問いに対する回答を得ることを目的とした。本研究により、デンマークの従前学習認証の制度的特徴として、トップダウンとボトムアップのアプローチの併存、認証プロセスと認証方法、認証実践者への研修体制を明らかにした。また、ノンフォーマル成人教育機関による比重の差異、北欧諸国で実施されている認証実践者に必要な資質・能力のマッピングプロジェクトの内容を示した。生涯学習政策において、「人々の多様な学習・社会経験を認証する制度」は具体的にどのようなものであろうか。本研究は、この問いに対する回答を得ることを目指す、デンマークをフィールドとした質的研究である。具体的には、本研究は、デンマークにおける「従前学習認証」導入後のノンフォーマル成人教育機関における活用の内実を明らかにすることを主目的としている。目的を達成するための具体的手続きとして、まずデンマークの2000年以降の生涯学習政策や「従前学習認証」について制度的観点、政策的観点、機能的観点等から多角的に整理する。次いで、各々が特色を持ち、自律的な運営を行っている各ノンフォーマル成人教育機関での「従前学習認証」の活用実態の分析を行い、最終的には各ノンフォーマル成人教育機関での「従前学習認証」の活用モデルを考察し特質を導き出すことを計画している。研究開始年度である平成26年度は、2000年以降のデンマーク政府機関発行の公的文書の収集と分析、関連する成人教育機関へのインタビュー及び資料収集を行った。また、従前学習認証に関する各国の動向、関連する研究を整理し把握することに努めた。これらの作業により、デンマークの各ノンフォーマル成人教育機関の従前学習認証の活用に対する肯定的、または否定的な姿勢についての基礎的な情報を把握することができた。特に生産学校に関しては具体的な取り組み内容を明らかにすることができた。但し、平成26年度は、関連研究の整理や把握、収集した文献や資料の翻訳に注力したため、平成27年度は、モデル化を検討するための主にフィールドワークを中心とした具体的な事例、素材の分析作業がより必要とされるため、注力して行っていく予定である。本研究の成果として、まずCEDEFOPがまとめている『ノンフォーマル、インフォーマル学習の認証における欧州一覧国別レポートデンマーク』(2014)の内容を中心に、主として2010年以降の従前学習認証に関する政策の動向を把握することができた。2011年に策定された「デンマークにおける教育の視点からの従前学習認証モデル」の構造や、各教育機関で実際に使用されている評価手法の傾向についても把握した。具体的には「対話を基にした手法」、「陳述(叙述)的手法」が全体に共通して行われており、インタビュー、記述式テスト、自己評価等の異なる手法を組み合わせて評価を行っている傾向がある。また、従前学習認証における中心的実践者としてカウンセラーと評価者がおり、彼らの質が従前学習認証に大きな影響を与える重要な鍵と考えられている点、そしてデンマーク成人教育協会、国立従前学習認証知識センター等による様々な研修の内容や課題についても考察することができた。そして「北欧の成人教育者ネットワーク」による「従前学習認証の実践者に求められる資質・能力のマッピング」といった各種の協働プロジェクト内容や、北欧各国での従前学習認証の実施状況の差異を認識することができた。加えて、デンマークの教育政策の動向や学習文化の分析の一環として、2014年に発行された教育改革『公立学校の改善:デンマーク公立学校の水準の改革の概要』の内容及びデンマークの教育政策の変遷と国際学力調査PISAの関係について考察を行った。最後に、生涯学習への高い参加率や、社会参画への高い意識を持った市民性を育む社会文化と公教育の関係に着目し、デンマークのシティズンシップ教育の現状と特徴について、公教育とともにノンフォーマルな教育である協会やボランティア組織等が、協働で若者の市民性を涵養する取り組みを行っている側面を明らかにした。初年度である平成26年度は、関連研究の整理、把握とデンマーク現地での資料収集に重きを置いていたため、その意味ではおおむね順調に進展している。従前学習認証の活用の動向について、生産学校に関しては活用内容を一定程度明らかにすることができた。但し、当初計画では2度デンマークに赴き調査を行う計画であったが、関連文献の収集、翻訳、整理に注力したため、平成26度の訪問は夏季の1回に留まった。この初年度の整理、把握を土台として、27年度は各成人教育機関でのインタビュー、資料収集に努めたい。27年度が最終年度であるため、記入しない。教育学初年度の結果を踏まえて、最終年度である平成27年度は、デンマークの各成人教育機関へのインタビューと資料収集に努め、デンマークにおける従前学習認証の特質を導き出し、モデル化を試みたい。

またモデル化にあたっては、対象の焦点化を行い、主に生産学校及びデイホイスコーレでの実態を中心に明らかにしていく。また、昨年度は訪問が1回に留まってしまったが、今年度は研究計画に基づき、より積極的なフィールドワークを行なう等、デンマーク現地の学校、教員、政府機関とより緊密な関係を築き研究を行っていく。27年度が最終年度であるため、記入しない。
発声における聴覚フィードバック機構の動的可視化とミラーニューロンの局在・機能同定

発声の多くは随意運動であるが、運動企画、構音・調音に関する複雑な処理過程には、聴覚系のフィードバック機構が強く関与している。本研究では、音程調節発声動作時の脳活動を脳磁図時間周波数解析を用いて検討した。音程調節発声動作中の脳活動は、アルファ、ベータ帯域の事象関連脱同期として観察され、聴覚野、上側頭回、島、縁上回、下前頭回、感覚運動野の活動が、1ms単位の時間軸上に可視化された。結果は、これまでfMRIなどで報告されてきた発声に伴う脳活動が、脳磁図の時間周波数解析を用いての動的可視化できることを示すもので、吃音や機能性発声障害症例など、発声機構の病理が示唆される症例での検討が期待される。発声の多くは随意運動であるが、出力された音声が聴覚系によりフィードバックされ、構音、調音などがコントロールされている。本研究では、発声における聴覚フィードバック機構の動的可視化、すなわち、発声に関与する運動系と感覚系の局在間ネットワークの1ms単位の時間軸上での可視化を脳波、音声波形、喉頭筋電図の同時記録、解析により実現する。また、作成した計測系を利用して、発声のネットワークに関連が深いと推察されているミラーニューロンの局在と機能の同定にもチャレンジし、脳内ネットワーク病理に起因する発声障害の病態解明、診断、治療へ展開する基盤的知見とする。本年度は1)計測解析システムの構築(発声誘発脳磁界記録システムの構築、伝導性高分子ポリマーであるPDOT-PSSをコートした絹糸電極を用いた喉頭筋電図の記録解析システムの検討)と、2)研究者被験者を対象とした予備的計測を行った。その結果、絹糸電極は電気的ノイズの点で脳磁図記録においては有利なことが明らかとなったが、感度の点でやや難があることが示唆された。そこで、発声合図の視覚マーカーと発声音自体をトリガーに、発声誘発の脳磁図解析が可能か否かを検討し、視覚マーカートリガーを用いて発声音誘発の聴性誘発脳磁界反応が記録できることを確認し、さらに、時間ー周波数解析の手法を用いて、発声時における聴覚フィードバック機構の動的可視化の解析に有用か否かの検討に着手した。PDOT-PSSをコートした絹糸電極は電気的ノイズの点で脳磁図記録においては有利なことが明らかとなったが、感度の点でやや難があることが示唆され、当初の期待通りの使用ができなかったが、視覚マーカーと発声音自体をトリガーとした、発声誘発の脳磁図解析システムを構築することで、当初の初年度の目的である、1)計測解析システムの構築と、2)研究者被験者を対象とした予備的計測が達成された。本研究では、発声における聴覚フィードバック機構の動的可視化、すなわち、発声に関与する運動系と感覚系の局在間ネットワークの1ms単位の時間軸上での可視化を脳波、音声波形、喉頭筋電図の同時記録、解析により実現することを目的としているが、本年度は昨年度作成した脳磁図を用いた解析システムを用いて「音程調節発声における脳内活動磁場の時間ー周波数解析」を正常例を対象に実施を開始した。具体的には、500 Hz, 707 Hz, 1000 Hz純音をreferencetoneとして用い、reference tone提示後(前述の3つのreference toneをランダムに提示)referencetoneに合わせて/u/と発声する際の脳活動を計測、計測後off-lineで磁場変化の時間ー周波数解析を実施した。その結果、reference tone提示後から、従来から発声に関与されるとされる、上側頭回、縁上回などに加え、小脳、後頭葉、前頭葉などの活動が時間軸上に可視化されることが明らかとなってきたが、小脳、後頭葉、前頭葉の活動は、今回のタスクであるreference toneの音の高さを指標に"音程調節"を行うことに関連のある活動であることが示唆された。最終年度は、さらに症例を重ね音程調節発声の正常パターンを確立するが、本研究成果は、音程調節の得手不得手などの個人差の解明のほか、吃音、機能性発声障害症例での検討へつながる重要な基礎データになるものと期待される。音程調節発声時の脳内活動のダイナミズムを、脳磁図時間-周波数解析で可視化することに成功した。発声の多くは随意運動であるが、その音韻処理や運動企画、構音・調音に関する複雑な処理過程には、聴覚系のフィードバック機構が強く関与している。これまで、fMRI、PET、脳磁図などの脳機能画像を用いた研究により、発声時の聴覚フィードバック機構における聴覚野、上側頭回、縁上回、島などの関与が指摘されてきたが、発声前後にこれら複数の部位がどのように関連して活動しているかについては、不明な点も多い。本研究では、音程調節発声における聴覚フィードバックの動的可視化を、脳磁図の時間ー周波数解析を用いて検討した。具体的には、500 Hz, 707 Hz, 1000 Hz純音をreferencetoneとして用い、reference tone提示後(3種類のreference toneをランダムに提示)reference

toneにあわせて/u/と発声する際の脳活動を200チャンネルの脳磁計(MEG vison PQA160C, ROCOH)で計測、計測後off-lineで磁場変化の時間ー周波数解析を実施した。対象は、右利きで健康な正常成人8名(29歳ー59歳)。その結果、1.発声に関係する脳活動は、主にα、β波領域の脳波の脱同期として観察されること、2.発声動作に関連した脳活動(脳波の脱同期)は、発声の700-900ms前より、聴覚野、並びに弁蓋部に左半球優位(早期に活動開始が認められ、活動の持続も長い)に観察されること、3.聴覚野と弁蓋部を比較すると弁蓋部の活動が強い傾向を認めること、などが示された。今回の結果は、これまでfMRIなどで報告されてきた発声に伴う脳活動の動的可視化が、脳磁図の時間周波数解析を用いて評価できることを示すもので、今後は、吃音や機能性発声障害症例など、発声機構の病理が示唆される症例での検討が期待される。発声の多くは随意運動であるが、運動企画、構音・調音に関する複雑な処理過程には、聴覚系のフィードバック機構が強く関与している。本研究では、音程調節発声動作時の脳活動を脳磁図時間周波数解析を用いて検討した。音程調節発声動作中の脳活動は、アルファ、ベータ帯域の事象関連脱同期として観察され、聴覚野、上側頭回、島、縁上回、下前頭回、感覚運動野の活動が、1ms単位の時間軸上に可視化された。結果は、これまでfMRIなどで報告されてきた発声に伴う脳活動が、脳磁図の時間周波数解析を用いての動的可視化できることを示すもので、吃音や機能性発声障害症例など、発声機構の病理が示唆される症例での検討が期待される。研究計画の予定通り、正常被験者を対象に、H27年度構築のシステムを用いて検討を加え、耳へのフィードバック変調に同期した脳内ネットワークの変化の解析と、変調に伴う、脳波活動の変化と発話音声変化の関連解析を実施する予定である。記録脳波の解析では、通常の加算波形解析に加え、近年、導入された時間ー周波数解析を行い、異なる脳部位活動の同一時間軸上での解析を試みる。本年度の計測をさらに症例を重ね、正常パターンの確立を行うとともに、各活動部位の生理的意義の解明を行う耳鼻咽喉科当初購入予定であった音響システム作成器材の一部を、施設内備品を借用することにより研究遂行できたため当初は、脳磁図と脳波の同時記録を予定したが、脳磁図記録の優位性が示唆されたため、脳波記録を割愛したため。H28年度に新たに予定することになった脳磁図解析に必要なソフト購入に充当する予定である。2016年までは、脳磁図は無料で使用できたが、2017年2月より加齢医学研究所の共通機器になり使用料が発生することになったため、機器使用料として使用する予定。