hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
頭頸部の知覚および自律神経節における慢性低酸素暴露に伴う神経ペプチドの分布の変化

1.慢性低酸素による頸動脈小体内神経ペプチドの変化に及ぼす炭酸ガス濃度の影響NPY陽性線維はHypercapnic hypoxiaにおいて他の条件と比較し40%増加した。VIP陽性線維はIsocapnicおよびHypocapnic hypoxiaにおいてコントロールに比較し80%増加した。2.慢性低酸素暴露後、正常大気環境下での経時的な頸動脈小体の形態変化の検討ラットを低酸素(hypocapnic hypoxia)に8週間暴露した後、正常大気環境に戻し、1,2,4,8週間後の頸動脈小体の形態と神経ペプチドの分布の変化を観察した。(1)頸動脈小体の形態的変化低酸素暴露により肥大した頚動脈小体は、正常環境下に戻した1週後から縮小し始め、4週後には低酸素暴露前とほぼ等しい大きさになった。低酸素暴露による肥大と、正常環境に戻すことによる縮小は、頸動脈小体内の血管の拡張と収縮に因っていた。(2)頸動脈小体内の神経ペプチドの変化低酸素暴露後、正常環境に戻した1週後にNPY陽性線維は著明に増加し、VIP陽性繊維は有意に減少した。低酸素暴露後、正常環境に戻した4週後にSPおよびCGRP陽性繊維はわずかに増加した。低酸素暴露後、正常環境に戻した8週後には、SP,CGRP,VIP,NPY陽性線維の分布は、低酸素暴露前の分布とほぼ等しい状態に回復した。以上の結果から、頸動脈小体の大気中酸素濃度による形態的変化に、神経ペプチドが関係していると考えられた。(Histol.Histopathol.19:1133-1140,2004)知覚および自律神経節内における低酸素暴露による神経ペプチドの転写の変化を、in situ hybridization法を用いて観察した。三叉神経節内ではSP-およびCGRP-mRNAが低酸素暴露によって変化した。現在固体数を増やして、有意差を検討している。1.免疫組織化学的検討(1)頸動脈小体内の血管周囲に分布するNO合成酵素(NOS)含有神経線維は、慢性低酸素暴露(10% O_2、3-4% CO_2 3ヶ月間)によって43%に減少した。また主細胞周囲のNOS線維は23%に減少した。カルシウム結合蛋白の一つであるCalbindin D-28k含有神経線維は、主細胞周囲の線維のみ30%に減少したが、血管周囲の線維には変化を認めなかった頸動脈小体の主細胞周囲におけるNOS線維とCalbindin D-28k線維の慢性低酸素暴露による変化は、頸動脈小体の慢性低酸素に対する形態的順応を示しているばかりではなく、動脈血中酸素濃度の受容にNOやカルシウムが何らかの修飾を加えていることが示唆された。(Adv.Exp.Med.Biol.536:353-358, 2003)(2)頸動脈小体内神経ペプチド陽性線維の分布の変化を、3種類の異なる炭酸ガス濃度(Hypercapnic : 6-7%、Isocapnic : 2-3%、Hypocapnic : 0%)を用いて観察した。NPY陽性線維はHypercapnic hypoxiaにおいて他の条件に比べて40%増加した。VIP線維はIsocapnicとHypocapnicにおいてコントロールと比較して80%増加したが、Hypercanic hypoxiaではコントロールとほぼ同様であった。これらの結果から、慢性低酸素による頸動脈小体の血管膨張はVIPの血管拡張作用によることが示唆され、VIPが血流調節介して頸動脈小体の化学受容に関与していると考えられた。

またHypercapnic hypoxiaによる慢性低酸素暴露では頸動脈小体内の血管拡張が少ないことが知られており、これはNPYの血管収縮作用が関係していると考えられた。(Adv.Exp.Med.Biol.536:611-617, 2003)免疫組織化学による結果から、慢性低酸素暴露によって頸動脈小体内の知覚および自律神経に形態的変化が生じることが示されたため、神経節細胞内の神経ペプチドの転写を観察するためにIn situ hybridization(ISH)を施行中である。ビオチン化オリゴプローブを用いたISHでは非特異的反応が認められたため、^<35>Sを用いた放射性ISHを現在検討中である。1.慢性低酸素暴露後、正常大気環境下での経時的な頸動脈小体の形態変化の検討ラットを低酸素(hypocapnic hypoxia)に8週間暴露した後、正常大気環境に戻し、1,2,4,8週間後の頸動脈小体の形態と神経ペプチドの分布の変化を観察した。(1)頸動脈小体の形態的変化低酸素暴露により肥大した頚動脈小体は、正常環境下に戻した1週後から縮小し始め、4週後には低酸素暴露前とほぼ等しい大きさになった。低酸素暴露による肥大と、正常環境に戻すことによる縮小は、頸動脈小体内の血管の拡張と収縮に因っていた。(2)頸動脈小体内の神経ペプチドの変化低酸素暴露後、正常環境に戻した1週後にMPY陽性線維は著明に増加し、VIP陽性繊維は有意に減少した。低酸素暴露後、正常環境に戻した4週後にSPおよびCGRP陽性繊維はわずかに増加した。低酸素暴露後、正常環境に戻した8週後には、SP, CGRP, VIP, NPY陽性線維の分布は、低酸素暴露前の分布とほぼ等しい状態に回復した。以上の結果から、頸動脈小体の大気中酸素濃度による形態的変化に、神経ペプチドが関係していると考えられた。(Histol.Histopathol.19:1133-1140,2004)知覚および自律神経節内における低酸素暴露による神経ペプチドの転写の変化を、in situ hybridization法を用いて観察した。三叉神経節内ではSP-およびCGRP-mRNAが低酸素暴露によって変化した。現在固体数を増やして、有意差を検討している。
直接プラズマ入射法による大強度高電荷重イオンビームの生成と加速に関する研究

高密度のレーザー生成プラズマを高周波四重極線形加速器に直接入射することによって大強度の重イオンビーム加速を行う直接プラズマ入射法を、これまでより重い元素に適用するため、これまで使用してきたものより高出力のレーザーを用いてプラズマ生成実験を行った。これにより、より高電荷の鉄イオン生成に成功した他、スポットサイズが大きいレーザー照射条件ではターゲット面の不純物除去がより重要になることがわかった。大強度高電荷重イオンビームの生成を目的として、高出力レーザーおよび測定器などの主要装置が揃っている米国ブルックヘブン国立研究所にて、レーザープラズマの生成実験を行った。レーザーアブレーションによる高電荷イオン生成能力は、照射するレーザーのパワーに大きく依存する。そこで本実験では、これまで用いてきたナノ秒レーザーより高出力のピコ秒レーザーを用いることによって、より高電荷のイオンで構成されるプラズマの生成を目指した。重イオン生成のためのレーザー標的は、質量数200程度および100程度の、タンタルと銀を採用した。最初に、新しく使用するピコ秒レーザーの出力調整を行った。次に、レーザープラズマの分析ラインにターゲットを設置し、光学装置の組み立ておよびアライメント作業を行った。そして、このパルスレーザー光をターゲット上に収束して照射し、アブレーションプラズマを生成した。生成されたプラズマのイオン電流量をファラデーカップによって測定し、価数分布は静電アナライザーで90度偏向して分析することによって測定した。レーザーの照射面積は収束レンズの位置を変化させることによって調節し、照射面積が最も小さくなるようなレンズ位置でレーザープラズマのドリフト速度が最も大きくなることを確認し、価数分析実験を行った。本実験によりタンタルで20価、銀で25価までのイオンを生成し、これまでのナノ秒レーザーによるプラズマ生成時より、高電荷のイオン生成が可能であることを確認した。重イオン加速ではその初段部において、いかに高密度かつ高電荷のイオンを生成し加速するかが重要な課題となっており、本研究では、高密度のレーザープラズマをRFQ線形加速器に直接入射させることによってこの問題を解決する。大強度かつ高電荷の重イオンビーム生成を目的として、平成25年度に引き続き米国ブルックヘブン国立研究所にて、高出力のピコ秒レーザーを用いたプラズマ生成実験を行った。まず最初に、照射面積を調整するための可動型光学レンズを備えたレーザー標的チェンバー及び光学装置の再組み立てを行った。これによりレーザー照射条件を大きく変化させてプラズマ生成実験を行うことが可能となった。静電分析器を用いてイオンの価数分析を行い、レーザー照射条件と生成プラズマの密度、価数分布について調べた。鉄ターゲットを用いた実験では22価の鉄イオンを生成し、これまでのナノ秒レーザーによるプラズマ生成時より高電荷のイオン生成が可能であることを確認した。また、直接入射法によるRFQ加速実験の環境整備も行った。具体的には、RFQに隣接するイオン源チェンバーの組立、ビーム軌道解析によるRFQ後段の価数分析ラインの設計と組立を行った。また平成26年度中に、原子力機構にて専用のRFQ電極を設計し、製作まで完了させた。直接入射法では低エネルギービーム輸送部がないために、RFQ線形加速器中のビーム透過効率がイオン引き出し電極構造つまりRFQ電極形状に大きく左右される。レーザープラズマの生成・分析実験から予想されるRFQ入射イオン電流量を考慮し、最適な入射を実現するRFQ電極パラメーターを決定した。本研究では、高密度のレーザー生成プラズマを高周波四重極型(RFQ)線形加速器に直接入射することによって、大強度高電荷重イオンビームの生成・加速の実現を目的としている。平成27年度は、大強度かつ高電荷の重イオンビームを生成するためにこれまで米国ブルックヘブン国立研究所にて行ってきた、高出力ピコ秒レーザーを用いたプラズマ生成実験結果の解析を行った。これまでより高電荷の重イオンを生成したこと(鉄イオン21価)や、レーザー照射条件と価数分布の関係等についてまとめ、8月にニューヨークで開催されたイオン源国際会議にて発表した。また従来の直接プラズマ入射法では、加速しようとするイオンと同程度の電荷質量比を持つ複数の荷電状態のイオンがRFQ線形加速器に同時に入射され、加速されることになる。不必要な荷電状態のイオン加速を防ぐため、加速方向ビーム圧縮過程における複数荷電状態のビーム軌道解析を行い、その結果を基に新たな加速・引出電極を開発した。これは加速方向ビーム圧縮時に通常用いられない不連続な加速位相を採用することによって、加速効率を落とすことなく不必要な荷電状態のイオン加速を防ぐものである。本開発について9月に横浜で開催された国際重イオン加速器会議にて発表を行った。平成26年度中に直接入射法を用いた加速実験を行う計画であったが、レーザープラズマの生成実験及び直接入射法による加速実験の環境整備に時間を要したため、加速実験まで行うことができなかった。しかし、本研究で用いるRFQ電極の製作は完了し、加速実験環境の構築はほぼ完了しているため、この遅れは次年度で取り戻すことができる。加速器科学ピコ秒レーザーを用いたプラズマ生成実験により、これまでより高電荷のイオン生成が可能であることを確認することができた。

生成プラズマの密度が小さいことが課題ではあるが、これを効率良く加速するためのRFQ電極の設計と製作は完了している。また、加速実験を行うためのイオン源部及びRFQ後段分析ラインの組み立てもほぼ完了している。今後は米国ブルックヘブン国立研究所にて、製作したRFQ電極を既存のRFQ空洞に設置し、重イオンビームの加速実験を行う。平成25年度の研究目的は、質量数200クラスの重い元素について、これまでより高い出力のレーザーを用いて、高密度かつ高電荷のイオンを生成できるかを実験により確認することであった。この目的を達成するため、米国ブルックヘブン国立研究所にて装置の組み立ておよびレーザープラズマの生成実験を行い、実際に高電荷のイオンを生成することに成功した。製作したRFQ電極の物品購入費差額とレーザープラズマ生成実験に伴う旅費差額により、次年度使用額が生じた。平成25年度に行った実験により、高電荷のイオン生成が可能であることを確認することができた。課題はプラズマの密度であり、レーザーの高出力化および照射条件の最適化によって、より高密度のプラズマ生成を目指す。この方法によって生成したプラズマを、横方向に強い収束力を持つRFQ線形加速器に入射する。RFQ線形加速器中のビーム透過効率は、入射イオン電流量とイオン引き出し電極構造に大きく左右されるため、生成されるレーザープラズマの密度と価数分布を考慮した、専用のイオン引き出し電極を製作する。米国ブルックヘブン国立研究所にて、これを既存のRFQ線形加速器と組み合わせて重イオンビームの加速実験を行う。直接入射法を用いた大強度高電荷重イオンビームの加速実験を米国ブルックヘブン国立研究所にて行うための旅費及び、研究の成果を国際会議にて発表するための旅費に使用する。実験に用いる、銀、タンタル等のターゲット材料を購入する予定であったが、平成25年度は実験施設の在庫品を使用することができた。不足分については次年度に必要量を購入する予定である。平成25年度に続いて、平成26年度も米国ブルックヘブン国立研究所(BNL)にてレーザープラズマの生成実験を行う。これに必要となる、ターゲット材料、真空シール材、ボルト等の消耗品を購入する。また、最適ビーム引き出しのための電極装置の製作を行う。これをBNLのRFQ線形加速器と組み合わせて加速実験を行うための外国旅費に使用する。
状態依存型リカッチ方程式による横滑りを考慮した車両の位置・姿勢制御に関する研究

本研究では,車両の操縦性と安定性の向上を目指し,車両の横滑り,および車両運動とタイヤ力の非線形性を考慮した操舵・駆動系の統合化制御系の設計を目的とし,非線形システムの実時間制御手法の1つである状態依存型リカッチ方程式に基づいたアクティブ操舵制御,モデルマッチング制御,およびスライディングモード制御手法を提案した.数値シミュレーションにより,提案した制御手法により車両運動の安定性が向上することを確認した.本研究では,車両の操縦性と安定性の向上を目指し,車両の横滑り,および車両運動とタイヤ力の非線形性を考慮した操舵・駆動系の統合化制御系の設計を目的とし,非線形システムの実時間制御手法の1つである状態依存型リカッチ方程式に基づいたアクティブ操舵制御,モデルマッチング制御,およびスライディングモード制御手法を提案した.数値シミュレーションにより,提案した制御手法により車両運動の安定性が向上することを確認した.本研究は,タイヤに横滑りをともなう車両に対して,操縦性および安定性を保証し,かつ低速時における加速・減速および大きな操舵を行う場合に生じる車両運動の非線形性にも対応可能な操舵系と駆動系を統合化した制御系の構築を目的としている.このうち,本年度の研究活動により,以下のような結果が得られた.1.2次元平面内を運動する車両を制御対象として,タイヤに横滑りをともなう車両の非線形運動方程式を導出し,この運動方程式を基に制御器設計モデルを作成した.2.制御器設計モデルから状態依存型状態方程式を作成し,この状態依存型状態方程式を用いて,状態依存型リカッチ方程式により,操舵系と駆動系を統合化した制御系の構築を行った.また,状態依存型リカッチ方程式による制御系設計の自由度を利用し,操舵角度入力が拘束を有する場合の制御系の構築についても行った.そして,構築した制御系の有効性を数値シミュレーションにより確認した.3.構築した制御系の実証を行うための実験装置の製作を開始した.今後は,実機実験,および実験結果に基づいて制御器設計モデルと構築した制御系の検討・修正を行う予定である.本研究では,横滑り,およびタイヤ発生力に飽和特性を有する車両が安定に走行するための操舵・駆動系統合制御方法を状態依存型リカッチ方程式により構築し,実験機にて検証することを目的としている.本年度は以下のような結果を得ることができた.なお,本研究では前輪操舵・後輪駆動の車両を制御対象とした. 1.前年度における車両モデルでは,タイヤから発生する横力・制駆動力はタイヤの横滑り・縦滑りのみの関数としたが,タイヤに横力・制駆動力の両方が作用している場合,これらは横滑り・縦滑りの両方の関数となることが知られている.そこで,本年度はタイヤ発生力が横滑り・縦滑りの関数として記述できるMagic Formula関数近似タイヤモデルを用いて,車両モデルを再構築した. 2.再構築した車両モデルから,三角関数の性質などを利用し状態依存型係数表現を導出し,この状態依存型係数表現に状態依存型リカッチ方程式を用いる制御方法を提案した.数値シミュレーションにより,圧雪などの低摩擦路面においても大きな操舵・加減速をともなう走行を行う場合でも,安定な走行が行えることを確認した. 3. 2.で得られた結果をアクティブ前輪操舵制御に適用し,シングルレーンチェンジの数値シミュレーションにより,圧雪などの低摩擦路面においてもドライバの操舵操作による不安定状態を安定化できることを確認した.今後は, 2.と3.の実験機検証,タイヤの空転防止などある目的を満たす評価関数の設定方法,前後輪操舵・駆動車両への拡張を予定している.本研究は,タイヤに横滑りをともなう車両に対して,操縦性および安定性を保証し,かつ低速時における加速・減速および大きな操舵を行う場合に生じる車両運動の非線形性にも対応可能な操舵系と駆動系を統合化した制御系の構築を目的としている.このうち,本年度の研究活動により,以下のような結果が得られた.(1)2次元平面内を運動する車両を制御対象として,タイヤに横滑りをともなう車両の非線形運動方程式を導出し,このモデルに基づいて姿勢角度と車体速度を規範モデルに追従させるモデル規範型制御則を状態依存型リカッチ方程式に基づいて導出した.また,提案手法の有効性を確認するため数値シミュレーションを行い,低摩擦路面においても大きな姿勢・速度変化に追従できること,路面状況の変化に対してある程度のロバスト性を有することを確認した.(2)(1)では,場合によっては車体とタイヤの速度差が大きくなり,タイヤの前後方向のすべりが大きくなってしまうことがあった.このときステアリング動作を行うと旋回を行うのに十分な横力が得られない.そこで,(1)の結果に基づいて,タイヤの前後方向のすべりを制御する操舵・駆動統合制御手法を提案した.(3)(1),(2)で導出した制御則は実時間制御に基づいているため,外乱などに対するロバスト性はシミュレーションにより確認するしかなかった.そこで,ロバスト制御手法の1つであるスライディングモード制御の切換関数の設計に状態依存型リカッチ方程式を用いた制御手法を提案した.これにより,システムの不確さに対して理論的な結果に基づいて評価できるようになった.さらに,実験検証を行うために実験機の作成を行った.今後は,(3)で導出した制御則による制御系の安定性の証明,および実機実験による検証を行う予定である.
ロボットハンドによる未知対象物の把握アルゴリズムに関する研究

ロボットハンド(以下,単にハンドと略記)が未知対象物に対して,安定な把握系を構成する場合,以下の2つのセンシングが重要になる.一つは,ハンドと未知対象物との間の接触点センシングであり,もう一つは,この接触点を出発点とした未知対象物の形状センシングである.本研究で得られた成果をそれぞれについて,以下にまとめる.1.接触点センシングリンク系の一部を制御によって柔らかくした状態で,適当な関節に強制変位を与えると,リンク系は対象物との接触を維持したまま,その姿勢を変える性質がある.この姿勢変形動作中の任意の二つのリンク姿勢から,近似的な接触点がセンシングできることを示した.また,リンク系が動的に対象物に衝突した場合,リンク系は対象物表面上で跳ね返ることがあるが,この場合でも2度目の接触時にリンク系が異なった姿勢で対象物に接触すれば,先と同様な考え方で,近似的な接触点がセンシングできることを示した.さらに,指先に指先触覚センサが備わっていれば,関節トルクセンサで接触リンクを検出し,その接触リンクの内面に沿って,指先触覚センサをなぞらせれば,厳密な接触点センシングが可能でになることを示した.2.形状センシング指先触覚センサを、平成3年度に研究試作した3自由度ロボットの先端部にとりつけた.さらに,この指先触覚センサを,その有効性が確認されている接触点検出アルゴリズムによって得られる接触点位置に誘導し、ここから指先触覚センサを利用して対象物表面上を効率的にセンシングする能動的センシングアルゴリズムを構築した。このセンシングアルゴリズムの特徴は、指先触触覚センサを,対象物の接線方向に動かし,かつ指先触覚センサの高感度領域が優先的に利用されるようにセンサ姿勢を計画している点である。多指ロボットハンドの各指は、個々のリンク要素から構成された多リンク系としてとらえることができる。このように多リンク系において、コンプライアント(柔らかい)関節と位置制御関節を、ある決まったル-ルに基づいて設定して、位置制御関節に適当な指令値を与えると、リンク系は対象物との接触状態を維持したまま、その姿勢を変えることができる。この性質を自己姿勢変形性、またこの性質に関連する一連の動作を自己姿勢変形動作(SelfーPosture Changing Motion:以下SPCMと略記)と定義した。SPCM中の任意の2つのリンク姿勢を選び出すと、両者の間には必ず1個の交点が存在し、この交点がロボットと対象物との近似的な接触点になりうることがわかった。さらに、新たに提案した隣接近似度最小法という考え方を導入すると、リンクの交点として算出する場合に比べて、格段に算出精度が向上させられることがわかった。また、SPCMの基本動作中、リンクと対象物との間の接触力は、一意に定まらないことを解析的に示しとともに、今年度に試作した3関節指モデルを使って、接触力を実験的に測定した結果、SPCM中、接触力は徐々に変化していくのではなく、対象物の幾何学的形状、接触部の摩擦係数によって決まる固有のリンク姿勢まで変形すると、接触力は急激に増加し始める性質があることがわかった。このような性質は従来ほとんど知られておらず、本研究を通じて得られた大きな成果である。対象物表面の法線方向と接触点の両方が検出できる指先触覚センサを、平成3年度に研究試作した3自由度ロボットの先端部にとりつけた。指先触覚センサからの信号は本年度に購入した指先触覚センサ信号処理装置に接続し、はじめに、指先触覚センサの基本動作確認実験を行った。この指先触覚センサはガラスで作られた半球殻の端面に8個のLEDが配置され、半球殻内部に集光レンズと光検出素子を備えている。また半球殻の外側には、約1mmの空気層を介してシリコンカバーが覆われている。

センサの動作原理は、光電変換を利用するものである。すなわちLEDからの光をガラス半球殻の内部に導く。次に、シリコンカバーがガラス半球殻に接触すると、半球殻内部の光の反射条件が変わり、一部の光は半球殻内部に洩れ出る。この光を集光し、光電変換素子で検出することにより、接触点の位置が検出可能となる。指先触覚センサの基本動作実験を通じて、センサの感度や精度が場所によって異なることがわかった。特にセンサの中心付近は感度・精度ともによいが、周辺部になるにしたがって、両方とも悪くなることがわかった。さらに、光電変換素子に入ってくる光の総量を調べると、対象物接触面の凸面、平面、凹面、及びエッジ等はある程度判別できることがわかった。この指先触覚センサを、平成3年度の研究で、シミュレーションレベルではあるが、その有効性が確認されている動的接触点検出アリゴリズムによって得られる接触点位置に誘導し、この点を把握点検出の出発点とした上で、指先触覚センサを利用して対象物表面上を効率的にセンシングする能動的センシングアリゴリズムを構築した。このセンシングアリゴリズムの特徴は、指先触覚センサの高感度領域が優先的に利用されるように工夫されている点である。
視床-大脳皮質フィードフォワード抑制回路の発達過程とその異常

本研究では、カルシウムチャネル遺伝子変異によるてんかんモデル動物の視床と大脳皮質の相互関係に重点をおいて電気生理学的解析を行い、神経回路異常とてんかんの発生機序との関係を明らかにしていくことを目標とする。これまでの研究で、てんかんモデルマウスでは視床-大脳皮質フィードフォワード抑制回路に異常があることを明らかにした。今年度はその異常と発達との関係を中心に解析を行った。totteringマウスのてんかんの発生の時期と視床-大脳皮質フィードフォワード抑制回路の異常の出現は時期的に一致していることが示された。正常の脳において、多くのシナプス終末においてN型よりP/Q型へのカルシウムチャネルサブタイプのスイッチが起きることがられており、P/Q型カルシウムチャネルに異常があるtotteringマウスにおいてもこのスイッチがおこるため、シナプス伝達の障害を引き起こすものと考えられる。また神経回路の機能を相対的に観察するために、多電極細胞外電位測定装置を用いて、てんかんモデルマウスにおける神経細胞の興奮の伝播を測定し、これまで行ってきたパッチクランプの結果と比較検討した。まず大脳皮質の刺激による細胞外電位変化のイオンメカニズムを、主に薬理学的手法を用いて検討し、この測定法により神経細胞の集団的興奮を検出できることを確認した。続いて、てんかんモデルマウスでの興奮の伝播を正常マウスの場合と比較し、パッチクランプの実験から予測された通り、興奮域の拡大を示すことができた。
日本型ジェントリフィケーションによる「らしさ」の喪失と価値判断としての理論化

理論部分の研究蓄積として、「米国のジェントリフィケーションの実態と課題」及び首都圏での都市変容の分析として「大宮・浦和:さいたま市の二都物語」を論考として執筆した。ジェントリフィケーションの理論部分については、「ジェントリフィケーションを巡る議論」として、発生要因、プロセスと帰結について、改めて前者の前半部分で現代におけるジェントリフィケーション論の全体像の整理を行った。後者については、住宅地としての評価が上昇し続けている埼玉の成長コリドーとしての大宮・浦和について、マンション建設も含めた人口流入と、それぞれの経路依存性の源泉から都市の実態を論じた。また、アクションリサーチ部分に関しては、引き続き現地のステークホルダーと協働が十分に行える金沢市に集中して調査・分析・実践を行ってきた。昨年度に引き続き、アクションリサーチでは観光投資が流入する中での「金沢らしさ」意識の議論として、現場のまちづくり活動における議論に参加し、「らしさ」のための共通言語化を行ってきた。「コミュニティ活動分析」として、具体的な「らしさ」づくりの検証と合わせた提言づくりを引き続き行っている。その成果の一部として、「Advocacy for fostering Kanazawa's Ra-shi-sa(uniqueness/identity)and culture-ledMachizukuri (community planning)」を執筆し、the 11th Conference of the Pacific Rim Community Design Networkにおいて研究発表を行った。これは、これまでの金沢における「らしさ」を巡る議論の推移と、新幹線前後で変化する中での価値判断のための住民活動のプロセスから、現在のアクションリサーチを位置づけたものである。こういった共通言語化を踏まえた「らしさ」再創造については引き続きアクションリサーチを行い、理論化を行っていく。アクションリサーチであるため、共通言語化など現場における理論化のための分析・研究は、地域コミュニティと歩調を合わせながら行う必要がある。そのため、「やや遅れている」と評価した。今後の研究についても、コミュニティ内における共通言語化と最終的な理論化を目的として引きつづきアクションリサーチを行っていく予定である。申請時での枠組みにおいても、研究対象地域である、観光的側面からジェントリフィケーションを考えるべき地域である金沢市での具体的な「らしさ」を担保するための提言作成を計画している。共通言語化の成果はコミュニティ内で共有し、フィードバックを行うことで、まちづくりの中の「らしさ」再解釈・再創造の方法論を明確にしていく。本研究は成熟社会というパラダイム変化を迎えた中で、空洞化と併存して進行するまだらな都市変化圧力について、都市における資本と人の回帰という視点から「日本型ジェントリフィケーション」という日本固有の都市変化のメカニズムを明らかにし、都市の「らしさ」という都市魅力の価値判断の理論化を目的とするものである。これらの研究目的に沿った基礎的な理論については「まちづくり教書」(鹿島出版会、2017)の中で、「まちづくり」の意味の変化に伴う理論として論じたところである。また、地域調査については、第一に、東京郊外部における調査がある。埼玉県下で、参与観察を伴うコミュニティ活動分析として、地域のコミュニティの変化についての聞き取り調査を行った。この中で、投資の流入以上にこれまでとは異なる動きとしての人の流入が変化させた地域像について、聞き取りを通して明らかにした。第二に、新幹線開通後の金沢市のアクションリサーチでは「らしさ」意識の議論と聞き取り調査を行い、「らしさ」を担保するための地域資源活用について参与観察として地域コミュニティと議論を行い、現場で都市の変質についての議論に参加することで、地方都市中心市街地におけるジェントリフィケーションの芽を実践的に整理することができた。これらのアクションリサーチの成果として、金沢市における資本の流入とそれに対するコミュニティの動きについては国際学会で発表を行った。また、前掲した「まちづくり教書」の中でも地方都市におけるまちづくりとして、基礎的な論考をまとめた。研究は現場での活動や聞き取りとの連動部分が多く、実際の現場には様々な事情が存在することから、アクションリサーチとしての進捗の難しさがあった。まず理論部分として、昨年度執筆した「まちづくり教書」において「対資本力のまちづくり」としてのジェントリフィケーションと、「らしさ」喪失のまちづくりについての論を執筆したが、この二つの側面は、開発・観光プレッシャーの中でのまちづくりとしての主要課題であり、社会的影響とそこから生まれた「対応」としてのまちづくりの発展が求められる。そういった「対応」としての論の展開から、空間における「公」の喪失と「共」の台頭についての論を「東京に「公」空間はあるか」として執筆した。こういった社会的「対応」が新たなまちづくりを生じさせることも、ジェントリフィケーション現象の土台的理論であると考えている。次にケーススタディーとしては、現地の協力を十分に受けることが可能である金沢市に集中して、北陸新幹線開通後の金沢市の実態を対象としたアクションリサーチを続けている。アクションリサーチでは「金沢らしさ」意識の議論として、現場のまちづくり活動における議論に参加し、「らしさ」のための共通言語化を行ってきた。このことを踏まえて、「コミュニティ活動分析」として、具体的な「らしさ」づくりの検証と合わせた提言づくりを行っている。この提言もいわば「対応」としての新たなまちづくりであり、そういった視点からも「らしさ」再創造の理論化を行っていく。埼玉においては、人口流入により変化した地域の実態について調査・分析を行い、研究発表を行った。特徴の異なる二つのエリアを対比することで、前述した「対応」としてのまちづくりがより明確に論として構築されると考えている。論としての構築に関しては、これまでの蓄積のもと、アウトプットがなされてきた。

また、ケーススタディーについては、金沢では十分な協力が得られるため、アクションリサーチは十分におこなってくることができたと考えている。それらをバックアップするためのデータ収集と、比較としての東京郊外のスタディがやや遅れていると考えているため、「やや遅れている」と評価した。理論部分の研究蓄積として、「米国のジェントリフィケーションの実態と課題」及び首都圏での都市変容の分析として「大宮・浦和:さいたま市の二都物語」を論考として執筆した。ジェントリフィケーションの理論部分については、「ジェントリフィケーションを巡る議論」として、発生要因、プロセスと帰結について、改めて前者の前半部分で現代におけるジェントリフィケーション論の全体像の整理を行った。後者については、住宅地としての評価が上昇し続けている埼玉の成長コリドーとしての大宮・浦和について、マンション建設も含めた人口流入と、それぞれの経路依存性の源泉から都市の実態を論じた。また、アクションリサーチ部分に関しては、引き続き現地のステークホルダーと協働が十分に行える金沢市に集中して調査・分析・実践を行ってきた。昨年度に引き続き、アクションリサーチでは観光投資が流入する中での「金沢らしさ」意識の議論として、現場のまちづくり活動における議論に参加し、「らしさ」のための共通言語化を行ってきた。「コミュニティ活動分析」として、具体的な「らしさ」づくりの検証と合わせた提言づくりを引き続き行っている。その成果の一部として、「Advocacy for fostering Kanazawa's Ra-shi-sa(uniqueness/identity)and culture-ledMachizukuri (community planning)」を執筆し、the 11th Conference of the Pacific Rim Community Design Networkにおいて研究発表を行った。これは、これまでの金沢における「らしさ」を巡る議論の推移と、新幹線前後で変化する中での価値判断のための住民活動のプロセスから、現在のアクションリサーチを位置づけたものである。こういった共通言語化を踏まえた「らしさ」再創造については引き続きアクションリサーチを行い、理論化を行っていく。アクションリサーチであるため、共通言語化など現場における理論化のための分析・研究は、地域コミュニティと歩調を合わせながら行う必要がある。そのため、「やや遅れている」と評価した。今後は、東京郊外については別の自治体も含めて調査を行っていくことを予定している。
新しい定電流型熱線流速計の開発と超音速乱流混合場の解明と制御に関する研究

本研究は,熱線流速計による超音速乱流混合場の定量計測法の実現を目的とし,熱線の瞬間熱損失を計測可能な新しい定電流型熱線回路と熱特性の異なる2本の熱線を用いた2線式プローブを設計・製作し,超音速流中での質量流束と濃度の校正法を確立し,熱線による超音速乱流混合計測システムを構築した.また,縦渦を導入した超音速乱流混合場を製作した熱線流速計,定量化シュリーレン法,3次元PIVにより計測し,縦渦の循環が大きいほど質量流束変動が大きく縦渦の崩壊が早いこと,縦渦崩壊に対する循環と縦渦内の速度欠損の相関関係を明らかにした.本研究は,非定常流中の熱線の瞬間熱損失を計測できる新しい定電流型熱線回路を用いた超音速乱流混合場の混合定量計測法を開発・確立し,超音速乱流混合場を支配する混合遷移機構を解明して混合促進制御の鍵となる知見を得ることを主な目的とする.本年度は,まず,新規に提案する定電流型熱線回路を高周波数帯域化し,超音速乱流境界層の質量流束分布の計測に適用した.その結果,平均分布についてはピトー管計測結果とよい一致が見られた.さらに,変動実効値分布についても定温度型熱線による計測結果とよく一致することが確認され,提案する瞬間熱損失が計測可能な定電流型熱線の超音速域での有用性が示された.また,超音速域では温度変動に対する熱線感度により,乱流混合場の計測は出来るだけ高い加熱度で行う必要があることを明らかにした.混合計測においては,熱損失特性の異なる2本の熱線で同一点(と見なせる位置)を計測できる2線式プローブが必須である.そこで,通常用いる熱線(直径5ミクロンのタングステン線)に対してできるだけ熱損失特性の異なる熱線を選定するため,材質や直径の異なる熱線の熱損失特性を計測した.その結果,熱線の熱損失特性は,材質・寸法等によって変化し,特に直径によって容易に変化させることが可能であることを明らかにした.また,流速変化に対する熱損失の変化量は直径が太いほど大きいが,加熱度によるばらつきが大きくなること,所望の加熱状態に場合があることなどの問題点を確認した.さらに,熱線流速計を用いて種々の境界層遷移について調べるとともに,乱流境界層の特徴について検討を行った.新しい定電流型熱線回路の開発については,高周波数帯域化を計るとともに,超音速乱流境界層の計測結果から,提案する瞬間熱損失に基づく熱線流速計の超音速域での有用性を確認できた.また,熱線の直径により熱損失特性を容易に変化させうることを確認し,混合計測において必須の2線式プローブ製作に必要な知見を得た.以上のことにより,本研究は,おおむね順調に進展していると考える.本研究は,非定常流中の熱線の瞬間熱損失を計測できる新しい定電流型熱線回路を用いた超音速乱流混合場の混合定量計測法を開発・確立し,超音速乱流混合場を支配する混合遷移機構を解明して混合促進制御の鍵となる知見を得ることを主な目的とする.熱線による乱流混合計測の原理は,同一点(と見なせる位置)で熱特性の異なる2本の熱線の瞬間熱損失を計測し質量流束と濃度の瞬時値を得るものである.本年度は,まず,混合計測において必須の2線式プローブを製作し,熱特性の異なる熱線を使用して亜音速・超音速乱流境界層を計測して,各熱線が捉える流れの同一性について検証した.その結果,平均分布・変動実効値分布についてはよく一致することが確認された.また,各熱線が捉える瞬間の流れについては,スケールの大きな亜音速乱流境界層の場合はほぼ同じであることが確認できた.しかし,境界層が薄い超音速乱流境界層の場合,流れのスケールに対する熱線間隔の影響を強く受けて各熱線が捉える流れの相関が低下するという問題点を確認した.熱線を定電流動作させた場合,流速によって熱線の加熱度が変化し,気流中で所望の加熱度になるように調整する必要があるが,通風時の加熱状態で風洞を停止すると熱線が焼き切れてしまうため,加熱状態を適切に変化させなければならない.通風時間が限られる超音速風洞で2線式熱線プローブを用いて同時計測する場合,その調整を効率化する必要があり,アナログスイッチやデジタル可変抵抗等を利用した電圧調整回路を熱線回路に組み込みマイクロコンピュータを用いて制御する自動計測システムを設計・製作した.その結果,計測法を大きく効率化することができた.しかし,使用した素子の仕様により電圧調整を完全に自動化することはできておらず,さらなる改良が必要である.熱線による乱流混合計測では,熱特性の異なる2本の熱線の瞬間熱損失を同一点(と見なせる位置)で同時計測する必要がある.混合計測において必須の2線式プローブを製作し,異なる熱損失特性を有する熱線を用いて乱流場の同時計測を行い,それぞれの熱線が捉える流れの同一性について確認し,その問題点を明らかにした.また,超音速流を2本の熱線で同時計測するときに問題となる計測手順の効率化については,自動計測システムを設計・製作し,その有効性について確認した.以上のことにより,本研究は,おおむね順調に進展していると考える.本研究は,非定常流中の熱線の瞬間

熱損失を計測できる新しい定電流型熱線回路を用いた超音速乱流混合場の混合定量計測法を開発・確立し,超音速乱流混合場を支配する混合遷移機構を解明して混合促進制御の鍵となる知見を得ることを主な目的とする.熱線計測では,予め既知の流れ場により熱線を校正する必要がある.密度変化が無視できない超音速流中の熱線の質量流束に対する校正には,貯気槽圧により質量流束を変える方法や層流・乱流境界層の質量流束分布利用する方法が用いられているが,前者は低質量流束の流れを得にくいという欠点が,後者は必要な質量流束範囲を得るためには十分なスケールを有する境界層を用いる必要があり,校正に必要な時間や流量が多い,位置の計測精度の影響が大きいといった問題がある.また,濃度が既知の混合気を用いて校正を行う必要がある乱流混合計測では,どちらの校正法も膨大な混合気が必要となる.そこで,校正に必要な流量を低減し簡便に質量流束を変更できる熱線の校正法として,マッハ数の異なる複数の小型ノズルを用いる校正システムを設計・製作し,まず,超音速乱流境界層の計測に適用した.その結果,乱流境界層の平均質量流束分布を用いる方法に比べ,変動の少ない気流を得ることができるとともに,より広い範囲の質量流束に対する校正をより少ない時間・流量で行うことが可能であり,校正法としての有効性を確認した.また,超音速縦渦による乱流場の熱線計測を行い,縦渦の崩壊過程に対する縦渦内の速度欠損や質量流束変動の影響について知見を得た.次に,濃度に対する校正を行うため,組成が既知の混合気を校正用ノズルに導入するシステムを構築するとともに,混合計測において必須の2線式熱線プローブの時定数計測を自動化する電圧調整回路を設計・製作し,時定数計測だけでなく校正や実際の計測の効率化を図ることに成功した.本研究は,熱線流速計による超音速乱流混合場の定量計測法の実現を目的とし,熱線の瞬間熱損失を計測可能な新しい定電流型熱線回路と熱特性の異なる2本の熱線を用いた2線式プローブを設計・製作し,超音速流中での質量流束と濃度の校正法を確立し,熱線による超音速乱流混合計測システムを構築した.また,縦渦を導入した超音速乱流混合場を製作した熱線流速計,定量化シュリーレン法,3次元PIVにより計測し,縦渦の循環が大きいほど質量流束変動が大きく縦渦の崩壊が早いこと,縦渦崩壊に対する循環と縦渦内の速度欠損の相関関係を明らかにした.1.熱線の熱損失特性は,材質・寸法等によって変化し,特に直径によって容易に変化させることが可能である.しかし,流速変化に対する熱損失の変化量は直径が太いほど大きいが,加熱度によるばらつきが大きくなること,所望の加熱状態に場合があることなどの問題点を確認しており,これらを改善する.2.熱線を定電流動作させた場合,時定数計測から熱線固有の熱容量因子を評価する必要がある.熱容量因子は,熱線抵抗が温度の一次式で表されかつ熱線の比熱が温度に依存しない場合にはプローブ固有の定数と見なされる.しかし,種々の動作条件で計測した熱線時定数から熱容量因子を求めた結果,亜音速流域での熱容量因子は加熱度一定の条件では流速に依らずほぼ一定であり,流速一定の条件では加熱度の二次式で近似できることを確認している.超音速流の場合も亜音速流と同様の近似が可能であるか確認するため,種々のマッハ数の超音速流中で熱線時定数を計測し熱容量因子を評価する.3.混合定量計測では,濃度と質量流束に対して熱線を校正する必要がある.濃度と質量流束に対する校正は,組成が既知である混合気体を用い,質量流束を変えて熱線の熱損失を計測する.
2種の送粉者による花筒長への選択圧の強さ,方向性についての研究

送粉昆虫を介した花筒長への選択圧を雌性の繁殖成功度によって測定した。その結果,選択は花筒長が長くなる方へ向いていることがわかった。送粉昆虫の有効な口吻長(中舌長,基節)と花筒長とのサイズの一致が長い花筒長の高い結実率を決める重要な要因となっていた。トラマルハナバチ(Bombus diversus)あるいは稀にナガマルハナバチ(B.consobrinus)が長い花筒長の花を送粉するが,その花筒長はハチの中舌の長さと一致していた。またミヤマハナバチ(B.honshuensis)も長い花筒長を持つ花の送粉昆虫であるが,その訪花した花の花筒長はハチの中舌長+基節の長さと対応していた。花筒長が短い花においてもミヤマハナバチが送粉しているが,中舌だけを伸張して吸蜜し,それぞれ長さの対応がある。長花筒の花は3種のマルハナバチによって送粉されるが,短花筒の花はそのうちの1種によってのみ送粉されていた。中間移行型を含む集団を5つ選び,酵素多型変異解析によって集団間の遺伝的距離を計算した。結果は集団間の遺伝的分化は非常に少なく,活発に遺伝的交流が行われている可能性が示された。本研究の目的は「自然集団において、イヌヤマハッカ2変種の花の形態に対する自然選択の強さと方向性について結実率における適応度を測定して評価する」ということである。4年度においては、花筒長の詳細な変異、送粉昆虫(マルハナバチ)の訪花習性、植物2変種の結実については、ほぼ明かにすることが出来た。しかし酵素多型を用いた遺伝的変異についてはほとんど調査ができなかった。長野県中部から新潟県にかけてカメバヒキオコシからタイリンヤマハッカへの花筒長連続的変異の実態について明かにすることができた。また長野県北部の両変種をつなぐ花筒長変異が見られる集団のうち3集団を選び、訪花昆虫の観察、結実率の調査をおこなった。その結果植物の花筒長の送粉昆虫の口吻長との間に予測どおり高い相関が見られた。そして訪花頻度に2つのピークが存在しそれぞれ異なったマルハナバチが主に訪花していた。つまり花筒長8mmあたりを境に短い花筒長(カメバヒキオコシ)では短い口吻長のマルハナバチ(ミヤママルハナバイ)が、また長い花筒長(タイリンヤマハッカ)には長い口吻長のマルハナバチ(トラマルハナバチ)がそれぞれ対応していることがわかった。また訪花頻度に相関して結実率も高くなる傾向を示した。花筒長8mm前後の集団では上記2種のマルハナバチが訪花するが頻度の割に結実率は低い傾向を示した。しかしこれらの傾向はそれほどはっきり断定できるものではなかった。4年度は日照時間が平年に比べて少なく、観察できた時間が少なかっただけでなく、このような気象条件が訪花昆虫の訪花頻度に影響を与えていると思われる。5年度においての補充、及び年変動の評価などの必要なところである。そのため選択圧の方向、強さについては5年度の調査結果から総合的な考察を行ないたい。送粉昆虫を介した花筒長への選択圧を雌性の繁殖成功度によって測定した.その結果,選択は花筒長が長くなる方へ向いていることがわかった.送粉昆虫の有効な口吻長(中舌長,基節)と花筒長とのサイズの一致が長い花筒長の高い結実率を決める重要な要因となっていた.トラマルハナバチ(Bombus diversus)あるいは稀にナガナルハナバチ(B.consobrinus)が長い花筒長の花を送粉するが,その花筒長はハチの中舌の長さと一致していた.またミヤマハナバチ(B.honshuensis)も長い花筒長を持つ花の送粉昆虫であるが,その訪花した花の花筒長はハチの中舌長+基節の長さと対応していた.花筒長が短い花においてもミヤマハナバチが送粉しているが,中舌だけを伸張して吸蜜し,それぞれ長さの対応がある.

長花筒の花は3種のマルハチバチによって送粉されるが,短花筒の花はそうちの1種によってのみ送粉されていた.中間移行型を含む集団を5つ選び,酵素多型異変解析によって集団間の遺伝的距離を計算した.結果は集団間の遺伝的分化は非常に少なく,活発に遺伝的交流が行われている可能性が示された.以上の内容について論文としてまもなく投稿する予定である.
ラット黄体をモデルとしたプログラム細胞死(apoptosis)制御遺伝子の探索

形態形成や老化の過程で観察される細胞死の中には,プログラム細胞死あるいはapoptosisと呼ばれる細胞死機構が存在することが知られている。apoptosisにおいては,細胞死を目的とした新しい遺伝子発現やシグナル伝達の活性化が生じることが明らかにされている。これまでに、apoptosisが生じる組織から,apoptosis時に誘導される遺伝子がいくつか単離同定されているが,組織特異性を越えて,apoptosis一般に要求される最初期遺伝子は,今のところまだ同定されていない。卵巣の黄体組織は,性周期の回帰に伴い,生理的条件下で発生と消失が繰り返し観察される組織である。報告者は,ラット黄体の形態的退行の機序にapoptosisが関与していること,さらに,下垂体ホルモンであるプロラクチンが退行黄体のapoptosisを誘導していることを見い出した。ラット黄体については,4日間の性周期の回帰ごとに黄体形成とapoptosisが観察されるため,容易に取り扱える研究材料であり,ラット黄体組織はapoptosisの格好の研究対象であると考えられる。報告者はさらに,2種類のcDNA poolの片方に特異的なcDNAをdifferential hybrydizationにより抽出する,cDNAサブトラクション法を用いて,プロラクチン誘導型apoptosis特異的なcDNAクローンを23種類単離することに成功した。さらに,黄体のapoptosisにおいてのみ発現する遺伝子を排除し,apoptosisに一般的に必要とされる遺伝子をスクリーニングする目的で,黄体mRNAに加えて,apoptosisを誘導した前立腺由来のmRNAも用いてノーザンブロットによるスクリーニングを行い,最終的に9種類のクローンを得ることができた。これらの遺伝子の塩基配列を一部同定したところ,1クローンは既知遺伝子であるミトコンドリアATPaseをコードしており,また2クローンは,亜鉛結合蛋白質および形質転換成長因子βと一部相同な配列を含む未報告遺伝子であり,その他の6クローンは既知遺伝子に相同な配列を持たない未報告遺伝子であることが明かとなっている。報告者がクローニングした遺伝子が相同性を示した,ミトコンドリアATPase・亜鉛結合蛋白質・形質転換成長因子βは,黄体特異的ではなく,広く一般の組織で発現している遺伝子であり,本研究で用いたストラテジーにより,組織特異性を越えた,apoptosis一般に要求される遺伝子が単離されている可能性が高いと考えられる。亜鉛結合蛋白質はスーパーオキサイドによる細胞死機構に関与するとされ,また,形質転換成長因子βは細胞死を誘導するパラクリン因子とされているが,この2つの因子そのものは全ての組織で同様の機能を持つとはされていない。しかし、本研究では,黄体と前立腺という全く異なった組織で細胞死の際に共通に発現する遺伝子として,亜鉛結合蛋白質と形質転換成長因子βに相同性を持つ新規遺伝子を単離することができたのであり,これらの新規遺伝子が組織特異性を越えて細胞死を制御する因子となる可能性も考えられる。

しかし、本研究では,黄体と前立腺という全く異なった組織で細胞死の際に共通に発現する遺伝子として,亜鉛結合蛋白質と形質転換成長因子βに相同性を持つ新規遺伝子を単離することができたのであり,これらの新規遺伝子が組織特異性を越えて細胞死を制御する因子となる可能性も考えられる。
前頭皮質の動的経路変更機構

前頭皮質5層には他皮質領野と皮質下領域へ投射する錐体細胞がある。その主要なサブタイプは橋核等の脳幹・脊髄へ投射する錐体路細胞(pyramidal tract細胞、PT細胞)と、対側皮質へ投射する交連細胞(commissural細胞、COM細胞)である。私たちは、これら二つの並列出力は時間的に異なる情報を基底核の線条体に伝え、固有の局所結合選択性・シナプス伝達特性を使って、線条体出力に異なる影響を与えるという仮説を提案している。この並列出力系の機能理解を目指して、錐体細胞サブタイプの発生様式の違いを明らかにした上で、それを利用したサブタイプ選択的操作を考えている。そこで先ず、子宮内電気穿孔法を使って発生期の錐体細胞を標識し、サブタイプごとの発生時期を特定するとともに、蛍光標識された軸索の伸長様式を解析した。PT細胞・COM細胞の同定には、サブタイプ選択的に発現する転写因子であるCtip2とSatb2をマーカーとして用いた。その結果、5層錐体細胞はいずれも皮質板への移動中に中間帯で軸索を形成することがわかった。さらに、軸索の伸長方向は外側または内側の2者択一であること、外側伸長が内側伸長よりも先に現れることがわかった。これら初期軸索伸長パターンはマーカー発現からそれぞれ将来の錐体路投射と交連線維に対応すると考えられた。また、両者の切換えは深層細胞の産生時期に起こり、同じ5層内でもPT細胞がよりCOM細胞より早い時期に誕生のピークを迎えることがわかった。以上より、錐体細胞は初期軸索伸長方向から、先に生じる外側投射と後から生じる内側投射細胞の2グループに分類でき、それぞれPT、COM細胞に分化していくことがわかった。私たちは5層のPT細胞とCOM細胞は微小回路における役割が異なることを明らかにしてきたが、発生学的な点からもこれらは異なるグループに属することが分かった。28年度が最終年度であるため、記入しない。前頭皮質は脳内の多様な部位と相互結合、あるいはループ結合している。投射先ごとに機能が異なり、また同一投射経路も複数のチャネルからできていることから、それぞれの起始ニューロンである錐体細胞に固有の制御機構があることが考えられる。そこでは、多様なサブタイプからなるGABA作動性細胞の選択的抑制が重要であると考えられる。今回、前頭皮質から線条体へ投射する5層錐体細胞の主要なサブタイプである交叉性線条体投射細胞への、主要なGABA細胞であるパルブアルブミン陽性FS細胞からの抑制作用を、領域内共同研究で検索した。FS細胞と線条体投射細胞から同時記録して、前者から後者への抑制性結合が見られたペアーで抑制性電流解析と、錐体細胞樹状突起部位を同定したFS細胞軸索コンタクト部位の電子顕微鏡解析を行った。FS細胞軸索からのシナプス接合部において、その面積はシナプス後部の樹状突起シャフト断面積、あるいはスパイン頭部体積と相関していた。解析に用いたFS細胞の軸索終末の3割近くが、全体としては他ニューロン細胞体にコンタクトしており、バスケット細胞に分類された。しかし、シナプス後部の錐体細胞ごとに、細胞体に主にシナプスを作るものから、樹状突起だけにシナプスを作るものまで見られた。抑制性電流が記録されたペアーのうち二つで、シナプス部位が主に細胞体近傍に限局しており、電位固定された電流が直接記録できたと考えられた。これらのシナプス構造も再構築でき、接合部面積も求めることができた。そこで、固定電位での単位面積当たりの抑制性電荷量を計算したところ異なる二つのペアーで一致したので、FS細胞による抑制性強度は接合部面積に比例すると考えられた。この面積当たりの電荷量と、電顕再構築から求めた接合部面積から各シナプス部位の抑制強度を評価したところ、樹状突起へのGABA入力の局所作用性が明らかになった。パルブアルブミン陽性GABA細胞からの線条体投射細胞への抑制において、樹状突起ドメインの抑制限局性や、錐体細胞ごとの抑制ドメインの組み合わせ多様性が明らかになった。

また、両者の切換えは深層細胞の産生時期に起こり、同じ5層内でもPT細胞がよりCOM細胞より早い時期に誕生のピークを迎えることがわかった。以上より、錐体細胞は初期軸索伸長方向から、先に生じる外側投射と後から生じる内側投射細胞の2グループに分類でき、それぞれPT、COM細胞に分化していくことがわかった。私たちは5層のPT細胞とCOM細胞は微小回路における役割が異なることを明らかにしてきたが、発生学的な点からもこれらは異なるグループに属することが分かった。FS細胞だけでなく、他のGABA細胞サブタイプの抑制機構を比較解析することで、前頭皮質投射の抑制性出力管理を理解していきたい。28年度が最終年度であるため、記入しない。