hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
階層的シミュレーションによる球状錯体創発過程の解明

イールドが低い原因について詳細に解析すると、M12L24錯体形成に至る以前に特定の構造へのトラップが生じている事が明らかとなった。これらのトラップ構造はエネルギー的にM12L24錯体より不利のはずであるが、現在のモデルではこのエネルギー差の再現が不十分であることが原因と思われることが判った。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初計画した、配位子分子の分子モデルへの粗視化モデルの適用は、結果として、本来の目的である、球状錯体の創発過程の重要な要素を損なう事が検討の結果明らかとなり、これに関して当初の計画を一部見直さざるを得なくなった。しかし、粗視化を溶媒モデルにのみとどめたモデリングに於いて目的とする球状錯体の創発過程の再現の目途がつき、トータルとしては順調に進展していると考えられる。本年度の検討で得られたモデルで目途がついた球状錯体の創発過程に関し、来年度は引き続き解析を進め、より詳細に創発過程の解明に努める。
Parkinson病・脳卒中患者の人混みでの歩行を改善する練習用アプリの開発

本研究は、オプティックフロー刺激の提示によってパーキンソン病患者や脳卒中患者の四肢体幹の筋活動がどのような影響を受けるかを明らかにし、人混みの中を歩く疑似体験によって歩行がどのように変化するかを調べ、人混みの中での歩行を改善する練習用アプリケーションを開発することを目的とする。最終目標は、パーキンソン病や脳卒中患者への適用であるが、安全性や効果を検証するために、まず健常者でバーチャルリアリティ(VR)によるオプティックフロー刺激を使用し、姿勢制御等への影響や安全性を検討することとした。平成30年度ならびに31年度は基礎実験のフェーズとし、VRによるオプティックフロー刺激が立位時の筋活動に与える影響、ならびに人混みで移動する主観的映像が立位時の筋活動に与える影響を明らかにすることを計画していた。30年度の前半では、今年度実施予定の実験プロトコルを作成し、本学倫理委員会の承認を得た(国際医療福祉大学、承認番号:18-Io-58)。若年健常被験者の募集にあたり、本学所属長の承認も得た。実験機器の購入が当初計画していたよりも大幅に時間を費やしてしまい、6月下旬から取り掛かったが、最終的に全ての物品が納入されたのは11月下旬になってしまった。物品の納品が完了後、ワークステーションへの解析プログラムのインストール、被験者に提示する視覚刺激の開発等を進め、12月下旬にこれらの環境整備が完了した。その後、1月中旬に予備研究を開始し、解析方法の検討ならびに視覚刺激の改良等を進めた。研究計画書の中では、「30年度と31年度で若年健常者と高齢健常者の計測を行う」と記載はしているが、研究計画作成当初は、30年度内に健常若年者の計測を終える予定であった。しかし「研究実績の概要」でも述べた通り、実験環境の整備に当初想定していなかった程の時間を要してしまったため、現時点での進捗状況は、「遅れている」と判断した。31年度は、9月までに若年健常者の計測を終え、10月以降高齢健常者の計測を進め、31年度内に当初の予定通り、健常者での実験ならびに解析を終え、32年度の患者での計測に向けた準備を進めて行きたい。現在患者計測のためのリクルート先について、内諾を頂いている施設等もあるため、新たに患者計測の倫理審査申請等も進めて行く。オプティックフロー視覚刺激の作成が完了しておらず、プログラム作成業者に支払いが完了していないため、視覚刺激作成完了後、業者に開発費を支払う予定。また、30年度に被験者に支払う予定であった謝金の支払いが発生しなかったため、31年度に執行予定。
低温高密度領域における２カラーQCDの相図と超流動性の解明

2カラーQCDの有限密度系を格子シミュレーションを用いて調べ、QCDの有限密度下における定性的な知見を得る。近似を使わない第一原理計算を用いて相図の決定と各相における物理量の計算を行い、相転移現象や各相の性質を解明する。特にこれまで研究が困難であった「低温高密度領域」を中心に調べ、そこで実現されていると思われる「超流動相」の性質の解明に挑む。特に、BCS関係式を用いたゼロ温度におけるダイクォークギャップの導出、グラディエントフロー法を用いたトポロジカル電荷やエネルギー運動量テンソルの測定を行い、物質中のQCDのトポロジカル感受率、熱力学量、輸送係数の密度依存性を理解する。
反射板を用いたPDE用デトネーション開始機構に関する研究

本研究は,パルスデトネーションエンジンにおける,デトネーション開始機構に関する研究である.従来のプリデトネータを用いたデトネーションイニシエータに対し,本研究ではプリデトネータ出口に円盤状あるいは円錐形状反射板を設置し,且つドライバーガスをプリデトネータから過供給するという2つの方法を同時に用いる開始機構を提案した.実験と数値解析により,本開始機構を用いることにより,ドライバーガス使用量を全体の0.71.0 %程度に抑えることができる可能であることを実証した本研究は,パルスデトネーションエンジンにおける,デトネーション開始機構に関する研究である.従来のプリデトネータを用いたデトネーションイニシエータに対し,本研究ではプリデトネータ出口に円盤状あるいは円錐形状反射板を設置し,且つドライバーガスをプリデトネータから過供給するという2つの方法を同時に用いる開始機構を提案した.実験と数値解析により,本開始機構を用いることにより,ドライバーガス使用量を全体の0.71.0 %程度に抑えることができる可能であることを実証した革新的な次世代型宇宙往還機用のエンジンであるパルスデトネーションエンジン(PDE)において、エアーブリージングモードにおけるドライバーガス使用量の削減が課題である。本研究では、従来のプリデトネータを用いたデトネーションイニシエータに対し、プリデトネータ出口に反射板を設置し、且つドライバーガスをプリデトネータから過供給するという2つの方法を同時に用いて、ドライバーガス使用量を大幅に削減可能であることを実験により実証した。水素-酸素混合気をドライバーガスとして、水素・空気混合気にデトネーションを開始させる場合、プリデトネータのみを用いる従来の方法ではプリデトネータ直径は130mm必要である。これに対し、ドライバーガス過供給を行なうことによりその直径を20mmに削減することが可能である、この場合主燃焼器に対して60mmドライバーガスを過供給する必要がある。これに対しプリデトネータ出口に反射板を設置すると、プリデトネータ直径10mmにすることが出来る。プリデトネータに使用するドライバーガス量は断面積に大きく依存し、反射板を使用しない場合に比べて最低でも1/4に削減できることが示された。また主燃焼器の水素-空気混合気に対してデトネーションの開始を成功させるためには反射板前方で円筒デトネーション波が形成され、且つその円筒波が主燃焼器側壁において強いマッハ反射を起こすことが必要であることが示唆された。円筒デトネーション波を形成するためには反射板をプリデトネータから10mmの位置に設置し、且つ過供給距離を10mmとる必要がある。しかし、それだけでは燃焼器側壁において強いドーナツ状衝撃波が形成されないため、最低でも更に20mmの過供給が必要であることが分かった。しかしながら、反射板を用いない場合の過供給量が60mmであるので、過供給量も1/2に削減できることが実証された。革新的な次世代型宇宙往還機用のエンジンであるパルスデトネーションエンジン(PDE)において,エアーブリージングモードにおけるドライバーガス使用量の削減が課題である.本年度は,プリデトネータ出口に設置した反射板の直径がデトネーション波の伝播に与える影響,および円錐形状反射板によるドライバーガス削減効果について実験および数値解析を用いて検証を行った.反射板径は6090mmで変更した.反射板と燃焼室の側壁との距離は反射板径が小さいほど広くなるが,この距離が最も広くなる条件においても,水素-酸素をドライバーガスとして用いる場合は,円筒デトネーション波が燃焼器側壁まで到達し,ドーナツ状デトネーション波の再開始が確認された.一度再開始したドーナツ状デトネーション波は,そのまま伝播する場合と,一旦消炎した後反射板裏で再開始する場合,および完全に消炎する場合の3つに分けられることが確認された.ドーナツ状デトネーション波が消炎せず伝播するためには,円筒デトネーション波の回折によって励起された未燃混合気領域の大きさが強く影響するものと考えられる.また円錐形状反射板を利用した検証において,円錐角45度以下の円錐形状反射板を利用することにより,ドーナツ状デトネーション波が持続的に伝播する限界条件を改善することが出来る.また,その効果は円錐角が小さいほど大きい.円錐角15度の反射板を用いることにより,ドライバーガス使用量を従来の円盤状反射板に比べて1/5に削減することが出来る.以上の2結果を総合すると,本反射板を用いたPDE用デトネーション開始機構を利用することにより,大口径燃焼器に対してもドライバーガス使用量を全体の0.71.0%程度に抑えることができる可能性が示された。
実験・計算科学による内耳臓器内カリウムイオン循環の機能解析

内耳蝸牛を満たす細胞外液「内リンパ液」は、150 mMの高K+濃度と+80 mVの高電位を呈する。この特殊なK+環境は、聴覚機能に必須であるが、その基礎としてK+動態の理解が欠かせない。我々は、K+イオン電極を作成し、内リンパ液の高電位の成立が、蝸牛の上皮組織「らせん靭帯」におけるイオン動態に基づくことを明らかにした。らせん靭帯には、Na+,K+APTaseとNa+, K+, Cl-共輸送体が発現しているが、これらの寄与は不明であった。具体的には、K+イオン電極を生動物のらせん靭帯に刺入し、そこでイオン輸送体の阻害薬であるウアバイン、ブメタニドを血管から潅流した。その結果、ウアバインではらせん靭帯のK+濃度が減少したのに対し、ブメタニドでは変化がなかった。本課題では、盛んなイオン輸送の場であるらせん靭帯のK+濃度が、主にNa+,K+APTaseによって維持されていることが明らかになった。さらに計算科学の手法を駆使して、定量的・理論的にこの実証を行い、実験結果の再現に成功した。26年度が最終年度であるため、記入しない。数理モデルによる外層基底側膜の輸送分子阻害時の表現型の予測現行のモデル上で、外層基底側膜に設定しているK+取込み輸送体(Na+,K+-ATPase・NKCC)の活性を10%に低下させると、K+循環がこの場所で障害されることで外層内のK+濃度が減少し、頂上膜のK+拡散電位およびISの電位の低下を介して内リンパ液高電位も大きく減少する。加えて、K+取込み輸送体を様々な度合いで阻害した場合や、Na+,K+-ATPaseとNKCCの一方を阻害した場合などをモデルで検討した。しかし、外層基底側膜のNa+,K+-ATPaseとNKCCを含めた数理モデルでは、膜電位の変化が再現できず、再度電気生理実験へと立ち戻る計画へと変更した。外層基底側膜に発現するK+輸送体の貢献の解明申請者のグループは、in vivo実験系で薬物を用いた電気生理学的手法により、外層基底側膜に発現するNa+,K+-ATPaseの寄与について研究を行い、内リンパ液高電位とK+循環への寄与を明らかにした。具体的には、Na+,K+-ATPaseの阻害薬であるウアバインを投与し、外層基底側膜のK+濃度が低下することを確認できた。さらに、同部位におけるNKCCの貢献を電気生理学的に明らかにするべく、阻害薬による実験も実行した。その結果、外層基底側膜のK+濃度は、阻害薬の投与にもかかわず、低下を認めず、これまでK+循環や内リンパ電位に関係すると考えられて来たNKCCが、実際には殆ど寄与していないことが実験により明らかとなった。現在その成果を論文に纏め、科学雑誌への投稿を予定ている。外層基底側膜のNa+,K+-ATPaseとNKCCを含めた数理モデルでは、膜電位の変化が再現を試みたが、再現できず、そのため、再度電気生理実験へと立ち戻る計画へと変更した。まず、in vivo実験系で薬物を用いた電気生理学的手法により、らせん靭帯に発現するNa+,K+-ATPaseの寄与について研究を行い、内リンパ液高電位とK+循環への寄与を明らかにした。さらに、NKCCの貢献を電気生理学的に明らかにするべく、阻害薬による実験を実行し、らせん靭帯におけるイオン濃度と電位変化が測定された。その成果はすでに日本生理学会、および日本薬理学会にて発表している。現在実験結果を基にした数理モデルの改訂に努めている。また実験結果単独で論文に纏め、科学雑誌への投稿を予定している。これまでに構築した数理モデルでは、らせん靭帯の特性の詳細が解明されていなかったため、同部位における数理モデル化が簡略化されていた。そのため、らせん靭帯障害時のシミュレーションを行うことができなかった。今回の実験結果に依拠したらせん靭帯の数理モデルを構築し、これをK+循環モデル内に実装する。
B細胞分化と自己寛容成立のシグナル制御機構

B細胞特異的アダプターBASHは、Btk, PLCγ2,Vav, Grb2,HPK1等と結合し、B細胞抗原受容体(BCR)刺激によるPLCγ2やNF-κB、MAPキナーゼ等の活性化に必要である。BASH欠損マウスでは、B細胞初期分化不全、成熟B細胞の著減、B細胞の活性化・増殖の欠如、抗体産生低下などの異常がみられた。本研究によって以下のことが明らかになった。B細胞初期分化:BASH・CD19二重欠損マウスではB細胞分化が完全に停止し、pre-BCR+静止大型プレB細胞が蓄積していた。この細胞はRAG2陽性だがκ鎖遺伝子再構成が低下していた。この結果より、プレB細胞分裂、RAG2やpre-BCRの発現低下、κ鎖遺伝子部位の活性化、小型プレB細胞への分化などを誘導するpre-BCRシグナルにはBASHが必要で、CD19は部分的に機能重複することが明らかとなった。さらに、BASH/CD19経路はH鎖対立遺伝子排除には必要なく、Dμ選択には必須であることも判った。また、BASH欠損マウスにはプレB細胞白血病が発症した。これより樹立したプレB細胞株(BKO)を用いて、BASH下流で活性型PKCおよびRafがκ鎖遺伝子再構成を誘導することを示した。B細胞後期分化:BASHはT依存性免疫(記憶)応答、抗体親和性成熟には必要でないことが解った。receptor editingと中枢性自己寛容:BASH欠損・抗DNA-H/L鎖knock-inマウスの解析より、BCRのreceptor editingにはBASHが必要であることを示した。さらに、BASH欠損マウスではλ+細胞やRS再構成の頻度の低下、DNA反応性B細胞の割合の増加がみられ、BCR/BASHシグナルにより誘導されるreceptor editingが自己寛容維持に貢献していることが証明された。新規BASH結合蛋白:BASH(N末端)結合蛋白BNAS1,BNAS2を同定した。両者とも4回膜貫通蛋白と予想され、核膜周囲、小胞体、ゴルジ装置に局在した。それぞれを欠損するB細胞株を作製し、BCRシグナルによる細胞反応やBCR取り込み等について現在調べている。B細胞特異的アダプターBASHは、Btk, PLCγ2, Vav, Grb2等と結合し、B細胞抗原受容体(BCR)刺激によるPLCγ2やNF-κB活性化に必要である。我々はBASHのSH2ドメインに結合して活性化するHPK1を同定し、HPK1がNF-κB活性化経路を正に制御することを明らかにした。BASH欠損マウスでは、BCRシグナル伝達異常に起因するB細胞の生存・増殖・分化の低下、抗体産生低下などの異常がみられた。本研究では、交配により作製したBASH欠損・抗DNA-H/L鎖knock-inマウスの解析より、BCRのreceptor editingにはBASHが必要であることが明らかになった。さらに、BASH欠損マウスではλ鎖陽性細胞やRS再構成の頻度の低下がみられ、DNA反応性B細胞の割合が増加していることから、receptor editingが正常B細胞レパトアにおいても働いており、自己反応性B細胞の制限に貢献していることが始めて証明された。BASH欠損マウスではB細胞初期分化が不完全に抑制されていた。

一方、BASH遺伝子と同様Pax5の標的遺伝子であるCD19との二重変異マウスではB細胞分化が完全に停止し、蓄積する静止大型プレB細胞上のpre-BCRの発現がさらに増加していた。この細胞ではRAG2が陽性である一方で、κ鎖germline transcriptが減少しており、再構成したκ鎖遺伝子はわずかであった。以上より、プレB細胞の分裂、RAG2やpre-BCRの発現低下、κ鎖遺伝子部位の活性化、さらには小型プレB細胞への分化などを誘導するpre-BCRシグナルにはBASHが必要であるが、CD19がこれらを部分的に補填することが明らかになった。さらに、この二重変異マウスにおいてもH鎖対立遺伝子排除は正常であったが、D断片の読み枠の解析からDμ選択にはBASHが必須であることが判った。従って、両者は異なるシグナル伝達経路により誘導されることが明らかになった。B細胞初期分化が抑制されているBASH欠損マウス、およびCD19との二重変異マウスに発症したプレB細胞白血病を株化した(それぞれBKO, DKO)。これらはpreBCR陽性で、RAG2を発現しているが、κ鎖遺伝子は未再構成型であった。この細胞を用いて、κ鎖再構成を誘導するシグナル経路を解明しつつある。まず、PMA処理によりκ鎖germline転写が増加し、κ鎖再構成が誘導されることが判った。同時に、preBCRの細胞表面での発現が低下した。また、レトロウィルスベクターを用いてBASHの発現を回復させると、PMA刺激と同様にこれらの変化が起こった。したがって、preBCRからのBASHを介する恒常的なシグナルによりκ鎖再構成とpreBCR発現低下が誘導されることが明らかになった。さらに、これらの変化はPKC抑制剤により抑制されたので、このシグナルはPKCの活性化を介するものと考えられた。今後、このシグナル経路の全容を解明したい。新規に同定したBASH(N末端)結合蛋白BNAS1,BNAS2は両者とも4回膜貫通蛋白と予想され、核膜周囲および細胞質内の一部分に局在すること、それぞれERKの活性化を抑制および増強することが判った。B細胞特異的アダプターBASHは、Btk, PLCγ2,Vav, Grb2等と結合し、B細胞抗原受容体(BCR)刺激によるPLCγ2やNF-κB、MAPK等の活性化に必要である。BASH欠損マウスでは、成熟B細胞の著減、B細胞の活性化・増殖の欠如、抗体産生低下などの異常がみられた。また、BCRのreceptor editingが障害されていた。本年度は以下のことが明らかになった。1.B細胞初期分化:(1)BASH欠損マウスより樹立したプレB細胞株(BKO)を用いて、活性型PKCおよびRafがκ鎖遺伝子再構成を誘導すること、一方、活性型RasやIKKは単独ではそれを誘導しないことが判った。preBCRの発現抑制を起こしたのは活性型PKCのみであった。(2)活性化型RasおよびRafをトランスジーンとしてBASH欠損マウスに導入し、これらについて現在解析を進めている。
拡張可能データベース管理システムの問合せ最適化に関する研究

拡張可能データベースシステムの拡張データ型としてXMLデータを扱う型に着目し、問合せの書き換えによる最適化機構について研究を行なった。まずXMLデータを従来の関係データやオブジェクト指向データベースで用いられてきた述語論理に基づいてモデル化した。ここでXMLデータのエレメント名が述語名として内容データがその定義域として自然にモデル化される。XMLデータに関する問合せ言語はW3Cでその標準化が進められており、その問合せ記述能力としてエレメント名に対する問合せが要求されている。これは上記のモデル化において、問合せを述語論理表現した場合高階論理となる。このような記述能力を有する問合せの書き換え方式として、マジックに基づく書き換え方式を採用した。これまでマジックは再帰問合せの不動点計算に対して有効に働くと見られてきたが、近年になって非再帰問合せに対してもその有効性が見出されてきたからであり、その有益性は商用の関係データベースに採用されているほどである。この書き換え規則を適用するにあたって、問合せが高階論理となる点に留意した。そこで、構文規則は高階であるがその意味が一階であり、健全で完全な証明手続きを有する論理としてHiLogで記述することにした。これによりマジックに基づく問合せ最適化が可能となった。但し、書き換えコストの効率化と実際の問合せ言語であるXQueryとの対応付けは今後の課題となっている。研究対象であるXMLデータの問合せ言語について、WBCで現在検討されているXQueryとその代数モデルであるXML Query Algebraについて調査を行なった。XML Query AlgebraではCategory TheoryのMonad lawsに基づく問合せ最適化が提案されている、これは入れ子関係データベースにおける代数レベルでの最適化技術として開発されたものをXML Query Algebraに拡張したものである。これに対して本研究で開発中の問合せ最適化技術は、論理レベルの問合せ書き換え手法であり、問合せ元を代数レベルに変換する前に適用されるので、一般に代数レベルでの最適化よりも効率的な最適化が可能となるしたがって、本研究が対象としている問合せ最適化技術は有効であることが確認された。また、本研究で開発中の問合せ最適化手法の要素技術であるマジックセット書き換え法は、変数として取り及えるものに対してadornmentsを付加して問合せ書き換えを行い選択条件をより早く評価する問合せ式に変換するものである。今年度は、このマジックセット書き換え法を適用する論理として、高階の意味を保持しながら一階の文法で記述できる、F-logicやその拡張であるHi-Logについて調査を行ない、本研究で採用する論理の基礎的要素を調査した。
骨芽細胞の分化と石灰化におけるⅢ型ナトリウム‐リン酸共輸送担体の役割

骨基質の石灰化は、骨芽細胞から出芽的に分泌される基質小胞を介して開始され、骨芽細胞および基質小胞の膜上にはIII型ナトリウム/リン酸(Na/Pi)共輸送担体であるPit-1やPit-2が存在する。本研究においては、骨石灰化におけるIII型Na/Pi共輸送担体の役割について解析を試みた。Pi存在下で分化能を有するマウス骨芽細胞系細胞株MC3T3-E1 Subclone4にCRISPR/Casを適用することにより、Pit1ノックアウト(Pit1-KO)細胞とPit2ノックアウト(Pit2-KO)細胞を樹立した。Pit1-KO、Pit2-KO共にPi取り込み能は減弱していたが、3 mM Pi存在下で8週間培養した際の石灰化はむしろ亢進していた。3 mM Pi存在下で2週間培養した際のアルカリフォスファターゼ染色は全ての細胞において差は見られなかった。1, 4, 7 mM Pi存在下で24時間培養し、短期的なPi刺激に対する応答性を検討したところ、Pi刺激で惹起されるOsteopontinやDmp1の発現誘導はPit1-KO、Pit2-KOにおいてもコントロール細胞と同様に認められた。次に、Pit1やPit2の欠損がピロリン酸(PPi)代謝に及ぼす影響を検討するため、細胞内外のPPiを測定した。1 mM Pi存在下の細胞内PPiはPit1-KO、Pit2-KOではコントロール細胞と比して減少しており、全ての細胞で24時間の7 mM Pi刺激により細胞内PPiが低下した。一方、細胞外PPiは1 mM Pi存在下のPit1-KO、Pit2-KOで上昇しており、7 mMPi刺激では影響が見られなかった。PPiを細胞外へ輸送する膜蛋白質であるAnkの発現は7 mM Pi刺激で全ての細胞で有意に上昇した。III型ナトリウム/リン酸共輸送担体をノックアウトした骨芽細胞株を作成し、ピロリン酸アッセイ系が確立でき、石灰化やピロリン酸代謝等に興味深い結果が得られているため。マウス骨芽細胞系細胞株MC3T3-E1 Subclone4にCRISPR/Casを適用しPit1ノックアウト(Pit1-KO)細胞とPit2ノックアウト(Pit2-KO)細胞を樹立した。ヒトにおけるPit2の機能喪失型変異は両側基底核に病的な石灰化を認める特発性基底核石灰化症を呈する。今後は骨における正常な石灰化と、他の組織での病的な石灰化におけるIII型Na/Pi共輸送担体の役割を明確にするよう解析を進める。

当該年度は国際学会に参加しなかったため旅費の節約が可能となった。次年度は電子顕微鏡の撮影やプロテオーム解析の外注を予定しているためまとまった予算が必要となり、次年度分の請求助成金と合わせて使用する予定である。
光があやつる魚類脳ホルモン

環境光下での飼育に比べて、カレイ目マツカワの成長は緑色光照射下においてすぐれ、赤色光照射下において劣る。緑色光が成長を促進し、赤色光が抑制することが示唆される。光環境の変化に応答する代表的なホルモンは視床下部-脳下垂体系で産生されるメラニン凝集ホルモンと黒色素胞刺激ホルモンである。これらは食欲調節作用も有する。光環境と魚類の成長や食欲との関連解明の道具として、これらホルモンの受容体をクローニングし、その局在を示した。(1)魚類の行動に及ぼす特定波長光の効果カレイ目マツカワにおいては白色水槽飼育が成長促進と無眼側黒化防止に有効である。この現象は特定波長の光に起因すると考えている。そこで発光ダイオードを用いて,光波長がマツカワの成長に及ぼす影響を調べたところ,成長は緑,青,黄,群の順に良好であった。一方,白あるいは黒水槽を用いてマツカワとキンギョを一定光周期(明期6:00-18:00)・水温の条件下で飼育した。その結果,マツカワでは体重増加率は白水槽で黒水槽より有意に高く,日間摂餌率も白水槽で黒水槽より有意に高かった。キンギョでは,逆に体重増加率は黒水槽で白水槽より高い傾向にあり,日間摂餌率は黒水槽が白水槽より有意に高かった。遊泳活動量には両実験ともに水槽色の影響はなかった。背景色がマツカワとキンギョの摂餌活動に影響すること,およびその効果が両魚種で異なることが考えられる。(2)体色および食欲調節ホルモン受容体遺伝子の同定キンギョにおいて2種のメラニン凝集ホルモン受容体(MCH-R)cDNAをクローニングし,一時構造を決定した。MCH-R1とMCH-R2はそれぞれ359と342アミノ酸残基からなり,共に7個の膜貫通領域を有する。相互の相同率は29%である。これらの成果により,次年度以降にキンギョにおいてMCHの作用部位を探索するための道具ができた。(3)体色および食欲調節ホルモンの末梢での作用と特定波長光の関連マツカワにおいて,MSH受容体1型が発現する主な組織は脳,眼球,精巣,皮膚であった。2型では脳,頭腎,精巣であり,5型では脳,心室,腸精巣,皮膚であった。既報のごとく,4型は脳,眼球,精巣,皮膚で発現する。これらの成績から,頭腎と皮膚を除く組織において,MSHが未知の生命王目鼻に関わっていることが示唆される。(1)体色調節および食欲調節ホルモン遺伝子の発現動態と特定波長光の関連解析:コイ目魚類のキンギョを青、緑および赤色の発光ダイオード光照射下で4週間飼育したところ、脳内のメラニン凝集ホルモンmRNA量が青色光照射魚において最高値を示し、赤色光照射魚において最低値を示した。蛍光灯照射下の白水槽飼育魚の同mRNA量は黒水槽飼育魚よりも高いが、青色光照射魚では白水槽飼育魚よりも著しく高かった。以上の結果から、特定波長光が脳内ホルモン遺伝子の発現に影響を及ぼす可能性を示した。(2)体色および食欲調節ホルモン受容体遺伝子の同定:(1)カレイ目魚類のマツカワにおいて、メラノコルチン2型受容体および5型受容体のcDNAをクローニングし、アミノ酸配列の概要を明らかにした。(2)哺乳類細胞で強制発現させたキンギョのメラニン凝集ホルモン(MCH)受容体は、1型および2型ともMCHに反応した。これにより、これら受容体の薬理学的研究が可能になった。(3)哺乳類細胞で強制発現させたキンギョのメラニン凝集ホルモン受容体のうち、2型のMCHに対する反応は百日咳毒素によって抑制されたが、1型の反応はほとんど抑制されなかった。この現象は哺乳類の同族受容体とは逆であり、当該受容体の機能分化の考察に重要な知見を与える。(4)キンギョにおいてメラノコルチン1型、2型、および3型受容体cDNAの一部をクローニングした。これにより、既存の情報と合わせて、キンギョにおいてメラノコルチン受容体が出揃った。(5)サクラマスにおいてメラノコルチン4型受容体と5型受容体の一部をクローニングした。これにより、本魚種におけるメラノトロピンの新規機能の探求を可能にした。(1)体色および食欲調節ホルモン遺伝子の発現動態と特定波長光の関連解析:(1)赤、緑青の発光ダイオード光照射下でキンギョを3週間飼育し、脳内メラニン凝集ホルモン(MCH)遺伝子発現量を定量ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法で調べた。その結果、同遺伝子の発現は青、緑、赤色光照射の順に高いことが判明し、これまでと同様の再現性を得た。(2)赤、緑、青の発光ダイオード光照射下でマツカワを9週間飼育し、脳内MCH遺伝子発現量をPCR法で調べた。

その結果、同遺伝子の発現量に有意差は認められなかったが、緑、青、赤色光照射の順に高いことが判明した。ただし、緑色光照射魚の値は、対照とした白色光照射魚での値よりも有意に高かった。以上のように、キンギョとマツカワにおいて、特定波長光が脳内MCH遺伝子の発現に影響を及ぼすことを示した。(2)体色および食欲調節ホルモン受容体遺伝子の同定:(1)マツカワの皮膚では、黒色素胞刺激ホルモン(MSH)遺伝子が色素胞以外の皮膚細胞で発現することを見出した。これにより、MSHが傍分泌的に作用することを示した。(2)マツカワの皮膚においてα-MSHは黄色素および黒色素の拡散を刺激する。アミノ末端のアセチル化は黄色素刺激活性を増強するが、黒色素刺激活性を無効にする。(3)黄色素胞ではMSH1型受容体が発現し、黒色素胞では同1型受容体と5型受容体が発現する。これにより、異なる受容体サブタイプの共発現が、アセチル基の有無によるα-MSHの活性調節に関与する可能性を示した。(3)体色および食欲調節ホルモンの末梢での作用と特定波長光の関連:キンギョにおいて、MCH受容体が脳下垂体、脳、眼、鰓、心臓、肝臓、腸、腎臓、皮膚、筋肉、脂肪組織などで発現することを見出した。これにより、MCHが体色調節と食欲調節以外にも、様々な生命現象に関わる可能性を示した。
肺炎予防に向けた高齢者の舌菌叢遷移を誘導する因子の探索的研究

本研究では,我々が構築した菌叢構成を維持したまま培養可能な口腔の菌叢培養モデルと次世代シークエンス技術を組み合わせることで,高齢者を被検者として,舌菌叢をタイプ1型(肺炎リスク型)から2型(健康型)へと遷移させる方法や添加物を,ヒト介入試験をすることなく探索する.本研究が,「高齢者の舌菌叢を変えることで肺炎関連死リスクを下げる」手法開発の一助となると期待される.本研究では,我々が構築した菌叢構成を維持したまま培養可能な口腔の菌叢培養モデルと次世代シークエンス技術を組み合わせることで,高齢者を被検者として,舌菌叢をタイプ1型(肺炎リスク型)から2型(健康型)へと遷移させる方法や添加物を,ヒト介入試験をすることなく探索する.本研究が,「高齢者の舌菌叢を変えることで肺炎関連死リスクを下げる」手法開発の一助となると期待される.
力覚体験型ウェアラブル磁気浮上システムの開発研究

本内容は,微小永久磁石,磁気感受素子,制御電磁石を組み合わせた手指装着型磁気浮上器具の研究開発を目的としている。具体的には,制御電磁石の装着による体感型磁気浮上器具の開発と可動部を有する磁気浮上器具による対象物のスキャニングの2項目を実施する。制御電磁石を手指に装着した状態でPID補償器により安定浮上状態を得た。微小磁石付ビニール球(11g)を浮上体とした。第二指第二関節部の屈曲角測定用センサを用い,制御電磁石が浮上体から受ける微振動と指先の微振動との双方の影響を評価した。浮上体の微振動は屈曲角に影響を与えなかったが,制御電磁石を筐体に固定した場合のPID係数とは異なることから,末節腹部での振動吸収が感覚として得られることを示唆した。制御電磁石中央脚を可動にして滑り軸受で支持し,先端にホールICを設置した磁気浮上器具を製作し,形状認識装置としての機能を調査した。制御電磁石周辺脚にはバイアス磁束発生用のネオジ磁石リングが設置されている。鉄製プレート上に3種類の高さの鉄製マーカー(直径7.5mm,高さ3, 6, 9mm)を貼付した被検出体を用意し,その上空を磁気浮上器具でスキャンしたところ,磁束密度一定制御により凸状を凸状として認識することが確かめられた。中央脚の移動量はマーカー高さに対応している。スキャン速度を10mm/sとした場合でも可動子は良好に追従した。中央脚の運動を指腹で感受できれば非接触形状認識器具の可能性がある。この器具を装着することで,通常は眺めることしかなかった磁気浮上技術をより身近に体感できる。また磁気浮上器具で対象物をスキャンすることで,対象物の形状検出,形状認識の可能性を持つ。本年度は,磁気浮上器具の設計と製作を行い,対象物浮上のための基礎実験を行った。制御電磁石のコアはリング状であり一般的な指の太さとコイル厚みを考慮して設計した。制御電磁石にコイル,ネオジ系永久磁石を設置し,さらに開磁路構成とすることで,浮上体との距離を定常位置3mmで確保している。制御電磁石の最下部にはホールICが設置され,距離変換用センサとして利用される。製作した磁気浮上器具に対しFEMによる磁束密度解析と筐体取り付け時での浮上力測定を行い,定常位置で0.11N程度の支持力が得られることを確認した。電磁石およびセンサ以外の制御環境もセットアップし,ノートPCと小型SW電源,パワーアンプ回路,演算用DSP(S-Box)によりポータブル化を実現している。さらにネオジ系磁石のバイアス磁束によるゼロパワー近傍での制御を実施し,熱の発生を防ぎ,より装着しやすい状態を検討している。現在,手指装着状態による浮上制御実験を行っている。
RCSラットの網膜下腔に移植された幼若マウス網膜の形態学的・電気生理学的研究

1、ラットへのマウス網膜の異種間移植1)遺伝子組換え操作により、ロドプシン遺伝子とタンデンムにβガラクトシダーゼの遺伝子であるlac-Z遺伝子を組み込んだトランスジェニックマウスの網膜を正常ラット(SDラット)および網膜変性ラット(RCSラット)の網膜下腔に移植した。2)免疫抑制剤であるタクロリムス(FK506)を術後に投与しなかったラットでは、移植網膜は生着しなかった。3)タクロリムス投与群では、SDラット、RCSラットともに移植したマウス網膜細胞において、βガラクトシダーゼが発現しており、ロドプシンが正常に出現していることが確認された。4)しかしRCSラットでは、移植視細胞の形態は正常ではなく、網膜色素上皮細胞の機能不全が移植細胞の生着を阻害していることが示された。2、網膜変性マウスへのトランスジェニックマウス網膜の移植1)遺伝的な視細胞の代謝異常によって網膜変性が引き起こされるrd/rdマウス(C3Hマウス)にトランスジェニックマウス網膜の移植を試みた。2)移植視細胞の生着率は、ラットの場合に比べて著しく低く、移植手技の改善が必要と考えられた。1、正常ラットへのマウス網膜の移植1)異種間網膜細胞移植における拒絶反応の状態、およびこれに対する免疫抑制剤(タクロリムス)の効果を確認するために、幼若なマウス(C57BL/6)の網膜を正常ラット(SD)の網膜下腔に移植し、組織学的検討を行った。2)移植術後に免疫抑制剤を使用しない群では、全例で強い拒絶反応が認められ、移植されたマウス網膜の生着は観察されなかった。3)移植後2週間にわたりタクロリムスを連日腹腔内に投与した群では、術後4週間で60%に移植細胞の生着が観察され、免疫抑制剤の投与が移植網膜細胞の生存率の向上に有用であることが確認された。4)しかし移植細胞からの視細胞外節の成長が確認されたのは2例にすぎず、また全例でマクロファージの遊走が認められた。したがって免疫抑制剤を投与しても、異種間視細胞移植では、過去に報告されている同種間移植のような良好な結果を得るのは難しいと考えられる。2、RCSラットへのマウス網膜の移植1)網膜色素上皮細胞(RPE)に遺伝的機能障害のあるRCSラットの網膜下腔に、1と同様の手法により幼若マウス網膜を移植、術後に免疫抑制剤を投与して、組織学的検討を行った。2)術後4週間の段階で移植細胞の生着が確認されたのは10%以下にとどまり、ホストのRPEの機能不全が移植細胞の生着を著しく阻害していることが示された、視細胞単独ではなく、RPEの同時移植の必要性が示唆された。2、網膜変性マウスのトランスジェニックマウス網膜の移植1)遺伝的な視細胞の代謝異常によって網膜変性が引き起こされるrd/rdマウス(C3Hマウス)にトランスジェニックマウス網膜の移植を試みた。
新規な界面反応・界面化合物を用いる半導体デバイス

LSIの最も重要な基本構造である金属-酸化物-半導体(MOS)構造の電気特性を向上させることを目的として、以下の新規プロセスを開発した。1)シアン処理によるSi/SiO_2界面に存在する界面準位の消滅、2)化学的手法を用いたSiO_2膜の低温創製、3)低速電子衝撃プラズマを用いたシリコンオキシナイトライド膜の低温創製。1)では、Si/SiO_2構造をKCN溶液に浸漬するシアン処理によって、シアノイオンがシリコンダングリングボンドと選択的に反応して界面準位が消滅することを見出した。シアン処理の結果形成されるSi-CN結合は4.5eVの高い結合エネルギーを持ち、800°Cでの高温加熱や放射線照射に対して安定であることが分かった。クラウンエーテル(C_2H_<24>O_6)をKCN溶液に混入することによってK^+イオンによる汚染を完全に防止することに成功した。シアン処理によって界面準位が消滅する結果、<Al/2nmSiO_2/Si(100)>MOSダイオードのリーク電流密度が大幅に低減した。2)では、白金の触媒作用を用いて300°Cの低温でSiO_2膜を作成することに成功した。また、2nm以下の極薄SiO_2/Si構造上に白金薄膜を堆積し、その後酸素中300°C程度で加熱する白金処理によってリーク電流密度を1/200にまで減少させることに成功した。白金の触媒作用によってO^-イオンがSiO_2膜中に注入され、欠陥準位が消滅すると共にSiO_2膜厚が均一になることによってリーク電流密度が低減したと結論した。また、過塩素酸を用いてSi-MOSとSiC-MOS構造を約200°Cの低温で作成する方法を開発した。この方法で作成したMOSダイオードの界面準位は水素処理無しでも低くすることができることを見出した。3)では、低速電子衝撃法によって作成した窒素プラズマを用いてSiO_2膜を窒化することによって、室温から450°C程度の低温でシリコンオキシナイトライド膜の形成が可能であることを見出した。さらに2)の白金処理を用いてシリコンオキシナイトライド膜中のプラズマダメージを除去することが可能であることを見出した。シリコンをKCN溶液に浸し、その後水洗いする簡単なシアン処理によって、Si/SiO_2界面に存在する界面準位が消滅することがわかっている。密度汎用関数法を用いた理論計算、及びXPSスペクトルの観測から、シアン処理による界面準位の消滅は、シリコンダングリングボンドとCN^-イオンが反応してSi-CN結合が形成されることによることが分かった。シアン処理の後、窒素雰囲気中800°Cで加熱しても界面準位密度が増加せず、シアン処理により形成されたSi-CN結合は800°Cでも切断されないことが分かった。シアン処理を施した後酸素雰囲気中800°Cで加熱することによってSiO_2膜を作成した場合、シアン処理を施さなかった場合に比較して界面準位密度が大幅に低減し、この結果もSi-CN結合の熱安定性を示している。また、擬似太陽光AM1.5100mWcm^<-2>を1,000時間以上照射しても界面準位密度は増加せず、Si-CN結合は紫外・可視光照射によっても切断されないことがわかった。

KCN溶液に18ーcrown-6を混入した場合、K^+イオンがこれに有効に捕獲される結果、K^+イオンによるシリコンの汚染が完全に防止された。SiO_2/Si構造の上に白金膜を堆積しその後酸素中300°Cで加熱し、その後王水を用いたエッチングによって白金膜を除去した。この白金処理によって、SiO_2膜の膜厚は変化させないでリーク電流が1/100から1/10,000に減少することがわかった。リーク電流の減少は、白金からSiO_2膜に解離した酸素イオンが注入されサブオキサイドやシリコンダングリングボンドなどの欠陥と反応する結果欠陥が消滅すること、SiO_2膜厚の小さい部分で酸化が選択的に促進される結果膜厚が均一になるためであると結論した。低速電子衝撃によって生成した窒素プラズマを用いて二酸化シリコン膜を窒化してシリコンオキシナイトライド薄膜を形成した。更に形成したシリコンオキシナイトライド薄膜上に白金膜を約3nm堆積し酸素中300°Cで加熱する白金処理を施すことによって、電気特性の向上を試みた。この白金処理を施すことによって界面準位密度及び固定電荷密度が大幅に低下することを見出した。これらの電気特性の向上は、白金から注入されたO^-イオンが欠陥準位と反応しこれが消滅するためと結論した。更に、白金処理を用いてリーク電流密度を観測限界(10^<-10>Acm^<-2>)以下に低減することにも成功した。このリーク電流密度の低下は欠陥準位密度、界面準位密度の低下に加え、オキシナイトライド膜の膜厚の薄い部分で電界が強くなる結果、O^-イオンの界面への移動が促進され、そこで酸化反応が選択的に進行する結果、膜厚の均一性が向上したために起こったと結論した。硝酸に浸漬することにより形成した化学酸化膜のゲート絶縁膜への応用を検討した。加熱中、酸素や水を除去することによって、酸化膜厚の増加を1.3nm(加熱前)から1.4nm(加熱後)とほとんどなくすことに成功した。酸化膜形成後加熱処理を施さない場合、サブオキサイド及びOHが酸化膜中に高密度で存在し、リーク電流密度は高かった。一方、窒素中900°Cで加熱することによって、OHは完全に消失し、サブオキサイドの量も減少した。また、原子密度が増加し、誘電率も増加した。加熱処理の結果、リーク電流密度は1/100に減少し、ゲート電圧1.5Vの時0.05Acm^<-2>という低い電流密度を得ることに成功した。LSIの集積度の増加に伴い、SiO_2膜の膜厚が減少し、これを流れるリーク電流が最も大きな問題となっている。リーク電流密度を減少させるため、(1)シアン処理(シリコンをKCN溶液に浸漬しその後洗浄するだけの簡単で低温で行える処理)、(2)白金処理(SiO_2/Si構造に3nmの白金を堆積し、酸素中300°Cで加熱する処理)を行った。シアン処理を単結晶Si/2nmSi0_2構造に施すことによって界面準位が消滅した結果リーク電流密度が1/31/8に減少した。また、シアン処理を多結晶Si/Si0_2構造に施した場合、界面準位及び多結晶シリコン中のトラップ準位が消滅することによってリーク電流密度が1/151/100と大幅に減少した。白金処理を9nmSi0_2/Si構造に施した場合、リーク電流密度が1/5000と極めて小さくなった。
自然画像認知における非対称的混同効果

通常、追加変化は削除変化よりも認知されやすいことが知られている。この現象は非対称的混同効果(asymmetric confusability effects, ACE)と呼ばれる。本研究では、自然画像とりわけ生物画像に加えられる変化の認知におけるACEとその背景にある機序について調べた。次のようなことが明らかになった。(1)従来のACEに関する研究には方法論的問題(追加・削除変化と典型的表象からの逸脱・復元)が交絡していることを指摘し、この問題を操作するための新たな実験パラダイムを提案した。(2)顔写真配列の変化の認知においてもACEが見られるか、顔写真の人物が与えるパーソナリティ印象がACEにどのような影響を及ぼすかを検討した。その結果、変化する顔の人物が個性的であるという印象を与える場合のみ、追加変化が削除変化よりも認知されやすいというACEが認められた。(3)生物画像(蝶と猫)を用いて子どものACEを調べたところ、蝶では追加優位のACEが、猫では削除優位のACEが認められた。この結果のプロフィールは大人と同じであった。(4)日常のシーン(公園、駅のプラットホーム、学校の教室など)に含まれる事物の追加・削除変化の認知におけるACEについて調べた。この結果、一般に追加変化は削除変化よりも認知されやすいが、これは印象とりわけ違和感によって媒介されていることが示された。(5)印象と認知の間にどのような関係があるかということについて、顔や声を対象として関連研究を行った。これら一連の研究から、非対称的混同効果は様々な刺激材料において、そして大人でも子どもでも認められる現象であり、通常、追加変化は削除変化よりも認知されやすいという形での非対称性が見られるが、場合によってはこれが逆転することもある。この背景には、刺激変化に対する印象変化とりわけ違和感の役割が存在することが明らかになった。これまで、我々は生物画像を用いてそれを構成する特徴の変化に関する認知において非対称的混同効果(特徴の追加あるいは削除変化が優位に認知される現象)が見られることを報告してきた。本研究では、刺激としてこれまで我々の研究で用いてきた生物画像(チョウ、ネコ)に加えて、新たな生物画像(カエル、ウマ、サカナ)や人物の顔画像(顔配列)を刺激として用いて、どのような刺激において、どのような条件下で従来の非対称的混同効果あるいは逆の非対称的混同効果が得られるのかを検討する。さらに、その背景にあると思われる特徴への注意の過程をアイカメラを用いて検討する。初年度である平成12度は、顔刺激の収集と編集に必要な機材の購入を行い、それらを用いて生物画像、顔刺激のデータベース構築、そして実験のための装置を整えた。具体的には刺激材料の収集に必要な高性能のデジタルビデオカメラ、顔刺激の編集に必須のコンピュータならびに眼球運動測定のためのアイカメラを購入し、さらに、これらの設備を整えた後、図鑑や実物標本の撮影、ならびに顔刺激の録画・編集を行った。これらを用いて次のような予備実験を行った。予備実験1チョウ、カエル、ウマ、サカナなどの生物画像を刺激として画像に含まれる特徴を一部、追加・削除変化させ、再認の成績に及ぼす効果について調べた。再認の成績と事前に調査した刺激に対する印象評定値との関係を検討した。予備実験2人の顔配列のシリーズをパーソナルコンピュータを用いて成人被験者に呈示し、その後、顔配列中の顔を削除あるいは追加した変化刺激、もしくは変化を加えない無変化刺激を含む顔配列シリーズを呈示し、各顔配列について再認を求める。追加・削除される人物の印象評定値とその変化の再認の成績との関係について分析した。パターンの認知においても、追加変花の方が削除変化よりも検出されやすいことが知られている。これを非対称的混同効果という。

しかし従来の研究に用いられた刺激は単純な事物や光景を描いた線画が主であり、リアルな生物画像や日常場面、人物写真を用いた研究はほとんどなされていない。本研究は、後者のような刺激を用いて、どのような刺激や条件下において、従来の非対称的混同効果や逆の非対称的混同効果が生じるかを明らかにする、また従来の光景を用いた研究において検討されてこなかった、日常のシーンの典型性とシーン内に配置されるアイテムの追加削除変化の認知との関係を明らかにすることを目的とした。前年度に構築上したシステムと予備実験データに基づき、実験を行い次のような成果を得た。(1)顔配列の非対称的混同効果を決定する要因について、特に、顔配列を構成する顔刺激の数、変化する顔の性格印象の特性が変化の認知にどのような影響を及ぼすか検討し、顔の性格印象によって追加・削除検出の非対称性は大きく影響を受けることが分かった。(2)日常のシーンに登場するアイテムの追加・削除変化認知の非対称性は、追加・削除変化がシーンの典型性への影響によって左右されることが明らかになった。(3)我々が以前用いてきた蝶やネコの画像に加えて、さらに新たな生物画像を刺激に用いて、非対称的混同効果の存在について検討したが、一貫した結果を得ることができなかった。この問題については次年度検討したい。(4)声を刺激とした追加・削除変化の研究については、声のサンプル収集ならびにその印象評価の検討を行うに留まった。次年度、非対称的混同効果の検討を行う。(5)観察者の注意と混同効果の関係を調べるために行うアイマークレコーダを用いた研究は予備的な実験を行った。注視点の位置と変化の認知成績との関係については今後検討する。本年度は、2000、2001年度に構築した実験システムと収集した実験データに基づき、以下の3つの側面について研究を行った。(1)顔配列の変化の認知における非対称的混同効果、(2)日常的シーンにおける非対称的混同効果、(3)その他(1)、(2)に関連して生じた問題の検討。(1)顔配列の追加・削除変化において非対称的混同効果が見られるか検討を行った。すでにこの問題は過去に検討したことがあるが、今回は条件あたりの試行数を増やすなど、実験の精度を上げて、人物の印象とその人物の追加・削除変化認知との関係について調べた。実験の結果、顔が与える印象のうち、「個性」が非対称混同効果に影響すること、すなわち個性的な顔を追加あるいは削除すると、追加変化に対して削除変化以上に敏感である。しかし、「社会的望ましさ」は非対称的混同効果に影響しないことが明らかになった.(2)日常的シーンに含まれるアイテムの追加・削除変化の認知に非対称的混同効果が認められるか否か実験的に調べたところ、シーンに加えられる変化がシーンに関して観察者が持っている典型性を破壊する場合のみ、追加変化の認知が削除変化のそれよりも優れているという非対称的混同効果が得られた。(3)変化の認知においては違和感の経験が伴うことが少なくない。
ストレスにより惹起される口腔感覚異常の神経基盤の解明

本研究では、ストレスに伴う口腔感覚異常の形態学的基盤を明らかにした。神経トレーサー(ビオチン化デキストランアミン、ファーストブルー)を微量注入して、扁桃体中心核と青斑核から、三叉神経中脳路核へ、直接投射していることを、光学顕微鏡および電子顕微鏡を用いて明らかにした。これらの結果は、情動やストレスが、口腔感覚異常と咬合の調節に直接影響を与えていることを示唆している。[研究成果の具体的内容]本年度は、50匹のラット(Sprague Dawley)を用いて研究した。神経軸索トレーサー(ビオチン化デキストランアミンBDA・ファーストブルー)を、扁桃体(20匹)・視床下部(10匹)・島皮質(5匹)・青斑核(5匹)・三叉神経中脳路核(10匹)に微量注入した。4%パラホルムアルデヒドで灌流固定し、脳の前額断凍結連続切片を作製した。そのままスライドガラスに塗布して蛍光顕微鏡でファーストブルー標識神経細胞の分布を観察、あるいはエリートABCキットとDABで反応して、BDA標識神経終末の分布を明らかにした。三叉神経中脳路核へファーストブルーを微量注入すると、扁桃体の中心核や、視床下部外側野に逆行性に標識された神経細胞が見出された。扁桃体中心核・視床下部・青斑核にBDAを微量注入すると、三叉神経中脳路核に神経終末様の順行性標識が見出された。[意義]扁桃体から感覚神経核への投射を発見した。さらに、青斑核から三叉神経中脳路核への投射を発見した。これらは世界で最初の発見である。また、視床下部から三叉神経中脳路核への投射を確認した。この研究は、三叉神経中脳路核の新たな神経回路を世界で始めて発見し、その機能の新たな理解を提供する意義がある。[重要性]情動系が、顎運動を直接支配していることを明らかにした点に重要性がある。研究成果は、平成20年7月に、国際歯科基礎学会(トロント)において報告した。さらに、神経解剖の分野では第1級の国際誌であるJournal of Comparative Neurologyに、2報の論文を投稿準備中である。咬合力の情動による調節機構を明らかにする目的で、神経軸索トレーサー(ビオチン化デキストランアミンBDA・ファーストブルー)を、扁桃体・視床下部・島皮質・青斑核・三叉神経中脳路核に微量注入した。その結果、扁桃体と視床下部から、三叉神経中脳路核神経節細胞へ投射していることが分かった。また、青斑核の神経細胞から、三叉神経中脳路核に軸索をトレースし、直接投射していることが明らかになった。ストレス反応や不快な情動に伴い、口腔感覚異常(咬合痛、知覚過敏、顎・口腔領域の不快感)や機能不全(顎関節症など)などの生理的反応が起きる。この中枢制御機構を神経トレーサー(ビオチン化できストランアミン)法により形態学的に研究した。その結果、情動やストレスに関与している脳の領域(扁桃体および青斑核)から、口腔領域の固有感覚情報を脳に送っている三叉神経中脳路核に、直接投射していることを明らかにした。扁桃体から三叉神経中脳路核への投射神経細胞は、扁桃体中心核全体に密に分布していた。投射神経線維は、扁桃体中心核から内側に向かい、黒質背外側部を下行する。中脳中心被蓋野を背内側方向に走行して、中脳水道周辺灰白質および第4脳室底灰白質に向かう。中脳水道周辺灰白質および三叉神経運動核周辺の網様体に終末を作りつつ下行し、三叉神経中脳路核の神経節細胞ならびに介在神経細胞にシナプスを形成していた。青斑核の神経細胞数個に限局してビオチン化できストランアミンを取り込ませ、連続切片上で軸索の走行を追跡した。青斑核の細胞体から背外側方向に向かう軸索は、三叉神経中脳路核の神経節細胞にシナプス様構造を形成していた。また、神経節細胞周囲の介在神経細胞にもシナプスが見られた。本研究は、情動が感覚入力を直接制御していることを明らかにした意義がある。さらに、感覚異常の治療に、ストレスや情動の制御が重要であることを示している。ストレス状況の解決や、向精神薬の使用が、口腔感覚異常や機能不全の際の治療に考慮されることを示唆する点で重要な研究である。
ハプスブルク帝国におけるオーストリア的全体ナショナリズムの形成

本年度は、当初の研究実施計画通りに、ヨ-ゼフ主義Josephinismus的改革政治を支える最大のブレーンとして知られたゾンネンフェルスJ.v.Sonnenfelsの思想におけるナショナリズム志向の特異性を追究し、そのことを通じて、18世紀末19世紀初のハプスブルク帝国で醸成されようとしたオーストリア的全体ナショナリズム形成の動きとその歴史的特徴を把握・解明すべくつとめてきた。その主要な素材として利用したのは、ゾンネンフェルスにより1772年に公刊された小著『祖国への愛について』Ueber dieLiebe des Vater-landesであり、一橋大学の社会科学古典資料センターに所蔵されている原典(メンガー文庫)を複写・解読することで、ある程度の本質理解に達し得たものと考えている。このような一応の研究の成果を土台にして、次の段階では、すでにやや不完全な形で公表している拙論「ヨ-ゼフ主義とオーストリア・ナショナリズム」(『オーストリア・ヨ-ゼフ主義に関する研究』九州女子大学紀要・特輯号1994)の内容を補訂・拡充することにしたい。当面の目標としては、とりあえず、本年度の成果の一部を、5月に山口大学で開催される日本西洋史学会第45会大会の近代史部会で発表する予定である。