hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ベトナムの少数民族ムオン人、ザオ人による自発的な自言語「文字化」に関する研究

平成24年度は、投稿論文の執筆、ベトナムにおける資料収集とフィールドワークを行った。『ことばと社会』14号に掲載された論文では、ベトナム北部ホアビン省P行政村のムオン人祈祷師たちによるムオン語文字化の契機等を考察し、1960年代、1970年代を中心に、社会主義政権により祈祷が禁止された時代があったことが、祈祷師の育成方法の変化、さらには祈祷師たちが自言語をローマ字で自ら表記し、祈祷を文字化する動きにつながったこと等を明らかにした。ベトナム国家図書館等での資料収集では、「風俗改造」、「新しい生活様式」運動に関する政策文書や報告書、ベトナム民間文芸会の「ベトナム各民族の民間文化・文芸遺産の出版と普及」プロジェクトによる出版物等を収集した。(文字化の背景としてある)1945年以降の文化・宗教・民族政策による少数民族の儀礼の変化を跡付けるための資料を得た他、ムオン人、ザオ人が自言語を自ら文字化して出版することの意義の変遷を把握することができた。バクザン省ソンドン県のザオ人の居住村にて行ったフィールドワークでは、ザオ人たちが漢字のザオ語読みを若い世代に伝承するため、それをローマ字で表記し文字化している状況を調査した。1950年代後半以降の、ローマ字習得の重視、自文化に対する否定的な見方等によって漢字を理解できるザオ人が減少したこと、近年、少数民族文化への再評価の動きを受けて、漢字を次世代に継承できていないことに対する危機感がザオ人自身に生まれていることもわかった。本研究により、ムオン人、ザオ人、いずれの事例でも、自言語の文字化には、社会主義化以降の文化・民族・宗教政策の変遷が大きく関係していること、すなわち、少数民族文化に対する否定的評価がなされた時代があったこと、ドイモイ以降の少数民族文化「復興」の動きが要因の一つとなり、自言語を文字化する需要が生まれたことが明らかになった。2010年度は、ムオン人による自言語の文字化の事例により重点を置いて研究を行った。ムオン人の事例について研究対象地域を広げると同時に、ザオ人による自言語の文字化の事例についてフィールドワークを行う準備を進めることに努めた。2010年9月1日から2010年10月31日まで、ベトナム社会主義共和国へ渡航し、主にホアビン省のムオン人居住村におけるフィールドワークとハノイにおける資料収集を行った。フィールドワークは、ホアビン省タンラク県P行政村(2010年9月16日から2010年9月26日)、ホアビン省ラクソン県T行政村(2010年10月1日から2010年10月15)の2箇所で実施した。両行政村では、口頭で伝承されてきた祈祷文を自ら文字化する祈祷師、ムオン語歌謡を次世代に伝承しようとする高齢者などへのインタビューを行い、P行政村では実際に祈祷が行われるムオン人の葬礼の観察も行った。その結果、P行政村において特に祈祷文を文宇化する祈祷師が目立つのは、同行政村に特徴的な祈祷師になるための条件、祈祷を学習し始める時期が要因として挙げられることなどが明らかとなった。資料収集は、ハノイの国家図書館、漢喃研究院で行った。ザオ人について仏領期に書かれた民族誌的資料や行政報告書、近年発刊が進むザオ人の漢文資料集成、主に1960年代以降に文字化され出版された少数民族の口頭伝承に関する資料などを収集した。その結果、ザオ人の事例についてフィールドワークを行うための前提知識を得ることができたほか、ベトナムの文学史上における少数民族口頭伝承の位置づけなども確認することができた。そのほか、ベトナム渡航中以外の期間には、口頭伝承論、文字論、リテラシー論等に関連する先行研究を読み込み、「口承」と「文字」の二項対立的捉え方を乗り越える理論的枠組みの検討を行った。

本研究により、ムオン人、ザオ人、いずれの事例でも、自言語の文字化には、社会主義化以降の文化・民族・宗教政策の変遷が大きく関係していること、すなわち、少数民族文化に対する否定的評価がなされた時代があったこと、ドイモイ以降の少数民族文化「復興」の動きが要因の一つとなり、自言語を文字化する需要が生まれたことが明らかになった。
ダイナミックアプローチによる企業間競争の実証分析:オンライン証券業界の事例

2年目となる平成19年度では、「模倣が比較的容易な業界において、なぜ企業間に相違が生じ、それが維持されていくのか」というダイナミックなメカニズムを、文献サーベイと、日本のオンライン証券業界の市場黎明期における競争の定量的・定性的分析を通じて、理論的・実証的に検討した。本研究の理論的・実務的貢献をまとめると、以下の通りである。まず、理論的な貢献の第一として、「イノベーションが生起して新市場が立ち上がった際の企業間競争は、どのようなフレームワークで分析すべきか」という点について、新規参入企業が比較的容易に競争優位を勝ち得る可能性が高いビジネス分野においては、「既存企業vs.新規企業」という既存の枠組みを超えた研究が重要であるという示唆を提示した。次に、理論的な貢献の第二として、「業界の黎明期における競争のプロセスを規定する要因は、どのようなものか」という点について、企業内外の諸要因が、他企業や顧客との相互作用によって連鎖的に変わりうるという「行為システム」の概念を導入したフレームワークを提示し、現代の様々な業界における競争プロセスを、より包括的に説明した。また、実務的な貢献としては、日本のオンライン証券業界では、「どのような企業が高いパフォーマンスを実現し、激しい競争のなかで生き残っているのか」ということについて、定量的な検証を行った。具体的には、「新市場に先行して参入することは、パフォーマンスの向上や業界での生存競争に勝つためには有利であるものの、それだけで成功が約束されるわけではない。そのうえで重要なのは、企業に本当に利益をもたらしてくれる『コア顧客』を掴む施策を打つことである。単に口座数の増加を目指す目的で行われた手数料引き下げの激しい競争は、必ずしもパフォーマンスの向上には貢献しなかった」という事実を明らかにした。平成18年度は、第一に、「オンライン証券業界における成功要因」を定量的に検証するための作業、第二に、定量的な検証において最重要となる「仮説構築」を行うための研究作業に充てた。第一の作業について研究代表者は、これまでにオンライン証券会社72社の各社の戦略の代理変数となるデータベースを独自に揃えてきたが、依然として全体の約2割にのぼる15社にいずれかのデータの欠損があった。こうしたデータの補填収集は、業界を退出している企業もかなりの数にのぼるため、かなりの困難をきわめたものの、ほぼ収集が完了した。平成19年度は、このデータを用いて生存時間分析を行う予定である。これと並行して行った第二の作業では、「オンライン証券業界の企業間の差異形成」について検証するための研究を行った。具体的には、「模倣が比較的容易だと思われる業界において、なぜ企業間に差異が生じ、維持されていくのかという点」について、動的能力アプローチの議論と行為システムについての議論を踏まえた、新たな視座の構築を試みた。この研究から明らかになったことは、黎明期の企業の戦略においては、他社の戦略とパフォーマンスが即時的に把握出来、またその戦略の有用性が明らかであってもなお、多数の企業を支配する通念が形成され、それが企業間の作用によって強められることによって、数年にもわたって成功企業の戦略が模倣されないことがありうるという事実である。近年のように、情報が豊富に得られる環境にあっても、必ずしもすぐに戦略的模倣が行われない理由とメカニズムを記述できたことは、経営戦略論の議論にとって一定の意義があると思われる。
ヘム蛋白質に耐熱性を賦与させるイオン伝導性高分子の設計と評価

ヘム蛋白質としてはじめにミオグロビン(Mb)を選択し、これにPEOを化学修飾した、修飾PEOの分子量と、ヘム蛋白質へのPEO導入率の異なる一連の試料を合成し、その耐熱性を評価した結果、これらは耐熱性を支配する主要因子ではなく、溶媒のPEO分子量が最も顕著に耐熱性に影響していることを明らかにした。溶媒PEOの分子量を低下させてゆくと、PEO修飾ミオグロビンの高温側でのコンホメーション変化が大きくなり、還元体の熱安定性は低下し、より短時間で劣化した。次に、PEOオリゴマーに無機塩を溶解させ、各温度のイオン伝導度を測定し、耐熱性との相関を調べた。その結果、優れたイオン伝導度を示す系では耐熱性が低下する傾向が認められた。イオン伝導度が優れている系は一般的に溶解している物質の拡散係数が大きいので、系内での分子運動が活発であると言える。これが、タンパク質構造の摂動を引き起こすためであろうと考察された。次に、種々の高分子溶媒中のPEO-Mbのα-ヘリックス含量とヘム近傍の環境に及ぼす温度の効果をCDスペクトル測定、可視吸収スペクトル測定より詳細に解析し、コンホメーションに及ぼす溶媒種の影響を調べた。その結果、昇温にともないタンパク質のコンフォメーションは乱れ、変性するものの、PEO中での変化は可逆的で降温により回復することが認められた。また、100°C以上でも活性中心のヘム錯体はグロビン内に留まり、酸化還元されていることを分光学的に確認した。以上のことから、ヘムタンパク質の耐熱性発現にはPEOを溶媒として用いることが重要で、しかも、ある程度以上の分子量が望ましいことが明かとなった。
生理機能ポリフェノールの探索と合成

(1)小豆種皮に含まれるポリフェノール類の探索種皮の水抽出物に多量のフラボノイド類を検出した。これらを、各種クロマトグラフィーを繰り返して単離し、構造決定した。(2)アントシアニンの酸化経路による合成(+)-カテキンから誘導したテトラベンジルカテキンにTMSOTfの存在下アセチルイミデート糖を用いてグルコシル化し、β-選択的にグルコシル体を71%で得た。保護基をベンジル基からTBS基に変換した後、4位をDDQ酸化してロイコ体とした。これ脱水し鍵中間体のフラベノールグルコシド体を82%で得た。フラベノールグルコシド体のアセチル基を除去後、1%塩化水素ガス-無水メタノールを作用させ空気酸化することでシアニジン3-グルコシドを51%で得た。一方、この化合物を1%塩化水素ガス-無水メタノールで同様に処理しても、赤色溶液は与えたものの目的のアントシアニンはほとんど得られず、むしろ、重合と酸化が進んだものと推測された。(3)配糖化フラボノイドの合成フロログルシノールから導いたα-ケトアルコールをβ-選択的にグルコシル化した。グルコースの6位だけをPMB基で選択的に保護したベンジル保護糖の場合には収率66%でβ-配糖化体を得た。これを安息香酸誘導体でエステル化してからピリジン中炭酸カリウム存在下120°Cに加熱することで環化させた後、PMB基を除去して糖の6位をアセチル基へと変換した。この保護基は定量的に除去でき、ケンフェロール3-アセチルグルコシドが得られた。これを還元することにより、ペラルゴニジン3-アセチルグルコシドが収率10%で得られた。このアセチル基は不安定なため、デアセチル体が収率15%で同時に生成した。1.マメ種皮に含まれるポリフェノール類の探索と合成赤小豆(Vigna angularis)の種皮色素は、70年以上にわたり日本で研究されてきた。しかし、色素の実体は未解明な上、小豆餡がなぜ紫色となるのかも不明である。我々は、種皮を凍結後抽出し、HPLC分析することにより、種皮には、わずかな量のシアニンと多量の無色ポリフェノール類が含まれること、製餡加工によりこれらが渋として除去されて、餡が紫色となる機構を見いだした。本研究では、種皮成分の生理機能を明らかにするべく、単離精製を行った。カテキン類、配糖化フラボノール、プロシアニジンの構造を決定した。同時に、プロシアニジンの構造を確定するため、位置および立体選択的な縮合法を開拓し、プロシアニジンオリゴマーを合成した。2.アシル化アントシアニンの合成研究アントシアニンは、様々な生理機能が注目される植物成分である。しかし、合成法に関してはRobinsonら(1930年代)以降、画期的な進展がない。そこで、効率的で柔軟な手法の確立を目指した。アシル化フラボノール配糖体を還元してアントシアニジン骨格を形成させる経路を検討した。並行して、カテキンのフェノール基を保護した後3位を配糖化し、4位を酸化して、生合成中間体のロイコ体を得た。このままでは、アントシアニンへの酸化反応が進行しなかったため、これを脱水することにより、鍵中間体の配糖化フラベノールに導いた。この化合物は、温和な空気酸化によりアントシアニンへと変換できた。本経路により、シアニジン3-グルコシドを合成した。
日本北部およびロシア極東水域における沿岸、陸水魚類の系統進化と分散経路

本研究課題はロシア極東域に生息する魚類の各分類群について分布調査を行ない、その遺伝的類縁性及び系統類縁関係について研究し、それらの魚類の生態学的特性、地理的分布特性などを調査し、極東水域全体における魚類の起源、種分化、および系統分散機構について総合的に考察することを目的として行われた。3年間の研究期間を通じて、計画の立案および実施の円滑化を図るために計15名の研究者を浅海域調査班と淡水域調査班の2班に分け研究および調査活動を行った。平成6年度においては、浅海域調査班6名(現地参加2名を含む)が平成6年8月14日-同年9月4日の期間、沿海州南部のウラジオストク、オリガ湾周辺、リムスキー・コルサコフ諸島周辺を中心とした浅海域における魚類相調査を行い、約60種-3,500個体の採集し標本として持ち帰り、分類査定、地理的変異性などについての形態学的解析を行った。採集された浅海性魚類の中にはカジカ科およびハゼ科の未記載種がそれぞれ1種含まれていたことをはじめ、タウエガジ科の5種では従来の知見のなかった色彩および形態形質に関する広範囲の変異性が確認された。また淡水調査班4名は平成6年8月18日-同年9月8日の期間、ウラジオストク周辺の5河川およびサハリン南部の4河川において淡水魚類相の調査と集団遺伝学的解析用の標本を採集した。沿海州では6科25種が、またサハリン南部では7科20種が採集され、凍結サンプルとして持ち帰り、北日本の集団も含めて集団遺伝学的に解析を行った。平成7年度においては、浅海域調査班3名が平成7年7月13日-同年8月24日の期間、沿海州中部オリガ湾周辺、サハリン北部およびオホーツク海北西部シャンタスキー諸島周辺を中心に調査を行い、75種約2300個体の浅海性魚類を採集し標本として持ち帰った。この中で、特にシャンタスキー諸島周辺海域に生息する魚類についての情報は極めて乏しい状況にあったが、本調査においてこの海域で9目19科61種の魚類を確認した。この中には未記載種の可能性の高い2種、オホーツク海での初記録種2種、本海域での生息が初めて確認された20種が含まれる。また、この海域は比較的低緯度にもかかわらず主に極域に生息する魚類も分布することも確認されるなど浅海性魚類の種多様性が極めて高いことが明らかになった。また、淡水域調査班4名は平成7年8月18日-同年9月8日の期間、朝鮮との国境に近いハサン地域の河川、ハバロフスク周辺のアムール川支流およびマガダン地域の河川において採集調査を実施し、淡水魚類11種約1000個体を採集し、遺伝学的解析用として凍結標本として持ち帰った。平成8年度には3班を韓国およびロシア極東域に派遣し、現地調査を行った。淡水域調査A班2名は平成8年5月2日-同年5月12日の期間、韓国北東部の河川、湖沼域において淡水魚類相の調査と形態学的および集団遺伝学的解析用の魚類標本17科約60種を採集した。淡水域調査B班2名は現地参加したロシア研究分担者1名とともに平成8年8月18日-同年9月5日の期間、カムチャツカ半島東南部周辺の4河川において淡水魚類相の調査と集団遺伝学的解析用の魚類標本9種約600個体を採集した。また研究代表者は浅海調査班として平成8年8月17日-同年8月22日の期間にウラジオストク周辺の浅海域において魚類相調査を行い、約25種300個体の海産魚類を採集した。同時に過去3年間の本研究課題の実施に当たり絶大なる協力を賜ったロシア科学アカデミー極東支部海洋生物研究所のKasyanov所長をはじめとする多くの研究者に対して感謝の意を伝えるとともに、今後の多面的な研究協力体制と共同研究課題について協議した。また、平成8年10月には米国の研究分担者1名を、平成9年2月にはロシアの研究分担者3名を招へいし本研究課題に関するワークショップを行い、研究成果の発表と討議を行った。なお、各研究成果については平成9年3月に研究成果報告書としてまとめられた。本研究の過程で採集された魚類標本は北海道大学水産学部生物標本館および国立科学博物館に保管されている。

また淡水調査班4名は平成6年8月18日-同年9月8日の期間、ウラジオストク周辺の5河川およびサハリン南部の4河川において淡水魚類相の調査と集団遺伝学的解析用の標本を採集した。沿海州では6科25種が、またサハリン南部では7科20種が採集され、凍結サンプルとして持ち帰り、北日本の集団も含めて集団遺伝学的に解析を行った。平成7年度においては、浅海域調査班3名が平成7年7月13日-同年8月24日の期間、沿海州中部オリガ湾周辺、サハリン北部およびオホーツク海北西部シャンタスキー諸島周辺を中心に調査を行い、75種約2300個体の浅海性魚類を採集し標本として持ち帰った。この中で、特にシャンタスキー諸島周辺海域に生息する魚類についての情報は極めて乏しい状況にあったが、本調査においてこの海域で9目19科61種の魚類を確認した。この中には未記載種の可能性の高い2種、オホーツク海での初記録種2種、本海域での生息が初めて確認された20種が含まれる。また、この海域は比較的低緯度にもかかわらず主に極域に生息する魚類も分布することも確認されるなど浅海性魚類の種多様性が極めて高いことが明らかになった。また、淡水域調査班4名は平成7年8月18日-同年9月8日の期間、朝鮮との国境に近いハサン地域の河川、ハバロフスク周辺のアムール川支流およびマガダン地域の河川において採集調査を実施し、淡水魚類11種約1000個体を採集し、遺伝学的解析用として凍結標本として持ち帰った。平成8年度には3班を韓国およびロシア極東域に派遣し、現地調査を行った。淡水域調査A班2名は平成8年5月2日-同年5月12日の期間、韓国北東部の河川、湖沼域において淡水魚類相の調査と形態学的および集団遺伝学的解析用の魚類標本17科約60種を採集した。淡水域調査B班2名は現地参加したロシア研究分担者1名とともに平成8年8月18日-同年9月5日の期間、カムチャツカ半島東南部周辺の4河川において淡水魚類相の調査と集団遺伝学的解析用の魚類標本9種約600個体を採集した。また研究代表者は浅海調査班として平成8年8月17日-同年8月22日の期間にウラジオストク周辺の浅海域において魚類相調査を行い、約25種300個体の海産魚類を採集した。同時に過去3年間の本研究課題の実施に当たり絶大なる協力を賜ったロシア科学アカデミー極東支部海洋生物研究所のKasyanov所長をはじめとする多くの研究者に対して感謝の意を伝えるとともに、今後の多面的な研究協力体制と共同研究課題について協議した。また、平成8年10月には米国の研究分担者1名を、平成9年2月にはロシアの研究分担者3名を招へいし本研究課題に関するワークショップを行い、研究成果の発表と討議を行った。なお、各研究成果については平成9年3月に研究成果報告書としてまとめられた。本研究の過程で採集された魚類標本は北海道大学水産学部生物標本館および国立科学博物館に保管されている。6年度の8月中旬から9月上旬の約3週間にわたり、ロシア極東域において浅海魚類調査班と淡水魚類調査班に分かれ、それぞけ4名(研究協力者2名を含む)が参加しロシア側研究分担者とともに現地調査を行った。浅海魚類調査班は沿海州中部オリガ湾周辺および沿海州南部のリムスキー・コルサコフ諸島周辺を中心に浅海魚類相の調査を行い、約60種3500個体の浅海性魚類を採集し持ち帰った。現在、各研究分担者により分類査定、地理的変異などの形態学的解析を行っているが、いままでに採集例の極めて少なかったカジカ科およびハゼ科魚類を確認するとともに、タウエガジ科5種では従来の知見がない色彩、形態形質などの広範囲の変異個体が含まれていることが確認されている。
在村医のカルテからみた女性の出産と身体観―近世から近代への展開を中心に―

本研究では、一人の女医の生涯と診察記録を手がかりに、女性の出産観を探ることを試みた。その女医とは近世から近代にかけて、在村の女医として地域での診療にあたった光後玉江である。本研究での私の意図は、この光後玉江によって書かれた診察記録と手紙を分析することで、1800年代後半から1900年代にかけての、地域社会での出産と女性の身体をめぐる変化を、1857年から47年間、津山の村々で診療活動をおこなった光後玉江によって書かれた診療記録によって明らかにあるすることにある。日本において女性の身体が、産む身体として捉えられるようになったのは、江戸時代のことである。19世紀には、女性の身体と女性が産む命は、出産管理を通して、次第に藩によって管理されていくようになる。女性の出産の支配層による管理は、明治政府によって始められたのではなく、すでに近世に、支配層は、堕胎・間引きの取り締まりを試みていたのである。その成立後間もなく明治政府は、富国強兵政策のために人口増加政策を採用する。また、そのために政府は、産科学の急速な近代化をはかった。1868年、明治政府が成立した最初の年に、新政府は、産婆による堕胎と堕胎薬の販売を禁止している。明治政府が新しくおこなったことは、医制を定め、西欧医学の訓練を受けた産婆が、明治政府の免許制度の下で働くようにしたことである。国家的規模での出産をめぐる改革がはかられるなかで、免許を受けた産婆たちは、近世から近代にかけて、多くの慣習を次第に排除していった。光後玉江も、こうした国家の政策に従わねばならなかったが、彼女は、在村で診療活動を行い、地域の中で、重要な役割を果たしていった。玉江は、地域の人々と密接なつながりを持ち、また女性たちの出産と身体観と深く結びついた診療活動を行っていたのである。本研究の目的の一つは、近年の性と生殖や出産に関する研究のなかでも、まだ未開拓の領域である近代初頭の農村女性の出産と身体観について、在付女医のカルテを手がかりに明らかにすること、二つには、近世後期の在付医のカルテとの比較により、近世から近代への展開を明らかにすることにある。そのために、本年度は、近世から近代への女の身体の位置と出産と身体観をめぐる問題の所在を明らかにするために全体の見取図を描いてみるという作業をおこなった。その意図は、全体の見取図をまず描き、そのことを経由することで、カルテという個別の女たちに関わる史料の読み解きが可能であると考えたからである。その結果、近代西欧医学導入以前の産科学が女の身体をどのようにみていたかを明らかにすることで、近世から近代への展開の内実がより明らかになるという見通しを得ることができた。また、近世後期の女の身体や生殖をめぐる状況を、捨子関係史料から探るという作業をおこなった。その結果、近世後期にあっては、女たちが妊娠、出産により命を失う場合や母乳の不足、欠乏も多くみられた一方で「家」のなかでの子供や女の生命への関心の高まりがみられることが明らかになった。本年度は、以上のように女の身体をめぐる全体の見取図を描き、問題の所在を明確にすることに重点を置くとともに、カルテの解読作業をすすめ、ほぼ半分について解読を終了した。本研究の目的の一つは、近年の性と生殖に関する研究の中でも、まだ未開拓の領域である近代初頭の農村の出産と身体観について、在村女医のカルテを手がかりに明らかにすること、二つには、近世後期の在村医のカルテとの比較により、近世から近代への展開を明らかにすることにある。

そのため、昨年度は、近世から近代への女性の身体の位置と出産と身体観をめぐる全体の見取り図を描く作業をおこない、その成果は、「妊娠・出産・子育て-歴史人口学と社会史の対話」(『人類史の中の人口と家族』所収)「<産む>身体観の歴史的形成」(『ジェンダーと教育』所収)として刊行された。本年度は、この見取り図をふまえたうえで、カルテという、個別の女性たちに迫ることのできる史料の解読と分析に重点を置いて研究を進めた。その結果、カルテの解読を八割終えるとともに、その初期のものについての分析を行い、カルテという史料が語るものと語らないものに留意をしながら、特に女性たちの産や月経など産婦人科をめぐる医療の状況、処方が示す身体観、女性たちの医療環境、医者と患者の関係などについて考察をした。さらに、カルテの分析結果を、県や郡に提出された患者届書控え、「死亡届」「流産届」や患者からの手紙と付き合わせることで、身体観、胎児観についても考察を進めた。また、これらの結果を、近世後期の在村医のカルテと比較し、「在村医のカルテが語る女のからだ-近世から近代への展開を中心に-」として原稿にまとめた。(『身体と医療の比較社会史』(共著)昭和堂、2003年9月刊行予定)平成15年度は、科学研究費補助金による本研究の最終年度にあたるため、研究報告書の作成に向けて、様々な場で研究発表をおこない、そこでの批判をもとに、研究成果をまとめることに力を注いだ。まず、平成13、14年度の研究成果をもとに、『叢書・比較教育社会史身体と医療の教育社会史』に、「在村医の診察記録が語る女の身体-日本における近世から近代への展開-」と題する論文を発表し、本研究で主たる史料として用いている在村女医、光後玉江の診察記録からどのような女性の身体の状況が読み取れるかを考察した。さらに、その成果の一部を比較家族史学会第44回ジンポジウム「性・生殖と家族」(2003年10月)、光後玉江の史料所蔵者である興禅寺での光後玉江没後100年記念講演(2003年11月)で報告し、本研究をより広く性と生殖の問題や、光後玉江が診療活動を行った地域の中に位置づけて分析する視点を得た。また光後玉江自身に関する文書史料は限られていることもあり、本年度は、光後玉江のご子孫への聞き取り調査や光後玉江の診察地域についてのフィールドワークも行い、文書史料からは浮かび上がらない情報、とくに光後玉江没後の地元での評価や伝承について、貴重な情報を得ることができた。さらにこれらの報告で得た視点をもとに、光後玉江の診察記録「処剤録」のデータベース化と,出産や診察地域のデータの最終分析を行い、1500件に及ぶデータをもとに、「処剤録」から、女性の身体観や生命観をめぐって、どのような時系列的な変化が読み取れるかを分析した。その成果については、岡山地方史研究会例会(2004年1月)で報告し、特に、近代初頭の女性の身体観を分析する上で、重要な子宮をめぐる病の位置づけについて様々な示唆を得た。なお、以上の成果をもとに、理論編、史料編の二部からなる研究報告書(総ページ数、130頁)を作成し、本研究の関係者、機関に送付した。
超柔軟身体を有するシステムのマニピュレーション理論

本研究の目的は,超柔軟身体を有する系によってもたらされる有用性の源を現象面から解明し,それを基に超柔軟系のマニピュレーション理論を確立し,応用に役立てることである.申請期間の2年間においては,超柔軟系に特徴的な物理現象例をできる限り多く発掘し,その理論的解釈を通してマニピュレーション理論の土台を築くことを目標とした.1年目の平成17年度の研究において,紐のような3次元空間内で1次元的な広がりをもつ身体を有するマニピュレータに対して,ダンピングマニピュレーションとインパクトマニピュレーションという新しいマニピュレーション手法を提案し,その有効性を実験により確認した.これを踏まえて2年目平成18年度研究においては,柔軟身体を利用してロボットにインパルス的な運動を達成させる,閉ループ柔軟カタパルトを着想した.このロボットカタパルトは,弾性体の飛び移り座屈を,アクチュエータを用いて積極的に生じさせることによって,ロボットのインパルス的動作を得る機構である.帯鋼などの帯状の柔軟体を撓ませて,その一端に回転モータで一方向にトルクを加えるだけで,特別なトリガ機構なしで,簡単にインパルス的動作を得ることができる.また,回転モータを往復運動させることによって,少なくとも数ヘルツ程度の周波数で,インパルス動作を繰り返し生じさせることが可能である.この閉ループ柔軟カタパルトの有効性を確認するために実験を行った結果,比較的小さな駆動トルクによって,重力加速度の約30倍の加速度を得ることに成功した.このように,従来になかった柔軟身体を利用した多くのマニピュレーション手法を提案し,それらの有効性を実験的に確認することに成功しており,本研究の当初の目標を十分に達成することができた.本研究では,超柔軟身体を有するシステムのマニピュレーション理論の基礎を与える,いくつかの実験に成功した.まず,ダンピングマニピュレーションでは,実装が困難であった理論的に導出された制御則に対して,幾何的な考察とシミュレーション結果から,超柔軟部とアクチュエータ部との接点の角度情報のみを用いたダンピング制御則を見出した.この制御則の有効性を,直動スライダにゴム製の帯を取り付け,その接続部の角度をロータリエンコーダで検出する1アクチュエータ1センサの装置により,実験的に確認した.超柔軟ロボットという無限次元の系に対して,1アクチュエータ1センサでダンピング制御を実現することを示した.つぎに,このダンピングマニピュレーションを基礎として,スイングマニピュレーションを実現した.ダンピング制御則は,接続部の角速度を推定することにより,超柔軟部が概ねどちらにスイングしているかを調べ,その方向にアクチュエータを動かすことにより減衰効果を与えるという,物理的意味に富んだ制御則である.この制御則を逆に用い,スイングしている方向にカウンターを当てるようにアクチュエータを逆方向に動かすと,丁度,ブランコを漕ぐときのように,大きなスイングが得られる.この制御則により大振幅のスイングを安定的に発生する実験に成功した.さらに,このスイング制御則によって安定したエネルギー状態に到達した後に,タイミングを合わせて位置決め制御に切り替えることで,超柔軟ロボットの手先に取り付けられた質量によって,目標地点に衝撃力を加えるインパクトマニピュレーションを実現した.超柔軟ロボットでは,衝撃力がアクチュエータ部に伝達されないため,衝撃力が伴うような危険な作業に対してもシステムの安全性が保たれる.本研究の目的は,超柔軟身体を有する系によってもたらされる有用性の源を現象面から解明し,それを基に超柔軟系のマニピュレーション理論を確立し,応用に役立てることである.申請期間の2年間においては,超柔軟系に特徴的な物理現象例をできる限り多く発掘し,その理論的解釈を通してマニピュレーション理論の土台を築くことを目標とした.1年目の平成17年度の研究において,紐のような3次元空間内で1次元的な広がりをもつ身体を有するマニピュレータに対して,ダンピングマニピュレーションとインパクトマニピュレーションという新しいマニピュレーション手法を提案し,その有効性を実験により確認した.これを踏まえて2年目平成18年度研究においては,柔軟身体を利用してロボットにインパルス的な運動を達成させる,閉ループ柔軟カタパルトを着想した.このロボットカタパルトは,弾性体の飛び移り座屈を,アクチュエータを用いて積極的に生じさせることによって,ロボットのインパルス的動作を得る機構である.帯鋼などの帯状の柔軟体を撓ませて,その一端に回転モータで一方向にトルクを加えるだけで,特別なトリガ機構なしで,簡単にインパルス的動作を得ることができる.また,回転モータを往復運動させることによって,少なくとも数ヘルツ程度の周波数で,インパルス動作を繰り返し生じさせることが可能である.この閉ループ柔軟カタパルトの有効性を確認するために実験を行った結果,比較的小さな駆動トルクによって,重力加速度の約30倍の加速度を得ることに成功した.このように,従来になかった柔軟身体を利用した多くのマニピュレーション手法を提案し,それらの有効性を実験的に確認することに成功しており,本研究の当初の目標を十分に達成することができた.
微小プラズマと微小液滴を融合したナノ粒子生成：微小反応場の特異性の解明

本研究は、微小反応場におけるナノ粒子の生成、成長、そして凝集について基礎的な知見を得ることを目的としている。還元剤や界面活性剤などの添加剤による系の複雑化を避け、フェムト秒レーザーによって微小プラズマを微小液滴内に発生させることでナノ粒子の生成を行う。まずは、金属錯体の溶液試料と貧溶媒の2相溶液を撹拌することでエマルション化して簡便に液滴を生成した。本年度は、主に金属錯体溶液試料/貧溶媒の撹拌により形成したエマルション試料へのレーザー照射によるナノ粒子生成について研究活動を行った。フェロセンヘキサン溶液/水、およびヘキサン/塩化金酸水溶液の撹拌により水中油滴型のエマルションを形成し、フェムト秒レーザーを照射した。フェロセンヘキサン溶液/水では有機相に原料分子が溶解しているにもかかわらず、水相に10 nm未満の鉄ナノ粒子が分散して得られることを見出した。また、均一溶液のみを試料とした場合の問題点であった炭素凝集体の除去に成功した。微小油滴内で核生成することで粒子成長が抑制され、液液界面によって炭素凝集体と鉄ナノ粒子が分離されると結論した。一方、ヘキサン/塩化金酸水溶液では、均一溶液のみを試料とした場合に比べて短時間で10 nm未満の金ナノ粒子が支配的なコロイドを生成することに成功した。さらに、透過型電子顕微鏡観察によって粒子は濃縮されつつも凝集しないことが分かった。ヘキサン液滴の導入により金ナノ粒子の核が液液界面に捕捉され、粒子成長が抑制されると結論した。微小液滴を用いたナノ粒子生成では、液滴の内部だけでなく、液滴表面(界面)も粒子生成・成長に影響を及ぼすことが明らかとなった。この成果はフランスのリヨンで開かれた国際会議にて口頭発表した。なお、この発表に基づいた論文を現在執筆中である。本研究では、生成される粒子の形態と粒径分布に反応場のサイズが与える影響を明らかにすることを目的としている。そのため、マイクロ流路によってサイズを制御した微小液滴内にレーザー誘起の微小プラズマを発生させることによりナノ粒子生成を行う予定であった。当初は石英ガラス製のマイクロ流路を用いて研究を行う予定であったが、石英ガラス製では所望の性能の流路の購入だけでなく作製も困難であった。そのため、現在は1.市販のシリコン樹脂製マイクロ流路による液滴の生成およびサイズ制御条件の決定と2.石英ガラス板表面に流路の溝を加工し、シリコン樹脂の板を貼り合わせることによる独自のマイクロ流路の作製の2つを同時並行して進めている。ここで、シリコン樹脂はヘキサンによって膨潤してしまうためヘキサンの代わりにシリコン樹脂への影響がないヘキサデカンを有機溶媒に採用した。現在、液滴制御条件の検討を市販のシリコン樹脂製マイクロ流路によって行い、サイズを制御した微小液滴へのレーザー照射を可能にするためマイクロ流路ー顕微鏡の実験系を製作中である。以上より、研究計画を大幅に変更させることなく、マイクロ流路によるサイズを制御した液滴生成の方針を確立できたため研究はおおむね順調に進展していると考えられる。次年度は、生成される粒子の形態と粒径分布に反応場のサイズが与える影響を明らかにする。まずは、現在執筆中のヘキサン/塩化金酸水溶液へのレーザー照射に関する結果を学術論文誌へ投稿する。フェロセンヘキサデカン溶液/水、およびヘキサデカン/塩化金酸水溶液の2種の試料についてマイクロ流路による液滴サイズの制御条件を決定する。サイズを制御した液滴試料にフェムト秒レーザーを集光する。これと同時にヘキサデカン/塩化金酸水溶液の試料について単一液滴内におけるナノ粒子成長過程のその場分析に挑戦する。研究室に現有する分光器、ICCD検出器、CWレーザーを用いて顕微ラマン分光装置を構築する。ヘキサデカンを貧溶媒としたマイクロ流路内で塩化金酸水溶液の単一液滴へのレーザー照射により粒子を生成する。同時にCWレーザーを光源とした、顕微ラマン分光によって単一微小液滴における金ナノ粒子の生成、成長、凝集過程を追跡する。得られた実験成果をまとめ、学術論文誌に投稿するほか、国内外の学会にて報告する予定である。

一方、ヘキサン/塩化金酸水溶液では、均一溶液のみを試料とした場合に比べて短時間で10 nm未満の金ナノ粒子が支配的なコロイドを生成することに成功した。さらに、透過型電子顕微鏡観察によって粒子は濃縮されつつも凝集しないことが分かった。ヘキサン液滴の導入により金ナノ粒子の核が液液界面に捕捉され、粒子成長が抑制されると結論した。微小液滴を用いたナノ粒子生成では、液滴の内部だけでなく、液滴表面(界面)も粒子生成・成長に影響を及ぼすことが明らかとなった。この成果はフランスのリヨンで開かれた国際会議にて口頭発表した。なお、この発表に基づいた論文を現在執筆中である。本研究では、生成される粒子の形態と粒径分布に反応場のサイズが与える影響を明らかにすることを目的としている。そのため、マイクロ流路によってサイズを制御した微小液滴内にレーザー誘起の微小プラズマを発生させることによりナノ粒子生成を行う予定であった。当初は石英ガラス製のマイクロ流路を用いて研究を行う予定であったが、石英ガラス製では所望の性能の流路の購入だけでなく作製も困難であった。そのため、現在は1.市販のシリコン樹脂製マイクロ流路による液滴の生成およびサイズ制御条件の決定と2.石英ガラス板表面に流路の溝を加工し、シリコン樹脂の板を貼り合わせることによる独自のマイクロ流路の作製の2つを同時並行して進めている。ここで、シリコン樹脂はヘキサンによって膨潤してしまうためヘキサンの代わりにシリコン樹脂への影響がないヘキサデカンを有機溶媒に採用した。現在、液滴制御条件の検討を市販のシリコン樹脂製マイクロ流路によって行い、サイズを制御した微小液滴へのレーザー照射を可能にするためマイクロ流路ー顕微鏡の実験系を製作中である。以上より、研究計画を大幅に変更させることなく、マイクロ流路によるサイズを制御した液滴生成の方針を確立できたため研究はおおむね順調に進展していると考えられる。次年度は、生成される粒子の形態と粒径分布に反応場のサイズが与える影響を明らかにする。まずは、現在執筆中のヘキサン/塩化金酸水溶液へのレーザー照射に関する結果を学術論文誌へ投稿する。フェロセンヘキサデカン溶液/水、およびヘキサデカン/塩化金酸水溶液の2種の試料についてマイクロ流路による液滴サイズの制御条件を決定する。サイズを制御した液滴試料にフェムト秒レーザーを集光する。これと同時にヘキサデカン/塩化金酸水溶液の試料について単一液滴内におけるナノ粒子成長過程のその場分析に挑戦する。研究室に現有する分光器、ICCD検出器、CWレーザーを用いて顕微ラマン分光装置を構築する。ヘキサデカンを貧溶媒としたマイクロ流路内で塩化金酸水溶液の単一液滴へのレーザー照射により粒子を生成する。同時にCWレーザーを光源とした、顕微ラマン分光によって単一微小液滴における金ナノ粒子の生成、成長、凝集過程を追跡する。得られた実験成果をまとめ、学術論文誌に投稿するほか、国内外の学会にて報告する予定である。
半磁性半導体超格子を用いた導波路型光機能素子の開発研究

本研究は、半磁性半導体であるCd_<1-x>Mn_xTeの超格子を用いた導波路型光機能素子を開発するための基礎研究として、クラスタイオンビーム(ICB)法によりCd_<1-x>Mn_xTeエピタキシャル薄膜を成長させ、その電子構造を調べるとともに、その光学特性,磁気光学特性,電気的特性について研究を行った。1.X線光電子分光分析(XPS)の測定結果より、Cd_<1-x>Mn_xTeのスピン交換相互作用は、全Mn組成領域で、組成によらず一定であり,これらの結果と光吸収スペクトルの結果などから、Mn組成の大きな領域では、さらに高次の摂動を加えたバンド計算によりゼーマン分裂を求める必要があることがわかった。2.x=1のMnTe薄膜の光導電スペクトルにおいて,本来,局在的で,光導電に寄与しないと考えられるMn^<2+>イオンの3d多重項間の吸収に対する光エネルギーで光電流が流れた。これは,電子配置間相互作用モデルによると,Mn3d多重項の基底状態から光励起されると,Mnの3d軌道と価電子帯を形成しているTeの4_P軌道との間の強いp-d混成のため,その軌道間に電荷移動が生じ,その結果,価電子帯に正孔が生成して,光電流が流れるものと考えられる。この結果から,伝導電子とMnの3d電子との相互作用が大きく,光機能素子に応用する上で良好な性質をもっていることがわかった。3.ICB法により,Cd_<1-x>Mn_xTeエピタキシャル薄膜のInド-ピングを試みた。Inをクラスタイオンビームにして,そのイオン化率を高めると抵抗が減少し,良好にド-ピングができることがわかった。また,In量を増やしていくと,単調に抵抗が減少したが,ある程度以上にInをドープすると,結晶性が悪化して,逆に抵抗が増加した。しかし,抵抗率が10^4Ω・cmと,まだかなり高く,今後ド-ピング材料も含めて,最適ド-ピング条件を研究する必要があることがわかった。本年度は、半磁性半導体であるCd_<1-x>Mn_xTeの超格子を用いた導波路型光機能素子を開発するための基礎研究として、GaAs基板上にクラスタイオンビーム(ICB)法によりCd_<1-x>Mn_xTeエピタキシャル薄膜を成長させ、その電子構造を調べるとともに、光学的特性や磁気光学的特性について研究を行った。また、磁界中でのCd_<1-x>Mn_xTe超格子の光導波特性の測定系の制作を行っている途中である。以下に、得られた主な知見を述べる。1.Cd_<1-x>Mn_xTeエピタキシャル薄膜の電子構造をX線光電子分光分析(XPS)測定によって調べ、磁気光学効果との関連を探った。XPSの測定結果より、Cd_<1-x>Mn_xTeのスピン交換相互作用は、全Mn組成領域で、組成によらず一定であることが明らかにされた。

これらの結果と光吸収スペクトルの結果などから、これまで磁気光学効果の起源となるゼーマン分裂が、一次の摂動法によるバンド計算により求められてきたが、Mn組成の大きな領域では、さらに高次の摂動を加えなければ、Cd_<1-x>Mn_xTeの磁気光学効果を説明できないことがわかった。得られたCd_<1-x>Mn_xTe薄膜の光学的品質を調べるために、液体He温度でのフォトルミネッセンスの測定を行った。得られた結果は、中性クラスタビームで作製した薄膜が最もよく発光するが、欠陥が多い薄膜であった。これらの結果から、光学的品質の良好なCd_<1-x>Mn_xTe薄膜の成長には、成長初期にはイオン化、加速したクラスタビームを用いて結晶性を改善し、その後中性クラスタビームで成長させる2段階成長法が、最適な成長法であることが推察された。今後、それに確かめる実験を行う予定である。本年度は、半磁性半導体であるCd_<1-X>Mn_XTeの超格子を用いた導波路型光機能素子を開発するための基礎研究として、GaAs基板上にクラスタイオンビーム(ICB)法によりCd_<1-X>Mn_XTeエピタキシャル薄膜を成長させ、その光学的特性,電気的特性について研究を行った。以下に、得られた主な知見を述べる。1.Cd_<1-X>Mn_XTeエピタキシャル薄膜の光透過領域での光学特性を調べる目的で,Mn^<2+>イオンの3d多重項間の光吸収による光導電効果について研究を行った。x=1のMnTe薄膜の光導電スペクトルにおいて,本来,局在的で,光導電に寄与しないと考えられるMn^<2+>イオンの3d多重項間の吸収に対する光エネルギーで光電流が流れた。これは,電子配置間相互作用モデルによると,Mn3d多重項の基底状態から光励起されると,Mnの3d軌道と価電子帯を形成しているTeの4p軌道との間の強いp-d混成のため,その軌道間に電荷移動が生じ,その結果,価電子帯に正孔が生成して,光電流が流れるものと考えられる。この結果から,伝導電子とMnの3d電子との相互作用が大きく,光機能素子に応用する上で良好な性質をもっていることがわかった。2.Cd_<1-X>Mn_XTe超格子を光電子デバイスとして応用する上での基礎研究として,クラスタイオンビーム法により,Cd_<1-X>Mn_XTeエピタキシャル薄膜のInド-ピングについて研究を行った。Inをクラスタイオンビームにして,そのイオン化率を高めると抵抗が減少し,良好にド-ピングができることがわかた。また,In量を増やしていくと,単調に抵抗が減少したが,ある程度以上にInをドープすると,結晶性が悪化して,逆に抵抗が増加した。しかし,抵抗率が10^4Ω・cmと,まだかなり高く,今後ド-ピング材料も含めて,最適ド-ピング条件を研究する必要がある。
活性型酵素への変換を目的とした人工分子シャペロンの開発

ヒトゲノム解析がほぼ完了した現在,それらがコードする個々のタンパク質の機能解析が次のターゲットとなっている。その解析には一定量の純粋なタンパク質が必要となるため,主に大腸菌を宿主としたタンパク質発現系が繁用されている。しかし,ヒトのタンパク質(酵素など)を大腸菌で作らせる場合,タンパク質の折りたたみシステムが異なるため,インクルージョンボディと呼ばれるタンパク質の凝集体(非天然型構造のタンパク質,不活性型酵素など)が生成する場合が多い。本研究は,それらタンパク質の凝集体を,本来の活性を持つタンパク質へ変換する人工分子シャペロン(タンパク質三次構造の再構築介添分子)を開発するものである。研究期間内に亜鉛イオンを分子内に二つもつ新規の亜鉛化合物群を合成した。それらの亜鉛化合物の構造とアニオンやチオール物質との相互作用について,NMR,pH滴定,各種分光分析法により検討した。その結果,アニオン種の内特にリン酸基をもつ分子とナノモル濃度で結合することを世界で初めて発見し,それらの分子がリン酸化プロテオーム解析試薬として有用であることが明らかとなった。合成した二核亜鉛化合物は,タンパク質のチオール基やフェノール基と1:1の複合体を形成することも明らかとなった。本年度は,チオール基や各種アニオンを配位子として捕捉する5種類の新しい亜鉛化合物を合成した。それらの亜鉛化合物の構造とアニオンやチオール物質との相互作用について,NMR, pH滴定,各種分光分析法により検討した。その結果,亜鉛イオンを二つ分子内に持つ化合物がリン酸基をもつ分子とナノモル濃度で結合すること,亜鉛に結合したチオラートイオンは,酸化を受けにくいこと,過剰の単核の亜鉛錯体を用いるとチオール分子を可溶化できることなど,様々な新しい科学的知見を得ることができた。リン酸化物を捕捉する二核亜鉛錯体とその使用方法は,科学技術振興事業団の協力を得て特許申請を行った。本年度は,亜鉛イオンを分子内に二つもつ新規の亜鉛化合物群を合成した。残念がら,今回合成した二核亜鉛化合物は,一分子のチオールしか捕捉せず,二分子のチオール部分子の酸化還元促進作用は持っていなかった。
高密度ＣＭＯＳ電極による培養神経回路のネットワーク構造の解明

神経細胞の分散培養系を対象として,1.8 mm角の計測領域に,11,011個の電極を有するCMOSアレイにより,培養神経ネットワークの形状と活動の関係を調べた.軸索に沿って伝播する活動電位の速度は,細胞内で大きくばらついており,軸索が太い部分では速く,細い部分では遅かった.また,ネットワークが成熟した後でも,発火頻度の低い神経細胞は活発に移動していることがわかった.さらに,軸索刺激に対する神経活動パターンから,ネットワークの機能結合を可視化し,ネットワークの可塑性を定量化する手法を確立した.神経細胞の分散培養系を対象として,1.8 mm角の計測領域に,11,011個の電極を有するCMOSアレイにより,培養神経ネットワークの形状と活動の関係を調べた.軸索に沿って伝播する活動電位の速度は,細胞内で大きくばらついており,軸索が太い部分では速く,細い部分では遅かった.また,ネットワークが成熟した後でも,発火頻度の低い神経細胞は活発に移動していることがわかった.さらに,軸索刺激に対する神経活動パターンから,ネットワークの機能結合を可視化し,ネットワークの可塑性を定量化する手法を確立した.本研究では,神経細胞の分散培養系を対象として,1.8 mm角の計測領域に,11,011個の電極を有するCMOSアレイにより,計測領域内の全細胞の神経活動と,細胞間を伝播する活動電位を可視化できる.各電極の直径は7μm,電極間距離は17μm,サンプリング周波数は20 kHzと,計測の時空間分解能は極めて高い.本研究では,個々の神経細胞ではなく,神経細胞集団としての情報表現基盤となる神経ネットワークの構造の解明を目指す.特に,大域的なネットワーク構造の秩序,局所的なセルアセンブリ,さらに,それらを調整しうる活動電位の伝播特性を明らかにする.初年度は,まず,CMOS電極アレイを信頼性の高い実験手法として確立すべく,各種評価実験を実施した.その結果,活動電位の伝播を可視化する際,725回の試行を加算すれば,雑音レベルに対して5σ程度のS/N比を確保できることがわかった.また,活動電位が伝播する際,電極間が60μm離れていれば,活動電位のピーク時刻は,電極ごとに異なる値を示した.これは,計測の時間分解能が20μs,活動電位の伝播速度が1 mであることを考えれば妥当な値である.次に,電気刺激により活動電位を誘発する場合,電気刺激が影響する範囲を調べたところ,刺激電極から約10μm以内にある神経突起だけ選択的に刺激できることがわかった.さらに,神経細胞の形態をYFPで可視化したところ,軸索付近を電気刺激すると活動電位が発生するが,樹状突起を電気刺激しても活動電位は発生しないことがわかった.これらの実験により,CMOS電極アレイによる培養神経回路の活動の計測・刺激の性能の詳細を明らかにしたことは,今後の実験に非常に有用である.(1)高密度CMOSアレイによる計測手法と染色手法を併用して,軸索に沿って伝播する活動電位を可視化した.軸索内の活動電位の伝播速度を実測したところ,0.21.5 m/sだった.伝播速度は,同じ軸索内でも場所ごとに大きく異なり,細胞体付近の太い部分では,軸索末端の細い部分よりも平均で3.7倍程度も速いことがわかった.さらに,長期間の計測を試みたところ,軸索の同じ部位でも,日によって活動電位の伝播速度が変化することがわかった.また,活動電位の伝播速度は,薬理刺激でも変化することも示した.これらの結果から,軸索は,電気回路における単なるケーブルではないことがわかる.活動電位の伝播速度のばらつきや変化は,軸索が能動的な素子として脳内の情報処理に大きな影響を及ぼしていることを強く示唆する.(2)高密度CMOSアレイが,単一細胞レベルの分解能で細胞外計測・刺激できることを利用し,電気刺激で誘発された活動から機能結合を推定する手法を確立した.提案手法による刺激誘発パターンと従来の自発発火パターンから,神経回路の機能結合を推定したところ,両者の相関関係は必ずしも高くはなかった.特に,前シナプスニューロンの発火後に後シナプスニューロンが発火する確率は,刺激誘発パターンでは自発発火パターンよりも,10倍以上小さかった.この結果から,従来手法による推定が機能結合を過大評価することがわかった.また,単一軸索に対する高頻度繰り返し(テタナス)刺激による神経回路の可塑性を調べたところ,刺激前に強かった機能結合は刺激後に減弱し,逆に,弱かった機能結合は刺激後に増強した.このように,単一の軸索へのテタナス刺激は,ネットワーク内の機能結合を平均化するがわかった.神経回路内の活動パターンは,そのネットワーク形状に依存しているはずだが,両者のダイナミクスを明らかにした先行研究はない.特にネットワーク形状に依存した神経活動パターンの変化の法則性を明らかにすることは,成熟した既存の神経回路において,新生した神経細胞が担う役割を明らかにする上で重要である.そこで本研究では,初代分散培養系を研究のモデルとして,神経回路を構成する個々の神経細胞の移動を調べ,さらにそれに伴う活動の変化の関係を明らかにすることを目的とし,下記の実験結果を得た.(1)高密度CMOSアレイを用いて,神経細胞の移動距離に相関する活動を調べた.その結果,播種してから3週間以上経ち,成熟した分散培養系でも,神経細胞は1日当たり2.0±1.0 μm移動することがわかった.また,神経細胞の移動距離とそれに伴う活動の変化には負の相関があることがわかった.つまり,発火頻度の低い神経細胞は活発に移動しやすい.

(2)H型セパレータを用いて,発火頻度の比較的低い幼若な神経細胞と,発火頻度の比較的高い成熟した神経細胞を共培養し,その移動を観察した.その結果,発火頻度の低い幼若な神経細胞は発火頻度の高い成熟した神経細胞より活発に移動することがわかった.また,幼若神経細胞群と成熟神経細胞群の機能結合をカルシウムイメージング法によって調べた.その結果,両神経細胞群は,それぞれ培養日数が異なるにも関わらず,互いに神経接続を行っていることを示した.これらの結果から,発火頻度の低い神経細胞は活発に移動しながら,神経回路内での役割を獲得していくと考える.また,このような原則により,実際の脳内では新生した幼若な神経細胞は,既存の成熟した神経回路に取り込まれていくと考える.本研究の目的の一つは,CMOS電極アレイを利用して,時空間的な活動パターンから,培養神経回路内の細胞ペアの機能的な結合を正しく推定し,ネットワーク構造を可視化することにある.しかし,CMOS電極アレイは未だ確立された手法ではないので,その性能の詳細を本年度に評価できたことは,今後,研究を推進していくうえで,非常に有意義であった.特に,細胞の形態を可視化することで,電気刺激の有効範囲を定量化できたこと,電気刺激は樹状突起ではなく軸索で選択的に活動電位を発生することを明らかにできたことは,実験系の評価として価値がある知見であると考える.25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は,個々の神経細胞ではなく,神経細胞集団としての情報表現基盤となる神経ネットワークの構造の解明を目的として取り組んできた.実験ツールとして,神経細胞の分散培養系を対象として,1.8 mm角の計測領域に,11,011個の電極を有するCMOSアレイをこれまでに確立してきた.初年度の研究により,計測ツールとしてのS/N比を定量化した.過年度の研究により,ネットワーク構造を把握する手法を確立できた.これらの成果により,CMOSアレイは実験手法として,ほぼ確立できたと考えている.さらに,実験結果も,ネットワークの機能と構造を考察するうえで非常に興味深く,今後の研究の将来性を示していると考える.神経回路内の活動パターンは,そのネットワーク形状に依存しているはずである.しかし,ネットワーク形状に依存した神経活動パターンの変化の法則性を明らかにした研究はほとんどない.本研究のCMOS電極アレイは,電気的な活動から細胞体の位置を特定できるので,ネットワーク形状の変化と活動の変化の両方を長期間に渡って追える.この利点を利用し,神経回路を構成する個々の神経細胞の移動を調べ,さらにそれに伴う活動の変化の関係を明らかにしていく.さらに,蛍光タンパク質によるラベリング手法を駆使して,ネットワーク内の各細胞の種類を特定し,ネットワークにおける役割を明らかにしていく.25年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究により,CMOSアレイを実験ツールとして,ほぼ確立できた.今後は,CMOSアレイを用いた実験を引き続きすすめ,培養神経回路のネットワーク構造が形成されていく様子を細胞播種後から経時的に精査し,ネットワーク特性の観点から考察する.具体的には,培養神経回路内の任意の部位に,外部から高頻度電気刺激パルスを繰り返し与えることで,神経活動パターンの可塑性を誘導する.