hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
再生可能な有機ヒドリドの高活性化による高機能電解還元触媒の開発

本研究は、配位子上に「電気」と「水」から再生可能なヒドリドを生成できる金属錯体を創製し、「有機ヒドリド」としての機能を強める反応系を構築することにより、有機物の高効率な還元・二酸化炭素の多電子還元によるメタノール生成を実現するための技術開発を目的としている。平成30年度は、NAD+/NADH型酸化還元能を示すユニットをもつ金属錯体の創製として、ピリジン縮環系の化合物である1,8-ナフチリジン(napy)およびジベンゾ[c,h]-1,9,10-アンチリジン(dbanth)を用いて錯体合成の検討を行った。平成30年度は、NAD+/NADH型酸化還元能を示す錯体の前駆体として、配位子上にピリジン部位をもち、かつそのピリジンのN原子のcis-位に一酸化炭素が配位した錯体の合成について検討した。Ru錯体[4](PF6)2および[8](PF6)2は、[1](PF6)2および[5](PF6)2に対するCOの作用により、溶液の色がそれぞれ赤褐色・橙褐色から黄色へと変化したこと、NMRスペクトルからほぼ1種類の錯体のみが生成しており、かつnapyおよびdbanth配位子が残存しているなどの知見が得られたことから、予定通り合成ができたものと考えられる。これらの錯体の電解還元により、napyおよびdbanth配位子中の金属に配位していないピリジン基のN原子と、CO配位子のC原子間で結合を作ることで、NADH型のユニットを形成できる。[1](PF6)2および[5](PF6)2の電解還元反応を行った結果、溶液の色が変化したことから、反応の進行を確認した。現在、生成した錯体の単離・精製を検討している。さらに、dbanthとCOを併せもつ錯体の合成を目指し、[RuCl2(CO)2(PPh2Me)2]とdbanthとの反応を試みたところ、[RuCl(CO)(κ2N,N'-dbanth)(PPh2Me)2](PF6) ([9](PF6))および[RuCl(CO)(κ2N,N'-dbanth)(κN-dbanth)(PPh2Me)](PF6) ([10](PF6))が生成した。今後、この錯体についても検討を行う。一方、RhおよびIr錯体については、[2](PF6), [3](PF6), [6](PF6)および[7](PF6)からのカルボニル錯体への変換ができなかった。これは、Cl配位子が解離しにくいことを示している。以上、Ru錯体を用いることで目的とする錯体の前駆体の合成に成功したこと、電解還元による目的錯体への変換反応も進行していることが強く示唆されたことから、本研究は概ね順調に進行しているといえる。平成30年度の検討より、目的とするNAD+/NADH型酸化還元能を示す錯体の前駆錯体の合成および電解還元による変換反応をRu-napyおよびRu-dbanth錯体を用いることでほぼ達成できた。これらの結果を受け、平成31年度は、はじめに[4](PF6)2および[8](PF6)2の電解還元により生成した錯体の同定を行い、さらに各錯体の配位子上でNAD+/NADH型の酸化還元反応が起こるかどうかについて検討する。[4](PF6)2を電解還元した錯体については、本研究以前の結果として、NADH型の構造、すなわちジヒドロピリジン型の部位を有していることを明らかにしているが、電気化学的性質の詳細については未検討であった。この錯体の酸化還元電位を電気化学測定により明らかにするとともに、電気化学的あるいは化学的な酸化により、NAD+型の錯体へと変換できるかどうか、さらには参加状態から還元状態への逆変換についても検討する。次に、各種基質(二酸化炭素、カルボニル化合物、オレフィンなど)を共存させた状態での電気化学測定を行うことにより、触媒的還元反応について実現の可能性を探る。ピアノ椅子型構造をもつ[Cp*MCl(N-N)](PF6) (M: Rh or Ir; N-N: napy or dbanth)のカルボニル錯体への変換について検討する。錯体に対してAgPF6などの銀塩を作用させることによりCl基を引き抜き、COを加圧下で反応させることで目的の錯体の創製を目指す。錯体の合成に成功したら、電解還元反応によるNーC結合生成を行い、構造解析を行う。さらに、NAD+/NADH型の酸化還元を起こすかどうかについて電気化学的測定を行い、電解還元反応触媒としての特性を明らかにする。

平成30年度は、NAD+/NADH型酸化還元能を示す錯体の前駆体として、配位子上にピリジン部位をもち、かつそのピリジンのN原子のcis-位に一酸化炭素が配位した錯体の合成について検討した。Ru錯体[4](PF6)2および[8](PF6)2は、[1](PF6)2および[5](PF6)2に対するCOの作用により、溶液の色がそれぞれ赤褐色・橙褐色から黄色へと変化したこと、NMRスペクトルからほぼ1種類の錯体のみが生成しており、かつnapyおよびdbanth配位子が残存しているなどの知見が得られたことから、予定通り合成ができたものと考えられる。これらの錯体の電解還元により、napyおよびdbanth配位子中の金属に配位していないピリジン基のN原子と、CO配位子のC原子間で結合を作ることで、NADH型のユニットを形成できる。[1](PF6)2および[5](PF6)2の電解還元反応を行った結果、溶液の色が変化したことから、反応の進行を確認した。現在、生成した錯体の単離・精製を検討している。さらに、dbanthとCOを併せもつ錯体の合成を目指し、[RuCl2(CO)2(PPh2Me)2]とdbanthとの反応を試みたところ、[RuCl(CO)(κ2N,N'-dbanth)(PPh2Me)2](PF6) ([9](PF6))および[RuCl(CO)(κ2N,N'-dbanth)(κN-dbanth)(PPh2Me)](PF6) ([10](PF6))が生成した。今後、この錯体についても検討を行う。一方、RhおよびIr錯体については、[2](PF6), [3](PF6), [6](PF6)および[7](PF6)からのカルボニル錯体への変換ができなかった。これは、Cl配位子が解離しにくいことを示している。以上、Ru錯体を用いることで目的とする錯体の前駆体の合成に成功したこと、電解還元による目的錯体への変換反応も進行していることが強く示唆されたことから、本研究は概ね順調に進行しているといえる。平成30年度の検討より、目的とするNAD+/NADH型酸化還元能を示す錯体の前駆錯体の合成および電解還元による変換反応をRu-napyおよびRu-dbanth錯体を用いることでほぼ達成できた。これらの結果を受け、平成31年度は、はじめに[4](PF6)2および[8](PF6)2の電解還元により生成した錯体の同定を行い、さらに各錯体の配位子上でNAD+/NADH型の酸化還元反応が起こるかどうかについて検討する。[4](PF6)2を電解還元した錯体については、本研究以前の結果として、NADH型の構造、すなわちジヒドロピリジン型の部位を有していることを明らかにしているが、電気化学的性質の詳細については未検討であった。この錯体の酸化還元電位を電気化学測定により明らかにするとともに、電気化学的あるいは化学的な酸化により、NAD+型の錯体へと変換できるかどうか、さらには参加状態から還元状態への逆変換についても検討する。次に、各種基質(二酸化炭素、カルボニル化合物、オレフィンなど)を共存させた状態での電気化学測定を行うことにより、触媒的還元反応について実現の可能性を探る。ピアノ椅子型構造をもつ[Cp*MCl(N-N)](PF6) (M: Rh or Ir; N-N: napy or dbanth)のカルボニル錯体への変換について検討する。錯体に対してAgPF6などの銀塩を作用させることによりCl基を引き抜き、COを加圧下で反応させることで目的の錯体の創製を目指す。錯体の合成に成功したら、電解還元反応によるNーC結合生成を行い、構造解析を行う。さらに、NAD+/NADH型の酸化還元を起こすかどうかについて電気化学的測定を行い、電解還元反応触媒としての特性を明らかにする。
琉球王国久米村の総体的研究

本年度は、琉球王国時代の久米村について、特に近世琉球時代(16091879年)における久米村の存在意義・役割に焦点を当てて研究を行った。18世紀末に起こった久米村の騒動、いわゆる「官生騒動」は、久米村の王府に対する最初の抗議行動である。それまで300年以上もの間維持されてきた久米村の職能的役割が、17世紀から18世紀にかけて首里に移行するようになると、久米村の王府に対する不満が次第に蓄積されていくようになる。そして、琉球から中国へ派遣される国費留学生-官生が久米村子弟から首里子弟に代わると王府に決定・通知されたことで、その不満は頂点に達する。この「官生騒動」については、今から100年以上前に伊波普猷が論及して以来、現在に至るまでほとんど研究がなされていない。そこで本年度は、伊波が用いていない中国側の档案史料を活用して、琉球がどのように中国に「官生騒動」を「報告」したのかを明らかにし、そこから王府が「官生騒動」をどのように受け止めたのかについて検討を加えた。また、王府が久米村を懐柔するために考案した「副官生派遣」という新たな施策についても検討した。「副官生」については、2011年10月29日に第14回琉球アジア社会文化研究会にて「琉球副官生派遣の実態」と題して報告し、「官生騒動」については、2011年11月27目に中国福建省で開催された第13回中琉歴史関係国際学術会議において「<官生騒動>と副官生派遣問題」と題して報告を行った。後者の報告は、2012年7月に論文として刊行される予定である。今年度は他に、中国福建省内で久米村関係調査を実施し、台湾では国立国会図書館等に赴いて、台湾で刊行された久米村関係論文を収集した。2012年1月には、久米村士族の末裔で組織される久米崇聖会の招聘で、久米村の歴史を3回にわたって講じた。また、今回で4冊目となる中国調査報告書『中国山東・河北省における琉球関係史跡調査報告書』を執筆・刊行した。今年度は、沖縄県那覇市歴史博物館に所蔵されている未刊行の家譜資料の中から、特に官生として中国(明清両朝)の国子監へ赴いた久米村人の家譜を収集した。また、同博物館に所蔵されている尚家文書の中から、久米村人が関与したとされる外交関係史料や業務日誌といった史料を収集し、内容の分析を行った。これにより、官生はその総数が非常に少ないがために、何ら成果を残していないと評されていた従来の見解に対し、それを刷新する新たな見解を導き出すことができた。それは、国内外のさまざまな問題について王府側が討議した際に記録した「僉議」の中に、王府側が対中関係についてたびたび官生に意見を伺い、それを参照していたという内容の記述によるものである。つまり、該文書によって、王府側が官生らの意見を重要視していたことが明らかになったのである。他に、法政大学沖縄文化研究所へ赴いて、楚南家文書に収録されている久米村官生の個人所蔵の書籍を閲覧・収集した。そこには、沖縄には残存しない官生個人の所蔵印が押印された書籍が含まれていた。夏には中国浙江省・江蘇省へ赴いて、両省における琉球関係史跡を調査し、1冊の報告書にまとめた。秋から冬にかけては、台湾および香港・澳門・広東の沿海地区を廻り、現地に漂流・漂着した久米村人の足跡を追った。その成果については、将来的には学会などで報告し、特に漂着地である現地の研究者に広く認知してもらいたいと考えている。こうした個人の研究活動の合間を縫って、沖縄県内だけでなく日本本土の学会へも積極的に参加した。夏に箱根で実施された明清史合宿に参加し、沖縄県内では知り合うことのできない多くの研究者や学生らと意見を交わした。秋には、名古屋大学で開催された東アジア近代史学会に参加し、東アジア史において日本の研究者がどのように琉球・沖縄を捉えているのか知ることができた。冬には、堺市博物館で開催された「1617世紀の東アジア海域」に参加した。

また、王府が久米村を懐柔するために考案した「副官生派遣」という新たな施策についても検討した。「副官生」については、2011年10月29日に第14回琉球アジア社会文化研究会にて「琉球副官生派遣の実態」と題して報告し、「官生騒動」については、2011年11月27目に中国福建省で開催された第13回中琉歴史関係国際学術会議において「<官生騒動>と副官生派遣問題」と題して報告を行った。後者の報告は、2012年7月に論文として刊行される予定である。今年度は他に、中国福建省内で久米村関係調査を実施し、台湾では国立国会図書館等に赴いて、台湾で刊行された久米村関係論文を収集した。2012年1月には、久米村士族の末裔で組織される久米崇聖会の招聘で、久米村の歴史を3回にわたって講じた。また、今回で4冊目となる中国調査報告書『中国山東・河北省における琉球関係史跡調査報告書』を執筆・刊行した。
シリコン系超分子の作製と構造抑制に関する研究

シランおよびゲルマンプラズマを用いた,Si系およびGe系超分子構造作製法の探索を目的とし,超分子構造作製のためのプラズマ制御の観点から,Si系およびGe系微粒子の発生・成長過程を系統的に調べた.さらに,これらの基礎的な理解に基づき,超分子のサイズ・構造を制御するキーパラメータについて検討を行った.以下に主要な結果のみ示すが,この他にも多くの有益な知見を得ることが出来た.1. Si系およびGe系微粒子の中心サイズは,変調高周波放電プラズマ発生法の放電維持時間を変化することで数nmから数100nmの範囲にわたって,比較的自由に制御できる.この場合の,微粒子サイズ分布の広がりは,放電開始がら微粒子核発生までの時間の違い,微粒子成長率の空間的な違いによって主として決まっている.2.微粒子の結晶性を制御するためのキーパラメータは,H_2希釈率と微粒子成長率である.高H_2希釈,低成長率の場合ほど,Si微粒子の結晶性が良くなる.また,微結晶サイズはサイズ効果が期待できる10nm程度以下である.3.微粒子サイズは通常,微結晶サイズよりも大きい.微粒子サイズと微結晶サイズを一致させるには,微粒子同士の凝集を防ぐことが重要である.4.ナノSi結晶超分子については室温で可視発光フォトルミネッセンスを示す.本研究はシラン系プラズマを用いたナノメータサイズ微結晶を含むSi系超分子構造創製法の開発を目的としている.本年度は,Si微粒子は高圧力・高電力密度の条件下では高周波電極側のプラズマシースの境界領域で発生・成長し,低圧力・低電力密度の条件下ではプラズマバルク領域で成長することを示し,ナノメートル微結晶は成長が緩やかなプラズマバルク領域で生成されることを初めて明らかにした.さらに,作製したSi微粒子の結晶性をTEMで評価し,結晶性を得るには,高水素希釈条件の下で作製する必要があることを示した.シランおよびゲルマンプラズマを用いた,Si系およびGe系超分子構造作製法の探索を目的とし,超分子構造作製のためのプラズマ制御の観点から,Si系およびGe系微粒子の発生・成長過程を系統的に調べた.さらに,これらの基礎的な理解に基づき,超分子のサイズ・構造を制御するキーパラメータについて検討を行った.以下に主要な結果のみ示すが,この他にも多くの有益な知見を得ることが出来た.1. Si系およびGe系微粒子の中心サイズは,変調高周波放電プラズマ発生法の放電維持時間を変化することで数nmから数100nmの範囲にわたって,比較的自由に制御できる.この場合の,微粒子サイズ分布の広がりは,放電開始がら微粒子核発生までの時間の違い,微粒子成長率の空間的な違いによって主として決まっている.2.微粒子の結晶性を制御するためのキーパラメータは,H_2希釈率と微粒子成長率である.高H_2希釈,低成長率の場合ほど,Si微粒子の結晶性が良くなる.また,微結晶サイズはサイズ効果が期待できる10nm程度以下である.3.微粒子サイズは通常,微結晶サイズよりも大きい.微粒子サイズと微結晶サイズを一致させるには,微粒子同士の凝集を防ぐことが重要である.4.ナノSi結晶超分子については室温で可視発光フォトルミネッセンスを示す.
病院向け自動点訳プログラムの開発

患者に手渡す医療文書の自動点字翻訳の実現を最終的な目標として、我々が開発した自動点字翻訳プログラムの医療用語点訳精度向上の研究を実施した。具体的には、医療文書コーパス(電子的な言語資料)を作成し、辞書の収録語と自動点字翻訳プログラムの点訳精度の関係の解析を行って点訳精度向上の手法を明らかにした。我々が研究開発中のeBrailleの点訳精度は、新聞記事の場合と病名や薬剤名などを含む医療関連の文書の場合を比較した時に差が生じる。具体的には、医療関連文書の点訳精度は低くなってしまう。そこで、医療文書の点、訳精度の向上を目的に、eBrailleが使用する辞書の調査、およびeRrailleに組み込み可能な新辞書の研究開発を行う。これらはいずれも研究に、自然言語処理技術を応用して実施する。そこで、(1)自動点字翻訳プログラムの点訳精度評価用コーパス(医療文書評価用コーパス)の作成、(2)自動点訳プログラムが使用する辞書へ用語を追加した場合の点訳精度の解析、を実施した。まず、本学医学部附属病院の患者向けの医療文書を収集し、これらに加えて看護領域を中心とした医療用語辞書や東洋医学の研究者が作成した辞書を提供してもらい、専門的な医学用語を抽出し、辞書に追加した。次に、漢字仮名混じり文と点字文の対から成る医療文書評価用コーパスを作成した。その上で、汎用の辞書、医療用語のみを追加した辞書、東洋医学用語のみを追加した辞書、全ての用語を追加した辞書の4種類について、医療文書評価用コーパスを用いて点訳精度を解析した。その結果、辞書の規模に係らず医療用語のみを追加した辞書を用いた場合に、点訳精度が最も高かった。このことから、点訳対象の文書に適した語彙構成の辞書が点訳精度を向上させるととが示された。本研究で研究中のeBrailleは、兵庫県より平成21年度の「グッドデザインひょうご」選定を受け、「ユニバーサルデザイン賞」を受賞した。本研究予算で研究開発に取り組んでいる自動点字翻訳プログラムのeBrailleには、新聞記事と比較して病名や薬剤名などを含む医療関連の文書での点訳精度が低下する問題を有している。そこで、医療文書の点訳精度の向上を目的に、eBrailleが使用する辞書の調査、およびeBrailleに組み込み可能な新辞書の研究開発を行った。これらはいずれも研究に、自然言語処理技術を応用した。具体的には、(1)自動点訳プログラムで使用する辞書の統合、(2)プログラム開発用コーパスの作成、(3)統計的学習モデルの作成、を実施した。辞書は、医療用語8170語と東洋医学用語17290語を追加して統合した。その際、医療用には医療用語のみ追加、東洋医学文献用には東洋医学用語のみ追加、更には比較検証用として両用語を全て追加したものも作成した。プログラム開発用コーパスは、今年度は1115文分を追加で完成させた。これを用いて点訳精度を解析したところ、eBrailleの点訳精度が最も高いことが示された。また、648文からなる統計的学習モデルの学習コーパスを作成し、分かち書き精度解析の予備実験を行なった。その結果、統計的学習モデルでは仮名2文字(2モーラ)で区切る複合名詞の分かち書き精度が高いことが示唆された。なお特筆すべきこととして、eBrailleは財団法人日本産業デザイン振興会が主催しているグッドデザイン賞(平成22年度)を受賞した。前年度には、兵庫グッドデザイン「ユニバーサルデザイン賞」に選ばれており、二年連続で大きな賞を受賞したことになる。我々が研究開発中の自動点字翻訳プログラムeBrailleの点訳精度は、新聞記事の点訳精度に比して病名や薬剤名などを含む医療関連の文書での点訳精度が低下することが明らかになっている。そこで医療文書の点訳精度の向上を実現して問題点を解決することを目的に、eBrailleが使用する辞書の調査、およびeBrailleに組み込み可能な新辞書の研究開発を行った。本研究の特色は、研究に自然言語処理技術を利用していることである。今年度は、(1)医療文書評価用コーパスの作成、(2)eBrailleの点訳誤りの解析、(3)辞書追加用の医療用語の調査を実施した。まず、医療文書評価用コーパスは、本学医学部附属病院の看護部の協力で提供された、病状や手術に関する説明書、入院診療計画書、退院療養計画書を用いて作成した。今年度は新たに2282文を作成し、累計5462文の医療文書評価用コーパスを完成させた。次に、医療文書評価用コーパスを用いてeBrailleの点訳誤りを解析した結果、辞書収録語の中に複合名詞が一語として登録されている単語が含まれていることが分かち書き誤りの原因の一つであることが判明した。今後、その訂正が必要なことが明らかになった。最後に、専門的な医療用語を追加すべく、本学附属病院の美容外科分野の協力で合計1205文の論文や総説を解析した。
集団検診での高精度超音波ドプラ法による動脈壁弾性値並びに粥腫の内部組成探査-動脈硬化危険因子との関係に関する検討-

発病前の早期段階での無症候性動脈硬化の診断や個々の経時的変化の計測が、循環器疾患の予防や早期治療に不可欠となっている。しかしこれら血管の早期病変を外来レベルで非観血的に高精度に計測する方法は報告されていない。研究成果を列挙すると、1)従来の計測法の信頼性を向上させ、受信信号のS/Nが低い症例においても安定して計測しうるように。最小二乗法にのっとった新しい手法を開発した。2)検診などでの大量データの処理時間を短縮するように発展せしめ、病変の物理的な特性(弾性的特性)がリアルタイムに計測しうる様にし得た。3)東北電力社員の多数例を対象に、冠動脈病変と比較的相関の高いとされている頚動脈の局所壁硬化病変を高精度に計測し動脈硬化危険因子との定量的関係を検討した。この総勢250名の検討からは、従来の定説では動脈壁の厚み増大が動脈硬化病変の最初の所見であるとされていたのに対し(NEJM,1991)、それ以前に既に壁弾性が増大しており、それは高脂血症、高血圧、喫煙などの危険因子、さらに多因子的に統合したリスクインデックスと強<相関していること明らかにした.4)1998年,1999年と経年的に計測し得た約100名については生活習慣への取り組みによって壁の厚みは有為に変化しな<てもその壁弾性は鋭敏に変化していた。すなわち日常の生活習慣の指導とそれに伴う是正によって壁の弾性値の著明な改善が見られることを明らかにした。5)経食道ドプラによる冠動脈近位部におけるアテローム病変の内部組成を1998,1999の両年にわたって計測し、治療法と粥腫の退縮、安定化との関係に関する検討を行った。本研究により確立された非観血的診断法は、我が国での緊急問題とされる生活習慣病に対する新しいミクロンレベルの診断法たりうるといえよう。動脈硬化は30代以前から進行し、発病前の早期段階での無症候性動脈硬化の診断や、個々の経時的変化の計測が早期治療や循環器溪患の予防に不可欠になっている。本研究者らは新しい超音波ドプラ測定原理を構築し、動脈硬化および動脈粥状硬化の非観血的な数十μmレベルの高精度計測法を開発してきたが、本年度は1)これを検診などでの大量データの処理時間を短縮するように発展せしめ、病変の物理的な特性(弾性的特性)がリアルタイムに計測しうる様にし得た。このことで日常臨床の評価が容易となり、患者各々に対する最適な治療法を、反復しての壁病変の評価から選択しうることとなった。2)東北電力社員の多数例を対象に、電力社員の検診データを参考にして、冠動脈病変と比較的相関の高いとされている頚動脈の局所壁硬化病変を高精度に計測し、動脈硬化危険因子との定量的関係を検討した。この総勢176名の検討からは、従来の定説では動脈壁の厚み増大が動脈硬化病変の最初の所見であるとされていたのに対し、それ以前に既に壁弾性が増大しており、それは高脂血症、高血圧、喫煙などの危険因子と相関して鋭敏に変動すること明らかにした。このことは集団検診などでの生活習慣是正の指導/教育に際しても有益であろう。

3)多数の症例を持つ秋田県横手市平鹿総合病院との共同研究により、経食道ドプラによる冠動脈近位部におけるアテローム病変の内部組成を定期的に計測し、治療法と粥腫の退縮、安定化との関係に関する検討を行った。これらによって本非観血的診断法が、平成10年度日本超音波医学会賞を受賞した様に、新しいミクロンレベルの診断法として確立されたといえよう。本研究者らは新しい超音波ドプラ測定原理を構築し、動脈硬化および動脈粥状硬化の非観血的な数十μmレベルの高精度計測法を開発してきたが、本研究により1)従来の計測法の信頼性を高め、さらに検診での大量データの処理時間を短縮せしめ、病変の物理的な特性(弾性的特性)がリアルタイムに計測しうる様にし得た。このことで日常臨床の評価が容易となり、反復しての壁病変の評価を行いうることとなった。2)実際には、東北電力社員の多数例を対象に、電力社員の検診データを参考にして、冠動脈病変と比較的相関の高いとされている頚動脈の局所壁硬化病変を高精度に計測し、動脈硬化危険因子との定量的関係を検討した。この多数例での検討からは、従来の定説は動脈壁の厚み増大が動脈硬化病変の最初の所見であるとされていたのに対し、既にそれ以前に壁の弾性が増大しており、それは高脂血症、高血圧、喫煙などの危険因子、さらに多因子的に統合したリスクインデックスと強く相関していること明らかにした。3)経年的に計測した計測結果からは生活習慣への取り組みにより、壁の厚みには変化をみなくともその壁弾性値自体は鋭敏に変化していた。すなわち日常の生活習慣の指導によって壁弾性値の著明な改善が見られることを明らかにした。このことは集団検診などでの生活習慣是正の取り組みの重要性を、血管に対する効果を具体的に明示することで本人の自覚を強く認識させる意味で有益な手段となり得よう。4)多数の症例を持つ秋田県横手市平鹿総合病院との共同研究により、頸動即こおけるアテローム病変の内部組成を明らかにし得た。以上は、我が国の緊急問題として取り上げられている生活習慣病に対する早期の取り組みの重要性を血管自体の変化とともに明らかに示した物である。
ナノメートルの精度で動く分布型マイクロ・ナノマシン

半導体微細加工技術をベースとした「マイクロマシニング」によって、センサやアクチュエータを集積化させた分布型マイクロ・ナノマシンを作ることを目的に、本研究ではナノ駆動機構とその関連技術について、設計、製作、物理現象の解明を行った。高密度記録で、多数のプローブにより同時に記録や読出ができるマルチプローブデータストレージの開発を行い、ダイアモンドヒータプローブで基板上のポリマ薄膜に熱機械的に記録するもの、ダイアモンドプローブによる強誘電体に記録するもの、また導電性ポリア薄膜に通電して記録し導電性変化で読み出すものなどを開発した。カーボンナノチューブなどによる電界放射電子源と静電レンズを組み合わせた集束電子ビーム源を多数配列させ、非接触データ記録や並列電子ビーム露光を行う装置に関する基礎実験を行った。圧電セラミックス基板を加工して一体型(モノリシック)の6軸ステージを製作した。これは走査プローブ顕微鏡を始め、本研究で進めている各種マルチプローブデータストレージやマルチ鏡筒電子ビーム露光装置、あるいは細胞レベルのMRI装置などに用いることができる。またサブミクロンの間隔で多数の対向電極構造が分布した分布型静電マイクロアクチユェータを製作した。この他、静電力によるチノ駆動機構を持つマルチプローブやボータイアンテナ型光プローブ、極薄薄膜の共振周波数変化を用いた高感度センサなどの研究成果も得ており、研究目的を達成した。マイクロマシニングを利用すると、静電力により動くマイクロ要素を複数個並べた分布型静電アクチュエーターなどが作製できる。分布型アクチュエーターは、ハードディスクの磁気ヘッドを高精度に動かし、トラッキングを制御するためのアクチュエーターやマイクロ光学部品の位置制御などへの応用が期待されている。磁気や光を利用した高密度記録技術は、年々その記録密度が増し、2010年にはT(テラ)bits/inch^2の記録密度が必要となることが予測されている。面記録でテラビットの記録密度を得るためには、記録マークの大きさ、およびそのピッチを共に20nm以下にする必要がある。近年、近接場光を利用したり、プローブ顕微鏡の技術を利用したりして、数十nmのサイズの記録ビットを書きこむことができるようになった。しかしこの技術を実用化するためには、ナノメートルの精度で動く駆動機構等の周辺技術の開発が必要である。例えば、ナノメートルの精度で、しかも高速に動く微小なXYZアクチュエーター、トラッキングを容易にするための、パターンド・メディア、超寿命の記録ヘッド等の開発を進める。これらの技術を統合して、指先サイズの高密度記録デバイスの実現を目指す。本年度は、ダイヤモンドを先端にもつ記録ヘッドアレイ、PZTアクチュエーターを集積化させた、1チップアクチュエーター、記録ヘッドに使うカーボンナノチューブの選択成長の研究に取り組んだ。マイクロマシニングを利用すると、微小なアクチュエータを集積化した小型のシステムが実現できる。静電力により動くマイクロ要素を複数個並べた分布型静電アクチュエータや圧電材料を加工したマイクロシステムは、多自由度の動きやナノメートルの精度を可能にする。分布型静電アクチュエータは、ハードディスクの磁気ヘッドを高精度に動かし、トラッキングを制御するためのアクチュエータやマイクロ光学部品の位置制御などへの応用が期待されている。一方、磁気や光を利用した高密度記録技術は、年々その記録密度が増し、2010年にはT(テラ)bits/inch^2の記録密度が必要となることが予測されている。近年、近接場光を利用したり、プローブ顕微鏡の技術を利用したりして、数+nmのサイズの記録ビットを書きこむことができるようになった。例えば、ナノメートルの精度で、しかも高速に動く微小なXYZアクチュエータ、トラッキングを容易にするための、パターンド・メディア、超寿命の記録ヘッド等の開発を進める。これらの技術を統合して、指先サイズの高密度記録デバイスの実現を目指している。

本年度は、ダイヤモンドを先端にもつ記録ヘッドアレイ、マルチ電子ビーム源、PZTアクチュエータを集積化させた、モノリシック多自由度アクチュエータ、アクチュエータと組み合わせて動作させるための走査型プローブ顕微鏡用のプローブアレイを試作した。また、このプローブによる書き込みと読み出しの実験を行った。半導体微細加工技術をベースとした「マイクロマシニング」によって、センサやアクチュエータを集積化させた分布型マイクロ・ナノマシンを作ることができる。本研究ではナノ駆動機構とその関連技術について、設計、製作、物理現象の解明を行った。具体的には、圧電セラミックス基板を加工して一体型(モノリシック)の6軸ステージを製作した。これは走査プローブ顕微鏡を始め、本研究で進めている各種マルチプローブデータストレージやマルチ鏡筒電子ビーム露光装置、あるいは細胞レベルのMRI装置などに用いることができる。またサブミクロンの間隔で多数の対向電極構造が分布した分布型静電マイクロアクチュエータを製作した。高密度記録で、多数のプローブにより同時に記録や読出ができるマルチプローブデータストレージの開発を行い、ダイアモンドヒータプローブで基板上のポリマ薄膜に熱機械的に記録するもの、ダイアモンドプローブによる強誘電体に記録するもの、また導電性ポリマ薄膜に通電して記録し導電性変化で読み出すものなどを開発した。カーボンナノチューブなどによる電界放射電子源と静電レンズを組み合わせた集束電子ビーム源を多数配列させ、非接触データ記録や並列電子ビーム露光を行う装置に関する基礎実験を行った。この他、静電力によるナノ駆動機構を持つマルチプローブやボータイアンテナ型光プローブ、極薄薄膜の共振周波数変化を用いた高感度センサなどの研究成果も得ており、研究目的を達成した。
抗原特異的抗腫瘍ワクチンによる臓器特異的エフェクター機構の解明

抗原特異的抗腫瘍ワクチンにより誘導されるエフェクター機構が、臓器特異的であることを明らかにした。臓器特異的エフェクター機構は、抗原特異的なCD4陽性T細胞の臓器による違いというよりは、CD4陽性T細胞の下流の最終的なエフェクター細胞や分子が臓器の微小環境によって規定されるためと予想される。これまでに、抗腫瘍活性の臓器特異的なエフェクター機構は全く知られていなかった。新たな抗腫瘍免疫療法の開発に役立つと考えられる。ヒト腫瘍抗原MUC1プラスミドDNAの皮内投与により、MUC1発現マウス大腸癌細胞の原発巣における増殖と肝転移がともにCD4^+T細胞依存的に抑制され、抗腫瘍活性に関わる分子が臓器により異なることをすでに明らかにした。臓器特異的なエフェクター機構を明らかにすることにより、癌の発生する臓器や転移先臓器に適した抗腫瘍免疫療法を開発することが将来的な目標である。本年度は、臓器特異的なエフェクター分子を発現する細胞の同定を中心に進めた。ワクチン投与マウスにMUC1発現腫瘍細胞を移植しても、一時的に腫瘍を形成する。この腫瘍からCD4^+T細胞を単離し、TNF-αまたはFasLの発現を定量PCRにより解析したが、遺伝子発現レベルでは臓器特異的エフェクター機構を説明できなかった。臓器特異的なエフェクター分子は、CD4^+ T細胞に発現することが重要である場合でも、mRNA発現以外の機構により制御されることが示唆された。FasLはコラゲナーゼ消化により切断され、単離した細胞表面での解析により細胞を同定することはできなかった。ワクチン投与マウスにMUC1発現腫瘍細胞を移植し、盲腸あるいは肝臓におけるTNF-αの発現を免疫組織学的に解析したところ、その一部はCD4^+T細胞に発現することが明らかとなった。特定の細胞に発現するエフェクター分子の重要性をin vivoで検証するため、養子免疫の実験系の確立を試みた。ワクチン投与マウスの脾臓から単離したCD4^+T細胞を、ナイーブC57BL/6マウスまたはRag-2KOマウスに投与しMUC1発現腫瘍細胞を移植したが、いずれの場合もワクチン効果が認められなかった。そこで、単離したCD4^+T細胞とMUC1発現腫瘍細胞を混合して盲腸あるいは肝臓内に投与したところ、腫瘍の増殖が抑えられることが確認され、in vivoでのエフェクター分子の機能解析の実験系を確立した。ヒト腫瘍抗原MUC1プラスミドDNAの皮内投与により、MUC1発現マウス大腸癌細胞の原発巣における増殖と肝転移がともにCD4+T細胞依存的に抑制され、抗腫瘍活性に関わる分子が臓器により異なることをすでに明らかにしている。そこで、臓器特異的なエフェクター機構を明らかにすることにより、癌の発生する臓器や転移先臓器に適した抗腫瘍免疫療法を開発することが将来的な目標である。本年度は、盲腸でエフェクター分子として働くことが示されているFasLに変異を持つgld/gldマウスを用いて、臓器特異的にエフェクター分子を発現する細胞の同定を試みた。gld/gldマウスにMUC1 DNAワクチンを皮内投与し、MUC1特異的な免疫応答がC57BL/6マウスと同様に生じるかどうかを、MUC1特異的抗体の産生とMUC1特異的T細胞応答により確認した。続いて、ワクチン投与マウスにMUC1発現マウス大腸癌細胞を移植した所、脾臓内投与肝転移モデルではワクチン効果が認められるのに対して、盲腸漿膜下への移植では、ワクチン効果が認められず、FasLが盲腸でエフェクター分子として働くことがFasL変異マウスを用いて示された。そこで、ワクチン投与gld/gldマウスからCD4陽性T細胞を単離し、MUC1発現マウス大腸癌細胞と混合してC57BL/6マウスの盲腸に移植したところ、盲腸での腫瘍増殖が抑えられた。一方、ワクチン投与C57BL/6マウスからCD4陽性T細胞を単離し、MUC1発現マウス大腸癌細胞と混合してgld/gldマウスの盲腸に移植したところ、盲腸での腫瘍増殖は抑えられなかった。以上より、盲腸での抗腫瘍活性に関わるFasLが、CD4陽性T細胞ではないことが明らかとなった。臓器特異的なエフェクター機構は、癌の発生する臓器や転移先臓器の微小環境により規定されることが示唆された。
光学活性シロキシアレンの合成法の開発と合成反応への展開

本年度はイネノイルシランのキラルリチウムアミドによる不斉還元をトリガーとする光学活性アレン合成反応の反応機構(E/Z選択性,エナンチオ選択性)に関する研究を行った.まずアレンのE/Z選択性についての検討を行った.これまでにE体の基質からはZ体の,Z体の基質からはE体のビニルアレンが選択的に生成することを明らかにしている.生成物のE/Zはシリケートと求電子剤との反応が進行する際のシリケートのコンホメーションによって決定される.そこで,シリケートの前駆体であるE体,Z体のシリルアルコキシドがE体またはZ体のアレンを与えるコンホマーの自由エネルギーの値をDFT計算によって求め,比較した.その結果,E-アルコキシドではZ-アレンを,Z-アルコキシドではE-アレンを与えるコンホマーがそれぞれ安定であるという実験結果と一致する結果が得られた.次にエナンチオ選択性についても検討を行った.昨年度までに,高エナンチオ選択的に発生させたイネニルシリケートからのアニオン移動反応が高立体選択的に進行し,高いエナンチオマー比でアレンが生成することを明らかにしている.今回このアニオン移動反応においてシリケートの切断される炭素-ケイ素結合に対して求電子剤との反応がsyn/antiのどちら側で起こるのかを明らかにしようと考えた.中間体のシリケートの絶対配置を,前駆体であるシリルアルコキシドの絶対配置から,R配置であると決定し,アレンの絶対配置は既知化合物へ誘導することでR配置であると決定した.これらの結果から,イネニルシリケートと求電子剤との反応は切断される炭素-ケイ素結合に対してanti選択的に進行していることが明らかになった.anti選択的に反応が進行する理由としては,シリケートの酸素原子近傍に存在するLiカチオンに対し,求電子剤が配位した状態から反応が進行している可能性などが考えられる.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は主に(1)γ-ハロジエノイルシラン及びインエノイルシランを用いたアレン合成法の開発(2)キラルリチウムアミドを用いたイミノシランの不斉還元反応の開発に関する研究を実施した.(1)γ-ハロジエノイルシラン及びインエノイルシランを用いたアレン合成法の開発以前われわれは,アルキノイルシランに還元剤であるキラルリチウムアミドを作用させることにより,高エナンチオ選択的にシロキシアレンが得られることを見出している.さらに,基質としてエニノイルシランを用い,生成したキラルシロキシビニルアレンと求ジエン体とのDiels-Alder反応をワンポットで行うことでエキソ二重結合を有するシクロヘキセン誘導体を合成することが可能である.今回,このタンデム反応において,γ-ハロジエノイルシランを基質として用いると,不斉還元/Brook転位/E2脱離反応により上述のものと同一の置換様式の光学活性ビニルアレンが最大80:20の鏡像体比で得られることを見出した.また,インエノイルシランを基質とした場合,エニノイルシランを用いた場合とは異なる置換様式のビニルアレンが高エナンチオ選択的に生成し,続く環化反応により最大93:7の鏡像体比でシクロヘキセン誘導体が得られることが明らかになった.(2)キラルリチウムアミドを用いたイミノシランの不斉還元反応の開発本反応をイミノシランに適用することができれば,生理活性を有することが知られているα-アミノシランの光学活性体が得られると考えた.α-アミノシランの合成例は少なく,特に高い不斉収率での光学活性体の合成例はScheidtらによる1例のみである.そこで,種々のイミノシランを合成し,反応を検討したところ,Ph基,アルケニル基,アルキニル基を有するα-アミノシランを最大99:1以上のエナンチオ選択性で合成することに成功した.1.イネノイルシランを用いたキラルビニルアレン合成光学活性アレンはDiels-AIder反応などの立体選択的な反応に用いることで,その不斉を複数の立体中心に転写することができる,そのため,多様な置換基を有するアレンを立体選択的に合成することは有機合成化学における重要な課題のひとつである.以前,アルキノイルシランをキラルリチウムアミドにより還元した後,発生したキラルシリルアルコキシドからBrook転位, SE2'プロトン化反応が進行することで,光学活性シロキシアレンが生成することを見いだしている(Angew. Chem. Int. Ed. 50, 6375-6378 (2011)).本連続反応の基質として三重結合とアシルシランの間に2重結合を挟んだ基質を用いれば,エノールシリルエーテルを有するビニルアレンが生成するのではないかと考え,検討を行った.その結果, E体の基質からはZ体の, Z体の基質からはE体のビニルアレンが選択的に生成することが明らかになった.そこでまずはZ体の基質から発生するE一ビニルアレンを,単離することなく求ジエン体を作用させると,環化成績体が立体選択的に得られた.一方, E体の基質から生成するZ一ビニルアレンは[4+2]型環化付加反応を起こしにくいことが予想されるが,非常に反応性が高い求ジエン体であるPTADを用いることで環化成績体を得ることに成功した.

2.キラルリチウムアミドによるシリルイミンの不斉還元昨年,窒素上に強力な電子求引性基であるトシル基を導入したシリルイミンをキラルリチウムアミドで処理すると高エナンチオ選択的に光学活性シリルイミンが得られることを見いだしている.今回はその立体過程を明らかにするため,分子軌道計算により,反応の遷移状態の構造を求めたところ,これまで想定していた原系に近いイス型6員環状態ではなく,生成系に近い歪んだ6員環遷移状態を経ることが判明した.本年度はイネノイルシランのキラルリチウムアミドによる不斉還元をトリガーとする光学活性アレン合成反応の反応機構(E/Z選択性,エナンチオ選択性)に関する研究を行った.まずアレンのE/Z選択性についての検討を行った.これまでにE体の基質からはZ体の,Z体の基質からはE体のビニルアレンが選択的に生成することを明らかにしている.生成物のE/Zはシリケートと求電子剤との反応が進行する際のシリケートのコンホメーションによって決定される.そこで,シリケートの前駆体であるE体,Z体のシリルアルコキシドがE体またはZ体のアレンを与えるコンホマーの自由エネルギーの値をDFT計算によって求め,比較した.その結果,E-アルコキシドではZ-アレンを,Z-アルコキシドではE-アレンを与えるコンホマーがそれぞれ安定であるという実験結果と一致する結果が得られた.次にエナンチオ選択性についても検討を行った.昨年度までに,高エナンチオ選択的に発生させたイネニルシリケートからのアニオン移動反応が高立体選択的に進行し,高いエナンチオマー比でアレンが生成することを明らかにしている.今回このアニオン移動反応においてシリケートの切断される炭素-ケイ素結合に対して求電子剤との反応がsyn/antiのどちら側で起こるのかを明らかにしようと考えた.中間体のシリケートの絶対配置を,前駆体であるシリルアルコキシドの絶対配置から,R配置であると決定し,アレンの絶対配置は既知化合物へ誘導することでR配置であると決定した.これらの結果から,イネニルシリケートと求電子剤との反応は切断される炭素-ケイ素結合に対してanti選択的に進行していることが明らかになった.anti選択的に反応が進行する理由としては,シリケートの酸素原子近傍に存在するLiカチオンに対し,求電子剤が配位した状態から反応が進行している可能性などが考えられる.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。キラルリチウムアミドによる不斉還元に用いる基質を工夫することで多様なビニルシロキシアレン類を合成することに成功した.また,イミノシランに反応を適用することで,α・アミノシランが高エナンチオ選択的に得られることも明らかにできた.E-イネノイルシランから発生するZ-ビニルアレンにPTADを作用させることで[4+2】型環化付加反応を進行させ,高エナンチオ選択的に環化成績体を得ることに成功した.またシリルイミンの不斉還元反応におけるヒドリド移動の遷移状態の構造を明らかにした.キラルリチウムアミドを用いた還元反応がイミノシランにも適用可能であることが明らかになったので,イミノシランの不斉還元反応についての詳細な検討(基質適用範囲,反応条件)を行う.また,リチウムアミドによる還元によって生じるα・シリルリチウムアミドのaza-Brook転位を利用し,アミノアレン,アリルアミン,エナミン誘導体等を合成するという新規不斉反応の開発も計画している.
黒毛和種の複合免疫不全症(CID)の病態解明ならびに遺伝子診断法の開発

原発性免疫不全症は免疫機構の機能不全あるいは器質的障害に伴い難治性感染症に反復罹患する症候群で、遺伝関係が証明される場合が多い。またウシでの報告は現在までに受精卵移植によるアンガス牛1例以外にない。2000年3月から2003年7月にかけて北海道内において免疫不全が疑われる黒毛和種の子牛7例に遭遇した。症例は生後13ヶ月の黒毛和種の雄6例と雌1例で、臨床的に出生時より虚弱で、下痢や肺炎を繰り返していた。血清中の各免疫グロブリンサブクラスはいずれも低値であった。病理学的に全身のリンパ器官、とくに胸腺ならびに小腸パイエル板、骨髄は高度に萎縮していており、深在性真菌症(ムコール症)に罹患していた。PBMCの表面抗原解析ではB細胞の割合が約5%と極度に減少しており、PBMCはPHA刺激に対しほとんど反応しなかったが、IL-2添加により反応した。脾臓からDNAおよびmRNAを抽出して免疫グロブリンL鎖Vλ遺伝子領域のV(D)J再構成の遺伝子発現と、RT-PCR法によりRAG-1ならびにRAG-2のmRNAの発現を検索したところ、両遺伝子は全例で発現していた。上記の成績より液性ならびに細胞性免疫はほとんど器質的に機能していない状態であることが証明されたことから、複合免疫不全症候群と診断した。しかしV(D)J再構成の遺伝子発現からヒトやウマのSCIDと、またIL-2受容体γ鎖欠損によるX-SCIDとはその病理発生をことにする新たな免疫不全症候群の範疇に分類されると思われる。ウシにおける免疫不全症についての報告は少なく、これまで分子生物学的解析はされていないことから、今後さらなる研究が必要である。ウシでの報告は受精卵移植によるアンガス牛1例以外にない。症例は生後14ヶ月の黒毛和種の雄6例で、臨床的に出生時より虚弱で、下痢や肺炎を繰り返していた。出生後に初乳の経口投与を受けていたにも関わらず、血清中の各免疫グロブリンサブクラス(IgG1,IgG2,IgA, IgM)の濃度はいずれも低値であった。病理学的に全身のリンパ器官、とくに胸腺ならびに小腸パイエル板、骨髄は高度に萎縮していており、深在性真菌症に罹患していた。末梢血単核球(PBMC)の表面抗原解析ではB細胞の割合が約5%と極度に減少しており、PBMCはPHA刺激に対しほとんど反応せず、IL-2添加により反応した。脾臓からDNAを抽出しPCR法によりTCRと免疫グロブリンL鎖Vλ領域におけるV(J)D再構成の遺伝子発現について解析したところTCR遺伝子領域は全例で発現していたが、Vλ領域の遺伝子は4例中2例で弱く発現し、他の2例では全く発現していなかった。RT-PCR法により再構成活性化遺伝子(RAG)-1ならびにRAG-2のmRNAの発現を検索したところ、両遺伝子は全例で発現していた。上記の成績より液性ならびに細胞性免疫はほとんど器質的に機能していない状態であることが証明されたことから、本症を黒毛和種の先天性免疫不全症候群と診断した。黒毛和種には先天性腎低形成症(CL-16欠損症)、赤血球膜蛋白異常症(バンドIII欠損症)のほか、先天性疾患として本症候群の存在が初めて確認された。これまでの成績を第131回日本獣医学会、2000年度全米獣医病理学会、平成13年度日本獣医師会年次総会で発表し、平成13年度日本産業動物獣医学会長賞を受賞した。

原発性免疫不全症は免疫機構の機能不全あるいは器質的障害に伴い難治性感染症に反復罹患する症候群で、遺伝関係が証明される場合が多い。またウシでの報告は現在までに受精卵移植によるアンガス牛1例以外にない。2000年3月から2003年7月にかけて北海道内において免疫不全が疑われる黒毛和種の子牛7例に遭遇した。症例は生後14ヶ月の黒毛和種の雄6例、雌1例で、臨床的に出生時より虚弱で、下痢や肺炎を繰り返していた。血清中の各免疫グロブリンサブクラスはいずれも低値であった。病理学的に全身のリンパ器官、とくに胸腺ならびに小腸パイエル板、骨髄は高度に萎縮していており、深在性真菌症(ムコール症)に罹患していた。PBMCの表面抗原解析ではB細胞の割合が約5%と極度に減少しており、PBMCはPHA刺激に対しほとんど反応しなかったが、IL-2添加により反応した。脾臓からDNAおよびmRNAを抽出して免疫グロブリンL鎖Vλ遺伝子領域のV(D)J再構成の遺伝子発現と、PT-PCR法によりRAG-1ならびにRAG-2のmRNAの発現を検索したところ、両遺伝子は全例で発現していた。上記の成績より液性ならびに細胞性免疫はほとんど器質的に機能していない状態であることが証明されたことから、複合免疫不全症候群と診断した。しかしV(D)J再構成の遺伝子発現からヒトやウマのSCIDと、またIL-2受容体γ鎖欠損によるX-SCIDとはその病理発生をことにする新たな免疫不全症候群の範疇に分類されると思われる。ウシにおける免疫不全症についての報告は少なく、これまで分子生物学的解析はされていないことから、今後さらなる研究が必要である。
サル連合野ニューロン相互の時間特性の解析と研究

側頭連合野とともに、ヒトの前頭連合野、特に腹側部後方の破壊は、記憶の再生過程の障害を引き起こす。一方、対連合課題遂行中のサル側頭連合野腹側部のニューロンは遅延期間中に対となる相手側の図形に選択的な活動を示す。そこで、下部側頭連合野と同様、記憶の再生過程に関与している可能性が高いサルの前頭連合野の下膨隆部から、遅延付き対連合課題遂行中のにニューロン活動を記録し解析した。まず、行動レベルで遅延時間にサンプル刺激の情報を保持しているか、それとも対となる相手側の画像(ターゲット)の情報を保持しているかを調べたところ、遅延時間が延びるに従って、テスト刺激類似試行で誤反応が増し、反応時間も延長した。この結果は、サルが遅延時間にターゲット刺激を憶えているとことを示唆するものと考えた。つぎにニューロン活動を解析した結果、(1)学習課題のサンプル刺激呈示期、遅延期、テスト期に活動する多くのニューロンが、刺激対の違いによって活動の大きさを変えた。(2)遅延時間に刺激対の違いによって活動の変化するニューロンの刺激選択性はサンプル期よりもテスト期の活動の刺激選択性により類似していた。(3)テスト期の活動は、正解の画像と同時に呈示された妨害刺激が何であるか、正解となる画像が左右どちらに呈示されたかではなく、正解画像が何であるかにより依存していた。これらのデータは、前頭連合野が再生された情報を保持し、その情報にもとづいて行動選択する過程に関わっていることを示している。側頭連合野のニューロンと比較すると、側頭葉ではサンプル画像に反応する場合、同じ画像がテスト刺激として呈示されたときにも反応し、かつ記憶期間にも反応するが、前頭連合野では画像そのものの違いよりも、それぞれの画像が学習課題の中のどこで使われるかに依存して活動の大きさを変えた。前頭連合野が再生された記憶を保持し、行動選択に役立てる過程に関連してことが示唆された。
視・聴覚障害者用触覚情報伝達機器の設計支援

視・聴覚障害者のために、触覚によって情報伝達する機器を設計するための専門的知識を提供する方法について研究を行った。検討の結果、コンサルテーションシステムを兼ねた設計支援情報に関する専門的知識は(1)触覚情報受容の概念、(2)触覚ディスプレイの概念、(3)触覚ディスプレイの構造、(4)触覚ディスプレイの構成要素、(5)ディスプレイへの情報表示方式、(6)触覚ディスプレイ設計のための技術情報、(7)構成要素のシステム化法、(8)感覚代行システム、(9)触覚情報伝達のための心理物理的知見、(10)触覚情報伝達のためのパターン認知特性という項目別に知識を分類した。各項目で説明している主要語については、ハイパーメディア方式によって相互に多重リンクを張って情報提供できるシステムを構築するデータベース方式を研究してきた。その結果、これを実現するための知識情報は最近覚ましい普及が認められるWWWで広く用いられているHTML言語で記述した。この方式を採用することによって、商用データベースで使われてるような専門ブラウザ-なしでNetscapeやExplorerなど一般のインターネット用ブラウザ-から知識を筋道立てて取得することが可能になった。さらに、著作権上詳細情報の公開は無理であるが関連する文献情報として506件の関連資料を収集整理することもできた。視・聴覚障害者用の触覚情報伝達技術のうち、触情報の知覚・認知特性に関するこれまでの知見をパソコンに蓄積した。併行して、これらの蓄積されたデータをデータベースとして検索可能にするシステムの検討を行った。その結果、現段階では蓄積された情報が文字型であることから、リレーショナル型データベース・システムのためのデータ編成を策定した。一方、利用者調査の結果から本研究の最終目的であるコンサルテーション・システムとして利用するためには、ユーザ・インタフェースがマルチメディア化されていることが好ましいことが判明したため、そのための方式としてハイパーメディア型のデータベース・システムを構築する必要があると判断に至った。これに基づくデータベース・システムの改編を今後、行うことにした。そのためのアプリケーションを現在検討中であり、次年度までに方式の策定を決定する。さらに、触覚データ収録装置の心臓部である触覚データ送出装置の試作を行った。当該装置は、触覚情報伝達機器設計支援のために必要と思われるファクト・データを新たに追加するために必要である。試作のために仕様検討を行った結果、既存のパソコンから人間の触知覚・認知特性を計測するための信号を、時間的、空間的にパラメトリックに変化して送出できるように構成したため、当初目的であるファクト・データの取得に限定されず、仮想的に設計された触覚情報伝達機器が人間特性の視点からみて有効であるか否かを評価するためのシミュレータとしても利用できるという道を開いた。視・聴覚障害者が視覚や聴覚から取得する情報を補償する目的で触覚による情報の代替方式の有効性が認められているが、関連する研究情報が極めて少ないため多くの研究者や開発者に情報提供の機会が求められていた。こうした経緯から本年度は前年度に引き続き、当該目的を実現するために3つの課題を追求してきた。第1は、視・聴覚情報を代替受容するための触覚特性や触覚伝達用インタフェース機器に関する研究情報を集積することである。当課題については、触覚のパターン認知特性や触覚伝達用インタフェース機器のうち、機械的振動子の設計法に関するデータを収録することができた。第2は、収録したデータを電子的手段によって提供する技術を確立することである。当課題については、当該研究に適した方式でのデータベース構築法の検討をさらに重ね、すでにハイパーテキスト型の情報提供法がよいとの結論を受けて、文献情報やイメージ情報を取り出す方式を考察した。その結果、今後のインターネットの普及に合わせて、検索用にはWWWを情報集積用にはRDBMS方式を採用し、その連携を図るシステムの着手に取りかかった。第3は、触覚情報伝達に必要なファクトデータを実験装置を試作しながら収集することである。当課題については、触覚情報送出装置を完成させ視覚情報を触覚パターンに変換して伝達する場合に認知特性に関する実験を開始し、視覚情報の触覚パターン化伝達方式が情報補償には適切であることを明らかにするデータを得ることができた。