hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ペン入力を使ったWeb学習支援システムの作成とアイカメラでの学習者分析

大学・短期大学では社会の要請に応えるために情報を生成し発信する基礎的能力、情報活用能力を習得させなくてはならない。その教材としては実社会でよく利用される表計算(Excel)が使用されることが多く、学生に内容を理解させるために演習を主とした授業が行われている。理解を深めるためにも適切な問題を課し、理解状況の把握のためにレポートを提出させ、学習者に応じてさらにレベルの高い演習問題を挑戦させることも必要となる。本研究で作成した授業支援システムの演習問題は、内容や解法の困難度を基に4段階用意した。第一段階は、授業内容を説明するための演習問題、第二段階は授業を受ければ容易に解法が類推できる問題、第三段階は少し思考を活性化させるように内容の分析か解法を考えさせる問題、第四段階として内容や解法をしっかり考えなくてはならない発展問題を用意した。本研究では、Webを利用した学習支援システムを構築し、学習者にTablet Pcで演習問題を解かせ、操作性などについて検討を行った。また、Web地理学習支援(多肢選択式問題:本研究者らで作成・運用中)については、解答を選択する際にペン入力を使わせた。(1)Web上のExcel演習問題は、初期の問題をPDF形式で表示し、それを見ながらExcelを使って問題を解く。この際PDF形式の問題説明部分に学習者自身のメモをペン入力させた。(2)少し授業が進んだ段階では、Excelファイルに問題内容を入れ、問題はWebからダウンロードし、それを学習者は解く。Excelファイルにも同様に学習者が教員の説明を聞きながらメモを直接ファイルに書くことができる。(3)Web地理学習支援の解答選択部分がラジオボタン形式についてペン入力させた。上記について、ペン入力の利点、欠点、ペン入力が身体に及ぼす影響を調査し、学習支援システム構築に生かすことができた。アイカメラ使用分析については今後検討していく。本研究では、サイトカインの口腔内での徐放量、徐放速度をコントロールするドラッグデリバリーシステム(DDS)を開発するためにDNAを吸収性担体の素材として選択し、DNAの持つ低分子化学物質をインターカレーションや、グルーブバインディングさせる機能を利用し、サイトカインをDNAに結合させ、さらにDNAを人工脂質で被覆して作成したサイトカイン含有DNAフィルムの有効性について検討した。サイトカイン含有DNAフィルムは、抗菌性、抗真菌性が認められ、細胞毒性は殆ど認められず良好な生体適合性が得られ、骨形成能も良好であったが、組織内でキャリア材としては早期に分解することが判明し、更なる検討が必要なことが明らかになった。そこで、DNAフィルムの早期分解を解決するために、まず、キトサンを人工脂質に変えて用い、DNAと反応させることにより、新たにドラッグデリバリーシステムの素材としてDNA/キトサンコンプレックスを用いることができるのではないかと考え検討した。DNA/キトサンコンプレックスはDNA/人工脂質コンプレックスよりも長く組織内に留まる可能性があり、また、二重螺旋構造も保持している為、さらに検討する価値があるものと考えた。現在、DNA/キトサンコンプレックスは、ホットプレス法にてフィルム状に加工する事が可能となっており、DNA/キトサンフィルムのDDSとしての応用は可能であると考えている。また、DNA/人工脂質コンプレックスとポリ乳酸共重合体とを溶媒に溶解した後にキャストし、無色透明なDNA/人工脂質/ポリ乳酸共重合体のコンプレックスフィルムを作成した。DNA/人工脂質/ポリ乳酸共重合体フィルムもdaunorubicin hydroclllorideコンプレックスをインターカレートしたことから、二重螺旋構造も保持しており、DDSとしての応用は可能であると考えている。

本研究では、サイトカインの口腔内での徐放量、徐放速度をコントロールするドラッグデリバリーシステム(DDS)を開発するためにDNAを吸収性担体の素材として選択し、DNAの持つ低分子化学物質をインターカレーションや、グルーブバインディングさせる機能を利用し、サイトカインをDNAに結合させ、さらにDNAを人工脂質で被覆して作成したサイトカイン含有DNAフィルムの有効性について検討した。サイトカイン含有DNAフィルムは、抗菌性、抗真菌性が認められ、細胞毒性は殆ど認められず良好な生体適合性が得られ、骨形成能も良好であったが、組織内でキャリア材としては早期に分解することが判明し、更なる検討が必要なことが明らかになった。そこで、DNAフィルムの早期分解を解決するために、まず、キトサンを人工脂質に変えて用い、DNAと反応させることにより、新たにドラッグデリバリーシステムの素材としてDNA/キトサンコンプレックスを用いることができるのではないかと考え検討した。DNA/キトサンコンプレックスはDNA/人工脂質コンプレックスよりも長く組織内に留まる可能性があり、また、二重螺旋構造も保持している為、さらに検討する価値があるものと考えた。現在、DNA/キトサンコンプレックスは、ホットプレス法にてフィルム状に加工する事が可能となっており、DNA/キトサンフィルムのDDSとしての応用は可能であると考えている。また、DNA/人工脂質コンプレックスとポリ乳酸共重合体とを溶媒に溶解した後にキャストし、無色透明なDNA/人工脂質/ポリ乳酸共重合体のコンプレックスフィルムを作成した。DNA/人工脂質/ポリ乳酸共重合体フィルムもdaunorubicin hydroclllorideコンプレックスをインターカレートしたことから、二重螺旋構造も保持しており、DDSとしての応用は可能であると考えている。教育機関においてもインターネットを利用し、Web情報を教育に利用して学生や生徒に授業の興味を持たせることができるようになった。本研究者は、様々な分野の専門家(情報関係以外の専門家も含む)が専門的知識を生かしながら、問題作成や学習者への支援環境を構築できことを目指した汎用性のあるWeb学習支援システムを作成している。Webで学習するとき、必要に応じて学習者がメモ用紙に筆記をするが、それをタブレットPCで覚え書きや質問などを書くことにし、学習者の学習過程を記録し、分析することにを考えている。また学習方略などの学習者情報を組み込み、学習者の学習進度、内容、理解度に応じた支援を行うことを目的とする。その一つとして初級システムアドミニストレータ資格試験対策用の学習支援システムも作成しており、今年度は、過去問題を入力できるように準備をした。初級システムアドミニストレータ資格試験対策の学習支援環境を充実しているところである。現学習支援システムを利用した学習者への学習事前調査アンケート、および眼球運動測定の準備を行った。測定には他の研究者の援助が必要であるため、その打ち合わせを行った。
結晶性シリコンナノチューブの作製およびその熱電特性計測

本研究は、高温高圧下での水中での反応手法(水熱合成法)を用いて、内部に中空構造を有する結晶性シリコンナノチューブ(SiNTs)の作製手法を確立するとともに、SiNTsへの不純物ドーピングや構造制御を行なうことで電気伝導率の向上および熱伝導率を制御し、その熱電変換素子としての可能性を探求することを目的とする。中空構造であるSiNTsはバルクシリコンや代表的なシリコン系ナノ材料であるシリコンナノワイヤーに比べ熱伝導率が低いという理論計算の結果が報告されており、優れた特性を有する熱電変換材料の創製が期待できる。本年度は主に水熱合成法による結晶性SiNTsの作製手法の確立を目的として研究を行なった。作製した試料を透過電子顕微鏡等で観察した結果、水熱合成法による結晶性SiNTsの構造と形成メカニズムについての知見が得られた。得られたSiNTsはカーボンナノチューブやグラフェンのようなsp2混成軌道に基づく構造ではなくsp3混成軌道に基づくダイヤモンド構造であることがわかった。本手法におけるSiNTsの形成メカニズムとしては、SiNTsは水中のバブルもしくは容器中の水滴を核として成長した可能性が考えられた。様々な条件下での作製実験の結果、昇温により蒸発した水が凝縮することで生じた水滴を核とした成長である可能性が高いことが示唆された。この手法はシリコン以外の元素を材料とした中空ナノチューブの作製にも応用が可能であると考えられる。
革新的な生物発光イメージング法によるＭＭＰ－２関連タンパク質の分泌動態解析

MMP-2 (matrix metalloproteinase-2)は細胞外基質を分解する酵素であり、癌の浸潤転移において重要な役割を果たしている。MMP-2は不活性型(プロ型)で細胞から分泌された後に、細胞表面に結合して活性型となる。生細胞の全細胞表面におけるタンパク質分泌動態の可視的定量という特長を有する「分泌タンパク質のビデオレート生物発光イメージング法」を開発し、MMP-2分泌動態を解析した結果、遊走がん細胞の進行方向先端側における積極的な分泌動態が示された。また、構成性分泌における連続的な開口分泌機構の存在、細胞底面の特定箇所における分泌部位と細胞表面結合部位の形成が示唆された。前年度までに、癌の浸潤転移において重要な役割を果たすMatrixmetalloproteinase-2 (MMP-2)の分泌動態を生物発光イメージング法により可視化し、MMP-2が繰り返し分泌される部位と、分泌されたMMP-2が細胞表面に結合する部位は、基底側の特定箇所に形成され、両者の分布は異なることを示唆した。本年度は、MMP-2活性化関連タンパク質を解析した。MMP-2を活性化させる膜貫通型プロテアーゼMMP-14(MT1-MMP)については、Gaussia luciferase (GLase)の挿入はプロペプチドと酵素部位の間に行うことで、比較的高い発光活性が認められた。またリンカーとしての(GGGGS)n配列(n=13)については、MMP-2と同様に挿入の有無に関わらず発光活性に有意な変化を認めなかった。これによりGGGGS配列を持たないGLase融合MMP-14(MMP14-GLase)を作出した。また、MMP-2とMMP-14の結合に必要な分泌タンパク質TIMP-2に関してもGLase融合タンパク質を作出した(TIMP2-GLase)。MMP14-GLaseまたはTIMP2-GLaseを発現させたHeLa細胞において生物発光イメージングを行った結果、両者共に、MMP2-GLaseと同様、遊走細胞の先導端から分泌される様子が可視化された。また、野生型MMP-14とMMP2-GLaseを共発現させたHeLa細胞とMMP-14の発現量が高いHT1080細胞にMMP2-GLaseを発現させた場合、細胞表面に結合したMMP2-GLaseがほとんど観察されなかった。1分子のMMP-2を活性化するにはMMP-14が2分子必要とされており、細胞表面に結合したMMP2-GLaseが集積する微小領域の発光シグナルは、MMP-2活性化部位であることが示唆された。我々が開発した分泌タンパク質の生物発光イメージング法について、MMP-2分泌動態と細胞表面への結合を解析する上で重要な点を示しながら、詳細な実験方法の論文発表を行った(Suzuki and Inouye, Methods Mol Biol, 2014)。その中で、発光タンパク質であるガウシアルシフェラーゼ(GLase)の酵素活性について、発光基質セレンテラジンの濃度依存に依存した最大発光活性と経時的な発光量の低下の条件をコントロールすることで、開口分泌されているタンパク質と細胞表面結合タンパク質のイメージングを至適化できることを示した。具体的には、高濃度のセレンテラジンでは最大発光活性が高く経時的な発光活性の低下が速いことからMMP2-GLase開口分泌動態のイメージングに適しており、低濃度のセレンテラジンでは最大発光活性は低いものの、経時的な発光活性の低下は遅いことから、細胞表面に結合したMMP2-GLaseの持続的なイメージングに向いていることを示した。また、新規GLase変異体(GLmt)を融合させたMMP-2レポータータンパク質(MMP2-GLmt)は、野生型GLaseを融合MMP-2(MMP2-GLase)に対して、最大発光活性は同等ながら、セレンテラジンに対する親和性が高く、また経時的な発光活性の低下が速いことが明らかとなり、細胞表面結合MMP2-GLaseの発光活性が速やかに消失し、MMP2-GLaseの開口分泌をイメージングする上で、有用であると考えられた。さらに、蛍光タンパク質融合MMP-2の全反射蛍光イメージング画像とMMP2-GLaseの生物発光イメージング画像との比較から、ビデオレートの連続画像取得による生物発光イメージングで可視化される、MMP2-GLaseの発光スポットの出現から消失に至る過程は、単一分泌小胞の開口分泌によってタンパク質が分泌され拡散する動態であることが示された。我々は、生細胞の表面におけるタンパク質分子の生物発光イメージング法を独自に開発してきた。分泌経路で高い発光活性を示すGaussia luciferase (GLase)をレポーターとしてEM-CCDカメラで発光シグナルを検出する原理により、1)細胞表面において分泌または結合するタンパク質の特異的かつ定量的な可視化、2)単一生細胞における全表面の解析、3)タンパク質分泌動態の30分以上の連続的な画像取得が可能である。

癌の浸潤転移において重要な役割を果たすMatrixmetalloproteinase-2 (MMP-2)の分泌機構は未だ不明であることから、生物発光イメージング法による解析を進めている。本年度は、MMP-2のGLase融合タンパク質プローブを作出し、MMP-2分泌の動態・局在・頻度について解析した。HeLa細胞において、MMP-2のC末端にGLase(K17-D185)を融合させたタンパク質プローブ(MMP2-GLase)は、内因性および強制発現させた野生型MMP-2やMMP2-FLAGと同様に、プロ型で分泌され、正しくプロセシングされることを生化学的解析により確認した。発光イメージング解析により、開口分泌で細胞外に放出されるGLase発光シグナルは、0.03-0.5秒/フレームのビデオ画像として可視化された。単体のGLaseは細胞上方に向けて迅速に拡散されるのに対して、MMP2-GLaseは細胞基底側から徐々に拡散された。遊走HeLa細胞は、先導端ラッフル膜からの積極的なMMP-2分泌を示し、さらに構成性分泌における連続的な開口分泌機構の存在が示唆された。また、MMP-2が繰り返し開口分泌される部位と、分泌されたMMP-2が細胞表面に結合する部位は、基底側の特定箇所に形成され、両者の分布は異なることが示唆された。生物発光イメージング法による分泌型および細胞表面結合型MMP-2のリアルタイムの可視化について、GLase融合MMP-2レポータータンパク質の生化学的解析結果を含めて学会発表を行い、手法の将来的な発展性が高いとの評価を受けて優秀賞を得たことから、本研究成果を意義あるものとして公表することができた。MMP-2活性化関連タンパク質の解析については、成果発表にまでは至っていないもののMMP-14、TIMP-2の分泌動態と局在を可視化することに成功しており、本手法が多種のタンパク質に適用可能であることを実証できている。また、予備的なデータとして、ガラス面より数十マイクロメートル離れたコラーゲンゲル上にある細胞のMMP-2分泌を可視化できており、「三次元培養細胞の開口分泌イメージング」が実現可能な準備ができている。また、前年度MMP-2融合レポータータンパク質を作出する過程で見出した、分泌と細胞表面結合のタンパク質を区別し易くするGLaseを利用した生物発光イメージングについては、後少しで公表可能なレベルまで研究が進んでいる。また本年度以降の新たな発見として、生物発光イメージングと全反射蛍光イメージングによりMMP-2の開口分泌動態をより詳細に解析する手法が実現可能であることを見出し、本課題での重要性が極めて高いと判断したことから、最終年度での取り組む準備を順調に進めた。MMP-2の分泌動態、分泌局在については、論文発表と学会発表を行い、新しい知見を示すことに成功しており、順調に研究を進めることができた。MMP-2の動態を解析するためのGLaseレポータータンパク質を作出する点においては、計画通りに適切なものを作出することができた。MMP-
3次元視空間形成と恒常性発現機構の研究

本研究は、3次元物体の認識と3次元空間認識の機構を明らかにすることを目指して、時間的、空間的な局所情報の知覚的統合過程を検討した。心理物理学的実験と脳イメージング法を使って、下記の研究成果を得た。1)境界線知覚形成における時間的統合過程:2種のパックマンパッチを継時的に呈示する方法によって、パックマンパッチで形成される主観的輪郭線の時間的寄せ集め特性を検討した。その結果、「主観的輪郭線の時間的寄せ集め時間は実輪郭のそれより長い」および「局所情報を一時的にプールしておく機構が主観的輪郭線形成に重要な働きをもっている」ことを示した。2)両眼情報の統合過程:両眼情報の統合過程で起こると考えられる新しい運動透明視の現象を発見した。この現象が生起する条件から、「動的イメージは、まずフーリエコンポーネントに分解され、運動知覚システムそれらの要素が統合される」という仮説が導かれた。3)運動情報と静止色情報の相互作用:振動運動する輝度輪郭が静止色輪郭を捕捉するという新しい知覚現象を発見した。知覚捕捉の生じる条件から、視覚系には、運動輪郭が周囲の静止輪郭を修飾する機構が存在することを明らかにした。4)上記以外で、主題に関係して行った研究項目は、「2次元的な運動同化現象の解析」、「運動の対比・同化現象の情報処理機構解析」、「ネオンカラー現象の形成における色と輝度の相互作用機構の解析」、「脳磁計測の新しい測定法の提案」、「脳磁計による、視覚第1野の正弦波格子パターンに対する応答特性の分析」である。本研究は、対象の視覚的認識における恒常性と3次元視空間の特性を実験的に解析し、それぞれがどのような情報を手がかりに、どのような情報処理機構によって実現されているかを明らかにすることを目的としている。計画(3年計画)の初年度である本年度は、下記の研究を行った。(1)申請の3次元視覚刺激作成システムと現有の両眼視眼鏡を連携して、仮想3次元空間システムを作製し、ソフトウェアーの整備、システムの性能評価を行った。(2)単純化したランダムドットによる3次元運動パターンの認識率を、組織的に解析し、物体としてののもとまりの時空間要因を明らかにした。(3)3次元運動の検出機構の特性(運動検出の受容野特性)を、運動の同化・対比特性を測定することによって明らかにした。(4)奥行き方向に複数の面が存在するとき、知覚的相互作用が生じる。この相互作用をランダムドットパターンによる面を操作して分析し、面間の対比と同化がどのような奥行き条件で生じるかを明らかにした。対象の視覚的認識における恒常性と3次元視空間の特性を実験的に解析し、それぞれがどのような情報を手がかりに、どのような情報処理機構によって実現されているかを明らかにすることを目的としている。本年度は、下記の研究を得た。(1)奥行き知覚は、両眼性のものと単眼性のものがある。線分の両眼視差情報により構成された奥行き知覚面が、単眼性の奥行きてがかり(パースペクティブ、形態)により構成される知覚面とどのように相互作用(競合、協調作用)するかを実験的に解明した。(2)テクスチャー勾配により構成される面が複数併置されるとき、面間には相互作用が生じる。実験的解析により、相互作用が類似の空間周波数間では生じるが、異なる空間周波数間では、生じないことを明らかにした。このことから、相互作用が面知覚の形成過程より前の情報処理段階で発生することが示唆された。(3)格子パターンのコントラストが時間的に変化するパターンを2種用意し、これらを時間的位相差をつけて両眼にあたえると反対方向に運動するパターンが透明視的に(奥行き面が異なって)知覚される。この知覚の発生する条件を分析した。この結果から、左右情報の統合が、運動方向と視差に選択的に行われることが示唆された。三次元物体認識過程に関し、中間特徴情報の役割と奥行き知覚における両眼・単眼てがかりの役割を検討した。

1三次元物体認識における中間過程の解析(fMRI測定による)ヒトの3次元物体認識において、視覚第1野からパターン認識に関係する領野の中間段階で、どのような特徴情報(中間特徴)がどこで利用されているかを調べるため、3次元物体認識を構成する画像要素を分解したときの脳活動をfMRIで測定した。その結果、「3次元性を持った対象(Necker cubeなどのように、線分の前後関係を推論して3次元を知覚を行わなければならないような者)に対する脳活動は、2次元的な特徴手がかりだけで認識できる対象に対する脳活動とは異なる。前者では、MTの上部のLOおよびIPS(inferior parietal sulcus)上部端近傍がより強く活動する」ことを示した2奥行き知覚過程における両眼手がかりと単眼手がかりの相互作用の解析従来の奥行き知覚過程のモデルでは、単眼手がかりと両眼視差手がかりは、「融合される」、「並列に処理される」とう説がある。本研究では、融合仮説と並列仮説の妥当性をfMRIの測定によって検討し、以下のことを示した。(1) Random dot (両眼てがかりのみ)による奥行き手がかりに対してもっとも活動するのはTOS(transverse Occipital Sulcus)近傍とIPSの前方上部近傍である。(2)単眼手がかりと両眼てがかりが矛盾するときに活動するのはPoCeS(Post CentralSulcus)の上部端近傍である。
仮想現実手法を応用した3次元ナビゲーション法の開発と機能形態温存手術への臨床応用

MRI画像診断は高速・高空間分解能を持った撮像法が出現し、実際の手術体位下での高分解能撮像が試みられるようになってきた。また、3次元画像を作成し、腫瘍の進展を立体的に評価する診断法も行われてきている。本手技を乳房温存術に応用するためには、画像診断で得られた腫瘍の3次元位置情報を、正確に患者に投影するナビゲーション手法の確立が必要である。その解決法として、バーチャルリアリティー技術を用い、腫瘍の3次元位置情報を正確に患者に投影することが出来る。本研究の目的は以下のことである。すなわち、乳癌温存手術範囲の術前決定に際し、MRI画像による詳細な3次元進展情報を、正確に患者へ投影できる医療3次元画像ナビゲーションシステムの開発と、臨床的に応用することである。昨年度は手術体位下で、SENSE法を用いた撮像法により得られた腫瘍の位置情報を、医療用3次元ワークステーションを用いて、乳房皮膚に投射再現しマーキングをするシステムを構築した。本年度は実際に患者へ投影したMRI画像による3次元情報と、実際の手術結果との比較を行い、術前マーキングの整合性と手術範囲決定に際しての有用性を検討した。実際にはマンモトーム後に金属製のクリップを留置した非浸潤性乳管癌12症例について検討した。MRI画像によって得られた金属製クリップの位置と、実際に留置されているクリップの位置の誤差を測定し、術前マーキングの整合性を検討した。断端陽性率を検討することによって、手術範囲決定に際しての有用性を検討した。この結果、術前マーキングと実際のクリップとの誤差は4.5±2.6mmで優れた整合性が得られた。また断端陽性は認められず、手術範囲決定に際して有用であると考えられた。今後は術前化学療法により腫瘍が消失し、切除範囲の把握が困難な症例等に対する乳房温存手術への有用性について検討する予定である。近年、MRI画像診断は高速・高空間分解能を持った撮像法の出現により、さらに進歩を遂げている。乳癌のMRI画像診断においても、この新たな撮像法を利用し、実際の手術体位下での高分解能撮像が試みられ、一定の成果を上げている。また、3次元画像を作成し、腫瘍の進展を立体的に評価する診断法も大きな注目を集めている。高精度画像の利点を最大限に生かすため、画像診断で得られた腫瘍の3次元位置情報を、正確に患者に投影するナビゲーション手法の確立が必要である。バーチャルリアリティー技術を用いることで、コンピュータ上の仮想3次元空間における位置情報は、立体実空間における位置情報に投影することが可能となった。本研究の目的は、このバーチャルリアリティー技術を医療分野へと応用することである。すなわち、乳癌温存手術範囲の術前決定に際し、MRI画像診断による詳細な3次元進展情報を、正確に患者へ投影できる医療3次元画像ナビゲーションシステムの開発と、臨床への応用を目的としている。本年度はまず、デバイス-ワークステーション統合システムの完成を目指した。これに必要なプログラム開発は、岡山大学環境数理学科で行った。内容として、当施設既存の医療用3次元ワークステーションにおいて、3次元位置情報フィードバックデバイスの使用を可能とするプログラム・エンジンの開発とした。さらに生体ファントムを用いてワークステーション上の仮想3次元空間と立体実空間との位置情報の較正(キャリブレーション)を行った。これはファントムのMRI撮像データに、上記のシステムを適応しナビゲーションを行った。次年度以降は、仮想空間-実空間の間の誤差を測定することで、上記システムの位置情報の正確性を評価しシステムのキャリブレーションを行う。さらに、次年度以降は実際に臨床的に役立つかを確認する予定である。
定量的感覚閾値測定法の確立とインプラントにおける咬合調整への応用

本研究は,振動,厚さ,硬さ等,様々な刺激と最新の精神物理学的手法を用いて,天然歯およびインプラントの定量的感覚閾値測定法を確立し,脳機能活動との関連を調査するものである。そして,本測定法を用いて,天然歯,インプラントの咬合接触に対する指標を策定することを目指したものである。その結果,インプラントの口腔感覚閾値の方が天然歯と比べて有意に高いことが示された。天然歯においては,刺激量と物理量の関係は刺激の種類により違いが生じることが示唆され,振動刺激においては,皮膚への刺激と比較して口腔内へ刺激したほうが脳血流量は増加することが示された。咀嚼運動に対する口腔感覚の意義が見直されつつあるが、インプラントの感覚能については昨今の認知科学、神経科学的観点からは明らかにされていない。本研究は、我々が考案した超小型のピエゾアクチュエーターによる振動刺激システムと最新の精神物理学的手法を用いて、天然歯およびインプラントの定量的感覚閾値測定法を確立し脳神経活動との関連を調査するものである。そして,本測定法を用いて、天然歯、インプラントの感覚を定量的に評価することを可能にし、天然歯、インプラントの咬合接触に対する指標を策定することを目指したものである。本年度はまず、文献的考察と測定システムの開発、評価法およびプロトコールの作成を行った。文献的考察では、口腔感覚の違いという観点からインプラントと天然歯で差があるのかをメタアナリシスにて検討し、その結果を報告した。また測定システムの開発に関して、厚さ弁別閾にはステンレス板、硬さ弁別閾にはシリコーンゴムブロック、触覚弁別閾にはvon freyの刺激毛を購入し、前頭前野の活動性は既存のウェアラブル光トポグラフィを用いることとした。振動弁別閾測定システムの開発では、圧電素子を用いたピエゾアクチュエーターと強度、周波数を変化させるファンクショナルジェネレーターを用いて、チェアーサイドで測定可能なシステムを構築した。同時進行で精神物理学的手法として上下法、マグニチュード推定法の2つを用いた評価法およびプロトコールを作成した。次年度は、本年度構築したシステム、プロトコールを用いて、インプラント治療を施行した被験者と健常有歯顎者に対して臨床試験を行う予定である。本研究は、振動、厚さ、硬さ等、様々な刺激と最新の精神物理学的手法を用いて、天然歯およびインプラントの定量的感覚閾値測定法を確立し脳機能活動との関連を調査するものである。我々が昨年度報告したインプラントと天然歯の口腔感覚に関するメタアナリシスの結果を踏まえて本年度、口腔内に対する振動刺激の変化が脳機能活動に与える影響を、近赤外分光法を用いて検討した。被験者は、欠損および顎口腔機能に異常が認められない健常有歯顎者5名とした。近赤外光脳計測装置を用いて前頭前野の脳血流量を測定した。口唇、中前歯、第一大臼歯に加えて、他の体性感覚との比較を行うために皮膚表面5か所(合谷、心包区、内踝)、指先(親指・示指)を加えた、計7か所に刺激を与えた。同様の実験系を用いて咀嚼刺激、味覚刺激も追加のタスクとして設定した。味覚刺激には旨み・甘味・塩味・苦味・酸味・無味の5種類の試験液を舌上に2.5 ml滴下した。また、味覚刺激を行う前に咀嚼刺激を行った場合も同様に計測した。振動刺激においては、皮膚への刺激と比較して口腔内へ刺激したほうが脳血流量は増加し、とくに口唇と合谷、中切歯と合谷の間に有意な差が認められた。また、咀嚼刺激と味覚刺激それぞれ単独の刺激のみでは、前頭前野の脳血流量は増加せず、むしろ低下する傾向が認められた。精神物理学的手法を用いた閾値に関しては、被験者ごとの誤差は大きかったが、各個人での再現性は高く一定の傾向を有することが示された。評価項目や測定時間を変更に伴い被験者の募集が遅れたためインプラント治療を施行した被験者での測定が未実施であるが測定器材、材料はすでに購入済みであるため、今後スムーズに研究を行うことが可能である。今後インプラント治療を施行した被験者に対して臨床試験を行う予定である。医歯薬学平成25年度は文献的考察と文献的考察と測定システムの開発、評価法およびプロトコールの作成を行った。厚さ弁別閾、硬さ弁別閾の測定に関しては、一連の実験全体の測定時間を考慮し、対象とする閾値を限定した。それに伴い、消耗品費の使用が平成26年度へ移行した。

平成26年度には、この経費を用いて臨床試験に伴う追加の消耗品を購入し、臨床研究を進めていく。振動覚、厚さ、硬さ、触覚に関して、天然歯とインプラントでは閾値に違いがあるのかを精神物理学的手法を用いて検討し、前頭前野に着目し脳神経活動の面からも検討を加える。そして、天然歯およびインプラントの定量的感覚閾値測定法を確立する。検討項目の中で、一連の実験全体の測定時間を考慮し、対象とする項目を限定し、それに伴い、消耗品費の使用が減少したため。
合成生物学的な手法による人工光合成システムの開発

バクテリオロドプシンとFoF1-ATP合成酵素を組み込んだ(BR-FoF1)リポソームベースのバイオナノリアクターの構築が研究目的である。PUREsystemによりFoF1-ATP合成酵素の全サブユニットをリポソーム上に発現させた。特に、各サブユニットの合成量が等しくなるように、DNA量の条件検討を行った。合成されたATP合成酵素が十分な活性を有していることを見いだした。バクテリオロドプシンについては、レチナールのスペクトルからナノディスク上には活性を有した形で挿入されていることが示された。さらに、変異型と天然型のバクテリオロドプシンをリポソームディスプレイ法による選抜が可能であった。バクテリオロドプシンとFoF1-ATP合成酵素を組み込んだ(BR-FoF1)リポソームベースのバイオナノリアクターの構築をまず行ない、次いでRubisCo複合体の構築とRibulose 1,5-bisphosphateを発現させ、両者を連携させることで、光照射に起因したATP合成から、RuBisCoのカルボキシラーゼ活性によるCO2の固定化までを連続して行なえるシステムを構築することを本研究の目的としている。本年度は、バクテリオロドプシンとFoF1-ATP合成酵素を組み込んだ(BR-FoF1)リポソームベースのバイオナノリアクターの構築をを進めた。PUREsystemによりFoF1-ATP合成酵素の全サブユニットをリポソーム上に発現させ、合成されたATP合成酵素が十分な活性を有していることを見いだした。また各サブユニットのDNA量の最適化も完了した。バクテリオロドプシンについては、リチナールのスペクトルからナノディスク上には活性を有した形で挿入されていることが示されたが、リポソーム上では明確なスペクトルを測定することができなかった。リポソームの調製法の検討が必要であることが示された。また、脂質の組成についても検討が必要であることがあきらかとなり、さまざまの脂肪酸からなる脂質を用いてバクテリオロドプシンの活性を検討に着手した。光エネルギー変換系の酵素とCO2固定系の酵素を融合したハイブリッド光合成システムの人工細胞化を目的とする。光エネルギー変換系には好熱菌由来のバクテリオロドプシンとATPaseを、CO2固定系については植物由来の酵素を用いる。再構築型遺伝子発現システムPUREsystemでこれらの酵素群の遺伝子を共発現させ光合成人工細胞を構築する。バクテリオロドプシンとFoF1-ATP合成酵素を組み込んだ(BR-FoF1)リポソームベースのバイオナノリアクターの構築をまず行った。バクテリオロドプシンについては、レチナールのスペクトルからナノディスク上には活性を有した形で挿入されていることが示されたが、リポソーム上では明確なスペクトルを測定することができなかった。しかし、リポソームの調製法や脂質の組成を検討することで光照射でプロトン勾配を形成できるバクテリオロドプシンの合成に成功した。また変異体のバクテリオロドプシンをリポソームディスプレイ法で選抜することにも成功した。バクテリオロドプシンと脂質との組み合わせにおいてその活性の最適化がまだ不十分であり、その点で若干の遅れがあるが、ほぼ目標は達成できていると判断している。合成生物学今後は、RubisCOをPURE systemをもちいて試験管内で合成する。ホウレン草などに見られるFormIのRubisCOは分子量約55 kDaの大サブユニット(RbcL)8コと、分子量約18 kDaの小サブユニット(RbcS)8コの計16量体のへテロ複合体である。無細胞系における複合体形成の成功例として、FoF1のF1複合体がある。しかし、合成後蛋白質の自発的な複合体形成の効率は高いとはいえず、何かしらの補助因子が必要となる事が示唆されている。2010年ドイツのHayer-Hartl等のグループによって、FormIのRubisCOの複合体形成にはGroEL/ESシャペロニンによる不可逆的凝集低形成からの保護と、RbcX2と言われるプライベートシャペロンの立体構造形成補助が必要である事が明らかになった(Hayer-Hartl et al. 2010 Nature)。この報告を受けて、PURE system反応液に精製GroEL/ESとRbcX2を導入した状態でRbcLとRbsSの合成を行ない、活性を保持した複合体の形成を試みるBR-FoF1バイオナノリアクターの構築と、2RubisCoの無細胞合成が確認できた後は、この両者が連続した反応として機能するよう統合する。

つまり、光の照射によるリポソーム内へのH+勾配の形成、それに依存したFoF1によるH+輸送依存的なATPの合成、ATPとRubisCOさらにその下流の酵素(phosphoglycerate kinase、glyceraldehyde phosphate dehydrogenaseなど)によるGlucoseの合成までが一連して行なわれるよう系を調整する(図2)。RubisCOより下流の酵素群についてもPURE systemで合成する。3月に予定していた実験について一部の試薬の納入が遅れたために若干の残金が生じた。遅れていた実験を年度初めに行い、すべて使用する予定である。
マツノザイセンチュウのアセチルコリンエステラーゼ遺伝子のクローニング

森林流行病であるマツ材線虫病の病原体マツノザイセンチュウについて、薬剤作用部位及び作用機作の解明を目的とした分子生物学的研究を行った。現在防除に使用されている樹幹注入剤の標的分子であり、神経伝達に関与するアセチルコリンエステラーゼに着目し、同線虫ゲノムから同酵素をコードする遺伝子断片を複数単離し、塩基配列及びイントロン挿入位置を明らかにした。また、同線虫の体表構造を成長過程別、病原力系統別に精査し、体表構造特性が薬剤作用性に影響を与えている可能性を見出した。マツノザイセンチュウを病原体とするマツ材線虫病は、1世紀以上にわたり、国内外のマツ林に甚大な被害を及ぼし続ける劇症型萎凋病である。現在防除に使用されている樹幹注入剤は、酒石酸モランテルを主成分とした殺線虫剤であり、同線虫の神経伝達に関与するアセチルコリンエステラーゼ(AChE)の活性を阻害するが(松浦ら1986,1987)、詳細な作用機作は解明されていない。そこで本研究では、樹幹注入剤の殺線虫作用の標的部位と考えられるマツノザイセンチュウのAChE遺伝子の詳細な機能解析を通して、同薬剤の作用機作を解明することを目的とした実験を行っている。現在、これら3遺伝子の全長配列を決定するためのカセットPCRを行うとともに、各遺伝子を特異的に増幅するプライマーを設計し、発現解析を試みている。マツノザイセンチュウを病原体とするマツ材線虫病は、国内外のマツ林に甚大な被害を及ぼし続ける劇症型萎凋病である。現在防除に使用されている樹幹注入用殺線虫剤は、同線虫の神経伝達に関与するアセチルコリンエステラーゼ(AChE)活性を阻害するが、詳細な分子レベルでの作用機作は解明されておらず、それ以外の有効な防除法も開発されていない。本申請研究では、マツノザイセンチュウの樹幹注入薬剤作用部位であり、かつ生死を制御するアセチルコリンエステラーゼの詳細な機能解析を通して、同薬剤の作用機構の解明を試みた。他種線虫の相同遺伝子配列情報に基づいたディジェネレートPCRにより、マツノザイセンチュウからサイズの異なるAChE遺伝子3つの断片の単離し、その塩基配列を決定した。また、各々の配列をcDNAとゲノムDNA間で比較することにより、イントロン挿入位置を明らかにした。さらに、本申請研究を進める中で、マツノザイセンチュウの体表構造特性が薬剤作用性に影響を与えている可能性を見出した。成長過程別、病原性の異なる系統別に体表構造を精査した結果については、学術論文にまとめて投稿し、受理されている。現在遺伝子レベル及びタンパク質レベルでの解析をさらに進めており、結果が揃い次第公表予定である。本研究により、これまで圧倒的に分子情報の欠落していたマツノザイセンチュウについて、今後創薬や分子治療等を視野に入れた発展的な研究を行う上での基礎が定まったと言える。
新規低原子価ルテニウム錯体の創製とその触媒機能の開発に関する研究

低原子価ルテニウム錯体は、量論反応ならびに触媒反応において特徴的な反応性を示すことが明らかになってきている。本研究では、当研究室で見出されたルテニウム0価錯体Ru(cot)(dmfm)_2(1)[cot=1,3,5-シクロオクタトリエン,dmfm=フマル酸ジメチル]の反応性を検討した。錯体1とp-キノン類(L)の反応により得られる新規0価ルテニウム錯体Ru(η^6-cot)(η^4-L)(2)について検討した。錯体2は、錯体1のπ酸性配位子であるdmfm二分子が、一分子のp-キノン類により配位子交換されることで生成する。錯体2のIRおよびNMRスペクトルから、キノン配位子がキノン型とセミキノン型およびヒドロキノン型の共鳴混成体となっていることが明らかとなった。得られた錯体のうちRu(η^6-cot)(2,6-dimethoxy-p-quinone)の詳細な構造は単結晶X線解析により決定し、固体状態でこの錯体はキノン型配位子を有する0価ルテニウム錯体であった。一方、錯体1とビキノン類を0.5当量反応させると、Ru(η^6-cot)ユニットを二つ有する新規0価ルテニウム二核錯体{Ru(η^6-cot)}_2(p-biquinone)が生成した。X線結晶構造解析により、この錯体は、二つのルテニウム中心にビキノンのオレフィン部位がそれぞれ配位し、カルボニル酸素が互いにもう一方のルテニウムに配位している特異的な構造を有することが明らかとなった。錯体1を出発物質とする三分子のピリジンおよび三座含窒素配位子を有する新規0価ルテニウム錯体の合成について検討した。錯体1をピリジン溶媒中、加熱還流すると、3分子のピリジン配位子を有する0価錯体Ru(dmfm)_2(pyridine)_3(3)が良好な収率で得られた。また、様々な三座含窒素配位子(NN'N)をそれぞれ錯体1と反応させることにより、これらの配位子を有する0価ルテニウム錯体Ru(dmfm)_2(NN'N)[NN'N=2,2': 6',2"-terpyridine(4a),2,6-bis(imino)pyridine(4b),Pybox(4c)]が得られた。錯体4a-cのNMRスペクトルを測定すると、これらの錯体はそれぞれ二種類の異性体の混合物であることがわかった。即ち、二分子のdmfm配位子がそれぞれ同じ配位面で配位した錯体と、異なる配位面で配位した錯体である。錯体3、4aおよび4cの一方の異性体の構造は単結晶X線構造解析により決定し、これらの錯体が0価の5配位錯体であることが示された。申請者らは以前に、単座および二座含窒素配位子を有する単離可能なO価ルテニウム錯体の初めての例を報告しているが、三座含窒素配位子を有する0価錯体の合成についてはこれまでに例がない。近年、三座含窒素配位子を有する2価のルテニウム錯体の光や電気に対する特性が注目されているが、これらの2価ルテニウム錯体とは金属中心の電子状態が異なる点において、本研究により得られる3および4a-cは非常に興味深い錯体と考えられる。

また、様々な三座含窒素配位子(NN'N)をそれぞれ錯体1と反応させることにより、これらの配位子を有する0価ルテニウム錯体Ru(dmfm)_2(NN'N)[NN'N=2,2': 6',2"-terpyridine(4a),2,6-bis(imino)pyridine(4b),Pybox(4c)]が得られた。錯体4a-cのNMRスペクトルを測定すると、これらの錯体はそれぞれ二種類の異性体の混合物であることがわかった。即ち、二分子のdmfm配位子がそれぞれ同じ配位面で配位した錯体と、異なる配位面で配位した錯体である。錯体3、4aおよび4cの一方の異性体の構造は単結晶X線構造解析により決定し、これらの錯体が0価の5配位錯体であることが示された。申請者らは以前に、単座および二座含窒素配位子を有する単離可能なO価ルテニウム錯体の初めての例を報告しているが、三座含窒素配位子を有する0価錯体の合成についてはこれまでに例がない。近年、三座含窒素配位子を有する2価のルテニウム錯体の光や電気に対する特性が注目されているが、これらの2価ルテニウム錯体とは金属中心の電子状態が異なる点において、本研究により得られる3および4a-cは非常に興味深い錯体と考えられる。
ヘテロエピタキシャル表面での吸着結晶形態の自己組織化

ヘテロエピタキシャル系では基板とその上に成長する結晶が異なる。両者の格子定数の違いから生じる歪みエネルギーの効果を低減するために、基板を微細加工することがある。このとき、吸着結晶が基板柱列上の非対称な位置に配列することや濡れが途中で止まるなど、液体の濡れとは異なる現象を示すことを見出した。また、平坦なSiO2基板上でSi島が高温で蒸発するときに見られる島拡散では、拡散定数が島の大きさによらない。この異常拡散は化学反応で荒れたSi/SiO2界面の角にSi島の縁が引っかかったり、熱揺らぎで外れるために起きると解明した。そのほか、基板上で一方向成長する多結晶中の結晶粒の粗大化則を求めた。結晶基板上に異種原子が吸着するヘテロエピタキシャル系で見られる様々の自己組織化現象について計算機シミュレーションと理論解析を用いて研究する。今年度はシリコン酸化膜上をシリコンの島が蒸発しながら熱拡散するという現象に対し、最も簡単な二次元の高さ1の島の運動を調べ、拡散定数が島のサイズによって変化することから平均自乗変位に非線形な時間依存性が現れること、また平衡から非常に外れた場合には島の縁が自己アフィンとなり、非線形性が対数依存からべき乗則に変わること、そのべきが界面の粗さ指数と動的指数に依存することを見出した。(Physical Review Lettersに掲載。)Si島が有限の高さを持った系については、蒸発にいたる化学反応を簡単化したモデル系を提案し、動的モンテカルロ・シミュレーションを実行中である。また、吸着結晶粒界の競合について、昨年度の二次元系を三次元系に拡張し、粒界粗大化に対するスケール則を確認した。微細加工表面での吸着原子結晶の濡れ/脱濡れ現象に関して、ミスフィットに因る格子歪みを考慮したシミュレーションを実行中である。これには非常に長時間の計算が必要であるけれど、濡れへの崩壊が歪みのために途中で停止させられるなど、結晶固有の興味深い現象が見出されている。結晶基板上に異質原子が吸着するヘテロエピタキシーの系で見られる自己組織化について、計算機シミュレーションと理論解析を行って調べた。基板と吸着系の原子サイズが異なるため、格子不整合に伴う歪エネルギーが吸着島の形態や濡れ性に影響する。本年度は柱状に微細加工した基板上に乗っている吸着島に対して、濡れ性と歪エネルギーの競合で現れる新しい状態として非対称キャシー・バクスター状態の存在を示し、また濡れが強いときには不完全串刺し状態という新しい状態を見出した。この成果は液体では見られない、結晶に固有の濡れ現象であり、新規性に富んでいるので、Phys. Rev. Lett.に掲載決定された。またこれまでSiO2基板上のSi結晶島が高温でSiOを形成しながら蒸発していくときの、結晶島の異常拡散について、本質を抽出した簡単なモデルを提案し、シミュレーションと理論解析を行ってきた。本年度、ほとんど島サイズに依存しない拡散係数の起源が基板と吸着結晶と真空外界との三重点でのピンニング/脱ピンニングによるものであることを見出し、実験との比較を行った。この結果については論文を投稿中である。また、平らな基板の上でヘテロ結晶成長するとき、多数の結晶核が同時に生成して多結晶となる。多結晶が方向性成長するとき隣接する結晶粒の間で競合して粗大化が起きる。以前、弾道蒸着成長系でこの結晶粒の粗大化を調べたが、より基本的な場合としてファセットを持つ結晶粒の幾何学的選別をシミュレートし、2次元系では既知の理論が正しいけれど、3次元系では新しいスケール則が成り立つことを見出した。結晶基板上に異種原子が吸着したヘテロエピタキシー系で見られる様々の自己組織化現象について計算機シミュレーションと理論解析を行って調べる。ヘテロエピタキシーでは基板と吸着系の格子不整合性に起因する歪みを取り除くため、基板表面を微細加工することがある。柱状列に微細加工した基板上の吸着原子が基板を濡らしていく緩和過程を調べ、柱の間隔によって核形成支配の確率論的緩和モードと表面拡散支配の決定論的緩和モードの二種類あることを見出した。(Phys. Rev. Lett.に掲載。)また、このような微細加工基板上に吸着原子を蒸着して結晶成長させるとき、吸着結晶粒界間に競合とその粗大化が生じる。この粗大化過程に対し、最も簡単な弾道蒸着模型を適用し、粒界密度の時間変化に対する相似則を見出した。また、スケーリング指数に対する表面拡散の効果を調べた。(Phys. Rev. Eに掲載。スイスの国際学会で発表。)また、半導体集積回路で用いられるSi酸化膜上のSi薄膜は、ヘテロエピタキシー系の重要な典型例である。この系を昇温すると、Siは脱濡れ現象を起こして微小な島の列を自己組織化する。

この島を更に昇温すると、Siが酸化膜と化学反応して蒸発するが、その際に激しく動き回り、また酸化膜上に孔を穿つ。マルセイユの実験グループがこの一連の自己組織化過程を観察しており、私は彼等との議論からこの系の理論的モデルを構築し、シミュレーションして、興味深い予備的結論を得ている。その結果はオーストリアの国際学会で報告した。Si島は蒸発に際してSiO2基板に孔を掘る。本研究のシミュレーションでも島と基板の間の界面の形状は実験で見られるような二つの谷を持つ構造を再現できた。島重心の平均自乗変位を含め、実験と様々な面での比較ができる段階に達しつつあり、順調に進展しているといえる。また、微細加工基板上での吸着島の形態に対しては格子ミスフィットによる弾性歪みの効果を取り入れたシミュレーションがようやくまとめられそうな段階になっている。平坦および微細加工基板表面への異種原子の蒸着に際して生じる結晶粒界の競合と粗大化について、最も簡単なモデルでの解析を終了し、論文発表できたのは非常に順調な進展である。今後、より現実的な模型について同様の研究を行う予定である。また、SiとSiO2界面での穿孔現象について、理論模型の妥当性がほぼ確認されたことも、予想以上の進展といえる。Si/SiO2界面の穿孔現象について、界面の形ばかりでなく、島の拡散定数の島サイズ依存性についても調べ、実験との比較をとおして実験で起きている事柄の理解を深める。また、計算時間はかかるであろうが、シミュレーションを3次元系に拡張し、より実験の状況に近づけたい。また、微細加工基板上の吸着島に関しては、その歪み効果をまとめる。微細加工基板表面への蒸着過程に対し、より現実的な原子間相互作用や熱揺らぎの効果を取り込んだ模型を構築し、結晶粒界間の競合と粗大化について調べる。また、これまで考えていなかった、ヘテロ界面での格子不整合に由来する弾性エネルギーの効果も取り込んだ系の緩和現象を調べる。Si/SiO2界面での穿孔現象については、シミュレーションを進め、より定量的に実験との比較を行う。3次元系のシミュレーションのために更にワークステーションを補強する予定である。また、これまでの成果を広く知ってもらうために、国際結晶成長会議に参加して、発表する予定である。歪みエネルギーの計算や3次元のSi/SiO2界面形態の時間発展などをシミュレーションするためには多数の計算資源、CPUが必要であり、次年度に新たなワークステーションを購入する予定である。また、平成23年度は外国旅費を使用する機会がなく、そのために予算に残額が生じた。次年度にフランスへの国外出張を予定しており、この残額を活用して理論および実験グループとじっくり共同研究や討論行う予定である。
高次脳機能のシステム的研究

実験的神経科学と計算論的神経科学の二つの領域に属する研究者が緊密に連絡しつつ,脳が行う高次情報処理の機能原理を検証するためには,いかなる研究戦略が必要であり,いかなる研究手法が適切であるかを検証した.また最近進歩発展の著しい脳機能イメージング法による研究も組み入れることが望ましい情勢にある.そこで,脳機能描画法を専門とする研究者との共同研究も企画した.以上により,ヒトの精神活動も視野に入れた,高次脳機能の統合的なシステム的研究を企画した.3回にわたる研究討議会のために,研究代表者・研究分担者が集合し,研究戦略検討会議に於いて,高次脳機能解明のための研究戦略を検討した.特に実験的神経科学の研究者と,計算論的神経科学分野の研究者が,どこの研究室で,どのようなテーマで,どのような共同研究を行うことが可能かつ有意義かを検討する.次に,それらの共同研究の具体的な有用性について,技術的検討を行った.次の段階として,研究者が互いに他の分担者を訪問し,実際の研究の現場を調査するばかりでなく,研究そのものを体験し,一部に於いては共同研究の一部をテスト的に試みる.その結果をフィードバックしつつ,再び研究の戦略と具体的手法の検討を行った.さらに,機能的MRI法やPET法を用いた研究施設を訪問し,その分野の研究者と交流しつつ,共同研究の戦略と具体的な方法について調査し,検討した.実験的神経科学と計算論的神経科学の二つの領域に属する研究者が緊密に連絡しつつ,脳が行う高次情報処理の機能原理を検証するためには,いかなる研究戦略が必要であり,いかなる研究手法が適切であるかを検証した.また最近進歩発展の著しい脳機能イメージング法による研究も組み入れることが望ましい情勢にある.そこで,脳機能描画法を専門とする研究者との共同研究も企画した.以上により,ヒトの精神活動も視野に入れた,高次脳機能の統合的なシステム的研究を企画した.3回にわたる研究討議会のために,研究代表者・研究分担者が集合し,研究戦略検討会議に於いて,高次脳機能解明のための研究戦略を検討した.特に実験的神経科学の研究者と,計算論的神経科学分野の研究者が,どこの研究室で,どのようなテーマで,どのような共同研究を行うことが可能かつ有意義かを検討する.次に,それらの共同研究の具体的な有用性について,技術的検討を行った.次の段階として,研究者が互いに他の分担者を訪問し,実際の研究の現場を調査するばかりでなく,研究そのものを体験し,一部に於いては共同研究の一部をテスト的に試みる.その結果をフィードバックしつつ,再び研究の戦略と具体的手法の検討を行った.さらに,機能的MRI法やPET法を用いた研究施設を訪問し,その分野の研究者と交流しつつ,共同研究の戦略と具体的な方法について調査し,検討した.