hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多感覚情報の統合・分離とその神経基盤

ベイズ推定のアルゴリズムとして、事後確率を最大にする推定(MAP推定)と事後確率の平均を最大にする推定(Posterior mean法)が代表例として挙げられるが、脳が、時間順序判断において、どちらに近いアルゴリズムを用いているかは未知であった。提示する刺激時間差の分布(すなわち事前確率)をガウス分布にした場合には、理論上、どちらのアルゴリズムでもベイズ較正が生じることは予想される。しかし、矩形分布にした場合、前者ではベイズ較正が生じず、後者でのみ生じることが、予想される。2種類のアルゴリズムを比較検討するため、2刺激の時間差がバイアスのある(平均が0でない)ガウス分布または矩形分布で提示した条件で、両手に与えた触覚刺激の時間順序を判断するという心理物理実験を行った。その結果、従来知られていたガウス分布の場合のみならず、矩形分布にした場合にも、ベイズ較正が生じることが発見された。この結果は、脳内で事後確率の平均を最大にするタイプのベイズ推定が行われている可能性を示唆するものであった。我々は、複数の感覚入力を、脳内で統合あるいは分離することによって、外界を理解しておいる。このような情報統合・分離によって、時間順序の知覚が変化することが知られており、統合と関連する知覚変化はラグアダプテーション、分離と関連する知覚変化はベイズ較正と呼ばれている。本研究課題では、(1)オンセットのみ、あるいはオフセットのみの視聴覚刺激に対しても、ラグアダプテーションが生じること、(2)ベイズ較正において、脳内でposterior meanと呼ばれるアルゴリズムが採用されている可能性があること、を明らかにした。本年度は情報統合に関する新知見を得ることができた。次年度以降においては、これと並行して、情報分離に関する新知見を得ること、さらには、情報統合と分離の知見を融合し、情報統合・分離機構の全体像をつかむことを目指す。今年度までに情報統合における時間補正のメカニズムの解明を進めてきた。来年度は、情報統合と分離を包括的にとらえ、情報の統合・分離の脳内機構の全体像を解明することを目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。認知科学29年度が最終年度であるため、記入しない。
サブサハラ・アフリカにおける食料・人口問題と資源・環境制約の学際的研究

サブサハラ・アフリカは地球上で唯一過去30年間人口一人あたりの食料生産とカロリー摂取量が減少してきた地域である。飢餓人口は80年代に倍増した。この激しい食糧不足は人口爆発・資源枯渇・環境破壊問題とともに、サブサハラ・アフリカ諸国の経済・政策・制度・技術・社会・自然要因と密接に絡み合って発生してきている。これら諸関係を明らかにするため、研究代表者辻井及び研究分担者浅見が、タンザニアとナイジェリアを訪問し、研究分担者などとワーク・ショップを開き、研究目的、方法、農家調査票、期間、研究発表方法、予算などに関して共通の合意を形成し、国際共同研究組織を立ち上げた。辻井の古くからの友人であるWorld Watch Institute, IFPRI, FAO及び京大農学研究科とアジア・アフリカ地域研究研究科などの研究者の協力計画も立ち上げた。辻井はかつてタンザニア人Mr-David Nyangeの食料安全保障政策に関する博士論文の作成を指導し、彼が現在在職するソコイネ農業大学の研究者とのパーソナルな関係を形成した。ナイジェリアの国際熱帯農業研究所との共同研究体制も確立し,そこの研究員であるチアヌ博士を京都大学に2年間JSPSの奨学制度で,2001年12月から招聘した。本企画調査の研究課題を追求するための農家調査票を,ナイジェリア向けとタンザニア向けに作成した。これら調査票の実施テストも実施し、必要個所を修正した。来年度から本格調査に入る準部がほぼ完全に出来上がった。
衛星観測に基づく気象システム別降水鉛直構造の解明

衛星降水レーダー(TRMM/PR)による観測を用いて降水タイプおよび大気下層の相対湿度で分類した降水鉛直分布のデータベースを作成した。さらに、作成したデータベースを用いて、低軌道衛星による降水瞬時値情報から地上降水積算量を推定する手法の実証実験を行った。低軌道衛星搭載のマイクロ波放射計観測は、全球衛星降水モニタリングの重要な入力情報の一つである。しかしながら低軌道衛星は地球を周回するため、衛星通過時の一瞬の降水強度しか観測することができない。一方で、降水モニタリング情報が利用される水災害対策などでは、ある程度の時間幅(30分1時間程度)の降水積算量が重要となる。仮にマイクロ波放射計による瞬時値観測情報から地上積算降水量を推定することができれば、衛星降水モニタリングの精度向上が期待できる。これまでの研究で、上空の降水強度と地上の降水強度の間には時間差を伴う相関関係があることが分かっていた。この時間差は、上空の降水が地上に到達するまでに要する時間によるものである。これは、上空の降水強度の情報が、数分数十分後の地上での降水強度に関する情報を有していることを示すものである。そこで、地上から数キロ上空までの降水強度の平均値を用いて地上降水強度の時間平均値の推定を試みた。この結果、地上から4.5km程度までの降水強度平均値が、衛星観測時の瞬間的な地上降水推定値(衛星観測プロダクトによる地上降水推定値)と比較し、衛星観測時から30分後までの地上降水平均強度(30分平均値)をよく表現していることが示された。これは、降水の鉛直情報を用いることで、瞬時値観測情報から地上の時間積算降水量を推定できる可能性を示している。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。[研究の目的と意義]本研究は気象システム内の雲種とその分布も考慮し、GPM主衛星搭載レーダー(DPR)により利用可能になった準全球の降水三次元観測と気象システム分類手法を用いて、気象システムおよび内部の雲種による降水鉛直構造の違いを明らかにすることを目的とする。本研究により、中・高緯度までも含む準全球における様々な気象システムに伴う降水の鉛直構造が、相互に比較可能な形で明らかになる。[データアーカイブ]今年度は衛星データ及び大気解析データのアーカイブを行った。具体的には大気再解析データ(JRA-55)、降水三次元衛星観測データ(GPM-KuPR Level2)、雲種三次元衛星観測データ(2B-CLDCLASS)、静止衛星に基づく雲量データ(北西太平洋領域雲量格子点情報)のアーカイブを行った。[雲分布データの作成]全球雲種データ作成の前段階として、北西太平洋領域の雲種データを作成した。これは気象庁作成の北西太平洋領域雲量格子点情報をもとに作成したものである。北西太平洋領域雲量格子点情報は静止衛星による可視・赤外観測情報をもとに雲種別の雲量を推定した格子点データである。本研究では各格子点で1種類の代表雲種を決定する必要がある。このため、雲量から代表雲種を決定する手法を開発した。[気象システム検出手法の改良]研究代表者がこれまで開発してきた気象システムの分類手法は特定の解像度(1.0度)の格子点データを入力とするものであった。このため、解像度の異なるデータを入力する際には解像度変換が必要であった。今年度は様々な解像度の入力データに対応できるよう、検出手法のアルゴリズムおよびデータ入出力モジュールの改良を行った。今年度はデータアーカイブおよび雲分類データの作成を計画していた。データアーカイブに関しては大気再解析データ(JRA-55)、降水三次元衛星観測データ(GPM-KuPR Level2)、雲種三次元衛星観測データ(JRA-55)、静止衛星観測に基づく雲量データ(北太平洋領域雲種格子点情報)のアーカイブが順調に進んでいる。雲種データの作成については、今年度は北西太平洋領域に限定して静止衛星観測に基づく雲量データから雲種データの作成を行った。これらに加え、当初は次年度に予定していた気象システムデータの作成を一部前倒しして行っており、アーカイブした大気再解析データの解像度に対応できるよう、気象システムの検出アルゴリズムの改良を行った。以上、今年度計画と次年度計画の順序が一部入れ替わったものの計画はおおむね順調に進展している。そこで、地上から数キロ

上空までの降水強度の平均値を用いて地上降水強度の時間平均値の推定を試みた。この結果、地上から4.5km程度までの降水強度平均値が、衛星観測時の瞬間的な地上降水推定値(衛星観測プロダクトによる地上降水推定値)と比較し、衛星観測時から30分後までの地上降水平均強度(30分平均値)をよく表現していることが示された。これは、降水の鉛直情報を用いることで、瞬時値観測情報から地上の時間積算降水量を推定できる可能性を示している。更新されていく観測データおよび大気再解析データは引き続きアーカイブを続ける。雲種データに関しては、今年度作成したデータのより詳細な検証を行う。また今年度は雲量データから雲種データを作成したが、静止衛星による赤外・可視観測から直接雲種分類を行う手法についても検討する。このために、静止衛星による赤外・可視観測データの収集も行う。気象システム分類については再解析データからの気象システムの検出アルゴリズムのチューニングを進めるとともに、分類数の拡張の可能性を検討する。作成した気象システム・雲種データを用いて人工衛星搭載の降水レーダによる降水三次元情報を気象システム・雲種により分類し、それぞれの降水三次元構造の特徴を明らかにするとともに、相互に比較可能な形でデータベース化する。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
議院内閣制の動的モデルー責任の明確性が首相交代リスクに与える影響の検討

我が国も採用する議院内閣制という制度においては、議会の信任を失うことによって国の行政の長である首相がいつでも交代しうる。一国のトップの交代が持つ政治的意味の大きさに鑑みれば、例えばなぜこうした現象が起こりやすい国とそうでない国があるのか、といった問いに答えることは重要な課題であると言えよう。本研究は、首相が政府の政策にどれだけの責任を持つか(或いは政府の政策の内容や質に首相がどれだけ影響力を持つか)に着目し、それが首相の地位の安定性にどう影響するのかを、数理的なモデルとデータ分析を用いて検討するものである。本研究は、首相が政府の政策にどれだけの責任を持つかに着目し、それが首相の地位の安定性にどう影響するのかを、数理的なモデルとデータ分析を用いて検討するものである。2018年度については1先行研究を検討したうえで、政権党内の一般議員が首相を交代させる誘因と責任の明確性の関係を検討するための数理モデルの構築を行う予定であったが、その過程で理論的前提の妥当性を明らかにする必要性を感じたため、2首相側が党内の一般議員からの交代圧力に対してどのように対抗できるのかに関する研究を優先して行うこととした。1についてはこのような事情から先行研究の検討にとどまったが、(a)責任の明確性が高い場合は、首相の政策選好と能力がそれぞれ政策位置と政策の質(成功/失敗)を規定する度合いが大きく、(b)有権者はこうした首相の責任の大小を前提に、観察した政策の質から首相の能力を推論したうえで、首相の政策選好と合わせて首相への評価を形成する、(c)与党内の一般議員はそうした有権者の情報更新を考慮に入れて、首相を交代させるかを決定するといった、分析の目的に適したより具体的なモデルの設定についての示唆を得た。2については、首相側の対抗手段としての人事権の行使(内閣改造)に関する論文として成果をまとめることができ、強力な党内統制の手段と考えられている人事権も、首相への支持が低下した場合には行使に制約がかかり、それをもって交代圧力に抗することは困難であることを明らかにした。研究課題遂行の過程で、一般議員の誘因構造が首相交代を規定するという理論的前提の妥当性を前もって明らかにする必要性を感じたため、その作業を優先的に行った。こちらについては論文の採択にまで至り大きな成果を得たが、本年度に予定していた先行研究の検討と数理モデルの構築と並行して行ったため、そちらには遅れが出ることとなり先行研究の検討とモデル構築の予備作業にとどまった。数理モデルの構築に遅れが出ているため、同時並行的にデータ分析の準備を進めていく。具体的には、内閣データに関しては、ヨーロッパ諸国についての既存のデータベース(The European Representative Data Archive)を手持ちの日本、カナダ、オーストラリアのデータとマージして用いることを考えている。責任の明確性の測定については、政権政党数などからなる従来から広く用いられてきた指標に加えて、上記のデータベースにある、首相の権力を指標化した比較的新しい変数を用いるなど幅広く検討することを考えている。

2については、首相側の対抗手段としての人事権の行使(内閣改造)に関する論文として成果をまとめることができ、強力な党内統制の手段と考えられている人事権も、首相への支持が低下した場合には行使に制約がかかり、それをもって交代圧力に抗することは困難であることを明らかにした。研究課題遂行の過程で、一般議員の誘因構造が首相交代を規定するという理論的前提の妥当性を前もって明らかにする必要性を感じたため、その作業を優先的に行った。こちらについては論文の採択にまで至り大きな成果を得たが、本年度に予定していた先行研究の検討と数理モデルの構築と並行して行ったため、そちらには遅れが出ることとなり先行研究の検討とモデル構築の予備作業にとどまった。数理モデルの構築に遅れが出ているため、同時並行的にデータ分析の準備を進めていく。具体的には、内閣データに関しては、ヨーロッパ諸国についての既存のデータベース(The European Representative Data Archive)を手持ちの日本、カナダ、オーストラリアのデータとマージして用いることを考えている。責任の明確性の測定については、政権政党数などからなる従来から広く用いられてきた指標に加えて、上記のデータベースにある、首相の権力を指標化した比較的新しい変数を用いるなど幅広く検討することを考えている。
NIDDM発症予防における運動・食事療法の役割(自然発症モデルラットを用いて)

雄性OLETFラットは自由摂食下で飼育した場合、24週齢でほぼ100%糖尿病となった。一方、同系ラットを車輪式自発運動ケージで飼育した場合、24週齢での糖尿病発症は皆無であった。この際、ラットは平均5km/日運動した。両群間に認められた顕著な身体的相異は、体重、腹腔内脂肪量が、運動群で減少していた。一方、生化学的変化として、インスリン感受性の亢進、血中インスリン反応の正常化が運動群において認められた。また、組織学的に非運動群に認められた、ラ氏島の肥大、線維増殖は運動により解消した。70%に摂飼量を制限した場合、運動とほぼ類似の結果となった。即ち、体重、腹腔内脂肪量の低下、インスリン抵抗性の解消、ラ氏島の肥大、線維増殖の軽減、糖尿病発症の抑制。また、この際、筋glut4の細胞膜分画へのtranslocationの亢進の傾向が認められた。これらの成績より運動、食餌制限とも、肥満の解消、インスリン感受性の亢進を介し、糖尿病発症を防止し得たと結論し得る。一方、通常飼育では糖尿病を発症しない雌性OLETF、正常対照LETOラットを、カフェテリア食、あるいは視床下部破壤で肥満させた場合、両者は共に雄性OLETFラット体重にまで肥満したにもかかわらず、両群間での糖尿病発症率に差を生じた。即ち、雌性OLETFでは全個体糖尿病になったがLETOではごく低率であった。インスリン抵抗性も異なり、前者は抵抗性になったが、後者は肥満しても抵抗性は亢進しなかった。前者には催糖尿病遺伝子のひとつODB-1が存在するが、後者には存在しない。過食、肥満はII型糖尿病の発症にとって必要要因であるが、それのみでは十分要因でなく、遺伝素因と複合して始めて糖尿病を惹起すると結論し得る。
自己に関する学習が交渉を伴う2方向サーチ・マッチングに与える影響

本年度は、若年労働者を対象とした労働市場でのマッチングに注目した分析を以下のように行った。若く経験の浅い労働者は、労働市場での自分の能力の市場価値をよくわからず(以下、不完全自己認識と呼ぶ)、企業から受け取る拒否(不採用)やオファー(採用)から自己の能力の市場価値について徐々に学ぶと考えられる。さらに、不完全自己認識の若年労働者は、出会った企業との交渉からも自己の能力に関する学習が促されると考えられるため、本研究では交渉を導入したサーチモデルを作成した。そして、交渉が無い場合をベンチマークとし、交渉がある場合と比較した結果、交渉がある場合には適切な相手とより早くマッチすることができるという結果が導出された。より具体的には、平成30年度は、平成29年度に作成した垂直方向に異質な2タイプの労働者の基本モデルをn(≧2)タイプ以上に拡張することを試みた。しかし、タイプ数が増えるのに伴い、主体が学習中に持つであろう信念の種類も増加し、モデルや計算が大変複雑化してしまった。得られる結果の重要性と、この複雑さのバランスを考慮に入れると、2タイプまたは3タイプのモデルの分析を採用することが望ましいと考えられる。ただし、2タイプのモデルにて得られている結果は、タイプ数に大きく依存したものとなっているため、次年度はモデルの複雑さとの兼ね合いから、3タイプのモデルに拡張したモデルで結果を導出したいと考えている。主体のタイプ数について、2タイプからn(≧2)タイプへの拡張を試みたことにより、すべての均衡の導出や特性を確認することができなくなってしまった。2タイプのモデルでは限定的な分析となってしまうこともあり、次年度、3タイプへの拡張を再度試みることとなった。主体のタイプ数を3タイプとしたモデルを作成し、結果を導出後、論文を完成させる。本研究は移譲可能な効用の仮定をおき、主体間で交渉が生じるような労働市場等に、自己に関する学習の議論を拡張することを目的とする。29年度は2方向サーチにおいて片側に不完全自己認識主体がいる場合を分析し、自己への学習が、意思決定と市場で誰と誰がマッチするのか(ミスマッチが生じるか)、別れ(separation)にどのような影響を与えるのかを分析することを目標としていた。片側不完全自己認識の状況は、例えば企業はそれまでの社会的活動を通じて自分のタイプをよく知っているが、労働者は経験不足から、自分のタイプを把握できておらず、労働者だけが企業からのオファーや拒否から自己についての学習するような状況に相当する。まず、本研究では基本モデルとして、垂直方向に事前に異質な2タイプの主体を考え、自己のタイプについての事前信念が市場に参入する人達のタイプ分布に依存するものとしたランダム・2方向サーチモデル(労働市場で言うと、企業側と労働者側それぞれが相手を探すモデル)を構築した。そして、ベンチマークケースとして完全情報時について分析を行い、結果を導出し、その後、不完全情報時の結果と比較することで、不完全自己認識による影響を明らかにするという手法をとった。特に、サーチ中の学習行動、他者の戦略の変化、市場均衡でのマッチング(誰と誰がマッチするか、および市場のマッチ数)の変化、別れの数の変化を調べることで、自己に関する学習が市場全体にどのような影響を与えるのかを調べた。そして、譲渡可能な効用の前提として逐次交渉を想定したときには、交渉の際に不完全自己認識主体は自己のタイプに気づき、マッチングよりも別れを選びやすくなり、ミスマッチが減り、市場のマッチ数が変化するという結果が導出された。29年度は、一番単純な主体が2タイプの場合についての基本モデルの構築を行い、分析したかった内容についても概ね結果が得られたと考えている。しかし、タイプ数が増えると信念の種類も増えるため、モデルの複雑化が予想された。このため、29年度は主体のタイプを2タイプとしたモデルについてのみ分析を行ったが、タイプ数が2タイプであることに依存する結果もいくつか得られているため、モデルの複雑化との兼ね合いをみながら、場合に応じて3タイプに拡張した分析を今後は付け加えたいと考えている。交渉の設定については、29年度は学習機会を増やすと予想される逐次交渉のケースについてのみ分析を行い、当初計画していたナッシュ交渉のケースについての分析が課題として残されている。しかし、逐次交渉のケースについては当初の予定通り、離職、離婚などの別れを認め、別れた者が市場に戻ってくるような設定とし、その行動によって市場マッチングがどのように変化するのかも調べ、それらについての結果は得られた。

得られる結果の重要性と、この複雑さのバランスを考慮に入れると、2タイプまたは3タイプのモデルの分析を採用することが望ましいと考えられる。ただし、2タイプのモデルにて得られている結果は、タイプ数に大きく依存したものとなっているため、次年度はモデルの複雑さとの兼ね合いから、3タイプのモデルに拡張したモデルで結果を導出したいと考えている。主体のタイプ数について、2タイプからn(≧2)タイプへの拡張を試みたことにより、すべての均衡の導出や特性を確認することができなくなってしまった。2タイプのモデルでは限定的な分析となってしまうこともあり、次年度、3タイプへの拡張を再度試みることとなった。主体が2タイプの基本モデルの構築は終え、分析結果は概ね得られているが、2タイプに依存しているいくつかの結果については、3タイプに拡張して分析を付け加える。その後、学会発表やセミナー発表などを通じ、他の研究者のコメントを反映しながら論文の作成を行い、英文査読付き雑誌に投稿する。この研究が終わり次第、両側の主体(労働市場なら、企業側と労働者側の両者)が不完全自己認識のケースの分析について着手する予定である。主体のタイプ数を3タイプとしたモデルを作成し、結果を導出後、論文を完成させる。論文執筆に当初の予定より時間を要し、英文校正費用1回分の費用を年度内に使用しきれなかった。今年度、論文を完成させるに至らなかったため、予定していた学会発表と英文校正に、予算を使用することができなかったため。
単一光プロセスによる三次元周期構造物の作製とそのフォトニック結晶への応用

昨年度に引き続き,回折ビームスプリッターを用いたレーザー光の干渉による三次元微細周期構造の作製およびその理論についての研究を行なった。単純な計算では,作製される三次元構造物は体心立方構造をとるが,実際にはもっと複雑な構造をとることが判明した。そこで,光波の位相を考慮した計算を行なった結果,本手法により,フォトニック結晶構造の中でももっとも重要な構造の一つであるダイアモンド構造を作製可能であることが明らかになった。また,共焦点顕微鏡観察により,実際にそれが作製されていることも確認した。これに加え,フェムト秒多光束干渉による多光子吸収を利用した周期構造物の作製を行なった。使用したフェムト秒パルスの可干渉距離は40マイクロ秒程度であり,通常の光学系で多光束干渉を行なうのは困難であり,また位相が不安定になるという問題を伴う。これに対し,本研究の光学系ではそれを容易に実現でき,これにより多光子吸収を利用して多次元周期構造を作製することが可能であると予測される。実際に作製を行なった結果,正方格子に配列したロッド群の作製に成功した。これらは多光子吸収の特性のために強固であり,構造を取り出して走査型電子顕微鏡で直接観察をすることが可能であった。これら一連の発表は,国内・国際学会において口頭発表を行なうと主に,論文として発表した。この他2本の論文を準備中である。また,本研究の過程で,顕微鏡に導入されるレーザー光の強度を正確かつ簡易に計測する方法を考案した。それを妥当性を実験的に確かめるとともに,理論的な解析を行なって,論文として発表した。本研究で提案した手法により,回折ビームスプリッターを用いたレーザー光の干渉による三次元微細周期構造の作製を行った。干渉について計算を行った結果,コントラストの良い三次元構造の作製のためには,干渉させる光波の相対強度の調整が必要であることが明らかになった。そこで,使用している回折ビームスプリッターに合わせて,スパッタ法により空間的に透過率が変化しているフィルターを作製した。このフィルターを用い,またレーザー光強度と照射時間,材料として用いているフォトレジストの前処理・後処理条件などのパラメーターを最適化することにより,単一の光照射プロセスによって三次元微細周期構造を作製することに成功した。この時,光源としてはフェムト秒チタンサファイアレーザーからのレーザーパルスの第二高調波(380nm)を用いた。このパルスの長さは空間にして数十マイクロメートル程度であるが,干渉する各光路の長さを全く調整することなく干渉を起こすことができ,本研究の手法の有効性が明確になった。これに加えて,光波間の相対的な位相を厳密に制御することによって干渉パターンひいては形成物の構造を変えられることが,計算により明らかになった。これを実現するためには各光路の相対長さをサブマイクロメートルで調整することが必要であり,現在の光学系では対応できない。そこで,その制御を行うための新たな光学系について検討し,実験に着手した。
電気機器から発生する高調波誘導障害に関する研究

電気機器から発生する高調波電流低減対策として、次のような方法を提案した。1.テレビのようなコンデンサ入力型整流回路に対しては、次の3つの方法について高調波電流低減効果・力率・効率などを定量的に検討し、それぞれの特徴と有効性を明らかにした。(1)負荷側を抵抗条件となるようにR-L並列回路を挿入する方法(2)前記の方法を改良して、負荷を2分割して効率の低下を防ぐ方法(3)さらに改良を加えて、スイッチングレギュレータを用いて負荷を分割することなく、しかも電力損失を非常に少なくできる方法2.調光装置のような抵抗負荷の交流電力調整回路(現在はサイリスタを用いた自然消弧方式が採用されている)に対しては、次の2つの方法について、高調波電流低減効果・力率・効率などを定量的に検討し、それぞれの特徴と有効性を明らかにした。(1)負荷を2分割して、それぞれに位相遅れと位相進みの制御方式を適用する方法(2)搬送周波数20KHz程度のPWM制御を適用する方法(フィルタの設計を含む)この研究期間では、電気機器から発生する高調波電流の低減方法を主体に研究を進めてきたが、今後はこの高調波電流に起因する誘導雑音特性を検討する上での前提となる基礎項目の問題点を解明し、雑音電圧を精度よく予測し対策手法を検討できる計算法の確立に関する研究を進めていく必要がある。現在主にサイリスタを用いた自然消弧方式によって制御されている調光装置(純抵抗とみなせる負荷)に、高調波低減の目的でPWM制御方式を適用するにあたって、最近大容量化が進んでいる高速スイッチング素子のIGBTを使用することで搬送周波数を20kHzにすることを検討し、実測および数値解析結果から次のような成果が得られ、この方法が有効であることが明らかとなった。(1)フィルタ総容量は自然消弧方式に比較して約半減できる。(2)高調波電流は、フィルタ付き自然消弧方式と比較して60%以上低減できる。(3)力率はほぼ1である。また、この検討段階で、調光装置のような負荷に対しては、負荷を2分割して、それぞれに制御角の同期をとるようにした位相遅れと位相進みの各制御を適用する方式(位相遅れ進み制御方式)を提案し、従来の自然消弧方式よりも20%程度高調波電流を低減でき、力率もかなり改善できることを明らかにした。この方式はPWM制御ほどの低減効果は期待できないが、極めて簡単な制御回路である程度の高調波低減と力率改善の効果があり実用面からみて有効である。今後は、PWM制御を改良した新しい制御方式を提案し、その有効性を定量的に明らかにする。また、誘導雑音特性を検討する上での前提となる基礎項目の問題点についても検討する予定である。1.テレビのようなコンデンサ入力型整流回路に対しては、次の3つの方法について、高調波電流低減効果・力率・効率などを定量的に検討し、それぞれの特徴と有効性を明らかにした。(1)負荷側を定抵抗条件となるようにR-L並列回路を挿入する方法(2)前記の方法を改良して、負荷を2分割して効率の低下を防ぐ方法(3)さらに改良を加えて、スイッチングレギュレータを用いて負荷を分割することなく、しかも電力損失を非常に少なくできる方法2.調光装置のような抵抗負荷の交流電力調製回路(現在はサイリスタを用いた自然消弧方式が採用されている)に対しては、次の2つの方法について、高調波電流低減効果・力率・効率などを定量的に検討し、それぞれの特徴と有効性を明らかにした。(1)負荷を2分割して、それぞれに位相遅れと位相進みの制御方式を適用する方法(2)搬送周波数20kHz程度のPWM制御を適用する方法(フィルタの設計を含む)

この研究期間では、電気機器から発生する高調波電流の低減方法を主体に研究を進めてきたが、今後はこの高調波電流に起因する誘導雑音特性を検討する上での前提となる基礎項目の問題点を解明し、雑音電圧を精度よく予測し対策手法を検討できる計算法の確立に関する研究を進めていく必要がある。
小型パルスパワー装置による大電力・短パルス広帯域マイクロ波の発生とその安定化

本年度の計画は、昨年設計したTEMアンテナを作成し、それを同軸パルスパワー装置の出力部に取り付け、広帯域マイクロ波の発生実験を行いその発振条件を探ることであった。そこで、再整備した高電圧トリガー回路をパルスパワー装置に取り付け、パルスパワー装置の動作確認を行う予定であったが、高電圧充電系のみの動作確認を行ったところ、同回路においても装置動作に支障を生じることがわかった。そこで、本年は、まず、高電圧充電系のスイッチ部を新しく設計し直し、また、その他の付属回路についても新たに製作を行った。それと並行して、パルスパワー電源に負荷を接続した際の動作について、シミュレーション計算を行った。電磁ホーンアンテナを用いたマイクロ波の発生には、急峻な立ち上がりを持つ短パルス出力が必要である。そこで、現状のパルスパワー装置のパラメータを用いて、負荷を変更した際の出力波形の変化について計算を行った。その結果、パルスパワー装置を40[kV]で充電した場合、負荷抵抗が10[Ω]のとき、最大出力電圧は120[kV]でパルス幅は75[ns](FWHM)であった。また、負荷抵抗が30[Ω]のとき、最大出力電圧は175[kV]でパルス幅は95[ns](FWHM)であった。この結果より、出力パルスは100[ns]以下ではあるが、立下り時間が長いことがわかった。よって、現状のパルスパワー装置を用いてさらに短いパルスを出力するためには、当初から計画していたピークギャップスイッチの取り付けが必要であると考察された。次に、電磁界シミュレーションソフトウェアを用いて、TEM電磁ホーンアンテナにパルス高電圧を印加した場合の、ホーンアンテナ内部の電界の評価を行った。本年は、TEMアンテナの形状や大きさを変更することで、電界がどのように時間的に変化するかの計算を行った。パルスパワー装置の高電圧充電系に使用している回路が古く、パルスパワー装置の動作に支障が生じたため、一部の回路を新しい回路に置き換える作業が必要になった。その設計と製作じ時間を取られた。また、同時に、パルスパワー装置を分解して、内臓されているセラミックコンデンサーの耐圧試験を実施したため、実験が大幅に遅れる結果になった。パルスパワー装置の動作確認を行った後に、広帯域マイクロ波の発生実験を行いマイクロ波の発振を確認する。広帯域マイクロ波の発振が確認できた場合は、充電電圧、放電ギャップ長、ホーンアンテナの大きさや形状等の実験条件を変更して、最大電力が発生できる最適条件を探る。また、ホーンアンテナ近傍での電界強度をD-dotプローブで測定し、その測定値についても、様々な実験パラメータとの比較および検討を行う。さらに、ピーキングスイッチを作成し、パルスパワー装置の出力部に接続する。スイッチの圧力等を変化させ、パルスパワー装置の出力波形を短パルス化できるか実験を行う。短パルス化できたら、上記と同様に、広帯域マイクロ波の発生実験を行い、ピーキングスイッチの有無によるマイクロ波出力を測定し比較することで、スイッチの効果について検証する。本年の本研究の目的は、広帯域マイクロ波をTEMアンテナを用いて発生させるために、同軸パルスパワー装置(-360kV, 280J)を大気圧下で動作可能なように改修を行うことと、その動作試験を行うことである。また、並行して広帯域マイクロ波を発生させるためのTEMアンテナの設計である。まず、真空中で電子ビームを発生するために使用していた同軸パルスパワー装置の出力インターフェースを大気圧下で動作可能なようにダイオード部の形状の修正や、TEMアンテナまでの出力伝送部の追加を行った。次に、同軸パルスパワー装置の出力電圧はこれまで容量分圧器のみで測定したいたが、測定精度を増すために、出力部に新たに抵抗分圧器を設置することにした。また、出力電流の測定にはシャント抵抗を用いていたが、より出力部に近い位置で電流を測定するために、ロゴスキーコイルを新たに追加することにした。これらの測定器の設計を行った。さらに、同軸パルスパワー装置の制御系において、高電圧トリガー信号を発生する回路が真空管方式で、単パルス出力にしか対応していなかった。本研究では、同軸マルクス装置の繰り返し動作も想定しているため、新たな高電圧トリガー回路の設計および製作を行った。トリガー回路の信号発生には、実験条件を容易に変更できるように小型のマイクロコンピュータを導入した。次に、TEMアンテナの設計では、シミュレーションソフトにより電磁解析を行いアンテナ形状の違いによる各部の電界を計算した。今後は、新たに作成したトリガー回路、抵抗分圧器等を取り付けて同軸パルスパワー装置の動作試験を行い、その後、TEMアンテナも接続して広帯域マイクロ波の発生実験を行う予定である。同軸パルスパワー装置の内部は、小型コンデンサー約300個で構成されており、定期的なメインテナンスが必要である。このコンデンサーの耐圧試験に時間を要した。また、パルスパワー装置が古いこともあり、付属のトリガー回路も真空管を多用した回路であった。今回、パルスパワー装置の連続的な動作も行う予定にしているため、初期計画に追加してトリガー回路の改修も行うことにした。これらによって、実験に2か月程度の遅れを生じている。

そこで、本年は、まず、高電圧充電系のスイッチ部を新しく設計し直し、また、その他の付属回路についても新たに製作を行った。それと並行して、パルスパワー電源に負荷を接続した際の動作について、シミュレーション計算を行った。電磁ホーンアンテナを用いたマイクロ波の発生には、急峻な立ち上がりを持つ短パルス出力が必要である。そこで、現状のパルスパワー装置のパラメータを用いて、負荷を変更した際の出力波形の変化について計算を行った。その結果、パルスパワー装置を40[kV]で充電した場合、負荷抵抗が10[Ω]のとき、最大出力電圧は120[kV]でパルス幅は75[ns](FWHM)であった。また、負荷抵抗が30[Ω]のとき、最大出力電圧は175[kV]でパルス幅は95[ns](FWHM)であった。この結果より、出力パルスは100[ns]以下ではあるが、立下り時間が長いことがわかった。よって、現状のパルスパワー装置を用いてさらに短いパルスを出力するためには、当初から計画していたピークギャップスイッチの取り付けが必要であると考察された。次に、電磁界シミュレーションソフトウェアを用いて、TEM電磁ホーンアンテナにパルス高電圧を印加した場合の、ホーンアンテナ内部の電界の評価を行った。本年は、TEMアンテナの形状や大きさを変更することで、電界がどのように時間的に変化するかの計算を行った。パルスパワー装置の高電圧充電系に使用している回路が古く、パルスパワー装置の動作に支障が生じたため、一部の回路を新しい回路に置き換える作業が必要になった。その設計と製作じ時間を取られた。また、同時に、パルスパワー装置を分解して、内臓されているセラミックコンデンサーの耐圧試験を実施したため、実験が大幅に遅れる結果になった。まず、改修したトリガー回路を用いて同軸パルスパワー装置の動作試験を行う。その後、容量分圧器と新たに作成した抵抗分圧器の較正を行い、同軸パルスパワー装置の大気中での出力波形を測定する。また、シミュレーション結果をもとに、TEMアンテナのサイズや形状を決定し、アンテナの作成を行う。同軸パルスパワー装置の出力部にTEMアンテナを接続し、何らかの広帯域マイクロ(UWB)が発生するか検証を行う。UWB発生の確認は、シールドケース内に設置したホーンアンテナでUWBをピックアップし、クリスタルディテクターで検波しオシロスコープで測定した信号から判断する。その後、様々な実験パラメータを変更し、UWBのパワーが最大となる最適条件をも付ける。また、3GHz以下の周波数領域では、オシロスコープで直接、信号を測定可能なため、その結果から発振周波数と電力の分析を行う。パルスパワー装置の動作確認を行った後に、広帯域マイクロ波の発生実験を行いマイクロ波の発振を確認する。広帯域マイクロ波の発振が確認できた場合は、充電電圧、放電ギャップ長、ホーンアンテナの大きさや形状等の実験条件を変更して、最大電力が発生できる最適条件を探る。
人工基質小胞の開発

生体組織の石灰化には基質小胞と呼ばれる生体二重膜で囲まれた小胞構造が関与している。本研究では、石灰化の機構を解明するために、人工基質小胞の作製方法の基礎的検討をおこなった。1.軟骨細胞培養系の培地より分離した基質小胞からアルカリホスファタ-ゼを精製した。また、この酵素の各種の阻害剤にたいする感受性および抗体との交差性を検討して、基質小胞のアルカリホスファタ-ゼが組織非特異的型のアイソザイムであることを確認した。2.軟骨細胞培養系の基質形成期および基質石灰化期より細胞外基質を分離してラット及びモルモットに注射して、それぞれに対する抗体を作成した。また、これらのIgGを結合した抗体カラムを作成した。基質石灰化期の細胞外基質成分を、基質形成期の細胞外基質にたいする抗体カラムに通して石灰化基に特異的に出現するタンパク質を分離した(日本骨代謝学会、1990発表予定)。現在、これらの石灰化関連蛋白質にたいするモノクロ-ナル抗体を作成している。これらのモノクロ-ナル抗体親和性クロマトグラフィ-にてアルカリホスファタ-ゼ以外の石灰化関連蛋白を精製することができる。3.石灰化の担体となることが知られているコラ-ゲンが軟骨細胞培養系から分離した基質小胞に結合していることを確認した。即ち、人工基質小胞を作成するためには、a)組織非特異的型のアルカリホスファタ-ゼ、b)石灰化期に特異的に出現する蛋白質、c)II型およびX型コラ-ゲンを、d)リポソ-ムに会合させればよいことが示唆された。以上、石灰化能を有する人工基質小胞の開発のための基礎デ-タが得られた。生体組織における無機イオン結晶化のメカニズムは未だ不明であるが基質小胞と呼ばれる生体二重膜で囲まれた小胞構造が関与している。基質小胞には、高レベルのCa^<++>結合性アルカリホスファターゼ活性が局在しており、Ca^<++>とリン酸の取り込みを促がすと考えられている。ところで、我々は最近、遠心管内で培養したウサギ成長板軟骨細胞が、生体内のプログラムにしたがって、増殖、成熟、肥大化して最終的には顕著に石灰化することを報告した(kato5,Pro.Natl Acad.Sci.USA.1988)。しかも、本石灰化モデル系の培養液中には大量の基質小胞が遊離状態で存在していることを見い出した(加藤ら、日本骨代謝学会にて発表、1988、東京)。この培養液中の基質小胞を超遠心法(3万×g、60分)にて分離して、アルカソホスファターゼ活性を測定すると至適PH10.0の典型的な組織非特異型酵素が得られた。また、その比活性も、培養細胞塊より約10倍高く、成長軟骨全体の、ホモジェネートと比較しても1050倍もの高レベルを示した。そこで基質小胞を出発材料として、ブタノール抽出、Mono Qおよびphenylsuperose(FPLC)にてアルカリホスファターゼを精製した。Mono Qおよびphenylsuperoseクロマトグラフィーにてそれぞれ300倍および100倍比活性が上昇した。なお、この純化したアルカリホスファターゼはレバミソール(Ki=3×10^<-5>M)、varadate(Ki=10^<-6>M)およびLーhomoarginine(Ki=3×10^<-4>M)にて阻害された。しかし、アルカリホスファターゼの蛋白質としての回収率は低くて、ソポソームに組み込む実験には至らなかった。現在、アルカリホスファターゼの精製の回収率を改良すべく努力している。

一方、我々は遠心管培養系の石灰化期にはCa^<++>結合性蛋白質が出現することを見い出しているので、この蛋白質の性質をも検討している。軟骨・骨の石灰化には、基質小胞と呼ばれる生体二重膜で囲まれた小胞構造が重要な役割を果していると考えられている。しかし、基質小胞がCaとPiを取り込む機構は不明である。1.本年度は、軟骨細胞培養系の培地より分離した基質小胞から精製したアルカリホスファタ-ゼと骨より精製した酵素に対する抗体との交差性を検討して、基質小胞アルカリホスファタ-ゼが組織非特異的型(骨型)のアイソザイムであることを確認した。2.また、II型コラ-ゲンが軟骨細胞培養系から分離した基質小胞に結合していることを見いだした。さらに、軟骨細胞培養系の基質形成期および基質石灰化期より細胞外基質を分離してラット及びモルモットに注射して、それぞれに対する抗体を作成した。3.さらにこれらの1gGを結合した抗体カラムを作成した。基質形成期の細胞外基質に対する抗体のカラムに、基質石灰化期の細胞外基質成分を通して、石灰化期に特異的に出現するタンパク質を分離した(日本骨代謝学会、1990発表予定)。現在、石灰化関連蛋白質に対するモノクロナ-ル抗体を作成している。これらの石灰化蛋白質が精製できれば、アルカリホスファタ-ゼとコラ-ゲンとともにリポソ-ムに組み込むことにより、機能的な人工基質小胞を作成することができると期待できる。
中性子ラジオグラフィーを用いた沸騰二相流の可視化とボイド率計測に関する研究

本研究は、核融合炉プラズマ対向機器、核破砕中性子源固体ターゲットなどの高熱負荷機器の水冷却に関連して、狭間隙流路内の沸騰二相流の熱水力学的検討の第1段階として、その流動特性(流動様式、ボイド率)を明らかにすることを目的とする。計測法として定常熱中性子ビームによる中性子ラジオグラフィーを用いて狭間隙流路内サブクール沸騰二相流の可視化とボイド率計測を行う。平成10年度は中性子ラジオグラフィー実験用可搬型熱流動実験ループを用いて流路内サブクール沸騰における流動様式の観察及びボイド率計測を行った。実験は、中性子源として日本原子力研究所JRR-3Mを利用し、撮像系として中性子ラジオグラフィー高速度撮像システムを用いた。この実験の結果と既存の相関式との比較により、ボイド率計測の誤差評価が問題となった。そこで、平成11年度は、同じ試験部流路にポリスチレン板を挿入して沸騰二相流を模擬することにより、ボイド率計測法の検証、計測誤差評価を行った。中性子ラジオグラフィーにより得られた画像を画像処理装置により処理し、Σ-スケーリング法によりポリスチレン板の等価ボイド率を求め理論値と比較することにより、高速度撮像による瞬時ボイド率計測及び時間平均ボイド率計測について、計測誤差の評価を行った。平成12年度は、平成11年度までに開発・検証された方法により狭間隙流路内沸騰二相流の瞬時ボイド率分布及び時間平均ボイド率分布のデータを取得し、その流動特性の詳細について調べた。これにより得られたデータを解析し、狭間隙流路内の沸騰二相流の限界熱流束近傍の流動様式、サブクール沸騰域におけるボイド率分布の詳細構造等について有益な知見が得られた。本研究は、核融合炉プラズマ対向機器、高出力核破砕中性子源ターゲットなどの高熱負荷機器の水冷却に関連して、狭間隙流路中における沸騰二相流の熱水力学的検討の第一段階として、その流動特性(流動様式、ボイド率)を明らかにすることを目的とする。計測法として定常中性子ビームによる中性子ラジオグラフィ高速度撮像法を用い、狭間隙流路内サブクール沸騰二相流の可視化とボイド率計測を行う。平成10年度は、中性子ラジオグラフィ実験用可搬型熱流動実験ループの構築、狭間隙片面加熱矩形流路試験部の製作を行い、これを用いて流路内サブクール沸騰における流動様式の観察及びボイド率計測を行った。実験では、中性子源として日本原子力研究所JRR-3Mを用い、時間平均ボイド率の計測には撮像速度毎秒30フレームのSIT管カメラを、流動様式の観察には中性子ラジオグラフィ高速度撮像システムを用いた。これにより得られた画像を画像処理装置により処理し、Σ-スケーリング法によりボイド率を計測した。これにより、限界熱流束近傍における沸騰二相流の流動様式、サブクール沸騰域の時間平均ボイド率、気泡離脱開始点、実クォリティと熱平衡クォリティとの関係などに関するデータが得られた。これらのデータと既存の相関式との比較を行い、狭間隙矩形流路内のサブクール沸騰の特徴に関する知見が得られた。本研究は、核融合炉プラズマ対抗機器、高出力核破砕中性子源固体ターゲットなどの高熱負荷機器の水冷却に関連して、狭間隙流路中における沸騰二相流の熱水力学的検討の第一段階として、その流動特性(流動様式、ボイド率)を明らかにすることを目的とする。計測法として、定常熱中性子ビームによる中性子ラジオグラフィを用い、狭間隙流路内サブクール沸騰二相流の可視化とボイド率計測を行う。昨年度は、中性子ラジオグラフィ実験用可搬型熱流動実験ループを用いて流路内サブクール沸騰における流動様式の観察及びボイド率計測を行ったが、既存の相関式との比較において、ボイド率計測誤差の評価が問題となった。

そこで、平成11年度は、昨年度と同じ流路にポリスチレン板を挿入して沸騰流を模擬することにより、ボイド率計測法の検証、測定誤差の評価を行った。実験は、中性子源として日本原子力研究所JRR-3Mを利用し、撮像像系として中性子ラジオグラフィ高速度撮像システムを用いた。これにより得られた画像を画像処理装置により処理し、Σ-スケーリング法によりポリスチレン板の等価ボイド率を求め理論値と比較することにより、計測誤差の評価を行った。誤差評価は、高速度撮像(毎秒1125フレーム)による瞬時ボイド率計測及び時間平均ボイド率計測について行った。これらの実験により、限界熱流束近傍の沸騰二相流の流動様式、サブクール沸騰域における時間平均ボイド率等に関する知見が得られ、また、ボイド率計測における測定誤差を評価することができた。本研究は、核融合炉プラズマ対向機器、核破砕中性子源固体ターゲットなどの高熱負荷機器の水冷却に関連して、狭間隙流路内の沸騰二相流の熱水力学的検討の第1段階として、その流動特性(流動様式、ボイド率)を明らかにすることを目的とする。計測法として定常熱中性子ビームによる中性子ラジオグラフィーを用いて狭間隙流路内サブクール沸騰二相流の可視化とボイド率計測を行う。平成10年度は中性子ラジオグラフィー実験用可搬型熱流動実験ループを用いて流路内サブクール沸騰における流動様式の観察及びボイド率計測を行った。実験は、中性子源として日本原子力研究所JRR-3Mを利用し、撮像系として中性子ラジオグラフィー高速度撮像システムを用いた。この実験の結果と既存の相関式との比較により、ボイド率計測の誤差評価が問題となった。そこで、平成11年度は、同じ試験部流路にポリスチレン板を挿入して沸騰二相流を模擬することにより、ボイド率計測法の検証、計測誤差評価を行った。中性子ラジオグラフィーにより得られた画像を画像処理装置により処理し、Σ-スケーリング法によりポリスチレン板の等価ボイド率を求め理論値と比較することにより、高速度撮像による瞬時ボイド率計測及び時間平均ボイド率計測について、計測誤差の評価を行った。平成12年度は、平成11年度までに開発・検証された方法により狭間隙流路内沸騰二相流の瞬時ボイド率分布及び時間平均ボイド率分布のデータを取得し、その流動特性の詳細について調べた。これにより得られたデータを解析し、狭間隙流路内の沸騰二相流の限界熱流束近傍の流動様式、サブクール沸騰域におけるボイド率分布の詳細構造等について有益な知見が得られた。
自発的運動によって活性化される脳内分子のレジリエンス亢進作用の解明と応用研究

本研究課題は、ストレス適応能力およびストレスの神経発達に対する影響を基礎薬学的に解明することにより、ヒトにおける疾患予防や治療に生かす方略を考案するために行った。これまでに、健常なマウスを豊かな環境下で飼育すると、脳内でペプチド発現が増加すること、そのうちの1つであるダイノルフィンAそのものをマウスに脳内投与すると、うつ様行動発現を抑制することを明らかにしてきた。一方、発達過程の中で胎生中後期は、内外からの様々な刺激に対し非常に感受性が高い。マウス胎仔(胎生14日出生日)にニコチンを曝露し、生後67週齢時に解析を行ったところ、断崖絶壁回避試験で観察される衝動性の亢進や物体随伴性注意試験における注意機能障害などの行動障害も誘発されることを見出した。さらに、前頭皮質における長期増強および細胞外グルタミン酸レベルの低下が認められた。そして、その障害の発現には、胎生期のα7アセチルコリン受容体を介した細胞増殖機能の低下が関与していることを見出した。この動物モデルを用いて、「ドラッグリポジショニング概念」を応用し、ガランタミンの治療薬としての可能性を検討した。その結果、ガランタミンの単回投与によって、衝動性の亢進、注意機能障害及び長期増強低下が有意に緩解され、これらはα7アセチルコリン受容体拮抗薬によって抑制された。以上のことから、内因性のペプチドによるストレス適応機能増強、また前頭皮質機能の低下に対するアセチルコリン受容体刺激による改善作用を見出した。今後はこれらの医薬品への応用を検討したい。先の科研費研究において、健常なマウスを豊かな環境下で飼育すると、自発的運動が増加し、前頭皮質および海馬において約100種類の分子の発現が増加することをDNAアレイ解析によって明らかにした。本研究では、発現が増加した分子がタンパクレベルで増加しているかどうかを確認し、あわせてその機能について解析を開始した。C57BL/6J系雄性マウスを回転かご付きのケージで4週間飼育後断頭し、前頭皮質を摘出しサンプル調製を行った。対照群は不動性の回転かごを設置したケージで4週間飼育したものとした。DNAアレイ解析で発現レベルが高かった分子について、ウェスタンブロット法で確認したが、神経伝達物質関連酵素(TH, NET, DAT)とも統計学的に有意な増加が確認できなかった。現在、細胞増殖関連分子の発現解析を行っている。合わせて、1分子の発現増減ではなく、複数の分子群に着目し、新たにパスウェイ解析を開始し、脳レジリエンス機能の亢進に繋がるシグナル伝達の解明を進めている。また、精神疾患の中でもPTSDに着目し、遺伝子改変動物を用いたモデル動物の作製に取り組んでいる。前脳特異的コレシストキニン受容体2過剰発現マウスを用いて、幼若期(4週齢時)に社会心理的ストレスを負荷し、青年期(78週齢時)に文脈的すくみ行動を観察し、野生型マウスと比較した。その結果、この遺伝子改変マウスは野生型マウスより強いすくみ行動を示した。この行動はSSRIの前投与によって緩解された。今後はこのモデルマウスと健常マウスとの違いについて神経科学的に検討し、別の視点からもレジリエンスの機構について検討する。上記のように単一分子の発現増減については当初立てた仮説のようにダイナミックなタンパクレベルでの発現変動はなさそうである。このことは申請段階でもありうることと想定していたので、初年度の後期はパスウェイ解析を進めるよう準備をはじめ、初年度末には解析を開始した。従って、想定の範囲内の遅れはあったものの、概ね順調に進展している。より健康に、かつ心豊かに過ごすことは、少子高齢社会となった我が国において最も重要なことであるが、ストレスによるうつ病や不安障害などによって社会生活すらままならない人が増えている。私はこれまでに、治療薬開発のためにヒトの疾患に類似した精神疾患モデル動物を作製することに取り組んできた。そこで、これらのモデルを活用し、精神疾患を発症する前に自らの力によって予防することを意識した研究を進めることを開始した。統合失調症様モデルマウスを用いて、遊具を備えた広いケージ内で4週間飼育するとその症状が緩解し、その飼育遊具の中で利用率が最も高かった回転かごのみを設置したケージ内で飼育しても同様に症状が緩解されることを見出した。そこで本研究では、回転かごを設置したケージで4週間飼育したのちに活性化される複数分子の動きについてネットワーク解析を行った。本研究では、6週齢のC57BL/6J系雄性マウスを回転かごのみを設置したケージ(RWC-15、メルクエスト)内でマウスを4週間飼育後、脳を取り出し、前頭皮質を摘出した。脳片からmRNAを抽出し、Mouse Whole Genome Bioarray用プレートを用いて、遺伝子発現解析後、そのデータを基にパスウェイ解析によって、ストレス抵抗分子群のニューロンネットワーク解析を行った。なお、対照群は回転かごの無い通常ケージで4週間飼育したものとした。その結果、生体膜脂質に関連した合成・代謝系のシグナルネットワークが亢進していることが分かった。今後はこのネットワークを調整できる化合物を選択あるいは設計・合成し、予防に生かしたい。本研究課題申請時に立案した実験計画(開始1および2年目)について、概ね実行できた。平成27ー28年の2年間の結果をもとに創薬につなげられるよう基礎研究を行った。これまでに、アレイ解析等から、アセチルコリン受容体(AChR)がレジリエンスに深く関与していることも見出してきた。