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母子関係確定の法的基準

自然生殖を前提とした「分娩者=法律上の母」には本来「卵子由来者=法律上の母」も含まれているため、分娩者が必ずしも卵子由来者とは限らない生殖補助医療において「分娩者=法律上の母」を母子関係確定の基準として適用すれば、首尾一貫性の問題が生じるという議論の整理を行い、問題点を明確にした。また、この首尾一貫性の問題を避けるために、生殖補助医療において「分娩者=法律上の母」および「卵子由来者=法律上の母」を同時に採用する余地があることが明らかになった。平成22年度においては、主に次の13の予備的分析と関連する資料の収集を行った。まず、1「分娩者=母という考え方の起源に関する研究」については、その考え方の歴史的な起源とその変動の過程を明らかにするために、1804年に制定されたフランス民法典での法的母子関係の発生に関する19世紀のフランスの学説・判例を検討した。また、かつて日本の学説においてなされた議論(条件付当然発生説・当然発生説・認知必要説)の検討も進めた。次に、2「法律上の母子関係の決定とその制度に関する研究」については、フランスをはじめとする諸外国の母子関係制度およびその改革の経過に関する資料を収集し、検討を行った。特に2005年の法改正(オルドナンス第2005-759号)により非嫡出母子関係の成立に対しても条件付当然発生主義を採用したフランスの制度に注目した。さらに、3「母子関係確定の法的基準の要素に関する研究」については、親性の本質とは何か、親性概念が何によってどのように規定されるかを考える際に考慮する必要があるgeneticist principleやgestationalistprincipleという考え方を哲学的観点から整理し、その問題点とそれをめぐる議論を深めることができた。これらの作業によって総合的な検討を行うことができ、本研究の目的である自然生殖における法的母子関係を決定する基準を明確にするための重要なステップとなった。平成23年度は2年目となる中間年度であり、主として「法律上の母子関係の決定とその制度に関可る研究」についての資料収集を継続するとともに、その分析を比較法の観点から行った。例えば、英米法では、以前は嫡出子については当然発生主義が採用され、母子関係は分娩によって発生したが、非嫡出子については「誰の子でもない子」という基本的考え方があり、それは一見当然発生主義への制限のように見える。しかし、非嫡出子が「誰の子でもない子」であるという考え方は、非嫡出子と母との間に母子関係が成立しないことを必ずしも意味するものではなかったことがわかった。このような比較法の観点からの分析は、本研究の目的である「自然生殖の領域において法律上の母子関係を決定する基準を明確にすること」を実現するために不可欠なものであると考えている。また、自然生殖の領域に限らず、生殖補助医療によって生まれた子の法律上の母子関係確定、特に母の定義をめぐる国際的な議論の展開や裁判所の認識の変化についても検討する必要があると考えた。このため、本年度は22力国の専門家が集まった「国境を越える代理出産問題」に関する学会に参加し、国際代理出産における母子関係の決定についての情報交換と意見交換を行った。その成果として、日本における代理出産の現状と母子関係確定をめぐる諸問題について論文にまとめた。本研究課題の最終年度であった平成24年度は、「法律上の母子関係の決定とその制度に関する研究」および「母子関係確定の法的基準の要素に関する研究」を全体的にまとめ、総括を行った。昨年度に引き続き、「法律上の母子関係の決定とその制度に関する研究」において比較法の観点から判例や学説の分析を行い、国境を越える生殖補助医療と親子関係の確定をめぐる問題について検討した。それらの結果をもとに、生殖補助医療によって生まれた子の法律上の親子関係確定やその法規制の国際的現況などについて、平成24年5月26日にお茶の水女子大学で開催されたシンポジウム(生活社会科学研究会主催)、平成24年9月8日に同大学で開催された研究会(現代民俗学会)、平成24年12月8日に慶應義塾大学で開催された研究会(生命倫理・第三世代の会)にて口頭発表をした。「母子関係確定の法的基準の要素に関する研究」において、母子関係を決定する法的基準の要素(遺伝主義、分娩主義、意思主義)の問題に光を当てたK.M. v. E.G.判決(カリフォルニア州最高裁、2005年)を検討した。この判決を下したカリフォルニア州最高裁は、Johnson v. Calvert判決(カリフォルニア州最高裁、1993年)で採用された意思主義の適用を制限しつつ、分娩主義と遺伝主義を同時に採用し、卵子を提供した女性とその卵子提供者のパートナーである、子を分娩した女性の双方が親子関係を有すると判断した。この判決の分析を通じて、分娩主義・遺伝主義・意思主義の関連性の理解を深めた上で、論文として公表したいと考えている。

本研究を構成する三つの研究項目である、1「分娩者=母という考え方の起源に関する研究」、2「法律上の母子関係の決定とその制度に関する研究」、3「母子関係確定の法的基準の要素に関する研究」についての関係資料を収集・整理することができ、様々な研究者と意見交換を行いながら、その分析作業に従事しており、順調に計画を進めることができている。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、これまでの研究遂行上の問題点や研究計画に大きな変更はないと考えている。今後1年間の課題としては、母子関係を決定する法的基準の要素(遺伝主義、分娩主義、意思主義、多元主義)に関する理解を深めるとともに、研究を全体的にまとめ、総括を行う必要があると考えている。
スピン型ソーラーセイルの膜面の形状と構造を考慮した姿勢ダイナミクス

セイル膜面のダイナミクスに基づき,その形状制御に関する検討を行った.具体的には,探査機本体とセイル膜面を接続するテザーの取り付け位置を動かし,セイル膜面を強制振動させることである形状を作り出す.これによりセイル膜面にはたらく光圧を幾何学的に変化,制御することが可能となり,それをもとに光圧を利用した探査機全体の姿勢(または軌道)運動の制御が可能となる.多粒子モデルの固有振動モードに基づいて検討を行った.ある固有振動数に近い振動数でテザーの取り付け位置を強制振動させれば,対応する固有振動モードの形状が現れる.特に光圧制御に有用であるのは,セイル膜面の振動と探査機のスピンが同期し,慣性系から見たときにほぼ静止しているように見える場合である.このとき光圧は探査機のスピン位相によらずほぼ一定となるためである.この制御が可能であることを,複数の次数の固有振動モードに関して定量的に示した.探査機の姿勢制御の観点からは,特に最低次の固有振動モードが重要である.なぜなら非対称(線対称ではない)形状をしているため,光圧のアンバランスを作り出し,姿勢変更が行いやすいためである.また,こうした形状制御の組み合わせにより,スピン型ソーラーセイルの自由度の高い姿勢制御や軌道制御への応用も可能である.これに関する検討も行った.以上の検討において重要な点は,連続体としてのセイル膜面のダイナミクスを,従来は閉じた境界内の定在波を表現するための固有振動モード解析という手法により整理したことである.複雑な挙動を体系的に解析,制御することができることを,スピン型ソーラーセイルを一つの題材として定量的に示せたということでもある.この考え方は連続体的な物体であれば同様に適用することが可能であり,例えばラブルパイル小惑星を粒子によりモデル化した場合の挙動解析が例としてあげられる.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。回転する大型膜面構造物としてのスピン型ソーラーセイルの,固有振動モード解析を行った.まず一般論として,回転する円形膜の固有振動モードについて考えた.円形膜の場合,近似的に解析解を導出することができる.その結果,遠心力下における円形膜の自由振動は,スピンレート(回転数)に比例する固有振動数を持つ面外振動モードであることが分かった.次に,実際のソーラーセイル(探査機IKAROS)に即したモデルを構築し,その固有振動モード解析を行った.IKAROSのセイルは,全体として1辺が13.56mの正方形型の膜面となっている.円形膜と異なり,このような四角形型のセイル膜面(と剛である探査機本体)の振動モードは解析的に解くことはできない.そこで,多粒子モデルを用いてこれをモデル化した.多粒子モデルは,膜面を多数の質点と,それらを結ぶバネ,ダンパによりモデル化するものであり,それらのパラメータ(質量,バネ定数,減衰係数)はセイルの物理特性から求まる.多粒子モデルによりセイル膜面を多質点系に置き換えたので,その運動方程式を線形化することで固有振動モード解析を行うことができる.その結果,例えば1次のモードでは,半径方向に直線的にたわんだ形状であり,その固有振動数とスピンレートがほぼ等しくなっており,先に導出した円形膜の解析結果と定性的に一致していることが分かった.次に,固有振動モード解析が妥当であることを確認するため,ソーラーセイルの過渡応答を,固有振動モード解析に基づいた計算(固有関数解析と呼ぶ)と,単純な数値積分(連続体解析と呼ぶ)の2通りで計算し,両者を比較した.両者の結果は大局的に一致しており,固有振動モード解析の妥当性を確認することができた.以上により,回転する薄膜構造物としてのスピン型ソーラーセイルの挙動の理解を深めることができた.前年度行った,スピン型ソーラーセイルの多粒子モデルを用いた過渡応答解析について,より詳細な考察を行った.固有関数解析と連続体解析による振動解析結果をもとに,フーリエ変換によりそれぞれの振動スペクトルを求めると,低周波の振動が支配的であること,その低周波数を固有関数解析がうまく捉えられていることが分かった.これにより,支配的な周波数を調べる上で固有振動モード解析が有用であることを定量的に評価できた.一方で,スピン型ソーラーセイルの姿勢運動を制御する方法の一つとして,セイル膜面の形状を制御させることで太陽光圧によるトルクを生み出す方法が考えられる.ここでは,セイル膜面と探査機本体を接続するテザーの取り付け位置を,アクチュエータによって動かすことを考える.すなわち,セイル膜面の根本に相当するテザー取り付け位置を振動させることで,任意の固有振動モードを励起させるということである.例えば,スピン型ソーラーセイルの2次の固有振動モードでは,全体が傾いたような形状をしている.この固有振動数は探査機のスピンレート(回転数)とほぼ一致しており,セイル膜面は探査機の回転と同期して振動することが分かる.セイル膜面の振動と探査機の回転が同期する場合,慣性空間から見ると常に一方向に傾いた状態を保つことになり,これにより光圧によるトルクを変化させることができる.ここで,テザー取り付け位置をこの固有振動数に合わせて振動させれば,この固有振動モードが共振によって励起されることが期待される.これを確かめるために,まず制御則を組み込めるように多粒子モデルを改良した.このモデルを用いて,上述した振動入力に対する応答の一例を計算した.傾向として固有振動モード解析から期待される通りにセイル膜面形状を制御することができた.

現在,同様の制御手法によって任意の固有振動モードを励起させる手法を検討中である.スピン型ソーラーセイルの姿勢運動を制御するにあたって,その基本的運動について固有振動モードの観点からまとめ上げ,さらに制御手法の指針を立てた上で,その解析に必要な計算モデルの構築をすることができたから.セイル膜面のダイナミクスに基づき,その形状制御に関する検討を行った.具体的には,探査機本体とセイル膜面を接続するテザーの取り付け位置を動かし,セイル膜面を強制振動させることである形状を作り出す.これによりセイル膜面にはたらく光圧を幾何学的に変化,制御することが可能となり,それをもとに光圧を利用した探査機全体の姿勢(または軌道)運動の制御が可能となる.多粒子モデルの固有振動モードに基づいて検討を行った.ある固有振動数に近い振動数でテザーの取り付け位置を強制振動させれば,対応する固有振動モードの形状が現れる.特に光圧制御に有用であるのは,セイル膜面の振動と探査機のスピンが同期し,慣性系から見たときにほぼ静止しているように見える場合である.このとき光圧は探査機のスピン位相によらずほぼ一定となるためである.この制御が可能であることを,複数の次数の固有振動モードに関して定量的に示した.探査機の姿勢制御の観点からは,特に最低次の固有振動モードが重要である.なぜなら非対称(線対称ではない)形状をしているため,光圧のアンバランスを作り出し,姿勢変更が行いやすいためである.また,こうした形状制御の組み合わせにより,スピン型ソーラーセイルの自由度の高い姿勢制御や軌道制御への応用も可能である.これに関する検討も行った.以上の検討において重要な点は,連続体としてのセイル膜面のダイナミクスを,従来は閉じた境界内の定在波を表現するための固有振動モード解析という手法により整理したことである.複雑な挙動を体系的に解析,制御することができることを,スピン型ソーラーセイルを一つの題材として定量的に示せたということでもある.この考え方は連続体的な物体であれば同様に適用することが可能であり,例えばラブルパイル小惑星を粒子によりモデル化した場合の挙動解析が例としてあげられる.回転する薄膜構造物としてのスピン型ソーラーセイルの挙動の理解を深め,姿勢ダイナミクスを考える上で重要なセイル膜面形状のダイナミクスを解くことができたから.セイル膜面の振動制御手法について深く検討を行う.一般に,大型薄膜構造物のような分布定数系の制御は難しく,特にスピン型ソーラーセイルのように,制御アクチュエータが限られており,さらに慣性空間から見て定在波となる必要がある場合は,一層難しい.まず簡易的なモデルに対し,固有振動モード解析の観点から制御則を構築し,その有用性を多粒子モデルにより確認することを目指し,検討を行う.28年度が最終年度であるため、記入しない。ソーラーセイルには,セイル膜面形状に起因する風車効果と呼ばれる現象がある.これは,セイルがねじれ変形を持つ場合,セイルに作用する太陽光圧により自動的に探査機のスピンレートが変わる現象であり,実際のソーラーセイルミッションにおいては,姿勢安定の観点から非常に大きな問題となっている.今後はこの問題に着目し,問題解決のための制御方針について考える.28年度が最終年度であるため、記入しない。
新規の硫黄分子種の分析化学的手法による新規抗酸化有用機能性のチオール分子種探索

本研究では、生体の酸化還元システムに深く関わり、全生物に必須の元素である「硫黄」に着目し、従来は困難とされる「“新規"の生体硫黄化合物、特に抗酸化性能を備えるチオール化合物(R-SH)の発見・同定とその特性解析」に挑む。その探索対象としては、光合成由来の「還元力(エネルギー)」を生産・供給する微生物の「藻類」が有望と考えた。当課題の推進には、一般的には困難な「硫黄代謝物種の一斉解析」を可能にしている「サルファーインデックス解析」をコア技術としてその優位性を活かす。以上、「硫黄生物学」の切り口から、「代謝機能」や「酸化還元システム」に対して、より拡張的で包括的な形の学術的理解の刷新を図る。
PSDセンサを利用したブームスプレーヤの散布高さ検出モジュールの開発

大規模畑作では大型ブームスプレーヤを利用した高能率防除が行われている。しかし,ブームの長大化によって散布高さの変動が大きな問題になっている。精密防除を行うためにはブーム高さの自動制御が必要であり,本研究はノズルから下方の作物までの高さを非接触で計測するためのPSD散布高さ検出モジュールの開発を目的とした。1)供試したPSD(光位置検出素子)は赤外線を利用した距離センサであり,測距範囲は20150cmである。PSDは距離に応じたアナログ電圧を出力し,その測距特性は作物の葉でも白紙と同様であった。しかし,太陽光の影響を受けるため受光部にIRフィルタを利用した。散布高さ検出モジュールは3個のPSDと組み込み用マイコンで構成されるが,マイコンはA/D変換と計測値の信号処理,データ出力等に利用した。2) PSDモジュールを水平移動させ,下方の小麦の穂先までの距離を計測した結果,計測値と実測値がほぼ一致することを確認した。またバレイショ圃場ではPSDモジュールをスプレーヤに取り付けブーム高さを計測した。各PSDの計測値にはエラー値を多く含んだが,最小値処理と中央値処理を組み合わせた信号処理を行うことによって対象とした超音波センサと同等の精度で計測可能であることを確認した。3)開発したPSDモジュールと試作のブーム高さ自動制御装置による高さ制御の基礎実験を行った。コンクリート路面では設定したブーム高さに自動制御されることを確認できたが,裸地圃場では不安定な制御になった。以上のように,開発したPSDモジュールはスプレーヤのブーム高さを計測するセンサとして十分な性能を有する。またブーム高さ自動制御装置を試作したが,今後細部を検討する必要があるものの,本研究のPSD散布検出モジュールによるブーム高さの自動制御は大型化するスプレーヤの精密防除を実現する技術として大いに期待される。大規模畑作で利用される大型スプレーヤのブーム高さを自動制御するために,本研究はブームから作物までの高さを非接触で計測するPSD散布高さ検出モジュールの開発を目的とした。本研究はこれまでに,供試したPSDの基本的な作物の測距特性や自然光の外乱を除去する方法等を明らかにし,高さセンサとしての基本特性を確認してきた。そこで,組み込み用マイコンと3個のPSDセンサを内蔵した散布高さ検出モジュールを試作し,圃場等でその計測特性に関する実験を実施し,ブーム高さを検出するセンサとしての基本的な有効性を確認してきた。当該年度は開発したPSD検出モジュールを実際のスプレーヤのブームに取り付け,バレイショ圃場等で計測実験を行った。その結果,個々のPSDが計測する散布高さの計測値には多くのエラー値を含んだが,同時刻に計測する3個のPSDの計測値から最小値を抽出し,さらに時系列の数個の値をメディアンフィルタで処理することにより,安定的な計測データを得るアルゴリズムを開発した。結論として本研究で開発したPSD散布高さ検出モジュールは大型スプレーヤのブーム高さを計測するセンサとして極めて実用性が高いと判断された。本研究では当初計画していなかったが,実際のブームスプレーヤにPSDモジュールを搭載したブーム高さ自動制御装置を試作した。その制御特性は今後,細部を検討する必要があるものの,PSDモジュールを各ブームに取り付けて長大ブームを自動制御することは基本的に可能であることの知見を得ることができた。以上のように,当該年度で予定していたPSD検出モジュールとその信号処理方法に関してはほぼ予定通りに実施することができ,さらに当初計画していなかったブーム高さ自動制御装置の試作を行えたことは,当初の計画以上に進展していると自己評価できる。開発したPSD散布高さ検出モジュールは世界初の光センサを利用したブームスプレーヤ等で利用する作物を対象とした非接触の高さセンサである。既に,本研究は特許出願を行っており,民間企業等からの問い合わせもあり,今後ブーム高さ自動制御装置の開発に向けた発展が期待されている。そのためには,開発したPSD検出モジュールの小型化や種々の畑作物での測距特性について評価実験を行い,ランダムに生育している作物でも安定的な高さ計測データを得るための信号処理等のアルゴリズムを開発する必要がある。また,民間との共同研究を行い,本研究のPSD高さセンサを搭載したブーム高さ自動制御装置の実用化に向けた研究へと進展させる予定である。北海道の大規模畑作地帯での防除作業は,散布幅が30mを超える大型ブームスプレーヤが利用されており,圃場の起伏や走行路面の凹凸によって生じる長大ブームの散布高さの変動が問題となっている。近年,安価なPSDセンサが市販されており,予備実験の結果から植物体までの距離を計測できる知見を得ている。そこで本研究は,大型スプレーヤのブーム高さを自動制御するためにPSDセンサを利用した散布高さ検出モジュールを開発することを目的とする。平成28年度は,ブームスプレーヤの散布高さ検出モジュールを開発するために,PSDセンサの基本特性の把握と実際の裸地圃場での散布高さ計測の基礎実験を行った。1) PSDセンサの基本特性:供試したPSDセンサの測距特性は,北海道の基幹畑作物であるバレイショ,テンサイ,コムギ,大豆の葉を供試し,対象物までの距離とセンサの出力特性の関係を求めた。センサの計測距離は15150cmであり,距離が遠くなるほど出力電圧は指数曲線的に低下する特性を示した。

また,PSDは光センサであることから屋外の強い太陽光の下では誤動作を起こすが,赤外線透過フィルタを受光部に取り付けることにより,外乱光の影響を回避できることが判明した。2)裸地圃場での散布高さ計測の基礎実験:3個のPSDおよびワンチップマイコンで構成される散布高さ検出モジュールを試作し,スプレーヤのブームに取り付けて,耕うん整地後の圃場において土壌表面までの散布高さの計測実験を行った。計測精度を評価するために市販の超音波センサをブームに取り付け,PSDセンサの計測値と比較した結果,供試したPSDセンサは超音波センサとほぼ同等の測距特性を示し,散布高さを検出するセンサとして利用可能であることが確認された。筆者はこれまでに,スプレーヤのブームに超音波センサを取り付け,散布高さを自動制御する装置を開発しているが,超音波の場合は空気中や作物での減衰が大きく,対象とする作物までの距離を安定的に計測することができないことから,実用化に至っていない。しかし,近年,安価なPSDセンサが市販されており,予備実験の結果からブームスプレーヤの散布高さを検出するセンサとしての期待が高まり,本研究では複数のPSDセンサの出力をワンチップマイコンで処理し,開発予定のブーム高さ自動制御装置にその情報を送信する散布高さ検出モジュールを開発することを目的とする。平成28年度は,PSDセンサの各種畑作物の測距特性,晴天日の太陽光下での誤動作を低減させるための赤外線透過フィルタの選定,散布高さ検出モジュールの外装を設計するためのセンサの配置とセンサ相互による干渉範囲,スプレーヤ作業を想定した模擬作物による水平移動時の計測データの処理方法等の基礎実験を行った。また,ワンチップマイコンと3個のPSDセンサを内蔵した散布高さ検出モジュールを試作し,裸地圃場での計測特性の評価を実施する等,当初の計画上に研究が進捗している。しかし,実際の作物が生育した圃場におけるPSDセンサの計測特性については,昨年北海道を襲った台風等の天候不順により,実施することはできなかった。以上のように,当該年度で予定していた研究計画をほぼ予定通りに実施することができ,次年度以降の研究の進展につながるものと自己評価される。本研究は,大規模畑作で利用されている大型スプレーヤのブーム高さを自動的に制御するためにPSD(光位置検出素子)センサを利用した散布高さ検出モジュールの開発を目的とする。PSDセンサはスプレーヤのブームノズルから下方の対象作物までの距離を非接触で計測するが,前年度までに得られたPSDセンサの測距特性をもとに,平成29年度は複数のPSDセンサと組み込み用のワンチップマイコンで構成される散布高さ検出モジュールとその基本的な計測プログラムを開発した。1)散布高さ検出モジュールの開発:草高がランダムに生育している作物の高さを安定的に計測するためには,散布高さ検出モジュールに複数のセンサを配置し,ある程度の範囲を平滑化した計測データを得る必要がある。本研究では,水平断面の検出範囲を拡大するために3個のPSDセンサを取り付け,その計測信号を組み込みマイコンのA/D変換機能を利用して取り込み,距離・出力特性の線形化や計測データの最適化処理を行い,開発予定のブーム高さ自動制御装置に計測データをCANを利用して出力する散布高さ検出モジュールを開発した。
BNCTにおける血液中のBSHとBPA由来別の硼素同位体濃度推定法の開発

BNCTの治療効果を向上させるために、B-10を標識した取り込み機構の異なる2つのホウ素化合物(BSHとBPA)を併用して腫瘍部のホウ素濃度を高める手法が実施される。中性子照射による正確な線量評価を行うには血液中のBSHとBPAを個別に濃度測定することが要求される。本研究は液体クロマトグラフ質量分析計(LC/MS)を用いて、血漿試料における2つのホウ素化合物の分離条件及び化合物ごとの濃度の定量分析手法を確立した。今後は本研究の成果を踏まえて、動物への投与実験を利用して本定量分析法を検証する予定である。ホウ素中性子捕捉療法(Boron Neutron Capture Therapy, BNCT)において、治療効果を向上させるため、特に悪性脳腫瘍に対する近年の臨床研究では、取り込み機構の異なる二つのホウ素薬剤BSHとBPAを併用して腫瘍部のホウ素濃度を高める手法が実施されている。この場合は、照射による線量評価に10Bを標識した異なるホウ素化合物BSHとBPAを個別に測定することが必要とされている。本研究は血液中における二つのホウ素化合物に由来するホウ素同位体濃度の個別定量を目的とし、液体クロマトグラフ質量分析計(以下LC/MS)によるホウ素化合物(BSH、BPA)の分離条件・定量手法および高分解能ICP-MSによるホウ素同位体濃度の測定方法を検討し、10Bを標識したBSH、BPAに由来したホウ素同位体濃度の推定手法を確立することを目指す。今年度の研究において、LC/MSによるBSHとBPAの混合標準溶液における目的成分の分離条件や定量手法の確立を目指して、LC/MS分析に最適な目的成分の溶解条件や分析条件などの検討を行った。移動相溶媒中にイオンペア試薬を添加し、水溶性の高いBSHと移動相溶媒中のイオンペア試薬と反応させることによって、逆相系分離カラムによるBSHとBPAの分離を可能とした。この測定法の最大の特徴は、BSHを誘導化させる必要がなく、試料準備の手間が大幅に減少し、且つ目的成分の分離・定量ができるという点が上げられる。また、高分解能ICP-MSによるホウ素同位体濃度の測定条件を確立するために、内標準法を用いたホウ素定量ための最適な内標準物質の選択やBPAにおけるホウ素濃度および同位体比測定結果の再現性を確認した。これらの研究成果は、特にホウ素薬剤の悪性脳腫瘍への集積性等の評価、治療効果測定に不可欠であり、BNCTの治療効果の向上を図ることが期待できる。本研究は、ホウ素中性子捕捉療法(Boron Neutron Capture Therapy, BNCT)において、取り込み機構の異なる2つのホウ素薬剤BSH(sodium borocaptate)及びBPA(p-boronophenylalanine)が併用投与手法で実施される際、照射による線量評価に10Bを標識したホウ素化合物に由来するホウ素同位体濃度の推定手法を確立することを目指している。そのため、高速液体クロマトグラフ質量分析計(LC/MS)による2つのホウ素化合物の分離や定量手法及び高分解能誘導結合プラズマ質量分析計(HR-ICP-MS)によるホウ素同位体濃度の測定手法を組み合わせて研究が進められている。この分析法の臨床的な意義は、BNCT臨床治療の事後検証の精度が高くなる重要な手段であると思われる。平成25年度はBSH及びBPAの標準溶液を用いた検討を行った。平成26年度は確立した分析条件や測定手法は血液試料への適用性検討を行ってきた。LC/MSによるホウ素化合物の分離及び定量について検討した。LC/MS分析に適用できる血液検体を作成するために、タンパク質及びリン脂質を同時に除去できる前処理法を採用した。血漿試料におけるBSHとBPAの分離が十分にできたことを確認した。分離された目的成分の濃度定量方法について、マトリックス効果を未然に防ぐために、検量線は標準溶液を加えた前処理済のブランク血漿試料によるマトリックス検量線を作成し検討した。更に、定量分析法のバリデーションについて検討を行った。ICP-MSによるホウ素同位体濃度の測定について検討した。全血液試料を対象とした前処理分解法に迅速性、簡便性、測定精度の最適化を図ったマイクロ波分解法を用いる方向で考えている。また、ホウ素同位体濃度の測定に確立した分析手法が血液試料に適用できることを確認した。BNCTにおいては、現在2種類のホウ素化合物(BSHとBPA)があり、これらは単独または併用して使用されるが、中性子照射による線量評価にBSHとBPAの濃度を個別に測定することが要求される。本研究はLC/MSを用いて、血漿試料中におけるこれら2つの異なるホウ素化合物の分離及び定量分析の手法を確立した。最初に、2つのホウ素化合物の混合標準溶液を用いて、LC分離条件及びMS条件の最適化検討を行った。LC分離方法について、移動相にイオンペア試薬を添加し、水溶性の高いBSHと移動相溶媒中のイオンペア試薬と反応させることによって、逆相分離によるBSHとBPAの分離を可能とした。次に、標準溶液による絶対検量線の検討や目的成分を含む血漿試料を用いたバリデーション試験による定量分析法の最適化検討を行った。なお、血漿試料を測定の対象とした定量分析法の選択は、マトリックス効果を防ぐ最適なマトリックスマッチング法を用いた。また、高分解能ICP-MSを用いて、全血液におけるホウ素同位体濃度の測定方法を検討した。

全血液試料の前処理は、測定精度・迅速性を図ったマイクロ波分解法を用いた。最終年度では、分取LC/MSシステムにおいて、最適化した分取条件の検討を行った。更に、分取LCで得られた目的成分を含むフラクションをそれぞれ回収し、ICP-MSによるホウ素同位体濃度及び同位体比の測定を行ったが、分取されたフラクション試料において、ホウ素(B-10、B-11)を測定の対象としたICP-MSの測定結果は、ガラス製器具やコンタミの影響を受けやすいことがわかった。本研究で確立した分析法は、日本国内・国外のBNCT分野においても先例がなく世界初であった。2剤が併用されるBNCTの臨床研究において、正確な線量評価を行うために、本分析法は特にBNCT治療効果の事後検証の手段として学術的な意義が大きい。BNCTの治療効果を向上させるために、B-10を標識した取り込み機構の異なる2つのホウ素化合物(BSHとBPA)を併用して腫瘍部のホウ素濃度を高める手法が実施される。中性子照射による正確な線量評価を行うには血液中のBSHとBPAを個別に濃度測定することが要求される。本研究は液体クロマトグラフ質量分析計(LC/MS)を用いて、血漿試料における2つのホウ素化合物の分離条件及び化合物ごとの濃度の定量分析手法を確立した。今後は本研究の成果を踏まえて、動物への投与実験を利用して本定量分析法を検証する予定である。LC/MSによるヒトの血漿試料における2つのBNCTホウ素薬剤BSHとBPAの分離及び定量手法を確立した。定量分析手法のバリデーションを行い、検量線の作成方法や定量範囲、定量下限、測定結果の精度、正確さ、日内再現性、日間再現性などについて検討を行った。これらの測定結果は定量分析法の判断基準に満たしているため、確立した定量手法は血液試料へ適用できることが確認された。一方、ホウ素同位体濃度の測定について、ICP-MSによる全血液試料におけるB-BPAの測定方法が確立した。また、測定試料の前処理について、マイクロ波分解法を用いることによって、測定精度を確保する前提で迅速性、簡便性を図った検討も順調に進められている。分析化学平成26年度までに得られた結果を踏まえて、平成27年度は以下の内容について検討を行う予定である。LC/MSによって、血漿試料におけるホウ素化合物BSHとBPAの分離及び定量手法がほぼ確立したが、更に分析精度、再現性、汎用性などを高めた定量分析手法の最適化を図って検討を行う。LC/MSによる血液検体の分析は血漿(または血清)が測定の対象となるが、BNCTが実施される患者から採血したものに含まれるホウ素濃度が定量の対象となる場合は、全血液が測定試料となる。このため、LC/MS分析に用いられる血漿を全血液から血球と分離させる際に、一部の目的成分が血球と結合し分離されないことが考えられる。従って血漿試料における目的成分の回収率を検討する。また、LC/MSによって分離されたBSHとBPAに含まれるホウ素同位体濃度を個別に定量するために、LC/MS装置の分取システムの整備や分取方法の検討を行う上で、分取された試料のICP-MS測定を行う。一方、ICP-MSについて、測定試料の前処理法はより簡便化、実用化、操作時間の短縮化、測定精度の高度化に向けて検討を行う。
情報処理過程のモデル化に基づく調性知覚の神経基盤の解明

本研究は音楽刺激聴取時に調性知覚をもたらす神経基盤を計算論的な立場から明らかにし、その情報処理が音楽刺激以外の時系列刺激に対する知覚においても共通して用いられているという仮説の検証を目的としている。当初は初年度に、(1)情報処理モデルの推定と評価を従来研究よりも効率的に行うための実験パラダイムの設計と、(2)予備的な脳波計測実験を中心に取り組む計画であった。(1)については、適切なモデルパラメータ推定が可能となる刺激パターンの組み合わせの検討を行った。先行研究では、2連鎖条件として12種類全ての長和音の組み合わせ(144通り)を呈示する実験を行い、音高による音楽的期待への影響がないことを確認する結果を得ていたが、モデルパラメータの推定に関してこの実験条件のデータを除外しても影響がないことを確認した。一方、4連鎖以上の刺激では音程の組み合わせだけでも膨大な数となり現実的ではない。そこでランダムに抽出した音程を用いて実験した場合にパラメータの推定とモデルの評価が可能になる最適な実験デザインを検討し、デザイン案を得た。(2)に関しては、年度内の実施目途が立たなくなったため、次年度以降に延期することとした。代わりに元々2年次以降の予定としていた(3)視覚の時系列呈示実験の準備に取り組んだ。特に、教師なし学習に基づく刺激の特徴量のラベリングが、自然な連続映像を用いるプライミング実験でも計算論的評価を可能にする有効な手段なのではないか、というアイデアについて先行して検討を進め、およその分析フレームワークを確立した。年度頭に異動になったため、研究環境の整備に多くの時間を割かざるを得なくなった。さらに機材使用や異動先所属機関での倫理審査申請等のスケジュールの兼ね合いから、本研究の主軸となる(2)の脳波計測が遅れを取ることが確実になったため、当初2年次以降に計画していた(3)の視覚刺激を用いた実験の刺激作成・解析手法の開発に主眼を置いて進めることとした。いずれも進捗として得られている結果自体は良好であり、特に(3)については当初研究計画の立案時には困難と考えていた(自然な)映像刺激を用いたプライミング実験でも解析が可能となるアイデアがまとまり、実現性が見えてきた。しかし全体としては目標としていた年度内の学会発表にはシミュレーション実験を含めまとめきれなかったため、自己評価は((3)やや遅れている。)とした。本研究計画の骨格となる刺激作成、解析手法がおよそまとまったため、2019年度は実験を中心に取り組んでいく。連鎖和音を用いる実験と視覚的文脈刺激を用いる脳波計測実験を並行して進める。同一の実験参加者からデータを取得することで、直接的な比較を可能とすることを検討している。2019年度内に国内学会にて結果発表することを予定している他、計画段階の実験パラダイムについても議論が可能な小規模な研究会等に参加してブラッシュアップする機会を設けていく。また当初の計画には含んでいなかったが、教師なし学習に基づく刺激の特徴量のラベリングが計算論的分析に役立つだけでなく、より一般的な脳活動の時系列解析にも有用だと考えており発展的課題として検討を続けていく。)とした。

本研究計画の骨格となる刺激作成、解析手法がおよそまとまったため、2019年度は実験を中心に取り組んでいく。連鎖和音を用いる実験と視覚的文脈刺激を用いる脳波計測実験を並行して進める。同一の実験参加者からデータを取得することで、直接的な比較を可能とすることを検討している。2019年度内に国内学会にて結果発表することを予定している他、計画段階の実験パラダイムについても議論が可能な小規模な研究会等に参加してブラッシュアップする機会を設けていく。また当初の計画には含んでいなかったが、教師なし学習に基づく刺激の特徴量のラベリングが計算論的分析に役立つだけでなく、より一般的な脳活動の時系列解析にも有用だと考えており発展的課題として検討を続けていく。異動の関係で2018年度内の行動実験及び脳波計測予備実験の準備が整わず、シミュレーションなど計算機上で可能な作業を中心とするようにスケジュールを変更した。2019年度から2020年度にかけて、当初予定していた脳波計測の本実験も含めて実施していく。また解析用ワークステーションが当初の見積もりよりも安く購入でき、余剰金が生じた。実験環境上、いくつかの音響機材等を追加で購入する必要が出てくると予想され、余剰金はその整備に使用する。
金属有機構造体からなる配向性薄膜の細孔修飾による機能性ナノ材料の創出

初年度である本年は、(1)2D構造のMOF配向膜を多層薄膜(MOF-on-MOF)へ拡張する事、(2)多層薄膜へ銀ナノ粒子を添加する事を目標として研究を進めた。(1)配向性MOF-on-MOF薄膜の作製: MOF薄膜を多層化し、上下の細孔径の違いや構成する有機リンカーの違いを利用した機能性開拓は過去にも報告されてきたしかし、過去に達成されたMOF薄膜はすべて面内方向(基板に対して平行な向き)への配向性が欠如していたため、多層化したMOF-on-MOF薄膜もまた面内配向性を失っていた。それに対して申請者は、MOF薄膜を形成する足場としてナノベルト状の水酸化物結晶を採用する事で、基板上全ての方位へ結晶軸が揃った配向MOF薄膜が合成可能であることを報告しており、さらに研究を続けた結果、これらのMOF薄膜と格子整合性の高いMOFを2層目として選択する事で配向したMOF-on-MOF薄膜が形成できる事を見出した。(2)多層薄膜へ銀ナノ粒子を添加:本課題においては、上層へ形成するMOFとして、機能性を有したCu2(BPYDC: Bipyridine dicarboxylate)2を選択することで薄膜内部へ金属イオンを高効率に吸着させ、その後還元処理によって薄膜へ銀ナノ粒子を添加できることを解明した。作製した基板に対して、断面TEM観察およびマッピング測定と偏光UV-vis測定を用いて解析する事で銀ナノ粒子の薄膜内部での位置と、周囲の異方的な環境に依存した特異なプラズモン吸収を確認するに至った。以上の成果をまとめ、国際誌に投稿・採択。今後は吸着元素や還元条件、3次元系MOFへの拡張などを最適化する事で、多様な金属ナノ材料をMOF細孔に導入できることが予想され、新規性の高い光学アプリケーションの開拓に繋がると期待される。第1年度である本年は、(1)配向MOF薄膜の化学的多様性拡張を行う、(2)配向MOF薄膜の細孔をテンプレートとしたPEDOT薄膜の合成・評価を行う計画であった。(1)に関する研究では、アデレード大学(オーストラリア)のChristian. J. Doonan教授やグラーツ工科大学(オーストリア)のPaolo Falcaro教授と共同して研究を遂行し、十分な成果を得たと考えている。(2)に関する研究でも申請者は熱心に合成・測定・解析に取り組み、一定の成果を得ている。特に(1)に関する成果の一部は、これまでの結果と合わせて本年度、Angewandte Chemie International Edition誌に報告た。また、初年度から効率的に研究に取り組んでおり、結果として第2年度の一部の計画を進めるに至っている点を含めると、本年度の研究進捗状況を高く自己評価できる。実績として執筆論文2報(内1報はCover Picture articleに採択)を報告した上、国際会議発表2件、国内会議・研究会発表5件に参加し、学会賞を3件(口頭講演賞1件、ポスター賞2件)受賞した。更にはこれらの業績が大学から高く評価され、学内顕彰を2件受賞した点を加味した結果、上記の評価に至った。今後は引き続き配向性MOF薄膜内部での異種材料導入に関する研究を進める方針である。具体的には、MOF-on-MOF系において報告してきた銀ナノ粒子添加の際の還元条件の最適化を予定しており、MOF細孔内部に均一に閉じ込められた銀ナノ粒子の合成を目指す。加えて、研究計画にも記載したPEDOTの合成、金ナノロッドの合成にも取り組む予定である。研究計画には記載していなかったが、同時進行で配向COF薄膜の合成に関する研究も推進していく計画をしている。

今後は吸着元素や還元条件、3次元系MOFへの拡張などを最適化する事で、多様な金属ナノ材料をMOF細孔に導入できることが予想され、新規性の高い光学アプリケーションの開拓に繋がると期待される。第1年度である本年は、(1)配向MOF薄膜の化学的多様性拡張を行う、(2)配向MOF薄膜の細孔をテンプレートとしたPEDOT薄膜の合成・評価を行う計画であった。(1)に関する研究では、アデレード大学(オーストラリア)のChristian. J. Doonan教授やグラーツ工科大学(オーストリア)のPaolo Falcaro教授と共同して研究を遂行し、十分な成果を得たと考えている。(2)に関する研究でも申請者は熱心に合成・測定・解析に取り組み、一定の成果を得ている。特に(1)に関する成果の一部は、これまでの結果と合わせて本年度、Angewandte Chemie International Edition誌に報告た。また、初年度から効率的に研究に取り組んでおり、結果として第2年度の一部の計画を進めるに至っている点を含めると、本年度の研究進捗状況を高く自己評価できる。実績として執筆論文2報(内1報はCover Picture articleに採択)を報告した上、国際会議発表2件、国内会議・研究会発表5件に参加し、学会賞を3件(口頭講演賞1件、ポスター賞2件)受賞した。更にはこれらの業績が大学から高く評価され、学内顕彰を2件受賞した点を加味した結果、上記の評価に至った。今後は引き続き配向性MOF薄膜内部での異種材料導入に関する研究を進める方針である。具体的には、MOF-on-MOF系において報告してきた銀ナノ粒子添加の際の還元条件の最適化を予定しており、MOF細孔内部に均一に閉じ込められた銀ナノ粒子の合成を目指す。加えて、研究計画にも記載したPEDOTの合成、金ナノロッドの合成にも取り組む予定である。研究計画には記載していなかったが、同時進行で配向COF薄膜の合成に関する研究も推進していく計画をしている。
周囲の土地利用が湿原の乾燥化に及ぼす影響評価に関する研究

チマキザサの生態Dラインでは境界から20mの地点で草高が平均約80cmあり、50m付近で50cm、90m付近のチマキザサがあまり見られなくなる地点では30cmの草高になっていた。その関係は季節を通して大きな変化は無かった。シュート当たりの葉数の平均はどの地点でも大きな違いはなく5-7枚であった。葉の寿命はおよそ2年と観察された。シュート密度はラインの50m付近でやや大きく赤井谷地境界付近とチマキザサの分布緑の90m付近で小さくなった。6月はじめには当年のシュートが生じるために密度が大きくなったが、9月には一部の老齢化したシュートが枯死するため密度は低下した。水質調査湿原周囲にある水路の水質を分析した。pHは5.36.75の範囲にあり比較的水路が深い場所で酸性側であった。溶存有機物炭素は電気伝導度とpHの比較的低いT6,7,9(泥炭の素堀水路)で高くなっていた。これは比較的深い場所からの泥炭からの腐植物質の溶出と思われるが、吸光度のスペクトルは尾瀬が原の池塘とは異なり300nm付近には吸収ピークは無かった。電気伝導度は周辺が水田である場所が高いので水田からの肥料の拡散・混入が予測され,湿原周囲のチマキザサの生育がよいことの理由の一つであろうと考えられた。環境管理周囲の水位が高い場合,湿原に肥料の流入が危惧され,周囲の水位が水路によって低下している場合には湿原からの地下水の漏水による周辺部での乾燥化が予測される。湿原を原生のまま保存するにはバッファーゾーンを設け,肥料の流入防止と湿原の乾燥防止の両面から考慮すべきであると結論される。水位観測1996年6月1日に地下水位の観測を25箇所で行った。概ね上から下へ水が流れていっているが所々で流れが上向きの場所があった。どの地点も6月上旬よりも6月下旬の方が水位は高く梅雨で水が供給されたことを示している。9月中旬には夏期の降水が少ないために地下水位が低下した。Aラインは境界付近が最も地下水位が高く湿原内部の方が低かった。湿原内部に向けて水が流れている事を示している。境界からの距離の影響が比較的少ないのはBラインとEラインであり、Eラインでは最も水位が上にあった。それに対し、C,Dラインでは境界付近で急激に地下水位が低下していた。急激に変化するのはおよそ20mの所まででそこを過ぎる湿原内部の変化は小さくなった。素掘りの水路が深いC,Dラインは水位低下が大きいことから湿原の周囲の地下水位の低下が原因と考えられた。シュート密度はラインの50m付近でやや大きく赤井谷地境界付近とチマキザサの分布縁の90m付近で小さくなった。水質調査溶存有機物炭素は電気伝導度の比較的低いT6,7,9(泥炭の素堀水路)で高くなっていた。

泥炭からの腐植物質の溶出と思われるが、吸光度のスペクトルは尾瀬が原の池塘とは異なり300nm付近には吸収ピークは無かった。チマキザサの生態Dラインでは境界から20mの地点で草高が平均約80cmあり、50m付近で50cm、90m付近のチマキザサがあまり見られなくなる地点では30cmの草高になっていた。その関係は季節を通して大きな変化は無かった。シュート当たりの葉数の平均はどの地点でも大きな違いはなく5-7枚であった。葉の寿命はおよそ2年と観察された。シュート密度はラインの50m付近でやや大きく赤井谷地境界付近とチマキザサの分布縁の90m付近で小さくなった。6月はじめには当年のシュートが生じるために密度が大きくなったが、9月には一部の老齢化したシュートが枯死するため密度は低下した。水質調査湿原周囲にある水路の水質を分析した。pHは5.36.75の範囲にあり比較的水路が深い場所で酸性側であった。溶存有機物炭素は電気伝導度とpHの比較的低いT6,7,9(泥炭の素堀水路)で高くなっていた。これは比較的深い場所からの泥炭からの腐植物質の溶出と思われるが、吸光度のスペクトルは尾瀬が原の池塘とは異なり300nm付近には吸収ピークは無かった。電気伝導度は周辺が水田である場所が高いので水田からの肥料の拡散・混入が予測され,湿原周囲のチマキザサの生育がよいことの理由の一つであろうと考えられた。環境管理周囲の水位が高い場合,湿原に肥料の流入が危惧され,周囲の水位が水路によって低下している場合には湿原からの地下水の漏水による周辺部での乾燥化が予測される。湿原を原生のまま保存するにはバッファーゾーンを設け,肥料の流入防止と湿原の乾燥化防止の両面から考慮すべきであると結論される。
統合失調症様行動異常におけるDgcr8 の機能と作用部位の同定

我々は、ヒトで高率に統合失調症を発症する22q11欠損症候群のモデルマウスを用い、Dgcr8の欠損が海馬歯状回、介在神経細胞の発生異常の原因となることを見出してきた。今回我々は、Cre/loxPの技術を用いDgcr8を部位特異的、細胞腫特異的に発現させ、Dgcr8の再発現による補償実験を可能とする系の構築を試みた。ヒトで統合失調症を多発する22q11欠損症候群モデルマウスを用いて、我々は、前頭前野のComtがその行動異常に関与し、miRNAプロセッサーであるDgcr8が海馬歯状回の発生に関与することを示してきた。Dgcr8 KOでは前頭葉依存性の作業記憶障害をきたすことも報告されており、22q11欠損症候群が示す統合失調症症状にDgcr8が関与する可能性が示唆されている。Dgcr8の中枢神経系作用部位を同定するために、Cre / loxPを用いたDgcr8中枢神経系部位特異的過剰発現システムの樹立を試みた。全身で恒常的に発現するROSA locusを含むBACにDgcr8をCre / loxP制御Stop Codonと共にknockinした。我々は、培養細胞の系を用いて、このBACからCre依存的にDgcr8の強制発現が可能であることを確認した。ヒトで統合失調症を多発する22q11.2欠損症候群のモデルマウスを用いて、22q11.2領域に存在するmiRNAのプロセッサーのDgcr8の欠損によるCxcl12 (Sdf1)/Cxcr4シグナルの障害を引き起こすことによって、海馬の歯状回と大脳皮質の介在神経細胞の発生異常につながることを見出してきた。Dgcr8の欠損によって前頭葉依存性の作業記憶が障害されることが報告されている。我々は、中枢神経系のどの部位のどの細胞種でDgcr8が欠損することによって作業記憶の障害が起こるのか検討するため、Cre/loxPを用いたDgcr8過剰発現系の樹立を目指している。今回、我々は、全身で恒常的に発現されるROSA locusにCre/loxP制御stop codonを伴ったDgcr8をknockinしたBACのBAC tg miceを樹立した。現在、樹立したBAC tg miceを介在神経細胞の前駆細胞にCreを特異的に発現するDlx5/6-Cre transgenic miceと掛け合わせ、介在神経細胞特異的にDgcr8の過剰発現を誘導できるか検討を行っている。我々は、ヒトで統合失調症を多発する22q11.2欠損症候群のモデルマウスを用いて、22q11.2領域に存在するmiRNAのプロセッサーのDgcr8が欠損するため、Cxcl12 (Sdf1)/Cxcr4シグナルの障害が生じ、海馬の歯状回と大脳皮質の介在神経細胞の発生異常につながることを見出してきた。我々は、中枢神経系のどの部位のどの細胞種でDgcr8が欠損することによって作業記憶の障害が起こるのか検討するため、Cre/loxPを用いたDgcr8過剰発現系を樹立し、Creを用いて発生段階特異的、細胞腫特異的にDgcr8を再発現させれば、22q11欠損症候群モデルマウスが示す神経発生異常、行動異常を補償できるか検討を行った。予定通り、Dgcr8中枢神経系部位特異的過剰発現システムの樹立に用いるベクターのコンストラクションを完了した。Cre/loxP制御Dgcr8過剰発現BACのBAC transgenic miceをDlx5/6-Cre transgenic mice、22q11欠損症候群モデルマウスと掛け合わせ、介在神経特異的Dgcr8の過剰発現が22q11欠損症候群モデルマウスが示す介在神経発生異常を補償できるか検討を行う。神経発生異常が補償された場合、このBAC tg miceを用いて22q11欠損症候群モデルマウスが示すMK801への反応性の異常や、PPI障害にDgcr8過剰発現が及ぼす影響の検討を行う。神経発生学BAC transgenic miceの作成に時間がかかっていたため、購入予定の機器の購入ができなかったため。予定していたDgcr8中枢神経系部位特異的過剰発現システムの樹立に用いるベクターのコンストラクションがスムーズに進行したため。速やかに機器の購入を行う。
リカレント型自己組織化マップによる頑強な時空間パターン認識器の開発

本年度は、自己組織化マップと遺伝的アルゴリズムを融合したパターン分類器、自己組織化マップとネオファジィニューロンを用いた予測システム、適応部分空間自己組織化マップとフィードバック自己組織化マップを融合した時空間パターン分類器に関する研究を行った。また、自己組織化マップハードウェアの開発を行った。具体的には、顎変形症患者の症型を分類するために自己組織化マップを採用したが、精度の向上のために遺伝的アルゴリズムを用いて自己組織化マップのパラメータを決定する手法を提案した。従来のパターン分類手法(線形手法、非線形手法)と比較して、高い精度で分類が可能であることを示した。顎変形症患者の術後の側貌を予測するシステムを、ネオファジィニューロンを用いて構築した。更なる予測精度の向上を実現するために、術前の患者の症型を分類し、分類毎に予測器を構成する手法を提案した。ここで、術前の患者の症型分類に、上述の自己組織化マップと遺伝的アルゴリズムを融合した手法を採用した。また、パターンの時間情報を取り扱うことが可能なフィードバック自己組織化マップと、パターンの空間方向へのずれを吸収することが可能な適応部分空間自己組織化マップを融合することで、非常に頑健な時空間パターン分類器を構築した。更に、自己組織化マップのアルゴリズムを高速に処理するために、ハードウェア設計を行った。アナログ回路、ディジタル回路の双方による設計を行い、ソフトウェアによる処理と比較して30倍200倍の処理速度を実現することができた。
受容体の化学

多くの生理活性物質はこれらを特異的に結合する受容体を介して作用するが,近年化学物質を媒介とする生体情報伝達の機序がようやく分子レベルで解明されうる状況となった.本研究では多くの受容体の中から研究の射程内にあるものを主たる対象とし,これを合成化学,生物化学および医学の各専門分野から化学受容の本質を理解する上での重要な問題を提起し,それぞれの立場からの多面的研究を推進している.同時に班員相互の密接な連携と研究協力を通じ学際的な本課題の成果をあげることを意図している.本年度の研究実績の概要は以下の通りである.1.電気ウナギナトリウムチャンネルの代表的毒素テトロドトキシン結合部位を同定するため,その化学修飾に使用する特異的リガンドを引続き合成した.これらを用いて,チャンネル分子中のトキシン結合部位を決定すべく検討を進めている(金岡).チャンネルタンパクの糖結合部位の解明と糖鎖構造の解析を行う上で不可欠なペプチドの微量精製法及び糖ペプチドの特異的分離法に検討,改良を加えつつある(崎山).2.生体情報伝達の最も基本的過程である分子識別の機作解明を目指し,機能性シクロファン類の合成と性質の解析を引続き行っている(古賀).またチャンネル,レセプター機能をもつモデル物質を開発するために,電子の選択的膜透過機能をもつπ-電子系脂質を合成し,その性質を検討しつつある(小夫家).3.受容体機能の制御として重要な,受容体および関連タンパク質の異化代謝を,分解酵素カルバインとその阻害物質カルパスタチンの相互作用の観点から,主に生化学的・遺伝子工学的に検討し,構造上の新知見を得,カルパインの関与するヘテロカスケードに注目している(村地).多くの生理活性物質はこれらを特異的に結合する受容体を介して作用するが,近年化学物質を媒介とする生体情報伝達の機序がようやく分子レベルで解明されうる状況となった.本研究では多くの受容体の中から研究の射程内にあるものを主たる対象とし,これを合成化学,生物化学および医学の各専門分野から化学受容の本質を理解する上での重要な問題を提起し,それぞれの立場からの多面的研究を推進している.同時に班員相互の密接な連携と研究協力を通じ学際的な本課題の成果をあげることを意図している.本年度の研究実績の概要は以下の通りである.1.電気ウナギナトリウムチャンネルの代表的毒素テトロドトキシン結合部位を同定するため,その化学修飾に使用する特異的リガンドを引続き合成した.これらを用いて,チャンネル分子中のトキシン結合部位を決定すべく検討を進めている(金岡).チャンネルタンパクの糖結合部位の解明と糖鎖構造の解析を行う上で不可欠なペプチドの微量精製法及び糖ペプチドの特異的分離法に検討,改良を加えつつある(崎山).2.生体情報伝達の最も基本的過程である分子識別の機作解明を目指し,機能性シクロファン類の合成と性質の解析を引続き行っている(古賀).またチャンネル,レセプター機能をもつモデル物質を開発するために,電子の選択的膜透過機能をもつπ-電子系脂質を合成し,その性質を検討しつつある(小夫家).3.受容体機能の制御として重要な,受容体および関連タンパク質の異化代謝を,分解酵素カルバインとその阻害物質カルパスタチンの相互作用の観点から,主に生化学的・遺伝子工学的に検討し,構造上の新知見を得,カルパインの関与するヘテロカスケードに注目している(村地).