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浮遊粒子採取ターボジェットUAVシステム構築に向けた要素技術の開発

研究代表者らは新潟スカイプロジェクトに参加し、民生UAV用の小型ジェットエンジンと機体の開発を行ってきた。そのような中で、日本海上空での浮遊粒子採取用のUAVシステム開発を計画した。その為、当研究では小型ジェットエンジンの性能試験を行い、開発したエンジンの燃焼器による燃焼の可視化に成功した。また、エンジンの静音化にも着手し、エンジン音を減衰させることができた。また共同研究者である松原は、燃焼器の三次元数値解析を可能とした。さらに市販のUAVを使った飛行試験も国土交通省より許可を得て行い浮遊粒子採取を可能とした。近年、無人航空機(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)を飛ばすことによって、人間の作業を必要とする産業形態(輸送運輸,通信,観測,災害時の救援救助,被害調査)の無人化、安全化が図られている。研究代表者が所属する新潟大学・工学部はこれまで、新潟市,県内企業,国立研究所と連携して、民生UAV用の小型ジェットエンジンと機体の研究開発を行ってきた(新潟スカイプロジェクト)。研究代表者らはこのプロジェクトに参加する中で、このUAVを用いた日本海上空での浮遊粒子採取を提案、大気汚染物質であるPM2.5や黄砂あるいは病気を誘発する植物の花粉等を捕集するシステムを開発し、いち早く情報を提供できる体制を目的としている。平成26年度は小型ターボジェットエンジンの基礎的な研究を主とし、AMT社製のエンジンを購入、各種測定装置を開発,製作し新潟スカイプロジェクト製エンジンに応用できる目途がついた。さらに小型エンジンとは言うものの、148,000rpmでは122dB程のうるささであったため騒音対策も手掛け、消音器を設計,製作し現在実在するシェブロンノズルを取り付けることにより、122dBあった音を108dBに減少させることに成功した。また、この研究に関連してエンジン内部の燃焼過程の可視化も行い、実際に窓付き矩形燃焼モデルを製作、このモデルを掃気ファンに取り付けることにより、エンジンの回転数を40,00080,000rpmに想定した風量を流すことにより、その時の燃焼状態を可視化することができた。このことが意図するものは、より燃焼効率の高い燃料噴出装置,アニュラ型燃焼器の設計に役立つものと考えている。平成27年度ではこれらの研究と同時に、電動モータによる実験機を使用して、浮遊粒子採取に向けた装置の開発を行う予定である。平成27年度において,小型ターボジェットエンジンの基礎的なデータ(推力,排気温度,燃料消費率,燃焼効率等)収集方法を確立した.さらにエンジンが発する〈音〉にも着目し,騒音対策としてサイレンサーを開発した.サイレンサーの出口にシェブロンノズルを取り付け,付けない状態との比較も行った.150,000rpmで運転した時は125dBの音を発していたのに対し,サイレンサーを使用した場合105dBと20dBも減衰させることができた.またサイレンサーを取り付けたにも関わらず,燃料消費率は無しの時と比較しても0.1g/sec/kgfと差ほど変化せず,このサイレンサーは最適であると言えるのではないか.またエンジンの最適設計を試みるにあたり,別の側面からのアプローチも行った.アニュラ型燃焼器を等比平板形状にした.通常,小型ジェットエンジンは円筒状を成しているが敢えて,矩形にし1面に耐熱ガラスを設置することにより内部燃焼の可視化に成功,さらに燃料を噴霧させるに必要な蒸発管ノズル形状の最適化にも着手した.現在【多孔式蒸発管】を開発,特許申請中である.このノズルを用いる事により,安定燃焼の限界を希薄領域に広げる事が出来た.これらの研究は,平成27年9月9日「第43回日本ガスタービン学会」(鳥取),平成27年10月17日「日本機械学会山梨講演会2015」にて発表させて頂いた.上記と同時に,新潟スカイプロジェクト(NSP:新潟県内の産,官,学共同プロジェクト)ではUAVの本体を製作しテスト飛行の段階まで来ている.平成28年度には,我々のエンジンを搭載したUAVの試運転が出来ると思われる.それと浮遊粒子採取は,市販のUAVを購入させて頂き,簡易的な収集装置を製作,実験飛行を繰り返している.研究代表者は研究室に所属する技術専門職員であり,研究室に配属された卒研生,院生,ドクターの研究に対し技術的にサポートしなければなりません.さらに週8コマある学部生に対しての講義もサポートしなければならず,これらは通常業務であることは十分承知しているのですが,なかなか本研究に時間を費やす事が出来ず,もう少し時間配分に対して計画を練り直さないといけません.さらに本研究課題は季節・気象にも左右され,新潟では冬季間研究を遂行することが難しく,このこともやや遅れている原因になっていると思います.平成27年度において特許出願した「燃料蒸発管及びこれを備えたガスタービン燃焼器(2016-1006531)」と「ガスタ-ビンエンジン(2016-106531)」平成28年度においても、審査継続中である。平成28年度は、平成27年度において燃焼の様子を矩形実験装置より観察を行っていたものを、実際の小型ターボジェットエンジンのように円筒状アニュラ型燃焼器をルーツ式ブロワに取り付け、高速度カメラによって下流側の窓から火炎の可視化に成功した。今後、本格的な基礎実験を進めていける目途が立った。さらに共同研究者である松原らによって、NSP(新潟スカイプロジェクト)製ジェットエンジンのアニュラ型燃焼器の、モデルの数値解析ソフトウェアを構築し、液体燃料の蒸発に伴う熱流体場の解析を可能とした。これらの成果は、第44回日本ガスタービン学会

定期講演会(2016.10.26酒田市)に於いて発表済である。以上により今後、NSPのジェットエンジン開発においてデータ等を提供することで、大いに役立つと思われる。環境モニタリングに関しても平成27年度より継続して行ってきた。しかし平成28年度は無人航空機による飛行の法律改正に伴い、国土交通省への飛行に係る許可・承認申請から始めたために浮遊粒子の飛散時期から大幅に遅れ、サンプリングが困難であった。今後申請時は浮遊粒子の飛散時期を考慮して申請時期を考える必要がある。(許可・承認書国空航第2464号,国空機2620号)現在NSP(新潟スカイプロジェクト)では、開発した小型ターボジェットエンジンをUAV機に搭載し、初フライトに成功した。研究代表者らは新潟スカイプロジェクトに参加し、民生UAV用の小型ジェットエンジンと機体の開発を行ってきた。そのような中で、日本海上空での浮遊粒子採取用のUAVシステム開発を計画した。その為、当研究では小型ジェットエンジンの性能試験を行い、開発したエンジンの燃焼器による燃焼の可視化に成功した。また、エンジンの静音化にも着手し、エンジン音を減衰させることができた。また共同研究者である松原は、燃焼器の三次元数値解析を可能とした。さらに市販のUAVを使った飛行試験も国土交通省より許可を得て行い浮遊粒子採取を可能とした。平成26年度中に、浮遊粒子採取用装置を作成、電動モーターの実験機に搭載してみることを目標としてきましたが、思いのほか小型ジェットエンジンの基礎的なデータ収集に時間を費やしてしまいました。また研究代表者は、新潟スカイプロジェクトの一員のみならず、通常の大学業務もこなさないといけないため、遅れが生じてしいました。しかし、ターボジェットエンジンの基礎的データを収集する方法は構築でき、新潟スカイプロジェクト製エンジンへの応用は容易なものと思われます。現在まで行っている研究は、平成27年度においても継続しさらに、浮遊粒子採取用装置の作成,実験機搭載を試みる予定です。現在採取装置に関して企画段階では終了しており、設計に入っています。平成28年度本年が当研究の最終年度となるため,開発中の小型ターボジェットエンジンの性能測定を行ったデータや,最適な燃焼器の設計等を新潟スカイプロジェクト(NSP)に反映させたいと考えている.その為には,エンジンの基礎データをさらに収集し,新潟市やNSPの代表企業であるYSEC株式会社と綿密な連携を図りながら研究を進めて行く.さらに,NSP製小型ジェットエンジンも同時にデータ収集していく予定である.今年度NSP製UAV機にNSP製小型ジェットエンジンを搭載し,テスト飛行をする予定である.(平成27年度のテスト飛行の際は,市販のターボプロップエンジンを搭載した.)その際に,研究代表者の考案した簡易的な浮遊粒子採取装置を搭載してもらい,実際に粒子を収集したい.また研究代表者も単独で,市販されているUAVに浮遊粒子採取装置を搭載し,装置の精度向上も行っていく.燃焼工学平成27年度には、浮遊粒子採取用装置を製作し、電動モーターUAV機に搭載して飛行試験まで行う。
ライソゾーム蓄積病におけるα-シヌクレインの機能と病態への関与

多くのライソソーム蓄積病において、中枢神経系でのα-シヌクレインの蓄積が確認されているが、その病態への影響は未だ解明されていない。本研究では、Hexb-/- ASyn+/+ mice、Hexb-/- ASyn-/- miceを用いて研究を行った結果、ライソソーム病での中枢神経系におけるα-シヌクレイン蓄積は、オートファジー・ユビキチンプロテソーム系が機能不全を起こすことにより、ミトコンドリア代謝が上手くいかず、影響を及ぼす事が示唆されたがASynを欠損させることによりそれらが改善した。しかしながら、Hexb-/- ASyn+/+ miceにおける病態の改善はわずかであった。ライソゾーム病のひとつであるガングリオシドーシスは、中枢神経系に先天的に代謝できないガングリオシドの蓄積が起因となり、自己抗体の産生、炎症反応等が引き起こされ、病態が進行すると考えられている。近年我々は、ガングリオシドーシスを含む様々なライソゾーム病において、中枢神経系にα-シヌクレインが蓄積していることを見出し、パーキンソン病など他の神経変性疾患同様に病態の進行に関与していることを示唆していた。本研究では、ガングリオシドーシスのひとつであるサンドホフ病モデルマウス(Hexb遺伝子欠損マウス:以下SDマウス)のα-シヌクレイン遺伝子(aSyn)を欠損、または過剰発現させたマウスの表現型、分子機序等を解析することにより、α-シヌクレインの機能と病態への関与を解明することを目的としている。本年度は、主に作製したHexb遺伝子, aSyn遺伝子欠損マウス(aSynDKOマウス)の病態の解析と組織学的評価を行った。aSynDKOマウスは、SDマウスと比較して、有意に運動の改善、記憶の改善、寿命の改善が確認された。更に末期である15週齢のSDマウスと同週例のaSynDKOマウスの中枢神経を組織学的に比較すると、グリオーシスは同程度進んでいるのに対して、aSynDKOマウスでは活性化マイクログリアの増殖、神経細胞の脱落は抑えられ、プルキンエ細胞の形態も正常を保っていた。以上のことから、α-シヌクレインの神経細胞への異常蓄積がサンドホフ病を含むガングリオシドーシスの病態の進行に関与している事が強く見出された。近年我々は、ガングリオシドーシスを含む様々なライソゾーム病において、中枢神経系にα-シヌクレイン(以下、aSyn)が蓄積していることを見出し、パーキンソン病など他の神経変性疾患同様に病態の進行に関与していることを示唆している。これまでHexb遺伝子及びaSyn遺伝子欠損マウス(DKOマウス)を作製し、評価した結果、DKOマウスはサンドホフ病モデルマウス(SDマウス)と比較して、寿命や運動能の改善が確認されたことから、aSynの蓄積がSDマウスへの病態の進行に深く関与していることが示唆された。本年度は、分子レベルでaSynの蓄積がSDマウスの病態の進行にどのように関与しているかを解析した。SDマウスではオートファジーによる細胞内処理機構が正常に働いておらず、結果として、細胞内に機能不全、若しくは異常な形態をしたミトコンドリアが蓄積し、細胞全体が機能不全を引き起こしていることが確認された。一方、DKOマウスではオートファジーによる細胞内処理機構が正常に働いており、ミトコンドリアの機能低下等がSDマウスと比較して、著しく改善していることが確認された。以上のことから、サンドホフ病におけるaSynの蓄積は、細胞内におけるオートファジーシステムに影響を与え、これが結果として病態の進行に影響を与えていることが見出された。ライソゾーム病の一つであるガングリオシドーシスは、中枢神経系に先天的に代謝できないガングリオシドの蓄積が起因となり、自己抗体の産生、炎症反応等が引き起こされ、病態が進行すると考えられている。近年我々は、パーキンソン病など他の神経変性疾患同様に病態の進行に関与している事を示唆している。これまでHexb遺伝子及びaSyn遺伝子欠損マウス(DKOマウス)を作製し、評価した結果、DKOマウスはサンドホフ病モデルマウス(SDマウス)と比較して、寿命や運動能の改善が確認されたことから、aSynの蓄積がSDマウスへの病態の進行に関与している事が示唆された。SDマウスではオートファジーによる細胞内処理機構が正常に働いておらず、結果として、細胞内に機能不全、若しくは異常な形態をしたミトコンドリアが蓄積し、細胞全体が機能不全を引き起こしている事が確認された。一方、DKOマウスではオートファジーによる細胞内処理機構が正常に働いており、ミトコンドリアの機能低下等がSDマウスと比較して、著しく改善している事が確認された。以上の事から、サンドホフ病におけるaSynの蓄積は、細胞内におけるオートファジーシステムに影響を与え、これが結果として病態の進行に影響を与えている事が見出された。我々はSD及びゴーシェ病などのいくつものライソゾーム蓄積病において、aSynが神経細胞に蓄積していることを見出していたが、aSynの蓄積に伴う病態等への影響は解明されていなかった。

aSynが神経細胞に蓄積していることが確認されているSDマウスを用いた本研究では、aSyn蓄積が中枢神経系における正常なオートファジーの働きを阻害し、且つ、神経細胞内のミトコンドリアの変性(若しくは本来オートファジーシステムにより消化されるべきダメージを受けたミトコンドリアが、SDマウスでは消化されずに残っているため)を促し、mSODの活性が阻害される結果、神経細胞の脂質酸化が引き起こされ、神経細胞が障害を受けていることを見出した。一方、SDマウスのaSyn遺伝子を欠損させたDKOマウスでは、これらの異常が改善されることを確認したが、ロタロッドを用いた運動能の解析では同週齢のSDマウスと比較して改善が見られなかったが、寿命に関しては改善が見られた。以上の事から、SDマウスを用いた本研究で、aSynの神経細胞への蓄積による細胞レベルでの影響、及び病態への個体レベルでの影響を確認することが出来、当初の計画通りに概ね順調に進展した。α-シヌクレイン(ASyn)の凝集、及び蓄積は細胞内のオートファジーシステムを阻害することにより神経変性疾患の病態進行原因の一つと考えられている。近年、ライソゾーム蓄積病の中枢神経系では、オートファジーシステムの異常が報告されているが、その原因などの詳細は解明されていない。一方、我々はこれまで複数のライソゾーム蓄積病の中枢神経系において、ASynが蓄積していることを見出したが、病態への関与は解明されていない。本研究で、我々はライソゾーム蓄積病の一つであるサンドホフ病モデルマウス(SDマウス)のASyn遺伝子を欠損させたマウス(DKOマウス)を用いて、ASynが蓄積することによるオートファジー分子メカニズムへの影響と病態への関与を解明した。ASynが蓄積が認められないDKOマウスでは、SDマウスと比較して僅かに運動能と寿命の改善が確認された。SDマウスの中枢神経系では、ASynが蓄積することにより、オートファジー/プロテアソームシステムが異常を起こし、結果としてミトコンドリアの機能低下などが引き起こし、病態の進行に影響を与えていると推測した。そこで、SDマウスのオートファジーシステムの状況を確認したところ、中枢神経系においてLC3-II、ユビキチン化タンパクの蓄積が確認され、DKOマウスではこれらのタンパク質の蓄積は改善されていた。オートファジーシステムの異常は、ミトコンドリアの機能低下などが引き起ことが知られており、実際SDマウスでは抗酸化タンパク質SOD2の発現の低下が確認され、その結果、ミトコンドリアの形態異常と活性酸素による脂質の酸化が確認された。以上のことから、サンドホフ病ではASynが中神経系に蓄積することのより、オートファジー/プロテアソームシステムが異常を起こし、病態に影響を与えていることを解明した。多くのライソソーム蓄積病において、中枢神経系でのα-シヌクレインの蓄積が確認されているが、その病態への影響は未だ解明されていない。本研究では、Hexb-/- ASyn+/+ mice、Hexb-/- ASyn-/- miceを用いて研究を行った結果、ライソソーム病での中枢神経系におけるα-シヌクレイン蓄積は、オートファジー・ユビキチンプロテソーム系が機能不全を起こすことにより、ミトコンドリア代謝が上手くいかず、影響を及ぼす事が示唆されたがASynを欠損させることによりそれらが改善した。しかしながら、Hexb-/- ASyn+/+ miceにおける病態の改善はわずかであった。
情動と社会性の脳内機構と、その人種・文化差に関する研究

情動写真や表情に反応する扁桃体の活動が、遺伝子多型や文化的背景により影響を受けるかどうかを調べた。日本人、日系アメリカ人、白人系アメリカ人の3群を被験者としてfMRI実験を行った。同時に遺伝子解析のための血液採取と、性格傾向質問紙(NEO)調査も行った。NEOによる神経症傾向は、白人系アメリカ人と比較して日本人で有意に値が高かった。扁桃体の活動は、日本人で日系アメリカ人及び白人系アメリカ人と比較して有意に高い活動を示した。現在はセロトニントランスポーター(5-HTTLPR)多型を米国において調べており、その多型に基づいて結果を再解析している。社会感情神経科学研究会と題した講演会を主催し、その中で本研究結果が発表された。情動の生成に関わる扁桃体と前頭前野の関係を、顔と声を用いた嫌悪条件づけ課題とfMRIを用いて研究した。24名の日本人被験者のデータを解析した結果、扁桃体の活動は開始早期に一過性に上昇するが前頭前野は実験を通して賦活されていた。米国の共同研究先で5-HTTLPR多型を調べ、その多型に基づいてfMRIデータを再解析した。ストレスに脆弱性があるとされるs/s型被験者では、条件づけに伴う前頭葉の活性が有意に低下していることを示した。社会性に関わる認知機能として、自分が成育した環境と類似した風景に対する学習・記憶の実験を行った。ここでは日本と米国(国籍)、都市と田舎(場所)という2要因を含んだ風景写真のfMRI記憶実験を行った。米国のNortbwestern大学では白人被験者を対象とした実験が終了しており、当方では16人の日本人被験者を対象としたデータ収集を行った。同時に被験者から得られた血液サンプルからDNAを抽出し、BDNF多型を調べている。白人被験者のデータ解析では、海馬および海馬傍回の活動が認められている。今後は国籍やBDNF多型の脳活動に与える影響を検討する予定である!情動写真や表情に反応する扁桃体の活動が、遺伝子多型や文化的背景により影響を受けるかどうかを調べた。今後は国籍やBDNF多型の脳活動に与える影響を検討する予定である!
多発性骨髄腫は交感神経によって制御されるか？

本研究では、交感神経による骨髄腫の病態への影響を解析するために、はじめに、各種のヒト骨髄腫細胞を用いて、交感神経作動薬のin vitroにおける作用を調べた。まず、非選択に交感神経を刺激する薬剤が、著明な腫瘍増殖抑制とアポトーシス誘導効果を示すことを明らかにした。さらに各種交感神経受容体に対して選択的に作用する薬剤を用いた結果、特定の受容体作動薬において骨髄腫の抑制効果が認められることが判明した。次に、この選択的交感神経作動薬のマウスへの投与方法について検討し、至適投与量を決定した。in vivoでの骨髄腫の解析モデルとして、マウス骨髄腫細胞である5TGM1をマウス脛骨内へ移植し、生着後の骨髄腫進展がモニタリングできる系を用いた。実際、このマウスへ選択的交感神経作動薬を投与することで、明らかな毒性をみとめず顕著な骨髄腫の抑制効果を画像イメジング(IVIS)で確認することができた。さらに、この骨髄腫抑制機序を明らかにするため、5TGM1細胞における特定の交感神経受容体をCRISPR/Cas9を用いたノックダウンを試みたが、効率的な遺伝子導入が得られず難航し、シングルセルクローニングでは標的受容体の消失は確認できなかった。今後は、この病態制御機能の解析を要するが、本研究成果は骨髄腫の増殖進展が特定の交感神経受容体刺激によって抑制できる可能性を示唆するものであり、臨床で使用される薬剤を応用した新たな骨髄腫治療戦略につながることが期待される。ヒト骨髄腫細胞株(U266, RPMI8226,KMS11等)において交感神経受容体のmRNAレベルでの発現が確認された。汎βアドレナリン受容体作動薬を用いたin vitroでの解析では濃度依存性に骨髄腫細胞の著明な増殖抑制効果を認め、アポトーシスを誘導することが分かり、形態学的な変化も確認できた。これにより、骨髄腫細胞が交感神経刺激を介して制御される可能性が示唆された。さらに、選択的βアドレナリン受容体作用薬を用いた解析を行い、特定のβ受容体作動薬に対して抗腫瘍作用を示すことを見出した。交感神経作動薬と既存の抗骨髄腫瘍薬(bortezomib, lenalidomide, dexamethason)と併用した系では、明らかな相乗効果は確認されなかった。現在ウェスタンブロット法にて、交感神経刺激によるアポトーシス関連のシグナル経路への影響を代表的な骨髄腫細胞株であるU266を用いて解析中である。マウス骨髄腫モデルで用いる予定であるマウス骨髄腫細胞株である5TGM1-lucでも同様の交感神経作動薬によるアポトーシス誘導効果が確認できており、今後in vivoでの解析を計画中である。マウスモデルでは交感神経作動薬の至適投与量や投与経路について検討を行っている。更に当該アドレナリン受容体遺伝子の骨髄腫細胞に及ぼす影響について明らかにするため、CRISPR/Cas9システムを用いた遺伝子ノックアウト実験を進めており、遺伝子導入に必要な各種プラスミドを得ており、電気穿孔法を用いた導入をおこない限界希釈下で培養を行っている段階であり、蛋白発現レベルでノックアウトできているか評価する予定である。交感神経作動薬による骨髄腫細胞のin vitroでの作用解析について概ね当初の計画通りに進んでおり、同時にマウスモデルでの適応に必要な実験を進めることができており、おおむね順調に進展していると判断した。今後はシグナル解析などin vitroでの解析を固め、マウス骨髄腫モデルをもちいて選択的交感神経作動薬をもちいて生体での抗腫瘍作用について解析を進めていく予定である。当初購入を予定していた、各種抗体などを含む試薬の購入費が研究対象細胞株を絞り込むことによって少なく済んだ。また、遺伝子導入に必要な備品も共同研究室で利用することができ、あらたに購入する必要がなかったため。また、学会参加費や旅費が不要であった。以上により生じた次年度使用額は、細胞株を用いたシグナル解析や遺伝子ノックアウト実験およびマウス骨髄腫モデルの解析などに用いる予定である。
社会的認知の文化的共有性-コミュニケーション分析に基づく実験社会心理学的検討

社会的認知が、個人内の情報処理過程だけでなく集合的なレベルでの共有的認知過程をも基礎としていることを、多様なアプローチを用いた研究によって明らかにした。まず、社会的ステレオタイプに関連した情報や、行為の原因に関する情報の伝播と共有に関する理論的枠組みの構築を行なった。続いて、複数の人々の間における会話や連鎖的情報伝達におけるステレオタイプ情報の取り扱われ方を実験によって明らかにした。加えて、集団や人物の属性に関する言語表現の文化的基盤について理論的考察を行なうとともに、言語(文化)比較実験を実施し、日本語と西欧言語における属性表象の共通性と差異性を明らかにした。また、個人および集団による行為の背景として知覚される、意図性の判断を調べる実験を行なった。結果は、集団としてのまとまりが高く知覚されると、個人の行為の場合と同様に、何らかの意図をもって行為がなされたと判断されること、そしてそれに対する責任も問われることが示された。従来の原因帰属過程の研究に加えて、意図性知覚を理解するための理論的枠組みの必要性が明らかとなった。加えて、集団の行為に関する認知の基礎となる、本質性認知の構造とその文化的共有性についても吟味した。意図性知覚の形成については、発達心理学的観点からの検討も行なった。誤信念課題を用いた実験の結果は、言語的手がかりを用いて他者の意図を推論する能力の獲得が、従来の心の理論研究で示されてきた結果と比べても比較的早期に成立している可能性を示した。この他、集団アイデンティティーや、個人の内面の被透視感などに関するメタ認知の規制について実証的研究を行なった。また、他者の表情を手がかりとした感情理解の過程について文化比較的研究を行なった。唐沢・遠藤を中心に、社会的ステレオタイプが、コミュニケーションとその結果産出される認知表象に与える影響を調べるため、一連の実験を行った。人物の行動および属性に関する情報が、他者への伝達という文脈の中でどのように変容するかを調べた。結果は、(1)ステレオタイプ的予期が強いほど、これと一致した情報は不一致な情報よりも多数、伝達情報の中に出現すること、(2)ステレオタイプ一致情報は、より一般化が可能な特性形容詞に変容(抽象化)されて伝達されること、(3)伝達の受け手の規模が大きくなるほど抽象化が促進されること、などを明らかにした。さらに別の実験では、他者への配慮が特に重要となる「要求」におけるコミュニケーションが、要求者の感情状態や、要求者と被要求者の社会的地位関係などに影響を受けることを示した。一方、米谷を中心に非言語コミュニケーションについても実験的検討を行った。特に、日本人の表情表出の特徴と、その理解の過程を吟味した。そして、表情表出の分析に用いる指標(J-FACT)の開発と、日本人と中国人の比較による妥当性の確認などを進めた。松井は、情報の共有や確認の過程が、他者の心的状態に関する理解(「心の理論」)の発達と関連することを実験によって示した。他者の意図の推論と理解について、言語学理論と心理学理論を融合した理論的基盤を構築することに成功している。また、小椋とともに実証的研究のための枠組み作りを行った。この他、社会的カテゴリーの成立基準に関する「しろうと理論」の構造の検討や、合意性の推測における自己投影効果に関する研究などとあわせて、社会的事象について共有された認知・信念が、コミュニケーションを通じて発現し、「理解」として構成されていく過程を明らかにした。1.連鎖再生状況における、ステレオタイプに関連した情報の伝達過程を実験によって検討した。結果は、ステレオタイプに一致する情報が不一致情報よりも数多く伝達されること、またその伝達には、行為者の特性に関する推論が容易になるような抽象性の高い言語表現が用いられることを示した。さらにこの効果は、外集団についてより顕著であるとともに、他者に伝達するという相互作用目標が導入された条件の下で増大することが示された。成果は国内外の学会において報告された。

2.社会的カテゴリー表象の基盤として文化的に共有されたしろうと理論の一種である、「心理的本質主義」(psychological essentialism)の内容を実証的に吟味した。社会的カテゴリーを自然カテゴリーおよび人工物カテゴリーと比較することにより、その相対的位置づけを明らかにした。また顕在的指標(質問紙評定)と潜在的指標(反応時間測度を利用した非意識的過程の測定)を適用して本質主義的信念の暗黙的性質を明らかにした。成果は国内外の学会や講演において公表されている。3.商品に関する情報の伝達について実験を行なった。コミュニケーションの送り手は受け手に付与された役割を考慮して伝達内容を変化させること、さらに自身の伝達内容に沿った方向へと判断や記憶が変容することが明らかになった。4.他者の意図の理解に関する発達心理学的実験を行い、終助詞の用法を手がかりとした意図理解が早期発達段階において形成されることを明らかにした。国際的学会誌において成果の公表を行っている。5.感情の表出と理解の過程に関する測定方法の精緻化を行ない、成果を国際学会において発表した。6.集団間の地位関係が集団評価に与える影響の共有過程や、自伝的記憶における共有的知識の影響などに関する昨年度以来の研究成果を国際学術雑誌等において公刊した。行為の原因に関する推論が、情報の伝達を経てどのように共有されるのかを調べるための実験を行なった。事件を起こした人物のプロフィール文に含まれる情報のうち、内的原因と外的原因に関する情報が、どのように変容されて他者に伝達されるかを調べた。結果は、原因について行われる推論内容と、他者に伝達する原因情報の内容とは独立であることを示唆した。また、日本とオーストラリアで収集したデータの比較からは、これまでのところ相異点よりも共通点の方が多く見出されている。次に、個人の行為だけでなく集団の行為に対して行なわれる原因推論と、行為の背後に知覚される意図性の判断を調べる実験を行なった。結果は、集団としてのまとまりが高く知覚されると、個人の行為の場合と同様に、何らかの意図をもって行為がなされたと判断されること、そしてそれに対する責任も問われることが示された。従来の原因帰属過程の研究に加えて、意図性知覚を理解するための理論的枠組みの必要性が明らかとなった。加えて、集団の行為に関する認知の基礎となる、本質性認知の構造とその文化的共有性についても吟味した。意図性知覚の形成については、発達心理学的観点からの検討も行なった。誤信念課題を用いた実験の結果は、言語的手がかりを用いて他者の意図を推論する能力の獲得が、従来の心の理論研究で示されてきた結果と比べても比較的早期に成立している可能性を示した。さらに、他者の感情に関する推論と理解の研究では、日本人大学生と台湾人大学生との比較などを通じて、通文化的な共通点と相異点との両方を明らかにした。この他、人物や商品に関するステレオタイプ関連情報が、どのように他者に伝達・共有されるのかを調べる実験も多数行なった。
酸素及び電荷ド-ピングによる高温超伝導発現機構の探索

我々は,Nd_<1+X>Ba_<2-×>Cu_3O_<7+δ>系においてδの他にxをパラメ-タとしてホ-ル濃度を制御できることを世界に先駆けて発表して以来、前年度までに、ホ-ル係数測定と化学分析とを併用して、酸化物超伝導体のホ-ル濃度と超伝導特性の関係を詳しく調べてきた。今年度は更にいくつかの系について定量的な研究を行い,高温超伝導発現機構の探索を進めた。主な成果を箇条書にすると次のようになる。1.高圧酸素下アニ-ルによりNd_<1+X>Ba_<2-×>Cu_3O_<7+x/2>と表記される系の合成に成功し,Y系のホ-ルの分布について金属元素置換効果と酸素量変化の効果を分離して明らかにした。2.NdBa_2CU_3O_<7+δ>の金属元素の一部をCaで置換した系の単相化の試みを行い高圧酸素下アニ-ルにより,ホ-ル濃度を増大させた試料作製に成功し,この系を用いて,高ホ-ル濃度領域におけるTcとホ-ル濃度及びホ-ル係数の関係を明らかにした。3.Y系と同じ構造を有するが,これまで超伝導を示したという報告例のないPrBa_2CU_3O_<7+δ>について,キャリア-ド-ピングの効果を調べた。電子ド-ピングの実現は,みられなかったが,Prの一部をCaで置換する方法によりホ-ルド-ピングすることに成功した。しかし、他のY系にとっては超伝導を示すに十分なド-ピング量でもPr系では、超伝導を示さないことが見い出された。これは、Prの磁気モ-メントとキャリア-の交換相互作用によるク-パ-対破壊効果によると考えられ、その大きさが見積られた。以上の結果は、超伝導発現機構の解明の有力な手がかりとなりうると共に新物質探索の手がかりともなりうる成果である。
メゾ－マクロ構造形成に基づく階層・協同的蛍光変調分子系の構築

光機能性有機分子の蛍光特性は,一分子状態と集合体とで異なる場合が多く,その集合体形成にともなう光応答挙動は協同的作用に起因した閾値的な変化を示す場合が多い.また弱い分子間相互作用で集合化していることが多いため,わずかな条件の違いで様々な集合様式(結晶多形やアモルファス相など)を形成し,蛍光物性は大きく変化する.このことは,高次複合光応答分子集合系の構築に対して,その相安定性も考慮しなければならないことを示唆している.本年度は,ジベンゾイルメタンフッ化ホウ素錯体(BF2DBM)の再沈法によって形成されたナノ粒子の粒径成長にともなうアモルファスー結晶相転移過程について検討した.再沈法によるナノ粒子凝集過程での蛍光変化を検討した.再沈直後,BF2DBMのナノ粒子分散液は黄色の蛍光を示した.この分散液の発光は時間の経過とともにシアン色(C-Phase)を経由し緑色(G-phase)へと変化した.蛍光スペクトルの解析に基づいて相転移過程を評価した.BF2DBMは再沈直後にアモルファスを形成し,時間の経過とともに核形成および結晶成長の過程においてC-Phaseを経由してG-Phaseへと転移したことを示唆している.この事実は,Ostwaldの段階則にしたがう結晶ー結晶相転移を蛍光可視化したものと考えることができる.また,ジベンゾイルメタンフッ化ホウ素錯体(BF2DBM)の分子集合系での協同的蛍光変調に対する置換基効果に基づいて,協同的な蛍光変調機構に対して,分子間相互作用の階層性の重要性を示唆することができた.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度は,メゾーマクロ構造形態変化を示す階層・協同的蛍光変調分子集合系を構築することを目的として研究を展開した.以下に主な成果を記す.1.アモルファスー結晶相転移に起因した蛍光性メカノクロミズムを示す分子系での溶媒蒸発結晶化過程では,結晶化直前にアモルファス状態に対応する発光が過渡的に観測され,二段階核形成機構における「液滴状クラスター」を可視化することを達成した.平成29年度は,結晶多形発現過程に対する液滴状クラスターの役割について検討した.ジピロリルジケトンフッ化ホウ素錯体(A02前田グループ提供)の溶媒蒸発結晶化過程で得られた結果に基づき,液滴状クラスターは,全ての集合体の形成において経由する重要な中間体であり,常温下における「るつぼ」の役割を果たしていることを提案した.2.液滴状クラスターでの分子運動性や構造について検討するために,プローブ分子として剛直なアントラセン骨格と柔軟な共役8員環から構成されるFLAP(FLexible and Aromatic Photofunctional systems, A02齋藤グループ提供)を適用し,溶媒蒸発結晶化過程での蛍光変化を測定した.溶液中で観測されていた緑色発光は,溶媒蒸発にともなう溶媒の枯渇により青色発光へ変化した.その後蒸発完了によって青色発光ならびに緑黄色発光を示した.3.蛍光性メカノクロミズムや集合状態によって蛍光変化を示すジベンゾイルメタンフッ化ホウ素錯体について,薄膜中での蛍光色変化,過渡的に観測される橙色発光種の偏光特性ならびに力学特性を評価した.特に,水晶振動子マイクロバランス法と蛍光分光を組み合わせた測定法を構築した.また,AFMと蛍光顕微鏡によるアモルファスー結晶転移に基づく蛍光特性の評価,一次元層間での特異的な蛍光応答について報告した.メゾーマクロ構造形態変化を示す階層・協同的蛍光変調分子集合系として,ジフェニルアラニンージベンゾイルメタンフッ化ホウ素錯体連結分子を合成した.溶媒蒸発結晶化過程での液滴状クラスターの存在の一般化し,光応答性を有する分子系への展開も達成した.さらに,AFMと蛍光顕微鏡によるアモルファスー結晶転移に基づく蛍光特性の評価を行った.以上に基づき,おおむね順調に進展していると判断した.光機能性有機分子の蛍光特性は,一分子状態と集合体とで異なる場合が多く,その集合体形成にともなう光応答挙動は協同的作用に起因した閾値的な変化を示す場合が多い.また弱い分子間相互作用で集合化していることが多いため,わずかな条件の違いで様々な集合様式(結晶多形やアモルファス相など)を形成し,蛍光物性は大きく変化する.このことは,高次複合光応答分子集合系の構築に対して,その相安定性も考慮しなければならないことを示唆している.本年度は,ジベンゾイルメタンフッ化ホウ素錯体(BF2DBM)の再沈法によって形成されたナノ粒子の粒径成長にともなうアモルファスー結晶相転移過程について検討した.再沈法によるナノ粒子凝集過程での蛍光変化を検討した.再沈直後,BF2DBMのナノ粒子分散液は黄色の蛍光を示した.この分散液の発光は時間の経過とともにシアン色(C-Phase)を経由し緑色(G-phase)へと変化した.蛍光スペクトルの解析に基づいて相転移過程を評価した.BF2DBMは再沈直後にアモルファスを形成し,時間の経過とともに核形成および結晶成長の過程においてC-Phaseを経由してG-Phaseへと転移したことを示唆している.この事実は,Ostwaldの段階則にしたがう結晶ー結晶相転移を蛍光可視化したものと考えることができる.また,ジベンゾイルメタンフッ化ホウ素錯体(BF2DBM)の分子集合系での協同的蛍光変調に対する置換基効果に基づいて,協同的な蛍光変調機構に対して,分子間相互作用の階層性の重要性を示唆することができた.

蛍光性メカノクロミズムや集合状態によって蛍光変化を示すジベンゾイルメタンフッ化ホウ素錯体について,薄膜中での蛍光色変化,過渡的に観測される橙色発光種の偏光特性ならびに力学特性を評価する.また,分子シミュレーション,放射光による構造形成ダイナミクスと蛍光特性の評価へ展開する.さらに,本領域で多くの研究者が用いている再沈法によって形成されたナノ粒子の粒径成長にともなうアモルファスー結晶相転移過程と光応答性について系統的に調査する方針である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
糖尿病ラット脊髄後角細胞の可塑性変化の電気生理学的解析

糖尿病末梢神経障害モデルラットの脊髄後角細胞第II層からホールセルパッチクランプ記録を行い、電気生理学的解析をした。その結果抑制性のシナプス伝達に有意差はなかったが、モデルラットではコントロールに比べてシナプス前終末からのグルタミン酸の放出が増え、興奮性が増していた。近年神経因性疼痛の治療に使用されているガバペンチンを潅流投与したところ、コントロール群では変化はないが、糖尿病群では一次求心性神経終末に作用し、興奮性神経伝達物質の放出増強を抑制することがわかった。これがガバペンチンの鎮痛作用機序の一つであると考えられた。糖尿病性疼痛は有病率も高くその治療には難渋している。しかしその詳細な発祥メカニズムも未だ解明されていない。本疾患では大径及び小径の末梢神経の軸索が傷害されるが、それらの知覚神経が入力する脊髄後角でも可塑性変化が起きていると考えられる。そこで糖尿病モデルラットを作成し、脊髄後角よりホールセルパッチクランプ記録を行い神経伝達の変化を解析することにした。雄性成熟ラットにストレプトゾトシン50mg/kgを腹腔内投与し、1週間後に尾静脈より採血し350mg/dl以上の高血糖を示したものを糖尿病モデルラットとした。ストレプトゾトシン投与の2週間後にvon Frey hairsやpaw pressure testを行いコントロール群より痛覚過敏になっていることを確認した。またこの痛覚過敏はストレプトゾトシン投与から少なくとも6週間程度は継続することを確認した。上記の方法で作成した糖尿病モデルラットの腰仙部より神経根付き脊髄スライス標本を作成し、脊髄後角第2層よりホールセルパッチクランプ記録を行った。細胞の静止膜電位や膜電位を-70mVに固定したときに得られる自発性興奮性シナプス後電流(spontaneous EPSC),0mVに固定したときに得られる自発性抑制性シナプス後電流(spontaneous IPSC)を記録し正常ラットと違いがないか検討中である。糖尿病性神経障害による疼痛に苦しむ患者は多いが、その発生機序は解明されていない。近年糖尿病モデルラットが作成されたためそれを用いて、痛み伝達の修飾の場として重要である脊髄後角レベルにおける神経伝達の変化を調べた。1、糖尿病性ラットの作成1成熟雄性ラットの腹腔内にストレプトゾトシン(50mg/kg)を投与し、Hot-plate test, von Frey testを行い3週間後までに痛覚過敏になっていることを確認した。2、脊髄後角細胞の電気生理学的解析ラットをウレタン麻酔下に脊髄腰膨大部から後根つきスライス標本を作成し、後角第II層細胞からホールセルパッチクランプ記録を行った。膜電位を-70mVに固定したときに見られる自発性興奮性シナプス後電流(spontaneous EPSC)、0mVに固定したときに見られる自発性抑制性シナプス後電流(spontaneous IPSC)、またテトロドトキシン投与下で見られるminiature EPSC, miniature IPSCを記録した。糖尿病ラットと生食を腹腔内投与したコントロール間でこれらの記録の振幅や頻度、静止膜電位の違いの有無を解析した。糖尿病ラットにおいてEPSCは増加、IPSCは減少する傾向を認めた。また、膜電位を-70mV固定下に後根を吸引電極にて刺激したときに誘発され、介在ニューロンを介さないmonosynaptic evoked EPSCを記録した。これを解析することによって一次神経終末での変化を検討中である。ラットをウレタン麻酔下に脊髄腰膨大部から後根つきスライス標本を作成し、後角第II層細胞からホールセルパッチクランプ記録を行った。膜電位を-70mVに固定したときに見られる自発性興奮性シナプス後電流(spontaneous EPSC)、0mVに固定したときに見られる自発性抑制性シナプス後電流(spontaneous IPSC)、またテトロドトキシン投与下で見られるminiature EPSC(mEPSC), mIPSCを記録した。糖尿病モデルラットと生食を腹腔内投与したコントロール間でこれらの記録の振幅や頻度を解析した。静止膜電位は糖尿病ラットで浅くなる傾向が見られたが、有意な差は見られなかった。mIPSCの頻度は糖尿病ラットで減少する傾向が見られたが有意差はなく、振幅も不変であった。mEPSCの振幅は不変だが、頻度は糖尿病ラットで有意に増加した。つまり糖尿病ラットでは神経終末からの興奮性伝達物質の放出が増加し、脊髄後角の興奮性が高まっていることがわかった。近年、神経因性疼痛に有効であるとしてガバペンチンが臨床使用されているがその詳細な作用機序は解明されていない。膜電位を-70mV固定下に後根を吸引電極にて刺激したときに誘発され、介在ニューロンを介さないmonosynaptic evoked EPSCを記録し、ガバペンチンを潅流投与した。

その結果コントロールでは不変だが、糖尿病ラットでは振幅が減少した。またコントロールでは変化なかったが、糖尿病ラットではガバペンチン投与でmEPSCの頻度が減少した。つまり、糖尿病ラットにおいてガバペンチンは一次求心性線維の神経終末からの神経伝達物質放出を抑制することがわかった。これがガバペンチンの鎮痛作用機序のひとつであると考えられ、糖尿病末梢神経傷害では一次求心性線維の終末にレセプターの発現など何らかの変化が生じていると推測された。
単一クロモフォアによるマルチカラー,マルチセンシング蛍光色素の構築

トリフルオロアセチルアミノ基を持つフタルイミドおよび,ナフタルイミド誘導体はアミドプロトンの解離により単一クロモフォアでマルチカラー発光を示すことを見いだした.このプロトン解離は, I-と紫外光照射でも誘起される意外な現象を発見し, I-検出および生成したアミドアニオンの陽イオンへの応答により,マルチセンシングの可能性が示された.また, 6-アミノフタリドにピコリルアミノレセプターを導入し,アミノフタリド色素を持つ初めてのセンサーを合成することができた.トリフルオロアセチルアミノ基を持つフタルイミドおよび,ナフタルイミド誘導体はアミドプロトンの解離により単一クロモフォアでマルチカラー発光を示すことを見いだした.このプロトン解離は, I-と紫外光照射でも誘起される意外な現象を発見し, I-検出および生成したアミドアニオンの陽イオンへの応答により,マルチセンシングの可能性が示された.また, 6-アミノフタリドにピコリルアミノレセプターを導入し,アミノフタリド色素を持つ初めてのセンサーを合成することができた.蛍光色素の合成(1)3-アミノ1aおよび4-アミノ-1,8-ナフタルイミド1bと4-アミノ-フタルイミドのアミノ基をトリフルオロアセトアミド誘導体2として修飾し,新規蛍光色素を合成した.(2)4-アミノフタルイミドをポダンドで修飾し機能性フルオロフォア3を合成した.(3)6-アミノフタリドのアミノ基にピコリル基を導入し,遷移金属応答型蛍光センサー4を構築した.機能性フルオロフォアの基礎的ケイ光特性および媒体応答性(4)1は溶媒の水素結合受容性に応答して蛍光色を変え,マルチカラー特性を示すことを明らかにした.特に1aはアルコール中,単-クロモフォアとしては希な白色発光を示した.(5)3はソルバトフルオロクロミズム特性を保ち,溶媒の極性に応じて青色黄色まで蛍光色を変化させることを確認した.(6)4は水-アセトニトリル中で紫青色の蛍光を示した.4は媒体による蛍光色の変化は顕著ではなかったが,水系媒体中で高い蛍光効率を保っことを確認した.機能性フルオロフォアのanalyteに対するケイ光応答性(7)1はアセトニトリル中では金属イオンに応答しないが,DMSO中で金属イオンによってLewis酸性の強さに依存した蛍光消光の応答を示した.1は媒体とLewis酸性の両方に応答を示すマルチセンシング特性を持つことを示した.(8)2はフッ化物イオン添加で蛍光色が青から緑へと変化した.2は,ヨウ化物イオンの存在下,紫外光照射により青から緑への蛍光色変化を見いだした.(9)4は水系媒体中,銅イオンに選択的に応答し蛍光消光を示した.これはアミノフタリドを用いた最初の蛍光センサーの例となる.以上の知見は蛍光センサー構築の新しい方法論を提案するものである.また,2のヨウ化物イオンへの光化学的応答は新しい現象なので,その機構を解明することは光化学反応の新たな展開に寄与する.2のヨウ化物イオンへの応答およびアミノフタリドの蛍光センサーは前例がないので,20年度もその詳細を検討する.蛍光色素の合成(1)3-アミノー及び4-アミノーフタルイミドをトリフルオロアセトアミド誘導体とし,センサー1,2を合成した.(2)6-アミノフタリドのアミノ基をピコリル基で置換し,モノ,ビスピコリルアミノレセプターを持つセンサー3,4を構築した.(3)N,N-ジメチルアミノベンゾニトリルをトリフルオロアセトアミドとし,TICT蛍光制御を目指したセンサー5を合成した.基礎的ケイ光特性および媒体応答性(3)センサー1,2は溶媒の水素結合受容性に応答して蛍光色を変えマルチカラー特性を示すことを明らかにした.(4)センサー3,4は媒体環境によりソルバトフルオロクロミズム特性を持ち,有機溶媒中で紫色,水系溶媒中で青色の蛍光色を示すことを確認した.(5)センサー3,4は,有機溶媒中よりも水系溶媒中でで高い蛍光効率を持つことを確認し,ソルバとフルオロクロミズム性蛍光色素としては珍しい媒体応答を示すことを見いだした.(6)センサー5は蛍光が非常に弱く,また,媒体および添加物に応答する特性を持たないことが明らかになった.analyteに対するケイ光応答性(7)センサー1はそれ自身ではアセトニトリル中でイオン種に応答しない.塩化物,臭化物,ヨウ化物のハロゲン化物イオンのうち,ヨウ化物イオン存在下で光照射すると,蛍光色を紫から緑へ変え,光化学的ヨウ化物センサーとして作動しうることを示した.(6)センサー2は橿色蛍光を示し,それ自身でイオン種には応答しないが,光照射によりヨウ化物イオン特異的に蛍光色を緑へ変えた.また,ヨウ化物イオンとリチウムイオンの共存により蛍光色は青緑色となった.(7)センサー3,4は水系媒体中で銅イオン選択的に蛍光消光した.これはアミノフタリドを用いた最初のセンサーの初めての例となる.結語(8)単一クロモフォアを用い,種々のanalyteに対する応答性を検討し,ハロゲン化物イオン,金属イオン,光照射,媒体環境等に応答し蛍光特性を変化させるマルチカラー,マルチセンシング蛍光色素1-4を構築した.
霊長類における色覚の適応的意義:色覚の基本特性と社会的機能

霊長類における3色型色覚の適応的意義を多面的に理解することを目指し、主として3色型色覚であるヒト、2色型色覚と3色型色覚個体が混在するフサオマキザルを対象として比較認知実験をおこなった。本年度は、3色型色覚の進化によって他個体に検出可能となり、社会的コミュニケーションを促進していると考えられる、赤方向の顔色の変化検出に着目した。タッチパネルディスプレーに、同種他個体の目の周辺や鼻の色を、赤または青方向に変化させた顔画像を、色変化のない顔画像とともに呈示し、色変化のない顔画像を正確に選択することができるかを調べた。その結果、オマキザルにおいては、3色型色覚個体が顔色の赤方向の変化に青方向よりも敏感である可能性は低いことが示唆された。しかし、赤、青どちらの変化でも、鼻よりも目の周辺の色変化に敏感であり、他の霊長類で指摘されているように、オマキザルにおいても、目は顔のパーツの中で注意を惹きつける部分であることが示唆された。ヒトを対象とした同様な実験においては、目の周辺では赤方向の変化、鼻では青方向への変化がより敏感に検出された。このことは、ヒトでは、普段起こらない色方向への変化に注意が促された可能性が考えられる。今後、どのような感情や健康状態の変化に伴って、どのような顔色の変化が実際に起こっているかを調べることで、本実験の意義がより明らかになると考えられる。また、認知や行動の個体差に影響を与えると考えられる遺伝子多型について調べたところ、新奇性探究との関連が指摘されているドーパミン受容体D4遺伝子や、愛着や共感、向社会性の個体差にかかわっていることが指摘されているオキシトシン受容体遺伝子の多型が、新世界ザルにおいても存在することが明らかとなった。遺伝子多型と、行動や生理学的指標の個体差との関連を明らかにすることによって、霊長類における行動や認知の個体差の重要な知見となると考える。本研究は、リスザル、オマキザルなどの霊長類を対象として、遺伝子解析および、視覚的認知や社会的認知の比較認知研究をおこない、色覚などの視知覚や、社会性が霊長類でどのように進化してきたかを遺伝子レベルから個体の行動レベルの方法論を用いて、幅広く調べることを目的としている。・遺伝子プロファイリング:受入れ研究室で飼育されているリスザル、オマキザル全個体より糞や毛サンプルからDNAを抽出し、赤一緑視物質遺伝子および性格関連遺伝子群の遺伝子型の決定をおこなった。その結果、リスザル、オマキザルともに、2色型色覚個体と3色型色覚個体が存在し、色覚に多様性があることがわかった。また、アンドロゲン受容体など、神経伝達物質関連遺伝子の中にも、多型が存在することが確認された。このことより、今後行動実験の結果との関連性を調べることができると期待される。・刺激の作成:リスザル、オマキザルの物体表面知覚特性を調べるための刺激セットを作成した。また、プログラミングソフトウェアのMATLABなどを用いて刺激呈示用ディスプレーのキャリブレーションをおこなう方法を検討している。・認知実験:リスザル3個体を対象として、タッチパネルディスプレーに本実験とは無関係の刺激を呈示し、見本合わせ課題のトレーニングをすすめている。今後、既に見本合わせ課題の般化が成立しているオマキザル、また般化が成立したリスザルに対して視知覚および社会的認知機能を調べる行動実験をおこない、遺伝子型の違いと行動レベルの違いを結びつけることにより、個体間の違い、また種間の違いを検討していく予定である。物体の視覚的認知や、社会性が霊長類でどのように進化してきたかを遺伝子レベルから個体の行動レベルの方法論を用いて調べることを目的として研究を進めた。遺伝子実験においては、性格関連遺伝子の一つと考えられているアンドロゲン受容体の多型が新世界ザルではどのように分布しているかを明らかにするため、同大学、野生動物研究センターの村山研究室に保存されている17種の新世界ザル約100個体のDNAサンプルを用いて調べた。その結果、オマキザルとヨザルにそれぞれ2種類の多型が見つかったが、その他の種には多型がみられなかった。類人猿や旧世界ザルでは多くの多型が見つかっているが、調べた中で新世界ザルにはあまり多型がないということが明らかとなった。視知覚の実験としては、ヒトとオマキザルが視覚的にどのように素材質感を知覚しているかを調べ比較した。金属、セラミック、ガラス、石、樹皮、木目、皮革、布、毛という9つの素材カテゴリの画像刺激を用いて見本合わせ課題をおこなった。オマキザルは、金属と毛をヒトと同様にカテゴリに般化することができたが、その他のカテゴリについてはヒトのように分類しなかった。課題の成績と画像解析を合わせた結果、オマキザルは画像の高空間周波数情報を主に利用して分類したのに対し、ヒトは輝度ヒストグラムの統計量を主に用いて分類していたことが明らかとなった。また、ヒトでは、どちらも木を連想させる樹皮と木目、どちらも光沢があるガラスと金属など、意味論的に近いカテゴリを混同しやすい傾向があった。

タッチパネルディスプレーに、同種他個体の目の周辺や鼻の色を、赤または青方向に変化させた顔画像を、色変化のない顔画像とともに呈示し、色変化のない顔画像を正確に選択することができるかを調べた。その結果、オマキザルにおいては、3色型色覚個体が顔色の赤方向の変化に青方向よりも敏感である可能性は低いことが示唆された。しかし、赤、青どちらの変化でも、鼻よりも目の周辺の色変化に敏感であり、他の霊長類で指摘されているように、オマキザルにおいても、目は顔のパーツの中で注意を惹きつける部分であることが示唆された。ヒトを対象とした同様な実験においては、目の周辺では赤方向の変化、鼻では青方向への変化がより敏感に検出された。このことは、ヒトでは、普段起こらない色方向への変化に注意が促された可能性が考えられる。今後、どのような感情や健康状態の変化に伴って、どのような顔色の変化が実際に起こっているかを調べることで、本実験の意義がより明らかになると考えられる。また、認知や行動の個体差に影響を与えると考えられる遺伝子多型について調べたところ、新奇性探究との関連が指摘されているドーパミン受容体D4遺伝子や、愛着や共感、向社会性の個体差にかかわっていることが指摘されているオキシトシン受容体遺伝子の多型が、新世界ザルにおいても存在することが明らかとなった。遺伝子多型と、行動や生理学的指標の個体差との関連を明らかにすることによって、霊長類における行動や認知の個体差の重要な知見となると考える。遺伝子解析結果については、新世界ザルのアンドロゲン受容体遺伝子の多型が旧世界ザルとは異なり多型が少ないという新たな知見を得ることができた。素材質感知覚については、ヒトとオマキザルとでは、共通しているカテゴリとそうでないカテゴリがあり、視覚的弁別に使っている手がかりも異なるということを示すことができた。アンドロゲン受容体遺伝子の多型の頻度がなぜ新世界ザルと旧世界ザルで大きく違うかは、遺伝子構造や集団のサイズなどが関連していると考えられるがはっきりとした理由はわかっていない。今後、塩基配列の解析により遺伝子構造と多型の有無との関連性を調べ、多型がみつかったオマキザルを対象として行動との関連を調べていく予定である。視知覚の実験については、色覚型が異なるオマキザルとリスザルを対象として、顔色変化の認知実験を進めていく予定である。