hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規軸索ガイダンス分子Lotus/CEP68の生物学的機能解析

神経回路網形成を司る新しい生体物質LOTUSを発見し、その物質の機能に関する解析を行った。LOTUSの結合分子としてNogo受容体(NgR1)を同定した。LOTUSとNgR1の結合は、嗅覚情報を担う神経回路網の2次投射路である嗅索と呼ばれる神経束を形成するのに重要な役割を担うことが判明した。更にこの結合は、細胞同士の接着を誘起し、網膜神経節細胞や脊髄後根神経節細胞といった神経細胞の神経突起伸長を促したり、神経再生阻害因子であるNogoとNgR1の結合を阻害したりすることが明らかになった。本研究は、研究代表者らが発見した新規軸索ガイダンス分子Lotus/CEP68の遺伝子欠損マウスを作製し、中枢神経系に発現している当該分子の生物学的機能を解析することを目的とする。平成19年度は以下の4項目について研究を進めた。1)Lotus/CEP68遺伝子欠損マウスの作製:理研CDBとの共同研究により目的分子の変異マウスを作製した。現在、横浜市立大学医学部実験動物センター内にて戻し交配を行って系統維持管理し、戻し交配終了後、ヘテロ個体同士の交配を行ってホモ個体を得て表現型の解析を開始する。2)Lotus/CEP68の発現解析:in situ hybridization法により、マウス胎生期脳(胎生15日)における当該分子mRNAの発現領域を解析した。嗅球僧帽細胞層内腹側、嗅索神経束内側、大脳皮質、視床、海馬、脊髄などの脳領域に強い発現が認められた。現在、他の胎生期における発現パターンおよびLotus受容体の発現領域について解析を進めている。3)Lotus受容体の結合部位の同定:Lotus遺伝子各ドメインの欠失変異体にアルカリフォスファターゼを融合させた変異蛋白質を作製し、Lotus受容体を発現させたCOS細胞上にて結合実験を行ったところ、C末端側のUドメインおよびCa結合ドメインに受容体との結合能が認められた。興味深いことに、これらの2領域だけの断片蛋白質は全長蛋白質に比して非常に強い結合能を示すことが判明した。4)Lotusの細胞機能解析:マウス胎生期脳の器官培養系でLotusをFALI法によって不活性化すると嗅索神経束が脱束化することから、Lotusの細胞接着能が予想された。そこで、LotusまたはLotus受容体を各々強制発現させたマウスL細胞を用いて細胞接着活性を解析したところ、LotusはLotus受容体との結合を介して細胞接着を増強することが判明した。平成20年度は以下の4項目について研究を進めた。(1)Lotusの細胞機能:前年度にLotusとその受容体との分子間相互作用によって細胞接着が誘起されることが判明したことから、本年度はその細胞接着能を介する生理機能について検討した。培養基質として精製Lotusをコーティングした培養皿上に網膜神経節細胞(RGC細胞)を培養すると、顕著な突起伸長活性が認められた。コーティングしたLotusをFALI法によって不活性化すると突起伸長活性は全く見られなくなった。また、Lotus受容体はGPI結合型の膜蛋白質であるので、それを酵素処理によって膜から離脱させる処理を施すと同様に突起伸長活性が見られなくなった。これらのことから、LotusとLotus受容体の相互作用によって神経突起伸長が促進されると考えられた。(2)Lotus遺伝子欠損マウスの解析:理研CDBとの共同研究によりLotus遺伝子を欠損した変異マウスを作製した。横浜市立大学医学部実験動物センター内にて戻し交配を行って系統維持管理し、ヘテロ個体同士の交配を行ってホモ個体を得た。Lotusはマウス胎生12-14日に形成される嗅覚情報の2次投射路である嗅索の形成不全を引き起こす原因分子として同定されたことから、最初に遺伝子欠損マウスの胎生期における嗅索形成について検討した。予想に反し、胎生12-14日目の嗅索は同腹仔の野生型と変わることなく正常に形成されていた。しかし、遺伝子欠損マウスでは一旦形成された嗅索が胎生18日目では脱束化が起こり、神経東がばらばらになる異常が見られた。現在、例数を増やして検証を進めている。次に、Lotusはin situ hybridization法により、マウス胎生期脳(胎生15日目)では嗅球僧帽細胞層内腹側、嗅索神経束内側、大脳皮質、視床、海馬、脊髄などの脳領域に強い発現が認められたので、ニッスル染色などによって神経組織構築を検討した。現在のところ、顕著な組織構築異常は認められず、更に詳細な変化について精査している。
北イタリア３地方における県ドーポラヴォーロ施設の特定とその建築的特徴の解明

ファシズム期のイタリアで設立された全国ドーポラヴォーロ事業団は、当時の国民に余暇の機会を組織的に提供した機関である。この余暇の実施のために同事業団は専用施設「カーサ・デル・ドーポラヴォーロ」を建設しており、本研究ではピエモンテ、ロンバルディア、エミリア=ロマーニャ地方の県都におかれた「県ドーポラヴォーロ」について網羅的な調査を実施、この3地方における同事業団専用施設の設置状況およびその現存状況を明らかにするとともに、その建築的特徴を指摘した。この成果から、ヴェルチェッリの事例はイタリア全土において最も規模が大きく特徴に富んだ専用施設として、これまで以上の重要性が指摘されるものである。本研究は、ファシズム期のイタリアで国民の余暇を組織した全国ドーポラヴォーロ事業団(以下O.N.D.)の建築活動の全容解明をめざすもので、O.N.D.中央事務局の指示を各地方に伝達しO.N.D.の余暇活動を実践する重要拠点であった県ドーポラヴォーロに注目、特にピエモンテ、ロンバルディア、エミリア=ロマーニャ地方におけるそれらの設置状況を明らかにしつつ、その建築的特徴を分析するものである。平成25年度においては、研究実施計画に挙げた項目について調査・研究を推進した。具体的には次の通りである。1.ファシズム期に流通した写真絵葉書・古写真やO.N.D.出版物など一次資料と、各地方に関する批評文献を探索し、各県のドーポラヴォーロに関する情報収集を展開した。今年度は、特に一次資料となるものの流通事情に変化があり、その収集は難航した。そこで既有の資料を活用し情報の充実を図り、下記2に示す現地調査に役立てた。2)O.N.D.組織運営上の管区としてゾーン1と指定された地域は、現在のピエモンテ州とヴァッレ・ダオスタ自治州にあたり、これに7つの県が含まれていた。このゾーン1における県ドーポラヴォーロの設置状況を明らかにするために、アレッサンドリア、アスティ、クーネオ、ノヴァーラの4県にて現地調査を行った。これらの県では、比較的大型の「カーサ・デル・ファッショ」が整備されており、O.N.D.県事務局や何らかの余暇施設がここに含まれていた可能性が高いと考えられる。このことから、すでに一定の調査を終えているヴェルチェッリ県ドーポラヴォーロが、ゾーン1における県ドーポラヴォーロとして唯一のO.N.D.専用施設である可能性が示唆された。また、ゾーン7とされたエミリア=ロマーニャ地方においては、ピアチェンツァにおいて調査を行っているが、O.N.D.専用施設の特定には至っていない。本研究は、ファシズム期のイタリアで国民の余暇を組織した全国ドーポラヴォーロ事業団(以下O.N.D.)の建築活動の全容解明をめざすもので、O.N.D.中央事務局の指示を各地方に伝達する重要拠点であった県ドーポラヴォーロに注目し、ピエモンテ、ロンバルディア、エミリア=ロマーニャ地方におけるそれらの設置状況を明らかにし、その特徴を分析するものである。本年度の成果は次の通りである。1.研究実施計画および前年度終了時の推進方策にのっとり、前年度までに未調査の調査対象地において資料および現況調査を行い、助成期間全体を通じては、対象3地方の全22県都のうち、アオスタとフォルリを除く20県都においてこれを完了した。これら地方において整備されたO.N.D.専用の県ドーポラヴォーロとしては、ヴェルチェッリ、パルマ、フェラーラの3県にのみ現存が確認されるということが明らかとなった。これ以外の県都では比較的規模の大きな「カーサ・デル・ファッショ」が設けられていることから、それら都市ではこの内部にO.N.D.事務所や余暇のための空間が整備された可能性が高いと考えられる。2)本研究課題の申請時より目的として掲げていた、このO.N.D.専用施設にかんする一連の研究をヴィジュアルにとりまとめた理解しやすい内容の小冊子を計画通りに発行した。この小冊子内には、現存が確認され実地調査を行った県ドーポラヴォーロ5件と市町村ドーポラヴォーロ3件について、調査時に撮影した現況写真のほか、O.N.D.による出版物から得られた当時の状況を示す写真を掲載し、これまでの研究によって明らかとなった内容を端的にまとめ、日本語、イタリア語、英語の三カ国語表記にてわかりやすく解説するものとした。これは世界に例のないもので、研究対象の歴史的重要性をひろく伝える上で画期的なものであるといえる。工学/建築学/建築史・意匠研究実績の概要に記したよう、今年度は一次資料の入手に困難があった。そこで、既有の資料の再点検を行うこととし、現地の図書館・文書館における関連文書や批評文献などの資料調査は計画通りに行い、関連情報の蓄積に努めた。

また、現地調査日数を計画ほど十分に確保できず、現地調査の効率的な実施という観点から、交通経路上の外部にあたるアオスタでの現地調査を中止した。ただし、これを補うものとして、クーネオ近郊のサルッツォにおいて「パラッツォ・リットリオ」を中心としたファシズム期建築の現況・資料調査を実施し、比較分析のための情報収集を実施した。この一方で成果報告に至らなかったため、達成度として若干の遅れを認めるものであるが、調査項目としては計画のものを達成していると考える。資料の収集と成果報告に遅れが出ているものの、既有の資料からの情報収集と現地調査は当初計画通りに進んでおり、特段大きな計画的見直しはない。次年度はまず、当初の実施計画に基づいてロンバルディア地方における県ドーポラヴォーロ施設の設置状況の解明にあたり、同地方における資料・現況調査においては、滞在期間中で可能な限り全県の情報を収集していく。また、本研究は特にO.N.D.専用の施設について着目するものであり、この新設の有無の確認にとりわけて注力するものとする。全研究期間のまとめとしては、収集した資料・情報および現地で撮影した写真を用いた、ビジュアルで理解しやすい内容の小冊子を作成する。この小冊子では、現地においてもかつての用途が知られていないO.N.D.の施設について適切かつ簡潔に解説するものを目指し、イタリア語を中心とする多言語併記のものとする。次年度使用額が生じた理由は、上述のように一次資料の入手が期待通りに行えなかったこと、現地調査日数を十分に確保できなかったこと、成果報告にいたらなかったことの3点である。次年度の研究は当初計画に基づいて実施するものであるが、これに加え一層の資料収集を行うとともに、当初計画では支出計画上やや短めの日程で予定されていた現地調査日程をこれで補い、さらに学術誌等における成果報告をさらに充実したものとする。したがって、研究全期間の計画の上では、事前に想定された使用計画から大きな変更はない。
同形置換溶液X線回析法によるヘキサアンミン金属錯体の第二配位圏の構造の解明

ヘキサアンミンイリジウム(III)とヘキサアンミンロジウム(III)の塩化物、臭化物、酢酸塩、〔M(NH_3)_6〕X_3(M=Ir,Rh;X=C1,Br,CH_3COO)、を合成し、その0.5mol dm^<-3>濃度の水溶液についてX線回折測定を行った。回析データは通常の処理を行った後、同形置換法により中心金属原子まわりの動径分布関数D^M(r)を求めた。いずれの溶液においても、配位子として金属に結合しているアンモニア分子(アンミン配位子)の窒素原子は金属から2.11Åの位置に、水素原子は2.60-2.64Åに明瞭なピークとして現れ、それぞれに対する理論曲線とよく一致した。この結果から、また、∠M-N-Hは115°-119°となっていることが分かった。D^M(r)曲線の3.6-5.0Å領域に第二配位圏の構造を反映していると考えられる大きなピークが存在する。酢酸塩水溶液についての理論解析から、アンミン配位子に接触して二種類の水和水分子が存在することが明らかとなった。第一の水分子は金属から4.06Åに8.0個、第二の水分子は4.56Åに5.9個と解析された。4.06Åの水分子は、N(NH_3)-O(H_2O)間距離を2.8-2.9Åとすると∠M-N-Oは107°-111°となることから、アンミン配位子のN-H結合軸方向に水素結合した水分子と判断した。また、その個数から、この水分子は正八面体型錯体の各面方向に平均一個ずつ存在するものと推定した。一方、4.56Åの水分子はその数と距離から、M-N結合軸方向に存在するものと考えられた。塩化物水溶液についての解析は、酢酸塩の結果を参考にして行った結果、4.07Åに第一の水分子が7.0個、第二の水分子は4.59Åに6.0個存在し、更に、塩化物イオン1.0個が、第一の水分子1個と入れ換わって4.33Åにアンミン配位子と水素結合して存在することが明らかになった。
腸内細菌叢の変動を介した歯周炎とＮＡＳＨの関連メカニズムの解明

多くの疫学研究より歯周炎がメタボリックシンドローム関連疾患のリスクを高めることが示唆されているが,そのメカニズムについては不明な点が多い。近年,それら疾患の発症・進行が腸内細菌叢の変動と関連していることが相次いで報告されている。申請者らは代表的な歯周病原細菌であるPorphyromonas gingivalis口腔投与マウスモデルを用いて,歯周病原細菌が腸内細菌叢を変動させ,それに伴う代謝性内毒素血症の誘導により全身性の炎症とメタボリックシンドロームの一因であるインスリン抵抗性を誘導することを明らかにし,歯周炎が全身疾患リスクを高める新たなメカニズムの可能性を世界に先駆けて報告するに至った。非アルコール性脂肪肝炎(NASH)は腸内細菌叢の変動と関連があることが報告されているメタボリックシンドローム関連疾患の一つであるが,病態形成の詳細なメカニズムはこれまでのところ明らかになっていない。そこで本研究では,NASHモデルマウスへ歯周病原細菌を口腔投与し,NASHの病態のうち特に重要な肝線維化の誘導を評価すると共に,歯周病原細菌による腸内細菌叢の変動に着目し,歯周炎のNASH病態形成における影響とそのメカニズムを解明することを目的とした。本年度は,研究計画に則り,1NASH/歯周病原細菌口腔投与モデルマウスの作成および,21モデルマウスにおける,歯周病原細菌口腔投与がNASH病態形成に及ぼす影響の評価を行った。その結果,1モデルマウスにおいて,歯周病原細菌投与により肝臓組織中のトリグリセリド,ヒドロキシプロリン量が増加すると共に,肝線維化関連遺伝子発現の上昇を認め,肝脂肪変性と線維化が亢進することが明らかとなった。2018年度は,当初の計画通り,NASH/歯周病原細菌口腔投与モデルマウスの作成に成功し,同モデルマウスを用いて,歯周病原細菌の口腔投与がNASH病態形成に及ぼす影響の評価を行った。その結果,歯周病原細菌投与によりNASH病態形成が進行し,歯周病原細菌の中でも特にPorphyromonas gingivalisがその重症化に関与する可能性が示唆された。また,上記の研究成果は,2019年度の春季学術大会での発表を予定しており,概ね順調に進展していると判断した。今後は,歯周病原細菌投与がNASH病態形成を進行させるメカニズムに関して,腸内細菌叢の変動及びそれに伴うMetabolic endotoxemiaと腸管免疫に関する解析を行い,明らかにしていく予定である。
労働者のストレス対処能力向上を目的とした個人焦点型介入プログラムの開発

仕事に関して強い不安やストレスを感じている労働者の増加に伴い、近年、労働者のストレス対策の必要性が高まっている。本研究では、労働者を対象とした個人向けストレス対策プログラムを開発し、プログラム実施の効果を検討することを目的とした。本年度は、研究成果の発表を中心に以下の2点を実施した。(1)個人向けストレス対策に関するシステマティックレビューの結果(60研究、昨年度実施)に最新研究(5研究)を追加して、データを再検討した。(2)ストレス対処法に関するweb学習プログラムの効果に関して、マルチレベル分析によるデータの再解析を行った。(1)システマティックレビューの結果から、ストレスマネジメント教育が労働者のストレス対策に有効であること、介入効果を維持するためにはフォローアップセッションなどの継続した学習が必要であること等が概観された。また、効果評価研究におけるデータの再解析の結果から(2)ストレス対処法に関するweb学習プログラムの実施により、受講者のストレス対処法に関する知識の改善が認められた。さらに、複数回(3回以上)に分けて学習した分散学習者においては知識の改善に加えてストレス対処法(問題解決)に関する得点に有意な改善が認められた。このことから、学習を複数回に分けて実施することの有用性が確認された。受講者の動機づけを高める工夫と継続した学習を促進するための方法論の検討が今後必要とされる。労働者のストレス対処能力向上を目的とした個人焦点型介入プログラムの作成に関して,以下2点に重点的に取り組んだ。1点目は,企業従業員を対象としたストレスマネジメント教育(集合教育形式)の効果評価研究のまとめである。集合教育形式による介入(修士論文)の結果を論文にまとめ,原著論文として投稿した。個人のストレス対処能力向上,健康増進を目的としたストレスマネジメント教育を実施することで,従業員個人のストレス対処に関する知識,および,仕事に関わる自信を高めることができるという可能性が示された。このことから,本教材がWeb学習を作成するための参考教材として有用であることが示された。2点目は,企業従業員を対象としたストレスマネジメント教育(Web形式)の効果評価研究の実行準備である。具体的には,Webを用いた介入の現状と課題について先行研究をまとめ,学会にて発表した。さらに,富士通ソフトウェアテクノロジーズ社との産学協同研究により,労働者のストレスマネジメント用Web学習コンテンツを作成し(シナリオ作成,本文担当),9月-10月に,研究所職員16名に対して作成したコンテンツを試行した。なお,コンテンツ試行の際にアンケートを実施し,コンテンツ改善のための資料とした。また,効果評価を実施するための準備として,(1)東京大学大学院医学系研究科倫理審査委員会における倫理審査,(2)研究協力企業の募集(企業6社に対する説明),(3)研究協力企業となる1社に対する研究打ち合わせ,および,従業員に対する広報活動を行った。本研究では労働者を対象とした個人向けストレス対策プログラムを開発し、プログラム実施の効果を検討することを目的とした。本年度は個人向けストレス対策に関する、(1)先行研究の文献レビュー、および、(2)ストレス対処法に関するweb学習プログラム(作成は昨年度)を用いた無作為化比較試験の実施、の2点を中心に調査および研究を行った。(1)個人向けストレス対策に関するシステマティックレビュー(60研究)の結果から、労働者を対象とした個人向けストレス対策として認知行動的介入方略が多く用いられており、労働者のストレス対策として一定の効果が認められていることが確認された。さらに、近年のストレス対策で用いられる方略の傾向として、ストレスや抑うつといったメンタルヘルスに関わるネガティブな側面だけでなく、職務満足感やパフォーマンスなどのポジティブな側面の改善を目的としたアプローチが増加していることが明らかとなった。(2)無作為化比較試験の結果に関して、ストレス対処法に関するweb学習の実施により、受講者のストレス対処法に関する知識、問題への対処法、職務満足感、知覚された上司サポート、に関する得点に改善がみられた。このことから、本研究で作成した学習プログラムの実施が労働者のストレス対策で使用する方略の1つとして、有効である可能性が示唆された。
金属ナノ構造体の非線形挙動を支配する転位の動的メカニズムの解明

本研究では、シリコン(Si)、銅(Cu)および窒化ケイ素(SiN)で構成されたナノ構造体中における塑性変形のメカニズムを解明することを目的として、透過型電子顕微鏡を用いて下部組織の観察が可能な曲げ試験片を設計および作製し、Cu部に対して負荷途中の塑性挙動をその場観察した。Si/Cu界面と自由表面の会合部近傍において、塑性領域が発生・発達していく様子が観察され、塑性領域発生の分解せん断応力は400-420 MPaと見積もられた。実験後のTEM観察より、ナノ寸法の応力集中領域に起因した異材界面近傍の塑性変形は、積層欠陥の形成によって支配されていることが示唆された。(1)超低エネルギーナノ加工装置の開発本研究の目的は、ナノ構造体の界面端近傍における転位の動的挙動を実験及び解析によって明らかにすることである。ナノサイズの試験片は、集束イオンビーム(Focused Ion Beam : FIB)加工装置を用いて作製する。このとき導入される表面加工層は数十nm以上の厚さを有することから、表面近傍の塑性挙動を議論する際、大きな問題となる。そこで本年度は、表面加工層を数nmレベルまで低減した試験片の作製を目的として、超低エネルギーナノ加工装置(以下、ナノ加工装置と記す)を開発した。焼き鈍し処理(850°C、24h)を施した銅バルク材を対象材料とし、FIB装置およびナノ加工装置を用いて加工出力条件を変えた薄片化サンプルを数種類用意し、透過電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope : TEM)内においてその加工層を観察した。FIB加工においては、出力40kVで48nm厚さの加工層、出力1kVで13nmの加工層が表面に存在することを確認した。さらに、FIB加工後に開発したナノ加工装置を用いると、出力1kVで10nm、出力100Vで1nm程度まで加工層を低減できることを確認した。次年度より、本条件を用いて試験片の最終処理を行い、負荷試験に供する予定である。(2)力学解析の準備結晶方位と結晶の直交異方性を考慮した有限要素法解析手法の実施準備を行った。さらに転位動力学解析用プログラムを構築し、有限要素解析で得られる巨視的応力場への拡張が可能なユーザーサブルーチンを作成した。次世代電子デバイスに用いられる金属ナノ配線は、周りに異種材料が存在し、強い拘束の下で塑性変形を生じる。塑性変形を支配する転位は、周囲に特有のひずみ場を有することから、拘束の影響を強く受ける。このため、ナノ構造体は、特有の塑性挙動を示すことが予想されている。本研究では、強拘束下にあるナノ寸法の金属構造体を対象とし、透過電子顕微鏡(TEM)内でのその場観察変形試験を実施して、その塑性変形メカニズムを解明することを目的としている。今年度の成果は、以下のように纏めることができる。(1)昨年度作製した超低エネルギーナノ加工装置に対して二軸傾斜ホルダが挿入できるよう改造した。これにより、ナノ試験片に対して多方向からのイオン照射による加工が可能となった。(2)TEMによるその場観察では、電子線を透過させるため、試験片幅方向の薄片化が必要となる。しかし、曲げ変形試験では、圧縮領域で座屈が生じる。このため、試験観察部では引張応力のみが生じる曲げ変形試験片を力学的観点から設計した。(3)厚さ200nmの銅薄膜がシリコンと窒化シリコンで拘束された積層材料を供試材として用い、設計形状に基づいて試験片を作製した。観察対象部である銅部分に対し、TEM観察と電子線回折像解析を行い、その粒界形状と結晶方位を特定した。(4)設計・作製した試験片を用いてTEM内にてその場観察変形試験を実施し、銅薄膜内の塑性変形の様子を動的に直接観察することに成功した。平成22年度に開発した新しい試験手法(透過型電子顕微鏡を用いて試験片内部のその場観察が可能な試験手法)を踏襲し、平成23年度は引張り成分がより支配的な試験片形状に改良した。加えて、透過型電子顕微鏡の明視野像と回折像を用いて銅(Cu)ナノ薄膜に存在する結晶粒の形状と結晶方位を特定した。試験片に対して負荷試験を実施し、Cu薄膜内部において塑性領域が発達して行く様子を観察することに成功した。特に、シリコン(Si)とCuの界面自由端近傍及びCu内部の結晶粒界と異材界面の会合部近傍で優先的に塑性領域が発達することを特定した。単結晶であるSiおよびCu薄膜のそれぞれの結晶粒について、直交異方性を考慮した有限要素法解析モデルを構築し、力学解析を実施した。その結果、実験によって観察された塑性領域は、結晶の影響(微視組織の影響)を考慮に入れた力学解析で得られる応力集中領域と一致した。

本結果は、応力集中領域の大きさがナノサイズになっても、依然、塑性変形は連続体近似下での応力場によって支配されていることを示している。実験後の試験片について、塑性領域発生箇所に対して詳細な透過型電子顕微鏡観察を実施した結果、この領域には厚さ数nmの層が数十nm間隔で複数存在しており、転位とは明らかに異なる組織の形成が見られた。Cuの結晶方位から、この層は最稠密面である(111)面に沿って発生していることが明らかになり、界面を起点とした部分転位の活動によって形成された積層欠陥であると考えられる。通常、常温下におけるCuの塑性変形は転位の活動によって支配される。本研究によって、ナノサイズの応力集中領域では、転位ではなく積層欠陥の形成によって塑性変形が支配されることが明らかになった。
完全甘ガキの自然脱渋性を支配する遺伝子の探索とその構造解析

本研究では完全甘ガキの自然脱渋性を支配する遺伝子の探索を進めるために1)ゲノムライブラリーの作成と甘渋性識別マーカー周辺領域の単離、2)甘渋性に連鎖した新規マーカーの探索、を試みた。以下、その概要を記す。1)ゲノムライブラリーの作成と甘渋性識別マーカー周辺領域の単離カキ品種'次郎'(完全甘ガキ)由来のゲノムライブラリーを作成し、甘渋性識別マーカーを用いてスクリーニングを行った結果、約27kbのインサートを持つクローンが単離された。このインサートについて甘渋性識別マーカー周辺領域の簡単な制限酵素マップを作成した。現在、単離されたゲノム断片について、より詳細な調査を行っている。2)甘渋性に連鎖した新規マーカーの探索これまでに同定されている甘渋性に連鎖したマーカーのみでは、遺伝子の探索を進めるにあたり十分な情報が得られないため、ゲノミックサブトラクション法を用いて新規マーカーの探索を試みた。サブトラクション後のPCR増幅断片をいくつか単離し、プローブに用いてRFLP分析を行っているが、現在までに甘渋性に連鎖した新規のマーカーは得られていない。今後は異なる制限酵素を用いたゲノミックサブトラクションを試みていく予定である。本研究は、これまでに同定している完全甘ガキの自然脱渋性を支配する遺伝子に連鎖している分子マーカーを足がかりとして、その周辺領域の遺伝子構成について調査し、カキのタンニン蓄積を制御する構造遺伝子に関する情報を得ることを目的としている。この分子マーカーは目的とする遺伝子と非常に密接に連鎖していると考えられるが、カキのゲノムに関する情報は少なく、また一つのマーカ一しか得られていない現状では、ポジショナルクローニング的手法を用いることは困難である。そこで、目的とする遺伝子の近隣に新規のマーカーを求めてRepresentational Difference Analysis(RDA)法を用いた解析を進めている。材料には、これまでの研究では利用されていない集団としてnon-PCNA品種である'会津身不知'由来の戻し交雑を用いた(この集団において、すでに同定されているマーカーと甘渋性の分離が完全に一致することが確認されている。)。この研究については現段階では有効な新規のマーカーは得られていない。一方、カキのゲノムライブラリーの構築も並行して進めている。ベクターにはコスミドベクターを用いて比較的大きな断片をクローン化することを目指している。現在、予備的なライブラリーを用いてスクリーニングを試験的に始めているところである。このように、本年度の研究はマーカーの探索とライブラリーの構築といった基礎的な実験にとどまっているが、今後はライブラリーの本格的なスクリーニングやトランスポゾン様配列の探索などを進め、多角的にマーカー周辺領域の遺伝子構造を明らかにする予定である。
タスクが日本人英語学習者における統語情報処理の自動化プロセスに与える影響

本研究課題では、日本人英語学習者を対象に、句構造規則違反文および意味違反文を読む際に、(1)適格性判断課題、(2)文法性判断課題、(3)意味性判断課題の3種類のタスクを課し、特定の言語情報への注意の向け方を操作することで、違反の検出において求められる統語処理の自動化の程度や、学習者の初期統語解析時における統語処理と意味処理との関係性について熟達度別に検証した。実験の結果、日本人英語学習者は統語情報に注意を向けない限り、意味主導型の処理を行っており、それは学習者の統語処理機構が文読解時に起動していない、または効率的に運用することができないことに起因している可能性があることが示唆された。本研究は、外国語として英語を学習する日本人英語学習者を対象に、文読解時に副次的に課される言語処理タスクの種類が統語解析プロセスにどう影響を与えるのか、心理言語学実験・神経脳科学実験に基づき明らかにしようとするものである。課せられているタスクの種類によって、外国語学習者のリアルタイムでの統語解析がどのように変容するのか、その処理メカニズムを実証的に明らかにすることにより、それぞれのタスクの効果を踏まえた、より効果的・効率的な外国語の学習・指導方法を提供し、外国語教育の教授法・指導技術・教材の開発に広く貢献することが期待される。平成27年度は、先行研究のさらなる調査・検討を行った上で、文読解時に求められる言語処理をタスク(適格性判断課題、文法性判断課題、意味性判断課題)によって操作することにより、学習者の統語解析行動がどのように異なるか、心理言語学実験を通して検証を行った。具体的には、日本人英語学習者の大学生・大学院生66名を対象に、統語的/意味的に違反した文を読解する際に、特定の言語情報処理に注意を向けるタスク(文法性判断課題/意味性判断課題)を課した場合と、特定の情報に注意を向けないタスク(文の全体的な適格性判断課題)を課した場合で、句構造規則違反/意味違反の検出にどのような違いが見られるかについて、自己ペース読解実験を通して検証を行い、文中の違反となる単語の読解時間や、タスクの正答率などに基づいて分析・検討を行った。また、実験参加者の熟達度をOxford Quick Placement Testにより測定し、句構造規則違反/意味違反への敏感さに熟達度が与える影響について、タスクの種類ごとに比較を行った。実験の分析結果については、平成28年度中に国内学会・国際学会において発表を行う予定である。平成27年度から兵庫教育大学に着任したことにより、研究設備の構築・整備に時間を要し、採択後即座に研究に取り掛かることが困難であったため。また、神戸大学を離れたことにより、平成28年度に神戸大学の脳波測定装置を用いて実施を予定している、神経脳科学実験の準備を平成27年度中に完了することができなかったため。平成28年度は、平成27年度に実施した心理言語学実験について、日本人英語学習者の大学生・大学院生43名を対象にデータの追加収集を行い、実験参加者の熟達度に基づいて分析・考察を行った。その結果、高熟達度の学習者(CEFR:B2以上)は、統語情報や意味情報から注意をそらしても、それぞれ句構造規則違反、意味違反を即座に検出していることが明らかになった。一方、低熟達度の学習者(CEFR:B1以下)は、統語情報に注意を向けられれば統語処理が促進されるが、注意がそらされると、句構造規則違反文の処理に時間がかかることが分かった。また、判断課題の結果から、日本人英語学習者は「意味的には違反しているが、統語的には正しい」という判断ができないことが示された。これらのことから、日本人英語学習者は熟達度が高くなると統語処理の自動化が進んではいるが、依然として「意味主導型」の処理を行っていることが示唆された。これらの研究成果は、思考と言語研究会、および、The 2017 conference of the American Association for Applied Linguistics (AAAL)において発表され、電子情報通信学会技術研究報告:信学技報に掲載された。また、平成26-30年度科学研究費基盤研究(A)「学習による気づき・注意機能および相互的同調機能と第二言語情報処理の自動化プロセス」(研究代表者:横川博一(神戸大学・大学教育推進機構・国際コミュニケーションセンター・教授)/研究課題番号:26244031)と連携して実施する神経脳科学実験について、平成28年度に新たな脳波測定機器が神戸大学に導入されたことから、それに合わせて実験手法・手順の見直しを行い、データ収集を遂行できる環境を整えた。実験は平成29年度中に実施し、その成果を国内学会・国際学会において発表する予定である。新たに導入された脳波測定機器の使用方法の習得に時間を要し、平成28年度中に予定していた神経脳科学実験を開始することができなかったため。本研究課題は、文読解中に副次的に課される言語処理タスクの種類が、日本人英語学習者の統語解析プロセスにどのような影響を与えるのかについて、心理言語学実験に基づき検証したものである。具体的には、日本人英語学習者109名を対象に、句構造規則違反文および意味違反文を読む際に、(1)適格性判断課題、(2)文法性判断課題、(3)意味性判断課題の3種類のタスクを課し、特定の言語情報への注意の向け方を操作することで、違反の検出において求められる統語処理の自動化の程度や、学習者の初期統語解析時における統語処理と意味処理との関係性について検証した。

結果、高熟達度の学習者は、統語情報や意味情報から注意をそらしても、それぞれ句構造規則違反、意味違反を即座に検出する一方、低熟達度の学習者は、統語情報に注意を向けられれば統語処理が促進されるが、注意がそらされると、句構造規則違反文の処理に時間がかかることが明らかになった。また、判断課題の結果から、日本人英語学習者は「意味的には違反しているが、統語的には正しい」という判断ができないことが示された。これらのことから、日本人英語学習者は意味主導型の処理を行っており、それは学習者の統語処理機構が文読解時に起動していない、または効率的に運用することができないことに起因している可能性があることが示唆された。平成29年度は、上記の成果について論文執筆を行い、論文はことばの科学会『ことばの科学研究』第19号に採択された。また、ことばの科学会オープンフォーラム2017(第9回年次大会)シンポジウムにおいて発表を行い、本研究課題で得られた成果を広く社会に発信した。加えて、平成27年度より実施している神経脳科学実験について、再度実験手法・実験文の見直しを行い、18名分のデータを収集した。現在データ分析中であり、その成果を国内学会・国際学会において発表する予定である。本研究課題では、日本人英語学習者を対象に、句構造規則違反文および意味違反文を読む際に、(1)適格性判断課題、(2)文法性判断課題、(3)意味性判断課題の3種類のタスクを課し、特定の言語情報への注意の向け方を操作することで、違反の検出において求められる統語処理の自動化の程度や、学習者の初期統語解析時における統語処理と意味処理との関係性について熟達度別に検証した。実験の結果、日本人英語学習者は統語情報に注意を向けない限り、意味主導型の処理を行っており、それは学習者の統語処理機構が文読解時に起動していない、または効率的に運用することができないことに起因している可能性があることが示唆された。上述の神経脳科学実験については、平成26-30年度科学研究費基盤研究(A)「学習による気づき・注意機能および相互的同調機能と第二言語情報処理の自動化プロセス」(研究代表者:横川博一(神戸大学・大学教育推進機構・国際コミュニケーションセンター・教授)/研究課題番号:26244031)と連携することにより、脳波測定装置を含めて、神経脳科学実験の準備がほぼ整いつつある。平成27年度に実施した実験の成果発表・論文執筆と並行して、平成28年度中に、神戸大学国際文化学研究科在籍の博士後期課程の大学院生2名(研究協力者)の補助の下、神経脳科学実験を実施する予定である。平成29年度中に、神戸大学国際文化学研究科在籍の博士後期課程の大学院生2名(研究協力者)の補助の下、神経脳科学実験を実施する予定である。また、平成29年度は本研究課題の最終年度となるため、平成27年度平成28年度に実施した心理言語学実験のデータのさらなる分析・考察を行い、論文の執筆を進めることなどを通して、本研究課題の成果を広く社会に発信するよう努める。心理言語学大学の業務の関係により、平成27年度に参加を予定していた国内学会への参加ができなかったことや、実験の所要時間の関係により、実験参加者への謝礼の金額が当初の想定よりも少なくなったことなどが原因である。
非線形複合システムの自己組織化機能とカオス

1.自己組織化の数理の解明システム全体がうまく協調して安定化する協調安定の数理を解明する基礎研究として,複雑な大規模システムの安定化問題をとりあげ,これを従来この分野の研究手法として知られたリアプノフ関数法,線形近似法などと異なる微分幾何学を使った方法によって研究した。この方法は線形近似のない厳密な線形化法であって,適当な座標変換と入力変換によってシステムを線形化し,その上でシステムに線形フィ-ドバックを施すというものである。この方法を使って,大規模システム全体が安定に働くために各サブシステムを線形化し,その上で安定化フィ-ドバックを行い,全体システムを安定化する方法を研究した。2.カオスによる秩序形成のメカニズムの解明まず,複合システムの分岐現象を起こすパラメタ-集合を求めるための計算方法を求め,次に複合システムにおけるカオスの発生,消滅のメカニズムを研究した。まず,すべてのサブシステムから干渉があるようなシステムを考え,各サブシステムに発生しているカオスをアトラクタ-とするような各サブシステムのフィ-ドバック構造を考察した。次に各サブシステムにフィ-ドバックを施すのではなくて,各サブシステムの結合係数やその結合の正負によって,全体システムのカオスを安定化するような方法を研究した。サブシステムにカオスが発生しているとき,結合によっては全体システムにカオスが発生するが,うまく結合をえらぶと,全体システムの安定性を保つことができることを明らかにした。これらの研究により,サブシステムにカオスが発生するとき,全体システムがカオスに引き込まれる機構が明らかになった。
メゾスコピック微粒子におけるフォノン状態の研究

1.Ge微粒子の作製昨年度製作した、Base Pressureが8x10^<-9>Torrの真空装置を用いて、ガス中蒸発法でGe微粒子を作製した。ゲッタポンプを蒸発中も動作させることにより、蒸発中のアルゴンガスの純度を保っている。この様にして得られた微粒子は粒径にかなりの分布を持っている。2.共鳴ラマン分光による微粒子のフォノン状態の解明入射レ-ザ-光と電子遷移の共鳴する粒子がある場合、その粒子による散乱光が増強されるので特定の粒径のラマンスペクトルのみを選択的に観測することが出来る。粒径に広がりがある場合、共鳴ラマン分光によって特定の粒径の粒子の情報を取り出せることは非常に重要である。Geの場合、我々の用いたArレ-ザ-の514.5(457.9)nmの入射光に対して直径約10(6)nmの粒子がE_1E_1+Δ_1端による共鳴を生じる。短波長励起の場合の方が小さな粒子に共鳴する結果、ラマン線の幅がより広くなるとともに低波数側にシフトした。得られたラマンスペクトルをフォノン閉じ込めによるkの不連続性とkー保存則の緩和を考慮して求めたラマンスペクトル、およびガウス曲線(アモルファス状の部分、著しく小さい(23nm)微粒子、あるいは表面フォノンによる)でフィットした。上に示した粒径の範囲に入ると考えられる数種類の試料について、フィットから求められた粒径は、電子系の共鳴エネルギ-の粒径依存性から期待される値の約1/2であった。同程度のくい違いはSi微粒子においても、x線回折とラマンスペクトルの解析で求めた粒径との間で見られる。これらの不一致は、数nmの微粒子では、フォノン周波数が低下(ソフト化)しているとすれば理解できる。
性的形質の緯度クラインをもたらす性淘汰の環境依存性の解明

本研究は,性的形質の緯度クラインに注目し,性淘汰の環境依存性を通じた生物の多様化機構を解明することを目的とする.性的形質の多様化は,種分化を通じて生物の多様化に寄与しうる点で重要である.しかし,性淘汰による進化に環境が及ぼす影響については,未だ研究例が限られる.本研究では朝鮮半島に分布するツヤオサムシ類の雄交尾器形態の緯度クラインを対象に,現地でのフィールド調査とサンプリングを基盤として研究を行う.今年度は,2018年6月28日7月12日に韓国内での調査を行った.申請者に加え,研究補助員1名(神戸大)と,韓国側から1名(江原国立大)が参加した.結果,45調査地点から計185頭のサンプルを得た.現在,これらのサンプルの形態測定を進めている.同時に,ミトコンドリアND5と核PepCk遺伝子の配列を決定し,これまでのサンプルと合わせて系統地理解析を行った.このために,2019年2月7日28日に江原国立大の研究協力者を神戸大学に招聘した.解析の結果,朝鮮半島南部のツヤオサムシ類は分化が浅いが,複雑な歴史を持つことが明らかとなった.集団内の多型が十分に固定していないため,集団レベルの歴史を再構築することは難しかった.一方,遺伝子レベルの歴史からは,この地域には少なくとも3回,北方からの異なる系統の侵入があったことが示唆された.一度目は最南端の済州島にまで達する物で,この系統の交尾器形態は比較的単純な物が多いようであった.二度目は半島の南端部までの侵入に留まり,交尾器の肥大化が著しい集団を含んでいた.三度目は半島中西部に限られる物であった.これらの結果は,朝鮮半島に見られる交尾器形態の緯度クラインは,分布域形成の歴史に強く依存していることを示唆している.各地でのサンプリング,形態の測定,サンガーシーケンスによる解析は順調に進んでいる.サンガーシーケンスによる系統地理解析によって,集団分化の解析にはより高度な手法が必要であることが示唆されたため,今後は予定通り次世代シーケンサーを用いた大規模解析に移行する予定である.更なるサンプルの充実を目指し,現地での調査を継続して行う.次世代シーケンサーを用いた解析は,当初RAD-seq法によるとしていたが,過去のサンプルも有効利用するために,MIG-seq法に変更することとした.Mig-seqによって得た大規模データを利用して,集団間の歴史の詳細な解明,遺伝的多様性と集団サイズの定量を行い,仮説検証に必要なデータの蓄積に努める.得られたサンプルにもとづき,雌雄交尾器形態と精巣サイズ,付属腺サイズの定量を進めた.得られたサンプルと既存のサンプルを合わせた約100個体について,ミトコンドリアND5遺伝子と核PepCk遺伝子の配列を決定し,分子系統解析を行った.その結果,遺伝子レベルの系統樹は集団ごとにまとまらず,集団分化が新しいことによる祖先多型の影響を強く受けていることが示唆された.その結果を受け,multispecies coalescent法による集団レベルの系統樹を構築したところ,朝鮮半島内のツヤオサムシは大きく分けて3系統に分かれ,それぞれ北部+済州島(交尾器は比較的小型),南部(交尾器の巨大化が生じた集団を含む),北部の一部(Myongjisanのみ)が独立な系統を形成した.北部の一部だけに見られた系統は別種Eucarabus angustusの可能性があるため,形態の精査を進めている.解析作業のため,調査の前後に江原国立大学のJong Kuk Kim教授の研究室に滞在し,共同研究の進めかたの議論と,実動部隊である先方の大学院生Tae Woon Jang氏に対する指導を行った.また,2018年1月2月に,Jang氏を神戸大学に招き,分子系統学的解析の指導を行うとともに,共同で解析にあたった.地理的変異を把握するためのサンプリング地点数は,計画通り順調に増加している.サンプルの解析も同様に進みつつある.本研究は,性的形質の緯度クラインに注目し,性淘汰の環境依存性を通じた生物の多様化機構を解明することを目的とする.性的形質の多様化は,種分化を通じて生物の多様化に寄与しうる点で重要である.しかし,性淘汰による進化に環境が及ぼす影響については,未だ研究例が限られる.本研究では朝鮮半島に分布するツヤオサムシ類の雄交尾器形態の緯度クラインを対象に,現地でのフィールド調査とサンプリングを基盤として研究を行う.今年度は,2018年6月28日7月12日に韓国内での調査を行った.申請者に加え,研究補助員1名(神戸大)と,韓国側から1名(江原国立大)が参加した.結果,45調査地点から計185頭のサンプルを得た.現在,これらのサンプルの形態測定を進めている.同時に,ミトコンドリアND5と核PepCk遺伝子の配列を決定し,これまでのサンプルと合わせて系統地理解析を行った.このために,2019年2月7日28日に江原国立大の研究協力者を神戸大学に招聘した.解析の結果,朝鮮半島南部のツヤオサムシ類は分化が浅いが,複雑な歴史を持つことが明らかとなった.集団内の多型が十分に固定していないため,集団レベルの歴史を再構築することは難しかった.

一方,遺伝子レベルの歴史からは,この地域には少なくとも3回,北方からの異なる系統の侵入があったことが示唆された.一度目は最南端の済州島にまで達する物で,この系統の交尾器形態は比較的単純な物が多いようであった.二度目は半島の南端部までの侵入に留まり,交尾器の肥大化が著しい集団を含んでいた.三度目は半島中西部に限られる物であった.これらの結果は,朝鮮半島に見られる交尾器形態の緯度クラインは,分布域形成の歴史に強く依存していることを示唆している.各地でのサンプリング,形態の測定,サンガーシーケンスによる解析は順調に進んでいる.サンガーシーケンスによる系統地理解析によって,集団分化の解析にはより高度な手法が必要であることが示唆されたため,今後は予定通り次世代シーケンサーを用いた大規模解析に移行する予定である.今年度は,韓国の西側の地域を調査するため, 6月末から7月初めの2週間に現地にてサンプルの収集に努める.既存の2遺伝子による系統解析に加え,RAD-seq法を用いたゲノムワイドシーケンスの取得に着手し,集団遺伝学的解析に用いるデータの収集に努める.更なるサンプルの充実を目指し,現地での調査を継続して行う.次世代シーケンサーを用いた解析は,当初RAD-seq法によるとしていたが,過去のサンプルも有効利用するために,MIG-seq法に変更することとした.Mig-seqによって得た大規模データを利用して,集団間の歴史の詳細な解明,遺伝的多様性と集団サイズの定量を行い,仮説検証に必要なデータの蓄積に努める.
脳波の紡錘波状速波に着目した早産児神経ネットワーク変容過程の解明とその臨床制御

発達初期の脳皮質に内在する自発的電気活動である紡錘波状速波は、早期の皮質形成や神経ネットワーク構築に重要な役割を果たすことが、近年、動物実験で明らかにされてきた。ヒト早産児に高率に認める知的発達症や神経発達症の病態にも、この自発的活動が重要と考えるが、未解明である。私たちは近年、修正齢32週前後の早産児の脳波に観察する紡錘波状速波を定量し、1歳半時の発達予後と相関することを明らかにした。この研究成果を踏まえ、本研究では、脳波にみられる紡錘波状速波の障害がヒトでも、正常な皮質形成や神経ネットワーク構築に負の影響を与えることを、最新のMRI技術を用いて明らかにする。さらに、紡錘波状速波の活動を阻害する臨床要因を明らかにし、それを予防し介入することで、正常な脳発達を促し早産児の予後改善を目指す。平成30年度は、新たに研究参加が得られた早産児約20例に対し、多チャンネル脳波記録をNICU内で継続し施行した。また、修正40週前後で脳MR画像を撮像した。3テスラ高磁場MRI装置(Verio, Siemens, Germany)を用いて、脳容量・脳回形成解析用の3次元MRI、安静時機能的MRIと拡散テンソル画像の撮像を行った。さらに、昨年度記録した脳波にみられる紡錘波状速波をチャネル毎に定量解析が終了した。MRI画像の解析は次年度に全てのデータが揃った段階で行えるよう、データ保存し、解析前に必要な下準備を行った。本研究から予想される結果と意義は、紡錘波状速波の障害を受けた超早産児は、脳皮質の解剖学的構造や神経ネットワークの発達に障害をもつ。そのことが将来の知的発達症や神経発達症と関連するという仮説が明らかとなり、早期介入が必要な早産児の選別、周産期管理の再検討、早産児に高率な知的発達症や神経k発達症の発症メカニズムの解明につながる。平成31年度は、研究参加が得られた早産児に対し、多チャンネルの脳波記録を経時的に行った。本学NICUに入院した在胎22週34週の早産児の入院数は約30例であった。脳波はNICU内で多チャンネル・ビデオ脳波同時記録を行い、筋電図、呼吸、眼球運動の評価を加えたポリグラフ記録で行った。出生後1週間以内に初回脳波記録を行い、以降は12週間隔で、修正40週まで反復して施行した。さらに、修正40週で脳MR画像の撮像を施行した。3テスラ高磁場MRI装置(Verio, Siemens, Germany)を用いて、脳容量・脳回形成解析用の3次元MRI、拡散テンソル画像の撮像を行った。脳波データの解析は記録された脳波データをMATLABでSPMを用いて解析を行っている。概ね順調に解析は進展している。平成31年度は、対象の早産児の修正1歳半における神経学的評価を継続する。当院外来にて神経学的評価並びに発達評価を行う。小児神経専門医が専門外来にて包括的な神経学的評価を行う。発達検査は、臨床心理士が新版K式発達検査とM-chatによる自閉症スクリーニングを行う。また、修正1歳6か月で2回目の脳MRI撮像を行う。前年度と同様に、得られたMR画像の解析を行う。脳体積MRIはSPMを用いて脳皮質・白質体積を計測する。また、LIGASEとCarretソフトウエアを用いて神経ネットワーク解析を行う。最後に、紡錘波状速波の活動を阻害する臨床因子を探求する。これには、診療情報を詳細に収集し、紡錘波状速波に負の影響を与える臨床因子を特定する。最後に、上記の結果を総括する。ヒト早産児に高率に認める知的障害や発達障害の病態にもこの自発的活動が重要と考えるが、未解明である。私たちは最近、受胎後齢32週前後の早産児に観察する紡錘波状速波を定量し、1歳半時の発達予後と相関することを明らかにした。この研究成果を踏まえ、本研究では、紡錘波状速波の障害がヒトでも、正常な皮質形成や神経ネットワーク構築に負の影響を与えることを、最新MRI技術を用いて明らかにする。平成30年度は、研究参加が得られた早産児に対し、多チャンネル脳波記録を経時的に行った。そのことが将来の知的障害や発達障害と関連するという仮説が明らかとなり、早期介入が必要な早産児の選別、周産期管理の再検討、早産児に高率な知的障害や発達障害の発症メカニズムの解明につながる。

平成30年度は、研究参加が得られた早産児に対し、多チャンネル脳波記録を経時的に行った。本学NICUに入院した在胎2234週の早産児の入院数は約30例であった。脳波はNICU内で多チャンネル・ビデオ脳波同時記録を行い、筋電図、呼吸・眼球運動の評価を加えたポリグラフ記録で行った。出生後1週間以内に初回脳波記録を行い、以後12週間隔で、修正40週まで反復して行った。さらに、修正40週で脳MR画像の撮像を施行した。3テスラ高磁場MRI装置(Verio, Siemens, Germany)を用いて、脳容量・脳回形成解析用の3次元MRI、安静時機能的MRIと拡散テンソル画像の撮像を行った。脳波データの解析は記録された脳波データをMATLAB上でSPMを用いて解析を行う予定であったが、この点は、来年度の課題とした。発達初期の脳皮質に内在する自発的電気活動である紡錘波状速波は、早期の皮質形成や神経ネットワーク構築に重要な役割を果たすことが、近年、動物実験で明らかにされてきた。ヒト早産児に高率に認める知的発達症や神経発達症の病態にも、この自発的活動が重要と考えるが、未解明である。私たちは近年、修正齢32週前後の早産児の脳波に観察する紡錘波状速波を定量し、1歳半時の発達予後と相関することを明らかにした。この研究成果を踏まえ、本研究では、脳波にみられる紡錘波状速波の障害がヒトでも、正常な皮質形成や神経ネットワーク構築に負の影響を与えることを、最新のMRI技術を用いて明らかにする。さらに、紡錘波状速波の活動を阻害する臨床要因を明らかにし、それを予防し介入することで、正常な脳発達を促し早産児の予後改善を目指す。平成30年度は、新たに研究参加が得られた早産児約20例に対し、多チャンネル脳波記録をNICU内で継続し施行した。また、修正40週前後で脳MR画像を撮像した。さらに、昨年度記録した脳波にみられる紡錘波状速波をチャネル毎に定量解析が終了した。MRI画像の解析は次年度に全てのデータが揃った段階で行えるよう、データ保存し、解析前に必要な下準備を行った。本研究から予想される結果と意義は、紡錘波状速波の障害を受けた超早産児は、脳皮質の解剖学的構造や神経ネットワークの発達に障害をもつ。そのことが将来の知的発達症や神経発達症と関連するという仮説が明らかとなり、早期介入が必要な早産児の選別、周産期管理の再検討、早産児に高率な知的発達症や神経k発達症の発症メカニズムの解明につながる。平成31年度は、研究参加が得られた早産児に対し、多チャンネルの脳波記録を経時的に行った。本学NICUに入院した在胎22週34週の早産児の入院数は約30例であった。脳波はNICU内で多チャンネル・ビデオ脳波同時記録を行い、筋電図、呼吸、眼球運動の評価を加えたポリグラフ記録で行った。出生後1週間以内に初回脳波記録を行い、以降は12週間隔で、修正40週まで反復して施行した。3テスラ高磁場MRI装置(Verio, Siemens, Germany)を用いて、脳容量・脳回形成解析用の3次元MRI、拡散テンソル画像の撮像を行った。脳波データの解析は記録された脳波データをMATLABでSPMを用いて解析を行っている。概ね順調に解析は進展している。平成30年度は、修正1歳半で神経学的評価を行う。対象の早産児を前向きにフォローアップし、修正1歳半に達した時点で、当院外来にて神経学的評価ならびに発達評価を行う。