hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
弾性物体認識のための形状モデルに関する研究

「形状変化を伴う弾性物体の投影像間における各部位の対応付け」を目指し,弾性物体の3次元的な表現を仮想的に実現するために以下のことを行った.現在コンピュータ診断支援の分野において,バーチャルリアリティを用いたナビゲーション診断を目指して,人体臓器の仮想化が提唱されている.そこで,本研究では胃という弾性物体を対象とした,三次元可変モデルを提案する.これは腹部X線CT像より胃内部領域の境界面における代表点を取り出すことで得られる表面の三次元胃内壁モデルである.この仮想モデルは投影像間の対応付けのみならず,人体の可視化という点から,放射線技師等への教育用シミュレータとしての応用が考えられる.胃X線像の撮影時の様々なカメラパラメータや,胃自身が持つ医学的,または物理的な特性などの知識をモデルへと簡易に導入するのが難しい.そこで,腹部X線CT像から胃の表面つまり胃の内壁から代表点を抽出し,それらを結んだ三角形の集合を三次元胃内壁モデルとして提案した.また,抽出した代表点を制御点とし,それらを胃の弾性や胃内部の空気圧,胃の周囲の臓器からうける力,重力,そしてX線撮影時に胃に働く最も大きな力といわれるバリウムからの力などの変形要素を模擬することで,さまざまな胃の変形を試みた.その結果,部分的には改善の余地はあるが,当初の目的を達成するには十分な精度であった.本年度は「形状変化を伴う弾性物体の投影像間における各部位の対応付け」を目指し,弾性物体の3次元的な表現を仮想的に実現するために以下のことを行った.現在コンピュータ診断支援の分野において,バーチャルリアリティを用いたナビゲーション診断を目指して,人体臓器の仮想化が提唱されている.そこで,本研究では胃という弾性物体を対象とした,三次元可変モデルを提案する.これは腹部X線CT像より胃内部領域の境界面における代表点を取り出すことで得られる表面の三次元胃内壁モデルである.この仮想モデルは投影像間の対応付けのみならず,人体の可視化という点から,放射線技師等への教育用シミュレータとしての応用が考えられる.胃X線像の撮影時の様々なカメラパラメータや,胃自身が持つ医学的,または物理的な特性などの知識をモデルへと簡易に導入するのが難しい.そこで,腹部X線CT像から胃の表面つまり胃の内壁から代表点を抽出し,それらを結んだ三角形の集合を三次元胃内壁モデルとして提案する.また,抽出した代表点を制御点とし,それらを胃の弾性や胃内部の空気圧,胃の周囲の臓器からうける力,重力,そしてX線撮影時に胃に働く最も大きな力といわれるバリウムからの力などの変形要素を模擬することで,胃の変形を試みた.その結果,部分的には問題はあるが,当初の目的を達成するには十分な精度であった.「形状変化を伴う弾性物体の投影像間における各部位の対応付け」を目指し,弾性物体の3次元的な表現を仮想的に実現するために以下のことを行った.現在コンピュータ診断支援の分野において,バーチャルリアリティを用いたナビゲーション診断を目指して,人体臓器の仮想化が提唱されている.そこで,本研究では胃という弾性物体を対象とした,三次元可変モデルを提案する.これは腹部X線CT像より胃内部領域の境界面における代表点を取り出すことで得られる表面の三次元胃内壁モデルである.この仮想モデルは投影像間の対応付けのみならず,人体の可視化という点から,放射線技師等への教育用シミュレータとしての応用が考えられる.胃X線像の撮影時の様々なカメラパラメータや,胃自身が持つ医学的,または物理的な特性などの知識をモデルへと簡易に導入するのが難しい.そこで,腹部X線CT像から胃の表面つまり胃の内壁から代表点を抽出し,それらを結んだ三角形の集合を三次元胃内壁モデルとして提案した.また,抽出した代表点を制御点とし,それらを胃の弾性や胃内部の空気圧,胃の周囲の臓器からうける力,重力,そしてX線撮影時に胃に働く最も大きな力といわれるバリウムからの力などの変形要素を模擬することで,さまざまな胃の変形を試みた.その結果,部分的には改善の余地はあるが,当初の目的を達成するには十分な精度であった.
マルチメディアに関する著作権制度の展望

本研究は、マルチメディアの発達に伴う著作権制度の在り方について国際的動向を調査することを目的としており、平成9年度は、前年度に引き続き、米国及びEU諸国の対応について調査を行うとともに、アジア諸国及びオーストラリアの状況について調査を行った。1)研究代表者吉田は、アジア諸国の動向を調査することとし、現地調査を予定していたが1997年11月に東京でWIPO(知的所有権機関)及び日本攻府の援助によるアジア地域著作権・著作隣接権に関する特別研修が開催され、ブ-タン、ネパール、ラオス、中国、韓国、モンゴル、インドネシア及びフィリピンの政府職員及び著作権関係機関が参加することから、そのプログラムに参加することによって、調査の実を挙げた。2)研究分担者須網は、昨年度に引き続きEU諸国における動向調査を行った。EUは、域内の制度的ハ-モナイゼーションのために、各種の「ディレクティブ(理事会指令)」を策定している。EC本部、欧州裁判所においてディレクティブの検討状況、過去のディレクティブの実施状況を調査するとともに、活発な対応を行っているイギリスを調査した。3)研究分担者村上は、独占禁止法の視点からの検討のために追加した研究分担者であるが昨年度の米国の状況に続いて、本年度はオーストラリアについて、独占禁止法の視点(知的所有権法は情報の独占と結びつくことが多いために、近年独占禁止法の視点からの検討も必須となっている。)も併せて調査を行った。4)研究分担者井上は、米国のマルチメディア産業における技術動向及び市場動向について企業訪問により調査するとともに、企業と大学との産学協同の状況及び米国におけるマルチメディアに関係する著作権法制の動向について大学の研究者との意見交換等を行った。本研究は、マルチメディアの発達に伴う著作権制度の在り方について諸外国の検討及び対応状況を調査することを目的としており、平成8年度は、世界的傾向の把握、米国及びEU諸国の対応を中心に調査を行った。それぞれの調査事項を列挙する。1)研究代表者吉田は、当初、米国又はEUを調査予定であったが、文化庁からの依頼により平成8年12月2日20日にジュネ-ブ(スイス)において開催された世界知的所有権機関(WIPO)の外交会議に参加し、デジタル化とネットワーク化に伴う新環境下での著作権等の保護を目的とした新条約の制定に関与した。この条約作成過程を通じて世界各国の専門家との意見交換を通じて全世界的な傾向の把握が可能となり、本研究にも極めて有益な経験となった。ただし、会議へは政府代表として参加したため、経費は公費負担となり、科研費を使用しなかった。また、研究に必要なCD-ROM資料を購入した。2)研究分担者須網は、予定どおりEU諸国における動向調査を行った。ディレクティブの検討状況及び過去のディレクティブの実施状況を調査するとともに、マルチメディア対応のために活発な立法活動などを展開しているイギリスを調査した。3)研究分担者村上は、独占禁止法の視点からの検討のために追加した研究分担者であるが、全米情報基盤整備のために活発な立法活動等が展開されている米国の状況について、独占禁止法の視点(知的所有権法は情報の独占と結びつくことが多いために、近年独占禁止法の視点からの検討も必須となっている。4)研究分担者井上は、当初、米国を調査予定であったが、体調が不調のために平成8年度の調査は中止せざるを得なかった。

1)研究代表者吉田は、アジア諸国の動向を調査することとし、現地調査を予定していたが1997年11月に東京でWIPO(知的所有権機関)及び日本政府の援助によるアジア地域著作権・著作隣接権に関する特別研修が開催され、ブ-タン、ネパール、ラオス、中国、韓国、モンゴル、インドネシア及びフィリピンの政府職員及び著作権関係機関が参加することから、そのプログラムに参加することによって、調査の実を挙げた。2)研究分担者須網は、昨年度に引き続きEU諸国における動向調査を行った。EUは、域内の制度的ハ-モナイゼーションのために、各種「ディレクティブ(理事会指令)」を策定している。EC本部、欧州裁判所においてディレクティブの検討状況、過去のディレクティブの実施状況を調査するとともに、活発な対応を行っているイギリスを調査した。3)研究分担者村上は、独占禁止法の視点からの検討のために追加した研究分担者であるが昨年度の米国の状況に続いて、本年度はオーストラリアについて、独占禁止法の視点(知的所有権法は情報の独占と結びつくことが多いために、近年独占禁止法の視点からの検討も必須となっている。)も併せて調査を行った。4)研究分担者井上は、米国のマルチメディア産業における技術動向及び市場動向について企業訪問により調査するとともに、企業と大学との産学協同の状況及び米国におけるマルチメディアに関係する著作権法制の動向について大学の研究者との意見交換等を行った。
大規模科学技術データのための分析データベースシステムの研究開発

科学技術データの急激な増加は、トランザクション処理中心の現在のデータベースシステムに大きな課題をもたらしている。本研究で、我々は巨大科学技術データのための分析データベースを開発した。評価実験により、提案手法がMapReduceに基づくシステム(Hive)とTPC-H SF=100で比較して、最大22.3倍、平均8.97倍優れた性能を示すことを示した。天文学、生命科学、地質といった科学技術分野で、国際的な情報共有が進んでいる。今後、学際的に巨大データを扱うデータ指向の科学においで、蓄積された膨大な科学技術データの中から有益な知見を見出すための高度なデータ分析技術の重要性が増すのは必至である。しかし、従来のデータベースシステムは細かい粒度のトランザクション処理を想定して設計されているため、バッチ的に複雑なデータ分析処理を扱うのは不向きである。現状のオープンソースの関係データベースは扱えないような100GB以上ペタバイトの範囲のデータを扱うことは困難である。科学者が大規模データから有益な知識を得るためには、テラペタバイト級の科学技術データを扱うことが可能な分析データベースシステムの整備が急務である。こうした背景を受けて、本研究では、22-23年の二年計画でテラペタバイト級の科学技術データを扱うためのデータ分析基盤を開発している。特に,科学技術データを適用対象とし,ゲノム情報処理等の分野融合プロジェクトへ最終的に適用することを目指している。平成22年度は、申請者が研究開発中の汎用の分析データベースを科学技術データベース用途に移植を行った。これによって、最終的な達成にむけて、基礎とするシステムの実装と評価を完了した。現時点の成果としては、33台の計算機クラスタ環境において、競合システムHadoop/Hiveに対して顕著な性能面での優越(最大22.3倍、平均8.97倍)があることを確認している。また、本研究で開発したデータ分割配置手法の特許申請を行った。分野融合プロジェクトへの適用については、産業技術総合研究所の地球観測グリッド研究グループが参加する月周回衛星「かぐや」(http://www.kaguya.jaxa.jp/)のスペクトルデータの解析に本研究の成果を適用することを目標に、予備的な評価をおこなった。今後、学際的に巨大データを扱うデータ指向の科学において、蓄積された膨大な科学技術データの中から有益な知見を見出すための高度なデータ分析技術の重要性が増すのは必至である。現状のオープンソースの関係データベースでは、100GB以上ペタバイトの範囲のデータを扱うことは困難である。科学者が大規模データから有益な知識を得るために、テラペタバイト級の科学技術データを扱うことが可能な分析データベースシステムの整備が急務である。こうした背景を受けて、本研究では、22-23年の二年計画でテラペタバイト級の科学技術データを扱うためのデータ分析基盤を開発した。平成23年度は最終目標である大規模科学技術データ管理への適用に向けてシステムの評価を行い、査読付き論文誌にて発表を行った。また、前年度の積み残し課題であるSQLと連携する分散処理のための並列処理言語の開発を完了した。一部の関係データベースでは業務ロジックをデータベース内で実行するSQL拡張(PL/SQL等)を採用しているが、本計画では、そうした手続き型のSQL拡張に対して更に分散処理のサポートを追加したものである。この研究成果はDEIM2012にて、学会発表を行った。また、産総研のGEO Gridプロジェクトへの適用に向けて、提案システムの実用面での整備を進めた。
木およびグラフ変換における問合せ保存の自動検証

木やグラフ構造データにおける問合せ保存性の検証可能性について調査し自動検証技術を開発することを目指した。本研究では、木構造データに対する変換に対して、2種類の問合せクラスに対する問合せ保存性の判定問題の計算量クラスの上界や下界を与えた。また、非線形な木変換における問合せ保存性について検討し、問合せ保存と類似した確定性について非線形な木変換における決定可能な十分条件を与えた。さらに、非決定性変換における問合せ保存性について検討し2種類の定義を与えた。そして、それぞれの定義について決定可能となる変換や問合せクラスもしくは決定可能な十分条件を与えた。平成26年度は木構造データを対象とした問合せ保存の判定問題の計算量の上界についての結果を与えた。問合せ保存とは、問合せと変換が与えられたとき、与えられた問合せの結果と同じ結果を、変換後のデータからも同等の問合せによって取り出すことができることをいう。これまでに、木構造データに対する変換・問合せを木変換器や木オートマトンでモデル化した上で、どのような部分クラスで問合せ保存性が決定可能であるかの研究を行ってきた。本年度は、(1)変換が決定性線形トップダウン木変換器、問合せが木オートマトンの実行に基づく頂点問合せのクラスである場合と、(2)変換・問合せが拡張線形ボトムアップ木変換器と通常のボトムアップ木変換器のクラスでそれぞれ表現される場合について、問合せ保存の判定問題の計算量解析を行った。具体的には、(1)の場合は問合せ保存性が決定性指数関数時間で決定可能であることを示した。(2)の場合はまず問合せ保存は非決定性多項式時間で決定可能であることを示した。さらに、その判定アルゴリズムの計算量を改善するため、そのアルゴリズム中で行われている拡張ボトムアップ木変換器(XBOT)の関数性判定法の改良について検討した。XBOTの関数性判定問題は非決定性多項式時間で決定可能であることしか知られていなかったが、現在までにXBOTの線形なサブクラスにおいて決定性多項式時間で判定可能であることを示し、また一般のXBOTのクラスに対して多項式時間可解を保ったまま判定アルゴリズムを拡張できるという見通しを得た。本年度は、変換や問合せが非決定性木変換器で表現される場合の問合せ保存の決定可能性について調査を行った。これまでに知られている問合せ保存性は変換および問合せが決定性関数であることを前提としていたが、変換が非決定性関数であることも許すように問合せ保存性の定義を拡張した。具体的には、非決定性変換における問合せ保存性として全称保存性と存在保存性という2つの定義を与えた。全称保存性とは、入力木に対する問合せの結果を、同じ入力木に対して変換によって得られる任意の出力木から、同等の問合せ能力によって一意に得ることが可能であることを意味する。それに対して、存在保存性とは、変換によって得られる出力木のうち最低1本からは、入力木に対する問合せ結果を復元できることを意味する。これらの性質の決定可能性について調査を行った。まず、変換が先読み付き拡張線形トップダウン木変換器の合成で与えられ、問合せが決定性単項2階木変換器(DMSOT)で与えられる場合に、問合せ全称保存性が決定可能であることが証明した。また、問合せ存在保存性については十分条件を与え、その十分条件が判定可能であるような変換と問合せのクラスを示した。さらに、問合せが非決定性関数である場合も考慮した問合せ保存の定義とその決定可能性についても検討を行った。既存結果より広い変換クラスでの問合せ保存の決定可能性の調査については想定よりは進んでいないが決定可能な十分条件の検討を進めておりある程度の知見は得られている。また、昨年度に取り組んだ、変換・問合せが拡張線形ボトムアップ木変換器と通常のボトムアップ木変換器のクラスでそれぞれ表現される場合の問合せ保存の判定問題の計算量解析の成果を論文にまとめ国内学術誌に採録された。さらに、本年度の成果である、変換として非決定性関数であることを許した問合せ保存性の決定可能性に関する結果についてもすでに国内学術誌に採録が決定している。本年度は、変換が非線形トップダウン木変換器で表現される場合における、問合せ保存性の決定可能な十分条件について検討を行った。非線形トップダウン木変換器で表現されるような変換のクラスを対象とする場合、変換前データに対する問合せ結果を変換後のデータから復元する関数が存在するかの判定問題は決定不能であることが知られている。しかし、木構造データの変換ではデータの抽出だけなくそれらを目的に応じて整形することが想定されるが、変換途中で複製を許さない線形なトップダウン木変換器ではそのような変換を表現する能力が十分とはいえない。そこで、部分的に複製を許すような非線形トップダウン木変換のあるサブクラスを変換の対象クラスに設定し、問合せ保存性の決定可能な十分条件を提案した。具体的には、決定性トップダウン木変換器で表現される変換Vに対して、Vの逆変換の近似V'を非決定性線形トップダウン木変換器(NLTT)で表現できるための十分条件を与えた。ここでいう逆変換の近似V'は、定義域をVの値域に限定した場合にVの逆変換と一致するものを想定している。そして、その逆変換の近似がNLTTで表現できるための十分条件が、複製の回数が制限されたトップダウン木変換器のクラスにおいて決定可能であることを示した。逆変換の近似がNLTTで表現される場合は、線形な木変換器に関する問合せ保存性の判定手法を利用することにより問合せ保存性を判定できることを示した。その他、木オートマトン・木変換器に関する国際ワークショップTTATTにて、問合せ保存性に関する昨年度までの成果について招待講演を行った。

本年度予定していた1つの成果として、変換が非線形トップダウン木変換器で表現される場合における問合せ保存性の決定可能な十分条件を与えることができた。しかしながら、その成果及び、問合せ保存の判定に深く関連する木変換器の関数性判定に関する成果など、本年度中には国際会議発表あるいは論文誌への投稿までもっていけなかったものがある。本年度は、変換がマルチボトムアップ木変換器で表現される場合における、関数性の決定可能性について検討を行った。これまでに、変換が拡張線形ボトムアップ木変換器、問合せがボトムアップ木変換器のクラスで表現される場合における問合せ保存性の決定可能性を示している。その中で拡張ボトムアップ木変換器の関数性判定を利用しており、そのクラスにおいて関数性が決定可能であることと判定にかかる時間計算量について明らかにしてきた。関数性判定法の中では、拡張ボトムアップ木変換器を、特定の条件を満たしたマルチボトムアップ木変換器に変換し、その上での関数性判定を行う。しかしながら、一般のマルチボトムアップ木変換器においては、関数性が決定可能であるという予想はしていたが、その証明は与えられておらずその時間計算量についても不明であった。本年度は、マルチボトムアップ木変換器の線形な部分クラスにおける関数性の決定可能性を示した。その証明では、まずボトムアップ木変換器の関数性の決定可能性を示すために用いられているEngelfrietの木代入に関する性質を木の組の代入に関するものに拡張し、線形かつ無置換な部分クラスでの決定可能性を示した。そして、線形かつ無置換なマルチボトムアップ木変換器は線形なマルチボトムアップ木変換器に等価変換可能であることを示した。一般のマルチボトムアップ木変換器における決定可能性の調査は今後の課題だが、同様のアプローチで証明可能であると予想している。木やグラフ構造データにおける問合せ保存性の検証可能性について調査し自動検証技術を開発することを目指した。本研究では、木構造データに対する変換に対して、2種類の問合せクラスに対する問合せ保存性の判定問題の計算量クラスの上界や下界を与えた。また、非線形な木変換における問合せ保存性について検討し、問合せ保存と類似した確定性について非線形な木変換における決定可能な十分条件を与えた。さらに、非決定性変換における問合せ保存性について検討し2種類の定義を与えた。そして、それぞれの定義について決定可能となる変換や問合せクラスもしくは決定可能な十分条件を与えた。既存結果より広い変換クラスでの問合せ保存の決定可能性についての解析は当初予定していたよりは進められなかった。一方で、問合せ保存の決定可能性は示されているが計算量評価が行われていない変換・問合せのクラスにおいて、判定問題の計算量評価に関する一定の成果を上げることができた。
分子内酸・塩基点分離型動的キラリティーセンシング素子の開発と利用

強い酸点と弱い塩基点を不斉空間の一定位置に固定することにより、基質の化学修飾をいっさい行うことなく動的な不斉認識を可能とする新しいキラリティーセンシング素子の開発を目指して、まず、軸不斉を有する1,1'-ビナフチル-2,2'-ジイルリン酸エステルの3,3'-位に大きなπ電子平面をもつ化合物を4種設計し、これらを市販の光学活性ビナフトールからいずれも6段階で収率よく合成した。合成した化合物はキラルなアルコール類、アミン類、アミノ酸類に対して非常に高い不斉認識能を示し、NMRの一般的シフト試薬として極めて有用であることが明らかとなった。例えば、アントリル基を有するキラルリン酸は2-ブタノールのメチル基とエチル基の違いを完全に見分けることができ、また、m-ターフェニル基を有するキラルリン酸は僅か0.1当量の添加で2-ブチルアミンのエナンチオマーを完全に分離することが判った。さらに、アントリルエチニル基を有するキラルリン酸は相互作用点が不斉点から離れたところにある2-メチルペンチルアミンのエナンチオマーを効率よく識別し、また、フリーのアミノ酸にも極めて有効であった。新しく開発されたシフト化剤の特長は、(1)基質を化学誘導することなく直接エナンチオマー比の分析ができる、(2)アルコールのような弱塩基性物質への適用が可能である、(3)シフト化剤は芳香族プロトンしかもたず基質を高磁場シフトさせるのでNMRの観測可能範囲が広く基質の適用範囲も広い、(4)汎用NMR溶媒の使用が可能で、測定後、基質、シフト化剤ともに定量的に回収することができる。また、シフト化剤は何度も再使用可能である。新しい展開として、本素子の基本骨格を有するチタン錯体触媒がホモアリルアルコールの不斉エポキシ化において高エナンチオ選択性を示すことが明らかとなった。強い酸点と弱い塩基点を不斉空間の一定位置に固定することにより、基質の化学修飾をいっさい行うことなく動的な不斉認識を可能とする新しいキラリティーセンシング素子の開発を目指して、まず、軸不斉を有する1,1'-ビナフチル-2,2'-ジイルリン酸エステルの3,3'-位に大きなπ電子平面をもつ化合物を設計し、これを市販の光学活性ビナフトールから6段階で収率よく合成した。合成した3種の化合物はいずれも一般有機溶媒によく溶けることがわかった。そこで、これらの不斉認識能を評価する目的で、NMRのシフト試薬として用いたところ、少量の添加でアルコールやスルホキシドなどの中性キラル分子、ならびに、より塩基性の強いアミン類のニナンチオマーの動的識別に極めて有効であることが明らかとなった。さらに、アントリルエチニル基を有するキラルリン酸は相互作用点が不斉点から離れたところにある2-メチルペンチルアミンのニナンチオマーも効率よく識別できることを見出した。新しく開発されたシフト化剤の特長は以下のようにまとめられる。(1)基質を化学誘導することなく直接エナンチオマー比の分析ができる。(2)弱塩基性物質への適用が可能である。(3)シフト化剤は芳香族プロトンしかもたず基質を高磁場シフトさせるのでNMRの観測可能範囲が広く基質の適用範囲も広い。(4)汎用NMR溶媒である重クロロホルムや重ベンゼンなどが使用でき、測定後、基質、シフト化剤ともに定量的に回収することができる。

新しい展開として、本素子の基本骨格を有するチタン錯体触媒がホモアリルアルコールの不斉エポキシ化において高エナンチオ選択性を示すことが明らかとなった。
高温面スプレー沸騰冷却における局所的濡れ開始条件の可視化・温度計測と伝熱解析

スプレー沸騰冷却時の局所的濡れ開始条件の可視化・系の可視化・温度計測に関して、下記2点を行った。1.大サイズ伝熱面による可視化と高温面初期温度400°Cを実現(水およびHFE-7100の膜沸騰を実現)する装置は、昨年度までに、メタルシールでは高温オイルリークを防止できないため、耐熱性接着剤の使用により実験可能な状態となった。今年度は、まずHFE-7100を用いたスプレー沸騰冷却実験を行い、可視化・温度計測を行った。透明なサファイア円板(φ180mmx5tmm)上にスプレー冷却される際、下部および上部から高速度カメラにより観察する。サファイア面中央部にφ1.1mmの穴あけ加工を行い、φ1mmのシース熱電対を挿入・固定し、表面温度を測定した。その結果、スプレー噴霧領域内にて局所的な濡れ点の発生する位置は一様では無く、特定の部位に偏在していた。その原因究明のため、スプレー噴霧局所流量密度を測定した結果、局所流量密度の大きな部位から局所的な濡れ点が発生していることが分かった。高温面初期温度高温化(400°C)に関しては、下部オイル温度が200°Cを超えた時点から装置より煙が発生したため、原因究明を行っている。2.比較のため、矩形小サイズ(50mm角x5mm)のサファイア板を用いた装置による可視化・温度計測実験を行った。サファイア板上にHFE-7100ラミナー沸騰冷却を行った結果、濡れ開始温度は流量に依存せず、表面温度140150°Cにて濡れが開始(自発核生成温度は約160°C)することが分かった。大サイズ伝熱面による可視化と高温面初期温度400°Cを実現する装置の実現と実験について、オイル高温時のリークを防ぐため耐熱性接着剤により対処はでき、低温域でのHFE-7100スプレー冷却実験は実施できたが、高温域での水スプレー冷却実験は実施できなかった。【研究実績の概要】と【現在までの進捗状況】に記した課題(オイル高温時の煙の発生)を解決するため、煙発生物質・場所の特定と対処(例えば、オイルの種類変更など)を行い、水スプレー冷却実験の実現を目指す。また、伝熱解析により表面温度と熱流束を評価し、濡れ開始条件の定量化を目指す。1.大サイズ伝熱面による可視化と高温面初期温度400°Cを実現(水およびHFE-7100の膜沸騰を実現)する装置は、昨年度までに大枠の製作を終えており、今期は完成を目指した。透明なサファイア円板(φ180mmx5tmm)上にスプレー冷却される際、下部から高速度カメラにより観察する側では、乾燥領域は明部、濡れ領域は暗部で撮影される。単結晶サファイアを用いる理由は透明性+高熱伝導性(熱伝導率42W/(m・K))のためである。可視化画像は下部からだけではなく、今年度購入した高速度ビデオ装置により、斜め情報からも同時に記録できるようになった。サファイア面裏側に高温用熱媒体油(最大400°C)を接触させ、裏面で全反射が起きないようにした。サファイア円板周り及び観察用の装置下部円板窓周りのリーク防止のために耐熱性パッキンやメタルシールを用いたが、今年度用いた4種類のメタルシールでは、オイル高温時のリークを防止するに至らず、装置の分解利便性は犠牲にしてリーク部分に耐熱性接着剤を塗布することとした。また、φ180mmx5mmの大サイズ単結晶サファイア面に、φ1.1mmの穴あけ加工を行い、φ1mmのシース熱電対を挿入・固定し、表面温度分布測定を行えるようにした。極細シース熱電対(φ0.25,φ0.1)は損壊しやすく、使用を断念した。局所的濡れ開始温度は可視化画像とシース熱電対測定データを同期させて評価可能となった。2.比較のため、平成26年度に作成した矩形小サイズ(50mm角x5mm)のサファイア板を用いた装置による可視化・温度計測実験を行った。サファイア板上にHFE-7100滞留液(プール膜沸騰状態)がある際のスプレー冷却実験を行った結果、濡れ開始に及ぼす滞留液の影響は小さいことが分かった。大サイズ伝熱面による可視化と高温面初期温度400°Cを実現する装置の完成について、種々のメタルシールを試行したものの、オイル高温時のリークを完全に防止するには至らず、計画で行うこととなっていた低温域でのHFE-7100スプレー冷却実験と水スプレー冷却実験は実施できなかった。

サファイア面中央部にφ1.1mmの穴あけ加工を行い、φ1mmのシース熱電対を挿入・固定し、表面温度を測定した。その結果、スプレー噴霧領域内にて局所的な濡れ点の発生する位置は一様では無く、特定の部位に偏在していた。その原因究明のため、スプレー噴霧局所流量密度を測定した結果、局所流量密度の大きな部位から局所的な濡れ点が発生していることが分かった。高温面初期温度高温化(400°C)に関しては、下部オイル温度が200°Cを超えた時点から装置より煙が発生したため、原因究明を行っている。2.比較のため、矩形小サイズ(50mm角x5mm)のサファイア板を用いた装置による可視化・温度計測実験を行った。サファイア板上にHFE-7100ラミナー沸騰冷却を行った結果、濡れ開始温度は流量に依存せず、表面温度140150°Cにて濡れが開始(自発核生成温度は約160°C)することが分かった。大サイズ伝熱面による可視化と高温面初期温度400°Cを実現する装置の実現と実験について、オイル高温時のリークを防ぐため耐熱性接着剤により対処はでき、低温域でのHFE-7100スプレー冷却実験は実施できたが、高温域での水スプレー冷却実験は実施できなかった。【現在までの進捗状況】に記した課題を解決するため、さらに別種のメタルシールを試行するとともに、リーク部分に耐熱性接着剤を塗布することで、水スプレー冷却実験の実現を目指す。また、伝熱解析により表面温度と熱流束を評価し、濡れ開始条件の定量化を目指す。【研究実績の概要】と【現在までの進捗状況】に記した課題(オイル高温時の煙の発生)を解決するため、煙発生物質・場所の特定と対処(例えば、オイルの種類変更など)を行い、水スプレー冷却実験の実現を目指す。大サイズ伝熱面及び高温面初期温度400°Cを実現するスプレー沸騰冷却実験装置が完成に至らず、高温用熱媒体油の使用量が少なかったため。次年度以降に熱媒体油を含めた消耗品類として使用する予定である。使用予定の消耗品が予定より少なく済んだため、次年度使用額がわずかに発生した。翌年度の消耗品費として使用する計画。
騙す行為と心の理解のメカニズム:幼児が人を騙せるのは,気持ちを推測できるためか

本研究では、幼児が他者をどのようにだますことができるのか、幼児のこのだます行為についてのメカニズムを心の理論の仮説に基づいて明らかにしようとした。特に、幼児が他者をだますことは他者の気持ちが理解できていることが前提になっているのかそれとも心の理論は必要ないのか、また他者の気持ちを推理・推測することによってだますことが可能になるのかどうかを明らかにしたいと考えた。そのために、まず日常生活における幼児の行動を観察し、幼児のだます行動を含め他者の心を理解する行動が見られるのかどうか、それらの行動と心の理解との間にどのような関連があるのかを調べた。そこで、まず、3歳、4歳、5歳の幼稚園における行動を観察した。その結果、だます行動と心の理解の能力との間に関連があることが示唆された。研究のもうひとつの問題はだますという能力が何歳から可能になるのかということである。これについても、3歳児、4歳児、5歳児について検討した。その結果、幼児がだますという行為を理解できるのは、4歳以降の時期であることが示唆された。これらの結果は、だますことの認識が心の理解と深い関係があることを示している。しかし、だますことの認識やだます行為が、心の理解とは必ずしも同じであるとはいえないことをも示唆している。むしろ、だますことと心の理解には独立した領域も多く見られることが明らかになった。また、この理由についても考察を行った。幼児が他者の気持ちをどのように理解するのかを明らかにするため、幼児の「騙す」行為について発達的に検討した。10年度では以下のような、研究成果をみた。1.効先の騙しについての理解:幼児は他者を助けたり自分の身を守るなどいろんな場面で、どれだけ適切に他者を騙すことができるのかを調査した。対象は3歳児と5歳児であった。「他者を助けるための騙し」「ストーリーの騙しを理解する」という2つのタイプの騙し課題で、幼児がどのような反応をするのかによって幼児の認識を発達的に検討した。その結果、ストーリーとしての騙しを理解する課題では年齢差は見られなかったが、他者を助けるための騙しの課題で年齢差が認められた。この結果は、幼児は騙す能力は潜在的に持っているが、他者を助けねばならないような場面では、幼児が自発的に騙す能力を使おうというメタ認知が働き、騙す能力を自発的に使えることを示している。しかしながら、客観的な話しとして騙しを理解しようとする場合には、メタ認知が作動しないので、自発的に騙す能力を用いないことを示唆している。2.柔軟性との関係:本調査では、子どもの柔軟性と騙す能力との関係についても調べた。その結果、柔軟性の高い子どもほど騙す能力が発達していることが明らかになった。特に、この傾向は年齢に低い子どもほど強いことが明らかになった。この結果は、騙す能力は相手の気持ちを理解しそれに対してどのような処理をすべきかを考えるプロセスが必要であることを示唆している。特に、幼児が他者をだますことは他者の気持ちが理解できていることが前提になっているのかそれとも心の理論は必要ないのか、また他者の気持ちを推理・推測することによってだますことが可能なになるのかどうかを明らかにしたいと考えた。

その結果、幼児がだますという行為を理解できるのは、4歳以降の時期であることが示唆された。これらの結果は、だますことの認識が心の理解と深い関係があることを示している。しかし、だますことの認識やだます行為が、心の理解とは必ずしも同じであるとはいえないことをも示唆している。むしろ、だますことと心の理解には独立した領域も多く見られることが明らかになった。また、この理由についても考察を行った。
自律性の育成の観点からみる反転授業の可能性－長期的な観察から－

反転授業とは、授業と宿題の役割を「反転」させ、授業時間外にデジタル教材等により知識習得を済ませ、教室では知識確認や問題解決学習を行う授業形態のことを指す(重田, 2014)。本研究では、英語科目に反転授業を導入し、これまで研究されてこなかった自律性の育成という観点から短期的・長期的両方の時間軸で検証を行い、自律性が英語力の伸び、英語学習時間の推移といった個々の項目に如何なる形で投影されるかを明らかにするものである。
肥満におけるC型ナトリウム利尿ペプチド（CNP）の病態生理学的意義の解明

これまでの研究によりCNPが肥満改善作用を有することを見出したので、本年度は、脂質および糖代謝において中心的役割を果たす肝臓での疾患に焦点を当てた(非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)、非アルコール性脂肪肝炎(NASH))。具体的には、まず、肥満で誘導されるNAFLDにおいて、脂肪細胞と血管内皮細胞で特異的にCNPを特異的過剰発現するマウス(A-CNP Tg, E-CNP Tg)における作用を調べた。その結果、A-CNP Tgマウスは高脂肪食を5週間摂取すると、肝臓での抗炎症作用が確認され、また、E-CNP Tgマウスは高脂肪食を15週間摂取すると、肝臓の重量、脂質合成抑制、脂質酸化亢進による脂肪蓄積量減少作用、抗炎症作用を呈した。この結果は、血管内皮細胞由来CNPのNAFLDの改善作用を示している。一方、NASHは、NFLDの中でも、肝臓の炎症と繊維化を伴った進行型の病態であること、上述のCNPのNAFLD改善作用やCNPの有する抗線維化作用から、CNPのNASH病態改善作用を予想し検討を開始した。NASHは肥満、糖尿病などのメタボリックシンドロームを背景として引き起こされることが多く、肝臓の炎症、繊維化、インスリン抵抗性を示す病態である。実験では、高脂肪食誘導性およびコリン欠損食誘導性NASHモデルにおけるE-CNP Tgマウスの表現型を解析した。その結果、25週間、高脂肪食を摂取してNASHを誘導したE-CNP Tgマウスにおける、肝臓での抗炎症作用、抗繊維化作用、インスリン抵抗性改善作用を明らかにした。また、コリン欠損食(10週間)誘導性NASHモデルにおいては、E-CNP Tgマウスは血中での炎症と糖代謝の改善作用を示した。本研究では、血管内皮細胞由来のCNPが高脂肪食誘導性NASHモデルにおいて、肝臓での抗炎症や抗繊維化作用、インスリン抵抗性改善作用を明らかにし、CNPの肥満及びそれに関連疾患に対する治療標的としての可能性が示唆された。脂肪細胞や血管内皮細胞由来のC型ナトリウム利尿ペプチド(CNP)の肥満における新しい役割とそのメカニズムを解明する。我々の先行研究で高脂肪食で肥満を誘導すると、CNPとその受容体であるGCB発現量の増加を見出し、また、CNPは3T3-L1細胞(株化脂肪細胞)に結合し、cGMP/VASPのシグナルを活性化して作用することを示した。一方、CNPは、血管内皮細胞で産生され、血管内皮機能保護作用を有している。これらの知見から、肥満病態において、CNPが脂肪細胞や血管内皮細胞において作用することを予想した。そこで、adiponectinプロモーターにより脂肪細胞特異的にCNPを過剰発現するマウス(A-CNP-Tg)とtie2プロモーターにより血管内皮細胞特異的にCNPを過剰発現するマウス(E-CNP-Tg)を作製し、高脂肪食誘導性肥満病態モデルにおけるCNPの効果を検討した。A-CNP-Tgは野生型と比較して、体重の変化はなかったが、脂肪組織(内蔵脂肪および皮下脂肪)の重量が減少し、肥満による炎症、インスリン抵抗性の改善、また、褐色脂肪が活性化されエネルギー代謝が亢進した。また、近年、肥満における脂肪細胞からのアディポカインやマクロファージからのサイトカインが血管機能に影響することが報告されている。そこで、E-CNP-Tgマウスを用い、A-CNP-Tgと同様、高脂肪食性肥満におけるE-CNP-Tgの作用を検討した。その結果、予想通りA-CNP-Tgと同様の抗肥満効果(脂肪細胞の肥大化抑制、抗炎症、インスリン抵抗性亢進)とエネルギー消費亢進作用を見出した。A-CNP, E-CNP-Tgともに、抗肥満作用を有するが、部分的には異なる作用もあるので、現在、そのメカニズムも含めて検討中である。「培養細胞および脂肪細胞特異的CNP過剰発現マウスによる検討により、CNPの肥満における脂肪細胞の機能を着実に見出していることに加えて、血管内皮細胞特異的CNP過剰発現マウスを用いた検討も進み、多角的な解析研究が推進中であり、ほぼ計画通りに進んでいる。

実験では、高脂肪食誘導性およびコリン欠損食誘導性NASHモデルにおけるE-CNP Tgマウスの表現型を解析した。その結果、25週間、高脂肪食を摂取してNASHを誘導したE-CNP Tgマウスにおける、肝臓での抗炎症作用、抗繊維化作用、インスリン抵抗性改善作用を明らかにした。また、コリン欠損食(10週間)誘導性NASHモデルにおいては、E-CNP Tgマウスは血中での炎症と糖代謝の改善作用を示した。本研究では、血管内皮細胞由来のCNPが高脂肪食誘導性NASHモデルにおいて、肝臓での抗炎症や抗繊維化作用、インスリン抵抗性改善作用を明らかにし、CNPの肥満及びそれに関連疾患に対する治療標的としての可能性が示唆された。上述のように、肥満病態における作用を脂肪細胞および血管内皮細胞由来の両細胞から過剰発現したCNP(CNP-Tg)の作用の検討を推進する。それに加え、肥満モデルマウスとして知られるob/obマウスを用い、CNP-Tgと組み合わせた解析を行う。物品費として計上していた消耗品の中で、研究室共有の物品が多く、それを使用したため、計画より支出が少額となり、次年度使用額が生じた。次年度は、肥満・糖尿病モデルマウスのひとつであるobマウスにCNPを過剰発現するマウスを用いた検討を計画しているため、obマウス購入に次年度使用額も含めた翌年度分の助成金を活用する。
生体信号を採得してブラキシズムと顎関節症との因果関係を明らかにする前向き疫学研究

1.被験者の確保本研究計画について倫理委員会の承認後、顎関節症に初めて罹患する可能性の高い年齢にある18歳から24歳までの最終学年以外の本学学生に対して、本研究の目的、方法等を十分説明し、本研究に同意した学生を被験者とした。2.写真撮影、印象採得および顎口腔機能検査(1回目)顔面・口腔内写真撮影および印象採得を行った後、ナソヘキサグラフシステムを用いて、3次元6自由度の下顎運動と咬筋浅部、側頭筋前部、および顎二腹筋前腹の筋活動を採得した。3.咬合ならびに顎関節の診査と顎関節MRI検査(1回目)咬合ならびに顎関節の問診・診査と顎関節MRI検査を行った。本診査およびMRI読影については、検者間でキャリブレーションを十分行い、検者2名(カッパ値>0.8)が行った。4.睡眠時ブラキシズム検査(1回目)被験者の自宅にて、簡易型テレメータ筋電図記録システムとビデオカメラを用いて、サンプリング周波数1KHzにて、口腔顔面運動、側頭筋前部の筋活動量、口腔顔面運動、歯ぎしり音、体位ならびに身体運動を同時記録した。検査は1週間隔にて2回実施し、再現性を確認した。第1夜効果の影響を考慮して、各検査の前日にダミーの簡易型テレメータを装着して就寝してもらった。5.2回目検査上記24検査の1年後に、同じ検査を実施した。6.検査データの解析最近6か月間にブラキシズム、起床時における咀嚼筋の疲労感や違和感ならびに歯の咬耗のいずれも認めたことが無い者(正常者群)と、4回/時以上のブラキシズムエピソードと25回/時以上の筋活動バースト,さらに2回/晩以上の歯ぎしり音を有する者(ブラキシズム患者群)の2群に分類した。ブラキシズム解析ソフトウェアと音声・画像データを用いてブラキシズムエピソードをスコアリングし、その頻度と持続時間を算出し、2群間の比較を行った。その結果、ブラキシズム患者群のブラキシズムの頻度と持続時間は、正常者群のそれらと比べそれぞれ高く、長かった。1、2回目検査の結果の変化について、ブラキシズム患者群の方が正常者群より、関節円板前方転位あるいは変形性関節症の発現した割合が有意に高かった。このことより、睡眠時のブラキシズムは、顎関節症の原因のひとつであることが示唆された。(1)倫理委員会の承認と実施に関する打合せ会議本疫学研究実施に関して、本学の疫学研究倫理委員会に申請し承認を得た後、実施についての打ち合わせ会議を数回開催した。(2)被験者の確保顎関節症に初めて罹患する可能性の高い年齢にある18歳から24歳までの最終学年以外の本学学生に対して、本研究の目的、方法等を十分説明し、本研究に同意した学生を被験者とした。

(3)写真撮影、印象採得および顎運動機能検査顔面・口腔内写真撮影および印象採得を行った後、ナソヘキサグラフシステムを用いて、3次元6自由度の下顎運動と咬筋浅部、側頭筋前部、および顎二腹筋前腹の筋活動を採得した。(4)咬合ならびに顎関節の診査とMRI検査咬合ならびに顎関節の診査とMRI検査を行った。本診査およびMRI読影については、検者間でキャリブレーションを十分行い、検者2名(カッパ値>0.8)が行った。(5)睡眠時ブラキシズム検査咬合ならびに顎関節の診査、および顎関節のMRI検査と同日に、被験者の自宅にて、顎関節の簡易型テレメーター筋電図記録システムとディスポーザブル電極を用い、サンプリング周波数1KHzにて、口腔顔面運動として側頭筋前部の筋活動量を記録した。ビデオカメラを用い、口腔顔面運動および歯ぎしり音および体位、体位の変化などの身体運動も同時に記録した。検査は1週間隔にて2回実施し、再現性を確認した。睡眠実験に関する1夜効果の影響を考慮して、各検査の前日にはダミーの簡易型テレメーターを装着しての就寝を指示した。(6)検査データの解析最近6か月間に3回/週以上のブラキシズム、起床時における咀嚼筋の疲労感や違和感ならびに歯の咬耗のいずれも認めず、これまでブラキシズムを指摘されたことが無い者と、これらの所見を有している者の2群に分け、顎関節正常者群と顎関節症患者群に分類した。ブラキシズム解析ソフトウェアと音声・画像データを用いてブラキシズムエピソードをスコアリングし、その頻度と持続時間を算出し、2群で比較した結果、顎関節症患者群のブラキシズムの頻度と持続時間は、正常者群のそれらと比べそれぞれ高く、長かった。1.被験者の確保本研究計画について倫理委員会の承認後、顎関節症に初めて罹患する可能性の高い年齢にある18歳から24歳までの最終学年以外の本学学生に対して、本研究の目的、方法等を十分説明し、本研究に同意した学生を被験者とした。2.写真撮影、印象採得および顎口腔機能検査(1回目)顔面・口腔内写真撮影および印象採得を行った後、ナソヘキサグラフシステムを用いて、3次元6自由度の下顎運動と咬筋浅部、側頭筋前部、および顎二腹筋前腹の筋活動を採得した。3.咬合ならびに顎関節の診査と顎関節MRI検査(1回目)咬合ならびに顎関節の問診・診査と顎関節MRI検査を行った。4.睡眠時ブラキシズム検査(1回目)被験者の自宅にて、簡易型テレメータ筋電図記録システムとビデオカメラを用いて、サンプリング周波数1KHzにて、口腔顔面運動、側頭筋前部の筋活動量、口腔顔面運動、歯ぎしり音、体位ならびに身体運動を同時記録した。第1夜効果の影響を考慮して、各検査の前日にダミーの簡易型テレメータを装着して就寝してもらった。5.2回目検査上記24検査の1年後に、同じ検査を実施した。6.検査データの解析最近6か月間にブラキシズム、起床時における咀嚼筋の疲労感や違和感ならびに歯の咬耗のいずれも認めたことが無い者(正常者群)と、4回/時以上のブラキシズムエピソードと25回/時以上の筋活動バースト,さらに2回/晩以上の歯ぎしり音を有する者(ブラキシズム患者群)の2群に分類した。ブラキシズム解析ソフトウェアと音声・画像データを用いてブラキシズムエピソードをスコアリングし、その頻度と持続時間を算出し、2群間の比較を行った。その結果、ブラキシズム患者群のブラキシズムの頻度と持続時間は、正常者群のそれらと比べそれぞれ高く、長かった。1、2回目検査の結果の変化について、ブラキシズム患者群の方が正常者群より、関節円板前方転位あるいは変形性関節症の発現した割合が有意に高かった。このことより、睡眠時のブラキシズムは、顎関節症の原因のひとつであることが示唆された。
膵β細胞インクレチンホルモン依存性Trpm2チャネル制御機構解明に関する研究

これまで膵β細胞ブドウ糖刺激インスリン分泌は、ATP依存性K+チャネル(KATP)閉口による脱分極により惹起されると考えられてきた。しかし、実際にはKATP閉口のみではインスリン分泌は惹起されない。膜電位の脱分極には背景電流の存在が不可欠だからである。これまで我々は、背景電流を介した新規インスリン分泌機構を提唱してきた。インスリン分泌に影響を及ぼすが、機序不明とされてきた物質の多くが背景電流に関与すると考えられる。本研究において我々は、グレリン、及びGPR40受容体刺激が背景電流を介してインスリン分泌を制御することを見出し、証明した。本研究は、膵β細胞新規インスリン分泌経路解明を目的に立案した。平成26年度は14の実験を実施した。1Rap1インヒビターのGLP-1作用に及ぼす影響の検討。2Trpm2電流にグルコース代謝が影響を及ぼすかどうかの検討。3アドレナリンが背景電流に影響を及ぼすかどうかの検討。4GPR40刺激が膵β細胞背景電流に影響を及ぼすかどうかの検討。1の結果;Rap1インヒビター(GGTI298)はEPAC刺激によるTrpm2電流の増加を打ち消した。本結果より、GLP-1は、EPAC及びRap1を介してTrpm2電流を増加させ、インスリン分泌を増強する事が明らかとなった。2の結果;細胞外ブドウ糖濃度上昇で有意な背景電流の増加を観察した。この変化は浸透圧調節にて再現できず、電子伝達系インヒビターにて消失し、Trpm2ブロッカーにて消失し、Trpm2 KOマウスでも観察されなかった。同様の電流増加がEPACエンハンサー投与でも観察され、EPACインヒビターにて消失した。以上より、Trpm2がEPACを介して糖代謝依存性に開口し、KATPと協働して膜電位・インスリン分泌を制御していることが明らかとなった。3の結果;パッチクランプ法を用い、背景電流に対するアドレナリンの影響を観察した。アドレナリンはcAMP-EPAC抑制を介して、背景電流増加を抑制し、インスリン分泌を抑制した。4の結果;パッチクランプ法を用い、GPR40作動薬の背景電流に及ぼす影響を観察した。GPR40シグナルはTrpm2以外の背景電流を増加させ、インスリン分泌を増強することが明らかとなった。以上の結果より、我々はEPAC-Rap1-Trpm2経路という新たなインスリン分泌機構を解明したと同時に、これまで機序不明だがインスリン分泌に影響を及ぼす事が知られていた物質(アドレナリン、GPR40)の作用機序の一端を明らかにした。平成26年度、我々はEPAC-Rap1-Trpm2経路(Trpm2経路)という新たなインスリン機構を解明し、報告した。同時に、アドレナリン、GPR40受容体刺激が膵β細胞背景電流に影響を及ぼすことによりインスリン分泌を制御する事を明らかとした。その結果を踏まえ、平成27年度は以下の実験を実施した。1Trpm2経路を介してインスリン分泌に影響を及ぼす物質の発見。2GPR40受容体刺激以降、背景電流に至るまでのシグナルの解析。1の結果、グレリンがTrpm2電流を抑制することでインスリン分泌を抑制することを発見。Trpm2KOマウス、グレリン受容体KOマウスにて確認し、報告した。本結果より、Trpm2経路の生理的意義の重要性が更に証明され、本経路は新たな糖尿病治療薬開発のターゲットと成り得る可能性を高めた。2の結果、GPR40受容体刺激により増加する背景電流は、TrpCチャネル阻害薬、TrpC3チャネル阻害薬により打ち消されることが明らかとなった。更にPLC阻害剤投与によりGPR40受容体刺激による背景電流への作用は全て打ち消された。これらの結果より、GPR40受容体刺激はPLC-TrpC3経路を介してインスリン分泌を増強している事が明らかとなった。GPR40受容体刺激薬であるFasiglifamは肝障害の出現により販売中しとなったが、本結果により我々はその更に顆粒のシグナルを解明し、新たな創薬ターゲットを見出した。平成26年度計画した実験計画はほぼ全て実施することができた。得られた結果も意義のあるものであった。インスリン分泌平成26年度に得られた結果より、我々は新規グルコース・インクレチン刺激インスリン分泌機構を明らかにし、膵β細胞に存在する背景電流の重要性を証明した。また、GPR40刺激及びアドレナリンは背景電流に影響し、インスリン分泌を増減させることが明らかとなった。平成27年度は、その結果を基に、1GPR40シグナルの詳細な解明。2アドレナリンのインスリン分泌抑制機序のシグナル解明。3その他の物質(作用機序不明だが、インスリン分泌に影響を及ぼす事が知られている物質)の作用機序解明を実施する予定である。パッチクランプ法、インスリン分泌測定、膵島還流実験、カルシウム測定を適宜実施する。

Trpm2 KOマウス、SUR KOマウスを適宜用い、電気生理学的あるいは分子生物学的に、多分子間情報伝達経路の解明を目指す。13が十分解明された場合、適宜糖尿病モデル動物から得られた膵β細胞を用い、それぞれの刺激に対する正常動物との反応性の違いや電流密度の差の比較検討を行う。これらの実験で得られた結果を取りまとめ、成果の発表を行う。
前頭前野における動作系列の企画過程の解明

順序動作の企画過程には前頭葉の広範な領域が活動するが、課題特異性を有する前頭葉各領域が行動の生成過程のどのような局面を反映し、かつそれらの特異的領域がどのような機能的連関を有しているかについては未だ明らかになっていない。本研究では階層的な順序構造を有する動作の企画ないしは実行過程に関与する大脳皮質および皮質下諸中枢を探索するとともにそれら中枢領域の機能的関連を解析することで随意的な行動発現に必須の企画過程を多面的に理解しようとする。このために必要な実験動物の行動解析を含んだ総合的な実験システムが新規に構築された。被験体が行動課題を学習したことを確認した後に神経細胞活動記録用チェンバーを装着され、広範な大脳皮質及び皮質下中枢領域から神経活動を記録することが可能となった。本研究はヒトと相同な皮質構造を有するサルを用いた動物実験によって系列動作の企画過程の神経基盤を細胞レベルに即してその実態を明らかにしようとするものである。系列動作の企画過程には前露葉の広範な領域が活動するが、課題特異性を有する各領域が行動のどの局面を反映し、かつそれらの特異的領域がどのような機能的連関を有しているかについては未だ十分明らかになっていない。本年度は系列動作の企画に関与する大脳皮質および皮質下諸中枢を探索するとともにそれら中枢領域の機能的関連を解析することで随意的な行動発現に必須の企画過程の統合的理解を目指した。このために主要設備として計上された実験用防音室が導入され、実験動物の行動解析を含んだ総合的な実験システムが構築された。多点計測については克服すべき課題を数多く内包しているのでそれらのノウハウを蓄積するとともに、(1)垂直方向の電極の位置取りの高精度化(2)電極間隔の空間的高密度化(3)多電極刺入に伴う脳細胞への侵襲の低減を模索された。また、試行ブロック毎に可変長の連続到達運動を要求する行動課題のもとで特に大脳基底核に焦点をあてて解析を行ったところ以下の知見を得た。(1)複数標的提示期間の尾状核の視覚応答は標的数を反映して細胞活動を変化させるのみならず、一群の細胞群は特定の標的数に極めて高い反応選択性を有していた。(2)このような反応選択性は指示信号によって明示的に連続動作を指示したときのみならず連続動作を記憶誘導性に行った場合にもみられた。上記の結果は平成20年アメリカ合衆国ワシントンDCで開催された北米神経科学学会で発表された。系列動作の企画過程には前頭葉の広範な領域が活動するが、課題特異的活動特性を有する各領域がどのような行動局面を反映し、かつそれらの特異的活動が見出される領域がそれぞれどのような機能的連関を有しているかについては十分明らかになっていない。このために計上された実験用防音室が導入され、実験動物の行動解析を含んだ総合的な実験システムが新規に構築され、神経活動記録実験が開始された。また、このことと密接に関連する実験研究として試行ブロック毎に可変長の連続到達運動を要求する行動課題のもとで特に大脳基底核に焦点をあてて解析を行ったところ以下の知見を得た。(2)このような反応撰択性は指示信号によって明示的に連続動作を指示したときのみならず連続動作を記憶誘導性に行った場合にもみられた。上記の結果は平成21年アメリカ合衆国ハワイ島で開催されたThe NCM Annual conference等で発表された。