hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
昆虫における行動補償と神経系の可塑性についての研究

そこで、片側尾葉除去後のコオロギの回復期間中(14日間)の運動量をイメージセンサーを用いて測定した。単独飼育あるいは集団飼育と飼育条件を変えることによって、異なる運動量のコオロギを得ることができた。それらのコオロギの空気流刺激に対する逃避行動を調査したところ、補償的回復の程度は回復期間中の運動量と相関が見られた。また、人為的刺激(接触刺激)により強制的に運動量を増加させた場合でも、同様に逃避方向の補償的変化が見られた。これらの結果から、当初の仮説の正当性が行動学的に証明されたと考えられる。空気流刺激に対するフタホシコオロギの逃避行動は、腹部末端に一対存在する尾葉上の多数の機械感覚毛からの入力により解発される。正常なフタホシコオロギでは、逃避の方向は刺激空気流の方向とほぼ反対であることから、この感覚系は空気流の方向を正確に認識することができることがわかる。片側の尾葉の除去により逃避方向は不正確になるが、自由に動き回れるような状態で飼育すると、約2週間で補償的回復を示す。本申請研究は、この回復の過程で運動出力のコピー信号、すなわちEfference copyが自身の感覚系の異常を知り神経系の反応性を修正するために必須であることを証明することを第一の目的としている。これまでに、腹部神経索を下行する介在神経が歩行中にバースト活動を繰り返し、その活動は歩行の速度や方向をコード化していることを明らかにしてきた。しかしながら、それらの活動はコオロギが動くことによって生じた何らかの自己刺激を見ているのではないか、という疑義が唱えられた。これに対し、このバースト活動が実際の歩行が開始する前からスタートすることを証明するため、コオロギの動きをモニターするビデオ画面内に下行性介在神経の活動を同時に記録する装置を開発し調査を行った。その結果、下行性介在神経のバースト活動はコオロギの体のどの部分(例えば、触角や腹部等)の動きよりもビデオフレームにおいて平均1.9コマ、時間にすると約63ミリ秒先行していることが明らかとなった6また、実際に体の前進運動を作り出す肢(6本のうちのいづれか)の動き開始に対しては、平均5.9フレーム、時間にして約197ミリ秒先行していることが明らかとなった。今回得られた結果は、行動補償における下行性介在神経のバースト活動の重要性を裏付けるものと考えられる。また、それら下行性介在神経の細胞内記録および形態的同定についても着手したところである。.これまでの研究から、片側尾葉除去後のフタホシコオロギにおいては、除去後の歩行量が逃避行動、特に逃避方向の補償的回復の程度と関係あることが明らかとなっている(Kanou and Kondoh,2004)。そのため前年度(平成16年度)は、人為的に歩行量を変化させることができる装置の開発を行い、これを完成させた。本年度(平成17年度)はこの装置を用いて、片側尾葉除去後のフタホシコオロギに、様々な量の歩行を様々なタイミングで誘発することにより、それらの条件が最終的な補償の程度とどの様な関係を示すかを明らかにした。まず異なる歩行量を経験させたコオロギ群で逃避方向の回復を調査したところ、ともに切除後10日目以降は逃避方向に変化が生じないことが明らかとなった。
中国・四国地方の産業経済にかかわるデ-タベ-ス確立に関する基礎的研究

本研究は昭和63年度および平成元年度の2年間にわたって文部省科学研究費補助金(総合研究A)の交付を受けて実施されたものであり、中国・四国国立共同利用研究等検討委員会学術情報専門委員会における種々の議論を踏まえて、中国・四国地方の産業経済にかかわる基本的な学術デ-タを中国・四国9県の国立大学の協力で収集し、総合的に解析できるデ-タベ-スの作成を行うことを目的としたものである。研究推進に際しては経済班(農業、工業、サ-ビス産業に関する各デ-タベ-ス作成班)、デ-タベ-スシステム開発班および総括班を構成し、また、拠点調査地区として中国地域では津山市および東広島市を、四国地域では今治市および丸亀市を選定し、各研究分担者の緊密な相互連携の下に焦点を絞った調査研究並びにデ-タベ-スの作成を行った。産業経済にかかわるデ-タベ-スの確立に際しては、利用目的によってデ-タベ-スの在り方が異なっているため、「地域産業開発および土地利用の基本方向を模索するための前提となる地域産業構造や地域特性を明らかにする」ことを目的とし、各産業の地域区分とデ-タベ-スの確立を図るとともに、それを用いて各地域の産業均衡度(バランス特性)を明らかにした。地域特性の把握に関しては種々の方法があるが、本研究では農業的地区分級(農業振興度の把握による地域区分法)の方法を参考にし、主成分分析等の手法を応用して、各産業の振興度、産業構造のバランス度等を把握することによって地域区分図を作成するとともに利用目的に対応したデ-タベ-スの作成を行った。また、各産業の地域特性を求めるための規則をル-ル化して、知識ベ-スシステムの試行を行い、目的をもったデ-タベ-スシステムの確立を図ることにも努めた。さらに瀬戸内圏の地域特性の分析をも行うとともに、総合地域特性分析のためのデ-タベ-ス作成上の課題についても検討を加えた。本研究の推進に当たっては、経済班(農業、工業、サービス産業に関する各データベース作成班)、データベース・システム開発班および総括班を構成し、各研究分担者の緊密な相互連携の下に研究を行った。本年度は、拠点調査地区として、中国地域では津山市および東広島市を、四国地域では今治市および丸亀市を選定し、以下のような具体的な研究手法を決定して、焦点を絞った調査研究を実施した。(1)データベース作成の目的:産業経済にかかわるデータベースの確立に当たっては、利用目的によってデータベースのあり方が違ってくるため、「地域産業開発および土地利用の基本方向を模索するための前提となる地域産業構造や地域特性を明らかにする」ことを目的とし、各産業の地域区分とデータベースの確立を図るとともに、最終的には各地域の産業均衡度(バランス特性)を明らかにすることにしている。また、各産業の地域特性を求めるための規則をルール化して、知識ベースシステムの試行を行うことにし、目的をもったデータベースシステムの確立を図ることにした。(2)分析手法:地域特性の把握については種々な手法があるが、本研究では農業的地区分級(農業振興度の把握による地域区分法)の方法を参考にし、主成分分析等の手法を応用して、各産業の振興度、産業構造のバランス度などを把握し、最終的には地域区分図を作成し、一方では、利用目的に対応したデータベースの確立を図ることにした。また、地域区分の単位は、農業については農業センサス集落(小字程度)、工業・サービス産業等についてはデータ入手の可能性から旧町村とした。なお、農業・工業・サービス産業のいわゆる総合的な産業振興度を把握し、そのための総合的な産業のデータベース化を図るため、農業の地域区分の単位を工業・サービス産業と同じ旧町村単位にそろえた分析も行った。

本研究の推進に当たっては、経済班(農業、工業、サ-ビス産業に関する各デ-タベ-ス作成班)、デ-タベ-スシステム開発班および総括班を構成し、各研究分担者の緊密な相互連携の下に研究を行った。また研究に際しては昨年度に引き続き拠点調査地区として、中国地域では津山市および東広島市を、四国地域では今治市および丸亀市を選定し、焦点を絞った調査研究ならびにデ-タベ-スの作成を行った。産業経済にかかわるデ-タベ-スの確立に当たっては、利用目的によってデ-タベ-スの在り方が違ってくるため、「地域産業開発および土地利用の基本方向を模索するための前提となる地域産業構造や地域特性を明らかにする」ことを目的とし、各産業の地域区分とデ-タベ-スの確立を図るとともに、それを用いて各地域の産業均衡度(バランス特性)を明らかにした。また、各産業の地域特性を求めるための規則をル-ル化して、知識ベ-スシステムの試行をも行い、目的をもったデ-タベ-スシステムの確立を図ることに努めた。地域特性の把握については種々の手法があるが、本研究では農業的地区分級(農業振興度の把握による地域区分法)の方法を参考にし、主成分分析等の手法を応用して、各産業の振興度、産業構造のバランス度等を把握し、最終的には地域区分図を作成し、一方では、利用目的に対応したデ-タベ-スの確立を図った。また、地域区分の単位は、農業については農業センサス集落(小字程度)、工業・サ-ビス産業等についてはデ-タの入手の可能性から旧町村とした。なお、農業・工業・サ-ビス産業のいわゆる総合的な産業振興度を把握し、そのための総合的な産業のデ-タベ-ス化を図るため、農業の地域区分の単位を工業・サ-ビス産業と同じ旧町村単位に揃えた分析をも行った。
ＴＲＥＭ２上流制御因子によるアルツハイマー病の病態制御機構の解明

アルツハイマー病(AD)は認知症の一種で、その6070%を占める。近年、AD病態にミクログリアという細胞が積極的に関与しており、ミクログリア細胞膜上に発現するTREM2がミクログリア動態に大きく寄与していることが示されている。従来の研究では、TREM2によるAD病態やミクログリア動態への関係性を明らかにしているが、TREM2の転写制御・RNA制御といった、発現に関わる制御因子(上流制御因子)は不明な点が多い。本研究課題ではTREM2上流制御因子の同定に焦点を当て、TREM2上流制御因子によるミクログリア動態・AD病態への影響を明らかにする。
その場観測から宇宙プラズマ構造の二次元像を再現する手法の開発と試験

Grad-Shafranov再構築法(以下、GS法)は、その場観測からMHD(電磁)流体とみなせるプラズマの二次元構造を再現するためのデータ解析手法である。GS法は、単一衛星(Geotail衛星など)および編隊観測衛星(Cluster衛星など)から得られたデータに適用され、宇宙空間にあるプラズマ・磁場構造について、多くの有用な情報(構造のサイズ、その形状、磁力線のトポロジー、空間的に一様とみなせる方向などの情報)をもたらしている。しかしながら、(1)構造は時間変化しない、(2)構造は二次元である、という仮定に基づいているため、手法適用の際には注意をはらう必要がある。すなわち、現実にはこれらの仮定が破れていたとしても適用結果は出てきてしまうが、結果をどれほど信用してよいのか判断するすべはないのである。そこで19年度は、三次元磁気リコネクションのMHDシミュレーションの結果をもちいて、手法の適用範囲・限界を試験した。このシミュレーションでは、リコネクションが起きていない電流層に、局所的に異常抵抗を与えることにより、リコネクションをトリガーする。すなわち、三次元的で非定常なリコネクションジェットが生成される。この非定常ジェットを疑似観測したデータをGS法のインプットとして使用し、適用結果がシミュレーション中に見られる構造とどれぐらい似ているかを調べた。その結果、仮定が破れている場合には、GS法は磁力線のトポロジーを正確に再現することはできないが、構造の形状やサイズなどは、構造が非定常かつ三次元であったとしても(上の仮定が二つとも破れていたとしても)、かなりよく再現できることが分かった。Grad-Shafranov再現法(以下、GS法)は、その場観測衛星が取得したデータから宇宙空間プラズマ・磁場構造の二次元マップを再現するためのデータ解析手法である。従来の手法は、磁気ベクトルポテンシャルについての、いわゆるGS方程式を解くことにより磁力線の構造を再現するものであり、静的平衡状態にある構造にのみ適用は限られていた。今年度は、磁場ではなく流れ場を再現するために必要な理論的基礎を理想電磁流体力学の枠組みの下で確立し、それに基づいて単一衛星によって得られたプラズマ・磁場観測データから流線の二次元マップを構成する数値計算コードを開発した。新しいGS法の基礎にある仮定は以下のとおりである:(1)構造が平衡状態にある(=時間変化しない)、(2)構造は二次元である(=ある方向z軸沿いの空間勾配はない)、(3)磁場はz軸成分のみをもつ。まず開発した計算コードに、流れ関数についてのGS方程式の厳密解を入力することにより、期待どおりの結果が得られることを確認した。次に、上の仮定(1)が破れた場合に対するGS法の適用範囲を調べるために、ケルビン・ヘルムホルツ不安定の二次元電磁流体(MHD)シミュレーションの結果を用いた。その結果、地球磁気圏わき腹での不安定成長中に予測される程度の時間変動が存在していても、GS法はもっともらしい流線マップを出力することが明らかになった。さらにGS法を磁気圏わき腹で得られたGeotail衛星の観測データに適用した。その結果、観測時間帯の磁気圏境界層に沿ってプラズマの渦がいくつも存在し、それらの渦が反太陽方向へと移動していることが判明した。その渦の幅は地球半径程度であることから、渦が磁気圏わき腹のプラズマ混合層の形成に無視できない役割を果たしていることが推察される。
大気化学と先進的遺伝子解析の融合による森林生態系の温室効果気体動態評価の高精化

岐阜県高山市冷温帯落葉広葉樹林観測サイトにおいて、渦相関法によるCO2フラックス、チャンバー法による温室効果気体の土壌フラックス、大気中・土壌空気中の温室効果気体・CO2安定同位体比、大気中酸素濃度および気象・土壌環境の観測を行った。得られたデータより、各気体成分濃度およびCO2安定同位体比の高度・深度分布および季節変動、およびフラックスの季節変動に関する情報を得ることができた。大気中メタン濃度連続観測システムを製作し、試験測定を実施してシステムの性能評価を行い、結果を基に改良を進めた。大気採取に伴う大気成分の分別を抑制した土壌チャンバー空気採取装置を製作し、土壌呼吸に伴う酸素とCO2の交換比の試験観測を行った。調査地の尾根部および谷部プロットにおいて、7月、10月、2月に表層および深層土壌を採取し、土壌環境(pH、無機態窒素濃度など)および微生物特性(呼吸速度)の把握に取り組んだ。また、レジンコア法を用いて、6-9月期、9-11月期、11-2月期における窒素無機化速度および硝化速度を調べ、季節および微地形によって窒素変換速度が異なることを明らかにした。上記土壌採取時期に同プロットの各深度(0-5cm、30-35cm[尾根と谷で実施]、75-80cm[谷のみ実施])で採取した土壌試料について、ビーズビータ法を用いてゲノムDNAを抽出・精製した。それぞれのDNAを鋳型として、原核生物(細菌、アーキア)の16S rRNA遺伝子および真核生物の18S rRNA遺伝子のPCR増幅を行なった。PCR条件最適化の結果、深度75-80cm試料の18S rRNA遺伝子の増幅は見られなかったものの、その他の全ての深度試料の遺伝子増幅に成功した。次世代シーケンサーを用いた大規模な微生物種同定のために、PCR増幅産物を精製・定量し、供試試料の準備を終えた。計画していた観測や実験、試料の採取および観測・実験準備を概ね行うことができた。当初の計画にはない真核生物DNAのPCR増幅にも成功し、原核生物(細菌、アーキア)とともに解析を進めることができた。以上より、おおむね順調に進んでいると評価できる。岐阜県高山市冷温帯落葉広葉樹林観測サイトにおいて、渦相関法によるCO2フラックス、チャンバー法による温室効果気体の土壌フラックス、大気中・土壌空気中の温室効果気体・酸素濃度およびCO2安定同位体比等の観測を継続して実施する。昨年度準備した観測システムや試料採取装置を用いた観測を実施する。継続して尾根部および谷部から土壌試料を深度別に採取し、土壌微生物の呼吸活性を室内実験(通気法)により明らかにする。また、すでに採取済みの試料も含めてATP法による土壌微生物バイオマス測定を行う。これらの実験を各季節に行うことにより、微生物バイオマスおよび呼吸活性の季節変動や空間変動(尾根部および谷部、あるいは土壌深度)を明らかにする。採取した土壌試料を用いてその遺伝子解析を行って、微生物種(原核生物、真核生物)の分布およびその季節変動に関するデータを継続して蓄積する。超高感度SIP法を用いた温室効果気体収支に関与する微生物種の同定のため、安定同位体基質を用いた培養条件を決定し、培養試験を開始する。得られたデータを相互に比較し、それぞれの季節変動パターンの関係を明らかにする。参画研究者間でメールやミーティングを通して、緊密な情報交換を図る。得られた成果については、学会発表等により積極的に発信していく。

以上より、おおむね順調に進んでいると評価できる。岐阜県高山市冷温帯落葉広葉樹林観測サイトにおいて、渦相関法によるCO2フラックス、チャンバー法による温室効果気体の土壌フラックス、大気中・土壌空気中の温室効果気体・酸素濃度およびCO2安定同位体比等の観測を継続して実施する。昨年度準備した観測システムや試料採取装置を用いた観測を実施する。継続して尾根部および谷部から土壌試料を深度別に採取し、土壌微生物の呼吸活性を室内実験(通気法)により明らかにする。また、すでに採取済みの試料も含めてATP法による土壌微生物バイオマス測定を行う。これらの実験を各季節に行うことにより、微生物バイオマスおよび呼吸活性の季節変動や空間変動(尾根部および谷部、あるいは土壌深度)を明らかにする。採取した土壌試料を用いてその遺伝子解析を行って、微生物種(原核生物、真核生物)の分布およびその季節変動に関するデータを継続して蓄積する。超高感度SIP法を用いた温室効果気体収支に関与する微生物種の同定のため、安定同位体基質を用いた培養条件を決定し、培養試験を開始する。得られたデータを相互に比較し、それぞれの季節変動パターンの関係を明らかにする。参画研究者間でメールやミーティングを通して、緊密な情報交換を図る。得られた成果については、学会発表等により積極的に発信していく。
頭部外傷によって発現が変動する遺伝子の経時的解析

頭部外傷6、12時間後の損傷脳において多数のアポトーシス関連遺伝子の発現が変動しており、受傷後48時間の損傷脳ではそれら遺伝子の発現変化は収束していた。頭部外傷後のアポトーシス関連遺伝子の変動は炎症関連遺伝子と協調的に変動していた。また、受傷後早期にインターロキン1や腫瘍壊死因子などの炎症系のサイトカインが急激に上昇しており、頭部外傷により引き起こされるアポトーシスは受傷後の炎症反応と関連している事が推察された。頭部外傷は神経細胞変性や細胞死を引き起こし、神経機能の低下及び脳の機構の破綻を招来する。頭部外傷によって引き起こされる受傷応答メカニズムの特徴をプロファイルすることは重要である。本研究では脳損傷モデル動物を用いて頭部外傷によって発現が変動する遺伝子を精査すると共に、組織学的検討を行い脳の病態について検討する。DNAマイクロアレイ法を用いた分子生物学的検討では、損傷脳の打撃部直下の大脳皮質では受傷後早期にアポトーシスに関与する遺伝子の発現が変化していた。そこで、頭部外傷後の脳病態を組織学的に検討するため、新たに脳標本を作製した。Wistar系雄ラット(8週齢、約300g)に損傷作製装置を装着後、側方打撃による脳損傷モデル群とコントロール群を作製した。打撃強度は3.5atmとし、脳損傷後3、6、12及び48時間に脳を摘出した。アポトーシスの検出はTUNEL(TdT-mediated dUDP nickend labeling)染色法を用いて行った。受傷後3時間の損傷脳では、明らかなアポトーシスは観察されなかった。脳損傷後6、12及び48時間の打撃部直下の大脳皮質ではDNAの断片化を認め、アポトーシスが観察された。アポトーシスを引き起こした細胞では、脳損傷後6時間に核の凝集や細胞の萎縮を多数認め、脳損傷後12時間に細胞骨格の崩壊が観察された。脳損傷後48時間にアポトーシスを引き起こした細胞は減少していた。即ち、頭部外傷により引き起こされるアポトーシスは受傷後早期に誘導され、受傷後時間経過に伴い一過性の増大を示しおり、DNAマイクロアレイの結果を反映している事が判った。頭部外傷は神経細胞変化性や細胞死を引き起こし、神経機能低下及び脳機構の破綻を招来する。従って、頭部外傷により引き起こされる受傷応答メカニズムの特徴をプロファイルする事は重要である。本研究では脳損傷モデル動物を用いて頭部外傷によって変動する遺伝子を精査すると共に、組織学検討を行い脳の病態について検討する。頭部外傷によって変動するアポトーシス関連遺伝子の変動をDNAマイクロアレイ法により検討した。その結果、受傷後3時間の損傷脳においてインターロキン1や腫瘍壊死因子などの炎症系のサイトカインが急激に上昇していた。また、受傷後6、12時間後の損傷脳において多数のアポトーシス関連遺伝子の発現が変動していた。さらに、受傷後24時間後の損傷脳ではそれら遺伝子の発現は収束していた。これらの結果は、平成19度に行ったTUNEL(TdT-mediated dUDP nick end labeling)染色を用いた組織学的検討や神経細胞やマクロファージの免疫組織化学の結果を反映していた。即ち、頭部外傷により引き起こされるアポトーシスは受傷後早期に誘導され、受傷経過時間に伴って一過性の増大を示している事が分かった。一方、DNAマイクロアレイ法を用いた分子生物学的検討では、アポトーシスにおいて中軸的な役割を担っているエフェクターカスパーゼの一つであるカスパーゼ3の遺伝子発は変動していなかった。従って、今後、カスパーゼ3の動態について免疫組織化学やウエスタンブロティング法を用いてタンパクレベルで検討する必要がある。頭部外傷は神経細胞変性や細胞死を引き起こし、神経機能低下および脳機構の破綻を招来する。従って、頭部外傷によって引き起こされる受傷応答メカニズムの特徴をプロファイルする事は重要である。本研究では脳損傷モデル動物を用いて頭部外傷によって変動する遺伝子を精査すると共に、組織学検討を行い脳の病態について検討した。頭部外傷によって変動するアポトーシス関連遺伝子と炎症関連遺伝子の変動をDNAマイクロアレイ法により比較検討した。その結果、頭部外傷後、アポトーシス関連遺伝子と炎症関連遺伝子の発現は協調的に変動する事が分かった。即ち、受傷後6、12時間後の損傷脳において多数のアポトーシス関連遺伝子及び炎症関連遺伝子の発現が変動していた。また、受傷後48時間後の損傷脳においてそれら遺伝子の発現は収束していた。さらに、受傷後3時間の損傷脳においてインターロキン1や腫瘍壊死因子などの炎症系のサイトカインが急激に上昇していた。一方、アポトーシスにおいて中軸的な役割を担っているエフェクターカスパーゼの一つであるカスパーゼ3の遺伝子発現は変動していなかった。しかし、免疫組織化学を用いた検討では受傷後6時間の損傷脳において著しいカスパーゼ3の活性化を認め、カスパーゼ3の動態はTUNEL染色を用いた組織学的検討や神経細胞およびマクロファージの免疫組織化学の結果を反映していた。

以上の結果から、頭部外傷により引き起こされるアポトーシスは炎症系のサイトカインによって受傷後早期に誘導され、受傷経過時間に伴って一過性の増大を示している事が示唆された。
高次知識構造が関与する感性的認知への記号計算モデル的研究

人間の認知システムの活動のうち、知識、概念、理解をとりあげてこれらの心理過程に含まれる感性処理的な要素を認知心理学の方法で特定し、ひいては認知システムの構成についても伝統的な見解とは異なった、感性処理主導型のモデルを提案するために、複雑で多層的な構造をもった日常的自然概念の認知過程をとりあげて心理学実験をおこなった。前年度までにおこなった映画・TVドラマの理解過程、広告・TVコマーシャルの評価過程、職業概念・性格概念の形成過程,道徳評価についての実験をひきつぎ,得られた実験的知見を反映される記号計算モデルの実働化をおこなった.1)映画・TVドラマの理解過程に関する計算モデルは,被験者の思考過程が観察から理解,願望へと遷移するありさまを,目標計画構造の複写,検証,提案の過程として再現する.登場人物の目標計画構造を認知,複写し,自分の評価基準によってあらためて計画評価をおこない,目標達成の検証わおこなうという知識ベースの推論過程が,願望の発生を創発させることを,計算モデルの実動化によって示すことができた.計算の機構は,デモン起動型のボトムアップ・パ-ザに目標計画の知識構造を組み込んだものである.映画・TVドラマの理解に必要な日常知識は,事例ベース推論が可能な形で付加されている.2)道徳推論にかんしては,日常のできごとに関する道徳判断と,それに併存する感情を特定する実験によって,道徳推論および推論が基づく知識と感情との関連に関する体系的な規則の系を導くことができた.この規則性を計算モデルに実動化した.評価基準が局所的である信念系の一例として道徳推論を位置づけたことで,一般的な推論機構の枠組みの中で道徳推論を扱うことが妥当であることを示した.人間の認知システムの活動のうち、知識、概念、理解をとりあげてこれらの心理過程に含まれる感性処理的な要素を認知心理学の方法で特定し、ひいては認知システムの構成についても伝統的な見解とは異なった、感性処理主導型のモデルを提案するために、複雑で多層的な構造をもった日常的自然概念の認知過程をとりあげて心理学実験をおこなった。前年度までにおこなった映画・TVドラマの理解過程、広告・TVコマーシャルの評価過程、職業概念・性格概念の形成過程,道徳評価についての実験をひきつぎ,得られた実験的知見を反映される記号計算モデルの実働化をおこなった.1)映画・TVドラマの理解過程に関する計算モデルは,被験者の思考過程が観察から理解,願望へと遷移するありさまを,目標計画構造の複写,検証,提案の過程として再現する.登場人物の目標計画構造を認知,複写し,自分の評価基準によってあらためて計画評価をおこない,目標達成の検証わおこなうという知識ベースの推論過程が,願望の発生を創発させることを,計算モデルの実動化によって示すことができた.計算の機構は,デモン起動型のボトムアップ・パ-ザに目標計画の知識構造を組み込んだものである.映画・TVドラマの理解に必要な日常知識は,事例ベース推論が可能な形で付加されている.2)道徳推論にかんしては,日常のできごとに関する道徳判断と,それに併存する感情を特定する実験によって,道徳推論および推論が基づく知識と感情との関連に関する体系的な規則の系を導くことができた.この規則性を計算モデルに実動化した.評価基準が局所的である信念系の一例として道徳推論を位置づけたことで,一般的な推論機構の枠組みの中で道徳推論を扱うことが妥当であることを示した.
中小都市の地震危険度予測に関する基礎的研究

地震による物理的被害の要因は多岐にわたり,地域の特性にも大きく依存する.従ってその要因を明らかにし,適切な事前調査法を確立するためには調査地域を限定し,精査することが得策である.比較的狭い地域に各種の地盤が存在し,被害地震の経験も多い小田原市とその周辺地域を調査対象とした.地震動の予測手法の1つの試みとして,既存のボーリング資料(約250地点)の収集を行い,地盤モデル策定のため, 2地点(足柄,酒向地区)のボーリングを追加した弾性波探査を実施した.更に小田原市とその周辺地域にわたって地盤の常時微動(150地点)の測定を行い,地質,物理探査資料のほか強震記録(小田原地区には現在13地点設置)等を参考にした最適地盤モデルの資料作成を図った.震害予測にあたっては,建物の耐震性能の検討が不可欠であり,また上記地震動動予測との調和を確認するため,実在建物と地盤における同時地震観測を足柄小学校および山王小学校で実施した.更に足柄平野に数多く点在する学校建築物(鉄筋コンクリート造, 24階建38校)について,微動観測から固定周期と各種の振動形を求めた.また木造建物については,小田原駅周辺地域の商店街15棟の固有周期と各種の振動形を求め,また人力による自由振動試験から方法別に減衰定数を求めた.以上の調査・観測結果から,学校建物群のRC造については,比較的狭い範囲に存在する建物でも地盤の違いによって地盤と建物の速成効果に大きな差が生じていることが分かった.従って将来の地震によって,学校建物の被害は場所によって大き異なることが予想される.地震による物理的被害の要因は多岐にわたり,地域の特性にも大きく依存する.従ってその要因を明らかにし,適切な事前調査法を確立するためには調査地域を限定し,精査することが得策である.比較的狭い地域に各種の地盤が存在し,被害地震の経験も多い小田原市とその周辺地域を調査対象とした.地震動の予測手法の1つの試みとして,既存のボーリング資料(約250地点)の収集を行い,地盤モデル策定のため, 2地点(足柄,酒向地区)のボーリングを追加した弾性波探査を実施した.更に小田原市とその周辺地域にわたって地盤の常時微動(150地点)の測定を行い,地質,物理探査資料のほか強震記録(小田原地区には現在13地点設置)等を参考にした最適地盤モデルの資料作成を図った.震害予測にあたっては,建物の耐震性能の検討が不可欠であり,また上記地震動動予測との調和を確認するため,実在建物と地盤における同時地震観測を足柄小学校および山王小学校で実施した.更に足柄平野に数多く点在する学校建築物(鉄筋コンクリート造, 24階建38校)について,微動観測から固定周期と各種の振動形を求めた.また木造建物については,小田原駅周辺地域の商店街15棟の固有周期と各種の振動形を求め,また人力による自由振動試験から方法別に減衰定数を求めた.以上の調査・観測結果から,学校建物群のRC造については,比較的狭い範囲に存在する建物でも地盤の違いによって地盤と建物の速成効果に大きな差が生じていることが分かった.従って将来の地震によって,学校建物の被害は場所によって大き異なることが予想される.
詳細釣り合いの破れが生み出す革新的機械学習アルゴリズム

物理的な確率過程を含むダイナミクスを活用することにより機械学習における新規アルゴリズムを創出するという取り組みをこれまで行ってきた。今年度は、量子系のダイナミクスに注目して、量子アニーリングにおける有限の量子ゆらぎを利用した最適化手法について検討を行った。またその量子系のダイナミクスにおける性質について検討を加え、いわゆる量子速度限界が、古典系の確率過程についても制限を加えるものであることを見出した。この成果は挑戦的萌芽研究の結実としてふさわしく、次の課題へとつながるものとなる。古典確率過程は機械学習のアルゴリズムにおいて頻繁に利用され、またその性能評価においても活用される手法である。その古典確率過程に対して不変的な不等式が存在する事実は、機械学習アルゴリズムに対しても不変的な不等式を与えることへとつながる。残念ながら終了年度内にその機械学習アルゴリズムに対する不等式を導出するには至らなかったが、引き続き次の課題として検討を加える。量子系のダイナミクスを活用して、汎化性能が引き上がるという結果を得ることに成功した。この効果は、従前の汎化性能と正則化項の関係として取られられるかどうか、その点についても未解決問題として残った。引き続き今後の課題として検討することで量子機械学習の枠組みを形成する礎として本研究成果を据える。強化学習や実際上汎化性能の向上が求められる舞台での実応用例の検討も開始したり、今後の研究課題がいくつも創出されて、概ね良好な成果を上げることができた。計測技術の発展により、大規模で高次元なデータの取得が可能となり、注目を集めている機械学習分野では、マルコフ連鎖モンテカルロ法を中心とした確率過程が利用されている。この確率過程に課される基本的常識のひとつ「詳細釣り合い」を破ることで、緩和時間の短縮、サンプリング効率の向上が確認されつつある。正確な計算を実行するための猶予が必ずしも許されない高次元データにおける「機械学習」分野に輸入することで、高次元データの構造抽出を正確に実行できるアルゴリズムの創出・計算ライブラリの設計を行う。機械学習の中でもとりわけ中間層の厚い問題について、鞍点を効果的に抜け出すことができるかどうか、既存手法で効率的であるとされるAdam法に詳細釣り合いの破れを導入して、高速に抜け出すという現象を確認した。次年度以降論文や国際会議で公表していく。またランジュバン方程式だけでなくノイズを消去した決定論的方程式における固定点への収束の加速を確認した。さらに詳細釣り合いの破れを引き起こすためにレプリカ系を用意する際に、任意の系を用意して良いという性質に注目して、ガウス分布を相手にした方法を利用するとより簡素で高速になることを確認した。この方法は実装が容易であり、業界標準の方法となり得ることが期待できる。それぞれの方法について加速の原因となるのが、詳細釣り合いの破れに伴う固有値のシフトであることだけではなく、変分原理からの帰結であること、さらに量子速度限界の不等式におけるスペクトル理論による簡素な証明、量子最速降下曲線による結果であるなど、多方面からその結果の妥当性を議論することが可能であり、豊富な数理体系の下で成立する堅牢な理論であることが確認された。既存手法の最速手法とされるAdamよりも高速で確実に鞍点を抜け出す方法が発見されて、業界標準を塗り替えるということが期待できる展望が見えたため。Chainerライブラリへの標準搭載を画策している。機械学習アルゴリズムの多くは勾配降下法に基づき、その都度パラメータを更新する。その更新に際して極小の谷に落ち込むことがしばしばある。その回避のために熱揺らぎに相当するガウスノイズを導入する、シミュレーテッドアニーリング法、さらには量子揺らぎを導入する量子アニーリング法が物理学サイドからは提案されている。現在投稿中の論文は、深層学習における量子揺らぎの導入によってもたらされる効果の検証を行ったものである。量子揺らぎの導入により、トンネル効果によって極小の谷を超える効果を期待することはもちろんであるが、有限の量子揺らぎにより、谷の中における谷の形状の探索が可能であることが判明した。この形状の探索により、機械学習アルゴリズムの性能指標として最も重要な汎化性能が向上することが判明した。数値実験として極めて汎用的なオープンデータセットについて検証を行ったところ、良好な汎化性能を獲得した。この汎化性能の起源について、解析的検討を行ったところ、極小の周りの揺らぎをガウス分布の形で取り入れており、MM勾配降下法を採用すると、エントロピー勾配効果法として知られる海外の有力グループの手法を系統的に導出することができた。またこの手法は計算リソースを大半に割くため、MM勾配降下法だけでなく簡易的な手法にする他のタイプの近似を導入する可能性についても検討を行った。特に励起状態への遷移を考慮した離散的ノイズを導入すると、対応するフォッカープランク方程式に補正項が加わり、確率分布の形状による改善効果がもたらされることが判明した。この成果も突如得られたものであるため、最終年度である次年度に出版をする予定である。量子アニーリング等の量子揺らぎを導入した機械学習アルゴリズムの創出、性能評価についてまで波及したため。

古典確率過程は機械学習のアルゴリズムにおいて頻繁に利用され、またその性能評価においても活用される手法である。その古典確率過程に対して不変的な不等式が存在する事実は、機械学習アルゴリズムに対しても不変的な不等式を与えることへとつながる。残念ながら終了年度内にその機械学習アルゴリズムに対する不等式を導出するには至らなかったが、引き続き次の課題として検討を加える。量子系のダイナミクスを活用して、汎化性能が引き上がるという結果を得ることに成功した。この効果は、従前の汎化性能と正則化項の関係として取られられるかどうか、その点についても未解決問題として残った。引き続き今後の課題として検討することで量子機械学習の枠組みを形成する礎として本研究成果を据える。強化学習や実際上汎化性能の向上が求められる舞台での実応用例の検討も開始したり、今後の研究課題がいくつも創出されて、概ね良好な成果を上げることができた。Pythonの深層学習ライブラリの一つChainerへの実装を進める。その実装により一般人が自由に無料で使える環境を整えることで業績の普及と日本発の機械学習アルゴリズムが世に普及していくことを目指す。また確率勾配法との併用により、詳細釣り合いの破れ方の最大化を行い、最も効率の良いアルゴリズムの追求、その自動的生成を行う方法論を確立する。今年度突如として成果の上がった量子揺らぎの導入による汎化性能の向上について、理論的基盤が形成されたことを受けて、より大きなデータセットや近似手法の改善により、さらなる効率的なアルゴリズムの創出を目指す。新規アルゴリズムの創出が叶い、結果の公表をオープンソースにおける標準ライブラリへの実装を行うことが先に行うべき作業であるとして、論文や海外出張による国際会議登壇等よりも優先されたため。研究成果の公表が次年度にずれ込んだことが理由である。今年度は研究遂行実施に集中した反動である。最終年度は研究成果公表に予算を投入する。標準ライブラリへの実装は、研究者本人がまずテストのために行う一方で、最適化されたコードで高速に動作すること、あらゆるバグへの対処などを行うために外注をする経費として充てる。また公表に際して国際会議登壇・プレスリリース等で効果的に普及を目指す。
機械的ストレスにより生じた骨折遷延治癒における石灰化機序の分子遺伝学的解明

ラットに作成した大腿骨骨折部において仮骨構成細胞は、骨折部を内固定せず体動によって生じる不安定性に対し、I型コラーゲンなどの骨基質蛋白遺伝子の発現を増加させ基質の三次元的構造を強固にする事で対応していると考えられた。これまで培養骨構成細胞に対しin vitroで様々な機械的ストレスの影響が検討されているが、in vivoで全仮骨構成細胞に対し力学的負荷を与え、骨形成因子の遺伝子発現量に与える影響について詳しく検討した報告は殆どない。今回の実験により、in vivoにおいて仮骨構成細胞は、骨折部に生じた不安定性に対し、Type Iprocollagen、lysyloxidaseの発現量の増加を伴い、コラーゲン線維の合成と架橋形成を促進させ骨基質を強化することで対応していると考えられる。また、骨折部を内固定し体動によっても骨折部が安定していれば、仮骨構成細胞の、特に骨芽細胞の成熟のスピードは増加する。これは骨芽細胞の成熟度の指標であるalkalinephosphatase mRNA発現量は両群とも緩やかに上昇するが、固定群ではALP mRNA発現量が非固定群の2-3倍に達しており、脛骨固定による力学的作用により腓骨骨折部仮骨の骨芽細胞が成熟していることが示唆される。仮骨構成細胞には、仮骨部の力学的不安定下では骨基質蛋白コラーゲンの合成増加のシグナルが伝達されている。骨芽細胞は力学的安定下でより成熟しやすいものと考えられる。平成9年度の本研究では、まずモデル動物の作成を行った。Wistar系成熟雄ラットに腓骨骨折を作成した。左脛骨前縁を露出し、脛骨粗面より10mmの位置で剪刀にて脛骨を切離した後、同高の腓骨骨幹部を経皮的に圧迫し横骨折を作成した。固定群は、脛骨粗面より脛骨の長さに切った22ゲージのカテラン針を挿入し髄内釘とし、固定した。非固定群は順層縫合後、皮下組織に絹糸を懸け、脛骨骨折部を90°屈曲位にて数日間縫着した。骨折後、0、3、7、10、14、21、28日目に屠殺し、脛骨骨折部周辺の全仮骨部を摘出し、筋組織・骨膜を除去した後、ノザンプロット解析のため、total RNAを抽出し、type I procollagen alpha chain(proCOL1A)cDNA,lysyloxidase(LOX)cDNA,及びalkaline phosphatase(ALP)cDNAプローブを用いたノザンプロットによる遺伝子解析を行った。その結果、固定群・不安定群とも10日以降でproCOL1A及びALPの発現がみられた。LOXmRNAは骨折早期より認められ、発現量は変化しなかった。固定群ではproCOL1AmRNAの発現量は骨折後1週でピークに達し、その後漸減した。固定群のALPmRNAは骨折後2週まで上昇し、その後の発現量はほぼ一定であった。非固定群ではproCOL1AmRNAの発現量のピークは骨折後1週であり、発現量は固定群に比べ有為に高かった。ALPmRNAは3週以降やや増加するもののその後減少した。今回の我々の研究により、in vivoにおいて仮骨構成細胞は、骨折部に生じた不安定性に対し、Type I procollagen、lysyl oxidaseの発現量の増加を伴い、コラーゲン線維の合成と架橋形成を促進させ骨基質を強化することで対応していると考えられる。また、骨芽細胞の成熟度の指標であるalkaline phosphatase mRNA発現量は両群とも緩やかに上昇するが、固定群ではALPmRNA発現量が非固定群の2-3倍に達しており、脛骨固定による力学的作用により腓骨骨折部仮骨の骨芽細胞の成熟のスピードは増加していることが示唆された。すなわち、骨芽細胞は力学的安定化でより成熟しやすい性質を持つことが明らかとなった。
「発話」を活用した嚥下機能維持・向上ケアモデルの構築と有効性の検証

「発話」を活用した嚥下機能維持・向上ケアモデル1単音節7000個の朗読(以下『朗読』)、220分間の昔語り(以下『昔語りI』)、330分間の昔語り(以下『昔語りII』)を構築し、その検証を行った。健康高齢者は『朗読』後、嚥下時間が短縮、深部体温と脈拍、甲状舌骨筋の表面温度が上昇した。『昔語りI』後はoral diadochokinesis(以下OD)「/タ/」が増加し、『昔語りII』後は嚥下時間が短縮し、OD「/カ/」が減少した。虚弱高齢者は『朗読』と『昔語りII』後は口腔内が乾燥し、『昔語りII』後は『朗読』後と比べ、クロモグラニンAは低値、満足感と楽しさは高値、不安感と疲労感は低値であった【研究の背景と目的】構音と嚥下は末梢効果器官の多くが互いに重複しているため、「発話」による口腔構音器官の運動が嚥下における口腔準備および口腔期に影響する可能性がある。そこで本研究は、嚥下機能における受動的「発話」の効果を検討した。【対象・方法】対象は6073歳の健常者7名(平均年齢66.6±5.6歳)。単音節7000個の文章を350個/分程度のスピードで朗読し、その前後で反復唾液嚥下テスト3回目積算時間(以下、嚥下時間)、朗読中の深部体温、脈拍、血圧、甲状舌骨筋の表面温度を測定した。生体測定器具は、サーモグラフィー(インフラアイ3000、日本光電)、ベッドサイドモニタ(PVM-2703、日本光電)、連続測定型耳式体温計(CEサーモ、ニプロ)を用いた。【結果】嚥下時間は、受動的「発話」前後で比較すると7名のうち5名が短縮した。深部体温と脈拍、甲状舌骨筋の表面温度は開始前と比較して有意に上昇した(p<0.05)。【考察】運動にとって筋温の上昇は、筋収縮のエネルギーの縮小化、神経伝達速度の促進、活動筋への酸素供給の円滑化、筋内の酵素活性の活性化と好影響を与えると言われている。したがって、受動的「発話」は、深部体温と甲状舌骨筋の温度の上昇を促進し嚥下関連筋群を活性化させ嚥下時間を短縮させたと考える。甲状舌骨筋の収縮が喉頭口の閉鎖に関与することから、今後「発話」を食事前のウォーミングアップとする誤嚥予防援助モデルを考案する。平成26年度は、「発話」を活用した嚥下機能維持・向上ケアモデルを構築するために、「能動的発話」と「受動的発話」の、嚥下機能、生理機能、免疫機能、ストレス、心理的側面への影響を明らかにすることを目的とした。対象は、地域在住の健康な60代70代の9名。クロスオーバー試験。介入はA群「受動的発話」(朗読:単音節数7000個)とB群「昔語り」の2群とし、各介入を20分間で設定した。介入の前と後、および介入後の安静後の3回測定した。評価指標は、1.嚥下機能:1RSST3回目積算時間(健口くん:竹井機器工業株式会社)、2口腔内湿潤度(口腔水分計ムーカス:株式会社ライフ)、3舌圧(JMS舌圧測定器)、4呼気筋力(ピークフローメータ:アセス)、5オーラルディアドコキネシス(健口くん:竹井機器工業株式会社)、2.生理機能:1深部体温と2血圧(ベッドサイドモニターPVM-2703:日本光電)、3.ストレス測定:1唾液アミラーゼモニターCMー21(ニプロ株式会社)2脳波(パルラックスF:FUTEK)、4.心理:満足感、爽快感、楽しさ、意欲、不安感、疲労感の各6項目を0100%で求めた。解析方法は、2群比較および各群の前後比較である。現在、データー収取を終えて解析中である。結果に基づき、施設入居虚弱高齢者を対象とした嚥下機能維持・向上を目指す「発話」モデルを作成し、今年度、臨地でこのモデルの有効性を検証する予定である。平成27年度は、「発話」を活用した嚥下機能維持・向上ケアモデルを構築するために、「能動的発話」と「受動的発話」の、嚥下機能、生理機能、免疫機能、ストレス、心理的側面への影響を明らかにすることを目的とした。対象は、地域在住健康高齢者9名(70.7±3.4歳)。クロスオーバー試験。介入方法は、「受動的発話」(7000個単音節発声)を2回、および20分間の「能動的発話」、30分間の「能動的発話」であり、介入前後で各機能への効果を測定した。

評価指標は、1.嚥下機能:1RSST3回目積算時間(健口くん;竹井機器工業株式会社)、2口腔内湿潤度(口腔水分計ムーカス:株式会社ライフ)、3舌圧(JMS舌圧測定器)、4呼気筋力(ピークフローメーター:アセス)、5オーラルディアドコキネシス(健口くん:竹井機器工業株式会社)、2.生理機能:1深部体温と2血圧(ベッドサイドモニターPVM-2703:日本光電)、3.ストレス測定:1唾液アミラーゼ(唾液アミラーゼモニターCM-21:ニプロ株式会社)、4.脳波(パルラックスF:FUTEK)、5.心理:満足感、爽快感、楽しさ、意欲、不安感、疲労感の各6項目(Numerical Rating Scale)解析方法は、2群比較(Mann-WhitneyのU検定)、および各群の前後比較(WillcoxonのT検定、中央値検定である。現在データ収集を終えて解析中である。20分間の「能動的発話」では嚥下機能の影響がなく、30分の「能動的発話」介入の前後では、嚥下時間が有意に短縮した(p=0.008)従って、誤嚥予防のための「能動的発話」介入には、30分間の発話、もしくは発声単音節数9000個前後が有効であることが明らかになった。今後は、他の項目について解析を継続し、ケアモデルを作成する。そして施設入居高齢者を対象にケアモデルを用いて介入し、モデルの効果検証を行う予定である。1被験者の承諾、および2データ収集の時間調整に時間を要した。また3優先しなければならない教育、および業務処理の発生により、計画通りに研究を遂行することができなかった。「発話」を活用した嚥下機能維持・向上ケアモデルを構築するために、平成27年度は、健常高齢者9名(70.7歳)を対象に、クロスオーバーデザインで、「朗読」(単音節7000個)、「昔語り」(20分間:単音節5257個)、「昔語り」(30分間:単音節9058個)の3群に介入し、嚥下機能、生理機能、ストレス、心理の指標を用いで介入前後評価を行った。結果、「昔語り」(30分間)と「朗読」は、嚥下時間を有意に短縮させた。「昔語り」(20分間)は、OD「タ」が有意に上昇し、「昔語り」(30分)は、OD「カ」が有意に減少した。収縮期血圧と拡張期血圧はすべての介入後に有意に上昇した。3群とも介入後に唾液アミラーゼ値は上昇するが前後で有意な差はなかった。介入後の心理では3群に有意な差がなかった。唾液中クロモグラニンA(CgA)とアミラーゼ活性を指標に、「朗読」と「昔語り」(20分間)の2群の介入によるストレスを測定した。その結果、クロモグラニンAは両群いずれも67%が減少、22%が上昇、11%が変化なかった。アミラーゼ活性は「昔語り」(20分間)は78%が減少、22%が上昇、「朗読」33%が減少、67%が上昇した。平成28年度は、介護老人保健施設入居者8名(86.1歳)を対象に、クロスオーバーデザインで「朗読」(単音節7000個)、「昔語り」(30分間)の2群に介入を行い、上記同様の指標で介入前後評価を行った。結果、介入後の「昔語り」と「朗読」の比較では、「昔語り」が満足度、楽しさが有意に高く、不安感、疲労感及びCgA蛋白補正値が有意に低かった。「昔語り」及び「朗読」の各群の介入前後比較では、両群ともに有意に口腔内乾燥がみられ、「昔語り」ではOD「カ」が有意に減少し、ストレスには有意な差がなかった。「朗読」ではOD「タ」が有意に上昇し、CgA蛋白補正値とコルチゾール値に有意な差があった。「発話」を活用した嚥下機能維持・向上ケアモデル1単音節7000個の朗読(以下『朗読』)、220分間の昔語り(以下『昔語りI』)、330分間の昔語り(以下『昔語りII』)を構築し、その検証を行った。健康高齢者は『朗読』後、嚥下時間が短縮、深部体温と脈拍、甲状舌骨筋の表面温度が上昇した。『昔語りI』後はoral diadochokinesis(以下OD)「/タ/」が増加し、『昔語りII』後は嚥下時間が短縮し、OD「/カ/」が減少した。虚弱高齢者は『朗読』と『昔語りII』後は口腔内が乾燥し、『昔語りII』後は『朗読』後と比べ、クロモグラニンAは低値、満足感と楽しさは高値、不安感と疲労感は低値であった1被験者への承諾、2データ取集の時間調整に時間を要し、また、優先しなければならない教育、業務処理の発生により、予定通りに研究を遂行することができなかった。至急データを解析し、「能動的発話」と「受動的発話」のケアモデルを作成し、高齢者施設に入居している虚弱高齢者にケア介入をし、このモデルの有効性を検証する。
魚類における「かたち」の多様化とその進化パターンの解明～メバル科・カジカ科を例に

生物は様々な「かたち」をしているが,それを明示的・定量的に評価した研究は少なかった.本研究では,北太平洋で爆発的種分化を遂げたメバル科・カジカ科を対象に,「かたち」を標識点位置座標そのものの関数として定義する幾何学的形態測定学を用いることで「かたち」の定量化を行い,分子系統樹で明らかになった系統関係と比較して,「かたち」の進化パターンを明らかにすることを目的とした.メバル科魚類においては「かたち」の差異が何らかの適応の結果である可能性が示唆されるケースが多く認められたが,カジカ科魚類においては,必ずしもそうではないことが示唆され,その進化過程は大きく異なる可能性があると考えられた.2014年度は主にメバル科の分析を進めた.メバル科のメバル属魚類については,太平洋の東西に分断して分布している浅海性について対象とした.京都大学,およびワシントン大学に保管されているメバル属魚類の標本を撮影し,体全体の「かたち」の類似度を算出した.その結果,分子系統から推定された系統関係には関係なく,浅海性の種のうち,中層を漂った生態を持つもの,海底に潜んでいる生態を持つものの,両者の中間的なタイプの生態を持つもの,の大きく3つの「かたち」が認識された.これは,メバル属において,生態と「かたち」が大きく関わっていることを示唆している.さらに詳しい「かたち」の違いを検出するため,頭骨(神経頭蓋)の形の解析もスタートさせた.このために,新たに標本採集を行い,浅海性の種については概ね対象種を採集することができた.メバル科については,ユメカサゴ属についても研究を進めた.ユメカサゴ属は,世界中に分布するものの,種間の形態的差異がとても小さく,分類学的な混乱も見られる.2014年度は,北太平洋に分布するユメカサゴ属魚類3種をターゲットに「かたち」の分析と遺伝的差異について研究をスタートさせた.その結果,今まで有効な種と考えられてきたニセオキカサゴは,ユメカサゴとオキカサゴの中間的な「かたち」を持つこと,ニセオキカサゴの採集個体数は他の2種に比べると極端に少ないことがわかった.これらのことは,ニセオキカサゴがユメカサゴとオキカサゴの種間交雑個体であることを示唆している.遺伝的な結果については,予備的なデータしか得られていないが,種間交雑であることを示す結果となった.これについては引き続き,分析個体数を増やして検討を進めていく予定である.カジカ科魚類については,キンカジカ属魚類とその近縁種を対象とすべく,標本採集を行った.これについては順調に進んでおり,次年度より本格的な分析を行う.2015年度は,カジカ科のキンカジカ属魚類,および前年度から行っていたメバル科のユメカサゴ属魚類の分析を主に行った.キンカジカ属魚類では,最も浅海に生息するニホンキンカジカ,やや深場に生息するキンカジカ,さらに深場に生息するオキヒメカジカについて比較を行ってきた.これらでは,特に尾柄部周辺の形態に変異が集中していた.これらのキンカジカ属魚類は,生息水深だけでなく,生息場所の底質が異なっている可能性があり,この原因と適応の可能性について精査している.また,ニホンキンカジカとキンカジカの分布域の境界付近にある青森県津軽海峡付近においては,2種の中間的な個体群が発見された.この個体群を詳細に調べたところ,ミトコンドリアDNAにおいてはニホンキンカジカの遺伝子型を持っていたが,形態学的には尾柄部の形態などキンカジカの特徴を兼ねそろえていた.一方,核ゲノムの分析においては,RYR3遺伝子領域,およびTMO4遺伝子領域の両方において,キンカジカとニホンキンカジカの遺伝子型が検出された.したがって,津軽海峡付近の個体群は,2種の交雑個体群であることが示唆された.今後,津軽海峡付近の個体群の生息場所など生態学的なデータを照らし合わせて,形態的変異の進化的意義を探る予定である.ユメカサゴ属魚類においては,深い海山に群れで生息するオキカサゴとそれよりも浅い場所に生息するユメカサゴにおいて,核ゲノムの分析をスタートさせた.ユメカサゴ属魚類においては,既に形態データとミトコンドリアDNAによるデータを昨年度までに得られている.核ゲノムの分析にはマイクロサテライトを用いて,4座で十分な変異を発見できた.また,予備的なデータであるが,ミトコンドリアDNAでは検出できなかった2種の遺伝的な差異が明らかになりつつある.2015年度は,採集や国内外の博物館の訪問などを精力的に行い,必要な標本の情報はほぼ得られた.メバル科魚類においては,ユメカサゴ属魚類,メバル属魚類の形態学的データはほぼそろえることが出来た.カジカ科魚類においては,メインで研究を進める予定だったキンカジカ属魚類の標本採集をほぼ終えることができた.その他,ホッキョクカジカ属,コオリカジカ属魚類についても,いくつかの種群をターゲットにして今後分析を進める予定であり,これらの標本採集と予備的データの収集はほぼ終えることが出来た.両属とも種数は多く,形態学的にも多様な分類群である.オホーツク海やベーリング海を中心とした標本採集で得られた予備的データから,「かたち」の進化過程を考えるのに適した分類群であると考えられ,次年度の研究につなげられる期待している.2016年度は,カジカ科のホッキョクカジカ属とコオリカジカ属についての分析を本格的に行った.