hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フラーレンを用いた新規超微粒子の開拓及びその量子サイズ効果の探索

前者は溶媒の凍結とともに生成されるもので、数ナノメートル領域の特定のサイズ(直系:約4,6,8及び10nm)に集中的に分布している。一方で、混合溶媒系で生成される会合体は、比較的サイズが大きい領域で(数十から数百ナノメートル)、良溶媒と貧溶媒の混合比またはC_<60>の濃度を調整することにより、サイズの制御が可能である。C_<60>会合体のなかでも特に数ナノメートル領域のものでは、光重合反応においてC_<60>固体やより大きなサイズの会合体では見られないメゾスコピック特性が観測された。具体的には、この領域の会合体における光重合反応により生成される物質では、より大きいサイズの会合体における光重合反応生成物からは観測されない、可視域における強い発光が観測された。このようなメゾスコピック特性は、数ナノメートル領域の会合体の構造が、より大きなサイズのfcc構造とは違う正20面体構造であることから起因するものとして考えられる。
尿中大豆イソフラボン代謝産物の簡便な定量法の開発とその疾病リスクとの関わりの解明

前年作成した抗エクオールモノクローナル抗体を用いて民間企業との共同で尿中エクオール測定キットの試作を行なうとともに、特許申請を行った。また前年作成した大豆イソフラボノイド代謝産物をもちいて、脂肪細胞によるレプチン産生抑制活性の評価を行った。その結果エクオールへの代謝による活性に大きな差は見られなったが、O-デスメチルアンゴレンシンへの変換によって大きく減少した。このことから生体内における大豆イソフラボノイドの活性が代謝によって大きく変化することが確認された。その一方、少なくとも脂肪細胞によるレプチン産生抑制を指標とした場合には、エクオール産生よりもO-デスメチルアンゴレンシン産生による影響を受けることが示唆された。このことから大豆イソフラボノイドの活性を考える上で当初想定していたエクオール産生のみならずO-デスメチルアンゴレンシン産生を同時に評価する必要があることが示唆された。このことから、O-デスメチルアンゴレンシン産生菌の単離・同定を行い、産生される光学活性なO-デスメチルアンゴレンシンかちエクオールと同様の手法によりカルボジイミド法を用いて、キャリアータンパク質であるkeyhole limpet hemocyaninと結合させた。今後本抗原を用いて、O-デスメチルアンゴレンシン抗体の作成を行い、O-デスメチルアンゴレンシン評価法の確立を行う。本年度目的とするエクオールを部分構造にもつhaptenを調製し、カルボジイミド法を用いて、キャリアータンパクであるKLHと結合させた(equol-KLH)。このequol-KLHをアジュバンドと混合し、マウス腹腔内投与により免疫を行ない、血清を調製した。この血清とequol-KLHと同様にカルボジイミドにより作製したBSAと結合させたものとの交差性をELISAにより検討した結果抗体価の上昇が確認された。そこで最終免疫後、ポリエチレングリコールを介した定法に従ってequol-KLH免疫マウスから摘出した脾臓細胞とミエローマ細胞(P3U1)とを融合させ、ハイブリドーマ細胞を調製する。このような抗体作製を行うと共に、得られる抗体の特異性解析のためdaidzeinからequolに至る変換過程において推測されているdihydrodaidzein, tetrahydrodaidzein、あるいはdaidzeinからのもう一つの代謝産物とされる0-desmethylangolensinについて、有機化学的反応により得た。そこで上記ハイブリドーマ細胞の培養上清中に産生されるequol抗体を用いて、daidzein, equolはもとより上記反応により得られたイソフラボノイドを含め、競争ELISAを行い、抗体の選別を行い、equol分子に基質特異的な抗体を産生するハイブリドーマ細胞を得た。さらに大豆イソフラボノイド以外のポリフェノール類との交差性についても確認したが、今回得られたモノクローナル抗体はカテキン類などとの交差性が見られなかったことから、目的とするequolに非常に高い特異性を有し、本研究課題である、尿中equol測定に、有効なものであることが示された。
言語学習における学習方略の自己生成プロセス

語意学習は初期の即時マッピングのフェーズとその後の意味分野の再構造化に伴う語意の再調整のフェーズがある。本研究は、語彙の中でも特に核となる動詞の学習に焦点を置き、二つのフェーズのメカニズムを実験的に検討した。動詞の即時マッピングは名詞のそれよりも難しいこと、それが言語普遍的な現象であるという知見が得られた。即時マッピングの後に長い時間をかけて語意の再調整をしていくこと、再調整の過程にどのような手がかりが用いられ、どのような要因が関わるのかを明らかにした。本研究は柔軟かつ自己生成的な学習過程が具体的にどのような内部メカニズムによって産み出されてくるかを解明することを目的とする。具体的には動詞、名詞などの異なる種類のことばをいつごろからどのような音声的な手がかりを使って聞き分け、同定し、名詞→事物、動詞→アクションのような品詞と概念の対応づけをするようになるのか、語彙が爆発的に増えていく2歳から5歳までの幼児期に子どもは動詞、名詞、形容詞、助数詞などの異なる種類の語をどのようなメカニズムで学習しているのかを明らかにする。本研究は、乳幼児期に子どもは動詞、名詞、形容詞、助数詞をどのようなメカニズムで学習しているのか、それらの学習においてどういう側面が言語普遍的でどういう側面がどの程度インプット言語に特化したものなのかを明らかにすることを目的とする。18年度は動詞の学習に焦点を絞り、日本語、中国語、ドイツ語を母語とする2歳から5歳までの子どもが、文の項構造から新奇動詞を推論する際の、言語普遍的バイアスと母語の言語的特性の影響を吟味するための実験を行った。項の文法的情報から新奇な動詞を推論する際、発達初:期には子どもは項の数にもっとも注目するといわれている。項の数が一つなら自動詞で、自発的動きを指示し、項の数が二つなら一方が他方に何かをしかけ、影響を及ぼす因果的動きを指示すると子どもは考える、というのが一般的な考え方である。しかし日本語や中国語は項が頻繁に文から脱落するため、項の数は信頼できるてがかりとはいえず、日本語の場合には格、中国語の場合には動詞に対する位置のほうが数よりも重要な手がかりとなる。そこで、本研究では日本語、中国語、ドイツ語をそれぞれ母語とする子どもに自発的動きのビデオと因果的動きのビデオを提示し、子どもが表面的な項の数からどのような語意推論をするかを検討した。データ収集がまだ完了していないが、子どもは2歳では格情報や項の位置よりも項の数に注目し、表面的な項の数がひとつしかないと(例えば「ウサギさんをネケっているよ」)格や位置情報を無視して新奇動詞を自動詞と考え、自発的動きに対応づけるのに対し、5歳では格情報や位置情報に注目し、正しい推論ができることがわかった。ドイツ語は項の省略がめったにないので、2歳から5歳まで項の数を手がかりに自発的動き-因果的動きの対応付けを行っている傾向が見える。19年度にも継続してデータ収集を行っていく。本研究は、乳幼児において観察される効果的な語彙の学習にみられる柔軟かつ自己生成的な学習過程が具体的にどのような内部メカニズムによって産み出されてくるかを解明することを目的とする。具体的には語彙が爆発的に増えていく2歳から5歳までの幼児期に子どもは動詞、名詞、形容詞、助数詞などの異なる種類の語をどのようなメカニズムで学習しているのか、それらの学習においてどういう側面が言語普遍的でどういう側面がどの程度インプット言語に特化したものなのか、またそこにおいて語意学習バイアスは用いられているのかという問題を重点的に調べた。例えば日本語、中国語、英語を母語とする3歳児と5歳児に、人が新奇な物体に対して新奇な動作をしているビデオを見せ、新奇な名詞あるいは動詞を提示して、子どもが名詞の場合には物体の同一性にのみ注目し、動詞の場合には動作の同一性にのみ注目して名詞、動詞の汎用が行えるのか、そこにおいて母語の言語の影響があるのかを検討した。物体に注目した汎用はどの言語の話者も可能だが、動作に注目した汎用は5歳になるまでできなかった。また、動詞に屈折変化がなく、形態的に動詞と名詞の区別がない中国語を母語とする中国語児は特に動詞の汎用が難しかった。このことは言語普遍的に動詞学習が名詞学習よりも難しいこと、言語の構造的性質が動詞学習に影響を及ぼすことを示す。本研究は、乳幼児において観察される効果的な諸彙の学習にみられる柔軟かつ自己生成的な学習過程が具体的にどのような内部メカニズムによって産み出されてくるかを解明することを目的とする。具体的には語彙が爆発的に増えていく2歳から5歳までの幼児期に子どもは動詞と名詞をどのようなメカニズムで学習しているのか、それらの学習においてどういう側面が言語普遍的でどういう側面がどの程度インプット言語に特化したものなのか、またそこにおいて語意学習バイアスは用いられているのかという問題を検討した。

日本語、中国語、英語を母語とする3歳児と5歳児に、人が新奇な物体に対して新奇な動作をしているビデオを見せ、新奇な名詞あるいは動詞を提示して、子どもが名詞の場合には物体の同一性にのみ注目し、動詞の場合には動作の同一性にのみ注目して名詞、動詞の汎用が行えるのか、そこにおいて母語の言語の影響があるのかを検討した。物体に注目した汎用はどの言語の話者も可能だが、動作に注目した汎用は5歳になるまでできなかった。また、動詞に屈折変化がなく、形態的に動詞と名詞の区別がない中国語を母語とする中国語児は特に動詞の汎用が難しかった。このことは言語普遍的に動詞学習が名詞学習よりも難しいこと、言語の構造的性質が動詞学習に影響を及ぼすことを示す。この知見はChild Development誌に掲載された。さらに幼児はどのような手がかりを使って動詞語意推論をしているのかを検討する実験を行った。結果、モノにおける類似性を手がかりに動作の類似性に注目していき、徐々にモノを変数として動詞にとってより重要である動作様態や結果が重要であることに気づいていくという知見が得られた。本研究は、乳幼児において観察される効果的な語彙の学習にみられる柔軟かつ自己生成的な学習過程が具体的にどのような内部メカニズムによって産み出されてくるかを解明することを目的とする。今年度は乳幼児の語意学習をブートストラップする要因として、音象徴性の担う役割について検討した。具体的には日本語・英語を母語とする子どもが音象徴性を動詞語意推論の手がかりに使えるのかを行動実験により検討し、擬態語を始めとする音象徴性語彙が豊富な日本人幼児だけではなく、擬態語を持たない英語を母語とする英国人幼児も音象徴性を動詞語意推論の手がかりとして用いることができるという知見をえた。さらに、アクションの名前だけではなく、触角を表す語の学習に音象徴性が有効か否かも検討し、3歳、5歳児ともに音象徴性があると語彙学習に成功し、音象徴性が存在しないと学習ができないことがわかった。また、音象徴性への敏感性がいつごろから見られるのかを検討するため、言語発話以前の段階にある12カ月乳児が形のラベルの音の間の音象徴性に気づくかどうかを調べる脳波計測実験を開始した。現在データ取得が半分程度終了したが、12か月の時点で音と形の間の象徴性が理解できることを示唆するデータが得られている。動詞学習に関してはChild Developmentに論文が受理され、英語児のデータについては現在投稿中である。
中枢刺激薬による逆耐性形成の分子機構の解析

メタンフェタミン(MAP)、コカイン等の中枢刺激薬による行動感作形成には新しい遺伝情報の発現が必要であり、また、ラットにおいては生後3週以降に認められるようになる現象である。mrtlは、この生後3週以降にneocortexにおける発現がMAP投与によって増強される新規遺伝子群の一つとして昨年度単離した。本年度はこのmrtlの発現誘導について詳細に解析すると共に、mrtl特異的アンチセンスオノゴヌクレオチドの行動感作形成への影響を検討した。mrtlには少なくとも4つのスプライシングヴァリアントが存在し、C末端の構造が異なる2つのタンパク質、MrtlaおよひMrtl bをコードすると推定されたが、MAPに応答するのは主としてMrtl bをコードするヴァノアントB/Dであり、投与後1時間をピークとして一過性に発現増強が記められた。この誘導性ヴァリアントはMAP同様に行動感作を誘導するコカインにも有意に応答したが、行動感作を誘導しないD1受容体アンタゴニストであるSCH23390には応答をしなかった。一方、ヴァリアントA/Cは脳の各部位および他の一般臓器に定常的に広く発現することが示された。ラット脳で発現するMrtl蛋白質を検出するために、推定されるN末端領域の15アミノ酸残基(5-19)からなるペプチドをKLHに結合させて抗原とし、ウサギを免疫してポリクローナル抗体を得た。Western blotを解析した結果、cDNA配列から推定される分子量(61kDa)より7kDaほど大きい68kDaの単一バンドを検出した。mrtl翻訳開始点を含む配列に特異的なアンチセンスSオリゴヌクレオチドを脳室内に導入した結果、配列特異的に行動感作の形成が抑制された。以上のデータより、mrtlが行動感作形成に至る遺伝子発現カスケードに関与する可能性が示唆された。逆耐性(行動感作)の形成は一定の発達段階以降に認められる。そこで、生後8日齢および50日齢のウイスター系雄性ラットにMAPを4.8mg/kg、またコントロールとしてsalineを皮下投与し、1時間後に断頭、大脳新皮質からtotal RNAを調製した。RNA arbitrarily primed PCR(RAP-PCR)によって作製したRNAフィンガープリント上で50日齢においてのみMAPによる発現増強が認められるバンドをクローニングし、塩基配列を決定した。定量的条件下でのRT-PCRにおいて発達段階特異的にMAP投与1時間後での発現増強が確認された3つはいずれもこれまでに遺伝子としての報告がない新規の配列であり、これらをmrt(Methamphetamine Responsive Transcript)1、2および3とした。mrt1および3について、生後8、15、23、50日齢の各ラットの大脳新皮質でのMAP投与1時間後の発現を定量解析した結果、いずれの場合もMAPによる発現増強は生後23日と50日においてのみ認められた。mrt1は生後3週以降に発達に伴ってMAPによる発現誘導が強くなる傾向が認められたのに対して、mrt3の場合は行動感作形成が始まる生後3週直後の発現誘導が最も強かった。mrt2については相対的な発現量の変化を生後8、50日齢において解析したところ、8日齢ではコントロールでの発現量が微量でMAP投与による誘導も認められないのに対して、50日齢ではMAP投与後1時間で顕著な発現増強が確認された。ノーザンプロットにおいて2本のバンドとして確認されたmrt1の完全長に相当するcDNAをクローニングして塩基配列を決定し、splicing acceptor siteの選択によって生じる2種の遺伝子産物をMrt1aおよびMrt1bとした。両者はC末端にのみ違いが認められた。これらの新規遺伝子群は行動感作形成の開始時期である生後3週目以降においてのみMAP投与後の発現増強が認められ、行動感作形成に至る一連のカスケードに関与している可能性が示唆された。

mrtl翻訳開始点を含む配列に特異的なアンチセンスSオリゴヌクレオチドを脳室内に導入した結果、配列特異的に行動感作の形成が抑制された。以上のデータより、mrtlが行動感作形成に至る遺伝子発現カスケードに関与する可能性が示唆された。
粒径の制御された準結晶微粒子の作製とその応用

本研究の目的は粒経の揃った準結超晶微粒子の作製法を確立することにある。ここでの目的が達成されたならば、準結晶の持つ高硬度の特徴を生かしてコーティング材または超仕上げの研磨剤としての応用を期待することが出来る。作製した装置の蒸発室は直径25cm、高さ45cmのステンレス製のもので、ターボ分子ポンプおよびロータリーポンプにより、5.0x10^<-4>Paまで排気された。蒸発室に導入された不活性ガス(Ar)の圧力の測定にはバラトロンを用いた。粒径の制御のために、従来のガス蒸発法において知られている3つの成長ゾーンの中で粒子全体を1つの成長ゾーンに限るため、タンタル・チューブに小孔をあけたもの、または蓋付タングステン・ボ-トを用いて蒸発源から下方に合金を蒸発させることを試みたが試料金属とボ-トとの反応により、不成功に終わった。次に、準結晶超微粒子が成長しやすい条件を探るために、(1)試料の採集時間、(2)蒸発温度(3)ガス圧の3点について予備実験を行なった。この場合、短時間の採集によって得られた試料は大部分が大きさ100nm見当の球形の準結晶超微粒子であるが、平衡合金相、Al_6Mnも混在していた。このほか幾つかの実験を試みたが、試料の蒸発方法に抜本的な対策を立てなければ、平衡合金相の混在はまぬかれないものと思われる。このためには、蒸発源の形状、温度制御について、一段の工夫が望まれる2年間にわたる、本研究において、先ず装置作りから出発したが、この完成にほぼ1年の歳月を使ってしまった。また、準結晶試料の作製の実験にも、新しい蒸発源による実験が順調には進まず、期間内には初期の目的を達成することが出来なかった。今後は完成した装置を用いて、初期の目的を達成することが出来るようにしたいと思っている。本研究の目的は粒径(1050mm)の揃った準結晶微粒子の作製法の開発とその評価および応用に関するものである。これは準結晶の持つ高硬度の特性を生かしてコーティング材または超仕上の研磨材をしての応用が期待されているからである。この粒子作製法としてはガス蒸発法を用いるため、平成4年度においては、ターボ分子ポンプを用いた真空排気装置の製作を行った。この製作に当たっては実験の目的から、(1)温度制御可能な複数値の蒸発源の開発,(2)金属蒸気混合の方法および(3)作製された準結晶微粒子の効率的な捕獲法の開発に留意した。このほか、捕集した微粒子と固定するためのカーボン蒸発源も備えられている。ここで用いられる蒸発源の特徴は、タンタルチューブまたは蓋付タングステンボードを用いて試材を下方に噴出させ、微粒子の成長領域を全金属煙にわたってアウターゾーンとし、その成長領域の成長の特徴である急冷効果を利用して粒径の揃のた準結晶微粒子を作製することにある。粒径の制御は、蒸発室に充填する不治性ガスの圧力および試料の蒸発源からの噴出速度の制御により行う。また、試料微粒子の捕集装置については、液体窒素により冷却した捕集板を用いて行なう。現在、上に述べた装置の作製も略完成に近づき、平成5年早々から準結晶微粒子の作製の実験を始めることの出来る階段にある。本研究の目的は粒径の揃った準結超晶微粒子の作製法を確立することにある。

作製した装置の蒸発室は直径25cm,高さ45cmのステンレス製のもので、ターボ分子ポンプおよびロータリーポンプにより、5.0×10^<-4>Paまで排気された。蒸発室に導入された不活性ガス(Ar)の圧力の測定にはバラトロンを用いた。粒径の制御のために、従来のガス蒸発法において知られている3つの成長ゾーンの中で粒子全体を1つの成長ゾーンに限るため、タンタル・チューブに小孔をあけたもの、または蓋付タングステン・ボートを用いて蒸発源から下方に合金を蒸発させることを試みたが試料金属とボートとの反応により、不成功に終わった。次に、準結晶超微粒子が成長しやすい条件を探るために、(1)試料の採集時間、(2)蒸発温度(3)のガス圧の3点について予備実験を行なった。この場合、短時間の採集によって得られた試料は大部分が大きさ100nm見当の球形の準結晶超微粒子であるが、平衡合金相、Al_6Mnも混在していた。このほか幾つかの実験を試みたが、試料の蒸発方法に抜本的な対策を立てなければ、平衡合金相の混在はまぬかれないものと思われる。このためには、蒸発源の形状、温度制御について、一段の工夫が望まれる2年間にわたる、本研究において、先ず装置作りから出発したが、この完成にほぼ1年の歳月を使ってしまった。また、準結晶試料の作製の実験にも、新しい蒸発源による実験が順調には進まず、期間内には初期の目的を達成することが出来なかった。今後ほ完成した装置を用いて、初期の目的を達成することが出来るようにしたいと思っている。
アンサンブル気候変動実験に基づく高精度・高確実・高効率な高潮将来予測

全球気候モデル(GCM)で計算される台風に対して,観測データ(IBTrACS)を真値とみなしたバイアス補正手法について検討した.これを元に,AMR手法を採用した高潮モデルを使用し,気候計算に対応する長期積分の計算コストを抑えつつ確実性の高い高潮の将来変化予測を行った.高潮の将来変化は,瀬戸内海の安芸灘から周防灘にかけて0.5m程度増加し,大阪湾において0.5m程度減少する予測結果になった.確率台風モデルと非線形長波モデルを用いて高潮解析を行い,安芸灘・伊予灘において高潮簡易予測式を提案した.広島と松山を対象に,簡易予測式の推定精度に及ぼす資料数や経路の影響評価を行った.資料数を増やすことにより誤差やばらつきは減少し,精度を向上できることを示した.経路を分類した上で係数を算定すれば,任意の地点で高潮の簡易予測式を提案できる可能性を示すことができた.確率台風モデルを用いて人工的に台風を発生させることにより,観測データ数の不足を補った.これらのデータを用いてニューラルネットワークで学習を行い,伊勢湾を対象に統計的に高潮の長期評価を行った.また,台風強度,時間変化などを考慮した複数の学習方法の違いや,学習データ数の違いが予測結果に及ぼす影響についても検討した.教師データの偏りを減らし,台風強度の時間変化を考慮した学習方法が比較的精度良く予測できた.また,長期評価の結果から,再現期間が長くなると将来気候の高潮は現在気候に比べて1.3倍ほどで飽和する結果が得られた.確率台風モデルで作成された人工台風データを用いて,我が国の主要湾を対象に高潮災害の年集積リスクの評価を行った.高潮解析と浸水解析を行い,年間被害額を算定した.年間被害額と年超過確率の関係を表すリスクカーブを作成し,年期待被害額を算定した.地域を選定して年集積リスク評価を行うことで,より実態に合った評価ができることを示した.気象庁気象研究所MRIのGCMおよびRCM出力データから,北西太平洋における台風存在期間の6時間ごとの2次元気象場データ(海面更正気圧および海上風)を抽出し,現在気候実験で出現した台風の個数,中心気圧および最大風速について,モデル間のバイアスを分析した.各モデルによる台風の中心気圧および最大風速の累積確率を求め,GCMの分布がRCMのそれと一致するように補正する方法を検討し,アンサンブルGCMデータに適用した.台風の属性値(発生数や位置,中心気圧,移動速度など)の確率密度関数を求め,台風属性値をモンテカルロ・シミュレーションに与えて,台風を任意に発生させ,移動させる確率台風モデルを用いて,5000年分の台風経路データを作成した.伊勢湾・三河湾を対象にその台風について高潮シミュレーションをし,対象地点で発生する高潮の時系列データを得た.ニューラルネットワーク高潮予測モデルを構築し,高潮予測を行ったが,まだ改良の余地がある.三大湾(東京,伊勢,大阪)および瀬戸内海を検討対象エリアとし,バイアス補正した気圧・風速データを直接の駆動力として,力学的に高潮予測計算をした.極値統計解析を行い,高潮の再現期間の将来変化を求めたが,アンサンブル数が不足しており,高精度な予測のためには,引き続き検討が必要である.確率台風モデルのトラックデータを用いて,複数エリアを同時に通過する台風の頻度を調べ,大阪湾と伊勢湾を同時に通過する台風によるリスクが大きいことが明らかになった.引き続き集積リスクの評価を行っていく.2年目に実施を計画していたアンサンブル高潮予測や,複数エリアを通過する台風の分析と統計データの作成まで,研究が進捗した.多数アンサンブル予測データを用いる高潮計算に時間を要することが見込まれるため,効率の良い方法の検討に早めに取り掛かる予定である.一方で,ニューラルネットワークモデルについては,1年目で完成する予定であったが,改良の余地があるため,2年目以降も検討していく.計画通りに進んだ項目や継続的に検討が必要な項目が出てきているが,おおむね順調に進展しているといえる.確率台風モデルを用いて作成した5000年の台風経路データを入力条件として,高潮シミュレーションをし,高潮の時系列データを得た.対象地域は,駿河湾,伊勢湾および三河湾,安芸灘および伊予灘とした.駿河湾を対象に,経験式とシミュレーション結果の両方を用いて,高潮の再現確率を推定した.既往最大値に基づく計画潮位の再現期間が約270年であるという結果を得た.また,中心気圧がさほど大きくない台風でも,特定の経路(南西から北東進)を辿ると,駿河海岸で高潮が大きくなることがわかった.この経路は,過去に災害を起こした台風の経路と類似していることを確認した.伊勢湾を対象に,ニューラルネットワーク高潮予測モデルを構築し,最適な台風情報の入力条件を決定した.実績台風に対して高潮予測を行い,予測誤差を定量化した.将来4度上昇シナリオによる気候予測多数アンサンブルデータを,ニューラルネットワーク高潮予測モデルに適用し,現在気候と将来気候での高潮の再現確率値を比較した.将来気候では,再現年数80年を境に現在気候を上回り,約0.5m増加することがわかった.高潮に伴う氾濫によって損失する被害額を算定するためのデータ整備をした.対象地域は,東京湾,伊勢湾・三河湾,大阪湾,広島湾とした.国勢調査および経済センサスに関する地域メッシュ統計データを用い,基準地域(3次)メッシュに落とし込み,基盤地図情報(数値標高モデル)データを3次メッシュに再配置した.そして,氾濫シミュレーションモデルのセットアップを行い,海岸線を地域海岸毎に区分して,高潮の時系列データを各地域海岸から入力できるようにした.

さらに,防潮堤を考慮した浸水計算ができるようにした.3年目に実施を計画していた多数アンサンブルGCMを用いた高潮予測を,構築したニューラルネットワーク高潮予測モデルを用いて行なったが,大きな高潮に対するニューラルネットワークモデルの予測誤差が大きいため,極値の予測は十分でなく,引き続きモデルの改良を行う必要がある.計画通りに進んだ項目や継続的に検討が必要な項目が出てきているが,おおむね順調に進展しているといえる.全球気候モデル(GCM)で計算される台風に対して,観測データ(IBTrACS)を真値とみなしたバイアス補正手法について検討した.これを元に,AMR手法を採用した高潮モデルを使用し,気候計算に対応する長期積分の計算コストを抑えつつ確実性の高い高潮の将来変化予測を行った.高潮の将来変化は,瀬戸内海の安芸灘から周防灘にかけて0.5m程度増加し,大阪湾において0.5m程度減少する予測結果になった.確率台風モデルと非線形長波モデルを用いて高潮解析を行い,安芸灘・伊予灘において高潮簡易予測式を提案した.広島と松山を対象に,簡易予測式の推定精度に及ぼす資料数や経路の影響評価を行った.資料数を増やすことにより誤差やばらつきは減少し,精度を向上できることを示した.経路を分類した上で係数を算定すれば,任意の地点で高潮の簡易予測式を提案できる可能性を示すことができた.確率台風モデルを用いて人工的に台風を発生させることにより,観測データ数の不足を補った.これらのデータを用いてニューラルネットワークで学習を行い,伊勢湾を対象に統計的に高潮の長期評価を行った.また,台風強度,時間変化などを考慮した複数の学習方法の違いや,学習データ数の違いが予測結果に及ぼす影響についても検討した.教師データの偏りを減らし,台風強度の時間変化を考慮した学習方法が比較的精度良く予測できた.また,長期評価の結果から,再現期間が長くなると将来気候の高潮は現在気候に比べて1.3倍ほどで飽和する結果が得られた.確率台風モデルで作成された人工台風データを用いて,我が国の主要湾を対象に高潮災害の年集積リスクの評価を行った.高潮解析と浸水解析を行い,年間被害額を算定した.年間被害額と年超過確率の関係を表すリスクカーブを作成し,年期待被害額を算定した.地域を選定して年集積リスク評価を行うことで,より実態に合った評価ができることを示した.バイアス補正方法,ニューラルネットワークモデルについて引き続き検討していく.多数アンサンブル予測データを効率良く使う検討に,前倒して着手する.集積リスクの評価については,計画どおり進めていく.ニューラルネットワークモデルについて引き続き検討していく.それ以外にも多数アンサンブル予測データを効率良く使う方法について,検討していく.集積リスクの評価については,セットアップがおおむねできたので,計画通り進めていく.計算機サーバーの仕様決定に時間を要し,年度内発注ができなくなったため,執行を延期した.2018年度に国際会議での研究成果発表を予定しており,それに必要な旅費および投稿料が見積時よりも多く必要となった.また,連携研究者に研究をさらに推進してもらうため,研究分担者に加えることにし,分担金を配分する.計算機サーバーの導入をすすめる.
膀胱尿路上皮求心性神経伝達系を標的とした膀胱蓄尿障害治療薬の開発

研究1.無麻酔下雌ラットの膀胱内に,TNP-ATP(P2X3受容体拮抗薬)を注入すると用量依存性に排尿閾値圧,膀胱容量が増大し,ATP(P2X受容体刺激薬)を注入すると排尿閾値圧,膀胱容量を減少した.TNP-ATPの前投与は,前述のATPの効果は抑制した.以上の結果から,P2X3受容体は膀胱尿路上皮求心性神経伝達系において促進的に働くことが判明した.研究2.ムスカリンM2およびM3受容体の膀胱機能における生理的意義を,ノックアウト(KO)マウスを用いて無麻酔下での膀胱内圧測定を行って検討した結果,排尿時の膀胱収縮にとって重要なムスカリン受容体はM3受容体であり,M2受容体の関与は少ないことが判明した.研究3.前立腺肥大症(BPH)患者9名及び間質性膀胱炎(IC)患者5名を対象として,皮膚の知覚閾値測定装置であるニューロメーターを応用し,膀胱粘膜を異なる3種類の周波数で電気刺激し,その閾値を測定したところ,IC群において,BPH群に比べていずれの周波数刺激に対しても閾値が低下していた.さらに,IC群4名において0.5%塩酸ブピバカインを膀胱内に注入したところ,閾値が増加した.以上の結果から,IC患者では電気刺激に対する膀胱知覚閾値が低下して膀胱知覚過敏があることが示唆された.研究4.難治性の排尿筋過活動(DO)患者5名及びIC患者6名を対象として,RTX膀胱内注入療法を施行した.DO5例中4例において,治療後1週以内に効果が発現し,その効果は39か月間持続した.IC群では6名全例に治療後1週以内に症状が改善し,特に疼痛スコアと平均1回排尿量の有意な改善を認めたが,その効果の持続は23か月間と短かった.特に重篤な有害事象を認めなかった.研究5.膀胱癌患者4名の膀胱全摘出標本の健常部の粘膜にVR1受容体およびP2X3受容体が局在することが免疫組織化学的に確認した.研究1.無麻酔下雌ラットの膀胱内に,TNP-ATP(P2X3受容体拮抗薬)を注入すると用量依存性に排尿閾値圧,膀胱容量が増大し,ATP(P2X受容体刺激薬)を注入すると排尿閾値圧,膀胱容量を減少した.TNP-ATPの前投与は,前述のATPの効果は抑制した.以上の結果から,P2X3受容体は膀胱尿路上皮求心性神経伝達系において促進的に働くことが判明した.研究2.ムスカリンM2およびM3受容体の膀胱機能における生理的意義を,ノックアウト(KO)マウスを用いて無麻酔下での膀胱内圧測定を行って検討した結果,排尿時の膀胱収縮にとって重要なムスカリン受容体はM3受容体であり,M2受容体の関与は少ないことが判明した.研究3.前立腺肥大症(BPH)患者9名及び間質性膀胱炎(IC)患者5名を対象として,皮膚の知覚閾値測定装置であるニューロメーターを応用し,膀胱粘膜を異なる3種類の周波数で電気刺激し,その閾値を測定したところ,IC群において,BPH群に比べていずれの周波数刺激に対しても閾値が低下していた.さらに,IC群4名において0.5%塩酸ブピバカインを膀胱内に注入したところ,閾値が増加した.以上の結果から,IC患者では電気刺激に対する膀胱知覚閾値が低下して膀胱知覚過敏があることが示唆された.研究4.難治性の排尿筋過活動(DO)患者5名及びIC患者6名を対象として,RTX膀胱内注入療法を施行した.DO5例中4例において,治療後1週以内に効果が発現し,その効果は39か月間持続した.IC群では6名全例に治療後1週以内に症状が改善し,特に疼痛スコアと平均1回排尿量の有意な改善を認めたが,その効果の持続は23か月間と短かった.特に重篤な有害事象を認めなかった.研究5.膀胱癌患者4名の膀胱全摘出標本の健常部の粘膜にVR1受容体およびP2X3受容体が局在することが免疫組織化学的に確認した.研究A.無麻酔下雌ラットの膀胱内に,TNP-ATP(P2X3受容体拮抗薬)を注入すると,用量依存性に排尿閾値圧,膀胱容量を増大した.一方,ATP(P2X受容体刺激薬)を膀胱内に注入すると,排尿閾値圧,膀胱容量を減少した.TNP-ATPを前投与しておくと,前述のATPの効果は抑制された.以上の結果から,P2X3受容体は膀胱尿路上皮求心性神経伝達系において促進的に働くことが判明した.研究B.ムスカリンM2およびM3受容体の膀胱機能における生理的意義を,ノックアウト(KO)マウスを用いて無麻酔下での膀胱内圧測定を行って検討した.オスでは,M3KO群がM2KO群および対照群に比べて膀胱容量,1回排尿量および排尿間隔が増大していた.

メスでは,M3KO群およびM2KO群が対照群に比べて,1回排尿量および排尿間隔が増大していた.Atropineの皮下投与は,M2KO群と対照群では,排尿効率を低下させ,残尿を増やしたが,M3KO群では効果を示さなかった.以上から,排尿時の膀胱収縮にとって重要なムスカリン受容体はM3受容体であり,M2受容体の関与は少ないことが判明した.M3KOマウスにおいて排尿機能障害が軽微であったことは,非コリン作動性機構がM3受容体の欠損を代償するためと考えられた.研究C.難治性の排尿筋過活動(DO)患者4名および間質性膀胱炎(IC)の患者6名に対して,レジニフェラトキシン膀胱内注入療法を行い,その有効性・安全性を検討した.治療中・治療後を通して有害事象を認めなかった.DO患者4名中3名において,治療後1週以内に尿失禁・頻尿に対する改善効果が発現し,その効果は少なくとも13か月間持続した.IC患者では,治療後早期から膀胱部痛を軽減する効果を認めたが,その効果の持続は23か月と短く,排尿回数,1回排尿量を大きく改善させるまでには至らなかった.研究A膀胱電気刺激知覚閾値の検討:前立腺肥大症(BPH)患者9名及び間質性膀胱炎(IC)患者5名を対象として,皮膚の知覚閾値測定装置であるニューロメーターを膀胱知覚閾値測定に応用し,膀胱粘膜を異なる3種類の周波数(2500Hz,250Hz,5Hz)で電気刺激し,その閾値を測定したところ,IC群において,BPH群に比べて,いずれの周波数刺激に対しても閾値が低下していた.さらに,IC群4名において,局所麻酔薬(0.5%塩酸ブピバカイン)を膀胱内に注入したところ,注入後にその閾値が増加した.以上の結果から,IC患者では電気刺激に対する膀胱知覚閾値が低下して膀胱知覚過敏になっており,この知覚過敏は局所麻酔薬の膀胱内注入によって緩和されることが示唆された.研究Bレジニフェラトキシン(RTX)膀胱内注入療法の臨床的検討:難治性の排尿筋過活動(DO)患者6名及びIC患者6名を対象として,RTX膀胱内注入療法を施行し,その有効性および安全性を検討した.DO群では評価不能例1例を除く5例中4例において,治療後1週以内に効果が発現し,その効果は39か月間持続した.IC群では6名全例に治療後1週以内に症状が改善し,特に疼痛スコアと平均1回排尿量の有意な改善を認めたが,その効果の持続は23か月間と短かった.特に重篤な有害事象を認めなかった.本注入療法は,難治性のDOやICに対する新しい治療法として期待しうるが,適応症例の選別,投与量・投与方法等,今後検討すべき課題も多いことが示唆された.研究C膀胱におけるVR1受容体およびP2X3受容体の局在の検討:膀胱癌患者4名の膀胱全摘出標本の健常部を対照群として,VR1受容体およびP2X3受容体の局在を免疫組織化学的に検討したところ,いずれの受容体も膀胱粘膜に局在することが確認できた.IC患者2名より膀胱粘膜を採取し,比較検討中である.
異常波モードEC波によるトカマク炉における１千万度プラズマ非誘導初期形成の提案

1.電流ランプアッププラズマにおけるX波ECCDの効率解析:ランプアッププラズマでは、O波の吸収は弱く、吸収が非常に大きい異常波(X波)が適している。電子密度がne<4×10^19m^-3の範囲にあればX波はサイクロトロン遮断層による至る前にサイクロトロン吸収される。ITERトカマクにおける核融合温度にいたるランプアップ時の広いパラメータ範囲(電子温度Te = 0.01-20 keV,密度ne = 1.0-3.0×10^19m^-3)において、基本周波数帯である170GHzの領域で弱磁場側から入射したO波とX波の電流駆動効率を比較し、X波がはるかに優れていることを示した。2.回路方程式を用いたX波ECCDによる電流ランプアップ放電の解析:X波ECCDをITERの立ち上げに用いた場合の振る舞いを、回路方程式を用いて解析した。密度はne=1.5×10^19m^-3に固定し、電子温度はLモード則に従うとした。外部垂直磁場をBv=160 Gaussから650ガウスにランプし、入射電力をPrf=3MWから9MWへランプすれば、電子温度は1.1keVから5keVに上昇し、プラズマ電流はIp=0.1MAから1MAに上昇して9Vsecの磁束を生み出せることが分かった。3.ランジュバン方程式による低BzスポットにおけるECCDの解析:外部垂直磁場Bvのもとで開磁場中の平衡トロイダル電流が生じ、その自己磁場により電流チャンネルの内側に低Bzスポットができる。ここにCross-Field Passing Electron電流が生じ、初期磁気面が形成されるが、大半径の大きな装置では、有効性が下がる。一方、強磁場のトカマク炉では結合長がEC共鳴電子の走行減衰長よりはるかに長くなりECCDが有効になることを示した。1.X波ECCDの有用性を数eVの初期低温プラズマから20keVを超える超高温ランプアッププラズマまでの広い範囲にわたって示すことができ、まとめて論文発表した。2.トカマク炉におけるX波ECCDによる非誘導プラズマ立ち上げの動的振る舞いと中心ソレノイドの磁束節約をLモード閉じ込め則とプラズマループにたいする回路方程式に帰着して解析し、相当な磁束節約ができることを示した。3.大半径の大きな強トロイダル磁場のトカマク炉では、低BzスポットにおけるCross-Field Passing Electron電流による初期磁気面形成の有効性が低くなるが、代わりにFisch-Boozer方式のECCDが有効になってくることを、ランジュバン方程式を用いた数値解析でしめすことができた。ただし、開磁場中のECCDであるので荷電分離が生じ、ECCDによる電流を消す逆電流が流れ、正味の電流は流れない。この荷電分離を抑制するためには一周電圧を重畳印加する必要があり、今後の研究課題の一つである。1.回路方程式を用いたX波ECCDによる電流ランプアップ放電の解析を、入射ECH/ECCD電力を9MWから50MWまで拡張して、磁束節約効果を解析する。2.低BzスポットにおけるFisch-Boozer方式のECCDに伴う荷電分離を抑制すために必要な一周電圧の値を見積もる。3.KSTARやJT60SAはITER等トカマク炉に比べてトロイダル磁場が低く2倍の高調波ECH/ECCDが主となるので、2倍高調波ECCDが立ち上げにどの程度有効かを検討する。放電起動時の初期プラズマは低温低密度であり、正常波モードの波動(O波)の電子サイクロトロン(EC)吸収は弱く、有用でない。一方、異常波モード(X波)の吸収は極めて大きく、電流駆動効率も高くて有用である。炉工学的には、EC加熱電流駆動(ECH/ECCD)のための波動は弱磁場側からの入射に限られるが、電子温度Teが100eV程度に上昇しないと、弱磁場側からのX波は、サイクロトロン遮断層で反射され、EC吸収領域に到達できない。このことを考慮して、X波による電子温度がkeV(1千万度)領域のプラズマの非誘導初期形成のための以下の方策を提案した。(1)磁気面形成に至る前の温度が100eVに満たない開磁場段階のプラズマにおいては弱磁場側からO波の斜め入射が有用である。O波は極微弱なEC吸収を受けるだけで、ほとんどの入射電力が内側容器壁に到達して反射される。反射に際して大部分がX波にモード変換され、強磁場側から、吸収層に到達してEC吸収される(OX法)。(2)EC電流駆動によりトロイダル電流が40kA程度に上昇すると、磁気面が形成され閉じ込めの良いトカマク段階に至り、電子温度も100keVより十分高くなると期待でき、弱磁場側からのX波の斜め直接入射が有用になる(DX法)。すなわち、電子密度が1x10^19m^-3程度に抑えられていれば、X波はサイクロトロン遮断層に至る前にドップラー効果によりEC吸収される。(3)過去の実験結果と理論解析により初期磁気面形成に最適な外部垂直磁場Bvが50ガウス程度であると推論した。(4)プラズマ閉じ込めにLモード則を適用した場合、4MWの入射電力でトロイダル電流が200kA、電子密度が1.2x10^19m^-3,電子温度が2keVのプラズマの非誘導形成が期待できることを示した。

(1)OX法、DX法の両者についてEC波動の伝播と吸収について、電子の速度分布が熱分布(マックスウェル分布)の場合について、線形理論の範囲で明らかにし、計算コードを完成させ、ITERの場合について、周波数、入射電力、プラズマ発展段階に応じたOX法とDX法の選択など、具体的な案を提案した。(2)駆動電流の推定については、捕捉電子効果を考慮した、アジョイント法を採用し、上記(1)の解析に適用し、たとえば、電子密度が1.2x10^19m^-3,電子温度が2keVのプラズマでは1MWの入射電力で63kAのトロイダル電流が駆動されることを示した。(3)上記の解析にLモード閉じ込め則を組み込む方法を見出した。(4)外部垂直磁場は、初期磁気面形成において、複数の効果を持つことを理論的に見出し、過去のKSTARでの立ち上げ実験結果と合わせて、ITERの初期磁気面形成においては50ガウス程度の外部垂直磁場が適していることを提案した。(5)以上を纏めて論文発表した。1.電流ランプアッププラズマにおけるX波ECCDの効率解析:ランプアッププラズマでは、O波の吸収は弱く、吸収が非常に大きい異常波(X波)が適している。電子密度がne<4×10^19m^-3の範囲にあればX波はサイクロトロン遮断層による至る前にサイクロトロン吸収される。ITERトカマクにおける核融合温度にいたるランプアップ時の広いパラメータ範囲(電子温度Te = 0.01-20 keV,密度ne = 1.0-3.0×10^19m^-3)において、基本周波数帯である170GHzの領域で弱磁場側から入射したO波とX波の電流駆動効率を比較し、X波がはるかに優れていることを示した。2.回路方程式を用いたX波ECCDによる電流ランプアップ放電の解析:X波ECCDをITERの立ち上げに用いた場合の振る舞いを、回路方程式を用いて解析した。密度はne=1.5×10^19m^-3に固定し、電子温度はLモード則に従うとした。外部垂直磁場をBv=160 Gaussから650ガウスにランプし、入射電力をPrf=3MWから9MWへランプすれば、電子温度は1.1keVから5keVに上昇し、プラズマ電流はIp=0.1MAから1MAに上昇して9Vsecの磁束を生み出せることが分かった。3.ランジュバン方程式による低BzスポットにおけるECCDの解析:外部垂直磁場Bvのもとで開磁場中の平衡トロイダル電流が生じ、その自己磁場により電流チャンネルの内側に低Bzスポットができる。ここにCross-Field Passing Electron電流が生じ、初期磁気面が形成されるが、大半径の大きな装置では、有効性が下がる。一方、強磁場のトカマク炉では結合長がEC共鳴電子の走行減衰長よりはるかに長くなりECCDが有効になることを示した。1.X波ECCDの有用性を数eVの初期低温プラズマから20keVを超える超高温ランプアッププラズマまでの広い範囲にわたって示すことができ、まとめて論文発表した。2.トカマク炉におけるX波ECCDによる非誘導プラズマ立ち上げの動的振る舞いと中心ソレノイドの磁束節約をLモード閉じ込め則とプラズマループにたいする回路方程式に帰着して解析し、相当な磁束節約ができることを示した。
脳磁図および機能的磁気共鳴画像を用いたヒト視覚性運動認知機構の研究

本研究は、仮現運動知覚および第2次運動知覚について、生理学的研究を脳磁図および機能的磁気共鳴画像にて行った。ランダムドットパターンを用いた仮現運動刺激では、ちらつきと運動の知覚を外的刺激を変化させずに与えることができる。よって刺激によらず運動知覚に伴う内的な脳機能の違いを検討することができた。結果は、運動知覚が惹起されるときはちらつきが惹起されるときと比して100ms前後から高い神経活動を示した。これは両者の知覚が視覚系の早い段階から競合しながら形成されていくことを示唆する。また、第2次運動知覚に関わる脳部位を機能的磁気共鳴画像を用いて検討した。第2次運動とは、明るさの時間変化を検出して運動を知覚する第1次運動知覚に対する概念で、物体の模様やコントラストなどの全般的な要素の位置の変化を検出することによって初めて知覚される。これまでにも同様の試みは多くなされてきたが、第2次運動知覚のみに特異的に関わる部位の同定はできておらず、臨床例の研究との結果に乖離があった。我々は、第2次運動知覚をもたらす視覚刺激を2003年に新たに創作した。この刺激は、第1次運動の影響を理論的に皆無にし、また第2次運動知覚の中でももっともその特徴を有するという性質を持つ。この刺激を用いて、脳磁図にて初めて第1次と第2次運動に対する反応の違いを明らかにした。今回は、この刺激を機能的磁気共鳴画像実験に応用した。視認性の影響を調べるために、第2次運動より見にくい第1次運動と、第2次運動、そして第2次運動と同程度の見易さの第1次運動、さらに第1次と第2次運動の両者の性質を持つ混合運動の刺激を用いて、それぞれに反応する脳部位を検索した。その結果、第2次運動に特異的に反応する部位は、上側頭溝後部にあった。この部位に障害を起こした臨床例が、第2次運動に特異的に知覚障害を起こしたことが報告されており、その結果とみごとに一致する。また、同部位は、biological motionや表情の変化にも特異的に反応することが知られており、高次の運動知覚に広く関わることが示された。本年度は、我々が以前より取り組んできた課題において成果をあげることができた。すなわち、仮現運動をヒトが認知する神経機構の時間的推移を詳細に調べることができた。我々が用いる刺激では、ある物体が数秒間出現し消失すると同時に位置を変えて再び出現する。このときそれらの間に実際に動きはないにもかかわらず、ヒトはなめらに物体が位置を移動した(運動した)と知覚する。脳磁図でこのような認知過程にかかわる神経活動の時間的推移を検討するには、物体が単純に出現、消失するときの反応と運動知覚に伴う反応を厳密に区別できるかに関わる。我々は、ランダムドットパターンを用いてこれを解決した。このパターンを提示し、その後ある距離だけ平行移動して提示すると、距離が短いときは仮現運動を知覚するが、長くなると単に二つのパターンが連続して出現した(ブリンキング)と知覚する。このよう距離により知覚は大きく変化するにもかかわわらず、距離により刺激に物理的な違いはない。すなわち、輝度、コントラスト、空間周波数はまったく変わらない。

にもかかわらず反応が距離により変化したとすれば、それは知覚の違いを反映しているに違いない。実際に脳磁図反応を記録すると、刺激後100ms付近から2つのピークをもって反応に大きな違いが出現した。しかし、両反応ともその潜時はまったく同じであった。これらの結果は、運動の知覚とブリンキングの知覚というまったく異なる知覚は、連続的階層的な神経機構によるのでなく、2つの拮抗する神経回路が感覚入力の初期から同時に働き出し、それらの競合過程で、最終的な知覚、認知にいたる可能性を示唆する(Kubota, et al.Neurosci.Res.2004,48,111-118)。運動知覚は、明るさ情報に基づく第一次とそれ以外の情報に基づく第2次運動知覚機構があるといわれている。それらは互いに独立した神経機構をもっていると考えられているが、一方その処理過程の早い時期から相互に影響しあっていると考えられている。我々は、ランダムドットの乱雑運動により、第一次と第2次運動を作成し、それぞれの脳磁図反応を比較、検討した。その結果、第2次運動知覚に関わるヒトMTからの反応は非常に遅く、しかしそのごく初期から第1次運動知覚の神経機構と相互に連絡があるという明瞭な事実をつかんだ。(Human Brain Mapping20,158-167,2003)また同じ刺激を用いて、磁気共鳴画像による脳活動記録を行い、第一次運動と第二次運動との間で活動の分布の違いがあるかを検討した。その結果、ヒトMTの反応は両者ともに見られたが、上側頭回(STS)の活動は第二次運動に特徴的に見られた。この結果は、ヒトでの臨床的知見と一致し、STSにおける運動視知覚の役割を明瞭に示すものである。(Cerebral Cortex, in press)これらの結果は、ランダムドットの乱雑運動というやや特殊な第二次運動を用いて得られた知見である。この刺激は、第二次運動の中でももっとも多くの神経活動を要すると考えられる。今後は、種々の第二次運動刺激を用いて、この結果がすべての第二次運動に共通するものであるかを検討していきたい。本年度は、第2次運動知覚に関わる脳部位を機能的磁気共鳴画像を用いて検討した。第2次運動とは、明るさの時間変化を検出して運動を知覚する第1次運動知覚に対する概念で、物体の模様やコントラストなどの全般的な要素の位置の変化を検出することによって初めて知覚される。これまでにも同様の試みは多くなされてきたが、第2次運動知覚のみに特異的に関わる部位の同定はできておらず、臨床例の研究との結果に乖離があった。我々は、第2次運動知覚をもたらす視覚刺激を2003年に新たに創作した。この刺激は、第1次運動の影響を理論的に皆無にし、また第2次運動知覚の中でももっともその特徴を有するという性質を持つ。この刺激を用いて、脳磁図にて初めて第1次と第2次運動に対する反応の違いを明らかにした。今回は、この刺激を機能的磁気共鳴画像実験に応用した。視認性の影響を調べるために、第2次運動より見にくい第1次運動と、第2次運動、そして第2次運動と同程度の見易さの第1次運動、さらに第1次と第2次運動の両者の性質を持つ混合運動の刺激を用いて、それぞれに反応する脳部位を検索した。その結果、第2次運動に特異的に反応する部位は、上側頭溝後部にあった。この部位に障害を起こした臨床例が、第2次運動に特異的に知覚障害を起こしたことが報告されており、その結果とみごとに一致する。
神経栄養因子受容体/イムノグロブリン融合蛋白を用いた霊長類における認知記憶の研究

本研究ではニホンザルを用い、霊長類における長期記憶形成の分子機構の解明を目指している。ニホンザルに長期記憶課題としてヒトにも用いられている対連合課題を行わせ、長期記憶の形成に伴い発現誘導される遺伝子を定量的RT-PCR法およびin situ hybridization法を用いて調べてきた。これまでにサルの下部側頭葉皮質において視覚性対連合記憶の形成時に脳由来神経栄養因子(BDNF)遺伝子および前初期遺伝子の一つであるzif268遺伝子の発現が発現誘導されることを見いだした。他に複数の可塑性関連遺伝子についても検索を行ってきたが、長期記憶形成による発現誘導は見られなかった。また、これまでに脳梁離断サルを2頭作製し、視覚性対連合課題を習得させた。この動物を用い、BDNFの長期記憶の形成、維持における機能をさらに詳細に調べるために、神経栄養因子受容体/イムノグロブリン融合蛋白による遺伝子発現抑制実験を計画した。ニホンザルの神経栄養因子受容体trkA, trkB, trkC遺伝子を単離し、神経栄養因子受容体/イムノグロブリン(IgG)融合蛋白を作製した。また、神経栄養因子受容体/IgG融合蛋白の脳実質内注入による発現抑制効果の評価を行うためにラットを用いたin vivo実験系の開発を行ってきた。これまでにラット嗅索切断により嗅球の僧帽細胞にプログラム細胞死(apoptosis)が誘導されること(Koyano et al.,2005a)、顆粒細胞のapoptosisに位置による違いがあることを報告した(Koyano et al.,2005b)。さらに、この実験系を用いBDNFおよびtrkB/IgG融合蛋白をラット嗅球に注入し、細胞死への影響を調べたが、有意な結果は得られず、他の神経栄養因子の寄与が示唆された。これまでにサルの下部側頭葉皮質において視覚性対連合記憶の形成時に脳由来神経栄養因子(BDNF)遺伝子および前初期遺伝子の一つであるzif268遺伝子の発現が特異的に誘導されることを見いだした。さらに遺伝子の発現解析実験により同定された分子の長期記憶の形成、維持における機能を調べるために、神経栄養因子受容体/イムノグロブリン融合蛋白を用いた機能抑制実験を計画している。この実験に用いるために大脳半球交連線維を外科的に切断した脳梁離断サルを作製し、この動物に視覚性対連合記憶課題を学習できるように訓練を行っている。また、神経栄養因子の機能を阻害するための神経栄養因子受容体/イムノグロブリン融合蛋白を設計するため、ニホンザルの神経栄養因子受容体遺伝子及びイムノグロブリン遺伝子を単離し、塩基配列を解析している。また、神経栄養因子受容体/イムノグロブリン融合蛋白の脳実質内注入による発現抑制効果の評価を行うためにラットを用いたin vivo実験系の開発を行っている。これまでにラット嗅索切断により嗅球の僧帽細胞や顆粒細胞にプログラム細胞死(apoptosis)が誘導されることを見いだしている。これらの遺伝子以外の可塑性関連遺伝子についても、視覚性長期記憶の形成時に発現が誘導されるか解析を行ってきた。これまでに脳梁離断サルを2頭作製し、視覚性対連合課題を習得させた。この動物を用い、BDNFの長期記憶の形成、維持における機能をさらに詳細に調べるために、神経栄養因子受容体/イムノグロブリン融合蛋白による遺伝子発現抑制実験を計画している。ニホンザルの神経栄養因子受容体trkA,trkB,trkC遺伝子を単離し、神経栄養因子受容体/イムノグロブリン融合蛋白を作製した。また、神経栄養因子受容体/イムノグロブリン融合蛋白の脳実質内注入による発現抑制効果の評価を行うためにラットを用いたin vivo実験系の開発を行ってきた。これまでにラット嗅索切断により嗅球の僧帽細胞や顆粒細胞にプログラム細胞死(apoptosis)が誘導されることを見いだした(Koyano et al.,2005)。この実験系を用い神経栄養因子受容体/イムノグロブリン融合蛋白をラット嗅球に注入し、細胞死への影響を調べてきた。