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サル洞房結節細胞の自発性興奮機序に関するイオンチャネル解析と薬理効果

心臓洞房結節の研究実験ではウサギを主として使用してきた。ウサギ洞房結節細胞の電気生理学、および薬理学は、昔から多くの実験が行われ、よく知られている。最近では、モルモット、ラットが使われるようになってきたが、サル洞房結節細胞に関しては、その難易度から、世界中、全く存在していない。我々は、サル洞房結節細胞の分離単離に成功して、サル洞房結節細胞の自発性興奮機序解明の実験を行った。その膜イオンチャネル機構は、種族間(モルモット・ウサギ・ラット)の洞房結節細胞で、かなり異なることが判ってきた。どの動物種の洞結節細胞がヒトに最も近いかは今のところ、不明のままだが、サル洞房結節のペースメーカー細胞のイオン機序について検討した。我々の最大の目的は、洞結節細胞の自動性メカニズムで、未だに完全に解明されているわけではない。それは、その膜イオンチャネルの複雑性からくるもので、ある種のイオンチャネルが機能を維持できなくなっても、他のチャネルが代償性に活性化されてくることも考えられる。たとえば、I_f電流などは、非常に強い過分極パルスとその持続時間の長いパルスを与えないと大きく活性化されないので、健常状態での貢献度は非常に少ないといえるが、病態時には充分に貢献することも推測される。そういう意味で、サルにおけるI_fの自動性への依存性に対する解明には意義が大である。また、これらの多くのペースメーカー電流は、環境変化や薬物によって著明な修飾作用を受ける。これらの電流の機序、電気生理学的特性を把握しておくことは、洞性不整脈、心不全、突然死などの循環器系疾患に対する詳しい原因解明と予防の一助となるものと考える。これまでのデータをまとめて、論文投稿の準備に取り掛かる。サル洞房結節細胞の自発性拍動に関するイオンチャネル電流機序と薬理効果を解明することに目的がある。ヒトに最も類似している動物としての医学的価値は非常に高いと考えている。現在、進行中である。これまで、最も時間を割いたのは、拍動心臓摘出後の細胞分離である。霊長類研究所(犬山市)で、細胞分離までやらせてもらって、分離した洞房結節細胞を自大学の研究室でパッチクランプ膜電位固定法による実験を可能なかぎり施行している。洞房結節細胞の新しいサル心臓に適した単離法を開発して、洞房結節細胞の自動性と膜イオン電流を調べている。ラットの場合、これまでの動物(ウサギ、モルモット)の洞房結節細胞の電気生理学的特質とは全く違っていて、その電気生理学的特異性を強く意味付けたが、現在のところ、大きな特徴は見つかっていない。各種心筋イオンチャネルへの作用について、ホールセルを主にパッチクランプ法により解析を行なっている。ペースメーカー細胞にしか存在しない電流が存在する。それは、過分極活性化内向き電流(I_f)や脱分極パルスで不活性化しない持続性の内向き電流(I_<st>)である。これらのチャネル電流を調べるには、洞房結節細胞を使って解析するしかない。そういう意味で、現在、私個人の研究のなかでの洞房結節細胞の位置づけがある。チャネルばかりでなく、受容体感受性の特異性も保有していると思われる。ウサギ洞結節細胞の電気生理学、および薬理学は、昔から多くの実験が、私を含めて行われ、よく知られている。しかし、サル洞房結節細胞に関しては、その難易度から、世界中、全く存在していない。したがって、自発性拍動メカニズムに関する電気生理学的解析は全くない。この研究では膜イオン電流の変化・異常から発生する病態への予防と治療のために、より詳細に解明したい。

これらの電流の機序、電気生理学的特性を把握しておくことは、洞性不整脈、心不全、突然死などの循環器系疾患に対する詳しい原因解明と予防の一助となるものと考える。洞房結節の電気生理学および薬理学は、昔から多くの実験が行なわれているが、サルを用いたものは存在しない。我々はサル洞房結節細胞の分離単離法を確立した。そして、電気生理学的実験をおこない、心臓ペースメーカー細胞の膜イオンチャネル電流を解析した。ホールカルやカレント・クランプ法を用いて、とくに自動性活動電位、Ca^<2+>、K^+電流、過分極活性化内向き電流を解析した。種属間(ウサギ・モルモット・ラット)で洞房結節細胞の自動能イオン電流系が異なることが判明してきた。現在も、実験は続行中であるが、ラットの膜イオン電流系に類似した印象を受けている。サル洞房結節からの結果は、ヒトの心臓自動能機構にも反映され、臨床的にも洞性不整脈を含めた疾患治療に大いに役立つと考えられる。今後、データをまとめて論文投稿の作業にかかる予定である。
肺線維症・上皮間葉転換を制御するマイクロRNAの探索とその作用機序の解明

本研究では、Ptenの肺線維症における役割を解析した。Pten欠損マウスでは上皮由来線維芽細胞の増加を認めた。肺傷害後の肺上皮特異的Pten欠損マウスはpAkt, pS6K, Snail発現亢進を呈した。Akt阻害剤投与によりこれらの表現系はキャンセルされた。ヒトIPF症例肺組織において、AECsでのPTEN発現低下とpAKT発現亢進を認めた。以上の結果から、肺上皮Ptenは上皮間葉転換を制御することで、急性肺損傷や肺線維症の病態制御に必須であることが示唆された。特発性肺線維症(IPF)は慢性進行性の肺線維化疾患で、予後不良でその発症機序は不明である。IPFは、上皮傷害とそれに引き続く筋線維芽細胞増殖、細胞外マトリックス(ECM)沈着を特徴とし、正常肺構築の破壊が生じて最終的に呼吸不全に陥る。線維化の開始と進行に、上皮が"火付け役"として中心的役割を成し、なかでも上皮細胞が筋線維芽細胞に形質転換する上皮間葉転換(Epithelial mesenchymal transition : EMT)が、筋線維芽細胞の起源として重要とされる。申請者はこれまでに、細気管支肺胞上皮特異的Pten欠損マウスを用いてブレオマイシン肺線維症モデルを作製し、細気管支肺胞上皮でのPten発現は肺線維症の発症制御に決定的に重要であることを突き止めている。今年度は、Quadruple TGマウスを用いた細気管支肺胞上皮PtenによるEMT制御機構の解析を行った。まず、細気管支肺胞上皮特異的にPtenを欠損かつEGFPを発現するマウスと、EGFP発現のみ生じるマウスを作成した(EGFP-SOPten^<flox/flox>マウス、EGFP-SOPten^<rt/rt>マウス)。それぞれのマウスにブレオマイシン(0.05単位/匹)を気管内投与し、投与前と14日後の肺組織を摘出し、筋線維芽細胞マーカーであるα-SMAとGFPの二重免疫染色を行い、EGFP-SOPten^<flox/flox>マウスとコントロールマウスのα-SMA/GFP二重陽性細胞数を比較した。結果、肺傷害後のEGFP-SOPten^<flox/flox>マウスにて、EMT由来の筋線維芽細胞数がコントロール群と比較して5倍に増加していた。一方、非EMT由来筋線維芽細胞数には両群間に差はなかった。以上のことから、肺上皮でのPten発現はEMTを制御し、肺線維症発症抑制に重要であると考えられた。IPFは、上皮傷害とそれに引き続く筋線維芽細胞増殖、細胞外マトリックス沈着を特徴とし、正常肺構築の破壊が生じて最終的に呼吸不全に陥る。線維化の開始と進行に、上皮が"火付け役"として中心的役割を成し、なかでも上皮細胞が筋線維芽細胞に形質転換する上皮間葉転換(Epitheliahesenchyl maltransition : EMT)が、筋線維芽細胞の起源として重要とされる。今年度は、肺上皮Ptenの肺線維症進展と上皮間葉転換に関与する分子への影響を解析した。Pten欠損マウスは野生型と比較して肺傷害後の気管支肺胞洗浄液中活性型TGF-β濃度に差がなかった一方、肺組織抽出蛋白および単離肺上皮抽出蛋白において、EMTを正に制御するpAkt, pS6K, Snailの発現が亢進し、EMTを負に制御するE-cadherin, claudin-4, lamininの発現が低下していることを見出した。Akt阻害剤を肺傷害後Pten欠損マウスに連日腹腔内投与した結果、肺線維化が軽減し対照群と比較して有意に生存率を延長した。IPF症例の肺組織を用い、IPF症例群では対照群と比較して肺上皮でのPTEN蛋白発現減弱とpAKT発現亢進があることを見出した。以上の結果から、肺上皮細胞におけるPten/Akt経路が、とくに常軌を逸したEMT過程を制御することにより、肺線維症の治療標的に成り得ることが示された。
Srcチロシンキナーゼによる血管平滑筋L型Ca2+チャネル機能の調節機構の解明

1) _<α1C-b>-L型Ca^<2+>電流へのβ_3サブユニットの役割遺伝子組換えにて作成したβ_3/pRc-CMVプラスミド(Prof. Franz Hoffmannより提供)をラット胎児培養血管平滑筋細胞株(A7r5)にトランスフェクション後、G418(1mg/mL)処理にて発現陽性細胞を選別し、安定発現細胞(β_3/A7r5,clone A5)を確立した。さらに、比較対照としてβ_<2a>/pcDNA3-CMVを過剰発現した安定発現細胞(β_<2a>/A7r5,clone A4)を確立した。パッチ電極を細胞に吸着させた後、5mM Ba^<2+>をチャージキャリアーとして、膜電位固定法下にL型Ca^<2+>電流(I_<Ca(L)>)の測定を行った。その結果、normal A7r5、β_3/A7r5およびβ_<2a>/A7r5のI_<Ca(L)>の振幅に有意な差は見られなかった。即ち、_<α1C-b>およびβ_3をCOS7細胞に共発現した場合と異なり、内在性にL型Ca^<2+>チャネルを発現している平滑筋細胞にβサブユニットを過剰発現させても、L型Ca^<2+>電流の増加が見られないのが判明した。2) pp60^<src>過剰発現によるL型Ca^<2+>電流への影響ラット大動脈由来培養血管平滑筋細胞(A7r5)に野生型src cDNAを含む発現ベクター(Src(wt)/pUSE amp(-))を導入し、src遺伝子を過剰発現させた。その後、G418(1mg/mL)処理にて遺伝子発現陽性細胞を選択し、安定形質発現細胞を確立した(合計12クローン)。ウエスタンブロット法の結果、Src(wt)/pUSE amp(-)導入クローン細胞群は(-)/pUSEamp(-)導入細胞に比して、約34倍量のpp60^<src>蛋白の発現が確認された。L型カルシウム電流(I_<Ca(L)>)の振幅および電位依存特性を比較した結果、pp60^<src>過剰発現細胞のI_<Ca(L)>の電流密度は約2倍に増加した。しかしながら、I_<Ca(L)>の膜電位依存性活性化・不活性化曲線に有意な変化は見られなかった。したがって、pp60^<src>はL型Ca^<2+>チャネルの電気生理学的特性を変化させることなくI_<Ca(L)>の電流密度を増加させているのが判明した。(1)β_3 cDNAのpTracer/CMV2への組み込み、点変異体の作製家兎Ca^<2+>チャネルβ_3のcDNA(X64300)が組み込まれたホ乳類細胞発現用プラスミドベクター(pRc/CMV)よりPCR反応によりβ_3cDNAを増幅し、Green fluorescent protein(GFP)を発現可能なほ乳類細胞発現用ベクター(pTracer/CMV2)にDNA組み替えをおこなった。さらに,β_3の416番目のチロシンをアラニンに置換した点変異をPCRにて作製した。既に作成済みのα_<1C-b> cDNA(X55763)安定形質発現細胞(COS7)にβ_3-pTracer/CMV2遺伝子をリポフェクション法にて導入し、パッチクランプ法にてL型Ca^<2+>チャネル電流の測定をおこなっている。また、PCRにて作製した変異型Y416A β_3-pTracer/CMV2の作製を行っている。(2)野生型及び変異体Y416A β_3組換え蛋白の精製野生型及び変異体Y416A組換えCa^<2+>チャネルβ_3サブユニット蛋白のチロシンリン酸化反応を検討するため、組換え蛋白の精製を行った。野生型pET/15b-β_3及び変異型pET/15b-Y416A β_3プラスミド組替え体を作製し、BL21-CodonPlus^<【○!R】>(DE3)-RILコンピテント細胞の形質転換を行い、Isopropyl-thio-β-D-Galactopyranosideにて組替え蛋白の発現を誘導した。大腸菌内で産生されたHisタグ化組換え蛋白を非変性条件下で抽出し、Ni-NTAagarose gelを用いたアフィニティークロマトグラフィーで精製した。その結果、分子量約60kDの蛋白が精製できた。抗Hisタグ抗体及び抗β_3サブユニット抗体を用いたウエスタンブロットにより、精製蛋白はヒスチジンタグ化Ca^<2+>チャネルβ_3サブユニット蛋白であるのが確認できた。1)α_<1C-b>-L型カルシウム電流へのβ_3サブユニットの役割遺伝子組換えにて作成したβ_3/pTracer-CMV(Green Fluorescent Protein発現プラスミド)遺伝子を、リポフェクション法によりα_<1C-b>安定形質発現細胞(9D3)細胞内に導入した。導入48時間72時間後に、顕微鏡ステージ上の細胞還流漕内へカバーグラスに生着した培養9D3細胞を蛍光顕微鏡(Nikon Eclipse TE300)を用いて観察し、緑色に蛍光発色している細胞を選択した。パッチ電極を細胞に吸着させた後、5mM Ba^<2+>をチャージキャリアーとして、膜電位固定法下にカルシウムチャネル電流の測定を行っている。

2)チロシンキナーゼによるβ_3サブユニットリン酸化の検討大腸菌発現系を用いて作製した正常体及び変異体β_3サブユニット組換え蛋白を、アクティブpp60^<c-Src>酵素(Upstate社製)とin vitro kinase反応を行っている。ラット大動脈由来培養血管平滑筋細胞(A7r5)に野生型Src cDNAを含む発現ベクター(Src(wt)/pUSEamp(-), Upstate社製)を導入し、Src遺伝子を過剰発現させた。その後、ネオマイシン(1mg/mL)遺伝子発現陽性細胞を選択し、安定形質発現細胞を確立した(合計12クローン)。ウエスタンブロット法の結果、Src(wt)/pUSEamp(-)導入クローン細胞群は(-)/pUSEanp(-)導入細胞に比して、約50倍量のpp60^<c-Src>蛋白の発現が確認された。現在、L型カルシウム電流の振幅および電位依存特性を比較検討中である。1) _<α1C-b>-L型Ca^<2+>電流へのβ_3サブユニットの役割遺伝子組換えにて作成したβ_3/pRc-CMVプラスミド(Prof. Franz Hoffmannより提供)をラット胎児培養血管平滑筋細胞株(A7r5)にトランスフェクション後、G418(1mg/mL)処理にて発現陽性細胞を選別し、安定発現細胞(β_3/A7r5,clone A5)を確立した。さらに、比較対照としてβ_<2a>/pcDNA3-CMVを過剰発現した安定発現細胞(β_<2a>/A7r5,clone A4)を確立した。パッチ電極を細胞に吸着させた後、5mM Ba^<2+>をチャージキャリアーとして、膜電位固定法下にL型Ca^<2+>電流(I_<Ca(L)>)の測定を行った。その結果、normal A7r5、β_3/A7r5およびβ_<2a>/A7r5のI_<Ca(L)>の振幅に有意な差は見られなかった。即ち、_<α1C-b>およびβ_3をCOS7細胞に共発現した場合と異なり、内在性にL型Ca^<2+>チャネルを発現している平滑筋細胞にβサブユニットを過剰発現させても、L型Ca^<2+>電流の増加が見られないのが判明した。2) pp60^<src>過剰発現によるL型Ca^<2+>電流への影響ラット大動脈由来培養血管平滑筋細胞(A7r5)に野生型src cDNAを含む発現ベクター(Src(wt)/pUSE amp(-))を導入し、src遺伝子を過剰発現させた。その後、G418(1mg/mL)処理にて遺伝子発現陽性細胞を選択し、安定形質発現細胞を確立した(合計12クローン)。ウエスタンブロット法の結果、Src(wt)/pUSE amp(-)導入クローン細胞群は(-)/pUSEamp(-)導入細胞に比して、約34倍量のpp60^<src>蛋白の発現が確認された。L型カルシウム電流(I_<Ca(L)>)の振幅および電位依存特性を比較した結果、pp60^<src>過剰発現細胞のI_<Ca(L)>の電流密度は約2倍に増加した。しかしながら、I_<Ca(L)>の膜電位依存性活性化・不活性化曲線に有意な変化は見られなかった。したがって、pp60^<src>はL型Ca^<2+>
産業用ヒト型双腕ロボットのプレート操り動作制御によるグラスプレス・ハンドリング

次世代のファクトリーオートメーション技術の一つとして,産業用ロボットがプレートなどに代表される工場現場の道具を操る動作に着目する.本研究では産業用ヒト型双腕ロボットの両腕で作業プレートを支持する姿勢でのプレート上の物体のグラスプレス・ハンドリングを提案し,そのハンドリング精度の向上を対象とする.鉛直軸をZ軸とし作業プレート水平面を構成するX軸およびY軸回りの2軸の旋回運動の組み合わせ動作に取り組む.すなわち作業プレートのプレート操り動作として,ロールおよびピッチ運動を対象とする.具体的にはプレート上にボールを置き,プレートの傾き操りによるボールの転がり運動の制御とする.実験は木製平板上にアクリル板を固定した作業プレートをロボット双腕で保持し,プレート上(600×450mm)にボール(直径20mmの鋼球)を配置して,2軸の旋回運動の組み合わせでボールに転がりリサージュ運動(角速度の周期15s,リサージュ図形の対角最大径200mm)を遂行する場合を対象とする.操り角度として最大角度15度とした正弦関数で角速度ωおよび同様の正弦関数で角速度2ωを同期させる手法に取り組み,それらの動作におけるボールの転がり運動軌跡の誤差(グラスプレス・ハンドリングの精度)を調べた.またその転がり運動軌跡の誤差とロボットの両腕の協調動作時に生じるロール・ピッチ運動の運動精度を比較検討した.その結果,プレート操りグラスプレス・ハンドリングの技術においての双腕ロボットの運動誤差の影響を明確にできた.次世代のファクトリーオートメーション技術の一つとして,産業用ヒト型双腕ロボットの両腕で作業プレートを支持する姿勢でのプレート上の物体のグラスプレス・ハンドリングを提案して研究の対象とする.鉛直軸をZ軸とし作業プレート水平面を構成するX軸およびY軸回りの2軸の旋回運動の組み合わせ動作に着目して研究を進める.すなわち作業プレートのプレート操り動作として,ロールおよびピッチ運動を対象とする.具体的なグラスプレス・ハンドリングとして,プレート上にボールを置き,プレートの傾きによるボールの転がり運動の制御とする.作業プレートとしてアクリル板を用い,プレート上(600×450mm)にボール(直径20mmの鋼球)を配置して,2軸の旋回運動の組み合わせでボールに転がりリサージュ運動(角速度の周期15s,リサージュ図形の対角最大径200mm)を遂行するケーススタディからスタートする.最初のトライとしては,ロールおよびピッチ運動の角度として最大角度15度とした正弦関数で角速度ωおよび同様の正弦関数で角速度2ωを同期させる手法に取り組む.またロボットの両腕の協調動作より生じるロール・ピッチ運動の周波数応答特性の差の解明とその運動補正が重要なポイントと考えられる.そこで,その周波数特性差に起因する問題をシミュレーションおよび産業用ヒト型双腕ロボットを用いた実験の両面から検討して,グラスプレス・ハンドリングの技術として有効なプレート操り運動の補正方法を検討する.産業用ヒト型双椀ロボット,作業プレート,対象とするボールの準備・導入は終了しており,グラスプレス・ハンドリングの研究に着手できる体制は完了できた.また運動方程式のシミュレーションソフトの準備も完了しており,入力となるプレート旋回運動とプレート上のボールの転がり運動に関する伝達関数の算出のための準備も完了できた.現状,予定していたハード・ソフト面とも順調な進捗である.シミュレーションおよび実験により,リサージ転がり運動を具現化するために重要と考えられるプレート操りにおけるロール・ピッチ運動の基礎的なレベルでの周波数応答特性の差の解明にも着手でき,その運動補正法についてもある程度の目処をつけることができた.次世代のファクトリーオートメーション技術の一つとして,産業用ヒト型双腕ロボットの両腕で作業プレートを支持する姿勢でのプレート上の物体のグラスプレス・ハンドリングを提案して研究の対象とする.鉛直軸をZ軸とし作業プレート水平面を構成するX軸およびY軸回りの2軸の旋回運動の組み合わせ動作に着目して研究を進める.すなわち作業プレートのプレート操り動作として,ロールおよびピッチ運動を対象とする.具体的なグラスプレス・ハンドリングとして,プレート上にボールを置き,プレートの傾きによるボールの転がり運動の制御とする.作業プレートとしてアクリル板を用い,プレート上(600×450mm)にボール(直径20mmの鋼球)を配置して,2軸の旋回運動の組み合わせでボールに転がりリサージュ運動(角速度の周期15s,リサージュ図形の対角最大径200mm)を遂行するケーススタディを題材にして研究を進める.ロールおよびピッチ運動の角度として最大角度15度とした正弦関数で角速度ωおよび同様の正弦関数で角速度2ωを同期させる手法に取り組み,ロボットの両腕の協調動作より生じるロール・ピッチ運動の周波数応答特性の差を解明することができた.そこで,その周波数特性差に起因する問題をシミュレーションおよび産業用ヒト型双腕ロボットを用いた実験の両面から検討して,グラスプレス・ハンドリングの技術として有効なフィードフォワード補正法を提案した.産業用ヒト型双椀ロボット,作業プレート,対象とするボールの準備・導入は終了しており,グラスプレス・ハンドリングの研究に着手できる体制は完了している.また運動方程式のシミュレーションソフトの準備も完了しており,入力となるプレート旋回運動とプレート上のボールの転がり運動に関する伝達関数の算出のための準備も完了している.現状,予定していたハード・ソフト面とも順調な進捗である.シミュレーションおよび実験により,リサージ転がり運動を具現化するために重要と考えられるプレート操りにおけるロール・ピッチ運動の基礎的なレベルでの周波数応答特性の差の解明も進み,2軸の周波数特性差が2倍になる場合に関して,そのフィードフォワード運動補正法を提案することができた.次世代のファクトリーオートメーション技術の一つとして,産業用ロボットがプレートなどに代表される工場現場の道具を操る動作に着目する.

本研究では産業用ヒト型双腕ロボットの両腕で作業プレートを支持する姿勢でのプレート上の物体のグラスプレス・ハンドリングを提案し,そのハンドリング精度の向上を対象とする.鉛直軸をZ軸とし作業プレート水平面を構成するX軸およびY軸回りの2軸の旋回運動の組み合わせ動作に取り組む.すなわち作業プレートのプレート操り動作として,ロールおよびピッチ運動を対象とする.具体的にはプレート上にボールを置き,プレートの傾き操りによるボールの転がり運動の制御とする.実験は木製平板上にアクリル板を固定した作業プレートをロボット双腕で保持し,プレート上(600×450mm)にボール(直径20mmの鋼球)を配置して,2軸の旋回運動の組み合わせでボールに転がりリサージュ運動(角速度の周期15s,リサージュ図形の対角最大径200mm)を遂行する場合を対象とする.操り角度として最大角度15度とした正弦関数で角速度ωおよび同様の正弦関数で角速度2ωを同期させる手法に取り組み,それらの動作におけるボールの転がり運動軌跡の誤差(グラスプレス・ハンドリングの精度)を調べた.またその転がり運動軌跡の誤差とロボットの両腕の協調動作時に生じるロール・ピッチ運動の運動精度を比較検討した.その結果,プレート操りグラスプレス・ハンドリングの技術においての双腕ロボットの運動誤差の影響を明確にできた.運動方程式のシミュレーション(伝達関数)に関しては十分な進捗がある一方,プレート操りの実験には多くの工数を要して十分な回数を遂行するに至っていない.特にシミュレーション結果の産業用ヒト型双腕ロボットへのティーチング作業に手間取っており,その迅速性と高精度化の両面からの改善が必要と考えられる.またロボットのプレイバック時の運動誤差についての解明も不十分であり,シミュレーションのモデル誤差との転がり運動誤差の切り分けが十分でない.したがって,ロボットの動的な運動誤差の特性についても一層の解明が必要と考えられる.運動方程式のシミュレーション(伝達関数)に関しては十分な進捗がある一方,双腕ロボットを用いたプレート操りの実験には多くの工数を要しており,その進捗に若干の遅れが生じている.特に産業用ヒト型双腕ロボットのプレート把持部にバックラッシュなどの非線形要素が存在しており,その影響や問題の切り分けと改善に時間を要している.多体ボール制御の問題に着手したい所であるが,多体ボール間の干渉問題を扱うにはより精度の高いプレート操り実験が不可欠であり,把持部バックラッシュなどの誤差要因を最小化した後に検討する段取りを予定している.主にロボットのティーチング作業に手間取り,想定より実験の回数が若干少ない結果となった.そのため,実験に関連する内容のデータ整理のための人件費・委託費および実験用の消耗品が予定より少ない額となる結果であった.理由は実験において,双腕ロボットのプレート把持部におけるバックラッシュなどに起因する非線形問題が顕在化してしまった.
近代オーストリア地方自治発達史に関する地域社会史的研究

近代オーストリア地方自治発達史に関する史・資料の収集を行った(中世のタイディング集会記録ワイスチューマ-下部オーストリア全4巻,1848年革命期地方等議会における地方制度改革委員会議事録,下部オーストリア地域研究雑誌所収重要論文,O・ブルンナーのウィーン都市財政史,A・ドープシュのアルプス農村経済分化史,M・ミッテラウア-社会史研究等)。同時にヨーロッパ地域社会史の全体的なパースペクティブの中に,具体的にオーストリアの都市と農村を位置づけ、その世界史的位相を確定した。農村地域社会についてはフリードリヒ・リストの『農村制度論』(1843年)において与えられている指標を基準に,オーストリアの農村が中小農民層の化石化を特徴とするゲマインデ=小教区共同体自治を基底とし,16世紀の地方等族議会を媒介として今日のラント主権自治の連邦共和国体制へと上向する社会構造の核心をなすものであることを確認できた。他方都市については、ヨーロッパ近代の諸都市ロンドン,パリ,ベルリンとの比較において皇帝都市ウィーンの都市構造を分析した。その場合、ヨーロッパの歴史と精神を体現するフランク帝国の首都ア-ヒェン並びに中世教皇都市アヴィニョンをも射程に入れつつ,その歴史的性格を確定することが出来た。その結果,ヨーロッパ地域社会の核心は,政治的な中央権力の所在地に集中するのではなく,多元的に重層化する地域社会のネット・ワークの中に普遍的に形成されてきたことを発見できた。今後の具体的な課題としては,ゲマインデ=小教区共同体自治を基底としつつ,学校,病院,裁判,警察,消防,道路,鉄道,救貧を契機として,いかにして租税連合と自治的代表制に基づく連邦共和国体制が構築されてきたのか,この一点の解明が重要となっている。(『科学研究費報告書』参照)近代オーストリア地方自治発達史に関する史・資料の収集を行った(中世のタイディング集会記録ワイスチューマ-下部オーストリア全4巻,1848年革命期地方等議会における地方制度改革委員会議事録,下部オーストリア地域研究雑誌所収重要論文,O・ブルンナーのウィーン都市財政史,A・ドープシュのアルプス農村経済分化史,M・ミッテラウア-社会史研究等)。(『科学研究費報告書』参照)明治維新変革の特殊性の故に本邦ではこれまで、プロイセンやオーストリアの国権学派の主権論(グナイストやシュタイン)を中心とする近代国家や近代社会の構造把握が主流であった。しかし、今年度京都大学付属図書館所蔵のギールケやプロイスの文献を収集・整理した結果、ゲノッセンシャフト理論に基づく地方自治論が国権論に対抗する位置を占めるものであることが判明した。また三日前期(1848年革命前)のヴュルテンベルク出身のリストの「農地制度論」(1842年)を、チュービンゲン大学教授時代の若きリストの「シュテンデ改革論」(1816/17年)との関連で検討した結果、次の新知見を得た。つまり、これまで国民経済学体系としてのみ理解されてきたリストの体系が、中小農民的市民層によって担われるゲマインデの自治的代表制を最底辺として、指令制度をもって下から積み上げられていく連邦制国家を展望する国制論・市民社会論をその重要な柱とするものであること、これである。(「三月前期西南ドイツ・リストの市民社会論-シュテンデ改革論から農地制度論へ-」欧米近現代史研究会編『西洋近代における国家と社会』1994年3月刊行所収参照)さらにオーストリアについては、Fontes Rerum Austriacarumという基礎史料を購入できたほか、H.H.Brandtのオーストリア財政史研究から農民解放史研究を自治財行政史研究へと発展させうる新視角を獲得することができた。前者の第一次史料は、今後の検討に付されるが、後者については1993年度の西洋史研究会大会共通論題報告「オーストリア農民解放史研究再考-地域社会史研究の方法的可能性-」と題して報告した。シュテンデ(身分制地方議会)改革史に焦点を定めた昨年度の研究に続いて、本年度はシュテンデの基礎をなすゲマインデ(コンミュン)財政に関する史料の調査と検討を行った。その結果次のような新知見を得た。

つまり、ヨーロッパ社会における自由と自己決定の社会形成の原理は、何よりも教区=ゲマインデ・レヴェルにおける財政的自立を前提にその上に目的連合として具体的な地域形成、維持の目的のために幾つかの教区=ゲマインデが租税連合を形成していくところから始まること。しかもその目的毎の租税連合がデストリクト委員会となって、各教区=ゲマインデ代表の選出から構成され、自治的代表制を下から積み上げていること。つまり、租税連合と自治的代表制によって、教区=ゲマインデ-クライス=オーバー・アムト-ラント-ブント(連邦)として「下から」連邦制国家が形成されていること、これである。その成果は、F.リストのゲマインデ財政論を検討することによって、以下の論考として発表した(「三月前期西南ドイツ・リストの財政改革論-租税連合=連邦制国家を展望して-」『文化』第58巻第1・2号1994年9月刊行)なおこのような基本構造は、単一制の国家、英仏にも貫徹していること。さらに、今日の連邦制の小国であるデンマーク、ベルギー、スペイン、オーストリア、オランダ等々については、このような基本構造の上に連邦共和制から自由な立憲君主制に及ぶ歴史的な形成物が擁立していることを確認しつつある。来年度は、自由な立憲君主制が成立しうる基礎としての次知的代表制ないし租税連合について、その実証的基礎を固めていきたい。近代オーストリア地方自治発達史に関する史・資料の収集を行うとともに,ヨーロッパ地域社会史の全体的なパースペクティヴの中で,具体的にオーストリアの都市と農村構造の世界史的位相を比較史的に確定する作業を行った。農村地域社会についてはすでにフリードリヒ・リストの『農地制度論』(1843年)において与えられている指標を基準にオーストリアの農村地域社会が中小農民層の化石化を特徴とするゲマインデ=小教区共同体(geschlossene Ort, Ort mit Pfarr, Ort ohne Pfarr, Marktflecken)自治を基底とし,16世紀の地方等族議会Landstandeを媒介として,今日のラント主権自治の連邦制国家へと上向する構造の核心をなすものであることを確認できた。他方都市については,ヨーロッパ近代の諸都市ロンドン,ベルリン,パリとの比較においてResidenzstadtウィーンの都市構造を考究した。その場合,ヨーロッパの歴史と精神そのものを体現するフランク帝国の首都ア-ヒェンや中世の教皇都市アヴィニョンをも射程に入れつつその歴史的性格を確定することが出来た(以上,『科学研究費報告書』参照)。以上の作業を経て今後の研究課題並びに問題群実証のための史料をそれぞれ発見し,収集しつつある。1.中世のtaiding(自治的裁判集会)の記録(史料NO Weistumer 4Bde等)並びに16世紀に成立する地方等族議会(テロルのLandtag墺型)議事録にみられる自治的伝統が,18世紀のマリア・テレジア/ヨ-ゼフ改革期並びに1848年革命後の新絶対主義期の国権拡張・集権化政策を越えてどのようにして現代の連邦共和国体制へとつながってきているのか。2.ゲマインデ=小教区共同体自治を基盤として,学校・病院・裁判・消防・警察・道路・鉄道等を契機としていかにして租税連合と自治的代表制を発達させてきたのか。3.(1)48年革命期のラントシュテンデ改革論
実践的な指導能力を育成する実習コースのモデル作成のための日本語教育実習授業の分析

1.実践的な教授能力を備えた日本語教師を育成するには、日本語指導を構成から分析し、その情報を提供することが必要であるとして、その分析観点および分析表のプロトタイプ作成を行った。ここでいう「構造」とは次の事柄を指す。(1)授業の構造要素とその特性(2)各授業構造要素間の有機性(3)各授業構造要素の特性を具体化するものとしての指導技術、教具・教材(4)以上の各項目の所与の条件下におけるバリエーション2.日本語教育の実習授業を観察し、実習生が容易に改善できない問題として、以下の事項を明らかにした。(1)コーラスなど、学習者全体で行う活動が多い。(2)教師の発話や、教師→学習者という活動が多く、学習者同士の活動が少ない。(3)文型や単語の意味の説明を十分に行う前に、文型の練習に入ってしまう。(4)定着が十分になる前に次の活動に入り、しばらくしてまた同じ活動に戻る逆戻り現象が多い。3.自己研修・相互研修を基本とした、タスク形式中心の実習指導書「日本語教育実習ハンドブック」の試作を試みた。まず、pre-service教師による日本語指導の特性とin-service教師の日本語指導の特性とを比較検討するために、双方の教師の未習外国語授業を行いVTRに収録し、それをBIAS、Wragg、COLTを用いて分析を行った。これにより、pre-serviceの教師に見られるもののin-serviceには見られない特徴として次の点が明らかになった。●一つ一つに活動が長く単調である。●教師の1回1回の発話、板書が長い。●コーラスなど学習者全体で行う活動が多い。●教師の発話や教師→学習者の活動が多く、学習者同士の活動が少ない。●意味の説明の前に教師が発話したり、リピートさせる。単語の練習を十分に行う前に文型の練習に入っている。●定着が十分になる前に次の活動に入り、しばらくしてまた同じ活動に戻る「逆戻り」現象が多い。次に、以上の点を踏まえ、実習生に日本語指導の方法を指導する観点として「授業構造」に着目し、そこから授業を分析する具体的な方法についてそのプロトタイプの作成に取りかかった。ここでいう「授業構造」とは、次のような事柄を指す。a.授業の構成要素とその特性b.各授業構成要素間の有機性c.各授業構成要素の特性を具体化するものとしての指導技術、教具・教材d.以上の各項目の所与の条件下におけるバリエーション昨年度、pre-service教師とin-sevice教師の日本語指導の特性を比較検討するために、双方の教師の未習外国語授業をVTRに収録し、Wraggを用いて分析を行った。その結果、pre-service教師による日本語指導の特徴として、次のような点が明らかになった。1.1つ1つの活動が長く単調である。2.教師の1回1回の発話、板書が長い。3.コーラスなど、学習者全体で行う活動が多い。4.教師の発話や教師→学習者の活動が多く、学習者どうしの活動が少ない。5.意味の説明を十分に行う前に、文型の練習に入ってしまう。6.定着が十分になる前に次の活動に入り、しばらくしてまた同じ活動に戻る「逆戻り」現象が多い。今年度は、これらの問題点をどのように解消すれぱよいかを考えるために、未習外国語授業を2回行い、その成長過程を観察した。また、実際の外国人日本語学習者を対象とした日本語教壇実習もその結果、以下のことがわかった。●1、2は、2回目の未習外国語授業、日本語教壇実習ではほぼ問題なく、実習指導者が取り立てて指導する必要はあまりないと考えられる。●3、4は、1回目の未習外国語授業と比べると、2回目の未習外国語授業、日本語教壇実習ではかなり改善が見られたが、現役教師と比較すると、まだ間題が残る。●5、6は、2回目の未習外国語授業、目本語教壇実習でもあまり改善されているとは言えない。これには、2つの理由が考えられる。1つは、容易に習得できる技能ではないこと、もう1つは、実習生にとって、問題点があまり明確でないことである。

来年度は、3、4、5、6の技能を養成するには、どのように指導したらよいか、さらに、5、6の問題点について、実習生にいかにわかりやすく提示するかを考えたい。一昨年度、昨年度、日本語教育実習授業を観察することによって、日本語教育実習授業における問題点のうち、実習生が容易に改善できないものとして、以下のようなものが挙げられた。1.コーラスなど、学習者全体で行う活動が多い。2.教師の発話や、教師→学習者という活動が多く、学習者どうしの活動が少ない。3.文型や単語の意味の説明を十分に行う前に、文型の練習に入ってしまう。4.定着が十分になる前に次の活動に入り、しばらくしてまた同じ活動に戻る逆戻り現象が多い。これらのうち、1、2は授業を振り返った際に、「授業が停滞している」など、授業の雰囲気という印象では、実習生も十分に語れるものである。そのため、指導者がその印象に陥った原因を指摘すれば、次回からは改善できる可能性が高い。また、指導案作成の段階で指導者がチェック可能なものである。しかし、3、4は、学習者のレベルなどによって異なるなど、教えるスキルに関わるものであるため、一朝一夕には改善されるものではない。授業全体が見えていなければ、さらに、学習者を1人1人観察できなければ改善されることはない。そこで、指導者から促成栽培的に与えられた小手先のテクニックではなく、指導案の作成の仕方、授業観察の際の注目点、授業の振り返り方などについて、自己研修、相互研修ができることが求められる。そこで、それを促進するために、タスク形式を中心とした『日本語教育実習ハンドブック』を現在作成中である。
対話型進化計算を用いたハプティックインタフェースの提案に関する研究

平成26年度の研究進捗状況を以下に述べる。1.新しいハプティック・インターフェースの開発手法の提案をHCII 2014に発表し、LNCS vol.8511に採択された。2.進化的アルゴリズムを用いたデータベースによるハプティック・インターフェースの進捗状況をADADA 2014に発表した。3.進化的アルゴリズムを用いたデータベースによるハプティック・インターフェースの開発を完成し、ユーザーの主観的評価による検証実験を行った。本年度の研究業績を以下に述べる。1.国際論文誌(査読有り) :1本;2.国際学会発表(査読有り):1本;3.国内学会発表(査読無し):1本26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究の目的:本研究の目的は、(1)特定のハプティック刺激による心理的反応を観察し、考察を行う。本研究では被験者が多変数を用いたプロトタイプを利用して実験評価を行う;(2)多変数触感的刺激を用いた体系的モデルを構築することである。本研究では心理的実験・主観評価を多変量統計による分析を行われる。平成24年度の研究の進捗状況:本年度の研究進捗状況は以下に述べる:1.実験用のプロトタイプ及びベスト型プロトタイプ(Haptic Vest)を作成した2.プロトタイプのユーザー評価を行った本年度の研究業績は以下に述べる:1.国際雑誌論文(査読有り):2本2.国外学会発表(査読有り):1本3.国内学会発表(査読無し):3本研究の目的:本研究の目的は、(1)特定のハプティック刺激による心理的反応を観察し、考察を行う。本研究では心理的実験・主観評価を多変量統計による分析を行った。平成25年度の研究の進捗状況:本年度の研究進捗状況を以下に述べる。1.多変数触感刺激をモデル化しており、進化的アルゴリズムによるデータベース探索を構築した。2.データベースの主観評価実験を行った。3.今まで作成したハプティックインターフェースの集大成として博士論文にまとめた。平成25年度ではHCII 2013及びICCE-Berlin 2013に研究成果を論文として投稿した。また、ADADA2013に口頭発表を行った。1.国際論文誌(査読有り) : 3本2.国際学会発表(査読有り) : 1本平成26年度の研究進捗状況を以下に述べる。プロトタイプ及びアルゴリズム開発は計画通りに進んでいる。一方、平成24年度では充分に研究業績がある、すなわち:査読付論文(3本)及び国外学会発表(1本)である。・進化的アルゴリズムを用いたデータベース探索によるハプティック刺激開発を進めた。・作成したハプティックインターフェースの集大成を、修業年限特例による期間短縮で博士論文にまとめた。・新しいハプティックインターフェースの開発手法を提案し、HCII2014に投稿した。・平成24年度では充分に研究業績がある、すなわち:査読付き学会誌(3件)及び国際学会発表(1件)である。平成25年度の研究課題としてはInteractive Evolutionary Algorithm・対話型進化計算の開発及びユーザー評価を行う。一方、プロトタイプ開発の方策としては実践的な応用のためのプロトタイプ開発及びユーザーシナリオを考察することである。平成25年度の研究課題としては進化的アルゴリズムを用いたデータベース開発を進めており、実践的なプロトタイプに応用する。
地域(沖縄)の特性を活かした多言語学習用デジタル映像教材の開発と研究

沖縄という地域性に立脚した外国語学習を実現するために、国際通り、壺屋といった伝統的な観光地を仮想的ツアーによって体験しながら、そこで出会うさまざまな事物・事象と、そこで生じると思われる典型的な会話場面を多言語(英語・中国語・日本語)によって構築し、地域性を最大限活用した外国語学習の一つのモデルを提案した。このモデルは単なる参照的な教材としてだけでなく、ディクテーションやクイズ、さらには現場でのインタビューをも含んだ学習機能を備え、地域性だけでなく効果的な外国語学習法への示唆も含むものである。本年度は、那覇市の焼き物の街である「壷屋」地区をテーマに、調査研究を進めると同時に、同地区に関する多言語学習用デジタル教材(Multilingual Visual Dictionary=MLVD)の基本となるデザインを行うことを主なテーマとして作業を進めた。「壷屋」地区は、前回のテーマである「空港」とは大きく異なり、より沖縄の文化や歴史と深いかかわりを持っている。したがって、文化的・歴史的な解説により多くのスペースを割くために、「空港」が多言語併記の形を取っていたのとは異なり、トップメニューでまず英語、中国語(簡体字/繁体字)、うちなーぐちの3つの言語を選び、それぞれの言語ごとのギャラリーに進むというデザインとしたのが、これまでと大きく異なる点である。基本的な構造としては、まず「フォトギャラリー」を作成し、それぞれの写真にテキスト、音声、日本語訳、例文、解説などを付けた。その上で、壷屋をバーチャルトリップできる「ツアーマップ」や焼き物の製作工程を映像とテキストで知ることができるギャラリー、壷屋が焼き物の町として生まれ、現在に至る歴史、現在の壷屋のまちづくりに大きく貢献した建築家のインタビューなどのメニューを作成し、さまざまな形で、基本となるフォトギャラリーとリンクさせて、利用できるようデザインしている。つまり「壷屋」地区の部分に関して言えば、より文化や歴史に密着した内容になっており、その上、利用者が映像でそれを目にできるばかりでなく、リンクした解説などの記載により,自由に時空を超えて、その意味や背景も知ることができるよう工夫している。今後は、この基本的構造を利用し、更にコンテンツを充実させて、完成に向けて作業を進める予定である。平成21年度は、まず前年度撮影した写真資料の補足を行い、また壺屋地区の街づくりを担当した設計者とのインタビュー(内容自体は前年度調整済み)を実際に収録し、その際あわせて多言語化するよう、英語でのインタビュー、そして中国語での吹き替え作業も行った。壺屋地区については、基本的な辞書機能に相当する部分については、ほぼ完成し、試用を兼ねて、すでに完成している空港地区とあわせて実際に学生に対し運用してみたところ、学習機能をさらに高めるには、どうしてもクイズ機能がなければ十分な効果は認められないことが判明した。本プロジェクトの目的はあくまでも学習プログラム開発にあるという当初の目的からすると、この点は看過することのできない点であると研究グループ内で意見が一致し、これまで作成した空港セクション(出発部門と到着部門)と壺屋セクションのクイズコンテンツの作成に取り掛かった。クイズコンテンツは、音声を聞いて単語を答える形式のリスニングベースのものと、すでに辞書機能に収録している例文を利用したディクテーションベースのものと2種類のものを用意した。しかしながら、このクイズ機能の追加は予想以上にコストの掛かるものであり、当初の予定よりもかなりクイズ機能を落とさざるを得なかった。ただ、学習機能は格段に向上しており、学習という観点からはかなりの改善が行われたものと考えられる。一方で、予定していた国際通りの辞書機能作成までは予算的に進むことができなかったこともあるが、資料はほぼ出揃っている状態になるので、こちらの作成については平成22年度の活動で完成を予定している。残念ながら、今年度中に、研究発表を行う機会がなかったが、本プロジェクトは海外でも注目されており、すでに2010年フランス・ボルドーで行われる国際学会で発表することが決定している。最終年度は複数の発表を予定している。平成22年度は、これまで懸案であった国際通りにおける取材活動の補足を行い、那覇の街を支えてきた歴史から始まり、街路にひしめく代表的なレストランや工芸品等の店舗、そして沖縄への観光客が土産品購入のために利用している現在の状況から、国際通りで販売されている沖縄を代表する土産品、工芸品、食品などを収録し、これに21年度中に開発したクイズ機能を搭載したプログラムをほぼ完成させた。しかしこの過程で中国語を担当する研究分担者の一人が重病を患い研究活動を継続することができなくなり、多言語機能を基本とする本プロジェクトを中断せざるを得なくなり、平成22年度後半より約1年間の延長を余儀なくされた。平成23年度には、研究分担者が復帰したものの、十分な活動が行えないため、規模を縮小して活動を再開した。そこで、21年度中に開発した壺屋地区を見直し、設計者とのインタビュー部分をも言語学習の素材として利用できるよう、アノテーション機能を付与するなどの工夫を行った。最後に、空港(到着・出発)

部分から、国際通り、壺屋地区に至るまでの統合作業を行い、土産部門など重複する部分を効率的に相互参照できるような仕組みなどを取り入れた。今回の成果は、CALL教育が進んでいるヨーロッパでのCALL学会において、本研究代表者によって発表がなされ、数々の助言を受けながら、今後も発展可能なプログラムとして検討が続けられる予定である。すでに、那覇市近郊の市町村からは「町おこし」「シマ興し」の一環として協力できないか打診がきており、今回の研究活動によって得られた数々の知見と開発成果は、地域社会との連携によって継続されていくものと思われる。
単分散球状シリカナノ粒子の組織化による規則性ナノ構造体の創製と応用

「単分散球状シリカナノ粒子」を基盤に、(1)単分散球状シリカナノ粒子、(2)成分の多様化と機能の発現、(3)球状メソ多孔質シリカナノ粒子、(4)規則性シリカナノ粒子薄膜、(5)ゼオライト合成の5つのパートに分けて実施し、機能性規則性ナノ構造体の創製に取り組んだ。その結果、単分散シリカナノ粒子のサイズを600nmまで拡大することに成功した。このシリカ粒子コロイド結晶を鋳型にしたカーボンレプリカの作製ならびに非シリカ系酸化物の調製に成功した。シリカナノ粒子の合成系に界面活性剤を添加することにより、上述したシリカナノ粒子自身に直径2nm程度のメソ細孔を構築することに成功し、さらにシリル化することにより疎水性の向上、触媒性能の向上を達成した。(1)単分散球状シリカナノ粒子:いったん生成した単分散シリカ粒子をシードとし、TEOSを再び添加することで、新たな粒子の生成を抑えながらシードである粒子の成長反応のみを進行させることに成功している。まず年度前半に、この「シード法」により、600nmまで拡大することに成功した。(2)成分の多様化と機能の発現:(1)により調製したシリカ粒子を鋳型にしたカーボンレプリカの作製と構造解析を実施した。年度後半より非シリカ系酸化物の調製に着手し、ニオブやタンタルの酸化物の調製に成功した。(3)球状メソ多孔質シリカナノ粒子:年度前半は用いる界面活性剤の種類、合成条件の検討を行い、生成物の構造解析をTEM、SEM、窒素吸着などにより行った。その結果、平均粒子径20nm150nmの範囲で制御可能な球状メソ多孔質シリカナノ粒子の調製に成功した。(4)規則性シリカナノ粒子薄膜:シリカ粒子の分散液の濃度やディップ速度を検討し、均質性の高いシリカ粒子薄膜の調製に成功した。(1)単分散球状シリカナノ粒子:H21年度までに「シード法」により、600nmまで拡大することに成功した。H22年度において、合成時に用いる塩基性アミノ酸の量を減らすことにより粒子径を5nm程度まで小さくすることに成功した。このようなナノサイズのシリカナノ粒子は高い比表面積を有しメソポーラスシリカともいえる。種々の粒子径の単分散シリカナノ粒子のコロイド結晶体を鋳型にしてメソポーラスWO3の調製と光触媒としての応用も実施した。(3)球状メソ多孔質シリカナノ粒子:H21年度までに、様々規則性シリカナノ粒子の合成手法を応用することで、20nm程度の球状メソポーラスシリカナノ粒子、ならびにTi含有球状メソポーラスシリカナノ粒子調製に成功した。H22年度において、Ti含有球状メソポーラスシリカナノ粒子にシリル化処理を行い、触媒性能の向上を図った。その結果、トリメチル化することで粒子の疎水性が向上し、触媒活性を向上できた。成分の多様化と機能の発現: H22年度において、単分散シリカナノ粒子コロイド結晶を鋳型にしたカーボンレプリカの作製と構造解析を実施した。H23年度において、50nmの細孔を有するカーボンレプリカ内で酸化スズの調製を実施したところ、得られた生成物は、カーボンレプリカと同様の細孔構造と高い比表面積を有し、またキシロースの脱水反応によるフルフラール生成用の固体酸触媒として応用可能であることを見出した。球状メソ多孔質シリカナノ粒子:H21年度までに、様々規則性シリカナノ粒子の合成手法を応用することで、20nm程度の球状メソポーラスシリカナノ粒子、ならびにTi含有球状メソポーラスシリカナノ粒子調製に成功した。H23年度において、Ti含有球状メソポーラスシリカナノ粒子触媒が、酸化剤として過酸化水素や有機過酸水溶液(tert-ブチルヒドロペルオキシド(TBHP,70wt% in water))水溶液を用いた場合、特に高い触媒性能を発揮することを見出した。中でも、シクロヘキセン、シクロオクテン及びβ-カリオフェレンにおいて顕著な向上が見られた。
Saliency mapとしての頭頂間溝外側壁領域(LIP)の機能的役割

視覚探索ではボトムアップ型とトップダウン型の注意過程が重要な働きをしている。前者は周囲刺激と異なる特徴をもつ刺激をポップアウトさせることを、後者は知識や意図に基づいて特定の空間位置や刺激特徴に対して選択的に注意を向けることを可能にする。本研究では、刺激の特徴次元に依存しないで2つの注意効果を複合的に表現すると考えられている2次元脳内地図(saliency map)の可能性を、サルの頭頂間溝外側壁領域(LIP野)とその近傍領域(7a野)からニューロン活動を解析することによって検証した。実験ではボトムアップ型とトップダウン型の注意によるニューロン活動への影響を切り分けることが可能な多次元視覚探索課題をサルに行わせた。各試行では6個の刺激配列が呈示され、その中には色次元でポップアウトする刺激と形次元でポップアウトする刺激が1つずつ含まれる。形次元探索条件のときは形次元でポップアウトする刺激を、色次元探索条件のときは色次元でポップアウトする刺激を選択してサッカードを行うと成功試行となる。また、ニューロン活動における視覚性と運動性成分を切り分けるため記憶誘導性サッカード課題もサルに行わせた。予備的な結果ではあるが、頭頂間溝外側部には特徴次元に依存してボトムアップ性とトップダウン性の影響を受けるニューロン群が存在することがわかった。したがって、頭頂間溝外側部ニューロンが従来の注意モデルで提案されているような特徴次元に依存しないsaliency mapを表現している可能性に関しては注意深く検討する必要がある。また、本研究で見出された頭頂間溝外側部におけるニューロン活動の性質から、視覚選択における頭頂間溝外側部の処理過程がV4野と前頭眼野の中間段階に位置することが推察される。