hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
学習に困難を示す子どもの教育支援プログラムと脳機能の変化

名古屋市を拠点に発達障害児の読み書き学習支援を展開させてきた。対象児は小学校1年5年までの発達障害児13名、それぞれ名古屋市児童福祉センターの医師による診断を受けた児童が対象であった。ここでは、週1回の40分間の個別学習支援と、e-learningを用いた家庭学習の促進、また、学習支援後15分間保護者に対するカウンセリングを行ってきた。以下大きく二つに分けて内容及び成果について報告する。まず、学習機能の変化について報告する。個別学習支援の内容は、9種類の評価課題の結果により、個別に設定きれていた。支援に30種類以上の課題かう、1回に46種類の課題が選別きれ用いうれた。その結果、読み、書き、理解、記憶などの学習機能において、全参加児に成績の向上が見られた。また、標準検査である絵画語彙発達検査においても、成績の向上が見られた。このことから、学習支援により読み書きに関わる学習機能が向上し、定型発達児との差が縮まってきたといえる。次に、本学習支援による子どもの問題行動の変化について報告する。発達障害の子どもは、自己評価や自尊心の低さから、非行やひきこもりといった二次障害につながりやすい。そのような二次障害のリスクは、問題行動の多さを評価することにより、ある程度予測が可能である。今回は、標準化きれたチエツクリスト、「子どもの行動チュックリスト(CBCL)」を用いて、学習支援を通して子どもの問題行動がどのように変化するのかを評価した。その結果、I年間の学習支援を通して、全ての参加児において問題行動が減少したことが明らかになった。学習支援と保護者のカウンセリングが、子どもの精神・行動面に与えた変化を捉えることができたことは、大きな進歩であると考えている。今後は、このような地域における支援システムを整備し、より多くの発達障害の子どもに支援を提供できるシステムを構築することを目標とし、研究を推し進めていきたい。学習に障害をもった子どもに向けた、「聞く」「読む」「書く」「理解する」に関するそれぞれのコンピューター課題を作成し、実施した。また、それぞれの子どもが課題に取り組む前と取り組んだ後の認知機能、脳機能の変化、更には課題期間終了後3ヶ月経ってからの認知機能、脳機能の変化を計測し、課題が子どもに与える効果を検討した。被験者の自宅に出向き療育を継続する一方で、被験者数も新たに7人増やし、新しい被験者については今後の実験を円滑に実施できるよう、学習の体制を整えることと、実験者との信頼関係を築くことに重きを置いて療育を行った。秋には、第一回Mind Brain and Education学会大会に参加し、自らの研究の紹介をすると共に世界の教育事情について見聞を広げてきた。更に、アメリカのハーバード大学に短期間所属し、大学院教育学研究科(HGSE)のカート・フィッシャー氏の下で、アメリカの学習障害をもった子どもへの最新の教育事情について学んできた。特に参考になったのが、ボストン北部にあったランドマーク小中学校の教育運営方針である。この学校は、通常の学校とは異なり、ディスレクシア(読字障害)の子どものみを対象とした学校であり、ボストン周辺のディスレクシアの子どもが集まっていた。クラスは少人数制で、クラスのメンバーは学年ではなく、それぞれの科目において学力のレベルで分かれており、子どもたちが着実に学力をつけていけるシステムになっていた。日本では、まだこのような徹底した体制が整っている小学校は少なく、参考にすべき点が多々あった。また、これまでの研究成果を社会の一人でも多くの人に還元できるよう、受け入れ研究者と共に本の執筆も行った。名古屋市の児童福祉センターを学習支援の拠点とし、11名の子どもに対し、長期的な学習支援を行ってきた。現在支援している子どもは、小学校1年4年までの11名で、学習障害、自閉症スペクトラム、注意欠陥/他動性障害の子どもが含まれている。1名につき40分の学習支援と、保護者との10分間の面談を週に1回ずつ行っており、合計週に11ケース担当している。研究1年目で作成した評価課題や学習支援課題等を用いて支援を行っている。また11名の学習の困難さは多岐に渡るため、今年度も引き続き、それぞれの子どもの認知特性に対応した30種類以上の学習課題を作成してきた。家庭学習用のパソコンを用いた課題も作成した。その結果、正しく書ける文字の種類が増加し、より長文を長時間記憶していられるようになった。子ども達は、教室に来ることをとても楽しみにしている。学校とは異なり、教室での勉強に対するモチベーションはとても高い。モチベーションが高いと、学習も円滑に進む。その結果、研究1年目の先行研究と同じような認知機能の向上が明らかになってきている。そして、課題の前後で、脳の血流量の変化もNIRS計測により捉えることができた。一方で認知機能の評価の結果や、子どもの学習の様子などについて、子どもの学校担任と情報を共有することも可能になりつつある。子どもの学習後、10分間保護者との面談を設けることにより、保護者に子どもの特徴を的確に伝えることができる。それにより保護者の子ども理解が進み、親子関係が円滑になってきている。親子関係のストレスが軽減された子どもは、より快適に生活できるようになり、学習への意欲も促進されてきている。

ここでは、週1回の40分間の個別学習支援と、e-learningを用いた家庭学習の促進、また、学習支援後15分間保護者に対するカウンセリングを行ってきた。以下大きく二つに分けて内容及び成果について報告する。まず、学習機能の変化について報告する。個別学習支援の内容は、9種類の評価課題の結果により、個別に設定きれていた。支援に30種類以上の課題かう、1回に46種類の課題が選別きれ用いうれた。その結果、読み、書き、理解、記憶などの学習機能において、全参加児に成績の向上が見られた。また、標準検査である絵画語彙発達検査においても、成績の向上が見られた。このことから、学習支援により読み書きに関わる学習機能が向上し、定型発達児との差が縮まってきたといえる。次に、本学習支援による子どもの問題行動の変化について報告する。発達障害の子どもは、自己評価や自尊心の低さから、非行やひきこもりといった二次障害につながりやすい。そのような二次障害のリスクは、問題行動の多さを評価することにより、ある程度予測が可能である。今回は、標準化きれたチエツクリスト、「子どもの行動チュックリスト(CBCL)」を用いて、学習支援を通して子どもの問題行動がどのように変化するのかを評価した。その結果、I年間の学習支援を通して、全ての参加児において問題行動が減少したことが明らかになった。学習支援と保護者のカウンセリングが、子どもの精神・行動面に与えた変化を捉えることができたことは、大きな進歩であると考えている。今後は、このような地域における支援システムを整備し、より多くの発達障害の子どもに支援を提供できるシステムを構築することを目標とし、研究を推し進めていきたい。
東西詩学の融合と発展:象徴主義詩人らの芸術表現と民族主義

本研究の目的は、近代の神秘主義・象徴主義の潮流がヨーロッパのインド学と関わりながら如何に生まれ、モダニズム芸術表現へ展開したのかを探究し、また、それがどのように民族主義や民族独立運動への作用をもたらしたかについて解明することである。当初四年計画の初年度となる予定であった本年は、とりわけ、インドと日本、そして神智学協会に深く関わって国際的に活躍した象徴主義詩人たちの思想と行動・社会活動を中心にして、東西の詩学の融合の実態を解明していく方法を模索するため、インドで調査と資料状況の把握を行った。また国内外で積極的に口頭発表を行って、テーマが関連する研究者たちとの連携作りに尽力した。1)文献資料の収集・調査(1)インド(デリー、ハイデラバード)での調査(2013年8月)。(2)その他、国内外(東京、広島、下関、プサン)での調査と視察(2013年7月、10月、11月、1月)。2)インドでの口頭発表と、研究者との連携の模索。(1)デリーのインド国際センターで行われた会議では、本研究の方法や目的について、また象徴主義詩人らと神智学や神秘主義思想との関わりに関する現在までの調査状況を口頭発表において披露した。とくに、米・コロンビア大学や、印・デリー大学の教授陣から今後の研究方向や問題意識に関する有益なコメントをいただき、国際的な共同研究課題について議論した。(2)国内においては、5つのシンポジウムや研究会で口頭発表し、他の発表者やディスカッサントらから、本研究に関する情報や知見を得て、また神智学研究やその他の専門的な調査が必要な課題の共同研究の連携について議論した。(3)研究代表者の海外の研究機関への異動に伴い、科研費としての本研究課題は終了することとなるが、本研究内容をさらに発展へと結びつけるために、現在取り組んでいる成果と方法論を広く問い、さらに他地域研究を主眼としている類似の問題意識を持つ多数の研究者と対話するため、第20回国際比較文学会(ICLA)の国際大会(パリ・ソルボンヌ大学)における口頭発表を行う予定である。
流域内水質保全管理に資する各土地利用の流出水が流域末端の水質形成に及ぼす影響評価

流域内の各土地利用(水田,転作田,山地,市街地,集落排水処理施設)からの流出水について,降雨時を含めた詳細な水文観測と多項目水質分析を行い,水質濃度と負荷量の特徴を整理し,流出量と負荷量の関係式に基づいて流域からの流出負荷量とその濃度を推定できるようにした.その結果,各土地利用の流出水量の管理によって流域からの流出水の濃度の高低だけではなく,イオンバランスが変化することが示された.また,放射性セシウムに着目すると,降雨に伴う流出水中の懸濁物質の粒径組成の変化が重要な因子となることがわかった.流域末端での水質保全のためには,流域内での物質輸送過程を把握することが不可欠である.本研究では,流域内の各土地利用(山地,水田,畑(転作田),市街地)からの降雨時・無降雨時の流出水および流域末端の水量と水質を詳細に測定することによって,各土地利用が流域末端の水質形成に及ぼす影響をより正しく評価することを目的としている.こうした知見は,流域末端の総合的な水質保全のための各土地利用の水質管理のあり方に有用な知見を与えるものと考えられる.平成24年度は,平成23年度に開始した現地観測と同様の観測を引き続いて行った.主な現地観測は日野川上流部に位置するダム直下,下流部地点,水田地区,転作田地区,森林流域,住宅地,集落排水処理施設である.分析項目は,窒素,リン,TOCをはじめ,各種イオンである.また,流出水量の経時測定を行った.各地点からの濃度と流量から負荷量を計算し,濃度と流域レベルでの負荷量の特性について整理を行った.その結果,(1)濃度としては,必ずしも水田・転作田の排水で高いわけではない.SS,TOC,Caは水田・転作田で高い.NO3は森林よりも低い.(2)負荷量としては,水田・転作田の割合が高い項目が多い.転作田からの負荷量は無視できない.(3)流域としては,水田・転作田からの負荷量の割合が高い.ただし,TN,TOC,SS,Na,NO3は森林からの負荷量の割合も無視できない.(4)負荷量の観点からは,水田・転作田からの負荷量抑制のための管理が重要である.さらに,水田・転作田の水管理を変化させたときの河川水水質濃度への影響,負荷量変化について検討した結果,負荷量の観点だけではなく,河川水の水質濃度やそのイオンバランスを考慮した方策についても考慮できる可能性を示した.なお,福島県内の山林流域からの放射性セシウムの濃度と負荷量についても整理した.流域末端での水質保全のためには,流域内での物質輸送過程を把握することが不可欠である.本研究では,流域内の各土地利用(山地,水田,転作田,市街地,集落排水処理施設)からの降雨時および無降雨時の流出水と流域末端の水の流量と水質を詳細に測定することによって,各土地利用が流域末端の水質形成に及ぼす影響をより精度良く評価することを目的とした.こうした知見は,流域末端の総合的な水質保全のための各土地利用の水質管理のあり方に有用な知見を与えるものと考えられる.平成25年度は,平成23,24年度に行った現地観測の補完を目的とした観測を行った.採水箇所は,日野川上流部の河川水,下流部の河川水,水田地区,転作田地区,山地流域,住宅地流域,集落排水処理施設である.分析項目は,窒素,リン,TOCに加え,各種イオンである.各地点において,実測された負荷量と流量の関係からLQ式を作成し,負荷量の経時変化を推定した.結果は以下のように整理できる.(1)各土地利用のLQ式を作成できたことにより,本地域での負荷量を推定できるようになった.降雨量と流量の関係をモデル化できれば,降雨量から土地利用ごとの負荷量および流域末端での河川水の水質特性を推定できる.(2)LQ式を用いることによって,とくに水田や転作田での排水管理によって,流域末端での河川水の水質特性がどのように変化するかを推定できるようになった.水田からの排水量を減らすことによって,多くの物質濃度は低下するが,硝酸態窒素濃度は上昇することがわかった.(3)複数のイオンを測定したことにより,各土地利用からの流出水の影響によって,濃度の高低だけではなく,イオンバランスが変化することが示された.生態系にとって適切な水質管理のあり方自体は今後の課題であるが,流域全体を考えた場合の水質形成を推定するツールを構築できたと考えている.流域内の各土地利用(水田,転作田,山地,市街地,集落排水処理施設)からの流出水について,降雨時を含めた詳細な水文観測と多項目水質分析を行い,水質濃度と負荷量の特徴を整理し,流出量と負荷量の関係式に基づいて流域からの流出負荷量とその濃度を推定できるようにした.その結果,各土地利用の流出水量の管理によって流域からの流出水の濃度の高低だけではなく,イオンバランスが変化することが示された.また,放射性セシウムに着目すると,降雨に伴う流出水中の懸濁物質の粒径組成の変化が重要な因子となることがわかった.流域末端での水質保全のためには,流域内での物質輸送過程を把握することが不可欠である.本研究では,流域内の各土地利用(山地,水田,畑(転作田),市街地)からの降雨時・無降雨時の流出水および流域末端の水量と水質を詳細に測定することによって,各土地利用が流域末端の水質形成に及ぼす影響をより正しく評価することを目的としている.

こうした知見は,流域末端の総合的な水質保全のための各土地利用の水質管理のあり方に有用な知見を与えるものと考えられる.平成23年度は観測地点の設置と水量・水質の測定の開始が大きな目的であった.当初予定してた家棟川流域は踏査の結果,河川への流入地点がほとんどみられないことから,隣接する日野川流域を対象流域に変更した.日野川上流部に位置する蔵王ダム直下,下流部の桐原橋地点,水田地区,転作田地区,森林流域,住宅地,集落排水処理施設(2箇所)に必要に応じて流量観測機器を設置し,採水地点を設定した.基本的に週一回の頻度で採水を行うとともに,降雨時の集中的な採水を自動採水器によって行った.分析項目は,窒素,リン,TOCをはじめ,各種イオンである.住宅地の晴天時の観測結果から,各戸に設置された合併浄化槽からの季節的な流出負荷特性を明らかにするとともに,降雨時の結果から,路面や屋根からの負荷量と降雨量の関係を導いた.また,集落排水処理施設からの流出負荷特性も整理した.水田や転作田からの流出負荷特性については未整理な点があるが,データは順調に蓄積されている.森林からの流出水水質の特性については,とく降雨時について検討を行い.降雨に伴う流出量の増加に伴って濃度が上昇する成分(たとえば,硝酸態窒素)と低下する成分(たとえば,ナトリウムイオン)を明らかにするとともに,これらに及ぼす森林土壌の影響を評価した.以上のように,各土地利用からの流出水水質,負荷特性が明らかになりつつある.データを順調に蓄積し,これらのデータの整理を行った.その結果,各土地利用からの流出負荷量が算出され,それぞれの濃度特性についても明らかになった.さらに,それぞれの土地利用からの流出特性が河川水質に及ぼす影響度についても計算が可能となった.とくに,水田・転作田における水管理が河川水質に及ぼす影響評価が可能となった.よって,おおむね順調に進展していると判断した.観測体制の整備が完了し,データが順調に蓄積され,徐々にデータの整理が進みつつある点で,おおむね順調に進展していると判断した.当初予定していたストロンチウム同位体の測定開始ができなかった点は来年度に解消する予定であるが,窒素,リン,TOC,各種イオンの測定は順調に行っている.平成25年度は最終年となるが,水文観測と水質分析を継続し,過去2年間の蓄積データを合わせて,各土地利用からの流出特性について,より一般化を図る.また,流域レベルへの拡張の際には,流出特性のばらつき程度も考慮したものに発展させる予定である.農地(とくに水田)からの流出水の水質が流域末端部の水質形成に及ぼす影響を定量化し,農地での流出負荷削減対策がどの程度,流域末端の水質改善に寄与するのかを明らかにする.ひきつづき,水文観測と水質分析を継続するとともに,(1)各土地利用の流出水と流域末端の水,降雨のイオンバランスの違いを明らかにする,(2)水質項目ごとについて,各土地利用の流出水の寄与の特徴を明らかにする,(3)無降雨時での灌漑期と非灌漑期の比較を行う,(4)降雨時での灌漑期と非灌漑期の比較を行う,(5)降雨パターンの違いによる流出特性の違いを明らかにする,といった観点からデータ解析を行う.とくに,農地(とくに水田)からの流出水の水質が流域末端部の水質形成に及ぼす影響を定量化し,農地での流出負荷削減対策がどの程度,流域末端の水質改善に寄与するのかを明らかにする.さらに,福島県における放射性セシウムの問題においても,森林からの流出水,水田での用排水,河川水といった,流域レベルでの物質管理という視点が不可欠である.この問題にも同様の観点から観測を行う予定である.
イムノトキシン細胞標的法を利用した線条体神経回路の機能解析

線条体は、運動制御、運動の選択・実行・報酬予測などの大脳基底核機能に中心的な役割を持つ。線条体には、形態的および電気生理学的に異なる複数のニューロンタイプ(2種類のmedium spinyニューロンと数種の介在ニューロン)が存在し、これらの領域からの投射は2種類の経路(直接路と間接路)を介して出力核の神経活動を調節する。本研究では、イムノトキシン細胞標的法を利用して、ドーパミン伝達に依存する線条体ニューロン活動の調節およびその相互作用としての大脳基底核機能の制御に関する分子細胞機構の解析に取組んでいる。第一に、線条体-淡蒼球medium spinyニューロンの運動制御における役割を明らかにするために、ドーパミンD2受容体遺伝子に依存してヒトインターロイキン-2受容体α-サブユニット(IL-2Rα)を発現する遺伝子改変マウスを用いて、このニューロンタイプの誘導的破壊を行なった。破壊による神経回路における活動性指標の発現パターンおよび運動制御機能への影響を解析した。これらの結果から、線条体-淡蒼球ニューロンは淡蒼球の抑制を介して自発運動を抑制し、一方で、ドーパミン伝達に依存して淡蒼球への抑制を解除するとともに線条体-黒質ニューロンの活性化を促進することによって運動の発現を誘導することが示唆された。第二に、ソマトスタチン(SST)を含有する線条体GABA性介在ニューロンの役割を明らかにするために、SST遺伝子の制御下にIL-2R*を発現する遺伝子改変マウスを作製した。片側性のSST含有ニューロンの破壊は、破壊と反対側への回転運動を誘発し、このニューロンは自発運動の抑制に寄与することが示唆された。今後、SST含有ニューロンが線条体神経回路を制御する詳細な分子細胞機構を解析する。
光酸化還元応答型複合単分子累積膜による情報変換および蓄積

光吸収基や酸化還元基の距離、配向、酸化還元電位などを規制した複合単分子累積膜を構成し、導電性の分子制御を試み、エレクトロクロミック機能性化合物をくみこんで光酸化還元反応を利用した光情報変換、蓄積系を構成することを最終目標としている。本年度は、複合単分子累積膜系の構成、その分光学的特性評価及び光電応答性の検討固相及び液相での可逆的フォトクロミズムの検討などを行い、次のような成果が得られた。1)DDAの累積膜における分子配列を偏光吸収スペクトルの入射角及び偏光角度依存性から詳細に調べ、アロキサジン環の膜面及び基板の引き上げ方向に対する二軸配向を明らかにした。また、角度依存性の理論曲線との比較から、分子配列の程度を評価した。さらに、累積膜中のアロキサジンの吸収スペクトルが、n-ヘキサン中に比べてシフトしていることから、膜中でのアロキサジン環の会合が明らかになった。2)両親媒性ポルフィリン累積膜系にサンドイッチ型にアルミニウムを蒸着した系をクライオスタット内に配置し、モノクロメーターを通したキセノンランプで光照射し、光電流の波長依存性を温度および外部バイアス電圧をかえて測定した。定常光電流が観測され、そのアクションスペクトルは、ポルフィリンの吸収スペクトルとよく対応した。定常光電流は温度の低下とともに減少し、バイアス電圧とともに増加した。また、パルス色素レーザーにより累積膜系を励起し過渡光電応答も調べた。3)4.4'-ビピリジニウムイオンのテトラキス[3.5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ボレート塩の固体状態及び溶液中の電荷移動(CT)吸収帯を光励起することにより、黄色から青色への可逆的フォトクロミズムが観測された。これは、励起CT状態からの電荷分離により生成した4.4'-ビピリジニウムカチオンラジカルによるものである。その機構など詳しく検討中である。
コンフォーカルマイクロエンドスコープを用いた新しい内耳遺伝子導入方法の開発

現段階では内耳有毛細胞への遺伝子導入は非常に困難で、ターゲットを絞っての遺伝子導入は殆ど不可能である。そこで本研究では微分干渉観察にてaliveな状態で有毛細胞を明視下に同定し、微小ガラス管にてGFPを内耳組織に注入し、遺伝子導入を行った。高効率での導入は困難であったため、イオノフォレーシスにより微小電流を流したところ、導入効率の増加を認めた。さらにCell attach法を用い、イオノフォレーシスによりGFPを導入したところ、一部の有毛細胞への遺伝子導入は可能であったが、効率は低かった。またコンフォーカルマイクロエンドスコープにて内耳組織を観察し、一部有毛細胞が観察出来た。1)標的細胞の同定:内耳有毛細胞への遺伝子導入は非常に困難であり、現時点では有毛細胞にターゲットを絞って導入する事は殆ど不可能である。そこで、aliveの状態で有毛細胞を同定する為にconfocal-micro -endoscopeを使用する。本年度はconfocal-mico-endoscopeを用いて固定した内耳の観察を行った。内耳組織を確認同定するには固定する必要があったが、confocal micro endoscopeを用いれば、aliveな状態で内耳組織の観察が可能で、しかも有毛細胞は内耳上皮組織にあるので同定が容易であり、この手法が確立されれば応用範囲が広がることから、生理的な条件での内耳研究に非常に重要である。2)遺伝子導入:本研究では安全性が確立されたカチオン化ポリマーを用いて、電気生理学的手法である穿孔パッチ法を用いて遺伝子導入を行う。本年度は、遺伝子導入のために、カチオン化ベクターを用いての実験を行った。カチオン化ベクターとしてPEI(ポリエチレンイミン)を用いてGFPプラスミドの内耳前庭組織への導入を試みた。様々な濃度および方法にて至適導入効率を確認した。結果としては内耳前庭組織への導入は困難であったため、内耳有毛細胞に電気生理学的イオンフォレーシスを用いて、矩形波電流を流し、細胞内にプラスミドを流入させると導入効率の増加を認める事が出来た。1)標的細胞への導入効率改善:内耳有毛細胞への遺伝子導入は非常に困難であり、現時点では有毛細胞にターゲットを絞って導入する事は殆ど不可能である。そこで、本年度は微分干渉観察にてaliveの状態で有毛細胞を同定して微小ガラス管にて遺伝子の導入を行った。この方法では有毛細胞への障害の程度は最小限に抑えられ、生理的な条件での内耳研究に非常に重要である。2)ベクターの安全性:遺伝子導入の安全性確保のためには、ベクターの安全性が必須である。そこで本研究では安全性が確立されたカチオン化ポリマーを用いて、電気生理学的手法である穿孔パッチ法を用いて遺伝子導入を行う。本年度は、遺伝子導入のために、PEIを用いて細胞表面にプラスミドを含んだガラス管を接着させて陰圧をかけて死細胞膜に小穿孔を空けた。その後、微小矩形波電流を流し、有毛細胞内にプラスミドを導入した。本年度はまず初めにconfocal-mico-endoscopeを用いて内耳の観察を行った。内耳組織としてはマウスの生後2日齢およびadultの側頭骨および前庭を4% PFAにて固定し、phalloidinで染色したものと、固定せずにFM1-43を取り込ませたものを用いた。内耳組織を確認同定するには固定する必要があったが、confocal micro endoscopeを用いれば、aliveな状態で内耳組織の観察が可能で、しかも有毛細胞の同定が可能であり、この手法が確立されれば応用範囲が広がることから、生理的な条件での内耳研究に非常に重要である。本年度は、遺伝子導入のために、カチオン化ポリマーを用いての予備実験を行った。カチオン化ポリマーとしてsugar fectを用いてGFPプラスミドの293細胞内および内耳前庭組織への導入を試みた。様々な濃度で至適導入効率を確認した。結果としては293細胞にはGFPは導入されたが、内耳前庭組織への導入は困難であったため、現在内耳有毛細胞に電気生理学的イオンフォレーシスを用いて、矩形波電流を流し、細胞内にプラスミドを流入させるセットアップを作成中である。

1)標的細胞への遺伝子導入効率改善:内耳有毛細胞への遺伝子導入は依然困難とされている。そこで昨年度まではaliveな状態で顕微鏡下に有毛細胞を同定し、微小ガラス管を用いて注入し、微小連流を流す事で遺伝子導入を試みた。一部で有毛細胞への遺伝子導入が可能であったものの、導入効率の改善には至らなかった。そのため、昨年度は有毛細胞ではなく、iPS細胞へ遺伝子導入し、有毛細胞への分化誘導を試みた。iPS細胞への遺伝子導入はレポーター遺伝子GFPはFuGeneにて70-80%の高効率で導入可能であった。しかし、機能遺伝子導入等を試みたが、内耳有毛細胞への分化誘導効率が低く、有毛細胞は確認出来なかった。2)コンフォーカルマイクロエンドスコープによる観察:内耳有毛細胞をMyo7Aやphalloidinにて染色後コンフォーカルマイクロエンドスコープにて観察した。組織に接着させると何とか同定は可能であったが、接着させずに近傍から観察を行う場合には解像度の面でまだ改良の余地があると思われた。耳鼻咽喉科ポリエチレンイミンとイオノフォレーシスにて有毛細胞への遺伝子導入は可能であったものの、効率は依然低い状態である。タイトジャンクションなどの細胞間結合が障害となって導入されない可能性もあるため、細胞間結合を緩めて実験も行ったが、困難であった。微小ガラス管を用いて強制的に有毛細胞に遺伝子を導入しても発現効率は予想以上に改善しなかった。分化した有毛細胞に遺伝子を導入することが重要であるが、遺伝子注入を行う際に有毛細胞自体の膨化が見られることもあり、細胞の脆弱性なども遺伝子導入が困難な一因として考えられる。1)有毛細胞の同定は可能であったが、解像度の面で改良すべき点があると思われた。原因としては現在のconfocal endo-microscopeのworking distanceが短いことが挙げられる。2)カチオンかポリマーを用いてのGFP遺伝子導入は、結果として293細胞にはGFPは導入されたが、内耳前庭組織への導入は困難であった。組織では細胞が単離されていないので、タイトジャンクションなどの細胞間結合が障害となって導入されない可能性が高いと思われた。1) confocal endo-microscopeの解像度を挙げるために、すでに脳内組織でされている至適条件を参考にして再度実験条件の至適化を行う。2)内耳有毛細胞でのイオンフォレーシス法を確立させ、薬剤により導入効率を増加させる。また、有毛細胞のみに吸収される薬剤と遺伝子を結合させて、有毛細胞に能動的に遺伝子を導入させる。分化した有毛細胞への遺伝子導入は非常に困難であったため、分化前の段階での遺伝子導入を予定している。ESや内耳前駆細胞などの段階で遺伝子導入を行い、それを有毛細胞へと分化させて導入遺伝子の機能について検討する。まず未分化細胞への遺伝子導入効率について検討する。その後、遺伝子導入した未分化細胞を有毛細胞へと分化させて導入遺伝子の機能的発現について検討する。2)内耳有毛細胞でのイオンフォレーシス法を確立させる。
天然鉱物のシナジー(共生効果)によるペプチド生成における触媒作用

本研究で明らかとなった、(1)鉱物種ごとに著しくペプチド生成が促進される条件が異なること、(2)蒸発乾固法の実験系にて、シリカを触媒に用いた場合、反応溶液のpHによりペプチド生成が大きく促進されたこと、また(3)水を加えず、相対湿度を制御し乾燥の程度を調整する実験にて、ヘクトライトとγ-アルミナでペプチドの生成が非常に促進された(I.γ-アルミナ:ジケトピペラジン0.73%、グリシルグリシン1.13%、トリグリシン0.50%、テトラグリシン0.18%、ペンタグリシン、ヘキサグリシン定量不可-検出、II.ヘクトライト:同2.92%、2.56%、2.09%、1.04%、1.13%、0.64%)。このメカニズムは、各鉱物表面はそれぞれ全く異なる触媒効果を有し、その違いは各鉱物の構造のみならず、組成の違いによることが明らかになった。(2)、(3)の手法からは、鉱物を触媒として長い直鎖のペプチド生成に寄与する環境条件を見出せた。ペプチド生成を阻害するメラノイジンが生成されやすいアルカリ環境では、直鎖のペプチドの生成が困難になる。しかし、メラノイジンが生成されにくい酸性環境では、鉱物の触媒効果が上回る結果が得られた。また、反応期間中に液体としての水の関与がない(3)の系では、メラノイジンが特に生成されやすい粘土鉱物の系やモンモリロナイトの系においても直鎖のペプチドを生成しやすいことが分かった。さらにこの(3)の系最も高い触媒効果が得られたヘクトライトの系ではXRDパターンから少量のカルサイト確認でき、これがシナジー(共生効果)となって同系でのペプチドの生成量に影響した可能性が認められ、粘土鉱物の系でも、7量体までのペプチドの生成が認められ、ペプチド生成総量も他の条件に比べ圧倒的に多い。これらの結果より、より多量のペプチドをごくシンプルな系で生成し、ひいては地球学的モデルを構築する足がかりとなる知見が得られた。今年度の研究の結果、モンモリロナイト、ヘクトライト、シリカ、γ-アルミナ、カオリナイト、ヘマタイト、ハイドロタルサイトを用いて繰り返し蒸発乾固法、および相対湿度を制御することによりペプチド生成実験を行うと、各鉱物でそれぞれ著しくペプチドの生成を促進する条件が異なることが明らかとなった。pHの影響を最も大きく受けたのはシリカであり、次いでヘクトライトであった。これらの鉱物の系ではpH23の酸性環境でペプチドの生成が促進され、シリカの系では7量体までのペプチドの生成が認められた。しかし、シリカをモンモリロナイトと混合した系ではシリカ単独の系ほどの促進は見られなかった。吸着能力の高いモンモリロナイトに優先的にグリシンが分配され、この条件下ではモンモリロナイトの触媒効果が低かったためと考えられる。また相対湿度を制御した実験ではヘクトライトとγ-アルミナでペプチドの生成が非常に促進された。それぞれの系で4、5量体までのペプチドの生成が認められた。これらの鉱物は表面の湿度が低くなるほど、強い酸性を示す固体酸としての性質を有しており、その働きがペプチドの生成を促したと考えられる。これらの結果は鉱物の触媒としての働きは単純に単一条件のみで比較することは出来ないこと、また条件次第で多くの種類の鉱物が有効な触媒になりうる可能性を明確に示しており、触媒としての鉱物利用の潜在性を高めることに大きく貢献したと言える。またいずれの結果も当初の目的通り非常にシンプルで簡便な手法により達成されていることも大きな成果である。
中緯度海洋前線－中層大気結合の可能性

中緯度海洋前線の影響が中層大気にまで影響を及ぼしているかどうか調査する為に、水平解像度60km、鉛直解像度300mで高度80kmまでをカバーする高解像度気候モデルを用いた実験を行った。重力波パラメタリゼーションは用いていない。現実的な海面水温分布及び海洋前線を平滑化した海面水温分布を下部境界条件として与えた実験をそれぞれ20年間を行った。成層圏・中間圏ジェットの内部変動に伴う年々変動が大きく、海洋前線の平滑化の有無の実験との間に統計的有意な結果は得られなかった。海洋前線の有無が中層大気大循環の変動に果たす役割は、高解像度モデルによる20年間の積分では非常に弱いという結論を得た。中緯度には海面水温の水平勾配が大きな海洋前線が存在している。海洋前線は海面近傍の傾圧性の維持及び大気の移動性擾乱の配置を決定し、深い対流を誘発することが知られている。一方、重力波による運動量輸送は、成層圏・中間圏(中層大気)の大規模な温度場・風景場の決定に重要である。移動性擾乱や積雲対流は重力波の主要な励起源である為、海洋前線の影響が重力波を介して遥か上空の中層大気まで影響を及ぼしている可能性が考えられる。本研究の目的は中緯度海洋前線ー中層大気結合という、海洋前線の新たな重要性を明らかにすることである。本年度に行った内容は以下のとおりである。様々な試行実験の結果、水平解像度はT213(水平解像度約60km)、地表から中間圏海面までを256層でカバーする気候モデルを、季節変化を取り入れた設定で積分することにした。モデルで陽に表現された重力波の役割を詳細に調べる為、重力波パラメタリゼーションは組み込んでいない。モデルの下部境界条件として高解像度(水平0.25度)全球海面水温データ(NOAA NCDC OISST version2 AVHRR)を与えた。現実的な地形及び海面水温分布を取り入れた標準実験、及び海洋の至る所に存在する中緯度海洋前線を平滑化した理想実験に着手した。初期的な結果として、両者で成層圏・中間圏の大規模東西風が異なる様子が見られた。今後、積分期間やアンサンブル数を増やし、詳細な解析を進める。中緯度には海面水温の水平勾配が大きな海洋前線が、海洋上の至る所に存在している。海洋前線が海面近傍の傾圧性の維持及び大気の移動性擾乱の配置を決定し、深い対流を誘発する事で、その影響が対流圏全層にまで及んでいる事が分かってきた。一方、重力波による運動量輸送は、成層圏・中間圏の大規模な温度場・風景場の決定に重要である。移動性擾乱や積雲対流は重力波の主要な励起源である為、海洋前線の影響が対流圏のみに留まらず、重力波を介して遥か上空の中層大気まで影響を及ぼしている可能性が考えられ、その可能性を調べることを目的としている。平成27年度に行った内容は以下のとおりである。水平解像度T213(約60km)、上部対流圏から中間圏まで鉛直解像度300mに設定した(鉛直256層)気候モデルを用いた。非定常重力波パラメタリゼーションは用いていない。現実的な海面水温分布と、海面水温の勾配を平滑化した2つの実験を行った。平成26年度の初期的な結果として、両者に違いが見られた。平成27年度はその有意性を確かめるためにアンサンブル数を増やし、積分期間を10年にした実験を行った。その結果、中層大気のジェットの年々変動が大きく、海洋前線の有無による影響を上回っており、10年程度の積分では有意な結果が得られないことが分かった。海洋前線が中層大気循環に与える影響の可能性を調べる事が本研究の主目的であるが、現時点での結果は、中層大気が持つ年々変動成分に比べて弱い可能性が高いことが分かった。結論を導くための更なる検証段階に入っており、おおむね順調に進展している。中緯度には海面水温の水平勾配が大きな海洋前線が様々な場所に存在している。海洋前線は、海面近傍の傾圧性の維持及び大気の移動性擾乱の配置を決定し、深い対流を誘発している。その結果、海洋前線の影響は対流圏全層にまで及んでいることが分かっている。このことから、海洋前線が重力波の発生を変調させると、その影響が中層大気まで影響を及ぼしている可能性も考えられる。本研究では水平解像度60km、鉛直解像度300mで高度80kmまでをカバーする高解像度気候モデルを用いて、海洋前線が中層大気に影響を与えるかどうかを調査した。重力波抵抗パラメタリゼーションは用いていない。昨年度までに現実的な海面水温分布と海洋前線を平滑化した海面水温分布を気候モデルの境界条件として与えた実験を行ってきた。統計的有意性を得るために、今年度は更なる長期積分を行い、上記モデルを20年間走らせた。その際、平滑化を施す緯度を変えた実験も行った。しかしながら成層圏・中間圏ジェットの年々変動は大きく、海洋前線の平滑化の有無の実験との間に統計的有意な結果が20年程度の積分では得られなかった。最低でも100年程度の積分が必要なことが考えられるが、本研究で用いた高解像度モデルで100年単位の数値計算を行うのは、現段階では非常に困難である。

本研究から、海洋前線の有無が、成層圏・中間圏大気大循環の変動に果たす役割は20年程度のシミュレーションで見た場合は非常に弱いという結論を得た。中緯度海洋前線の影響が中層大気にまで影響を及ぼしているかどうか調査する為に、水平解像度60km、鉛直解像度300mで高度80kmまでをカバーする高解像度気候モデルを用いた実験を行った。重力波パラメタリゼーションは用いていない。現実的な海面水温分布及び海洋前線を平滑化した海面水温分布を下部境界条件として与えた実験をそれぞれ20年間を行った。成層圏・中間圏ジェットの内部変動に伴う年々変動が大きく、海洋前線の平滑化の有無の実験との間に統計的有意な結果は得られなかった。海洋前線の有無が中層大気大循環の変動に果たす役割は、高解像度モデルによる20年間の積分では非常に弱いという結論を得た。本研究を行う上で必要となる気候モデルの構築、データ整備は終わり、初期実験による結果も得られた。来年度より本格的な実験・解析に着手できる状況であり、順調に進展している。交付申請書に記述した計画に沿って、中層大気循環場形成における海洋前線の重要性を調べる。中層大気の年々変動が海洋前線が与える影響より大きいことが分かったことを踏まえ、次に下部成層圏の重力波励起の定量的な差について調べることにする。中層大気交付申請書に沿って、海洋前線の有無による降水活動・ストームトラック・重力波励起、重力波に伴う平均風加速の変化を調べ、海洋前線が重力波を介して中層大気へ与える影響を調べ、確実に研究を進める。昨年度の未使用額を含めて、計画通り執行を進めたが、物品等が想定より安価で済んだため、未使用額が生じた。初年度は気候モデル構築、データ整備を行い、初期実験を行ったが、当初予定していた大規模データ記憶装置を購入する必要はなかった。大規模データ記憶装置等、必要設備の整備を行う。大規模データ記憶装置等、必要設備の整備を行うとともに、成果発表の為の旅費に充てる。
鞍点等式を用いたＢａｙｅｓ推測の新展開

尤度最大化とShannonエントロピー最大化は統計学における2つの基本的指導原理である.Bayes予測と熱力学と通底する数学的構造に着目し,これらの間に双対性というべき非常に面白い関係があることを明らかにした.ある損失関数の下ではShannonエントロピー最大化が最良の予測を導き,尤度最大化は最悪の予測を導く.一方,双対な損失関数の下では2つの原理の役割が全く逆となる.尤度最大化から最良の予測が,Shannonエントロピー最大化から最悪の予測が導かれる.今年度の最大の成果は,統計学における基本原理である対数尤度最大化およびShannonエントロピー最大化という2つの概念の間に双対性があることを明らかにしたことである.2つのKullback-Leiblerダイバージェンスであるe-ダイバージェンスおよびm-ダイバージェンスは互いに双対であると言われる.対数尤度最大化およびShannonエントロピー最大化の間の双対性はこのダイバージェンス間の双対性を通じて示される.この研究は,モデルが離散個の場合を議論した昨年度の研究を深化させ,離散個の場合を含む一般の場合を議論したものである.具体的には,モデル平均をBayes予測問題の枠組みで定式化することにより,次の2つの事実を得た.(1)まず,e-ダイバージェンス損失の下で考える.この損失の下でBayesリスク最小化は対数尤度最大化とは一致せず,対数尤度を適度に大きくすることによって実現される.望大項と望小項がバランスするという鞍点等式に着目することにより,この事実が明確に示された.また,Bayesリスクの最小問題は,最適解が共通という意味で,Shannonエントロピーの制約付き最大問題と等価であることが分かった.このとき,正準ウェイトと平均ウェイトという2つの概念を導入すると理論展開の見通しがよくなる.(2)一方,e-ダイバージェンス損失と双対なm-ダイバージェンス損失の下で考えると,上記と双対な結果が得られた.すなわち,Bayesリスク最小化はShannonエントロピー最大化とは一致せず,Shannonエントロピーを適度に大きくすることによって実現される.また,Bayesリスクの最小問題は,対数尤度の制約付き最大問題と等価であることが分かった.理論展開上,正準ウェイトとエントロピーウェイトという概念が自然に導入される.モデル選択の代替手段として近年,モデル平均が注目を集めている.本研究ではモデル平均をBayes予測問題の枠組みで研究した.(対数尤度比)=(リスク)または(Shannonエントロピーの差)=(リスク)のような等式に着目し,近似は用いない.その結果,対数尤度最大化およびShannonエントロピー最大化という統計学における2大基本原理の間に双対性があることを明らかにした.【平成25・26年度の研究成果】予測の良さを測る損失関数としてKullback-Leiblerダイバージェンスを採用する.このとき,予測分布から真の分布への「距離」と真の分布から予測分布への「距離」の2つの損失関数を考えることができる.前者はe-ダイバージェンス損失,後者はm-ダイバージェンス損失と呼ばれ,両社は双対であると言われる.2大原理の間の双対性はダイバージェンスの双対性を通じて以下のように示される.(1) e-ダイバージェンス損失の下では,Shannonエントロピーの制約付き最大化がBayesリスク最小化と等価であり,対数尤度最大化はあるクラスの中で最悪の予測を導く.(2) m-ダイバージェンス損失の下では,対数尤度の制約付き最大化がBayesリスク最小化と等価であり,Shannonエントロピー最大化はあるクラスの中で最悪の予測を導く.【平成27年度の研究成果】最初の2年間の研究を深化させ,α-ダイバージェンス損失の場合を研究した.α=1の場合がe-ダイバージェンス,α=-1の場合がm-ダイバージェンスである.αの値を1から-1まで変化させることにより,Bayesリスク最小化と等価な最大化原理がどのように変化していくを明らかにした.日本学術振興会が主催している第8回日仏先端科学シンポジウムで"Duality betweenlikelihood maximization and Shannonentropy maximization"というタイトルで研究発表を行った.尤度最大化とShannonエントロピー最大化は統計学における2つの基本的指導原理である.Bayes予測と熱力学と通底する数学的構造に着目し,これらの間に双対性というべき非常に面白い関係があることを明らかにした.ある損失関数の下ではShannonエントロピー最大化が最良の予測を導き,尤度最大化は最悪の予測を導く.一方,双対な損失関数の下では2つの原理の役割が全く逆となる.尤度最大化から最良の予測が,Shannonエントロピー最大化から最悪の予測が導かれる.近年,モデル選択の代替手段としてモデルアベレージングが注目を集めている.複数のモデルを平均することで,複数のモデルから1つを選択することによる推測の不安定性を回避できるからである.本年度の研究では,モデルアベレージングをBayes予測問題の枠組みで定式化することにより,統計学における基本概念である対数尤度やシャノン・エントロピーの間に双対性があることを明らかにした.まず,e-ダイバージェンス損失の下で考える.

この損失の下でBayesリスク最小化は対数尤度最大化とは一致せず,対数尤度を適度に大きくすることによって実現される.望大項と望小項がバランスするという鞍点等式に着目することにより,この事実が明確に示された.また,ルジャンドル変換を用いてBayesリスク最小化を等価な問題に書き換えると,最適解はシャノン・エントロピー最大化によって得られることが分かった.一方,e-ダイバージェンス損失と双対なm-ダイバージェンス損失の下で考えると,上記と双対な結果が得られた.すなわち,Bayesリスク最小化はシャノン・エントロピー最大化と一致せず,シャノン・エントロピーの適度に大きくすることによって実現される.また,ルジャンドル変換を使ってBayesリスク最小化を等価な問題に書き換えると,対数尤度最大化によって最適解が得られる.対数尤度とシャノン・エントロピーの間の双対性が双対なカルバック・ライブラー・ダイバージェンス(e-およびm-ダイバージェンス)を通じて明らかとなった.統計学における基本原理である対数尤度最大化とShannonエントロピー最大化の間に双対性を見出すことができた.これは理論的に大変重要な成果と考えている.特殊ケースについては論文が採択され,一般型の論文を現在執筆中である.対数尤度とシャノンエントロピーは統計学における基本概念であり,「研究実績の概要」に述べたとおり,この2つの間に双対性が見出された.これは理論的に大変重要な成果と考えている.また,鞍点等式という等式に着目することにより,Bayes推測に内在する解析的性質が明らかになった.これは研究の目的の1つである.平成23・24年度の研究を次の2つの意味で更に深化させ国際研究集会で発表し,論文を提出する.(1) AIC, BICおよびMDLなどの情報量基準との関連を論じる.概要で述べた枠組みで統一的な議論が可能と予想している.(2)これまではe-ダイバージェンス損失とm-ダイバージェンス損失を取り扱ったが,これを一般化してα-ダイバージェンス損失で議論する.これについては既に面白い結果を得ている.平成23年度に行った研究を2つの方向に拡張したい.(1)平成23年度は複数のモデルが離散的な場合を取り扱ったが,平成24年度は連続的に変化する複数のモデルを取り扱いたいと考えている.既に研究を進めており,面白い結果も得られている.(2)平成23年度はe-ダイバージェンス損失とm-ダイバージェンス損失を取り扱ったが,これを一般化してα-ダイバージェンス損失で議論したいと考えている.e-ダイバージェンス損失に基づく推測ではデータ重視,m-ダイバージェンス損失に基づく推測ではモデル重視という結果が出ている.α-ダイバージェンス損失ではデータとモデルの両方を勘案したロバストな推測ができると予想している.旅費:研究成果を国際研究集会(2回)および国内研究集会(3回)で発表し,研究成果を論文として投稿する(2本).研究打ち合わせは,柳本教授と2回を予定している.設備備品:ノートPC(Panasonic)を購入する.関数解析や数理物理学との関連が見えてきているので,関連分野の専門書を購入する.旅費:研究打ち合わせは,柳本教授と2回,Dunn准教授と1回を予定している.研究成果を国内(2回)および国際研究集会(1回)で発表し,研究成果を論文として投稿する(2本程度).設備備品:デスクトップPC(Apple Mac)を購入する.
共進化理論による群集構造の可塑性と多種共存機構の研究

捕食者の餌選好、被食者の天敵回避努力を例に、表現型の適応的変化、進化的変化を記述する数理模型を提唱した。その結果、以下のことが明らかになった。(1)被食者がすべての天敵に有効な回避行動を持つ場合、食物網の構造は単純になることが予測される。それに対して、被食者が各天敵に別々の回避行動をとる場合、食物網の構造は複雑になると予想される。この理論的結果は、京都大学の堀道雄教授がTanganyika湖で見いだした鱗食魚の例を説明する。すなわち、複数種の鱗食魚は異なる方法で被食者を襲い、他の捕食者に比べて多くの被食種を共有している。(2)捕食者が別種の被食者を別々に探す場合、食物網の構造は簡単になる。この場合、2種の被食者は捕食者を通じて双利関係(相手が増えると自分が安全になる)にある。これをapparent mutualismと名付けた。(3)非対称競争の関係にある2種の生物の場合、適応進化は必ずしもその種自身の存続の機会を増やすわけではなく、自ら絶滅の危険を招くように進化する恐れがある。多種多様な生態系ほど安定であるというElton (1958)の「多様性=安定性」仮説を理論的に導出するため、捕食者は捕まえやすく量の多い被食者を利用し、被食者は捕食圧に応じて防御するという適応的な可塑性を考慮した数理模型を開発し、その上でできあがる食物網の構造と安定性を解析した。そのために個体数の変化と共に群集構造の時間変化を記述する動態模型を開発した。個体数と行動の連立微分方程式の解として記述できる共進化的に安定な群集構造の一般的性質を分析した。多種系(個体数、餌選択性、防御努力)の状態変化を記述する微分方程式系の計算機プログラムを開発し、個人用計算機に接続して計算機実験を行った。行動形質の時間変化を記述する数理模型は、変数がひじょうに多く(種数の2乗に比例する)、複雑なトレードオフ条件(ある餌に関心を示す捕食者は別の餌は見逃す)の制約のもとに解く必要がある。3つ以上の形質に制約がある場合の進化的な安定状態やそれに至る時間変化の数理模型を開発した。まずは簡単な制約条件(線型のトレードオフ、防御の損失がないなど)で力学系の性質を調べながら徐々に非線型のトレードオフなどを考慮した複雑な数理模型へと発展させた。さまざまな実際の群集での食物網グラフの観測値を計算機に入力し、その一般的性質を調査した。今まで議論されている種数と捕食関係の数の関係、食物連鎖の長さなどの統計観測値と、上記の計算機実験で得られた結果を比較することを試みた。その結果、模型は本質的な側面について新しい展望を与えることが明らかになった。それに対して、被食者が各天敵に別々の回避行動をとる場合、食物網の構造は複雑になると予測される。
β3アドレナリン受容体は敗血症の心筋代謝障害及び予後を改善する治療標的となるか?

8-10週のC57BL/6の雄マウスにリポポリサッカロイド(LPS) 10ng/kgを腹腔内注射し、6時間ごとに心エコーで心機能評価を行ったところ、LPS投与6-12時間後で心機能が最小となり、24時間後に投与前までに改善した。また、LPS投与3時間後に生理食塩水の腹腔内投与(NS群)、特異的β3AR刺激薬であるCL316243 1mg/kgの腹腔内投与(CL群)、特異的β3AR遮断薬であるSR59230A 1mg/kgの腹腔内投与(SR群)を行い、LPSの代わりに生理食塩水のみを腹腔内投与した無介入群(CT群)の4群で比較した。NS群と比較し、SR群では明らかに心機能は低下しており、一方、SR群では心機能は低下せずCT群と有意差を認めなかった。各群10匹ずつの24時間生存率では、NS群60%、SR群100%、CL群20%、48時間生存率はNS群40%、CL群20%、SR群10%と明らかな有意差を認めた。次にLPS投与12時間後に心臓を摘出し、β3ARの発現を確認したところ、PCR、ウェスタンブロット法においてNS、CL、SR群で明らかにβ3ARの発現が上昇していた。また、ルシフェラーゼ発光法で各群のATP解析を測定したところ、CT群と比較し、NS群、CL群は有意に低下していたが、SR群では高く保たれており有意差を認めなかった。次に、心筋脂肪酸代謝に必要なCD36、CPT1をPCR法で確認すると、NS群、CL群で低下しており、SR群で高く保たれていた。また、糖代謝に必要なGLUT4についても同様の結果が得られた。すなわち、SR群では脂質代謝、糖代謝とも保たれている事が確認できた。2018年度は、LPSによる敗血症性心筋症モデルの作成、β3アドレナリン受容体刺激・遮断薬の量の決定、LPS投与後の心機能の変化、心筋代謝の変化を解明することである。これらついては、おおよその通り進行できている。敗血症性心筋症の原因の一つにミトコンドリア機能障害があげられる。今後は、このミトコンドリア機能について解明していく。PCR法において、ミトコンドリア機能を示すPGC1α、ERRαなどの遺伝子発現を確認する。また、COX-1染色などの免疫染色や電子顕微鏡を用いて、ミトコンドリアについての機能、形態的変化を観察する。また、敗血症性心筋症の心筋代謝をさらに解明するため、エネルギー代謝遺伝子についてのメタボローム解析を行う。
ミニマリスト・プログラムにおける経済性の条件の研究

静的な認知体系としての文法理論においても操作上・計算上の複雑さが問題となるという立場を採るならば、経済性の条件は局所的でなければならない。これまでに提案されてきている経済性の条件を局所的、派生的、大域的の三つに分類した時、最も問題となるのは、大域的な経済性条件を用いて説明されていた現象をどのようにして局所的に再解釈していくかである。また、経済性の条件が収束派生のみに適用されるとする限り、常に先見性としての非局所性が問題となり、その代表が先延ばしの原理であった。局所性を維持するための、これに対する手立てのひとつが、可視的移動を強制する強素性の設定であった。しかし、強素性自体ミニマリスト・プログラムの基本精神に反するものである。最近の動きとして拡大投射素性に特別な地位を与えるなどのいくつかの想定を施した上で、強素性、先延ばしの原理の両方を除去しようという試みがあるが、前提となる想定がどの程度極小主義の精神に合致するものか疑わしいという意味において、この問題は依然として十分な解決を得たとは言い難い。今後の問題として特に緊急の考察が必要とされるものとしては、多重書き出しの現実性、一致/併合の体系、位相の概念の操作性などが挙げられよう。また、中・長期的には、インターフェイス・レベルにおいて課される判読条件の解明があり、さらに、方法論的には、対象となる言語現象を極度に限定している点をどう考えるかもやはり問題となろう。先ず、連鎖連結の等質性(uniformity)をtheta関係とL関係に拠って定義する。そして、経済性の原理として、「結果が同じであるならば、余計なことはしてはならない」という原理を設定する。これらから、(1)、(3)では最小連結条件(MLC)を破る移動の適用は許されないが、(2)では許されるということが自動的に導かれ、それぞれの文法性が説明される、と論じた。“Economy and Minimality"では、先ず、経済性の概念を、科学哲学レベルにおける一般的な経済性と、個別科学としての言語学特有の経済性の概念・原理の二つに分け、特に実在論の立場から、それぞれを区別することが重要であることを論じた。次に、経済性の原理に関する局所性(locality)と大域性(globality)の概念を厳密に定義した。そして、これまでに提案されている大域的経済性条件の一つについてそれに替わる局所的経済性条件を提案し、また、引用文倒置構文(quotative inversion)や場所句倒置構文(locative inversion)に関する局所的経済性条件支持の議論の不備を指摘した。さらに、経済性条件の大域性の意味、計算上の複雑さ(computational complexity)、及び、局所性について総合的な考察を加え、今後の可能性について示唆を行なった。

今後の問題として特に緊急の考察が必要とされるものとしては、多重書き出しの現実性、一致/併合の体系、位相の概念の操作性などが挙げられよう。また、中・長期的には、インターフェイス・レベルにおいて課される判読条件の解明があり、さらに、方法論的には、対象となる言語現象を極度に限定している点をどう考えるかもやはり問題となろう。