hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
戦略的提携形成と不完備情報の交渉ゲーム理論

本研究の目的は、提携外部性が存在する状況で、効率的な交渉結果を実現するための条件や提携形成の戦略的側面を交渉ゲーム理論の新しい分析手法によって解明することである。さらに、不完備情報下の交渉問題のための非協力・協力ゲームの解概念の提示と制度設計の可能性を検討する。以下の研究成果を得た。(1)戦略的提携形成と非協力交渉ゲームモデルの構築と分析:分割関数形ゲームの下での非協力交渉ゲームモデルを構築し、ナッシュ均衡解、ナッシュ交渉解、およびコアの関係を分析。さらに、応用問題として自由貿易協定を考察。(2)不完備情報の交渉問題でのナッシュ交渉解の提示。(3)非対称情報下での制度設計、提携形成。提携・グループを形成することによる交渉上の対立を考慮した提携交渉非協力ゲームの交渉結果は、交渉結果がプレイヤーによる提携形成によって拒否されてしまうことがないという協力ゲーム理論のコアと密接な関係を持つことが知られている。今年度は、不完備情報の提携交渉ゲーム理論の分析の前段階として、不完備情報のコアの概念を用いた分析を行った。まず、各プレイヤーがある政治力、または、武力を所有していて、プレイヤーが提携を結ぶことで他のプレイヤーより大きな政治力をもつことができれば、弱いプレイヤーのもつ富をすべて自由に処分できることになる「政治ゲーム」を考察した。この状況は富の収奪戦争とも対応する。論文「political stability under asymmetric information of powers」において、プレイヤーの提携形成によって富の収奪が行われることがないようなコアの意味で安定的な富の分配状態を明らかにした。また、プレイヤー間での非対称情報の存在が安定的な富の分配にどのような影響を与えるかも見た。情報の非対称性、いわゆる、不完備情報のコアを用いた応用研究はほとんどなく、この研究は新しい応用例を示したものとして意義がある。次に、安定的なコア配分、および、コア配分を実現するメカニズムについて明確な結論が得られているシャープレイ・スカーフの住宅市場についての考察を行った。既存研究では、プレイヤーの私的情報は、プレイヤーの住宅についての選好だけが考慮されていたが、そこに、交渉ゲーム理論ではよく考察される財の品質を導入した。そのことで、コア配分がもつ効率性や個人合理性を満たすもので、かつ、事後的な意味での正直な情報表明を引き出すメカニズムは、まったく存在しないか、住宅の交換をまったく許さないものしか存在しないことを示した。この成果は、研究集会SWETにて報告された。不完備情報での非協力交渉ゲーム理論についても、不完備情報のナッシュ交渉解と非協力交渉ゲームを考察した研究については、国内外の研究者に内容を報告し、数多くのコメントをうけ、現在、改訂を行っており、さらに、政治力についての不確実性が存在する下での政治的安定性と提携形成の関係を考察した研究もPolitical stability under asymmetric information of powersとしてまとまりつつある。非対称情報、不完備情報での非協力交渉ゲーム理論の研究およびそれに対応する協力ゲームの解概念であるナッシュ交渉解とコアの研究を中心に行う。不完備情報下でのナッシュ交渉解を実現する非協力交渉ゲームについては定常完全ベイジアン均衡点の存在の一意性が現在解決課題となっている。まずはその問題に取り組む。さらに、その研究の一部を構成している情報を持った計画者によるメカニズムデザイン(制度設計)の問題も同時に検討する。具体的には、公共プロジェクトの費用負担メカニズムの問題として考察を行う。また、より現実的な非対称情報での交渉ゲーム理論の研究として、中古車や住宅、土地などの財の品質についての非対称情報が存在する市場での情報の伝達や流出と交渉戦略の関係を考察するモデルの構築も行う。具体的には、Econometrica誌に掲載されたHorner and Vieille (2009)やDaley and Green (2012)の非協力交渉ゲームのモデルを出発点として新たな貢献を探るかたちで研究をすすめる。不完備情報での協力ゲームの解概念であるコアを用いた研究としては、政治的安定性を考察する研究とシャプレイ・スカーフの住宅市場の配分メカニズムを考える研究をすすめたい。住宅市場の考察についてはex postimplementationの観点からいくつかの結果を既に得ることができているので、コアという安定性の観点からも考察を進める予定である。上記のどの研究も既に既存の研究の検討と未解決部分の検討は終えているので、新たなモデルを構築し、分析を行い、論文として成果をまとめ、国内外の研究者との議論を重ねながら、内容の改善に努めていきたいと考えている。非対称情報、不完備情報の交渉問題に取り組むために習得した集合論、数理論理学、確率論、確率過程論の知識を用いて、情報の共有が提携形成のプロセスに与える影響や売り手と買い手の間に財の品質などについての情報の非対称性がある場合の価格交渉問題についての研究を進展させたい。

情報の経済学として発展してきたシグナリング、チープトーク、情報学習についての1970年代以来の研究蓄積を非協力交渉ゲーム理論との観点から整理し、新たな貢献の方向性を探る。さらに、研究成果について国内外の研究者と議論をする機会を設けることで、研究成果、論文の内容改善に努めたい。8月上旬に北海道(小樽商科大学、北海道大学、釧路公立大学)で国内外の経済学研究者による研究集会SWETに参加し、研究成果を報告し、不完備情報と戦略的提携形成の非協力交渉ゲーム理論について議論をしたい。また、8月下旬にスウェーデンのイエテボリで開催されるエコノメトリック・ソサイエティのヨーロピアン・ミーティングでの報告が許可されたので、学会に参加するための滞在費と旅費に研究費を用いる予定である。また、上記の学会の前後にヨーロッパのゲーム理論の研究者が所属する大学に短期間滞在し、議論や意見交換を行いたい。また、国内の研究者からも専門知識の提供や意見交換を行う機会を設け、研究の発展に努めたい。現在、いくつかの研究が投稿中、または、投稿予定であるので、それらの論文の英語表現の改善のために専門業者に依頼し、英文校正を行う。さらに、論文投稿にあたって投稿料が必要となる雑誌への投稿も検討している。また、学術雑誌への掲載が決定した場合には、出版社から抜き刷りを購入し、国内外の研究者に配布する予定である。さらに、国内外の研究者に研究成果を公開するためのホームページの作成にも研究費を使用する予定である。7月にトルコ、イスタンブールで開催されるゲーム理論学会の世界大会(Games2012)での報告が許可されたので、その前後に、ヨーロッパの研究者を訪ね、議論をする機会を設けたい。また、日本国内の学会や研究会でも報告を行いたい。また、投稿論文の英語表現の改善のために専門業者に依頼し、英文校正を行う。さらに、重複する研究がないかを調べるために、関連するゲーム理論・経済理論関係の論文の購読も行う。
小児期における睡眠不足が将来の性機能に及ぼす影響の薬理学的解明

慢性的時差ボケ(CJL)処理による睡眠障害モデルラットを作成し、性機能への影響を検討した。通常、ラットは12時間毎の明暗サイクル下で飼育されるが、明暗サイクルを2日毎に8時間前進させる処理を行う慢性的時差ボケ(CJL)処理を行った。CJL処理の1週後ではICP/MAPが0.81±0.12であり、変化は見られなかった。また、2週後では0.73±0.12であり変化しなかったが、4週後では0.35±0.05と有意な低下が観察された。CJL処理4週後のラットの陰茎海綿体を用いてeNOSおよびリン酸化eNOSの発現をウエスタンブロッティング法により検討したところ、CJL処理群で有意な低下が観察された。本研究では慢性的時差ボケ(CJL)処理による睡眠障害モデルラットを作成し、「睡眠障害が性機能へ及ぼす急性期の影響」および「小児期における睡眠障害が将来の性機能へ及ぼす影響」の2つの視点から、性ホルモン等の内分泌系の関与にも着目して評価することを目的とした。通常、ラットは12時間毎の明暗サイクル下で飼育されるが、本研究では明暗サイクルを2日毎に8時間前進させる処理を行う慢性的時差ボケ(CJL)処理を行い、睡眠障害モデル動物を作成した。本研究では、4週齢の雄性Wistar/STラットを用い、通常の12時間毎の明暗サイクル下で飼育するControl群とCJL処理下で飼育するCJL群を作成し、1,2,4週間を研究期間とした。各観察期間終了時点において海綿体内圧(ICP)測定を行い、ICP/MAPを用いて勃起機能を評価した。さらに、小児期における睡眠障害が将来の性機能へ及ぼす影響を調べるため、4週間CJL処理を行い、その後4週間は12時間毎の通常の明暗サイクル下で飼育したところ、ICP/MAPは0.47±0.05と改善が見られなかった。しかし、通常の明暗サイクルを8週間行ったところ、ICP/MAPが0.81±0.02と有意な改善が観察された。今後は薬理学的評価、組織学的評価、分子生物学的評価、および生化学的評価を行い、CJL処理により勃起機能低下が引き起こされたメカニズムを明らかにする。ラットを用いた機能評価の結果より、慢性的時差ボケ(CJL)処理を行うと2週目までは変化が見られなかったが、4週後に勃起機能の低下が観察された。さらにCJL処理後に通常の明暗サイクルに戻し、低下した勃起機能の回復可能性を検討した。すると4週間の通常の明暗サイクルでは改善しなかったが、8週間では改善が見られた。計画当初は4週間の通常の明暗サイクルでも改善があると予想していたが、改善しなかったため、さらに8週間に延長した群を作成し、検討したところ改善することが明らかとなった。小児ラットでは組織量が少ないため、性成熟後のラットでも同様にCJL処理を行ったところ、4週間後にはICP/MAPが0.42±0.03とControl群に比べて有意に低下し、勃起機能低下が観察された。男性ホルモン量はCJL群でも変化が見られなかった。また、摘出組織を用いてPCR法を行ったところ、海綿体平滑筋の収縮に関与するRho kinase-1(ROCK-1)のmRNA発現量が有意に増加した。一方、ウエスタンブロッティング法によりタンパク量を測定したところ、ROCK-1の発現量が減少傾向が見られた。一酸化窒素合成酵素(NOS)の発現量なども大きな変化が見られなかった。今回、機序の解明には至らなかったが、引き続き、勃起障害発症機序の解明が必要であると考える。

また、2週後では0.73±0.12であり変化しなかったが、4週後では0.35±0.05と有意な低下が観察された。CJL処理4週後のラットの陰茎海綿体を用いてeNOSおよびリン酸化eNOSの発現をウエスタンブロッティング法により検討したところ、CJL処理群で有意な低下が観察された。今後は薬理学的評価、組織学的評価、分子生物学的評価、および生化学的評価を行い、慢性的時差ボケ(CJL)処理により勃起機能低下が引き起こされたメカニズムを明らかにする。アンドロロジー
薄膜アクチュエータ用磁性材料の特性制御に関する研究

1.新規薄膜アクチュエータ用磁性材料の検討;溶質原子を過飽和に固溶させられるイオンプレーティング法によって投入された過剰エネルギーにより過飽和固溶体合金を作製することができた。イオンプレーティング法を用いることで,従来の方法では作製困難な新規薄膜アクチュエータ材料創製の可能性を見出した。2.薄膜アクチュエータ用磁性材料の特性制御;薄膜特性に大きく影響を及ぼす、薄膜の内部応力に及ぼすイオン衝撃の影響についてイオン衝撃パラメータPiを用いて評価した。ピーニング効果に基づくイオン衝撃パラメータPiを用いて真応力を制御し,成膜時に発生する薄膜の内部応力を制御出来るのではないかと考えられる本研究計画は磁歪材料を中心とした薄膜アクチュエータ用材料の特性に及ぼす高エネルギー粒子衝撃の効果を明らかにすることにより、マイクロアクチュエータやセンサデバイスに最適化された薄膜用磁性材料を創り出そうというものであり、"1.新規薄膜アクチュエータ用磁性材料の検討"と"2.薄膜アクチュエータ用磁性材料の特性制御"に関する研究を行っている。H25年度においては、"1.新規薄膜アクチュエータ用磁性材料の検討"に関しては、現有する二元蒸着式イオンプレーティング装置を用いて非混和系であるFe-In系の薄膜を作製しその際にラングミュアプローブとファラデーカップにより成膜中のプラズマ分析を行った。その結果より求めた蒸着粒子の持つ過剰エネルギーはプラズマを用いない場合に比べ1桁以上高い過剰エネルギーを有し、これが非混和系であるFe-In系においてFe中にInが5 at%以上の溶解度を示す理由であることを明らかにした。"2.薄膜アクチュエータ用磁性材料の特性制御"においては本研究計画において申請した高速高電圧出力アンプを用いてラングミュアプローブ測定を行うことによりKr,XeのようなArと異なるスパッタガスにおいてもPiが同じ場合、作製された磁歪薄膜の内部応力が同じになることを明らかにした。さらにNi2MnGa系磁気形状記憶材料薄膜の作製を試み、この系においてもPiが作製された薄膜の内部応力に制御に適応可能であるが、一部熱応力の影響もあることを明らかにした。以上の成果に関しては第25回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム(SEAD25)、や日本金属学会秋期講演大会等の国内学会において研究成果の発表を行った。さらに2013 MRS Spring Meeting & Exhibit等の国際集会において発表を行い、日本金属学会誌などの学術誌で公表した。ピーニング効果に基づくイオン衝撃パラメータPiを用いて真応力を制御し,成膜時に発生する薄膜の内部応力を制御出来るのではないかと考えられる本研究計画は磁性材料を中心とした薄膜アクチュエータ用材料の特性におよぼす高エネルギー粒子衝撃の効果を明らかにすることにより、マイクロアクチュエータやセンサデバイスに最適化された薄膜用磁性材料を創り出そうというものである。H24年度においては、成膜時にイオン衝撃による大きな過剰エネルギーを投入することにより、新規の薄膜アクチュエータ用磁性材料創製の可能性を探ることを研究目的としている“1.新規薄膜アクチュエータ用磁性材料の検討"、および入射粒子の種類と粒子の持つ運動量の大きさを用いたイオン衝撃パラメータPiを用いて、内部応力を変化させ、薄膜アクチュエータ用磁性材料の特性制御を行う手法を確立することを研究目的としている“2.薄膜アクチュエータ用磁性材料の特性制御"、に関する研究を行った。新規薄膜アクチュエータ用磁性材料の検討に関しては、現有する二元蒸着式イオンプレーティング装置および現有する片持ち梁変位測定装置改造することにより、低磁場での磁歪特性を中心に評価した。その際に得られた知見より、蒸着粒子の持つ過剰エネルギーと磁歪特性の関係を明らかにし、Fe系固溶合金薄膜アクチュエータの特性制御法について検討した。薄膜アクチュエータ用磁性材料の特性制御に関しては本研究計画において申請したAE社製1 kW DCスパッタ電源と、現有するDCマグネトロンスパッタ装置を用いてイオン衝撃パラメータPiと成膜後の薄膜に生じる内部応力の関係が磁歪材料のみではなく、他の金属材料でも成立するかを検証した。それらの成果については、日本金属学会誌はじめ学術誌や論文集等に公表した。また、電磁力関連のダイナミクスシンポジウム、日本金属学会講演大会等の国内学会において発表を行った。さらに、ACTUATOR2012およびISPLASMA2013の国際会議において発表を行った。本研究計画は磁歪材料を中心とした薄膜アクチュエータ用材料の特性に及ぼす高エネルギー粒子衝撃の効果を明らかにすることにより、マイクロアクチュエータやセンサデバイスに最適化された薄膜用磁性材料を創り出そうというものである。H26年度においては、"1.新規薄膜アクチュエータ用磁性材料の検討

"に関しては、固溶度を持つFe-Ga系と非混和系であるFe-In系の薄膜を作製し、その際に前年度までのラングミュアプローブ、ファラデーカップを用いた測定系にマルチグリッド型静電アナライザー(MGA)を加えることにより、成膜中のプラズマ分析を行った。その結果プラズマ中における蒸着粒子の持つ高い過剰エネルギーにより、Fe-Ga系、Fe-In系いずれにおいてもFeのBCC構造を持つ過飽和固溶体薄膜を形成することを明らかにした。また、過剰エネルギーを増加させるに従い、溶解度限が大きくなることを明らかにした。"2.薄膜アクチュエータ用磁性材料の特性制御"においては、従来のラングミュアプローブ測定に前述のMGAによるスパッタガスイオンのエネルギー測定を加えることにより、ラングミュアプローブによるシース領域での加速エネルギーに加え、陽光柱内でのスパッタガスイオンの熱運動によるエネルギーの測定が行えるようになり、イオン衝撃パラメータPiの値をより正確に求めることができた。その結果、成膜中のイオン衝撃を精密に制御でき、作製された磁歪薄膜の内部応力の制御を熱応力と分離して制御できることを明らかにした。以上の成果に関しては第26回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム(SEAD25)、や日本金属学会秋期講演大会等の国内学会において研究成果の発表を行った。さらにACTUATOR2014やCMSE 2014等の国際集会において発表を行い、日本金属学会誌やMaterials Transactionsなどの学術誌で公表した。薄膜工学材料科学スマート材料新規薄膜アクチュエータ用磁性材料の検討に関しては、非混和なFe-In系において成膜中のプラズマ計測により求めたプラズマ中の蒸着粒子の持つ過剰エネルギーの増加が、溶質であるInの溶解度の増加に寄与することを明らかにした。薄膜アクチュエータ用磁性材料の特性制御に関しては、スパッタ法によるNi薄膜の成膜において単位蒸着粒子あたりに入射するスパッタガスイオンの運動量に基づき求めたイオン衝撃パラメータPiと、成膜後の薄膜に生じる内部応力の関係が、一般に用いられるArのみではなく、KrやXeにおいても成立することを明らかにし、薄膜特性の制御法として有効であることを明らかにした。それらの成果については、日本金属学会誌等に2報の学術論文および5報の論文集の論文を公表した。また、電磁力関連のダイナミクスシンポジウムで2件や日本金属学会講演大会秋季大会等において3件、計5件の国内学会の発表を行った。さらに、さらに2013 MRS Spring Meeting & Exhibitにおいて1件、MJIIT-JUC Joint International Symposium2013 (MJJIS2013)において3件、計4件の国際集会における発表を行った。以上からおおむね順調に進展していると考えている。新規薄膜アクチュエータ用磁性材料の検討に関しては、蒸着粒子の持つ過剰エネルギーを大きくすることにより溶解度が増加することを明らかにし、新規のFe系固溶合金薄膜アクチュエータ可能性を見出した。薄膜アクチュエータ用磁性材料の特性制御に関しては本研究計画において申請したAE社製1 kW DCスパッタ
環境負荷低減、省エネを実現させる自動車用のワイヤハーネスと高たわみばねの開発

自動車用ワイヤハーネス電線は引抜きにより製造され、軽量でかつ線材の高強度のみではなく高延性、高疲労曲げ特性が要求される。一方向に引抜かれる通常引抜きでも高強度となるが、線材の伸び特性はよくない。交互引抜きと通常の一方向引抜きの2つの加工法で99.7%まで断面を縮小し、材料試験を行った。また、FEMによる応力・ひずみ解析およびEBSDによる決勝解析も行った。アルミニウム線材の交互引抜きした線材は良好な機械的性質を持ち、160MPaの引っ張り強さと破断ひずみは0.02を越える。アルミニウム引抜き線材は自動車用ワイヤハーネスとして十分利用できることを明らかにすることができた。本研究では2つの課題があり、それぞれの研究実績を下記に示す。1)ワイヤハーネス材料の銅からアルミへの材料代替実用化にとって最も大切なものは、ワイヤハーネス用線材である伸線材の延性向上である。線材の延性向上に有利である交互伸線を提案し、アルミニウム線を伸線した。具体的には直径10mmの素線から直径0.2mmのワイヤハーネス用線材に伸線した。ダイスは通常の超硬コニカルダイスを使用し、ダイス半角を6°、断面減少率は20%で実験を行った。新しい加工法の「交互伸線」で得られた伸線材と通常の加工法による伸線材とを用意し、ワイヤハーネス用線材として必要な機械的性質等を検討した。提案した交互伸線加工法では高強度でかつ延性の高い線材が得られること明らかにした。また、FEMシミュレーションによる塑性力学的な考察も行った。2)異形断面を持つ線材を利用した軽量・高強度・高たわみばねの開発高強度でかつ高たわみがとれるばねの開発により、エンジンの縮小化や自動車重量の軽量化を達成することができる。通常ばね用線材として使用される丸線を異形線に置き換えできるか検討した。研究ではばね鋼(SUP12)を用い、異形の伸線を行い、要求される寸法精度が得られるか調べた。2パスの伸線により、エンジン用弁ばね用線材が製造できることを明らかにした。得られた異形線を鶴巻きばねにも加工することも可能であった。本研究では、環境負荷低減、省エネルギーを実現させるため、主として自動車部品に使用される高強度・高延性線材の製造技術の確立と高たわみばねの開発研究を行っている。これらが達成できれば、製品の小型化・軽量化が図られ、環境や省エネルギーの問題が解決できる。研究初年度の平成26年度は、車のワイヤーハーネス材料として銅線からアルミニウム線への材料代替えが可能であるかを検討した。新しい加工法である交互伸線を提案し、高強度を保ちつつ高延性を持つアルミニウム線材が得られることを明らかにした。平成27年度は、開発した交互伸線により、市場が求める高強度でかつ高延性の高炭素鋼線とばね鋼線の製造が可能であるか検討した。前年度行った銅線の伸線と同様に高強度であつ高延性の鋼線材を製造することができた。また、得られた線材をばねにしてそのばね特性や金属学的考察としてEBSDを用いた金属結晶方位解析も行った。これらにより、交互伸線による延性付与の理由などを明らかにすることができた。鋼線の異形引抜き研究も継続し、少ない加工工程で寸法精度の高い線材を製造する工程を明らかにした。これには実験のほか有限要素解析も実施し、実験結果とも比較しながら工具のダイス設計の指針を見出した。得られた高炭素鋼、ばね鋼の異形引抜き線を用いてばね巻き加工も行い寿命試験を行った。これらの試験により、高たわみがとれる自動車エンジン用弁ばねの製造が可能であることを明らかにした。交互伸線の実験にもなれたことと大学が金属結晶方位試験機(EBSD)を購入したため、計画以上の進展が見られた。1自動車用ワイヤハーネス材料の銅からアルミニウムの材料代替技術現在自動車用ワイヤハーネスの材料は主として銅であるが、軽量のアルミニウムへの材料代替技術が環境負荷低減のため期待されている。交互伸線加工という新しい加工法を提案し、自動車用ワイヤハーネス用の高強度かつ高延性アルミニウム伸線材を得ることができた。この成果を基に一部であるが銅からアルミニウムの材料代替の試行が行われれている。伸線材の延性が改善する要因は、通常伸線材では線材の表層、中央部とも結晶方位がほとんど<111>となる繊維組織であるが、提案した交互伸線では結晶方位が<111>と<100>が存在することになる。この結晶方位が延性に影響していることを明らかにした。2高強度・高延性の伸線材の製造技術高炭素鋼線材において、加工硬化により3500MPa以上の高強度は得られるものの延性不足、耐疲労特性がよくないなどの欠点があった。交互伸線により総断面減少率を90%以上加工すると延性が改善できることを引張り試験、ねじり試験、曲げ試験から明らかにした。また高加工された高炭素鋼線においてデラミネーションという脆性破壊の発生が大きな問題となっているが、交互伸線によりこの欠陥発生の抑制ができることを示したのは大きな研究の成果である。

3異形断面を持つ伸線材を利用した高強度・高たわみばねの開発ばね素線の断面形状を丸から四角などの異形にすることにより機能を持つ高たわみばねの製作ができることを明らかにした。このばねを自動車用エンジンの弁ばねに適用するとエンジン自身の縮小化、軽量化が図られ環境負荷低減に役立つことも示した。特にばね巻きFEM解析を行い、ばね巻き後の形状予測を可能とした。以上の研究成果は産業界からも注目され、その成果を利用した製品開発も進んできている。自動車用ワイヤハーネス電線は引抜きにより製造され、軽量でかつ線材の高強度のみではなく高延性、高疲労曲げ特性が要求される。一方向に引抜かれる通常引抜きでも高強度となるが、線材の伸び特性はよくない。交互引抜きと通常の一方向引抜きの2つの加工法で99.7%まで断面を縮小し、材料試験を行った。また、FEMによる応力・ひずみ解析およびEBSDによる決勝解析も行った。アルミニウム線材の交互引抜きした線材は良好な機械的性質を持ち、160MPaの引っ張り強さと破断ひずみは0.02を越える。アルミニウム引抜き線材は自動車用ワイヤハーネスとして十分利用できることを明らかにすることができた。平成26年度の研究計画項目は、ほぼ予定通り進捗しており、その達成度も予定以上である。自動車用部品の軽量化のため、提案した交互伸線により高強度・高延性の線材を得る。一般には高強度を得ることは加工効果の面から容易に得られるが、高延性を同時に持つことができなかった。しかし、提案した加工法の優位性とその理由について明らかにすることでができた。今後は、得られた知見をいかし、一般の操業現場に技術移転することである。そして、いち早く製品化と実用化ができるよう努力したい。材料加工得られた知識・技術を生かし、自動車用ワイヤハーネスとエンジン用弁ばね用の線材製品の実用化が可能な伸線加工技術を確立する。1)ワイヤハーネス材料の銅からアルミへの材料代替より高強度・高延性であるアルミニウム伸線材の伸線加工条件の確立をする。ワイヤハーネスの製品化・実用化に必修であるの高耐久試験(繰り返し曲げ試験、衝撃試験など)を行う。提案した加工法の有効性を明らかにするため、EBSDやXRDなどの装置を用い金属結晶方位学の面から考察を行う。2)異形断面を持つ線材を利用した軽量・高強度・高たわみばねの開発試作したばねの各種品質試験の実施とその評価軽量・高強度・高たわみばねであることを保証できる各種試験を行うと共にその評価を行い、製品化の可否を行う。伸線した線材の残留応力分布、表面疵および金属組織等が高疲労強度に与える影響について考察する。弁ばねとサスペンションばね共サイズを変更し、品質に与える寸法効果を検討し、製品サイズ範囲を広げる。また、得られた研究成果を基に、企業の協力研究チームから出される意見や評価を考慮し、製品の実用化を最優先に考え研究を推進する。企業への技術移転の可能性や製造コスト・品質がユーザーの要求に適するか等について第三者による評価も行いたい。海外で開催された国際会議への旅費、一部の国内旅費の予算を別の予算で賄ったこと、また謝金の支払いを行わなかったこととがプラスでありましたが、逆に引抜き試験機などの修理代が予定額を超えたことなどにより使用額の変動がありました。外国旅費の予算を使わなかったこと、引抜き工具は既存の物を使用したことが収支としてプラスになっています。しかし、ロードワッシャ(荷重計)などの費用が高くなったなどがあり、結局年度の収支として90229円が残額となりました。
新しい有機膜作成法のための比較的大きな有機分子のクラスタービーム源の開発

昨年度、入念に設計を行い製作に着手したクラスター生成装置について、本年度は、さらに詳細な調整を含む以下の準備を行ない、アルゴン、アクリロニトリルなどを試料に選んでそのクラスター生成の試行段階に到達した。1.清浄な真空が得られるようにした。十分に焼き出しを行い、圧力がポンプの到達圧力程度まで到達することを確認した後、分圧計による残留ガス分析から、真空漏れや拡散ボンプ油による汚染などがないことを確認した。これによって、薄膜調整を行う際に必要な洗浄真空が、本装置で得られることがわかった。2.排気速度の確認のため、まず、開口径0.1mmのノズルを取り付けて窒素ガスを澱み圧1-10気圧で導入した結果、クラスター生成槽の圧力は油拡散ポンプの排気限界である。10^<-3>Torrを越えた。そこで、ノズルの開口径を半分の0.05mmにした。しかし、薄膜調整のため十分なクラスター量を得るには大きな開口径ノズルが有利なので、クラスター生成槽をメカニカルブースターボンプで直接排気できるように改良中である。これによって圧力は10^<-1>Torrに上昇するが、排気流量は5倍の10Torr・1/sとなり、大きな開口径ノズルが利用できるようになる。3.新たに以下の部分の設計・製作を行なった。(1)飛行時間型質量分析装置:全分解能を支配する飛行長とリフレクトロン長をそれぞれ2000mm、250mmとし、設計上の分解能をM/ΔM=10000程度とした。(2)質量分析に用いる高圧パルス電源:1-2kVを10^<-7>秒程度で立ちあがるように設計した。(3)クラスターの電子衝撃イオン化のための電子銃。低速(10-100eV)で高い電流密度の電子ビームが得られるように工夫した。今年度は、クラスター生成装置の設計を入念に行い、それに基づいて現在は製作を進めている。以下、装置の設計について、真空槽、真空ポンプ、クラスター源に分けて説明する。1.真空槽は、クラスター生成槽、差動排気槽、質量分析槽から構成される。設計に際しては、特に次の3点に留意した。(1)できるだけ多くの試料気体を真空中に噴出させて、クラスター量を増やすこと。このために、クラスター生成槽は排気コンダクタンスが大きくなるようにした。(2)有機分子クラスター生成確認を効率よく行うこと。生成確認には、クラスターをイオン化して質量分析し、強度・サイズ分布を測定する。感度・分解能が高く、大きな質量数まで質量分析可能なリフレクトロン飛行時間型質量分析装置を用いる。(3)容易に拡張してクラスター蒸着が行えること。蒸着時の残留気体による基板汚染を防ぐためにも、超高真空仕様とし、さらに生成したクラスターの効率よい移送のため、クラスター源から蒸着槽までの距離を短くした。2.ポンプは、排気速度、最大排気量、得られる真空の質を考慮し、各真空槽に適したものを選択した。特に、クラスター生成槽は最大排気量を大きくする必要がある。このため、10インチ油拡散ポンプに補助ポンプとして本補助金により購入したメカニカルブースターポンプをつなぎ、最大排気量を約1l・Torr/sにすることができた。差動排気槽・質量分析槽は、それぞれ液体窒素トラップ付6インチ油拡散ポンプ、150l/sのターボ分子ポンプを主ポンプとして、十分な排気速度と清浄な真空が得られつつある。3.クラスター源には、超音速自由噴流法を用いた。この方法では、試料分子をノズルから真空中に噴出し、分子を凝集させてクラスターを生成する。このノズルの形状は、クラスター生成を確認しながら試行錯誤により決定する必要がある。現段階では開口径0.1mm程度のコニカルノズルを製作しており、今後の調整に備えている。

(2)質量分析に用いる高圧パルス電源:1-2kVを10^<-7>秒程度で立ちあがるように設計した。(3)クラスターの電子衝撃イオン化のための電子銃。低速(10-100eV)で高い電流密度の電子ビームが得られるように工夫した。
細胞骨格ターンオーバー調節物質による細胞内経路制御機構の解明と麻酔薬作用

細胞骨格F-アクチンの構成は、small GTPase-細胞骨格ターンオーバー調節物質制御経路およびPI3K-Akt-mTOR経路と、ミオシンフィラメントとの連関による平滑筋収縮経路という3経路の連関で制御を受ける。本研究では、ヒト腎動脈でこれら3経路の連関とその機序を検証し、発生機序が様々な血管でのストレス反応をユニバーサルに軽減するF-アクチン構成制御を指向した新たな心血管疾患治療戦略を提案する。また、それに及ぼす臨床使用濃度の麻酔薬作用を明らかにする。さらに、摘出ヒト腎動脈のアクチン制御3経路の変化と片腎での患者予後の関連や、術前心血管合併症の種類や程度、治療薬の有無あるいは麻酔薬選択を含む周術期管理の違いが周術期急性腎障害発生頻度や程度に影響を与えるかを調べるトランスレーショナルリサーチを行う。本年度は培養ヒト平滑筋細胞を用いた予備実験継続と分子薬理学的検討を開始した。ヒト腎動脈使用に先立ちラット腎動脈を用いて検討した。すなわち、a)ウエスタンブロッティング;b)共免疫沈降法;c)small GTPase活性アッセイ;d)免疫組織染色、などである。本年度はラット腎動脈を用いてこれらの手法を習得し、実験ノウハウを確立した。また、対象患者摘出腎の腎被膜動脈を用いた各種麻酔薬(臨床使用濃度のセボフルラン、デスフルラン、プロポフォール)による修飾効果検討および臨床研究開始の準備が整った。本年度は、腎微小動脈イメージング、ヒト腎動脈を用いた分子薬理学的検討(ウエスタンブロッティング、共免疫沈降法、small GTPase活性アッセイ、免疫組織染色など)とsiRNA導入およびノックアウトマウス実験まで予定していた。しかし、前年度からの培養ヒト平滑筋細胞を用いた予備実験を継続し、さらにヒト腎動脈を用いた分子薬理学的検討は開始困難であったため、ヒト腎動脈に先立ちラット腎動脈を用いて実験手法を確立した後に検討するよう、研究内容を変更した。途中からの変更のため研究の進行に若干の遅れが生じた。次年度は、腎微小動脈イメージング、ヒト腎動脈を用いた分子薬理学的検討、各種麻酔薬による修飾効果の検討と臨床研究(臨床データ、患者背景、患者血液と基礎実験データの相関の評価)等を行う予定である。臨床研究に関しては、組織提供者の心血管合併症の病状やそれに関係した術前心エコーでの拡張障害の程度などの臨床データと、これまでの基礎研究結果の相関を評価する。特に、本研究で着目した細胞骨格ターンオーバー調節物質リン酸化の程度、F-アクチン構成、内皮依存、非依存血管収縮拡張反応と酸化ストレス(あるいは細胞内カルシウムや一酸化窒素)の経時的変化に着目して比較検討する。現時点では、採取した血小板分画あるいは血漿で、細胞内サイクリックGMPレベルおよびイソプロスタン、matrix metalloproteinase-1など心血管病態との因果関係が示唆されている血管内皮機能あるいは血中の酸化ストレスや炎症性マーカーなどを評価する。何らかの因果関係が明らかになれば、周術期の急性腎障害発生など患者予後について追跡する。これらと本研究の基礎的データの相関の評価こそが、細胞骨格ターンオーバー調節物質をターゲットとした心血管治療薬の創薬基盤となると考えられる。本年度は培養ヒト平滑筋細胞を用いた予備実験と来年度からの臨床研究(ヒト組織の採取)に関する準備(本学所定の倫理委員会申請等)を行った。F-アクチン構成抑制系調節物質コフィリンには、3種サブタイプが存在する。我々は、コフィリン-2に注目しているが、その他の物質の関与も否定できない。そこで、培養ヒト平滑筋細胞で、すでに我々が明らかにしているPI3K-Akt-mTOR経路を介し酸化ストレスを発生させると同時にF-アクチン構成を増強する高濃度ブドウ糖負荷で、まず、コフィリン-1、コフィリン-2、ADFおよびコルタクチンの活性を評価した。本年度はこれらの手法を習得し、実験ノウハウを確立した。また、倫理委員会の承認を得て、対象患者摘出腎の腎被膜動脈を用いた分子薬理学的検討の準備が整った。本年度は、外径100 μm、長さ5 mm程度の微小腎動脈標本を作成し、DMT社製プレッシャーミオグラフシステム114PCに懸垂して実験する微小腎動脈イメージングまで予定していた。この微小血管懸垂には技術を要すると考えられ、ヒト微小血管を使用する前に、ラット腸間膜動脈の同サイズの微小血管で予備実験を行い、技術の習得を加速してからヒト血管を用いる予定であった。しかし、本年度は予算不足によりプレッシャーミオグラフシステムが購入できなかったため、研究内容を変更した。

細胞骨格F-アクチンの構成は、small GTPase-細胞骨格ターンオーバー調節物質制御経路およびPI3K-Akt-mTOR経路と、ミオシンフィラメントとの連関による平滑筋収縮経路という3経路の連関で制御を受ける。本研究では、ヒト腎動脈でこれら3経路の連関とその機序を検証し、発生機序が様々な血管でのストレス反応をユニバーサルに軽減するF-アクチン構成制御を指向した新たな心血管疾患治療戦略を提案する。また、それに及ぼす臨床使用濃度の麻酔薬作用を明らかにする。さらに、摘出ヒト腎動脈のアクチン制御3経路の変化と片腎での患者予後の関連や、術前心血管合併症の種類や程度、治療薬の有無あるいは麻酔薬選択を含む周術期管理の違いが周術期急性腎障害発生頻度や程度に影響を与えるかを調べるトランスレーショナルリサーチを行う。本年度は培養ヒト平滑筋細胞を用いた予備実験継続と分子薬理学的検討を開始した。ヒト腎動脈使用に先立ちラット腎動脈を用いて検討した。すなわち、a)ウエスタンブロッティング;b)共免疫沈降法;c)small GTPase活性アッセイ;d)免疫組織染色、などである。本年度はラット腎動脈を用いてこれらの手法を習得し、実験ノウハウを確立した。また、対象患者摘出腎の腎被膜動脈を用いた各種麻酔薬(臨床使用濃度のセボフルラン、デスフルラン、プロポフォール)による修飾効果検討および臨床研究開始の準備が整った。本年度は、腎微小動脈イメージング、ヒト腎動脈を用いた分子薬理学的検討(ウエスタンブロッティング、共免疫沈降法、small GTPase活性アッセイ、免疫組織染色など)とsiRNA導入およびノックアウトマウス実験まで予定していた。しかし、前年度からの培養ヒト平滑筋細胞を用いた予備実験を継続し、さらにヒト腎動脈を用いた分子薬理学的検討は開始困難であったため、ヒト腎動脈に先立ちラット腎動脈を用いて実験手法を確立した後に検討するよう、研究内容を変更した。途中からの変更のため研究の進行に若干の遅れが生じた。次年度は、腎微小動脈イメージングと分子薬理学的検討を行う予定である。腎微小動脈イメージングに関しては、プレッシャーミオグラフシステムの附属ソフトウエアで、血管径を画像データから数値化する。本システムでは、血管内圧上昇に伴う生理的収縮(マイオジェニックトーヌス)をコンピュータ制御で評価できる。酸化ストレスと同時にF-アクチン構成を増強する高濃度ブドウ糖を60分間負荷し、正常、高濃度ブドウ糖群で以下のパラメータ変化を患者病態別に比較検討する。a) 10-60 mmHgまでの生理的マイオジェニックトーヌス収縮反応;b)60 mmHgトーヌス発生血管でのブラジキニン、一酸化窒素ドナーNOC-7に対する内皮依存、非依存血管拡張反応;c) a)およびb)の反応に及ぼすF-アクチン構成阻害薬サイトカラシンD、small GTPase rac-1あるいはRho A阻害薬rac1
新奇な量子スピンフロップ現象の観測を目指す理論的研究

強磁性の桁相互作用を持つスピンラダー系IPA-CuCl_3で観測されている2段階のスピンフロップ転移を理論的に説明するために、容易軸異方性を持つスピンラダー系で生じるスピンネマティック相から通常の朝永・ラッティンジャー液体相への新しい量子スピンフロップ転移の理論を構築し、数値対角化と有限サイズスエーリングにより、磁場・異方性についての詳細な相図を導出した。また、最近注目されているフラストレーション系のひとつであるカゴメ格子反強磁性体の磁化過程において、従来は3分の1磁化プラトーと考えられていた現象が、実はそうではなく、一次元系特有のスピン液体相から二次元的なスピンギャップ相への新しい量子相転移が起きている可能性があることを理論的に示した。従来の研究により、容易軸異方性を持つスピン1反強磁性鎖において、強い量子効果により2つの異なる磁場誘起朝永・ラッティンジャー液体間の量子相転移として、2段階の量子スピンフロップ転移が起きることが理論的に予測されていた。本年度の研究において、この量子スピンフロップ転移で現れる中間相が、スピンネマティック相であることを示し、スピン1反強磁性鎖だけでなく、強磁性の桁相互作用を持つスピンラダー系、及び混合スピン鎖においても起きることを、理論的に明らかにした。この新しい磁場誘起スピンネマティック相の理論を用いて、強磁性の桁相互作用を持つスピンラダー系IPA-CuCl_3で観測されている2段階のスピンフロップ転移を、理論的に説明することを試みたが、残念ながら基底状態のギャップの性質が異なる(ハルデン相)ことから、この理論だけでは不十分であることが判明した。そこで、このスピンラダ一系の各正方形ブラケット上にはたらくリング交換相互作用により生じるスピンネマティック相による、新しいシナリオを提案した。この理論により定量的に説明できるかどうか、現在検討中である。
透明酸化亜鉛薄膜の高周波物性評価とその高周波デバイスへの応用

代表的な情報通信機器端末である携帯電話の小型・多機能化によって,アンテナ等の高周波モジュールの小型化の要請,およびそれらの素子間の干渉の抑止という2つの技術課題が顕在化してきた.そこで,本研究では,これら課題を解決するための手段として,透明アンテナに代表される高周波素子を提案した.すなわち,素子を透明にすることで,通信端末のディスプレーを高周波回路の実装スペースとして利用する可能性を検討した.そのため,本研究では,これまで十分に研究されていない透明導電膜の高周波特性を明らかにし,透明導電膜の物性に適した高周波素子の構造を明らかにした.代表的な情報通信機器端末である携帯電話の小型・多機能化によって,アンテナ等の高周波モジュールの小型化の要請,およびそれらの素子間の干渉の抑止という2つの技術課題が顕在化してきた.そこで,本研究では,これら課題を解決するための手段として,透明アンテナに代表される高周波素子を提案した.すなわち,素子を透明にすることで,通信端末のディスプレーを高周波回路の実装スペースとして利用する可能性を検討した.そのため,本研究では,これまで十分に研究されていない透明導電膜の高周波特性を明らかにし,透明導電膜の物性に適した高周波素子の構造を明らかにした.透明な高周波デバイスの配線に適応するためのZnO薄膜をガラス基板上に作製し,物性値と微細構造を評価した.ZnOにGa_2O_3(2mol%)を添加したターゲットを用いてArガス雰囲気中で,ガラス基板上に室温で合成した結果,抵抗率5×10^<-4>Ωcmと比較的低抵抗な膜を合成することに成功した.また,高い透過性と保ちつつ,低いシート抵抗値を得るために,ZnO膜の膜厚を厚くする方法を検討した.その結果,Ga_2O_3を0.1mol%添加したZnO膜の場合,膜厚1um以上で表面荒れにより透過率が急激に低下した.一方,Ga_2O_3を2mol%添加したZnO膜の場合,膜厚1.5umまで透過率80%を超える膜が得られ,シート抵抗値3.3Ω/Sq.と低抵抗な膜が得られた.得られた抵抗率と膜厚を基に電磁界シミュレータを用いてコプレーナ伝送線路を設計し,透明な高周波デバイスへの応用を検討した.その結果,透明導電膜のみの伝送線路では,損失が大きく実用化は困難であることが明らかになった.そこで,透明性を保ちつつ,実効的に線路の抵抗値を低減する線路構造を検討し,透明導電膜上に金属を配置するハイブリッド構造を考案した。なお,金属の線幅は,透明性を保つために,目視にて認識することが困難な10μm以下とした.この構造により線路の実効的な抵抗値は,1/10以下に低減できる.また,高周波特性は信号線の端部に電流密度が集中するエッジ効果により,微細な金属の配置場所で線路の損失が大きく異なり,信号線の端部に配置ことが最も効果的であることが判明した.金属導体を配置した導波路構造を用いたアンテナにおいて、実用に耐えうる高い効率を実現するための、材料面での検討を進めた。まず、酸化物導電膜の導電性を上げることは、アンテナの効率向上に直結するため、高い、導電率をもった導電膜を形成するための検討を行った。特に、資源問題が取りざたされるインジウム酸化物を含まない、酸化亜鉛をアンテナ材料として応用するための検討を進めた。酸化亜鉛の特徴の一つに、結晶極性という問題が挙げられ、結晶成長時のドーピング効率に影響を及ぼすことが指摘されている。(0001)面の一方が亜鉛面、他方が酸素面となる。我々は、結晶極性を判別する、すなわち、亜鉛面か、酸素面かを判別するための手法として、光電子分光法を用いる手法を開発してきており、この方法を活用した極性判別、および、ドーピングした薄膜の結晶成長時の極性について検討した。その結果、ドーピング濃度の増加に伴い、亜鉛終端面が優勢になる事が分かった。また、この終端面の変化が、薄膜の微細構造の変化を誘起し、それによって、光学特性が変化している様子を明らかにした。亜鉛終端面は、結晶成長に際し、ドナーを取り込みにくい面である可能性も指摘されていることから、亜鉛終端面が、優勢となる機構の検討を進めている。なお、これまでの検討では、スパッタ法による製膜に置いては、必ずしも、終端面により、ドーパント取り込み量の変化は顕著に見られておらず、極性の問題として解決すべき課題が、成長面に依存した微細構造の変化であり、特に、光学特性の改善のため、その成長機構の解明が必要であることが明らかとなった。透明酸化物の高周波デバイスへの応用として、広く実用化されているITO膜上に、線状の金属導体を配置した5.2GHz帯の透明モノポールアンテナを検討した。モノポールアンテナは、ITO膜の抵抗率と膜厚に基づき、有限要素法を用いた3次元電磁界シミュレータにより設計し、アンテナ形状を決定した。シート抵抗値3.3Ω/□のITO膜をエッチングしてアンテナパターンを形成し、さらに、フォトリソグラフィーを応用したリフトオフプロセスによって目視では確認できない微細な金属配線を形成して、ハイブリッド構造の透明アンテナを作製した。作製した透明アンテナは、電磁界放射パターン近傍界を高速に測定し、Spherical Near Field/Far Field変換により遠方界放射パターンを得る手法で評価した。

その結果、実測値とシミュレーション値がよく一致した結果が得られ、電流密度が集中する放射部に微細な金属配線を配置する手法が、アンテナ利得および放射効率を向上させることを実証した。さらに、透明導電体のシート抵抗値の低減により、アンテナ特性の更なる向上が実現できることが明らかになったことから、ZnO膜の応用についても検討した。ZnOは可視領域の透過率がITO膜よりも高いことから、厚膜化が可能であり、ドーピングによる高い導電性が得られれば、実用化に耐えうる透明アンテナ特性が期待される。そこで、ZnO膜に添加するドーパントの高活性化に着目して、ZnO薄膜の結晶極性を利用した有効なドーパントを添加する成膜方法をスパッタリング法、PLD法を用いて検討した。その結果、薄膜合成中に特定の電圧を印加するZnO薄膜の極性制御法を確立し、さらに、ドーピング元素・ドープ量とZnO薄膜の結晶極性・薄膜構造の関係、および、その電気特性を明らかにした。当初、金属に比べて2桁も導電率が低い酸化物半導体を使った高周波回路を実現することは、ほぼ不可能であろうと考えながらこの挑戦的な課題を提案した。しかし、その予想と大きく異なり、少なくとも、コプラナー型の導波路においては、金属導波路と遜色のない特性を持ち、かつ、目に見えないマイクロ波導波路が実現できている。さらに、この検討を継続することで、実用レベルに近い、目に見えないアンテナを実現できるめどが立ちつつある。24年度が最終年度であるため、記入しない。導波路としての基本構造においては、目的が達成できるであろうことは確実である。しかし、最終的な応用先としての、モバイル機器への透明なアンテナの実装という目標に対しては、まだ、いくつかの課題が残されている。例えば、アース配線を、基板の裏面に設置するような構造で、透明性を保つことには、大きな壁があると考えており、将来的には、酸化物半導体を応用したアンテナの実現のためには、これまでとは全く異なったアンテナ構造を提案する必要が出てくると考えられる。
脳内相互作用によるフレーバー形成機構の解明

食に関する感覚情報は,味覚だけでなく嗅覚や口腔内体性感覚などを総合した風味として評価されているが,その脳内統合の機構は不明な点が多い.風味形成の脳内機構解明を目指して,内在性のフラビン蛍光を応用したin vivoイメージング法と生体における脳深部の活動を計測するためのGRIN-rodレンズを応用して,味覚と嗅覚の統合機構を解析するための研究を開始した.麻酔下のマウスに対してニオイと味溶液の同時刺激を行うことで,それぞれを単独で刺激した場合と比較して島皮質(IC)内にある無顆粒島皮質(AI)領域での刺激応答が有意に増大することを既に報告している.ICには味覚野(GC)も存在しており,ICが風味情報の統合に何らかの役割を演じていることを提唱している.しかし,これまでの問題点は,実験動物にたいして刺激呈示したニオイと味質には本来何の関連もなく,特にニオイ刺激に食としての意味が無かったことにある.そこで,マウスに呈示するニオイに食との関連(意味づけ)を持たせるために,マウスの飼育ゲージ内で動物が嫌悪する味質である苦味(キニーネ)とバナナ臭(アミルアセテート:AA)を同時呈示することによってAAに対する嫌悪学習を成立させ,ICおよび梨状皮質(PrC)での刺激応答について検討を行った.未学習のマウスでは,ニオイ刺激に対してはPrC,味刺激に対してはIC内のGCがそれぞれ応答し,刺激に対応した感覚責任領域での応答が見られるのみであった.ところが,苦味とAAの間で嫌悪学習が成立したマウスでは,ニオイ刺激に対してはPrCのみならずGCも応答し,同様にキニーネ(苦味)刺激によってGCだけでなくPrCも活性化されることを示した.嫌悪学習によって感覚刺激に対する皮質応答に変化が現れ,関連づけられた異なるmodalityに対して応答するようになることを新たに見い出した.本研究の実施計画・方法は大きく4つに分けて計画していた.1味覚・嗅覚刺激に対する脳内応答について,GRIN-rodレンズを応用して通常では生体で観察の難しい脳深部を含めて検討を行う.2神経活動マーカーを用いたて風味形成に関わる脳領域(神経回路解析)を組織化学的に検討する.3味とニオイの連合学習をマウスに訓練し,学習による可塑的な皮質応答の変化を検討する.4行動薬理学的に脳内の特定の領域に薬剤を投与して,学習やその結果としての行動変化,刺激に対する皮質応答への影響を解析する.以上の4つの計画である.この内,2018年度は3についての解析を主に行い,連合学習の成立によって本来は刺激に対する応答責任領域ではない他のmodalityに対する脳領域が,刺激に対して応答するという非常に興味深い結果が得られている.3の解析については,研究後半に行う計画を当初していたため,先んじて結果が得られたことになる.一方で,GRIN-rodレンズを用いた脳深部の領域・神経核等での応答の解析は予定通りには進んでいない.レンズを購入し,脳深部への刺入は既にできているが,皮質表面の観察に用いる励起装置では光量が弱く,脳深部の神経細胞を励起するためには不十分であることが分かった.これを解決するため,2018年度はGRIN-rodレンズ内に強い励起光を通すための光ファイバーなどやレーザー光源装置などの購入を済ませ,それらを利用しての刺激・観察系の構築・セットアップに時間を費やすこととなった.予定よりも進めた点と遅れた点の相殺で,おおよそ順調に進展していると考えている.研究は概ね良いペースで進捗しているが,今後の課題としてまずGRIN-rodレンズを用いた脳深部の観察手法を確立することが挙げられる.GRIN-rodレンズについては,予算から既にいくつかのスペックのものを購入済みである.ただし,前項にも記載した通り,脳深部の計測をフラビンの内在性蛍光を用いたin vivoイメージングを行うためには,従来用いてきた励起光光源装置(水銀ランプによるものと発光ダイオードによるものとが既設である)による励起光では弱すぎ,かつ有効な光量をGRIN-rodレンズを通して脳深部まで照射することが難しいことが判明している.2019年の前半では,まず脳深部に位置する神経細胞群を励起するための方法の適正化を行う必要がある.このために,強力な励起光を発射するためのレーザ光源や,光量のロスを減らして励起光を誘導するための光ファイバーシステムなどを購入しており,これらを用いて励起・観察システムの構築を行っている.このシステムを用いて脳深部の計測を試みながら,システムのfine tuningを行い,まずは適正なシステムを構築していく.また,研究計画の中で結果の出ている味とニオイの連合学習による皮質応答領域の可塑的変化については,論文として公表するに必要なデータはほぼ出ているが,必要十分とするために補充データ・捕捉データを取るための実験を開始しており,データの補強に努め2019年度内に論文作成,投稿を行うこととしている.食に関する感覚情報は,味覚だけでなく嗅覚や口腔内体性感覚などを総合した風味として評価されているが,その脳内統合の機構は不明な点が多い.風味形成の脳内機構解明を目指して,内在性のフラビン蛍光を応用したin vivoイメージング法と生体における脳深部の活動を計測するためのGRIN-rodレンズを応用して,味覚と嗅覚の統合機構を解析するための研究を開始した.麻酔下のマウスに対してニオイと味溶液の同時刺激を行うことで,それぞれを単独で刺激した場合と比較して島皮質(IC)内にある無顆粒島皮質(AI)領域での刺激応答が有意に増大することを既に報告している.