hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エンジン内での燃料からナノ粒子生成過程の解明

エンジン内での燃料の着火・燃焼からナノ粒子成長に至る一連の過程において,燃料の着火,ナノ粒子生成の前駆体となる多環芳香族生成に大きく関与するアルケン等のフラグメント生成は未解明な点が多い.ノルマルヘプタン/イソオクタン/トルエン混合燃料は,ガソリンの燃焼シミュレーションに必要な最低限のサロゲート(代表)燃料であるとされている.本研究では,エンジン内での燃焼条件に適用可能なガソリンサロゲート燃料の燃焼反応モデルの構築を目的とした.文献データ・量子化学計算などから反応モデルを構築し,エンジン燃焼条件で重要である低温酸化反応機構を詳細に反映させたガソリンサロゲート燃料の燃焼反応モデルを構築することができた.またモデル評価に必要な着火遅れ時間等の実測値を得るために,高圧衝撃波管,定容燃焼器の設計・試作を行った.エンジン内での燃料の着火・燃焼からナノ粒子成長に至る一連の過程において,燃料の着火,ナノ粒子生成の前駆体となる多環芳香族生成に大きく関与するアルケン等のフラグメント生成は未解明な点が多い.ノルマルヘプタン/イソオクタン/トルエン混合燃料は,ガソリンの燃焼シミュレーションに必要な最低限のサロゲート(代表)燃料であるとされている.本研究では,エンジン内での燃焼条件に適用可能なガソリンサロゲート燃料の燃焼反応モデルの構築を目的とした.文献データ・量子化学計算などから反応モデルを構築し,エンジン燃焼条件で重要である低温酸化反応機構を詳細に反映させたガソリンサロゲート燃料の燃焼反応モデルを構築することができた.またモデル評価に必要な着火遅れ時間等の実測値を得るために,高圧衝撃波管,定容燃焼器の設計・試作を行った.ナノ粒子がエンジンの燃料/空気予混合気の吸入,圧縮,着火・燃焼,膨張,排気行程のどのタイミングで生成されるのか,また燃料の燃焼から粒子凝集までの,その化学的・物理的過程の詳細を明らかにすることを目的とする.ナノ粒子生成の前駆体であるPAHsの生成機構は,以下の2経路が提案されている.1)燃料成分中の芳香環が付加反応を繰り返す経路2)燃料が一旦分解・酸化して生成したアセチレンなど二重結合や三重結合を持つ化学種が,その後,付加反応を繰り返して芳香環を生成する経路文献調査の結果,1)については数多くの研究報告が近年なされており,実験値を定量的に再現することができる芳香環の成長過程を記述するモデルが提案されている.一方で,2)の燃料からアルケン,アセチレン等のフラグメントが生成し付加する過程についてのモデルは提案されているものの,実験値を定性・定量的に再現することはできていない.本年度は,炭化水素系燃料の中でも特に酸化過程が明らかになっていない,芳香族,環状アルカンに重点をおいて,エンジン内燃焼で重要な役割をはたす低温酸化反応過程について量子化学,反応速度計算によりその素反応機構を明らかにした.また構築したモデルの妥当性検討のために利用する実験データ収集のために,気相反応の燃焼実験に一般的に用いられる衝撃波管を作成している段階である.実験装置はコモンレールを用いて噴霧の微粒化,蒸発促進により蒸気圧の低い燃料でも対応できるようする.ナノ粒子がエンジンの燃料/空気予混合気の吸入,圧縮,着火・燃焼,膨張,排気行程のどのタイミングで生成されるのか,また燃料の燃焼から粒子凝集までの,その化学的・物理的過程の詳細を明らかにすることを目的とする.ナノ粒子生成の前駆体であるPAHsの生成機構は,以下の2経路が提案されている.1)燃料成分中の芳香環が付加反応を繰り返す経路2)燃料が一旦分解・酸化して生成したアセチレンなど二重結合や三重結合を持つ化学種が,その後,付加反応を繰り返して芳香環を生成する経路文献調査の結果,1)については数多くの研究報告が近年なされており,実験値を定量的に再現することができる芳香環の成長過程を記述するモデルが提案されている.一方で,2)の燃料からアルケン,アセチレン等のフラグメントが生成し付加する過程についてのモデルは提案されているものの,実験値を定性・定量的に再現することはできていない,本研究では未だ明らかにされていない実燃料からのフラグメント生成の反応過程に特に焦点をあてる.ノルマルヘプタン/イソオクタン/トルエン混合燃料は,ガソリンの燃焼シミュレーションに必要な最低限のサロゲート(代表)燃料であるとされており,2007年度に最初の詳細反応モデルの構築を行った,本年度は,このガソリンサロゲート燃料の詳細反応モデルに対して以下に示す改良と検討を行った.1)昨年度のトルエンの低温酸化反応経路に関する検討結果をうけて,反応モデルに反映2)フラグメント生成に重要であると考えられる,ベンゼン環の開環過程の検討これらの検討により,ガソリンサロゲート燃料の反応モデルの低温度域における大幅な改善をすることができた.実機での燃料から生成するアルケン等のPAH生成に重要な化学種の反応過程をある程度再現することができるモデルが完成した.
p53遺伝子・機能異常及びその関連分子解析による潰瘍性大腸炎発癌機構の解明

【目的】潰瘍性大腸炎(UC)においては高頻度で大腸癌を併発するが、これは"慢性炎症-異形成-癌"という発癌過程の一表現形と考えることができる。この発癌機構を解析・解明することにより、通常孤発大腸癌発癌機構の解明及びそれとの差異を明らかにすることを目的とした。【方法・結果】通常孤発性大腸癌においてp53遺伝子変異とその蛋白質過剰発現は、p53により発現誘導されるp53R2の発現と相関することを明らかにした。すなわち、p53が中等度に発現し、かつp53R2が陽性である場合にp53遺伝子は野生型であった。p53野生型腫瘍におけるp53R2発現は生化学的にもwestern blot法で確認した。連続切片を利用して、潰瘍性大腸炎非腫瘍例においてはその炎症巣におけるp53の発現はp53R2発現を伴っており、p53,p53 Ser15リン酸化、p53R2、iNOSの陽性所見は相互に相関することも明らかにした。逆に異形成及び癌併発例においてはp53発現とp53 Ser15リン酸化は相関するものの、p53R2発現には相関は認められなかった。【考察】(1)p53遺伝子異常とp53蛋白質の過剰発現は必ずしも一致しないというこれまでの知見に対して、p53R2蛋白発現という新たなマーカーを加えることにより、p53の遺伝子変異の有無を免疫組織化学的にも推定することが可能となった。(2)UC炎症巣(非腫瘍)においてはp53の発現に加えて、そのSer15のリン酸化、p53R2発現、iNOS発現が相関して認められ、炎症に伴うiNOS発現、DNA損傷に伴うp53発現、活性化及びp53R2発現誘導とDNA修復が行われていると考えられる。(3)UC関連異形成及び癌病変においてはp53発現亢進及びSer15リン酸化による活性化は見られるものの、p53自身の変異等によってp53R2の発現亢進は認められず、これはp53のG1チェックポイント機構不全によりDNA修復が行われず、腫瘍化の一因となることを示唆している。我々は潰瘍性大腸炎(UC)における発癌機構におけるP53の関与の解析をcryptレベルで行ってきた。平成13年度は(1)UC長期罹患患者の非腫瘍活動性炎症巣におけるp53遺伝子変異解析、(2)p53遺伝変異と蛋白過剰発現の不一致についての解析、(3)UC炎症巣におけるDNA修復機構へのp53-p53R2系の関与の解析を行った。(1)現在までにUC20症例の非腫瘍・活動性炎症巣におけるp53遺伝子変異をcryptレベルで行ったが、明らかな遺伝子変異は見いだされていない。(2)p53遺伝子変異の有無と細胞周期関連分子、細胞死関連分子等の関連について遺伝子変異を解析した同一cryptにて、免疫組織化学的に解析したところ、P16^<INK4A>及びBaxの発現が再生粘膜-軽度異形成-高度異形成-浸潤癌と進行するに従って、或いはp53過剰発現の増加と正相関して高くなることが明らかになった。この変化は変異型に比べ正常型の場合に有為に高いことが明らかになった。3)p53遺伝子変異とp53、p53R2の免疫組織化学的発現量の相関を孤発性大腸癌で解析することにより、免疫組織化学的解析によってP53遺伝子変異をより正確に推定することを可能にした。この方法を用いてUC炎症巣におけるp53遺伝子変異を判定すると(1)で解析した病巣は正常p53であることが予想できた。さらにp53及びp53R2の蛍光二重染色により、UC炎症巣における遺伝子修復にはP53-P53R2が関与していることが示唆された。[現時点での考察]p53遺伝子変異はearly eventとされているものの、我々が明らかにした軽度異形成における変異よりはるかに頻度が低いと予想される。p53変異を伴わない異形成-癌においては新たな発癌経路の可能性が示唆された。UC炎症巣におけるDNA修復にはp53-p53R2系が関与していることが示唆された。逆に異形成及び癌併発例においてはp53発現とp53 Ser15リン酸化は相関するものの、p53R2

発現には相関は認められなかった。【考察】(1)p53遺伝子異常とp53蛋白質の過剰発現は必ずしも一致しないというこれまでの知見に対して、p53R2蛋白発現という新たなマーカーを加えることにより、p53の遺伝子変異の有無を免疫組織化学的にも推定することが可能となった。(2)UC炎症巣(非腫瘍)においてはp53の発現に加えて、そのSer15のリン酸化、p53R2発現、iNOS発現が相関して認められ、炎症に伴うiNOS発現、DNA損傷に伴うp53発現、活性化及びp53R2発現誘導とDNA修復が行われていると考えられる。(3)UC関連異形成及び癌病変においてはp53発現亢進及びSer15リン酸化による活性化は見られるものの、p53自身の変異等によってp53R2の発現亢進は認められず、これはp53のG1チェックポイント機構不全によりDNA修復が行われず、腫瘍化の一因となることを示唆している。
有限単純群分類定理の応用

本年度は主として下記の研究が行われた。1有限群Gの元の位数の集合をπ_e(G)、そしてπ_e(G)の極大元をmとする。Gが非可解群のときはm/|π_e(G)|は1に近いことがThompsonによって予想されている。BrandleとShiはπ_e(G)=mのときはm【less than or equal】8となることを素数グラフの連結成文の分類を示しGを決定した。われわれはπ_e(G)=m-1となる場合をAradなどと研究しほぼGを分類した。即ち単純群はA_5,L_3(4),U_3(5)に限られるようである。2有限群Gが与えられたときAut(X)=Gとなる群Xを決める問題を陳、千吉良らと研究しGがmeta-cyclicとなるときのXをほぼ決定した。Xは位数が互いに素な2つの群の直積で一方は可換群で他方は中心による剰余群がmeta-cyclicとなる。面白い群はえられていない。3有限群の直既約加群をその正規部分群に制限するときにどのような直既約成分がどれだけの重複度であらわれるかを調べ重複度のp進附値によるある種の評価を与えた。さらにこの結果を用いて直既約加群の高さについての特徴付けを行った。これらの研究は村井によるBrauerの高さ予想を念頭においた研究に動機付けられたものである。4 Gauss超幾何微分方程式およびいわゆる合流型方程式(例えばKummer合流超幾何方程式Bessel方程式Airy方程式)に対する合流過程についてのよく知られた結果を一般の超幾何系へ拡張した。またこの合流過程はLie環gl(n)の正則元の集合のある幾何から得られることを示し幾何学的、群論的な視点を与えた。
免疫組織形成に伴う免疫細胞体内移動のダイナミズム

緊急反応としての病原細菌・ウイルス感染などにおける抗原特異的免疫反応の場の構築のための免疫細胞サブセットのダイナミックな生体内移動のケモカインによる制御を明らかにすることを主な目的とした。そのために、1.感染局所における炎症と局所リンパ節における抗原特異的免疫応答をリンクする抗原提示細胞である樹状細胞サブセットの移動機序とその機能2.局所リンパ節における抗ウイルス性CTL誘導の場に参画する細胞の機能分担3.制御性T細胞の末梢リンパ節移動機序とリンパ節内局在4.CTLメモリー細胞の維持機序と生体内移動などについて主に解析した。その結果、1.感染局所における炎症と局所リンパ節における抗原特異的免疫応答をリンクする抗原提示細胞である樹状細胞サブセット、mDCsとpDCsの移動機序とpDCの、"immune-networker"あるいは"helper DC"としての全く新しい概念を提示した。2.局所リンパ節における抗ウイルス性CTL誘導の場に免疫応答を負に制御すると想定される制御性T細胞の末梢リンパ節移動機序とリンパ節内局在、細胞クラスター形成を明らかにした。本研究はケモカインシステムによるnTregのリンパ節遊走制御を直接証明し、またリンパ節領域によりケモカイン依存性が異なることを証明した最初の仕事である。3.抗ウイルス性CTLメモリーT細胞の繰り返し感染における永続的維持機構に関し、従来CTLメモリー細胞は繰り返し感染において同じクローンが何度も何度も永続的にexpansion, contractionを繰り返すとされた通説を覆す全く新しい概念を提示した。pDC前駆体にL-セレクチンとCXCR3がより高度に発現していたため、その機能を調べるべくまず凍結切片上でのHEV結合試験を行った。その結果、樹状細胞はリンパ球と異なり、正常リンパ節のHEVにはほとんど結合しないことが判明した。炎症時のリンパ節のHEVには、所属、非所属リンパ節を問わず結合する細胞群が認められ、これらが、pDC前駆体のみであり、かつCXCR3のリガンドであるCXCL9/Migの中和抗体前投与によりHEVとの結合がきれいに阻害された。一方、L-セレクチンの中和抗体による阻害実験ではこのような阻害を認めず、逆にE-セレクチンの中和抗体でHEVとpDC前駆体の結合が阻害された。リンパ節HEVの免疫染色では、正常時にはほとんど認めなかったCXCL9とE-セレクチンが、P.acnesおよびHSV-1感染時には一過性ながら極めて強く発現するようになることを確認できた。短時間移入実験での阻害実験を試みた。同様に、pDC前駆体のみが炎症マウスの全身リンパ節に侵入することが明らかになった。このHEVを介した短時間のリンパ節遊走はCXCL9とE-セレクチンの共阻害によりほぼ完全に抑制された。一方、mDCは全身の末梢臓器に遊走し得たが、この短時間ではリンパ節への直接遊走は認められなかった。胎生期において肝臓にて発生したTリンパ球前駆細胞が胸腺器官に移住するとき、胸腺がTリンパ球前駆細胞を能動的かつ特異的に誘引することを示すとともに、この誘引を計時的かつ定量的に計測する実験系を開発した。そのうえで、胸腺上皮細胞の発現するケモカインを網羅的に解析することによって、2つのケモカインCCL21とCCL25がT前駆細胞の胎生期胸腺への誘引に関与する因子であることを同定した。本研究においては、3次元レベルの機能的解剖学に時間軸を加味した、システミックかつ新しい観点から免疫システムの本質を追求する。炎症時新たに血中に動員される樹状細胞(Dendritic cell ; DC)前駆体は強力に免疫応答を誘導する細胞集団であり、エフェクター作用を発揮するリンパ節における遊走・機能を明らかにする目的で解析を続けている。ヘルペスウイルス(HSV-1)皮膚感染モデルにおいては骨髄系と形質細胞系という2つの亜集団(各々mDC、pDC)が迅速に動員される。

mDC前駆体は炎症局所にMIP-1a/CCL3とCCR1/5を介して遊走した後、SLC/CCL21-CCR7を介して輸入リンパ管経由で所属リンパ節へ集積する。一方、pDC前駆体は炎症時の全身リンパ節へ直接、高内皮細静脈(high endothelial venules ; HEV)経由でMig/CXCL9-CXCR3を介して遊走し、かつCXCR3遺伝子欠損マウス由来のpDC前駆体はその遊走が激減する事が判明した。さらに、炎症局所で産生され血中に放出されるTNF-αが、両DC前駆体を骨髄から血中に誘導するのみならず、全身リンパ節HEVのCXCL9の発現を増強させる事によりpDC前駆体のリンパ節への血行性遊走を誘導するという、局所性と全身性の炎症がリンクしている生体防御の巧みなメカニスムがin vivoレベルで判明した。このようなDCの生体内動態解析は、Nature Immunol.5:1219,2004の総説で取り上げられるなど、世界的にもオリジナリティーが高く評価された。さらに、抗ウイルスCTL(細胞傷害性Tリンパ球)樹立の場をリンパ節と同定し、かつ、異なる経路でリンパ節に遊走した両DCの、抗CTL樹立における相互作用と機能の解析を加えている。抗ウイルスCTL免疫においてmDCが主にCD4陽性ヘルパーT細胞を、CD8陽性DCがCTLを直接誘導することが、確率しつつある。一方、pDCの抗ウイルス免疫誘導における役割に関しては、不明であり、これを明らかにするためにマウスHSV感染モデルを解析した。HSV感染マウスにおいてpDCsが欠失した条件下でLNDCsの抗原提示能が著しく低下していることをin vitroにて確認し、pDCsがAPC障害LNDCsのAPC能を回復するかどうかを詳細に検証した。APC障害LNDCsのAPC能をタイプIインターフェロン添加だけでは、全く回復しなかった。一方、pDCsを障害LNDCsとの共培養系に加えるとCTL誘導能が量依存的に回復した。しかし、transwellでpDCsとLNDCsを離して培養すると全く障害LNDCsのAPC能は回復しなかった。次に、活性化HEVを通り抜ける時にpDCsに発現するCD2,CD40Lの障害LNDCsのAPC能回復への関与とタイミングを明らかにするために、共培養初期16時間の間anti-CD2,anti-CD40L抗体を添加したところ、pDCsのLNDCsへのヘルプ能が有意に阻害された。anti-interferon alpha抗体は培養初期16時間CTL誘導能は阻害しなかったが、培養48時間までの後期、すなわちCTLのexpansion phaseには有意に関与することが判明した。pDCsのCTL誘導におけるAPCへのヘルパー機能と、その機序を明らかにした最初の仕事である。1)一個体が生涯に複数回の感染を経験する環境下で抗原特異的CTLの調節機構を明らかにすることを目的とし、複数の抗原提示システムを利用して複次感染モデルを作成し、抗原特異的CTLの消長を検討した。
有限温度・有限密度の核物質のSchwinger-Dyson方程式による研究

相対論的な原理核模型であるσ-ω模型に基づいて、核物質におけるSchwinger-Dysonの方法を、有限温度・有限密度の場合に定式化した。もう少し具体的に述べると、有限温度・有限密度において、核子とσ、ω中間子の相互作用のうち、従来のHartree部分やHartree-Fock部分に加えて、高次の効果の1つであるリングダイヤグラムに相当する部分を、核子自己エネルギー、中間子自己エネルギー、核物質状態方程式の計算式の中に、自己無撞着に取り入れるように理論を定式化した。つまり、中間子に対する温度・密度効果が、整合的に理論の中に取り入れられているという事である。したがって、これらの計算式の中には、σ-ω混合の効果も整合的に取り入れられている。また、これらの過程において、Thermo Field Dy-namicsを使うと、零温度・有限密度のSchwinger-Dysonの方法が、自然な形で有限温度・有限温度の場合に拡張できる事が示された。とくに、核子が、零温度・有限密度の場合に、ファイマン部分と密度依存部分に別けたように、有限温度・有限密度の場合も、ファイマン部分と密度・温度依存部分に分けると、理論が大変わかりやすい形にまとまる事がわかった。また、中間子の伝播関数も、ファイマン部分と温度部分に分けられ、温度部分が、理論の中で、とくに核物質の状態方程式の計算において、大きな役割を果たしている。これらの結果は、現在投稿準備中である。さらに、数値的・定量的な解析とQCD相転移との関係につても、現在研究中である。また、これらの作業と関連して、核物質の状態方程式を実際の実験と比較して議論するために、核物質の非圧縮率の現象論的解析を行った。その結果は、近く発表予定である。
高次表象機能獲得の神経科学的基盤-学習機能系の変遷としての学習セット形成-

本研究は、学習セットと名付けられた高次表象機能獲得能を学習機能系の変遷という視点から神経科学的アプローチにより解明するものである。まずアカゲザル(5-7才、6頭)に幾何学図形を用いた同時弁別課題を100新規刺激対からなる新規学習として経験させ、学習期の反応時間を検討した。各新規学習で正解率90%以上の基準に要する試行数は学習経験に依存して有意に減少し、いわゆる「学習セット」の形成が観察された。一方各新規学習で正解率90%以上の基準に満たない時期(学習期)の平均反応時間は学習経験に依存して有意に上昇した。以上の結果は、アカゲザルにおいて視覚弁別学習は学習経験に伴い質的に変化し、学習速度を短縮した学習セット形成後では異なる情報処理過程を用いている可能性を示唆する。次に陽電子断層撮影装置(PET)を用いた脳機能イメージング法により、学習セット形成前後における新規学習に関与する神経回路を調べた。PET装置内で課題遂行中のアカゲザル(4-5才、2頭)で[^<15>O]H_2Oの急速静注法にて脳血流画像を撮像し、経験初回および学習セット課題経験後の新規学習期に、対照運動課題に対し有意な活動を示す領域を画像統計解析により検出した。高次表象機能に関わると予想される前頭前皮質内では、経験初回学習で前頭眼窩皮質が、経験後学習で外側前頭前皮質がそれぞれ特徴的に活動していた。視覚領野は、経験初回学習でも経験後学習でも有意な活動が広く得られたが、経験後学習ではそれに加えて高次視覚連合野である前方下部側頭葉に有意な活動が得られた。体性感覚野、小脳、線条体の有意な活動は、経験初回学習でのみ観察された。以上のように柔軟な学習能力の獲得において、新規学習のための脳ネットワークが多彩な経験によって劇的に変化することが示された。本研究は、学習セットと名付けられた高次表象機能獲得能を学習機能系の変遷という視点から神経科学的アプローチにより解明しようとするものである。平成13年度は、まずマカクザルの学習セット形成前後について、PETを用いた脳機能イメージング法により学習セット形成前後の図形弁別課題学習過程の脳機能イメージングを行った。マカクザル一頭にディスプレー画面に左右どちらかに現れる四角形の位置に対応するレバーをおす単純視覚運動課題を十分訓練させた後、幾何学模様のペアからなる二図形弁別課題に移行し、この課題を試行錯誤によって学習させる。このとき(セット形成前)の二図形弁別課題の学習獲得の過程は100から200試行を要し、反応時間は単純視覚運動課題とほとんど変わらない。課題を解きはじめてから正解率が90%以上に到達しはじめた学習獲得の過程における脳活動部位を、PETを用いた脳機能イメージングにより同定した。その結果、学習獲得の過程では、大脳皮質視覚野以外に体性感覚野、運動野、小脳、大脳基底核などの皮質下運動系神経ネットワークの活動が単純視覚運動課題に比して増大していることが明らかになった。この後、サルに20種類の新規図形弁別課題を経験することにより学習セットを形成させる。このとき(学習セット形成後)の二図形弁別課題の学習獲得の過程は20から40試行を要するだけで素早い学習獲得が実現される。一方、反応時間は単純視覚運動課題に比べて有意に遅かった。セット形成後の学習獲得の過程では体性感覚野、運動野、小脳、大脳基底核などの活動は消失し、大脳皮質視覚野特に下部側頭葉、また前頭前野背外側部などの高次連合皮質の活動が認められた。現在これらの結果の再現性を確認中である。
部分計算に適した関数プログラムの完全遅延評価環境の実現

部分計算とは,汎用プログラムを実行環境に基づいて特殊化し,効率的なプログラムに変更することである.完全遅延評価と呼ばれる関数プログラムの評価方式は,部分計算の能力をある程度備えていることがわかっている.この研究では,部分計算の実行に適した技法を組込んだ完全遅延評価系の開発をし,これを使った実験を行なった.その結果,新たに以下のような知見を得た:・まず表計算,遅延メモ化,冗長な仮引数の除去,共通部分式の削除といった,部分計算に有効な技法を組込んだ処理系を提案した.この処理系を科学研究費補助金によって購入した高速なワークステーション上に実現し,これをパタン照合アルゴリズムの導出に適用して,比較的単純なプログラムからAho-Corasickアルゴリズムに対応するプログラムを導出することに成功した.・また,従来の研究によって部分計算を実行することで,インタプリタからコンパイラやコンパイラコンパイラを導出できることが理論的に示されていたが,満足すべき結果は出ていなかった.本システムによって、その可能性を示すことができた.・さらに,部分計算の応用例として,プログラムの起動時に与えられるデータに基づきコードをコンパイルしてロードモジュールを構成する方式において,与えられるデータ以外の部分はあらかじめ部分計算しておく手法を提案し,これを実現するための環境を実現した.部分計算とは,汎用プログラムを実行環境に基づいて特殊化し,効率的なプログラムに変更することである.完全遅延評価と呼ばれる関数プログラムの評価方式は,部分計算の能力をある程度備えていることがわかっている.この研究では,部分計算の実行に適した技法を組込んだ完全遅延評価系の開発をし,これを使った実験を行なった.その結果,新たに以下のような知見を得た:・まず表計算,遅延メモ化,冗長な仮引数の除去,共通部分式の削除といった,部分計算に有効な技法を組込んだ処理系を提案した.この処理系を科学研究費補助金によって購入した高速なワークステーション上に実現し,これをパタン照合アルゴリズムの導出に適用して,比較的単純なプログラムからAho-Corasickアルゴリズムに対応するプログラムを導出することに成功した.・また,従来の研究によって部分計算を実行することで,インタプリタからコンパイラやコンパイラコンパイラを導出できることが理論的に示されていたが,満足すべき結果は出ていなかった.本システムによって、その可能性を示すことができた.・さらに,部分計算の応用例として,プログラムの起動時に与えられるデータに基づきコードをコンパイルしてロードモジュールを構成する方式において,与えられるデータ以外の部分はあらかじめ部分計算しておく手法を提案し,これを実現するための環境を実現した.
無細胞たんぱく合成系でのチトクロム酸化酵素の機能発現: 人工アミノ酸の部位特異的導入法を利用したプロトン能動輸送機構の解析を目指して

シトクロム酸化酵素のプロトン輸送機構を解明するため、その解析方法として安定同位体ラベルのアミノ酸を部位特異的に導入し、酸素の還元反応にともなうアミノ酸残基の変化を振動分光法で直接観察することを計画した。この導入は無細胞たんぱく合成系を使用するため、本研究では、酵素の機能発現システムの構築を以下のように試みた。Paracoccus denitrificansのシトクロム酸化酵素のサブユニットIβ、II、III遺伝子をPCR法でクローニングし、それぞれの塩基配列を確認後、プラスミドpUC18のlacプロモーターの下流にIβ、II、IIIの順に挿入し発現ベクターを構築した。なおIβのC末端にHis-Tagを挿入した。このベクターを用い、大腸菌内で本酵素の発現を試み、発現の有無をWestern blot法で解析した。Blot解析に用いた抗体は、精製酵素標品(姫路工大、吉川教授より分与された)をウサギに接種して得た。今回用いた精製標品はIβ、IIのみを含む。従って得られた抗体はIβ、IIに対するものなので、この方法ではIIIは検出されない。大腸菌の膜画分から、dodecylmaltosideで可溶化された分画を、Ni-NTAカラムを用いて部分精製し、Blot法で部分精製標品が、Iβ、IIたんぱくを含むことを確認した。次に大腸菌の無細胞たんぱく合成系を用い、^<35>S-methionineの取り込みで発現を検討したところ、Iβ、II、IIIに一致するサイズのたんぱくがベクターに依存して検出された。従って無細胞系での発現が示された。またラット膵臓の膜画分あるいはphosphatidylcholineからなるリポソームを添加し発現量が5倍に上昇することを見出した。発現量はほぼ充分なので、今後はヘムを外部から加え、リポソームへの機能発現を試みる。以上の成果は、本年度の日本生物物理学会で発表した。
性行動神経制御機構における性分化機序の解明

雌ラットでは視床下部の腹内側核に雌型性行動(ロード-シス)促進機構が発達しており、視束前野より上位の中枢に抑制機構が発達している。雄ラットの脳にも雌性行動にたいする同様の促進、抑制機構が存在しているが、抑制力が強いためロード-シスを示さないと考えられる。この強い抑制力は新生時期の精巣ホルモン(アンドロゲン)により形成される可能性がある。今年度の研究目的は新生期のアンドロゲン濃度の変化が抑制力をどのように変化させ、促進力にどのように影響を及ぼすか、抑制力は脳のどの部位で形成されるか明らかにすることである。1.出生4日目の雌ラットに1001000μgの異った量のTestos teronepropionate(TP)を投与し、10週目に卵巣除去と視束前野背側を通る抑制系神経線維の切断を行った。手術2週間後、estradiole-17Bを含むサイラスチックチューブを皮下に植え、5,10,15日目に性行動観察をおこなった。ロード-シスの発現量は出生期に投与されたTPの量にかかわらず低いものであったが、抑制線維を切断したものは発現量が増加した。しかし、抑制線維を切断しても1000μgTP投与の雌は100μgTP投与雌のような強い増加はみられなかった。この結果は、新生期のアンドロゲンは脳の中に雌性行動の抑制力を発達させるばかりでなく、多量に存在した場合促進機構にも影響を及ぼすことを示している。2.抑制力が中隔で形成される可能性があることから、雌ラットの中隔の出入力神経線維を種々の部位で切断し影響をみた。その結果、中隔の腹外側部を切断したラットはロード-シスの強い発現がみられたが、腹内側部,背側部,後部を切断したラットは対照群とかわりがなかった。このように、ロード-シスの抑制力は中隔内の神経核により形成され、腹外側部を通る神経線維を通り下降すると考えられる。
ストレス誘発性海馬障害に対するNMDA受容体遮断薬の保護作用の検討

幼少期に血中グルココルチコイド量を調節したラットを用い、ストレス負荷時の海馬NMDA受容体発現の経時的変化と学習およびストレス対処行動との関連を対照群と比較検討し、また、NMDA受容体拮抗薬による予防効果を検討した。SDラットを用いて、正常対照群、副腎摘出群、副腎摘出後にcorticosterone徐放剤を皮下留置した群、副腎摘出をおこなわずにcorticosterone徐放剤のみ皮下留置した群に分け、血中corticosterone濃度を調整した。また、それぞれの群に対し、浸透圧ポンプを用いたNMDA受容体拮抗薬(memantine)投与群と非投与群を作成した。それぞれのラットにつき、採血をおこない血中corticosterone濃度を測定するとともに、処置から2週間後にY字迷路による学習障害の測定(Day1、その4日後、及びその6日後)、および赤外線を用いた行動観察装置(Animex)により活動量(Day1とその6日後)を測定した。この結果、各群において体重、総活動量に有意な差は認められなかったが、正常対照群、副腎摘出群に対してcorticosterone徐放剤のみ留置し、血中corticosterone濃度を上昇させた群では学習障害の傾向を認めた。また、血中corticosterone濃度を上昇させた群にmemantineを投与した群では学習障害が見られなかったが(Day6)、活動量の減衰が強くみられ、今後検討を要すると考えられた。corticosterone濃度を上昇させた群のラットの海馬におけるNMDA受容体サブユニットのmRNA発現量をin situ hybridization法を用いて測定したところ、NR2Bの発現が低下する傾向を認め、corticosteroneによりNR2Bなどに変化が生じ、学習機能に何らかの影響があるものと推測された。また、それぞれの群に対し、浸透圧ポンプを用いたNMDA受容体拮抗薬(memantine、MK-801)投与群と非投与群を作成した。それぞれのラットにつき、採血をおこない血中corticosterone濃度を測定するとともに、処置から2週間後にY字迷路による学習障害の測定、および赤外線を用いた行動観察装置により活動量を測定した。この結果、各群において活動量に有意な差は認められなかったが、正常対照群、副腎摘出群に対してcorticosterone徐放剤のみ留置し、血中corticosterone濃度を上昇させた群では学習障害の傾向を認めた。これらのラットの海馬におけるNMDA受容体サブユニットのmRNA発現量をin situ hybridization法を用いて測定したところ、NR2Bの発現が低下する傾向を認めた。現時点ではまだ処置を施した個体数が少ないため、次年度では個体数を増やし、更に詳細な解析をおこなう予定である。

それぞれのラットにつき、採血をおこない血中corticosterone濃度を測定するとともに、処置から2週間後にY字迷路による学習障害の測定(Day1、その4日後、及びその6日後)、および赤外線を用いた行動観察装置(Animex)により活動量(Day1とその6日後)を測定した。この結果、各群において体重、総活動量に有意な差は認められなかったが、正常対照群、副腎摘出群に対してcorticosterone徐放剤のみ留置し、血中corticosterone濃度を上昇させた群では学習障害の傾向を認めた。また、血中corticosterone濃度を上昇させた群にmemantineを投与した群では学習障害が見られなかったが(Day6)、活動量の減衰が強くみられ、今後検討を要すると考えられた。corticosterone濃度を上昇させた群のラットの海馬におけるNMDA受容体サブユニットのmRNA発現量をin situ hybridization法を用いて測定したところ、NR2Bの発現が低下する傾向を認め、corticosteroneによりNR2Bなどに変化が生じ、学習機能に何らかの影響があるものと推測された。
先天性ケトン体代謝異常症の分子病態-原因遺伝子群の基礎的検討を中心に-

Succinyl-CoA:3-ketoacid CoA transferase(SCOT)欠損症において"mild"mutation型(一方のアリールに残存活性をもつ)の患者ではpermanent ketosisをきたさないことを明らかにし、またT2欠損症の"mild"mutation型ではtiglyl-CoAを用いたカップリングアッセイでは正常と誤って診断されてきた可能性につき報告した。SCOT遺伝子のプロモーターの肝臓特異的発現抑制機構の解明のため、ヒト肝臓由来細胞およびHeLa細胞、マウスでは実際の肝臓、心臓のSCOT遺伝子プロモーター領域のCpG islandsのメチル化の状況を調べたところSCOT遺伝子の発現していない肝臓由来細胞や肝臓においても、HeLa細胞や心臓と同様にメチル化がほとんど起きていないことが明らかになった。またSCOT欠損症患者で、エクソン6の最後の1塩基のG>A置換による2エクソンスキップ(エクソン6、7スキップ)がどのような機序で生じるのかについて核のheteronuclear RNAの解析を行い、多くのtranscriptsはエクソン6単独スキップであるが、細胞質でNonsense mediated RNA decayのためこのエクソン6単独スキップRNAは少なくなり、ほとんど核では検出されない2エクソンスキップのmRNAが優位になっていることが明らかとなった。チオラーゼ欠損症においてはヒト細胞質チオラーゼの3次構造決定をフィンランドの共同研究者とともに行った。これによりチオラーゼ反応のメカニズムをかなり詳細に明らかにすることができた。またチオラーゼ欠損症においてエクソン2-4を含む遺伝子欠失がAlu配列間で生じていることも明らかにした。先天性ケトン体代謝異常症について1)βケトチオラーゼ(T2)欠損症とサクシニル-CoA:3-ケト酸CoAトランスフェラーゼ(SCOT)欠損症では酵素活性,蛋白遺伝子解析を行い,新たにこれら疾患の患者の診断を行い,変異の蛋白3次構造に変異の与える影響について検討した.そして軽症変異型のT2欠損症は欧米でもちいられてきたTiglyl-CoAを用いた活性測定では見落とされていた可能性があることを明らかにし(Zhang et al.Pediatr Res 2004),また軽症変異型のSCOT欠損症では本症の特徴である持続性ケトーシスがないことを報告した(Fukao et al, Pediatr Res 2004).2)ヒトT2遺伝子発現の基礎的検討においてはエクソン5と6の間にもう1つBT2エクソンが存在する.alternative splicing form BT2 mRNAの線維芽細胞での発現を認めた.しかしAlternative form BT2 cDNAを真核生物発現ベクターpCAGGS組み込み発現させ,polyclonalな抗T2抗体での検出を試みたが,認識されなかった.3)SCOT遺伝子ではマウスの上流域の5kbの配列をクローニングした.ルシフェラーゼアッセイ用のベクターに組み込んでいる.HMG-CoA synthase欠損症は非ケトン性低血糖発作を主症状とし,有機酸分析では特徴的な所見はなく,また酵素診断は非常に難しいためこれまで診断されてこなかった.HMG-CoA synthase遺伝子の配列があきらかになったので,ゲノムDNAからのPCR/ダイレクトシークエンスで遺伝子診断する方法を確立した.Succinyl-CoA:3-ketoacid CoA transferase(SCOT)欠損症においてはSCOT遺伝子のプロモーターの肝臓特異的発現抑制機構の解明のため、ヒト肝臓由来細胞およびHeLa細胞、マウスでは実際の肝臓、心臓のSCOT遺伝子プロモーター領域のCpG islandsのメチル化の状況を調べたところSCOT遺伝子の発現していない肝臓由来細胞や肝臓においても、HeLa細胞や心臓と同様にメチル化がほとんど起きていないことが明らかになった。またSCOT欠損症患者で、エクソン6の最後の1塩基のG>

A置換による2エクソンスキップ(エクソン6、7スキップ)がどのような機序で生じるのかについて核のheteronuclear RNAの解析を行い、多くのtranscriptsはエクソン6単独スキップであるが、細胞質でNonsense mediated RNA decayのためこのエクソン6単独スキップRNAは少なくなり、ほとんど核では検出されない2エクソンスキップのmRNAが優位になっていることが明らかとなった。チオラーゼ欠損症においてはヒト細胞質チオラーゼの3次構造決定をフィンランドの共同研究者とともに行った。これによりチオラーゼ反応のメカニズムをかなり詳細に明らかにすることができた。またチオラーゼ欠損症においてエクソン2-4を含む遺伝子欠失がAlu配列間で生じていることも明らかにした。
化学物質による海洋汚染とその毒性影響

本研究では、海棲哺乳類を海洋汚染の指標生物として、日本近海は勿論のこと、熱帯・温帯海域から北極・南極海に至るまで広範囲に調査した。なかでも、1987-88年に多数のアザラシが死亡したバイカル湖およびその周辺域については、ロシア科学アカデミー湖沼学研究所との共同研究として実施することができ、貴重な研究成果を得ることができた。これらの研究成果については、関連学会などで発表すると同時に、一部については学術論文として公表した。その内訳は、原著論文が10編、著書が6編、報告書等が14編、講演発表が35回であった。上記の10論文では、(1)日本のみならず世界の海に生息しているイルカ類に蓄積する有機塩素系化合物とその生物影響、(2)多数の個体が死亡したバイカルアザラシとその生息環境に存在する有機塩素系化合物とその特性、(3)日本近海に生息するイルカ類に蓄積する有機スズ類とその特性、(4)南極海に生息するアデリーペンギンに蓄積する重金属とその特性などの研究成果を中心にまとめた。同時に、これらの科学的知見をもとに地球規模の海洋汚染の現状を分析し、将来、益々厳しくなる地球規模の海洋汚染に対する対応策を検討し、国際的な監視体制の確立、国際的な標本バンクの設立、国際共同研究体制の構築などについても言及した。今年度実施した研究内容の概要を以下に示す。1.平成6年7月に東京大学海洋研究所大槌臨海研究センターで、本研究に関係する研究分担者および研究協力者による打ち合せ会議を開催した。2.大槌湾およびその沿岸海域に生息しているワレカラ類,プランクトン,魚類およびイルカ類の標本を採集し、その試料を各研究分担者と研究協力者に送付し、有機塩素系化合物と重金属類を分析した。3.各試料の生物に関する生活史情報を収集し、解析を行った。4.環境調査を行い、水温、塩分、流速などのデータを収集し、解析を行った。5.対象生物の生息域の底質、海水、大気を採取し、化学分析を行った。6.生物情報、化学分析値、物理環境などのデータを刷り合わせて、総合的な解析を試行した。7.研究成果がまとまったものに関しては、研究論文として公表した。1.平成7年8月に東京大学海洋研究所大槌臨海研究センターで、本研究に関係する研究分担者および研究協力者による会議を開催し、これまでの研究成果と今後の研究方針について打合せを行った。2.大槌湾およびその沿岸海域に生息しているワレカラ類、プランクトン、魚類およびムラサキイガイの標本を採集し、その試料を各研究分担者と研究協力者に送付し、有機塩素系化合物と重金属類を分析した。5.対象生物の生息域の底質、海水、大気、を採取し、化学分析を行った。上記の10論文では、(1)日本のみならず世界の海に生息しているイルカ類に蓄積する有機塩素系化合物とその生物影響、(2)多数の個体が死亡したバイカルアザラシとその生息環境に存在する有機塩素系化合物とその特性、(3)日本近海に生息するイルカ類に蓄積する有機スズ類とその特性、

(4)南極海に生息するアデリーペンギンに蓄積する重金属とその特性などの研究成果を中心にまとめた。同時に、これらの科学的知見をもとに地球規模の海洋汚染の現状を分析し、将来、益々厳しくなる地球規模の海洋汚染に対する対応策を検討し、国際的な監視体制の確立、国際的な標本バンクの設立、国際共同研究体制の構築などについても言及した。
私家集の書誌学・文献学による解析を通じて基底部から新しい和歌史を構築する

冷泉家時雨亭文庫に収蔵される私家集を調査した経験をもとに、関連する伝本を博捜、全国各地に出向き、書誌学的な調査を行った。冷泉家時雨亭文庫蔵私家集については、それぞれの典籍類から得られた書誌学的な知見を切り口に、王朝の女流歌人について和歌史における位置の見直しを試みた。また冷泉家時雨亭文庫蔵私家集を基準伝本として、その転写本系統に位置すると思われる写本とのテキストの比較検討を行い、「明日香井和歌集」についてはその成果を発表した。また、私家集の注釈面における研究では、成果として鴨長明と寂蓮法師の和歌について、彼らの私家集を中心に選釈を行い、公刊した。私家集の伝本調査では、諸処に蔵されている私家集の系統分類と書写・伝播の実体解明について調査を進めることができた。また人間文化研究機構国文学研究資料館への出張調査では、「清少納言」「出羽弁」「二条院讃岐」「伊勢大輔」などの王朝女流歌人のテキストについて、マイクロフィルムや紙焼き写真等による諸本間の相違について検討し、関連論文などを収集・分析した。それらの調査・研究の成果は、冷泉家時雨亭文庫蔵の貴重な古典籍を中心として王朝女流歌人の和歌の特徴や、その私家集の諸本などについてまとめた小論を「志くれてい」誌上に公開するにあたって活用した。前年度からの成果としては、飛鳥井雅経の私家集「明日香井和歌集」について、日本大学総合学術情報センター蔵本(現存最善本とされる)と時雨亭文庫蔵本(現存最古写本・重要文化財)との二本を書誌学的な見地から比較し、その成果を単行本において分担執筆のかたちで公開・上梓した。また鴨長明とその作品に関する研究では、中世文学会春季全国大会(於中央大学)において、「鴨長明の和歌を読む」と題し、長明の私家集「鴨長明集」の成立時期について新見を提示すると共に、従来ひとくくりに「寿永百首家集」として処理されてきた私家集群についても、再検討すべきであるとの見通しを示した。さらに晩年の「方丈記」につながる、彼の青春期の和歌表現や彼自身の物の見方・視線についても仮説を提示した。2012年が「方丈記」が書かれて800年目の記念の年にあたるところから、「鴨長明集」より看取される彼のひととなりなど、これまでの研究を活かしつつ、市民講座やテレビ・ラジオ・新聞などの媒体を介して積極的に国民一般社会に公開し還元する活動もあわせ行った。私家集の伝本調査では、ひきつづき諸処の文庫・図書館の原本調査を行うとともに、国文学研究資料館の紙焼写真やwebによるデジタル画像なども参考に、テキストを比較、検討した。特に今年度は『賀茂保憲女集』『源重之女集』『道綱母集』について、冷泉家時雨亭文庫収蔵の重要文化財の伝本(冷泉家時雨亭叢書の影印による)を中心に、参看すべき諸本の書誌学的な考察を進め、その成果を『志くれてい』に発表した。まず『賀茂保憲女集』については、時雨亭文庫蔵定家監督書写本の表紙の定家書入をもとに、それとの類似性を根拠に、宮内庁書陵部蔵『少輔入道定長百首』の跋文ないし識語とされてきたこれまでの定説を、その丁全体が実は綴葉装の前表紙(俊成筆外題「少輔入道定長/百首/とのゝむすひたいとそ」)であったことを新たに突き止めた。定家が感性豊かな少年時代を過ごしたこと、また『賀茂保憲女集』が豊かな叙情性に満ち、その記述が不遇な定家の若年期とだぶり、彼の感受性を刺激した可能性などを合わせて指摘、後年、そのことを振り返っての記載が、前表紙の「一首無可取哥」の厳しい文言になったと親説を提示した。次いで『重之女集』では、冷泉家時雨亭文庫蔵本の補修の具合などに着目、彼女の家集が和泉式部が参看した時代からすでに現状にきわめて近いものであったことを、書誌学的な見地から推論した。最後に『右大将道綱母集』についても、時雨亭文庫蔵定家監督書写本『傅大納言母上集』に触れつつ、先行研究を引いて後代への影響などを記述した。このほか、鴨長明の『方丈記』について、彼の若年期の家集『鴨長明集』の和歌を参考にしながら、彼の人生と作品の背景についてわかりやすく単行本へとまとめた。いずれも、書誌学上の視点を基底として、私家集研究に新たな発見と問題点を提起できたと考えている。私家集について、特に影印公開された冷泉家時雨亭文庫蔵私家集を各家集諸伝本の基幹に据えて、文献学的な研究を進めている。

まず、『新古今和歌集』の撰者として活躍した飛鳥井雅経の私家集「明日香井和歌集」については、鎌倉期の古写本である冷泉家時雨文庫蔵本(重要文化財)と日本大学総合学術センター蔵本(ただし原本ではなくデジタル画像データ)の比較校勘を入念に行い、その調査結果をもとに、「明日香井和歌集」の書誌学的、文献学的研究を深化させることができた。その研究の成果については、すでに原稿化を終え、論文集の中の1論文として収録掲載されることが決定、刊行を待つばかりとなっている。次いで、冷泉家時雨亭文庫所蔵の私家集の内、王朝女流歌人の私家集について、歌人の伝記にも目を配りつつ、古典籍としての価値・意義にいて考察を行い、「小野小町集」「殷富門院大輔集」「周防内侍集」について、研究をまとめ、その一部を一般読者にもわかりやすく文章化し、冷泉家時雨亭文庫の機関誌「志くれてい」に発表した。また、平安時代末期に成立した、いわゆる「寿永百首家集」のうちの1冊である、「鴨長明集」について、その書誌学的な研究と、和歌の内容について考察し、その成果を研究発表や講演において広く社会に還元した。研究発表は、「鴨長明集」の和歌を冷泉家時雨亭文庫蔵本をもとにした善本テキストにより、詠歌の特徴について分析を加え、『伊勢物語』からの影響を考察した。講演については、東日本大震災と長明の代表作「方丈記」との関係について、自然科学分野の科学的なデータにも目配りを怠ることなく、古典の読み直しを行い、講演した。その成果を講演録として論文にまとめることができた。当該研究は書誌学に立脚した日本文学の研究である。前提となる原本の調査、さらにテキストデータの集積と分析が基底を成し、研究の遂行には欠かせない。その点、初年度に東日本大震災の影響ために立ちおくれがちだった東北地区の諸本調査も、青森県弘前市にある東奥義塾高等学校図書館現蔵の津軽藩旧蔵「三十六人集」(きわめて書き入れの多い興味深い写本であった)の調査などを行うことができ、原本調査もおおむね順調に進みつつある。本年度は、鴨長明の私家集「鴨長明集」について、計画通りに、その内容などを読み込んだ研究の成果を、専門学会の春季全国大会において口頭発表することができた。また、2012年度が「方丈記」が成立してちょうど800年目の記念の年にあたっていたことから、いささか想定外のことながら、最終年度を待たずして、私家集の書誌学的な調査・研究に基づく諸成果を積極的に一般社会に公開し還元する活動を行うこともできた。特に、「鴨長明集」については、講演会や市民講座、またテレビ・ラジオ・雑誌・新聞などの媒体を介して、ひろく国民一般市民に公開・還元し得たことは、当初の予想を超えるものであった。しかしながら、その反面、市民向けの社会的な活動が立て込むあまり、当該年度に行う計画であった西日本地区への原本調査が手薄となったことは事実であり、顧みられるべきであろうと思う。次年度への課題として持ち越されることとなった点は付記しておきたい。交付申請時には東北を中心とする東日本の図書館・文庫が所蔵する諸伝本の原本調査を行う計画であった。しかしながら、前年度末の3月11日に東日本大震災が発生するにいたり、それが未曽有の大災害であったため、資料を所蔵する機関の被災も甚だしく、しばらくの間、調査を延期せざるを得ない状況に陥ることとなった。そのため、東北地方の伝本調査は次年度に回す、また国文学研究資料館等が所蔵するマイクロフィルムや紙焼き写真などの閲覧により代替するなど、研究の遂行に支障のないようにつとめた。なお、2月に入ってから、東北地方の図書館・文庫でも復旧が進んでいるところには赴いて、臨機応変に調査を行った。具体的な家集にしぼって、掘りさげて調査研究を行ったことが、かえって成果を上げることに結びついたと考えている。現在では、その調査結果をもとに、「明日香井和歌集」の書誌学的、文献学的研究をいっそう深化させることに取り組んでいる。
睡眠の質が技能学習向上に与える影響に関する脳波的研究

近年、手続き記憶測定方法の一つである視覚弁別課題の向上には練習後の睡眠が不可欠であることが報告されており、レム睡眠とノンレム睡眠のどちらが向上に大きく寄与するのか議論がなされている。しかし、実験統制や睡眠脳波解析が必ずしも充分でないため、結果について一定した見解が得られていない。今回、周波数解析を用いて、8時間の睡眠ポリグラフ記録に対し、定量的分析を行い、睡眠前後に行った課題成績の向上量との関係を検討した。書面で説明、同意を得た8名の健康な成人が実験に参加した(平均24.5±3.4才)。0時から8時まで終夜睡眠ポリグラフィを行った。睡眠前と起床後に視覚弁別課題を行った。ポリグラフ記録に対し30秒毎に国際基準に従って睡眠段階判定を行った。左中心部脳波に対しFFTによる周波数解析を行い、delta(0.3-3Hz)、theta(3-8Hz)、alpha(8-12Hz)、sigma(12-15Hz)、beta(15-20Hz)、各周波数帯域の30秒間毎のパワー値を算出した。段階REMの1エポックあたりの急速眼球運動の個数(REM密度)を算出した。睡眠変数との関係を検討した結果、睡眠後半(4時から8時)の睡眠段階3+4出現時間と向上量に有意な正の相関が認められた。さらに睡眠後半に出現したde1taパワー値と向上量の間に有意な正の相関が認められた。全体8時間、睡眠前半、睡眠後半において段階REM中のalphaパワー値と向上量の間に有意傾向が認められた。REM密度と向上量には有意な相関が見られなかった。これらの結果から、睡眠後半に脳が休息するような睡眠経過がこの手続き記憶学習の向上に関わっていると考えられた。REM睡眠中のalphaパワー値が向上量と関係し、REM密度と向上量が関係しなかったことは、REM密度に表される脳幹活動よりもむしろ、皮質活動の活性化が向上と関係している可能性が示された近年、手続き記憶測定方法の一つである視覚弁別課題の向上には練習後の睡眠が不可欠であることが報告されており、レム睡眠とノンレム睡眠のどちらが向上に大きく寄与するのか議論がなされている。REM睡眠中のalphaパワー値が向上量と関係し、REM密度と向上量が関係しなかったことは、REM密度に表される脳幹活動よりもむしろ、皮質活動の活性化が向上と関係している可能性が示された序論近年、手続き記憶測定方法の一つである視覚弁別課題の向上には練習後の睡眠が不可欠であることが報告されており、レム睡眠とノンレム睡眠のどちらが向上に大きく寄与するのか議論がなされている。方法書面で説明、同意を得た8名の健康な成人が実験に参加した(平均24.5±3.4才)。結果睡眠変数との関係を検討した結果、睡眠後半(4時から8時)の睡眠段階3+4出現時間と向上量に有意な正の相関が認められた。さらに睡眠後半に出現したdeltaパワー値と向上量の間に有意な正の相関が認められた。

REM密度と向上量には有意な相関が見られなかった。考察これらの結果から、睡眠後半に脳が休息するような睡眠経過がこの手続き記憶学習の向上に関わっていると考えられた。REM睡眠中のalphaパワー値が向上量と関係し、REM密度と向上量が関係しなかったことは、REM密度に表される脳幹活動よりもむしろ、皮質活動の活性化が向上と関係している可能性が示された近年、手続き記憶測定方法の一つである視覚弁別課題の向上には練習後の睡眠が不可欠であることが報告されており、レム睡眠とノンレム睡眠のどちらが向上に大きく寄与するのか議論がなされている。しかし、実験統制や睡眠脳波解析が必ずしも充分でないため、結果について一定した見解が得られていない。今回、周波数解析を用いて、8時間の睡眠ポリグラフ記録に対し、定量的分析を行い、睡眠前後に行った課題成績の向上量との関係を検討した。書面で説明、同意を得た8名の健康な成人が実験に参加した(平均24.5±3.4才)。0時から8時まで終夜睡眠ポリグラフィを行った。睡眠前と起床後に視覚弁別課題を行った。ポリグラフ記録に対し30秒毎に国際基準に従って睡眠段階判定を行った。左中心部脳波に対しFFTによる周波数解析を行い、delta(0.3-3Hz)、theta(3-8Hz)、alpha(8-12Hz)、sigma(12-15Hz)、beta(15-20Hz)、各周波数帯域の30秒間毎のパワー値を算出した。段階REMの1エポックあたりの急速眼球運動の個数(REM密度)を算出した。睡眠変数との関係を検討した結果、睡眠後半(4時から8時)の睡眠段階3+4出現時間と向上量に有意な正の相関が認められた。さらに睡眠後半に出現したdeltaパワー値と向上量の間に有意な正の相関が認められた。全体8時間、睡眠前半、睡眠後半において段階REM中のalphaパワー値と向上量の間に有意傾向が認められた。これらの結果から、睡眠後半に脳が休息するような睡眠経過がこの手続き記憶学習の向上に関わっていると考えられた。REM睡眠中のalphaパワー値が向上量と関係し、REM密度と向上量が関係しなかったことは、REM密度に表される脳幹活動よりもむしろ、皮質活動の活性化が向上と関係している可能性が示された