hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フォノン工学におけるメタマテリアル複合材料の応用に関する計算科学的研究

平成30年度においては、主に下記の内容に関する研究を行った。(1)前年度までの研究に引き続き、固体材料中に共鳴粒子が埋め込まれた弾性複合材料について、より定量的な観点から詳細な研究を行った。また実際のシミュレーション研究においては、GPUを搭載したスーパー・コンピュータにおいて大規模な数値計算を行うのに適したソフトウェアへの対応を行った。(2)ソフトコロイド系の微粒子集積化によって創製される材料における構造形成、および微粒子間の有効相互作用の性質について明らかにした。高分子を付加した微粒子系における粒子間相互作用は、一般に高分子鎖の長さに依存する。この様な系においては、高分子鎖の間における排除体積効果により微粒子間に斥力が働く(その結果、コロイド分散系の安定性に寄与する)事が知られている。しかし、付加する高分子鎖が長い系では、高分子鎖を構成するモノマーがより自由に動けるため、いわゆる枯渇相互作用によって微粒子間の有効相互作用に引力が発生すると考えられる。この様な描像は、微粒子表面に付加した高分子がlinear polymerの場合であるが、分岐高分子の場合は異なる振舞いを示す可能性があるという観点から研究を行った。一連の研究で得られた内容は、本研究課題で扱っている材料における弾性波の伝搬特性や、バンドギャップの制御等に関しても有力な知見を与える事が期待される。(3)上記(1)(2)に関連する研究として、微粒子集積化材料全般に適用可能である独自の構造解析手法に関する開発を行い、その有効性について数値的に示した。一連の得られた研究成果については、英文の原著論文として公表予定である。固体材料中に共鳴粒子が埋め込まれた弾性複合材料、および様々なソフトコロイド結晶に関して計算機シミュレーションを行う事により、系の物理的性質に関する新たな知見を得ている。また、関連する研究分野における広汎な問題に適用可能である、独自の解析方法の開発にも成功している。一連の研究により、メタマテリアル複合材料の特性解明、およびその応用に寄与する事が期待される。本研究課題における、今後の推進方策は下記の通りである。(1)平成30年度までに開発したソフトウェアを用いて、より複雑な系に関して大規模なシミュレーション解析を行う。具体的には、弾性波の透過特性および減衰特性に関する解析を行う。得られた結果より、従来の研究と比較してより高性能なメタマテリアル複合材料を開発する際の設計指針が得られる事が期待される。(2)上記の問題に関連して、メタマテリアル複合材料におけるバンドギャップの広帯域化に関する研究を行う。平成28年度においては、主に以下の2つの課題に関する研究を行った。(i)超大規模行列の固有値解析ソフトウェア・パッケージの改良に関する研究:本研究課題においては、超大規模疎行列(特に非エルミート行列)に関する固有値解析が不可欠である。この問題に関連して、本研究では大規模疎行列における固有値解析手法に関する改良を行い、より高精度の固有値・固有ベクトルの計算が可能となる事を実証した。また、本研究課題における3次元メタマテリアル複合材料の解析を行う上では、超大規模行列の線形計算を高速に行う事が不可欠である。この問題に関連して、最新のスーパーコンピュータにおけるアーキテクチャに適した、関連ソフトウェア・パッケージの高速化を行った。(ii)微粒子集積化材料に関する研究:メタマテリアル複合材料を実現させる上で、ソフト・フォノニック結晶の物理的性質について明らかにする事は興味深い問題である。本研究では、ソフト・フォノニック結晶を実験的に作成する方法の一つである微粒子集積化材料の特性、およびその構成要素である微粒子系における物理的性質について、計算科学の立場から詳細な研究を行った。具体的には、高分子を付加した微粒子系における有効相互作用および構造形成について定量的に明らかにした。特に、空間的に閉じ込められた微粒子系の振る舞いについて議論を行った。また、微粒子系を集積化した材料に関する理論研究を行い、その力学的性質および弾性的性質に関して明らかにした。ソフト・フォノニック結晶の構成要素の一つである、高分子を付加した微粒子系の物理的性質について、モンテカルロ・シミュレーションにより新たな知見を得ている。また本研究課題に関連して、大規模疎行列の数値計算手法に関する従来の研究をより発展させる事に成功している。一連の研究により今後、メタマテリアル複合材料の特性解明と応用に寄与する事が期待される。平成29年度においては、主に以下の2つの課題に関する研究を行った。(i)母体となる固体材料中に共鳴粒子が埋め込まれた弾性複合材料の振動特性について、数値的研究を行った。具体的には格子モデルに基づき、共鳴粒子がランダムに分散している三次元複合構造における振動状態密度について明らかにした。その結果、共鳴粒子を系内に分散させることによって弾性波に関するバンドギャップが現れる事、このバンドギャップは共鳴粒子に関するパラメータを変化させる事により、任意の周波数領域に導入することが可能である事、またこのバンドギャップの周波数幅は共鳴粒子の濃度を変えることによって制御可能である事などが確認された。更に、異なる種類の共鳴粒子を導入する事により、複数のバンドギャップが現れる様子を示した。(ii)一般に音響メタマテリアル、或いはフォノニック結晶を用いると、特定の周波数の弾性波の伝播を抑制可能な材料を作成する事が可能となる。この問題に関連して、弾性波が伝搬する新材料自体に関する研究を行う事も重要となる。本研究課題では、球状ポリマーブラシと呼ばれるソフトコロイド系とその集積化に関する研究を行い、これらの系における粒子間有効相互作用および構造形成(結晶化および相図)に関して明らかにした。

また、高分子-微粒子(ナノ粒子)複合体の秩序化は、微粒子表面における高分子鎖のグラフト密度が多い場合に、特定の粒子濃度領域において起こる事が確認された。固体材料中に共鳴粒子が埋め込まれた弾性複合材料の振動特性について、計算機シミュテーションの立場から明らかにしている。この分野における従来の先行研究の多くは、主に一次元系の解析に留まっていたのに対して、本研究では三次元複合構造における振動特性に関する研究を行っており、任意の周波数領域における複数のバンドギャップの導入が可能である事を示している。また、球状ポリマーブラシと呼ばれるソフトコロイド系とその集積化に関する研究を行い、その特異な構造形成の振る舞いについて明らかにする事に成功している。一連の研究により今後、音響メタマテリアル複合材料、および新たな種類のフォノニック結晶材料における特性解明と応用に寄与する事が期待される。平成30年度においては、主に下記の内容に関する研究を行った。(1)前年度までの研究に引き続き、固体材料中に共鳴粒子が埋め込まれた弾性複合材料について、より定量的な観点から詳細な研究を行った。また実際のシミュレーション研究においては、GPUを搭載したスーパー・コンピュータにおいて大規模な数値計算を行うのに適したソフトウェアへの対応を行った。(2)ソフトコロイド系の微粒子集積化によって創製される材料における構造形成、および微粒子間の有効相互作用の性質について明らかにした。高分子を付加した微粒子系における粒子間相互作用は、一般に高分子鎖の長さに依存する。この様な系においては、高分子鎖の間における排除体積効果により微粒子間に斥力が働く(その結果、コロイド分散系の安定性に寄与する)事が知られている。しかし、付加する高分子鎖が長い系では、高分子鎖を構成するモノマーがより自由に動けるため、いわゆる枯渇相互作用によって微粒子間の有効相互作用に引力が発生すると考えられる。この様な描像は、微粒子表面に付加した高分子がlinear polymerの場合であるが、分岐高分子の場合は異なる振舞いを示す可能性があるという観点から研究を行った。一連の研究で得られた内容は、本研究課題で扱っている材料における弾性波の伝搬特性や、バンドギャップの制御等に関しても有力な知見を与える事が期待される。(3)上記(1)(2)に関連する研究として、微粒子集積化材料全般に適用可能である独自の構造解析手法に関する開発を行い、その有効性について数値的に示した。一連の得られた研究成果については、英文の原著論文として公表予定である。固体材料中に共鳴粒子が埋め込まれた弾性複合材料、および様々なソフトコロイド結晶に関して計算機シミュレーションを行う事により、系の物理的性質に関する新たな知見を得ている。また、関連する研究分野における広汎な問題に適用可能である、独自の解析方法の開発にも成功している。
特別支援教育に対する口腔ケアプログラムの開発

特別支援教育現場における口腔ケアの指導に関する調査を行い、その結果から口腔ケアプログラムの検討を行い、全身の緊張状態及び呼吸を改善するストレッチングや横隔膜呼吸を取り入れた全人的な発達に寄与する口腔ケアプログラムを考案した。プログラムの効果検証として、平均年齢49.4±13.7歳の知的障害者11名に対し、プログラムを3か月間実施し、プログラムの開始前後の口腔内の変化及び朝食後、昼食直前、昼食後のグレリン濃度の変化を調査した。その結果、プログラム実施後の口腔内状況及びグレリン濃度の変化に有意差が認められたことから、考案したプログラムはグレリン濃度変化に影響を及ぼす可能性が示唆された。現在、特別支援教育現場における摂食指導では、『食べる』ことに着目し、個々に応じた食餌形態や食べる機能に重点が置かれている。摂食前後の口腔ケア、障害児の健康支援という点からの口腔管理および保健の指導が十分に行われていないのが現状である。また、先行研究により、未学習や誤学習による現状の口腔ケアに対する改善の必要性が示唆されていることから、個々での対応でなく特別支援教育現場での対応、早期からの口腔ケアの開始など、超早期療育の一環として齲蝕予防や口腔保健管理のための口腔ケアプログラムと指導方法の構築が必要であると考える。そこで、平成25年度は、一次調査として特別支援教育現場および障害者施設等の口腔ケアに対する現状を把握するために、熊本、長崎、奈良、大阪、三重県内の特別支援学校58校と熊本県内の障害者施設1施設の障害児・者担当者を対象に、口腔ケア実態調査を実施した結果、1口腔ケア関連用語の理解の曖昧さ2口腔ケアとしてイメージされるものが歯磨きに集中していた(肢体不自由関係で摂食との関連があげられているものの特記すべき指導がみあたらない)3摂食や口腔ケアの介助の困難さが口腔機能のみの視点で理解されているという点が明らかになった。一方、今回構築する口腔ケアプログラムの評価方法として成長ホルモンの一種である血液中のグレリン濃度分泌リズムを用いるために、血液採取の協力が得られた障害者施設に入居している12名のグレリン濃度を測定した結果、1/3は分泌リズムが一定化していなかった。以上から、用語の定義や統一の必要性と全身運動やストレッチなど口腔に特化したものではなく食事前の全身状況の改善(結果的に口腔に関わる部分も改善する)の体操や歯磨きなどを組み込んだ口腔ケアプログラムの必要性が示唆された。特別支援教育現場における口腔ケアの指導に関するアンケート調査を行い、その分析結果をもとに特別支援教育現場および超早期療育になじみやすい口腔ケアプログラムの検討を行った。アンケート結果から、「口腔ケア=歯磨き」が教育現場の固定的な概念であることが明らかになったことを踏まえ、全身の緊張状態及び呼吸を改善するストレッチングや横隔膜呼吸を「体操」として提案し、全人的な発達に寄与する口腔ケアプログラムとして、口腔ケアを食後だけでなく食前にも実施、歯磨き時に口腔粘膜のストレッチやマッサージ、舌清掃をするという事を考案した。さらに、昼食前に健口体操を組み入れたプログラムを3か月間実施した。対象者は、平均年齢49.4±13.7歳の男性8名、女性3名の知的障害者11名である。プログラムの評価方法として、プログラム開始前後の口腔内の変化および朝食後、昼食直前、昼食後のグレリン濃度の変化を用いた。調査期間中、昼食前の歯磨きは約30%、健口体操は約15%、食後の歯磨きは約99%実施されていた。開始時のグレリン濃度変化は、朝食後と昼食直前では濃度変化に有意差はあるものの(p<0.05、)昼食直前と昼食後において濃度変化に差は認められなかった。しかし、プログラム実施後は、朝食後と昼食直前(p<0.01)、昼食直前と昼食後において濃度変化に有意差が認められた(p<0.05)。一方、考案したプログラム(昼食前後に実施した歯磨き)とグレリン濃度変化との間に相関は認められなかったが、健口体操と実施後の口腔内状態との間に相関が認められた(p<0.05)。以上の結果より、考案したプログラムとグレリン濃度の変化との関係は認められなかったものの、プログラム実施後の口腔内状況およびグレリン濃度の変化に有意差が認められことから、考案したプログラムはグレリン濃度変化に影響を及ぼしているのではないかということが示唆された。障害者歯科平成25年度では、一次調査として、障害児・者教育現場等の口腔ケアに対する現状の実態を把握するために熊本県、長崎県、三重県、奈良県および大阪府の特別支援学校や障害者施設に対し口腔ケアに関する質問紙調査を行い、その結果を分析し口腔ケアプログラムを構築する予定であった。一方、血液中のグレリン濃度分泌リズムを構築した口腔ケアプログラムの評価の指標とするために、実態調査と同時に血液採取に同意の得られた人を対象に分泌リズムの調査をする予定であった。

現在、口腔ケアプログラム開発のための現状把握として、熊本県、長崎県、三重県、奈良県、大阪府の特別支援教育現場および熊本県の障害者施設にて口腔ケアに関する調査(回答者の基本属性、特別支援学校および障害者施設勤務歴、口腔ケアの考え方、現在実施している口腔ケア内容、磨きにくい部位等)を実施した。さらに、血液採取に同意の得られた障害者施設の12名を対象に血液中のグレリン濃度分泌リズムを調査した結果、1/3の対象者が分泌リズムが一定化していないことを明らかにした。これらの結果から、口腔ケアに関する用語の定義や統一の必要性と全身運動やストレッチなど口腔に特化したものではなく、食事前の全身状況の改善(結果的に口腔に関わる部分も改善する)の体操や歯磨きなどを組み込んだ口腔ケアプログラムの必要性が示唆された。これらのことから、一次調査後の口腔ケアプログラムの構築に若干の遅れを認めるものの、現段階としてはおおむね計画通り研究が進んでいると考えている。現在、一次調査結果を分析し、口腔ケアプログラムを構築中である。一次調査の結果から、口腔ケアに関する用語の定義や統一の必要性と全身運動やストレッチなど口腔に特化したものではなく、食事前の全身状況の改善(結果的に口腔に関わる部分も改善する)の体操や歯磨きなどを組み込んだ口腔ケアプログラムの必要性が示唆されたことを踏まえ、さらに、血液採取を実施した障害者の口腔内状況や障害者施設の生活環境等と血液中のグレリン濃度分泌リズムの関連性について検討を加えたうえで、食事前後に歯磨きを行う習慣作り(環境作り)と歯磨き方法および全身状況の改善の体操を組み込んだ口腔ケアプログラムを構築する。次に、構築した口腔ケアプログラムを一次調査で血液中のグレリン濃度測定に協力が得られた12名の所属する障害者施設を対象に施設の指導者および介助員等に指導し、3か月間継続実施してもらう。3か月後、二次調査として再度、口腔内状態の調査およびグレリン濃度測定を行い、プログラム開始前のグレリン濃度分泌リズムと比較し、プログラムと分泌リズムの関連性について検討を行う。加えて、口腔内状態の変化をアセスメントする。これらの結果から、構築したプログラムの評価や指導方法の検証を行う。そして、構築した口腔ケアプログラムの成果を根拠に、実態調査を実施した特別支援学校および障害者施設に調査報告を行い、指導方法の一つとして位置づくよう推進していく予定である。次年度に、再度グレリン濃度分泌リズムの調査を行い構築したプログラムの検証を行う予定である。また、その成果を学会発表(台湾障害者歯科学会および日本障害者歯科学会)する予定である。さらにその成果を根拠に一次調査の対象特別支援学校および障害者施設に調査報告を行い、指導方法に1つのち手位置づくよう推進していく予定である。以上のことから、調査費および旅費、宿泊費、郵送費等が必要となるため、次年度使用額が発生する。
現代演劇における<舞台上の存在>論―身体/言葉の関係と<劇的なもの>の変容

本研究は、演劇において観客が舞台上に見る人間の存在が、登場人物にも役者にも還元できないものであるということから〈舞台上の存在〉という審級を措定し、その存在の特異性に注目するところから出発している。研究の特徴は、現代演劇の状況をふまえた上で19世紀末の演劇を振りかえることで、そこからあらたな側面を引き出すことにある。本年度は、前年度までにおこなった19世紀末ヨーロッパにおける劇作術の変容の分析を生かして、それを近代演出の誕生・俳優訓練術の萌芽と結びつける試みをした。まずはじめに、フランスでの近代演出の創始者であるアンドレ・アントワーヌに注目し、その手紙や新聞記事などを分析して、前年度までにおこなっていた「生のなかの劇」から「生そのものの劇」への転換との関連について、近現代演劇研究会で発表した。つぎに、本研究の背景となっている現代演劇における役者の存在の問題をはっきり示すために、現代作家ヴァレール・ノヴァリナの言語論・演劇論を分析して『仏文研究』への論文として発表し、現代的な問題と本研究の射程の関わりを明らかにした。さらに、19世紀末の状況についての考察をより進めるため、アントワーヌ・メーテルランク・マラルメの言説における役者の身体への両義的な態度を分析し、日本フランス語フランス文学会秋季大会で発表した。さらに演劇においてボディーワークがあらわれてくる過程をたどるため、自然主義演劇理論における俳優訓練術の萌芽についての論文を執筆し、現在査読中である。これらの研究により19世紀末の劇作術の変容と演出の誕生の関係がより立体的に理解できるようになった。さらに、本研究が明らかにしたボディーワークによる無意識へのアプローチという論点は、今後世紀転換期のパラダイムシフトとの密接に結びつくものであり、今後はより大きな視座のなかで発展させていく予定である。本研究の領野は、フランス現代演劇と演劇理論にある。身体と言葉が織りなす出来事のダイナミズムを捉えるため、登場人物と役者のどちらとも異なる〈舞台上の存在〉という審級を措定し、演劇テクストの分析を通じて、物語内容の表象手段に還元することのできない言葉の動的な力を抽出する分析の可能性をひらくことを到達点として見据えている。こうした基本的展望をもとに、今年度はこれまでの理論研究を基礎とした読解を通じてテクストのあらたな側面をひき出すことを試みた。具体的にはまず、M・メーテルランクの初期戯曲において、「日常の悲劇」の概念がいかに劇の構造を根本からゆるがし、ドラマという形式を内側から突きくずしているかを精察しながら、観劇がひとつの「出来事」になる機縁を具体的に捉えた。つぎに、M・デュラスの演劇概念の変遷を、役者との共同作業を通じて書き直された戯曲の分析を通じて考察した。その詳細を日本フランス語フランス文学会関西支部大会で発表し、『関西フランス語フランス文学』への論文掲載も決定している。この分析により、本研究の基本理論と、現代演劇理論の大きな争点の一つである「表象」から「現存」への移行の問題が具体的に結びつけられ、テクスト分析を通じて一回性のものである舞台芸術のあり方を捉える可能性が提示された。また、今年度の研究により、こうした劇の変容が「定義はできないが指し示すことはできるもの」を中心に置くことに端を発していることが明らかになった。現在は、このような芸術特有の表現のあり方に注目し、芸術が体現する「思考しない者の思考」を捉えようとするJ・ランシエールと、「哲学とはそもそもいくばくか文学ではなかったか」という問いから出発し、虚構・ミメーシスを通してしか為しえない思考を追いつづけたP・ラクー=ラバルトの思索を参照しながら研究を進めている。演劇において観客が舞台上に見る人間が、登場人物にも役者にも還元できないものであるということから<舞台上の存在>という審級を措定し、その存在の特異性に注目するところから出発している。この<舞台上の存在>は、役者や登場人物をめぐる思索を深めてくれるにとどまらず、現代における劇のあり方の象徴とも言える性質を持っており、演劇というひとつの<出来事>の本質を示してくれる鍵となっている。今年度は、昨年度の分析から得られた結果をもとにあらたな劇のあり方をひとつの理論としてまとめるとともに、劇の実践の場(演出家と役者の関係・俳優訓練など)へと分析の領野を拡げていくことに成功した。まず、博士論文の前半を為す予定である理論部によって、研究の射程がより明確になった。つまり、<舞台上の存在>についての思索が、思考の身体性を媒介にすることによって、芸術という営み自体の独自性を示していく可能性が今年度の研究によって明確に打ち出された。また、あらたな視点の導入についてはフランスでの資料集めに負うところが大きい。今年度は、フランスで近代演出の黎明期の資料を集め、演劇における身体論を扱った学会(パリ第3大学)に出席し意見交換することで、<舞台上の存在>という個体の特異な身体性を明らかにする基盤を得てきた。また、フランス滞在中には、現代演劇における登場人物と役者について考えるうえで象徴的な存在であるV・ノヴァリナの演出助手の方に何度か話を伺う機会を得た。2010年度は、まず5月におこなわれる近現代演劇研究会(大阪大学)で近代演出の黎明期における役者像についての発表をおこなう。次に、フランスでのインタビューの結果も参照したV・ノヴァリナについての論文が、9月に発行される『仏文研究』(京都大学)に掲載される予定である。

本研究は、演劇において観客が舞台上に見る人間の存在が、登場人物にも役者にも還元できないものであるということから〈舞台上の存在〉という審級を措定し、その存在の特異性に注目するところから出発している。研究の特徴は、現代演劇の状況をふまえた上で19世紀末の演劇を振りかえることで、そこからあらたな側面を引き出すことにある。本年度は、前年度までにおこなった19世紀末ヨーロッパにおける劇作術の変容の分析を生かして、それを近代演出の誕生・俳優訓練術の萌芽と結びつける試みをした。まずはじめに、フランスでの近代演出の創始者であるアンドレ・アントワーヌに注目し、その手紙や新聞記事などを分析して、前年度までにおこなっていた「生のなかの劇」から「生そのものの劇」への転換との関連について、近現代演劇研究会で発表した。つぎに、本研究の背景となっている現代演劇における役者の存在の問題をはっきり示すために、現代作家ヴァレール・ノヴァリナの言語論・演劇論を分析して『仏文研究』への論文として発表し、現代的な問題と本研究の射程の関わりを明らかにした。さらに、19世紀末の状況についての考察をより進めるため、アントワーヌ・メーテルランク・マラルメの言説における役者の身体への両義的な態度を分析し、日本フランス語フランス文学会秋季大会で発表した。さらに演劇においてボディーワークがあらわれてくる過程をたどるため、自然主義演劇理論における俳優訓練術の萌芽についての論文を執筆し、現在査読中である。これらの研究により19世紀末の劇作術の変容と演出の誕生の関係がより立体的に理解できるようになった。さらに、本研究が明らかにしたボディーワークによる無意識へのアプローチという論点は、今後世紀転換期のパラダイムシフトとの密接に結びつくものであり、今後はより大きな視座のなかで発展させていく予定である。
大脳皮質第一次体性感覚野の生体イメージングによる疼痛発症・維持機構の病態解明

2018年度は、疼痛モデルマウス(術後痛モデルおよび炎症性痛モデル)を作製し、疼痛行動評価(機械刺激・熱刺激)を試行した。術後痛モデルマウスでは、約1週間の疼痛閾値の低下を認めたのに対し、炎症性痛モデルマウスでは約10-14日間の疼痛閾値の低下を認めた。また2光子顕微鏡を用いて動物疼痛モデル(術後痛モデルおよび炎症性痛モデル)の大脳皮質体性感覚野の同一神経細胞集団を可視化し経時的に追跡後、数理学的解析を行った。術後痛モデルおよび炎症性痛モデルの両モデルで急性疼痛期に神経活動の上昇および各神経細胞間の相関性の上昇が認められた。観察中に感覚刺激(機械刺激・熱刺激)を与えることで、大脳皮質第一次体性感覚野の神経細胞集団が応答することも2光子顕微鏡にて観察した。さらに化学遺伝学的手法を用いて神経細胞集団の活動を制御し、疼痛閾値の評価を行った。大脳皮質体性感覚野の神経細胞集団の活動を活性化させることで疼痛閾値の低下を認めた一方で、大脳皮質体性感覚野の神経活動を抑制することで疼痛閾値の緩和が認められた。大脳皮質体性感覚野の神経細胞集団の活動の制御で疼痛閾値の変化が認められたことから、大脳皮質体性感覚野の神経細胞集団が疼痛の発生・維持に関与することが示唆された。これらのことを、2018年に開催された日本神経科学大会・近畿生理談話会・米国神経科学大会などで発表を行った。今後はさらに、回路特異的に神経活動を操作することで疼痛発生・維持のメカニズムを検討することとする。一部モデルマウスの変更や神経活動の操作の方法を変更したが、おおむね計画通りに進展している。今後は、回路特異的に神経活動を操作することで疼痛発生・維持のメカニズムをさらに検討する。また加えて、イメージングだけでなく分子の面から病態のメカニズムを探求していく予定である。研究は概ね順調に進んでいるが、少し計画との時間的相違を生じたため、次年度使用額が生じた。翌年度、引き続き試薬の購入や慢性疼痛モデルマウスの作製・2光子顕微鏡での生体イメージングの研究を継続する予定である。
NPOの行政関与と法治主義-環境・福祉行政を中心として-

本研究では、NPOの行政関与を伝統的な法治行政の原理という視点から検討した。近年、特に環境行政および福祉行政の分野では、NPOの行政関与が重視されるようになってきている。そして、例えば、ドイツでは、環境問題の解決のためには、あらゆる主体の協力が必要であるという、協働原則が環境法の基本原理の1つとされ、NPOの行政関与が推進されている。そのため、ドイツにおいて、各種行政機関、NPO、企業および事業者団体等のヒアリング等を行った結果、(1)NPOの協働形式には、立法への関与(法案に関するヒアリング、審議会への参加等)と個別的な行政任務の遂行段階における関与(許認可手続きへの参加、団体訴訟等)があること、(2)この中には、さらに、法制度化された協働とインフォーマルな協働があること、(3)実務においてはインフォーマルな協働がより重視されているが、それが場合によっては、一部の利益の不当な尊重又は軽視を招きかねず、法治主義のゆらぎを生じせしめていることなどの知見が得られた。また、NPOと事業者の関係については、(1)特定の環境問題が政治的課題となった際、事業者が自主規制を行うならば、国は新たな法規制を行わないという傾向が強まっていること、(2)このことが立法とその執行を前提とした協働制度を形骸化し、環境NGOの影響力を弱めるおそれがあること、(3)個別の許認可手続においては、申請者である事業者が、行政と事前交渉を行うことが多く、正式の手続におけるNPOの参加が、企業からも、行政からも、専ら手続の阻害要因とみなされる可能性があること、などが明らかになった。そこで、今後は、企業の環境保全活動について、協働による伝統的な法治主義の変容という視点から法的評価を行いたいと考えている。
養護教諭のヘルスプロモーションに対するパフォーマンス・エスノグラフィ的支援研究

質的調査法の新しい流れのひとつであるパフォーマンス・エスノグラフィを通して、養護教諭のヘルスプロモーションの実際的問題に支援的に関わる臨床教育社会学的研究のモデルを構築した。その結果、成果発表としてのパフォーマンスは、研究に参加してもらった実践家とともに遂行することで、成果発表もそれ自体として「支援的」に機能しているという知見が明らかになった。本研究は、これまでに研究代表者らが形成してきた「養護教諭支援ネットワーク」を発展させつつ、これまでの研究実践の中で蓄積してきた養護教諭の日常的エスノメソドロジーをめぐる実践知を軸に、新たな社会的ニーズに応えるべく発展・創造していくことを目的としているが、初年度に当たる平成20年度では、(a)地域毎に展開しているワークショップにおいて、実践家とともに現場の日常に還元しうるパフォーマンス・テクストを共同で制作・シミュレーションし、そのパフォーマンス・テクストを行動の台本とすることで、個々の実践現場で主体的にヘルスプロモーションを展開することができるように支援し、(b)研究代表者が地域ごとに実施している個別のワークショップを母体に研究実践を進めることで、地域性や学校毎の社会的文脈を踏まえた活動のヴァリエーションや、養護教諭と他の教師らとの連携のあり方を比較社会学的にも考察するべく、研究を進めてきた。ヘルスプロモーションの実施には、学校ごとの生態学的環境や組織的文脈(=教職員など人的資源)、学区的特性(=地域的文脈)、生徒指導上の個別具体的な事情など、社会的な諸条件を考慮し、ワークショップ企画時には、地域の養護教諭が集まりやすい教育センターやコアとなる養護教諭が勤務する学校の保健室を会場にヒアリングを重ねつつ、ワークショップを共同企画することで、現場に還元可能な形でヘルスプロモーションを具体的に展開する可能性を探るとともに、さらにホームページや養護教諭らが日常的に購読する定期刊行物への寄稿等を通じ、取り組みの周知をはかった。本年度は、昨年度にシリーズで実施した演劇ワークショップ型研究会におけるパフォーマンス・エスノグラフィー的試行を踏まえつつ、現場に支援的に関わる臨床教育社会学的研究の実践モデルを構築するため、ワークショップをさらに重ねつつ、研究を遂行した。具体的には、(1)ワークショップ型の共同研究を昨年度集中的に継続した地域で中心メンバーとなってもらった養護教諭グループが自主発行する冊子にコラムを連載し、学校的日常の文脈を振り返りつ意識化してもらうことを目指した。当該地域の養護教論グループとは、主にそうしたコラムを媒介にしたやりとりを継続しつつ、ホームページ(http://homepage3.nifty.com/akiba_y/gyoseki.html)にコラムを再掲するなどし、新たに他地域で開始した共同研究グループにおいても、コラムはディスカッションを活性化することができた。(2)(1)でも述べたように、新たに他地域で開始した共同研究グループにおいては、本研究の重要な達成課題のひとつである上演(=介入)的ワークショップの実施を目指し、現場の日常的な文脈や学校の組織的特徴や生態学的環境を意識化するためのスクリプト(行為の台本)を共同制作しつつ研究を進めた。そこでは、NPO法人SKITS+(スキッツプラス)などの協力も仰ぎつつスクリプトを制作し、平成22年度に複数回実施予定である上演型ワークショップに備えた。上記の研究成果の一端は、下記「研究発表」の項目で記したとおり、方法論で1本、実践的取組の経過報告で1本、合計2本の雑誌論文において公開した。本年度は、研究の最終年度として、これまでの三年間にシリーズで実施し蓄積してきた演劇ワークショップ型研究会におけるパフォーマンス・エスノグラフィー的試行を踏まえつつ、現場に支援的に関わる臨床教育社会学的研究の実践モデルを構築するべく研究を遂行した。具体的には、昨年度に引き続き(1)ワークショップ型の共同研究を一昨年度に集中的に継続実施した地域で中心メンバーとなった養護教諭グループが自主発行する冊子にコラムを連載し、学校的日常の文脈を振り返りつ意識化してもらいつつ、昨年度より新たに他地域で開始した共同研究グループにおいても、コラム連載の内容をディスカッションの糸口として議論を活性化した。(2)(1)でも述べたように、昨年度より新たな地域で開始した共同研究グループにおいては、本研究の重要な達成課題のひとつである上演(=介入)的ワークショップを実施し、現場の日常的な文脈や学校の組織的特徴や生態学的環境を意識化する上での効果を研究参加者と共に探求した。なお一連の研究作業に際しては、昨年度より引き続きNPO法人SKITS+(スキッツプラス)の演出家などの協力を仰いだ。研究課題名にもあるとおり、研究の焦点の一つは、成果発表の仕方にも置かれていたが.その方法としてのパフォーマンス(つまりパフォーマンス・エスノグラフィ)に関しては、成果発表を研究に参加してもらった実践家とともにとり行うことで、成果発表がそれ自体として「支援的」営みとして機能しているのではないかということが臨床的に確認されたことも重要な成果のひとつと言えるようにも考えられる。上記の研究成果の一端は、下記「研究発表」の項目で記したとおり、実践的取組の経過報告として3本の雑誌論文を公開したが、経過報告を続けてきた雑誌には、下記以外にも研究に参加してもらった実践家自身によりまとめられた論も掲載された。
海馬神経新生における軸索ガイダンス因子draxinの機能解析

海馬神経新生には様々な分泌型分子の関与が報告されている。本研究で我々は、海馬神経新生における分泌型軸索反発分子ドラキシンの機能解析を行った。ドラキシンはTbr2(+)前駆体細胞及びNeuro2D(+)神経芽細胞に特異的に発現し、他方、その受容体候補分子DCCは主にニューロブラストに発現していた。また、ドラキシンノックアウトマウスにおける表現型解析の結果から、同マウスでは、DCC(+)ニューロブラストの細胞死が亢進することを見出し、他方、in vitroの実験からドラキシンがDCC誘導性細胞死を抑制することを見出した。以上の結果からドラキシンによる海馬神経新生制御機序の一端が明らかになった。哺乳類海馬の歯状回顆粒細胞下層は、終生、新たな神経細胞が生じる場所であり、海馬で生じた新生神経細胞は、記憶の形成や忘却、ストレス耐性といった脳機能を担っている。認知症や鬱病などの神経疾患では、海馬神経新生の減弱が認められることから、海馬の神経新生に関与する分子を同定し、その作用機序を明らかにすることは、これらの神経疾患の対処法を見出すことにつながる可能性がある。Draxinは当初、前脳交連神経の形成に必須の反撥性軸索誘導因子として同定された分子であるが、我々のグループが進めてきた研究結果から、海馬神経新生において、draxinが新生神経細胞の細胞死や分化を制御することが示唆されている。そこで本研究課題では、draxinが海馬における神経新生を制御するメカニズムについて、さらに掘り下げて解明を試みる。これまで我々は、draxin非存在下において、draxin受容体の一つであるDCCが海馬新生神経細胞が細胞死を引き起こすこと、一方、draxin存在下ではDCCが細胞の生存を維持・促進することを見出した。これを踏まえ、平成27年度にはDCCが細胞死を誘導するメカニズムについて研究を行い、draxin非存在下における細胞死はcaspase-3依存的であることを見出した。さらにdraxin KOにより歯状回顆粒細胞下層における細胞増殖に異常が生じる可能性を検討し、これを否定する結果を得た。研究課題の採択内定が平成27年10月下旬であったため、当初、本年度に実施する予定であった研究を一部行うことができなかった。海馬歯状回は一生涯にわたり新たな神経細胞が生み出される組織であるが、これらの新生神経細胞は、記憶の形成やストレス抑制など、生体にとって重要な役割を担っていることが知られている。超高齢化社会を迎える我が国では、海馬の萎縮を伴う認知症や鬱病などの疾患患者数が急増しており、海馬における神経新生メカニズムを解明することは、これらの疾患への対処法を見出す上でも急務となっている。以前我々は、新規軸索ガイダンス分子であるdraxinを同定し、そのノックアウトマウスの表現型解析の結果から、draxinが海馬形成に必要不可欠であることを見出した。本研究課題では、海馬神経新生におけるdraxinの役割を解析し、draxinが新生神経細胞の生存を維持・促進すること、また、その作用がdraxin受容体であるDCCを介することを見出した。DCCは依存性受容体としての性質を有し、リガンド非存在下においてはその発現細胞に細胞死を引き起こす。DCCは分化途中にある海馬神経幹細胞に発現することから、draxinがDCCリガンドとして機能し、細胞死を抑制することで生存促進作用を発揮するものと考えられた。さらにDCC誘導性アポトーシスの分子メカニズムを調べたところ、DCCの細胞内ドメインに存在するカスパーゼ標的部位の関与を見出し、この知見は先行研究と一致した。以上、我々の研究結果から海馬神経新生制御に関わる新たな分子メカニズムの一端が明らかとなり、今後、海馬神経新生の減弱を伴う神経疾患に対する方策を見出す上での有用な知見が得られた。現在リバイス実験に取り組んでいる最中であり、当初の研究計画通り、科研費最終年度である本年度中にアクセプトに至ると見込んでいる。よって、おおむね順調に進展していると判断した。ドラキシンは我々のグループが同定した新規の軸索反発分子であり、これまでの研究から、ドラキシンが前脳交連神経や嗅覚神経の形成や視床-皮質投射、そしてニューロン前駆体の細胞移動に関与していることが見出されていた。そのような中、ドラキシン・ノックアウト(KO)マウスの表現型解析の過程で見出された、新たなドラキシンの機能、海馬形成における役割に着目し、本研究課題ではそのメカニズムの解明を図った。ドラキシンKOマウスの海馬歯状回では、特にニューロブラストのアポトーシスが亢進し、新生神経細胞数が顕著に減少するとともに、プロジェニター細胞の分化スピードが加速する。他方、発現解析の結果、ドラキシンはTbr2(+)プロジェニター及びneuroD1(+)ニューロブラストに強く発現すること、そして、その受容体候補であるDCCは、ニューロブラスト及び幼若神経細胞の一部と思われる集団に発現していた。in vitroでの解析結果から、DCCが顆粒細胞プロジェニターにおいてカスパーゼ依存的な細胞死を引き起こすこと、また、ドラキシンがその細胞死を抑制することが明らかになった。他方、同じくin vitroの実験結果から、ドラキシンがWnt誘導性の神経分化を抑制することを見出した。以上の結果から、海馬神経新生におけるドラキシンの役割として、以下のことが考えられた。

(1)ドラキシンはDCCを発現するニューロブラストの細胞死を抑制することで、神経新生をポジティブに制御している。(2)ドラキシンはLRP6に競合的に結合することで、神経分化をネガティブに制御している。海馬における神経新生の亢進は、アルツハイマーなどの加齢性脳疾患の改善や心的ストレスの緩和にも有効であると考えられており、今後、神経栄養因子としてのドラキシンの機能を臨床応用する道が開けた。海馬神経新生には様々な分泌型分子の関与が報告されている。本研究で我々は、海馬神経新生における分泌型軸索反発分子ドラキシンの機能解析を行った。ドラキシンはTbr2(+)前駆体細胞及びNeuro2D(+)神経芽細胞に特異的に発現し、他方、その受容体候補分子DCCは主にニューロブラストに発現していた。また、ドラキシンノックアウトマウスにおける表現型解析の結果から、同マウスでは、DCC(+)ニューロブラストの細胞死が亢進することを見出し、他方、in vitroの実験からドラキシンがDCC誘導性細胞死を抑制することを見出した。以上の結果からドラキシンによる海馬神経新生制御機序の一端が明らかになった。これまでの研究から、draxinがDCCによる細胞死を抑制し、他方、Wntによる細胞分化を抑制することで海馬神経新生に関与していることが明らかになりつつあるが、神経幹細胞から成熟神経細胞に至る、どの分化段階でdraxinがこれらの作用を及ぼしているのか明らかになっていない。これを解明するため、平成28年度には、draxin受容体であるDCC及びdraxinに結合能を示すWntレセプターLRP6について、分化過程にある海馬神経細胞での発現を詳細に解析する予定である。当初の研究計画では、draxinのもう一つの受容体候補であるneogeninのノックアウトマウスを作製し、海馬形成におけるneogeninの機能解析を行う予定であったが、同KOマウスの作製は海外の研究グループによって先行されてしまった。そこで予定を変更し、この海外のグループにneogeninノックアウトマウスの分与を求めることにした。昨年度から本年度にかけ、海外のラボからDCC以外の受容体候補分子であるneogeninの遺伝子破壊マウスを導入し、同マウスにおける海馬での表現型を調べる予定であった。しかし、分化誘導させた海馬神経幹細胞株を用いたin vitro実験の結果、neogeninの強制発現およびノックダウンは同細胞のアポトーシスに何も影響を与えなかったことから、draxin KOマウスにおける海馬表現型にneogeninは関与していないと判断し、neogenin KOマウスの導入を取りやめた。本年度は全てのエフォートをリバイス実験に充てる。神経発生学本研究課題の採択内定が平成27年度後期(10月末)であったことや、neogenin KOマウスを独自に作製するのでは無く、海外の他グループに分与を求めることに方針転換したため、平成27年度に計上していた物品費に多くの未消化予算が生じた。平成27年度の人件費として20万円を計上していたが、適任者が見つからなかったため、当該予算が未消化となった。海外のラボから遺伝子破壊マウスを導入する予定になっていたが、研究計画の変更のため、未使用額が生じた。また、ディスカウント期間中に試薬をまとめて購入することで、支出額を減らすことができた。平成27年度からの繰越金は、平成28年度に以下の用途に使用する予定である。
アブラナ科花卉作物における新花色品種育成に関する研究

アブラナ科花卉作物7属の花色と花色素の分析により、新規色素によるコピグメント効果が確認できた。これらは、今後のアブラナ科花卉作物における新花色品種育成に有効な基礎データであると考えられた。特に、切花として需要の多いストック(Matthiola incana)に青や黄色の花色を導入するには、他属の色素構造や発色機構を参考にした新花色育種が有効であると考えられた。平成22年度は、アブラナ科の新品種育成目標の中心となるストック(Mstthiola)の花をはじめとし、ヘリオフィラ(Heliophila)の花、マルコルミア(Malcolmia)の花、オーブリエタ(Aubrieta)の花およびチェイランサス(Cheiranthus)の花における分光光度計による生花弁の吸収スペクトル測定が終了した。この結果、本研究全体の最も基本となるデータを得ることができた。さらに、色素精製に用いる、各植物の乾燥花弁の採集も進んでおり準備段階は順調に進んでいる。その中でも、ストックの花に青色を導入する際に必要となると考えられるヘリオフィラの花は、乾燥花弁が十分に確保できたので、色素の構造決定および花色の発色機構に関しての実験を進めた。この結果、それらの実験がて全て成功したので論文として投稿している。また、ストツクの花に黄色を導入する上で必要と考えられる、チエイテンサスの花の発色機構の解明のための実験結果から、アントシアニン、フラボノールおよびカロテノイドの組み合わせと花色のおおよその関係が分ったので、今後はさらにこれらの詳しい成分を分析ずる予定である。次年度は、ヘリオフィラの花以外で、さらに花弁の採集を進め、各植物の花色素と発色機構を調べる。そして、新花色品種育成目標の中心となるストックの花の現存する花色の範囲内での発色機構をアントシアニンからだけではなく、フラボノールやその他の色素との関係においでも詳しぐ調べる。この結果を基に新しい可能性を探り、その部分へ他の植物の発色機構をどのように導入するかをさらに詳しく考えていく予定である。平成22年度に、アブラナ科の新花色品種育成目標の中心となるストック(Matthiola)の花をはじめとし、ヘリオフィラ(Heliophila)の花、マルコルミア(Malcolmia)の花、オーブリエタ(Aubrieta)の花およびチェイランサス(Cheiranthus)の生花弁の吸収スペクトル測定が終了したので、平成23年度は、乾燥花弁が十分な量に達した物から色素の分析をはじめた。その中でも、ストックの花に青色を導入する際に必要となると考えられるヘリオフィラの花の色素の構造決定および花色の発色機構に関しての実験、および、オーブリエタの花の同一種内での花色の変異機構に関しての実験が完了し、学会発表および学術論文として投稿した。また、新花色品種育成目標の中心であるストック自体の、現存する花色品種における発色機構を体系化することもでき、園芸学会雑誌に学術論文として投稿することができた。アブラナ科のモリカンディア・ランブリーにおいて、花色と花色素の関係が学会発表できたので、論文としても投稿する予定である。その他、アブラナ科花卉の花色の研究に応用可能な他科の植物についても複数の結果を得ており、そのうちのアサガオに関しては論文をまとめることができた。また、マルコルミアの同一株内での花色の変異機構に関しては、花弁の採集を進め、色素の精製を行ったところ、アントシアニンとしては非常に大きな分子量の色素であることが予想されるデータを得た。このため、さらに詳しい実験のために再度栽培を行い、花弁の収集を行った。アブラナ科花卉作物の新花色品種育成のために必要な情報であるアントシアニンをはじめとするフラボノイドに関する研究を進めてきた。ストック(Matthiola)の花、ヘリオフィラ(Heliophila)の花、マルコルミア(Malcolmia)の花、オーブリエタ(Aubrieta)の花、モリカンディア(Moricandia)の花、ヘスペリス(Hesperis)の花、および、アラビス(Arabis)の花におけるアントシアニンをはじめとするフラボノイドの精製の結果、のべ40種類の色素が得られ、構造解析の結果、18種類の新規色素が含まれていることが分かった。これらの色素を色々な組み合わせでバッファーに溶かし、吸収スペクトルパターンを測定した結果と生花弁の吸収スペクトルパターンを比較した結果、ストックでは分子内コピグメンテーション、ヘリオフィラやオーブリエタでは分子間コピグメンテーションが花色発現に関わっていることが分かった。その他の属についてはアントシアニンの構造解析までしかできなかったが、今後の実験で、コピグメンテーションの分析が進みやすくなったことは確かである。さらに、園芸市場で需要の高いストックの花色の限界も分かったことから、他属の色素構造を参考にした新しい色素によるストックの新花色育種が期待できるレベルになったと考えられた。これまで、アブラナ科花卉作物は需要の割に花色に関する色素の情報はほとんどなかった。

しかし、本研究の結果から需要の高い物、および、これから需要が期待できる多くの属や種での花色に関わる色素の基本情報および発色機構に関するデータが十分に得られたことから、アブラナ科植物でも、他科の園芸品種と同等以上に多くの新花色品種育成が進むであろうと考えられた。計画書の予定通り進んでおり、ストック、ヘリオフィラ、オーブリエタは学術論文として投稿まで済んでいる。チェイランサスについては昨年度に学会発表が済んでいる。その他、本研究に利用できる他のアブラナ科植物の花色と花色素についても学術論文として投稿できていることから、当初の計画以上に進展していると判断した。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後の研究は、予定した内容の残りを進めるとともに、本研究のまとめに利用可能と考えられる他の材料も実験に用いていく予定である。
領野・入力特異的な皮質線条体経路を介する行動制御の神経回路メカニズム

環境変化に対する適応は、脳の持つ本質的な役割であり、この適応行動の基盤となる神経ネットワークの仕組みの解明は、神経科学領域において克服すべき重要な課題である。我々の研究グループは、独自の神経回路操作技術を開発し、大脳皮質ー基底核ー視床を連関する神経回路を介して行動の制御や切り替えに関わる細胞種や神経路の役割を明らかにしてきた。大脳皮質は、機能の異なる多くの領野から構成され、それぞれの領野から線条体の異なる領域へ投射するばかりでなく、個々の領野からの皮質線条体投射は2種類の異なる入力様式を示す。本研究課題では、種々の皮質線条体路のうち、特に、運動野として一次運動野(M1)と二次運動野(M2)に由来する経路、および、感覚野として視覚野と聴覚野に由来する経路に着目して行動制御におけるそれぞれの神経路の機能の解明に取り組む。M1/M2線条体経路は、経路選択的な細胞標的法によりM1線条体路は習慣行動の形成に重要な役割を持つこと、また、M2線条体路は目的達成型行動の獲得よりも動機づけに関わる可能性を見出した。本年度は、M1/M2線条体経路の機能を化学遺伝学的手法により解析するために、M1経路特異的にhM4Di受容体を発現させ、CNOを投与し、経路の機能抑制を行ったが、習慣行動形成に顕著な影響を及ぼさなかった。代謝型受容体の機能は繰り返し投与による脱感作する可能性があり、慢性実験において顕著な結果が得られない可能性が示唆された。我々は、小動物用PETを用いた解析から、音弁別学習の獲得に、後部線条体の活動亢進を見出した。軸索トレーシング実験により、この後部線条体には、帯状回皮質など種々の皮質領域から入力のあることを見出し、後部線条体に入力する皮質線条体路に着目することとした。本年度は、M1/M2線条体経路の機能を化学遺伝学的手法により解析するために、NeuRet-Creベクターをマウス線条体に投与し、組換え反応により代謝型hM4Di受容体を発現するアデノ随伴ウィルスベクターを注入し、M1経路特異的に外来の受容体を発現させる実験系を確立した。M1線条体路の習慣行動形成への役割を調べるために、random intervalスケジュールによるレバー押し行動課題を用いて、行動の獲得期あるいは実行の前に薬剤投与を行い、どの時期の投与によって習慣行動形成が阻害するかの検討を行った。しかし、hM4Diを発現するマウスにおいてCNOを投与した場合に行動に顕著な影響を及ぼさなかった。次年度は、イオン透過型受容体の発現による機能抑制実験を試みる予定である。我々は、小動物用PETを用いた解析から、聴覚弁別課題の形成後期に、聴覚野線条体が重要な役割を持つと考えていたが、昨年度の入出力経路に関する詳細な解析から、この領域は、聴覚野線条体ではなく、その近傍に位置する後部線条体であることを明らかにした。また、軸索トレーシング実験により、この後部線条体には、帯状回皮質など種々の皮質領域から入力のあることを見出した。上記のように、M1/M2線条体経路の機能を化学遺伝学的手法により解析するために、NeuRet-Creベクターをマウス線条体に投与し、組換え反応によりイオン透過型受容体(GluCla/b)を発現するアデノ随伴ウィルスベクターを注入し、M1経路特異的にGluCla/b受容体を発現させる実験系を確立する。M1線条体路の習慣行動形成への役割を調べるために、レバー押し行動課題を用いて、行動の獲得期あるいは実行の前にGluCla/bのリガンドであるイベルメクチンを投与し、習慣行動形成への影響を解析する。我々は、小動物用PETを用いて、音弁別学習の獲得期に後部線条体の活動が増加することを見出した。今後、この領域の活動が学習獲得に関与するか否かを明らかにするとともに、実際に神経活動がどのように変化しているかを電気生理学的に解析する。後部線条体の役割を明確にした後に、この線条体に投射する帯状回皮質など種々の皮質線条体路の機能を明らかにする実験に取り組む計画である。

本研究課題では、種々の皮質線条体路のうち、特に、運動野として一次運動野(M1)と二次運動野(M2)に由来する経路、および、感覚野として視覚野と聴覚野に由来する経路に着目して行動制御におけるそれぞれの神経路の機能の解明に取り組む。M1/M2線条体経路は、経路選択的な細胞標的法によりM1線条体路は習慣行動の形成に重要な役割を持つこと、また、M2線条体路は目的達成型行動の獲得よりも動機づけに関わる可能性を見出した。本年度は、M1/M2線条体経路の機能を化学遺伝学的手法により解析するために、M1経路特異的にhM4Di受容体を発現させ、CNOを投与し、経路の機能抑制を行ったが、習慣行動形成に顕著な影響を及ぼさなかった。代謝型受容体の機能は繰り返し投与による脱感作する可能性があり、慢性実験において顕著な結果が得られない可能性が示唆された。我々は、小動物用PETを用いた解析から、音弁別学習の獲得に、後部線条体の活動亢進を見出した。軸索トレーシング実験により、この後部線条体には、帯状回皮質など種々の皮質領域から入力のあることを見出し、後部線条体に入力する皮質線条体路に着目することとした。本年度は、M1/M2線条体経路の機能を化学遺伝学的手法により解析するために、NeuRet-Creベクターをマウス線条体に投与し、組換え反応により代謝型hM4Di受容体を発現するアデノ随伴ウィルスベクターを注入し、M1経路特異的に外来の受容体を発現させる実験系を確立した。M1線条体路の習慣行動形成への役割を調べるために、random intervalスケジュールによるレバー押し行動課題を用いて、行動の獲得期あるいは実行の前に薬剤投与を行い、どの時期の投与によって習慣行動形成が阻害するかの検討を行った。しかし、hM4Diを発現するマウスにおいてCNOを投与した場合に行動に顕著な影響を及ぼさなかった。次年度は、イオン透過型受容体の発現による機能抑制実験を試みる予定である。我々は、小動物用PETを用いた解析から、聴覚弁別課題の形成後期に、聴覚野線条体が重要な役割を持つと考えていたが、昨年度の入出力経路に関する詳細な解析から、この領域は、聴覚野線条体ではなく、その近傍に位置する後部線条体であることを明らかにした。また、軸索トレーシング実験により、この後部線条体には、帯状回皮質など種々の皮質領域から入力のあることを見出した。上記のように、M1/M2線条体経路の機能を化学遺伝学的手法により解析するために、NeuRet-Creベクターをマウス線条体に投与し、組換え反応によりイオン透過型受容体(GluCla/b)を発現するアデノ随伴ウィルスベクターを注入し、M1経路特異的にGluCla/b受容体を発現させる実験系を確立する。