hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生殖細胞-セルトリ細胞共培養を用いた精原細胞増殖因子と分化因子の単離・同定

本研究では、最近樹立されたゼブラフィッシュセルトリ細胞株からセルトリ細胞に由来する精子形成調節因子の単離を試みた。すでに、精原細胞の増殖を促進させるZtA6-2株と精子への分化を促進させるZtA6-12株が単離できているため、これら2株に対して、約2万種類のゼブラフィッシュ遺伝子オリゴDNAをプロットしたマイクロアレイによる解析を進めた。また前年度の研究で、パラフィン包埋による精巣組織切片in situハイブリダイゼーションでは多くのクローンのシグナルを検出できないことがわかったため、凍結切片法の確立を行なった。マイクロアレイ解析により、ZtA6-12株に対してZtA6-2株で3倍以上発現差のあるものとして45遺伝子、ZtA6-2株に対してZtA6-12株で156遺伝子を見出すことができた。ZtA6-12株からはステロイドホルモンの代謝酵素や受容体に関係する遺伝子が数多く見出されており、興味深い。昨年度、cDNAサブトラクション実験により、ZtA6-12株に対してZtA6-2株で強く発現しているものとして205クローン、その逆で256クローンが単離できているため、現在共通に認められる遺伝子を選択中である。また、凍結切片を進めたところ、パラフィン切片とそれほど遜色なく、魚類精巣の特徴であるセルトリ細胞が生殖細胞を取り囲むシスト構造を維持しており、市販抗体との反応性も高いことがわかった。現在、精母細胞特異的抗体との反応性を調べるとともに、セルトリ細胞株特異的な遺伝子の発現部位をin situハイブリダイゼーションにより解析中である。さらに、セルトリ細胞株のスクリーニングによりZtA6-6株がA型精原細胞を約1ヶ月間維持することがわかった。今後はこの株もマイクロアレイ解析を進め、3種の株を用いて特異的遺伝子を解析して行く予定である。脊椎動物の雄生殖細胞はセルトリ細胞との直接的な相互作用により発達すると考えられているが、脊椎動物では適当な実験系が欠如しているために、精子形成に果たすセルトリ細胞の役割についての知見は十分ではない。本研究ではゼブラフィッシュのセルトリ細胞株と雄生殖細胞の共培養系を用いて、脊椎動物に共通する精原細胞の増殖と分化に機能する新規の因子を見つけることを目的とする。すでに、共培養系により精原細胞を増殖させるセルトリ細胞株(ZtA6-2)と精子まで分化させる株(ZtA6-12)の、2種の機能が異なる細胞株が単離できているため、これらの株間でcDNAサブトラクション実験を行なった。その結果、ZtA6-2株に特異的な205クローンとZtA6-12株に特異的な256クローンを得た。それぞれの細胞株のRNAとハイブリダイゼーションして特異性を確認した後、精巣組織切片のin situハイブリダイゼーションを行ない、精巣内セルトリ細胞における特異的発現を調べた。現在までで、51クローン中5クローンで特異的な発現が認められ、さらに残りのクローンの解析を進めている段階である。得られたクローンはそれを発現していない細胞株へトランスフェクションして、その機能を解析する予定である。並行して、新たな機能を持つセルトリ細胞株のスクリーニングを行なった結果、魚類では精原幹細胞と考えられているA型精原細胞を増殖させる株(ZtA6-6)を単離することができた。現在、長期間にわたりA型精原細胞を継代できるかを調べている。さらに、マイクロアレイにより3つのセルトリ細胞株で遺伝子発現をプロファイリングし、特異的に発現している分泌型あるいは膜結合型因子、細胞内情報伝達因子を解析している段階である。
右心系における冠循環と局所心筋機能との関連および右室肥大の影響

麻酔開胸犬13頭を用い,右冠動脈における冠灌流圧,冠血流量および右室局所心筋機能を計測し,これらの関係を求めた.右冠動脈はバイパスを介した自家血により灌流し,バイパスに電磁流量計を設置した.右室局所機能は,微小超音波クリスタルによって計測した.局所心筋機能は後負荷の影響を強く受けるので,肺動脈を狭窄して右室圧を高くした時と平常時との間で比較した.〔結果〕^<(1)>局所心機能は,冠灌流圧が31mmHg以上,あるいは冠血流量が0.27ml/min.g以上の場合にはほゞ一定であったが,この限界点より以下に減少すると局所心機能は低下し,冠灌流圧や冠血流量との間に直線で近似される関係がみられた.また肺動脈を狭窄して右室収縮期圧を平均30mmHgから45mmHgに上げると,局所心筋機能が低下しはじめる限界点は31mmHgから45mmHgに増大した.左冠動脈ではこの限界灌流圧が約60mmHgと考えられてをり,右室ではこれがより低いことが明らかとなり,また右室の後負荷に直接的な影響を受けることが明らかとなった.(2)冠灌流圧と冠血流量との間には,右冠動脈においては広い範囲においてほゞ直線的な相関がみられた.また肺動脈を狭窄しても,この両者の関係は不変であった.即ち,右冠動脈では,左冠動脈にみられるような血流を一定に保とうとする自己調節能が比較的弱いことが示された.(3)肥大心における冠循環と局所心筋機能との関連を明らかにする目的で,幼若犬30頭を用い,慢性肺動脈狭窄を作成した.しかし,感染,右心不全,不完全な狭窄などにより,犬が死に至ったり,実験が不完全に終り,現在まだデーターを得るに至っていない.麻酔開胸犬13頭を用い,右冠動脈における冠灌流圧,冠血流量および右室局所心筋機能を計測し,これらの関係を求めた.右冠動脈はバイパスを介した自家血により灌流し,バイパスに電磁流量計を設置した.右室局所機能は,微小超音波クリスタルによって計測した.局所心筋機能は後負荷の影響を強く受けるので,肺動脈を狭窄して右室圧を高くした時と平常時との間で比較した.〔結果〕^<(1)>局所心機能は,冠灌流圧が31mmHg以上,あるいは冠血流量が0.27ml/min.g以上の場合にはほゞ一定であったが,この限界点より以下に減少すると局所心機能は低下し,冠灌流圧や冠血流量との間に直線で近似される関係がみられた.また肺動脈を狭窄して右室収縮期圧を平均30mmHgから45mmHgに上げると,局所心筋機能が低下しはじめる限界点は31mmHgから45mmHgに増大した.左冠動脈ではこの限界灌流圧が約60mmHgと考えられてをり,右室ではこれがより低いことが明らかとなり,また右室の後負荷に直接的な影響を受けることが明らかとなった.(2)冠灌流圧と冠血流量との間には,右冠動脈においては広い範囲においてほゞ直線的な相関がみられた.また肺動脈を狭窄しても,この両者の関係は不変であった.即ち,右冠動脈では,左冠動脈にみられるような血流を一定に保とうとする自己調節能が比較的弱いことが示された.(3)肥大心における冠循環と局所心筋機能との関連を明らかにする目的で,幼若犬30頭を用い,慢性肺動脈狭窄を作成した.しかし,感染,右心不全,不完全な狭窄などにより,犬が死に至ったり,実験が不完全に終り,現在まだデーターを得るに至っていない.(1)麻酔開胸犬13頭を用い、右冠動脈における冠灌流圧、冠血流量および右室局所機能を計測し、これらの関係を求めた。右冠動脈はバイパスを介した自家血により灌流し、バイパスに電磁流量計を設置した。右室局所機能は、微小超音波クリスタルによって計測した。局所心機能に及ぼす後負荷の影響をみるため、肺動脈を狭窄して右室圧を高くした時と平常時との間で比較した。(2)局所心筋機能は、冠灌流圧が31mmHg以上、あるいは冠血流量が0.27ml/min,g以上の場合にはほゞ一定であったが、この限界点より以下に減少すると局所心機能は低下し、冠灌流圧の低下と冠血流量の低下との間に、直線で近似できる正相関がみられた。また肺動脈を狭窄して右室収縮期圧を平均30mmHgから45mmHgに上げると、局所心筋機能が低下し始める限界点は31mmHgから45mmHgに増大した。左冠動脈ではこの限界灌流圧が約60mmHgと考えられてをり、右室ではこの限界点がより低いことが明らかとなり、また右室の後負荷に直接的な影響を受けることが明らかとなった。(3)冠灌流圧と冠血流量との間には、右冠動脈においては広い範囲においてほぼ直線的な正相関がみられた。また肺動脈を狭窄しても、この両者の関係は不変であった。即ち右冠動脈では、左冠動脈にみられるような血流を一定に保たうとする自己調節能が比較的弱いことが示唆された。(4)麻酔犬25頭を用い、右冠動脈と左冠動脈分枝を完全結禁し、24時間後の心筋梗塞の拡がりを酵素染色を用いて定量化し、放射性標識微粒子により局所心筋血流量を計測した。

右室では心筋梗塞は貫壁性に均一に生ずるが、左室では心内膜下層により広く分布した。この相違は、心筋局所血流量が右室では貫壁性に均一であるのに比べ、左室では心内膜下層で著しく低下する現象と密接に関係すると考えられた。
タコの吸盤を参考とした臓器を安全に吸着把持するソフトフィンガー

タコの吸盤構造を規範とし、臓器を安全かつ安定に吸着把持するデバイスとして工学的に再現することを目指して、以下3項目の研究を行った。i)間接吸引による可変容積式吸盤に着眼し、限られたスペース内に吸着力を最大化できるための設計論を構築した。ii)トロカールを介しての挿入を前提とし、外径12mm長さ150mm程度の剛性可変のソフトフィンガーの構成法および操作方法を確立した。iii)肝硬変など硬さの異なる臓器に対しても吸着するための構造を検討した。腹腔鏡手術は、腹部にあけた512mm程度の穴(トロカール)から内視鏡や鉗子を挿入する低侵襲操作のため、患者への負担は少ない。その反面、患部に被さる臓器が内視鏡の視界を遮り、医師の手術を妨げる事態が生じる。現状では、臓器の掴み・吊上げ・押しのけ、などの圧排用手術器具を利用して視界の確保が試みられているが、これらの従来器具は臓器を傷める懸念があり、術後の回復を遅らせたり合併症を誘発するなどの問題が残されている。そこで本研究では、多様な凹凸面に吸着するタコの吸盤を参考に、人体臓器を安全に吸着把持してハンドリングできるソフトフィンガーの創製に挑むこととした。すなわち、腹腔鏡手術において、直径12mm程度の穴を通じて腹腔内に挿入後、術者の視界を遮る臓器を傷つけずに圧排する手術器具の具現化を試みた。その第一段階として、臓器表面の体液を吸引することなく臓器を吸着させるために、従来の直接吸引とは異なり、弾性膜の変形を介して間接的に負圧を生成する可変容積式吸盤の設計方法を構築した。具体的には、i)可変容積式吸盤で使用する弾性膜として、望ましい変形特性の検討、ii)吸着力を生成する原理のモデル化を行い、限られたスペース内で吸着力を最大化する最適設計法の誘導、iii)最適設計をもとに吸盤を試作し、多様な肉に対する吸着特性の検証、などを行った。試作した吸盤装置は内径12mmを有し、4個の吸盤を利用することにより、1kg程度の豚の臓器,鳥の胸肉,肝硬変を模したゆでた豚の肝臓,豚バラ肉の脂肪部などを吸着把持できるだけの性能を有することがあきらかとなった。多様な凹凸面に吸着するタコの吸盤を参考に、人体臓器を安全に吸着把持してハンドリングできるソフトフィンガーの創製に挑戦した。すなわち、腹腔鏡手術において、直径12mm程度の穴を通じて腹腔内に挿入後、術者の視界を遮る臓器を傷つけずに圧排する手術器具の開発を試みた。その実現にあたり次の3つの観点から研究を行った。すなわち、i)可変容積式吸盤の設計手法の構築、ii)ソフトフィンガー構造の開発、iii)漏斗構造の高機能化、である。まず、i)については、可変容積式吸盤で使用する弾性膜において、望ましい変形特性を明らかにした。これにより、当該吸盤の吸着力を生成する原理のモデル化が可能となり、限られたスペース内で吸着力を最大化する最適設計法を誘導することができた。次に、ii)については、弾性膜内に発泡粒子を封入し、吸引による構造体の剛性変化を図った。吸引圧・発泡粒子の量・剛性との関係を調べ、臓器の吸着動作に適する設計手法を明らかとした。さらに、iii)については、タコの吸盤の先端に有する漏斗部に模した構造をPDMSにより製作し、その有効性を確かめた。鶏肉や豚の肝臓などを用いた実験により、提案手法の有効性を実験的に検証した。臓器表面の体液を吸引する恐れなく吸着可能な可変容積式吸盤を試作し、当該吸盤の基本原理の有効性と臓器の吸着把持に適用できる可能性を検証できたという点においては、研究が順調に進展したものと判断できる。しかし、当該吸盤をソフトフィンガーに搭載し、馴染み動作の検討、および硬さが異なる臓器への対応に関しては、課題を残した。知能機械学・機械システム試作した可変容積式吸盤をソフトフィンガーに搭載し、直径12mm程度の穴を通じて腹腔内に挿入後、臓器への馴染み動作が行えることを検証するとともに、硬さが異なる臓器への対応に関して歯板付き漏斗を導入し、これらの有効性を確認する予定である平成26年7月に、当初の予定より強力かつ安定に吸着力を生成できる新たな吸盤構造を発明した。この発明は、本研究の目的である臓器を安全に吸着把持する際の操作性の向上に深く関与するため、その有効性を新たに検証する必要が生じた。これにより、当初の予定であるソフトフィンガーの開発研究を一時停止し、新たに発明した吸盤構造の検証の方に時間を割くこととなり、未使用額が発生することとなった。新たに発明した吸盤構造の検証が終わった後、当該吸盤構造をソフトフィンガーに搭載するための開発研究、および多様な硬さの臓器を吸着把持できることも確認していく予定である。
陽極酸化アルミナ膜への非金属封入技術に関する研究

本研究では、安価なアルミニウム基盤を陽極酸化することによって生ずる細孔(ボア)に各種の媒質を封入する技術を確立すると同時に、光学特性に優れ、且つまた、大量生産に適する光デバイスの製作法について研究することを目的とした。得られた成果は以下の通りである。1。低温・大電流陽極酸化による大口径偏光子の製作通常の陽極酸化法で用いられている電流密度の、1桁以上大きな電流密度で陽極酸化すると、アルミニウムの一部は完全には酸化されず、アルミニウムが残留する現象を見いだした。この残留アルミニウムは、基板に垂直で細長い構造をしているので、ワイヤグリッド型の偏光子として機能する。陽極酸化されたアルミナを基板から剥離し、プリズムで挟むことにより、大口径の偏光子を実現することが可能となった。ただ、挿入損失が1dB程度なので、更に低損失化に向けて酸化条件を改善している。2。ポアへのUV硬化樹脂封入によるY分岐の製作陽極酸化されたアルミナ膜には多数のポアが存在する。このポアにアルミナの屈折率より大きな屈折率を持つ誘電体を封入することにより、簡単にコアークラッド構造をもつ薄膜導波路を製作することが可能である。Y型を形成するマスクを用い、UV硬化樹脂を封入し、多モードY分岐をアルミナ薄膜上に製作した。十分特性の良い分岐回路を製作できることが判った。3。ポアへの液晶封入ポアへ浸析法を用い液晶を封入し、光スイッチの可能性について検討した。1。2。3。
カルボニルストレスにおけるCRMP2のAGE修飾の解析

生後脳発達期にかけてのカルボニルストレスは、統合失調症の発症脆弱性を形成することが考えられるが、どのような分子メカニズムでカルボニルストレスが神経分化・発達に影響を与えるのかは不明である。我々の予備的解析により、統合失調症の中でもカルボニルストレス負荷が病理に関係する一群(カルボニルストレス性統合失調症)において、CRMP2がカルボニルストレスの重要な標的分子である可能性が示唆された。上記の背景から我々は「胎生期から生後脳発達期にかけてのカルボニルストレスは、CRMP2などの機能分子の正常な機能を阻害することで、神経分化・発達の異常を引き起こし、統合失調症の発症脆弱性を形成する」との仮説を考えた。本研究では、この仮説を基に、カルボニルストレスの消去に関わるGLO1遺伝子を欠損させたiPS細胞(GLO1 KO iPS細胞)を用いて、CRMP2の機能がカルボニルストレスによってどのように変化するかを解析し、カルボニルストレス性統合失調症における神経発達障害の分子メカニズムを明らかにすることを目的としている。本年度の研究では、GLO1 KO iPS細胞及び健常iPS細胞から神経幹細胞、神経細胞を作製して神経分化・発達の異常を解析した。GLO1 KO iPS細胞から作製したNeurosphere(神経幹細胞の細胞塊)では、健常iPS細胞由来のNeurosphereと比べ、Neurosphereの数とサイズが低下し、GLO1 KO Neurosphereから作製した神経細胞では、神経突起の長さが低下した。これらの異常は、カルボニルストレスを消去するビタミンB6(ピリドキサミン)の添加により回復した。CRMP2は微小管の束化や重合に関わることから、GLO1 KO iPS細胞由来の神経細胞で見られた神経突起の異常は、カルボニルストレスによるCRMP2の機能低下が原因の可能性が考えられる。本年度の研究では、カルボニルストレスの増加が神経幹細胞の分化や増殖、神経細胞の突起伸長に及ぼす影響の一端を明らかにすることが出来た。カルボニルストレスによるCRMP2の機能低下と、神経細胞の突起伸長の低下の関連については、CRMP2のAGE修飾サイトが重要な意味を持つと考えられるため、修飾サイトの同定に注力する。CRMP2のAGE修飾サイトを同定するため、各種カラムを用いてGLO1KO iPS細胞からAGE修飾CRMP2を単離し、質量分析器(LCMS)を用いて解析を進める。今年度の研究は、主にiPS細胞を用いた神経分化の解析を行い、CRMP2のAGE修飾サイトの同定については、カラム精製の条件検討に留まったため、同定に関する研究費は次年度に持ち越した。持ち越した研究費は、本年度の研究と合わせ、質量分析器(LCMS)によるCRMP2のAGE修飾サイトの同定に使用する。
脳の左右性を細胞レベルで解析するための実験系の開発

チョウ類の交尾器には4個の光受容細胞が存在する。このうちの1対は、雄では交尾行動に不可欠な感覚器である。ここでは、この光受容細胞の機能の左右非対称性に着目、脳の左右性の神経基盤を研究するための実験系の開発を行った。行動実験は野外に設置した網室で行なった。網室内に、未交尾雌を固定、雄を放した。正常な雄の約70%は交尾に成功した。しかし左右両側の細胞を壊すと成功率は30%以下になる。一方、左の細胞だけを壊すと成功率が28%になったが、右だけを壊した場合には51%が交尾できた。尾端光受容器機能の左右性の基盤を探るため、まず生殖器の構造を詳細に観察した。その結果、チョウの体内には多くの非対称性があることがわかった。例えば、ペニスにつながる輸精管は体内で大きく左に屈曲する。このために交尾時にペニスを突出すと、突出方向が若に片寄る。また、交尾の最終段階で雄が雌生殖口をふさぐ動作をするとき、左右のバルバは左右交互に運動する。次に交尾器運動神経について、電気生理学的実験を行なった。交尾器筋肉系は、腹部末端神経節の運動神経によって制御されている。運動神経の特に重要なものは、腹部末端神経節の6対の側神経のうち、後方から2番めの対(N5)に含まれる。最後方のN6には尾端光受容器の軸索が含まれる。そこで、左右のN6を光の入力経路、左右のN5を交尾器運動の出力経路と位置づけ、光受容細胞と運動神経の反応を同時記録した。探索実験の結果、N6の光入力によって活動の抑制される運動神経がN5に含まれることがわかった。また、N6を両側性に刺激した場合と片側のみを刺激した場合とで、抑制効果に違いがある運動神経も見つかった。これは、尾端光受容器からの入力の腹部末端神経節における処理神経機構に、左右性があることを示している。左右非対称性を作り出す神経実体を特定することが、次の課題である。脳における情報処理機構を解明する研究の一環として、本研究では脳の左右性を細胞レベルで研究するための実験系を開発することを目的としている。脳の左右性は空間処理などの高度な行動を指標に研究されているが、ひとえに脳の複雑さゆえに細胞レベルでの解析には手がつけられていない。ここではチョウ類の交尾行動に見られる明確な左右性に着目し、脳の左右性の基礎にあるアルゴリズムを細胞レベルで解明する基礎の確立を目指している。この目的を達成するために、今年度は行動実験により、尾端光受容系の機能の交尾行動における左右非対称性についての確認を行なった。オスの尾端光受容器を両方、右だけ、あるいは左だけ熱処理して破壊し、交尾行動に対する影響を調べた。その結果、両方を破壊した場合は交尾の成功率が有意に低下するという結果が完全に再現された。右だけを破壊した場合、交尾成功率の有意な低下は見られなかったのに対し、左だけを破壊した場合には成功率が有意に低下した。実験は野外の網室で行っているために天候による影響が避けられず、今年度は必ずしも十分な数の実験を行なうことができなかったが、左右性の現象は確認することができた。来年度はこれを再度確認する行動実験を行なうのに合わせて、左右性の基礎にある神経基盤を探索する神経生理学的実験に着手する予定である。
リン脂質膜中のレチナ-ル及びバクテリオロトプシンの電気化学的研究

1.大腸菌内におけるバクテリオオプシン遺伝子の発現(論文1)-いくつかの部分構造遺伝子を再融合したバクテリオロドプシンを製造するための基礎研究として、大腸菌中にバクテリオオプシン(BOP)遺伝子を発現させるために、誘導発現ベクターpUBOが天然コドンとともとに作成された。このベクターpUBOにはlac-promoterに連なるlacZの部分構造遺伝子とBOPの構造遺伝子が含まれ、このpUBOを用いて融合タンパクの発現に成功した。その発現は、anti-BOP(抗血清)使ってELISA法によって確認され、大腸菌の膜分画中に0.1%程度との融合タンパクの存在が認められた。2.電気化学的研究-まず、脂質膜(DOPC)中のレチナ-ルの電気化学的挙動を調べた。脂質膜(DOPC)中にレチナ-ルを閉じ込め、これを静止水銀滴電極に吸着させたものの電極反応(基礎液:0.55M KCl,pH7)を、サイクリックボルタンメトリー(CV)を用いて観測した。その結果、-0.8V(vs.Ag/AgCl)付近に不可逆2電子還元反応が観測され、これは、レチナ-ルのアルデヒド基がアルコールに還元されたものと考えた。次に、BRのCVの測定を試みた。基礎液として10mM HEPES+0.1M KClを用い、これに1.6μMのBRを添加し、その紫色の溶液のCVを測定した。-0.25V付近(可逆)及び-0.4V付近(不可逆)に小さなピークが見られた。このピークは、基礎液だけのときには見られないことから、BRによるピークであることは確認できた。そして、基礎液のCVなどとの比較から、酸素に関係のあるピークであるものと考えた。今後はこのピークを中心に、脂質膜の実験との関連やその反応機構を明らかにするため、溶液組成や酸素濃度のCVに与える影響を調べたい。また、これらの結果を踏まえて、BRや酸素の微量分析法の開発につなげたい。
大規模定型発達群を対象とした自閉症傾向に特異的な感覚処理特性の心理物理学的検討

平成30年度は,物体の視覚的な運動方向(左右)と音の高さの変化(高低)の関係性を学習すると,静止した視覚刺激を提示した際にも,例えば音の高さの変化が高低と提示された場合に右方向の視覚的な動きが知覚される,という視聴覚相互作用における知覚学習効果と自閉症傾向との間の関係性について67名を対象とした研究結果をとりまとめた。日本版AQ score質問紙を用いて自閉症傾向の高低を測定した。全体的な自閉症傾向に加え,5つの下位項目(社会的スキル・注意の切り替え・細部への注意・コミュニケーション・想像力)のスコアを算出した。そして,注意の切り替えが不得手,即ち注意が過度に集中するという特性と学習効果との間に正の関係性が見られた。この結果は,注意は知覚学習を下支えするという知見と一致し,また別の視聴覚相互作用における知覚学習効果を扱った他の研究グループからも同様の報告がなされた。さらに,視触覚相互作用において,画面上に提示された視覚物体の縞模様の傾きを判断する課題を行っている最中に手に振動が提示されると,視覚物体の見えが阻害されるという視触覚間の知覚的抑制効果と自閉症傾向との間の関係性についても55名を対称に検討した結果をとりまとめ,自閉症傾向が強い参加者ほど抑制効果が強くなることが示された。この結果は自閉症の診断を受けた方はより強い触覚や自己受容感覚を持つという知見と合致するものであった。また,触覚情報処理において第一人者(Prof. Matthew R. Longo教授)の研究室(Birkbeck, University of London)において在外研究を行い,今後更に自閉症傾向に特有の触覚における特異性を検討するため理解とノウハウを獲得することが出来た。平成30年度は,これまでの研究成果を着実に実施,公表することができ,2本の国際査読誌論文を発表するに至った。また,1件の学会発表も行った。当初の研究計画で予定した研究内容は概ね実施済みであり,他の知見についても随時公表する準備を整えている。以上のように,当初の研究計画以上の成果があがったといえる。これまでの研究から,触覚情報処理と自閉症傾向との間に強い結びつきがあることが分かった。そこで,平成31年度は,在外研究で培った知識とノウハウを活かし,触覚情報処理と自閉症傾向との間の関係性を調べる研究を実施したいと考えている。平成29年度は,自閉症傾向の強弱と視覚・聴覚・触覚情報処理特性との関係性に関して検討した。80名程度の参加者を対象とした大規模調査・実験を実施し,参加者ごとに,日本版AQ score質問紙を用いて自閉症傾向の高低を測定した。また,視覚・聴覚・触覚における検出閾(刺激の存在に気がつく閾値)と弁別閾(刺激の強度の差意に気がつく閾値)を測定した。全体的な自閉症傾向および5つの下位項目と各感覚閾値との間で相関分析および重回帰分析を行ったところ,各感覚閾値と下位項目との間で独自の関係性が見られた。特に,触覚の検出,弁別閾は社会的スキルの下位項目と関係するという結果は,触覚が社会性の形成に寄与するという従来の知見と密接に関係するものであり,注目に値する重要な知見と考えている。また,80名程度の参加者を対象に,視聴覚間の感覚間対応づけに関する実験を行った。神経細胞の発火強度を手がかりとするとされる「光-音の強度」(明るい/暗い光と大きい/小さい音が対応)と,概念的・言語的に学習されるとされる「光位置-音高」(高い/低い位置と高い/低い音)について,光の強度や位置を判断させる課題を行わせ,感覚的に一致する音の提示が光の検出を促進するというような形の視聴覚間の感覚対応づけ効果と自閉症傾向との間の関係性について検討した。さらに,左右に動く光と音の高さの変化を3分間対提示すると,音が光の動きを駆動するようになるという新たな感覚間対応づけ関係が獲得される効果についても検討した。結果から,感覚間対応づけ間でそれぞれ,全体的な自閉症傾向および下位項目との関係性が異なることが示された。類似した現象であっても自閉症傾向が独自に関与する可能性が示された。平成29年度は,当初の計画を前倒しして実施することが出来た。当初は,感覚間対応づけ効果に関する検討および新たな感覚間対応づけ効果の獲得に関する検討について,平成30-31年度に実施する予定であったが,研究協力者の尽力もあり,またこれまでのノウハウと学外研究者からの技術補助を活かしながら,実験の実施とデータの取得を行った。平成29年度に実施する予定であった研究については,国際査読誌に投稿済みである。また,平成30-31年度に実施する予定であった研究内容については,両者をまとめた形で公表することでインパクトが高まると考え,成果を学会で発表するとともに,さらにデータを加えて国際査読誌に投稿済みである。

日本版AQ score質問紙を用いて自閉症傾向の高低を測定した。全体的な自閉症傾向に加え,5つの下位項目(社会的スキル・注意の切り替え・細部への注意・コミュニケーション・想像力)のスコアを算出した。そして,注意の切り替えが不得手,即ち注意が過度に集中するという特性と学習効果との間に正の関係性が見られた。この結果は,注意は知覚学習を下支えするという知見と一致し,また別の視聴覚相互作用における知覚学習効果を扱った他の研究グループからも同様の報告がなされた。さらに,視触覚相互作用において,画面上に提示された視覚物体の縞模様の傾きを判断する課題を行っている最中に手に振動が提示されると,視覚物体の見えが阻害されるという視触覚間の知覚的抑制効果と自閉症傾向との間の関係性についても55名を対称に検討した結果をとりまとめ,自閉症傾向が強い参加者ほど抑制効果が強くなることが示された。この結果は自閉症の診断を受けた方はより強い触覚や自己受容感覚を持つという知見と合致するものであった。また,触覚情報処理において第一人者(Prof. Matthew R. Longo教授)の研究室(Birkbeck, University of London)において在外研究を行い,今後更に自閉症傾向に特有の触覚における特異性を検討するため理解とノウハウを獲得することが出来た。平成30年度は,これまでの研究成果を着実に実施,公表することができ,2本の国際査読誌論文を発表するに至った。また,1件の学会発表も行った。当初の研究計画で予定した研究内容は概ね実施済みであり,他の知見についても随時公表する準備を整えている。以上のように,当初の研究計画以上の成果があがったといえる。視聴覚相互作用において,類似した現象でも自閉症傾向の異なる側面が影響を及ぼす可能性が示唆された。したがって,物体の視覚的な運動の見え方が音によって変容するなど,その他の現象と自閉症傾向との間の関係性についても調べ,共通性や差異を深く追求する予定である。また,触覚情報処理と自閉症傾向との間に強い結びつきがあることも分かった。研究代表者は平成30年度に触覚情報処理において第一人者の研究室において在外研究を行う。そこで,さらに触覚情報処理と自閉症傾向との間の関係性を調べる研究を実施したいと考えている。これまでの研究から,触覚情報処理と自閉症傾向との間に強い結びつきがあることが分かった。そこで,平成31年度は,在外研究で培った知識とノウハウを活かし,触覚情報処理と自閉症傾向との間の関係性を調べる研究を実施したいと考えている。理由:平成29年度は研究の実施と成果公表準備に力を入れ,「人件費・謝金」を使用した。一方,その他の費目については支出がなく,その結果として次年度使用額が生じた。使用計画:平成30年度は,在外研究をしながら研究課題を進める予定である。したがって,「旅費」区分から主に支出を行うと共に,成果公表における英文校閲費等の支出を「人件費・謝金」から行う予定である。他の区分についても当初の計画を考慮に入れながら慎重に使用を行う予定である。理由:平成30年度は在外研究を行ったため,旅費の支出が執行額の大半を占めた一方,滞在先での物品の購入などは不要であった。
車車間・路車間通信による情報収集に基づくCO2削減を目指した信号制御手法

近年、自動車による排気ガス量の削減が求められている。排気ガス量は自動車の挙動によって大きく変化するため、信号機等の適切な制御による交通制御が排気ガス量削減に効果的であると考えられる。しかし、既存の信号機制御の多くは停止時間削減を目的としており、必ずしも排気量削減に効果的でないという問題点がある。また、現在、車車間などの実用に向けて開発が進んでおり、高度な情報収集方法によってよりきめ細かな信号制御を行える可能性が生じている。本研究では、より詳細な信号周辺の交通状況を把握し、移動にかかる時間を増やさないまま停止回数を削減できるような交通制御プランを算出する分散制御手法を提案した。提案方式の検討のため、シミュレーション環境の準備を進めた。また、どの程度の情報でどの程度の制御が可能であるかを見積もるための方法について検討を行った。既存の交通シミュレータを用いて現実的な街路データの上でシミュレーションを走らせ、制御パラメータの算出手法を様々に工夫して最も効率の良い手法を見いだす。算出手法としては、得られた情報を過去のデータを用いて補完した後、シミュレーションによる信号制御結果の見積もりを行う方法や、過去の制御情報を可能な限り収集しておき、蓄積したデータから現状と同様の状況で最良の結果となった制御パラメータを検索するより適応的な方法などが考えられる。過去に実施した研究で作成したシミュレーションが高速に行え、必要十分な精度を持った車両シミュレーションが実施可能な現実的な車両モビリティモデルを応用して、シミュレーション環境の準備を行った。この方式は、通信プロトコルなどを評価するために、交通シミュレーションにおける車両の加速度の再現性や、車間距離分布の再現性を高める手法であり、本研究課題で必要となる車両挙動の予測には再現精度が足りないと思われるため、さらなる改良を加える必要がある。また、全ての情報をそのままの形で収集することはデータ量の観点から困難であるため、データの抽象化が必要である。これに関しても交通状況を集約し必要最小限の典型的な状況へと簡約化する手法を提案しており、本申請課題においても同様の交通状況のアブストラクションを適用する方式を検討した。また、本課題以前から継続して研究していた、収集した情報の高精度化手法と、位置推定の高度化に関するサブテーマを設け、それぞれの研究結果を国際会議に投稿し、1件は発表済み、もう1件は採録され発表予定である。本研究では、多数の信号機が、無線通信により収集した走行車両の現在位置に関する情報を用いて協調的に信号切り替えタイミングを調整し、車両の停止回数を減らすことで、CO2排出量の小さい道路交通環境を構築する事を目指している。本年度は、提案方式の実現のためのシステムの設計とシミュレーションの準備を行った。多数の車両が行き交う道路交通環境では、車両のミクロな挙動までを何らかのモデルで定式化し、目的に対して最適となる信号切り替えタイミングを計算により求められるようにすることは難しい。そこで、ある切り替えタイミングについてどのような結果が得られるかを道路交通シミュレーションを用いて予測する方法を使い、複数考えられる切り替えタイミングに対してシミュレーションを実施し、最適なタイミングを求めるアプローチを取る。ただし、このアプローチでは計算量が膨大になってしまうため、本提案方式では、切り替えタイミング毎のシミュレーション結果を機械学習を用いた推定器により推定することとした。また、提案手法で必要となるより精度の高い車両位置を推定するための手法に関する研究も実施した。まず、LED通信デバイスを用いた車両協調型の位置推定手法について検討を行い、高い精度での位置推定が実施できることが確認出来た。また。プローブカー情報から交通量を高精度に求める手法に関しても研究を行った。道路の属性毎にデータを分割し、見通しの良い高速道路上の走行情報など、精度良く計測できていると思われる部分から、残りの部分のデータを補正することでデータ全体の精度を高める手法を提案した。また、車両の到着を確率モデルで表現し、得られたプローブデータをフィットさせることで、交通量を推定する手法を提案した。これらの手法については、一定の成果が得られたため、国際会議などで研究発表を行った。本研究では、リアルタイムに収集可能なデータを用いた信号制御によりCO2排出量の削減が可能かどうかに関して検討を行った。大きなポイントは次の2点である。すなわち、1)理想的な信号切り替えタイミングを計算するための手法の考案、2)収集した情報の質や量と、削減可能なCO2排出量との間のトレードオフの見積もりである。まず1つめに関しては、様々な道路環境でも利用できるロバストなシステムとするため、事前に設定の必要なパラメータ数などが少なくて済む、適応的な手法となっている事が望ましい。2つめの関しては、既存の道路情報収集インフラや、携帯電話網を用いたプローブ情報など、様々な交通情報が利用可能である。しかし、全ての車両の正確な位置や速度を網羅することは難しく、十分な精度での制御が行える事を示す必要がある。協調型信号制御手法の設計について検討を行い、基礎的なシミュレーションを行った。その結果から、旅行時間とCO2排出量の間には比較的強い相関があるものの、信号制御の方式や交通環境によって影響が異なってくることが分かった。一方で、車両の停止回数とCO2排出量の間には交通環境に寄らず、ほぼ線形な関係が見られた。よって、信号制御の工夫によって、旅行時間の増加などの悪影響を起こさないよう、CO2排出量を削減できる可能性を改めて示すことができた。

本研究課題に関連して実施した、道路交通情報の収集の高精度化に関する研究成果について、車両から収集したデータを走行した道路のプロファイル毎に異なる手法で精緻化する手法、車両間や車両と信号機との間の相対位置関係をLED通信デバイスを用いて協調的に計測する手法、交差点での信号待ち車両数の高精度な推定を行う手法、積雪が道路交通環境に与える影響を車両から集めた情報に基づいて推定する手法について、それぞれ、査読付き国際会議(ITST 2013、2014 ICCE-TW、ICCVE 2014、ITSC 2015)で報告した。近年、自動車による排気ガス量の削減が求められている。排気ガス量は自動車の挙動によって大きく変化するため、信号機等の適切な制御による交通制御が排気ガス量削減に効果的であると考えられる。しかし、既存の信号機制御の多くは停止時間削減を目的としており、必ずしも排気量削減に効果的でないという問題点がある。また、現在、車車間などの実用に向けて開発が進んでおり、高度な情報収集方法によってよりきめ細かな信号制御を行える可能性が生じている。本研究では、より詳細な信号周辺の交通状況を把握し、移動にかかる時間を増やさないまま停止回数を削減できるような交通制御プランを算出する分散制御手法を提案した。課題の採択後に所属が変更となり、それまで利用していた計算機環境の利用が難しくなった。研究初年度に当たる昨年度には赴任先においてそれらの環境整備を研究と並行して行ったため、本課題の申請時に予定していた通りのスケジュールでは研究を推進できなかった。研究の実施順序の入れ替えなどにより、ある程度の遅れは取り戻している。高度交通システム、モバイルコンピューティングここまでの実施成果を踏まえて、最終的な手法として効率の良いシステムを作成し、シミュレーション実験を通してその効果を検証する。既存の交通シミュレータを用いて現実的な街路データの上でシミュレーションを走らせ、どの程度の情報でどの程度の制御が可能であるのか検討を行う。制御パラメータの算出手法を様々に工夫して最も効率の良い手法を見いだす。算出手法としては、例えば、得られた情報を過去のデータを用いて補完した後、シミュレーションによる信号制御結果の見積もりを行う方法や、過去の制御情報を可能な限り収集しておき、蓄積したデータから現状と同様の状況で最良の結果となった制御パラメータを検索するより適応的な方法などが考えられる。前者に関しては、シミュレーションが高速に行え、必要十分な精度を持った車両シミュレーション技術が必要となる。これに関しては、研究代表者は過去に実施した研究で現実的な車両モビリティモデルを提案している。これらはそれぞれ、通信プロトコルなどを評価するために、交通シミュレーションにおける車両の加速度の再現性や、車間距離分布の再現性を高める手法であり、本研究課題で必要となる車両挙動の予測には再現精度が足りないと思われるため、改良を加える必要がある。後者に関しては全ての情報をそのままの形で収集することはデータ量の観点から困難であるため、データの抽象化が必要である。
高次脳機能を支え・制約を課す局所神経回路機構の解明

ヒトはたかだか4つの物体の情報にしか、一度に注意を向けたり、記憶したりすることが出来ない。さらに記憶や注意の容量は、視覚刺激が左右両視野に呈示されたとき(Across条件)、どちらか一方に呈示された場合(Within条件)にくらべ増大することが知られている。その神経基盤を探るため、サルに2つの認知課題ー複数記憶誘導性サッカード課題および複数物体追跡課題ーを訓練した。課題遂行中の前頭前野ニューロン活動を記録したところ、Across条件のとき、Within条件に比べ増大することを見出した。このことは、対側と同側視野の視覚情報が、解剖学的に分離されて処理されていることを反映していると考えられる。ヒトの精神過程,特に高次機能は,複雑かつ多様である.しかし、脳内の神経活動によって担われている限り、その認知能力は決して無限ではない。例えば,私たちは,たかだか4つの物体の情報にしか、一度に注意を向けたり、記憶したりすることが出来ない。さらに最近、ヒトの心理学実験で、複数の物体が左右の視野に分かれて呈示された時(Across条件)の方が、どちらか一方に偏って呈示された時(Within条件)より、注意や記憶容量が向上することが示された。このことは、左右の視野ごとに脳の情報処理容量が規定されていることを示唆するが、その神経基盤を明らかでない。そこで本研究では、ヒトと同様,高次認知機能を持ちながらも,侵襲的実験が可能であるサルを用いて実験を行った。具体的には、2つのターゲットの動きに同時に注意を向けなければならない課題と2つの位置を同時に記憶しておかなければならない遅延見本合わせ課題をサルに訓練し,外側前頭前野から単一ニューロン活動を記録してきた.そうしたところ,注意を向けるべき、または記憶すべき2つの刺激が同視野内に提示されたとき(Within条件)には、両視野間に分かれている場合(Across条件)に比べて、ニューロン活動が減弱することを見出した。このことは、物体情報をコードする神経信号が、Within条件ではAcross条件に比べて、劣化していることを意味し、先の心理学実験結果を説明することができる。左右に分かれた情報は保存され、同一視野内の情報は劣化するメカニズムとしては、前者が別々の単位構造(半球または皮質コラム)で処理されるのに対し、後者は同じ単位構造内で側方抑制による修飾を受けるためと考えられる。つまり、脳の基本的な構造が、注意や記憶といった高次機能を、知らず知らずのうちに制限していることを示唆している。過去の経験に基づいた行動制御の神経基盤を探るため、ある特定の時期に活性化したニューロン群を特異的に標識するシステムの構築を試みた。ニューロン活動に依存した転写活性制御には、活動依存的プロモータ(Kawashima et al. Nature Met. 2013)を用い、時期特異的な発現には、薬物誘導法を適用することとした。これまで申請者は、サルから単一ニューロン活動を記録し、前頭前野が高次認知機能において果たす役割を明らかにしてきたため、それと類似の神経基盤をマウスでより詳細に調べようと模索した。なぜなら、現在,サルでは技術的な壁があり,ある活動を示したニューロン群の同定,マッピング,選択的分子操作などができる方法論が確立しているのは,マウスのみであるからである。そこで、マウスというモデル動物を使うことにより可能となる、遺伝子レベル、回路レベルでの詳細なメカニズムに迫ろうと、行動実験を立ち上げつつ、上記を実現するためのアデノ関連ウイルス(AAV)ベクターを作成した。予備実験として、あるニューロン集団が活性化する条件下としない条件下で調べ、目的とするシステムの実現可能性を示唆するデータを得た。今後、予備検討をさらに進め、システムがうまく働くために最適な条件を探り、今まで答えられなかった問題に挑戦する予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。システム神経科学26年度が最終年度であるため、記入しない。記憶課題における研究成果は、Journal of Neuroscenceに受理、掲載された。また、注意課題における研究成果も、英文雑誌に投稿済みである。さらに前頭前野の機能を解明すべく、新たな研究手法や動物モデルを取り入れる。
ヘルペスウイルス感染による宿主DECODE回路の制御

KSHVが発現する潜伏期核抗原(LANA)は、KSHVが関与する全ての悪性腫瘍で強い発現が観察され、宿主のがん化を誘導する。また、LANEは、そのN末端側で宿主染色体と結合し、C末端側でウィルスDNAと結合することで、ウィルスDNAの維持・複製を行う。我々は、LANAの結合蛋白質としてELL(Eleven Lysine-rich Leukemia)、Ubc9、SUMO1を向定している。ELL遺伝子は急性骨髓性白血病で転座を起こしているがん遺伝子である。ELL蛋白質はRNA polymerase IIの転写伸長活性の促進や、p53のアポトーシス活性の抑制に関与している。本研究では、LANAの共発現によりELLの翻訳後修飾が促進されることを見出したので、この翻訳後修飾について解析を行なった。KSHV感染PEL細胞、ウイルス非感染B細胞、EBV感染B細胞のELLの翻訳後修飾を解析した結果,PEL細胞において約40%の内在性ELLが翻訳後修飾を受けていた。次に、過剰発現系によるSUMO1化アッセイの結果、LANAの共発現依存的に、ELLのSUMO1化が強く促進されることが明らかになった。また、LANAとELLの各種欠失変異体を用いて両者の結合様式を解析した結果、LANAの10431147アミノ酸の領域、ELLの61376アミノ酸と494618アミノ酸の領域が両者の結合に重要であることが明らかになった。さらに、ELL結合部(C末端側領域)を欠失させたLANA変異体ではELLのSUMO1化促進は観察されなかった。以上の結果から、LANAはELL、Ubc9及びSUMO-1をリクルートするプラットフォーム分子、つまり、SUMO1リガーゼとして機能すると考えられる。
集団創発性の発生メカニズムに関する実験的研究

本申請研究は,集団が創造的アイディア創出活動をおこなう際の創発性発生メカニズムについて,社会心理学的な実験研究によって解明することを目的としている.特に,申請者らが既に提案している,集団の創発性における「多様性と類似性の相乗効果モデル」の発展を目指して,より精緻な検討をおこなうことが主眼となる.平成16年度は,平成15年度におこなった2つの実験的検討に引き続いて,集団による創造的アイディア創出プロセスに関する詳細な検討をおこなった.モデルを2名集団に適用した場合の妥当性の検証をおこなった第1実験と,2名集団による創造的なアイディア創出課題遂行の際に,成員のアイディア・プールのもつ多様性と類似性)に注目した上で集団によるアイディア創出をおこなうことが,パフォーマンスにどのような影響を与えるかを検討した第2実験において,課題遂行と同時に採集された実験室における同課題遂行中の発話プロトコルを対象とした分析をおこなった.まず,実験遂行中に撮影・録音データを音声認識ソフトウェアによって電子化処理し,プロトコル分析をおこなうため発話データを作成した.作成された発話データにもとついて,個人による創出アイディアが集団に提出される場面に着目し,知識共有による相互刺激が集団によるアイディア創出に影響を及ぼしたと考えられる発話を抽出した.抽出された発話をさらに内容によって8パタンに分類し,創造的活動におけるコミュニケーション・プロセスをコード化するための資料を作成した.また,平成15年度に実施した実験の分析結果について,関連学会において研究発表をおこなった.今後は,今回作成したコード化にもとづくプロトコル分析のデータを蓄積し,その信頼性・妥当性を検証した上で,学術論文としてまとめる予定である.本申請研究は,集団が創造的アイディア創出活動をおこなう際の創発性発生メカニズムについて,社会心理学的な実験研究によって解明することを目的としている.特に,申請者らが既に提案している,集団の創発性における「多様性と類似性の相乗効果モデル」の発展を目指して,より精緻な検討をおこなうことが主眼となる.平成15年度には,まず,上記相乗効果モデルにおける類似性と多様性の位置づけをより明確にするために,2つの実験的検討をおこなった.第1実験では,モデルを2名集団に適用した場合の妥当性の検証をおこなった.データ分析の結果,先行研究とほぼ同じ傾向が見られ,モデルの妥当性が確認された.第2実験では,2名集団による創造的なアイディア創出課題遂行の際に,成員のアイディア・プールのもつ多様性と類似性)に注目した上で集団によるアイディア創出をおこなうことが,パフォーマンスにどのような影響を与えるかを検討した.データ分析の結果,アイディア・プールの多様性に注目することが,成員相互の多様性を顕在化させ,集団の創造性パフォーマンスを高める可能性が示唆された.また,集団による創造的アイディア創出プロセスをより詳細に検討するための材料として,実験室における同課題遂行中の発話プロトコルを採集した.現在,撮影・録音データを音声認識ソフトウェアによって電子化処理し,プロトコル分析をおこなうための準備をおこなっているところである.今後は,知識共有による相互刺激が生じたと考えられるコミュニケーション・プロセスに着目し,そのコード化手法を検討する予定である.本申請研究は,集団が創造的アイディア創出活動をおこなう際の創発性発生メカニズムについて,社会心理学的な実験研究によって解明することを目的としている.特に,申請者らが既に提案している,集団の創発性における「多様性と類似性の相乗効果モデル」の発展を目指して,より精緻な検討をおこなうことが主眼となる.平成16年度は,平成15年度におこなった2つの実験的検討に引き続いて,集団による創造的アイディア創出プロセスに関する詳細な検討をおこなった.モデルを2名集団に適用した場合の妥当性の検証をおこなった第1実験と,2名集団による創造的なアイディア創出課題遂行の際に,成員のアイディア・プールのもつ多様性と類似性)に注目した上で集団によるアイディア創出をおこなうことが,パフォーマンスにどのような影響を与えるかを検討した第2実験において,課題遂行と同時に採集された実験室における同課題遂行中の発話プロトコルを対象とした分析をおこなった.まず,実験遂行中に撮影・録音データを音声認識ソフトウェアによって電子化処理し,プロトコル分析をおこなうため発話データを作成した.作成された発話データにもとついて,個人による創出アイディアが集団に提出される場面に着目し,知識共有による相互刺激が集団によるアイディア創出に影響を及ぼしたと考えられる発話を抽出した.抽出された発話をさらに内容によって8パタンに分類し,創造的活動におけるコミュニケーション・プロセスをコード化するための資料を作成した.また,平成15年度に実施した実験の分析結果について,関連学会において研究発表をおこなった.今後は,今回作成したコード化にもとづくプロトコル分析のデータを蓄積し,その信頼性・妥当性を検証した上で,学術論文としてまとめる予定である.
高移動度デバイス化のための有機単結晶欠陥研究

本研究は,有機単結晶を高速応答デバイスに応用するにあたって問題となる結晶欠陥についての知見を深め,いかに格子欠陥由来の問題を克服するか検討するために実施された.X線トポグラフィと走査型プローブ顕微鏡を主たる手法として実験研究に取り組み,数種の有機低分子結晶並びに高分子結晶の格子欠陥導入方位の特定に至った.また,異種物質間の界面安定性に関する新たな知見をはじめ,多くの新規科学的知見を得ることが出来た.本成果は,順次学術学会誌等に開示しつつある.本研究は,有機単結晶を高速応答デバイスに応用するにあたって問題となる結晶欠陥についての知見を深め,いかに格子欠陥由来の問題を克服するか検討するために実施された.X線トポグラフィと走査型プローブ顕微鏡を主たる手法として実験研究に取り組み,数種の有機低分子結晶並びに高分子結晶の格子欠陥導入方位の特定に至った.また,異種物質間の界面安定性に関する新たな知見をはじめ,多くの新規科学的知見を得ることが出来た.本成果は,順次学術学会誌等に開示しつつある.本研究で使用するアントラセンなどの有機低分子、ポリジアセチレン有機高分子の結晶は全て気相成長法で作製した。X線試料として使用することを想定し、転位コントラストを得るために十分なlmm以上の厚みを持つ結晶の育成条件の検証を行った。アントラセン結晶について、断面X線トポグラフ実験で得られたデータを解析したところ、高い再現性を以って、層状の(001)面と平行な方位にストライプ状のコントラスト像が確認された。これは、アントラセン結晶の転位方位を特定する上で有力な手がかりであると考えられる。また、ペンタセン結晶について、平板状単結晶と平板樹枝状結晶の二形態の出現が確認されたが、光学顕微鏡と走査型プローブ顕微鏡によって評価したところ、両者は一見全く異なる形態を示すにも関わらず、出現する面に差異は認められないことが判った。また、いずれも同一の成長条件下で得られ、成長条件にも大きな差異はない。X線回折による歪み評価の実験結果を解析したところ、比較的長い成長時間で得られた樹枝状結晶の品質が、短い成長時間で得られた平板単結晶よりも良いことが示唆された。X線トポグラフによる転位像観察など、他の要素を今後十分考慮する必要はあるものの、デバイス化を視野に入れる場合の重要な指針ともなり得る成果と言える。また、フィンランドで開催されたEuroNanOSH国際会議では、ポリジアセチレンの高分子鎖方位の検証に、摩擦力顕微鏡実験が有効であることを報告した。高エネルギー放射線のように実験者の被曝可能性を有する実験手法を回避できる新手法の開拓は、ヒューマンヘルス・セイフティという観点で重要である。同時に、結晶学に深い伝統を有すヘルシンキ大学鉱物学の専門研究者との議論の内容は今後の研究推進に大きな指針を与えるものであった。現在、上記の諸成果を踏まえ、平成20年度の実験準備を行っている。本年度は, X線トポグラフ実験と走査型プローブ顕微鏡実験による有機単結晶の品質評価を継続すると共に,成果の一部を公刊論文として公表した.気相法で得られる単結晶は板状の形態を示すが,このような結晶をトポグラフ法で調査すると,結晶厚み方位に層状の欠陥が入っていることが確認される.その結晶内部のコントラストについて,より詳細な検討を行った.特に,ポリジアセチレン結晶については, X線トポグラフ法によって得られた線状コントラストのデータと摩擦力顕微鏡によって得られたデータとの比較により,高分子重合方位に関して一致する実験結果が,高い再現性で得られることが判った.気相法アントラセン結晶については,走査型原子間力顕微鏡による表面観察の結果, 1層以下(1/4層)の面すべりが生じていることが確認された.この結果を基に,アントラセンと類似する有機低分子結晶についても共通の特徴がないか調査した.そして,欠陥導入についてのエネルギー論的理解のために界面安定性の議論をした.特に,自己組織化単分子膜表面の濡れ性をモデルとして,実験・理論の両面から考察した.二種類以上の分子層からなる薄膜表面のエネルギー的な性質は,最も表面に近い分子層の性質だけで決まるのではなく,その最表面からの膜内方向の分子種に依存することを導いた.この結果は,有機デバイス構築の際に重要となる有機・無機界面の制御法に関する手法開拓につながる基礎となり得ると考えている.