hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中国語前置詞フレーズを巡る語順問題に関する体系的研究

通常、中国語の前置詞フレーズを用いた語順は「主語+前置詞フレーズ+動詞/形容詞」と表現されるが、不規則なパターンも少なからず見ることができる。本研究では、この種の現象を切口とし中国語前置詞フレーズを用いた語順表現について分析を加えていった。その結果、その語順表現の背後に貫かれたルールを幾つか発見することができた。この成果は、中国語の文法研究や語順研究、更には教育の場においても大きく役立つものとなるだろう。本年度は、昨年度の研究課題であった「中国語の領属関係を表す“比"構文(1“X的N比YW"、2“XN比YW"、3“X比YNW"〔※それぞれ日本語訳すると「XのNはYよりW」「XはNがYよりW」「XはYよりNがW」〕となる)におけるX/YとNを巡る語順問題」に更に踏み込み、各種“比"比較文でどのような個別性が見出されるかという点に様々な角度(各語順形式間における対照比較、他文法現象との比較、日中比較文の対象等)から分析を加えた。研究実績としては大きく分けて次の3点となる。(1)上に挙げた3種類の“比"構文(“X的N比YW"〔例.他的年紀比我大〕、“XN比YW"〔例.他年紀比我大〕、“X比YNW"〔例.他比我年紀大〕)の成立の為の必要条件はいかなる点にあるか:この点に関しては、結果として成立グループには一定の法則性(X/YとNの間に顕現される顕著性と「全体ー部分」関係)のある事が確認された。(成果は既に論文として発表)(2)3“X比YNW"〔例.他比我年紀大〕タイプの“比"構文に焦点を絞り、主述述語文“XNW"〔例.他年紀大(彼は年齢が高い)〕の成立度を分析した。その結果許容度に類似点のあることが発見された。即ち、この種の比較文成立に関して主述述語文の成立条件(X/YとNの間に顕現される顕著性と「全体ー部分」関係)が大きく作用していることが確認された。(成果は既に論文として発表)(3)3語順の比較文を焦点に絞り、このタイプの“比"構文の成立条件や2比較文との分布状況の違い、そして日本語比較文「XはYよりNがW」(例.彼は私より年齢が高い)との比較を通して、そこから見出させる諸要則を分析して次の点が主要素となっていることが確認された。(ア)顕著性と「全体ー部分」関係(イ)名詞成分Nと“比Y"から見出される限定性の強弱(ウ)類型論的語順原則(成果は学会発表済み。今後論文にて発表予定)通常、中国語の前置詞フレーズを用いた語順は「主語+前置詞フレーズ+動詞/形容詞」と表現されるが、不規則なパターンも少なからず見ることができる。本年度は、当初の予定通り「中国語の領属関係を表す“比"構文(1“X的N比YW"、2“XN比YW"、3“X比YNW"〔※それぞれ日本語訳すると「XのNはYよりW」「XはNがYよりW」「XはYよりNがW」〕となる)におけるX/YとNを巡る語順問題」に焦点を当てて研究を進めた。また、研究実績としては大きく分けて次の3点となる。(2)2“X比YNW"〔例.他比我年紀大〕タイプの“比"構文と対応する「XはYよりNがW」〔例.彼は私より年齢が上だ〕タイプの日本語比較文の成立状況における成立条件:中国語2タイプの“比"構文と類似形式の日本語の「XはYよりNがW」との間に成立、不成立の状況についてかなりの類似点のあることが発見された。この場合も、X/YとNの間における顕著性と「全体ー部分」関係が鍵となることを確認した。(3)123の“比"構文について、その使用頻度や選択制限等はどうなっているのか。また、この部分から中国語のいかなる文法的特徴を見出すことができるか:この点について、中国語ではNの位置が“比Y"より前に置かれる12タイプの方が、“比Y"より後ろに置かれる3タイプより割合として多いことが確認された。要因としては、次の3点の作用していることが発見された。(ア)類型論的語順原則(イ)中国語名詞に含まれるデフォルト性(ウ)中国語“的"構造の機能。

以上(1)(2)(3)は何れも口頭発表を行なった内容である。今後更に修正を加えて、論文として発表の予定である。本年度は、まず前年度まで行った“比"構文研究にスポットを当てた研究成果を論文として発表した。その上で、前置詞フレーズを巡る語順問題という点にスポットを当てて研究を行った。中国語の前置詞は一般的に「主語+前置詞フレーズ〔前置詞+名詞〕+動詞/形容詞」という語順で示される(例.我在這児喫飯[私はここでご飯を食べる])。しかし、実際前置詞フレーズが主語の前後に置かれるのかという点については、次の三種が存在する。(i)前置詞フレーズが主語の後方にしか置くことができない(例.我剛从農村回来[私は農村から帰ってきたばかりです]/*剛从農村,我回来)。(ii)前置詞フレーズを主語の前後に置くことができる(例.小王在飯店里打了電話[王さんはホテルで彼女に電話をかけました]/在飯店里,小王打了電話[ホテルで、王さんは彼女に電話をかけました])。(iii)前置詞フレーズが主語の前方にしか置くことができない(例.*我関于中国歴史知道得多/関于中国歴史,我知道得多[中国の歴史について、私はずっと知っています])。本研究では、前置詞フレーズを巡る語順について、各前置詞がどのタイプに属すかを観察した。更にはその背後に貫かれた共通規則を解明していった。その要素として動詞/形容詞、前置詞フレーズ、前置詞フレーズと動詞/形容詞との関係性等個別に調査していった。その結、前置詞フレーズの“可別度"の大きさが認識されるほど主語の前に置かれやすくなり、逆にそれが小さくなると主語の後に置かれやすくなることが確認された。言わば、その背景には“可別度領前原理"が大きく働いているという結論に至った。この研究で得た結果は、中国語の前置詞研究、或は中国語語順原則を解明する上で大きな貢献をなすことが予想される。更には、前置詞フレーズは中国語教育においても重要な項目である。この点においても、寄与する部分の少なくないであろう。現代中国語文法昨年度は予定通り「中国語の領属関係を表す“比"構文(1“X的N比YW"、2“XN比YW"、3“X比YNW"〔※それぞれ日本語訳すると「XのNはYよりW」「XはNがYよりW」「XはYよりNがW」〕となる)を巡る諸法則について、123全般に当てはまる法則について解明を行なった。その中で、個々の形式に特徴的個別性がどの点にあるのかを解明していくことで今後の研究課題を遂行する上で大きな一助になることが強く感じられた。よって、当初の予定を変更し、引き続き“比"構文を主な対象として研究を行うこととした。その結果、変更に見合うだけの結果を得ることができたように思われる。上で示した個別性に関して述べると、具体的には3を中心として考察を進めていった。その結果としては、次の通りになる(1)まずは、3に関して、その成立条件が「顕著性」と「全体ー部分」関係にあることを言及していったが、その認定度は中国語主述述語文“XNW"〔例.他年紀大(彼は年齢が高い)〕と共通性のあることが発見された。即ち、この語順タイプの比較文には主述述語文の成立要素が大きな割合で直結していることが確認された。(2)3語順の“比"比較文について、他形式“比"比較文2との対照、コーパスにおける分布状況、類似形式の日本語比較文「XはYよりNがW」(例.彼は私より年齢が高い)との比較等の要素を加えて、そこに内在する諸要因について考察を進めていった。その結果、次の結論が得られた:(ア)名詞成分Nと“比Y"から見出される限定性の強弱。デフォルト値としては名詞Nの限定性の方が“比Y"より高いが、その強度に逆転が起こった場合3形式の選択可能性が上昇する。(イ)左に示した現象は“可別度領前原則"の作用によるものである。
電算機利用による南アジア諸言語の比較・対照研究

本年度は共同研究計画の最終年度に当るので、研究対象言語すべてについて、それぞれ次のような作業を行った。(1)ベンガル語、ヒンディー語、マラ-ティー語、サンスクリット語(以上インド・ア-リア諸語)、カンナダ語、マラヤ-ラム語、タミル語、テルグ語(以上ドラヴィダ諸語)それぞれの基礎データを充実するため、新しい言語資料100万200万語をさらに電算機に入力し、これらのデータの校正を行った。(2)前年度に作成した上記8言語の機械可読辞書を、新たに入力したデータに適用して測定し、文法情報を改良することによって向上させた。(3)機械可読辞書に新しい辞書項目や語彙を追加し、登録語彙数を1万語まで増したほか、個々の語彙の意味記述を改善した。(4)前年度までに作成した構文解析プログラム、単語の自動品詞分類プログラム、接辞分離プログラムなどの改善を図った。(5)日本人研究者がインドを訪問したり、インド人研究者を日本に招聘したりして共同研究会を数回開き、調査研究中に生じた様々な疑問点を出し合い、互いに意見を交わし、討議を通じてその解決を図った。(6)8言語の入力データを電算機で検索することにより、同系統言語同士、異系統言語同士、さらにそれら言語と日本語との間で、形態論的・統辞論的・意味論的比較・対照研究を行った。以上の諸作業を通じ、われわれはいくつかの新しい知見を得ると同時に、今後解決していかねばならぬ諸問題を抱えることともなったが、本共同研究計画の成果としては、次の3点を挙げることができよう。〔1〕ア-リア系4言語間およびドラヴィダ系4言語間それぞれにおける語彙の一致・不一致を、電算機を利用することによって一覧表の形で示すことができるようになった。その結果、同一系統諸言語の歴史的発達過程を解明するために必要な比較言語学的データが容易に得られるようになった。〔2〕8言語の入力データを同時に検索・処理することが可能となったため、ア-リア系諸言語とドラヴィダ系諸言語の間の語彙の供用関係や文法上の相互影響が見やすくなった。〔3〕ア-リア諸語、ドラヴィダ諸語、日本語という三つの異系統の言語を対照研究うることにより、単にそれぞれの系統の言語の際立った語彙的・文法的・意味的特徴を明らかにするだけでなく、西欧語を中心とする従来の文法概念では把握し得なかった言語形式を、全く新しい概念で処理することを可能にした。例えば、多くの西欧語の動詞は「進行形」と呼ばれる活用形式をもち、その動詞の「進行・未完了」の相を表示するが、ア-リア系と日本語は所謂「進行形」(ベンガル語「語幹+(C)ch-時制・人称語尾」,日本語「語幹+つつある-時制語尾」)のほか、「状態形」とでも呼ぶべき活用形式(ベンガル語の「語幹+e+ach-時制・人称語尾」,日本語「語幹+ている-時制語尾」)をも有し、動詞の状態を表示することが明らかとなった。また、系統の言語特徴と類型の言語特徴とは必ずしも一致せず、地理的に近く存在し接触の可能性の高い言語間ほど似通った言語特徴を共有し、異る系統に属する言語同士でもむしろ同じ類型の言語と見なした方がいい場合すらあることがわかった。それに関連して、いったいどの言語特徴の一致・不一致をもって二つの任意の言語が同一系統に属するか否かを判定するのか、という大変難しい問題を抱える結果となってしまった。さらにドラヴィダ諸語の同士活性形を「語幹+語尾A+語尾B」という二段接辞方式によって処理しようと試みたが、タミル語とカンナダ語では、不規則動詞の過去表示接辞と分詞接辞を同じ方式では処理しきれないことがわかったので、それぞれ独自の構文解析プログラムを開発せねばならぬ課題が生じた。以上の成果を含め、本共同研究計画によって作成された機械可読辞書の情報内容は、すべて東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所によって開設されたインターネットのホームページに公開される予定であるが、既にヒンディー語とサンスクリット語の一部はホームページに登録され、外部からの検索が可能な状態となっている。

以上の諸作業を通じ、われわれはいくつかの新しい知見を得ると同時に、今後解決していかねばならぬ諸問題を抱えることともなったが、本共同研究計画の成果としては、次の3点を挙げることができよう。〔1〕ア-リア系4言語間およびドラヴィダ系4言語間それぞれにおける語彙の一致・不一致を、電算機を利用することによって一覧表の形で示すことができるようになった。その結果、同一系統諸言語の歴史的発達過程を解明するために必要な比較言語学的データが容易に得られるようになった。〔2〕8言語の入力データを同時に検索・処理することが可能となったため、ア-リア系諸言語とドラヴィダ系諸言語の間の語彙の供用関係や文法上の相互影響が見やすくなった。〔3〕ア-リア諸語、ドラヴィダ諸語、日本語という三つの異系統の言語を対照研究うることにより、単にそれぞれの系統の言語の際立った語彙的・文法的・意味的特徴を明らかにするだけでなく、西欧語を中心とする従来の文法概念では把握し得なかった言語形式を、全く新しい概念で処理することを可能にした。例えば、多くの西欧語の動詞は「進行形」と呼ばれる活用形式をもち、その動詞の「進行・未完了」の相を表示するが、ア-リア系と日本語は所謂「進行形」(ベンガル語「語幹+(C)ch-時制・人称語尾」,日本語「語幹+つつある-時制語尾」)のほか、「状態形」とでも呼ぶべき活用形式(ベンガル語の「語幹+e+ach-時制・人称語尾」,日本語「語幹+ている-時制語尾」)をも有し、動詞の状態を表示することが明らかとなった。また、系統の言語特徴と類型の言語特徴とは必ずしも一致せず、地理的に近く存在し接触の可能性の高い言語間ほど似通った言語特徴を共有し、異る系統に属する言語同士でもむしろ同じ類型の言語と見なした方がいい場合すらあることがわかった。それに関連して、いったいどの言語特徴の一致・不一致をもって二つの任意の言語が同一系統に属するか否かを判定するのか、という大変難しい問題を抱える結果となってしまった。さらにドラヴィダ諸語の同士活性形を「語幹+語尾A+語尾B」という二段接辞方式によって処理しようと試みたが、タミル語とカンナダ語では、不規則動詞の過去表示接辞と分詞接辞を同じ方式では処理しきれないことがわかったので、それぞれ独自の構文解析プログラムを開発せねばならぬ課題が生じた。以上の成果を含め、本共同研究計画によって作成された機械可読辞書の情報内容は、すべて東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所によって開設されたインターネットのホームページに公開される予定であるが、既にヒンディー語とサンスクリット語の一部はホームページに登録され、外部からの検索が可能な状態となっている。研究対象言語(ヒンディー、ベンガル、マラ-ティー、サンスクリット、タミル、テルグ、カンナダ、マラヤ-ラム)と日本語の機械可読辞書を作るため、まず日本語の基本語彙に基づいた三千項目の語彙調査リストを作成、次に該当言語の母語使用者である共同研究者と協力して、三千項目の語彙とその発音・文法情報などを収録し、コンピューターに入力した。さらに機械可読辞書作成にとって必要な、編集・校正・索引・配列・文脈提示などのソフトウェアを開発、小説・戯曲・随筆・論文・雑誌・新聞等の文献資料から収集した言語資料に適用して、入力ミスを訂正した。日本側の共同研究員は、主として、入力されたランニングテキストをどう校正・解析して、該当言語の音韻・文法・意味の分析に役立てるかを考えたのに対して、インド側の共同研究員は、ある抽象的な形式に、どんな文法情報を加えたら現実の語形式を生成することができるか、を考えた。
受精前後のストレス応答におけるエピジェネティック制御因子の役割と疾患発症への影響

本年度は、前年度に引き続いて受精前後のストレス応答におけるNAD+依存性脱アセチル化酵素Sirtuinの役割についての研究を行い、これを完成させて論文発表を行った(Kawamura et al., J. Clin. Invest.120;2817,2010)。受精卵ではすべてのSirtuin(Sirtl7)が発現しており、このうちSirt3のmRNAおよびタンパクレベルが活性酸素種(ROS)刺激で増加することを示した。受精卵をSirtuin阻害薬で処理すると、発生の遅延や停止、及びミトコンドリア由来のROS産生の増加が認められた。siRNAインジェクションによるSirt3ノックダウンを行ったところ、Sirtuin阻害薬処理と同様に、胚盤胞形成率低下及びROS増加が認められた。Sirt3遺伝子ノックアウト胚でも体外受精後の培養により発生異常が生じた。抗酸化剤NAC処理や低酸素培養によりノックダウン胚の発生率が改善したことから、過剰ROS産生が発生異常の原因と考えられた。さらに、ノックダウン胚、ノックアウト胚においてP53及び下流遺伝子P21の発現増加、Nano9の発現低下が認められ、これらの変化がNACで抑制されたこと、Sirt3ノックダウンによる胚盤胞形成率低下がP53を同時にノックダウンすることにより改善したことから、p53シグナルの関与が示された。以上より、Sirt3は体外環境下における正常な初期発生進行にミトコンドリア機能調節を介して防御的に機能すると考えられた。本研究は、初期発生の制御機構解明に貢献するという生物学的意義をもつとともに、生殖補助医療における体外受精効率の影響因子の解明とその改善に向けた臨床研究にも貢献することが期待される。NAD+依存性脱アセチル化酵素群Sirtuinは、エネルギー代謝とエピジェネティクス制御をはじめとする細胞機能の橋渡し分子として、老化や発癌・代謝疾患における意義が注目されている。本研究では、受精前後のストレス応答におけるSirtuinの役割について、siRNAによるノックダウンと遺伝子欠損マウス胚を用いて解析した。受精卵ではすべてのSirtuin(Sirt17)が発現しており、Sirtuin阻害薬により発生の遅延や停止、及びミトコンドリア由来の活性酸素種(ROS)産生の増加が認められた。ミトコンドリアへの局在と過酸化水素刺激による発現上昇から、Sirt3に注目した。siRNAインジェクションによるSirt3ノックダウンを行ったところ、胚盤胞形成率低下及びROS増加が認められた。さらに、ノックダウン胚、ノックアウト胚においてp53及び下流遺伝子p21の誘導が認められ、その誘導がNACで抑制されたこと、Sirt3ノックダウンによる胚盤胞形成率低下がp53を同時にノックダウンすることにより改善したことから、p53シグナルの関与が示された。本研究は、初期発生の制御機構解明に貢献するという生物学的意義をもっとともに、生殖補助医療における体外受精効率の影響因子の解明とその改善に向けた臨床研究にも貢献することが期待される。
シアノバクテリアにおける光受容色素合成酵素の構造機能解析に基づく機能デザイン

高等植物、紅藻、ラン藻は、ビリン色素を光受容、光合成に利用している。ビリンはヘムの代謝産物のビリベルジンIXα(BV)から、フェレドキシン依存性ビリン還元酵素(FDBR)によって合成される。FDBRファミリーのうちのPcyAはフェレドキシンから電子を受け取り、BVを2段階反応で部位特異的に還元する。すなわちPcyAは、まずBVのD環ビニル基を還元して18^1,18^2-dihydro-BV(18BV)を生成し、次に18BVのA環を還元してフィコシアノビリンを生成している。このことは、PcyAがBVの非対称性を区別し、還元順序を制御する特異な分子機構を持つことを示す。これまでにシアノバクテリアSynechocystis sp.PCC 6803由来のPcyAとPcyA-BV複合体のX線結晶構造解析を行い、FDBRにおいてPcyAの立体構造を初めて明らかにした。これら結晶構造を基にPcyAの活性残基や基質認識機構を示した。PcyA反応機構の更なる構造学的基盤を得るため、反応中間体の構造解析を試み、中間産物18BVとそのアナログBV13のPcyAとの各複合体の結晶構造を1.48Å、1.04Å分解能で解析した。これにより、活性残基のうちのE76は反応過程において構造変化することが判明し、E76が還元順序を制御していることを示唆した。反応制御に対するE76の寄与を明らかにするため、E76変異体の生化学的解析を行うこととした。すなわち、E76変異体によるBV還元を行い、HPLC等を用いて生成物を同定する。既に変異タンパク質の大腸菌による大量発現系を構築し、精製を行った。結晶構造解析も生化学的解析の強力なツールとなるため結晶化条件を検討したところ、E76Q、E76DのBV複合体の微結晶が析出したため、その条件を最適化している。本研究により、2段階反応の制御機構の解明が期待できる。なお、本研究により第8回日本蛋白質科学会年会若手ポスター賞を受賞した。高等植物、紅藻、ラン藻において、ビリン色素は光受容色素、光合成色素として用いられている。ビリン色素はヘムの代謝産物であるビリベルジンIXα(BV)から、フェレドキシン依存性ビリン還元酵素(FDBR)によって合成される。このことは、PcyAがBVの非対称性を区別し、還元順序をコントロールする特異な分子機構を持つことを示している。これまでの研究でラン藻Synechocystis sp. PCC 6803由来のPcyAおよびPcyA-BV複合体のX線結晶構造解析を行い、FDBRファミリーにおいてPcyAの立体構造を初めて明らかにした。これらの結晶構造を基にPcyAの活性残基や基質認識機構などを見出した。本研究では、PcyAのユニークな反応機構の更なる構造学的基盤を得るため、PcyA反応中間体の構造決定を試みた。まず、中間産物である18BVとそのアナログであるBV13を有機合成で準備した。各色素とPcyAを混合した複合体の結晶化を行ったところ、PcyA-18BV、PcyA-BV13複合体の結晶化に成功し、それぞれの結晶構造を1.48A、1.04A分解能で解析した。これら複合体の構造をPcyA-BV複合体の構造と比較すると、驚いたことに、活性残基のうちのGlu76のコンフォメーションが変化していた。すなわち、反応中間体におけるGlu76の側鎖は基質から離れ、Tyr238とAsn62の両方と水素結合を形成していたのである。この結果は、Glu76が基質の還元順序をコントロールしていることを示唆する。

これにより、活性残基のうちのE76は反応過程において構造変化することが判明し、E76が還元順序を制御していることを示唆した。反応制御に対するE76の寄与を明らかにするため、E76変異体の生化学的解析を行うこととした。すなわち、E76変異体によるBV還元を行い、HPLC等を用いて生成物を同定する。既に変異タンパク質の大腸菌による大量発現系を構築し、精製を行った。結晶構造解析も生化学的解析の強力なツールとなるため結晶化条件を検討したところ、E76Q、E76DのBV複合体の微結晶が析出したため、その条件を最適化している。本研究により、2段階反応の制御機構の解明が期待できる。なお、本研究により第8回日本蛋白質科学会年会若手ポスター賞を受賞した。
顔の個人識別に関する電気生理学的知見を利用した情報処理手法の研究

1.表情と顔ニューロンの関係解明本研究が基礎としている顔ニューロンの研究で「表情」は解析対象とされていないが、本研究で行った個人識別実験では表情変化により確実に識別率低下の起こることが確認された。この事実を利用して「表情変化を取り入れた個人識別」、「表情識別」、「感情理解」などの可能性を検討した。表情変化を伴う顔の動画像を解析した結果、目や眉毛、口の周囲の顔部品の大きさ変化に着目すると、「笑い」や「驚き」などは比較的簡単に識別が可能であった。これに対し、「悲しみ」や「怒り」などは、個体差も大きく、それほど識別は容易ではなかった。表情変化に大きな影響を受ける顔ニューロンは限られている。そこで表情変化により変化の大きな顔特徴に一定値を代入して得られる顔ニューロンの発火パターンを"第三指標"として導入した。なお、第二指標は、恣意的顔特徴変化(つまり変装)に対処するために我々が工夫した誤差低減法であるが、さらに第三指標を導入すると、表情変化にも対応できることをが示された。すなわち、「どのような表情か」を判定することなく、表情変化にとらわれずに個人識別が出来ることを示した。2.感情情報の取得可能性についての検討感情が即、表情として顔に投影されるわけではないが、「笑い」や[驚き」などの場合、顔特徴の変化は個人によらず、変化に一般性がある。このような表情と対応する感情の理解は、統計的な処理を含めれば可能と予想される。3.利用可能性について心理学研究の統計的なデータによれば、「平均的に、感情の約55%は表情に表れる」とされている。甚だ個体差の大きい観測結果と思われるが、「笑い」など、価値観として社会的にも抑制が求められない表情に限れば、表情から感情を推定することは可能と思われる。福祉施設等における精神的満足度などを評価する方法として、利用可能性があると思われる。ヒトの正面顔画像から顔ニューロンの計算に必要な顔特徴、すなわち顔部品のサイズや部品間距離を求める手法について検討した。一般的には濃度値に適当な閾値を設けて部品輪郭を決定し、部品サイズや部品間距離を求める。顔の場合も多くの部品ではうまく機能するが、目尻などは照明条件により全く異なった位置が検出されてしまう事態も生じる。また、顎と首の境界も人によっては照明の影響を強く受け、区別が難しい。主としてこの問題に対処するため、眼と顎輪郭の緩やかなモデルを規定し、その当てはめにより部品サイズを決定する手法を開発した。これにより、照明の影響を低く抑えることが可能となった。実際にサルの大脳で確認されている顔ニューロンは顔の色や特定領域の面積などにも反応することがわかっているが、我々が顔識別に利用しているサルの顔ニューロンは、顔部品や部品間距離に応答する12個の顔ニューロンである。顔の色や一部の面積はコンピュータ処理には向かないため、この12個のニューロンに的を絞って顔識別実験を行った。しかしながら一般的には12個の顔ニューロンが等しく顔識別に貢献しているとは考えられない。このため、12個の顔ニューロンのうちいずれか一つを順番に欠落させて顔識別実験を行い、基準顔画像と入力顔画像の類似度指標が欠落したニューロンによりどの程度影響を受けるか調べた。この結果、1番目のニューロンのみが顔の識別率に殆ど影響を与えないこと、また、他のニューロンの顔識別結果への貢献度はほぼ等しいことを明らかにした。我々が顔識別実験に利用してきたサルの顔ニューロンは、顔部品や部品間距離に応答する12個のニューロンである。この12個の顔ニューロンのいずれか一つを順番に欠落させて行った前年度の顔識別実験では、1番目のニューロンのみが顔の識別率に殆ど影響を与えないこと、および、他のニューロンの顔識別結果への貢献度はほぼ等しいことを明らかにした。被験者グループを変えて実施した今年度の確認実験でも、前年度と同じ結論が得られた。以上の結果より、残った11個の顔ニューロンの独立性について検討した。各ニューロンの独立性が高いほど、より高精度の顔識別が期待できるが、顔ニューロンは顔部品のサイズや顔部品間距離のべき乗の積で定義されており、独立ではない。また、各ニューロンは物理特徴を最も良く区別するよう、統計処理により定義されたものであり、物理的な定義が与えられているわけではない。しかし、結果として定義された12個のニューロンを物理的に解釈すると、1と8,2と3と7の相関が大きく、また、3と4にも積極的な関係が認められる。2つ以上のニューロンを欠落させると確実に識別能力が落ちるのは前年度に報告した通りであるが、2つ以上を落とす場合の組合せに、識別能力の差を生じることも実験により確かめられた。顔ニューロンは無表情の顔提示により得られており、電気生理学的にみた表情の影響は不明であるが、本研究では、各人の無表情画像を基準データとして、笑い、怒り、悲しみ、驚きの4種類の表情をした12名の被験者のサンプルデータを用いて顔の識別実験を行った。その結果、表情変化によって顔ニューロンによる顔識別率は低下はするものの、70%程度は表情変化の影響を受けないことがわかった。判定に利用しているニューロンは、サルがヒトの顔を同定する際に発火する顔ニューロンであることを考えれば、表情変化の影響を受けにくいのは合理的な結果と考えられる。

1.表情と顔ニューロンの関係解明本研究が基礎としている顔ニューロンの研究で「表情」は解析対象とされていないが、本研究で行った個人識別実験では表情変化により確実に識別率低下の起こることが確認された。この事実を利用して「表情変化を取り入れた個人識別」、「表情識別」、「感情理解」などの可能性を検討した。表情変化を伴う顔の動画像を解析した結果、目や眉毛、口の周囲の顔部品の大きさ変化に着目すると、「笑い」や「驚き」などは比較的簡単に識別が可能であった。これに対し、「悲しみ」や「怒り」などは、個体差も大きく、それほど識別は容易ではなかった。表情変化に大きな影響を受ける顔ニューロンは限られている。そこで表情変化により変化の大きな顔特徴に一定値を代入して得られる顔ニューロンの発火パターンを"第三指標"として導入した。なお、第二指標は、恣意的顔特徴変化(つまり変装)に対処するために我々が工夫した誤差低減法であるが、さらに第三指標を導入すると、表情変化にも対応できることをが示された。すなわち、「どのような表情か」を判定することなく、表情変化にとらわれずに個人識別が出来ることを示した。2.感情情報の取得可能性についての検討感情が即、表情として顔に投影されるわけではないが、「笑い」や[驚き」などの場合、顔特徴の変化は個人によらず、変化に一般性がある。このような表情と対応する感情の理解は、統計的な処理を含めれば可能と予想される。3.利用可能性について心理学研究の統計的なデータによれば、「平均的に、感情の約55%は表情に表れる」とされている。甚だ個体差の大きい観測結果と思われるが、「笑い」など、価値観として社会的にも抑制が求められない表情に限れば、表情から感情を推定することは可能と思われる。福祉施設等における精神的満足度などを評価する方法として、利用可能性があると思われる。
ロボット構造材料応用を目指したカーボンナノチューブベース知的骨構造システムの検討

本研究課題の目的は,スマート構造・材料システムの概念をロボット構造材料に応用することを目指し,カーボンナノチューブ(CNT)複合材料の創成方法確立,機械・電気特性,およびセンサ機能評価を行うとともに,応用例を示すことである.具体的に実施した内容は,次の三点である.1.CNT複合材料の試作と特性評価センサ特性を有する構造材料の創成を目指し,CNT複合材料の試作を行った.CNTをPVDFに分散させることにより,曲げ変形等の伸縮(ひずみ)に対して,母材に分散したCNT間距離が変化するため,抵抗率変化として扱うことができる.試料をもとに,センサ特性評価を行った結果,歪みに対する反応は見られたが,その再現性,相関性に関して実用的なレベルを得るには至らなかった.2.ボルト締結部の緩み検知方法の改善スマートワッシャによるボルト緩み検知手法を2リンクロボットアームにおける異常検知問題に適用するため,改善を検討した.複数オブザーバによるスーパーバイザ手法を適用することにより,従来法と比較し,緩み検知精度の改善に成功した.3.スマート構造・材料システム導入の利点を示すために試作した2リンクロボットアーム実験装置において,リンク固定部に対する緩み検知手法の適用を試みた.数値計算結果から実現可能性を示すことはできたが,実験結果からは,期待された結果を得ることができなかった.本研究課題の目的は,スマート構造・材料システムの概念をロボット構造材料に応用することを目指し,カーボンナノチューブ(CNT)複合材料の創成方法確立,機械・電気特性,およびセンサ機能評価を行うとともに,応用例を示すことである.具体的に実施した内容は,次の三点である.1.CNT複合材料の試作と特性評価センサ特性を有する構造材料の創成を目指し,CNT複合材料の試作を行った.CNTをPVDFに分散させることにより,曲げ変形等の伸縮(ひずみ)に対して,母材に分散したCNT間距離が変化するため,抵抗率変化として扱うことができる.試料をもとに,センサ特性評価を行った結果,歪みに対する反応は見られたが,その再現性,相関性に関して実用的なレベルを得るには至らなかった.2.ボルト締結部の緩み検知方法の改善スマートワッシャによるボルト緩み検知手法を2リンクロボットアームにおける異常検知問題に適用するため,改善を検討した.複数オブザーバによるスーパーバイザ手法を適用することにより,従来法と比較し,緩み検知精度の改善に成功した.3.スマート構造・材料システム導入の利点を示すために試作した2リンクロボットアーム実験装置において,リンク固定部に対する緩み検知手法の適用を試みた.数値計算結果から実現可能性を示すことはできたが,実験結果からは,期待された結果を得ることができなかった.本研究課題の目的は,ロボット構造材料として,スマート構造・材料システムの概念を応用することを目指し,カーポンナノチューブアクチュエータ・センサの創成方法を確立するとともに,カーポンナノチューブをベースとした知的骨構造システムに関する製造および機械的特性評価,センサおよびアクチュエータ機能評価を行うことである.その際,スマート構造・材料システムの利点や特徴を活かした応用例として,カーボンナノチューブをベースとした知的骨構造部材を利用した2リンクロボットアームもしくはグリッパを製作し,数値計算および実証実験により,その有効性を検証するものである.本年度の研究実績として,下記の3点が挙げられる.(1)研究動向調査(カーボンナノチューブのセンサおよびアクチュエータ利用関係)国内外のカーボンナノチューブのセンサおよびアクチュエータ利用に関する文献もしくは技術資料を収集し,研究動向調査を行った.アクチュエータ利用に関しては数が少ないが,センサ利用に関しては,歪み計測を中心に何件か実施されている.それぞれの特徴を整理し,研究課題を明確にした.(2)2リンクロボットアームの試作および制御系の設計試作するカーボンナノチューブベース知的構造材料の実証実験を実施するために,2リンクロボットアームを試作した.上腕に相当するリンク部材を変更することにより,材料特性の違いによる影響,知的構造材料適用の有意性および有効性の検証を行う.(3)カーボンナノチューブベースセンサー製作方法の検討文献調査結果をもとに,カーボンナノチューブとPVDFとの複合方法に関する検討を行った.実施には至らなかったが,方向性および製作方法は明確化された.センサ機能に関しては,カーボンナノチューブの導電性を利用し,カーボンナノチューブをPVDFに対して均等に分散することにより,歪みに対する抵抗率の変化が生じることを利用する.カーボンナノチューブは,良好な温度特性を有することから,歪みゲージと比較して,優れた温度特性を有する歪みセンサとして期待される.本研究課題の目的は,スマート構造・材料システムの概念をロボット構造材料に応用することを目指し,カーボンナノチューブ(CNT)複合材料の創成方法確立,機械・電気特性,およびセンサ機能評価を行うとともに,応用例を示すことである.具体的に実施した内容は,次の三点である.1.CNT複合材料の試作と特性評価センサ特性を有する構造材料の創成を目指し,CNT複合材料の試作を行った.CNTをPVDFに分散させることにより,曲げ変形等の伸縮(ひずみ)に対して,母材に分散したCNT間距離が変化するため,抵抗率変化として扱うことができる.試料をもとに,センサ特性評価を行った結果,歪みに対する反応は見られたが,その再現性,相関性に関して実用的なレベルを得るには至らなかった.2.ボルト締結部の緩み検知方法の改善スマートワッシャによるボルト緩み検知手法を2リンクロボット

アームにおける異常検知問題に適用するため,改善を検討した.複数オブザーバによるスーパーバイザ手法を適用することにより,従来法と比較し,緩み検知精度の改善に成功した.3.スマート構造・材料システム導入の利点を示すために試作した2リンクロボットアーム実験装置において,リンク固定部に対する緩み検知手法の適用を試みた.数値計算結果から実現可能性を示すことはできたが,実験結果からは,期待された結果を得ることができなかった.本研究課題を通して得られた知見は,優れた機械的および電気的な特性を有するカーボンナノチューブの複合材創成とロボット機構における異常検知問題に対して意義のあるものであった.次世代ロボットを実現するブレークスルーとして,構造材料の軽量化・多機能化は,重要な課題である.今後は,CNT複合材料の創成方法を再検討し,センサ特性の向上を図るとともに,その応用例を示すことにより,知的構造材料の実用化を目指す.
Webリソースを活用した日本語学習支援システムの研究

本研究の目的は,WWWを日本語学習のリソースとして捉え,それを活用するための学習環境を構築することである.本年度の研究では,WWWを利用した探求学習支援の枠組みに着目し,アダプティブなリソース推薦とリソースを蓄積していくデジタルライブラリに関する関する研究と試作システムの開発をすすめた.リソース推薦については,アダプティブハイパーメディア環境ITMSとWeb-Retracerを試作した.ITMSは,Web教材のページとリソースとなる任意のWebページを統合する枠組みを持ち,学習者のリソースに対する閲覧行動から知識定着状態を把握し,適切な教材ページを選定する枠組みを実現した.Web-Retracerは,Webリソースに対するユーザアノテションの環境を提供し,それらに基づいてリソースを推薦することで,学習者のリソース活用を支援する枠組みを実現した.デジタルライブラリについては,留学生を対象としたオムニバス形式による講義を支援するWebベースのティーチングポートフォリオと,リソースの引用追跡を行う学習環境を試作した.前者のティーチングポートフォリオについては,講義リソース(教材リソース,人的リソースを)を蓄積し,ユーザ(教師,学習者)に提示することで,多様な授業形態となるオムニバス講義を円滑に継続する枠組みを実現した.後者については,教材作成時に利用するリソースを引用情報として管理し,再利用可能な教材リソースとしてユーザに提供する環境を実現した.各システムは,Webアプリケーションの枠組みで設計しており,Java ServletとJSPで実装することで,MVCモデルに基づいた3階層システムとして実装している.この枠組みにより,日本語学習以外の様々なリソース活用型学習を支援するための拡張性を持たせることができた.本研究の目的は,WWWを日本語学習のリソースとして捉え,それを活用するための学習環境を構築することである.本年度の研究では,日本語学習の対象領域として,漢字学習支援と待遇表現支援について着目した.漢字学習については,インターネット上での学習者間のコミュニケーションを学習のリソースとして捉え,エージェントにより活発なコミュニケーションを促す枠組みを提案し,システムを開発した.本システムは,漢字学習を誘発する枠組みを持ち,学習者間の会話をモニタリングし,漢字学習に適した会話のテーマや語彙を提示する機能を持つ.試作したシステムを試用したところ,有効な結果を得ることができた.WWWを連動した学習環境への応用も行える枠組みで実装した.待遇表現については,待遇表現辞書システムにおける学習者の検索情報をリソースとして捉え,システムに蓄積する枠組みを持つシステムを開発した.そして,学習者の検索リソースを用例リソースとして,フィードバックする枠組みを実装した.試作したシステムを試用したところ,有効な結果を得ることができた.そして,これらのシステムの応用プラットフォームとなるWWWをベースにした日本語学習環境に関する研究を進めた.本学習環境では,学習者が任意のWWWを学習リソースとして活用できる枠組みを持ち,自由にカスタマイズやアノテーション情報を入力できる環境を持つ.そして,学習者同士がコミュニケーションをできる環境を提供し,WWWページに埋め込まれた学習者の疑問点などを学習のリソースとし,学習の起点とできる学習環境を構築した.本環境は,学習者の状況に合わせたリソースのフィルタリング機能を実装している.本研究の目的は,WWWを日本語学習のリソースとして捉え,それを活用するための学習環境を構築することである.本年度の研究では,WWWを利用した探求学習支援の枠組みに着目し,アダプティブなリソース推薦とリソースを蓄積していくデジタルライブラリに関する関する研究と試作システムの開発をすすめた.リソース推薦については,アダプティブハイパーメディア環境ITMSとWeb-Retracerを試作した.ITMSは,Web教材のページとリソースとなる任意のWebページを統合する枠組みを持ち,学習者のリソースに対する閲覧行動から知識定着状態を把握し,適切な教材ページを選定する枠組みを実現した.Web-Retracerは,Webリソースに対するユーザアノテションの環境を提供し,それらに基づいてリソースを推薦することで,学習者のリソース活用を支援する枠組みを実現した.デジタルライブラリについては,留学生を対象としたオムニバス形式による講義を支援するWebベースのティーチングポートフォリオと,リソースの引用追跡を行う学習環境を試作した.前者のティーチングポートフォリオについては,講義リソース(教材リソース,人的リソースを)を蓄積し,ユーザ(教師,学習者)に提示することで,多様な授業形態となるオムニバス講義を円滑に継続する枠組みを実現した.後者については,教材作成時に利用するリソースを引用情報として管理し,再利用可能な教材リソースとしてユーザに提供する環境を実現した.各システムは,Webアプリケーションの枠組みで設計しており,Java ServletとJSPで実装することで,MVCモデルに基づいた3階層システムとして実装している.この枠組みにより,日本語学習以外の様々なリソース活用型学習を支援するための拡張性を持たせることができた.
太平洋を越えて黒潮-フンボルト海流域間で同期する魚種交替の生物学的メカニズム

本研究では、ペルー海洋研究所と所属機関が取り交わした共同研究覚書による強固な共同研究体制の下、それぞれの研究機関で長期に渡って実施されてきた産卵調査や資源評価のデータを完全に統一した手法で解析することで、黒潮海流域とフンボルト海流域におけるカタクチイワシとマイワシの生物特性を明らかにし、魚種間・海流域間の比較・統合を行う。これには、(I)産卵生態(産卵場特性・繁殖戦略・密度依存)、(II)初期生態(初期生活史における成長・摂餌)、(III)資源生態(漁業特性・資源生物特性)を総合的に加味する。また、(IV)生物特性に対する海洋環境(物理要因・生物要因)の変動を調べて仮説検証を行う。さらに、将来的に魚種交替予測モデルへ展開することを念頭に、(V)数理モデル(輸送・回遊モデル)を構築して仮説検証に利用する。平成30年度は以下の成果を得た。I.産卵量の長期変動と環境変動及び資源変動の関係について、海流域間での比較結果を纏めた。II.フンボルト海流域のカタクチイワシの成長速度と環境の関係を調べた。III.魚種交替と海洋環境変動・漁業の関係について、海流域間での比較結果を纏めた。IV.海洋環境・動物プランクトンの長期変動・季節変動について、海流域間での比較結果を纏めた。V.黒潮海流域の輸送・回遊モデルをフンボルト海流域に移植した。以上を総合して、魚種交替の生物学的メカニズムに関する仮説を検証した。特に、海流域間で、環境要因に対する反応の魚種間関係が逆転しているため、表面水温の関係が逆であるにもかかわらず魚種交替が同期する、と考えられた。同時に、成果を南東ブラジル湾に拡張する後続研究を立案・準備した。本研究過程では、黒潮海流域において、資源管理の根本的仮定である産卵親魚量と卵生産量の比例関係の歪みの要因として、卵生産における密度効果の存在も発見した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度は、平成27年度への繰越内容も含めて、以下の進捗を得た。(I)産卵生態産卵調査の長期蓄積データセットを更新・整備した。一般化加法モデルによって産卵と物理要因・生物要因の関係を求めるための試行解析を行い、海流域間比較に最適な設定を決定した。(II)初期生態フンボルト海流域の仔魚の成長速度を調べるために必要な標本の収集と耳石解析システムの導入準備を行なった。(III)資源生態両海流域間の漁業情報、資源評価データ等を整理し、資源変動や資源生態を比較する統合表の準備を進めた。(IV)海洋環境両海流域間における海洋環境(水温・塩分・クロロフィル)の長期時系列データを観測データ・衛星データから準備した。餌環境として、産卵調査で得られた動物プランクトンデータを整備した。(V)数理モデル輸送・回遊モデルに必要な物理場(海流・水温)について、海洋流動モデルによる再解析値としての準備を進めた。産卵生態、初期生態、資源生態、海洋環境、数理モデルの各トピックについて、日本側の代表者・分担者とペルー側の研究協力者が連携し、主にワークショップを介してデータ整備・施行解析を進めた。平成26年度に焦点を当てる予定であった「産卵生態」及び「資源生態」のため、トピック間の連携も機能した。なお、平成26年12月にペルー海洋研究所にて実施予定であったワークショップが共同機関の事情等により延期を余儀なくされたため、該当予算の繰越を行い、平成27年6月に同ワークショップを実施した。繰越事由発生時点からワークショップ開催まで、一旦は進捗が遅延したが、ワークショップにより、遅延を取り戻し、その後の研究進展に影響は出なかった。平成27年度は、以下の進捗を得た。(I)

産卵生態一般化加法モデルによって物理要因(水温・塩分)及び生物要因(動物プランクトン・クロロフィル)に対する産卵応答特性の解析結果を得た。(II)初期生態ペルー海洋研究所に耳石解析システムを設置し、耳石解析に着手した。国際シンポジウム・ワークショップ「魚類の初期生活史における成長-生残パラダイム:論争・統合・複数分野を跨るアプローチ」を開催した。同シンポジウム・ワークショップを介してペルー海洋研究所での初期生態学立ち上げを支援した。(III)資源生態漁業情報、資源情報等を整備し、魚種間・海流域間で資源特性を比較する統合表を作成した。(IV)海洋環境海洋環境及び動物プランクトンデータを整備した。海流域間で海洋環境特性を比較する統合表を作成した。(V)数理モデル黒潮海流域の卵・仔魚輸送モデルをフンボルト海流域に移植する準備を進めた。産卵生態、初期生態、資源生態、海洋環境、数理モデルの各トピックについて、日本側の代表者・分担者とペルー側の研究協力者が連携し、主にワークショップを介してデータ整備・解析を進めた。産卵生態、資源生態については、解析結果も得た。平成27年11月に横浜で開催した国際シンポジウム・ワークショップは、国内外から20名以上の研究者を招聘して、大成功であった。本シンポジウム・ワークショップは、ペルー海洋研究所における初期生態学の立ち上げ支援になると同時に、新たな国際共同研究ネットワークにつながった。過去研究成果と現在の研究活動は下記を受賞した。平成27年度(第11回)若手農林水産研究者表彰業績名「気候変動と魚種交替をつなぐ生物学的メカニズムに関する研究」農林水産省農林水産技術会議(2015年11月18日,東京ビッグサイト)本研究では、ペルー海洋研究所と所属機関が取り交わした共同研究覚書による強固な共同研究体制の下、それぞれの研究機関で長期に渡って実施されてきた産卵調査や資源評価のデータを完全に統一した手法で解析することで、黒潮海流域とフンボルト海流域におけるカタクチイワシとマイワシの生物特性を明らかにし、魚種間・海流域間の比較・統合を行う。これには、(I)産卵生態(産卵場特性・繁殖戦略・密度依存)、(II)初期生態(初期生活史における成長・摂餌)、(III)資源生態(漁業特性・資源生物特性)を総合的に加味する。また、(IV)生物特性に対する海洋環境(物理要因・生物要因)の変動を調べて仮説検証を行う。さらに、将来的に魚種交替予測モデルへ展開することを念頭に、(V)数理モデル(輸送・回遊モデル)を構築して仮説検証に利用する。平成28年度は、以下の進捗を得た。(I)産卵生態物理要因(水温・塩分)及び生物要因(動物プランクトン・クロロフィル)に対する産卵応答特性の解析結果をまとめると共に、産卵量の長期変動と環境変動及び資源変動の関係を解析した。黒潮海流域において、産卵に関する密度効果の解析結果を得た。(II)初期生態ペルー海洋研究所に設置した耳石解析システムを用いて、仔魚の耳石解析を進めた。2015年11月に横浜で開催した国際シンポジウム・ワークショップからの成果公表準備を進めた。
肝移植時の再潅流症候群の実験的解明 -遠隔臓器障害の新しい実験モデル-

肝移植術中の合併症である再潅流症候群(ドナー肝の再潅流直後に起きる、不整脈・血圧低下・肺動脈圧上昇など心血管系の合併症)の病態・起因物質を実験的に解明する事を目的とし本研究を行った。これまでに同様の研究はほとんど報告されていないため、ラットより摘出した肝を虚血状態にした後に再潅流し、その排出液にて別に用意したラットよりの摘出心を潅流するという新しい実験モデルを新たに考案し作製した。この実験システムを用い、2時間の潅流停止による虚血後に再潅流した肝よりの排出液にて心を潅流した群(I群5例)と2時間の無虚血潅流肝よりの排出液で心を潅流した群(C群4例)において以下の結果を得た。1.心機能の指標となるdp/dt,max(mmHg/sec)は、再潅流後15分までは両群間に有意の差を認めなかったが、30分後にはI群1344±84,C群2129±345、60分後にはI群678±115,1779±313とI群において有意に低下を認めた。また、冠潅流量も同様の傾向を示した。2.心筋細胞障害の指標となるCK-MB(U/1)は、再潅流1分後よりI群9±4,C群15±6と有意差を認め、15,30,60分後にはそれぞれI群18±8,C群7±5、I群73±33,C群13±8、I群132±60,C群8±4とI群において有意に高値をとった。(数値はすべてmean±SEM)以上の結果より、虚血再潅流肝より放出される物質により心筋細胞は直ちに障害を受け始めるが、おそらくは心の予備能により心機能の低下は30分後以降に始まる事が判明した。心筋細胞自体が他臓器の虚血再潅流により放出された物質により障害を受けることを明らかにした報告は未だ無く、今後、実験を継続して例数を増やすとともに、心筋細胞障害の起因物質を同定していく予定である。また肝移植術中の再潅流症候群は再潅流の直後より発症するので、そのメカニズムには心機能低下以外の血管拡張等の要因が関与していると考えられるが、それを解明するために、肝と大動脈とを組み合わせた実験を行う予定である。
加齢によるNO産生遊離機能低下の機序解明と内皮細胞機能改善の試み

加齢に伴い内皮細胞機能が低下していること,この機能の低下が加齢に伴う循環器疾患の発症や進展に深く関わっている可能性があることから,次のような研究を行なった.1.抗動脈硬化作用があるとして注目されている赤ワイン抽出物質(アルコール除去ポリフェノール化合物:RWPC)が,若齢のみならず老齢ラットに対しても冠循環改善効果を示すことをin vitroでの実験により明らかにした.【方法】RWPCの血管平滑筋および冠循環に対する急性効果を検討するために3(若齢)と27カ月齢(老齢)のラットを用い,心灌流標本および摘出胸部大動脈標本を作製し,冠循環(CF)および血管平滑筋収縮弛緩反応を検討した.【結果】RWPCは,CFを濃度依存性に増加させた.CF増加は,老齢ラットでも観察された.また若齢老齢いずれの摘出大動脈平滑筋に対しても濃度依存性弛緩反応を惹起した.そこで,RWPCによるCF増加および弛緩反応の機序を検討した.その結果,若齢ではNO,PGI_2,EDHFの因子が血管拡張作用に関与しているのに対し,老齢ラットの拡張作用にはEDHFのみが関与していることを見出した.2.さらに16年度は,本研究の大きな目標である内皮機能改善の試みについて,特に食餌療法による改善効果を検討するために,RWPCの長期投与による心臓血管系に対する影響に焦点を当てた研究を行なった.【方法】RWPCの慢性投与効果を検討するため,本実験には3カ月齢F344ラットを用い,通常の飼料,高コレステロール飼料,高コレステロール+RWPC飼料で2および3ヶ月間飼育した後に,血管反応性,血小板機能および冠循環について検討した.【結果】RWPCの2および3カ月間の慢性投与実験により循環機能改善効果が得られた.特にRWPC飼料投与群での血小板凝集抑制効果は著明であった.今後,本研究ではまだ明らかにするに至らなかったアルギニンの細胞内取り込みに関与するトランスポーターの加齢変化とNO産生低下の関連についても研究を展開する予定である.加齢に伴い内皮細胞機能が低下していること,この機能の低下が加齢に伴う循環器疾患の発症や進展に深く関わっている可能性があることから,次のような研究を行なった.1.抗動脈硬化作用があるとして注目されている赤ワイン抽出物質(アルコール除去ポリフェノール化合物:RWPC)が,若齢のみならず老齢ラットに対しても冠循環改善効果を示すことをin vitroでの実験により明らかにした.【方法】RWPCの血管平滑筋および冠循環に対する急性効果を検討するために3(若齢)と27カ月齢(老齢)のラットを用い,心灌流標本および摘出胸部大動脈標本を作製し,冠循環(CF)および血管平滑筋収縮弛緩反応を検討した.【結果】RWPCは,CFを濃度依存性に増加させた.CF増加は,老齢ラットでも観察された.また若齢老齢いずれの摘出大動脈平滑筋に対しても濃度依存性弛緩反応を惹起した.そこで,RWPCによるCF増加および弛緩反応の機序を検討した.その結果,若齢ではNO,PGI_2,EDHFの因子が血管拡張作用に関与しているのに対し,老齢ラットの拡張作用にはEDHFのみが関与していることを見出した.2.さらに16年度は,本研究の大きな目標である内皮機能改善の試みについて,特に食餌療法による改善効果を検討するために,RWPCの長期投与による心臓血管系に対する影響に焦点を当てた研究を行なった.【方法】RWPCの慢性投与効果を検討するため,本実験には3カ月齢F344ラットを用い,通常の飼料,高コレステロール飼料,高コレステロール+RWPC飼料で2および3ヶ月間飼育した後に,血管反応性,血小板機能および冠循環について検討した.【結果】RWPCの2および3カ月間の慢性投与実験により循環機能改善効果が得られた.特にRWPC飼料投与群での血小板凝集抑制効果は著明であった.今後,本研究ではまだ明らかにするに至らなかったアルギニンの細胞内取り込みに関与するトランスポーターの加齢変化とNO産生低下の関連についても研究を展開する予定である.【目的】申請者のこれまでの老化研究の結果から,加齢に伴い内皮細胞機能,特にNOの産生遊離機能が特異的に低下していること,このNOの産生遊離機能の低下が加齢に伴う循環器疾患の発症や進展に深く関わっている可能性を示唆してきた.しかし,NOの産生遊離機能低下の機序は解明されていない.一方,NOの産生遊離機能低下を代償するが如く,血管拡張性プロスタノイド(主にPGI_2)の産生遊離機能は老化により増加していることを見出した.本年度は,NOの産生遊離機能が加齢によって低下する機序およびPGI_2産生遊離機能増加の機序と役割について検討した.【方法】3(若齢)と27カ月齢(老齢)のFisher 344 rat(♂)から摘出した心臓をLangendorff式に定圧灌流し、左心室内圧とその一次微分、心拍数、coronary fllowを測定した.冠流出液を定時的に採取し,NOとPGI_2を定量した.また心筋および胸部大動脈のeNOS, iNOSおよびCOX1,COX2の発現量を測定した.【結果】1)ET-1やAng IIによる冠血管収縮作用は,若齢に比べ老齢ラットで顕著であった.この時の老齢ラットの灌流液中のNO遊離量は若齢ラットに比べ有意に減少していた.