hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多様相情報の相互転移を用いた記号接地問題の解決および実世界経験学習実現への挑戦

本研究は,ガウス過程に従う高次元の時系列データを対象にし,GPLVM, GPDMを基盤手法として用いた低次元の潜在空間に圧縮する手法を提案した.また,従来の手法を効率と精度の2つの面で改良する手法として,我々はEMアルゴリズムを使用する代わりに,非線形最適化手法である多層パーセプトロンを導入する手法を提案した.さらに,複数の時系列データの対応関係を取得することが出来るSharedGPLVM, SharedGPDMにも本手法を導入し,双方の手法においても精度よく効率的な潜在空間の推定が出来ることを確認した.人の動作をロボットに理解をさせるために、まずは人の動作を真似た動作ができることを目指して研究を進めた.MicroSoft社製Kinectカメラを用いて人の関節情報の時系列データを取得し、人の動作を表すデータを作成した.複数の関節によって表される人の動作データは、関節の数にそれぞれx、y、zの3軸を次元数とする高次元データとなり、そのままでは動作認識をするのは困難になってしまう.そのため、人の滑らかな動作の情報をガウス過程と捉え、その特性を保持したまま次元圧縮を可能にするGaussian Process Latent Variable Model(GPLVM)を用いて、潜在空間上にガウス過程によって表現される低次元の時系列データとして表現することを試みた.しかし、通常のGPLVMのアルゴリズムでは、ガウス過程のカーネル関数のパラメータの学習が収束判定の問題において上手く行かないという問題点があることがわかった.このため、カーネル関数のパラメータの学習に多層パーセプトロンを導入し、最小二乗誤差が閾値以下になるまで繰り返し学習をするメカニズムを導入することにより、高次元の人の動作データを低次元で滑らかな動作の軌跡を保ったまま次元圧縮することに成功した.また、ロボットの動作として、川田工業社製ヒューマノイドロボットHIROを対象として動作の作成を行った.動作を生成するための実験環境として、Robot Operating System(ROS)上において、RVizというロボットの動作をプランニングし可視化できるツールを用いて、ロボットの関節に対する座標を取得し、その取得した座標を用いてロボット動作シミュレータMoVeIt!を用いて、動作生成を行った.人の動作認識およびロボットの動作生成についての枠組みの構築が完了したことから、実際にそれらを結びつける手法の構築を次年度に進める.平成27年度における研究計画は、ロボットに人の動作を真似させる課題に取り組んだ.その際、高次元の人の動作をいかに低次元の情報に圧縮するかが課題であったが、既存手法の問題点を克服した汎用性のある手法を構築することができた.これにより、今後、高次元のデータ圧縮を精度良く行えることが期待できる.この成果は、情報処理学会全国大会にて報告をし、人工知能学会全国大会にもさらに発展させた手法を発表する準備を進めている.前年度にGaussian Process Latent Variable Model(GPLVM)に多層パーセプトロンを導入することにより、効率良く、また、推定精度の向上を実現する次元圧縮手法を開発した。これを複数の時系列データから共有する潜在状態を推定するSharedGPLVMに拡張した。異なる次元を有する二つの時系列データに対して共有する潜在状態を推定する場合、それぞれの時系列データの次元を共通の次元に圧縮し、得られたそれぞれの潜在状態の差分を小さくする必要がある。従来のアルゴリズムでは、EMアルゴリズムを用いていることにより、潜在状態とカーネル関数のパラメータの双方を交互に推定する必要があり、効率が良くなかった。それに対して、多層パーセプトロンを導入し、観測状態から潜在状態を推定するメカニズムを導入し、観測状態と潜在状態の同時確率の尤度が最大になるように学習することで収束判定をおこなった。その結果、SharedGPLVMにおいても従来手法よりも効率、推定精度ともに良い手法を確立することができた。しかし、GPLVMは観測状態と潜在状態との直接的な対応関係を推定するものであり、潜在状態におけるダイナミクスは扱っていない。このことから、それを扱うことができるGaussian Process Dynamic Modelsに提案手法を導入し、GPLVMと同様に従来手法よりも効率、推定精度ともに良い手法を提案できた。さらに、その手法をSharedGPDMに拡張し、潜在状態のダイナミクスを考慮した調整を行うことで従来手法よりも効率の良い推定を実現した。これらのように人とロボットの動作の対応関係をとるための基礎的な手法において新しい手法を提案した。平成28年度においては、ロボットに人の動作を真似させるための基礎的な手法の開発に取り組んだ。高次元の複数の時系列データから低次元の共有する潜在状態を推定する手法の開発を進め、GPLVM、SharedGPLVM、GPDM、SharedGPDMの4つの代表的な手法それぞれにおいて、効率、推定精度ともにそれら従来手法を上回る手法を構築することができた。この成果は、情報処理学会全国大会、人工知能学会全国大会にて報告を行い、IEEESMC2017にすでに論文を投稿している。また、そのほかにも国内会議にて報告を行うつもりである。Gaussian Process Latent Variable Model(GPLVM)を用いて異なる次元を有する二つの時系列データに対して共有する潜在状態を推定する場合、従来のアルゴリズムでは、EMアルゴリズムを用いていることにより、潜在状態とカーネル関数のパラメータの双方を交互に推定する必要があり、効率が良くなかった。それに対し多層パーセプトロンを導入し、観測状態と潜在状態の同時確率の尤度が最大になるように推定を行った。

このことから、Gaussian Process Dynamic Modelsに提案手法を導入し、従来手法よりも効率、推定精度ともに良い手法を提案した。さらに、提案手法をSharedGPDMに拡張し、潜在状態のダイナミクスを考慮した調整を行うことで従来手法よりも効率の良い推定を実現した。最終年度は、異なる2つの時系列データに対して潜在状態を介在して変換することを試みた。良好な初期状態を得るために正準相関分析によって得られた潜在状態に基づき、再度提案した手法の適用を行ったが、期待していたような精度の高い対応関係を得ることができなかった。この理由としては、一度、次元を圧縮して情報量が欠損した状態からのみでは元の時系列データに完全に対応する時系列データは生成できず、他に追加情報が必要であることがわかった。ただし、それまでに開発した手法において、複数時系列データの共通した潜在状態を効率良く推定することは可能となり、実世界での様々な対応関係を捉える基盤技術を構築できたと言える。本研究は,ガウス過程に従う高次元の時系列データを対象にし,GPLVM, GPDMを基盤手法として用いた低次元の潜在空間に圧縮する手法を提案した.また,従来の手法を効率と精度の2つの面で改良する手法として,我々はEMアルゴリズムを使用する代わりに,非線形最適化手法である多層パーセプトロンを導入する手法を提案した.さらに,複数の時系列データの対応関係を取得することが出来るSharedGPLVM, SharedGPDMにも本手法を導入し,双方の手法においても精度よく効率的な潜在空間の推定が出来ることを確認した.平成27年度に進めた人の動作を真似させるための手法を、今度は人とロボットが共通の潜在空間を共有することにより実現されるように手法を改良する.また、視覚と言語の情報を融合させたロボットと人のインタラクションを実現し、経験を共有しながら学習が行える手法の開発を進める.平成28年度に進めた高次元で複数の時系列データから低次元の共有する潜在状態を推定する手法をさらに拡張し、時系列データ間の対応関係をとれるようにする。それに対しては、片方の時系列データをもう一方の時系列データへ変換する手法として改良を進め、人の動作とロボットの動作を結びつける手法を構築する。また、提案する手法を実時間で使えることを目指し、より効率のよい推定を実現できるように拡張することを目指す。言語情報処理、知能情報処理投稿を予定した国際会議において、国際情勢の不安定などを勘案し投稿できなくなったため、出張旅費が当初予定した額には至らなかったため。使用を予定していた手法のアルゴリズムにおいて、想定していなかった理論的問題点が見つかり、その部分に対してオリジナルのアルゴリズムを構築する必要がでてきてしまったため、当初の研究計画から遅れてしまった。
終末期医療におけるデシジョンエイドの作成と実装

平成29年度研究実施計画に基づき作成した「終末期医療におけるデシジョンエイド」案につき、平成30年3月に改訂された「人生の最終段階における医療・ケアの決定プロセスに関するガイドライン」(厚生労働省)に沿う内容に改訂した。平成30年度研究実施計画に基づき、患者6名に対するプレテストを実施する準備を行っている。これまでの研究成果に基づき、大和市立病院(9月)、りすシステム生前契約25周年記念シンポジウム(11月)、近畿救急医学会(3月)にて発表を行った。プレテストを行う準備を進め、現場の了承を経て、倫理審査委員会への申請を行う最中に、都内病院における透析中止事案に関する報道がなされた。本事案が本研究に重大な影響を与える点として、「終末期」の定義が挙げられる。「維持血液透析の開始と継続に関する意思決定プロセスについての提言」(日本透析医学会)においては、「維持血液透析を安全に施行することが困難であり、患者の生命を著しく損なう危険性が高い場合」に維持血液透析の見合わせを行うとされており、報道では、中止事案において患者がそのような状況になかったのではとの指摘がなされた。本提言が維持透析の見合わせという特殊な状況においての議論ではあるものの、「終末期」の定義を「生命維持が極めて困難な循環・呼吸状態などの多臓器不全や持続低血圧など、維持血液透析実施がかえって生命に危険な病態が存在」と記載されているなど、極めて限定的な場面に限っていることから、本研究において作成された「終末期医療におけるデシジョンエイド」案のままでよいのか研究班内において懸念が生じたため、現在、当該事案の行方を追うとともに、プレテストに向け再検討を行っている。先に示した通り、都内病院における透析中止事案報道を受け、終末期の定義につき疑義が生じたことから、「終末期医療におけるデシジョンエイド」案及びプレテストの実施方法につき再検討する必要が生じた為。今回の事案においては、医療者のイメージする「終末期」と一般市民のそれとの間に齟齬があることが問題の所在の一つに挙げられる。この「ずれ」があることがインフォームド・コンセントにおいては、「説明され、署名したが、納得はしていなかった」といった問題となり、場合によっては、紛争にいたっている。それを超克するために生まれたシェアード・デシジョン・メイキングやアドバンスド・ケア・プランニングにおいても同様の問題は残っており、継続した対話を経た合意形成時においても、この「ずれ」には常に留意する必要があるものと考える。透析中止事案に付き、日本透析医学会が調査報告書を作成しているとの報道がある。同報告書公表を待って、プレテストの実施方法に付き再検討し、実施していきたい。その後は順次、平成30年度計画の実施、31年計画の実施と進めていく予定である。平成29年度計画に基づき、「終末期医療におけるデシジョンエイド」案を作成した。本デシジョンエイドの最大の特徴は、我が国の現在の司法制度と整合的であることである。具体的には、現在の判例、通説のとるインフォームド・コンセントモデルに従い、「診療情報の提供等に関する指針の策定について」(平成15年厚生労働省)記載の項目((1)現在の症状及び診断病名、(2)予後、(3)処置及び治療の方針、(4)処方する薬剤について、薬剤名、服用方法、効能及び特に注意を要する副作用、(5)代替的治療法がある場合には、その内容及び利害得失(患者が負担すべき費用が大きく異なる場合には、それぞれの場合の費用を含む。)、(6)手術や侵襲的な検査を行う場合には、その概要(執刀者及び助手の氏名を含む。)、危険性、実施しない場合の危険性及び合併症の有無、(7)治療目的以外に、臨床試験や研究などの他の目的も有する場合には、その旨及び目的の内容)に対応した内容となっている。本年3月14日に「人生の最終段階における医療・ケアの決定プロセスに関するガイドライン」(厚生労働省)が改訂された。本改訂の趣旨は、「高齢多死社会の進展に伴い、地域包括ケアの構築に対応する必要があることや、英米諸国を中心としてACP(アドバンス・ケア・プランニング)の概念を踏まえた研究・取組が普及してきていることなどを踏まえ、以下の点について改訂を行った。」「病院における延命治療への対応を想定した内容だけではなく、在宅医療・介護の現場で活用できるよう、次のような見直しを実施」とされているように、本研究が主たる対象とする在宅看取りに向けた改訂となっている。次年度は、まず、「終末期医療におけるデシジョンエイド」案と本ガイドラインとの対応を検討したい。本研究は、当初の予定通り進行している。ただ、研究実績の概要にも記載した通り、本年3月14日に「人生の最終段階における医療・ケアの決定プロセスに関するガイドライン」が改訂されたことから、年度初期に当ガイドラインとの整合性の確認を行う予定である。

「維持血液透析の開始と継続に関する意思決定プロセスについての提言」(日本透析医学会)においては、「維持血液透析を安全に施行することが困難であり、患者の生命を著しく損なう危険性が高い場合」に維持血液透析の見合わせを行うとされており、報道では、中止事案において患者がそのような状況になかったのではとの指摘がなされた。本提言が維持透析の見合わせという特殊な状況においての議論ではあるものの、「終末期」の定義を「生命維持が極めて困難な循環・呼吸状態などの多臓器不全や持続低血圧など、維持血液透析実施がかえって生命に危険な病態が存在」と記載されているなど、極めて限定的な場面に限っていることから、本研究において作成された「終末期医療におけるデシジョンエイド」案のままでよいのか研究班内において懸念が生じたため、現在、当該事案の行方を追うとともに、プレテストに向け再検討を行っている。先に示した通り、都内病院における透析中止事案報道を受け、終末期の定義につき疑義が生じたことから、「終末期医療におけるデシジョンエイド」案及びプレテストの実施方法につき再検討する必要が生じた為。今回の事案においては、医療者のイメージする「終末期」と一般市民のそれとの間に齟齬があることが問題の所在の一つに挙げられる。この「ずれ」があることがインフォームド・コンセントにおいては、「説明され、署名したが、納得はしていなかった」といった問題となり、場合によっては、紛争にいたっている。それを超克するために生まれたシェアード・デシジョン・メイキングやアドバンスド・ケア・プランニングにおいても同様の問題は残っており、継続した対話を経た合意形成時においても、この「ずれ」には常に留意する必要があるものと考える。研究実績の概要にも記載した通り、本年3月14日に「人生の最終段階における医療・ケアの決定プロセスに関するガイドライン」が改訂されたことから、年度初期に当ガイドラインとの整合性の確認を行ったのち、当初計画通り平成29年度に作成した「終末期医療におけるデシジョンエイド」案を森町家庭医療クリニックで在宅訪問診療中であり、かつ、意思疎通可能な患者6名に対しプレテストとして実装し、使用した医師及び患者、家族に対しインタビューおよびアンケート調査を実施する。その後、上記インタビュー及びアンケート結果を踏まえ、「終末期医療におけるデシジョンエイド」案をブラッシュアップする予定である。透析中止事案に付き、日本透析医学会が調査報告書を作成しているとの報道がある。同報告書公表を待って、プレテストの実施方法に付き再検討し、実施していきたい。その後は順次、平成30年度計画の実施、31年計画の実施と進めていく予定である。平成30年度に試験実装する予定となっている森町家庭医療クリニック、市立御前崎総合病院において、「終末期医療におけるデシジョンエイド」案につき、実際に使用する医師に先取りして検討してもらう予定であったが、案作成が平成29年度いっぱいまでかかったため、次年度使用とした。研究実績の概要及び現在までの進捗状況に記載した通り、プレテストの実施が遅れているため。今後の研究の推進方策に記載した通り、順次、実施していく予定である。研究費においても、原則として、当初の研究実施計画に従い、使用していく予定である。
構造を有するLDPC符号とその応用に関する研究

本研究では,量子計算および量子通信を実現するために必要な技術である量子誤り訂正符号を提案している.萩原・今井量子誤り訂正符号を有限体に拡張することで,従来最良の量子誤り訂正符号の誤り訂正能力を大きく凌ぐ量子誤り訂正符号を構成することに成功している.本研究では,量子計算および量子通信を実現するために必要な技術である量子誤り訂正符号を提案している.萩原・今井量子誤り訂正符号を有限体に拡張することで,従来最良の量子誤り訂正符号の誤り訂正能力を大きく凌ぐ量子誤り訂正符号を構成することに成功している.(i)多元シンボルLDPC符号の設計法の確立と(ii)量子誤り訂正LDPC符号の設計法の確立の2つが本研究の目的である.まず,平成21年度には,(i)への取り組みとして多元LDPC符号の新しい構成法を提案している.この提案符号を用いることにより,従来の誤り訂正符号の限られた送信ビット数では,訂正できなかったようなノイズを訂正できるようになった.この成果は,特許として出願され,また国際会議において高い評価を受けている.さらに,この提案符号を,副情報源を使った情報源圧縮,量子鍵配送,レートレス符号化へ応用し,従来手法よりも良い性能を有することを実証している.また,提案符号を並列計算機を使って復号した際の,計算量を大幅に削減する,アルゴリズムを開発し,特許として出願した.(ii)への取り組みとして,構造を有する多元LDPC符号を用いることにより,高い量子誤り訂正能力を有するCSS符号を構成することに成功している.従来手法では,多くのキュービットを用いて符号化することにより,強いノイズ耐性を有する符号を構成していたが,量子通信システムにおいては多くのキュービットに相関を持たせて,符号化・復号化を行うことは容易にできるとは限らない.提案符号を用いることにより,より少ないキューピット数でより低い誤り率を達成できることを示した.この研究成果は,論文としてまとめられ国際会議へ投稿中である.当初の研究計画では,構造を有するLDPC符号を用いた量子誤り訂正符号の設計を目指していたが計画通りの方法では,従来からある量子誤り訂正方式を上回る性能を引き出すことができなかった.そこで,申請書に書いた方法とは別の次のようなアプローチを試した.この方法では,列重みが2であり行重みがLであり,直交するパリティ検査行列ΓとΔを,次の手順によって構成している.まず萩原と今井の方法により,列重みが2であり行重みがLである2元MxNパリティ検査行列CとDを構成する.CとDの非零成分を,GF(2^m)上の非零要素をとる変数と置き換えて,新たに列重み2,行重みLのGF(2^m)上のMxN行列ΓとΔを考える.次にΓとΔの非零成分を決定する.この問題は一般には極めて難しい問題として知られているGF(2^m)上の連立2次多変数方程式となってしまう.しかし,幸運なことに,L=2の萩原と今井の構成法から得られたCとDから作られたΔとΓに対しては,この問題を整数上の線形連立方程式に帰着させることができる.この方法で得られた,量子誤り訂正符号は従来の効率的に復号できる量子誤りの中で最も高い性能を有することを数値実験により確認した.
低損失ｐ型ＳｉＣ超接合パワーＭＯＳＦＥＴの基盤技術開発

本研究では、高効率で大容量かつ使いやすい相補型電力変換器の実現に必要となる高耐圧・低損失p型SiC超接合(SJ)MOSFETの基盤技術開発を目的としている。特に、pMOS構造の特性向上とSJ構造導入によるドリフト層の低抵抗化を対象としている。平成30年度は以下の研究に取り組んだ1.異なるPOA条件により作製したpチャネルSiCMOSFETの特性を評価したところ、NO窒化時間が長くなるとチャネル移動度が劣化し、しきい値電圧の絶対値は上昇することが分かった。これらの現象は、NO窒化により窒素原子が界面チャネル領域または界面付近の酸化膜に取り込まれ、イオン化した窒素ドナーまたは酸化膜中の正電荷として働き、クーロン散乱源になるためと考えられる。2.pチャネルSiC MOSFETのゲート電極に負バイアスを印加した際の酸化膜リーク電流を、電子電流と正孔電流の成分に分離して評価した。酸化膜リーク電流は電子電流が支配的であり、温度依存性の解析をすることでFN電流とPF電流の二つの伝導機構から構成されることが分かった。また、ストレス印加後のC-Vシフトから、実効固定電荷の符号や生成量はPOA条件により大きく異なることが分かった。3.pチャネルSiCパワーMOSFETのUIS耐量を調査し、nチャネル素子と比較した。抵抗の高いpチャネル素子に対し、適切なUIS耐量を測定する回路を考案した。実験とデバイスシミュレーションによる解析より、nチャネル素子ではアバランシェ時に温度が上昇して素子表面で金属の融点を超えるのに対し、pチャネル素子ではそのような温度上昇はなく、両者のUISによる破壊メカニズムは異なることが分かった。p型SiC MOS界面および酸化膜特性の評価はかなり進み、またpチャネルSiCパワーMOSFETの耐量評価を行うことで新たな知見が得られたことは大きな成果であり順調に進捗していると考えているが、p型SJ構造の作製ができておらず、やや遅れていると判断した。引き続きp型SiC MOS構造の評価・解析を進めるとともに、pチャネルSiCパワーMOSFETの破壊メカニズムの解析を行う。さらに、SJ構造の設計およびその実現可能性を検討し、課題を明確にする。縦型パワーMOSFETでは、p型ドリフト層にSJ構造を導入したとしてもp型基板の抵抗が全体の抵抗の大部分を占めることが明らかとなったので、基板抵抗に影響されず、相補型インバータの構成に有利な新規デバイス構造を検討する。本研究では、大容量の相補型電力変換器の実現に必要となる高耐圧・低損失p型SiC超接合(SJ)MOSFETの基盤技術開発を目的としている。特に、p型チャネルの特性向上とSJ構造導入によるドリフト層の低抵抗化を対象とし、以下の研究に取り組んだ。1.p型MOS界面の詳細評価:SiC上に熱酸化膜を形成後、窒化処理時間を変えたMOSキャパシタの容量ー電圧特性を測定したところ、処理時間に依らず、反転層の形成を示す特性が見られた。ゲート電極外周部にp+ガードリング構造を形成すると、このような反転特性が見られないことから、SiO2/SiC界面のSiC表面に窒素がドーピングされ、窒素ドナーから供給された電子がゲート電極下に集まることで反転層が形成されることが分かった。試作した横型MOSFETの電界効果移動度は0.1cm2/Vs程度と非常に小さく、コンタクト抵抗が大きいことが課題である。蓄積容量・コンダクタンスの周波数依存性から界面近傍酸化膜欠陥(NIT)の密度の空間分布を解析する手法を確立した。2.p型SJ構造の最適設計:不純物濃度・ピラー幅・ピラー深さをパラメータとし、SJ構造のオン抵抗および耐圧のシミュレーションを行った。1300Vの耐圧でオン抵抗RonA=6.0mΩcm2が得られ、これは従来構造の理論限界の41%減である。また、ピラー幅を1um以下と狭くしすぎると、ピラー側面のpn接合部の空乏層により電流経路が狭くなり、オン抵抗が上昇してしまうことも明らかとなった。PチャネルSJ-MOSFETの電流電圧特性をシミュレーションしたところ、オン抵抗はRonA=65mΩcm2であり、同一構造のnチャネルSJ-MOSFETと比べて10倍大きかった。SJ部以外にもチャネル抵抗やp型基板抵抗の成分が大きいためであることが分かった。まずは窒化法により形成したp型MOS界面の評価を様々な手法で評価を行った。キャパシタを用いた界面特性評価に注力したことで、従来報告されていなかった現象(キャパシタの反転現象)の発見や新規トラップ分布の解析手法の開発ができたことは大きな進展である。p型SJ構造の最適化についても、広範囲な設計パラメータによるシミュレーションにより、ほぼ最適値を求めることができた。以上のように、おおむね当初の計画通りに研究を遂行できていると考える。特に、p型チャネル特性の向上をSJ構造導入によるドリフト層の低抵抗化を対象とし、平成29年度は以下の研究に取り組んだ1.p型SiC-MOS特性の改善と詳細評価:p型4H-SiC上にMOSキャパシタをドライ酸化で形成し、コンダクタンス法による解析を試みたところ、欠陥からの信号として低周波と高周波に応答する成分に分けられることが分かった。

高周波応答成分は界面準位からの、低周波応答成分は界面近傍酸化膜トラップ(NIT)からの信号であることが新たに判明し、価電子帯側にもNITが存在することを明確にした。また、そのエネルギー分布を明らかにした。NOガスによる窒化処理によりこれらの欠陥密度が大きく低減する。その効果は10分でも大きく認められ、それ以上の長時間処理を行っても特性改善はわずかである。pチャネルMOSFETの特性からは、窒化時間が長くなるほど電界効果移動度の減少が認められた。しきい値電圧のシフトと併せて考えると、窒化によるSiCチャネル中への窒素ドナーの増加が考えられた。また、ホール効果測定から、電界効果移動度とホール効果移動度はほぼ等しく、稼働電子の捕獲の効果はnチャネル素子に比べて小さいことも明らかになった。2.p型SJ構造形成プロセス:高エネルギーイオン注入を用いたSJピラー構造形成プロセスフローを検討した。作製プロセスを考慮してSJ構造のピラー幅を2.5umとすると、1300V耐圧時のオン抵抗RonAは9mΩcm2となり、1umのピラー幅に比べて3mΩcm2大きくなることがシミュレーションから判明した。P型MOS界面特性の評価では新たな知見が得られたことは大きな成果であり順調に進捗していると考えているが、p型SJ構造形成プロセスの開発があまり進んでおらず、やや遅れていると判断した。本研究では、高効率で大容量かつ使いやすい相補型電力変換器の実現に必要となる高耐圧・低損失p型SiC超接合(SJ)MOSFETの基盤技術開発を目的としている。特に、pMOS構造の特性向上とSJ構造導入によるドリフト層の低抵抗化を対象としている。平成30年度は以下の研究に取り組んだ1.異なるPOA条件により作製したpチャネルSiCMOSFETの特性を評価したところ、NO窒化時間が長くなるとチャネル移動度が劣化し、しきい値電圧の絶対値は上昇することが分かった。これらの現象は、NO窒化により窒素原子が界面チャネル領域または界面付近の酸化膜に取り込まれ、イオン化した窒素ドナーまたは酸化膜中の正電荷として働き、クーロン散乱源になるためと考えられる。2.pチャネルSiC MOSFETのゲート電極に負バイアスを印加した際の酸化膜リーク電流を、電子電流と正孔電流の成分に分離して評価した。酸化膜リーク電流は電子電流が支配的であり、温度依存性の解析をすることでFN電流とPF電流の二つの伝導機構から構成されることが分かった。また、ストレス印加後のC-Vシフトから、実効固定電荷の符号や生成量はPOA条件により大きく異なることが分かった。3.pチャネルSiCパワーMOSFETのUIS耐量を調査し、nチャネル素子と比較した。抵抗の高いpチャネル素子に対し、適切なUIS耐量を測定する回路を考案した。実験とデバイスシミュレーションによる解析より、nチャネル素子ではアバランシェ時に温度が上昇して素子表面で金属の融点を超えるのに対し、pチャネル素子ではそのような温度上昇はなく、両者のUISによる破壊メカニズムは異なることが分かった。p型SiC MOS界面および酸化膜特性の評価はかなり進み、またpチャネルSiCパワーMOSFETの耐量評価を行うことで新たな知見が得られたことは大きな成果であり順調に進捗していると考えているが、p型SJ構造の作製ができておらず、やや遅れていると判断した。
鳥海山小滝修験の宗教民俗学的研究

本研究は、平成15年から18年まで、秋田県仁賀保市象潟町小瀧地区を研究対象として、鳥海山小瀧修験の全貌の解明を目的として行った。小滝地区は旧修験家を中心に、宗教集落として形成されてきた。近世期には小瀧地区内に龍山寺以下の修験家を中心として、烏海山登拝者のための宗教集落として発展してきた。近世期以降は当山派醍醐三宝院末に属し、鳥海山南麓にある蕨岡で入峰修行をし、位階を受けていた。それ故、小瀧修験の修行や祭祀の形態は蕨岡の影響が多く見られる。当地は明治の神仏分離令以降、龍山寺を廃し金峰神社となり、旧修験家の人々は復飾し、神職の資格を得た。当時いち早く復飾した鳥海山南麓の吹浦修験は、大物忌神社の神職として権益を独占していた。その上、鳥海山頂を大物忌神社本社とする決定を得ていた。小瀧龍山寺の後継者だった阿部貞三は、大物忌神社の配下に位置することを望まず、鳥海山二合目に霊峰神社を新たに建立し、霊峰講を組織し、多くの参詣者を集めていた。このように秋田県仁賀保市小滝地区に残る鳥海山小瀧修験の宗教活動と組織、明治の神仏分離令以降の動向、現在行われている行事と修験との関係、その地域社会での位置付けと周辺地域への文化的影響力の解明を目指してきた。鳥海山小瀧修験は、近世期の姿を色濃く残しながら、現在行われている祭礼や年中行事は、修験家の人々だけでは維持しきれず、地域住民をも巻き込みながら、今に続いている。本研究は、山形・秋田にまたがる鳥海山周辺で活躍してきた鳥海山修験の全体像の解明を目的としている。今回の研究は、秋田県象潟町小滝地区を研究の対象地として、鳥海山小滝修験の全貌の解明を目的に、平成15年度から18年度まで続く事業である。本年度は研究の初年度である為、プリサーベイの年と位置づけ、既刊資料の収集を行う一方、地域の状況調査を中心に、地域の人々との人間関係形成に力を注いだ。また6月のチョウクライロ舞、8月の番楽などの年中行事の調査も行った。その結果、象潟町資料館、小滝地域自治会の全面協力を得ることが出来るようになった。その成果として、研究協力者の助成を得て、小滝地区にある4軒の修験関連文書のコピーをとることができ、その数は約5000枚を超えた。これらの資料の中には、今まで研究成果を挙げてきた山形県遊佐町蕨岡修験とのつながりを示す資料も多く見られる。資料整理は次年度に行う予定である。一方課題も残った。小滝地区にある旧修験の家が現在空き家状態で、手がかりが未だにつかめないこと、小滝地区以外にある旧小滝修験の状況がつかめていないことなどである。また地域の人々からの聞き書きがまだ十分ではないため、次年は資料収集のかたわら、鳥海山信仰の一拠点であった小滝地域の信仰、芸能、生活の変遷についての聞き取りを深めてゆきたい。これらは次年度の課題として、次なる取り組みを講じてゆきたい。本年度は研究の2年目に当たり、昨年度に収集した小滝地区の4軒の修験関連文書のうち、遠藤隆家文書155点、遠藤光胤家文書76点、小川悦子家文書30点、福川家文書25点のデータベース化を進め、目録を作成した。

現在は文書の解読を行っている。また昨年度に引き続き、年中行事をすべて確認するために、正月の行事である御宝頭の巡行と御宝頭舞、五日堂祭、七日堂祭の調査も行った。その結果、近世期には小滝修験が行ってきて、今も小滝地区に残る修験関連の行事は把握することができた。今年度の課題としては、小滝地区で空き家になっている旧修験の家の状況、及び小滝地区以外にある旧小滝修験の状況の把握である。小滝地区に関しては地域住民が本調査のために親戚関連に相談をして下さっている状況なので、これに期待したい。また地域の人々からの聞き書きをさらに進め、次年度はさらなる資料収集のかたわら、鳥海山信仰の一拠点であった小滝地域の信仰、芸能、生活の変遷についての聞き取りを深めてゆきたい。本研究は、山形・秋田にまたがる鳥海山周辺で活躍してきた鳥海山修験の全体像の解明を目的としている。今回の研究は、秋田県にかほ市象潟町小滝地区を研究の対象地として、鳥海山小滝修験の全貌の解明をめざして、平成15年度から18年度まで続く事業である。本年度は研究の3年目に当たり、昨年度までに収集した小滝地区の4軒の修験関連文書の合計286点のデータベース化を進め、目録を作成した。現在は昨年に引き続き、文書の解読を行っている。また年中行事を確認するために、前年度に引き続き現地での調査を継続している。その結果、近世期には小滝修験が行ってきて、今も小滝地区に残る修験関連の行事の多くを把握しつつある。さらに本年度は地元関係者の協力により、斉藤家文書441点を収集し、コピーをすることが出来た。次年度はこれらの資料を整理し、今までに作成したデータベースに付け加え、さらに詳細なデータベースを作成する予定である。また次年度は最終年度に当たるので、鳥海山信仰の一拠点であった小滝地域の信仰、芸能、生活の変遷についての全体像の把握に努め、報告書の作成にまでもってゆきたい。本研究は、秋田県象潟町小滝地区を研究の対象地として、鳥海山小滝修験の全貌の解明を目的に、平成15年度から続いた事業である。平成18年度は最終年度に当たり、今までに作成したデータベースを基に資料の解読、整理を行い、文献目録を作成した。小滝地区は旧修験の家を中心に、宗教集落として形成され、近世期には龍山寺以下4軒の修験家が中心となり、鳥海山登拝者のための宿坊集落として発展した。近世期には真言宗醍醐三宝院に属し、鳥海山南麓の三宝院末の当山派蕨岡で入峰修行を果たし、位階を受けていた。当地は神仏分離令以降、龍山寺を廃し、金峰神社となった。それに伴い、旧修験家の人々は復飾の上神職の資格を得た。別当だった龍山寺の後継者である阿部貞三は金峰神社の神職を勤めていたが、それとは別に鳥海山登山の二合目に霊峰神社を新しく建立し、霊峰講を組織し、矢島あたりからも参拝者が来ていた。このように秋田県仁賀保史小滝地区に残る鳥海山小滝修験の宗教生活、宗教活動とその組織の実態、位階を受けるためのプロセス、羽黒山や本寺との関係、明治の神仏分離令以降の動向、現在行われている行事と修験道の関係、地域社会に於ける位置づけと周辺地域に及ぼした文化的影響力の解明を目指した。その研究作業から得られた成果は以下の通りである。鳥海山金峰神社を中心とした小滝口の旧修験家の人々は、近世期には蕨岡とのつながりを持ち、蕨岡から位階を受けていた。現在行われている祭礼や年中行事は、近世期の姿を色濃く残しながらも、修験家の人々だけでは維持しきれず、地域の住民をも巻き込みながら、今に続いている。
舌筋由来幹細胞を用いた骨再生法

Jcl-ICRマウス舌筋由来Sca-1陽性細胞(TDSCs)を自動磁気細胞分離装置にて採取した。TDSCsを骨分化誘導培地にて培養すると、骨芽細胞マーカーの発現増強とアリザリンレッド・フォンコッサ陽性の石灰化細胞外基質の形成が認められ、骨芽細胞への分化能が確認できた。さらにTDSCsをβ-TCPゼラチンスポンジと共に培養し、骨分化誘導培地を用いて分化誘導させ、ヌードマウス背部皮下へ移植したところ、移植後骨様組織の形成を認めた。以上の結果から、TDSCsは骨分化能を有しており骨再生医療に有用と考えられた。8週齢Jcl-ICRマウスからネンブタール麻酔下に採取した舌筋を酵素液(Collagenase+DNase)にて処理後、自動磁気細胞分離装置(auto MACS(R))を用いてSca-1陽性細胞を収集し、増殖培地(MACS)を用いて培養し、骨分化誘導培地(MACS)にて培養後、幹細胞、前骨芽細胞、骨芽細胞それぞれのマーカーと、骨関連蛋白の発現をWestern blotならびにELISAにて、石灰化細胞外基質の発現をアリザリンレドS染色ならびにvon Kossa染色にて検索し、マウス舌筋由来幹細胞から骨への分化誘導につき評価した。その結果マウス舌筋から舌筋由来Sca-1陽性細胞は、筋細胞の4.0%以上採取可能であった。また舌筋由来Sca-1陽性細胞を骨分化誘導培地処理することにより、経時的な間葉系幹細胞マーカー(Sca-1、c-kit)と前骨芽細胞マーカー(Osterix)の発現減弱が認められ、分化のマスター遺伝子(RUNX2)蛋白の発現増強ならびに骨芽細胞マーカー(Alkaline phosphatase)の発現増強が認められた。さらにSca-1陽性細胞の骨分化誘導培地4週間処理ではアリザリンレドSならびにvon Kossa陽性の石灰化細胞外基質の形成が認められた。以上の結果からマウス舌筋由来Sca-1陽性細胞は、骨芽細胞への分化能を有しており、骨再生に有用である可能性が示唆された。また、骨再生医療において骨髄組織由来の幹細胞は広く用いられているが、骨髄組織採取による侵襲が大きく臨床応用に際して制限される。一方舌筋由来幹細胞は舌筋の採取が比較的簡便かっ低侵襲であり、また最近本学において舌筋から心筋再生に成功するなど、舌筋に多分化能幹細胞の存在が示唆されていることから、舌筋由来幹細胞による骨再生が実現化すれば骨再生医療の向上が期待できるので、重要性は大きいものと考えている。8週齢Jcl-ICRマウス舌筋由来Sca-1陽性細胞を自動磁気細胞分離装置(auto MACS[○!R])にて採取し、増殖培地(MACS)を用いて培養後、骨分化誘導培地(MACS)にて培養し、幹細胞マーカー、前骨芽細胞マーカー、骨芽細胞のマーカー、骨関連蛋白の発現をWestern blot法ならびにELISAにて検索し、マウス舌筋由来幹細胞から骨への分化誘導につき評価した。その結果、舌筋由来Sca-1陽性細胞を骨分化誘導培地処理することにより、間葉系幹細胞マーカーSca-1は5日目以降、c-kitは7日目以降に発現減弱を認め、前骨芽細胞マーカーOsterixは3日目まで発現増強し5日目以降発現減弱を示し、分化のマスター遺伝子RUNX2は5日目まで発現増強し、7日目以降発現減弱を示した。接着因子Fibronectinは7日目まで発現増強し、骨関連蛋白であるOsteocalcinは7日目以降21日目までにその発現を認め、Osteonectinは10日目以降21日目まで発現増強し、Osteopontinは10日目以降21日目まで発現増強を示した。また骨芽細胞マーカーAlkaline phosphataseの活性は10日目まで上昇し、以降低下した。Sca-1陽性細胞をハイドロキシアパタイト+乳酸系ポリマーハイブリッド材料(GC研究用scaffold)と共に培養し、骨分化誘導培地を用いて分化誘導させ、4週齢Balb/cヌードマウス背部皮下へ移植し骨組織再生を試みたところ移植後4W、8W、12Wの時点では、血管に富み骨髄様組織は見られたものの骨組織の形成は認められなかった。臨床で用いられている骨髄組織由来の間葉系幹細胞は骨髄組織採取による侵襲が大きいが、舌筋由来幹細胞は舌筋の採取が比較的簡便かつ低侵襲であり、骨再生医療の向上に大きく貢献できると考えられる。8週齢Jcl-ICRマウス舌筋由来Sca-

1陽性細胞を自動磁気細胞分離装置(auto MACS[○!R])にて採取し、増殖培地(MACS)を用いて培養後、骨分化誘導培地(MACS)にて培養し、マウス舌筋由来Sca-1陽性細胞が骨芽細胞へめ分化能を有しており、骨再生に有用であることを明らかにしたため、マウス舌筋由来Sca-1陽性細胞をβ-TCPゼラチンスポンジ(MedGel[○!R])と共に培養し、骨分化誘導培地を用いて分化誘導させ、4週齢Balb/cヌードマウス背部皮下へ移植し骨組織再生を試みたところ、移植後28日目の時点で骨様組織の形成を認めた。またこの骨様組織を免疫組織学的に検索したところOsteocalcin、Osteonectin、Osteopontin陽性であった。なおハイドロキシアパタイト+乳酸系ポリマーハイブリッド材料(GC研究用scaffold)や、ハイドロキシアパタイト骨補填剤(Neohone[○!R])、さらにわれわれが開発した多孔性炭酸アパタイトフォームを骨再生のscaffoldとして埋入した場合には、4週、8週、12週の時点まで観察したが骨様組織は認められなかったことより、β-TCPゼラチンスポンジ(MedGel[○!R])はscaffoldとして有用と考えられた。臨床で用いられている骨髄組織由来の間葉系幹細胞は骨髄組織採取による侵襲が大きいが、舌筋由来幹細胞は舌筋の採取が比較的簡便かつ低侵襲であり、骨再生医療の向上に大きく貢献できると考えられた。
パルミトイルサイクルによるG蛋白質の動態制御機構の解明

細胞内情報伝達の要として機能するGTP結合蛋白質の多くは特定の膜マイクロドメインに局在することにより外界シグナルを細胞内に効率良く伝達することができる。パルミトイル化脂質修飾は三量体G蛋白質のGα(Gs,Gi,Gqなど)、低分子量G蛋白質(H/N-Rasなど)に見られ、これら分子の局在、機能を外界刺激依存性に制御していると考えられている。最近、私どもはゲノムワイドにパルミトイル化反応の責任酵素群を同定した。本研究では1)各G蛋白質をパルミトイル化する特異酵素の同定、2)パルミトイル化酵素の活性制御機構の解析、及び3)パルミトイル化酵素によるG蛋白質動態制御機構の解析を行う。昨年度までに、Gαs、Gαqのパルミトイル化酵素を独自のパルミトイル化酵素ライブラリーを用いてスクリーニングし、DHHC3、DHHC7にGαサブユニットに対して著しくパルミトイル化レベルを促進させる活性があることを見出した。今年度は新たにGαi2をパルミトイル化する酵素としてDHHC3、DHHC7およびDHHC21を見出した。さらに、DHHC3とDHHC7をノックダウンにより機能抑制したところ、内在性のGαqのパルミトイル化レベルが減少し、細胞膜から細胞質にGαqが移行することを見出した。さらに、DHHC3がゴルジ装置に局在し、Gαqが細胞膜とゴルジ装置間を常時サイクルしていることを見出した(堤ら投稿準備中)。現在、Gαqの細胞内動態をFRAP,photoconversion法および全反射顕微鏡を駆使して可視化し、パルミトイル化酵素によるGαqの動態制御機構を明らかにしようとしている。このように今年度の研究計画は達成できたと考えている。分子スイッチとして細胞内情報伝達の要として機能するGTP結合蛋白質の多くは特定の膜マイクロドメインに局在することによりその生理機能を遂行する。翻訳後脂質修飾の一つであるパルミトイル化脂質修飾は三量体G蛋白質のGα(Gs, Gi, Gqなど)、低分子量G蛋白質(H/N-Rasなど)に見られ、これら分子の局在、機能を外界刺激依存性に制御している。最近、私どもはゲノムワイドにパルミトイル化反応の責任酵素群(全23種類)を同定した。今年度の研究実績は以下のとおりである。3量体G蛋白質αサブユニット(Gαs、Gαq、およびGαi)のパルミトイル化酵素を23種類のパルミトイル化酵素ライブラリーを用いてスクリーニングした。その結果、DHHC3、DHHC7にいずれのGαサブユニットに対しても著しくパルミトイル化レベルを促進させる活性があることを見出した。また、DHHC3とDHHC7をノックダウンにより機能抑制したところ、内在性のGαqのパルミトイル化レベルが減少することを見出しつつある。そこで、私共はDHHC3、DHHC7をG-PATと命名した。さらに、GFP融合蛋白質を用いてGαおよびG-PATの細胞内動態を生細胞レベルでタイムラプス全反射顕微鏡を用いて可視化する系を確立した。全反射顕微鏡を用いることにより膜近傍でパルミトイル化されたGαを特異的に可視化することに成功した。現在、様々な外界刺激によりG-PATの活性がどのように制御され、Gαの細胞内動態がどのように変化するかを生化学的、細胞生物学的に明らかにしつつある。
子宮頸癌同時化学放射線療法における高線量率腔内照射の最適スケジュールの開発

1)子宮頸癌同時化学放射線療法臨床試験実施計画書(フルプロトコル)完成厚生労働省がん研究助成金研究班(小口班)研究者、NPO婦人科悪性腫瘍化学療法研究機構(JGOG)放射線治療委員会委員、北里研究所研究員の協力を得て、試験実施計画書を完成させた2)施設認定作業実施計画書に規定された「放射線治療施設基準」に従い、試験参加施設の適格性の確認作業を行った。全国約40施設の適格性が確認された。3) JGOG1066試験開始実施計画書について、平成19年12月27日にNPO婦人科悪性腫瘍化学療法研究機構(JGOG)の臨床試験審査委員会の承認を得た。平成20年1月28日に琉球大学の臨床研究倫理審査委員会の承認を得た。平成20年2月19日にUMIN-CTRに登録を終了した。研究事務局を琉球大学大学院医学研究科放射線医学分野、データセンターを北里研究所臨床薬理研究所臨床試験コーディネーティング部門におき、症例登録を開始した。4)高線量率腔内照射(HDR-ICBT)を用いた臨床試験における放射線治療QA/QC平成16-17年度科学研究費補助金にて行われたI,II期子宮頸癌放射線治療の臨床試験の予定60例の登録を終了した(平成16年9月縲恤ス成19年7月)。全登録例に関する第3回目の放射線治療質的評価委員会を開催し、最終結果をまとめた。結果を日本放射線腫瘍学会第20回学術大会にて発表し、第27回欧州放射線腫瘍学会へ抄録を提出した。この結果をもとに、JGOG1066における放射線治療質的管理プログラムの策定をすすめた。1)プロトコルコンセプト承認プロトコルコンセプトをNPO婦人科悪性腫瘍化学療法研究機構(JGOG)子宮頸がん委員会に提出し承認を得た。JGOG総会で概略を説明しJGOG一般会員の賛同を得た。2)フルプロトコル作成に向けた資料収集及び準備厚生労働省がん研究助成金研究班(小口班)関連施設に同時化学放射線療法(CCRT)の放射線治療法のアンケート調査を行い33施設より回答を得た。JGOG参加施設に対しCCRTの化学療法についてアンケート調査を行い157施設より回答を得た。米国RPC(Radiological Physics Center)を訪問し、臨床試験における放射線治療QA/QCに関する研修を受けた。平成16-17年度科学研究費補助金により開始/施行中のI,II期子宮頸癌放射線治療臨床試験(平成16年9月試験開始。3年間で60例予定。平成19年3月1日現在51例登録)の放射線治療質的評価を行い、臨床試験の放射線治療QA/QCの問題点を抽出した。結果の一部を日本放射線腫瘍学会第19回学術大会にて報告した。3)フルプロトコル策定作業2)の結果をふまえ、小口班研究者及びJGOG放射線治療委員会委員の協力を得てフルプロトコル策定作業を開始した。本文はほぼ完成し、北里研究所臨床薬理研究所内臨床試験コーディネート部門の支援を得てCRF等作成を含めたJGOG試験のフォーマットへの作り込み作業を開始した。4)今後の予定JGOG正副理事長会での承認を得て正式にJGOG試験としての準備を進める。データセンターは北里研究所を予定する。策定したQA/QCプログラムにて放射線治療の質的評価を行なう。次年度内の試験開始を予定する。1) 17年度子宮頸癌同時化学放射線療法臨床試験実施計画書(フルプロトコル)完成厚生労働省がん研究助成金研究班(小口班)研究者、NPO婦人科悪性腫瘍化学療法研究機構(JGOG)放射線治療委員会委員、北里研究所研究員の協力を得て、試験実施計画書を完成させた。2)施設認定作業実施

計画書に規定された「放射線治療施設基準」に従い、試験参加施設の適格性の確認作業を行った。全国約40施設の適格性が確認された。3) JGOG1066試験開始実施計画書について、平成19年12月27日にNPO婦人科悪性腫瘍化学療法研究機構(JGOG)の臨床試験審査委員会の承認を得た。平成20年1月28日に琉球大学の臨床研究倫理審査委員会の承認を得た。平成20年2月19日にUMIN-CTRに登録を終了した。研究事務局を琉球大学大学院医学研究科放射線医学分野、データセンターを北里研究所臨床薬理研究所臨床試験コーディネーティング部門におき、症例登録を開始した。4)高線量率腔内照射(HDR-ICBT)を用いた臨床試験における放射線治療QA/QC平成16-17年度科学研究費補助金にて行われたI,II期子宮頸癌放射線治療の臨床試験の予定60例の登録を終了した(平成16年9月平成19年7月)。全登録例に関する第3回目の放射線治療質的評価委員会を開催し、最終結果をまとめた。結果を日本放射線腫瘍学会第20回学術大会にて発表し、第27回欧州放射線腫瘍学会へ抄録を提出した。この結果をもとに、JGOG1066における放射線治療質的管理プログラムの策定をすすめた。
大脳皮質視覚野オシレーションを担う神経回路の経験依存的発達

大脳皮質視覚野のオシラトリーな神経活動は、視覚情報処理に重要であることが古くから報告されている。これまでに我々は、視覚野ニューロンの視覚反応の同期性とその発達機構を明らかにする目的で、様々な発達段階のラットや発達期の視覚体験を遮断したラットを対象に、その一次視覚野の複数の神経細胞から同時に多点シリコンプローブを用いてスパイク活動を記録した。2-4層内あるいは5-6層内の細胞ペアの視覚反応の同期性を相互相関解析法により定量した。その結果、開眼時には同期的活動はほとんど生じないが、成熟すると2-4層、5-6層共に、視覚反応が類似した細胞群に高い割合で強い同期発火が観察された。本年度は、どのような視覚刺激特徴が同期性に重要であるかを詳細に解析。その結果、2-4層では最適空間周波数と最適方位が双方とも類似した細胞ペアに強い同期発火が見出された。一方、5-6層においては、最適空間周波数が類似した細胞ペアは同期発火を示したが、最適方位の類似度は同期発火の強弱とは関連がなかった。さらに、2ー4層の最適な方位・空間周波数の類似度に依存した同期発火は生後の視覚体験に依存して形成されたが、5-6層における最適空間周波数が類似したペアの同期発火は視覚体験の有無にかかわらず形成された。これらの結果は、オシラトリーな神経活動に関与する同期発火の特性と発達機構は、層ごとに異なることを示している。2/3層錐体細胞はその同期的活動により投射先である高次視覚野へ詳細な視覚刺激特徴を伝達し、皮質下へ投射する5-6層細胞は大まかな視覚情報を伝えることが示唆された。今後は上記の結果を踏まえて、一次視覚野内のみならず、領野間での神経活動同期性の解析を行う予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
一次視覚野ニューロンの物体の見えに即した特徴抽出性

一次視覚野(V1)は、視野の図形刺激の様々の要素的特徴を整然と配列表現し、その組合せによって、より複雑な情報を出力していると考えられる。他方、情報処理の効率化、あるいは経済性という観点からは視野の刺激文脈に依存して、最適の、無駄のない出力をしていることも考えられる。今年度はV1の特徴抽出的反応特性に対する背景刺激による修飾作用を検討し、V1の機能統合のあり方を検討した。方法:麻酔・非動化したネコの17野ニューロンの活動を記録した。刺激はネコの眼前においた20インチ(横40度x縦30度)のCRTディスプレイに動きのある高コントラストのストライプパタンを呈示した。特に、受容野並びにその背景に対して、互いに異なる傾きの線分によって構成されたストライプパタンを組合せ呈示したときに、背景刺激が、受容野に呈示した刺激に対する反応をどのように修飾するのかを解析した。結果:受容野を円形のストライプパタン(中心刺激)で刺激し、その背景の画面全体に同じ空間周波数および時間周波数のストライプパタン(背景刺激)を呈示すると、ニューロン活動は、受容野のみを刺激した場合に比べて抑制されることが多かった。しかし背景刺激の効果は、中心刺激のストライプの傾き(orientation)と背景刺激のストライプのorientationの差(orientation contrast)に依存し、orientation contrastが大きいときには抑制効果が弱く、contrastが小さいときには抑制が強かった。このような効果はII/III層において見られ、IV層では背景刺激による効果はorientation contrastに依存しない抑制となることが多かった。