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シナプス可塑性発現に関する分子薬理学的研究

海馬のCA1及び歯状回のシナプス伝達長期増強(LTP)はNMDA型グルタミン酸受容体の活性化による後シナプス部位へのCa^<2+>流入がその引き金となる。NMDA受容体刺激に伴って流入したCa^<2+>はCaMキナーゼIIの自己燐酸化を促進する。一度、自己燐酸化された酵素はCa^<2+>非依存性となり、細胞内Ca^<2+>が元のレベルに戻っても、活性化を維持できるという仮説を、私達は提唱している。最初に、培養海馬神経細胞において、NMDA受容体刺激に伴ってCaMキナーゼIIのCa^<2+>非依存性活性が上昇することを報告した(J.Biol.Chem.,1992)。細胞内ではCaMキナーゼIIのCa^<2+>非依存性活性はプロテインホスファターゼによって調節されていること、特にプロテインホスファターゼ2CがCaMキナーゼIIの脱燐酸化反応に関与することをリコンビナントのホスファターゼ2Cを用いて明らかにした(J.Biol.Chem.,1993)。次に、海馬切片標本を用いてLTP誘発に伴うCA1領域でのCaMキナーゼIIの活性化反応について追究した。CA1への2つの入力線維を高頻度刺激し、LTPを誘発後、CaMキナーゼIIのCa^<2+>非依存性活性、全活性を測定した。刺激後5分から1時間までCa^<2+>非依存性活性の有意な上昇を確認した。LTP発現後1時間では全活性の上昇も確認された(J.Biol.Chem.,1993)。NMDA受容体阻害剤でLTPの発現を阻害すると、CaMキナーゼIIのCa^<2+>非依存性活性と全活性の上昇が共に完全に抑制された。以上の結果は、海馬におけるLTPの発現にCaMキナーゼIIのCa^<2+>非依存性活性が関与するという仮説を支持するものである。さらにLTPにおけるCaMキナーゼIIの標的蛋白質を明らかにすることによってシナプス可塑性発現の分子機構を追究する。培養海馬神経細胞を用いて、グルタミン酸受容体刺激に伴うCa^<2+>/カルモデュリン依存性プロテインキナーゼII(CaMキナーゼII)の活性化機構と標的蛋白質の燐酸化反応について調べた。CaMキナーゼIIはCa^<2+>/カルモデュリンによる活性化に伴い自己燐酸化され、Ca^<2+>非依存型に変化する。このCa^<2+>非依存型活性を指標にして、in situでのCaMキナーゼIIの活性化を解析した。細胞をMg^<2+>非存在下、10μMグルタミン酸で刺激すると、酵素のCa^<2+>非依存型活性は15秒以内にコントロールの約2倍に上昇した。活性の上昇は外液中にグルタミン酸が存在する条件で少なくとも30分間持続した。この反応はNMDA受容体拮抗薬であるAP5によって完全に抑制され、AMPA/カイニン酸受容体、代謝型グルタミン酸受容体の拮抗薬であるCNQX、AP3では阻害されなかった。

次に、^<32>P-燐酸でラベルした細胞を用いて、in situでのCaMキナーゼIIの自己燐酸化反応、標的蛋白質であるmicrotubule-associated protein 2(MAP2)とsynapsinIの燐酸化反応について調べた。CaMキナーゼ2、MAP2の燐酸化反応はグルタミン酸の1分間刺激で有意に上昇し、少なくとも15分間持続した。これらの反応はAP5によって完全に抑制された。同様に、synapsin1の燐酸化反応はグルタミン酸刺激によって有意に上昇した。しかし、この反応はAP5によって部分的に抑制されることから、他のグルタミン酸受容体の関与も考えられる。海馬CA1及び歯状回のシナプス伝達長期増強(LTP)は、NMDA型グルタミン酸受容体の活性化による細胞内へのCa^<2+>流入がその引き金となる。本研究では、CaMキナーゼIIがNMDA受容体刺激に伴って活性化されることを確認した。さらにシナプス後部でMAP2がシナプス前部ではsynapsinIの燐酸化がNMDA受容体刺激に伴って上昇することを明らかにした。LTP発現におけるCaMキナーゼIIの作用機構を解明する上で重要な知見である。海馬のCA1及び歯状回のシナプス伝達長期増強(LTP)はNMDA型グルタミン酸受容体の活性化による後シナプス部位へのCa^<2+>流入がその引き金となる。NMDA受容体刺激に伴って流入したCa^<2+>はCaMキナーゼIIの自己燐酸化を促進する。一度、自己燐酸化された酵素はCa^<2+>非依存性となり、細胞内Ca^<2+>が元のレベルに戻っても、活性化を維持できるという仮説を、私達は提唱している。これまでに、培養海馬神経細胞において、NMDA受容体刺激に伴ってCaMキナーゼIIのCa^<2+>非依存性活性が上昇することを報告した(J.Biol.Chem.1992)。本年度は、細胞内においてCaMキナーゼIIのCa^<2+>非依存性活性はプロテインホスファターゼによって調節されていること、特にプロテインホスファターゼ2CがCaMキナーゼIIの脱燐酸化反応に関与することをリコンビナントのホスファターゼ2Cを用いて明らかにした(J.Biol.Chem.1993)。次に、海馬切片標本を用いてLTP誘発に伴うCA1領域でのCaMキナーゼIIの活性化反応について追求した。CA1への2つの入力線維を高頻度刺激し、LTPを誘発後、CA1でのCaMキナーゼIIのCa^<2+>非依存性活性、全活性を測定した。刺激後5分から1時間までCa^<2+>非依存性活性の有意な上昇を確認した。LTP発現後1時間では全活性の上昇も確認された(J.Biol.Chem.1993)。NMDA受容体阻害剤でLTPの発現を阻害すると、CaMキナーゼIIのCa^<2+>非依存性活性と全活性の上昇が共に完全に抑制された。以上の結果は、海馬におけるLTPの発現にCaMキナーゼIIのCa^<2+>非依存性活性が関与するという仮説を支持するものである。さらにLTPにおけるCaMキナーゼIIの標的蛋白質を明らかにすることによってシナプス可塑性発現の分子機構を追求する。
ナノ構造を有する酸化物高誘電物体材料の合成プロセスと物性

MOCVD法を用いてSiあるいはPt基板上にPbTiO_3、SrTiO_3薄膜を合成した。有機金属の供給原料ガスとしてSr(DPM)_2、Pb(DPM)_2とTi(DPM)_2(iPr)_2を用い、酸素と混合させ加熱基板上に堆積させる。本研究では反応条件により膜構造(配向性、結晶粒径、膜厚)を変化させる手法の確立と膜構造と誘電率との関係を明らかにすることを目的とした。実験は基板温度600°Cから750°Cで蒸発器温度はPb原料130°Cから165°C、Ti原料115°Cから140°C、ガス流量はそれぞれPb(70sscm)、Ti(30sscm)、O2(200sscm)で行った。各成膜条件で得られたPbTiO_3膜の粒子径は膜厚の増加により大きくなるが同一温度では成膜速度に依存しない。これは2次核発生が少なく基板上の1次核の成長により膜構造が形成されるためと考えられる。また広い温度領域でPbTiO_3膜が作成でき、成膜温度を下げると結晶粒の形態が変化することが分かった。供給の際PbとTiの原料モル比をTi過剰にすると(110)、(101)面に配向した膜がPb過剰にすると(100)、(001)面に配向した膜が得られ、また、配向性は原料供給比を変化させることによりコントロールされる。誘電物性に関して、まずI-V測定測定の結果ではPbTiO_3薄膜は10^<10>10^<11>OMEGAcmの絶縁性であることがわかった。また誘電率の膜厚依存性を検討したところ、膜厚を4mumから1mumに薄くしていくにつれ200から100程度に減少し、基板との界面に低誘電率の層が存在することが示唆された。またCV測定においてヒステリシスが観測され、強誘電体酸化物薄膜が作成されていることが確認された。
子どものうつ症状と自閉症スペクトラム特性におけるサイトカインの役割

免疫系と神経系はサイトカインを介して双方向性の密接なネットワークを形成しており、自閉症スペクトラム障害(ASD)においても一部のサイトカインが上昇していることが過去に報告されている。本研究では、ASDのある子どもを対象とし、サイトカインと認知機能との関連を調べ、炎症反応に重要な役割を果たすサイトカインであるインターロイキン-6 (IL-6)の血中濃度が高い子どもほど言語理解能力が低いことが確認された。発達段階におけるIL-6がASDの一部の群に特徴的な認知機能発達の障害の要因となっている可能性が示唆された。研究対象者からの血清サンプルおよび臨床データを収集する体制が整い、データ収集を開始している。大部分の研究対象者においては、知能検査を含む複数の心理検査の結果を得ることができており、自閉症スペクトラム障害の特性とさまざまな心理検査結果との関係を確認することができた。明確なうつ病症状のみられる対象者は想定していたより少なかったため、うつ病症状に限らず幅広く臨床データを収集しサイトカインとの関連を調べていく予定としている。現時点で、自閉症スペクトラム障害の特性、抑うつ症状、認知機能のあいだにさまざまな関連があることを確認できている。まず、抑うつ症状がある子どもほど成人への反抗が強いこと、自閉症スペクトラム障害の特性が強いほど抑うつ症状を生じやすい傾向などが明らかとなった。また、認知機能との関連においては、一部の自閉症スペクトラム障害の特性の強さが特定の認知的能力と相関関係にあることや、特定の認知機能が低い子どもほど大人と口論することが多い傾向がみられることが確認できた。また、乳幼児期の対人関係の特徴が成長後の言語理解能力と強く関係していることも明らかとなった。一方で、抑うつ症状を生じた子どもと認知機能プロフィールには、現時点では明らかな関係を確認できていない。血清サイトカイン濃度の測定は、サンプルがそろってから一度に行う予定であるため、サイトカインと臨床データとの関連はまだ調べることができていない。自閉症スペクトラム障害の特性を有することが抑うつ症状の生じやすさと関係していることがこれまでの結果から示唆されていることを踏まえて、今後、うつ病症状の変化および自閉症スペクトラム障害の特性とサイトカイン濃度との関係を調べていく予定である。近年、免疫系と神経系がサイトカインを介して双方向性の密接なネットワークを形成していることが明らかになり、精神障害におけるサイトカインの役割が注目を集めるようになってきた。うつ病や自閉症スペクトラム障害(ASD)においても一部のサイトカインの血中濃度が上昇していることが過去に報告されている。本研究では、神経心理学的特性を含む詳細なASD特性および抑うつ症状とサイトカインとの関係を調べることで、臨床場面で有用なバイオマーカーの開発を行うことを目的とした。とくに、本研究においてはASDを初めとする精神障害の中間表現型候補としても注目されている認知機能に注目した。初めに、9歳から15歳の15名の自閉症スペクトラムのある子どもを対象とし、ウェクスラー知能検査を実施した上で、マルチプレックスアレイによって、インターロイキン(IL)-1β, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, IL-10, GM-CSF, IFN-γ, TNF-αの血清濃度の測定を行った。さらに、274名の成人に対して同様に血中サイトカインの測定を行い、ウェクスラー知能検査と自閉症スペクトラム指数(AQ)スコアの測定を行った。一部の成人対象者に対してはハミルトンうつ病評価尺度も実施した。その結果、子どもではIL-6の血中濃度がウェクスラー知能検査における言語理解指標と有意な負の相関を示した。一方で、成人では、IL-6をはじめとする血中サイトカイン濃度は認知機能、AQ、およびうつ病評価尺度と有意な関連は認めなかった。本研究の結果からは、高濃度のIL-6によって認知機能発達が妨げられるため発達段階におけるIL-6がASDに特徴的な認知機能のアンバランスの要因となっている可能性が示唆された。精神医学研究対象者からの血清サンプルと臨床データを収集する体制を整えることができ、予定通りデータの収集を行えている。今後、引き続き、血清サンプルと臨床データの収集を継続し、予定数に達した時点で、血清中サイトカイン濃度の測定を行う。そのうえで、臨床データと血清中サイトカインとの関係を調べる。うつ病症状のみられる対象者が想定していたより少ないため、うつ病症状に限らず幅広く臨床データを収集しサイトカインとの関連を調べていく予定である。平成26年度中に、血清中サイトカイン濃度の測定を終え、認知機能プロフィール、自閉症スペクトラムの各特性、多動・不注意・衝動性、発達の経過、抑うつ症状などの臨床症状が、対象者のサイトカインプロフィールとどのような関係にあるかを調べる。受託解析による測定を予定していたが、サンプルをすべて集めてからまとめて測定する必要があることから、次年度に行うこととした。これにより、次年使用額が生じた。
元曲・崑曲の歌唱及び韻律の研究

元曲・崑曲は近世チャイナ文藝の中で高い地位を享受し、諸名作を産み出して來た。その作品は歌唱するために作られたものである。本研究は元曲・崑曲のメロディーを中心とする音樂・韻律を明らかにするため、古歌譜(樂譜)・音階・字音の三方面から研究した。歌譜は特に最古の元曲譜「北西廂訂律」にもとづくメロディーの復元を中心とした。「北西廂訂律」はこれまで代表者が部分的に研究を進めて來たものである。音階は崑曲の均孔笛を機器吹奏し、CTスキャン撮影を行なふなど測定面から探究し、唐の音階を簡便化したものであることを明らかにした。また明朝の「中州全韻」を研究することにより、崑曲字音の體系を明らかにすることを目指した。笛のCTスキャン撮影を行なった。笛所藏者は蘇州崑劇院の元首席笛師・顧再欣氏である。顧氏は亡父の用笛など西洋化以前の稀少な崑曲笛三管を攜帶して來日し、石井が福島ハイテクプラザの東芝製マイクロスキャナーで撮影した。また壓縮空氣による自動吹奏機を用ゐて音響を測定した。撮影と測定の意義は主に三つ。第一に西洋化以前の崑曲笛は今や滅びつつあるため、その形状を精密に保存すれば將來3Dプリンターなどで復元できる。第二に撮影の經驗を活用し、將來正倉院尺八の撮影に進むための準備とする。第三に西洋化以前の崑曲笛は平均指孔であるが、その配列數値は十六世紀の黄佐著「南雍志」に既に見えるもので、孔位比率は現存の西洋化以前の崑曲笛と一致する。音階としては單純に下二孔をシ・ファの音に充當して曖昧に轉調し易くするもので、唐人二十八調(=正倉院尺八)の曖昧音階を更に曖昧にしたものだと考證できる。東洋音階史の全體像を描き出すために必要なのが本研究の測定である。年度末には東京藝術大學「第十囘日中音樂比較研究國際學術會議」にて「正倉院尺八の名稱及び形制の源を論ず・論正倉院尺八名稱及形制之源」と題して口頭發表を行なった。論じた内容は、第一に「龠・笛」二字の古音はともにdiakで一致すること、龠が漢以前に忘れられたため、西域の胡笛が傳來した際に「笛」が新たに造字されたこと。第二に正倉院尺八及び室町以後の和尺八はともに吹孔を外から斜めに切った形状であるため、和尺八の起源は正倉院だとの謬説が流布してゐる。しかし後漢から唐末五代までの史料では外から切る形状は普遍的であり、同じ音樂文化圏の産物に過ぎず、和尺八が正倉院から來たとは言へないこと。第三に林謙三は正倉院の孔制が晉の荀勗に由來するとしたが、荀勗笛は儒家の三分損益音階であり、正倉院と一致しない。隋唐俗樂音階は龜茲起源の大印度文明圏的特色であり、儒家起源ではないこと。臺灣の國立中央大學の戲曲研究室の主宰者洪惟助教授らを招聘し、同研究室所藏の貴重な崑曲笛二管をCTスキャナーで撮影した。二管は傳字輩(二十世紀前半に活躍した崑曲俳優群)に屬する故王傳キョ[艸渠]氏及び故華傳浩氏の用笛である。王傳キョ氏の用笛は約九十年前の製造で、現存する崑曲均孔笛としては最古に屬する。また華傳浩氏は名優としての價値も高い。CTスキャン實施過程には樣々な困難を前年度までに經驗したが、本年度の撮影ではほぼそれらを克服し、管樂器のCTスキャンの模範的方法及び實際上の要注意事項を會得することができた。今後他研究者が他種の古管樂器をCTスキャンする際にその智慧が活かされる筈だと自負してゐる。3Dプリンターの發達により、獲得データをもとに精密な複製品を製作できる日も遠くなからう。同時にまた、上述二管の共鳴周波數を計測し、機器吹奏計測も行なった。前年度までに得た他笛の計測數値と併せて今後考察を加へて公表することとならう。平成二十一年に澳門大學に於ける學會で「詩餘浪淘沙入劇考」を口頭發表し、崑曲「浪淘沙」のメロディーがかなりの古さであることを論じたが、蒐集した樂譜例だけでは全て網羅してゐたわけではなかった。本年度の研究で網羅につとめ、澳門での舊作を補訂して完成を見た。本年度末刊行の「純心科研論文集第二號」にこれを收めたが、澳門大學からも完成版を同大學刊行預定の論文集に再録するやう請はれてゐる。近く掲載刊行されるであらう。

崑曲が長崎に傳來したことを探究するうち、大浦天主堂附設羅典神學校(重要文化財)に藏する禁教榜が貴重な唐船入港時用の遺物であることを發見し、本研究の副産物として「南蠻醜類榜ー唐館前史から明治の吉利支丹までー」を公表した。本年度九月に勉誠出版『長崎東西文化交渉史の舞臺、明清時代の長崎』に掲載された。長崎學の粹を集めた論文集として大きな影響力がある。元曲・崑曲は近世チャイナ文藝の中で高い地位を享受し、諸名作を産み出して來た。その作品は歌唱するために作られたものである。本研究は元曲・崑曲のメロディーを中心とする音樂・韻律を明らかにするため、古歌譜(樂譜)・音階・字音の三方面から研究した。歌譜は特に最古の元曲譜「北西廂訂律」にもとづくメロディーの復元を中心とした。「北西廂訂律」はこれまで代表者が部分的に研究を進めて來たものである。音階は崑曲の均孔笛を機器吹奏し、CTスキャン撮影を行なふなど測定面から探究し、唐の音階を簡便化したものであることを明らかにした。また明朝の「中州全韻」を研究することにより、崑曲字音の體系を明らかにすることを目指した。明朝「中州全韻」考訂の預備作業として、崑曲の字聲が通説の八聲でなく實際は七聲である證據を集め、「中州全韻以下崑曲無陽上聲辨」(全)として公刊した。また明末清初の「北西廂訂律」の古樂譜を含めて「落梅風」曲牌のメロディーを求めた舊作論文「落梅風求腔」(全)を大學紀要にて公刊した。「落梅風」は元曲(北曲)曲牌の一つであり、元曲メロディー復元が一歩前進したことを示す。以上いづれも前年に一部分のみ紀要に掲載してゐた論文を全文掲載したものである。また崑曲の歌譜の遺存情況を探求した成果を「上海圖書館藏崑曲工尺譜目一」(王宏撰、石海青訂)として公刊した。この目録は今まで世に知られなかった新消息を多く含んでゐる。また崑劇の歌唱法がイタリア歌劇の起源となった可能性を論じ、「意國歌劇發[ジン]於耶蘇會士西傳崑劇説」と題して公刊した。メロディーよりも歌詞の聽き取り易さを重視する價値觀などに於いて兩者は類似してをり、且つイタリア歌劇草創期は丁度明朝の海禁が緩んで西洋の貿易商人が寧波などに居留し始めた數十年後である。確かな史料が有るわけではないが、山水畫の西傳と同樣に必ず誰かが立てるべき新説であり、今後の議論の資として極めて重要である。また漢文圏に於ける崑曲といふ文藝の位置づけを定めるための副産物として、漢文圏そのものの文明史的位置を論じて「大印度小チャイナ説」として公刊した。また崑曲の匀孔笛に類似する孔位の琉球笛を探求する前提として、どこからが琉球國でどこまでが明朝清朝であるかといふ根本問題に逢着し、副産物として「和訓淺解・尖閣釣魚列島漢文史料」を公刊した。これは同時に尖閣領有權を證するためにも多くの新見解を含む書である。崑曲の音階を研究するために笛のCTスキャンを相當程度まで進めることができた。今年度も別の稀少な笛を繼續撮影すれば崑曲音階を議論するための基礎データとして有効なものとなるであらう。また音階についての議論も一部分を口頭發表(配布論文あり)することができたので、今年度のうちに論文を修正・補足した上で、できるだけ大きな國際的論文集に投稿するための準備がほぼできた。その成果は長崎純心大學「純心科研論文集」第一號に收める下の諸報告として公刊した。「測笛記略」石海青著。「曲笛裏的韻味」周曉著、石海青譯。「笛事人事略述」李殿魁著、石海青譯。「醫療用CT機を以て崑曲笛を撮影する」石海青・久永眞一郎著。「齒科用CTスキャナーを以て崑曲笛を撮影する」石海青・冨永尚宏・田中美香著。「崑曲博物館藏の傳字輩匀孔笛をCTスキャン撮影する」石海青著。「三次元非接觸計測器を以て崑曲笛を撮影する」石海青・吉井康史著。「文化財用レントゲン機を以て崑曲匀孔笛を撮影する」石海青著。「家庭用スキャナーで笛孔を撮影する」石海青著。「東芝CT機を以て崑曲匀孔笛を撮影する」石海青・肥後陽介・吉田竜也・森下諒一著。「東芝CT機(福島)で崑曲笛を撮影する」石海青著。
インテグリンを介する細胞接着シグナル制御と癌化細胞の生存性・侵潤能の解析

細胞が運動する際には、細胞の前方部にインテグリン接着点が新たに形成される。インテグリンは多くの種類の蛋白質をその細胞質領域に集積させることにより機能する。我々は、「このような裏打ち蛋白質群を集積させる過程が単に細胞質における自由拡散過程なのか、それとも、何か能動的な機序が存在するのか」との設問を立て、解析を開始した。それまで機能解析をしてきたパキシリンというインテグリン裏打ち蛋白質に関して上記のような解析をしたところ、このものは、核周辺領域に細胞質プールが存在し、運動中に細胞前方に形成されるラミニポデアにパキシリンを集積させる過程は、細胞質での自由拡散ではなく、何らかの能動的な機序が存在することを強く示唆する結果を得た。そこで、パキシリンをプローブとしパキシリンの細胞内動態を説明できるような蛋白質を検索したところ、小胞/膜/蛋白質の輸送に関与する低分子性GTP結合蛋白質であるARF蛋白質に対するGAP(GTPase-activating protein)活性を持つ一連の興味深い一連の蛋白質が得られ、これらの蛋白質をPAGs(Paxillin-associated ARFGAP proteins)と命名した。現在、5種類のcDNAが得られており、その内、2種に関してほぼ初期段階の解析が終了し、論文に纏めている。ARFは哺乳類では6種のアイソフォームが存在するが、解析の終わった2種のPAG蛋白質はin vivoでそれぞれ異なったARFアイソフォームに対するGAP活性を示すこと、それらはパキシリンの細胞内での局在とダイナミックスの制御に互いに異なった機序により関与していること、さらには、細胞運動の制御にも関与していることを明らかにしている。特に、パキシリン結合性蛋白質として単離したこのようなPAG蛋白質が全てARFGAP活性を持っていることは、パキシリンのフォーカルコンタクトへの集積過程は、その過程自身に対して何らかの負のフィードバック制御機構を持っていることを示唆している。また、単球の成熟過程において発現誘導されるPAGが存在し、それは、ヒト動脈硬化病変における泡沫細胞に高レベル発現していることも観察している。
植物細胞壁を炭素源かつ反応場とした、新奇な機作によるニューカーボンの創製

木質バイオマスの植物細胞壁を炭素源かつ反応場とする方法により、特徴的な構造と性能を有する炭素材料(円錐黒鉛ウィスカー)を製造し、その分離精製技術を見出した。木質原料にSiを加え、不活性ガス中>2000°Cで加熱することで、炭化過程で熱分解ガスに含まれるCが、再度細胞内腔に沈着されることで、元の木質の構造履歴に左右されない特徴ある高規則性の炭素構造として得られる。この円錐黒鉛ウィスカーの超分子らせん積層という特徴的な構造について電子顕微鏡を用いて原子レベルで解明した。また硫酸などを内部に取り込むインタカレーション特性、熱に応じて可逆的に伸縮するモバイル特性を持つことを見出し、機構を明らかにした。シリカ含有木材を炭化すると、フィラメント状炭素物質が細胞内腔に成長する。このフィラメントは、グラフェンが旋回円錐状に堆積した、炭素超分子である。この炭素フィラメントの成長には、従来の炭素材料製造と異なる特殊な反応条件を要したため、応用はおろか基礎物性の研究がこれまで殆ど進んでいない。木質細胞が、原料・反応場としてこの炭素フィラメント成長に適し、再現性よく製造できることをつきとめた。しかしながら、生成の機構に関する詳細は解明されていない。そこで本研究では、まずこの炭素フィラメントの生成機作への木質細胞の寄与についての解明を通し、植物バイオマス発のニューカーボン創製へ応用することを目指した。当該年度は、ゲル法によってセルロース凝集体から人工的に足場を調整することで、フィラメント成長の機構に関する知見を得ることを目指した。しかしながら実験の結果、当初の予想に反してゲル濃度によって足場が均一に形成されないことが明らかとなり、研究遂行上、均一な足場で形状を変え、比較・検討することが不可欠であることから、足場調整にゲル濃度がどのように関わるか明らかにする実験を実施する必要を見出した。このように製造制御の不具合により、予備実験段階を抜けられず「研究方式の決定の困難」に直面したため、本格実験に踏み切り条件設定を幾通りにも降るようになると、炭化炉るつぼ、炭化炉断熱材などの消耗が予測されたので、これを物品費として繰越計上した。一方で、異なる植物種で、生成するフィラメントの形態・サイズが異なることを見出した。これを利用して細胞特徴の比較により、フィラメント生成機構に関する考察を進めた。本研究の計画は、1種結晶足場の調整、2マイクロ空間の調整、3他のニューカーボン創製への応用の、3つのサブテーマから成る。上述のように、1において、セルロースゲル構造体の利用に関して想定外に検討を要したため、引き続き次年度への課題としたが、一方で異なるフィラメントの形態・サイズを与える植物種を見出したことから、実験を進めることができた。よって「(2)おおむね順調に進展している」とした。植物を>2000°Cで炭化すると、細胞内腔に円錐黒鉛ウイスカー(cone-shaped graphitic whisker, CGW)が形成される。CGWはらせん円錐状に連なって積層した1枚の炭素六角網平面から成る超分子構造である。CGWは木質では細胞壁の熱分解ガスが炭素源となり気相成長で形成されるが、このときSiCの結晶が核となり、安定な成長に適した円錐頂角を与える。反応場としての足場や微小空間がウイスカー形成にどのように作用するかを解明することを目的とした。植物に含まれるケイ酸体も、熱処理の過程で分解してSiCとなり、CGWの核となり得ることに着目した。核としてSiCを外部添加した場合と、元来含まれるケイ酸体による場合とで、CGW形成に差異が現れるかを、スギ木部、サトウキビ茎、籾殻を試料として検討した。SiCを添加して作用させた場合、CGWの径は植物種によらず>2.1 μmとなるが、元来含有されているケイ酸体を作用させた場合にのみ0.9 μmの細径のCGWが形成された。ケイ酸体が木質に内包された構造であることが、CGWの形成機構に影響していることを見出した。さらに本研究遂行の過程で、密度勾配遠沈法によるCGWの精製にも成功した。CGWの浮沈法密度値は、電子回折法密度によって予めCGWの基本構造(らせん円錐状超分子)構造規則性に基づく密度値より、若干小さいことが判った。溶媒中でCGWが表面構造に起因する浮力をうけて低いみかけ密度としてふるまう可能性を示唆する結果を得た。CGWの成長には足場と核を要するため、これらが必然的に不純物として生成物に混入する。CGWの基礎物性を解明し、工業的利用に向けた研究を進めるには、不純物からのCGWの分離精製は必須であり、これに向けて展開を可能にする重要な成果といえる。初年度は主として旋回円すい炭素フィラメントの形成に関して1と2に取り組んだが、凝集体について、構造をさらに制御する必要があり、引き続き12に取り組んだ。そこで1セルロースゲル構造体の利用も含めたナノセルロース材料を活用した各種の結晶足場形成、および水ガラス含浸、シリル化等によるSiの分散程度の異なる試料調整等をテーマに遂行しつつある。2ではセルロース膜マイクロロールの巻き径制御の方法を検討し、これをマイクロ空間として用いることを試みている。イネ科植物など異なる植物種を利用したところ、ウイスカの形状に大きな変化が見られた。このことにより、核となる粒子のサイズが大きく寄与していることが判った。

特に、サブマイクロ径のウイスカの安定的な合成が初めて可能となったことは意義深い。また、一連の観察を通して、これまで明らかでなかった成長点について、成長方向側(upgrowth)であることが判明した。このように、未だ進行中の事項があるものの、当初の計画以上に進行した事項もあることから、(2)おおむね順調に進展している、とした。木材にSiCを添加し2000°C以上に加熱して炭素化する過程で、細胞壁内腔に円錐黒鉛ウイスカ(Cone-shaped graphitic whisker, CGW)が生成する。CGWは、炭素六角網平面が連続してらせん円錐状に積層した、径数μm、長さ10100μmの針状の炭素物質である。そのユニークな構造から特徴ある物理・機械的性質が推測されるが、吸着や電気化学挙動などの物性測定に必要な、純度と量を満たす生産方法を確立することが求められる。これまで経験的に、木材を原料として用いるとCGWは比較的容易に得られることがわかっている。その原因として、木質細胞が数&micro;m程度の細胞壁で仕切られた空間をなし、炭化時に発生する熱分解ガスを留めて、結晶性炭素が化学的気相成長する反応場(マイクロリアクター)として機能するためと考えられる。このマイクロリアクター機構について検討するためのモデルとして、孔径や膜厚を人為的にコントロールできる可能性のある氷晶成長モノリス構造体に着目した。キトサンを用いたモノリス構造体の調製を試み、さらに、モノリス構造体をマイクロリアクターとしたCGWの製造を試みた。キトサン酢酸水溶液を急冷して氷晶を成長させてモノリス構造体を調製した。他の素材によるモノリス製造に関して既往文献では、モノリス調製時の凍結速度がモノリス孔径に、用いた溶液の濃度が隔壁の膜厚に影響することが報告されている。キトサンモノリスにおいても同様の現象を確認した。キトサンモノリス構造体は不融化等の処理を加えずそのまま炭化しても、細胞構造を維持していた。キトサンモノリス炭化物にSiCを添加して2000°Cで加熱することで、木材を原料とした場合と同様にCGWを形成させることに成功した。得られたCGWの収率・形状と、キトサンモノリスの細胞構造特性との相関について解析中である。木質バイオマスの植物細胞壁を炭素源かつ反応場とする方法により、特徴的な構造と性能を有する炭素材料(円錐黒鉛ウィスカー)を製造し、その分離精製技術を見出した。木質原料にSiを加え、不活性ガス中>2000°Cで加熱することで、炭化過程で熱分解ガスに含まれるCが、再度細胞内腔に沈着されることで、元の木質の構造履歴に左右されない特徴ある高規則性の炭素構造として得られる。この円錐黒鉛ウィスカーの超分子らせん積層という特徴的な構造について電子顕微鏡を用いて原子レベルで解明した。また硫酸などを内部に取り込むインタカレーション特性、熱に応じて可逆的に伸縮するモバイル特性を持つことを見出し、機構を明らかにした。引き続き、セルロースゲル構造体の利用も含めたナノセルロース材料を活用した各種の結晶足場形成、および水ガラス含浸、シリル化等によるSiの分散程度の異なる試料調整等をテーマに遂行する。さらに3他のニューカーボン創製への応用へと進める。
マウス接触光過敏症における抑制T細胞および抑制因子の免疫学的研究

接触光過敏症は遅延型アレルギーの一型である.我々は免疫担当細胞間相互作用及びH-2遺伝子ハプロタイプが明らかなマウスにおいて実験的接触光過敏症誘導法を確立した.感作成立には感作物質塗布と長波長紫外線(UV-A)照射を必要とする.一方,短波長紫外線(UV-B)前照射部位では感作成立が抑制される.これら感作不成立マウス脾には過敏症のafferent limbを抑制する抑制性T細胞が存在する.我々はこの抑制性T細胞の抗原特異性,表面形質及び抑制性T細胞由来の可溶性因子である抑制因子について免疫学的に検討した.1.テトラクロロサリチルアニリド(TCSA)接触光過敏症抑制に関与する細胞の抗原特異性及び表面形質の決定:UV-B前照射によるTCSA接触光過敏症不成立マウスより得た脾細胞を正常マウスに注入したのち, TCSAとは関連性のないハプテン,ジニトロフルオロベンゼンで感作したところ,過敏症は成立した.これは抑制性T細胞はハプテン特異性が高いことを示している.また,脾細胞を注入前に抗Ly1^+抗体,抗Ly2, 3^+抗体あるいは抗L3T4抗体と補体で処理し,抑制細胞の表面形質を検討した.抑制細胞はLy1^+, Ly2, 3^-, L3T4^+T細胞であった.2.抑制因子の抽出:感作不成立マウス脾細胞,胸腺細胞をfreeze-thawingにて破壊,遠沈後,得た上清を連日投与しつつTCSA光感作を行ったところ, TCSA光惹起は抑制されたが, TCSAによる単なる惹起はみられた.これは抑制因子が光ハプテン特異的であることを示している.さらに抗Ia抗体アフィニティーカラム及びTCSA-BSA光ハプテンアフィニティーカラムへの吸着性を調べたところ,抑制因子はIa陽性でハプテン結合部を持つことが判明した.これらの結果より, UV-B前照射により生じた抑制性T細胞は,光ハプテン結合部を持つIa産物を抑制因子として産生放出し,接触光アレルギーを抑制することが判明した.接触光過敏症は遅延型アレルギーの一型である.我々は免疫担当細胞間相互作用及びH-2遺伝子ハプロタイプが明らかなマウスにおいて実験的接触光過敏症誘導法を確立した.感作成立には感作物質塗布と長波長紫外線(UV-A)照射を必要とする.一方,短波長紫外線(UV-B)前照射部位では感作成立が抑制される.これら感作不成立マウス脾には過敏症のafferent limbを抑制する抑制性T細胞が存在する.我々はこの抑制性T細胞の抗原特異性,表面形質及び抑制性T細胞由来の可溶性因子である抑制因子について免疫学的に検討した.1.テトラクロロサリチルアニリド(TCSA)接触光過敏症抑制に関与する細胞の抗原特異性及び表面形質の決定:UV-B前照射によるTCSA接触光過敏症不成立マウスより得た脾細胞を正常マウスに注入したのち, TCSAとは関連性のないハプテン,ジニトロフルオロベンゼンで感作したところ,過敏症は成立した.これは抑制性T細胞はハプテン特異性が高いことを示している.また,脾細胞を注入前に抗Ly1^+抗体,抗Ly2, 3^+抗体あるいは抗L3T4抗体と補体で処理し,抑制細胞の表面形質を検討した.抑制細胞はLy1^+, Ly2, 3^-, L3T4^+T細胞であった.2.抑制因子の抽出:感作不成立マウス脾細胞,胸腺細胞をfreeze-thawingにて破壊,遠沈後,得た上清を連日投与しつつTCSA光感作を行ったところ, TCSA光惹起は抑制されたが, TCSAによる単なる惹起はみられた.これは抑制因子が光ハプテン特異的であることを示している.さらに抗Ia抗体アフィニティーカラム及びTCSA-BSA光ハプテンアフィニティーカラムへの吸着性を調べたところ,抑制因子はIa陽性でハプテン結合部を持つことが判明した.これらの結果より, UV-B前照射により生じた抑制性T細胞は,光ハプテン結合部を持つIa産物を抑制因子として産生放出し,接触光アレルギーを抑制することが判明した.
映像メディアに基づく子どもに関する表象―発達の解釈への影響と社会文化歴史的変遷

映像の持つ豊かな表象構成機能を重視した映像発達研究法を構築し提唱することを最終目的とした研究の一環として、NHKの公共放送映像資料を基に、子どもの表象構成とその表象実践の過程を実証しようとした。社会文化歴史的検証を目指し、日本の歴史的3期(第一次、第二次ベビーブーム世代、その子どもの少子化世代)の子ども表象構成と表象実践を比較し、さらに欧米の映像による子ども表象構成と比較し、映像による子どもの表象構成が表象実践に影響する共通性と、時代文化による内容の差異を実証しようとした。結果として、子どもの権利や子どもを主体とした研究・社会的実践における映像の役割の検討という新しい課題が示唆されたH26年は、日本の映像による子どもの表象について、歴史的な出生率の変動を考慮した3世代に基づく3期の分析を完了し、その上で、視聴者の表象構成と表象実践のインタビュー調査を行う予定だったが、調査の方は達成できなかった。しかし分析結果は学会発表を行うことができた(映像メディアによる発達表象と時代効果:公放送映像メディアの分析2015年3月、日本発達心理学会第26回大会)。また、海外資料収集と分析は米国中心に行い、米国発達心理学会が発達方法論に関する会議を開催したので予定通り9月に参加し、量的および質的技法としてのインタビュー法や映像研究に関する情報収集を行い、映像文化人類学センターのある米国南カリフォルニア大学に資料閲覧に赴くことができた。本研究で相対化するための映像実践の興味深い歴史もあり、資料も参照できる米国文化人類学会の映像文化人類学の会議に参加し実践と理論両面から学ぶことができた。米国の映像資料収集について子どもの表象の構成を、日本の映像の場合と同じように行うため、資料の収集が進んだ。映像ジャンルは共通で、歴史上の出生人口動態に基づくベビーブームの2世代期間の映像から抽出する目的で、写真を含む映像資料を収集した。また現在翻訳中の書籍(Alderson,P. & Morrow,V. 2011 )や欧米の倫理規定も参照しつつ、本研究では、視聴者の適正な発達表象構成に寄与するために、子どもの映像化資料について過度に閉鎖的な倫理観に代わる方法を提案することも目的とする。本来H28年度の目的に挙げていたが、H26年度にもその成果を得ることができた(子どものフィールド参与観察における倫理2014年10月質的心理学フォーラム第6号、子どもの権利と研究倫理発達心理学の活躍の場2015年2月、日本発達心理学会ニューズレター第74号)。H27年は、本課題研究で検討を行っている、出生数に基づく日本の3世代(第一次ベビーブーム世代(1947ー1949出生)の団塊世代を親とする団塊ジュニア世代とその子の世代が0-12歳の期間(1971ー1986)と(2000ー2018→2013))における、子どもや発達、教育の表象構成、表象実践について映像と非映像要因の影響の検討を、文献とインタヴューによって行い、映像の効果を明確にしようとした。英国王立研究所15回民族誌フィルム祭(6月)と、山形国際ドキュメンタリー映画祭(10月)に赴き、映像資料収集、情報収集を行った。分析対象の映像を吟味しエンバーゴ様に時差をもって販売されるコンテンツを収集分析継続中である。さらに本課題研究のもう一つの研究目標である、研究及び日常における映像利用のガイドラインについて、理論的及び具体的な考察を進め、映像利用の倫理的、道具的妥当性について分析結果を学会報告した。倫理的妥当性の検討では、映像化された対象(子ども)が危害を加えられず、全情報開示を受け、自己決定、匿名性、秘密の保護の権利を尊重されることに関してどのような配慮がなされているかを検討した。その結果、日常や現実からの正否偏向の問題、偏向検証過程の検討とその重要性。子どもの表象形成への映像の妥当な寄与の検証の必要性が明確になった。また道具的妥当性の検討では、子どもの表現に映像メディアが利用される必然性、他のメディア(描画、言語的説明、ミニチュアなど)との代替可能性の有無や意味付けの差異を検討した。その結果、子どもの表象形成に寄与するメディアの道具的妥当性については、不可逆的な技術革新信仰と表現媒体の代替可能性の意味に関するメタ理論が必要であることが分かった。これらの結果は上記3世代の時代の推移とともに問題の質・量が変化していた。H28年度もこの点をさらに深く検討していく。H27年度の研究達成状況は全体として順調だが、当初の計画に照らすと達成度の高かった点と低い点が混在する。H27年度にアーカイブス学術利用の公募がなかったこと及び東京のNHK放送博物館改築のためNHKアーカイブスの利用ができず、3世代各時期のテレビ放送コンテンツの具体的な分析が滞った。しかし再開したNHKアーカイブス学術利用に応募しH27年3月より再度コンテンツ閲覧権を得たのでその準備としてH27年度までに得たコンテンツリストなどメタデータの整理と分析方針を本課題研究の目的に合うよう再構築した。この分析はH28年度の研究内容として実践していく。達成度の高かったのは、映像利用の倫理的基準について、各時期の倫理的妥当性の分析を行う枠組みを、文献研究及び海外フィルム祭参加の情報収集によって構築したことなどである。最終年度は各種資料収集、資料分析を統合し、映像発達研究法構築の理論化を行う予定であり、現在継続中の部分を残して、当初の目的範囲で達成された。

海外資料分析については、学会日程や相手先の事情で直接の出張は実現しなかったが、新しい文献の刊行や学会資料の収集を効果的に行うことが出来た。海外資料との相対化により日本の映像による子ども表象構成の特色を明確にするという目的については、平成28年度に2期6か月間NHKアーカイブス学術利用による番組閲覧が可能になり、資料ノートを作成、分析することができた。本研究の研究目標である、映像資料を発信する映像発達研究法の構築には、その重要な要件に研究上及び日常における映像利用のガイドラインについて考察することも含んでいた。平成28年は社会科学研究における倫理に関する英国のガイドラインハンドブックを翻訳した(Alderson,P. & Morrow,V. 2011The Ethics of Research with Children and Young People A Practical Handbook., SAGE.)。本書や欧米の倫理規定も参照しつつ、子どもの映像化資料について、視聴者の適正な発達表象構成に寄与するために、倫理遵守のみを目標とした過度に遮蔽された人物映像に代わる方法を提案する。平成26-28年度を通じて本研究では公共放送映像分析から新たに映像利用の倫理問題が焦点化され、平成29年度以降の研究計画では1社会文化歴史的観点からのさらなる探索と理論的精緻化を行うために、国内外の放送映像資料の分析を行うほか、2子どもの権利を射程に入れた新しい枠組みを提起した。そこで平成29年以降の研究では、児童の権利条約の概念化を組み入れ、子どもと協同する研究のモデル化によって倫理的問題に配慮した、映像利用の発達心理学研究法の構築を目指す。映像の持つ豊かな表象構成機能を重視した映像発達研究法を構築し提唱することを最終目的とした研究の一環として、NHKの公共放送映像資料を基に、子どもの表象構成とその表象実践の過程を実証しようとした。社会文化歴史的検証を目指し、日本の歴史的3期(第一次、第二次ベビーブーム世代、その子どもの少子化世代)の子ども表象構成と表象実践を比較し、さらに欧米の映像による子ども表象構成と比較し、映像による子どもの表象構成が表象実践に影響する共通性と、時代文化による内容の差異を実証しようとした。結果として、子どもの権利や子どもを主体とした研究・社会的実践における映像の役割の検討という新しい課題が示唆されたH26年度の研究達成の遅れは、研究補助の人材確保が十分でなかったことに起因する。二名の補助者を依頼していたが、就職やほかの事情で十分な補助を達成できなかった。しかし未だに未達成な部分についても手順はすでにできているので今年度はより確実な補助を依頼しピッチを上げたい。また、H26年8月に研究の分析を行っていた古いパソコンが壊れたこと、そのデータ回復にひと月ほどかかったことなども遅延の原因の一つである。パソコンの購入はH26年の予算に計上してあったが、本研究遂行に適切な機種がなかったため、今後購入する予定である。以上の理由による遅延以外には、日本の映像による子どもの表象について、歴史的な出生率の変動を考慮した3世代に基づく3期の分析を完了したうえで、資料収集、倫理的検討などは予想以上に進み、H27年の研究の土台としては十分な段階に至っている。H28年度は、最終年度のため各種収集、分析資料を統合し、映像発達研究法構築の理論化を行う。
頭骨の形態から探るイルカ類多様化の要因

ハクジラ類の多くの種が特有の左右非対称な頭骨の形態に着目して研究を進めてきた.申請者は,頭骨の左右非対称性が従来言及されてきたものと当てはまらない場合があることを明らかにしてきた.この頭骨の左右非対称性は,鳴音の発信機能と関係している可能性が考えられてきた.具体的には,頭骨が対称なもの周波数帯が狭くモノモーダルな鳴音(NBHF)を,非対称なものは周波数帯が広くバイモーダルな鳴音(広帯域な鳴音)を発生するといわれている.ハクジラ類はこの鳴音を下顎で受信している.この鳴音の受信機能と非対称性との関係を示唆した先行研究はあるが,ハクジラ類下顎骨の左右非対称性と鳴音環境間の具体的解析例はない.そこで本研究では,ハクジラ類の中でもマイルカ上科(イルカ類)下顎骨の左右非対称性と鳴音タイプとの関連について,幾何学的形態解析の手法を用いて検討を行った.その結果,NBHFを発するネズミイルカ科において,下顎骨の輪郭に有意かつ方向性のある非対称性が存在すること,また非対称性の程度も他のものに比べて著しいことを示している.一方,マイルカ科のセッパリイルカ属では,ネズミイルカ科同様にNBHFを発するにもかかわらず,広帯域な鳴音を発する他のマイルカ科・イッカク科同様,非対称性の程度が小さく,有意差も方向性も認められないことがわかった.また,下顎骨の左側から右側への“変形"の様式については,セッパリイルカ属を含むマイルカ科とネズミイルカ科・イッカク科がそれぞれ系統特異的なパターンを示すことがわかった.今後は,マイルカ上科下顎骨の左右非対称性の要因を明らかにすると共に,対象を拡大し,ハクジラ類全体の下顎骨の左右非対称性と頭骨の左右非対称性がどのように関連するのか,明らかにしていきたい.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。現生イルカ類,特にマイルカ上科の系統進化を考える上で,直接祖先となる科が出現・放散した中新世は重要な時代である.その中でケントリオドン科から現生マイルカ上科が派生したと考えられている.ところが,このケントリオドン科を含むマイルカ上科の分類の詳細はわかっていない.これは,種内変異の幅を考慮されていないことによるところが大きい.そこで,種内変異をきちっと把握した上で化石種の分類基準の再検討を行うことで,中新世以降のイルカ類(特に,マイルカ上科)の系統関係を明らかにできると考える.そのために,現生イルカ類の頭骨の形態解析を,従来の主成分分析やshape analysis(ランドマーク法等)と合わせて,線形では計測・表現のしにくい「難計測的形質」に見られる変異の幅について明らかにすることを目的とした.本年度は,この頭骨の形態解析に必要な基礎データの収集を行った.現生種については,国内の各収蔵機関から借用した頭骨を用い,網羅的にCT撮像データの収集を行った.この中には,イルカ類の中でも音響機能の面で特有なスナメリをはじめとするネズミイルカ科やマイルカ科のセッパリイルカ属のイロワケイルカを含まれる.また,化石種については,国内外の収蔵機関で標本調査を実施し,系統解析に必要なデータの収集を行った.今後は,この現生種の結果に基づき,化石イルカ種の分類基準を見直し,ケントリオドン科を含むマイルカ上科の系統進化を解明する.また,イルカ類の多様な系統進化を考える上で,イルカ類に特異なエコーロケーション(音を使用して周囲の環境を把握する)能力の獲得が重要である.イルカ類頭骨に特有の「気洞」と音響機能の関係性を明らかにし,脳と音響機能の研究についても検討する.この系統進化と音響機能発達を照合し,音響機能の発達がイルカ類の多様化の要因となったことを古生物学的に検証する.ハクジラ類の多くの種が特有の左右非対称な頭骨の形態に着目して研究を進めてきた.申請者は,頭骨の左右非対称性が従来言及されてきたものと当てはまらない場合があることを明らかにしてきた.この頭骨の左右非対称性は,鳴音の発信機能と関係している可能性が考えられてきた.具体的には,頭骨が対称なもの周波数帯が狭くモノモーダルな鳴音(NBHF)を,非対称なものは周波数帯が広くバイモーダルな鳴音(広帯域な鳴音)を発生するといわれている.ハクジラ類はこの鳴音を下顎で受信している.この鳴音の受信機能と非対称性との関係を示唆した先行研究はあるが,ハクジラ類下顎骨の左右非対称性と鳴音環境間の具体的解析例はない.そこで本研究では,ハクジラ類の中でもマイルカ上科(イルカ類)下顎骨の左右非対称性と鳴音タイプとの関連について,幾何学的形態解析の手法を用いて検討を行った.その結果,NBHFを発するネズミイルカ科において,下顎骨の輪郭に有意かつ方向性のある非対称性が存在すること,また非対称性の程度も他のものに比べて著しいことを示している.一方,マイルカ科のセッパリイルカ属では,ネズミイルカ科同様にNBHFを発するにもかかわらず,広帯域な鳴音を発する他のマイルカ科・イッカク科同様,非対称性の程度が小さく,有意差も方向性も認められないことがわかった.また,下顎骨の左側から右側への“変形"の様式については,セッパリイルカ属を含むマイルカ科とネズミイルカ科・イッカク科がそれぞれ系統特異的なパターンを示すことがわかった.

今後は,マイルカ上科下顎骨の左右非対称性の要因を明らかにすると共に,対象を拡大し,ハクジラ類全体の下顎骨の左右非対称性と頭骨の左右非対称性がどのように関連するのか,明らかにしていきたい.本年度については,基礎データの収集については,当初の計画よりも進んだ.その一方で,3次元データの解析が計画よりも進展が見られなかった.このことから,研究の進捗状況については,進んだ分と遅れた分が相殺され,当初の計画通りの進行具合といえる.27年度が最終年度であるため、記入しない。今後の推進策としては,十分な基礎データの収集を終えたので,これらの解析を行っていく.これには,shape alalysisを,既存の研究と比較しやすい2次元での解析と「難計測的形質」の定量化に有効な3次元での解析を並行して行う.これにより,「難計測的形質」の定量的評価および分類基準の再検討を行う.また,これまで得られた骨格・化石の三次元データ基に,モデリングを行い,「気洞」と音響機能(特に聴覚)との関係を明らかにする.そして,現生イルカ類の祖先的分類群であるケントリオドン科の系統進化とイルカ類における音響機能の発達史を照合することで,イルカ類の多様化と音響機能の関係を明らかにする.合わせて,endocastを用いた脳容積の発達との関連も明らかにする.27年度が最終年度であるため、記入しない。
ガンジスカワイルカの生態解明のための高精度長期音響観測システムの開発と展開・運用

絶滅危惧種であるガンガンジスカワイルカの生態情報を高精度で取得し、イルカのエコーロケーション戦略を明らにして、人的および外的環境変化に適応するためのイルカ行動を理解しイルカの保護・保全に資する長期音響計測システムを開発した。定点での長期音響計測により、イルカの高周波クリック音を取得しサーバに集積。ICI(Inter-click Interval)をパラメタとした解析により、子供のいるイルカのグループの自動抽出に成功した。また、河川の広範囲を移動するイルカ行動のダイナミクスを理解できる移動型音響計測システムを開発、定点観測と組み合わせた高精度な広域イルカ音響計測システムを構築した。インドのデリーから南東約100kmに位置するナローラ付近を流れるガンジス河のホットスポットに設置した既存の定点長期リアルタイム音響生態観測システムを基にして、計測の高精度化と観測流域の拡大とを図り。気象変動や人間活動に起因する河川環境変化のガンジスカワイルカの生態に与える影響を評価するための環境計測により観測の総合化を図るため、平成24年度には、棲息流域内でのイルカ行動の総合的理解のために、以下の研究を推進した。・10kmにわたる棲息流域を往来するイルカの3次元位置情報を広範囲にわたり取得するため、既存6素子ハイドロフォンアレイシステムの別に新たに6素子ハイドロフォンアレイシステム(共通スペック)を開発、2012年11月より同時に試運用を開始、2013年4月現在、観測を継続中である。双方のアレイの時刻同期を取ることで、各観測システム間を行き来するイルカの特定ができる観測システムの基礎を開発した。・リアルタイムデータ転送システムを利用してデータベースを構築、イルカデータ、環境データ、録音システムログデータを1時間毎にアップロードすることで、日本にいながらインドで計測中のデータを解析することを可能とした。・取得したイルカの音響データのICI(Inter-Click Interval)解析と目視情報との総合により、生まれて6ヶ月程度のガンジスカワイルカのクリック音の音響特性を解明するとともにクリック音の特徴を利用した子供のイルカの自動発見アルゴリズムを開発しデータベースに付加した。・棲息流域の河底底面の詳細な観測および環境変化に適応して行動するイルカのエコーロケーション戦略を高精度に解明するため、イメージングソーナー(音響カメラ)を導入、音響データとのマッチングにより、イルカがイルカ道として選択する河底地形に関する情報およびかイルカが滞留傾向を示すホットスポットにおける棲息魚類の種類と個体数および時系列的な情報を定量化するための基礎データを取得した。イルカ行動と環境変化および生態系に関する基礎計測データの総合により、日々変化する環境の中でイルカがエコーロケーション戦略をどのように駆使してその行動を決定しているか、イルカ行動の変化と環境変化との関係を定量的に評価するため解析を進めている。-さらに、別課題で開発中の曳航式小型ハイドロフォンアレイによるイルカのリアルタイム分布調査システムを開発し、2012年11月、試運用を行った。定点観測ステーションでの2組のアレイシステムによる長期音響モニタリングにより、半径約200m内のイルカ行動の高精度計測を実施する一方で、目視+リアルタイム音響計測によるセンサス手法を開発し、ナローラ堰カルナバス間の約12kmのガンジスカワイルカの棲息流域で緊急センサスを実施した。また、開発したICI(Inter-Click Interval)を用いた短いICIの検出手法の検証と改良を進めている。2013年、6月7月、ガンジス河上流で大洪水が発生、観測ステーションの位置するナローラ堰カルナバス間の約12kmの流域に棲息する約1520頭のガンジスカワイルカの多くが堰を越えて下流に流された。生態系保全のため、流域に残るイルカの正確な頭数を調査する事がを急務となった。効率的なセンサスには目視と音響を組み合わせた手法が有効である。また、イルカ発見率の向上には、現場において目視と音響情報を照合し相互補完することが効果的である。そこで、曳航式小型ハイドロフォンアレイを改造し、イルカの方位データをリアルタイム表示できるGUI機能を付加したリアルタイムセンサス手法を開発。11月19日20日の2日間、対象流域にて緊急センサスを実施した。両日のリアルタイムセンサス結果から、音響データの優位性と安定性が示され、洪水後流域に残るイルカは少なくとも6頭と現場で判断、結果は、直ちに関係機関に報告され地元メディアに報道された。その後の音響データのオフライン解析によりリアルタイムセンサスの結果が検証された。また、センサスによるイルカ分布状況から、イルカの日々の移動パターンが確認された(初日:ステーションの上流側1頭、下流側5頭、二日目:上流側5頭、顆粒側1頭)。定点観測ステーションの音響データ解析から、イルカの移動が朝と夕刻の2回見られる事が判明。現在、イルカ行動の詳細解析を行っている。