hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ガス発生剤による超塑性アルミニウム合金板材のRB/SPF

高温に曝されると自動的に熱分解し,不活性なガスを発生する薬剤(ガス発生剤)を用いて,昇温過程中の気体の膨張仕事に基づく超塑性アルミニウム合金板材の成形加工を試行した.従来の高温成形用機器を簡素化,廉価にし,予想される労働環境の改善も不随するターゲットとなる.チタン合金製の航空機中空構造体を製作する際に使われているSPF/DBのうち, RB(圧着圧延)をDB(拡散接合)の代わりに導入し,超塑性アルミニウム合金のガス発生剤による成形加工の可能性,及びトラス構造体のような中空構造部材の製作についても検討した.これまでに得られた研究結果をもとにして,トラス構造,ハニカム構造の製作を重点的に検討した結果,以下の成形上問題となるいくつかの検討課題が明らかになった.1.圧着圧延時にコアとなる板材の表裏に印刷するSTOP OFF+ガス発生剤の選択及び最適な混合比.2.加熱成形後の冷却過程において,成形部内の圧力が負圧になることがある.この時成形部板厚が薄くなりすぎていると凹みが生ずる.この減少の防止策.3.界面の接合強度が低いと成型時にはく離を生じやすいので,界面強度を高く維持しなければならない.4.印刷パターンのゆがみを生じさせないように圧延精度を向上させなければならない.これらの課題に対して,先ず専用の温間圧延機を新たに導入し,種々の材種間での接合界面強度を計測の上,最強の組み合わせ(スキン材:A1050,コア材:SPZ)を選択,加えて圧着圧延前の表面処理を工夫など,考えられる改善を工程中の作業に施した.その結果,トラス構造体については製品として実際の使用に耐えられるような優れた成形体を得ることができた.高温に曝されると自動的に熱分解し,不活性なガスを発生する薬剤(ガス発生剤)を用いて,昇温過程中の気体の膨張仕事に基づく超塑性アルミニウム合金板材の成形加工を試行した.従来の高温成形用機器を簡素化,廉価にし,予想される労働環境の改善も不随するターゲットとなる.チタン合金製の航空機中空構造体を製作する際に使われているSPF/DBのうち, RB(圧着圧延)をDB(拡散接合)の代わりに導入し,超塑性アルミニウム合金のガス発生剤による成形加工の可能性,及びトラス構造体のような中空構造部材の製作についても検討した.これまでに得られた研究結果をもとにして,トラス構造,ハニカム構造の製作を重点的に検討した結果,以下の成形上問題となるいくつかの検討課題が明らかになった.1.圧着圧延時にコアとなる板材の表裏に印刷するSTOP OFF+ガス発生剤の選択及び最適な混合比.2.加熱成形後の冷却過程において,成形部内の圧力が負圧になることがある.この時成形部板厚が薄くなりすぎていると凹みが生ずる.この減少の防止策.3.界面の接合強度が低いと成型時にはく離を生じやすいので,界面強度を高く維持しなければならない.4.印刷パターンのゆがみを生じさせないように圧延精度を向上させなければならない.これらの課題に対して,先ず専用の温間圧延機を新たに導入し,種々の材種間での接合界面強度を計測の上,最強の組み合わせ(スキン材:A1050,コア材:SPZ)を選択,加えて圧着圧延前の表面処理を工夫など,考えられる改善を工程中の作業に施した.その結果,トラス構造体については製品として実際の使用に耐えられるような優れた成形体を得ることができた.アルミニウム合金製のトラス中空構造体による壁材が,最新型の新幹線700系のぞみの車体に採用されている.また,せっ頭円錐円錐形の小さな突起形状をアルミニウム合金板材の面内に加工し,接着により上下に平らな板材を接合した軽量,高強度の床材の輸送車両への採用も検討されている.このように高比強度のアルミニウム合金板材をさらに構造体として検討し,一体としての剛性,曲げ強度,破損強度等の向上を図るべく,加工法や実機に搭載されたときの性能検査等がアルミニウム業界で実験的に検討されている.このような現況を踏まえて,本研究は高比強度でかつ高温では超塑性を発現する各種アルミニウム合金板材を対象にして,ガス発生剤を利用したRB/SPF(Roll Bonding/SuperPlastic Forming)によってトラス構造体,ハニカム構造体を低コストで製作することを,主として実験的に研究した.工程は表面処理,スクリーンプリント,プリパック,圧着圧延及び加熱・成形から構成される.本年度は特にスクリーンプリント過程を詳細に検討した.印刷スクリーンパターンを8種類新たに製作し,接合部のはく離強度,製品の表面平坦度について考察した.供試材はアルミニウム合金A1100,A3003,A5052,A5083であり,さまざまな組み合わせを実施した.本RB/SPFでは,クラッド材製作時の温間圧延が決定的に重要であり,今後改良を加えなければならないことが判明した.さらに,冷却時の成形部内の負圧による凹み,印刷される液体(STOP OFF +NH_3+ガス発生剤(ADCA))の成分調整などにも検討されなければならない点が見いだされた.高温に曝されると自動的に熱分解し,不活性なガスを発生する薬剤(ガス発生剤)を用いて,昇温過程中の気体の膨張仕事に基づく超塑性アルミニウム合金板材の成形加工を試行した.

従来の高温成形用機器を簡素化し,廉価にし,予想される労働環境の改善も付随するターゲットとなる.チタン合金製の航空機中空構造体を製作する際に行われているSPF/DBのうち,RB(圧着圧延)をDB(拡散接合)の代わりに導入し,超塑性アルミニウム合金のガス発生剤による拡散接合の可能性,及びトラス構造体のような中空構造部材の製作についても検討した.これまでに得られた研究成果をもとにして,トラス構造,ハニカム構造の製作を重点的に検討した結果,以下の成形上問題となるいくつかの検討課題が明らかになった.1.圧着圧延時にコアとなる板材の表裏に印刷するSTOP OFF+ガス発生材の選択および最適な混合比.2.加熱成形後の冷却過程において,成形部内の圧力が負圧となることがある.この時成形部板厚が薄くなりすぎていると凹みが生ずる.この現象の防止策.3.界面の接合強度が低いと成形時にはく離を生じやすいので,界面強度を高く維持しなければならない.4.印刷パターンのゆがみを生じさせないように圧延精度を向上させなければならない.これらの課題に対して,先ず温間圧延機を新たに導入し,種々の材種間での接合界面強度を計測の上最強の組み合わせ(スキン材:A1050,コア材:SPZ)を選択,加えて圧着圧延前の表面処理を工夫など,考えられる改善を工程中の作業に施した.その結果,トラス構造体については製品として実際の使用に耐えられるような優れた成形体を得ることができた.
微細粒子の形状分離装置の開発

粒子の微細化と共に粒子の球形化が強く求められている今日、従来の多くの方法による形状分離は、対象粒子径において300μm程度が下限であった。本研究に関しては、平成2年度の科研費交付により、吸引ドラム型形状分離機を開発し90μm粒子の細い球形粒子のみを選別分離することに成功した(国有特許、第1685319号、1992年)。ところがセラミックス原料粉末あるいは粉末治金用原料粉末および研摩材等では、更に微細な球形粒子の必要性が認められていた。本研究では前回と同じ方法である吸引ドラム型分離機を全面改良、製作し直し、およそ50μmの粒子の形状に基づく分離を目的とした。本装置の製作に当り、分離結果に最も影響を及ぼす細孔スクリーンの製作方法を検討し、従来のエッチング法(集積回路のパターン原版の製造に用いられている)のみでは不可能であった100μm以下の孔径をもつスクリーンの製作方法を、材料の面、製作方法に面から検討し、厚さ70μmで500×90^<mm>のベリリウム板に50μmの孔を27万個開けるのに成功した。これは繰り返し実験の成果をスクリーンの製作方法に還流し、改良を重ねる努力を行った成果であり、企業の努力に感謝したい。なおスクリーンについては改良の余地はあるものの、製作方法のもう少しの改良により理想的な孔径および孔の形状のスクリーンを作る技術を得たことになる。実験による分離結果は、球形粒子含有率が50%の試料の場合、1回の分離操作で1015%の球形粒子含有率の上昇が見られた。ニュートン効率は最大30%であり、この値は当初の目的を達している。以上の結果は、現段階では処理量が小さくて済む、工業用ダイヤモンド研摩材用粒子、粉末治金用レアメタル微細粒子等高価な原料粉末のためには十分対応できる。なお球形粒子含有率のさらなる上昇については、雰囲気の調整(静電気防止)および繰り返し分離操作で対応できる。
柔道の微妙な運動感覚を学習するためのデータベースの構築に関する研究

言葉で表現することが難しい柔道の技の運動を、音のリズムにより伝達が促進されるスポーツオノマトペ(スポーツで使用する擬音語・擬態語的な声)を指導技術として指導者及び学習者の視点を踏まえながら学習用ビデオデータベースシステムを開発した。ビデオは「学習を促すビデオ」、「技の一連動作を撮影したビデオ」、「技の3過程を撮影したビデオ」の3項目で合計98本収録した。システムは検索、学習履歴、オノマトペテロップの表示等、技の理解や習得を高める機能を実装した。開発したシステムとテキスト教材との学習効果に関する比較では、評価視点においてシステムを利用した方が有意に高いことが分かった。本研究は、言葉では表現すことが困難な柔道の技の運動(微妙な感覚)を音のリズム感により伝達が促進されるスポーツオノマトペ(擬音語・擬態語的な発声)を指導技術として運動指導者、学習者の観点を踏まえた学習用データベースシステムを開発することを目的としている。本年度の研究実績の概要は、以下の通りである。1.中学生学習者に柔道を学ばせる上で重要な技リストを、柔道指導者の指導経験をもとに厳選し各技(投げ技・固め技)においてポイントとなる微妙な運動感覚の呈示範囲を決めた。学習で視聴する映像コンテンツの数は、基本動作、投げ技、固め技ともに安全性、学習時間、学習段階を考慮した適切な量を設定した。また、映像は学習方略を加味した(1)技全体の映像と(2)技のポイントとなる局面(崩し、作り、掛け)にスポーツオノマトペを付与した映像の2タイプを考案した。2.学習者の視点から映像の見やすさ、関心を促すための映像手法を専門家と議論およびアンケート調査を行い両面から総合的にカメラアングルを検討した。1台目のカメラは正面から見て2名の演技者が対面となった状態(横面)に固定して撮り、2台目のカメラは投げ手の方向からポイントとなる身体部位にズームアップして撮ることに決定した。3.技の学習遂行に効果的な情報を備えたスポーツオノマトペデータベースの仕様イメージを設計するために、学習者が求めている仕様イメージについてアンケート調査を行い定量的に検討した結果、技のビデオ呈示、技とスポーツオノマトペの検索、技の理解度を確認する学習履歴などが有効であることが示唆された。得られた知見を整理しシステムのプロトタイプを設計した。1.言葉で表現することが難しい柔道の技(微妙な運動感覚)を、音のリズムで伝えることができるスポーツオノマトペ付随の実技ビデオを収録した。ビデオは,柔道指導及び学習効果の視点から「柔道学習の動機付けに役立つビデオ6本」,「基本動作と技の全流れを撮影したビデオ31本」,「技のポイントとなる部分(崩し・作り・掛けなど)を撮影したビデオ61本」計98本を収録した。収録されたビデオ映像の分析では,力を入れるタイミングのヒントが初心者を対象にした際,インストラクションとしての情報が少ないことが分かった。以上のことから今後は,ポイントとなる画像部位にスポーツオノマトペの表示と力を入れる方向の矢印を付与するなどの検討を加えなければならない。収録したスポーツオノマトペが運動のインストラクションに相応しい声(運動と声が連動しているか)であるかは撮影後,演技者に視聴してもらいその妥当性を確認した。2.収録された98本のビデオは、前年度に概念設計したプロトタイプをもとにマイクロソフト・アクセス(Microsoft Access)を用いてビデオのインポート・フィールドの定義,各技とスポーツオノマトペの検索機能、学習履歴機能などを開発した。3.教師が授業時において、どのように本データベースシステムを利用すれば効果的な学習が行えるかを柔道指導者にアンケート調査とインタビュー形式の議論を行って検討した結果,授業の「はじめ・なか・おわり」の各用途(模範演技の視聴,技の理解と確認)に応じて利用すること,検索機能を使ってスポーツオノマトペと学んだ技の確認を行って学習の定着を図ることが示された。(1).技の理解を促進するビデオテロップの付与21年度のビデオ映像の分析で、検討課題として挙げられた「技のポイントとなる部位の側にスポーツオノマトペテロップを付与」、「力を入れる方向に矢印型のテロップを付与」について学習促進の視点から設計・付与した。テロップを表示するタイミングや位置、サイズ感などは柔道指導者とディスカッションし決定した。テロップの付与によって、学習者が力を入れるタイミングの理解、ポイントを絞った学習・教授が可能になった。(2).開発したシステムの評価柔道のスポーツオノマトペデータベースシステムとテキスト教材(柔道の教本)との学習効果に関する比較を大学生にアンケート調査し定量的に分析した結果、「動きのリズムがつかめる」、「学んだ技が記憶に残る」、「技の動きのイメージが容易にできる」、「学習が楽しくなる」の評価視点で本システムを利用した方が有意に高いことを示した。

(3).システムのマニュアル作成と学習指導方法の提案本システムの使用方法に関するマニュアルの作成並び保健体育の教員が授業でデータベースシステムを効果的に活用するための学習指導方法のモデルを提案した。また、デザインの編集や新たな技のデータベース構築方法(Microsoft Access)に関する手順も示した。更に、システムをパーソナルコンピューターで稼働させるためのインストーラを制作し、学習者がいつでも使用できるようにした。今年度に構築・開発された成果物は、必要に応じて学校・教育機関に公開(DVDで配布する)していく。
タンパク質の迅速合成法の一般化とそれを用いたシステイン含有タンパク質の合成

筆者らが開発した蛋白質の化学合成法であるチオエステル法を、システイン含有蛋白質の合成にも適用できるようにすべく、検討を行った。昨年開発したシステイン含有部分保護ペプチドチオエステルの調製法をもとに、さらに検討を行った結果、Npys化アミノ酸を用いる固相合成法により、多数のシステイン残基をもつ部分保護ペプチドチオエステルであっても確実に目的物を得ることができることが判明した。すなわち、トリフルオロ酢酸(TFA)処理でペプチドを遊離させることができる樹脂上に、チオエステルを介してペプチドを伸長させる。その際、側鎖にTFAで除去できる保護基をもつNpysアミノ酸誘導体を用いる。システインにおいては、Npys-Cys(Tmb)(Tmb:2、4、6-トリメチルベンジル基)を用いて合成する。保護ペプチド樹脂をTFAで処理し、S-Tmbペプチドチオエステルを手際よく得ることができた。多数のシステイン残基を分子内に含むヒト免疫不全ウイルス(HIV)の産生する遺伝子活性化蛋白質であるTAT蛋白質を合成対象として取り上げ、これに対応する部分保護ペプチドチオエステルを、Bocアミノ酸あるいはNpysアミノ酸を用いて合成した。調製したセグメントを銀イオン存在下、順次縮合し、TAT蛋白質の全アミノ酸配列に対応する保護蛋白質を得た。全ての保護基を除去した後、高純度のTAT蛋白質を得ることができた。これを用いて亜鉛存在下、非存在下における構造の変化を、CDスペクトルとゲルクロマトグラフィーにより検討したが、現時点では、顕著な構造変化や2量体化などは観測されていない。この点については、今後さらに検討を加えていく予定である。本研究により、チオエステル法をシステイン含有蛋白質の合成にも適用することが可能となった。長鎖ペプチドの合成に使用可能な、システイン残基を含有する部分保護ペプチドチオエステルを調製する2つの方法を開発することができた。1つは、メリフィールド樹脂を用いてペプチドを固相合成し、低濃度のHF処理によりペプチドを取り出す方法である。システインのSH基の保護基として4-MeBzl基を用いると、この保護基が付いたままのペプチドチオエステルを得ることができる。4-MeBzl基は、銀イオンで分解を受けない。2つ目の方法は、メリフィールド樹脂よりも酸に対して安定なPAM樹脂を用いてペプチドを固相合成する方法である。合成したペプチドを高濃度のHFで処理して樹脂から取り出し、得られたペプチドチオエステル中のSH基に4-MeBzl基を導入する方法である。導入試薬4-MeBzl-Clを中性付近でペプチドと反応させると、4-MeBzl基がSH基にすみやかに導入されることが判明した。こちらの方法の方が、部分保護システイン含有ペプチドチオエステルの調製法として、より一般化が可能な方法である。2番目の方法を用いて、28残基のアミノ酸よりなるhANP(1-28)の合成を試みた。まず、保護ペプチド樹脂をHF処理し、hANP(1-9)-SC(CH_3)CH_2CO-Nle-NH_2を得、これに、MeBzl基とBoc基を順次導入してBoc-hANP(1-9)(MeBzl)-SC(CH_3)CH_2CO-Nle-NH_2へと誘導した。一方、保護ペプチド樹脂をHF処理して得られたhANP(10-28)にMeBzl基を導入してhANP(10-28)(MeBzl)を得た。両者を銀イオン存在下セグメント縮合を行い、Boc-hANP(1-28)(MeBzl)_2を得、HF処理の後、最終的にジスルフィド結合を有するhANP(1-28)を合成することができた。

以上の結果より、当初の計画通り、システイン含有ペプチドのペプチドチオエステル法による合成の基礎を作ることができた。筆者らが開発した蛋白質の化学合成法であるチオエステル法を、システイン含有蛋白質の合成にも適用できるようにすべく、検討を行った。昨年開発したシステイン含有部分保護ペプチドチオエステルの調製法をもとに、さらに検討を行った結果、Npys化アミノ酸を用いる固相合成法により、多数のシステイン残基をもつ部分保護ペプチドチオエステルであっても確実に目的物を得ることができることが判明した。すなわち、トリフルオロ酢酸(TFA)処理でペプチドを遊離させることができる樹脂上に、チオエステルを介してペプチドを伸長させる。その際、側鎖にTFAで除去できる保護基をもつNpysアミノ酸誘導体を用いる。システインにおいては、Npys-Cys(Tmb)(Tmb:2、4、6-トリメチルベンジル基)を用いて合成する。保護ペプチド樹脂をTFAで処理し、S-Tmbペプチドチオエステルを手際よく得ることができた。多数のシステイン残基を分子内に含むヒト免疫不全ウイルス(HIV)の産生する遺伝子活性化蛋白質であるTAT蛋白質を合成対象として取り上げ、これに対応する部分保護ペプチドチオエステルを、Bocアミノ酸あるいはNpysアミノ酸を用いて合成した。調製したセグメントを銀イオン存在下、順次縮合し、TAT蛋白質の全アミノ酸配列に対応する保護蛋白質を得た。全ての保護基を除去した後、高純度のTAT蛋白質を得ることができた。これを用いて亜鉛存在下、非存在下における構造の変化を、CDスペクトルとゲルクロマトグラフィーにより検討したが、現時点では、顕著な構造変化や2量体化などは観測されていない。この点については、今後さらに検討を加えていく予定である。本研究により、チオエステル法をシステイン含有蛋白質の合成にも適用することができるようになった。
光量変動と代謝調節をつなぐ新規分子の定量的手法を取り入れた構造機能解析

本研究では、(1)CP12-3の標的探索と相互作用解析、(2)CP12/GAPDH/PRK複合体の動的構造機能解析、(3)CP12-3/標的および関連酵素群の動的構造機能解析を行った。(1)については、フラベリアCP12-3の発現・精製、ならびに標的候補の酵素としてMDH, NADP-ME, PRK, GAPDHの発現・精製を試みた。CP12-3, MDH, NADP-MEについては大腸菌での発現・精製系構築することができた。さらに、まだ達成できていないGAPDHの発現・精製系の構築に取り組んだ。フラベリアGAPDHの候補遺伝子5種についてそれぞれ大腸菌発現用に最適化した遺伝子を用いて発現を試みたが、凝集産物としてしか精製することができなかった。GAPDHがCP12-3と結合する可能性が示唆されたことから、GAPDHとCP12-3との共発現系を構築した。現在、他の酵素についても発現・精製系を構築中であり、これらが精製でき次第、結合実験と構造機能解析を行う予定である。(2)については、PRKの結晶構造を決定し、それと小角X線散乱から得られた結果、および変異体実験とを合わせて論文投稿中である。さらに、高速AFM観測によるCP12/GAPDH/PRK複合体の形成を初めて確認でき、これらを詳細に解析した。(3)については、CP12-3の標的が決定でき次第、X線構造解析を行う予定である。さらに、領域内の共同研究として、C4光合成の中心酵素であるPEPCの調節機構の解明(龍谷大学古本先生)、葉緑体内のNAD/NADPバランスを司る酵素NADKの構造解析(埼玉大学河合先生)、C4光合成およびコハク酸合成の鍵酵素PEPCの構造解析(明治大学小山内先生)、低温馴化酵素RuBisCOの構造解析(東京大学矢守先生)、大腸菌でのコハク酸合成鍵酵素PEPCの構造解析(大阪大学清水先生、大阪大学栗栖先生)、ジスルフィド調節タンパク質CP12の機能利用(東京工業大学久堀先生)を進めた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。(1)については、CP12-3の発現・精製、ならびに標的候補の酵素としてMDH, NADP-ME, PRK, GAPDHの発現・精製を試みた。精製できたものについて相互作用解析を行った。その結果から、CP12-3がCP12とある程度共通の機能を有しながらも、全く同じではないことが分かりつつある。(2)については、酸素発生型光合成生物で初めてPRKの結晶構造を決定し、それと小角X線散乱から得られた結果、および変異体実験とを合わせて論文投稿準備中である。さらに、高速AFM観測によるCP12/GAPDH/PRK複合体の形成を初めて確認できた(後述)。これらの観測系の確立は、今後、CP12-3とその結合パートナーが解明できた際に役立てることができると考えている。さらに、領域内の共同研究として、葉緑体内のNAD/NADPバランスを司る酵素NADKの構造解析(埼玉大学河合先生)、C4光合成およびコハク酸合成の鍵酵素PEPCの構造解析(明治大学小山内先生)、温度馴化に関わる酵素の構造機能解析(東京大学矢守先生)、コハク酸合成の鍵酵素の構造機能解析(大阪大学清水先生、大阪大学栗栖先生)、ジスルフィド調節タンパク質CP12の機能利用(東京工業大学久堀先生)を始めた。(1)CP12-3の標的探索と相互作用解析、(2)CP12/GAPDH/PRK複合体の動的構造機能解析、(3)CP12-3/標的および関連酵素群の動的構造機能解析、それぞれにおいて進展が見られ、おおむね順調に進展していると考えている。理由を以下に述べる。(1)については、CP12-3の発現・精製系の構築に成功し、結合する候補の酵素の発現・精製系の構築もできつつある状況であるが、CP12-3の標的候補MDH, NADP-ME, PRK, GAPDHには、ホモログ遺伝子がいくつか存在していて、どの組織にどの程度発現しているかが不明な点が多い。そのため、ホモログの酵素も含めて生産・精製系の構築を引き続き行う必要がある。また、大腸菌をホストとした生産方法では、うまく発現しないものも幾つか出てきており、現在、酵母での発現系や、幾つかの可用性タグとの融合タンパク質としての発現を試みている。(2)については、酸素発生型光合成生物で初めてPRKの結晶構造を決定するなど進展が見られている。さらに、高速AFM観測によるCP12/GAPDH/PRK複合体の形成・解離の動的挙動を初めて確認できた。これは今後の(1)のCP12-3と標的との相互作用解析にも適用できると考えられる。

(3)については、当初計画になかった領域内連携として、領域内の8名の研究者と共同研究を始めており、今後も積極的に進めたいと考えている。本研究では、(1)CP12-3の標的探索と相互作用解析、(2)CP12/GAPDH/PRK複合体の動的構造機能解析、(3)CP12-3/標的および関連酵素群の動的構造機能解析を行った。(1)については、フラベリアCP12-3の発現・精製、ならびに標的候補の酵素としてMDH, NADP-ME, PRK, GAPDHの発現・精製を試みた。CP12-3, MDH, NADP-MEについては大腸菌での発現・精製系構築することができた。さらに、まだ達成できていないGAPDHの発現・精製系の構築に取り組んだ。フラベリアGAPDHの候補遺伝子5種についてそれぞれ大腸菌発現用に最適化した遺伝子を用いて発現を試みたが、凝集産物としてしか精製することができなかった。GAPDHがCP12-3と結合する可能性が示唆されたことから、GAPDHとCP12-3との共発現系を構築した。現在、他の酵素についても発現・精製系を構築中であり、これらが精製でき次第、結合実験と構造機能解析を行う予定である。(2)については、PRKの結晶構造を決定し、それと小角X線散乱から得られた結果、および変異体実験とを合わせて論文投稿中である。さらに、高速AFM観測によるCP12/GAPDH/PRK複合体の形成を初めて確認でき、これらを詳細に解析した。(3)については、CP12-3の標的が決定でき次第、X線構造解析を行う予定である。さらに、領域内の共同研究として、C4光合成の中心酵素であるPEPCの調節機構の解明(龍谷大学古本先生)、葉緑体内のNAD/NADPバランスを司る酵素NADKの構造解析(埼玉大学河合先生)、C4光合成およびコハク酸合成の鍵酵素PEPCの構造解析(明治大学小山内先生)、低温馴化酵素RuBisCOの構造解析(東京大学矢守先生)、大腸菌でのコハク酸合成鍵酵素PEPCの構造解析(大阪大学清水先生、大阪大学栗栖先生)、ジスルフィド調節タンパク質CP12の機能利用(東京工業大学久堀先生)を進めた。(1)CP12-3の標的探索と相互作用解析CP12-3と標的酵素との相互作用を高速AFMを用いて解析する。具体的には、「CP12-3の標的タンパク質は何か?」を決定するところから始め、結合した代謝物や環境の変化よって「CP12-3/標的酵素間の結合・解離の速度に変化はあるか?」、「CP12→GAPDH→PRKのように結合に順番はあるのか?」を調べる。CP12/GAPDH/PRK複合体の構造解析を行う。CP12の部位特異的アミノ酸変異体を作製することによって、CP12/GAPDH/PRK複合体の安定複合体を用いて結晶化を検討する。「CP12はGAPDH、PRKをどのように認識し制御しているか?」を分子レベルで解明する。(1)の結果と比較することによって、「CP12とCP12-3が、なぜ、どのように違うか」を考察する。(3)CP12-3/標的および関連酵素群の動的構造機能解析CP12-3の標的酵素を決定でき次第、CP12-3/標的酵素複合体の構造解析を行う。また、領域内の共同研究を積極的に進める。具体的には、葉緑体内のNAD/NADPバランスを司る酵素NADKの構造解析(埼玉大学河合先生)、C4光合成およびコハク酸合成の鍵
平安京における居住形態と住宅建築の学際研究

本研究では、歴史学の西山と建築史の藤田が共同で従来の成果を受け継ぎ、さらに考古学・造園学から研究協力者の参加を得て、平安京の居住形態と住宅建築を学際研究する。そのため、代表者・分担者が中心となって研究会を準備・企画・開催し、報告や討論を通じて論点を深化させた。研究会は4回開催したが、幸い各々30名以上の参加を得て、多大な成果をあげた。第一に、平安京右京3条2坊16町(斎宮邸宅跡)の報告書を継承しつつ、貴族住宅の視角からその特徴を分析した。また、斎宮邸宅跡の園池や、親王・内親王の居住形態を検討した。第二に、第一の論点を一般化し、平安前期の貴族住宅を、長岡京や平安京の最新の調査成果や伝領の観点などから考察した。あわせて、平安京の門や門前の性格を意義づけた。第三に、都市住人の居住や住宅を町屋の成立に焦点をあて、発掘遺構や文献の小屋などから検討した。遺構や小屋を総合し、従来の町屋成立論を一新させ、11世紀に平安京で町屋が成立すると結論づけた。第四に、方向性(東西と南北の優越性)の問題として、宮城の対称性、貴族住宅の正門、街路と宅地を取り上げたが、相互の関連がなお課題となった。以上の諸成果は報告を大幅に充実させ、成果報告書に集約の予定である。当初の計画は大半が達成でき、予想を超越する充実した内容となった。なお、当初の計画のうち、平安貴族の居住形態は検討できず、平安京の方向性の問題とともに、別途研究を継続する手筈である。本研究では、歴史学の西山と建築史の藤田が共同で従来の成果を受け継ぎ、さらに考古学から研究協力者の参加を得て、平安京の居住形態と住宅建築を学際研究する。平成15年度の前半には、平安京右京3条2坊16町(斎宮邸宅跡)の調査成果を一層深化させ、後半には、高陽院・冷泉院や右京6条1坊5町の発掘結果を分析の素材とし、さらに貴族住宅を解析する予定であった。研究会は2回開催したが、幸い各々30名程度の専門家の参加を得て、多大な成果をあげた。第1回は斎宮邸宅跡を検討した。すなわち、平安前期の貴族住宅・寝殿造の既往研究を総括し、斎宮邸宅跡の特徴を分析した(分担者藤田)。さらに造園学の観点から、斎宮邸宅跡の園池や植栽の意味を把握し、日本史の立場から、親王・内親王の居住形態を詳細に考察した(協力者)。第2回は第1回の論点を継承し、平安前期の貴族住宅を多様な視座から考察した。まず、長岡京左京2条3坊15町や平安京右京1条3坊9町・6条1坊5町の最新の調査成果を検討した(協力者)。また、平安京右京1条3坊9町の四脚門や、6条1坊5町の周辺の調査を文献から検討し、それぞれの遺構を意義づけた(代表者西山)。また、平安前期の邸宅を伝領の観点から把握し、摂関家の伝領される邸宅と、伝領されない邸宅を類別した(協力者)。以上の通り、当初の計画はおおむね達成できた。積み残しの課題は、天皇・摂関家・公卿・下級貴族の居住形態の分析である。16年度には、平安京の住人の居住や住宅を、建築史・考古学・日本史の視角から町屋・小家などを取り上げ、検討する予定である。さらに、この過程で住宅や平安京の東西方向と南北方向の方向性が論点に浮上し、この問題を討論し研究を総括するつもりである。

以上の諸報告は研究成果報告書に反映の予定である。本年度の当初の計画では、第一に貴族の居住形態を邸宅の貸借・融通関係から分析し、第二に平安京の住人の居住や住宅を発掘遺構や文献の小屋などから検討し、第三に内裏・貴族住宅・町屋の方向性(東西と南北の優越性)を取り上げる予定であった。このうち、第一は残念ながら取り組めなかったが、第二・第三の課題は綿密な計画のもとに研究会を組織し、文献・考古・建築・造園の各専門家の報告を得て、予想以上の成果をあげた。第二の都市住人の居住や住宅については、町屋の成立に焦点をあて、初期の町屋の発掘遺構を網羅的に考察し、また中世や近世の町屋遺構を考古学と建築史から再検討した。さらに、文献では小屋が町屋に相当するので、小屋や小宅を取り上げ、小屋の内容を詳細に分析した。遺構や小屋を総合し、従来の町屋成立論を一新させ、11世紀に平安京で町屋が成立すると結論づけた。第三の方向性の問題は、宮城の対称性、平安貴族住宅の正門、平安京の街路と宅地、の三報告を準備した。対称性(方向性)の起源を中国・朝鮮に追究し、貴族住宅の正門が南北から東西方向へと変化する過程を分析し、さらに平安京の宅地と大路・小路の方向性を取り上げた。宮城(内裏)と貴族住宅・平安京の相互の関連などが課題に残された。
高次元代数多様体の極小モデル理論と特異点理論

極小モデルの存在予想と呼ばれる、代数幾何学の極小モデル理論における重要な予想を解決するために極小モデルプログラムの停止性を証明する。現在、極小モデルプログラムの停止性の証明には、種々の特異点に関する量の有限性を証明することが重要であることが分かっている。極小食い違い係数とR-線形系で定義される拡張されたlc thresholdなどの特異点の量に関する適切な有限性を証明することによって、極小モデルプログラムの停止予想を解決する。
メディア・リテラシー教育導入のための教員支援システムの開発

本研究ではメディア・リテラシー教育に関心のある小・中学校の教員が教科教育においてメディア・リテラシー教育を行うための支援システムを開発した。開発したシステムには、どの教科でどのようなメディア・リテラシー教育を行えるかを検索できる「検索機能」と、メディア・リラシーについて学ぶ「学習機能」の2つの機能を実装し、本システムでメディア・リテラシー教育の基本的な知識と実践方法を習得できるようにした。本年度は,(1)メディア・リテラシーの定義に関する調査,(2)メディア・リテラシー教育に関する事例調査,(3)教科教育におけるメディア・リテラシー教育に関連する学習活動データベースの構築,(4)教員支援システムの仕様の検討,の4つの研究を実施した。(1)では,我が国の研究者らによるメディア・リテラシーの定義の差異を文献を中心に調査し,本研究におけるメディア・リテラシーの定義を決定した。(2)は,文献やWebページで報告されているメディア・リテラシー教育の実践事例を収集するとともに,メディア教育を実施しているEU加盟国それぞれの実践事例を現地調査により収集し,現在の我が国および諸外国(特にEU)のメディア・リテラシー教育(メディア教育)の相違・類似点を検証した。(3)現行の学習指導要領の教科教育の学習活動の中でメディア・リテラシー教育に関係するものを分析し,(1)で規定したメディア・リテラシーの定義および構成要素に基づいて整理し,データベース化した。(4)では,フィンランドの教員養成コースにおいて実施されているメディア・リテラシーを育成するための教育プログラムに関するヒアリング調査や,それ以外の国で行われている教師を対象にしたメディア・リテラシー教育プログラムの調査を実施し,これらの調査結果をふまえ,ICTを用いた教員支援システムの仕様の検討を行った。本年度は(3)で構築したデータベースの検証を予定していたが,新学習指導要領における教科教育の学習活動とメディア・リテラシー教育の関係を分析する作業が今年度中に完了できなかったため,データベースの検証は来年度の優先課題とする。本年度は(1)データベースの更新、(2)教員支援システムの仕様の検証、(3)教員支援システム(α版)の開発、を行った。(1)では、平成19年度に現行の学習指導要領の教科教育の学習活動の中でメディア・リテラシー教育に関係するものを分析し、メディア・リテラシーの定義および構成要素に基づいて作成したデータベースに、新学習指導要領の小・中学校の教科教育においてメディア・リテラシー教育に関運する学習活動を追加した。(2)は、平成19年度に作成した教員支援システムの仕様をもとに、本データベースを利用することで教科教育におけるメディア・リテラシー教育の授業案を立案できるかを確認するため、4名の現職教員を対象に評価を行った。その結果、本研究の前提となるメディア・リテラシーの定義と、それぞれの教員が理解している定義とは異なるため、データベースを活用した授業立案が難しいことが明らかになり、データベースとともにメディア・リテラシーについて学ぶ機能の実装の必要性が分かった。(3)は(2)の結果をふまえ、メディア・リテラシー個別学習プログラムを作成し、2回の実証研究を通して完成させた。そして、このプログラムを実装した教員支援システム(α版)を開発した。本研究ではメディア・リテラシー教育に関連した学習活動事例とその事例を展開する教科の学習情報の提供により,教員がメディア・リテラシー教育に関連する学習内容を取扱っている教科において内容の読み替えを行う作業を支援するためのシステムを開発することを目的としている。昨年度は旧郵政省(2002)の報告書にまとめられているメディア・リテラシーの構成要素とそれに関連する学習活動事例を閲覧できる機能(閲覧機能)と、メディア・リテラシーの知識を学ぶことができる学習機能を実装したWeb型支援システム(α版)の開発と評価を行った。本年度はこのα版支援システムを改善したβ版支援システムの開発と評価を行った。α版支援システムからの大きな改善は閲覧機能と学習機能それぞれ1カ所行った。閲覧機能では、メディア・リテラシーの各構成要素とそれに対応する学習活動事例がどのような教科で展開できるかを示す情報を新しい学習指導要領(平成20年公示版)に対応させた。学習機能では学んだ内容を学習者が確認できる課題をシステム上で取り組みことができる機能(確認機能)を実装した。β版支援システムの評価では確認機能における課題内容の妥当性を検証した。β版支援システムにおける閲覧機能の改善は情報の更新のみであったため、今回の評価対象から閲覧機能の改善は外した。確認機能の課題内容の評価はメディア・リテラシー初学者である現職教師を対象に行った。評価の結果、確認機能の内容は妥当であるとの評価を得た。この結果からβ版支援システムの大幅な改善は必要ないことが明らかになったため、支援システム全体のデザインと操作方法を統一するための修正を行い、支援システムの開発を終えた。これにより、本研究の当初の目的は教科教育における学習活動でどのようなメディア・リテラシー教育を行えるかを検討する手がかりを提供するのみの支援システムの開発であったが、調査や評価を通してその必要性が明らかになった学習機能を実装することにより、教師のメディア・リテラシー学習を支援するシステムへと拡張することができた。
遠隔操縦で検査できるコンクリート壁面検査ロボットの開発

本研究では、社会インフラや建築物の壁面を撮影しながら走行可能なコンクリート壁面検査ロボットを開発することを目的として、ロボットの構造やモータ制御の方法を確立している。さらに壁面接触およびローター形状が消費電力に及ぼす影響を明確化している。また、操縦安定性を確保するため、モデリングとそのモデルに基づく制御系設計を行い、シミュレーションおよび実験で耐横風能力を有する簡素な制御系を示している。その制御の実験は屋外建屋でも実施されている。また、遠隔操縦を行うために、HORNETにカメラを取り付け、その映像転送を操縦者の元へ送っている。以上のようにHORNETの安定化と遠隔操縦技術を確立している。橋梁やトンネルなどの社会インフラや、ビル、マンションなどの建築物について、老朽化が問題視されている。定期的点検と要補修として判断された損傷に対する大規模補修に比べ、頻繁点検と軽度補修の方が、社会インフラや建築物を長寿命化させることができる。しかし、労働人口減少の影響で点検員は減る方向にあるにもかかわらず、点検対象は益々増える方向にあるため、ロボットによる点検に強い要望が寄せられている。そこで、社会インフラや建築物の壁面を撮影しながら走行可能なティルトローター駆動式壁吊観測用ロボット調査機HORNETを開発した。壁面を検査するという目的において、マルチローターラジコンヘリと比較して、HORNETは、操縦安定性、消費電力、耐外風性能などの面で著しく優れている。ただし、現状のHORNETでは、フィードバック制御を行っていないため、建物の壁面検査中に横からの突風に煽られる。また、ロボットをいつでも直視して操縦できるわけではないため、ロボットが撮影した画像を遅延なく映し出すモニターを見ながら遠隔操縦することも必要になってくる。本研究では、壁面に接触した状態で走行するHORNETの操縦安定性を確保するため、モデリングとそのモデルに基づく制御系設計を行う必要がある。また、遠隔操縦を行うためには、HORNETに取り付けられる小型軽量な映像転送装置が必要である。この装置は、広角レンズ付きのCMOSカメラとWi-Fiモジュール、FPGAによって構成されており、カメラが捉える映像をロボットの遠隔操縦者のすぐ手元のモニターに表示する。HORNETの安定化と、遠隔操縦技術が確立の後、現場で検査用ロボットとして有用かどうかを確認する。開発済みのロボットHORNET一号機を用いて、面が粗い垂直壁にロボットの爪が接触しているときの消費電力が、非接触で空中静止しているときの消費電力に比べて少なくて済むことを確認した。ただし、消費電力の低減率は壁面粗さとローターの傾き角に依存する。比較的壁面が滑らかな場合は、ローターが水平になるようにティルト角を調整するのが好ましく、また、壁面が粗い場合は、摩擦力を利用できるため、壁にロボットを押し付ける形にティルト角を調整すれば消費電力が低減することを確認した。HORNETを遠隔操縦するために、広角レンズ付きカメラとWi-FiモジュールをFPGAを介して結合し、得られた画像を外部へ送信することに成功した。離散ウェーブレット変換と算術的符号化を整数和減算のみでFPGA上で行うVHDLプログラムは、320×240ピクセルの画像をカメラの最大フレームレートである15 fpsで、カメラの撮影から外部モニターに映し出されるまでの遅延0.2秒未満で、撮影、圧縮、無線送信、復元、画面表示を実現する。新しく製作したHORNET二号機にはFPGAが搭載されているため、HORNET制御用のVHDLプログラムと遠隔操縦用VHDLプログラムを併合できる。そのHORNET二号機を用いて垂直壁面浮上の実験中に、カメラ画像に基づいた遠隔操縦を試みることができた。現場適用に向けて、まず身近な大学内の六階建て校舎で、安全確保の上、地上から屋上に向けて壁面走行実験を試みた。その途中で横からの突風に煽られてHORNETが激しく暴れる現象が確認された。今まで、フィードバック制御を行うことは無かったが、現場適用に向けてその必要性を強く感じる結果となった。そこで、まずHORNET二号機にはジャイロセンサーを取り付けた。2015年度までの研究では、フィードバック制御なしで実施してきたため、高所における強風に流されていた。そこで、2016年度はHORNETに横風耐性を備えるために、フィードバック制御系設計を目的に研究を進めてきた。本研究では、ロボットのモデリングを目的として、プロペラ周りの空気の流動解析を数値流体力学(CFD)で2次元的に行い、ロータブレードの各断面における抗力係数と揚力係数を求めた。そして、得られた抗力係数と揚力係数を含めたロボットの運動方程式を導き、ルンゲ・クッタ法で数値的に解いた。結果として得られたロール・ピッチ・ヨーのオイラー角を使用した

3次元力学モデルを用いて、複雑な運動挙動を示すHORNETのシミュレーションが可能となり、また、フィードバック制御(ごく簡単なPD制御系)を構築することができ、実際に横風がある環境下において実験した結果、横風耐性が著しく改善したことを確認できた。開発済みのロボットHORNET一号機を用いて、面が粗い垂直壁にロボットの爪が接触しているときの消費電力が、非接触で空中静止しているときの消費電力に比べて少なくて済むことを確認した。また、HORNETを遠隔操縦するために、広角レンズ付きカメラ、FPGA、Wi-Fiモジュールからなる撮像送信システムと、Wi-Fiモジュール、FPGA、TFT液晶モジュールからなる受信データ表示システムを開発し、カメラが捉えた画像を外部へ送信することに成功した。そのシステムをHORNET二号機に搭載し、遠隔操縦用VHDLプログラムを加えることでHORNETの垂直壁面移動時の実験中に、カメラ画像に基づいた遠隔操縦を試みることができた。現場適用に向けて、まず身近な大学内の六階建て校舎で、安全確保の上、地上から屋上に向けて壁面走行実験を試みた。2015年度に行った実験において、横からの突風に煽られてHORNETが激しく暴れる現象が確認されたが、2016年度の研究を経て、横からの突風があってもHORNETがその位置から押し流されなくなった。その制御系設計に関して以下に述べる。HORNETの制御系設計を実機で行った場合、制御系が不安定の場合、実機が暴走する恐れがあるため望ましくない。そこで、HORNETの運動を出来る限り正確に再現できる力学モデルを作成した。そのために、プロペラ周りの空気の流動解析を数値流体力学(CFD)で2次元的に行い、ロータブレードの各断面における抗力係数と揚力係数を求め、得られた抗力係数と揚力係数を含めたロボットの運動方程式を導いた。ロール・ピッチ・ヨーのオイラー角を使用した3次元力学モデルを用いて、複雑な運動挙動を示すHORNETのシミュレーションが可能となり、また、フィードバック制御(ごく簡単なPD制御系)を構築することができた。結果として、HORNETの横風耐性を強化できた。橋梁やトンネルなどの社会インフラや、ビル、マンションなどの建築物の老朽化が問題視されている。頻繁に点検することで社会インフラや建築物を長寿命化させることができるが、労働人口減少の影響で点検員は減る方向にあるため、ロボットによる点検に強い要望が寄せられている。そこで、社会インフラや建築物の壁面を撮影しながら走行可能なティルトローター駆動式壁吊観測用ロボット調査機HORNETを開発した。壁面を検査するという目的において、マルチローターラジコンヘリと比較して、HORNETは、接触点検可能、操縦安定性、消費電力、耐外風性能などの面で著しく優れている。昨年度までに、その力学モデル作成とPD制御による耐外風性能の向上は確認できている。最終年度は、特に消費電力を低減するため、高性能なローターブレードを求めて、様々なローター断面の抗力係数と揚力係数を計算しつつ、3Dプリンターで試作したローターブレードの性能を確かめた。
不動産投資プロジェクトに内在するリスク評価のための不動産業に関する国際比較

個人や法人、そして国家にとって最も基本的な財産の一つである不動産に関する法制度や産業の構造は、それぞれの国の地理的・歴史的な背景から極めて多様である。不動産に関するリスク評価や市場の効率性等に関する議論は、その性格上、株式や債権等の金融資産に比べてはるかに多様な要因を考慮しなければならない。もし、不動産投資プロジェクトにおけるリスク評価を市場から得られるごく限られたデータのみで行おうとすれば、その背後に潜む、これら法制度や産業としての特徴に内在する様々なリスクを見逃してしまうこととなり、プロジェクト評価の妥当性を欠くものとなる。本研究は、不動産投資プロジェクトにおけるリスク評価という観点から、各国の不動産業の特徴を整理して比較することにより、法制度や産業構造等に内在するリスクを明らかにすることを目的とする。本研究では、いわば『産業研究』という視点から、日本・英国・米国の不動産業に関して文献レビューと各国の専門家へのヒアリング等を実施し、以下の項目について国際比較を行った。(1)不動産の取引・管理等に関わる法制度とその歴史的経緯・現状(2)不動産業に関する統計データの整備状況とその活用実態(3)不動産業と密接に関わる他の産業との関係(4)不動産業における資格制度(5)不動産鑑定評価の方法そして、不動産投資プロジェクトに内在するリスク評価という観点から、これらの情報を体系的に整理し考察を行った。もし不動産投資プロジェクトにおけるリスク評価を市場から得られるごく限られたデータのみで行おうとすれば、その背後に潜む、これら法制度や産業としての特徴に内在する様々なリスクを見逃してしまうこととなり、プロジェクト評価の妥当性を欠くものとなる。本研究は、不動産投資プロジェクトにおけるリスク評価という観点から、各国の不動産業の特徴を整理して比較することにより、法制度や産業構造等に内在するリスクを明らかにすることを目的としている。本研究の初年度に当たる今年度は、各国の不動産業の特徴に関して、文献レビューや鑑定士・surveyor等各国の専門家へのヒアリング通じ、以下の5つの点を中心とした整理に着手した。(1)不動産の取引・管理等に関わる法制度とその歴史的経緯・現状(2)不動産業に関する統計データ整備状況とその活用実態(3)不動産業と密接に関わる他の産業との関係(4)不動産業における資格制度(5)不動産鑑定評価の方法次に、上記の(3)に関するリスクを定量的に比較する方法の一つとして、不動産を対象にしたリアル・オプション評価モデルの一つであるCapozza and Li(2002)を用いて、不動産投資の利子率に関する弾力性についての実証的な比較分析の可能性について検討を行った。具体的には、我が国と英国への同モデルの適用を試み、Capozza and Li(2002)による米国における実証分析の結果との比較を行った。
経頭蓋磁気刺激を用いた背景脳波活動の位相リセットが認知反応課題の遂行に及ぼす影響

近年、大脳皮質領域上で記録される脳波の位相同期(phase-synchronization)が、知覚の成立および反応の遂行と深い関わりがあることが示唆されている(Varela et al. 2001)。本研究は、ヒトの認知反応課題遂行と脳波(EEG)の位相同期の関係を明らかにすること、および、EEGの位相同期(あるいは脱同期)を経頭蓋磁気刺激(TMS)によって外的に制御することで課題遂行のパフォーマンスに影響がみられるかを検討すること、を目的とした。そこでまず、多チャンネル脳波計で測定した脳波から、独立成分分析を用いて瞬目・眼球運動による成分を除去した後、周波数帯域ごとに振幅成分と位相成分に分解し、(1)振幅成分が事象に関連して変化するか、(2)位相成分が事象に関連して同期・脱同期するか、(3)電極間「位相差」が事象に関連して同期・脱同期するか、を評価しマップ化するシステムを作成した(ここまで平成15年度分)。この脳波同期度マッピングシステムにより、(1)ノイズによる視覚認知機能向上と視覚野と運動野の電極間「位相差」の同期度上昇が関連すること、(2)わずかに異なる周波数の聴覚刺激を左右の耳に別々に入力したときの「うなり」(binaural beat)知覚と左右聴覚皮質を含む広範囲の電極間「位相差」の同期度上昇が関連すること、を確認した。これらは知覚の成立と脳波の同期・脱同期現象に関連があることを示唆するものであった。また、最も簡単な認知反応課題であるGo/NoGo課題遂行中の脳波を同期度マッピングシステムにより解析した結果、視覚刺激提示のみと比較して、前頭部を含む広範囲で電極間α-β帯域の脳波の「位相差」の同期度が上昇することが確認された。一方、同じGo/NoGo課題遂行中に前頭部にTMSを行うとGo試行の反応が遅れ、NoGo試行における間違い反応が増加することも確認した。これは、本研究の仮説によく一致する結果で、TMSにより脳波の位相リセットが生じたことの影響かもしれないが、今後さらに詳細な検証が必要である。近年、認知反応課題の遂行に関連するとされる大脳皮質領域上で記録される脳波活動の位相が同期(phase-synchronization)することが、知覚の成立および反応の遂行と深い関わりがあることが示唆されている(Varel a et al. 2001)。そこで本研究は、ヒトの認知反応課題遂行のパフォーマンスと脳波(electroencephalography : EEG)の位相同期現象(phase-synchronization)の関係を明らかにすること、および、脳波の位相同期(あるいは脱同期)を経頭蓋磁気刺激(TMS)によって外的に制御することで課題遂行のパフォーマンスにどのような影響がみられるか(すなわち、意図したように変化するか)を検討すること、を目的とした。そこで本年度においては、認知反応課題遂行中の脳波から、位相成分を抽出してその同期現象と課題のパフォーマンスとの関わりを検討することに従事した。そこで多チャンネル脳波計で測定した脳波から、独立成分分析(independent component analysis : ICA, Bell and Sejnowski 1995)を用いて瞬目・眼球運動によるノイズ成分を除去した後、周波数帯域ごとに振幅成分と位相成分に分解し、(1)振幅成分が事象に関連して変化するか、(2)位相が事象に関連して同期・脱同期するか、(3)離れた電極対の「位相差」が事象に関連して同期・脱同期するか、を評価しマップ化するシステムを作成した。予備的な知見ではあるが、現段階で、視覚刺激を認知するか否かをノイズによって操作する心理物理実験のパフォーマンスと視覚野と運動野の「位相差」の同期度上昇が関連すること、左右の耳から異なる周波数の聴覚刺激を別々に入力したときに生じる「うなり」(binaural beat)の知覚と左右聴覚皮質および前頭皮質を含む広範囲の電極対の「位相差」の同期度上昇が関連すること、が確認されている。これらのデータは知覚の成立と脳波の位相(差)の同期の関係を示唆するものと言えるであろう。

また、最も簡単な認知反応課題であるGo/NoGo課題遂行中の脳波を同期度マッピングシステムにより解析した結果、視覚刺激提示のみと比較して、前頭部を含む広範囲で電極間α-β帯域の脳波の「位相差」の同期度が上昇することが確認された。一方、同じGo/NoGo課題遂行中に前頭部にTMSを行うとGo試行の反応が遅れ、NoGo試行における間違い反応が増加することも確認した。これは、本研究の仮説によく一致する結果で、TMSにより脳波の位相リセットが生じたことの影響かもしれないが、今後さらに詳細な検証が必要である。