hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
代数多様体のL関数とK群、Chow群の関係

今年度は、高次Chow群の分解不能(indecomposable)な元の構成を行った。高次Chow群は、代数的サイクルからなるある複体のホモロジー群として定義され、代数的K群のある部分空間に同型であることが知られている。また、Voevodskyのmotivic cohomologyと同型である。高次Chow群には、decomposable partと言う比較的わかり易い部分群があり、そこに入らない元は分解不能(indecomposable)とよばれる。分解不能な元の構成は、ここ数年活発に研究されている話題である。論文6はこの問題の数論的な側面を考えたもので、有理数体上のある代数曲線の積Xの高次Chow群CH^2(X,1)に分解不能元を構成した。これは、L関数の特殊値に関するBeilinson-Bloch予想と、代数的サイクルに関するTate予想から存在が予言されるものの特別な場合である。得られた結果の1つは、超越次数の高い体上定義された代数曲面の高次Chow群CH^3(X,2)に、新しい分解不能元を構成する方法を与えたことである。この結果は更に高次の場合に拡張できるものと思われる。得られたもう一つの結果は、CH^3(X,2)のdecomposable partの新しい定義を与え、そこに入らないサイクルを構成した事である。代数体上の代数多様体のL関数の特殊値(整数点での値)およびそれに関連する研究を行った。まず、虚数乗法を持つ楕円曲線のK_2にあるノルム系を構成した。また、深谷多香子氏によるK_2のColemanべき級数の理論を用いて、このノルム系のエタールコホモロジーへのChern class mapによる像が0でない為の十分条件を与えた。この系はEuler systemという系に拡張され、楕円単数のK_2での類似と見られるものである。また、有理数体上のある代数曲線の高次Chow群(CH^2(X,1)に元を構成した。Xを有理数体上の非特異な射影的多様体、χをXのspee Z上のregular proper modelとする。K群の局所化列から完全系列ができる。ここで、Sはχがbad reductionを持つ素数の集合(有限)である。また、X_pはχの素数pでのreductionであり、pはSに入らない素数全体を動く。Beilinson-Bloch予想とTate予想を仮定すると、1番左の写像δのcokernelはトーションであることが導かれる。この論文ではこれを実際に示す事を目指した。主結果は、Xがある種の代数曲線Cの積C×Cのとき、δ(α)=Γ_φとなるCH^2(X,1)の元αを構成したことである。ここでΓ_φはPic(X_3)の中のC mod 3のフロベニウス写像のグラフである。この結果は予想が要求するところには及ばないが、元の構成方法はより一般の代数曲線に適用できるので、拡張の可能性がある.今年度は、高次Chow群の分解不能(indecomposable)な元の構成を行った。
モジュライ空間の数理物理学的研究

モジュライ空間は代数幾何学で重要であるが、近年、代数幾何学を越えてその重要性が注目されている。本研究では、こうしたモジュライ空間の進展を特に数理物理学的観点から追求したものである。上野は主として共形場理論の観点から点付きリーマン面のモジュライ空間を形成した。特に、モジュライ空間が代数幾何学的には整数環上で定義されることから、共形場理論の数論幾何学的構造に興味を持って研究を行った。単純リイ代数をゲージ対称性にもつ共形場理論、いわゆるWZWモデルは有理数体上で理論が展開できることを示し、さらに理論は離散附値環上で展開できることを示した。上野はさらに清水勇二、鈴木武史の両氏と共に共形場理論の基本方程式である共形場ブロックの射影的接続を種数2以上の点付き代数曲線のモジュライ空間上で具体的に記述することを研究し、部分的な解決を見た。丸山は代数曲面上のベクトル束、さらに一般に安定層のモジュライ空間の新しい構成法を示し、向井は主としてK3曲面上のベクトル束のモジュライ空間の研究を行い、代数曲線のモジュライ空間との興味ある関係を見出した。川又はCalabi-Yau多様体の変形が障害を持たないことを代数幾何学的に示し、さらにそのモジュライ空間を双有理幾何学的立場から考察した。また、桂は正標数の楕円曲面の多標準因子系を考察し、標数0の場合との幾何学的違いがそれ程大きくないことを示した。これらの研究はモジュライ空間を正標数で考えるとき重要な役割をする。また、加藤和也はモジュライ空間を数論的立場から考察した。さらに、神保は数理物理学で大切な役割をするパンルヴェ方程式の離散化、q類似を考察し、興味ある結果をえた。以上のように、本研究においてはモジュライ空間を代数幾何学的、数論幾何学的観点から考察し、数理物理学への応用に関して興味ある観点を見出した。この観点をさらに深める、理論を進展させることが今後の課題である。本年度はモジュライ空間の幾何学を中心にして研究を行った。上野は特に共形場理論の観点から代数曲線モジュライ空間の研究を行なった。上野は清水勇二と共同で種数が高い閉リーマン面上のKZ方程式の一般化(共形場ブロック束上の射影的接続)を具体的にリイ環の言葉のみを使って(アフィンリイ代数まで拡張することなく)記述する研究を行った。従来の共形場理論では、この射影的接続は閉リーマン面上の自明なベクトル束と関係しているが、リイ環の言葉のみを使って記述するためには一般のベクトル束のモジュライ空間を考える必要があり、このモジュライ空間の座標を使ってKZ方程式の一般化を記述できることを見出した。方程式の具体形に関しては現在研究が進行中である。桂は正標数の楕円曲面の多標準写像について研究を行い、上野は、正標数の楕円曲面の重複ファイバーについて従来その存在が不確定であったGa型の重複ファイバーの一部について存在を確定した。向井、丸山はベクトル束のモジュライ空間に関して研究を行い、川又はジュライ理論に必要な変形理論についての研究を行った。理論物理学の弦理論、共形場理論の進展にともない、代数曲線やその上のベクトル束のモジュライ空間、Calabi-Yau多様体のモジュライ空間の幾何学的性質が重要になって来ている。本研究では、こうしたモジュライ空間の進展を特に数理物理学的観点から追求した。

上野は主として共形場理論の観点から点付きリーマン面のモジュライ空間を研究し、単純リイ代数をゲージ対称性にもつ共形場理論、いわゆるWZWモデルは有理数体Q上で理論が展開できることを示し、さらに理論は離散附値環上で展開できることを示した。上野はさらに清水勇二、鈴木武史の両氏と共に共形場理論の基本方程式である共形場ブロックの射影的接続を種数2以上の点付き代数曲線のモジュライ空間上で具体的に記述することを研究し、部分的な解決を見た。丸山は代数曲面上のベクトル束、さらに一般に安定層のモジュライ空間の新しい構成法を示し、向井は主としてK3曲面上のベクトル束のモジュライ空間の研究を行い、代数曲線のモジュライ空間との興味ある関係を見出した。川又はCalabi-Yau多様体の変形が障害を持たないことを代数幾何学的に示し、さらにそのモジュライ空間を双有理幾何学的立場から考察した。また、桂は正標数の楕円曲面の多標準因子系を考察し、標数0の場合との幾何学的違いがそれ程大きくないことを示した。これらの研究はモジュライ空間を正標数で考えるとき重要な役割をする。また、加藤和也はモジュライ空間を数論的立場から考察した。さらに、神保は数理物理学で大切な役割をするパンルヴェ方程式の離散化を考察し、興味ある結果をえた。以上のように、本研究においてはモジュライ空間を代数幾何学的、数論幾何学的観点から考察し、数理物理学への応用に関していくつかの興味ある観点を見出した。この観点をさらに深めることが今後の課題である。
プロテインキナーゼCによる血管内皮細胞・平滑筋細胞の増殖制御機構

血管壁細胞の増殖調節におけるプロテインキナーゼC(PKC)の役割を調べるため、血管平滑筋細胞と内皮細胞の細胞周期に及ぼすPKC刺激薬の作用とその分子機構を検討した。第一に、G_1期制御機構を平滑筋細胞を用いて調べた。G_0期のヒト臍帯動脈平滑筋細胞を増殖刺激すると15時間でS期に入るが、phorbol-myristate-acetate(PMA)を3時間までに添加するとS期進入が抑制された。Cdk2活性化とRb蛋白(pRb)リン酸化は9時間頃より起こったが、PMAによって抑制された。これらは、olcoyl-aceyl-glyccrol(OAG)を用いても再現できた。一方、Cdk4/6活性はPMAによって抑制されなかった。mRNAについては、Cdk2/3/4/5とサイクリンG/C/Dは0-3時間から発現し、これらはPMAによって抑制されなかったが、それより遅れて発現するサイクリンE/Aは抑制された。ところが蛋白レベルでは。PMAはサイクリンE/Aを減少させなかった。また、PMAはCdk阻害蛋白p21とp27の発現に影響を与えなかった。Cdk2のリン酸化を電気泳動度で検討すると、Thrl60がリン酸化された泳動の遅いハンドへの移行がG_1後期から起こるが、PMAはこれを抑制した。またPMAは、抗ホスホチロシン抗体で認識されるCdk2を増加させる傾向があった。すなわちPMAはThr160のリン酸化抑制か、Tyr15の脱リン酸化抑制により、Cdk2を抑制する可能性が示された。第二に、G_2期におけるPKCの役割を内皮細胞で検討した。G_1/S境界に同調させたヒト臍帯静脈内皮細胞を解放すると、S期は12時間までに完了し、M期が約24時間より始まった。PMAとOAGをG_2期に投与すると、細胞数の増加が抑制された。しかし、M期同調から解放した細胞の分裂は抑制されなかった。また、PMA存在下ではM期の細胞がほとんど検出できなかった。以上より、PKCはG_2期を阻止することが示唆された。Cdc2はG_2/M境界附近で活性化されたが、PMAとOAGはこれを抑制した。PMAはCdc2のチロシン脱リン酸化とCdc25Bの発現を抑制した。またサイクリンBの発現も抑制した。すなわちCdc25とサイクリンBの発現抑制により、PKCはG_2/M移行を抑制することが示唆された。第一に、プロテインキナーゼC(PKC)によるG1期抑制の分子機構を平滑筋細胞を用いて調べた。

G0期のヒト臍帯動脈平滑筋細胞を増殖刺激すると15時間でS期に入るが、Phorbol-myristate-acetate(PMA)を3時間までに添加するとS期進入が抑制された。Cdk2活性化とRb蛋白(pRb)リン酸化は9時間頃より起こったが、PMAによって抑制された。サイクリンD結合キナーゼ活性は7.5時間をピークとして上昇したが、これはPMAによって増強された。Cdk2・3・4・5、サイクリンG・C・Dは0-3時間から発現し、これらはPMAによって抑制されなかったが、それより遅れて発現するサイクリンE・Aは抑制された。以上より、サイクリンE・Aの発現抑制によってCdk2活性が阻害され、pRbのリン酸化が抑制される可能性が示唆された。しかし、pRbキナーゼの主体がサイクリンD結合キナーゼだとすれば、サイクリンD/Cdk複合体とpRbとの間に何らかの抑制機序があることが想像され、その可能性を検討しつつある。次に、G2期におけるPKCの役割を内皮細胞で検討した。G1/S境界にアフィディコリンで同調させたヒト臍帯静脈内皮細胞を解放すると、S期は12時間までに完了し、M期が約24時間より始まった。PMAとoleoyl-acetyl-glycerol(OAG)をG2期に投与すると、細胞数の増加が抑制された。しかし、M期同調から解放した細胞の分裂を、PMAは抑制できなかった。アクリジンオレンジ染色により、PMA存在下ではM期の細胞がほとんど現われないこともわかった。以上より、PKCはG2期を阻止することが示唆された。Cdc2キナーゼはG2/M境界附近で活性化されたが、PMAとOAGはこれを抑制した。Cdc2のチロシン脱リン酸化、およびその担い手であるCdc25Bの発現が、PMAによって抑制されることもわかった。プロテインキナーゼC(PKC)が平滑筋細胞周期のG_1後期を抑制する分子機構を前年度に引き続き検討した。前年度までの検討では、Phorbol-myristate-acetate(PMA)の添加によってサイクリンEとサイクリンAのmRNAの発現が抑制されたため、これによってパートナーのCdk2の活性が抑制されpRbのリン酸化が抑制されるのであろうと考え、論文でもそのように結論した(Sasaguri et al.,1996)。しかしながらその後の検討で、サイクリンEとサイクリンAのmRNA発現が明らかに抑制されるのはG_1後期ないしG_1/S移行期からで、それ以前では明らかな効果は見られなかった。G_1後期のサイクリン蛋白をウェスタンブロットで見たところ、サイクリンE・サイクリンAともにPMAの有無では差が認められず、またCdk2に結合したサイクリン蛋白にも差がなかった。サイクリンEとサイクリンAはE2Fによって転写が亢進するため、PMAでmRNAが減少したのはG_1/S移行が阻害された結果である可能性もある。従って、PKCによるG_1後期抑制をサイクリンの発現抑制だけで説明するのはもはや困難と考えた。そこで、サイクリンとの結合以外のCdk2制御機構を検討する必要が出てきた。まず、Cdk2を抑制するCdk阻害蛋白p21およびp27の発現に対するPMAの効果を見たが、いずれに対しても明らかな効果はなく、これらの発現を高めることによってG_1後期を抑制するとは考えにくかった。この結果は、我々が同時に検討していた一酸化窒素(NO)によるG_1期抑制がp21の発現誘導によると思われたのと対照的であった。そこで次に、Cdk2のリン酸化状態に対するPMAの効果を見ることにした。
レドックス反応を利用した血中貯留型多量化アルブミンの分子設計

本研究は,遺伝子組換え技術を基に,血中滞留型多量化アルブミン製剤を開発することを目的として企図された。まず,アルブミンの体内寿命に影響を及ぼすアミノ酸残基の基礎的情報を得るために,26種類の異形アルブミンバリアント及び種々の酸化・糖化修飾アルブミンを用いて,体内動態及び抗酸化能などを詳細に解析した。その結果,ドメインIIIに位置する570番目のグルタミン酸残基や573番目のリジン残基を変異させること,N末端に一つアルギニン残基を付加させること,さらにドメインIIに糖鎖を付加させることで,血中滞留性に優れたアルブミンが作製できる可能性が示唆された。そこで,これらアミノ酸残基を多重変異させ,さらに重合化した多量体化アルブミンを作製した。多量体化アルブミン変異体はその二次構造や三次構造などに変化はなく,動態特性はモノマーのものと比較し,極めて長い血中半減期を示すことが明らかとなった。加えて,ラットに対し浮腫を惹起させ,多量体化アルブミンによる改善効果を調べたが,多量化に伴う分子量の増大によって,高い浮腫改善効果も認められた。今回の結果は,血中貯留型多量化アルブミンプロドラッグとしての可能性を示唆するものであるが,今後より安全性など詳細な検討が必要であろう。本研究は、遺伝子組換え技術を基に、安全性,有効性かつ経済性に優れた、血中滞留型多量化アルブミン製剤を開発することを目的としている。1、ヒト血清アルブミンバリアントの構造・体内動態解析現在、60種類以上のアルブミンバリアントが存在するが、その構造・動態特性の詳細を把握することは、網羅的に個々のアミノ酸残基の役割を考えることができ、優れた機能性アルブミンを設計する上で非常に重要である。今回、17種類のバリアントの構造・動態特性を検討し、その関連性を検討したが、二次構造の指標であるα-ヘリックスの増大がアルブミンの血中滞留性を上昇させることが明らかとなり、特にドメインIIIへの変異が有用であることが示唆された。2、糖化修飾アルブミンの体内動態解析血中における翻訳後修飾はアルブミンの体内動態に影響を与える重要な因子の一つであり、翻訳後修飾の中でも糖化はアルブミンの生体内からの消失を促進させる。今回、軽度・過度の糖化修飾を施したアルブミンの構造特性や、マウスにおける動態解析及び種々のレセプターの強制発現細胞での取り込み実験などを詳細に検討した。その結果、修飾の程度の違いによりその動態特性・取り込み活性が大きく変化すること、またドメインIIIのリジン、アルギニンなどの塩基性アミノ酸残基が糖化修飾を受けやすく、その特異的構造体(AGEs)が種々の病態の発症・進展に関与する可能性が示唆された。現在、これらの基礎的情報からドメインIIIに変異を加えたアルブミン変異体を多量化している最中であり、今後詳細な体内動態を解析しようと考えている。本研究は,遺伝子組換え技術を基に,安全性,有効性かつ経済性に優れた,血中滞留型多量化アルブミン製剤を開発することを目的としている.1)酸化修飾アルブミンの近位尿細管間質障害に及ぼす影響血中で酸化レドックスに関与するアルブミンは,病態時,酸化ストレスの亢進とともに過度に酸化修飾を受け,種々の細胞に悪影響を及ぼすことが言われている.しかしながら,どのようなアミノ酸残基が修飾を受け,どのようなメカニズムでその障害を引き起こすのか,明らかでない.そこで,慢性腎臓病時に血中に認められる酸化修飾アルブミンに着目し,その構造・機能・動態解析を行った.この酸化修飾アルブミンは,含硫黄アミノ酸残基や塩基性アミノ酸残基が有意に酸化修飾を受けること,さらにその修飾体は近位尿細管上皮細胞上のスカベンジャー受容体CD36を介して,尿細管間質障害を引き起こすことが明らかとなった.2)ヒト血清アルブミンバリアントの構造・体内動態解析現在, 60種類以上のアルブミンバリアントが存在する.

それらバリアントの構造・動態特性の把握は,網羅的に個々のアミノ酸残基の役割を考えることができ,優れた機能性アルブミンを設計する上で非常に重要である-昨年度,一残基置換バリアント17種を用い解析したが,今回新たに9種類のバリアント(3種のC末端欠損体, 3種の糖鎖付加体及び3種のN末端プロペプチド付加体)を用いて,その解析を行った.その結果, C末端が欠損することでアルブミンの半減期が有意に減少すること,逆にN末端に一つアミノ酸が付加されると半減期が上昇すること,さらにドメインIIに糖鎖を付加すると血中滞留性が上昇することが示唆された.今回得られたこれら基礎的情報を下に,現在,機能性多量体化アルブミンの設計・評価を行っている.本研究は,遺伝子組換え技術を基に,安全性,有効性かつ経済性に優れた,血中滞留型多量化アルブミン製剤を開発することを目的としている.1)遺伝子組換えマンノース付加アルブミンの肝ターゲティングへの応用ヒト血清アルブミンは通常糖鎖を持たない単純蛋白質であるが,Asn-X-Thr/SerというN型糖鎖修飾のコンセンサス配列を遺伝子組換えにより導入することで,高マンノース付加アルブミンの作製が可能となる.今回,この高マンノース付加アルブミンを作製し,肝臓へのターゲッティングを試みたが,本変異体は肝クッパー細胞へ選択的に取り込まれること,さらにNO付加高マンノースアルブミン変異体が,肝虚血再還流障害に対し,有益な作用を示すことが初めて明らかとなった.2)血中滞留性多量化アルブミン変異体の基礎的な構造,機能,体内動態特性これまでの検討により,ドメインIIIに位置する570番目のグルタミン酸残基や573番目のリジン残基を変異させること,N末端に一つアルギニン残基を付加させること,さらにドメインIIに糖鎖を付加させることで,アルブミンの血中滞留性が上昇する可能性が示唆された.そこで,これらアミノ酸残基を多重変異させ,さらに重合化した多量体化アルブミンを作製したが,多量体化アルブミン変異体の二次構造や三次構造など構造特性に変化はなく,その動態特性はモノマーのものと比較し,極めて長い血中半減期を示すことが,またそれに伴い,肝臓・腎臓への移行性が極めて抑制されることが明らかとなった.加えて,ラットに対し熱浮腫を惹起させ,多量体化アルブミンによる改善効果を調べたが,多量化に伴う分子量の増大によって,高い浮腫改善効果も認められた.今後,臨床応用も含め,さらに検討することで.甑中貯留型多量化アルブミンプロドラソグとしての可能性を追求できるものと思われる.
動脈硬化症との類似性からみた尿路結石症の成因の研究:特に転写因子NF-κBの関与

結石形成と動脈硬化形成過程については類似するところが多い。動脈硬化症関連因子として注目されている、アディポサイトカインが尿路結石形成に関与しているかを検討した。特にアディポネクチンは容量依存的にTNFαによるマクロファージの上皮細胞への接着を抑制するといわれている。アディポネクチンはTNFαのリン酸化を阻害し、1κBを増加させることにより、間接的にNFκBを抑制することでMφの接着を阻害している。そこで我々は蓚酸、COM結晶が腎尿細管細胞表面に付着し、細胞がアポトーシスを起こす過程でMφが付着する過程にアディポネクチンが関与しているのかを、結石形成マウス、ラットを用いて検討した。我々は結石形成モデルマウスを蓚酸前駆物質である、グリオキシレートの腹腔内投与により作成した。2週間連続腹腔内投与することにより投与後1週目で腎結石を形成させることができたが、2週目には腎結石が消失する現象を確認した。この過程でメタボリックシンドロームに関与する、アディポサイトカインが結石形成に関与しているかを検討した。マウス腎よりRNAを抽出し、定量PCR,マイクロアレイをおこなった。マウス腎では投与前にアディポネクチンの発現が確認されたが、結石形成に伴い、腎でのアディポネクチンの発現は減少し、さらに結石が消失するに従い発現が増加した。これは結石形成にアディポネクチンが何らかの関与をしていることが推察される。またラットに対して高脂肪食を2ヶ月投与し、肥満ラットを形成した。このラットに蓚酸前駆物質であるエチレングリコールを投与したところ、投与後7日目には腎尿細管管腔は拡張し、多数の結石を認めたが、普通食を投与したラットではこれは認められなかった。これまでの結果より、肥満は結石形成を促進していることが証明された。アディポネクチンはTNFαのリン酸化を阻害し、IκBを増加させることにより、間接的にNFκBを抑制することでMφの接着を阻害している。

これまでの結果より、肥満は結石形成を促進していることが証明された。実験には8週齢雄性SD系ラット(日本クレア)を用いた。実験群は標準試料を与える標準飼料群(normal diet群)とHigh Fat Diet32を与える高脂肪食群(HFD群)の2群に分けて、8週齢より2ヶ月投与した。17週齢目から蔭酸前駆物質であるエチレングリコール(以下EG)0.5%を自由飲水させる群と水道水を自由飲水させる群にND群、HFD群を各々2群、計4群に分け、それぞれ各群5例とした。EG投与開始日を実験開始0週目とし、0週目、1週目、2週目に代謝ゲージにて24時間蓄尿を行った後、ネンブタール麻酔下に愛護的に屠殺し、血液は下大静脈より採取。組織は腎、腸間膜脂肪組織大動脈を採取した。尿は蔭酸、クエン酸、カルシウム、リン、マグネシウムを測定。血液よりNa, K, Cl, Ca, P, Mg, Cre, T-chol, TG, HDL, Glcを測定。腎組織脂肪組織よりRNAを抽出し定量PCRを施行。Adiponectin, Adiponectin receptor, PPARγを測定した。蓚酸はHFD群より標準飼料群のほうが、EG投与開始前には高値を示し、EG投与開始後もHFD群は標準飼料群より低値を示した。クエン酸はEG投与開始前より標準飼料群でHFD群より高値を示した。カルシウム、リンともにHFD群が標準飼料群よりEG投与開始前より高値を示した。マグネシウム排泄は標準飼料群でHFD群より高値であり、EG投与の日数に比例して標準飼料群で有意に排泄量が増加した。HFD群では標準飼料群に比べ、明らかに腹腔内脂肪の増加を認めた。EG投与開始前では腎は肉眼的所見では差を認めなかったが、EG投与開始1週目よりHFD群では腎の著明な肥大を認めたAdiponectinはHFD群、標準飼料群ともにEG投与開始前ではほとんど発現していなかったが、標準飼料群ではEG投与開始2週目で発現の上昇を認めた。標準飼料群の脂肪組織ではEG投与開始後、adiponectin発現促進因子であるPPARγの上昇とともにadiponectinは発現が上昇していた。
「人と自然のかかわり」をめぐる規範性の研究-自然再生事業を例に-

本研究では、文献調査や茨城県霞ケ浦の2箇所の自然再生事業と、佐賀県松浦川のアザメの瀬の自然再生事業の調査を行い、前年度に明らかにした、自然再生事業が人と自然のかかわりの再生を行っていくためのプロセスの規範的な枠組みについて比較検討を行った。具体的には、アザメの瀬での自然再生事業の成功は、合意形成において、同じ語彙を使いつつ、取り組みの推進という点においては一致していても、専門家や行政とアザメの会を中心とする地元住民の間でニュアンスの違う「再生への論理」が並存しており、かつ、それらの論理が公論形成の場や、共通の身体的経験によって相互変容してきた状況が、不確実性を抱え、常に「失敗」する可能性を抱えた取り組みにおいて重要であることを、他の霞ケ浦の2例との比較で明らかにした。また、それが、社会的にも意味のある人と自然のかかわりの再生につながることも示した。こうした、適切な「順応的管理」を行っていくための社会的な基盤として、社会的な順応的管理によって、不確実な未来を抱えざるを得ない状況下でも、自然再生事業が人と自然のかかわりの再生をするプロセス自体を担保できることを明らかにした。また、ローカルな知のネットワークの構築によって、事業のメタ・モニタリングに必要な事業の思考系の外側から視点を提供し、その構築を参加型で行うことで言葉だけでなく、身体でもって個人と個人、集団と集団を結ぶことで信頼できる人間関係をつくり、不確定な未来への合意や、営みを制御するために必要な「未来への視野」を人と自然のかかわりのあり方に盛り込むための基盤となることを明らかにした。これらのことから環境倫理が、ほんとうに規範的な枠組みとしなければならないのは、現場のひとびとが具体的な「保全」の対象を選び、不確実な未来へと「ひとと自然のかかわり」のあり方を再生していけるようなプロセスであることを明らかにした。本研究では、文献調査や茨城県霞ヶ浦の自然再生事業の事例などの調査を行った結果、自然再生は、生態系のダイナミズムだけを対象としたのでは目的が達成されず、人と自然のかかわりの再生が必要であることをモデルを示して明らかにした。そのことによって、自然再生事業は「日常の世界」という観点から、社会や「思い」という点からも位置づけられるべきという規範的な方向性を見出し、今後「日常の世界」とその時間的な変容に注目する必要があることを示した。また、そうした社会や「思い」といった観点からの事業の検証(社会的な順応的管理)は、自然再生事業における順応的管理において適切な合意形成と結果的に生態系に対する適切な対処をもたらすことを明らかにし、社会的関係の設計によって環境的な持続性や社会的公正を達成していく可能性を示唆した。一方、かかわりの再生の実現に際しては、協議会のような合意形成の場におけるプロセス(「学びの過程」)自体が社会的関係、信頼関係をつくっていくうえで重要であることを分析し、そこに市民参加の意義があることを考察。合意形成の場で社会的公正や存在の豊かさを達成していく上ではそのプロセスに注目する必要を明らかにした。また、「生物多様性」という概念と現場での利用のされかたを検討することで、科学知による「生物多様性の保全」と知識の啓蒙という単線的なモデルが現実にはありえないことを示し、合意形成においては生態系だけではなく、精神的な思いや、社会的な関係を基盤とした上での「生物多様性の保全」概念の構築が必要であることを明らかにした。以上のような結果から、今後は佐賀県アザメの瀬の調査も踏まえ社会的関係や精神的な思いの変化と生態系のダイナミズムを、空間・時間をより明確にして分析していくことで、人と自然のかかわりにおける規範的な枠組み、環境倫理の枠組みを理論的に示していくことを計画している。

これらのことから環境倫理が、ほんとうに規範的な枠組みとしなければならないのは、現場のひとびとが具体的な「保全」の対象を選び、不確実な未来へと「ひとと自然のかかわり」のあり方を再生していけるようなプロセスであることを明らかにした。
小細胞肺癌におけるHB-EGFの機能解明と新規分標的薬としての応用

小細胞肺癌は予後不良の疾患であり未だ根治的な治療はない。HBEGFはこれまで胃癌、卵巣癌においてその高発現が報告され、抗HBEGF薬であるジフテリア毒素変異体であるCRM197を投与することで抗腫瘍効果を発揮することが明らかにされた。また臨床試験においてもphase2まで進行しその安全性が報告されている。一方で小細胞肺癌におけるHBEGFを対象とした治療の有効性について検討された報告は未だない。そこで我々は小細胞肺癌におけるHBEGFの分子機構の解明、並びに小細胞肺癌手術検体を用いたHBEGF発現について検討するための研究を行う事とした。invitroにおいて小細胞肺癌のセルラインであるSBC3.SBC5.H446.OS2RAにおけるHBEGFの発現をqtPCR/WBで確認を行った。その結果、SBC5においてWB、PCRにおけるHBEGF発現が高値であることが確認された。さらにHBEGFモノクローナル抗体である4G10を使用し細胞免疫染色を行った所、細胞膜および核で陽性となり、さらにこれらの染色は抗HBEGF薬であるCRM197の投与によって抑制された。すなわち、小細胞肺癌セルラインに発現するHBEGFに対しCRM197が結合することを明らかとした。次にCRM197投与による細胞増殖抑制効果を検討するために、平面培養における増殖アッセイを行った。既報の通り、平面培養下ではHBEGFに関する増殖抑制効果は得られなかった。今後HBEGFの分子機構の解明のためにヒト検体を用いた免疫染色、invitroにおける三次元培養下での増殖抑制効果の検討、invivoにおける腫瘍形成アッセイの比較検討を行う予定である。小細胞肺癌におけるHBEGFの検討は未だなされておらず、条件設定を十分に行う必要があった事からinvitroの結果にとどまっている。invitroにおいては三次元培養における増殖抑制効果について比較検討を行う。invivoにおいては十分なN数をもってnudeマウスにおける腫瘍形成アッセイにおいて、CRM197投与による抗腫瘍効果の検討を行う。また腫瘍形成アッセイにおいては皮下だけでなく同所である肺内での腫瘍形成も検討する。臨床検体における免疫染色においては小細胞肺癌の手術検体を用いて面積染色を行う事でその発現の評価を行う。
ヒト多能性幹細胞からの腱・靭帯誘導法の開発

我々はin vitroでiPS細胞から、ヒトの腱/靱帯前駆細胞(TLPC)の段階的な誘導法を確立した。この目標を達成するために、我々はTLPCの胚発生時の段階的な分化を模倣した。iPS細胞からのヒト未分節中胚葉や体節中胚葉の段階的誘導法を利用し、続いてTLPC特異的転写因子であるscleraxis (SCX)やmohawk (MKX)を発現している靱帯節細胞の誘導を行った。最終的に、我々の定義したフィーダーフリーのiPS細胞を基にした誘導法は、in vitroで腱靱帯付着部様のTLPCを誘導することに成功した。これらの細胞は疾患モデルの構築や細胞補充療法に非常に有益であると考えられる。
満州事変と満州国の建国課程-満州青年連盟による建国工作

1931年9月の満州事変の勃発から1932年3月の満州国の建国宣言まで、どのような建国工作が行われていたのかを明らかにするため、1931年11月、全満州の鉄道を掌握するため、関東軍の直轄機関として設立された東北交通委員会(後の満州国交通部)に着目し、新たな史料も加えて、その設立過程を明らかにした。即ち、設立当初から当該委員会の主導権を巡って、中国資本の鉄道だけではなく、満鉄までも管轄下に収めたい関東軍・満州青年連盟と、その動きを警戒しつつ単独で全満州の鉄道経営の実現を目指す満鉄、更には少しでも権限を確保しておきたい満州国要人たちとの間に激しい駆け引きが展開され、最終的に関東軍が譲歩することによって、満鉄は全満州の鉄道単独経営権を獲得することに成功し、満州国要人たちも委員会における権限を強化することに成功したのである。こうしたことについては、従来、満州国の建国過程において、関東軍と満鉄は互いに密接な協力関係を保ち、満州国要人たちは彼らの「言いなり」になっていたとする構図に対して再検討を促すものと思われる。また、今年度も引き続き、海外での史料調査(具体的には、中国大連市、瀋陽市、長春市)を行った。その結果、大連市(具体的には、国立大連図書館。大連市にあった日本文献資料館は現在閉鎖され、本館に移管されていた)において新史料を発見した。現在は分析中であり、本年度中には満州青年連盟が満州事変勃発前後にかけて、日本人の世論喚起にどのような役割を果たしたのかについて、研究成果を発表したいと考えている。まず、1931年9月18日の満州事変の勃発から1932年3月31日の満州国の建国宣言まで、関東軍、満鉄、満州青年連盟がどのように満州国建国に関与していたのかを明らかにするため、関東軍が全満州の鉄道を掌握するため、満州青年連盟に命じて設立させた東北交通委員会(後の満州国交通部)について当該史料の分析を行った。その結果、設立当初から当該委員会の主導権を巡って、関東軍・満州青年連盟と満鉄の間において、激しい抗争が繰り広げられていたことが明らかになった。即ち、東北交通委員会を通じて中国資本の鉄道だけではなく、満鉄までも管轄下に収めようとする関東軍・満州青年連盟と、それを警戒し当該委員会の実権を掌握することで、あくまで単独で全満州の鉄道経営を目指そうとする満鉄との間に激しい駆け引きが展開されていた。しかし、こうしたことについては、従来の通説(満州国の建国過程において、従来関東軍と満鉄は互いに密接な関係を保ち、「二人三脚」の関係であると言われてきた)に対して修正を迫るものとなるため、今後は海外の未調査史料も加えて、より慎重な検討を行っていきたいと考えている。次に、満州青年連盟が満州事変勃発後から満州国の建国まで、内地に派遣した母国派遣遊説隊に対する日本人の反響を明らかにするため、遊説隊が演説会を開催した各都市の有力新聞を調査した。さらに、新たな史料発掘のため海外調査を行った。具体的には、関東軍、満鉄関係の史料が多数保管されているといわれてきたロシア連邦共和国において調査を行った。その結果、ロシア陸軍省軍事史料館(モスクワ)、ロシア外務省外交史料館(モスクワ)において、満州事変期における注目すべき新史料を発見した。しかしながら、当該史料が現時点では論文への引用が認められていないものであったため、今後は論文への引用が認めてもらえるよう、当該史料館と直接交渉を行っていく予定である。
酸素／過酸化水素のredox対を利用した新しいリチウム空気二次電池

本研究では、高効率で高いエネルギー密度を示すリチウム空気二次電池の実現を目的とし、その空気極の反応に関する基礎的な検討を行っている。これまでの検討で、空気極を触媒を含まない炭素材料のみで構成することで、低過電圧で可逆性の高い、酸素/過酸化水素のレドックス対を利用した、新しいリチウム空気二次電池を提案している。H28、29年度の研究では、この空気極の反応メカニズムが、実際に酸素/過酸化水素のレドックス対によるものであるかという検証のために、グラッシーカーボンをディスク電極に用いた、RRDE測定による、反応電子数の評価と、酸素同位体ガス18O2を用いた、反応経路の特定を行い反応メカニズムが当初想定していた酸素/過酸化水素のレドックス対によるものであることを確認した。また、各種カーボン粉末をディスク電極に担持して反応電子数の検証を行ったところ、当初の予想に反して、反応電子数が2を超える結果を得た。しかしながら、その要因は電極内部におけるLi2O2の析出による見かけの反応電子数の変化によるものであり、実際の反応は二電子反応であることを確認した。一方、Li2O2が安定に析出する電極・電解液の組み合わせにおいては、可逆性が向上することを見出した。当初の研究目的は概ね達成されたことから、H30年度は、新たな検討として酸化物/過酸化物のレドックス対の電気化学特性を高濃度水溶液を用いて調査を行った。これまで使用したLiCl-LiOH系電解質溶液では電解質溶液の酸化分解が進行することから、LiTFSA-LiBETA系電解質溶液を使用したものの、正極活物質として使用したLi2MnO3の触媒活性により、水の酸化分解が促進されるために、酸化物/過酸化物のレドックス反応が進行しないことが確認された。今後、副反応の抑制検討が必要である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。我々は、空気極を触媒を含まない炭素材料のみで構成することで、低過電圧で可逆性の高い、酸素/過酸化水素のレドックス対を利用した、新しいリチウム空気二次電池を提案している。H28年度の研究では、この空気極の反応メカニズムが、実際に酸素/過酸化水素のレドックス対によるものであるかという検証のために、回転リングディスク電極を用いた反応電子数の評価と、酸素同位体ガス18O2を用いた、反応経路の特定を行った。回転リングディスク電極を用いた測定においては、ディスク電極にグラッシーカーボンを用いた場合、-0.3 V vs. Ag/AgCl付近で還元電流が観測され、最終的に反応電子数が二電子反応に到達することが確認された。一方、ディスク電極に白金を担持した場合、0.3 V vs. Ag/AgClにおいて、四電子反応が進行することが確認された。このことから、触媒を含まない炭素材料のみで構成された空気極を使用することで、酸素の還元反応を二電子反応で停止し、酸素/過酸化水素のレドックス対が利用可能であることが示唆された。引き続き、実際のセルで使用するカーボン多孔体電極を使用した三極セルを用いて、放電生成物のLi2O2の由来について確認を行った。まず、18O2中での定電流放電により多孔体電極中にLi2O2を析出させた後に、電極を取り出した。得られた電極に純水を添加することで、過酸化リチウムを加水分解し、生成するO2ガスの質量分析を行った所、m=36(18O2)が検出されたことから、放電生成物のLi2O2が酸素の二電子還元によって生成した、過酸化水素由来であることが確認された。H28年度の検討で、当初の予定通り放電反応メカニズムが確認された。予想外の副反応など、矛盾するデータは確認されていないため、特に問題ないと考えられる。H28年度の研究では、この空気極の反応メカニズムが、実際に酸素/過酸化水素のレドックス対によるものであるかという検証のために、グラッシーカーボンをディスク電極に用いた、RRDE測定による、反応電子数の評価と、酸素同位体ガス18O2を用いた、反応経路の特定を行い反応メカニズムが当初想定していた酸素/過酸化水素のレドックス対によるものであることを確認した。H29年度はこの反応メカニズムがカーボン種にの選択によるものかどうかを検証するために、各種カーボン粉末をディスク電極に担持して、反応電子数の検証を行った。本検討では、Vulkan XC72およびKetjen Blackを用いて測定を実施したところ、当初の予想に反して、2.5-4電子という反応電子数を示す結果が得られた。より詳細に調査を行ったところ、反応電子数が2を超える要因が、電極内部におけるLi2O2の析出によるものであり、実際の反応は二電子反応であることを確認した。一方、Li2O2の析出しやすい電極・電解液の組み合わせでは、可逆性が向上することを見出した。

特に、多孔体電極組成におけるバインダー量と可逆性との相関を調査したところ、比較的バインダー量の高い組成において、可逆性が向上することを見出した。特に、電解液への浸漬により膨潤しやすい電極ほど、可逆性が向上するという傾向が明らかとなった。本研究の当初の目的である、反応メカニズムの検証については、H29年度の検討で達成された。また、電極構造や電解液組成の最適化に向けて必要なパラメーターとして、電極の膨潤度と可逆性の関係について見出しており、本反応系を利用した蓄電池実現に向けた基礎的な検討は概ね完了したといえる。本研究では、高効率で高いエネルギー密度を示すリチウム空気二次電池の実現を目的とし、その空気極の反応に関する基礎的な検討を行っている。これまでの検討で、空気極を触媒を含まない炭素材料のみで構成することで、低過電圧で可逆性の高い、酸素/過酸化水素のレドックス対を利用した、新しいリチウム空気二次電池を提案している。H28、29年度の研究では、この空気極の反応メカニズムが、実際に酸素/過酸化水素のレドックス対によるものであるかという検証のために、グラッシーカーボンをディスク電極に用いた、RRDE測定による、反応電子数の評価と、酸素同位体ガス18O2を用いた、反応経路の特定を行い反応メカニズムが当初想定していた酸素/過酸化水素のレドックス対によるものであることを確認した。また、各種カーボン粉末をディスク電極に担持して反応電子数の検証を行ったところ、当初の予想に反して、反応電子数が2を超える結果を得た。しかしながら、その要因は電極内部におけるLi2O2の析出による見かけの反応電子数の変化によるものであり、実際の反応は二電子反応であることを確認した。一方、Li2O2が安定に析出する電極・電解液の組み合わせにおいては、可逆性が向上することを見出した。当初の研究目的は概ね達成されたことから、H30年度は、新たな検討として酸化物/過酸化物のレドックス対の電気化学特性を高濃度水溶液を用いて調査を行った。これまで使用したLiCl-LiOH系電解質溶液では電解質溶液の酸化分解が進行することから、LiTFSA-LiBETA系電解質溶液を使用したものの、正極活物質として使用したLi2MnO3の触媒活性により、水の酸化分解が促進されるために、酸化物/過酸化物のレドックス反応が進行しないことが確認された。今後、副反応の抑制検討が必要である。H28年度の検討に引き続き、充電時に生成するガスの分析を行うことで、充電反応メカニズムについて同様に検証する。また、二次電池としての特性を得るために反応の可逆性を支配する因子を特定し、最適な電極構造や電解液設計指針を提案する。これまでに検証した反応系の特性を最大限に引き出す、電極構造および電解液の設計を中心に検討を行う。特にLi2O2の安定化については電池の可逆性を大きく決定づけるパラメータであることから、詳細に検討を実施する。電解液については、高濃度系電解液が優れていることがわかっていることから、これまでに検討してきたLiCl-LiOH系に加えてイミド塩などを用いた高濃度電解液を中心に検討する。また、電極構造の最適化に向けて各種多孔体カーボンやナノカーボンの利用を検討する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
部分電子被占d軌道を利用したV,VI族典型元素オニウム化合物の酸素酸化触媒機能

15.16族典型元素を中心原子とするオニウム化合物RnAX(A=S,P,Se,As,Te,(O),(N)など;R=Et,Me,Ph,p-F-Phなど;X=BF_4,NO_3,Cl,1/3PO_4,1/2SO_4など)の分子軌道法による最適化構造は、例えばMe_3SCIではC_3v対称であり、Me_3SIのX線解析構造やDMSO-d_6/CDCI_3中での^1H-NMRの結果と一致した。超原子価オニウム化合物RnAX(n=3.4)は中心原子(A)、置換基(R)、および対アニオン(X)の差異によりその触媒活性に差異がみられるものの、明らかに炭化水素(クメン、テトラリンなど)の液相酸素酸化において反応促進作用を示し、その活性はAでは最低空3d軌道を有するスルホニウムおよびホスホニウムにおいて極めて高く、Rは電子供与性の大きいほど、Xは相当酸の適切な酸性度(共有結合性)の大きいほど高活性であった。オニウム触媒を用いた酸素酸化反応はその反応速度の経時変化が指数関数の差として示され、酸素活性化工構から導かれる式とよく一致し、オニウム触媒にゆる三重項酸素活性化触媒作用が示唆された。RnAXは、λmax200nm(5.90eV)付近の(p) ^2→(p)(d)遷移(ASMO-SCF:5.016.4leV)が、分子状酸素と相互作用すると△λ=0.020.14eVの範囲で長波長シフトし、オニウム触媒の中心原子の部分被占d軌道を通じた分子状酸素πg軌道への電荷移動によりd軌道の安定化が生じたと考えられた。事実、触媒活性(Rmax)と△λにはよい相関が見られ、また、オニウム中心原子のdyz軌道の電子密度はRmaxあるいは△λとの良好な直線相関を示した。したがって、15.16族有機典型元素化合物はオニウム型の超原子価結合形成(hypervalent bond formation)という異常状態(anomalous state)をとることにより最低空軌道の部分被占化(d軌道のs、pとの融合)を経て遷移金属類似の触媒機能を発現すると考えられる。
排水立管の流れ性状に関する試験研究

昨年度、我国の標準的排水管である、JIS-DT継手と特殊継手(共に100φ)とを使い、定流量負荷を一箇所より与える試験を行い、管内圧力分布パターンを(1)域;通気流入部、(2)域;横枝管からの合流で最大負圧を生じている部分(3)域;負荷階下方でしばらく大きな負圧を生じる部分、(4)域;下端迄の間直線的に管内圧力が変化する部分として解析を行ってきた。本年は、それに(5)域として実在の横主管部分も加え、特に(2)(3)(4)(5)域について詳細な検討を行った。すなわち、(2)域については、立管が下方に延びた場合及び通気立管が上方に高くなった場合を想定した試験方法を開発し、回路網計算に必要な値を求めた他、その適用範囲を明らかにした。(3)域は、Wyly-Eatonらの提案する環状流をモデルにして、抵抗係数を算出することを試みた。(4)域は、雨滴状流れと見なし、昨年度までに求めた実測の圧力分布から水と空気の相対速度を算定し、これに重力落下の方程式より求めた相対速度の理論式を適用し、水滴と空気間の抵抗の算出を試みた。(5)域は、実在の排水横主管を取りつけた立管基部の通気抵抗と我々の言う下部抵抗試験の結果得られる抵抗とを比較することで、その数値化を行った。2箇所排水実験では、負荷階を一ケ所に限定し、下階での合流を試みた。その結果、合流階で生じる通気抵抗の状況が、先に一箇所排水時に仮定した(3)域か(4)域かの差で、明らかに異質であることを確認し、これを合流部の抵抗として数値化した。現在一箇所排水時に倣い合流後の流れ性状の解明を行っている。排水システムのトラップ封水を保護する上で、最も大きい影響を及ぼすのは立管を流れる排水で生ずる管内圧力変動である。本研究は、その力学的性質を明らかにすることが目的である。今年度の実験は、JIS-DT継手使用の立管に、1階から逐次9階(30m)迄の各階から定流量の排水を加えた。管内圧力分布を【◯!1】域)通気流入部,【◯!2】域)横枝管からの流入で合流部に生じた最大負圧,【◯!3】域)負荷階下方でしばらく最大負圧を生じている部分,【◯!4】域)管内圧力が、下端迄の間直線的に変化する部分の4つに分け観察した。定常時における管内圧力分布は、管内排水の落下速度とそれによって吸引される空気の速度との間の摩擦によると思われる。よって各部分での内部抵抗を求めた。【◯!1】【◯!2】域については、昨年度までに、おおよその知見は、得ている。今年は、最も基本となる【◯!4】域の内部抵抗の算定を行った。すなわち、【◯!1】域の伸頂通気管部分に抵抗のない場合とここに既知抵抗をつけた場合の負荷流量と通気流量の関係から、理論解析を行い、【◯!4】域の摩擦抵抗を算出し、これを1m当りの抵抗値として整理できた。なお今後【◯!1】域については実用設計に用いる各種ベントキャップの抵抗値、【◯!2】域については、継手の種類別、例えば、特殊継手による固有の抵抗値を調べなければならないが、JIS-DT継手については、今年度実験結果から、【◯!1】【◯!2】【◯!3】【◯!4】域での諸抵抗は、体系化できたことになる。手法としては、上部に抵抗のない場合の内部抵抗値を基に、負荷流量と負荷階を指定すれば、その時の通気流量も決まり定量的に各階の管内圧力値が算定できる。その結果は、実測の管内圧力分布と比較し、実用上さしつかえない精度で十分一致した。以上より、最終目標となる排水回路網内で生じる管内圧力の算定とそれを用いた設計法の提案のための解析の見透しがほぼついた。

(5)域は、実在の排水横主管を取りつけた立管基部の通気抵抗と我々の言う下部抵抗試験の結果得られる抵抗とを比較することで、その数値化を行った。2箇所排水実験では、負荷階を一ケ所に限定し、下階での合流を試みた。その結果、合流階で生じる通気抵抗の状況が、先に一箇所排水時に仮定した(3)域か(4)域かの差で、明らかに異質であることを確認し、これを合流部の抵抗として数値化した。現在一箇所排水時に倣い合流後の流れ性状の解明を行っている。
音声合成装置を利用した高等動物の音声認識メカニズムの解析

本研究は、近年長足の進歩を遂げたマイクロコンピュ-タを聴覚生理学あるいは動物行動学の実験に応用して、高等動物の音声認識メカニズムの研究に役立てようとするものであった。これらの研究では、刺激音を自然の動物の鳴声を加工して人工的に作成して与えることが、聴覚系ニュ-ロンの特徴抽出特性あるいは、他個体の動物の音声に対する音声による反応を調べるために有効なアプロ-チとなる。昭和63年度では、マイクロコンピュ-タをその周辺装置(A/D,D/Aコンバ-タなど)と組み合わせ、音声をディジタル的に録音し、それをFFT分析、フィルタをかける、一部を切り出すなどの加工ができるようにした。それらは実験の刺激音としてD/Aコンバ-タから再生し、利用できるようにした。平成元年度では、前年度の装置で必要な音声を作成し、実験に試用した。ニホンザルの音声を約20個分析した。このうちとくに“COO"音について、フォルマント構造のそれぞれの周波数成分に分解した。また“smooth early high,“smooth late high"の音声の周波数の変化の速度を人為的に変えた人工音を用意した。これらは一部、大脳皮質聴覚野ニュ-ロンの研究に使用した。コシジロウミツバメについては、鳴声に雌雄の相異があり、これは各音節の周波数の違いに基づくことから、この周波数を変えた人工音を作成して、実験に使用した。また、この鳥の鳴声は独特のリズムを有するが、このリズムを人為的に変えることがどのように影響するかを調べるために、人工的リズムの鳴声を作成した。さらに韓国に棲息するこの種と同属の近縁種の鳴声を録音し、2種の中間の声を合成して実験する予定となっている。このように、マイクロコンピュ-タによるディジタル音声技術を適用することが、これらの研究に非常に有効であることが明らかとなった。本年度は主として音声の取込み、分析および合成処理をするためのハードウェアの作成を行った。当初予定していたアナログ信号を記録するための専用の装置を利用することは、その後のパーソナルコンピュータおよびその周辺装置の飛躍的発展を考慮して採用せず、パーソナルコンピュータを中心にして、その周辺ボードを組み合わせて利用することにした。またディジタル信号処理はDSPボードを利用することによって高速に行うことが可能となった。A/D、D/AおよびDSPボードはカノープス電子のものを採用した。以上のハードウェアのセットアップを伊福部の指導によって鎌田が行った。次にこのハードウェアによる音声処理のためのソフトウェアであるが、最近、数社の企業および学会などから、このためのソフトウェアが提供されるようになった。そのいくつかを試みたところ、個々の処理そのものはよいが、個々の研究者の実験のためには不便であり、場合によって独自のプログラムを作成することが必要であると思われた。また既存のものは、ヒトの音声を念頭においてピッチ抽出、FFT分析などを行うものが多く、サル・トリなどの動物の声の処理には、周波数帯域・分解能の点でヒトの音声とは異なる条件での解析、音声合成の手法が必要であることがわかったので、そのための処理方法をひきつづき開発する予定である。さらに今年度はこの装置を利用した次のステップの実験のために、吉田はニホンザル音声の記録・解析を行い、奥村はコシジロウミツバメの音声解析・プレイバック実験に使用する音声合成のためのパラメーターの条件設定を行った。小嶋はニホンザルなどでヒトの合成母音の弁別実験を試みた。以上のような結果から、次に各研究者の実験のために便利のよいソフトウェアの開発と、それを利用した行動実験、聴覚実験を試みることをめざしてひきつづき研究を進める予定となっている。

本年度では、マイクロコンピュ-タとA/Dコンバ-タ、D/Aコンバ-タ、イメ-ジスキャナなどの周辺装置を利用して、動物のなき声をディジタル的に録音し、音声分析および加工を行って、聴覚実験・行動のプレイバック実験に利用する刺激音の合成を行った。これをそれぞれの動物を研究する分担者と代表者との共同作業として行った。ニホンザルについては21種のなき声を分析し、それらについてフィルタリング、フォルマントに分解してその単一周波数成分のみとする、時間的に分割して、各部分とするなどの加工を試みた。とくにCOO音について、smooth early highとsmooth late highの周波数上昇あるいは下降部分の周波数の変化の速度を人為的に変えたサンプル音を作成した。これについては1部、聴覚実験を行い、大脳皮質聴覚野から単一神経の反応を記録した。コシジロウミツバメの音声については、音声分析によって雌雄のなき声の差が明らかにされているので、雌雄の差がどの成分にあるかの分析を行った結果、主として周波数の相異にあることが示された。そこで周波数成分を人為的に連続的に変化させたサンプル音を作成した。またこの種のなき声には独特のリズムがありが、このリズムが種特異性にどのように関わるかを明らかにすめため、人為的リズムによるなき声を合成してこのトリがどのように反応するかを試験するサンプル音とした。さらにこの種と同属の近縁種で、韓国に棲息するトリのなき声を録音し、分析した。この場合、これら2種がなき声をある程度区別して認識していることが、プレイバック実験からうかがえるので、この2つのなき声の周波数およびシラブルの構造を人為的に変化させた合成音を作成して聴覚実験を行う予定となっている。なおこれらの音声の加工をいったんソナグラムとなったものから画像としてとりこみ、逆FFT変換によって試料音とする方法についても検討した。