hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
身体運動の脳内表象と運動記憶との関連

感覚運動皮質に経頭蓋直流電気刺激(tDCS)を与えながら、腕到達運動を新奇な力場に適応させる運動学習実験を行った。陽極tDCSには右向き力場を、陰極tDCSには左向き力場を関連づけるトレーニングを十分行った後、被験者が腕到達運動を行う際にtDCSの極性を切り替えると、トレーニング時のtDCSに紐付けられた運動記憶が自動的に想起された。この結果は、身体動作を行う際に駆動される神経細胞(脳内表象)に応じて運動記憶が形成されることを示している。本年度の研究実績は以下の2つである。1.経頭蓋直流電気刺激(tDCS)を用いた運動記憶操作可能性の検討:ロボットマニピュランダムを用いて、10cm前方への腕到達運動中に、ハンドル速度に依存した時計回り、もしくは反時計回りの力場をハンドルに加える運動学習実験を行った。このとき左一次運動野へのtDCSの極性を、力場の方向に応じて、陽極もしくは陰極と切り替えた。このトレーニングを十分行った後、被験者が腕到達運動をしている間に、tDCSを加えると、その極性に応じて、獲得した運動記憶が自動的に想起されることが明らかとなった。2.手首運動の制御・学習に伴う脳賦活部位の同定:tDCSを行いながら運動学習課題を行うときの脳賦活部位を同定するため、fMRI内で使用可能な手首運動用のマニピュランダムを開発した。これは、力覚デバイスPhantom 3.0(Geomagic, USA)の先端部にカーボン製のロッドを取り付けて伸張し、手首運動用のハンドルを取り付けたものである。これにより本体部をfMRIスキャナから十分に離すことが可能となり、さらにアルミの箱で覆う構造を採用することでMRI画像へのノイズの混入を最小に抑えることができると考えられた。「経頭蓋直流電気刺激(tDCS)を用いた運動記憶操作可能性の検討」については、まず一次運動野に与えるtDCSの極性と運動適応課題中の力場方向を関連づけたトレーニングを行うことにより、その極性に依存した運動記憶が構築され、さらにトレーニング後、その極性のtDCSを加えることで構築された運動記憶が自動的に呼び起こされるという興味深い結果を得ている。「手首運動の制御・学習に伴う脳賦活部位の同定」についても、fMRI内で使用可能なマニピュランダムの製作が予定どおり進み、今後、予備実験をいつでも行える状況となった。以上から、おおむね順調に研究が進展していると判断した。このような現象はトレーニングフェイズ、もしくはトレーニング後のテストフェイズにSham刺激を加えた場合では生じなかった。このことは、運動学習時のバックグランドでの脳の活動状態に応じて運動記憶が構築されること、また脳状態をtDCSで変化させた状態で運動学習課題を行わせることで運動記憶を人為的に操作できることを示している。2.手首運動の制御・学習に伴う脳賦活部位の同定:tDCSを行いながら運動学習課題を行うときの脳賦活部位を同定するため、fMRI内で使用可能なマニピュランダムとシステムを開発した。このシステムを用いることにより、手首を動かしてカーソルをターゲットまで動かす到達運動を行う際に、速度依存性の力場をかけたり、運動軌道を直線上に拘束し、この拘束面に対して発揮される力を測定するなど、fMRIスキャナー外で行っている洗練された運動学習実験の遂行が可能となった。本年度は、このシステムを用い力場の有無やtDCSの極性に応じて賦活する脳部位を同定する予備的実験を行った。fMRI画像への雑音の混入も観察されず、一次運動野や小脳など妥当な領域が賦活することが確認された。「経頭蓋直流電気刺激(tDCS)を用いた運動記憶操作可能性の検討」については、運動記憶の人工的操作を示唆する興味深い結果を得ることができ、まとめた結果を論文誌に発表できる目処もついている。「手首運動の制御・学習に伴う脳賦活部位の同定」についても、マニピュランダムシステムの開発が予想以上に順調に進み、力場の生成に伴うノイズ混入もないことが確かめられた。運動時の力場負荷印加から、カーソルへの視覚回転変換、運動軌道を直線上に拘束するエラークランプ法にいたるまで、通常の実験室で行っている洗練された様々な運動課題をfMRIスキャナ内で遂行可能な、世界的にみても類を見ない優れたシステムであり、来年以降の研究の進展が期待できる。以上から、当初の計画以上に研究が進展していると判断した。今年度の研究実績は以下のとおりである。(1)脳状態に依存した運動記憶の形成と運動記憶の外的操作可能性:ロボットマニピュランダムを用いて、新奇力場をハンドルに課した状態で到達運動するという運動学習実験を行った。

tDCS電極を左・右一次運動野に配置し、左一次運動野を陽極刺激時には時計回り(もしくは反時計回り)、陰極刺激時には反時計回り(もしくは時計回り)の力場をかけたトレーニングを行ったところ、陽・陰極刺激によって実現された脳状態に依存した別々の運動記憶が形成された。しかし、tDCSを後部頭頂葉に与えた場合には、このような極性依存性の運動記憶の形成は生じなかった。この結果から、運動記憶は一次運動野の状態依存性に形成されること、その状態を再現してやれば自動的に対応する運動記憶が蘇ってくること、すなわちヒト運動記憶を人為的に操作できることが明らかとなった(Nozaki et al., eLife 2016)。(2)脳状態に依存して形成される運動記憶の脳内表象:開発したfMRI内で使用可能なロボットマニピュランダムのシステムを用い、手首を動かしてカーソルをターゲットに動かす到達運動実験を行った。高知工科大学総合研究所所有のMRI (Magnetom Verio 3T (Siemens, Germany)を用い、左一次運動野に陽極、陰極のそれぞれのtDCSを受けながら手首運動を行ったとき、運動に関連して賦活する脳部位がどのように変化するかを検討した。解析にはRepresentational Similarity Analysis(RSA)を用い、運動に応じて賦活するボクセルの活動パターンが陽極、陰極刺激でどの程度異なっているかを調べた。その結果、刺激電極直下の一次運動野でその違いが最も大きいことから、全く同じ手首運動にもかかわらず、一次運動野の神経細胞が異なったパターンで動員されていることが示唆された。感覚運動皮質に経頭蓋直流電気刺激(tDCS)を与えながら、腕到達運動を新奇な力場に適応させる運動学習実験を行った。陽極tDCSには右向き力場を、陰極tDCSには左向き力場を関連づけるトレーニングを十分行った後、被験者が腕到達運動を行う際にtDCSの極性を切り替えると、トレーニング時のtDCSに紐付けられた運動記憶が自動的に想起された。この結果は、身体動作を行う際に駆動される神経細胞(脳内表象)に応じて運動記憶が形成されることを示している。「経頭蓋直流電気刺激(tDCS)を用いた運動記憶操作可能性の検討」については、H27年度にSham刺激(刺激開始直後短時間だけtDCSを加え、残りの時間は刺激を切る)を用いた対照実験を行う。具体的には、トレーニング中にtDCSートレーニング後のテスト中にSham刺激、逆にトレーニング中にSham刺激-テスト中にtDCSの2群を対象とした実験を行い、異なる極性のtDCSを受けながらトレーニングを行うことが異なる運動記憶の構築に必要であること、またこうして構築された異なる運動記憶を取り出すには異なる極性のtDCSによってトレーニング時の脳状態を再度作り出すことが重要であることを検証する。「手首運動の制御・学習に伴う脳賦活部位の同定」については、予備実験を行いながら、開発した機器とシステムをさらにブラッシュアップしていく。予備実験には、陽極および陰極tDCSを加えながら手首到達運動を行う実験、手首の運動速度依存性の回転力場に手首運動を適応させる実験の2種類を実施し、ノイズの混入の程度、頭部の動きへの影響、脳賦活部位の妥当性等を調べる。「経頭蓋直流電気刺激(tDCS)を用いた運動記憶操作可能性の検討」については、他の脳領域を刺激する対照実験を実施する必要がある。また、tDCSによって脳の状態を整えることによる運動記憶の定着、強化への影響など、より長い時間スケールで生じる影響を検討する必要性が生じてきている。
イノベーションと産業生成-新産業の生成過程における企業の戦略的課題-

本年(平成16年)度に行った研究は以下の通りである.産業生成メカニズムおよび企業のイノベーション戦略の解明を目的として,前年度までの成果をもとに,調査対象として数社を抽出した上でその技術開発状況,事業成果並びに産業全体の生成・発展過程およびそこでの各社の役割について,情報収集および分析を試みた.多様な業種に関する知見を深めるため,調査対象には,昨年度までの製造業企業に,サービス業企業を加え,構造化された聞き取り調査を進めた.調査対象は,市場開発に関与する担当者,および組織内部で意志決定権限を持つマネジャーたち(部長,事業部長,担当取締役)である.産業規模の市場生成に至る長い過程で他の様々な市場及び技術との関係について再考が重ねられてきたこれら企業の事例研究から得られた諸知見,および申請者がこれまでに蓄積してきた研究成果を基盤として,産業生成と市場開発戦略,事業成果の関係を分析するための鍵概念の抽出と,その説明経路・仮説の構築を試みた.本調査研究から導出された最も重要な仮説命題群は,次の通りである.1.日本は米国とは異なる産業生成・発展のメカニズムを持つ可能性がある.2.日本では新興企業よりも,既存大企業の新規事業・多角化による産業生成・発展が顕著である.3.こうした傾向は製造業において顕著であり,外食や流通のようなサービス産業では,新興企業が大きな革新をリードしてきた.4.またインターネット関連事業は例外的にベンチャーが産業発展の担い手になっている.5.日本でも,新規上場企業数の増加など,産業生成の担い手としての新興企業に注目が集まっているものの,開業率は一貫して下がり続けており,これに頼ることは難しく,また多くの課題を抱えている.6.既存大企業は新産業・新市場生成の重要な担い手ではあるものの,新規事業によく失敗する.新興企業にとって産業生成期の最重要戦略的課題は,不足資源を確保しながら,身軽な組織に基づく迅速な意思決定という武器を最大限生かし,いかにして先行者利益を確保し,これを守るための仕組みをつくりあげるにある。他方,既存の大企業は,大規模組織に特有の複雑な意思決定構造,これに基づく責任所在の曖昧さに縛られていることが,不確実な生成期を乗り切るための大きな足枷になっている.そのため,経営陣が既存事業とは違った判断の責を負う必要がある.また組織分割や社内ベンチャー等の手法で生成期の小規模市場に対する採算ラインを下げるとともに,顧客情報をしっかりと把握する仕組みを作り,事業として手堅いニッチからはじめることが必要になる.本年(平成14年)度に行った研究は以下の通りである.すなわち,産業生成メカニズムおよび企業のイノベーション戦略に関わる既存の文献,および企業・技術・市場情報データベースの利用によって,本調査研究が対象としているエレクトロニクス技術に関わる企業の技術開発状況並びに事業成果について調査を進め,これら企業のいくつかについてより踏み込んだバックグラウンド情報の収集を試みた.具体的には,エレクトロニクス・メーカーのM社,C社,S社,F社,光学機器メーカーのO社,F社を対象として,次年度のためのパイロットスタディとして非構造的聞き取り調査を行った.産業規模の市場生成に至る長い過程で他の様々な市場及び技術との関係について再考が重ねられてきたこれら企業の事例研究から得られた諸知見,および申請者がこれまでに蓄積してきた研究成果を基盤として,複数の製品市場の複雑な相互依存関係から生じる現代のイノベーションと,産業生成,技術及び市場開発戦略,事業成果の関係を分析するための枠組みを構築し,鍵概念の抽出と,分析次元の選定を試みた.研究成果は,現在まだ公表する段階にはないが,次年度のより詳細な実態調査に向けてのパイロットスタディを通じて,分析枠組みの精緻化,本調査の対象企業の選定およびデータの整理を行っている.近日中には,技術開発に関与する技術者たち,および組織内部で意志決定権限を持つマネジャーたち(主として部長,事業部長,担当取締役)を対象として詳細な聞き取り調査が開始される.これら定性的データは,数量化された技術データ,市場データとともに,整理,分析され,本年度行われた調査研究の結果と総合されて,最終的な研究成果として公表される.本年(平成15年)度に行った研究は以下の通りである.すなわち,産業生成メカニズムおよび企業のイノベーション戦略の解明を目的として,前年度に行われたパイロットスタディの成果をもとに,調査対象として数社を抽出した上でその技術開発状況,事業成果並びに産業全体の生成・発展過程およびそこでの各社の役割について,情報収集および分析を試みた.多様な業種に関する知見を深めるため,調査対象には,昨年度のエレクトロニクス・メーカー群に加えて,医薬品企業,リース企業,自動車企業,輸送業企業を加え,構造化された聞き取り調査を進めた.また,産業生成メカニズムおよび企業のイノベーション戦略とその成長過程に関わる既存の文献について,一層の精査が進められた.

産業規模の市場生成に至る長い過程で他の様々な市場及び技術との関係について再考が重ねられてきたこれら企業の事例研究から得られた諸知見,および申請者がこれまでに蓄積してきた研究成果を基盤として,複数の製品市場の複雑な相互依存関係から生じる現代のイノベーションと,産業生成,技術及び市場開発戦略,事業成果の関係を分析するための枠組みを洗練し,鍵概念と分析次元の改良を試みた.研究成果は,未だ公表する段階にはないが,次年度の国際的観点からの比較分析に向けて,分析の精緻化と,本調査対象産業企業のデータ整理が行われている.技術開発に関与する技術者たち,および組織内部で意志決定権限を持つマネジャーたち(主として部長,事業部長,担当取締役)を対象とした詳細な聞き取り調査データは,数量化された技術データ,市場データとともに,整理,分析され,次年度に行われる調査研究の結果と総合されて,最終的な研究成果として公表される.本年(平成16年)度に行った研究は以下の通りである.産業生成メカニズムおよび企業のイノベーション戦略の解明を目的として,前年度までの成果をもとに,調査対象として数社を抽出した上でその技術開発状況,事業成果並びに産業全体の生成・発展過程およびそこでの各社の役割について,情報収集および分析を試みた.多様な業種に関する知見を深めるため,調査対象には,昨年度までの製造業企業に,サービス業企業を加え,構造化された聞き取り調査を進めた.調査対象は,市場開発に関与する担当者,および組織内部で意志決定権限を持つマネジャーたち(部長,事業部長,担当取締役)である.産業規模の市場生成に至る長い過程で他の様々な市場及び技術との関係について再考が重ねられてきたこれら企業の事例研究から得られた諸知見,および申請者がこれまでに蓄積してきた研究成果を基盤として,産業生成と市場開発戦略,事業成果の関係を分析するための鍵概念の抽出と,その説明経路・仮説の構築を試みた.本調査研究から導出された最も重要な仮説命題群は,次の通りである.1.日本は米国とは異なる産業生成・発展のメカニズムを持つ可能性がある.2.日本では新興企業よりも,既存大企業の新規事業・多角化による産業生成・発展が顕著である.3.こうした傾向は製造業において顕著であり,外食や流通のようなサービス産業では,新興企業が大きな革新をリードしてきた.4.またインターネット関連事業は例外的にベンチャーが産業発展の担い手になっている.5.日本でも,新規上場企業数の増加など,産業生成の担い手としての新興企業に注目が集まっているものの,開業率は一貫して下がり続けており,これに頼ることは難しく,また多くの課題を抱えている.6.既存大企業は新産業・新市場生成の重要な担い手ではあるものの,新規事業によく失敗する.新興企業にとって産業生成期の最重要戦略的課題は,不足資源を確保しながら,身軽な組織に基づく迅速な意思決定という武器を最大限生かし,いかにして先行者利益を確保し,これを守るための仕組みをつくりあげるにある。他方,既存の大企業は,大規模組織に特有の複雑な意思決定構造,これに基づく責任所在の曖昧さに縛られていることが,不確実な生成期を乗り切るための大きな足枷になっている.そのため,経営陣が既存事業とは違った判断の責を負う必要がある.また組織分割や社内ベンチャー等の手法で生成期の小規模市場に対する採算ラインを下げるとともに,顧客情報をしっかりと把握する仕組みを作り,事業として手堅いニッチからはじめることが必要になる.
代数関数体から構成される誤り訂正符号の最小距離

代数関数体を用いて構成される誤り訂正符号である代数幾何符号の研究と、代数的整数論、数論的代数幾何学、代数幾何学、代数的組合せ理論のそれぞれの分野での関連する研究を行った。研究目的は、代数幾何符号を具体的に構成し、その符号の誤り訂正能力を測る重要な量である最小距離を特定することである。符号構成と最小距離特定の研究では、初年度に、一点代数幾何符号と呼ばれるタイプの代数幾何符号について、符号Cの最小距離d(C)の特定を行った。詳しく言えば、一点代数幾何符号Cがある条件を満たせばd(C)がそのFeng-Rao下限d'(C)に一致することを証明した。2年目には、一点型以外の代数幾何符号構成し、そのFeng-Rao下限を計算した。その結果、Feng-Rao下限が一点型に比較して大きい符号が存在することを発見した。代数的整数論の研究では、低次代数体、特にクンマー型のアーベル4次体の類数及び単数群の構造を解明した。また、アーベル8次体のについて、整数環が巾底を持つかどうかという問題を研究した。数論的代数幾何の研究では、タイヒミュラー基本亜群の数論幾何的な構成を行い、タイヒミュラー基本亜群に関するガロア作用と(共形場理論に付随して定まる)モノドロミー表現の記述を与えた。アーベル多様体内の既約な代数曲線が楕円曲線と同型でないとき、その代数的点の集合がネロン・テイト高さに関して一様に疎に分布すること(ボゴモロフ予想)を証明した。代数幾何学の研究では、n次元射影空間におけるd-1次サイクルの作るチャウ多様体の次数を評価する問題に関して、射影的不変量である終結式と関係するヒルベルト多項式との関連を調べた。代数的組合せ理論については、単体的複体に対応するスタンレー・ライスナー環の極小自由分解について研究した。特に、線形分解を持つブックスバウム・スタンレー・ライスナー環のただ一つある非消滅ホモロジー群の次元の上限を与えた。代数関数体を用いて誤り訂正符号を代数的に構成する研究と、代数的整数論、代数幾何学、代数的組合せ理論のそれぞれの分野で関連する研究を行った。符号構成の研究では、一点代数幾何符号と呼ばれる符号を中心に扱い、符号Cの誤り訂正能力を測る重要な量である最小距離d(C)の特定または下からの評価について考察した。一点エルミート符号という典型的な一点代数幾何符号の最小距離に関する既知の関係式の一般化を示し、論文として掲載された。つまり、一点代数幾何符号Cがある条件を満たせば、最小距離d(C)はそのフェンラオ下限d_<FR>(C)に等しいことを証明した。更に、満たすべき条件を緩和することに成功している。また、一点型以外のエルミート符号についても、同様の関係式が成立すること、及び一点型より大きい最小距離を持つことを発見している。これらの結果は、近いうちに論文としてまとめて発表する予定である。

関連する研究では、整数論において、双2次体KのHasseの単数指数、K及びその3つの部分体の類数関係を明示的に与え、数論的代数幾何学において、共形場理論から導かれるタイヒミュラー基本亜群のモノドロミー表現を記述するとともに、ボゴモロフ予想に関するウルモ・張の結果を拡張し、アーベル多様体の部分代数多様体が別のアーベル多様体と同型になるための必要十分条件を、ネロン・テイト高さ関数の値分布の言葉で与えた。また、代数幾何学の研究で、n次元射影空間におけるd次1-サイクルのなすチャウ多様体の次数を大まかに評価する見通しが得られ、代数的組合せ理論の研究では、極小自由分解を用いて、almost complete intersection Stanley-Reisner idealに対して、射影次元と算術的階数が等しいことを示した。代数関数体を用いて誤り訂正符号を代数的に構成しその最小距離を特定する研究と、代数的整数論、数論的代数幾何学、代数幾何学、代数的組合せ理論のそれぞれの分野での関連する研究を行った。符号構成と最小距離特定の研究では、平成14年度の研究では、一点代数幾何符号と呼ばれるタイプの代数幾何符号について、符号Cの誤り訂正能力を測る重要な量である最小距離d(C)の特定を行った。詳しく言えば、一点代数幾何符号Cがある条件を満たせばd(C)がそのFeng-Rao下限d'(C)に一致することを証明し論文にまとめて公表した。本年度は、一点型以外の代数幾何符号に対してFeng-Rao下限を計算して、一点型より優れた誤り訂正能力をもつ符号の構成を目指した。その結果、一点型で扱われなかった次元の符号を補完する形で、従来の計算手法を応用して一点型ではない符号を構成し、Feng-Rao下限が一点型に比較して大きい符号が存在することを示した。更に、そのような優れた代数幾何符号が存在するための条件を緩和して、得られた結果の拡張を試みているが、年度内に完成した形で公表するまでには至らなかった。関連した研究では、代数的整数論において、ハッセの問題についてガロア群が2-基本群であるアーベル16次体以上はその極大整還が巾底をもたないこと、および8次体では、ある条件の元で巾底をもつものは円周24等分体のみであることを証明した。数論的代数幾何の分野では、共形場理論から導かれるタイヒミュラー基本亜群のモノドロミー表現を記述し、アーベル多体の1次元部分代数多様体に関するボゴモロフ予想の証明を与えた。また、代数幾何学の分野で、グラースマン多様体の同次座標環の同次部分について、準単純リー環sl(n)の表現空間としての性質を研究し、代数的組合せ理論では、1次自由分解をもつBuchsbaum Stanley-Reisner環について研究し、そのヒルベルト関数による特徴付けを得た。
BNCT用新規薬剤のホウ素分布条件に関する基礎的検討

ホウ素中性子捕捉療法は、研究段階の粒子線治療である。腫瘍に集積するホウ素化合物を投与し、熱中性子を照射、腫瘍細胞内でホウ素と中性子の核反応によってα線を生じさせ、悪性腫瘍の治療に利用する。しかし、ホウ素の体内動態の可視化は難しく、詳細は未検討である。BNCTの有用性の機序に、現行薬剤の投与方法から、細胞内への10B取り込みだけでなく、腫瘍間質/血管内の10B分布による寄与が存在する、と仮説を検討する必要性に思い至った。本研究は、BNCTの抗腫瘍効果に、腫瘍間質/血管内10Bの寄与が存在すると仮説し、その割合を検証することで、新規BNCT薬剤開発の新しい方向性を見いだすことを目的としている。
活性元素の添加およびイオン注入による耐熱合金の高温耐酸化性改善

Fe-20Cr-4Alおよびこれに微量の活性元素(0.1%および0.5%のY,Pr,Gd,Ho,Ti,Zr,Hf)を添加した合金について1473K-1673K,5時間の高温酸化実験を行い、次の結果を得た。1473Kにおける酸化後Fe-20Cr-4Al合金では表面酸化皮膜の剥離が表面全体から生じた。一方、他の活性元素添加合金ではいずれの合金でも表面酸化皮膜の密着性が改善された。酸化増量は0.1Hf<0.1Y<0.1Ho<0.5Y<0.5Gd<0.1Pr<0.5Ti<0.1Gd<0.5Ho<0.5Pr<0.1Ti<0.1Zr<0.5Hf<0.5Zrの順に増大した。表面酸化皮膜としてはAl203が支配的であるが、Y3Al5012,PrAlO3,GdAlO3,Ho3Al5012,TiAl205,ZrO2およびHfO2も認められた。Fe-20Cr-4AlおよびTi添加合金の表面では、表面酸化皮膜の盛り上がりが認められた。Fe-20Cr-4Al合金の表面酸化皮膜の剥離はこの盛り上がりによって生じた圧縮応力によるのであろう。一方、Ti添加合金ではTiAl205の生成が表面酸化皮膜の密着性改善に寄与するものと思われる。これに対して他の合金表面に生成した酸化皮膜はおおむね平滑であり、酸化皮膜/合金界面では表面酸化皮膜が合金内に突き出し、いわゆる“keying-on"効果により表面酸化皮膜の密着性が改善されるものと考えられる。活性元素はいずれもFeとの金属間化合物として合金中に点在し、固溶する活性元素は状態図からも微量と考えられる。これらの活性元素は合金表面では選択酸化し、その後の酸素の内方拡散を促進し、それゆえその周りにAlの酸化が進行し、その結果、これらの活性酸化物、Al酸化物および活性元素-Al複合酸化物が合金内に突き出た形態をとるものと考えられる。酸化温度の上昇とともに酸化増量は増大し、Zr添加合金で著しく、表面酸化皮膜の結晶粒は成長し、Ti添加合金で著しかった。
新しい酸触媒の開発に基づく有機合成反応の高度効率化

有機合成反応は,様々な機能性物質を得る基盤技術であるが,その効率化については,あまり注目されてこなかった.本研究では,有機合成反応を高度に効率化すべく,高活性な触媒の利用に基づく反応効率の改善と,温和な触媒を用いた効率的な合成反応の開発(反応自体の効率化)を行った.検討の結果,炭素酸構造をもつ高活性触媒の開発に成功し,これを用いた様々な合成反応の改良に成功した.また,穏やかな酸を用いることで,3ないし4つの反応基質が,1つの生成物へと収束する多成分反応の開発にも成功した.有機合成反応は,様々な機能性物質を得る基盤技術であるが,その効率化については,あまり注目されてこなかった.本研究では,有機合成反応を高度に効率化すべく,高活性な触媒の利用に基づく反応効率の改善と,温和な触媒を用いた効率的な合成反応の開発(反応自体の効率化)を行った.検討の結果,炭素酸構造をもつ高活性触媒の開発に成功し,これを用いた様々な合成反応の改良に成功した.また,穏やかな酸を用いることで,3ないし4つの反応基質が,1つの生成物へと収束する多成分反応の開発にも成功した.炭素酸触媒を用いた「有機合成反応の高度効率化」を目指し,α,β-不飽和アルデヒドとシリルオキシフランの反応を検討した.本反応系では,TiCl_4などの古典的ルイス酸触媒を用いると1,2-選択的に付加生成物が得られるが,炭素酸触媒を用いると1,4-付加が選択的に進行した.このことは,触媒の選択や使用量が,反応の位置選択性に大きな影響を与えることを示唆している.なお,反応の円滑な進行に必要とされる炭素酸触媒の使用量は,他のブレンステッド酸やルイス酸のそれらに比べて圧倒的に少なかった.同時に,高度な分子設計が施された炭素酸の合成手法の開発を念頭に,フェノールや活性メチレン化合物といった中性求核種に対するビス(トリフルオロメタンスルホニル)メチル基の導入法を開発した.本法は,求核種とテトラキストリフルオロメタンスルホニルプロパンの反応を基盤としており,所望の炭素酸が定量的に得られる.また,電気化学測定に基づく有機溶媒中での炭素酸のpK_a測定法を確立した.これらの成果は,次年度以降の検討に不可欠な基礎的知見である.インジウムルイス酸を用いた多成分反応の開発では,アルデヒド,イソシアニド,脂肪族アルコールおよびトリメチルシリルアジドの新規四成分反応について,ルイス酸触媒のスクリーニング,反応条件や基質の適用範囲の精査を行った.検討の結果,種々の基質を用いることが可能であることを見出し,本手法の合成化学的な有用性を明らかにした.さらに,ω-ヒドロキシアルデヒドを基質として用いる分子内型反応の開発に着手し,限られた基質ではあるが,イソシアニドとの反応によるアミド合成や,イソシアニドとトリメチルシリルアジドを用いたテトラゾール合成に成功した.「有機合成反応の高度な効率化」を目指し,前年度からの研究を精力的に展開した.まず,炭素酸の化学では,テトラキス(トリフルオロメチルスルポニル)プロパンが,溶液中,逆Michael反応を起こすことを見つけ,NMRを用いて,この反応の平衡定数や標準Gibbsエネルギー変化などを定量化した.この知見を踏まえて,種々のフェノールやアリールエーテルに対して,ビス(トリフルオロメタンスルポニル)メチル基を効率よく導入する手法を開発し,ベンゼン骨格上に複数の炭素酸部位を持つ化合物を合成した.得られた多価炭素酸については,様々な有機合成反応において触媒活性の評価を行い,フログルシノールより得た三価炭素酸が,エステル化反応や,アセタール化反応,Mukaiyamaアルドール反応などの優れた触媒となることを見い出した.一方,インジウムLewis酸を用いた多成分反応として,アルデヒド,イソシアニド,脂肪族アルコールおよびトリメチルシリルアジドの新規四成分反応の基質適用範囲を明確にすると共に,環状アセタールを用いた分子内型反応の開発に成功した.本系では,環状アセタール基質に対して,イソシアニドのみを作用させると環状エーテル構造を持ったアミドが得られたのに対し,イソシアニドとトリメチルシリルアジドを作用させるとテトラゾールが選択的に得られた.さらに,ビス(トリフルオロメチルスルポニル)メタンが強酸であることに着目し,自身が酸触媒であると同時に反応基質となる新しい自己促進的な三成分反応を開発した.この成果は,炭素酸を用いた自己促進的な多成分反応が実現できることを意味しており,本研究の一層の進展をもたらす知見である.「有機合成反応の高度な効率化」を目指し,前年度からの研究を継続し,精力的に展開した.まず,炭素酸の化学では,独自に開発した有機分子へのビス(トリフルオロメチルスルホニル)メチル基の導入法(1,1,3,3-テトラキス(トリフルオロメチルスルホニル)プロパンと電子豊富アレーン類との反応)を基盤として合成した多価炭素酸を用い,様々な基質のエステル化反応や,アセタール化反応,Mukaiyamaアルドール反応などを効率良く触媒することを見い出した.また,新たな炭素酸の合成手法についても検討を加え,α,βー不飽和アルデヒドとビス(トリフリル)メタンとの自己促進的な脱水縮合反応により,対応するアルカジエン体が安定な結晶性化合物として得られることを明らかにし,このものに対するヒドリド還元を行うことで,所望の炭素酸が得られることを見出した.さらに,開発した炭素酸触媒反応の合成化学的な有用性を実証するための合成実験を行った.

そのなかで,α,βー不飽和ケトンにシリルオキシフランを付加させて得た化合物をさらに,ヨウ化サマリウムで処理することで,生物活性をもつ天然有機化合物にしばしばみられる二環性ラクトン骨格を効率的に構築できることを見い出した.一方,インジウムLewis酸を用いた多成分反応として,アルデヒド,イソシアニド,脂肪族アルコールおよびインドールを用いた新規四成分反応が進行することを見出したが,最適な反応条件を見出すには至っていない.しかし,さらなる検討を行うことで,様々な基質に適用可能な合成反応へ洗練できるものを考えている.本研究は,(1)高活性な酸触媒の開発と(2)温和な酸触媒を活用した多成分反応の開発を主眼としている.既に,極めて高活性な有機酸触媒として多価炭素酸を見い出し,インジウムLewis酸を温和な酸触媒として用いる幾つかの多成分反応の開発にも成功している.さらに,当初,触媒としての機能のみに着目していた炭素酸が,「自身の持つ酸触媒作用によって,生成物となる自己促進的な多成分反応」という予期しなかった成果も得られている.24年度が最終年度であるため、記入しない。研究期間の最終年度であることから,これまでに合成した炭素酸の利用範囲を拡大するため,触媒性能評価を中心に研究を進めていく.24年度が最終年度であるため、記入しない。
骨格筋細胞内カルシウム動態の調節機構と重症筋無力症自己抗体の作用部位の解明

【研究目的】重症筋無力症(myasthenia gravis:MG)は、抗アセチルコリン受容体に対する自己免疫疾患とされているものの、近年、抗リアノジン受容体抗体、抗Musk抗体など自己抗体の多様性が証明され、その病態については、未だ解明されていない点がある。そこで本研究では骨格筋培養細胞を用いて細胞内カルシウム動態に対する自己抗体の影響を調べることにした。骨格筋細胞内カルシウムは、筋収縮において重要なメディエーターであり、その変化を指標に自己抗体の多様性を検討することは、MGの病態を明らかにする手がかりの一つになると考えられる。【研究方法】マウス骨格筋培養細胞(C2Cl2)に、カルシウム蛍光指示薬Fluo-3AMを負荷させ、蛍光強度を測定することで、アセチルコリン添加による細胞内カルシウム濃度を算出する系を確立した。この系を用いて、受容体やチャンネル及び様々なカスケードに作用する薬剤及び自己抗体陽性患者血清を添加し、細胞内カルシウム濃度変化を測定した。【研究成果】C2Cl2細胞における細胞内カルシウム濃度の上昇は、通常の骨格筋細胞同様、ニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)を介していることが確認された。さらに細胞内カルシウム濃度の上昇がジヒドロピリジン受容体(DHPR)を遮断することで抑制され、リアノジンにより細胞内カルシウム濃度の上昇が増加したことより、DHPR-リアノジン受容体には何らかの相互作用があるものと推測された。また、DHPR抗体陽性MG患者血清を添加した後の、アセチルコリンによる細胞内カルシウム濃度上昇はピーク値に変化は見られなかったが、ピークからの低下が遅延する所見があった。このことはDHPR抗体陽性MG患者血清には、細胞内カルシウム濃度の調節に影響を与える因子が存在することが示された。それが、DHPR抗体によるものかを検討することが、今後の研究の課題となる。
熊本地震時の近隣県支援者の実態把握と受援システムの構築と検証に関する研究

今年度は、内閣府主催の平成30年大規模地震時医療活動訓練が宮崎県で実施され、実際に南海トラフ大地震を想定し、県外からの多数の医療支援チームの受入や宮崎県での対応について行政機関と一緒に災害時における医療機関での県外からの支援チームの大量受入や調整方法など、現在考え得る災害時におけるシステム等について各関係機関との打ち合わせや調整を行った。また、医療支援の実動訓練だけではなく、訓練では避難所等の立ち上げも行われ、実際、県外からの支援チームを派遣調整するなどの企画や行政との調整、実働シミュレーションを行った。被災県での当事者としての役割を聞き取りしたり、実際の活動内容を記録を取るなどの現在のシステムの抱える問題点の洗い出し等については各関係機関と協議や調整を行う良い機会となったが、現時点では訓練の振り返りにとどまっており、今後のより効果的な受援者となるためのシステム構築に繋げるところには至っていない。ヒアリングデータの可視化や、数字として表せるデータとしてはまだ十分とは言えず、今後、これからより綿密な自治体、医療・保健担当者等とのデータの集約等について調整が必要と思われる。アンケート調査を行うことも行政機関と打ち合わせを進めている。2019年度に行われる九州・沖縄ブロック災害実動訓練の訓練時に関係機関(行政機関・消防・医療機関・保健所など)に対してアンケート調査を実施することで計画は進行中である。内閣府訓練等での企画・打ち合わせに時間を要し、自治体との打ち合わせは行っているものの、一斉に行うアンケートのタイミングを協議中であるため。協力いただいている自治体との協議が終わり次第、速やかにアンケートを実施し、集約を終え次第、発表や論文化できるような取り組みを行う。今年度は、自治体主催による国民保護訓練や災害時における医療機関での大量患者の受入れや調整方法を学ぶ研修、熊本地震による被災自治体との担当者とのミーティングなどを通して、特に気になる災害時の各システムが抱える問題の顕在化や直面する問題の推移に関しての概略、大きな流れについて担当者などから聞き取りを行った。一部のデータとして、支援を受けた側の状況としては、通常業務に加え、復興に関わる過酷な作業量の増加などの側面も見られるが、サポートを受けることで精神的な面でのストレスの軽減が見られてる部分もあり、今後対象を広げてデータを集約していく必要がある。実際に近隣県から支援に携わった支援者の実態把握とその調査をもとに、よりよい支援者支援のあり方や今後予測される南海トラフ巨大地震に備え、被災県となる際の当事者としてのより効果的な受援者となるためのシステム構築を検討することを目的としているが、現時点では支援を受けた側の一部の関係者のからの聞き取り、1施設のみの調査情報にしか過ぎない。また、現在、支援を行った側の調査対象を選定中であり、受援する側とされる側が比較できるよう協議を行っている段階である。今後の発表、論文等の成果としてはまだ数字やヒアリングデータの可視化、文章化にはまだ十分とは言えず内容の精査が必要でもあるため、支援に参加した側・受援側となった自治体、医療・保健担当者等とデータの集約方法や対象について協議を行い各関係機関と調整を行った。調査するに当たってデータを取らせていただく予定の支援に参加した側・支援を受けた側の自治体、各支援に携わった異業種団体における調査する対象の選定や時期などの調整に時間を要し、それに伴い、臨床倫理委員会への申請作業等に時間を要しているため。本年度聞き取りや調整を行った団体へ対し、臨床倫理委員会の承認後、速やかにアンケート調査等の実施を行う。アンケート等の集約を終え次第、発表や論文化できるような取り組みを行う。次年度繰越となった部分である物品費等に関しては、データ収集の時期が大幅にずれたことに伴い作業開始が2018年度となった。そのため、2018年度の早期の時期に使用することとなる。

また、謝金や旅費についてはこれからデータ収集のための出張やデータが集まれば成果発表などの機会なども発生することから、前年度と同等あるいはそれ以上の使用額となることが予想される。データ収集の時期が大幅にずれた事に伴い作業開始が遅れ、加えて内閣府訓練等での打ち合わせが頻回に開催され、訓練以外で研究に要する自治体との打ち合わせがその時にほぼ大学内で行われたことから会議費用等がそこまでかからずに済んだ。今後、データの集約や研究成果等の発表も控えており、前年度以上に研究費の使用が予定されている。
ラビリンチュラ類微生物における新規DHA生合成機構の解明

DHA生産性海洋微生物ラビリンチュラ類の新規単離株を材料として,DHA生合成に関わる酵素群の遺伝子を探索した。真核生物に共通するDHAなど高度不飽和脂肪酸の生合成においては,脂肪酸不飽和化酵素が重要である。その特徴的な構造として3つのヒスチジンクラスターが存在するので,その配列をもとにしてオリゴプラィマーを設計して単離株cDNAライブラリーを鋳型としたPCRを行ったところ,オレイン酸をリノール酸に変換するΔ12不飽和化酵素及びリノール酸をγ-リノレン酸に変換するΔ6不飽和化酵素にそれぞれ対応すると思われる遺伝子断片が得られた。さらにドコサペンタエン酸をDHAに変換するΔ4不飽和化酵素をコードすると考えられる遺伝子断片も得られており,5'-RACE法などによって全長遺伝子を取得しているところである。一方,ラビリンチュラにおいて遺伝子導入や機能解析を行っていく上で,形質転換系の開発が不可欠である。そこで,相同組換え的に遺伝子を導入するための多コピー遺伝子として18S rRNA遺伝子を単離し,塩基配列を決定した。また,外来遺伝子発現用のプロモーター・ターミネーターを同遺伝子から取得するために,inverse PCRによる単離を試みているところである。ラビリンチュラ類の新規単離株をDHA生産に関する遺伝子源として,DHA生合成に関わる酵素群の同定並びに遺伝子探索を行った。真核生物に共通する高度不飽和脂肪酸の生合成経路においては,脂肪酸不飽和化酵素が重要である。その特徴的な構造として3つのヒスチジンボックスが存在するので,これをもとにオリゴプライマーを作成してPCRを行ったところ,オレイン酸をリノール酸に変換するΔ12不飽和化酵素,及びリノール酸をγ-リノレン酸に変換するΔ6不飽和化酵素にそれぞれ対応すると思われる遺伝子断片が得られた。一方,真核生物であるSchizochytrium属微生物と魚類腸内細菌Shewanellaとの間にDHA/EPA生合成機構に関する類似性を見いだしていたので,Shewanellaにおいて単離されていたEPA生合成遺伝子と相同性を示す遺伝子の探索を行った。その結果,KH105株ゲノムDNAから幾つかの機能的ドメインを含む相同断片が得られた。さらに,不飽和化酵素遺伝子とともに全長の取得を試みており,酵母などでの機能解析を行っていく。
新規発光プローブの探索を目指した発光生物調査

我々は新規の生物発光技術を創出する資源を確保するため、世界各地の発光生物群を現地調査した。調査した地域は中国、アメリカ、ヨーロッパ、ブラジル、ニュージーランド及びオーストラリアであり、発光甲虫、発光ヒトデ、発光サメや発光昆虫を調査、採取した。収集したサンプルより、現地協力者の実験室にて遺伝子や低分子化合物を抽出し、協力者の許諾のもと一部を申請代表者の産総研に持ち帰り、生物発光システムの解明研究に活用した。世界各地の発光生物から単離、同定された生物発光プローブ群は細胞内カルシウム量の変動、細胞内タンパクのリン酸化、エネルギーであるATPの分布或いは遺伝子の転写活性の測定など、細胞内に起きるさまざまな現象をイメージングする手段として有用である。更なる生物発光系発光・蛍光プローブを探索するためには世界の発光生物を収集、物質レベルのデータベース化する必要がある。本研究では、これまでの調査研究や世界的な生物研究者のネットワークの情報を基に、ニュージーランドの発光貝ラチア、オーストラリアのアラキノカンパ(俗称ツチボタル)、中国雲南省の星虫及び発光ミミズ、ベルギー王国の発光クモヒトデ、発光サメなどのサンプルを確保、遺伝子やタンパク質群のバンク化を進める。生命科学研究に有用な生物発光系発光・蛍光プローブを探索するため、これまでの調査研究や世界的な生物研究者のネットワークの情報を基に、世界の発光生物の収集し、物質レベルのデータベース化を目的とする。本年度は中国雲南省、発光甲虫の調査を目的としたフィールド調査研究、及びハーバード大学の発光性渦鞭毛藻類コレクションの調査研究を行った。個々の調査研究概要は以下である。1)2007年7月5-15日まで中国雲南省中国科学院昆明動物研究所のAndy Liang教授と共同で星虫及び発光ミミズの調査を行う。日本側から近江谷、藤森、大場(研究協力者・産総研客員研究員)が、中国側からAndy Liang、Li研究員や大学院生の総勢9名が参加、雲南省西部の三江流域を中心に保山、大理周辺の発光甲虫の採取を行った。併せて棲息地、棲息状況、生態などを詳細に調査した。得られたサンプルは近江谷、藤森が持ち帰り、組織標本を作製併せてサンプルを保存した。大場は生息状況等を記録、映像及び試料を日本にて解析、整理した。2)2007年12月16-19日までハーバード大学生物科Woody Hastingsラボの発光性渦鞭毛藻類ライブラリーの調査研究を行った。日本側より近江谷、呉(研究協力者・産総研研究員)、小江(研究協力者・オリンパス株式会社)が参加、Woody Hastingsラボにある発光性渦鞭毛藻類の生態観察、日本での生育可能な種を同定した。これらの情報を元に、4種の発光性渦鞭毛藻類を日本に持ち帰り、現在、生態を観察中である。本年度は中国雲南省、発光生物の調査を目的としたフィールド調査研究、及びニュージーランドの発光貝ラチアの調査研究を行った。1) 2008年7月6-15日まで中国雲南省中国科学院昆明動物研究所のAndy Liang教授と共同で星虫及び発光ミミズの調査を行う。日本側から近江谷、藤森、大場(研究協力者・産総研客員研究員)が、中国側からAndy Liang、Li研究員や大学院生の総勢12名が参加、雲南省西部の怒河流域を中心に保山、大理周辺の発光生物の採取を行った。2) 2009年2月20-25日までニュージランドワイカト州ハミルトン市のニュージーランド水系環境研究所(NIWA)の協力の元、ピロンギア山の清流域において発光貝ラチアの調査研究を行った。また、ワイトモ周辺の発光昆虫アラクノカンパの生態調査を行った。日本側より近江谷、丹羽(研究協力者・産総研研究員)が参加、ラチアを観察、採取した。サンプルはすべて日本に持ち帰り、現在、タンパク、遺伝子の解析を行っている。新規の生物発光系発光・蛍光プローブを探索するため、世界の発光生物の収集と物質レベルのデータベース化を目的とした海外調査研究を行った。本年度は、これまでの構築した発光生物研究者のネットワークを活用、特に未解明な発光生物として星虫、アラキノカンパ、クモヒトデをターゲットにした海外調査を立案、現地調査を行い、一部サンプルの収集も併せて行った。具体的には2009年6, 9月にはベルギー王国ルーベン大学のJerome Mallefet教授の研究室にて飼育されるクモヒトデを観察、一部のサンプルを収集した。現在、DNA抽出、遺伝子ライブラリーの作成を開始した。なお、Mallefet教授より未解明発光生物の一つである発光サメの収集が可能であるとの情報を得、次年度以降に調査を行う予定である。

2009年9月下旬約10日間、中国雲南省中国科学院昆明動物研究所のAndy Liang教授と共同で星虫及び発光甲虫の調査を行った。雲南省南部のシーサーパンナ地方を中心に発光生物の棲息地、棲息状況、生態などを詳細に調査したが、新規の星虫等の採取に至らなかった。なお、連携研究者として大場信義博士(元横須賀博物館)が参加した。2010年2月オーストラリア国ブリスベン市周辺をクイーンズ大学David Merritt博士の指導のもと調査した。山間部の水辺でアラキノカンパ(俗称ツチボタル)を観察、収集した。サンプルが十分確保できなかったことから次年度も調査を行う予定である。なお、連携研究者として呉純博士(産業技術総合研究所)が参加した。生命科学研究に有用な生物発光系発光・蛍光プローブを探索するため、これまでの調査研究や世界的な生物研究者のネットワークの情報を基に、世界の発光生物の収集し、物質レベルのデータベース化を目的とする。本年度はノルウェーでの発光サメ、中国四川・雲南省での発光甲虫、及びブラジルの発光キノコ、発光甲虫の調査を目的としたフィールド調査研究を行った。個々の調査研究概要は以下である。1)2010年7月6-11日までノルウェー王国ベルゲン大学海洋研究所にて、ベルギー王国ルーベン大学のJerome Mallefet教授のグループ(大学院生2名)と合同で、産業技術総合研究所近江谷、三谷研究員が参加して発光サメの採取、生態・発光観察、及び発光部位の採集を行った。一部はDNAとして採取、日本に持ち帰り、現在、発光酵素のクローニングを実施中である。2)2010年8月2-14日まで中国雲南省中国科学院昆明動物研究所のAndy Liang教授と共同で四川省西部から雲南省北部にかけてのチベット台地にて星虫及び発光甲虫の調査を行った。日本側から近江谷、大場(研究協力者・産総研客員研究員)が、中国側からAndy Liang、Li研究員や大学院生の総勢5名が参加した。発光甲虫の棲息地、棲息状況、生態などを詳細に調査した。得られたサンプルは近江谷が持ち帰り、組織標本を作製併せてサンプルを保存した。大場は生息状況等を記録、映像及び試料を日本にて解析、現在、データを検討中である。3)2011年2月22日-3月2日までブラジル国ソロカバ市の国立サンカルロ大学ソロカバ校のVadim Viviani教授のラボを訪問、飼育中の各種ブラジル産発光甲虫類を観察、飼育法などの情報収集を行った。さらにソロカバ市近郊の大西洋亜熱帯雨林にて発光甲虫の採取、観察を行った。日本側より近江谷が参加、今後の共同調査研究の方針を確認した。
音声コミュニケーションの進化を司る神経基盤の解明～小型霊長類との比較から

本研究では、ヒト音声言語の生物学的起源を探ることを目的として、同じ霊長類に属するコモンマーモセットの音声コミュニケーションとその神経基盤に着目して研究を行った。進化の過程で、1.動物が持つ音声コミュニケーションに関わる神経基盤(生得的)に神経活動依存的な回路形成(後天的・学習)が加わり、2.それが遺伝的に固定化され最終的に生得的なヒト言語の神経基盤となったと仮定し、主に1.の検証を行った。具体的には、オペラント条件付けを利用して、コモンマーモセットに通常は発しない新規な音声を発するように強制的に学習させることにより、脳に強い負荷をかけ、そこで生じる変化を分子・細胞レベルで同定することを目的として実験を行った。完全に新規の音声を最初から発声させるのは非常に難しいと考えられたため、今年度は、既知の音声の中で発声頻度が高く、比較的容易に発声を誘引できるPhee callをもとに、新規の音声へと変化させる試みを行った。実験装置にマーモセットを馴致したうえで、Phee callを発した場合に給餌装置から報酬を与えることにより、Phee callと餌の関係を学習させた。その後、一定の周波数以上のPhee callを発した場合にのみ報酬を与えることで、高い周波数のPhee callを発するように訓練を行った。徐々に報酬を得られる周波数の設定を高く変化させていったところ、複数個体のPhee callで顕著な周波数の上昇が観察された。この結果から、マーモセットのPhee callの発声には一定の可塑性があり、自発的に周波数をコントロールする能力を持つ可能性が示唆された。
寒流水域に出現する稚仔魚の分類学的研究

1.沿岸水域に出現する稚仔魚については、各地で採集を行った。特に北海道大学水産学部付属水産実験所のある北海道南部の南茅部町臼尻には長期的な採集定点を置き周年採集を行なうと共に、函館湾においても周年採集を実施した。また、稚仔魚の出現時期には、稚内、釧路などで集中的な採集を行った。さらに、北海道大学水産学部付属練習船おしょろ丸及び北星丸に便乗し、北海道全周海域、三陸地方沖合などで採集を実施し、おしょろ丸により北太洋で採集された稚仔魚も一部用いた。このように採集された稚仔魚は可能なものについては飼育を行ない、その形態変化を観察した。また、親魚を得、人工受精を行って、その卵、稚仔魚を飼育した。2.採集及び飼育の結果、数多くの種や様々な発育段階の稚仔魚を入手し11目46科100属127種を明らかにした。典型的な寒流水域の魚類であるカサゴ目の稚仔魚は48種、カレイ目は22種が含まれる。なお、このうち26種については科または属レベルまでしか査定ができなかった。このことは採集された個体が数少なく、かつ発育段階が低いこともあって、分類学的な解決ができなかったものである。これらについては、さらに数多くの個体、多くの発育段階の個体を入手し、分類学的に明らかにして行く必要がある。3.本研究では、多くの発育段階の個体を採集するよう努力したが、可能な種では人工環境下で仔魚を飼育した。成熟親魚を入手できた場合には人工受精を実施し、卵から飼育を試みた。その結果、ニセキタノトサカやアイナメ類などで詳細な形態変化を明らかにすることができた。4.従来主に注目されてきた黒色素胞の発現、分布の他に、生時又は新鮮時にしか見ることのできない黄色素胞、赤色素胞などの特徴を明らかにすることができた。このことで他種のデータが集積されることにより新分類形質として使用できる見込みをもった。1.沿岸水域に出現する稚仔魚に関しては、北海道の南茅部町,厚岸町,根室市,野付町,稚内市などを中心として集魚燈による採集を行い多くの標本を得た。現在これらの標本を種わけし、査定を行いつつあり、既に20種余りの稚仔魚を分類し、それらの形態的な特徴を明らかにした。2.沖合い水域に出現する稚仔魚に関しては、本学部の練習船によって行われた北海道周辺海域および北部北太平洋での稚魚ネット調査で得た多数の標本について、現在解析を進めている。3.卵および稚仔魚の飼育実験により以下の知見を得、さらに飼育研究を継続中である。1).アイナメ科魚類3種(クジメ,アイナメ,スジアイナメ)の卵を人工授精法により得て飼育を行い、稚魚前期までの各発育段階の標本を多数得た。これらの標本をもとに各種の発育にともなう形態変化および各発育段階での種内変異について検討した。その結果、上記3種は峡部、鰓膜、体の腹縁などに出現する黒色素胞の状態,筋節数,尾鰭の鰭条原基の状態などを比較することにより稚仔魚期においても分類することが可能であることが明らかになった。2).カジカ科魚類の1種ベロの親魚から受精卵を得て、ふ化後から仔魚期まで飼育を行い、この間の形態変化を初めて明らかにした。

この結果、本種とその近似種ニジカジカの仔魚は卵黄の色、仔魚期の頭部に出現する色素胞の配列状態が異なることが明らかになった。1.仔稚魚の採集調査と飼育1).沿岸域の仔稚魚の採集は昨年度と同様に南茅部町,釧路市,厚岸町,野付町,及び稚内市で継続され,それ以外に利尻町も加えて,集魚燈によって行い,いろいろな発育段階の多くの標本を得た.2).沖合いの仔稚魚については北海道大学水産学部の2隻の練習船で,稚魚ネットによって行われた.北海道周辺海域で95station及び北部北太平洋海域で46stationの調査で多数の仔稚魚を得た. 3).人口受精及び受精卵から得た仔稚魚は臼尻水産実験所及び本学部の水槽で飼育され,カジカ科4種とアイナメ科3種の発育段階別の標本を得た.2.研究経過1)採集された仔稚魚のうちカジカ上科及びカレイ目について分類と査定を行った.その結果,カジカ上科では42種に分類され,そのうち, 30種は種まで, 11種は属まで査定された.これらの中で特に, 4種(ケムシカジカ,イソバテング,ニジカジカ,及びベロ)は受精卵から得られた標本を含み,稚魚前期までの発育過程を明らかにした.カレイ目では主として北部北太平洋からの標本に基づいてなされ, 2科14種に分類された.そのうち12種は種まで, 2種は属まで査定された.2)飼育実験によって得られたアイナメ科魚類3種(アイナメ,スジアイナメ,及びクジメ)の仔稚魚については,本年度は特に各発育段階による黒色素胞の出現状態の種内変異について調査され,複数の親魚から得た仔稚魚でこのことが確認された.1.61、62年度で採集できなかった種や発育段階を補充するために仔魚前期仔魚期の出現が多い冬期に稚内、釧路において採集を行った。又、臼尻においては61、62年度に引き続いて周年採集を実施した。2.アイナメ、クジメ、ベロなど7種の受精卵、及びギスカジカ属数種、ケムシカジカ、ホテイウオなどの仔魚を得て、飼育実験を行い、各発育段階の形態を把握するとともに、黒色素胞の分布パターンの変異性、青色、黄色、等の色素胞の分布状態などについての情報を得た。3.i)63年度に新たに採集された種については、測定と査定を行い、さらに、写真投影と描画を行った。ii)本研究により集められた稚仔魚に加え、現在まで採集され、保存されてきた稚仔魚の標本をも用い、寒流水域の稚仔魚の分類について総まとめを行った。その結果11目46科100属127種が査定され、分類学的に問題のある種や、興味深い種については論議を行った。さらに、これらの結果に基づいて研究成果報告書を作製した。