hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
鋼構造物の補修・補強の信頼性を考慮した設計法の研究

近年、鉄道橋に限らず道路橋にも各種の疲労損傷が発生しているのが発見されるようになった。これは高度成長時代に数多く建設された橋梁が、その後の経済成長に伴う交通量の激増と、車両重量の飛躍的な増加によって、各種の変状を生じたためと思われる、社会資本の1つである交通網を維持し、安全な交通を確保するためには、適切な維持管理が不可欠である。鋼構造物は適切な補修・補強を行えば、半永久的にその使命を全うする。本研究では、いくつかの補修・補強法についてその疲労強度を調べてきたが、本年度は、鋼管にガセットが溶接された継手の疲労試験を行なって、その基本的な疲労挙動を検討した。また、溶接部をグラインダ-処理、TIG処理、液体窒素噴流処理を行なって、疲労強度の向上法について検討した。また、モンテカルロシミュレ-ションの手法を用いて構造物特有のばらつきを与え、破壊力学の手法を用いた疲れきれつ進展寿命解析を行なって疲労寿命のばらつきを評価した。この解析は、橋梁に多数存在する同種の継手に発生する疲れきれつの数の推定にも用いることができる。したがって、この手法は、補修・補強の計画や定期検査の周期を決める場合の数値的背景を与えることになり、今後の補修・補強計画に役立つものと思われる。くり返し荷重を受ける鋼構造物は、荷重の大きさとそのくり返し数の組み合わせによっては疲労損傷を生じる。橋梁では、高度成長時代に架設された溶接橋梁にいくつかの損傷が生じており、その補修・補強が大きな問題となっている。本年度は、特に実橋梁でどのような応力が発生しているかを推定するために、実働応力測定を行なった。また、他機関で実施された実測データの収集につとめ、相互の比較が行なえるようにした。対象とした橋梁は、以下のようである。a)約25年経過した上路アーチ橋。b)約20年経過したプレートガーダー橋。工場内にあり約100tonの車輌が通過する。c)約15年経過した箱桁橋d)その他、比較となる道路橋また、鋼橋に発生する損傷をモデル化したものを、破壊力学の手法を用いて解析する方法を開発し、荷重が一定の場合について計算を行なった。この結果、このような手法を用いて、実構造物の損傷の発生の程度が予測できることがわかった。今後は、実構造物で生じるような荷重をモデル化した計算を行ない、より現実に近い計算ができるように改良する予定である。これは高度成長時代に数多く建設された橋梁が、その後の経済成長に伴う交通量の激増と、車両重量の飛躍的な増加によって、各種の変状を生じたためと思われる。社会資本の1つである交通網を維持し、安全な交通を確保するためには、適切な維持管理が不可欠である。また、溶接部をグフインダ処理、TIG処理、液体窒素噴流処理を行って疲労強度の向上法について検討した。
抽熱岩体の初期応力分布とその自己相似性に関する研究

本研究は、抽熱岩体に関する初期応力フラクタルモデルの構築に向けて、原位置応力測定に基づき、断層や亀裂周辺の応力場の実態を解明しようとするものである。抽熱岩体として有望な花崗岩体に研究の対象を絞り、釜石鉱山の蟹岳花崗岩体中で実施した初期応力測定データと関連地質データに基づいて、断層によって発生する攪乱応力場の特徴抽出とそのシミュレーション方法について検討した。研究成果を示すと、つぎのようである。1.円錐孔底ひずみ法を断層周辺の多点応力測定に適用し、本測定法が硬岩における絶対値計測法として有望であり、従来の応力測定に較べて測定点数を飛躍的に増やせることを明らかにした。2.測定点数が増加したとは言っても、その数は有限であるから、初期応力場の全体を把握するためには数値シミュレーシヨンが不可欠であることを明らかにし、そのためシミュレーション法として、変位くい違い法の適応性を検討した。3.変位くい違い法による解析値と測定値との比較から、本適用事例に関しては、断層が初期応力分布を支配する主要な地質的要因であり、亀裂は副次的な攪乱の原因であることを具体的に示した。
幾何的アルゴリズムの数値的安定化とその応用

従来の幾何的アルゴリズムが数値誤差の存在を無視して設計されるために現実の計算ではしばしば破綻をきたすことを反省し、数値誤差があっても安定して動作するアルゴリズムの設計法をさぐった。その結果、位相構造の一貫性を数値計算結果より優先させるという設計方法により、誤差があっても破綻せず、計算精度に見合った近似解がいつでも得られるという性質をもったアルゴリズムが構成できることがわかった。この設計方針を、(1)2次元点ボロノイズの遂次構成法、(2)2次元点ボロノイ図の分割統治構成法、(3)2次元線分ボロノイ図の遂次構成法、(4)3次元点ボロノイ図の遂次構成法、(5)平面上の線分の交差検出法、(6)3次元凸包の構成法、(7)単純多角形同士の集合演算、(8)凸多面体同士の積演算、(9)2次元ラゲ-ルボロノイ図の構成法、などの具体的問題に適用し、数値的に安定なアルゴリズムを設計した。特に(1)(5)に対しては、新しく設計したアルゴリズムを計算機プログラムとして実現し、計算実験を行った。そして、どれほど低精度で数値計算を行ってもプログラムは破綻しないこと、精度を上げていくとプログラムの出力が頁の解に収束していくこと、数値的安定化の処理を加えても計算量が著しく悪化することがないこと、退化に対する例外処理が不要となるため得られるアルゴリズムの構造が従来のものより著しく簡単であること、が確かめられた。一方、位相構造の一貫性を優先するとはいっても、政値計算をいいかげんに行ってもよいということではない。計算上の工夫を施すことによりアルゴリズムの性能を高めることができる。この観点から、高速自動微分法を利用した誤差評価の精密化、それの地理的最適化への応用、代数曲線の検出もれのない追跡法、なども研究し、新しいアルゴリズムを設計した。また、その成果を、上の(1)(5)のプログラムの中にも取り入れ、アルゴリズムの性能が向上することを確認した。「位相構造を優先させることによって数値的安定化を図る」という本研究の基本方針を、点ボロノイ図を構成するための逐次添加型算法を例として集中的に取り上げて検討した。その結果、どれほど大きな数値誤差が生じても途中で破綻することなく最後まで処理が進んで何らかの出力を出し、計算精度を上げて行くとその出力が真のボロノイ図に収束する、という性質をもったアルゴリズムを設計・作成することができた。さらに、数値計算の方法を注意深く選択した結果、単精度浮動小数点計算で百万点の母点に対するボロノイ図を正しく構成できることがわかった。この性能は、同じ計算精度で扱うことのできる母点数を今までの数百倍に高めるものである。また、数値的安定化を施しても、従来と同様に、母点数に比例する計算量で平均的に算法が終了することも確かめられた。これらの検討を通して、本方針に基づくアルゴリズムの数値的安定化が、次の二つの副産物的効果ももつことがわかった:(1)幾何的退化を扱うために従束は必要であった例外処理が不要なため、アルゴリズムの構造を単純化する効果をもつ:(2)数値的異常が発生してもその状況が出力結果として目に見えるため、数値計算法の開発に役立つ。そのため、これら二つの側面についてもその性質と有効性を詳しく検討することにした。

また、同様の方針に基づいた数値的安定化を、他の幾何的アルゴリズム(特に、点ボロノイ図を作るためのもう一つの代表的方法である分割統治型算法、線分ボロノイ図の逐次添加型構成算法、3次元点ボロノイ図の逐次添加型構成算法、図形同士の集合演算の算法など)に対しても適用すべく、その可能性と具体的方法についての検討を開始しているところである。「位相構造を優先させることによって数値的安定化を図る」という本研究の基本方針を,昨年度に続いてボロノイ図構成算法に対して詳しく検討した.その結果、点ボロノイ図の逐次添加型構成算法に対する数値的安定化の方法が,線分ボロノイ図の逐次添加型構成算法に拡張できた.また,点ボロノイ図の分割統治型構成算法に対しては,ドロネ-網の更新手続きにいくつかの位相的禁止規則を設けるという方法で,数値的安定化ができた.ここで取り上げた全ての算法に対して,どれほど大きな数値誤差が生じても途中で破綻することなく最後まで処理が進んで何等かの出力を出し,計算精度を上げていくとその出力が真のボロノイ図に収束する,という性質をもったアルゴリズムを設計・作成することができた.さらに,点ボロノイ図に関しては,二つの代表的算法(逐次添加型および分割統治型)を両方とも実現できたため,両者の長所・短所を大規模な計算実験を通して比較することが可能になった。その結果,計算時間の点ではどちらも平均的に母点数にほぼ比例すること,数値誤差が最終結果におよぼす影響の程度については逐次添加型算法の方が小さいらしいことなどがわかりつつある.本研究で開発したアルゴリズムは,退化が生じても問題なく動作するため,一般の図形を生成元とするボロノイ図の近似算法としても使えることがわかった.すなわち,与えられた生成元を点集合また線分集合で近似し,それに対して本アリゴリズムを適用すればよい.これによって,たとえば文字画像から骨格線を抽出して文字認識へ応用することなどが可能となった.現在,同様の方針に基づいた数値的安定化を,コンピュ-タグラフィックスにおける隠線・隠面消去,有限要素法のための立体の三角形分割など他の実用的な問題へ適用する検討を開始している.「位相構造を数値計算結果より優先させることによって,幾何的アルゴリズムの数値的安定化を図る」という本研究の基本方針をいくつかの計算幾何学的問題に適用し,次下のような成果を得た。1.前年度から維続して行なっている,点ボロノイ図および線分ボロノイ図の構成プログラムをいっそう整備し,応用のために利用しやすくした。また,マニュアルも作成した。2.3次元ボロノイ図の構成法を,同様の方針に基づいて安定化し,その有効性を計算実験によって確かめた。2次元の場合より計算時間も記憶場所も大きいが,平均的に母点の数に比例した計算時間でボロノイ図が安定に構成できることが確かめられつつある。3.平面上の線分集合の交差判定法を数値的に安定なものにした。ここでは,1で得られた点ボロノイ図の構成法を利用した。すなわち,与えられた線分の端点の集合に対するボロノイ図を作り,その双対のドロネ-綱の枝として実現されない線分に対してその中点を新たに添加してボロノイ図を作りなおすということを,交点が見つかるか,交点がないことが確かめられるまで繰り返す。これによって,平面に埋込むことのできる交差図形が常に得られ,また明らかに交差している線分対の交点は必ず検出できるという性質をもたせることができた。4.そのほかに,3次元凸包構成,曲面の交線の検出もれのない追跡法図形の集合演算の数値的安定化,ラゲ-ルボロノイ図構成法などのアルゴリズムを設計し,その一部は計算実験によって有効性を確かめることができた。
医療療養病床をもつ病院の地域連携室看護師における在宅療養移行支援モデルの開発

傷病を抱えた人々が療養を続けながらも住み慣れた地域で生活できる地域包括ケアシステムの推進に向けて、医療的ケアニーズの高い患者が入院している医療療養病床においても、在宅療養移行は喫緊の課題である。医療的ケアニーズを有する患者と家族が長期に安定した在宅療養生活を送るためには、看護師が患者の病状変化や家族介護力を考慮して長期的な予後判断をもとに、地域の実情を踏まえて社会資源を効果的に活用する個別性の高い支援を行う必要がある。しかしその機能を担う地域連携室に未だ看護師がいない病院もあり、医療療養病床をもつ病院の地域連携室看護師の在宅療養移行支援における特有性は明らかでない。そこで、全国の医療療養病床をもつ病院の地域連携室所属の看護師に対して、在宅療養移行支援についての質問紙による実態調査、および在宅療養移行支援を積極的に実践している地域連携室看護師に対する面接調査から、医療療養病床をもつ病院の地域連携室看護師における、患者状況や地域特性を踏まえた実践に活用できる在宅療養移行支援モデルを開発することを研究目的としている。2018年度は、2017年までの医療療養病棟看護課長に対する研究結果(科研JP15K15901)をもとに、医療療養病床をもつ病院の地域連携室看護師が行う在宅療養移行支援内容や在宅療養移行支援を実施する上での認識を含めた無記名の質問紙を作成・配布し、量的調査を行った。また地域連携室看護師が配属されていない医療療養病床をもつ病院の看護部長に対して、看護師の配属のない理由と在宅療養移行支援の必要性について、無記名質問紙調査を実施した。2018年度は、これまでの医療療養病棟看護課長に対する研究結果(科研JP15K15901)をもとに、医療療養病床をもつ病院の地域連携室看護師に対して、医療療養病床からの在宅療養移行支援の内容(実施頻度・達成度)、地域連携室看護師が医療療養病床からの在宅療養移行支援を行う上での認識(困難項目や必要項目)についての、無記名の質問紙を作成した。また、医療療養病床をもつ病院に地域連携室看護師が配属されているか否かは郵送時点では不明のため、地域連携室看護師が配属されていない場合には、看護部長に対して、配属のない理由と在宅療養移行支援の必要性について記載する無記名質問紙を作成した。それを全国の医療療養病床をもつ病院のうち、診療報酬上の看護配置20対1で、40床以上の医療療養病床をもつ病院2720病院に郵送した。現在、調査票を集計中である(回収率約15%)。質問紙調査の配布と同時に、医療療養病床が総病床の40%以上を占める病院(約1000施設)の看護部長に、面接調査の研究協力依頼書を郵送した。面接調査は、医療療養病床からの在宅療養移行支援を積極的に実践している(医療療養病床における在宅退院率50%以上)病院の地域連携室看護師を対象としており、10名程度の対象者獲得に向けて、返信を待っている状況である(現在3名から同意あり)。申請時の研究計画に基づき研究を遂行する。2019年度は、医療療養病床をもつ病院の地域連携室看護師における在宅療養移行支援の量的調査の結果を分析して、発表する。また面接調査の研究協力依頼を郵送した、在宅療養移行を積極的に行っている(医療療養病床における在宅退院率50%以上)医療療養病床をもつ病院で、研究参加協力の同意が得られた地域連携室看護師に面接調査を行い、医療療養病床からの在宅療養移行の促進につながる具体的支援について分析を進める予定である。

また、医療療養病床をもつ病院に地域連携室看護師が配属されているか否かは郵送時点では不明のため、地域連携室看護師が配属されていない場合には、看護部長に対して、配属のない理由と在宅療養移行支援の必要性について記載する無記名質問紙を作成した。それを全国の医療療養病床をもつ病院のうち、診療報酬上の看護配置20対1で、40床以上の医療療養病床をもつ病院2720病院に郵送した。現在、調査票を集計中である(回収率約15%)。質問紙調査の配布と同時に、医療療養病床が総病床の40%以上を占める病院(約1000施設)の看護部長に、面接調査の研究協力依頼書を郵送した。面接調査は、医療療養病床からの在宅療養移行支援を積極的に実践している(医療療養病床における在宅退院率50%以上)病院の地域連携室看護師を対象としており、10名程度の対象者獲得に向けて、返信を待っている状況である(現在3名から同意あり)。申請時の研究計画に基づき研究を遂行する。2019年度は、医療療養病床をもつ病院の地域連携室看護師における在宅療養移行支援の量的調査の結果を分析して、発表する。また面接調査の研究協力依頼を郵送した、在宅療養移行を積極的に行っている(医療療養病床における在宅退院率50%以上)医療療養病床をもつ病院で、研究参加協力の同意が得られた地域連携室看護師に面接調査を行い、医療療養病床からの在宅療養移行の促進につながる具体的支援について分析を進める予定である。面接調査の対象者との調整において、予定していたインタビューが2019年6月以降に変更になったため。今後、インタビュー許可の得られた在宅療養移行を積極的に行っている(医療療養病床における在宅退院率50%以上)病院(兵庫県内、岡山県内、広島県内他)の地域連携室看護師への面接調査を行う予定である。使用計画:インタビューにおける交通費、対象者への謝礼
異種接合ナノ界面の特異ガス認識機能を用いた高性能センシングデバイスの構築

主構成材料として酸化物系イオン導電体を、検知極材料として酸化物や貴金属を用いてセンサ素子を作製すれば、異種接合界面においてガス種に応じた特異的な電気化学反応が生じ、この反応に伴う電気信号を効率的に利用することで、優れたセンサ特性を発現できる可能性がある。本研究では、検知極材料の特性評価やナノレベルでの検知極形成制御を行うことにより、優れた検知特性を有する高性能ガスセンシングデバイスを設計・構築した。酸化物系イオン導電体/酸化物半導体などの異種接合界面を形成すれば、種々のガス種に対して複素インピーダンスや混成電位などを検出することにより、特異的な応答が達成でき、センサ特性の飛躍的な改善や作動条件の大幅な拡大ができる可能性がある。本研究では、検知極材料の特性評価・制御を行うことにより、特異ガス検知機能の発現メカニズムを明確にし、これまでにない優れた特異検知機能を発揮する高度ガスセンシングデバイスを設計・構築することを目的として研究を進め、本年度は以下のような成果を得た。新規複素インピーダンス応答型センサとしてNOxセンサを提案・検討し、検知極材料としてスピネル系酸化物を用いれば、高濃度の二酸化炭素や水蒸気の存在下においても数十ppmのトータルNOx濃度の高感度測定が可能なことを見出した。本センサの特異検知特性発現メカニズムを、複素はインピーダンス解析や気相触媒活性測定などの結果より検討したところ、電極界面付近でNOx組成は導入ガス組成にかかわらず常に平衡に達しており、しかも異種接合ナノ界面における電極反応抵抗がNOxの存在により大きく減少するために、NOとNO_2に対して等しい感度が発現することが分かった。また、このタイプのセンサを用いて、高温での水蒸気の検出について検討したところ、検知極材料として特にIn_2O_3を用いたときに、900°Cという高温においても良好な水蒸気応答特性を示すことがわかった。1Hzでの感度を調べたところ、約70ppmから約30,000ppmまで良好な直線関係が得られた。900°Cという高音において、このような低濃度まで水蒸気濃度が測定可能なセンサはこれまでに報告がない。本センサの特異検知特性発現メカニズムを検討したところ、異種接合ナノ界面における電極反応速度が披検ガスの存在により高温においても改善されるために、ガス感度が発現するものと考えられる。酸化物系イオン導電体/酸化物半導体などの異種接合界面を形成すれば、種々のガス種に対して特異的な応答が達成でき、センサ特性の飛躍的な改善や作動条件の大幅な拡大ができる可能性がある。1ヘテロ接合界面形成のための構成材料の選択・探索検知極のベース材料としては、NiOを用いてナノ粒子を合成し、さらに特性を向上する目的で、BaO, La_2O_3,CuOを微量添加して検討した。その結果、CuOを10wt.%添加することにより、大幅にセンサ特性が向上することを見出した。2ヘテロ界面の観察・分析・評価共沈法で調製したNiO粉末は、一次粒子径が120nmのナノ粒子が得られた。最も特性の良かったCuOを添加したNiO粒子の平均粒子径も約100nmで、やや多孔質であった。添加したCuOは均一に分散されていることがわかった。3ヘテロ界面を有するセンシングデバイスの特性評価NiO単独では市販品や本合成品も感度は小さいが、CuOを添加した場合には、湿潤雰囲気下でも35mVの感度を800°Cで示すことがわかった。また、測定した50400ppmの範囲で、起電力はNO_2濃度の対数と良好な直線関係を示した。さらに、本素子は高いNO_2選択性を示すこともわかった。4ヘテロ接合界面の特異機能発現機構の解明CuO添加によりなぜ感度が改善したのかを説明するために、素子の複素インピーダンスプロットと分極曲線を測定した。その結果、特に酸素の関与する電気化学反応に対する触媒活性が、CuOの添加により大幅に低下することにより、感度が向上していることが明確になった。1.検知極の作製・キャラクタリゼーション:検知極としては、スパッタ法によりNi薄膜をYSZ基板上に形成して1000°Cで焼成することで作製した。

スパッタ時間を変化させることにより、膜厚を30180nmの範囲で制御することができ、XPS測定結果よりNiO薄膜が形成されていることを確認した。2.NO_2応答特性の評価:NiO膜厚は60nmの時に最も優れたNO2応答を示し、800°Cにおいて素子の起電力はNO_2濃度の対数と50400ppmの範囲で良好な直線関係をで示した。3.NO_2感度の検知極膜厚依存性に対する考察:検知極膜厚がNO_2感度に与える影響を説明するために60nmと180nmのNiOを用いた素子の分極曲線と複素インピーダンスプロットを測定して比較した。その結果、60nmのNiOの場合にはカソード反応活性が大きく増加していることがわかり、NO_2の関与する電気化学反応に対する触媒活性を増加させることにより感度が向上していると結論できた。4.作動温度の低下および検知極の積層による特性改善:60nmのNiO検知極を用いた素子について、NO_2感度、選択性、応答速度の改善を目指して、作動温度を低下させるとともに積層型検知極の採用を試みた。その結果、60nmのAu薄膜をNiO上にスパッタした積層型検知極を用いると同時に作動温度を600°Cに低下させることにより、NO_2に対する感度を大幅に向上し、優れたNO_2選択性と応答性を達成できることがわかった。酸化物系イオン導電体/酸化物・貴金属の異種接合界面を形成すれば、種々のガス種に対して特異的な応答が達成でき、センサ特性の飛躍的な改善や作動条件の大幅な拡大ができる可能性がある。本研究では、検知極材料の特性評価・制御を行うことにより、特異ガス検知機能の発現メカニズムを明確にし、これまでにない優れた特異検知機能を発揮する高度ガスセンシングデバイスを設計・構築することを目的として研究を進め、本年度は以下のような成果を得た。1)検知極の作製・評価:スパッタ法を用いてAu薄膜をYSZ基板上に形成し、950°Cで焼成することでセンサ素子とした。SEM観察により、Au薄膜(スパッタ時間:30720s)は焼成時に凝集し、島状に分散して存在していることを確認した。また、Auコロイド溶液(粒径:580nm)を滴下して薄膜形成し、1000°Cで焼成したセンサ素子も作製した。SEMおよびXPS測定結果より、金ナノ粒子はYSZ粒界に沿って拡散し、YSZ表面からごく浅い領域にAuのナノネットワークを形成していると考えた。2)スパッタAu検知極素子の応答特性:スパッタ時間が120sの時にNO_2感度は極大値を示し、600°Cにおいて優れたNO_2選択性も得られることがわかった。3)NO_2感度のスパッタ時間依存性:スパッタ時間がNO_2感度に与える影響を説明するために、スパッタ時間を30,120,480sとして作製した素子の分極曲線測定を行った。その結果、120sの場合には、NO_2のカソーディク反応活性は高いがO_2のアノーディク反応活性は低いため、得られる起電力(感度)が向上していると結論できた。4)Auナノコロイド検知極素子の応答特性:5および30nmの金ナノ粒子を検知極に用いた素子を550°Cで作動させることで、NO_2やC_3H_8にはほとんど応答せずに良好なC_3H_6選択性を示すことがわかった。
鶏の形態嗜好に関する日本とタイの多面的比較感性モデル

本研究は、「鶏と人の多面的関係に関する研究計画(Human-Chcken Multi-Relationships Research Project(HCMR)」と呼ばれる日本とタイとの国際共同研究の一課題として位置づけられている。人工物の設計という技術は、家畜や家禽に対しても適用されている。生物品種の改良ということと、人工物の設計とは類似点がある。このような観点から、鶏の形態と人との関わりの多面的関係を解き明かす。鶏の原種である野鶏の棲息する北タイのChang Raiを中心として現地調査を実施した。文化班、生物・生態班、形態情報班、地理情報班、経済流通班とが協力し合いながら調査を進めた。1.文化班・タイ北部の山村での、鶏と人との多面的な関係を民族学的な手法で現地調査した。そして人と鶏の関係を示す語彙を収集し、民族/言語グループ間で比較研究した。2.生物・生態学グループでは、現地調査を行い、鶏の頭骨形態学的解析ならびに遺伝学的解析との比較研究を行った。形態計測では、鶏の頭骨の形状をレーザレンジセンサを用いて計測し、コンピュータ内で仮想頭骨データを構築し、多変量解析等を用いて分析する手法を開発し活用した。3.形態情報学グループでは、鶏形態のイメージプロトタイプを作成し、現地調査を実施し、タイの地域・民族別鶏形態の嗜好傾向、ならびに日本・沖縄での鶏形態の嗜好調査を行って、日本とタイの嗜好の明瞭な差異を検出した。4.地理情報学グループは、タイで鶏に無線発信機を取り付け、鶏の行動軌跡をデータ化する生態行動調査を行った。5.村落経済流通学グループは、タイ北部における鶏の村落経済流通の実態を調査し、その特長抽出を行った。また日本での食用の鶏肉の流通経済について調査し比較した。最後に、各グループの研究成果の統合をテキストマイニング技術を用いて、鶏の形態の多次元構造モデルとして視覚化した。「鶏と人の多面的関係に関する研究計画(Human-Chicken multi Relationships Research Project) (HCMR)」グループは、昨年からタイ国シリトーン王女殿下を名誉総裁として、秋篠宮殿下を総裁とするプロジェクトが2004年8月24日にタイ・バンコクで発足し記者発表(毎日新聞、読売新聞で報道)を行った。2005年3月には日本でシンポジウムを開催した。本科研申請は、このHCMRの下部組織としての日本サイドの1研究プロジェクトとして位置づけている。1.文化・言語学グループ(赤木攻、秋道智彌、池谷和信、新谷忠彦)タイ北部における焼畑農耕民ヤオ族の暮らす山村での、鶏と人との関わり方を把握するため現地調査のため村内の民家に住み込み調査を行った。人と鶏の関係を示す語彙を収集し民族/言語グループ間で比較研究した。2.生物・生態学グループ(林良博、天野卓、池内克史、遠藤秀紀、岡部新人、高田勝)現地調査を行い、タイの在来鶏の形態学的・遺伝学的解析と野鶏との比較研究を行った。また、鶏の頭骨の形状をレーザレンジセンサを用いて計測し、コンピュータ内で仮想頭骨データを構築し、曲率情報に基づき、主成分分析、階層クラスタ分析等を用いて分析する手法を考案し試験した。3.形態情報学グループ(原田昭、張浦華、遠藤秀紀、高田勝)鶏形態のイメージプロトタイプを作成し、現地調査によるタイの地域・民族別ならびに日本において予備選好調査を行ったデータを解析し検討した。また、沖縄の鶏関係者の嗜好データも収集した。4.地理情報学グループ(岡部篤行、岡部佳世)

タイで現地調査を行い、鶏に無線発信機を取り付け、鶏舎周辺の生態行動調査を行った。5.村落経済流通学グループ(高井康弘、大谷毅)タイ北部における鶏の村落経済流通の実態を調査し、その特長抽出を行った。また日本での食用の鶏肉の流通経済について調査した。「鶏と人の多面的関係に関する研究計画(Human-Chicken multi Relationships Research Project)(HCMR)」グループは、2004年からタイ国シリトーン王女殿下を名誉総裁として、秋篠宮殿下を総裁とするプロジェクトが発足した。2005年3月には日本・東京でシンポジウムを開催し、2007年5月タイ・バンコックで国際会議を開催した。本科研申請は、このHCMRの下部組織としての日本サイドの1研究プロジェクトとして位置づけている。1.文化・言語学グループ(赤木攻、秋道智彌、池谷和信、新谷忠彦)タイ北部における焼畑農耕民ヤオ族の暮らす山村での、鶏と人との関わり方を把握するため現地調査のため村内の民家に住み込み調査を行った。人と鶏の関係を示す語彙を収集し民族/言語グループ間で比較研究した。2.生物・生態学グループ(林良博、天野卓、池内克史、遠藤秀紀、岡部新人、高田勝)現地調査を行い、タイの在来鶏の形態学的・遺伝学的解析と野鶏との比較研究を行った。また、鶏の頭骨の形状をレーザレンジセンサを用いて計測し、コンピュータ内で仮想頭骨データを構築し、曲率情報に基づき、多変量解析等を用いて分析する手法を者案し試験した。3.形態情報学グループ(原田昭、張浦華、遠藤秀紀、高田勝)鶏形態のイメージプロトタイプを作成し、現地調査によるタイの地域・民族別調査、ならびに日本・沖縄での選好調査を行ったデータを解析した。また、2007年5月タイの選好本調査を実施した。4.地理情報学グループ(岡部篤行、岡部佳世)タイで現地調査を行い、鶏に無線発信機を取り付け、鶏の生態行動調査を行った。「鶏と人の多面的関係に関する研究計画(Human-Chicken multi Relationships Research Project)(HCMR)」は、2004年からタイ国シリトーン王女殿下を名誉総裁として、秋篠宮殿下を総裁とする国際共同研究が発足した。2005年3月には東京でシンポジウムを開催し、2007年5月タイ・バンコックで国際会議を開催した。本研究は、このHCMRの下部組織としての日本サイドの1研究プロジェクトとして位置づけられ、野鶏の棲息するChiang Raiを中心として延べ数十回にわたる現地調査を実施し、文化班、生物・生態班、地理情報班、経済流通班、形態情報班とが協力し合いながら調査を進めた。1.文化班・タイ北部の山村での、鶏と人との文化的かかわりの把握のため村内の民家に住み込み調査を行った。人と鶏の関係を示す語彙を収集し、民族/言語グループ間で比較研究した。2.生物・生態学グループでは、現地調査を行い、鶏の頭骨形態学的解析・遺伝学的解析と野鶏との比較研究を行った。
超高分子量ポリエチレン繊維への染着座席を持つ薬剤の固定化

染着座席を固定化する目的でポリエチレンにプラズマ及び放射線照射を行った。プラズマ処理においては、CF4ガス雰囲気中でポリエチレンを暴露した後、染着座席となる薬剤を塗布し、更に酸素ガス雰囲気中で処理することで固定化に効果が見られた。薬剤の固定化は、フーリエ変換赤外分光分析(FT-IR)及びX線光電子分光分析(XPS)で確認した。放射線処理においては、スチレンをグラフト重合した後に、硫酸でスルホン化することによりカチオン染料で濃色に染色することができた。本年度は、プラズマ処理によるポリエチレンへのポリエチレングリコールジアクリレート(PEGDA)とビニルスルホン酸(VSA)の混合物の固定化に加えて、アクリル酸をモノマとした放射線グラフト重合を中心に行った。放射線処理では低エネルギー電子線及び60コバルトガンマ線を利用した。電子線照射は加速電圧それぞれ100kV及び200kVで、電流3.0mA、30kGyで行った。ポリエチレンへの放射線照射により初期に生成するラジカルはアルキルラジカル、アリルラジカルが主体であるが、これらのラジカルは常温及び大気環境下で減衰するため、グラフト重合には過酸化物から生成する過酸化ラジカルを利用した。電子線照射後、2日間室温で大気中に保管した試料を使い、アクリル酸水溶液中でグラフト重合を行ったところ、僅かではあるがグラフト物が生成した。このグラフト化ポリエチレンをカチオン染料で染色したところ、プラズマ処理の試料より色濃く染色できた。しかし濃色には至っていないため、ガンマ線処理で同様な操作を行った。線量は電子線と同様、30kGyとした。ガンマ線照射後10日間、室温で大気中に保管した試料を使用したとき、グラフト率が94.9%(繊維状)及び560%(フィルム状)となった。これらをカチオン染料で染色したところ、十分な濃色が得られた。しかしながら、繊維状及びフィルム状ともに硬度が増し、繊維及びフィルムの柔らかさを損ねた。放射線グラフト重合に関しては、今後グラフト率の調整と反応性モノマの選択を進めていく。本研究は、これまで染色が困難であった超高分子量ポリエチレン繊維に染料と結合する部位を持つ薬剤を固定化させて、染色性を向上させることを目的としている。ポリエチレンは-(-CH2-CH2-)n-の炭化水素で構成されており、染料と結合するために必要なカルボキシル基(-COOH)やスルホン酸基(-SO3H)等の染着座席を持っていない。そこで本研究では、プラズマ処理及び放射線グラフト重合によりこれら染着座席を持つ薬剤の固定化を行った。初年度はプラズマ処理を中心とし、染着座席を持つ薬剤としてビニルスルホン酸(VSA)とポリエチレングリコールジアクリレート(PEGDA)混合物の10%メタノール溶液を使用した。プラズマ処理は出力25W、周波数13.56MHzの装置を用い、処理時間及び雰囲気ガスを変えて行った。CF4ガス中でポリエチレンを予めプラズマ処理した試料で良い結果を示した。CF4ガス中での前処理後、試料を混合溶液に浸して、75°C、0.2MPaの条件で24時間処理した後、更に酸素プラズマ処理により薬剤のポリエチレンへの固定化を図った。ポリエチレンへの薬剤の固定化はFT-IR及びXPSにより確認した。FT-IRから、1100cm-1及び1725cm-1に、PEGDA由来の-C-Oや-C=Oの存在が確認できた。同様にXPSから、287eV及び289eV付近に-C-Oや-C=Oの存在を確認している。一方、FT-IRからのVSAの確認は微量なため正確な確認は困難であるが、XPSから163.8eVのS2P軌道が観察できたことから、VSAの固定化が確認できた。しかし薬剤の固定化量が限定的であるため、染料による染色で濃色には至っていない。今後、薬剤の固定化量を増加させることができる処理条件及び放射線グラフト重合について進展させて行く。キシレン希薄溶液中にビニルマレイン酸共重合物を溶解させ、加圧加熱処理を行い超高分子量ポリエチレンフィルムへビニルマレイン酸共重合物を含浸させた。含浸後、テトラヒドロフラン溶液で軽く洗浄した後、乾燥させてプラズマ処理を行い、フィルムへの固定化を試みた。プラズマ処理は、酸素に少量の四フッ化炭素を混合(9:1)した雰囲気中で行った。再度洗浄・乾燥後、FT-IR及びXPS測定を行った結果、一部でフィルムへのビニルマレイン酸共重合物の固定化が見られたが、再現性が十分に得られなかった。このため、固定化の他の方法として放射線グラフト重合を並行して行った。対象として超高分子量ポリエチレン繊維を用いた。昨年度までのアクリル酸モノマーに代え、スチレンモノマーを用い、グラフト後に濃硫酸でスルホン化処理を行った。

アクリル酸が、ポリエチレン繊維への照射後に生成する過酸化物の熱分解ラジカルをグラフト重合の開始点とするのに対し、スチレンでは照射直後のアルキルラジカルをグラフトの開始点とし、両者の違いが見られた。グラフト率はアクリル酸モノマーの100%程度と比べて20%程度と低いが、カチオン染料で染色したところアクリル酸グラフト体に比べて表面染着濃度は倍以上あり、濃色に染まることが確認できた。耐光、洗濯、汗、摩擦に対する色落ち・色あせを調べる染色堅ろう度試験は一般の繊維製品と同等の3-4級程度であり、良好な堅ろう性を示した。繊維高分子化学プラズマ処理によるポリエチレンへの樹脂類の固定化は極表面層のみに止まり、本研究で目的とする染色では僅かに着色する程度である。このため、電子線及びガンマ線による放射線グラフト重合を行っている。ここではホモポリマーの生成抑制や利用効率の向上が課題となる。当該年度の研究計画の主体であるプラズマ処理装置の導入が10月にずれ込んだため、全体の進捗が予定よりやや遅れている。しかし過去の知見もあり、その後の薬剤の配合が順調であり想定した結果に近づいている。最終的な確認ができていないため、研究実績に報告していないが、電子顕微鏡による観察ではポリエチレンへの薬剤の固定化が画像で確認できることから、かなりの量の薬剤が固定化していると考えられる。今後、他の処理方法も含めて固定化量の増加を図っていく計画である。引き続き、プラズマ処理の条件を変えてビニル系モノマの固定化について検討するとともに、放射線グラフト重合での効率化についても検討する。加えて、フッ素処理による表面処理も効果的なことから、フッ素混合ガスによりスルホン酸基等、染着座席を持つ樹脂類の固定化を図る。初年度は、プラズマ処理を中心に繊維基質に染着座席を導入して固定化することを最優先とした。今後は放射線グラフト重合も詳細に検討し、分析機器を使用して固定化のメカニズムを詳細に解明する。繊維と染着座席を持つ薬剤との結合状態を解明することにより、薬剤の保持力あるいは染色堅ろう性との関係が明らかになる。ここでは複数の表面分析手法を用いることで、複雑に結合した状態を解明していく計画である。特に、赤外分光法(FT-IR)やX線光電子分光法(XPS)は結合状態の解明に重要な役割を担う。また13C固体核磁気共鳴(NMR)による解析は、試料内部の状態を把握できる。これらの解析により、固定化された薬剤が繊維表面に分布するのか、内面まで均一に分布しているのかを明らかにする。薬剤分布の位置は染色性に影響するため、薬剤の結合位置と染色の堅ろう性との相関を詳細に調べる。導入した染着座席のタイプに応じて、カチオン染料、反応染料等で染色し、染色堅ろう度試験で染色物の評価を行う。染色堅ろう度は染色濃度によって異なるため、表面染着濃度を測色機で測定し、濃色、中色、淡色に分けて評価を行う。更に構造解析の結果を受けて、より効率的な処理条件を設定できるので、ボビンに巻いた状態の大量の繊維の処理を行う計画である。予定していた旅費(海外発表)を他の外部資金及び所内経費から支出したため。次年度の旅費および消耗品費として使用する計画である。該当なし
機能改変タンパク質および核酸を基盤とした包括的抗腫瘍免疫治療システムの開発

機能改変タンパク質およびDNAワクチンの両アプローチを基盤とした包括的抗腫瘍免疫治療システムの開発を試みた。熱ショックタンパク質Hsp70と卵白アルブミンの代表的な抗原エピトープから、新規Hsp70融合タンパク質を設計した。Hsp70融合タンパク質、あるいはこれを発現するプラスミドベクターを投与することで、高い抗原特異的免疫応答の誘導に成功した。Hsp70融合タンパク質発現ベクター投与群では、腫瘍生着も効率的に拒絶され、抗腫瘍免疫治療システムとしての有用性が示された。癌の免疫療法において有効な抗腫瘍ワクチンを開発するためには、腫瘍抗原特異的なCD8陽性T細胞すなわち細胞傷害性Tリンパ球(CTL)の効率的な誘導が可能な方法論の確立が最も重要な因子となる。しかしながら、ワクチンの形で生体に投与した抗原は、通常、抗原提示細胞(APC)上のMHCクラスII分子上に提示され、CTL誘導効率が低い。また、CTLを効率よく誘導・活性化させるためにはヘルパーT細胞の活性化も必要である。そこで本研究では、機能改変タンパク質およびDNAワクチンの両アプローチを基盤とした包括的抗腫瘍免疫治療システムの開発を試みる。そのために、代表的な熱ショックタンパク質であるheat shock protein 70(Hsp70)を基盤とした機能改変タンパクおよびDNAワクチンの2つのアプローチを同時に取り上げ、両者の総合的な評価を通じてMHCクラスIエピトープおよびクラスIIエピトープのデリバリーが最適化できる包括的抗腫瘍免疫治療システムの開発を行なう。本年度は、APCにエンドサイトーシスにより取り込まれた後、積極的に細胞質に漏出することで効率的なクラスI提示を実現するために、ポリヒスチジンを融合させた機能改変型Hsp70-モデル抗原結合体(His-Hsp70-pepI)発現ベクターを作製した。モデル抗原には、卵白アルブミン(OVA)の代表的な抗原エピトープを選択した。選得られたタンパク質は、マウス樹状細胞株DC2.4細胞への添加により効率的に抗原提示を誘導し、マウスへの投与により高いCTL活性が得られた。Hsp70融合タンパク質で免疫したマウス背部皮下にOVAを発現するEG7細胞を移植したところ、融合タンパク質発現プラスミドベクター投与群では高率で腫瘍正着が拒絶された。本年度はheat shock protein 70 (Hsp70)を基盤とした機能改変タンパク質の遺伝子デリバリーによる癌免疫療法の可能性について評価を行なった。モデル抗原OVAのMHCクラスIエピトープおよびクラスIIエピトープを一分子中に融合したPepII-Hsp70-PepI発現プラスミドベクターを開発し、その有用性をマウス樹状細胞株DC2.4細胞に添加することで評価した。その結果、この発現ベクターを導入することで、PepI、PepIIともに提示されることが明らかとなった。そこで、マウスに免疫し、OVAを発現するEG7細胞を移植したところ、融合タンパク質発現プラスミドベクター投与群では高率で腫瘍生着が拒絶された。別途、CpG DNAの免疫アジュバントとしての有用性増大を目的に、DNAの高次構造化についても検討した。3本の短鎖DNAからY型DNAを構築し、マクロファージ様細胞株RAW264.7に添加したところ、通常のDNAと比較して有意に高いサイトカイン産生が得られた。このような核酸をアジュバントとしてワクチン投与の際に併用することで、より高い抗腫瘍効果が得られるものと期待する。
子宮内膜におけるSide population cellの役割と着床不全

愛媛大学医学部附属病院産婦人科不妊外来受診患者および同院良性疾患手術患者より文書にて同意書を作成した上で子宮内膜および末梢血を採取し、それぞれに含まれるSide population cell数をフローサイトメトリーを用いて測定した。採取時期は月経期・卵胞期・黄体期にわけて採取した。また検体採取時に経膣超音波検査断層法を用いて子宮内膜の厚さを測定し、血漿中のEstradiolおよびProgesterone濃度をCLIA法にて測定した。それぞれの月経周期におけるSide population cellは子宮内膜上皮・子宮内膜間質・末梢血のいずれにおいても黄体期に高値を示した。しかしながら子宮内膜の厚さとSide population cellとの間には末梢血においては相関性がみられた(r^2=0.151,p<0.05)が子宮内膜上皮・子宮内膜間質においては相関性がみられなかった。さらに末梢血におけるSide population cellの数と血漿中のEstradiolおよびProgesteroneとの間に正の相関が認められた(r^2=0.171,p<0.05;r^2=0.218,p<0.01)。1.子宮内膜損傷モデルマウスを用いた子宮内膜再生に伴うSP cell発現の変化。Balb/c雌マウスの腹腔内にLPSを投与し,時間経過に伴う子宮内膜の変化をHE染色によって観察した結果、LPS投与6時間後には子宮内膜の損傷が確認され、16時間後には再生が始まっていた。また、抗BRCP1抗体を用いた免疫染色によって子宮内膜におけるSP cellの分布状態を観察したところ間質内ではLPS投与前にわずかであったSP cellが6時間後に急増していた。一方、上皮内ではLPS投与前にはSP cellを認めなかったが12時間後にはわずかにその存在が認められた。次に上述のモデルマウスから時間毎に子宮を摘出して子宮内膜を採取,さらに上皮と間質に分離の後Hoechst33342にて染色し、その後Hoechst33342を強く細胞外に排出する細胞をSP cellとしてflow cytometryを用いて測定したところ、間質細胞でのSP cellの増加はLPS投与後6時間でピークとなりその後漸減した。一方上皮細胞ではLPS投与後漸増し、12時間後にピークとなった。2.子宮内膜再生の過程に卵巣ホルモンはどのように関与しているのかBalb/c雌マウスの卵巣を摘出した後, EstradiolおよびProgesteroneを投与し、子宮内膜におけるSP cellの変化を検討したところEstradiol単独投与群において6時間後をピークにSP cellが間質内および上皮内で増加した。この増加作用はProgesteroneによって抑制された。これらの結果から、子宮内膜におけるSP cellはEstrogenによって制御されている可能性が示唆された。
単一シナプス活動の可視化によるpopulation codingの解析

大脳におけるシナプス入力のpopulation codingを明らかにするために、2光子イメージングによる単一シナプス入力の可視化法を確立した。自発活動および感覚刺激により誘発されるシナプス入力を解析したところ、近傍に位置するシナプスに高い確率で同期した入力が入ることを明らかにした。また、自発入力と感覚シナプス入力は時空間的に類似したパターンを示し、これらの入力パターンが経験依存的に形成されることを示した。さらに、覚醒状態においては、麻酔下と比較してより高い確率で同期入力が観察され、生理的条件下では感覚シナプス入力の時空間パターンが樹状突起における非線形な情報処理に貢献していると示唆された。感覚シナプス入力の可視化in vivo可視化パッチクランプ法(shadowpatching法)を用い、麻酔下マウス大脳バレル皮質L2/3錐体細胞において、ホールセル記録とカルシウムイメージングを同時に行った。様々な洞毛刺激(主洞毛と隣接洞毛、刺激方向、刺激頻度、刺激強度)を与えた時に、錐体細胞の樹状突起において、感覚シナプス入力がどのような時空間分布で入力するかをカルシウムシグナルとして単一スパインレベルで可視化した。自発シナプス入力については、樹状突起局所の近傍に位置するスパインに同期した入力がある確率が高いことをすでに示していたが(Science, 335, 353-356, 2012)、感覚シナプス入力についても近傍のスパインで同期入力の確率が高いことが明らかになった。また、自発シナプス入力、感覚シナプス入力ともに、ごく一部のスパインに大部分の入力が集中していることが明らかとなり、各スパインにおいて、自発シナプス入力頻度と感覚シナプス入力頻度に正の相関が見られた。さらに、多次元尺度構成法を用いてシナプス入力の空間パターンを詳細に解析したところ、自発シナプス入力パターンと感覚シナプス入力パターンの間に高い類似性を見出した。これらの結果は、感覚情報は神経回路が内在的に持つ活動パターンを用いて表現されていることを示唆している。これらの実験をさらに効率的に、再現よく行うために、高感度カルシウムプローブタンパク質を用いた実験系の導入を行った。高感度カルシウムプローブタンパク質をコードするウイルスベクターを大脳皮質に注入することで、少数のニューロンにプローブを発現させ、自発シナプス入力および感覚シナプス入力を再現よく観察できることを確認した。マウス体性感覚野にて感覚シナプス入力を2光子イメージングにより可視化して、その時空間的な特性を解析した。その結果、感覚入力パターンは自発活動による入力パターンと高い類似性を示すとともに、樹状突起上で近傍に位置するスパインは同期した入力を受け取る確率が高いことを明らかにした。このことは、感覚情報が樹状突起上でクラスター状に分布することで、分散して分布する場合と比べてより効率的に複数の種類の刺激情報をコードすることに役立っていると考えられる。また、感覚情報がこのような精緻な回路によって処理されていることから、感覚経験に依存した過程、すなわち経験依存的可塑性によってシナプス入力のクラスター化が形成されると考えられる。そこで次に、感覚遮断によってこのシナプス入力様式がどのように変化するかを解析したところ、感覚遮断した動物では、正常な感覚経験をした動物と比べて、離れたスパインでも同期した入力を受けることが明らかとなった。感覚遮断により、皮質の機能マップが障害されることが知られていることから、入力のクラスター化が正常な感覚マップの形成に重要であることが示唆される。これまでの実験は、技術上の制約から全て麻酔下の動物で行ってきたが、脳の活動状態は覚醒時と麻酔下では大きく異なるため、観察結果が麻酔下特有の現象である可能性も否定できない。そこで、次に、覚醒状態のマウスにおいてもシナプス入力を可視化できる実験系の確立を目指した。これまで、ホールセル記録下でイメージングを行っていたが、覚醒状態では体動などで長時間の記録を保持することが困難なため、最近開発された新しい高感度のカルシウムセンサータンパク質を用いて、ホールセル記録すること無くシナプス入力を可視化する実験系を確立した。今後は、この実験系を用いて、覚醒状態のマウスにおける感覚シナプス入力の時空間分布の解析を行なう。前年度までに、麻酔下マウスの体性感覚野において感覚シナプス入力を2光子イメージングにより可視化して、その時空間的な特性を明らかにしてきた。特に、感覚入力パターンは自発活動によるものと高い類似性を示すこと、樹状突起上で近傍に位置するスパインは同期した入力を受け取る確率が高いことを明らかにした。さらに、臨界期の感覚遮断実験により、感覚シナプス入力の時空間パターンが臨界期の経験依存的に形成されていることも明らかとなった。今年度は、これまで明らかにした麻酔下における感覚シナプス入力パターンの特徴が覚醒状態でも見られるかどうかを明らかにするために、覚醒下のマウスにおいてシナプス入力を可視化する実験系を確立し解析を行った。まず、高感度カルシウムセンサーG-CaMPをアデノ随伴ウイルスまたはDNAの子宮内エレクトロポレーションにより大脳皮質第2/3層錐体細胞に導入し、樹状突起のカルシウムイメージングによりシナプス入力を可視化できることを確認した。このカルシウムセンサーを導入したマウスを用いて、覚醒状態で2光子顕微鏡下に頭部固定し、自発活動および感覚刺激によるシナプス入力を可視化した。その結果、覚醒状態においても感覚刺激に応答して近傍のスパインに同期した入力があることが明らかとなった。その後、同じ樹状突起を麻酔下で観察したところ、覚醒状態で高頻度に感覚入力を受けていたスパインにおいても入力頻度が減少し、その結果、同期入力確率も減少することが明らかとなった。

したがって、これまで麻酔下で観察されていた以上に覚醒状態では入力頻度、同期入力確率も高くなっており、生理的な条件下では、感覚シナプス入力の時空間パターンが樹状突起における非線形情報処理に貢献していることが予想される。大脳におけるシナプス入力のpopulation codingを明らかにするために、2光子イメージングによる単一シナプス入力の可視化法を確立した。自発活動および感覚刺激により誘発されるシナプス入力を解析したところ、近傍に位置するシナプスに高い確率で同期した入力が入ることを明らかにした。また、自発入力と感覚シナプス入力は時空間的に類似したパターンを示し、これらの入力パターンが経験依存的に形成されることを示した。さらに、覚醒状態においては、麻酔下と比較してより高い確率で同期入力が観察され、生理的条件下では感覚シナプス入力の時空間パターンが樹状突起における非線形な情報処理に貢献していると示唆された。本年度の研究実施計画について、計画通りに進行している。27年度が最終年度であるため、記入しない。神経生理学これまで、麻酔下のマウスにおいて感覚刺激に対するシナプス入力パターンの解析を行ってきたが、活動パターンは麻酔の状態によって変化することが考えられるため、今後は、覚醒状態のマウスで同様の実験を行い、動物が能動的知覚を行っている際のシナプス入力パターンを明らかにしていく。交付申請書に記載した本年度の研究実施計画について、その目標をほぼ達成しており順調に進行している。次年度使用額が生じたが、比較的少額であった。無理に不必要な物を購入せず、次年度に必要な消耗品を購入するために残したことによる。本研究に必要な技術開発(シナプス入力可視化法、ウイルスベクターによるカルシウムセンサーの導入)はすでに完了し、実験を集中的に行っている。今後、これらの実験をさらに推進していくとともに、本研究の目的である、単一シナプス活動によるpopulation codingについて明らかにしていく。消耗品費に当てる。少額であるため全体の研究費使用計画に変更はない。当初計画では、大学院生の増員に伴い必要となる、特注のオペラント学習装置(定価3,000千円)を購入する予定であったが、複数大学院生が実験時間の調整を行うことで、計画通りに実験を進めることが可能であることが判明したため、購入を見送った。大学院生の増員に伴って、必要な消耗品(分子生物学実験試薬、蛍光試薬等)が増えたため、それらの購入に充てる予定であるが、さらなる増員によってオペラント学習装置が必要となる場合はその購入に充てる。