hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非言語情報を通じた社会的相互作用による他者理解のメカニズムの解明

人間は顕在的な社会認知機能に加え、潜在的な社会認知機能があるのではないかと考えられる。一般的に、一般的な潜在認知機能についてはこれまでも結果が報告されているが、社会認知機能の潜在的機能についてはこれまであまり検討されていない。そこで、本研究では、社会性の個人差を脳の構造的・機能的特徴から検討した上で、人間がもつ潜在的社会認知機能のメカニズムについて検討することを目的とした。本研究では、250名以上を対象にHuman connectome project準拠のプロトコールで撮像したマルチモダルMRI(T1、T2、field map、DWI、resting state fMRI、MEGA-PRESS MRS撮像)の統合的解析を行い、社会性の個人差について関連する脳の構造的、機能的ネットワークを調べた結果、社会的意思決定には自分を中心に考える人と相手を中心に考える人という判断基準に違いがあり、その個人差に応じた脳の構造的・機能的特徴があることが明らかになった。また、潜在的社会認知機能については、周辺に提示されている社会的刺激からの情報を潜在的に受けていることが明らかになった。また、さらに周辺に提示された社会的刺激は新規性の高いものよりも親近性の高いものの方が影響が強くなることが明らかになった。今後、判断基準の違いという社会性の個人差と潜在的社会認知機能の関連性について、詳細な検討をさらに進める予定である。平成29年度は、平成28年度に整備した研究環境を用いて、MRI実験を行い被験者を増やし、まず個人差について、行動、脳活動、脳形態から検討を行う。また、fMRI実験を開始し、細分化した脳領域と脳活動の関係性を明らかにできる解析方法の検討を開始する。さらに、人の魅力度が社会的相互作用により変化する脳領域の同定を行うことを目指す。社会性の個人差を明らかにするために、マルチモーダルMRIの撮像を約300名を対象に行い、また、解析パイプラインを用いたコネクトーム解析も順調に進んでいる。来年度は、個人差と社会性とコミュニケーションの関係性を明らかにする研究を進めていく予定である。本年度までに脳の構造レベルでのコネクトーム解析が完成したので、来年度は機能レベルでのコネクトーム解析を進め、非言語情報を通じた社会的相互作用による他者理解のメカニズムの解明を目指す。初年度よりfMRI実験を開始する計画でいたが、急遽新しいMRI解析法(HCP)が発表になり、本研究を今後推進する上で、その解析法を導入することが必要と判断し、まずはHCP撮像法、解析パイプラインを導入することにした。そのため、初年度に行う予定であった実験に必要な費用の使用が遅れているため、次年度使用額が生じた。初年度、MRIの撮像法の開発、解析パイプラインのセットアップを中心に行っていたため、消耗品、旅費、人件費があまりかからなかった。そのため、予算使用が全体的に遅れたため、2年目についても次年度使用額が生じた。最終年度は、実験を精力的に行う計画となっているので、人件費が増える予定である。また、論文化に、英文校正、投稿料がかかる予定である。
IV族半導体の単原子層超格子の作製

単原子層超格子の作製に必要不可欠な原子層エピタキシ-、原子層エッチングに関して、以下の知見を得た。1.シリコン基板上にジメチルゲルマンを照射し、基板温度520530°Cの範囲でゲルマニウムの単原子層吸着を実現した。吸着量はガス照射時間に依存せず自己停止機構が確認された。XPSによる観察では、カーボンは観察されなかった。また、低温によるジメチルゲルマンの照射と昇温を繰り返すことにより、温度範囲の拡大が可能であることを示した。2.塩素ガスの室温照射による原子層吸着と昇温による熱脱離を繰り返すことによりシリコンの原子層エッチングを実現した。昇温温度675°C以上で、エッチング速度は0.4原子層/サイクルと一定であり、塩素ガス照射量にも依存しない。AFMによる表面観察により、100サイクルの原子層エッチングを行っても表面荒さは1原子層程度しか増加しない事を確認した。3.塩素ガスの室温照射と昇温を繰り返すことによりゲルマニウムの原子量エッチングを実現した。昇温温度200°C以上でエッチング速度は理想的な1原子層/サイクルで一定であり、ガス照射量に依存しない。シリコンの場合との昇温温度の違いから、表面偏析したゲルマニウムを除去するために選択的にエッチングを行うことが可能である。
大腸癌微小環境構築における癌関連線維芽細胞TRPC6 の役割

消化管線維芽細胞・筋線維芽細胞は粘膜上皮下に発現し、消化管の炎症・線維化・癌微小環境構築に関わると知られている。本研究では様々な物理化学刺激に応答するTRPチャネルをターゲットとして、消化管筋線維芽細胞内のCa2+が果たす潜在的な役割について検討を行った。筋線維芽細胞に発現するTRPC6チャネルは、細胞外マトリックス産生・細胞内ストレスファイバー構築・細胞間接着タンパク発現・サイトカイン放出などに深く関与ことが分かった。これは腸管リモデリングに関わる筋線維芽細胞のシグナル伝達経路の解明に繋がり、消化管炎症由来の線維化・癌化の予防・治療に用いる新しい薬物のスクリーニングへ、重要な情報を提供した。大腸癌では、様々な増殖因子およびその受容体が過剰に発現し癌の進展に関与することが報告されており、近年分子治療の標的として注目されている。これら増殖因子に応答して病変部へ遊走し「癌微小環境」構築に寄与する細胞の一つに癌関連線維芽細胞がある。本研究では、腸管における種々の物理化学刺激やストレスのセンサー蛋白質と考えられる癌関連線維芽細胞TRPC6チャネルに注目し、増殖因子刺激に応答したの増殖・遊走、炎症性サイトカイン・細胞外マトリクス産生の制御に果たす役割の解明を通して、炎症と発癌を繋げる「癌微小環境」構築における癌関連線維芽細胞の潜在的な役割を探索した。我々の実験結果から、成長因子刺激に応答する癌関連線維芽細胞TRPC6チャネルはクローン病患者の腸管線維化狭窄部に高発現して、Ca2+流入を介して受容体の下流のリン酸化シグナルに対して抑制的に働き、細胞外マトリックスや抗炎症サイトカイン産生を抑制する。TRPC6を介するCa2+流入は転写因子NFATの核移行に対して影響せず、タンパク質ホスファターゼの一種であるカルシニューリンを活性化することによる脱リン酸化反応を促進して成長因子受容体下流のシグナルを抑制している可能性が示唆された。また成長因子EGF刺激によりTRPC6 channelのチロシンリン酸化が亢進し、このリン酸化にSrc family tyrosine kinaseの活性化が必須であることを明らかにした。これらの現象から、癌関連線維芽細胞TRPC6チャネルが、「癌微小環境」構築による大腸癌進展制御の新しい機構である可能性が示唆された。癌の浸潤、転移、増殖などの特性は、癌の遺伝子異常のみならず、癌細胞のおかれた微小環境や間質細胞との相互作用に強く影響される。癌組織中にみられる線維芽細胞は、α-平滑筋アクチンを発現しており筋線維芽細胞の性質をもつ。線維化に伴う高率の癌化の病態生理の機序を精査するため、腸炎患者の線維化狭窄組織と非狭窄組織について線維化・癌化関連分子の発現を精査した。さまざまな物理化学刺激に応答するTRPC6チャネルは消化管の線維化狭窄組織で発現レベルが上昇していることが確認された。TGF-β1線維化・癌化刺激に応答する筋線維芽細胞TRPC6チャネルは、Ca2+流入を介してTGF-β1の下流のリン酸化シグナルに対して抑制的に働き、TGFβ1下流の線維化・癌化シグナルに対して抑制的である。また細胞骨格ストレスファイバーや細胞接着分子N-カドヘリンの発現維持に関与している可能性が示唆され、線維化→癌微小環境構築に大きく影響すると考えられる。これらの結果から、消化管筋線維芽細胞による新しい線維化・癌化の制御機構の可能性が示唆された。医歯薬学2年間の研究計画でin vitroとin vivo両方で「癌微小環境」構築に寄与する癌関連線維芽細胞TRPC6チャネルの性質を検討する予定になっている。2013年度は主にin vitro実験から大腸線維芽細胞TRPC6チャネルの性質について検討を行った。TRPC6チャネルを介するCa2+流入が脱リン酸化酵素を活性化して成長因子下流のシグナルを抑制し、EGF受容体によるTRPC6チャネル機能制御についても有意義な結果が得られた。これらの基礎データを元に、遺伝子改変動物での大腸癌発癌・進行と癌関連線維芽細胞TRPC6チャネルとの関わりについてin vivo実験を進めるうえの予備データを揃えることができた。本研究課題についてin vitro実験データを取得しており設定目標は達成できる見込みである。この実験系の確立は、線維芽細胞がもたらす大腸癌の増悪や治癒の両方向におけるシグナル伝達経路の解明に繋がる重要なステップである。IBDに起因する発癌における重要性が注目されている癌関連線維芽細胞の遊走・沈着と癌化調節因子の放出に焦点をあて、マイクロRNAがTRPチャネルやCa2+流入を介した転写因子(calcineurin/NFAT系、CaMK/CREB系など)制御が大腸癌の進行や改善にどのように関わっているのか、in vivo実験を用いて探索する。また、外科手術から提供される大腸がん組織の癌関連線維芽細胞のTRPC

6発現・機能についても精査する予定。培養細胞による確認実験が予想よりも時間が掛り、実験動物の購入・飼育が遅れたため次年度使用額が生じた。遺伝子改変動物の飼育・実験許可はすでに取得しており、実験動物の作成中である。遺伝子改変動物を用いた大腸癌発癌実験に関しては、発癌モデル動物を作成する試行錯誤が必要と考えられるので、多く予算を割り当てている。また、動物実験の他、患者からの生検組織・大腸癌摘出組織の提供について福岡大学臨床研究の許可を倫理委員会に申請中であり。2014年度に臨床研究を進めていく予定である。遺伝子改変動物や患者からの組織採取を今後行う予定である。繰越額は遺伝子改変動物の作成・飼育・遺伝子発現確認・大腸癌モデル動物作成のために使う予定である。
重力不安定によるガス惑星形成と原始惑星系円盤の進化

原始惑星系円盤の重力不安定によるガス惑星の形成過程を調べるために、分子雲コアから星の誕生の大規模数値シミュレーションを行った。分子雲コアの物理的特性は観測からよく理解されている。シミュレーションの初期条件とし観測されているような分子雲コアを初期条件として、その重力収縮から星の誕生までの計算を行った。原始星形成後、原始星の周囲に回転円盤が形成する。星形成初期段階では、中心星の質量が軽く円盤が重いため円盤が自身の重力によって不安定になり非軸対称構造を発達させる。非軸対称構造によって生じた重力トルク、または圧力トルクによって角運動量が輸送され、ガスは中心星に落下する。円盤のガスが中心星に落下するため、回転円盤の面密度は減少し円盤は一時的に安定なるが、インフォーリングエンベロープからの質量降着により徐々に円盤質量は増加していく、そのため再び重力不安定を起こす。主降着段階では、円盤はこのように安定な状態と不安定な状態を遷移し続ける。円盤からのガスは中心星へと落下するため中心星重力が強くなるため、円盤は安定、不安定の状態を遷移しつつ徐々に安定な状態へと落ち着いていく。この段階で分裂が起こりガス惑星が誕生する。他方、この非定常降着は原始星ジェットにも影響を及ぼす。原始星ジェットは中心星近傍へガスが落下することにより、その重力エネルギーが磁気エネルギー、または運動エネルギーに変換されて駆動する。そのため非定常降着は非定常ジェットを再現することが分かった。この研究によって原始星形成初期の非定常ジェット、円盤形成、円盤中でのガス惑星の形成を再現することが出来た。27年度が最終年度であるため、記入しない。重力不安定による惑星形成過程を調べるために多層格子法による大規模シミュレーションを行った。初期条件として観測されているような星が誕生する前の分子雲コアを採用し、その進化、収縮の過程を計算した。今までの計算では、中心星の内部までを解像するために長時間推進が出来ない、または高密度領域をシンクセルという手法によってマスクしてしまうために中心星近傍の星周円盤形成領域が分解できない、などの問題があった。この計算では、独自に原始星のモデルを作成し原始星を空間解像しつつ長時間の時間推進を可能にした。その結果、円盤の形成過程と原始星からのジェット、また星周円盤からのアウトフローといった空間的に大きく異なる現象を再現することが出来た。原始星形成前にファーストコアという一時的な天体が形成する。ファーストコア内部は高密度のために電離度が極端に低下して磁場の散逸が起こる。そのため、ファーストコア内部では磁気制動の効果が弱まり回転円盤が形成する。この円盤は遠心力で支えられているために時間と共に面密度を上昇させて最終的には重力不安定が起こる。重力不安定によって形成した渦状腕によって角運動量輸送が起こるが、この過程は非定常であるため、中心星への質量降着率も非定常になる。そのため、中心星から駆動するジェットも非定常となる。これらは観測をよく説明する。この研究によって星形成の初期段階、円盤の形成段階を解明することが出来た。当初の計画通り数値シミュレーションを行い、その結果を解析して論文として出版することが出来た。この研究では原始星形成後どの位の期間時間積分が出来るかが重要であるが、スーパーコンピュータを用いて原始星形成後500年間計算することが出来た。これは、ほぼ1年間スーパーコンピュータで計算し続けた結果である。しかし、さらに惑星の形成段階を調べるためには、この10倍以上の時間積分を行う必要がある。現状のコードで10倍の時間を計算するのは現実的ではないため、今後数値コードの高速化を目指す。また、この研究では、ALMAなどの観測と比較できる時期、空間スケールまで計算することが出来た。今後、観測とシミュレーション結果を比較することによりより星形成、惑星形成の理解が進むと思われる。

今回の研究では、1パラメータの計算を行ったのみである。今回採用した、分子雲コアは、もっとも典型的な磁場強度と回転の度合いを持つが、観測から磁場強度と回転の度合いにはばらつきがあることが分かっている。そのため、今回の計算で示した例が一般的であるかどうか分からない。今後の研究では、分子雲コアの磁場強度と回転の度合いをパラメータとして今回と同様の計算を行い、普遍的な星・星周円盤の形成過程を調べる。また、今回の研究では、磁場の散逸過程としてオーム散逸のみを考えた、しかし、誘導方程式に含まれる他の項、つまり、ambipolar diffusionやホール項も重要である可能性がある。今後これらの効果を計算に実装しつつ、さらに計算コードの高速をし星形成過程の計算を行う予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。
MASを用いた札幌市における環境配慮施策の小規模事務所ビルへの効果解析

本研究は,札幌市の小規模のオフィスビルを対象として,様々な省エネルギー施策のMASを用いた,効果解析を目的としている.平成17年にはマルチエージェントシミュレーション用の各エージェントを作成した.以下に作成した各エージェントの概要を示す.1.ワールドエージェント:ビルエージェントの立地や時間の流れを決定するエージェント,作成にあたって,札幌市大通地区のテナント賃料を調査し,土地価格(テナント賃料に占める土地価格分)を決定した.また,都市の形態は1区画を20m四方の正方形とし,そこに建つビルエージェントの階数は310階を乱数によって決定する構成とした.時間は1STEPを1日とし,札幌版の標準気象データを用いて外気温を決定した.2.ビルエージェント:オフィスビルのエージェント,テナントからの家賃収入で生存,資産が限度額以下になると市場から退場させられる.階数分のテナント床(400m^2/床)を保有しており,価値が他のビルエージェントよりも優れていればテナントエージェントが入居する.ビルの価値を決定する内部エージェントとして,ストラクチャーエージェント(ビルの物理的寿命を決めるもの,今回はそのなかでも劣化の速いものとして外壁の断熱性能を考慮した)とエクイップメントエージェント(ビルの社会的寿命を決めるもの,今回は空調機器を考慮した)を保有し,それぞれの劣化を劣化率(原,尾島らの方法)により計算した.劣化率の結果は,それぞれ,断熱性能の劣化,機器COPの低下として現れ,ビルエージェントを維持するためのエネルギーが増大する構成とした.3.テナントエージェント:実際にエネルギーを消費するエージェント.このエージェントの消費するエネルギーを最小とするような社会システムを考えることが今後の課題である.ビルエージェントの空き床を序列化し,最も上位の空き床に入居する.入居中は,ワールドエージェントから与えられる収入の中から,賃料をビルエージェントに払い続け,年数が経過した場合や資産が限度以下になった場合,住み替えを行う構成とした.本研究は,札幌市の小規模のオフィスビル(4000m^2以下)を対象として,様々な省エネルギー施策のMAS(マルチエージェントシミュレーション)を用いた,効果解析を目的としている.平成16年には以下の事項を実施した.1.オフィスビルの性能別エネルギー使用量データの補強1-1.オフィスビルのエネルギー実測データの補強:本研究以前に,建築のエネルギー消費調査研究委員会(平成12-13年度),北海道住宅エネルギー消費実態調査(平成14-15年度),外断熱建物に関する評価手法検討資料作成業務(平成13,14,15年度)で北海道の事務所建築のエネルギー消費データを収集してきた.現在,これらのデータに解析を加えシミュレーション用のデータベース作成を実施している.1-2.温熱環境数値シミュレーターを使用した外皮性能別エネルギー使用量の算出温熱環境・エネルギーの数値シミュレーションを実施した.現在,建築のエネルギー消費調査研究委員会(平成12-13年度)のデータを加え,MAS用のオフィスエージェントを作成している.2.資料調査によるMAS用データベース作成2-1.積算資料等を用いて改築,改修に要する金額データの作成建物の外装改修,設備改修,内装改修にかかる費用を算出し,オフィスエージェントの改修,改築イベントに対応するデータベースを作成した.平成17年度は,実際にMASを動かすために,テナント,ビルオーナーのエージェントを作成する.本研究は,札幌市の小規模のオフィスビルを対象として,様々な省エネルギー施策のMASを用いた,効果解析を目的としている.平成17年にはマルチエージェントシミュレーション用の各エージェントを作成した.以下に作成した各エージェントの概要を示す.1.ワールドエージェント:ビルエージェントの立地や時間の流れを決定するエージェント,作成にあたって,札幌市大通地区のテナント賃料を調査し,土地価格(テナント賃料に占める土地価格分)を決定した.また,都市の形態は1区画を20m四方の正方形とし,そこに建つビルエージェントの階数は310階を乱数によって決定する構成とした.時間は1STEPを1日とし,札幌版の標準気象データを用いて外気温を決定した.2.ビルエージェント:オフィスビルのエージェント,テナントからの家賃収入で生存,資産が限度額以下になると市場から退場させられる.階数分のテナント床(400m^2/床)を保有しており,価値が他のビルエージェントよりも優れていればテナントエージェントが入居する.ビルの価値を決定する内部エージェントとして,ストラクチャーエージェント(ビルの物理的寿命を決めるもの,今回はそのなかでも劣化の速いものとして外壁の断熱性能を考慮した)とエクイップメントエージェント(ビルの社会的寿命を決めるもの,今回は空調機器を考慮した)を保有し,それぞれの劣化を劣化率(原,尾島らの方法)により計算した.劣化率の結果は,それぞれ,断熱性能の劣化,機器COPの低下として現れ,ビルエージェントを維持するためのエネルギーが増大する構成とした.3.テナントエージェント:実際にエネルギーを消費するエージェント.このエージェントの消費するエネルギーを最小とするような社会システムを考えることが今後の課題である.ビルエージェントの空き床を序列化し,最も上位の空き床に入居する.入居中は,ワールドエージェントから与えられる収入の中から,賃料をビルエージェントに払い続け,年数が経過した場合や資産が限度以下になった場合,住み替えを行う構成とした.
火山帯の形成過程から見たフィリピン島弧の変動と進化

本研究では、フィリピンおよび日本列島の比較研究により、島弧の発達および変形の歴史を明らかにする事を目指した。その結果、以下の成果を上げる事が出来た。(1)島弧接合部における島弧横断的な火山帯の形成発達の条件を明らかにするために、フィリピン・マコロード地溝帯(回廊)に類似した、中部九州でのリフティングに伴うマグマ活動の研究を行なった。特に、豊肥火山地域の山甲川流紋岩に着目し、K-Ar法と(U,Th)/He法による年代学的および岩石学的な分析を行い、その噴火様式を復元する事に成功した。(2)ルソン島東部からの沈み込みが、いつどのように開始し、どのように伝播していったかを明らかにするために、フィリピン海溝の沈み込みに対応する火山弧のK-Ar年代測定とXRF分析を行った。ビコール半島での火山活動は約7Maまでさかのぼること、さらに、レイテ島とミンダナオ島のデータと合わせると、フィリピン火山弧の活動開始はビコールから南のレイテ島、ミンダナオ島へと伝播したことが明らかになった。(3)フィリピンで最も活動的な火山中の一つであるビコール半島マヨン火山について、2000年2-3月噴火において形成された溶岩流などの化学分析を行った。その結果、玄武岩質安山岩であり、過去の溶岩とほぼ同じ組成を持つことが明らかになった。(4)若い火山岩のK-Ar年代学を確立するために、ハワイ諸島における歴史溶岩の年代学的および岩石学的な分析を進めた。この結果、歴史溶岩のアルゴン同位体データは基本的には大気アルゴンの質量分別直線上に乗ることがわかった。また、石基部分のみの分析をする事によって、過剰アルゴンの影響を大幅に軽減できる事も確認された。本年度は、以下の3つの研究を行うことができた。(1)島弧接合部における島弧横断的な火山帯の形成発達の条件を明らかにするために、フィリピン・マコロード地溝帯(回廊)の形成に類似した、中部九州でのリフティングに伴うマグマ活動の研究を行った。本年は、豊肥火山地域の山甲川流紋岩に着目し、年代学的および岩石学的な分析を行った。山甲川流紋岩は上層の二試料から1.17+-0.02Ma,中層から1.21+-0.02Ma,下層の二試料から1.22+-0.02MaのK-Ar年代が得られ、全て極めて短い時間(最大で約10万年)の内に起きたこと、また、耶馬渓火砕流堆積物噴出(0.99-1.05Ma)の直前に噴出したことが明らかになった。(2)ルソン島東部からの沈み込みが、いつどのように開始し、どのように伝播していったかを明らかにするために、フィリピン海溝の沈み込みに対応する火山弧の北端に当たるルソン島ビコール半島の11の火山について37試料のK-Ar年代測定とXRF分析を行った.得られた年代測定値は6.60.0Maの範囲に入ることから,ビコール半島での火山活動は約7Maまでさかのぼることが推定される.レイテ島とミンダナオ島についてはSajona et al. (1994)がK-Ar年代測定を行っているが,その結果は2.53-0.09Maであり,今回得られたデータと会わせるとフィリピン火山弧の活動の開始時期は北ほど古いということが明らかになった。(3)若い火山岩のK-Ar年代学を確立するために、ハワイ諸島における歴史溶岩を中心とした試料採取を行った。ハワイ、マウイ、オアフの3つの島において、産状を丁寧に吟味しながら新鮮な溶岩のみを合計約100試料採取し、年代学的および岩石学的な分析を進めつつある。

本年度は、以下の4つの研究を行うことがきた。(1)島弧接合部における島弧横断的な火山帯の形成発達の条件を明らかにするために、フィリピン・マコロード地溝帯(回廊)の形成に類似した、中部九州でのリフティングに伴うマグマ活動の研究を行った。本年は、豊肥火山地域の山甲川流紋岩から分離したジルコンについて、(U, Th)/He年代を測定した。その結果、昨年報告した石基部分を用いたK-Ar年代と誤差の範囲で一致することが分かった。(2)ルソン島東部からの沈み込みが、いつどのように開始し、どのように伝播していったかを明らかにするために、フィリピン海溝の沈み込みに対応する火山弧の北端に当たるルソン島ビコール半島の11の火山についてのK-Ar年代とXRF分析のデータを検討し、論文として取りまとめ投稿した。これにより、ビコール半島での火山活動は約7Maまでさかのぼること、また、フィリピン火山弧の活動開始はビコールから南のレイテ島、ミンダナオ島へと伝播したこと等が明らかになった。(3)フィリピンで最も活動的な火山の一つであるビコール半島マヨン火山について、2000年2-3月噴火において形成された溶岩流などの化学分析を行った。その結果、,玄武岩質安山岩であり、過去の溶岩とほぼ同じ組成を持つことが明らかになつた。この成果についての論文取りまとめも行った。(4)若い火山岩のK-Ar年代学を確立するために、ハワイ諸島における歴史溶岩を中心とした分析を進めた。この結果、歴史溶岩のアルゴン同位体データは基本的には大気アルゴンの質量分別直線上に乗ることがわかった。本年度は、以下の4つの研究を行うことができた。(1)島弧接合部における島弧横断的な火山帯の形成発達の条件を明らかにするために、フィリピン・マコロード地溝帯(回廊)の形成に類似した中部九州でのリフテイングに伴うマグマ活動の研究を行った。本年は、豊肥火山地域の山甲川流紋岩などから分離したジルコンとアパタイトについて、数多くの(U, Th)/He年代を測定した。その結果、非平衡を考慮すれば、既存のK-Ar年代と誤差の範囲で一致することが分かった。(2)ルソン島東部からの沈み込みが、いつどのように開始し、どのように伝播していったかを明らかにするために、フィリピン海溝の沈み込みに対応する火山弧の北端に当たるルソン島ビコール半島の11の火山についてのK-Ar年代とXRF分析のデータをまとめた論文を取りまとめ出版した。(3)フィリピンで最も活動的な火山の一つであるビコール半島マヨン火山について、2000年2-3月噴火において形成された溶岩流などの化学分析データの論文を取りまとめ投稿した(現在印刷中)。(4)若い火山岩のK-Ar年代学を確立するために、ハワイ諸島における歴史溶岩を中心とした分析をさらに進めた。また、石基部分のみの分析をする事によって、過剰アルゴンの影響を大幅に軽減できる事も確認された。
アルコールを結晶化溶媒とするセリア固溶正方晶ジルコニア粉末の合成とその特性評価

セリア固溶正方晶ジルコニア(Cc-TZP)は大きな破壊靭性と優れた耐食性を有すること、セリウムが他の希土類金属の生産に伴い多量に副生され用途開発が望まれることなどから今後構造材料としての利用が期待される。しかし、Cc-TZPは難焼結性であり、破壊強度が低いことが問題であり、それらの改善が望まれている。セラミックスの焼結性は、原料粉末の性状を制御することにより改善でき、特に粉末の凝集状態の制御が重要である。そこで、表面張力の小さな非水溶媒で粉末を処理し、粉末の硬い凝集を抑制し、焼結性および焼結体の機械的性質を改善することを目的として、中和沈殿法により合成した非晶質セリア-ジルコニアゲルのアルコール中における結晶化挙動、結晶化粉末の特性評価、焼結体の機械的性質について検討した。非晶質セリア固溶ジルコニアゲルは空気中仮焼では420°Cで結晶化したが、水やアルコールなどの溶媒中では200°C付近の低温で正方晶に結晶化し、アルコール中で結晶化したセリア固溶正方晶ジルコニアは、水熱結晶化あるいは空気中仮焼で結晶化したものと比較し、粉末の凝集が軟らかい、凝集粒径が小さく粒度分布が狭いなどの特徴を有し、著しく焼結性が優れており、1100°C付近の低温で理論密度まで焼結可能であった。また、超臨界メタノール中で結晶化した後超臨界乾燥したセリア固溶正方晶ジルコニアは、超臨界メタノール中で結晶化後空気中で乾燥した粉末より優れた焼結性を有し、1100°Cで理論密度まで緻密化し、約500MPaの3点曲げ強度を示した。非晶質セリア固溶ジルコニアに非晶質酸化マンガン、アルミナゲル、非晶質CcMnAl_<11>O_<19>を添加し、超臨界アルコール中で結晶化し超臨界乾燥すると焼結性および焼結体の破壊強度がさらに改善され、0.3wt%MnO、10wt%Al_2O_3、5wt%CcMnAl_<11>O_<19>を添加すると1200°Cの焼結で700900MPaの3点曲げ強度の焼結体が得られた。硝酸セリウム、オキシ硝酸ジルコニウムおよびアンモニアを出発原料として用い、共沈法により作成した非晶質のセリア固溶ジルコニアゲルを水、アルコールおよび空気中で熱処理し、ゲルの結晶化挙動について検討するとともに、結晶化により生成されたセリア固溶正方晶ジルコニアの特性評価を行い、以下のような知見を得た。(1)非晶質セリア固溶ジルコニアゲルは空気中仮焼では420°Cで結晶化したが、水やアルコールなどの溶媒中では200°C付近の低温で正方晶に結晶化した。(2)アルコール中で結晶化したセリア固溶正方晶ジルコニアは、水熱結晶化あるいは空気中仮焼で結晶化したものと比較し、粉末の凝集が軟らかく、著しく焼結性が優れており、1100°C付近の低温で理論密度まで焼結可能であった。

(3)アルコール中で結晶化したセリア固溶正方晶ジルコニアは低温で緻密化するため、焼結体はサブミクロンの微粒子よりなり、高強度を示した。(4)非晶質セリア固溶ジルコニアゲルを超臨界アルコール中で結晶化した後、超臨界乾燥を行うと、焼結性がさらに改善された。(5)非晶質セリア固溶ジルコニアに酸化マンガンを添加すると焼結性が改善され、超臨界アルコール中で結晶化したものは、1000°Cで理論密度まで緻密化でき、破壊強度も向上した。(6)非晶質セリア固溶ジルコニアにアルミナゲルを混合し、同様の結晶化処理を行うと、粉末の焼結性は幾分低化したが、焼結体の破壊強度は向上した。セリア固溶正方晶ジルコニア(Ce-TZP)は大きな破壊靭性と優れた耐食性を有すること、セリウムが他の希土類金属の生産に伴い多量に副生され用途開発が望まれることなどから今後構造材料としての利用が期待される。しかし、Ce-TZPは難焼結性であり、破壊強度が低いことが問題であり、それらの改善が望まれている。セラミックスの焼結性は、原料粉末の性状を制御することにより改善でき、特に粉末の凝集状態の制御が重要である。そこで、表面張力の小さな非水溶媒で粉末を処理し、粉末の硬い凝集を抑制し、焼結性および焼結体の機械的性質を改善することを目的として、中和沈殿法により合成した非晶質セリア-ジルコニアゲルのアルコール中における結晶化挙動、結晶化粉末の特性評価、焼結体の機械的性質について検討した。非晶質セリア固溶ジルコニアゲルは空気中仮焼では420°Cで結晶化したが、水やアルコールなどの溶媒中では200°C付近の低温で正方晶に結晶化し、アルコール中で結晶化したセリア固溶正方晶ジルコニアは、水熱結晶化あるいは空気中仮焼で結晶化したものと比較し、粉末の凝集が軟らかい、凝集粒径が小さく粒度分布が狭いなどの特徴を有し、著しく焼結性が優れており、1100°C付近の低温で理論密度まで焼結可能であった。また、超臨界メタノール中で結晶化した後超臨界乾燥したセリア固溶正方晶ジルコニアは、超臨界メタノール中で結晶化後空気中で乾燥した粉末より優れた焼結性を有し、1100°Cで理論密度まで緻密化し、約500MPaの3点曲げ強度を示した。非晶質セリア固溶ジルコニアに非晶質酸化マンガン、アルミナゲル、非晶質CeMnAl_<11>O_<19>を添加し、超臨界アルコール中で結晶化し超臨界乾燥すると焼結性および焼結体の破壊強度がさらに改善され、0.3wt%MnO、10wt%Al_2O_3、5wt%CeMnAl_<11>O_<19>を添加すると1200°Cの焼結で700900MPaの3点曲げ強度の焼結体が得られた。
人工呼吸器患者におけるVAPケアアプリの開発とVAP予防効果及び看護ケアへの影響

本研究の目的は、人工呼吸器患者の口腔内環境を適切にアセスメントできるVAPケアアプリの開発・導入を行い、適切な評価と統一されたケアの提供が、VAP予防効果を高めるかを明らかにすることである。まず実態調査研究を行い、対象施設のマニュアルに基づいた通常の口腔ケアが、口腔内環境とカフ汚染に及ぼす影響を明らかにした。カフ汚染には、長期化することや挿管時のATP値が高いことが関与していた。次に通常ケア群と介入群を比較したところ、介入群の方が挿管2日目のATP値が減少し水分量は多かったが、カフ汚染には差を認めなかった。VAPの流れ込みを防ぐためには口腔ケアだけでなく常時のケアが必要と考えられる。本研究の目的は、人工呼吸器患者における合併症である人工呼吸器関連肺炎(Ventilator Associated Pneumonia: VAP)の予防に看護師が行うVAP予防ケアがVAP発生に与える影響を実態調査研究をもって明らかにする。さらにVAPリスクアセスメント&バンドルケアアプリケーションソフト(以下VAPケアアプリとする)を開発し、ベッドサイドでの客観的ケア評価及びプロトコルの提示が看護師のVAP予防行動の実施率を向上させ、VAPを低下させるかを前後比較研究で検証することである。本年度は研究者が所属する大学に附属している病院のICUに入室している気管挿管患者13名に対し、口腔ケアの実態調査を行なった。対象となったICUではポビドンヨード水による口腔ケアを行っており、「細菌学的検査」「細菌数検査」「口腔内水分量」「客観的口腔内アセスメント(ROAG)」「下気道への流れ込みの評価(カフの汚染度)」で評価を行った。細菌数では、口腔ケア前後で菌数の有意な低下を認めた。水分量では有意な差を認めなかったが、客観的評価であるROAG、「舌」の項目は経過とともに悪化する傾向を認めた。抜管後の気管チューブのカフ汚染を評価したところ、気管切開に至った症例では、他の症例と比較して有意な汚染度の高さを認めた。これらのことから、口腔ケアによって細菌数の減少を認めているが、経過とともに口腔内状態は悪化していく現状があるため、口腔内環境を維持していくために保湿ケアを中心とした口腔ケアを実施していくシステムが必要と考える。本研究の目的は、人工呼吸器患者における合併症である人工呼吸器関連肺炎(Ventilator Associated Pneumonia: VAP)の予防に看護師が行うVAP予防ケアがVAP発生に与える影響を実態調査研究をもって明らかにするとともに、VAPリスクアセスメント&バンドルケアアプリケーションソフト(以下VAPケアアプリとする)を開発し、ベッドサイドでの客観的ケア評価及びプロトコルの提示が看護師のVAP予防行動の実施率を向上させ、VAPを低下させるかを前後比較研究で検証することである。本年度は研究者が勤務する大学に附属している病院の救命救急センターに入室している気管挿管患者に対しての口腔ケアの実態調査の研究準備を行い、プレテストを行った。対象となった救命救急センターのICUでは保湿ジェルによる拭き取りによる口腔ケアを行っており、「細菌学的検査」「細菌数検査」「口腔内水分量」「客観的口腔内アセスメント(ROAG)」「下気道への流れ込みの評価(カフの汚染度)」で評価を行った。平成27年度は実態調査を終了する予定であったが、今年度より倫理審査基準が各施設で変更され、倫理審査申請に時間を要した。現在、実態調査として3か所のICUでの調査を計画しており、研究協力者との調整を終え、調査が開始できている。実態調査は平成28年度途中まで延長し計画しており、遅れている状況である。本年度は研究者が勤務する大学に附属している病院の救命救急センターおよび集中治療室に入室している気管挿管患者に対しての口腔ケアの実態調査を行った。対象となった救命救急センターでは30名の介入前のデータ収集が終了し、集中治療室では継続中である。救命救急センターでの調査からは、拭き取り法により細菌数は有意に低下し、次の口腔ケア前では有意に増加していた。また、カフの汚染には挿管時のATP(Adenosine triphosphate)が影響していることがわかった。挿管期間は平均して5.3日であったが、その期間中の細菌数や口腔内水分量、口腔内客観的評価スケールには有意な変化を認めなかった。現在、これらの結果より継続評価に必要な項目をまとめ、VAPケアアプリを作成している。平成28年度までで1施設での介入前のデータ収集が終了した。また1施設で介入前のデータ収集が開始でき順調に経過している。VAPケアアプリはほぼ完成することができ、平成29年度よりこれを利用した介入後のデータ収集が開始できる予定である。当初の予定では、本年度までに介入前のデータを終了する予定であったことから、計画を修正し実施しておりやや遅れている状況である。本研究の目的は、人工呼吸器患者における合併症である人工呼吸器関連肺炎(Ventilator Associated Pneumonia: VAP)の予防に、看護師が行うVAP予防ケアの効果を検証するものである。

VAP予防ケアとして、VAPリスクアセスメント&バンドルケアアプリケーションソフト(以下VAPケアアプリとする)を開発した。介入として、VAPケアアプリを用いた口腔内環境の継時的評価と口腔ケアキットを用いた口腔ケアを行った。対象は研究者が勤務する大学に附属している病院の救命救急センターに入室している気管挿管患者に対して、口腔内環境およびカフ汚染に関するデータを収集した。対象となった患者は介入前が32名、介入後が25名の合計57名であった。基本統計量を確認し、外れ値となったものや画像処理できなかった者を除き介入前20名、介入後14名が分析対象となった。両群の年齢、APACHE2スコア、挿管期間に有意差は認めなかった。両群ともVAPの発生は認めなかった。カフ汚染の程度は、介入前36±22%、介入後30±15%で有意な差を認めなかった。カフ汚染に相関を認めた因子は介入前のAPACHE2スコアで、介入後には相関を認めなかった。口腔内環境の測定項目である細菌数とATPでは、介入後の方が前より有意に細菌数が低下し、ATP値の変化はなかった。また水分は介入後の方が有意に増加していた。以上のことから、本研究で用いたVAP予防ケアは、流れ込みの評価であるカフ汚染には十分な予防効果を持たせることができなかった。しかし、活性化物質を測定したATPは介入前後での変化はないが、口腔内細菌数では介入後は減少していたことから、細菌の集合体であるプラークの除去と回収が効果的に行われたと考えられた。さらに水分が増加していたことから保湿ケアが充足し口腔内乾燥が抑えられたと考えられる。本研究の目的は、人工呼吸器患者の口腔内環境を適切にアセスメントできるVAPケアアプリの開発・導入を行い、適切な評価と統一されたケアの提供が、VAP予防効果を高めるかを明らかにすることである。まず実態調査研究を行い、対象施設のマニュアルに基づいた通常の口腔ケアが、口腔内環境とカフ汚染に及ぼす影響を明らかにした。カフ汚染には、長期化することや挿管時のATP値が高いことが関与していた。次に通常ケア群と介入群を比較したところ、介入群の方が挿管2日目のATP値が減少し水分量は多かったが、カフ汚染には差を認めなかった。VAPの流れ込みを防ぐためには口腔ケアだけでなく常時のケアが必要と考えられる。実態調査として3か所のICUでの調査を計画しており、本年度1か所で実施、残り2か所の施設も研究協力者との調整を終え、調査が開始できている。実態調査は平成27年度途中までを計画しており、おおむね順調に進展できると考える。平成28年度は実態調査の継続とVAPケアアプリの作成を行う。1.前向き実態調査研究前年度に引き続き、ICUに入室し人工呼吸器を2日間以上装着した患者100名に対し、人工呼吸を開始した日から抜管するまでのデータ(VAPの有無,VAP予防ケアの実施率,口腔内環境,口腔粘膜保湿度,抜管後のチューブのカフ汚染度など)を収集する。100症例到達するところまで実施する。
乳癌に対する免疫遺伝子治療と腫瘍特異的プロモーターを応用した自殺遺伝子治療

乳癌における遺伝子治療の臨床的研究として、生体の免疫応答を応用し転移巣をも治療対象とする方法と、局所治療ながら殺細胞効果を直接的に狙う方法について、その有用性について検討した。ブロドラックを活性型の抗がん剤に変換する酵素遺伝子を用いる自殺遺伝子治療では腫瘍特異的な遣伝子発現が治療の効率および安全性に関して重要な意義を有している。本研究では多くの乳癌に特異的に高発現をみる2つの遺伝子のプロモーター領域に注目し、その領域によって腫瘍特異性を高めた新規の自殺遣伝子治療法の有用性を検討した。腫瘍高発現に関わるミッドカイン遺伝子ではプロモーター領域に相当する2.3kbのゲノムDNAを用いてその下流にHerpes Simplex Virus-thnmidine kinase (HSV-tk)遺伝子を結合された。ガンシクロビルにより腫瘍細胞に特異的な増殖を制御した。このプロモーターの5'側上流領域により種々の欠損そ変異体を作成し、その下流にルシフェラーゼ遺伝子を結合させた。ルシフェラーゼアッセイにより腫瘍細胞で特異的かつ高発現である1.0kbの部位を同定した。c-erbB2遺伝子についても、種々の欠損変異体を作成しルシフェラーゼアッセイによりその転写活性を測定した。この結果、乳癌細胞により強い転写活性化能を有する256bpの領域を同定した。このプロモーターにHSV-tk遺伝子を連結しガンシクロビルに対する感受性を検討した結果、乳癌細胞に対して殺細胞効果を認め、その遺伝子導入乳癌細胞を使用して、in vivoでの抗腫瘍効果の検討を行なった。対照群に比しこの組み合わせにより有意に細胞増殖を抑制することが可能であり、腫瘍特異的という安全性およびプロモーター活性の増強、腫瘍免疫の関与も報告されているバイスタンダー効果を有するHSV-tk遺伝子の利用により転移巣を含めた全身治療としての臨床応用への有用性が示された。免疫遺伝子治療:ヒト乳癌細胞株にサイトカイン遺伝子を導入し、これをヌードマウスに接種して、抗腫瘍効果を検討した。その結果、IL-2,IL-4,GM-CSF遺伝子を導入した乳癌細胞はいずれも、マウスに生着せず完全に拒絶された。これらの遺伝子導入細胞の増殖能、浸潤能等は親株に比して大差がなく、またHLAの発現に関しても、有意な差はなかった。親株をヌードマウスに生着させた後、GM-CSF遺伝子導入細胞を腫瘍局所に投与すると、親株の腫瘍増殖は抑制され、なかには腫瘍増大の停止が観察された例もあった。これらの遺伝子導入細胞を放射線照射した場合、20Gyで細胞増殖は消失するが、放射線照射処理後6日後までサイトカインは分泌されることが判明し、それらの遺伝子導入細胞はワクチンとして使用可能であることが示唆された。自殺遺伝子治療:大腸菌由来のuracil phosphoribosyl transferase(UPRT)遺伝子が自殺遺伝子治療として有用であるかどうかを検討した。その結果、UPRT遺伝子発現腫瘍細胞を同系マウスに接種し、5-FU投与を行なうと一度生着した腫瘍が完全に消失した。また、これらのマウスには腫瘍特異的な免疫応答が生じていた。さらに、このUPRT/5-FUの抗腫瘍作用にはバイスタンダー効果が認められ、遺伝子非導入細胞もコネキシン遺伝子が強発現すれば、5-FUによって死滅することが判明した。さらに、腫瘍高発現に関わるミッドカイン遺伝子とc-erbB2遺伝子のプロモーター領域の検討した。

ミッドカイン遺伝子の5′領域2.3kbのゲノムDNA、あるいはc-erbB2遺伝子の5′領域0.5kbのゲノムDNAにレポーター遺伝子であるルシフェラーゼ遺伝子を結合させ、乳癌細胞での転写活性を測定したところ、これらの領域に転写活性を有する領域が存在していることが明らかとなった。乳癌における遺伝子治療の臨床的研究として、生体の免疫応答を応用し転移巣をも治療対象とする方法と、局所治療ながら殺細胞効果を直接的に狙う方法について、その有用性について検討した。プロドラックを活性型の抗がん剤に変換する酵素遺伝子を用いる自殺遺伝子治療では腫瘍特異的な遺伝子発現が治療の効率および安全性に関して重要な意義を有している。本研究では多くの乳癌に特異的に高発現をみる2つの遺伝子のプロモーター領域に注目し、その領域によって腫瘍特異性を高めた新規の自殺遺伝子治療法の有用性を検討した。腫瘍高発現に関わるミッドカイン遺伝子ではプロモーター領域に相当する2.3kbのゲノムDNAを用いてその下流にHerpes Simplex Virus-thymidine kinase(HSV-tk)遺伝子を結合させた。ガンシクロビルにより腫瘍細胞に特異的に増殖を抑制した。このプロモーターの5側上流領域より種々の欠損変異体を作成し、その下流にルシフェラーゼ遺伝子を結合させた。ルシフェラーゼアッセイにより腫瘍細胞で特異的かつ高発現である1.0kbの部位を同定した。c-erbB2遺伝子についても、種々の欠損変異体を作成しルシフェラーゼアッセイによりその転写活性を測定した。この結果、乳癌細胞により強い転写活性化能を有する256bpの領域を同定した。このプロモーターにHSV-tk遺伝子を連結しガンシクロビルに対する感受性を検討した結果、乳癌細胞に対して殺細胞効果を認め、その遺伝子導入乳癌細胞を使用して、in vivoでの抗腫瘍効果の検討を行った。対照群に比しこの組み合わせにより有意に細胞増殖を抑制することが可能であり、腫瘍特異的という安全性およびプロモーター活性の増強、腫瘍免疫の関与も報告されているバイスタンダー効果を有するHSV-tk遺伝子の利用により転移巣を含めた全身治療としての臨床応用への有用性が示された。
文法処理を中心とする言語の脳内メカニズムの解明

左前頭葉の一部「文法中枢」に脳腫瘍がある患者で純粋な文法障害が生じることを実証しました。左前頭葉に脳腫瘍を持つ患者に文法判断テストを実施し、その腫瘍部位を磁気共鳴映像法(MRI)で調べたところ、左前頭葉の一部である「文法中枢」に腫瘍がある患者では、左前頭葉の他の部位に腫瘍がある患者より誤答率が高くなりました。臨床的には失語症と診断されていないにもかかわらず、今回のように顕著な文法障害(「失文法」)が特定されたのは初めてのことです。1.大学生における英語の熟達度で「文法中枢」の活動量に差が現れることを証明機能的磁気共鳴映像法(fMRI)の実験から、英語の熟達度で脳の「文法中枢」の反応が変わることを初めて直接的に証明した。熟達度とは、言語知識が定着した程度を表す指標で、今回は英語の不規則動詞の過去形に対する正答率で評価した。中学生から大学生に至るまで英語が定着していく過程で、長期的に文法中枢の活動がどのように変化するかが明らかになっていなかった。今回、大学生を対象として、英語に関連する課題を行っている際の脳活動をfMRIにより測定することによって、英語の「熟達度」が高くなるほど文法中枢の活動が節約されていることが明らかになった。この結果と、英語習得を開始したばかりの中学生の英語の成績の向上に比例して文法中枢の活動が増加することを合わせると、中学生から大学生にかけて英語が定着するに従って、文法中枢の活動が高まり、維持され、節約されるというダイナミックな変化が見られることが示唆された(Tatsuno & Sakai,2005;Sakai 2005)。2.脳での文章理解は手話と音声で完全に同じ左脳優位であることを証明機能的磁気共鳴映像法(fMRI)の実験から、日本手話による文章理解が音声と同じ左脳優位であることを初めて直接的に証明した。アメリカ手話の研究では、左脳の損傷で音声言語と同様に手話失語が起こることが明らかとなっている。一方、最近のfMRIによる研究では、手話を見るときに右脳の活性化が特に高まることが報告されており、手話失語の知見と矛盾するため、激しい論争が行われてきた。今回、ろう者・コーダ(日本手話と日本語のバイリンガル)・聴者の3グループを対象として、文章理解における脳活動をfMRIにより測定し比較することによって、日本手話の場合も日本語と同様に左脳の言語野が活性化することが明らかになり、脳における言語処理の普遍性が示唆された(Sakai et al.,2005)。従来の脳波による研究は、意味的な結びつきや文脈に基づいた言語処理の促進を明らかにしてきた。しかし、先行する統語的な情報がオンラインの文処理へいかに統合されるかは明らかでなく、機能イメージングで明らかにされた統語処理の機能局在との対応を解明する必要があった。本研究では、日本語の文に対して、統語課題(Syn)、意味課題(Sem)、記憶課題(Mem)、価値評価課題(Eva)の4つのタスクを行っている際の脳活動をMEG(脳磁図)を用いて計測した。文刺激は1つの名詞句および1つの動詞から構成した。共通の語幹を持つ自動詞と他動詞をそれぞれ同一の名詞と組み合わせることで、自動詞文と他動詞文のペアを作成した。自動詞文は主格の名詞句と自動詞からなり、他動詞文は目的格の名詞句と他動詞からなる。動詞に対する活動の最初のピークは、動詞提示後、約130msで観察された。他動詞文条件において、この活動は左前頭領域において統語課題でのみ促進された。一方、自動詞文条件では、そのような課題選択性は観察されなかった。また統語課題における正文条件と非文条件の比較では、他動詞文の正文に対する選択的な活動が見られた。以上より、文法課題において先行する名詞の格が動詞の処理に対して影響を与えており、目的格と他動詞の正しい組み合わせに対して選択的に活動が促進されていることがわかった。これらの結果は、目的語と動詞がまず結び付けられ、新たな階層レベルを形成すると考える現在の言語理論と一致する。最近の動物の行動実験で、正規文法(音素列のパターン例:ABAB)と句構造文法(音素列のパターン例:AABB)の対比が注目を集めている[Fitch&Hauser(2004)Science303,377-380;Gentner, et. al.(2006)Nature440,1204-1207]。しかしながら、より高次の文法とされる後者のパターンは、数を数えられれば統語構造を学習しなくとも他と区別できてしまうという致命的な問題がある。そこで我々は、日本語のジャバウォッキー文(最低限の文法要素と無意味語のみで構成された文)を用いて、文の統語構造および文法操作(Agree)に選択的な活動をfMRIによって調べた。

埋め込み文(Embedded Sentence,ES)条件と単文(Simple Sentence,SS)条件を直接比較した結果、有意な活動が左半球の背側下前頭回(dIFG)と前下前頭回(aIFG)に認められた。また、ES条件と重文(Compound Sentence,CS)条件の直接比較では、有意な活動が左のdIFGに観察された。ES条件では2文が埋め込まれており、1文レヴェルの処理で足りるCSおよびSS条件とは統語構造が異なっていて、左のdIFGの選択的な活動を引き起こしたと考えられる。一方、ESおよびCS条件では2回の文法操作(Agree)が必要であり、1回の文法操作で足りるSS条件とは異なっていて、左のaIFGの選択的な活動に対応する。以上の結果は、人間の文法中枢が文の統語構造および文法操作に特化していることを示す直接的な証拠である。文解析における統語構造の重要性は言語学において長らく強調されてきたが、一方で文中の語句の連なりが語彙意味の連合や統計によって予測可能であるとする線形順序モデルも広く受け入れられてきた。我々は最小対パラダイムを用いて、統語課題と意味課題を遂行中の参加者の脳活動を脳磁図(MEG)により計測した。目的語・動詞(OV)文あるいは主語・動詞(SV)文を文節毎に提示して、動詞に対する脳活動を解析の対象とした。その結果、OV文(正文)に対する有意な反応が左下前頭回三角部(F3t)において動詞提示後120-140msで観察され、この成分は統語課題に選択的であった。この早いタイミングでの左F3tの活動は、動詞の統語情報に関する予測的な効果として考えられ、連合記憶や統計的な要因では説明ができない。また、左島皮質において150-170msで観察された反応は、OV文の統語構造の処理に選択的であった。この活動は、SV文より複雑なOV文の統語構造の処理を反映していると考えられる。一方、左内側前頭皮質と下頭頂領域において240-280msで観察された反応は、それぞれ統語的非正則性と他動詞性に関連していた。これらの結果から、階層的な統語構造と課題に関連した情報処理過程で協働する複数の領域のダイナミクスが初めて明らかとなった。以上の成果は、脳機能イメージングの専門誌、Neuro Imageに受理・印刷された。文法中枢の損傷で実際に文法に選択的な障害が生じるという、脳の構造と機能の間の最も直接的な因果関係を明らかにするため、従来の失語症検査や知能検査で正常であると診断された患者でも文法判断を適切に調べることで文法中枢の損傷に伴う文法障害(失文法)が現れると考え、左前頭葉に脳腫瘍を持つ患者を調査の対象とした。参加者(2562歳、全員右利き)は脳腫瘍摘出手術を受ける前の患者で、本人や担当医師からは失語症や精神疾患の報告はなく、知能検査の結果(言語性IQ、非言語性IQ共に)も標準の範囲内にあった。用いた文法判断テストは、絵と日本語の文を同時に見ながら内容が合っているか否かを答える「絵と文のマッチング課題」である。また、能動文(AS)・受動文(PS)・かきまぜ文(SS)の3条件で同一の絵のセットを用いることにより、意味処理を完全に統制することができ、条件間に何らかの差が認められた場合は、その差は文型に対する文法処理が唯一の要因であると結論される。左下前頭回に脳腫瘍のある患者群は、正則文(SOV語順)のAS条件よりも非正則文であるPS条件とSS条件で有意に高い誤答率を示した。一方、左運動前野外側部に脳腫瘍のある患者群は、主語が文頭に来るAS条件とPS条件よりも目的語が文頭に来るSS条件で有意に高い誤答率を示した。