hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子進化学的手法によるショウジョウバエ系統関係の解析

分類体系が高度に構築されているショウジョウバエは進化の重要な研究対象として多くの研究者の注目を集めてきた。分類体系に関する研究で広く受け入れられてきたのはThrockmorton(1962,1975)による説であるが、近年Grimaldi(1990)が大規模な再構築を行い大きな論議を呼んだ。その結果分子データを指標にしたショウジョウバエ分類系統の再検討が盛んに行われるようになった。本研究はアルコール脱水素酵素(ADH)遺伝子、mtDNAND2遺伝子の塩基配列を指標にしてショウジョウバエ科、特にショウジョウバエ亜科の系統関係の再検討を行うことを目的する。本研究は、平成6年度に、両遺伝子についてPCR法によるDNA増幅法の検討から開始し、改良を加えながら最終的には標本1個体から抽出したDNAを鋳型にして、十分な量の目的のDNAを増幅する系を確立した。この方法を用いて保存していた標本、飼育維持していた種あるいは新たに採集した種の、合計43種についてADH塩基配列を、31種についてmtDNAND2塩基配列を決定した。これらの種は2亜科、6属、7亜属の広範囲に渡っている。ADH塩基配列から得られた分子系統樹は、属間、亜群間、種群間の系統関係を探るために、数理統計学的にも信頼性の高いものとなった。一方、ND2塩基配列は種群内の近縁な種間の系統関係を探るのに有効であった。系統樹は全体としてThrockmortonの説を支持するものとなったが、いくつかの点で両説とも異なる興味深い結果が得られた。特に、著しい適応放散を起こした例として良く知られているHawaiiandrosophilidsが、これまでの定説とは異なり、virilis-repleta放散の過程で生じたという示唆は興味深い。また、いくつかの分類群で分子レベルでの進化機構と、形態、染色体の進化機構の違いを示す結果が得られたが、進化研究の今後の方向を示すものとして重要である。平成6年度は、ADH(アルコール脱水素酵素)遺伝子の塩基配列を分析する手法の確立から着手した。個体からmRNAを精製し、それを鋳型にしたPCR法によってADH遺伝子のコード領域の大部分である711bpの増幅に成功した。研究の進行過程で、飼育不可能あるいは野外から極めて希にしか採集できない種の解析が必要になることが予想されるため、1-2匹のハエからADH遺伝子の増幅が可能になるまで効率を高めた。この手法により6年度は、Hawaiian Drosophilaの系統学的位置づけを検討するためのDrosophila亜属に含まれる種の分析と、ショウジョウバエ亜属間のより正しい系統関係を推定するための外群種の検索に焦点を絞った。合計11種について塩基配列を決定し、データベースから得られる既・未発表の塩基配列を加え数理統計学的解析(最小進化法による系統樹作成)を行った。その結果、(1)Hawaiian Drosophilaの起源は形態学的研究から示唆されているものと異なること、(2)Scaptodrosophila亜属がDrosophila亜属とSophohora亜属の外群となること、(3)ADH塩基配列から推定される全体的な系統関係は、Grimaldi(1990)の提唱による系統関係よりは、古典的なTrockmorton(1975)のものと近いが、いくつかの点においてThrockmortonの系統関係とも異なる、などの知見が得られた。より近縁な種間(D.immigrans種群)の系統関係を進化速度の速いmtDNA

塩基配列を用いて解析することにし、数種についてND1、Cytb遺伝子の塩基配列を決定したが、immigrans種群に分類されているいくつかの種間の類縁関係は、同一種群に含めるほど近くはないことが示唆された。初年度(平成6年)は、個体からmRNAを精製し、それを鋳型にしたPCR法によってADH遺伝子コード領域を増幅するという方法により、ショウジョウバエ6種について塩基配列を決定し、Hawaiian Drosophilaの系統学的位置について興味ある示唆が得られた。また、塩基配列から推定されるDrosophilidae全体の系統関係は、最近提唱されたGlimaldi(1990)のものよりは、いくつかの不一致を含みはするが古典的なThrockmorton(1975)による系統関係を支持するものとなった。これに引き続き平成7年度は、可能なかぎり多くの種を対象に系統関係を分析することを最重要課題にして研究を続行することにした。しかし、分析予定の種の中には飼育が出来ないもの、野外では非常に希で、標本を使用せざるを得ないものも含まれ、それまでのmRNAからのDNA増幅法に代わる系を確立する必要があった。そこでハエのアルコール標本から直接DNAを抽出し、それを鋳型にしたPCR法の検討から研究を開始した。試行錯誤の結果、アルコール標本1個体からでもADH遺伝子領域が増幅可能な実験系を確立することに成功した。この手法を用い、新たに8種について全コード領域、10種についてエクソン3領域の塩基配列を決定した。その結果から、平成6年度の研究で示唆された、これまでの定説とは異なるHawaiian Drosophilaの系統学位置、がさらに確信されるに至った。分類体系が高度に構築されているショウジョウバエは、進化の重要な研究対象として多くの研究者の注目を集めてきた。分類体系に関する研究で広く受け入れられてきたのはThrockmorton(1962,1975)よるものであるが、近年Grimaldi(1990)が大規模な再構築を行い、大きな論議を呼んだ。その結果、分子データを指標にしたショウジョウバエ分類体系の再検討が盛んに行われるようになった。本研究はアルコール脱水素酵素(ADH)遺伝子、ミトコンドリアDNAの塩基配列を指標に、ショウジョウバエ科全体に渡る系統関係の再検討を目的とする。平成6年度に、PCR法による増幅法の検討から研究を開始し、改良を加えながら最終的にはアルコール標本1個体から抽出したDNAを鋳型にして十分な量の目的のDNAを増幅する系を確立した。その結果、保存維持していた貴重な種の標本と、飼育維持種あるいは新たに採集した種の合計42種についてADH塩基配列を、28種についてミトコンドリアND2遺伝子領域の塩基配列を決定した。これらの種は4属、7亜属の広範囲に及んでいる。ADH塩基配列から得られた分子系統樹は、ショウジョウバエ科の属、亜属、種群間の系統関係を探るのに、数理統計学的にも非常に信頼性の高いものとなった。一方、ND2塩基配列は種群内の近縁な種間系統関係を探る目的に極めて有効であった。系統樹は、全体としてはThrockmortonの説を支持するものとなったが、いくつかの点で両説とも異なる興味深い結果が得られた。
代謝プログラミングによるウシ産肉制御システム構築：胎児期と新生時期の代謝制御機構

近年、胎児期から生後の初期成長期の各臓器の形成・成熟の感受性の高い、いわゆる可塑性の高い時期の栄養環境により、その後の動物体の代謝システム、特に肝臓、骨格筋および脂肪組織の代謝に多大な影響を及ぼすことが報告されている。エピジェネティクス研究と関連して代謝プログラミングとも呼ばれる。黒毛和種において胎児期プログラミング効果についてDOHaD現象と同様、妊娠期の栄養の制限により、肥満体質になる可能性の一端が示された。初期成長期プログラミング効果については、初期成長期の栄養は、特に骨格筋の形態学的、生理学及び種々の因子の分子生物学的な変化を肥育期に及ぼし、産肉性性大きく影響することが示唆された。このメカニズムを家畜の飼養技術としてポジティブに取り入れ、すなわち、胎児期あるいは初期成長期の栄養制御により、ウシのフルライフにわたる基盤的な代謝レベルをプログラミングし、最終的な産肉性、特に肉質と肉量を制御し、効率的、省力的かつ種々の環境に適合できる次世代型の革新的家畜飼養システムを開発したい。本研究では、特に妊娠牛(胎児期)から栄養環境を変化させ、新生子牛の出生後に、肝臓、骨格筋および脂肪組織の代謝を網羅的に調査し、ウシの代謝プログラミング機構の解明のための基盤的実験を行う。平成25年度は,本研究を遂行していくにあたり,入念な計画のための準備を行った。和牛の初期成長期の栄養制御によるこれまでの経時的に採取した筋サンプルの解析による分子生物学的,生理的および形態的データを整理して,ターゲットとする因子候補をあげて解析法のチェックを行った。また,大学牧場の運営の中での実験牛の繁殖計画を調整した。さらに繁殖牛妊娠期の栄養制御に関わる準備や栄養制御の方法を検討するとともに,妊娠牛の作出,またサンプリングの方法の検討を行った。クローン胚の使用も視野に入れているが,まずは同一受精卵をもちいての実験を計画している。実験牛は現在妊娠後期にさしかかっており,今年度本格的に栄養制御を行い,繁殖牛の血液等のサンプリングと子牛のバイオプシーによる骨格筋,肝臓および血液サンプリングとそのサンプルの解析を鋭意行っていく。平成26年度は、母牛の特に妊娠後期の栄養を制御し、出産させ、子牛に対しては高タンパク質および高脂肪栄養を与え、その成長を観察した。また、母牛および出産された子牛を順番に筋と肝臓からバイオプシーサンプル及び血液サンプルを採取し、血液の生理学的解析を行った。当初の母牛の栄養処理も何とか実施できており、新生子牛も順調に育っている。母牛の栄養制御法も、大よそ目途がたち、さらに実験に用いる頭数を増加させる必要がある。母牛の妊娠中の栄養制御は、かなり難しい部分があり、スペースと労力が必要であり、平成27年度も挑戦していく予定である。家畜生産生態学胎児期の栄養を制御された新生子牛群は、順次それぞれ飼養される。すべての実験牛は、筋及び肝臓バイオプシーによる微量サンプル、および血液サンプルを採取し、分子生物学、形態学的解析に解析を進めていく。分子生物学的解析について肉質に関連した候補遺伝子群として、脂肪形成関連遺伝子群(前駆脂肪細胞のマーカーとしてpref-I、脂肪分化制御因子のPPARγ、SCD、FASN、その他のアディポサイトカイン)、および糖代謝に関連した遺伝子群(GLUT1、GLUT4、FBP

1およびHK1等)、産肉性に関連した因子として筋成長制御因子のmyostatin、Id2(inhibitor of differentiation -2)、IGF-I(Insulin like growth factor- I)およびそのレセプター、また、筋分化ならびに発達に重要な役割を果たすMyoDファミリー、およびPPARγのco-activatorであるPGC-I等を中心としてその他のエネルギー代謝系関連遺伝子群、サーシュインやmTOR関連遺伝子群も含めて、それらの発現に関してリアルタイムPCRおよび差異の認められた遺伝子に関しては、in situハイブリダイゼーション(分子組織化学)法に挑戦し、mRNAレベルでの発現解析を行う。また、エピジェネティクス解析も平成27年度に実施していく。全体として、まだ実験に用いる頭数を増加させる必要があり、現在計画中である。平成25年度は,本研究を遂行していくにあたり,10カ月間のウシ妊娠期間の栄養を操作しなければならず,物理的,経営的に詳細な計画が必要であった。その準備を行った。この件に関しては家畜改良センターにも協力を相談しているところである。ウシの初期成長期の栄養制御によるこれまでの経時的に採取した筋サンプルの解析による分子生物学的,生理的および形態的データを整理して,妊娠期の栄養を含んだ場合のターゲットとする候補因子をあげて解析法のチェックを行った。また,繁殖牛妊娠期の栄養制御に関わる準備や栄養制御の方法を検討するとともに,妊娠牛の作出,またサンプリングの方法の検討を行った。クローン胚の使用も視野に入れているが,まずは同一受精卵をもちいての実験を計画している。実験牛は現在妊娠後期にさしかかっており,今年度本格的に栄養制御を行い,繁殖牛の血液等のサンプリングと子牛のバイオプシーによる骨格筋,肝臓および血液サンプリングとそのサンプルの解析を鋭意行っていく。大学の実習場の運営のなかで,繁殖牛の個体差もあり,実験に最適な繁殖牛の選抜も難しく,少数での効率的な研究を目指して,クローン胚の使用も視野に入れている。まずは同一受精卵をもちいての実験を計画した。昨年度妊娠させた実験牛は現在妊娠後期にさしかかっており,今年度本格的に栄養制御を行い,繁殖牛の血液等のサンプリングと子牛のバイオプシーによる骨格筋,肝臓および血液サンプリングとそのサンプルの解析を鋭意行って成果を出していく予定である。本年度,妊娠後期(受胎後710カ月)の栄養環境を1)高栄養(H区)、2)低栄養(L区:40%低減)に分けた繁殖雌牛の血液サンプルを妊娠後7,8,9および出産直前で採取し栄養状態のモニタリングを行う。出産後は両区とも高栄養にて飼養する。新生子牛群の2処理区に関して、まずは本年度、先にHE区を行い、生後は高栄養区とし、哺乳期は強化哺育(ロボット使用、高タンパク、高脂肪ミルクをmax1800g/日)および育成期は高栄養処理を行う。次の実験群で通常哺乳(max 600g/日)と乾草を主とした粗飼料のみで飼養する粗飼料区とする予定である。その後の肥育期に関しては、輸入濃厚飼料を用いるのではなく、本研究課題の代謝プログラミング効果を把握するために粗飼料とする。これは次世代の国産植物資源による肥育を目指す意味をも包含している。すべての実験牛は、筋および肝臓バイオプシーにより、サンプルを採取し、分子生物学、形態学的解析に用いる。同時に血液サンプルも頚静脈より採取し成長因子等の生理学的な解析に用いる。一方、放牧肥育するための牧草地の準備を行う;
他言語・多目的対応のＣＡＬＬシステムの開発

本研究費を受け、この2年間でCALL(Computer Assisted Language Learning)技術を高めるために、(1)日本語の発話速度のデータベースの作成と(2)外国語発音向上のためのシステム開発の研究を行った。特に発音向上のためのシステム開発の研究は、発音向上という目的だけでなく、音声学や音声工学などの基礎科学、また外国語音声教育などへの応用研究に貢献できるものである。まず、(1)の日本語の発話速度のデータベース(Jasper)は、日本語母語話者が無意味語をゆっくり、普通、速いの三つの異なる速度で発話したものを収録したものである。このデータベースは日本語の母音の長短、促音、撥音などの特殊拍の長さが、発話速度によりどう変化しているかの研究には不可欠なもので、特殊拍と発話リズムの研究に役立つように構築してある。また既存のデータベースと合わせて、構築したJasperを使い、日本語話者の知覚実験を行い、母音長の知覚には、母音そのものの長さよりも2モーラ前から1モーラ後ろに出現する母音長が大きく影響を与えていることを示した。この結果を元に、日本語話者が異なる発話速度において、どのように母音長を知覚するかを解析した。(2)の外国語学習のためのシステム開発に向けての研究は、まずニューラル・ネットワークを用い、言語学習者の発話の音声波形を元に、異なる話者個人個人の発話特徴ではなく、様々な話者共通の音声特徴(features)を抽出する方法を提唱した。発話音声は、言語音声情報だけでなく、話者の身長・体重・性別・年齢などの言語外的要因の影響も受けるため、話者共通の音声特徴の抽出は簡単ではないが、この話者共通の音声特徴を使い、学習言語にとらわれない、多言語に対応した学習者の発音判定のためのアルゴリズムを考案した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、コンピューターを用いた言語学習を支援するフレームの開発を目指している。昨今、コンピューターを使った言語学習支援システム(CALL)は、数多く存在するが、言語学習はその環境、学習者、学習目的、担当教員により、様々な形態があり、同じ教科書を使ったとしても、一律の授業形態はありえない。しかしCALLは組み込まれた形式を変えて利用することは通常できず、そのためには高度なコンピュータープログラミング等の知識が必要である。しかし、それを一般の語学の教員に求めることは現実的でない。従って、様々な言語に対応し、学習目的にあったCALL教材を作成できるフレームの構築を行っている。一年目の26年度は、複数のデータベースを使い、対象言語の音声特性を調査することから始めた。まず、日本語を含め様々な言語で、母音の長短は単語の判別に重要な機能を持つので、母音の長短を自動的に判別するCALLシステムを構築中である。単純に母音の長短と言っても、対象言語の音素体系、音節構造などの韻律体系、発話速度による母音そのものの継続時間の変化及び、全体の発話長との関連等により、母音の短長の知覚・認識は異なり、それを自動的に判別することは容易ではないが、これまでの実験では、ある程度正確に判定ができるようになっている。また、発音評価のアルゴリズムを試し、その結果を2月にマレーシアで開催された国際学会で発表した。その際に受けた様々な助言を生かして、現在さらにシステムの精度が上がるよう、改良を進めている。また、並行して進めている音声発話コーパスを使った日本語話者の英語の発話特性の分析の結果も複数の国際学会で発表した。これまでの研究成果を専門誌"Speech and Communication"に投稿し、査読結果を反映させた修正版を既に再提出済みで、採否の結果待ちである。研究の対象が複数の言語であるため、システムの構築が複雑で、時間がかかっている。

また、購入した音声データベースが、販売元の手違いで到着が遅れたため、分析の開始が遅れ、全体的に若干遅れが生じている。27年度が最終年度であるため、記入しない。一年目の成果をもとに、二年目は当初の目的であった、多言語に対応した学習支援システムの構築を目指す。母音の長短に加えて、今年は日本語を含めた促音などの特殊拍の分析と、様々な音節構造にも対応できるよう自動音声認識の精度が向上するよう研究を進める。また学習者の発音の精度の自動判定システムの構築を引き続き行う。昨今、コンピューター、特にタブレット端末などを積極的に教育の現場に導入する事例が増えてきている。それらの現状に対応するため、開発中のCALLシステムはPCとiOSのどちらでも作動できるものを目指している。具体的には、8ー9月にかけて、日本語話者の英語発話の特性について、イギリスで行われるICPhSで研究成果の発表を行う。また、10月には上海で開催されるOーCOCOSDAで、コーパスの分析とシステム構築に関する研究発表ができるよう、現在準備中である。一年目に行った研究発表に対するフィードバックを受けて、システムそのものや不具合を修正しており、秋頃には実際に現場で外国語教育に携わっている教員に、CALLシステムを試してもらう。意見等を聞いた上で、さらなる修正を施し、最初は学習目的や用途がある程度限られるであろうが、実際の教育現場で使えるコンピューター支援言語学習のフレームとして、公開できるレベルにまで持っていきたい。この一年研究所続けてきて、様々な学習目的に言語に対応するシステムもさることながら、対象言語のを限らないシステムの構築には、さらなる音声解析が必要であると実感している。音声解析を行うための音声データベースが整っていない言語も多い。システムの開発と並行して、研究費の許す範囲で、さらに音声コーパスを集めて、様々な言語の音声特徴の解析も続けて行っていく予定である。
皮膚癌に対する新しい治療法の開発-遺伝子治療の可能性を求めて-

(目的)我々は、ヒト皮膚悪性黒色腫組織において通常の90KDaのゲルソリン以外に,交差反応する約85KDaのバンド(p85)がウエスタンブロット法にて高頻度に認められることを発見した。今回、p85の一次構造の解析を試みた。(方法)ヒト皮膚悪性黒色腫27検体を用いた。材料より蛋白質を抽出し,ウエスタンブロット法,あるいは免疫沈降法を用い,ゲルソリンの発現を2種類のモノクロナール抗体を用いて解析した。また、免疫沈降とSDS-PAGEにより検体から抽出した蛋白質のアミノ酸配列の一部同定を行った。また、SCIDマウスへヒト黒色腫細胞株を移植し、in vivoにおけるゲルソリンの発現の変化を調べた。(結果)ヒト皮膚悪性黒色腫検体27検体中24例で,通常の90KDaのゲルソリンのバンド以外に,p85が認められた。p85は、90KDaのゲルソリンのC末端を認識する抗体では検出されなかった。また、この蛋白質のN末端のアミノ酸配列は、90KDaのゲルソリンのN末端とほぼ一致した。C末端の5KDaのフラグメントを、抗原認識部位の異なる2種類のモノクロナール抗体を用いてウエスタンブロット法で検索したが、C末端の5KDaのフラグメントは検出されなかった。ヒト黒色腫細胞株はin vitroにてp85を発現していなかったが、in vivoにてp85の発現が確認できた。(結語)ヒト皮膚悪性黒色腫細胞は,in vivoにて85KDaの異型ゲルソリンを高頻度に発現する。このp85は野生株ゲルソリンのN末端と共通のアミノ酸配列を持っていた。1)ヒト皮膚悪性黒色腫の手術検体におけるゲルソリンの発現を,抗ヒト・ゲルソリンモノクロナール抗体を用いたウエスタンブロット法,あるいは免疫沈降法を用い,質量の異なる異型ゲルソリンの発現を例数を増やして解析した。結果、20例中17例で、異型ゲルソリンの発現を認めた。2)黒色腫組織から抽出した蛋白質より,免疫沈降法を用いて,異型ゲルソリンを免疫複合体として沈殿させ回収した。これを電気泳動し,PVDF膜上に転写して異型ゲルソリンのバンドを切り出し,脱塩,ピリジルエチル化,N末端de-blockingを行なった後,アミノ酸シークエンサーを用いて,一次構造の一部を決定した。現在のところ部分的な配列のみ判明しているため,その配列を参考にプローベを作成し,黒色腫組織より得られたRNAを用いてRT-PCRを行ない,DNAシークエンサーを用いて異型ゲルソリンをコードするcDNAを探索中である。3)悪性黒色腫の予後と強い相関を示す腫瘍の厚さや,垂直方向の腫瘍浸潤と,異型ゲルソリンは相関が認められた。
勅撰集写本・古筆切が有するペリテクストの網羅的調査と生成研究

本研究のもっとも大きな成果は「非定家本『拾遺和歌集』について」である。『拾遺集』の伝本のうち、六条藤家の清輔が校訂した清輔本は散逸している。そこで清輔が校訂した『古今集』に有るペリテクストのうち、『拾遺集』との重複を示すものを抽出、歌数を同定し、本文異同についても検討した。その結果、1.散逸した清輔本『拾遺集』は定家本に比べて『古今集』との重複が極めて少ないこと、2.非定家本系統の「異本」と清輔本との関係性は希薄であること、3.伝慈円筆拾遺集切と、復元される清輔本とが関係を有すること、4.定家本『拾遺和歌集』にある「季本」に基づくペリテクストが、散逸した清輔本と深い関係にある六条藤家の証本にもとづくものであり、定家本のペリテクストを調査し直す必要性がある、という四点を指摘した。ペリテクストに関する研究成果として、4月以降刊行「定家本古今集証本をめぐって(仮)」もある。二条家における『古今和歌集』の証本と、冷泉家における『古今和歌集』の証本を比較し、ペリテクストの多寡と、その用い方の比較から、両家がとった戦術の差異と、証本をめぐる類型行動を明らかにした。そのほかには、古筆切を調査する過程において気がついた諸点を報告した。第一に「伝公敦筆古今集注切について」では、用字法や書式に着目し、当該古筆切が、これまで孤本であった内閣文庫蔵本の親本そのものである可能性がきわめて高いことを指摘した。第二に「伝為忠筆勅撰集切をめぐって」では、奥書切のある伝為忠筆勅撰集切を中心におき、為忠の奥書を有する完本との関係を踏まえて、為忠の書写活動全体をとらえる試みを行った。なお、本研究は本来であれば三年間で完成するものであったが、所属機関の変更により初年度で廃止とせざるをえなくなったことを記しておく。
非晶質人工格子高磁歪薄膜を用いた高周波磁気音響機能素子に関する基礎的研究

平成5年度科学研究費補助金(奨励研究(A)交付甲請書の研究実施計画に基づいて研究を行い、以下の知見を得た。1.非晶質高磁歪薄膜の作製と特性の評価....非晶質人工格子高磁歪薄膜の作製用として新たに導入したマルチターゲット・スパッタ装置(島津製:HSR-551型)を用いて、FeB単層膜及びFeB/SiO_x,FeB/SiN三層高磁歪膜試料を作製し、その組成、構造、磁気特性を詳しく調べた。その結果、Fe-B複合ターゲットを用いることで、保持力が0.025(Oe)という優れた軟磁性をもつ非晶質高磁歪膜が得られることが分かった。また、中間層としてSiO_xやSiNを用いたものでは保持力の上昇が認められ、FeB合金膜に近い熱膨張係数をもつ中間絶縁層との積層が不可欠といえる。2.磁気ひずみ測定装置の構築....上記1で作製した試料の磁気ひずみ定数を測定する方法として、レーザースペックル相関法による磁気ひずみ測定装置を開発し、その特性を調べた。その結果、スペックル光検出に用いているリニアイメージセンサーの空間分解能が低い(15mum)ために、数百ppm以下のひずみ変位の検出が困難であるとの結論を得た。これは、レンズ系との結合によってスペックル移動量の拡大を行うことで解決できるものと考えられ、現在同装置の改良を試みている。15EA04:3.表面弾性波ソリトン励起のための条件解明....非晶質人工格子高磁歪薄膜を用いた高周波機能性素子への有望なキャリアとして、ソリタリーモードの表面弾性波に着目し、この波動を得る条件解明を試みた。その第一歩として、試料表面上を伝搬する表面弾性波の精密な空間3次元像が得られるよう、現有の光プローブ観測装置に改良を加え、完全コンピュータ制御とした。この結果、振幅分解能数Aで、これまでに類を見ない表面弾性波の完全な空間実像が得られた。現在同装置を用いて、非線形表面弾性波の特性を詳しく調べている。
繰返しせん断中の給排水を制御できるオンライン実験システムの開発

繰返しせん断中の給排水を制御できるオンライン実験システムの開発にあたり,本年度は前年度に構築した実験システムのせん断ひずみ計測装置をポテンショメータ式からレーザーロータリーエンコーダ式に変更した.更新されたシステムでは,従来,ステッピングモーターからセンサーへのノイズ進入があり,応答値に若干の影響がみられたが,センサーの変更により,ノイズの問題はほぼ解決されて,最小分解能はせん断ひずみして2×10^<-6>,測定可能な最大せん断ひずみは理論上は無限大となった.この改良により,オンライン実験の精度が格段に向上した.このシステムを用いて,給水条件下におけるせん断変形特性,繰返しせん断載荷後の排水特性,せん断力一定条件下における排水特性に関する研究を実施した.これらの試験は,せん断ひずみ,体積ひずみを連動させて制御する必要があり,従来の汎用試験装置では制御が困難な試験パスであるが,本実験システムでは若干のアルゴリズムを変更することで対応が可能である.試験結果より,間隙比の変化に依存したダイレイタンシー特性や,斜面地盤における繰返しせん断後の排水特性を研究し,その研究成果をまとめた.また,多層地盤のハイブリッド地震応答解析を行うための弾塑性構成モデルをコーディングし,実験システムに組み込んだ.現在のところ,弾塑性構成モデルを用いた地震応答解析は行えるようになっているため,今後は,中空ねじり試験装置による要素試験層を組み込んだハイブリッドオンライン実験に発展させるために,若干のプログラム変更を行って,間隙水の移動が生じる条件における地震応答計算を近々実施する予定である.繰返しせん断中の給排水を制御できるオンライン実験システムの開発にあたり本年度はシステムを構成する装置と計測制御環境を整えることに重点をおいた.せん断試験装置として中空ねじりせん断試験装置の仕様を決定し,導入した.中空ねじりせん断試験装置は土質試験において近年多く用いられているが,オンライン実験システムに最適なものとするために,せん断ひずみをデジタル制御できるようにスッテッピングモーターを用いて載荷軸をベルト駆動する形式とした.給排水の制御に関しては,給排水制御装置の仕様を決定し,導入した.給排水における流量がデジタル制御できるようにステッピングモーター+精密位置決めレールを基本とし,十分な制御分解能が確保できる仕様とした.これらの装置を用いて供試体作成時の背圧載荷や圧密試験,さらには任意のせん断ひずみ制御または応力制御試験およびその計測が1台のパーソナルコンピューターで可能となるようなシステムを構築した.繰返しせん断中の給排水を制御できるオンライン実験プログラムの開発状況に関しては現時点ですでにコーディング済みである.装置およびプログラムの検証に関しては,本年度は装置の精度の検証に重点をおいたことから,きれいな砂を試料として給排水を制御しない非排水条件下での実験を行い,既往実験結果との比較から,これらの装置が十分な精度を有していることを確認した.また様々な地震波を入力して不規則繰返しせん断履歴が作用した場合の砂の非排水条件下における応力ひずみ関係や過剰間隙水圧上昇特性に関する基礎データを蓄積した.平成15年度は給排水を行った条件下における砂のせん断変形特性に着目した実験を行うことで,非排水条件の実験結果との違いについて考察を行う予定である.繰返しせん断中の給排水を制御できるオンライン実験システムの開発にあたり,本年度は前年度に構築した実験システムのせん断ひずみ計測装置をポテンショメータ式からレーザーロータリーエンコーダ式に変更した.更新されたシステムでは,従来,ステッピングモーターからセンサーへのノイズ進入があり,応答値に若干の影響がみられたが,センサーの変更により,ノイズの問題はほぼ解決されて,最小分解能はせん断ひずみして2×10^<-6>,測定可能な最大せん断ひずみは理論上は無限大となった.この改良により,オンライン実験の精度が格段に向上した.このシステムを用いて,給水条件下におけるせん断変形特性,繰返しせん断載荷後の排水特性,せん断力一定条件下における排水特性に関する研究を実施した.これらの試験は,せん断ひずみ,体積ひずみを連動させて制御する必要があり,従来の汎用試験装置では制御が困難な試験パスであるが,本実験システムでは若干のアルゴリズムを変更することで対応が可能である.試験結果より,間隙比の変化に依存したダイレイタンシー特性や,斜面地盤における繰返しせん断後の排水特性を研究し,その研究成果をまとめた.また,多層地盤のハイブリッド地震応答解析を行うための弾塑性構成モデルをコーディングし,実験システムに組み込んだ.現在のところ,弾塑性構成モデルを用いた地震応答解析は行えるようになっているため,今後は,中空ねじり試験装置による要素試験層を組み込んだハイブリッドオンライン実験に発展させるために,若干のプログラム変更を行って,間隙水の移動が生じる条件における地震応答計算を近々実施する予定である.
温度ジャンプによるプリオン中間体形成反応の速度論的解析

これまで一般的に用いられて来た高速混合法の時間分解能は100マイクロ秒からミリ秒のオーダーであり、蛋白質の構造形成過程を観測するには不十分な場合が多かった。たとえば、マウスプリオンのフォールディング反応の場合、ヘリックスB,Cの形成反応は50μsの時定数で起きるが、ヘリックスAの形成反応はさらに速く、これまでに時定数を求める試みには成功していない。一方、格子モデルを用いた我々の計算機シュミレーションの結果は、非指数関数的な速度過程がフォールディング反応の初期に出現することを示している。我々は、蛋白質の速いフォールディング反応を追跡するため、ナノ秒分解能をもつレーザー温度ジャンプシステムの開発を行った。本システムでは、YAGレーザーにより発振された波長1064nmのパルスレーザー光が、水素ガスを封入されたラマンシフターを通り、1907nmの光に変換される。このレーザー光は、サンプル水溶液に吸収され、サンプルの温度を上昇させる。観測光はXeランプを用いた白色の連続光を用いた。検出側は、ナノ秒時間分解能を持つ光電子増倍管を用いた。このシステムにより、温度ジャンプに伴う蛋白質のナノ秒スケールでの応答を、紫外吸収、あるいは、蛍光を用いてモニターすることが可能となった。我々は本システムを用いて蛋白質β-ラクトグロブリンの低温変性からの巻き戻り反応を観測し、反応開始後30μsに出現する新たな反応過程をみいだした。この反応過程は、現在まで観測されたことのない特徴的な非指数関数的挙動を示した。現在、この反応過程の理論的解析を行っている。正常型プリオンは,立体構造変換を起こし,異常型(感染型)構造に変化する。平衡測定では,正常型と変性型の自由エネルギーの差は約8.0kcal/molあり,正常型プリオンは,必ずしも熱力学的に不安定とは言えないことが分かった。次に変性状態から正常型への巻き戻り過程の反応速度を解析した。通常のストップト・フロー法では不感時間内に反応が終わってしまうので観測できないが,連続フロー法を用いることにより,この巻き戻り反応の時定数が,常温で約100マイクロ秒であることが分かった。高圧NMRを用いて,これらの過程を原子分解能でつぶさに観測すると,B及びCヘリックスにある特定のアミノ酸残基の熱安定性が低いことが分かった。さらに,核磁気共鳴法(NMR)法により,プリオンのマイクロ秒からミリ秒の遅い揺らぎが,同様の部位,すなわち,B及びCヘリックスにおいて集中的に観測された。これらの現象は,プリオンの構造形成過程超早期において,中間体が形成される可能性を示唆している。さらに,高圧NMRで見られた化学シフトの変化のうち圧力に線形に依存する部分と,揺らぎによる化学シフトの変化との間に良い相関がみられた。この事実は,遅い揺らぎが,天然構造の範囲内で起きていることを示している。このことはさらに,位相空間で考えた場合,プリオンの構造転換に関与する初期の構造変化が,天然構造におけるダイナミクス,さらには熱安定性へと接続できることを示唆している。このような結果を踏まえ,プリオン立体構造形成過程の超早期過程(ナノ秒オーダー)を特徴付けるための,レーザー励起による温度ジャンプ観測システムを,現在構築しているところである。
安井琢磨遺稿・書簡に基づく日本における一般均衡理論形成過程の研究

本研究の目的は、日本における一般均衡理論研究の嚆矢的存在である故安井琢磨氏の蔵書(学術研究雑誌を含む)への詳細な書き込み、遺稿、研究ノート、シュンペーターをはじめとする先駆的研究者からの書簡などを通して、日本における一般均衡理論研究形成過程を明らかにすることにある。この目的を達成するために、埼玉大学経済学部研究資料室内「安井文庫」に所蔵されている膨大な蔵書・遺稿、研究ノート及び書簡等々の未発表資料を整理・分析する作業を平成11年度から継続して行っている。平成11・12年度には、蔵書、遺稿、研究ノート及び書簡等々の保存・整理及び必要なもののデータベース化を行った。その総数は3,641点にものぼった。平成13・14年度には、これらのうち本研究に必須となる書き込みのある蔵書、遺稿、研究ノート及び書簡を選出して分析・解読にあたった。具体的に言うと、平成13年度では以下の作業を行った。(1)書き込みがある蔵書103件(15,513コマ)をマイクロフィルムに収録し、それらをプリントアウトした上で簡易製本化した。(2)研究ノートを解読し、整理・分析した。(3)新たに発見された資料を分類し、整理した。平成14年度には、これまで整理した資料のうち必要なものについて再整理するとともに、(1)蔵書への書き込みの解読とそれらの整理・分析、(2)書簡の解読と整理・分析、を行った。平成14年度を含むこれまでの研究成果は学内外の研究者に広く利用されているが、学部内研究者により平成14年度の研究成果を利用して書かれた論文2編が、近日中に発表されるべく埼玉大学経済学会誌『社会科学論集』に現在投稿されている。本研究の目的は、日本における一般均衡理論研究の嚆矢的存在である故安井琢磨氏の蔵書への綿密な書き込み、遺稿、研究ノート、シュンペーターをはじめとする先駆的研究者からの書簡などを通して、日本における一般均衡理論研究形成過程を明らかにすることにある。この目的を達成するために、埼玉大学経済学部研究資料室内安井文庫に所蔵されている膨大な蔵書・遺稿・書簡等の未発表資料を整理・分析する作業を平成11年度から継続している。平成11年度・12年度の作業で保存整理及びデータベース化が完了した蔵書、遺稿、研究ノート、書簡は総計3,641点に達し、これらのうち本研究に必須となる書き込みのある蔵書、遺稿、研究ノート及び書簡を選出して分析及び解読にあたることが13年度・14年度の研究課題である。平成13年度研究実績概要(1)安井琢磨氏の書き込みがある蔵書103件(15,513コマ)をマイクロフィルムに収録、プリントアウトした上で簡易製本化(2)研究ノートの解読と整理・分析(3)新資料の分類・整理平成14年度研究計画(1)蔵書への書き込みの解読と整理・分析(2)書簡の解読と整理・分析本研究の目的は、日本における一般均衡理論研究の嚆矢的存在である故安井琢磨氏の蔵書(学術研究雑誌を含む)への詳細な書き込み、遺稿、研究ノート、シュンペーターをはじめとする先駆的研究者からの書簡などを通して、日本における一般均衡理論研究形成過程を明らかにすることにある。この目的を達成するために、埼玉大学経済学部研究資料室内「安井文庫」に所蔵されている膨大な蔵書、遺稿、研究ノート及び書簡等々の未発表資料を整理・分析する作業を平成11年度から継続して行っている。

(1)書き込みがある蔵書103件(15,513コマ)をマイクロフィルムに収録し、それらをプリントアウトした上で簡易製本化した。(2)研究ノートを解読し、整理・分析した。(3)新たに発見された資料を分類し、整理した。平成14年度には、これまで整理した資料のうち必要なものについて再整理するとともに、(1)蔵書への書き込みの解読とそれらの整理・分析、(2)書簡の解読と整理・分析、を行った。平成14年度を含むこれまでの研究成果は学内外の研究者に広く利用されているが、学部内研究者により平成14年度の研究成果を利用して書かれた論文2編が、近日中に発表されるべく埼玉大学経済学会誌『社会科学論集』に現在投稿されている。
脳活動からの知覚・認知状態推定に基づく自然さおよび現実感に関わる感性情報抽出

われわれは、物を見たり、聞いたりするときに、それが何であるかを知覚するだけでなく、それらが自分にとって身近なものか、自然な物かを知らないうちに判断している。このとき感じる自然さというものは、コミュニケーションにとって重要な要素である。われわれは、これまで、脳波成分P3に着目して、ヒトの感じる不自然さがP3非対称性に表れることを示した(Minami et al., 2009)。さらに、顔に敏感なN170コンポーネントに着目し、顔色の不自然さによる脳波の変化を調べることにより、顔色の不自然さ(青色顔画像)がN170振幅を増大させることを示した。この結果は、顔の色も顔の初期検出の際に使用していることを示唆している(後藤ら,2009)。さらに、異種感覚統合における不自然さを調べるために、聴覚-視覚Cross-modal primimingにおいて、聴覚-視覚刺激の意味的一致および、視覚刺激の不自然さを調節したときの神経活動の様子を、脳波により記録した。その結果、事象関連電位(ERP)では、270-310ms間の振幅に不自然さおよび聴覚と視覚の結合の影響が見られた。またガンマ帯振動では聴覚-視覚刺激が意味的一致しており、かつ不自然色の視覚刺激が呈示されたときに自然色刺激を呈示したときよりも大きな振動活性が見られた。この結果は、聴覚と視覚の異なる感覚入力において不自然な視覚刺激が、両者の間により強い繋がりを持たせようとする高次認知処理の影響を反映していることを示している(Yokota et al., 2009)。近年,私たちの身の回りにあるあらゆるシステムは,人間中心を意識したデザイン化が進んでいる。こうした中で,システムの有用性、実用性だけでなく,そのシステムを扱う「ユーザーの」満足度といった,人間の感情知覚,認知状態を測る客観的な評価法が求められている。知覚,認知を行うのは私たちの脳であり,この脳から得られる情報(脳活動情報)からダイレクトに知覚,認知状態を推定したいというのがこの研究の大きな目標である。特に,この研究では人間一システム間のコミュニケーションにおける重要な要素である視覚情報の「自然さ、現実感」と,脳活動情報の1つで,認知活動の有力な指標である事象関連電位(Event Related Potential:ERP)に着目して,視覚刺激の自然さや現実感とERPとの相関を調べている。人の倒立顔/正立顔,新奇物体の倒立/正立画像,不可能なポーズ/可能なポーズなどの刺激対を提示したときのERPを分析したところ,不自然/自然な刺激対の場合で,その間に有意な違いが見られた。また視覚刺激の形状による自然さだけでなく,記憶色とは異なる不自然な顔色/自然な顔色の間でも脳波に違いが見られる事を示した。今後は,このような視覚刺激の自然さや現実感による脳波の違いが,幼児に見られるかを調べることによって,発達上いつ頃その現象を不自然だと感じるか否かという問題を解決する手がかりになるのではないかと考えている。本研究では、脳波を用いた自然さの抽出に関し、いくつかの実験を行った。(1)眼幅順応による顔に対する不自然さの変化が、オドボール課題における事象関連電位(ERP)に与える影響を調べた。被験者が感じる自然な眼幅は順応に応じて変化し、それに対応するように、順応顔画像と標的顔刺激の眼幅の差に依存してP300振幅が変化した。この結果は,順応による被験者の主観の変化が,脳波のP300成分に反映されていることを示している。(2)ERPに見られる顔認知処理に与える色情報の影響とその発達的側面を検討するために、成人と乳児を対象に、自然な色の顔とそうではない青色の顔での知覚の神経相関を調べた。

その結果、顔処理に深い関係があるERP(大人に見られるN170、乳児で見られるN290成分)が、成人と乳児ともに青色の顔に対してより高振幅を示し、色情報が顔認知処理に影響を与えること、また、色情報を含めた顔認知処理が乳児ですでに行われていることを示唆する結果を得た。(3)身体ポーズの自然さを生理学および心理学の双方の観点から検討する実験を行った。身体ポーズ観察時の脳波を計測し、神経デコーディングにより知覚対象を推定したところ身体の正立と倒立の識別はポーズの可能・不可能に関係なく79%、ポーズの可能と不可能の識別は正立身体では63%であり、不可能ポーズの55%より有意に高かった。同一の実験刺激と手順を用いて、知覚識別の行動実験を行い、神経デコーディングの識別成績と比較した。その結果、神経デコーディングの識別成績と知覚判断の成績が相関しており、神経デコーディングにより知覚に対応する脳活動を定量的に調査できることが示唆された。われわれは、物を見たり、聞いたりするときに、それが何であるかを知覚するだけでなく、それらが自分にとって身近なものか、自然な物かを知らないうちに判断している。このとき感じる自然さというものは、コミュニケーションにとって重要な要素である。われわれは、これまで、脳波成分P3に着目して、ヒトの感じる不自然さがP3非対称性に表れることを示した(Minami et al., 2009)。さらに、顔に敏感なN170コンポーネントに着目し、顔色の不自然さによる脳波の変化を調べることにより、顔色の不自然さ(青色顔画像)がN170振幅を増大させることを示した。この結果は、顔の色も顔の初期検出の際に使用していることを示唆している(後藤ら,2009)。さらに、異種感覚統合における不自然さを調べるために、聴覚-視覚Cross-modal primimingにおいて、聴覚-視覚刺激の意味的一致および、視覚刺激の不自然さを調節したときの神経活動の様子を、脳波により記録した。その結果、事象関連電位(ERP)では、270-310ms間の振幅に不自然さおよび聴覚と視覚の結合の影響が見られた。またガンマ帯振動では聴覚-視覚刺激が意味的一致しており、かつ不自然色の視覚刺激が呈示されたときに自然色刺激を呈示したときよりも大きな振動活性が見られた。この結果は、聴覚と視覚の里なる感覚入力において不自然な視覚刺激が、両者の間により強い繋がりを持たせようとする高次認知処理の影響を反映していることを示している(Yokota et al., 2009)。
帰国生徒のためのスマートボード(e-黒板)を利用した読解教材の開発

1.研究目的帰国生徒が必修授業以外の時間で、短期間に効率よく、授業に必要な日本語の土台を築くため、2006年度の本校での「読むこと」に焦点化した研究を基に、教材に視覚的工夫をさらに多く取り入れ、文章の理解を促すことで読解力を伸ばす教材を作成することを目的とした。2.研究方法帰国生徒のうち、初級日本語の能力は持っているが教科学習は十分でない生徒を対象とし、放課後週に1度補習時間をとって研究をすすめることとした。教材は、小学校高学年、ヤングアダルトなどの書籍の中から説明文と物語文の二種を選び、その一部をスキャンし、スマートボードを使って読解指導をおこなう。何回か指導を行なった後、スマートボードを用いた授業を受けた生徒とそうでない生徒の読解力を診断テストによって比較することとした。3.研究結果当初決定していた対象生徒の転出により、上記の計画を大きく変更せざるを得なくなった。9月に編入してきた生徒のうち1名を対象生徒と設定し直し、初級日本語の能力が十分に備わっていると判断できるまでしばらく待った。その間に一般学級でスマートボードを使用した授業を2回行った。この授業結果より、どの学級でも、スマートボードを用いることにより、教科書の説明時間を通常より短縮することが可能であるとわかった。また、特に、実技を伴う場合の説明時間を短縮することができた。この結果より、スマートボードを用いた指導のほうが、生徒の教科書の読解も速やかに進むといえる。次に、対象生徒の日本語力が初級程度であることを確認し、スマートボードを用いて同じ授業を行なった。その後、診断テストを行い、一般生徒との学習内容の理解を比較した。その結果、筆記テストでは一般生徒の学習理解が対象生徒より高い結果となったが、口頭テストでは対象生徒も同様の理解の高さを示した。この結果と2006年度までの研究の成果より、帰国生徒は説明文のほうが理解しやすいのではないかと予想できる。そこで、次年度には、今年度行なうことができなかった物語文の読解力を高める方法の開発と今年度の予想の検証を、引き続きスマートボードで行なっていくことにする。この研究は未完のため、研究成果の発表は次年度以降に行なう予定である。
機能的MRIの新手法に基づく高時空間分解能化と統合解析に関する研究

現在,脳機能計測には神経活動に付随して生じる血流・代謝変化を脳活動の指標とするfMRI (functional Magnetic Resonance Imaging)手法が広く一般的に用いられているが,時間分解能及び空間分解能が不十分であると考えられている.そこでfMRIの新手法のうち脳神経磁場の影響を直接MR画像に反映するfMRI手法に向け,スピンロックシーケンスを用いた手法について検討を行った.スピンロックシーケンスはスピンエコーシーケンスの前に90°RFパルス,スピンロックパルス, -90°RFパルスからなるスピンロックモジュールを付加した撮像方法である.このスピンロックパルスの大きさを撮像したい脳神経磁場の周波数と同じラーモア周波数を持つように調整することで,両者の間に二次的な磁気共鳴現象を発生させ, MR信号を変化させることができる.すなわち,振動磁場が生じる場合にのみMR信号を低下させ,その信号変化を脳活動の指標とすることができる.本研究では,スピンロックシーケンスを用いた脳機能計測手法実現に向けて, MR撮像時の磁化の挙動を示したBloch方程式を基に,スピンロックシーケンスを用いた撮像の際の磁化の挙動を実験室座標系にて視覚化した.また,視覚化の際作成した磁化の挙動を計算するシミュレータを用い,外部より印加される振動磁場がMR信号に与える信号変化量を見積もった.さらに,振動磁場を発生させるループコイルファントムを内包するファントムを対象とし,実際の撮像も行った.二次的な磁気共鳴現象によりMR信号が低下することを確認するだけでなく, t検定を用いた統計解析を行うことで200pT程度の微小な振動磁場が検出可能であることを示した.この結果は,賦活する脳神経細胞近傍ではヒトの脳神経磁場が数百pT程度であることを考えると,スピンロックシーケンスを用いた神経磁場依存fMRIの実現可能性を示唆するものである.スピンロックシーケンスを用いることで振動磁場の影響をMR画像に反映させることができることを示した昨年のMR撮像実験に引き続き,本年度はt検定による統計解析を行うことで神経磁場を想定した振動磁場の検出が可能であることを実証した。したがって、おおむね順調に進展したと判断する。(抄録なし)機能的MRI(functional MRI: fMRI)はMRIを用いた脳機能計測手法であり,他の脳機能計測手法と比較して計測が容易であることと、比較的高い空間分解能を持つことが特徴として挙げられ、現在最も一般的な非襲侵的脳機能計測手法となっている.しかし,現在用いられるfMRIは脳の賦活に伴う血行動態の変化を観測するものであり,時間分解能はもちろん空間分解能にも限界がある.そこで,従来のfMRIに勝る空間分解能を持つ新たなfMRIを実現させることを目的として,まずは脳の賦活に伴う神経細胞自身の変化を捉える方法として挙げられる拡散強調MRIを用いた手法について,脳神経細胞周辺の水分子が制限拡散する様子をモデル化したシミュレーションを用いてfMRI撮像に適した撮像パラメータについて検討を行った.シミュレーションにより,拡散強調MRIで重要なパラメータとして挙げられるb値とq値についてそれぞれが,MRI信号強度に与える影響を観測し,fMRI撮像に適した値を求めた.また,脳神経細胞の周辺を制限拡散する水分子が脳神経細胞の賦活により変化する現象を撮像の対象としたfMRI撮像に関しては,従来拡散強調MRIのパラメータとして重要であるとされてきたb値よりもq値の方が影響が大きいということが確認された.また,実際の撮像については,京都大学医学部附属病院の1.5T臨床機を用いた実験を行ったが,ノイズ及びアーチファクトの影響が大きかったことから期待していた結果が得られなかった.そのため,S/Nの向上を目的として3Tの装置によるfMRI計測のための予備実験を行い次年度の実験に備えた.さらに,拡散強調MRIを用いる手法以外にも神経磁場依存の磁気共鳴信号変化に基づく機能的MRIに関して基礎的な検討を進めるとともに予備実験を重ねfMRI計測の実現に向けて準備を行った.機能的MRI(functional MRI : fMRI)はMRIを用いた脳機能計測手法であり,他の脳機能計測手法と比較して計測が容易であることと、比較的高い空間分解能を持つことが特徴として挙げられ、現在最も一般的な非襲侵的脳機能計測手法となっている.しかし,現在用いられるfMRIは脳の賦活に伴う血行動態の変化を観測するものであり,時間分解能はもちろん空間分解能にも限界がある.そこで,従来のfMRIに勝る空間分解能を持つ新たなfMRIを実現させることを目的として,脳神経細胞から発せられる脳神経磁場の変化を捉えるfMRI手法のうち,スピンロックシーケンスを用いたMRI撮像方法について検討を行った.MRI撮像中の磁化の時間的変化を示すBloch方程式に基づくシミュレーションにより,脳神経磁場のような振動磁場がスピンロックシーケンス中のスピンロックパルスと磁気共鳴条件を満たす場合の挙動を示した.また,磁気共鳴現象が生じる場合には、最終的に得られるMR信号に影響する磁化のz成分が減少することが確認できた.また,実際の撮像については,静磁場強度7Tの動物実験用装置を用い,振動磁場を発生するループコイルファントムを撮像対象として実験を行った.結果として,シミュレーション同様振動磁場とスピンロックシーケンスの間に磁気共鳴条件が成り立つ場合にはMR信号が減少することが確認できた.さらに,パラメータを適切に選択することで数百pTオーダの微小な磁場によりMR信号が変化することが確認でき,実用的なfMRI計測に向けて有用な知見が得られた.現在,脳機能計測には神経活動に付随して生じる血流・代謝変化を脳活動の指標とするfMRI (functional Magnetic Resonance Imaging)手法が広く一般的に用いられているが,時間分解能及び空間分解能が不十分であると考えられている.

そこでfMRIの新手法のうち脳神経磁場の影響を直接MR画像に反映するfMRI手法に向け,スピンロックシーケンスを用いた手法について検討を行った.スピンロックシーケンスはスピンエコーシーケンスの前に90°RFパルス,スピンロックパルス, -90°RFパルスからなるスピンロックモジュールを付加した撮像方法である.このスピンロックパルスの大きさを撮像したい脳神経磁場の周波数と同じラーモア周波数を持つように調整することで,両者の間に二次的な磁気共鳴現象を発生させ, MR信号を変化させることができる.すなわち,振動磁場が生じる場合にのみMR信号を低下させ,その信号変化を脳活動の指標とすることができる.本研究では,スピンロックシーケンスを用いた脳機能計測手法実現に向けて, MR撮像時の磁化の挙動を示したBloch方程式を基に,スピンロックシーケンスを用いた撮像の際の磁化の挙動を実験室座標系にて視覚化した.また,視覚化の際作成した磁化の挙動を計算するシミュレータを用い,外部より印加される振動磁場がMR信号に与える信号変化量を見積もった.さらに,振動磁場を発生させるループコイルファントムを内包するファントムを対象とし,実際の撮像も行った.二次的な磁気共鳴現象によりMR信号が低下することを確認するだけでなく, t検定を用いた統計解析を行うことで200pT程度の微小な振動磁場が検出可能であることを示した.この結果は,賦活する脳神経細胞近傍ではヒトの脳神経磁場が数百pT程度であることを考えると,スピンロックシーケンスを用いた神経磁場依存fMRIの実現可能性を示唆するものである.当初予定していた,拡散強調fMRIによるヒトを対象としたfMRI実験で期待される結果が得られなかった.これは,使用した1.5TのMRI装置ではS/Nが十分でなかったことが考えられる.また,よりS/Nの高い3TのMRI装置の準備が予定より遅れたため前年度中に実験ができなかったことも理由として挙げられる.昨年度不採録になっていた,拡散強調fMRIに関する論文を再投稿し,電子情報通信学会の英文誌に採録された.また,昨年度難航していたスピンロックシーケンスを用いたMR撮像実験に進展があり,今後より詳細な撮像実験により発展が期待されるため,本研究はおおむね順調に進展していると判断する.スピンロックシーケンスを用いることで振動磁場の影響をMR画像に反映させることができることを示した昨年のMR撮像実験に引き続き,本年度はt検定による統計解析を行うことで神経磁場を想定した振動磁場の検出が可能であることを実証した。したがって、おおむね順調に進展したと判断する。前年度に予定していた3TのMRI装置によるfMRI実験を行う.1.5Tの装置と比較し高いS/Nが期待されるが,従来のBOLD-fMRIに用いられる解析手法が拡散強調fMRIには適していない可能性があるという問題点が拳げられる.この問題に関しては半年間の米国留学で培った画像処理技術を応用し,拡散強調fMRIに適した解析手法を実現したいと考えている.
電子的媒体の改ざんに対する刑事処罰の在り方-ペーパーレス社会における偽造罪の役割

本研究は,拡大し続けるペーパーレス社会において,電子文書や電子マネーといった電子的媒体に対し不正な改ざんを加える行為につき,刑事法としての対処,特に偽造罪に関連した処罰による規制方法の可能性を明らかにするものである。これまで我が国では,取引において利用されるのは紙媒体の契約書や証明書,通貨であり,文書偽造罪や通貨偽造罪でこれらの信頼性を保護してきた。しかし,現在では紙を媒介しない電子文書や電子マネーを利用した取引が広がり続けている。このような状況において,客体が電子的媒体となった場合の刑事法処罰の在り方を明らかにすることで,経済・取引システムの信頼に寄与する法的担保の確保を目指すものである。