hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
スポーツ産業市場活性化及び雇用創出へ寄与する起業家的人材育成プログラムの開発

以下3つの成果が認められる。1教養教育としての成果:従来の競技偏重の題材と対象者であった中、題材を起業、文化産業マネジメントとし、対象の間口が大きく広がったこと。2スポーツ産業教育としての成果ケーススタディを主体とし、ビジネスとキャリアの両モデルを創業者との対話形式で学習していくスタイルを確立したこと。3サービス産業教育としての成果第三次産業が主流となる中、スポーツ固有のサービスデザインの事業可能性について追求し、新たな産業人の教育契機となったこと。総じて、スポーツを通じたマネジメントビジネスに関する教育機会を広く多くの人材に開放し、スポーツ産業の担い手育成への普及啓蒙に貢献した。海外、国内含め当初計画通りにケースは収集されている。米国だけで約20件。国内では約30件ほどのケースが収集された。また今季の大きな実績はビジネスモデルを規定していくフォーマットとなる形式を発掘したこと、新たな研究領域を発見したこと(スポーツ環境デザイン)、また5回に渡る成果報告を学会等で公表できたことが挙げられる。本年度における目的は、各ケースより見込まれる学習効果を抽出し、「教育」・「ネットワーク」・「雇用機会」の何れかのカテゴリーとの最適化を図ることであった。具体的にはビジネスに関する学びが多い場合には「教育(演習中心に国内外からケース当事者を講師に迎えるオムニバス形式の演習)」へ、キャリアやマネジメントが多く、現場での体験学習も可能な場合には「ネットワーク(国内外のスポーツ現場に赴き、現地の方、顧客等との触れ合いの中で学習する実習)」のカテゴリーへ分類していく。また総合的な学びが得られ、実際に現場で新規事業立ち上げ或いは起業を協働で行える条件を有している対象企業の場合には「雇用機会(事業・起業実践を共に行い、自らの雇用をも創出する)」のカテゴリーへ分類するというものであった。その上で、研究成果はおもに3つである。1.三つのカテゴリ分け及び書くケースをもとにした教育実践に関する総合的な報告書が完成したこと。2.ケース教材の分析を知財とした新たな雇用と市場の現場が創出されたこと。(教材発でビジネスが実際に創出されたこと)3.1に順じた内容で、研究論文を作成し学会誌に掲載されたこと。(日本ベンチャー学会)4.本研究成果を生かした新しい研究プロジェクトも採択されたこと。以上より当初目的の達成を越える部分にまで研究は進行し極めて有意義な年度であったといえる。1)起業家教育プログラムという側面での実績本取組ではスポーツ固有の様々な機能を理解し、ビジネスとして如何にマネジメントしていくかについて体系的に学習できる環境づくりを行ってきた。スポーツ科学を中心とした様々な学問領域との融合、対話の中で教材、教授法、カリキュラム構築を図っていくこと、「座学・体験・実践」まで一気通巻のものを目指すことに従来の専攻プログラムとの異なる特色があった。これにより、普段競技とは普段関わりのない学群から多くの学生も集まり、スポーツ実技以外でも異領域の人が集まる新しいスポーツ教養教育としての起業家的人材育成でもあったといえる。2)スポーツ産業教育という側面での実績家計調査年報を用いた分析スポーツ消費が「モノ」から「サービス」へと変わったとしている。少子高齢化による健康需要拡大に伴い、今後こうしたサービスの需要と高度化は益々加速し、主流になっていくことが考えられる。このような流れを鑑みると、本取組は時代を先取りした魅力的なプログラムであったといえる。3)サービス産業教育という側面での実績世界的にサービス研究の蓄積が進む中、本取組みは、日本発の高等教育サービス・イノベーションとして位置づけられる。特に評価できるのは、1三段階に分かれたカリキュラムが、"成功するサービス"の開発論理(効果性と効率性のサイエンス、統合のアート、仮説検証とサービス進化)に近い活動がなされており、サービスとしての教育プログラムの質が高いという点、2広範囲且つ大規模な産学連携体制でプログラムを運用しているなど外部生産要素を戦略的・積極的に活用している点。4)新研究開発という側面での実績スポーツ環境デザイン(職住居遊環境の魅力化とスポーツ環境の魅力化の一体化による産業創成)という概念と手法の開発が進み、都市開発や地方創生に活かせるものになってきたこと。本研究の最大の目的は、「教育、雇用、ネットワーク」に直結する教材・プログラムの開発にある。研究実績の概要の通り、本年度の目的はそれら3つそれぞれに繋がるケース等教材の仕分けと最適化であったが、体系化にまで進み、特に「雇用」に関しては、最適な教材の組み合わせが確認され、実際にそうした雇用が同時に創出されたこと。これは今後その雇用に特化したライセンスプログラムにしていくことも可能である。スポーツマネジメント平成27年度の研究目的は、全体の整合性を整え、カリキュラム化を図った上で、学内外等にて試験的実施を試みる。その上で最終検証と修正を行うこと。である。

既に学外での実施のめ目途は立っており、受講生ニーズに合わせたカスタマイズカリキュラムを実践し、その効果検証を行う。これにより、本研究の目的である起業家的人材育成プログラムの原理原則が完成し、どのような受講生ニーズにも対応するプログラムの構築が期待される。研究分担者のケース収集及び調査、整理に関する活動が非常に協力的なため順調に進んでいる。特に新たな研究領域の開発にまでつながったことは大きな成果といえる。プログラム報告書の作成に予定より時間を要したため未使用額が生じたこれまで収集したケースを全て系統的に整理し、スポーツ環境デザイン、スポーツエリアマネジメント、ビジネスマネジメント、キャリアタイプ、経営戦略の観点からその特徴を整理していく。プログラム報告書作成のために使用する
系統連系用高性能双方向ソフトスイッチングコンバータの開発

平成17年度の研究において、系統連系に用いるための双方向コンバータへソフトスイッチング技術を導入するためのシミュレーション解析、回路設計およびディジタルシグナルプロセッサ(DSP)を用いた、瞬時空間ベクトル変調ベースのソフトスイッチングコンバータ制御システムの構築を行い、平成18年度の研究では、それらを元にした、三相電圧形双方向ソフトスイッチングコンバータの作成と評価を行った。双方向ソフトスイッチングコンバータへソフトスイッチング技術を導入するにあたり二本研究では数種あるソフトスイッチングを実現するために必要な部分共振スナバ回路から、回路の構造が簡素で既存のインバータ・コンバータシステムにも適用でき、且つ部分共振スナバ回路の制御が比較的容易といった理由から、直流側に部分共振スナバ回路を接続する共振DCリンクスナバ方式を採用した。電力容量500W程度の試作実験器を作成して評価を行い、部分共振スナバおよび電圧形インバータシステムとしては原理どおりに動作していることを確認し、電圧形インバータにおいてソフトスイッチング動作が実現できていることが確認された。一方、電力変換効率と電磁ノイズの評価をそれぞれ、ディジタルパワーメータ、疑似電源回路網と電界・磁界プローブで測定を行ったが、ソフトスイッチング方式のインバータの場合と、従来のインバータ(ハードスイッチング方式)を比較するとく効率面ではソフトスイッチング方式の方が若干悪く、電磁ノイズの面でもほとんど差が現れないという結果となった。この原因としては、共振スナバ回路内の損失が影響していると考えられたため、共振動作の最適化などの改善を試みている。今後、半導体デバイスの再選定や共振インダクタの再設計などを行い、評価を続け、最適な動作が実現でき次第論文発表を行う予定である。本年度の成果としては,まず,三相電圧形インバータの正弦波変調法として,瞬時空間電圧ベクトル変調によるソフトスイッチング動作に最適なサンプリング時分割パターンを出力するため,Myway社のPE-Expert3及び拡張ボードを用いたディジタルシグナルプロセッサ(DSP)によるディジタル制御システムを導入し,双方向コンバータを制御するためのDSPソフトウェアの開発および簡易ハードウェアによる動作確認を行った.また,系統連系双方向コンバータへソフトスイッチング技術を導入するための回路方式として,従来研究代表者らが検討を行っていた共振ACリンクスナバ方式について,シミュレーション解析による評価を行った.この結果,共振ACリンクスナバ方式では変換回路の構造およびそれらを制御するための信号処理系が複雑になることが懸念されたため,共振ACリンクスナバ方式とは異なる,回路構造が簡素化可能な共振DCリンクスナバ方式を導入することを検討し,数種類の共振DCリンクスナバ回路を比較するためのシミュレーション解析を行った.それらの検討より,双方向スイッチを用いた共振DCリンクスナバ回路を本研究へ導入するソフトスイッチング回路方式と決定した.双方向コンバータを制御するための制御回路と組み合わせるための信号処理系について考察を行い,試作実験により信号処理系の動作確認を行った.次年度以降,本年度設計を行った双方向コンバータの信号処理系と電力変換回路を組み合わせることにより構築し,それらの動作確認を十分に行い,電力変換効率・電磁ノイズなどの特性評価を従来の双方向コンバータと比較するかたちで行い,国内外の学会で研究成果を発表する予定としている。
イギリスにおける形成的評価論の新たな展開に関する研究

本研究では、4つの研究課題を設定している。2018年度は、その中の2つの研究課題についての研究を進めた。1つめは、「学習としての評価」の理論と方法を検討することである。この課題については、イギリスにおいて「学習としての評価」の研究を先駆的に進めているロンドン大学のルース・ダン博士とサセックス大学のバーバラ・クロソード博士の研究を中心に検討を行ってきた。特にダン博士の2017年の著書『Developing Feedback for Pupil Learning』は、最新の研究成果をまとめたものであったため、この著書の検討を行い、2018年度の渡英の際、ダン博士と直接意見交換を行った。また「学習としての評価」の考えを実践として試みる研究にも挑戦した。和歌山県の粉河高校の南教諭の協力のもと、美術科の批評学習において「学習としての評価」を利用した単元を開発・実践した。この研究成果については、2018年10月に開催された日本教育方法学会第54回大会の課題研究「中等教育における『探究の過程』重視の授業づくりと評価」において「探究学習のための評価のあり方」と題した報告の中で発表した。2つめは、「教師による評価」を土台とする評価システムの展望と課題を明らかにすることである。本研究では、この課題をスコットランドの事例を素材に考察した。スコットランドでは、2002年から開始された「Assessment is for Learning」というプロジェクトにもとづき、2010年から「Curriculum for Excellence」というカリキュラム改革が進められている。そこでは評価の機能を「学習の評価」「学習のための評価」「学習としての評価」の3つに分け、それらを「Assessment is Learning」という考えを柱に統合することを試みていることが明らかとなった。2015年度は、その中の2つの課題についての研究を進め、成果発表へとつなげることができた。1つめの課題は、「形成的評価」と「総括的評価」という教育評価機能の枠組みの捉え直しについてである。教育評価機能を捉える枠組みは、従来、スクリバンやブルームが提起した「形成的評価」と「総括的評価」が踏襲されてきた。近年、英語圏の国々では、これらが問い直されつつあり、例えばイギリスでは、新たな枠組みとして「学習のための評価」と「学習の評価」が提起されている。両者の違いについて、2015年度は明らかにすることができた。加えて、研究を進める中で、「形成的評価」と「総括的評価」、あるいは「学習のための評価」と「学習の評価」といった2分法についても、最近では疑問が投げかけられていることも明らかとなってきた。2つめの課題は、形成的評価の新たな展開である「学習としての評価」や社会構成主義の学習観にもとづく形成的評価理論を考察することである。これらに関する資料収集と考察を行うことで、ブラックやウィリアムによって切り拓かれた形成的評価研究の最新動向を検討することができた。さらに、2015年度はイギリスにおいて、そうした理論を牽引している教育評価研究者と意見交換を行うこともできた。その中の一人とは、共同研究を行い、日英における形成的評価理論の比較研究を進めることになった。以上の研究成果については、日本教育学会の国際ジャーナルである『Educational Studies in Japan: International Yearbook, No.10』と『グローバル化時代の教育評価改革』(日本標準)にてまとめた。また、イギリスの学術ジャーナルにも投稿を行った。2015年度は、1年間、イギリスにて在外研究を行うことができたため、当初の予定以上に研究を進めることができた。教育評価機能を捉える枠組みとしてブルームによって提唱された「形成的評価」と「総括的評価」の問い直しの議論を整理すると共に、「学習のための評価」の新しい展開として、近年、注目されている「学習としての評価」についての研究を進めることができた。これらの成果の発表については、当初、2017年度以降の予定であったが、研究成果をまとめる時間が確保できたこともあり、その一部を公刊することができた。2016年度は、その中の2つの課題についての研究を進め、その成果の一部を国際ジャーナルに発表することができた。2016年度に取り組んだ1つめの課題は、社会構成主義の学習論にもとづいた形成的評価の理論的、実践的展開についての考察である。「classroom assessment」や「informal assessment」とも親和性を持つ、「学習のための評価」としての形成的評価は、教師と子どもの対話プロセスとして具現化されるものである。たとえば、Ruth DannやRoyce Sadler、Barbara Crossouardらは、子どもたちが具体的な学習成果物を媒介に教師との対話を通して、学習目標を独自に構成していくことの大切さを指摘し、そうした学習者の主体的で能動的な学習プロセスを支える活動として形成的評価の理論を探究している。そうした形成的評価の新しい動向を明らかにすることができた。取り組んだ2つめの課題は、そうした理論的発展の中で進められてきた「teacher assessment(教師による評価)」の信頼性や妥当性の実証的、あるいはメタ分析的研究についてである。このテーマに関するブラックやウィリアムらの研究を整理する中で、「教師による評価」の信頼性が実証的に確かめられていることと同時に、形成的評価として行われる「教師による評価」の妥当性は、従来の総括的評価のそれとは異なる性質を持つということも明らかとなった。以上の研究成果の一部について論文としてまとめ、教育評価の国際ジャーナルである『Assessment in Education』において発表した。

2016年度は、昨年度のイギリスでの在外研究で収集した研究資料の分析を行うことで、「学習のための評価」として理論的に発展している形成的評価論が、従来の教育評価において重視されてきた妥当性や信頼性という概念においても新たな提起を行っていることなどが明らかとなっており、順調に研究を進めることができた。また、これまでの研究をまとめ、国際ジャーナルに投稿し、掲載できたことは本研究の大きな成果となった。本研究では、4つの研究課題を設定している。2017年度は、その中の1つである形成的評価や「教師による評価(teacher assessment)」の妥当性と信頼性についての研究を進めてきた。具体的には、「学習のための評価」の理論的発展の中で進められてきた「教師による評価」の信頼性に関する実証的、あるいはメタ分析的研究について、昨年度に引き続き、研究を進めてきた。その結果、BlackやWilliamらの研究に代表される、いくつかの研究によって、「教師による評価」の信頼性が必ずしもペーパーテストによる従来の評価に比べ、劣るものではないことが実証的に確かめられていることを確認できた。また、「教師による評価」に代表される形成的評価については、信頼性のみならず、妥当性についても、新しい考え方が提唱されていることも分かってきた。例えば、イギリスではNewtonやStobart、Crooksらによって、アメリカではBrookhartやBossらによって、近年の「妥当性」に関する新しい知見、具体的には「The 1999 Standards for Educational and Psychological Testing」の中で提起されている構成的妥当概念に関する議論を援用し、従来の総括的評価の妥当性とは異なる、形成的評価固有の妥当性が探究されている。それは、端的に述べるなら、形成的評価の目的である学習の改善や発展を実現できる評価のあり方を形成的評価の妥当性として新たに提起しようとするものであり、近年、そうした妥当性の捉え方が形成的評価の理論として深められつつある。そして、それは、総括的評価と形成的評価という枠組みにもとづいて論じられていた教育評価の機能そのものを再考する動きにまでつながっている。現在、こうした研究の成果をまとめ、発表する作業を行っている。2017年度は、2015年度のイギリスでの在外研究で収集した研究資料の分析を進めると同時に、イギリスにおいて生まれた「学習のための評価」という新しい形成的評価論が、実際にどのように実践されているのかを現地調査した。また、新しい形成的評価の理論を支える理論的支柱として提唱されている形成的評価固有の妥当性や信頼性という概念についても研究を進めることができた。2018年度は、その中の2つの研究課題についての研究を進めた。1つめは、「学習としての評価」の理論と方法を検討することである。
建部賢弘を軸とした和算と西欧数学の比較研究及びその視点を活かした中等教育の実践

研究目的学習指導要領「数学活用」および「数学I」「数学A」の[課題学習]さらに「数学II」「数学III」「数学B」などすべての科目において,和算を軸とした数学史全般の研究を活かした授業を実践するとともに生徒の数学的活動,アクティブラーニングを充実させた授業の研究,実践を目的とした.数学史の専門的な研究と中等教育における授業研究は直接的な関連が薄いとも考えられるが,数学嫌いを多く生んでいる現状を鑑み,数学の本質的な意義,良さを伝えるため,数学が拠って生まれ来るその歴史を踏まえた授業の実践,先人達が築き上げた数学的な実りとそれに至る数学的営みをよく理解した上で教壇に立つことが肝要と考え,数学史の研究とその視点を活かした授業の研究,実践を試みている.研究方法原典,特に関孝和,建部賢明,賢弘兄弟による『大成算経』と中国南宋の数学者秦九韶の『数書九章』の精読,数学史学会および数学教育研究会での研究活動,授業研究,資料調査を進めた.8月全国和算研究東京大会に参加,研究発表および3月「第18回和算を学ぶ」と「第17回算額をつくろうコンクール」において司会を務めた. 8月「The Takebe Conference 2014」(於,お茶の水女子大学)9月数学史名古屋セミナー, 10月東日本大震災復興祈願の一環としての「塩竈神社算額解義」奉納,奉告祭および同研究会に参加,数学教育学会年会,「数学教育の会」(お茶の水女子大学),共立出版に於ける数学文献を読む会など多数の学会,研究会に参加し,研鑽を積んだ.研究成果京都大学数理解析研究所へ原稿提出済みの論文「『数書九章』と『括用算法』」掲載の「数学史の研究」講究録が近々刊行の予定.平成27年1月「数学教育の会」(於,お茶の水女子大学), 3月数学教育学会の春季年会(於,明治大学駿河台キャンパス)にて「アクティブラーニングとして数学活用など実践11年の報告」を研究発表,同学会誌に寄稿.研究目的学習指導要領「数学活用」および「数学I」「数学A」の[課題学習]さらに「数学II」「数学III」「数学B」などすべての科目において,和算を軸とした数学史全般の研究を活かした授業を実践するとともに生徒の数学的活動,アクティブラーニングを充実させた授業の研究,実践を目的とした.数学史の専門的な研究と中等教育における授業研究は直接的な関連が薄いとも考えられるが,数学嫌いを多く生んでいる現状を鑑み,数学の本質的な意義,良さを伝えるため,数学が拠って生まれ来るその歴史を踏まえた授業の実践,先人達が築き上げた数学的な実りとそれに至る数学的営みをよく理解した上で教壇に立つことが肝要と考え,数学史の研究とその視点を活かした授業の研究,実践を試みている.研究方法原典,特に関孝和,建部賢明,賢弘兄弟による『大成算経』と中国南宋の数学者秦九韶の『数書九章』の精読,数学史学会および数学教育研究会での研究活動,授業研究,資料調査を進めた.8月全国和算研究東京大会に参加,研究発表および3月「第18回和算を学ぶ」と「第17回算額をつくろうコンクール」において司会を務めた. 8月「The Takebe Conference 2014」(於,お茶の水女子大学)9月数学史名古屋セミナー, 10月東日本大震災復興祈願の一環としての「塩竈神社算額解義」奉納,奉告祭および同研究会に参加,数学教育学会年会,「数学教育の会」(お茶の水女子大学),共立出版に於ける数学文献を読む会など多数の学会,研究会に参加し,研鑽を積んだ.研究成果京都大学数理解析研究所へ原稿提出済みの論文「『数書九章』と『括用算法』」掲載の「数学史の研究」講究録が近々刊行の予定.平成27年1月「数学教育の会」(於,お茶の水女子大学), 3月数学教育学会の春季年会(於,明治大学駿河台キャンパス)にて「アクティブラーニングとして数学活用など実践11年の報告」を研究発表,同学会誌に寄稿.
グルタミン酸拮抗阻害剤カイトセファリンの合成研究

Kaitocephalinは糸状菌Eupenicillium shearii PF1191から単離された化合物であり、その構造は3つのアミノ酸が炭素間で結合した特徴的な構造を有したアミノ酸である。本化合物はグルタミン酸が引き起こす、神経細胞への興奮毒性に対して強力に拮抗阻害作用を示すことから、神経保護薬のリード化合物として期待される。ところがkaitocephalinは現在天然からは得られなくなっており、そのため本化合物の物量を確保できる効率の良い合成法の確立が望まれている。現在までに4例ほどの合成法が報告されているが、いずれも改善の余地を残している。これらを背景に、本研究はグラムスケールでの供給をも可能となる、効率的な合成法の確立を目的として行った。本合成では、アリルグリシン保護体を出発原料とし、オレフィンメタセシスによりホモカップリングを行い、Wacker酸化することで、擬似対象ケトンを調製した。続いて、還元的アミノ化によりピロリジン環を構築した後、一級アミン選択的にベンゾイル化することでピロリジンへ導いた。わずか4工程で効率的にカイトセファリンの中央-左側部分を構築することに成功した。さらにピロリジン環の2位に立体選択的にアリル基を導入した後、エポキシアルコールを経由してアジド化を行い、続いて一級水酸基の選択的に酸化・脱保護を行い、Kaitocephalinの合成を達成した。全18工程、総収率11%であり、本合成法は従来のものと比較して2倍約10倍程効率的な合成法とすることができた。上記の手法により、940mgのKaitocephalinの合成に成功した。
気候変動が節足動物の媒介生態に与える影響評価と3Dリスクマップによる可視化の試み

昨年までに、2015年7月および2016年7月に岡山市で得られたヒトスジシマカの雌成虫の最大捕集数を用いて、ヒトスジシマカの生息密度と周囲の環境との関係性を解析した。その結果、29地点中26地点が市街地、3地点がアカマツ群落に位置し、地点間における植生の差異はみられなかった。また、建物用地に配置された調査地点では蚊の生息密度が高い傾向が認められたが、標高や起伏量については地点間の差は殆どみられなかった。今後は、利用する環境データを検討して解析を進めるとともに、2014年のデング熱国内流行時にウイルス陽性蚊が複数検出された新宿御苑の、当時のヒトスジシマカ生息密度と季節消長、植生および蚊のウイルス保有状況との関係を解析する予定である。マダニの生息環境を景観スケールで評価するために、マダニの種構成と環境要因との関係を解析し、マダニ出現リスクマップの試作を行った。豊岡市、鹿児島県、厚木市のそれぞれ複数か所の調査地におけるマダニ相、環境要因(年平均気温、夏季降水量、冬季降水量、海からの距離、積雪日数、TWI (Topographic Wetness Index:地面の湿り具合)、土地利用要因(周辺250m内の農地、森林、草地、都市の面積)の相関を主成分分析(PCA)により評価した。その結果、マダニ種ごとの出現傾向が把握でき、夏季の降水量が最も寄与していることが示唆された。また、豊岡市および鹿児島県内の調査地をモデルに、野生動物の出没しやすさ(景観要因)、人との接点(人口密度)を加味したマダニ出現リスクマップを作製したところ、谷に農地のある集落の山との辺縁でマダニ出現リスクが高いと予測された。今後はさらに調査地を増やし、季節消長も考慮して検証するとともに、SFTS患者情報をできるだけ加えた全国スケールでの解析も進め、SFTS患者発生予測に寄与する。研究代表者の業務が多忙であり、追加調査と解析が十分に進められなかった。具体的には、試作した蚊成虫潜み場所の3Dマップの検証のためには国内外の複数か所の蚊の捕集成果を加える必要があるが、特に海外での調査に時間がかかり、十分量の情報が入手できなかった。一方でマダニの出現リスクマップはかなり進められたが、SFTS症例の患者情報を入手することができなかった。これらの理由で研究の遂行が遅れたため、来年度の期間延長を許可いただいた。蚊においては、岡山市および東京都新宿御苑のリスクマップ作製を目指し、衛星画像あるいは現地調査で撮影した画像による環境指標の利用可能性も検討する。マダニのリスクマップ作製において、今後はさらに解析地点を増やし、季節消長も加味するなど、景観スケールでの買いs系を進め、SFTS患者情報をできるだけ加えて全国スケールでの解析を行い、患者発生予測を可能にする。3次元(3D)マップの試作品をさらに検証する。本研究では、感染症の伝搬に関与する蚊・マダニを対象とし、それらの分布を地理情報システム(GIS)等を利用して、地域的・経年的に観測するためのモニタリングシステムを構築する。さらに、分布に関わる環境要因を数値化し、3次元(3D)マップによる可視化を目標とした。デングウイルス媒介蚊:岡山県内の定点調査地(複合施設)においてヒトスジシマカ成虫の密度調査を行い、昨年の調査結果と比較・解析を行った。深層学習と従来の回帰分析によるリスクマップの精度の比較を行うために、捕集した蚊の調査定点および捕集個体数を地理情報システムで利用できるようにデータを整理した。成虫の潜み場所の環境要因の数値化のために、2015年および2016年の上記岡山県内の定点調査地での情報を使用し、蚊の捕集個体数を説明する定点周囲の環境指標について、できる限りオープンソースのデータを収集するとともに、環境指標としての利用可能性ならびに有効性を検討した。一方、成虫の飛来が初めて見られる日(初見日)と終了日をできるだけ多くの地域で継続的に調査し、気温との相関を評価した。日本脳炎ウイルス媒介蚊:コガタアカイエカの飛来源や飛来経路の推定するために、長崎県内の定点調査地における捕集結果をまとめ、国内および近隣のアジア地域の気温や風向の年次変動等を含む包括的な大気観測情報との照合を試みた。また、国内での移動と拡散、成虫越冬が可能な地域の実態を把握し、越冬を規定する環境要因を検索した。SFTSウイルス媒介マダニ類:兵庫県内の定点調査地としたSFTS流行地と非流行地でそれぞれマダニ相の調査を行った。各調査地のGIS情報、植生、地理利用等の情報を加味し、マダニ相との相関を検討したが、SFTS流行に関わる気温・環境要因は明らかにできなかった。対象とした蚊(ヒトスジシマカ)の調査が10月まで、また、マダニの調査は12月まで継続したため、その後のデータ整理に残りの時間を費やした。本年度は蚊・マダニの捕集データの収集を第一の目標としていたため、その点は概ね計画通りに進められた。蚊の生息密度と周囲の環境との関係性を解析した。まず、無償で提供されている環境データの利用可能性を検討した。蚊の情報は、2015年7月および2016年7月に岡山市で実施した8分間人囮法によって捕集されたヒトスジシマカの雌成虫の最大捕集数を用いた。

環境データは、環境省から提供されている第6ー7回植生調査および国土交通省から提供されている土地利用細分メッシュデータと数値標高モデルを利用した。植生調査と調査定点を重ね合わせた結果、29定点中26定点が市街地、3地点がアカマツ群落に位置し、定点間における植生の差異はみられなかった。調査地域は森林、建物用地、その他の用地の3種類の土地利用から構成されている。その中でも建物用地に配置された定点で蚊の生息密度が高い傾向が認められた。他方、標高や起伏量については調査地域が約75m2と狭い範囲のため、定点間の差が殆どみられなかった。分析で用いた環境データは、本研究のような狭小な対象地域の場合には環境の地点間の差異を捉えることが難しいことがわかった。衛星画像あるいは現地調査で撮影した画像による環境指標の利用可能性も検討していく予定である。SFTSウイルス媒介マダニ類の種構成、生息密度と環境、土地利用要因を比較した。用いた環境要因は、年平均気温、夏季降水量、冬季降水量、海からの距離、積雪日数、TWI、土地利用要因は周辺250m内の農地、森林、草地、都市面積である。解析の結果、地域における種構成は気温の寄与が大きく、植生/土地利用タイプによってその組成が異なること。また、マダニ種毎の発生には、夏季の降水量が最も寄与していることが示唆された。特に野生動物(シカ・アライグマ)の行動パターンと地域の人口密度等を評価し、GISの条件を加味したリスクマップを兵庫県のSFTS発生地をモデルに作製した。今後は全国レベルで評価できるマップを検討する予定である。・蚊においては、概ね計画通りに解析が進んでおり、リスクマップ作製を目指している。・マダニの分布と環境要因との関係解析においては、SFTS流行地に限定したため、気温と野生動物の行動パターン、人口密度との関係を把握するにとどまったが、今後の解析の方針を確認することができた。昨年までに、2015年7月および2016年7月に岡山市で得られたヒトスジシマカの雌成虫の最大捕集数を用いて、ヒトスジシマカの生息密度と周囲の環境との関係性を解析した。その結果、29地点中26地点が市街地、3地点がアカマツ群落に位置し、地点間における植生の差異はみられなかった。また、建物用地に配置された調査地点では蚊の生息密度が高い傾向が認められたが、標高や起伏量については地点間の差は殆どみられなかった。今後は、利用する環境データを検討して解析を進めるとともに、2014年のデング熱国内流行時にウイルス陽性蚊が複数検出された新宿御苑の、当時のヒトスジシマカ生息密度と季節消長、植生および蚊のウイルス保有状況との関係を解析する予定である。マダニの生息環境を景観スケールで評価するために、マダニの種構成と環境要因との関係を解析し、マダニ出現リスクマップの試作を行った。豊岡市、鹿児島県、厚木市のそれぞれ複数か所の調査地におけるマダニ相、環境要因(年平均気温、夏季降水量、冬季降水量、海からの距離、積雪日数、TWI (Topographic Wetness Index:地面の湿り具合)、土地利用要因(周辺250m内の農地、森林、草地、都市の面積)の相関を主成分分析(PCA)により評価した。その結果、マダニ種ごとの出現傾向が把握でき、夏季の降水量が最も寄与していることが示唆された。また、豊岡市および鹿児島県内の調査地をモデルに、野生動物の出没しやすさ(景観要因)、人との接点(人口密度)を加味したマダニ出現リスクマップを作製したところ、谷に農地のある集落の山との辺縁でマダニ出現リスクが高いと予測された。
エステルをアルキル源とするアミンの鉄触媒アルキル化法を利用するアザスピロ環合成

本研究ではエステルをアルキル源とするアルキル化反応開発を行い、次の成果を得た。まず、ルテニウム触媒存在下ヒドロシランによりエステルを還元し、アミドの1級および3級アルキル化反応を開発した。また、アミドエステルを用いる分子内反応へと応用することでアザスピロ環を収率良く得ることができた。次に、銅触媒存在下アルファーブロモエステルを3級アルキル基として用いることを見出し、スチレン誘導体の3級アルキル化することに成功した。一般に、遷移金属を用いるアルキル化は困難とされているが本研究により様々なアルキル化反応を開発することができた。本年度は、昨年度得られたアルキル化データの知見に基づき各種研究を行った。1)エステルを三級アルキル源として利用するアミドの三級アルキル化反応とそれによるアザスピロ環合成:一般に三級アルキル基は、カルボカチオン中間体の反応性を利用するSN1反応を経由して行われる。しかし、この反応はE1反応も伴うため、これらを避けるためにCurtius転位やRitter反応といった方法が用いられる場合が多い。本研究では、3級アルキルアルコールカルボン酸エステルと鉄触媒存在下でアミン誘導体と反応させると、窒素上がアルキル化された生成物を得ることができた。これを分子内反応へと応用すると、目的のアザスピロ環を低収率ながら得ることができた。従来合成が困難なアザスピロ環を効率的にかつ温和な条件でアルカロイドの重要骨格を簡便に合成できることを見出した。こちらもルテニウムと同族の鉄を本反応に適用できる可能性が見出された。2)上記3級アルキル化反応開発過程において、アルファーハロエステル(3級アルキルエステル)を鉄触媒存在下スチレン誘導体と反応させると5%収率で対応する末端アルケンの3級アルキル化体(Heck生成物)を得ることができた。触媒を各種検討すると銅ー多座アミン錯体を用いることでほぼ定量的に生成物を得ることができた。本反応はどのようなハロゲン化3級アルキル基質やスチレン基質であっても室温付近で収率よく生成物を得ることが可能である。あらたな3級アルキル化法として非常に興味深い結果である.本研究ではエステルをアルキル源とするアルキル化反応開発を行い、次の成果を得た。本年度は、鉄によるアルキル化反応を行うための基礎データを取得するため、まず、鉄と同族のルテニウムを用いて各種研究を行った。1)ルテニウムによる触媒によるエステルを一級アルキル源として利用する還元的アミド化反応:ルテニウム触媒存在下にエステルと二核シランとアミドを反応させると、効率的に還元的アルキル化を行えることを見出した。これにより、1級アルキル基を窒素上に室温で導入することが実現した。アミンとハロゲン化アルキルのSN2反応ではオーバーアルキル化が問題となるため、一級アミン合成には過剰量のアミンの添加が必要であり、深刻な場合には、還元的アミノ化が代用されるが、本反応ではそれらをルテニウムを用いて克服することができた。ルテニウムと同族の鉄を本反応に適用できる可能性が見出された。2)エステルを三級アルキル源として利用するアミドの三級アルキル化反応とそれによるアザスピロ環合成:一般に三級アルキル基は、カルボカチオン中間体の反応性を利用するSN1反応を経由して行われる。ルテニウムクラスター触媒とシランの組み合わせは、三級アルキルエステルを三級アルキル源とすることを可能にした。さらに二核シランを用いる本系を分子内反応に展開することで、従来合成が困難なアザスピロ環を効率的にかつ温和な条件でアルカロイドの重要骨格を簡便に合成できることを見出した。エステルをアルキル源とするアミンの鉄触媒アルキル化法に関する研究を行った。アルキル化反応に用いるアルキル試薬は様々なものが使用されているが、アルキル基の反応性の問題からそれほど複雑なアルキル骨格を使用できないのが現状である。そこで、還元的な雰囲気でエステルを用いることでアミンなどのアルキル化剤としてエステルを用いることができるのではないかと考えた。当初は予測通りエステルを還元しながらアルキル化剤として使用していたが、銅ー多座アミン触媒系の発見により官能基変換が容易なαーハロエステルをアルキル源として使用することに成功した。以下、研究機関全体の成果を示す。24年度:ルテニウムによる触媒によるエステルを一級アルキル源として利用する還元的アミド化反応:ルテニウム触媒存在下にエステルと二核シランとアミドを反応させると、効率的に還元的アルキル化を行えることを見出した(ACIE2012)。

25年度:アルファーハロエステル(3級アルキルエステル)を鉄触媒存在下スチレン誘導体と反応させると5%収率で対応する末端アルケンの3級アルキル化体(Heck生成物)を得ることができた。触媒を各種検討すると銅ー多座アミン錯体を用いることでほぼ定量的に生成物を得ることができた(JACS2013)。26年度:アルファーアルキルスチレン誘導体とアルファーブロモエステル誘導体を銅ーアミン触媒系で反応を行うと、アリル位がアルキル化された生成物を得た。通常は二重結合の形成位置が異なる異性体を生じるはずであるが、本反応では選択的にアリル化合物を得ることができた(OL2014, Synlett2015)。有機金属24年度は鉄での研究を行うための基礎データ収集を行い、鉄と同族のルテニウムを触媒として用いることで、エステルがアルキル基として用いることができることを見出した。25年度はルテニウムで得られた知見を鉄に適用することでアミン誘導体の3級アルキル化に成功している。さらに、この研究時過程で、アルファーハロエステル(3級アルキルエステル)を銅触媒存在下スチレン誘導体と反応させると高収率で対応する末端アルケンの3級アルキル化体(Heck生成物)が得られることを見出した。研究は、予想外の結果を得られ想定以上に順調に進んでおり、これらの成果はJACS誌に採択された。24年度は鉄での研究を行うための基礎データ収集を行った。特に鉄と同族のルテニウムを触媒として用いることで、エステルがアルキル基として用いることができるかどうかの検討を中心に行った。研究は、予想以上に順調に進み、エステルを1級アルキル源としてだけでなく3級アルキル源として、さらには、アザスピロ環合成に適用できることを見出した。アザスピロ環を数種類合成できたことは、当初の予想以上の成果である。また、これらの成果はACIE誌に採択された。今年度は、昨年度に得られた鉄および同周期の銅の結果を利用して、鉄によるアルキル化反応(3級アルキル化およびアザスピロ環)と得られたスピロ環の応用を行う。1)鉄によるエステルを3級アルキル源として利用する環化反応:分子内でアザスピロ環を構築する分子を設計し、鉄触媒により効率的な反応を構築する2)光学活性アザスピロ環合成とその配位子としての利用:合成したスピロ環にリンを導入し、遷移金属触媒反応、例えば水素化反応やカップリング反応への適用を目指す。さらに、従来合成が困難なアザスピロ環を効率的にかつ温和な条件でアルカロイドの重要骨格の簡便合成を目指す。今年度は、昨年度に得られたルテニウムの結果を利用して、鉄によるアルキル化反応を行う。1)鉄触媒によるエステルを一級アルキル源として利用する還元的アミド化反応:鉄触媒存在下にエステルと二核シランとアミドを反応せ、効率的な還元的アルキル化の確立を目指す。特に、アミドやアミンに効率的なアルキル基の導入を目指す。2)鉄によりエステルを三級アルキル源として利用するアミドの三級アルキル化反応とそれによるアザスピロ環合成:ルテニウムではに三級アルキル基は、カルボカチオン中間体の反応性を利用することによりSN1反応経由で行うことができた。即ち、ルイス酸を鍵とした反応である。これを参考に鉄錯体を設計し効率的なアザスピロ環合成を目指す。
蛍光異方性を利用した光免疫センサの製作

本研究では、蛍光異方性測定法を利用することで、非特異的な吸着の影響を受けない、表面固定型の光免疫センサの製作を目的として、測定法方の開発と理論的検討を行った。昨年度は、ガラス基板の表面の固定化した蛍光ラベル抗体の蛍光異方性測定を行った。その結果、基本的に固定化抗体でも蛍光異方性の測定が可能であることが分かった。本年度は、抗原分子の結合を検出するのに最適な蛍光性分子の検討と、エバネッセント励起系を用いた測定系の試作を行った。理論的な考察から、分子運動による緩和時間と蛍光寿命が同程度の場合に最も高感度な測定が行えることが推測される。このような考察に基づいて、蛍光寿命の異なる蛍光色素を用いて、抗原の結合に伴う異方性の変化を測定した。その結果、蛍光寿命が100nsと最も長い、パイレンの誘導体が最大の感度を持っていることが分かった。また、抗体の固定化方法を工夫し、親水的な表面に共有結合的に固定化した場合、ほとんど非特異吸着の影響を受けることなく抗原の結合を検出することができた。このことから、蛍光異方性を用いた免疫測定は、多成分系や体内留置などの応用を考えた場合、非常に有効な測定手段になり得ることが分かった。しかしながら、パイレンおよびその誘導体の励起、発光スペクトルは他の蛍光試薬に比ベブロードで、また重なりが大きいため、励起光によるバックグラウンドを除くことが困難である。また励起波長が紫外部であるため、測定系自体のわずかな汚れやイントリンジックな蛍光発光による影響を受けやすく、光学系の最適化が重要になる。このため、測定系の微小化を目的としたエバネッセント励起系での測定では、予期していた測定感度が得られなかった。今後、実際にセンサを試作するためには、紫外励起での高感度測定、新たな長寿命の蛍光試薬の選定などが課題となる。本年度は主として、免疫センサの原理の確認と、蛍光試薬の特性による感度の違いについて検討を行った。このセンサでは、抗体分子を蛍光試薬で修飾し、その蛍光発光の異方性から抗体分子の回転運動速度の変化を測定する。抗原と抗体が結合すると分子サイズが変化し、回転速度が変わるので、抗原を検出することができる。この原理に基づいて、実際に溶液中で抗原と抗体を反応させることで、蛍光異方性に変化が現れるかを蛍光光度計を用いて測定した。蛍光試薬として、FITC(Fluoresceine Isothiocyanate),DNS-Cl(Dansyl Chlodiride),PAS(Pyrene Aceticacid Succinimidylester),NPM(N-Pyrenemaleimide)を用いた。それぞれの蛍光寿命は約4,30,>100,>100[ns]とされている。蛍光異方性の変化は、分子の回転緩和速度と蛍光寿命が近いほど大きく異方性に反映されるので、異なる蛍光寿命の試薬を試みた。各蛍光試薬で修飾した抗体の溶液に抗原を加えたところ、FITCでは異方性に変化が見られなかったが、DNS-Cl,PAS,NPMではそれぞれ14%,63%,83%の異方性変化が測定された。この結果から、蛍光の異方性の測定により抗原と抗体の結合を検出することが可能であることが分かった。この原理に基づくセンサデバイスを製作するためには、抗体分子が基板上に固定化されている状態での検出が望ましい。そこで抗体をガラス基板上に固定化し、同様の蛍光異方性測定を行ったが、基板上に固定化された抗体では、測定にかかる抗体分子の数が溶液中に比べて少ないため、測定感度が低下した。特にNPMでは蛍光強度が弱く、また基板による散乱の影響が大きいため、測定ができなかった。現在、測定光学系にエバネッセント励起を用いることでよりS/Nのよい測定が可能となるよう、光学系の検討を行っている。

このため、測定系の微小化を目的としたエバネッセント励起系での測定では、予期していた測定感度が得られなかった。今後、実際にセンサを試作するためには、紫外励起での高感度測定、新たな長寿命の蛍光試薬の選定などが課題となる。
染色体凝縮を担うコンデンシン制御サブユニットの構造基盤の解明

本研究の目的は、染色体凝縮に関わるコンデンシンの制御サブユニットの結晶構造を決定すると共に、コンデンシンの再構成を用いた構造機能相関解析を通じて染色体凝縮の作用機序を原子レベルで明らかにすることである。染色体凝縮は正常な細胞分裂を行うための必須機能である一方、その機能不全は細胞のがん化やダウン症、小頭症などの遺伝性疾患を引き起こす。従って、コンデンシンの分子メカニズムを理解することで染色体凝縮を標的とした新規抗がん剤の創出が期待でき、産業活用にインパクトを与える。H30年度はコンデンシンI制御サブユニットであるCAP-G-H複合体のデリバティブ結晶(重原子置換結晶)を用いたX線回折実験、及びSAD法による構造解析を行った。構造情報からCAP-GとCAP-Hの相互作用に重要なアミノ酸残基を同定し、プルダウンアッセイによりこれらの相互作用を定性的に評価した。さらに、アフリカツメガエルを用いた再構成系により、CAP-G-H間相互作用を欠損させたコンデンシンI変異体を調製し、染色体凝縮への影響を調べた。その結果、これらの相互作用が脊椎動物における正常な染色体凝縮に必須であることを示した(*Hara et al., EMBO Rep, 2019)。来年度はCAP-G-H-DNA複合体など、より高次の複合体の結晶化条件の探索に力を注ぐ。コンデンシンIのもう一つのHEATリピート制御サブユニットであるCAP-D2-H複合体の精製法の改良と結晶化条件の探索も並行して進める。コンデンシンII制御サブユニットに関しては、ヒトを含む脊椎動物由来の組換えタンパク質発現系を構築したため、その性状評価を行う。コンデンシンI制御サブユニットの一つであるCAP-G-H複合体のヒトホモログの構造解析に成功した。また、構造情報に基づき得られたサブユニット間相互作用が、脊椎動物の染色体凝縮に必須であることを再構成系により示した。これらの研究成果を国際的な学術誌に発表することができた(*Hara et al., EMBO Rep, 2019)。H31年度はCAP-G-H-DNA複合体など、より高次の複合体の結晶化条件の探索に重点を置く。他の制御サブユニットの調製方法の確立、及び結晶化条件の探索を引き続き行う。本研究の目的は、染色体凝縮に関わるコンデンシンの制御サブユニットの結晶構造を決定すると共に、再構成系を用いた構造機能相関解析を通して、染色体凝縮の作用機序を原子レベルで明らかにすることである。染色体凝縮は正常な細胞分裂を行うための必須機能である一方、その機能不全は細胞のがん化やダウン症・小頭症などの遺伝性疾患を引き起こす。H29年度はコンデンシンI制御サブユニットであるCAP-G-CAP-H複合体の結晶化とX線回折実験を行った。10オングストローム分解能と低分解能な結晶の最適化を行い、3オングストローム分解能のX線回折データを収集することに成功した。また、構造解析に必須のパラメータの一つである空間群、格子定数の決定に成功した。空間群はP21、格子定数はa=122、b=62、c=131オングストローム、β=93°であり、非対称単位中に約1000アミノ酸残基からなるCAP-G-CAP-Hへテロ二量体が二つ含まれることが推測される。今後は、金や水銀、プラチナなどの重金属やセレノメチオニン置換体を用いたSAD法による位相決定を進める。コンデンシンIのもう一つの制御サブユニットであるCAP-D2-CAP-H複合体に関しては、概ね組換えタンパク質の調製方法を確立したが、現在までに結晶は得られていない。引き続き、結晶化条件の探索を継続して行う。コンデンシンII制御サブユニットの調製についても、ヒト以外の脊椎動物由来の組換えタンパク質発現系を構築とその性状の評価を並行して進める。コンデンシンIのもう一つのHEATリピート制御

サブユニットであるCAP-D2-H複合体の精製法の改良と結晶化条件の探索も並行して進める。コンデンシンII制御サブユニットに関しては、ヒトを含む脊椎動物由来の組換えタンパク質発現系を構築したため、その性状評価を行う。コンデンシンI制御サブユニットの一つであるCAP-G-H複合体のヒトホモログの構造解析に成功した。また、構造情報に基づき得られたサブユニット間相互作用が、脊椎動物の染色体凝縮に必須であることを再構成系により示した。これらの研究成果を国際的な学術誌に発表することができた(*Hara et al., EMBO Rep, 2019)。H30年度はCAP-G-CAP-H複合体の位相決定、及び相互作用解析を行う。また構造解析に基づきデザインした変異体を用いて、再構成系による細胞内機能の評価を行う。他の制御サブユニットの調製方法の確立、及び結晶化条件の探索を引き続き行う。H31年度はCAP-G-H-DNA複合体など、より高次の複合体の結晶化条件の探索に重点を置く。(理由)H29年度は冷凍機付インキュベーターMIR-154S-PJ(パナソニック製)の購入を予定していたが、共通機器を利用して十分な実験が行えたため、機器を導入する必要性が生じなかった。(使用計画)H30年度は組換えタンパク質の精製と結晶化を精力的に行っていくため、一般試薬や結晶化試薬等の消耗品費が多くかかることが見込まれる。また、タンパク質の構造解析に使用するPCの導入を現在、検討している。(理由)H30年度は消耗品費を多く計上していたが、他の科学研究費を使用しまかなうことが出来たため、その必要性が生じなかった。(使用計画)H31年度は組換えタンパク質の精製と結晶化を引き続き精力的に行っていくため、一般試薬や結晶化試薬類等の消耗品費がかかる。また、H31年度は他の科学研究費の予算がついていないため、本研究費を利用した支出が多く見込まれる。
凝縮相の化学反応における量子トンネル現象の微視的理論

1.水とメタノール中の電子移動反応について、現実的なモデルによる分子動力学シミュレーションを実行し、反応速度のエネルギーギャップ則と量子効果を考察した。従来無視されてきた溶媒水酸基の伸縮・変角振動が、静的な再配置エネルギーには数%の寄与のみを与える一方で、速度論的には顕著なトンネル効果を示す事を明らかにした。エネルギー諸量を再配置エネルギーでスケールすると、エネルギーギャップ則は溶質分子間距離にほぼ依存しなくなる事も示した。これは、種々の系の実験データを整理する場合などにも有用である。2.上記のスケーリング則その他を一般化するため、水溶媒と配位結合するような、金属イオン間の電子移動に拡張した。まず、水一金属イオン間の相互作用ポテンシャルパラメータを新たに決定した。分子動力学シミュレーションから、エネルギー諸量とスペクトル密度関数を計算し、より大きな有機分子間の反応を想定した過去の研究結果と比較・検討を行った。3.凝縮相における、レーザーパルス光励起直後の非平衡状態からの、超高速非断熱遷移を記述する新理論を構築し、紅色細菌の光合成初期電子移動過程に応用した。理論的な新概念として、光励起と電子遷移の各々に結合する蛋白質環境の振動変位の方向の間の交角を明確に定義し、それに直結して、振動のコヒーレンス減衰を(現象論的ではなく)微視的に記述する方法を与えた。光合成系への応用では、実験で見出された低温における電子移動の異常な加速には、非平衡のコヒーレンス振動は(従来の考えとは異なり)余り関係なく、むしろ系の静的なエネルギー関係と媒質の量子トンネル効果の二つの因子が重要であること、スペクトルの量子ビートの解析から電子移動に伴うポテンシャル障壁などのエネルギー配置に関する定性的指標を得られる事、などを示した。
統合失調症の認知障害の解明-変化検出とその抑制に着目して

本研究の目的は、聴覚情報における変化探知とその抑制機構の視点から統合失調症の神経認知を明らかにすることで、連続音の音特性を突然に変化させた時にみられる脳応答とその抑制を脳波や脳磁図を用いて測定・評価する。平成30年度は以下の研究を進めた。1)健常者を対象とし、全頭型脳磁図を用いて聴覚変化応答の基礎的研究を行った。1 msクリック音の40-Hz連発音を呈示し、刺激の途中で音圧を増減させる音刺激変化に対する脳応答を記録した。この刺激パラダイムを用いることで、変化関連脳活動と聴性定常反応(Auditory steady state response: ASSR)を記録できる。ASSRは周期的な音刺激に音特性変化を加えることで位相は速化した後に再び定常状態に戻ることはよく知られている。音圧の増減にかかわらず、音圧の物理的変化量が大きいほどASSRの位相変化は大きくなり、また変化関連脳活動の振幅は増加し、潜時は延長した。ASSRにみられる位相の一過性変化は音圧が刺激終了まで続く音圧変化では説明できない。上行性聴覚神経路とは別に、変化に応答する独立した神経回路が存在するのではないかと考えられる。この研究成果は第48回日本臨床神経生理学会学術大会で報告した。2)健常者とともに20歳以上60歳未満の統合失調症患者を対象とし、変化関連脳活動を誘発するテスト刺激とその直前のプレパルス刺激からなる音刺激パラダイムを用い、H30年度後半から脳波計で変化応答とプレパルス抑制の測定を開始した。また、神経心理バッテリーとして統合失調症認知機能簡易評価尺度(BACS)も測定を行っている。3)健常者を対象とし、変化応答関連脳活動のプレパルス抑制と統合失調症関連遺伝子の連関解析についてもdataを収集している。ASSRの位相変化の基礎的研究も脳磁図を用い、定量性の高い変化応答の指標となりえることを明らかにした。患者群での測定も順調に進んでおり、統合失調症関連遺伝子との連関解析も順調にdataを蓄積できている。研究最終年度であり、変化応答とプレパルス抑制について健常者との比較だけでなく、BACSの結果と合わせて統合失調症の認知機能異常を明らかにし、その成果を発表する。健常者を対象とした統合失調症関連遺伝子との連関解析についてはできる限りdataを蓄積し、解析を行う。これまでの脳磁図研究で明らかにした新たな変化応答の指標となるASSRの位相変化についても誘発電位を用いて臨床研究を始める予定である。とりまく環境の変化を速やかに捉える変化探知はヒトに備わる基本的かつ重要な情報処理戦略であり、この最初期段階の情報処理過程は極めて時間分解能が高い誘発電位/誘発磁場でしか捉えることができません。本研究は脳波・脳磁図を用い、聴覚情報における変化探知とその抑制機構の視点から統合失調症の神経認知を明らかにすることを目的とする。連続音の音特性を突然に変化(テスト刺激)させると、50200 ms後に変化関連脳活動が誘発され、更にテスト刺激直前の音刺激をわずかに変化させたプレパルス刺激によってこの活動は減弱されます(プレパルス抑制)。平成29年度は以下の研究を進めました。1)健常者を対象として、音圧増加をテスト刺激とし、プレパルス刺激はその直前のクリック音の音圧をわずかに減弱させる刺激パラダイムを用いて変化関連脳活動とその抑制を調べました。プレパルスによって音圧増加に対する変化関連脳活動は減弱し、プレパルスの音圧減弱が大きな程、強い抑制が観察されました。更に次年度以降に行う患者群での測定に向けてテスト-プレパルス刺激間隔や刺激強度の調整を行いました。2)連続音として40Hzの純音orクリック連発音を用いることで、変化関連脳活動とともに聴性定常反応(ASSR)も記録できます。このASSRも音特性を変化させると位相は速化してまもなく定常状態に戻ります。この位相の速化が変化させる音特性(周波数・音圧)の物理的変化量に依存することを明らかにしました。ASSRの位相の挙動も定量性の高い変化関連応答の新たな指標になるのではないかと考えます。この二つの研究成果は2017年日本臨床神経生理学会学術大会で報告しました。変化関連脳活動とそのプレパルス抑制については、健常者を対象としてパラダイムをほぼ確立することができた。脳磁図を用いた基礎研究では、音特性の突然の変化にもたらされるASSRの位相変化が変化応答の定量性の高い新たな指標となりえることを明らかにできました。