hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
最近の音韻理論、最善性理論の動向と従来の理論との比較検討

本研究課題は、最近の言語理論である最善性理論(Optimality Theory)の展開を調査し、その知見を日本語音韻論の理論的研究に応用することが目的であった。この目的を達成するために、最善性理論の枠組みに基づく研究において提案されている「制約」を詳しく検討し、その結果に基づき、制約を分類整理し、その目録を作ることを具体的な目的に据えた。最善性理論とは、1992年前後からアメリカの音韻理論の研究者が中心となって開発をすすめてきた言語理論で、その理論では、「制約」(constraints)が、重要な役割を果たしている。言語は、互いに相矛盾する可能性のある複数の制約の相互作用の結果、生み出されるものであるとされる。ある制約の要求を満たすためには、別の制約を破る必要があるかもしれないということである。また、制約は、普遍的であると考えられ、どの言語の文法にも含まれており、ある特定の言語の文法は、ある特定のしかたで順位付けられた制約の階層であるとされる。背景:1990年代のはじめごろに打ち出された最近の音韻理論である最善性理論(Optimality Theory,最適性理論とも呼ばれる)の動向を探り、従来の理論と比較検討することを目的に研究を進めた。最善性理論が打ち出された当初は、この理論の重要な仕組みである制約の順位付けの研究に重点が置かれ、制約の内容に関しては、研究がおろそかであったと言える。また、従来の音韻理論を用いるよりもこの理論を用いた方が理にかなった説明が可能な音韻現象に研究が集中する傾向にあった。本年度の活動:(1)内外の研究者と意見を交換した。特にサンフランシスコで行われたICPhS(International Congress of Phonetic Sciences)に参加できた。この学会は、音声に関する科学全般に関する学会であり、音韻論以外の音声科学も含めた分野の最近の動向を肌で感じることができた。(2)資料の収集。1990年以降に欠かれた最善性理論に関係すると思われる文献を収集した。特に、博士論文は、網羅的に収集した。(3)本研究で得られた知見を元に共感理論(Sympathy Theory,最善性理論の下位理論)に基づき、日本語のガ行鼻濁音と連濁の相互作用に関わる音韻論的不透明性に関する論文を執筆した。研究により明らかになったこと:本年度の研究により、次のようなことが見えてきた。制約の内容に踏み込んだ研究:上で述べた通り、最善性理論が現れた当初は、制約の相互作用の研究に重点が置かれていたが、最近は、制約の内容に踏み込んだ研究が散見されるようになった。従来の音韻理論との比較:従来の音韻理論を用いた方が、理にかなった分析が可能であると考えられる現象について、最善性理論の解決案が提出されるようになってきた。
独自に開発した顎関節鏡のレーザーサージェリーへの応用:安全性の基礎的・臨床的検討

実験方法として日本白色雄性家兎(体重3kg)を用い摘出顎関節円板と摘出下顎頭に対し、以下の照射条件で施行した。(単発照射1w/1sec、7w/1sec、10w/1sec、連続照射1w群:1w/3sec・1w/5sec、7w群:7w/3sec・7w/5sec、10w群:10w/3sec・10w/5sec)評価方法ではそれぞれの組織深達度と最大組織欠損幅径を測定した。結果、単発照射では、摘出顎関節円板への組織深達度は1w/1secで0.5±0.2mm、7w/1secで1.1±0.4mm、10w/1secで1.9±0.4mmであった。摘出下顎頭では1w/1secで0.4±0.2mm、7w/1secで0.9±0.3mm、10w/1secで2.3±0.8mmであった。単発照射での最大組織欠損幅径は、1w/1secで0.5±0.2mm、7w/1secで0.5±0.1mm、10w/1secで0.6±0.1mmであった。摘出下顎頭では1w/1secで0.4±0.1mm、7w/1secで0.4±0.1mm、10w/1secで0.5±0.1mmであった。3秒連続照射では摘出顎関節円板への組織深達度は1w/3secで0.9±0.3mm、7w/3secで穿孔、10w/3secで穿孔した。摘出下顎頭では1w/3secで0.6±0.3mm、7w/3secで1.6±0.1mm、10w/3secで2.1±0.2mmであった。5秒連続照射では摘出顎関節円板への組織深達度は1w/5secで1.2±0.2mm、7w/5secで穿孔、10w/5secで穿孔した。摘出下顎頭では1w/5secで1.0±0.1mm、7w/5secで2.2±0.1mm、10w/5secで2.7±0.2mmであった。考察、・今回の実験によりHo-YAGレーザーによる1w/1sec(1J)での軟組織への基本的深達度は、顎関節円板においても0.5mm以下であることが確認できた。・顎関節手術で一般に7w/1sec(7J)での条件下(単発照射)では円板には1.1mm、骨には0.9mmの深達度があることが判明した。・さらに,連続照射では相乗的ではないが深達度が増すために臨床応用で注意が必要である。・10W/1sec(10J)単発照射後3週間においては治癒の機転は認められず、レーザーの骨組織に対し慎重に使用する必要が示唆された。(単発照射1w/1sec、7w/1sec、10w/1sec、連続照射1w群:1w/3sec・1w/5sec、7w群:7w/3sec・7w/5sec、10w群:10w/3sec・10w/5sec)評価方法ではそれぞれの組織深達度を測定した。結果、単発照射では、摘出顎関節円板への組織深達度は1w/1secで0.44±0.05mm、7w/1secで1.18±0.08mm、10w/1secで1.36±0.09mmであった。摘出下顎頭では1w/1secで0.38±0.04mm、7w/1secで0.80±0.21mm、10w/1secで1.28±0.08mmであった。3秒連続照射では摘出顎関節円板への組織深達度は1w/3secで0。96±0.13mm、7w/3secで穿孔、10w/3secで穿孔した。摘出下顎頭では1w/3secで0.66±0.09mm、7w/3secで1.64±0.17mm、10w/3secで2.18±0.19mmであった。5秒連続照射では摘出顎関節円板への組織深達度は1w/5secで1.24±0.09mm、7w/5secで穿孔、10w/5secで穿孔した。摘出下顎頭では1w/5secで1.00±0.14mm、7w/5secで2.26±0.11mm、10w/5secで2.74±0.15mmであった。考察、今回の実験によりHo-YAGレーザーによる1w/1secでの軟組織への基本的深達度は、顎関節円板においても0.5mm以下であることが確認できた。顎関節手術で一般に7w/1secでの条件下(単発照射)では円板には1.18mm、骨には0.8mmの深達度があることが判明した。さらに連続照射では相乗的ではないが深達度が増すために臨床応用で注意が必要である。

(単発照射1w/1sec、7w/1sec、10w/1sec、連続照射1w群:1w/3sec・1w/5sec、7w群:7w/3sec・7w/5sec、10w群:10w/3sec・10w/5sec)評価方法ではそれぞれの組織深達度と最大組織欠損幅径を測定した。結果、単発照射では、摘出顎関節円板への組織深達度は1w/1secで0.5±0.2mm、7w/1secで1.1±0.4mm、10w/1secで1.9±0.4mmであった。摘出下顎頭では1w/1secで0.4±0.2mm、7w/1secで0.9±0.3mm、10w/1secで2.3±0.8mmであった。単発照射での最大組織欠損幅径は、1w/1secで0.5±0.2mm、7w/1secで0.5±0.1mm、10w/1secで0.6±0.1mmであった。摘出下顎頭では1w/1secで0.4±0.1mm、7w/1secで0.4±0.1mm、10w/1secで0.5±0.1mmであった。3秒連続照射では摘出顎関節円板への組織深達度は1w/3secで0.9±0.3mm、7w/3secで穿孔、10w/3secで穿孔した。摘出下顎頭では1w/3secで0.6±0.3mm、7w/3secで1.6±0.1mm、10w/3secで2.1±0.2mmであった。5秒連続照射では摘出顎関節円板への組織深達度は1w/5secで1.2±0.2mm、7w/5secで穿孔、10w/5secで穿孔した。摘出下顎頭では1w/5secで1.0±0.1mm、7w/5secで2.2±0.1mm、10w/5secで2.7±0.2mmであった。考察、・今回の実験によりHo-YAGレーザーによる1w/1sec(1J)での軟組織への基本的深達度は、顎関節円板においても0.5mm以下であることが確認できた。・顎関節手術で一般に7w/1sec(7J)での条件下(単発照射)では円板には1.1mm、骨には0.9mmの深達度があることが判明した。・さらに,連続照射では相乗的ではないが深達度が増すために臨床応用で注意が必要である。・10W/1sec(10J)単発照射後3週間においては治癒の機転は認められず、レーザーの骨組織に対し慎重に使用する必要が示唆された。
皮膚血管成熟におけるスフィンゴシン1リン酸のVEGFとの相互作用と乾癬への関与

今回我々は、血小板由来生理活性脂質で血管新生促進作用を持つスフィンゴシン1リン酸(以下SIP)の血管内皮細胞のアポトーシス制御機構について研究した。ウシ大動脈血管内皮細胞(以下BAEC)を、10%ウシ血清添加DMEM培地で37°C、5%CO_2存在下で4日間培養し、一晩血清なしのDMEM培地で培養した後、実験に供した。細胞死の誘導因子には、過酸化水素を使用した。ELISA法DNA断片化の定量では、750μMの過酸化水素添加後6時間で最も断片化が増加した。さらに、過酸化水素添加の30分前にS1Pで前処理したところ、S1Pの濃度依存的にDNAの断片化は減少し、10-6Mで優位に減少した。TUNEL法を使用したアポトーシス細胞数の測定では、750μMのH_2O_2添加後4時間で陽性細胞率は未処理群に対し2倍に増加したが、S1Pによる前処置で半分に減少した。以上の結果から、過酸化水素によるBAECの細胞死は、S1Pによって抑制されることが推測された。アポトーシスに中心的な役割を担うタンパク質であるcaspase-3の活性型に特異的な抗体を用いて、western blot法を行った。その結果、750μM過酸化水素6時間の存在下でコントロールに対し2倍に増加したが、1μMのS1Pによる30分の前処置で半分に減少した。このことより、細胞外由来のS1Pはcaspase-3の活性化を抑制し、細胞死を制御していると推測された。血小板由来生理活性脂質の1つ、スフィンゴシン1リン酸(以下S1P)は、血管内皮細胞において、アポトーシス抑制作用、血管新生促進作用、遊走能促進作用など、様々な生理活性をもたらすことが知られている。本年度の研究結果を以下にまとめる。我々は、過酸化水素によって誘導される内皮細胞の障害が、S1Pによって抑制されるのではないかとの仮説をたて、検討を行った。培養したウシ大動脈血管内皮細胞(BAEC)に150μMの過酸化水素を添加し、30分後、S1P(1nM1μM)を加え、72時間後にWST-8試薬を用いて生存率を測定した。過酸化水素添加により、細胞の生存率は約半分に低下したが、S1P添加で濃度依存的に生存率の上昇がみられた。今後、過酸化水素によるBAECの生存率低下とS1Pによるその改善において、アポトーシスの実行因子であるcaspase-3関与の有無を、western blot法により検討することを予定している。我々は、S1Pが血管内皮細胞のS1P受容体に作用してPDGFリガンドを誘導し、これがmural cellに存在するPDGF受容体を刺激することで、mural cellの遊走を促し、血管を成熟させるのではないかという仮説を立て、検討を行った。培養したBAECにS1Pを1μM加え、PDGFリガンドのmRNA発現をRT-PCRで解析した。さらに、VEGFの存在下でも同様の実験を行った。その結果、S1P添加はVEGFの存在下、非存在下において、PDGF-A/BのmRNAの発現を、有意に増加させなかった。種々の酸化ストレスは血管内皮細胞のアポトーシスを惹起して血管組織に障害的に働く。一方、血小板由来生理活性脂質であるスフィゴシン1リン酸(以下S1P)は血管内皮細胞において、抗アポトーシス作用を有するPI3-K/Akt/NOS経路を活性化する。今年度、我々はS1Pが酸化ストレスによる内皮細胞のアポトーシス反応を抑制するか否かについて検討した。ウシ大動脈由来培養血管内皮細胞(BAEC)に、酸化ストレス誘導因子として過酸化水素(H_2O_2)を添加した(至適条件:750mM、6時間添加)。

まず内皮細胞のアポトーシス反応の指標として、アポトーシスの実行プロテアーゼであるcaspase-3の活性化を、cleaved caspase-3(活性型分子)に対する特異的ウェスタンブロット法で定量した。その結果、H_2O_2はcleaved caspase-3の発現を2.9倍に増加させるが、BAECに対してH_2O_2添加前にS1Pを用いると(100nM、30分)、cleaved caspase-3の生成は非SlP投与群に比して78%に抑制された。また、S1PはH_2O_2添加により誘導されるBAECでの断片化DNAの生成を22%減少させた。以上より、培養血管内皮細胞においてSlPはH_2O_2添加により生じる酸化ストレス由来アポトーシス反応を減少させることから、種々の病態において抗アポトーシス効果を介した血管保護作用をもたらす可能性が示唆された。今回我々は、血小板由来生理活性脂質で血管新生促進作用を持つスフィンゴシン1リン酸(以下S1P)の血管内皮細胞のアポトーシス制御機構について研究した。ウシ大動脈血管内皮細胞(以下BAEC)を、10%ウシ血清添加DMEM培地で37°C、5%CO_2存在下で4日間培養し、一晩血清なしのDMEM培地で培養した後、実験に供した。細胞死の誘導因子には、過酸化水素を使用した。ELISA法DNA断片化の定量では、750μMの過酸化水素添加後6時間で最も断片化が増加した。さらに、過酸化水素添加の30分前にS1Pで前処理したところ、S1Pの濃度依存的にDNAの断片化は減少し、10-6Mで優位に減少した。TUNEL法を使用したアポトーシス細胞数の測定では、750μMのH_2O_2添加後4時間で陽性細胞率は未処理群に対し2倍に増加したが、S1Pによる前処置で半分に減少した。以上の結果から、過酸化水素によるBAECの細胞死は、S1Pによって抑制されることが推測された。アポトーシスに中心的な役割を担うタンパク質であるcaspase-3の活性型に特異的な抗体を用いて、western blot法を行った。その結果、750μM過酸化水素6時間の存在下でコントロールに対し2倍に増加したが、1μMのS1Pによる30分の前処置で半分に減少した。このことより、細胞外由来のS1Pはcaspase-3の活性化を抑制し、細胞死を制御していると推測された。
肥満による肺がん促進機構の解明

近年の疫学調査により、肥満は糖尿病や心筋梗塞だけでなく、様々ながんの発症率を高めることが明らかになっている。しかしながら、肥満すると何故がんを発症するようになるのか?その分子メカニズムはほとんど明らかにされていなかった。我々は、これまでに、肥満により増加した腸内細菌の代謝産物である二次胆汁酸のデオキシコール酸が、腸肝循環を介して肝臓がんの発症を促進することを報告した。興味深いことに、肥満マウスでは肝臓がんの他にも、肺がんの発症が促進されることを見出した。本研究では、肥満で増加した二次胆汁酸の中でも、タウリン抱合型デオキシコール酸が肺がんの発症を促進する機構について解析した。肥満に伴い増加する肺がんの発症機構を明らかにすることを目的として、肥満に伴う肝がんの発症促進機構において観察された線維芽細胞における細胞老化やSASP(senescence associated secretory phenotype)の誘導が肺がんの発症にも関与しているかどうか調べてみた。免疫組織染色により、まず、肺において肝臓の肝星細胞と同様にalpha-SMAが陽性の線維芽細胞が存在していることがわかった。そこで、肥満マウスの肺がん部分を用いてalpha-SMAと各種細胞老化マーカーやSASP因子との免疫二重染色を行ったところ、肝がんと同様に肥満マウスの肺がん部の線維芽細胞において細胞老化マーカーの一つDNAダメージの蓄積や、SASP因子のIL-1beta・IL-6の発現が観察された。これらの結果から、肝がんの発症と同様に、肥満に伴い肺の線維芽細胞に細胞老化及びSASPが誘導され、SASPを介して放出される炎症性サイトカインなどが肺がんの発症を促進する可能性が示唆された。次に、肺線維芽細胞に細胞老化を誘導するメカニズムについて検討することにした。肥満で増加した腸内細菌の代謝産物DCAなどが血液を介して肺線維芽細胞にDNAダメージを引き起こす可能性が考えられる一方で、肺そのものに生息するバクテリアの代謝産物が細胞老化やがん細胞の増殖を誘導する可能性も考えられる。実際、肺には数多くのバクテリアが生息し、一部のバクテリアにより肺炎などの疾患が引き起こされることが明らかにされている。そこで、肥満マウスの肺の細菌叢を次世代シークエンスで解析してみたところ、興味深いことに、肥満に伴い腸内で著しく増加しDCA産生に深く関与すると考えられる細菌Clostridiumの一種が肥満マウスの肺に存在していることがわかった。肥満に伴い増加する肺がんの発症機構を明らかにすることを目的としてマウスを用いた解析を継続した。前年度までに、肥満マウスに発症した肺がんの腫瘍部分において、肺の線維芽細胞に細胞老化やSASP(Senescence Associated Secretory Phenotype)因子の発現が見られたことから、周囲のがん化した細胞の増殖が炎症性サイトカインなどのSASP因子の働きによりさらに促進されていることが考えられた。そこで、肥満マウスにおける細胞老化の誘導因子としてDCAに注目した。マウスにおいては、肥満すると腸内細菌叢が変化し、DCAなどのDNAダメージ能を有する二次胆汁酸が産生される。DCAは腸肝循環を介して肝臓の線維芽細胞である肝星細胞に細胞老化誘導し、肝がんの発症を促進することから、DCAが肺がんの発症促進に関与する可能性について検証した。肥満マウスにUDCAやDFAIIIを投与することでDCA産生を阻害したところ、肺がんの発症が抑制された。このことから、肥満により増加したDCAが血液を介して肺がんの発症促進にも関与することが強く示唆された。また、肥満マウスの血中胆汁酸について詳しく調べてみたところ、二次胆汁酸のDCAは血中においては遊離型DCAよりも抱合型DCAの割合が多いことが分かった。抱合型DCAは遊離型DCAとともに細胞のODC(Ornithine Decarboxylase)活性を上昇させて、ROSの産生を誘導することが知られている。さらに、ODCはポリアミン代謝を促進することでがん細胞の細胞増殖を促進することが報告されている。これらの報告から肥満で増加した抱合型DCAがODCの活性化を介して線維芽細胞にROSの上昇による細胞老化や、がん細胞の増殖活性を誘導している可能性が示唆された。現在までに、肥満による肺がん発症促進機構として、肝がんの発症機構と同様に肥満で増加するDCAなどの二次胆汁酸が肺の線維芽細胞に細胞老化と炎症性サイトカインなどの産生(SASP)を誘導することでがん化を促進する可能性が強く示唆されている。今後は肺組織のメタボローム解析などを行い、肺組織にDCAが存在しているかどうかを明らかにしていく予定である。一方で、肥満におけるDCAなど二次胆汁酸による細胞老化誘導が線維芽細胞特異的であるメカニズムや、がん細胞など線維芽細胞以外の細胞に対する二次胆汁酸の作用などは全く未解明である。本年度までの解析で、DCAにより誘導されるODCの活性化がこれらの点に重要な役割を担っている可能性が示唆された。平成27年度に引き続き、肥満に伴い増加する肺がんの発症機構を明らかにするためにマウスを用いた解析を継続した。前年度までに肥満マウスの血中において上昇した二次胆汁酸の一つデオキシコール酸(DCA)が、肺の線維芽細胞に細胞老化とSASP(Senescence associated secretary phenotype)を誘導することで肺がんの発症を促進する可能性が示唆された。さらに、肥満マウスの血中では遊離型のDCAよりもタウリン抱合型DCA(T-DCA)が上昇していた。

そこで、肥満マウスの肺腫瘍部から線維芽細胞を単離し、DCAおよびT-DCAによる細胞老化誘導について調べたところ、DCAまたはT-DCA投与により細胞老化誘導のマーカーp16,p21遺伝子の発現が上訴湯した。さらに興味深いことに、DCAよりもT-DCAの方がp16,p21遺伝子の発現上昇をより強く誘導した。大腸がんの上皮細胞において、抱合型DCAはMuscarinic 3 receptor(M3R)に直接相互作用してMMP7の発現を上昇し、MMP7の作用によりEGFシグナルを活性化することが報告されている。またそのM3Rのアゴニストとしての活性はDCAよりもT-DCAの方が強いことが知られている。MMP7は細胞老化に伴うSASPによって誘導される分泌性タンパク質の一つであることから、肥満マウスの肺がん形成おいて、T-DCAが線維芽細胞での細胞老化・SASPを介してMMP7を誘導し、EGFシグナルを活性化することで肺がんの発症を促進する可能性が考えられた。近年の疫学調査により、肥満は糖尿病や心筋梗塞だけでなく、様々ながんの発症率を高めることが明らかになっている。しかしながら、肥満すると何故がんを発症するようになるのか?その分子メカニズムはほとんど明らかにされていなかった。我々は、これまでに、肥満により増加した腸内細菌の代謝産物である二次胆汁酸のデオキシコール酸が、腸肝循環を介して肝臓がんの発症を促進することを報告した。興味深いことに、肥満マウスでは肝臓がんの他にも、肺がんの発症が促進されることを見出した。本研究では、肥満で増加した二次胆汁酸の中でも、タウリン抱合型デオキシコール酸が肺がんの発症を促進する機構について解析した。本研究の目的は、肥満に伴う肺がんの発症機構をマウスを用いて明らかにすることである。予備実験の結果から、肥満に伴う肝がんの発症機構と同様に、肥満で増加する腸内細菌やその代謝産物(デオキシコール酸など)が血流を介して肺に到達し肺がんの発症を促進している可能性が示されていた。このことから、肝がんと同じように、肺がんの発症にもデオキシコール酸による細胞老化やSASPの誘導が重要な役割を担っていることが予想された。実際に、免疫組織染色の結果、肺線維芽細胞に細胞老化やSASPが誘導されていることがわかり、肺がん促進機構の解明の足掛かりになると考えられる。また、肺の細菌叢解析を行った結果、デオキシコール酸などの産生に関わる腸内のバクテリアが肺でも確認されただけでなく、腸内では見られないバクテリアが肥満マウスの肺に特異的に観察されたことから、肺に生息するバクテリアが直接肺がんの発症を促進している可能性も考えられ、新たな肺がん発症機構の解明につながることが期待される。今後は計画通りに研究を推進する。まず、肺の線維芽細胞に細胞老化とSASPを誘導する因子を同定するために、肺のメタボローム解析を行う。メタボローム解析により、細胞老化誘導因子としてDCAだけでなく新規の因子が見つかる可能性が期待できる。
レアメタルを含む鉱物の組成変化と成因に関する研究

この課題に沿って行なわれた業蹟で,三年間に発表されたものと,準備中の論文は十数篇に及び,口頭発表も数多く行なうことができた。主な研究成果は以下の三点にまとめ上げられる。1.レアメタルを含む鉱物の組成変化と成因について対象とした鉱物群は,マンガン鉱床から産する酸化物・砒酸塩・珪酸塩,ペグマタイトから産する稀土類元素を主成分とする酸化物,堆積岩中のニッケル・コバルトを含む硫砒化物,熱水鉱脈中の金・銀・鉛・ビスマス・テルル・アンチモン・モリブデン・錫・バナジンなどを含む硫化物,熱水交代岩中のストロンチウム・セリウム・ネオジムなどを含む燐酸塩などである。これらの多くは,論文・学会講演で公表済あるいは準備中で,組成変化や成因に関して重要な結果が導かれた。2.エネルギー分散型X線分析装置による元素の分析は,ほゞ全元素(66元素)の分析が可能となり,酸化物・硫化物・珪酸塩・元素鉱物などを分析した。主な種の分析値として,論文公表されたものは50種をこえ,分析装置の標準となるものも多く,外部からの依頼にこたえられる状況になっている。3.砂質岩や砂の重鉱物については,地域と時代ごとの分布,接触変成作用の影響,広域変成作用の影響を調べると共に,石榴石とスピネル族鉱物については一万点近くの分析を行ない,砂の供給源について重要な情報を提供できることが判明した。また,砂岩中のレアメタルを含む鉱物の分布は強い変成作用による影響で変化するだけでなく,殆んど非変成と思われる状態でも敏感に変化することが明らかにされた。エネルギ-分散型X線分析装置は、9月末に予定通り納入され,電子顕微鏡と分析装置の調整は順調に終了した。現在,標準試料を使い元素を分析できる状態にあるのは,金属元素が31種類,非金属元素は16種類,ランタニド元素は14種類である。ウランとトリウムは今後分析できる状態にする予定であるが,現在分析できる元素で,ほゞすべての鉱物の定量分析が一部軽元素を主成分とするものを除いて可能な状態にある。現在研究の進展状況はほゞ実施計画通り進んでおり,試料収集に関しては,御荷鉾帶の超塩基性岩を除く目的地の調査を完了した。収集試料の約1/2について,透過・反射顕微鏡用試料の作成を終え,共生関係などの調査に入っている。こゝまでの成果として,石膏鉱床中の天青石(硫酸ストロンチウム)は,含ストロンチウム硬石膏の加水分解によって生成することを明らかにした。また,熱水交代起源の蝋制鉱床中のズニ石が稀土類の燐酸塩のフロレンス石を包有していることも確認した。御斎所変成帶中のマンガン鉱床からはアンチモンを主成分とする鉱物を発見した。砂岩中のレアメタルに関して,四万十帶・秩父帶・美濃帶などでの分布が明らかになって来た。四万十帶などの深海底で堆積した砂岩では,レアメタル鉱物は殆んど分解し,モナズ石とスピネルとが殘留鉱物として存在する。これらを含む砂岩が弱変成作用を受けると,モナズ石はフロレンス石や褐簾石に変化するが,スピネルは安定に存在することが明らかになった。研究に関しては、ほゞ計画通りに進んでおり.資料収集や産状調査は本年度分は完了した.収集の対象しした鉱物は,Se,Mo,Sn,Te,W,Pb,Biなどを主成分とするものである。資料はすべて研磨茫片を製作し,顕微鏡による観察とエネルギー分散型X線分析装置とによって主要構成鉱物を定量分析している。

砂質岩や砂の重鉱物については,地域と時代ごとの分布,接触変成作用の影響,広域変成作用の影響を調べると共に,garnetとspinel族鉱物については数千個の分析を完了した。レアメタルを含む鉱物の組成変化と成因について対象とした鉱物群は,マンガン鉱床から産する酸化物・砒酸塩・珪酸塩,ペグマタイトから産する稀土類元素を主成分とする酸化物,堆積岩中のニッケル・コバルトを含む硫化物,熱水鉱脈中の金・銀・鉛・ビスマス・テルル・アンチモン・モリブデン・錫・バナジンなど多金属を含む硫化物などである。これらの多くは,論文・学会講演で公表済あるいは準備中で,組成変化や成因に関して重要な結果が導びかれた。エネルギー分散型X線分析装置による元素の分析は,ほゞ全元素(66元素)の分析が可能となり酸化物・硫化物・珪酸塩・元素などの鉱物を分析した。主な種の分析値は,すでに論文として50種以上が公表され,分析装置の標準資料となるものも多く,外部からの依頼にこたえられる状態にある。砂質岩や砂の重鉱物については,地域と時代ごとの分析,接触変成作用の影響,広域変成作用の影響を調べると共に,石榴石とスピネル族鉱物については10,000点近くの分析を行ない,砂の供給源について重要な情報を提供できることが判明した。また,砂岩中のレアメタルを含む鉱物の分布は強い変成作用による影響で変化するだけでなく,ほとんど非変成と思われる状態でも敏感に変化することが明らかにされた。
ナノ構造制御したハイブリッド型高分子結晶の合成と機能評価

固相で反応を行うトポケミカル重合やインターカレーションによって得られる高分子結晶材料は,他の合成方法では得られない特徴的な高次構造を有し,従来と異なる新しい材料特性が期待できる。本研究課題では,ナノ構造制御したハイブリッド型機能材料の設計を行うため,ジエンやジアセチレ'ン化合物などの不飽和化合物を出発原料として用い,結晶反応場を制御して固相反応や重合を行うことにより,高度に制御された構造を有する新材料を合成した。まず、構造制御された高分子結晶の合成に関して,固相重合の反応機構を詳細に解析し,その結果に基づいて新規モノマーの開拓や反応制御のための指針を確立した。続いて,ジエンモノマーのトポケミカル重合で得られた高分子結晶の構造制御と物性評価を行い,ジエン系高分子結晶の合成、構造、物性の互いの相関について詳細を明らかにした。特に,イソタクチックあるいはシンジオタクチック構造をもつ4種類の立体規則性ホスト高分子結晶を固相重合ならびに固相加水分解反応により合成し,それらホストにインターカレーションされたゲスト分子の構造をX線構造解析,顕微赤外分光法,およびラマン分光法を用いて決定し,層間におけるゲスト分子の配列構造の詳細を明らかにした。また,二段階インターカレーションを新たに開発し,弱い分子間相互作用により層間に取り込まれた芳香族分子が固体中では通常見られない特異な蛍光特性を示すことを明らかにした。これら成果に基づいて,さらにジエンポリマーとジアセチレンポリマーの両者を用いたインターカレーション材料設計関する検討を行い,ナノ積層型,混晶型共役/非共役ポリマーならびに均一分散型ナノハイブリッド結晶を合成した。これら高分子結晶を用いた金属ナノ微粒子ならびに光応答性分子を含むポリマーハイブリッドの設計も行った。本研究課題で提案するナノ構造制御したハイブリッド型機能材料の設計では,ジエンやジアセチレン化合物などの不飽和化合物を出発原料とし,反応場を制御しながら固相反応や重合を行い,高度に制御された構造を有する新材料を合成することを目的としている。本年度は,ナノ構造制御したポリマーハイブリッド結晶の合成,ジエンならびにジアセチレンの固相重合と反応の設計,ナノ積層型共役/非共役ポリマーハイブリッド結晶の合成,混晶型共役/非共役ポリマーハイブリッド結晶の合成,ならびに均一分散型ナノハイブリッド結晶の合成と機能性ポリマーハイブリッド結晶の設計に関する研究を行った。ジエン化合物の結晶の光反応経路は厳密にモノマー結晶構造,すなわちモノマー分子の充填様式によって決まるが,従来から知られているジアセチレン重合との相違点を明らかにし,ジエンモノマーとジアセチレンモノマーのハイブリッド化を試みた。共通カウンターカチオンをもつカルボン酸モノマーを合成し,結晶中にランダム,交互,ブロック的に混合し,さらにトポケミカル共重合を行うことで,共役鎖長の制御されたポリマーを合成した。また、ジエンとジアセチレンの両方の単位を含むモノマーを合成し、重合を試みた。固体中での束縛を受けた状態での反応機構解析を行うと同時に,得られたジアセチレンとジエンのハイブリッドポリマーの構造や電子物性,特に吸収特性,発光特性の評価を行った。ジエンカルボン酸アルキルアンモニウムを結晶に光照射して得られる高分子結晶を固体のまま側鎖変換し,ポリカルボン酸結晶に定量的に誘導した後,適当な官能基を有するアミンとインターカレーション反応によって種々のアンモニウム塩へと変換し,様々な機能を兼ね備えた高分子結晶を設計した。光反応性,光応答性,光異性化などに伴って結晶の層構造が変化するようにゲスト分子の設計を行い,光機能をポリマー結晶に付与した。ナノ構造制御したハイブリッド型機能材料の設計するため,不飽和化合物を出発原料として反応場を制御しながら固相反応や重合を行い,高度に制御された構造を有する高分子材料を合成する。

今年度は,層状高分子結晶を用いたハイブリッド結晶の設計と機能評価を行うため,ホストが有機ポリマーである点を生かして,まず有機/無機の層状ハイブリッド材料の作製を試みた。カウンターカチオンとしてアルカリ金属塩を用い,さらに銀塩の固相交換反応を行った。光還元により銀微粒子を層間で成長させ,微粒子のサイズや分布を制御することによって,吸収特性を制御したナノ積層型高分子結晶を構築し,金属微粒子と共役系ポリマーナノシートの相互作用による吸収特性,発光特性の変化を明らかにした。次に,光に対して応答するアゾ基をゲスト分子に導入して,紫外光/可視光照射による層状結晶の構造変化を行えるように分子設計を進めた。イソタクチックあるいはシンジオタクチック構造をもつ4種類の立体規則性ホスト高分子結晶を固相重合ならびに固相加水分解反応により合成し,それらホストにインターカレーションされたゲスト分子の構造をX線構造解析,顕微赤外分光法,およびラマン分光法を用いて決定し,ゲストアミンのアルキル鎖がホストポリマー鎖に直交あるいは平行して,かつ一定の傾きをもって層間に配列していることを明らかにした。さらに,官能基を含むゲスト分子をホストの二次元空間に配列し,特に,層間でH会合したアゾベンゼン誘導体のシス-トランス光異性化速度がホスト高分子との界面からの距離に応じて変化し,アミノ基とアゾベンゼンの間にスペーサーを導入すると光応答速度が10^3倍以上加速されることを見出した。また,二段階インターカレーションを新たに開発し,弱い分子間相互作用により層間に取り込まれた芳香族分子が固体中では通常見られない特異な蛍光特性を示すことを明らかにした。固相で反応を行うトポケミカル重合やインターカレーションによって得られる高分子結晶材料は他の合成方法では得られない高次構造を有するため新しい特性を発揮できる。本研究課題では,ナノ構造制御したハイブリッド型機能材料の設計を行い,ジエンやジアセチレン化合物などの不飽和化合物を出発原料とし,反応場を制御しながら固相反応や重合を行い,高度に制御された構造を有する新材料を合成した。ナノ積層型,混晶型共役/非共役ポリマーならびに均一分散型ナノハイブリッド結晶を合成し,さらにこれら高分子結晶を用いて金属ナノ微粒子,光応答性分子および合金属シリカ/層状ポリマーハイブリッド結晶の設計と機能評価を行った。これまでの成果を集約しながら,最終年度は機能性ポリマーハイブリッド結晶の設計を中心にして研究に取り組んだ。有機無機層状ハイブリッド材料の作製ならびに構造評価を継続して行い,さらに機能化について検討を進め,特に,銀微粒子複合体について,力学物性,光学的性質,ならびに抗菌等の生物的作用についても材料としての応用の可能性も含めて評価を行った。ジェン系/ジアセチレン系ハイブリッドについては,ナノ積層型共役/非共役ポリマーハイブリッド結晶の反応設計をとりまとめ,これまでに得られている材料についての構造ならびに物性評価を継続して行った。また,これまでに実施した有機結晶のインターカレーション反応機構に関してとりまとめも行い,反応に伴う結晶構造変化を明らかにした。
O-17同位体標識水を造影剤としたMRIによる脳内循環の画像化と脳傷害の診断

酸素の安定同位体17Oで標識された水を造影剤としたMRIにより脳脊髄液と脳組織間液の流れ(脳内循環)を画像化する方法を開発するとともに、局所性脳傷害が脳内循環に与える影響を検討した。その結果ガドリニウム錯体を造影剤とした場合は脳内循環が画像化されたが、17O-H2Oでは困難であった。脳脊髄液と血液の間における水の交換が予想以上に大きく、脳脊髄液に投与した17O-H2Oが速やかに血液中に排出されてしまったと考えられる。このため、蛍光色素を用いて脳内循環の評価し、大脳皮質の局所に作製した閉鎖性脳傷害は、急性期において広範な脳内循環の不全を引き起こし、βアミロイドを加速する可能性が示唆された。脳脊髄液と脳組織間液の流れ(以下「脳内循環」)は脳梗塞や頭部外傷といった脳傷害によって大きく影響を受けると考えられるが、その実態については不明な点が多く残されている。一方、近年の研究から、脳内循環の不全はβアミロイドの蓄積などの原因となることが示されており、脳傷害に伴うアルツハイマー病発症リスクの増加は、脳内循環の不全に起因するものと予測される。我々が開発した光傷害マウスでは、頭蓋を保持したまま局所性脳傷害を作成することができるため、局所的な傷害が周辺の脳内循環に与える影響を検討することが可能である。本研究では、この利点を生かし、光傷害マウスにおける脳内循環の不全を蛍光色素の大槽注入による組織学的解析と、造影剤を用いたMRIによるin vivoイメージングによって明らかにすることを目的としている。本年度は、傷害急性期を中心に解析を進め、局所的な脳傷害に伴い、周辺の広い範囲で脳内循環の不全が起こることが組織学的解析とMRIによって明らかとなった。脳脊髄液と脳組織間液の循環(脳内循環)の実態は長い間不明であったが、近年Glymphnatic systemとして理解が進みつつある。脳脊髄液が動脈の血管周辺スイペースから脳実質に流入し、脳実質におけるβアミロイドなどの病態因子の除去を除去しながら、静脈周辺スペースに至るこの流れは、アルツハイマー病の原因の一つとして、近年注目されている。本研究は脳傷害に伴う脳内循環の不全がアルツハイマー病の原因になるとの仮説を立て、これを実証するとともに、17O-H2Oを利用したMRIにより脳内循環とその不全を画像化し、診断に利用する技術を開発することを目的としている。とくに、独自に開発した閉鎖性頭部外傷モデル「光傷害」は、頭蓋が保持されているため、損傷にが脳内循環に与える影響を研究する上で優れたモデルと言える。これまで、蛍光色素を大槽に注入して脳内循環を標識する系を用いて、局所性脳傷害に伴う脳内循環の不全を評価する系を確立した。また、17O-H2Oを血液中に投与した場合、MRIシグナルの動態が脳傷害部位と正常部位で異なることを見出した。一方、17O-H2Oを大槽投与することにより、脳内循環のシグナルを検出することは困難であることが明らかになりつつある。ガドリニウムを造影剤としたMRIやインジウムをプローブとしたSPECTではある程度の画像化が可能であるという検討結果と比較すると、脳内循環における水は、対流すると同時に毛細血管において血流と相互作用し、脳外に排出される可能性が示唆される。脳内循環を評価する系が確立し、脳傷害に伴う脳内循環の不全が明らかになった。また、17O-H2Oを用いた脳内循環のが増加に関して、問題が明らかになるとともに、これまで不明であった脳内の水循環について、新しい知見が示唆されつつある。高濃度の17O-H2Oを大槽から投与することにより脳内循環をMRIで画像化することを試みた結果、ガドリニウムなどを造影剤として用いた場合と異なり、血管周辺スペースの標識が見られなかった。これは水が血流と急速に置換され、脳から排除されている可能性をを示唆している。血液と脳脊髄液の間で水の交換が起こっていることは、水を放射標識して血中から投与するPETの研究によって示唆されているが、脳のどの部位で、どういったメカニズムによって、どの程度置換が起こっているかについては不明な点が多く残されている。また、脳内循環は水の流れであるにも関わらず、水と溶質が異なった動態を示すということは、この分野の研究、特に既存のデータの解釈において大きな意義を持つ。一方、脳内循環はアルツハイマー病の原因物質であるβアミロイドの除去機構であることが報告されているため、脳内循環が不全となる脳傷害モデルにおいてβアミロイドの集積を検討したところ、予想に反して傷害数ヶ月の損傷周辺においてβアミロイドの減少が見られた。これは破壊された組織の除去と修復の過程で、βアミロイドが効率的に除去されていることを示唆している。脳内循環は正常な脳においてβアミロイドを除去するかもしれないが、脳損傷部位では脳内循環が不全となる一方、βアミロイドを分解・貪食する活性が亢進することにより、正常な脳部位よりも効率的にβアミロイドが除去されるのかもしれない。脳内に直接投与した17O-H2Oによる脳内循環の画像化は困難であることが明らかとなったが、この研究により脳脊髄液と血流の新しい相互作用が明らかになりつつある。また、脳血流から17O-H2Oを投与した場合の画像化の可能性に着いても検討を進めつつある。

一方、脳内循環がβアミロイドを除去する経路に関しては、脳傷害が除去を促進するという、新しい可能性が示唆された。170-H2Oで脳内循環を画像化することは困難であったため、蛍光色素を用いた解析を進めた。脳内循環と血管を蛍光二重標識し、さらにホルマリン固定した大脳皮質を平板化および透明化することにより、組織切片を作製することなく、脳内循環を3次元的に解析する手法を確立した。また、βアミロイドの蛍光色素を予め投与することにより、脳内循環、脳血管、βアミロイド集積のすべてを3次元画像として解析することも可能となった。これらの手法を用いて、大脳皮質の血管周辺に集積する脳脊髄液の蛍光を指標として脳内循環を評価したところ、局所性脳傷害が大脳皮質の広範な領域において、脳内循環の不全を引き起こすことが明らかとなった。すなわち、脳表面の血管周辺における脳脊髄液の蛍光は脳傷害後も維持される一方で、貫通血管周辺の蛍光は著しく減少した。脳内循環の不全がβアミロイドの蓄積に与える影響を検討するために、アルツハイマー病モデルマウスに脳傷害を作製したところ、脳組織回復直後(傷害後1-2週間)の損傷周辺部位ではβアミロイドの減少が見られたが、その後、数ヶ月に渡り、損傷を受けた大脳半球においてβアミロイドの増加傾向が見られた。このことは、脳内循環の不全が長期間にわたり、βアミロイドの集積を加速する可能性を示唆している。酸素の安定同位体17Oで標識された水を造影剤としたMRIにより脳脊髄液と脳組織間液の流れ(脳内循環)を画像化する方法を開発するとともに、局所性脳傷害が脳内循環に与える影響を検討した。その結果ガドリニウム錯体を造影剤とした場合は脳内循環が画像化されたが、17O-H2Oでは困難であった。脳脊髄液と血液の間における水の交換が予想以上に大きく、脳脊髄液に投与した17O-H2Oが速やかに血液中に排出されてしまったと考えられる。このため、蛍光色素を用いて脳内循環の評価し、大脳皮質の局所に作製した閉鎖性脳傷害は、急性期において広範な脳内循環の不全を引き起こし、βアミロイドを加速する可能性が示唆された。大槽から色素またはMRI造影剤を注入することによって脳内循環を解析することが可能となったが、造影剤としては主にガドリニウムを利用して進められた。ガドリニウムは脳内循環の画像化に利用された例が報告されている一方で、脳脊髄液への注入は安全性の問題から臨床ではルカ脳である。このため本研究では17O-H2Oを利用した造影を行うことを計画しているが、まだ十分な成果を得るには至っていない。高濃度を17O-H2Oを大槽から投与し、これが脳内でどのような動態を示すかをダイナミックに画像かする。これにより、脳内の水循環の実態を解明する。また、アルツハイマーモデルマウスにおいて脳内循環の不全がこの病態に与える影響を決定する。最終年度は17O-H2Oを造影剤としたMRIにより、脳脊髄液と脳血流の相互作用の実態を解明する。特に、脳脊髄液と血液の間における水の置換が、脳のどの部位で、どの程度起こっているのかを明らかにする。これにより、従来の標識されたデキストランなどをトレーサーとした研究では見えていなかった、水の流れとしての脳内循環の実態が明らかになると期待される。また、脳傷害に伴うβアミロイド除去の亢進が脳内循環とどのような関係にあるかを決定する。特に、脳傷害に伴うβアミロイドの分解・貪食の亢進と、脳内循環の不全が全体としてアルツハイマー病の発症にどのように関与するかを決定する。
仮想ダイポールレイヤーを用いた時空間高精度脳機能マッピング

脳内情報処理機構の解明や情緒活動の計測への応用を目指し,頭皮上で無侵襲計測された多チャンネル脳波電位から,脳内の時空間的電気活動を高分解能で推定し,脳機能解析の精度を改善することを本研究の目的とした.空間分解能を改善するために,仮想的に脳内に等価ダイポール層を設置し,頭皮電位からこのダイポール層の信号強度分布を推定した.この方法によれば,信号源の数や方向に関わらず,脳内電気活動を推定できる.信号源を推定する際,雑音の時空間的振る舞いを考慮した時空間フィルタを構築することによって,逆問題の推定精度を改善した.具体的には,時空間逆フィルタとして,復元の精度と雑音抑制を調節できるパラメトリック射影フィルタを採用した.このフィルタの正則化パラメータを信号雑音分布の時間的推移を考慮して時変性とし,また,背景雑音とまばたきなどの瞬目運動によるアーチファクトの2種類の雑音共分散行列を切り替えて使用することにより,時変性逆フィルタを構築した.3層不均質実質同心球状頭部モデルを対象とし,種々の信号源,種々の雑音分布を考慮した計算機シミュレーションにより,脳内高精度時空間分析の有効性を確認した.また,多チャンネル脳波計を用いて構築した誘発脳波マッピングシステムによって,実際に視覚刺激誘発電位ならびに事象関連電位を計測し,高精度マッピングの試験研究を実施した.また,雑音情報に加えて信号の時空間情報も組み込んだ逆フィルタの構成についても検討した.シミュレーション実験より,信号源推定の分解能を向上できることを示した.また実データに対しても,有効に動作することを確認した.さらに,背景雑音や瞬目アーチファクトを低減できることを確認した.脳内情報処理機構の解明や情緒活動の計測への応用を目指し,頭皮上で無侵襲計測された多チャンネル脳波電位から,脳内の時空間的電気活動を高分解能で推定し,脳機能解析の精度を改善することを本研究の目的とした.空間分解能を改善するために,仮想的に脳内に等価ダイポール層を設置し,頭皮電位からこのダイポール層の信号強度分布を推定した.この方法によれば,信号源の数や方向に関わらず,脳内電気活動を推定できる.信号源を推定する際,雑音の時空間的振る舞いを考慮した時空間フィルタを構築することによって,逆問題の推定精度を改善した.具体的には,時空間逆フィルタとして,復元の精度と雑音抑制を調節できるパラメトリック射影フィルタを採用した.このフィルタの正則化パラメータを信号雑音分布の時間的推移を考慮して時変性とし,また,背景雑音とまばたきなどの瞬目運動によるアーチファクトの2種類の雑音共分散行列を切り替えて使用することにより,時変性逆フィルタを構築した.3層不均質実質同心球状頭部モデルを対象とし,種々の信号源,種々の雑音分布を考慮した計算機シミュレーションにより,脳内高精度時空間分析の有効性を確認した.また,多チャンネル脳波計を用いて構築した誘発脳波マッピングシステムによって,実際に視覚刺激誘発電位ならびに事象関連電位を計測し,高精度マッピングの試験研究を実施した.また,雑音情報に加えて信号の時空間情報も組み込んだ逆フィルタの構成についても検討した.シミュレーション実験より,信号源推定の分解能を向上できることを示した.また実データに対しても,有効に動作することを確認した.さらに,背景雑音や瞬目アーチファクトを低減できることを確認した.本年度は,仮想ダイポールレイヤーによる時空間高精度脳機能マッピング実現のため,多チャンネル誘発脳波計測システムの構築と計算機シミュレーションによる検討を実施した.128チャンネルディジタル脳波計および同チャンネルキャップ電極により,多チャンネル誘発脳波計測システムを構築した.このシステムにより,頭皮表面における聴覚刺激誘発電位記録の予備実験を実施した.同時に信号情報を含まず背景にある雑音情報だけを含むとされる前刺激誘発電位を脳波から切り出して雑音の時空間分布を計測できることを確認し,この雑音分布を用いた逆フィルタ(パラメトリック射影フィルタ)の設計を行った.次に,3次完デジタイザにより,被験者の頭部形状および電極位置を計測するシステムを構築した.アメリカ合衆国イリノイ大学シカゴ校においてシステム構築のための調査と実験の打合せを行った.また,計算機シミュレーションにより,時空間解析の可能性、特に瞬目アーチファクトの除去について検討した.背景雑音を考慮した空間逆フィルタを時空間に拡張し,時変性ノイズ,非定常脳電位分布に対応できるようにした.そして,背景雑音分布情報に加えて,瞬目アーチファクトの空間分布情報を考慮することによって,瞬目運動時に発生するスパイク状のアーチファクトを大幅に低減できることを示した.更に,射影フィルタからウイナーフィルタヘと拡張し,観測データから推定した信号分布情報を逆フィルタに積極的に取り入れることにより,本方法の適用範囲を広げることができる可能性を示した.仮想ダイポールレイヤーによる時空間高精度脳機能マッピング実現のため,昨年度構築した多チャンネル誘発脳波計測システムを用いて実際にヒトの脳波計測実験を行い,ダイポールイメージングの可能性について検討した.また,ダイポールイメージング逆問題に適する復元フィルタの構成および実現法について,引き続き計算機シミュレーションのもとで検討した.128チャンネルディジタル脳波計および同チャンネルキャップ電極により構成される多チャンネル誘発脳波計測システムにより,視覚刺激誘発電位記録の実験を実施した.視覚刺激として左あるいは右半視野の格子点滅画面を用いて,健常な被験者1名の頭皮誘発電位を計測した.同時に信号情報を含まず背景雑音だけを含むとされる前刺激誘発電位を切り出して雑音の空間情報を計測した.

この雑音情報を組み込んだパラメトリック射影フィルタにより,頭皮電位分布から等価ダイポール信号強度分布を推定する逆フィルタを構成した.シミュレーション結果と同様に,提案法によって後頭部第1視覚野に信号強度が局所化されて現れ,従来法に比べて復元能力が向上した.また,計算機シミュレーションにより,信号分布情報および雑音分布情報の推定法とそれらを組み込んだパラメトリックウイーナーフィルタのダイポールイメージング逆問題への適用を検討した.パラメトリック射影フィルタとの比較を行った結果,信号と雑音の相関が低い場合は射影フィルタが,相関が高い場合はウィーナーフィルタの方が,良好な復元精度を得ることができた.以上より,信号と雑音分布を考慮してフィルタを使い分けることにより,様々な信号源や様々な環境への適用が可能であり,更に時空間逆フィルタへの適用も可能であることが示された.脳内情報処理機構の解明や情緒活動の計測への応用を目指し,頭皮上で無侵襲計測された多チャンネル脳波電位から,脳内の時空間的電気活動を高分解能で推定し,脳機能解析の精度を改善することを目的とした.空間分解能を改善するために,仮想的に脳内にダイポール層を設置し,頭皮電位からこのダイポール層の強度を推定した.このとき,前誘発電位より雑音の時空間分布を推定し,この分布を取り入れた時空間フィルタを構築することによって,逆問題の推定精度を改善した.これまで,種々の信号源,種々の雑音分布を考慮した計算機シミュレーションにより,脳内高精度時空間分析の有効性を確認した.また,多チャンネル脳波計を用いて構築した誘発脳波マッピングシステムによって,実際に、VEP(視覚刺激誘発電位)分布を計測し,高精度マッピングの試験研究を実施した.今年度は,更に事象関連電位を対象とし,時空間解析の有効性を調査した.また,雑音情報に加えて信号の時空間情報も組み込んだ逆フィルタの構成についても検討した.(1)事象関連電位の解析時空間脳機能イメージングの有効性を確認するため,事象関連電位を対象とし,提案法による解析を行った.事象関連電位は局在化された脳内賦活部位が時間とともに変化する.本研究では,雑音の時空間的振る舞いを考慮した逆フィルタを構成し適用することにより,実データに対してより有効に動作することを確認した.今後,加算平均を行っていない単一試行データへの適用が期待される.(2)信号と雑音の時空間情報を組み込んだ逆フィルタさらに,復元精度を改善するため,これまでの雑音の時空間情報に加えて,信号の時空間情報も組み込んだ逆フィルタの可能性について検討した.信号の統計的情報は,頭皮で計測される脳波電位分布と雑音の共分散行列,および伝達関数より推定した.