hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
SE36ワクチンの効果とマラリア抵抗性に関与する遺伝的バックグラウンドの解明

我々は熱帯熱マラリア原虫SERA5のN-末端ドメイン由来の組換えタンパク質を抗原とするBK-SE36ワクチンの開発を行っている。ウガンダにおける6-20歳健康児童を対象とした第Ib相臨床試験、および追跡研究において、マラリア症状を72%減少する一方、その免疫原性はおよそ30%であった。そこで我々は、この差異が個体の遺伝的バックグラウンドに起因している可能性を排除するために、複数の遺伝子多型に注目し解析を行った。その結果、SE36抗原の免疫原性およびマラリア発症とHLA-DRB1、DQB1遺伝子座のアレル多型、Fcgレセプター、鎌形赤血球形質(HbS)との関係は認められなかった。マラリア感染症は年間35億人が感染し、120万人が死亡する熱帯感染症である。これまでに我々は熱帯熱マラリア原虫の抗原タンパク質であるSERA5 (serine repeat antigen 5)のN-末端ドメイン由来の組換えタンパク質を抗原とするSE36ワクチンの開発を行ってきた。2010年よりアフリカ・ウガンダのマラリア高度流行地域において6-20歳の健常ボランティアを対象に第Ib相臨床試験を実施し、安全性・免疫原性の他にその有効性も確認した。一方、抗SE36抗体の誘導とマラリア抵抗性には個人差が認められた。これまでの研究から、このような個体差が生じる原因の一つに遺伝的バックグラウンドの差異が知られており、中でもT細胞表面に存在する抗原提示分子であるヒト白血球抗原(HLA)の多型性がSE36抗原ペプチドの提示能、さらには抗SE36抗体の誘導、マラリア抵抗性の個体差を決定付ける一因であると考えられる。そこで本研究では、HLA遺伝子のアレル多型に着目し、SE36ワクチン接種後、およびマラリア自然感染後の抗SE36抗体の誘導とマラリア抵抗性に関与する遺伝的バックグラウンドの解明を目的とした。当臨床試験参加者の血液サンプルからゲノムDNAを抽出し、シークエンスベースのHLAタイピング法(SBT法)によりHLAタイピングを行い、SE36ワクチン接種群、および対照群の抗SE36抗体価、マラリア感染時の血中原虫率などのデータとの比較解析を行った。その後、主なHLA遺伝子座のアレル多型と抗SE36抗体の誘導、およびマラリア抵抗性との関係を評価した。マラリア感染症は年間1億人以上が感染し、およそ100万人が死亡する熱帯感染症である。これまでに我々は熱帯熱マラリア原虫の抗原タンパク質であるSERA5 (Serine repeat antigen 5)のN末端ドメイン(P47ドメイン)由来の組換えタンパク質を抗原とするSE36マラリアワクチンの開発を行ってきた。一方、抗SE36抗体の誘導とマラリア抵抗性との間には個人差が認められた。一般にこのような個人差が生じる原因の一つとして遺伝的バックグラウンドの差異が知られている。前年度はT細胞表面に存在する抗原提示分子であるヒト白血球抗原(HLA)の多型性と抗SE36抗体の誘導能、およびマラリア抵抗性との関係について検討した。これまでに、IgGのレセプターとして知られるFcgレセプター中でも、FcgRIIa中の131番目のHis/Asn変異、FcgRIIIa中の176番目のPhe/Val変異がIgGとの結合力に影響し、マラリア感染に対する感受性・抵抗性への関与が報告されている。そこで今年度は、これらの変異とマラリア感染に対する感受性・抵抗性の関係を明らかにした。さらに、Fcgレセプター遺伝子群の中でも特にFcgRII、FcgRIIIはゲノム上にタンデムにコードされており、この領域は遺伝子の重複や欠失が起こりやすく、対となる2アリルのみならず、1、3、4アレルなどとコピー数にバラツキがある(コピー数変異)。このコピー数変異がマラリア抵抗性に関与していることが報告されており(Niederer et al. 2010)、本研究において、コピー数変異とマラリア感染に対する感受性・抵抗性との関係を明らかにした。これまでに我々は熱帯熱マラリア原虫の抗原タンパク質であるSERA5のN-末端ドメイン由来の組換えタンパク質を抗原とするBK-SE36ワクチンの開発を行ってきた。2010年より、アフリカ・ウガンダのマラリア高度流行地域において、6-20歳健康児童を対象とした第Ib相臨床試験を実施し、安全性、および免疫原性を確認した。さらに追跡研究において、マラリア症状を72%減少することが明らかにした。そこで、今回明らかとなったBK-SE36ワクチンの効果が被験者の持つ遺伝的バックグラウンドによるものではないことを確認するために、以下の解析を実施した。(1)IgGレセプターとして知られるFcgレセプターの中でも、FcgRIIa中の131番目のHis→Asn変異、FcgRIIa中の176番目のPhe→Val変異がIgGとの結合力を増強させ、マラリア抵抗性を高めることが報告されている。そこで、これらの変異とBK-SE36ワクチンの効果との関係を解析した。また、(2)Fcgレセプター遺伝子群の中でも特にFcgRII、FcgRIIIはゲノム上にタンデムにコードされており、この領域は遺伝子の重複や欠失が起こりやすく、対になる2アリルのみならず、1、3、4アリルなどとコピー数にばらつきがある(コピー数変異)。

このコピー数変異がマラリア抵抗性に関与していることが報告されており、コピー数変異とBK-SE36ワクチンの効果との関係を解析した。さらに、(3)鎌型赤血球貧血症患者はマラリア抵抗性を持つことが知られており、その原因として、ヘモグロビンβ鎖の6番目のアミノ酸に置換が生じていることが知られている(Glu→Val変異)。そこで、この変異とBK-SE36ワクチンの効果との関係を解析した。その結果、いずれの変異もBK-SE36ワクチンの効果と統計学的に有意な関連は認められなかった。このことから、第Ib相臨床試験およびその追跡研究で確認されたBK-SE36ワクチンの効果は今回解析した変異とは関係なく有効であることが確認できた。我々は熱帯熱マラリア原虫SERA5のN-末端ドメイン由来の組換えタンパク質を抗原とするBK-SE36ワクチンの開発を行っている。ウガンダにおける6-20歳健康児童を対象とした第Ib相臨床試験、および追跡研究において、マラリア症状を72%減少する一方、その免疫原性はおよそ30%であった。そこで我々は、この差異が個体の遺伝的バックグラウンドに起因している可能性を排除するために、複数の遺伝子多型に注目し解析を行った。その結果、SE36抗原の免疫原性およびマラリア発症とHLA-DRB1、DQB1遺伝子座のアレル多型、Fcgレセプター、鎌形赤血球形質(HbS)との関係は認められなかった。当初の計画通り、132人分のFcgRIIa中の131番目のHis/Asn変異、FcgRIIIa中の176番目のPhe/Val変異を同定した。さらに、これらの領域のコピー数変異を同定した。これらの結果を踏まえ、マラリア抵抗性との関係について統計解析を行ったので。マラリア生物学計画通り、HLAと抗SE36抗体の誘導能、マラリア抵抗性との関係、Fcレセプターの一塩基変異、コピー数変異とマラリア抵抗性との関係について、詳細な統計解析を行う。さらにIgGの変異の探索を行う。当初の計画通り、HLAのタイピングを行い、統計学的解析を行ったので。計画通り、HLAの解析結果を論文発表し、次の目標であるFcレセプターのSNPsについて解析を行う。
蛋白質の立体構造を考慮したアミノ酸置換と自然選択圧の関係の解明

蛋白質をコードする塩基配列の解析において、同義置換速度と非同義置換速度を比較することによってアミノ酸配列レベルに働く自然選択圧を検出する新しい方法として系統樹ウインドウ解析法を考案し、さらにCpGジヌクレオチドにおける高突然変異率も考慮できるようにした。また、自然選択圧の検出においてはアミノ酸配列の多重整列をコドンに変換することは推奨されないことを提唱した。インフルエンザウイルスについては熱帯地域においてつねに抗原性を変化させて宿主の免疫から逃避し続けていることを明らかにし、新しい遺伝子再集合検出法を開発した。蛋白質をコードする塩基配列において、アミノ酸を変化させない塩基置換(同義置換)の速度とアミノ酸を変化させる塩基置換(非同義置換)の速度を比較することにより、アミノ酸配列レベルに働く自然選択圧を検出することができるが、新しい自然選択圧検出法として、系統樹上で時間の幅としてウインドウを開き、ウインドウ内で生じた同義置換数と非同義置換数を比較することによって、自然選択圧の時間的変化や一時的に働いた自然選択圧を検出できる方法(系統樹ウインドウ解析法)を考案した。この方法を用いてC型肝炎ウイルスの感染個体内からサンプリングされた時系列配列データを解析することにより、ウイルスの中和抗原領域には正の自然選択圧が断続的に働くことを示した。H3N2亜型のインフルエンザA型ウイルスは、熱帯地域では通年流行が観察されるが、そこでは抗原性の進化は断続的に起こり、免疫逃避もそれに伴って生じていると考えられてきた。そこで、ウイルスの系統樹において熱帯地域で進化していると考えられる枝だけを取り出し、さらに抗原性の変化が起きたと考えられる枝と起きなかったと考えられる枝に分類して、それぞれの枝において自然選択圧の検出を行ったところ、両方の枝において正の自然選択圧が検出された。このことから、ウイルスは抗原性が変化していないと考えられていた枝でも、常に抗原性を変化させて宿主の免疫から逃避し続けていることが示唆された。系統樹中の特定の枝において、いくつかのアミノ酸座位に働いた正の自然選択圧を検出する方法として最近頻繁に用いられているbranch-sitetestについて、コンピューター・シミュレーションならびに実際の配列解析から、この方法が理論的に正の自然選択圧を検出し得ない位少ない塩基置換しか起こっていない場合でも正の自然選択圧を検出し得ること、またそれがある特定の性質を持つコドン対の出現と高い相関を示すことが示された。蛋白質をコードする塩基配列において、アミノ酸を変化させない塩基置換(同義置換)の速度とアミノ酸を変化させる塩基置換(非同義置換)の速度を比較することにより、アミノ酸配列レベルに働く自然選択圧を検出することができる。しかしながらその際には、塩基配列における突然変異のパターンを考慮に入れる必要がある。脊椎動物や植物のゲノムでは、CpGジヌクレオチドにおいて突然変異率が高くなっており、これを考慮に入れないと同義置換速度と非同義置換速度の比較が正確になされず、自然選択圧検出において誤った結果が得られることが知られている。そこで、CpGジヌクレオチドにおける高突然変異率の効果を考慮に入れた新しい自然選択圧検出法を考案した。コンピューター・シミュレーションと実際の配列解析により、新しい方法は従来の方法に比べてCpGジヌクレオチドで高突然変異がある場合にも正確に自然選択圧を検出できることが明らかになった。系統樹中の特定の枝において、いくつかのアミノ酸座位に働いた正の自然選択圧を検出する方法として最近頻繁に用いられているbranch-sitetestについて、コンピューター・シミュレーションならびに視物質遺伝子の配列解析を行い、この方法の偽陽性率が高いことを明らかにした。汎アジアSNPコンソーシアムの一員としてアジア人73集団のSNP解析を行い、言語や地理的な近縁関係が遺伝的な近縁関係を反映していること、東南アジアが東アジアの遺伝的多様性の源となっていることを明らかにした。インフルエンザウイルスは分節状のゲノムを持つため、同一の細胞に複数のウイルスが重感染するとゲノム分節単位での組換え、すなわち遺伝子再集合が起こることがある。インフルエンザウイルスは遺伝子再集合によって抗原性を大きく変化させ、世界的大流行を起こしてきた。分節状のゲノムを持つウイルスについて、進化の過程で起こった遺伝子再集合を検出するために、ゲノム配列が決定されているウイルス株からランダムに4株をサンプリングし、ゲノム分節間で系統関係を比較することを繰り返す、という方法を考案した。この方法をヒトインフルエンザウイルスに適用することにより、全てのゲノム分節間で遺伝子再集合が起こったことが明らかになった。さらに、いくつかの遺伝子再集合についてはそれが起こった時期を正確に推定することができた。分子のレベルにおいて、進化はおもに有利な遺伝的変異の蓄積によるのか、中立な遺伝的変異の蓄積によるのかを明らかにすることは、進化学における中心課題となっている。この問題を解決するために、ゲノム配列の比較から分子のレベルに働いた自然選択圧を検出する方法が数多く開発されてきた。そこで、これらの方法を分類し、理論的基盤と問題点をまとめた総説を執筆した。さらに、集団遺伝学において、これまで正の自然選択が働いた証拠と考えられてきた観察結果も、負の自然選択が働いた証拠と考えられることを示した。

蛋白質のアミノ酸配列レベルに働く自然選択圧を検出するためには、蛋白質をコードする塩基配列の解析により同義置換速度と非同義置換速度が比較される。この比較を行うためには塩基配列間で相同なコドンを多重整列する必要があるが、コドンの多重整列はしばしばアミノ酸を用いて作成された多重整列をコドンに変換することによって行われてきた。そこで、この方法によって作成されたコドンの多重整列を用いて同義置換速度と非同義置換速度の比較を正確に行うことができるのかを検討したところ、多重整列されたコドン座位の1-9%は相同でないコドンを含んでいること、非同義置換速度/同義置換速度比が5-43%過大推定されることが明らかになった。
豚の大腸菌感染症トキソイドワクチン開発とその発展的技術基盤構築

本研究事業「豚の大腸菌感染症トキソイドワクチン開発とその発展的技術基盤構築」では、毒素原性大腸菌が産生する易熱性腸管毒素(LT)を中和可能な組換えタンパク質性ワクチンの開発を進めており、特にLTのB鎖5量体タンパク質を標的としている。しかし、LTBは、類似の毒素であるコレラ毒素(CT)のB鎖(CTB)と比べ、大腸菌での発現効率が低く、かつ、封入体からの巻き戻し(タンパク質リフォールディング)も困難であることが分かっている。よって、本事業では再現性試験も含め、以下の3項目について検証を進めている。(1)LTBは大腸菌からの分泌発現効率が悪く、かつ、他の抗原との融合分子として発現させようとした場合、さらに効率が低下することを実証する。(2)LTBはCTBと比較し、封入体からの巻き戻しが困難であることを実証する(再現性試験の実施)。(3)上記(1)と(2)の現象は、LTBとその結束分子であるcartilage oligomeric matrix protein(COMP)との融合化によっても特段改善されることはないことを実証する。上記3点はこれまでの本研究事業で実施してきた実験結果から概ね実証されたと考えており、その代替法(解決法)としてLTBと比べ、タンパク質レベルで約80%の相同性を有するCTBを利用することが考えられるが、LTBとCTBとでは、各々特異的なエピトープの存在が知られており、LTのワクチン標的抗原にはLTBを用いることが理想的であると考えている。よって、LTBの代替分子としてCTBを用いることは技術的に可能ではあるが、理想的にはLTBに分子改変を施すことにより、より効果的な抗LTワクチンを設計することが重要であると考えている。本研究課題開始当初に想定していたことは、これまでの実験結果から再現性試験結果含め、概ね予測していたとおりである。よって、現段階では想定外の結果が得られたということではないため、計画を変更するような状況ではない。したがって、総合的に判断し「おおむね順調に進展している」とした。LTBに分子改変を施すことで、巻き戻し効率を高める方法論の確立が必要であると考えており、今後の方向性として極めて重要である。そのためにはまず、LTBの巻き戻し方法自体を開発する必要がある。タンパク質の巻き戻しには一般的に透析法が用いられるが、細かく分類すると、透析方法にも種々あり、今後、LTBに最適な方法を見出す必要がある。さらに、LTBと融合させる抗原タンパク質もLTBを基に確立された巻き戻し法で同時に巻き戻される必要があるため、LTBと同時に融合タンパク質の巻き戻し条件も検証する必要がある。
スフィンゴ糖脂質ドメイン/ラフトにおけるGPIアンカー,型タンパク質のシグナル伝達

GPIアンカー神経細胞接着分子は膜貫通領域を持たないことから、その細胞内シグナル伝達機構は殆ど分かっていない。最近スフィンゴ糖脂質が細胞膜上でミクロドメイン(脂質ラフト)を形成し、そこに外側からはGPIアンカータンパク質が、内側からはsrcファミリーキナーゼが局在していて、シグナル伝達の中継点として働いていることが明らかになりつつある。本研究は、ラフトでのGPIアンカー神経細胞接着分子のシグナル伝達機構を明らかにすることを目的とする。ラット小脳初代培養細胞において、GPIアンカー型神経細胞接着分子TAG-1はsrcファミリーキナーゼLynを介し細胞内にシグナルを伝達し、さらにその伝達は細胞膜上のスフィンゴ糖脂質ミクロドメイン/脂質ラフトでおこっていることを見い出していた。本年度は、TAG-1の機能発現をリガンドであるフォスファカンを使って調べることにした。TAG-1,Lynを発現しているのは小脳顆粒神経細胞で、フォスファカンは顆粒細胞に対し反発作用を示した。またフォスファカンは、TAG-1クロスリンクと同様にLynの一過的活性化と80kDaタンパク質のチロシンリン酸化を引き起こした。これはフォスファカンのTAG-1を介する機能発現は、顆粒細胞の脂質ラフトにおいておこっていることを示している。今年度は、TAG-1とLynの会合が小脳顆粒細胞でおこっていることが免疫染色により確かめられた。さらに、この会合をcDNAを用いた遺伝子発現系を使って確かめることを試みた。CHO細胞にTAG-1のcDNAを発現させたところ、その細胞は自己凝集能を持ち、小脳初代培養細胞に対して神経突起伸仲長活性を持つことから、TAG-1は神経細胞接着分子であることが確かめられた。そして同細胞をショ糖密度勾配遠心で分画したところTAG-1は脂質ラフト画分に存在した。さらに、同細胞にLynのcDNAも共発現させたところ、抗TAG-1抗体でLynが共沈した。TAG-1,Lynを発現しているのは小脳願粒神経細胞で、フォスファカンは顆粒細胞に対し反発作用を示した。
標準プロトコルによる教育学知識の国際的共有化の可能性に関する研究

本研究は、教育学研究における研究業績に関する国際的な標準とされる評価尺度のありかたを探るために各国においてどのような研究の標準プロトコルが用いられているかに関する調査研究を行うことを目的としている。そのため、平成15年度から16年度にかけて、各国の教育学会関連雑誌の文献資料の収集と分析を行い、研究成果の評価システムに関する標準としてどのような評価の枠組みが用いられているかを検討した。具体的には、日本の約60の教育関連学会、アメリカ、フランス、イギリス、オーストラリア、スペイン、ドイツ、及び国際的な教育関連学会のホームページから、それぞれの学会における学会誌の発行状況、論文審査における投稿の資格、種類と内容、審査方法、執筆要項、評価基準について調べた。その結果からは、評価の基準を公開しているところはきわめて少ないが、審査は複数の査読者で行われる方法が多く、また日本に比較して出版社と直結する形でその規定を決めている学会が多いことがわかった。こうした状況を踏まえて、本研究の成果として、研究活動における評価基準をいっそう公開的なものにし、共有化を図る必要があるという視点や研究のマネージメントという視点から成果の報告書として、『教育研究ハンドブック』を出版社から刊行することとした。平成15年度は、表記の研究について、ヨーロッパ地区(イギリス、フランス)と、アメリカ・太平洋地区(アメリカ)について、教育学研究機関(大学、学会及び研究所)を対象とした文献収集と訪問調査を行った。詳しくは、(1)日本及びフランス、イギリス、米国の教育学研究機関(大学、学会及び研究所)を対象とした文献収集と整理(各国の教育学会誌、研究所紀要及び大学紀要の収集と分析)、(2)ヨーロッパにおける教育学研究、特に特にフランスを対象として、標準プロトコルに関する専門家の訪問調査と資料収集、及び(3)上記の資料整理と研究会を2回開催した。
歪みのないメチレン鎖の新規触媒的炭素-炭素結合切断反応の開発

以前までに得られた、歪みを持たないものを含めた炭素-炭素結合の触媒的切断反応に関する研究成果についてはハイライトレビューとして総説にまとめた。歪みのある基質の炭素-炭素結合切断過程を経る新触媒反応として、我々は最近ルテニウムおよびロジウム錯体触媒を用いたシクロブテノンからの2-ピラノン、シクロペンテンまたはシクロヘキセノン類の選択的な合成反応の開発に成功している。本研究では、1)歪みの小さい、あるいは歪みを持たないメチレン鎖の切断反応に関して、結合切断能が高い電子豊富な金属中心を有する新規低原子価錯体を合成した。比較的解離しやすい配位子を持った種々のルテニウム-ターピリジン錯体(例えば[Ru(tpy)(diene)(L)]2^+(tpy=2,2′:6,2′′-terpyridine;diene=2,5-norbornadiene,1,5-cyclooctadiene;L=H_2O,pyridine,acetonitrile)など)の合成を行った。2)1で合成した錯体を用い、両末端にアミノ基やピリジル基をはじめとする各種配向基を持ったメチレン鎖の触媒的炭素-炭素結合切断を試みた。現時点では結合切断が起こる反応系はまだ見つかっていない。3)錯体化学的なアプローチとして、配向基を利用し歪みのないメチレン鎖部位を電子豊富な金属中心近傍の空配位座に近づけることにより炭素-炭素結合切断が起き得るような、より構造の固定された多座配位子の設計・合成について現在検討しており、そのような配位子として、例えばメチレン鎖で両側のイミノ基同士が架橋された環状ビスイミノピリジン誘導体の合成を行っている。これらの配位子を基質として、特に歪んだ炭素-炭素結合や炭素-水素結合切断に高い活性を示す0価ルテニウム錯体を用い、メチレン鎖の炭素-炭素結合切断過程の量論反応と触媒反応について検討している。
新聞記述における伝承性と出版物における文化伝播の研究

平成13年度から14年度の研究の中で、伝承の近代的な変化とその要因について、印刷文化の中にこれを求め、印刷に伴う新しい印刷技術と洋紙の普及が、欠かせなかったことを新聞資料から「新聞と洋紙の近代史」(『にわたずみ(東アジアの出版文化の研究)』)などで明らかにさせた。また、宮崎県を中心とする地方新聞に焦点をあて「宮崎県における商業新聞の社会経済史的研究」(『元興寺文化財研究No.81』)として、明治34年に宮崎県で創刊した『日州濁立新聞』について、新たな知見とその分析を行った。大量の広告と投書は新聞に活況をもたらした。そこで新聞社とその印刷会社の存立基盤に付いて企業者を中心として述べ、新聞社の社会基盤とその現状について調査報告した。年度末報告書においては、「近代における公文印刷と新聞研究-宮崎県における公文登載に関する道府県資料」として、これまでの研究成果を基に、新たな資料発掘を行い、新聞印刷に関する政策的な側面について、公布式を中心に史料分析を行った。これまでの調査では、地方における新聞社と印刷業の関わりについての資料が数多く見いだされた。重要な点を簡略すると、従来は、都心部での印刷に関しては新聞紙条例の影響により、新聞社と印刷会社への連座制を恐れて、分離することにより印刷会社は工場の操業停止を回避していたことが指摘されるが、地方新聞社では明治20年から30年において公文印刷の大半を新聞社で請負っている実態(公報発行ではなくそのまま新聞に掲載させる契約書も多く)が数多く見受けられた。また、新聞社(≒印刷会社)は、公文印刷による収入によって、経営が成り立っている実態があり、出版停止になった場合でも印刷を許可するような、条例の例外規定を設けている地域まであった。これらのことにより、新聞は地方文化において非常に大きな情報伝達を担っていただけではなく、印刷業として地方文化の一端を担いながら、地方官庁の擁護を受けていたことが指摘できるが、投書欄に見受けられるような批判精神の醸成も指摘でき、印刷文化が次第に庶民に広がりつつある状況が理解できる。このように数多くの成果が得られたが、今後は、これらの検証を含めて伝承文化への影響について新聞及び公文を中心として印刷業を全国的に検討分析する必要性があると考えている。新聞を中心として、調査を行った。特に近代的新聞が整備され始めた1900年代を調査対象として着手した。これには新聞が現在のものに近い近代的な商業新聞へ変わる時期にあたり、新聞が政治的に自立しはじめた時期でもある。特に近代化として都市基盤の充実や、都市民の構成が変化した時期が、新聞や出版物の増加する時期と重なり出版物による情報が産業革命にも大きな影響を与えている。これらは地方にも及び産業革命前後から多くの出版物とともに、印刷機も各地に出回るようになり地方紙の発行も盛んになった。また、安価な出版印刷方法が開発されたことによって、役所では多くの公文書が複写されるようになり、初めて印刷が庶民へも拡がるようになった。特に1900年前後に町村の学校では、学生、教員が中心となり地域住民の社会調査や、歴史、民話、伝説の収集を行い、活版印刷、ガリ版印刷、こんにゃく版などの多種多様な印刷方法が採用され郷土誌が発行された。このような郷土誌の編集によって、初めて印刷出版を身近なものに変えていくことができたのではないかと考えられる。これらは、日清・日露戦後の国威発揚などといった側面もあり、政策的に作成された面もあろうが、郷土における学校教育での調査は非常に現実的な側面を持って作成されている。こうした出版物はどの地域でも作成されたにも関わらず、学校の統廃合による廃棄や保管場所の不備などにより、これらが散逸し残されているとはことはまれである。しかしながら宮崎、鹿児島地域には比較的多くの郷土史料が残されている。だが、これらの出版物も大正デモクラシーが終わる前後から、国威発揚などの国家的要素が加えられ神話中心の記述となり次第に消長した。今後もこれらを参考にしながら新聞との比較記事や伝承の変化について追跡調査及び比較検討を実施し、印刷方法などにも検討を加えていきたい。

重要な点を簡略すると、従来は、都心部での印刷に関しては新聞紙条例の影響により、新聞社と印刷会社への連座制を恐れて、分離することにより印刷会社は工場の操業停止を回避していたことが指摘されるが、地方新聞社では明治20年から30年において公文印刷の大半を新聞社で請負っている実態(公報発行ではなくそのまま新聞に掲載させる契約書も多く)が数多く見受けられた。また、新聞社(≒印刷会社)は、公文印刷による収入によって、経営が成り立っている実態があり、出版停止になった場合でも印刷を許可するような、条例の例外規定を設けている地域まであった。これらのことにより、新聞は地方文化において非常に大きな情報伝達を担っていただけではなく、印刷業として地方文化の一端を担いながら、地方官庁の擁護を受けていたことが指摘できるが、投書欄に見受けられるような批判精神の醸成も指摘でき、印刷文化が次第に庶民に広がりつつある状況が理解できる。このように数多くの成果が得られたが、今後は、これらの検証を含めて伝承文化への影響について新聞及び公文を中心として印刷業を全国的に検討分析する必要性があると考えている。
粒子成長を利用した液中ナノ粒子カウンタの開発

液中のナノ粒子を計測するために、KCl過飽和水溶液中にナノ粒子を導入し、粒子を成長させて光学的に検出する方法について検討した。その結果、粒子の成長時間80 s、過飽和度が1.0051.010の範囲で、0.3ミクロンの粒子が0.5ミクロン以上粒子に成長することが確認できた。層流型の粒子成長管を用いて、KClの不均一核生成による微小粒子の成長が確認されたが、均一核生成が抑制できる過飽和度の範囲は極めて小さく、またその絶対値も低いため、さらに微小な粒子を成長させるには如何に均一核生成を抑制するかが鍵となる。初年度では、液中のサブミクロン粒子の測定法を確立すると共に、装置の基本設計とモデル実験を中心に検討を行った。また,混合による,安定な過冷却水の形成について熱流体数値シミュレーションを用いて解析し、基本的な粒子成長部の設計を行った。さらに、壁面での氷核生成の抑制について,ナノ粒子検出装置を構成するパーツ(導入部,混合部,成長部など)をモデル化した実験装置を試作し,各パーツにおける氷核生成抑制効果を実験的に検証した。用いる氷核抑制物質としては,これまでの予備的検討で有効であったポリビニルアルコール(PVA)などの合成高分子をその分子量を変えて装置内壁材の表面にコーティングし,氷生成を抑制して安定に操作可能な条件を求めた。液中の粒子の検出には光散乱式の粒子カウンタ(OPC)が広く用いられている。しかし、粒子がナノサイズになると、散乱光強度が微弱になり、粒子の検出が困難になる。気体中のナノ粒子計測には、ナノ粒子表面にアルコール蒸気を凝縮させ、光学的に検出可能なサイズまで粒子成長させる、凝縮核計数器(CPC)が用いられる。しかし、液中のナノ粒子検出には有効な手法がない。本研究では、CPCと同様の原理で、過飽和溶液中の微粒子への溶質成分の核生成を利用することで、新たな液中ナノ粒子検出装置を開発することを目指した。本研究では、溶質成分に塩化カリウムKClを用い、粒径0.3ミクロンのPSL標準粒子の成長と検出を試みた。温度40°C一定に維持したKCl飽和溶液を、ポンプを用いて経路内に循環させ、そこに粒径0.3ミクロンのPSL粒子の懸濁液をシリンジポンプによって導入した。温度を下げると、溶液は過飽和状態となり、核成長管において、不均一核生成によって粒子表面にKClが析出して成長する。実験では、核成長管の長さを変えて滞留時間を12 sと80 sに変化させ、冷却温度を変えて、過飽和度に対する粒子個数濃度変化を測定した。滞留時間80 sにおいて、過飽和度が1.005から1.010の範囲で微小粒子個数の減少と、それに伴う粗大粒子の増加が確認でき、導入した0.3ミクロンのPSL粒子が不均一核生成により、0.5ミクロン以上に成長することが明らかとなった。層流型の成長管を用いてKClの不均一核生成による0.3ミクロンPSL粒子の成長を実証できた。これは粒子の不均一核生成による液中ナノ粒子検出の第一歩と言える。装置の基本設計に終始し、予備実験を行うだけに留まった。液中の粒子の計数には、気泡と粒子の区別を行う必要があり、液中粒子のバックグラウンド値を抑えるのにかなりの時間を費やした。化学工学昨年度の装置基本設計ならびに各構成パーツの操作条件を元に、連続流型のナノ粒子成長装置を試作し,ナノ粒子の成長効率を実験的に評価する。ナノ粒子を含む純水を低温状態で装置中心から供給し,その周りにシース流として添加剤を含む水溶液を導入する構造とする。このことにより過冷却状態は装置の中心部で形成されるため,ナノ粒子への添加剤(塩)の選択的吸着によって粒子表面での核生成と成長が促進されるとともに,管壁での結晶析出と粒子の損失を抑制することが同時に達成できると考えられる。このような装置内部の温度,流速ならびに添加剤濃度の分布は,前年度導入した,熱流体数値シミュレーションによっても検証する。初年度に追加して購入すべき配管系のポンプ等が必要になったため微量供給用チューブポンプ等の購入に充てる。
ラージエディ・シミュレーションによる前線の乱流構造の研究

前線や前線に伴う小規模擾乱の形成における小規模乱流の役割について、ラージ・エディ・シミュレーション(LES)により調べた。従来のメソモデルによる実験では前線の構造は、物理的にではなく、格子間隔などの計算の設定で決まっていた。本研究で行った実験では小規模な乱流を陽に解像することにより、前線を物理的に正しく表現することができた。一連の実験により、前線や前線に伴う小規模擾乱の物理的特性について調べ、それらが乱流の表現の仕方や前線強制などの外的要素にどう依存するか系統的に調べた。平成25年度は前年度構築したラージ・エディ・シミュレーション(LES)による前線の実験設定をもとに以下の感度実験を行った。1)前線強化の変化に対する前線構造の感度実験傾圧不安定に伴うシア変形による南北温度傾度の差分移流による前線強化の変化に対し、寒冷前線の前線層の幅や前線層における乱流構造、寒冷前線先端部の形状などがどのように変化するか、感度実験により調べた。その結果、前線強化が強まるにつれ前線層の幅は小さくなったが、ある閾値を超えると強いシアに起因した二次元的な組織的乱流構造が生じ、結果として平均的な前線層の幅が増大することが示された。また、組織的乱流構造に起因した波状の降水パターンが形成されることを示した。2)暖域下層の組織的大規模乱流構造の影響に関する感度実験寒冷前線の前方暖域には鉛直シアの影響を受けて生じたロール状の大規模乱流構造があり、前線の構造や降水に影響を及ぼす可能性が指摘されている。そこで、地表面摩擦係数を変えて摩擦に起因した鉛直シアを変えることでロール状の乱流構造がある場合とない場合を再現し、ロール状の乱流構造が、地上付近の寒冷前線の構造に与える影響について調べた。その結果、前線先端の水平シアが弱い場合は、ロール状の乱流構造が地上寒冷前線における収束に規則的な波状のパターンを作り、結果としてロール状の乱流構造と同じ波長の降水パターンが形成されることが分かった。一方、前線先端の水平シアが十分大きくなると、降水のパターン形成においては前線先端における水平シア不安定の影響が卓越することが示された。平成24年度は、LESを用いた前線の数値実験方法の確立を試みた。簡単のため、非断熱系を仮定し、雲微物理過程については考慮せずに実験を行った。現状の計算機資源では低気圧に伴う前線全体をLESを用いて計算することは不可能であるので、これまで申請者が前線の理想化数値実験で用いてきた方法を踏襲して、計算負荷の小さな水平・鉛直二次元のモデルを用いて実験を行った。具体的には、水平格子間隔1km程度の非静力学モデルで東西・鉛直方向の領域を取り、二次元の領域で前線強化実験を行った。領域の幅は4千kmとし、これにより前線全体の構造、メソスケールの循環を大まかに再現した。次に二次元非静力学モデルの出力値を側面境界値、初期値として利用し、前線を含む東西方向に100km、鉛直方向に数km程度の領域について格子間隔50mのLESによる実験を行った。格子間隔の粗いモデルにLESをネストする場合、モデルの境界で生じる数値的ノイズがLESの計算結果に影響を与えてしまうため、適切な境界条件の設定が不可欠である。そこで、見るべき領域の境界付近を中心とするLESモデルを別途走らせ、ノイズの影響の小さいモデル中央付近の出力値を改めて側面境界条件とするなど、ノイズの影響を極力軽減するための方法について検討を行った。これにより、二次元ではあるがLESによるある程度現実的な前線構造の再現が可能となった。また、一方向に周期境界条件を課した準三次元のLESモデルによる実験と領域大気モデルによる低気圧全体の再現実験も開始した。平成26年度はラージ・エディ・シミュレーション(LES)により、前線における融解冷却の効果に関する感度実験を行った。過去のレーダ観測により詳細な温暖前線、寒冷前線の構造が得られている事例について、融解冷却の効果に着目して前線構造の格子間隔依存性について調べた。融解冷却が小さいケースでは大気場は冷却に対して線形的に熱源応答し、結果の格子間隔依存性は弱く、冷却により生じる重力波による降雨帯形成が格子の大きさに依らず見られた。融解冷却が強いケースでは、格子間隔を小さくすると融解層内での成層の不安定化による小規模な積雲の発達が促進され、雲粒の併合による降水粒子の成長により降水が強化されることが確認できた。また、大気下層に融解冷却起源の冷気外出流が発達し、その先端で浅い対流性の降雨帯が形成することも確認された。研究期間全体を通じて得られた主要な成果として、まず、前線層における乱流を陽に解像する格子間隔で数値実験を行うことにより、現実的な前線構造が再現できたことが挙げられる。小規模乱流が陽に解像されることにより、前線面はある程度の幅を持つ乱流の強い前線層として表現された。

従来の数値実験では、前線に伴う小規模な擾乱のスケールや強さは物理的に決まるのではなく、計算格子間隔や数値粘性など、モデル依存したパラメータにより決まっていた。本課題で行った数値実験で再現された降水の微細構造やシア不安定波などの各種擾乱は物理的に意味のあるものであり、擾乱の特性や環境場依存性について得られた知見は重要であると考えられる。また、本研究課題で得られた結果は現象の物理的な理解に基づく雲解像モデルのパラメタリゼーションの精度向上に資すると考えられる。気象学当初予定していた実験はほぼ遂行できており、前線に伴う擾乱について、過去の観測例とも整合的な結果が得られている。また、前線強化などのパラメータに対する乱流構造の変化など、興味深い結果が得られている。平成24年度は、LESを用いた前線の数値実験方法の確立は十分にできたと考えている。しかし、計画していた前線構造を物理的に表現するために必要とされる空間解像度についての検討・考察までは行うことができなかった。この点で当初の計画よりもやや遅れている。将来的には数値予報においても大規模な乱流を陽に表現するLESが用いられることが望ましいが、当面はは計算負荷の少ない、より格子の粗い非静力学モデルが数値予報に使われると考えられる。今後は、LESを用いた基礎的な感度実験を行いつつ、LESの結果と非静力デルの実験結果を比較することで、雲解像モデルの乱流パラメタリゼーションの改良・開発も視野に入れて研究を推進する予定である。平成24年度に行った数値実験は、予備的なものであったため、主にパーソナルコンピュータを用いて行ったが、今後は計算をより速く実行し多数の実験を行うため、大規模な計算には北海道大学情報基盤センターのスーパーコンピュータを利用する計画である。また、研究成果を国内外の学会で積極的に発表することで、関連分野の研究者との議論を通して研究を推進させたいと考えている。該当なし
高度成長下での産業転換と労働者家族の移住過程：石炭産業における大規模移動の動態

本研究は、戦後日本における産業転換の進展と、それに遭遇した労働者とその家族の再就職・移住・定着の動態的過程を、マクロ水準での統計的記述とミクロ水準での個別事例の両者から把握し、労働者家族の移動の視点から戦後史を再編することを目的とする。その際、戦後日本で最も初期に発生した大規模な産業転換として、石炭産業を取り上げる。本研究は、申請者らが長期にわたって実施してきた炭鉱離職者の再就職過程に関する調査研究成果を基に、労働者・家族の長期にわたる移動・移住過程の全体像を把握し、産業転換と労働者家族の社会移動に関する研究と移住研究とを連結する包括的社会学研究に位置づけられる。
膵炎および膵発癌におけるナルディライジンの役割の検討

本研究室では、ナルディライジン(Nardilysin;Nrdc)の消化器臓器における役割について検討している。本研究では、膵特異的にNrdcを欠失させたマウス(Nrdc-cKOマウス)を用いて、平成31年3月31日までに以下の検討を行った。(1) Nrdc-cKOマウスの膵に、腺房導管異形成(acinar to ductal metaplasia:ADM)、アポトーシス、膵萎縮を伴う慢性膵炎が自然発生していた。このことから、マウスにおいて、膵のNrdcは膵炎の発生を抑制していることが分かった。(2)三次元培養を用いた実験系により、Nrdc-cKO膵のADM形成は、主に非細胞自律的であることが示された。一方、生後3週のNrdc-cKO膵の膵外分泌細胞ではいくつかのケモカインの発現が亢進していることが示され、ケモカインの過剰発現によって膵炎が引き起こされている可能性が示唆された。(4)NRDCの免疫染色を用いた検討により、ヒト膵癌の一部でNRDCが欠失していた。このことから、NRDC欠失がヒト膵癌形成に関与している可能性が示唆された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、膵組織におけるNrdcの役割を明らかにするため、膵特異的にNrdcを欠失させたマウス(Nrdc-cKOマウス)を用いて、平成30年3月31日までに以下の検討を行った。(1)予備的解析で、Nrdc-cKOマウスに腺房導管異形成(acinar to ductal metaplasia:ADM)を伴う膵炎が自然発生することが分かっていた。本研究で、アポトーシス、細胞増殖、炎症細胞の浸潤、線維化等について詳しく解析した結果、Nrdc-cKO膵では、アポトーシスと細胞増殖が共に亢進し、繊維化領域が著明に増加していることが分かった。また、膵組織qRT-PCRでの解析によって、Nrdc-cKO膵では炎症性サイトカイン、炎症性ケモカインの発現が上昇していることが分かった。(2) Nrdc-cKOマウス膵に生じるADMが、細胞自律的か非細胞自律的かを検討するため、まだ炎症が著明でない、生後3週のNrdc-cKO膵から膵外分泌細胞を単離し、単離した膵外分泌細胞の3次元培養を行ったところ、Nrdc-cKO膵の膵外分泌細胞も、野生型マウス膵の膵外分泌細胞と同様、ADMの形成はほぼ認められなかった。ここから、Nrdc-cKO膵のADM形成は、主に非細胞自律的であることが示された。(1)Nrdc-cKO膵や、Nrdc欠失膵外分泌細胞について、マイクロアレイなどの網羅的解析を行う。(2)アデノウイルスベクターを用いて、Nrdc欠失膵外分泌細胞を作成し解析する。間質細胞との共培養や、抗炎症効果のある薬剤の投与などを行い、膵炎が自然発生するメカニズムについて検討する。(4)ヒトの手術検体について、Nrdcに関する解析を行う。また、膵炎や膵癌に関するデータベースを用いて、Nrdcの膵炎、膵癌の発生における役割について検討する。
２光子励起顕微鏡を用いたケロイド内膠原線維のライブイメージングとその解析

本年度までにヒトケロイド・肥厚性瘢痕・正常皮膚サンプルを15例採取し、二光子顕微鏡による観察を行った。皮膚サンプル内のコラーゲンおよびエラスチン繊維の観察は約250μmの深さまで行うことが可能であった。得られた画像に対し、Image Jによる解析に加え幾何学専門家による解析を行った。これにより以下の結果が得られた。1正常皮膚サンプル中にはエラスチンを豊富に認めたがケロイド・肥厚性瘢痕中にはほとんど認めなかった。2体幹(胸腹部)において正常組織およびケロイドを比較したところ正常組織の方がケロイドに比べ頭尾側方向に配列していることが分かった。また、ケロイドの方が繊維の方向性について分散が少ない傾向にあった。3体幹のケロイドの方が耳垂ケロイドに比べ頭尾側方向の配向がやや高かった。また、体幹と耳垂では繊維の方向性の分散に差は認められなかった。4orientation index(OI)の平均値は体幹ケロイド:0.58、耳垂ケロイド:0.58、正常皮膚:0.57であり、補正OIは体幹ケロイド:0.52、耳垂ケロイド:0.45、正常皮膚:0.54であった。これらの結果より以下の考察を行った。1ケロイドや肥厚性瘢痕ではコラーゲンの生成が多いため、エラスチンの生成が進まないと考えられる。これが瘢痕の硬さにつながっている。2ケロイドではkeloid bundleと呼ばれる繊維束を形成することがあり、繊維方向の分散が少なくなっていると考えられる。3胸腹部は力学的刺激を受けやすいため、周囲環境の力学的刺激がコラーゲン繊維の配向に影響を与えた可能性が考えられる。本年度までにヒトケロイド・肥厚性瘢痕・正常皮膚サンプルを15例採取しImage Jによる解析に加え幾何学専門家による解析も行っており、ある程度の成果が得られているが、手術により得られるヒトケロイド検体数が思ったより少なかったことにより解析を行うに十分なサンプルとは言えない。サンプル数の追加および病理検査、動物モデルでの評価などが追加で必要である。今後は解析を進めるにあたり必要なサンプル数を加えること、病理組織検査を行うこと、動物モデルでの評価を行うことを予定している。ケロイドは、外傷や手術などが原因で皮膚組織が線維増殖性に盛り上がる疾患であり、疼痛やかゆみなどを伴うため患者のQOLを著しく低下させる。治療はステロイド外用や局所注入、手術、電子線治療などが一般的に行われているが、再発率が高く難治性である。最近ケロイドの形成や悪化に膠原線維の異常産生や配向の乱れが関与していると考えられているが、詳細な病態の解明には至っていない。本研究の目的は、2光子励起顕微鏡を用いて組織を固定しない状態でケロイド内の膠原線維(コラーゲン、エラスチンなど)を観察し、正常組織や肥厚性瘢痕との特性の相違を検討することである。ケロイドを動物モデルで作成することは困難であるため、本研究では人のケロイドから採取した組織を用いて研究を行っている。本年は手術時に破棄するヒトケロイド組織などを利用することに関して名古屋大学医学部附属病院倫理委員会の承認を得た。また、これに基づき若干名の患者より組織の提供を受け、二光子顕微鏡を用いた観察を行った。二光子顕微鏡で観察するために種々の設定を試み、最適な設定の調整を行うことに成功した。得られた画像からはケロイド内のコラーゲン繊維が観察された。これは、正常の皮膚内のコラーゲンと同様、ランダムな配列となっていた。エラスチンについては有効な観察ができなかった。現在は組織毎に繊維配列が異なるかどうかにつき、得られた画像の解析を進めている。また、in vitro及びin vivoの動物実験にも順次着手する予定である。予定通り、ヒトのケロイド組織を用いて観察を行えている。顕微鏡の設定などに時間がかかったが、これはクリアされており次のステップへと進むところである本研究の目的は、2光子励起顕微鏡を用いて組織を固定しない状態でケロイド内の膠原線維(コラーゲン、エラスチンなど)を観察し、正常組織や肥厚性瘢痕との特性の相違を検討することである。ケロイドは皮膚組織が線維増殖性に盛り上がる疾患であり、痛みやかゆみ、変形があり患者のQOLを著しく低下させる。ケロイドが形成される大きな要因の一つと考えられている物理刺激による膠原線維の異常産生や配向の乱れについては、これまでの膠原線維を観察する方法では組織採取及び固定、染色という過程が必要であったため生体内での継時的な観察が不可能であった。2光子顕微鏡によるライブイメージングでは自然な状態での継時的な観察が可能であり、ケロイドの病態や原因の解明に大きく役立つものと考えている。本年の研究では前年に引き続いてケロイドの切除手術を行なった患者5人より書面にて同意を得、顕微鏡での観察を行なった。耳介、胸部、肩など、ケロイドの好発部位を含む8検体から、合計18箇所の観察を行なった。患者背景がそれぞれ異なるため、検体一つ一つについてJSWスケールを用いケロイド体質の程度を評価を行い記録した。前年と同様、2光子顕微鏡を用いた観察ではケロイド組織内にコラーゲン繊維が充満し、不規則に配列している様子が観察された。エラスチンが確認される検体とそうでない検体が存在した。また、本顕微鏡では3次元方向にも観察が可能であり、立体的な画像を撮影することに成功している。

検体によって配列の印象が異なっており、繊維配列について現在アルゴリズムを用いた解析を行っている。2光子顕微鏡の設定や、これを用いた検体の観察にやや時間がかかっている。また、現在撮影した画像の解析に用いるアルゴリズムの調整を行っており、解析に時間がかかっている。本年度までにヒトケロイド・肥厚性瘢痕・正常皮膚サンプルを15例採取し、二光子顕微鏡による観察を行った。皮膚サンプル内のコラーゲンおよびエラスチン繊維の観察は約250μmの深さまで行うことが可能であった。得られた画像に対し、Image Jによる解析に加え幾何学専門家による解析を行った。これにより以下の結果が得られた。1正常皮膚サンプル中にはエラスチンを豊富に認めたがケロイド・肥厚性瘢痕中にはほとんど認めなかった。2体幹(胸腹部)において正常組織およびケロイドを比較したところ正常組織の方がケロイドに比べ頭尾側方向に配列していることが分かった。また、ケロイドの方が繊維の方向性について分散が少ない傾向にあった。3体幹のケロイドの方が耳垂ケロイドに比べ頭尾側方向の配向がやや高かった。また、体幹と耳垂では繊維の方向性の分散に差は認められなかった。4orientation index(OI)の平均値は体幹ケロイド:0.58、耳垂ケロイド:0.58、正常皮膚:0.57であり、補正OIは体幹ケロイド:0.52、耳垂ケロイド:0.45、正常皮膚:0.54であった。これらの結果より以下の考察を行った。1ケロイドや肥厚性瘢痕ではコラーゲンの生成が多いため、エラスチンの生成が進まないと考えられる。これが瘢痕の硬さにつながっている。2ケロイドではkeloid bundleと呼ばれる繊維束を形成することがあり、繊維方向の分散が少なくなっていると考えられる。3胸腹部は力学的刺激を受けやすいため、周囲環境の力学的刺激がコラーゲン繊維の配向に影響を与えた可能性が考えられる。本年度までにヒトケロイド・肥厚性瘢痕・正常皮膚サンプルを15例採取しImage Jによる解析に加え幾何学専門家による解析も行っており、ある程度の成果が得られているが、手術により得られるヒトケロイド検体数が思ったより少なかったことにより解析を行うに十分なサンプルとは言えない。サンプル数の追加および病理検査、動物モデルでの評価などが追加で必要である。引き続きヒトのケロイド組織の観察を行うとともに、採取した組織を用いたin vitroの実験及び動物実験を進める予定である。一部の解析に遅れが生じているが、概ね順調であり、方向性の変更は必要ないと考える。今後は検体のサンプルをもう少し増やすと同時に正常皮膚や肥厚性瘢痕などのサンプルの評価も行い、解析を進めていく予定である。また、in vitroの研究も随時開始していく予定である。今後は解析を進めるにあたり必要なサンプル数を加えること、病理組織検査を行うこと、動物モデルでの評価を行うことを予定している。本年度はヒトの組織を用いてケロイド組織を観察することに重点を置いている。そのため、研究費の多くは観察に必要な共同設備の使用費や固定などに用いる試薬に当てられた。in vitro、in vivoの実験に必要な試薬や器具については本年度は購入しておらず、来年度に用いる予定である。
視覚皮質における活性化拡散を指標とする視覚情報処理過程の解析

特定の位置に注意を向けたとき、その位置が含まれる物体やまとまり全体に注意が広がる傾向があることが知られている。本研究は脳活動の高い時間解像度を持つ脳波・事象関連電位を用いて、出現した物体に対する注意拡散の様相を検討した。複数の実験の結果から、以下の3段階の注意過程が同定された。物体出現後150 ms付近における図として表象された知覚的まとまりへの注意拡散、250 ms付近における分離された物体の選択、350 msにおけるトップダウン的な注意と注意拡散の相互作用過程である。さらにこれら過程には系統的な個人差があることも見出された。1.これまでの多くの研究が、群化による注意誘導がN1成分に反映されることを示していたが、形類似性に関しては例外的にN2に同定された(Kasai et al., 2011)。しかし群化強度を統制したところ、やはり形類似性によりN1注意効果が変動した。(竹谷隆司が担当し、国際学会および国内研究会で発表)2.アモーダル補完刺激に対するN1注意効果が、一般大学生における自閉症特性の増加によって増大した。すなわちこの効果が視覚皮質における強制的広域空間統合の個人差を反映することが明らかにされた。(国内学術雑誌に印刷中)3.領域共通性によるN1注意拡散効果が、一般大学生におけるADHD(注意欠陥多動性障害)高群において左注意時に消失することが示された。これは、知覚の体制化による刺激駆動的な注意誘導作用が、能動的な注意焦点化機能と拮抗することを示唆する。(山田優士が担当し、国内外の学会で発表)4.文字列や顔など過学習された視覚パタンに対して、それらパタンに特有なERP応答(N170)に重複して、ERPの注意拡散効果が同定された。(文字列は奥村安寿子が担当し、国際会議で発表;顔は留学生のXinfang Dingが担当し、技術報告として発表)5.N1に後続して現れるP2注意効果が、両側刺激をそれぞれ囲んだ分離条件で囲みのない中立条件よりも増加し、一方、N2注意効果は両側刺激を全体して囲んだ共通条件で中立条件より減少した。この結果は、これら2つの空間的注意効果が知覚的体制化の異なる側面に関わることを示唆する。(李旻昊が担当し、国内研究会で発表)6.線画物体の連結によって、P2成分の注意効果が課題難易度によらず減少した。これはP2注意効果が、境界によって分離された物体の選択を反映することを示す。(国際学術誌に投稿準備中)本研究はヒト視覚皮質における広域空間統合処理の性質を、注意による片側空間の要素の活性化が、群化により両側へと拡散することを反映する事象関連電位(event-related potential, ERP)を用いて検討した。最終年度は主に以下の成果を得た。(1)課題負荷による注意焦点化が初期の注意拡散効果を調節するかを調べた。しかしこれまで頑健に生じてきた拡散効果が消失し、連結線の出現による注意補足が注意拡散を妨害したことを示す結果が得られた。これは左右に相同の刺激を用いたことで刺激文脈が単調になったためと考えられ、初期の注意拡散は定位反応に依存することが示唆される。(2)領域共通性による注意拡散過程における性差を分析した。そこで刺激提示後約70 msから始まる初期の注意誘導効果は女性で大きいことが判明した。研究期間全体を通して、本研究は一連の実験において3段階の注意拡散過程を同定し、ヒト視覚皮質における広域空間統合処理が一定の時間・順序で生じることを観察した。特に刺激提示後約150 msに外側後頭部で生じる統合処理は物体の同定に寄与し、群化要因の種類によらず図を表現する感覚増強メカニズムを介することが明らかにされた。その後200-400 msに生じる2段階の注意拡散効果は物体の出現に伴う事態に特異的に同定され、より高次の物体表象に関わるとともに、後者は焦点的注意の影響を受けることが示された。本研究はさらにそれら注意拡散過程に健常者の発達障害特性や性差による個人差があることも見出した。本研究成果は、ヒトの視覚皮質における統合処理過程の様相の理解と、個々人の視覚統合機能の評価方法の開発に寄与すると考えられる。本研究は、事象関連電位(event-related potential, ERP)の注意拡散パラダイムを用いて、さまざまな刺激・課題文脈における視覚皮質上の活性化拡散過程を検討し、視覚情報処理の順序・時間の可変性を明らかにすることを最終目標とする。初年度である平成23年度は、さまざまな群化要因による注意拡散過程を同定することを目的とし、複数の群化要因ならびに文字列における語彙性を操作した一連の実験を行った。その結果、以下の知見を得た。