hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インナーユニット機能を用いた尿失禁体操の開発と評価

両群共に介入前に比べ,腹横筋厚,多裂筋横断面積および骨盤底拳上量,尿失禁回数,ICIQ-SFの改善がみられた.12週後のそれぞれの骨盤底拳上量の平均値は,PFM群で5.2mm,IU群で5.8mmであった.これは第4章で得たcut-off値の4.88mmより上回っており,抵抗運動時の骨盤底拳上量は有意に増大した.群間を比較すると,全ての筋の動作課題でPFM群に比べIU群で有意な向上がみられた.尿失禁消失率は,PFM群で44.4%,IU群で78.7%であり, PFMトレーニングに比べIUを用いたトレーニングはSUIに対し有用であることが示唆された.中高年女性における腹圧性尿失禁に対し,これまでは骨盤底筋群のみを収縮させる運動が推奨されてきました。しかし、今回の研究においてインナーユニット機能(腹部の深部にある筋群)を用いた尿失禁トレーニングは従来の骨盤底筋群のみを収縮させるトレーニングにくらべ筋収縮力の向上、尿失禁回数の減少、生活の質の向上がみられた。26年度はインナーユニットが協調的に活動しているかを確認することと、超音波画像診断装置による膀胱底拳上量の測定信頼性を検討することが主な計画であった。骨盤底筋群の評価には骨盤底筋の機能評価法として妥当性が示されている膀胱底拳上量を用いた。超音波画像診断装置による膀胱底拳上量の測定は高い信頼性が得られたため、研究を順調に進展することができた。今後は研究の対象が地域在住女性であるため、今年度から募集を行い20名程度であるが同意を得られている。28年度は、腹圧性尿失禁を有する中高年女性に対しインナーユニット機能を用いた尿失禁体操が有効であるかを調査する。対象者の募集には、広報誌やポスターの掲示を通して研究協力を呼びかける。介入研究であるため、体操実施状況を把握するための評価用紙の考案や、継続して体操が行えるような環境作りについて検討する必要がある。ウィメンズヘルス27年度は、腹圧性尿失禁とインナーユニットの関係について調査を行う。このため、対象が地域在住女性となるため広報誌などを通し研究協力を呼びかける必要がある。さらに対象者を尿失禁と非尿失禁を分別する必要があり、尿失禁の有無を評価するための質問紙や身体機能評価項目の検討を行う。超音波画像診断装置の操作がスムーズに可能となり、研究協力者が不必要であった。また、研究に参加してくださる対象者への謝礼を考えていたが測定値を個人にフィードバックし、運動処方することで謝礼の必要がなくなったため。今年度の研究では対象者がボランティアで研究に協力してくれたため、人件費の必要がなかったため。研究に参加してくださる地域在住女性への謝礼として使用予定である。腹圧性尿失禁に対するインナーユニット機能を用いた介入効果は新規的であり、臨床現場において重要な結果であるため国内、海外の学会で発表するための学会参加費やポスター作製、旅費等に使用する。さらに、今回の研究で各学会で発表してきたものを論文化するため、校正費や投稿費として使用予定である。27年度の研究では対象が地域在住女性のため、対象者への謝礼に使用する予定である。
色運動錯視およびフラッシュラグ効果を用いた視覚情報統合過程に関する研究

輝度,色,形態,奥行き,運動などの視覚情報は,異なる領野において処理された後(視覚の機能局在),それらが統合されるが,その統合過程(Binding problem)についてはまだほとんど明らかになっていない.本研究では,色運動非同期錯視と呼ばれる錯視を用いて,知覚的同期に基づく色と運動の統合過程について検討した.まず初めに心理物理実験を行うことで,色や運動などの刺激属性に付けられたタイムマーカーのマッチングを行うことで情報統合が行われているとするタイムマーカーモデル(Nishida and Johnston,2002)の検証を行った.このモデルに対して否定的な研究がいくつか報告されていたが,これらの結果がアーティファクトによるものであることを明らかにするとともに,タイムマーカーが各情報処理の終点ではなく始点につけられることを示した.続いて,この刺激に対するMEG反応を計測した.本錯視では,色変化と運動方向変化の同期知覚が,物理的に同期していない条件において成立するため,本実験により物理的同期ではなく,知覚的同期に特化した脳活動の計測が可能である.そこで,1.色の反転,2.運動方向の反転,3.色と運動方向の反転(両者が物理的に同期),4.色と運動方向の反転(運動が100ms先行),の四刺激に対するMEG計測を行った.心理物理実験により,3の刺激では被験者が色と運動を同期して知覚せず,4の刺激では両者を同期して知覚することを確認した.色反応と運動反応の相互作用を,3,4それぞれの反応から,1の反応と2の反応の和を差し引くことによって定義し,この相互作用を時間周波数領域において算出した.その結果,ガンマ帯(30Hz-)における相互作用が,知覚的同期の条件において有意に大きくなったことから,ガンマ帯の活動が運動情報と色情報の統合に関与している可能性が示唆された.輝度,色,形態,奥行き,運動などの視覚情報は,異なる領野において処理された後(視覚の機能局在),それらが統合されて,一つの物体としての知覚が成立することが知られている.この統合過程(Binding Problem)についてはまだ明らかになっておらず,脳研究の最重要課題の一つと考えられている.本実験では,色運動非同期錯視と呼ばれる錯視を用いて,知覚的同期に基づく色と運動の統合過程について検討した.この錯視は,2Hz程度の比較的早い周波数で刺激の色と運動方向が同期して変化すると両者がずれて知覚される現象であり,運動方向の変化を100ms程度先行させた場合に,両者が同期して知覚される.本錯視では,色変化と運動方向変化の同期知覚が,物理的に同期していない条件において成立するため,この刺激を用いたMEG計測により,物理的同期ではなく,知覚的同期に特化した脳活動の計測が可能である.そこで,1.色の反転,2.運動方向の反転、3.色と運動方向の反転(両者が物理的に同期),4.色と運動方向の反転(運動が100ms先行),の四刺激に対するMEG計測を行った.心理物理実験により,3の刺激では被験者が色と運動を同期して知覚せず,4の刺激では両者を同期して知覚することを確認した.色反応と運動反応の相互作用を,3,4それぞれの反応から,1の反応と2の反応の和を差し引くことによって定義し,この相互作用を加算波形,時間周波数領域の双方で算出した.その結果,加算波形の相互作用は,知覚的同期,非同期の条件間で有意に異ならなかった.一方,時間周波数領域における相互作用を算出した結果,ガンマ帯(30Hz-)における相互作用が,知覚的同期の条件において有意に大きくなった.このことから,ガンマ帯の活動が運動情報と色情報の統合に関与している可能性が示唆された.輝度,色,形態,奥行き,運動などの視覚情報は,異なる領野において処理された後(視覚の機能局在),それらが統合されるが,その統合過程(Binding problem)についてはまだほとんど明らかになっていない.本研究では,色運動非同期錯視と呼ばれる錯視を用いて,知覚的同期に基づく色と運動の統合過程について検討した.まず初めに心理物理実験を行うことで,色や運動などの刺激属性に付けられたタイムマーカーのマッチングを行うことで情報統合が行われているとするタイムマーカーモデル(Nishida and Johnston,2002)の検証を行った.このモデルに対して否定的な研究がいくつか報告されていたが,これらの結果がアーティファクトによるものであることを明らかにするとともに,タイムマーカーが各情報処理の終点ではなく始点につけられることを示した.続いて,この刺激に対するMEG反応を計測した.本錯視では,色変化と運動方向変化の同期知覚が,物理的に同期していない条件において成立するため,本実験により物理的同期ではなく,知覚的同期に特化した脳活動の計測が可能である.そこで,1.色の反転,2.運動方向の反転,3.色と運動方向の反転(両者が物理的に同期),4.色と運動方向の反転(運動が100ms先行),の四刺激に対するMEG計測を行った.心理物理実験により,3の刺激では被験者が色と運動を同期して知覚せず,4の刺激では両者を同期して知覚することを確認した.色反応と運動反応の相互作用を,3,4それぞれの反応から,1の反応と2の反応の和を差し引くことによって定義し,この相互作用を時間周波数領域において算出した.その結果,ガンマ帯(30Hz-)における相互作用が,知覚的同期の条件において有意に大きくなったことから,ガンマ帯の活動が運動情報と色情報の統合に関与している可能性が示唆された.
非接触計測による周方向ガイド波共振を利用した配管の高効率非破壊評価

研究代表者は,これまでレーザ光をパイプのような薄板状材料表面に照射して発生する弾性波を用いた損傷画像化手法を研究してきた.その中で,損傷はレーザが照射できる領域のみ画像化することが可能であり,配管などでは,パイプの裏側のレーザ照射が不可能な領域にある減肉を検出することは不可能であった.そこで,本研究ではパイプの周方向を伝搬する弾性波の共振を利用することで,レーザ照射できないパイプの裏側にある減肉を検出する手法を検討している.初めにファイバレーザにkHzオーダーの変調信号を与えてレーザ出力を制御し,それと同期した弾性波受信信号を収録できるシステムを構築した.これにより,パイプに変調をかけたレーザ光を照射することで,変調信号に対応する周波数の弾性波を発生させることができ,その周波数を理論的に求められる周方向共振周波数に一致させると,明瞭な共振状態が得られることが実験的に示された.また,レーザ光を走査して,受信される共振ピークでマッピングしたところ,周方向共振パターンに対応する縞模様が得られ,この共振が周方向共振であることが確認された.さらに,この共振パターンは裏に減肉がある箇所において途切れるという実験結果が得られた.このことは,このガイド波の周方向共振の計測がパイプの裏側の減肉の検出への適用可能性があることを示している.しかし,本手法では,円周方向の共振以外にも軸方向の共振の影響を大きく受けることがあり,配管の非破壊評価において大きな問題となりうることも分かった.実験システムも完成し,理論に合う良好な結果が得られた上,配管の非破壊検査を行う上での指針が得られている.また,論文や学会発表という形で成果を発表することもできている.これまでの研究において,構築した実験システムのより周方向ガイド波の共振を実現することができた.今後は,この周方向ガイド波を用いたセンサの開発を進める.特に,パイプに周方向の溝を彫った構造に対し,その溝に沿って伝搬するガイド波の共振を利用することで,高効率のセンサとして利用できると考えており,その基礎実験を行っていく.研究代表者は,これまでレーザ光をパイプのような薄板状材料表面に照射して発生する弾性波を用いた損傷画像化手法を研究してきた.その中で,損傷はレーザが照射できる領域のみ画像化することが可能であり,配管などでは,パイプの裏側のレーザ照射が不可能な領域にある減肉を検出することは不可能であった.そこで,本研究ではパイプの周方向を伝搬する弾性波の共振を利用することで,レーザ照射できないパイプの裏側にある減肉を検出する手法を検討している.初めにファイバレーザにkHzオーダーの変調信号を与えてレーザ出力を制御し,それと同期した弾性波受信信号を収録できるシステムを構築した.これにより,パイプに変調をかけたレーザ光を照射することで,変調信号に対応する周波数の弾性波を発生させることができ,その周波数を理論的に求められる周方向共振周波数に一致させると,明瞭な共振状態が得られることが実験的に示された.また,レーザ光を走査して,受信される共振ピークでマッピングしたところ,周方向共振パターンに対応する縞模様が得られ,この共振が周方向共振であることが確認された.さらに,この共振パターンは裏に減肉がある箇所において途切れるという実験結果が得られた.このことは,このガイド波の周方向共振の計測がパイプの裏側の減肉の検出への適用可能性があることを示している.しかし,本手法では,円周方向の共振以外にも軸方向の共振の影響を大きく受けることがあり,配管の非破壊評価において大きな問題となりうることも分かった.実験システムも完成し,理論に合う良好な結果が得られた上,配管の非破壊検査を行う上での指針が得られている.また,論文や学会発表という形で成果を発表することもできている.これまでの研究において,構築した実験システムのより周方向ガイド波の共振を実現することができた.今後は,この周方向ガイド波を用いたセンサの開発を進める.特に,パイプに周方向の溝を彫った構造に対し,その溝に沿って伝搬するガイド波の共振を利用することで,高効率のセンサとして利用できると考えており,その基礎実験を行っていく.パイプ試験体を自前で製作して,基礎実験を行ったことから消耗品費を抑えることができた.その分は,本年度においてセンサへの適用実験を行う上で,対象サイズが大きく異なる(小さくなる)ことに伴うシステムの改修費に充てる.
リポジトリを用いたソフトウェア開発支援に関する研究

本研究ではリファクタリングをはじめとするプログラム改善を支援するために,版管理リポジトリに蓄えられたプログラムの変更履歴を解析する手法を提案している.本年度の具体的な成果は以下の通りである.1.プログラムとその履歴の分析環境の構築:リファクタリングをはじめとするプログラム改善の支援のためには,ソフトウェアやその進化の実例を十分に分析することが重要である.そのため,特定のリファクタリング事例に関連する他の変更を分析できるよう,特定の変更と関連する一連の変更列を版管理リポジトリから抽出する手法を提案し,さらにその変更列の閲覧方法を検討した.また,効率よくリファクタリング事例を分析できるよう,すでに開発してあるリファクタリング事例の抽出機構との連結方法を検討した.さらに,ソフトウェア進化の分析のためには対象ソフトウェアの設計情報を考慮することが重要と考え,プログラム中で使用されているデザインパターンを抽出し分析できるよう整備した.以上をプログラム分析環境として設計し,その実装を行った.2.メトリクスの変動に基づくプログラム改善の支援:プログラム改善の支援やプログラムの進化の予測のためには,プログラムの構造的側面のみならず,数量的な側面にも着目することが重要であると考え,プログラム変更によるソフトウェアメトリクスの値の変化を分析し,特徴的な変化をパターンとして蓄え不適切な変更を検出する手法を提案した.また,それを用いてソフトウェア開発環境を拡張し,プログラム変更の支援を行うインタフェースについて検討した.これにより,これまでに開発したプログラムの構造的変化に着目した支援手法と合わせ,プログラムの二種類の側面の変化からプログラム改善の示唆を行うことが可能となった.本年度は,版管理リポジトリを利用した,リファクタリングの実例やリファクタリング支援のための知識を抽出するための手法の提案及びその実現ツールの開発を行った.また,変更履歴を利用したリファクタリング支援プログラムの開発も継続して行った.具体的な成果は以下の通りである.1.リポジトリからのリファクタリング実例の抽出版管理リポジトリ中に差分の集合として格納されたプログラムの変更履歴からリファクタリング操作を抽出するためには,複数のリファクタリングが混在して行われた場合を正しく検出する必要がある.この技術では,グラフ探索手法を応用して,行われたリファクタリングを段階的に検出する.さらに,抽出したリファクタリングを効率的に保存・閲覧するためのリポジトリの設計を行った.2.リポジトリからのリファクタリング支援情報の抽出リファクタリング支援のためには,過去に行われたソフトウェア進化の実例を参考にすることが有用である.版管理リポジトリを解析し,行われた変更とその間の関係を細粒度で形式的に表し,その特徴を抽出する機構の開発を進めた.3.変更履歴を利用したリファクタリング支援リファクタリングの機会を自動的に提供する場合では,開発者の妨げにならないよう,ソフトウェア開発環境と連携し開発者の意図を汲むのが望ましい,これまでに作成した,開発者が行ったソースコードへの編集の履歴を利用したリファクタリング支援ツールを,他の変更も並行して利用することのできるよう整備した.本研究ではリファクタリングをはじめとするプログラム改善を支援するために,版管理リポジトリに蓄えられたプログラムの変更履歴を解析する手法を提案している.本年度の具体的な成果は以下の通りである.1.プログラムとその履歴の分析環境の構築:リファクタリングをはじめとするプログラム改善の支援のためには,ソフトウェアやその進化の実例を十分に分析することが重要である.そのため,特定のリファクタリング事例に関連する他の変更を分析できるよう,特定の変更と関連する一連の変更列を版管理リポジトリから抽出する手法を提案し,さらにその変更列の閲覧方法を検討した.また,効率よくリファクタリング事例を分析できるよう,すでに開発してあるリファクタリング事例の抽出機構との連結方法を検討した.さらに,ソフトウェア進化の分析のためには対象ソフトウェアの設計情報を考慮することが重要と考え,プログラム中で使用されているデザインパターンを抽出し分析できるよう整備した.以上をプログラム分析環境として設計し,その実装を行った.2.メトリクスの変動に基づくプログラム改善の支援:プログラム改善の支援やプログラムの進化の予測のためには,プログラムの構造的側面のみならず,数量的な側面にも着目することが重要であると考え,プログラム変更によるソフトウェアメトリクスの値の変化を分析し,特徴的な変化をパターンとして蓄え不適切な変更を検出する手法を提案した.また,それを用いてソフトウェア開発環境を拡張し,プログラム変更の支援を行うインタフェースについて検討した.これにより,これまでに開発したプログラムの構造的変化に着目した支援手法と合わせ,プログラムの二種類の側面の変化からプログラム改善の示唆を行うことが可能となった.
アイスランド語発音辞典データベース構築のための記述言語学的基礎研究

臨地調査を通じて、本研究の課題であるアイスランド語の「アクセント」・「前気音」・「子音の無声化」に関して以下の事実を明らかとした: i)アクセントは語の構造を問わず、基本的には第一音節(左端の音節)に現れるが、全く例外が無いわけではなく、比較的新しい外来語や話者にとって馴染みの無い外来語の場合は例外的に第一音節以外にアクセントが置かれる; ii)前気音の出現はアクセント(強勢)の有無と密接に関連する; iii)子音の無声化は語中のみならず語と語の境界でも起こり得る。本研究課題に付随してイントネーションに関する興味深い事実が明らかとなった:疑問文の文末音調は一貫して下降調である。研究実施計画に沿って、1.資料採取、2.分析・解釈作業、3.電子化作業、4.研究成果の公表の4項目に分けて平成27年度の研究実績を報告する。1.資料採取:平成27年9月と平成28年3月の二度に渡り、アイスランド共和国レイキャヴィーク市にて母語話者一名を調査協力者(インフォーマント)として実地調査を行った。アジア・アフリカ言語文化研究所(1967)の『基礎語彙調査票』や森(1996)の語彙集をもとに調査票を作成し、適宜、調査対象となる音声現象を含む項目も盛り込んだ。調査の一部始終は協力者の了承を得た上でデジタル機器にて録音。併せて、調査項目や関連事項を文字資料(フィールドノート)として記録した。2.分析・解釈作業:当初の計画通り音素分析と韻律的側面の分析を中心に進めた。音素分析に関しては、こちらも当初の計画通り無声の鳴音(sonorant)、特にふるえ音/r/の分析と解釈を重点的に進めた。韻律的側面としては、アクセントやリズム、音調の分析と解釈を進めた。いずれに関しても、その実態を詳細に捉えるべくコンピューターを用いた音響分析を通じて数値化並びに視覚化を行った。また、音韻論的な解釈作業を施して、それぞれの現象がいかなるメカニズムや規則に基づいて生起するかについても解明した。3.電子化作業:市販のデータベースソフトを用いて資料の電子化を計画していたが、当初予定していたデータベースソフトの動作が芳しくなく、新たにデータベースソフトの使用を検討している。採取した資料の約3分の1を新しいデータベースに対応する形式で試験的に入力し終えている。4.研究成果の公表:無声ふるえ音(voiceless alveolar trill)に関しては学会発表一件と論文一本を公表した。リズムや音調に関しては研究発表二件と論文一本を公表した。研究実施計画に沿って、1.資料採取、2.分析・解釈作業、3.電子化作業の三項目に分けて進捗状況の概略を述べる。1.資料採取: 3年間の調査で採取予定の約2000項目のうち、平成27年度は約530項目を採取。実地調査を進めるにつれて、先行研究においても言及がほぼ皆無である諸現象(子音連結の簡略化)が発見されたため、調査項目を一部変更した。その結果、当初予定していたほどは項目の採取が進まなかった。2.分析・解釈作業:(1)音素分析:母音音素に関してはほぼ分析を終えている。子音音素に関しても同様に概ね分析が終了しており、特に鳴音の分析は詳細に進められている。一方、実地調査の過程で新たな現象が発見され、そちらとの関連で一部の音声(破擦音)に関しては分析と解釈作業の最中である;(2)韻律的側面(アクセント・リズム・音調):いずれの現象に関してもその背後にあるメカニズムに関して詳細な分析と解釈が進められている。音調に関しては、発話内容や意図との関連から追加調査と分析作業が必要である。3.電子化作業:音声資料を扱うという本研究の性格上、当初予定したデータベースソフトでは動作が芳しくないことが判明し、採取した資料の電子化作業は滞っている。新たに導入を検討中のデータベースソフトに向けて、一部の資料を試験的に電子化を進めている最中である。研究実施計画に沿って、1.資料採取2.分析・解釈作業、3.電子化作業、4.研究成果の公表の4項目に分けて平成28年度の研究実績を報告する。1.資料採取:平成28年9月と平成29年3月の二度に渡り、アイスランド共和国レイキャヴィーク市にてそれぞれ母語話者1名と2名を調査協力者(インフォーマント)として実地調査を行った。今年度は、平成27年度に採取した基礎語彙資料の補充と外来語やアルファベット関連語彙を中心に採取した。また、平成27年度の調査委の際に新たに発見された現象(子音連結の簡略化)の資料の補充も行った。平成27年度と同様、インフォーマントの承諾を得た上で、調査の一部始終をデジタル機器にて録音するとともに、文字資料(フィールドノート)の形で調査内容や関連事項の記録を行った。2.分析・解釈作業:当初の計画通り外来語やアルファベット関連語彙に関して韻律的側面(アクセント)の記述は、種々の音韻現象の解釈と分析を進めた。また、平成27年度に新たに発見された子音連結の簡略化に関しても重点的に分析作業を進めた。いずれの現象に関しても、その実態を詳細に捉えるべくコンピューターを用いた音響分析を通じて数値化並びに視覚化を行った。3.電子化作業:平成27年度に滞っていたデータベース入力作業を再開し、現在、これまでの調査で採取した約1200項目の内、約1000項目の入力が完了している。

4.研究成果の公表:アクセントに関しては、アイスランド語も含めた北欧諸語の歴史的視点から学会発表を一件と論文を一本発表した。子音連結の簡略化に関しては、研究発表を一件を行った。研究実施計画に沿って、1.資料採取、2.分析・解釈作業、3.電子化作業の3項目に分けて進捗状況の概略を述べる。1.資料採取: 3年間の調査で採取する予定である約2000項目の内、平成28年度終了時点で約1200項目を採取した。前年度に発見した新しい現象に調査対象が移行してしまったが、当該現象を含む項目と本来調査するようてである項目を組み合わせて複合語を作成して調査項目に加えることにより、資料採取は前年度に比較して順調に進んだ。2.分析・解釈作業:(1)音素分析:前年度末に課題として残されていた破擦音の解釈に関しては、子音連結の簡略化との関連で分析作業が進められた。また、同じく前年度末の課題として残されていた音調の分析に関しても、調査項目の採取の際に使用した文(キャリア文)などの資料から、発話内容と音調の型の関係など詳細に分析が進められた。3.電子化作業:今年度新たに導入したデータベースソフトにより音声資料の扱いが可能となり、これまで採取した資料の内、約8割が入力済みである。研究実施計画に沿って、1.資料採取、2.分析・解釈作業、3.電子化作業、4.研究成果の公表の4項目に分けて、平成29年度の研究実績を報告する。1.資料採取:平成29年8月と9月の二度に渡り、アイスランド共和国レイキャヴィーク市にて母語話者一名を調査協力者として実地調査を行った。前(々)年度に採取した資料の確認と補充を行った。前(々)年度と同様、デジタル機器とフィールドノートを用いて記録した。2.分析・解釈作業:本年度は複合語や派生語、文を主な資料としてアクセントやリズム、音調の分析と解釈を進めた。コンピューターを用いた分析を通じて、対象となる現象の視覚化や数値化も試みた。3.電子化作業:市販のデータベースソフトを用いて資料の電子化を進めていたが、前々年度に動作の不具合が発覚。その後、プログラミングによりデータベースをゼロから作成する方針に切り替えたため、これまで入力したデータの移行や入力の仕直しに時間を要し、採取された資料の約7割程度の入力にとどまっている。4.研究成果の公表:文音調(イントネーション)に関しては、学会発表一件と論文二本(内、書評論文が一本)として成果を公表した。アクセントやリズムに関しては、口頭発表一件を行った。臨地調査を通じて、本研究の課題であるアイスランド語の「アクセント」・「前気音」・「子音の無声化」に関して以下の事実を明らかとした: i)アクセントは語の構造を問わず、基本的には第一音節(左端の音節)に現れるが、全く例外が無いわけではなく、比較的新しい外来語や話者にとって馴染みの無い外来語の場合は例外的に第一音節以外にアクセントが置かれる; ii)前気音の出現はアクセント(強勢)の有無と密接に関連する; iii)子音の無声化は語中のみならず語と語の境界でも起こり得る。本研究課題に付随してイントネーションに関する興味深い事実が明らかとなった:疑問文の文末音調は一貫して下降調である。
多座チオール配位子空間に閉じ込められた微細金ナノ粒子の特異電子・光物性

静電容量の小さい粒径2nm以下の金属ナノ粒子では、室温でのクーロンブロッケード現象が発現するため、ナノ粒子が空間規則配列した一次元・二次元超格子は、単電子トンネル効果を利用したナノ電子デバイスへと展開できる。本研究では、配位子殻厚さの劇的な減少および伝導パスへのπ電子雲垂直挿入を実現するため、ポルフィリン環を金ナノ粒子表面に平行に配位させた系について検討した。ポルフィリン誘導体を設計・合成後、クエン酸保護Auナノ粒子との配位子交換反応により、ポルフィリン誘導体Auナノ粒子を合成した。ポルフィリン誘導体Auナノ粒子のUV-visスペクトルがら、ポルフィリン環のSoret帯のモル吸光係数が配位子単独の1/51/15に減少し、ピーク位置がわずかに長波長シフトした。さらに、ポルフィリン環-金表面間距離がポルフィリンの電子構造や構造に影響を及ぼすことを明らかにした。微細Auナノ粒子の電子物性として、Au-TiをコートしたSiO_2カンチレバー上に作製した微細Auナノ粒子超格子を86MHzで振動させることにより、ナノ粒子を通しカンチレバー-STMプローブ間で単電子輸送ができることを実証するとともに、単電子トンネルデバイス作製に向け、EBリソグラフィーと無電解金メッキ法を併用することで5nmギャップ金電極の作製に成功した。さらに、チオール配位子で安定化されたAu_<25>クラスターの耐エッチング性が極めて高いことを実証し、表面金原子がすべてチオールと結合していることを明らかにした。本研究では、配位子殻の厚さの調整、伝導パスへのπ電子雲の挿入、安定な微細金ナノ粒子の合成、微細金ナノ粒子超格子の大面積化を同時に達成させる手法について検討した。金ナノ粒子の有機配位子として、2,6-bis(1'-(n-thioalkyl)benzimidazol-2-yl)pyridine(TC_nBIR, n=3,6,8,10,12)の合成に焦点を当てた。微細なTC_nBIP保護金(TC_nBIP-Au)ナノ粒子の合成は、DMF/水混合溶媒中、TC_nBIP存在下、HAuCl_4・4H_2OのNaBH_4還元により行った。得られた粒径2nm前後の単分散TC_nBIP-Auナノ粒子は、アモルファス炭素基板上の自己集合により部分的な六方晶規則化構造を形成した。TC_nBIP-Auナノ粒子(n=3,6,8,10,12)二次元超格子の粒子エッジ間平均距離は、それぞれ1.2、1.6、1.9、2.3、2.5nmであった。いずれの場合も、粒子間距離はTC_nBIP配位子二分子分より1nm程度短く、隣接ナノ粒子上のBIP基(約0.8nm)との重なりを考慮すると理解できる。次に、気水界面に形成した多数の六方晶ドメインを50°Cで12時間熱処理し、TC_nBIP配位子問π-π相互作用を弱めナノ粒子の再配列をうながした。得られた膜の大部分が単粒子層からなっており、大きな空隙のない単粒子膜からなる長距離規則化六方晶超格子が形成させることに成功した。芳香性官能基を有する多座配位子を用いることで、配位子殻の厚さ調整、伝導パスへのπ電子雲挿入、安定な微細金ナノ粒子の合成、微細金ナノ粒子超格子の大面積化を同時に達成することができた。その他、ポルフィリン環を金ナノ粒子表面に平行に配位させた系において、ポルフィリン環-金表面間距離がポルフィリンの電子構造や構造に影響を及ぼすことを明らかにした。
火山ガス放出量の時間変動に関する研究:観測装置の開発と短周期変動要因の解明

本研究課題では、火山からのガス放出量の短周期時間変動を測定するため、火山噴煙中の二酸化硫黄カラム量の2次元分布を測定できるような装置を新たに開発し、短周期変動について知見を得ることが目的である。CCDカメラに二酸化硫黄の紫外吸収帯のある波長域の紫外バンドパスフィルタを取り付けて観測することで、二酸化硫黄カラム量の2次元分布を可視化する方法を開発した。これにより、これまで難しかった、秒スケールでの二酸化硫黄放出量の測定が可能となった。平成18年度の前半は、これまでの観測装置をさらに改良し、2台のCCDカメラに上記のバンドパスフィルターと二酸化硫黄吸収がない波長域のバンドパスフィルターをそれぞれ装着した。同時に撮像した2つのCCDカメラでの画像を合成することで、約2秒間隔で二酸化硫黄噴煙の分布の画像を撮影できるようになった。桜島火山の観測では、この新しい装置を用いて火山ガス放出率の秒スケールでの変動の様子を明らかにした。そして、二酸化硫黄放出率が数分の周期で平均値に対して±80%程度変動していることが明らかにすることができた他、この周期が約8.3分と3.9分であることが分った。9月末から10月始にかけて、イタリアのエトナとストロンボリの2火山で観測を行った。特にストロンボリ火山での観測では、小爆発に伴う二酸化硫黄放出率の変動の様子も二酸化硫黄分布映像でとらえることができた。噴煙中の二酸化硫黄を可視化する測定手法をまとめた論文をGeophysical Research letters誌に発表した(次頁の研究成果参照)とともに、10月には熊本県で開催された日本火山学会で桜島での成果を発表した。また、12月には米国サンフランシスコで開催されたAGUの秋季大会でこれまでの成果の発表を行った。本研究課題では、火山からのガス放出量の短周期時間変動を測定するため、火山噴煙中の二酸化硫黄カラム量の2次元分布を測定できるような装置を新たに開発し、実用化することが第一段階の目的となる。このような測定を実現するには、火山噴煙の紫外スペクトルを同時に多数測定することが必要であり、イメージング分光計、冷却CCDカメラとUVイメージレンズを組み合わせた装置を設計し、開発を行った。また、本研究課題では、屋外での観測を前提としているので、耐久性や可搬性が非常に重要である。このため、機種選定および、細部仕様の検討に関しては時間を掛けて行った。平成16年度末からは、これらの機器を組み立て、室内測定用のプロトタイプを作り上げた。室内において、紫外光源を使用し、組み立てた装置の性能評価を行った。この性能評価は平成17年度初めにかけて行い、最終的にはこのプロトタイプをさらに発展させて、野外測定に耐えられるような装置を完成させる。平成16年度10月には平成17年度から本格的に実施する、新しく開発した装置を使用した観測に向けて、九州の阿蘇火山と桜島火山において、事前調査および放出量観測を行った。この二つの火山は長期にわたってガス放出を続けているので、本研究課題の対象として注目している火山である。今回の調査では、それぞれの風向条件に合わせた観測場所の選定や下見を行ったほか、小型SO_2測定装置を用いて、現在の放出量状況や、噴煙の広がりの様子などの測定した。平成16年度には、このような測定を実現するためには、火山噴煙の紫外スペクトルを同時に多数測定することが必要であり、イメージング分光計、冷却CCDカメラとUVイメージレンズを組み合わせた装置を設計し、開発を行った。平成17年度は、この装置の室内での性能評価や、今までの紫外分光計を用いた火山噴煙の野外観測で培った経験を生かし、CCDカメラに紫外バンドパスフィルタを取り付けての観測を実施することで、より効率よく二酸化硫黄カラム量の2次元分布を可視化する方法を開発した。これらの測定により、今まで難しかった、秒スケールでの二酸化硫黄放出量の測定が現実的になってきた。平成17年度秋の阿蘇や桜島での観測では、快晴の日であれば、火山噴煙中の二酸化硫黄カラム量の挙動を可視化することが十分可能であることが示すことに成功し、二酸化硫黄放出量が数十秒で数倍に増大するような変動を観測した。平成17年度末の観測では、新しい測定方法に対する、気象状況や噴煙状況の影響の検討を行った。また、新しい測定方法で観測された二酸化硫黄放出量と、従来の小型紫外分光計を用いた二酸化硫黄放出量の観測を同時に実施し、新測定方法の妥当性の検証を行っている。今後は、測定方法のさらなる改良を行い、火山ガス放出量の短周期変動の要因を調べる。

平成18年度の前半は、これまでの観測装置をさらに改良し、2台のCCDカメラに上記のバンドパスフィルターと二酸化硫黄吸収がない波長域のバンドパスフィルターをそれぞれ装着した。同時に撮像した2つのCCDカメラでの画像を合成することで、約2秒間隔で二酸化硫黄噴煙の分布の画像を撮影できるようになった。桜島火山の観測では、この新しい装置を用いて火山ガス放出率の秒スケールでの変動の様子を明らかにした。そして、二酸化硫黄放出率が数分の周期で平均値に対して±80%程度変動していることが明らかにすることができた他、この周期が約8.3分と3.9分であることが分った。9月末から10月始にかけて、イタリアのエトナとストロンボリの2火山で観測を行った。特にストロンボリ火山での観測では、小爆発に伴う二酸化硫黄放出率の変動の様子も二酸化硫黄分布映像でとらえることができた。噴煙中の二酸化硫黄を可視化する測定手法をまとめた論文をGeophysical Research letters誌に発表した(次頁の研究成果参照)とともに、10月には熊本県で開催された日本火山学会で桜島での成果を発表した。また、12月には米国サンフランシスコで開催されたAGUの秋季大会でこれまでの成果の発表を行った。
抗NMDA受容体抗体陽性脳炎の病態に関する分子生物学的研究

抗N-methyl-d-asparatic acid(NMDA)受容体抗体陽性脳炎は認知機能低下、幻覚妄想、抑うつなどの多彩な精神症状を呈し、その病態は不明点が多く、臨床症状のみでは一般の精神疾患の鑑別が困難である。本研究では臨床徴候と抗NMDA受容体抗体の抗体価の関連についてさらに探求するとともに、抗NMDA受容体抗体陽性者の中での精神症状の重症度並びに症状の差異に影響するバイオマーカーの探索を試みた。申請者が診療を行う病院に通院中あるいは入院中の精神疾患を持つ患者で、同意を得られた48人を対象とした。対象者を精神病性の症状を呈した既往のある群と、そうでない群に分け、すでに統合失調症の関連遺伝子として報告されている遺伝子(COMT,DISC1, NRG1, DRD2)の機能的SNPの頻度を比較した。結果としていずれのSNPにおいても両軍に有意な頻度の差を認めなかった。本研究の結果、今回対象とした遺伝子が精神症状の発症に関与している可能性を明らかにすることはできなかったが、今後はより大きな対象者数で網羅的な検索を行うことで抗NMDA受容体抗体陽性者の精神症状に関与する分子の特定を目指す。抗N-methyl-d-aspartic acid(NMDA)受容体抗体陽性脳炎は、抑うつ状態・不安状態から幻覚妄想状態、認知機能障害など多彩な精神疾患を急性慢性に呈する自己免疫疾患である。本研究は抗NMDA受容体抗体陽性脳炎で生じる認知機能低下、幻覚妄想、抑うつなど多彩な精神症状の病態を解明するために、その症状・血液生化学・髄液検査・画像検査所見と遺伝子検査所見の関連を調査している。当該年度内には対象者として精神疾患の診断を満たす抗NMDA受容体抗体陽性者41例のDNAサンプルおよび各種臨床所見の収集を行った。また、一般髄液検査正常のNPSLE患者の髄液で抗NR1抗体、抗NR2抗体を測定し、患者背景、臨床症状、認知機能との関連を調査した。その結果、髄液の抗NR1抗体と抗NR2抗体は相関係数0.967(p<0.001)と強い相関を認めたほか、WAIS-IIIの比較で、抗NR1抗体陽性群は陰性群より全検査IQ、言語性IQ、動作性IQ、言語理解、知覚統合、処理速度の得点が有意に低いという結果を得た。抗NR2陽性群は陰性群より動作性IQ、全検査IQで得点が有意に低かった。抗NR1抗体、抗NR2抗体ともに抗体価と認知機能の関連を認めたが、抗NR1抗体陽性群における認知機能障害は、広範囲であった。抗NR1抗体と抗NR2抗体の相関が強く、各抗体の独立した機能の検討は困難であるが、NR1、NR2の分布や抗NR1抗体と抗NR2抗体の作用機序の違いが、両抗体の有無による認知機能障害のパターンの差に影響している可能性が考えられた。サンプルは予定通り収集できている。平成27年度内に遺伝子解析まで行う予定であったが、サンプル数を可能な限り多くしてから解析することで、生化学的な検査に必要なコストを削減することができるため、研究協力者の募集を優先し、遺伝子解析は次年度に持ち越すことになった。当該年度内には対象者として精神疾患の診断を満たす抗NMDA受容体抗体陽性者は去年から引き続き計50例のDNAサンプルおよび各種臨床所見の収集を行った。現時点で一般髄液検査正常のNPSLE患者の髄液で抗NR1抗体、抗NR2抗体を測定し、患者背景、臨床症状、認知機能との関連を調査した。橋本脳症の患者とSLE患者では抗NR1抗体、抗NR2抗体の症状に寄与する役割が異なっている可能性を示唆する結果が得られ、現在この結果に関して論文執筆中である。引き続き、抗体陽性患者の中でさらに症状発言に関連する遺伝子やマーカーとなるSNPの探索を続けていく。また、SLE患者での精神症状と脳PET所見に関して調査し、結果は現在論文執筆中である。当初の計画よりも対象者の条件を厳しくしたため、サンプルの収集が遅れている。サンプル数を可能な限り多くしてから解析することで、生化学的な検査に必要なコストを削減することができるため、研究協力者の募集を優先し、遺伝子解析は次年度に持ち越すことになった。また、SLE患者での精神症状と脳PET所見関連を調査し、結果は国際誌に掲載されている。

引き続き、抗体陽性患者の中でさらに症状発言に関連する遺伝子やマーカーとなるSNPの探索を続けていく。当初の計画よりも対象者の条件を厳しくしたため、サンプルの収集が遅れている。また対象者の臨床症候を詳細にみると多彩・多種多様な精神症状を呈しており、これらを一括して一つの群として扱うことは難しい可能性があり、症状ごとに群分けするにあたって当初予定していたよりさらにサンプル数が必要となってきている。抗N-methyl-d-asparatic acid(NMDA)受容体抗体陽性脳炎は認知機能低下、幻覚妄想、抑うつなどの多彩な精神症状を呈し、その病態は不明点が多く、臨床症状のみでは一般の精神疾患の鑑別が困難である。本研究では臨床徴候と抗NMDA受容体抗体の抗体価の関連についてさらに探求するとともに、抗NMDA受容体抗体陽性者の中での精神症状の重症度並びに症状の差異に影響するバイオマーカーの探索を試みた。申請者が診療を行う病院に通院中あるいは入院中の精神疾患を持つ患者で、同意を得られた48人を対象とした。対象者を精神病性の症状を呈した既往のある群と、そうでない群に分け、すでに統合失調症の関連遺伝子として報告されている遺伝子(COMT,DISC1, NRG1, DRD2)の機能的SNPの頻度を比較した。結果としていずれのSNPにおいても両軍に有意な頻度の差を認めなかった。本研究の結果、今回対象とした遺伝子が精神症状の発症に関与している可能性を明らかにすることはできなかったが、今後はより大きな対象者数で網羅的な検索を行うことで抗NMDA受容体抗体陽性者の精神症状に関与する分子の特定を目指す。引き続き髄液中抗NMDA受容体抗体陽性の対象者を募集しサンプル数を増やす。対照群となる抗NMDA受容体抗体陽性者、精神疾患の既往のない自己免疫性疾患患者のサンプルも同時に集め、平成28年度内に遺伝子解析を行う。対照群となる抗NMDA受容体抗体陽性者、精神疾患の既往のない自己免疫性疾患患者のサンプルも同時に集める。画像所見およびSNPの解析を続け、臨床所見との関連を見出す。次年度以降に解析することで、サンプル数を十分に蓄え遺伝子解析のコストを節約することができるため、あえて平成27年度はすべての予算を執行しなかった。サンプルの収集が想定よりも遅れており、次年度以降に解析することで、サンプル数を十分に蓄え遺伝子および画像の解析を行うことでコストを節約することができるため、あえてすべての予算を執行しなかった。別途記載した通り計画の変更を余儀なくされたため、遺伝子解析を次年度に回し一括で解析することによりコストの削減をはかった。平成28年度予算と合わせて遺伝子解析費用に全額使用する。平成29年度予算と合わせて遺伝子解析および画像解析費用に全額使用する。
オブジェクト指向を包含した統合的ソフトウェア設計法の研究

1.頑健性を向上するオブジェクト同定法ユースケース制御パターン(境界,制御,実体という3種類のオブジェクトから構成されるパターン)を用いてモデル化することにより頑健性に優れたシステムを構築できるとのIvarJacobsonの仮説を判定するための実験を実施した。実在する交通情報システムの複数の版の仕様書を対象とする。まず初版の仕様書をベースにユースケース制御パターンに基づく方式で分析・設計を行い,ついでその設計に対して次版以降における改造を次々と適用し,改造による影響範囲の大きさを測定した。これまでに第3版まで実験を終えた。その結果,ユースケース制御パターンにより頑健性が向上するのは制御オブジェクトに割り当てられるべきビジネスルールが存在する場合に限定されるとの見通しを得た。また,制御オブジェクトの役割は配下の実体,環境オブジェクトをある論理のもとに呼び出すこと,複数の実体オブジェクトに関係する規則(ビジネスルール)を取り扱うこと,およびトランザクションの具現化であることを明らかにした。2.オブジェクト指向による実世界モデル化オブジェクト指向による実世界モデル化には直接モデル化と間接モデル化の二つの形態があることを明らかにした。両形態におけるオブジェクト間の関連の識別方法を具体的に示した。オブジェクト指向方法論としてもつとも普及しているOMTはこの点を理解せず構築されているためいくつかの欠陥を生じていることを明らかにした。1.頑健性を向上するオブジェクト同定法ユースケース制御パターン(境界,制御,実体という3種類のオブジェクトから構成されるパターン)を用いてモデル化することにより頑健性に優れたシステムを構築できるとのIvar Jacobsonの仮説を判定するための実験を実施した。1.オブジェクト指向設計プロセスの定式化オブジェクト指向分析・設計においてもっとも重要な「オブジェクトの同定および進化」に関する事例を収集し,これを一般化することによりオブジェクトの進化の法則を明らかにする研究を進めている。Kurt W.Derrの著作「Applying OMT」に掲載されている例題「電子ファイリングシステム」を対象とし,クラスがどう進化するか(いつ誕生しどのような変化を受けるか)を分析した。現在はこれらの進化の事例についてその理由を分析している。2.頑健性を向上するオブジェクト同定法Ivar Jacobsonの提唱する3種類のオブジェクト(インタフェース,制御,実体)を用いたモデルに基づくシステムが,他の方式によるシステムと比べ頑健性が高いかどうかを判定するための実験を実施している。実在する交通管制システムの複数の版の仕様書を対象とする。まず初版の仕様書をベースにJacobson方式とOMT方式の2通りで分析・設計を行う。この設計結果に対して,次版以降における改造を次々と適用し,改造による影響範囲の大きさを求め,両方式による結果を比較する。これまでに初版のJacobson方式の設計が完成した。3.オブジェクト指向が不適切なシステムの抽出とその原因分析オブジェクト指向を含む各種の設計法を用いてソフトウェア・アーキテクチャの複数の基準問題をモデル化しその結果を比較する実験を行う。これまでにクルーズコントロール問題について設計を行った。この結果,連続的な入力情報の扱いは不得手だが,記法を拡張することにより十分対処可能なこと,および問題専用のアーキテクチャ・パターンを適用した設計の方が設計の効率が良いことがわかった。1.オブジェクト進化の法則オブジェクト指向分析・設計においてもっと重要な「オブジェクトの同定および進化」に関する事例を収集し,これを一般化することによりオブジェクトの進化の法則を明らかにする研究を進めている。Kurt W.Derrの著作「Applying OMT」に掲載されている例題「電子ファイリングシステム」を二つの方法論(OMTとOOSE/IMM)で分析・設計したときの初期オブジェクトの進化の様子を比較した。その結果,両方式で初期オブジェクト残存率が大きく異なり,OMTのオブジェクト識別方式(名詞抽出方式)に欠陥があることがわかった。2.頑健性を向上するオブジェクト同定法ユ-スケース制御パターン(境界,制御,実体という3種類のオブジェクトから構成されるパターン)を用いてモデル化することにより頑健性に優れたシステムを構築できるとの仮説を判定するための実験を実施している。実存する交通情報システムの複数の版の仕様書を対象とする。まず初版の仕様書をベースにユ-スケース制御パターンに基づく方式とOMT方式の2通りで分析・設計を行う。このようにして得られた設計に対して次版以降における改造を次々と適用し,改造による影響範囲の大きさを比較する。これまでに両方式を用いた初版の設計が完成した。専用アーキテクチャのモデル化効果各種の専用アーキテクチャのモデル化効果を測定する。比較対象として汎用アーキテクチャ方法論であるオブジェクト指向方法論OMTを採用する。これまでにプロセス制御アーキチクチャおよびOMTによる設計実験を行った。

この結果,プロセス制御アーキテクチャ/方法論の方がOMTに比べモデル化コストが約60%少ないことがわかった。1.頑健性を向上するオブジェクト同定法ユースケース制御パターン(境界,制御,実体という3種類のオブジェクトから構成されるパターン)を用いてモデル化することにより頑健性に優れたシステムを構築できるとのIvar Jacobsonの仮説を判定するための実験を実施した。実在する交通情報システムの複数の版の仕様書を対象とする。まず初版の仕様書をベースにユースケース制御パターンに基づく方式で分析・設計を行い,ついでその設計に対して次版以降における改造を次々と適用し,改造による影響範囲の大きさを測定した。これまでに第3版まで実験を終えた。その結果,ユースケース制御パターンにより頑健性が向上するのは制御オブジェクトに割り当てられるべきビジネスルールが存在する場合に限定されるとの見通しを得た。また,制御オブジェクトの役割は配下の実体,環境オブジェクトをある論理のもとに呼び出すこと,複数の実体オブジェクトに関係する規則(ビジネスルール)を取り扱うこと,およびトランザクションの具現化であることを明らかにした。2.オブジェクト指向による実世界モデル化オブジェクト指向による実世界モデル化には直接モデル化と間接モデル化の二つの形態があることを明らかにした。両形態におけるオブジェクト間の関連の識別方法を具体的に示した。オブジェクト指向方法論としてもっとも昔及しているOMTはこの点を理解せず構築されているためいくつかの欠陥を生じていることを明らかにした。
離散フレーバー対称性に基づいた暗黒物質とフェルミオン質量混合の統一的記述の研究

一昨年度までの結果を受けて引き続き質量混合を再現できそうな群の探索を始めようとしたが、対称性の破れについて研究する中で離散対称性を破る際に位相欠損が生じるという重要な指摘を受け、これを検討する必要が出てきた。実際、一般の離散対称性が破れるとエネルギー密度の高い領域が生じて宇宙論的な観測と矛盾してしまうので、これを解決しなければならない。ひとつには模型に課すフレーバー対称性を近似的な対称性とする案がある。とはいえこれは対称性を破る項を手で書き加えるというその場しのぎの方法である上に対称性のみから質量混合を導出しようという研究の目的とも合わない。昨年度中にはこの問題に対する解決を見つけることはできなかった。上記の問題を探究する一方で、初期宇宙における物質生成の研究も進めた。特にthe reheating era leptogenesisでは、レプトン数の生成が標準模型の粒子間の有効相互作用のみにより実現され、さらに必要とされるその相互作用がシーソー機構を実現する模型ではごく自然に導入することができるという点で非常に興味深い。濱田、川名による原論文では標準模型の作用にこの必要な有効相互作用を手で書き加え、その相互作用を含む過程から十分なレプトン数生成が可能と示したものであった。そこで既存のシーソー模型が当該の有効相互作用を自然に含むことを指摘し、実例として二つの模型、I型シーソー模型とスコトジェニック模型について既知のレプトン数生成機構よりも初期宇宙の温度が低い場合でも十分なレプトン数の生成が可能であることを示した。本研究の目標である暗黒物質とフェルミオン質量混合の統一的導出には輻射シーソー機構の援用が不可欠と考えられるため、上述の結果は本研究がその二つの目的のみならず、なぜ現在の宇宙が物質優勢なのか、というもう一つの問題についても一つの解決案を提供できる可能性を示している。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
視床ー大脳皮質回路におけるてんかん発生メカニズム解明

本研究は神経疾患モデルマウスを用いて、てんかんの一種である欠神発作(小発作てんかん)の発症機序を解析したものである。欠神発作モデルマウスであるtotteringマウスにおいて視床刺激により誘発されるAMPA受容体電流およびNMDA受容体電流を大脳皮質第4層錐体細胞にて検討を行った。その結果、視床-大脳皮質投射シナプスにおけるAMPA受容体に対するNMDA受容体の電流比において有意な増大が見られた。また、totteringマウスは野生型マウスと比較してNMDA受容体電流の電位依存性が過分極側でわずかにシフトしていた。本研究により欠伸発作モデルマウスであるtotteringマウスにおいてNMDA受容体電流がてんかん発作時に見られる過興奮に関与していることが示唆される。さらに、自発発火におけるシナプス入力を大脳皮質第4層抑制性細胞にて検討を行った。その結果、視床と大脳皮質の繋がった脳スライス標本ではtotteringマウスと野生型マウスで興奮性シナプス電流量および発生頻度に変化がなかった。しかし、視床と大脳皮質の繋がった脳スライス標本から視床を切り落としたスライス標本においては、totteringマウスは野生型マウスより興奮性シナプス電流量および発生頻度に優位な増大が認められた。この結果からtotteringマウスは大脳皮質内のシナプス結合が多いことが示唆された。よって、本研究から欠伸発作モデルマウスであるtotteringマウスにおける遺伝子変異は大脳皮質4層NMDA受容体シナプス伝達および神経回路網形成の異常を引き起こしたと考えられる。実験に用いたtotteringマウスは、脳神経系の主要な電位依存性カルシウムチャネルの一つであるCa_v2.1(P/Q型)カルシウムチャネルのα_12.1サブユニット遺伝子に変異を持ち、小脳失調症に加え欠神発作を示す。脳波的特長や抗てんかん薬に対する感受性の類似性から、totteringマウスの欠神発作は、ヒトの欠神発作のモデルとして研究に用いられてきた。これまで欠神発作の病態メカニズムに関しては、視床と大脳皮質の連携の問題であると考えられている。しかし、シナプス伝達という観点から視床-大脳皮質連関の異常を積極的に探索した研究は報告されていない。そこで私は、視床と大脳皮質の結合が含まれる脳スライス標本を用いてスライスパッチクランプ法により、興奮性シナプス特性について検討を行った。最初に視床刺激して誘発されるAMPA受容体電流を大脳皮質IV層細胞で記録した。その結果、totteringマウスは野生型マウスと比較してAMPA受容体電流に変化は認められなかった。しかし、視床-大脳皮質投射シナプスにおけるAMPA受容体に対するNMDA受容体の電流比において有意な増大が見られた。さらに、totteringマウスは野生型マウスと比較してNMDA受容体電流の電位依存性が過分極側でわずかにシフトしていた。てんかんは比較的罹患率の高い神経疾患である。現在は大半が投薬により症状を抑えることが可能である。しかし、薬物によるコントロールが進んだ現在においても十分に症状を抑えられない患者が数多く存在する。これらの背景には、抗てんかん薬は経験的に使用されているが、それらの作用機序に関して不明な点が多いことが挙げられる。抗てんかん薬の作用を特定する為には脳という回路の中でてんかん中に見られる異常波がどのように発生されるか明らかにする必要がある。本研究はてんかんの一種である欠神発作(小発作てんかん)におけるてんかん発生メカニズム解明を目的とし、脳スライス標本を用いたスライスパッチクランプ法による電気生理学的解析を行った。欠伸発作は特徴的な脳波である3Hzのspike-and-

waveが大脳皮質全体に同期して認められる事から、視床と大脳皮質を結ぶ神経ネットワークの異常が原因となり生ずると考えられている。そこで、本研究では視床からの入力を受ける大脳皮質4層の自発発火において視床の影響を受けるかどうか検討を行った。大脳皮質4層の抑制性細胞に入力する自発的興奮性シナプス電流(sEPSC)を欠神発作モデル動物であるtotteringマウスと野生型マウスで比較した。その結果、視床と大脳皮質の繋がった脳スライス標本ではtotteringマウスと野生型マウスでsEPSC電流量および発生頻度に変化がなかった。しかし、視床と大脳皮質の繋がった脳スライス標本から視床を切り落としたスライス標本においては、totteringマウスは野生型マウスよりsEPSC電流量および発生頻度に優位な増大が認められた。本研究によりtotteringマウスは自発的活動において視床の影響を受けず、既に大脳皮質内が過興奮に働くことが明らかになった。