hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
衣料用繊維素材の再利用による水質浄化材料の設計

各家庭で実際に利用される被服材料は所有量の一部であると言われる。繊維資源の再利用は困難であり、廃棄焼却が現状である。繊維を材料として見ると、繰り返し応力に優れ、水に溶けず、表面積の多い、優れたマトリックスとして捉える事ができる。当研究者は長年にわたって、タンパク質やその他の高分子による気体吸着や混合物分離に関する研究を行ってきており、繊維の吸着能を利用した水質浄化の可能性を期待できた。一般に、水中に含有される有機化合物の除去には経済的な負担を要する。そこで,本研究は廃棄される繊維材料を用いて水中に含有される有機化合物を除去できる技術を検討した。裁断繊維(木綿、レーヨン、絹、羊毛、アクリル、ポリエステル、ポリプロピレンなど)を用いて水中に含まれる有機化合物(クロロホルム、各種アルコール、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(LAS)、セチルトリメチルアンモニウムブロミド(陽イオン界面活性剤)、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、アンモニア等の吸着除去の可能性を検討した。繊維を円筒管に詰め込み、有機化合物を環境基準値の30万倍程度の濃度で含む水溶液を流し込み、溶出液を時間毎に採取し、クロマトグラフィー及びアンモニア滴定によって分析した。その結果、各種繊維は有効に有機物質を吸着できた。生活排水の洗剤成分LASの除去には、絹とレーヨンが効果的であった。カチオン活性剤、非イオン活性剤も除去可能であった。化学改質したセルロース繊維によって、アンモニアは効果的に除去できた。各種アルコールの分子形状がその吸着特性に反映される事が見られた。繊維は水中で類似の負のゼータポテンシャル(測定)をもつため、類似した吸着傾向を示すとみられた。なお、繊維の種類による疎水性の差や表面積(即ち、細い事が有利)の効果が見られた。羊毛はキューティクル層の影響を示した。更に実用化を目指した大容量化を検討している。本研究は繊維の吸着能を利用して、繊維状物質について水中の汚染物質を除去する材料としての有効利用を目指す。これまでの研究で、各種繊維素材は分子構造の違いにより、気体状の有機化合物を選択的に吸着する傾向のあることを見出してきた。しかし、水中に存在する有機化合物の吸着は、気体の吸着と同様に考えることはできないと考えられた。そこで、各種繊維に対する水中の有機化合物の吸着の可能性あるいは特性について、先ず、基本的なデータ収集を計画した。先ず、吸着材料として、天然繊維から、絹、セルロース繊維(木綿、レーヨン)を選んだ。また、合成タンパク質モデルとして、ポリアラニン、ポリバリン、ポリロイシンなどのポリペプチド(いずれも、アミノ酸はL体)を合成したものを用いた(これらは粉末状である)。一方、汚染物質を含む水のモデルとして、各種アルコールを1-8%(体積)程度含む水溶液を調整した。先ず、簡単に吸着傾向を見る実験を行った。方法は、繊維素材を、2mm以下の長さに切り、均一になるように工夫しながら、ガラス管に詰めた(これを充填カラムとする)。次に、このカラムの上部からアルコール水溶液を流し、下部の流出液を、所定時間毎に採取したもの(フラクション)について、ガスクロマトグラフィー(GC)で分析した。以上の結果から、絹およびセルロース繊維はアルコール類をよく吸着することがわかった。また、吸着量は、アルコール分子の疎水性基のサイズに依存することがわかった。すなわち、疎水性基の大きなプロパノールは、それより小さいメタノールに比べると、より疎水性の高いアミノ酸残基を多く含むポリペプチド材料に吸着する傾向が見られた。さらに、その他の化学繊維、合成タンパク質に対する他の有機化合物についても、系統的に検討中であり、次年度以降に発展させる繊維状物質の吸着特性の基礎的な研究を行い、水中の汚染物質を除去できる材料としての有効利用の可能性を検討する。これまでの研究で、各種繊維素材は分子構造の違いにより、気体状の有機化合物を選択的に吸着する傾向のあることがわかった。今年度は、水中に溶存する有機化合物の種々の繊維に対する吸着特性について検討した。先ず、吸着材料として、絹、セルロース繊維(木綿、レーヨン)、羊毛、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレンの各繊維を選んだ。一方、水中に存在する有機化合物は、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、ブタノール、イソブタノール、tert-ブタノールを選んだ。これらのアルコールの個々について、その濃度を1-8%(体積)とした水溶液を調整した。この各水溶液を裁断繊維を詰めたカラムに流し、溶出液を時間ごとに採取して、ガスクロマトグラフィーによる分析を行い、繊維に対する吸着量を求めた。その結果、以下のようなことがわかった。(1)各種繊維の全てが、水中に溶存する全てのアルコールを吸着する。従って、その回収/除去に有効である。(2)繊維の種類による吸着能の大きな差は見られない。但し、羊毛のみが吸着量が少し少ない(これは羊毛の表面がスケールで覆われているためであると考えた)。(3)アルコールは、その構造に寄って、より吸着しやすいものがあり、その傾向は各種繊維に共通である。吸着量の大きい順に並べると次のようになった。2-プロパノール、イソブタノール、メタノール、エタノール、tert-ブタノール、1-プロパノール、ブタノールの順。このことは、アルコールの分子形態および極性基と非極性基のバランスと密接な関係があると考えられた。また、これらの繊維を用いて、水中に存在する染料および界面活性剤の回収を行い、有効な結果が得られた。

さらに、トリハロメタンの吸着等の現実的な問題を検討して次年度で総括する。各家庭で実際に利用される被服材料は所有量の一部であると言われる。繊維資源の再利用は困難であり、廃棄焼却が現状である。繊維を材料として見ると、繰り返し応力に優れ、水に溶けず、表面積の多い、優れたマトリックスとして捉える事ができる。当研究者は長年にわたって、タンパク質やその他の高分子による気体吸着や混合物分離に関する研究を行ってきており、繊維の吸着能を利用した水質浄化の可能性を期待できた。一般に、水中に含有される有機化合物の除去には経済的な負担を要する。そこで,本研究は廃棄される繊維材料を用いて水中に含有される有機化合物を除去できる技術を検討した。裁断繊維(木綿、レーヨン、絹、羊毛、アクリル、ポリエステル、ポリプロピレンなど)を用いて水中に含まれる有機化合物(クロロホルム、各種アルコール、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(LAS)、セチルトリメチルアンモニウムブロミド(陽イオン界面活性剤)、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、アンモニア等の吸着除去の可能性を検討した。繊維を円筒管に詰め込み、有機化合物を環境基準値の30万倍程度の濃度で含む水溶液を流し込み、溶出液を時間毎に採取し、クロマトグラフィー及びアンモニア滴定によって分析した。その結果、各種繊維は有効に有機物質を吸着できた。生活排水の洗剤成分LASの除去には、絹とレーヨンが効果的であった。カチオン活性剤、非イオン活性剤も除去可能であった。化学改質したセルロース繊維によって、アンモニアは効果的に除去できた。各種アルコールの分子形状がその吸着特性に反映される事が見られた。繊維は水中で類似の負のゼータポテンシャル(測定)をもつため、類似した吸着傾向を示すとみられた。なお、繊維の種類による疎水性の差や表面積(即ち、細い事が有利)の効果が見られた。羊毛はキューティクル層の影響を示した。更に実用化を目指した大容量化を検討している。
生体膜の構造および機能の人工的発現

二分子膜成分として負及び正電荷のヘッド基をもつジステアリル燐酸ナトリウム(DSPNa)及びジステアリルジメチルアンモニウムクロライド(DSACl)オレイルアミンを採り、モデル蛋白質として親水性側鎖をもつポリグルタミン酸(PLGA),疎水性側鎖をもつポリメチルグルタメート(PMLG)、両者の共重合体(Copoly MG-GA)側鎖に比較的長い疎水性鎖をもつステアリルグルタメート-グルタミン酸共重合体(Copoly SG-GA)、更に光刺戟に対し応答するアゾ基を側鎖に含む共重合体(Copoly azo-MG-GA)など各種ポリペプチドを採って、二分子膜自身の構造と安定性,二分子膜へのポリペプチドの分配とその膜機能への効果について、広範かつ体系的な検討を行なった。DSACLは安定なベシクル系二分子膜を形成するが、DSPNaはコレステロールを,オレイルアミンはローデカンを補助的に加える必要がある。何れについてもゲル-液晶転移,ヘッド基と結合水との関係,添加ポリペプチドの影響を明らかにした。螢光分光分析の結果、PMLGは二分子鎖を貫く様に存在し、PLGAはイオン間相互作用のためDSACL膜では表面に、DSPNa膜では膜外,表面から離れて存在する。DSACL-Copoly MG-GA系では、膜内と膜表面にあるものの間に平衡が成立ち、平衡定数の温度依存性の検討結果、GA部分がヘッド基との相互作用を切って自由度を得ることが膜への分配の要点である。二分子膜内では、PMLG及びCopoly MG-GAは会合体を作り、後者のイオン透過性は單体の場合の約4倍に及ぶ。DSACL膜にCopoly azo-MG-GAを含ませ、紫外線を照射すると、アゾ基の光異性化により側鎖の極性が向上し、共重合体は二分子膜中から膜表面に出、膜のイオン透過性は減少する。表面の共重合体のGA部分を介してベシフルの凝集も観察される。以上により、合成両親媒性物質-合成ポリペプチド系による生体膜のシミュレーションに関して、その構造及び全体像が明らかになったと考えている。
スポーツにおける表情解析とその応用

スポーツにおいて顔の表情はアスリートの心理を表す有力な手掛かりとなるだけでなく、表情を意図的にコントロールしてポジティブな情動を誘発することにより、パフォーマンス向上に有効利用できる可能性が指摘されている。また、ダンスや演劇などの表現活動においては、顔の表情も表現要素の一つであることから、パフォーマンスの成否を握る要因となっている。一方で、スポーツや表現パフォーマンスにおける表情の定量的な解析方法については現在まで確立されておらず、その学習方法や応用手法も含めて今後の挑戦的研究課題として挙げられる。そこで本研究では、近年目覚ましく発展しているウエアラブル生体情報計測技術および人工知能技術を用いて表情を定量的に解析し、情動およびパフォーマンスとの因果性を明らかにした上で、パフォーマンス向上のための表情トレーニング開発に挑戦する。初年度である2019年度は、個人競技であるゴルフおよびチーム競技である野球を対象として、プレー時の表情、動作、および生体情報(心拍数)を計測した。また、ゴルフのショット前の主観的自信、ショット後の主観的出来栄えを5段階評価で記録した。プレーの主観的評価、生体情報、顔表情、パフォーマンスの関係については現在解析中である。さらに、標的追従課題を用いて運動学習時の視線および顔表情を計測し、学習に伴う変化について検討した。加えて、顔表情解析および映像からの動作定量化のための解析ワークステーションを構築した。また、東京大学駒場キャンパスにて国際シンポジウム"International symposium on interpersonal dynamics through cooperative and competitive interactions"を開催した。個人競技であるゴルフおよびチーム競技である野球を対象として、プレー時の表情および動作映像をビデオカメラを用いて記録するとともに、ウエアラブル心拍計およびGPSを用いて心拍、位置座標、移動速度を計測した。さらに運動学習に伴う視線および顔表情の変化について検討するため、標的追従課題を用いた学習実験を実施した。さらに、顔表情解析および映像からの動作定量化のため、OpenFaceおよびOpenPoseを利用した解析ワークステーションを構築した。今年度は、昨年度の実験により得られた測定データの解析を進め、深層学習技術を用いてプレー中における顔検出・顔の特徴部位検出・表情分類を行うとともに、プレーの主観的評価、生体情報、顔表情、パフォーマンスの関係を定量化する。また、運動学習に伴う視線および顔表情の変化について、試行中のみならず試行前後の時系列に着目し、運動準備および運動後の結果フィードバック処理における顔表情の役割を明らかにする。さらに、芸術表現であるダンス、音楽演奏、および演劇パフォーマンスにおける顔表情の時系列変化について熟達差の有無について検討するとともに、パフォーマーの顔表情と観察者のパフォーマンス評価との関係を明らかにする。

平成30年度に実施した実験データの解析が年度内に終了しなかったため、人件費・謝金に剰余が生じた。本費用については、令和元年度に引き続き人件費・謝金としてデータ解析を進めるための費用として使用する予定である。
海洋深層viromeの萌芽的究明

海洋深層大循環(循環時間:1500年,循環距離:40000km)の始点(北部大西洋)から終点(北部太平洋)を構成する複数の水塊におけるウイルス組成(virome)解析を行い,海洋深層大循環に沿った系統組成の遷移とその動態メカニズムを明らかにすることを目的とした.北大西洋深層水塊中の9点,および中部太平洋深層水塊中の7点の試料のウイルス粒子由来DNAの配列解析を行ったところ,海洋深層生態系でのviromeの動態が確認された.この動態の解析結果により,海洋深層生態系における「viromeの動態メカニズム」および「細菌-ウイルス間の相互作用」の一端が明らかになった.海洋生態系に生息する細菌および、それに感染するウイルス(ファージ)は他の生物を圧倒する数で存在し(細菌:1mL中に約10万細胞、ウイルス:1mL中に約100万粒子)、様々な生態系プロセスの主要構成因子として存在している。細菌のメタゲノム解析によって、細菌の系統組成や様々な機能が明らかになる一方で、それと対になるウイルス叢の解析はほとんど進んでいない。申請者は今までの研究で、細菌群集の生物量および活性を全球レベルで観察してきた。これらの研究により、深層における細菌群集が時空間的に大きく変動することを明らかにしてきた。さらに深層における細菌ーウイルス間の量的関係が深度とともに大きく変化していることを明らかにした。これら知見をもとに海洋深層におけるvirome(ウイルス叢)解析の着想に至った。実際には、海洋深層大循環(循環時間:1500年、循環距離:40000km)の始点(北部大西洋)から終点(北部太平洋)を構成する5水塊の中央部および境界領域におけるvirome解析を行い、海洋深層大循環に沿ったウイルス組成の遷移とその動態メカニズムを明らかにする。平成27年度は、北大西洋深層水の3点(いずれも水深2500m)、および中部太平洋深層水の3点(4300m5300m)の試料を用いて解析作業を進めた。今回のvirome解析には、海外研究協力者が開発した少量(1ミリリットル)試料解析の新手法を用いている。本研究の意義は、観察がほとんど行われていない海洋深層のウイルス生態系の解析に挑む点である。本研究で実施されるvirome解析の結果は、直ちに深海微生物生態系の新知見となりうる。平成27年度の本研究では、海洋深層大循環を構成する水塊から6つの試料(大西洋試料3点、太平洋試料3点)を選択し解析を進めた。4工程あるうちの2工程を実施済みである。終了した行程は1)試料中のウイルス粒子を核酸染色剤で染色後、フローサイトメトリー・粒子分取装置を使用して、微生物粒子の中からウイルスのみを収集。2)分取したウイルス粒子の核酸を増幅しライブラリーを作成する。平成28年度に実施するのが次の2工程である。3)ライブラリーの配列データを次世代シーケンサーを用いて取得する。4)得られた配列データをアセンブリし、そのデータからウイルスの系統解析および機能遺伝子解析を行う。海洋生態系において生物量で優占する細菌は海水1mL中に約10万細胞存在している.また,細菌に感染するウイルス(ファージ)は,細菌生物量を支配する主要因であることがわかってきている.このウイルスは宿主である細菌の密度を大きく超えて,海水1mL中に約100万粒子もの密度で存在していることが明らかにされている.環境メタゲノム解析等によって,細菌の系統組成や代謝過程が明らかになる一方で,それと対になるウイルス叢の解析はほとんど進んでいない.これまでの課題代表者の研究では,深層における細菌群集が時空間的に大きく変動することを明らかにしてきた.さらに深層における細菌-ウイルス間の量的関係が深度とともに大きく変化していることを明らかにした.これら知見をもとに海洋深層におけるvirome(ウイルス叢)解析の着想に至った.実際には,海洋深層大循環(循環時間:1500年,循環距離:40000km)の始点(北部大西洋)から終点(北部太平洋)を構成する5水塊の中央部および境界領域におけるvirome解析を行い,海洋深層大循環に沿ったウイルス組成とその動態メカニズムを明らかにすることを目的とした.本研究では,今回の課題のために確立した1mlの試料からvirome解析を可能にする新手法を用いた.この新手法を適用した結果,北大西洋深層水の3点(いずれも水深2500m),および中部太平洋深層水の3点(4300m5300m)の試料からウイルス粒子由来のDNAの抽出および増幅に成功し,その配列解析を行った.その結果,2500m以深のviromeの動態が確認され,海洋深層大循環を構成する水塊内でのviromeの遷移を明らかにした.この遷移機構の解明が海洋中深層生態系における「細菌-ウイルス間の量的関係の鉛直変化」および「細菌-ウイルス間の相互作用」を明らかにすると考えられる.海洋深層大循環(循環時間:1500年,循環距離:40000km)の始点(北部大西洋)から終点(北部太平洋)を構成する複数の水塊におけるウイルス組成(virome)解析を行い,海洋深層大循環に沿った系統組成の遷移とその動態メカニズムを明らかにすることを目的とした.北大西洋深層水塊中の9点,および中部太平洋深層水塊中の7点の試料のウイルス粒子由来DNAの配列解析を行ったところ,海洋深層生態系でのviromeの動態が確認された.この動態の解析結果により,海洋深層生態系における「viromeの動態メカニズム」および「細菌-ウイルス間の相互作用」の一端が明らかになった.試料は現在、申請者の所属に移管されており、次工程の準備を進めている。

平成28年度は、上記の3)および4)を海洋研究開発機構において実施する。データ解析後は、海洋深層大循環におけるウイルス組成の変遷およびそのメカニズムについて国際学会での発表および原書論として国際誌への投稿を予定している。微生物海洋学分取したウイルス粒子の核酸を増幅しライブラリーを作成する過程の実験が予定以上に順調に進み、実験試薬等の負担が減ったため。平成28年度に実施する、ライブラリーの配列データの次世代シーケンサを用いた解析数を増やすこととし、試薬等の購入に充てる。
ミトコンドリアDNAから見たサシバ個体群の遺伝的構造と渡りの経路の関係について

サシバ(Butastur indicus)は繁殖するために日本へ飛来する夏鳥で,東南アジアで越冬する中型の猛禽類である.近年の環境変異に伴い生息数が著しく減少しているため,環境省鳥類レッドリストにより絶滅危惧II類(VU)に定められた.このことから,本種がどの様な遺伝的構造で生存しているのかという個体群間の遺伝的な関係についての調査・推定と,遺伝的多様性が低下している可能性があるため,遺伝的に均一になりつつあるのかといった遺伝的多様性について解析する必要性がある.本研究では,ミトコンドリアDNAの制御領域(Control Region)の塩基配列を元に,その塩基置換率を指標としてサシバ個体群の遺伝的構造と遺伝的多様性の解析を行うことを目的とし,日本各地に飛来し繁殖を行うサシバの羽毛からDNAを抽出し,PCR法によりミトコンドリアDNAのコントロール領域を増幅させ,ダイレクトシーケンス法により塩基配列の決定を行った.また,1個体において,本種のミトコンドリアDNAの全塩基配列を決定することが出来た.本種64個体で437塩基を決定したところ,20のハプロタイプが検出されたことから,本種の遺伝的多様性は現時点ではそれほど低下してはいないことが分かった.繁殖北限分布の岩手からは12個体から6のハプロタイプが検出され,北限分布でも十分に遺伝的多様性が保たれていることが分かった.また,全国的に検出されるハプロタイプと西日本でのみ検出されるハプロタイプがあり,これらのハプロタイプを系統解析,ネットワーク解析したところ,2つのグループに分かれる傾向にあることが分かった.西日本で特に日本海側で検出されることから,サシバの渡りのルートの差異に起因する可能性が仄めかされた.これを検証するため,今後さらにサンプル数を増やして解析することが必要であると考えられる.サシバ(Butastur indicus)は繁殖するために日本へ飛来する夏鳥で,東南アジアで越冬する中型の猛禽類である.近年の環境変異に伴い生息数が著しく減少しているため,環境省鳥類レッドリストにより絶滅危惧II類(VU)に定められた.このことから,本種がどの様な遺伝的構造で生存しているのかという個体群間の遺伝的な関係についての調査・推定と,遺伝的多様性が低下している可能性があるため,遺伝的に均一になりつつあるのかといった遺伝的多様性について解析する必要性がある.本研究では,ミトコンドリアDNAの制御領域(Control Region)の塩基配列を元に,その塩基置換率を指標としてサシバ個体群の遺伝的構造と遺伝的多様性の解析を行うことを目的とし,日本各地に飛来し繁殖を行うサシバの羽毛からDNAを抽出し,PCR法によりミトコンドリアDNAのコントロール領域を増幅させ,ダイレクトシーケンス法により塩基配列の決定を行った.また,1個体において,本種のミトコンドリアDNAの全塩基配列を決定することが出来た.本種64個体で437塩基を決定したところ,20のハプロタイプが検出されたことから,本種の遺伝的多様性は現時点ではそれほど低下してはいないことが分かった.繁殖北限分布の岩手からは12個体から6のハプロタイプが検出され,北限分布でも十分に遺伝的多様性が保たれていることが分かった.また,全国的に検出されるハプロタイプと西日本でのみ検出されるハプロタイプがあり,これらのハプロタイプを系統解析,ネットワーク解析したところ,2つのグループに分かれる傾向にあることが分かった.西日本で特に日本海側で検出されることから,サシバの渡りのルートの差異に起因する可能性が仄めかされた.これを検証するため,今後さらにサンプル数を増やして解析することが必要であると考えられる.
世界神話の二元構造の研究－善悪・生死・明暗

世界神話の基本的な二元構造を日本神話、ギリシャ神話、エジプト神話、インド・イラン神話、オセアニア神話、シベリア神話、アメリカ神話などにさぐった。明暗、水中の火、愛の二元性、罪と罰、異界と常世などのテーマでシンポジウムをおこない、それぞれの論文集を刊行した。生死、善悪の問題はそのつど検討された。最後は聖と穢れについて総括討論会をおこなった。その結果、世界神話は聖なるものを水中の火のような矛盾した概念のなかに追及するものであることがあきらかになった。世界神話に共通する構造を解明するため、二元構造に注目、明暗、善悪などの二項対立の神話を世界にもとめて、その比較をおこなった。代表者と各連携研究者はオセアニア、台湾、ヨーロッパ、アメリカ、中国、沖縄、東北地方などに調査におもむき、聞き取りや資料調査をおこない、9月の国際シンポジウム「光の神話」と1月の国内シンポジウム「水中の火」においてそれぞれ報告をおこなった。9月は朝鮮の火祭り、イランの新年行事、タジク族の新年行事、メソポタミアの光の神話などについての発表と、招待研究者によるアレクサンドロス神話や聖夜の神話についての報告があり、イランほか各地の新年が1月ではなく、春分や夏至に行われ、光の神話に関係していることがしられた。1月はデュメジルの「水中の火」についての論文をふまえて、世界の神話において、火と水という相反する要素がかならずしも対立的ではなく、原始の混沌の海に火がはいつてそれを胚胎させ、そこから生命がうまれることがインドのアグニ、イランのアパム・ナパート神話などによってあきらかになった。この成果は研究書として印刷刊行した。3月には総括研究会を開催し、9月の報告にあった東北の竈神についての研究などの跡付け調査の報告や、ヘブライ、インド、イランの事例などの紹介があった。1年間の研究をとおして闇の中の光、水の中の火といった反対概念が神話的に結合することが明らかになったのはおおきな成果である。2010年8月にパリのフランス国立図書館で資料調査をおこない、その成果をふまえて9月に名古屋で『愛の二元性』のテーマで国際シンポジウムを開いた。そこではフィリップ・ワルテル、エルヴぇ・ランベール、カルメン・タマシらのほか、吉田敦彦、松村一男、山本節、森雅子、ほか、14名の報告をうけて討論をした。その後、9月、12月にもパリで資料調査および、クロード・ルクトゥら研究者との情報交換をおこない、2011年1月に、再度名古屋で国内シンポジウムを開いて、9月のシンポジウムででた問題点のフォローをおこなった。その成果は3月に『愛の神話学』として800ページの研究書にまとめて印刷刊行した。また、3月末には14名の研究協力者の参加をえて、この一年の間におこなった各地の現地調査の報告などをした。このほか2010年12月には論文集『神話・象徴・言語III』を、9月には『ヨーロッパの形』を刊行、3月にはほかに『光と闇の神話学』その他も刊行した。9月1日2日の両日、大阪大学人間科学部でシンポジウムをひらき、台湾の陳鏡羽、中国の陳建国、フランスのフィリップ・ワルテルらのほか、国内外の30名の研究協力者の参加をえて、「罪と罰の神話」について検討した。キルギスからの留学生によるキルギスの叙事詩「マナス」の紹介などもあった。また中国からの参加者は福建省の村で発見されたマニ教絵画について、六道絵などとの比較をおこなったが、これは昨年、奈良の大和文華館でおこなわれた特別展示「マニ教絵画」の、中国からの視点だった。1月4日5日の両日は千葉大学けやき会館でシンポジウムをひらき、ルーマニアのニコラエ・ラルカ、ロシアのシプトゥニナ、ほか、国内外30名の参加をえて「罪と罰」につづく「罪と贖罪」の神話について検討した。ここではカフカス産地のオセット族の伝承を調査した報告などがあって盛り上がった。この二回のシンポジウムの成果は3月末に「罪と罰の神話学」として楽浪書院から出版した。そのあと3月26日には千葉大学文学部で平成23年度返球総括会をひらき、立川武蔵のカトマンドゥ調査、小島瓔禮の新潟の道祖信仰調査、荻原真子の韓国シャーマニズム調査などの報告があった。以上のほか、エジプト神話、ケルト神話などを中心にした文献調査をフランス国立図書館でかさねた。国内では房総の村博物館や国立歴史博物館の調査もおこなった。世界神話の二元構造の研究にあたり、明暗、水と火、愛と反愛、罪と罰などにつづき、異界と常世にテーマをしぼって研究し、さらにつぎのプロジェクトへの発展をめざして、文明のはじまりの神話について、とくに農耕、金属、繊維の神話にまとをしぼってシンポジウムを8月におこなった。

また、12月には奈良で「神話のシルクロード」と題するシンポジウムをおこない、世界神話が日本にまで伝わること、そしてそこで二元論的展開をしめすことを確認した。その成果は3月に「神話のシルクロード」として研究書にまとめ、印刷刊行した。3月には千葉で総括研究会をひらき、聖なるものと穢れというテーマでいままでの研究の総括と25年度の各地での調査活動の報告をおこなった。12月には神話学論集「神話・象徴・図像3」を刊行した。世界神話の二元構造を日本、ヨーロッパ、アフリカ、アジア、アメリカ、オセアニア、オリエントなどの諸地域の神話において、とくに異界と常世のテーマにしぼって検討した。そのために各連携研究者および代表者がヨーロッパ、アジア、ほかへ赴き、資料調査、あるいは現地調査、もしくは海外研究者との共同研究をおこない、その成果を8月と12月のシンポジウム、3月の総括研究会で報告、討議をして、3月に刊行した研究書(「異界と常世」)にまとめた。シンポジウムでは美術史、心理学、言語学からの参加者もあり、多様な角度から検討することができた。対象の地域としては日本、ヨーロッパ、中国のほか、中央アジアについていくつかの報告があり、シベリア、アイヌ、沖縄についても報告された。報告者は台湾、中国、フランス、東ヨーロッパからも参加した。またイランについても4件の報告があったが、政治情勢によって現地調査が困難な状況において、インドにおいてイラン宗教についての古文献をしらべ、またドイツなどのヨーロッパの研究者との連携によって、新発見の資料へアクセスするなど国際的な研究が推進された。そのあたりの問題は3月の総括研究会で報告された。ただし中国におけるマニ教の信仰の実態をしめす遺跡についての報告を期待した中国人研究者が直前になって渡航許可をとりけされて出席できなかったなどの問題もあった。この種の問題については、ドイツ、フランス、イギリスなどの研究者、研究機関との連携によって、背後から解決する方法も模索された。世界のすべての地域の神話をとりあげることをめざしているために、キルギス、ロシア、オセット、カトマンドゥなどの事例をしらべることができ、まだ調べられていない部分もおおいが、一年の成果としては二度のシンポジウムや研究所の刊行もふくめ、順調とみなされる。25年度が最終年度であるため、記入しない。世界神話の二元構造については明暗、光と闇、生と死、罪と罰、愛と憎しみなどについて検討してきた成果をふまえ、当該年度は異界と常世について検討し、日本的な概念である「常世」が世界的な異界概念といかに相違するか、あるいは共通するかについて理解がふかまった。異界といってもとくに死後世界とは限定せず、地上の楽園、あるいは夢の世界などもふくんだ概念とすることの当否も検討され、聖地の概念との関係も追及された。それらを各地の神話伝承に即して検討したほか、言語学から、たとえば未来形の存在と死後世界の観念との関係の指摘など参考になるものがおおかった。民間伝承、民間宗教などにおける世界観の検討も従来どおりおこなわれたが、図像表現による検討がとくにすすめられた。またイランと日本、ギリシャにおけるエチオピア、ホメロスと古事記、あるいは中国におけるマニ教など、比較研究において、従来あまり照明があてられてこなかった面についての理解がすすんだ。
沿岸土砂堆積環境の連続一体調査手法の開発による堆積形成史復元

本研究では,干潟・浅場の地盤環境を対象として,干出時にはジオフォン(地震計),冠水時にはハイドロフォン(水圧計)を使い分けることにより多チャンネル型表面波探査(MASW)の適用範囲を拡げた.また,簡易なサンプリング・サウンディングによる地盤調査手法を併用することにより,探査と地盤調査とを組み合わせたパッケージとして調査手法を提示した.これらを適用することにより,地層が複雑な河口付近の地盤の堆積形成史を復元し,地球科学・海岸工学・生態学と地盤工学との学際分野に資する成果を得た.河口域の干潟やその周辺の浅海域は,干潟や浅場の海底地形の安定性や底生生物の生態などの研究において注目されている地盤環境である.本研究は,干潟・浅場を対象として,安価で信頼性の高い探査・調査手法をパッケージとして提示することにより,地層が複雑な河口付近の地盤の堆積形成史を復元し,地球科学・海岸工学・生態学と地盤工学との学際分野に資することを目的としている.平成26年度は,以下の現地調査を実施した.(1)人力で作業できる固定ピストン式シンウォールサンプラーを使い,潮間帯(干潟)の干出時においてサンプリングを実施した.その結果,潮が引いている短時間の間に,深さ15m程度までであれば試料を簡易に採取できることを確認した.なお,表層の砂層においては,水圧を使ってケーシングを立て込み,孔壁を保持した.(2)潮間帯から潮下帯にかけて,ハイドロフォンを使うことにより,連続的な表面波探査を実施した.具体的には,小型船舶を利用してハイドロフォンを曳航し,竿を使って海底を突きながら4m前進する毎に海底に錘(モンケンを利用)を落下させて起震し,表面波の伝播波形を記録した.波形記録を逆解析することにより,地層構成をせん断波速度分布として捉えた.なお,船の位置はGPSで精度良く計測することにより,測線上の位置を把握した.ハイドロフォンによる調査測線は,事前に潮間帯の干出時に実施しておいたジオフォンによる探査測線とラップするように設定し,両者の結果を比較した結果,ほぼ同様の結果が得られることが確認できた.しかしながら,起震点が離れたハイドロフォンでは,起震点が近いジオフォンと比べると,ごく表層を伝わるやや高い周波数の波が減衰してしまう影響が現れた.なお,周波数帯が異なることから,波浪による調査結果への影響は見られなかった.河口域の干潟やその周辺の浅海域は,干潟や浅場の海底地形の安定性や底生生物の生態などの研究において注目される地盤環境である.本研究は,干潟・浅場を対象として,安価で信頼性の高い探査・調査手法をパッケージとして提示することにより,地層が複雑な河口付近の地盤の堆積形成史を復元し,地球科学・海岸工学・生態学と地盤工学との学際分野に資することを目的としている.平成27年度は,以下の内容を実施した.(1)人工干潟において,潮間帯において採取した土砂に対する力学試験を行い,干潟を造成した土砂の経時変化を調べた.また,多チャンネル型表面波探査(MASW)によるモニタリングを継続してきた測線に沿って,表層の覆砂厚の分布を調査した.(2)沖縄県の環礁において,潮間帯から潮下帯に至る広いエリアにおいてハイドロフォンを使ったMASWを実施し,サンゴ礫混じり土のような堆積物の地層のみならず,石灰岩からなる硬い岩盤などの多様な地盤に対して,潮下帯での表面波探査の調査方法や得られる結果の特徴,調査手法の適用限界等について検討した.(3)前年度までに得た,ジオフォンを利用して干出時に実施した潮間帯でのMASWの結果とハイドロフォンを利用して冠水時に実施した潮間帯でのMASWの結果とを比較し,さらにはハイドロフォンを利用して水面下で実施した潮下帯でのMASWの結果との連続的な評価とを合わせ,干潟土砂の堆積状況について一体的な評価を試みた.(4)上記(3)については,調査結果に基づいて得られた知見を取りまとめ,論文として投稿した.(5)MASWによる調査結果に基づいて,河口付近の堆積形成史の復元を試み,これを検証した成果について,ジャーナル論文として取りまとめた.計画した調査内容については,幅広く挑戦的に実施できており,多くの知見が得られている.一部の成果は,査読付き論文として投稿し採択されている.データを取得したまま,論文として取りまとめていない内容も豊富に有しており,引き続き,論文発表による研究成果の候補表に取り組みたいと考えている.合わせて,論文執筆のために,追加の現地調査によって補完しなければならないデータ取得の必要性についても考慮していきたい.干潟における潮上帯から潮間帯を経て潮下帯に至る領域を対象として,一体連続的に調査できる手法の開発,並びに,調査結果を基にした堆積形成史の復元を目指して,当該年度においては,現地調査とその結果に基づいた地層堆積史の解釈を試みた.これまでに,調査対象サイトにおいて多チャンネル型表面波探査を複数回にわたり実施してきており,潮上帯ならびに干潟の干出領域(潮間帯の干出時)においてジオフォン(速度計)を,干潟の冠水領域(潮間帯の冠水時)ならびに潮下帯においてハイドロフォン(水圧計)を適用し,潮上帯から潮間帯を経て潮下帯に至る広範囲の調査測線に対してせん断波速度分布を地盤の硬軟の分布として捉えた.ジオフォンとハイドロフォンの調査領域をラップさせることにより,異なる調査手法から得られた結果の整合性に関してもチェックした.

今回は,調査測線を移動せずに,同一地点において両手法による測線を同時に固定展開し,干出時から冠水時にかけて調査を続け,得られた結果について比較した.さらに,表層に砂層を有する干潟のうち,砂層が薄い人工干潟を対象として,多チャンネル型表面波探査で逆解析により得られた覆砂厚について,調査測線に沿ってポータブルコーン貫入試験を実施し,実際の砂層厚はどのようになっているかを直接的に調べることにより比較した.探査による逆解析結果と直接的な手法(サウンディング)による地盤調査結果との比較は,探査結果に対する答え合わせとも位置づけられる.一連の調査結果を踏まえて,自然堆積地盤により形成される沿岸の干潟とその周辺地盤の堆積形成史の復元を試み,また,人工的に浚渫土砂と覆砂により造成された人工干潟とその周辺においては,造成後の漂砂や圧密による地盤の経時変化の変遷について説明を試みた.得られた成果については,国際的なジャーナルでの発表に加え,国内の論文集やシンポジウムにおいて積極的に公表した.本研究では,干潟・浅場の地盤環境を対象として,干出時にはジオフォン(地震計),冠水時にはハイドロフォン(水圧計)を使い分けることにより多チャンネル型表面波探査(MASW)の適用範囲を拡げた.また,簡易なサンプリング・サウンディングによる地盤調査手法を併用することにより,探査と地盤調査とを組み合わせたパッケージとして調査手法を提示した.これらを適用することにより,地層が複雑な河口付近の地盤の堆積形成史を復元し,地球科学・海岸工学・生態学と地盤工学との学際分野に資する成果を得た.計画した調査内容については,一通りのものを挑戦的に実施することができ,多くの知見を得ることができた.しかし,年度末に多忙であったために,論文として結果を公表することができておらず,成果の公表については次年度以降に達成したいと考えている.調査の精度向上,調査方法の適用限界,調査結果の解釈,地層構成の異なる地盤への適用などを通じて,研究課題にある「堆積形成史」についての評価に取り組んでいく方針である.28年度が最終年度であるため、記入しない。地盤工学調査の精度向上,調査結果の解釈,地層構成の異なる地盤への適用を図るとともに,研究課題にある「堆積形成史」についての評価に取り組んでいく.調査実施時期と潮汐の関係で,安全に作業することができない(水深がありすぎる)と判断されたエリアでの調査数量分が若干残ったため.28年度が最終年度であるため、記入しない。本格的な調査を実施する前の段階として小規模な予備的な調査を実施した.次年度において,未使用の予算と合わせて本格的な調査を行う計画としている.干潮時の水位が低くなる次年度の夏にかけて実施する予定の潮下帯での調査の中で,繰り越した予算を含めて執行する予定としている.28年度が最終年度であるため、記入しない。前年度の調査規模を「予備的な調査」として比較的小規模なものにし,次年度において比較的大規模な本調査を行うことに変更した.次年度における調査費用の一部として予算を使用する計画である.28年度が最終年度であるため、記入しない。
計算機支援による水面での剛体運動に対する数理解析

界面活性粒子を水面に浮かべたとき,界面活性粒子が水面上でどのような運動をするのかを数理解析的に研究した.最初に樟脳円盤が水面を動く数理モデルを構築した.この数理モデルは樟脳円盤の運動を記述する運動方程式と樟脳膜の濃度を記述する反応拡散方程式から成り,二つの方程式は表面張力を通して結合している.数値実験の結果からこのモデル方程式が実験結果の定性的性質をよく再現していることがわかった.さらに計算機支援解析によってモデル方程式に対して定常解から進行パルス波への分岐現象を解析し,定常解と進行パルス波の線形化安定性を調べた.その結果,樟脳円盤の半径によって2種類の分岐構造があることがわかった.実験において円盤の大きさによる分岐構造の違いを確認することはできなかったが,円盤の大きさと速度の関係は数学解析の結果と定性的に一致していることがわかった.そして,樟脳円盤の往復運動現象に対しても,境界条件を適切に与えることで数理モデルにおいて往復運動現象が確認された.この研究成果はPhysica Dに掲載予定となっている.樟脳運動の数理モデルを基本として,化学反応を伴う界面活性粒子の運動(例えば,リン酸緩衝液上での樟脳酸円盤の間欠運動)を記述する数理モデルを構築した.この数値計算結果から間欠運動は化学反応次数に強く依存していることがわかった.この結果として,硝酸第一鉄溶液上でのフェナントロリン円盤の間欠運動とリン酸緩衝液上での樟脳酸円盤の間欠運動は異なる運動メカニズムによることが示唆された.今年度は樟脳運動を数理的に解析する研究を行った.私が提出した数理モデルは樟脳膜の濃度を記述する反応拡散方程式と円盤樟脳の運動を記述する運動方程式から成っており,それらは表面張力変化と樟脳膜濃度の関係式により結合している.この数理モデルを用いて,円周水路での円盤樟脳の運動に対する実験で得られた結果を数理モデルの解に対応させ,モデル方程式の解析を行った.本研究では円周水路で樟脳円盤が停止している場合を定常パルス波,一定速度で運動する現象を進行パルス波と定義し,モデル方程式に対して数値計算支援解析によって進行パルス波の存在,非存在を示した.この結果から,固形樟脳の大きさに依存して進行パルス解が多重に存在している場合と相でない場合の二つの場合があることを発見した.さらに,定常パルス波と進行パルス波の安定性を調べることができた.この結果から,樟脳円盤の半径が小さいとき,粘性抵抗が強い場合は定常パルス波(停止状態)が安定に存在すること,粘性抵抗を徐々に弱くすると定常パルスが不安定化し安定な進行パルス波(一定速度で運動する状態)が出現することがわかった.これにより粘性抵抗に依存した円盤樟脳の運動の数学的結果は実験結果を定性的によく近似していることがわかった.また,樟脳酸がついた樟脳酸舟をリン酸水溶液上に乗せると,リン酸濃度に依存して樟脳酸舟が間欠運動するという実験を数理的に解釈するという実験の数理モデルを提出することができてた.この数理モデルは樟脳酸膜とリン酸の化学反応を考慮した反応拡散系モデルと樟脳酸舟の運動を記述する剛体運動方程式が結合した形で表されている.間欠現象は振動現象による速度変化が大きな場合に対応してるが,リン酸の濃度を考慮することで等速運動から振動運動への分岐現象を数値計算から確認できた.更に間欠現象の出現は樟脳酸膜の濃度と表面張力の関係式に非常に強く依存していることが数理モデルから明らかになった.界面活性粒子を水面に浮かべたとき,界面活性粒子が水面上でどのような運動をするのかを数理解析的に研究した.最初に樟脳円盤が水面を動く数理モデルを構築した.この数理モデルは樟脳円盤の運動を記述する運動方程式と樟脳膜の濃度を記述する反応拡散方程式から成り,二つの方程式は表面張力を通して結合している.数値実験の結果からこのモデル方程式が実験結果の定性的性質をよく再現していることがわかった.さらに計算機支援解析によってモデル方程式に対して定常解から進行パルス波への分岐現象を解析し,定常解と進行パルス波の線形化安定性を調べた.その結果,樟脳円盤の半径によって2種類の分岐構造があることがわかった.実験において円盤の大きさによる分岐構造の違いを確認することはできなかったが,円盤の大きさと速度の関係は数学解析の結果と定性的に一致していることがわかった.そして,樟脳円盤の往復運動現象に対しても,境界条件を適切に与えることで数理モデルにおいて往復運動現象が確認された.この研究成果はPhysica Dに掲載予定となっている.樟脳運動の数理モデルを基本として,化学反応を伴う界面活性粒子の運動(例えば,リン酸緩衝液上での樟脳酸円盤の間欠運動)を記述する数理モデルを構築した.この数値計算結果から間欠運動は化学反応次数に強く依存していることがわかった.この結果として,硝酸第一鉄溶液上でのフェナントロリン円盤の間欠運動とリン酸緩衝液上での樟脳酸円盤の間欠運動は異なる運動メカニズムによることが示唆された.
酵素機能の発現を志向するデンドリマー固定化触媒の開発

酵素におけるタンパク質の代わりに枝分かれした高分子であるデンドロンを用い、酵素活性部位を導入することによる人工酵素の構築を検討した。まず、カテコールオキシダーゼの機能を人工的に再現することを検討したところ、ビスイミダゾール配位子を2つ導入したデンドロンを用いて室温で安定なμ-η^2:η^2二核銅錯体が構築できることを見いだした。錯体の安定化にはある程度世代の大きなデンドロンが必要であり、デンドロンの効果が明らかとなった。この錯体を用いて、世界で初めてのカテコールオキシダーゼに特徴的な酵素機能を室温で再現できることを見いだした。デンドロンの周囲に導入したベンジル置換基が人工酵素全体の溶解性を高めると同時に、錯体中心を保護するため酵素活性と安定性が両立できたと考えられる。また、人工酵素構築の基盤研究として、活性部位に用いることのできるキラルな配位子についても検討し、新規スピロ型配位子の創製と、これを用いる新しいエナンチオ選択的触媒反応を見いだすことができた。たとえば、β,γ-不飽和カルボン酸誘導体の5-Endo-Trig型環化により光学活性なブチロラクトンが、対応するアミドからは5員環ラクタムが高エナンチオ選択的に生成した。さらに、パラジウム-スピロビスイソオキサゾリン錯体を触媒として用いる一酸化炭素とスチレン誘導体の共重合についても検討し、一酸化炭素分圧を0.5気圧とすることで、高い立体規則性をもつポリマーを、高効率で得ることに成功した。天然の酵素機能を人工の高分子によって再現し、さらに天然酵素を凌駕する高い機能を持った人工酵素を創出することは、触媒化学や超分子化学の分野で最もチャレンジングなテーマの一つである。これまでに、デンドリマーを利用した人工酵素の開発が幾つかの研究グループによって試みられているが、触媒活性が低下する例が少なくない。我々は、様々なアミノ酸残基が協調して基質を活性化する酵素独特の作用機序に類似した反応活性化機構を持つ多点制御型不斉低分子触媒の開発に成功している。本研究では、多点制御型低分子触媒の概念を高分子系へと拡張し、枝分かれしたデンドリマー構造の特徴を活用して、複数の官能基が協調して働きうるように活性部位を分子設計した人工酵素の開発を行うことが目的である。今年度は、尿素の加水分解を促進するウレアーゼ活性を持つデンドロン担持触媒を目指し、その活性部位となる複核ニッケル錯体の合成について検討した。ニッケルへの配位部位としてイミダゾールに注目し、1,2,3,4-テトラ(ブロモメチル)ベンゼンとイミダゾールとの反応で、1,2,3,4-テトラ(イミダゾリル)ベンゼンを合成した。次に、過塩素酸ニッケル(II)を反応させて、複核ニッケル錯体の合成を試みたが、生成物の溶解度が低く生成物の同定には至らなかった。そこで、4-フェニルイミダゾールを用いて同様の配位子合成を行い、過塩素酸ニッケル(II)と反応させた結果、有機溶媒に可溶な複核ニッケル錯体を合成することができ、各種スペクトルにより構造を決定した。また、このニッケル錯体が尿素の加水分解を促進することを確認した。今後、複核ニッケル錯体の合成法の改良やイミダゾール上の置換基効果について検討すると共に、デンドロンの導入による高分子化についても取り組む予定である。天然の酵素のように、高い活性と選択性を兼ね備えた触媒の開発は、有機合成化学者の長年の目標であり、多くの検討が行われている。合成高分子を利用した人工酵素の報告例はあるが、これまで活性が低いことが最大の問題であった。本課題では、従来代表者らが研究してきた多点制御機構によって反応を促進する不斉触媒の研究を通じて蓄積した知見を活用して、活性部位を緻密にデザインした人工酵素型高分子触媒の創出を目的として、研究を推進している。今年度は、合成高分子に固定化する触媒分子のデザインを再検討する目的で、スピロ骨格を有する不斉配位子SPRIXを利用したPd触媒による不斉Wacker型環化反応について調べた。3-ヘキセン酸誘導体を10mol%の酢酸パラジウム、10mol%の(P, R, R)-i-Pr-SPRIXと2当量のベンゾキノン存在下、塩化エチレン中30°Cで反応させると、オレフィン部位へのカルボキシ基の分子内求核攻撃が起こり、γ-ブテノライドを収率89%,57%eeで単離することができた。本反応は様々なγ-ブテン酸誘導体に適応でき、対応するγ-ブテノライド誘導体が高収率且つ中程度のエナンチオ選択性で得られた。一方、γ-ブテン酸アミドを基質に用いても同様の不斉環化反応が進行し、中程度の光学純度を有する2-ピロリノンをほぼ定量的に与えた。本反応では、アミド窒素上の置換基が極めて重要であり、トシル基の場合には定量的な反応が進行するのに対して、ベンジル基の場合には全く反応が進行しなかった。両触媒反応の不斉配位子としてはSPRIXのみが有効であり、他の不斉窒素或いはリン配位子を用いた場合には、全く反応が起こらなかった。

錯体の安定化にはある程度世代の大きなデンドロンが必要であり、デンドロンの効果が明らかとなった。この錯体を用いて、世界で初めてのカテコールオキシダーゼに特徴的な酵素機能を室温で再現できることを見いだした。デンドロンの周囲に導入したベンジル置換基が人工酵素全体の溶解性を高めると同時に、錯体中心を保護するため酵素活性と安定性が両立できたと考えられる。また、人工酵素構築の基盤研究として、活性部位に用いることのできるキラルな配位子についても検討し、新規スピロ型配位子の創製と、これを用いる新しいエナンチオ選択的触媒反応を見いだすことができた。たとえば、β,γ-不飽和カルボン酸誘導体の5-Endo-Trig型環化により光学活性なブチロラクトンが、対応するアミドからは5員環ラクタムが高エナンチオ選択的に生成した。さらに、パラジウム-スピロビスイソオキサゾリン錯体を触媒として用いる一酸化炭素とスチレン誘導体の共重合についても検討し、一酸化炭素分圧を0.5気圧とすることで、高い立体規則性をもつポリマーを、高効率で得ることに成功した。
身体活動が認知機能を改善・発達させる神経ネットワークの同定

近年の研究により,身体活動は加齢に伴う認知機能の衰退予防だけでなく,子どもから青年期においても認知機能を改善,発達させるための1つの手段となり得ることが報告されている.しかし,身体活動が脳構造や機能に与える効果に関する知見は乏しい状況にある.磁気共鳴画像(MRI)を用いた研究により,身体活動は前頭前野背外側部や海馬の体積を増大させることが報告されているものの,脳の機能レベルで身体活動の効果を理解するためには,脳領域間の解剖学的ならびに神経活動レベルでの繋がりの変化を調べる必要がある.そこで本研究では,近年公開されたMRIで脳の構造・機能をより正確かつ詳細に計測・解析できるHuman Connectome Project準拠のプロトコールで撮像したMRIデータ,ならびに解析パイプラインを用いて,20歳から60歳の健常者を対象に身体活動量と認知機能の成績に関わる脳の構造・機能的領域間結合の関連を詳細に検討し,身体活動が認知機能を改善,発達させる背景にある神経ネットワークの変化を明らかにすることを目的としている.平成30年度には,実験環境の整備を進めるとともに予備実験を実施した.具体的には,1実験に必要な機器の購入・設定,2MRI撮像プロトコルの作成,3認知課題の作成,4予備実験として大学生を対象に背景データ,身体活動量データ,認知機能データ,およびMRIデータを取得した.上記の実験環境の整備および予備実験はおおむね順調に進み,平成30年度で本実験に移行する準備が整ったため,令和元年度から本実験を開始する予定である.平成30年度に行う予定であった実験環境の整備および予備実験が順調に進んでおり,令和元年度から本実験に移行できる環境が整ったため,おおむね順調に研究が進展していると判断した.令和元年度には,本実験を開始し,目標とするサンプルサイズに到達させる.データ収集と並行して収集したMRIデータの解析を進める予定である.近年の研究により,身体活動は加齢に伴う認知機能の衰退予防だけでなく,子どもから青年期においても認知機能を改善,発達させるための1つの手段となり得ることが報告されている.しかし,身体活動が脳構造や機能に与える効果に関する知見は乏しい状況にある.磁気共鳴画像(MRI)を用いた研究により,身体活動は前頭前野背外側部や海馬の体積を増大させることが報告されているものの,脳の機能レベルで身体活動の効果を理解するためには,脳領域間の解剖学的ならびに神経活動レベルでの繋がりの変化を調べる必要がある.そこで本研究では,近年公開されたMRIで脳の構造・機能をより正確かつ詳細に計測・解析できるHuman Connectome Project準拠のプロトコールで撮像したMRIデータ,ならびに解析パイプラインを用いて,20歳から60歳の健常者を対象に身体活動量と認知機能の成績に関わる脳の構造・機能的領域間結合の関連を詳細に検討し,身体活動が認知機能を改善,発達させる背景にある神経ネットワークの変化を明らかにすることを目的としている.平成30年度には,実験環境の整備を進めるとともに予備実験を実施した.具体的には,1実験に必要な機器の購入・設定,2MRI撮像プロトコルの作成,3認知課題の作成,4予備実験として大学生を対象に背景データ,身体活動量データ,認知機能データ,およびMRIデータを取得した.上記の実験環境の整備および予備実験はおおむね順調に進み,平成30年度で本実験に移行する準備が整ったため,令和元年度から本実験を開始する予定である.平成30年度に行う予定であった実験環境の整備および予備実験が順調に進んでおり,令和元年度から本実験に移行できる環境が整ったため,おおむね順調に研究が進展していると判断した.令和元年度には,本実験を開始し,目標とするサンプルサイズに到達させる.データ収集と並行して収集したMRIデータの解析を進める予定である.平成30年度は予備実験にやや時間を要したため,当初予定していた本実験にかかる被験者謝金がかからなかった.令和元年度に予定通りの人数のデータを取得するため,その被験者謝金に使用する.