hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
３軸触覚センサによる咀嚼、嚥下メカニズムの解明および食感の定量化

これらの成果によって、誤嚥が起きにくい嚥下方法の提案が進むことが期待される。最終年度の本年は、平成24年度から平成26年度まで継続して取り組んできた、口蓋に貼り付けて嚥下時の舌の動きが計測可能なMEMS3軸力センサに関しての研究成果を取りまとめ、学会発表および投稿用の論文の執筆を行った。研究の具体的な内容として、製作したMEMSセンサを口蓋に固定し、歯科医の立会いのもと、嚥下時の舌の動きが計測できることを確認した。また、嚥下する液体の粘度や体積を変えることで、舌の動きが変わりことを計測で確認し、官能試験結果と合わせて解析することで飲み込みやすさ、飲み込みにくさの定量的な評価を行うことができることを確認した。口蓋に貼付し、液体を咀嚼嚥下時に舌が口蓋に及ぼす圧力・せん断力を計測可能な3軸力センサを製作した。粘度1 mPa・sの通常の水と、増粘剤で粘度を800 mPa・sに調整した水の2種類の液体試料を用いて、嚥下時の舌が口蓋に及ぼす力を計測した。その結果、液体の粘性が低いほうが、液体の前後に送り込む力は小さく、左右に動いて液体をまとめる力は大きいことが分かった。また、粘度が大きくなると嚥下回数が増えることから、粘度が大きくなると至適嚥下量が少なくなることが分かった。本センサで計測した舌と口蓋の相互作用は、液体の粘度や体積などで変わる「飲み込みやすさ」の指標として有用であると考えられる。当初の計画通り、MEMSプロセスにより製作した口蓋貼り付け用3軸力センサを用いて、液体や半固体形状の食品に加えて、固体形状の食品を咀嚼嚥下時の舌の動きの計測を行った。また、予期せぬ成果として咀嚼時の歯の振動の計測を行った。これは、ヒトが食品を咀嚼する際の噛み応えなどの食感の計測に繋がると期待される。MEMS、生体計測平成27年度は、前年度に様々な被験者で行った実験データを取りまとめる。また、研究成果を論文投稿および学会での発表を通じて社会へ発信する。口蓋貼り付け用のMEMSセンサを作製し、液体や半固体形状の食品の嚥下時の舌の運動の計測を行った。また、予期せぬ成果として、力センサとほぼ同一の構造で音の計測が可能な音響センサを作製し、嚥下時の液体が喉を通過する音の計測を行った。この音響センサを用いることで、嚥下した液体が喉を通過する際の流速が計算できるため、嚥下時の舌の圧力と嚥下流速の関係を調べることが可能となる。2012年度の当初の計画であった、センサの設計、製作を完了し、当該センサを口蓋に固定し水嚥下時の舌の動きが計測可能であることを確認した。また、次年度である2013年度に予定していた水以外のゼリーなどの半固体食品の咀嚼、嚥下実験にもすでに着手し、センサの固定方法や耐久性に関して問題がないことが分かった。研究計画自体は、滞りなく平成26年度に終えることができたが、研究成果の社会発信のために、論文投稿および学会発表のために、予算を平成27年度に持ち越すこととした。最終年度は、液体、半固体の食品に加えて、固体食品の咀嚼、嚥下実験を行う。発展的な課題として、のどごし、口どけなど既存の計測装置では計測が困難であった、複数の物理現象が関係する食感の定量化にも取り組む。被験者の口蓋に3軸力センサを固定し、液体、半固体(チーズやヨーグルトなど)の食品の咀嚼、嚥下実験を行う。咀嚼、嚥下時の舌の動きと、センサにより計測した圧力、せん断力、温度の関連付けを行う。口蓋の前部と後部の2か所にセンサを配置し、舌の前後でどのように嚥下時の働きが異なるかを考察する予定である。その際には、各センサで4チャンネルの信号を計測する必要があり、また嚥下時間の把握のために、嚥下のタイミングで被験者に押してもらうハンドスイッチの信号で1チャンネル、計9チャンネルの信号処理が必要であることが見込まれる。
非ホロノミックモジュール型全方向移動ロボット協調制御に関する研究

設計のフレキシビリティの向上を図るため,ロボットの駆動・操舵車輪をユニット化しておき,要求されるペイロードに応じて車輪ユニットの台数を定めて構築する非ホロノミックモジュール型全方向移動ロボットの協調制御に関する研究の主な成果は以下である.1.複数台の車輪ユニットが有するセンサ情報を分散的に融合することで,ロボットの位置とともに,ユニット相互の動作干渉の要因となる車輪径を精度よく推定するデッドレコニング系を拡張カルマンフィルタを基礎に構築した.2.車輪ユニット相互の動作干渉を低減するため,デッドレコニング系から出力される車輪ユニットの車輪径情報,オブザーバにより推定される車輪ユニットへの外乱情報をもとに,車体の挙動を定める主動車輪ユニットと車体の運動に従い受動的なキャスタの振舞いを果たす従動車輪ユニットとからなる協調制御系を設計した.3.アッカーマン幾何学と非線形制御法を基礎として,目標経路に対して大きな横偏差や姿勢偏差がある場合でも車体を目標経路に安定に追従させる経路追従制御系を設計した.4.経路制御系と協調制御系とからなる走行制御系,デッドレコニング系の両システムの性能評価を数値シミュレーションと実験の両面から行った.5.傾斜地や曲路において車体の傾斜を制御してその安定化を図りながらロボットを走行させることを目的として,車体傾斜機構を装備したモジュール型全方向移動ロボットに対するデッドレコニング系と走行制御系への拡張を行った.6.実機への展開の第1段階として,4台の車輪ユニットを有するモジュール型屋外大型AGVに対するデッドレコニング系を設計し,実機走行データに基づくシミュレーションによりその性能評価を行った.設計のフレキシビリティの向上を図るため,ロボットの駆動・操舵車輪をユニット化しておき,要求されるペイロードに応じて車輪ユニットの台数を定めて構築する非ホロノミックモジュール型全方向移動ロボットの協調制御に関する研究の主な成果は以下である.1.複数台の車輪ユニットが有するセンサ情報を分散的に融合することで,ロボットの位置とともに,ユニット相互の動作干渉の要因となる車輪径を精度よく推定するデッドレコニング系を拡張カルマンフィルタを基礎に構築した.2.車輪ユニット相互の動作干渉を低減するため,デッドレコニング系から出力される車輪ユニットの車輪径情報,オブザーバにより推定される車輪ユニットへの外乱情報をもとに,車体の挙動を定める主動車輪ユニットと車体の運動に従い受動的なキャスタの振舞いを果たす従動車輪ユニットとからなる協調制御系を設計した.3.アッカーマン幾何学と非線形制御法を基礎として,目標経路に対して大きな横偏差や姿勢偏差がある場合でも車体を目標経路に安定に追従させる経路追従制御系を設計した.4.経路制御系と協調制御系とからなる走行制御系,デッドレコニング系の両システムの性能評価を数値シミュレーションと実験の両面から行った.5.傾斜地や曲路において車体の傾斜を制御してその安定化を図りながらロボットを走行させることを目的として,車体傾斜機構を装備したモジュール型全方向移動ロボットに対するデッドレコニング系と走行制御系への拡張を行った.6.実機への展開の第1段階として,4台の車輪ユニットを有するモジュール型屋外大型AGVに対するデッドレコニング系を設計し,実機走行データに基づくシミュレーションによりその性能評価を行った.設計のフレキシビリティの向上を図るため,ロボットの駆動・操舵車輪をユニット化しておき,要求されるペイロードに応じて車輪ユニットの台数を定めてロボットを構築するモジュール型全方向移動ロボットに関して,高精度のデッドレコニングを実現する方法を構築した.主な結果を以下に示す.(1)各車輪ユニット(WM)は自己のオドメトリに基づきロボットの位置が推定できることから,ロボットにおいてオドメトリ系は冗長となる.そこで,冗長なオドメトリ情報を融合することでロボットの位置推定精度を改善した.さらに,WMの車輪径の不確実性や実走行に際して生じる車輪の滑り等が存在する状況下においても精度良い位置推定を行うため,DMに搭載したジャイロからの旋回速度情報をも融合した.(2)冗長オドメトリ系とジャイロ情報の融合アルゴリズムは,拡張カルマンフィルタを基礎として定式化した.その際,WM相互の情報交換の非同期性やWMの台数増加に伴う計算量の増加等の問題に対処するため,数学的な厳密さは犠牲にしてアルゴリズムの分散化を図った.また,融合アルゴリズムにおいて,車輪径や車輪の滑りに関する誤差分散を状況に応じて変化させる融合ルールを組み込んだ.これによりロボットの進行速度,角速度がともに改善でき,高精度のデッドレコニングが可能となる.(3)2台ならびに4台のWMからなる2種類の移動ロボット実験プラットフォームを構築し,実験を行った結果,各WMが独立してロボットの位置を推定する場合に比べて,ロボットの位置を高精度に推定できることを確認した.設計のフレキシビリティの向上を図るため,ロボットの駆動・操舵車輪をユニット化しておき,要求されるペイロードに応じて車輪ユニットの台数を定めてロボットを構築するモジュール型全方向移動ロボットに関して,以下を実施した.(1)デッドレコニング系から出力される車輪モジュールの車輪径情報,外乱オブザーバにより推定される車輪モジュールへの外乱情報をもとに,車体の挙動を定める主動車輪モジュールと車体の運動に従い受動的なキャスタの振舞いを果たす従動車輪モジュールとからなる協調制御系を設計した.(2)アッカーマン幾何学と非線形制御を基礎として車体を目標経路に追従させる経路追従制御系を設計した.(3)経路制御系と協調制御系とからなるロボットの走行制御系により,車体や搬送物に関する質量等の慣性パラメータが不正確な場合でも,車輪の滑りを軽減して安定した走行が可能となることを数値シミュレーションにより確認した.(4)試作した4台の車輪モジュールを有するロボットに対してデッドレコニング系と走行制御系とを実装し,実験によりそれらの性能評価を行った.

(5)上記手法を拡張して,傾斜地や曲路での走行中に車体傾斜も制御して車体の安定化を図りながら走行する車体傾斜機構を持つモジュール型全方向移動ロボットのデッドレコニング系と走行制御系の基本設計を行った.(6)4台の車輪モジュールを有する屋外大型AGV(実機)に対するデッドレコニング系を設計し,実機走行データに基づくシミュレーションによりその性能評価を行った.
21世紀ロシアにおける地方公共サービスの再編と地方財政

本研究は、ロシアで社会主義時代には無償で国民に保障されていた教育や医療のような公共サービスが市場経済化でいかに再編されているのかを、財政的側面から明らかにしようとするものである。そのため、これらの社会的サービスの供給を担っている地方財政について、1政府間財政関係の改革(税源配分、支出区分等)が地域間財政格差や地方財政構造に与える影響、2政府間財政移転の地方への配分のあり方とその効果、3義務教育等の公共サービスの水準の変化について、制度と実態の両面から明らかにすることを目指している。初年度においては当初、1および2について制度改革の内容の整理、および財政データを用いた実証分析を進めていく計画であったが、並行して平成30年度の京都大学経済研究所プロジェクト研究の1つ「ポスト移行諸国における国家と市民社会に関する国際比較研究」の研究代表を務めることになったため、1および2の内容を、ロシアの国家と市民社会との関係の分析の中に位置づける形で研究を進めてきた。具体的には、プーチン政権下で進められてきた政治的・財政的な中央集権化が、地域間再分配の拡大による地域間財政格差の縮小や地方公共サービス水準の向上につながってきたのかどうか、ひいては社会的な統合の強化をもたらしたのかどうかについて分析を行った。現時点での暫定的な結論としては、2000年以降続いてきた財政的な中央集権化が必ずしも地域間の再分配の強化につながっているわけではないこと、地方の財政力や公共サービス水準の地域間格差は2000ゼロ年代の高度成長期にはむしろ拡大し、2010年代の経済成長減速期になって縮小していることを示した。これらの成果は9月にポーランドで開催された欧州比較経済体制学会、2019年1月に京都大学で開催された国際カンファレンス、その他の国内研究会等で発表し、それを元に現在日本語および英語論文の執筆を行っている。初年度においては、上述した京都大学経済研究所のプロジェクト研究「ポスト移行諸国における国家と市民社会に関する国際比較研究」の代表を務めることになった結果、本研究に割くことのできるエフォートがやや低下した。そのため、初年度に進めようと思っていた課題について、当初計画したレベルまで十分に分析を深めることができなかった。具体的には地域間の財政格差などについて、約20年間分の財政統計の分析を連続したデータを用いて行う予定であったが、データの整理や分析の時間が足りず、数年分のデータをピックアップして分析するにとどまってしまった。今年度研究発表を行った際に専門家から、分析対象年度を変えることで結果が変わってくる可能性を指摘され、次年度にはこの分析部分を早急に進めたいと考えている。また、財政移転の制度をはじめとして、より掘り下げた制度的分析も課題として残されている。ただし、国家と市民社会の関係を分析する共同プロジェクトに関わり、より大きな視点からロシアの国家の役割や市民社会の性格、ロシアの制度的特質などについて国内外の専門家と議論し、考察する機会を得られたことは、本研究にとって大いに資するものであったと考えており、そこでの議論は成果としての論文の内容にも反映されている。全体として、分析の進捗のスピードという意味では計画より若干遅れたものの、初年度の研究を踏まえて、次年度において取り組むべき課題がより明確になり、問題点もある程度事前に把握することができた。2019年度においては、まず初年度に取り組んできた研究成果を英語論文にまとめる作業を優先的に進め、英文ジャーナルに投稿する予定である。その後、課題1および2について、文献のサーベイ、およびロシアの連邦出納局および財務省の財政統計の整理と分析を進め、より包括的かつ踏み込んだ分析を進めていく。財政的な中央集権化の過程で進められた政府間の税源配分の改革が、各地域の税収にどのような影響を及ぼしたのか、また財政移転による格差是正効果はいかなるものであったのかをデータから明らかにするとともに、財政移転として一括されている各種補助金の制度についても整理する。ロシアでは財政移転による格差是正効果は必ずしも大きくないが、どのような基準で配分が行われているのか、また恩恵を受ける地域とそうでない地域について、ロシアの地域政策とも関連させ、政治経済学的な分析を行う。また、今年度はロシアでの現地調査を実施し、専門家への聞き取りおよび資料収集を行う予定である。研究成果については、10月にロシアのサンクトペテルブルグ大学で開催される国際会議や、12月に京都大学で開催される国際会議において報告する予定であり、最終年度での学会発表に向けて準備を進めていく。

具体的には、プーチン政権下で進められてきた政治的・財政的な中央集権化が、地域間再分配の拡大による地域間財政格差の縮小や地方公共サービス水準の向上につながってきたのかどうか、ひいては社会的な統合の強化をもたらしたのかどうかについて分析を行った。現時点での暫定的な結論としては、2000年以降続いてきた財政的な中央集権化が必ずしも地域間の再分配の強化につながっているわけではないこと、地方の財政力や公共サービス水準の地域間格差は2000ゼロ年代の高度成長期にはむしろ拡大し、2010年代の経済成長減速期になって縮小していることを示した。これらの成果は9月にポーランドで開催された欧州比較経済体制学会、2019年1月に京都大学で開催された国際カンファレンス、その他の国内研究会等で発表し、それを元に現在日本語および英語論文の執筆を行っている。初年度においては、上述した京都大学経済研究所のプロジェクト研究「ポスト移行諸国における国家と市民社会に関する国際比較研究」の代表を務めることになった結果、本研究に割くことのできるエフォートがやや低下した。そのため、初年度に進めようと思っていた課題について、当初計画したレベルまで十分に分析を深めることができなかった。具体的には地域間の財政格差などについて、約20年間分の財政統計の分析を連続したデータを用いて行う予定であったが、データの整理や分析の時間が足りず、数年分のデータをピックアップして分析するにとどまってしまった。今年度研究発表を行った際に専門家から、分析対象年度を変えることで結果が変わってくる可能性を指摘され、次年度にはこの分析部分を早急に進めたいと考えている。また、財政移転の制度をはじめとして、より掘り下げた制度的分析も課題として残されている。ただし、国家と市民社会の関係を分析する共同プロジェクトに関わり、より大きな視点からロシアの国家の役割や市民社会の性格、ロシアの制度的特質などについて国内外の専門家と議論し、考察する機会を得られたことは、本研究にとって大いに資するものであったと考えており、そこでの議論は成果としての論文の内容にも反映されている。全体として、分析の進捗のスピードという意味では計画より若干遅れたものの、初年度の研究を踏まえて、次年度において取り組むべき課題がより明確になり、問題点もある程度事前に把握することができた。2019年度においては、まず初年度に取り組んできた研究成果を英語論文にまとめる作業を優先的に進め、英文ジャーナルに投稿する予定である。その後、課題1および2について、文献のサーベイ、およびロシアの連邦出納局および財務省の財政統計の整理と分析を進め、より包括的かつ踏み込んだ分析を進めていく。財政的な中央集権化の過程で進められた政府間の税源配分の改革が、各地域の税収にどのような影響を及ぼしたのか、また財政移転による格差是正効果はいかなるものであったのかをデータから明らかにするとともに、財政移転として一括されている各種補助金の制度についても整理する。ロシアでは財政移転による格差是正効果は必ずしも大きくないが、どのような基準で配分が行われているのか、また恩恵を受ける地域とそうでない地域について、ロシアの地域政策とも関連させ、政治経済学的な分析を行う。また、今年度はロシアでの現地調査を実施し、専門家への聞き取りおよび資料収集を行う予定である。
染色体複製制御におけるフォスファターゼの役割の解析

染色体DNA複製開始制御へのタンパク質脱リン酸化酵素PP1, PP2Aの関与を明らかにするため、分裂酵母で最近開発したオーキシン依存タンパク質分解系(AID ; auxin-inducible degradation)を用いて、PP1あるいはPP2Aを細胞から完全に除去し、複製への関与を解析した。その結果、PP1は複製タイミング制御に必須であるが、PP2Aは関与しないことが明らかとなった。さらに、PP1はテロメア結合因子Rif1と相互作用してテロメアに局在することがタイミング制御に重要であることを明らかにした。DNA複製はゲノムの安定な維持継承に必須であり、細胞周期やクロマチン構造によって巧妙に制御されている。複製開始反応では、複製因子がサイクリン依存キナーゼ(CDK)とDbf4依存キナーゼ(DDK)によってリン酸化されることにより、活性化される。よって、キナーゼが付与したリン酸基が除去される場合には複製開始反応が抑制されるのではないかと考えられる。リン酸基を除去する酵素活性を持つフォスファターゼには、細胞分裂をはじめ多様な反応に必要なフォスファターゼであるPP2A, PP1などが知られているが、複製制御に関与するかどうかは不明である。本研究では、分裂酵母を用いて、最近開発した植物ホルモンオーキシン添加によりタンパク質を選択的に分解するオーキシンデグロン(AID ; auxin-inducible degradation)系を用いて、G1期あるいはS期に特定フォスファターゼを細胞から完全に除去し、複製とその関連反応への関与を明らかにする。とりわけ、近年の解析から複製開始タイミング制御にテロメア結合因子Taz1, Rif1が関与することを示しており、これらの因子とフォスファターゼの関連を明らかにすることができれば、テロメア長制御と複製制御における新たな仕組みが提示されることとなる。よって、キナーゼが付与したリン酸基が除去される場合には複製開始反応が抑制されると考えられる。リン酸基を除去する酵素活性を持つフォスファターゼには、細胞分裂をはじめ多様な反応に必要なフォスファターゼであるPP2A, PP1などが知られているが、複製制御に関与するかどうかは不明であった。本研究において、分裂酵母を用いて、最近開発した植物ホルモンオーキシン添加によりタンパク質を選択的に分解するオーキシンデグロン(AID ; auxin-inducible degradation)系を用いて、G1期あるいはS期に特定フォスファターゼを細胞から完全に除去し、複製とその関連反応への関与を解析した。さらに、近年の解析から複製開始タイミング制御へのテロメア結合因子Taz1, Rif1の関与が示されており、これらの因子とフォスファターゼの関連を解析した結果、Rif1のN末端に存在するPP1結合モチーフに依存してPP1がテロメアに局在することがタイミング制御に重要であることを明らかにした。分子遺伝学主要なフォスファターゼである、PP2Aは複製タイミング制御への関与が示されているShugosinタンパク質との相互作用が想定され、複製制御への関与を解析した。PP2A構成因子である、Par1, Par2, Ppa1, Ppa2の遺伝子単独破壊や条件的二重破壊株において、複製タイミングの異常は観察されなかったことから、PP2Aの複製制御に関与するという根拠は得られていない。いっぽう、PP1には2つのホモログが存在するため、Sds21遺伝子破壊株においてDis2をオーキシンデグロン系で分解すると、後期複製開始点のタイミングが部分的に早期に変化した。よってPP1が複製タイミング制御に関与する可能性が示唆された。PP1活性は生存に必須であり、Sds21, Dis2両遺伝子を破壊することができない。またオーキシンデグロンによる分解を効率よく行うとM期を脱出でき図、複製反応への関与を解析することが困難である。PP1はテロメア結合因子Rif1と相互作用することが報告されており、この相互作用をRif1あるいはSds21の点突然変異により減少させることにより、細胞の生存を維持する条件で解析を行う。また、テロメア長制御におけるPP1の役割を明らかにし、複製開始制御とテロメア長制御のクロストークのしくみと意義を明らかにする。フォスファターゼ遺伝子の多重変異株の作成が予定したより困難であり時間がかかってしまい、当該年度中に予定していた高速シーケンサーを用いたゲノムワイドの複製解析を実施することができなかった。このため、塩基配列解析の委託費用など予定していた予算を使用できなかったため、実支出額が予定を下回った。
π-電子空間における金属原子集合走の形成と構造制御

本研究では、2分子の不飽和炭化水素類がそのπ-平面を平行に配置することで生じる「π-電子空間」における金属集合体の形成、およびその構造制御について検討をおこなった。「π-電子空間」は固体状態では、グラファイトの層間に形成されることが知られており、金属を層間にインターカレートさせた材料は、金属触媒・水素吸蔵材料・2次電池などに広く応用、または応用されようとしている。しかし、このようなπ-電子空間内で、金属原子がどのような集合体を形成し、どのような性質を持つのか、分子レベルではほとんどわかっていない。本研究者は、1次元性sp^2共役不飽和炭化水素である共役ポリエンが2分子集合することにより形成される1次元性π-配位空間において、パラジウム原子が1次元的に集合し、バイナリー分子(サンドイッチ分子)が生成することを明らかにしている。また、それ以降の研究により、1)オリゴマーサイズの合成法の確立,2)サンドイッチ構造とハーフサンドイッチ構造の化学的相関,3)逐次的パラジウム鎖成長反応、の3点について明らかにしてきた。本研究において、共役ポリエンとともに重要な鎖状共役化合物であるパラフェニレンビニレン、およびその類縁体から形成されるπ-電子空間に対して、パラジウム原子がフェニレンビニレンの共役形状に合わせた折れ曲がり構造(120°折れ曲がり)をとることを明らかにした。
プレシナプス制御機構に着目した精神疾患の病態解明と臨床応用への展望

近年、我が国では、精神疾患の患者が急増している。そこで、本研究では、その治療法開発のために、全ゲノム関連解析にて複数の精神疾患への関与が示唆されているプレシナプスタンパク質Piccoloに着目し、精神疾患の病因・病態の解明を試みた。前頭前皮質Piccoloノックダウンマウスを用いた個体、細胞および分子レベルにおけるPiccoloの神経機能解析によって、双極性障害もしくは統合失調症では、前頭前皮質からの神経ネットワーク不全により情動障害、認知機能障害およびストレス脆弱性が誘発されていることが示唆された。さらに、本マウスが、妥当性の高い新たな精神疾患モデル動物として有用であることも示唆された。我が国では、精神疾患の患者数が急増しているにもかかわらず、多くの精神疾患の病因や病態が未だ不明のままであるために、有効な治療法の開発が滞っている。そこで、本研究では、全ゲノム関連解析にて複数の精神疾患(双極性障害、統合失調症およびうつ病)に関連することが示唆されているプレシナプスタンパク質Piccolo(遺伝子PCLO)に着目し、その中枢神経系における機能的役割を明らかにし、精神疾患の病因・病態メカニズムを解明する。本年度は、主に個体レベルにおけるPiccoloの神経機能を解析するために、遺伝子改変マウスを用いて行動薬理学、電気生理学および神経化学的検討を行った。PCLO miRNAを組み込んだアデノ随伴ウイルスベクターを青年期マウスの脳内に微量注入し、前頭前皮質特異的にPCLO発現を抑制したマウスを作製した。この前頭前皮質Piccoloノックダウンマウスでは、新規環境下における自発的行動量の増加、聴覚性驚愕反応におけるプレパルス抑制の減弱に加えて、短期作業記憶、物質認知機能および空間認知機能が低下していた。これらの行動異常は、非定型抗精神病薬リスペリドンの投与によって一部改善された。また、本マウスの前頭前皮質では、電気生理学的シナプス可塑性(ペアパルス促進および長期増強)が減弱していた。さらに、同じ前頭前皮質では、細胞外グルタミン酸の基礎遊離量が低下し、脱分極刺激によるドパミン遊離量も減弱していた。一方、背側線条体では、グルタミン酸基礎遊離量は低下していたが、脱分極刺激誘発ドパミン遊離量は増強していた。以上のことから、前頭前皮質におけるPiccoloは、精神疾患、特に双極性障害の躁状態もしくは統合失調症の陽性症状・認知機能障害に関連していることが示唆された。本年度は、脳部位特異的Piccoloノックダウンマウスを用いて、個体レベルにおけるPiccoloの神経機能を解析し、前頭前皮質におけるPiccoloが情動性、感覚ー運動制御および学習記憶に重要な役割を果たしていることを明らかにした。そして、そのメカニズムとして、前頭前皮質のシナプス可塑性を担うグルタミン酸神経伝達機能の低下を明らかにし、加えて、皮質ー線条体神経ネットワークの障害と考えられる背側線条体でのドパミン神経機能の亢進を見出した。さらに、本マウスにおける行動異常が抗精神病薬によって改善されたことから、前頭前皮質でのPCLO発現低下が精神疾患の病因および病態に関連していることが示唆されるとともに、本マウスが精神疾患モデル動物として、構成的妥当性(背景がヒトの発症機序に類似)、表面的妥当性(行動変化がヒトの症状に類似)および予測的妥当性(ヒトに効果的な治療法が有効)を兼ね備えていることを明らかにした。以上のことから、本年度に予定していた研究計画はほぼ順調に進展している。しかしながら、本年度の研究結果から、皮質ー線条体神経ネットワークメカニズムに関する新たな検討課題が生じてきたため、その解明に向けたアプローチとして新たな光遺伝学的実験手法の確立を試みているが、こちらはやや停滞気味である。我が国では、精神疾患に罹患する患者が急増しているにもかかわらず、多くの精神疾患の病因や病態が未だ不明であるため、有効な治療法の開発が滞っている。そこで、本研究では、全ゲノム関連解析において複数の精神疾患(双極性障害、統合失調症およびうつ病)に関連することが示唆されているプレシナプスタンパク質Piccolo(遺伝子PCLO)に着目して、その中枢神経系における機能的役割を明らかにし、精神疾患の病因・病態メカニズムを解明する。昨年度は、PCLO miRNAを組み込んだアデノ随伴ウイルス(AAV-miPCLO)ベクターを青年期(8週齢)マウスの前頭前皮質に注入したPiccoloノックダウンマウスを用いて、個体レベルにおけるPiccoloの神経機能を解析した。その結果、このマウスでは、双極性障害の躁状態や統合失調症の陽性症状および認知機能障害に類似の行動薬理学、電気生理学および神経化学的表現型が観察されることを明らかにした。そこで、今年度は、細胞および分子レベルにおけるPiccoloの神経機能を解析するために、上記のマウスを用いて形態学、分子生物学および神経化学的検討を行った。本マウスの前頭前皮質では、神経細胞樹状突起スパインにおける顕著な形態変化は見られなかった。同様に、プレシナプスマーカー・シナプトフィジンやポストシナプスマーカー・PSD-95のタンパク質発現レベルにも変化は見られなかった。一方、プレシナプス活動部位で働くシナプシンのリン酸化レベルやSNAP-25のタンパク質発現レベルは有意に減弱していた。また、本マウスの背側線条体では、脱分極刺激誘発GABA遊離量が減弱していた。以上のことから、前頭前皮質におけるPiccoloは、シナプスの形成や維持には関与しないが、プレシナプスのエクソサイトーシス機能に関連していることが示唆された。

本年度は、青年期Piccoloノックダウンマウスを用いて、その細胞および分子レベルにおけるPiccoloの神経機能を解析し、前頭前皮質におけるPiccoloがプレシナプス機能の制御に重要な役割を果たしていることを明らかにした。これは、昨年度の電気生理学および神経化学的検討により得た本マウス前頭前皮質におけるグルタミン酸神経系シナプス可塑性(ペアパルス促進および長期増強)の減弱を支持するものであった。さらに、本マウスの神経化学的解析では、背側線条体におけるGABA神経系の機能低下を明らかにした。これは、昨年度に見出した本マウス背側線条体でのドパミン神経機能の亢進が、皮質グルタミン酸神経系(↓)ー線条体GABA神経系(↓)ー線条体ドパミン神経系(↑)ネットワークの障害によることを示唆した。また、本年度の研究計画に新たに加えた光遺伝学とin vivoマイクロダイアリシス法を組み合わせた新しい実験手法の開発を伴った皮質ー線条体ネットワークメカニズムの解析については、実験手法の条件検討が終了し、野生型マウスにおける基礎的データを得るに至った。一方、青年期Piccoloノックダウンマウスにおいて観察されなかったうつ病(もしくは双極性障害のうつ状態)や統合失調症の陰性症状に類似した表現型の誘導解析については、マウス前頭前皮質へのAAV-miPCLOベクター注入時期の早期化(幼弱期:4週齢)および青年期からのPCLO発現低下期間の長期化(4週間→32週間)への変更を検討したものの、従来の行動異常に加えて更なる行動表現型が観察されることはなかった。以上のことから、本年度に予定していた研究計画はほぼ順調に進展していると言える。我が国では、精神疾患に罹患する患者が急増しているにもかかわらず、多くの精神疾患の病因や病態が未だ不明であるため、有効な治療法の開発が滞っている。そこで、本研究では、全ゲノム関連解析において複数の精神疾患(双極性障害、統合失調症およびうつ病)に関連することが示唆されているプレシナプスタンパク質Piccolo(遺伝子PCLO)に着目して、その中枢神経系における機能的役割を明らかにし、精神疾患の病因・病態メカニズムを解明する。昨年度までに、PCLO miRNAを組み込んだアデノ随伴ウイルスベクターを青年期マウスの前頭前皮質に注入し作製したPiccoloノックダウンマウスを用いて、個体、細胞および分子レベルにおけるPiccoloの神経機能を解析した。その結果、本マウスでは、双極性障害の躁状態や統合失調症の陽性症状および認知機能障害に類似の表現型が観察されることを明らかにした。また、本マウスの前頭前皮質では、プレシナプスからの神経伝達物質放出機能が障害されていることを明らかにした。今年度は、まず、より精神疾患への妥当性が高いモデル動物の作製を試みた。前述の遺伝子改変マウスに軽度な社会的敗北ストレスを暴露したところ、新たな表現型としてうつ様行動が誘発された。次に、光遺伝学とin vivoダイアリシス法の複合的実験手法を用いて、脳内ネットワーク機能を解析した。その結果、本マウスの背側線条体では、前頭前皮質からの神経刺激によるグルタミン酸遊離増強およびドパミン遊離減少が共に障害されていた。
複素ニューラルネットワークの非線形ダイナミクス解析とその工学応用に関する研究

波動現象や多階調画像などの複素数表現が適したデータを扱う情報処理技術を発展させるため、非線形ダイナミクスに着目して複素ニューラルネットワークの研究を行った。連続的な非線形性をもつ複素ニューロンの活性化関数を新しく提案し、多階調画像のノイズ除去やグラフ彩色問題の最適解探索などの課題へ応用し、従来の離散的な活性化関数を用いた手法より性能が向上することを数値実験によって示した。複素ニューラルネットワークは、複素数による状態表現と相性の良い波動現象などの情報処理に適しており、工学応用の可能性が近年ますます注目を集めている。しかし、その理論的枠組みはまだ十分に確立されたとは言えず、実数ニューラルネットワークとの相違点も明らかではない。本研究の目的は、複素ニューラルネットワークを非線形力学系の観点からとらえ、具体的な応用例を念頭に置きつつ、基礎数理的側面を体系的に理解することである。本年度は、交付申請書で計画した通り、位相情報のみを扱う複素ニューラルネットワークに着目した。このタイプのネットワークは、多値連想記憶や多階調画像処理などの離散多状態が関係するシステムの情報処理に適している。申請者は、従来の複素連想記憶モデルにおいて一般的に用いられてきた複素活性化関数の性質を考察し、そこに非線形性を導入することで、連想記憶モデルとしての性能が向上することを数値実験によって明らかにした。特に、状態数が大きくなるにつれ従来のモデルとの差がより顕著になることに大きな意義がある。実際、ノイズの加わった多階調画像の復元に応用したところ、従来手法では256階調の標準テスト画像を正しく復元するのは困難であったが、提案手法ではそれが可能となった。また、この結果を信号対雑音比を用いて定量的に評価した。以上のように、複素ニューラルネットワークにおける非線形性の効果を実証し性能向上を実現できたという点で、当初の目標を達成した。複素数信号の情報処理に適した方法論の一つである複素ニューラルネットワークは、工学で用いられる光、音、電磁気などの振幅成分と位相成分をもつ波動現象と相性が良く、リモートセンシング、レーダ、量子デバイス等への応用研究が活発に行われてきている。本研究の目的は、複素ニューラルネットワークを非線形システムとしてとらえ、その数学的性質を体系的に理解するとともに、ネットワークの性能を向上させるための実効的な提案を行うことである。本年度は、昨年度に提案した連続型の複素活性化関数を用いて複素ニューラルネットワークを構成し、従来の離散型の複素活性化関数を用いたネットワークだけでなく、形態学的連想記憶モデルや実数ニューラルネットワーク等の他手法とも性能比較をおこなった。その結果、多階調画像処理の復元(ノイズ除去)において、元画像に印加されるノイズの種類によっては(具体的には一様ノイズとガウシアンノイズの場合に)、提案手法が最も優れているという結果を数値実験によって示した。これは、複素活性化関数の非線形性を制御することによって実現される性能向上を意味する。また、提案した複素ニューラルネットワークを利用した、グラフ彩色問題の発見的解法を提案した。ベンチマーク問題へ適用して、エネルギー関数の最小化に基づく従来方法と比較した結果、グラフのノード数が比較的少ない例題の一部に対しては、提案手法の方が良い結果を与えることを示した。以上のように、複素ニューラルネットワークの性能向上について一定の成果を得ることができ、当初の目標を達成した。複数ニューラルネットワークは、素信号を処理するためのソフトコンピューティング技術の一つである。振冨と位相という二つの物理量を一つの複素変数として扱うことが、それぞれに対応する二つの実数変数として扱うことに比べて、ニューラルネットワークによる情報処理の上でどのような利点があるのかを明らかにすることが期待されている。前年度までの研究で、複素ニューラルネットワークに対する新しい活性化関数を提案した。これは、従来の複素活性化関数の離散的非線形性を連続的非線形性に変更したもので、これを用いるとネットワークダイナミクスがエネルギー関数の局所的最小点にトラップされる確率が減り、従来の複素ニューラルネットワークより良い連想記憶能力をもつことが分かった。そこで、本年度は、この連続的非線形性をもつ微分可能な活性化関数を用いることで、階層型複素ニューラルネットワークの最急降下法に基づく誤差逆伝播学習アルゴリズムを提案した。提案手法を、実数ニューラルネットワークの学習アルゴリズムおよび複素ニューラルネットワークの既存の発見的学習アルゴリズムと比較するため、関数近似の数値実験を行った。まず、連続関数に関しては、すべてのニューラルネットワークが学習に成功したが、訓練誤差と汎化誤差は提案手法の方が小さかった。次に、不連続点をもつ関数に関しては、複素ニューラルネットワークのみが不連続性という特徴を学習できた。ただし、二つの複素ニューラルネットワークの学習アルゴリズムを比較した結果、提案手法の方が訓練能力も汎化能力も高いことが分かった。このアルゴリズムは位相応答関数の推定などに応用可能である。以上より、複素ニューラルネットワークの理論と応用について一定の成果を得ることができ、当初の目標を達成した。
乾癬のT細胞におけるケモカイン受容体発現およびサイトカイン産生の病因的役割

尋常性乾癬の病変形成においてCD4^+T細胞が重要な役割を果たすと考えられている。乾癬病変部皮膚および血液中でそインターフェロンγ(IFN-γ)を産生するT1細胞がインターロイキン4(IL-4)を産生するT2細胞に比較して増加していると考えられているが,両者の頻度に差がないとの報告もある。そこでわれわれは尋常性乾癬の末梢血および病変部皮膚におけるTリンパ球のT1/T2バランスを検討した。乾癬患者の血液中で,IL-4産生CD8^+T(Tc2)細胞の頻度が4.8±3.2%対照の健常人と比較して優位に増加していた。T2細胞に特異的なケモカイン受容体CCR4を発現するCD8^+T細胞も乾癬患者末梢血中で健常人より有意に増加していた。さらにTc2細胞の頻度およびTc2細胞/Tc1細胞比は乾癬の重症度の指標であるpsoriasisarea and severity indexと有意な正の相関を示した。それに対して乾癬患者血液中のIFN-γ産生CD4^+T(Th1)細胞,およびIFNγ産生CD8^+T(Tc1)細胞の頻度は健常人における頻度と差がなかった。T1細胞に特異的とされるケモカイン受容体CXCR3の発現も検討したが同様の結果が得られた。乾癬患者末梢血から分離したCD8^+T細胞は健常人由来の細胞より多くのIL-4を産生したが,IFN-γの産生は乾癬患者と健常人で差はなかった。病変部皮膚の免疫組織学検討により乾癬患者の表皮および真皮にCXCR3^+CD8^+T細胞と同様の頻度のCCR4^+CD8^+T細胞の浸潤が認められた。以上の結果から,尋常性乾癬患者の末梢血中にTc2細胞の頻度が増加していること,およびTc2細胞と乾癬の炎症との関連性が示唆された。尋常性乾癬の病変形成の主体はCD4^+T細胞で、病変部皮膚および血液中でインターフェロンγ(IFN-γ)などの産生するT1細胞が増加していると考えられているが、T1細胞とT2細胞の比は正常との報告もある。そこでわれわれは乾癬におけるT1/T2バランスを明らかにするため、T1細胞に特徴的なケモカインリセプターCXCR3とT2細胞に特徴的なケモカインリセプターCCR4の発現を末梢血T細胞について検討した。また同一の血液サンプルについてT細胞のIFN-γとインターロイキン4(IL-4)の産生能も検討した。乾癬患者の末梢血においてCCR4^+CD8^+T細胞およびIL-4産生CD8^+T細胞が健常人に比べて有意に増加していた。さらに、末梢血CD8^+T細胞におけるCCR4陽性細胞/CXCR3陽性細胞の頻度の比およびIL-4産生細胞/IFN-γ産生細胞の頻度の比は乾癬の重症度の指標であるpsoriasisarea and severity indexと有意な正の相関を示した。末梢血中のCD4陽性細胞に関しては、CXCR3陽性細胞、CCR4陽性細胞、IFN-γ産生細胞、およびIL-4産生細胞のいずれの細胞の頻度も乾癬患者と健常人の間で有意差は認められなかった。以上の結果から、乾癬患者の血液中においてCCR4陽性IL-4陽性CD8^+T細胞、すなわちtype 2 cytotoxic Tcellが増加し、病変形成あるいはその修飾に重要な役割を果たしていることが示唆された。今後はCCR4陽性CD8^+T細胞がIL-4を、CXCR3陽性CD8^+T細胞がIFN-γを産生しているかどうか確認するとともに、乾癬患者の皮膚組織におけるケモカインリセプターの発現について検討する予定である。

病変部皮膚の免疫組織学検討により乾癬患者の表皮および真皮にCXCR3^+CD8^+T細胞と同様の頻度のCCR4^+CD8^+T細胞の浸潤が認められた。以上の結果から,尋常性乾癬患者の末梢血中にTc2細胞の頻度が増加していること,およびTc2細胞と乾癬の炎症との関連性が示唆された。尋常性乾癬の病変形成においてCD4^+T細胞が重要な役割を果たすと考えられている。乾癬病変部皮膚および血液中でそインターフェロンγ(IFN-γ)を産生するT1細胞がインターロイキン4(IL-4)を産生するT2細胞に比較して増加していると考えられているが,両者の頻度に差がないとの報告もある。そこでわれわれは尋常性乾癬の末梢血および病変部皮膚におけるTリンパ球のT1/T2バランスを検討した。乾癬患者の血液中で,IL-4産生CD8^+T(Tc2)細胞の頻度が4.8±3.2%対照の健常人と比較して優位に増加していた。T2細胞に特異的なケモカイン受容体CCR4を発現するCD8^+T細胞も乾癬患者末梢血中で健常人より有意に増加していた。さらにTc2細胞の頻度およびTc2細胞/Tc1細胞比は乾癬の重症度の指標であるpsoriasisarea and severity indexと有意な正の相関を示した。それに対して乾癬患者血液中のIFN-γ産生CD4^+T(Th1)細胞,およびIFN-γ産生CD8^+T(Tc1)細胞の頻度は健常人における頻度と差がなかった。T1細胞に特異的とされるケモカイン受容体CXCR3の発現も検討したが同様の結果が得られた。乾癬患者末梢血から分離したCD8^+T細胞は健常人由来の細胞より多くのIL-4を産生したが,IFN-γの産生は乾癬患者と健常人で差はなかった。
自家移植脾の再生と機能に関する実験的検討,(非担癌及び担癌ラットにおいて)

非担癌ラットにおける自家移植脾の再生と機能に関し本年度は以下の点につき検討した。対象:46週令雄呑竜ラット183匹を用い対照(C群56匹)1/3脾温存(P群62匹)脾摘後1/3脾3分割大網内移植(F群65匹)の3群を作成。検討項目:(1)組識学的検討(HE染色,抗ラットリンパ球亜群モノクローナル抗体使用による免疫組識化学染色)(2)液性免疫能(PFCによる抗体産生細胞数測定)(3)細胞性免疫能(cytotoxic T cell活性測定,膝窩リンパ節肥大法によるGraft Versus Host Reaction,GVHR)。結果:P群の脾重量はC群と同様漸増したがその増加率は6ケ月でC172%に対しPは300%であった。この間脾構造液性免疫能はCと同じパターンを示した。EPICSではCが全経過helper Tcell優位であるのに対し3ケ月目でnon helper Tcell優位となり又B cellの比率が増加した。同時期GVHRはCに比し50%低下したが6ケ月目にはhelper T cell優位となりGVHRもCのレベルまで回復した。一方F群の脾重量は3ケ月で移植量の55%に減じ6ケ月で88%まで回復した。組識学的所見では1ケ月で腺構造は破壊され中心壊死及び濾胞の増生を認め3ケ月では大型脾細胞が増生し6ケ月ではほぼ正常構造に回復した。脾シンチでは1ケ月より陽性であったがPFCは0であった。しかし3ケ月ではCの1/3程度のPFCを認めた。EPICSでは3ケ月目でnon helper Tcell優位となりBcell比率も増加した。又同時期GVHRはCに比し50%低下した。しかし6ケ月目にはPと同様helper T cell優位となりGVHRもCのレベルまで回復した。まとめ:移植脾は移植直後では感染防禦能をもたないが生着後は同機能を回復する。脾細胞増生過程では未熟リンパ球が導引され3ケ月目にはnon helper Tcell優位となりBcellの比率が増加する。しかし6ケ月目には正常に近い構造と機能を示した。以上より移植脾が正常の免疫監視機構を獲得する可能性が示唆された。現在担癌ラットにおける自家移植脾の再生と機能につき検討中である。
ADHDを伴うLD児に対する「環境対話教育」のキャンプ効果

ADHD児に対する『環境対話教育(通称環境対話法)』は、脳科学の、特に神経伝達物質の心理的特性を活用する立場から、「コントロールされた環境と意識的にかかわらせること、すなわち対話をさせることにより、前頭葉や扁桃体のシナプスに特定の神経伝達物質を流し、行動の改善を目指す教育臨床的手法」と定義される。シナプス内でドーパミンやノルアドレナリンの濃度を高めると考えられているメチルフェニデート(商品名リタリン)の特性にヒントを得て、同様な効果を教育環境で実現するために、サイコモーター、子ども会議、認知・言語プログラムなどで構成されたプログラムをキャンプ形式で実施した。連続遂行課題、GO/NOGO電位課題、図地知覚検査、DSM-IV評価などで、効果測定した結果、ADHD児に対する環境対話キャンプの効果が明らかになった。そこで、プログラムの構成因子を検討した所、21のスキルが発見された。それらは、リズム(強弱のある話し方)、テンポ(速さを変化させる話し方)、快感(たのしい雰囲気)、変化(表現のトーンを変化させる集中のさせ方)、緊張(注意ではなく課題を出して追い込む集中のさせ方)、希望(否定ではなく、希望をもてるような話し方)、見通し(具体的な数字をあげて説明する話し方)、刺激(黒板や話し方から余計な刺激を取る説明の仕方)、作業(動きを取り入れる集中のさせ方)、工夫(アイデアをひねり出す活動の重視)、抑制(待たせてほめる対応)、イメージ化(ワーキングメモリが向上するような話し方)、視覚化(情報を映像に置き換える説明の仕方)、評価(子どもの反応の即時的に価値を与える手法)、確認(説明についてきているかをチェックする手法)、机間指導(子どもの席へ近づく手法)の16と、不安傾向がある場合に用いる、見つめる、ほほ笑む、話し掛ける、ほめる、触る(触れる子には)の5つの、合計21である。授業で活用できるスキルと考えられる。平成13年12月21日(金)から23日(日)に至る二泊三日の第16回環境対話キャンプを、岡山県青少年教育センター閑谷学校で開催した。ADHDを伴うLD児35名(312歳)、その保護者40名(父・母含む)の参加があり、対象児における6つの特性、すなわち注意・記憶・知覚、抑制・硬さ・感情を明確化すべく検査を実施した。検査は、第15回キャンプで開発した独自のADHD検査(DSM-IV行動チェックリストを含む)を用いた。本研究の申請時には、第15回キャンプ(平成13年7月実施)を踏まえた6ヵ月後の効果確認を計画していたが、第15回キャンプ終了後に科学研究費の追加採択になり、そのため第16回キャンプが、対象児の特性を計測またチェックする場となった。しかし、計測・チェック後は、前頭葉のドーパミン系に働きかけるリズムトレーニングや共感体験のためのロールプレイングゲーム、各種の認知・言語課題などを実施しており、第17回キャンプ(平成14年8月実施予定)で、その効果を確認する予定である。環境対話教育(環境対話法)は、子どもを取り巻く環境の調整により、対話(行動および教科学習)を効率化させる方法論といえるが、そのためには、家庭・学校(保育所も含む)での継続トレーニングも必要と考える。第16回キャンプでは、保護者研修も実施しているが、第17回以降では、対象児の教師・保育士の参加研修も企画していきたい。平成14年8月30日(金)から9月1日(日)に至る二泊三日の第17回環境対話キャンプを、岡山県青少年教育センター閑谷学校で開催し、また、平成15年2月23日(日)ミニキャンプを倉敷市立短期大学で実施した。

2回のキャンプに対し、どちらも、ADHDを伴うLD児36名(312歳)の参加があり、対象児における6つの特性、すなわち注意・記憶・知覚・抑制・硬さ・感情を明確化すべく検査を実施した。検査は、第15回キャンプで開発した独自のADHD検査(DSM-IV行動チェックリストを含む)を用いた。第16回キャンプで、対象児の基本的能力(BASELINE)を測定しており、その後の、仮説プログラムである、前頭葉のドーパミン系に働きかけるリズムトレーニングや共感体験のためのロールプレイングゲーム、各種の認知・言語課題などの実施後データを、第17回キャンプ・ミニキャンプで収集した。環境対話教育(環境対話法)は、子どもを取り巻く環境の調整により、対話(行動および教科学習)を効率化させる方法論といえるが、そのためには、家庭・学校(保育所も含む)での継続トレーニングも必要と考える。第16回キャンプでは、保護者研修も実施したが、さらに第17回キャンプでは対象児の担任教師・保育士の参加研修も実施した。対象児36名中、12名の参加があった。参加の増加は今後の課題である。また、援助スタッフであるトレーナーの質的向上も、今後スタッフ研修として企画してみたいと考えている。なお、本研究は、研究の性格上、一定の継続期間を要するため、成果の公表は少なくとも次年度以降になると考えています。本研究の趣旨に沿い、第18回環境対話キャンプを、2003年7月19日21日に、岡山県渋川青年の家で、また第19回環境対話キャンプを、2003年12月1921日に、岡山県教育センター閑谷学校で開催した。基本プログラムはサイコモーター、子ども会議、親会議、パソコン認知課題、グループワークであった。これまで開発してきたADHD検査やGO-NOGO課題などを用いて、行動改善や脳の前頭葉機能改善に有効であることが立証されつつある。特に、第19回キャンプで導入したGO-NOGO課題では、前頭葉抑制系機能に有意な改善が認められた(キャンプ1日目とキャンプ3日目)。この結果、環境対話法を、脳科学の、特に神経伝達物質の心理的特性を活用する立場から、「コントロールされた環境と意織的にかかわらせること、すなわち対話をさせることにより、前頭葉や扁桃体のシナプスに特定の神経伝達物質を流し、行動の改善を目指す教育臨床的手法」と再定義するに至った。脳は、人的・物的環境との手間隙かけた意識的な相互作用、すなわち対話により、活性化(神経ネットワークの構築)が促されるものであること、また、特に子どもと教育者との間にあるのは、相互の身体及びその運動(いわば表出)の認知的フィードバックであること、を不可欠な方法論的要素としていることが再認識された。ADHD児には、『リズム(強弱)のある話し方』『テンポ(速さの変化)のある話し方』『確認を取り入れた話し方』を基本とした授業展開に、『考えさせる』『見通しをもたせる』『希望をもたせる』『複雑なことをさせる』『複雑な人間関係におく』『待たせる』『楽しませる』『表現させる(運動させる)』『緊張感を与える』『刺激をコントロールする』技術が有効と考えられる。ADHD児に対する『環境対話教育(通称環境対話法)』は、脳科学の、特に神経伝達物質の心理的特性を活用する立場から、「コントロールされた環境と意識的にかかわらせること、すなわち対話をさせることにより、前頭葉や扁桃体のシナプスに特定の神経伝達物質を流し、行動の改善を目指す教育臨床的手法」と定義される。