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会話スキルトレーニングにおける客体的自覚および知識の効果に関する研究

半期間の講義という知識提供型の働きかけ、短時間の解説DVDによる知識提供型の働きかけ、自らの会話中の姿を客体視するという経験に着目し、これらが会話スキルに及ぼす効果を実験的に検討した。半期間の講義による働きかけの効果は、解読スキルや記号化スキルの自己評価の高まりなどに見られた。しかし、実験前の個人差も考慮に入れた短時間の知識提供による効果測定では、いずれの変化も確認されなかった。そして、自分の姿の客体視による効果は、「非言語による反応」に対してのみ確認された。本研究は、会話スキルを向上させるためのトレーニング内容を開発することが目的である。まず、会話スキルの構成概念について検討し、測定尺度を考案する。そして、会話スキルトレーニングでは、自分の会話中の姿を客体視させる条件、会話スキルに関する知識を提供する条件、統制条件を設け、各条件下での会話スキル得点の変化を比較することで、会話スキルにもたらす客体的自覚および知識の効果を検討する。平成19年度は、類似概念であるコミュニケーション能力や社会的スキルとの概念間の関係などを検討し、会話スキルの構成概念や定義を明確にした。具体的には、類似概念も含めた先行研究のレビュー、社会的スキル研究者などと共にワークショップの開催、企業や教育現場で必要とされる会話スキルの聞き取り調査を行った。その結果、会話スキルは社会的スキルの一部であるが、会話場面に限定されたものであり、かつ行動に現れるものを対象としていることなどが整理された。現在、その成果の詳細をまとめ、報告書を作成している。さらに、会話スキルの構成概念に基づき、測定尺度の作成にも取り組んでいる。この測定尺度はトレーニングの効果測定に使用するものである。一方、トレーニング内容に関しては、2006年に行った予備実験について第20回対人社会心理学フォーラムで発表を行い、多くの社会心理学者からの意見を収集し、条件や手続きの再検討を行った。さらに、対人コミュニケーションを研究対象としている社会心理学者らからの専門的な知識の提供を得て、トレーニングで使用する知識提供としての会話スキルアップのポイント解説DVDの内容検討を行っている。平成20年度は、会話スキルトレーニングを実践し、効果測定としての追跡調査を行う予定である。平成20年度は、平成19年度に行ったワークショップでの議論を整理し、そこから見えてきた課題等について報告書としてまとめた。その結果、コミュニケーションカに関する多側面の向上が必要とされることが示唆された。そこで、本研究では、行動面である会話スキルのみならず、会話意識といった志向性、コミュニケーションカを伸ばしたいと自ら願うモチベーション、さらにコミュニケーションカに関する知識を多面的に測定する必要があると考え、各側面を測定する尺度の検討を行った。また、トレーニング内容の検討を重ね、全般的なコミュニケーション行動に関する知識提供やそれらを客体視させるトレーニングだけでなく、聴き手としてのコミュニケーション行動に焦点を絞ったトレーニングを行うことで、課題の困難度の違いによる効果の違いも明らかにできるのではないかと考え、聴き手としてのコミュニケーション行動に焦点を絞った実験を実施した。また、全般的なコミュニケーション行動に関するトレーニングも行った。
酸化バリウムクラスター中のBa荷電状態とNOx吸着機構の解明・制御

NOx貯蔵型還元触媒に用いられる酸化バリウムの特性向上を目指し、酸化バリウムクラスターを対象とした研究を行った。生成されたクラスターの質量スペクトルから、酸化バリウムクラスターはバルクと同じBa:O=1:1の組成が最安定である一方で、バルクでは取りえない組成でも安定に存在することが分かった。X線吸収分光測定からは、組成によってバリウム原子の荷電状態は変化せず酸素原子の状態が変化していることが分かった。こうした結果から、NOx貯蔵性を含め酸化バリウムの特性を制御するには、バリウムの荷電状態を制御するのではなく、クラスター化などにより酸素の状態を制御することが有望であるという指針が得られた。本研究を開始するにあたり、測定対象とする酸化バリウムクラスターを得るために既存のクラスター生成装置(マグネトロンスパッタ装置)の改良を行った。スパッタ用のターゲットとして金属バリウムは反応性が高すぎて使用できないため、化学的に安定な酸化バリウム(絶縁体)をターゲットとして用いる。絶縁体ターゲットをスパッタするためにはマグネトロンをこれまで使用していた直流駆動から交流(RF)駆動へと変更する必要がある。この改良のため、スパッタ用RF電源および自動インピーダンス整合器を購入した。購入に先立って、デモ機による動作テストおよび機種選定を行った。スパッタ用ターゲットとして、直流駆動でクラスター生成実績のある金属セリウムを用いた。その結果RF駆動でもセリウムクラスターの生成が確認されたが、イオン強度やサイズ分布は直流放電に比べて劣っており、最適なクラスター生成条件が直流駆動に比べて著しく異なっていることが示唆された。電源購入後に酸化バリウムをターゲットとしてクラスター生成テストを開始した。RF放電に改良したことにより、絶縁体ターゲットに対しても帯電などの影響なく安定した放電が得られることを確認した。その後、マグネトロンの磁場強度や放電ギャップ、ガス導入条件、放電電力などクラスター生成条件の最適化に向けたテストを開始した。また27年度に開始する予定のクラスター反応測定の準備も行った。クラスター反応測定はイオントラップ中に微量の反応ガスを導入して反応生成物を検出することにより行う。そのための反応ガス流路の設計を行い、配管系の準備を整えた。(1)マグネトロンスパッタリングに用いるターゲットおよび(2)スパッタリング装置の駆動方式の改良を行い、酸化バリウムクラスターの生成に成功した。(1)ターゲットは酸化バリウムから金属バリウムに変更した。金属バリウムは大気中で急速に酸化が進んでしまうため、窒素雰囲気中で酸化層を取り除いたうえ導電性接着剤で保護してからセッティング(大気中)を行うことで、マグネトロン本体との電気伝導を確保した。(2)交流駆動マグネトロンではスパッタ効率が十分に得られなかったため、交流駆動と直流駆動を組み合わせる方法を考案し、スパッタ効率を大幅に高めることに成功した。その結果、バリウム3原子までの酸化バリウムクラスター生成が可能になった。クラスターへの異元素添加についての技術開発も並行して行った。酸化バリウムクラスター生成に成功していなかったため、すでに生成法を確立していた酸化セリウムクラスターに銀などの添加を試みた。当初計画していた金属蒸発源による異元素添加に代えて、マグネトロンで同時スパッタする方法で銀添加に成功した。また、銀だけでなく銅など他の金属を添加する際にも有効であることを確認した。金属元素を添加する割合は、スパッタするターゲットの面積により調整が可能である。この方法を酸化バリウムクラスターに適用して金属添加した酸化バリウムクラスターを生成することも可能である。X線吸収分光の測定も開始した。まずは標準試料として酸化バリウム粉末のX線吸収スペクトルを測定した。測定は放射光施設Photon Factoryの実験ステーションBL-2Bを用いて行った。バリウムM5吸収端が明瞭に見られ、ピークエネルギーなどの議論が十分可能なスペクトルが得られた。昨年度進めていた交流駆動マグネトロンスパッタリング装置では、十分な強度のクラスターが得られなかったため、クラスター生成装置の改良を行う必要が生じた。その結果、酸化バリウムクラスターに対する測定には遅れが生じている。ただし現在はバリウム原子数2個および3個からなるクラスターに関しては、測定を開始できる性能にほぼ到達している。一方で並行して行っている異元素添加法の開発は予定通りに進展している。マグネトロンのターゲットとして、クラスターを生成する元素と同時に添加元素をスパッタしてやることで異元素添加クラスターが生成できることが確かめられており、酸化バリウムクラスターに対しても適用可能である。またX線吸収分光に関しては、酸化バリウムクラスターの測定に先立って、酸化セリウムクラスターに対する測定および酸化バリウム粉末に対する測定をすでに行っており、測定法の確立はほぼ達成されている。昨年度に引き続き酸化バリウムクラスター生成法の改良を行い、バリウム原子数が8個以下のクラスターが安定して生成される条件を見出した。生成したクラスターの安定組成について調べるとともに、装置を放射光施設に持ち込んでバリウムM吸収端および酸素K吸収端領域でのX線吸収分光測定を行いスペクトルを得ることに成功した。生成した酸化バリウムクラスターはBa:O=1:1の組成比のものが最安定組成であり、この組成から酸素原子数が±1変化したクラスターも安定であることが分かった。Ba:O=1:1はバルクの組成比である。すなわちクラスター化したとき酸化バリウムはバルクと同じ組成で安定となるとともに、バルクでは見られない組成変化を許容するという結果が得られた。

組成の異なるクラスターBa2O2+とBa2O3+に対して、バリウム、酸素それぞれの電子状態を調べるためにX線吸収分光を行った。測定は放射光施設Photon FactoryのBL-7Aを用いた。その結果、組成によってバリウム原子の荷電状態は変化せず、酸素原子の結合状態が変化することが分かった。これらの結果は、幾何構造の自由度が大きいクラスターでは酸素原子がバルクと異なる結合状態を取ることが可能になり、そのことがバリウムの荷電状態が変化しないにもかかわらずバルクと異なる組成のクラスターを安定に存在させていると解釈できる。すなわちクラスター化により酸化バリウム中の酸素原子の状態を変化させることが可能であり、酸化バリウムへのNOx吸着性の改善のためにはクラスター化することが有望であると考えられる。NOx貯蔵型還元触媒に用いられる酸化バリウムの特性向上を目指し、酸化バリウムクラスターを対象とした研究を行った。生成されたクラスターの質量スペクトルから、酸化バリウムクラスターはバルクと同じBa:O=1:1の組成が最安定である一方で、バルクでは取りえない組成でも安定に存在することが分かった。X線吸収分光測定からは、組成によってバリウム原子の荷電状態は変化せず酸素原子の状態が変化していることが分かった。こうした結果から、NOx貯蔵性を含め酸化バリウムの特性を制御するには、バリウムの荷電状態を制御するのではなく、クラスター化などにより酸素の状態を制御することが有望であるという指針が得られた。RF電源および自動整合器は購入前にデモ機でテストすることにより、既存のクラスター生成装置と整合した製品を導入することができ、導入後も問題なくクラスター生成テストを開始することができた。しかしRF放電によるクラスター生成では直流放電と比べてクラスター生成条件が著しく異なっており、測定に必要な強度のクラスターを得るためのテストに予定より時間がかかっている。このことが研究計画からの遅れの原因となっている。ただし放電そのものは安定しており、電源の容量にも余力があることから、クラスター生成条件を最適化して必要な強度の酸化バリウムクラスターを得ることは十分可能である。現在生成できているサイズ領域(バリウム3原子以下)の酸化バリウムクラスターに対して、バリウムM5吸収端領域でX線吸収分光測定を開始する。この測定は放射光施設Photon Factoryの実験ステーションBL-7Aを用いて6月に行う。10-11月のビームタイムではNO吸着した酸化バリウムクラスターおよび銀添加した酸化バリウムクラスターに対するX線吸収分光を行う計画である。酸化バリウムクラスターとNOとの反応性測定は、生成できているバリウム3原子以下のクラスターに対して開始する。そのためにイオントラップ中に微量のNOガスを導入して反応生成物の質量分析を行うが、その準備はすでに進めている。
バングラデシュにおける地下水由来の無機ヒ素曝露の評価

本年度は主として、井戸水と食物によるヒ素曝露程度の把握、個人差の関連について明らかにするための調査・測定を行った。・井戸水のヒ素汚染の実態調査:バングラデシュヒ素汚染地域である北西農村部において現地調査を実施、過去3年間における井戸使用の変化に関する聞き取り調査を行なった。また、井戸水のヒ素汚染の実態について毎年にわたって繰り返しサンプリングした井戸水、HG-AASを用いてヒ素濃度を測定し、経時的変化を評価した。・尿中ヒ素の曝露レベルと性差について調査:皮膚症状がみられた対象者に対して行なつたInterventionの効果について採取した尿の分析を行なった。メチル化代謝と曝露レベルとの関係および性差を明らかにするためにHPLC-ICP-MSを用いてヒ素の形態別定量を行なった。その結果、男性の場合、曝露レベルが低い方がメチル化の割合が高かつたのに対し、女性の場合、曝露レベルが高いグループでメチル化の割合が高かった。すなわち、メチル化の割合は曝露レベルに影響を受け、その影響は性別によって異なっていたことを見出した。また丸採取した生体試料のヒ素の形態別分析と皮膚症状との関連を検討中である。・個人差(曝露指標あるいは症状における)の原因分析:飲水量ならびに水以外(食物)から摂取されるヒ素の量について現地調査を実施、北西農村部である2村(RJ, SV)で、男(N=19)と女(N=19)を対象として1日(24時間)飲水の量について実測調査を行なった。その結果、性差はほとんど見られなかったが、村によって異なっていたことを見出した。また、水以外食物から摂取されるヒ素の量については検討中である。
分子連鎖配列系におけるコヒーレント光化学の計測と理論的研究

人工および生体系の分子配列系で起こるコヒーレント光化学を実証しその機構を解明した。(1)コヒーレント光化学の実験的な検証に成功(世界初)3種の分子配列系、ジチアアントラセノファン、アントラセン二量体、ペリレン二量体(大須賀グループにより合成)について、超短パルスレーザーにより励起予伝搬にともなう量子ビートを観測することに成功し、さらに時間遅延をもつ2つのパルス照射による蛍光量子干渉計測装置によって、同様な量子干渉パターンを観測することに成功した。この実験結果は、化学反応が量子位相制御できることを示すものであり、次の目標である量子演算素子の構築の基礎を与えるものである。現在Nature誌に投稿準備中。(2)コヒーレント光化学反応の電場効果一連の1次元ポルフィリン(最大126個)アレー(大須賀グループにより合成)に関して、吸収および発光スペクトルとその電場効果を測定し、光励起に伴ってコヒーレントな電子移動反応が起こり、大きな導電性が生まれることを明らかにした。(3)光合成反応中心のコヒーレント励起子伝達の解明光合成アンテナ系クロリン環の励起エネルギー伝搬について、コヒーレント励起子伝搬の新しい理論、および電子伝達系のコヒーレンスを考慮した新しい理論を完成し、その合理性が国際的に認められつつある。人工的な組織化超分子、生体系の光合成反応中心とアンテナ蛋白系など、反応分子が連鎖的に配列した分子配列系では、励起子移動および電子移動過程が超高速で起こる。本研究ではこれらの光化学反応について、フェムト秒時間分解分光計測に基づいて調べ、従来知られていなかった新しい反応形態を明らかにする。とくに励起子や電子の移動伝搬における量子状態の量子干渉効果(量子ビート、周期100fs)を、マイケルソン干渉計を利用した方向によって調べる。本年度は基本となる2つの実験装置を製作、あるいは製作中である。(1)フェムト秒時間分解蛍光分光装置波長可変固体レーザー(設備備品をして購入)と蛍光アップコンバージョン法に基づく観測装置を作製し、時間分解能30fsで分子配列系の反応を追跡できる装置を完成させた。(2)量子干渉の観測のためのレーザー分光装置の製作波長可変固定レーザー(設備備品をして購入)からのフェムト秒光パルスからマイケルソン干渉計によって2つの光パルスを同軸上に発生させ、この1対の光パルスによって発生した励起子移動の間の干渉を測定する。現在7割程度まで出来ているが、次年度の前半には完成させる予定である。(3)人工および生体量子化連鎖反応人工系は計画研究項A、BおよびCにおいてつくられたポルフィリン幾何構造体、デンドリマーおよびDNA類似の1次元配列構造、生体系は計画研究Dでつくられた光合成系生細胞や単離蛋白を用い、上記の実験装置と方法によって実験を開始した。(4)分子連鎖配列系の光量子ダイナミクスの理論的研究分子連鎖配列系で起こる光化学反応は、コヒーレント過程として起こることが特徴である。その理論の構築を開始し、コヒーレント過程が起こるための条件について明確にした。分子配列系では、励起子移動および電子移動過程が超高速で起こり、コヒーレント光化学を特徴づける現象が起こる。しかしその検証はその現象を暗示する程度の報告(1993年)があるのみである。本研究ではこれらの光化学反応形態、励起子や電子の波動伝搬における量子状態の量子干渉効果を、フェムト秒蛍光分光法およびマイケルソン干渉計を利用した方法によって調べる。本年度は2つの実験装置の製作を完了し、2つの分子配列系について蛍光量子ビートの観測に成功した。(1)ジチアアントラセノファンにおける振動する励起移動-蛍光量子ビートの観測2個のアントラセン環がほぼ直交して積層したアントラセノファンは、2個の分子が接近しているために相互作用が大きく(30cm^<-1>)コヒーレント現象が起こることが予想される。実際に実験を行うと、予想に違わず蛍光減衰曲線および蛍光異方性減衰において振動成分が現れ、ここに片方のアントラセン分子が励起された後に、その励起は一方の分子へ移りまた再び元の分子へもどるという回帰振動が電子位相が保存されている間続くのである。

この現象はまた、本年度完成したマイケルソン干渉計量子干渉計測装置によっても捉えることができて、本研究の最も重要な鍵を握る実験観測に成功した。(2)m-フェニルビアントラセンにおける蛍光量子ビートの観測-計画研究A大須賀教授との共同研究2個のアントラセンがフェニル基のメタ位に結合した分子系では、より大きな量子ビートが観測された。以上のように、本領域研究の最大の目標であった分子配列系のコヒーレント光化学が実験的に確証され、次年度には相田教授のデンドリマー、下村教授の1次元π電子系、三室教授の生体系について現象を調べる。本研究の目的は、人工的な超分子、生体系の光合成反応系など、反応分子が配列した分子配列系で起こるコヒーレント光化学過程、とくに励起子や電子の波動伝搬における量子状態の量子干渉効果(量子ビート、周期100fs)を調べ、コヒーレント光化学について実験的および理論的に確立する。この研究を通して量子干渉を応用して量子演算素子への展開を計る。本年度の実績は次のように要約される。(1)分子配列系におけるコヒーレント反応の実証前年度に2つのアントラセン環が積層したジチアアントラセンにおける励起子伝搬において、コヒーレント反応を特徴付ける量子ビートを世界ではじめて観測されたが、本年度は異なる3種のアントラセン二量体およびペリレン二量体(計画研究大須賀篤弘教授との共同研究)について同様な観測を試み、予測した通りに量子干渉ビートが観測され、コヒーレント光化学の概念をより明確にすることができた。またポルフィリンを構成要素とするデンドリマー(計画研究相田卓三教授との共同研究)において、特殊な相互作用機構の存在を明確にすることができた。(2)マイケルソン干渉計による2パルス励起による量子ビートの観測この装置は前年に製作され量子ビートの観測がなされたが、本年度はさらに改良を加えることにより、対象とする分子系を広げるとともに良好なS/Nをもって観測が可能となるようにしつつある。(3)分子配列系のコヒーレント光化学の定式化と量子演算原理の構築分子配列系のコヒーレント光化学(励起子伝搬)の機構を理論的に定式化することができた。これは今後の光化学における基本的な理論原理を与えるものとなる。また光合成反応中心における励起子伝搬と電子伝達について、決定的な機構理論が完成させることができた。最終年度にあたり研究成果報告書を印刷し関連研究者へ配付した。
デジタル複合構造により巨大電気磁気効果を発するマルチフェロイック材料の設計と創製

次世代新規デバイス開発の核となるマルチフェロイック材料の電気磁気効果を飛躍的に向上することを目的とし,これまでに強誘電体材料で実績のあるマルチスケール構造最適設計を応用して,数値解析主導の材料開発に着手している.巨大なマクロ電気磁気効果の発現の鍵はミクロ不均質構造とカップリング(圧電および圧磁)特性の相乗効果にあり,従来の均質単結晶体の積層構造を超える潜在能力が未開拓である.平成30年度は昨年度からの均質化理論に基づいたマルチスケール最適設計法の構築を継続し,これを完了した.これまでのマルチスケール有限要素解析に関する研究実績とミクロ不均質構造の最適設計に関する研究実績を踏まえ,スケール連成に均質化法,不均質構造の多変数最適化に最急降下法を採用した.変位-電位-磁位連成問題のマルチスケール最適設計の定式化を行い,それに基づいた有限要素解析プログラムを新たに開発した.また,構築した設計法を用いて,マルチフェロイック複合材料のマクロ電気磁気効果を最大化するミクロ構造の最適化を実施した.強誘電体および強磁性体の材料組合せ,体積含有率の影響,結晶構造の異方性,自発分極のスイッチング効果を考慮し,均質単結晶体の積層構造を超えるミクロ構造を探求した.一方,圧粉・焼結法によるマルチフェロイック複合材料を試行的に創製した.昨年に導入したナノ粒子マルチアナライザー(メイワフォーシスqNano)を用いて,強誘電体および強磁性体の粉体について粒度分布,アスペクト比を調査し,それらの基本的性状を分析した.また,金型への二相粉体の注入方法も検討し,結晶性と圧電特性に及ぼす焼結条件の影響を調査した.目標とする均質化理論に基づいたマルチスケール最適設計法に対して,これまでに強誘電体を対象として開発済みであったマルチスケール有限要素解析プログラムをベースとして開発した.特に,強誘電体と強磁性体を判別する材料定数を連続値として導入することで,2種類の材料の配置も最適できることを検証できた.基本的な材料の組合せに対して開発プログラムを適用し,ミクロ構造の最適化を行ったところ,均質化したマクロ電気磁気定数が均質単結晶体の積層構造を超える狙い通りの結果を得たことから,おおむね順調に進展している.一方,導入したナノ粒子マルチアナライザー(メイワフォーシスqNano)を用いて,強誘電体および強磁性体の粉体の性状を分析した結果,予想以上に操作性が悪く,測定に時間を要するが,粉体の通過時間に基づいてアスペクト比の定量化が可能であることを裏付けるデータを得た.平成31年度はこれまでに構築した,均質化理論に基づいたマルチスケール最適設計法を用いて,マルチフェロイック複合材料のマクロ電気磁気効果を最大化するミクロ構造の最適化を実施する.強誘電体および強磁性体の材料組合せ,体積含有率の影響,結晶構造の異方性,自発分極のスイッチング効果を考慮し,均質単結晶体の積層構造を超えるミクロ構造を探求する.また,材料の組合せ(強誘電体:BaTiO3,PZT,(Ba,Ca)(Zi,Ti)O3/強磁性体:CoFeO3,Terfenol-D)およびそれらの含有率を主な検討項目とし,結晶構造(正方晶,菱面体晶,六方晶),自発分極方位([001] ,[111]),圧電および圧磁定数の異方性を重視して,ミクロひずみ分布とマクロ電気磁気効果との関係を分析する.一方,圧粉成形・焼結法による創製実験は前年度から継続し,電気分極および磁気分極の処理方向の影響について検討する.また,これまでのスパッタ薄膜の創製実績を踏まえて,RFスパッタリング装置によるマルチフェロイック複合薄膜の創製も開始する.シリコン基板上に金属下部電極バッファ層を形成した後,マルチフェロイック複合層を成膜する.複合構造は,ターゲットとスパッタ順序により制御する.目標とする結晶を成長させるためのバッファ層結晶面の選定が重要となることから,科研費若手研究B(No.22760087)で構築した実践的創製支援シミュレーションも導入し,目標の結晶を成長させるため格子不整合ひずみを見出す.さらに,結晶整合性を幾何学的に評価し,見出した格子不整合ひずみとなる最適なバッファ層を探索する.次世代新規デバイス開発の核となるマルチフェロイック材料の電気磁気効果を飛躍的に向上することを目的とし,これまでに強誘電体材料で実績のあるマルチスケール構造最適設計を応用して,数値解析主導の材料開発に着手している.巨大なマクロ電気磁気効果の発現の鍵はミクロ不均質構造とカップリング(圧電および圧磁)特性の相乗効果にあり,従来の均質単結晶体の積層構造を超える潜在能力が未開拓である.平成29年度は均質化理論に基づいたマルチスケール最適設計法の開発に着手した.これまでのマルチスケール有限要素解析に関する研究実績とミクロ不均質構造の最適設計に関する研究実績を踏まえ,スケール連成に均質化法,不均質構造の多変数最適化に最急降下法を採用した.変位-電位-磁位連成問題のマルチスケール最適設計の定式化を行い,それに基づいた有限要素解析プログラムを新たに開発している.ミクロ構造の最適設計サブルーチンを残してマルチスケール解析のプログラム開発は完了し,基本的なミクロ構造モデルに検証により妥当性も確認した.

一方,マルチフェロイック材料の創製に関しては,ボールミル粉砕した強誘電体および強磁性体の粉末原料の性状を分析するための装置として,ナノ粒子マルチアナライザー(メイワフォーシスqNano)を導入し,次年度以降に向けて試料創製の準備を完了した.チタン酸バリウム粉体の市販品を用いて,計測方法の確認,計測技術の向上に取り組んだ.目標とする均質化理論に基づいたマルチスケール最適設計法に対して,これまでに強誘電体を対象として開発済みであったマルチスケール有限要素解析プログラムをベースとして開発を行っている.変位と電位の連成問題に磁位も加えた連成問題へ拡張し,均質化理論に基づいたスケール連成の定式化を行った.定式化において新たな問題はなく,計画のとおりに完了した.また,定式化したマルチスケール・マルチフィジックス方程式をプログラムに組み込み,直列および並列のミクロ構造モデルによる検証を実施し,妥当な計算値を出力することを確認できた.一方,強誘電体および強磁性体の粉末原料の性状を分析するためのナノ粒子マルチアナライザーも計画変更なく設置完了した.標準サンプルによる動作確認のほか,強誘電体である市販のチタン酸バリウム粉体の計測試験も実施した.本装置は電気抵抗ナノパルス方式を採用していることから,粒サイズのほか,アスペクト比も計測でき,チタン酸バリウム粉体に対してそれらの基本特性の計測に成功した.次世代新規デバイス開発の核となるマルチフェロイック材料の電気磁気効果を飛躍的に向上することを目的とし,これまでに強誘電体材料で実績のあるマルチスケール構造最適設計を応用して,数値解析主導の材料開発に着手している.巨大なマクロ電気磁気効果の発現の鍵はミクロ不均質構造とカップリング(圧電および圧磁)特性の相乗効果にあり,従来の均質単結晶体の積層構造を超える潜在能力が未開拓である.平成30年度は昨年度からの均質化理論に基づいたマルチスケール最適設計法の構築を継続し,これを完了した.これまでのマルチスケール有限要素解析に関する研究実績とミクロ不均質構造の最適設計に関する研究実績を踏まえ,スケール連成に均質化法,不均質構造の多変数最適化に最急降下法を採用した.変位-電位-磁位連成問題のマルチスケール最適設計の定式化を行い,それに基づいた有限要素解析プログラムを新たに開発した.また,構築した設計法を用いて,マルチフェロイック複合材料のマクロ電気磁気効果を最大化するミクロ構造の最適化を実施した.強誘電体および強磁性体の材料組合せ,体積含有率の影響,結晶構造の異方性,自発分極のスイッチング効果を考慮し,均質単結晶体の積層構造を超えるミクロ構造を探求した.一方,圧粉・焼結法によるマルチフェロイック複合材料を試行的に創製した.昨年に導入したナノ粒子マルチアナライザー(メイワフォーシスqNano)を用いて,強誘電体および強磁性体の粉体について粒度分布,アスペクト比を調査し,それらの基本的性状を分析した.また,金型への二相粉体の注入方法も検討し,結晶性と圧電特性に及ぼす焼結条件の影響を調査した.目標とする均質化理論に基づいたマルチスケール最適設計法に対して,これまでに強誘電体を対象として開発済みであったマルチスケール有限要素解析プログラムをベースとして開発した.特に,強誘電体と強磁性体を判別する材料定数を連続値として導入することで,2種類の材料の配置も最適できることを検証できた.基本的な材料の組合せに対して開発プログラムを適用し,ミクロ構造の最適化を行ったところ,均質化したマクロ電気磁気定数が均質単結晶体の積層構造を超える狙い通りの結果を得たことから,おおむね順調に進展している.
細胞内遺伝子診断のための蛍光性インテリジェント核酸塩基の開発

蛍光を使って細胞内で遺伝子を検出するためには、検出すべきターゲット遺伝子と対になった時のみ蛍光を発し、ターゲット以外の遺伝子やそれ自身単独では全く蛍光を出さないようなきわめてインテリジェントな蛍光分子を含むDNAプローブの開発が必要となってくる。我々は最近、特定の核酸塩基と対になった時のみ蛍光を発する蛍光核酸塩基BDFをデザインするコンセプトを提唱しそれを実証した。BDFを使えば細胞内での遺伝子検出を蛍光でおこなうことが原理的には可能となり、我々の独創的なコンセプトを生かして、実用に耐えるような細胞内蛍光遺伝子検出法を本特定研究で開発することを目的とする。BDFデザインの基本原理は、溶媒の極性にきわめて鋭敏な蛍光色素分子をDNA塩基の一部に組み入れ、特定の対塩基とペアになった時にのみ、強い蛍光を発するように分子デザインすることである。BDFを用いることより、細胞内での遺伝子の有無を蛍光で判別したり、細胞内での遺伝子の1塩基変異を解析するための基礎的ならびに応用的研究を行う。そのためには、先ず第一に、細胞内を透過できる550nm(出来れば600nm)以上の蛍光を発し、なおかつ塩基識別能を有するBDFの開発を行った。既に、候補となるBDFをいくつか合成しているので、その性能を調べた後、実際の細胞系でターゲットとなる遺伝子の検出と1塩基多形(SNP)のタイピングを行った。その際、時間分割蛍光測定あるいは共焦点蛍光顕微鏡による測定なども検討する。どのような波長でどれくらいの寿命の蛍光分子が細胞内で最適かを検討した。これまで、アクリドン、プロダン、アントラセンなどを含む長波長で蛍光を発するBDF分子の開発に成功した。場合によっては、BDFそのものをはじめからデザインし直すことも必要になる。
乾燥条件に着目した鉄筋コンクリート曲げ部材の長期変形挙動

本研究は鉄筋コンクリート構造物における長期変形挙動の予測精度向上を目的とし、その結果を踏まえてPC鋼材と鉄筋で補強されたPRC構造物へ適用を拡張することを想定している。乾燥収縮によるひび割れがRC部材の長期変形挙動、特に鉄筋とコンクリートの付着特性に与える影響を明らかにするため、異なる乾燥条件下で鉄筋コンクリート曲げ部材の持続曲げ載荷試験を行い、長期変形挙動を計測した。・湿潤状態において持続荷重が作用する場合・十分に乾燥した状態で持続荷重が作用する場合・材齢1年で湿潤状態において載荷・材齢1年で11ヶ月間乾燥させた供試体を載荷その結果、湿潤状態と乾燥状態の変形挙動を比較することによって乾燥収縮が鉄筋とコンクリートの付着特性における時間依存性に与える影響が明らかとなった。すなわち、乾湿が部材全体で一様に変化した場合、部材全体がほぼ均一に収縮・膨張するため、曲げ部材の曲率の変動は小さいが、軸方向ひずみは大きく影響を受ける。乾燥条件下では、コンクリートの乾燥収縮によって鉄筋との付着は時間と共に本来のポテンシャル以上に失われていく。一方で、湿潤条件下においては乾燥収縮による影響を排除できるため、鉄筋とコンクリートの付着特性における時間依存性そのものを評価することが可能であることが明らかとなった。また、膨張コンクリートを用いた鉄筋コンクリート曲げ部材の時間依存変形について曲率に着目すると、膨張コンクリートは普通コンクリートに比べ乾湿による影響が小さくなるという結果が得られ。本研究は鉄筋コンクリート(RC)構造物における長期変形挙動の予測精度向上を目的とする。乾燥収縮によるひび割れがRC部材の長期変形挙動、特に鉄筋とコンクリートの付着特性に与える影響を明らかにするため、異なる乾燥条件下でRC部材の持続曲げ載荷試験を行い、湿潤状態と乾燥状態の変形挙動を比較することによって乾燥収縮が鉄筋とコンクリートの付着特性における時間依存性に与える影響を明らかにする。本年度は、乾燥条件に着目した鉄筋コンクリート曲げ部材の長期変形挙動を把握するため、・湿潤状態において持続荷重が作用する場合(条件1)・時間と共に乾燥収縮が進む状態で持続荷重が作用する場合(条件2)・部位によって乾燥の度合いが異なる状態で持続荷重が作用する場合(条件3)の3条件について実験を行った。その結果、以下の知見が得られた。1乾湿が部材全体で一様に変化した場合、部材全体がほぼ均一に収縮・膨張するため、曲げ部材の曲率の変動は小さいが、軸方向ひずみは大きく影響を受ける。2曲げ変形を与えた状態で部材の圧縮側あるいは引張側を湿潤させた場合には、湿潤した側が膨潤する。同様に乾燥させた場合は乾燥した側が収縮する。3部材の圧縮側と引張側で乾湿の条件が異なる場合、圧縮側が湿潤状態で引張側が乾燥状態のとき、部材の軸方向ひずみは緩やかに収縮する傾向にある。逆に、圧縮側が乾燥状態で引張側が湿潤状態のとき、軸方向ひずみは明確に膨張する傾向を示す。4膨張コンクリートを用いたRC曲げ部材の時間依存変形について曲率に着目して考察を行った結果、膨張コンクリートは普通コンクリートに比べ乾湿による影響が小さくなることが明らかとなった。
フグのフグ毒摂取は脳内報酬系で調節される

フグ毒(TTX)感知によりトラフグ稚魚の食欲が増進し,TTX添加飼料給餌が稚魚の成長を促進するという仮説を立てた。無毒のトラフグ人工種苗にTTXを嗅がせる処理を行い,リアルタイムPCRにより食欲促進ホルモンであるニューロペプチドY(NPY)の脳内での遺伝子発現量を調べた。TTXを感知した稚魚のNPY遺伝子発現量は対照のそれよりも高い傾向が見られた。次に,カゼインを主タンパク源とする飼料(対照飼料)を作製し,これにTTXを添加し35日間飼育した。その結果,対照区よりもTTX給餌区の成長が優り,仮説が概ね支持される結果となった。本研究では「フグは脳内報酬系の支配によってフグ毒(TTX)を取り込む」という仮説を立て,無毒の人工トラフグ種苗を主な材料に,分子生物学と組織化学の手法を駆使してこの仮説の証明に挑戦する。まず無毒のトラフグ人工種苗(体長4.4cm)120尾を20尾ずつの6群に分けて,通常の飼料を給餌する3群と,TTXをスプレーしたTTX含有飼料(3.3 MU/g feed)を給餌する3群を設けた。それぞれ28日間給餌し,この間の給餌量や体長・体重の経時変化をモニターし,摂餌量と成長量の変化を定量した。その結果,飼育した120尾は全て実験最終日まで生残し,TTX給餌群の個体には天然稚魚よりも高濃度のTTX(33MU/尾)を蓄積していた。しかし,飼料中のTTXの有無は魚体の成長(体長8.0cm)や肝比重,尾鰭欠損などのコンディションに全く影響を与えなかった。これらの標本については,現在食欲関連ペプチドの解析を実施している。次に,同様の手法で無毒の人工種苗に対して,1)空腹状態と飽食状態,2)TTXを嗅覚で感知させた個体とそうでない個体,3)TTXを筋肉注射するものと生理食塩水を注射する個体,4)空腹,通常の飼料で飽食,TTX含有飼料で飽食,TTXを筋肉注射した個体,を設け,これらに使用した個体のそれぞれの脳を摘出して一部を凍結保存,また,一部をブアン液により固定した。固定標本について,食欲ホルモンであるニューロペプチドY(NPY)抗体による免疫組織化学染色を施して,NPY発現の多寡の比較を試みたが,抗体に対する陽性反応がいずれの標本からも得られなかった。まず,フグ毒含有飼料給餌実験では,高濃度のフグ毒蓄積が魚体とそのコンディションに全く負の影響を与えないことを確認することが出来た。当初予定した期間(5日間)より遙かに長い4週間に及ぶ飼育実験の結果であることから,この成果は重要な知見であると考える。しかしながら,フグ毒による摂餌誘引や食欲促進を証明するには至らなかった。このことは対照飼料が市販のトラフグ飼育に汎用される商品であり,もともとの飼料性能が高かったことに起因すると考えられる。当初予定した実験そのものは完遂することが出来たが,実験計画に載せた抗体によるNPYの検出が出来なかった。これは,トラフグのNPYの構造の特異性が高いためであると考えられた。飼育実験および標本の確保は十分に出来たが,上記の通り,当初計画より遅れた箇所があるためにやや遅れていると判断した。無毒の人工トラフグ種苗(体長40mm,体重1.9g)を12尾ずつの2群に分けた。これらを容量200Lの循環ろ過装置を設置した水槽2基に収容した。そして,摂餌誘引物質を極力排除するためにカゼインをタンパク源とする配合飼料を給餌する対照区と,対照飼料にTTXをスプレーしたTTX配合飼料(2.45MU/g)を給餌するTTX給餌区とを設定した。各々の実験区の供試魚に1日2回の飽食給餌を行い,10日間飼育後に摂餌量と成長量を比較した。生残率はいずれも100%であった。さらに,統計的な有意差は検出されなかったものの,TTX給餌区の摂餌量,体重および比肝重が対照区のそれらの値よりも大きい傾向を示した(t-test, P=0.13)。また,摂餌行動もTTX給餌区の方が活発であった。次に,これらのサンプルのNPY遺伝子の脳内発現をリアルタイムPCRで比較したところ,ここでも統計的な有意差は検出されなかったものの,TTX給餌区の方が対照区よりも発現量の多い傾向が見られた。昨年度の結果を受けた改善点,すなわち摂餌誘引物質を含有しない餌と,NPY遺伝子の発現量を調べるリアルタイムPCRの系を作成することが出来,これらを実験に応用できた。また,飼育実験の成長差や遺伝子発現量は,仮説を支持する傾向が見られた点では,進捗状況は十分であると思われる。しかしながら,実験結果は仮説を支持する有意差を検出するには至らなかったため,「やや遅れている」と評価した。本研究では,「フグは脳内報酬系の支配によってフグ毒を取り込む」という仮説を立て,無毒の人工トラフグ種苗を材料に,分子生物学と組織化学の手法を駆使してこの仮説の証明に挑戦する。

無毒のトラフグ人工種苗(体長41.9±2.4 mm,体重2.0±0.4 g)にTTX(100 MU)を嗅がせる処理を行い,無処理の稚魚とともに,リアルタイムPCRにより食欲促進ホルモンであるニューロペプチドY(NPY)の脳内での遺伝子発現量を調べた。その結果,TTXを感知した稚魚のNPY遺伝子発現量は対照のそれよりも高い傾向が見られた。次に,カゼインを主タンパク源とする飼料(対照飼料)を作製し,これにTTX(2.4 MU/g&#903;feed)を添加した。トラフグ人工種苗を対照区とTTX給餌区の2群に分けた(n=3)。それぞれ市販配合飼料で7日間馴致した後,体長・体重を記録した。馴致後7日間は両区に対照飼料を与えて飼料に馴致し,以降は実験飼料を残餌が出ないように1日2回飽食量与えて28日間飼育した。飼育最終日に体長・体重を測定するとともに,LC/MSによってTTX蓄積を調べた。その結果,飼育終了時のTTX給餌区の稚魚にTTX(0.43±0.20 MU/尾)の蓄積を確認した。対照区(体長70.2±4.4 mm,体重10.3±2.4 g)よりもTTX給餌区(73.6±1.9 mm, 11.4±0.9 g)の成長が優り,尾鰭欠損率はTTX給餌区(48.9±5.7%)の方が15%低かった(p<0.05)。以上のことから,TTXのトラフグ稚魚に対するストレス軽減作用を再確認するとともに,新たにTTXがトラフグに対して摂餌誘引と消化機能亢進効果のあることを示した。フグ毒(TTX)感知によりトラフグ稚魚の食欲が増進し,TTX添加飼料給餌が稚魚の成長を促進するという仮説を立てた。無毒のトラフグ人工種苗にTTXを嗅がせる処理を行い,リアルタイムPCRにより食欲促進ホルモンであるニューロペプチドY(NPY)の脳内での遺伝子発現量を調べた。TTXを感知した稚魚のNPY遺伝子発現量は対照のそれよりも高い傾向が見られた。次に,カゼインを主タンパク源とする飼料(対照飼料)を作製し,これにTTXを添加し35日間飼育した。その結果,対照区よりもTTX給餌区の成長が優り,仮説が概ね支持される結果となった。本年度も実施する実験計画は当初予定通りとする。しかしながら,昨年度に作業仮説通りに進められなかった点を下記のように改善して臨むこととする。まず,フグ毒含有飼料給餌実験に使用する飼料を,市販の魚粉ベースのものではなく,摂餌誘引物質の確認に使用されるカゼインベースの飼料を作成し,これにTTXをスプレーすることで対応したい。現時点ではプロトタイプ飼料を作成し,魚が摂餌をすることを確認している。また,NPYの抗体による検出がうまくいっていないことから,トラフグゲノムデータベースを活用してNPY遺伝子の発現をリアルタイムPCRで検出する系を作成中であり,こちらの系で昨年度の標本も含めて再度解析をすることで対応したい。実験に必要な飼育技法と遺伝子の測定技法を確立することが出来たが,仮説を支持する結果を十分に得るには至っていない。この原因に,成長および遺伝子発現に個体差が非常に大きく,個体群で評価することが難しいことが考えられた。本年度は,全ての供試魚を個体識別して,成長量および遺伝子発現を詳細にトレースすることで対応したい。水産増殖学
わが国の株主優待制度が資本市場に及ぼす影響について

本研究は、わが国の株主優待制度が資本市場にいかなる影響を及ぼしているかについて調査・検証を行ったものである。研究は大別して、1)アンケート調査によって企業が株主優待制度を選択するインセンティブを明らかにする、2)、企業が株主優待制度を採用した結果、資本市場にいかなる影響を与えるのかについて明らかにする、という2つのステップから構成される。最初のステップであるアンケート調査については、平成15年11月末時点において株主優待制度採用企業に対する全企業845社に対してアンケート調査票を送付した。387社から回答があり、回収率は47.14%であった。アンケートの質問内容は多岐にわたり、これを整理して検討・分析した結果、当初の理論的予測とは異なる数多くの実務上の知見が明らかとなった。また、自社の株主優待制度を税務・会計処理を行う上でどのように扱って良いか困惑している企業も多く、経済モデルを構築する上で、「マクロ政策としての税務上の交際費等の処理」「コーポーレート・ガバナンス構造」が非常に重要な要因となっていることも明らかとなった。アンケート調査に関する他の研究者との討論の中で丸株主優待制度の位置づけについてモデル分析を行うためには、より詳細なアンケート調査を含めた精緻な分析が必要であることも判明した。第二のステップである資本市場に対する影響については、アンケート調査の一部を利用して「株主優待制度の会計処理と価値関連性」という論題名で、日本会計研究学会第63回全国大会(中央大学)で発表を行い、多数の参加者から貴重な意見を賜つた。研究結果の一部を利用した論文を公表する一方で、アンケートに関するより詳細な解析論文および株主優待制度と株価、出来高ないしは資本コストに関する論文については、目下執筆・投稿中である。他国とは異なり、わが国ではサービス業を中心に数多くの企業が株主優待制度を採用している。この株主優待制度が資本市場に与える様々な影響について本研究は調査・検証するものであるが、本年度においては優待実施企業に対するアンケート調査を行うことを最も重要な研究課題とした。可能な限り最新のデータを入手するために、わが国企業の年次決算がピークを迎える2004年3月に先立つ時期にアンケート調査を実施した。アンケートを作成する前に、企業のIR活動と株主優待制度に関して数多くの仮説を定立した。その仮説に基いて注意深くアンケートを作成した後、2003年11月末時点で株主優待を実施している上場企業821社すべてに対してアンケートを送付した。アンケートについては予想を上回る約50%の企業から回収することができたため、本研究のパイロットテストとしての役割を果たすだけではなく、回収企業の属性に応じた仮説検証型の分析を行うことが可能となった。本研究は平成15年度および16年度と2年間に跨る研究のため、平成15年度末時点では学術論文という形で未だ公表されていない。目下のところ、アンケート調査の結果を受けて、主として以下のテーマで研究を進めている。(1)株主優待制度の会計処理と価値関連性:株主優待制度についてタイプ別に会計処理を示すとともに、近年注目されている「残余利益モデル」を用いてその価値関連性を議論する。(2)配当と株主優待制度に対する経営者の選好について:経営者は配当と株主優待のいずれを選好するのかについて、企業の属性に注目しながら経済理論を用いて考察する。(3)株主優待制度が資本市場に及ぼす影響について:株主優待制度の採用によって、資本市場にいかなる影響を及ぼしているのかについて、アンケート調査の結果、財務データ、証券市場データなどを用いて実証研究を行う。なお、株主優待制度を実施していない企業についても、業種を絞って追加的にアンケート調査を行うことにしており、現在その準備作業にも着手している。
蛍光Ｃａプローブを発現する新規マウスを多種類用いた、脳血流制御機構の可視化解析

脳はエネルギー要求性が高く、豊富な血流を必要とするが、情報処理時にはさらなる血流を消費する。この神経活動依存的な血流増加は非常に重要な現象であるが、そのメカニズムは不明な点が多い。本研究では、マウス大脳皮質において、神経細胞・アストロサイト・血管平滑筋の活動をイメージングで捉え、血流増加時に制御に関わる細胞の時空間動態を解析した。さらに、細胞間シグナル伝達経路の解明のため、薬理学的な阻害実験も行った。これらより、神経細胞とアストロサイトが、動脈平滑筋を弛緩させ、脳局所の血流増加を引き起こすことを明らかにした。また、脳血流制御において、ノルアドレナリンも重要な働きを持つことが示唆された。中枢神経系では、神経細胞が活動した際に、その領域の血流が増加する。この神経活動依存的な血流制御の機序を明らかにすることを目的として、血管平滑筋や、血流制御に重要だと考えられているアストロサイトおよび神経細胞に、Caインジケータを発現させたマウスを用いて、可視化解析を行っている。当該年度は、研究実施計画に基づき、血管平滑筋にCaインジケータYellowCameleonを発現させたマウスを用いることで、大脳皮質感覚野における、自発活動時および、感覚刺激による神経活動に伴う血管平滑筋の収縮弛緩の動態を可視化することに成功した。これにより、血流制御のOutputに相当する現象を詳細に捉えることが可能となった。また、血流制御に関与するとされるアストロサイトや神経細胞の活動も、同様のマウスを作成することで、詳細に捉えることに成功した。血管平滑筋の動態と、アストロサイトおよび神経細胞の活動を、時間的および空間的な相関について解析を行うことで、血流制御機構の解明に取り組んでいる。また、アストロサイトのCa活動については、今回新たに用いたマウスの可視化実験により、これまでに可視化することが難しかったアストロサイト微細突起におけるCaシグナルを、生理的な条件かつ長時間にわたり、捉えることに成功したため、このCaシグナルの自発的およ刺激依存的な活動の詳細について、動態や機序をまとめ、論文として発表した。本研究は、中枢神経系における神経活動依存的な血流制御機構の解明を目的としている。このため、神経細胞・アストロサイトならびに血管平滑筋細胞について、血流制御時の活動動態を、生きた動物の脳内において、詳細にとらえることを可能とする蛍光カルシウムイメージング法の確立を行う。続いて、このカルシウムイメージング法を用いて、血流制御機構の解析を行う。当該年度には、研究実施計画に基づき、神経活動・アストロサイトならびに血管平滑筋のカルシウム動態を、さまざまな脳活動の状態において可視化した。さらに、この活動動態のイメージングを進め、神経細胞・アストロサイト・血管平滑筋細胞の活動を同時にとらえることで、これらの時間的および空間的な相関についての解析を進めた。この解析から、神経細胞とアストロサイトおよび血管平滑筋細胞の制御・被制御の関係をとらえることに成功した。この結果は、脳の血流制御機構のシグナル伝達経路に関する新しい知見であり、神経活動により引き起こされる局所の血流増大のメカニズム解明に重要である。また、カルシウムイメージング法と同時に、ヘモグロビンの吸光を用いた血流量イメージングを行うことで、血管平滑筋による血流制御の結果である脳血流の動態を評価することにも成功した。これらの結果は、神経活動が引き起こす血流増大における、神経細胞から血管平滑筋へ至るシグナル伝達経路や、詳細な血流動態の解明へ繋がることが十分に期待できる。前年度までに作製に成功した新しいトランスジェニックマウスラインを用いて、血流制御に関わる様々な細胞の活動動態をカルシウムイメージングにより捉えることができた。また、動態に関する時空間解析も行うことが出来るなど、当初の計画を十分に達成した。さらに、ヘモグロビン吸光を用いた脳血流量計測にも成功し、より詳細な解析を行うことができており、当初の計画以上に進展している。中枢神経系における血流制御は、神経細胞へのエネルギー供給を担い、神経活動を維持するために重要な機構である。この血流制御機構を明らかにするため、当該年度では、研究実施計画に基づき、本研究で新たに実現した蛍光カルシウムイメージング法によりin vivoにて捉えた血管平滑筋の収縮・弛緩動態と、アストロサイト・神経細胞の活動、および脳血流動態との比較を行った。まず、当該年度までの蛍光カルシウム可視化実験で得られたデータを用い、各種の細胞について活動動態の相関解析を行った。この解析から、アストロサイトと神経細胞は、ともに血管平滑筋の収縮・弛緩に対し、重要な働きを示すことが明らかになった。さらに、血流制御に関わる細胞間シグナル伝達の経路を明らかにするため、神経伝達物質の受容体阻害薬や合成酵素阻害薬等を用いた薬理実験を行い、シグナル伝達経路の同定にも取り組んだ。その結果、神経細胞から血管平滑筋へ繋がるシグナル伝達には、一酸化窒素が重要であり、またアストロサイトによる血流動態の制御には、ノルアドレナリンが重要なシグナル分子であることが明らかとなった。脳血流制御機構は、中枢神経系による情報処理に深く関わるばかりでなく、血流制御の破綻は、さまざまな疾患に関与することが知られている。このため、本研究で得られたアストロサイトと神経細胞による脳血流制御機構についての新しい知見は、病態の解明や治療法の開発にもつながる重要な知見である。

本研究では、マウス大脳皮質において、神経細胞・アストロサイト・血管平滑筋の活動をイメージングで捉え、血流増加時に制御に関わる細胞の時空間動態を解析した。さらに、細胞間シグナル伝達経路の解明のため、薬理学的な阻害実験も行った。これらより、神経細胞とアストロサイトが、動脈平滑筋を弛緩させ、脳局所の血流増加を引き起こすことを明らかにした。また、脳血流制御において、ノルアドレナリンも重要な働きを持つことが示唆された。血流制御に重要なアストロサイトのCaシグナルの可視化解析において、微細突起における新しいCaシグナルを同定し、論文として発表した。また、次年度に予定していた血管平滑筋およびアストロサイトの両者にCaインジケータを発現させたマウスの作製にも成功しているため。研究実施計画に基づき、血流制御機構のシグナル伝達経路についての解析を進める。特に抑制性神経細胞とアストロサイトに注目し、神経活動依存的な血流制御機構の解明を行う。神経科学研究実施計画に基づき、血管平滑筋動態と、アストロサイトや興奮性神経細胞および抑制性神経細胞の活動の相関解析を行い、血流調節機構におけるアストロサイトや神経細胞の役割を明らかにする。