hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非加算的体積とエントロピーによるコミュニティ抽出の確率的計算モデル設計理論

さらに,研究代表者は研究分担者の片岡駿助教と協力して,本研究課題でこれまで得られた知見と計算モデルを都市における避難所割り当て問題に転用する研究を進めている.分担者の和泉勇治准教授と協力して,インターネットを介しての動画からの人物の自動検出へと展開する研究も実施しつつある.研究計画はほぼ順調に進展し,その研究成果の一部は平成27年度も2件の査読付き原著論文として公開している.確率伝搬法にもとづく拘束条件付エントロピー最大化による統計的機械学習モデルは複雑ネットワークにおいて良好に機能すること,および統計的性能評価も可能になることが確認できたた点でとくに概ね順調に進展していると判断している.また提案した計算モデルに実空間繰り込み群および波数空間繰り込み群を用いることにより計算モデルの高速化を実現できる可能性があることを幾つかの事例を通して確認できたことは当初の計画では想定しなかった成果である.平成28年度は平成27年度に引き続き確率伝搬法にもとづくコミュニティ抽出の計算モデルの数値実験,統計的解析を実施した.生成モデルとネットワークの統計的性質が提案した計算モデルに与える影響の分析を通して高性能の確率的コミュニティ検出計算モデルの構築に成功した平成27年度までの成果をさらに発展させ「Journal of the Physical Society of Japan, Vol.85, No.11, Article ID.114802 (2016)」における査読付き学術原著論文として公開した.更に研究代表者は山形大学の安田宗樹准教授との協力により同計算モデルに統計物理学における適応TAP自由エネルギーの摂動論的解釈を与えることに成功し,「Journal of the Physical Society of Japan, Vol.85, No.7, Article ID.075001 (2016)」における査読付き学術原著論文として公開した.また,日本大学の和泉勇治准教授と協力し,インターネットを介しての動画からの人物検出への本研究課題の研究成果の一部を転用する形での展開に成功し,その成果は「IEEE Internet of Things Journal (2016年度中にEarly Accessが開始, DOI:10.1109/JIOT.2016.2557814)」への掲載が決定している.これらは当初の研究計画立案の段階では想定されなかった成果として評価される.更にコミュニティ検出におけるモジュラリティを評価関数とする最適化問題に量子力学的揺らぎを導入した量子アニーリング法の提案を行うという,当初の研究計画では想定しなかった方向に展開している.その成果の一部は日本物理学会第72回年次大会において発表している.本研究課題ではネットワーク構造に対して与えられたデータからの高性能の確率的コミュニティ検出計算モデルの提案に成功した.
ウズラ雛「刷り込み」学習の遺伝的・神経的基盤

ウズラ雛の認知機能を明らかにすると共に、記憶形成と行動制御の脳内メカニズムを解析するために一連の解析を総合的に展開した。個体レベルの行動学的解析・脳スライス標本を用いた神経生理学的解析・最初期遺伝子発現を指標とした分子レベルの解析・課題遂行中の覚醒自由行動下における大脳単一ニューロン活動の解析を、総合的に行なうことにより、以下の知見を得た。(1)行動学的研究・新規学習課題の開発と記銘内容の解析受動的回避学習と馴化学習と指標として雛鳥の想起の内容を解析したところ、一義的には対象の色を詳細に記銘し想起していることが判明した。他方、対象の形に対する弁別カテゴリーは単純で、円形の輪郭を持つものに限局していた。さらに、水を報酬とするGO弁別課題・餌を報酬とするGO/NO-GO弁別課題を開発しその記銘内容を解析したところ、色を第一義として位置を第二義とする多元的な記憶を形成してることが判明した。(2)記憶の素過程に関する生理学的研究:シナプス長期増強と最初期遺伝子発現大脳IMHV領域(哺乳類の皮質連合野に相当)のスライス標本において、局所興奮性シナプスの長期増強と最初期遺伝子発現の間の因果的関連を吟味したが、両者は基本的に独立であることを示唆する結果を得た。さらに、基底核LPO領域において、D1受容体依存のシナプス長期増強とNMDA受容体依存の長期抑圧が同一ニューロンに同時に生起する現象を見出した。(3)記憶の細胞表現に関するシステム生理学的研究:記憶に基づく予期と注意の符号化自由歩行下のIMHV領域・LPO領域より単一ニューロン活動を導出し、GO弁別課題・GO/NO-GO弁別課題遂行中の関連活動を解析した。IMHV領域からは視覚・聴覚性注意を表現するニューロンが、LPO領域からは報酬評価と報酬予期を表現するニューロンが、それぞれ見出された。さらに、LPO領域のカイニン酸局所破壊は水を報酬とするGO弁別課題の成立を著しく阻害したが、一度形成された弁別課題の遂行に影響を与えず、刷り込み記憶の形成・発現ともにも影響を与えなかった。(1)「刷り込み」学習の記名内容に関する神経行動学的解析1998年9月、ハンガリーよりAndras Csillag博士を招へいし、上智大学(青木清教授)、広島大学(筒井和義教授)および名古屋大学(松島俊也助教授)の各々の研究室に滞在した。ウズラ雛の刷り込み学習の記名内容を明らかにするためにどのような行動学的研究を行うべきか、予備的な実験を行うとともに、今後の研究戦略について議論した。さらに広島大学では動物学会シンポジウム「鳥の脳の鳥瞰図:もう一つの知性」、および第一回「刷込み研究会」を実施し、広く意見の交換を行った。(2)雛鳥大脳基底核の神経回路に関する解剖学的解析1998年11月、日本より松島俊也および柳原真(研究協力者、名古屋大学大学院生命農学研究科D1)をハンガリー・ブダペストに派遣し、センメルヴァイス医科大解剖学教室(Andras Csillag準教授)および獣医科大学動物学センター(Peter Kabai主任研究員)の各々の研究室に滞在した。固定した大脳組織標本の400ミクロン厚切片を作成し、顕微鏡直視下にて微小ガラス管ピペットによる単一ニューロンへの色素注入を試みた。その結果、非常に高い効率で目標とする単一ニューロンの細胞内染色が可能であることがわかった。

特に棘突起に富む中型細胞群に注目して、形態学的特徴付けを行った。さらに、今後、双方の研究戦略について再度、議論した。(1)形の認知に関する行動学的解析着色したビーズのように目立つ物体が提示されると雛鳥は強く固執し、繰り返し啄み行動を示す。もし水滴の報酬と連合すれば、啄み行動は数時間以上にわたり強化される。苦い味(罰)と連合すれば、一回の試行により選択的回避を学習する。さらに報酬も罰も与えられない場合、啄み行動は徐々に馴化する。この回避学習と馴化を指標として、啄む物体の形を雛がどのように認知するか、球形・円盤・T字形・三角形などを用いて解析した。その結果、球形と円盤を分別すること、円盤と楕円盤は分別しないこと、T字形と三角形は分別しないこと、円盤に対して馴化したのち三角形を提示すると分別するが、三角形に対して馴化したのち円盤を提示しても分別しないこと、などが見いだされた。対象の図形特徴(色・形・3次元構成)のうち、雛鳥は色を第一次の手がかりとして記銘し形は二次的であること、直線の縁(ふち)を持つ形は同じと見なされること、「どの図形特徴を記銘するか」は提示した物体の形により決まること、などが示唆された。(2)大脳基底核ニューロンのプラトー電位の機序に関する神経生理学的解析大脳基底核(LPO領域:哺乳類の被核・尾状核に相同)を破壊すると、雛鳥の回避学習の長期相のみが選択的に阻害されることが知られている。我々は既に基底核のスライス標本において、DNQX-感受性の興奮性シナプス応答が、dopamine D1受容体の活性化の元で長期増強を示すことを見いだした。長期増強はさらにシナプス入力の空間的・時間的同期を要求するが、同期の機序は不明であった。そこでLYによる細胞内染色をスライス・パッチ法と組み合わせ同定ニューロンの発火特性を解析したところ、spiny projection neuronおよびaspiny local interneuronにおいて、シナプス性興奮に続くプラトー電位(持続:0.3ないし数秒)が観察された。この電位はAP5の投与に依り可逆的に抑制され、NMDA受容体の活性化の結果生じる負の膜抵抗によることが示された。ウズラ雛の認知機能を明らかにすると共に、記憶形成と行動制御の脳内メカニズムを解析するために一連の解析を総合的に展開した。個体レベルの行動学的解析・脳スライス標本を用いた神経生理学的解析・最初期遺伝子発現を指標とした分子レベルの解析・課題遂行中の覚醒自由行動下における大脳単一ニューロン活動の解析を、総合的に行なうことにより、以下の知見を得た。(1)行動学的研究:新規学習課題の開発と記銘内容の解析受動的回避学習と馴化学習を指標として雛鳥の想起の内容を解析したところ、一義的には対象の色を詳細に記銘し想起していることが判明した。他方、対象の形に対する弁別カテゴリーは単純で、円形の輪郭を持つものに限局していた。さらに、水を報酬とするGO弁別課題・餌を報酬とするGO/NO-GO弁別課題を開発しその記銘内容を解析したところ、色を第一義として位置を第二義とする多元的な記憶を形成していることが判明した。(2)記憶の素過程に関する生理学的研究:シナプス長期増強と最初期遺伝子発現大脳IMHV
核内ストレス体の構成変動に着目したストレス応答機構の解明

熱ストレス下の霊長類細胞では核内ストレス体(nuclear Stress Body)と呼ばれる核内構造体が形成される。核内ストレス体の構造と機能は長年謎に包まれていたが、申請者は核内ストレス体の構成蛋白質、および、制御下にある遺伝子を網羅的に同定した。本研究課題は、核内ストレス体の特徴的な構成変動に着目し、その分子機構と細胞における役割を明らかにすることで、核内ストレス体によるストレス応答制御機構を解明することを目的にしている。
培養腎細胞へのアデノウイルスを用いた遺伝子導入

本研究の目的は1)培養腎細胞にアデノウイルスによる遺伝子導入が可能か,2)可能ならば最適な感染条件はどのようなものか,3)感染された細胞はその本来の機能を維持しているか,を検討することであった.3種類の培養腎細胞(rat mesangial ccll,MDCKcell,LLCPK1cell)と,大腸菌lacZ遺伝子を組み込んだアデノウイルスベクターを用いて実験を行ない,以下の結果を得た.1.培養腎細胞に対するアデノウイルスによる遺伝子導入の可能性:十分な量のアデノウイルスベクター(65moi)を用いることにより,いずれの培養腎細胞においても,ほぼ100%の効率で外来遺伝子を導入することができた.2.最適な感染条件:65moiのアデノウイルスベクターを37°C,1時間,細胞とインキュベーションすることにより100%の効率で外来遺伝子を導入することができた.3.感染された細胞の機能維持:上記の感染条件で感染させた細胞について,顕微鏡学的形態および細胞増殖能について,非感染細胞と比較したがいずれも検出できる差異を認めなかった.以上の結果は,アデノウイルスベクターが腎細胞に外来遺伝子を導入する手段として非常に有用であることを示した.今後,腎臓病の遺伝子治療を最終的な目標として,in vivoでの腎細胞への遺伝子導入の研究への道を開くものである.今後この研究をさらに発展させるため,hepatocyte growthfactor(HGF)遺伝子を組み込んだアデノウイルスベクターを作成し,動物実験モデルでの腎疾患の遺伝子治療の研究を行なう予定である.本研究の目的は1)培養腎細胞にアデノウイルスによる遺伝子導入が可能か,2)可能ならば最適な感染条件はどのようなものか,3)感染された細胞はその本来の機能を維持しているか,を検討することであった.3種類の培養腎細胞(rat mesangial ccll,MDCKcell,LLCPK1cell)と,大腸菌lacZ遺伝子を組み込んだアデノウイルスベクターを用いて実験を行ない,以下の結果を得た.1.培養腎細胞に対するアデノウイルスによる遺伝子導入の可能性:十分な量のアデノウイルスベクター(65moi)を用いることにより,いずれの培養腎細胞においても,ほぼ100%の効率で外来遺伝子を導入することができた.2.最適な感染条件:65moiのアデノウイルスベクターを37°C,1時間,細胞とインキュベーションすることにより100%の効率で外来遺伝子を導入することができた.3.感染された細胞の機能維持:上記の感染条件で感染させた細胞について,顕微鏡学的形態および細胞増殖能について,非感染細胞と比較したがいずれも検出できる差異を認めなかった.以上の結果は,アデノウイルスベクターが腎細胞に外来遺伝子を導入する手段として非常に有用であることを示した.今後,腎臓病の遺伝子治療を最終的な目標として,in vivoでの腎細胞への遺伝子導入の研究への道を開くものである.今後この研究をさらに発展させるため,hepatocyte growthfactor(HGF)遺伝子を組み込んだアデノウイルスベクターを作成し,動物実験モデルでの腎疾患の遺伝子治療の研究を行なう予定である.
脂肪幹細胞を用いたドラッグデリバリーシステムによる新規がん治療法の開発

脂肪組織由来幹細胞(adipose-derived stem cell: AdSC)は容易かつ多量に分離でき、がん細胞の増殖抑制・アポトーシス誘導効果及び腫瘍への集積能を有する。また、AdSCは局所においても抗炎症作用や線維化の抑制作用を有する。本研究では、このようなAdSCの性質を利用し、抗がん剤の徐放させることのできるナノ粒子をAdSCに包合させて腫瘍に効率よく集積させることで、抗がん剤を局所的にがん組織に作用させる事が可能となり、AdSCの抗腫瘍効果に加えて抗がん剤の選択的デリバリーとの相乗効果による、骨肉腫への新たな細胞治療戦略について検討する。本研究では、このようなAdSCの性質を利用し、抗がん剤の徐放させることのできるナノ粒子Poly lactic/glycolic acid (PLGA)をAdSCに包合させて腫瘍に効率よく集積させることで、抗がん剤を局所的にがん組織に作用させる事が可能となり、AdSCの抗腫瘍効果に加えて抗がん剤の選択的デリバリーとの相乗効果による、骨肉腫への新たな細胞治療戦略について検討する。まず、抗がん剤内包PLGAナノ粒子のAdSCへの包合方法の検討と最適化を行った。AdSCは、マウス脂肪組織から分離し、ピラルビシン内包PLGAナノ粒子(封入率(濃度)3-4%・平均粒子径300-400nm)を培養AdSCと共培養することによって細胞に包合させ、顕微鏡下にAdSCに内包化されている事を確認した。In vitroでAdSC抗癌剤包合体は抱合後7日まではAdSC自体の増殖能や遊走能に影響なく、21日まで抗癌剤が徐放されている事が確認された。がん細胞(MG63)との共培養では5-7日目以降で増殖抑制効果を認めた。In vitroでは、抗がん剤(ピラルビシン)内包PLGAの薬剤徐放化のタイミングを2パターン(短期、中期)作成したが、短期ではAdSCの細胞増殖能が抱合後早期に低下した為、抗がん剤濃度や徐放化のタイミングを遅らせ最適化を行った。ピラルビシン内包PLGAナノ粒子(封入率(濃度)3-4%・平均粒子径300-400nm)を培養AdSCと共培養することによって細胞に包合させ、顕微鏡下にAdSCに内包化されている事を確認した。徐放化抗癌剤ナノ粒子包合AdSCは抱合後7日まではAdSC自体の増殖能や遊走能に影響なく、21日まで抗癌剤が徐放されている事が確認された。In vivoでは、ヌードマウス皮下腫瘍モデルを用いて徐放化抗がん剤ナノ粒子包合AdSC移植による腫瘍縮小効果を確認した。ヒト組織由来の骨肉腫細胞(MG63)1x106と100&micro;LのMatrigel(BD Bioscience)を混合した細胞溶液をヌードマウスの背側皮下に局所注射により移植した。移植2-3週間後、マウスの背部に形成される腫瘤が径5mmになった時点で抗がん剤内包PLGA抱合AdSC(5x105/マウス)を尾静脈からの経静脈的に担がんマウスに移植した。IVISin vivo imagingsystemを用いて移植したAdSCの腫瘍への集積を確認した。また、細胞移植後4週では抗がん剤内包PLGAナノを抱合させたAdSC群で有意な腫瘍増大抑制および線維化抑制を認めたが、移植後早期のタイミングではまだデータ数が十分ではなく、有意差は得られていない。In vivoではヌードマウス皮下腫瘍モデルを用いて徐放化抗がん剤ナノ粒子包合AdSC移植による腫瘍縮小効果を経時的推移によって評価する。ヒト組織由来の骨肉腫細胞(MG63)1x106と100&micro;LのMatrigel(BD Bioscience)を混合した細胞溶液をヌードマウスの背側皮下に局所注射により移植し、移植2-3週間後、マウスの背部に形成される腫瘤が径5mmになった時点で固形がんのモデルとして実験に使用する。治療群として1.PBS、2.薬剤非抱合PLGA内包AdSC、3.ピラルビシン内包PLGA包合AdSC、の3群に分けて腫瘍縮小治療効果を比較検討する。今後の研究の推進方策としては、徐放化抗癌剤ナノ粒子包合AdSC移植によるin vivoでの腫瘍縮小効果のメカニズムを解明するため、治療後の腫瘍組織を免疫組織化学的及び分子生物学的に解析し、臨床試験のために重要な治療効果についてのメカニズムの解明を目指す。具体的には治療後7日目及び28日目の時点でマウスを解剖し、腫瘍組織を摘出して組織標本を作製する。腫瘍内毛細血管密度を血管内皮特異的マーカーであるIsolectinB4を用い、細胞増殖に関しては抗Ki67抗体を用いた免疫組織化学的に解析を行う。また、腫瘍組織内アポトーシスについてはTUNEL染色法、腫瘍内繊維化定量のためにはマッソントリクローム染色によって定量解析を行う予定である。

本研究では、このようなAdSCの性質を利用し、抗がん剤の徐放させることのできるナノ粒子をAdSCに包合させて腫瘍に効率よく集積させることで、抗がん剤を局所的にがん組織に作用させる事が可能となり、AdSCの抗腫瘍効果に加えて抗がん剤の選択的デリバリーとの相乗効果による、骨肉腫への新たな細胞治療戦略について検討する。脂肪組織由来幹細胞(adipose-derived stem cell: AdSC)は容易かつ多量に分離でき、がん細胞の増殖抑制・アポトーシス誘導効果及び腫瘍への集積能を有する。また、AdSCは局所においても抗炎症作用や線維化の抑制作用を有する。本研究では、このようなAdSCの性質を利用し、抗がん剤の徐放させることのできるナノ粒子Poly lactic/glycolic acid (PLGA)をAdSCに包合させて腫瘍に効率よく集積させることで、抗がん剤を局所的にがん組織に作用させる事が可能となり、AdSCの抗腫瘍効果に加えて抗がん剤の選択的デリバリーとの相乗効果による、骨肉腫への新たな細胞治療戦略について検討する。まず、抗がん剤内包PLGAナノ粒子のAdSCへの包合方法の検討と最適化を行った。AdSCは、マウス脂肪組織から分離し、ピラルビシン内包PLGAナノ粒子(封入率(濃度)3-4%・平均粒子径300-400nm)を培養AdSCと共培養することによって細胞に包合させ、顕微鏡下にAdSCに内包化されている事を確認した。In vitroでAdSC抗癌剤包合体は抱合後7日まではAdSC自体の増殖能や遊走能に影響なく、21日まで抗癌剤が徐放されている事が確認された。がん細胞(MG63)との共培養では5-7日目以降で増殖抑制効果を認めた。In vitroでは、抗がん剤(ピラルビシン)内包PLGAの薬剤徐放化のタイミングを2パターン(短期、中期)作成したが、短期ではAdSCの細胞増殖能が抱合後早期に低下した為、抗がん剤濃度や徐放化のタイミングを遅らせ最適化を行った。ピラルビシン内包PLGAナノ粒子(封入率(濃度)3-4%・平均粒子径300-400nm)を培養AdSCと共培養することによって細胞に包合させ、顕微鏡下にAdSCに内包化されている事を確認した。徐放化抗癌剤ナノ粒子包合AdSCは抱合後7日まではAdSC自体の増殖能や遊走能に影響なく、21日まで抗癌剤が徐放されている事が確認された。In vivoでは、ヌードマウス皮下腫瘍モデルを用いて徐放化抗がん剤ナノ粒子包合AdSC移植による腫瘍縮小効果を確認した。ヒト組織由来の骨肉腫細胞(MG63)1x106と100&micro;LのMatrigel(BD Bioscience)を混合した細胞溶液をヌードマウスの背側皮下に局所注射により移植した。移植2-3週間後、マウスの背部に形成される腫瘤が径5mmになった時点で抗がん剤内包PLGA抱合AdSC(5x105/マウス)を尾静脈からの経静脈的に担がんマウスに移植した。IVISin vivo imagingsystemを用いて移植したAdSCの腫瘍への集積を確認した。また、細胞移植後4週では抗がん剤内包PLGA
低炭素消費社会の構築に資するインバータ駆動機器の革新的絶縁設計手法創成

ポッケルス結晶を用いた広帯域表面電位系(帯域:商用周波数100MHz)を作成し、高圧回転機用型巻バーコイル端部の電界緩和層(非線形抵抗を付加した部分)の電位分布の過渡変化を2mm程度の分解能で測定できるシステムを構築した。本システムを用いて、PWM、繰り返しインパルス、商用周波数電圧印加時の当該箇所の電界分布を計測した。有限要素法による解析手法の確立、等価回路モデルを提案を行い、見通しよく、電界緩和層の絶縁設計を行う手法を提言した。本研究は、商用周波数100MHzの帯域を持つ高空間分解表面電位計を開発し,インバータサージ発生・侵入時における半導体パワーデバイス内部やインバータ駆動機器絶縁システムの電界分布,放電様相,発熱分布と絶縁劣化の関係を明らかにする。これらを基に,半導体パワーデバイスの高電圧化,インバータ駆動機器の耐電圧向上に向けた解決策を提示し,低炭素消費・資源リサイクル社会構築に貢献する電力機器の設計に資することを目的としている。本年度においては、圧電振動対策を施した電気光学結晶を用いてハンドリングのよい高帯域表面電位計(帯域:商用周波数100MHz)を作成し,高圧回転機用型巻コイルバー端部のPWM電圧印加時における電界分布(表面電位分布の勾配)の過渡変化を1mm以上の分解能で測定できるシステムを構築を行った。現在までに、1次元に測定するシステムの構築は終え、測定面を2次元にするシステムに拡張を行っている。測定対象としてはIECの回転機絶縁の試験規格でも定められた,実機模擬コイルバーとした。非線形抵抗体としては、SiC含有テープを用いたものである。コイルバーに用いられる素材の抵抗率の電界・温度依存性を実測したうえで、このコイルバーに,正弦波交流,方形波交流,繰り返しインパルス電圧を印加し、各印加波形における表面電位分布の測定を行っている。また電位分布測定と平行して、温度分布,放電発生様相を同期して測定している。昨年度に開発した、コイルバーのコロナ防止システムにおける電界分布、表面温度分布測定装置を用いて、現在主流のSiCテープを利用したコイルバーを対象に印加電圧波形(正弦波交流、方形波交流、PWM、雷インパルス、インバータサージを含むPWM)をパラメータに電界分布、温度分布の測定を行った。平行して材料の抵抗率の温度、電界依存性特性を考慮した、電界分布、温度分布の有限要素法による連成解析を行い、各種電圧波形印加時における電界、温度分布を再現できる解析手法を確立した。また、印加電圧の周波数成分に応じて、発熱、高電界部位が変化する様子を、等価回路モデルで説明することにも成功した。本等価回路モデルは、コロナ防止システムの特性をより直感的に理解する手助けとなる。上記の有限要素法による解析では詳細を知ることができ両者は補完する関係にあるといえよう。なお、部分放電計測も行った。その結果、パルス放電電流を測定する手法と、放電発光を観測する手法の両者をこころみたが、コイルバーでは、前者は、主絶縁内部の放電か、コロナ防止システム表面での放電かを判別するのが難しく、後者のほうがより信頼性のあるデータが得られる見込みを得た。電界解析の結果より、コイル端部分の電界緩和層における電界分布は、コイル長軸方向の抵抗分と、絶縁膜厚さ方向の容量分を調整することでコントロールしやすいという指針を得た。そこで、電界緩和層の半導電層の巻き数(厚み)を変化させたコイルバーを試作し、正弦波交流、方形波(立ちあがり50μs)、PWM(立ちあがり50μs)、繰り返しインパルス電圧下における電位分布の測定を行った。その測定結果としては当初の指針通りの結果を得ているが、十分な試験数を得る前に、繰り返しインパルス電圧印加による表面の沿面放電による劣化が進行してしまった。現在、固体差による再現性を確認するため、試験数を増加させて実験を行うべく、複数のコイルバーを作成したところである。なお、絶縁上の再弱点である沿面放電発生時の電界を測定すべく、部分放電発光を測定する系の構築も済ませている。並行して、より高い電圧で駆動させるコイルを対象とした場合のセンサの概念設計を行った。現在のようなポッケルスセンサに誘導される電位差を測定するのではなく、誘導される電界を測定し、逆計算を施すタイプのセンサとする構造である。結晶の納期の都合上、試作は、次年度に行う。研究実施期間を1年延長し、必要とするデータの測定終了次第、コイル端の絶縁設計の合理化の提言を行う予定である。3年間においてセンサのプロトタイプの開発・製作は終え、光学台の上に固定したコイルバーの測定に使用してきている。有限要素モデルによる解析により、電界緩和層の半導電層の巻き数(厚み)を変化させたコイルバーの有用性が予想されたため、このようなコイルを試作し、正弦波交流、方形波(立ちあがり50μs)、PWM(立ちあがり50μs)、繰り返しインパルス電圧下における電位分布の測定を行っている。その測定結果としては当初の指針通りの結果を得ているが、十分な試験数を得る前に、繰り返しインパルス電圧印加による表面の沿面放電による劣化が進行してしまっており、現在、固体差による再現性を確認するため、複数のコイルバーを作成し納品されたところである。また、より高い電圧で駆動させるコイルを対象とした場合のセンサの概念設計を行った。

センサの試作は次年度に行う。モータの固定子巻線の鉄心端部分の電界緩和層の電界様相に関しては、複数のコイルバーを用意し、各種電圧波形下の電位分布を測定し、個体差の影響を排除した様相をとらえた。有限要素法との解析結果との比較を行い、解析手法の妥当性を確認した。平行して、部分放電開始電圧を微小発光計測結果をもとに明らかにした。放電開始電界は、高電界の維持時間の影響も受けるが、空気中において約600V/mmとの知見を得た。これは室温大気圧空気中におけるコロナ開始電界の1/4程度の値である。残留電荷の影響を考慮しても、半分程度の電界値であり、表面のでこぼこによる電界集中、温度上昇によるガス密度変化の影響によると考えられる。前年度までに材料の温度、電界依存特性をも考慮した有限要素法による解析手法も確立してきた。電界緩和層の最適設計にあたり、低抵抗層、非線形抵抗層の物性値、形状をパラメータに解析を行っていくアプローチをとるのが自然であろう。低抵抗層と、非線形抵抗層でその印加電圧を分担させるにあたり、下記のことが必要となる。(1)いずれの部位においても600V/mmの上限を超えぬような境界条件を満足する。(2)温度上昇が両部位において同程度におさえられるような条件を見出していくべきである。なお、平行して、本年度においては、より高電圧が印加されたコイル端の測定にポッケルス電界センサを用いる手法を提案し、試作コイルを対象にその有用性を示すことに成功した。ポッケルス結晶を用いた広帯域表面電位系(帯域:商用周波数100MHz)を作成し、高圧回転機用型巻バーコイル端部の電界緩和層(非線形抵抗を付加した部分)の電位分布の過渡変化を2mm程度の分解能で測定できるシステムを構築した。本システムを用いて、PWM、繰り返しインパルス、商用周波数電圧印加時の当該箇所の電界分布を計測した。有限要素法による解析手法の確立、等価回路モデルを提案を行い、見通しよく、電界緩和層の絶縁設計を行う手法を提言した。本年度においては、SiCテープを利用したコイルバーを対象に各種電圧波形下の電界分布、表面温度分布、部分放電発生様相の実験データベースを作成する予定であった。電界分布、表面温度分布のデータベースの作成は終えたが、部分放電については測定手法を見出す点までは達成したがデータベースの作成は途上である。なお、平行して最終年度で行う予定であった有限要素法による電界・温度分布連成解析手法については1年前倒しで取り組むことができ、その骨格の開発を終えている。併せて、等価回路モデルにより、印加電圧波形の「きわめて高い周波数成分(数100kHzオーダ以上)」「高い周波数成分(数K-100kHz)」「商用周波数成分」がコイルバーのどの個所の発熱・高電界形成に寄与するかを明らかにすることができた。コイル端電界緩和層の電位分布の測定に関して、固体差による再現性を確認するため、複数のコイルバーを作成し納品されたところである。電源、部分放電(沿面放電)発光測定システムも構築済みである。複数個のサンプルを対象に、各種波形印加下における電位分布の測定を行い、コイル端の絶縁設計の合理化の提言を行う予定である。
植物の無機栄養とフェノ-ル代謝

1.マンガン過剰障害に及ぼす紫外線の影響インゲンを10ppmのマンガンを含む培養液で栽培し、対照区には透明のビニ-ルシ-トを張り、処理区は紫外線カットビニ-ルを一重に張ったものと二重に張ったものを用いて2週間栽培した後、第3複葉についてペルオキシダ-ゼ活性を測定した。ペルオキシダ-ゼ活性の強さは、対照区>紫外線カっトビニ-ル一重区>紫外線カットビニ-ル二重区の順であり、紫外線は植物葉のペルオキシダ-ゼ活性を増加させ、マンガン過剰によって生ずる褐変現象を促進することが示唆された。2.フェノ-ル性物質を酸化に及ぼすマンガンと紫外線の影響(1)シャ-レにDOPA10mMの溶液を入れ、Mn1mMを入れた区と入れない区を設けて、UVランプによる紫外線照射を行った。マンガンが存在しても紫外線照射をしなければDOPAの酸化は起こらず、紫外線による酸化はMnによって促進されることが明らかになった。(2)シャ-レにDOPA10mMとMn1mMの溶液を入れ、対照区には透明のビニ-ルシ-トで覆い、処理区は紫外線カットビニ-ルで一重に覆ったもの用いた。5時間、UVランプによる紫外線照射または直射日光をあてた後、430nmの吸光度を測定した。DOPAの酸化量は紫外線照射および直射日光照射によって促進され、紫外線カットビニ-ルで覆うことによって軽減された。5.脂質の酸化に及ぼす紫外線とフェノ-ル性化合物の影響シャ-レに脂質を入れ、さらにフェノ-ル性化合物とを加えたものと加えないものを用意し、これを紫外ランプで照射した。フェノ-ル性物質は脂質の酸化を抑制した。
炎症性腸疾患病態形成への腸内細菌叢由来二次胆汁酸の関与と腸管上皮細胞UGT発現

炎症性腸疾患は原因不明であるが、その病態には遣伝的要因を背景として、腸内細菌叢に対する異常免疫反応が関与すると考えられている。本研究では、本症における腸内細菌叢の全貌を解析しうる手法としてt-RFLP法を用いて、とくに潰瘍性大腸炎における腸内細菌叢の特性を解析した。その結果、潰瘍性大腸炎の便中細菌叢のt-RFLPプロファイルはデンドログラム上、健常人と明らかに異なるプロファイルを呈した。また、潰瘍性大腸炎では健常人にみられないRFs peakを有し、その多くは従来の培養法では同定困難な難培養性細菌からなることが明らかとなった。一方、本症の発症トリガーとして腸管粘膜バリアの破綻が想定されているが、本研究では、その要因として腸内細菌叢由来二次胆汁酸に着目して検討した。腸管上皮細胞は軽度の炎症性サイトカインの存在下に酸化ストレスに応じてIL-8 mRNAの発現が誘導され、胆汁酸による上皮細胞障害にも酸化ストレス、すなわちreactive oxygen speciesの産生が主役を演じることを明らかにした。この際、XOは上流シグナルとして、ERK1/2、PI3K、p38MAPKとMLCKが下流シグナルとしてROS産生に関与することを明らかにした。この結果を踏まえ、CaCo-2細胞に胆汁酸グルクロン酸抱合酵素であるUGT1A3をtransfectionにより強制発現させることにより、胆汁酸(lithocholic acid)によるIL-8 mRNA発現への効果を検討したところ、UGT1A3の強制発現により抑制しうることを明らかにした。本研究により、腸内細菌叢の全貌の解明にはさらなる検討を必要としているものの、炎症性腸疾患への腸内細菌叢由来二次胆汁酸の関与とその機序、さらにはUGT発現が胆汁酸による腸管上皮細胞障害に防御的に関与することを明らかにした。炎症性腸疾患病態形成への腸内細菌叢由来二次胆汁酸の関与を検討する目的で、新規のヒト便中胆汁酸分離定量法を開発し、ヒト炎症性腸疾患類似腸病変自然発症モデルであるSAMP1/Yitマウスを用いて経時的に便中胆汁酸定量を行い、発症への関与を検討した。便中胆汁酸分離定量法については、既に確立され臨床応用されている方法があるが、親水性画分については試料中の夾雑物との分離が困難なことから従来見過ごされてきた。そこで、グルクロン酸脱抱合処理を前処理に加えることで、グルクロン酸抱合胆汁酸に焦点を絞った胆汁酸描出法を開発し、従来の描出法を凌駕する広範な胆汁酸描出が可能となることを明らかにした。すなわち、エタノール抽出した胆汁酸をβグルクロニダーゼにて脱抱合の後、ソルボリシス、アミノ酸アルカリ分解ステロール分画の除去、Dimethoxycoumarin化(蛍光化)し、5C18-ARカラムを用いたHPLCに展開するものである。本法にてSAMP1/Yitマウスの便中胆汁酸画分を検討した結果、hyodeoxycholic acidが経時的に増加し、とくに自然発症に先行した10週令を境に濃度、総胆汁酸中モル比が急速に増加することが見出され、腸病変形成へのhyodeoxycholic acidの関与を強く支持する結果を得た。炎症性腸疾患病態形成への腸内細菌叢由来二次胆汁酸の関与を検討する目的で開発した、グルクロン酸抱合胆汁酸に焦点を絞った胆汁酸描出法ヒト

便中胆汁酸分離定量法(投稿中)により、人便中胆汁酸は従来から報告されていた以上に、非常に多彩であり、炎症性腸疾患の病的状況下では本来ヒトには存在しないと考えられていた、ヒオデオキシコール酸やムリコール酸が出現することが確認された。現在、この便中ヒオデオキシコール酸やムリコール酸の炎症性腸疾患病態への関与を症例数を積み重ね検討を行っている。炎症性腸疾患自然発症モデルであるSAMP1/Yitマウスの便中ならびに肝・胆汁中胆汁酸画分の検討から、ヒオデオキシコール酸の経時的な増加が腸管病変さらには肝門脈域病変形成に関与することを見出した。(投稿準備中)ヒト潰瘍性大腸炎症例23例を対象として、便から最近由来DNAを抽出しPCR増幅した16S rRNAについて制限酵素断片長プロファイル(tRFLP)を得、細菌叢の網羅的なクラスター解析を行ったところ、潰瘍性大腸炎大腸内細菌叢は健常人大腸内細菌叢と明らかに異なることを明らかにした(健康人20例中2例のみが患者クラスターに類似)。現在、潰瘍性大腸炎で特徴的と考えられる200bp、300bp、560bp近傍に焦点をあてて、胆汁酸代謝との関連からさらに検討を行っている。一方、胆汁酸代謝に関わるuridine-diphosphate-glucuronosyl-transferase 1A3について研究協力者の岩井、佐藤らは日本人における6種の酵素活性変化を伴う多型性を明らかにしている。(J Hum Genet. 2004Feb 18〔Epub〕)この結果に基づき、炎症性腸疾患症例での多型性解析について倫理委員会承認手続きを進めている。平成16年度においては、腸内細菌叢に関する本研究でのこれまでの検討から、従来の培養法の改良では炎症性腸疾患の病態形成への胆汁酸代謝に関わる腸内細菌の解明が困難であることが明らかとなったことを踏まえ、潰瘍性大腸炎症例の腸内細菌叢のterminal Restriction enzyme Fragment Length Profile (tRFLP)解析を重点的に行った。すなわち、tRFLPのpreliminaryな検討から本症では健常人と明らかに異なるクラスター解析パターンを形成し、いわゆる難培養性・未同定のピークが腸内細菌叢の主体をなす可能性が示唆された。そこで、これまでに43検体のtRFLP解析を3種類の制限酵素(HhaI、MspI、HadIII)を用いて行い、データベースからの菌種同定を試みた。その結果、本症のtRFLPのデンドログラムは大きく二つのクラスターに集約され、全大腸炎型、左側大腸炎型がクラスターI優位であるのに対し、直腸炎型は全例クラスターIIに属する特徴を認めた。また、難培養性菌群に加え、既知菌種データベースに合致しない本症固有の(健常人に比して)Hha1断片長61bp、222bp、576bp、592bp、602bp等のピークが同定された。現在、これらデータベース上の未知菌種の同定に向けての新たなデータベース作成と胆汁酸代謝との関連について検討を進めている。
L-アスコルビン酸の転写調節機構解明

本研究では、アスコルビン酸(AsA)レベルの違いが肝臓中の遺伝子発現にもたらす影響を検討し、その遺伝子発現変化が体内レドックス制御と関与するかを検討した。さらに、AsAを特異的に細胞内へ輸送するナトリウム依存性ビタミンCトランスポーター(SVCTs)の転写調節機構の検討も行った。その結果、肝臓中のAsA濃度が低下した際には、SVCTsの遺伝子発現を上昇させ、AsAの肝臓細胞内への取り込みと酸化型AsAの還元能を亢進させることで肝細胞内のAsA貯留量を維持する可能性が示唆された。また、SVCTsは還元剤や酸化剤の負荷による細胞内レドックスにも影響を受けることが認められた。ChIP法による特定転写調節因子結合アッセイの結果から、ヒト肝癌由来細胞株の定常状態においてSVCT2の転写調節領域近傍でC/EBPが結合している可能性も示唆された。21年度「研究実施計画」に基づき,1.実験動物から初代肝細胞系の確立,2.DNAマイクロアレイ解析を行い,AsAレベルに影響を受ける遺伝子発現の検証を実施した.AsAは,生体内での有効なフリーラジカルスカベンジャーであり,これまでに疾病予防との関係について多くの臨床研究・疫学研究等が行われている.体内ではAsAがレドックスシステムに関与することで,多くの遺伝子発現機構に影響を与える可能性が考えられる.そこで,ヒトと同様に体内でAsA合成のできないODSラットから,コラーゲナーゼ灌流法により初代肝細胞を採取し,培養液中のAsAレベルの違いによって初代肝細胞系の遺伝子発現にどのような影響をもたらすかを検討した.試験にはODSラット(オス)の初代肝細胞を用い,培養液中のAsA濃度がそれぞれ5 mM,0.05 mM,0mMとなるように調整し,5%CO_2, 37°C下において48時間培養後,DNAマイクロアレイ解析(Affymetrix, Inc.)を行った.解析で得られた数値データに対し,シグナル値の補正,総強度正規化を行い,培養液中AsA濃度の変化に伴い発現変動した遺伝子を抽出した.また,発現変動が認められた遺伝子については,再度リアルタイムRT-PCRによって,発現変動の再確認を行った.ビタミンC(L-アスコルビン酸)は,生体内での有効なフリーラジカルスカベンジャーであり,これまでに疾病予防との関係について多くの臨床研究・疫学研究等が行われている.体内ではビタミンCがレドックスシステムに関与することで,多くの遺伝子発現機構に影響を与える可能性が考えられており,とりわけ、ビタミンCの体内輸送に関する機構を明らかにすることは、詳細なビタミンC必要量を求める上でも極めて重要である.そこで,ヒトと同様に体内でビタミンC合成のできないODSラットを使用し,ビタミンC摂取レベルの違いによってその体内輸送メカニズムに関連する遺伝子発現にどのような影響をもたらすかを検討した.試験にはODSラット(オス)を用い,ラットに0,5,100mg/dayのAsAを投与し、組織中AsA濃度、肝臓ナトリウム依存性ビタミンCタランスポーター(SVCTs)、酸化型アスコルビン酸トランスポーター(GLUT3)、デヒドロアスコルビン酸レダクターゼ(DHAR)等の発現量を測定した。また、その初代幹細胞を用いて、養液中のビタミンC濃度がそれぞれ5mM,0.05mM,0mMとなるように調整し,5%CO_2,37°C下において48時間培養後,肝臓中SVCTs, GLUTs, DHAR等の発現量などを測定した.その結果,肝臓中SVCTs, DHARの遺伝子発現は無摂取群で増加し,100mg摂取群で減少した。これらの結果から組織中AsA濃度は経口摂取量に依存し,組織中AsA濃度が低下した際にはSVCTsを介したビタミンCの取り込みと細胞内のAsA還元能を上昇させることで肝細胞内のAsA貯留量を維持する可能性が示唆された.ビタミンC(L-アスコルビン酸)は生体内の有効なフリーラジカルスカベンジャーであり,これまでに疾病予防との関係について多くの臨床研究や学研究が行われている.体内では,ビタミンCがレドックスシステムに関与することで多くの遺伝子発現機構に影響を与える可能性が考えられることから,ビタミンCの必要量を詳細に知る上で,この機構を明らかにすることは極めて重要である・そこで,ヒトと同様に体内でビタミンC合成のできないODSラットを使用し,ビタミンC摂取レベルの違いによって,ビタミンCの体内輸送メカニズムに関連する遺伝子発現にどのような影響をもたらすかを検討した.また,樹立肝癌由来細胞HepG2を用いて,ビタミンCにより変動する遺伝子の転写調節因子の特定を行った。

試験にはODSラット(雄性)を用い,ラットに0,5,100mg/dayのAsAを投与し、組織中AsA濃度のほか、肝臓中の酸化型アスコルビン酸トランスポーター(GLUTs)、デヒドロアスコルビン酸レダクターゼ(DHAR)、グルタチオンレダクターゼ(GR)の発現量を測定した。また、その初代肝細胞を用いて、培養液中のビタミンC濃度をそれぞれ5mM,0.05mM,0mMとなるように調整し,37°C,5%CO_2下において48時間培養後,肝臓中のGLUTs,DHAR,GRの遺伝子発現量を測定した.さらに,樹立肝癌由来細胞HepG2を用いて,特定転写因子の免疫沈降アッセイを行った.その結果,遺伝子発現では肝臓中のDHARの発現が無摂取群で増加し,100mg摂取群で減少した。これらの結果から,組織中AsA濃度は経口摂取量に依存し,組織中AsA濃度が低下した際にはDHARを介した酸化型ビタミンCの取り込みと細胞内のAsA還元能を上昇させることで肝細胞内のAsA貯留量を積極的に維持する可能性が示唆された.また,免疫沈降アッセイの結果より,ビタミンCレベルの変化により特定の因子とのインターラクションが認められた.現在,その遺伝子を特定中である.
機械学習を用いた放射線治療計画におけるヒューマンエラー検出の自動化に関する研究

前年度に作成したルールベースのエラー(ニアミス)発見スクリプト(以下スクリプト)を運用した。スクリプトは治療計画者が実行し、治療計画者以外が計画チェックを実施した際に発見されたニアミスを集計した。治療計画装置で作成された治療計画に対して、月ごとに提出された計画数に対するニアミス数の割合を算出した。スクリプト運用前をスクリプト未使用群、運用後をスクリプト使用群として、両者のニアミス率の平均値に有意な差があるかどうかについてt検定を行った。ニアミス率の平均値は未使用群と使用群でそれぞれ8.3%±3.1%、5.5%±1.9%(p<0.01)となり、有意に減少していた。これらのデータはそれぞれの群において物理士のチェックステージで発見されたニアミスであり、計画作成者が自らスクリプトを用いた自動チェックを行うことにより、治療計画に生じたニアミスを修正することが可能であったことが分かる。一方で、本来スクリプトを実行することで発見されるはずのニアミスが計画チェック時に発見されており、治療計画者が100%の割合でスクリプトを実行していないことも判明した。計画作成者が100%の確率でスクリプトを実行した場合に想定されるニアミス率の平均値は4.0%±1.2%となった。スクリプト稼働率をあげるため、治療計画のワークフローの中に自然にスクリプトが実行されるよう治療計画が完成し、提出する際に自動実行されるように試みた。このように、治療計画のチェックをなんらかの方法で自動化することは有効であることが示された。ただし、人間の作業のワークフローの中にいかに自動化のワークフローを埋め込むかが重要であることも同様に示された。本研究の最終目的である放射線治療計画に含まれるヒューマンエラーの自動検出を行うため、今年度はルールベースのエラー発見プログラムを作成し、運用を行った。また、その際にルールベースのプログラムでは発見できず、人間のチェックにより発見されたエラーの集計を行った。また、ルールベースのプログラム実行時に実行ログを残すようにし、これらのログを簡便に確認できるようなウェブアプリケーションの作成を行った。ルールベースのプログラムは当院で使用している治療計画装置Eclipse(Varian社)に搭載されているEclipse Scripting APIを利用して作成した。このプログラムは当院で人間により運用されている治療計画チェックプロトコルに基づき、客観的に判定できる項目について自動的に合否判定を行うように作成した。このプログラムを運用しながら人間によるチェックも並行して実施することでルールベースでは発見できないエラーの集計が可能となった。また、プログラムの実行ログを残すことで、ルールベースで防止可能なヒューマンエラーの集計も可能となった。放射線治療計画に含まれるヒューマンエラーに対し、すべてを自動的に発見するためには、まずはどのようなエラーが起こり得るかについて検討を行うことが最も重要である。今年度はそのためのアプローチとして、ルールベースのプログラムと人間のチェックを並行して実施し、結果としてどのようなエラーが起こっているかに対する知見を得ることが可能であった。さらに、エラーの内容に対してルールベースで発見可能か、それとも人間のチェックがないと発見困難かという点に関する知見も同時に得ることが可能であった。これからも引き続きルールベースのプログラムと人間のチェックを並行して実施する。これまでで得られた知見から、ルールベースで発見できないエラーについて、人間がどのような思考回路でエラーを認識しているかについて分析し、機械学習アルゴリズムとしての実装を目指す。機械学習用に購入したGPUワークステーションが当初の見積もりより若干安く購入できたため。次年度はプログラム用のソフトウェア等に使用する予定である。
グラフ・ポセット・マトロイドと有限離散構造の組合せ論およびその応用

本研究課題では、グラフ・半順序集合(ポセット)・マトロイドなどの有限離散構造についての組合せ論およびその応用についての研究を行う。ここで「マトロイド」とは、グラフ構造を一般化したものと考えることができ、有限集合を台集合としてその上に定義される離散構造であり、純粋数学分野だけでなく離散最適化をはじめとする応用数学分野においてもこれまで非常によく研究されてきた。本研究では、マトロイドの一般化で、ポセット上にマトロイド的構造を定義した概念である「ポセット・マトロイド」について重点的に研究を進める。
侵襲・非侵襲法による霊長類(サル・ヒト)の情動・記憶の大脳辺縁系機構

1)侵襲法(神経生理学的研究):場所を条件とし,多数の情報の符号化が必要とされる条件連合課題(場所依存性条件連合課題:PCA課題),および場所を条件としない,比較的少数の情報の符号化だけが要求される条件連合課題(場所非依存性単純条件連合課題)遂行中のサル海馬体および中隔核ニューロンの応答性を比較・解析した。その結果,サル海馬体の応答ニューロンは,i)PCA課題に選択的に応答し,自発放電頻度が低く,応答潜時が長いニューロン群(67%)と,ii)課題選択性がなく自発放電頻度が高く,応答潜時が短かいニューロン群(33%)に分類された。同一物体で同一の連合課題(Go/Nogo課題)を用いているにも関わらず,PCA課題に選択的に応答する海馬体ニューロンの存在は,場所と対象物体の連合,および情報の符号化における複雑性が海馬体ニューロン応答の重要な支配因子となることを強く示唆する。また,これら二つのニューロン群は、それぞれ錯体ニューロン,および抑制性介在ニューロンに相当すると考えられ,海馬体におけるニューロンの機能的分化が示唆される。一方,サル中隔核ニューロンのi)13.5%は居場所に関して識別的に応答した,ii)13%はPCA課題だけに識別的に応答した,iii)7%は,課題に関わらず,報酬あるいは無報酬物体に選択的に応答した。以上より、中隔核は場所の認知→居場所の違いによって変化する物体の意味の識別という一連の過程を統合する上で重要な役割を果たしていることが示唆される。2)非侵襲法(双極子追跡法.機能的MRI法):i)パターンオンセット刺激による視覚誘発電位の電流発生源(双極子)を双極子追跡(DT)法により推定した。等価双極子は,視野の中心部刺激では,刺激野反対側の後頭葉視覚領の後方に,視野の周辺部刺激では,刺激野反対側の後頭葉視覚領の前方に推定され,非侵襲的にヒトの後頭葉視覚領における網膜部位局在性をほぼ再現することができた。また,サルの体性感覚誘発電位を解析し,双極子が,視床→3野→1,2野→5野に順次移動していくこと,およびP18(潜時18msecの陽性電位)の電流発生源が5野であることを明らかにした。ii)本研究で開発した特殊脳定位固定装置を用い,リック(舐め)行動中のラットの頭部をfMRIで撮影した。グルコース溶液および蒸留水のリック行動中の信号強度を差分した結果,グルコース溶液摂取により視床下部の信号強度が増加(血流が増加)することが明らかになった。また,脳虚血直後のfMRIで撮影により,海馬体CAI領域の遅延神経細胞壊死の予後診断ができることを示唆する所見が得られた。

また,脳虚血直後のfMRIで撮影により,海馬体CAI領域の遅延神経細胞壊死の予後診断ができることを示唆する所見が得られた。1)侵襲法(神経生理学的研究):i)サル海馬体および海馬傍回の場所関連ニューロンの特性を詳しく解析した。サル海馬体および海馬傍回より記録したニューロンのうち33%(79/238)が場所関連ニューロンであった。さらに,サルの向きを種々に変え,サルの居場所は同じであるが,見ている景色は異なる居場所移動課題遂行中,および能動的(サル自身のレバ-押しによる)および受動的居場所移動課題遂行中のサル海馬体ニューロンの場所応答性を比較・解析した。その結果,サルの向きを変えても場所応答性は変化しないが,検者が受動的にサルを移動させると場所応答性が減弱することが明らかになった。ii)場所依存性および場所非依存性Go/Nogo課題に対するサル海馬体ニューロンの応答性を比較・解析した。この結果,課題中に何らかの応答を示した海馬体ニューロンのうち33%(29/88)が場所依存性Go/Nogo課題に選択的に応答することが明らかになった。2)非侵襲法:i)脳内双極子追跡法では,サルの体性感覚誘発電位を解析し,双極子(電流発生源)が,視床→3野→1,2野→5野に順次移動していくこと,およびP18(潜時18msecの陽性電位)の電流発生源が5野であることを明らかにした。さらに,5野におけるマルチ・ユニット活動の記録実験および5野の破壊実験を行い,P18の電流発生源が5野であることを電気生理学的に確認した。ii)覚醒ラットの頭部をMRIで撮影するための特殊脳定位固定装置を開発した。1)侵襲法(神経生理学的研究)サル中隔核(SP)から単一ニューロン活動を記録し,サルの居場所の違いにより呈示物体の意味が変化する条件課題(PGN課題)および呈示物体の意味が常に一定である非条件課題(AGN/SGN課題)に対する応答様式を解析した。その結果,サルSPより430個のニューロン活動を記録し,そのうち190個が何らかの応答を示した。I.これら応答ニューロンの30.5%はサルの居場所に関して識別的に応答した。II.条件(PGN)および非条件(AGN)課題の両課題をテストできたSPニューロンのうち,59.7%はPGN課題に対してだけ,その意味(Go-報酬/Nogo-無報酬)に応じて識別的に応答した。このような条件課題特異的ニューロンは,本研究により初めて見出され,SPが条件性・場所-物体識別課題の遂行に重要な役割を果していることを強く示唆する。III.PGNおよびAGN課題に非識別的に応答したニューロンに対してさらにSGN課題をテストし,ほとんど(90.5%)は物体の報酬性(報酬/無報酬)に対して識別的に応答した。これらニューロンの応答性は,消去学習により物体の報酬性を直接変化させるとそれに応じて変化することからも確認された。以上からSPは,居場所の認知→居場所の違いにより変化する物体の意味の識別という一連の過程を統合する上で重要な役割を果たしていることが示唆される。2)非侵襲法(双極子追跡法,機能的MRI法)i)パターンオンセット刺激による視覚誘発電位(VEP)の電流発生源(双極子)を双極子追跡(DT)法により推定した。等価双極子は,視野の中心部刺激では,刺激野反対側の後頭葉視覚領の後方に,視野の周辺部刺激では,刺激野反対側の後頭葉視覚領の前方に推定され,非侵襲的にヒトの後頭葉視覚領における網膜部位局在性をほぼ再現することができた。また,顔写真に対するVEPを解析することにより,潜時約150msecで後頭葉-側頭葉移行部に双極子が両側性に存在することが明らかになった。