hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プロトン伝導性アノード酸化膜を新規電解質とする中温燃料電池の創製

研究代表者が見出した200°C程度で実用的な固体電解質となりうるプロトン伝導性アノード酸化ZrO2-WO3およびZrO2-WO3-SiO2ナノ薄膜を用いた膜・電極接合体(MEA)の研究開発を行うとともに,プロトン伝導膜の伝導率を更に向上させるアノード酸化条件について検討を行った。ナノ薄膜を支持するアノードとして水素透過膜アノードを提案し,これを用いたMEAの作成プロセスを数種類検討した結果,発電に成功した。また,アノード酸化過程で脱水反応を抑制することで,プロトン伝導率を一桁近く向上させることにも成功した。本研究は,申請者らが最近見出したプロトン伝導性ZrO_2-WO_3アノード酸化膜を薄膜電解質とする中温燃料電池の開発を目指すものである。このアノード酸化皮膜ははじめて見出されたプロトン伝導性アノード酸化皮膜であり,200°C以下で燃料電池の電解質として応用可能な低い電解質抵抗を示す。また,120nm以下で膜厚の減少とともにイオン伝導率が一桁以上上昇するスケーリング現象を発現する。このような興味ある電解質材料を用いて,燃料電池セルの作製を行った。膜厚100nm程度の薄膜電解質を用いる場合,多孔質電極上にこれを製膜することは容易でなく,機械的な信頼性も乏しくなることから,アノードとして水素透過膜を用いた薄膜燃料電池の作製を試みた。水素透過膜として唯一市販で入手可能なPd箔を用いた。Pd箔に直接マグネトロンスパッタ法により50nm程度のZr-W合金を製膜した場合,合金膜中のピンホール欠陥が存在し,電解液の浸透によりPd膜上でガス発生が起こり,均一な電解質膜の形成が困難であった。欠陥をなくすためにZr-W合金を300nm程度まで厚くすることで,150nm程度の均一な電解質膜を作成できた。しかしこの場合,Pdとこの電解質薄膜の間にZr-W合金膜(約200nm)が残り,出力試験の結果,この合金膜の水素透過能が低いため,起電力も出力も低い結果となった。そこで,Pd上に数十nm厚さのプロトン伝導膜を中間層としてスピンキャスト法で導入し,アノード酸化時のガス発生を抑制することを試みた。その結果,Zr-W合金を完全にアノード酸化して電解質膜を得ることが可能となった。ただし,この場合でもPd膜の表面平滑性を高める必要がある。代表者らが見出した300°C以下で高いプロトン伝導性ZrO2-WO3およびZrO2-WO3-SiO2アノード酸化ナノ薄膜を固体電解質とし,中温域で高出力な燃料電池を改札することを目的として,水素透過膜をアノードとする膜・電極接合体の作製を今年度主に行った。水素透過膜アノードとしてPd箔を用いたが,これにマグネトロンスパッタ法を用いてZr-W合金を成膜した場合,合金膜の欠陥部を通してPd表面へアノード酸化電解液が浸透するために,アノード酸化時にガス発生が起こり,均一なアノード酸化ZrO2-WO3ナノ薄膜を形成することができない。そのため,アノード酸化可能で水素透過能を有するNb-Zr-Ni合金をPdに成膜してからZr-W合金をマグネトロンスパッタ成膜した。その結果,均一なZrO2-WO3ナノ薄膜を高い電流効率で生成することが可能となった。Pd/Nb-Zr-Ni上のZrO2-WO3ナノ薄膜は以前報告しているガラス基板/Zr-W合金上のZrO2-WO3ナノ薄膜と同等の高いプロトン伝導性を示すことを確認した。しかしながら,Zr-W合金を完全にアノード酸化し,さらに下地のNb-Zr-Ni合金までも一部アノード酸化するとプロトン伝導性は大幅に低下した。Nb-Zr-Ni合金のアノード酸化膜のプロトン伝導性が低いためである。一方,Pd箔,Pd/Nb-Zr-NiおよびPd/Zr-Wの水素透過性を調べた結果,Pd/Nb-Zr-NiはPd箔と同等の高い水素透過性を示したのに対し,Pd/Zr-Wの水素透過性は劣ることが明らかとなった。膜・電極接合体を作製する場合には,Zr-W合金の残存を避ける必要があることが示唆された。Pd/Nb-Zr-Ni/ZrO2-WO3/Ptの膜・電極接合体を作製し,水素ー酸素燃料電池特性を評価したところ,室温においても起電力の発現に成功した。研究代表者らが見出した300°C以下で高いプロトン伝導性を示すZrO2-WO3およびZrO2-WO3-SiO2ナノ薄膜を固体電解質とした中温域作動の燃料電池の開発を目的として,固体電解質膜および膜・電極接合体作製の研究を行った。

アノード酸化法で作製したZrO2-WO3およびZrO2-WO3-SiO2ナノ薄膜は,膜厚を減少させるほどプロトン伝導率が大きく増大するという特異な挙動を示す。これは酸化膜成長時に高電場が印加され,その過程で酸化膜からの脱水が起こり,酸化膜中のプロトン濃度の減少が起因と考え,アノード酸化による電圧保持時間を変えて,脱水が起こりにくい条件での酸化膜の生成を試みた。その結果,電圧保持時間を短くすることによりプロトン伝導率が一桁近く上昇することを確認し,さらなるプロトン伝導率の向上を達成することができた。次に,この固体電解質を用いた膜・電極接合体の作製を行った。PdやNi-Zr-Nbなどの水素透過膜を基板としてアノード酸化ZrO2-WO3-SiO2膜を成膜する場合,アノード酸化時のガス発生や基板の酸化に伴う低出力が克服できないことから,新たにアルミニウム基板上にこの電解質膜を成膜し,その上に水素透過膜アノードを製膜後,基板のアルミニウムを溶解してカソード電極を成膜することを検討した。ZrO2-WO3-SiO2ナノ薄膜にダメージを与えることなくアルミニウムのみを選択的に溶解させることに成功し,膜・電極接合体の作製に目処をつけることができた。また,この電解質膜表面にPd水素透過膜アノードと(La0.6Sr0.4)a(Co0.2Fe0.8)O3カソードを成膜し,単室燃料電池の作製も試み,約0.2 Vの起電力を得ることができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。電気化学26年度が最終年度であるため、記入しない。Pd水素透過膜上に電解質薄膜を形成する手法をほぼ確立できており,初年度としての研究はおおむね順調と判断している。水素透過膜上にアノード酸化法によって均一な固体電解質膜を作製する方法が確立でき,電流は小さいものの発電にも成功したことから,研究はおおむね順調に進展していると判断している。今後水素透過膜/固体電解質薄膜/カソード電極の膜電極接合体(MEA)を試作し,その発電特性を評価する。高出力化には電極/電解質界面の設計が必要になっていると想定され,電荷移動を加速する中間層の導入等を検討する。室温での起電力の発生と発電には成功したものの,温度上昇とともに起電力,出力とも低下する傾向を示した。その原因を究明し,高出力な膜・電極接合体の設計指針を確立するための研究を推進する。上記の研究を推進するための試薬・器具類を始めとする物品費,成果発表等の旅費,分析等装置使用料として主に使用する。ターゲットを含む現有の物品類を有効利用することができ,物品費の購入費用を抑制することができたため,次年度使用に回すことができた。燃料電池の出力および起電力を上げるための電極/電解質界面の構築研究を重点的に行う必要が生じている。この電極材料および電極を作製するための試薬や物品費の購入に利用する。
分子モーターの1分子ナノマニピュレーションによるエネルギー変換メカニズムの解明

我々は、車軸藻ミオシンを力学測定し、その運動メカニズムについて解明することを目的としている。車軸藻細胞内の原形質流動の動力源は、車軸藻ミオシンとアクチンフィラメントの相互作用であることがわかっている。運動タンパクであるミオシンは、アデノシン3リン酸(ATP)をADP PとPiに加水分解することで力を発生し、滑り運動を行うことができる。車軸藻ミオシンは、in vitro滑り運動の観察により、滑り運動速度が60μm/sであるという報告があり、骨格筋ミオシンの滑り運動速度が6μm/sであることを考えると、10倍もの速い運動が可能ということになる。どのような運動機構の違いによって、この様な速い運動が可能になるのか、生体分子の運動メカニズムを解明する上でも非常に興味深いところである。そこで我々は、骨格筋ミオシンの力学測定に広く用いられている光ピンセット法を用いて、車軸藻ミオシンを力学測定することにした。光ピンセットとは、レーザーを集光することで微小な誘電体粒子を非接触で捕らえることのできる技術である。我々の作製した微小変位計測装置では、そのバネ様の捕捉力を利用して、捕捉した微小粒子をプローブとして用い、ミオシンによる変位をナノメートル・ミリ秒レベルで測定することを可能にしている。今回、初めて車軸藻ミオシンの力学測定を行った結果、車軸藻ミオシンによって引き起こされた相互作用の測定に成功した。数分子の相互作用で約34nmの階段状変位を確認することができ、低ATP濃度下での1分子程度の相互作用でもほぼ同じ大きさの変位を確認することができた。アクチンフィラメントのらせんのハーフピッチが約36nmであることから、アクチンフィラメントのハーフピッチごとの滑り運動を行っているといえる。力発生の1サイクルの時間が骨格筋ミオシンと同程度であり、骨格筋ミオシンの1ステップが11nmであることから、この34nmという大きな変位が、車軸藻ミオシンの速い滑り運動の一因であることが示唆された。生体内において,一番よく知られている分子モーターは筋肉内のアクチン・ミオシンである.この系は昔から盛んに研究が行われている.しかし,他の分子モーター,細胞内輸送タンパク質,生体膜上に存在するエネルギー変換タンパク質はその収量が非常に少ない,という問題に加えて,これら生体膜上で働くタンパクは生体膜に組み込まれて本来の機能を発揮できるのため,今までの研究方法のようなガラス上に固定して観察する,という方法では生体内に近い系での観察は困難である.我々は,新しい計測システムを開発するために,人工平面膜に着目した.人工平面膜は主に電機生理の研究で使われてきた技術であり,2つの接したチャンバーの境界に微少な穴(直径約100mm)をあけ,そこに脂質二重膜の形成・イオンチャンネルの組み込みをおこなうことにより,従来のパッチクランプ法より自由度を持った計測システムである.このシステムは電機生理を主な目的とした系であるので,我々の目的である,運動タンパク質1分子を観察・操作・計測するにはそのままでは不十分である.従って,我々は光学顕微鏡上で人工平面膜を形成することを試みている.光学顕微鏡上で観察・操作・計測可能な人工平面膜を作成するには,・対物レンズで観察可能な状態(ステージに対して,平行に)で形成する.・底面から中数ミクロン程度の距離に形成する.・蛍光観察のため自家蛍光などがない状態で形成する.・人工平面膜の上下環境が独立である.・溶液交換などの自由度がある.・平面膜形成が簡単に行える.などが要求される.

現在,このような要件を満たすシステムを開発中である.このシステムの開発が成功すれば,・べん毛モーターの回転とイオンの流れの直接観察・FIFOの回転とイオンの流れの直接観察・膜接着型運動タンパク質,ミオシンIの運動の観察,機能解明など様々な分野に応用していきたい.膜タンパク質の研究においては,1分子レベルでの観察,操作といった研究はほとんど手つかずの状況である.これは,膜タンパク質が脂質二重膜という特殊な環境下のみで機能を発現できるため,顕微鏡下で人工的に再構成することが困難であるためと考えられる.本研究では,1分子イメージング,1分子ナノ操作システムに人工平面膜作成技術を利用し,顕微鏡上で直接観察,測定するが可能な脂質二重膜を形成させることを試みた.テフロンの薄板に直径約100ミクロン程度の穴をあけ,デカン,もしくはデカンークロロホルム溶媒に分散させた脂質を穴に添加した.穴に張られた脂質分子は最初バルク状態であるが,しばらく放置すると中央部に新たなエリアが形成されるようになる.このエリアが脂質二重膜であると考えられる.この二重膜が生体中と同じ状態であるかを確かめる目的で,その流動性に着目した.1分子の脂質分子の運動を見るために,平面膜にあらかじめごく微量のビオチン化した脂質分子を混入し,アビジン化したビーズを結合させ,ビーズの運動から脂質分子1分子の流動性を評価した.また,レーザートラップ技術を用い,ビーズと平面膜状の脂質との結合を促進した.このようにして,平面膜状に結合したビーズの運動を計測することにより,平面膜の拡散定数を見積もることに成功した.その結果は以前の別の手法による結果とほぼ一致するものであった.また,コレステロールを添加することによって,ゲル層の膜の流動性が上昇することが以前から知られているが,平面膜にコレステロールを添加することにより,流動性が上昇することも確認できた.これらの研究から,光学顕微鏡上で平面膜を観察,操作するための基礎技術を確立することができた.現在,この平面膜に鞭毛モーターを組み込み,その回転運動を直接観察することを試みている.膜タンパク質の研究においては,1分子レベルでの観察,操作といった研究はほとんど手つかずの状況である.これは,膜タンパク質が脂質二重膜という特殊な環境下のみで機能を発現できるため,顕微鏡下で人工的に再構成することが困難であるためと考えられる.本研究では,1分子イメージング,1分子ナノ操作システムに人工平面膜作成技術を利用し,顕微鏡上で直接観察,測定するが可能な脂質二重膜を形成させることを試みた.テフロンの薄板に直径約100ミクロン程度の穴をあけ,デカン,もしくはデカン-クロロホルム溶媒に分散させた脂質を穴に添加した.穴に張られた脂質分子は最初バルク状態であるが,しばらく放置すると中央部に新たなエリアが形成されるようになる.このエリアが脂質二重膜であると考えられる.この二重膜が生体中と同じ状態であるかを確かめる目的で,その流動性に着目した.1分子の脂質分子の運動を見るために,平面膜にあらかじめごく微量のビオチン化した脂質分子を混入し,アビジン化したビーズを結合させ,ビーズの運動から脂質分子1分子の流動性を評価した.また,レーザートラップ技術を用い,ビーズと平面膜状の脂質との結合を促進した.
代数体の岩澤加群とp進特殊関数についての研究

本年度も昨年度に引続き、総実代数体のGreenberg予想解決に必要と思われる基礎理論の構築、特に代数体の岩澤加群とp進特殊関数に関する研究を中心に行った。主な成果は、昨年度に行った、実2次体におけるGreenberg予想成立のための必要条件に関する福田-小松の定理の、一般の総実代数体への拡張を、より詳しいものにしたことである。つまり、Greenberg予想の成立だけでなく、そのZ_p拡大体の全イデアル類群およびその重要な部分群の位数の決定まで行った。これはまだ完全な一般化と呼べるものではないが、基礎体の情報(イデアル類群とp進単数基準)からZ_p拡大体の岩澤加群の構造がわかるという点で興味深い。また、アーベル体だけでなく、一般の非ガロア拡大にも適用できる面は重要だと思う。コンピュータ計算による数値実験はこの成果を得るために非常に有効だった。それにより多くの具体的例も見つけることができた。ただ、不分岐拡大の構成や全Z_p拡大体の岩澤加群の構造を知るにはまだ道具が不足しているように感じた。この成果で利用したアンビグイデアル類群とp進特殊関数の特殊値の関係についての基礎定理は、日本数学会発行のAdv.Stud.Pure Math.30号で発表した。またGreenber予想成立に関する必要条件に関する成果は、フランスのリールで開催された第22回Journees Arithmetiques(ヨーロッパ地区で隔年に開催される数論の国際集会)で発表した。総実代数体のGreenberg予想解明に必要と思われる、代数体の岩澤加群とp進特殊関数に関する研究を中心に行った。まず一つ目の成果は、Greenberg予想が成立する実2次体の無限族の存在に関する仕事であり、これまでの筆者の研究成果で無数に存在することはわかっていたが、更に詳しくλ_3=μ_3=ν_3=0と、p=3に対するすべての岩澤不変量が零である実2次体の割合が全実2次体の17/24以上にのぼることが確認できたことである。この中にはp=3が分解する実2次体も9/34ほど含まれている。この研究成果はアメリカ数学会紀要に発表した。もう一つの成果は、実2次体におけるGreenberg予想成立のための必要条件に関する福田-小松の一定理を、部分的にではあるが、一般の総実代数体にまで拡張することができたことである。その命題を簡単に述べれば、p進単数基準のp進付値の値が小さければ多くの場合にGreenberg予想は正しい、というものである。ここまでの部分的研究成果は、韓国ソウルにある韓国高等研究所の数学セミナーで報告した。完全な一般化に到達するためには、p進単数基準の"p-単数版"が必要であると思われるが、これについては以前の結果も込めてすべて一般化する必要があり、現在のところまだはっきりした姿はわかっていない。そのためこれは来年度への継続研究課題としたい。今後は、この継続研究課題に加えて、p-(アンビク)イデアル類群の構造研究、半整数重みの保型形式とその岩澤加群への応用、および、岩澤加群のいくつかの特殊元についての研究を行っていきたいと考えている。
古代ギリシアにおける英雄崇拝と造像に関する研究

古代ギリシアの英雄崇拝は、マグナ・グラエキアのギリシア都市において前5世紀前半に競技祭優勝者が次々と崇拝対象となることで新しい局面を迎えた。そこで2018年9月にターラントとレッジョ・カラブリアで、マグナ・グラエキアにおける英雄崇拝について調査し、特に競技祭優勝者の墓に見られる英雄化の側面について確認した。現存するブロンズ製の等身大の競技祭優勝者像はほぼ皆無だが、前4世紀に制作された《アポクシュオメノス》(垢を掻く人)に関しては、ローマ時代のコピーと思しきブロンズ像(ウィーン美術史美術館所蔵)が小アジアのエフェソスで出土している。加えて、近年クロアチアの海中からまったく同じ形状のブロンズ像が見つかった。2017年度までにこの2体について3Dデータを入手したので、2018年度はその形状比較を行い、古代におけるブロンズ像の制作と複製について考察することにした。その結果、制作工程に起因すると思われるずれが腕と脚の接合部に認められること、どちらのブロンズ像も型取りによるコピーらしいことが判明した。しかしどちらかの頭部にゆがみがあるらしく、頭部を精密に比較することはできず、どちらの頭部がよりオリジナルに近いかも、2つのサンプルからでは判断できなかった。この作品については、ローマ時代の大理石コピーがウフィツィ美術館にも存在するので、これを3D測定し、それに合わせて歪みを補正し、3D形状比較をやり直すことが望まれる。なお、前5世紀に競技祭優勝者像を多数制作した彫刻家ポリュクレイトスに関する研究成果(K. Sengoku-Haga et al. 2017)については、ミュンヘン古典彫刻石膏博物館で2019年10月15日から開催される特別展のなかでVR映像をもちいて紹介されることになっており、現在、同博物館およびオーストリア応用科学大学とともに準備を進めている。クロアチアとウィーンのブロンズ製の《アポクシュオメノス》を形状比較した結果、どちらかの像に圧縮による歪みが発生していることが判明し、第3の作品(大理石コピー)の3Dデータが必要となった。そのため2019年度にフィレンツェのウフィツィ美術館で3D計測を行うこととする。英雄崇拝と造像に関しては、現在執筆中の古代肖像について書籍(単著)のなかでまとめつつある。《アポクシュオメノス》については、2019年9月にフィレンツェのウフィツィ美術館での3D調査を予定している。その成果については、2020年3月に古代ブロンズ彫刻についてのシンポジウムを東京で開催し、研究の総括をおこなうことにしたい。平成28年度は古代世界全体を対象として各時代における「英雄」のあり方を広く考察し、その成果を反映させて著書『西洋美術の歴史1古代』を執筆、出版した。ミュケナイ時代や原幾何学様式時代における祖先崇拝は、英雄崇拝の原型とみなすことができ、歴史時代のギリシアにおける英雄の墓や英雄崇拝と密接に関係している。幾何学様式の美術に個別の英雄の表象を見分けることは難しいが、死者を顕彰する表現は英雄崇拝の影響下にあると考えられる。英雄図像の形成は、前7世紀に神話の英雄による怪物退治の表現とともに進んでいった。その表現は工芸品だけでなく、神々の偉大さを示すべく神殿にも表現されている。これらは英雄の冒険譚を描くことへの興味だけではなく、神々、英雄、人間というヒエラルキーを美術においても明示し、信仰を確認することが、当時の人々の関心事であったことを示している。前6世紀から前5世紀は、各地で新たな英雄信仰が創始されるとともに、崇拝対象としての英雄像が次々とつくられた時代だった。新たな信仰の確立の契機としては、各地を襲う穀物の不作や疫病の流行があげられる。共同体を襲う災厄が特定の死者の祟りとみなされ、それを鎮めるために死者の造像とそれに対する祭祀が始められたケースを抽出することにより、人の像をつくるという行為と、その人間を英雄化する意味合いを結びつけ、ギリシアにおける造像の意味を考察した。ヘレニズム時代に入ると、君主たちはアレクサンドロスにならって自分自身を英雄化する。ローマ時代には、それが皇帝の神格化へとつながった。そのプロセスには、彫像制作が重要な役割を担っていた。皇帝の肖像彫刻の伝播は、皇帝崇拝の拡大として捉えることができる。申請者は初代皇帝アウグストゥスの肖像コピーを3Dモデルを用いて比較することにより、その伝播の具体的な側面を明らかにし、平成29年度に口頭発表を予定している。文献に基づく調査・研究は十分に推進することができた。その一方で、初期ギリシアにおける英雄表現の研究のために計画していたギリシアのペロポネソス半島への調査旅行は、アメリカやロシアで開催されていた展覧会のためにいくつかの重要な作品が貸し出し中だったこともあり、調査日程があわず、次年度に調査を延期した。英雄崇拝はギリシア各地に認められるが、ペロポネソス半島ではとりわけ盛んであり、早い時期にさかのぼる。そこで9月にギリシアのオリュンピア、トリポリス、テゲア、スパルタにおいて、英雄崇拝と造像に関係する作品の調査および写真撮影をおこなった。オリュンピアでは、ペロプスの英雄廟であるペロピオンからの出土品を確認したほか、生きている人間のなかではもっとも英雄に近い存在とされた競技祭優勝者のブロンズ小像について、その起源が前7世紀にさかのぼる可能性があること、フィガリア出土の前6世紀前半の等身大大理石像が優勝者像である可能性が低いことを確認した。トリポリスではディオスクロイに関係する出土作品を調査すると同時に、そこを拠点として、近隣のテゲアでヘラクレス信仰を示す奉納品について調査した。

スパルタでは、ヘレネとメネラオスの英雄崇拝がおこなわれていたメネライオンの出土品を調査し、さらにスパルタ周辺に認められるディオスクロイ崇拝や、祖先崇拝の形跡についても調査した。クラシック後期に制作され、ローマ時代においてブロンズでコピーが制作された競技優勝者像のひとつ《アポクシュオメノス》に関しては、ウィーン所蔵のものと、近年クロアチア沿岸の海底で発見されたものについて、3Dデータを入手することができた。これに関しては、ウィーン美術史美術館、クロアチア国立修復研究所とともに、3次元形状比較の手法を用いて解析を進めている。3月にはイタリア学術会議上級研究員のマッシモ・クルトラーロ博士を招聘し、講演会「イメージの力ーミュケナイ時代のギリシアにおける王のイデオロギーと聖なる王権」を開催し、王と英雄の関係やその造形について議論を深めることができた。3月におこなったマッシモ・クルトラーロ博士との討論により、前5世紀前半におけるマグナ・グラエキアのギリシア都市での英雄崇拝と造像が、ギリシア本土に大きな影響を与えていた可能性に気付かされた。レギオン、ゲラ、メタポンティオンなどの出土品や碑文を考察に加える必要がある。また、クロアチアの《アポクシュオメノス》については、3Dデータの入手が昨年12月にまでずれこんでしまい、まだ十分な解析が進められていない。古代ギリシアの英雄崇拝は、マグナ・グラエキアのギリシア都市において前5世紀前半に競技祭優勝者が次々と崇拝対象となることで新しい局面を迎えた。そこで2018年9月にターラントとレッジョ・カラブリアで、マグナ・グラエキアにおける英雄崇拝について調査し、特に競技祭優勝者の墓に見られる英雄化の側面について確認した。現存するブロンズ製の等身大の競技祭優勝者像はほぼ皆無だが、前4世紀に制作された《アポクシュオメノス》(垢を掻く人)に関しては、ローマ時代のコピーと思しきブロンズ像(ウィーン美術史美術館所蔵)が小アジアのエフェソスで出土している。加えて、近年クロアチアの海中からまったく同じ形状のブロンズ像が見つかった。2017年度までにこの2体について3Dデータを入手したので、2018年度はその形状比較を行い、古代におけるブロンズ像の制作と複製について考察することにした。その結果、制作工程に起因すると思われるずれが腕と脚の接合部に認められること、どちらのブロンズ像も型取りによるコピーらしいことが判明した。しかしどちらかの頭部にゆがみがあるらしく、頭部を精密に比較することはできず、どちらの頭部がよりオリジナルに近いかも、2つのサンプルからでは判断できなかった。この作品については、ローマ時代の大理石コピーがウフィツィ美術館にも存在するので、これを3D測定し、それに合わせて歪みを補正し、3D形状比較をやり直すことが望まれる。なお、前5世紀に競技祭優勝者像を多数制作した彫刻家ポリュクレイトスに関する研究成果(K. Sengoku-Haga et al. 2017)については、ミュンヘン古典彫刻石膏博物館で2019年10月15日から開催される特別展のなかでVR映像をもちいて紹介されることになっており、現在、同博物館およびオーストリア応用科学大学とともに準備を進めている。
顎関節形成の包括的分子機構の解明

顎関節は、顎運動の中心となる器官の一つである。その機能不全は齲蝕、歯周病に次ぐ主要な歯科領域疾病である顎関節症を引き起こす。哺乳類の顎関節は二次関節で、また歯と同一の骨にあり、動物界の中では非常に特殊なものであるため、生物学的、進化学的に極めて意義の高い構造体である。しかし、顎関節の形成メカニズムの多くは謎のままである。一次繊毛は、長年機能の不明な細胞器官であったが、近年、この一次繊毛が様々な生命現象に関与する事が明らかとなってきた。我々は、この一次繊毛内に存在するタンパクであるIft88の神経堤由来細胞特異的欠損マウスに、過剰な顎関節形成という表現系を発見し、一次線毛を介した分子メカニズムが顎関節形成に必須であることが明らかとなった。この過剰な顎関節は、本来の顎関節に付随しておらず独立していた。さらに、過剰な下顎骨も近心部まで形成されていた。さらに、Shhシグナルの間葉組織における減少と、上皮における上昇が確認された。過剰な顎関節形成が、生来の顎関節とは独立して生じていたこと、下顎骨の異常な形成を伴っていたこと、さらに、間葉におけるShhシグナルの低下と上皮におけるShhシグナルの上昇を確認できたことは非常に大きい。今後は他のシグナルの変化や、認められた表現型とShhシグナルの変化との関連性の検索にうつることができる。次年度は、Ift88fl/fl;Wnt1Creマウスにおける分子変動をマイクロアレイ、in situ hybridization、免疫染色、などで検索する。特に、Fgf、Wnt、Tgfなどのシグナル経路の活性の検索には注意を払う。変動が認められた場合、アンタゴニストやアゴニストなどをIft88欠損マウスへ導入することによるレスキュー実験を行い、顎関節ならびに下顎骨の異常が形態的・分子的にレスキューされるかどうかについて検索する。予定よりも物品費および旅費がかからなかったが、次年度物品費として使用予定。
北海道の草の根文化についてのグローカルな研究

本研究は、文化の持つエンパワメント機能に注目し、地元北海道を中心に、小規模農業従事者、障害者、少数民族といった社会的、経済的弱者を主体にしたり、対象にした文化発信を研究。全員がイニシアティブを担える脱中心的な構造を持つものほど、当該者のエンパワメントにつながること、また地域の立場と、海外の類似事例の担い手との交流や、実践者と研究家の交流が、とくに効果的に働くことを明らかにすることができた。今年は、草の根文化研究の方法論、アプロチ方法を固めることを主目的にして、北大の遠友学舎や国際広報メディア・観光学院のスタジオ教室を使って、公開の研究会を5回行った。概要は次の通り。4月、浦河町の統合失調症の人々の社会復帰施設、「べてるの家」や、同町の大黒座という93年続いた映画館とそれを支える人々についてドキュメンタリーを撮り続ける映画監督、森田恵子さんをまねいた研究会を行い、障害者の自助努力を引きだし、主体性を重視する草の根文化のアプローチ方法について示唆的な話をうかがった。5月、堀田真紀子により、「草の根文化とは何か?」というタイトルで、社会運動と草の根文化を関連づけながら、文化研究が、社会を変革する可能性、知識人の役割について論じた。7月は、宇佐見森吉により「草の根文化を考える-限界芸術論の視点から」というタイトルで、鶴見俊輔の限界芸術論をふまえ、日常生活に密着したアートの可能性について活発な議論交換をした。1月には、花崎皋平、原田公久枝をまねいた「アイヌと和人のまだ未完の物語」。2月には、大井敏恭、富田俊明、若江漢字をまねき、堀田真紀子が中心になって行った「草の根からの社会変革」というタイトルの2日間にわたる研究会を行い、それぞれ、アートと社会の関連について、持論を展開、集中的に議論を交わした。刊行物として、10月には、国際広報メディア・観光学ジャーナル13号を、「特集地域発・草の根文化の時代」、3月には、22年度、23年度の成果を総括する中間報告として、冊子『草の根文化の時代』を刊行した。編著者として、堀田真紀子、寄稿者として、富田俊明、岩橋亜希菜、大井敏恭、鈴木正美、また堀田との共著者として、大学院の当時2年生であった加藤康子。。公開の研究会として、7月19日に、空知民衆史講座の殿平善彦さんをまねいて、『死者からの伝言ー遺骨発掘とアジアの和解』を行った。朝鮮からの強制連行労働者の遺骨を掘り、本国の遺族をつきとめて返還したり、それがかなわぬときには丁寧に葬る草の根の活動が、東アジアの平和構築にどんな影響を与えて来たか、議論を行った。7月2日に、福島からの被災者の飛澤紀子さんと、「むすび場」という東日本大震災の北海道への被災、移住者の支援を行う草の根ボランティア団体で代表をつとめてこられた永田まさゆきさんをまねいて、『この機に新しい世界をつくる!3.11を希望の日に』という公開シンポジウムを開催。レベッカ・ソルニットが『災害ユートピア』で述べているような、被災者をめぐって相互扶助が活性化し草の根からコミュニティをつくる力が目覚めてくる現象を参加者の体験談により確認するとともに、これを、どんな風に新しい世界をつくるために動員していけるか、議論を行った。8月6日には、早稲田大学中心にできた就職拒否する高学歴者の運動、「だめ連」メンバーだった佐伯悠さんをまねいて『90年代のだめ連とライフスタイル・アクティビズム』という題で、トークを行った。社会批判の表明として就職を拒否しながら生きて行くライフスタイルの開拓が、草の根から社会を変える運動として実効性を発揮するか、その可能性について検証した。2月20日には、白川昌生さん、永田勝之さんをまねいて公開シンポジウム、『芸術と生活の境界』を開催。アートを通じて、地域の生活を見つめ直す諸々の実践について、活発な議論を行った。また、研究代表者の堀田は、2月21日にアメリカ、サンフランシスコで、Planet Drum Foundationという生態地域主義により、脱人間中心化した場所のとらえ方をしようとするNPO本部を訪問し、インタビューや交流を行った。春から夏にかけて、空知民衆史講座の調査をした。北海道でのダムや発電所、炭坑や道路建設などにおいて、第二次世界大戦下、強制連行労働された朝鮮人が、危険で過酷な労働条件の下多数命を落とした。空知民衆史講座は、ぞんざいに葬られた彼らの遺骨の消息をつきつめては、丁寧に、名前を持った人として葬り、本国の親族に返しに行くというアクションにより過去の私たちの祖先が犯した犯行をあがなうとともに、東アジアの信頼、和解構築へ貢献する活動を20年間続けている市民グループで、その活動は国際的な反響、議論を巻き起こし、毎年恒例の遺骨掘りや遺骨返しは、日本人のほか、韓国人、在日朝鮮人、世界中からの研究者や社会活動家たちがともに参加する大きな運動に発展している。私たちはまず、6月の総会に参加し参与観察を行ったほか、研究過程を双方向的なものにするために、その後、8月には、私たちの彼らについての調査、分析について、東アジアの平和のための共同ワークショップの中の彼ら主催のシンポジウムに今度は話者として参加。その研究交流は今後も続く予定である。秋から冬にかけては、堀田がアメリカで出会った、使われていない建物や土地を占拠してコミュニティのための場所にするスクウォッティングの実践者、エリック・ライルを紹介。

北大のスクウォット研究会の学生や、北大のパブリックスペースでの行動規制に対する反対運動を組織している学生たちや、北海道で自給自足的な生活を試みる移住者たちとあわせて、対話的な研究交流を行った。2月には「初音ミクと宇宙開発の草の根な関係」というタイトルで、北海道大学国際広報メディア観光学院博士課程の渡辺謙仁を中心に研究会を行い、3月には、坂巻正美を中心に、網走のオホーツク文化交流センターで、「熊に生(な)る-“野生の思考"を現代社会で再生する方法[Art]を探る-」というタイトルのシンポジウムを行った。北海道の開拓記念碑のなかでも、名もない民衆の姿をモニュメントにした本郷新の『風雪の群像』は、その中にアイヌの長老の姿も入れているものの、群像の他の人物たちが立っているのに対して、唯一切り株に座って考え込むポーズをとっている。このアイヌ表象の是非をめぐり、議論が絶えぬ作品でもあり、過激派集団に爆弾で粉砕され、作り直した経緯も持つ。本年度は、科研メンバーの坂巻正美が、本郷新記念札幌彫刻美術館の、Our Place展で、この作品とそれにまつわる議論をモチーフにした作品を展示したことと連動して、真の草の根文化とは何かという問題をめぐって、二つの催しを開催することになった。第1弾は7月11日、「『場所考』ー私たちの生きる場所に建つ彫刻“風雪の群像"から」というシンポジウムとして、話者としては、坂巻正美、堀田真紀子を中心に、ゲストとして、北海道史の研究者、谷本晃久、北海道の場所性を踏まえた作品を扱ってきたキューレーターの浅川泰を招いた。車座談義のかたちをとり、参加者からも積極的な意見がよせられた。第2弾として、9月27日、本郷新記念札幌彫刻美術館で、この作品をめぐる事件とその議論を、当事者として体験してこられた花崎皋平氏をゲストに迎え「和人とアイヌの物語2」という講演会を開催。アイヌと和人の関係史、とくに、この問題に対するどんなアプローチ方法が適切かという問題について参加者まじえ議論を深めることができた。また3月には、一2013年、網走で行った「熊に生るー野生の思考を現代社会で再生する方法Artをさぐる」シンポジウムの成果を冊子『熊に生るー網走からChipasirへ』にまとめた。また、ここ2年の草の根文化研究の成果をまとめた『草の根文化の時代vol. 2』を刊行。3月26日にはこの内容を踏まえ、ハイデッガーの建築論をもとに場所と草の根文化との関連を探求する勉強会を開催した。8月7日、8月16日に、札幌」で、「親子関係からはじまる平和」と題して、母・娘ともに障害を抱えた親子、安積遊歩、宇宙を招いた公開講演会を実施。お二人は、悩み相談の電話ホットライン活動や著作、講演を通して障害者、女性をはじめとしたマイノリティ差別の問題に取り組んでこられた。この日の講演では、お二人が発信する草の根文化のメッセージが、障害者、女性への社会公正の実現とならんで、親子間系の組み替えや平和実現のためにも効力を持つことを、確認することができた。3月には、アメリカから、コミュニティ・ガーデンの実践者・研究者であるアントニオ・ローマン=アルカラを招き、札幌、東京で、持続可能な農業実践の持つ文化的・社会的・生態学的なインパクトをテーマに一連の研究会・シンポジウムを実施した。12日には、彼も出演したドキュメンタリー映画「エディブル・シティ都市を耕す」を札幌で上映。
ビタミンDレセプターのリガンド依存的な転写活性化機構

ビタミンDレセプター(VDR)は核内レセプターファミリーに属する転写調節因子であり、リガンドの存在の有無により転写のスイッチをオンにしたりオフにしたり出来ることから、真核生物の転写機構を研究するのに適している。核内レセプターを介する転写調節に関し、最近多くの転写共役因子がクローニングされているが、その詳細な分子機構は不明である。そこで、我々はVDRを用い、これら転写共役因子のリガンド依存的な転写活性化における役割について検討した。これまでにクローニングされている転写共役因子のうち、CBP、p300、RIP140、TIF1、SRC1、TIF2、ACTRについてVDRとの相互作用を調べたところ、CBP、p300、TIF1とVDRの相互作用は弱く、それ以外の因子は比較的強くリガンド依存的にVDRと相互作用した。しかし、培用細胞を用いた転写活性化の実験ではSRC1のみがVDRの転写活性化能を増強したが、他の因子には促進的な作用は認められなかった。また、p/CAFはSRC1の作用をさらに増強した。一方、RIP140には用量依存的にVDRの転写活性化を抑制する効果が見られた。VDRのC端に存在する疎水性アミノ酸に富む領域の変異体を作製し、その転写活性化能と転写共役因子との相互作用を調べたところ410番目のロイシンをアラニンに変換した変異体ではRIP140、TIF2、ACTRとの相互作用は減少したにもかかわらず、転写活性化能は保持していた。SRC1は中央付近とC端の2ヵ所にReceptor Interaction Domain(RID)を持つが、L410Aの変異体が結合出来たのはC端側のRIDのみであった。また、413番目のロイシンをアラニンに変換した変異体及び418番目のフェニルアラニンをアラニンに変換した変異体では、転写活性化能と転写共役因子との相互作用のいずれも消失していた。
仮想伝搬路を用いたＭＩＭＯ移動通信方式の研究

送信アンテナに比較して受信アンテナ数が少ない無線通信のダウンリンクを対象として、ユーザスループットの大幅な向上を可能にする受信機の構成を提案した。提案法では仮想伝搬路というアイデアを用いて、非線形検出器に線形検波器の導入を可能にしている.そのため,提案法は非常に少ない演算量ながら、理論上界に近い特性を達成する。更には、誤り訂正符号等を適用した繰返し復号を適用する方式まで提案し、その優れた伝送特性を確認している。【シングルユーザMIMO】端末に搭載できるアンテナには制限がある。この制限により、MIMOを利用したとしても下りリンクにおける1ユーザ当りの通信速度を高速化できないという問題がある。そこで、本研究ではこの問題を解決する手法を検討している。以下に、本年度の成果を以下に記す.(1)同時送信情報信号数の増大法における演算量低減法:前年度まで提案した仮想伝搬路に基底格子縮小を適用した受信機の演算量低減法を提案した。提案法は原理的に伝送特性の劣化なく演算量を低減できる。送信された8ストリームを2アンテナで受信した場合、提案法により特性劣化なく演算量を60%低減できることを示した。(2) 16QAM信号の同時送信数増大法:より高速伝送を目指して,16QAM変調信号を同時に多数送った場合の仮想伝搬路を用いた受信機構成法を提案した。まず、16QAMを用いた場合には伝送路の状況により、大きく特性が劣化することを理論的に明らかにした。そして、この劣化を緩和するための、送信機における位相回転法を提案した。送信された4ストリームを2アンテナで受信した場合、提案法により平均ビット誤り率10-5点において約17dBの利得が得られることを示した。【マルチユーザMIMO】同時送信情報信号数の増大法及びフィードバック情報量削減法:固有ビームとヌルビームを組合せたマルチユーザMIMOプリコーディング法を提案した。提案法によりフィードバック情報量を更にユーザ数分の一に出来る事を示した.さらに、フィードバック情報量を低減しても高い伝送特性を達成するためターボ符号を適用した仮想伝搬路を用いた受信機構成を提案した。フィードバック情報量を削減したためユーザ間干渉があるが提案受信機を用いれば、各ユーザのアンテナが2本であっても、4ストリームの信号を高品質に受信できることを示した。端末に搭載できるアンテナには制限がある.この制限により,MIMOを利用したとしても下りリンクにおける1ユーザ当りの通信速度を高速化できないという問題がある.そこで,本研究ではこの問題を解決する手法を検討している.同時送信信号数の増大法における伝送特性改善法:仮想伝搬路を適用したMIMO検出器の特性を改善するために,MIMO検出器に最大事後確率推定の適用を検討した.単純に最大事後確率推定するだけでは,畳み込み復号を利用した場合と同様の特性しかえられないことを明らかにした.そこで,ターボ符号の特性を十分に発揮する新しい繰返し受信機の構成を提案した.提案法では,MIMO検出器からは硬判定信号をターボ復号器に出力し,ターボ復号器からは外部値をMIMO検出器に出力する.但し,その際にターボ復号器内の繰返しを行わない.これにより,ビット誤り率が0.0001のときに1dB程度の特性が改善された.更に,仮想伝搬路を適用したMIMO検出器に適した最大事後確率推定規範を提案した.この提案法を適用することで,ビット誤り率が0.0001の時にさらに2.5dB特性が改善出来ることを示した.同時送信信号数増大法への多値変調の適用による高速化:(1)ではQPSK(Quaternary Phase Shift Keying)という1シンボル当り2ビットを割り当てる変調方式を利用している.今年度は,仮想伝搬路を適用した受信機が扱える変調方式を16QAM変調へ拡張する.但し,昨年度の報告書に記したように,従来方式をそのまま適用すると大きく特性が劣化することが分かっていた.そこで,基底格子縮小の導入を検討した.但し,16QAMでは信号点により振幅が3種類あり,かつそれらが格子点に載らないという問題点があった.そこで,振幅を含む新たな仮想伝搬路を提案し,基底格子縮小の適用を可能にした.提案法は4x2のMIMO通信路においてMLDとほぼ同様の伝送特性を達成することを示した.送信アンテナに比較して受信アンテナ数が少ない無線通信のダウンリンクを対象として、ユーザスループットの大幅な向上を可能にする受信機の構成を提案した。シングルユーザMIMOにおける同時送信情報信号数の増大法】移動通信特有のマルチパスフェージングにおいても、マルチキャリア伝送方式により高い伝送特性が達成可能である。そこで、従来、シングルキャリアを対象として検討してきた仮想伝搬路を用いたMIMO通信方式をマルチキャリアに拡張する方法を提案した。その詳細を下記に示す。(1)逐次復号の適用:比較的簡易な構成で実装できる順序付け逐次復号法に仮想伝搬路を適用した構成を提案した。提案法は受信アンテナが2本しかなくともQPSK (Quaternary Phase Shift Keying)変調された6つの情報信号をフロア誤りなしで検出できる事を明らかにした。また、演算量もMLD (Maximum Likelihood Detection)に比較して大幅に低減できる事も明らかにした。

さらに、演算量を20%程度にまで低減する手法をも提案した。(2)基底格子縮小法の適用:仮想伝搬路を用いた逐次復号法に基底格子縮小(Lattice Reduction)を導入すると同時に、マルチキャリア伝送方式への拡張法を提案した。QPSK変調方式を用いたMIMOシステムに提案法を適用したところ、受信アンテナが2本であっても、同時に10の情報信号をフロア誤りなしで検出できる事を明らかにした。【MU-MIMOにおける同時送信情報信号数の増大法】複数ユーザ及び複数基地局が存在するMU-MIMOシステムにおける同時送信情報信号数増大のために、受信機に仮想伝搬路を用いた逐次復号法、送信側にブロック対角化を適用した方式を提案した。提案法では同時送信情報信号数が増えるだけでなく、フィードバック情報量の低減も可能にしている。24年度以降の研究計画では(1) 23年度に引き続き同時送信情報信号数の増加法の検討、(2)繰り返し干渉キャンセラの適用、(3)マルチユーザMIMOにおける同時送信情報信号数の増加法、(4)シングルユーザ技術の応用をあげていた.各々の成果を以下にまとめる。(1)演算量60%低減。(2)前年度の研究結果が理論上の上界を達成したため、導入の必要なし.(3)フィードバック情報量をユーザ数分の1と抑えつつ、2本のアンテナで4ストリーム受信を可能にした.(4)は最終年度の検討課題とする。従って,本年度までの研究はほぼ順調に推移している.当初、23年度の計画として下記のものをあげた。(1)伝送路符号化・拡散変調、(2)伝送路行列の線形変換、(3)プリコーディング(4)多値変調への適用法であり、いずれもシングルキャリア伝送を前提として計画を立案していた。スペースの関係上、上記には記していないが、(1)に関してはマルチキャリア伝送を適用する際に伝送路符号化を導入し、符号化率や拘束長を変えることで大きく伝送特性が向上できる事を明らかにしている。また(2)の伝送路行列の線形変換に関しては、上記のように基底格子縮小を適用した構成法を提案し、逐次復号に比較して同時送信情報信号数を増大できる事を明らかにしてる。(3)のプリコーディングに関しては、基本検討段階であるが、仮想伝搬路を用いたプリコーディングを法を提案し、その一部を学会に既に報告をしている。(4)の多値変調に関しては、16QAM変調のための仮想伝搬路を用いた逐次復号法を提案し、その基本特性を明らかにしている。そこで、QPSKを用いていた場合に見られなかった、特性劣化が現れることも明らかにしている。一方、24年度行う予定であったマルチユーザ環境における検討を既に開始し、上記のように仮想伝搬路を用いた構成法を提案した。提案法は、マルチユーザ環境では時に大きな問題となる、フィードバッック情報量による上りリンクの周波数利用効率低下問題を緩和している。このように、一部、本年度計画していた研究に関してはほぼ計画通りに進捗しており、一部前倒しで検討している部分もあり、トータルでみると概ね良好な進捗と見なせる。
多様体の位相幾何学とその応用

研究実施計画の役割分担に従って、下記の研究成果が得られた。1.位相幾何学研究班では、研究代表者小林貞一が、4元数球型空間形のJ群とその応用およびレンズ空間のK群の主要な元の位数とその応用を研究した。梅原純一は、T^v空間が位相的に不変でることと2つのコンパクト空間の積がT^<v->空間ならば各因子空間はT^<v->空間であることを証明した。更に、逸見豊は、ホモトピー結合的H空間が3正則になるための条件を決定した。2.代数学的研究班では、臼井三平が、Kunev曲面とその標準因子の対にたいするI、II、III型の半安定退化の典型的な例を調べた。そして、I型退化を分類し、周期写像の固有化を行った。それにより、退化しという立場からTorelli問題の反例となる一連の曲面を統一的に説明した。更に、I型退化の2重標準写像の分岐因子の一覧表を作り、前論文の主定理の初等的別証明を与えた。小駒哲司は、Popescuによる代数的近似定理の証明の優れた点と本質的欠陥とを指摘し、完全な証明を与えた。3.解析学的研究班では、新関章三が、移動を伴うボルテラ・ロトカの競合型偏微分方程式系の進行波解の存在とその安定性について考察した。4.確立論研究班では、井原俊輔が、離散時間ガウス型通信路の容量がフィードバックにより増加するための条件を与え、更に定常ガウス型通信路の容量に対する一般的な公式を導いた。植村英明は、ある巾零群上の熱方程式の基本解の短時漸近展開をMalliavin Calculusを用いて計算した。5.研究発表と討論のための集会が、それぞれの研究実績に基づいて本研究課題の観点から行われ、総合的研究としての実績が得られた。成果は、国内外の学術研究雑誌に一部は発表され、残りは発表予定である。
GnRHパルスジェネレーターに対するニューロキニンの生理作用の解析

弓状核キスペプチンニューロンに発現するneurokinin B (NKB)は、卵胞発育に必要なパルス状性腺刺激ホルモン分泌を制御すると考えられているが、その作用機構は不明である。本研究では、NKBの生理機能を解明するため、ヤギ弓状核キスペプチンニューロン局在部位近傍に薬剤投与用カニューラと神経活動記録電極を留置し、NKB局所投与時の神経活動変化と血中LH濃度を解析した。その結果、NKB投与によって、直ちに神経活動上昇とそれに伴うLH分泌が観察された。弓状核キスペプチンニューロンに発現するNKBは、パルス状LH分泌を誘起するために、ニューロン群の同期発火を引き起こす作用を持つと考えられた。弓状核キスペプチンニューロン神経系は、性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)/黄体形成ホルモン(LH)のパルス状分泌を制御する最上位中枢と考えられ、このニューロン群の周期的な同期発火活動が、パルス状GnRH/LH分泌の根源であることが示唆されている。しかし、この同期発火がどのようにして制御されているかは不明である。近年、弓状核キスペプチン(kiss)ニューロンに共発現するニューロキニンB(Neurokinin B;以下NKB)が、弓状核kissニューロン群の同期発火活動の制御にとって重要な役割を持つことが示唆されている。本研究では、弓状核kissニューロン群の同期発火活動はNKBを介して引き起こされるという仮説を立て、これを証明するために、シバヤギを用いて、1)弓状核kissニューロン群へのNKB局所投与あるいは局所電気刺激をした部位における神経活動をリアルタイムに記録する手法を構築する。そして、2)この局所投与/刺激/記録システムを用いて、NKBの局所投与およびNKB受容体を阻害した際の神経活動変化および血中LH濃度の動態を同時に解析する。これらの研究により、NKBのパルス状GnRH/LH分泌制御における役割を明らかにすることを目的とする。弓状核キスペプチンニューロン神経系は、性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)/黄体形成ホルモン(LH)のパルス状分泌を制御する最上位中枢と考えられており、このニューロン群の周期的な同期発火活動が、パルス状GnRH/LH分泌を誘起するための根源となる神経活動であることが示唆されている。しかし、この同期発火がどのようにして制御されているのかは不明である。近年、弓状核キスペプチンニューロンに共発現しているニューロキニンB(Neurokinin B;以下NKB)が、弓状核キスペプチンニューロン群の同期発火活動の制御にとって重要な役割を持つことが示唆されている。本研究では、弓状核キスペプチンニューロン群の同期発火活動は同神経細胞内で共発現しているNKBを介して引き起こされるという仮説を立て、これを証明するために、シバヤギを用いて1)弓状核キスペプチンニューロン群分布領域へのNKB局所投与あるいは局所電気刺激をした部位に於ける神経活動をリアルタイムに記録解析する手法を構築する。そして、2)この局所投与/刺激/記録解析システムを用いて、NKBの局所投与およびNKB受容体阻害剤の局所投与を行った際の神経活動変化および血中LH濃度の動態を同時に解析する。これらの研究を行うことにより、NKBによるパルス状GnRH/LH分泌制御機構の解明を目的とする。弓状核キスペプチンニューロン神経系は、性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)/黄体形成ホルモン(LH)のパルス状分泌を制御している最上位中枢と考えられており、このニューロン群の周期的な同期発火が、パルス状GnRH/LH分泌のための神経活動であることが示唆されている。しかし、このニューロン群の同期発火がどのようにして制御されているかは不明である。近年、弓状核キスペプチンニューロンに共発現しているニューロキニンB(neurokinin B;以下NKB)およびダイノルフィン(Dynorphin A;以下Dyn)が、弓状核キスペプチンニューロン群の同期発火活動の制御にとって重要な役割を持つことが示唆されている。本研究では、昨年度までに、弓状核キスペプチンニューロン群への局所投与/神経活動記録を同時に行うことが可能な実験系を確立し、1)弓状核キスペプチンニューロン自身が分泌するNKBが自身に作用して発火を誘起すること、2)左右両側に存在する弓状核キスペプチンニューロン群間において神経連絡が存在しており、各々のニューロン群の神経活動は完全に同期していること、を明らかにした。H27年度は、この神経機構について更に詳細に解析する目的で、Dynを弓状核キスペプチンニューロン近傍へ局所投与を行った際の神経活動を解析した。この結果、Dynの局所投与によって、その神経活動が抑制される傾向にあることを示した。これらの結果から、NKBおよびDynは、弓状核キスペプチンニューロン自身あるいは近傍に存在する抑制性ニューロンに作用して、その神経活動制御を行っていると考えられた。