hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Klotho蛋白による腹膜機能保護作用のメカニズム解析

CAPD療法において腹膜は生体不適合性の透析液に曝露され,中皮細胞の露出から最終的には組織線維症に至り,限外濾過の不全が引き起される。中皮細胞形質変換(Epithelial-to-MesenchymalTransition:EMT)は線維化初期過程において重要な役割を果たし,この腹膜線維化にはWntシグナル活性化が関与する。Klotho蛋白はWntシグナル活性化を抑制し,中皮細胞形質変換,線維化を抑制し腹膜の保護作用を示す。腹膜機能低下(特に線維化進行)機序に対する我々の仮説「Klotho蛋白は腹膜線維化過程において,Wnt-signal系抑制により上皮-間葉転換(epithelial-to-mesenchymal transition ; EMT)を抑制し,次いで線維化抑制に働き腹膜機能保護作用を発揮する」を証明することを研究目的とする。そのため本研究計画は大きく以下の2つである。(1)腹膜線維化にWntシグナル活性化が関与していることを明らかにし,(2)Klotho蛋白がWntシグナル活性の抑制により腹膜の線維化抑制を証明することである。本年度は主に腹膜線維化にWntシグナル活性化が関与していることの証明に着手している。腹膜線維化モデルに機械的擦過刺激による作成を採用した。まずはマウスの腹膜線維化モデルを作成の確立を行うためC57BL/6にマウスの壁側腹膜をガーゼにて50回擦り作成した。2週間後に屠殺し,腹膜組織を採取した。腹膜組織の肥厚線維化と,手技的な個体間の差が少ないことを確認した。しかし腹膜の線維化は軽度であったため,ICRマウスでの作成を現在検討している。次に腹膜線維化時のWntシグナル活性の部位,強度を特定するために,beta cateninの結合配列下にbeta-galactosidase遺伝子を配置したBAT-LacZマウスを用い検討している。本マウスのBackgroundはC57BL/6マウスであるが,準備実験時に壁側腹膜に機械的擦過を加えても十分な腹膜線維化が観察されなかった。そのため,C57BL/6マウスより腹膜線維化モデルの作成が容易であるICRマウスへの戻し交配を行っている。腹膜機能低下(特に線維化進行)機序に対する我々の仮説「klotho蛋白は腹膜線維化過程において,Wnt-signal系抑制により上皮-間葉転換(epithelial-to-mesenchymaltransition;EMT)を抑制し,次いで線維化抑制に働き腹膜機能保護作用を発揮する」を証明することを研究目的とする。(1)腹膜線維化にWntシグナル活性化が関与していることを明らかにし,(2)klotho蛋白がWntシグナル活性の抑制により腹膜の線維化抑制を証明することである。昨年度は主に腹膜線維化にWntシグナル活性化が関与していることを証明した。腹膜線維化モデルに機械的腹膜剥皮による作成を採用した。まずはマウスの腹膜線維化モデルを作成の確立を行うためICR、C57BL/6にマウスの壁側腹膜をピンセットで剥皮することで作成した。さらに腹膜線維化時のWntシグナル活性の部位,強度を特定するために,betacateninの結合配列下にbeta-galactosidase遺伝子を配置したBAT-LacZマウスを用い検討した。本マウスのBackgroundはもともとはC57BL/6であるが,戻し交配を行い,現在ICRマウスである。腹膜剥皮後に,Wntシグナルの活性化をbetaGAL染色で証明した。本年度は,klotho蛋白がWntシグナル抑制により腹膜の線維化を抑制することを証明する予定である。そのため、klothoTGマウス,klothoKOマウス,klothoヘテロマウスで腹膜線維化モデルを作成して検討する。CAPD療法中に腹膜は生体不適合性の透析液に曝露され、中皮細胞の露出や、最終的には組織線維症および限外濾過の不全が引き起される。したがって、腹膜中皮細胞の線維化は、腹膜機能低下の規定因子である。中皮細胞の線維形質性形質への形質変換(EMT:epithelial-to-mesenchymal transition)は、腹膜線維化の初期過程において重要な役割を演じている。このEMTにはWntシグナル活性化の関与が明らかになっている。抗老化蛋白であるklotho蛋白はWnt活性抑制作用を有する。我々は、klotho蛋白は腹膜線維化過程において、Wnt-signal系抑制により中皮細胞のEMT抑制を介し、腹膜の線維化を軽減し腹膜の保護作用を発揮するとの仮説を立て検証した。

Wnt活性レポーターマウス及びklotho過剰発現マウスを用いて、腹膜中皮細胞剥離による腹膜線維化モデルを作成し、線維化過程でのWntシグナル系活性化とklotho蛋白の腹膜線維化に対する効果を検討した。腹膜線維化モデル作成7日後に再生腹膜の中皮細胞にWnt活性化とαSMA産生増加を認めた。14日後では癒着を伴う腹膜線維化、Fibronectinの増加を認めた。これら障害作成後の経時的変化はklotho過剰発現マウスにおいてその抑制が観察された。遺伝子可変動物の作成,飼育に時間が予定以上に必要となったためである。24年度が最終年度であるため、記入しない。今での遅れを取り戻す様に,遅れの問題点を解決し本年度の実験計画を立案する。
超高速集積回路用電流注入型赤外発光素子の試作と原理実証

超高速集積回路の実現に向けてシリコン基板上における光伝送技術を開発するため、未開発である発光素子に関して新たな素子構造を提案・試作した。それは希土類添加のシリコン酸化膜発光層をP型・N型イドギャップ半導体の電流注入層で挟んだ構造である。希土類添加の酸化物に対する電流注入は、技術的にも学術的にも未開拓な分野であるが、本新規構造を用いた発光素子を試作し、室温で電流注入による1.5μm帯の赤外発光を観測することに成功し、さらに発光が10V程度の低電圧から得られることを実証した。最近、集積回路は高速化が進み、動作周波数は4GHzに達しようとしている。さらなる超高速化のため、現在足かせとなっている電気配線を用いた信号伝送の諸問題を解決する必要が有る。そこで注目されているのが集積回路内における光伝送技術であるが、特に発光素子の開発は未熟な状況である。本研究においては、シリコン基板上に形成可能な薄膜材料、具体的には希土類の一種であるエルビウム(Er)を添加した酸化膜(SiOx)を発光層とする電流注入型発光素子の試作とその原理検証を行う。今年度(平成20年度)は、電流注入型発光素子の作製と評価を行い、以下の研究成果を得た。1.電流注入型発光素子の試作電流注入用のN型及びP型ワイドギャップ層で、発光層であるEr添加SiOxを挟んだ3層構造を作製するため、N型ワイドギャップ材料として酸化スズ(SnO_2)を、P型ワイドギャップ材料として窒化ガリウム(GaN)を用いた。その結果、電流注入により、波長1.5μmでErからの赤外発光を観測することができた。しかるに、現状では直接遷移型であるGaNを用いているため、Erからの赤外発光と共に、GaNからの紫外発光も観測されており、その紫外発光により励起されたフォトルミネッセンス成分も含まれる可能性がある。そこで、この点をさらに検討するために、発光層であるEr添加SiOxの膜厚と電流注入による発光強度との関係を調べたところ、膜厚の薄い領域で発光強度が顕著に増加しており、少なくとも膜厚の薄い領域では電流注入による発光成分が支配的であることが分かった。2.Er添加SiOx発光層の最適化上記の電流注入型発光素子の発光層であるEr添加SiOx層に関して、発光強度の最適化を行った。具体的には、光励起による発光強度が、アニール温度、Er濃度、蒸着時の導入ガス種に対して、どのような依存性を示すかを調べた。また、それらの依存性に関する物性的な考察を行うと共に、発光強度が最大となるEr添加SiOx発光層を形成し、上記の電流注入型発光素子に応用した。最近、集積回路は高速化が進み動作周波数は4GHzを超えている。さらなる処理能力向上を目指して集積回路内における信号伝送の一部を現行の電気配線から光導波路に換えるため、シリコン基板上における光伝送技術の開発が必要になっている。その実現のため、未熟な状況にある発光素子の開発が急務となっている。今年度(平成21年度)は、電流注入型発光素子の作製・評価と発光メカニズムの検討を行い、また光励起発光における内部量子効率の測定を行い、以下の研究成果を得た。1.電流注入型発光素子の作製・評価と発光メカニズムの検討電流注入型発光素子を実現するため、電流注入用のN型及びP型ワイドギャップ層でEr添加SiOxを挟んだ3層構造を作製することが必要であるが、昨年度(平成20年度)は、N型ワイドギャップ材料として酸化スズ(SnO_2)を、P型ワイドギャップ材料として窒化ガリウム(GaN)を用いた。その結果、電流注入により、波長1.5μmでのErからの赤外発光を観測することができた。そこで今年度(平成21年度)は、この発光メカニズムに関して検討を行った。その結果、発光層であるEr添加SiOxの膜厚と電流注入による発光強度との関係において、膜厚の薄い領域で発光強度が顕著に増加しており、少なくともその領域では高電界による衝突励起に基づいた発光、すなわち電流注入による発光成分が支配的である可能性が示唆された。2.光励起発光における内部量子効率の測定今後、電流注入型発光素子の性能向上を進めた際、量子効率がどこまで増加するかを見積もるため、光励起発光における内部量子効率の測定を行った。

これは、発光フォトン数/吸収フォトン数で定義され、測定を行った結果、アニール温度やEr添加量に依存することが分かり、また最大で2%の量子効率であることが判明した。これは、発光素子を形成する際、まだ発光層の改善の必要性が示唆される値である。そこで今後、量子効率を下げている要因を調べる必要がある。例えば、発光層と電流注入層の界面や、発光層内部におけるアモルファス構造に起因した欠陥準位などにおけるキャリアの失活が考えられ、これらを明らかにすることで量子効率の向上が期待される。集積回路は高速化が進み動作周波数は4GHzを超えており、さらなる処理能力向上を目指し信号伝送の一部を電気配線から光導波路に換えることが不可欠である。そのため、シリコン基板上における光伝送技術の開発が必要であるが、未開発である発光素子の開発が急務となっている。そこで、本研究においては、シリコン基板上に形成可能な薄膜材料として、希土類のエルビウム(Er)を添加したシリコン酸化膜(SiOx)を発光層とする電流注入型発光素子の試作とその原理検証を行う。今年度(平成22年度)は、作製・評価した電流注入型発光素子の発光メカニズムの解明を完了し、また素子性能の向上を目指して、異なる母材を用いたEr添加酸化スズ(SnO_2)薄膜の形成を行い、光励起による発光特性を調べた。得られた研究成果を以下に示す。1.電流注入型発光素子の発光メカニズムの解明昨年度までに電流注入型発光素子を実現しており、既に波長1.5μmでのErからの赤外発光を観測することに成功している。この素子構造は、電流注入用のN型及びP型ワイドギャップ層でEr添加SiOxを挟んだ3層構造であり、具体的には、N型ワイドギャップ材料として酸化スズ(SnO_2)を、P型ワイドギャップ材料として窒化ガリウム(GaN)を用いている。その結果、Erからの赤外発光と共に、直接遷移型であるGaNからの紫外発光も観測されており、その紫外発光により励起されたフォトルミネッセンス成分も含まれる可能性がある。そこで今年度(平成22年度)は、この発光メカニズムに関してさらに検討を行った。その結果、発光層であるEr添加SiOxの膜厚と電流注入による発光強度との関係において、膜厚の薄い領域(1030nm)では高電界による衝突励起による発光、すなわち電流注入による発光成分が支配的であることが分かった。また、膜厚の厚い領域(100300nm)ではGaNからの紫外発光によるフォトルミネッセンス成分が支配的であることが分かった。2.エルビウム(Er)添加酸化スズ(SnO_2)薄膜の形成・評価今後、電流注入型発光素子の性能向上を進める際、発光層に用いているEr添加シリコン酸化膜(SiOx)の劣化対策が必要となる。このSiOxは、SiO_2に比べ絶縁破壊が起きにくい材料であるが、発光素子の長時間動作により劣化が観測されている。そこで、劣化が起きにくい材料として、Er添加SnO_2薄膜の形成を行い、光励起により赤外発光特性を確認した。また、薄膜形成後のアニール条件等を変化させて発光強度との関係を調べ、試料形成条件の最適化を行った。
着心地評価のための被服圧計測用ダミ-の試作

本研究は、拘束感(圧迫感の立場から着心地の評価法を確立するため、被服圧計測用ダミ-の試作を目的とするものであり、平成2年度においては、被服圧測定のための圧力センサの使用性について、平成3年度においては、紳士用ス-ツ上衣を用いて被験者の着用実験結果とダミ-を用いて測定した被服圧との相関分析からダミ-の有用性について検討し、以下のことが明らかとなった。1.電気抵抗法のひずみゲ-ジ型圧力センサを直接人体の被服下に挿入し、被服圧を測定した場合、人体の曲率、人体表面の圧縮硬さおよび人体に被覆する被服材料の種類によっても被服圧の値が大きく異なるため、被服圧計測用圧力センサとして、使用性が低い。2.エア-バックの流体圧変化を半導体圧力センサで測定する新しい被服圧測定方法においては、理論計算値と実測値との合致性がよく、被服圧計測用ダミ-に取付ける圧力センサとしての使用性が高い。3.紳士用ス-ツ上衣数種類を用いた着用実験から、圧迫感からの着心地の主観的評価と各部位の被服圧との相関分析を行い、着心地評価のための被服圧測定部位が明らかになった。4.ダミ-を用いた場合の被服圧が、特に前挙90°位において、被験者を用いた場合の被服圧発生部位と必らずしも一致しなかったことから、今後はダミ-の構造を改良し、より有用性のある被服圧計測用ダミ-について検討を進める予定である。本研究は、拘束感の立場から着心地の評価法を確立するため、被服圧計測用ダミ-(人台)の試作を目的とするものであり、平成2年度においては、被服圧測定のための圧力センサの使用性の検討を行い,次下のことが明らかとなった。1.当初計画していた電気抵抗法による圧力センサの場合、被服圧計測用ダミ-の圧縮硬さおよび肩や背の曲率、さらに被覆する布の厚さや曲げ硬さの影響について各種モデルを用いて実験した結果、被服圧の理論値と実測値との適合性が著るしく悪く、被服圧計測用圧力センサとして、使用性の低いことがわかった。2.電気抵抗法による圧力センサを4cm×4cmのゴム袋に封入し,同様の実験を行った結果、ダミ-の圧縮硬さが柔かい場合は、理論値と実測値の適合性が良いものの,硬い場合は適合性が悪く、着心地評価用ダミ-の圧力センサとして検討の余地がある。3從来、静的圧力しか測定できなかった流体圧法を工夫改良し,動的圧力をも測定可能な新流体圧法を考案し,同様の実験を行った。この新流体圧法では、ダミ-の圧縮硬さや曲率、被覆する布の厚さや曲げ硬さの影響がほとんどなく、被服圧計測用ダミ-や人体に装着した状態での被服圧計測の使用性の高いことがわかった。本研究は、拘束感の立場から着心地の評価法を確立するため、被服圧計測用ダミ-の試作を目的とするものであり、平成3年度においては、平成2年度に続いて被服圧測定方法の再検討とともに、紳士用ス-ツ上衣を用いて、被験者に対する着用実験(主観的着用感と被服圧測定)とダミ-上での被服圧測定を実施し、統計的手法を用いてダミ-の有用性を検討し以下のことが明らかとなった。1.エア-バックの流体圧変化をシリコンチュ-ブで連結した半導体圧力ヤンサで測定する新しい被服圧測定方法においては、理論計算値に対する実測値の適合性が高く、被服圧計測用ダミ-に取付ける圧力センサとしての使用性が高い。2.紳士用ス-ツ上衣数種類を用いた着用実験から、圧迫感からの着心地の主観的評価と各部位の被服圧との相関分析を行い、着心地評価のための被服圧測定部位が明らかになった。

3.被験者に紳士用ス-ツ上衣を着用させた場合の被服正発生部位とダミ-に着用させ測定した場合の被服左発生部位が、静立位は比較的一致したものの、前挙90゚位において必らずしも一致しなかったことから、今後は、ダミ-の構造を改良し、より有用性のある被服圧計測用ダミ-について検討を進める予定である。
自然循環流を利用した炉心冷却系の水素ガス流入時のロバスト性評価

作動のために電源を必要としない静的炉心冷却系は、冷却手段の多様化のために重要な役割を果たすことが期待されるが、事故時の使用を想定する場合には、炉心で発生する水素ガスの影響による冷却能力の低下や自然循環流の生成が困難となることが懸念される。本研究では、高圧蒸気を使用し、冷却系の自然循環模ループ全体を模擬した体系での実験と二相流解析コードを使用した実験解析を実施し、自然循環流量に及ぼす水素ガスの影響を評価することを目的とする。
磁気流体ダイナモの物理機構の解明

磁気流体ダイナモの物理機構の解明を目指し、計算機シミュレーションによる研究を行った。考察した物理系は次の通りである。半径の異なる二つの球面にはさまれた球殻状の容器を考え、その内部に磁気流体が閉じ込められているものとする。内側の球面は高温、外側の球面は低温にそれぞれ一定の温度に保たれているものとする。球の中心方向に重力が働き、球殻全体は一定の角速度で回転している。このような回転球殻中での磁気流体の熱対流運動を磁気流体方程式を差分化する方法で解いた。今年度の研究を通じて得られた結果は次の通りである。1.対流運動は円柱状の対流胞(対流柱)の集まりとして組織化される。2.対流柱には高気圧柱と低気圧柱の二つの種類がある。3.電気抵抗が十分小さいときには、磁気流体ダイナモにより強い磁場が生成される。4.磁場のエネルギーは対流の運動エネルギーの十倍以上にも達し得る。5.あるパラメータ領域のもとで生成される磁場成分を分解すると、双極子磁場が最も強いモードになる。6.その双極子磁場成分の生成機構は対流柱内での流体運動による磁力線の変形と引き延ばしで説明できる。7.また、この双極子磁場生成機構は古典的なα機構の一つとしてで理解できる。8.α機構で生成された磁場は球殻の外側球面近くでは、低気圧柱の内部に集中する。9.この現象は低気圧柱内部の流れ成分により引き起こされることが判明した。以上を簡単にまとめると、磁気流体ダイナモによる双極子磁場生成は円柱状の対流胞構造の自然な帰結であることが、この研究から明らかになった。
二次元画像情報を三次元化する高次コミュニケ-ションの基礎研究

研究実施計画に従って研究を遂行し、ほぼ所期の成果を得たので、その概要を以下に記す。1.2台のCCDカメラ、高速アナログスイッチ、フレ-ムメモリ、ワ-クステ-ション、モニタ、シャッタ付き眼鏡から成る実験システムを構築した。2.実験システムを用いて、対象物の二次元画像と形状モデルの輪郭とのマッチングにおけるずれの許容範囲を測定した結果、奥行きの変化が連続的な場合には、モデルの輪郭と対称物とのずれが対象物の大きさの5%になっていも違いが殆ど検知されなかった。奥行きの変化が不連続の場合には、ずれの検知限は、モデルが対象物より大きい場合には4%程度であり、対象物より小さい場合は12%であった。3.輪郭の検出が不確実な部分や、輪郭が複雑な部分では、モデルを大きめに定める方がよい。4.奧行き方向の量子化ステップ幅は、水平、垂直方向の20倍程度まで粗くしていも検知されないことが判明した。5.二次元画像の輪郭を、中心点からの距離γと水平線からの角度θで極座標表示し、γをθの関数としてフ-リエ解析を行った結果、角を持たない画像では、輪郭線に含まれている周波数成分は限られており、輪郭を十数個の特徴点で表せることが分かった。6.輪郭及び内部の特徴点の検出アルゴリズムを開発し、二次元画像と形状モデルとのマッチングを行う事ができた。7.マッチングによって得られ三次元画像を右目用、左目用の平面に投影によって画像が拡大される部分にひび割れ状に投影のなされない点が生じること、視点と三次元画像を結ぶ線が2点以上で三次元画像と交わる場合に誤った投影がなされる場合があることの二つの問題が生じたが、これを解決する投影アルゴリズムを開発した。8.以上によって三次元化処理の基礎技術を確立することができた。
BMP(骨形成因子)を応用した骨形態誘導性移植材料の開発

変性でんぷん(デキストリン)とゼラチンを主としてキャリアーに使用した。いずれのキャリアーもBMPの新生骨形成能を増加させ、安定した骨形成量を得ることができた。また、高分子のデキストリンと小量(1^2mg)のBMPを複合化し米粒大の移植体を移植した場合には、移植体の形状とほぼ同形状の新生骨を誘導することができた。このように、小規模の骨欠損部の補填に関しては芯材を使用しない場合でも十分に新生骨の形成量と形態を制御することが可能となったが、米粒大以上の大きさの場合には芯材が必要となり、リン酸カルシウム系材料ならびに金属材料を使用して複合実験を行なった。金属材料では純チタンと純タンタルを芯材として使用し、純チタンに関してはスポンジチタンを選択し、純タンタルにはメッシュ状の形状を選択した。両者共に予定した形状に新生骨を誘導することが可能であったが、新生骨量はやや低下することが判明した。リン酸カルシウム系材料は誘導骨量、形態制御が共に可能であり、有効な芯材と判定された。しかしながら、加工性、強度の点から金属材料の芯材を開発することは不可欠であり、今後金属表面処理などの応用してBMPとの複合化を行なう必要があると考えられる。また、今回は天然抽出の粗精製BMPの精製度をあげた水溶性BMPを使用して複合実験を行なったが、今後recombinant BMPなどさらに高純度のBMPを用いて複合実験を行なう必要性があると考えられる。既にBMP-2の遺伝子挿入がされた蛋白質発現系のバキュロウイルスの供与を受けており、Sf-9など昆虫細胞を使用して人工合成BMPを生産する予定である。今後、高活性、高純度のBMPを使用するにあたり、本研究結果は基礎データとしてきわめて有用であると考えられる。
記憶を担う神経アンサンブルの領域間相互作用の解析

代表者らが以前に開発した遺伝子改変マウスのシステムを活用することにより、学習時に活動した神経細胞集団に選択的なチャネルロドプシン(ChR2)もしくはhM3Dq型のDesigner Receptors Exclusively Activated by Designer Drug (DREADD)の発現を誘導できるトランスジェニックマウスの作製を行った。これらのマウスを用いて、一部の脳領域の活性化による、他領域の記憶痕跡細胞の活動の観察・解析を行った。研究代表者らが世界に先駆けて開発した、immediate-ealy geneの一つであるc-fos遺伝子のプロモーターとテトラサイクリン発現誘導系を組み合わせた独自の遺伝子改変マウスのシステムを利用して、チャネルロドプシン(ChR2)もしくはDREADD (Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drug)というメカニズムの異なる2種類の神経活動操作が可能な遺伝子を発現するダブルトランスジェニックマウスをそれぞれ作製した。これらのトランスジェニックマウスを利用することによって、学習時に活動した脳内の一部の神経細胞集団(記憶エングラム細胞)を標識して、さらにそれらの細胞集団選択的な人為的な活動操作を行うことが出来る。本年度はこれらの遺伝子改変マウスを用いて、記憶痕跡細胞の人為的再活性化により記憶が想起される最適条件(脳定位装置による正確な照射位置、Dox濃度と除去期間、光照射装置による適切な光の強さ・周波数、CNOの至適濃度など)の確立を試みた。c-fos-tTA x tetO-ChR2ダブルトランスジェニックマウスに関しては、Dox存在下においても十分なChR2の発現が検出され、Dox濃度を検討することにより若干の改善は認められたが、発現漏れを抑えることができなかったため、このマウスを今後使用することは断念した。代わりに、アデノ随伴ウイルスを用いた実験系の条件検討を行った。c-fos-tTA x tetO-hM3Dqダブルトランスジェニックマウスに関しては、いくつかの改善すべき点はあるものの、研究に使える条件の目処を立てることが出来た。予想外に遺伝子改変マウスでの外来遺伝子の発現の漏れが多いため、その至適条件の検討に時間が割かれているため。文脈依存的恐怖条件付け学習時に活動した神経細胞集団を選択的に標識し、後に人為的に活動操作を行うために、代表者らが以前に開発したimmediate-early genesの一つであるc-fos遺伝子のプロモーターとテトラサイクリン発現誘導系を組み合わせた遺伝子改変マウスのシステムを活用した。このシステムを活用して研究初年度に、チャネルロドプシン(ChR2)もしくはhM3Dq型のDesigner Receptors Exclusively Activated by Designer Drug(DREADD)をtetOプロモーターの制御下で発現するトランスジェニックマウスを作製した。これらのうち、ChR2を発現するトランスジェニックマウスに関しては発現がleakyであったため、hM3Dqを発現するトランスジェニックマウスのみを研究に用いた。さらに、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを用いた遺伝子発現のシステムも構築した。これらのトランスジェニックマウスもしくはAAVベクターを用いたシステムにより、文脈依存的恐怖条件付け学習時に活動した脳内の特定の神経アンサンブルを標識し、海馬もしくは体性感覚皮質、視覚皮質などの大脳新皮質の神経アンサンブルをhM3Dqの特異的合成リガンドであるCNOの投与により選択的な再賦活化を行った。このCNO投与による記憶学習行動の変化、および活動した神経細胞の全脳に渡る可視化同定をimmediate-early geneであるc-FosもしくはZIFに対する免疫化学組織染色法により行った。これらの活動神経細胞の脳領域、細胞集団の性質などの解析を行った。まずは、記憶痕跡細胞の再活動により記憶が人為的に想起される最適条件の確立を早急に行い、本研究の目的である、記憶を担う神経アンサンブルの領域間相互作用の解析を行う計画である。分子神経科学
健康診断の有効性評価に関する研究

わが国の予防医学は二次予防である健康診断が大きな位置を占めているが、その有効性について系統的な評価は行われていない。そこで本研究は予防活動におけるEvidence Based Medicineの実践を目指し、地域や職域で行われている一般健康診断を取り上げ、その有効性を文献的・実証的に検討した。その結果、有効性評価の方法として最も強いエビデンスを与える無作為化比較試験を用いた研究では、多相項目の健康診断の有効性が示されなかった。その原因を考え、改善の方向を示すために健診が有用になるための条件を検討し、有効性確保のために満たすべき4段階(対象疾患、健診検査、精密検査、治療介入)の8条件を提示した。これに基づき、主に職域の定期一般健康診断を中心にそのすべての項目について、吟味を行った。また同時に、一部の検査項目について、上記条件に基づき新たな実証的研究を行った。その結果、肝機能検査においては実は目的疾患発見の感度が低く、より適切な他の方法が考えられること。尿糖検査では多くの場合、適切な方法で実施されておらずまた疾患発見後の治療効率が非常に低いことなどである。尿蛋白検査でも疾患発見後の介入方法が確立していないなど、多くの検査項目で問題点が明らかになった。この結果は、先行するカナダや米国の予防医療研究班報告と一致しその勧告結果をあてはめるなら、わが国の職域定期健診項目では血圧、身長・体重測定などのしか根拠を持たないことになる。加えて、従来わが国では健康診断の弊害やプライバシー保護の問題などについて十分配慮がなされているとは言い難い。こういう問題点と上記の研究結果を踏まえ、原稿健康診断項目の評価と今後の健康診断のあり方についての提言をまとめ、一般に入手できる形で発表した。また、本研究の過程でEBMのために用いることのできる簡便な計算ソフトを開発したので、統計学の解説書と合わせ出版・発表した。わが国の予防医学は健康診断を偏重し、その内容は拡大の一途であるが、いまだその有効性について系統的な評価が行われていない。そこで本研究では予防活動におけるEvidence Based Medicineの実践を目指し、地域や職域で行われている一般健診項目を取り上げ、その有効性を文献的・実証的に検討した。その結果、健康診断全体についての無作為割付比較試験(RCT)による長期追跡結果では疾病休業や死亡率に差がないとする報告がほとんどであった。また事業所や地域で行われている一般健診項目のすべての検査項目について、米国予防医療研究班報告、同カナダ報告、およびCochrane Library等を用いて、文献的に有効性の評価を行った。その結果、わが国の地域・職域で広く行われている血液検査等の項目の中に、欧米では「定期的な実施を勧告する根拠がない」とするものがかなりあった。本研究ではこれらの結果をまとめ発表した。上の文献的検討のほとんどで用いられていた欧米と比べ、わが国の疾病構造や社会・医療の特性は必ずしも同一ではない。そこでわが国で実証的検討を行うため、健診評価の枠組みを明らかにした。すなわち健診項目が有用となるためには有病率、検査の有効性(感度・特異度)、検査の侵襲とコスト、精密検査の有効性、事後措置の有無とその有用性等である。この枠組みを基に主要な項目について実証的にその有効性について評価を開始した。まず健康診断の血液検査の中心ともいえる肝機能検査について、B型とC型の肝炎ウイルス感染や過栄養性脂肪肝、多飲酒者の検出感度がかなり低いことを明らかにした。

また、尿糖検査は適切に行われれば対象疾患の有病率、感度、検査のコスト等の面でかなり有用な検査と思われるが、現実の健診の枠組みの中では不適切な条件で実施されることが殆どで、その有用性が損なわれていることが示された。現在、その他の検査について、その評価研究を準備中である。わが国の予防医学は健康診断を偏重しているが、その有効性について系統的な評価が行われていない。そこで本研究では予防活動におけるEvidence Based Medicineの実践を目指し、地域や職域で行われている一般健診項目を取り上げ、その有効性を文献的・実証的に検討してきた。本年度はまず、尿蛋白検査の有効性について検討を行い、検査陽性中の介入すべき対象比率(PVP)が小さくそれを絞り込む方法や、そもそも確立された介入方法がないことに問題があることを明らかにした。尿糖検査は適切に行われれば有用な検査であるが、現実の健診の枠組みの中では不適切な条件で実施されていることを昨年示した。今年度はさらに、糖尿病への介入が有効とはいえ、実は介入しても年間患者約200人にひとりしか合併症を防げないことをUKPDSの結果から指摘した。また40歳以上の12500人の職域定期健診受診者の聴力検査結果を簡便な聴力についての問診結果と比較し、その有効性について考察した。肝機能検査に関連しては、脂肪肝に対する肝機能検査と、より簡便な肥満度との感度を職域集団の検査結果で比較し、単純な肥満度を用いればALTと同等の感度が得られ、AST等の感度は遙かに低いことを示した。一方費用効果分析の手法を用い、C型肝炎に対する現行の毎年の肝機能検査と、様々な間隔でのHCV抗原測定による1QALY延長の効果を得るために要する費用を種々の条件下で比較し、3年に1回以上の間隔でHCV抗原測定を行う方が、現行の肝機能検査より優れていることを示した。さらに、職域健康管理でメンタルヘルスの重要性が認識されている中、身体的自覚症状による問診がうつ病のスクリーニングに使える可能性を検討した。今後、これまでの検討結果をまとめ健診全体を評価して発表すると共に、EBMのために用いることのできる簡便な計算ソフトを発表する予定である。3年目の本年度はまず、今日のわが国の職域健診が、目的が異なり異なった条件で行うべき検査が混在し、その有効性を損ねていること、最も確かな検証手段である無作為化比較試験では健診の有用性が証明されていないことを明らかにした。次いで、健診が有用になるための4段階(対象疾患、健診検査、精密検査、治療介入)と8条件を整理して提示した。これに基づき、職域の定期一般健康診断のすべての項目についてこれまでの検討結果をまとめ、また一部については新たな検討を行った。特に今年度新たに加えた項目は、職場のうつなど、メンタルの問題に対する問診、視力検査、聴力検査である。この結果健診でうつをスクリーニングすることは有用であり、さらに従来十分生かされていなかった、問診情報の有効活用の方法が提言された。
真核生物のRNAポリメラーゼにおける転写開始/終結機構の分子的基盤の解明

ピキア酵母内在性のRNAポリメラーゼの内,既に取り組んでいたPol Iについてその調製方法の改良を行った.また,Pol IIとPol IIIに関しても,内在性複合体の調製方法の確立を行った.それらの内,Pol IIに関して結晶化スクリーニングを行い,小さな単結晶を与える条件を複数得ることができた.得られた結晶は外見により異なった結晶格子を持つことが判明したが,三方晶系の格子を持つ結晶に関して結晶化条件の最適化を行い,十分な大きさの結晶を得ることができた.X線回折データの収集を行った後,以前に報告されていた出芽酵母Pol IIの構造を用い,分子置換法による位相決定を行った.以前に解かれていた出芽酵母Pol IIとの構造比較を行ったところ,大きく異なる点が明らかとなった.特にRpb4/7に関しては出芽酵母のPol II等と比べて傾いた角度で結合しており,先端付近においては15Aを超える大きなずれが観察された.Rpb4/7がこのような大きな動きをし得るというのは新しい発見である.さらに,clampと呼ばれる領域に関しても大きな動きが観測された.この部分は以前より可動性を持つことが知られていたが,今回の構造では,これまでで最も内側に閉じた形をとっていた.Pol IIの高い保存性を考えると、今回観察された構造変化は種間の違いに由来するものではなく,Pol IIの取りうる別の構造状態であると考えられ,転写の分子メカニズムにおいて新たな知見を与えるものであると考えている.また,以前に解明した分裂酵母由来C17/25部分複合体に関して,主に計算機的手法を用いた配列比較や,表面残基の解析を行った.その結果,タンパク質表面の保存性等が明らかになり,今回の構造と合わせて,これまでに考えられてきたC17/25複合体の構造に関して修正を与えることになった.このC17/25複合体に関して原著論文を作成し,Protein science誌に掲載された.X線結晶構造解析を最終目的として,RNAポリメラーゼIIIの部分複合体であるC82/C34/C31複合体,及びC53/37複合体に関して,各サブユニットの共発現等を行い,可溶性発現を実現した.これらの複合体は他のRNAポリメラーゼには存在しないものであり,また,構造が類似したタンパク質等も発見できず,機能や構造に関する情報が強く望まれるものである.なお,発現系を作成するに当たっては,分裂酵母由来のものと,ヒト由来のもの,双方を作成した.様々な生物種を試すことは結晶構造解析の常套手段である上,比較的単純な酵母と高等動物であるヒトにおいて,共通点や相違点を調べることはそれ自体興味深いと考えられる.その後,酵母由来C82/C34/C31,C53/37,ヒト由来C82/C34/C31,それらの部分的なドメイン等に関して大量精製に成功,結晶化スクリーニングを行った.またそれと並行し,RNAポリメラーゼIII全体の再構成を目的として,RPC1/RPC2/AC19/AC40等,コア部分を構成するタンパク質に関して共発現系を作成した.こちらに関しても分裂酵母とヒトの両者について行った.ポリメラーゼのコア部分は100kDaを超える巨大なタンパク質であるが,菌株や培養条件等を検討することにより,少量ではあるが大腸菌での可溶性発現を実現することが出来た.これらに加え,RNAポリメラーゼIIIと相互作用し,転写開始に必要なことが知られている転写因子であるTBP,Brf,Bdp等の発現系を構築,それらの一部について精製を行った.さらに,ポリメラーゼ自体の機能的なポジティブコントロールを得ることや,それ自身の結晶構造解析を目指し,ピキア酵母の内在性RNAポリメラーゼIに関して大量精製法を確立した.ヒト由来RNAポリメラーゼIII(Pol III)の再構成を目的とし、全17サブユニットについて遺伝子のクローニングと発現系の作成を行った。また、それと平行し、ポリメラーゼIIIと結合することが知られている転写因子であるBrf1,Brf2の全長及びその一部ドメインについても発現系の構築を行った。単体の発現系に加え、複数のタンパク質を同時に発現させる共発現系を工夫することにより、これまでのところ、C17/25複合体、C82/34/31複合体、AC19/40複合体に加え、C11,rpb6,8,10,12といった小さなサブユニットの精製について目処をつけることが出来た。さらに、これらのうちで転写開始や終結など、Pol IIIに特異的で他のRNAポリメラーゼとは異なる機能を担うと考えられているC17/25複合体,C82/34/31複合体に関して、X線構造解析を目的とした結晶化スクリーニングを試みた。また、遺伝子工学的な手法による再構成に加えて、生体内に存在するポリメラーゼ全体を調製することは、それ自体の性質や構造を調べるために有用であり、また再構成を行う際の助けにもなりうる。本年度は、収量や経済性などを考慮し、まずはピキア酵母由来RNAポリメラーゼIの大量精製を行った。その過程において、複合体の安定性や、緩衝液中の塩濃度やその種類の重要性に関する知見を得ることができた。また、精製した複合体に関して、1000を超える条件で結晶化スクリーニングを行い、現在経過観察を行っている。ピキア酵母内在性のRNAポリメラーゼの内,既に取り組んでいたPol Iについてその調製方法の改良を行った.また,Pol IIとPol IIIに関しても,内在性複合体の調製方法の確立を行った.

それらの内,Pol IIに関して結晶化スクリーニングを行い,小さな単結晶を与える条件を複数得ることができた.得られた結晶は外見により異なった結晶格子を持つことが判明したが,三方晶系の格子を持つ結晶に関して結晶化条件の最適化を行い,十分な大きさの結晶を得ることができた.X線回折データの収集を行った後,以前に報告されていた出芽酵母Pol IIの構造を用い,分子置換法による位相決定を行った.以前に解かれていた出芽酵母Pol IIとの構造比較を行ったところ,大きく異なる点が明らかとなった.特にRpb4/7に関しては出芽酵母のPol II等と比べて傾いた角度で結合しており,先端付近においては15Aを超える大きなずれが観察された.Rpb4/7がこのような大きな動きをし得るというのは新しい発見である.さらに,clampと呼ばれる領域に関しても大きな動きが観測された.この部分は以前より可動性を持つことが知られていたが,今回の構造では,これまでで最も内側に閉じた形をとっていた.Pol IIの高い保存性を考えると、今回観察された構造変化は種間の違いに由来するものではなく,Pol IIの取りうる別の構造状態であると考えられ,転写の分子メカニズムにおいて新たな知見を与えるものであると考えている.また,以前に解明した分裂酵母由来C17/25部分複合体に関して,主に計算機的手法を用いた配列比較や,表面残基の解析を行った.その結果,タンパク質表面の保存性等が明らかになり,今回の構造と合わせて,これまでに考えられてきたC17/25複合体の構造に関して修正を与えることになった.このC17/25複合体に関して原著論文を作成し,Protein science誌に掲載された.
超分子集積化による励起ダイナミクス制御と革新的光エネルギー変換機能発現

多環芳香族炭化水素(PAH)は一般にp型半導体の性質を持ち、置換基導入によって自己組織的な集積構造の形成が可能である。このようなPAH誘導体にヘテロユニットを導入すると光および電子物性の制御が期待できる。そこで本研究では、代表的なPAHであるトリフェニレンを基盤として基本骨格にヘテロ原子や置換基の導入を行い、電気化学特性や励起ダイナミクスの制御に成功した。特に、TPh骨格に窒素原子およびトリイミドを縮環させたヘキサアザトリフェニレントリイミド(HAT-TIm)は優れたn型特性を示した。さらに、HAT-TImとポルフィリンと組み合わせた超分子型光エネルギー変換系(CT錯体)へ展開した。平面型多環芳香族炭化水素(PAH)はπ共役構造に起因する光・電子物性や特異な集積特性を示すため電子デバイス等への応用展開が期待できる。通常、PAHは主にp型半導体特性を示すが、芳香環に電子求引性置換基を導入するとn型半導体の挙動を示す。我々はこの性質を利用し、一貫してイミド基を中心とした強い電子求引性置換基をPAHの一種であるベンゾペリレンやコロネンに導入することを検討している。一方、イミド基はイミド基内部の窒素上に水素原子を配置すると、トリアジニル基との強固な三重水素結合形成が可能となる。これによりゲスト分子を簡便に導入可能となり、新たな分子集合体が構築できる。本研究では、ゲスト分子としてポルフィリンやペリレンを利用し、光捕集や電子移動による光エネルギー変換プロセスが連続的に発現可能な新規分子集合体の設計・合成および光物性評価について検討した。本研究で用いるNH型イミド基を有する2種のコロネンおよびベンゾペリレンイミド誘導体CorDI-NHおよびBpTI-NHはペリレンあるいはペリレン酸二無水物を出発物質としDiels-Alder反応を鍵とする経路により合成した。次に、合成したBpTI-NHと亜鉛ポルフィリンC12-ZnPを用いて分子集合体の構築について検討した。BpTI-NHのCDCl3溶液にC12-ZnPを添加しながら1H-NMRを測定していったところ、BpTI-NHのイミド基内のプロトンが低磁場方向にシフトした。したがって、BpTI-NHのイミド基とC12-ZnPのトリアジニル基部位において水素結合による分子集合体を形成していると考えられる。また、粉末X線により超分子構造の詳細、ESR測定やフェムト秒レーザ過渡吸収測定による光電子移動メカニズムについても明らかにした。27年度は、電子供与分子(D)と受容分子(A)から構成される有機薄膜や分子集合体において効率良い光電変換機能を引き出すために、D及びA分子を適材適所に配置可能な分子集積機能と光吸収、電荷分離及びキャリア移動といった光電変換機能の両方を併せ持つ分子及びその集合体の合成を行った。具体的な研究成果として、まず、平面型多環芳香族分子であるコロネンテトライミド[Cor(Im)4]の優れた還元特性と集積特性を利用し、新規光誘起電子移動系を構築することとした。そこで、Cor(Im)4を中心にイミド基を介して優れた光捕集能と電子ドナー性を有するポルフィリンを4つ共有結合で連結した十字型の5分子体を設計・合成した。また、定常及び時間分解分光測定により光誘起電子移動特性についての詳細な評価を行った。5分子体の合成はまず、コロネンジイミド誘導体の塩基による加水分解、続いて酸処理を行った。そして、ポルフィリン誘導体との縮合反応を行うことで目的とする5分子体を合成した。次に、合成したフリーベースポルフィリン連結体に酢酸亜鉛を用いて、亜鉛ポルフィリン5分子連結体も合成した。合成した連結体のフェムト秒レーザー時間分解分光測定を行ったところ、850から950 nmにCor(Im)4のラジカルアニオン、600から700 nmにポルフィリンのラジカルカチオンに対応する吸収が観測され、ポルフィリンとCor(Im)4の間で光誘起電子移動が生じていることを確認した。同様に、ポルフィリンとベンゾペリレンイミド体の水素結合型分子集積体でも超高速光誘起電子移動が観測された。また、光誘起により一重項分裂が定量的に進行するペンタセン二量体の合成にも成功した。各分子ユニットの合成に一通り成功し、ポルフィリンとベンゾペリレンイミド誘導体における超分子形成と光エネルギー変換過程のダイナミクスの発現を確認することができたため。超分子化学26年度に合成した分子群を用いて分子集合体構築については次のように進める。ドナー(D)及びアクセプター(A)分子を一定濃度条件(1-50 μM)で良溶媒中に加熱溶解させ、超分子形成させる。次に、必要に応じて混合溶媒で会合形成させる。

選択肢として1良溶媒のまま(一種)、2良/貧溶媒(二種混合)、3界面活性剤を含む良/貧溶媒(三種混合)である。集積体作製後に定常分光法で会合形成、動的光散乱装置(DLS)でサイズを評価する。サイズは直径:10-100 nm、長さ:100 nm-1μmの範囲で制御する。また、単結晶構造解析と粉末X線解析を併用して分子配向性や面間距離などの議論を行う。作製した分子集積体はDLS、TEM、SEM及びAFMにより構造観察し、サイズ及び形状の評価を行う。次に、申請者が所有するナノ秒過渡吸収及びピコ蛍光寿命装置により励起ダイナミクスの速度論解析を行う(申請者の解析報告例:J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 1216等)。より速い時間分解能(フェムト秒)の測定装置が必要な場合は連携研究者に測定を依頼する。最終的に光電変換セルと光触媒系をそれぞれ構築し、光エネルギー変換特性を評価する。
大学開放の成立と展開にかかわる社会思想史的研究

アメリカにおける初期大学拡張運動では、アダムズ、ジェームズ、イリー人の3人物が重要な役割を果たした。いずれも、ドイツ留学を通して、学問、学者の社会的使命に目覚めた気鋭の社会学者たちであった。同時に、社会福音主義者であったという事実も看過できない。彼らは、古典派経済学を槍玉に挙げ、自由放任思想にかわる新しい社会、「協同する社会」の創造をめざした。そこでは、国家による規制もさることながら、民衆が適正に主体性を発揮することが不可欠とみなされた。とすれば、民衆の知性を涵養することが急務となる。そのための有効な方途を、彼らは、イギリスの先例に見出した。つまり、初期大学拡張運動とは、「協同する社会」の構築をめざし、民衆に高等教育を提供するための方策にほかならなかった。本年度は、アメリカ大学拡張の社会思想史的研究の初年度として、ウィスコンシン大学における大学拡張について研究を実施した。その成果は、以下のように要約することができる。1.ウィスコンシン大学拡張は、やがてアメリカ大学拡張のプロトタイプとしての役割を果たすことから、ウィスコンシン大学拡張が、同時代人になぜ注目され、かつどのように評価されていたのかを明らかにするなめ、当時の代表的な言論人、W.ハード、L.ステファンズ、F.P.ストックブリッジの評論を詳細に分析した。2.通話では、アメリカ大学拡張史は、イギリス大学拡張の導入→大学拡張運動の伝播→衰退期→ウィスコンシン大学における大学拡張の復活と、単線的に捉えられてきた。しかし、今回の研究からそれに疑義を呈する根拠が得られた。3.すなわち、ウィスコンシン大学拡張は、ファーマーズ・インスティチュートをはじめ、それまで農民に対して大学が供与してきた恩恵を都市部住民にも保障しようとするところから生成し、発展をみたことがわかった。しかも、現実生活の豊かさや安心を求める彼らのニーズに即応する事業展開を企図したから、同じく「大学拡張」という名辞を冠していても、英米のそれは、理念においても内容、方法において根本的に異なる。したがって、ウィスコンシン大学拡張は、イギリスのそれとはまったく別の系譜に属し、むしろ異質の新たな「種」の誕生をみなす方が妥当であるとの結論を得た。イギリスに淵源を有する大学拡張スキームがアメリカに紹介された後、アメリカナイゼーションの過程を経て、大学が担うべき「第三の機能」として受容され、定着をみていく過程を社会思想史的に考察した。今年度の研究成果は、次の3点に要約することができる。(1)1890年代における初期大学拡張運動の生成過程の研究。アメリカに紹介されたものの、多くの大学人は懐疑、もしくは批判的な眼差しを向けていた大学拡張に、積極果敢に挺身した一群の人びとは、ドイツ留学を経験した、一群の新進気鋭の社会科学者たちであったこと、さらに彼らは、往時、「ゆきすぎた個人主義」を正当化するのに与って力をもった社会的ダーウィニズムを問い直し、後の革新主義思潮へと繋がる思想傾向をもっていた事実をつきとめた。(2)ウィスコンシン大学拡張がアメリカ型大学拡張のプロトタイプとなる過程の研究。ある試みがプロトタイプたりうるには、同時代人から賛同をかちとり、支持されなくてはならない。そうした観点から、1906年に成立をみるウィスコンシン大学拡張が斯界でどのように理解され、評価されていたかを解明した。(3)C.R.Van Hise Paper(立教大学図書館所蔵のマイクロフィルム30リール)を中心とする史料収集。C.R.バンハイス(Van Hise,Charles Richard)は、学長たる職責のみならず、卓越せる思想家として、ウィスコンシン大学拡張の成立に重要な役割を果たした。そこで、数度にわたって立教大学に出向き、同大学図書館が所蔵するマイクロフィルム)から、大学拡張に関する書簡、報告書等の史料を抽出し、その分類と整理を行った。今年度の研究では、キー・パーソンとしてアダムズ、ジェームズ、イリーの3人に着目し、彼らが大学拡張に挺身していく過程を究明することによって、初期大学拡張運動の思想的特徴を明らかにした。(1)彼らは、いずれもドイツ大学への留学経験をもつ。ドイツ歴史学派の洗礼を受け、実証的な研究法のみならず、学問および学者の社会的使命に覚醒した。また、ビスマルクのドイツで、国家の国民生活に果たす積極的役割を目の当たりにした影響も看過できない。(2)往時、アメリカでは社会進化論が説く「自然淘汰」、「適者生存」が席巻し、持てる者と持たざる者との格差は拡大の一途を辿っていた。レッセフェールを擁護する古典派経済学を批判し、ひたすら社会改革に努力を傾注したのは、学者としての使命感によるところ大であった。

(3)だが、彼らが理想とする社会像は、ビスマルクのドイツでも、社会主義国家とも一線を画した。彼らが理想とする社会とは、社会的福音が説くキリスト教的博愛にもとづく社会、「共同する社会」にほかならなかった。その建設には、民衆の教育が不可欠とみなされた。つまり、社会共同主義の立場から民衆の教育を、ひいては理想の社会を実現するための有効な方途を、彼らは大学拡張に見出していたことになる。
視覚野におけるハイパ-カラムとブロック構造の組織化の計算機シミュレ-ション

我々は,側抑制的結合のある離散的なニュ-ロンの二層モデルの自己組織化を研究した。一次元のモデルの基礎的な性質として,ニュ-ロンの発火のしきい値,興奮性及び抑制性の結合の強さとそれらの有効範囲,Hebb学習の強さなどのパラメ-タの間の4個の不等式を導いた。これらの不等式は実際にコンピュ-タシミュレ-ションを行なう場合に,パラメ-タ値の選択上の重要な参考基準となった。更に,一様な入力アンサンブルの場合に平衡状態の受容野に対する方程式を導き,連続解とブロック解が得られることを示した。この連続解が連続的な方向選択性に対応する結果である。ある一つのパタ-ンを他のパタ-ンよりはるかに大きい確率で入力してやると,学習の結果,高確率で入力した特定のパタ-ンおよびそれに近い一群のパタ-ンに対してだけ反応して発火する一群のニュ-ロンが出力層にみられた。この結果は,縦縞の環境で飼育した幼猫に関するBlakemore and Cooperの実験に対応するものである。二次元の縞状のパタ-ンのアンサンブル入力に対して,平衡状態の受容野を計算し,方位選択をもつニュ-ロンが組織化されることを示した。また最大応答野も求め,ある方向に沿って最大応答角度を図にプロットすると,Hubel and Wieselによって実測された図に直接対応するものが得られることを示した。このことは我々の側抑制のある神経回路網モデルが方位選択性の自己組織化のモデルとして非常に有効であることを示している。神経回路網の応答を表わす受容野は,一様な入力アンサンブルの場合には,物性理論におけるイジング・スピン系の磁気構造として解釈されることを示した。ここで局所的な磁気能率に比例する局所場が同じ位置のスピンに自己場として働いていることが示された。