hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
動物種比較によるミュータンスレンサ球菌のヒト口腔定着因子の解明

即ち、S. troglodytaeはS. mutansと同様のGTF-B,CとGTFーDを有しており、系統樹的にもそれぞれS. mutansのGTF-B,CとGTFーDに非常に近かった。う蝕細菌ミュータンスレンサ球菌のヒト口腔定着因子について、ヒトを含む動物間比較によって解析した。人工口腔装置による検討で、チンパンジー由来S. troglodytaeとS. dentirousettiはスクロース存在下でヒト由来S. mutans、S. sobrinus同様、エナメル歯片上にバイオフィルムを形成し、バイオフィルム直下のpHを低下させ、エナメル歯片を脱灰した。両菌のグルカン合成酵素(GTF)遺伝子の系統解析の結果、S. troglodytaeとS. dentirousettiは、それぞれS. mutans、S. sobrinusと類似した定着因子のGTFを有することがわかった。現在までの達成度として、ヒト由来ミュータンスレンサ球菌、チンパンジー由来ミュータンスレンサ球菌のヒト唾液処理プラスチック器壁への付着については検討しているが、個々の唾液成分の影響についてなお調べる必要がある。人工口腔装置におけるヒト由来およびチンパンジー由来ミュータンスレンサ球菌の、エナメル質歯片へのバイオフィルム形成、バイオフィルム直下pH、エナメル質脱灰について検討したが、この系における唾液および個々の唾液成分の影響については今後の問題である。口腔細菌学、口腔生化学今年度までの研究で、霊長類(ヒトおよびチンパンジー)由来のミュータンスレンサ球菌のバイオフィルム形成能がin vitroの系で分かってきており、特にチンパンジー由来のミュータンスレンサ球菌もエナメル質脱灰性を有する、いわゆるう蝕原性レンサ球菌であることが示唆されてきた。今後はミュータンスレンサ球菌の付着・バイオフィルム形成における個々の唾液成分の役割を明らかにしていく予定である。また、スクロース存在下でのバイオフィルム形成の主要な因子であるグルコシルトランスフェラーゼ(GTF)の構造を塩基配列の異同から検討する。比較的近い関係にあるヒト由来S. mutansとチンパンジー由来S. troglodytaeのGTFの異同、あるいは、ヒト由来S. sobrinusとチンパンジー由来S. dentirousettiのGTFの異同についても明らかにする必要がある。これらの検討を通してミュータンスレンサ球菌のヒト口腔定着能を規定するファクターまたは遺伝子領域を検索し、う蝕予防方法への応用を目指す。現在までの達成度として、ミュータンスレンサ球菌の収集とバイオフィルム形成能の評価についてはほぼ予定通りに達成された。チンパンジーの唾液収集については京都大学霊長類研究所と打ち合わせを行い、唾液採取方法の手順を確認したところで、実際の収集は次年度に実施する。表面プラズモン共鳴装置を用いたミュータンスレンサ球菌と唾液成分との相互作用の検討が遅れている。
集団ゲームシーンの動画像解析に関する研究

研究成果の概要は以下の通りである.1定性的な集団構造の挙動解析集団画像の中からヒストグラム逆投影法によって,特定のチームに属する選手の分布可能性画像を計算し,これにスケールの異なるガウスフィルタを畳み込んで,様々な規模の選手の集団を作成する.この作業をそれぞれのチームについて行い、選手グループの階層構造,相互関係を表す定性的な状態表現もとめる.この表現の時間的な変化を,集団間の関係の遷移として解析し集団の挙動を解析する手法を明らかにするとともに実験例を示した.2選手の行為の定性的解析による行為の解析選手のプレーの様子を撮影した時系列画像の選手部分を2値化し,その時系列画像をx-y-tの3次元空間と考え,時間的連続性を保ちながら細線化を行うためのアルゴリズムを考案した.つぎに,そのなかから交点や分岐点などの特異点を検出し,選手の行う行為の特徴的変化点を検出する方法について実験を行った.又、特異点間の相関を取ることによって,周期性をもつ動作を検出する方法についても検討を行った.さらに,相空間における解析を行い,運動の種類によって,相空間における固有の軌跡が得られることに着目し,識別する方法も提案した.これもヒストグラム逆投影法を用いて特定チームに属する選手の存在分布画像を用いるが、ここではこれに対しActive Netの手法を適用し特定チームの選手だけを検出する方法を考案した。またActive Netの手法ではパラメータの制御の仕方によって形状の抽出能力や、収束性が変化するが、この性質を自動的に調整する方法を提案するとともに、分裂化することで凹凸の激しい物体や複数物体の検出が可能になることを示した。1)はIEEEの国際会議および画像の認識と理解に関するシンポジウムで発表された、2)は電子情報通信学会の全国大会で発表、3)については電子情報通信学会誌に掲載された。1)定性的な集団構造の挙動解析方式集団画像の中からヒストグラム逆投影法によって,特定のチームに属する選手の分布可能性画像を計算し,これにスケールの異なるガウスフィルタを畳み込んで,規模の選手の集団を作成する.この作業をそれぞれのチームについて行い,選手グループの階層構造,相互関係を表す定性的な状態表現をもとめる.この表現の時間的な変化を,集団間の関係の遷移として解析し集団の挙動を解析する手法を明らかにした.2)選手の行為の定性的解析による行為の切れ目の検出選手のプレーの様子を撮影した時系列画像の選手部分を2値化し,その時系列画像をx-y-tの3次元空間と考え,時間的連続性を保ちながら細線化を行うためのアルゴリズムを考案した.つぎに,そのなかから交点や分岐点などの特異点を検出し,選手の行う行為の特徴的変化点を検出する方法について実験を行った.これもヒストグラム逆投影法を用いて特定チームに属する選手の存在分布画像を用いるが,ここではこれに対しActive Netの手法を適用し特定チームの選手だけを検出する方法を考案した.またActive Netの手法ではパラメータの制御の仕方によって形状の抽出能力や,収束性が変化するがこれを自動的に調整する方法を検討中である.3)については研究報告に一部が掲載されている.また,1)はIEEEの国際会議に採録が決まっており,3)については電子情報通信学会誌に掲載される予定となっている.1.定性的な集団構造の挙動解析集団画像の中からヒストグラム逆投影法によって,特定のチームに属する選手の分布可能性画像を計算し,これにスケールの異なるガウスフィルタを畳み込んで,規模の選手の集団を作成する。この作業をそれぞれのチームについて行い,選手グループの階層構造,相互関係を表す定性的な状態表現もとめる。

この表現の時間的な変化を,集団間の関係の遷移として解析し集団の挙動を解析する手法を明らかにするとともに実験例を示した。2.選手行為の定性的解析による行為の解析選手のプレーの様子を撮影した時系列画像の選手部分を2値化し,その時系列画像をx-y-tの3次元空間と考え,時間的連続性を保ちながら細線化を行うためのアルゴリズムを考案した。つぎに,そのなかから交点や分岐点などの特異点を検出し,選手の行う行為の特徴的変化点を検出する方法について実験を行った。また,特異点間の相関を取ることによって,周期性をもつ動作を検出する方法についても検討を行った。これもヒストグラム逆投影法を用いて特定チームに属する選手の存在分析画像を用いるが,ここではこれに対しActive Netの手法を適用し特定チームの選手だけを検出する方法を考案した。またActive Netの手法ではパラメータの制御の仕方によって形状や抽出能力や,収束性が変化するが,この性質を自動的に調整する方法を提案するとともに,分裂化することで凹凸の激しい物体や複数物体の検出が可能になることを示した。1)はIEEEの国際会議および画像の認識と理解に関するシンポジウムで発表された,2)は電子情報通信学会の全国大会で発表,3)については電子情報通信学会誌に掲載された。
ヒューマンファクターを組み込んだ空調システム・制御システムの構築

制御の中心に人間を置くことで、「空間を対象とした環境制御」から「人間の環境制御」へと、より対象の焦点を絞った制御を検討した。さらに省エネルギーな空調の運用を継続・定着させるため、個人の人体レベルの生理反応や心理状態に応じた自然な運用を行うことを目指した。例えば、人体の熱的適応能力であるアダプティブ性能や、人体の余剰熱を取り去る工夫により、不快感による作業効率の低下などを招かないことが可能となり、冷やしすぎ、暖めすぎによる自律神経への影響も防ぐ。本研究では、快適・省エネを両立する次世代型空調システムの吹出口、制御方法を開発すると共に、実際の空調システムに応用しながら幅広く開発を実施した。〇ヒューマンファクターの解析:人は一日の外気温変化を日常生活で感じている。外気温が高い時間帯では室内環境に対する期待が緩和され、快適感を損なわずに設定温度そのものを緩和することが可能である。今年度は、短期の時間スケールの設定に応じて人体周辺環境の温度の振れ幅を制御できる実験施設の整備を図り、性能を確認した。次年度は本施設を活用し、被験者実験を実施予定。また、今年度、パーソナル空調及び放射空調を用いた空間での被験者実験により、温度の変動・振れ幅の影響が快適性に与える影響に関して調査した。〇個人が携帯できる超小型センサーの活用検討:被服内気候などを推測することができるか検討を実施。次年度は、室内のセンシング情報を人体温冷感モデルの境界条件として利用することで、その活用を検討する。〇個人差に対応した空調システムの検討:空気砲から送出される渦輪気流は直進性が高く、噴出した空気を拡散せず直接ターゲットに当てることが可能である。そこで渦輪を連続放出可能で、かつ送出間隔も調整可能なパルス気流送出ユニットを作成し、高速度カメラおよび高機能流体解析ソフトを用いたPIV(粒子イメージ流速計測法)により、渦を巻きながら進行し、進行方向と異なるベクトルを持つ流れを内包している渦輪気流を、各種条件下で進行速度、到達流量の計測を実施した。到達流量の定量的な計測にあたっては、送出装置内にトレーサーガスを充填しサンプリングボックスに向かって送出し、濃度変化を測定することで算出した。今年度は等温流体での実験であったが、次年度は非等温流体を用い、比熱が明確なサンプルに渦輪を衝突させ、サンプルの表面の温度変化から到達した熱量を算出することで、渦輪による熱搬送能力の測定を行う。またSTREAM解析用Workstationを用いたCFD(コンピュータによる流体解析)を実施しており、定量化及び実験結果の検証を予定。今年度は、短期の時間スケールの設定に応じて人体周辺環境の温度の振れ幅を制御できる実験施設を活用し、被験者実験を実施した。この結果、短時間の温度変化に対する人体の知覚と反応を確認できた。また、パーソナル空調を用いた被験者実験、人体熱モデルにより、局所冷却の影響が快適性及び人体生理に与える影響に関して調査した。〇個人が携帯できる超小型センサーの活用検討:被服内気候などを推測することができるか検討し、室内のセンシング情報を人体温冷感モデルの境界条件として利用することで、その活用を検討した。次年度は空調制御への応用を検討する。今年度は実際の空調に装着できる送出装置を作成し、高速度カメラおよびPIV(粒子イメージ流速計測法)により、渦を巻きながら進行し、進行方向と異なるベクトルを持つ流れを内包している渦輪気流の進行速度、到達流量の計測を実施した。また、より遠方へ送出可能な大型の送出装置を作成し、その到達距離と直進性の検証を行った。次年度は非等温流体を用い、進行方向と到達熱量を計測し、渦輪による熱搬送能力の測定を行う。本研究では制御の中心に人間を置くことで「空間を対象とした環境制御」から「人間の環境制御」へと、より制御対象の焦点を絞ることを検討することとしている。省エネルギーな空調の運用を継続・定着させるためには、個人の人体レベルの生理反応や心理状態に応じた自然な運用を行うことが大切である。本研究では、室内の快適性を維持・向上させつつ、省エネを実現する次世代型空調システム制御の実現を目指すものである。本研究では、個人の温冷感を把握する技術としてアダプティブをベースにしたヒューマンファクターの解析とモデルへの組み込みを行うこととしている。同時に建物への実装につながる技術開発としてパルス気流制御技術の開発をベースにした空調システムとその制御方法の研究を実施するものである。

このために、研究期間内に、1ヒューマンファクターの解析、2ヒューマンファクターの人体モデルへの組み込み(平成27年度からスタート)、3BEMS利用の温冷感申告に対する空調のフィードバック(平成27年度からスタート)、4個人が携帯できる超小型センサーの活用検討、5個人差に対応した空調システムの検討、を実施予定であるが、研究実績にも記述の通り、研究計画書に従い、概ね順調に推移している。1.ヒューマンファクターの解析:人は一日の外気温変化を日常生活で感じている。外気温が高い時間帯では室内環境に対する期待が緩和され、快適感を損なわずに設定温度そのものを緩和することが可能である。短期の時間スケール変化を与えた被験者実験により短時間の温度変化に対する人体の知覚と反応を確認した。2.ヒューマンファクターの人体モデルへの組み込み:パーソナル空調を用いた被験者実験、人体熱モデルにより、局所冷却の影響が快適性及び人体生理に与える影響に関して調査した。人体の生理量変化を人体モデルと被験者実験の双方により検証することで、皮膚の濡れ率の変化をモニターすることで実空調に応用可能な快適温度の導出を可能とするモデルを検討した。3. BEMS利用の温冷感申告に対する空調のフィードバック:ヒューマンファクターを組み込んだ制御ロジックの開発を進め、実建物で1日の設定温度の時間変動を与えた実証実験を行った。4.個人が携帯できる超小型センサーの活用検討:室内の複数箇所のセンシング情報を基に、室内温度分布を予測するモデルを作成した。これは人体温冷感モデルの境界条件として利用することにつながる。5.個人差に対応した空調システムの検討:渦輪をパルス的に人体にあて、パルス幅を制御することで、人体への冷却量を自由に制御することを検討した。実際の空調吹出口に装着できる渦輪送出ユニットによる検証と共に、より遠方へ送出可能な大型の送出装置を作成し、渦輪の性状を解析した。解析はモックアップによる実験と共にLESによる非定常CFDを実施した。また、局所冷却の影響に関し、実際の操縦席空調を対象として座席の局所空調及び座面冷却空調の検討を行い、実用化検討を行った。更に、タスクアンドアンビエント一体型空調吹出口を作成し、被験者実験及び実オフィスにおける実測を行い空調システムの実用化を図った。制御の中心に人間を置くことで、「空間を対象とした環境制御」から「人間の環境制御」へと、より対象の焦点を絞った制御を検討した。さらに省エネルギーな空調の運用を継続・定着させるため、個人の人体レベルの生理反応や心理状態に応じた自然な運用を行うことを目指した。例えば、人体の熱的適応能力であるアダプティブ性能や、人体の余剰熱を取り去る工夫により、不快感による作業効率の低下などを招かないことが可能となり、冷やしすぎ、暖めすぎによる自律神経への影響も防ぐ。本研究では、快適・省エネを両立する次世代型空調システムの吹出口、制御方法を開発すると共に、実際の空調システムに応用しながら幅広く開発を実施した。本研究では制御の中心に人間を置くことで「空間を対象とした環境制御」から「人間の環境制御」へと、より制御対象の焦点を絞ることを検討することとしている。省エネルギーな空調の運用を継続・定着させるためには、個人の人体レベルの生理反応や心理状態に応じた自然な運用を行うことが大切である。
異所性腸管移植における経時的阻血とその変化に関する実験的研究

下咽頭頚部食道癌に対する食道切除後の再建術式として、遊離空腸移植は確立された感があるが、今だに栄養血管の閉塞は重篤な合併症の一つである。その予防処置として、PGE_1の新生血管増加作用が移植組織の早期生着に有効であるかどうかを検討する目的で実験検討した。実験はラットを用いて行った。ラットを開腹後、Treitz靭帯より肛門側約5cmの部位において腸間膜に切開を加え、約2cmの空腸の両端を切離し、その腸管が1本の動静脈によってのみ栄養されるように遊離する。次に腹直筋筋膜上で広範囲に皮下剥離を行い、遊離した腸管を空置して2カ所に腸瘻を作成する。そして、PGE_1投与群は、ラット腹腔内にPGE_1を術中及び術後2日目から毎日1回一定時間にone shotで投与した。PGE_1はエタノールで溶解し、一回量2mug/kg/dayとして使用した。ラットはPGE_1投与群と非投与群に分け、それぞれ3群に分類した。第1-3群はそれぞれ5、7、14日後に血管柄を結紮した群とした。各群とも結紮2日後に移植腸管を摘出し、肉眼的・組織学的検討を加えて生着の有無を判定し、生着率を算出した。その結果、PGE_1投与群と非投与群の生着率は、5日目結紮群が28.6%および0%、7日目結紮群が75.0%及び37.5%、14日目結紮群が100%及び100%となり、5日目と7日目結紮群において各群間に有意差が認められた。従って、PGE_1の投与により、組織生着に必要な新生血管の増殖を促し、血流を増加させ、生着最短期間が短くなることが判明した。今後、他の薬剤についても検討する予定である。
高眼圧性ＲＧＣ障害新規評価系の開発：緑内障疾患モデルＶａｖマウスを用いた研究

網膜の神経節細胞の障害を経時的に可視化して評価可能なシステムの研究開発は、緑内障などの重要な眼疾患の本体が視神経症であることから、創薬の効果の評価にとってもきわめて有用な系である。我々は、蛍光色素(CFP)によってその網膜障害を経時的に数値化して評価できるCFP/Vavマウスを研究開発し解析した。その結果、障害数の解析だけではなく障害パターンの解析も可能な評価系であることが示され、極めて有効であることを認めた。網膜の神経節細胞に有効なことは脳神経にも応用可能であり、今後の発展性が見込まれる。平成24年度の研究計画としては、1高精度の侵襲的方法(マイクロニードル法)による、Vav2/3KOマウスとVav2KOマウスの眼圧の測定があった。実行した結果は、これまでのより簡便なトノメーター®による測定値と同様で、高眼圧マウスであることが確認できた。またμニードル法にて眼圧をこれまでより、長期にわたって(28週まで施行)測定して、このマウスの高眼圧が長期にわたって保たれていることが判明した。これまでの高眼圧モデルとは、人工的にレザー照射により作成される動物モデルであったが、その高眼圧持続が1,2週間と短期間であったため、使用する効果が限定されていた。今回の結果により、Vavマウスシステムはこの点を改善する優れたものであることが、わかった。2平成23年度の継続として、Vavマウスの視神経経路障害についての検討を行った。2008年のアメリカのM.Greenbergらの報告(Neuron,2008)では、Vav2/3Koマウスにおいては、網膜神経節細胞から視床の外側膝状体に投射する視覚路に同側性の欠損が認められ、それはVav分子のアクソンガイダンスの機能がうしなわれたことによるのではないかと報告されていた。しかし、われわれのより詳細な検討では、外側膝状体への投射は少なくとも生後のP21では異常は認めず、より早期のVav分子のアクソンガイダンスの機能欠失とは考えられなかった。平成25年度にはより詳細に検討を行って報告する予定である。3Vav欠損マウスにCFP蛍光マウスをかけあわせた系についての検討。掛け合わせには成功し作成できたが、まだ十分な数のマウスを繁殖させるのに至っていないため、ことしは数を増やして網膜神経節細胞の評価に進む予定で実験計画をたてている。これまでの成果は平成25年4月5日に東京で開かれた、日本眼科学会にて発表された。研究の目的は、「自然発症高眼圧Vav遺伝子欠損マウスによる、非侵襲的に眼圧依存性網膜神経節細胞(RGC)障害を評価できるin vivoのマウスの系の構築」である。そのため、Vav2遺伝子欠損(Vav2)マウスとVav2,3遺伝子欠損(Vav2,3)マウスが、眼圧負荷とRGC障害の関係を評価する系として有用であるか、蛍光色素CFPをRGCに発現させた遺伝子改変マウスCFP/Vav2,3マウスとCFP/Vav2マウスを作製して、その可能性を検討した。この2系統のマウスのうちCFP/Vav2に関しては作製とその結果の概要が得られた。CFP/Vav2,3に関しては作製が終わり現在そのデータを解析中である。方法としては、マウスの日中の眼圧を8週令から2週間毎にマイクロニードル法にて4回測定し、その後15週令に眼球を摘出し4%PFAで固定後、網膜フラットマウント標本を作製する。網膜フラットマウント標本は、下方、鼻側、上方、耳側の4方向と、それぞれを中心部、中間部、周辺部の3部位で区切り、計12カ所に分割して蛍光顕微鏡下で一定面積の各RGC数を計測した。RGCへの眼圧負荷の指標として、眼圧×日数である(mmHg×day )を計算して評価に使用した。CFP/Vav2についての結果を報告する。CFP/Vav2はRGC障害の定量的評価が可能であり、Vav2マウスでは15週令にてRGC密度の減少があった。RGC障害には局在のパターンが認められ、網膜鼻側と下方部位で有意であった。RGC障害と眼圧の負荷の間には負荷の集積につれて障害の増加傾向があった。平成23年度計画1)については申請どおり現在も研究続行中である。平成23年度計画3)Vavマウス、及びVav・GFPマウスの解析のための遺伝子型決定法(ジェノタイピング)の開発Vav遺伝子欠損マウスの関しては、我々は作製当初より(2000年)、Vav遺伝子の持つGC rich・構造上の配列等から遺伝子型決定が不安定で困難であると考えてきた。

そのため、たとえ一匹の結果を得るにも、1週間程度の時間と、アイソトープを扱い分子生物学的スキルを必要とするサザンブロティング法を使用せざるを得ないできていた。しかし、最近2年くらいは、日本(我々)でも米国(ワシントン大学研究協力者Dr. Swat)においても、このサザンブロティング法によっても、特にVav3の遺伝子型決定に再現性がなくなり、新たな方法の開発が急務となっていた。最も本研究課題の遂行に適切である、ポリメラーゼチェーンリアクション(PCR)を利用した迅速な遺伝子型決定法は、これまでは随分と取り組んではきたが、開発できずにいた。一度PCR条件を開発しても、使用する水が変化したり、ジェノミックDNAのわずかな抽出方法の差異によって、得られる結果が安定ではなくなるため、困難であった。今回は、他大学の分担研究者を含み、また分子生物学的手法やアイソトープの使用に接することの少ない眼科臨床研究の場においても通用する遺伝子型決定法の開発が本課題の出発点であった。われわれは今回、最初から実験方法をすべてひとつひとつ最適化した。あらゆる現在研究開発されている試薬・機械・方法などを比較検討し、繰り返して結果の再現性と、偽陽性・偽陰性がでないかをコントロールを用いて繰り返し繰り返しマウスを変えてPCRによってジェノタイピングを行った。その結果確実に信頼性のあるPCRによる遺伝子型決定法を開発することに成功した。眼圧測定と眼球組織の検索が順調に進行した本申請課題において一番困難であった、Vavマウスの遺伝子型決定法の開発が、時間はかかったものの、成功し確立したため、本研究課題の今後の伸展はスムーズにいくことが予測される。予定通りの進行の見込みすでに用意されている蛍光GFPマウスとかけあわせて、今後は研究代表者藤川が東京大学にも出向いて分担研究者相原と共にVav・GFPマウスの眼圧上昇によるRGC障害の評価系マウスの検討に入る。平成24年度は分担研究者が中途退職により研究分担者から外れたため、若干の未使用資金が発生した。この未使用分は研究代表者藤川恵子が物品購入に当てる予定である平成23年度は遺伝子型決定に時間を要したため、その後の新規遺伝子改変マウスの作成に遅れを生じた。このために準備していた経費を24年度に使用し、北海道大学と東京大学の二ヵ所にて予定の新規遺伝子改変マウスを作成する。
水稲根の物理的強度と葉・根との活性

1)高収水稲の根の発育の特徴(a)直下根高収水田の稲では低収水田の稲に比べて、「株直下伸長根」の量が多く深くまで発達し、その物理的強度が大きいことを認めた。この「株直下伸長根」の物理的強度の大きいことには根の酸化能力の高いことが関係をもっていた。(b)うわ根高収水田では低収水田に比べて「うわ根」の量が多いことを指摘した。2)株直下根の役割「株直下伸長根」の発達によって茎部の倒伏抵抗性が増大されることを認めた。この事実は生育時期別の断根処理によって確認された。3)うわ根の役割「うわ根」の発達によって登熟性が向上された。穂軸師管に機能停止処理を与え、穂の転流能力を測定する方法を開発し、この方法を用いて「うわ根」の抽出物が穂の転流量を増加させることを明らかにした。4)株直下伸長株およびうわ根の発達に及ぼす排水の効果出穂の40日前から10日間の連続排水によって株直下伸長根の発達が促進され、出穂後の間断排水によってうわ根の発育が促進された。5)株直下伸長根およびうわ根の発育と下位葉との関係下位葉の葉身剪除処理を生育時期別に行なった結果、株直下伸長根の発育には穂ばらみ期における下位葉の活性が密接な関係をもち、うわ根の発育には登熟期における下位葉の活性が密接な関係をもつことを認めた。62年度は葉身の光合成産物の根への転流と根の活力との関係を明らかにすることを目的として研究を進めた。出穂後の葉身の葉位を上位からB,(止葉),B_2,B_3,B_4とし、これらを穂揃期に葉位別に剪除した結果、B_3,B_4の剪葉によって"うわ根"の酸化能力が減少することを認めた。"うわ根"とは田面に近いごく浅い層に分布する根であり、通常は出穂後に発達が促されるものである。この"うわ根"の量に対しても剪葉の影響を認めることができた。すなわち、B_3,B_4を穂揃期に剪葉することによって、"うわ根"の量に減少が認められたのである。以上の二つの事実を総合することによって、登熟期にはB_3,B_4という下位葉の光合成産物が"うわ根"に転流され、その発育と活力維持に貢献していると結論することができる。63年度は"株直下伸長根"の役割についての研究に重点を置いて計画を進めたい.1)高収水稲の根の発育の特徴(a)直下根高収水田の稲では低収水田の稲に比べて、「株直下伸長根」の量が多く深くまで発達し、その物理的強度が大きいことを認めた。水稲は出穂後に、「うわ根が増加し、また、「株直下の伸長根が急に発育する。しかし、「うわ根・「株直下の伸長根の役割を明確に区分して示した報告はまだみられない。この研究では、木製の根箱を作成し、出穂期と出穂2週間後に、「うわ根・「株直下の伸長根に切断処理を与え、このことによって、「うわ根と「株直下の伸長根の役割を明らかにしようとした。えられた結果を要約すれば次のようである。1.「うわ根の切断・「株直下の伸直根の切断によって収量が減少することを認めた。「うわ根と「株直下の伸長根の双方を切断した場合に収量が最も少なくなったが、「株直下の伸長根のみの切断による減収程度は「うわ根のみの切断による減収程度よりも小さかった。2.根の切断による収量低下の影響を米粒の登熟程度により解析してみた結果、「うわ根を切断すると粒厚1・8mm以下の登熟不良米の割合が増加したが、「株直下の伸長根を切断した場合にはこの種の登熟不良米をそれほど増加しなかった。

3.根の切断処理によって、茎部の挫折抵抗力が減少した。その減少程度は、「株直下の伸長根の切断が「うわ根の切断よりも大きく、「うわ根と「株直下の伸長根の双方を切断した場合には茎部の挫折抵抗力が最も小さくなった。4.以上のことから、「うわ根と「株直下の伸長根とは役割を異にしており、「うわ根は主として登熟に関与し、「株直下の伸長根は主として倒伏の防止にあずかっているといえるようである。1.株直下に伸長している深層根が茎基部の挫折抵抗に影響を及ぼしていることを、すでに第1年目の研究によって明らかにすることができた。第3年目の研究では、このことをさらに追究することとし、深層根の切断処理および排水処理を組み合わせて実験を行なった。2.断根処理によって茎の挫折抵抗が小さくなったが、断根処理の時期によって挫折抵抗減少の程度に明らかな差が認められた。挫折抵抗が最も減少するのは出穂18日前の断根処理であった。供試品種コシヒカリで出穂18日前の生育内容をみると、地上部では第12本葉が展開し、挫折節間となるN_3節間が伸長充実し、地下部では第VIII要素の根が土層の深部まで伸長し、第IX要素の根が出現し始めた時期である。したがって、出穂18日前の断根処理は第VIII要素の根を切断したことになる。断根については、他に出穂28日前・出穂期・出穂13日後の処理区を設けているが、それらのN_3節間挫折抵抗減少程度は出穂18日前の断根処理に比べて小さかった。3.以上を要約すると、出穂18日前に発育している深層根は、第VIII要素の根であり、これが茎基部の挫折抵抗を大きくする作用をもっていることになる。そこで、第VIII要素の根の発育を促進する方法を排水処理に求めようとして研究を進めた。4種の時期を選び排水処理を行ない、その影響を調べた結果、出穂の40日前から出穂の30日前まで排水することが、株直下伸長根の量を最も増大させることを認めることができた。
アレキサンドロフ空間上の解析学

本研究の成果として,アレキサンドロフ空間上の解析の基礎を構築し,さらにそれを発展させた.以下にその概要を述べる.コンパクトアレキサンドロフ空間Mの(1,2)-ソボレフ空間W^<1,2>(M)がL^2空間へコンパクトに埋め込めることを証明した。この命題の系としてラプラシアンのスペクトルが離散的であることが得られた。ここにアレキサンドロフ空間上のラプラシアンはエネルギー形式の生成作用素として関数解析的に定義される。アレキサンドロフ空間上のDC-関数に対してDC-座標近傍から定義されるラプラシアンム:Δ^<DC>(DC-ラプラシアンと呼ぶ)と先に述べたラプラシアンΔとの関係を調べた。さらにラプラシアンの固有関数や熱方程式の局所解の連続性の証明、熱核の存在性を証明した.固定された次元nを持ち曲率【greater than or equal】-1のコンパクトなアレキサンドロフ空間全体の集合A(n)を考える.このA(n)上で,加須栄-久村が導入したスペクトル位相とGromov-Hausdorff位相が同じであることを証明した.この系として次を得た.任意のM∈A(n)と自然数κに対してラプラシアンのk番目の固有値をλ_k(M)とおくと,関数λ_k:A(n)→RはGromov-Hausdorff位相に関して連続関数である.アレキサンドロフ空間を含むリッチ曲率が下に有界な測度距離空間の概念を定義し,そこから完備距離空間へのL^p写像の自然なエネルギーを導入した.さらにこのエネルギーに関して,ポアンカレの不等式,エネルギー測度の存在などを証明した.アレキサンドロフ空間Mの相対コンパクトな開部分集合Ωに対して,リーマン計量から定義されるエネルギー形式およびソボレフ空間W_0^<1,p>(Ω)(p【greater than or equal】1)を定義した.このときソボレフ空間W_0^<1,2>(Ω)がL^2(Ω)にコンパクトに埋め込めることを証明した.その系として,(関数解析的)ラプラシアンΔをエネルギー形式の生成作用素として定義すると,そのスペクトルが離散的であることが得られる.また,Mの特異点全体の集合から境界を除いたものの容量がゼロであることを証明した.これはポテンシャル論的には特異点集合は無視できることを意味する.この帰結としてエネルギー形成が強局所正則ディリクレ形式であることが従い,ディリクレ形式の理論が利用できることが判明した.アレキサンドロフ空間上のDC-関数に対してDC-座標近傍から定義されるラプラシアンΔ^<DC>の性質について調べ,関数解析的ラプラシアンΔをΔ^<DC>で近似できることを証明した.Δは一般に計算不可能であるがΔ^<DC>は原理的に計算可能であるので,先の結果はΔを計算するのに役立つ.さらにラプラシアンの固有関数や熱方程式の局所解の連続性の証明,熱核の存在性の証明を行った.以上によりアレキサンドロフ空間上の解析学の基本的な道具立てを確立した.これらの研究の応用としてn次元リーマン軌道体のリッチ曲率がnー1以上のとき,ラプラシアンのスペクトルと多様体の懸垂構造との関係について調べ成果を上げた.本研究の成果として,アレキサンドロフ空間上の解析の基礎を構築し,さらにそれを発展させた.以下にその概要を述べる.コンパクトアレキサンドロフ空間Mの(1,2)-ソボレフ空間W^<1,2>(M)がL^2空間へコンパクトに埋め込めることを証明した。さらにラプラシアンの固有関数や熱方程式の局所解の連続性の証明、熱核の存在性を証明した.固定された次元nを持ち曲率【greater than or equal】-1のコンパクトなアレキサンドロフ空間全体の集合A(n)を考える.このA(n)上で,加須栄-久村が導入したスペクトル位相とGromov-Hausdorff位相が同じであることを証明した.この系として次を得た.任意のM∈A(n)と自然数κに対してラプラシアンのk番目の固有値をλ_k(M)とおくと,関数λ_k:A(n)→RはGromov-Hausdorff位相に関して連続関数である.アレキサンドロフ空間を含むリッチ曲率が下に有界な測度距離空間の概念を定義し,そこから完備距離空間へのL^p写像の自然なエネルギーを導入した.さらにこのエネルギーに関して,ポアンカレの不等式,エネルギー測度の存在などを証明した.また一般のディリクレ空間上で強最大値原理を証明した.これにより特にアレキサンドロフ空間上でも最大値原理が成り立つことが分かった.この応用として,境界付アレキサンドロフ空間上のディリクレ境界問題の第一固有値の重複度が1であることの証明へと一歩前進した.もう一つの成果として,アレキサンドロフ空間から完備距離空間へのリップシッツ写像のエネルギーを定義して,その基本的な性質を調べた.これについては来年度も継続して研究を行なう.アレキサンドロフ空間を含むリッチ曲率が下に有界な測度距離空間の概念を定義し,そこから完備距離空間へのL^p写像の自然なエネルギーを導入した.

さらにこのエネルギーに関して,ポアンカレの不等式,エネルギー測度の存在などを証明した.K.T.Sturmは曲率が上下から有界な測度距離空間を定義し,その上のL^p関数のエネルギーを定義し研究したが,我々の研究はその拡張になっている.今後の問題として,下に曲率が有界なリーマン多様体またはアレキサンドロフ空間が収束したときに,そこから完備距離空間への写像のエネルギー汎関数が収束するかどうかを考える.これは特に写像の値域がCAT(0)空間の時に「非線型(CAT(0))空間の関数解析」を構築することによって可能であろうとの知見を得た.別の観点からの重要な研究として,曲率が爆発する場合の崩壊現象の解明がある.一般的な理論を構築するのは難しいと思われるが,基本的な場合について研究を行った.それは実数直線の区間Iとコンパクトリーマン多様体SとのリーマンwarpedproductI×_ψSの場合である.ここにχ∈I,θ∈Sに対してψ(χ)を正値C^∞関数としたとき,I×_ψSのリーマン計量はds^2=dχ^2+ψ(χ)^2dθと表される.α_<αn>(χ):=arctan{(logψn(χ))'}とおいたとき,∫_I|α'(∫∫)|dχ《∞かつψnが崩壊したとき,つまりψn→0のとき,I×ψnS上のL^2関数空間のエネルギー汎関数の収束性にっいての結果を得た.
睡眠覚醒リズムを惹起したヒトiPS細胞由来中枢神経ネットワークの薬効評価系の構築

本年度は、初めにヒトiPS細胞由来ドーパミンニューロンを用いて睡眠覚醒調節に関与することが知られているneuromodulatorに対する応答を調べた。免疫化学染色により、中脳由来のドーパミンニューロンの存在を確認した後、各種ドーパミン受容体やセロトニン受容体が電気生理学的機能を有していることを薬理学的に確認した。各種アミン・コリンに対する用量依存的な自発活動の変化を検出し、24時間周期のセロトニン投与では、同期バースト発火頻度が24時間周期で変動することがわかった。次に、ヒトiPS細胞由来グルタミン酸ニューロンを用いて1Hzの電気刺激(LFS)を15分間、90分毎に4回与え、自発活動におけるネットワークの結合強度を評価した。その結果、1Hzの電気刺激後にネットワークの結合強度が減衰すること、刺激前に強い結合強度であるほど減衰することがわかった。睡眠恒常性仮説では、ノンレム睡眠中に観察される特徴的な脳波である約1Hzの徐波がニューラルネットワークのシナプス結合を弱めることが示唆されている。本結果は、培養ヒトiPS細胞由来ニューロンにおいてもLFSによってLTD様の現象が誘発されたことを示している。Neuromodulatorや電気刺激によって、ヒトiPS細胞由来ニューロンに睡眠・覚醒状態を惹起させる方法は、睡眠中の徐波のメカニズム研究や睡眠覚醒状態依存的なin vitro薬効評価に応用することができると考えられる。生体脳の睡眠において、脳幹のアミンニューロン(ノルアドレナリン・ヒスタミン・セロトニン)やコリンニューロンが睡眠-覚醒状態を制御していること、睡眠-覚醒状態依存的に大脳皮質内アミン・コリン濃度が変化することが明らかとされている。アミンやコリンなどの脳内化学物質によりヒトiPSC由来ニューロンに睡眠-覚醒のリズムを惹起することができれば、生体概日リズムに依存したヒト神経系の薬効をin vitroで見出せる可能性がある。初年度は、1脳内物質であるアミン、コリン濃度を12時間周期で変化させる「液性因子刺激」で概日リズムを惹起させ方法、21Hzの「電気刺激」によりノンレム睡眠時の「徐波」を惹起させる方法について検討した。平面微小電極アレイ上にヒトiPS細胞由来大脳皮質ネットワークを培養し、液性因子刺激および電気刺激による神経ネットワーク活動の増減を指標とした。神経伝達物質として、セロトニン、ヒスタミン、オレキシン、アドレナリンを投与した結果、投与後の自発活動において、用量依存的な同期バースト発火と総発火数の増加が見られことから、培養したヒトiPS細胞由来中枢ニューロンは各受容体を発現し、機能を有していることが確かめられた。次に、同期バースト発火の増加が見られたセロトニン100nMを12時間毎に3日間投与した(培地交換も12時間毎に行い、セロトニン投与12時間、培地のみ12時間の24時間セットを3回繰り返した)。その結果、セロトニン投与後6時間後まで同期バースト発火が増加する現象が3日間繰り返し観察された。電気刺激実験は、1Hzの電気刺激を15分間行い、その後75分間の自発活動計測を4セット行ったが、電気刺激前後で同期バースト発火の減少などの顕著な変化は見られなかった。刺激条件および解析法の検討が示唆された。セロトニン、ヒスタミン、オレキシン、アドレナリンの用量依存的なヒトiPS細胞由来神経ネットワーク活動の増加が見られ、セロトニン12時間毎投与により、発火パターンの概日リズムを惹起できたことは本年度の目的を達成したと言える。電気刺激によるリズム変動の惹起は達成していないが、刺激パルス直後の誘発応答に依存することがわかり、より詳細な解析によって変化を検出できる可能性も示唆された。今後の研究計画が明確になったことからも、本研究は、順調に進展していると考えられる。電気刺激によるリズム変化の惹起については、刺激強度、刺激周波数、および解析法を検討して、電気刺激によるリズム惹起の可能性を検討する。また、液性因子刺激においては、複数薬剤を用いた刺激や概日リズム遺伝子の発現リズムをリセットすることが知られているステロイド等を用いた刺激も検討する。
遷移金属水素化物におけるヒドリド結合状態の磁性・伝導性への影響

酸化物における水素陰イオン(ヒドリド)置換効果を始め、ヒドリドに関する研究が盛んになってきた。本研究では誘電測定システムを構築するとともに、カルシウムニオブニッケル酸化物において水素源とともに焼成するヒドリド置換を試み、物性測定(磁性・誘電性)を行った。構築したシステムを用いて、母物質に関しては5 Kにおいてマルチフェロイック特性(磁性・誘電性が同時に発現する)を示すことが判明した。また粉末中性子回折実験から120°磁気構造由来の強誘電性であることが示唆された。焼成後では結晶の色は顕著に変化したが、磁気相転移点の顕著なシフトはなく磁気相関への影響は小さいものとなった。近年、強誘電体や鉄系超伝導体といった酸化物にヒドリド(水素陰イオン)を置換した酸水素化物に対する研究が注目を集めている。本研究では、水素の結合状態の二面性(イオン結合性、共有結合性)に着目し、酸水素化物において水素置換濃度を変化させることで水素との結合長を制御し、水素のイオン結合性、共有結合性を調整することで新奇物性探索を行っている。当該年度ではペロブスカイト型カルシウムニッケル酸化物を対象に、元素置換試料での合成方法の構築に成功し、合成した試料を用いて基礎物性測定実験(磁化率測定)を行った。低温においてこれまで報告のなかった磁気相転移点を発見し、当該物質はすでに強誘電体であることが報告されていることからマルチフェロイック物質(強的秩序が2つ以上同時に存在する系)であることが示唆される。新規磁気相であることからJ-PARC MLFの高強度全散乱装置(NOVA)を用いて中性子線回折実験を行い、磁気構造解析を行った。また、試料合成時に水素源を含めた仕込み比制御による水素下アニールによる試料合成も行っており、水素の有無を含め現在評価を行っている。試料合成実験は研究協力先である東北大学金属材料研究所折茂研究室にて行った。当該物質は強誘電体でもあるので、ヒドリドによる誘電特性への影響をも評価することで、磁性だけでなく誘電特性への寄与を同時に考察し試料合成へとフィードバックすることが可能となり、物性物理分野への新たな研究指針となる。特許等で報告されていた合成法では化学反応せず、単相試料の作製できないことが試行錯誤から判明し、合成法を模索するのに時間を有した。元素置換物質の合成条件の決定を行い、磁化率といった物性測定の結果から当該物質において水素下アニールを行い、現状に至る。酸化物は誘電体やイオン伝導体、超伝導体と様々な物性を示し、基礎物性から応用まで幅広く研究されている。これまで酸素イオンを他の元素(フッ素イオン等)に置換することで物性制御を行っているが、近年はヒドリド(水素陰イオン)置換による研究が注目を集めている。本研究では水素の結合状態の二面性(イオン結合性、共有結合性)に着目し、酸水素化物においてヒドリド置換で誘起される新奇物性の探索を行っている。当該年度では、まず実験室測定系に関して、所属研究機関である高エネルギー加速器研究機構にて誘電測定(誘電率及び電気分極)を可能とするシステムを構築し、研究対象物質の誘電特性を観測可能にした。本測定システムを使用し、ニオブ置換カルシウムニッケル酸化物の誘電特性を評価し、当該物質が低温における磁気相転移点と同じ温度で電気分極が立ち上がるマルチフェロイック特性を有することが判明した。またJ-PARC MLFの高強度全散乱装置(NOVA)で中性子線回折実験を行い、磁気Braggピークを観測したところ、類似構造のバリウムニオブニッケル酸化物の磁気構造との類似が示唆される。酸水素化を行い、合成した多結晶体は置換前後で色が異なったが、転移温度に大きな変化はみられなかった。次にペロブスカイト型強誘電体ランタンアルミネートに着目し、水素化物を用いた酸水素化を試みた。上記のカルシウムニッケル酸化物の酸水素化同様に置換前後で変色したが、酸素欠損か水素置換によるものかは現在検証中である。合成済みの遷移金属水素化物に関しては取り扱いが非常に難しく、発熱・発火といった危険性や測定準備過程における酸化があるため、合成済み水素化物の取り扱いはせず、対象酸化物を水素置換によって水素化する手法を取る。今後は水素量の見積もり及び水素の置換サイトの決定を行う。また置換カルシウムニッケル水素化物の試料合成及び基礎物性測定を行う。他のペロブスカイト型強誘電体においても水素下アニールをしており、同様の評価及び水素量制御を行う。東北大学金属材料研究所における共同利用研究として、課題番号:16K0002、17K0012が採択された。数物系科学当該年度では小額消耗品や旅費に関する予算援助が別途生じたため、次年度での予算使用により高額測定機器の購入を計画した(詳細は下記の使用計画に記す)。

これまで他大学に出張し基礎物性測定を行っていたが、当該年度において所属研究機関でも行えるように測定システムを構築することができた。しかし現状として物性測定に必要不可欠な高額測定機器がないため、購入する。
脳に学ぶ能動的視覚パターン認識の研究

神経回路モデルを仲介とする合成的手法を用いて,生物の脳における能動的視覚情報処理仕組みを解明するとともに,そのメカニズムを取り入れたパターン認識システム(網膜に映った光学像を単に受動的に処理するのではなく,もっと能動的な処理を行なう視覚情報処理システム)の新しい設計原理の開発を目指して研究を進め,以下のような多くの成果を得た.1)形と動きの両処理系を持つ神経回路モデル,このモデルは哺乳動物の視覚系と同様に,形と動きの情報を別のチャネルで処理し,その時に生じる結びつけ問題を選択的注意機構によって解決している.2)両眼視機構の神経回路モデル.far-cell, near-cell, fine-tuned cellなどを含む両眼性細胞の神経回路モデルを完成させた.物体が,注視点よりも近くにあるか遠くにあるかを識別できるようになった.3)不均一な受容野と眼球運動.眼球の中心部で解像度が高く,周辺部で低くなるような不均一な受容野サイズを持ち,眼球を動かしながら外界の視覚情報を獲得していくシステムを構成した.4)空間記憶の神経回路モデル.外界の空間恥部を断片的に記憶し,その記憶をもとに広範囲の地図を連鎖的に想起する能力を持ったシステムを実現した.5)ネオコグニトロンによる文字認識の実用化.ネオコグニトロンは哺乳動物の視覚系のメカニズムをヒントに筆者らが以前提唱したパターン認識システムである.このシステムの実用化を目指して研究を進めた.回路構造や学習法に改良を加え,手書き数字の大規模データベースETL-1に対して98%以上の認識率を得た.6)連鎖記憶回路の理論的解析.相関マトリクス型連想記憶回路の記憶容量など種々の性質を解明した.神経回路モデルを仲介とする合成的手法を用いて,生物の脳における能動的視覚情報処理仕組みを解明するとともに,そのメカニズムを取り入れたパターン認識システム(網膜に映った光学像を単に受動的に処理するのではなく,もっと能動的な処理を行なう視覚情報処理システム)の新しい設計原理の開発を目指して研究を進め,以下のような多くの成果を得た.1)形と動きの両処理系を持つ神経回路モデル,このモデルは哺乳動物の視覚系と同様に,形と動きの情報を別のチャネルで処理し,その時に生じる結びつけ問題を選択的注意機構によって解決している.2)両眼視機構の神経回路モデル.far-cell, near-cell, fine-tuned cellなどを含む両眼性細胞の神経回路モデルを完成させた.物体が,注視点よりも近くにあるか遠くにあるかを識別できるようになった.3)不均一な受容野と眼球運動.眼球の中心部で解像度が高く,周辺部で低くなるような不均一な受容野サイズを持ち,眼球を動かしながら外界の視覚情報を獲得していくシステムを構成した.4)空間記憶の神経回路モデル.外界の空間恥部を断片的に記憶し,その記憶をもとに広範囲の地図を連鎖的に想起する能力を持ったシステムを実現した.5)ネオコグニトロンによる文字認識の実用化.ネオコグニトロンは哺乳動物の視覚系のメカニズムをヒントに筆者らが以前提唱したパターン認識システムである.このシステムの実用化を目指して研究を進めた.回路構造や学習法に改良を加え,手書き数字の大規模データベースETL-1に対して98%以上の認識率を得た.6)連鎖記憶回路の理論的解析.相関マトリクス型連想記憶回路の記憶容量など種々の性質を解明した.視覚神経系における能動的パターン認識に関連した種々のメカニズムの神経回路モデルの構成したが,そのなかでも特に「形と動きの両処理系をもつ神経回路モデル」の構成に重点を置いて研究を進めた.哺乳動物の視覚系では,形の情報を処理する経路と動きの情報を処理する経路とが別々に存在し,並列的に働いている.そこで,視野内の複数の物体を認識する場合には,別々の経路で処理された形と動きの情報を何らかの方法によって結びつけなければならない.筆者らは,この結びつけが選択的注意機構で行われているとの仮説を立てて神経回路モデルを構成した.モデルは,形の処理系と動きの処理系の二つのチャネルからなる.形のチャネルの最上位段は認識層であり,動きのチャネルの最上位段は運動方向の知覚層である.形のチャネルは筆者が以前に提唱した選択的注意モデルとほぼ同じ構造を持っており,視野内の一つの物体に注意を向けて認識し,その物体を切り出してくる.動きのチャネルも,フォワード信号とバックワード信号の相互作用によって,特定の一つの物体だけに注意を向け,その物体の動きの方向を検出する.この二つのチャネルの注意選択機構はそれぞれ独立に働くのではなく,相手側のチャネルから送られてくるバックワード信号の影響を受けて,常に同じ物体に注意を向けるようになっている.その結果,形のチャネルの最上位段では,視野内の一つの物体の形を認識し,動きのチャネルの最上位段ではその物体の動きの方向を抽出する.モデルはその後,次々と別の物体に注意を切り替えながら,視野内の複数の物体を順番に分析していく.このモデルが正しく働くことを,コンピュータシミュレーションによって確認した.能動的視覚パターン認識システムの設計指針を得るために,関連する脳のメカニズムに注目し,その機能を実現する種々の神経回路モデルを構成した.例えば,脳の中での空間記憶機構をヒントして地図を連想するシステム(神経回路モデル)を実現した.このシステムは,地図のような空間パターンを断片的な形で取り込み,その記憶をもとに広範囲の空間のイメージを次々と連続して想起する.システムの能力を試すために,鉄道線路の記入されたヨーロッパ全域の地図を,重なり合った多数の断片的な地図に分割し,システムに記憶させてみた.

その後,スコットランドからイタリアまで汽車で旅行する状況を想定し,スコットランドの地図の一部をイメージ層(頭の中に思い浮かべているイメージが現われる細胞層)に入力した.すると,この初期パターンが引き金になって,パリを経由しイタリア南部に至る経路の地図がとぎれることなく想起されてきた.また,当研究グループで研究を進めてきたパターン認識システム,ネオコグニトロンを,実世界の文字認識に適用するための研究を進めた.その結果,大規模文字データベースETL-1の手書き数字パターンに対して,教師なし学習によって97%以上の認識率を得た.学習にはwinner-take-all型の競合学習を用い,回路内の特徴抽出細胞のしきい値を,認識時には学習時よりも大きく選んだ.しきい値の最適値が,回路規模に伴ってどのように変わるかを理論的実験的に検討した.競合学習において,学習パターンのカテゴリー情報を利用するために,回路の最上位段には新しい学習方式を用いた.