hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞周期遺伝子を用いた増殖制御可能な細胞の創製と応用

1。アンチセンスc-junにより増殖制御可能かつアポトーシス抑制可能なフレンド細胞株の構築に成功アンチセンスc-jun遺伝子をフレンド細胞に導入し、dhfr遺伝子とメトトレキセートを用いて遺伝子増殖させた。このアンチセンス遺伝子は通常は発現せず、10^<-6>Mデキサメタゾンの培地への添加により発現が誘導される。1)細胞周期制御この細胞を10^6細胞/mlまで増殖させた後、10^<-6>Mデキサメタゾンを培地に添加すると増殖が完全に停止した。アンチセンスc-junを導入しない細胞は引き続いて増殖し数日後には死滅するが、アンチセンスc-junフレンド細胞は増殖停止したまま生存率80%以上を保ち16日間以上生存した。2)アポトーシス抑制上記細胞のアンチセンスc-junを誘導して無血清状態で培養すると、増殖も死滅もせず8日間以上維持できた。野生型細胞は無血清状態では2日間で死滅した。即ちアポトーシスをほぼ完全に抑制する技術が完成した。今後、他の細胞株にも応用する。2。細胞周期制御遺伝子p27およびp21による増殖制御1)p27およびp21遺伝子にデキサメタゾンで誘導されるMMTVプロモーターをつなぎ、ハイブリドーマ細胞に導入し増殖制御可能な細胞株を構築した。ただしこの株はp27およびp21の発現で増殖を抑制するとアポトーシスを起こして死滅する。1。2。
リモ-ネンを出発原料とした生理活性物質の合成

本研究の期間中に得られた成果について、その概要を示す。リモ-ネンの有するキラルティ-を利用し、当初計画した合成ル-トに従い、PGE_2までの合成にはほぼ成功した。しかしながら、最終段階における収率に難点があり、さらに検討を継続中である。2.プロスタグランジン類親規合成ル-トの開発(1)独自の手法により光学活性γーラクトンの合成法を開発した。さらに本化合物への立体選択的1,4付加反応に引き続く、分子内アルキル化反応を見い出した。これらの反応を利用することにより、リ-デオキシPGの簡易合成法を開発することができた。(2)シクロペンテノン類がシリカゲルによる触媒作用で、容易に空気酸化を受けることを見いだした。ここで得られた多官能性シクロペンテノン類は合成化学上極めて有効と考え、微生物還元による不斉導入を試み、これに成功した。本手法を応用し、新規PGE_1合成法を開発することができた。本研究における63年度に得られた成果について、その概要を示す。リモーネンの有するキラリティーを利用し、当初計画した合成ルートに従い、PGE_2までの合成にはほぼ成功した。しかしながら、最終段階における収率の向上が望まれる所であり、さらに検討中である。2.PGE_1新規合成ルートの開発独自の手法に基づくPGE_1合成ルートの開発に成功した。シクロペンテノン類の空気酸化により、合成化学上、極めて有用である多官能性シクロペンタノイドを得、このものの微生物還元による不斉導入、高選択的化学変換により目的を達成することができた。本合成ルートは種々誘導体合成にも応用可能と思われる。3.新規環変換反応本研究の過程において開発された新規環変換反応について、さらに詳細な検討を加え、本反応の有する一般性が明らかにされた。本研究における平成元年度に得られた成果について、その概要を示す。リモ-ネンの有するキラリティ-を利用し、当初計画した合成ル-トに従い、PGE_2までの合成にはほぼ成功した。しかしながら、最終段階における収率に難点があり、さらに検討を必要とするところである。2.PG類新規合成ル-トの開発(1)光学活性γーラクトンの新規合成法を独自に開発した。さらに、本化合物への立体選択的1,4ー付加反応に引き続く、分子内アルキル化反応を見い出し、11ーデオキシPGの簡易合成法を開発することができた。(2)独自の手法に基づくPGE_1合成に成功した。シクロペンテノン類の空気酸化により、合成化学上、極めて有用である多官能性シクロペンタノイドを得、このものへの不斉導入、高選択的化学変換により目的を達成することができた。
太陽黒点最小期における中波夜間近距離伝搬に及ぼすEs層の影響

報告者らは、1981年に中波放送受信機を試作し、120250Kmの近距離にある中波の夜間波を入射面内にあるループアンテナで3波を1984年迄受信した。そして、国際参照電離PIRI-79モデルにfull wave計算を施して、理論電界強度を求めた所、IRI-79バスポラディックE(Es)Pを加味しないと、観測値に合わないことが分った。そこで、もっと多くの放送波を受信できるよう、垂直ダイポールアンテナにより、1986年から国内の10Kw局20波を受信して来た。この中、太陽黒点最小期の質料を解析して、次のような知見を得た。金沢から700800Kmにある中波放送局の中、低い周波数、例えば747KHz(北海道の札幌にあるNHK第2)は、高い周波数の1440KHz(札幌テレビ)に比べ16dB高くなっている。IRI-86モデルの高度8691Kmの部分に電子密度勾配が緩やかになった「棚」が存在する。1440KHzはEF領域で反射されることなくFP反射であるのに対し、747KHzのEF反射は、この棚の部分でかなり減衰を受けるので、FP反射と合成しても、1440KHz波に対して、わづか4・5dB高くなるのに過ぎない。この棚をなくし、IRI-86モデルのEF下部を指数電子密度分布にすると、747KHzが棚の影響による減衰がなくなり、747KHz波は1440KHzに比べ、14dB高くなり、又、この棚のないモデルの計算速度は観測値に対して、それぞれ、1.5dB、2・2dB低くなるのに過ぎず、IRI-86モデルで棚をなくすべきであるという結論を得た。又、EP、EF領域からの中波放送波の反射を確める目的で、垂直アンテナと直交ループアンテナによる到来方向探知機を試作した。この観測によると、EP、FPからの到来方向が安定に受信される場合もあるが、もっと、いろいろの方向から到来する傾向を見せ、その方向変動が、かなり変動する場合もある。今後これらを確めたい。
南シナ海域周縁の海洋底地殻構造発達史 地球物理的探査

中国大陸南部から南支那海北部の地域には、大陸地殻から海洋地殻の遷移域に於て地殻の深部に達した斷裂帯(地溝)がある。これは、陸塊と海洋プレートの衝突による地殻の破壊現象であろうと推定されてきた。このことは二つの意味で重要である。一つには、大陸と海洋の地殻が始めから分離していたものがその後何らかの理由により接合したものであるのか、あるいは逆に、大陸地殻が変形分離しつつある過程の中途状態にあるのか、と言う問題である。この様な地殻構造遷移地域における類似の構造は、日本海の北部海域とシベリア大陸地塊の間の遷移域における構造的関係にも明瞭に現われている。この疑問に対する答えとして、今日のプレートテクトニクス理論に立脚した推定によれば、前者即ち、この遷移域においては、陸の地塊と海洋性地塊の全く異質のものが接合しつつある、と言う考えに傾いてはいるものの、まだ決着はついていない。このようなテクトニクスに基づく地殻構造の解釈は、われわれ日本研究陣のような純粋地球科学研究的側面からしても、また資源確保を狙う中国の経済的側面を重視する科学研究にとっても非常に興味の有る問題で、中国側の積極的な研究協力もこの様な背景で推進されたものである。そのため今回の探査について中国科学院は非常に協力的で、沿岸探査においては入手することが困難な場合の多い石油鉱区探査用基礎資料などが提供され、本研究の基礎資料として公開が許された。この地溝について、重力、人工地震、地磁気及び海底地殻熱流量の測定を通じて総合的構造研究を行った。その手順として、1.中国側の研究者代表を招いて、研究の打ち合わせをおこなう。2.中国側の用船を要請する。3.研究資材(熱流量計、磁力計)を中国に輸送し船舶に搭載する。4.本観測を実行する。5.観測終了後、中国側研究者を日本に招聘し、調査結果の纒めと、解析を行なう。6.日本側から中国に赴き本年度の研究成果を纒め、今後の課題の検討など研究連絡を行う、と言う手順で実行計画が纒められた。探査修了後、日本研究陣は国内で直ちにデータの解析を開始すると同時に、中国側研究者1名を長期(約3箇月)招聘して、解析の共同作業にあたった。解析作業が軌道に乗り、中国側研究者が日本の解析技法を習熟した時点で、複数の中国側研究者を招聘し、東京で研究連絡を行った。その後両国で独立に解析を進め、年度末には日本から複数の研究者を中国に派遣し、研究連絡、成果の取り纒め、学会への発表を含め成果の公表形式を打ち合わせた。南シナ海域の地殻構造に関する公表・未公表の資料を検討した。

南シナ海は太平洋の最西縁にある海盆で、中国大陸縁辺部と接している。その形成過程には、まだ定説がないが、一説によれば、漸新世中期から中新世初期に南北に拡大を始め、約2千万年前に拡大方向を北西-南東に変えたとされている。南シナ海の中央部に、海洋性地殻の存在することは、地震学的データ及び地磁気異常のデータからほぼ確かである。従って、海洋性地殻と中国大陸の地殻の境界域の構造が、この地域の構造発達史を理解するために特に重要であることがわかった。一方、南シナ海の北縁は、受動的縁辺として、大陸地殻が引き延ばされている地域である。近年の受動的縁辺での研究によれば、大陸の薄化からリフト、さらには海洋底の形成の過程で、大規模な火成活動が起こった可能性が高い。しかし、この活動は、リフト形成時のマントルの温度によって、生じたり生じなかったりするらしい。本研究調査域で、こうした火成活動の有無を明らかにすることは、西部太平洋のリソスフェアのダイナミクスを理解する上で重要であることが分かった。火成活動の有無は、特に下部地域の地震波速度の異常にあらわれる。これまでの研究結果を検討した結果、東部南シナ海の大陸-海洋境界域の一部には地震波の高速度域が存在する可能性が高い。これらの知見は、中国南海海洋研究所に於ける討論の結果と、中国側から提供されたデータの検討によって得られた。平成5年度に計画されている、地震波速度構造探査、地磁気探査、及び動力探査は、以上の研究の成果を基に実行される予定である。
宇宙マイクロ波背景輻射の弱い重力レンズ測定から探る宇宙論

ここ数年で検出が可能となった宇宙マイクロ波背景輻射(CMB)の重力レンズ効果は、今後の宇宙論を進展させる上で世界的に注目されている観測量である。本プロジェクトでは、将来的な宇宙論への応用を視野に入れつつ、この効果の測定手法の開発に焦点を当てた研究を行った。初年度は、今後CMB実験で主力となる偏光測定における重力レンズ効果の測定方法の開発を行った。また、初年度から次年度にかけては、LiteBIRDなどのCMB観測から重力波の検証を行う上で重要となる、重力レンズによる寄与の除去の可能性についても調査を行った。また、超高感度CMB実験では、重力波による重力レンズ効果の測定が可能であることを示した。本研究では、宇宙マイクロ波背景輻射(CMB)の弱い重力レンズ効果を用いた宇宙論への応用に着目する。CMBの弱い重力レンズ効果の観測は、近年急速に進展しており、今後の偏光観測では重力レンズ効果の推定精度が飛躍的に向上し、種々の宇宙論的課題への応用が期待される。これらを踏まえ、初年度は以下の研究を行った。1)我々は、24年度にCMBの温度揺らぎに対して開発した手法を偏光データに応用した。重力レンズの推定では、測定した揺らぎに適当な重み関数を掛けて推定する。このさい、重み関数を適切に選ぶことで、重力レンズ以外の系統誤差を効率よく取り除くことを温度揺らぎの場合に指摘していたが、それを偏光揺らぎからの重力レンズ推定にも有効であることを、数値シミュレーションを用いて示した。2)宇宙初期に生成される原始重力波の測定は、初期宇宙の姿を知る上で重要な課題となっている。この原始重力波は宇宙マイクロ波背景輻射(CMB)の偏光度分布に渦状のパターン(Bモード)を生成するため、CMBのBモード観測を通じた原始重力波の測定が多数実行・計画されている。一方で、今後さらにBモード偏光観測を通じて初期宇宙の情報を取り出す上で、重力レンズ効果によって生じるBモード偏光の除去も重要となりつつある。Bモード偏光に刻まれる原始重力波の信号は小角度スケールにおいて重力レンズ由来のBモード偏光に埋もれてしまうためである。我々はまず、地上実験において大角度スケールでノイズが卓越した状況でも重力レンズの無バイアスな推定は可能であることを示した。さらにこれを踏まえたうえで、重力レンズBモード除去による原始重力波の測定可能性、除去アルゴリズムの問題点とその克服方法について調べた。この成果は現在論文としてまとめている段階である。宇宙の初期段階で起こったとされるインフレーションは、銀河・銀河団などの構造の種となる密度揺らぎを生成すると同時に、重力波(原始重力波)の生成を予言する。この原始重力波を捉えることで、インフレーション理論の直接検証ができ、新たな観測的視点から初期宇宙に迫ることができる。原始重力波はCMBの偏光度分布にBモード偏光と呼ばれる渦上のパターンを残すため、この未検出のBモード偏光の観測は原始重力波を検証する方法として世界的に注目を浴びている。しかし、一つ大きな問題となるのが重力レンズ起源のBモード偏光によって信号がほとんど隠れてしまうことである。検出感度を向上していくためにはレンズの影響を引き去ること(delensing)が必要となるが、原始重力波の測定と同時にdelensingも行うことは非現実的である。なぜなら、原始重力波は大角度スケールの観測を要する一方で、delensingは小角度の偏光観測が必要となる。これらを同時に行うには非常に大きな望遠鏡を衛星として打ち上げなければならず、コスト面で実現が難しい。そこで本年度、応募者らはまず、高角度分解能をもつ地上実験から得られる偏光地図をもとに、衛星観測の偏光地図をdelensing可能か調べた。問題は、地上観測では一般に観測装置や環境に由来する低周波の雑音が障害となって、得られる偏光地図の領域サイズが限られることである。そこでまず、地上実験において個別に観測された小さな偏光地図を繋ぎ合わせて作る非一様な広域偏光地図からでも、大角度スケールの偏光モードをフィルタリングすることで重力レンズの広域地図を作成可能であることを示した。次に、LiteBIRDを利用したBモード観測において、地上CMB観測による継ぎ接ぎの偏光地図を使ったdelensingは有効であることを示した。また、delensingの将来的な可能性についても研究を行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。観測的宇宙論26年度が最終年度であるため、記入しない。初年度の研究計画では、「研究実績の概要」に述べている1)を達成することを第一目標としていた。また2)に関しては、可能であれば研究を進める予定であった。すでに1)の成果は論文として公表されており、また2)の成果に関しては研究会において公表しており、現在論文化している段階である。

このため、当初の計画どおり順調に進んでいると考えている。ここまで研究は計画通り順調に進んでおり、当初の計画どおり、今後は重力レンズ場の高次統計が宇宙論に有効かどうか調べる。
植物細胞の液胞および液胞内小胞における二次代謝産物の集積機構

液胞は、植物特有の生命活動の維持に重要な機能を持つオルガネラであり、二次代謝物の主要な集積部位としても重要な機能を担っている。本研究では、アントシアニン色素の液胞への集積機構を明らかにすることを目的とし、その集積に関係すると考えられる液胞内タンパク質およびアントシアニンを高濃度に含む液胞内小胞(アントシアノプラスト)の形成機構について検討を行い、以下の知見を得た。1.アントシアニン生成、集積に関連して発現する液胞内タンパク質(25KD)の存在が明らかになった。このタンパク質は、以下特徴を持つ。(1)液胞の主要なタンパク質として存在する。(2)光照射によりアントシアニン生成を誘導した細胞でのみで確認され、暗所では発現せず、アントシアニン生成もみられない。(3)2,4ーD(最終濃度1mg/1)添加により、アントシアニン生成が抑制されるが、このタンパク質の発現も顕著に抑制される。(4)アントシアニン非生産性サツマイモ培養細胞株では、このタンパク質は発現しない。(5)サツマイモ塊根組織の貯蔵タンパク質のスポラミン(分子量約25KD)とは異なる。アントシアニンは細胞質で生合成されるので、このタンパク質は、アントシアニン液胞内への輸送、あるいは集積に関与している可能性が示唆される。現在、このタンパク質の機能、液胞内での存在部位および発現様式を調べるため、アミノ酸配列の決定、cDNA、特異抗体の調製を行っている。2.アントシアノプラストは、アントシアニンの集積に関係していることが明らかになった。電子顕微鏡観察等によりアントシアノプラストは、液胞内に輸送されたアントシアニンが、液胞内の化合物(例えばタンパク質)に吸着され、コロイド状の構造物を形成したものと考えられる。アントシアノプラストが形成されることにより、液胞内の可溶化したアントシアニンの濃度が高くなるのが抑えられ、最終的に液胞のアントシアニン集積能を高めていると思われる。
超音波による接合温度分布計測：パワー半導体高信頼化の革新的評価技術

個体内部を伝搬する音の速度が材料の温度変化に依存して変化することを利用し、パワーデバイス内部の温度分布を可視化する原理を実験的に確認した。この原理を実験的に確認するための測定手法を超音波顕微鏡、デバイス通電機構、デバイス冷却機構、温度計測機構を統合して確立した。デバイス内部の温度変化に対応し、内部界面からの反射波の検出時間が変化することされることが実験的に確認された。また、温度分布の解析および可視化のためにデバイス内部の温度勾配を解析するツールの開発を行った。本研究では、固体内の音速が材料の温度により変化することに着目し、非接触で固体内部の温度分布を計測する技術を確立し、パワーデバイスの高信頼化技術へ応用することを目的とする。本年度は本研究の原理確認として、固体内部を伝搬し構造界面で反射してくる超音波エコー信号の固体温度変化に対する検出時間変化を実験的に捉えることを目標とし、テストサンプルの設計・製作および実験環境の構築を行った。超音波エコー信号の検出時間の温度依存性を測定するにあたり、実際のパワーデバイスは積層構造の複雑さや各層の厚さが薄く原理確認には不適当であるため、構造が単純で温度依存性が顕著に現れるテストサンプルを設計・作製した。固体内部を伝搬する音の速度は固体のヤング率に依存することから、パワーデバイス構成材料のうちヤング率の温度依存性が高いはんだで伝搬層を形成することとした。テストサンプルは、ステンレス製の水槽に厚さを変えたはんだ層を形成し、はんだ層を伝搬しステンレスとの界面で反射する超音波エコー信号を測定するように設計した。テスト条件として、室温100°Cの温度差を設定しており、ステンレス製水槽は冷却水を循環させることで観察表面の温度を保つ設計になっている。全体の測定系は、超音波プローブ、超音波パルサ/レシーバ、超音波エコー観察用オシロスコープ、テストサンプル、ヒータ、光ファイバ温度計で構成した。ヒータはテストサンプル全体を加熱するための大面積のものと、2次元の温度分布を顕著化させるために局所的に発熱させるヒータTEGとを準備した。本年度は以上の原理確認のためのテスト環境構築で終了することとなったが、本研究の基盤となる実験環境は整った。本年度は原理確認のためのテスト環境構築で終了することとなった。テストサンプル設計・作製において現有設備では対応できない事態が幾つか発生し、テスト環境構築に遅れが生じた。しかしながら、基盤となる実験環境は整っており、次年度は測定および温度分布マッピング開発に取り組むことができる。本研究では、固体内の音速が材料の温度により変化することに着目し、非接触で固体内部の温度分布を計測する技術を確立し、パワーデバイスの高信頼化へ応用することを目的とする。本年度は、通電加熱した試料の超音波観察環境を構築し、市販のパワーデバイスを用いた実験を行った。また、積層構造をもつ試料内部の温度分布を解析し測定結果の妥当性を検証するために、簡易型一次元熱シミュレーション環境の整備を行った。通電加熱したデバイス内部からの超音波エコーの変化を正確に捉えるためには、デバイスの発熱による超音波伝播媒体(本研究では水)の温度変化を抑える必要がある。本目的のため、観察水槽内に冷却水を循環させる機能を追加した水槽を設計・作製し通電加熱中のデバイス観察を可能にした。また、通電加熱サイクルの任意のタイミングで超音波エコー信号を取得できるよう、通電システムと超音波信号取得システムを同期させるよう装置およびプログラムの改造を行った。デバイスの温度変化に対応した超音波エコーの変化を検証するために、1次元の熱伝導シミュレーション環境を整備した。本シミュレータは一般的な有限要素法によるシミュレーションよりも高速な温度解析が可能であり、測定系に組み込むことで超音波エコー信号変化を解析し温度分布画像に変換する際に使用することを想定している。本年度は以上の実験環境を整備し、机上検討結果、シミュレーション結果、実験結果を総合して、温度に対する超音波エコーの変化の解析を進めている。テスト環境およびデータ取得環境の整備が完了しデータ取得は可能になっている。取得したデータと温度変化との相関の解析が遅れている。パワーデバイスの故障原因となる内部の微小な欠陥や劣化発生メカニズムを明らかにするためには、デバイス内部の温度分布をモニタリングする必要がある。本年度は、構築した超音波信号取得システムを用い、通電条件を変えることでパワーデバイスの温度を変化させたときの超音波信号を観察し、実際のデバイスによる温度分布計測の原理を実験的な検証を試みた。通電中(温度上昇中)に超音波波形を取得した場合、超音波波形にノイズが重畳し超音波エコーの変化を検出することは著しく困難になる。この結果から、動作状態のデバイス内部温度変化を超音波波形から捉えるためには、測定システムのノイズ対策および超音波波形とノイズとの波形分離が必要になることが明らかになった。一方、通電によりデバイス温度を上昇させた状態で取得した超音波エコー信号と室温で取得した信号を比較すると、両者の到達時間に差が確認できたが、発熱源である半導体チップを境に到達時間差の正負が逆転するケースも観察され、詳細解析にはデバイス内部での温度勾配などを考慮する必要がある。また、エコー波形取得の時間分解能は超音波の周波数に依存する部分もあり、温度分布の画像化には、これらの要素を考慮する必要がある。本研究全体を通して実験による原理確認、測定における問題点および温度分布の画像化に向けた要素が確認された。

これら明らかになった要素のそれぞれをさらに解析し最適化することで、パワーデバイスの内部温度分布の非破壊での可視化技術が確立できると考える。個体内部を伝搬する音の速度が材料の温度変化に依存して変化することを利用し、パワーデバイス内部の温度分布を可視化する原理を実験的に確認した。この原理を実験的に確認するための測定手法を超音波顕微鏡、デバイス通電機構、デバイス冷却機構、温度計測機構を統合して確立した。デバイス内部の温度変化に対応し、内部界面からの反射波の検出時間が変化することされることが実験的に確認された。また、温度分布の解析および可視化のためにデバイス内部の温度勾配を解析するツールの開発を行った。平成28年度は、まず早急に実験的な原理確認を行う。原理確認ができた時点で2次元測定を行い、温度分布マッピングシステムのプロトタイプを作製する方針で研究を進める。原理確認は終了しており、今後は実際に取得したデータとシミュレーションの結果から、温度分布解析の精度を上げることを目標に研究を進める。また、デバイス加熱中に超音波エコー信号にノイズが乗ることが確認されており、早急に原因究明と対策を行う。電子デバイス、電気・電子材料テストサンプルの作製にあたり、はんだ層の形成、ヒータTEG実装など計画になかった外注工程が必要になったが、予算に不足が生じたため実施できず次年度使用額が発生した。簡易な構造のテストサンプルを外注で作製予定であったが、自作に切り替えたため差額が発生した。平成27年度で発生した次年度使用額と平成28年度文として請求した助成金により、上記予算不足により外注できなかった工程を実施する。自作のテストサンプルは簡易な構造のため、より実サンプルに近い構造のサンプルを外注で作製予定である。
洋上風力発電に適した浮体式両端支持垂直軸型風車の開発

本研究では、新しい洋上風力発電方式として浮体式両端支持垂直軸型洋上風車を提案した。垂直軸型風車については、一般的な直線翼型のタイプとヘリカル式の双方についてCFD解析を実施し、ヘリカル式(回転軸に対して60deg翼が傾斜したもの)がトルク変動が小さくなることが分かった。また、両端支持垂直軸風車を双胴船タイプの浮体に設置した模型を作製し、風洞水槽にて風上追従性と動揺特性の計測を実施した。この結果、双胴船タイプの浮体を一点係留することで任意の角度から風が流入しても、風上を追従することが判明した。また、ヘリカル式垂直軸型風車を洋上風車とすることで、動揺が抑えられる可能性を示した。本研究では、新しい洋上風力発電方式として浮体式両端支持垂直軸型洋上風車を提案するため、風車の流体力学的性質と浮体の動揺・振動特性、また風車と浮体の流体力学的相互作用について研究を実施する。平成27年度は、特に風車に関する部分について主眼をおき、数値解析と水槽実験を実施した。また、浮体の動揺特性については、予備実験を実施し、28年度に予定している実験方法の確認を行った。本研究において提案する洋上風力発電用風車は、陸上の小型風車として一般的な垂直軸型(VAWT: Vertical Axis Wind Turbine)であり、この形式の洋上風車は現段階で存在しない。まずは、VAWTの一般的な形式であるジャイロミル型(3枚翼)を対象として流体力を予測できる数値解析法を開発した。次に、トルク特性や動揺特性に秀でると予想されるヘリカル式のVAWTについて検討した。ヘリカル式はジャイロミル型を変化させたもので、翼の回転面に螺旋状に角度を付けた形式であり、回転中のトルク変動が少ないことが予想された。双方のVAWT(ヘリカル式については、螺旋の角度も変化させた)に対して3次元の数値解析を実施し、ヘリカル式VAWTは出力係数が低下するが、ジャイロミル型に比べてトルクが安定して得られるため、浮体の動揺が大きくならない可能性が示された。なお、数値解析の精度については、ジャイロミル型の回流水槽実験により検証を実施している。浮体については簡単な予備実験を実施した。双胴船を模した浮体模型を製作し、抗力型の垂直軸型風車であるクロスフロー型水車を浮体の上に設置して動揺特性を計測する予備実験を行った。風洞水槽実験を用いたこの予備実験で、動揺特性の計測と風見の効果について簡単に検証ができた。年度当初の計画において、次の3点について取組むことを申請した。(1)VAWTの簡易性能解析・設計法開発(2)VAWTに作用する流体力の詳細検討(3)回流水槽におけるVAWTの性能計測実験、である。(1)については、二重多流管モデルを用いた解析プログラムを開発し、ジャイロミル型VAWTとヘリカル式VAWTについて性能解析を完了している。この解析法を用いて、回流水槽用のジャイロミル型VAWT模型を設計した。ヘリカル式については解析は完了しているが、模型製作には至っていない。(2)については、汎用熱流体解析ソフトであるANSYS社のCFXとFluentを用いた三次元解析に取り組んだ。その結果、ヘリカル式VAWTの発生トルクがジャイロミル型VAWTに比べて一周あたりの変動が少なく、浮体に設置する上で、動揺が少なくなる可能性を示すことができた。CFDの精度については改善の余地があるので、28年度も解析を継続する。(3)については、設計・製作したジャイロミル型風車の性能試験を回流水槽において実施し、開発した解析法の精度検証をおこなった。なお、ヘリカル式VAWTについては、28年度当初に製作して水槽試験を実施する。これ以外にも、風洞水槽での浮体動揺予備実験が完了しているので、概ね当初に計画した通り順調に研究は進行していといえる。本研究では、新しい洋上風力発電方式として浮体式両端支持垂直軸型洋上風車を提案するため、風車の流体力学特質と浮体の動揺・振動特性、風車と浮体の流体力学的相互作用を対象に研究を実施することとした。平成27年度は、特に風車に対して主眼を起き、数値流体力学(CFD)を用いた解析と水槽実験を実施した。また、浮体の動揺特性については予備実験を実施した。平成28年度については、浮体式両端支持風車の形式として、一般的な垂直軸型風車とヘリカル式の風車について数値解析を実施して、その採用適正を検証した。平成27年度に用いたツールの精度を高め精度を向上した解析を実施した結果として、ヘリカル式垂直軸型風車がトルク変動が小さく、船体動揺を増加させない傾向が確認できた。また浮体形状についても検討し、数値的に動揺が少なくなり、一点係留が可能な形状(双胴船タイプ)を提案し、風洞水槽にて予備実験を実施しその効果について検証した。その結果、一定の効果が見られることを明らかにした。また、実際に双胴船タイプの浮体模型を製作し、垂直軸型風車を両端支持した際の風速変動に対する動揺特性について三次元加速度計を用いた実験により確認した。これにより、風速の増加が風車回転に対して大きく影響し、卓越集周波数と加速度も速度に対応して増加することが明らかにした。その影響については、特に浮体上下方向と前後方向(風上風下方向)で大きく、浮体幅方向にはほとんど影響がない。

浮体に風車を設置することにより、一点係留によって発生する触れ回りが抑制される影響があった。さらに、本研究で採用した浮体形状は、あらゆる方向から風が流入しても、一点係留によって風上を向くことが確認された。以上の研究によって、双胴船タイプの浮体に垂直軸型風車(ヘリカル式垂直軸型風車)を両端支持する洋上風力発電方式の実現性について検証できた。本研究では、新しい洋上風力発電方式として浮体式両端支持垂直軸型洋上風車を提案した。垂直軸型風車については、一般的な直線翼型のタイプとヘリカル式の双方についてCFD解析を実施し、ヘリカル式(回転軸に対して60deg翼が傾斜したもの)がトルク変動が小さくなることが分かった。また、両端支持垂直軸風車を双胴船タイプの浮体に設置した模型を作製し、風洞水槽にて風上追従性と動揺特性の計測を実施した。この結果、双胴船タイプの浮体を一点係留することで任意の角度から風が流入しても、風上を追従することが判明した。また、ヘリカル式垂直軸型風車を洋上風車とすることで、動揺が抑えられる可能性を示した。平成28年度は浮体式風力発電装置についての波浪中動揺特性の数値解析、および模型による風洞水槽実験を行い研究の総括をする。(1)浮体式両端支持す直軸型洋上風力発電装置に関する動揺特性数値解析...汎用CFDと開発が完了している二重多流管モデルを用いた風車の発生流体力を入力とした浮体の波浪中の挙動などについて数値解析を実施する。現状では、導入済みのANSYS社のAQWAを用いることとする。CFDでの解析についても検討を行う。(2)風洞水槽における動揺・振動計測実験...取得済みの三次元切削装置や3Dプリンタを用いて浮体と風車を作製し、風洞水槽で実験を行う。風洞水槽における実験については船体とVAWTとを組み合わせた浮体式両端支持す直軸型洋上風力発電装置模型の定常風速下における動揺・振動を加速度計などで計測する。可能であれば、小型のモーションレコーダーを用いる。またこの水槽では、規則波、不規則波の造波が可能であるので、波浪中の動揺(応答)特性についても検討可能である。(3)研究総括...これら一連の研究を通して得られた知見について論文投稿、口頭発表など外部への成果報告をおこなう。流体工学導入を予定していた3Dプリンタが、同程度の性能で価格が下がったため。また、ソフトウェアの年間ライセンスを他の予算により充当できたため。28年度は水槽実験を中心とした計画を立てている。その際、3Dプリンタの差額分については、予定していたよりも高精度の加速度センサーやAD変換装置の購入の際に使用する。ソフトウェアの年間ライセンスについては、28年度で予定通り執行する。
地理情報システムを利用した医療・介護需要の横断的推計手法に関する研究

平成30年度の研究実施計画では、前年度までに完了した地域差の要因分析結果、医療・介護サービスの利用フローモデルをもとに、複数の医療・介護の将来需要推計モデルを構築、実験を行うとともに、PDCAサイクルを回して推計パラメータとモデルの向上を図り、最終報告までつなげる予定であった。実際の研究の進捗については、医療・介護の将来需要推計モデルの構築は完了したが、モデルの精度確保のための十分な実験を重ねたとは言い難い。また、これまで完成させたモデルについては、千葉県千葉市のデータを適用し解析を進めているが、モデルの精度向上を目的とした他の市町村からのデータ取得については、申請者の所属変更に伴い市町村担当者との調整が難航しており、全体の進捗としては研究開始当初の計画より遅れている。そのため、平成30年度途中に研究期間を延長することを判断し、今年度はPDCAサイクルを回すことで、モデルの精度向上に研究期間を充当することとした。現段階では、昨年度に引き続き、特に自治体の要望が強い在宅医療及び介護サービスの利用状況の解析結果、及びサービス利用のフローについて、既に自治体への情報提供を行っている他、担当者との間で情報共有しながらモデルの改良を行っている。研究成果の提供については、地理情報システムを利用し、地図上にサービスの利用率や提供施設との位置関係について表示し、行政担当者がわかりやすい図表を提供している。平成29年度の報告に記載した通り、申請者の所属変更の影響や、業務多忙により十分なエフォートを充当できず、研究の進捗に遅れが生じている。研究データそのものは研究の初期段階で千葉市から十分量のデータを取得できているが、申請者の所属変更に伴い市町村担当者との調整も遅れている。現在までに、取得したレセプトデータを用いた解析や推計モデル構築は完了しているが、当初計画にあった将来の医療・介護需要推計モデルの精度向上の段階で現在も進行中である。平成30年度中に研究期間延長を申請し認められたので、残りの研究期間を利用して研究計画の目標達成を図る。平成30年度中の研究成果をもとに、医療・介護の将来需要推計モデルの精度向上を進め、シミュレーション実験とパラメータ調整を続ける。また、引き続き市町村担当者との調整を進め、現実的な範囲で追加のデータ取得を目指す。研究期間を延長したため、今年度が最終年度となるので、研究成果のまとめを行う。具体的には、2019年8月までに推計モデルを確定させ、12月までにシミュレーション実験を完了し、研究成果のまとめに入る想定である。また、昨年までの研究成果は学会等で成果発表が完了していないため、本年度中に国内・国際学会発表、論文執筆を目指す。研究の進捗については、まず研究の準備段階として、自治体の保有するデータ、特に医療・介護にかかるレセプトデータについて、県内の自治体と交渉を行った。このうち、千葉県千葉市については平成28年10月に医療レセプト、介護レセプトの開示を受け、解析を開始している。次いで、県内の別の市とも調整を進めており、平成29年度前半までに提供を受けることで一致している。解析部分については、千葉市のデータをもとに進めているが、提供データに不備が見つかるなど、データクリーニングに時間を要しており、全体の進捗としては若干遅れている。現段階では、特に自治体の要望が強い在宅医療の利用状況の解析にかかる部分を中心に進めており、既に自治体に情報提供も行っている。千葉市とは定例ミーティングを行っており、研究の方向性について意見をいただいている。また、本年度は、本研究にかかる学会発表を1件行った他、及び当該分野の基幹学会である日本医療情報学会が開催した「第36回医療情報学連合大会」において、地理情報システムにかかるワークショップのオーガナイザを務め、本研究の紹介、及び本研究の意義についても議題として取り上げ、討議を行った。全体として、データの取得の部分においてスケジュールに遅れが生じているものの、研究の進捗そのものは研究の初期段階で千葉市から十分量のデータを取得できており、本研究の目的である医療・介護の横断的データを用いた解析部分には支障は出ていない。解析部分については、データのクリーニングの状況と合わせ、これまで申請者の研究実績がある部分から進めているが、順次他の項目についても解析を始めている。よって、初年度の目標に対しては、おおむね順調に進展していると考える。平成29年度の研究実施計画では、前年度までに完了した地域差の要因分析結果を利用し、現在の医療・介護サービスの利用のフロー図の作成と、将来の医療・介護の需要推計モデルの構築を計画していた。実際の研究の進捗については、平成28年度に千葉県千葉市より開示を受けた医科レセプト、介護レセプトの開示を受けたデータを用い、地域別の利用度分析とサービス利用のフローモデルの作成を完了させたが、需要推計モデルについては現在も推計モデルのパラメータ設定について検討中である。これまで完成させたモデルについては、千葉県千葉市のデータを適用し解析を進めているが、今後他の市町村のデータをさらに加えることで、モデルの改良を図っていく予定である。また、申請者の所属変更に伴い市町村担当者との交渉、打合せに想定より時間を要しており、全体の進捗としては研究開始当初の計画より遅れている。現段階では、特に自治体の要望が強い在宅医療及び介護サービスの利用状況の解析結果、及びサービス利用のフローについて、既に自治体への情報提供を行っている他、担当者との間で情報共有しながらモデルの改良を行っている。

また、平成29年度前半までの研究成果を踏まえ、本研究にかかる論文投稿2件(国際誌1件、国内誌1件、いずれも査読有)、国内学会発表2件(口頭発表1件、ポスター発表1件、いずれも査読有)を行った。全体として、複数市町村からのデータの取得の部分においてスケジュールに遅れが生じている。研究の進捗そのものは研究の初期段階で千葉市から十分量のデータを取得できているが、申請者の所属変更に伴い市町村担当者との打ち合わせもやや滞っており、研究の進捗に影響が出ている。解析・モデル作成の部分については、概ね順調に進んでいるが、当初計画にあった将来の医療・介護需要推計モデルの項目については、現段階で着手できていない。よって、研究計画の目標と比較して、やや遅れていると考える。平成30年度の研究実施計画では、前年度までに完了した地域差の要因分析結果、医療・介護サービスの利用フローモデルをもとに、複数の医療・介護の将来需要推計モデルを構築、実験を行うとともに、PDCAサイクルを回して推計パラメータとモデルの向上を図り、最終報告までつなげる予定であった。実際の研究の進捗については、医療・介護の将来需要推計モデルの構築は完了したが、モデルの精度確保のための十分な実験を重ねたとは言い難い。また、これまで完成させたモデルについては、千葉県千葉市のデータを適用し解析を進めているが、モデルの精度向上を目的とした他の市町村からのデータ取得については、申請者の所属変更に伴い市町村担当者との調整が難航しており、全体の進捗としては研究開始当初の計画より遅れている。そのため、平成30年度途中に研究期間を延長することを判断し、今年度はPDCAサイクルを回すことで、モデルの精度向上に研究期間を充当することとした。現段階では、昨年度に引き続き、特に自治体の要望が強い在宅医療及び介護サービスの利用状況の解析結果、及びサービス利用のフローについて、既に自治体への情報提供を行っている他、担当者との間で情報共有しながらモデルの改良を行っている。研究成果の提供については、地理情報システムを利用し、地図上にサービスの利用率や提供施設との位置関係について表示し、行政担当者がわかりやすい図表を提供している。平成29年度の報告に記載した通り、申請者の所属変更の影響や、業務多忙により十分なエフォートを充当できず、研究の進捗に遅れが生じている。研究データそのものは研究の初期段階で千葉市から十分量のデータを取得できているが、申請者の所属変更に伴い市町村担当者との調整も遅れている。現在までに、取得したレセプトデータを用いた解析や推計モデル構築は完了しているが、当初計画にあった将来の医療・介護需要推計モデルの精度向上の段階で現在も進行中である。平成30年度中に研究期間延長を申請し認められたので、残りの研究期間を利用して研究計画の目標達成を図る。データの取得については、平成29年度中に交渉を開始した自治体を中心に、引き続き交渉を進める。今後データの追加により、解析の精度を向上できると考えており、平成29年度中に対象とした自治体に限らず、データの取得に努める。
新規二元的ミトコンドリア制御系によるサルコペニアの病態研究

リウマチの病態研究に端を発したシノビオリンの研究はリウマチのみならず、がん、肥満・メタボリック症候群へと展開してきた。同時に、そのシグナル伝達経路に関しても、その概念の提唱と実証を世界に先駆けて行った転写統合装置複合体を介して機能制御しているということも発見した。これらの成果を背景に、近年、注目されているメタボとロコモの共通病態の一つであるエネルギー代謝にシノビオリンが深く関わっているのではないかと着想した。そこで、メタボとロコモに共通の主要臓器である筋肉における同分子の役割を明らかにするため筋特異的KOマウスを作出した。その結果、遅くとも生後12週のマウスにおいても、サルコペニアに特徴的なII型筋線維の顕著な萎縮が認められた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。ミトコンドリアはエネルギー代謝を司る細胞内小器官として老化、肥満、筋萎縮など現代社会が直面する多様な難治性病態に関与している。我々はリウマチ滑膜細胞より発見したE3ユビキチン化酵素シノビオリンが関節炎(G&D 2003)だけでなく、ミトコンドリア関連転写統合装置PGC-1β(EMBO J 2015)と転写因子NRF2 (G&D 2014)を介し、肥満・メタボリック症候群と肝線維化というミトコンドリアの関与が示唆されている病態形成に深く関与していることを発見した。今後、本マウスを中心に解析を行い、シノビオリンの骨格筋における役割を明らかにする。シノビオリンの全身性ノックアウトマウスが胎性致死(YagishitaらJ. Biol. Chem. 2005)であったことより、本研究の遂行上最も懸念されていた筋肉特異的シノビオリン特異的完全ノックアウトマウスの成獣が得られたため、本研究の円滑な遂行の確度が非常に高まったため。最近、ミトコンドリアによる炎症やアポトーシスの制御など新しい機能が明らかになり、ミトコンドリア病だけでなく老化、肥満・糖尿病、慢性炎症、サルコペニアなど現代社会が直面する多様な難治性病態の発症と進展に深くかかわっている。ミトコンドリアのbiogenesisと機能制御に関してはPPAR、NRF2、ERなどの個々の転写因子とそれらに対する転写統合装置(PGC family)による転写レベルでの調整が重要である。応募者はリウマチ滑膜細胞よりE3ユビキチン化酵素シノビオリンを発見・命名し、関節炎に深くかかわることを証明した(G&D 2003)。また最近、同分子がミトコンドリア関連転写統合装置PGC-1βを介し肥満などメタボリック症候群(EMBO J 2015)の制御とミトコンドリア関連転写因子NRF2 (G&D 2014)に関与する。すなわち、新規二元的エネルギー代謝シグナルの存在を見出した。本研究では脂肪、肝臓とともに代表的エネルギー代謝器官である骨格筋におけるシノビオリンの役割に着目している。するとともに、平成29年度には、樹立した筋肉特異的なシノビオリンノックアウトマウスについて、体重の変化、筋肉重量の変化を観察するとともに、組織学的・病理学的な解析を行った。今後、さらに詳細に、シノビオリンの骨格筋における役割を明らかにする。シノビオリンノックアウトマウスを解析した結果、ノックアウトマウスで体重が減少し、筋重量が変化することが明らかとなっている。ノックアウトマウスも順調に生産することができており、現在、詳細な組織学的・病理学的な解析を行なっているため。上記のノックアウトマウスを用いて、シノビオリンの骨格筋における生理的、ならびに筋委縮における役割を明らかにする。・尾部懸垂器具を用い上記筋特異的KOマウスの尾部を吊り上げ後肢が地面につかないようにし、この状態で2週間飼育することでサルコペニアモデルを作製する。その後、東京医大動物実験規則に従い安楽死後のマウスの左右後肢から、ヒラメ筋、足底筋、腓腹筋、前脛骨筋、長指伸筋、大腿四頭筋に分けて採取し、以下の解析を行う。・電子顕微鏡による解析:電子顕微鏡にて単位面積当たりのミトコンドリア数をカウントする。・ミトコンドリア機能解析:骨格筋組織は重量を測定後、ミトコンドリアの呼吸能を測定する。2.阻害剤の検討を行う。当研究室では約40種類のシノビオリン阻害剤を有している。これらの化合物の中で2種類についてPGC-1βとシノビオリンの相互作用を阻害し抗肥満薬として効果を有していることを報告している。本研究で骨格筋でのシノビオリンの二元的シグナル経路の各寄与度が明らかになる。

したがって、40種類の化合物を、in vitro結合阻害実験、in vitroユビキチン化阻害実験、細胞内での結合阻害実験、細胞内でのユビキチン化阻害実験にて再評価し、より選択的な候補化合物を決定する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
遺伝性小脳失調原因遺伝子アプラタキシンの野生型及びスプライス変異型蛋白の機能解析

眼球運動失行と低アルブミン血症を伴う早発型小脳失調症(EAOH)は本邦では最も多い常染色体劣性小脳失調症である。原因遺伝子アプラタキシンには既報告の1種に加え、新たに6種のスプライス変異体が存在することが本研究の予備実験により明らかされた。野生型を含む8種のmRNAは4種の蛋白をコードする。本研究の目的はこれらの野生型および変異型蛋白の発現解析とアプラタキシン機能解析である。大腸菌内で合成した変異型蛋白において、アプラタキシンの生理活性に関与すると考えられるHIT活性を測定したところ、全ての変異型蛋白で著しく低下していた。昨年度作製したモノクローナル抗体が反応する唯一の変異型蛋白および野生型蛋白の動物細胞内における半減期を、モノクローナル抗体によるパルス・チェイス法で測定したところ、変異型では野生型に比べ短縮していた。また、種々の変異型蛋白の野生型への結合能力をGST pull down法で検討した結果、全ての変異型は野生型に結合した。一方、病的異常蛋白(689insT変異)への結合能は低下しており、この変異型の野生型への結合能は病態生理学的に重要である可能性が考えられる。以上から、変異型蛋白自身は活性を持たないが、野生型に結合することで、その活性を調整している可能性が示唆された。また半減期が短いことも活性調整の目的には適していると考えられる。以上の成果は今後、アプラタキシンの機能解明、さらにはEAOHの治療法開発に貢献できると考えられる。まず、これら変異型mRNA発現の定量を各種臓器について行ったところ、臓器特異的発現が認められ、野生型は大脳、小脳、肝などの障害臓器に多く、変異型は他の臓器に優位に発現していた。このことから、障害臓器では野生型への依存度が大きく、非障害臓器では変異型がなんらかの機能維持に貢献している可能性が考えられた。これら変異体の蛋白レベルでの解析を行うため、モノクローナル抗体の作製を試み、アプラタキシンに特異的に反応する1クローンを単離した。野生型の一部のみを有する種々の発現ベクターを用いたウエスタンブロットの検討で、この抗体は野生型342アミノ酸中89-174位の配列を認識していることが判明した。この配列は3種類の変異体蛋白のうち1種と野生型の両者を認識する。またアプラタキシンの神経系細胞における機能解析を目的としてアデノウイルスの作製を行った。これを用いて、細胞内にウイルスベクター由来のアプラタキシン蛋白発現をウエスタンプロットで確認した。
脳の時計成分を探る:時計知覚におけるモダリティ間相互作用の解明

時間・空間分解能に長けた脳磁図(MEG)を用い,聴覚における時間知覚の脳内処理『特徴』および『領域』を検証した。今年度は,脳磁場の周波数解析(位相同期,コヒーレンス解析)や多変量解析(主成分分析)を行うことで,時間知覚に関わる脳領域間のつながりや,時間知覚の内容を決定する脳活動のタイミングを推定し,それにより時間的同化に関わる脳活動の特徴を詳細に解明することを目的とした。解析では,頭頂-前頭部に相当するセンサーから,聴覚時間判断に関連する誘導・誘発神経振動に焦点を当てた。刺激誘発の神経振動は両側側頭部のセンサー間の位相同期度を計算し,刺激誘導の神経振動は右前頭部のセンサーと他のすべてのセンサーとの位相同期度を計算した。位相同期度の計算は3つの刺激条件,2つの課題条件すべてに対して4つの帯域において行われた:θ(4-7Hz),α(8-13Hz),β(13-30Hz),低γ(30-50Hz)。両側側頭部センサーから得られた刺激誘発のθ振動は,聴覚刺激提示の間,課題にかかわらず増大した。一方で,右前頭部と他のセンサーとから得られた刺激誘発のβと低γ帯域の位相同期度は刺激終了後から時間判断条件において判断無条件に比べて増大した。最小二乗ノルム推定の結果から,これらの神経振動は誘発θについては両側の一次聴覚野,誘導βと低γについては右頭頂-前頭領域に推定された。このことより,聴覚時間判断は,βと低γ帯域における神経振動の位相同期に対応していることが示唆された。本研究は,研究課題は,視覚・聴覚個別(モダリティ依存)および統合的(モダリティ非依存)時間知覚機構を,心理学的錯覚現象(時間縮小錯覚)を用いて電気生理学的,計算論的手法によって明らかにすることである。今年度は,時間の知覚にかかわる心理学的錯覚現象(聴覚的同化および時間縮小錯覚)の起こるメカニズムを事象関連電位(ERP)計測により調べ,聴覚における時間知覚機構を検証した。実験では,健常成人12名を対象とし,連続して呈示される3つの純音のうち,1音目と2音目によって出来る第1時間間隔(T1)と2音目と3音目によって出来る第2時間間隔(T2)の長さが同じかどうかを2肢強制選択で判断させ,得られた脳波を,刺激を受動聴取しボタンを押す統制課題の脳波と比較した。心理課題において,-80≦(T1-T2)≦+40(ms)の範囲で非対称的な聴覚的同化が生じた。ERPにおいて,時間判断に伴い2音目終了から3音目終了後400msの範囲で前頭部を中心とした右優位性の随伴性陰性変動(CNV)様の脳波が出現した。また,聴覚的同化生起時には3音目終了から200msの区間内における右前頭部の活動が減少した。本研究の結果から,右前頭部から得られる脳波は時間間隔の概均等性の決定に関する認知的処理を反映することが示された。これらの結果は2008年8月25日(月)から29日(金)までの5日間,北海道大学にて開催された第10回国際音楽知覚認知会議で英語にてポスター発表され,その結果にさらに分析知見を追加して2008年11月12日(水)から14日(金)までの3日間,神戸国際会議場にて開催された第38回日本臨床神経生理学会学術大会においてポスター発表された。なお,発表内容は座長推薦を受け,Clinical Neurophysiology誌に英文抄録掲載予定である。さらに,本実験結果の安定性と課題の妥当性を確認するために,異なる時間条件を用い,被験者8名による追加実験を行った。その結果,心理課題において,これまでの結果と類似した-40≦(T1-T2)≦+40(ms)の範囲で対称的な聴覚的同化が生じ,ERPにおいて,時間判断に伴い2音目終了後300msの範囲で頭頂部を中心とした注意成分(P300)および前頭部を中心とした随伴性陰性変動(CNV)様の脳波が出現し,これまでの実験知見に類似した成分が確認された。この結果は,2008年12月12日(水),13日(金)日間,国民宿舎虹の松原ホテルにて開催された聴覚研究会(社団法人日本音響学会聴覚研究委員会運営)にて英語口頭表された。上記の研究成果をまとめ,NeuroQuantology誌の特集(Time,Timing,and the Brain)に原著論文として投稿し,採択された。論文は2009年3月末に掲載された。具体的には,「時間的同化」現象を対象として,(1)聴覚における時間知覚を検証する心理物理学的検討をおこない,(2)MEGを用いて脳活動を計測し,心理物理学的現象に対応する時間知覚の脳内処理を調べた。さらに,(3)(2)で得られたデータにダイポール推定および最小ノルム推定を施し,時間的同化に関わる脳領域の推定を行った。実験には1000Hz,20ms[立上り/立下り5ms,継続部10ms]のトーンバースト3つを区切り音として用いた。刺激パタンは23種類(標準刺激3種,ダミー刺激20種),呈示レベルは77dBSPLであった。

被験者は2つの隣接する時間間隔が等しいか,異なるかを判断する条件(判断有り条件)に加え,時間判断を行なわずボタンを押す条件(判断無し条件)を実施した。推定の結果,時間的同化の生起時には刺激呈示後約200ミリ秒以内の時間範囲において右下前頭皮質の活動が抑制されることが示された。さらに,昨年度以前に取得した事象関連電位(ERP)データを,数理統計解析手法(単純ベイズ分類器を槽成)を用いて再分析した。個人別加算平均波形の主成分得点をもとに被験者が知覚判断課題を行っているかどうかを79%以上の精度で,また,被験者の知覚判断内容を70%以上の精度で識別することができた。この分析から,時間知覚判断および錯覚にSNCtと呼ばれる徐成分が重要であることが確認された。またChernoff情報量を用いた分析から、刺激全体を聴取し知覚判断を行う前の脳活動も時間同化に関係している可能性が示唆された。来年度以降には脳磁場の周波数解析(位相同期,コヒーレンス解析)や多変量解析(主成分分析)を行うことで,時間知覚に関わる脳領域間のつながりや,時間知覚の内容を決定する脳活動のタイミングを推定し,それにより時間的同化に関わる脳活動の特徴を詳細に解明する。時間・空間分解能に長けた脳磁図(MEG)を用い,聴覚における時間知覚の脳内処理『特徴』および『領域』を検証した。今年度は,脳磁場の周波数解析(位相同期,コヒーレンス解析)や多変量解析(主成分分析)を行うことで,時間知覚に関わる脳領域間のつながりや,時間知覚の内容を決定する脳活動のタイミングを推定し,それにより時間的同化に関わる脳活動の特徴を詳細に解明することを目的とした。解析では,頭頂-前頭部に相当するセンサーから,聴覚時間判断に関連する誘導・誘発神経振動に焦点を当てた。刺激誘発の神経振動は両側側頭部のセンサー間の位相同期度を計算し,刺激誘導の神経振動は右前頭部のセンサーと他のすべてのセンサーとの位相同期度を計算した。位相同期度の計算は3つの刺激条件,2つの課題条件すべてに対して4つの帯域において行われた:θ(4-7Hz),α(8-13Hz),β(13-30Hz),低γ(30-50Hz)。両側側頭部センサーから得られた刺激誘発のθ振動は,聴覚刺激提示の間,課題にかかわらず増大した。一方で,右前頭部と他のセンサーとから得られた刺激誘発のβと低γ帯域の位相同期度は刺激終了後から時間判断条件において判断無条件に比べて増大した。最小二乗ノルム推定の結果から,これらの神経振動は誘発θについては両側の一次聴覚野,誘導βと低γについては右頭頂-前頭領域に推定された。このことより,聴覚時間判断は,βと低γ帯域における神経振動の位相同期に対応していることが示唆された。