hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低コスト高精度測位処理サービスを用いたクラウド型モニタリングシステムの開発

2018年度に計画していた研究・開発として,GNSS受信機を搭載した低コスト機器から取得する観測データをオープンソース測位処理ソフトウェアで測位処理し,その測位結果を可視化する手法の検討と開発があげられる.2018年度の実績として,以下の項目について実施した.(1)オープンソース3D地図作成ライブラリ(Cesium)の活用を検討し,現在開発を進めている.Cesiumを活用することで,デジタル・アース上で測位結果の3D表示や時空間表現が可能になり,測位結果をよりわかりやすく可視化することができる.現状は,測位結果をデジタル・アース上で表示する機能を開発し,次のステップとして,時系列的な表示がおこなえる機能を開発している.(2)監視対象の長期の時系列データの管理・表示機能や,異常が発生した際に通知する仕組みとして,オープンソースの監視システム(Zabbix)の活用を検討している.現状では仮想基盤上の仮想サーバにZabbixを導入し,測位結果データを蓄積し,機能についての検討を進めている.2018年度に計画していた時空間データの可視化をおこなうWebシステムの開発については,計画通りに検証や開発が進んでいるが,モニタリングのための低コスト機器の開発や精度検証実験などが計画より遅れている.これは,開発作業がうまく進まなかったことの他に,精度検証のために共同研究を進めている民間企業から貸与されていた地震計機能付きGNSS受信機を返却することになったことも影響している.次年度は,概要で報告した(1)(2)の開発を進めるとともに,昨年度に計画通り進められなかった精度検証についても研究をおこなう.これには,研究協力者として関わって頂いている民間企業の研究者や,オープンソース測位処理ソフトウェアの開発者である海外研究者にも協力を依頼する.また,昨年度から引き続き,最新の情報や活用事例を入手できるよう関連学会に積極的に参加し,関連技術者と情報交換をする.本研究では,高精度の観測データが求められるモニタリングシステム向けに,低コスト機器とオープンソース測位処理ソフトウェアを改良し,時空間データの可視化がおこなえるWebシステムの開発を進めている.2017年度の実績として,(1)本研究で開発をおこなう低コストGNSS受信機の精度を検証するために,2周波型GNSS受信機を購入し,研究室のある建屋屋上に設置,長期間のデータ観測を開始した.また,観測したデータを定期的に外部記憶装置に保存するプログラムも開発し,機器の故障等の不測の事態でも,データを失わないよう対策を講じた.(2)低コストGNSS受信機を動作させる低コストプロトタイプ基盤としてRaspberry Pi 3 Bを検討している.Raspberry Piで動作するGNSSのロギングプログラムの調整や,Wi-Fi/4G等の無線ネットワーク通信について動作検証等をおこなった.(3)効率的な開発環境を構築するために,コンテナ型仮想化基盤ソフトウエアDockerを用いて,開発用基盤を整えた.これにより,様々な世代の仮想イメージを管理することができること,また,容易に他の物理マシンに実装が可能となる.初年度に計画していた内容として,低コストGNSS受信機の観測データを記録するプロトタイプの開発と,クラウド基盤の構築があげられる.低コストプロトタイプと2周波型GNSS受信機についての精度比較検証まではおこなえなかったが,初年度でデータ観測のための環境をほぼ構築することができた.2周波型GNSS受信機の観測データに関しては,共同研究を進めている民間企業の協力により,商用のモニタリングシステムに接続し,観測データを蓄積するよう設定をおこなった.時空間データの可視化をおこなうWebシステム(次年度以降に構築予定)を開発・運用するためのクラウド基盤ついては計画通りに構築や検証が進んでいる.以上を考えると、計画はおおむね順調に進んでいると考える.2018年度に計画していた研究・開発として,GNSS受信機を搭載した低コスト機器から取得する観測データをオープンソース測位処理ソフトウェアで測位処理し,その測位結果を可視化する手法の検討と開発があげられる.2018年度の実績として,以下の項目について実施した.(1)オープンソース3D地図作成ライブラリ(Cesium)の活用を検討し,現在開発を進めている.Cesiumを活用することで,デジタル・アース上で測位結果の3D表示や時空間表現が可能になり,測位結果をよりわかりやすく可視化することができる.現状は,測位結果をデジタル・アース上で表示する機能を開発し,次のステップとして,時系列的な表示がおこなえる機能を開発している.(2)監視対象の長期の時系列データの管理・表示機能や,異常が発生した際に通知する仕組みとして,オープンソースの監視システム(Zabbix)の活用を検討している.現状では仮想基盤上の仮想サーバにZabbixを導入し,測位結果データを蓄積し,機能についての検討を進めている.2018年度に計画していた時空間データの可視化をおこなうWebシステムの開発については,計画通りに検証や開発が進んでいるが,モニタリングのための低コスト機器の開発や精度検証実験などが計画より遅れている.これは,開発作業がうまく進まなかったことの他に,精度検証のために共同研究を進めている民間企業から貸与されていた地震計機能付きGNSS受信機を返却することになったことも影響している.

次年度は,蓄積した観測データを可視化するためのWebシステムの開発に取りかかる.これには,時空間データの可視化がおこなえるオープンソースライブラリCesiumの活用を検討している.最新の情報や活用事例を入手できるよう関連学会に積極的に参加し,関連技術者と情報交換をする.また,初年度におこなえなかった観測データの精度比較検証をおこない,開発したプロトタイプの性能を検証する.次年度は,概要で報告した(1)(2)の開発を進めるとともに,昨年度に計画通り進められなかった精度検証についても研究をおこなう.これには,研究協力者として関わって頂いている民間企業の研究者や,オープンソース測位処理ソフトウェアの開発者である海外研究者にも協力を依頼する.また,昨年度から引き続き,最新の情報や活用事例を入手できるよう関連学会に積極的に参加し,関連技術者と情報交換をする.予定していた学会に参加できなかったため,その出張費とデータ整理のための人件費分が次年度に繰り越しとなった.次年度の研究費は,低コストプロトタイプや時空間データの可視化システムの開発に必要な物品や消耗品,そして,関連学会に参加するための出張費用に使用する予定である.予定していた学会に参加できなかったため,その出張費とデータ整理のための人件費分が次年度に繰り越しとなった.次年度の研究費は,概要で報告した(1)(2)の開発に必要な物品や消耗品,高精度GNSS補正情報配信サービスの費用,そして,関連学会に参加するための出張費用に使用する予定である.
行政情報化と行政法理論の再構築の研究

3年間の間行政の情報化について研究を行い、行政と市民の関係が行政行為と行政強制からではなく、情報の蓄積と交換から成り立つ関係となった場合のあり方を解明してきた。行政情報が文書媒体から離脱して、電磁的記録になること、人・物などの把握が紙の記録からデータベース化することによる行政上の法律関係の変容は、法治主義が「人の行為が法律に適合する」ことではなく、情報セキュリティなど「情報の管理を適法、適切に行うこと」に移行しつつあることが明らかになった。法規範とその遵守が行政官の倫理意識に基礎を置くものであるのに対し、情報を通じてのコンプライアンスの確保は、情報公開法制、個人情報保護制度、内部通報制度などの最近の諸制度に見られるように、情報のコミュニケーションを通じてリスクある状態を見出し、それを低減することにより図られつつある。このような情報化、法的適法性の確保からリスク管理への移行は、その反面、リスク回避を情報任せにし、また、リスクの存在を個々人の把握、認識から離れたものとすることにより、個々の公務員や市民にとって、自分の周りの空問を支配・統御する可能性を少ないものとしかねない。自己情報コントロール権という言葉があるが、自己情報のみならず市民の情報化された日常生活空間、コンピュータとのみ対峙している行政官の日常において、インターネット型の社会関係を構築し、その関係の適法性理論を新たに構築していくことが今後の課題である。政府機関における電子政府、行政の電子化計画の推進状況について、文献資料を調べるとともに、内閣府の行政情報化担当部局の担当者に対し、直接ヒヤリング調査を行った。全体としてのオンライン化、電子化と合わせて、自動車登録システム、港湾EDI化システムなど個別分野の電子化の状況も調査した。千葉県県内の市町村職員との共同研究を行い、レガシーシステムの見直し、ポータルサイトの設置、アウトソーシングへの動きなど、地方自治体における行政情報化の現状と、今後の動向について分析し、研究を行った。昨年の4月から施行されたe-文書法の適用体制について、各省庁の動向を調査するとともに、書面一括整備法と合わせて、行政の情報化の中での位置づけについて研究した。行政文書の真正性を確保する技術であるタイムスタンプの制度について、タイムスタンプ運営協議会における、その実装化の状況を調査し、研究した。バイオメトリックス、電子署名などの本人確認手法が、身分証明書などの既存の手法に代わるあり方、組織認証のあり方ついて研究した。フランスとドイツを中心にして、欧米における行政の情報化に向けての対応のあり方について、文献を取り寄せ、ホームページ等を用いることなどにより、最新の動向を調査した。研究代表者と分担者の間で、行政の情報化が行政法理論に及ぼす理論的・実務的影響について繰り返し議論をし、理論構築に向けての準備作業を行った。また、研究協力者等との間で必要な情報交換を行った。行政情報化の諸動向のうち、公的個人認証システム、文書の真正性に関する研究を中心に行い、研究代表者、共同研究者とも、行政機関が設ける公的な研究会に参加したり、学術的な研究の場に参加した。研究代表者は、韓国に調査旅行を行い、韓国大法院、行政自治部、防災行政局、港南区役所等を訪問調査し、我が国と対比すると情報化が急速に進んでいる理由を、技術的・制度的背景を含めて仔細に面談調査した。研究代表者は、電子自治体の現状についてと、韓国の行政情報化の現状について論文をまとめ、それを行政の実務家が読む雑誌に掲載し、実務家の啓発に努めた。共同研究者は、電子証明付き文書の証拠性、長期保存の可能性について、ドイツの事例を参考にしつつ研究を深め、それについて外部の研究者とも論議し、学術雑誌に掲載し、この分野の理論的レベルを高めた。研究代表者は、総務省が開催している「公的個人認証サービスの利活用のあり方に関する検討会」に座長代理として参加した。これは従来、技術者と実務家のみで検討がなされ、法的な観点からは理論的な混乱が見られ、それが公的個人認証サービス普及の妨げとなっていた一因であることから、理論的なバックアップをうことを要請されたものである。

行政の情報化が、行政と市民との関係の変容をもたらし、行政と市民がネットワークを介してコミュニケーションするあり方と個人情報保護ならびに安全性確保の観点が重要になることを認識し、共同研究を継続しつつある。行政の情報化と法的諸課題について,引き続き研究した結果,いわゆる「情報セキュリティ」として技術的な面から検討されている課題が,法的なそれと表裏の関係にあるにも拘わらず,その関連づけが十分になされていないことが明らかになった。従来の法学での研究は,セキュリティと民事責任,あるいは保険の法理については論じられており,またフォンジックとして鑑識や刑事訴訟との関連も検討されはじめているが,公法理論においては殆ど検討されていない。セキュリティの三要素である「守秘」「真正性」「可用性」のうち,第一の守秘は法的整理と結びつくとしても,真正性を「(電子)公証」「証憑」と結びつけ,可用性を電子政府や電子自治体の実効的な展開と結びつける必要性があることが明らかになった。今後,これらの法理を技術的要請と連動させつつ展開していくことが,行政情報システムを制度として社会に組み込む上で必要不可欠であろう。また,電子政府化や,電子的行政手続の実現に伴って,それを支える基盤的法制度の整備が必要となるが,とりわけ,電子署名およびタイムスタンプの技術を長期的な検証可能性を保って利活用していく法制度としくみの実現が重要であることが,ドイツの動向との比較研究により,明らかとなった。とりわけ,タイムスタンプに関する規定を持たず,長期的な検証可能性に対する対応が必ずしも十分でない,わが国の電子署名関連法制について,法改正や行政指導等による対応の必要性をあきらかにすることができた。
コンパクトサポートをもつ渦の動力学と幾何学的構造診断の数値解析的研究

簡単な境界条件の下での3次元ナビエストークス方程式に従う渦度の振舞は、引き伸ばしの結果、空間的に線状に極在した構造をとることが知られている。その際、重要なのはビオサバール則によって渦伸長項に課される非線形性の拘束である。このため、渦度は変形テンソルの(最大ではなく)中間の固有値に対する固有ベクトルの方向に束縛される幾何学的傾向がある。そこで、本研究では、渦伸長過程を特徴づけるために、渦度と同形の線形方程式に従うパッシブベクターを考え、その伸長過程を渦度伸長とを直接数値計算によって詳細に比較した。まず、渦度とパッシブベクターの初期値においてフーリエスペクトルを等しくとり、個々の振幅や位相が異なるようにとった。行われた数値計算の全てにおいてエンストロフィーよりもパッシブベクターの2乗ノルムの方がより激しく増加することが判明した。この違いを説明するため、まず、両ベクトルの変形テンソルに関するアラインメントの統計性質を吟味した。その結果、パッシブベクターの伸長に関しては、渦度の場合より最大固有値に対応する固有ベクトルへのアラインメントがより大きく寄与していることが判明した。また非粘性流に対しても、同様の数値計算を行い、渦度の増加はパッシブベクターよりも制限されたものになっていることを示した。この場合、ラグランジュ的性質が重要となるので、物理空間の座標とラグランジュ座標の間のヤコビアン行列も同時に数値的に評価を行った。このヤコビアン行列を用いて新たなアラインメントの問題を導入し、数値データの解釈を行った。滑らかな初期条件から発展する一様等方性衰乱流では、最初の段階で渦層が形成された後に渦管へと遷移することが知られている。こうして出現する渦度の大きな領域は極度に局在した構造をもつ。それらの解析をするため、次のような線形問題との対比による対照実験を行った。渦線(渦度場の積分曲線)は粘性項も外力項もゼロなら物質的である事に着目し、渦度と物質線要素(パッシブベクター)の時間発展を比較した。もし、両者の初期条件が全く同じであるなら、その後の発展もまったく同じである。そこで、エネルギースペクトルは同じだが、フーリエ係数の位相を乱数で壊したものを初期条件にとり、渦度方程式と物質線要素の方程式を連立して数値的に解いた。その結果、以下のことが分かった。・パッシブベクターのノルムの方が渦度のノルム(エンストロフィー)よりずっと急激に大きくなる。また、この傾向はレイノズル数をあげればますます顕著になることもわかった。・この違いは、ストレインテンソルSの主軸系に対する渦度(ないしパッシブベクター)の幾何学配置の違いによる。Sの固有ベクトルとこれらのベクターとの角度の統計を吟味したところ、これらのベクターが、2番目の絶対値の小さい固有値に対応する固有ベクトルと並ぶことにこの違いの原因があることがわかった。・エンストロフィーと動粘性率との積(エネルギー散逸率)は、高レイノルズ数極限で粘性率に依存しないことが重要であるが、パッシブベクターについての類似の量はむしろレイノルズ数とともに大きくなることがわかった。このことは、'非線形性の強さ'よりむしろその逓減が乱流の基本性質を決めていることを意味している。
統合失調症とアスペルガー障害の社会認知障害の神経基盤の解明と臨床的検査法の検討

統合失調症とアスペルガー障害の社会認知の相同性について基礎にある認知処理過程を比較検討したところ、統合失調症は大細胞系視知覚の低下があり、それが高次の社会認知機能の律速因子であるが、アスペルガー障害はそれとは異なる疾患特異的な社会認知の障害を持つことが示唆された。統合失調症は妄想・幻覚が表れ、社会的コミュニケーションの障害を持つ代表的な精神疾患である。他方で、アスペルガー障害は自閉症スペクトラム(自閉症と連続性を有する)の1つに位置づけられ、言語発達や認知発達の遅れはないが、社会性の発達や対人コミュニケーションの障害と限局された興味・関心を特徴とする障害である。近年、統合失調症とアスペルガー障害が示す社会的コミュニケーションの障害の背景にある認知処理過程およびその神経基盤について高い関心が寄せられている。本研究は、統合失調症とアスペルガー症候群における社会認知障害の共通性、差異性を明らかにすることである。臨床的に顕在化している社会認知障害がそれぞれの疾患でどの処理レベルの障害によってその後の処理の律速因子になっているのかを明らかにする。平成20年度は主に社会認知機能やその基礎にある運動視などの視知覚の機能を評価する行動課題とそれぞれ統合失調症型人格傾向、自閉症傾向を評価する質問紙を用いて、健常大学生でのデータを収集し分析した。運動視機能を評価する課題として、coherent motion課題、社会知覚機能を評価する課題としてbiological motion課題、より高次の社会認知機能を評価する課題として表情弁別課題を行った。その結果、運動視能力が低下する被験者では社会知覚能力が低下しており、そうした被験者は自閉症傾向が高いことが見いだされた。健常大学生ではなく、統合失調症、アスペルガー障害と診断された患者群での検討は十分な例数が集まっておらず検討を続けているところである。統合失調症とアスペルガー症候群、学習障害(読み書き困難)の社会認知障害の異同について、検討するために、運動視知覚と社会知覚を行動的方法で検討した。(1)運動視検出課題(coherent motion検出課題)を用いて評価した運動視能能力について、健常者群、統合失調症患者群、アスペルガー障害群に加えて読み書き困難者でも検討した。アスペルガー障害患者群は協力が得られた参加者が結果的に少なく、統計的検討は行わなかった。統計検定を行った統合失調症患者群、読み書き困難群で有意に低下する傾向が見られた。このことから、統合失調症患者では運動視能力が低く、背景に大細胞系視覚の脆弱性が存在することが示唆された。Biological motion検出課題を用いた社会知覚能力について、健常者、統合失調症患者、アスペルガー障害群に加え、読み書き困難者でも検討行った。読み書き困難、アスペルガー障害群は例数が少なく統計的検討は行わなかった。検定を行った健常者群と統合失調症患者での比較では、統合失調症患者群で有意に社会知覚弁別閾値が低下していた。読み書き困難、アスペルガー障害群は健常者群とあまり変わらない傾向が見られた。なお、運動視課題による運動視閾値と社会知覚課題における社会知覚弁別閾値の相関を検討したところ相関が見られた。社会知覚は運動視よりも高次の認知処理過程であるので、運動視に反映される大細胞系視知覚は社会知覚の律速因子(制御因子)であると考えることができる。統合失調症ではアスペルガー障害と異なって、大細胞系視知覚の低下が社会認知障害に強く寄与していることが示唆される。
オレフィンの精密重合を指向した高性能チタン錯体触媒の設計・合成

本課題はオレフィン系ポリマーの精密合成を可能とする高性能チタン錯体触媒の設計・創製で、今迄の成果から知見の豊富な非架橋のハーフメタロセン型チタン錯体触媒に注目し、触媒活性への配位子や配位子上の置換基効果を詳細に検討することで、より高性能触媒の創製を目的としている。平成20年度の成果は以下の通りである。アリロキソやケチミド配位子に代わる有望なアニオン性支持配位子として、モノアニオン性のピロリド配位子やピラゾリル配位子に注目して課題に取り組んだ。各種錯体は、今迄のアリロキソ配位錯体やアミド配位錯体と同様、各種Li塩との反応などにより合成し、NMRや元素分析により同定した。一部の錯体はX線構造解析に成功した。各種錯体を用い、メチルアルミノキサン助触媒の存在下でエチレン重合を検討すると、いずれの錯体も高い触媒活性を示し、その活性は使用するアニオン性配位子上の置換基の影響を強く受けた。なお、ピロリド配位チタンジクロリド錯体による重合で得られたポリマーの分子分布は2峰性で、その割合は使用するA1量の影響を強く受けた。このジメチル錯体とホウ素系助触媒とのエチレン重合で得られるポリマーの分子量分布は単峰性となる(かつ触媒活性は向上する)ことから、使用するA1化合物により配位子の一部が解離(触媒が一部失活)していることが示唆された。ピラゾリル配位錯体触媒は、ピロリド配位錯体より高活性を示し、分子量の揃ったポリマーを与えることから、キレート配位による触媒活性種の安定化効果が示唆された。Organometallics誌に掲載されたピロリド配位錯体の論文は、同誌のMost Read Journal(2009年度1-3月度)として紹介された。本課題は、オレフィン系ポリマーの精密合成を可能とする高性能チタン錯体触媒の設計・創製で、特に今までの成果から知見の豊富な非架橋のハーフメタロセン型チタン錯体触媒、Cp'Ti(L)X_2(Cp':cyclopentadienyl;L:anionic donor ligand)、に注目し、触媒活性への配位子や配位子上の置換基効果を詳細に検討することで、より高性能触媒の創製を目的としている。平成19年度の成果は以下の通りである。アリロキソやケチミド配位子に代わる有望なアニオン性支持配位子(L)として、ピロリド配位子に注目して課題に取り組んだ。合成条件を詳細に検討した結果、トルエン溶媒中、Cp*TiCl_3(Cp*=C_5Me_5)とやや過剰量のLi塩(lithium pyrrolide)との反応により、比較的高収率で目的とするチタン錯体を合成・同定できる手法を確立した。得られた錯体の同定やX線構造解析にも構造決定にも成功している。また、Cp*Ti(Cl)Me_2錯体を用いることで、対応するジメチル錯体の合成・同定にも成功している。また、同錯体がメチルアルミノキサン助触媒の存在下で、エチレン重合に高い触媒活性を示すこと、活性への顕著な(配位子上の)置換基効果が見られることを明らかにした。また、関連のCp配位チタン錯体を合成すると、使用するピロリド配位子によりX線構造解析で得られる構造での配位形式が異なることが明らかになった。現在詳細を検討中である。同錯体もエチレン重合やスチレンの立体特異性重合に触媒活性を示すことが明らかになった・以上の結果を学術論文としてまとめており、また平成20年度に国内外の学会での発表を予定している。
充填層高温反応プロセスにおけるダイオキシン類生成・分解メカニズム

平成11年度は、ダイオキシン類の主たる前駆物質とされるクロロベンゼンやクロロフェノールの供給濃度を制御可能なガス供給系を備えるガス流通型充填層反応装置を作製し、充填層内における前駆物質からのダイオキシン類生成実験を行った。得られた結果の中では、温度が300°C付近、および酸素濃度約2mol%でダイオキシン類生成量がピークを示すこと、塩化水素の添加によって高塩素化ダイオキシン類の生成割合が顕著に増加することなどの興味ある結果が得られた。上記知見に基づき、平成12年度は、ダイオキシン類に汚染された土壌の浄化処理への炭材燃焼充填層プロセスの適用実験を行い、その有効性を検証した。実濃度として13,100pg/g、毒性等価濃度として330pg-TEQ/gのダイオキシン類を含有する実土壌試料を使用し、種々の条件(コークス配合量、石灰石添加量、水分量)において実験を行った。本実験においては、いずれの処理条件においても、実濃度および毒性除去率は98.9%以上の高い値が得られ、本方法により安定して高いダイオキシン類除去効率が得られた。また、石灰石添加、予備乾燥、事前造粒など、処理方法を工夫することにより、処理後の試料中のダイオキシン類毒性等価濃度を0.1pg-TEQ/g以下という極めて低レベルにすることも可能であることを確認した。さらに、燃焼中の充填層におけるダイオキシン類および関連化合物の移動現象を詳細に観察するため、燃焼中断実験による試料採取および分析を行い、ダイオキシン類の除去機構についてマクロ的に明らかにした。充填層反応を利用する各種高温プロセス内におけるダイオキシン類の生成・分解挙動を定量的に把握するため、以下の項目について検討した。1.実験装置の作製:ガス流通型充填層反応装置を作製した。本装置はダイオキシン類の主たる前駆物質と考えられるクロロベンゼンやクロロフェノールの供給濃度を定量的に制御できるガス供給系を備えており、100°Cから800°Cの温度範囲での実験が可能である。2.充填層内における前駆物質からのダイオキシン類生成実験:ダイオキシン類の前駆物質としてモノクロロベンゼンを供給し、比表面積の異なる酸化鉄、アルミナ、シリカ等の粒子充填層内におけるダイオキシン類の生成量を測定した。温度、流通ガス中酸素濃度、塩化水素濃度、保持時間などを種々変化させることによるダイオキシン類生成量への影響を検討した。得られた結果の中では、温度が300°C付近、および酸素濃度約2mol%でダイオキシン類生成量かピークを示すこと、塩化水素の添加によって高塩素化ダイオキシン類の生成割合が顕著に増加することなど、興味ある結果が得られた。次年度は、ダイオキシン類の生成・分解反応について、より応用(実用的な)情報を得ることを目的として、反応の中断および中断試料の分析を容易に行なうことが可能な実験装置に改良し、燃焼充填層における実験を行なう予定である。平成11年度に得られた燃焼充填層内のダイオキシン類の生成・分解挙動に関する基礎的知見に基づき、ダイオキシン類に汚染された土壌の浄化処理への炭材燃焼充填層プロセスの適用実験を行い、その有効性を検証した。概要は以下の通りである。実験装置は、ステンレス製円筒型反応器(内径100mm、高さ300mm)を用いるものであり、1次元非定常型のプロセスとなる。しかし、実用化時はこれを2次元定常型の連続プロセスへ拡張可能である。

また、石灰石添加、予備乾燥、事前造粒など、処理方法を工夫することにより、処理後の試料中のダイオキシン類毒性等価濃度を0.1pg-TEQ/g以下という極めて低レベルにすることも可能であることを確認した。さらに、燃焼中の充填層におけるダイオキシン類および関連化合物の移動現象を詳細に観察するため、燃焼中断実験による試料採取および分析を行い、ダイオキシン類の除去機構についてマクロ的に明らかにした。
鎮痛個人差及び依存脆弱性における脳領域別POMC遺伝子発現変化の役割

先行研究において見出した鎮痛個人差や依存脆弱性と関連するプロオピオメラノコルチン(POMC)遺伝子多型は、近傍の遺伝子多型と連鎖不平衡領域を形成しないことが明らかとなり、直接の原因遺伝子多型であると考えられる。この目的遺伝子多型を含むPOMC遺伝子の5'flanking領域を用いて発現解析用ベクターを構築した。また、AIEに有効な翻訳領域上の遺伝子多型をexon 3に2箇所同定した。POMC遺伝子発現に与える目的遺伝子多型の影響について解析を進めており、鎮痛個人差や依存脆弱性の分子機構の解明が期待できる。内因性オピオイドベプチドであるプレオピオメラノコルチン(POMC)遺伝子が、鎮痛薬感受性個人差やアルコール依存脆弱性に関与していることを先行研究により見出したため、本研究計画においてPOMC遺貴子多型が遺伝子発現に与える影響についての解析を行った。POMC遺伝子の5'flanking領域に位置する目的遺伝子多型が、POMC遺伝子の発現若しくは機能に影響を及ぼす原因である遺伝子多型か明らかにするため、ヒト遺伝子検体において転写開始点から約3.5 kb上流領域の全塩基配列を決定し、周辺遺伝子多型の同定及びこの遺伝子多型を含む連鎖不平衡領域を決定した。この遺伝子多型を含む連鎖不平衡領域の5'末端は転写開始点から約2 kb上流であることを同定できたが、3'末端は転写開始点より下流に存在することが明らかとなったため、現在exon 1及びintron 1の遺伝子多型を同定している。翻訳開始点がexon 2にあることから、この連鎖不平衡領域はPOMC遺伝子の発現に影響を与えると予想される。そのため、3'末端を同定した後にこの連鎖不平衡領域をクローニングし、レポーターassyにより発現制御解析を行う予定である。また、AEI解析に用いる、POMC遺伝子の翻訳領域に位置する遺伝子多型14箇所の中でminor allele頻度が高い遺伝子多型は、exon 3に位置する遺伝子多型であることを明らかにしている。現在、海外のbrain bankに遺伝子検体の供与を依頼しており、検体が届き次第目的遺伝子多型及びAIE解析に利用するexon 3の遺伝子多型の遺伝型を決定し、AIE解析を進める予定である。本研究により、in vivo及びin vitroの両面からPOMC遺伝子多型の遺伝子発現制御機構を明らかに出来ると考えられる。内因性オピオイドペプチドであるプロオピオメラノコルチン(POMC)遺伝子が、鎮痛薬感受性個人差やアルコール依存脆弱性に関与していることを先行研究により見出したため、本研究計画においてヒトPOMC遺伝子多型が遺伝子発現に与える影響についての解析を行った。ヒトPOMC遺伝子の5^'flanking領域に位置する目的遺伝子多型が、POMC遺伝子の発現または機能に影響を及ぼす原因であるかを明らかにするため、exon 1-3まで約8kbの全塩基配列を決定し、この領域の全遺伝子多型(MAF>0.01)の同定及び目的遺伝子多型を含む連鎖不平衡領域の決定を行なった。Intron 2及び3において、dbSNP databaseに登録されていない遺伝子多型を複数同定した。連鎖不平衡解析の結果、目的遺伝子多型を含む連鎖不平衡領域は形成されておちず、この遺伝子多型自身が鎮痛薬感受性などに直接関与していると考えられた。そこで、この遺伝子多型を含む翻訳開始点から3kbの領域をクローニングし、発現調節解析用ベクターを作製した。また、AIEに用いる翻訳領域に位置する遺伝子多型はexon 1及び2には存在せず、exon 3に2箇所見出した。この2箇所の遺伝子多型は、目的遺伝子多型から約9kb下流とかなり離れた位置にあるが、MAFがそれぞれ0.344及び0.354と高いため、AIE用として有用であると考えられる。今後は、構築したべクター及び翻訳領域に見出した遺伝子多型を用いて目的遺伝子多型のPOMC遺伝子発現に対する影響を解析する予定である。本研究により、in vivo及びin vitroの両面から、POMC遺伝子多型の遺伝子発現調節機構を明らかに出来ると考えられる。
膵ランゲルハンス氏島の微小循環に関する研究

1膵ランゲルハンス氏島(ラ氏島)血流量測定の開発本研究ではラ氏島の微小循環の評価法として、ラ氏島血流量を測定した。ラ氏島は膵臓内に散在する小器官であるため、ラ氏島血流量の測定にはカラーマイクロスフェア法を用いた。従来は1色のカラーマイクロスフェアしか用いられていなかったが、本研究では色の異なるマイクロスフェアを用いることにより複数回の測定が可能になった。2肥満2型糖尿病モデルにおけるラ氏島血流量の検討上記の方法を用いて、肥満2型糖尿病モデルであるOLETFラットのラ氏島血流量を測定した。このモデルのラ氏島血流量は対照の正常ラットと比較して約2倍に増加しており、しかも、肥満や糖尿病を発症する前より増加していた。このOLETFラットにスクロースを投与し、糖尿病を悪化させると、ラ氏島血流量の増加は少なくなったが、食餌制限により糖尿病の発症を予防すると、ラ氏島血流量はさらに増加した。また、肥満や糖尿病を発症する前の若年OLETFラットに一酸化窒素(NO)合成酵素阻害剤を投与すると、ラ氏島血流量は低下し、対照群と有意差を認めなくなった。OLETFラットのラ氏島過剰灌流状態にNOが関与している可能性が示された。3コレシストキニン(CCK)がラ氏島血流に及ぼす影響CCKは膵外分泌刺激作用とともにインスリン分泌促進作用を有する。本研究ではCCKがラ氏島血流量に及ぼす影響を検討した。その結果、CCKはラ氏島血流量増加作用があり、その作用はCCK-A受容体を介し、NO依存性であることが明らかとなった。また、迷走神経系は関与していないことも示された。4ナテグリニド(NG)がラ氏島血流量に及ぼす影響NGは経口血糖降下薬の一つであり、速効性にインスリン分泌を促進させることが知られているが、その機序は不明である。本研究において、NGはラ氏島血流量を増加させることが示された。一方、トルブタミドにはこのような作用は認められなかった。NGの速効性作用にラ氏島血流増加作用が関与していることが示唆された。5無麻酔下におけるラ氏島血流量の測定の低血糖の影響上記の実験は麻酔下に行われたので、本実験では麻酔の影響を除くため、無麻酔下でラ氏島血流量を測定した。その結果、ラ氏島血流量自体には変化がなかったが、麻酔下では膵臓内の血流分布が変化することが見出された。また、低血糖下では迷走神経を介して、ラ氏島血流量の増加が抑制されていることが示された。膵ランゲルハンス氏島(ラ氏島)は豊富な血流支配を受けており、外分泌組織とは独立して調節されている。

ラ氏島の微小循環はラ氏島細胞の機能や代謝の維持に重要であるばかりではなく、インスリンをはじめとしたラ氏島ホルモンの標的臓器への到達にも重要である。平成11年度はラ氏島微小循環の基本的な指標であるラ氏島血流量に注目して、糖尿病状態におけるラ氏島血流量について研究を行った。ラ氏島血流量はカラーマイクロスフェアを用いたreference sample法で測定した。OLETFラットは加齢に伴い肥満と糖尿病を発症する。OLETFラットのラ氏島血流量は5週齢という若い時期に対照ラットの2倍に増加していた。しかし、肥満が明らかとなった6ヶ月齢ではOLETFラットのラ氏島血流量はグルコース負荷後は対照ラットより増加していたが、基礎状態では有意差がなかった。さらに、スクロース負荷により糖尿病状態を悪化させると、OLETFラットのラ氏島血流量はグルコース負荷後も対照ラットと有意差がなくなった。一方、食餌制限により、肥満や糖尿病の発症を予防すると、OLETFラットのラ氏島血流量は対照ラットより有意に上昇していた。以上の結果より、糖尿病モデル動物では早期よりラ氏島血流量が増加しており、糖尿病の発症により減少することが明らかとなった。ラ氏島血流の増加は糖尿病発症に伴うラ氏島機能の低下に代償的に働く可能性がある。今後は、ラ氏島血流量増加のメカニズムの解明を行うとともに、in vivo microscopyによりラ氏島毛細血管密度の解析を行う予定である。1.従来より膵ランゲルハンス氏(ラ氏島)の血流量は麻酔下動物で測定されてきたが、麻酔による影響やカテーテル挿入などの外科的ストレスがラ氏島血流量に影響を及ぼす可能性が指摘されてきた。今年度は麻酔や手術による影響を除外するため、無麻酔下でラ氏島血流量を測定する実験系を確立した。ラットに麻酔下でカテーテルを挿入し、数日後に無麻酔下でカラーマイクロスフェアを用いて、ラ氏島の血流量を測定した。その結果、ラ氏島血流量自体は麻酔による影響をうけなかったが、全膵血流に占めるラ氏島血流の割合は麻酔下で有意に低値であり、膵臓内の血流分布は麻酔による影響をうけることが明らかとなった。2.上記の実験系を用いて、インスリンによる低血糖がラ氏島血流量に及ぼす影響を検討した。ラ氏島血流量は低血糖によって変化しなかったが、全膵血流に占めるラ氏島血流の割合は低血糖によって有意に低下した。また、ムスカリン受容体拮抗剤であるアトロピンの前投与で、ラ氏島血流量は増加し、低血糖によるラ氏島血流量の増加抑制には迷走神経ムスカリン受容体が関与していることが示された。1ナテグリニドがラ氏島血流量に及ぼす影響最近、種々の作用機序を有する経口血糖降下薬が開発され、臨床応用されている。その中でもアミノ酸誘遺体であるナテグリニドは速効性にインスリン分泌を惹起し、食後血糖を主として低下させる。その急速なインスリン分泌促進作用にはラ氏島血流への作用が関与する可能性が考えられる。私はこの可能性を検討するため、ナテグリニド投与前後でラ氏島血流量を測定した。糖尿病モデル動物として我が国で開発されたOLETFラットを用いた。麻酔下のラットを用いて、我々が開発したtwo-color microsphere法にてラ氏島血流量を測定した。その結果、ナテグリニド投与直後に正常ラットのラ氏島血流量は有意に上昇したが、糖尿病ラットのラ氏島血流量の増加は有意ではなかった。インスリン分泌促進薬がラ氏島血流増加作用を有することを初めて見出した。ナテグリニドの速効性
ラット大脳皮質味覚野における味覚ニューロンの構成する機能円柱

ラットの味覚野では機械受容ニューロンが機能円柱を形成していることはWang and Ogawa (2002)が先に報告したが、本研究では味覚ニューロンの円柱構造を研究することを目的とした。ラットの大脳皮質味覚野は眼窩と岩様骨の間で、嗅状溝の背側部の島皮質前部にあり、電極を皮質表面に垂直に刺入するために。既成のマニピュレータを組み合わせることにより首振り可能な3次元マニピュレータを作成した。ラットの大脳皮質味覚野にいろんな角度で記録電極を刺入したラットの大脳皮質味覚野に種々の角度で記録電極を刺入し、表面近くより50-100μmステップで四基本味+グルタミン酸ソーダの全口腔刺激に反応するマルチユニット神経活動を記録し、パソコン上で自家製ソフトによりユニットを分離して味覚ニューロン活動を同定し、四基本味+グルタミン酸ソーダに対する応答プロフィールおよび口腔内受容野を調べた。味覚ニューロンは多くの場合1-2個が連続的に記録されるに過ぎなかったが、数例で5-6個が連続的に記録できた。四基本味+グルタミン酸ソーダ中最も大きい応答を生じる刺激をベスト刺激とすると、ベスト刺激は殆ど1個毎変化したが、偶に最大で45個連続して同じベスト刺激を共有するニューロンが見い出され受容野の位置が変化することがあった。それに反しベスト刺激が変化するにも関わらず同じ箇所に受容野は連続して見い出されることもあった。特に、複数の味刺激に同じように大きい応答を生じるニューロンが連続して記録される場合に口腔全体に受容野を持つ例があった。同じ円柱内ではベスト刺激や受容野を共有すると仮定すると、受容野を共有する円柱サイズは約20ミクロン、ベスト刺激のみを共通とする円柱は約30ミクロンと推定された。これは機械受容性受容野をもつ持たないに関わらず、この所見は当てはまった。円柱のサイズを確認するために、最初の電極刺入点近くで、やや角度を変えて第二の電極を刺入して、味覚ニューロンを調べた。円柱サイズが小さいためか、サイズを調べる有効な手段とはならなかった。本研究の1部は2004年7月の国際嗅覚味覚シンポジウム(京都)で発表したラットの味覚野では機械受容ニューロンが機能円柱を形成していることはWang and Ogawa (2002)が先に報告したが、本研究では味覚ニューロンの円柱構造を研究することを目的とした。本研究の1部は2004年7月の国際嗅覚味覚シンポジウム(京都)で発表したラットの大脳皮質味覚野は眼窩と岩様骨の間で、嗅状溝の背側部の島皮質前部にあり、電極を皮質表面に垂直に刺入するためにはマニピュレータの改良が必要であった。既成のマニピュレータを組み合わせることにより首振り可能な3次元マニピュレータを作成し、ラットの大脳皮質味覚野にいろんな角度で記録電極を刺入した。表面近くより50-100ミクロンステップで四基本味+グルタミン酸ソーダの全口腔刺激に反応するマルチユニット神経活動を記録し、パソコン上で自家製ソフトによりユニットを分離して味覚ニューロン活動を同定した。四基本味+グルタミン酸ソーダに対する応答プロフィールおよび口腔内受容野を調べた。四基本味+グルタミン酸ソーダ中最も大きい応答をベスト刺激とするとベスト刺激は最大で連続する2個で同じであった。同じ円柱内では味覚ニューロンはベスト刺激を共有すると仮定すると、円柱のサイズは約30ミクロンと推定された。

味覚の受容野が同じかどうかを全ての実験で調べることはできなかったが、全身で無鈎ピンセットによる機械的侵害刺激に対する受容野を調べることができた。Wang and Ogawa(2002)は、味覚ニューロンは全て機械受容野を持ち、機械受容器ニューロンの機能円柱内に見つかったと報告したが、機械受容野をもたない味覚ニューロンも見い出した。則ち、味覚ニューロンは機械受容器ニューロンの機能円柱以外にも存在することが示唆された。前年度に引き続き、ラットの大脳皮質味覚野に種々の角度で記録電極を刺入し、表面近くより50-100μmステップで四基本味+グルタミン酸ソーダの全口腔刺激に反応するマルチユニット神経活動を記録し、パソコン上で自家製ソフトによりユニットを分離して味覚ニューロン活動を同定し、四基本味+グルタミン酸ソーダに対する応答プロフィールおよび口腔内受容野を調べた。味覚ニューロンは多くの場合1-2個が連続的に記録されるに過ぎなかったが、数例で5-6個が連続的に記録できた。四基本味+グルタミン酸ソーダ中最も大きい応答を生じる刺激をベスト刺激とすると、ベスト刺激は殆ど1個毎変化したが、偶に最大で45個連続して同じベスト刺激を共有するニューロンが見い出され受容野の位置が変化することがあった。それに反しベスト刺激が変化するにも関わらず同じ箇所に受容野は連続して見い出されることがあった。特に、複数の味刺激に同じように大きい応答を生じるニューロンが連続して記録される場合に口腔全体に受容野を持つ例があった。同じ円柱内ではベスト刺激や受容野を共有すると仮定すると、受容野を共有する円柱サイズは約20ミクロン、ベスト刺激のみを共通とする円柱は約30ミクロンと推定された。これは機械受容性受容野をもつ持たないに関わらず、この所見は当てはまった。円柱のサイズを確認するために、最初の電極刺入点近くで、やや角度を変えて第二の電極を刺入して、味覚ニューロンを調べた。円柱サイズが小さいためか、サイズを調べる有効な手段とはならなかった。本研究の1部は2004年7月の国際嗅覚味覚シンポジウム(京都)で発表した。
第二言語としての日本語の否定表現の習得に関する研究

これまでの研究の成果を検証するために補足的な調査を実施した。まず、日本国外で教室指導を受けている学習者(JFL)に対して発話調査を実施した。学習者の母語は、韓国語、中国語、英語で、発話能力は初級から中級であった。調査の結果、JFLの学習者が使用した否定表現は、日本国内で教室指導を受ける(JSL)学習者とほぼ同様の特徴があることが分かり、否定表現の全体的な習得過程は学習環境が国内か国外かという違いや学習者の母語にはあまり影響されないことが考えられた。しかし、JFLの環境では上級レベルまで到達する学習者が比較的少ないこと、また、これまでの研究結果のようにJSLの上級学習者が特徴的に使用する否定表現がJFLの上級学習者にはあまり観察されないことを考慮すると、学習環境は上級レベルの否定表現の産出において影響を与える可能性が残された。また、JSLの学習者に対する縦断的な調査の結果からも、母語は否定表現の習得過程そのものに影響を与えることはないと考えられた。このような結果から、否定表現の習得過程には、母語や学習環境の要因だけではなく、これらとは別のなんらかの認知的な要因が働いている可能性が考えられる。そこで、習得過程において否定辞「ない」「じゃない」「くない」の使用に制約を与えていると考えられる三つのストラテジーに注目し、これらが各習得段階でどのように作用しているのかについて検討した。その結果、ストラテジーの制約が段階的に取り除かれることによって、より複雑な表現が産出され、習得が進むと考えられた。このように、言語習得を認知的な側面から捉え直すことで、否定表現の習得過程に普遍的な説明を加えることができた。まず、国内で教室指導を受ける韓国語話者に対して横断的な発話調査を実施し、昨年度実施した同様の条件の中国語話者の横断的な発話調査の結果との比較を試みた。その結果、母語は否定表現の習得段階そのものに影響を与えることはない可能性が示唆された。また、約1年半に渡って実施された縦断的な発話調査の結果をまとめた。この調査は、否定を表明する表現の特徴を記述し、その使用の推移を詳細に明らかにすること、及び母語による相違点を明らかにすることを目的に、国内で教室指導を受ける中国語話者(初級中級)、韓国語話者(初級上級)、タイ語話者(初級中級)に対して、半年ごとに3回実施された。その結果、最も初期には、否定辞を使用しないで否定を表明する傾向がみられ、否定辞は、「ません」「ない」>「ないです」「じゃない」「くない」>「じゃないです」「くないです」>「ではない」の順で出現する可能性が認められた。また、学習者の母語は、否定辞の出現の順序と特徴には影響せずに、誤用の種類に影響を与える可能性が示唆された。次に、中国語、韓国語話者に現れた「なかった」「ていない」の誤用に関して、これらが否定表現のみならず、肯定表現「た」「ている」にも同様に現れるのかを明らかにするために、両母語話者の発話資料を再分析した。その結果、母語にかかわらず、肯定表現より否定表現のほうが過去のテンス、及びアスペクト表現の不使用率が高いことが分かり、否定表現に、より特徴的に現れる誤用である可能性が認められ、否定表現の習得要因を探る上で重要な結果を得た。ただし、この現象は、上級レベルでは韓国語話者よりも中国語話者に特徴的で、ある誤用が比較的長期間残るという意味での母語の影響が考えられた。日本国外で教室指導を受けている学習者、及び自然習得者に対しては現在引き続き調査を実施中である。まず、日本国外で教室指導を受けて(JFL)、初来日した直後の韓国語話者に対して横断的な発話調査を実施した。発話能力によりレベル分けした初級、中級、上級学習者が使用した否定表現をレベルごとに記述した結果、次のことが分かった。初級では、否定表現の種類が少なく、動詞の否定形である「ません」が主に出現した。また、イ形容詞の否定形では誤用が観察された。中級に至ると「なくて」「ないで」「なければ」「なかった」等、否定辞「ない」自体が活用し、否定表現の種類も増えた。上級でも中級と同様の特徴がみられた。次に、これらの結果と日本国内で教室指導を受ける(JSL)韓国語話者の結果と比較したところ、初級、中級レベルでは同様の特徴が観察され、全体的な習得過程には大きな相違がないことが分かった。しかし、特にJSLの上級レベルで特徴的に観察された否定疑問文「んじゃないか」、「じゃないか」が、JFLの学習者では上級レベルに至ってもあまり観察されなかったこと、JSLの学習者では上級レベルに至ると「というわけじゃない」等、文を否定する表現や二重否定等、多様な表現が多く観察されたが、JFLの上級学習者ではこのような複雑な表現はあまり出現しなかったこと等、相異点もみられた。以上から、否定表現の習得に学習環境の影響を全く排除することはできないといえ、特に上級レベルにおいてその可能性があることが示唆された。しかし、今回の調査ではJFLで上級レベルに至った学習者が少なかったため、今後さらに調査を進める必要がある。

調査の結果、JFLの学習者が使用した否定表現は、日本国内で教室指導を受ける(JSL)学習者とほぼ同様の特徴があることが分かり、否定表現の全体的な習得過程は学習環境が国内か国外かという違いや学習者の母語にはあまり影響されないことが考えられた。しかし、JFLの環境では上級レベルまで到達する学習者が比較的少ないこと、また、これまでの研究結果のようにJSLの上級学習者が特徴的に使用する否定表現がJFLの上級学習者にはあまり観察されないことを考慮すると、学習環境は上級レベルの否定表現の産出において影響を与える可能性が残された。また、JSLの学習者に対する縦断的な調査の結果からも、母語は否定表現の習得過程そのものに影響を与えることはないと考えられた。このような結果から、否定表現の習得過程には、母語や学習環境の要因だけではなく、これらとは別のなんらかの認知的な要因が働いている可能性が考えられる。そこで、習得過程において否定辞「ない」「じゃない」「くない」の使用に制約を与えていると考えられる三つのストラテジーに注目し、これらが各習得段階でどのように作用しているのかについて検討した。その結果、ストラテジーの制約が段階的に取り除かれることによって、より複雑な表現が産出され、習得が進むと考えられた。このように、言語習得を認知的な側面から捉え直すことで、否定表現の習得過程に普遍的な説明を加えることができた。
構成材料の特性を考慮したコンクリートの温度・自己・乾燥収縮によるひび割れ制御

コンクリートは、様々な原因により収縮を生じ、それにより、ひび割れを発生することが少なくない。主な収縮は温度収縮、自己収縮、乾燥収縮であるが、使用材料、配合、部材寸法により、各収縮の比率が異なる。本研究では、コンクリートの各収縮成分の比率を実験により明らかにする。そして、使用材料(セメント、骨材)、構造物の条件(形状、寸法)、温度条件に応じた有効なひび割れ制御計画を立案するための資料を提供する。
動機付けおよび強化学習に関与する分子・神経基盤の解明

覚醒は意志力、モチベーションを構成する重要な要素の一つである。今年度は大脳辺縁系と覚醒系やモノアミン系の相互作用について検討を進めた。とくに覚醒系において重要な役割を果たしているオレキシン産生ニューロンとヒスタミンニューロンについて、改変型狂犬病ウイルスをもちいた経シナプス性逆行性トレーシングにより、上流ニューロンをマウスにおいて網羅的に明らかにした。その結果、両者は似た入力系によって並列に制御されていることが示された。また両者は視床下部のGABA作動性ニューロンにより抑制性に制御されており、またそれらのGABA作動性ニューロンはノルアドレナリンおよびセロトニンニューロンにより抑制性制御されていることも明らかにした。さらにオレキシンニューロン特異的に5HT1A受容体を欠損するマウスを作成し、セロトニンによるオレキシンニューロンの制御がレム睡眠制御に重要な働きをしていることが明らかになった。特にストレス下におけるレム睡眠の変化において、背側縫線核のセロトニンニューロンがオレキシンニューロンを抑制する系が重要な役割を果たしていることが明らかになった。これらの研究により、視床下部、脳幹、大脳辺縁系を含む覚醒制御系の一部が明らかになり、睡眠覚醒制御系を構成する神経回路の一部を明確にすることができた。さらに、モチベーションや実行に関わる報酬系や前頭前野との関連を明らかにすべく研究を遂行している。意志力の要素として「覚醒」あるいは、覚醒を維持する機能は非常に重要である。本計画では、動機付け行動や、情動に伴う覚醒の制御系を明らかにすることを目的としており、覚醒に関わる神経系のコネクトーム解析を行い、その神経系の機能を明らかにすることを目指している。今年度は、覚醒に関わる視床下部ニューロン(オレキシンニューロンとヒスタミンニューロン)に直接シナプスをつくるニューロン群をすべて明らかにし、一部は光操作を行って機能を解析した。オレキシン産生ニューロンとヒスタミンニューロンは似た入力系によって並列に制御されていることが示された。これらの研究により、視床下部、脳幹、大脳辺縁系を含む覚醒制御系の一部が明らかになった。以上のようにおおむね順調に進展している。引き続き、覚醒制御に関わる神経回路、特に前年度明らかにしたオレキシンニューロンへの入力系のさらに上流を網羅的に明らかにし、報酬探索行動や、内発的動機付け行動(輪回し行動など)がどのように覚醒制御系を動員していくか、各種ウィルストレーサーをもちいた組織学的手法と、光遺伝学・薬理遺伝学を組み合わせて明らかにしていく。モチベーションは、黒質-線条体系を中心とした報酬系のみではなく、モノアミンなどが関わる気分や覚醒が大きく関与している。オレキシンは、これらを統合的に制御すると考えられる神経ペプチドであり、オレキシン作動性ニューロンはモチベーションの必要な行動をとるときや、強い情動をともなうキューによって興奮することが明らかになっており、覚醒や意識、報酬系、自律神経系・内分泌系を制御する。本課題では、オレキシンニューロンの入出力系の役割を解明し、そのなかで視床下部のオレキシン産生ニューロンを中心とした覚醒制御システムが、報酬系の機能にも関わり、また情動記憶の強化を介して行動をどのように変容させうるかを明らかにする。さらに行動制御の神経回路を理解するために、大脳辺縁系がどのようにして覚醒系を制御しているかを解明する。またオレキシンニューロン自体の光刺激が報酬系にどのように影響を及ぼしているか、光刺激実験と場所嗜好性試験を組み合わせて明らかにする。さらに、社会環境・環境ストレスがどのような経路でモチベーションにかかわる神経回路に変化をあたえ、適応行動や動機付け行動を制御するのかを明らかし、依存症、新型うつなどモチベーションに起因する問題や、うつ病の前駆状態といえる適応障害の病態に対処また理解するための核となる知見を得ることを目的とする。また、体内時計の分子機構解明を介して、概日リズムの正常化がモチベーション機能にあたえる影響を解明することも目指す今年度は、1大脳辺縁系や報酬系を賦活した結果、どのような神経経路を介してオレキシン系を中心とした覚醒システムを賦活するかを明らかを解明するため、ウィルスベクターをもちいたトレーシングを行い、大脳辺縁系および報酬系とオレキシンニューロンの関係を明らかにした。2オレキシン産生ニューロンやモノアミンニューロンがどのような経路で報酬系に影響を与え、また情動記憶の固定に働くかを構造的に明らかにした。これらは、ほぼ計画通りの進行状況にある。オレキシンニューロンの光刺激による場所嗜好性の変化に関しては、現在進行中であり、数ヶ月以内にデータが出ることが見込まれる。今年度は大脳辺縁系と覚醒系の相互作用について検討した。光遺伝学を用いて分界条床核に存在するGABA作動性ニューロンを特異的に興奮させたところ、ノンレム睡眠から2秒ほどの潜時をもって直ちに覚醒に移行することが明らかになった。しかし、レム睡眠時に同様の刺激を与えても何も効果がみられなかった。