hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
相関を持つデータベースに対する差分プライバシーに関する研究

プライバシー保護データマイニングのひとつである差分プライバシーは有望な方法であるが、データベースのレコード間に相関がある場合の分析があまり進んでいなかった。本研究では、相関がある場合に従来の差分プライバシーを適用した場合、データ入手を狙う攻撃者が相関に関する背景知識を少なく持っているほうが、流出する情報が大きいという直感に反する状況を明らかにし、この状況を改善するために背景知識も考慮したベイズ型差分プライバシーの数理モデルを確立した。この数理モデルにおいて情報漏洩の確率を与えられた閾値以下にする加算すべきラプラス雑音のパラメタを求める近似的アルゴリズムを示した。ビッグデータの重要性が認識されるにつれて、その重要な部分でありかつビジネスでも役立つパーソナルデータの利活用に注目が集まってきている。たとえば、病院における感染症に関するデータ、公共交通における種々の事故情報、企業における販売、流通に関する情報などである。これらの生データは個人情報保護、機関毎の機密性、守秘性の観点から公開できない。しかし、複数機関がこれらのデータを部分的にせよ機関を跨って参照できれば、公共安全、企業ないし業界の発展に資する例は枚挙にいとまがない。たとえば、複数の病院のインフルエンザ患者の来院数の時間的変化が小さな時間遅れで参照できれば、流行の予兆検知、ワクチン量の適正な配分などが可能になるであろう。上記の目的を実現する技術として2000年代に入ってプライバシー保護データマイニング(PPDM)の研究が盛んになってきた。PPDMのひとつである差分プライバシー技術はデータベースへの検索質問に対する結果にその都度異なる雑音を加算する。データベースを改変する手間が不要で、バイアスもなく有望な方法である。ただし、差分プライバシーにおいてはデータベースのレコード間に相関がある場合の分析があまり進んでいなかった。さらに雑音加算などの方法が誘発する問題についても検討し、パーソナルデータを利活用する際の問題点を明らかにした。プライバシー保護データマイニングはビッグデータの処理と活用において必須の技術要素である。このような状況を鑑み、申請者は人工知能学会第26回全国大会においてオーガナイズドセッション「プライバシー保護データマイニング」を提案し採択された。このセッションは2012年6月13日に山口教育会館にて開催され、11件の発表が行われた。申請者のグループでは1件の発表を行った。これは、ネットワークにおける加入者同士の通信記録のようなデータを、自分以外のネットワーク参加者に知られることなく、類似した加入者のクラスタを発見するという内容であり、課題に記した相関のあるデータの良い例になっている。研究目標に掲げた相関のあるデータについての差分プライバシーについては、以下のような成果を得た。データベースのレコード間に相関がある場合、例えば、医療データにおけるインフルエンザ患者数と居住地域のレコードは、差分プライバシーにおけるプライバシー情報漏洩リスクの増加分が、レコード間に相関がないデータベースの場合に比べて小さいことを示す数理モデルを考案した。ただし、このリスクの大きさの計算量は非常に大きなものになってしまうことも判明した。実用的な観点からすれば、具体的な問題に関して、実際に機能する理論、実応用例の調査が課題である。なお、このような状況の社会的認知を目指して情報法におけるプライバシー保護データマイニングの位置づけや紹介という内容で著書の執筆、刊行を行った。当初予定した相関を持つデータベースへの差分プライバシーに関しては、理論的検討を進め、相関がない場合の差分プライバシーよりも情報漏洩リスクが高まることを理論的に示した。これは、相関がある場合は、差分プライバシーの適用以前に大きな情報が質問者に知られているので、当然の結果といえる。数理的モデル化としては成功したが、計算量の大きさの点に問題があり、難関国際会議ではまだ論文が採択されていない。一方、提案課題の基礎になるプライバシー保護データマイニングに関しては、ネットワーク情報へのプライバシー保護型のEMアルゴリズムの提案と論文発表、情報法におけるプライバシー保護データマイニングの位置づけについての著書(共著)などの成果をあげた。よって、全体としては成果が上がっているといえる。2010年以降、プライバシー保護データマイニングの研究分野では、その社会的影響に関する研究がヨーロッパでは盛んになり、奨学金獲得者の人選は公平に行われたどうかを評価するモデルの研究が進んできている。このアイデアを一歩進めてみたとき、差分プライバシーあるいはより実用に近いk-匿名化においてデータベースへの質問結果、ないしデータベースそのものに加えられる雑音が引き起こす悪影響を考慮すべきだという着想にいたった。悪影響としてはインターネットにおける風評被害や濡れ衣が考えられる。これについては次年度に検討を進める。リサーチ

アソシエイト経費を計上して、雇用した大学院生のリサーチアソシエイトとともに、分野調査、理論の展開、シミュレーション実験を進める。また、プライバシー保護データマイニング関連の学会参加し、調査、論文発表のために国内旅費、外国旅費、および会議参加費を計上する。さらに、英文論文作成にあたっての英文添削費用も支出する予定である。
東アジアにおける白亜紀前期の「陸生哺乳類時代区分」確立のための古生物学的基礎研究

1990年代に、中国東北地区および日本で、白亜紀前期と白亜紀後期最前部の陸成層から相次いで哺乳類化石が発見された。それらの動物群は以下のように整理される:白亜紀前期御船動物群:日本・熊本県御船町.セノマニアン期阜新動物群:中国・遼寧省阜新市.アプティアン-アルビアン期沙海動物群:中国・遼寧省沙海県.バレミアン-アプティアン期義県動物群:中国・遼寧省金州市.ネオコミアン期土城子動物群:中国・遼寧省金州市.ネオコミアン期手取動物群:日本・石川県白峰村.ネオコミアン期日本および中国から産出する白亜紀前期の哺乳動物群を一体としてとらえることによって、これまで未知とされてきた白亜紀前期の哺乳類の進化の実相を解明することが、本研究の目的である。阜新市の発掘現場から、有袋類と真獣類の中間的な形態を有する真獣類が発見されたのをはじめ、これまでアジア地域からは未発見であった多咬頭類の科、真三錐歯類の亜科が新たに発見され、それら哺乳類のグループの進化の道筋および生物地理学的な考察に新たな視点を供する重要な資料が蓄積されつつある。それらの化石資料は、逐次、記載されている。白亜紀後期の哺乳類化石が世界各地から発見されてきたことにより、真獣類の二方向分化傾向--有爪類と食肉有蹄類への分化--は白亜紀後期にすでにはじまっていたことが明白となった。しかるに、白亜紀前期の陸成層の発達が局在しており、白亜紀前期の哺乳類化石はそれほど発見されておらず、哺乳類進化の実相は不明のままであった。それらの動物群は以下のように整理される:白後期御船動物群:日本・熊本県御船町。セノマニアン期前阜新動物群:中国・遼寧省阜新市。アプティアンーアルビアン期亜沙海動物群:中国・遼寧省沙海県。バレミアンーアプティアン期義県動物群:中国・遼寧省金州市。ネオコミアン期紀土城子動物群:中国・遼寧省金州市。ネオコミアン期期手取動物群:日本・石川県白峰村。ネオコミアン前期本年は、遼寧省阜新市近傍に発達する阜新層を対象にして、哺乳類化石の発見につとめた。多咬頭類を中心に30個の顎骨化石の収集に成功した。これら化石の系統的解析を詳細におこなえば、阜新動物群の時代設定がより鮮明になることが期待される。それらの動物群は以下のように整理される:御船動物群:日本・熊本県御船町。セノマニアン期阜新動物群:中国・遼寧省阜新市。アプティアン-アルビアン期沙海動物群:中国・遼寧省沙海県。バレミアン-アプティアン期義県動物群:中国・遼寧省金州市。ネオコミアン期土城子動物群:中国・遼寧省金州市。ネオコミアン期手取動物群:日本・石川県白峰村。ネオコミアン期本年は、遼寧省阜新市近傍に発達する阜新層を対象にして、哺乳類化石の発見につとめた。

白亜紀後期の哺乳類化石が世界各地から発見されてきたことにより、真獣類の二方向分化傾向--有爪類と食肉有蹄類への分化--は白亜紀後期にすでにはじまっていたことが明白となった。しかるに、白亜紀前期の陸成層の発達が局在しており、白亜紀前期の哺乳類化石はそれほど発見されておらず、哺乳類進化の実相は不明のままであった。1980年代に旧ソ連領の中部アジアから大量の後期白亜紀前期の哺乳類化石が発見されるようになった。しかし、それよりも古い、白亜紀前期を中心とした哺乳類化石の発見が待たれていたのである。1990年代に、中国東北地区および日本で、白亜紀前期と白亜紀後期最前部の陸成層から相次いで哺乳類化石が発見された。それらの動物群は以下のように整理される:白亜紀前期御船動物群:日本・熊本県御船町。セノマニアン期阜新動物群:中国・遼寧省阜新市。アプティアン-アルビアン期沙海動物群:中国・遼寧省沙海県。バレミアン-アプティアン期義県動物群:中国・遼寧省金州市。ネオコミアン期土城子動物群:中国・遼寧省金州市。ネオコミアン期手取動物群:日本・石川県白峰村。ネオコミアン期白亜紀前期のこれらの時期の哺乳類化石は、まだ世界のどの地域からも発見されていない。世界的に見ても空白部を埋める化石資料が得られたのであるから、きわめて貴重な発見であり。本年は、遼寧省阜新市近傍に発達する阜新層を対象にして、哺乳類化石の発見につとめた。多咬頭類を中心に30個の顎骨化石の収集に成功した。白亜紀後期の哺乳類化石が世界各地から発見されてきたことにより、真獣類の二方向分化傾向-有爪類と食肉有蹄類への分化-は白亜紀後期にすでにはじまっていたことが明白となった。ネオコミアン期本年は、遼寧省阜新市近傍に発達する阜新層を対象にして、哺乳類化石の発見につとめた。これら化石の系統的解析を詳細におこなったことにより、阜新動物群の時代設定が相当に鮮明に理解されるようになった。
糖尿病治療に向けたグルコースに応答するリアクターモデルの構築

アプタザイムとは人工的に設計されたRNAで、ある特定の小分子との結合によって自身が持っリボザイム活性が切り替わる性質をもっている。この仕組みを利用することで、小分子によって下流遺伝子の発現を制御することも可能である。アプタザイムは小分子と結合するアプタマーと、自己切断活性をもつリボザイムから成り立っている。そのため、アプタマー部分を交換することで、他の小分子に応答させるような改良が可能となっている。今年度は、リアクターモデルに必須なグルコース-6-リン酸(G6P)に結合するアプタマーの取得を目的に研究をおこなった。もしアプタマーが取得できれば、糖に応答するリアクターモデルの構築に役立つ。取得には、最も広く用いられているSELEX法を用いた。この方法はランダムな配列を持つ巨大なRNAライブラリーから、ターゲットとなる分子に結合する配列の選択と増幅を繰り返すことによってアプタマーを取得するものである。ターゲット分子としてG6Pにアミノ基がついたグルコサミン-6-リン酸(Glu6P)を樹脂に結合させたものを用い、ランダムな領域を40塩基もつRNAライブラリーからアプタマーの取得を試みた。アプタマーが取得されてきているかどうかの指標として、各選択ラウンドで蛍光標識されたRNAライブラリーの蛍光強度を、選択の前後に測定し回収率を計算した。まず、選択と増幅を7回繰り返し、それぞれのRNAの回収率をみたところ、回収率はあがらなかった。さらに条件を改良し、11回の選択を最初から行ったが、回収率は上昇しなかった。これは目的となるアプタマー配列がきちんと選択できなかったことを意味しており、行った実験条件でのアプタマーの取得は難しいことがわかった。(抄録なし)リボスイッチとは特定の小分子に結合し、下流の遺伝子の発現を調整するRNA因子である。その構造は機能的に小分子と結合するアプタマー部と、発現を調節するスイッチ部に分けることができる。そのため、アプタマー部を交換することで、他の小分子に応答するよう改良が可能となっている。当研究では、リボスイッチを自在に扱うために理解と改良、そして糖化合物に応答するリボスイッチの開発を目的とした。初年度では、まずリボスイッチの理解と改良のため、以下の研究を行った。1.現在まで用いてきたチアミン二リン酸(TPP)に応答するアプタザイムの無細胞翻訳系内での振る舞いを数理モデル化しだ。反応は通常の細胞と同じステップを踏み、転写、翻訳、分解が行われる。合成されたRNAとタンパク質を測定し、数理モデルのパラメーターを求めた。パラメーターを使ったシミュレーションから、反応系でどの段階が律速であるか、パラメーターを変化させた場合のアウトプットの変化率などを計算でき反応をコントロールすることが可能になった。さらに、スイッチとして重要であるシグナル/ノイズ比[SIN比)の挙動を説明できるようになり、SIN比改良のための指針が得ることも可能になった。構築した数理モデルは他のアプタザイムの改良にも適用することができるため、アプタザイムの改良指針を広く得ることができる。この解析は学術雑誌RNAに掲載された。2.S/N比の改善のためフィードバック回路の導入を試みた。回路をアプタザイム応答系に組み込んだ。その結果、フィードバック回路は構築できたものの、シグナル/ノイズ比を改善することはできなかった。アプタザイムから分離したmRNAの低い翻訳効率が原因であることがわかった。翻訳効率は遺伝子の上流あるリボソーム結合サイトの配列に依存するため、これらを変更することでシグナル/ノイズ比を改善できる可能性がある。フィードバック回路の構築について学術雑誌Molecular BioSystemsに掲載された。初年度は1.反応系の数理モデル化、2.シグナル1ノイズ比の改良、3.糖アプタマーの設計を計画していた。計画の内1.2.は無事終了し、成果を発表した。

3.に関しては初めての試みであるため、条件検討で予想より時間がかかってしまっている。計画していた糖アプタマーのSELEXによる選択を行う。グルコースの代謝産物であるグルコース-6-リン酸に特異的な結合するRNA配列、アプタマーを取得する。まず40塩基をランダムに合成したライブラリーを作成する。ライブラリーよりグルコース-6-リン酸に結合する配列をSELEX法により選択する。SELEX法は様々な研究者によって行われているが、当研究室では初の試みとなる。より研究を推進するためRNA工学の専門家であるカリフォルニア大学の横林博士の下で研究を行う。アプタマーが選択できたら、次はリガンドがRNAに結合しているかどうかを解析するために、インラインプローブを行う。さらにアプタマーをアプタザイムまたはリボスイッチに導入し、遺伝子の発現調整の確認を行う。(抄録なし)
加熱食品由来の化学反応中間体を用いた生体機能分子修飾:新規創薬法の開発

今年度の研究において、新規機能性低分子アスコパイロン-P(APP)の化学的性状と薬理学的作用などについての検討を行い、創薬シーズとしての可能性について調べた。(1)蛋白、低分子アミノ酸、核酸などのアミノ基を標的とした化学修飾物質として作用することが判明した。特に、蛋白・アミノ酸に対しては、メイラード反応の1つとして知られているアミノ基のカルボキシメチル化反応を非常に短時間で誘導することが確認された。(2)しかしながら、高分子蛋白質中(血清や細胞内構造蛋白)のリジン残基(εアミノ基)に対するこのAPPの反応性は、低分子のアミノグアニジン存在下での競合阻害をほとんど受けず、通常の非特異的な糖化反応(グリオキサールのような反応性の高い中間反応物質を介したメイラード反応)の過程とは、質的に異なるもの(APPと蛋白との間の何らかの特異的な親和性・結合性の可能性)と考えられた。(3)培養細胞にAPPを直接添加・インキュベート後の種々の細胞現象の変化(細胞増殖抑制・アポプトーシスや抗炎症性の影響など)のメカニズムについて、細胞内構造蛋白中のアミノ基のカルボキシメチル化修飾とそれに伴う蛋白の立体構造変化などにより誘導される細胞内シャペロン分子(HSP90)の増加が関与しているものと推察された(プロテオーム解析)。(4)APP刺激により誘導される遺伝子発現の網羅的解析において、蛋白解析結果と矛盾することなく、細胞のストレス応答(炎症反応、細胞の生存・アポプトーシス・増殖に関わる経路)に関連する遺伝子群の変動がみられた。(5)APPとアミノ酸や核酸などとの化学反応生成物(adduct)について、一部のアミノ酸とAPPとのadductにおいて、有意な細胞増殖抑制効果が確認された。以上より、APPは、生理活性物質を化学修飾し、新規活性物質を生成させるユニークな創薬シーズであることが示唆された。今年度の研究を通して、我々の見出した新規機能性単糖1,5-D-アンヒドロフルクトース(1,5-AF)の誘導体アスコパイロン-P(APP)は、(1)血清、アルブミンなどの高分子蛋白あるいは、低分子アミノ酸、核酸などの存在下でインキュベートした場合、単純な水やリン酸バッファー等の水溶液にしたときに比べ、速やかに(数時間以内)消失していくことが明らかになった。特に、高濃度のAPPに対して、高濃度のアミノ酸(20種類のアミノ酸)、核酸など(dA、dT、dG、dC、A、T、G、Cの8種類+ATPなど)それぞれを混合して数時間インキュベートしたものをサンプルとしたHPLC解析(RI検出器を使用)において、化学反応の結果として生じたものと考えられるadductのピークの存在が確認された。また、培養細胞にAPPを直接添加・インキュベート後の細胞の変化について、高濃度のAPP(200μg/ml以上)は、細胞周期上でのS期停止(DNA合成の遅延)やアポプトーシス(細胞死)を誘導し、同時に、細胞内構造蛋白中のカルボキシメチルリジン化蛋白の量を増加させた(この際、培養液に添加したAPPは完全に消失していた。)。以上のことより、APPは、細胞構成物あるいは生理活性物質(蛋白・アミノ酸、核酸など)の分子修飾(カルボキシルメチル化などによるNH-グループの修飾)という過程を介して、薬理機能を発揮するものと考えられた。特に、APPによる細胞周期S期停止やアポプトーシスという現象については、APPと核酸との間に生じたadductによるものと考えられた。つまり、APPによる生体内生理活性物質の分子修飾による新たな新規活性物質の生成の可能性が示唆された。
植物免疫とＦ１壊死の多様性構築の基礎となるＲ遺伝子への新規変異導入現象の解析

植物のRタンパク質群は病原因子由来の物質を認識して免疫反応を引き起こすが、各々のRタンパク質は特異的な因子しか認識せず、ゲノムに有限個のR遺伝子しか存在しないので、新たな病原因子には新たなR遺伝子が生まれない限り対応できない。しかし、R遺伝子の多様化メカニズムの知見は少ない。また、種内外の異系統間のF1個体で親の組み合わせにより起こる壊死現象にR遺伝子が関わるケースが存在し、R遺伝子の変化はF1交雑の適合・不適合の変化にも関わる。本研究では、R遺伝子の多様化現象に実験科学的に迫るユニークな系を発見したことを受け、上記の現象について実験科学的な知見を得ることを目指している。uni-1D変異体は、UNI遺伝子に変異が高頻度に誘発されるユニークな変異体である。これまではUNI遺伝子に焦点を絞った解析を行って来たが、今年度はこの事象に関してゲノム全体を対象にした解析を進めた。単一のuni-1D変異体を起源とする野生型とuni-1D変異体に関して、独立した系譜として5世代経た複数ラインを確立し、それらに生じる新生SNPを解析するためのゲノムデータは次世代シークエンサーを用いて解析した。その結果、まず野生型においては、過去の研究からの示唆に沿うように、ゲノムに生じる変異の大部分は紫外線(本実験条件では蛍光灯由来の微弱紫外線と想定される)によって生じるタイプの塩基置換が大半を占めていた。それに対して、uni-1D変異体では、紫外線によらないタイプの塩基置換の占める割合が極めて高く上昇していた。すなわち、uni-1D変異体では、通常時とは異なる変異導入の仕組みが発動しており、これがR遺伝子の早い変化の原動力である可能性が考えられ、この結果は今後の解析の重要な足がかりとなると期待できる。25年度が最終年度であるため、記入しない。植物のRタンパク質群は病原因子由来の物質を認識して免疫反応を引き起こすが、各々のRタンパク質は特異的な因子しか認識しない。ゲノムに有限個のR遺伝子しか存在しないので、新たな病原因子には新たなR遺伝子が生まれない限り対応できない。しかし、R遺伝子の多様化メカニズムの知見は極めて少ない。本研究では、R遺伝子の多様化現象に実験科学的に迫るユニークな系を発見したことを受け、上記の現象について実験科学的な知見を得ることを目指す。uni-1D変異体は、UNI遺伝子に生じる変異を個体の形態の変化という指標で捉えることが可能となるユニークな変異体である。この変異現象は、DNAにダメージを与えるアルキル化剤のEMSでの処理により飛躍的に高頻度に観察されることがわかっていたが、DNA二重鎖を切断するZeocinとDNA複製と修復にストレスを与えるヒドロキシウレアもまた同様にUNI遺伝子の配列に変化を促した。特にヒドロキシウレアはDNAの修復系の活性を低下させることが知られているので、UNI遺伝子はDNA修復系の活性低下に敏感な状態にある可能性が提起された。そこで、DNA修復系因子の活性との関係を解析したところ、DNA修復系で働くATR遺伝子の機能が欠損したときにUNI遺伝子の変異頻度が上昇することが判明した。また、uni-1D変異体では植物免疫応答で重要な役割を持つサリチル酸経路が活性化している。そこで、サリチル酸経路が不活性化したuni-1D変異体を作成したところ、変異誘発頻度が有意に低下した。したがって、今回の現象にはサリチル酸経路が関与していると考えられる。今年度に行うと予定していた研究計画のうち、UNI遺伝子に焦点を絞った解析はおおむね順調に解析が進んでいる。

一方で、ゲノム全体を対象にした解析に関しては、解析に用いるサンプルに由来するゲノムの配列データの取得は順調に進んでいるが、そうして得られたデータの詳細な解析を行うための手法の確立にはまだ少しの時間がかかりそうなので、これを早期に達成したい。25年度が最終年度であるため、記入しない。UNI遺伝子に焦点を絞った解析から見えて来た知見を受け、この事象に関してゲノム全体を対象にした解析を順次進める。単一のuni-1D変異体を起源とする野生型とuni-1D変異体に関して、独立した系譜として5世代経た複数ラインを確立し、それらに生じる新生SNPを解析するためのゲノムデータは次世代シークエンサーを用いて取得済みである。まずは、このデータの解析を進める。この実験系が順調に機能することが確認できた後は、平成24度に得られた、DNA修復系の関与や、サリチル酸経路の関与に関しても、ゲノム全体を対象にした解析に踏み込みたいと考えている。これら、ゲノムワイドな解析においては、単にSNPの数だけでなく、そのSNPの変異タイプや導入位置に関しても、野生型とuni-1D変異体の間で有為な偏りなどが生じていないか、に着目していくつもりである。これらの作業を順調に進めるために、バイオインフォマティクスに長けた研究者との共同での解析を進めることを考えており、その打ち合せを進めている。
枯草菌のプロテアーゼ生産制御におけるproB遺伝子の機能に関する研究

1.proBのORFを含む、もしくは含まない各種サブクローニングプラスミドとORF内外にフレームシフト変異を持つプラスミドを作成し、各プラスミドのプロテアーゼ生産の増大効果を確かめる事によって、proB本体が、プロテアーゼ生産の増大効果を持っていることを確認した。また、染色体上のproBを破壊するとプロテアーゼ生産量が50%程度減少することから、通常の生理的状態で細胞のプロテアーゼ生産制御にproB遺伝子が必要であることが示唆された。2.現在知られているATP以外の低分子のリン酸供与体は、two-component系のregulatorタンパクをsensorタンパクの不存在下でリン酸化する。そこでproBの作用がsensorタンパクを要求するのか否かを検討するために、DegS-U系のsensorであるdegSを欠く宿主においてproBがプロテアーゼ生産促進効果を持つか調べた。具体的にはアルカリプロテアーゼ遺伝子(aprE)とlacZのfusionを、degSを欠き、多コピーproBを持つ宿主の染色体に導入し、β-ガラクトシダーゼ活性を測定した。その結果、プロテアーゼ生産の増大効果は観察されなかった。すなわち、proBの作用はsensorタンパクを要求する点で、過去の報告と異なっていた。3.proBは大腸菌ではすでにクローン化されており、proAとオペロンをなしていることが知られている。報告者は、申請時、完全長proBORFとproAORFのN末端部分を取得していた。そこで染色体walkingによって枯草菌のproAORFのC末端部分を取得し、枯草菌proBAオペロン(2.7kb)の塩基配列を決定した。
不斉Sonogashiraカップリング反応による光学活性化合物の合成法の開発

報告者は連続的不斉Sonogashiraカップリング反応によるエナンチオ選択的な面不斉パラシクロファン合成法の研究過程において、不斉オルトリチオ化を用いることで高エナンチオ選択的に面不斉パラシクロファンを合成できることを見出した。すなわち、芳香環と架橋鎖を2つの酸素原子で連結したアキラルな1,n-ジオキサ[n]パラシクロファンに対し、-78°Cでsec-ブチルリチウム-(-)-スパルテイン錯体を作用させモノリチオ化した後、-20°Cに昇温してジリチオ化させ、過剰量の求電子剤で処理すると、C_2対称の面不斉パラシクロファンが、高収率かつほぼ光学的に純粋に得られる。報告者は今年度、その発展として、アキラルな1,n-ジオキサ[n]パラシクロファンに対し、キラルアミンを用いる不斉オルトリチオ化-求電子剤の添加、続くアキラルアミンを用いるオルトリチオ化-求電子剤の添加を検討し、異なる置換基を有する非対称型面不斉パラシクロファンの高エナンチオ選択的な合成を達成した。また、報告者は酸素原子に換え、窒素原子など、その他の配位性部位で芳香環と架橋鎖を連結したパラシクロファンに対する不斉オルトリチオ化を検討した。その結果、芳香環と架橋鎖をメチルアミノ部位で架橋したハラシクロファンに対し、n-ブチルリチウム-(-)-スパルテイン錯体を作用させた場合、室温でオルトリチオ化が一段階のみ進行し、その後、求電子剤としてヨウ素で処理することで対応する面不斉を有するパラシクロファンが61%ee得られた。本研究は有機合成上で有用なSonogashiraカップリング反応を不斉反応へと展開することで、様々な光学活性化合物の合成法を確立する。本年度は、架橋鎖が十分に長く、二つのエナンチオマー間を互いに相互変換するジハロパラシクロファンに対し、連続的不斉Sonogashiraカップリング反応により2つの剛直なアルキニル基を導入し、架橋鎖の回転を阻害することでエナンチオ選択的に面不斉を制御する方法を検討した。検討に用いるジヨードパラシクロファンは架橋鎖に対応するジブロモ体と2,5-ジヨードヒドロキノンを還流DMF中に滴下することにより合成した。種々のジヨードパラシクロファンを合成し、プロトンNMRおよびキラルカラムを用いたHPLC分析を行った結果、ジヨード[7.7]パラシクロファンは室温で二つのエナンチオマー間で相互変換していることがわかった。このシクロファンに対し、種々のアルキンとの連続的Sonogashiraカップリング反応を行った。その結果、得られたジアルキニルパラシクロファンは架橋鎖の回転が阻害され、室温で面不斉を有していることがわかった。種々のキラルパラジウム触媒を検討した結果、PdCl_2(CH_3CN)_2とフェロセン系ホスフィン不斉配位子Taniaphosから調製したキラルパラジウム触媒を用いることでジアルキニルパラシクロファンは最高約80%の鏡像体過剰率で得られ、初の不斉Sonogashiraカップリング反応によるパラシクロファンの面不斉制御を達成した。報告者は既に、架橋鎖が室温で回転し、不斉を持たないジハロパラシクロファンに対し、連続的不斉Sonogashiraカップリング反応によるエナンチオ選択的な面不斉パラシクロファン合成法を開発し、パラジウム-TANIAPHOS触媒を用いた最適条件において最高79%eeのエナンチオ選択性を達成した。本年度は架橋鎖を短く、回転しないために面不斉を有するジハロパラシクロファンのラセミ体に対し不斉Sonogashiraカップリング反応を行うことにより、エナンチオマーの一方のみが2つのアルキンと反応し、もう一方のエナンチオマーは未反応で残存する速度論的光学分割を検討した。面不斉を有する[6.6]パラシクロファンのラセミ体に対し、これまでの最適条件であるパラジウム-TANIAPHOS触媒を用いたプロパルギルベンジルエーテルとの不斉Sonogashiraカップリングを行った。その結果、対応するジアルキニルパラシクロファンが90%eeで、また未反応のジヨードパラシクロファンが83%eeで回収され、これまでのエナンチオ選択的手法より、高い光学純度で面不斉パラシクロファンが得られた。さらに報告者は、本反応に用いる架橋鎖の短いパラシクロファンの合成法を検討中、不斉オルトリチオ化を用いると、極めて高いエナンチオ選択性で面不斉パラシクロファンが得られることを見出した。すなわち、アキラルな1,n-ジオキサ[n]パラシクロファンに対し、エーテル溶媒中、-78°Cでsec-ブチルリチウムとキラルジアミン配位子であるスパルテインを作用させ、その後、種々の求電子剤で処理すると、面不斉を有する一置換パラシクロファンが最高98%eeで得られた。さらに、モノリチオ化後、-20°Cに昇温することによりジリチオ化し、種々の求電子剤で処理すると、C_2対称の二置換パラシクロファンが最高99%eeで得られた。すなわち、芳香環と架橋鎖を2つの酸素原子で連結したアキラルな1,n-ジオキサ[n]パラシクロファンに対し、-78°Cでsec-ブチルリチウム-(-)-

スパルテイン錯体を作用させモノリチオ化した後、-20°Cに昇温してジリチオ化させ、過剰量の求電子剤で処理すると、C_2対称の面不斉パラシクロファンが、高収率かつほぼ光学的に純粋に得られる。報告者は今年度、その発展として、アキラルな1,n-ジオキサ[n]パラシクロファンに対し、キラルアミンを用いる不斉オルトリチオ化-求電子剤の添加、続くアキラルアミンを用いるオルトリチオ化-求電子剤の添加を検討し、異なる置換基を有する非対称型面不斉パラシクロファンの高エナンチオ選択的な合成を達成した。また、報告者は酸素原子に換え、窒素原子など、その他の配位性部位で芳香環と架橋鎖を連結したパラシクロファンに対する不斉オルトリチオ化を検討した。その結果、芳香環と架橋鎖をメチルアミノ部位で架橋したハラシクロファンに対し、n-ブチルリチウム-(-)-スパルテイン錯体を作用させた場合、室温でオルトリチオ化が一段階のみ進行し、その後、求電子剤としてヨウ素で処理することで対応する面不斉を有するパラシクロファンが61%ee得られた。
プロテインS/Mer受容体型チロシンキナーゼによる妊娠維持機構の解明

プロテインS(PS)低下症は初期流産および後期不育症のリスクファクターである。近年、PSは抗凝固作用以外にも、Tyro3/Axl/Merレセプターファミリー(TAMR)のリガンドとして様々な生理作用を担うことが報告されている。本研究は、TAMRのひとつであるMerチロシンキナーゼ(Mer)が、PSとともに妊娠維持に重要な役割を担っていると考え、その機構を明らかにすることを目的としている。平成30年度は、Merの細胞外ドメインである可溶性Mer(sMer)の、健常非妊娠女性ならびに妊娠時における経時的変化を測定し、今後不育症妊婦のデータを比較するための基礎的データを得た。同時に血中PS濃度も測定し、sMerとの関連性について検討した。その結果、1血漿中sMer濃度は妊娠経過とともに増加し、34-38週(11.0±4.1)(平均±S.D.)では非妊娠時(5.9±1.4)のおよそ2倍となった。2健常女性の非妊娠時における血中総PS濃度および活性とsMer濃度には正の相関関係が認められた。今回観察された、健常妊婦における妊娠後期の血中sMer増加は、自己免疫疾患である全身性エリテマトーデスにおける血中濃度に匹敵する。SLEにおける血中sMerの増加は、自己免疫反応の活性化に寄与していると考えられている。今回、血中妊娠期において血中sMer濃度が増加していたことは、妊娠中の免疫調節にMerが何らかの役割を果たしていることを示唆する。血中総PS濃度および活性とsMer濃度には正の相関関係が認められた理由は不明であるが、PSとMerは相互に作用しあってはたらくため、類似の発現調節を受けている可能性がある。この結果を元に、今後は不育症妊婦におけるsMerの血中濃度との比較を行い、血中sMerが妊娠予後判定や、不育症の妊娠経過観察の有用なマーカーとなるかどうかを検討する。所属機関の施設老朽化に伴う改修工事のため、研究実施場所を使用できない期間があった。また、購入しても設置する場所が確保できないため、実験機器の購入を一部見送った。施設改修工事に対応するため、実験の順序を入れ替え、2020年度に実施する予定であった妊娠期の血中sMer濃度の検討を、2018年度に実施した。培養細胞を用いた実験を2019年度以降に実施することとする。所属機関の施設老朽化に伴う改修工事のため、研究実施場所を変更することになった。現在、一時的に別の場所で研究を遂行しているが、実験装置や器具を置く場所が十分にない状況である。次年度に完成した実験室に再び移動することになるため、当該年度は装置や機器の購入を最小限に留め、他の研究室から借りるなどして対応していた。改修工事の終了後に、当初購入する予定であった装置や器具を購入する予定である。
宇宙機編隊飛行への数学構造を保存する高精度軌道計算法の適用研究

本研究が理論的な基礎としている状態遷移行列の近似法に関する理論(申請者とコロラド大学教授との共同執筆論文)は,摂動の作用する実環境の状態遷移行列を解析関数群で近似する手法である.本研究により,左記の近似を施しても,状態遷移行列がそもそも物理的に本来保存すべき数学構造を保存する定式化が可能であることが示された.ここで本来保存すべき数学構造とは斜交群構造(simplecticity)であり,この構造を保存することで良好なエネルギー保存・運動量保存特性が得られるのが特徴である.また,本理論の具体的応用先として,実摂動環境下での編隊飛行の相対軌道設計に適用する手法について,網羅的に示された.具体的作業としては,前年度に引き続き,理論面では状態遷移行列の特異値構造に基づく最適編隊飛行軌道の設計法を構築した.結果として得られた手法は,地球周回の編隊飛行ミッションにおいて,実際の摂動環境下で制御コストの推算および最適相対軌道設計が容易となるものである.本手法は,摂動源の数学的・物理的構造に着目した手法であるため,場当たり的な数値最適化とは異なり,摂動源ごとの挙動の分離が可能であり,最適設計の指針が得やすい(設計者に自由度が残される)のが特長である.本年度の研究活動により,当該設計法を実現する計算プログラムコードの開発・評価を行い,妥当な結果を得た.研究成果は,年度中盤の3回の国際学会にて発表を行うとともに,理論構築の基礎部分について,学術論文としてまとめた.年度前半において,Numerical-SSTMを編隊飛行問題に対応させる理論構築を行った.研究の方向性は次の2方向へ絞った:(1)斜交群構造(Symplecticity)を維持した状態遷移行列の近似法の編隊飛行への適用.(2)近似された状態遷移行列の数学構造を利用した編隊飛行の相対軌道設計法.年度後半において,上述の研究方針に基づいて,実ミッションを想定した計算プログラムコードの開発を行った.現実に即した相対軌道設計法の検討を行うために.JAXA宇宙科学研究所で計画されているSCOPE(磁気圏フォーメーションフライトミッション)を例題として採用し,当該研究者と検討を行いつつ,研究を進めた.また,米国で開催された学会の場およびコロラド大学において,コロラド大学Aerospace Engineering Sciences学科の教授らと当該研究について議論を行い,Numerical-SSTMおよび当研究を含む軌道ダイナミクスに関する知見を深めた.本年度は2年計画の研究の第一年度であるが,申請者の前年度までの研究成果に接続する形で,学術論文および学会発表を行った.本研究が理論的な基礎としている状態遷移行列の近似法に関する理論(申請者とコロラド大学教授との共同執筆論文)は,摂動の作用する実環境の状態遷移行列を解析関数群で近似する手法である.本研究により,左記の近似を施しても,状態遷移行列がそもそも物理的に本来保存すべき数学構造を保存する定式化が可能であることが示された.ここで本来保存すべき数学構造とは斜交群構造(simplecticity)であり,この構造を保存することで良好なエネルギー保存・運動量保存特性が得られるのが特徴である.また,本理論の具体的応用先として,実摂動環境下での編隊飛行の相対軌道設計に適用する手法について,網羅的に示された.具体的作業としては,前年度に引き続き,理論面では状態遷移行列の特異値構造に基づく最適編隊飛行軌道の設計法を構築した.結果として得られた手法は,地球周回の編隊飛行ミッションにおいて,実際の摂動環境下で制御コストの推算および最適相対軌道設計が容易となるものである.本手法は,摂動源の数学的・物理的構造に着目した手法であるため,場当たり的な数値最適化とは異なり,摂動源ごとの挙動の分離が可能であり,最適設計の指針が得やすい(設計者に自由度が残される)のが特長である.本年度の研究活動により,当該設計法を実現する計算プログラムコードの開発・評価を行い,妥当な結果を得た.研究成果は,年度中盤の3回の国際学会にて発表を行うとともに,理論構築の基礎部分について,学術論文としてまとめた.
高度に組織化された球状水素発生触媒の創成

現代のエネルギー・環境問題を背景に、太陽光で水を直接分解し、水素と酸素を製造することができる光触媒技術が人工光合成技術の一つとして注目され、多くの研究が行われている。本研究では、金属錯体を用いた水の可視光分解反応に注目し、Rh(II)二核錯体及びその集合体の水素発生触媒機能について、それらが高活性触媒として機能するための鍵構造を探求することを目的とした。具体的には、(a)Rh(II)二核錯体及びRh(II)二核錯体を構成ユニットとする球状水素生成触媒の合成と触媒機能評価、及び、(b)Rh(II)二核錯体を触媒とした水素生成反応のメカニズムの解明を目的とし研究を推進した。前者(a)では、種々の架橋配位子を用いて一連のRh(II)二核錯体を合成し、EDTA/Ru(bpy)_3^<2+>/MV^<2+>/Rh触媒系において触媒機能評価を行った。その結果、電子供与性の強い配位子を用いたときほど、高い水素発生触媒機能を有する事を見出した。一方、活性が高いと予想されたRh(I)二核錯体では、殆ど水素発生触媒として機能しないことがわかった。また、これらの結果は、Rh二核錯体の分光学的性質と密接に関係していることを明らかにした。他方、研究(b)では、EDTA/Ru(bpy)_3^<2+</MV^<2+>/Rh触媒系においてMV^<2>+濃度及びRh触媒濃度を変化させ、分子間電子移動が水素生成反応に与える影響について考察した。また、光増感剤であるRu(bpy)_3^<2+>の発光減衰測定、過渡吸収測定、また光照射下に於けるRh錯体の安定性を紫外可視吸収スペクトルにより評価した。上記測定に加え、DFT計算を用いて活性種の電子構造を詳細に考察することにより、水分子の活性化にRh(II)二核錯体のπ*軌道が機能していることを証明した。現代のエネルギー問題を背景に、水の可視光分解反応つまり太陽光エネルギーを水素エネルギーに変換するプロセスの開拓が求められている。近年最も注目されている光水素発生触媒はTiO_2などの半導体触媒であるが、これらは別途発生した酸素ガスの水への還元過程の競合をさけることは困難であり、反応効率の著しい向上は難しいと考えられている。一方、金属錯体に目を向けると、水素発生反応及び酸素発生反応に対応する触媒を独立に開発できるため、水素及び酸素を別サイトで発生させることができると期待される。本研究では、金属錯体を用いた水の可視光分解反応に注目し、Rh(II)二核錯体の触媒機能について、それらが高活性触媒として機能するための鍵構造を探求することを目的とし、研究を行った。前者(a)では、種々の架橋配位子を用いて一連のRh(II)二核錯体を合成し、その構造を単結晶X線構造解析、元素分析、ESI-TOF-MS、紫外-可視吸収スペクトル、赤外吸収スペクトルなどにより明らかにした。更に、EDTA/Ru(bpy)_3^<2+>/MV^<2+>/Rh触媒系において触媒機能評価を行い、Rh(II)二核錯体が有意な水素発生触媒として機能することを見出した。光化学的水素発生量の測定は、現有の全自動水素ガス定量システムを用い、350W Xe灯で可視光を照射し、水素ガス発生量の経時変化を測定した。他方、(b)では、EDTA/Ru(bpy)_3^<2+>/MV^<2+>/Rh触媒系においてMV^<2+>濃度及びRh触媒濃度を変化させ、分子間電子移動が水素生成反応に与える影響について考察した。また、Rh錯体が存在する条件でのRu(bpy)_3^<2+>の発光減衰測定、過渡吸収測定、また光照射下に於けるRh錯体の安定性を紫外可視吸収スペクトル及び^1H-NMRにより評価し、Rh(II)二核錯体のσ^*軌道が触媒反応に重要な影響を与えていることを見出した。上記測定に加え、DFT計算を用いて活性種の電子構造を詳細に考察した。

その結果、電子供与性の強い配位子を用いたときほど、高い水素発生触媒機能を有する事を見出した。一方、活性が高いと予想されたRh(I)二核錯体では、殆ど水素発生触媒として機能しないことがわかった。また、これらの結果は、Rh二核錯体の分光学的性質と密接に関係していることを明らかにした。他方、研究(b)では、EDTA/Ru(bpy)_3^<2+</MV^<2+>/Rh触媒系においてMV^<2>+濃度及びRh触媒濃度を変化させ、分子間電子移動が水素生成反応に与える影響について考察した。また、光増感剤であるRu(bpy)_3^<2+>の発光減衰測定、過渡吸収測定、また光照射下に於けるRh錯体の安定性を紫外可視吸収スペクトルにより評価した。上記測定に加え、DFT計算を用いて活性種の電子構造を詳細に考察することにより、水分子の活性化にRh(II)二核錯体のπ*軌道が機能していることを証明した。
培養骨原性細胞を用いた血管柄付き有付形性骨補填材の開発とその顎骨再建への応用

種々の疾患およびそれらに対する外科的治療により生じた顎骨欠損に対する形態・機能の回復は重要な問題であり、培養骨原性細胞(骨芽細胞、骨髄間質細胞)を有効に活用した優れた再建方法の早期確立が望まれる。本研究においては、従来の方法では再建不可能な大きな骨欠損部や複雑な形態の回復が必要な骨欠損部に対する新しい再建方法の確立を目的として、骨原性細胞とメンブレン型バイオマテリアルを応用した血管柄付きハイブリッド型骨補填材の開発およびそれを用いた新しい骨再建方法の確立を目指した。その結果、1.骨原性細胞移植のための最適な担体を選択する目的で、I型コラーゲン、ハイドロキシアパタイト顆粒、トリカルシウムホスフェイト含有アパタイトなどを担体としてヒト骨原性細胞の骨形成能につき検討し、I型コラーゲンの三次元構築物が担体として良好であることが明らかとなった。2.グルココルチコイドがヒト骨原性細胞の生体内における骨形成能を促進させることを確認する目的で、デキサメサゾン処理を行ったヒト骨芽細胞と行わなかった骨芽細胞をI型アテロコラーゲンを担体としてSCIDマウス皮下あるいは筋肉内に移植し、デキサメサゾンで処理したヒト骨芽細胞のみが良好な骨形成能を発揮、維持することが確かめられた。3.デキサメサゾンで処理したマウスの骨原性細胞をI型コラーゲンを担体とし、メンブレンを用いて頸動脈、大腿動脈、大動脈等の血管周囲に移植した。移植体を経時的に回収し、骨形成につき組織学的検討を行った結果、いずれの血管においてもメンブレン内部に栄養血管を有する長管骨が形成され、この骨は量大108週まで維持されることが明らかとなった。本研究により、骨原性細胞とメンブレン型バイオマテリアルを応用した血管柄付きハイブリッド型骨補填材の開発およびそれを用いた新しい骨再建方法の確立の可能性が示された。腫瘍、外傷、顎骨嚢胞などの疾患およびそれらに対する外科的治療により生じた顎骨欠損に対する形態および機能の回復はきわめて重要な問題であり、培養骨原性細胞(骨芽細胞、骨髄間質細胞)を有効に活用した優れた再建技術、再建方法の早期確立が望まれる。このことから本研究においては、従来の方法では再建不可能な大きな骨欠損部や複雑な形態の回復が必要な骨欠損部に対する新しい再建方法の確立を目的として、骨原性細胞とハイドロキシアパタイト添加ポリ-L-乳酸メンブレン(HA-PLLA)を応用した血管柄付きハイブリッド型骨補填材の開発およびそれを用いた新しい骨再建方法の確立を目指している。本年度は、1.骨原性細胞移植のための最適な担体を選択する目的で、I型コラーゲン、ハイドロキシアパタイト顆粒、トリカルシウムホスフェイト含有アパタイトなどを担体としてヒト骨原性細胞の骨形成能につき検討した。その結果、I型アテロコラーゲンの三次元構築物が担体として良好であることが明らかとなった。2.グルココルチコイドがヒト骨原性細胞の生体内における骨形成能を促進させることを確認する目的で、デキサメサゾン処理を行ったヒト骨芽細胞と行わなかった骨芽細胞をI型アテロコラーゲンを担体としてSCIDマウス皮下あるいは筋肉内に移植した。この結果、デキサメサゾンで処理したヒト骨芽細胞のみが良好な骨形成能を発揮、維持することが確かめられた。以上の結果を踏まえ、現在デキサメソゾンで処理したヒトおよびラットの骨原性細胞をI型アテロコラーゲンを担体として、HA-PLLAを用い血管周囲に移植し、移植体を経時的に回収、骨形成につき組織学的検討を行っている。

種々の疾患およびそれらに対する外科的治療により生じた顎骨欠損に対する形態・機能の回復は重要な問題であり、培養骨原性細胞(骨芽細胞、骨髄間質細胞)を有効に活用した優れた再建方法の早期確立が望まれる。本研究においては、従来の方法では再建不可能な大きな骨欠損部や複雑な形態の回復が必要な骨欠損部に対する新しい再建方法の確立を目的として、骨原性細胞とメンブレン型バイオマテリアルを応用した血管柄付きハイブリッド型骨補填材の開発およびそれを用いた新しい骨再建方法の確立を目指した。その結果、1.骨原性細胞移植のための最適な担体を選択する目的で、I型コラーゲン、ハイドロキシアパタイト顆粒、トリカルシウムホスフェイト含有アパタイトなどを担体としてヒト骨原性細胞の骨形成能につき検討し、I型コラーゲンの三次元構築物が担体として良好であることが明らかとなった。2.グルココルチコイドがヒト骨原性細胞の生体内における骨形成能を促進させることを確認する目的で、デキサメサゾン処理を行ったヒト骨芽細胞と行わなかった骨芽細胞をI型アテロコラーゲンを担体としてSCID)マウス皮下あるいは筋肉内に移植し、デキサメサゾンで処理したヒト骨芽細胞のみが良好な骨形成能を発揮、維持することが確かめられた。3、デキサメサゾンで処理したマウスの骨原性細胞をI型コラーゲンを担体とし、メンブレンを用いて頸動脈、大腿動脈、大動脈等の血管周囲に移植した。移植体を経時的に回収し、骨形成につき組織学的検討を行った結果、いずれの血管においてもメンブレン内部に栄養血管を有する長管骨が形成され、この骨は最大108週まで維持されることが明らかとなった。本研究により、骨原性細胞とメンブレン型バイオマテリアルを応用した血管柄付きハイブリッド型骨補填材の開発およびそれを用いた新しい骨再建方法の確立の可能性が示された。
対人場面における共感性の働き：行動予測に関するシミュレーション理論の心理基盤

本研究の目的は、シミュレーション理論に基づく行動予測プロセスを明らかにすることにある。対人場面における他者表情への注視や表情筋を分析し、表情模倣の生起を検討した。さらに、心的イメージによって収縮する瞳孔径を用いて、恐怖に関する情動の伝染が生じるかどうかを検討した。実験結果から、想像的共感性と情動的共感性が他者の感情を自己の内部にシミュレートする推測プロセスに関与していることが示唆された。本研究の目的は、情動的共感性を用いた行動予測プロセス、すなわち他者の感情を自己の内部にシミュレートし、その感情から導かれる自身の行動を相手に投射するという予測プロセスを実証することにある。平成25年度には、キッセイコムティック社製の眼球運動・生体信号統合解析システムを導入し、対人場面における表情伝染実験を実施および、その測定データの解析を行った。表情伝染の生起を実証する実験において、実験参加者は眼球運動が測定され、直面する相手が感情を想起する話(幸せおよび怒り)を語っている際の大頬骨筋や皺眉筋などの情動経験と深くつながりのある表情筋の活性に対して注視しているかどうかが確認された。併せて実験では同時に表情筋(EMG)が測定されており、相手の表情筋変化直後に参加者自身の表情筋が同期して活性化したかどうかが検討された。実験の結果、視線の注視に関しては、相手の活性化した表情筋への注目ではなく、目に対する注視が多い参加者ほど自身の表情伝染傾向が強くなることが示された。さらに心理尺度で測定される情動的共感性が高い参加者ほど目に対する注視と表情伝染傾向が強かった。目に対する注視と表情伝染・情動伝染の関連についての追試実験を行い、結果の頑健性を検討することが急務であると考えられる。このように平成25年度は、感情シミュレーション・プロセスの原始的形態だと考えられる表情伝染に注目し、他者の感情を示す表情筋の変化を模倣するかどうかを検討する実験を実施し、感情を推測する際の相手の目に対する注視の重要性を認識した。本研究の目的は,情動的共感性を用いた行動予測プロセス,すなわち他者の感情を自己の内部にシミュレートし,その感情から導かれる自身の行動を相手に投射するという予測プロセスを実証することにある。平成24年度には,他者の置かれた状況に身をおくことで生起する感情のシュミレーションによって正確な予測が可能となる実験状況を設定し,予測時の感情の変化を表情筋のEMG(筋電位)等の生理指標を用いて検討することを目的とした対人課題の実験を行った。EMGや皮膚コンダクタンス反応(SCR)や指尖容積脈波(BVP)等の生理指標を測定するために,平成24年度の主要な物品として生体信号計測装置を購入した。平成24年度の研究実績としては,まず生体信号計測装置を用いた感情シュミレーション実証の実験を実施したことである。このプロセスの原始的形態だと考えられる表情伝染に注目し,他者の感情を示す表情筋の変化を模倣するかどうかを検討する実験を実施した。表情伝染に関するこれまでの先行研究では,その対象がモーフィングを用いた動画等であることが多いが,本実験ではその対象を人とすることで,より感情シュミレーションを行うことに意味がある状況を設定した。実験では,対象人物が楽しい話や怒り話を語り,参加者はその時の大頬骨筋及び皺眉筋が測定された。大頬骨筋は喜びの感情の際に,皺眉筋は怒りの感情の際に動く表情筋として知られており,これらのEMGを測定することで他者の表情筋の動きを模倣しているかを調べた。実験の結果,相手が怒りの話をしている時も,楽しい話をしている時も皺眉筋の変化が見られた。ただし,大頬骨筋の生起が生じなかったことから,精度の高い測定を行うことが課題であると考えられる。本研究は、他者の行動を正確に予測するプロセスの一つとして、情動的共感性を用いた行動予測プロセスを実証することを目的としている。そのため、眼球運動装置と表情筋(EMG)測定を同時に用いて、対人場面での他者の表情への注意配分や自身の情動状態を測定することでシミュレート過程の推定を行ってきた。これまでに行ってきた課題では、2者の対面場面を用いた。話の聞き手のEMG(大頬骨筋と皺眉筋)と眼球運動を測定した。話者の幸福の情動の表出に対して、聞き手の大頬骨筋の活動が、さらに話者の不幸なネガティブな情動の表出に対して、聞き手の皺眉筋の活動が活性化するかどうかを測定した。そして、併せて話者に対する聞き手の表情に対する注視も測定し、総合的な関連性を検討してきた。その結果、表情伝染過程と注視の関係は見られなかった。すなわち他者の情動表出に対して自身の表情筋が活性化しても、相手の同部位の表情筋を注視しているわけではないことが示された。また、目に対する注視が多い参加者ほど表情伝染が多く観察された。