hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インターニューロンネットワークが生み出す脳リズム活動の生成メカニズム

研究代表者らは、脳波やてんかん発作に見られるような「脳のリズム活動」に興味を持ち、そのリズムがどうやって作られるのかを解明したいと考えている。本研究ではラットの海馬や大脳皮質のスライス標本を用い、電気刺激によって引き起こされたリズム現象を、ホールセルパッチクランプ法を用いて解析した。その結果、海馬CA1、嗅内野および大脳皮質では高頻度発火インターニューロンのネットワークがリズムを作り出す能力を持つことを見出した。研究代表者らは成熟ラット海馬スライス標本におけるテタヌス誘発性同期的神経活動についてその発生メカニズムを解析してきた。最近イオンチャネル型グルタミン酸受容体拮抗薬CNQXとAP5の存在下においてもテタヌス刺激誘発性のネットワークオシレーション(precursory afterdischarge)が惹起されることを発見し、平成19-20年度基盤研究(C)ではこのprecursory afterdischargeがインターニューロンネットワークにより惹起されること、および、その構成ニューロンは高頻度発火特性を持つ多形・錐体細胞層のインターニューロンであることを突き止めた。本研究では、precursory afterdischargeがGABAA受容体拮抗薬やギャップ結合阻害薬などにより消失することから0これらの薬物が、precursory after-discharge発生中に同期的なリズム活動を示す高頻度発火インターニューロン群に、どのような影響を及ぼすのかを検討した。ほとんどのインターニューロンはこれらの薬物投与後にリズム活動を示さなくなったが、GABA_A受容体拮抗薬ビククリンを投与した後もリズム活動が維持される高頻度発火インターニューロンが数例観察された。このような、リズム活動が残るインターニューロンは、リズム生成の開始に重要な役割を担っている可能性があると考えられた。研究代表者らは成熟ラット海馬スライス標本におけるテタヌス誘発性同期的神経活動(seizure-like afterdischarge)について、その生成メカニズムを解析してきた。最近、イオンチャンネル型グルタミン酸受容体拮抗薬CNQXとAP5の存在下においても、海馬CA1領域においてテタヌス刺激誘発性のネットワークオシレーション(prototypic(precursory)afterdischarge)が惹起されることを発見し、このprototypic afterdischargeはグルタミン酸非依存的な同期的活動で、インターニューロンネットワークにより惹起されること、および、その構成ニューロンは高頻度発火特性を持つ多形・錐体細胞層のインターニューロンであることを突き止めた。本研究では、正常リンゲル液において海馬CA1領域と同様seizure-like afterdischargeが発現することが分かっている近傍領域(側頭葉、嗅内野、海馬CA3領域)に注目し、これらの領域にもprototypic afterdischargeが発現するかどうかを検討した。その結果、側頭葉と嗅内野では同様のprototypic afterdischargeが発現する一方、海馬CA3領域では発現し難いことが明らかとなった。海馬CA3領域におけるリズム生成ネットワークメカニズムは、他の領域すなわち側頭葉、嗅内野、海馬CA1領域のそれとは異なる可能性が示された。最近イオンチャネル型グルタミン酸受容体拮抗薬CNQXとAP5の存在下においてもテタヌス刺激誘発性のネットワークオシレーション(prototypic afterdischarge)が海馬CA1領域に誘発されることを発見し、これがインターニューロンネットワークにより惹起されること、および、その構成ニューロンは高頻度発火特性を持つ多形・錐体細胞層のインターニューロンであることを突き止めた。本研究では、このprototypic afterdischargeが海馬CA1の近傍領域、すなわち、側頭葉、嗅内野、海馬CA3、歯状回などにおいても誘発され得るかどうかを検討し、さらに誘発されたprototypic afterdischargeに関してはその薬理学的性質を検討した。側頭葉、嗅内野では、CA1と同様のprototypic afterdischargeが発現したが、CA3および歯状回では誘発されなかった。側頭葉と嗅内野におけるprototypic afterdischargeは、CA1と同様、GABA_A受容体拮抗薬ビククリンおよびギャップ結合阻害薬カルベノキソロンによって完全に消失した。CA3領域ではCA1領域と形態学的に同様の高頻度発火介在細胞が存在するにも関わらず、グルタミン酸伝達遮断条件下でリズムが惹起されない事実は、大変興味深い。これらの結果から、インターニューロンネットワークのリズム生成能力には領域による差異が存在すると推察される。
歩行リズム生成・制御に関わる網様体-脊髄神経機構の作動様式と構築様式

本年度は脳幹-脊髄系の中でも歩行の駆動及び制御信号を脊髄に下行性伝達する網様体脊髄路とその主投射領域(前角VII-VIII層)に分布する脊髄交連細胞の関係に着目し、これらの歩行リズム発現・制御における機能的役割の解明を目的としてシステム的解析を進めた。このため無動化除脳ネコ歩行標本において軸索内記録法と軸索内トレーサー(neurobiotin,NB)注入法を併用し、網様体脊髄路入力を受ける腰髄介在細胞から、歩行リズム発現時の介在細胞の作動様式とその構築様式について解析した。この結果、橋・延髄網様体の刺激に順行性応答発射をする記録細胞の多く(約80%)は歩行リズム周期に対応してリズム発射を示した。これらすべての細胞は各リズム周期内で一相性発射を示したが、その発射位相は記録側の後肢伸筋活動と同位相または反対位相のものが多く、それらはほぼ同数であった。またNB標識された介在細胞のすべては、細胞体が腰髄前角VI-VIII層に分布する交連細胞であり、とくにVIII層内のものが過半数を占めた。VIII層交連細胞の多くでは細胞体近傍の髄節で交叉性軸索から軸索側枝が高頻度に分枝していたが、VI-VII層交連細胞では軸索側枝の分枝数は極めて少なかった。VIII層交連細胞の軸索投射様式には、運動ニューロン層に投射するものと介在細胞層のみに投射するものの2種類が認められた。以上より、VIII層交連細胞はリズム発射及び軸索投射の特徴から左右後肢歩行リズムの協調的発現に関わる神経回路の基本構成要素であると考えられた。さらに網様体脊髄路が脊髄内に多髄節性に分散配置される脊髄内リズム生成回路を統合制御することを考慮すると、網様体-交連細胞神経機構は肢-肢・肢-体幹の定型的かつ協調的歩行リズム形成の基礎的神経機構を構成すると考えられた。本年度は歩行リズム生成に関わる脊椎内神経回路を構築する脊椎介在細胞群の同定とその形態および作動様式の解析を中心に研究を進めた。実験には無動化除脳ネコ標本を用いた。除脳ネコの中脳歩行誘発野に微小電気刺激を加え中枢性歩行リズムを誘発し、腰髄介在細胞の発射活動を軸索内または細胞内に刺入した微小ガラス管電極から記録した。記録後、同一電極からNeurobiotin(NB)を軸索内または細胞内に注入し、細胞体・樹状突起・軸索を標識した。この結果、記録した介在細胞の多くは歩行リズム誘発時にリズム発射を示した。また標識された介在細胞の多くは軸索を脊髄反射側に交叉性に伸ばし、主に反対側前角を支配する交連性介在細胞であった。これらの成績から、網様体脊髄路から興奮性入力を受ける交連性介在細胞は脊髄歩行リズム生成回路の構成要素の一部と推測され、これらは左右歩行リズムの協調的発現の制御に関わると考えられた。さらに網様脊髄椎路は髄接性配置された複数の歩行リズム生成回路を統合制御し、歩行運動の適正な発現・形成に重要な役割を持つと考えられた。以上の実験に加え、歩行リズム生成に関わる脊髄介在細胞群の全般的な構成様式を明らかにするため、ネコの腰髄部で一側に神経標識物質BDAを微量圧注入し、注入反対側の腰髄灰白質内で逆行性標識された介在細胞の分布および形態的特徴についての詳細な解析も現在進めている。NB標識細胞および逆行性標識細胞の形態的特徴の抽出および解析のために平成11年度の主たる備品として多重露光撮影用蛍光顕微鏡一式(ニコン・E800)を購入した。さらにこの顕微鏡に顕微鏡用デジタルカメラ(ポラロイド)を組み込み顕微鏡画像のデジタル入力および処理を可能とした。

さらに網様体脊髄路が脊髄内に多髄節性に分散配置される脊髄内リズム生成回路を統合制御することを考慮すると、網様体-交連細胞神経機構は肢-肢・肢-体幹の定型的かつ協調的歩行リズム形成の基礎的神経機構を構成すると考えられた。
中心地理論の計画論的応用の展開に関する研究

ポーランドでは、戦後直後に策定された国土計画案の中で都市ネットワーク整備に中心地理論が応用された。しかし、1940年代末に本格的な社会主義政権が樹立されたことにより、国土計画の実施は中止され、中心地理論は一転して批判された。中心地理論の応用のリーダーであったDziewonskiならびにKostrowickiは、急速な社会主義体制化で疲弊した地方小都市の経済機能研究に「転向」し、中心地理論とは距離を置いた。このうちDziewonskiは、その後、集落ネットワーク研究、都市システム研究に順次取り組む中で、低次都市集落システム理論と位置づけることにより中心地理論を「延命」させた。他方、Kostrowickiはほどなくして農業地理学に専門を変えたので、事実上の弟子Kosinskiが彼の都市地理研究を引き継ぐことになる。Kosinskiは小都市の勢力圏研究で中心地理論を参照することもしたが、ヨーロッパ全域の中心地ステムについて論じたChristaller(1950)の書評において、そこにナチスの亡霊を見て取り、中心地理論に対してはアンビバレントな立場をとっている。ポーランドで中心地理論に再び光が当たり始めるのは、例えば、次のような研究が発表される1960年代前半になってからである。Christaller(1933)の理論編のポーランド語訳(Eberhardt, 1963)、中心地理論を参照しながらポーランドの農村中心集落の階層区分を試みたChilczuk(1963)、中心地理論がナチ・ドイツによるポーランド占領地の中心集落再配置計画に応用された事実を指摘したGolachowski(1964)。この新たな潮流は、1964年に英文国際誌を目指すGeographia Polonicaの刊行が開始されたことと関係がありはしないだろうか。私は、当初、資本主義国起源の中心地理論をめぐる研究は社会主義国では多くないであろうとの予想の下に本研究に着手した。事実、戦後ポーランドの地理学が研究のために研究を行なうのではなく、あくまでも政府の政策実現を下支えするための応用科学的学問であったこともあって、西側諸国で行なわれているような中心地システムの実証研究は、少なくとも1960年代は皆無であった。ところが、集落システムに関する応用研究では中心地理論はそれなりに参照されているように思われた。そして、1960年代には県(Voivodship)の領域改革に向けての基礎資料を提供する目的からか、1950年代に小都市を対象に盛んに行なわれた勢力圏研究が中規模都市、大都市を対象にするようになった。それは、政府の地域開発資金の投資単位でもあるポーランドの地方行政単位は、常に経済効率的に最適なものが追及されたので、中心都市の勢力圏の現状把握はその画定のための基礎資料となり得たからであると思われる。残念ながら、以上の結論めいたものは、私が入手したポーランド語文献の翻訳が完了していないので、あくまでも仮説的なものに留まっている。さらに、数は少ないが、勢力圏研究の一環として中心集落の階層構造を中心地理論に基づいて理論的に考察していると思われる注目すべき研究も、1960年代には出現し始めているが、こうした文献についても翻訳に着手できなかった。以上のように必要なポーランド語文献の翻訳が未完了であるために、2018年度内に終えるはずであったポーランドを対象とした研究を予定通りには終了することができなかった。当初の計画では2019年度は、Worobyがカナダ・サスカチュワン州から研究委託を受けた中心集落の整備計画への中心地理論の応用について検討する予定であったが、翻訳が終わっていない必要ポーランド語文献があるため、その翻訳と精読を継続し、引き続きポーランドにおける中心地理論の計画論的応用に関する研究に取り組むことにする。思いのほか、ポーランドでは地理学者が関係する集落システムの計画論的研究に、少なくともその出発点においては、中心地理論の考え方が影響を与えているようである。したがって、社会主義国ポーランドにおける集落システムの計画論的研究は、これまで西側諸国の中心地研究では必ずしも研究の中心を占めてこなかった、中心地理論の応用的側面の研究に新たな知見を与える可能性がある。さらに、ポーランドを対象とする研究を継続する理由としては、以下に述べるように、かつては東欧の同じ社会主義国の地理学者ですら、ポーランドにおける中心地理論の計画論的応用研究を知らないことを知り、その研究の意義を改めて確認できたからである。戦時中の日本の国土計画論の一つである石川栄耀の生活圏構成論に、理論的根拠を中心地理論に求めたドイツの国土計画論の影響を見た杉浦(1996)について、昨夏、問い合わせをしてきたハンガリー地理学者Zoltan Ginelliとの意見交換の過程で、彼に、ポーランドの戦後直後の国土計画の一環をなす都市ネットワーク整備計画に中心地理論が応用されていたことを論じた杉浦(2017)を紹介したところ、大きな関心を示したのである。

他方、Kostrowickiはほどなくして農業地理学に専門を変えたので、事実上の弟子Kosinskiが彼の都市地理研究を引き継ぐことになる。Kosinskiは小都市の勢力圏研究で中心地理論を参照することもしたが、ヨーロッパ全域の中心地ステムについて論じたChristaller(1950)の書評において、そこにナチスの亡霊を見て取り、中心地理論に対してはアンビバレントな立場をとっている。ポーランドで中心地理論に再び光が当たり始めるのは、例えば、次のような研究が発表される1960年代前半になってからである。Christaller(1933)の理論編のポーランド語訳(Eberhardt, 1963)、中心地理論を参照しながらポーランドの農村中心集落の階層区分を試みたChilczuk(1963)、中心地理論がナチ・ドイツによるポーランド占領地の中心集落再配置計画に応用された事実を指摘したGolachowski(1964)。この新たな潮流は、1964年に英文国際誌を目指すGeographia Polonicaの刊行が開始されたことと関係がありはしないだろうか。私は、当初、資本主義国起源の中心地理論をめぐる研究は社会主義国では多くないであろうとの予想の下に本研究に着手した。事実、戦後ポーランドの地理学が研究のために研究を行なうのではなく、あくまでも政府の政策実現を下支えするための応用科学的学問であったこともあって、西側諸国で行なわれているような中心地システムの実証研究は、少なくとも1960年代は皆無であった。ところが、集落システムに関する応用研究では中心地理論はそれなりに参照されているように思われた。そして、1960年代には県(Voivodship)の領域改革に向けての基礎資料を提供する目的からか、1950年代に小都市を対象に盛んに行なわれた勢力圏研究が中規模都市、大都市を対象にするようになった。それは、政府の地域開発資金の投資単位でもあるポーランドの地方行政単位は、常に経済効率的に最適なものが追及されたので、中心都市の勢力圏の現状把握はその画定のための基礎資料となり得たからであると思われる。残念ながら、以上の結論めいたものは、私が入手したポーランド語文献の翻訳が完了していないので、あくまでも仮説的なものに留まっている。さらに、数は少ないが、勢力圏研究の一環として中心集落の階層構造を中心地理論に基づいて理論的に考察していると思われる注目すべき研究も、1960年代には出現し始めているが、こうした文献についても翻訳に着手できなかった。以上のように必要なポーランド語文献の翻訳が未完了であるために、2018年度内に終えるはずであったポーランドを対象とした研究を予定通りには終了することができなかった。当初の計画では2019年度は、Worobyがカナダ・サスカチュワン州から研究委託を受けた中心集落の整備計画への中心地理論の応用について検討する予定であったが、翻訳が終わっていない必要ポーランド語文献があるため、その翻訳と精読を継続し、引き続きポーランドにおける中心地理論の計画論的応用に関する研究に取り組むことにする。
化学療法による口腔内副作用防止のための口腔ケアプロトコールの作成

研究実績の概要化学療法対象患者に対し口腔内環境の基礎データを採取し、口腔粘膜への抗癌剤による細胞毒性の影響を調べ,歯科医療者の専門的介入による効果を分析し,予測,検証した.対象者は,A病院の乳癌患者とB病院の舌癌、歯肉癌、口底癌患者であり,口腔ケアはA病院では行われておらず,B病院では定期的に口腔ケア行っている。調査項目として口腔内診査(歯式,プロービングデプス(PD),出血点(BOP),唾液分泌量検査,ミュータンス菌検査(サリバチェックSM),唾液緩衝能検査(サリバチェックバッファ検査セット),食塩味覚閾判定テスト(ソルセイブ),唾液湿潤度検査,唾液の曵糸性検査,アンケート調査,血液検査を行なった.本研究の結果より、対象者の50%に化学療法の副作用として、塩分感覚低下の症状がみられたことから、食欲の減退、ひいては栄養摂取不良につながる恐れがあり、栄養指導の必要性がうかがわれた。BOPの値が化学療法中は低くなる傾向がみられたことは、化学療法中は免疫力が低下し、抵抗力が低くなっているのにもかかわらず、免疫反応の現れである出血という炎症の指標が消えてしまうことを意味していると考えられる。そのため口腔内状況が悪化してもその状況を把握しきれず、さらなる増悪を引き起こしかねないことが危惧される。アンケート調査の結果から、う蝕リスクが増大していることが推測された。口腔ケアと市販飲料水が及ぼす口腔内への影響の認識が必要と考えられた。歯科外来を持たないA病院では、歯科医の介入、口腔ケアの必要性の徹底がなされておらず、医療関係者や化学療法患者に対し、歯科医の介入の可否、口腔ケアの必要性の徹底、普及が必要であろう。結果として,口腔内環境の悪化しやすい化学療法中の患者に対する口腔ケアの重要性が示唆された。口腔粘膜への抗がん剤による細胞毒性の影響を調べ、歯科医療者の専門的介入による効果をデータを分析し、予測、検証した。対象者は、某大学医学部附属病院において乳腺外来で受診されている乳癌患者、日本歯科大学附属病院口腔外科で受診されている舌癌、歯肉癌、口底癌の患者に対して行った。日本歯科大学では、入院中、退院後も定期的に口腔内ケアを行っている。調査内容は、歯式、プロービングデプス(PD)、出血点(BOP)、ミュータンス菌検査、唾液緩衝能検査、口腔水分計、食塩味覚閾判定テスト、唾液湿潤度検査、曵糸性、アンケートを行った。結果および考察として、1.歯科治療不可能の先入観が口腔内状況を悪化させていた。口腔ケアの重要性の動機付けが必要であった。2.塩分感覚低下の症状がみられた。患者自ら家事を担当していることが多く、塩分摂取指導の必要性があった。3.口渇感、味覚変化が生じていた。口腔内清掃の倦怠による怠慢、ジュース類による味覚のごまかし等、によりう蝕リスクが増大しており、口腔内ケアと水分の補給が重要であった。4.化学療法による尚早のPDの大きな変化はみられなかった。このことから、口腔ケアによる介入は十分に意義をなすことが考えられる。5.BOPの値が、化学療法中よりも化学療法を始める前後の方が大きくなる傾向がみられた。このことから、化学療法中は、免疫力が低下し、免疫反応の現れである出血による反応が減り、つまり、抵抗力が低くなったことが考えられた。まさしく、この時期に口腔ケアが必要であることがわかった。
燃料デブリベッド運動挙動に関する実験データベース整備及び解析コード検証

高速炉における過酷事故(炉心損傷事故)において、事故後の長期の崩壊熱除去過程を支配する要因として重要な燃料デブリベッドのセルフ・レベリング挙動に着目し、模擬デブリの特性、冷却材の沸騰挙動等について実機条件の模擬性を向上した実験によって知見を得るとともに、解析コードの適用性を検証するための実験データベースを整備した。さらに、実験結果に基づき格子-粒子法連成計算による数値シミュレーション手法の妥当性について検討した。原子炉の炉心損傷事故において、冷却材の沸騰によって駆動される燃料デブリベッドの運動挙動は、その冷却特性及び臨界特性がベッド厚さに依存することから、事故後長期の崩壊熱除去過程を支配する要因として重要である。本研究では、燃料デブリベッドの運動挙動について、実機条件の模擬性に優れた実験データベースを整備するとともに、実験データベースに基づく固気液混相熱流動解析コードの検証を実施し、実機条件に対するコード適用性の向上を図る。平成25年度は模擬物質を用いた燃料デブリ運動挙動試験を実施し、実機模擬性に優れた試験条件下での固体粒子ベッドのセルフ・レベリング挙動について定量的な知見を得た。本試験では、崩壊熱による冷却材沸騰の模擬に報告者らが開発したベッド下部からの気相貫流を用いた試験方法を用いた。これにより、セルフ・レベリング挙動に影響を与え得る不確定な因子(プール内対流、ベッド内気相分布、気相流量変化)を極力排除し、実機条件を網羅する気相流量において模擬デブリベッドのセルフ・レベリング特性について把握した。試験では粒子ベッドの傾斜角の時間変化を測定し、密度、粒子径、非球形度、気相流量をパラメータとする実験データを取得した。その結果、粒子の非球形性及び粒子サイズがセルフ・レベリング挙動に与える影響について実験的な知見を得た。また、粒子密度の依存性に関する知見を得るため、粒子にはステンレス鋼、ジルコニア、銅、亜鉛、アルミナを用い、非球形粒子の特性を定量化する手法を合わせて検討した。燃料デブリ運動挙動試験については、これまで模擬デブリに特性の同じ単一種類の均質粒子を用いていたが、実機条件の模擬性を向上するため、異なった特性(粒子径、粒子密度)を有する粒子の混合物を用いた試験を実施し、実機条件に近い気相流量において2種混合粒子ベッドの基本的なセルフ・レベリング特性について把握した。この試験結果をもとに、平成25年度までに均質粒子に対する実験データベースとして整備したセルフ・レベリングの発達を予測する実験相関式の適用性を検証するとともに、粒子の球形度やベッド内の空隙率等を合わせて考慮することで混合粒子へ適用可能な相関式としての拡張性について検討した。また、デブリベッドの運動挙動を評価するための固気液混相熱流動解析コードについて、本研究で整備する実験データベースに基づいて検証を行うため、大規模計算のための検討を行った。本コードは、流体計算に格子法(多流体モデル)、デブリ粒子運動の計算に粒子法(個別要素法)を用いる格子ー粒子連成計算法に基づいているが、取り扱う粒子数が増えると粒子法計算の負荷が過度に大きくなり、実用的な計算が困難になる。そこで、粒子数の多い大規模計算のため、分散メモリ型並列計算機で標準的に用いられるMPIを用いた並列計算手法によって計算効率向上を図るためのコード整備を行った。本研究では、燃料デブリベッドのセルフ・レベリング挙動について、模擬デブリの特性、冷却材の沸騰挙動等について実機条件の模擬性に優れた試験によって実験的知見を得るとともに、解析コードの適用性を検証するための実験データベースを整備した。さらに、実験結果に基づき数値シミュレーション手法の妥当性を検証した。平成27年度は、燃料デブリ運動挙動試験については、これまでに実施した試験結果に基づき、模擬デブリとして、粒径、密度、球形度が異なる特性を有する粒子の混合物を用いた実験を試験条件を拡張して引き続き実施し、混合粒子ベッドのセルフ・レベリング特性について総合的な知見を得るとともに実験データベースとして整備した。また、デブリベッドの運動挙動を評価するための固気液混相熱流動解析コードについて、本研究で整備した実験データベースに基づいた試験解析を実施し、モデル化手法の妥当性について検証した。燃料デブリベッドの運動挙動を解明し、その解析評価手法を整備することは、原子炉の過酷事故に対するアクシデントマネージメントとしての燃料デブリの長期安定冷却方策に技術的な知見を与えるだけでなく、炉心損傷事故における事象推移の不確かさを低減し、従来の安全評価上の保守性を大幅に低減することでデブリ受け皿等の設計合理化による経済性の向上に大きく貢献する。また、本研究で整備した実験データベースは、多相流解析のための数値シミュレーション手法の検証データベースとして広く活用されることも期待される。

高速炉における過酷事故(炉心損傷事故)において、事故後の長期の崩壊熱除去過程を支配する要因として重要な燃料デブリベッドのセルフ・レベリング挙動に着目し、模擬デブリの特性、冷却材の沸騰挙動等について実機条件の模擬性を向上した実験によって知見を得るとともに、解析コードの適用性を検証するための実験データベースを整備した。さらに、実験結果に基づき格子-粒子法連成計算による数値シミュレーション手法の妥当性について検討した。計画通り模擬デブリに混合粒子を用いた燃料ブリ運動挙動試験を実施し、実機模擬性に優れた試験条件下での固体粒子ベッドのセルフ・レベリング挙動について基礎的な試験データを得るとともに、セルフ・レベリングの発達を予測する実験相関式の適用性について知見を得た。また、デブリベッドの運動挙動を評価するための固気液混相熱流動解析コードについて、本研究で整備する実験データベースに基づいた検証解析を実施する上で必要となる大規模計算時の計算効率向上を図るためのコード整備を実施した。原子炉工学燃料デブリ運動挙動試験については、平成26年度までに実施した試験結果に基づき、模擬デブリとして異なった特性を有する粒子の混合物を用いた実験を試験条件を拡張して引き続き実施し、混合デブリのセルフ・レベリング特性について総合的な知見を得るとともに、実機条件の模擬性に優れた実験データベースとして整備する。また、デブリベッドの運動挙動を評価するための固気液混相熱流動解析コードについて、本研究で整備する実験データベースに基づいた総合的な検証を行う。これにより解析コードの実機条件への適用性向上を図る。計画通り模擬デブリに非球形粒子を用いた燃料デブリ運動挙動試験を実施し、実機模擬性に優れた試験条件下での固体粒子ベッドのセルフ・レベリング挙動について定量的な知見を得るとともに、解析コードの検証性に優れた実験データを取得することができた。JRのダイヤ改正(3月)に伴う料金変更によって3月の学会参加のために支出予定だった旅費に差額が発生したため。燃料デブリ運動挙動試験については、平成25年度に実施した試験結果に基づき、模擬デブリに粒子径分布を有する粒子を用いた試験データを取得し、粒子径分布がセルフ・レベリング挙動に与える影響について実験的な知見を得る。これをもとに、非球形粒子及び粒子径分布を有する粒子を用いた試験データに基づいてセルフ・レベリングの発達を予測する実験相関式を実験データベースとして整備する。また、報告者らが日本原子力研究開発機構と共同で開発を進めているデブリベッドの運動挙動を評価するための固気液混相熱流動解析コードについて、本研究で整備する実験データベースに基づいて検証を行う。翌年度分として請求した助成金の物品費に合算して使用予定
ヒト歯根膜組織におけるメカニカルストレスと非石灰化機構の関係解明

1.ヒト歯根膜細胞へのストレツチ力の負荷矯正学的理由で抜歯した小臼歯より無菌的に歯根膜を摘出し、その組織片を10%ウシ胎児血清を含むα-MEM(α-modified minium essential medium)培地にてタイプIコラーゲンコート培養デイシュであるFLEX-I(Flexercell社製)上で培養し、ストレッチ力負荷24時間前に1%ウシ胎児血清を含むα-MEMに交換し、Flexercell Strain Unit(Flexercell社製)を用いて、ヒト歯根膜細胞にストレッチ力を培養デイシュの膜が10%伸張する強さで48時間負荷した。2.ストレッチ負荷ヒト歯根膜細胞におけるmRNAの発現ストレッチ負荷したヒト歯根膜細胞におけるmRNAの発現を検討するため、負荷実験終了後、各々の培養細胞の全RNAをAGPC(Acid Guanidium-Phenol-Chloroform)法で抽出し、石灰化に関与するといわれているオステオカルシン(OC)、オステオネクチン(ON)、オステオポンチン(OP)、アルカリフォスファターゼ(ALP)と、非石灰化に関与しているといわれているマトリックスグラプロテイン(MGP)の各々に特異的なプライマーを使用してRT-PCR法を行った。RT-PCR終了後、2%アガロース電気泳動を行い、負荷をしなかった静置培養細胞との間における各々のmRNAの発現を比較した。その結果、どちらのヒト歯根膜細胞においても、ALP、ON、MGPのmRNAの発現がみられ、ALPmRNAの発現においてのみ、ストレッチ負荷したヒト歯根膜細胞においての発現が減弱していた。他のmRNAの発現の有意な差異はみられなかった。1.ヒト歯根膜細胞の培養矯正学的理由で抜歯した小臼歯より無菌的に歯根膜を摘出し、その組織片を10%ウシ胎児血清を含むα-MEM(α-modified minium essential medium)培地にてタイプIコラーゲンコート培養デイシュであるFLEX-I(Flexercell社製)上で培養した。実験には、継代数510代までを用いた。2.ヒト骨芽細胞の培養ヒト歯根膜細胞と特徴が類似しているといわれるヒト骨芽細胞を用いて、ヒト歯根膜細胞との特徴を比較するため、ヒト歯根膜細胞と同条件下において培養を行った。3.ヒト歯根膜細胞とヒト骨芽細胞におけるmRNAの発現ヒト歯根膜細胞とヒト骨芽細胞の特徴を比較するため、培養終了後、各々の培養細胞の全RNAをAGPC(Acid Guanidium-Phenol-Chloroform)法で抽出し、石灰化に関与するといわれているオステオカルシン(OC)、オステオネクチン(ON)、オステオポンチン(OP)、アルカリフォスファターゼ(ALP)と、非石灰化に関与しているといわれているマトリックスグラプロテイン(MGP)の各々に特異的なプライマーを使用してRT-PCR法を行った。RT-PCR終了後、2%アガロース電気泳動を行い、各々の細胞における各々のmRNAの発現を調べた。その結果、ヒト歯根膜細胞においては、ON、MGPのmRNAの発現がみられた。一方、ヒト骨芽細胞では、全てのmRNAの発現がみられた。
地中CO2連続測定による地すべり地帯の水分変状早期検知システムの開発

本研究では、豪雨に伴う地すべり予測手法として、地中のCO2濃度変化と地下水位上昇の関係に着目して、室内実験およびフィールド実験、実際の地すべり危険地帯での試験観測を実施した。その結果、超小型のCO2センサーを用い、ガス透過膜によりセンサーを保護し、長さ80cm、直径10cmの特殊な円筒管システムを開発し、それを地中に60cm埋設して地中CO2の連続測定に成功した。この装置を用いて、屋外フィールドや実際の地すべり地帯で地下水位と地中CO2濃度の観測を行い、地下水位の深さ(屋外はGL-1m程度、地すべり地帯はGL-12m程度)によらず地下水位上昇に対応したCO2の上昇が確認された。本研究の目的は、斜面変状の変化をこれまでの変位や地下水位観測といった直接的な計測手法ではなく、“地表面から数十cm深度のCO2濃度の連続測定"といった簡易な手法で安価で迅速に感知できる手法の足掛かりを得ることを目的としている。本年度の目的の第一は、地中CO2濃度と地下水位の基礎的性質の把握であり、室内実験と大学構内の屋外実験を実施した。まず、前者では水位とCO2濃度の上昇傾向を検証し、水位が高いほどCO2濃度が高くなることを確認した。また、実際の計測システムでは、豪雨によるセンサーと水の接触を避けるため、特殊な半透膜を用いたセンサー保護を行い、センサーの設置位置は地表面より高い位置に置くことになる。そのため、システムを構成する円筒の下面からセンサーまでのCO2の上昇速度を高めるための補助手段として、1加熱、2強制吸引を付加した場合のピーク濃度と時間を比較検討する実験を実施した。その結果、加熱方式の方がピーク濃度が大きく、短時間で発現することがわかった。つぎに、後者の屋外実験では本システムを地表面から80cm深度に設置し、自然降水条件下で計測を行った。その結果、降水が継続して地下水位が上昇する数日前からCO2濃度の上昇が観測された。その後、地下水位が上昇して本システムの下面より高くなった段階からCO2濃度は減少傾向に転じた。結果として、本システムが少なくとも地下水位上昇に大きく反応することは確認できた。目的の第二は、豪雨時対策であり、本年度は斜面モデル実験装置の設計のみの計画であったが、上述の実験装置を用いて豪雨(100mm/h)での実験を行って設計に反映させた。目的の第三は、実斜面での実験を前提としたサイト調査である。サイト調査は、北九州市役所および福岡県庁に依頼し検討の結果、現在県のサイトで新規に地下水観測施設を設置予定の場所を候補地(篠栗)として選定している。当初計画の地中CO2濃度と地下水位の基礎的挙動を確認するための室内実験および屋外実験は、予定通り進捗している。斜面モデルの検証は、本年度は設計のみであったが、予定を変更して室内実験で防水機能確認実験を実施した。実斜面での実験を想定したサイト調査では、福岡県庁の協力を得て県が平成28年度初頭に設置を計画しているサイト(篠栗町)を選定した。この中で防水機能確認実験は、当初計画以上に進展しているとも言えるが、斜面モデルの設計は見送っているので全体としておおむね順調に進展していると判断した。本研究の目的の第一は、実フィールドへの適用のための本システム設置後の掘削溝と容器の間の充填方法を検討することである。そのため、室内実験で充填材の種類、充填場所、計上などを変えて実験を実施した。その結果、水生植物用粘土を用い、底面と表面の2ヶ所に設置するケースが最も高濃度のCO2を検出できることが分った。目的の第二は、上述のモデルを用いて、前年度に検討した豪雨時対策と併せて、大学構内の屋外で地下水位の変動とCO2の変化について検証を行った。本システムは、地表面より深度60cmに設置されたが、地下水位がほとんどの期間でそれより浅かったため、深度20cmにも追加で設置し、約3ヶ月間の測定を行った。その結果、20cm深度のセンサーで地下水位の上昇前にCO2濃度が大きく上昇することが8回確認された。60cm深度のセンサーは、ほとんどの期間で地下水位が60cm以浅であったため、低いCO2濃度で安定していた。目的の第三は、実斜面への適用である。サイトは、福岡県の承諾を得て得福岡県篠栗町で地すべり地帯に指定された場所を設定した。そのサイトに、本システム、土壌水分計、テンシオメータ等を設置し、2016年10月より測定を開始した。開始時期が豊水期末期で地下水位の上昇が認められなかったためCO2上昇との関係は平成28年度中には確認できなかった。この計測を継続することで来年度の豊水期(6月10月)でのデータ取得を目指す。当初計画の室内実験および屋外実験は、予定通り進捗している。本システムの課題であったセンサーの保護方法、掘削後の充填方法、豪雨対策などは、ほぼ解決している。実際の地すべり地帯への試験的適用も実現し、現在継続的に観測を行っている。実フィールドへの適用は、最終年度を予定していたが2年目に前倒しで実現することができたことで1年以上の長期データの取得が可能となり、本システムの有用性評価に大きく前進ができたものと考えている。

以上のことから、当初の計画以上に進展していると判断した。本研究では、豪雨に伴う地すべり予測手法として、地中のCO2濃度変化と地下水位上昇の関連性に着目して、室内実験およびフィールド実験、および実際の自図べり危険地帯での観測を実施した。まず、室内実験では、CO2測定のため超小型の非分散型の赤外線センサーを2種類入手し、その適用性を検証した。また、地中でのCO2連続測定のため、センサー周辺に結露防止と過度に湿度が上昇しない対策(水分とガスの分離膜等)を考案し、円筒型の地中CO2連続測定システムを数種類試作し、最も感度の良いシステムを選定した。つぎに、このシステムを学内のフィールドに設置し、気象情報(温度、湿度、風速、日射量、降雨)と地下水位、土壌水分の観測と地中CO2濃度の変化の関係を検討した。ここで地中CO2の観測は、地表面から深度0.51m程度である。その結果、地中CO2濃度は地下水位が上昇を始めると同時に上昇し、明確にピーク濃度が現れることを確認した。つまり、降水時にはまず低気圧になり地中とのガス拡散勾配が大きくなること、降水浸透により気相率が低下しガス排出圧力が作用すること、地下水位が上昇してガス排出を促すこと、によりCO2濃度が大きく変動すると推定され、他の要因の変化とは明確に区別ができる可能性があることが分った。つぎに、実際の福岡県内の地すべり危険地帯にこの地中CO2モニタリングシステムを設置し、地下水位がGL-6-14mというスケールでの地中CO2濃度の観測を実施した。その結果、地下水位の大幅な上昇時にその数時間前からCO2濃度が上昇する傾向が確認された。ただ、こうした山中では大型動物(イノシシ、シカ)のし尿等によっても地中CO2濃度が上昇する可能性も示唆された。しかし、本システムが大掛かりな工事を必要とせず、容易に設置が可能で豪雨時の地下水上昇を予測できる可能性が高いことが確認された。本研究では、豪雨に伴う地すべり予測手法として、地中のCO2濃度変化と地下水位上昇の関係に着目して、室内実験およびフィールド実験、実際の地すべり危険地帯での試験観測を実施した。その結果、超小型のCO2センサーを用い、ガス透過膜によりセンサーを保護し、長さ80cm、直径10cmの特殊な円筒管システムを開発し、それを地中に60cm埋設して地中CO2の連続測定に成功した。この装置を用いて、屋外フィールドや実際の地すべり地帯で地下水位と地中CO2濃度の観測を行い、地下水位の深さ(屋外はGL-1m程度、地すべり地帯はGL-12m程度)によらず地下水位上昇に対応したCO2の上昇が確認された。室内実験でのデータの蓄積は、継続的に実施するが、構内の屋外実験は地下水位が非常に高く、豪雨時には地表面付近まで到達することから実験サイトとしてはあまり適していないことが判明した。一方、実斜面での検証は、3年目の平成29年度に予定していたが、サイトの都合上平成28年に前倒しで準備ができる可能性がでてきた。そのため、平成28年度の屋外実験は、大学構内もしくは実証サイトのいずれかということになる。室内実験は、上述のいずれであっても実施するが、斜面モデルでの防水検証実験は、現在保有の斜面モデル降雨浸透実験装置を改良して、平成28年度に実施する計画としたい。研究は、当初計画より順調に進んでおり、平成28年度にスタートさせた実フィールドでの本システムの適用性検証実験を継続して実施する。
遠隔および対面インタラクションマイニングに基づく協調学習支援システムの開発

本研究の目的は、学習者の活動状況を正確に把握でき、その活動状況に応じて、教室内でのeラーニングを支援できるようなシステムを開発することである。これを達成するため、(1)対面環境における学習者の活動と分散環境における学習者の活動を把握する、(2)遠隔および対面インタラクションマイニングに基づく協調学習支援システムを開発する、(3)開発システムの適用と評価の手順で研究を進めることとした。本年度は、遠隔および対面インタラクションマイニングに基づく協調学習支援システムを開発することを目標とした。2011年4月8月は、論文の執筆活動および対面協調学習の分析を行った。対面協調学習の分析とは、2人1組になってプログラミングを行う「ペアプログラミング」において、その活動中にペアの2人がどのような会話をしたのか等を分析することである。分析の結果、例えば、プログラミング活動中に発生するエラーの解決に成功するか失敗するかということと、プログラミング活動中の会話に関係がある可能性を明らかにして論文にまとめ、その内容について研究会へ1件、国際会議へ1件、論文誌へ1件投稿し、すべて採録された。2011年9月11月は、対面環境における協調学習での学習者の活動の特徴把握に関する実験を行い、国際会議や論文誌へ投稿した内容について、その妥当性を検証するためのデータを収集した。2011年12月2012年3月は博士論文執筆に関わる活動をした。2011年11月に実施した予備審査、2012年2月に実施した最終発表会、最終審査会に向けた準備や、審査会で審査委員から頂いたコメントをもとに博士論文の修正等を行った。2012年4月に「協調プログラミング学習支援のための分散および対面協調学習の分析」というタイトルで博士論文を提出し、協調プログラミング学習支援について考案するためのデータや分析結果を提供した。
過大地震動を受ける建築構造物の崩壊挙動の解明と終局耐震性能評価法

兵庫県南部地震の災害は我々建築構造の研究者に大きな衝撃を与えた.最も被害の集中した地域に生じた地震動の大きさは,当時の建築基準法で考えられている大きさの1.5倍と言われている.わが国では,現行の基準においても,建築構造物に与えている強度はその構造物が弾性的に応答する場合に生じる強さの1/4から1/2にしかない.強度を超える地震入力は構造物の塑性変形能力によって抵抗されるしかし,実際の設計の段階では,簡単な計算が行われているだけで,真に大きな地震入力が建築構造物に作用した場合の挙動を捉えてはいない.この研究活動は,表題の示すとおり,過大入力を受ける建築構造物の動的崩壊過程を解明する方法の確立と設計への応用法の開発にある.本研究は平成9年度から11年度まで3年に渡り行われた.京都大学に共同利用のワークステーションを置き,インターネットを介して,同一の地震動データ,構造物について各研究者による方法で解析を行い,その結果を公開共有して検討を行ってきた.また,入出力データおよびソフトウェアの相互利用を行い,頻繁な討論の実施によって総合的な成果を得ることを目指してきた.解析法の整備についても十分な意見交換を行った.平成9,10年度には,各研究者の担当分野において過大入力を受ける構造物の崩壊過程の解明に取り組んできた.最終年度には,平成9,10年度の成果を踏まえて崩壊挙動を背景とした終局耐震性能評価法の構築と構造設計への提言を行い,成果を公表することを目標とした.しかし,この提言を行うには,各担当研究者の設計に対するフィロソフィー・捉え方など様々なことを総合しなければならず,また,平成9,10年度に行ってきたような各研究者の担当分野における過大入力を受ける構造物の崩壊過程の解明も十分でないことが明らかになった.結局,最終年度にも,過大入力を受ける構造物の崩壊過程の解明に関連した研究を継続して行うこととなった.兵庫県南部地震の災害は我々建築構造の研究者に大きな衝撃を与えた.最も被害の集中した地域に生じた地震動の大きさは,当時の建築基準法で考えられている大きさの1.5倍と言われている.わが国では,現行の基準においても,建築構造物に与えている強度はその構造物が弾性的に応答する場合に生じる強さの1/4から1/2にしかない.強度を超える地震入力は構造物の塑性変形能力によって抵抗されるしかし,実際の設計の段階では,簡単な計算が行われているだけで,真に大きな地震入力が建築構造物に作用した場合の挙動を捉えてはいない.この研究活動は,表題の示すとおり,過大入力を受ける建築構造物の動的崩壊過程を解明する方法の確立と設計への応用法の開発にある.本研究は平成9年度から11年度まで3年に渡り行われた.京都大学に共同利用のワークステーションを置き,インターネットを介して,同一の地震動データ,構造物について各研究者による方法で解析を行い,その結果を公開共有して検討を行ってきた.また,入出力データおよびソフトウェアの相互利用を行い,頻繁な討論の実施によって総合的な成果を得ることを目指してきた.解析法の整備についても十分な意見交換を行った.平成9,10年度には,各研究者の担当分野において過大入力を受ける構造物の崩壊過程の解明に取り組んできた.最終年度には,平成9,10年度の成果を踏まえて崩壊挙動を背景とした終局耐震性能評価法の構築と構造設計への提言を行い,成果を公表することを目標とした.しかし,この提言を行うには,各担当研究者の設計に対するフィロソフィー・捉え方など様々なことを総合しなければならず,また,平成9,10年度に行ってきたような各研究者の担当分野における過大入力を受ける構造物の崩壊過程の解明も十分でないことが明らかになった.結局,最終年度にも,過大入力を受ける構造物の崩壊過程の解明に関連した研究を継続して行うこととなった.兵庫県南部地震の災害は我々建築構造の研究者に大きな衝撃を与えた。最も被害の集中した地域に生じた地震の大きさは現行の建築基準法で考えられている大きさの1.5倍と言われている。わが国では,現行の基準においても,建築構造物に与えている強度はその構造物が弾性的に応答する場合に生じる強さの1/4から1/2にしかない。強度を越える地震入力は構造物の愬性変形能力によって抵抗される。しかし,実際の設計の段階では,簡単な計算が行われているだけで,真に大きな地震入力が建築構造物に作用した場合の挙動を捉えてはいない。この研究活動は,表題の示すとおり,過大入力を受ける建築構造物の動的崩壊過程を解明する方法の確立と設計への応用法の開発にある。本研究では,京都大学に共同利用のワークステーションを置き,インターネットを介して,同一の地震動データ,構造物について各研究者による方法で解析を行い,その結果を公開共有して検討を行う。また、入出力データおよびソフトウェアの相互利用を行い,頻繁な討論の実施によって総合的な成果を得ることを目指す。解析法の整備についても十分な意見交換を行う。なお,各年に2度の会議を行う。平成9年度には過大入力を受ける構造物の崩壊過程の解明に取り組んだ。各研究者はこれまで各自が研究対象としてきた構造物に関する研究成果・方針に基づき,あるいは既往の成果・方法を発展させて研究を進めた。主なテーマは,鋼構造骨組の動的崩壊挙動の解析,鉄筋コンクリート構造物の動的崩壊挙動の解析,トラス,ラチスシェルなどの空間構造物の動的崩壊挙動の解析,木造構造物の動的崩壊挙動の解析,上部構造物-杭-

地盤連成系の崩壊解析,各種構造物の動的崩壊要因・崩壊性状の評価,強地震動加速データの作成,各種構造物の動的崩壊解析法の整理・開発である。兵庫県南部地震の災害は我々建築構造の研究者に大きな衝撃を与えた。最も被害の集中した地域に生じた地震動の大きさは現行の建築基準法で考えられている大きさの1.5倍と言われている。わが国では,現行の基準においても,建築構造物に与えている強度はその構造物が弾性的に応答する場合に生じる強さの1/4から1/2にしかない。強度を超える地震入力は構造物の塑性変形能力によって抵抗される。しかし,実際の設計の段階では,簡単な計算が行われているだけで,真に大きな地震入力が建築構造物に作用した場合の挙動を捉えてはいない。この研究活動は,表題の示すとおり,過大入力を受ける建築構造物の動的崩壊過程を解明する方法の確立と設計への応用法の開発にある。本研究では,平成9年度に京都大学に共同利用のワークステーションを置き,インターネットを介して,同一の地震動データ,構造物について各研究者による方法で解析を行い,その結果を公開共有して検討を行っている。また,入出力データおよびソフトウェアの相互利用を行い,頻繁な討論の実施によって総合的な成果を得ることを目指している。解析法の整備についても十分な意見交換をっている。平成9年度には過大入力を受ける構造物の崩壊過程の解明に取り組んだ。平成10年度は,終局耐震性能評価法の構築と構造設計への提言を行うべく活動してきた.すなわち,昨年度に得られた成果を受けて,地震時安全性をより合理的に高めるための情報を担当研究者の議論を経て系統的に提供することを行ってきた.さらに,崩壊挙動を背景とした各種構造物の耐震性能評価について検討し,安全性をより直接的に反映するための構造設計への提言を行った.各委員が担当したものは,鋼構造物,鉄筋コンクリート構造物,トラス・ラチスシェル等の空間構造物,木構造物,杭一地盤構造,免震・制振構造,設計対象地震動である.研究兵庫県南部地震の災害は我々建築構造の研究者に大きな衝撃を与えた。この研究活動は,表題の示すとおり,過大入力を受ける建築構造物の動的崩壊過程を解明する方法の確立と設計への応用法の開発である。本研究は,平成9年度から平成11年度に亘り、京都大学に共同利用のワークステーションを置き,インターネットを介して,同一の地震動データ,構造物について各研究者による方法で解析を行いその結果を公開共有して検討を行ってきた。また,入出力データおよびソフトウェアの相互利用を行い,頻繁な討論の実施によって総合的な成果を得た。解析法の整備についても十分な意見交換を行うことができ、今後の研究活動に有益な土台を構築することができた。
聴覚性驚愕反応のプレパルス抑制に及ぼす発達環境の影響に関する分析

当初の研究計画に従って、マウスにおける聴覚性驚愕反応およびそのプレパルス抑制(以下PPIと略す)における発達環境要因の効果について、環境エンリッチメントの観点から検討を行った。実験と結果の概要は以下の通りである。1)飼育素材の効果:各種床材を用いて離乳後4週間の飼育を行い、8週齢から基本テストバッテリに従って行動解析を行った。基本行動テストバッテリは、オープンフィールド、明暗箱、高架式十字迷路、聴覚性驚愕反応、および古典的恐怖条件付けの各テストからなる。その結果、飼育用床材の種類によって、成長後の各種行動に変化が見られることが明らかになった。PPIについては、PPIを阻害する効果を示す床材は認められたが、促進する床材は認められなかった。これらの結果は、離乳から性成熟期に至る個体の行動発達に飼育用床材による環境刺激が重要な役割を果たしていることを示唆するものといえる。2)飼育時の玩具の効果:飼育ケージ内に玩具(回転盤)を導入して離乳後4週間の飼育を行い、8週齢から基本テストバッテリに従って行動解析を行った。その結果、回転盤の導入によって、成長後の各種行動に変化が見られることが明らかになった。特に、PPIについては回転盤の導入によって抑制が強まる傾向が見られたが、統計的には有意に至らなかった。更に条件を検討して効果を明らかにする必要があろう。これらの結果は、離乳から性成熟期に至る個体の行動発達に対して、飼育環境内への玩具の導入が大きな効果を持つこと、しかし、床材の効果とは異なり、その効果が複雑なものであることを示唆するものといえる。3)まとめ:本研究から、当初の目的であったPPIについて、発達環境の操作によってその効果を増強させ得ることを示すことができた。今後確証実験を続けるとともに、このような効果を生じた内部メカニズムの検討を進める必要がある。1.研究の実施概要本研究は発達環境がマウスの聴覚性驚愕反応のプレパルス抑制現象(PPI)に与える影響につい検討することを目的としている。本年度は当初の研究計画に従って、近交系マウスであるC57BL/6J系統のマウスを用いて、(1)育児条件、および(2)離乳前の環境エンリッチメントが性成熟後の聴覚性驚愕反応およびPPI現象に与える効果について重点的に検討を加えた。また、予備実験として、薬物の効果および、近交系マウスであるDBA/2J系統における単独飼育の効果についても検討した。2.結果(1)育児条件の影響の評価:短期母子分離(生後3日目、15分1回)、同居個体数(生後4週の離乳時から8週齢まで4週間。単独飼育、2匹飼育、および5匹飼育の3条件)および父親個体との同居(離乳時まで)の効果について検討した。基礎測定として自発活動性を測定したが、各条件の間で明瞭な差は認められなかった。驚愕反応実験においては、短期母子分離実験および同居個体数実験では、聴覚性驚愕反応およびPPIのいずれにおいても飼育条件の効果は認められなかった。一方、父親個体との同居実験では、PPIには変化が認められなかったが、聴覚性驚愕反応において低下傾向が見られた。(2)環境エンリッチメントの効果:環境エンリッチメント素材として紙製のマウスハウスを利用した(生後4週の離乳時から8週齢まで4週間)。その結果、対照群(マウスハウスなし)と比較して聴覚性驚愕反応の低下傾向が見られた。(3)予備実験:神経伝達に重要な役割をしていると考えられるガストリン放出ペプチドの受容体拮抗薬の投与が、聴覚性驚愕反応を促進することが示された(第69回日本心理学会

大会(2005年9月)において報告)。また、DBA系統においては単独飼育の効果が認められなかった。本年度は当初の研究計画に従って、マウスにおける聴覚性驚愕反応およびそのプレパルス抑制(以下PPIと略す)における発達環境要因の効果について、環境エンリッチメントの観点から検討を行った。実験と結果の概要は以下の通りである。1.飼育素材の効果:各種床材を用いて離乳後4週間の飼育を行い、8週齢から基本テストバッテリに従って行動解析を行った。基本行動テストバッテリは、オープンフィールド、明暗箱、高架式十字迷路、聴覚性驚愕反応、および古典的恐怖条件付けの各テストからなる。その結果、飼育用床材の種類によって、成長後の各種行動に変化が見られることが明らかになった。PPIについては、PPIを阻害する効果を示す床材は認められたが、促進する床材は認められなかった。これらの結果は、離乳から性成熟期に至る個体の行動発達に飼育用床材による環境刺激が重要な役割を果たしていることを示唆するものといえる。2.飼育時の玩具の効果:飼育ケージ内に玩具(回転盤)を導入して離乳後4週間の飼育を行い、8週齢から基本テストバッテリに従って行動解析を行った。その結果、回転盤の導入によって、成長彼の各種行動に変化が見られることが明らかになった。特に、PPIについては回転盤の導入によって抑制が強まる傾向が見られたが、統計的には有意に至らなかった。更に条件を検討して効果を明らかにする必要があろう。これらの結果は、離乳から性成熟期に至る個体の行動発達に対して、飼育環境内への玩具の導入が大きな効果を持つこと、しかし、床材の効果とは異なり、その効果が複雑なものであることを示唆するものといえる。3.まとめ:本年度の研究から、当初の目的であったPPIについて、発達環境の操作によってその効果を増強させ得ることを示すことができた。今後確証実験を続けるとともに、このような効果を生じた内部メカニズムの検討を進める必要がある。