hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
三員環酸化物との化学発光反応の研究

メチレン誘導体では、DMDとOBPCAで大きな違いがあることを示し、DMDとの反応における環状過酸化物中間体の分解は過酸類との反応における鎖状の過エステルとは異なりほぼ同じ立体的環境で進むことを示した。さらに、立体的に嵩高い9-アダマンチリデン誘導体とTFMDの化学発光の速度論は環状の過酸化物中間体は環の上下からの立体的影響によって活性化エントロピー的に安定化されることを示した。2 9-フェニルメチレン誘導体と酸化剤オキサジリジン類との反応で生ずる1:1付加物を活性なオキシランの保護された中間体とみなし、それのジオキシラン類との反応は新しい化学発光反応であることを見いだした。9-アダマンチリデン-N-メチルアクリダンのm-クロロ過オキシ安息香酸による酸化によってこのオキシラン誘導体を合成した。10-アセチル-9-ジメトキシホスフィニル誘導体の有機リチウム化合物と芳香族アルデヒドとの縮合およびN-アセチルアクリドンとアダマンタノンとの低原子価チタンによる脱酸素化縮合を用いてN-アセチルアクリダン環系オレフィンを合成した。約0.08M濃度のジメチルジオキシランのアセトン溶液を塩素化溶媒(ジクロロメタン、ジュウテロクロロホルムなど)で抽出し、pH7リン酸緩衝溶液または過塩素酸塩溶液を用いた洗浄によって約0.4Mの高濃度ジメチルジオキシラン-塩素化溶媒溶液を得た。9-アダマンチリデン-N-メチルアクリダンオキシドのオキシラン炭素の化学シフト値を類似化合物との比較によって確認した。高濃度のジメチルジオキシラン-ジクロロメタン溶液とN-メチルアクリダン環系オレフィンを室温で短時間反応させ急冷した反応液から1,2,4-トリオキサン系の中間体過酸化物の存在を示す低温NMRデータを得た。アセトニトリル溶媒中のジメチルジオキシランとN-メチルアクリダン環系オレフィンの反応において0.1%の化学発光量子収率を得た、この値はジクロロメタン溶媒中の約300倍であった。化学発光性の中間体過酸化物であるN-メチルアクリダン環系オレフィンの1,2,4-トリオキサン誘導体の最適化構造および分解の遷移状態についてPM3法およびAM1法を用いて半経験的量子化学計算をした。AM1法がより合理的な結果を算出することが分かった。
MHC結合性ペプチドを内封したリポソームによる粘膜免疫賦活法の研究

腸管出血性大腸菌O157:H7由来のベロ毒素の糖鎖認識サブユニット(Stx1B)は、抗原提示細胞の主要組織適合遺伝子複合体(MHC)クラスIIに抗原由来ペプチドが提示されにくいために免疫原性が低いと考えられている。これを改善するためにStx1Bと、MHCクラスIIに提示されるOVAペプチドを共存させたリポソームを作製しマウスに対して経粘膜免疫を行いその効果を検討した。リポソームワクチンの経鼻免疫により、OVAペプチド内封リポソームは粘膜での分泌型IgAの産生を誘導した。またペプチドを内封せずに表面にStx1Bを結合させたリポソームワクチンでも分泌型IgA産生が誘導された。さらに、Stx1Bをリポソームに内封することで免疫原性を高めることが可能であった。MHCクラスIIに提示されるOVA由来のペプチドを内封してStx1Bを表面に修飾したリポソームに改良を加えることで、効果的なリポソームワクチンの開発が期待される。粘膜での病原細菌,病原細菌由来の毒素に対する分泌型IgA産生を効果的に誘導する経粘膜ワクチンの開発を目指している。本研究で抗原として用いているベロ毒素の糖鎖認識サブユニットであるStxlBは,抗原提示細胞に取り込まれた際に主要組織適合遺伝子複合体(MHC)クラスIIにStxlB由来のペプチドが提示されにくいために抗原性を示さないことが明らかとなっている。この抗原性を改善するためにStxlBと,既にMHCクラスIIに提示されることが明らかとなっているペプチドを共存させたリポソームの作製および免疫賦活法の検討を行った。リポソームにStxlBを修飾するためにリポソームを形成する脂質の親水基部分への化学的結合を試みた。脂質とStxlBを効果的に結合させるために,脂質とStxlBの反応条件を検討し,適切な条件を明らかとし,MHC結合性ペプチドを内封したリボソームの作製を行った。これと並行して,キャリアーとして用いるリポソームの効果について検討した。StxlBをリポソームに内封し,抗原として実験動物に投与した結果,StxlB単独よりも効果的に粘膜部位での抗原特異的IgA産生を誘導することが可能であった。さらに,本研究のメカニズムにより抗原性が改善されるか確認するために,StxlBとモデル抗原として使用されている卵白アルブミンを化学的に架橋し抗原として皮下投与により免疫を行った。その結果,これまでStxlBに無応答であったマウスの血清中で抗原特異的IgGの産生が確認された。このことからStxlBと,MHC結合性ペプチドをリポソームに共存させることによりStxlBの抗原性が改善される可能性が示唆された。本研究の目的は、抗原性を示さない抗原に対しても分泌型IgAを効果的に誘導する経粘膜ワクチンの開発である。腸管出血性大腸菌0157 : H7由来のベロ毒素の糖鎖認識サブユニット(Stx1B)が抗原性を示さない原因として、抗原提示細胞の主要組織適合遺伝子複合体(MHC)クラスIIに抗原由来ペプチドが提示されにくいためと考えられている。この抗原性を改善するためにStx1Bと、既にMHCクラスIIに提示されることが明らかとなっているペプチドを共存させたリボソームを作製し、実験動物であるマウスに対しそ経粘膜免疫を行い、その効果を検討した。リボソーム内水相にはOVA由来のペプチド、またはそのペプチドのニカ所のアミノ酸を置換した変異ペプチドを内封した。リボソーム表面へのStx1Bの結合は表面プラズモン共鳴法を用い確認した。上記リポソームワクチンの経鼻免疫により、種々粘膜での分泌型IgAの産生が誘導されるかどうかを比較検討した。そめ結果、OVA由来のペプチド内封リボソームおよび変異ペプチド内封リボソームのどちらも、その活性は弱いながら分泌型IgAの産生を誘導した。現段階では、ペプチド内にわずかなペプチドしか内封できず、また変異ペプチドのアミノ酸置換がニカ所であったために完全にその活性を抑えることができなかった可能性がある。また内水相にペプチドを内封せずに表面にStx1Bを結合させただけのリポソームワクチンでも分泌型IgA産生が誘導されたことから、内封したペプチド量が少なかったためにその活性を確認できなかった可能性がある。Stx1Bをリポソームワクチンとして経粘膜的に応用することで分泌型IgA産生が誘導できることは確認できた。
顎関節モビライゼーションの治療効果とそのメカニズムの解明

顎関節可動域の減少患者に対して行われる顎関節mobilizationの治療効果と症状の改善メカニズムを明らかにすることを目的に本研究は遂行された.顎関節可動域の減少患者におけるモビライゼーション後の変化は以下の3つであった.1)筋電図に変化は認められなかった.2)下顎頭の運動範囲は増加していた.3)咬筋の硬さは減少していた.下顎頭の可動域の増加は,関節包内の可動性の改善によるものと閉口筋の伸展しやすさによる影響と考えられたが,関節包内の軟組織の変化は確認できなかった.今後は,閉口筋の硬さが改善した点に注目して,顎関節モビライゼーションの手技確立と治療効果を検証したい.顎関節可動域の減少を訴える顎関節症患者に対して行われる,顎関節モビライゼーションの手技の確立と治療効果を明らかにするとともに,その症状の改善メカニズを明らかにすることを目的に本研究は遂行された.本年度は患者を被験者として,関節モビリゼーションの術前術後の評価を行った.関節モビライゼーションによる顎関節可動域の改善は,1メカノレセプターを刺激して,有害な筋反射を抑制する.2低可動性関節包の伸展.3筋や腱膜,結合組織を伸展の3点が考えられている. 1に関しては筋電図測定にて評価,2に関しては下顎頭の下顎運動測定装置にて評価することとした.3に関しては,MR画像を用いた定性的,相対的な評価を行うとともに,新たに確立した新たに超音波診断装置を用いた咀嚼筋の硬さの客観的評価方法を行った.顎関節可動域の減少を訴える顎関節症患者4名の測定では,モビライゼーション後に,1筋電図に変化は認められない.2下顎頭の運動範囲は増加している.3MR画像では変化は認められない.4咬筋の硬さは減少している.以上のことが明らかとなった.本年度は,関節モビリゼーションの評価方法を確立することができたので,次年度からこの手法を多数の患者に用いて,顎関節モビライゼーションの治療効果を明らかにするとともに,その症状の改善メカニズを明らかにする予定である.顎関節可動域の減少患者に対して行われる顎関節mobilizationの治療効果と症状の改善メカニズムを明らかにすることを目的に本研究は遂行された.顎関節可動域の減少患者におけるモビライゼーション後の変化は以下の3つであった.1)筋電図に変化は認められなかった.2)下顎頭の運動範囲は増加していた.3)咬筋の硬さは減少していた.下顎頭の可動域の増加は,関節包内の可動性の改善によるものと閉口筋の伸展しやすさによる影響と考えられたが,関節包内の軟組織の変化は確認できなかった.今後は,閉口筋の硬さが改善した点に注目して,顎関節モビライゼーションの手技確立と治療効果を検証したい.顎関節可動域の減少を訴える顎関節症患者に対して行われる,顎関節モビライゼーションの手技の確立と治療効果を明らかにするとともに,その症状の改善メカニズを明らかにすることを目的に本研究は遂行された.本年度はボランティアを被験者として,関節モビリゼーションの術前術後の評価方法の妥当性の検討を行った.関節モビライゼーションによる顎関節可動域の改善は,1メカノレセプターを刺激して,有害な筋反射を抑制する.2低可動性関節包の伸展.3筋や腱膜,結合組織を伸展の3点が考えられている. 1に関しては筋電図測定にて評価,2に関しては下顎頭の下顎運動測定装置にて評価することとした.3に関しては,MR画像のT2マップを用いた定性的,相対的な評価を行うとともに,新たな定量的客観的評価方法の確立を検討した.本年度我々は,新たに超音波診断装置を用いた咀嚼筋の硬さの客観的評価方法を確立し,顎関節学会にて報告し,測定方法の検討を行った.その結果,筋痛患者では,正常被験者に比べ有意に咬筋が硬いことが明らかとなり,筋の硬さと開口量には負の相関が認められた.すなわち,咀嚼筋が硬くなると,開口量は小さくなり,柔らかくなると開口量は増加した.この評価方法を用いることで,筋や腱膜,結合組織を伸展性と定量的に評価できるようになった.本年度は,顎関節モビライゼーションの評価方法を確立することができたので,次年度からこの手法を実際の患者に用いて,顎関節モビライゼーションの治療効果を明らかにするとともに,その症状の改善メカニズを明らかにする予定である.顎関節可動域の減少を訴える顎関節症患者に対して行われる,顎関節モビライゼーションの手技の確立と治療効果を明らかにするとともに,その症状の改善メカニズを明らかにすることを目的に本研究は遂行された.本年度は患者を被験者として,関節モビリゼーションの術前術後の評価を行った.関節モビライゼーションによる顎関節可動域の改善は,1メカノレセプターを刺激して,有害な筋反射を抑制する.2低可動性関節包の伸展.3筋や腱膜,結合組織の伸展の3点が考えられている.1に関しては筋電図測定にて評価,2に関しては下顎頭の下顎運動測定装置にて評価することとした.3に関しては新たな確立した超音波診断装置を用いた咀嚼筋の硬さの客観的評価方法を行った.

顎関節可動域の減少を訴える顎関節症患者の測定では,モビライゼーション後に,1筋電図に変化は認められない.2下顎頭の運動範囲は増加している.3咬筋の硬さは減少している.以上のことが明らかとなった.下顎頭の可動域の上昇は,関節包内の可動性の改善によるものと閉口筋の伸展しやすさによる影響と考えられるが,関節包内の軟組織の変化は,現在のMRIの分解能では確認できない.今後の研究の発展としては,閉口筋の硬さが改善し,伸展しやすくなった点に注目して,顎関節モビライゼーションの手技と病態別の治療効果を,超音波による咬筋の硬さの絶対値評価を基に検証していく予定である.顎口腔機能学顎関節可動域の減少を訴える顎関節症患者に対して行われる,顎関節モビライゼーションの手技の確立と治療効果を明らかにするとともに,その症状の改善メカニズを明らかにすることを目的に本研究は遂行された.本年度までに1筋電図測定による評価,2下顎運動測定装置による評価,3MR画像を用いた評価,4超音波診断装置を用いた咀嚼筋の硬さの評価の4つの評価方法を実際に4名の患者で行うことができた.現在までに明らかになったことは,顎関節モビライゼーション後に,下顎頭の可動域が上昇することと咬筋の硬さが減少することの2点である.正常被験者を用いて関節モビリゼーションの評価方法の予備実験を行い,実験方法の確証を行い,学会で報告し検討するという申請書の予定通りに進展した.さらに新たに開発した超音波診断装置を用いた咀嚼筋の硬さの客観的評価方法においては,日本顎関節学会にてポスター賞受賞という外部評価を受けることができ,本研究はおおむね順調に進展しているといえる.今後の研究の推進方策としては,顎関節モビライゼーションの効果として現在までに明らかになった,下顎頭の可動域の上昇と咬筋の硬さが減少の2点の検証を推進したい.下顎頭の可動域の上昇は,関節自体の動きの改善によるものと閉口筋の硬さによる影響と考えられるが,関節自体の軟組織の変化は,現在のMRIの分解能では確認できなかった.閉口筋の硬さが改善し,伸展しやすくなったことによることは明らかであるため,この点に集中して,筋電図と超音波による硬さの検証を推進する予定である.顎関節モビライゼーションの治療効果についての研究方法は,被験者に薬物療法やスプリント療法,関節モビライゼーションの3つの治療法の無作為割り付けを行い,治療効果を比較し検討する.治療効果は関節可動域の他覚的評価として開口量と側方滑走量,自覚的症状の改善として疼痛のVAS値,生活支障度のVAS値の経時的な記録を行う.3つの治療法のアウトカムを分析し統計処理を行い,治療効果の有意差の有無を明らかにする.顎関節モビライゼーションの治療効果の発現メカニズムについては,関節モビライゼーションが選択されて施行する患者において,施術前と後で下顎運動および筋電図,超音波エコーを測定する.筋電図は左右咬筋と側頭筋の表面筋電図を今回整備したPowerLabにて記録する.安静時及び開口時,強制開口時の筋電図のRMS値を付属する筋電図分析ソフトchartにて分析し,関節可動域の上昇が収縮性組織である筋の反射性活動の亢進に由来するものかを明らかとする.またMRIを撮影する際には同行し,施術前の画像と施術後の画像を取得する.MRI多次元表示・処理・解析ソフトにて,重ね合わせによる変化部位の抽出および咀嚼筋のT2マップの変化を詳細に分析することで,関節モビライゼーションによる関節可動域の上昇が,収縮性組織(筋・腱・腱膜),非収縮性組織(骨,関節包)のどの部位に効果があったのかを解明する.また,本年度開発した超音波診断装置を用いた咀嚼筋の硬さを客観的に評価する.これらを総合的に評価し,症状改善・治癒のメカニズムを解明する.解析ソフトが見積もりよりも安く入手できたため.
インターフェロメトリックSARによる地盤沈下の検出

環児庁「全国の地盤沈下地域の概況」(平5)によると、日本全国で年1cm以上地盤が沈下した地域は、約28ヶ所もあり、特に4cm/年以上の特定地域に指定されている、本研究が研究の対象額域とする筑後・佐賀平野においては特に著しく、その地盤沈下の原因が農業用水との関連で報告されている。このような状況の中で、本研究は合成開口レーダ衛星(SAR)を使い、検出方法には最高感度数cmといわれるインターフェロメトリックSAR(InSAR)を採用する。さらにこのInSARで得られた時期から、地盤沈下が起こった後のSARデータを使い、地盤沈下の前後で3次元標高データの差分を取ることにより、地盤沈下の絶対値の3次元情報を得ることができるわけである。この一処理技術を差分InSAR(DInSAR)と呼んでいる。これまでに取得したJERS-1/SARのデータ[レベル0,1994-4-29,1994-10-22]を、シングル・ルック画像処理した複素画像をInSARを実行し、千渉画像処理を行った。さらに、インターフェロメトリック画像、コヒーレンス画像、DEM画像処理を続行し、最終的に差分画像が得られた。画像を解析した結果、佐賀県白石地区に地盤沈下によるものと思われる、弱いながらも干渉縞が確認でき、当初予定のデータを取得することができた。さらに、確認のため、再度現地白石地区において現地調査を実施」主要ボイントについて測定を行った。また当地佐賀県が行った水準測量結果も入手し、InSARとの比較を行い、これらの結果を公表する予定である。環境庁「全国の地盤沈下地域の概況」(平5)によると、日本全国で年間1cm以上地盤が沈下した地域は、約28ヶ所もあり、特に4cm/年以上の特定地域に指定されている、関東平野北部、濃尾平野、筑後・佐賀平野では沈下が特に著しく、市民生活・産業・農業に与える影響ははかり知れないものがある。本研究が研究の対象領域とする筑後・佐賀平野においては、その地盤沈下の原因が農業用水との関連で報告されている。この処理技術を差分InSAR(DInSAR)と呼んでおり、相当高度の技術を必要とする。本研究は、国内でも最大規模で地盤沈下が継続し、その被害も深刻なものとなっている筑後・佐賀平野地域をテストケースとして過去10数年に渡って蓄積されている衛星JERS-1/SAR観測データを使用し、DInSARにより地盤沈下の検出を目的としている。今回は、JERS-1/SARのデータ[レベル0,1994-4-29,1994-10-22]を取得し、シングル・ルック画像処理した複素画像をDInSARを実行し、干渉画像処理を行った。その結果、インターフェロメトリック画像、コヒーレンス画像、DEM画像を得ることができ、最終的に差分画像が得られた。画像を解析した結果、佐賀県白石地区に地盤沈下によるものと思われる、弱いながらも干渉縞が確認でき、第1段階が達成できたと言える。環境庁「全国の地盤沈下地域の概況」(平5)によると、日本全国で年1cm以上地盤が沈下した地域は約28ケ所もあり、特に4cm/年以上の特定地域に指定されている、本研究が研究の対象額域とする筑後・佐賀平野においては特に著しく、その地盤沈下の原因が農業用水との関連で報告されている。

このような状況の中で、本研究は合成開口レーダ衛星(SAR)を使い、検出方法には最高感度数cmといわれるインターフェロメトリックSAR(InSAR)を採用する。さらにこのInSARで得られた時期から、地盤沈下が起こった後のSARデータを使い、地盤沈下の前後で3次元標高データの差分を取ることにより、地盤沈下の絶対値の3次元情報を得ることができるわけである。この一処理技術を差分InSAR(DInSAR)と呼んでいる。今年度は、JERS-1/SARのデータ[レベル0,1994-4-29,1994-10-22]を取得し、シングル・ルック画像処理した複素画像をInSARを実行し、干渉画像処理を行った。その結果、インターフェロメトリツク画像、コヒーレンス画像、DEM画像を繰ることができ、最終的に差分画像が得られた。画像を解析した結果、佐賀県白石地区に地盤沈下によるものと思われる。弱いながらも干渉縞が確認でき、第1段階が達成できたと言える。さらに今回は、現地白石地区において現地調査を実施し、主要ポイントについて測定を行った。さらに、当地佐賀県が行った測量結果も入手し、InSARとの比較を行っている。環境庁「全国の地盤沈下地域の概況」(平5)によると、日本全国で年1cm以上地盤が沈下した地域は、約28ヶ所もあり、特に4cm/年以上の特定地域に指定されている、本研究が研究の対象額域とする筑後・佐賀平野においては特に著しく、その地盤沈下の原因が農業用水との関連で報告されている。今年度は、これまでに取得したJERS-1/SARのデータ[レベル0,1994-4-29,1994-10-22]を、シングル・ルック画像処理した複素画像をInSARを実行し、干渉画像処理を行った。さらに、インターフェロメトリック画像、コヒーレンス画像、DEM画像処理を続行し、最終的に差分画像が得られた。画像を解析した結果、佐賀県白石地区に地盤沈下によるものと思われる、弱いながらも干渉縞が確認でき、第1段階が達成できたと言える。今回は、再度現地白石地区において現地調査を実施し、主要ポイントについて測定を行った。
門脈血の直接採取による腸内細菌環境と肝疾患の探索

食道静脈瘤治療時に独自の方法でヒト門脈血を直接採取し分子生物学的解析を行うことで、門脈血液内に細菌が迷入する可能性を見出し、さらに腸内細菌種と肝疾患形成の関連性を検討している。本年度までに、門脈血を採取した食道胃静脈瘤合併肝硬変は22例に達し、その要因内訳は、アルコール(9例)、NASH (3例)、肝炎ウイルス(4例)、PBC (3例)、非肝硬変例(3例)である。さらに、門脈血と同一時期に採取した糞便を用いて、細菌16S rDNAライブラリーを作成し次世代シークエンス(NGS)解析を行った。コントロールとしては、20歳代健常人の糞便NGS結果を使用した。まず初めに糞便細菌叢のNGS結果では、アルコールないしNASHではBacteroides門の割合が減少し、Firmicutes門の割合が増加しており、さらにProteobacteria門も増加していることが分かった。次に、同一症例の門脈血を用いたNGS解析結果では、3万リードを取得するIllumina MiSeqのデータでは一部の症例で得られた結果が細菌16S rDNAに一致せず非特異的PCR増幅物と考えられ、さらに食道静脈瘤穿刺時の口腔・食道内常在菌であるProteobacteria門が検出された。したがって、採取したサンプル内への食道粘膜上細菌の混入を否定するために、無菌的カテーテル操作によるバルーン閉塞下逆行性経静脈的塞栓術(B-RTO)施行時に門脈血液を採取し同様の検討を行った結果、やはり門脈血液中に細菌DNAが検出されることを確認した。現在までに、アルコールによる肝硬変が6例、NASHによる肝硬変3例のNGS解析が終了し、同一症例の糞便NGS結果と比較検討を行っている。これまでにヒト門脈血液内の生理活性因子、特にLPS濃度やTLR-4リガンド活性、さらに門脈内に侵入する細菌叢のプロファイルについて検討された報告はない。ヒト門脈血を直接使用し分子生物学的解析を行うことで、ヒトの腸内細菌による肝疾患への影響、肝硬変における病態進展メカニズムの解明につながる可能性が予測される。アルコール性肝硬変症例の静脈瘤治療時に採取した門脈血と、同一時期に採取した糞便を用いて、DNA抽出後に細菌16S rDNAライブラリーを作成し次世代シークエンス(NGS)解析を行った。結果、門脈血中にはいくつかの細菌が検出された。さらに、同一症例の門脈血と糞便細菌叢を比較すると、検出された細菌門のプロファイルは一致しなかった。すなわち、糞便中に検出された全細菌種が腸粘膜バリアを通過し門脈内に侵入するわけではなく、一部の菌種のみが門脈内に侵入し肝臓に到達する可能性が示唆された。一方、コントロールとした肝膿瘍合併症例の腸内細菌叢と肝膿瘍液をNGS解析すると、臨床的にFusobacterium nucleatumによる肝膿瘍と診断した症例の糞便細菌叢にはFusobacterium nucleatumは検出されず、糞便内の細菌叢と系門脈的に侵入した膿瘍細菌叢が大きく異なることが明らかとなった。このコントロール例の結果も合わせて、肝疾患と腸内細菌叢の関連性を検討するためには、糞便細菌叢の解析のみでは十分ではない可能性が示唆された。門脈支配領域の一つである小腸の細菌叢を考慮する必要もあると考え、門脈血内に存在する細菌叢を同定することの重要が再認識された。以上の結果から、糞便細菌叢の解析のみでは門脈を介する肝臓の病態形成に関与する腸内細菌叢は同定できず、実際の門脈血を直接的に解析する必要性が明らかとなり、さらなる検討(門脈血と糞便を同時採取した症例は10例)を継続する予定である。サンプルの採取に関しては、想定した方法で安全に十分量の検体採取が可能であった。さらに門脈血と糞便の細菌叢プロファイルは同一ではなく、当初の予定通り肝疾患の病態進展に影響する細菌種の同定やLPSの関与など、次年度以降の研究の重要性が高まった。ヒト門脈血を介した肝疾患形成には、液性因子であるLPSなどのTLR-4リガンド活性物質が主体となって解析されてきた。今回、食道静脈瘤治療時に独自の方法でヒト門脈血を直接採取し分子生物学的解析を行うことで、門脈血液内に細菌が存在することを見出し、さらに腸内細菌種と肝疾患の関連性を検討している。アルコール性肝硬変(AL)症例(N=5)と非アルコール性脂肪性硬変(NASH)症例(N=4)の静脈瘤治療時に採取した門脈血と、同一時期に採取した糞便を用いて、細菌16S rDNAライブラリーを作成し次世代シークエンス(NGS)解析を行った。まずは、糞便細菌叢の結果では、ALないしNASHではBacteroides門の割合が減少し、Firmicutes門の割合が増加しており、さらにProteobacteria門も増加していた。したがって、非細菌16S rDNAとProteobacteria門を除外した後に、検出された細菌16S rDNAによって門脈血液内に混入する細菌を属レベルで解析した。

結果、ALでは、5例中3例が得られた3万リードの50%以上が細菌16S rDNAであり、Firmicutesが最も多く門脈内に侵入していた。NASHでは、3例中2例で細菌16S rDNAが50%以上検出され、1例はBacteroidesが最も多く検出された。ALとNASH症例ともに、門脈血細菌叢は糞便細菌叢と酷似したプロファイルを示したが、NASH症例の一部では糞便に検出されないFusobacteriaが検出された。現在、症例数を増やして更なる検討を継続している。サンプルの採取に関しては、想定した方法で安全に十分量の検体採取が可能であった。さらに門脈血と糞便の細菌叢プロファイルは同一ではなく、当初の予定通り肝疾患の病態進展に影響する細菌種の同定やLPSの関与など、新たな知見を得ている。次年度は上記内容を論文として発表する予定である。食道静脈瘤治療時に独自の方法でヒト門脈血を直接採取し分子生物学的解析を行うことで、門脈血液内に細菌が迷入する可能性を見出し、さらに腸内細菌種と肝疾患形成の関連性を検討している。本年度までに、門脈血を採取した食道胃静脈瘤合併肝硬変は22例に達し、その要因内訳は、アルコール(9例)、NASH (3例)、肝炎ウイルス(4例)、PBC (3例)、非肝硬変例(3例)である。さらに、門脈血と同一時期に採取した糞便を用いて、細菌16S rDNAライブラリーを作成し次世代シークエンス(NGS)解析を行った。コントロールとしては、20歳代健常人の糞便NGS結果を使用した。まず初めに糞便細菌叢のNGS結果では、アルコールないしNASHではBacteroides門の割合が減少し、Firmicutes門の割合が増加しており、さらにProteobacteria門も増加していることが分かった。次に、同一症例の門脈血を用いたNGS解析結果では、3万リードを取得するIllumina MiSeqのデータでは一部の症例で得られた結果が細菌16S rDNAに一致せず非特異的PCR増幅物と考えられ、さらに食道静脈瘤穿刺時の口腔・食道内常在菌であるProteobacteria門が検出された。したがって、採取したサンプル内への食道粘膜上細菌の混入を否定するために、無菌的カテーテル操作によるバルーン閉塞下逆行性経静脈的塞栓術(B-RTO)施行時に門脈血液を採取し同様の検討を行った結果、やはり門脈血液中に細菌DNAが検出されることを確認した。現在までに、アルコールによる肝硬変が6例、NASHによる肝硬変3例のNGS解析が終了し、同一症例の糞便NGS結果と比較検討を行っている。当初の計画通り、次年度は門脈血ならびに同時ポイントにおける末梢静脈血を用いて、血中のエンドトキシンや炎症性サイトカインをELISAで測定し病的意義を評価する。また、門脈血清を分離しin vitroで培養細胞に添加し、インターフェロン産生量からTLR活性能を評価する。合わせて、siRNAを用いたノックダウン実験を行い、門脈血内に存在する最も活性の高いTLRリガンドを同定する。さらに、門脈血に流入する細菌叢プロファイルを次世代シークエンスで評価し、非アルコール性脂肪性肝疾患(NASH)、アルコール性肝疾患(ASH)を含む種々な肝疾患における病態形成に関与する腸内細菌叢および生理活性因子の解析を進める予定である。
ES細胞を利用した神経堤症治療モデルの確立・神経堤細胞の分化機構の解析

神経堤細胞の分化機構の解明や神経堤症治療に応用する目的で、転写因子Sox10を蛍光タンパク質で標識して神経堤細胞を可視化した遺伝子改変ES細胞とマウスを作成した。ES細胞から誘導した神経堤細胞は培養した胎仔腸管への生着が認められた。遺伝子改変マウスから神経堤細胞を分離し、神経堤細胞特異的に発現する遺伝子群を明らかにした。また、このマウスを利用して、胎仔皮膚において神経堤様の細胞が維持されていることを見いだした。本研究の目的は、「ES細胞から誘導した神経堤細胞を用いて、その分化機構を解明し、再生医療によって神経堤症治療をめざす」ことである。この目的により、我々は神経堤細胞に発現する転写因子Sox10を蛍光タンパク質で標識した遺伝子改変マウスES細胞を作成し、試験管内での神経堤細胞の誘導、およびセルソーターを用いた神経堤細胞の純化に成功した。また、このES細胞から遺伝子改変マウスを作成し、生体内での神経堤細胞の可視化にも成功した。平成20年度においては、ES細胞から誘導した神経堤細胞の移植モデルを構築する目的で、純化したES細胞由来神経堤細胞を器官培養した胎仔腸管への移植を試みた。ES細胞由来の神経堤細胞の胎仔腸管への生着は認められたが、末梢神経系細胞への分化は認められなかった。現在、ES細胞由来の神経堤細胞のより細分化した分離方法や移植方法及び細胞採集後の移植時期の検討を行っている。また、本年度は、神経堤細胞を可視化したマウスを利用して、胎仔皮膚において神経堤様の細胞が維持されていることを見いだし、その分離に成功した。現在、その幹細胞性、多分化能の解析を行っている。さらに、マウスES細胞の神経堤細胞への誘導系を応用して、ヒトES細胞から色素細胞の誘導にも成功した。神経堤細胞の最終分化細胞である色素細胞の誘導の成功は、その分化段階の解析によってヒトES細胞由来の神経堤細胞の同定に結びつくと思われたが、色素細胞の誘導効率が非常に低かったため、解析するには不十分であった。現在、効率よい色素細胞の誘導法の検討を行っている。平成21年度においては、神経堤細胞を可視化したマウスを利用して、胎仔皮膚に神経堤様の細胞が維持されていることを見いだし、その多分化能を明らかにした。皮膚という利用しやすい組織に存在する神経堤様細胞は再生医療への応用の可能性を秘めていると思われる。さらに本年度には他の組織においても神経堤様の細胞が維持されていることを見いだした。現在その幹細胞性、多分化能を解析している。本年度は同マウスを用いて、発生時の神経堤細胞をセルソーターを用いて分離し、神経堤細胞に発現する遺伝子の網羅的な解析も行った。この解析によって、神経堤細胞特異的に発現する遺伝子群(転写因子、成長因子、レセプター型分子など)を明らかにした。神経堤細胞関連遺伝子の全貌を明らかにできたことは今後の神経堤細胞研究の新たな展開につながると思われる。引き続き、これら遺伝子の神経堤細胞の発生との関連性を中心とした機能解析を行う。また本年度には、ヒトES細胞の色素細胞への分化誘導系を検討し、その詳細な解析を行った結果、ヒトES細胞由来の神経堤細胞が発生している可能性を見いだした。次年度においても、さらに解析を行っていく。さらに、このES細胞から遺伝子改変マウスを作成し、生体内での神経堤細胞の可視化にも成功した。このマウスにより、神経堤細胞の生体内での挙動を解析できるようになり、さらには生体から単離する事も可能となり、神経堤細胞そのものの詳細な解析ができるようになった。平成22年度においては、神経堤細胞を可視化したマウスを利用して、生体内の各組織に多分化能を持つ神経堤細胞が維持されていることを明らかにした。本来、神経堤細胞は発生後に多分化能を失ってしまうと考えられてきたが、発生後でしかも各組織に移動した後でさえ、多分化能を維持しているということは、驚くべきことであった。さらにその多分化能の維持機構の解明がなされれば、今後の幹細胞研究や再生医療研究の大きな発展につながると思われる。

本年度には、同遺伝子改変ES細胞の神経堤細胞への分化誘導系及び同遺伝子改変マウス胚を用いて、発生時の神経堤細胞をセルソーターで分離し、発現する遺伝子の網羅的解析を行った。この解析より、神経堤細胞特異的に発現する遺伝子群(転写因子、成長因子、レセプター型分子など)を明らかにし、さらにこれら遺伝子群から、神経堤細胞の発生と関連ある遺伝子を見出した。本研究は未だ発展段階であるが、神経堤細胞関連遺伝子の全貌が明らかにでき、神経堤細胞発生に関与する可能性のある遺伝子を同定できたことは、今後の神経堤細胞研究の新たな展開につながると思われる。
小脳中位核及び歯状核への興奮性入力の電気生理学的・形態学的解析

本研究は,小脳中位核及び歯状核への興奮性入力の存在を明らかにし,さらに形態的方法を用いて,電気生理学的方法で得られた結果を確認し,その入力経路を明らかにした.ネンブタール麻酔したネコを用いて,小脳中位核・歯状核の出力細胞から細胞内記録を行い,大脳運動野・前運動野を電気刺激し,各大脳部位からの興奮性入力の有無を検討した.歯状核・中位核の出力細胞は,赤核内刺激による遂行性スパイクの存在をもって固定を行った.歯状核の出力細胞は,前十字溝皮質の内側部(area6とそれに接するarea4)からの興奮性入力を主に受けていた.中位核の出力細胞は,主に大脳運動野から興奮性入力を受けていた.これらの興奮性入力の後に,長い抑制性入力がみられたが,これは小脳皮質のブルキニエ細胞と介するIPSPと考えられた.次にこの興奮性入力を小脳核に送る小脳前位核を調べた.歯状核へは,橋核,橋被蓋網様核,下オリーヴ核,旁正中網様核から単シナップス性の興奮性入力があることが明らかとなった.小脳中位核へは,橋核,下オリーヴ核,橋被蓋網様核から同様な入力がみられたが,旁中網様核からの入力については現在検討中である.次に,橋核,橋被蓋網様核,下オリーヴ核,旁正中網様核から歯状核,中位核へ投射が存在することを, HRPの細胞内注入法を用いて形態学的に明らかにすることを行った.小脳皮質内で軸索内記録を行い,電気生理学的方法で,各核から起る細胞の軸索であることを固定したのちHRPを注入し,単一細胞の軸索投射様式を3次元的に解析した.これまで,橋核及び橋被蓋網様核から歯状核と中位核へ小脳皮質へ投射する苔状線維の軸索側枝が投射していることが明らかとなった.さらに橋核をカイニン酸で破壊した後,電顕観察を行い,歯状核内に変性終末の存在を確認した.本研究は,小脳中位核及び歯状核への興奮性入力の存在を明らかにし,さらに形態的方法を用いて,電気生理学的方法で得られた結果を確認し,その入力経路を明らかにした.ネンブタール麻酔したネコを用いて,小脳中位核・歯状核の出力細胞から細胞内記録を行い,大脳運動野・前運動野を電気刺激し,各大脳部位からの興奮性入力の有無を検討した.歯状核・中位核の出力細胞は,赤核内刺激による遂行性スパイクの存在をもって固定を行った.歯状核の出力細胞は,前十字溝皮質の内側部(area6とそれに接するarea4)からの興奮性入力を主に受けていた.中位核の出力細胞は,主に大脳運動野から興奮性入力を受けていた.これらの興奮性入力の後に,長い抑制性入力がみられたが,これは小脳皮質のブルキニエ細胞と介するIPSPと考えられた.次にこの興奮性入力を小脳核に送る小脳前位核を調べた.歯状核へは,橋核,橋被蓋網様核,下オリーヴ核,旁正中網様核から単シナップス性の興奮性入力があることが明らかとなった.小脳中位核へは,橋核,下オリーヴ核,橋被蓋網様核から同様な入力がみられたが,旁中網様核からの入力については現在検討中である.次に,橋核,橋被蓋網様核,下オリーヴ核,旁正中網様核から歯状核,中位核へ投射が存在することを, HRPの細胞内注入法を用いて形態学的に明らかにすることを行った.小脳皮質内で軸索内記録を行い,電気生理学的方法で,各核から起る細胞の軸索であることを固定したのちHRPを注入し,単一細胞の軸索投射様式を3次元的に解析した.これまで,橋核及び橋被蓋網様核から歯状核と中位核へ小脳皮質へ投射する苔状線維の軸索側枝が投射していることが明らかとなった.さらに橋核をカイニン酸で破壊した後,電顕観察を行い,歯状核内に変性終末の存在を確認した.
相分解反応を利用した組織微細化による耐熱金属間化合物の延性改善

本研究ではNi-Al-Mo系において高融点金属であるMoが、NiAl(β)相の相分解やNi_3Al(γ')相からの析出、共晶反応等によって現れると推測される領域があることに着目し、凝固過程を利用したγ'相中にMo(α)相の微細分散を図り高融点・高延性・低比重の、実用Ni基超合金に対して十分競合できる合金を設計することを目的として3元系状態図を調べると共にγ'/α2相合金の相安定性と機械的性質に関する研究を行った。相安定性の評価においては、熱処理前後の試料において組織観察及びDTAにより組織の形成過程と状態図の縦断面図の推測を行った結果、目標とした組成領域での熱処理後の組織ではγ'/α2相となり、さらにγ'相はα相の微細析出物を内在していた。不変系反応温度近辺で形成されたと考えられるα相の微細析出物は、1200°Cで24時間の熱処理においても、長さが1μm程度にしか粗大化せず、微細な形状を保っていた。このようなγ'/α2相合金の高温強度や室温延性を調べた結果、1200°C程度までの温度範囲における材料として考えるならば、最適条件の組成の選択や作製プロセス等を組み合わせることにより、実用Ni基超合金を上回る性能を示す材料となる可能性を有していることが確認できた。Ni-Al-Mo 3元系状態図において、微細複合組織を有するNi_3(Al,Mo)/Ni(Al,Mo)2相合金の合金設計を行うために必要な状態図を作成するために、Mo添加量15at%程度までの組成領域についてアーク溶解にて作成した3元合金に対して示差熱分析(DTA)、光学顕微鏡・走査型電子顕微鏡(SEM)などを用いた組織観察等を行った。それらに基づいて必要な範囲の液相面、等温断面、縦断面などの平衡状態図情報を決定するとともに、透過型電子顕微鏡(TEM)などを用いた平衡並びに非平衡組織観察とそれらの形成過程を検討した。これらの情報を基に、数種の合金を選択し、熱処理方法と機械的性質の関連に関する知見を得つつある。平成9年度には高温強度、クリープ強度などの高温材料としての機械的特性と、室温における4点曲げ試験や引張試験による延性評価を系統的に行うことにより、微細組織制御の手法を最適化する予定である。本研究ではNi-Al-Mo系において高融点金属であるMoが、NiAl(β)相の相分解やNi_3Al(γ′)相からの析出、共晶反応等によって現れると推測される領域があることに着目し、凝固過程を利用したγ′相中にMo(α)相の微細分散を図り高融点・高延性・低比重の、実用Ni基超合金に対して十分競合できる合金を設計することを目的として3元系状態図を調べると共にγ′/α2相合金の相安定性と機械的性質に関する研究を行った。本年度は相安定性の評価を主として行い、熱処理前後の試料において組織観察及びDTAにより、組織の形成過程と状態図の縦断面図の推測を行った。目標とした組成領域での熱処理前後の組織ではγ′/α2相となっていたが、γ′相にはα相の微細析出物を内在する相と析出物フリーの相の2種類が存在した。析出物フリーのγ′相は凝固過程における相分解によってβ相からAlが液相に拡散しγ′相に変わることで形成される。このことから、相分解反応では期待された組織の微細化が起こらないことが確認された。しかし、不変系反応温度近辺で形成されたと考えられるα相の析出物は、1200°Cで24時間の熱処理においても、長さが1μm程度にしか粗大化せず、微細な形状を保っていた。次年度はこのような組織を有する多相合金の機械的性質を評価することに主眼を置き、高温強度と室温延性を兼ね備えた耐熱合金の設計のために組織を最適化する手法を探索する。
チトクロームcを介さないカスパーゼ9活性化物質のクローニング

チトクロームc以外の経路でカスパーゼ9を活性化し細胞を死に至らしめる未知の物質をクローニングする目的で、酵母細胞を利用して直接クローニングする方法を開発した。このシステムに適合するヒト細胞由来のcDNAライブラリーで酵母細胞を形質転換した.全長のカスパーゼ2、3、4は、カスパーゼ9を介せずに細胞膜にターゲットさせた基質シーケンス(S)を直接切断した。それに対し、C末側のAATF、N末側のRIP60はチトクロームcを介さずにカスパーゼ9を活性化した。AATFはその名の通り、Dlk (DAP like kinase)、Par-4 (Prostate apoptosis response gene4)によるアポトーシスを抑制する分子として1999年にPageらによりクローニングされたものである。今回の私の解析により、C末側のAATFはカスパーゼ9を活性化するが、全長及びN末側のAATFはカスパーゼ9を活性化しないことがわかり、この分子は何らかのメカニズムでアポトーシスを促進する(カスパーゼ9を活性化する)か、アポトーシスを抑制するか決定していると考えられた。DNAの複製に関与するRIP60の、N末側の断片はカスパーゼ9を活性化したが、全長及びC末側の断片はカスパーゼ9を活性化しなかった。このことは細胞死(アポトーシス)と細胞増殖との関わりを分子レベルで探っていくうえで興味深い。このシステムに適合するようなcDNAライブラリー(2種類のヒト培養細胞mRNAより作成した)で酵母細胞を形質転換した。結果、全長のカスパーゼ3、全長のカスパ-ゼ4、C末側のAATF(Apoptosis Antagonizing Transcription Factor)、N末側のRIP60(Replication Initiation Region Protein)、全長のRIKEN cDNA 2010001M09類似物質が得られた。断片のみが得られたAATF、RIP60に関してはそれぞれ全長のcDNAsもクローニングした。酵母細胞で、全長のカスパーゼ3、全長のカスパーゼ4は、カスパーゼ9を介せずに細胞膜にターゲットさせた基質シーケンス(S)を直接切断した。それに対し、C末側のAATF、N末側のRIP60はカスパーゼ9を活性化することがわかり、チトクロ-ムCを介さないカスパーゼ9活性化物質のクローニングに於いて、このシステムの有用性が証明された。AATFはその名の通り、D1k(DAP like kinase)、Par-4(Prostate apoptosis response gene 4)によるアポトーシスを抑制する分子として1999年にPageらによりクローニングされたものである。今回の私の解析により、C末側のAATFはカスパーゼ9を活性化するが、全長及びN末側のAATFはカスパーゼ9を活性化しないことがわかり、この分子は何らかのメカニズムでアポトーシスに向かわせる(カスパーゼ9を活性化する)か、アポトーシスを抑制するか決定していると考えられた。現在、このスイッチのメカニズムを解析している。このシステムに適合するヒト細胞由来のcDNAライブラリーで酵母細胞を形質転換した。全長のカスパーゼ2、3、4は、カスパーゼ9を介せずに細胞膜にターゲットさせた基質シーケンス(S__-)を直接切断した。AATFはその名の通り、D1k (DAP like kinase)、Par-4 (Prostate apoptosis response gene 4)によるアポトーシスを抑制する分子として1999年にPageらによりクローニングされたものである。

今回の解析により、C末側のAATFはカスパーゼ9を活性化するが、全長及びN末側のAATFはカスパーゼ9を活性化しないことがわかり、この分子は何らかのメカニズムでアポトーシスを促進する(カスパーゼ9を活性化する)か、アポトーシスを抑制するか決定していると考えられた。DNAの複製に関与するRIP60の、N末側の断片はカスパーゼ9を活性化したが、全長及びC末側の断片はカスパーゼ9を活性化しなかった。このことは細胞死(アポトーシス)と細胞増殖との関わりを分子レベルで探っていくうえで興味深かった。
内的思考への注意揺らぎ神経基盤の解明と集中持続支援への応用

本課題の目的は,思考の諸次元における揺らぎの神経基盤を解明し,その知見をもとに日常的思考活動を支援する脳計測応用の基盤を確立することである.一連の研究を通じて以下のような成果を得た:(1)自発的に生じる内的思考への注意・意識状態の揺らぎの神経基盤を同定した;(2)ポジティヴ/ネガティブな思考の持続や移り変わりの背後にある脳活動ダイナミクスを同定した;(3)思考の多様性を支える,時空間的に非一様な高次元機能的結合ダイナミクスの存在を明らかにした;(4)コミュニケーションを介した集団的思考の評価における多人数同時脳計測と脳活動同調分析の有効性を明らかにした.特定の問題について思考し続ける,外界からの刺激に対して識別・応答を繰り返す,などの状況で,とくに外からの干渉などが無くても,われわれの注意は一定ではなく揺らぎ続ける.本研究課題の目的は,内的な思考への注意すなわち「考え続けることへの集中」の揺らぎに結び付く自発的な神経活動を解明し,その知見をもとに集中力持続を支援するシステムを開発しその有効性を検証することである.H26年度には,健康な大学生・大学院生を被験者とし,指定された問題についての内的思考へ注意を保つ「内的条件」と,外的な刺激へ注意を保つ「外的条件」での持続的注意課題を行いながらの機能的磁気共鳴画像法(fMRI)による脳活動計測実験解析を行った.「内的条件」は指定された問題の解決に向けた思考を続け,「外的条件」は聴覚刺激に注意を向け続けた.ランダムなタイミングでキューを出し,その直前の指定対象への注意の保持の度合い,意識が何らかの内容で満たされていた度合いを8段階で主観報告した.これら,注意および意識状態の時間的変動と結び付いた活動を示す神経ネットワークを同定するための解析を行った.その結果,指定対象への注意の集中度合いに対して内的思考に特異で負に相関した活動を示す脳領域(左右両側の縁上回および中側頭回など)を同定した.また,指定した注意対象が内的思考か外的刺激かに依らず,意識内容の充実度合いに対して負に相関する活動を示す脳(帯状回前部/前頭前皮質内側部,楔部/楔前部,両側後部中側頭回など)を同定した.これらの結果は,先行研究で注意の揺らぎへの関連が示されていた「デフォルト・モード・ネットワーク」の中でも,外側部と内側部のコンポーネントは注意対象の内的/外的や注意/意識の側面に依って揺らぎダイナミクスに異なる役割を果たすことを示している.思考の集中持続支援システムに向けても重要な知見である.特定の問題について思考し続ける際,外からの干渉などが無くても我々の認知は一定ではなく揺らぎ続ける.本課題の目的は,内的な思考への注意すなわち「考え続けることへの集中」の揺らぎに結び付く自発的な神経活動を解明し,その知見をもとに集中力持続を支援するシステムを開発することである.この目的に向けてH27年度は以下の成果を得た:1健康な大学生・大学院生を被験者とし,ヒトが相反する感情・態度を持つ両価的な対象について内的思考を行う際のポジティヴ-ネガティブ情動価のゆらぎに相関する神経活動を示すシステムの構成を明らかにするための機能的磁気共鳴画像法(fMRI)による脳活動計測実験解析を行った.事前の調査に基づき被験者ごとに選定された両価的な意思決定問題について思考を行わせ,ポジティヴまたはネガティブな思考が浮かぶたび,情動価別のボタン押しを行わせた.データ解析の結果,ポジティヴ/ネガティブに共通または固有で同じ情動価の思考の繰り返しにともない活動レベルを変化させるネットワークや,ポジティヴ-ネガティブの思考情動価の切り替わりに先行して有意な活動変化を示すネットワークが同定された.これらの結果は,内的な思考の揺らぎを情動価という次元に拡張し,本研究の目指す生産的思考の持続支援システムに向けても重要な知見である.2安静時の思考・内的経験を評価するための質問紙を開発し,多数の被験者を対象として安静時fMRI撮像の直後に回答を得た.質問紙から定量化される内的経験の多様性と,安静時脳活動の機能的結合ダイナミクスの変動性との対応を解析した.3近赤外分光脳機能イメージング(fNIRS)を用いたニューロフィードバックの開発に向けて,頭皮血流や体動由来のノイズを効果的に除去するための手法評価と時間周波数解析手法の確立を行なった.持続的思考の支援に向けて,持続的思考の内観を聞き取り調査から,思考対象への注意の集中/逸脱,意識状態の充実/空虚という次元に加えて,思考の情動価(ポジティヴ/ネガティブ)の次元の重要性が見出された.そこでH26年度終了時の「今後の研究の推進方策」で新たに立てた思考のポジティヴ/ネガティブの揺らぎの神経基盤解明についての計画に則り,fMRI実験を実施し重要な知見を得ることができた.この結果は,H28年度6月の国際会議で発表するとともに,国際ジャーナルへ論文投稿し成果発表する予定である.

さらに,思考の各種次元(注意・情動など)に沿っての揺らぎの個人内での神経基盤解析と相互補完的な,内的思考の個人差と脳活動の機能的結合ダイナミクスの対応を明らかにするための研究を立ち上げ,実施を進めた.持続的思考の支援システム開発に向けては,fMRIニューロフィードバックに向けてのリアルタイムデータ転送・処理の環境構築を進め,日常的脳計測の基盤技術となるfNIRSでのデータ前処理・解析技術を確立し,またアイトラッカーなどの周辺計測の環境整備も進めた.以上より,順調に進展していると言える.本課題の目的は,内的な思考への注意すなわち「考え続けることへの集中」の揺らぎに結び付く自発的な神経活動を解明し,その知見をもとに集中力持続を支援する技術を開発することである.最終年度のH28年度はこれまでの研究を発展させる以下のような研究を行った:1内的思考の多様性は,脳の機能的結合の動的な変動に支えられているという仮説を,300人超の大規模サンプル安静時fMRI実験で検証した.安静時fMRIから抽出した機能的結合ダイナミクスの変動性と,新たに開発した安静時内的経験質問紙(RSIEQ)で捉えた経験の多様性との対応を探る解析を行った.その結果,空間的にも時間スケール上も不均質に分布する内的経験の多様性に貢献する機能的結合ダイナミクス特徴が同定できた.この成果は国際的ジャーナルに投稿済みで,査読コメントを受けリバイズ中である.2ポジティヴな思考/ネガティブな思考という情動価の自発的揺らぎの神経基盤解明に向けてのfMRI研究において,同じ情動価での思考の持続や思考情動価の切り替わりで有意に活動変化脳領域の同定に加え,機能的結合の条件差をとらえるPPI解析や個人特性との相関解析を行い,結果を拡張した.研究成果はH28年度6月の国際会議で発表した.さらに国際ジャーナルへの投稿論文を執筆中である.3実世界での脳機能計測応用に適したfNIRSを用いた研究では,アイディア思考を集団でコミュニケーションしながら行う場合と個々人独立に行う場合とで比較したとき前頭極の脳活動ダイナミクスの個人間同調性が変化することを確立し,国際ジャーナルに論文発表された.そこで確立した手法を用いて実世界指向の様々な集団インタラクションのなかでの脳機能同調研究に発展させ,論文・学会発表などを行った.さらなる論文投稿も準備を進めている.さらにニューロフィードバックの枠組にアイトラッカーも導入し,テストと改善を進めた.本課題の目的は,思考の諸次元における揺らぎの神経基盤を解明し,その知見をもとに日常的思考活動を支援する脳計測応用の基盤を確立することである.一連の研究を通じて以下のような成果を得た:(1)自発的に生じる内的思考への注意・意識状態の揺らぎの神経基盤を同定した;(2)ポジティヴ/ネガティブな思考の持続や移り変わりの背後にある脳活動ダイナミクスを同定した;(3)思考の多様性を支える,時空間的に非一様な高次元機能的結合ダイナミクスの存在を明らかにした;(4)コミュニケーションを介した集団的思考の評価における多人数同時脳計測と脳活動同調分析の有効性を明らかにした.交付申請書に記載した,H26年度の計画は基本的にすべて実施し,内的思考への注意の揺らぎの神経基盤について重要な知見を得ることができた.この結果は,H27年度6月の国際会議で発表するとともに,国際ジャーナルへ論文投稿し成果発表する予定である.さらに下に述べるように,計画実施のなかで思考の感情価という内的思考への注意持続において重要な次元を新たに同定し,その神経基盤を調べるための新たな計測実験のデザインおよび予備実験を完了した.以上より,順調に進展していると言える.計画最終年度であるH28年度には,これまでの研究成果のまとめと持続的思考の支援システムに向けた技術開発を行う.