hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
手書き図形認識技術の開発とその触図作成支援システムへの応用

本研究では,視覚障害者が使用する触図(紙などの台に凹凸を付けることで触って理解できる図)の作成を支援するためのソフトウェア・システムを開発することを目指し,手書き図形認識手法を検討し,手書きによる図形入力をインタフェースに持つ作図ソフトと,Microsoft PowerPointのような従来のマウスとキーボードによる図形入力をインタフェースに持つ作図ソフトとのユーザビリティ評価を行った.その結果,使い慣れた従来の作図ソフトとの平均評点を比較して有意な差があるという主観評価結果を得た.平成24年度の研究実績を踏まえて,平成25年度の研究の推進方策では,次の3項目に取り組むこと計画した:(1)物理や化学の手書き図形認識技術の開発,(2)アルファベット文字認識手法の精度改善,(3)デジタルカメラで撮影した画像の処理方法の検討.平成25年度には,(1)と(3)の課題に取り組みことができ,以下に述べる研究成果を挙げた.平成25年度には上記課題(2)は実施できなかった.これは主に,上記の課題(2)より課題(1)図形認識技術の開発が優先されると判断したこと,及び課題(1)の図形認識技術の開発が当初の予定より時間を要したことによる.物理の教科書で使用される図を対象として図形認識技術を検討した.開発した図形認識技術は,これまで我々が培ってきた研究成果を基礎にしている.認識手法の概要は次の通りである:(1)前処理(数学的モルフォロジーを用いたノイズ除去,細線化など),(2)交点・屈折点の特徴点検出,(3)特徴点削除による基本図形分解,(3)基本図形判別,(4)基本図形整形,(4)エーデル・ファイル変換とSVGファイル変換.デジタルカメラで撮影した画像は,照明変化に起因するノイズが非常に多い.ここでは,前処理に数学的モルフォロジーを適用することにより照明変化に起因するノイズの低減を実現し,デジタルカメラの使用を可能にした.簡単なユーザビリティ評価実験を行った.晴眼者5名を対象にして,次の3つの課題を実施しアンケート調査により提案手法の有効性を検証した:(1)手書きの電気回路図を我々のシステムでエーデル・ファイルとSVGファイルに変換する課題,(2)エーデルを使用して電気回路図を作図する課題,(3)Microsoft PowerPointを使用して電気回路図を作図する課題.統計的検定の結果,我々の手法と他の2つの手法には作図の容易さについて有意な差があった.本研究では,視覚障害者が使用する触図(紙などの台に凹凸を付けることで触って理解できる図)の作成を支援するためのソフトウェア・システムを開発することを目指し,手書き図形認識手法を検討し,手書きによる図形入力をインタフェースに持つ作図ソフトと,Microsoft PowerPointのような従来のマウスとキーボードによる図形入力をインタフェースに持つ作図ソフトとのユーザビリティ評価を行った.その結果,使い慣れた従来の作図ソフトとの平均評点を比較して有意な差があるという主観評価結果を得た.本研究課題では,手書き図形認識技術を開発し,触図作成支援システムを開発することである.触図とは,紙などの表面に凹凸を付けることで触って理解できる図のことである.触図の利用は,視覚障害者が図を理解する上で重要な手段であり,数学や物理の学習では必須である.墨字の自動点訳に比べ図の触図自動翻訳は困難で,現状では人が作図ソフトで原稿を作成し,特殊な用紙に複写,加熱膨張させて触図を作る.一方,触図は触察可能な程度に単純化されるので,手書きした原稿を触図向きに自動整形する手法を開発すれば,現状の原稿作成を効率化できると考えられる.そこで,本研究課題では目的を次の2点に設定している:1.触図用の手書き図形認識技術を開発し,2.図形原稿から自動的な触図作成を支援するシステムを開発する.まず,平成24年度では,図形を地図に限定し,地図認識技術を検討した.紙と鉛筆により人手で作図た地図は線図形として表現されることを前提としている.また,手書き地図には,ランドマークとなる建物等を説明するためのタグとして英語のアルファベットが混在することを認めている.紙に描かれた手書き地図をイメージスキャナでビットマップ(BMP)画像へ変換し,その後BMP画像について次の一連の処理を実行するプログラムを開発した:1.文字成分と図形成分の分離,2.交点・角検出による図形成分の基本要素抽出,3.基本パターン識別,4.手書きのアルファベット認識,5.触図原稿データの作成.開発したシステムの図形認識率は約93%,手書きアルファベットの認識率は約95%であった.上記の研究成果は,3つの国際会議と3つの国内会議において,合計8件の研究発表を行った.最終年度には,次の2つの研究を実施した:(1)開発したシステムの詳細なユーザビリティ評価,(2)グラフィカル・ユーザ・インタフェース(GUI)の開発.GUIは,ユーザビリティ評価実験を実施するための必要最小限の機能を備えたものとした.ユーザビリティ評価は,5名の被験者による主観評価を中心に実施した.被験者は健常な大学生でコンピュータ操作には慣れていた.比較対象システムとして,PowerPoint(PPT)およびEdelの作図ソフトを選択した.

PPTは大学で広く使われており,Edelは触図原稿を作成するのに日本国内で広く使用されているためである.事前アンケートの結果,すべての被験者はPPTの操作に慣れており,Edelの使用は初めてであった.被験者に,触図原稿を3つのシステム(PPT,Edel,本システム)で作成してもらい,アンケート調査を実施した.アンケート結果の統計的検定から,コンピュータ操作に長けた被験者でも,紙と鉛筆を使った本システムによる触図原稿作成の方が,有意に使いやすいという結果を得た.研究期間全体を通じては,当初の研究計画の通り,触図用の手書き図形認識技術を開発し,その応用として図形原稿からの触図自動作成支援システムを開発した.GUIについては,編集可能なシステム開発には至らなかったが,開発したシステムのユーザビリティ評価の結果,手書きにより触図作成の有効性が確認できた.本研究の社会的意義や重要性について述べる.全盲の視覚障害者が図などの視覚情報を取得するためには,触図の使用は不可欠である.本システムは,ユーザビリティ評価実験の結果,コンピュータ操作に不慣れなユーザでも使い易いと言える.即ち,視覚障害児・生徒が理数系科目を学習する際,触図の提供が容易になると考えられる.このことは,視覚障害児・生徒の学習や自律といった視点から社会的意義があり,重要である.視覚障害者が視覚情報へアクセスするための支援システムに必要な画像処理やパターン認識などの技術開発本研究課題の内容を大別すると次の3項目が挙げられる:(1)手書き図形認識技術の開発,(2)グラフィカル・ユーザ・インタフェース(GUI)の開発,(3)システムのユーザビリティ評価.申請書作成時の計画では,平成24年度に(1),平成25年度に(2),平成26年度に(3)を実施する予定であった.平成25年度は,平成24年度に引き続き(1)の手書き図形認識技術の開発,および(3)のシステムのユーザビリティ評価を行った.(3)のユーザビリティ評価を(2)のGUI開発より先行させた理由としては,本研究課題で提案する手書きによる触図原稿作成が従来手法(エーデルやMicrosoft PowerPointのような作図ソフトによる作成)と比較して容易であることを示すことが重要であると考えたためである.平成25年度までに上記課題(1)と(3)を,細かい修正課題はあるものの終了できているので,現在までの達成度は概ね順調に進展しているといえる.(1)の手書き図形認識技術の開発では,これまでに我々が培ってきた研究成果を基礎に物理の教科書で使用される図を対象とした手法を検討した.手書きの電気回路図などを対象にして認識技術を開発した.更に,晴眼者5名を被験者とした簡単なシステムのユーザビリティ評価実験を行った.被験者は,手書きの電気回路図を紙と鉛筆で作図し,イメージスキャナでビットマップ画像に変換した後,我々の開発したシステムでエーデル・ファイルとSVGファイルに自動変換する課題を行った.比較対象として,被験者は同じ電気回路図をエーデルとMicrosoft PowerPointで作図した.アンケート調査結果によると,我々の手法は従来手法と比較して有意な差が認められた.すなわち,本研究課題の動機付けとなっている手書きによる触図原稿作成の有効性が示されていると考える.本研究課題を内容で大別すると次の3項目が挙げられる:(1)手書き図形認識技術の開発,(2)グラフィカル・ユーザ・インタフェースの開発,
口周辺の機能を利用した二次元同時アナログ入力インターフェースの提案と評価

手足にハンディキャップを負った人が自分の意思で身の回りの物を操作するためのインターフェースとして口周辺の運動機能を電気信号として取り出すインターフェースを開発・提案し、その基本性能の評価試験を行った。その結果より健常者が操作する際にたびたび用いられるゲームスティックに近い応答性能が得られることを確認した。さらに、電動車椅子の操縦用インターフェースとして実装し、走行試験を行った。前年度には口周辺の機能を利用した口部入力インターフェースを開発し,福祉機器利用のアプリケーションの一つとして電動車いすの操縦用コントローラを提案した.その基本的な設計には一人の被験者による応答試験などを行い,コントローラを構築してきた.本年度はこのコントローラの汎用性,有用性について検討を行うために,開発者と開発者を除く被験者数名による,口部入力インターフェースを用いた電動車いすの操縦用コントローラの評価試験を行った.評価試験では,初めてこのインターフェースを利用する人には使い方を覚えてもらうために一時間程度のシミュレータを用いた訓練を行った.訓練後の評価試験では評価の環境として設定した,障がい者用トイレへの進入とその狭い空間内での切り替えしが行えることを確認できた.この評価試験の結果より,目標達成までの時間や切り替えし回数などに個人差がでるが,目標とする便器の横に設定した停車領域へ壁に衝突せずに到達できる操作性があることが確認できた.さらに,福祉機器への応用対象として,マニピュレータの操作を目的としたシミュレータの開発を行った.これは電動車いすの操作用シミュレータが基本的には二次元平面上の移動であったものを三次元空間での目標指定などが可能になるように拡張したものである.このシミュレータを用いて,口部入力インターフェースから得られる三つの信号を三次元空間にあてはめることでマニピュレータ操作用コントローラの設計を行った.この研究課題では,口腔内圧,口唇力,咬合力を信号として取り出す口部入力インターフェースを開発し,そのインターフェースの福祉機器への応用として電動車いすおよびロボットアーム操作用コントローラの設計と評価を行った.手足にハンディキャップを負った人が自分の意思で身の回りの物を操作するためのインターフェースとして口周辺の運動機能を電気信号として取り出すインターフェースを開発・提案し、その基本性能の評価試験を行った。病気や事故などによって手足にハンディキャップを負った重度四肢障害者の自立支援機器として,電動車いすなどがある.これらを操作する方法として残存運動機能の一つである口とその周辺の運動機能を信号として利用する方法を提案した.ここで用いる運動機能から取り出す信号は以下のものである.唇を閉じる力を圧力に変換し,その圧力変動を電気信号として使用する口唇圧.歯を噛み合わせる力を力センサで電気信号に変換する咬合力,さらに,口の中に溜めた空気の圧力変動を圧力センサで信号に変える口腔内圧(正圧,負圧)である.本年度はこれらの信号を用いて電動車いすを操作するコントローラを構築し,その操作性の評価に取り組んだ.まず,コントローラとして使用するために各信号の使用しやすい力や圧力の範囲について調べた.目標値を変えながらステップ応答をとり,口唇圧と咬合力についてはオーバーシュート率が10パーセント以内に収まった範囲を,使用する信号レンジとした.口腔内圧については目標値に対して応答に大きな変化がなかったために計測可能な範囲を使用レンジとした.次に,二次元平面上に最大速度の円を描きその円の中にインターフェースからの入力信号に基づいて点をプロットし,電動車いすの目標走行速度とするコントローラを構築した.ここでは前後進,左右旋回の指令と各入力信号との割り当てについて注目し,走行シミュレータにより走行条件を統一した状況で操作性について評価を行った.評価には総走行距離に対する評価と目標軌道に対する実際の走行の誤差を面積で表したものによる評価を行った.この結果,前進に口唇圧,後進に咬合力,左右旋回の命令に口腔内圧を割り当てた場合が電動車いすのコントローラとしての制御性能が優れているという結果を得た.基本機能の調査および電動車いすの操作用コントローラとしての提案を目標として研究を行った.生体信号を入力信号とするため,使用しやすい領域と使用しにくい領域が存在する.その領域を明確にし,使いやすい領域をコントロールに使用するレンジとして電動車いすの操作用コントローラを構築した.また,電動車いすの操作用コントローラの構築にあたって最大速度の円を二次元平面に描き,その円に内接する正方形領域にインターフェースからの信号をプロットすることで前進,後進,左右旋回が指令通りにモータへ出力できるようにした.構築したコントローラについて車いす操縦シミュレータを用いて操作性について評価試験を行った.以上より,概ね計画通りの進捗状況である.ただし,提案したコントローラによる操作性の評価試験は被験者が一人だけであったため,複数の被験者による操作性の評価は次年度への課題である.使いやすさの観点から生体信号として取り出す圧力や力の使用範囲の限定および二次元空間へプロットすることで速度指令型の電動車いすの操作用コントローラの提案を行った.また,操作性の評価を行い,入力信号と電動車いすの動作の割り当ての検討を行った.まず,最初の課題としては,被験者を増やすことによって,口部入力インターフェースを用いたコントローラの定量的な評価を行っていくことである.小型ロボットアームのコントローラの提案を次の課題とする.電動車いすのコントローラでは三つの運動機能より四つの信号を取り出すことによって独立した二次元の指示領域を実現した.

次は手足にハンディキャップを負った人の手の役割を少しでも担えるように口周辺の機能を用いて小型ロボットアームを制御することに取り組む.コントローラの構築にあたっては二つのアプローチを行う.一つは電動車いすの操縦用コントローラの原理を利用して二次元平面での座標指示をベースとして行った後に,もう一軸方向の指示を追加し,三次元的に指示を行う方法である.もう一つは円柱座標系などを利用することによって二つのパラメータで三次元の目標点を直接指示する方法である.ハードウェアは比較的安価で小型の市販のロボットアームを改造し,各関節のモータにエンコーダを配置し,回転量をフィードバックすることにより関節の移動量をとる.その関節角度から運動学的に手先位置,腕姿勢等を計算することで指示した目標の位置や姿勢をとることができているか確認を行い,ロボットアームの制御用コントローラとしての評価を行う.次年度は市販のロボットアームを実験用として利用する.アームの関節にある,各モータのコントローラおよび回転量の計測用にエンコーダを設置するための各種電子部品を消耗品として購入予定である.また,口部入力インターフェースを用いた電動車いすの操作用コントローラについて成果をまとめて投稿する.これらの研究成果の発表等のための費用,旅費およびロボット技術の福祉利用,各種インターフェースに関する研究の調査旅費,学会参加費として使用予定である.さらに,実験の補助およびデータ整理等の補助として学生アルバイトを雇う予定である.
ガングリオシドにより活性調節されるタンパクリン酸化酵素の構造と機能の解析

1.ヒト由来神経芽腫瘍細胞(GOTO)におけるectoー型のガングリオシド依存性タンパクリン酸化の解析(1)Kー252bを用いた解析:細胞膜を通過出来ない新しい阻害剤Kー252bを用いて、以前報告したリン酸化が本当にectoー型か否か再検討を行なった。その結果、分子量6.4,6.0,5.4万の三種類のタンパク質のガングリオシドGQlb依存性のリン酸化はまさしくectoー型であることを確認した。(2)ectoー型タンパクリン酸化活性とガングリオシドによる神経突起伸展作用との関連の解析:Kー252bをはじめとして、このリン酸化を阻害する化合物群は何れもGQlbによる神経突起伸展作用を阻害した。従って、ectoー型タンパクリン酸化活性とガングリオシドによる神経突起伸展作用との間には何等かの関係があるものと考えられる。また、GQlbの作用が見られる細胞は、細胞自身GQlbを発現していないことが免疫化学的に明らかとなった。2.ラット脳の膜画分におけるガングリオシド依存性タンパクリン酸化酵素の精成ならびに構造と機能の解析GOTO細胞の形質膜画分を調製し、その画分中のタンパクリン酸化活性を調べると細胞表層で見られるectoー型の酵素活性と同等と考えられる活性をある程度再現出来るが、GQlb依存性は見られなくなってしまう。これは、in vitro活性測定法が未だ十分には確立されていないためと考えられる。今後、さらに検討が必要である。ラット脳の膜画分にも10^-^8濃度のガングリオシドGQlbによりリン酸化が昂進なる基質が、SDSーPAGEで見る限り、少なくとも二つ存在する事が明らかとなった。そのうちの分子量72KDaの基質をADSーPAGEで見る限りほぼ単一なスポットを与えるまで精製することができた。今後、その部分一次構造の解析を行ない、それをもとに基質タンパク質72KDaのクロ-ニングを行なう予定である。今後、この基質を大量に調製し、それを用いて酵素側の検討を進める予定である。神経系の株細胞(神経芽腫瘍細胞株、褐色細胞腫細胞株、神経膠細胞腫細胞株ならびに神経膠星状細胞株)を用いて、膜局在型のタンパクリン酸化酵素系ならびにガングリオシドによるその調節機構を、膜を透過出来ないタンパクリン酸化酵素阻害剤--K-252b--を用いて解析した。その結果、1.細胞にintactな状態で外からATPを加えてリン酸化されるタンパク質群の中でK-252bで阻害される群があった。従って、ecto型のリン酸化酵素が間違いなく存在すると考えられた。2.ecto-型の活性は神経系細胞(神経膠細胞腫細胞株と褐色細胞腫細胞株)の方がグリア系細胞(神経膠細胞腫細胞株ならびに神経膠星状細胞株)よりも高かった。また、SDS-PAGEで見る限り、神経系細胞の方が基質の種類も多く、それぞれ分子量的に極めて良く似ていた。3.外因性ガングリオシドGQ1bにより活性化されるecto-型のタンパクリン酸化型酵素を持つのは、調べた範囲内では、GOTO細胞のみであった。GQ1bに対する特異的なモノクローナル抗体を用いて調べてみたところ、他の細胞と異なって、この細胞だけが内因性GQ1bを持っていなかった。

4.GQ1bによるecto-型リン酸化促進を阻害する試薬は、K-252bも含めて、全てGOTOの神経突起伸展作用を阻害した。従って、ガングリオシド依存性のタンパクリン酸化は神経突起伸展作用に極めて深く関与していると考えられる。さらに、神経研の黒田博士らのK-252bはシナプス形成を阻害するという事実を考え合わせると、この酵素活性は可塑性等を含めた神経機能と何等かの関連があるものと考えられる。ectoー型のガングリオシド依存性タンパクリン酸化系を作年度に引き続きさらに詳細に検討すべく、GOTO細胞の形質膜画分を調製し、その画分中のタンパクリン酸化活性を調べると細胞表層で見られるectoー型の酵素活性と同等と考えられる活性をある程度再現出来るが、GQlb依存性はどうしても見られなくなってしまった。これは、in vitro活性測定法が未だ十分には確立されていないためと考えられる。今後、さらに検討が必要である。本年度は、ラット脳の膜画分におけるガングリオシド依存性タンパクリン酸化系を重点的に解析した。ヒト由来の神経芽腫瘍細胞に見られた低濃度ガングリオシドGQlbにより活性化されるタンパクリン酸化系と同様の系が、ラット脳の膜画分にも存在していることが明らかとなった。10^<ー8>M濃度のガングリオシドGQlbによりリン酸化が昂進する基質が、SDSーPAGEで見る限り、少なくとも二つ存在している。このガングリオシド依存性のリン酸化は基質特異性が極めて高い。そのうちの分子量72KDaの基質を可溶化する様々な条件を検討した。その結果、NPー40が安定かつ高収率で基質を可溶化できることが明らかとなった。イオン交換、疎水性クロマトグラフィ-などにより、可溶化された基質を単離精製する条件を組織的に検討した。その結果、SDSーPAGEで見る限りほぼ単一なスポットを与えるまで精製することができた。今後、その部分一次構造の解析を行ない、それをもとに基質タンパク質72KDaのクロ-ニングを行なう予定である。さらに、この基質を大量に調製し、それを用いて、酵素側の検討を進める予定である。
統合失調症におけるカルシニューリン結合タンパク質1遺伝子の包括的遺伝解析

カルシニューリン結合タンパク質1(CABIN1)遺伝子は統合失調症の有力な候補遺伝子と考えられている。統合失調症の疾患感受性座位の同定を目的として、CABIN1遺伝子の包括的な遺伝解析を行った。11のタグ一塩基多型を用いた症例・対照研究(595対598)および1つのコピー数多様性を用いた症例・対照研究(626対620)を実施したが、有意な関連を認めなかった。本研究の結果から、CABIN1遺伝子が統合失調症の発症脆弱性に関与していないであろうことが示唆された。統合失調症は生涯有病危険率が約1%と高、思春期に発症し社会機能の低下を伴い慢性に経過する精神疾患であるが、いまだその病態は明らかでない。統合失調症は複数の遺伝的要因と環境的要因が相互に影響して発症する複雑疾患と考えられているが、遺伝的要因の関与が大きく、分子遺伝研究は統合失調症の病態解明における最も有力なアプローチとして期待されている。連鎖解析などから染色体22番長腕は統合失調症の候補領坂として注目されている。また、カルシニューリン関連遺伝子と統合失調症との関連が複数報告されている。これらのことから、カルシニューリン結合タンパク質1(CABIN1)遺伝子は統合失調症の有力な候補遺伝子である。そこで日本人の症例・対照サンプルを用いてCABIN1遺伝子と統合失調症との関連解析を行った。対象者は、DSM-IV基備により統合失調症と診断された患者595人と精神疾患の既往のない対照者598人である。HapMap日本人データを用いてCABIN1遺伝子のタグ一塩基多型(SNP)を選択した。SNPの遺伝子型はTaqMan法により判定した。なお、本研究計画は新潟大学医学部遺伝子倫理審査委員会の承認を得ている。11タグSNPのいずれも統合失調症との有意な関連は認められなかった。また、ハプロタイプ解析でも有意な関連はみられなかった。登端者・両親トリオサンプルを用いた先行研究と同じく、本研究でもCABIN1遺伝子と統合失調症との間に有意な関連は認められなかった。これらの結果は、CABIN1遺伝子が統合失調症の発症脆弱性に関与していないであろうことを示唆している。ただし、効果量の小さなSNPと統合失調症との関連を同定するためには、両研究のサンプル数は十分でない。CABIN1遺伝子と統合失調症との関連について明確な結論を得るためには、より大きなサンプル数と十分な数のマーカーを用いたさらなる研究が実施される必要がある。統合失調症は生涯有病危険率が約1%と高く、思春期に発症し社会機能の低下を伴い慢性に経過する精神疾患であるが、いまだその病態は明らかでない。カルシニューリン結合タンパク質1(CABIN1)遺伝子は、統合失調症の責任領域とされている染色体22番長腕に存在し、統合失調症の病態への関与が示唆されているカルシニューリン関連遺伝子である。これらのことから、CABIN1遺伝子は統合失調症の有力な候補遺伝子と考えられる。先行研究により統合失調症患者において同定されたCANIN1遺伝子のまれなde novoコピー数多様性(CNV)が、統合失調症の発症脆弱性に寄与している可能性を検証するため関連解析を行った。対象は、DSM-IV基準により統合失調症と診断された患者626人と精神疾患の既往のない対照者620人である。CABIN1遺伝子のまれなCNVについて、TaqManプローブを用いたリアルタイムPCR法によりコピー数を判定した。判定可能であったサンプルのコピー数はすべて2であり、先行研究で報告されたCABIN1遺伝子のまれなCNVは検出されなかった。CABIN1遺伝子のまれなCNVが統合失調症の発症脆弱性に寄与することを支持する結果を得ることはできなかった。しかし、まれなCNVを検出するにはさらに大規模なサンプルを用いた解析を実施する必要がある。
極低温高速イオンビーム実現のための基礎的研究

レーザー冷却法は、既存のいかなるイオンビーム冷却技術よりも、その冷却力の点ではるかに強力であることが知られているが、その一方で、蓄積リング中を周回する高速ビームに対しては一次元的にしか有効でないという致命的難点を抱えている。本研究は、1994年に提案された“強制的共鳴結合による三次元レーザー冷却法"の妥当性を、多粒子シミュレーションコードを使った数値実験により詳細に検討した。具体的には、まず高エネルギー物理学研究所で開発された粒子追跡コード“SAD(Strategic Accelerator Design)"に、レーザー冷却過程を表現するサブルーチンおよび任意の高周波電磁場の影響が解析可能なサブルーチンの二つを新たに付加し、レーザー冷却システムを完備しているア-ハス大学(デンマーク)のASTRIDリングのラティスパラメータを厳密に考慮したシミュレーションを行った。その結果、これまでに提案されている二つの三次元レーザー冷却スキームのうち、特に結合高周波空胴を用いる方法の高い実用性が実証された。この知見に鑑み、静電場解析コード“POISSON"を用いて、結合高周波空胴の具体的設計を行った。また、実際に設計した空胴の電磁場分布データとしてSADに入力することによって、さらに実現性に高い数値実験を行い、結合高周波空胴による三次元冷却スキームの有効性を再確認した。このように、本研究の成果を実際の蓄積したリングに応用すれば、かつてない極低温の高品質イオンビームの実現が可能であると結論できる。
透気性を有する搬送ウェブとローラ間の空気膜浮上特性

紙,金属薄膜,写真用フィルムなど一般にウェブと総称される連続柔軟媒体の製造工程において,ウェブは多数のローラによって支持されて,方向転換を伴いつつ印刷,乾燥,塗布などの工程を経ながら搬送される.このような生産システムにおいては,ウェブとローラ表面間にウェブ走行に伴う周辺空気の巻き込みが生じ,その動圧潤滑効果によってウェブが変形しつつローラ表面上にわずかに浮上する.この現象はウェブに張力を与えるドラグローラ上や冷却用ロール上ではウェブのスリップや熱伝達率の低下などの悪影響を及ぼすのでウェブ浮上量をなるべく小さく抑える必要がある.このようにウェブ搬送においてはウェブとローラ間の浮上特性を正確に把握し,それによって潤滑・摩擦現象を制御することが最重要技術課題となっているが,この問題に対して学術的な取り組みをした研究事例はほとんどなく,生産現場での経験的な技術に頼っているのが現状である.特にウェブの中でも透気性を有する紙の搬送においては浮上特性の系統的な解明が全くなされて析らず,早急に着手すべき研究課題とされている.本研究では紙に代表される透気性を有するウェブとローラ間の浮上特性を,ウェブの透過率,走行速度,張力,巻き角,ウェブ幅,ウェブ厚さなどを変化させて理論と実験の両面から明らかにした.その際,透気性ウェブを多孔質体とみなしてフォイル軸受理論の拡張を行い,ウェブ浮上特性を正確に予測し得る解析モデルを構築するとともに,このモデルにさらに表面粗さの影響を取り込み,ウェブとローラ間の混合潤滑問題が扱えるような解析モデルの完成を目指した.これらの一連の研究により従来経験に頼ることの多かったウェブ搬送系の問題に対して理論的な裏付けを得ることができ,今後予想されるウェブ搬送工程の高速化に際しても十分に対応できる解析モデルの構築ができたと考えている.紙,金属薄膜,写真用フィルムなど一般にウェブと総称される連続柔軟媒体の製造工程において,ウェブは多数のローラによって支持されて,方向転換を伴いつつ印刷,乾燥,塗布などの工程を経ながら搬送される.このような生産システムにおいては,ウェブとローラ表面間にウェブ走行に伴う周辺空気の巻き込みが生じ,その動圧潤滑効果によってウェブが変形しつつローラ表面上にわずかに浮上する.この現象はウェブに張力を与えるドラグローラ上や冷却用ロール上ではウェブのスリップや熱伝達率の低下などの悪影響を及ぼすのでウェブ浮上量をなるべく小さく抑える必要がある.このようにウェブ搬送においてはウェブとローラ間の浮上特性を正確に把握し,それによって潤滑・摩擦現象を制御することが最重要技術課題となっているが,この問題に対して学術的な取り組みをした研究事例はほとんどなく,生産現場での経験的な技術に頼っているのが現状である.特にウェブの中でも透気性を有する紙の搬送においては浮上特性の系統的な解明が全くなされて析らず,早急に着手すべき研究課題とされている.本研究では紙に代表される透気性を有するウェブとローラ間の浮上特性を,ウェブの透過率,走行速度,張力,巻き角,ウェブ幅,ウェブ厚さなどを変化させて理論と実験の両面から明らかにした.その際,透気性ウェブを多孔質体とみなしてフォイル軸受理論の拡張を行い,ウェブ浮上特性を正確に予測し得る解析モデルを構築するとともに,このモデルにさらに表面粗さの影響を取り込み,ウェブとローラ間の混合潤滑問題が扱えるような解析モデルの完成を目指した.これらの一連の研究により従来経験に頼ることの多かったウェブ搬送系の問題に対して理論的な裏付けを得ることができ,今後予想されるウェブ搬送工程の高速化に際しても十分に対応できる解析モデルの構築ができたと考えている.本年度は非透気性及び透気性ウェブと支持ローラ間の浮上量並びに混合潤滑下における摩擦特性を推測するための理論モデル並びにその数値解析プログラムの開発に取り組み,非透気性ウェブの浮上特性並びに摩擦特性について具体的な計算を実施した.その際,支持ローラとして,表面に溝のないフラツトローラ,円周溝付きローラ,中空多孔質ローラを想定し,それぞれのローラとウェブ間の浮上特性並びに摩擦特性に及ぼすウェブ走行速度,幅,張力,巻き角,溝寸法,供給圧力など各種パラメータの影響を系統的に調査した.その結果,溝寸法を適切に設計することによりウェブとローラ間の空気膜を効率よく排除し,ウェブとローラを密着させて十分なトラクションを確保し,ウェブの搬送に有効に活用し得ることを見出した.一方,中空多孔質ローラを用いた場合,ウェブ走行速度と供給圧力を適切に組み合わせることにより,ウェブ浮上量をアクティブに制御し得ることを見出した.理論解析と並行してこれらの結果を実験的にも検証し,理論と実験の示す傾向は定量的にも定性的にもよく一致することを示している.ウェブとローラ間の摩擦特性については現有の実験装置では測定が不可能なため,上記の解析結果を基に改めて実験装置の設計・製作を試み,本年度末に完成させることができた.この装置ではウェブの種類を様々に変えることが可能であり,本研究の最終目標である紙などの透気性ウェブとローラ間の浮上・摩擦特性の測定に有効に活用できると考えている.平成12年度は以上の成果の下にさらに解析・実験を進めていく計画である.紙,金属薄膜,写真用フィルムなど一般にウェブと総称される連続柔軟媒体の製造工程において,ウェブは多数のローラによって支持されて,方向転換を伴いつつ印刷,乾燥,塗布などの工程を経ながら搬送される.このような生産システムにおいては,ウェブとローラ表面間にウェブ走行に伴う周辺空気の巻き込みが生じ,その動圧潤滑効果によってウェブが変形しつつローラ表面上にわずかに浮上する.

この現象はウェブに張力を与えるドラグローラ上や冷却用ロール上ではウェブのスリップや熱伝達率の低下などの悪影響を及ぼすのでウェブ浮上量をなるべく小さく抑える必要がある.このようにウェブ搬送においてはウェブとローラ間の浮上特性を正確に把握し,それによって潤滑・摩擦現象を制御することが最重要技術課題となっているが,この問題に対して学術的な取り組みをした研究事例はほとんどなく,生産現場での経験的な技術に頼っているのが現状である.特にウェブの中でも透気性を有する紙の搬送においては浮上特性の系統的な解明が全くなされて折らず,早急に着手すべき研究課題とされている.本研究では紙に代表される透気性を有するウェブとローラ間の浮上特性を,ウェブの透過率,走行速度,張力,巻き角,ウェブ幅,ウェブ厚さなどを変化させて理論と実験の両面から明らかにした.その際,透気性ウェブを多孔質体とみなしてフォイル軸受理論の拡張を行い,ウェブ浮上特性を正確に予測し得る解析モデルを構築するとともに,このモデルにさらに表面粗さの影響を取り込み,ウェブとローラ間の混合潤滑問題が扱えるような解析モデルの完成を目指した.これらの一連の研究により従来経験に頼ることの多かったウェブ搬送系の問題に対して理論的な裏付けを得ることができ,今後予想されるウェブ搬送工程の高速化に際しても十分に対応できる解析モデルの構築ができたと考えている.
社会的判断における誤帰属の生起条件と適用範囲に関する研究

誤帰属とは、本当の原因ではない何らかの要因に、ある事象・行動・感覚の原因を誤って帰属することで、特に、自己の生理的喚起や内的・主観的感覚を誤った原因に帰することにより、情動の認知や社会的判断が歪むことが注目されている。本研究では、主に単純接触効果と呼ばれる現象に関わる誤帰属の実験的研究と、一般人がさまざまな事象をどのように説明するかという直観的因果理論に関する調査研究を行った。本研究の目的は、誤帰属によって社会的判断にゆがみが生じる条件とその範囲に関する知見を得ることである。本年度は、まず実験室実験と質問紙研究の2種類を行ってデータを収集した。研究1では、刺激の反復呈示によって生じる単純接触効果を取り上げた。予備調査で比較的中性的な評定を得た抽象画20枚を刺激として選定し、接触セッションで一方の刺激系列(10個から成る)を8回、他方の刺激系列を2回呈示した。その後、両系列から1枚ずつの刺激を選んで対にして呈示し、実験1では通常の単純接触実験と同様に、どちらがより好きかという選好判断を求めた。実験2では、同じ手続きで反復呈示を行った後、どちらがよりやわらかい印象であるかの判断を求めた。これは、単純接触効果が通常の選好判断だけでなく、他の種類の判断にも適用可能か否かを検討するために行ったものであるが、刺激の物理的特性を統制することが困難であったためもあって、明確な結果を得ることができなかった。今後、より厳密な実験的統制を行って、誤帰属が影響を及ぼす社会的判断の種類と範囲に関するデータを収集する予定である。誤帰属の現象は、真の原因と当事者が原因と考えるもののずれを反映しているものと言うことができる。従って、一般人がさまざまな事象や結果について、どのような因果的説明を行うのかという直観的因果理論の性質を知ることが重要になる。研究2では、質問紙法を用いて、一般人が日常生活で遭遇する諸事象に対して、どのような要因を原因と考えるかに関するデータを収集した。結果は現在分析中であるが、現実にはさまざまな原因が作用すると考えられる事象に対して、回答者が挙げた原因は比較的少数に集中しており、特定の直観的因果理論が多くの人々に共有されていることが推察される。19年度には、社会的判断に対する誤帰属の影響を調べる題材として、単純接触效果を取り上げて実験室実験を行った。この実験では、人物の写真を刺激とし、刺激の反復呈示が、写真の人物を候補者とした選挙での投票判断に及ぼす影響を検討した。具体的には、魅力度を考慮に入れた上で政治家の写真を20枚選定し、それらをランダムな順序で2回または8回ずつコンピュータ画面に呈示した後、魅力度のつりあった写真をペアにして、どちらに投票したいかを実験参加者に尋ねた。実験条件としては、特別な情報を付加しない標準条件のほか、投票判断を求める段階で、両候補者に政治的スローガンを付加するスローガン条件、出身地・家族構成などの個人属性情報を付加する個人属性条件を設けた。これらの条件設定は、現実には選択の手がかりとならなくても、もっともらしい選択理由と考えられる情報が付け加わると、反復呈示の效果が強く現れるという先行研究(山田・外山,2006)の結果を受けたものであった。結果としては、通常条件では、多く呈示された写真が投票において選ばれやすいという単純接触効果が見られたが、スローガン条件では、同様の効果が見られたものの通常条件よりも強いとはいえなかった。また個人属性条件においては、単純接触効果そのものが不明瞭であった。つまり情報を付加する手続きは、単純接触効果を強める作用をしなかった。これは先行研究と異なる傾向であり、両判断事態の違いを検討する必要がある。また19年度には、上記の実験室実験のほか、一般人の直観的因果理論に関しても、文献研究と質問紙データの分析を行った。本研究は、社会的判断における誤りやゆがみをもたらす誤帰属のメカニズムを究明するために、その生起条件とそれが判断に及ぼす影響の範囲を明らかにし、更に一般人がどのような要因を諸事象の原因と考えるかという直観的因果理論の解明をもめざすものである。平成20年度には、前年度に引き続いて、直観的因果理論に関する検討を行うための大学生を対象とした質問紙調査と、刺激の閾下呈示の手続きを用いた実験室実験を行った。質問紙調査では、社会的な現象や出来事(例.事件・事故、結婚・離婚の件)について、それが増加しているか減少しているかの主観的感覚を問い、更にその原因を自由記述させた。その結果、事象の増加・減少の主観的感覚はかなり不正確であり、事象の望ましさの影響を受けることが明らかになり、また事象の変化に対する因果的説明は「現代社会では人間を取り巻く環境・状況が悪化している」という一般的通念に基づいていることが窺えた。詳細は現在分析中であり、さらにマスコミとの接触度等の要因を加味した検討を行う予定である。

実験室実験としては、ロシア文字を組み合わせて作成した視覚刺激を、タキストスコープによって閾下呈示するという方法を用いて、単純接触効果の実験を行った。具体的には、各刺激を8回、または2回ずつランダムな順序で呈示し、呈示セッション終了後に、呈示なし・評定のみのコントロール刺激と混ぜて評定を求めた。刺激と条件の組み合わせをランダマイズするための実験を現在まだ続行中であるが、一般的な好悪の判断だけでなく、明るい-暗い、動的-静的などの側面の判断に及ぼす効果も検討する。
マルチフェイズ並列解法による多相連成災害の予測と現象解明

粘弾性流体を表すモデルの1つである非圧縮性・上対流マクスウェルモデルを利用した粘弾性流体の数値計算手法を検討した.この計算手法では,マクスウェル流体の構成則を含む基礎方程式系をコロケート格子上で有限体積法により離散化する.特に,運動方程式中の応力項を計算する際の流速の参照点を空間的にコンパクトにする手法を提案し,これによって計算中に発生する非物理的な数値振動を抑制できることを数値実験により確認した.接触を伴いながら移動する多数の固体粒子と気液相との力学的な連成を扱うことが可能な並列計算手法の適用性を検討した.この解法では,固体粒子に作用する流体力は,相平均モデルにより計算された圧力と粘性の発散を体積積分して求められる.また,固体粒子は,複数の四面体要素により表現され,表面内部に接触判定球を配置して,個別要素法により接触が扱われる.約16,700個の平均粒径約7mmの礫粒子を含む約80mmの礫層に,流速約1.2m/sの鉛直噴流を3秒間衝突させる実験結果に,この解法を適用した.計算には,京都大学のスーパーコンピュータCRAY XC40を利用し,4,352コアを利用する並列計算を行った.その結果,礫粒子移動過程は, (A)非平衡洗掘過程, (B) saltation-collapse平衡状態,(C)安息角静止状態,という3段階に分類され,それぞれの過程が適切に計算されることを確認した.また,上記の計算手法を用いて,ダルシー側が成り立つ低レイノルズ数領域における多数の粒子間隙を流れる浸透流の計算を行った.その結果,間隙に対するセル分解能の影響等が明らかになり,数値計算で推算される透水係数は,既往の経験則から得られる値をほぼ再現することが示された.粘弾性流体を表すモデルの1つである非圧縮性・上対流マクスウェルモデルを利用した粘弾性流体の数値計算手法を検討した.この計算手法では,マクスウェル流体の構成則を含む基礎方程式系をコロケート格子上で有限体積法により離散化する.特に,運動方程式中の応力項を計算する際の流速の参照点を空間的にコンパクトにする手法を提案し,これによって計算中に発生する非物理的な数値振動を抑制できることを数値実験により確認した.このように粘弾性流体に対する計算手法の構築が順調に進められている.3次元固気液多相場の並列計算手法(MICS)を用いて,約16,700個の平均粒径約7mmの礫粒子を含む約80mmの礫層に,流速約1.2m/sの鉛直噴流を3秒間衝突させる実験結果に,相平均モデルを用いるマルチフェイズ解法を適用した.計算には,京都大学のスーパーコンピュータCRAY XC40を利用し,4,352コアを利用する並列計算を行った.その結果,礫粒子移動過程は, (A)非平衡洗掘過程, (B) saltation-collapse平衡状態,(C)安息角静止状態,という3段階に分類され,それぞれの過程が適切に計算されることを確認できた.このように,並列計算手法(MICS)により礫粒子の詳細な輸送過程が再現できることが確認されている.上述並列計算手法(MICS)を用いて,均一な球を規則的に配置した場合,また混合粒径粒子をランダムに配置した場合の間隙流体計算を行い,計算で得られた透水係数が既往の実験式とほぼ一致することを確認した.さらに,流体-構造連成計算で頻用される埋め込み境界法や本手法のような相平均モデルで重要となる,流体計算の時間刻み幅や流体計算セル幅が計算結果に与える影響について検討し,浸透流のミクロスケール解析を進める見通しが得られた.粘弾性流体を表すモデルの1つである非圧縮性・上対流マクスウェルモデルを利用した粘弾性流体の数値計算手法を3次元場に拡張するとともに,並列計算手法を導入して大規模な問題を扱えるよう検討を加える.特に,ニュートン流体と粘弾性流体が共存する場を対象とする各種の応用力学問題に計算手法を適用する計画である.流れの状態により形状が変化する粘弾性流体の粒子群の間隙を通過するニュートン流体の挙動も検討対象にする予定である.さらに,ニュートン流体と粘弾性流体中に,剛体が存在する場合のマルチフェイズ解法についても検討を加える.礫群と流体との連成解析手法による計算結果が順調に進められていることから,粒径がさらに小さい粒子群を対象とした大規模計算を行い,間隙水圧の変化などを抽出して,礫群輸送の非定常過程のメカニズムを数値解析結果から解明する.また,浸透流の計算では,ダルシー側が成立しない高レイノルズ数領域のミクロスケールの浸透流計算を進める予定である.さらに,Euler-Euler型の流体構造連成解析手法を用いて,粒子の大きさや形状が水分含有量により変化する高吸水性樹脂粒子の間隙流など,より複雑な現象に適用できるよう,モデルの改良を進める.粘弾性流体を表すモデルの1つである非圧縮性・上対流マクスウェルモデルを利用した粘弾性流体の数値計算手法を検討した.この計算手法では,マクスウェル流体の構成則を含む基礎方程式系をコロケート格子上で有限体積法により離散化する.特に,運動方程式中の応力項を計算する際の流速の参照点を空間的にコンパクトにする手法を提案し,これによって計算中に発生する非物理的な数値振動を抑制できることを数値実験により確認した.接触を伴いながら移動する多数の固体粒子と気液相との力学的な連成を扱うことが可能な並列計算手法の適用性を検討した.

この解法では,固体粒子に作用する流体力は,相平均モデルにより計算された圧力と粘性の発散を体積積分して求められる.また,固体粒子は,複数の四面体要素により表現され,表面内部に接触判定球を配置して,個別要素法により接触が扱われる.約16,700個の平均粒径約7mmの礫粒子を含む約80mmの礫層に,流速約1.2m/sの鉛直噴流を3秒間衝突させる実験結果に,この解法を適用した.計算には,京都大学のスーパーコンピュータCRAY XC40を利用し,4,352コアを利用する並列計算を行った.その結果,礫粒子移動過程は, (A)非平衡洗掘過程, (B) saltation-collapse平衡状態,(C)安息角静止状態,という3段階に分類され,それぞれの過程が適切に計算されることを確認した.また,上記の計算手法を用いて,ダルシー側が成り立つ低レイノルズ数領域における多数の粒子間隙を流れる浸透流の計算を行った.その結果,間隙に対するセル分解能の影響等が明らかになり,数値計算で推算される透水係数は,既往の経験則から得られる値をほぼ再現することが示された.粘弾性流体を表すモデルの1つである非圧縮性・上対流マクスウェルモデルを利用した粘弾性流体の数値計算手法を検討した.この計算手法では,マクスウェル流体の構成則を含む基礎方程式系をコロケート格子上で有限体積法により離散化する.特に,運動方程式中の応力項を計算する際の流速の参照点を空間的にコンパクトにする手法を提案し,これによって計算中に発生する非物理的な数値振動を抑制できることを数値実験により確認した.このように粘弾性流体に対する計算手法の構築が順調に進められている.3次元固気液多相場の並列計算手法(MICS)を用いて,約16,700個の平均粒径約7mmの礫粒子を含む約80mmの礫層に,流速約1.2m/sの鉛直噴流を3秒間衝突させる実験結果に,相平均モデルを用いるマルチフェイズ解法を適用した.計算には,京都大学のスーパーコンピュータCRAY XC40を利用し,4,352コアを利用する並列計算を行った.その結果,礫粒子移動過程は, (A)非平衡洗掘過程, (B) saltation-collapse平衡状態,(C)安息角静止状態,という3段階に分類され,それぞれの過程が適切に計算されることを確認できた.このように,並列計算手法(MICS)により礫粒子の詳細な輸送過程が再現できることが確認されている.上述並列計算手法(MICS)を用いて,均一な球を規則的に配置した場合,また混合粒径粒子をランダムに配置した場合の間隙流体計算を行い,計算で得られた透水係数が既往の実験式とほぼ一致することを確認した.さらに,流体-構造連成計算で頻用される埋め込み境界法や本手法のような相平均モデルで重要となる,流体計算の時間刻み幅や流体計算セル幅が計算結果に与える影響について検討し,浸透流のミクロスケール解析を進める見通しが得られた.粘弾性流体を表すモデルの1つである非圧縮性・上対流マクスウェルモデルを利用した粘弾性流体の数値計算手法を3次元場に拡張するとともに,並列計算手法を導入して大規模な問題を扱えるよう検討を加える.特に,ニュートン流体と粘弾性流体が共存する場を対象とする各種の応用力学問題に計算手法を適用する計画である.流れの状態により形状が変化する粘弾性流体の粒子群の間隙を通過するニュートン流体の挙動も検討対象にする予定である.
Three-hybrid法によるC型肝炎ウイルスRNA3′末端結合蛋白質の検索

酵母three-hybrid systemを用いて、C型肝炎ウイルスゲノムRNAの3'末端領域(HCV-3'X)と宿主タンパク質との相互作用を調べるために以下のような実験を行った。1.以前にプローブRNAの発現に用いたpIII/MS2-2にはレポーター遺伝子の発現がリークしやすく、ライブラリ′ースクリーニングを行った際にバックグラウンドを高くするという欠点があった。そこでこの点を改善したpIIIA/MS2-2にHCV-3'Xをクローニングし直し、新たにpIIIA/3'X-MS2を構築した。2.最近、別のアプローチによりHCV-3'Xに特異的に結合する宿主タンパク質として、polypyrimidine-tract bindingprotein(PTB)が同定された。そこで、このことを酵母three-hybrid systemで確認するために、PTB遺伝子をpACT2にクローニングし、GAL4転写活性化ドメインとの融合タンパク質発現プラスミドpACT2・PTBを構築した。pACT2・PTBとplIIA/3'X-MS2を酵母L40-coat株に導入したところ、レポーター遺伝子の発現が観察され、酵母three-hybrid systemにおいてもPTBとHCV-3'との特異的相互作用が確認された。3. HCV-3'Xに特異的に結合する宿主タンパク質をスクリーニングするため、pIIIA/3'X-MS2とヒト胎盤cDNAライブラリーを酵母L40-coat株に導入しHisを欠いた合成培地プレート上の生育を調べた。約300,000コロニーについて調べたところ、約200個がHis^+であった。このうち明らかにHis^+であるものを108個選び、続いてβ-ガラクトシダーゼ(β-gal)活性を調べたところ、全てβ-gal^+であった。現在、これらのHCV-3′Xに対する特異性と遺伝子の同定を行っているところである。酵母three-hybrid systemを用いて、C型肝炎ウイルスゲノムRNA(HCV-RNA)の3'末端領域と特異的に結合する宿主蛋白質をスクリーニングするための準備、および予備実験として以下の実験を行った。2.1で構築したpIII・3'Tを用いてライブラリーをスクリーニングする前に、予備実験として、既にRNA結合が報告されているHCV蛋白質(コア蛋白質、NS3、NS5B)について調べた。まず、上記の蛋白質を酵母GAL4転写活性化ドメイン融合蛋白質として発現させるため、PCRで増幅した各遺伝子をpACT2にクローニングし、発現プラスミド(pACT2・core、pACT2・NS3、pACT2・NS5B)を作製した。以上のプラスミドを酵母L40-coat株に導入し、three-hybrid systemによって相互作用を調べたところ、次のような結果が得られた。(1)コア蛋白質、およびNS3(RNAヘリカーゼ)の2つについては、3'、および5'末端領域のどちらとも相互作用が検出されなかった。(2)NS5B(RNAポリメラーゼ)については、3'、および5'末端領域のいずれとも相互作用が検出された。このことは、今までに得られた知見と矛盾しない。また、この予備実験から問題点としてレポーター遺伝子がリ-クしやすいことが明らかになった。現在、この点を解決するとともに、スクリーニングの条件を検討しているところである。
キナーゼを介した細胞死誘導機構の解析

ストレスで活性化するMAPキナーゼスーパーファミリーJNK、p38の経路の上流に位置するMST1の機能を検討した。MST1は細胞に発現すると細胞膜のblebbingや核の凝縮を引き起こし、アポトーシス様の形態変化を引き起こす。本研究において、MST1はこれらのアポトーシス様の形態変化をJNKの活性化を介して引き起こしていることを明らかにした。また、MST1はJNKの活性化によりDNAのヌクレオソーム単位の断片化を引き起こすが、これはカスペースの活性化を介していることが明らかになった。一方、核の凝縮と細胞膜のblebbingはカスペース活性を抑制しても誘導された。従って、MST1-JNK経路はカスペース依存的・非依存的両方の経路を介して細胞死を誘導することが示唆された。MST1は、カスペースの上流に位置するだけでなく、カスペースによって切断されて活性化をされることを我々のグループは以前に報告した。本研究によって、MST1はC末端側に核外移行シグナル(NES)を有しており、NES依存的に細胞質局在を示すこと、またカスペースによる切断によりMST1のNESがキナーゼドメインから離れ、キナーゼドメインの核移行が起こることが明らかになった。さらに、核内に局在することがMST1による核凝縮誘導を促進することも示唆された。従ってMST1が、アポトーシス刺激によって核内移存し、核の凝縮を誘導するメッセンジャーとして働いている可能性が示唆された。JNK経路がカスペースカスケードを活性化させるメカニズムを検討した。ミトコンドリア経路の場合、Bcl-2ファミリーの制御下でミトコンドリアからシトクロームcが放出され、これがカスペースカスケード活性化の引き金となる。本研究で、細胞死誘導型Bcl-2ファミリーのメンバーであるBaxのミトコンドリアへの移行をJNK経路の活性化によって誘導されることを見いだした。従ってMST1が、アポトーシス刺激によって核内移行し、核の凝縮を誘導するメッセンジャーとして働いている可能性が示唆された。

また、MST1はJNKの活性化によりDNAのヌクレオソーム単位の断片化を引き起こすが、これはカスペースの活性化を介していることが明らかになった。一方、核の凝縮と細胞膜のblebbingはカスペース活性を抑制しても誘導された。従って、MST1-JNK経路はカスペース依存的・非依存的両方の経路を介して細胞死を誘導することが示唆された。MST1は、カスペースの上流に位置するだけでなく、カスペースによって切断されて活性化をされることを我々のグループは以前に報告した。本研究によって、MST1はC末端側に核外移行シグナル(NES)を有しており、NES依存的に細胞質局在を示すこと、またカスペースによる切断によりMST1のNESがキナゼドメインから離れ、キナーゼドメインの核移行が起こることが明らかになった。さらに、核内に局在することがMST1による核凝縮誘導を促進することも示唆された。従ってMST1が、アポトーシス刺激によって核内移行し、核の凝縮を誘導するメッセンジャーとして働いている可能性が示唆された。JNK経路がカスペースカスケードを活性化させるメカニズムを検討した。ミトコンドリア経路の場合、Bcl-2ファミリーの制御下でミトコンドリアからシトクロームcが放出され、これがカスペースカスケード活性化の引き金となる。本研究で、細胞死誘導型Bcl-2ファミリーのメンバーであるBaxのミトコンドリアへの移行をJNK経路の活性化によって誘導されることを見いだした。
自律神経機能維持の高次調節機構

自発性および反応性行動は多様な環境刺激を並列処理する神経回路群の作用により形成され、ホメオスタシスは維持されている。本研究においては、生体のホメオスタシスを乱す様々な環境刺激に対して、視床、特に大脳皮質の臓性・辺縁領域や中隔側坐核に投射し、それらとともに辺縁前"基底核-視床-皮質"回路を構成している視床室傍核を中心とした広汎性視床皮質投射系が反応性の行動(ストレスに対する防御行動など)や自律神経系の変化は発現する機序に関する形態的基盤を確立することを目的として、抱水クロラール麻酔(400mg/kg,i.p.)SD系ラット(200--250g)を用いて以下の2種類の実験を行った。【1】臓性の求心性入力が孤束核(自律神経系の主要中継核)で中継された後、上行して視床に達する経路を2種類のトレーサー(順行性および逆行性)を用いて解析した。その結果、孤束核から直接投射する経路以外に、分界条床核、視床下部側部、不確帯、扁桃体中心核、背側縫線核、中脳中心灰白質、結合腕傍核などを介する複数の間接的経路も存在することが明らかになった。【2】さまざまな環境刺激に対する生体の反応は、大脳皮質下前脳が関与する行動的要素と、主として脳幹網様体が関与する自律神経系の要素があり、両者は互いに結合され、関連している。この結合がいずれのニューロンレベルでおこるのを調べるために、2種類の逆行性トレーサーを視床正中核と腰髄の中間外側核に注入した。二重標識細胞すなわち視床と脊髄の両方に側枝を派生するニューロンは、背側橋被蓋、特にBarrington核、背外側被蓋核に存在した。免疫組織化学を併用した結果、これらのニューロンの大部分がcorticopinreleasing factor陽性ニューロンであった。