hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
絶滅と存続の集団生物学

1.多摩地区で蔓延して野生食肉目を減少させているジステンバーウイルスについて、疫学調査と遺伝子解析を行なった。多年草ヒヨドリバナとジェミニウイルスの系についてゲノム解析により共進化をしらべた。2.サラワク低木林から送粉シンドロームの異なる植物について遺伝的多様性の維持機構を追究した。小笠原諸島の侵入送粉者であるセイヨウミツバチと在来ハナバチについて、訪花行動を調査し、植物の結実率・生存率などへの影響を見積もった。変動し不均一な生息地で侵入生物の定着過程と既存種の絶滅への影響をみつもった。3.野生メダカにより近親交配と外交配の影響を測定し、左右対称性の可能性をさぐる。カワラノギク個体群について、遺伝多様性と子孫生存力の関連を調べた。近交弱勢の進化を弱有害遺伝子系として理論的に解明した。4.絶滅危惧植物と昆虫の系について空間構造の影響、局所集団の関連をメタ個体群の観点から検討した。齢による集団存続への貢献度を理論的に解明した。5.現在種の分子系統樹や遺伝情報から過去に生じた種の絶滅や集団サイズの変動を推定する。諸要因に関する研究成果を総括して絶滅率を予測する理論の構築を試みた。
細胞周期制御におけるCa^<2+>シグナルの伝達機構と役割の分子生物学的研究

本研究の目的は、酵母を材料として、細胞周期に関連したCa^<2+>の動員とCa^<2+>シグナルの受容と伝達の分子機構を明らかにすることである。前年度までに、Ca^<2+>の流入に欠損を持つmid1変異株、およびCa^<2+>シグナルの受容または伝達に欠損をもつと予想されるmid2変異株とmid5変異株の分子生物学的解析を行った。本年度は、mid1変異株とmid2変異株に関して解析の最終段階を完了し、それぞれ論文発表した。一方、mid5変異株に関しては次の研究成果を得た。まず、mid5変異株は性フェロモンの作用によりshmooと呼ばれる細胞に分化した後死ぬだけでなく、細胞周期から離れてG_0期の条件下でも死に易いこと、および増殖に関して温度感受性を示すことをを明らかにした。また、MID5遺伝子は、哺乳類のMAPキナーゼキナーゼキナーゼ(MEKK)と相同な酵素をコードしているBCK1遺伝子と同一であることを明らかにした。興味深いことに、これまで他の研究グループにより、PKC1→BCK1→MKK1&2→MPK1というMAPキナーゼカスケードが存在し、それが浸透圧の調節に機能することが示されていた。しかし、性フェロモンの作用後にこのカスケードを構成するキナーゼ群が機能しているかどうかは調べられていなかった。そこでそれを調べた結果、MID5(BCK1)遺伝子の下流ではたらくMKK1&2遺伝子あるいはMPK1遺伝子の欠損株はそれぞれ、性フェロモンを作用させるとmid5変異株と同様に細胞分化した直後に死んだ。ただし、PKC1欠損株だけは性フェロモンによって分化せず死ななかった。この結果は、このカスケードのうちMID5以下のキナーゼ群は分化した細胞の性接合過程に重要な役割をしていることを示唆する。
結び目理論の観点からの平面グラフの面構造に関する研究

Jeongの論文(Discrete Mathematics 1995)で考察された"4-正則連結単純平面グラフが直進Euler回路を持つための面ベクトルの条件"は,Grunbaumによる"多面体存在に関するEberhard型問題"に端を発し,グラフ理論の話題として言及されることが多い.しかし,近年はEliahou-Harary-Kauffman(J. Knot Theory Ramifications 2008)やAdams-Shinjo-Tanaka(Annals of Combinatorics 2011)など,直進Euler回路を結び目の射影図と読み替えて,位相幾何学の問題として研究されている.オイラーの多面体公式から与えられる十分条件は結び目射影図を持つための必要条件にもなりうることは既に証明されていることであるが,本研究ではGrunbaumの定理の改良による別証明を与えた.また,この方向の考察では4角形の個数の決定ができないのだが,生成定理を用いて,面ベクトルが3,4,5角形だけから成る場合の4角形の個数に関する必要十分条件を与えた.また本研究の副産物として,Demaine-Eppstein-Hart-O'Rourke(Discrete Geometry 2003)により導入された多面体の頂点展開図(展開図が辺ではなく頂点のみで接続することを許す)に関する定理を得た.先行研究ではすべての面が3角形だけから成る多面体においてしか頂点展開図を持つことが示されていなかったが,4角形以上の面があっても,それらが接触しないならば頂点展開図を持つことが示された.Jeongの論文(Discrete Mathematics 1995)で考察された"4-正則連結単純平面グラフが直進Euler回路を持つための面ベクトルの条件"は,Grunbaumによる"多面体存在に関するEberhard型問題"に端を発し,グラフ理論の話題として言及されることが多い.しかし,近年はEliahou-Harary-Kauffman(J. Knot Theory Ramifications 2008)やAdams-Shinjo-Tanaka(Annals of Combinatorics 2011)など,直進Euler回路を結び目の射影図と読み替えて,位相幾何学の問題として研究されている.オイラーの多面体公式から与えられる十分条件は結び目射影図を持つための必要条件にもなりうることは既に証明されていることであるが,本研究ではGrunbaumの定理の改良による別証明を与えた.また,この方向の考察では4角形の個数の決定ができないのだが,生成定理を用いて,面ベクトルが3,4,5角形だけから成る場合の4角形の個数に関する必要十分条件を与えた.また本研究の副産物として,Demaine-Eppstein-Hart-O'Rourke(Discrete Geometry 2003)により導入された多面体の頂点展開図(展開図が辺ではなく頂点のみで接続することを許す)に関する定理を得た.先行研究ではすべての面が3角形だけから成る多面体においてしか頂点展開図を持つことが示されていなかったが,4角形以上の面があっても,それらが接触しないならば頂点展開図を持つことが示された.
グラフ図形の形状特性理解

図形を構成する形状的視点から図形の特徴を用いて図形形状を抽出する「図形認識」から、図形が表す意味的視点から図形内容の知識を用いて図形的意味を把握する「図形解釈」を目指している。このような動機の下に、本研究課題では棒グラフ、折れ線グラフのように観測データ、測定データなど、時系列的に変動するデータを表した図形を対象として,その図形が意味する情報を解釈する手法について検討してきた。もちろん、棒グラフ、折れ線グラフには必ずしも時系列特性でないものも利用されているが、ここでは検討の対象外としている。データベースや知識科学の分野でも、近年時系列データを対象に研究テーマ「データ発掘」に対応しているが、これらの分野で扱っているのは、平滑化されたデータ(サンプリングされたデジタル・データ)であり、時系列データからその変動特性を抽出することに焦点を当てている。例えば、店舗の売上げ情報から在庫品管理、購入物品処理などの適用業務への応用を想定して検討されてきた。本研究課題では、直接観測データ、測定データを入力とし、スムージング、エンコーディング、セグメンテーション、マッチングという手順を経て対処している。特に、スムージング及びエンコーディングは時系列データそれ自身の処理に大きな影響があり、データベース、知識科学の分野のようにデジタル・データを対象とするのではなく、アナログ・データを対象としていることが特徴的である。また、アナログ波形を如何にその意味的特徴を踏まえて解釈するかを視点としている。今年度は入力時系列データに対して、入力波形を手順化し、そこから特定形状パターンを検出する手法を構築できた。特に、観測データ波形には、高周波と低周波があり、高周波の一時的特徴に対して低周波時系列データは大域的な特徴を表している。低周波成分を平滑化によって効果的に選別する手法を提案した。棒グラフや折れ線グラフのように二つの尺度(一つは時空間上での位置を指定し、一つはその位置に対する特性を表す数値)の関係で表現されたグラフ図形から、その形状を理解し、その意味(時空間軸に沿った特徴)を推定することが研究の目的である。時系列的に生成される観測データ、計測データ、測定データは総てこのような性質を有し、地震波形図、心電図、脈拍測定図など、我々の生活環境でも様々なところで収集されている。このような時系列データから特性パターンを抽出することを目的とする研究はデータ・マイニングの一つと見なされ、近年少なからず関心がもたれるようになっている。我々は時系列データからどのように同類パターンや特徴点を発見するかという直接的な視点からではなく、観測されるデータ列をどのようなレベルで特徴化させ、どのように解釈して、パターンを抽出するかという視点から、この課題を捉えている。すなわち、時系列データをデジタル特性から処理するのではなく、アナログ性が示す性質に注目し、図形としての形状をどのように理解するかを課題としている。それは必ずしも時間軸上のデータではなく、時空間上に観測される現象を対象として、観測された現象が図形として表現されているという考えで進められる。例えば、監視カメラのビデオ映像なども同一の視点で捉えることができる。今年度はアナログ波形として観測された時系列データを対象に平滑化、ベクトル化(符号化)、セグメンテーション、マッチングという基本的な処理にどのようなパラメータを設定し、また適用するかという試行錯誤的に実施した。その結果、比較的緩やかな変動を有し、低周波の性質を持った時系列波形に対して、特徴点を明示化させる類似的パターンに基づいた照合法を開発した。実験例は必ずしも多くはないが、有意点を明瞭化させる方式である。今後、多くの実験例を重ねて方法の精度向上に努める。
強定常磁場による造血幹細胞の分化-増殖促進作用及びその機構解明

ヒト臍帯血由来造血幹・前駆細胞であるCD34^+細胞に対する5テスラまたは10テスラという強定常磁場の長時間曝露は、細胞の生死には影響を与えなかったが、10テスラで16時間曝露により、巨核球・赤血球前駆細胞由来コロニー数は有意に増加した。このとき初期造血関連及び細胞周期関連遺伝子がshamコントロールに比べ有意な発現増加を示した。本研究よりヒト造血幹・前駆細胞に対する強定常磁場曝露が、巨核球・赤血球造血への分化を特異的に亢進することが明らかとなった。我々の生活空間にあふれる電磁場の種類と量は急激に増加している。医療分野では核磁気共鳴装置(MRI)に代表される画像診断分野において定常磁場(SMF)の利用が進んでいる。近年、取得画像の高解像度化を目的としたMRIの強磁場化が国際的な流れとなっているが、一方でそれに伴う強力なSMFの生体影響評価の詳細な点が多く残されている。とりわけ酸化ストレス高感受性細胞である造血幹細胞の分化・増殖過程におけるこれら強力なSMFの影響についての報告はほとんどない。本研究では、ヒト造血幹・前駆細胞を用いて、強力なSMFの影響を血液学、分子生物学レベルで明らかにすることを目的とした。強力なSMFを曝露させたヒト臍帯血由来造血幹・前駆細胞であるCD34陽性細胞を半固形培養法により、タンパク性生理活性因子であるサイトカインを複数組み合わせ、骨髄系細胞に分化誘導し、造血前駆細胞由来コロニー形成能を評価した。その結果、10テスラのSMF下でCD34陽性細胞を16時間曝露すると、赤血球前駆細胞と巨核球前駆細胞由来コロニー数はshamコントロールに比べそれぞれ1.72倍、1.77倍と有意な増加を示した。このとき10テスラのSMF下16時間曝露CD34陽性細胞の遺伝子発現状況を定量RT-PCRで解析した。その結果、早期造血関連遺伝子であるKIT、GATA2、RUNX1、TELや細胞周期関連遺伝子であるCDC25B、ERN1がshamコントロールに比べそれぞれの発現が有意に増加した。本研究からヒト造血幹・前駆細胞に対する強力なSMFの長時間曝露は、赤血球・巨核球系分化を特異的に亢進させ、その関連遺伝子の発現に変動を与えることが明らかとなった。昨年度の研究において、10テスラ(T)という強力な定常磁場に曝された造血幹・前駆細胞が、赤血球系及び巨核球系分化を特異的に亢進し、その関連遺伝子の発現も有意に上昇することを研究代表者は明らかにした。これら分化特異性は細胞がサイトカインを自己産生して応答するオートクラインが関与していると仮説を立て、今年度は同一の定常磁場曝露条件を用いて造血幹・前駆細胞から分化増殖に関わるとされる産生サイトカイン量を測定した。これら実験の全ては弘前大学大学院医学研究科倫理委員会の管理下において実施した。造血幹細胞は協力病院において、医師から提供者及びその家族に対し、臍帯血採取に関するインフォームドコンセントを行い、分娩後安全に採取可能な場合に限った臍帯血から分離・精製した。造血幹・前駆細胞は、in vitro培養条件下にて磁束密度10Tを16時間曝露した後、培養上清を回収し、サイトカイン濃度をBio-Plex装置(Bio-Rad)を用いて測定した。その結果、強定常磁場曝露条件下では、疑似曝露コントールに比べIL-1raは1.99倍,IL-8は1.90倍,MCP-1は1.68倍,MIP-1aは1.80倍,PDGFbbは2.81倍とそれぞれ上昇した。一方でGM-CSFは0.42倍と減少した。本研究から、強力な定常磁場は、ヒト造血幹・前駆細胞におけるサイトカイン産生に変動を与えることが明らかとなり、これら因子が、昨年度報告した強力な定常磁場が及ぼす赤血球系及び巨核球系分化への特異的亢進に関与していることが示唆された。
口腔乾燥症の治療に向けた唾液腺腺房細胞の分化メカニズムの解明

唾液腺腺房細胞の成熟には形態学的分化と機能的分化(唾液分泌能)の両方が必要である。本研究ではこの機能的分化のメカニズムを探るために出生前後(胎生18日目と生後1日目)のICR系マウス顎下腺を用いて、昨年度にはマイクロアレイを行って転写因子の変動を検討した。このとき56個の転写因子の発現レベルが出生後に2倍以上上昇したが(RT-PCRにて確認済み)、これは転写レベルでの変動の結果であり、実際に機能しているか否かは疑問であった。そこで今年度はまず機能している転写因子を絞り込むために、DNA結合能を検討した。前回と同様に胎生18日目と生後1日目のマウス顎下腺から核抽出液を分離・精製し、主要な345の転写因子について網羅的に解析を行った。出生前後でともにDNA結合能を有している転写因子は19個であり、そのうち7個は同レベル(CEA, Oct-1など)だが11個は生後活性が上昇し(TR, VDR, PAX4/6など)1個は逆に減少した。また出生後、活性が大きく上昇したものは14個(Pax5, Stat4, ISREなど)であった。コントロールとしてはエストロゲンレセプターの上昇が検出された。唾液腺でのこれらの転写因子の発現およびその調節機構は現在のところ報告がない。現在in silico解析によりその発現調節に関わる知見を整理しているところである。さらに唾液腺細胞での各転写因子の発現調節機構をより詳細に検討するために、正常な顎下腺細胞株の樹立を試みており現在進行中である。同時に、その標的遺伝子を同定するためにクロマチン免疫沈降法を応用することも検討している。本研究は唾液分泌機能が開始されるときの細胞内分子メカニズムを解明する上で新たな知見を提供できるものであり、さらには口腔乾燥症の新たな治療法の開発に役立つと考えている。現在のところ唾液腺の萎縮による口腔乾燥症に対する治療としては、対症的に人工唾液や大量の水分補給がなされているに過ぎない。唾液線の再建につながる再生医療が注目される今日、腺房細胞の再構築により機能分化を誘導するためには、唾液腺の最終分化メカニズムの解析が必須である。唾液腺は導管や腺房組織の形態的分化は胎生期にほぼ完成しているが、唾液分泌という機能的分化は生後もたらされる。そこで本研究では機能的分化を誘導する際に鍵となる遺伝子を同定するために、胎生18日目と新生仔マウスから顎下腺を摘出し、cDNAマイクロアレイを用いて遺伝子の変動を解析した。その結果、解析した119個の転写因子群のうち、生後に3倍以上mRNAレベルが増加したのは21個、2倍以上3倍未満上昇したのは35個であった。逆にmRNAレベルが2倍以下に減少したのは2個のみであった。estrogenが唾液腺の機能に密接に関与していることは良く知られているが、本研究結果でもestrogeil recepter betaが生後10倍mRNAレベルが上昇していた。さらにETV5が約6倍、CDPが5倍、PBX1/2が4.5倍、GATA3/4が4倍増加していた。これらの遺伝子産物は他臓器で細胞分化に関与していることが示唆されているが、唾液腺での報告はまだない。Hoffmanらもマイクロアレイを用いた顎下腺の遺伝子の変動を網羅的に解析して報告しているが(Hoffman et al. Development.2002,129(24):5767-78.)、本研究で用いたアレイには未検討の遺伝子も存在していたため、今回の結果はさらに新たな情報を提供するものである。今年度はこれら転写因子の活牲制御機構や標的遺伝子を同定していく予定で、現在、利用可能な唾液腺細胞株を準備しているところである。

本研究は唾液分泌機能が開始されるときの細胞内分子メカニズムを解明する上で新たな知見を提供できるものであり、さらには口腔乾燥症の新たな治療法の開発に役立つと考えている。
In vivoにおけるID蛋白による障害内耳細胞の新生増殖についての基礎研究

内耳蝸牛の有毛細胞前駆細胞のセルラインは、有毛細胞の発達段階に関与するシグナルの伝達、遺伝子の発現、細胞の分化等の研究に、非常に有用である。今回、胎生および生後の内耳蝸牛の有毛細胞前駆細胞のセルラインを確立するために、胎生12目の耳胞からの感覚上皮細胞と生後5日目のコルチ器の細胞を初代培養し、その後ヒトパピローマウイルスのタイプ16のE6/7遺伝子を培養細胞に導入した。導入後50代にわたり継代培養し、限界希釈法にてクローニングを行った。クローニングをしたセルラインは有毛細胞のマーカー、神経上皮細胞のマーカー、主要な転写因子の発現を検討した。その結果、それらのセルラインは、マーカーの発現性から異なった発達段階の有毛細胞前駆細胞と考えられた。また、重要な転写因子であるInhibitor of differentiation(Id3)を蝸牛の組織、有毛細胞前駆細胞で発現しているのを確認した。Id3は胎生期の細胞周期加速と細胞の増殖に関与していると考えられている。今回Id3の発現および有毛細胞前駆細胞の増殖と発育における役割を検討するために、分子生物学的手法を用いた。その結果、Id3は急速に発育する胎生12目の耳胞、生後1日目の蝸牛のコルチ器、螺旋神経節、血管条、に特異的に発現した。また内耳の耳胞から確立したセルライン(前出)においてアンチオリゴヌクレオチド法にてId3の遺伝子発現を阻止したところDNAの新生の減少、および細胞周期の速度の低下が見られた。これはid3が内耳有毛細胞に前駆細胞の増殖に関与していることを示唆するものである。申請者が確立した内耳発達段階、ラットの胎生12日目の耳胞および生後5日目のラセン器よりの蝸牛外有毛細胞、支持細胞の前駆細胞候補の各々セルラインを遺伝子学的及び形態学的、に検討しその性格を決定した。詳細は以下の如くである。確立した細胞ラインからグアニジン・フェノール法にてRNAを抽出後、現在までに明らかにされてきている有毛細胞マーカー遺伝子オンコモヂリン、カルレチニン、マイオシン7a、幼若神経細胞マーカー遺伝子ネスチン、Brn3.1の遺伝子発現状況をRT-PCRで調べ、また同時に各セルラインの細胞を免疫染色を用いて、細胞レベルで発現蛋白の発現の所在を検討した。セルラインの性格決定後、そのセルラインにおいて現在蝸牛有細胞毛細胞の発達の必須と考えられている転写因子(ID1、ID3を含む)の発現をRT-PCRを用いて検討した。結果5種類の生後5日目のラセン器よりのセルライン細胞(OC),1種類の胎生12日目の耳胞よりのセルライン細胞(OT)が蝸牛外有毛細胞、支持細胞の前駆細胞としての性格を示した。結果よりこれらのセルラインは異なった発達段階の内耳感覚前駆細胞と考えられ、そして感覚細胞に特異的なチャンネル蛋白、mechanoreceptors, motor proteins,有毛細胞の増殖と分化を制御する転写因子の研究に有用だと考えられた。申請者が確立した内耳発達段階、胎生12日目の耳胞および生後1日目のラセン器より蝸牛外有毛細胞、支持細胞の前駆細胞候補の各々セルラインから遺伝子学的及び形態学的、生理学的に検討しその性格を決定した細胞を、DMEMを基本とする培地にて培養し、その細胞においてID遺伝子をsiRNA(short interfering RNA)法にてブロックした。(小関担当)、これにより細胞を分化を誘導した。その遺伝子操作した培養細胞から再度、RNA抽出して、RT-PCRを用いて有毛細胞マーカー遺伝子オンコモヂリン、カルレチニン、マイオシン7a、幼若神経細胞マーカー遺伝子ネスチンの遺伝子発現状況を検討した。In vitroで移殖前細胞への影響および細胞の分化度を検討した。(小関担当)

また、今回我々は、Id1遺伝子を分子生物学的に操作することによりセルラインにおいてDNAの合成を制御した。前述の内耳前駆細胞を使用し、その細胞にId1遺伝子を導入、または阻止RNA(short interfering RNA)によりKnockdownした。その後^3H-thymidineの取り込みの計測と、フローサイトメーター、細胞数の計測により、細胞の増殖量を評価した。Id1遺伝子を導入した後は、細胞数、^3H-thymidineの取り込みもコントロールと比較して明らかに増加した。また阻止RNA(short interfering RNA)によりKnockdownした後の細胞数、^3H-thymidineの取り込みもコントロールと比較して明らかに減少した。またフローサイトメーターでもG2/M,S期の細胞の減少が認められた。Id1遺伝子を内耳前駆細胞セルラインで操作することにより細胞の増殖制御が可能であることが明らかになった。
美術鋳物分野における制作技法研究

多角形の柱型の花器などを、図面から金属冶具を設計しアルミニウムの金型を製作する。実用寸法を考え大きさを設定する。図面をもとに制作したアルミニウムの金型の種類と大きさは、次のとおりである。450×225×h225(mm)長方形、300×300×h300(mm)正方形、おおよその直径140×h300h500(mm)の寸法内に分類される、3、5、7、8、9、10角柱である。更に、水盤などに応用できる、大型の径の金型を設計する。図面をもとに制作したアルミニウムの金型の種類とおおよその大きさは、次のとおりである。おおよその直径430×h300(mm)の寸法内に分類される、5、7、8、9、10角柱である平成25年度は、第二段階として主に多角形の金型板の設計製作とジョイント部分の試作と検証を行った。多角形の支持体の材質に関する検討図面の検討多角形の図面の検討は、形体に合わせての接地面の形状が重要な点となるが、アルミニウム板の接地面の加工の検討が、もっとも重要なポイントとなる。金属加工の精度を増すことにより解消できるが、精度の高い金属加工の場合、コストの面での検討が必要となるため作品のデザイン段階からの十分な検討が重要になる。前年度検証を行ったアルミニウムの肉厚のデータを検討に入れ検証を行った結果、工芸品に使用する場合の肉厚は、金型の使用の取扱の上の操作性、重量及び強度においてアルミニウム3ミリ肉厚の金型板による多角形支持体が、おおむね良好な結果が得られた。制作作品の使用用途に関する考察も必要であるが、器物を中心に考えていく方策が、最終段階として鋳鉄による器物を製作し南部鉄器などの地場産品としての形体等に結びつけることを考慮に入れ、完成作品の金属材料の肉厚を考え検証を行った結果アルミニウム3ミリ肉厚の金型板による多角形支持体が、おおむね良好な結果が得られるという結論に達した。多角形ジョイント部分に関する検討多角形ジョイント部分の製作に関しても、平成24年度の四角形(正方形、長方形など)の場合は、八か所の接点での結合が可能であることが、検証を行った結果得られた。強度等の問題点も検証を行った結果おおむね多角形の器物の作品制作のための適切な位置とジョイントの六角ボルトの強度と個数の検証を行い結果が得られた。本研究の第一段階である木枠とジョイント金具の問題から、強度としての鋳型スラリーの圧力を確かめるための実験材料を準備した。工芸品としての実用寸法を考え450×225×H225(mm)の外形と300×300×H300(mm)で金属型枠のアルミニューム板厚が4mmの肉厚の型枠、6mmの肉厚の型枠、8mmの肉厚の型枠を設計し、ジョイント部分の金具を10mmポルトのナットとワッシャーにより固定することとし図面をもとに、アルミニューム板によるアルミジグ(金型)を製作。このアルミジグをもとに、内部にほぼ原寸大、厚さ4ミリのワックスの板をはり込み蝋型花器等の原型となるワックス原型を製作。その後、ワックス原型のコーナーの強度を高めるとともに砂と水による実験を行い、直方体のアルミジグの長辺中心部のふくらみの寸法の計測により、変形と強度を考察する。木材使用のジグの欠点である重量と強度及び、変形は、水分の影響がほとんどなく小口からのワックスの浸透も微量であることと、刃物での切削の影響をほぼ受けないことを勘案し、金属型枠のアルミニューム板厚6mmの肉厚の型枠が、小口の応用の点を考えても最適の実験結果が得られることが、期待できる。ジョイント金具については、木材ジグ使用の場合8か所から12か所にL字型アングルを装着し約32本から48本の木ネジにより組み立てていた使用に対し、10mmポルト及びナット8か所、8本の作業で十分の強度が得られる設計の為、作業効率が大幅にアップしている。現時点での作業段階では大幅な、マイナスポイントは認められない。当初の、計画との相違点としては、アルミニューム板の肉厚を5mm・8mm・10mmの肉厚の板を使用予定計画から、全体重量等を再検討し4mm・6mm・8mmの肉厚のアルミ板へと変更したことであるが、良好な結果が得られている。本研究の最終段階にある最終年度の技法研究段階では、これまでの垂直に立ち上がる金属ゲージの多角形鋳物のための金属ゲージを大型化し、多角形でかつ底面積の広いものの研究に取り組むことへと発展した。大型アルミゲージは、10角形、9角形、8角形、7角形、6角形、5角形のものに取り組むが、美術工芸の分野では、比較的作品として使用頻度の高く成形の安易な6角形のものが多くみられる。そこで、新しい研究の手がかりとして、直方体に囲まれた金属ゲージではなく、台形の金属ゲージを試みることとした。角錐形体の研究へと発展させる試みの基礎研究にあたると考えている。ただし、角錐形体にした場合、金属ゲージの一部分に、鋭利なゲージの箇所が出てしまい、改良が求められる点である。大型アルミゲージの利点としては、ゲージの高さの範囲内で、深鉢のような容量の大きな花器などから水盤のような、面積はあるが高さを抑え容量の少ない花器なども、自由に成形できる特性を兼ね備えている。

昨年度は下記のような理由により自由な制作研究ができなかったことが、制作上惜しまれる。研究設備のある、建物が、耐震の補強工事の期間と重なってしまったため、半年以上にわたる研究の中断を余儀なくされた。したがって、金属ゲージの図面による研究の制作と、蝋型鋳造技法による、蝋板の準備などに研究の設定をして、原型制作及び金型ゲージによる製作準備に時間を割き、次年度への研究延長を申請し、承認を得ている。平成24年度より取り組んできた本研究は、第一段階である木枠とジョイント金具の問題から、強度としての鋳型スラリーの圧力を確かめるための実験材料を準備し、工芸品としての実用寸法を考え450×225×h225(mm)の外形での金属型枠のアルミニューム板厚が3mm肉厚の型枠が、操作性、耐久性等適切であると結論した。平成25年度は、第二段階として、3mmの肉厚の型枠による主に多角形の金型板の設計製作とジョイント部分の試作と検証を行った。平成25年度に取り組んだ主な多角形アルミ冶具(金属型枠)は、3角柱、5角柱、7角柱、8角柱、9角柱、10角柱、であり、おおよその直径140×h300500(mm)の寸法のアルミ冶具により、実験的に7角柱の蝋原型を制作し、ヨーロッパ式石膏鋳造を鋳型制作し、焼成、鋳造を試みる予定であったが、実験場所及び実験設備等の使用が建物の耐震工事等と重なりほぼ一年間の、実験制作の中断を余儀なくされたため、平成27年度へとずれ込んだ。実験再開後、鋳造実験による鋳造欠陥が認められたが、原因はこの研究の原型部分の制作技法研究以外と判断し、平成27年度の大型多角形アルミ冶具の設計へと、移行した。設計した大型アルミ冶具は、5角柱、7角柱、8角柱、9角柱、10角柱、であり、おおよその直径430×h300(mm)の寸法である。大型アルミ冶具はh10h300(mm)の高さの寸法内の水盤等、の制作にも適すると考える。したがってこの研究で得られたアルミ冶具を使用し、多数の種類の工芸作品制作につながる。また、発展した形態のアルミ冶具として6角錐の大型アルミ冶具おおよその直径(600350)×h300(mm)の寸法でデザインした冶具も今後の研究として活用してゆく。多角形の柱型の花器などを、図面から金属冶具を設計しアルミニウムの金型を製作する。実用寸法を考え大きさを設定する。図面をもとに制作したアルミニウムの金型の種類と大きさは、次のとおりである。450×225×h225(mm)長方形、300×300×h300(mm)正方形、おおよその直径140×h300h500(mm)の寸法内に分類される、3、5、7、8、9、10角柱である。更に、水盤などに応用できる、大型の径の金型を設計する。図面をもとに制作したアルミニウムの金型の種類とおおよその大きさは、次のとおりである。おおよその直径430×h300(mm)の寸法内に分類される、5、7、8、9、10角柱である研究設備のある、建物が、耐震の補強工事の期間と重なってしまったため、半年以上にわたる研究の中断を余儀なくされた。美術工芸研究設備のある、建物が、耐震の補強工事が三月末に終わり、半年以上にわたる研究の中断を再開できる目途がたってきている。備品と研究設備の整備を待ち、鋳造実験等、火気取扱いに支障がないことを確認しつつ、研究を再開する手はずの準備期間である。研究場所の設備が整えば、現段階での研究の内容に関する問題点は、見当たらないので、成果があげられるように研究を進めてゆく。
トランスオミクスを用いたヤマクマムシの乾眠誘導機構の解明及びその進化機構の研究

本研究課題は、トランスオミクスの手法を用いてヤマクマムシの乾眠誘導の初期応答機構を包括的に理解することを目的としている。本年度は、まず各オミクス解析の条件検討を行った後、本実験を行い、得られたデータについて個別の解析を行った。本実験以降の詳細は以下の通りである。(1)リン酸化プロテオミクス高湿度環境においてプレコンディショニングを0,15,60,180分行ったクマムシのリン酸化プロテオームを比較したところ、有意な変動がみられたリン酸化ペプチドを68種同定した。これらについて詳細な解析を行ったところ、AMPKの触媒サブユニットであるPRKAA2の乾燥ストレスに伴う脱リン酸化が観察された。哺乳類ではAMPKは脱リン酸化酵素であるPP2Aの基質として報告されている。また、これまでの研究から、ヤマクマムシの乾眠誘導にはPP2Aの活性化が必要であることを示唆していた。これらのことから、ヤマクマムシの乾燥応答にはPP2AによるAMPKの脱リン酸化が重要な役割を果たしている可能性がある。(2)エピゲノミクス(ATAC-seq)及びトランスクリプトミクス(RNA-seq)プレコンディショニングを0分と180分行ったクマムシのオープンクロマチン領域のピークを比較したところ、遺伝子上流(5kbp以内)に存在し、乾燥処理により有意に上昇したピークの割合は1.5%のみだった。発現上昇遺伝子近傍のピークを調べたところ、ほとんどのピークは乾燥処理により減少していた。ATAC-seqのピークは転写活性化領域の指標とされているが、今回の結果は他生物種の先行研究の結果と矛盾するものである。さらに、トランスクリプトームでもこれまで乾燥処理により発現上昇していた複数の遺伝子が発現減少していた。これらの結果から、ATAC-seqとRNA-seqは再実験を行うべきであると判断し、現在準備を進めている。リン酸化プロテオミクスについては、当初の予定通りおおむね順調に進んでいる。一方、ATAC-seqとRNA-seqによる転写制御機構の解析については、当初の予想と異なる結果となり、またその解釈が非常に難しいことから再実験を行うこととした。リン酸化プロテオミクスではPP2AとAMPKの関連が示唆されたことから、それらを確かめるために、PP2Aの阻害剤で処理したクマムシのリン酸化プロテオームを解析する予定である。ATAC-seqとRNA-seqの再実験については、すでに実験手法とデータ解析の流れを確立していることから、より迅速に遂行できる見込みである。得られた各オミクスデータは、機能解析等による検証と並行して、インフォマティクスによる統合を目指す。
MHDプラズマの電子密度・導電率同時計測用新型赤外レーザ二重干渉計の開発

電磁流体力学(MHD)発電は、従来の蒸気タービン方式の火力発電と比較して高い発電効率が期待できるため、世界各国で積極的に開発が進められているが、現在、MHD発電法で最も大きな問題とされているのは、発電時に発生する出力電圧・電流の揺らぎである。本研究では、遠赤外レーザー計測法を適用し、電子密度と導電率が同時に計測できる光学系を設計した。本研究で現在までに得られた結果を以下に述べる。1.大規模発電装置への計測システムの適用を考慮すると、光源として使用するレーザーは信頼性に富み、常に安定に動作しなければならない。MHDプラズマパラメータ測定に適当な波長を有し、かつ、この条件を満たすレーザーはHCNレーザーである。そこで、HCNレーザーを制作し、高出力で安定に発振させることができた。2.本研究では、従来に無い全く新しい干渉計を提案した。この干渉計は従来のマイケルソン干渉計の光路にもう一本の干渉ビームパスを加えたもので、二本の干渉信号の位相を予め45゚ずらせておくことにより、電子密度が大きく変動して干渉信号の位相が360゚以上変化しても正確にその変化量を追跡できる。本干渉計を製作するとともに、ここで問題となる多重干渉効果を考慮した新たな干渉理論を構築し、その結果に基づいた特殊なデータ解析ソフトウェアを製作した。灯油燃焼チャネルで得られた燃焼ガスプラズマを対象とし、この二重干渉計の実験的研究を行った。MHDプラズマでは初めてレーザービーム検出器にショットキバリアダイオードを使用し、これまでに例のない高時間分解能測定を実現した。その結果、本方法で電子密度と導電率の変動が高精度で測定可能であることを実証できた。電磁流体力学(MHD)発電は、従来の蒸気タービン方式の火力発電と比較して高い発電効率が期待できるため、世界各国で積極的に開発が進められているが、現在、MHD発電方で最も大きな問題とされているのは、発電時に発生する出力電圧・電流の揺らぎである。発電出力の揺らぎに直接関係するのはチャネル内プラズマの電子密度と導電率の揺らぎであるが、これら諸量の高精度測定法として遠赤外レーザーを用いた方法が開発されてきた。本研究では、従来のマイケルソン干渉計に参照ビームパスを追加した新しい二重干渉計を提案した。この干渉計を用いれば、二つの干渉信号に適当な位相差を与えることにより、一干渉縞を越える大きな変動を高時間分解能で検出できる。本研究において、現在までに得られた結果を以下に述べる。(1)従来用いられてきた、マイケルソン干渉計の信号アームに、ビームスプリッタと参照ミラーを追加した二重干渉光学系を設計した。これは1本のレーザビームライン上に2本の干渉計を組み込み、両者に90°Cの位相差を与えるもので、得られた二つの干渉信号から電子密度と導電率の二つの量を同時に求めることができる。本年度は、灯油燃焼MHDプラズマをターゲットとし、レーザビーム検出器として、応答速度は遅いが取扱が容易なパイロ素子を使用することにより、この光学系の有用性を実証した。(2)高時間分解能測定を行うためには、遠赤外レーザビームの二つの干渉信号の時間変化をAD変換器を介してパーソナルコンピュータにより解析し、電子密度と導電率を計算する必要がある。本年度はデータ取得用AD変換部にハードウェアおよびデータ処理ソフトウェアの開発を行った。

本研究では、遠赤外レーザー計測法を適用し、電子密度と導電率が同時に計測できる光学系を設計した。本研究で現在までに得られた結果を以下を述べる。1.大規模発電装置への計測システムの適用を考慮すると、光源として使用するレーザーは信頼性に富み、常に安定に動作しなければならない。MHDペラズマパラメータ測定に適当な波長を有し、かつ、この条件を満たすレーザーはHCNレーザーである。そこで、HCNレーザーを製作し、高出力で安定に発振させることができた。2.本研究では、従来に無い全く新しい干渉計を提案した。この干渉計は従来のマイケルソン干渉計の光路にもう一本の干渉ビームパスを加えたもので、二本の干渉信号の位相を予め45°ずらせておくことより、電子密度が大きく変動して干渉信号の位相が360°以上変化しても正確にその変化量を追跡できる。本干渉計を作製するとともに、ここで問題となる多重干渉効果を考慮した新たな干渉理論を構築し、その結果に基づいた特殊なデータ解析ソフトウェアを製作した。灯油燃焼チャネルで得られた燃焼ガスプラズマを対象とし、この二重干渉計の実験的研究を行った。MHDプラズマでは初めてレーザービーム検出器にショットキバリアダイオードを使用し、これまでに例のない高時間分解能測定を実現した。その結果、本方法で電子密度と導電率の変動が高精度で測定可能であることを実証できた。
自然環境や伝統技術を体験学習する里山を構築するための調査研究

我が国は国土の約3分の2が森林に覆われ、世界でも有数の森林立国であり、森林の所有形態も大半が私有林である。経済成長の一方で無理な森林伐採が進み、その後林業従事者の減少とともに森林の荒廃が進んでいる。近年、地球を取り巻く環境の問題がクローズアップされ、森林保全や森林保護が叫ばれている。学校においても新しい学習指導要領の実施に伴い、総合的な学習の時間、環境教育、体験活動等において「生きる力」や「豊かな心」を育成する取組が始まっている。本研究では、全国で展開されている里山の取組について調査した結果、次のようなことが分かった。(1)里山を構築する場合、行政・ボランティア・NPO等の協力が必要であり、地元住民主体又は市民参加による農業や林業等の生産性の違いで目的が異なってくること。(2)見学した里山では、もとの場所をそのまま保全するか、新たに利用しやすいように整備するかの違いがあったこと。(3)学校単位等で里山において体験活動ができるところが少なかったこと。上記の結果、学校単位等で里山において体験活動をするには、資格を持つ専門のスタッフやボランティアの支援が必要であるとともに、教員も体験活動に関する資格を有することが必要ではないかと考える。研究のまとめとして、里山を学習の場として活用する場合、体験学習例や危険が伴うために加入する保険とともに、集団活動における危機管理や安全対策等の内容を示した。また、里山における心の教育として「ホースセラピー」を取り上げ、その取組例も示した。現在、大阪府和泉市で農業体験施設の計画があり、本研究の成果を反映できるように努力していきたい。本年度は、研究の目的である里山構築のマスタープランを作成するため、全国各地で里山に関連する活動を行っている行政・団体や学校及び関連施設に赴き、農業と教育という視点から里山の構築や体験学習の内容について調査・研究を行った。さらに、農業と福祉という視点で身体障害者や不登校者及び心の病を有する人々と健常者がともに体験できるホースセラピーを取り上げ、先進的な活動が行われているオーストラリアへ調査・研究に赴いた。調査・研究で特徴のある内容は次のようなものがあった。地方自治体での調査・研究では、高知市が行っている「里山保全条例」の施行について話を聞くことができた。この条例では、奥山を乱開発から守るために先行的に保全地域を指定できることや、保水力など里山の防災面での役割も担うことができることで、全国的に注目されている。茨城県のある中学校では、「環境学習プログラムの基礎研究-里山の教材化を通して-」というテーマで、環境学習のフィールドとして里山を取り上げ、効果的な学習プログラムの研究を行っている。学校から自転車で約20分程度の距離にある山を地主から借用し、実際の授業では、枝打ちや間伐、農業体験などの体験学習を行っていた。今後は、環境教育の一環として里山について研究するとのことであった。鹿児島県のNPOが実施している里山自然体験では、ある集落の旧家の空き家を借用し、その場所で2泊3日の体験活動を実施している。特に集落の人々と交流しながら農業や自然との体験を重ねることで、子どもたちが自分で何かを発見し、成長する様子がよく分かるとのことであった。本年度は、調査・研究が中心であったが、来年度は具体的なマスタープランの作成に着手する予定である。本年度は昨年度の研究成果をもとに、里山構築のマスタープランを作成するための内容について検討し、調査項目や事例等の不足についての調査を行った。調査では、里山構築している公園、藁葺き屋根の民家を集めた博物館、各地の県木を集めた場所等を見学した。調査結果をもとに里山を構築する場合の注意点や学校教育で利用する場合のポイントについて考察した。本研究では、里山の構築について調査するとともに学校教育において利用できることを考慮して取り組んできた。本研究の報告に当たり、次のようにポイントにより考察を行った。(1)里山についての見地

(2)大阪府の里山(3)国内の里山の考察(4)ホースセラピーの考察(5)里山に関連する資格(6)里山における体験活動(7)危機管理と安全対策(8)里山構築の考え方(9)研究成果と行政とのかかわり本研究の成果については、大阪府和泉市で計画されている「小川西団地整備構想」で反映できるようにしていきたい。
ナノテクノロジーを用いた薬剤投与システムの開発による消化器癌の新しい治療戦略

カーボンナノホーン(CNH)は先端の閉じたカーボンナノチューブの凝集体であり、内部や表層に薬物を貯留し徐放できる直径約100nmのナノ粒子である。CNHに抗がん剤のドキソルビシンを貯蔵させ徐放させる基盤技術の開発に取り組んだ。水溶性高分子ポリエチレングリコール(PEG)と抗がん剤ドキソルビシン(DXR)の複合体PEG-DXRで表面修飾することにより、水溶性ナノ粒子(PEG-DXR-CNH)に改変した。ヒト非小細胞肺癌細胞株NCI-H460のヌードマウス皮下移植モデルで、ドキソルビシンの高い腫瘍内滞留性による抗腫瘍効果が確認された。また、CNHが、がん転移先のセンチネルリンパ節組織に集積する傾向があることが明らかとなった。今後、リンパ節転移の診断と治療応用への展開が大いに期待出来る。次に、ナノ粒子の光線力学療法への応用研究に取り組んだ。光感受性の亜鉛フタロシアニン(ZnPc)と親水性タンパク質を結合して、3者複合体ZnPc-CNH-BSAを作製することで、カーボンナノ粒子へ光治療用物質の内包に成功した。担がんマウスにナノ粒子複合体を投与し赤色レーザー光を照射したところ、腫瘍はほぼ消滅した。光照射でZnPcが活性酸素を発生してがん細胞を死滅させると同時に、ナノ粒子自体も光を吸収して温度上昇しがん細胞を死滅させるためと結論された。光線力学療法と温熱療法の二重の治療効果が期待出来る治療法開発につながる成果である。研究成果は、藤田保健衛生大学と産総研の研究チームとの共同研究として、各種メディアにプレスリリースした。ナノテクノロジーとバイオテクノロジーの融合による新しい薬物送達系の開発を行った。カーボンナノチューブと構造が類似したカーボンナノホーン(CNH)は、直径約100nmのナノ粒子である。水溶性高分子ポリエチレングリコール(PEG)と抗癌剤ドキソルビシン(DXR)の複合体PEG-DXRで表面修飾することにより、水溶性ナノ粒子(PEG-DXR-CNH)に改変できることを示した。さらに、ナノホーンに担持させたドキソルビシンのin vivo薬理評価を行った。ヒト非小細胞肺癌細胞株NCI-H460のヌードマウス皮下移植モデルで、PEG-DXRあるいはPEG-DXR-CNHを腫瘍内投与し、腫瘍体積の推移を観察した。バッファー投与群に比べて、PEG-DXRとPEG-DXR-CNH投与群を抗腫瘍効果を示したが、後者の抗腫瘍効果は前者と同等以上であった。評価終了後の腫瘍内残存ドキソルビシン量を定量したところ、PEG-DXR投与群では1%以下であったのに対し、PEG-DXR-CNH投与群では約60%も残存していた。従って、in vivoにおけるPEG-DXR-CNHの高い抗腫瘍効果は、PEG-DXRをCNHへ結合させたことによるドキソルビシンの高い腫瘍内滞留性によってもたらされたと考えられる。また、CNHが転移性のリンパ節組織に集積する傾向があることが明らかとなった。今後、複数の抗がん剤を担持出来る高活性なナノ粒子の作製とそのin vivo評価に取り組む予定である。膵臓がん治療で経口フルオロピリミジン製剤とインターフェロンの相乗効果をマウス実験で示した。また、NK細胞を除去したSCIDマウスの多臓器がん転移モデルを用いた研究から、フォリスタチン過剰発現細胞は、転移巣を有意に縮小させることを示した。水溶性高分子ポリエチレングリコール(PEG)と抗がん剤ドキソルビシン(DXR)の複合体PEG-DXRで表面修飾することにより、水溶性ナノ粒子(PEG-DXR-CNH)に改変できることを示した。ヒト非小細胞肺癌細胞株NCI-H460のヌードマウス皮下移植モデルで、PEG-DXRあるいはPEG-DXR-CNHを腫瘍内投与し、後者の抗腫瘍効果は前者と同等以上であった。評価終了後の腫瘍内残存ドキソルビシン量を定量したところ、PEG-DXR-CNH投与群では約60%も残存しており、ドキソルビシンの高い腫瘍内滞留性によって抗がん効果がもたらされたと考えられる。リンパ節転移の診断への応用が期待出来ることが分かった。ナノ粒子の光線力学療法への応用研究に取り組んだ。光照射により活性酸素を産生する化学分子(亜鉛フタロシニン等)をナノ粒子に結合させ、担がんマウスで光照射によるがん組織縮小効果を検討し、極めて良好なデータを得た。ヒト非小細胞肺癌細胞

株NCI-H460のヌードマウス皮下移植モデルで、ドキソルビシンの高い腫瘍内滞留性による抗腫瘍効果が確認された。また、CNHが、がん転移先のセンチネルリンパ節組織に集積する傾向があることが明らかとなった。今後、リンパ節転移の診断と治療応用への展開が大いに期待出来る。次に、ナノ粒子の光線力学療法への応用研究に取り組んだ。光感受性の亜鉛フタロシアニン(ZnPc)と親水性タンパク質を結合して、3者複合体ZnPc-CNH-BSAを作製することで、カーボンナノ粒子へ光治療用物質の内包に成功した。担がんマウスにナノ粒子複合体を投与し赤色レーザー光を照射したところ、腫瘍はほぼ消滅した。光照射でZnPcが活性酸素を発生してがん細胞を死滅させると同時に、ナノ粒子自体も光を吸収して温度上昇しがん細胞を死滅させるためと結論された。光線力学療法と温熱療法の二重の治療効果が期待出来る治療法開発につながる成果である。研究成果は、藤田保健衛生大学と産総研の研究チームとの共同研究として、各種メディアにプレスリリースした。
大規模日本語連想語データベースの構築・利用による語彙知識のマッピング

本研究は、日本語の単語間の連想関係をマッピングして語彙知識の特徴を検討するものである。そのため、本研究の中心は、大規模日本語連想語データベース(JWAD)の構築を継続している(Joyce,2005a,2005b,2005c,2005d,2005e,2006,2007;Joyce&Miyake,2008)。連想語に関する質問紙調査を行って連想反応を収集し、連想反応の適切さによってコード化して、ターゲット単語に対して集合での延べ数・異なり数を集計するなどのような整理して漣想反応データをJapanese word association databaseの第一版(JWAD-V1)として公開した(Joyce,2005;2006;2007)。JWAD-V1は、反応者の50名、2,099のターゲット単語に対して、合計104,800の連想反応からなっている。複雑な連想ネットワークを明確にすること及び意味空間での階層構造を視覚化することの方法として、本研究は、大規模日本語連想語データベース(JWAD)に基づいた語彙連想マップの作成、または、JWADの連想ネットワーク表象にグラフクラスタリング方法を発展させた(Joyce&Miyake,2007,2008;Miyake&Joyce,2007a,2007b,in press;Miyake,Joyce,Jung,&Akama,2007)。グラフ理論やネットワーク分析結果、JWADの連想ネットワーク表象は、スケールフリーとスパース性の構造的な特徴を持っていることが明らかになった。語彙連想マップの開発にとって、連想反応の集合とグラフクラスタリングから得られる単語のクラスタリングは、有益な比較材料となりうる。平成18年に行った主な課題として以下の点が挙げられる。1)Joyce(2005a)は、連想語に関する質問紙調査を行い、約1500名の大学生から連想反応を収集した。この連想反応データを整理して、Japanese word association databaseの第一版として公開するため、2,100のターゲット単語に対して連想された単語の集合を、連想種類によってコード化し、集合での延べ数・異なり数を集計し統計的データを示した。2)大規模日本語連想語のデータベースをより効率的に構築するために、Webを用いた質問フォーマットを作成した。それを利用したWeb調査から、約150名の日本人の回答者による連想反応を収集した。3)Joyce(2005a)が行った質問紙調査とWeb調査から収集したデータ(約53,300の連想反応)の整理は、ほぼ完了予定である。4)語彙知識を体系的に把握することを目的とし、本研究で行っている語彙連想マップを完成するため、逆連想と連想語の集合内における結合性に関するデータを得る必要がある。そのため、調査対象コーパスを8,00010,000項目程度まで増加する必要があり、適切な項目を抽出するために、調査対象コーパスの中からコーア1,000項目を選択した。5)語彙マップの発展・応用を検討する研究として、専門語の学習方法におけるバイリンガル語彙マップの有効性を示唆する結果が得られた。6)語彙知識を捉えるもう一つの方法として、意味ネットワークが特に有効であると考えられる。グラフクラスタリング方法による分析結果および、JWADの連想語データに基づいた意味ネットワークは、スケールフリーとスパース性の構造的な特徴を持っていることが明らかになった。平成19年度に行った主な課題として以下の点が挙げられる。

1)本研究は、連想語に関する質問紙調査を行って連想反応を収集し、連想反応の適切さによってコード化して、ターゲット単語に対して集合での延べ数・異なり数を集計するなどのような整理して,連想反応データをJapanese word association databaseの第一版(JWAD-V1)として公開した(Joyce,2005;2006;2007)。JWAD-Vlは、反応者の50名から、2,099のターゲット単語に対して、合計104,800の連想反応からなっている。2)JWADの第二版(JWAD-V2)の公開するために、調査を行い連想反応を収集し、それらのデータの整理という作業を続けた。大規模目本語連想語のデータベースをより効率的に構築するために、Web版の質問フォーマットを使用し、平成19年で11,280の新しい連想反応を収集した。Joyce(2005)が行った質問紙調査から収集した148,100の連想反応と、平成18年度と平成19年度に収集した24,542の連想反応を合わせ、現在全部で172,642の連想反応の整理作業を行っている。3)語彙知識を捉える方法として、意味ネットワークが特に有効であると考えられる。本研究では、JWAD-V1の連想語データに基づいた意味ネットワークおよびACDの連想語データに基づいた意味ネットワークを作成し、グラフ理論やネットワーク分析を適用し、それらのネットワークの特徴を分析し比較した。次数分布やクラスタリング係数の計算結果、両ネットワークは、スケールフリーとスパース性の構造的な特徴を持っていることが明らかになった。さらに、階層構造的な意味空間の視覚化に有効なグラフクラスタリングRMCLを改良し、意味ネットワークに適用した。語彙連想マップの開発にとって、連想反応の集合とグラフクラスタリングから得られる単語のクラスタリングは、有益な比較材料となりうる。4)連想語調査で見出された、反応時の書き間違いデータの分析結果、日本人は漢字の書き方に自信を持てない場合でも、漢字の構成要素もしくは全体的形態について何らかの視覚的イメージをもっていることが示された。
Functional MRIによる局所脳血流動態の解明

今回我々は一般臨床にて使用可能なMRI装置を用い,Gradient Echo法によるfunctional MR画像から生理的な脳の局所血流動態の解明を試みた.正常ボランティアを4名を対象にGE社SIGNA 1.5T MRI装置(既設)を用いてfunctional MRIを行った。使用するシーケンスはT2^*強調のlong TE spoiled GRASS法(TR/TE=90/60,Flip Angle40゚,Matrix 128X128,FOV230mm,Slice thickness 5mm)で、head coilを使用し、後頭葉を含む横断面を撮像した。負荷として、発光ダイオードを組み込んだゴ-グルを自作し、周期的な光刺激を与えた。8発の光刺激をトリガーとしてspoiled GRASS sequenceをscanさせ、cine MRIと同様にTRに応じた90msec間隔の位相の異なった画像を撮像した。トリガーの間隔は10secとし、110画像を得た。得られた画像を画像解析用コンピューターに転送した。このコンピューター上で画像解析ソフトを用い、各ピクセルごとの時間軸に対する信号強度変化率をフーリエ変換し、負荷のon,offの周期と同じ周波数成分を有するピクセルのみから画像を再構成した。また、フーリエ変換から得られる周波数成分の位相情報を用い、後頭葉視覚野における信号変化を解析した。また、得られた画像を動画像にて表示し、高時間分解能の血流動態観察を試みた。信号変化解析からは光刺激に同期した信号変化曲線が得られたが、動画像からは血流動態よりも呼吸性又は拍動に伴う位相方向の画像の乱れが目立った。functional MRIによる脳機能の画像化は従来画像診断が行ってきた解剖学的な診断から機能的な診断へと新しい展開を導く研究である。特に、当研究は臨床応用を目的としたものであり、今後のfunctional MRIの発展に大きく貢献すると思われる。