著者

井上 和秀 齊藤 秀俊 津田 誠 増田 隆博

出版者

九州大学

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2013-06-28

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ミクログリア特異的IRF8欠損マウスでは、社会的認識能が選択的に低下していることが認められた。また、正常では脳内の定位置で細胞突起を動かしているミクログリアが、IRF8欠損マウスでは細胞体ごと脳内を移動していることを見出した。また、時期特異的・ミクログリア特異的IRF8欠損マウスでも、同様の突起形成異常と形態変化が再現されることを見出し、IRF8がミクログリアの形態の維持に関与する転写因子であることを明らかにした。ミクログリアの形態・機能異常が脳の回路形成に影響を及ぼして高次機能の発現に混乱をもたらし、ミクログリアの正常な活動が脳の回路形成や高次機能の維持にも寄与すると考えられた。

著者

高松 敦子

出版者

早稲田大学

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2011-04-01

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運動性シアノバクテリア細胞は集団化することで、円盤形の回転型運動や彗星型運動など様々なマクロ構造をとる。H23年度は、標準環境下において、束状、円盤状、彗星状のそれぞれの集団形態の運動解析を行った。その結果、コロニー形態に係わらずバクテリア密度が高いほど運動生が優れていることを見いだした。そこで、H24年度はコロニー形態毎の運動速度の解析と、バクテリアが分泌する粘液を想定した理論モデルの構築に取り組んだ。並進運動を行うコロニー重心の運動速度は、一本鎖、束状、彗星状の順に大きいことが分かった。また、同じコロニー形態でもコロニーサイズ(設置面積)にわずかに依存して速度が大きくなる傾向が見られた。さらにコロニー速度は培地表面にバクテリア自身が分泌した粘液の有無に大きく左右されることがわかった。以上のことを纏めると、バクテリアが集合することで粘液分泌総量が増加し、それが培地から受ける抗力を低減するものと思われる。これを基に、彗星状の積層コロニーについて、底面細胞のみが駆動力を生成し、側面および底面細胞が全面、底面の水(または培地)からの抗力を受け、その他の細胞は粘液を分泌するという運動モデルを構築した。その結果、上述に見られたコロニー毎の運動特性の定性的な性質を説明することができた。しかしながら、バクテリアが自発的に集合し、それによって多様な運動が生成するメカニズムは解明されていない。鍵となる粘液の定量化、1本鎖同士の相互作用の定量的観察を通して、より現実的な数理モデル構築を行うことが今後の課題である。

著者

浅野 豊美 土屋 礼子 青山 瑠妙 米倉 律 小菅 信子 武井 彩佳 成田 龍一 平川 幸子 丁 智恵 李 海燕 中山 大将 木村 幹 加藤 恵美 金 泰植 小林 聡明

出版者

早稲田大学

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2017-06-30

著者

田中 利幸 池田 思朗 大関 真之

出版者

京都大学

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2013-06-28

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医学班や天文班などと協力して,圧縮センシングを活用して,MRIや超長基線電波干渉計において少数の観測データから画像を再構成する方法を開発した.MR分光画像法(MRSI)によってマウスに注入されたブドウ糖の代謝の時空間ダイナミクスを非侵襲的に可視化した研究成果の事例では,注入されたブドウ糖が体内に広がり,腫瘍組織で嫌気的に代謝され乳酸が産生されていく様子を見ることができる.圧縮センシングを使わない撮像法では一枚の画像の観測にも数時間を要し,時空間ダイナミクスの計測は不可能であるが,提案手法では間引き観測により体内の生化学反応の時空間ダイナミクスを非侵襲的に可視化できることを示した.

著者

小山 隆太

出版者

東京大学

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2016-06-30

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神経発達障害を含む脳疾患の非侵襲的な治療法として、運動の有効性が注目されている。しかしながら、運動を行動に反映する分子細胞生物学的メカニズムの解明は後手を踏んでいる。そこで、我々は、母体免疫活性化(MIA)によって子に生じるMIA関連性行動異常に運動が有効な可能性と、その分子細胞生物学的メカニズムを明らかにすることを目的とした研究を行った。ウィルス感染を模倣したMIAを誘導するため、妊娠マウスにpoly(I:C)を投与した。その結果、このマウスより産まれた仔では、社会性の低下や常同行動の顕在化、そして不安行動の増加などのMIA関連性行動異常が成体期に顕れた。そして、これらのMIA関連性行動異常は、飼育箱に車輪を入れ、自発的に30日間運動をさせることによって抑制された。本研究では、歯状回顆粒細胞層の軸索である苔状線維の興奮性シナプスに着目した。その結果、MIA群では、発達期におけるシナプス除去が阻害される結果、成体期においてコントロール群よりもシナプス数が上昇していた。さらに、このシナプス数の上昇は運動によってコントロールレベルにまで低下することも明らかになり、運動による積極的なシナプス除去機構が働く可能性が示唆された。そこで、貪食によってシナプス除去を行うマイクログリアの動態に着目した。まず、発達期において、MIA群の海馬CA3野では、マイクログリアによるシナプス貪食がコントロール群より低下していた。さらに、成体期においてもMIA群のシナプス貪食は低下していたが、運動を行うことにより、シナプス貪食はコントロールレベルにまで回復した。なお、運動による効果はマイクログリア活性化を抑制するミノサイクリンの投与で阻害された。以上の結果は、成体期の運動による神経回路再編成に、マイクログリアが関与する新規メカニズムを提唱するものである。

著者

池上 高志

出版者

東京大学

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2017-04-01

著者

藤田 和生

出版者

京都大学

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2016-04-01

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本課題の目的は、こころの中に過去や未来を描く働きが、進化史の中でいつどのように発生したのかを、多様な動物種の行動の分析により明らかにすることである。29年度の主要な成果を述べる。「過去を想うこころ」に関する成果:1)これまでにイヌ、ネコで行われた偶発的記憶に関する研究を、手続きを試行錯誤しながらデグーとシリアンハムスターで実施した。その結果、デグーにおいて、傾向はやや弱いものの、これまでのイヌ・ネコ・ウマでみられた結果と同様、前回の訪問で妨害物によって食べることができなかった場所を再訪する個体が多くみられた。国際誌投稿に向け準備中である。「未来を想うこころ」に関する成果:1)フサオマキザルを対象に、2種の遅延時間が明示される遅延見本合わせ課題を行い、遅延時間の初期にヒント希求フェーズを設け、サルがヒント希求をした場合にのみ遅延時間終了直後に見本刺激を再度提示した。2個体中1個体のサルは、遅延時間が長い条件でより頻繁にヒント希求を行った。この結果は、サルが遅延時間の長さに応じて、自身の記憶痕跡が弱まることを予測して、準備行動として情報を希求することを示唆している。この結果は国内学会にて発表された。2)ハトを対象とした研究では、長期記憶課題遂行時に、これから行う課題の知識度に応じて適切なヒント希求を行うかどうかを検討した。結果、難易度の高い課題が到来するときの方が、難易度の低い課題が到来するときよりも、頻繁にヒント希求を行うことがわかった。鳥類であるハトが「近い未来」の自身の知識度を予測し、行動を調節する可能性を示している。この結果はIwasaki, et al. (2018)にて公表された。

著者

乾 明夫 浅川 明弘 須藤 信行 佐久間 英輔 井上 浩一

出版者

鹿児島大学

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2016-06-30

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平成28年度に続き、こころの発達・意欲を阻む原因を解明するため、社会-脳内-体内環境相関の全人的ループのバランス破綻のメカニズムの検討を行った。鹿児島大学においては、認知機能の低下におけるfractalkine-CX3CR1シグナルの関与を明らかにする目的で、糖尿病モデルマウスの学習記憶障害について検討した。その結果、血中corticosteroneレベルの増加およびinsulin-like growth factor-1(IGF-1)の減少、さらに海馬のfractalkineおよびCX3CR1 mRNA発現の減少が認められた。正常マウスへのCX3CR1アンタゴニストの投与にて学習記憶障害が誘発されるとともに、dexamethasoneの投与にて、血中IGF-1の減少、海馬のfractalkineおよびCX3CR1 mRNA発現の減少が認められた。九州大学においては、神経性やせ症患者の腸内細菌叢を無菌マウスへ移植して作製した人工菌叢マウス(ANマウス)の特徴について、健常女性の腸内細菌叢を無菌マウスへ移植したコントロール群(HCマウス)と比較、検討した。まずANマウスの腸内細菌叢は移植したドナー患者の腸内細菌叢を反映した構成となっていた。ANマウスではHCマウスと比較し、エサの摂取量に対する体重増加率(栄養効率)が不良であった。またANマウスでは不安と関連した行動に異常が認められた。名古屋市立大学においては、自閉症、ひきこもりなどの動機付けに掛かる心身発達の障害病態脳にて、神経免疫系の病的な活性化が惹起される神経病理を紐解くことをねらいとし、自閉症などの病態モデル動物で脳内ミクログリアの毒性転化を来すニューロン・グリア相関破綻の分子基盤を解析した。その結果、母仔分離による自閉症病態モデルラットで、自閉症様行動の発現期(およそ2ヶ月齢)に脳内ミクログリアが活性化すること、また、それに先んじ、ニューロン由来の可溶性fractalkineの産生が著増することが確認された。

著者

北澤 茂

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2018-06-29

著者

林 朗子

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2018-06-29

著者

木村 宏

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2018-06-29

著者

友永 雅己

出版者

京都大学

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2014-04-01

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本研究では、1群のチンパンジーに食物と交換可能な「トークン」(代用貨幣)を導入するとともに、さまざまなトークン使用場面を設定することによって、チンパンジーの多様なトークン使用行動を引き出し、そこでみられる、トークンを使用する場所へ運搬する際に発揮される「こころの空間」にかかわる能力、そして、将来に備えてトークンを蓄えることを可能にする「こころの時間」にかかわる能力の検証を通じて、彼らの未来予測能力を「社会実験」として検討してきた。平成27年度は、平成26年度に実施した個体ベースのトークンを使用した選択実験をさらに進展させた。実験室場面において、トークンを消費する選択肢(トークンを投入すると報酬と交換される)と、トークン投入によって課題がスタートし、正解するとトークンが増えて戻ってくる(投資)選択肢を用意し、チンパンジーたちが、トークンを「増やす」という未来予測型の行動を示すかについて検討を行った。その結果、実験に参加したすべてのチンパンジーにおいて投資選択肢では消費選択肢を選好する傾向が強く示された。この結果は、位置偏好、報酬量の差に対する感受性の低さ、さらには、投資選択肢の方で必然的に生起する遅延時間、などに起因するものではなく、チンパンジーの「衝動性」ないしは未来予測能力の制約に起因する可能性が示唆された。この1個体場面での研究に並行して、チンパンジー集団に対してトークン使用を行わせるための研究計画、装置開発についても進めた。なお、これらの成果は、黒澤圭貴(研究協力者)、川上文人(連携研究者)とともに実施し、国内の学会やシンポジウム等で発表した。

著者

妻木 勇一 森 恭一 多田隈 理一郎

出版者

山形大学

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2016-06-30

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ロボットテクノロジーや環境駆動というコンセプトに基づき,長寿命、高出力、多機能な新しいバイオロギング手法を確立することが本研究の目的である.このため,①環境駆動型クジラ用ローバー開発,②カメラタグ取り付け用高機動水中ドローン開発,③環境駆動型マイクロ発電システム開発,④RTを用いた遠隔介入実験システム開発,⑤マッコウクジラの行動理解,に取り組む.本年度得られた成果は以下の通りである.①環境駆動型クジラ用ローバー開発:20%以上軽量化した第5試作機を開発し,深海500mでの実証試験により動作を検証した.イルカの皮膚を用いて吸着能力も検証した.曲面対応能力及び吸着力の更なる向上が必要であるが,基盤となる技術が開発された.また,ドローンを用いた装着システムの運用方法を現地で検証するとともに,無線によるロガー投下システムを開発した.②カメラタグ取り付け用高機動水中ドローン開発:全方向移動が可能なスラスター配置を採用し,機体と制御システムについて,水槽内で動作試験を行った.③環境駆動型マイクロ発電システム開発:ロガーの長寿命化を実現するため,環境駆動型のマイクロ発電システムを開発した.具体的には,海鳥が飛翔時に発生する風を利用したマイクロ風力発電システムの試作機を開発した.直径30 mmのプロペラを用いた発電システムであり,重量11.7 gである.室内実験ではあるが,11 m/sの風の中で約80 mWの発電を達成した.④RTを用いた遠隔介入実験システム開発及び⑤マッコウクジラの行動理解:海鳥用の無線ロガー分離装置を開発した.低消費電力で十分な無線距離を確保できる無線マイコンTWELITEを採用し,電車で用いられている密着連結機構をベースに小型化を図った.さらなる軽量化と信頼性の向上が今後必要であるが2018年中に試験装着を目指している.

著者

高橋 英之

出版者

大阪大学

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2017-04-01

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本研究プログラムでは,ロボットなどのシステムを用いることで,子供の主体性を促進して,その創発性を引き出すことを目的とする.具体的な平成29年度の取り組みとして,子供とロボットのインタラクションにおいて,子供の主体的想像力がどのように広がるのかを調べるため,子供とロボットのリズムインタラクション課題を行った.その結果,子供とロボットの相互作用は,子供のロボットに対する主体的想像力を増進することが示唆された.また主体性を引き出すための,ロボットを用いた自問自答システムを開発,その有効性を成人被験者に加えて高校生を対象に実証実験を行った.その結果,提案システムを用いることで高校生の主体性が引き出されることを示唆する結果を得ることができた.

著者

大海 雄介

出版者

名古屋大学

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2012-04-01

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ガングリオシド欠損に伴うグリア細胞の異常活性化とグリア細胞の分別的役割を検討するために以下の検討を行った。野生型(WT)及びガングリオシド欠損マウスの脳組織切片を用いて、ミクログリアの異常活性の検討を行った結果、ガングリオシド欠損マウスにおいて、ミクログリアの集積が認められ、さらにM1型マーカーのiNOS抗体で多くのミクログリアが染色された。これによりガングリオシド欠損マウスで集積する活性化ミクログリアは炎症を誘発するM1型という事が示唆された。WT初代培養アストロサイトに発現するガングリオシドのprofileをflow cytometryにて検討した結果、初代培養アストロサイトではガングリオシドGM1, GD1a, GD1b, GT1bが高発現することが明らかになった。ガングリオシド欠損アストロサイトの炎症性サイトカインへの反応性を検討したところ、IL-6による刺激によって、TNF-αの発現が亢進し、さらに抗炎症因子であるSOCS3の発現低下が認められた。以上により、アストロサイトにおいてガングリオシドが炎症性サイトカインに対する反応およびそれらの発現を制御していることが示唆された。また、ガングリオシド欠損アストロサイトにおける細胞膜機能の異常を明らかにするため、[3H]グルタミン酸をWTまたはガングリオシド欠損アストロサイトに添加し、グルタミン酸の取り込み能を検討した結果、ガングリオシド欠損アストロサイトではグルタミン酸の取り込み能の低下が見られた。これはガングリオシドの欠損によるミクロドメイン上の構造変化がグルタミン酸トランスポーターであるEAAT1/2の局在変化を惹起し、グルタミン酸の取り込みを低下させたためと考えられた。さらに、ガングリオシドの欠損は、現在迄に判明していた小脳だけでなく脊髄などの他の部位でもグリア細胞の活性化と神経変性を惹起することが明らかになった。上記結果の一部はJournal of Neuroinflammationに掲載された 。

著者

古川 聡

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2015-06-29

著者

長崎 幸夫

出版者

筑波大学

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2013-04-01

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①両親媒性高分子の疎水部にROS消去能を有するニトロキシドラジカルを結合し、その水中での自己組織化による40nm程度のナノ粒子を作製した(RNP)。このRNPをナノ反応場とし、TEOSの可溶化とゾルゲル法によりシリカ含有レドックスナノ粒子siRNPを作製した。ここでRNPの疎水性コア内にはアミノ基を導入しているため、アミン塩基が触媒になってゾルゲル反応が進行するとともに形成したシリカへのアミノ基の配位によりRNPの物理架橋が起こり安定化することがポイントとなる。作製したsiRNPの②物理化学特性、③安全性試験、④吸着特性、⑤抗酸化試験、⑥動物評価を中心に検討を行った。siRNPからの未反応物の漏出や腹腔内からリンパ系を介しての血中取り込みを避けることが重要であり、ESR、ICP-MS等を利用して解析した。また吸着能の評価をin vivoで行った。さらには腹膜に生じる活性酸素種の消去に伴うサイトカイン産生、脂質過酸化、タンパクカルボニル化、8-OHdG定量により腹膜の酸化ストレスを評価するとともにNF-κBの活性化抑制効果を見積もった。このようにして新しいsiRNPによって被嚢性腹膜硬化症のメカニズムをin vivoで評価した。さらに後期ではヒドロキシアパタイトやポーラスシリカ等を利用した新しい融合材料の調製を行い、腹膜透析における老廃物吸着能の向上を達成した。このように本研究では安全でQOLの高い腹膜透析法の創出を行い、高い可能性を示すことが出来た。さらに作成したsiRNPは消化管障害の少ない経口DDS材料として評価し、高い有用性を示した。

著者

横溝 岳彦 佐伯 和子 奥野 利明

出版者

順天堂大学

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2010-04-01

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BLT2は上皮細胞に発現し、腸管バリア機能の維持や皮膚創傷治癒に必要な受容体であることが分かった。BLT2アゴニストは難治性皮膚潰瘍の治療薬候補と考えられた。アスピリンはBLT2リガンドである12-HHTの産生を抑制することで創傷治癒を遅延させた。BLT1、BLT2はゼブラフィッシュの胚発生に必須の遺伝子であった。遺伝子欠損マウスの解析から、BLT1が多発性硬化症を増悪させたり、脊髄損傷の回復を遅らせること、BLT2が気管支喘息の反応を抑制していることも分かった。

著者

桜井 武

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2016-06-30

著者

大武 美保子

出版者

東京大学

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2010

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本研究の目的は、参加者全員がある一定割合以上の度合い、能動的に参加することを目指す共想法形式の会話セッションを司会する、会話支援ロボットを開発し、双方向の活発な会話が安定して実現するかどうかを、実験的に検証することである。参加者毎の発話量をリアルタイムで計測しながら、口数の少ない参加者に発話を促し、長く話しすぎる参加者の発話は、時間により終了するようフィードバックをかけることに挑戦する。本年度は、以下の三つの項目について研究を行った。1.人間の司会者の発言を登録した遠隔操作型会話支援ロボットの製作と実験による評価共想法形式のグループ会話の中で、人間の司会者が自然に発した発言を集め、汎用性の高いものを登録し、選択可能とした遠隔操作型会話支援ロボットを開発した。参加者の発話を補助するための発言を、本人へのあいづち、内容へのあいづち、フォロー、質問に分類し、これらを登録したロボットを用いてグループ会話を支援し、実際に用いられる発言を調べた。2.発話量と笑顔度に基づいて司会する自律型会話支援ロボットの製作と実験による評価前年度までに、発話量に基づいて発話者を切り替える機能を持つ自律型会話支援ロボットを製作した。会話が盛り上がっている時でも、発言の間が空いた時に発話者を切り替えようとする問題を解決するため、笑顔度に基づいて切り替えるタイミングを計る機能を実装した。発話量のみでフィードバックする場合よりも、発話量と笑顔度に基づいてフィードバックする時の方が、全体の発話量が増え、ばらつきが減ることを実験的に確かめた。3.高齢者による会話支援ロボットの遠隔操作実験人と人との交流を支援する会話支援ロボットを、グループ会話を司会した経験のある高齢者が遠隔操作することができるかどうかを確かめる実験を行った。具体的には、共想法形式のグループ会話の司会と対談の司会を、高齢者が会話支援ロボットを遠隔操作することにより実現した。特に発言が長い人への発言の制止と切り替えなど、人間の司会がやりにくいことを、ロボットを介することで円滑かつなごやかに行うことができることを確かめた。