hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本のソーシャルワークにおけるコンサルテーションモデルの構築

本研究では、従来の日本のソーシャルワークのコンサルテーション研究では取り上げられることがなかったプロセス・コンサルテーション・モデル(クライエントとの関係性を重視するコンサルテーション)に注目し、その実際と有効性について論じた。また、従来の研究ではコンサルテーションは専門職種間において行われるものという理解が中心であったが、それに加えて福祉の現場では、ソーシャルワーカーはボランティアや地域住民、上司や同僚との間でもコンサルテーションを行っていることと、またそこでは利用者を代弁する代弁的コンサルテーションが行われていることを明らかにした。平成24年度は研究2年目ということで、研究初年度(平成23年度)に実施した文献研究とソーシャルワーカーと連携して在宅医療を行っている医療専門職(医師)へのインタビュー調査の成果を発表した。具体的には、ソーシャルワーカーと医療専門職(医師)との間で行われているコンサルテーションの現状と今後の課題について分析を行い、それを「Towards promotion of coordination of social work professions and medical professions in Japan」というテーマで「ソーシャルワーク及び社会福祉開発合同世界会議2012」(スウェーデン)において発表をしたほか、「ソーシャルワークにおけるコンサルテーション・モデルの構築ー在宅医療を中心にー」というテーマで査読付論文としてまとめた。また、平成24年度には研究計画に基づき、ソーシャルワーカーが関連分野の専門職と連携・協働している実際の場面(会議・面接場面等)において、そこでソーシャルワーカーが果たしているコンサルテーション(コンサルティとしてとコンサルタントとして)の機能と有効性について分析を行うため、ソーシャルワーカーとともに多職種の専門職が参加する会議場面(8場面)のビデオ撮影を行った。この結果の分析については、言語的コミュニケーションからの分析に止まらず、非言語的なコミュニケーションも含めて現在分析作業を行っており、平成25年度中に論文としてまとめる予定である。平成25年度の最終年度においては、平成23年度と平成24年度に実施した文献研究とインタビュー調査等の結果に基づき、ソーシャルワーカーが関連専門職等と連携・協働をする上で行うコンサルテーションは、双方向性をもつという視点(相互コンサルテーションの視点)と、そのプロセスと関係性に注目した視点(プロセス・コンサルテーションの視点)を取り入れたアンケート調査を日本ソーシャルワーカー協会の会員を対象に実施した。その結果、人間関係の熟知に基づく調整や配慮、他職種の面目保持、感情への配慮等がソーシャルワーカーによって実践されており、「プロセス・コンサルテーション」が実際に行われていることが検証された。そのほかにも、「代弁的なコンサルテーション」がソーシャルワーカーによって行われており、それがよりよい利用者支援につながっていることが確認された。また、実践現場では、従来の日本の研究やテキスト等で言われているような専門職間におけるコンサルテーションに止まらず、地域住民やボランティア等のインフォーマルな人材に対しても、ソーシャルワーカーによるコンサルテーションが行われているという実像が確認された。さらに、ソーシャルワーカーが経営者や上司に対するコンサルテーションを行うことの意義についても確認された。全体として、3年間の研究助成を通して、日本のソーシャルワークにおけるコンサルテーションとして、従来のソーシャルワークの研究では取り上げられることのなかったプロセスコンサルテーション・モデルや代弁的コンサルテーションの有効性をその実態から明らかにした。今後はそれらのさらなる検証と、専門職間だけでなく、住民やボランティアに対象を広げたコンサルテーションの研究と、組織の経営・管理面に関するコンサルテーションに関する研究を進めてくことが課題である。今年度は研究初年度ということで、研究実施計画に基づき、ソーシャルワークのコンサルテーションに関する文献研究とインタビュー調査の実施を行った。文献研究については、以下で述べるインタビュー調査の枠組みを検討するための文献研究を中心に実施した。具体的には、当初計画していた医療分野・学校教育分野・司法分野・産業分野におけるソーシャルワークのコンサルテーションに関するサーベイと、組織の経営・管理面におけるコンサルテーションのサーベイを行った。その結果、医療分野以外におけるソーシャルワークのコンサルテーションに関する研究が非常に少ない一方で、日本の現状においては、今後の在宅医療の展開の中で医療と福祉(ソーシャルワーク)の連携が非常に重要であり、今後相互のコンサルテーションを含めた具体的な展開のあり方が求められていることが明らかになった。またその一方で、現在の日本の高齢者医療費の問題をはじめとする医療費の高騰などを背景に、在宅医療の展開のための組織の経営や管理のあり方も大きな課題となっていることが確認されるとともに、医療分野におけるソーシャルワークのコンサルテーションモデルを構築することが他の分野でのコンサルテーションモデルの構築のひな型になると考えられた。そこで、今年度のインタビュー調査では、医療分野(特に在宅医療)におけるソーシャルワークのコンサルテーションに焦点を当てて、在宅医療にかかわりソーシャルワーカーとの連携等を行っている医療専門職(医師)8名(診療所医師4名、大学病院・総合病院医師4名)にインタビュー調査を実施した。現在、その調査内容はテープ起こしをして、大まかな分析を実施した段階であるが、その具体的な成果報告については、平成24年の7月にスェーデンで開催される「ソーシャルワーク及び社会開発合同世界会議2012」で発表の予定である。

平成24年度は、初年度(平成23年度)に実施した調査結果について学会発表と査読付論文としてまとめたほか、当初の研究計画通りにソーシャルワーカーと他の専門職との連携・協働場面の調査(ビデオ撮影)を行い、分析を行った。現在、それを論文として取りまとめる準備をしているほか、研究計画に基づき、初年度(平成23年度)と平成24年度の研究結果その分析結果を踏まえたアンケート調査票を作成している状況である。そのアンケート実施にあたっては、すでに平成24年度末に、特定NPO法人日本ソーシャルワーカー協会に調査協力の依頼を行い、理事会から調査協力(会員を対象とした調査の実施)の承認を得ているほか、調査の具体的な実施計画や調査票については、昭和女子大学倫理委員会に実施の承認を得ている。以上から、現段階としては、当初の計画に従って進められており、おおむね順調に進展していると言える。今年度の文献研究は国内の研究調査に関しては比較的順調に実施することができたが、インタビュー調査の実施に関して遅れがあった。その理由は、前半には計画に従って、調査の枠組みを設定するための多様な分野(医療・学校教育・司法・産業)の文献サーベイを実施し、その中で医療分野(特に在宅医療分野)に絞ることにしたところまでは順調であったのだが、実際の医療分野におけるソーシャルワークのコンサルテーションに関して医療専門職(医師)へのインタビュー調査の実施にあたり、当初は夏休み中に実施することを計画していたのだが、協力依頼を予定していた医師がほとんど被災地での診療活動にかかわっていたため、勤務病院にいないか、いても診察時間以外の時間にインタビュー調査の協力を得ることができなかったためである。その後、実際に医師へのインタビュー調査ができたのは10月以降であった。ただ、インタビュー協力者数は当初の予定よりも多い人数の医療分野での協力者を得られたため、その部分ではよい評価ができるが、やはりインタビュー調査が遅れたため、当初は年度内にインタビュー調査結果の公表をする計画をしていたが、次年度の国際会議で発表することとなった。なお、この国際会議での発表に関しては、すでに「ソーシャルワーク及び社会開発合同世界会議2012」事務局(スェーデン)より、平成24年3月16日付で発表受理の回答を受けている(Abstract id no:2439807)。
新しい偏極中性子散乱手法を用いた高次スピン及び軌道自由度の検出

二次元面上で誘起される鉄系超伝導の発現機構を理解するため、空間次元の異なる系からのアプローチを試みている。鉄系梯子型物質は鉄系超伝導の一次元版類似化合物として理解され、我々はBaFe2S3において圧力印加による超伝導相を世界で初めて報告した。鉄系超伝導では鉄の多軌道を反映して軌道自由度が注目されているが、BaFe2S3について角度分解磁気抵抗、弾性抵抗測定を行い、磁気転移温度よりも高温で軌道秩序が引き起こされていることを明らかにした。また磁性ダイナミクスの観点からミュオン実験を行い、軌道秩序温度付近にミュオン緩和率の増大が認められた。今後第一原理計算を行い、微視的な機構を明らかにする。磁気四重極子相関が発達していると考えられる三角格子反強磁性体NiGa2S4について、磁気ラマン散乱を行った。その結果、Egモードフォノンによる磁気弾性効果により、40 K以下において強的な磁気四重極子相関が発達することが分かった。バルク物性における8.5 Kの異常については偏極中性子散乱からスピンの異方性の変化が確認され、理論計算との比較からベクトルカイラリティ誘起によるZ2渦の異常であることが示唆される。スピントロニクス基盤物質Y3Fe5O12について、偏極中性子非弾性散乱実験を行った。この物質には音響と光学の二つの主要なマグノンモードが存在する。今回、三軸分光器を用いたsigma_x偏極実験により、それぞれのマグノンモード極性を明らかにした。その結果、二つのモードはそれぞれ逆符号の極性を持ち、昇温によって光学モードがソフト化することから、逆符号の極性による影響でスピンゼーベック効果の信号が減衰する機構を明らかにすることができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。鉄系梯子型物質は鉄系超伝導の一次元版類似化合物として理解され、圧力印加によって超伝導が発現することを世界で初めて報告した。今年度は鉄系梯子型物質BaFe2Se3について磁気励起測定を行った。複数軸立てした単結晶試料を用いて50 meVまでの磁気励起を観測し、超交換相互作用の見積もりを行った。また、この物質は低次元性構造を反映して、磁性も単純な三次元磁気秩序では理解できないことが知られている。中性子、ミュオン実験を組み合わせることで8桁以上に渡る磁気揺動の温度変化を調べた。その結果、それぞれの実験手法では時間スケールが異なることを反映して磁気転移温度が異なり、磁気転移以下の幅広い温度域に渡って動的な磁性成分が残っていることを観測した。電子の持つ電荷に加え、スピン自由度に着目したスピントロニクスの研究において、スピン流が大きな注目を集めている。スピントロニクスを応用に繋げるため、基盤物質Y3Fe5O12の磁気励起を正しく理解する必要がある。この物質はフェリ磁性体としてよく知られているが、その磁気励起を観測したものは1970年代の報告に限られている。そこで我々は、2015年度にチョッパー型分光器を使用し広範囲の(Q,ω)空間での磁気励起を観測し、今年度は低エネルギー磁気励起について冷中性子三軸分光器を用いて詳細に決定した。その結果、これまでの報告とは異なり、磁気ブラッグ点から対称性の高い逆格子空間方向について強磁性的な相関が発達していることがわかった。また、SSEの性能を決める磁気ヘリシティについて、偏極中性子非弾性散乱を用いたカイラル項測定から決定した。その結果、磁気励起の音響・光学モードは理論予想に整合して反対のヘリシティを持つが、音響モード内においてもヘリシティの反転が見られた。これは単純なスピン波計算では再現できず、幾何学的な欠陥など新奇機構が存在している可能性がある。本研究は中性子を用いた高次スピン自由度、軌道自由度の検出を柱としている。これらの新奇自由度観測のため、中性子実験に備えた試料合成、評価、バルク物性測定は予定通り行うことができている。加えて、スピントロニクス基盤物質に偏極中性子散乱を適用し、予想に反した結果が得られるなど、当初予定以外の成果も得ている。鉄系梯子型物質は鉄系超伝導の一次元版類似化合物として理解され、実際、BaFe2S3では圧力印加によって超伝導が発現することを世界で初めて報告した。この物質群は中性子回折からも磁気秩序の存在が明らかになっているが、磁気転移温度で比熱に異常が見られないことや、短距離相関の存在、時間スケールの異なるメスバウアと中性子では磁気転移温度が異なるなど低次元性を反映した特徴が見られる。BaFe2Se3およびBaFe2S3についてチョッパー分光器、中性子スピンエコー、ミュオン実験を組み合わせることで8桁に渡る磁気揺動の温度変化を調べた。その結果、磁気転移温度以下においても動的磁性の成分は残り、40 K程度まで保持されることがわかった。この梯子-梯子間のエネルギースケールに対応する温度以下で磁性が準静的になることを突き止めた。磁気四重極子相関が低温で発達すると考えられている三角格子反強磁性体NiGa2S4について、第一Born近似から逸脱した項を観測することを目的に中性子散乱実験を行った。磁気揺動の時間スケールに反比例するエネルギー分解能に依存して、磁気信号が変化することを確認した。今後、解析の精度を上げ、第二次項が観測できているかを明らかにしていく。

スピントロニクス基盤物質Y3Fe5O12について磁場中非弾性中性子散乱を行った。磁場中ではZeeman効果によってスピン波励起がギャップを持つが、フォノンと接する磁場値でスピンゼーベック信号の増大が観測されている。スピン波の磁場依存性を調べることでmagnon-polaron混成によると考えられるスピン波寿命の長大化を観測した。本研究は中性子を用いた高次スピン自由度、軌道自由度の検出を柱としており、当初予定の実験を遂行することができている。加えて、軌道自由度には中性子以外のアプローチも有用であることに気づき、ミュオン実験も相補的に行っている。また、高次スピン自由度の観測のため新たにバルク測定系の構築も行っており、今後中性子の結果と組み合わせることで、上述の新奇自由度の検出を確かなものとしていく。二次元面上で誘起される鉄系超伝導の発現機構を理解するため、空間次元の異なる系からのアプローチを試みている。鉄系梯子型物質は鉄系超伝導の一次元版類似化合物として理解され、我々はBaFe2S3において圧力印加による超伝導相を世界で初めて報告した。鉄系超伝導では鉄の多軌道を反映して軌道自由度が注目されているが、BaFe2S3について角度分解磁気抵抗、弾性抵抗測定を行い、磁気転移温度よりも高温で軌道秩序が引き起こされていることを明らかにした。また磁性ダイナミクスの観点からミュオン実験を行い、軌道秩序温度付近にミュオン緩和率の増大が認められた。今後第一原理計算を行い、微視的な機構を明らかにする。磁気四重極子相関が発達していると考えられる三角格子反強磁性体NiGa2S4について、磁気ラマン散乱を行った。その結果、Egモードフォノンによる磁気弾性効果により、40 K以下において強的な磁気四重極子相関が発達することが分かった。バルク物性における8.5 Kの異常については偏極中性子散乱からスピンの異方性の変化が確認され、理論計算との比較からベクトルカイラリティ誘起によるZ2渦の異常であることが示唆される。スピントロニクス基盤物質Y3Fe5O12について、偏極中性子非弾性散乱実験を行った。この物質には音響と光学の二つの主要なマグノンモードが存在する。今回、三軸分光器を用いたsigma_x偏極実験により、それぞれのマグノンモード極性を明らかにした。その結果、二つのモードはそれぞれ逆符号の極性を持ち、昇温によって光学モードがソフト化することから、逆符号の極性による影響でスピンゼーベック効果の信号が減衰する機構を明らかにすることができた。鉄系梯子型物質では構造の一次元性を反映して、磁気相への転移が緩やかである。二次元系との差異を明らかにするべく、スピンの特徴的な揺らぎ時間を定量的に明らかにする。チョッパー分光器、中性子スピンエコー装置を組み合わせて、エネルギー分解能を変えていくことでより遅いダイナミクスを検出する。また、ミュオンをも組み合わせることで、磁気揺動の温度変化を8桁に渡って解明する。三角格子反強磁性体について、強磁場実験を進める。高磁場下では磁気スキルミオンの存在が理論的に予言されており、その解明を目指す。また、この物質では磁気四重極子相関の存在が考えられているため、中性子散乱過程においてこの相関に対応するBorn近似の第二次項の検出を目指す。
QED効果観測によるマグネターの強磁場中性子星仮説の検証

NASAマーシャル宇宙飛行センター(米国)が主導するX線偏光観測衛星IXPE (Imaging X-ray Polarimeter Explorer)に搭載されるX線偏光計の、フライト品製作に向けた試作と評価試験を行った。日本から提供したガス電子増幅フォイル(GEM)は想定通りの動作をし、X線偏光計も当初想定した性能が得られることを確認した。その後、X線偏光計の開発を取りまとめているINFN/Pisa (イタリア)からの要請により、GEMの一部に設計変更が生じたため、それへの対応と新たなGEMの試作と本製作を実施した。日本において受入検査と性能評価を終えた上で、INFN/Pisaに予備も含めたフライト品GEMを送付した。これにより、衛星打ち上げに向けて我々が責任を持つ部分のうち、最初の大きな山場をクリアしたことになる。GEM、X線偏光計製作と並行して、2021年4月のIXPE衛星打ち上げに向け、マグネター観測のワーキンググループが立ち上がり、その中で観測見積もり等の試算をおこなった。観測天体の最終決定はもう少し先であるが、理論予想等を基にして、大まかな観測時間見積もりやフィジビリティー調査をおこなった。NASAゴダード宇宙飛行センターが主導して打ち上げた、宇宙ステーション搭載X線観測装置NICER (Neutron star Interior Composition ExploreR)は順調に運用を進めており、マグネターの観測等を実施している。それと並行して、「すざく」等の既存の衛星のマグネター観測データ解析を実施し、論文としてまとめた。IXPE衛星への参加は順調に進んでおり、我々が提供するGEMの設計変更があったのは予定外であったが、国際協力の枠組みでスケジュール調整し、目標とした期間内にハードウェアの提供を完了した。IXPE衛星はX線偏光計のフライト品製作が始まり、それらの性能を評価する検出器較正試験が始まる。今後はその活動に参加することで、検出器の性能を適切に把握することを目指す。較正結果を2021年4月以降のマグネター観測に生かすべく、データ解析ソフトウェア開発への参加も継続し、衛星打ち上げ直後からの活動を有利に進められるように工夫する。NICERへの参加も継続し、高光子統計によるマグネター観測をリードする。衛星搭載に向け、光電子飛跡追跡型のX線偏光計開発を行なった。2016年7月に米国航空宇宙局(NASA)ゴダード宇宙飛行センターと共同で、米国内の長尺X線ビームラインを使い較正試験を実施した。その結果、日本から提供しているガス電子増幅フォイル(GEM)は想定通りの動作をし、X線偏光計も当初想定した性能が得られることを確認した。X線天文衛星「ひとみ」が事故により運用を断念したことで、軟ガンマ線検出器による偏光観測の機会は失われてしまったが、わずかに得られたカニ星雲のデータにより、低統計ではあるが偏光観測の有意なデモンストレーションをすることができた。米国が主導するX線偏光観測衛星計画が、当初予定していたPRAXyS衛星からIXPE衛星へ変更となったのは予定外であった。しかし、我々のハードウェア提供の役割は継続され、その貢献に対して、観測天体選定権や全てのデータへのアクセス権を確保した。偏光計衛星の打ち上げ予定も当初から大きく変化しておらず、装置の製作や較正スケジュールも、当初の計画から変化していない。ハードウェアデザインが変更になったことで、追加試験等が増えたことは事実だが、研究計画に沿って順調に進んでおり、現時点では遅延は発生していない。マグネターの軟X線スペクトル観測については、「ひとみ」衛星のカロリーメーターを使うことはできなくなったのは予定外であるが、それと相補的な、高計数率で光子統計を稼ぐことができるNICERが無事に打ち上がり、マグネター等の天体観測を開始した。

当初の目的通り、X線偏光観測衛星を実現し、世界初のマグネターの偏光観測を目指す。具体的には2021年3月に打ち上げ予定のIXPE衛星に対して、ガス電子増幅フォイル、ならびに、X線偏光計のフライト品を製作し、その較正試験を行う。それと並行して、IXPEチーム全体のサイエンス検討に参加し、観測天体の提案を行う。同時に、NICERによるマグネターの高光子統計観測を継続することで、回転フェーズごとの光度曲線のモデリング、陽子サイクロトロン等の吸収構造の証拠発見等をめざす。これにより、マグネターの強磁場中性子星仮説の観測による実証をめざす。IXPE衛星はX線偏光計のフライト品製作が始まり、それらの性能を評価する検出器較正試験が始まる。今後はその活動に参加することで、検出器の性能を適切に把握することを目指す。較正結果を2021年4月以降のマグネター観測に生かすべく、データ解析ソフトウェア開発への参加も継続し、衛星打ち上げ直後からの活動を有利に進められるように工夫する。NICERへの参加も継続し、高光子統計によるマグネター観測をリードする。
難治性中枢神経感染症の発症・進展過程におけるDAMPsの役割とその制御システム

中枢神経感染症の発症・進展機序におけるDAMPsの役割を検討するために、急性脳炎脳症の福島県の疫学的臨床特徴と予後に関連する因子について検討した。意識障害遷延が予後不良群で多く、中枢神経の障害が予後に影響を与えると考えられた。次に重症HUSマウスの作製を行い、DAMPsの代表的なマーカーであるHMGB1を測定した。HMGB1は6時間後にピークを認め48時間後には低下しており、HUSの進展の早期よりHMGB1の関与が示唆された。またヒト脳炎脳症発症時の髄液検体を用い炎症性蛋白の検索を行なった。急性散在性脊髄炎の髄液でα2マクログロブリンの上昇を認め、脳症早期のバイオマーカーの可能性が示唆された。目的:実際の難治性中枢神経感染症の発症、進展過程におけるDAMPsの役割を検討するために、急性脳炎・脳症の福島県での疫学的臨床的特徴と予後に関連する因子について検討した。方法:福島県内の小児の入院が可能である25施設に本症に関するアンケート調査を行い1986年から2012年までの26年間にライ症候群および先天代謝異常を除いた急性脳炎・脳症で入院加療された260例の患児を集積した。本症患児260例をその発症時期より19861996年A群(n=74)と19972007年B群(n=132) 20082012年C群(n=54)に分け、さらに予後から神経学的後遺症のなかったI群、軽度から重度の後遺症を残したII群、死亡の転機をとったIII群に分け疫学、病原、臨床症状、検査成績、治療と予後との関連性を比較検討した。結果:罹患年齢は患児全体で平均4.1±3.5歳、3歳未満が141例(54.2%)を占めていた。病原が判明した症例は108例(41.5%)と低率であった。内訳としては、インフルエンザウイルスA 42例、B 5例、HHV-6 12例、水痘8例、マイコプラズマ7例であった。A群では風疹、麻疹ウイルスや百日咳菌に起因した本症が多くみられたが、B群ではインフルエンザ、HHV-6、エンテロウイルスによる本症の増加が認められた。さらに近年、インフルエンザに起因した本症の発症減少がみられた。観察期間の推移において後遺症を有する頻度に差はなかったが死亡例の減少がみられた。初発症状は各群とも発熱が一番多く、以下、痙攣、意識障害、嘔吐の順であった。予後不良群において意識障害が遷延する症例や呼吸不全を伴う症例が多くみられた。DICを合併する症例や脳浮腫以外の頭部画像上異常所見を有した症例には、予後不良群が多く含まれていた。考察:観察期間の推移において本症の起因病原因子に変化が認められた。目的:難治性中枢神経感染症の発症、進展過程におけるDAMPsの役割を検討するために、HUSモデルマウスの作成C57BL/6マウスを用い、LPSと志賀毒素を腹腔内に投与することによって、重症のHUSモデルマウス、中等症のHUSマウスをそれぞれ作製しサイトカインについて検討した。重症モデルの方がIL-1、IL-6、FDPが高値となり、またリコモジュリンにより抑制することが出来た。HUSモデルマウスの作成を確認することが出来た。HUSマウスを作成することは出来たが、HUS脳症マウスでの検討が出来なかった。難治性中枢神経感染症において脳障害が惹起されたあと炎症がどのように進展し悪化するのかその詳細な機序は不明である。脳障害から死滅した細胞から放出されたDAMPsが自然炎症を惹起し炎症進展の増悪機序の一つであると推測される。今回まず難治性中枢神経感染症の発症、進展過程におけるDAMPsの役割を検討するために溶血性尿毒症症候群(HUS)モデルマウスの作成を行なった。まずC57BL/6マウスを用いLPSと志賀毒素を腹腔内に投与することにより重症のHUSマウスを作成することが出来た。重症HUSマウスでは6時間後にDAMPsの代表的な分子であるHMGB1のピークを認めた。また48時間後にはHMGB1は正常化することを確認できた。以上のことからHUSの進展機序にHMGB1が深く関与していることが示唆された。しかしLPS及び志賀毒素を多量に腹腔内に投与しても脳症症状が出現する前にマウスは死亡した。そこで、C57BL/6マウスの脳に直接LPS及び志賀毒素を投与することによりHUS脳症モデルマウスの作製を行なった。脳炎脳症の進展機序、修復似ついて解明するためにヒト脳炎脳症の発症時の髄液検体を用い、脳症発症時の炎症発現蛋白の検索を行なった。α2マクログロブリンが急性散在性脳脊髄炎の髄液で早期に上昇していた。しかし熱性痙攣の髄液ではα2マクログロブリンの上昇は認めなかった。以上のことからα2マクログロブリンは脳症早期のバイオマーカーになる可能性があり、今後他のバイオマーカとの関連やDAMPsとの関連を検索する必要があると思われた。

意識障害遷延が予後不良群で多く、中枢神経の障害が予後に影響を与えると考えられた。次に重症HUSマウスの作製を行い、DAMPsの代表的なマーカーであるHMGB1を測定した。HMGB1は6時間後にピークを認め48時間後には低下しており、HUSの進展の早期よりHMGB1の関与が示唆された。またヒト脳炎脳症発症時の髄液検体を用い炎症性蛋白の検索を行なった。急性散在性脊髄炎の髄液でα2マクログロブリンの上昇を認め、脳症早期のバイオマーカーの可能性が示唆された。現在の急性脳炎、脳症の疫学と予後不良因子についての検討が出来たが、HUS脳症マウスモデルでの検討ができなかった。HUSマウスモデルにおいてDAPMsの発現の程度と役割について検討する。小児神経HUS脳症マウスモデルにおいてDAMPsの発現の程度と役割を検討する。HUS脳症マウスモデルでの検討が出来なかった。HUS脳症マウスのモデルでの検討が出来なかった。HUS脳症マウスのモデルの作成とDAMPsの関連性について検討する。C57BL/6マウス、LPS、志賀毒素と各種サイトカイン、ケモカイン測定キットの購入に充てる。
トンネル支保施工エマニピュレータの制御に関する研究

1.視覚センサによる位置情報の取得2台のCCDカメラから成るロボット・ビジョンを構成し、支保部材の供給点を含む画像情報からは部材のグリップ点を、また先受レール上の支保設置予定点を含む画像情報からは部材のリリース点を決定するプログラムを作成し、実験によりその有効性を確認した。なお画像情報から対象図形の幾何学的特徴を抽出する演算処理では、画像走査を圧縮し、演算処理時間を通常の1/60に短縮した。2.力覚センサによる力・モーメント情報の取得ロボット・マニピュレータのハンドに4成分の力覚センサを構成し、ハンドに加わる力とモーメントの情報をロボットに与えた。これによりロボットはグリップ点で支保部材を把持したことが確認できるだけでなく、リリーズ点で部材と先受レールの接触を知覚できるようになった。3.グリップ点からリリーズ点に至る軌道生成視覚センサからの位置情報は支保部材搬送経路の始点と終点を与える。これら2点を通る無数の経路の中から、搬送中に支保部材がトンネル内壁ともマニピュレータ本体とも接触もしくは衝突しない軌道を生成するアルゴリズムを考察した。この衝突回避軌道計画はグリップ点とリリーズ点を結ぶスパイラル軌道によって実現されることを確認した。4.視覚・力覚センサを用いたトンネル支保のマニピュレーション実験室内で5自由度のロボット・マニピュレータを用い、ロボット・ビジョンと力覚センサを実装して、支保部材の把持から設置に至る全工程のマニピュレーション実験を行なった。その結果、本研究で提案した位置と力のハイブリッド制御の方法により、支保工程を自動化、さらにはロボット化し得ることが実証された。1.ロボットビジョンによるトンネル支保部材の認識資材供給点に置かれた支保部材の位置と姿勢を認識するために、ロボットビジョンを適用した。ロボットビジョンはCCDカメラと、カメラからの画像データをとり込み、パーソナルコンピュータへ転送するためのイメージメモリボード,およびパーソナルコンピュータから成る。今年度の研究ではこのビジョンシステムで支保部材の形状を認識し、マニピュレータが把持すべき点を算出するためのプログラムを作成した。さらにマニピュレータにこの情報を送り、支保部材を把持する実験を行った。その結果、ロボットビジョンにより平面内に静置された支保部材の姿勢を認識し、所定の箇所を把持できることが確認された。2.衝突を回避する支保部材搬送軌道の計画支保部材を資材供給点から設置予定点まで、トンネル壁面、トンネル支保施工マニピュレータ本体の双方に衝突することなく搬送できる軌道を選定するプログラムを作成した。この選定は2つの工程から成る。最初に資材供給点と設置点を結ぶスパイラル状の軌道を想定する。次いでこの軌道に沿って支保部材を搬送したときの、トンネル壁面およびマニピュレータ本体との衝突の可能性を判定する。もし衝突の可能性がなければ、最初に想定した軌道を選定する。そうでなければ仮想軌道を変更し、衝突の可能性がなくなるまでこの工程を繰返す。このプログラムにより衝突を回避する軌道の選定が可能であることを確認した。1.視覚センサによる位置情報の取得2台のCCDカメラとイメージ・ディジタイザおよびパーソナル・コンピュータから成るビジョン・システムをロボット・マニピュレータとシンクロナイズすることにより、ロボット・ビジョンを構成した。このシステムにより、支保部材の供給地点を含む画像情報からは部材のグリップ点を、また先受レール上の設置予定点を含む画像情報からは部材のリリース点をそれぞれ検出するプログラムを作成し、実験によりその有効性を確認した。2.力覚センサによる力・モーメント情報の取得ロボット・マニピュレータのハンドに力の直交3成分とアプローチ・ベクトルまわりのモーメント1成分を検出できるセンサを構成した。センサからの信号は増幅、A/D変換後、パーソナル・コンピュータで処理され、ハンドに加わる力とモーメントの情報をロボットに与える。

これにより、グリップ点で支保部材を把持したことの確認、ならびにリリーズ点で部材と先受レールとの接触を検出することが可能となった。3.視覚・力覚センサを用いたトンネル支保のマニピュレーション実験室内で5自由度のロボット・マニピュレータを用い、ロボット・ビジョンと力覚センサを実装して、支保部材の把持から設置に至る全工程のマニピュレーション実験を行なった。その結果、本研究で提案した位置と力のハイブリッド制御の方法により、支保工程をロボット化し得ることが実証された。
抗NP抗体の親和性成熟に伴う抗原認識機構の変化に関する構造生物学的研究

ハプテン・キャリアー抗原と抗体との相互作用解析を行い、ハプテン(NP)の導入数、キャリアー蛋白質(HEL,OVA,BSA)の大きさ、抗原・抗体の濃度比により、形成される複合体の結合比やその親和性が異なり、細胞表面上の抗原レセプターが関与する複合体形成機構を明らかにすることができた。これらの成果はMolecular Immunology誌に掲載された。上記でキャリアーに用いた蛋白質そのものを抗原として、その抗蛋白質抗体を調製し、それらの相互作用解析をBIAcore、ITC、超遠心分析を用いて行った。その結果、HELに対しては2:1の複合体が形成されるのに対して、OVAやBSAに対しては1:1の複合体の割合が増えることが明らかになった。これらの結果は上記のハプテン・キャリアー抗原を用いたときの結果を支持するものであり、抗体のFab部分の可動範囲を明らかにしたと考えられる。さらに抗体のFc部分を固定した場合に1:1複合体の割合がさらに増加することから、Fab部分とFc部分の間に何らかの構造的相関が存在することが示唆された。これらの成果は現在、論文投稿準備中である。IgG抗体が2本のFab腕であるのに対して、IgM抗体が10本のFab腕を有する意義を探るべく、同じパラトープをもつIgG、IgM両抗体、及びIgMを還元アルキル化した単量体などを調製し、各種ハプテン・キャリアー抗原との相互作用解析を行った。その結果、各Fab腕が有する親和性(affinity)が低い抗体では、多価結合により高められる親和性(avidity)が抗原となるハプテンの密度に大きく依存することが明らかになった。すなわち免疫初期に産生される抗体は、少なくとも平衡状態で、ある密度以上の抗原に対してのみ免疫後期の抗体と同様の抗原結合能を有することが示された。抗原として分子量の異なる蛋白質にハプテンであるニトロフェニル(NP)の数を変えて結合させたものを用い、それぞれのハプテン・キャリアー抗原に対する抗体との相互作用解析を行った。免疫初期に産生される抗体は1価の抗原に対する親和性が極めて低いのに対して、多価抗原に対しては十分高い親和性を有していた。この結果は複数のFab腕が同時に抗原に結合することで高いアビディティを獲得したことによると考えられる。キャリアーに卵白リゾチーム(14kDa)を用いるとオボアルブミン(45kDa)以上の大きさの場合と異なり、1分子の抗体が1分子の多価抗原に二価結合する複合体形成は認められず、抗体のもつFab腕の可動範囲を示唆する結果が得られた。また1価の親和性の違いによって抗体のもつアビディティの寄与が異なることから、この違いが生体内で起こる親和性成熟の必要条件の1つであることが示唆された。キャリアーの大きさ、NPの導入数、抗原・抗体の濃度比により、形成される複合体の結合比やその親和性が異なり、細胞表面上の抗原レセプターが関与する複合体形成機構を明らかにすることができた。これらの成果は平成13年2月現在、論文投稿中である。上記の抗NP抗体のうち、明らかに同じクローンから成熟したと考えられる4種類の抗体について、さらに詳細な熱力学的および速度論的解析を行った。これらの親和性成熟の方向は、エンタルピー変化をほとんど変えずにエントロピー変化を増大させ、また結合速度、解離速度ともに小さくするものであった。これは抗原認識に適したパラトープ構造を有する「lock-and-key」型への成熟であることを示唆している。これらの成果は平成13年2月現在、論文投稿準備中であり、同時に得られた結果を立体構造情報と照らし合わせて解析すべくNPとFab複合体の結晶化を試みている。
再冠水過程のダイナミクスに基づく地層処分システムのコンパクト化

本研究では、地層処分システムのコンパクト化を目的として、マイクロフローセルや充填層を用い、また、セメントの溶出による高アルカリ地下水の存在をも想定し、再冠水過程の特徴を整理した。その結果、再冠水過程は、液相への気相の物質移動速度ではなく、液相側に溶け込むガス成分の拡散や地下水流による液相自体の置換に大きく依存することが明らかになった。また、残留している気相を考慮した地下水流速の分布を設定し、地層処分のガラス固化体1本当たりの必要面積を数値解析により求め、地層処分の占有面積が従来の設定されている面積より1割程度小さくなる場合を示すとともに、今後の課題を整理した。本研究の課題1である「室温環境下における冠水過程の評価」を行った。(1)亀裂表面の同定:花崗岩試料(非研磨試料、鏡面研磨試料)を用いてその表面の起伏をAFM等により定量化した。その結果、非研磨の場合4μm程度の起伏が存在するのに対し、研磨した場合、その起伏は0.5μm未満であった。但し、比表面積として評価すると前者は後者に比較して大きいもののその差は無視できるほど小さい。(2)不飽和帯における水の流路の形成過程のモデル化:ここでは流動系実験装置(マイクロフローセル装置)を用いた。この装置は,(1)の岩石試料にテフロンシートを挟み,0.1 mm未満の亀裂幅の流路を再現できる。本研究では,連続的に高アルカリ水溶液(淡水系模擬地下水および海水系模擬地下水)を所定流量により供給し,出口までの液相の破過現象および流路表面への析出現象を、圧力変化およびろ液の化学分析により追跡した。その結果、流路には析出物が観察され、連続的に析出物が系外に流出することおよびその流出に表面の起伏が影響することが見かけの析出速度の評価から明らかになった。なお,表面の変質状況はEDXにより逐次確認し、流路表面にカルシウムシリケート水和物が存在すること、珪素の供給は主に石英からであることが確認された。(3)固相存在下における脱気水への空気の溶存速度の評価:固相存在下における空気の溶存速度を、鏡面研磨試料を用いて求め,固相のない場合との比較を行った。その結果、見かけの溶存速度は、気液界面の形成(濡れ性)に依存するものの、単位界面積あたりの溶存速度はほぼ統一的に表されることが確認できた。(4)室温環境下における不飽和帯の冠水過程のモデル化:以上の(1)から(3)の結果を基に,等温環境下における不飽和帯の冠水過程のモデル化を溶存速度および液相内の溶存ガスの拡散過程を考慮して行い、実験結果をおおよそ再現できることを確認した。本研究の課題1「室温環境下における冠水過程の評価」および課題2「高温環境下における冠水過程の評価」を行った。本年度は高温環境下(室温以上の100°C未満を想定)の流動実験を、前年度と同様のマイクロフローセル装置を利用し,所定温度に設定しながらCa含有高アルカリ水の冠水過程を追跡した。この装置より、出口までの液相の破過現象および流路表面への析出現象を、圧力変化およびろ液の化学分析により追跡した。その結果、固相表面への析出物の生成は、温度が高くなるほど顕著になり、浸透率の変化からみかけの析出速度定数を評価したところ275 Kから313 Kの温度範囲において、0.6 mm/sから3.0 mm/sであった(この値は固相の比表面積およびCa濃度を掛けることにより析出速度となる)。さらに、そのみかけの活性化エネルギーは32.0 kJ/molであった。この値は、昨年度、流路からケイ酸を供給する主要な鉱物として挙げた石英の溶解速度の活性化エネルギー45.5 kJ/molよりやや小さい値であった。この原因は、析出挙動において物質移動を無視することはできず、若干でも析出物が系外に流出していることにある。このことは課題1において流量を上げた実験の結果とも矛盾しない。また、気体の溶存速度をカラムおよびマイクロフローセルにより整理したところ、溶存した気相の液相中における拡散過程がみかけの溶存速度を律速していることが示唆された。そこで、溶存気相の液相側における拡散過程およびその環境温度を考慮した冠水過程のモデル化を行った。そのモデルは1次元の拡散モデルと気相と液相との二重境膜を仮定した界面からの着目気相の液相への溶存を考慮するもので、実験結果からみかけの拡散係数の値を評価したところ、固相がない場合の文献値に比較して2桁大きい値となった。これは、毛管力による界面形成が固相により複雑となり、溶存界面の面積が増加することに起因すると考えられる。平成27年度は,最終年度として前年度の実験を引き続き行うと共に、比較のために高アルカリ水によるカラム実験を実施した。その結果、カラムの充填粒子の溶解は、粒子内部に存在する間隙(2次間隙)に大きく依存することが明らかになった。これは前年度までのマイクロフローセルを用いた花崗岩の変質挙動では見られない現象である。また、非等温環境下における冠水過程の評価(課題3)を行うために、気相の溶解度および拡散挙動の温度依存性を考慮した固相共存下における気相成分の溶存・移行モデルを構築した。

さらに、処分システムにおける再冠水に要する期間の算出(課題4)として、初期不飽和帯の体積(掘削影響領域の大きさと関連すると仮定)やサイトの浸透性に対する不確実性を含むためものの,冠水までに要する期間は溶存ガスの液相内の拡散係数により支配されることが明らかになった。すなわち、不飽和体における気液界面において、気体の溶存速度は律速せず、ガスを溶存した液相の入れ替えが冠水時間を左右する。そして、再冠水の期間を考慮した廃棄体間隔の算出(課題5)として、課題1から課題4までの知見および高レベル放射性廃棄物(ガラス固化体)の発熱量の変化に伴う処分場周辺の温度推移(従来の計算結果)を基に、不飽和層において地下水流を無視した場合および性能評価において設定される地下水流速を考慮した場合の処分場における廃棄体1体あたりの必要面積を各々評価した。その結果、この算出の精度を上げるためには、さらに不飽和層における緩衝材のイライト化速度の評価が重要になることが明らかになった。本研究では、地層処分システムのコンパクト化を目的として、マイクロフローセルや充填層を用い、また、セメントの溶出による高アルカリ地下水の存在をも想定し、再冠水過程の特徴を整理した。その結果、再冠水過程は、液相への気相の物質移動速度ではなく、液相側に溶け込むガス成分の拡散や地下水流による液相自体の置換に大きく依存することが明らかになった。また、残留している気相を考慮した地下水流速の分布を設定し、地層処分のガラス固化体1本当たりの必要面積を数値解析により求め、地層処分の占有面積が従来の設定されている面積より1割程度小さくなる場合を示すとともに、今後の課題を整理した。昨年度と同様に、マイクロフローセル装置へ連続的に高アルカリ水を注入する実験では、セメント系材料との接触を考慮してカルシウムイオンを8.5 mM含みかつ水酸化ナトリウムによりpHを12.4に調整した。その際のカルシウムとケイ酸成分との析出挙動では、前述に示した実績のように析出速度の評価から析出物が系から流出することが示唆された。そこで、流動系においてカルシウムイオン濃度およびpHが一様と見なせるか否かを確認した。その結果、注入したカルシウムイオンの量は十分であり、流入口と流出口との濃度差は無視できるほどに小さいこと、またpHも12.212.3程度で維持されていることが明らかになった。すなわち、析出速度を評価する際に、流路におけるカルシウム濃度やpHの分布は無視できる。さらに、流動系からの微量なケイ素の流出を確認した。これは、流路への析出物および系からの流出物はセメント系材料の主成分であるカルシウムシリケート水和物であることを示す。また、試みにろ液のゼータ電位を測定したところ、+30mV程度の値となった。従来の研究からカルシウムシリケート水和物においてCa/Siモル比が1.2以上になると、明らかにゼータ電位は正になることから、流出物はCa/Siモル比の比較的大きいカルシウムシリケート水和物であることが示唆された。なお、通常用いられる普通ポルトラントセメントのカルシウムシリケート水和物のCa/Si比は1.6程度である。本知見は、流路の閉じ込め性にも寄与することを意味し、上述の研究実績に加え、次年度以降の考察に活用することができる。以上より本研究はおおむね順調に進展していると判断した。工学平成27年度は,最終年度として前年度の実験を引き続き行うと共に、比較のために高アルカリ水によるカラム実験を実施し、その挙動をマイクロフローセル装置による結果と比較し、検討する。
非対称振動を加えて人工的にキネシン1分子を動かす

細胞のしなやかで巧妙な運動はモータータンパク質の滑走運動や細胞骨格の重合脱重合により引き起こされると考えられている.この運動を人工的に作ることができれば,細胞運動の基本原理を抽出できるかも知れない.そこで我々は,動く部品として微小管上を滑走運動を行うキネシンを基本にして,これに人工的な物質を組み合わせて,生体内で起こっているような動きを再現できる"ナノマシン"の開発を試みた.実験では,411残基からなる双頭キネシンの末端にビオチン(BCCP)を付けた組み替え分子を発現精製し,これをアビジンをコートした直径0.2μmの蛍光ポリスチレンビーズに結合させた.ATP非存在下で,このキネシンビーズに蛍光標識された微小管をまぜ,ビーズーキネシン-微小管の複合体を作った.これにcaged-ATPを加え落射蛍光顕微鏡下で形態を観察したところ,複合体は十個程度のキネシンビーズに数本ないし数十本の微小管が結合した固まりを形成し,全体の直径が10μm程で微小管は細胞骨格を思わせるような網目状の構造をしていた.これに紫外線を照射してATPを光遊離させた後の複合体の運動を観察を行った結果,運動の基本は3種類に大別された.それらは,1.全体が広がる進展運動,2.縮む収縮運動,3.微小管が曲がる屈曲運動,であった.ここで,進展運動と収縮運動は様々な方向を向いた微小管間を挟んでいるビーズ上のキネシンが微小管を滑らせるために生じ,屈曲運動は微小管の滑り速度の異なる間でずれが起こり,微小管が曲げられたため生じたと考察できる.キネシンの微小管上を並進運動するだけの単純な運動機能で様々な運動を発現できる可能性が示された.細胞のしなやかで巧妙な運動はモータータンパク質の滑走運動や細胞骨格の重合脱重合により引き起こされると考えられている.この運動を人工的に作ることができれば,細胞運動の基本原理を抽出できるかも知れない.そこで我々は,動く部品として微小管上を滑走運動を行うキネシンを基本にして,これに人工的な物質を組み合わせて,生体内で起こっているような動きを再現できる"ナノマシン"の開発を試みた.実験では,411残基からなる双頭キネシンの末端にビオチン(BCCP)を付けた組み替え分子を発現精製し,これをアビジンをコートした直径0.2μmの蛍光ポリスチレンビーズに結合させた.ATP非存在下で,このキネシンビーズに蛍光標識された微小管をまぜ,ビーズーキネシン-微小管の複合体を作った.これにcaged-ATPを加え落射蛍光顕微鏡下で形態を観察したところ,複合体は十個程度のキネシンビーズに数本ないし数十本の微小管が結合した固まりを形成し,全体の直径が10μm程で微小管は細胞骨格を思わせるような網目状の構造をしていた.これに紫外線を照射してATPを光遊離させた後の複合体の運動を観察を行った結果,運動の基本は3種類に大別された.それらは,1.全体が広がる進展運動,2.縮む収縮運動,3.微小管が曲がる屈曲運動,であった.ここで,進展運動と収縮運動は様々な方向を向いた微小管間を挟んでいるビーズ上のキネシンが微小管を滑らせるために生じ,屈曲運動は微小管の滑り速度の異なる間でずれが起こり,微小管が曲げられたため生じたと考察できる.キネシンの微小管上を並進運動するだけの単純な運動機能で様々な運動を発現できる可能性が示された.牛の脳より精製したキネシンを1μmのビーズに1個の割合で結合させ,このビーズをレーザートラップし,微小管と相互作用させた.相互作用しているキネシンを振動するために,レーザートラップの中心の位置を非対称に振動させた.このときのビーズの中心の位置を4分割光センサーでnm計測した.その結果,1mMATP存在下で振動(振幅30-50nmのノコギリ波)を加えても,運動速度や発生力に顕著な差が見られなかった.10μMATPに1mMA DPを加えて振動を行うと,キネシンが微小管から解離する速度が,振動がないときよりも速くなった.これは微小管から解離しやすいキネシンのADP結合状態に振動が影響を与えたためであろう.さらにATPを入れずに,10μMADPのみの液中では,振動を行ったところATPがないにもかかわずキネシンは連続的に動いた.もしかすると,ADP中にATPが混在していた可能性があるので,同一の条件で,振動を行わない時にキネシンが動くかどうかを調べたところ,キネシンは全く動かないことを確認した.さらに,振動の形を,正弦波,矩形波,三角波と変えたが,キネシンの動きはあまり影響を受けなかった.これらの結果からキネシンのADP結合状態における微小管からの結合・解離速度が力に依存することがしさされた.また,ATPなしでも,力学的なエネルギーによって,キネシンの運動が可能であることが示された.今後は,ATP濃度や振動の振幅を変えて,同様な実験を行う予定である.牛の脳神経細胞から精製したキネシン分子を直径1μmのポリスチレンビーズ1個当たり1分子の割合で混ぜ,キネシン分子をビーズ表面に結合させた。

このキネシン付きビーズをレーザーにより捕まえ,ガラス表面に結合した微小管の上に持ってき,ビーズ上のキネシン分子が微小管に近づくと相互作用して運動を開始した.ビーズの動きをnm,pN計測することによって間接的にキネシン分子の運動を追跡した.ビーズの変位は100μsのサンプリングレートでコンピューターに取り込んだ。レーザートラップした1μmビーズを緑レーザーで斜光照明し,得られた暗視野像を4分割光センサーでナノ計測した.冷却は対物レンズに回したチューブと試料の上のアルミ板中を冷却水を循環して行.低温では,室温との温度差によるステージのドリフトが起こるので,ステージ温度を一定に保ちドリフトが小さくなる工夫をした.その工夫の1つとして,ステージには温度膨張率の低い合金を利用した.さらに,低温により,発生する霜や水滴がステージや対物レンズ当に付着しないように,ステージ周辺部を乾燥さた.斜光照明は出来るだけビーズからの散乱光を稼ぐために,緑レーザー光を集光した.レーザートラップされたビーズを緑レーザーで照明し9°Cまで冷却しでナノ計測できる装置を開発した.低温では,室温との温度差によるステージのドリフトが起こるので,ステージ温度を一定に保ちドリフトが小さくなる工夫をした。さらに,低温により,発生する霜や水滴がステージや対物レンズ当に付着しないように,ステージ周辺部を乾燥させておいた.この装置を用いて,9°Cにおけるキネシンの運動を調べたところ,速度は25°Cのときの5分の1に低下するが発生力はほとんど変化しなかった.この結果は,運動速度は化学反応速度と関係するが,発生力は反応速度と直接関係ないことが明らかにされた.細胞のしなやかで巧妙な運動はモータータンパク質の滑走運動や細胞骨格の重合脱重合により引き起こされると考えられている.この運動を人工的に作ることができれば,細胞運動の基本原理を抽出できるかも知れない.そこで我々は,動く部品として微小管上を滑走運動を行うキネシンを基本にして,これに人工的な物質を組み合わせて,生体内で起こっているような動きを再現できる"ナノマシン"の開発を試みた.実験では,411残基からなる双頭キネシンの末端にビオチン(BCCP)を付けた組み替え分子を発現精製し,これをアビジンをコートした直径0.2μmの蛍光ポリスチレンビーズに結合させた.ATP非存在下で,このキネシンビーズに蛍光標識された微小管をまぜ,ビーズ-キネシン-微小管の複合体を作った.これにcaged-ATPを加え落射蛍光顕微鏡下で形態を観察したところ,複合体は十個程度のキネシンビーズに数本ないし数十本の微小管が結合した固まりを形成し,全体の直径が10μm程で微小管は細胞骨格を思わせるような網目状の構造をしていた.これに紫外線を照射してATPを光遊離させた後の複合体の運動を観察を行った結果,運動の基本は3種類に大別された.それらは,1.全体が広がる進展運動,2.縮む収縮運動,3.微小管が曲がる屈曲運動,であった.ここで,進展運動と収縮運動は様々な方向を向いた微小管間を挟んでいるビーズ上のキネシンが微小管を滑らせるために生じ,屈曲運動は微小管の滑り速度の異なる間でずれが起こり,微小管が曲げられたため生じたと考察できる.キネシンの微小管上を並進運動するだけの単純な運動機能で様々な運動を発現できる可能性が示された.
数値計算によるRCスラブの押し抜きせん断破壊の解析および設計への適用

鉄筋コンクリートスラブ(RCスラブ)のせん断破壊は押し抜きせん断破壊と呼ばれる破壊形式であるが,この種の破壊に関する理論的解明は世界的にも不十分な状態である.本研究では,申請者らが独自に開発した三次元非線形有限要素法解析プログラムを活用して,RCスラブの押し抜きせん断耐力に影響を及ぼす要因として,既往の研究では考慮されていないスラブの支持条件,スラブの形状・寸法の影響が大きいことを明らかにするとともに,押し抜きせん断破壊耐力の数値計算結果を良い精度で近似できるような簡単な形の算定式にとりまとめた.鉄筋コンクリートスラブ(RCスラブ)のせん断破壊は押し抜きせん断破壊と呼ばれる破壊形式であるが,この種の破壊に関する理論的解明は世界的にも不十分な状態である.本研究では,申請者らが独自に開発した三次元非線形有限要素法解析プログラムを活用して,RCスラブの押し抜きせん断耐力に影響を及ぼす要因として,既往の研究では考慮されていないスラブの支持条件,スラブの形状・寸法の影響が大きいことを明らかにするとともに,押し抜きせん断破壊耐力の数値計算結果を良い精度で近似できるような簡単な形の算定式にとりまとめた.・研究ツールの設備RCスラブの解析は3次元FEMなどを用いるため,通常のコンピュータではメモリ不足となり,寸法の大きいスラブの解析には限界があったので、64ビットCPUを複数持ち,並列計算が可能なコンピュータおよびシステムを整備した。これにより,大規模な計算が高速で実行できるようになった。・3次元FEMの適用性の検討本研究室で実施したスラブのせん断試結果,および,他機関で行った実験結果と本研究室で開発した3次元FEMプログラムによる計算結果の比較検討により,限られた範囲ではあるが,FEM解析の妥当性を検証した。・スラブ載荷実験のための予備検討スラブの支持条件がその押し抜きせん断耐力に及ぼす影響を実験的に検討するため,剛性が異なる周辺補剛はりをもつ各種RCスラブの数値解析を行って,適切な試験体の諸元について検討を行った。・スラブの支持条件が押し抜きせん断耐力の主要因の効果に及ぼす影響の検討RCスラブの支持条件として,2辺単純支持,4辺単純支持(隅角部の浮上り許容),4辺単純支持,4辺補剛,4辺固定の5種を用い,従来からせん断耐力の主要因であると認識されていたコンクリート強度,鉄筋比,スラブ厚さ,載荷面周長の効果を比較検討した結果,これら主要因の影響度はスラブの支持方法とともに変化することを明らかにした。・押し抜きせん断破壊耐力のパラメータスタディ境界条件が明瞭で,応用性が高いと考えられる,2辺単純支持,4辺単純支持,4辺固定支持のスラブについて,上記のせん断耐力の主要因およびスラブのスパン長,形状(2方向のスパン比)を変化させた多くのケースについて,FEMによるパラメータスタディを行った。・スラブの押し抜きせん断に対する設計式の検討上記のパラメータスタディで得られた結果を,支持条件毎に簡単な形の耐力算定式としてまとめた。この算定式による耐力は,FEMによる耐力の解析値と良い精度で一致することが確かめられた。