hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ラット延髄外側部圧迫時の血圧変化における中枢神経系の関与

平成6年度の研究でラット延髄外側部圧迫により比較的恒常的に圧迫時のみ一過性に血圧を上昇させることが可能となった。またラット延髄C1-cell group孤束核、および第IX、X脳神経を切断した際の延髄外側部圧迫による血圧変動の経時的観察を行い,特にC_1-cell groupの破壊でのみ有意に血圧が変動しやすい傾向が認められた.そこで平成7年度は延髄外側(a)右側,b)左側)の圧迫や,延髄(a)右側,b)左側,c)両側)のC_1-cell groupにelectrolytic lesionを作成し,microballoonによる圧迫前後の血圧変動を経時的に観察した結果,各群とも圧迫時有意に血圧,特に収縮期圧は上昇するが,明らかな左右差は認められなかった.従って今回の実験結果から左側延髄外側部の圧迫では,右側圧迫時に比し有意に心血管系の変化がみられたとする臨床結果を指示する所見は得られなかった.以上の実験結果から今後孤束核や,他の中枢神経ニューロン連絡との関連について検討する必要があることが示唆された.この間臨床的には左側顔面痙攣を伴う高血圧患者は微小血管減圧術を施行し,術後抗圧剤が不要になった1症例と,左側小脳橋角部髄膜腫の術中,等に第VII,VIII,IX,X脳神経周囲脳幹から腫瘍を剥離する際,可逆的な低血圧や除脈を呈した1症例を経験した.平成6年度の研究でラット延髄外側部圧迫により比較的恒常的に圧迫時のみ一過性に血圧を上昇させることが可能となった。またラット延髄C1-cell group孤束核、および第IX、X脳神経を切断した際の延髄外側部圧迫による血圧変動の経時的観察を行い,特にC_1-cell groupの破壊でのみ有意に血圧が変動しやすい傾向が認められた.そこで平成7年度は延髄外側(a)右側,b)左側)の圧迫や,延髄(a)右側,b)左側,c)両側)のC_1-cell groupにelectrolytic lesionを作成し,microballoonによる圧迫前後の血圧変動を経時的に観察した結果,各群とも圧迫時有意に血圧,特に収縮期圧は上昇するが,明らかな左右差は認められなかった.従って今回の実験結果から左側延髄外側部の圧迫では,右側圧迫時に比し有意に心血管系の変化がみられたとする臨床結果を指示する所見は得られなかった.以上の実験結果から今後孤束核や,他の中枢神経ニューロン連絡との関連について検討する必要があることが示唆された.この間臨床的には左側顔面痙攣を伴う高血圧患者は微小血管減圧術を施行し,術後抗圧剤が不要になった1症例と,左側小脳橋角部髄膜腫の術中,等に第VII,VIII,IX,X脳神経周囲脳幹から腫瘍を剥離する際,可逆的な低血圧や除脈を呈した1症例を経験した.われわれは成犬を用いballoonによる左側延髄外側部の圧迫で右側に比し有意に収縮期、拡張期血圧が上昇し、圧迫の解除により徐々に血圧が正常化することを報告してきた。平成6年度の研究では、ラットで同様の実験を試みたが、初期の段階では延髄外側部をmicroballonで圧迫すると血圧は収縮期、拡張期ともに上昇する傾向を示すものの、約半数は呼吸障害や死の転帰をとった。これはballoonを拡張した際の大きさが一定でないことに起因すると考え、その後balloonを改良することにより最近の実験では比較的恒常的に圧迫時のみの一過性血圧上昇モデルを作成することが可能となった。しかし今の所左側圧迫で有意に血圧が変動しやすい傾向はみられていない。またラット延髄C_1 cell group、孤束核の破壊、および第IX、X脳神経を切断した際の血圧変動を経時的に観察した結果、C_1 cell groupや孤束核などの中枢神経系の破壊で有意に変化しやすい所見が得られた。しかし現在までのところC_1 cell group破壊でより血圧変動しやすい傾向を認めるものの、孤束核破壊のそれとの間に有意差はみられていない。またこの間臨床的には左側顔面痙攣を伴う高血圧患者に微小血管減圧術を施行し、1例で術後6ケ月して降圧剤が不要になった症例を経験した。またラット延髄CL-cell group,孤束核,および第IX,X脳神経を切断した際の延髄外側部圧迫による血圧変動の経時的観察を行い、特にC_1-cell groupの破壊でのみ有意に血圧が変動しやすい傾向が認められた。そこで平成7年度は延髄外側(a)右側,b)左側の圧迫や延髄(a)右側,(b)左側,c)両側)のC_1-cell groupにelectrolytic lesionを作成し,microballoonによる圧迫前後の血圧変動を経時的に観察した結果,各群とも圧迫時有意に血圧,特に収縮期圧は上昇するが,明らかな左右差は認められなかった。従って今回の実験結果から左側延髄外側部の圧迫では,右側圧迫時に比し有意に心血管系の変化がみられたとする臨床結果を指示する所見は得られなかった。以上の実験結果から今後孤束核や,他の中枢神経ニューロン連絡との関係について検討する必要があることが示唆された。

この間臨床的には左側顔面痙攣を伴う高血圧患者に微小血管減圧術を施行し,術後抗圧剤が不要になった1症例と,左側小脳橋角部髄膜腫の術中,等に第VII,VIII,IX,X脳神経周囲脳幹から腫瘍を剥離する際,可逆的な低血圧や徐脈を呈した1症例を経験した。
心筋細胞分化過程および障害における内因性蛋白分解酵素の関与

本年度科学研究の助成を頂き、下記のように大きな進歩が見られ、当初の目的はほぼ達成された。ここに関係各位に深謝すると同時に来年度の援助も併せ、お願いする。CANPの機能確認の手段としてその活性化にCa^<2+>を要求する点を考慮し、細胞内Ca^<2+>濃度を強制的に低下させ、活性抑制を図る事が考えられる。局所的にCa^<2+>の低下状態を作る必要がある。この為に内皮由来血管弛緩因子の酸化窒素(NO)を用いた。筆者らがクローニングしたヒトeNOS遺伝子をプラスミドに結合させ、in vivo心筋細胞へHVJでコートしたリポゾームを用いトランスフェクションした。その結果1)コントロールのlac-Z遺伝子の発現は1週間目にピークに達し、β-galactosidaseは介在板間に特異的に発現した。lac-ZとeNOS遺伝子を同時にトランスフェクションした場合、遺伝子を発現させた細胞のみならずその近隣の心筋細胞も細断され、細胞質の筋線維が消失した。病巣中には変性心筋細胞の他に膠原細胞の増殖やマクロファージも認めた。電顕による検索の結果、変性部分には顕著なミトコンドリアの集積像を認め、新しい病理変化を呈した。その形態変化は投与した遺伝子の量と投与後の日数に依存した。外因性遺伝子を心筋細胞に直接発現させても生体死に至らない事は、今後局所の蛋白機能を生体内の状態で蛋白の機能を同定する上で強力な研究手段となる。現在上記の結果を米国の超一流雑誌に投稿し、審査中である。
キセノンのコリン作動性受容体への影響

目的キセノンの副交感神経に対する影響を考える上で、コリン作動性受容体の伝達物質であるアセチルコリンの濃度はキセノン麻酔下に大脳皮質において上昇していることが確認されている。この原因としてアセチルコリンの放出が促進されているのか、アセチルコリンの代謝が抑制されているのかを明らかにすることを目的としている。本年度は、計画通り密閉条件下で気体の濃度を保ちながらコリンエステラーゼの活性を測定することを目的とした。このため酵素活性の測定に対して、放射線医化学研究所の高度画像診断ステーションの入江俊昭先生に技術的な協力を依頼し、ラジオトレーサーを用いた酵素活性の測定を行った。実験方法成熟した雄ラットを対象とし、その脳をホモジナイズしたものを緩衝液で希釈したものと、断頭断端より採取した血液を測定対象とした。キセノン100%または酸素100%(陰性対照)、エーテル10%(陽性対照)をそれぞれの溶液がはいった密閉容器に灌流しながらかつ撹拌し、容器内の溶液に飽和させるように十分に時間をとった。その後に密閉条件を保ちながら放射性トレーサーC14で標識した、アセチルコリン・エステラーゼ反応基質であるMP4Aまたはブチリルコリン・エステラーゼ反応基質であるMP3Bを加えて反応を開始し、適当な時間に反応を停止して、未変化体と代謝物の放射能比を測定、加水分解速度定数を求めた。酸素100%の速度定数をコントロールとして、キセノンおよびエーテルによる加水分解速度定数への影響を比較することにより、キセノンのコリンエステラーゼに対する影響を調べた。結果と結論キセノンはアセチルコリン・エステラーゼならびにブチリルコリン・エステラーゼの活性にはともに有意な影響を与えなかった。したがって、キセノンによるアセチルコリンの濃度上昇のメカニズムとしては放出の増加が強く示唆された。1.研究方法本研究課題では、背景としてキセノンによるアセチルコリンの脳内における一過性の濃度上昇が知られており、また、臨床的には、コリン作動性受容体刺激作用に準じた所見がみられていたことがあり、キセノンが何らかの形でコリン作動性神経系に対して影響を及ぼしていることが推察されていたことがある。研究目的として、キセノンのアセチルコリン受容体における作用のメカニズムを調べる手段として、まずコリンエステラーゼの阻害作用があるかどうかをin-vitroで調査することとした。実験方法として、ラットの大脳皮質のホモジネート希釈溶液ならびに、血液を採取し、それぞれにキセノン100%、陰性対照群として酸素100%、ならびに陽性対照群としてエーテル10%を密閉状態で十分に撹拌飽和させ、そこに放射性反応基質であるMP4AまたはMP3Bを注入し、適当な時間で反応を終了させて、未反応体と反応体を液体クロマトグラフィに展開し、それぞれの放射性活性を測定することで反応速度定数を算出した。さらにこれを対照と比較することによりコリンエステラーゼの阻害効果を計算した。2.結果および考察キセノン1気圧では、上記の条件においてはアセチルコリンエステラーゼ、並びに、ブチルコリンエステラーゼともに有意な阻害効果は見られなかった。一方、以前より知られていた、エーテルによる阻害効果は観測された。したがって、本実験の条件においては、キセノンのコリンエステラーゼに対する阻害効果はほとんどないと推測される。よって、キセノンによる脳内アセチルコリン濃度上昇ならびに、臨床的な症状の原因としてはアセチルコリン放出を促進させることによっていたことが強く示唆された。
Micro RNAによる組織形成と病態の制御機構の解析

Dnm3os KOマウスのDNAアレイ分析で発現量が大きく変化した遺伝子は少数であったがNrip1はmiR-214の標的配列を持つと予想され表現型への関与が予想された。ETAR遺伝子座へのマイクロRNA KI動物の成体でドキソルビシンによる心筋障害が顕著に抑制される機序には神経堤細胞(NCC)の関与が示唆されたので、胎仔の心臓からNCC由来細胞を得て単一細胞遺伝子発現解析を行った。その結果、NCC由来物には心臓平滑筋に寄与する集団とKit、Sox10、およびPax3を発現する集団が認められた。後者は心臓前駆細胞様であり、心筋傷害からの保護に寄与する可能性が考えられた。申請者が所属するグループで作製したDnm3os遺伝子のノックアウト(KO)マウスには骨や筋肉などが矮小であったり、形成不全が認められるという特徴がある。Dnm3osはダイナミン3遺伝子のアンチセンス鎖に存在し、マイクロRNAのmiR-199aとmiR-214をコードする。研究グループでDnm3os KOマウスにDnm3osをノックイン(KI)したところ、骨低形成等の表現型の異常はかなりの程度、回復が認められた。しかし、miR-199aやmiR-214単独のKIでは回復しなかった。そこで、申請者は本研究で両miRNAの同時ノックイン動物の作製を試み、作製に成功した。本マウスではmiR-214の発現量は有意に低いレベルであったが、特に椎骨の融合不全の解消や生後の低体重の回復が認められたことから、両miRNAがKOマウスで認められた表現型の責任遺伝子であることが明確に示された。本マウスを用いてDNAアレイの分析を実施している。また、miR-199a/214は心肥大や虚血後の腎傷害モデルにおいて発現量が増加することが示されている。筆者らは、ETAR遺伝子座へのmiR-199a/214のノックイン動物においてドキソルビシンの投与による心筋の線維化が抑制される現象を確認しているが、このマウスの組織について、特に抗酸化系と細胞の構造や接着に関与するの遺伝子の発現の変化に重点を置いて分析を行ったが、明確な変化はまだ確認できていない。miR-199a/214の発現量が不足している可能性も考えられるので、組織特異性を持ったマイクロRNAの高発現マウスを得ることが重要と判断し、Dnm3osの遺伝子座にCre-ERT2を、ROSA26遺伝子座にmiRNAをノックインした動物の作製を先行して作業している。申請者が所属するグループで作製したDnm3os遺伝子のノックアウト(KO)マウスには骨や筋肉が矮小であったり形成不全が認められたりする特徴がある。Dnm3osはDynamin3遺伝子のアンチセンス鎖に存在し、miR-199aとmiR-214をコードする。一方、KOマウスへの両miRNAの同時ノックイン(KI)動物では、特に椎骨の融合不全の解消や生後の低体重の回復が認められた。よって、両miRNAがKOマウスで認められた表現型の責任遺伝子であることが明確に示された。筆者らは、ETAR遺伝子座へのmiR-199a/214のKI動物においてドキソルビシン(Dox)の投与による心筋の線維化が抑制される現象を確認し、DNAアレイで標的細胞の特定を試みたが、明確にすることはできなかった。しかし、単一細胞レベルでの発現解析を行うことで標的が明確になることが期待されたので、Fluidigm社のシステムを利用して単一細胞遺伝子発現解析することとした。筆者らの研究グループでは神経堤細胞(NCC)に由来する心筋の存在を明らかにしているので、NCCを特異的に標識するWnt1-CreマウスとROSA26遺伝子座にloxP-LacZ-loxP配列を有するマウスを交配して得たマウスの心臓について単一細胞の解析系の応用可能性を確認した。その結果、c-KitやSox8を発現する特徴的な一群の存在を確認し、NCC由来の心筋幹細胞の存在が示唆された。この単一細胞分析系を用いて両miRNAのKOマウスとDox投与による心筋傷害モデルに適用して分析を進める計画である。Dnm3遺伝子座のmiR-199a/214の遺伝子改変マウスと野生型マウスを対象にDNAマイクロアレイによる分析を行ったが、遺伝子発現の比較からはマイクロRNAが標的とする細胞の特定はできておらず、この点は当初の予定より遅れている。ノックアウト(KO)動物で確認された表現型の変化が両miRNAの発現量が野生型やヘテロマウスと比べて低かったことと、複数の細胞から得たRNAを対象とした発現解析であったために細胞特異性が損なわれたことが原因と考えられた。そこで、マイクロRNAの組織特異的は発現量の増加が期待されるROSA26遺伝子座へのmiR-199a/214をノックイン(KI)したマウスと組織特異的なCre発現によるコンディショナルKIマウスの作製も継続して行っている。

しかし、これまでに得たmiR-199a/214 KIマウスでも部分的な表現型の回復は認められているので標的細胞の特定に関する精度の向上をはかること、すなわち、単一細胞レベルでの遺伝子発現解析が有効と考えられた。折良く、所属研究グループでFluidigm社のC1システムが導入されたので、この系を用いてマウスの心臓の単一細胞発現解析を試みた。所属研究グループで樹立した神経堤(NCC)由来細胞を標識するマウスを用いて心筋細胞の発現細胞を試みたところ、単一細胞レベルでの遺伝子発現が可能であることが確認でき、さらにc-KitとSox8が陽性の心筋幹細胞様細胞の存在が初めて確認することができた。そこでドキソルビシン投与による心筋傷害モデルについての単一細胞レベルでの発現解析を行い、標的となる心臓の細胞の特定を行う予定である。Dnm3os KOマウスのDNAアレイ分析で発現量が大きく変化した遺伝子は少数であったがNrip1はmiR-214の標的配列を持つと予想され表現型への関与が予想された。ETAR遺伝子座へのマイクロRNA KI動物の成体でドキソルビシンによる心筋障害が顕著に抑制される機序には神経堤細胞(NCC)の関与が示唆されたので、胎仔の心臓からNCC由来細胞を得て単一細胞遺伝子発現解析を行った。その結果、NCC由来物には心臓平滑筋に寄与する集団とKit、Sox10、およびPax3を発現する集団が認められた。後者は心臓前駆細胞様であり、心筋傷害からの保護に寄与する可能性が考えられた。マイクロRNAのノックイン(KI)マウスについて、Dnm3os遺伝子座へのmiR-199a/214のノックイン動物の作製に時間を要した。そのため、DNAマイクロアレイによる分析などの進行が遅れている。しかし、ノックアウト(KO)動物で確認された表現型の変化が両miRNAの発現により回復することが確認でき、両miRNAの組織形成における重要性を明らかにするという目的は達成できた。KIマウスではmiR-214の発現量が野生型やヘテロマウスと比べて低かったことが問題と考えられた。表現型解析のためにはmiRNAの発現量が組織特異的に確固として増加することが望まれる。そこで、26年度に予定していた心筋および腎傷害モデルにおける解析に先行して、当初は次年度以降に予定していたROSA26遺伝子座へmiR-199a/214ををノックインしたマウスの作製作業を進めている。Dnm3os遺伝子ノックアウト(KO)動物で見られた表現型へのmiR-199a/214の関与は明らかになったので、その標的遺伝子の選定について作業を進めていくが、マイクロRNA (miRNA)ノックイン(KI)マウスではmiR-214の発現量が野生型やヘテロマウスと比べて低く、さらに細胞集団として解析したことにより標的遺伝子の変動量が希釈化された恐れがあり、DNAマイクロアレイでは標的細胞や標的遺伝子の特定には不十分と考えられた。ROSA26遺伝子座を利用した組織特異的な発現系を用いて両miRNAを組織特異的に高発現するマウスを作製し、変化の程度を大きくして観測しやすくすることも解決策となるが、単一細胞レベルでの発現解析を実行することにより分析精度の画期的な向上が期待できる。平成27年度には心筋細胞を対象として単一細胞の発現分析の実施が可能であることも確認できた。そこで、次年度ではこの分析系を用いた解析を心筋および腎障害モデルマウスを対象として優先して実施することととする。この解析によりmiRNAの標的細胞や責任遺伝子の候補の選定が高精度で実施可能になると期待している。ETAR
GISを用いた城下町に関する歴史情報システムの構築と解析

本研究では、徳島藩における徳島城下町(阿波国)と洲本城下町(淡路国)を事例に、各種城下絵図をもとに作成したGIS地図によって近世都市景観・土地利用の復原を行うとともに、徳島大学附属図書館所蔵史料の藩士データベースや藩士屋敷の発掘成果と関連づけることで、徳島藩の支配体制や城下町構造の一端を明らかにした。成果の一部については、平成20年10月25日開催の科研シンポジウム「徳島藩政下における城下町とその歴史情報」において公開した。1.本研究の目的は、城下町GIS地図による近世都市景観の復原成果を、徳島大学附属図書館所蔵史料をベースとする藩士データベースや藩士屋敷の発掘成果と統合・解析することで、徳島藩の支配体制や城下町構造を明らかにすることにある。2.平成17年度における主な研究実績は次の通りで、予定通り研究計画を遂行した。(1)打ち合わせ会議を2回(5月・2月)開催するとともに、7月には洲本市で資料収集や市内巡検を行った。また、パソコン・ソフト類を購入したほか、東京・京都市等においても関係資料の収集を行った。(2)基礎資料となる淡路文化史料館所蔵の洲本城下・淡路関係絵図類約45点についてデジタル画像データ化を行った。うち7点については専門業者に依託して高精細画像データを作成した。(3)同館および洲本市役所が所蔵する洲本市都市計画図類13点について、購入した大型スキャナーにより高精細デジタル画像を作成し、淡路関係の旧版地形図・空中写真の画像データも購入した。(4)徳島大学附属図書館が所蔵する阿波・淡路国絵図ならびに徳島・洲本城下絵図の高精細画像データ8点を、附属図書館HP(http://www.lib.tokushima-u.ac.jp/mado/)に追加掲載し、Web上でインターネット配信した。(5)藩士DBについては、約1,700家12,000件分の藩士名テキストデータを作成した。(6)発掘資料のDB化にあたっては、常三島遺跡の一部について発掘成果報告書を刊行した。(7)国絵図研究会編『国絵図の世界』の中で、平井が「淡路国絵図」・「阿波国絵図」に描かれた洲本・徳島城下町について紹介した。(8)平成17年12月に平井が「阿波の国絵図と城絵図」と題して徳島城址を愛する会で、同18年2月に研究協力者の根津寿夫が「『蜂須賀家家臣成立書』からみた阿波の社会史」と題して徳島大学附属図書館で講演した。2.平成18年度における主な研究実績は次の通りで、予定通り研究計画を遂行した。(1)打ち合わせ会議を兼ねて、平成18年12月および平成19年2月に、洲本市および淡路島で資料収集や調査を行った。また、高知市・名古屋市等においても関係資料の収集を行うとともに、近江八幡市や名古屋市等で開催された学会・研究会等に出席して情報収集・意見交換を行った。(2)この間引き続き、城下絵図画像データを収集するともに、パソコン・デジタルビデオカメラ・ソフト類、およびデジタル地図データ、消耗品等を購入し、分析にあたっては学生補助を雇用した。(3)また、約1,700家12,000件分の藩士データベース、ならびに徳島・洲本城下町に関するGISデータの作成を引き続き行った。(4)平成18年910月に、平井は徳島大学ガレリア新蔵において、徳島大学附属図書館所蔵国絵図を中心に第3回特別展「阿波・淡路の国絵図と五街道」を開催するとともに、10月11日開催の附属図書館講演会で「阿波・淡路の国絵図を読む」と題して講演した。また、研究協力者である根津寿夫は、11月16日開催の地方史協議会徳島例会において「城下町徳島の社会史-民衆的世界の展開-」と題して報告した。さらに平井と根津は、本研究成果をもとに、現在印刷中の『阿波・淡路国絵図の世界』(徳島市立徳島城博物館)を編集した。(5)平成19年度は、7月に洲本市で本科研成果にもとづく研究シンポジウムの開催を予定している。また平井は、2007年度人文地理学会特別研究発表において「古地図のGIS的世界」と題して、本科研成果を発表の予定である。2.平成19年度における主な研究実績は次の通りで、予定通り研究計画を遂行した。(1)平井と根津寿夫(研究協力者)は図録『阿波・淡路国絵図の世界』(徳島市立徳島城博物館)を刊行し、徳島・洲本城下町についても紹介に努めた。(2)9月9日に洲本市立淡路文化史料館で開催された一六一七会(戦国期城下町研究会)

第32回例会において、平井と根津が別記の2件の研究発表を行った。研究会には戦国期城下町研究者約20名が参加し、成立期の洲本城下町やその支配体制に関して有意義な意見交換が行われた。(3)この他、根津は『地方史研究』第328号の誌上において「郷町二軒屋町の成立と展開-近世都市徳島研究序説-」、平井は2007年度人文地理学会大会特別研究発表において「古地図のGIS的世界」、と題して報告した。(5)また、桑原が「水都・徳島、その繁栄の軌跡」10月27日、根津が「蜂須賀家の町づくり城下町徳島の成立」1月6日、定森が「常三島から見る徳島城下町の一段面-安宅島初期船置所を中心にして」1月19日と題して徳島城博物館で講演し、徳島新聞文化欄で講演内容が紹介された。(6)附属図書館貴重資料ポータル「蜂須賀家家臣団データベース」が2007年12月に公開され、データベースの一部を本研究に活用できるようになった。(7)年度成果の報告会を2008年3月18日に徳島大学総合科学部で開催し、4件の研究報告を実施した。(8)本科研の最終年度にあたる平成20年については、これまでの研究成果をもとに、徳島・洲本城下町に関するシンポジウムの開催、ならびに成果報告書の刊行等を予定している。1.本研究の目的は、城下町GIS地図による近世都市景観の復原成果を、徳島大学附属図書館所蔵史料をベースとする藩士データベースや藩士屋敷の発掘成果と統合・解析することで、徳島藩の支配体制や城下町構造を明らかにすることにある。2.平成20年度における主な研究実績は以下の通りで、予定通り研究計画を遂行した。(1)研究代表者(平井)が、5月18日開催の歴史地理学会大会(仙台市)および11月9日開催の人文地理学会2008年大会において洲本城下町に関する成果の一部を発表した。歴史地理学会大会での研究発表については、「歴史地理学における絵図・地図」特集号の『歴史地理学』第51巻第1号に「近世初期城下町の成立過程と町割計画図の意義-徳島藩洲本城下町の場合-」として掲載された。(2)2008年10月頃25日(土)に研究者を中心に約35名の参加の下、本科研主催によるシンポジウム「徳島藩政下における城下町とその歴史情報」を徳島市立徳島城博物館で開催した。シンポでは、渡辺理絵氏(日本学術振興会特別研究員)の基調講演、本科研成果に関わる地図情報・文書情報・遺物情報の3件の口頭報告のほか、パネル討論「徳島藩政下の城下町」も行い、徳島・洲本城下町やその支配体制に関して有意義な意見交換が行われた。シンポ開催に合わせて、科研成果の書面報告10件を掲載した『資料集』も刊行した。(3)研究成果を還元すべく、一般向け講演会「洲本城下町の成り立ちを探る」を2009年1月18日に洲本市立淡路文化史料館で開催し、平井松午と根津寿夫が洲本城下町に関する2件の講演を行った。(4)2009年2月に、別刷形式の4件の科研成果報告書を作成し、成果の公開を行った。(5)今後とも、これまでに収集・分析されたデータをもとに、引き続き歴史情報システムの構築を予定している。
両側後根付き脊髄スライスを用いた高速画像解析法による神経障害性疼痛発生機序の解明

平成30年度の前半は新しい灌流システムの作成や実験室の移動に伴って生じた機械類の修理を終わらせることができた。その後、本来の計画である成熟動物からの細胞内Ca2+イメージング法の方法論の完成に取り組んだ。試行錯誤を繰り返し、以下のことがスライスイメージング法を成功させる上で重要なことがわかった。まず、これまでの電気生理と同様の方法で脊髄横断スライスを作成した後、染色前に十分に酸素化し、27-28°Cの体温より若干低い温度の人工脳脊髄液で約1時間灌流すること。Ca2+指示薬はRhod-2が良いこと。Rhod-2の濃度は0.33mg/ml程度が良いこと。Rhod-2による染色時間は最低でも90分必要であること。染色中もO2+CO2の混合ガスで十分にバブリングを継続すること。染色液の温度は20°C程度が良いこと。光学的測定はフォーカスをスライス内部に合わせるのではなくスライス表層に合わせることが重要であること。以上の条件下で、左右の腰椎L5後根を同時に電気刺激し、左右とも同様の反応(蛍光強度の変化率)が生じることを確認した。次に、片側坐骨神経損傷モデルラットから同様の方法で左右後根の同様に刺激を行った。これまで、神経損傷により脊髄後角細胞の興奮性が増加すると考えられてきたが、細胞内Ca2+イメージング法による興奮性の変化を調べた限りでは、これまでの仮説は間違いであり、むしろ神経障害側で脊髄後角細胞の興奮性は低下していることが示唆された。ただし、実験回数は十分ではなく、さらなる検証が必要である。平成29年度は実験室の移転とそれに伴う機械類の故障、及びその修理によりほとんど実験ができなかった。平成30年度の前半は新しい灌流システムの作成や機械類の修理を終わらせることができ、後半には実験を再開することができた。平成30年度の終わり頃にはスライスの作成法・染色法・至適灌流温を決定することができ、神経障害性疼痛モデルラットからのデータ取得に着手することができた。データ数がまだ少ないため、当初計画していたほどには達していないが、研究全体としてはおおむね順調に進展していると判断した。今後は当初の計画通り実験を継続してデータ数を増やし、神経障害側の脊髄後角細胞の興奮性を正常側の興奮性と比較して、神経障害側の脊髄後角細胞の興奮性が末梢神経損傷によって亢進するというこれまでの仮説が本当に正しいのか、検討する予定である。平成29年度の当初の目的は、実験に適する動物の週齢を確定すること、両側後根付きスライスの作成が技術的に安定してできることを確認すること、染色前の至適灌流温度・灌流時間を確定すること、染色液の至適濃度・染色時間を確定すること等、実験に必要な方法論を確立することであった。しかしながら、以下の「現在までの進捗状況」に記載したように、年度の初めに実験室を移動させなければならないことが決まり、光学器械や灌流システムの移動の準備や移動先の実験室での実験システムのセットアップに半年以上費やした。移動先で実験システムの再構築が完了した後、移動前と同様に実験システムが稼働するかどうか確認するために片側後根付き脊髄スライスを用いて以前と同様の実験をしてみたところ、全く記録がとれず、原因を究明することとなった。様々な可能性を検討した結果、移動に伴って光学的記録システムが故障していること、及び光学的試薬が変性していることが判明した。その後、光学器械を修理し、米国より新しい試薬を取り寄せ、再び同様の実験を行ったところ、何とか以前とほぼ同様の記録ができるようになった。この時点で既に年度の2/3以上が経過していたが、予定通り、まず実験に適する動物の週齢を検討した。将来的には神経障害性モデル動物を作ることから最低でも7週齢以上のラット(成熟ラット)で行うことが必要であることから、715週齢のラットで記録が安定してとれるか比較してみたところ、710週齢程度が最も良く記録がとれることがわかった。平成29年度の成果は実験に適する週齢を確定することにとどまったが、今後は染色前の至適灌流温度、至適灌流時間、染色液の濃度と染色時間を決定していく予定である。平成29年度は医学部の事情で実験室を急に移動しなければならないことになり、移動に関して時間を要したため実験のスタートが大幅に遅れた。移動の準備に約2か月、移動後の実験システムのセットアップに数か月を要した。特に、移動先の実験室は室内の温度・湿度管理や水道あるいは排水状況において、精密な実験ができるような環境ではなく、実験室の大幅な改修が必要となった。また、移動に伴い光学系精密機器が故障し、故障箇所の究明と修理にさらに数か月を要した。さらに、移動に伴って、光学的試薬(-20°C以下での保存が必要)の変性が判明し、米国からの取り寄せに時間を要した。以上のように、様々なアクシデントが重なったため、平成29年度は実験室の整備や実験機器の移動と修理にほとんどの時間が費やされた。現在ではほぼ実験室移動前の状態に復旧したと思われるが、安定して実験システムが稼働するかどうかはさらなる検証が必要と思われる。上記の理由により、実質的に実験を始められるようになったのは平成29年度の終盤であり、研究の進捗状況としてはかなり遅れていると判断せざるを得ない。

その後、本来の計画である成熟動物からの細胞内Ca2+イメージング法の方法論の完成に取り組んだ。試行錯誤を繰り返し、以下のことがスライスイメージング法を成功させる上で重要なことがわかった。まず、これまでの電気生理と同様の方法で脊髄横断スライスを作成した後、染色前に十分に酸素化し、27-28°Cの体温より若干低い温度の人工脳脊髄液で約1時間灌流すること。Ca2+指示薬はRhod-2が良いこと。Rhod-2の濃度は0.33mg/ml程度が良いこと。Rhod-2による染色時間は最低でも90分必要であること。染色中もO2+CO2の混合ガスで十分にバブリングを継続すること。染色液の温度は20°C程度が良いこと。光学的測定はフォーカスをスライス内部に合わせるのではなくスライス表層に合わせることが重要であること。以上の条件下で、左右の腰椎L5後根を同時に電気刺激し、左右とも同様の反応(蛍光強度の変化率)が生じることを確認した。次に、片側坐骨神経損傷モデルラットから同様の方法で左右後根の同様に刺激を行った。これまで、神経損傷により脊髄後角細胞の興奮性が増加すると考えられてきたが、細胞内Ca2+イメージング法による興奮性の変化を調べた限りでは、これまでの仮説は間違いであり、むしろ神経障害側で脊髄後角細胞の興奮性は低下していることが示唆された。ただし、実験回数は十分ではなく、さらなる検証が必要である。平成29年度は実験室の移転とそれに伴う機械類の故障、及びその修理によりほとんど実験ができなかった。平成30年度の前半は新しい灌流システムの作成や機械類の修理を終わらせることができ、後半には実験を再開することができた。平成30年度の終わり頃にはスライスの作成法・染色法・至適灌流温を決定することができ、神経障害性疼痛モデルラットからのデータ取得に着手することができた。データ数がまだ少ないため、当初計画していたほどには達していないが、研究全体としてはおおむね順調に進展していると判断した。まず、平成29年度に整備・修理した実験システムがこれまでと同等あるいはそれ以上に安定して稼働することをこれまで同じ脊髄横断スライスで確認する必要がある。これにはおそらく10回程度の実験で安定して記録できることを確認すれば良いと思われる。両側の後根を付した脊髄スライスを作るには、横断スライスと水平断スライスの2通りの方法があり、現時点ではどちらのスライスの方が両側の脊髄後角細胞の興奮を同時に観察するのに適しているかわからない。そのため、両方のスライスを同じ条件で比較してみる予定である。また、現時点では実験室移動前の状況はほぼ復旧したと思われるが、染色前の灌流時間・温度や染色時間、染色液の濃度なども最適なものかどうか確定できていない。これらを確定してから、当初の予定であった神経障害性動物モデルの作成に進みたいと考えている。今後は当初の計画通り実験を継続してデータ数を増やし、神経障害側の脊髄後角細胞の興奮性を正常側の興奮性と比較して、神経障害側の脊髄後角細胞の興奮性が末梢神経損傷によって亢進するというこれまでの仮説が本当に正しいのか、検討する予定である。光学機器の不具合の原因究明とその修理および実験室の移動に伴うマニピュレーター等の破損の修理に時間を要したため、計画していたほどの実験日が確保できなかったことが最大の理由である。
生物分子モーターの構造・機能の1分子動態解析研究

アクトミオシンモーターのエネルギーはATPの加水分解で供給される。この化学エネルギーがどのようにして力学的エネルギーに変換されるのか、また、ATPase反応のどのステップが力学的現象を生むのか、更には、力学的性質(発生する力の大きさや滑り速度)が何によって決定されているのか、など多くの興味ある問題が未解決のままである。本研究では先ず、ミオシン頭部がATPを結合・分解するときにミオシン頭部にどのような力学的応答が生ずるかを、原子間力顕微鏡を用いて1分子レベルで調べた。カンチレバー探針先端に捕捉されたHMM1分子が基板に固定されたATPと結合した直後のカンチレバーの応答を計測した。驚いたことに、カンチレバーが振動する現象が観察された。カンチレバーを動かしているものはHMM以外には無いので、HMM分子自身が振動していると判断せざるを得ないが、他の可能性も残されている。この振動がATP加水分解のエネルギーによってもたらされているかどうかを調べるために、ATPをADPで置き換えた。ADPの場合には振動は全く観察されなかった。HMMがATPと結合・解離を繰り返すために振動が現れる可能性もあり得るが、ATP基板を下げていっても振動が続くことからこの可能性は否定された。HMMの2つの頭部が交互にATPと結合・解離をするために振動が現れる可能性が残されているが、単頭のHMMで振動が現れるかどうかを今後調べる。アクトミオシン系の滑り速度・力が何によって決定されているかを次に調べた。様々な基質(7種類のMg-NTP、4種類のMe-ATP)とイオン強度を変えて、NTP加水分解反応と滑り運動を同じ条件で観察した。その結果、滑り速度はNTPase反応のアクチン濃度に対するKmに、すべての条件下で比例することを発見した。最大活性は滑り速度と無関係であった。力については、滑り運動中の力はすべての条件でほぼ一定であり、滑り速度ゼロのときに発生している力は条件に依存した。その依存性にはNTPase反応のKmや最大活性とのシステマティックな関係が見出されなかった。これらを説明できるモデルを構築・分析して、弱い結合中間体におけるミオシン頭部とアクチンとの間で生ずる内部負荷が滑り速度を決定していることを解明した。
生物を模倣したソフト溶液プロセスによる新規酸化物ナノ構造デザイン

本研究では、生物が行なう無機材料合成(バイオミネラリゼーション)を模倣することで、三次元ナノ構造を有する機能性酸化物を合成することを目的とした。リチウム二次電池電極として優れた電極特性を持つことが知られている酸化スズ(SnO)、マンガン酸リチウム(LiMn_2O_4)、リン酸鉄リチウム(LiFePO_4)を作製し、その電極材料としての優位性の検討を行なった。LiMn_2O_4では、我々のグループが以前に報告したゲルマトリクス中における結晶成長の手法を利用することでMnCO_3ナノ構造体を作製し、それをLiCO_3と共に焼成することでLiMn_2O_4ナノ構造体を作製することに成功した。本手法で得られたLiMn_2O_4ナノ構造体をリチウム二次電池正極に用いることで、0.5A/gの電流値の充放電特性において電極耐久性の向上が見られた。SnOおよびLiFePO_4では、それぞれの中間体であるSn_6O_4(OH)_4、Fe_3(PO_4)_2を溶解再析出によって目的物質へと変化させる際の反応条件を調整することで、ナノ構造の制御を行なった。SnO結晶はSn_6O_4(OH)_4を酸性溶液中でエージングすること、ピラミッド状、メッシュ状、花弁状といった様々な形状を有するSnO結晶の作製に成功した。一方、LiFePO_4においては、Fe_3(PO_4)_2をLiOH溶液を用いて180°Cで水熱処理することで、ナノロッドが方位を揃えて集積した櫛状粒子が得られた。上記の研究成果について国際会議2件(LiMn_2O_4,SnO)、国内学会1件(LiFePO_4)の学会発表を行なった。また、SnOに関しての成果をまとめた論文が学術雑誌Langmuirに掲載され、関連した論文を2件投稿中である(2009年3月現在)。上記の研究以外にも光触媒に関する論文を共著で発表した。
身体性を基盤としたコミュニケーションを通して子供と遊ぶ自律ロボットの研究

本研究は、子供と自律で遊ぶことのできるロボットを実現するために、まずロボットの開発や子供と遊ぶための遊びモジュールの開発を行った。また、保育士と子どもの遊びを観察することで、子どもと長く遊ぶために必要な要素を検討した。その結果、子どもの表情や行動から子どもの内部状態を推定し、その結果に基づいて行動を決定するモデルを構築した。実際に幼稚園の子どもを被験者とした大規模な実験を行い、その有効性を検証した。また、ロボットと子どもの物理的な接触が関係構築に有効であることや、子どもの性格に応じたインタラクション方法があることを実験的に明らかにした。24年度は、昨年度開発した遊びロボットを用いた「子供-ロボット」実験を実施し、これによって蓄積した実験データを基に、遊びにおける趣向と性格の関係性や認知発達の関連性などを調査することが目標であった。そこで実際に実験を行い、20名程度のデータを解析したところ、遊びにおける趣向と性格の間に関係があることが明らかになった。これは、ロボットと遊んでいる間の子供の動作に関する特徴と実験終了後に行った、子供の性格検査の結果を解析することで得られた知見であり、ロボットが子供の動作を遊びを通して観察することで子供の性格を推定し、ロボット自身の振る舞いを調整することや、子供にとって必要と思われる遊びを誘導することなどができる可能性を示唆している。さらに本年度は、保育士と子供の大規模遊び実験に向けたロボットシステムの構築を行った。これは、保育士がロボットを操作することで多数の子供と長期的に遊び、その際の子供の行動データと、保育士のロボット操作データをすべて記録することで大規模な状況ーロボット行動(操作)データベースを構築することを目的としている。このようなデータを構築することで、ロボットは行動と状況の対応関係や子供の状態をよりよく予測することが可能となる。本年度構築したシステムは、保育士がロボットを非常に直感的に操作でき、かつ子供がロボットが操作されていることに気づかないよう考慮されており、予備実験によりその有効性を示した。このシステムを利用して、来年度に本格的な実験を行う予定である。本年度はまず幼稚園において大規模遊び実験を実施した.実験は約40名の幼稚園年長を対象とし,幼稚園教諭と遠隔ロボットを介して遊ぶというものであった.実験時には,ロボットの操作情報やカメラの映像など,可能なセンサ情報を全て記録した.また,実験前と実験後に被験者の子どもとその保護者に性格検査やアンケートを実施した.こうしたデータを全て合わせると一人当たり43GB,全体で1.6TBのデータとなった.実験データを解析することで,主に以下の3つの知見を得た.(1)フィジカルコミュニケーションがロボット-子どもの関係を良好なものにするとの仮説をたて,手つなぎ行動を遊びの中に取り入れた場合と取り入れない場合を比較した.その結果,ロボットによる手つなぎが関係性の向上に効果的であることが明らかとなった.これは,物理的な接触が予測性の向上や安心感を引き起こすことに起因した効果であり,こうしたフィジカルコミュニケーションが,これからの対人ロボットに必要であることを示唆している.(2)内向的な性格の中でも特に人見知りの子どもに焦点を当て,人見知りの子どもとの関係構築に有効な遊び行動があるという仮説を立てた.実験では,保育者のスキルによって全員の子どもと最後まで遊び通すことができたが,人見知りの子どもの1/3はロボットへ親近感を持ち,1/3は持たなかった.その違いから,人見知りの子どものロボットへの親近感を高めるために有効な遊び行動が示唆された.(3)生体データに基づくストレス指標と保護者アンケートの相関を計算することで,ストレス指標から性格の傾向も推定できることが示唆される結果を得た.これにより仮に心拍を測りながら遊ぶシステムがあれば,子供の遊びの質や性格をモニタリングしながら遊び相手を行うことができるようになり,これを利用してより子供個人に合わせた行動を選択できるようになると考えられる.本研究は、子供と自律で遊ぶことのできるロボットを実現するために、まずロボットの開発や子供と遊ぶための遊びモジュールの開発を行った。23年度はまず、基本となる遊びロボットの実現、及び「保育士-子供」による遊び観測実験を行い、その後の検討を行うための実験データの蓄積を行うことが目標であった。具体的な成果は次の通りである。(1)遊びロボットの基本モジュール開発:研究を開始する段階で既に、ロボットプラットフォームに、簡単な対話を中心に、「じゃんけん」、「神経衰弱」、「お絵かき」、「積木」、「絵本読み聞かせ」の6つの遊びモジュールが実装済みであった。ただし、完全な自動化や自動的な遊びの切り替え機能を実装していないため、そうした点を改善し、基本的な遊びロボットの開発を行った。実際、数名の大人を被験者として予備実験を行い、動作の確認を行った。(2)「保育士-子供」による遊び観測実験:保育士がどのように子供とインタラクションしながら遊びを促進するかを観測するために、保育士に数名の子供と遊んでもらい、その様子を複数台のビデオに記録した。

また、このビデオの解析を行い、保育士と子供の遊びに関する状態遷移モデルを開発した。(3)子供の状態センシング手法検討:研究開始時点では、子供の顔向きと笑顔度を計測することで、子供の興味度が推定できることを確認済みであった。しかし、その他の情報や推定手法の高度化により、推定精度の向上を図ることのできる可能性があった。そこで(2)の実験データを解析し、3次元情報を利用したより高精度な状態推定手法を開発した。(4)「子供-ロボット」予備実験:数名の子供による予備実験を行い、動作確認と来年度の実験に向けた最終的な改良を行った。(5)@ホームリーグ出場による評価:実装した遊びモジュールを評価するために、RoboCup@Homeリーグに出場した。結果として、ジャパンオープンで優勝し、ロボット学会賞を受賞するなどの具体的な成果を挙げることができた。本年度の研究計画の主は、ロボットが子供と遊んでいる際に観測する子供の振る舞いから、子供の性格や好みの遊びなどを推定し、その結果に基づいて行動を調整したり遊びを誘導したりすることに関する検討であった。これに対し、実験結果を解析することで、非常にポジティブな知見を得ることができた。また、この内容に関して論文誌に投稿し採録された。このように、研究は順調に進展している。上記研究実績の内容は、ほぼ申請書記載の23年度目標を実現したものであり、おおむね順調に進展していると言える。研究はおおむね予定通りに進んでいるため、従来の計画通りに研究を進める。具体的には、以下の通りである。最終年度は、本年度に引き続きロボットの改良を行い、最終的な大規模実験と評価を行う。(1)前年度に引き続き遊びアルゴリズムの改良:ロボットの更なる改良と、前年度までの計画で十分に進捗しなかった点を補う。(2)長期間実験と最終的な評価:長期間ロボットを幼稚園で稼動し、実験を行う。全体で30名程度のデータを数週間に渡り取得することを考えている。これらのデータから、最終的な評価を行う。申請書記載の目標において、コミュニケーションモデルの検討のみが、本年度の具体的な成果として実現できなかった項目である。この項目を来年度に実施する。該当なし計画書の通りに研究費を使用する予定である。
ヒトパピローマウイルスと子宮頸癌の関係

本班の目標は、ヒトパピローマウイルス(HPV)と子宮頸癌の関連性を臨床病理学的な立場から検討することである。日本の子宮頸癌におけるHPV-DNAの検出頻度を北海道から大阪に至5カ所で検討した。その結果、4070%の頻度で、HPV-16、18、33、52b、58型が検出されている。なかでもHPV-16型は最も検出頻度が高く、北海道で54%、東北で45%、千葉で40%、東京で40%、長野で20%、大阪で30%の子宮頸癌に検出された。子宮頸部の上皮内癌ではHPV-16型が25%から56%に検出され、子宮頸部上皮異形の高度なものでは2550%、中等度のものでは10%、軽度のものでは1350%に検出されHPV-16型本邦でも子宮頸部の癌や前癌病変に存在することが判明した。一方で本邦の子宮頸癌検体よりHPVの新しいタイプがクローニングされ、52b型、58型が本班関係者により発見された。52b型は東北では0%、大阪では13%の子宮頸癌に検出され、58型は6%の長野の子宮頸癌より検出された。現在のところ病変の病理学的特徴とHPV感染をサブタイプのレベルで考えることは検討中で、さらに症例数の追加を要す。HPV-16型は、Filter in situ法にて、一般健康人から36%の頻度で検出された。今後の長期観察によりHPVの自然史を明らかにする点で、重要な発見である。新しい試みとしてPCRを用いたHPVの検出や、HPV-1に対するモノクローナル抗体の作成が行われている。なお本研究は11か所の施設で、個々に内容が異なる分担で施工したため、各分担の研究が速やかに効率よく実行されるように、各班員に補助金の分配を行った。
強相関電子系における電子-格子相互作用の研究

f電子を含む希土類化合物やウラン化合物などの強相関電子系では,f電子系と伝導電子系との磁気的相互作用が特異な磁性や超伝導に本質的な役割を果たしている。しかし,一般に軌道角運動量をもっているf電子系では,電子-格子相互作用も重要な役割を担い,多彩な物性を出現させる。本研究では,希土類化合物やウラン化合物の超音波測定を行ない,強相関電子系での電子-格子相互作用の解明を進めた。希土類化合物の4f電子系では有限な軌道角運動量を持っており格子歪みと四重極-歪み相互作用をする。超音波で測定される弾性定数は四重極モーメントに対する応答として理解される。弾性定数の温度変化には4f電子状態を敏感に反映した異常が見られる。本研究では,典型的な近藤系である(ex Lai-XB_6の四重極応答を測定し,近藤-重項系と格子系との相互作用の動的性質,四重極相転移の磁気相図を決定した。また,近藤物質CePd_2Al_3,超伝導体UPd_2Al_3,P-f混成効果が期待される小数キヤリア-系CeP,CeAsの四重極応答の研究も行なった。低温磁場中での弾性定数の量子振動は音響ドハース効果と呼ばれ,フエルミ面の極値断面積や有効質量のみならず,伝導電子系の電子-格子相互作用を決定できる。本研究では,音響ドハース効果の理論(片岡,後藤)を確立し,伝導電子系での電子-格子相互作用を定量的に見積ることが可能となり,極めて重要な進歩である。本科学研究費で超伝導磁石(Oxford社,14T)を購入し,より高精度での量子振動強度の測定が可能となった。本研究ではCeAs,CeP,CeBi,LaAs,HoB_<12>などの音響ドハース実験を進めたが,強相関電子系での電子-格子相互作用の深い理解には,極低温領域でのより詳しい研究が必要である。本研究は,希土類化合物やウラン化合物のf電子系に見られる強相関電子状態-ヘビーフェルミオン-と格子歪みとの相互作用に解明を目的としている.申請者は,極低温での超音波精密計測法を確立し,弾性定数の量子振動-音響的dHVA効果-の研究を進めてきた.音響的dHVA効果では,フェルミ面の極値断面積や有効質量のみならず,フェルミ面上の伝導電子と超音波によって誘起された格子歪みとの相互作用を定量的に観測でき,極低温,強磁場での実験が必要である.特にヘビーフェルミオン系では,申請者等が科学計測研究所で自作した大型希釈冷凍機(8mK)と超伝導磁石(15T)を用いている.比較的小さな有効質量をもつ希土類化合物の音響的dHVA効果の研究も重要であり,平成5年度の本研究補助金で購入した超伝導磁石(14T)と^3Heクライオスタットを用いた.^3Heクライオスタットに挿入する振動磁歪測定プローブも既に完成している.平成5年度には,片岡,後藤によって音響的dHVA効果の理論が確立した.これは,我々が長い間望んでいた応答理論が完成したことを意味し,変形ポテンシャルおよび多重バンド効果を求めることが可能になった.

平成5年度には,LaAs,CeAs,TmSb,PrIn_3等の二軸ゴニオを用いた精密な音響的dHVA効果の実験が進み,応答理論を用いた解析が開始されたことは画期的な進歩であり,同じ物質でもフェルミ面により変形ポテンシャルおよび多重バンド効果は極めて個性的な振る舞いを示すことが明かになってきた.平成6年度からは音響的dHVA効果および振動磁歪を用いたヘビーフェルミオン系も含めて電子-格子相互作用の研究が飛躍的に進展すると期待できる.f電子を含む希土類化合物やウラン化合物の強相関電子系ではf電子系と伝導電子系との磁気的相互作用が特異な磁性や超伝導に本質的な役割を果している.しかし,一般に軌道角運動量を持っているf電子系では電子-格子相互作用も重要な役割を担い,多彩な物性を出現させる.本研究では,希土類化合物やウラン化合物の超音波測定を行ない,強相関電子系での電子-格子相互作用の解明を進めた.希土類化合物の4f電子状態は軌道角運動量を持っており格子歪みと四重極-歪み相互作用をする。超音波で測定される弾性定数は四重極モーメントに対する応答として理解され,4f電子状態を敏感に反映した異常が見られる.本研究では,典型的な近藤系であるCe_XLa_<1-X>B_6の四重極応答を測定し近藤一重項と格子との相互作用の動的性質、四重極相転移の磁気相図を決定した。また、近藤物質CePd_2Al_3、超伝導体UPd_2Al_3、p-f混成効果が期待される小数キャリアー系CeP,CeAsの四重極応答の研究も行なった.低温磁場中での弾性定数の量子振動は音響ドハース効果と呼ばれ,フェルミ面の極値断面積や有効質量のみならず,伝導動は音響ドハース効果と呼ばれ,フェルミ面の極値断面積や有効質量のみならず,伝導電子系の電子-格子相互作用を決定できる.本研究では、音響ドハース効果の理論(片岡,後藤)を確立し、伝導電子系での電子-格子相互作用を定量的に見積ることが可能となった.本科学研究費で超伝導磁石(Oxford社,最高磁場14T)を購入し,より高精度での量子振動強度の測定を可能とし、CeAs、CeBi、LaAsの音響ドハース実験を行なった。
微分幾何学・複素解析学および大域的解析学

落合は,幾何学に表われる楕円型変分問題(極小曲面,調和写像, Yang-Mills場)を統一的に扱える,型式化に成功した.その一般解の存在を示し,それが古典解との違いが現れる現象につき解析した.服部は, 2n次元symplectic多様体で, S^1-作用と,それで不変なモーメント許すものの, S^1-軌道について研究し,成果をあげた(参考文献参照).松本は,いわゆる楕円型複素曲面の微分同相類による分類を研究した.また4次元閉多様体のSU(2)-インスタントンのモジュライ空間の上に自然に断面曲率の計算ができるリーマン計量を定義した.坪井は,葉層構造の微分可能性について研究した. C^r級葉層構造でC^<r+1>級葉層構造と位相共役でないものの存在を示した.上は, 2次元トーラスT^2を一般ファイバーとしてもつ4次元のSeifertファイバー空間を研究した.松本による複素楕円曲面の結果を拡張した.中島は, Kahler-Einstein計量の崩壊の様子を研究した.それは落合による研究のもととなった.落合は,幾何学に表われる楕円型変分問題(極小曲面,調和写像, Yang-Mills場)を統一的に扱える,型式化に成功した.その一般解の存在を示し,それが古典解との違いが現れる現象につき解析した.服部は, 2n次元symplectic多様体で, S^1-作用と,それで不変なモーメント許すものの, S^1-軌道について研究し,成果をあげた(参考文献参照).松本は,いわゆる楕円型複素曲面の微分同相類による分類を研究した.また4次元閉多様体のSU(2)-インスタントンのモジュライ空間の上に自然に断面曲率の計算ができるリーマン計量を定義した.坪井は,葉層構造の微分可能性について研究した. C^r級葉層構造でC^<r+1>級葉層構造と位相共役でないものの存在を示した.上は, 2次元トーラスT^2を一般ファイバーとしてもつ4次元のSeifertファイバー空間を研究した.松本による複素楕円曲面の結果を拡張した.中島は, Kahler-Einstein計量の崩壊の様子を研究した.それは落合による研究のもととなった.