hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
形状フィードバック式旋盤型電解放電加工による絶縁材料の高精度非円形状加工

ガラス,圧電セラミックスなどの無機絶縁体への微細加工法は進展が遅れている.電解放電加工では電解液中で放電を起こすことで絶縁体に微細形状を創成することができ,かつ,装置を小型に構成できる.そこで本研究では,電解放電加工法において,特にその加工性能(精度,速度等)を改善することを目的とする.そのために,10mNオーダの押し付け力を制御できる電極保持機構を試作するとともに,加工現象を詳細に観察することで加工誤差の発生過程を明らかにする.今年度は次の2項目を行った.(1)工具電極押付力制御機構の試作加工中には10mNオーダの力で電極を工作物に押し付ける.その力を制御するために変位センサを組み込んだ工具ホルダを開発するが,その最も重要な構成部品である支持機構の構造を検討した.薄板の周りをロの字形の枠で単純に挟み込むだけではたるみが生じて,微小変位時の剛性が低いことが明らかになった.U字形ばねで四方から指示する方法でも,微小変位時にはねじれや傾きが生じた.そのため,ロの字形の枠の薄板と接触する両面に凹凸をつけて,挟み込む際に張力が加わるようにする構造を新たに考案した.(2)印加電圧および初期間隙が加工形状に与える影響電解放電加工において加工中でも変化できる加工条件は印加電圧である.また,工具電極の送りが遅れた場合には工具電極と工作物との間隙が広がり,加工領域が広がる可能性がある.それらの影響を実験的に調べた.泡の発生が多く放電頻度が少ない45Vまでは加工量,加工範囲ともに増加した.さらに印加電圧を高くすると放電頻度が高くなるが,加工量,加工範囲ともに減少した.放電電流波形に対しては初期間隙の影響はなかった.当初計画では,工具電極を支持するために旋盤加工の切込み方向と送りの2方向との剛性の差を大きくする機構を開発した後に,工具電極押付力制御機構に組み込み,性能評価をする予定であった.しかし,板ばねの初期たわみが微小変位に与える影響が予想以上に大きいことが明らかになった.また,計画していたU字形ばねでも微小変位に対しては効果がないことが明らかになった.そのため,張力をかけながらばねとして働く部材を固定する方法の検討に時間を要した.一方,加工特性の基礎検討として,印加電圧および工具電極と工作物の初期間隙の影響を実験的に調べた.これについては当初計画よりも進んでいる.板ばね機構のめどが立ったため,これを2組用いた工具電極支持機構を製作し,基本的な性能評価を行う予定である.泡の発生量の定量的な評価法を検討する予定である.ガラス,圧電セラミックスなどの無機絶縁体への微細加工法は進展が遅れている.電解放電加工では電解液中で放電を起こすことで絶縁体に微細形状を創成することができ,かつ,装置を小型に構成できる.そこで本研究では,電解放電加工法において,特にその加工性能(精度,速度等)を改善することを目的とする.そのために,10mNオーダの押し付け力を制御できる電極保持機構を試作するとともに,加工現象を詳細に観察することで加工誤差の発生過程を明らかにする.今年度は次の2項目を行った.(1)工具電極押付力制御機構の試作加工中には10mNオーダの力で電極を工作物に押し付ける.その力を制御するために変位センサを組み込んだ工具ホルダを開発するが,その最も重要な構成部品である支持機構の構造を検討した.薄板の周りをロの字形の枠で単純に挟み込むだけではたるみが生じて,微小変位時の剛性が低いことが明らかになった.U字形ばねで四方から指示する方法でも,微小変位時にはねじれや傾きが生じた.そのため,ロの字形の枠の薄板と接触する両面に凹凸をつけて,挟み込む際に張力が加わるようにする構造を新たに考案した.(2)印加電圧および初期間隙が加工形状に与える影響電解放電加工において加工中でも変化できる加工条件は印加電圧である.また,工具電極の送りが遅れた場合には工具電極と工作物との間隙が広がり,加工領域が広がる可能性がある.それらの影響を実験的に調べた.泡の発生が多く放電頻度が少ない45Vまでは加工量,加工範囲ともに増加した.さらに印加電圧を高くすると放電頻度が高くなるが,加工量,加工範囲ともに減少した.放電電流波形に対しては初期間隙の影響はなかった.当初計画では,工具電極を支持するために旋盤加工の切込み方向と送りの2方向との剛性の差を大きくする機構を開発した後に,工具電極押付力制御機構に組み込み,性能評価をする予定であった.しかし,板ばねの初期たわみが微小変位に与える影響が予想以上に大きいことが明らかになった.また,計画していたU字形ばねでも微小変位に対しては効果がないことが明らかになった.そのため,張力をかけながらばねとして働く部材を固定する方法の検討に時間を要した.一方,加工特性の基礎検討として,印加電圧および工具電極と工作物の初期間隙の影響を実験的に調べた.これについては当初計画よりも進んでいる.板ばね機構のめどが立ったため,これを2組用いた工具電極支持機構を製作し,基本的な性能評価を行う予定である.

泡の発生量の定量的な評価法を検討する予定である.研究計画を一部入れ替えて,加工特性の検討の一部を優先し,工具電極支持機構の製作を後回しにしたため,自動ステージの購入を来年度とした.放電電流波形データ保存用のハードディスクの納入が遅れて年度をまたいでしまった.板ばね機構の部品製作は精密加工が必要であるため外注も想定していたが,学内ですべて実施できたため,安価に済んだ.
婦人科悪性腫瘍の腹腔細胞診における反応性中皮細胞と腺癌細胞の鑑別に関する研究

婦人科疾患の開腹手術例において腹腔細胞診を採取し、パパニコロ-染色およびギムザ染色を行い、中皮細胞を細胞形態学的に検討した。婦人科疾患としては良性腫瘍性疾患・炎症性疾患・悪性腫瘍性疾患を対象とした。中皮細胞のなかでも反応性中皮細胞を別個に分類し、その形態学的特徴を明らかにし、その診断基準を設定した。更に、腹腔細胞診を免疫組織学的手法を用いて検索し、細胞形態学的に反応性中皮細胞および腺癌細胞と診断された細胞の免疫組織学的特徴を検討した。しかし、反応性中皮細胞の出現した症例が、当初の予想よりも少なかったため、その細胞形態学的診断基準の設定が遅れた。また、細胞形態学的に反応性中皮細胞と診断した細胞を、組織学的に検索することが難しく、反応性中皮細胞の組織学的な証明が困難であった。平成7年度は、すでに設定された反応性中皮細胞と腺癌細胞の形態学的診断基準および免疫組織化学的診断基準に基づき、さらに症例数を追加し、判定基準の妥当性について検討する。一方、平成6年度に検討した症例の臨床的経過を観察し、判定基準の設定の参考にする。以上の成果を踏まえて、平成6年度に設定した反応性中皮細胞と腺癌細胞の免疫組織化学的診断基準に改変を加え、第2年度のデータ収集を行う。それとともに、2年間の成績をまとめ、腹腔細胞診における反応性中皮細胞と腺癌細胞の形態学的および免疫組織化学的な鑑別点を明確にする。
金属-絶縁物同時無電解析出法による金属-絶縁物ナノコンポジット薄膜の作製

Co-Ce-O薄膜を新しく開発した金属-酸化物同時無電解析出法という化学的な手法により作成した。この方法は、金属と酸化物を同時に析出させるものである。析出条件は、電位-pH図によって熱力学的に求めた。膜中のCo含有量は、0100%まで、溶液中のCoSO4濃度により変化させることができた。Co-Ce-O薄膜は、約10at.%程度のBが含まれており、Coがアモルファス状態になっていると思われる。金属-絶縁物同時無電解析出法により金属-絶縁物ナノコンポジット薄膜の作製を試みた.まず,絶縁物に酸化物を用いた金属-酸化物ナノコンポジット薄膜の作製を行った.ここで,金属にニッケル(Ni),酸化物に酸化亜鉛(ZnO)を選び成膜を行った.一般的に使用されているNi無電解メッキ浴の浴組成と同様の溶液Aと,伊崎らによって示されているZnO薄膜の作製に用いられる溶液Bを用意し,それらの溶液の混合比を変えて混合し,反応液とした.基板には,クロム酸でエッチング処理したABS樹脂を用いた.スズ,パラジウム系の触媒溶液を使ってABS樹脂にパラジウム核を付着させた後,反応液に浸漬させて成膜を行った.その結果,XRDでNiとZnOの共存が確認できる薄膜の作製に成功した.膜中のNi含有量は,8095vol.%の範囲であった.次に,金属-絶縁物ナノコンポジット薄膜の絶縁物に高分子を用いた金属-高分子ナノコンポジット薄膜の作製に先立ち,高分子(エポキシ)の無電解析出を試みた.水溶性樹脂,硝酸,DMABを含む反応液を用意し,スズ,パラジウム系の触媒溶液を使って前処理したガラス基板,ガラス細管,Fe基板ヘエポキシ樹脂が成膜できることを確かめた.また,作製した薄膜の電気抵抗はGΩオーダーであった.このように,本研究により,金属と酸化物が共析した薄膜や,高分子薄膜を水溶液中の無電解反応によって析出させることに始めて成功した.金属-絶縁物同時無電解析出法により,電磁波吸収材料や高周波インダクターなどへ利用可能な金属-絶縁物ナノコンポジット薄膜の作製を試みた.特に,今年度は,絶縁物に酸化物を用いた金属-酸化物ナノコンポジット薄膜の作製を行った.金属にコバルト(Co),酸化物に酸化セリウム(CeO_2)を選び,成膜を行った.CoとグリシンとDMABを含む溶液Aと,塩化セリウムとDMABを含む溶液Bを用意し,それらの溶液の混合比を変えて混合し,反応液とした,溶存酸素が酸化物の析出に必要なため,溶液に30分の空気バブリングを行い,反応液の温度は60°Cとした.ガラス基板にクロムと銅の多層膜を蒸着で形成したものを基板にして,スズ,パラジウム系の触媒溶液を使って基板にパラジウム核を付着させた後,反応液に浸漬させて成膜を行った.その結果,XPSの測定により,金属Coと酸化物のCe-Oが析出していることが確かめられ,金属と酸化物が共存する薄膜の無電解による析出に成功した.また,溶液の混合比を変化させることで,膜中のCo含有量が0100Vol.%の範囲の薄膜を得ることができ,昨年度のNi-Zn-O系よりも幅広い組成制御が可能であった.XRDやTEMによる観察から,膜中にホウ素が含まれアモルファス化していると考えられた.薄膜の保磁力は2.3KA/mであった。また,電位-pHを用いた理論計算を行い,錯体としてグリシンが有効に働いていることや,Co-Ce-Oの析出可能領域についての新たな知見を得ることができた.GHz帯の周波数帯域で動作する電磁波吸収材料の一つに、酸化物マトリックス中に数[nm]数十[nm]の金属微粒子が分散した構造を有する金属-酸化物グラニュラ薄膜がある。この薄膜の作製にはスパッタ法などによる物理的成膜法が一般的に用いられるが、本研究では、新規に開発した化学的手法である金属-絶縁物同時無電解析出法という手法を用いて,金属-酸化物、金属-高分子のコンポジット薄膜の水溶液中からの作製に取り組んだ。その結果、DMABを還元剤として利用することで、Co-Ce-O、Co-epoxyの無電解析出に成功した。Coが金属状態で析出するには、グリシンをCoに対する錯化剤として添加する必要であることを電位-pH図の作成により明らかにした。溶液中のCo濃度を変化させることで、膜中のCo濃度が制御できることも分かった。さらに、DMABが多いと過剰なOH-が発生し、pHが上昇してしまうため、DMABの濃度と溶液の初期pHの値が、反応液が安定した状態に保つためには重要であることが分かった。Co-Ce-O薄膜については、ICPによる測定より、薄膜中に、CoとCe以外に、BやSも共析していることが明らかになった。

DMAB=8[mM]においてCo_<72>B_<12>Ce_<4.7>O_<9.3>S_2のCo含有量の高い組成を示ず薄膜が得られた。この薄膜は、X線回折の結果からアモルファス状態になっていると考えられる。Co-epoxy薄膜については、epoxyの析出をFT-IRにより確認でき、金属と高分子が共析する薄膜の無電解析出に初めて成功した。以上のように、本研究により、Co含有量の高い、Co-Ce-O薄膜やCo-epoxyの無電解による析出に成功した。
哺乳子牛のサイトカイン産生能に対するラクトフェリンの調節作用と臨床応用

本研究は、ウシラクトフェリン(LF)を哺乳子牛に給与して、エンドトキシンであるリポポリサッカライド(LPS)投与後の炎症反応における代謝および内分泌機能の変化に及ぼすLFの影響について検討することを目的とした。ホルスタイン種雄子牛30頭をLF0g/日(対照区)、1gまたは3g/日区に等分割配置した。LFは朝と夕方の哺乳用の牛乳に混和して、生後4日目から10日間給与した。哺乳はホルスタイン種全乳を体重の10%(9:00、4%;16:00、6%)給与した。10日間のLF給与が終了した翌日の9時に、大腸菌由来LPS(50ng/kg)を頸静脈より投与した。血液はLF給与前(-10d)、LPS投与前(0h)、投与後2、6、12、24、48、72、および96時間目に頸静脈より採取した。血漿中の腫瘍壊死因子(TNF)およびハプトグロビン濃度はサンドウィッチELISA法で、鉄およびアスパラギン酸アミノ基転移酵素(AST)濃度は酵素法で、インスリン用成長因子(IGF)-1、インスリンおよび副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)濃度はRIA法で測定した。LPS投与により血漿中TNF、ハプトグロビン、AST、インスリン、およびACTH濃度は増加したが、LF給与区は対照区に比べて低い反応性を示した。鉄およびIGF-1濃度は、対照区でLPS投与後に低下する傾向が見られたが、LF給与区における低下は対照区に比べて小さかった。これらの結果は、LFは哺乳子牛において抗炎症反応を示し、TNFなどの炎症性サイトカインの発現を制御して代謝および内分泌反応に影響を及ぼすものと考えられた。ホルスタイン種雄子牛12頭を用い、ウシラクトフェリン(LF)の給与が白血球におけるサイトカイン発現に及ぼす影響について検討した。12頭を3区に分割配置して、生後3日から21日間LFを給与した。給与量は1日1g(LF-L区)または3g(LF-H区)とし、0gを対照区とした。子牛にはホルスタイン種の全乳を1日当たり体重の10%(朝4%、夕方6%)を給与し、LFは全乳に混和して給与した。採血は朝の哺乳前に行い、LF給与前(0d)、翌日(1d)、2日目(2d)、7日目(1w)、14日目(2w)、および21日目(3w)にEDTA加真空採血管に採取した。全血からの白血球およびmRNA抽出は市販のキットを用い、逆転写したcDNAを-80°Cに保存した。ウシサイトカインのプライマーを設計して、cDNAをサンプルとしてリアルタイムPCR法でサイトカインのmRNA発現量を解析した。LF-HおよびLF-L区におけるTNFおよびIL-1の発現量は、対照区に比べて1および2dで大きく減少した。また、IL-18の発現量はLF-HおよびLF-L区でlwから3wにかけて顕著に増大した。対照区ではこのような増加傾向は認められなかった。これらはLFの容量に依存的な変化であった。以上より、LFは炎症性サイトカインの発現を低下し、IL-18の発現を増加することが明らかになった。IL-18はナチュラルキラー(照)細胞の数と活性に影響することから、今後はリンパ球のサブセットへの影響を検討するとともに、腸管を中心とした組織におけるサイトカインの発現についても解析する。ホルスタイン種雄子牛15頭を用い、ウシラクトフェリン(LF)の給与が白血球におけるサイトカイン発現と血漿中サイトカイン濃度に及ぼす影響について検討した。15頭を3区に分割配置して、生後3日から21日間LFを給与した。

給与量は1日1g(LF-L区)または3g(LF-H区)とし、0gを対照区とした。子牛にはホルスタイン種の全乳を1日当たり体重の10%(朝4%、夕方6%)を給与し、LFは全乳に混和して給与した。採血は朝の哺乳前に行い、LF給与前(0d)、翌日(1d)、2日目(2d)、7日目(1w)、14日目(2w)、および21日目(3w)にEDTA加真空採血管に採取した。全血からの白血球およびmRNA抽出は市販のキットを用い、逆転写したcDNAを-80°Cに保存した。ウシサイトカインのプライマーを設計して、cDNAをサンプルとしてリアルタイムPCR法でサイトカインのmRNA発現量を解析した。LF-HおよびLF-L区におけるIL-2の発現量は、対照区に比べて日齢の経過と共に顕著に増大した。また、血漿中IL-1、IL-4、およびIFN-γ濃度は、LF-HおよびLF-L区で1dから3wにかけて対照区に比べて高いレベルを示した。以上より、LFは新生子牛の白血球増加ならびに免疫機能亢進に影響を及ぼすことが明らかになった。今後はホルモン分泌機能への影響を検討するとともに、組織におけるサイトカインの発現についても解析する。ホルスタイン種雄子牛48頭を用い、ウシラクトフェリン(LF)の給与が白血球におけるサイトカイン発現、リンパ球の動態、血漿中サイトカインおよびホルモン濃度に及ぼす影響について検討した。48頭を4区に分割配置して、生後3日から21日間LFを給与した。給与量は1日1g(LF-L区)または3g(LF-M区)、5g(LF-H区)とし、0gを対照区とした。子牛にはホルスタイン種の全乳を1日当たり体重の12%(朝5%、夕方7%)を給与し、LFは全乳に混和して給与した。採血は朝の哺乳前に行い、LF給与前(0d)、翌日(1d)、2日目(2d)、7日目(1w)、14日目(2w)、および21日目(3w)にEDTAまたはヘパリン加真空採血管に採取した。リンパ球の動態はフローサイト分析を行った。血漿中サイトカイン濃度はELISA、ホルモン濃度はRIAで定量した。LF給与区における白血球IL-2の発現量は、対照区に比べて日齢の経過と共に顕著に増大した。LF-H区ではリンパ球に占めるNK細胞の割合が増加した。血漿中IL-4およびIFN-γ濃度は、LF-HおよびLF-M区で1dから3wにかけて対照区に比べて高いレベルを示した。また、血漿中成長ホルモン濃度はLF給与区で高くなり、子牛の日増体量もLF給与区が対照区に比べて優れる傾向を示した。以上より、LFは新生子牛の白血球増加ならびに免疫機能亢進に影響を及ぼすとともに、成長促進効果も示唆された。このように、本課題の当初目標は達成できたと考えられる。
乳牛への桑葉給与による牛乳の高機能性付与の検討

現在わが国では,遊休桑園などの耕作放棄地の増加による農地の荒廃が深刻化している。一方,桑葉は高栄養でかつ牛に対する嗜好性が良好であり,飼料木として有望である。近年,桑葉には抗血糖成分である1-デオキシノジリマイシン(DNJ)が豊富に含まれることが分かってきた。本研究では,泌乳牛に桑葉を給与し,血中および乳中DNJ含量の変化を追跡した。東北大学大学院農学研究科附属複合生態フィールド教育研究センターで管理されている桑樹のうち,DNJを多く含む「かんまさり」「はやてさかり」「島ノ内」の新鮮桑葉を,同センターのホルスタイン種搾乳牛3頭(510-594 kg BW)に給与した。DNJのヒトへの投与試験では体重10kgあたりDNJ 1mg以上で薬効を示すこと,および桑葉中DNJ含量が0.1%(乾物中)であることをもとに供試牛への給与量を求めると,桑葉新鮮物で200-240g/頭/日となる。本研究では,DNJが牛乳中に十分量検出される条件にするため,その10倍量を7月5日から5日間給与した。桑葉給与開始直前(0時間),桑葉給与開始後8,56および104時間に採血と採乳を行い,DNJおよびその誘導体の含量をLC-MS/MS法で測定した。試験期間中.供試牛は給与桑葉のほぼすべてを摂取した。血漿中DNJは桑葉給与後8時間に3頭すべてから,56および104時間には1頭からそれぞれ検出されたが,0.7-3.7ng/mLとごく微量であった。また,DNJ誘導体であるGal-DNJおよびFagomineはほとんど検出されなかった。桑葉含有DNJは,ウシ体内で消化吸収される過程でルーメン微生物等の作用により分解されている可能性がある。一方,乳中からはDNJおよびその誘導体と思われる物質が検出されたが,桑葉給与前にも検出されていることから,今後詳細な分析により物質を特定する必要がある。
統計的手法を用いた機械翻訳システムに関する研究

機械翻訳の研究は一定の成果を挙げているが、訳語選択など、深い意味処理が必要な部分は、十分なものでは無く、記号処理の限界が明らかになって来た。このため、統計的な手法が注目され、多くの研究が行われている。そこで、本研究では機械翻訳において、記号処理と統計処理の融合を図る研究を行ってきた。対象言語としては、日本語とハングル語を用い、機械翻訳の処理の中でも訳語選択のアルゴリズムに注目し、記号処理を補完するためには統計情報として何が必要か、また、それをどのようにして収集すれば良いかを明らかにしてきた。具体的には以下の項目について調査し、研究を行ってきた。1.研究代表者らは、従来から韓日翻訳ツールの研究を行っているが、このツールを用いて訳語選択における問題点を明らかにし、同時に対訳データの蓄積を進めてきた。2.統計処理には、構文構造の対応付きの対訳データが必要であるが、これを既存の対訳文章から自動的に求めるアルゴリズムを実現する研究を行ってきた。これには、既存の英仏の対訳付けの研究(Martin Kay等)を参考にして検討した結果を用いた。機械翻訳の研究は一定の成果を上げているが,訳語選択など,深い意味処理が必要な部分は,十分なものでなく,記号処理の限界が明らかになってきた.このため,統計的な手法が注目され,多くの研究が行われている.そこで,本研究では,機械翻訳において,記号処理と統計処理の融合を行う.対象言語としては,日本語と韓国語を用いる.機械翻訳の処理の中でも,訳語選択のアルゴリズムに注目し,記号処理を補完するために,統計情報としてどのようなものが必要か,また,それをどのようにして収集すればよいかを明らかにする.本年度は,従来から研究を行っている対話的な韓日翻訳ツールを用いて,訳語選択における問題点を明らかにし,同時に,対訳データの蓄積を行った.名詞,動詞などの用言の訳語選択は,日本語のかな漢字変換における候補選択と同様,文内文脈の単純な統計的情報を用いることにより,精度良く訳語が選択できることがわかった.しかし,助詞相当語句や慣用的表現については,構文的情報も加味する必要があることも明らかになった.次に,統計処理には,構文構造の対応つきの対訳データが必要であるので,これを,既存の対訳文章から自動的に求めるアルゴリズムについて検討した.基本的な手法は考案できたが,今後,アルゴリズムをプログラム化し,性能を評価する必要がある.最後に,電子ニュース記事(日本語)における単語の用例の統計的性質に関する調査を行い,構文的用法と単語の用例の関係を明らかにした.その結果,分野を限定すれば,辞書情報が十分でなくとも,構文的用法により,単語の意味分類がある程度推定できることが明らかになった.機械翻訳の研究は一定の成果を挙げているが、訳語選択など、深い意味処理が必要な部分は、十分なものでは無く、記号処理の限界が明らかになって来た。
「個性」創発の神経基盤解明にむけた網羅的な神経回路イメージング解析技術の開発

1.「個性」解析のモデル動物系を用いた評価計測系の確立(代表冨永,分担種村)妊娠期の母マウス,または幼若期マウスへの神経作動性化合物(バルプロ酸等)投与によるモデルを作成して,評価計測の座標軸としようとしている。また,マウスの系統間差異および交雑影響のプロファイリングを進めた。マウスの近郊系実験用マウス,C57/BL6と,DBA/2との比較を進め,行動様式プロファイリングにおいて海馬の関与の強い学習試験である恐怖条件付け学習記憶試験において,異なる行動様式が示された。In vitroの試験では,シナプス可塑性(LTP)の誘導時の特性が異なることが光計測法を使って詳細に示せた。2.海馬神経回路の網羅的光計測手法の開発(代表冨永,分担高島,梶原)膜電位感受性色素(VSD)を用いた計測手法を適用することで,回路内の不均一なLTP誘導や神経細胞活動性の変化を明らかにした(Tominaga et al., Front Cell Neurosci, 2018)。3.無染色標本での光計測法の開発(代表冨永)新規の早い無侵襲光信号を発見し,今後の活用が期待して性質をしらべている。4.海馬以外の評価神経回路の神経活動の光計測(代表冨永,分担高島,梶原)嗅内皮質・嗅周囲皮質を選び基準となる神経回路活動を記録している。嗅内野の長時間の興奮伝播について計測できた(Kajiwara et al., Front Cell Neurosci., 2019)特にてんかんとの関連について新たなデータが蓄積されてきた。さらに,前帯状皮質(ACC)について特に脳梁を介した情報伝達について解析を進めた(論文準備中)。5.配偶子を介した経世代「個性」影響の検討(分担種村)配偶子を介した経世代「個性」影響を検討する目的で,親世代マウスへの化学物質投与による配偶子および産仔マウスへの影響を検討している。理由1.「個性」解析のモデル動物系を用いた評価計測系の確立:行動プロファイリングと神経回路機能計測の両面において,バルプロ酸モデル,さらには近交系同士の異なる性質を持つマウス群の差を示す結果を得られている。バルプロ酸については2つの投与プロトコルを試している。2.海馬神経回路の網羅的光計測手法の開発:膜電位感受性色素(VSD)を用いた計測手法を適用することで,回路内の不均一なLTP誘導や神経細胞活動性の変化を明らかにした。(Tominaga et al., Front Cell Neurosci, 2018)3.無染色標本での光計測法の開発:無染色のスライス標本からの信号計測を試みたところ成功した。これはこれまでに報告されていない早いシナプス後細胞依存性の光信号であり今後の活用が期待される。このような新規の非侵襲的計測を用いることで「個性」の回路機能の解明が進むことが期待される。4.海馬以外の評価神経回路の神経活動の光計測:嗅内皮質・嗅周囲皮質を選び基準となる神経回路活動を記録することに成功している(Kajiwara et al., Front Cell Neurosci., 2019)。さらに,前帯状皮質(ACC)の神経回路について解析を進めた。どちらの領野でも順調に基礎的なデータが蓄積されてきており,新学術領域内の他の研究グループとの共同研究においてもこれを活かすことが可能である。このような新しい試みをすることでより深く「個性」を調べられる動物モデルが作成できる。これまでの動物モデルの確立という面では,いくつかの化学物質投与モデルの確立が見込めており,特にバルプロ酸の投与プロトロトコールでは,低用量モデルと,高用量モデルの両方を調べ,基本的に同じような回路機能の変調を観察しているが,このメカニズムの詳細にわたって今後調べている。これらを異なる性質を示す「個性」群と捉えて神経回路機構を解明する。これに加え,近交系の活用,さらにはいくつかの遺伝子改変モデルマウスの導入によって更に「個性」を探索する動物モデルを拡充する。計測装置の面では,さらに光計測を中心とした自動化をすすめスループット性を良くしていく。これは網羅性を兼ねたLTPの連続記録が可能な手法として確立しており(Tominaga et al., Front Cell Neursci.,2018),今後の応用が待たれる。また,無染色標本での計測のような新規の計測手法を開発し,他の研究グループで必要とされる解析ニーズに答えられるようにする。行動プロファイリングではこれまで多くの動物の基礎データを収集しており,これに配偶子,産仔マウスへの影響のような新規の解析視点を加えることで,「個性」の理解に繋げられる。また,海馬に偏りがちな神経回路機構の検証であったが,嗅内野,嗅周囲皮質,前帯状皮質のようないくつかの脳領野の神経活動について基礎データを積み重ね神経活動のカタログ化により「個性」解析に資する。「個性」を知るには,その多様性を生み出す脳内神経回路機構を計測評価し,多様性の起源を知ることが必要である。本研究は新学術領域<「個性」創発脳>のA03項目の一部として,多様な「個性」を創発する神経回路機能について定量的解析技術を開発し,領域に提供することを目的とする。

「個性」の多様性は現在計測可能な神経回路機能の検出閾値と比較して小さい。そこで本研究では発達初期の化学物質暴露によって行動多様性に変化を示すと同時に神経回路動作においても変調を示す個体群(例えば、中島・種村との共著論文Stem Cell Rep, 2015)を「個性」評価の座標軸と捉え計測技術を確立する。そのような神経回路の発生発達の不全に伴うと考えられる精神神経疾患や異常行動の多くは、脳内の興奮性-抑制性シナプスの機能的均衡状態(E/Iバランス)の変調による脳内領野間の同調不全が見られる。この神経回路変調を計測するには,個々の細胞・シナプスの変化を見るだけでなく,回路全体のはたらき(動態)を「見る」手法が必須である。本研究では膜電位感受性色素(VSD)を用いてマウス脳における機能変調を可視化する網羅的神経回路イメージング解析技術を開発する(代表者:冨永)。一方で、「個性」に対応する行動多様性を効率よく定量的に計測するハイスループットなマウス行動解析系を開発する(分担者:種村)。イメージング解析と行動多様性プロファイリングの双方からアプローチすることで、多様な「個性」の基盤となる神経回路機能と行動様式との相関を明らかにし、「個性」の神経回路機構に基づく評価指標設定を行う。本年度は,新規の光学系を設計し,より広い視野でイメージングを可能にする顕微鏡システムを作成したほか,行動プロファイリング用の装置を増設した。また,いくつかの化学物質を使い行動解析と対応するイメージングを行った。新規の広視野イメージング用の光学系の設計を行い,新たなイメージング装置を開発した。これを使い,前帯状皮質ACCなどのデータを蓄積しつつある。また,無染色でのイメージング手法の開発などを行っている。一方,より強い「個性」を示す動物の作成には時間がかかっているが,これは避けて通れない。1.「個性」解析のモデル動物系を用いた評価計測系の確立(代表冨永,分担種村)妊娠期の母マウス、または幼若期マウスへの神経作動性化合物(バルプロ酸等)投与によるモデルを作成して,評価計測の座標軸としようとしている。また,化学物質投与を必要としないモデル系としてマウスの系統間差異および交雑影響のプロファイリングを進めた。マウスの近郊系実験用マウス,C57/BL6と,DBA/2との比較を進め,行動様式プロファイリングにおいて海馬の関与の強い学習試験である恐怖条件付け学習記憶試験において,contextual freezingとconditional freezingの両者において異なる行動様式が示された。In vitroの試験では,シナプス可塑性の誘導時の特性が異なることが示された。2.海馬神経回路の網羅的光計測手法の開発(代表冨永)膜電位感受性色素(VSD)を用いた計測手法を適用することで,回路内の不均一なLTP誘導や神経細胞活動性の変化が明らかになった。現在学術論文を投稿中。3.無染色標本での光計測法の開発(代表研究者冨永)VSDによる計測のために冨永らが開発してきた最新の装置を用いて新たに無染色のスライス標本からの信号計測を試みたところ成功した。これはこれまでに報告されていない早い光信号であり今後の活用が期待される。4.海馬以外の評価神経回路の神経活動の光計測(代表冨永)
ショウジョウバエにおける新規な左右極性化遺伝子に関する研究

本研究では、ショウジョウバエ胚消化管の前方部の左右非対称性形成において機能するnarigoma突然変異体の責任遺伝子の同定とその機能解析を目的としている。欠失突然変異系統による相補性試験とmail recombination法によって、narigoma突然変異体の責任遺伝子がdally-like (dlp)であることが明らかとなった。dlpは、ヘパラン硫酸プロテオグリカンのグリピカンである。グリピカンは、様々なシグナル伝達経路において、リガンドのモルフォゲンに必要であることが報告されている。本年度の研究によって、dlp突然変異体ではWnt4シグナリングが正常に活性化していないことが示唆された。dlp突然変異体において、Wnt4タンパク質の分布を調べたところ細胞外へのWnt4の分泌に異常があることが示唆された。dlp突然変異体においてWntシグナルを活性化させるとdlp突然変異体の表現型は救済された。これらのことから、dlpは、Wnt4タンパク質の分布を制御することによって、胚消化管の前方部の左右非対称性形成に寄与することが示唆された。ショウジョウバエ胚消化管の前方部の左右非対称性形成には、内臓筋が重要であることが示唆されている。このことから、内臓筋細胞の動態を可視化することが、胚消化管の前方部における左右非対称性形成の機構を理解する上で重要であると考えられる。内臓筋細胞の動態を可視化するために、UAS-GAL4システムを用いたライブイメージングを行った。ライブイメージングによる内臓筋細胞の動態を調べた結果、当初に考えていた時期よりも早くに左右非対称性が形成されていることを示唆するデータが得られた。(抄録なし)本研究では、ショウジョウバエ胚消化管の前方部の左右非対称性形成において機能するnarigoma突然変異体の責任遺伝子の同定とその機能解析を目的としている。欠失突然変異系統による相補性試験とmail recombination法によって、narigoma突然変異体の責任遺伝子がdally-like(dlp)であることが明らかとなった。dlp突然変異体において、JNK、Wntシグナルを抗体とレポーター遺伝子の発現を観察したところ、顕著な異常はみられなかった。ショウジョウバエには、dallyとdlpの2つグリピカンが存在することが知られている。しかしながら、dally突然変異体において、胚消化管の左右非対称性の異常はみられなかった。次に、dlpの発現を抗Dlp抗体によって調べたところ、胚消化管の内蔵筋細胞と上皮細胞において発現が観察された。ショウジョウバエ胚消化管の前方部の左右非対称性形成には、内蔵筋が重要であることが示唆されている。このことから、内蔵筋細胞の動態を可視化することが、胚消化管の前方部における左右非対称性形成の機構を理解する上で重要であると考えられる。内蔵筋細胞の動態を可視化するために、UAS-GAL4システムを用いたライブイメージングを行った。まず、様々な種類があるUAS系統とGAL4系統の中から、内蔵筋のライブイメージングが可能な組み合わせを選び出した。その結果、これまでで最も高いレゾリューションで内蔵筋細胞のライブイメージングに成功した。また、内蔵筋における筋収縮に左右差があるかどうかを調べるために、胚消化管においてカルシウムイメージングを行った。その結果、胚消化管の内蔵筋において左右非対称なカルシウムの流入が観察された。これらの結果は、左右極性の形成に新規な機構を提唱できる可能性がある。1年目に予定していた計画をほぼすべて終え、2年目に予定していた計画に関して研究を進めることができた。それによって、ショウジョウバエ胚の内臓筋において筋収縮が左右非対称性である可能性を示唆できた。

これらの結果が、当初の研究計画よりも大きく進展しているため。今後は、野生型とdlp突然変異体において、内臓筋の細胞挙動を調べていく予定である。また、筋収縮についても同様に野生型とdlp突然変異体を比べていく予定である。これらのライブイメージングの結果から、ショウジョウバエ胚消化管の前方部の左右非対称性形成の機構の理解を深めていく予定である。また、dlpが胚消化管の前方部の左右非対称性形成において関与するシグナル経路についても調べる予定である。(抄録なし)
小脳分子層抑制性ニューロンの発生・分化機序および機能的役割の解明

小脳は運動学習の中枢であり、その機能的役割は詳細に解析されてきたが、小脳形成過程の分子機序は不明な点が多い。我々は、細胞特異的遺伝子改変マウスを用い、小脳抑制性介在神経細胞の神経前駆細胞において、RBP-Jシグナルは神経前駆細胞から神経細胞への分化を促進する役割をもつことを明らかにした。さらに、小脳抑制性介在神経細胞を同定できるマーカーの組み合わせを明らかにした。小脳は運動学習の中枢であり、その神経回路網は形態学、電気生理学的に詳細に解析されてきた。しかし、小脳形成過程の分子メカニズムはほとんど不明である。Notchシグナルは神経幹細胞から神経細胞への分化を抑制し、神経幹細胞の維持に働くことがよく知られている。その一方、グリア細胞においても成熟過程に関与することが報告されている。このことから、グリア細胞の成熟過程においてNotchシグナルがグリア細胞の形態形成や遊走過程に関与する可能性が考えられた。そこで、アストロサイト特異的に発現することが知られている中間径フィラメントであるGFAPのプロモーターの下流にCreをつなげたGFAP-CreマウスとNotchシグナルの下流に存在するRBP-Jのfloxマウスを交配することで、グリア細胞特異的にNotchシグナル(RBP-J)を欠損したマウス(以下、RBP-J欠損マウス)を作製し、解析した。成体RBP-J欠損マウスは、バーグマングリアの形態異常、細胞体の位置異常が顕著に見られ、さらには、バーグヤングリア細胞数の減少がみられた。表現型の経時的解析、バーグマングリアの細胞増殖と細胞死について解析した結果、細胞増殖には異常が見られなかったが、生後において位置異常を顕著におこしたバーグマングリアの細胞死が増えていることがわかった。以上の結果から、RBP-Jを欠損したバーグマングリアは位置異常をおこし、位置異常を顕著におこしたバーグマングリアが細胞死をおこすことで、結果的にバーグマングリアの細胞数が減少することが示唆された。また、Notch受容体のどのサブタイプがバーグマングリアの位置決定に関与するかを調べるために、Notchl、Notch2両方を同様に欠損させたところ、小脳の後葉において、RBP-J欠損マウスと同様に、バーグマングリアの位置異常、形態異常、細胞数減少が見られた。成体RBP-J欠損マウスは、バーグマングリアの形成障害が観察された。さらに、この変異マウスが、籠細胞、星状細胞が激減するという表現型を示すことを発見した。小脳において、分子層に存在する籠細胞、星状細胞は、小型のPax2陽性神経前駆細胞から産生されることが知られている。また、最近、生後間もない小脳において小型Pax2陽性神経前駆細胞になる前に、Pax2陰性の神経前駆細胞が存在していることが予想されているが、その実体は不明である。この変異マウスの詳細な解析により、変異マウスにおいて小型Pax2陽性神経前駆細胞が産生されないことがわかった。さらに解析を進めたところ、神経幹細胞や神経前駆細胞のマーカーであるSox2陽性でPax2陰性の神経前駆細胞が顕著に増加しており、小型Pax2陽性神経前駆細胞への分化が止まっていることを突き止めた。このことは、小脳抑制性介在神経細胞の神経前駆細胞において、Notchシグナルは神経前駆細胞から神経細胞への分化を促進する役割をもつことを示唆しており、神経幹細胞におけるNotchシグナルの働きからは予測できないことであった。
非標準的な不可逆過程を記述する発展方程式の研究

破壊現象の記述に現れる「一方向性を有する相転移モデル」に焦点を当て,そこで用いる「単調成長を拘束条件に伴う発展方程式」について研究を行った.破壊現象を記述する相転移モデルでは,破壊の度合いを表す相変数が単調に成長するという特有の拘束条件を伴う.ここではAllen-Cahn方程式に拘束条件を課した問題を考え,以下の成果を得た.(1)解の部分的平滑化効果:拘束条件を課した場合,拡散方程式やAllen-Cahn方程式ではよく知られた解の平滑化効果は,完全な形では実現しない.ここではある関数空間上の非有界・非線形な集合を導入し,解の平滑化効果が「部分的に」起こることを示した.また,その過程でエネルギー不等式を導出し,エネルギー消散も「部分的に」起こることを示した.証明にはL2空間上の発展方程式への帰着と吉田近似を用いた近似,そして新たに開発した近似解に対する「部分的」エネルギー消散評価が重要な役割を果たす.(2)大域的アトラクター:拘束条件から通常のルベーグ空間,ソボレフ空間では大域的アトラクターが存在しないことを証明した.一方(1)で構築した集合を相集合とするような力学系を構築し,その上で成り立つエネルギー消散評価を用いて,大域的アトラクターを構成した.(3)障害物問題への書き換えと応用:単調性の拘束条件が解の時間発展に与える影響をより詳しく見るために,拘束条件付きAllen-Cahn方程式が初期値を下からの障害物とするような障害物問題に書き換えられることを証明した.また,これを用いて解の選出原理,比較原理,力学系の定式化を行ったほか,解の長時間挙動(解の収束)を証明した.証明では(1)で導入した近似問題に対して,測度論に基づく議論によって問題の書き換えを証明し,その後で極限をとった.この研究課題は当初計画にはなかったが,ここまでの計画遂行に伴い派生したものである.この派生課題の考察を通して,予定されていた課題(特に一方向性を課された非同次項付きの拡散方程式)についても展望を開く結果となった.平滑化効果が「部分的に」起こることや障害物問題としての書き換えは今後の研究計画の遂行に向けて,足がかりとなるであろう.一方向性を拘束条件に持つ発展方程式に対する基本的なアプローチは確立しつつある.今後はそれをさまざまなタイプの方程式に適用することによって,拘束条件と方程式が本来持ち合わせていた性質の相互作用について考察する.また基本的性質(適切性や正則性など)が明らかになったことにより,より詳細な解の性質や挙動について分析する基礎ができあがったことになる.例えば(i) Allen-Cahn方程式の研究ではよく知られた進行波解に対応するものの有無,また(ii) Barenblatt-Prostokishinが提案したdamage accumulationモデルに由来する非線形拡散型の問題,さらには(iii)亀裂破壊モデルのフルモデル自体に対しても研究を行いたい. (i)についてはTechnical University of MunichのC. Kuehn氏と, (ii)についてはUniversity of ViennaのS. Melchionna氏と予備的な議論を始めている.材料の微細構造を考慮した破壊現象モデルとして,一方向性を拘束条件に持つ勾配系に対する均質化問題が考えられる.特に微細構造に周期性を仮定する周期的均質化問題と確率的なノイズを入れる確率的均質化問題の解析が派生課題として考えられる.特に確率的均質化問題ではここで考えるような強い非線形構造を伴う方程式に対して有効な手段が知られていない.そこで本研究課題で開発した方程式の(障害物問題としての)書き換えを用いることで,問題解決の糸口を探る.これに関してはTechnical University of DresdenのS. Neukamm氏とM. Varga氏と共に2018年8月に予備的な議論・調査を行い,幾つかの発見をしている.Fast Diffusion方程式(FD)の解の漸近形に対する安定性解析について以下の研究成果を得た. (FD)はプラズマの特異拡散や地下水の浸透現象を記述するモデル等に現れる.特に斉次Dirichlet境界条件を伴う場合,解が有限時間で消滅し(領域全体で零値になる),その漸近形はEmden-Fowler方程式(EF)の非自明解として特徴づけられる.一方, (EF)の非自明解は無数に存在し,領域の形状によっては関数空間上で連続体をなす.どのような漸近形が摂動に対して安定であるか(どのような漸近形が観測されやすいか)という問題が安定性解析の動機づけとなった.(1) (EF)の最小エネルギー解の安定性:円環領域やトーラス領域上では(EF)の最小エネルギー解が1パラメータ族をなす.そのため,その安定性解析は一般に困難である.またエネルギー空間では非自明解がエネルギー汎関数の鞍点となるため,通常の力学系では安定になりえない.漸近形の安定性解析では相集合がエネルギー空間上の超曲面となり,それが鞍点の不安定次元を1つ減らす.ここではLojasiewicz-Simon不等式(LS)と(FD)の解の有界性評価を改良することで,領域の形状によらず(EF)の最小エネルギー解全てが(FD)の漸近形として安定になることを証明した.(2)一般次元に於ける円環領域上の正値球対称漸近形の不安定性:(1)と同様に孤立性が確約されない円環領域上の正値球対称漸近形は空間2次元に限り不安定性が証明されていたが, 3次元以上に対しては未解決となっていた.ここでは(LS)を(1)とは異なる方法で用い,空間次元によらず正値球対称漸近形の不安定性を示した.

また,円環の厚みに関する十分条件も定量的に与えた.当初計画に挙げた項目は大方解決しており,おおむね順調に展開していると言える.当初予定されていた(3)符号変化するFast Diffusion方程式の解の漸近形の収束性(極限の一意性)に関しても,自然数冪のケースに於いてLojasiewicz-Simon不等式を用いることで肯定的な回答を得ることができる.また平成28年度の研究計画の実施過程に於いて,最小エネルギーをとるFast Diffusion方程式の漸近形の指数安定性(ただし集積する漸近形は指数安定にはなりえない)及びSobolev臨界指数を伴うFast Diffusion方程式の漸近形とその安定性解析が新たに問題として浮上した.これらは今後の研究課題とする.これらの課題もLojasiewicz-Simon不等式との関連が深く,同不等式がSobolev臨界指数の場合に成立することの確認や定常点の指数安定性の証明に応用するスキームの開発が重要な役割を果たす.破壊現象の記述に現れる「一方向性を有する相転移モデル」に焦点を当て,そこで用いる「単調成長を拘束条件に伴う発展方程式」について研究を行った.破壊現象を記述する相転移モデルでは,破壊の度合いを表す相変数が単調に成長するという特有の拘束条件を伴う.ここではAllen-Cahn方程式に拘束条件を課した問題を考え,以下の成果を得た.(1)解の部分的平滑化効果:拘束条件を課した場合,拡散方程式やAllen-Cahn方程式ではよく知られた解の平滑化効果は,完全な形では実現しない.ここではある関数空間上の非有界・非線形な集合を導入し,解の平滑化効果が「部分的に」起こることを示した.また,その過程でエネルギー不等式を導出し,エネルギー消散も「部分的に」起こることを示した.証明にはL2空間上の発展方程式への帰着と吉田近似を用いた近似,そして新たに開発した近似解に対する「部分的」エネルギー消散評価が重要な役割を果たす.(2)大域的アトラクター:拘束条件から通常のルベーグ空間,ソボレフ空間では大域的アトラクターが存在しないことを証明した.一方(1)で構築した集合を相集合とするような力学系を構築し,その上で成り立つエネルギー消散評価を用いて,大域的アトラクターを構成した.(3)障害物問題への書き換えと応用:単調性の拘束条件が解の時間発展に与える影響をより詳しく見るために,拘束条件付きAllen-Cahn方程式が初期値を下からの障害物とするような障害物問題に書き換えられることを証明した.また,これを用いて解の選出原理,比較原理,力学系の定式化を行ったほか,解の長時間挙動(解の収束)を証明した.証明では(1)で導入した近似問題に対して,測度論に基づく議論によって問題の書き換えを証明し,その後で極限をとった.この研究課題は当初計画にはなかったが,ここまでの計画遂行に伴い派生したものである.この派生課題の考察を通して,予定されていた課題(特に一方向性を課された非同次項付きの拡散方程式)についても展望を開く結果となった.平滑化効果が「部分的に」起こることや障害物問題としての書き換えは今後の研究計画の遂行に向けて,足がかりとなるであろう.
谷風の三次元構造の実験観測的研究

(1)"冷気塊(パーセル)"の概念を導入し,冷気流の特徴的な厚さhと速度uを記述する簡単なモデル(パーセルモデル)を作成した.パーセルによる運動量と顕熱輸送を考慮することによりhとnは次のパラメータを用いて簡単な式で表現される:斜面に長さと落差,一般場とパーセルの温位差,平均バルク係数,一般場の安定度.平均バルク係数は斜面の空気力学的粗度によるだけでなく,斜面長の減少関数でもある.一般場が中立の場合,パーセルモデルはManins and Sawford(1979)のハイドローリックモデルと定性的に一致する.しかし一般場が安定の場合はやや異なる.斜面長が数10m数100kmの斜面上で観測された冷気流の厚さと速度の観測値とパーセルモデルを比較したところ良い一致を見た.パーセルモデルは複雑地形(谷,盆地,山岳地域など)上の大気-地表面間のエネルギー交換を評価する上で有力な手段となる.(2)V字谷における風速と気温の三次元分布の観測から,以下に示す冷気流の特性が明らかになった.即ち,典型的な冷気流は尾根の風速が2.6m/s以下の時発生するか,谷内の冷気層は2層(drifted cold layerとprimary cold layer)に分かれる, drifted cold layerの温位分布は直線的である,風速分布は放物線型に近い,最大風速は冷気の強さの平方根に比例する,最大風速の高度以下の風速は吹送距離にあまり依存しないが,上部では吹送距離と共に増大する,冷気層の厚さ(頂上から800m下流の地点)は冷気の強さと共にやや増大する.頂上から400mと800mの地点における下流方向への熱流束は,それぞれ-1.01MWと-1.77MWであった.この差から求めた顕熱輸送バルク係数C_Hと底層スタントン数の逆数B_H^<-1>は0.01及び20であった.(1)"冷気塊(パーセル)"の概念を導入し,冷気流の特徴的な厚さhと速度uを記述する簡単なモデル(パーセルモデル)を作成した.パーセルによる運動量と顕熱輸送を考慮することによりhとnは次のパラメータを用いて簡単な式で表現される:斜面に長さと落差,一般場とパーセルの温位差,平均バルク係数,一般場の安定度.平均バルク係数は斜面の空気力学的粗度によるだけでなく,斜面長の減少関数でもある.一般場が中立の場合,パーセルモデルはManins and Sawford(1979)のハイドローリックモデルと定性的に一致する.しかし一般場が安定の場合はやや異なる.斜面長が数10m数100kmの斜面上で観測された冷気流の厚さと速度の観測値とパーセルモデルを比較したところ良い一致を見た.パーセルモデルは複雑地形(谷,盆地,山岳地域など)上の大気-地表面間のエネルギー交換を評価する上で有力な手段となる.(2)V字谷における風速と気温の三次元分布の観測から,以下に示す冷気流の特性が明らかになった.即ち,典型的な冷気流は尾根の風速が2.6m/s以下の時発生するか,谷内の冷気層は2層(drifted cold layerとprimary cold layer)に分かれる, drifted cold layerの温位分布は直線的である,風速分布は放物線型に近い,最大風速は冷気の強さの平方根に比例する,最大風速の高度以下の風速は吹送距離にあまり依存しないが,上部では吹送距離と共に増大する,冷気層の厚さ(頂上から800m下流の地点)は冷気の強さと共にやや増大する.頂上から400mと800mの地点における下流方向への熱流束は,それぞれ-1.01MWと-1.77MWであった.この差から求めた顕熱輸送バルク係数C_Hと底層スタントン数の逆数B_H^<-1>は0.01及び20であった.1.東北大学農学部附属農場(宮城県鳴子町川渡)内の谷(長さ1km、「大窪)に三次元連続自記記録観測網を展開し以下の測定を行った。(1)谷の上流地点の頂上より下流へ800mの谷底において、高さ40mまでの気温,風速の鉛直分布を測定した。(2)同地点から尾根までの斜面上の気温の水平分布を測定した。(3)谷内部数ケ所の地表面温度を測定した。(4)尾根と頂上で風向風速,気温および放射量を測定した。2.以上の観測から次のような山谷風の定量的諸性質を明らかにすることができた。(1)山谷風の層厚と地表面の加熱・冷却,一般場の温位勾配,吹走距離,斜面角,流れの収束などとの関係をパーセルモデルの手法を用いて観測資料より明らかにした。(2)山谷風の代表風速についても層厚と同様の関係を明らかにした。(3)V字谷内の温位と風速の分布の規格化を行い分布型の一般化関数を得た。(4)(1),(2)をふまえ、山谷風の出現の有無や、層厚,代表風速などの特性量と気象要素の関係を長期間の観測により見いだした。3.宮城県志津川町の試験地では谷の上・中・下流の気温,風速及び放射量の長期観測を実施し「大窪」での結果と比較した。その結果、(1)山谷風の出現形態は地形と関係があることが明らかになった。

(2)係留気球,パイバルによる山谷風の温位,風速分布の観測から地形と一般場が山谷風におよぼす影響を明らかにした。一般風の風向方向に谷の走行がある場合は一般風がある程度強くなると一般風の風向により山谷風を加速または減速することが明らかになった。4.一般風がない時の山谷風の特徴量についてはパーセルモデルの手法がそのまま適用できることが明らかになった。しかし一般風が適当に強く吹き山谷風と相互作用する場合はなんらかの修正をする必要がある。