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通貨危機後の東南アジア諸国における企業・金融部門の改革・再編に関する実証的研究

昨年度に続き本基盤研究(B)の研究課題を遂行するために、中国厦門大学南洋研究院の研究者と共同で東南アジアの現地調査を行い、その調査結果を踏まえてワークショップを開催した。今年度の現地調査の主たる対象国はタイであった。平成15年8月24日から8月31日までタイに滞在し、1)大学(チュラロンコーン大学、タマサート大学)、2)国立教育研究機関(NIDA:タイ開発行政研究所)、3)国際機関(ESCAP:国連アジア太平洋経済社会委員会)、4)日系企業(タイトヨタ、タイ松下、タイクラボウ、METCO社)、5)ジェトロバンコクセンター、6)盤谷日本人商工会議所、等を訪問し、ヒヤリング調査や工場調査、さらに資料収集を行った。ワークショップは立命館大学で平成16年1月7日と8日の両日開かれ、現地調査に参加した研究者を中心に研究報告と討論が行われた。その内容は、以下の通りであった。報告1:朱振明(雲南省社会科学院東南亜研究所)「亜太地区多国合作的成功嘗試・瀾泡河次区域経済合作的発展」報告2:西口清勝(立命館大学経済学部)「AFTA(ASEAN自由貿易地域)の進展と東アジアの経済協力報告3:西澤信善(神戸大学大学院国際協力研究科)「東アジアにおける地域統合の動きと投資・貿易の流れ」報告4:沈紅芳(厦厘門大学南洋研究所)「中国入世、中国東盟自由貿易区条件下的中国菲律賓経済関係初探」報告5:王勤(厦門大学南洋研究院)「新嘉坡経済的波動与重組」報告6:竹内隆夫(立命館大学国際関係学部)「タイの経済発展と東北タイ農村」報告7:藤田和子(宇都宮大学国際学部)「ベトナムのハノイ・ハイフォン工業団地調査報告」本基盤研究は3年間(平成14-16年度)の研究活動であり、当初の計画通り今年度は立命館大学で国際シンポジウムの開催を準備し実施した。このシンポジウムは、日本側の研究分担者のみならず厦門大学南洋研究院の海外共同研究者にも、研究報告者、司会、予定討論者等を依頼し成功させることができた。また、国内外の研究者を招聘し、高い研究水準の国際シンポジウムを開催することができたと自負している。同シンポジウムの概要と主な研究報告は以下の通りである。1.テーマ:「東アジア共同体の構築を目指して」2.日時:2005年1月21日(金)-22日(土)3.会場:立命館大学・創思館1Fカンファレンスホール4.主な研究報告:1)西口清勝(立命館大学)「危機後の東アジアにおける地域経済協力と日本のFTA戦略」2)金煕徳(中国社会科学院)「東アジアの地域経済協力と中国の戦略」3)David Edginngton(カナダ・ブリティッシュコロンビア大学)「アジア太平洋における経済協力と東アジア」4)庄国土(中国厦門大学南洋研究院)「東アジアの地域協力と華僑ネットワーク」5)Tessa Morris-Suzuki(オーストラリア国立大学)
過活動膀胱発症起点におけるペリサイト多能性の役割

膀胱粘膜下細静脈の壁細胞はIP3依存性の小胞体Ca2+遊離により自発細胞内Ca2+濃度変動を生じ、L型Ca2+チャネルの自己再生的性質に依存した電気的結合により細胞間同期性を維持している。細静脈の自発収縮は組織代謝産物の能動的ドレナージに関わり、交感神経支配に加えて尿路上皮や排尿筋平滑筋などから放出される生理活性物質により制御される。細静脈壁細胞はNG2 (-)/αSMA (+)、毛細血管ペリサイトはNG2陽性(+)/α-SMA陰性(-)、細動脈平滑筋はNG2 (+)/αSMA (+)であり、細静脈壁細胞は細動脈および毛細血管壁細胞とは異なる発生起源ないし過程から生じることが示唆された。マウス粘膜下細動脈および細静脈には交感神経、副交感神経およびサブスタンスP、CGRPを含む一次求心性神経が分布しており、経壁神経刺激により細動脈は潜時の短い収縮を起こすのに対して細静脈では12秒の潜時の後に径の細い部位では一過性の収縮に続く自発収縮の抑制が、径の大きな部位では弛緩反応のみが認められた。ラット膀胱粘膜下細静脈の自発収縮は経壁神経刺激によりα受容体依存性に促進、β受容体依存性に抑制され、β3受容体作動薬によっても抑制されたが、これら抑制反応一酸化窒素(NO)合成阻害により抑制された。またCGRPはNO非依存性弛緩を、サブスタンスPは収縮を生じ、AChは細動脈を弛緩させる一方で細静脈では収縮反応を生じた。膀胱粘膜下の微小循環は交感神経のみならず求心性神経および尿路上皮由来のAChによって制御されていると考えられた。ペリサイトマーカーの一つであるNG2コンドロイチン硫酸をDeRed標識発現するトランスジェニックマウスにおいて、膀胱粘膜下の細動脈平滑筋細胞および毛細血管ペリサイトはDeRed蛍光を強発現していたが、自発細胞内カルシウム濃度上昇を発生する細静脈の壁細胞にはNG2は全く発現していなかった。形態的にはペリサイトと思われた細静脈壁細胞はα平滑筋アクチンを発現するがNG2を発現せず、細動脈よび毛細血管の壁細胞とは異なる起源を有することが示唆された。また線維芽細胞マーカーである血小板由来成長因子(PDGFR)αをGFP標識発現するトランスジェニックマウスにおいて粘膜下血管に沿ってGFP蛍光を発する核が多数認められた。しかし消化管PDGFRα陽性細胞を検知出来る条件下では膀胱にはGFP蛍光を全く認めず、PDGFRαの発現の程度は微弱であると考えられた。マウス膀胱粘膜下の細静脈において経壁神経刺激により交感神経性収縮を生じ、α受容体阻害下ではβ受容体作動性の弛緩が観察された。この弛緩反応はニトロアルギニンにより抑制され一酸化窒素を介して起ると考えられた。副甲状腺ホルモン関連蛋白はラット膀胱粘膜下の細静脈の自発収縮を抑制して径の拡張を引き起こしたが、壁細胞の細胞内カルシウム濃度上昇に対する抑制作用は明らかでなく、収縮蛋白のカルシウム感受性を減弱させて弛緩を起こすと考えられた。またATPおよびADPは一過性の収縮に引き続いて細静脈の自発収縮を抑制して径の拡張を生じ、一方アルファ、ベータメチレンATPは収縮のみを生じたことから、尿路上皮由来のATPは細静脈に対しておそらくP2Y受容体を介した弛緩作用を有する事が示唆された。マウス膀胱尿路上皮下組織(以下、粘膜下組織)に分布する細静脈の機能および形態的特性について検討を行った。既に報告されているラット膀胱粘膜下の細静脈と同様(Hashitani et al., 2011, J.Urol., 185:2382)、マウス粘膜下細静脈は1分間に約5回の周期的な自発収縮を有しており、その発生は小胞体からのカルシウム(以下、Ca)遊離と電位依存性L型Caチャネルを介したCa流入に依存していた。しかしラットでは自発細胞内Ca濃度上昇を示す細胞は主に平滑筋細胞であるのに対して、マウス粘膜下細静脈ではペリサイトのネットワークが自発細胞内Ca濃度上昇を発生していた。透過および走査型電子顕微鏡による構造解析によっても、マウス粘膜下細静脈壁は内皮細胞とペリサイトのみで構成され平滑筋を欠くことが明らかになった。粘膜下細静脈ペリサイトはアルファ平滑筋アクチン抗体により染色され、細胞体から複数の突起を伸ばしてしてネットワークを形成していたが、これまで膀胱壁の間質細胞での発現が報告されているKitおよびPDGFRアルファでは標識されなかった。また毛細血管のペリサイトマーカーとして知られるNG2には陰性であり、PDGFRベータにも特異的な染色性を示さなかった。

ペリサイトが強い収縮性を有することと考え合わせると、その表現型はむしろ平滑筋型であると考えられた。自発細胞内Ca濃度上昇の細胞間同期性はL型Caチャネルに依存しており、その発生には小胞体からのPLCおよびIP3に依存したCa遊離とともに、Ca貯蔵部位活性型Ca流入が必須であることが示された。また小胞体のCaポンプの機能はミトコンドリアのATP産生と密に連携していた。10週齢の2型糖尿病モデル(db/db)マウスにおいては粘膜下細静脈の自動性に明らかな障害は認めなかった。ペリサイトから平滑筋への表現型移行を示唆する微小血管における細胞マーカーの部位特性、およびペリサイトと平滑筋に共通の機能特性を示すことが達成できた。しかしペリサイトの誘導、増殖に重要な役割を果たすPFGFRベータについて特異的な結果が得られず、ペリサイトから線維芽細胞への表現型移行についても機能形態学的根拠が得られていない。一方でペリサイトに対する神経支配についての情報が得られ、また排尿筋平滑筋の自己分泌による内在性弛緩因子である副甲状腺ホルモン関連蛋白(PTHrP)の機能的役割についての成果が得られた。マウス膀胱粘膜下細静脈に存在するペリサイトの自発細胞内Ca濃度上昇と細静脈の自発収縮の連関を確認し、またペリサイトの自発細胞内Ca濃度の発生機序を解明することができた。電子顕微鏡により粘膜下細静脈が平滑筋細胞を欠くことを確認し、免疫蛍光染色によりペリサイトは平滑筋タイプの表現型を示し,毛細血管のペリサイトあるいは膀胱壁の間質細胞とは識別されることを明らかにした。2型糖尿病モデル(db/db)マウスを用いた検討では10週齢においては粘膜下細静脈の自動運動に明らかな変化を認めなかったが、過活動膀胱症状を呈する12週齢自然発症高血圧ラット(SHR)においてはペリサイトの増殖が認められた。電気生理学的検討は予備実験の段階でパッチクランプ法を確立できたものの、新鮮単離ペリサイトと他の細胞の識別が問題となるため、緩やかな酵素処理により細胞ではなく単離細静脈あるいは組織標本内の細静脈ペリサイトに対するパッチクランプ法の適用を試行している。副甲状腺ホルモン関連蛋白(PTHrP)の粘膜下血管の収縮性に対する効果を検討する。またPTHrP抗体を用いて切片ではなく全載伸展標本での免疫蛍光染色を行い、膀胱粘膜におけるPTHrPの分布、あるいはペリサイトにおけるPTHrP受容体の発現について検討する。既に取得したFIB/SEM(集束イオンビーム走査型電子顕微鏡)画像の3次元再構築を行い、粘膜下血管を中心とした細胞構築について検討する。マウス膀胱粘膜下細静脈のペリサイトが自発活動と収縮性を有すること、ラット粘膜下細静脈では平滑筋が同様の機能を担っているがSHRではペリサイトの増殖を認めることなどから、ペリサイトから平滑筋への表現型移行を推定することができる。種差によりペリサイト様の形態を維持し、あるいは平滑筋型の形態に移行していることは細静脈内圧や透過性等の因子に応じた機能的適応であるとも考えられる。それでは尿流出路部分閉塞や虚血、炎症などによりペリサイトの増殖や表現型移行が引き起こされ、その結果膀胱壁のリモンデリングが生じるのかという点が最も重要な問題点である。より高週齢の2型糖尿病モデル(db/db)マウスでの膀胱機能(排尿行動)解析を合わせた評価、あるいは加齢モデル(kl/kl)マウスでの機能的および形態的検討を行うことにより、上記の問題点を解明できると考えられる。
ラフ集合理論による医療データベースからの漸増型帰納学習システムの開発

従来の機械学習ではデータベースからの分類知識の獲得が中心で、専門家の学習手法との大きな違いは、専門家が分類規則のみならず、他の種類の診断規則も獲得しているところにあると考えられる。本研究では、専門家の三種類の診断知識を可変ラフ集合理論に基づいて形式化し、これらの規則を導出するアルゴリズムを開発し、実際の医療データベースに適用、他の分類知識のみを獲得する機械学習システムと比較した。RHINOSとそのルールの定式化・正確度と被覆度ルールに付与する基本的な指標はルールの正確度(accuracy):前者はある同値関係をみたす標本がDという集合に含まれる割合及び被覆度(coverage):をみたし、Dに属する標本がD全体の中に含まれる割合を示している。・可変精度ラフ集合モデルによるルールの定式化我々のモデルは可変精度ラフ集合モデルの枠組みで記述することが可能である。まず、一般的に我々の用いている確率的なルールは次のように定義できる:。ただし、で、αは正確度、κは被覆度を示す。ここで、をある同値関係、Dをあるクラスdに所属する集合とする以上の議論に基づけば、上記3種類のルールは次のように記述できる:(1)Exclusive Rule:上記ルールで被覆度が1.0のもの。(2)Inclusive Rule:上記ルールでであるもの。(3)Disease Image:上記ルールのなかで(1),(2)の条件を満たさないもの。上記ルールは次のような2種類のアルゴリズムで動作するまず各[属性=値]の対からexclusive rule、inclusive rule、diseaseimageで使用されるであろう対を探索するExhaustive Search)により、各疾患での各ルール用の対を選択する。評価我々は本システムを頭痛・顔面痛に関する症例データベース1477を使って、本システムの評価を以下の手法で試みた。(1)まず訓練標本をランダムに二つの標本S1とT1に分ける。(2)S1によって、ルールの導出を行うとともに、導出されたルールのaccuracyをT1によって推定する(3)以上の手法を100回にわたって反復し、S1による推定確信度とT1による推定確信度をt-検定により比較した。また得られたルールの性能をAQ15,CART等のシステムと本システムの分類精度を比較するとともに、エキスパートシステムRHINOSとも比較した(表1)。Exclusive ruleとDisease imageの正確度とは、それぞれ除外すべき疾患を正確に除外した割合と合併症と診断すべき疾患を正確に合併症の候補とした割合を示している。表1に示されたごとく、inclusive ruleに関しては、RHINOSに比べ性能が劣っていたものの、他のルールに関しては同等の性能が得られ、inclusive ruleの分類精度は他の学習システムによって得られたルールとほぼ同等の性能を実現できた。

我々は平成8年度の研究において再構築した意思決定支援システムを実際の研修医や歯学部の学生の教育に利用した。学生の教育に関しては、本学講座にモニタ、マウスを設置し、講義時に臨床症例を提示し、本システムを利用しながら、む学生に診断の過程を学習させる講義を行なった。本講義による教育効果として、学生の講義への積極的な参加が認められ、講義に(1)活気がある、(2)眠くならない、(3)診断過程の学習が容易、(4)人の意見が参考にできる、等の意見が得られた。これらのうちで、後二者は計算機により、専門家の診断過程をより明確に把握できることと同時に、計算機と多人数の討論により各々の診断過程に論じ、明確にできるという効果があることが示唆された。また、研修医の教育に関しては、卒後研修生19名について、本システムを利用し、実際の臨床症例に関する検討を行なってもらったところ19名とも平均15分で正しい診断に至り、専門医でない医師の診断を支援するのに十分であることがわかった。これらの結果は今後の医療における大規模なマルチメディアデータベースの開発において重要な方向性を示唆しているとともに、教育現場における"仮想外来"の整備、また医療分野におけるマルチメディアシステムのHuman-Computer Interactionの可能な形式を示唆しており、今後のマルチメディアデータベース構築の視標となると考えられる。また、現在、医療情報の領域において、本研究のような大規模マルチメディアデータベースを利用した教育環境の構築は経験がなく、本邦では最初の試みである。従来の医療診断エキスパートシステムは、主として知識と推論表層的であるという問題のために実用化が困難であった。この問題を解決するために、"深い"知識・推論の導入が試みられてきたが、現在でもなお医学的な知識を詳細に表現できていない。このため、医師の管理しているデータベースから自動的に知識を抽出するための手法が機械学習の分野において研究されてきている。しかしながら、これらの手法が適用されてきるデータは無矛盾性が暗に仮定されており、確率的な知識を得ることは困難であった。従来の機械学習で扱われているデータと診療知識の一番の大きな相違は、医学的な知識が不完全であるという点である。一見して、作用機序が全く異なり、相対するような疾患においても時にほぼ同じ症状を示すこともあり、機械学習を応用する場合もこのような矛盾を含んだ知識の学習も扱えなければならない。このような矛盾を含んだ知識の獲得には次の二通りの考えからなる。一つは、領域の知識を含めることによって、新たな属性を構成、発見し、それによって分類能力を高めるという方法であり、もう一つは新たな構造を作りだすことなく、既存の属性による確信度を与えることによって信頼性の程度を計量化するという方法である。
神経伝達物質における脳ピリドキサルキナーゼの調節機構の解明

ウシ脳5kgより27、000倍活性の単一標本1.2mg(分子量80,000、サブユニット39,500のホモダイマー)に精製したピリドキサルキナーゼ(PL-K)を抗原として、ラット、マウスより抗体を得たが、単クローン抗体は数回の試みにもかかわらず得られていない。本抗体と交叉反応する家兎脳内PL-Kの免疫組織学的分布はカテコールアミン、ドーパミン、セロトニン産生ニューロンに強い局在を示した。また、本抗体と交叉反応するハムスター脳内PL-Kの変動が、レセルピン投与によるドーパミン、セロトニンの枯渇や、デオキシピリドキシン投与でのピリドキサルリン酸(PLP)の減少などの脳内活性アミンの変動刺激により誘導されるか否かを検討したが、これらの処置はPL-K活性ならびに、抗PL-K抗体によるウェスタンブロットで確認した蛋白量には有為な変化を及ぼさなかった。逆にPLP産生量で測定するPL-K活性はドーパミン、セロトニン添加でむしろ阻害され、しかもドーパミン-PLPの不可逆結合物も同定され、本物質は補酵素活性を示さなかった。これは従来考えられている様なPLP量はPL-K活性量の変動を介し調節されるよりも、活性アミン量の変動が直接脳内PLP量を調節している可能性が考えられた。しかし、当初計画したPL-K遺伝子のクローニングは未だ成功していない。この研究は、PL-K遺伝子のクローニングにより蛋白レベルで存在が予想された生理活性アミンの脳内PLP量調節機構とPL-Kの関与の程度が遺伝子レベルで明確となることで終了する。ウシ脳5kgより27,000倍の単一標品1.2mg(分子量80、000、サブユニット39、500のホモダイマー)に精製したピリドキサルキナーゼ(PL-K)を抗原とし,家兎、ラット、マウスを免疫したが、種の共通抗原性よりラット、マウスのみに抗体価上昇が認められた。マウスからは単クロン抗体を得るべく数回の細胞融合にも拘らず未だ得られていない。ラット抗血清と免疫ラットの腹水肝癌移植で約30ml/匹の血清に準ずる力価の抗体含有腹水を得、これを用いて家兎脳内PL-Kの免疫組織学的分布を検討し、カテコールアミン、ドーパミン、セロトニン産生神経細胞に強い局在を認めた。また、レセルピン投与による脳活性アミンとPL-K活性、免疫ブロット法ならびにELISAで測定した免疫反応性PL-Kの変動を交差反応するハムスター脳で検討し、従来とは異なる極めて重要な知見を得た。現在核酸レベルでの解析からこの事実を再認識すべく努力中である。PL-K精製、多クロン抗体作製は順調に進み、これを用いた実験はほぼ計画どうり進行したが精製標品より得られたアミノ酸配列の情報と抗体を用いて脳PL-KcDNAのクローニングを行ったが、脳内に於ける発現の低さからか未だ充分なクローンは得られていない。今年度はPCRを利用してこれを得る努力をする。また、マウス脾臓を用いた細胞融合法では単クロン抗体は多くのクロンが発現するにも拘らずPL-Kと反応するクロンは得られなかったのでラット脾臓をパートナーとして再度施行する予定である。昨年度得られたラット抗ウシ脳ピリドキサルキナーゼ(PL-K)抗体の家兎、ハムスターとその交叉反応性を利用して、脳内生理活性アミン変動時のハムスター脳内PL-Kの変化を検討した。その結果、レゼルピン投与によるハムスター脳内ドーパミン、セロトニンの枯渇やデオキシピリドキシン投与でのピリドキサルリン酸(PLP)量減少はPL-Kの活性ならびに抗PL-K抗体によるウェスタンブロットで確認した蛋白量に有意な変動を及ぼさなかった。

逆に、ATP依存性のピリドキサルのリン酸化による産生PLP量でみたPL-K活性はドーパミンやセロトニンの添加でむしろ阻害された。特にドーパミンはPLPと不可逆的に直接結合することが判明し、この結合物はPLPとは異なり補酵素としての作用は認められなかった。同様の結果はマウス脳でも確認され、従来考えられていたようにPLP量はPL-Kの活性あるいは量的変動を介し調節されるよりは、生理活性アミン量の変動が脳内PLP量を直接調節している可能性が強く示唆された。得られた抗体を用いたPL-K遺伝子クローニングはPL-Kメッセージ発現量の高い細胞が得られず努力中ではあるが未だ成功していない。この遺伝子のクローニングの終了で蛋白レベルで目安のついた生理活性アミンの脳内PLP量調節機構の存在とこの調節機構へのPL-Kの関与の程度が遺伝子レベルで明確になることが本研究の最終目的である。
データの高度視覚化のためのグラフ表現法とグラフ表示環境に関する研究

本研究は,インターネットを通じたデータの公開やオンラインデータなどについて、Webアプリケーションや新たな環境を利用することで可能となる統計データの可視化についての実装方法も含め行われたものである。本研究費による助成により、統計データの可視化法として新たな方法がいつくか提案でき、また、Webブラウザなどを利用したデータの可視化方法のプロトタイプを提案できた。この成果は、今後のデータの可視化の多様化に対して、その可能性を提供するものとなった。本研究は、近年のPCおよびWebの表示機能、対話的機能の向上に対応した、データの高度視覚化のためのグラフ表現法についての研究を行っている。スマートフォン、Pad端末の普及も進み、現在のOSとブラウザを含んだアプリケーションの垣根は低くなっている。しかしながら、表示環境の差異により、グラフの見え方に制限がかけられることとなる点も有り、HTML5によるアプリケーション開発においては留意事項が多い。その特性を把握したシステムおよびグラフ表現法について4つの研究分野としてとらえ、研究分担者がそれぞれ担当している。平成24年度は個別に研究を行ってきた共同研究者における問題意識の共有から始め、研究者間の情報交換を緊密に行える環境を整えた。個別の研究についての平成24年度の実施状況は以下の通りである。(1)「インタラクティブグラフ・ダイナミックグラフに関する研究」として、山本と藤野は2次限グラフとしてSVGおよび3次元グラフとしてX3Dを用いた統計グラフに関して研究を行ない、基本的な統計グラフについてプロトタイプを作成した。(2)「探索的データ解析のための統計的グラフ表現法に関する研究」については、山本がデータマイニング結果の表示方法について研究を行った。(3)「統計解析ソフトにおけるグラフ表現とその実装に関する研究」については、全員が統計グラフについてインタラクティブ性を考慮した活用法について、Rにおける開発を行っているものについて当たらな方法を試行した。(4)「Webにおけるグラフ表現とその実装に関する研究」については、HTML5を用いたグラフ表現について各自調査を行い、その情報交換を行った。これまでの結果の一部のまとめとして、共立出版のRで学ぶデータサイエンスから「統計データの視覚化」として書籍をまとめ、平成25年5月に出版されるはこびとなった。平成25年度は最終年度として共同研究者との共同研究をまとめた。個別の研究についての平成25年度の実施状況は以下の通りである。これまでの結果の一部のまとめとして、共立出版のRで学ぶデータサイエンスから「統計データの視覚化」として書籍をまとめ、5月に出版した。現在のOSとブラウザを含んだアプリケーションの垣根は低くなり、HTML5によるアプリケーション開発においては、よりその傾向が強くなる。それらの特性を利用したシステムおよびグラフ表現法について4つの研究分野としてとらえ、研究分担者がそれぞれ担当している。初年度である平成23年度は個別に研究を行ってきた共同研究者における問題意識の共有から始め、研究者間の情報交換を緊密に行える環境を整えた。個別の研究についての平成23年度の実施状況は以下の通りである。(1)「インタラクティブグラフ・ダイナミックグラフに関する研究」として、山本と藤野は2次限グラフとしてSVGおよび3次限グラフとしてX3Dを用いた統計グラフに関して研究を行ない、基本的な統計グラフであるヒストグラムなどについてプロトタイプを作成した。(2)「探索的データ解析のための統計的グラフ表現法に関する研究」については、山本がクラスター分析の視覚的表示法について研究を行った。(3)「統計解析ソフトにおけるグラフ表現とその実装に関する研究」については、飯塚と山本がこれまで統計グラフについてインタラクティブ性を考慮した活用法についてRにおける開発を行っているものについて整理した。(4)「Webにおけるグラフ表現とその実装に関する研究」については、HTML5を用いたグラフ表現について各自調査を始め、その情報交換を行った。

平成23年度は震災後の対応により、年度の後半になるまで出張などの予定が立てにくく、研究打ち合わせがあまりできなかった。その影響で、平成24年の予定を立てるのが遅くなった。平成24年度中にはフォローできるよう、研究計画の練り直しを行ったが、当初予定したスケジュールには到達できていない。全体としては研究の目的を達成できる見通しはたっている。平成23年度は震災後の対応により、年度の後半になるまで、出張などの予定が立てにくく、研究費についても、減額される可能性があり、研究計画の変更を何度か行わなければならなかった。年度の後半から、研究体制も落ち着き、当初の計画が達成されるように努めたが、年度内に計画通りこなすことは難しかった。平成24年度中にはフォローできるよう、研究計画の練り直しを行っており、全体としては研究の目的を達成できる見通しはたっている。平成24年度に得られた結果を基にして、平成25年度は最終年度としてのまとめを意識し、実際のシステムの構築を通して、共同研究を遂行する。個別の研究内容の計画および方法は以下の通りである。(1)「インタラクティブグラフ・ダイナミックグラフに関する研究」については、山本と藤野により、HTML5による統計グラフについてのプロトタイプを作成する。(2)「探索的データ解析のための統計的グラフ表現法に関する研究」については、山本・藤野が平成24年度までの成果であるデータマイニング手法の視覚的表示法について研究を継続する。更に、これらの方法を実現するシステムを、HTML5およびRをベースに開発しリレーショナル・データベースとの接合を図る。(3)「統計解析ソフトにおけるグラフ表現とその実装に関する研究」については、飯塚と山本とで、Rにおけるインタラクティブグラフとして、iplotsなどのライブラリ、Shinyなどの環境を利用した表現について情報交換を行い、有効な方法を提案する。(4)「Webにおけるグラフ表現とその実装に関する研究」としては、インタラクティブグラフを実現するためのWebテクノロジーについてHTML5による方法を中心に、より実現可能な方法について実際にシステム構築を行う。平成23年度に得られた結果を基にして、平成24年度は、初年度の研究を受け実際のシステムの構築を通して、共同研究を遂行する。特に、平成23年度の研究計画の遅れを取り戻すべく、研究打ち合わせを活発に行うことを計画している。
二重過程理論に基づく「共感する説明」の理解・行動モデルの提案と検証

本研究は、共感的文章が理解、コミットメント等に与える影響を検証するための実験パラダイムを開発した。参加者は、作者の共感的エピソードや関係するイラストが含まれる、または含まれない、教育実践報告書の書き方に関する文章を読んだ後、いくつかの質問に答えた。その結果、共感的文章は作者に対する並行的共感および応答的共感の両方を高めたが、理解度得点と主観的理解度は減少させた。共分散構造分析の結果、共感的文章により高められた並行的/応答的共感が主観的理解度を高め、応答的共感と主観的理解度がこの助言へのコミットメントを高めることを明らかにした。その他、共感の二重性に関する基礎研究を行った。平成26年度は、共感の二重性を仮定し、説明文における共感の喚起が、内容の理解と態度変容に与える影響を検討した。具体的研究方法は以下の通りである。教師である中村さんによる「わかりやすい教育実践報告書の書き方」という文章を作成した。文章の書き方のみに特化した統制条件と、統制条件の中に中村さんの主観的な感想(たとえば、まわりの先生からほめられてうれしかった、など)が込められている共感喚起条件を設定した。参加者は、2条件の説明文を読んだ後、並行的共感(相手の感情のコピー;システム1)と応答的共感(相手の感情の解釈;システム2)、理解度テスト、主観的わかりやすさ、態度についての質問に答えた。並行的共感、応答的共感、理解度テストなどの得点は、2条件で差がなかった。しかし、共分散構造分析による分析の結果、応答的共感が主観的わかりやすさを高め、態度に影響することが明らかになった。この成果は、日本心理学会第78回大会において発表した。上記の研究では、並行的共感、応答的共感、理解度テストなどの得点に、2条件の差がみられなかった。この理由として、説明文の読解時間が長いことによる天井効果、共感喚起の不足が考えられた。そこで、これらの点を改良した実験を行った。その結果、共感喚起条件は統制条件に比べ、理解度テストの平均得点が低かったが、応答的共感の平均得点が高かった。この成果は、CogSci2015(The annual meeting of the Cognitive Science Society)において発表する予定である。しかし、新たなデータでは、共分散構造分析の結果、応答的共感から主観的わかりやすさへの影響はみられなかった。以前のデータを含めて分析を行った結果は、並行的・応答的共感ともに主観的わかりやすさへの影響がみられた。これらの矛盾点の問題は、サンプルサイズを大きくした追加実験により解消する予定である。平成27年度は、以下の3点を行った。(1)本研究は、次の手続きによる心理実験を行っている。文章の書き方のみに特化した統制条件と、統制条件の中に中村さんの主観的な感想(たとえば、まわりの先生からほめられてうれしかった、など)や中村さんのイラストが込められている共感喚起条件を設定した。以上の手続きにより、平成26年度に取得したデータとその分析結果をCognitive Science Societyの年次大会であるCogSci2015において発表した。本研究開始前の平成25年度に取得した準備研究と、その研究で問題になった手続きを改良して実施した研究結果をまとめて発表した。(2)平成26年度の手続きと同様のデータを取得し、サンプルを増やして分析を実施した。その結果、(a)並行的共感、応答的共感ともに共感喚起条件の方が高い、(b)正答率については統制条件の方が高い、(c)主観的わかりやすさは統制条件の方が高い、(d)行動の実行しやすさは、統制条件の方がやや高いが、それほど差はない。共分散構造分析の結果と合わせると、共感の喚起は正答率を下げ、主観的わかりやすさも下げる一方で、共感の喚起が主観的わかりやすさや行動の実行しやすさを高めることが明らかになった。(3)二重過程理論に関するシンポジウムを、日本ブリーフサイコセラピー学会第25回大会、日本認知科学会第32回大会、二重過程理論の応用ー教育,臨床,社会ーにおいて行った。手続きを改良し、十分なサンプルを確保して分析することで、共感が説明文の理解とその後の行動に与える影響について明らかにすることができた。これは、当初計画を十分に達成している。また、当初の予定に加えて、二重過程理論に関するシンポジウムを複数行い、情報交換・広報ができた。本研究は、次の手続きによる心理実験を行った。参加者は、2条件の説明文を読んだ後、並行的共感(相手の感情のコピー;システム1)と応答的共感(相手の感情の解釈;システム2)、理解度テスト、主観的わかりやすさ、コミットメントについての質問に答えた。この実験パラダイムでは、想定より大きなサンプルサイズが必要であることが判明したため、追加のサンプルを収集した。また、サンプルを追加する際に、特性共感についての変数をあらたに加えた。

その結果、これまでに開発してきた実験パラダイムにおいて、共感エピソードが文章の理解度を阻害する一方で、共感を上昇させ、主観的わかりやすさを高める効果がはっきりと確認できた。特性共感との関係については、一部の下位尺度と状態共感の相関がみられたが、やや解釈が困難であり、今後の課題として残された。本研究の成果について、国内フォーラム(第2回学びフォーラム;信州大学次世代型学び研究開発センター)で話題提供を行った。また、共感の二重性についての追試を実施した。その結果、研究チームの初期の研究が完全に再現されるには至らなかったが、一部については理論的な予測が支持された。この成果は、現在学術雑誌に投稿中である。関連する研究として、説明の満足度に関する研究を行い、成果を国際会議(31st International Congress of Psychology)で発表し、学術雑誌に投稿中である。また、ICTと学習に関する研究を行い、書籍(児童心理学の進歩Vol.56)が出版予定である。本研究は、共感的文章が理解、コミットメント等に与える影響を検証するための実験パラダイムを開発した。参加者は、作者の共感的エピソードや関係するイラストが含まれる、または含まれない、教育実践報告書の書き方に関する文章を読んだ後、いくつかの質問に答えた。その結果、共感的文章は作者に対する並行的共感および応答的共感の両方を高めたが、理解度得点と主観的理解度は減少させた。共分散構造分析の結果、共感的文章により高められた並行的/応答的共感が主観的理解度を高め、応答的共感と主観的理解度がこの助言へのコミットメントを高めることを明らかにした。その他、共感の二重性に関する基礎研究を行った。当初は、共感を評価する尺度構成を中心にする予定であったが、研究を進めると同時に適切な尺度を探る方針に変更した。そのため、尺度構成についての課題は残っているが、本来は1年後に実施する予定であった共感と理解・行動の関係について、先取りして明らかにすることができた。以上から、おおむね順調に進展していると評価した。当初の予定では、平成27年度の成果をもとに、応用的な提案をする予定であった。しかし、基礎研究を進めているうちに、次の2点を明らかにする必要が生じている。第1に、本研究が扱っている以外の種の共感を変数に導入することである。たとえば、他者の視点に立つ「役割取得」など、その他の種の共感が同様の効果を持つかどうか、確認する必要があると考えている。第2に、特性的な共感性の個人差を導入することである。本研究の考案した手続きが、当初の想定よりも確定的な結論を下すためのサンプルサイズが大きくなっていることから、実験実施の負荷が大きい。そこで、上記の2つのアイデアの内、一方を実施することを、本研究の課題とする。また、得られた成果の学術論文化を検討している。認知心理学、教育心理学、教育工学平成26年度では、データによって若干の結果の相違がみられた。その主な原因は、文章の読解時間や共感喚起の材料の記述方法など、細かいが、結果に影響する変数であると考えている。
MLEC法によるGaAs完全結晶を育成するための理論的研究

LEC法による結晶成長過程の特徴を備えた模型を作り結晶および融液の部分の温度分布をシミュレートした。1.結晶中の温度分布と熱応力結晶を有限円柱とみなした場合の温度分布と熱応力の厳密解が得られたので、さらに、熱応力の最も少ない成長方向を見つけるために、熱応力の成長方位依存性を調べた。この結果、〈111〉成長が〈100〉成長よりも熱応力が小さいことが分かった。しかし、結晶断面の転位密度はこの逆の傾向を示すため、熱応力だけからでは転位密度の方位依存性を説明できないことが明らかになった。転位密度の成長方位依存性の説明は容易でないので、熱応力から転位配列パターンを導き出すことを試み成功した。2.融液中の温度分布と対流融液に縦磁界を加えた時の融液中の温度分布と対流を電子計算機により数値的に求めるプログラムにより、磁界による融液中の対流は抑えられることが明らかになった。また、ルツボの回転にも、縦磁界が流れを軸方向に二次元化するのと同じような作用があることが分かった。これより、融液にルツボの回転を加えることにより、良質な結晶を得ることができることが分かった。さらに、融液の表面近傍には、シリコンと同じように、表面張力による流れ(マランゴニ対流)が存在する可能性があるので、その振舞と磁界の効果を調べた。その結果、マランゴニ対流は自然対流によく似た性質を示すことが分かった。
青枯病菌に感染するバクテリオファージの解析とバイオコントロールへの利用

(1)RSL1ファージの青枯病菌バイオコントロールツールとしての有効性の検証昨年度の結果から更に発展し、土に植えたトマト苗(全長25cm:各11サンプル)を用いて、RSL1処理による青枯病菌発病予防効果の検証を行った。結果、青枯病菌感染18日後において、RSL1未処理では発病率100%であったのに対し、事前のRSL1処理を行った場合は全く病徴が確認されず、非常に顕著な発病予防効果が認められた。また、RSL1は高温な土壌中(37°C及び50°C)でも非常に安定的に存在し、圃場での実用において有効である事が示された[以上の内容について現在論文投稿中(申請者がFirst author)]。RSL1は通常のファージとは異なり、菌体を完全に溶解するのではなく菌体量を一定に保つ事により耐性菌等の爆発的な増殖を抑制するという非常にユニークな効果を有すると推測される。そこで感染30hにおけるtotal RNAを取得しマイクロアレイ解析を行った結果、特異的な高発現が見られたものが12遺伝子存在した。これら遺伝子の菌体増殖抑制及び発病予防への関与が示唆され、その中でも特に発現上昇が顕著であったORF137は、青枯病菌へと形質転換した結果、増殖抑制効果が認められた。(2)青枯病菌におけるファージ耐性獲得機構についての解析昨年度の実験において得られたRSA1 and/or RSB1ファージ耐性変異株の内、LPS合成関連酵素である、ADP-heptose合成酵素またはADP-L-glycero-D-mannoheptose-6-epimeraseに変異が生じていた変異株は、当研究室で保有しているPs29株(野生株)に感染可能な全てのファージに対しても耐性であった。よって、LPSの中でも特にheptoseの正常な生合成が広範なファージの感染に必要である事が示唆された。また、これらの変異体ではTwitting motilityの著しい低下が認められた。このように、広範なファージ耐性を獲得した株はそれと引き換えに運動性を失う傾向にあり、同時に植物病原性の低下も生じている可能性が示唆された。本年度は青枯病菌防除システムの開発に向けての基礎的な知見を得ると共に、青枯病菌研究用ツールとしても利用可能なファージゲノムを用いての組み換えタンパク質発現用ベクターの開発を行う目的で以下の通り研究を実施した。1.青枯病菌に対して強力な溶菌活性を有するバクテリオファージφRSB1について、その全ゲノムシークエンスを明らかにすると共に、ゲノム解析、タンパク質解析、プロモーター特性等について解析を行い、以上のデータを論文として発表した(Kawasaki et al.,2009,J.Bacteriol.※申請者は4th author)。2.ファージを用いた青枯病菌防除技術の開発の為に、3種の溶菌性ファージ(φRSL1,φRSA1,φRSB1)における感染特性、耐性菌出現頻度及び混合系を用いた場合の有効性に関する基礎データの収集を行った。青枯病菌培養液に対してファージ溶液を添加した結果、φRSA1,φRSB1単独または3種混合系の場合には一定期間顕著な青枯病菌抑制効果が見られた後、再び増殖に転じるというパターンが観察されたが、φRSL1単独添加においてはより長期間に亘っての青枯病菌増殖抑制効果が認められた。現在、耐性菌感染ファージの取得及び植物体内における抑制効果についての検証を行っている。3.φRSA1ゲノムを用いての青枯病菌ベクター化に成功した。この際、外来遺伝子として緑色蛍光タンパク質GFPを導入し、青枯病菌体内においてその発現を確認した。当研究室において既に開発されているファージゲノム(φRSS1)を基としたベクターは、非常に安定であるがコピー数が少ないという問題点があった。それに対して、今回新たに作製したφRSA1ファージベクターは多コピーであるという利点を有しており、これらめベクターを状況に応じて使い分けることが可能である。本年度は青枯病菌防除システムの開発に向けての基礎的な知見を得ると共に、青枯病菌におけるファージ耐性獲得機構についての解析等を行った。1.巨大青枯病菌ファージφRSL1の解析巨大なファージゲノムを有する溶菌性ファージφRSL1についてゲノム解析、形態観察、タンパク質解析、マイクロアレイ解析等を行い、以上のデータを論文として発表した(Yamada et al., 2010, Virology.※申請者は4th author)。2.耐性菌感染ファージのゲノム改変部位の解明について(φRSA型)φRSA1耐性菌感染ファージ(φA3,φA4等)について、Tail Fiber遺伝子(ORF23)のシークエンス解析を行い、φRSA1 ORF23塩基配列との比較を行った。その結果、φA3では535番目のLysがAsnに、φA4では16番目のArgがSerに変異しており(極性電荷側鎖アミノ酸(+)が極性無電荷側鎖アミノ酸へと変異)、タンパク質二次構造予測から周辺構造に変化が生じている可能性が示された。3.φRSL1による青枯増殖抑制効果の検証(In planta)(昨年度からの継続項目)In plantaでのファージ処理条件について更なる検討を行った。その結果、φRSL1処理を菌体接種の前後、計2回行った場合、菌体接種後288hr.(12days)においても菌体の爆発的な増殖・拡散が抑制され、発病予防効果が見られる事が観察された。

なお、この実験ではFujie et al., 2010, J.Biosci.Bioeng.(※申請者は4th author)において使用された株と同様のGFP蛍光標識された青枯病菌を用いた。4.青枯病菌におけるファージ耐性獲得機構についての解析青枯病菌におけるファージ耐性機構関連遺伝子群の網羅的解析を試みた。まずトランスポゾンを用いて青枯病菌Ps29株ランダム遺伝子ノックアウトライブラリーを作製し、青枯病菌ファージφRSA1,φRSB1耐性変異株のスクリーニングを行った。その結果、20株(全5184株中、約0.3%)のファージ耐性株を得る事に成功した。各変異株についてトランスポゾン挿入部位の同定を行った結果、20株全てにおいてMegaplasmidではなくChromosomeへの挿入が確認された。また、それら挿入部位中のwecA遺伝子等の5領域については、複数の株において共通していた。(1)RSL1ファージの青枯病菌バイオコントロールツールとしての有効性の検証昨年度の結果から更に発展し、土に植えたトマト苗(全長25cm:各11サンプル)を用いて、RSL1処理による青枯病菌発病予防効果の検証を行った。結果、青枯病菌感染18日後において、RSL1未処理では発病率100%であったのに対し、事前のRSL1処理を行った場合は全く病徴が確認されず、非常に顕著な発病予防効果が認められた。また、RSL1は高温な土壌中(37°C及び50°C)でも非常に安定的に存在し、圃場での実用において有効である事が示された[以上の内容について現在論文投稿中(申請者がFirst author)]。RSL1は通常のファージとは異なり、菌体を完全に溶解するのではなく菌体量を一定に保つ事により耐性菌等の爆発的な増殖を抑制するという非常にユニークな効果を有すると推測される。そこで感染30hにおけるtotal RNAを取得しマイクロアレイ解析を行った結果、特異的な高発現が見られたものが12遺伝子存在した。これら遺伝子の菌体増殖抑制及び発病予防への関与が示唆され、その中でも特に発現上昇が顕著であったORF137は、青枯病菌へと形質転換した結果、増殖抑制効果が認められた。(2)青枯病菌におけるファージ耐性獲得機構についての解析昨年度の実験において得られたRSA1 and/or RSB1ファージ耐性変異株の内、LPS合成関連酵素である、ADP-heptose合成酵素またはADP-L-glycero-D-mannoheptose-6-epimeraseに変異が生じていた変異株は、当研究室で保有しているPs29株(野生株)に感染可能な全てのファージに対しても耐性であった。よって、LPSの中でも特にheptoseの正常な生合成が広範なファージの感染に必要である事が示唆された。また、これらの変異体ではTwitting motilityの著しい低下が認められた。このように、広範なファージ耐性を獲得した株はそれと引き換えに運動性を失う傾向にあり、同時に植物病原性の低下も生じている可能性が示唆された。
出芽酵母における遺伝子多重破壊株の性状解析

遺伝子を多重破壊した出芽酵母の性状を系統的に解析するため、Genetic Foot Printing法を用いた遺伝子機能同定実験を行った。まずStanford大学より分与されたGenetic Foot Printing用ベクタを用いて出芽酵母染色体上にランダムにトランスポゾンを挿入した。この酵母をアデニン飢餓状態の培地で培養し、ADE2遺伝子用の検出プライマーを用いてシーケンシングを行ったところ、アデニン遺伝子内にトランスポゾンが挿入された酵母細胞が時間とともに死滅することが確認できた。これによりADE2遺伝子がアデニン生合成に必須な遺伝子であることが確認できるとともに、Genetic Foot Printing法によって遺伝子の機能を同定できることが確認できた。次に出芽酵母第VI番染色体上のOpen Reading Frame(ORF)を破壊したDisruptant Libraryを用い各ORFの系統的な機能同定を試みた。第VI番染色体上にはストレスに応答する遺伝子が複数存在するため、最初に低温時に致死性を示すORFを系統的に同定することを試みた。しかしDisruptant Libraryの作成に使用した酵母親株(LAY3AD株)に低温感受性様の特徴を示す変異が入っており、低温以外の生育条件でも正確な性状解析が困難であることが判明した。そこで親株をより一般的なYHU2012株に変更し、新たにDisruptant Libraryを作成し直すこととした。現在、第VI番染色体の127個のORFのうち、致死性を示す24個のORFを除外した残りの103個のORFについてDisruptant Libraryを再作成中である。
高周波電流駆動プラズマにおける遷移現象のヒステリシス特性の統計的描像について

本研究課題の目標は以下の点の解明である。1.高性能化遷移現象における閾値パワーの統計的意味での定義を明らかにすること。2.ヒステリシスパワー領域における遷移確率の実験的定義づけ、3.順遷移(低性能から高性能)及び逆遷移(高性能から低性能)の各々について遷移確率を見出すこと。4.これらの遷移現象の統計的性質をまとめ、大型装置のL/H遷移のヒステリシス現象やパワー閾値の統計的意味づけを与えること。平成18年度の研究は以下の点に注意して研究を進め、15に示す結果を得た。これまでは低域混成波の組み合わせによって発現する"高性能閉じこめ特性への遷移現象"の性質を調べてきた。さらに対象として電子サイクロトロン波や電子バーンシュタイン波に関する"波動の性質の遷移現象"、"PWIに関する遷移現象や緩和現象"を掲げ、研究を進めた。得られた結果は以下の通りである。1.双方向低域混成波において、駆動電流の方向が両者(順逆方向の波動)のパワー比に対して突然逆方向駆動から順方向へと遷移する条件を見いだした。(文献1,5,10)2.電子サイクロトロン逆方向電流駆動を双方向低域混成波電流駆動プラズマに実施して、Ohkawa電流駆動機構とFB電流駆動機構間の遷移が起きることを実験的に観測(文献10)3.高周波電流駆動放電において世界で初めて極低周波振動(周期1000秒以上)を観測し、PWIがそれを駆動していることを明らかにしたが、人為的なHzオーダーのPWI振動をフーリエ解析し、PWI摂動のトーラス方向の伝播を明らかにした。(文献2、6)。4.局所PWIが誘起する表面局所温度に閾値(0.7Tm)が存在することを初めて定量観測し、それを超えると著しい吸蔵粒子の放出が起きることを見いだした(文献4,9)これらの結果は当初掲げた、"高性能化"に関する遷移現象が、"電流駆動"や"PWIと粒子リサイクリング"に関しても形を変えて、閾値組み合わせパワー比や、閾値局所温度に支配されながら発現することの観測へと研究を発展させることができた。(文献2、6)。本研究の目的は以下の通りである。平成15年度の研究は以下の点に注意して研究を進め、14に示す結果を得た。ECD遷移条件として'安定で定常'な状態の確立をまず図る。特に高性能状態の維持時間がパワーと供に減少する原因として1)hot spot出現と壁温上昇による金属蒸発にともなう金属不純物の混入が最も可能性が高い。対策として融点の高い金属板の設置とその冷却により高性能状態の長時間化を計る。さらにECD状態では2)密度の上昇にともなうリサイクリングの影響も最終的には避けられず新しく真空排気ポンプ等を増設する。

こうした準備の後以下の項目に関して研究を進める。(1)同一パワー状態で2つの状態を占有する'時間'に着目し、状態の確率分布の指標を確立する。(2)高性能状態の長時間保持の条件下で極めて緩やかなパワー変化率(-100W/10ms以下)でパワーを変化させ逆運移する確率をパワーの関数として観測する。得られた結果は以下の通りです。1.同一パワー状態で2つの状態を占有する'時間'に着目し、状態の確率分布の指標を確立する。(文献1.2)2.高性能状態の長時間保持の条件下で極めて緩やかなパワー変化率し-100W/10ms以下)でパワーを変化させ逆遷移する確率をパワーの関数として観測する。3.高パワー入射によるhot spotの解明と高性能の維持に及ぼす影響(文献4)。4.電流立ち上げ時に早期の高性能化を得るためめ電流駆動法の開発(文献3,5)。特に2.に関してデータを取得し、イオンのエネルギー輸送が電流分布の変化に密接に関連していることを発見した。本研究の目的は以下の通りである。1.高性能化遷移現象における闘値パワーの統計的意味での定義を明らかにすること。2.ヒステリシスパワー領域における遷移確率の実験的定義づけ、3.順遷移(低性能から高性能)及び逆遷移(高性能から低性能)の各々について遷移確率を見出すこと。4.これらの遷移現象の統計的性質をまとめ、大型装置のL/H遷移のヒステリシス現象やパワー闘値の系統的意味づけを与えること。平成16年度の研究は以下の点に注意して研究を進め、15に示す結果を得た。ECD遷移条件として`安定で定常'な状態の確率をまず図る。この後1)パワー変化を準安定の条件を満たしつつ変化させて闘値パワーを確認、2)2つのエネルギー状態の存在を仮定し、状態維持時間の概念を実験的に明らかにするためにパワーを闘値近傍で変化させ逆遷移までの寿命時間を確認する実験を行う。あわせて、電流駆動プラズマにおける新しい振動緩和現象の観測や高駆動効率のためのアンテナ開発を行う。得られた結果は以下の通りである。1.順遷移および逆遷移における状態維持時間のパワー依存性の違いを確認(文献1)2.高性能状態における自励振動現象の確認と駆動位相との関係(文献1,4)。3.電流駆動プラズマにおける極低周波振動の観測と定常プラズマ維持に及ぼす影響(文献1,2,3,5)。4.電子サイクロトロン高効率電流駆動に関するアンテナ制作とその適用に関する論文(文献1,6)。5.逆遷移過程における内部輸送障壁の構築(文献1,4)2.、5に関して小型装置としては初めて内部輸送障壁高閉じこめを観測し、電流分布の変化に密接に関連していることを発見した。また、3で高周波電流駆動放電において世界で初めて極低周波振動(周期1000秒以上)を観測し、pwiがそれを駆動していることを明らかにした。4ではIterでのサイクロン駆動のためのアンテナを開発し世界で初めて適応を図り、基本波x-MODEによる電流駆動を確認した。本研究の目的は以下のようである。1.逆遷移(高性能から低性能)における準安全状態の性質を調べること。2.これらの遷移現象の統計的性質をまとめ、大型装置のL/
黒鉛のボールミル粉砕によるキャパシタ用炭素電極の開発と容量発現メカニズムの解明

天然黒鉛を原料として、粉砕等の簡便な操作によるキャパシタ用電極材料製造の可能性について、昨年度に引き続き検討を行った。遊星型ボールミル(Fritsch製Premium Line P-7)粉砕機を使用し、主に直径1 mmのボールを用いて粉砕処理を行った。粉砕条件として種々の回転数(500900 rpm)および粉砕時間(1750分)を設定し、主に構造解析を行うことで容量発現メカニズムの解明に取り組んだ。重量比容量は、粉砕時間10分から14分の間で急激に上昇し、150分までは粉砕時間にほぼ比例して増加するが、それ以上の長時間の粉砕ではあまり変化しないことが判明した。粉砕時間10分と14分で得られたサンプルを比較すると、重量比容量の変化に対応して、粒子径が急激に小さくなり、同時に比表面積が大幅に増大していることがわかった。結果として、重量比容量は比表面積にほぼ比理して増大した。一方で、面積比容量に着目すると、粉砕時間5分から増大し始め、14分までは粉砕時間に比例して増大し、15分以上の粉砕ではほぼ一定となった。この要因について、X線回折による詳細な検討を行ったところ、粉砕時間5分から菱面体晶に起因する回折パターンが観察されるようになり、菱面体晶と六方晶の存在割合がある一定以上であるときに、大きな面積比容量を発現することが示唆された。さらに、表面官能基について検討を行うと、空気中で機械粉砕することにより、窒素官能基および酸素官能基が導入されることが判明した。このような異種元素ドープが容量発現に及ぼす影響については、今後さらに詳細な検討が必要である。主に結晶構造および比表面積が容量発現に寄与していることが判明し、当初の予想通りである。一方で、充電時に電極が膨張する現象が見られた。電極膨張が容量に寄与している可能性もあり、今後の検討課題である。充電時に電極が膨張する挙動が見られたが、その要因はわかっていない。通常の黒鉛電極の場合、イオンのインターカレーションによって電極が膨張することはよく知られている。しかし、黒鉛の粉砕品の場合、結晶性が非常に低いため、インターカレーションはほとんど起き得ない。したがって、電極膨張をインターカレーションで説明することはできず、他の要因は探る必要がある。今後、種々の炭素原料の粉砕を行い、結晶構造や表面官能基などの物性と電極膨張の関係を評価することで、電極膨張メカニズムを明らかにする。実験の都合上、次年度に繰り越した。これまでジルコニア製の粉砕容器とボールを使用してきたが、安価な材質で検討を行うため、アルミナ製および容器およびボールを購入する。