hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マルチエージェント方式による自己診断修復機能を有する電力システムの構成とその運用

コンピュータネットワーク上に構成される機能分散型の統合化システムであるマルチエージェントシステムを用いた自己診断修復機能を有する電力システムの構築とその運用に関する提案を行いその有効性に関する検証を行っている。コンピュータネットワークを介した情報配信方式としては、ファイル共有方式とTCP/IP方式を基本としている。複数のパーソナルコンピュータによりコンピュータネットワーク上に構築した実時間ディジタルシミュレータを用いた実時間シミュレーションにより、提案する通信方式の有効性を検証している。また、コンピュータネットワークでの情報伝送遅延時間が無視できない場合の対応策についても明らかにしている。さらに、提案方式による発電機制御装置の制御パラメータの遠隔調整や制御性能の遠隔評価についても実験的に検証している。マルチエージェントシステムによる広域的な運用・管理・制御の代表的な事例として、電圧および潮流管理のためのルールベースを提案し、系統状態の診断結果の表現、電圧違反あるいは潮流違反が発生している場合の制御機器および制御方策の決定方法について検討し、シミュレーションによりその有効性を明らかにしている。さらに、マルチエージェント方式による電力システムの実時間安定度評価方式の提案や安定度制御方式の提案とその有効性についても明らかにしている。本研究により、地理的な広がりを有する電力システムの電圧および潮流状態の診断、安定度の評価が可能となり、電圧違反や潮流違反が発生した場合の修復制御、安定度のマージンが充分確保できない場合の安定度制御などを可能とする複数のプラットフォームが構築された。対象となる例題系統および電力潮流および電圧管理のための基本仕様を決定し、例題系統を対象とした電圧および電力潮流管理に関するシミュレーションの基本となる電力潮流計算プログラムをMatlab/Simulink環境下にて開発している。さらに、電力潮流および電圧管理の基本となる対象系統の状態表現形式の確定するとともに電力潮流制御および電圧制御の基本となるルールベースを構築し、シミュレーションによりその有効性を明らかにしている。また、情報ネットワーク関連部のモデル化とマルチエージェント化へ向けた準備としてVPN (Virtual Private Network)を用いた共有ファイル方式の情報配信システムをMatlab/Simulink環境下にて開発し、本学と福井大学の間での情報ネットワークを介した情報配信試験を完了している。また、TCP/IPプロトコルトを採用した場合の情報配信システムについてもその構築と情報配信試験を完了している。さらに、実験室においては、現有設備である新型電力貯蔵装置、MGセットにより、電力潮流制御および電圧制御のそれぞれを情報ネットワークを介した遠隔制御にて実施し、情報伝送遅延時間が制御性能に及ぼす影響を明らかにするとともに、制御性能劣化が著しい場合の伝送遅延補償方式の提案とその有効性の検証を完了している。自己診断修復機能実現のための管理・制御システムの構成とその検証については、特に、電圧および電力潮流管理・制御システムへのルールベースを基本とする自己診断修復機能の付加について検討し、その有効性をシミュレーションさらに模擬実験装置を用いた制御実験により明らかにしている。自己診断修復機能としては、例えば各種系統制御装置の制御パラメータの実時間自動調整、キャパシターバンク、リアクトルバンクの自動スイッチングによる無効電力調整、変圧器タップ変更による電圧調整などをとりあげ自己診断修復機能の拡張に向けた検討もあわせて進めている。情報ネットワークを介した多地域同時並列実時間シミュレーションのためのシステムを構築し、自己診断修復機能を有する電力システムの電圧および電力潮流管理システム、安定化制御システムの総合評価試験を実施した。すなわち、複数のパーソナルコンピュータにより情報ネットワーク上に構成された実時間シミュレータを用いて、提案する自己診断修復機能を有する電力システムの電圧および電力潮流管理方式、安定化制御方式の有効性を明らかにするための検証試験を実施し、電圧管理のためのルールベースの更新、マルチエージェント方式における情報伝送障害発生時の対策として階層型制御方式の組み込みを行った。また、情報ネットワークを介した電力システム模擬実験装置と各種系統制御システムを用いた遠隔制御実験、さらに電力システム模擬実験装置と各種系統制御システムを用いた遠隔制御実験により、情報ネットワークを介した情報配信システムでの大きな情報伝送遅延が発生した場合の対策を確定し情報配信システムの高信頼化をはかった。電圧管理、電力潮流管理以外の、例えば過渡安定度や動態安定度の安定度管理方式を組む込みその有効性を情報ネットワーク上の複数のパーソナルコンピュータを用いた実時間並列シミュレーションにより明らかにした。安定度管理方式としては、実時間にて観測情報より低次モデルを導出しその固有値解析を基本としている。

マルチエージェント方式を採用した電力システムの自己診断修復機能として、本研究では、安定度の実時間評価、複数の制御装置の連携による広域安定化制御、制御システムの遠隔診断方式、電圧状況の診断と管理方式などについて検証を進めてきた。提案する各種方式の有効性を検証するために、コンピュータネットワーク上に複数のパーソナルコンピュータを用いて電力システムの実時間シミュレータを構成し、実時間シミュレーションによりマルチエージェント方式による系統診断・系統管理などの有効性を検証した。通信方式としては、ファイル共有方式を採用した場合とTCP/IPプロトコルを採用した場合の二方式について比較検討し情報伝送遅延時間を無視できない場合にはTCP/IPプロトコルを採用することとした。マルチエージェント方式による自己診断修復機能としては、実時間安定度判別方式の有効性の検証、階層型制御システムによるコンピュータネットワーク上での通信障害発生時の対応、コンピュータネットワークを介した電力システム制御装置の制御パラメータの遠隔調整試験、ルールベースを用いた電圧・無効電力制御手法などについて、提案する方式の有効性を明らかにするとともに、過渡安定度、動態安定度のそれぞれに対応した安定度制御方式、ルールベースによる電圧管理方式、電力システム内に設置された制御システムの機能診断方式などを提案・検証し、電力システムにおける自己診断修復機能に関わる複数のプラットフォームを開発した。
非平衡プラズマが創る新規触媒機能と活性種輸送・表面反応ダイナミクス解明

非平衡プラズマにより創出される新規触媒機能を解明する。非平衡プラズマを触媒反応に重畳させることで,触媒活性が向上し,低温・高速物質転換が実現する。本課題では,非平衡プラズマにより生成される活性種を同定し,また触媒表面をモニタリングし反応中間体を観察する。非平衡プラズマによる活性種の生成・供給,触媒表面における反応中間体の形成・消費といったダイナミクスを明らかにし,非平衡プラズマによる触媒反応促進メカニズムを解明する。
電子商取引を利用した農水産物マーケティングの日中比較研究

近年、農水産物流通においても、その比重が高まりつつある電子商取引について、卸売市場流通体系などの既存の流通他系が整備されている日本と、卸売市場流通などが発展途上にある中で電子商取引が急速に拡大している中国を対象として、農水産物における電子商取引の特徴を明らかにするとともに、その発展の背景にある農水産業経営や農水産物流通の実態と、電子商取引の発展が農水産業や農水産物流通体系に与える影響を実証的に比較分析する。
全方向移動機構をもつ広用途移動プラットホームの試作研究

1.四輪移動プラットホームの開発研究代表者が提案しているモータとクラッチを用いた新しい全方向移動機構を用いて、四輪を有する移動プラットホームを開発した。当初の計画通り、積載重量を50Kg程度、高さを10cm程度とすることができた。2.制御法および軌道計画法の開発各車輪は2つの自由度を1つのアクチュエータで駆動する1入力2出力の構造を持つが、車輪の並進速度項をフィードフォワードバイアスとして加えるような制御系を構成することにより、良好な制御が行えることをシミュレーションおよび実験により確認した。またこの機構は、屋内の床面上にある電源コード等を想定した10mm程度の段差を、問題なく走破できることも確認した。また、B-Spline関数を用いた、軌道計画法を開発した。複数モジュールで構成されるシステムにおける通信法開発した移動台車は、研究用移動プラットホームとして汎用に使われることを前提としている。したがって、マニピュレータやセンサ、その他さまざまな機能モジュールを自在に組み合わせて使用できなければならない。このために、イベント通信をベースにおいた、新たなロボットシステム構築法を開発した。この方法により、(1)各モジュールのハードウェアおよびソフトウェアの両面における独立性を高められる、(2)各モジュールの動的置き換え(プログラムの再コンパイル等を要せずに各モジュールを置換・追加・削除すること)が可能となる、などの利点を得ることができた。その結果、汎用の研究用移動プラットホームとしての能力が更に高まった。4.移動プラットホームとしての利用可能性研究代表者らが所属する他の研究グループの協力を得て、製作した全方向移動プラットホーム上に視覚およびマニピュレータを搭載したシステムを構築し、ドアの開閉実験を行った。その結果、全方向に移動可能という高い自由度を有効に利用することにより、力制御を必要としない、移動マニピュレータによる新たなドア開閉法の開発に成功した。本年度の研究実績は以下の通りである.1.一輪のみの車輪部およびベルトを利用した試験台を製作し,モータとクラッチの協調による駆動およびステアリングに関わる力学特性の解析,およびそのコントローラの設計を行った.コントローラはオブザ-バを用いた最適制御系として構成し,4輪を同時に制御できる可能性を確認した.2.移動ロボットが屋内環境を移動するための,環境地図情報の表現法について検討を行い,コーディングを開始した.現在,1部屋分の環境を表現した地図の作成を終了したところである.3.4輪全方向移動車の移動経路生成法について,スプライン関数を用いた実時間軌道生成法の開発を行った.現在デバック中である.4.全体のシステムをいくつかのブロックに分割し,それぞれのモジュール性を高めた上で,それらを統合する通信アルゴリズムのプロトタイプを作成した.5.モ-バイルプラットホームとしての利用可能性を示すために,台車上にマニピュレータアームをとりつけ,ドア開け作業を行わせた.この方法はユニークな原理に基づいており,現在更に詳しく検討を進めている.1.四輪移動プラットホームの開発研究代表者が提案しているモータとクラッチを用いた新しい全方向移動機構を用いて、四輪を有する移動プラットホームを開発した。1.四輪移動プラットホームの開発前年度の成果に基づき、四輪を有する移動プラットホームを製作した。そして、導出した運動方程式に基づき制御系を構成した。各車輪は2つの自由度を1つのアクチュエータで駆動する1入力2出力の構造を持つが、車輪の並進速度項をフィードフォワードバイアスとして加えるような制御系を構成することにより、良好な制御が行えることをシミュレーションおよび実験により確認した。2.複数モジュールで構成されるシステムにおける通信法開発した移動台車は、研究用移動プラットホームとして汎用に使われることを前提としている。

このために、イベント通信をベースにおいた、新たなロボットシステム構築法を開発した。この方法により、(1)各モジュールのハードウェアおよびソフトウェアの両面における独立性を高められる、(2)各モジュールの動的置き換え(プログラムの再コンパイル等を要せずに各モジュールを置換・追加・削除すること)が可能となる、などの利点を得ることができた。その結果、汎用の研究用移動プラットホームとしての能力が更に高まった。3.移動プラットホームとしての利用可能性研究代表者らが所属する他の研究グループの協力を得て、製作した全方向移動プラットホーム上に視覚およびマニピュレータを搭載したシステムを構築し、ドアの開閉実験を行った。その結果、全方向に移動可能という高い自由度を有効に利用することにより、力制御を必要としない、移動マニピュレータによる新たなドア開閉法の開発に成功した。
新期薬剤溶出型バイオカバードステントの開発

我々はステント内腔側表面が内皮細胞層に完全に被覆された金属ステントバイオステントの開発を行ってきた。本研究ではステントとして薬剤溶出ステント(drug eluting stent: DES)を使用した。DESではステント表面からの溶出薬剤により、平滑筋細胞増殖、内膜過形成が抑制され、良好な成績が示されているが、ステント内面の内皮化をも妨げ、ステント留置後晩期の血栓形成が問題とされている。予めステント内部を内皮化することで、内膜過形成や血栓形成を抑制することが目的である。ビーグル犬の内皮細胞の分離は、大腿静脈を露出、切開して行った。大腿静脈は径2ー3mmと細径であり、切離した4-5cmの切片はさらに収縮して2cmほどに短縮化したため、その後の分離培養に難渋した。数は少ないながらも採取できた内皮細胞を培養し、DES内面にconfluentな内皮細胞層を達成できた。ビーグル犬の頸静脈をカットダウンし、ステントを挿入しようとしたが、血流遮断下で行なったため、静脈は虚脱した。虚脱した頸静脈径に比して、ステント径が大きいため、ステントの挿入ができなかった。血管留置用シースを切断し、内部に作成したシースを充填することで、血管内への留置には成功したが、ステントがビーグル犬の右房にmigrationしたため、不成功に終わった。その後他のビーグル犬の大腿静脈から血管を採取、細胞を培養しているが、細胞の増殖速度が遅く、ステント作成、implantationに遅延が生じている。ビーグル犬の静脈が予想以上に短径で、さらに採取後に短縮したために、細胞分離の操作に難渋し、熟練を要した。また採取できた細胞数も少なく、細胞培養にも時間を要した。DES内面に内皮層を確立した後、ビーグル犬への留置に際して、内皮層へのダメージを避けるためにカテーテルを用いたステントデリバリーは避け、頸静脈を外科的に露出し、ステントを直接留置することを試みたが、ステント径の方が静脈径より大きく、縫合閉鎖ができなかった。最終的にシースを用いて血管内への留置に成功したが、ステントが右房にmigrationしてしまい、実験としては不成功に終わった。内皮化されたDESのカテーテル内への収納、経カテーテル的ステント留置法を確立したが、右房にstent migrationが生じたため、再度ビーグル犬への留置実験を複数回繰り返し、DESと内皮化DESにおける、開存率の差異、内膜過形成や血栓形成について評価を行う予定である。高齢化社会の到来に伴い動脈硬化性疾患が急増している。我々はこれまで腸骨動脈や浅大腿動脈の閉塞動脈硬化症に対して積極的に低侵襲治療である血管内治療(endovascular treatment: EVT)を取り入れ、治療成績の向上を目指してきた。ステント留置により、バルーン拡張術に比較して良好な初期成績が得られたが、晩期での内膜過形成によりステント内再狭窄がEVTの最大の問題となっていた。治療直後の血栓閉塞や慢性期での内膜過形成が抑制されることを期待し、我々はステント内腔側表面が内皮細胞層に完全に被覆された金属ステントバイオステントの開発を行ってきた。ヒトの臍帯から際静脈と動脈を分離し、臍静脈から内皮細胞を分離培養した。内皮細胞の増殖を待って、金属ステントのカバー作成を行う。金属ステントをシリコンチューブの中に挿入し、ステント内部には金属棒を挿入、シリコンチューブと金属棒の間隙にフィブリンゲルを注入する。30分後にフィブリンが重合されたのを確認した後に金属棒を除去し、フィブリンで作成されたカバー付き金属ステントの内部に内皮細胞を注入し、二日間static conditionにて内皮細胞のフィブリン膜への生着と増殖を促す。その後動脈循環を模したシステムの中で二日間の条件付けを行い、内皮細胞機能の増加と動脈循環への抵抗性を獲得させる。二日間の条件付けにより、金属ステント内腔に被覆されたフィブリン膜へconfluentな内皮細胞層の確立に成功した。今回さらに薬剤溶出ステントにも同様の内皮化を達成するために、フィブリンゲル注入システムと注入内皮細胞数の最適化を行った。注入細胞数は薬剤が塗布されていない金属ステントと同数で良いことが確認された。ステント留置後慢性期に生じるステント内再狭窄は主に血管内皮下の平滑筋細胞の増殖に伴う内膜過形成が原因とされている。今回細胞増殖を抑える目的でパクリタキセルが塗布された薬剤溶出ステントを用いて、バイオステントを作成した。フィブリン膜内腔側表面にヒト臍静脈から得た内皮細胞層を生着、増殖させようとしたが、二日間の培養ののち、内皮細胞層の減少が見られた。原因としてはパクリタキセルがフィブリン膜内に浸透し、内皮細胞に暴露されたため、内皮細胞傷害を生じた可能性を疑っている。現在パクリタキセルの内皮細胞への暴露を軽減させるよう、フィブリン膜の厚みを最適化している過程である。

DESではステント表面からの溶出薬剤により、平滑筋細胞増殖、内膜過形成が抑制され、良好な成績が示されているが、ステント内面の内皮化をも妨げ、ステント留置後晩期の血栓形成が問題とされている。予めステント内部を内皮化することで、内膜過形成や血栓形成を抑制することが目的である。ヒトの臍帯から臍静脈と動脈を分離し、臍静脈から内皮細胞を分離培養した。内皮細胞の増殖を待って、DESのカバー作成を行った。DESはZilver PTX 6mm径を2cm長に切断したものを用いた。DESをシリコンチューブの中に挿入し、ステント内部には金属棒を挿入、シリコンチューブと金属棒の間隙にフィブリンゲルを注入する。15分後にフィブリンが重合されたのを確認した後に金属棒を除去し、フィブリンで作成されたカバー付きDESの内部に内皮細胞を注入し、二日間static conditionにて内皮細胞のフィブリン膜への生着と増殖を促した。二日間の条件付けと、フィブリン膜厚みを500μmに最適化することで、フィブリン膜へconfluentな内皮細胞層の確立に成功した。HUVECsでの内皮層の確立を受けて、ビーグル犬への動物実験に移行した。ビーグル犬の内皮細胞の分離は、大腿静脈を露出、切開して行った。大腿静脈は径2ー3mmと細径であり、切離した4-5cmの切片はさらに収縮して2cmほどに短縮化したため、その後の分離培養に難渋した。数は少ないながらも採取できた内皮細胞を培養し、DES内面にconfluentな内皮細胞層を達成できた。現在ステントのカテーテル内への収納を繰り返し施行し、内皮層へのダメージ軽減のための最適化を模索している。ビーグル犬の静脈が予想以上に短径で、さらに採取後に短縮したために、細胞分離の操作に難渋し、熟練を要した。また採取できた細胞数も少なく、細胞培養にも時間を要した。DES内面に内皮層を確立した後、ビーグル犬への留置に際して、内皮層へのダメージを避けるためにカテーテルを用いたステントデリバリーは避け、頸静脈を外科的に露出し、ステントを直接留置することを試みたが、ステント径の方が静脈径より大きく、縫合閉鎖ができなかった。我々はステント内腔側表面が内皮細胞層に完全に被覆された金属ステントバイオステントの開発を行ってきた。本研究ではステントとして薬剤溶出ステント(drug eluting stent: DES)を使用した。ビーグル犬の頸静脈をカットダウンし、ステントを挿入しようとしたが、血流遮断下で行なったため、静脈は虚脱した。虚脱した頸静脈径に比して、ステント径が大きいため、ステントの挿入ができなかった。血管留置用シースを切断し、内部に作成したシースを充填することで、血管内への留置には成功したが、ステントがビーグル犬の右房にmigrationしたため、不成功に終わった。
内部転換電子法メスバウァー効果によるFe系金属多層膜の超微細磁気構造の解析

分子線エピタキシ-(MBE)装置を使用してfcc-Fe人工格子を作製した。Cu(001)単結晶基板上に高純度CuとFe原子を交互に20層積層させることによってエピタキシャル多層膜を作製した。Feに関してはメスバウァースペクトルの分解能を上げるために^<57>Feをドープした蒸着源を用いた。X線回析を使って膜の評価(結晶構造、人工周期性、歪量など)を行った。この多層膜の磁気測定をVSMおよびSQUIDを用いて測定し、平均の飽和磁化を測定した。メスバウァー効果の測定は従来の透過型の測定系では基板が厚いためにスペクトルを得ることが困難となるので内部転換電子(conversion electron)を検出する反射型の測定系を用いた。メスバウァースペクトルは界面と内部のFe成分に分けて非線形の最小自乗法によるフィッテイングにより解析した。この解析結果より得た各成分の超微細パラメーター(内部磁場、アイソマ-シフト、四重極分裂)とスペクトルの強度比および体積分率よりFe層中のFe原子の磁気モーメントの大きさおよび磁気構造を明らかにした。その結果、試料中に内部磁場が320kOeのhigh spin stateとO kOeのlow spin stateの2相が共存していることがわかった。fcc-Feのhigh spin stateとlow spin stateはその原子容に依存し、磁気体積効果に起因すると考えられ、Cuと同じ原子容とそれより小さい原子容のFeが共存していることになる。これら2相の体積分率は基板表面の平坦性に依存していると考えられるため、基板平坦性との関係を検討していく必要がある。また磁化測定の結果から磁化の温度変化も検討する必要があることがわかったため、低温(4.2K)でのCEM測定を行う必要がある。今後、低温でのCEM測定を検討し、各成分のFe原子の磁気モーメントの大きさおよび磁気構造をさらに明らかにする予定である。
第一原理的計算による表面吸着系のトンネル物性の理論的研究

第一原理的な計算手法を用いて、表面吸着系のトンネル物性の研究を行った。本年度は特に層状物質のSTMに見られるモアレ像の起源を明らかにした。具体的な研究成果は以下の通りである。1.金属表面上の単原子層グラファイトTiC(111)表面上の単原子層グラファイトの電子状態を第一原理的な計算により明らかにするとともに、第一原理計算で得られたバンド構造を再現するようにTight・Bindingのパラメータを選び、モアレ像のシミュレーションを行った。その結果、モアレ・パターンが生ずるためには、グラファイト層と下地との相互作用の大きさ及びそれぞれのバンドの位置とともに、表面と探針との距離も重要なパラメータであることがわかった。2.遷移金属ダイカルコゲナイドまず、MoS_2表面の電子状態を平面波基底を用いて第一原理的に求め、STM像の精密な計算を行った。その結果、STMで見られている像は表面第2層目の遷移金属ではなく表面第1層のカルコゲンであることを理論的に決定した。また、このヘテロ表面で見られるモアレ像を調べるために、バネモデルを用いて安定構造を決め、STM像の計算を行ったところ、実験で得られている像を説明するためには格子位置の歪が重要であることがわかった。
妊娠中の姿勢と動作様式の個別的変化の成因分析を画期的転倒予防プログラムへ導く研究

最終年度である平成30年度には,前年度までに計測した妊婦の姿勢や歩行,起立・歩行動作における解析結果と,実際に生じた腰痛等の症状をもとに,各妊娠週数での筋骨格系の変化の状況を踏まえた転倒予防および障害予防・改善のための指導プログラムを考案し,実際に妊婦を対象として指導を行った.具体的には,姿勢のセルフチェック方法,骨盤底筋や腹横筋のトレーニング方法,歩行や起立動作における姿勢制御等の指導が中心であった.指導を実施した妊婦では,姿勢や動作において個別的介入を行ったことにより,姿勢不安定性や腰痛や尿失禁等の妊娠週数の進行に伴うトラブルの訴えはほとんどなく経過した.またこれらの研究成果をもとにして,産婦人科クリニック等において,産前産後の女性を対象としたケア教室の開催に至った.ケア教室では,集団を対象とした指導と,個別的指導を実施した.集団教室では産前産後女性に共通して生じる身体的変化やセルフケアについて講義とエクササイズを取り入れて指導し,個別教室では実際に生じている変化や症状に応じた指導を行った.研究期間全体を通して,妊娠中の姿勢や動作様式の変化における分析とそれに対する個別性を重視した転倒予防プログラムの開発および実施に至ることができ,本研究の主たる目的を達成できた.本研究の成果により,妊婦の身体的変化を多角的視点から分析し,個別的ケアを行うことの重要性が示されたことは,女性の健康支援において非常に意義深いと考える.27年度は,妊娠中の姿勢と動作の計測および解析を行い,その結果をもとに変化パターンに分類して個別的運動プログラムを考案する予定であったが,年度途中で産休・育休取得となったため,妊婦の継時的なデータ収集が困難であると判断し,計画を変更した.実際には,バイオメカニクス解析に必要となる妊婦の下部体幹部分における身体部分係数(BSPs: Body Segment Inerial Parameters)に関するデータをまとめ,国際誌にて成果発表を行った.妊婦の方向転換を伴う起立から歩行開始時の動作について,各妊娠時期におけるBSPsを用いて解析を行った場合,既存の若年女性の係数を用いた場合と比較すると,下部体幹のモーメントおよび質量中心位置や速度において有意差が生じていた.さらに妊娠週数が進むにつれて有意差の生じるパラメータは増加していた.このことから,妊婦のバイオメカニクス解析を行う場合,各妊娠時期におけるBSPsを適用することで動作様式の変化をより的確に捉えることができ,個別的運動プログラム考案のためのより信頼性の高いデータを得ることが可能となった.本研究では,妊婦の継時的な姿勢と動作の変化を捉える必要があるが,研究代表者が産休・育休を取得する状況となったため,今年度は対象者の募集を実施しなかったため.28年度は産後休暇および育児休業取得のため研究は未実施であった.27年度途中から28年度まで産前産後休暇および育児休業取得により研究の実施が困難であったため.29年度は,7名の妊婦を対象に妊娠中の姿勢と起立・歩行動作および定常歩行の計測を行った.妊娠16週,24週,32週と妊娠期間中に計3回の経時的な計測を行ったが,妊娠週数の進行に伴って腹部が突出するにつれて,立位姿勢において重心が前方へ移動し骨盤が後傾するパターンや,逆に骨盤が前傾するパターンなど,対象者によって個人差が生じていた.動作様式の変化は,椅子からの起立動作において,腹部の突出に伴って屈曲相での体幹屈曲角度が少なくなり,その後伸展相にて膝関節の伸展モーメントが大きくなるパターンや,一方で体幹屈曲角度が大きくなるパターンもみられ,動作時においても個人差が生じていた.膝関節伸展モーメントが増大した場合は下肢への負担が増大し,体幹屈曲角度が増大した場合には腹圧の上昇によって腹部への負担が増大するなどの問題が生じる可能性があり,円滑で安全な動作方法の指導が必要であると考える.さらに,歩行時の遊脚肢における股関節・膝関節屈曲角度は妊娠週数の進行に伴って減少していたことから,クリアランスの低下によるつまずきや転倒のリスクが増大する可能性も示唆された.また妊娠期の主訴として,いわゆるマイナートラブルといわれている腰痛や恥骨部の疼痛,尿失禁などの訴えが聞かれたことから,前述の姿勢や動作様式の変化と身体的変化による症状との関連性を検討し,個別性を重視した姿勢や動作指導,障害予防・改善のための介入プログラムを実施することが重要であると考えられる.よって,当初計画に従って,30年度は妊婦に対し個別的介入プログラムを実施した際の経時的な姿勢・動作の変化の様子について検討を行う.募集当初は妊娠経過に問題なく,計測可能であった対象者が,切迫早産等の安静指示により経時的に計測困難となったケースや,協力希望があるものの,設定している計測時期に合わず計測が困難となったケースが生じたことから,対象者数の確保に難渋し,予定よりも進捗状況はやや遅れている状況となっている.最終年度である平成30年度には,前年度までに計測した妊婦の姿勢や歩行,起立・歩行動作における解析結果と,実際に生じた腰痛等の症状をもとに,各妊娠週数での筋骨格系の変化の状況を踏まえた転倒予防および障害予防・改善のための指導プログラムを考案し,実際に妊婦を対象として指導を行った.具体的には,姿勢のセルフチェック方法,骨盤底筋や腹横筋のトレーニング方法,歩行や起立動作における姿勢制御等の指導が中心であった.指導を実施した妊婦では,姿勢や動作において個別的介入を行ったことにより,姿勢不安定性や腰痛や尿失禁等の妊娠週数の進行に伴うトラブルの訴えはほとんどなく経過した.

またこれらの研究成果をもとにして,産婦人科クリニック等において,産前産後の女性を対象としたケア教室の開催に至った.ケア教室では,集団を対象とした指導と,個別的指導を実施した.集団教室では産前産後女性に共通して生じる身体的変化やセルフケアについて講義とエクササイズを取り入れて指導し,個別教室では実際に生じている変化や症状に応じた指導を行った.研究期間全体を通して,妊娠中の姿勢や動作様式の変化における分析とそれに対する個別性を重視した転倒予防プログラムの開発および実施に至ることができ,本研究の主たる目的を達成できた.本研究の成果により,妊婦の身体的変化を多角的視点から分析し,個別的ケアを行うことの重要性が示されたことは,女性の健康支援において非常に意義深いと考える.29年度より研究を再開する予定であり,27年度に実施予定であった妊婦の姿勢および動作の継時的変化について調査を行う.また得られた結果をもとに,以降実施予定の個別的変化に対する介入のための運動プログラムについて検討する.27年度に計測を予定していたコントロール群の計測・解析を実施すると同時に,介入群への個別プログラムを検討し,介入群の計測も進めていく.妊婦の経時的な調査となるため,今後研究期間の延長も検討しながら進めていく.より多くの対象者からの協力を得るため,さらに範囲を広げて引き続き募集を呼びかける.また,本研究の当初予定では,妊娠16週,24週,32週と3回の計測を実施することとしているが,やむを得ず3回の計測が困難となるケースも生じている.本研究では,妊娠中のプログラムの実施とそれに伴う姿勢・動作様式の変化について,経時的に検討を行う点に意義があることから,時期を変更しての計測などの対応を行う予定である.年度途中に産休・育休取得状況が発生したことにより,研究計画を変更した.そのため,被験者募集・計測および解析にかかる支出が生じなかったため.前年度途中より産前産後休暇および育児休業を取得し,研究の実施が困難となったため.当初予定よりも実際に計測可能であった対象者数が少なかったため,謝礼として購入したクオカードの支出が少なくなった.30年度使用計画として,引き続きより多くの対象者募集を行うため,謝礼の支出が生じる.また,研究成果発表のための旅費や学会参加費,論文投稿のための校正料や投稿料としての支出が生じる予定である.29年度より研究再開予定であり,再開後,27年度に予定していた計測および解析を行う予定である.計測・解析実施の際には被験者への謝礼や消耗品,成果発表等において使用を計画している.27年度に実施困難であった計測および28年度に実施予定であった計測を並行して実施していく予定であり,計測に関わる消耗品や被験者への謝礼等で使用する予定である.
非線形カオス素子の結合系の位相同期現象とスケーリング理論

本研究では大域的結合写像素子模型(GCML)の乱流相での振る舞いについて詳細な数値解析と解析的計算を合わせて行った.この模型は素子達の平均場が熱力学極限でも対数の法則を破って揺らぎ続ける異常統計性(隠れた秩序)に興味をもたれてきたものである.我々の新たな成果は以下のようにまとめられる.1.乱流相では結合定数は極めて弱いにもかかわらず,我々は素子達が少数のクラスターに分かれ,そのクラスター達が互いに周期的に運動するクラスター・アトラクターが形成されるという非常に興味深い現象を見いだした.特に顕著なのは,構成素子数がクラスター間で等しい3クラスターの周期運動(我々はp3c3MSCA ; Maximally Symmetric Cluster Attractorと呼んだ)である.対称性のために,このアトラクターでは平均場はほとんど揺らがない.2.MSCAに比して僅かに強い結合では軌道はほとんど不変だが,クラスター数が減少したクラスター・アトラクターが形成される.この状態では平均場の揺らぎは極めて高く軌道のスケールと素子数比でその値は決定され素子数には依らない.3.我々はさらにこれらのクラスター形成が起こる結合定数を解析的に与えることに成功した.従前は乱流相といえば弱い相関しかないように認識されていたが我々の理論は系の構成素子固有の周期窓が乱流相の力学を支配していることを明確に示している.従前の謎であった隠れた相関もこの周期性発現のもっとも弱いケースと考えられる.我々はこれらのクラスター・アトラクターが線形安定であることをLyapunov指数の測定から示しさらにもっとも安定なMSCAが形成される位置を代表的に予言した.GCMLは,脳の知的活動の基本模型である.我々が見いだしたことはごく弱い相互作用のもとでも素子の間で大域的な情報交換を持つ複雑系では周期運動が派生することであり,今後のこの分野の発展に深い意味を持つと考えられる.非線形のカオス素子系の基本となるものは,1次元写像素子の大域的結合模型(Globally Coupled Map Lattice)である.本年度は,GCLMの解析とその拡張E (xtended) GCLMの構成を行った.GCLMでは次の2つの顕著な結果が得られた.1.GCLMの27クラスター相で,外部入力により2つのクラスター間の員数比のアンバランスを行うと,ポジネガが反転スイッチがおこる。このときに,過渡的にカオティックな中間プロセスがおこるが,そのとき何故,クラスターに写像が属するやり方が保存するか,これまでわかっていなかった。本解析により,これは,平均場に対する素子の大小関係が,決して混合をおこおさない化組が,GCLMに存在するためであることが解明された。2.GCLMの乱流領域ではこれまで,いわゆるhidden coherenceとよばれる長時間相関がおこることが知られていたが,本研究では,hidden coherenceのみならず,準周期運動が殆んどあらゆる領域でおこっていることが解明された。さらに,EGCMLは,上記1,2をそのままもつ他,中型相互作用のもとでの非線形拡散のため,興味深い空間構造を作ることが判った。本研究では大域的結合写像素子模型(GCML)の乱流相での振る舞いについて詳細な数値解析と解析的計算を合わせて行った.この模型は素子達の平均場が熱力学極限でも対数の法則を破って揺らぎ続ける異常統計性(隠れた秩序)に興味をもたれてきたものである.我々の新たな成果は以下のようにまとめられる.1.乱流相では結合定数は極めて弱いにもかかわらず,我々は素子達が少数のクラスターに分かれ,そのクラスター達が互いに周期的に運動するクラスター・アトラクターが形成されるという非常に興味深い現象を見いだした.特に顕著なのは,構成素子数がクラスター間で等しい3クラスターの周期運動(我々はp3c3MSCA ; Maximally Symmetric Cluster Attractorと呼んだ)である.対称性のために,このアトラクターでは平均場はほとんど揺らがない.2.MSCAに比して僅かに強い結合では軌道はほとんど不変だが,クラスター数が減少したクラスター・アトラクターが形成される.この状態では平均場の揺らぎは極めて高く軌道のスケールと素子数比でその値は決定され素子数には依らない.3.我々はさらにこれらのクラスター形成が起こる結合定数を解析的に与えることに成功した.従前は乱流相といえば弱い相関しかないように認識されていたが我々の理論は系の構成素子固有の周期窓が乱流相の力学を支配していることを明確に示している.従前の謎であった隠れた相関もこの周期性発現のもっとも弱いケースと考えられる.我々はこれらのクラスター・アトラクターが線形安定であることをLyapunov指数の測定から示しさらにもっとも安定なMSCAが形成される位置を代表的に予言した.GCMLは,脳の知的活動の基本模型である.我々が見いだしたことはごく弱い相互作用のもとでも素子の間で大域的な情報交換を持つ複雑系では周期運動が派生することであり,今後のこの分野の発展に深い意味を持つと考えられる.場の理論は、latticc gauge theoryの立場でいうと格子化された時空点の各点ごとにfiber空間として内部空間を考えた相互作用をする無限自由度の力学系である。各素子がカオス的な運動を持つ大域的結合写像素子模型(Globally Coupled Map Lattice)は,この興味深い拡張であり,脳のパターン認識を集団同期モードの形成ととらえることを許す。

我々は、ロジスティック写像からなるGCMLの乱流相,すなわち各素子の持つ非線形性に比べて結合定数が極めて小さい領域に着目して,系の平均場の2乗揺らぎ(MSD)の統計性を調べ次の興味深い結果を得た。1.乱流領域の中には実は周期性の高い部分領域が系統的に含まれており、そこでは平均場を通したごく弱い相互作用のために構成要素間の位相的な同期が起こり周期的な相互運動をする少数のクラスターが形成されることを見いだした。2.構成素子数の等しいp個のクラスターで相互に周期pの運動をする対称性の高い状態を考察し,この状態では平均場が揺らがないためGCMLの力学が構成要素の周期窓の力学に単純に帰着することを利用して,このような状態が発生しうるGCMLのパラメーター領域を特定する解析的な式を与えた。この式は,様々なパラメーターを持つGCMLの集合の中で同じダイナミックスに従うものを族として特定する役割を果たす.さらに数値解析により対称性の高い状態が我々の式の領域で形成されていること,隣接した結合定数がより大きい領域ではクラスターが減少しその非対称性のために平均場は高い揺らぎを持つことを,示した。3.素子数Nが10^4を超えた巨大GCMでは構成要素の無数の周期窓を系の集団運動が特に鋭敏に反映することを数値シミュレーションで示し従前GCMLで支配的であると考えられていた「隠れた相関」がMSD面の谷間領域に限定されていることを示した。これはカオス複雑系は熱力学的極限でも揺らぎを持ち続けること,それは構成要素の周期窓に起因することを示し,カオス複雑系の基礎に関わる重要な知見である。本研究の対象は、平均場をとおして相互作用をさせた写像素子の結合模型でありニューラルネットの一つの基本系となるものである。各素子の非線形性を司さどるパラメータaが大きく、素子間の相互作用のパラメータεが小さい領域では、ナイーブには、各素子が独自のランダム運動を発現すると考えられるので、「乱流相」とよばれている。しかし、統計解析から、素子間に隠れた秩序というものがあることが報告され、異常統計をもつ系として着目されていた。本研究では、第1に乱流相全域にわたる詳細な素子のゆうぎの統計解析をおこない、模型の素子たちが自発的に位相同期をおこなって、少数のクラスターを形成し、それらのクラスターは互に一定の周期で運動をする現象がおこることを発見した。第2に、このような状態の基本は、周期3で個数3のクラスターが平均場を全くゆるがさずに相互周期運動をする状態-我々はp3C3 MSCA(Maximally Symmetric Cluster Attractor)と呼んだ-であることをみいだした。第3に、これらのMSCAが発現するには、模型の2つのパラメーターaとεが一定の条件をみたす必要があることを解析的に導いた。この条件は、素子の固有の周期窓が多数系の力学にフォリエイトする曲線群を与え、隠れた秩序はMSCAのためにひきおこされる。我々は、最後に、これらのMSCAが線形安定であることをしめした。
ヒト胎児における行動の発達と中枢神経系の制御機構の連関に関する研究

われわれはこの3年間、ヒト胎児行動の個体発生過程を中枢神経系機能による制御との関連で明らかにすることを目的に検討をすすめてきた。その結果、1.胎児の眼球運動は妊娠16週頃から観察できるようになるが、運動の頻度は少なく、散発的である。しかし、妊娠24週前後になると眼球運動は群を形成してくるようになる。さらに、妊娠32ー33週に至ると眼球運動の頻度が増加するとともに眼球運動期と静止期が明瞭になる。そして、妊娠37ー38週前後になると、眼球運動期と静止期は各々平均24分および平均22分の一定の持続時間で交代性に出現するようになる。2.妊娠33週以降、眼球運動の個々の持続時間のなかには、0.6ー0.8秒に統計学的に有意なひとつの変極点が認められる。このことは持続が0.6ー0.8秒以下と以上の二種類の特性の異なる眼球運動が存在することを示す。前後者は各々、急速眼球運動(REM:rapid eye movement)と緩速眼球運動(SEM:slow eye movement)に対応する。緩速眼球運動は筋緊張低下の表現である。したがって、REM期のなかにSEMが混在することはヒト胎児にREM睡眠の状態が存在することを意味する。3.口唇運動は妊娠34週以前の妊娠の早期ではランダムに生起するのに対し,妊娠35週以後になると0.3ー0.6秒のインタ-バルを有する規則的な口唇運動がNREM期にのみ同期して出現する。この規則的な口唇運動は新生児においては、NREM睡眠に限って認められる。したがって、これはヒト胎児にも妊娠35週頃にはNREM睡眠と呼べる状態が発現してくることを示すまた、4.散瞳・縮瞳とREM/NREM睡眠との相互の関連から、少なくとも妊娠末期の胎児では全時間の5%に将来覚醒に連なってゆくとみなされる状態が存在すること、そしてこの状態はREM睡眠期から芽生えてくることが分かった。このようなわれわれの成績は今後、ヒト胎児行動学の体系化へと展開できる。ヒト胎児における中枢神経系の機能的な発達過程を明らかにすることを目的に、眼球運動(REM/NREM期)と口唇運動に注目し、各々の固有の発達過程と相互の関連について検討した。対象は妊娠28週から41週の正常胎児26例である。電子スキャンを用いて胎児眼球と口唇の双方の運動を同時に、60分間観察した。解析には隣り合った2つの運動間の時刻の差分すなわちインターバルを指標とした。その結果、口唇運動は妊娠34週以前の妊娠の早期ではランダムに起こった。他方、妊娠35週以後の例では0.3-0.6秒のインターバルを有する口唇運動が大部分を占めていた。妊娠35週以後の例について、観察期間をREM期とNREM期に分け、各々の区間における口唇運動の出現様式について検討したところ、REM期においては、ランダムに起こった。一方、NREM期のインターバルはその53-85%が0.3-0.6秒に集中していた。以上の成績から、妊娠35週以後になると0.3-0.6秒毎の規則的な運動(regular mouthing)がNREM期に同期して出現することが明らかとなった。Regularmouthingmovementは新生児においては、NREM睡眠期にのみ観察される。

未熟児から得られた成績によると、NREM睡眠の完成は妊娠35週から36週に相当する時期であるといわれている。胎児においても、これに対応する妊娠の時期に一致して、規則的な口唇運動がNREM期に同期して出現してくることが明らかとなった。このことは子宮内でも妊娠35-36週頃にNREM睡眠に擬せられる状態が発現してくることを示唆する。また、NREM睡眠の中枢は橋よりもさらに上位に存在すると考えられている。したがって、妊娠35-36週以後になると橋のみならずそれより上位も含めた広い範囲の中枢神経系の機能が発動してくるといえる。本研究を通じて、ヒト胎児の諸種の動作は、個々に独自の発達過程をたどる一方で、妊娠末期に至ると、複数個が互いに関連しながら、より高次の機能へと統合されてゆく発達過程が示された。ヒト胎児において、REM睡眠とみなすことのできる状態が存在するか否か、そして実在するとすれば、それは妊娠の進行にともなってどのような発達過程をたどるのかを明らかにすることを目的として、眼球運動の検討を行った。対象には妊娠33ー36週(I群)の10例、37ー41週(II群)の11例、計21例の正常胎児を用い、超音波電子スキャンによって観察した。眼球運動の1単位はレンズが静止した状態から、移動し、再び静止するまでの動きと定義し、眼球運動1単位毎における運動の持続時間を計測した。解析に当たっては、1例毎に、任意の運動単位の持続時間(D_x)と、最も持続が短い運動からD_xまでの持続時間の累積度数(T_x)を求めた後に、各妊娠週数群において、X軸にD_x、Y軸にT_xを配した散布図を描いた。ついで、この散布図を折線回帰(Piecewise linear regression analysis)を用いて解析し、変曲点を求めた。その結果、IおよびII群の各々において、D_x値が0.61秒(Cp=-4.53)、0.78秒Cp=-8.20)に統計的に有意な変曲点が存在することが明らかとなった。このことは胎児の眼球運動には特性を異にする2種の、云い換えれば、持続時間が0.6ー0.8秒より短い運動とそれより長い運動との双方が存在することを意味している。前後者は各々Aserinskyが定義したRapid eye movement、Slow eye movementに対応する。Slow eye movementは骨格筋のト-ヌスの低下を反映すると報告されている。したがって、本研究で得られた成績はヒト胎児において、遅くとも妊娠33週以降になるとREM睡眠といえる胎児の状態が存在することを示す。I群およびII群の変曲点におけるT_xの平均値は各々29.0%、41.7%であった。このことは妊娠の進行にともなって、Rapid eye movementの眼球運動全体に占める割合が増加することを示している。ヒト胎児では、中枢神経系の機能が如何なる形で動作に表現されてくるのか、いまだ明らかにされていない。そこで、今年度は、過去二年間の成果を基礎に、2症例をモデルとして子宮内の動作の異常と制御中枢の病変部位との対応について解析した。症例1:妊娠36週0日に、超音波電子スキャンによって胎児の諸種の動作の観察を行った。四肢の運動には特記すべきことはなかったが、眼球運動は60分間の観察期間を通じて、一様に頻度が少なく散発的であったため、REM期とNREM期とを区分することができなかった。
高大連携の促進要因と阻害要因-日本の大学の新しい適応戦略の分析-

本研究は、高大連携の期待と現実のズレに注目し、日本における高大連携の事例を収集し、質的および数量的分析を行った。成功事例の特徴、実施体制やプログラム内容の実態などの分析結果から、「高大連携」を促進する要因と阻外する要因を明確にすることができた。日本の高大連携活動の大半は、高校と大学が対等に共通の問題の解決に取り組む「共働」ではなく、それぞれの必要に基づく「協力」関係であることが明らかになった。高大連携活動についての組織間関係論的な視点からの考察は、今後の日本の高大連携を有効に機能させるための組織・運営や環境条件など明らかにするために重要であることが示唆された。本研究は、「高大連携」の期待と現実のズレに注目し、日本における高大連携の実態を把握し、「高大連携」を促進する要因と阻害する要因を明らかにすることを目的としている。さらに、組織間関係論及び組織行動論の視点から「高大連携」活動の特徴と構造をあきらかにし、高大連携における協働モデルの構築、高大連携を有効に機能させるため環境条件、組織・運営や人材育成のあり方について示唆を得るにとを目的としている。今年度は、高大連携の先進事例として4大学の事例(国内3、米国1)について聞き取り調査を実施し、分析を行った。4大学はいずれも大規模研究大学である。4大学が高大連携に取り組むきっかけとなった要因は異なっていたが、どの大学も高大連携の意義と目的をいちはやく理解し、適切な実施体制を確立し、先進的な活動を展開している。この4事例について、米国の高大連携に関して、最も影響力のある著作として知られているシロトニックとグッドラッドの『学校と大学のパートナーシップ-理論と実践-』(1988)で挙げられている10の教訓を手がかりに、考察を行った。今年度は、大規模研究重点大学で実施された高大連携活動に注目し、活動を単位として、内容、実施主体、高校との関係などの特性を用いて記述的な研究を行った。過去3年間に実施された250件の高大連携活動は、大学の企画によるものと外部依頼によるものに二分され、大学による企画では教員派遣が8割を占め、その大部分が理系学部による高校訪問と講演であった。高校と大学との関係については、それぞれの活動(高校の進路学習、大学の入試広報)に対する協力の要請が中心で、「協働」と認められる活動事例は5件であった。また、高大連携を推進するための組織を持つ学部以外は、教員どうしの「知り合い」関係に依存せざるを得ない実態が明らかになった。日本における高大連携は、中教審答申や外部資金(例:SPP)など外からの誘因が強く働いており、シロトニックとグッドラッド(1988)が重視した「双方に内在する問題意識から出発した取り組み」を見いだすことはできなかった。今年度は、4年制大学における高大連携の実態調査や実績報告書などから収集した膨大な実施事例をデータベース化し、実施体制に注目して類型化を試み、類型間の差異について考察した。実施体制については、(1)入試課・アドミッションセンター型、(2)高大連携推進室型、(3)教務課型、(4)公開講座型、(5)プロジェクト型、(6)その他、の6類型に分けることができたが、どの大学も多様な活動を展開しており、複数の実施組織の存在が認められた。(1)は高校訪問や単発の入試広報を中心とした活動を通じて高等学校との接触や関係づくりを行うために、広く設置されている組織体制である。(2)は高大連携に関する独自のビジョンを持ち、入試、教務、地域連携などの専門的知識と業務経験を持つ人材を配置している先進的な体制である。(3)は国立大学における正規の開講科目への高校生の受けいれなどに見られる小規模な実施方式である。(4)は社会人向け各種公開講座の提供など大学の生涯学習機能を推進された組織(エクステンションセンター)が、対象を高校生や高等学校に広げる方式である。(5)と(6)は学内外の助成金を活用して高大連携を実施するための実施方式である。それぞれの類型について、高大の「協働」と認められる活動があるかどうかを分析し、高大連携を促進する要因と阻害する要因の関与について有意義な示唆が得られた。
ニカメイガのホストレースにおける時計遺伝子と生殖隔離に関する生理生態学的研究

イネの害虫であるニカメイガChilo suppressalisは、イネだけでなくイネ科雑草のマコモにも寄生することが知られている。そしてイネ個体群とマコモ個体群の間では、近縁な昆虫種間の生殖隔離機構の重要な要因の1つである交尾時刻が異なっている。すなわち、イネ系統は日没直後に交尾し、マコモ系統では日没約6時間後に交尾する。キイロショウジョウバエでは、交尾時刻の違いは測時機構の影響を受け、生殖隔離に時計遺伝子が関与する可能性が示唆されている。それゆえ交尾時刻の違う本種の個体群間では体内時計と測時機構に変化が生じている可能性がある。そこで本研究では、琵琶湖を有するため農薬散布が少なく本種の両ホストレースの同所的生息が確認された滋賀県で採集した両個体群を用いて、アクトグラフ装置による歩行活動の概日リズム計測を行なった。イネ個体群の概日リズムの自由継続周期(τ)は23.71±0.128時間、マコモ個体群の概日リズムのτは25.96±6.028時間で両ホストレース間に有意な差が見られた。この約2時間のずれはオスの活動時間帯のピークのずれと一致していることもわかった。これらの発見は、ニカメイガの両ホストレースが、概日リズムに支配される測時機構を介した同所的な時間的生殖隔離(アロクロニックな生殖隔離)の状態にあることを示す。そこで、概日リズムを制御する時計遺伝子period(約100bp)およびdoubletime(ほぼ全長:約1000bp)の塩基配列解析を行った。その結果、個体間およびホストレース問でいくつかのアミノ酸置換が発見された。今後、ホストレース間の交尾時刻の違いの原因遺伝子としての、概日リズム時計遺伝子の特定への道を築くことができ、将来の生殖隔離候補遺伝子の探索への可能性が開かれた。一日のうちの交尾時刻の異なるニカメイガのイネ系統とマコモ系統について、前者は広島県と滋賀県から、後者は茨城県と岡山県よりサンプルを採集し基礎集団を確立した。これらの集団を用いて、体サイズ、交尾活動時刻、アクトグラフを用いた歩行活動量、活動時間帯の比較を行った。成虫の体長は、マコモ系統のほうがイネ系統に比べて有意に大きかった。成虫雌雄ペアをプラスチック容器に入れ、ナイトショット機能付帯のハンディカムビデオで行動を撮影し、ビデオで録画して交尾時刻の解析を行った。交尾開始は、イネ系統のほうがマコモ系統より有意に早い時刻に生じ、また交尾継続時間はイネ系統がマコモ系統より有意に長いことがわかった。光電センサーによるアクトグラフを用いた歩行活動量の測定から、LD条件下において、イネ系統は暗期の前半に活発に行動し、マコモ系統は暗期の後半に活動した。両系統の活動時間帯には有意なずれがあった。交尾では両系統の分布の山が完全にずれていたが、歩行活動量では両系統の分布の山に有意差はあったものの、ある程度分布が重なった。このことからオスの活動は、交尾時刻が始まる以前の時間帯から活発になることがわかり、交尾時刻はオスよりもメスの活動によって決定される可能性が示された。概日リズムの周期長(τ)を推定したところ、イネ系統のそれは平均23.7+0.1時間であった。今後、マコモ系統のτも計測し、両系統の測時機構について比較解析する必要がある。ニカメイガのマコモ系統の頭部よりmRNAを抽出し、逆転写反応によってperiod cDNAを合成した。Degenerate primerを用いたPCRにより目的のクローニング断片を得ることに成功した。ニカメイガのperiod時計遺伝子の塩基配列シークエンスを行い、系統間の塩基配列変異を解析する準備が整った。一日のうちの交尾時刻の異なるニカメイガのイネ系統とマコモ系統について確立した基礎集団を用いて、以下のことを明らかにした。(1)昨年報告したイネ系統とマコモ系統間のオスの活動量と交尾時刻の経時変化の結果より、本種の交尾時刻がオスよりもメスの活動によって決定される可能性が示された。今年度は光電センサーによるアクトグラフ装置を用いて、イネ系統とマコモ系統のメスの活動時間帯を比較した。その結果、イネ系統、マコモ系統とも消灯1時間後より活動をはじめた。活動量のピークは、イネ系統では消灯3時間後、マコモ系統では消灯2時間後に見られた。イネ系統21個体、マコモ系統11個体の活動時間帯を比較したが、両者の代表値には有意な違いが見られなかった。イネ系統はマコモ系統よりも早い時刻に交尾することがわかっているが、今回の結果は、メスの活動量ピークがこの系統間の交尾時刻の違いに影響しないことを示している。したがって、ニカメイガの交尾時刻に系統間差が見られる主な理由は、メスのコーリング開始時刻に依存するだろう。今後は、雌雄の活動性とメスのコーリング行動との関連についてさらに調べる必要がある。(2)イネ系統の概日リズムの自由進行周期(τ)は、平均23.78時間(n=9)であった。これに大使、マコモ系統のτは24.00時間であった。メイガ成虫は短命のため、アクトグラフによるτの解析に困難が伴うことが明らかとなったので、今後はアクトグラフ測定の手法を改良する必要がある。(3)マコモ系統の頭部よりmRNAを抽出し、逆転写反応によってperiod cDNAを合成した。