hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フィリピン海南部における非マグマ的海底拡大の研究

また、岩石採取用のドレッジを制作した。3、他の海底拡大系との比較研究と情報収集他の背弧海盆と比較を行うために、マリアナトラフおよびラウ海盆のデータ収集・解析を行った。また、非マグマ的な海底拡大が現在起こっている南東インド洋海嶺のデータ解析を行い、きわめて非対称的な海底拡大が起こっていることを明らかにして国際誌に報告した。他のインド洋の中央海嶺における海洋コアコンプレックスについても、既存のデータ整理を行い、情報収集と意見交換のために国際中央海嶺研究計画のインド洋海嶺ワークショップに参加した。文献収集とその整理は研究補助者を雇用して実施した。本研究は、パレスベラ海盆に見られる非マグマ的海底拡大のプロセスを明らかにすると共に、南部フィリピン海の形成過程復元モデルを構築することを目的とする。今年度は、パレスベラ海盆南部において海洋調査船による研究観測航海を実施し、地球物理学的・地震学的探査と岩石採取を行った。(1)白鳳丸による観測航海6,7月にあわせて17日間の観測をパレスベラ海盆南部において学術研究船白鳳丸を用いて実施した。6月の航海(13日間)では、ヤップ背弧域において広域の地球物理マッピング(地形、地磁気、重力)と岩石採集、海溝-海盆横断の反射法地震波探査を実施した。7月の航海では、パレスベラ海盆南部のかつての海底拡大軸において4日間の岩石採取および補足的マッピングを実施した。(2)データ処理解析と初期成果報告航海によって得られたデータの解析を実施した。ヤップ背弧域のマッピングの結果からは、パレスベラ海盆拡大時に南へむけた拡大伝播が起こったこと、調査海域の大半はパレスベラ海盆形成以前のフィリピン海の古い地殻の断片であることが推定された。古い地殻断片部分には、西側の九州パラオ古島弧を割るリフト構造が特異な弓状の凹地へと連続しており、なんらかの回転をともなった造構運動が起こったことを示唆している。かつての海底拡大軸において得られた岩石試料の一部からは、地殻の深部もしくはマントル起源の岩石が断層により変形岩となったものが得られており、海盆拡大末期にマグマの供給が不足してデタッチメント断層に沿って深部岩石が海底に露出したことが明らかになった。これらの結果に関して12月に開催された米国地球物理連合大会で3件の発表を行った。(3)他の非マグマ的海底拡大系との比較非マグマ的海底拡大の比較研究として、中央インド洋海嶺南端部に位置するデタッチメント断層構造の調査に参加し、広域マッピングと潜水船接続型磁力計による観測を担当した。本研究は、パレスベラ海盆に見られる非マグマ的海底拡大のプロセス(特にデタッチメント断層の果たす役割)を明らかにすると共に、南部フィリピン海の形成過程復元モデルを構築することを目的とする。今年度は、昨年度実施したパレスベラ海盆南部での研究観測航海で得られたデータを解析し、その結果の公表に向けて作業を行った。また、同様にデタッチメント断層運動の卓越が見られる中央インド洋海嶺の調査(昨年度および今年度)結果との比較を行い、国際シンポジウムにおいて発表した。(1)パレスベラ海盆におけるデタッチメント断層の研究パレスベラ海盆15°Nに発達する巨大なデタッチメント断層を横切る測線で地磁気異常プロファイルを取得し、既存の岩石年代の結果とあわせて断層の発達過程および断層面の地殻構造について検討した。
相対ねじれ（コ）ホモロジー群による特殊関数の研究

解の積分表示を有する種々の超幾何微分方程式系に対して,その局所解空間とあらゆるパラメーターに対して線形同型となる相対ねじれホモロジー群を定義し,その双対空間と標準的に同型となる相対ねじれコホモロジー群を設定する.相対ねじれ(コ)ホモロジー群とそれらの群に自然に定まる交点形式を用いて,種々の超幾何微分方程式系のあらゆるパラメーターに対して有効となる公式の発見や既知の公式のパラメーターに関する条件を排除した統一理論の構成を研究目的とする.その他の積分表示を有する特殊関数に対しても相対ねじれ(コ)ホモロジー群の設定を試み,これらの群による特殊関数に対する新しい研究手法の確立を目指す.解の積分表示を有する種々の超幾何微分方程式系に対して,その局所解空間とあらゆるパラメーターに対して線形同型となる相対ねじれホモロジー群を定義し,その双対空間と標準的に同型となる相対ねじれコホモロジー群を設定する.相対ねじれ(コ)ホモロジー群とそれらの群に自然に定まる交点形式を用いて,種々の超幾何微分方程式系のあらゆるパラメーターに対して有効となる公式の発見や既知の公式のパラメーターに関する条件を排除した統一理論の構成を研究目的とする.その他の積分表示を有する特殊関数に対しても相対ねじれ(コ)ホモロジー群の設定を試み,これらの群による特殊関数に対する新しい研究手法の確立を目指す.
SSM職業コーディング支援エキスパートシステムの構築

従来、人手で行ってきたSSM職業コーディングをコンピュータで支援させるためには、用語が担う「意味内容」を可能な限りコンピュータの理解できる「形式」に置き換える必要がある。今年度は実際のSSM職業データを用いて、回答の内容を分析した。以下、具体的に述べる。1.1995年SSM調査委員会の好意により入手可能となった1965年データ(東京地区)について、全サンプルの入力を完了した。2.上記データのうち、先に入力していた1/4については、回答の形態や出現する用語の傾向を分析した。3.この結果を、カテゴリーの説明書である『SSM職業分類(改訂判)』における記載内容と比較し、対応辞書の作成に向けて両者の関連を部分的に明らかにした。今後は、全サンプルについて同様の分析を行って基本的な戦略を立てる。さらに可能ならば、最新版(1995年)データの利用許可を得て分析し、精度を上げていきたい。
時間分解角度分解光電子分光による高温超伝導体のヒッグスモード観察

本研究では、エネルギースケールでは似通った高温超伝導体の電子対形成及び多様な秩序状態(擬ギャップ状態、電荷・スピン密度波状態、及び軌道秩序状態)を時間スケールで分離して観測することで、超伝導におけるそれぞれの役割を新しい角度から同定することを目的としていた。非平衡にある電子系は、電子相関や電子-格子散乱を経て緩和していくが、その時間スケールが各相互作用で異なるため、静的には似通った秩序構造を、時間軸で分離して観測できる。その中でも時間分解ARPESは、様々な物性を支配するフェルミ準位近傍の非平衡電子状態を波数分解して直接観測できる点で他の超高速分光法とは一線を画す。時間分解ARPESを用いたこれまでの数少ない超伝導研究では、銅酸化物を光励起して得られる非占有側のスペクトル量が時間軸に対し追跡されてきた。その中で、励起準粒子の緩和に際し、「遅い緩和=超伝導の再構成」の構図(RTモデル)でデータ解釈が成されてきた。つまり、破壊された電子対が再結合する過程と、それによって生成されるフォノンが再び電子対を破壊する過程とがループを描き、その結果、電子系過渡変化が遅延すると解釈する。主に2グループから報告されているが、電子系の緩和時間に強い異方性があるとする結果と、等方的だとする結果で互いに食い違いが有り、超伝導や擬ギャップの過渡変化は未だ解明されていない。我々は、「遅い緩和=超伝導の再構成」の前提そのものをまずは検証するため、超伝導の発現しないほどに過剰ドープした試料の研究からスタートした。その結果、超伝導とは無関係に長時間の緩和成分が観察され得ることを示し、「遅い緩和=超伝導の再構成」の構図そのものを再検討する必要性を見出した。さらに、pump光の強度によって緩和時間が大きく変化することを見出し、グループ間で見えた実験結果の食い違いを説明することが可能となった。本研究では、エネルギースケールでは似通った高温超伝導体の電子対形成及び多様な秩序状態(擬ギャップ状態、電荷・スピン密度波状態、及び軌道秩序状態)を時間スケールで分離して観測することで、超伝導におけるそれぞれの役割を新しい角度から同定する。超伝導体に超短パルスレーザーが照射されて準粒子の分布に急激な変化が生じると、秩序パラメータが振動することが期待される。ところが、pump光として近赤外領域のレーザーを用いる従来の時間分解ARPESでは、ヒッグスモードの観測は困難だとされる。その原因は、近赤外領域のフォトンエネルギー(>1eV)が高温超伝導体のギャップエネルギー(2Δ=30160meV)よりも遥かに大きいため、光励起された熱いキャリアの莫大な余剰エネルギーによって、格子系が加熱されることにある。この状況下では、大量に放出されるフォノンによって、電子系が格子系と平衡化するまでの間に、電子対が破壊され続けることになる。その結果、ヒッグスモードが安定的に存在しうる非断熱的励起条件を満たさなくなる。即ち、ヒッグスモードを誘起するためのレーザーパルスに必要な条件は主に2つで、一つ目に準粒子分布を激変させるほどの十分な強度を持つこと、また二つ目には、フォトンエネルギーがギャップエネルギーと同程度であること、が重要となる。本計画では、フェムト秒パルスで励起する光パラメトリック増幅器(OPA)から得られる出力(signal及びidler)の差周波混合過程(DFG)を用いて、中波長赤外から長波長赤外(<10μm; >125meV)まで波長可変なpump光源システムを用いる。高温超伝導体のギャップサイズ(2Δ=30160meV)にpump光エネルギーを近づけることで、擬ギャップや電子対状態が競合しつつ発達する過渡変化を選別研究し、さらには、発現が期待されるヒッグスモードの観察を試みる。これまでに、光パラメトリック増幅器の導入と動作確認を完了した。

さらに差周波混合過程(DFG)を用いて、中波長赤外から長波長赤外までのpump光システムを用いて研究に活かしていく道筋が立った。本研究では、エネルギースケールでは似通った高温超伝導体の電子対形成及び多様な秩序状態(擬ギャップ状態、電荷・スピン密度波状態、及び軌道秩序状態)を時間スケールで分離して観測することで、超伝導におけるそれぞれの役割を新しい角度から同定する。非平衡にある電子系は、電子相関や電子-格子散乱を経て緩和していくが、その時間スケールが各相互作用で異なるため、静的には似通った秩序構造を、時間軸で分離して観測できる。その中でも時間分解ARPESは、様々な物性を支配するフェルミ準位近傍の非平衡電子状態を波数分解して直接観測できる点で他の超高速分光法とは一線を画す。時間分解ARPESを用いたこれまでの数少ない超伝導研究では、銅酸化物を光励起して得られる非占有側のスペクトル量が時間軸に対し追跡されてきた。その中で、励起準粒子の緩和に際し、「遅い緩和=超伝導の再構成」の構図(RTモデル)でデータ解釈が成されてきた。つまり、破壊された電子対が再結合する過程と、それによって生成されるフォノンが再び電子対を破壊する過程とがループを描き、その結果、電子系過渡変化が遅延すると解釈する。主に2グループから報告されているが、電子系の緩和時間に強い異方性があるとする結果と、等方的だとする結果で互いに食い違いが有り、超伝導や擬ギャップの過渡変化は未だ解明されていない。我々は、「遅い緩和=超伝導の再構成」の前提そのものをまずは検証するため、超伝導の発現しないほどに過剰ドープした試料の研究からスタートした。その結果、超伝導とは無関係に長時間の緩和成分が観察され得ることを示し、「遅い緩和=超伝導の再構成」の構図そのものを再検討する必要性を見出した。さらに、pump光の強度によって緩和時間が大きく変化することを見出し、グループ間で見えた実験結果の食い違いを説明することが可能となった。超伝導体に超短パルスレーザーが照射されて準粒子の分布に急激な変化が生じると、秩序パラメータが振動することが期待される。ところが、pump光として近赤外領域のレーザーを用いる従来の時間分解ARPESでは、ヒッグスモードの観測は困難だとされる。その原因は、近赤外領域のフォトンエネルギー(>1eV)が高温超伝導体のギャップエネルギー(2Δ=30160meV)よりも遥かに大きいため、光励起された熱いキャリアの莫大な余剰エネルギーによって、格子系が加熱されることにある。この状況下では、大量に放出されるフォノンによって、電子系が格子系と平衡化するまでの間に、電子対が破壊され続けることになる。その結果、ヒッグスモードが安定的に存在しうる非断熱的励起条件を満たさなくなる。即ち、ヒッグスモードを誘起するためのレーザーパルスに必要な条件は主に2つで、一つ目に準粒子分布を激変させるほどの十分な強度を持つこと、また二つ目には、フォトンエネルギーがギャップエネルギーと同程度であること、が重要となる。本計画では、フェムト秒パルスで励起する光パラメトリック増幅器(OPA)から得られる出力(signal及びidler)の差周波混合過程(DFG)を用いて、中波長赤外から長波長赤外(<10μm; >125meV)まで波長可変なpump光源システムを用いる。
シングルセル代謝分析に基づいた植物感染応答反応の動的解析

従来の植物の感染応答研究では主に、個体全体や、組織レベルでの代謝変動や遺伝子発現パターンの追跡に終始しており、個々の細胞で生じている応答のいわば"静的な平均"しか見てこなかった。しかしながら、感染応答メカニズムの全容を捉えるには、細胞の機能分化、すなわち、特定細胞内あるは、細胞間における代謝産物の動態を把握することが重要である。これをなしうるには、試料が生きた状態あるいは、より生に近い状態で個々の細胞の代謝分析を行う技術が必要になる。申請者はこれまで、パルスレーザーを用い、植物組織中の単一細胞に人為的感染反応を生じさせる技術、特定細胞から細胞内容物を取得する技術等の開発に成功している。本研究では、これらの技術と、本特定領域の主眼である顕微分光分析技術さらには近年発展の著しいデータマイニングの手法を組み合わせて、病原微生物感染時に誘起される動的代謝変動を個々の細胞レベルで解析することを目的としている。本年度は、非侵襲で,細胞応答・代謝変動を1細胞レベルで解析するために,レーザー顕微分光解析の検討を行った.エンバク葉肉細胞組織に対してエリシター処理(48時間)し,解析を行った結果,アベナンスラミド類に特徴的蛍光を観測し,処理の有無によって蛍光波長-空間マップに明瞭な差異が見られた.また,Capillary LC-ESI-MS分析を用いて解析を行った結果,蛍光波長-空間マップにおける差異が代謝産物の量比と相関関係があることが示された.このことにより、これらの技術・解析手法を用いることでエリシター刺激を受けた細胞及び周辺細胞の時間的・空間的な動的感染応答反応を1細胞レベルで解析可能であることが示唆された.本研究では,パルスレーザーを用い,標的細胞から細胞内容物を取得する技術,標的細胞に対して刺激を与える技術,レーザー顕微分光解析,及びNano Flow LC-ESI-MS分析を運用し,植物細胞のおける感染応答反応時に誘起される代謝変動を個々の細胞レベルで把握することを目的としている。播種後7日目エンバク第1葉切片約5X10mmのエンバク表皮細胞に対して0.97mMの濃度で2436hエリシター処理した葉片から標的細胞からレーザーマイクロサンプリングを行い,得られた試料をNano Flow LC-ESI-MSに供して,ファイトアレキシンであるavenanthramide Aの分析を行った.また,avenanthramide生合成経路に関与する酵素HHT1遺伝子の1細胞レベルでの発現解析をRT-PCR分析によって行った.その結果,個々の細胞から検出されるavenahthramide Aの量(18μM840μM),及びHHT1遺伝子の発現量に差が見られた.本結果は,細胞ごとにエリシター刺激に対する応答に差があることを強く示唆してる.次に,標的1細胞に対して刺激を与える技術開発を行った.ArFエキシマーレーザーは,植物組織表層の微細加工に優れており1細胞レベルで細胞を生かしたまま加工することが可能である1).この特性を活かし,エンバク表皮細胞に対してレーザー照射し,細胞壁蛍光染色試薬を含んだ水溶性エリシター処理液を散布した結果,照射部分のみ染色試薬由来の蛍光が観察された.15時間後には,蛍光試薬が照射部分から細胞全体に広がった.当該手法によりエンバク葉表層の疎水性クチクラ層を取り除き,標的細胞に対してエリシター処理を施すことが可能となった.従って,処理細胞および周辺細胞の1細胞レベルでの動的代謝変動解析を行うことが可能となった.従来の植物の感染応答研究では主に、個体全体や、組織レベルでの代謝変動や遺伝子発現パターンの追跡に終始しており、個々の細胞で生じている応答のいわば"静的な平均"しか見てこなかった。本年度は、非侵襲で,細胞応答・代謝変動を1細胞レベルで解析するために,レーザー顕微分光解析の検討を行った.エンバク葉肉細胞組織に対してエリシター処理(48時間)し,解析を行った結果,アベナンスラミド類に特徴的蛍光を観測し,処理の有無によって蛍光波長-空間マップに明瞭な差異が見られた.また,Capillary LC-ESI-MS分析を用いて解析を行った結果,蛍光波長-空間マップにおける差異が代謝産物の量比と相関関係があることが示された.このことにより、これらの技術・解析手法を用いることでエリシター刺激を受けた細胞及び周辺細胞の時間的・空間的な動的感染応答反応を1細胞レベルで解析可能であることが示唆された.
映像史料による「学習空間」の生態解析

3年間にわたって取り組んできた本研究の成果は、下記のとおりである。第一に、人間形成と学習環境に関わる映像史料(映画およびTV映像)についての所蔵実態および保存状況に関する調査を全国規模で実施し、当該史料の利用上の条件を整備した。第二に、特に保存利用価値の高い映像史料について、詳細な画像解析を行い、作品ごとに文字・映像情報を集約した「場面展開表」を作成した。第三に、本研究の成果を冊子(B5判、457頁)にまとめ、成果の普及と利用上の便宜を期した。本研究では、3領域の研究課題を並行して進めることにより、当初の研究目的に近接することを期し一連の研究計画に取り組んできた。本年度は、3年計画の初年度に当たるが、各領域での取り組みの経過とその成果は、次の通りである。第一は、人間形成と学習環境に関わる映像史料(映画及びTV映像)の所蔵実態及び保存状態についての調査活動である。本年度は、過去において所在確認してある映像素材についての補足調査に加えて、新たな情報に基づき全国規模での調査活動を展開し、その成果をふまえて、既存の素材リストの拡充を図った。本年度の所用経費のうち、調査旅費が相当額を占めているのは、全国のべ15地域での調査活動が着実に行われたことを示している。第二は、既収集素材及び新規収集の映像素材について、研究代表者が二十数年にわたり蓄積してきた技法による解析活動である。本年度は、既収集分で未着手であった1960年代以降の映画作品30タイトル及び新収集の20タイトルについて、これまでと同様の手続きと方法により詳細な分析を行った。なお、この分析に不可欠な映像素材・複製品を入手するための軽輩が本年度の研究経費の最大部分を占めている。第三は、映像素材の製作意図・背景、児童生徒・一般市民の反響などを精査することにより、当該映像が「学習空間」に関わる研究において占める比類ない位置づけを実証することである。本年度も、これまでと同様、関連の各種文書資料の調査収集に止まることなく、製作を担当した当事者、映像を実際に教育・普及の場で活用した人々、さらには、当時学校、家庭、映画館等で視聴した人々への面接調査を実施し、実証性を高めることを期した。なお、本研究においては、研究の範囲・性格上、後日学術刊行物として一括して公刊することを予定し、個別の研究成果公表を予定していない。本研究では、当初から3領域の研究課題に並行して取り組むことにより研究課題に近接することを期し、一連の研究計画を進めてきた。3年計画の2年目に当たる本年度における、各領域での取り組みの経過とその成果は次の通りである。第一は、人間形成と学習環境に関わる映像史料(映画およびTV映像)についての所蔵実態及び保存状態の調査活動である。本年度は、映画史料に関する若干の補足調査の外、TV映像への調査に主力を注ぎ、映画とTV映像を包摂する作品リストの作成を実現させた。第二は、既収集素材及び新規収集の映像素材について、独自の技法による解析活動である。本年度の素材解析の重点がTV映像に置かれたことから、当該素材の視聴、分析の効率化、精密化を図るために所要の機器を追加購入して対応した。本年度の所要経費のうち、機器購入費が大きな部分を占めているのは、このためである。既存機材が映画素材中心で整えられていたため、同措置により格段に作業の能率と密度を向上させることができた。第三は、映像素材の製作意図、視聴者の反響を精査することにより、当該映像が「学習空間」に係る研究において占める位置、役割を実証する取り組みである。調査対象の拡大に伴い、本年度も全国規模で実施し、独自の様式によるデータを収集、蓄積することができた。本研究の成果は、調査研究終了後、著書による一括公開を期し出版準備中であるため、学会等での発表や論文発表は行っていない。最終年度に当たる本年度において、下記の手順、方法により研究の取りまとめと研究成果の普及活動を重点的に行った。第二に、調査・分析を終えた全映画・映像作品についての取りまとめ作業に、多くの時間を費やした。各作品ごとに、内容の解説と利活用上の意義を明らかにすることに努めるとともに、詳細な「場面展開表」を付して、文字情報・映像情報を分けて提示する新機軸のフォーマットを提示した。第三に、本研究の集約として冊子を作成するとともに、研究を支援・協力してくれた各地の人々に対して、研究成果の普及と共有を図ったことである。「人間形成と学習環境に関する映像史料情報集成」なるタイトルのもとに、比較的大部な冊子(B5判、457頁)としてまとめあげることができた。これを各地の調査研究協力者に贈呈するとともに、主要都市において、同冊子に基づき、研究成果の報告と普及活動を展開した。本年度の経費中、冊子印刷費と普及活動のための旅費がほとんどを占めているのは、これらの事情によるに外ならない。
介護,医療現場に応用しやすい簡便な高齢者用運動様式に関する研究

両側にポールを使用するポールウォーキング(PW)の研究を実施し以下の点が明らかとなった.1. PWでは, O脚になる力が少なく歩くことができる, 2.デイサービスで3か月PWを実施した方と使用しなかった方で比較した結果, PWを使用した方は,歩行能力と頭部前方突出傾向が維持され,顎部挙上と身体に関するQOL(生活の質)が改善した.3.変形性膝関節症の方に応用したところ,歩行と比較してPWでは収縮期の血圧上昇が少なかった.両側にポールを使用するポールウォーキング(PW)の研究を実施し以下の点が明らかとなった.1. PWでは, O脚になる力が少なく歩くことができる, 2.デイサービスで3か月PWを実施した方と使用しなかった方で比較した結果, PWを使用した方は,歩行能力と頭部前方突出傾向が維持され,顎部挙上と身体に関するQOL(生活の質)が改善した.3.変形性膝関節症の方に応用したところ,歩行と比較してPWでは収縮期の血圧上昇が少なかった.本研究目的は、スキーストック様のポールを両手に持ち歩行するストック歩行(ポールウォーキング)の運動特性を解析し、高齢者や有疾患者(変形性膝関節症など)に応用しその効果の検証と適切な運動処方を構築することである。そのため研究は3つに細分化される。1、健常者を対象にポールウォーキングの運動特性を解析する。2、高齢者、特に在宅高齢者が最も多く利用する施設であるデイサービスで応用し、地域在住高齢者の運動機能向上方法を確立するため、その介入効果を検証する。3、有疾患症例へのポールウォーキングの応用とその効果を検証する。平成21年度はその内の1を実施した。健常大学生23名(男性13名、女性10名)を対象に、通常歩行、ポールウォーキング(ポールを前方に交互に出して歩く簡易な歩行)、ノルディックウォーキング(ポールを後方に押して推進力を増す歩行)の3種類の3次元動作解析を実施した。また、事前研究でポールを使用した歩行は、歩幅が増大し各関節にかかる力がそれに伴い変化するため、本研究では歩幅をそろえて行った。その結果、歩行よりも2つのポールを使用した歩行で膝が曲がる力が強くかかり、膝が0脚になる力が減少していた。特に、歩行時に踵が床について体重がかかる時期においては、ポールウォーキングのみ歩行よりも0脚になる力が減少していた。これらの結果から、ポールを利用した歩行は、膝を伸ばす力(大腿四頭筋)の筋力強化となり、変形性膝関節症の悪化因子である0脚方向への力が少ない運動と推察された。中高齢者における変形性膝関節症の罹患率は高くまた体重過多などのメタボリックシンドロームと合併することも多い。それらの対象者に膝への横方向の力(0脚になる力)がかからずできる運動(膝の症状を悪化させず、脂肪燃焼などの運動効果を得る)は、今後重要になってくると考えられる。研究目的は、ストック歩行(PW:ポールウォーキング)の運動特性を解析し、高齢者や有疾患者に応用しその効果の検証と適切な運動処方を構築することである。3、有疾患症例(変形性膝関節症など)へのポールウォーキングの応用とその効果を検証するである。本年度は2の一部を実施した。対象は、デイサービス4施設の利用者26名とし、それら施設を第3者により、デイサービスで通常に行われている歩行訓練を実施する施設(コントロール群)とPW実施施設(介入群)に無作為に割り付けた。今回,最終評価実施者が21名(5名脱落)となり,さらにそのうち三次元動作解析が可能であった13名(介入群8名,コントロール群5名)を解析対象とした。評価方法は,三次元歩行解析および姿勢解析とした。評価項目は(1)5秒間の静止立位,(2)5m歩行,(3)Timed up and go Test (TUG)とし,介入前後で比較検討を行った。その結果、歩幅,歩行速度,TUG,歩行中の股関節,膝関節,足関節における各関節角度,また立位姿勢における各脊椎角度において介入群とコントロール群の間に有意差は認められなかった。しかし、有意差はないものの介入群において下位頸椎角度が64度から68度と約4度改善(頭部の前方突出の軽減)しており通常の歩行よりもPWで姿勢改善の可能性が示唆された(なお、現在新しく約60名を取り込み研究2の介入継続中であり、最終的な結果は来年度の研究と合わせ検討する)。研究目的は,ストック歩行(PW:ポールウォーキング)の運動特性を解析し,高齢者や有疾患者に応用しその効果の検証と適切な運動処方を構築することである.そのため研究は3つに細分化される.1.健常者を対象にポールウォーキングの運動特性を解析する.2.高齢者,特に在宅高齢者が最も多く利用する施設であるデイサービスで応用し,地域在住高齢者の運動機能向上方法を確立するため,その介入効果を検証する.3.有疾患症例(変形性膝関節症など)へのポールウォーキングの応用とその効果を検証するである.本年度は2,3が終了した.研究

2.対象は,デイサービス4施設の利用者66名とし,それら施設を第3者により,デイサービスで通常に行われている歩行訓練を実施する施設(コントロール群)とPW実施施設(介入群)に無作為に割り付けた.対象者は自立歩行が可能もしくは監視レベルにて歩行が可能とし,ベースラインとして66名(コントロール群38名,介入群28名)を取り込んだ.介入はデイサービス利用時の週2日,1日10分を基準とした.最終評価実施者は56名(10名脱落)であり,コントロール群35名,介入群22名を解析対象とした.評価項目は,5m歩行時間,Timed up and go Test(TUG),開眼片足立ち時間,膝伸展筋力,SF-8および5秒間の静止立位姿勢解析とし,介入前後で比較検討を行った.その結果,介入群の方は有意に下位頸椎角度が改善(頭部の前方突出の軽減)しており,腰椎前後齊角度が減少していた.また,QOLの身体的サマリースコアーが介入群で有意に改善していた.また,コントロール群ではTUGが有意に低下し,介入群では変化がなかったため,介入群ではTUG,つまり歩行能力が維持できたと考えられた.研究3.対象は,人工膝関節全置換術を実施する予定の変形性膝関節症症例12名とした.変形性膝関節症患者機能評価尺度JKOM,10m歩行速度および歩数,6分間歩行を,通常歩行,T字杖歩行,PWの3種類の歩行を実施した.その結果,PWは,T字杖と比較し歩幅が有意に増加した.また,6分間歩行距離は差がないものの.T字杖は有意に収縮期血圧の上昇したがPWでは有意な上昇がなかった.
幼児期における定型的な身体表現の獲得過程

昨年度行った200名程の35歳児を対象とした全国調査では、幼児の身体表現の定型化の度合いは、発達段階にともない強くなる傾向が確認された。今年度は特に、定型化に影響を与えるひとつの要因として、メディアの影響を取り上げ、幼児向けの番組でどのような身体表現がどれくらいの頻度で使われているのかについて、予備的な調査で幼児が好んで見るいくつかの番組をピックアップし、その市販ビデオを対象に検討を行った。結果として、歌や劇などの場面で、多くの定型表現が使われていることが明らかとなり、その視聴の有無や視聴時間が幼児期の身体表現の定型化を促進する大きな要因であることが推察された。今後は、この両者の関係について、各個人を対象とした詳細な検討を進めていくことが課題と考えられる。また今年度は、特に身体的な障害等により、定型的な身体表現を行うことが困難な場合の表現方法についても、6名の肢体不自由児を対象とした検討を進めてきた。結果として、肢体不自由の障害のある幼児は、定型的な表現をベースに、それを各身体の特性に適応させながら表現することが明らかとなった。今年度行った、35歳児を対象とした全国的な調査によれば、幼児期における定型的な身体表現には、発達段階に即した一定の獲得段階が認められた。今回は特に幼児が日常でよく表現する6つの題材を取り上げたが、全般的には、発達段階が進むにつれてこれらの題材の身体表現の定型化の割合は高くなる傾向にあった。表現の題材によっては、特に3歳児で定型化の割合に男女差が顕著にみられ、入園以前の親や周囲の大人達によって形成されると思われるジェンダー等の社会・文化的性差の影響を強く反映していることが明らかとなった。また、幼児向けのテレビ番組の視聴の有無も、一定の身体表現の獲得に強く関与していることが、保護者へのインタビューを通して明らかとまった。園を中心とした教育的環境の影響に関しては、一般的な園と比較して、特に自由な身体表現活動を積極的に取り入れている園では、定型化の割合が低く、大きな動きを伴った表現が行われる傾向にあるという結果となり、教育的な支援によって、個性のある自由な身体表現へと導くことの可能性が示唆された。
真核細胞のDNA複製に関与するDNAヘリカーゼの探索

(1)DNAポリメラーゼalpha固相化カラムによる複製に関与するDNAヘリカーゼの同定について:ヒトDNAポリメラーゼと強固な複合体を形成し、DNA複製開始に必要なDNAプライマーゼと物理的に相互作用するヘリカーゼの検出を目指している。まずヒトDNAプライマーゼをコードする46,56kDa両サブユニットcDNAをヒトKB細胞cDNAライブラリーより単離・構造解析を行った。さらに固相化カラムの調製に必要な両蛋白質の過剰発現を目的として、大腸菌を宿主とする組み換えDNAの蛋白質発現を試みたが上手くいかなかった。現在、バキュロウイルス系による蛋白質発現を試みている。(2)DNAヘリカーゼファミリーの単離の試みについて:ヘリカーゼモチーフを持つ遺伝子(cDNA)の単離をめざして、2通りのPCRプライマー(モチーフIa<->II<->V)を設計して低いアニール温度(37度)にてcDNAライブラリーを鋳型にPCRを行った結果、1つのプライマー(II【tautomer】V)で約550bp付近に単一のバンドが検出できた。このバンドを単離してプロープとし、ヒトKB細胞cDNAライブラリーを現在スクリーニングしている。またPCRを用いるためにcDNA中の存在比に影響されるため、均衡化されたライブラリーの使用を検討している。(3)生化学的に同定されたヘリカーゼについてそれらの一次構造(モチーフ)情報を得るため、東大・薬学部(榎本助教授)と共同研究を行い、ヒトDNAヘリカーゼQ1についてはその染色体座位(12p12)を決定し、またヘリカーゼBについてマウスcDNAクローンの単離とその一次構造解析を行っている。
ロボットによる人の道具利用行動観察に基づく行為目的と操作手段の関係認識と行動実現

本研究の目的は、生活支援ロボットが人間を観察し、道具を用いたタスクの目的と各操作の手段を認識し再現するための一手法を実証的に明らかにすることであった。従来の観察学習手法では観察対象の追跡結果を入力としていたが、袋に入れる・包丁で切るといった道具利用の観察では、観察対象が見えない場合が発生する。これに対し本課題では、観察対象が見えなくなること自体に観察対象の状態を推定するための重要な情報が含まれるとの着想のもと、遮蔽関係を積極的に利用して観察対象同士の関係を推定し利用する研究を進めており、ロボットによる観察と道具利用タスクにより評価を行ってきた。本年度は、複数の観察対象同士の遮蔽関係あるいはフレームアウトにより、対象が全く見えなくなる重要な時区間が存在する状況を想定し、観測できた時刻の見え方のみを使って、遮蔽下の状況を推定する仕組みの解明と評価をおこなった。本手法では、観察対象の疎な探索結果を入力とし、観察対象同士の視覚重畳関係と、運動特徴の時間的推移から、上下・包含関係の変化を含む作用を検出する。その際に視覚重畳関係と運動特徴の時間的推移を補間するための数種類の知識を与えることで、袋への収納や片付け等の観察においても、タスク目的と許される操作手段が推定可能であることを示した。さらに、ロボットが自身の体と再現時の環境に合わせて、観察学習した手段を用いてタスク目的を達成するために、STRIPSタイプの因果関係記述とタスクプランナを用いる手法を導入した。物体同士の上下・包含関係と道具的利用法を表す述語を定義して、観察学習したタスク目的と手段を記述し、各々の上下・包含関係の操作の前には、許される操作手段を前提条件として確認させる。最終的に日常環境での片付け作業、洗濯ネットを用いて洗濯物を仕分け作業を等身大ヒューマノイドへ観察学習・再現させる実験により、本手法の有用性を確認した。(抄録なし)本研究の目的は,生活支援ロボットが人間を観察し,道具を用いた物体群操作の行動を獲得するための手法を実証的に明らかにすることである.実施計画に則り,複合ビジョンヘッドの改良,重畳関係を用いた道具の作用推定法の評価・改良とロボット自身の道具利用中の作用推定の評価を行った.1.広視野・高視力複合ビジョンヘッドの改良光学ズームカメラと輻輳機構,そして魚眼レンズを搭載したカメラを用いる従来の複合ビジョンヘッドでは,精度の良いステレオキャリブレーションが難しかった.解決策として,中程度の分解能を有する距離・カラー画像カメラ1基と,高分解能のカラー画像カメラ2基を結合した複合ビジョンヘッドへと改良した,この改良により,画像の最高分解能は従来ヘッドの半分程度となったものの,高精度の距離画像を取得することが可能となった.2.重畳関係を用いた道具の作用推定法観察学習において操作の種類を推定するために,視覚重畳関係と随伴性を用いる手法を導入した.この手法では,道具が操作対象に入り込み変形させる作用,あるいは道具で操作対象を支える作用について,視野内での道具と操作対象の領域の重なり関係に着目することで分類する.さらに,道具が操作対象を動かす作用を,双方の速度の類似性を評価することで分類する.これらの手がかりを組み合わせることで,キッチン環境での道具利用シーンをCUT/INSERT・MOVE・FORK・unknownの4種類に分類できることを明らかにした,さらに目玉焼きのような変形する対象の領域推定にグラフ切断を用いる手法,項目1の新ヘッドを用いるにあたり距離画像を併用する手法を,それぞれ導入した.3.等身大ヒューマノイド自身の道具利用中の作用推定項目2の手法をロボット自身の道具利用中に利用し,失敗復帰をすることで,ファイル操作やフライ返し操作のような道具利用行動の成功率が向上することを明らかにした.本研究の目的は、生活支援ロボットが人間を観察し、道具を用いたタスクの目的と各操作の手段を認識し再現するための一手法を実証的に明らかにすることであった。

複合ビジョンヘッドの改良,重畳関係を用いた道具の作用推定法の改良と,等身大ヒューマノイド自身の道具利用中における作用推定法の評価が,当初の計画通りに進行しているため.本年度は,道具利用行動の視覚教示・動作再現中における視覚遮蔽・重畳関係に着目して研究を進めた.来年度は,研究目的のもう一つの要点である,人間が教示中に動きそのものを見せないという時間方向の遮蔽について,観察学習への利用を検討する予定である.(抄録なし)
光重合レジン修復歯の辺縁封鎖性に及ぼすフィラー含有量の影響

Bis-GMAとTEGDMAが重量比で3:1のレジンに、0,22.4,39.5,50.3,63.5,69.5,71.1vol%の石英フィラーを含有する光重合レジンを用いて、光重合レジン修復の辺縁封鎖性に及ぼすフィラー含有量の影響について検討した。その結果、重合収縮率、吸水量、吸水膨張率、熱膨張率はフィラー含有量の増加に伴い直線的に減少した。ウシエナメル質に対する剪断接着強さは、フィラー含有量が63.5vol%まではフィラー含有量の増加と共に増加したが、それ以上含有させても、有意な増加は見られなかった。応力緩和について引張試験で調べた結果、5分後の応力緩和率は約2050%であり、24時間後の応力緩和率は約4570%であった。フィラー含有量に関係なく、充填直後に仕上げやサーマルサイクリング負荷(以下TC負荷)を行うと、辺縁封鎖は不良となり、仕上げだけを行った場合、辺縁封鎖は良好であった。水中浸漬1日後に仕上げ及びTCを負荷すると、フィラー含有量が39.5vol%以下のレジン修復歯では辺縁漏洩か、フィラー含有量が50.3vol%以下のレジン修復歯ではエナメル質の亀裂の発生が増加した。3カ月間水中浸漬してからTCを負荷すると、1日間水中浸漬後にTCを負荷する場合と比較して、フィラー含有量の少ないレジンにおいても辺縁封鎖が良好になることが示された。以上の結果より、光重合レジンV級修復の辺縁封鎖性には、照射直後ではフィラー含有量の増加に伴い変化する重合収縮率の大小よりも、重合収縮により生じた応力が大きく関与しており、1日経過後では応力は大部分緩和され、主として歯質との熱膨張率の差が辺縁封鎖性に影響することが示唆された。また3カ月間水中浸漬した場合には充填物が吸水により膨張し、フィラー含有量の少ないレジン修復歯においても熱膨張率の影響を受けにくくなり辺縁封鎖が良好になることが示された。マトリックスレジン及びフィラーの材質を一定にし,フィラー含有量のみを変化させた光重合レジンを作製し,辺縁封鎖性に影響を与えると思われる理工学的性質とアツラー含有量との関係について検討し,以下の結果を得た.1.レジン硬化時に発生する体積収縮量の測定自作の水銀ディラトメーターを使用し,照射後24時間までのレジンの体積収縮量を経時的に測定し,重合収縮率を算出した.その結果,重合収縮辰はフィラー含有量の増加に伴ない,直線的に減少した.一方経時的に見ると,フィラー含有量に拘らず,照射5分後の値で95%に達しており,その後も24時間まで徐々に収縮し続けた.2.硬化レジンの吸水量および吸水膨張率の測定試料を37°C蒸留水中に1日, 1週, 1ヶ月, 3ヶ月間浸漬後の吸水量および吸水膨張率を測定した.その結果,吸水量および吸未膨張率は,フィラー含有量の増加に伴い減少することが明らかになった.また吸水は,吸水膨張より早期に発現し,とくにフィラー含有量の少ないレジン程,その傾向が著明であった.3.硬化レジンの熱膨張率の測定試料を37°C空気中に30分, 1日, 1週, 1ヶ月, 3ヶ月間保管後, 4°C, 60°C間の熱膨張率を測定した.その結果,熱膨張率は,フィラー含有量の増加に伴ない減少することが明らかになった.また保管気管が長い程,熱膨張率は減少した.現在,臨床のレジン修復を想定した辺縁封鎖性試験方法について,検討中である.Bis-GMAとTEGDMAが重量比で3:1のレジンに、0,22.4,39.5,50.3,63.5,69.5,71.1vol%の石英フィラーを含有する光重合レジンを用いて、光重合レジン修復の辺縁封鎖性に及ぼすフィラー含有量の影響について検討した。以上の結果より、光重合レジンV級修復の辺縁

封鎖性には、照射直後ではフィラー含有量の増加に伴い変化する重合収縮率の大小よりも、重合収縮により生じた応力が大きく関与しており、1日経過後では応力は大部分緩和され、主として歯質との熱膨張率の差が辺縁封鎖性に影響することが示唆された。また3カ月間水中浸漬した場合には充填物が吸水により膨張し、フィラー含有量の少ないレジン修復歯においても熱膨張率の影響を受けにくくなり辺縁封鎖が良好になることが示された。Bis-GMAとTEGDMAが重量比で3:1のレジンに、シラン処理した石英フィラーを0、22.4、39.5、50.3、63.5、69.5、71.1vol%混入した光重合レジンを用いて、V級修復の辺縁封鎖性と、フィラー含有量との関係について実験的に検討した。辺縁封鎖性試験はヒト抜去大臼歯頬側面に形成したV級窩洞を前処理し、光重合レジンを充填・硬化させた後、以下の5群に分けて行った。すなわちA群(5分後仕上げ)、B群(5分後仕上げ、サーマルサイクリング負荷、以下TC負荷と略)、C群(1日間水中浸漬後仕上げ)、D群(1日間水中浸漬後仕上げ、TC負荷)、E群(1日間水中浸漬後仕上げ、3ヵ月間水中浸漬後TC負荷)である。ついで、色素液に1日間浸漬後、充填物中央で縦断し、充填物と窩壁との界面への色素侵入の程度、および充填物に近接したエナメル質の亀裂を観察した。その結果A、B群では、フィラー含有量に関係なく辺縁封鎖は不良であり、C群では良好であった。D群では、歯頚側において、色素侵入はフィラー含有量が39.5vol%以下のレジンに、また亀裂は50.3vol%以下のレジンに多く見られた。E群では、フィラー含有量に関係なく歯頂側の辺縁封鎖は良好であり、歯頚側では、D群と比較してフィラー含有量の少ないレジンにおいても辺縁封鎖が向上した。以上の結果及び前年度の結果から、光重合レジンV級修復歯における辺縁封鎖性には、照射直後ではフィラー含有量に伴って変化する重合収縮率の大小よりも、重合収縮により生じた応力が大きく関与しており、1日経過後では応力は大部分緩和され、主として歯質との熱膨脹率の差が辺縁封鎖性に影響する事が示唆された。また3カ月間水中浸漬した場合には充填物が吸水膨脹し、フィラー含有量の少ない修復歯においても熱膨脹率の影響を受けにくくなり、辺縁封鎖が良好になる事が示された。
中枢性疲労発生機構における脳内サイトカインの機能と代謝調節への関与

不活性な潜在型TGF-βを活性化する機構にmatrix metalloproteinase(MMP)が関与すると報告されていることから、疲労が生じる運動条件で脳におけるMMPの活性を測定した。疲労により橋・延髄、中脳、間脳でMMP-9が増大することが明らかとなった。TGF-βをラット大槽に投与し、種々の脳部位で細胞外神経伝達物質の濃度を測定すると、視床下部内側核でセロトニン濃度の上昇、ノルアドレナリン濃度の上昇、外側野でセロトニン濃度の減少、内側前頭皮質でセロトニン濃度の減少が見られた。ドーパミン濃度の変化は観察されなかった。4.脳内投与されたTGF-βの末梢組織に対する作用機構ラット脳大槽にTGF-βを投与し、血中の各種ホルモン濃度の変化を測定した。しかしながら、アドレナリン、ノルアドレナリン、インスリン、グルカゴン、レプチンの濃度はコントロールに比べ有意な変化を示さなかった。ラット脳大槽にTGF-βを投与すると下肢骨格筋でのリポプロテインリパーゼ活性の増大が見られた。また脂肪代謝の鍵物質であるマロニルCoA濃度はTGF-βの大槽投与により肝臓、および腓腹筋赤筋部で減少した。TGF-β受容体に対する免疫組織化学的およびin situ hybridizationによる検討を行なった。タイプ1受容体とタイプ2受容体の主な発現部位は室傍核であることが明らかとなった。TGF-βを大槽に投与した場合、視床下部外側野で細胞外セロトニン(5-HT)濃度の低下が、視床下部内側核では逆に5-HT濃度の増大が観察された。脳内投与されたTGF-βの末梢組織に対する作用機構TGF-βを大槽に投与すると下肢骨格筋でのリポプロテインリパーゼ(LPL)活性が有意に増大した。脂肪組織では変化は見られなかった。血中インスリン、レプチン、アドレナリン、ノルアドレナリン濃度に変化は見られなかった。同じく血中グルコース、乳酸濃度に変化は見られなかったが、ケトン体濃度の増大が観察された。脂肪酸代謝の鍵物質であるマロニルCoAの量は、TGF-βを大槽に投与すると肝臓においては投与後15分、30分で有意な低値を示した。また下肢筋においては赤筋で投与後15分、30分で有意な低値を示したが、白筋では変化が見られなかった。
イネにおける生物的窒素固定の評価とその利用に関する研究

真砂土を用いてイネをポット栽培した。イネ生育期間を通して純水を用いて灌水を行うことならびに重窒素で標識された硫安を施肥窒素に用いることにより、生物的窒素固定の量的推定を行うことができた。この方法を用いて、イネの交雑後代F2集団を評価したところ、生物的窒素固定が遺伝因子によって支配されていることが明らかになった。イネ栽培後土壌より、DNAを抽出し、得られたDNAを鋳型とするPCRを行うことで、土壌中に含まれる窒素固定微生物の同定を容易に行うことができた。イネ品種カサラス、日本晴、台中65号、C5444およびアキヒカリを供試して、ポット栽培ならびに圃場栽培を行い、生物的窒素固定(以下BNF)に関する量的評価を試みた。圃場で栽培されイネを対象とし、アセチレン還元活性(以下ARA)を指標としてBNFの評価を試みたところ、サンプリングされたイネについてARAを測定することでBNFを評価することは困難であることが分かった。真砂土を用いたイネのポット栽培において、15Nで標識された硫安を施肥窒素に用い、イネ生育期間を通してイオン交換水を用いて湛水処理栽培を行うことで、台中65号、C5444および台中65号×C5444の交雑F2集団についてBNFを量的に評価したところ、F2集団の中には、C5444を超越するBNFを示した個体が多く含まれていたことが明らかになり、BNFを遺伝的に改良することができると考えられた。一方、赤色土壌を用いたイネのポット栽培では、in situ条件下でARAを測定することにより、BNFを検出することができたものの、土壌の培養実験の結果から、無機態窒素が土壌に吸着されることが明らかになり、BNFの寄与については評価できなかった。イネ品種台中65号よびC5444を、真砂土を用いてポット栽培した後の土壌よりDNAを抽出した。16SリボゾームRNA領域において土壌微生物AzospirillumおよびHerbaspirillum由来のDNA領域を特異的に増幅するプライマーをそれぞれ設計して、得られたDNAを鋳型としてPCRを行ったところ、いずれのプライマー組についても増幅バンドが得られた。一方、植物由来のDNAを特異的に増幅するプライマーを用いて同様にPCRを行ったところ、増幅断片は得られなかった。水田土壌を用いてポット栽培した後の土壌よりDNAを抽出し、同様のPCRを行った実験では、真砂土の場合と同様の結果が得られた。島根大学本庄総合農場の畑地下層より採取した赤色土壌を用いて、イネ品種カサラスをポット栽培した。重窒素標識硫安(10.7atm%)を窒素肥料として施用し、水分条件として畑条件(pF=2.0)および水田条件(常時湛水)の2条件を設定した。イネ出穂期にin situ条件下でアセチレン還元活性(以下ARA)を測定するとともに、イネ栽培終了後にイネおよび土壌中の全窒素保有量および施肥窒素吸収量を測定して、ポットごとの窒素収支を算出した。湛水条件下で栽培したイネにおいて高いARAが認められ、かつ系外からの窒素流入量が多くなることが分かった。これらの結果より、赤色土壌においてイネを湛水条件で栽培することにより、生物的窒素固定の機能が高まることが示唆された。次に、京都大学高槻農場の水田作土より採取した沖積土壌を用いて、イネ品種カサラス、日本晴、C5444および台中65号をポット栽培した。施肥条件および水分条件を赤色土壌と同様として栽培管理を行った。またこれらイネ品種について、圃場で栽培(通常栽培)を行い、サンプリングを行った個体についてARAの測定を行った。ポット栽培、圃場栽培のいずれにおいても、出穂後10日目にARAの極大値が認められた。ポット栽培では、湛水条件下でのみ高いARAが観察された。極端に異なる2土壌条件において、いずれも湛水条件下でイネを栽培することにより生物的窒素固定の活性が高まる可能性が示唆された。また、沖積土壌において湛水条件下で栽培した場合に、イネ品種間において生物的窒素固定活性に差異のあることが確認され、その大小関係が、カサラス、C5444>日本晴、台中65号であった。イネおよび土壌のサンプル調製ならびに分析に時間を要してしまい、微生物の同定実験を未実施であるものの、予備試験の結果では、土壌からのDNA抽出ならびにPCR増幅産物の確認を行うことができており、また、本実験で供試した土壌のサンプル調整をすでに終えている。

圃場栽培イネの評価についても、適切なサンプリング時期および方法について、検討することができたことから、概ね順調に進展していると考えている。生物的窒素固定能の個体別評価の方法を確立する。イネ栽培終了後の土壌から、DNAを抽出し、PCRによる土壌中微生物の同定を行う。イネ品種台中65号およびC5444の交雑後代F2集団を圃場において栽培し、個体別に出穂日を調査するとともに、出穂後10日目に植物体の一部をサンプリングしてARAの調査を行う。同交雑後代F2集団を個体別にポット栽培を行い、出穂期を調査するとともに、出穂後10日目にin situ条件下でARAを測定するとともに、栽培終了後イネをサンプリングして、乾物重および窒素保有量を測定する。ポット栽培において用いる土壌として、当初は赤色土壌を用いる予定であったが、無機態窒素の吸着によりイネによる窒素吸収が抑制されることが分かったことから、本年は、沖積土壌(水田土壌)および真砂土を用いることとする。圃場におけるF2集団の個体別頻度分布とポット栽培におけるF2集団の個体別頻度分布を比較しつつ、アセチレン還元活性に関する遺伝的解析を行う。土壌からのDNA抽出ならびにPCRによる土壌微生物の同定を行うために執行するべき予算として確保していた分が昨年度未執行残額として生じてしまった。昨年度実施した予備試験については、研究室にストックされていた試薬を用いて行ったために、本補助金からの支出を必要としなかった。本年度では、本試験としてDNAに関連する試験を行うことから、DNAを抽出するための試薬ならびにPCR関連の試薬と、本補助金で購入したゲル撮影装置関連の消耗品の購入のために本補助金を使わせていただく予定である。また、アセチレン還元活性を測定するための消耗品、圃場栽培ならびにポット栽培を行う上で必要な消耗品(プラスチック製ポットなど)の購入をさせていただく予定である。あわせて、作物学会秋季大会(東北大学)において成果発表ならびに窒素固定に関する情報収集のための旅費として支出させていただく予定である。
CCDカメラを用いた恒星の高精度大量測光による星間物質の研究

この研究は、従来の写真を用いた観測で得られるデ-タよりも高精度かつ大量のデ-タを観測で得て処理する必要があることから、まづ観測デ-タ取得装置、デ-タ転送システム、デ-タ処理システムの開発、整備から手掛けることとなった。1990年度には観測を行う大宇陀観測所とデ-タ処理を行う宇宙物理学教室とにそれぞれパソコンと高速のモデムを設置し、CCDカメラで撮影された観測デ-タの転送実験をおこなった。転送に用いたのは大宇陀観測所のCCDカメラで得られた系外銀河の画像で、そのサイズは440キロバイトであった。これを、大宇陀観測所からバイナリ-デ-タのまま教室に転送するに要した時間は約5分で、実効転送効率は11Kbpsであった。現在では、大量の観測デ-タの運搬と保存には光磁気ディスクを用い、緊急性を要するデ-タの転送に高速モデムを用いるようになっている。1991年度には、観測所に導入されたパソコンと従来の望遠鏡システムを接続して、観測システムを強化することをおこなった。これは、CCDカメラから大量に出力されるデ-タを如何に効率よく取り込んで処理を進めるかが、60cmクラスの望遠鏡でそのマシンタイムをフルに生かして世界に通用する観測を実行出来るかのポイントと考えられたからである。このために、望遠鏡の制御プログラム、CCDカメラの観測プログラムのバ-ジョンアップ、さらにCCD高速測光観測プログラム、観測星図表示天体系索プログラムの自動測光整約プログラムの開発、天文用画像デ-タ処理プログラムのバ-ジョンアップを行った。これらの装置を用いた恒星の高精度・大量測光観光により得られた結果は、一つは観測装置が写真乾板からCCDカメラに代わったことにより、測光精度がけた違いに良くなり、限界等級も20等近くまで下がり吸収分布図の分解能を1分角まで上げることが可能となった。しかし、現在のCCDチップはサイズが小さくて一度に観測できる視野が大宇陀観測所の望遠鏡の場合約10分角しかないので、数度を超える星間雲の観測は膨大な時間が必要になることがわかった。これを改善するには、望遠鏡の焦点距離を短くして視野を広げる光学系(フォ-カル・リデュ-サ-)を製作し、視野を数倍に広げて観測を行うことが必要であり、今後この方向での研究を進めることを計画している。もう一つの結果は、2次元画像検出素子を恒星の測光観測に用いることの有効性に着目して、加藤、平田が激変星や新星のCCD測光観測を行ったことである。人間が介在することによる時間のロスを極力抑えて効率良くデ-タ取得、デ-タ解析ができるシステムを作り上げることにより、数10秒の時間分解能で大量のデ-タを得た。その結果、激変星に関してはSU UMa型矮新星についてのサ-ベイにより信頼性の高い候補星リストを作成し6個の新しいSU UMa型矮新星を発見し、既知の4個についても周期を新たに決定しなおした。また、それらの光度曲線によりス-パ-アウトバ-スト時に出現するス-パ-ハンプ現象を正確に捉えホットスポット説では説明出ないことをしめした。