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先進的な船舶機関資源管理（ＥＲＭ）に関する研究

先ず、1)ERSおよびERMの最新実情を把握するための基盤整備に関連し、公益社団法人日本マリンエンジニアリング学会(JIME)第二種研究委員会「機関プラントシミュレータ研究委員会」の設置申請を進め、研究協力者の三輪誠氏を委員長とする委員会(本研究課題の研究代表者内田誠、研究協力者引間俊雄氏、植田眞義氏が委員として参画し、全6機関・約20名の委員で構成)の2018年度新設が確実となった。設置申請・認可にあたっては、本研究課題(17K06964)ならびに先行研究課題(25420864、22560792)の実績の一部を活用し、船舶機関資源管理の学術的向上の必要性が認められたものである。次に、2)ミクロ視点におけるERMの機能向上を目指し、船舶機関運転管理現場(本船上)におけるチーム行動に注目し、機関制御卓前で指揮する船舶機関士(機関長を含む)を想定したマルチタスク実験シナリオの開発に取り組み、MEPS模擬実験および実船(練習船深江丸)環境における試行実験の対比に基づき、MEPS模擬実験環境の整備(被験者の行動観察機能の充実)を図った。1)ERSおよびERMの最新実情を把握するための基盤整備の一環で、JIME第二種研究委員会「機関プラントシミュレータ研究委員会」の申請が認められ設置が確定した背景として、第一先行研究課題(22560792)の成果に基づき2013年度に開始したERS勉強会の継続が大きく貢献している。ERS勉強会は、第二先行研究課題(25420864)ならびに本研究課題(17K06964)の研究協力者が参画し、私的な勉強会であるものの、2017年度には神戸大学深江キャンパス、三井造船玉野事業所、寺崎電気産業(株)本社でそれぞれ開催し、計3回、累計17回の開催実績があり、本研究課題を含む一連の研究活動の成果の一つと評価できる。JIME第二種研究委員会「機関プラントシミュレータ研究委員会」として公的組織に継承して発展することにより、世界標準になるような教育方法も含め機関シミュレータに関するソフト、ハードの技術開発の指針制定ならびに関連分野での研究開発の活性化が促進される。2)ミクロ視点におけるERMの機能向上の一環で、船舶機関管理業務の内、機関当直業務中の制御室における監視・運転に携わる際、船橋や機関室との連絡業務を同時に行うマルチタスク環境下の心的負荷と生体反応ならびに主観的負担の相関に注目し、MEPSシナリオを新たに構築し、実験計測ならびに分析を試みた。主機の監視・運転を主タスク、船橋や機関室との連絡業務を副タスクとし、シングルタスク(主タスクのみ)とマルチタスク(主タスクと副タスク)を実務経験年数が大きく異なる被験者に課した実験を行い、同一被験者におけるシングルとマルチによる特徴の差異・類似性、および被験者の実務経験の長短による特徴の差異・類似性の抽出に努めた。成果の一部は「研究発表」に記載の通り、公表している。本研究は、海洋基本計画における施策およびSTCW条約2010年マニラ締約国会議における改正に対応した海陸複合管理体制における高度で先進的なERM(船舶機関資源管理)を実践する手法を導き,安全で安心な海上輸送の確保による日本経済の基盤維持に貢献しようとするものである。
運動学習時に小脳で生じる最初期遺伝子の発現とその役割

小脳は運動の適応的制御に重要な役割を果たしている。小脳プルキンエ細胞は平行線維、下オリーブ核からの登上線維とを介してシナプス入力を受ける。この二つの入力が同期し、また反復して起きた時、平行線維とプルキンエ細胞とのシナプス伝達の効率が長期間減弱される長期抑圧が生じる。このシナプス可塑性は小脳神経回路の中で、メモリー素子としての役割を演じ、これが運動学習の細胞レベルでの基礎過程と考えられる。小脳スライス標本において長期抑圧を薬理学的に誘導するような刺激を加えた後で、プルキンエ細胞の核にjun-B最初期遺伝子が発現されることが報告されている。本研究では、学習を必要とする運動課題をネコが行った後に、jun-Bがプルキンエ細胞に発現しているのかどうか明らかにすることを目的とした。そこでまず、in vivoの小脳においても小脳スライス標本と同様にjun-Bが発現するのかどうか調べた。ペントバルビタール麻酔下のネコの下オリーブ核の電気刺激を行い、小脳プルキンエ細胞に登上線維応答を誘発した。その結果、jun-B陽性の細胞は各小葉内でpatch状に観察され、この分布パターンは登上線維の投射様式に非常に類似していた。しかしながら、運動学習後の小脳においては、jun-B陽性のプルキンエ細胞は観察されなかった。
キャスタブル・セラミックスの純チタン・フレームへの鋳接法による強化法の開発

マイカーβスポジウムメンのガラス・セラミックスを応用した,オリンパス・キャスタブル・セラミックス(OCC)は審美性,生体親和性の点ばかりでなく,鋳造成型可能なことと,研削性の良いことで歯科修復として導入された.しかしその脆性のため破折が強く懸念され,その強く懸念され,何らかの加強が必要と思われる.そこで1)どの程度の鋳造性があるか,2)臨床応用に対しての確実性,対しての確実性,3)OCCをTiに鋳接したものは,Tiの酸化層が透過して黒ずんで見えるため,ボンディング・ポーセレン(BP)でマスクする必要がある.そこでこの3者の界面と接合状態,4)鋳造体から結晶化過程での収縮率が不明であるため熱膨張分析装置を用いて計測した.5)臨床応用への方法論を確立した.結果として以下のことが判明した.1)鋳造性は材質の粘性と軽い比重のため鋳造用合金よりも劣り肉厚に強く依存する(γ=0.93).2) 65本のOCCクラウンを25人の患者に装着し,最長5年の経過を追跡した結果,破折率は29%であり,内訳は前歯26%(7/27),小臼歯部25%(5/20),大臼歯部39%(7/18)であった.(食品ではない硬い物質を咬砕して破折した5例を除くと23%(14/60)の修正値となる).破折までの装着時間は平均27.9±9.7カ月であった.Kaplan-Meier法を用いた平均生存時間は約40カ月(修正データーでは47カ月)と推定され,歯科材料としては不十分なものであり,やはり補強の必要を臨床的に確認できた.3) OCC-BP-Tiの直接の界面は良好な接合状態を示すが,表層の近いTi内層部の酸化膜を含む埋没材反応層と考えられる内部でのクラックが認められた.これは今後構造解析よりも表面処理,長時間の結晶化の過程でおこるTiの熱的挙動を精査し,新たな方法を考察すべきことを示すものと考えられる.4)臨床応用に対する方法論を確立した.マイカーβスポジウムメンのガラス・セラミックスを応用した,オリンパス・キャスタブル・セラミックス(OCC)は審美性,生体親和性の点ばかりでなく,鋳造成型可能なことと,研削性の良いことで歯科修復として導入された.しかしその脆性のため破折が強く懸念され,その強く懸念され,何らかの加強が必要と思われる.そこで1)どの程度の鋳造性があるか,2)臨床応用に対しての確実性,対しての確実性,3)OCCをTiに鋳接したものは,Tiの酸化層が透過して黒ずんで見えるため,ボンディング・ポーセレン(BP)でマスクする必要がある.そこでこの3者の界面と接合状態,4)鋳造体から結晶化過程での収縮率が不明であるため熱膨張分析装置を用いて計測した.5)臨床応用への方法論を確立した.結果として以下のことが判明した.1)鋳造性は材質の粘性と軽い比重のため鋳造用合金よりも劣り肉厚に強く依存する(γ=0.93).2) 65本のOCCクラウンを25人の患者に装着し,最長5年の経過を追跡した結果,破折率は29%であり,内訳は前歯26%(7/27),小臼歯部25%(5/20),大臼歯部39%(7/18)であった.(食品ではない硬い物質を咬砕して破折した5例を除くと23%(14/60)の修正値となる).破折までの装着時間は平均27.9±9.7カ月であった.Kaplan-Meier法を用いた平均生存時間は約40カ月(修正データーでは47カ月)と推定され,歯科材料としては不十分なものであり,やはり補強の必要を臨床的に確認できた.3) OCC-BP-Tiの直接の界面は良好な接合状態を示すが,表層の近いTi内層部の酸化膜を含む埋没材反応層と考えられる内部でのクラックが認められた.これは今後構造解析よりも表面処理,長時間の結晶化の過程でおこるTiの熱的挙動を精査し,新たな方法を考察すべきことを示すものと考えられる.4)臨床応用に対する方法論を確立した.チタンフレームに直接キャスタル・セラミックス(O.C.C.)を鋳込んだ場合,チタン酸化層が透過し,黒ずんだ色となり実用に適さないことが明らかとなった.このことはチタン焼付用低溶オペーク陶材でマスキングすることで解決した.しかしチタン-オペーク陶材-O.C.C.の複合体を製作するとき問題となるのは,これら3者の熱的挙動を解明することが必要となる.特にO.C.C.が結晶化を終了するまで数回の熱サイクルと長時間の熱を受けるチタン,オペーク陶材およびキャスタブル・セラミックス(O.C.C.)の熱的挙動を示差熱分析(TG,DTA),熱膨張分析装置(TMA-320)を用いて計測した.またO.C.C.の結晶化処理温度に依存する破壊靱性値,曲げ強さと3点曲げ,マイクロビッカース硬度計を用いて計測した.またクラック伝播の過程をイオンエッチング法による電顕観察を行った.

これらの結果は現在とりまとめ中である.これら3者の熱変動は有限要素法(プログラム-(マーク・メンタット)を使用し,現在解析中である.マイカ-βスポジウムメンのガラス・セラミックスを応用した,オリンパス・キャスタブル・セラミックス(OCC)は審美性,生体親和性の点ばかりでなく,鋳造成型可能なことと,研削性の良いことで歯科修復材料として導入された.しかしその脆性のため破折が強く懸念され,何らかの加勢が必要と思われる.本年は,1)臨床適応したものの失敗率と成功の平均時間を推定した.2)OCCをTiに鋳接したものは,Tiの酸化層が透過して黒ずんで見えるため,ボンディング・ポーセレン(BP)でマスクする必要がある.そこでこの3者の界面と接合状態を調べた.3)鋳造体から結晶化過程での収縮率が不明であるため,熱膨張分析装置を用いて計測した.結果として以下のことが判明した.1)65本のOCCクラウンを25人の患者に装着し,最長5年の経過を追跡した結果,破折率は29%であり,内訳は前歯部26%(7/27),小臼歯部25%(5/20),大臼歯部39%(7/18)であった(食品ではない硬い物質を咬砕して破折した5例を除くと23%(14/60)の修正値となる).破折までの装着時間は平均27.9±9.7ヵ月であった.Kaplan-Meier法を用いた平均生存時間は約40ヵ月(修正データでは47ヵ月)と推定され,歯科材料としては不十分なものであり,やはり補強の必要を臨床的に確認できた.2)OCC-BP-Tiの直接の界面は良好な接合状態を示すが,表層に近いTi内層部の酸化膜を含む埋没材反応層と考えられる内部でクラックが認められた.これは今後構造解析よりも表面処理,長時間の結晶化の過程でおこるTiの熱的挙動を精査し,新たな方法を考察すべきことを示すものと考えられる.3)示差熱分析(TGIDTA)での結果より結晶析出温度までを毎分3°Cで昇温させた時の膨張曲線をTMAで分析した結果,57°C付近から750°Cまでに急激に収縮し(約1.9%),その後900°Cまで上昇する間および冷却のサイクルではわずかな変動を示すだけであった.
ネズミバベシア原虫：マダニ体内ステージ発育の分子基盤の解明と新規制御法の開発

マダニは脊椎動物の血液を唯一の栄養源とする吸血性節足動物であり、人や動物に対して種々の病原体を媒介する。なかでもバベシア原虫はマダニによって媒介される原虫の代表格である。そこで本研究では、人獣共通感染症を引き起こすネズミバベシア原虫(B. microti)とマダニを研究材料とし、マダニ体内におけるバベシア原虫発育の分子基盤の解明とバベシア原虫伝播阻止ワクチンの開発を目指して企画した。具体的達成目標として、1)GFP発現B. microtiの作製、2)マダニ体内ステージの各発育期のバベシア原虫の分離、3)マダニ体内ステージのバベシア原虫特異的表面分子の特定、4)マダニ体内ステージのバベシア原虫発育・増殖を阻害する伝播阻止ワクチンの開発などを掲げる。当該年度に得られた研究成果は、下記の通りである。1)B. microtiのゲノムデータベースの解析より、ハウスキーピング(アクチンや伸長因子)遺伝子のプロモーターとターミネーター領域を特定し、クローニングした。2)レポーター遺伝子(ルシフェラーゼ又はGFP)とdhfr(薬剤耐性)遺伝子を発現するトランスファーベクターを構築した。3)B. microti感染赤血球にトランスファベクターを導入し、レポーター遺伝子の発現を確認した。4)レポーター遺伝子発現B. microtiのクローニング方法を検討した。当初の計画通りに進展し、所期した結果が得られたため。今後、マダニ体内において特異的に発現するB. microtiの分子を特定し、伝播阻止ワクチン候補としての可能性について検討する。
成層液体-蒸気二相系における波動

今年度に行った研究で得られた主な成果を要約すると以下のようになる。1.気液分離成層系を伝播する波の解析:破膜が容易で、平面波を発生させることができるので、段差のある衝撃波管を用いる。衝撃波管の初期圧力比が小さい場合について、ラプラス変換(時間)と餘弦変換(管軸方向の座標)を用いて、波の伝播と構造を解析的に明確に示した。気相中を伝播する圧力波および界面条件を非線形化することによって、初期圧力比が大きい場合にも拡張できることを示した。界面上の重力波に対する分散関係式を導き、気層対液層厚み比、相変化の重力波不安定性への効果を明らかにした。2.相変化を伴う流体の状態方程式のモデル化:蒸発・凝縮を伴う流体では、分子間引力や分子体積による、状態方程式の理想気体との違いが重要である。ファン・デル・ワールス状態式を一般化して、通常流体から逆行流体まで連続的に記述できる状態方程式を提案した。また、内部エネルギーおよびエントロピーに対する解析的表式を与えた。飽和炭化水素について、飽和液体曲線、飽和蒸気曲線、臨界点を過ぎる場合の蒸発・凝縮過程を解析的・数値的に調べた。気液分離成層系を伝播する波に対する実験および測定:段差のある角型衝撃波管を作成、圧力素子による計測を行い、圧力波の伝播速度および構造の時間的変化を調べた。また、ストロボスコープにより界面重力波不安定の発生を確認した。光電素子により、レーザー光の透過光量の時間履歴を検出して、界面重力波不安定に伴う液滴飛散の微細構造を検出する方法を開発した。
近代仏教学と帝国日本－仏教国益論に関する基礎的研究－

本研究では、単一文化主義の証明という視点からではなく、ナショナル・アイデンティティとグループ・アイデンティティの交錯、ここから現代的課題である多文化主義の指標を明らかにするため、学事資料・歴史公文書の調査・分析を通じて、戦時下における大正大学の(1)皇道仏教研究所(1938-45)、(2)東亜学(1942-46)、(3)伝道学(1933-44)、総力戦体制下における(4)官民の学術研究助成(仏教学関連)、(5)仏教青年会(大学関連)の実態解明をおこなった。1、研究目的【近代仏教学におけるプラットフォーム】に沿い、平成27年度は、大正大学図書館において「学事資料」の調査・閲覧・複写(デジタル化)を集中的におこなった。主な対象は1『図書館日誌』(1911ー1945)、2「皇道仏教研究所」関連資料、3「東亜学」関連資料である。123の資料群から、(1)総力戦体制下における大学の機能、(2)時代精神と仏教学との関連(あるいは仏教の社会対応)をみることができた。まず、2について、理由は不明であるが、資料の欠損を確認した。そのため、大まかな設立経緯などは判明したが、具体的な内容については未詳である。平成28年度も引き続き資料調査をおこないたい。次に3では戦時に特化されたカリキュラムのみならず「授業経過報告書」から個別の授業内容の一端を垣間見ることができた。また、大学当局からの諮問への「答申」から限定的ではあるが教員個人の考えや取り組みについて窺い知ることができた。最後に1では、23の内容を補足する記述を確認した。また、時事的な出来事(空襲など)や外部団体とのやり取り(満洲国協和会など)など、当時の時代状況を示す記述が確認できた。上記資料の翻刻はほぼ終えている。引き続き分析をおこないたい。これらの資料は近代仏教研究のみならず、教育制度史、日中交流史(近現代)、植民地研究などにおいても有用であると考える。2、研究目的【国家による学術研究助成】に沿い、対支文化事業・精神科学研究奨励金を相対的に把握するため、民間の研究助成である財団法人啓明会補助事業(1918ー1943)に注目し、特に仏教学関連への助成をまとめた。結果、期間中の助成件数・助成総額のおよそ8%が仏教学を対象としていることが判明した。当初予定していた『図書館日誌』の調査・閲覧・複写(デジタル化)に加え、「皇道仏教研究所」関連資料・「東亜学」関連資料といった多くの初出資料を確認できた。また、これらの翻刻も大部分が終了している。また、当初計画にはない「民間による学術研究助成」という視座を導入し、財団法人啓明会の仏教学関連への研究助成に関する調査もおこなった。しかし、本年度に実施予定であった「国家による学術研究助成」、外務省による対支文化事業における仏教学関連への出版助成については、その概略を確認したのみで、仏教学関連に特化した調査をおこなえていない。これは文部省による精神科学研究奨励金における仏教学関連への助成とあわせ、次年度に調査を実施する予定である。1、研究目的【近代仏教学におけるプラットフォーム】に沿い、平成27年度に引き続き大正大学図書館において「学事資料」の調査・閲覧・複写(デジタル化)をおこなった。主な対象は1「皇道仏教研究所」「東亜学」関連資料【継続】、2「伝道学」関連資料【新規】、3「学術研究助成金」関連資料【新規】である。1の資料群の分析をおこない、その成果を江島尚俊・三浦周・松野智章編『戦時日本の大学と宗教』(法蔵館2017)として刊行した。ここで提示した課題「伝道学における標準語」について同大図書館において2の調査・閲覧・複写をおこない、国語学史を踏まえつつ、布教伝道に際した国家・国語・日本語・標準語について機能/規範という観点から分析をおこなった。2、研究目的【国家による学術研究助成】に沿い、同大図書館において3の調査・閲覧・複写をおこなった。また、関連資料(歴史公文書等)を収集し、民間の学術助成財団も対象として戦前における学術研究助成を概観した。結果、1914-1945における15団体(有栖川宮紀念学術奨励資金・外務省対支文化事業・財団法人啓明会・財団法人斎藤報恩会・財団法人末延財団・財団法人東照宮三百年祭記念会・財団法人服部報恩会・財団法人原田積善会・聖徳太子奉賛会・帝国学士院・日本学術振興会・日本文化協会・松方公爵米寿祝賀記念奨学資金・文部省精神科学研究奨励金・吉田奨学資金財団)での仏教学関連の助成研究(のべ128人・145件)を明らかにした。27年度は研究に若干の遅れが生じたが、28年度は前年の未消化分も含め当初計画を遂行し、成果として編著書を刊行している。加えて、当初計画にない(1)「民間による学術研究助成」、(2)「伝道学における標準語」の調査・研究を実施し、より多角的なアプローチができたことによる。1、研究目的【近代仏教学におけるプラットフォーム】に沿い、平成28年度に引き続き大正大学図書館において「学事資料」の調査・閲覧・複写(デジタル化)をおこなった。主な対象は「伝道学」関連資料【継続】である。分析をおこない、その成果を三浦周「戦時下に伝道学と標準語-中野隆元を中心として-」(『佛教文化学会紀要』26号2017)にまとめた。

2、研究目的【超宗派組織】による国際交流に沿い、歴史公文書の調査・閲覧、大正大学図書館において「学事資料」の調査・閲覧・複写(デジタル化)をおこなった。主な対象は1「中国人留学生釈墨禅」関連資料【新規】、2「仏教青年会」関連資料【新規】である。1については予備調査で判明した事実(武昌佛学院卒・対支文化事業の助成をうけた選抜留学生)に加え、在学時の成績表や保証人等の資料を確認した。だが、関連資料の不足もあり帰国後の活動は不明である。ただ、関連資料調査中に入手した沈雲龍主編『近代中國史料叢刊』第九十二輯『太虚大師寰游記』の編者に釈墨禅の名を確認している。2については、資料群中、特に「学生諸機関調」を中心とし、「青年」概念の変容を踏まえ、如何に仏教青年会が動員対象となったかという過程を分析した。その成果を三浦周「近代における仏教青年会運動」(『佛教文化学会紀要』27号2018予定)にまとめた。本研究では、単一文化主義の証明という視点からではなく、ナショナル・アイデンティティとグループ・アイデンティティの交錯、ここから現代的課題である多文化主義の指標を明らかにするため、学事資料・歴史公文書の調査・分析を通じて、戦時下における大正大学の(1)皇道仏教研究所(1938-45)、(2)東亜学(1942-46)、(3)伝道学(1933-44)、総力戦体制下における(4)官民の学術研究助成(仏教学関連)、(5)仏教青年会(大学関連)の実態解明をおこなった。引き続き「学事資料」の調査をおこなう。これに加え、平成28年度は「歴史公文書」の調査をあわせて実施する。28年度の研究、特に戦前の学術研究助成(仏教学関連)によって、そのオピニオンリーダーが高楠順次郎であることが実証できた。当初計画にはないが、仏教学という領域の形成に際した国語学との関連、ひいては「言語と人種」という大きな問題を念頭に上田万年-高楠順次郎ラインの検証をおこないたい。研究目的【超宗派組織による国際交流】は当初計画どおり実施する。近代仏教史大学図書館での資料複写に際して、スタンド型スキャナを多用したため文献複写費が当初予定より少額となった為。当初、文献複写を予定していた書籍を古書として購入したため。本年度は大学図書館での調査が主であったが、次年度は国立公文書館等での調査が多くなる予定である。よって当初予定どおり文献複写費として執行したい。差額194円であるので当初計画どおりに執行したい。
人工的欠損値を導入した大規模データにおける知識発見

世代継続的に成果を蓄積して課題解決をしていく進化型計算手法を用いて欠損値を含むデータベースからIFTHEN型ルール集合を発見する方法の応用として、データベースに人工的欠損値を導入することを特徴とする知識発見方法の研究開発を実施した。人工的欠損値は、ある方策によってデータベースの情報を間引いて隠すなどしたものである。2016年度には、ルールベースの予測・分類問題における数値属性の離散化において離散化時の境界値付近の値を欠損値として扱うことを特徴とする方式を比較的小規模の医療データ等を用いた評価した。2017年度には、ビッグデータにおいては情報の取捨選択などによるデータの有効活用が課題となることから、属性数の多い場合について拡張した方法の検討・評価を行った。また、与えられたデータベースに最適な人工的欠損値生成の設定法、属性間の欠損値発生条件の組合せ最適化などのアルゴリズムの検討を行った。属性数の増加に伴って人工的欠損値の導入による評価が複雑となることから、その評価法の検討についても行った。2018年度には、予測・分類の精度向上などに有効な人工的欠損値の導入条件を見出すことによるデータベースの属性間の関連性を含めたデータ構造に関する知識発見方法を含めた検討・評価を行ったほか、人工的欠損値の利用の配置の方策によっては、取得されたデータの個々の値に関しての信頼性評価への応用の可能性があること、データベースにおける特定の属性あるいは属性の組合せが、目的とする属性と因果関係にあるとした場合の評価指標の算定への応用の可能性があることについて検討した。また、実社会への応用の観点から、所属機関の研究者らと協力して比較的大規模なデータを用いた医療専門家の視点からの発見されたルール集合の解釈や分類結果等の検討・評価を行った。研究代表者らは、欠損値を含むデータベースからIFTHEN型ルール集合を発見する方法を世代継続的に成果を蓄積して課題解決をしていく進化型計算手法を用いて提案しており、本研究課題ではその応用として、データベースに人工的欠損値を導入することを特徴とする知識発見方法の開発を計画した。人工的欠損値は、ある方策によってデータベースの情報を間引いて隠すなどしたものであるが、28年度はルールベースの予測・分類問題における数値属性の離散化において離散化時の境界値付近の値を欠損値として扱うことを特徴とする方式を検討・評価した。IFTHEN型ルールの利用においては、数値属性の離散化方法がルールの解釈やルールベースの分類結果等に大きな影響を及ぼすことが考えられることから、具体的には、公開されているデータを用いて人工的欠損値の量的・範囲的な与え方がルールの興味深さ指標に与える影響や分類での精度の向上を評価し、最適な人工的欠損値生成の設定法、属性間の欠損値発生条件の組合せ最適化などのアルゴリズムを検討した。また、人工的欠損値を導入しない場合との比較を行い、提案方式の特性を検証した。評価実験からは、人工的欠損値の導入によって予測・分類問題で学習データにおいては境界値付近の属性値を持つレコードはルール指標の算出からその都度除外し、一方、テスト事例のルールマッチングにおいては、境界値付近の値を用いたルールによる判断は避けて別のルールを用いて判断しようとすることを実現することにより性能を改善できると評価できる結果を得た。また、比較的小規模の医療データを用いた評価実験では、人工的欠損値の導入の設定により真陽性の割合を大きくできる可能性があることが示された。また、人工的欠損値を導入した場合の方が従来の方式より精度のばらつきが小さく、偽陽性の割合が小さい傾向にある結果を得た。研究の目的のうち「実社会に応用可能な人工的欠損値を用いた人間の思考様式に似た知識発見法の創成」においては、医療系データを用いた評価実験により、ルールの生成時における離散化境界値付近の値の扱いや、ルール利用時の手元の数値が離散化境界値付近である場合等、判断に迷うと考えられる場合において、判断を一旦保留しておき、よりよい情報に基づいて処理しようとするといった、人間の発想に似た知識発見法の観点からの評価を行ったほか、所属機関の研究者らと協力して比較的大規模なデータを用いた医療専門家の視点からの発見されたルールの解釈や分類結果等の評価に関する検討も行っている。また、研究目的のうち「人工的欠損値を用いたルールベースの予測・分類問題解決アルゴリズムの提案」についても、基礎となるアルゴリズムの開発を評価実験を行いながら当初の計画通り進めている。世代継続的に成果を蓄積して課題解決をしていく進化型計算手法を用いて、欠損値を含むデータベースからIFTHEN型ルール集合を発見する方法の応用として、データベースに人工的欠損値を導入することを特徴とする知識発見方法の研究開発を継続した。28年度には、ルールベースの予測・分類問題における数値属性の離散化において離散化時の境界値付近の値を欠損値として扱うことを特徴とする方式を比較的小規模の医療データを用いた検討・評価したが、29年度には、ビッグデータにおいては情報の取捨選択などによるデータの有効活用が課題となることから、属性数の多い場合について拡張した方法の検討・評価を行った。また、本研究課題において基本となる方法と比較的小規模の医療系データを用いた人工的欠損値時の評価実験結果ついて、29年度に国際会議で発表した。さらに、与えられたデータベースに最適な人工的欠損値生成の設定法、属性間の欠損値発生条件の組合せ最適化などのアルゴリズムの検討を行った。

とくに人工的欠損値生成の設定をルール発見アルゴリズムに組み込んで進化的に最適な設定を獲得していく方策をとる方法と、人工的欠損値の設定および設定対象属性の組合せを遺伝的アルゴリズムを用いて行う方法を検討した。属性数の増加に伴って人工的欠損値の導入による評価が複雑となることから、その評価法の検討についても行った研究目的のうち「人工的欠損値を用いたルールベースの予測・分類問題解決アルゴリズムの提案」について、基礎となるアルゴリズムの拡張を行いながら、人工的欠損値の最適利用となる条件設定の方法の検討を行うなど、当初の計画通り進めている。ルールベースの予測・分類問題において離散化境界値付近の値の扱いに人工的欠損値を導入する方法に関する小規模の医療系データを用いた評価結果ついては、29年度に国際会議での発表を行っている。また、研究目的のうち「実社会に応用可能な人工的欠損値を用いた人間の思考様式に似た知識発見法の創成」については、所属機関の研究者らと協力して比較的大規模なデータを用いた医療専門家の視点からの発見されたルールの解釈や分類結果等の評価に関する検討を行っている。世代継続的に成果を蓄積して課題解決をしていく進化型計算手法を用いて欠損値を含むデータベースからIFTHEN型ルール集合を発見する方法の応用として、データベースに人工的欠損値を導入することを特徴とする知識発見方法の研究開発を実施した。人工的欠損値は、ある方策によってデータベースの情報を間引いて隠すなどしたものである。2016年度には、ルールベースの予測・分類問題における数値属性の離散化において離散化時の境界値付近の値を欠損値として扱うことを特徴とする方式を比較的小規模の医療データ等を用いた評価した。2017年度には、ビッグデータにおいては情報の取捨選択などによるデータの有効活用が課題となることから、属性数の多い場合について拡張した方法の検討・評価を行った。また、与えられたデータベースに最適な人工的欠損値生成の設定法、属性間の欠損値発生条件の組合せ最適化などのアルゴリズムの検討を行った。属性数の増加に伴って人工的欠損値の導入による評価が複雑となることから、その評価法の検討についても行った。2018年度には、予測・分類の精度向上などに有効な人工的欠損値の導入条件を見出すことによるデータベースの属性間の関連性を含めたデータ構造に関する知識発見方法を含めた検討・評価を行ったほか、人工的欠損値の利用の配置の方策によっては、取得されたデータの個々の値に関しての信頼性評価への応用の可能性があること、データベースにおける特定の属性あるいは属性の組合せが、目的とする属性と因果関係にあるとした場合の評価指標の算定への応用の可能性があることについて検討した。また、実社会への応用の観点から、所属機関の研究者らと協力して比較的大規模なデータを用いた医療専門家の視点からの発見されたルール集合の解釈や分類結果等の検討・評価を行った。今後は、最適な人工的欠損値生成の設定法、属性間の欠損値発生条件の組合せ最適化を実現するための検討・評価を行って人工的欠損値を用いたルールベースの予測・分類問題解決アルゴリズムを開発する。
腫瘍関連網膜症の新たな診断法の確立と病態の解明

今回の研究では、私は腫瘍関連網膜症の中で双極細胞の機能不全を生じる患者の血清中の自己抗体及びその作用につき検討した。私は9人中2人の患者にTRPM1と呼ばれるON型双極細胞のイオンチャンネルに対する自己抗体を検出した。そのうちの一人の血清をマウス硝子体内に投与したところ、血清投与後5時間で双極細胞の変性を生じることを発見した。このことより患者は、血清中の抗TRPM1抗体を介して、ON型双極細胞の変性を生じ機能不全を生じていることが推測された。私が行った患者血清のマウス硝子体内に投与後、網膜電図と組織切片の検討という方法が一部の腫瘍関連網膜症の診断に有用であることが分かった。ON型双極細胞の特異的な変性は今まで報告がなく、新しい発見である。前年度、抗TRPM1抗体を認めた腫瘍関連網膜症患者の血清をマウス硝子体内に投与すると双極細胞と思われる細胞の変性が生じることを網膜電図、光学顕微鏡、電子顕微鏡のレベルで検討した。最終年度の研究内容は、網膜の内顆粒層の細胞の異常の検討、及び双極細胞の変性を生じるメカニズムとして補体の影響について検討を行った。内顆粒層の外層側にある、ON型双極細胞と水平細胞またミューラー細胞の検討を免疫組織学的手法をもちいて行った。ON型双極細胞のマーカーは、PKCαを用いてにて免疫染色をおこなった。PKCαによる染色は患者血清投与後5時間では確認されたが、24時間後では染色は消失し、3か月後の検討でも染色が回復することはなかった。このことからON型双極細胞は血清投与後24時間ほどで変性、消失することが予想された。水平細胞のマーカーはカルビンディンを用いた。カルビンディン染色は患者血清を投与したものとコントロール血清を投与したもので3か月後でも差異はなく、水平細胞の変性は生じないことが分かった。ミューラー細胞はGFAPにて染色を行った。患者血清、コントロール血清を投与した両群で同様の染色が見られた。以上のことから、前年度に確認された変性はON型双極細胞の特異的な変性であることが確認された。また、血清の作用機序を探索する目的で、患者血清、血清から抽出したIgG、56度30分にて補体を失活させた血清をマウス硝子体内に投与しON型双極細胞が変性を網膜電図を用いて検討した。その結果、抽出したIgG、補体を失活させた血清を投与したするとERGに変化をきたさなかった。このことから血清中の抗体は補体との作用により網膜変性を生じさせることが分かった。今回の研究により、マウス硝子体内に血清を投与することにより、患者に起きている現象を再現できる可能性が示され、腫瘍関連網膜症の網膜障害の機序が一部解明された。我々は、腫瘍関連網膜症が疑われる患者5人から血清を採取した。まず、その患者血清をマウスの硝子体内に投与し、マウス網膜の機能を変化させるのかを検討した。5人の血清の中の4人の患者血清は、血清投与後から1週間まで経過を観察したが網膜電図に変化をきたすことはなかったが、血清投与後にマウス網膜電図が患者と同様の波形に変化した血清を1つ検出した。この患者は肺の小細胞癌の患者で、on型双極細胞の機能障害に伴う夜盲の症状を訴えていた。我々がすでに、TRPM1というon型双極細胞に膜タンパクであり陽イオンチャンネルに対する自己抗体があることを報告している。そこで我々はマウス網膜機能を変化させて患者血清に注目しその機序を検討した。まず始めに投与後から、網膜電図がどのように変化し、この変化が永続的なものか一過性のものかを検討した。マウス6匹の片眼に正常者の血清を投与しもう片眼に患者の血清を投与すると、患者血清はマウス硝子体内投与後、3時間というごく初期から患者と同様の陰性型ERGの波形を示した。またこの波形は投与後6か月まで変化なく、この血清による網膜電図の変化は一過性のものではなく永続的な変化であることが推測された。次に我々は組織学的な光顕、電顕レベルで検討を行った。組織は血清投与後、5時間、3日、1か月、3か月で検討した。5時間後の組織ではon型双極細胞が存在する内顆粒層に核の濃染を多数認めた。電顕レベルでは核の濃染はアポトーシスによるものであった。またon型双極細胞と視細胞のシナプス間に入り込むon型双極細胞の樹状突起の変性が認められた。

3時間後にはマクロファージがアポトーシスを起こした細胞を貪食している所見が見られた。3か月後の光顕では網膜組織に構造的な異常は一見認められなかったが、内顆粒層の厚みが薄くなっていた。これはon型双極細胞が変性し貪食されたことにより薄くなったと考えられた。今回の研究の目的としては、新たな診断法の確立と病態解明の2つあげている。まず新たな診断法の確立ということで、今回、患者の血清をマウスに投与し網膜電図で解析するという新しい方法を検討した。5人の血清をマウス硝子体内に投与したが網膜電図で変化を認めたものは1検体のみであった。今回用いた方法は、血清に網膜機能を変化させる効力があるという証拠を直接証明することができ、腫瘍関連網膜症における自己個体の存在の診断には非常に有用である。ただ、感度が高くなく腫瘍関連網膜症全てを診断できるわけでないこともわかった。今後さらなる改良を行い感度を上げていく方法を模索している。病態解明に関しては、非常に重要な結果を得られた。今まで腫瘍関連網膜症は視細胞や双極細胞のアポトーシスという予想はされていたが直接証明したものはほとんどなかった。今回の1症例で我々は網膜双極細胞に対する自己抗体がすでに存在が証明されていた患者であったが、患者血清投与後、網膜のon型双極細胞の非常に早期に変性が確認された。この所見は患者の急激な夜盲や回復しない視機能など、症状や所見がマウスと非常に酷似しており、患者においてもマウス同様の変化が生じていることが予想された。今まで網膜双極細胞が変性するという所見を誰も報告したことがなく、今回の発見は世界初の報告ということで現在英文論文に投稿中である。今年度は、5症例中1症例にしか診断に有用でなかった血清のマウス硝子体内への投与という方法の改善を考えている。感度が低い原因として自己抗体の抗原が膜タンパクでなく細胞内のタンパクである可能性があるため、抗体を細胞膜を透過させるような薬剤と混ぜて投与することを考えている。自己抗体による網膜の双極細胞変性に関しては、本年度はそのメカニズムを詳細に検討する予定である。まず今回、急激な双極細胞変性を生じたことから、そのメカニズムとして補体の関与を考えている。補体を失活させた血清の網膜に対する機能や、免疫組織染色を用いて補体の存在を確認する予定である。また、この抗体の抗原であるTRPM1のノックアウトマウスを入手しこれらのマウスに対する作用を検討する予定である。患者の所見との比較ということで、患者の経過を追うために血清を保管しているがこれらの血清中の抗体をウエスタンブロットで確認していくことにより、患者の体内からどれほどの期間で抗体が消失していくかも検討する。マウス購入で20万円、抗体などの試薬で30万円、国際学会を含めた学会参加のため95万円、論文の校閲、投稿料で25万円を計画している。
国際成年後見法の研究

本研究は平成10年度と11年度にわたるものであり、当初の計画どおりの成果をあげることができたと信じている。平成10年度においては、平成11年10月2日にオランダのハーグにおいて採択されることになる「成年者の国際的保護に関する条約」の準備草案の検討を行った。平成11年度においては「成年者保護条約準備草案の問題点とコメント」を作成し、法制審議会国際私法部会小委員会に提出した。小委員会の審議を踏まえ、同年9月20日より10月2日までハーグにおいて開催された"成年者保護に関する外交特別委員会"に臨み、成年後見に関する日本民法の改正を踏まえた「提案」を提出することができた。これらの提案は、1999年10月2日に採択された"成年者の国際的保護に関する条約"のいくつかの条文に反映している。とくに、日本民法に導入された任意後見制度などを考慮した諸規定は外交特別委員会において大きな論議を呼んだが、21世紀の条約として価値をもつものと思われる。条約の邦訳およびその解説は「研究成果報告書」に収録されている。以上の成果は、平成12年5月15日に開催される国際的学会において報告される。成年後見に関する民法の改正を反映させるべく、「法例」4条、5条、24条および25条の各規定の字句が改められた。しかし、民法に導入された「補助」制度や任意後見制度は在日外国人や日本に財産を有する外国人にとって利用しにくいものとなっており、実質的な改正が必要と考えられる。平成11年度の研究ではこういった問題点の洗い出しを行った。1. 1997年ハーグにおいて「成年者保護に関する国際私法条約」の準備草案が作成された。これに基づいて1999年9月同条約がハーグ国際私法会議特別委員会(外交会議)において採択されることになっている。準備草案は、基本的には1996年にハーグで採択された「親責任及び子の保護措置に関する管轄権、準拠法、承認、執行及び協力に関する条約」に平仄を合わせる形で構成されている。スイス・ドイツ・米国とともに日本が提案した結果である。9月の外交会議においてはなお曲折が予想されるが、要保護成年者の常居所に管轄権と準拠法の(優越的な)基準を求める立場を維持したい。そのため、前回の特別委員会において連携をとったドイツなどの代表とともに事前に提案書を作成中である。2.本年中には、従来の禁治産制度を廃止し、これに代わる成年保護に関する制度が民法典中に新設されることになっている。これに平仄を合わせて、(禁治産などに関する)法例4条、5条、24条、25条の改正も行われなければならない。ひとまず、法例中の「禁治産宣告」という文言などを「後見開始決定」と読み替える形式的な法整備が行われることになっている。しかし、これだけでは民法に新設される「補助」制度や「任意後見」制度を国際的平面において保障するすることは不可能と考えられ、法例の関連規定の実質的な改正が必要とみられる。そのため、平成11年3月9日の法制審議会国際私法部会において、実質的改正の要否に関する検討が必要であるとの了解が得られた。筆者はその改正案を作成している。本研究は、平成10年度と平成11年度にわたるものであり、当初の計画通どおりの成果をあげることができたと信じている。以下に掲げる成果のうち、太字表記のものは、すべて「科学研究費補助金による研究成果報告書」を構成し、公表される。前年度、当初の計画どおり、平成11年10月2日にオランダのハーグにおいて採択されることになる「成年者の国際的保護に関する条約」の準備草案の検討を行い、その1部として、「準備草案解説」があるが、平成11年度は、それらを踏まえ、以下のとおり研究を行った。

1)「成年者保護条約準備草案の問題点とコメント」を作成し、法制審議会国際私法部会小委員会に提出した。この審議会を踏まえ、9月20日よリ10月2日までオランダのハーグにおいて開催された成年者保護に関する外交特別委員会に臨んだ。この委員会において、成年後見に関する日本民法の改正を踏まえた「提案」を提出することができ、「1999年10月2日に成年者保護に関する外交的性格を有する特別委員会によって採択された「成年者の国際的保護に関する条約」解説」にその概要を記した。以上の成果は、さしあたり、平成12年5月15日に開催される国際私法学会において「ハーグ国際私法会議外交特別委員会(成年者保護)報告」として発表することになっている。2)法例の改正との関係では、いわゆる法整備法によって改正された法例の関連規定の不十分さが、「法整備法について」に指摘されている。この点も上記国際私法学会にて言及することになっている。
極微探索領域をもつSXM用走査探針製作法確立

走査型探索顕微鏡(SXM)は、原子的スケ-ルで鋭くした探針で試料面を走査し、その探針の動きから試料面の起伏を原子的分解能で描きだす表面顕微鏡の総称である。その代表格である走査型トンネル顕微鏡(STM)は、探針と試料面の間隔を10Åほどに接近させたときに流れるトンネル電流はトンネル障壁の間隔が0.1AÅ変動しても顕著に変るので、トンネル電流が一定になるように探針と試料面の間隔を保ちながら試料面に沿って探針を走査すれば、探針は試料面の凹凸をなぞるように変位する。この動きをプロットすれば、原子的分解能で表面形状を立体的に描きだすことができる。STMのほかに、トンネル電流ー印加電圧特性から表面の電子状態を描き出す走査型トンネル分光法(STS)、試料と探針の間に働く原子間力を一定に保ちながら走査する原子間力顕微鏡(AFM)など、極微先端領域をもつ探針と近接した試料面との間でやり取りする物理量を検出して試料面の構造を描きだす顕微鏡の発展は著しい。しかし、これらSXMの分解能と再現性は探針の鋭さと安定性に依存し、その製作と評価法の確立が最大の問題となっている。そこで本研究では、アトムプロ-ブ・電界イオン顕微鏡/電界放射分光法(AーP FIM/FEES)などを有効に活用し、多機能なSXM用探針を真空蒸着法や電解析出法で作り、その特性や有効性を調べた。電解研磨法により鋭利にされたIr探針上にGeを蒸着し、その電子状態や構造をAーP FIM/FEESを用いて調べ、探針表面に誘起された表面準位や半導体的エネルギ-ギャップがGeの電解蒸発にともなって変化していく様子を明らかにし、SiーGe系超構造表面を調ベる際のGeで覆われたSTS用探針の効果についての知見を得た。また、超高真空AーP・STM複合器を基礎として、電解重合導電性ポリマ-の表面構造と電子状態を解析し、探針先端にもポリマ-を重合することにより、ポリマ-の電子状態をより明確に調べることができる探針を開発した。走査型探索顕微鏡(SXM)は、原子的スケ-ルで鋭くした探針で試料面を走査し、その探針の動きから試料面の起状を描きだす表面顕微鏡の総称である。その代表である走査型トンネル顕微鏡(STM)は、探針と試料面の間隔を10A^^°ほどに接近させたときに流れるトンネル電流を用いる。トンネル電流はトンネル障壁の間隔が0.1A^^°変動しても顕著に変るので、トンネル電流が一定になるように探針と試料面の間隔を保ちながら試料面に沿って探針を走査すると、探針は試料面の凹凸をなぞるように変位する。STMのほかに、試料と探針の間に働く原子間力を一定に保ちながら走査する原子間力顕微鏡(AFM)や透明な探針先端の開口から放射される光を利用する走査型近視野光学顕微鏡(SNOM)など極微先端領域をもつ探針と試料面との間でやり取りする物理量を検出して試料面の構造を描きだす顕微鏡の発展は著しい。

そこで本研究の目的は、位置検出型アトムプロ-ブ・電界イオン顕微鏡法(posーAP・FIM)などを有効に活用し、SXM用探針を原子的スケ-ルで鋭くかつ再現性よく作りだす機構を開発することである。本年度は、従来から研究代表者が開発を進めてきた超高真空AーP・STM複合器を基礎として、STMに要求される超精密位置制御機構や、オングストロ-ム以下の精度で探針と試料間の距離を保つための防振機構などの基本性能を確認し、各種SXMへの改造が可能な土台を製作した。また、イメ-ジング・アトムプロ-ブを設置し、本研究の基礎となるAP法の確立をおこなった。現在、本装置をもとにしてposーAP・FIMの製作をおこない、また、Mo探針上にSiを蒸着し、その電子状態や構造をAPーFIM/FEESを用いて調べ、走査型トンネル電子分光法(STS)の基礎的デ-タを蓄積した。走査型探索顕微鏡(SXM)は、原子的スケ-ルで鋭くした探針で試料面を走査し、その探針の動きから試料面の起伏を原子的分解能で描きだす表面顕微鏡の総称である。その代表格である走査型トンネル顕微鏡(STM)は、探針と試料面の間隔を10Åほどに接近させたときに流れるトンネル電流を用いている。トンネル電流はトンネル障壁の間隔が0.1Å変動しても顕著に変るので、トンネル電流が一定になるように探針と試料面の間隔を保ちながら試料面に沿って探針を走査すれば、探針は試料面の凹凸をなぞるように変位する。この動きをプロットすれば、原子的分解能で表面形状を立体的に描きだすことができる。STMのほかに、トンネル電流一印加電圧特性から表面の電子状態を描き出す走査型トンネル分光法(STS)、試料と探針の間に働く原子間力を一定に保ちながら走査する原子間力顕微鏡(AFM)など、極微先端領域をもつ探針と近接した試料面との間でやり取りする物理量を検出して試料面の構造を描きだす顕微鏡の発展は著しい。しかし、これらSXMの分解能と再現性は探針の鋭さと安定性に依存し、その製作と評価法の確立が最大の問題となっている。そこで本研究では、アトムプロ-ブ・電界イオン顕微鏡/電界放射分光法(A-P FIM/FEES)などを有効に活用し、多機能なSXM用探針を真空蒸着法や電解析出法で作り、その特性や有効性を調べた。電解研磨法により鋭利にされたIr探針上にGeを蒸着し、その電子状態や構造をA-P FIM/FEESを用いて調べ、探針表面に誘起された表面準位や半導体的エネルギ-ギャップがGeの電解蒸発にともなって変化していく様子を明らかにし、Si-Ge系超構造表面を調べる際のGeで覆われたSTS用探針の効果についての知見を得た。また、超高真空A-P・STM複合器を基礎として、電解重合導電性ポリマ-の表面構造と電子状態を解析し、探針先端にもポリマ-を重合することにより、ポリマ-の電子状態をより明確に調べることができる探針を開発した。
円盤銀河の力学的構造と中心活動の関連の解明

平成17年度は、これまで自ら野辺山ミリ波干渉計により取得した観測データに加え、既存のデータも併せて考察することにより、円盤銀河におけるガスの力学と中心活動の関連について、研究の総括を進めた。これまでに獲得された知見は以下のようにまとめられる。ガス中心集中をもたらす物理的要因の解明:多くの銀河の中心領域において発見されている分子ガスの強い中心集中は、そこでの多様な活動現象の一つの原因となるべきものであり、その形成過程を理解することは重要である。本研究では(1)非軸対称ポテンシャルによる影響、(2)銀河団環境効果が銀河におけるガス中心供給にもたらす影響、の2点について調べるため、非銀河団銀河におけるCO輝線データを統計的に解析し、おとめ座銀河団銀河のCO輝線観測データと比較した。その結果、中心集中度は主に非軸対称ポテンシャルの有無に強く依存する一方、河団銀河・非銀河団銀河で有意な差が無いことが新たに判明した。一方、強いバー構造のない銀河における星間物質の輸送機構を明らかにするため、渦状銀河NGC4501のかつてない高い品位のCO観測を行った。この結果、(1)渦状腕の弱い銀河における密度波を検証し、(2)渦状腕によるガス中心供給を初めて観測的に示すことができた。さらに、(3)角運動量輸送のメカニズムが銀河衝撃波によること、渦状腕の角度に定量的に依存すること、を、一次摂動の理論計算により解明することができた。活動銀河核を持っ渦巻銀河中心部の物理状態を解明:このように形成された、「中心集中したガス」の物理状態を調べるため、NGC4501を高密度ガストレーサーであるHCN及びHCO+輝線により観測した。この結果、銀河中心部において、星形成銀河より有意に高いHCN/HCO+強度比が検出され、活動銀河核からのX線が中心集中したガスの物理状態を支配していることがわかった。円盤銀河におけるガスの力学と中心活動の関連を明らかにするため、野辺山ミリ波干渉計による一酸化炭素輝線観測データを解析し、それに伴って力学モデル計算を行った。1.渦状腕の弱い銀河における密度波の存在を確認銀河の渦状腕の形成メカニズムに関しては密度波理論と確率論的星形成理論が存在する。従来、渦状腕の弱い銀河では密度波よりも確率論的過程にガスの運動が支配されていると考えられてきた。渦状腕の弱い銀河に属するNGC4501のデータを解析した結果、ガスの運動が渦状ポテンシヤルに支配された密度波であることが判明した。このめ発見により弱い渦状腕の形成について理解が前進した。2.バー構造のない銀河におけるガス中心供給の傍証円盤銀河における活動銀河中心核やガスの中心集中などの特徴を説明する理論としてはバー構造が考えられてきた.。NGC4501は上記の特徴を持つがバー構造を持たない。これらの成因を理解するため銀河中心部を高分解能で解析した。その結果、渦状腕の付け根の部分にガスが集中しており、更にその部分が非軸対称運動をしでいることが判明した。こうして渦状腕によりガスが中心へと供給されている観測的傍証を示した。3.渦状腕による中心部へのガス供給機構の解明渦状腕ポテンシャルにおけるガスの軌道の数値計算を行った。結果としてガスの渦状腕が生成され、ガス雲は銀河衝撃波により角運動量を失って内側に落ち込むこと、さらにポテンシャルとガスの腕にずれがあり、重力トルクが働くことも明らかになった。こうしてバー構造や強い渦状腕がない場合でも十分なガスの供給が起こりうることを示した。次に銀河衝撃波と重力トルク双方の角運動量輸送の割合を計算し、ガス供給において主要な過程は銀河衝撃波であることを突き止めた。さらに角運動量輸送め渦状ポテンシャルへの形状依存性を調べ、腕の巻く角度に大きく依存することを明らかにした。円盤銀河におけるガスの力学と中心活動の関連を明らかにするため、電波干渉計により系外銀河のCO・HCN・HCO+分子輝線を観測・解析し考察を行った。1.論文発表:前年度から引き続いての研究による(1)渦状腕の弱い銀河における密度波を検証(2)渦状腕によるガス中心供給を初めて観測的に示した(3)角運動量輸送のメカニズムが銀河衝撃波によること、渦状腕の角度によることを一次摂動の理論計算により解明等の成果を論文にまとめ発表した。(研究発表:小野寺幸子et al.2004,2005)2.ガス中心集中の銀河団環境効果を検証:銀河団環境効果が銀河におけるガス中心供給にもたらす影響を調べるため、電波干渉計による観測データを統計的に解析した。ガスが銀河中心に供給される機構の一つとして、銀河同士や銀河間物質との相互作用による角運動量輸送が従来から提案されている。この理論を検証するためアーカイブから非銀河団銀河のデータを取得して解析し、研究代表者の保有するおとめ座銀河団のCO輝線観測データとの比較を行った。その結果、ガス中心集中度は銀河団銀河・非銀河団銀河で有意な差が無いことが新たに判明した。このため少なくともおとめ座銀河団においては、銀河団環境効果がガス中心供給に及ぼす影響は少ないことが判明した。3.活動銀河核を持つ渦巻銀河中心部の物理状態を解明:バー構造を持たない活動銀河中心部のガスダイナミクスを明らかにするため、レインボー干渉計を用いてセイファート銀河NGC4501中心部のCO高分解能観測を行い、中心部1kpcの渦状ダストレーンに沿って新たな速度構造を検出した。

さらにこの銀河の物理状態を調べるため、野辺山ミリ波干渉計を用いて高密度ガストレーサーであるHCN及びHCO+輝線の観測を行い他の銀河と併せて解析を行った。この結果、MGC4501においてHCN・HCO+はCOとは違い中心1点だけに観測され、また、銀河中心部ではHCN/HCO+比が比較的高く、活動銀河核からのX線に照らされていることが新たに判明した。平成17年度は、これまで自ら野辺山ミリ波干渉計により取得した観測データに加え、既存のデータも併せて考察することにより、円盤銀河におけるガスの力学と中心活動の関連について、研究の総括を進めた。これまでに獲得された知見は以下のようにまとめられる。ガス中心集中をもたらす物理的要因の解明:多くの銀河の中心領域において発見されている分子ガスの強い中心集中は、そこでの多様な活動現象の一つの原因となるべきものであり、その形成過程を理解することは重要である。本研究では(1)非軸対称ポテンシャルによる影響、(2)銀河団環境効果が銀河におけるガス中心供給にもたらす影響、の2点について調べるため、非銀河団銀河におけるCO輝線データを統計的に解析し、おとめ座銀河団銀河のCO輝線観測データと比較した。その結果、中心集中度は主に非軸対称ポテンシャルの有無に強く依存する一方、河団銀河・非銀河団銀河で有意な差が無いことが新たに判明した。一方、強いバー構造のない銀河における星間物質の輸送機構を明らかにするため、渦状銀河NGC4501のかつてない高い品位のCO観測を行った。この結果、(1)渦状腕の弱い銀河における密度波を検証し、(2)渦状腕によるガス中心供給を初めて観測的に示すことができた。さらに、(3)角運動量輸送のメカニズムが銀河衝撃波によること、渦状腕の角度に定量的に依存すること、を、一次摂動の理論計算により解明することができた。活動銀河核を持っ渦巻銀河中心部の物理状態を解明:このように形成された、「中心集中したガス」の物理状態を調べるため、NGC4501を高密度ガストレーサーであるHCN及びHCO+輝線により観測した。この結果、銀河中心部において、星形成銀河より有意に高いHCN/HCO+強度比が検出され、活動銀河核からのX線が中心集中したガスの物理状態を支配していることがわかった。