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人類学的手法による芸術理論をめぐる批判的分析：パース哲学を踏まえた展開の探求

本研究は、パースのプラグマティズムを踏まえた美学・芸術学を展開するべく、これら両方の領域と重なる人類学の知見を補助線として参照してきた。生態系ないし社会共同体内で作用している心の働きを説明することに特に関心を持ちつつ、パース思想に注目する人類学者たちが存在する。そうした背景を踏まえて本研究は、現代の心の哲学の諸問題に取り組むことにより、人類学者の関心に哲学者として応答することを目指してきた。本年度は、人類学者ティム・インゴルドの著書の翻訳を進めるチームに加わり、本研究が3年間続けてきた人類学とプラグマティズム思想に基づく美学の総仕上げを進めた。また、前年度から続けているプラグマティズム関連書籍の翻訳も順調に進んだ。4月には応用哲学会にて、「プラグマティズムと実在:パースの実在論と実践的実在論をめぐって」という題の口頭発表を行なった。この発表に基づく論文を応用哲学会の機関誌に投稿中である。本稿は採択が決まっており、2019年度前半に公刊予定。6月にはアメリカ哲学フォーラムの企画パネルにて、「知覚、推論、イコン」という題の口頭発表を行なった。10月には美学会にて、「分析プラグマティズム美学事始め:まずは「経験」から」という題の口頭発表を行なった。この発表に基づく論文を執筆し、『美学』に投稿中である。次号『美学』(2019年6月発行)に掲載されることが決定している。3月には〈科研費助成事業「新学術領域研究」トランスカルチャー状況下における顔身体学の構築(顔・身体学)顔と身体表現の比較現象学〉の研究会に招待され、「芸術とともにある人類学とエージェンシー論の再考」という題の口頭発表を行なった。この発表はティム・インゴルドとプラグマティズム思想をフィーチャーしたもので、本研究課題で関心を集中させてきた「人類学と哲学・美学の協業」の展望を具体的に示すことができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は人類学の方法を参照しつつパースのプラグマティズムを踏まえた美学・芸術学の展開の可能性をさぐるものである。2016年度は、まず、人類学研究者との学術的交流を持つことを心がけた。具体的には、京都人類学研究会(京人研)の連絡網に加わり、特に興味深いテーマの発表のあるときには京人研例会に出席するようになった。5月には、日本記号学会の大会で研究発表を行った。この研究発表は、現代の美術家と美術家をとりまく社会状況の相互作用を分析するという位相を含んでおり、人類学的なフィールドワークを芸術学的議論に接続する試みでもあった。この研究発表に基づいて執筆した論文が日本記号学会機関誌において刊行予定である。7月には、受け入れ研究者の秋庭史典氏とともに、ソウルで開催された国際美学会議において共著発表を行った。この発表は美学と科学の関係性を問い直すものである。とりわけ美学・芸術学と科学の関連性を肯定的かつ説得的に論じられている研究は少なく、今後の進展が期待される。9月には、札幌で開催された認知科学会に招聘いただき、パースのアブダクションについて講演を行った。加えて、本年度に新たに2つの研究会を開始した。第一に、いわゆるネオ・プラグマティストと呼ばれる人々の文献を読み進める研究会を開始した。目下、クワインやパトナムの仕事を追っているところだが、今後、ブランダムやもっと最近のプラグマティズム研究者の研究を吸収してゆきたい。第二に、パースのいわゆる存在図形(existential graphs)についての研究会を開始した。以上のように、2016年度の研究は、人類学者との交流に始まり、そこで得た問題意識を、美学・芸術学のみならずプラグマティズムをはじめとする哲学研究やさらには認知科学の問題へと接続してゆくという、学際的な展開を実現できた。人類学者がプラグマティズムに関心を寄せている現状に着目して開始した本研究であるが、より一般的に、人類学者がフィールドワーク等の現場での研究活動を踏まえていだく哲学的疑問のありようなどを具に知ることができた点は特に良かった。ネオ・プラグマティストのひとりと称されることのあるクワインはフィールドワークを行う言語学者を例にとって「ギャバガイ」の有名な議論を展開した。本研究は人類学的手法を参照することで、図らずも、21世紀に連綿とつながるプラグマティズムの歴史と重なり合ってきている。また、こうした状況を通して、研究の関心が非常に広がってきている。パース思想に関心を寄せる人類学者の多くは、共同体あるいは環境内で作用している心の働きを説明することに特に関心を持っている。そのため、今後は本研究が心の哲学の諸問題に正面から取り組むことによって、人類学者の関心に哲学者として応答できるようになると考えられる。となると、概念についてのプラグマティズムや、さらにはブランダムの推論主義などをめぐって展開されてきた(そして今後とも展開されてゆくであろう)諸議論に対して、本研究としての応答を準備せねばならないだろう。やるべき仕事がたくさん見えてきた反面、エネルギーが分散しかねない危険もある。ひとつひとつの研究にしっかりと集中して、着実に成果を生み出してゆきたい。2016年度には、3度の研究発表を行い、英語論文を1本出版した。また、年度内にさらに1本の日本語論文について採択決定している。この点では、本研究はおおむね順調に進んでいると言って良いと考える。

本研究は人類学の方法を参照しつつパースのプラグマティズムを踏まえた美学・芸術学の展開の可能性を探るものである。パース思想に関心を寄せる人類学者の多くは、共同体あるいは環境内で作用している心の働きを説明することに特に関心を持っている。そのため本研究は、現代の心の哲学の諸問題に取り組むことによって、人類学者の関心に哲学者として応答することを目指している。4月には、イタリアのパルマで開催された認知科学とプラグマティズムを横断的に扱う国際会議において、パース思想を参照して概念プラグマティズムを批判する議論に応答する内容の口頭発表を行った。さらに、この発表と相補的な内容の口頭発表を5月に日本哲学会にて行った。その上で、これらのテーマをより洗練させたものを、11月に京都大学文学研究科に提出した博士論文の一部とした。さらに、過年度から同志社大学にて継続的に開催しているパース論理学の研究会を通して、当年度はパース論理学が現代の一般的な記号論理学に対してどのような利点を持つのかを検討した。そしてその研究成果を、6月のアメリカ哲学フォーラムにて発表した。以上に加え、8月には二つの招待講演を行なった。両講演とも経験科学と美学の関係性をテーマにしており、こうした話題設定は本研究の進めるプラグマティズムの美学が今後応答せねばならないと考えられる問題系への関心を反映している。さらに本研究は、近年、プラグマティズム史の再評価が進められていることに注目し、当年度より、この分野で最も注目される論者C・ミサックのThe American Pragmatists (2013)の翻訳に着手した。また、主に関西の若手哲学研究者らと共に、現代のネオ・プラグマティズムの中心的な継承者であり推論主義を主唱するR・ブランダムのプラグマティズム史観を検討する研究会を立ち上げた。本研究では、人類学というフィルターを通してパースのプラグマティズム思想を再検討してきたが、その過程で、心の哲学の問題、そしてプラグマティズム史の問い直しという、それぞれに大きな問題系に取り組む必要があると分かった。また、心の哲学に関しては概念プラグマティズムをめぐる議論を取り扱ったが、概念についての議論は、ひいては推論における概念の役割を説明する研究へと結びつく。そこで、推論主義を主張する現代のプラグマティストであるR・ブランダムの思想について、検討を進めることが有効であろうという所見を持つに至った。個別の研究成果については、学会発表や論文公刊を通して適宜形にできている。その一方で、プラグマティズム史の問い直しやブランダム思想の検討のように新たに見えてきた問題系については、まだ目に見える形での成果が出せていない。プラグマティズム史については、C・ミサックの翻訳作業を継続しており、これは2018年度中に出版される予定である。ブランダム思想の検討に関しては、当年度は手始めに、受入研究機関の研究者とともにブランダムのArticulating Reasons (2000)を読み進めた。さらにそれに続いて、ブランダムのPerspectives on Pragmatism (2011)を読み進める研究会を、京都大学や大阪大学の若手哲学研究者たちとの間で発足させた。
先端支持杭とパイルドラフト基礎融合に関する研究

本研究は,支持杭とラフトからなる非接合パイルドラフト基礎の成立性の検証が目的である。平成19年度は,以下の項目を実施した。また,本研究により得られた成果を学会発表・投稿した。[A]遠心模型実験および1g場の模型実験まず,平成18年度に行ったラフト+1本杭による静的鉛直加力実験結果の分析を行った。その結果,ラフトからの荷重は,ラフトー杭間の地盤の圧縮力のみならず,杭頭周辺地盤からの摩擦力としても伝達されることが分かった。また,ラフトー杭間の地盤のみでは杭への荷重伝達効率が低いことも分かった。これを受けて,同様の試験体による1g場での実験を行った。この時,ラフトー杭間の地盤に金属製のリングを設置することにより,杭への荷重伝達が大幅に増加することを確認した。ついで,ラフト+4本杭からなる試験体による遠心実験により,水平荷重の伝達特性を検討した。この結果,非接合杭の存在によりラフトの水平剛性が減少することが分かった。[B]シミュレーション解析模型実験結果のシミュレーション解析を行うため,弾塑性有限要素法による検討を行った。この時,地盤の構成則には主としてモール、クーロンの破壊基準を用いた。また,実験に用いた砂に関する詳細な三軸圧縮試験を行い,モデル化に際して必要となる地盤の強度パラメータを求めた。一連の解析により,ラフトの荷重-変位関係は概ね模擬できるものの,杭の軸力分布については検討の余地を残した。[C]成立性の検討遠心模型実験と3次元数値解析の結果を受け,非接合パイルドラフト基礎の成立性に関する検討を行った。[A]の結果から,鉛直荷重伝達性能についてはある程度制御できるものの,水平荷重伝達性能については地震応答特性も含めて検討を継続する必要があることを確認した。2項目からなる研究実施計画のうち、平成18年度は主として[A]を実施した。また、[B]については準備を行った。[A]遠心模型実験非接合パイルドラフト基礎の鉛直荷重の伝達メカニズムを明らかにするため、遠心載荷装置を用いて静的鉛直加力実験を行つた。実験では、模型地盤・ラフト基礎・杭からなる模型試験体を製作し、清水建設技術研究所が所有する遠心載荷装置と試験用のせん断土槽を利用することにより実施した。今年度は、杭は1本とし、深さ方向に歪みゲージを貼付することにより杭の軸力分布を測定した。また、ラフト底面には土圧計を設置し、接地反力分布を測定した。実験におけるパラメータは、杭とラフトの離間距離、地盤の相対密度およびラフト寸法であり、全6ケースの加力試験を実施した。実験結果は、平成19年3月に開催された日米相互作用ワークショップにて速報すると共に、7月に開催される地盤工学研究発表会、および、8月に開催される日本建築学会大会に向けてその成果を投稿した。[B]3次元非線形有限要素解析非接合パイルドラフト基礎の成立性を検討するためには、上記の他にも数多くのパラメータについて検討を加える必要がある。これらパラメータの組み合わせ全てを遠心模型実験で試すことには無理があるため、数値解析を行う。今年度は、3次元線形有限要素法を用いた解析によって非接合パイルドラフト基礎の動的挙動に関する基本的な性状の把握を行った。また、非線形有限要素法解析コードの作成を開始した。一方、既存の3次元非線形差分法解析コードを用いて、上記[A]の試験結果の予備解析を行った。これらの結果の一部は、平成18年11月に開催された日本地震工学シンポジウムにて発表を行うと共に、地盤工学研究発表会および日本建築学会大会にその成果を投稿した。
ひずみ情報に基づくき裂位置および形状のオンライン測定

担当者は,これまでに提案した2次元き裂逆問題の解析手法を3次元問題に拡張し,実用上重要なモードI型表面き裂の同定問題の解析を行い,得られた知見を以下に示す.(1)これまで2次元問題において提案した体積力法の考えに基づいたき裂探索の効率化の手法を3次元問題に拡張した.また,ひずみ場の順解析の際,き裂を有限個の集中力対で代表させ,その力対の大きさをデータベースとして援用することで,き裂によるひずみ場の高速計算を可能とした.(2)き裂位置に比べき裂寸法は求まりにくいため,き裂寸法を詳細に同定する手順を導入した.き裂寸法a,bを未知パラメータとして勾配探索を行う方法[Method(a)],き裂寸法a,bの代わりにき裂面積S,形状比b/aを用いる方法[Method(b)]および担当者が提案した方法[Method(c)]の3種類の探索スキームによる結果を比較検討することにより,き裂寸法を高精度に推定することに成功した.このことから,適切な逆問題解を得るためには,未知パラメータの選択に注意する必要があるだけでなく,そのパラメータのひずみ場への影響をも考慮した探索手法が必要となることが明らかとなった.(3)担当者が提案した手法により,き裂の位置X_0,Z_0,き裂寸法a,bおよび外部荷重σ^∞の値が,b/a≦2.0の全範囲にわたって少ない計算時間(ワークステーションSUN ELC 4/25 FM-8で1分程度)で,精度良く同定できることを示した.また,ひずみの測定領域に対しき裂の大きさがa/bx≧1/100であり,き裂の位置が測定点よりき裂半長a以上離れていれば,本解析法が有効であることがわかった.担当者は,これまでに提案した2次元き裂逆問題の解析手法を3次元問題に拡張し,実用上重要なモードI型表面き裂の同定問題の解析を行い,得られた知見を以下に示す.(1)これまで2次元問題において提案した体積力法の考えに基づいたき裂探索の効率化の手法を3次元問題に拡張した.また,ひずみ場の順解析の際,き裂を有限個の集中力対で代表させ,その力対の大きさをデータベースとして援用することで,き裂によるひずみ場の高速計算を可能とした.(2)き裂位置に比べき裂寸法は求まりにくいため,き裂寸法を詳細に同定する手順を導入した.き裂寸法a,bを未知パラメータとして勾配探索を行う方法[Method(a)],き裂寸法a,bの代わりにき裂面積S,形状比b/aを用いる方法[Method(b)]および担当者が提案した方法[Method(c)]の3種類の探索スキームによる結果を比較検討することにより,き裂寸法を高精度に推定することに成功した.このことから,適切な逆問題解を得るためには,未知パラメータの選択に注意する必要があるだけでなく,そのパラメータのひずみ場への影響をも考慮した探索手法が必要となることが明らかとなった.(3)担当者が提案した手法により,き裂の位置X_0,Z_0,き裂寸法a,bおよび外部荷重σ^∞の値が,b/a≦2.0の全範囲にわたって少ない計算時間(ワークステーションSUN ELC 4/25 FM-8で1分程度)で,精度良く同定できることを示した.また,ひずみの測定領域に対しき裂の大きさがa/bx≧1/100であり,き裂の位置が測定点よりき裂半長a以上離れていれば,本解析法が有効であることがわかった.構造物中に生じたき裂の位置,形状および寸法を精度良く測定することは,構造物の破壊力学的手法による安全管理,余寿命評価等を行う際に重要である.本研究では,実用的な立場から,構造物使用中にオンラインでき裂が生じたかどうか,また,生じた場合その位置および形状を測定できる方法を開発することを目的としている.この目的のため,問題を一種の逆問題と考え,破壊力学および人工知能援用によりき裂の位置・形状を同定する手法を開発する.平成4年度では、、これまで二次元き裂の逆問題解析に適用した解析方法を三次元き裂の逆問題へ拡張して、検討を行った。最初、計算手法をある程度工夫して、計算時間をさらに短縮すれば、これまで提案した二次元き裂逆問題の解析手法をそのまま三次元の問題に適用できると考えたが、具体的な検討により、三次元のき裂逆問題の解析にあたっては、まず最も適当な探索未知数を定義しなければならないことは分かった。二次元き裂の場合、き裂の両端の位置をそのまま探索の未知数として解析を行っても精度良い結果が得られる。しかし、三次元き裂の場合、例えばた円状の三次元き裂の場合、き裂の両半軸の長さa,bをそのまま探索の未知数にすると、高精度な解が得られない。それは、き裂の発生によって生じる周辺のひずみ場の変化が主に発生したき裂の投影面積によって支配されるため、a,bが異なっても、面積(=πab)が同様であれば、そのき裂によるひずみの変化がほぼ同様であるからである。従って、申請者は、三次元き裂逆問題の解析手法を開発する際、ひずみの変化に及ぼす各因子の力学意味を考慮した上で、まずき裂の投影面積を探索するように、探索の手順をいくつかの段階に分ける必要があると提案した。それによって、三次元き裂を精度よく、かつ少ない計算時間で同定することに成功した。平成5年度では,これまでに提案した

2次元き裂逆問題の解析手法を3次元問題に拡張し,実用上重要なモードI型表面き裂の同定問題の解析を行い,得られた知見を以下に示す.(1)これまで2次元問題において提案した体積力法の考えに基づいたき裂探索の効率化の手法を3次元問題に拡張した.また,ひずみ場の順解析の際,き裂を有限個の集中力対で代表させ,その力対の大きさをデータベースとして援用することで,き裂によるひずみ場の高速計算を可能とした.(2)き裂位置に比べき裂寸法は求まりにくいため,き裂寸法を詳細に同定する手順を導入した.き裂寸法a,bを未知パラメータとして勾配探索を行う方法〔Method(a)〕,き裂寸法a,bの代わりにき裂面積S,形状比b/aを用いる方法〔Method(b)〕および担当者が提案した方法〔Method(c)〕の3種類の探索スキームによる結果を比較検討することにより,き裂寸法を高精度に推定することに成功した.このことから,適切な逆問題解を得るためには,未知パラメータの選択に注意する必要があるだけでなく,そのパラメータのひずみ場への影響をも考慮した探索手法が必要となることが明かとなった.(3)担当者が提案した手法により,き裂の位置x_<theta>,z_<theta>,き裂寸法a,bおよび外部荷重sigma^∞の値が,b/a≦2.0の全範囲にわたって少ない計算時間(ワークステーションSUN ELC 4/25 FM-8で1分程度)で,精度良く同定できることを示した.また,ひずみの測定領域に対しき裂の大きさがa/bx≧1/100であり,き裂の位置が測定点よりき裂半長a以上離れていれば,本解析法が有効であることがわかった.
匂いの記憶・学習の分子生理学的研究

交尾を契機に雌マウスに形成される雄フェロモンの記憶は、フェロモン情報処理系(鋤鼻系)の最初の中継部位である副嗅球に生ずるシナプスの可塑的変化によって支えられている。フェロモンの記憶に加えて、申請者らはまた、新生仔ラットにおける匂い学習も優れたモデル系であると考え、そのメカニズムを解析してきた。新生仔ラットは、嗅覚と体性感覚に頼って外部環境との関係を発達させるため、この時期は匂いの条件付けが強く成立する感受性期なのである。事実、匂いと電撃を30分間1回対提示するだけで、この匂いに対する嫌悪学習が成立する。この匂い学習は、主嗅球の僧帽細胞と顆粒細胞の相反性シナプスが深く関わり、転写因子CREB(cyclic AMP response element binding protein)の発現とそのリン酸化を介して成立する。本研究では、これまでの成果を基盤として、匂いの記憶・学習の分子メカニズムの解明を目指し、下記の成果を得た。副嗅球の顆粒細胞にα-PKCが発現していることが明らかになっている。そこで今回、フェロモン記憶形成の臨界期に両側の副嗅球へPKCの選択的阻害薬であるGF109203X、0.5nmolを2回注入してその記憶阻害効果を検討したが、この濃度では記憶阻害効果は認められなかった。再度濃度を上げて検討する予定である。新生仔における匂いの嫌悪学習の成立にMAPKによるCREBのリン酸化が関わることを明らかにしている。今回さらに、PI-3キナーゼの関与を検討した。匂いと電撃の対提示トレーニング中にPI-3キナーゼの選択的阻害薬であるwortmanninを両側の嗅球へ注入した。この注入により濃度依存的に学習が阻害されるとともに、CREBのリン酸化も有意に低下した。これらの結果は、トレーニング中にPI-3キナーゼが活性化され、CREBをリン酸化して学習を成立させることを示唆する。
振動子集団のネットワーク構造と同期ダイナミクスの関係を統一的に記述する理論の構築

別々の固有振動数をもち、かつ、ノイズを受けながらも同期状態にある振動子の結合ネットワークにおいて、振動周期の揺らぎから結合強度やノイズ強度を推定する理論を構築した。振動子で記述される系は、生物系、機械系問わず、様々なところで見られる。例として、心筋細胞の集団や心臓ペースメーカー組織、体内時計、水晶振動子などが挙げられる。これらの系は、ノイズのある環境下でも、同期を示す。我々は、これまでに、全結合ネットワークの位相振動子系において、周期の揺らぎを系の結合強度とノイズ強度を用いて書き下すことに成功し、これをもとに、周期揺らぎの計測から結合強度やノイズ強度を推定できる理論を構築していた。この理論は、同一の振動数をもつ振動子系に限り、有効であった。我々は、これを拡張し、別々の振動数をもつ振動子系においても、成立する理論を構築した。この方法は、同一振動数の系に限定されないので、実際の実験系への応用が期待される。例えば、心筋細胞の培養系において、拍動周期の揺らぎを観測することによって、細胞間の結合の大きさを推定することができる。一方で、別々の固有振動数をもつ振動子のネットワーク結合系が、どの程度の結合強度で同期を示すかという問題は、一般には、そのネットワーク構造に依存する。我々は、振動数同期のためのネットワーク構造の条件に関する理論を発展させ、与えられた系の同期の結合強度を予測する理論を提案した。化学反応振動子の実験系において、その理論が有効であることが確かめられた。(抄録なし)ノイズを受けた位相振動子の結合ネットワークにおいて、振動周期の揺らぎと同期ダイナミクスとの関係を明らかにした。水晶振動子、スピントルク振動子、体内時計、心臓ペースメーカー組織など、正確なリズムを生み出す機構は、生物系、機械系問わず、様々な所で必要とされている。一般に、系にはノイズが存在するので、その周期は揺らぐ。Herzogらの実験によると、マウスの個体および時計組織(SCN)の日周期活動の開始時刻の間隔で計った周期の揺らぎは、終了時刻のそれよりも小さい。つまり、体内時計は、終了時刻よりも開始時刻の方を「より確か」に告げていると言える。このような時計の確からしさが時刻に依存して変化する現象は、単純な理論モデルで再現されるだろうか。このことを明らかにするために、ノイズが加えられた位相振動子の結合ネットワークを考えた。1つの振動子の周期の揺らぎは、その周期の標準偏差(SD)で定量化される。線形化解析により、SDをチェックポイント位相の関数として求めた。これは数値的に得たSDと良く一致した。「最も確かな時刻」、つまり、SDの最小値を与えるチェックポイント位相は、ギャップ結合系では2振動子の位相同期の度合いが最も高い点と一致したが、非ギャップ結合系ではそれとは異なった。SDのチェックポイント依存は、単一の位相振動子では見られない、結合系特有の現象であることが示された。以上のことは、富山大学で行なわれた日本物理学会秋季大会で口頭発表した。また、ベルリンで行なわれたThe International Conference "Engineering of Chemical Complexity"において、ポスター発表した。ノイズを受けながらも同期状態にある振動子の結合ネットワークにおいて、振動周期の揺らぎから結合強度やノイズ強度を推定する理論を構築した。我々は、これまでに、全結合ネットワークの位相振動子系において、周期の揺らぎを系の結合強度とノイズ強度を用いて書き下すことに成功している。この理論をさらに発展させ、周期揺らぎの計測から結合強度やノイズ強度を推定できる理論を構築した。これは、1周期、2周期、3周期の分散から、ただちに、結合強度とノイズ強度を求めることができる理論である。実際に、位相振動子結合系とFitzHugh-Nagumoモデルのシミュレーションにおいて、結合強度およびノイズ強度を推定した結果、実際の値をよく推定できた。この方法は、極めて簡単であり、実際の実験系への応用が期待される。例えば、心筋細胞の培養系において、細胞間の結合の大きさを"目で見ること"は不可能である。また、様々な観測量は、しばしば、ノイズと結合の効果が混ざっているため、一般にその分離は難しい。しかし、この推定理論を用いれば、結合とノイズを別々に推定することができる。

例えば、心筋細胞の培養系において、拍動周期の揺らぎを観測することによって、細胞間の結合の大きさを推定することができる。一方で、別々の固有振動数をもつ振動子のネットワーク結合系が、どの程度の結合強度で同期を示すかという問題は、一般には、そのネットワーク構造に依存する。我々は、振動数同期のためのネットワーク構造の条件に関する理論を発展させ、与えられた系の同期の結合強度を予測する理論を提案した。化学反応振動子の実験系において、その理論が有効であることが確かめられた。周期の揺らぎと同期ダイナミクスとの関係性は、これまではほとんど着目されてこなかった。新しい知見が得られ、また、国際会議でも発表できたことは、おおむね順調と言える。同期を示す振動子ネットワークの結合強度やノイズ強度を周期揺らぎから推定するというアイデアは、新しい。その基礎となる理論が、Rapid Communicationとして掲載されたことは、順調に進展していると言える。これまでは、単純な結合ネットワークしか考えていない。今後は、より複雑な結合ネットワークを考え、その構造の特徴量が、周期揺らぎを同期ダイナミクスとの関係性にどのように影響を与えるかを明らかにする。推定理論を様々な実験の観測データに対して適用することが、今後の計画の1つである。推定理論の適用範囲はノイズ強度の分布やネットワークに制限があるので、その適用範囲を広げる必要があるかもしれない。理論の拡張を行なうことも考えたい。(抄録なし)
異種微生物間共生系による効率的脱塩素化メカニズムの解析と応用

土壌を接種源とする集積培養物TUT2264は、テトラクロロエテン(PCE)をジクロロエテン(DCEs)にまで脱塩素化する能力を発揮した。16S rRNA遺伝子を標的とした群集構造解析では、"Dehalococcoides"とAcidaminobacter属細菌の存在が確認された。また8種のRdhAsが見出され、転写レベルからもPCEおよびトリクロロエテンの脱塩素化が確認された一方で、分解活性が見られないDCEsおよびビニルクロライドによって転写が促進されていることが示された。クエン酸およびグルタミン酸がPCEの脱塩素化にとって有効な電子供与体となり得ることが示された。ヘッドスペース中の初期水素濃度(0%(v/v)と80%(v/v)がPCE脱塩素化に及ぼす影響を解析した結果、水素生産細菌のAcidaminobacter属細菌菌密度に差異は見られなかったが、"Dehalococcoides"においては0%の方が約100倍高く、分解活性も3倍程高かった。以上の結果は、異属微生物間の水素伝達系を良好に制御することで効果的な脱塩素化が可能なことを示唆している。脱塩素化集積物TUT2264の塩素化エテン類に対する還元的脱塩素化能の特性評価を行った。まず,これら集積物のクロロエテン類脱塩素化能を調べるため,PCE,TCE,ジクロロエテン類(DCEs)およびビニルクロライド(VC)を初期濃度が約10μMとなる様に添加し,経時的にヘッドスペースの気体をガスクロマトグラフィーで測定した。集積物の細菌群集構造を調べるため,16S rRNA遺伝子(16S rDNA)を標的とした変性剤濃度勾配ゲル電気泳動法(DGGE)およびクローンライブラリーを構築し系統学的解析を行った。集積物TUT2264はPCEをTCEへ完全に脱塩素化し,trans_1,2-DCEおよびcis_1,2-DCEまで脱塩素化することが確認された。群集構造解析の結果,Dehalococcoides細菌群と優占微生物としてAcidaminobacter属細菌の存在が示唆された。還元的脱塩素化類似遺伝子の解析を行ったところ,少なくとも8種類の遺伝子を所有していることが示され,エテン系脱塩素化酵素遺伝子としては新規の遺伝子であった。これまでに分離されたDehalococcoides細菌は16SrDNAの相同性が99%以上である一方で,脱塩素化機能には大きな違いがあることが報告されている。上記2菌株ともPCEを電子受容体としては利用できないことから,新規のDehalococcoides細菌による脱塩素化が示唆された。電子供与体として添加している水素濃度が脱塩素化速度に及ぼす影響を検討した結果,初期水素濃度が0%の系が最も脱塩素化速度が速く,かつDehalococcoides細菌数が10^610^7cells mL-1で推移した。現在,この系に関し詳細な解析を進めている。さらに,電子供与体の違いが脱塩素化能に及ぼす影響を評価する一環として,各種有機酸,糖類,アルコール類,およびアミノ酸を添加し,発生する水素濃度を測定した。その結果,発生量は平均して0.38±0.15%mM^<-1>であった。特に,乳酸,アラニンおよびグルタミンからの発生量が多く,それぞれ0.58±0.10%mM^<-1>,0.65±0.049%mM^<-1>および0.47±0.12%mM^<-1>であった。現在,水素発生量と脱塩素化速度との関連性をAcidaminobacter属細菌数とDehalococcoides細菌群数の変化と対応付けながら解析を進めている。本年度は水素分圧の違いが集積培養物TUT2264の塩素化エテン類脱塩素化に及ぼす影響について解析を実施した。これまでの研究により、ヘッドスペース中の初期水素ガス濃度が0%(v/v)および80%(v/v)条件下でのテトラクロロエテン(PCE)脱塩素化速度を比較すると、初期水素ガス濃度0%系の方が3倍ほど早いことが示されている。しかし、この結果は、0%系および80%系で4回継代培養した結果である。そのため、脱塩素化能力の違いが集積に伴い細菌群集構造の差異あるいは菌密度の違いに依存している可能性がある。

そこで、水素分圧が脱塩素化に影響を及ぼしているのかどうかを調べるため、0%系および80%系で集積した培養物を親培養物とし、そこからそれぞれ0%系および80%系を構築した(合計4つの系)。その結果、集積過程における水素分圧に関わらず、0%系の方が80%系よりも高いPCEおよびTCE脱塩素化活性を示した。また、メタンガスの発生は80%系においてのみ観察され、0%系では観察されなかった。その要因を探るため、脱塩素化細菌"Dehalococcoides"および水素生成細菌Acidaminobacter属細菌について、16S rRNA遺伝子を標的としたreal-time PCR法によってモニタリングを実施した。その結果、Acidaminobacter属細菌は、水素分圧の違いに関わらず4つの系においてほぼ同じ傾向を示した。一方"Dehalococcoides"細菌数は0%系の方が80%系よりも最大で約50倍以上高いことが示された。これらの結果から、低水素分圧条件は効果的に"Dehalococcoides"細菌に水素が供給され、結果として塩素化エテン類を電子受容体とするエネルギー獲得機構を効率的に動かすことができたものと推察された、これらの結果は、種間水素伝達系に基づく低濃度の水素供給は、メタン生成細菌との水素を巡る競合阻害を回避し、効果的な脱塩素化を促進できることを示した。今後は、メタン生成細菌の多様性及び挙動解析ならびに、ヒドロゲナーゼ等の機能遺伝子の解析を実施し、脱塩素化における種間水素伝達系の解明を図る。本年度は、主として高濃度水素分圧条件下において、なぜ塩素化エテン類の脱塩素化が遅延するのかについて解析を実施した。高濃度水素存在下で脱塩素化が遅延する原因として、"Dehalococcoides"細菌群とMethanogensとの間における水素を巡る競合が考えられる。そこで、Methanogens活性阻害剤である2-bromoehtanesulfonate(BES)添加系と無添加系を異なる水素濃度条件下(0%および80%水素存在下)で作成し、塩素化エテン類の脱塩素化速度を比較した。その結果、予想に反し、BES無添加系に方がtetrachloroethene(PCE)およびtrichloroethene(TCE)の脱塩素化が1.21.6倍高かった。このことから、高濃度水素存在下における脱塩素化の遅延はMethanogensによる競合阻害ではないことが示された。次に、異なる水素濃度条件下での集積により微生物群集構造が変化し、その結果として脱塩素化活性に差が生じているのではないかと考えられた。そこで、これまで0%および80%水素存在下で集積培養した試料を親培養物として、それぞれ0%および80%水素存在下に植継いだ。即ち、0%(親培養物)から0%(子培養物)(以下0-0%系と略す)、0-80%系、80-0%系および80-80%系の4つを作成し、脱塩素化を測定した。その結果、親培養物の履歴に関わらず、0%水素存在下において最も高いPCEおよびTCE脱塩素化速度を発揮し、80%水素存在下では最も低かった。この結果等、脱塩素化の遅延は微生物群集構造の違いが影響している訳ではないことが示された。以上の結果から、高濃度水素分圧条件下における塩素化エテン類の脱塩素化遅延は、高濃度水素による脱塩素化機能の直接阻害と考えられた。
第三紀後期の大陸間移動を伴う哺乳類の分子系統学的研究

本研究では、ネズミ亜科類、ウサギ類、モグラ類、イタチ類を中心に、過去1000万年間の小型哺乳類の系統分化の進化的過程を理解するために、ミトコンドリアDNA (cytochrome b, 12S rRNA)および核遺伝子(IRBP、RAG1)の塩基配列の変異に基づき分子系統学的解析を行った。その結果、これらの分類群においては東南アジア域を起源とし、第三紀後期から第四紀における複数回の系統放散により、ユーラシア、アフリカ、北アメリカ、そしてオーストラリアに系統を到達させ、それぞれの大陸で引き続く進化的時間の中で系統の放散を行ったものと推察された。特に、ハツカネズミ属において詳細にその歴史を解き明かすことに成功した。500-600万年前にインド、東南アジア、アフリカに固有の亜属系統が生じ、200-300万年前にさらにユーラシア亜熱帯域においてハツカネズミ亜属が、インド、東南アジア、ヨーロッパ(地中海沿岸域)、そしてミャンマーの4地域において固有の系統(4つのSpecies Groups)を派生させ、それぞれの地域でニッチが許容する種数を充填すべく、さらに引き続いて系統分化を行ったものと推察された。これらの進化過程は、ユーラシアの温帯域に展開するアカネズミ属(Apodemus)、東南アジアに展開するクマネズミ類(Rattusおよびその近縁属群)においても同様の傾向を示すことが明らかとなり、地球の時空間の必然的要因によって種の多様化が連動的に行われたことを今回得られたデータから読み取ることができた。地球レベルの系統分化の歴史の中で、日本列島の哺乳類種も上記の流れに呼応する形で種の多様化が図られたことも明らかとなった。ハツカネズミ属の類縁関係と進化的背景を探るため、ユーラシア産種を中心に16種について、ミトコンドリア遺伝子(cytb)および核遺伝子(IRBP,RAG1)について分子系統学的解析を行なった。その結果、4つの亜属はほぼ同時に分岐していることが判明し、第一次の放散がユーラシア、アフリカで生じ、ユーラシアにおいては、インド亜大陸、東南アジアの区域が重要な系統分化の地理的区画として機能していることが示唆された。また、分岐年代は500-600万年前と推定された。興味深いことに、先に調査したユーラシア大陸の温帯域に生息するアカネズミ属においても同様の時期の放散が認められている。したがって、第三紀後期の地球環境の急激な変動が放散の要因であるとの可能性も示唆された。さらに、ハツカネズミ亜属(subgenus Mus)の種分化を調べたところ、200-300万年前に、3つの種グループがインド、東南アジア、そして地中海沿岸域でほぼ同時に分化したことが示唆された。これは温帯域のアカネズミ属においても同様の傾向が認められ、第四紀直前の環境変動が第2次の系統の放散の主要因となっていることが示唆された。さらに、種の多様化の要因として、同地域に複数種が生息していることから、ニッチの分化による分布の重層化が種の分化、そして遺伝的多様性の維持に貢献している可能性が示唆された。このように、環境変動に伴う放散、地理的隔離、ニッチの分化が種の多様化の主な要因であると思われた。日本列島のモグラ類の種の多様化についても分子系統学的解析を行なった。その結果、列島内に生息する7種は、少なくとも5回の大陸からの系統の移入によって引き起こされたことが示唆された。ヤチネズミ類についても分子系統学的観点からユーラシア、北アメリカの種分化の進化的背景について新しい情報を提供することができた。ハツカネズミ(Mus musculus)の亜種間関係と進化的背景を探るため、日本およびユーラシア大陸産個体を中心にミトコンドリア遺伝子(cytb)、Y染色体特異的遺伝子Sryおよび核リボソームRNA遺伝子について分子系統学的解析を行なった。

その結果、1)北海道、東北は、東南アジア型亜種と北中国型亜種の混合型であることが判明した。解析に用いたマーカー毎に混合の地理的パターンは大きく異なり、Sryではほぼ北中国型のみであるのに対し、リボソームRNA遺伝子の場合は、北中国型が優先するも、東南アジア型の遺伝的要素が低頻度ながらどの地点においても観察される頃向を示した。二つのハツカネズミの系統が日本列島に移入し、ある程度の進化的時間が経過し、拡散により、各マーカーにおいて特異的な遺伝的構造が観察されたものと推察された。列島におけるこのハツカネズミの遺伝的構造のパターンより、日本人の起源を推察すると、朝鮮半島経由で北中国タイプが移入したことに加え、1)北海道経由で北から東南アジア型の移入、あるいは2)北中国型の移入より以前に、南から東南アジア型の移入、の可能性が示唆された。ユーラシア大陸に広く分布するカヤネズミ(Micromys minutus)の地理的構造をミトコンドリア遺伝子のcytb遺伝子とcontrol regionをマーカーとして解析した。第四紀後期にヨーロッパとアジア(列島を含む)とを結ぶ遺伝子の流動があり、広大な地域間でカヤネズミは遺伝的交流を行なっていたことが判明した。第四紀の氷期のヨーロッパでの大規模な絶滅がその移動の引き金になっているものと推察された。カヤネズミは第四紀のユーラシア温帯域の環境変遷を知る上でも有益な情報をもたらしてくれるものと思われる。ネズミ亜科は500種以上をかかえ、主にユーラシア・アフリカの亜熱帯・熱帯域に分布し、森林から草原といったさまざまな生態学的環境に生息するが、例外的にアカネズミ属(Apodemus)は温帯域の森林で繁栄している。彼らの系統分化の時空間の展開の歴史を分子系統学的な手法で追うことで、分類学的再編成や種分化機構の解明に有用であるばかりでなく,地質学的および生物学的古環境の推察に大いに役立つものと思われる。これまでミトコンドリアDNAや核遺伝子をマーカーとして用い、A.latrounm、A.cherivieri、A.dracoを含む15種を解析している。その結果、アジアの10種のうち、7種はすでに第三紀後期の700-500万年前に系統の分化を起こしていることが示唆された。日本の固有種2種アカネズミとヒメネズミを含め、アジアの各地域に固有の系統が息づき、アジア大陸は日本列島を含め、かなり古い時代より、その温帯域の森林環境が今日まで大きく破壊されることなく維持されてきたものと推察できる。核遺伝子を指標として種内の遺伝的多様性をみてみると、ヒメネズミの核遺伝子IRBPの1152塩基対領域では約1%もの塩基多様度を示すなど、顕著なレベルの遺伝的多様性があった。一方、ネズミ亜科の主要なグループのクマネズミ類(Rattus属および近縁な属)においてもインドネシア島嶼および東南アジア大陸部において、700-500万年前以降に多様化をはかり、オーストラリア大陸を含め、アジア・オセアニア域に広く展開したのは300-200万年前以降の進化的に短い時間の中で大陸間移動および100種以上にも及ぶ高度の種の多様化を図ったことが明らかとなった。
自然免疫の機能低下を誘起する慢性ストレスの分子基盤の解明

H29年度に実施したin vivo実験系の結果より慢性ストレスによる交感神経緊張低下状態が肺胞マクロファージの貪食能低下関与していることを見いだした。そこで今年度は自律神経系を介した伝達経路が肺胞マクロファージの貪食能変化に関するシグナル伝達経路にどのような影響を及ぼしているかを詳細に検討した。SARTストレスマウスおよび正常マウスから採取した肺胞Mφに交感神経作用薬であるノルアドレナリン及びアドレナリン(α,β作用)イソプロテレノール(β作用)と副交感神経作用薬(カルバコール(ニコチン及びムスカリン作用))を適用し貪食能活性を評価したところ,アドレナリンとイソプロテレノールがSARTストレスにより惹起した肺胞マクロファージ貪食能低下を改善した。また,選択的β1受容体遮断薬アテノロールの前処置ではこれらの効果に対して変化は認められなかったが,選択的β2受容体遮断薬ICI-118,551の前処置によりその効果が無効となったことから,慢性ストレスによる貪食能活性低下状態にはβ2受容体が重要な役割を果たしていることが示唆された。次にβ2受容体を介した細胞内シグナル伝達経路を詳細に検討した。その結果,アデニル酸シクラーゼ活性化薬,PKA阻害薬およびMEK阻害薬ではこの貪食能低下に影響しなかったが,GRK5阻害薬により改善された。つまりGRKによりβアレスチンを介した経路が関与していることが示唆された。現代病であるストレスは日常生活から切り離すことは困難であり,全身にわたる様々な症状の発症や疾患を悪化させる誘因となっている。ストレスに対する応答機構は全身における恒常性の維持に必須である神経系と内分泌系が中心となり制御している。免疫系は神経系,内分泌系と連動しており,ストレスによる影響を受けるが,ストレス関連疾患の発症にどのように関与しているか詳細は不明である。そこで慢性ストレス状態が免疫系,特に自然免疫に影響を与える可能性について検討した。基礎実験には慢性ストレス状態にあるSARTストレスマウスを使用した。SARTストレスは室温24°C・庫内温度4°Cの動物飼育チャンバーに,マウスを毎日9時から16時までの間は1時間ごとに両ケージ間に移し替え,16時から翌朝9時までは4°Cのチャンバー内で飼育する環境温度ストレスに7日間曝した。まず, T細胞の分化,成熟に関与する胸腺及びリンパ球の成熟や免疫応答の場となる脾臓の湿重量を測定したところ,SARTストレスマウスの胸腺及び脾臓の湿重量は低下し,萎縮が認められた。次にこのマウスの気管支肺胞洗浄液を採取し,肺胞マクロファージの貪食能及び炎症性サイトカインIL-6,IL-1β,TNF-αの産生能に対するSARTストレスの影響を検討したところ,SARTストレスマウスでは,非ストレスマウスと比較して,貪食能及びサイトカイン産生能の低下が認められた。以上の結果から,慢性ストレス状態が一つの要因となり肺胞マクロファージの機能を低下する環境を誘発し,自然免疫能を低下させることが示唆された。研究実績の概要で示したとおり,H28年度の研究目的は「慢性ストレスよる慢性ストレスマウスにおける自然免疫能の状態」を検討することであった.検討すべき項目に対する成果はすべて得られており,H28年度の目的はおおむね順調に進展していると考えている。前年度のin vitoro実験において,慢性ストレス症状を示すSARTストレスマウスから採取した肺胞マクロファージは,貪食能及び炎症性サイトカインIL-1β,IL-6,TNF-α産生能が低下しており,自然免疫能が低下していることを見いだした。今年度は,各種SARTストレスによる身体症状を改善することが認められているジアゼパムをSARTストレスマウスおよび正常マウスに連日投与し,慢性ストレスによる脳を介した自律神経系の破綻が自然免疫にどのような影響を及ぼすかをin vivo実験系で検討した。その結果,SARTストレスマウスの低下した肺胞マクロファージの貪食能及び炎症性サイトカイン産生能はジアゼパムの連日投与により回復した。すなわち,慢性ストレス状態による自律神経系の機能異常が自然免疫機能の低下に関与していることが示唆された。次に自律神経系が関与していることから,迷走神経切除術または6-hydroxydopamine(6-OHDA)投与による化学的除神経を施したそれぞれのマウスを使用して,肺胞マクロファージの貪食能を検討した。化学的除神経を施したマウスの肺胞マクロファージは有意な貪食能の低下が認められたが,迷走神経切除術を施したマウスではその変化が認められなかった。in vitroおよびin vivo両実験系において慢性ストレス状態における肺胞マクロファージの自然免疫能が低下していることが示唆された。つまり,慢性ストレスによる交感神経緊張低下状態がの関与が肺胞マクロファージの貪食能低下を誘起することが示唆された。研究実績の概要で示したとおり,H29年度の研究目的は「慢性ストレス状態による自然免疫低下と自律神経系の関係」を検討することであった。検討すべき項目に対する成果はすべて得られており,H29年度の目的はおおむね順調に進展していると考えている。SART

ストレスマウスおよび正常マウスから採取した肺胞Mφに交感神経作用薬であるノルアドレナリン及びアドレナリン(α,β作用)イソプロテレノール(β作用)と副交感神経作用薬(カルバコール(ニコチン及びムスカリン作用))を適用し貪食能活性を評価したところ,アドレナリンとイソプロテレノールがSARTストレスにより惹起した肺胞マクロファージ貪食能低下を改善した。また,選択的β1受容体遮断薬アテノロールの前処置ではこれらの効果に対して変化は認められなかったが,選択的β2受容体遮断薬ICI-118,551の前処置によりその効果が無効となったことから,慢性ストレスによる貪食能活性低下状態にはβ2受容体が重要な役割を果たしていることが示唆された。次にβ2受容体を介した細胞内シグナル伝達経路を詳細に検討した。その結果,アデニル酸シクラーゼ活性化薬,PKA阻害薬およびMEK阻害薬ではこの貪食能低下に影響しなかったが,GRK5阻害薬により改善された。つまりGRKによりβアレスチンを介した経路が関与していることが示唆された。今年度の基礎実験により,慢性ストレス状態が免疫担当細胞の1つであるマクロファージの免疫機能の低下に関与することを見いだした。H29年度はこの肺胞マクロファージについて,慢性ストレスによる肺胞マクロファージを介した自然免疫機能の低下に対する自律神経系の影響を検証する。これらの研究について,得られた結果をとりまとめ,研究成果の発表並びに論文投稿を行う。今年度のin vivo実験により,慢性ストレス状態が肺胞マクロファージの貪食能低下に自律神経系,特に交感神経が関与することを見いだした。H30年度はこの肺胞マクロファージについて,貪食能低下に関与するシグナル伝達経路を詳細に検討する。平成28年度に交付された直接経費はおおむね消費していると考えている。最終月に購入していた材料の振込が遅延しため,残額が発生した。(理由)平成29年度に交付された直接経費はおおむね消費していると考えている。最終月に予定していた実験を実施する必要がなくなり,マウスの購入を取りやめ残額が発生した。(使用計画)来年度早々に実施する実験で使用するマウスを購入する。その他,来年度の使用計画に大幅な変更はない。購入物品の納品は完了しており,振込は来年度に実施される。来年度の使用計画に大幅な変更はない。
ヒスチジン骨格を利用した不斉アシル化小分子触媒の設計

ヒスチジン骨格を用いた不斉アシル化小分子触媒の設計において、ラセミ体アルコールの速度論的光学分割において高い選択性を達成し、この結果を論文として(J.Am.Chem.Soc.2004,126,12212)に報告している。今回、触媒の水酸基をtert-ブチルジフェニルシリル基か更にかさ高いトリストリメチルシリルシリル基にすることで、選択性がより向上した。この触媒は、アミノ基と水酸基の変換が容易なため、基質によって適した官能基を導入することで高い選択性を得ることが可能だと考えられる。この結果を論文として(Tetrahedron 2007,in press.)に報告した。本触媒を用いた他の不斉アシル化反応への応用として、ラセミカルボン酸の速度論的光学分割を開発した。カルボン酸からの直接的な速度論的光学分割は酵素ではあるものの、他に例がない。触媒と水素結合が可能な、α-ヒドロキシカルボン酸の水酸基をN-ピロリジンカルボニルオキシ基に変換したラセミカルボン酸を基質として選ぶことで、3級アルコールのtert-ブチルアルコールとのアシル化反応において高い選択性が得られた(S=31)。ラセミカルボン酸の速度論的光学分割の基質としては、水酸基を保護したa-ヒドロキシカルボン酸や、アミノ基を保護したa-アミノカルボン酸やアミドカルボン酸等において、高い選択性で速度論的光学分割が可能である。ラセミカルボン酸を酵素を除いて、直接的、触媒的に速度論的光学分割を行った例は報告されておらず、本反応例が初めてである。触媒とカルボン酸間での水素結合によって、ラセミアルコールの速度論的光学分割と同様に高い選択性が得られることを証明した。
多価イオン原子物理学

1.研究会、検討会を開催した。1)計画研究検討会1992年8月28日於電通大レーザー研参加者:20人2)全体研究会1992年9月16・17日於宇宙研参加者:50人3)技術検討会1993年1月7・8日於伊豆稲取参加者:14人2月911月於阪大・理参加者:8人2月2224日於核融合研参加者:6人1)では、計画研究で行う課題の内容に関して予備検討を行った。2)では、関連研究者に広く参加を求め、公募研究に応募する研究課題に関して、予備的調査を行うとともに、計画研究に関する説明に対して質疑応答を行い、より具体的な研究計画立案に役立つようにした。3)では、この重点領域研究を遂行するにあたり、開発を必要とする技術項目を洗い出し、その各々に対して細かく検討するとともに、開発を担当する研究者を選んだ。そして、各分担者から、具体的かつ詳細な開発計画の説明を聞き、討論を加えた。また、核融合研に数人の研究者が集まり、多価イオンビームを用いた予備実験を行い、この領域で開発すベき最重要開発項目である「多次元同時計測法」に関して、その具体化に対する指針を得た。2.個別研究打ち合わせを実施した。各々の研究課題の中で、特に研究打ち合わせが必要な場合に、少数の研究者が集まり、個別に計画の推進に必要な検討を行った。
エキシマー・レーザーによる選択デポジションの基礎研究

本年度の計画は、吸着ジシラン(【Si_2】【H_6】)の光解離による基板上でのシリコン(Si)核形成法を確立し、Siの選択成長を実現させることであった。この計画はほぼ予定通りに進展した。本年度はガスピュリファイヤー(オークスフォード社製)を購入し、エキシマレーザー光のガスの寿命を大幅に延ばした。その結果レーザーパワーの安定性が増し、実験の再現性が高くなった。【Si_2】【H_6】を用いて低温レーザーCVDを行なうと300°C以下で【Si_2】【H_6】は熱分解反応が殆ど起こらず、光分解によって膜成長が進む。従って、基板上の光照射部分だけに膜形成できる可能性がある。しかし実際には、気相中で光分解した【Si_2】【H_6】ラジカルは等方的に拡散するため、レーザー光照射部以外にも膜形成が進むことは避けられない。光照射部分における核形成確率とその後の膜成長速度を大幅に増大させる工夫が必要である。そのためここでは、ArFエキシマレーザー光(193nm)をマスクを通して石英基板上に照射し、反応ガスに接する側の石英基板表面において光照射表面だけに吸着【Si_2】【H_6】分子の表面光化学反応が起こり核形成がはじまる。この核は強い光励起を受けるので急速に核成長が進む。Si薄膜の形成が始まると、吸着【Si_2】【H_6】の表面反応は更に加速的に進行する。これにより、Siの選択デポジションによる鮮明な転写パターンが得られた。この方法は、従来用いられていたArレーザーを集光して、局所加熱表面にパターンを直接描画する方法と異なり、純粋に光化学反応を用いた一括パターン転写を世界で初めて実現したものである。