hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノインデンテーション法による硬さによらない照射硬化評価への挑戦

本研究は、ナノインデンテーション法による「硬さによらない」照射硬化評価を目指す実験研究である。主な成果としては、マイクロピラー圧縮試験法によって、イオン照射材料の強度特性を硬さに拠らず直接的に評価するための基盤を構築した。また、ナノインデンテーション法によって単結晶材料のポップイン現象を調べ、臨界せん断応力に及ぼすイオン照射影響について検討した。更に、ナノインデンテーション硬さ試験法についても、イオン照射材料の硬さ評価法の諸問題を整理し、新たなビッカース硬さと直接比較可能な新たな解析法を提案した。本研究では、イオン照射材料の臨界分解せん断応力を、ナノインデンテーション法を用いて直接計測し、照射硬化を評価することに挑戦する。すなわち、ナノインデンテーション法による「硬さによらない」照射硬化評価を目指す実験研究である。平成25年度においては、ナノインデンテーション法によって単結晶材料のポップイン現象を調べ、臨界せん断応力に及ぼすイオン照射影響を調べた。更に、ナノインデンテーション法によって、照射硬化のひずみ速度依存性を明らかにすることに成功した。これらの研究成果を学会において発表した。また、投稿論文が出版中(http://dx.doi.org/10.1016/j.fusengdes.2014.03.068)である。平成26年度は、平成25年度までの検討を踏まえて、ナノインデンテーション法を用いた硬さによらない照射硬化評価法として、鉄鋼材料やタングステン材料を対象とするマイクロピラー圧縮試験を実施し、強度特性のサイズ依存性について、ナノインデンテーション硬さにおけるサイズ依存性と比較して検討し、イオン照射材への適用性を調べた。結果として、マイクロピラー試験によって強度特性を直接的に評価することが可能であるとともに、微小領域における加工硬化特性を調べることが可能であることを示した。更に、ナノインデンテーション硬さ試験法についても、パイルアップを補正可能な新しい評価手法を提案した。これらの成果は原子力学会年会の材料部会セッション等で発表した。また、ナノインデンテーション法による原子力材料の強度特性に関する解説論文[1]を出版した。[1]笠田竜太、「原子炉・核融合炉材料の照射硬化評価のための硬さ試験とナノインデンテーション」、材料試験技術、Vol.60、No.1、2015年1月.エネルギー材料システム工学ナノインデンテーション法によってFe、W、ステンレス鋼の単結晶材料のポップイン現象を調べた。イオン照射によるポップイン現象の消失は全ての材料について見出されたものの、当初期待していたような低照射領域におけるポップイン現象の過渡的な変化を捉えることには成功していない。一方、照射硬化のひずみ速度依存性の評価に成功するなど、ナノインデンテーション法を用いた多様なアプローチによる新しい照射硬化評価法の開発に成功している。その為、研究の進展を考えると(2)おおむね順調に進展しているが妥当であると自己評価した。平成26年度においては、ナノスケールでのポップイン現象に着目した照射硬化評価法について調査を続ける。加えて、ひずみ速度依存性に着目した照射硬化評価やマイクロ試験片技術による硬さによらない照射硬化評価法について検討を進める。これらの研究を中心に据えて、ナノインデンテーション法を用いたイオン照射材の照射硬化評価手法の確立を目指す。
リポソームを用いた腎毒性を低減させる新規造影剤の開発

画像診断において高い精度を獲得するためには造影剤の使用が必須となっているが、その一つであるヨード造影剤は副作用に腎毒性を持つ。高齢者、慢性腎不全、糖尿病患者の増加が顕著な本邦においては解決が急務な重要な課題の一つであり、腎毒性を低減できるヨード造影剤の開発が期待されている。本研究では最新のナノテクノロジーを用いたドラッグデリバリーシステム(DDS)であるリポソームにヨード剤を内包させることで、腎毒性を低減するナノDDS造影剤を開発し、その体内動態の解明と画像による可視化を実現することを目的とする。イオパミドール含有リポソーム(Iopamidol-liposome: IPL)の開発に成功したが、ヨード濃度が既存のヨード造影剤より低く、複数回調整した場合のヨード濃度が一定でないことが問題となった。造影剤腎症を惹起するには、投与する造影剤中に大量にヨードが含まれている必要があり、従ってヨード濃度の高いIPLが必要となる。より高濃度のIPLを大量に安定して得るための対策として、カプセル化効率の向上、リポソーム分散液のヨウ素濃度の向上を目指し、脂質組成、混錬の最適条件等を検討したところ、イオメプロール濃度で0.4735-0.5425Mの高濃度のIPLを安定して得ることに成功した。IPLの腎毒性を評価するため、ラットの造影剤腎症モデルの作成を行った。前段階として、自施設での5/6腎摘出によるラット腎不全モデルの作成を試みたが、意図したようなラットの腎機能低下が安定して得られず、最終的に5/6腎摘出ラットを購入して実験に使用した。造影剤投与前の生理食塩水の経口投与による塩分負荷、造影剤投与前の絶水により効率的に造影剤腎症モデルを作成できるようになった。今後、既存のヨード造影剤及びIPLの、腎機能への影響につき評価を行っていく。画像検査の件数がますます増加している中、診断能の向上に必須となるヨード造影剤の副作用である腎毒性は、高齢者、慢性腎不全患者の増加が見込まれる本邦においては重要な問題となっており、腎毒性を低減できるヨード造影剤の開発が期待されている。そこで本研究は、ドラッグデリバリーシステム(DDS)の分野で使用されているリポソームに着目した。リポソームにヨード剤(イオパミドール)を内包させることで、腎毒性を低減させるヨード造影剤を開発し、その体内動態の解明や画像による可視化をすることを目的とする。イオパミドール含有リポソーム(Iopamidol-liposome: IPL)による腎毒性の評価、腎機能への影響に関する既存のヨード造影剤との比較のため、ラットの造影剤腎症モデルの作成を行った。12週齢の雄性F344ラットに麻酔下で右腎2/3を結紮し閉腹し、1週間後に再び麻酔下で左腎を全摘出し閉腹する。右腎結紮前・左腎摘出後に採血により腎機能測定を行っているが、腎障害モデルの安定した確立はできていない。腎障害を起こすことに成功した何例かのラットを用いて、既存造影剤を610ml/kg投与し、尿蛋白、血液生化学検査を行い腎機能の推移を確認している。また組織学的に尿細管への影響について比較検討している。動物用CTを用いて腎動脈結紮前、腎摘出前、腎摘出後のラットの腎のvolumetryをおこない、腎機能の変化と腎容積の変化の関係について検討している。IPLの開発に成功した。今後、安定して大量に調整できるよう準備している。ラットの造影剤腎症モデルを作成が難航しており、若干遅れているが、おおむね順調である。

造影剤投与前の生理食塩水の経口投与による塩分負荷、造影剤投与前の絶水により効率的に造影剤腎症モデルを作成できるようになった。今後、既存のヨード造影剤及びIPLの、腎機能への影響につき評価を行っていく。安定したラットの造影剤腎症モデルの確立のため、腎動脈の結紮の強さの調節、造影剤投与量の調節、造影剤投与前の飲水制限などを行う。造影剤腎症モデルの確立後は、IPL・通常造影剤の投与を行い、血液検査・尿検査により腎機能への影響を評価、また腎の組織学的な変化につき検討を行う。細網内皮系に対するIPL投与の影響について、血中イオパミドールの定量、投与後の血中・尿中のイオパミドール濃度、更に分解物のヨウ素の定量を実施し、明らかにする。動物購入時期がずれたため。
中国黄土高原における気候-土地被覆-土壌浸食の空間分布と相互関係の解明

土地利用ベクタデータとAI,WIメッシュマップの空間解析では,黄土高原において森林の9割が0.37<AI<0.6,2300<WI<3200°C,天然草地の9割が0.48<AI<0.84,2300<WI<3000°Cの範囲に存在していた.森林と草地はそれぞれ,AIが067と0.5,WIはともに2850°C付近であり,森林と草地を区分する気候要因は乾燥条件であり,気候要因から見て潜在的に森林と天然草地が存在する範囲が明らかとなった.土地利用ベクタデータとAI,WIメッシュマップの空間解析では,黄土高原において森林の9割が0.37<AI<0.6,2300<WI<3200°C,天然草地の9割が0.48<AI<0.84,2300<WI<3000°Cの範囲に存在していた.森林と草地はそれぞれ,AIが067と0.5,WIはともに2850°C付近であり,森林と草地を区分する気候要因は乾燥条件であり,気候要因から見て潜在的に森林と天然草地が存在する範囲が明らかとなった.本研究の対象地である黄土高原は、中国内陸部に位置する半乾燥地であり砂漠化が問題となっており、長年に渡る森林伐採や不適切な土地利用により砂漠化が進行したと言われている。本研究では黄土高原の気候特性、植生分布、土壌侵食発生の程度を、気候学的アプローチ、人工衛星リモートセンシング技術、地理情報システム(GIS)を駆使してそれぞれ面的に評価する。これにより、まず黄土高原における各種植生の潜在的な分布域を示し、さらに気候、植生分布、土壌侵食の発生度合いの相互関係を明らかにする。植物の生育を制限するのは水分(乾燥)条件と温度条件である。本研究では乾燥条件を乾燥指数(AI)、温度条件を有効積算温度(WI)によって評価した。AIは降水量/可能蒸発散量で求められ、値が0に近いほど乾燥が強いことを示す。また、WIは作物栽培限界と言われる10°Cを植物の活動温度域と見なし、10°C以上の日平均気温を積算した値である。使用したデータは黄土高原に位置する53地点の気象観測局における1971年から2000年までの30年間の日気象観測データである。陜西省における森林、自然草地の存在する範囲のAI、WIの値を30秒メッシュ単位で推定した。中国科学院による自然林、天然草地の分布データと算出したAI、WIの空間分布とを比較すると、AIについては分布の中央値が、自然林では068、天然草地では0.52と差があった。他方、WIは森林が2851°C、草地が2857°Cと差が見られなかった。すなわち、陜西省において植生が森林から草地(ステップ)に遷移するのは、乾燥度がAI=0.340.58の地帯であることが示唆された。黄土高原地域を対象として、数値標高モデル(DEM)から算出した地形因子を用いた解析から、月平均日降水量の平年値を推定する簡便な統計モデルについて検討を行った。その結果、次のことが明らかとなった。春季、秋季の降水は全球的な季節変化に対応しており、大規模なスケールの現象に支配されるが、夏季は局地的な対流性降雨が多く出現する。夏季にはベンガル湾付近からインド南西モンスーンによる流れがチベット高原、ヒマラヤ山脈から連なる山岳地帯の東縁を迂回して、黄土高原付近まで水蒸気を輪送しており、雨季の降水の元になっている。特に、春季から夏季にかけて平均標高が5000mに近いチベット高原を含む山岳地帯の加熱により大気中層が暖められると、大気下層では補償流として周辺から流れ込む空気が斜面上昇流となるため、黄土高原西側地帯に安定した降水をもたらしていると推察された。また、降水期間の長さは大規模なスケールの現象に支配されており、緯度の関数として近似することができ、地形因子解析の結果、北西から東方向に対しては近くに大きな山岳があるような地形条件が、逆に南西から南東方向に対しては開けた地形条件が、降水量が多くなる事が明らかとなった。こうした地形条件は、夏季の黄土高原に卓越するインド南西モンスーンに起因する水蒸気の流れが、流入し易くかつ力学的に上昇して降水となり易い条件であることが示唆された。夏季にはベンガル湾付近からインド南西モンスーンによる流れがチベット高原、ヒマラヤ山脈から連なる山岳地帯の東緑を迂回して、黄土高原付近まで水蒸気を輸送しており、雨季の降水の元になっている。特に、春季から夏季にかけて平均標高が5000mに近チベット高原を含む山岳地帯の加熱により大気中層が暖められると、大気下層では補償流として周辺から流れ込む空気が斜面上昇流となるため、黄土高原西側地帯に安定した降水をもたらしていると推察された。

また、降水期間の長さは大規模なスケールの現象に支配されており、緯度の関数として近似することができ、地形因子解析の結果、北西から東方向に対しては近くに大きな山岳があるような地形条件が、逆に南西から南東方向に対しては開けた地形条件が、降水量が多くなる事が明らかとなった。こうした地形条件は、夏季の黄土高原に卓越するインド南西モンスーンに起因する水蒸気の流れが、流入し易くかつ力学的に上昇して降水となり易い条件であることが示唆された。
新規アルコキシドを用いた超高透過性を有する水素分離膜の開発

構造化アルコキシドとしてビストリエトキシシリルエタン(BTESE)(tEO)_3-Si-CH_2-CH_2-Si-(OEt)_3を選定し,ポリマー調製条件・焼成条件・気体透過特性の評価を行なった.BTESE系シリカ膜は,TEOS系シリカ膜よりも一桁高い水素透過率(1×10^<-5>molm^<-2>s^<-1>Pa^<-1>)を示し,H_2/SF_6透過率比は1,000以上を示し,H_2/N_2透過率比は10程度であった.一方,TEOS系シリカ膜はH_2/N_2透過率比が1,000程度でBTESE系シリカ膜よりも小さい細孔径分布を有していることが明らかになった.構造化アルコキシドとしてビストリエトキシシリルエタン(BTESE)(tEO)_3-Si-CH_2-CH_2-Si-(OEt)_3を選定し,ポリマー調製条件・焼成条件・気体透過特性の評価を行なった.BTESE系シリカ膜は,TEOS系シリカ膜よりも一桁高い水素透過率(1×10^<-5>molm^<-2>s^<-1>Pa^<-1>)を示し,H_2/SF_6透過率比は1,000以上を示し,H_2/N_2透過率比は10程度であった.一方,TEOS系シリカ膜はH_2/N_2透過率比が1,000程度でBTESE系シリカ膜よりも小さい細孔径分布を有していることが明らかになった.構造化アルコキシドとしてビストリエトキシシリルエタン(BTESE)(tEO)_3-Si-CH_2-CH_2-Si-(OEt)_3を選定し,ポリマー調製条件・焼成条件・気体透過特性の評価を行なった.BTESEを加水分解反応させる際,酸性下(触媒: HCl)で反応が進行し,アルカリ下(触媒: NH_3OH)ではほとんど反応が進行しないことが明らかになった.GPC法により.酸性下で約10時間加水分解した構造化シリカポリマーの分子量は約1, 000, 000gmol^<-1>であった.構造化シリカ膜の水素透過特性を評価したところ,構造化シリカ膜(BTESE)は, TEOSよりした既往のシリカ膜よりも一桁高い水素透過率(1×10^<-5>molm^<-2>s^<-1>Pa^<-1>)を示し, H_2/SF_6透過率比は1, 000以上を示したがH_2/N_2透過率比は10程度であった.一方,シリカ膜(TEOS)はH_2/N_2透過率比が1, 000程度で構造化シリカ膜よりも明らかに小さい細孔径分布を有していることが明らかになった.これらの細孔径分布の明確な違いは,アモルファスシリカネットワークを形成する最小ユニットがSi-C-C-Siになることで, TEOSを用いた場合よりもユースになったためと考えられる.この結果はSi間の有機官能基によりシリカネットワークの大きさを自在に制御できる可能性を示しており,今後研究を継続的に遂行することで目的分離対象に合わせてネットワークサイズを制御できる可能性を示している.例えば,構造化シリカポリマーにビストリエトキシシリルヘキサン(BTESH)(tEO)_3-Si-(CH_2)_6-Si-(OEt)_3を用いた場合,シリカネットワークがよりルースになる可能性がある.平成21年度は,構造化シリカポリマー調製条件(Si/H_2O)比,加水分解温度など),製膜条件(焼成温度,焼成雰囲気)を再検討し,さらに水素選択透過性が向上する可能性がある.珪酸エチル(TEOS)を用いシリカコロイドゾル調製条件の最適化(触媒種,加水分解温度,時間)を図ったが,シリカ膜の透過特性に従来のシリカ膜との明確な違いは確認できなかった.構造化アルコキシドとしてビストリエトキシシリルエタン、(BTESE) (tEO)_3-Si-CH_2-CH_2-Si-(OEt)_3を選定し,ポリマー調製条件・焼成条件・気体透過特性の評価を行なった.BTESE系シリカ膜は,TEOSより作製した既往のシリカ膜よりも一桁高い水素透過率(1×10^<-5>molm^<-2>s^<-1>Pa^<-1>)を示し,H_2/SF_6透過率比は1,000以上を示したがH_2/N_2透過率比は10程度であった.一方,シリカ膜(TEOS)はH_2/N_2透過率比が1,000程度で構造化シリカ膜よりも明らかに小さい細孔径分布を有していることが明らかになった.これらの細孔径分布の明確な違いは,アモルファスシリカネットワークを形成する最小ユニットがSi-C-C-Siになることで,TEOSを用いた場合よりもルースになったためと考えられる.200°CにおけるHe, SF_6混合ガス分離試験結果より,He, SF_6透過率はそれぞれの純ガス測定時の透過率と一致し,混合による透過阻害の影響は確認されなかった.

このことから,BTESE系シリカ膜における高水素選択性はアモルファスシリカネットワークによる分子ふるいによるものと考えられるまた,TFOS系シリカ膜において高温水蒸気透過後、He/H_2透過率比および活性化エネルギーとも細孔の緻密化に伴い大きく増加するが,BTESE系シリカ膜では,He/H_2透過率比,H_2透過の活性化エネルギーともほとんど変化せず耐水蒸気性を有することが明らかになった.これは,シリカネットワークがSi-C-C-Si結合を有することで膜の疎水性が増加し,水蒸気雰囲気下におけるSi-OH基の生成を抑制したためと考えられる.
動脈硬化症とカルシウムに関する研究

1.目的:動脈硬化における血管平滑筋細胞(SMC)の増殖は悪性腫瘍と異なり有限であり、その増殖を制御する因子の存在が想定される。TGF-Bは血小板に多く含まれ、多くの細胞の増殖を抑制することから、血小板由来のTGF-BがSMCの増殖に如何なる作用をもつか。またそれが細胞内カルシウム(Ca)を介するか否かを検討した。2.方法:(1)ラット大動脈由来培養SMCを96wellのディッシュに植立、0.01%牛胎児血清を含むMEM培地で48時間アレストした後、EGFと共にTGF-Bを加え36時間インキュベート後SMCに取り込まれた〔^3H〕チミジンをSMCのDNA合成の指標とした。また、同様な実験系でTGF-Bの細胞数に及ぼす影響も検討した。(2)TGF-BのSMCに対する傷害性をあらかじめ取り込ませた〔^3H〕-2-deoxy-D-glucose(〔^3H〕-G〕の放出を指標として検討した。(3)TGF-BのSMC内Ca濃度への影響をguin2を用いて検討した。3.結果:(1)EGF(100ng/ml)はSMCのDNA合成および細胞数を有意に増加させた。TGF-B(1-100ng/ml)の単独投与はDNA合成、細胞数に影響しなかったが、TGF-BをEGFと共に投与するとEGFによるSMCのDNA合成、細胞数の増加を用量依存的に抑制した。(2)TGF-Bの投与は〔^3H〕-Gの特異的放出をおこさなかった。(3)TGF-Bは、SMCの細胞内Ca濃度に影響しなかった。4.考察:本研究よりTGF-Bは単独でSMCの増殖に影響を与えないが、EGFによるその増加を用量依存的に抑制することが示された。このTGF-Bの増殖抑制作用は細胞傷害による非特異的な現象ではないこと、細胞内カルシウムの抑制によらないと考えられた。EGFは血小板中に含まれ動脈硬化の発症、進展に関与するとされるが、やはり血小板に含まれるTGF-BはEGFによるSMCの増殖を抑制し、抗動脈硬化的に働く可能性が示唆された。1目的・方法、血管平滑筋細胞の増殖と細胞内【Ca^(2+)】動態に対する成長因子と【Ca^(2+)】拮抗薬の作用を検討した。実験はラット大動脈中膜由来の培養平滑筋細胞(SMC)を用い、血小板由来成長因子(PDGF)、上皮成長因子(EGF)、ソマトメジン-C(Sm-C)の細胞内【Ca^(+1)】に対する影響をクイン2を用いる細胞質【Ca^(+1)】濃度測定を用いて、またSMCの増殖に対する影響を【^3H】-チミジンの細胞への取り込みを指標として検討した。【Ca^(+1)】拮抗薬の影響も検討した。2結果(1)EGF、PDGFは用量依存的にSMCの細胞内【Ca^(+1)】濃度を一過性に増加させた。培養液中の【Ca^(+1)】を除くと、この細胞質の【Ca^(2+)】濃度の増加は完全に抑制され、細胞外【Ca^(2+)】に依存していた。これに対し、Sm-CはSMCの細胞質【Ca^(+1)】に影響を与えなかった。(2)EGF、PDGF、Sm-Cは三者共、【^3H】-チミジンのSMCへの取り込みを用量依存的に増加させ、SMCのDNA合成を促進する作用を持つことが示された。(3)【Ca^(+1)】拮抗剤であるニフェジピン(3×【10^(-6)】M)を同時に投与すると、EGF、PDGFにより惹起これた細胞内【Ca^(+1)】濃度の増加はほぼ完全に抑制された。Sm-Cは、EGF、POGFと異なり細胞質【Ca^(+1)】濃度に影響しなかったが、ニフェジピン投与によっても何ら影響を受けなかった。またニフェジピンは、EGFにより惹起された【^3H】-チミジン取り込みの増加を有意に抑制した。PDGFの場合でも抑制傾向が認められた。しかしSm-Cによる【^3H】-チミジン取り込みの増加には影響を与えなかった。EGF投与による細胞内【Ca^(+1)】濃度の増加、DNA合成促進に対するニフェジピンと同様の効果は、ベラパミル等他の【Ca^(+1)】拮抗薬にも認められた。3考察:PDGF、EGFによるSMCの増殖機構には細胞質の【Ca^(+1)】-【Ca^(+1)】受容蛋白系が関与しており、この増殖機構を抑制することが【Ca^(+1)】拮抗薬の抗動脈硬化作用機序の一つであると考えられた。これに対し、Sm-Cは細胞質【Ca^(+1)】を介さない増殖機構をもつと考えられた。1.目的:血管内皮細胞の,血中物質の透過性制御は血管の恒常性を保持する上で極めて重要な機能であり,特に低比重リポ蛋白(LDL)の透過性の変化は,動脈硬化発症に重要な役割を果たすと考えられる.その機序を解明するため,動脈硬化の危険因子とされる活性酸素を用い,ブタ大動脈由来培養内皮細胞におけるLDL透過性と細胞質Ca^<++>代謝との関連を検討した.

2.方法:活性酸素としてXanthineーxarthine oxidase(XーXD)及びリノール酸過酸化物(LHO)を用い,これらの培養内皮細胞内Ca^<++>濃度に対する影響をquin2を用いて検討した. LDL透過性はpolycarbonate filter上に単層培養した内皮細胞層を通過した. ^<125>IーLDL量により測定した.活性酸素による非特異的な細胞障害は,あらかじめ取り込ませた3Hー2ーdeoxyーDーglucese(^3HーDOG)の放出反応により測定した.3.結果:X(0.1mM)ーXO(2.540mo/ml)及びLHO(0.0320.32mm)は内皮細胞の細胞内Ca^<++>濃度を用量依存的に増加させるとともにLDL透過性を亢進させた.この量のXーXO,LHOは^3HーDOGの放出を惹起せず,これらの反応は細胞障害により非特異的なものではなかった.また,これらの反応はXーXO及びLHOのそれぞれのscavenger enzymeであるsuperoxide dismutase(SOD)及びGlutathiane perexidase(GPox)で前処理することにより抑制され, XーXO,LHCのこれらの作用が活性酸素によるものであることが示された. XーXO及びLHOの細胞内Ca^<++>濃度増加作用及びLHOによるLDL透過性亢進はCa^<++>拮抗薬であるこつレジピン(3MM)の前処置により抑制された.4.考察:活性酸素は内皮細胞におけるLDL透過性を亢進させ,この反応が内皮細胞における細胞内Ca^<++>濃度上昇を介するものであることが判明した.またCa^<++>拮抗薬がこれらの反応を抑制したことは,同薬がantiーoxirhutとして抗動脈硬化作用を発揮する可能性を示唆すると考えられた.1.目的:動脈硬化における血管平滑筋細胞(SMC)の増殖は悪性腫瘍と異なり有限であり、その増殖を制御する因子の存在が想定される。TGF-Bは血小板に多く含まれ、多くの細胞の増殖を抑制することから、血小板由来のTGF-BがSMCの増殖に如何なる作用をもつか。またそれが細胞内カルシウム(Ca)を介するか否かを検討した。2.方法:(1)ラット大動脈由来培養SMCを96wellのディッシュに植立、0.01%牛胎児血清を含むMEM培地で48時間アレストした後、EGFと共にTGF-Bを加え36時間インキュベート後SMCに取り込まれた〔^3H〕チミジンをSMCのDNA合成の指標とした。また、同様な実験系でTGF-Bの細胞数に及ぼす影響も検討した。(2)TGF-BのSMCに対する傷害性をあらかじめ取り込ませた〔^3H〕-2-deoxy-D-glucose(〔^3H〕-G〕の放出を指標として検討した。(3)TGF-BのSMC内Ca濃度への影響をguin2を用いて検討した。3.結果:(1)EGF(100ng/ml)はSMCのDNA合成および細胞数を有意に増加させた。TGF-B(1-100ng/ml)の単独投与はDNA合成、細胞数に影響しなかったが、TGF-BをEGFと共に投与するとEGFによるSMCのDNA合成、細胞数の増加を用量依存的に抑制した。(2)TGF-Bの投与は〔^3H〕-Gの特異的放出をおこさなかった。(3)TGF-Bは、SMCの細胞内Ca濃度に影響しなかった。4.考察:本研究よりTGF-Bは単独でSMCの増殖に影響を与えないが、EGFによるその増加を用量依存的に抑制することが示された。このTGF-Bの増殖抑制作用は細胞傷害による非特異的な現象ではないこと、細胞内カルシウムの抑制によらないと考えられた。
海洋コンクリート構造物の劣化過程と寿命予測に関する研究

本研究では、横拘束筋体積比、CFRPシート補強の有無、マクロセル腐食を想定した塩分を含むコンクリートの打継ぎ、高流動コンクリートの使用を要因として、塩水散水促進環境におけるRC曲げ部材の軸筋腐食のモニタリングを行なった。得られた結果は以下の通りである。1.現在塩水散水を継続している劣化供試体には全て幅0.2mm以上、長さ数cm以上の軸方向ひび割れが生じている。ρsによるひび割れ性状の差は明確ではなかったが、CFRPシート巻立て供試体ではひび割れ幅が小さくなる傾向にあった。また、高流動コンクリート供試体のひび割れ幅、長さともに普通コンクリートより大きくなる傾向が見られたが、高流動コンクリート部材の腐食速度、腐食減量共に普通コンクリートより若干大きいためであると考えられる。2.劣化供試体の交流分極法による曲げスパン中央部の腐食減量率より、横拘束筋の増加により若干腐食量の増加が見られ、フープ筋と軸筋の接合部などのコンクリートの欠陥の影響が考えられる。CFRPシート補強供試体の腐食減量率は比較的小さくなっており、CFRPシートの表面被覆に加えてひび割れの抑制による塩分の遮蔽が考えられる。また、打継ぎ供試体は同一横拘束筋の供試体より若干腐食量が多いものの、現時点ではマクロセルによる激しい鉄筋腐食はなく、他と同様にミクロセル腐食の割合が高いと考えられる。供試体上下(上部から塩水散水を行なっている)による値の差はほとんど同じかやや上部が大きくなる傾向にあり、上部は水分の乾燥が速く、塩分浸透がより加速されたと考えられる。建設材料としての新材料の一つである繊維補強コンクリートについて、塩害による劣化損傷の進行状況および耐久性の調査を目的とし、鋼繊維、ガラス繊維およびビニロン繊維の各繊維補強コンクリートを海洋構造物として適用する場合の耐久性に関する調査研究の一つとして暴露試験を実施している。海洋環境の耐久性を検討する自然条件としては、最も過酷な条件である飛沫帯を暴露環境としている。暴露開始後12年を経過し、一部撤去した供試体の非破壊および破壊試験に関するデータを得た。超音波伝播速度には大きな変化は見られていない。コンクリートそのものは化学的な浸食を受けず、コンクリート自身の腐食劣化はそれほど進行していないものと考えられる。中性化深さは、鋼繊維補強コンクリートでは全周囲にわたって比較的均一に進行したのに対し、ガラスおよびビニロン繊維補強コンクリートでは局部的な進行が散見された。特定の方向に配向されたストランド状繊維の影響を受け、繊維中もしくはそれに沿って空気や水分が供給されることによるものと考えられる。塩分や炭酸ガスの異物浸入という観点からは、鋼繊維補強コンクリートは有用であり、防食効果ないし腐食抑制には効果を有すると考えられる。鋼繊維補強コンクリートおよびビニロン繊維補強コンクリートでは、強度およびタフネスの低下はほとんどない。一方、ガラス繊維補強コンクリートは強度は若干低下するとともに、靭性はまったく失われていた。1.現在塩水散水を継続している劣化供試体には全て幅0.2mm以上、長さ数cm以上の軸方向ひび割れが生している。CFRPシート

補強供試体の腐食減量率は比較的小さくなっており、CFRPシートの表面被覆に加えてひび割れの抑制による塩分の遮蔽が考えられる。また、打継ぎ供試体は同一横拘束筋の供試体より若干腐食量が多いものの、現時点ではマクロセルによる激しい鉄筋腐食はなく、他と同様にミクロセル腐食の割合が高いと考えられる。供試体上下(上部から塩水散水を行なっている)による値の差はほとんど同じかやや上部が大きくなる傾向にあり、上部は水分の乾燥が速く、塩分浸透がより加速されたと考えられる。
知識活用型教育の効果測定と評価方法の開発

知識の活用の測定法を開発するにあたり、ベンチマークとなる教材を開発した。この教材は知識活用の場面を考え複数の要素を盛り込んで作成されている。次に、測定方法を考案した。これはキーフレーズ発見法、ペルソナ・コンジョイント法、ネットワーク抽出法の3つがある。それぞれ、知識が状況に埋め込まれていても抽出でき、かつ時間的遷移においても整合的に見ることができるのかを調べるもの、人属性に隠れた要因を検出するもの、認識の変化をヒト、モノ、コトの3つのネットワークの変化としてとらえるものである。経験学習における学習効果を評価するために、前年度開発した3つの手法について、データ収集と分析を実施した。具体的には、初年度に制作したマンガケース教材を用いた授業およびワークショップにて、プレテスト・ポストテストという方法で調査を行った。その結果、文章に埋め込まれた要素のチェックの有無から判断する「キーフレーズ発見法」では、設定した効果測定は採取できるものの、要素を埋め込むテスト設計が難しく時間がかかることがわかった。複数の要素を組み合わせたペルソナを作成し、それを選考順に並び替えさせたものをコンジョイント法の手法で分析する「ペルソナコンジョイント法」では、プレテストおよびポストテストによって、学習の効果を捉えようとするものであるが、これにはノイズが入ってしまったり、社会的なバイアスがかかる可能性があるため、その除去法を検討している。本評価手法は、マンガケース教材以外の分野においても適用ができる可能性があることが、他分野の研究者や実務家との討議から浮かび上がってきた。その結果、本年度は企業研修の評価を試みた他、来年度以降はビジネスゲームの評価を横浜国立大学の白井宏明教授とすすめるべく、下準備としての評価材料の作成を始めた。昨年度は学習効果の評価のために3つの手法による分析を実施したが、その際にマンガケース教材に要素を埋め込むことの難しさや、社会的バイアスがかかる可能性が問題点として浮かび上がった。本年度は、引き続き評価方法について分析を進めつつも、マンガケース教材に隠れてしまった文化的な暗黙知や社会的バイアスの存在に関して、外国人研究者(ギリシャ・エーゲ海大学経済学部アポストロス・ゴチアス博士)と教材作成から研修実施、評価方法に至るまでの検討と議論を行った。その結果、知識として共通に持っていることがあるにせよ、価値観や文化の違いからその解釈が大きく変わる可能性があることが見えてきた。それがノイズのこともあれば、重要な気付きを両者にもたらす可能性もある。このことから、何を経験学習の結果として評価すべきか、再度整理しなおすことができた。研究計画通りに、ベンチーマーク教材作成は年度内に完成した。研究は、当初計画していたしなり埋め込み型評価法(キーフレーズ発見法)の他、ペルソナ・コンジョイント法やネットワーク集出法などを考案し、その実験もおこなっている。その一部は教育システム情報学会や日本教育工学会、日本科学教育学会、経営情報学会計測、計測自動制御学会などで発表した。また、予定していた、ギリシャの国際会議において、発表ならびにワークショップを行った。その結果、海外に於いても協力機関ができ、次年度話を進める予定である。国内発表は6件、国際会議は3件。昨年度末にギリシャから招聘したGotsias先生との意見交換に基づいて、改善を行った。具体的には、評価方法として提案してきた3つの手法を、再度信頼性妥当性の観点から見直し、検討した。特に外部指標との連関に重きを置き、測定法として多面的に検討を行った。外部指標にしろ、作成した評価手法にしろ評価項目としてふさわしいということが必要条件になるので、その計測可能性とそもそもどのようなスタータスでどのような計測値になるのかをきちんと社l口説かする必要がある。この観点での整理を行い、国際会議で発表した。さらに、社会人で行われているビジネスゲームを使った教育においても、開発してきた手法がどれだけ使えるのかを検討し、教育手法の違いによる測定への影響を調べた。ここでは、教育の狙いが明らかではあるが、受講者ごとに学びが異なるものとして、主体的に学ぶ教材であるビジネスゲームを取り上げたことに特徴がある。開発した手法が、そもそもの教育意図と自らの学びを両方計測可能かどうかが大きなポイントで、現在開発中のペルソナ・コンジョイント法では教育意図が必ずしも学べていないという結果が出ており、その確からしさを確認する必要がある。また本研究一連の研究成果を海外出版として発行する準備を行っている。計画では年度内発刊であったが、期ずれが生じている。認知科学データの収集にあたって協力機関との関係づくりに予想以上に時間を要した。また、それに伴い、論文執筆にも遅れが出ている。ただし、調整の結果次年度以降は十分なデータ収集が期待できることとなった。実験は順調に進んでおり、これまでの知見を論文としてまとめることに遅れがでている。また、国際会議にも応募しているが、発表の時期が年度を跨いでしまった。評価を行うためのベースの教材が計画通りに作成することができ、かつ予備実験を遂行することができた。

データを取るための協力機関への依頼も済み、本年度実験を遂行する準備を整えることができた。研究発表も予定以上にでき、データの整理を行い論文にする準備をすすめている。経験学習を行う機会として、大学のみならず企業研修、特にリーダー研修におけるデータ収集が可能になったため、既に開発した評価法を用いた調査と分析を着実に進める予定である。また、学習方法も、マンガケース教材に加え、ビジネスゲームも大勝とする。研究成果は国内外の学会発表および論文執筆を行う他、Springer発行の書籍としてまとめる予定である。現状の研究をいったんまとめる方向にすすめ、学会発表や国際会議、論文などにまとめる。その上で、発生する追加の研究を行う予定である。主に3つの手法に関して、並行して進める。データの入手が必要なため、協力機関と提携し、数百から数千の数のデータを取る予定である。主にデータ収集・分析と成果発表(国内外)に使用する予定である。それに加え、評価研究は国際的なデファクトを意識した多様な観点による考察も必要であるため、当該分野の国内・国外の研究者との討議の機会を持つための費用(謝金または招聘費用)もかかる予定である。評価研究は国際的な活動になり、今年度はその機会を逸してしまった。実験などの研究そのものにはほぼ計画通りに進捗した。国際会議などの国際的な活動のための翻訳と、参加費を主として考え、これをまとめる上での追加研究を従として予算を使用する予定である。会計上の理由で支出が遅れたが、研究自体はほぼ計画通りに推移。研究機関と協力しながら研究を進めるので、旅費や国際会議への支出が主になるが、データの分析などにに必要な機材などにも一部使用する予定。
新規ＨＤＬ機能評価法の実用化と冠動脈疾患リスクの層別化

我々は、非放射性、無細胞、短行程、High-throughputなHDL特異的コレステロール取込み能の測定系を開発した。本研究では、この新規HDL機能評価法(コレステロール引抜き能:CUC)を臨床へ実用化し、冠動脈疾患のリスクの階層化に役立つかどうかを検証した。CUCは、細胞を用いた従来のコレステロール引き抜き能と強い相関を認めた。また、CUCはHDLの抗動脈硬化機能を反映し、冠動脈疾患の予後、および冠動脈プラークの脂質コア量の制御因子であることが証明された。今後、日常診療において本測定法が普及することにより、冠動脈疾患二次予防の層別化や治療戦略の選択に有用な指標となることが示唆された。高比重リポ蛋白(HDL)粒子は多彩な抗動脈硬化作用を持ち、これまで血漿HDLコレステロール(HDL-C)濃度がその量的指標と考えられてきた。しかし、最近の介入試験ではHDL-C上昇薬の心血管イベント抑制効果は証明されず、HDLの量よりは機能が重要視されるようになった。とくに、HDL粒子のコレステロール引抜き作用と冠動脈疾患との関係が注目されている。我々は、放射性同位元素や培養細胞を用いず、血清中のHDL粒子に蛍光標識コレステロールを直接取込ませ、プレートに固相化したアポA-I抗体でHDLを捕捉した後のHDLの蛍光強度を「HDL特異的コレステロール取込み能」として評価する新規測定系を開発した。健常人の血清を用いた検討では、新規の「コレステロール取込み能」は、細胞を用いた従来のコレステロール引き抜き能と強い相関を認めた(r=0.82, p<0.0001, n=29)。血清LDL-C濃度が100mg/dL未満に管理されている125人の冠動脈疾患患者を対象にコレステロール取込み能を測定したところ、冠危険因子の集積に伴ってコレステロール取込み能が低下していた。また、カテーテル治療後に再治療を必要とした患者では、必要としなかった患者に比べて取込み能が低下していた(p=0.028)。多変量解析では取込み能は再治療の規定因子であることが判明した。以上より、コレステロール取込み能はHDLの機能を反映しており、内服治療により古典的な危険因子が適切に管理されている冠動脈疾患患者において、コレステロール取込み能が残余リスクとなることが示唆された。コレステロール取込み能を制御する血清因子を検索したところ、抗酸化酵素パラオキソナーゼ1と、アポA1の酸化変性を起こすミエロペルオキシダーゼの血中濃度が、HDLの抗炎症能やコレステロール取込み能と逆相関し、冠動脈疾患の予後にも有意な影響を与えた。臨床研究、基礎研究ともにおおむね順調に進行している。臨床研究では症例数を増やしてコレステロール取込み能と冠動脈疾患の予後との関係を前向きに検討しているが、予後の検討には相応の時間がかかることが予想される。また、市販のELISA測定装置による自動測定を目指して、再現性と簡便性の向上のためにコレステロール標識を蛍光から化学発光法へと変更しているが、今年度中には技術面での改良を終えられる予定である。血中の高比重リポ蛋白コレステロール(HDL-C)濃度は動脈硬化性疾患の発症と逆相関する。しかし、最近の介入試験ではHDL-C上昇薬の心血管イベント抑制効果は証明されず、HDLの量よりは機能が重要視されている。とくに、HDL粒子のコレステロール引抜き作用は、HDL機能の主体と考えられている。しかし、コレステロール引抜き能の評価方法は複雑で再現性にも問題があった。新規の「コレステロール取込み能」は、細胞を用いた従来の「コレステロール引き抜き能」と強い相関を認め、従来法の代用として臨床応用することが可能であることが示された。コレステロール取込み能を制御する因子として、抗酸化酵素パラオキソナーゼ1と、アポA1の酸化変性を起こすミエロペルオキシダーゼ度が、HDLコレステロール取込み能を制御していた。冠動脈疾患患者を対象にコレステロール取込み能を測定したところ、ハイリスク患者、とくに繰り返してカテーテル治療を必要とした患者では取込み能が低値であった。さらに、光干渉断層法による解析では、コレステロール取込み能と繊維性被膜との間には相関は認めなかったものの、薄い繊維性被膜を有する不安定プラークを有する患者では、コレステロール取込み能とLipid Index (=脂質コアの量)との間に正相関が認められた。以上より、コレステロール取込み能はHDLの機能を反映しており、冠動脈プラーク内の脂質コアの体積を制御していると推察された。したがって、冠動脈疾患患者において、コレステロール取込み能が残余リスクとなることが示唆された。本研究で用いたHDLコレステロール取り込み能の評価方法の論文がアクセプトされ、本研究の原理と方法論に関して業績を公開できた。臨床研究では症例数を増やしてコレステロール取込み能と冠動脈疾患の予後との関係を前向きに検討してきたが、仮説通りにHDL取り込み能が予後規定因子になることが証明できた。また、HDLコレステロール取り込み能と冠動脈プラークの性状への影響も評価できた。さらに、本測定法の臨床応用を目指した自動化に関しては、ほぼ技術面での問題を解決でき、実用化の目処が立った。

これまで我々は、培養プレートに固相化したアポA-I抗体で血清中のHDLを捕捉し、蛍光コレステロールを取り込ませた後の蛍光強度を「HDL特異的コレステロール取込み能(CUC)」として評価する新規測定系を開発した。今年度は、この方法を用いて、症例を増やして冠動脈疾患患者の重症度とCUCとの関係を検討した。CUCは、カテーテル治療後の慢性期に病変再発例や、多数の危険因子を有するハイリスク患者群において低値を示しており、多変量解析によって冠動脈疾患の予後の独立した規定因子であることが判明した。また、光干渉断層法を用いて動脈硬化病変を形態学的に解析したところ、CUCは線維性被膜の薄さと正相関し、動脈硬化プラークにおける脂質コアの長さ(血管長軸)と角度(血管短軸)と逆相関し、Lipid Index (=脂質コア量)との間にも逆相関関係を認めた。CUCに影響を与える薬物治療の候補として、高純度エイコサペンタエン酸(EPA)製剤に焦点を当てて介入したところ、プラーク繊維性被膜は厚くなり、Lipid Indexも縮小し、不安定プラークの安定化が示唆される結果であった。また、EPAの投与はCUCを有意に改善した。EPA投与後のCUC改善機序を検討するために、粒子中にEPAを含む再構成HDLを用いた実験を行った。EPA含有再構成HDLではCUCが約25%の改善を認めた。また、EPA含有再構成HDLは、血管内皮細胞におけるVCAM-1の発現を抑制し、内皮細胞との相互作用によって炎症収束性の脂質メディエーターであるレゾルビンE3の産生を増加した。以上より、CUCは、HDLの多彩な抗動脈硬化機能を反映し、冠動脈プラークの脂質コア量の制御因子であることが証明された。今後、日常診療において本測定法が普及することにより、冠動脈疾患二次予防の層別化や治療戦略の選択に有用な指標となることが示唆された。我々は、非放射性、無細胞、短行程、High-throughputなHDL特異的コレステロール取込み能の測定系を開発した。本研究では、この新規HDL機能評価法(コレステロール引抜き能:CUC)を臨床へ実用化し、冠動脈疾患のリスクの階層化に役立つかどうかを検証した。CUCは、細胞を用いた従来のコレステロール引き抜き能と強い相関を認めた。また、CUCはHDLの抗動脈硬化機能を反映し、冠動脈疾患の予後、および冠動脈プラークの脂質コア量の制御因子であることが証明された。1.臨床研究では症例数を増やすことと、コレステロール取込み能が冠動脈病変の形状(不安定性)や冠動脈疾患の予後(心血管イベント)に及ぼす影響を前向きに検討している。2.この新規測定系の再現性と簡便性の向上のためにコレステロール標識を蛍光から化学発光法に変更する。この改良により市販のELISA測定装置による自動解析が可能となり、市販化に向けて汎用性の向上を目指す。このような簡便で正確なHDL機能評価の普及によって、HDL機能不全の病態や薬剤の有効性の評価に役立つことが期待される。
精神疾患モデル動物における行動異常と生体イメージングによる神経機能の関連解析

本研究では、行動異常と脳内での神経機能をより直接的に関連づけるアプローチとして、精神疾患モデル動物に対し、動物専用高分解能ポジトロン断層撮影装置(マイクロPET)を用いて生体での神経受容体解析を行った。従来行われている脳組織に対するオートラジオグラフィーで認められた神経伝達物質の受容体結合能異常を、それらの各種受容体に結合する放射性薬剤を用いたマイクロPETにより検出し、神経伝達異常を生体で解析する新たな測定系の開発に成功した。本研究では、行動異常と脳内での分子発現・形態変化をより直接的に関連づけるアプローチとして、精神疾患モデル動物に対し、動物専用高分解能ポジトロン断層撮影装置(マイクロPET)を用いたin vivoでの解析を試みている。それにより、抗精神病薬、抗うつ薬等の作用点であるドーパミン、セロトニンをはじめとした各種受容体の発現や脳糖代謝を同一個体の脳で測定し、行動異常を担う神経機能を同定する新たな系が確立されることが期待される。モデル動物には、精神疾患様の行動が報告されているカルシウム/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼIIα(CaMKIIα)ヘテロ欠損マウスを用いた。マイクロPETによるin vivoでの神経機能の測定神経伝達物質の各種受容体(ドーパミンD1・D2受容体、セロトニン5HT_<1A>受容体)に結合する放射性薬剤や糖代謝のトレーサー([^<18>F]fluoro-deoxy-glucose)を用いて、マイクロPETによるマウス脳のスキャンを行った。現在これらの画像データを定量解析し、精神疾患様の行動異常の1つである自発活動量の周期性の異常との相関関係を分析中である。分子発現・組織学的な変化の測定In vitroオートラジオグラフィーを用いて神経伝達物質の受容体結合能を測定した結果、特に海馬においてドーパミンD1受容体、セロトニン5HT_<1A>受容体の結合能の異常が認められた。異常が認められた神経伝達神経受容体の発現変化やin vivoでの神経伝達物質の放出をそれぞれ免疫組織学的手法、マイクロダイアリシス法により測定し、機能変化を担うメカニズムのさらなる追究を行っている。また、異常が認められた神経伝達機能を、神経受容体作動薬/阻害薬等の投与により亢進/抑制し、それらの行動異常や機能変化への影響を解析することで、行動異常を担う神経機能の確定を試みている。モデル動物には、精神疾患様の行動が報告されているカルシウム/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼIiα(CaMKIIα)ヘテロ欠損マウスを用いた。異常が認められた神経伝達神経受容体の発現変化やin vivoでの神経伝達物質の放出をそれぞれ免疫組織学的手法、マイクロダイアリシス法により測定し、機能変化を担うメカニズムを追究した。マイクロPETによるin vivoでの神経機能の測定上記手法により、異常が認められた神経伝達物質の各種受容体(ドーパミンD1・D2受容体、セロトニン5HT_<1A>受容体)に結合する放射性薬剤や糖代謝のトレーサー([^<18>F]fluoro-deoxy-glucose)を用いて、マイクロPETによるマウス脳のスキャンを行つた。昨年度まで行っていた麻酔下でのスキャンに加え、覚醒下や神経受容体の作動薬等の薬物負荷を行ったマウスでのスキャンを行い、神経伝達の異常をin vivoにて検出する新たな測定系の開発に成功した。
深い地盤の3次元効果を考慮した1923年関東地震の強震動評価に関する研究

1923年関東地震による強震動を評価することを目的として研究を行い,以下の成果を得た.1)微動アレイ観測による地盤構造の推定昨年度までに関東平野の27地点で微動アレイ観測を実施した.今年度はさらに5地点で微動アレイ観測を行い,地震基盤に至るまでにS波速度構造を推定した.2)新しい位相速度の逆解析手法の開発微動や地震記録から得られる表面波の位相速度の逆解析に,大局的最適化手法である焼きなまし法を適用することを試みた.数値実験と実データへ適当した結果,従来の最小2乗法に比べて,より安定した逆解析結果が得られることがわかった.3)3次元地下構造モデルの構築前述の微動アレイ探査結果と既存の地下構造データを加えて,関東平野の3次元S波速度構造図の作成を行った.また,差分法による数値計算で行われる地盤の差分格子モデルの作成方法について検討を行い,表面波の分散性に着目した等価なS波速度を表層部分に設定する方法を考案し,その妥当性を確認した.この方法を用いて,シミュレーションのための3次元地下構造モデルの構築を行った.また,人工地震や地質などに基づく関東平野の既存の3次元地下構造図についても同様に差分格子でモデル化した.4)中小地震による地震波の3次元波動伝播シミュレーション前述のように作成した3次元堆積層構造モデルを用いて,中規模の浅発地震とやや深発地震による地震波のシミュレーションを行い,観測記録との比較から微動アレイ探査によるモデルが最もよく観測記録を再現することがわかった.また,シミュレーション結果を可視化することにより,やや長周期表面波の伝播と地下構造の関係を明らかにした.5)関東地震による強震動の評価1から4で示した研究成果を基にして,3次元地下構造モデルを用いた差分法による1923年関東地震の強震動評価を行った.1923年関東地震による強震動を評価することを目的として研究を行い,以下の成果を得た.1)微動アレイ観測による地盤構造の推定昨年度までに関東平野の27地点で微動アレイ観測を実施した.今年度はさらに5地点で微動アレイ観測を行い,地震基盤に至るまでにS波速度構造を推定した.2)新しい位相速度の逆解析手法の開発微動や地震記録から得られる表面波の位相速度の逆解析に,大局的最適化手法である焼きなまし法を適用することを試みた.数値実験と実データへ適当した結果,従来の最小2乗法に比べて,より安定した逆解析結果が得られることがわかった.3)3次元地下構造モデルの構築前述の微動アレイ探査結果と既存の地下構造データを加えて,関東平野の3次元S波速度構造図の作成を行った.また,差分法による数値計算で行われる地盤の差分格子モデルの作成方法について検討を行い,表面波の分散性に着目した等価なS波速度を表層部分に設定する方法を考案し,その妥当性を確認した.この方法を用いて,シミュレーションのための3次元地下構造モデルの構築を行った.また,人工地震や地質などに基づく関東平野の既存の3次元地下構造図についても同様に差分格子でモデル化した.4)中小地震による地震波の3次元波動伝播シミュレーション前述のように作成した3次元堆積層構造モデルを用いて,中規模の浅発地震とやや深発地震による地震波のシミュレーションを行い,観測記録との比較から微動アレイ探査によるモデルが最もよく観測記録を再現することがわかった.また,シミュレーション結果を可視化することにより,やや長周期表面波の伝播と地下構造の関係を明らかにした.5)関東地震による強震動の評価1から4で示した研究成果を基にして,3次元地下構造モデルを用いた差分法による1923年関東地震の強震動評価を行った.1923年関東地震による強震動評価のために基礎資料を得ることを目的として研究を行い、以下の成果を得た。1)微動アレイ観測による地盤構造の推定関東平野南西部の15地点で周期0.5秒から5秒のやや長周期微動のアレイ観測を実施した。得られた微動記録からレイリー波の位相速度を求め、遺伝的アルゴリズムによる逆解析を行い、S波速度3km/s程度を有する地震基盤までのS波速度分布を推定した。平野中央に近い地点での地下構造はそれほど大きな変化は認められず、類似したS波速度値が得られた。しかし、平野端部では地下構造の変化が著しく、S波速度構成も中央部とは異なっていることががわかった。2)地震観測と地震記録の解析関東平野西部の立川断層周辺において、断層を横切るようにして設けた直線状のアレイにより地震観測を実施した。基盤の段差構造の影響により、高々3km程度しか離れていない地点でも、やや長周期地震動の特性が大きく変化することを明らかにした。また、1990年伊豆大島近海の地震の際に関東平野で観測されたやや長周期成分について、上下動と平行動の相関解析を行い、やや長周期レイリー波の伝播方向を推定した。平野規模の地下構造の3次元的影響によりレイリー波の伝播方向が曲がり、大円から大きくずれていることを明らかにした。関東平野南西部で観測された周期1秒より短周期のS波スペクトルのインバージョンにより地盤増幅特性を分離し、それらが地震基盤までの1次元地盤モデルに対する理論増幅特性でほぼ説明できることを示した。3)3次元波動伝播の数値計算プログラムの作成3次元有限差分法による3次元波動伝播の数値計算プログラムを作成した。