hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肝臓脂肪蓄積とＳＲＥＢＰ－１活性化の分子基盤解明と活性化抑制食品成分探索

ChREBPα/βの発現量を絶対値定量する測定法を確立した。脂肪組織、肝臓、小腸でChREBPα/βの発現が認められたが、骨格筋ではChREBPαの発現のみが検出された。ChREBPα/βそれぞれを培養肝細胞に過剰発現させたところ、脂肪酸合成関連遺伝子発現はChREBPβにより有意に上昇した。マウス肝臓にChREBPβを過剰発現させると顕著な脂肪肝発症が認められた。マウスに果糖食を4週間投与するとChREBPβの顕著な上昇が認められ、肝臓脂肪量の有意な増加が見られた。SREBP-1cに変動は認められず、ChREBPβが誘発する脂肪蓄積にSREBP-1cは関与しないことが明らかになった。肝臓における脂肪蓄積のモデルとして、本年は脂肪細胞における脂肪滴形成とSREBP-1活性化について解析を進めた.肥満は脂肪細胞への過剰な脂肪滴蓄積状態を意味する.脂肪細胞は前駆脂肪細胞から成熟脂肪細胞へと分化する過程で,PPARγ,SREBP-1などの転写因子が活性化され,脂肪酸・トリグリセリド合成が上昇し,それと同時に脂肪滴表面タンパク質Perilipinが発現亢進し,脂肪滴蓄積増加を伴う.Perilipin KOマウスの皮下,内臓脂肪の脂肪細胞は脂肪滴蓄積が著しく低下し,さらにSREBP-1の活性化も著しく減弱していた.一方,SREBP-2の活性化は変動が無く,脂肪滴蓄積とSREBP-1活性化に相関が認められた.同様の現象は,野生型,KOマウスより調製したMEFを脂肪細胞へと分化させたin vitro培養系でも再現された.前駆,成熟脂肪細胞のそれぞれから小胞体リッチ画分を超遠心法にて分離し,そこに含まれる遊離コレステロール量を定量すると,成熟脂肪細胞の小胞体コレステロール量は有意にし,Perilipin KOマウスの皮下脂肪より分離した小胞体では野生型のそれと比較して,コレステロール量が高値であった.すなわち,脂肪滴は小胞体膜から派生する脂質一重膜で覆われており,脂肪滴形成に伴い,小胞体膜環境が著しく変動する事が明らかになった.以上の結果より,脂肪滴形成は,小胞体膜環境変動を介して積極的にSREBP-1活性化を促し,それに伴い脂肪酸・トリグリセリド合成を上昇させ,さらに脂肪滴形成を進行させるというフィードフォワード制御機構を駆動させている.このスパイラルを断ち切る事が,肥満予防,解消の有効な標的となる事が期待される.さらに,同様の機構で脂肪肝が進行するかについてさらなる解析を進める.肝臓における脂肪蓄積時のSREBP-1発現上昇の分子機構を明らかにする目的で、分子生物学的手法によりSREBP-1のスプライシングアイソフォームの定量法を樹立した。転写因子としては活性が10倍程度高いSREBP-1aが微増して、その結果としてSREBP-1c発現を上昇させる機構を想定して解析を進めた。高脂肪食を投与したマウス、肥満を呈するレプチン受容体欠損マウス(db/db mouse)の肝臓を用いた解析を行った結果、野生が賜うスの肝臓に比べ、脂肪蓄積肝臓においてSREBP-1a mRNAの有意な上昇は認められなかった。一方、SREBP-1cの有意な上昇は確認された。さらに、SREBP-1c発現がSREBP-1aに比べ高い肝臓において、SREBP-1aプロモーター領域のCpG配列のメチル化が亢進し、発現が抑制されている可能性について解析を行った。バイサルファイト法を用い、複数のプライマーを設計し、プロモーター領域のメチル化の程度を解析した。同時に、約14kb離れたSREBP-1cプロモーター領域の解析も行った。その結果、いずれのプロモーター領域もメチルかの程度は極めて低く(数%程度)、プロモーター領域のメチル化の程度で発現が制御されていない可能性が示唆された。以上の知見より、脂肪肝発症過程において、転写因子SREBP-1cの活性化並びに発現上昇がトリグリセリド合成を上昇させ、脂肪蓄積を増大化させる際に、SREBP-1aの寄与は低く、また、その発現制御にプロモーター領域のメチル化の変動が関与する可能性の低いことが明らかとなった。そこで同様に脂肪肝に関与が指摘される転写因子ChREBPに焦点を当て、果糖に応答した新たな脂肪肝発症機構について解析を開始した。脂肪肝の発症に伴い転写因子SREBP-1が過剰に活性化される機構について解析した。2種類のアイソフォームのうち高活性であるSREBP-1aの活性化が引き金となるという仮説を検証する解析を行い、SREBP-1aの寄与が低いことを昨年度実証した。多くの脂肪肝では高血糖に伴い肝臓で糖代謝と脂質代謝を結びつける転写因子ChREBPの活性化が認められる。

本年は、ChREBP活性化とSREBP-1活性化の機能連関を明らかにする目的で複数の研究を行った。初めにChREBPスプライシングアイソフォームのα、βをそれぞれ定量するための定量real-time PCRシステムを構築した。その結果、単位RNAあたりのモル数で示す定量システムの構築に成功した。マウス各組織におけるα、β量を定量した所、肝臓でα型が最も高い発現を示し、空腸でβ型の発現が高値であった。β/α比の最も高い空腸で、その値は0.5であった。ChREBP応答配列を持つレポーターを用いたルシフェラーゼアッセイの結果、ChREBPβは発現量から比較するとChREBPαの50倍程度の転写因子活性を有することが示された。さらにマウス肝臓より初代培養肝細胞を採取し、アデノウイルスを用いてα、βをそれぞれ過剰発現させた。その結果、脂肪酸合成経路遺伝子、細胞内トリグリセリド蓄積量が、β型過剰発現により有意に上昇した。同様の実験は、マウス個体を用いても行った。すなわち、β型を肝臓に過剰発現させると肝臓でのトリグリセリド蓄積が有意に上昇し、肝臓の肥大化、白色化が認められた。マウスにフルクトースを炭水化物源とする餌を1週間もしくは4週間投与すると、いずれの場合も肝臓でβ型の有意な発現上昇が認められ、それに応じて肝臓トリグリセリド蓄積の増加が確認された。この際に、SREBP-1cの活性化は認められなかったことから、フルクトース摂取により引き起こされる脂肪肝は、ChREBPβ型の発現上昇に起因することが明らかになった。26年度が最終年度であるため、記入しない。食品生化学26年度が最終年度であるため、記入しない。脂肪細胞はトリグリセリドを脂肪滴に貯留し、次なる飢餓に備える.一方,肝臓は肥満状態あるいはアルコール性脂肪肝の際に,肝臓細胞内に脂肪滴を蓄える.脂肪肝状態において転写因子SREBP-1が高度に活性化されているという報告が複数ある.臓器は異なるものの、脂肪細胞における脂肪滴形成上昇とSREBP-1活性化がリンクする分子機構を明らかにした本年度の研究成果は,翌年以降の研究への大いなる参考となる.脂肪滴は小胞体から派生することは、細胞生物学的研究により明らかにされているものの,その結果として小胞体にどのような変化が生じるかについてはほとんど知見が無かった.その中,本研究において脂肪滴形成に伴い,小胞体コレステロール量が減少し,膜環境が変化する事を示した事は大きな進展と言える.肝細胞においては脂肪細胞と異なり,脂肪滴の表面をPerilipinと同一ファミリーに属するADRPが担う.ADRPとPerilipinの機能の差異を明らかにし,脂肪肝における脂肪滴形成の分子機構をさらに明らかにしていく必要がある.脂肪肝に関する転写制御に関して、当初SREBP-1のスプライシングアイソフォームの発現変動を想定した仮説を打ち立てた。それぞれのアイソフォームをモル数で定量する評価系を構築し、その発現変動について解析した。その結果、アイソフォームの発現量の絶対値を明らかにすることに成功し、必ずしも仮説のような変動をしないことを明らかにした。そこで、同様のスプライシングの違いにより活性が制御される転写因子としてChREBPを見出し、その作用に関して、果糖摂取による分子機構を明らかにする初期知見を得ることに成功した。
ラオス少数民族間の教育普及格差・不平等が貧困をもたらす要因の社会経済学的分析

ラオス国内少数民族における教育普及格差と貧困(所得貧困に加え人間開発的貧困)とのは相関関係が強く、特に所得貧困と中等教育、人間開発的貧困と初等教育の因果関係が見られた。また都市部では所得格差と中・高等教育普及格差の相関が初等教育以上に強く見られたが、これが僻地へと移動すると初等・前期中等教育普及格差との相関の方が強く表れた。これと関連し、過半数を占めるラオ族以外は、民族間の教育普及格差は居住地域の格差との関連性が強いということが分かった。最貧国の1つであるラオス人民民主共和国(以下ラオス)において、特にその最貧困郡では、少数民族における教育アクセスへの不平等、教育普及、特に基礎教育普及格差が、その地域における貧困問題へと繋がる、「貧困の悪循環」を形成していることが想定される。そのような背景を鑑み、本研究の目的は、ラオスの多様なエスニシティの関係と国民統合の関係、国民統合の達成過程で生じる葛藤とその課題の解決における教育の役割を常に念頭におきつつ、第1にそのような多様な民族・言語・宗教・文化を反映したラオス教育の実情を明らかにする事、第2にラオスの基礎教育分野においてエスニックグループ間にどのような教育格差が生じているのかその実態、またどのような要因がその格差をもたらしているか、現地調査により実証的に明らかにする事、第3に、それらの教育普及格差・不平等が同地においてどのような貧困(経済的貧困と人間開発的貧困)をもたらしているのか、そして第4にその道程と要因を実証分析から明らかにすることである。平成20年度の研究計画では、少数民族における教育普及格差と貧困(所得貧困に加え人間開発的貧困)との関係性に注目する。世界的な実証研究の傾向から見ても、識字率や就学率といった教育指標や乳幼児死亡率、安全な水へのアクセス等の保健指標の改善と貧困削減に有意な相関性があるとされることから、まず、調査地における人間開発的貧困の度合いを相対的に比較することを試みる。平成21年度の研究では、ラオス国内少数民族における教育普及格差と貧困(所得貧困に加え人間開発的貧困)とのは相関関係が強く、特に所得貧困と中等教育、人間開発的貧困と初等教育の因果関係が見られた。以上より、ラオス国内の教育普及と貧困削減に対する国際協力としては、僻地居住少数民族への初等・前期中等教育の完全普及、都市部では後期中等・高等教育への機会拡大支援が望まれる。
現代ミャンマー農村における住民参加型森林資源管理の展開と村落の組織力に関する研究

本研究は、住民参加型森林資源管理(コミュニティ・フォレストリー)導入に対する現代ミャンマー農村社会の受容と対応を、村落の組織力の観点から解明することを目的とした。この目的に則り、コミュニティ・フォレストリーの主要対象地域(山間部、ドライゾーン、デルタ)の村落計52村において実態調査を行い、コミュニティ・フォレストリー導入の経緯や組織化過程や維持管理状況、組織力の基盤となる地域の社会構造を明らかにした。村の歴史の長短や人口の流動性が村の組織力に影響し、その結果コミュニティ・フォレストリーは地域により異なる形で展開した。本研究は、1990年代半ばに導入された住民参加型森林資源管理(コミュニティ・フォレストリー)に対するミャンマー農村社会の受容と対応を、村落の組織力の観点から解明することを目的としている。二年度目は、初年度に引き続き、村落レベルでのコミュニティ・フォレストリーの実態把握を目的とした調査を実施した。対象は、本課題の調査対象3地域のうちの残りの一つ、デルタ地域である。デルタのコミュニティ・フォレストリーはデルタ最南部のマングローブ林地域を対象として展開してきた。この地域のマングローブ林地は環境保全森林省直轄の指定林地(Reserved Forest)である。しかし1960年代以降、農地や漁場を求めて人々が同林地に流入し定住が始まると同時に、マングローブの伐採が加速化したという背景をもつ。この調査では、コミュニティ・フォレストリーの導入の経緯、組織化過程や維持管理の実態とともに、同地域の既存の組織力をみるために村、ないし村を越えた協同活動の実態の把握も行った。山間部とドライゾーンのコミュニティ・フォレストリーとデルタのそれを比較するならば、村落が同プログラムの受け入れ単位になっている点は共通するが、村の全世帯が動員、組織化されていない点に差異が認められた。村の社会構造や資源動員形式にはこの3地域の間に大きな相違はないことから、人口流動性の高さや村落の歴史の浅さから、デルタ地域の村の組織化力が相対的に弱いことが示唆された。この目的に則り、コミュニティ・フォレストリープログラムの主要対象地域である3つの地域(山間部のシャン州、ドライゾーンのマグエ地域、デルタのエーヤーワディ地域)およびサガイン地域での村落レベルでの実態調査を実施した。これらの調査においては、コミュニティ・フォレストリー導入の経緯や組織化過程、維持管理状況、組織力の基盤となる地域の社会構造の特徴をつかむべく、村落、または村落を越えた協同活動に関する聞き取りを実施した。山間部とドライゾーンでは、村が中心となり資源と住民を組織するパターンが多いのに対し、デルタでは組織化という側面での村の役割は小さく、一種の受け皿として機能するにとどまっていた。この違いの背景にはそれぞれの地域の村落の歴史の長さと人口の流動性の違いがあると考えられる。一方で、ザガイン地域では導入当初村全体による管理が試みられたものの結果的に個人割当による管理に移行していた。マグエとはやや離れているとはいえザガイン地域は同じく上ミャンマーに含まれる。この両地域の相違が何に起因するのか、村の動員力以外の要因も加えて検討する必要あろう。この目的に則り、本年度はまずミャンマーの森林行政とコミュニティ・フォレストリーの展開に関する基礎的情報の整理とコミュニティ・フォレストリーの村落レベルの展開に関する実態調査を実施した。森林行政に関しては、ミャンマー環境保全森林省森林局及、森林研究所、また環境NGOにおいて、森林関連法、コミュニティ・フォレストリーの普及度に関する統計、実態に関する情報収集を行った。今年度の実態調査は、本研究で予定している3地域(山間部、ドライゾーン、デルタ)のうち、山間部(シャン州)とドライゾーン(マグエ地域)を対象として調査を実施した。同調査においては、コミュニティ・フォレストリー導入の経緯や組織化過程、維持管理状況だけでなく、組織力の基盤となる地域の社会構造の特徴をつかむべく、村落、または村落を越えた協同活動に関する聞き取りを行った。この調査からは、ミャンマーのコミュニティ・フォレストリー制度が想定する「受益者(ユーザー・グループ)による組織化」が実態を伴って実施されているケースは稀であること、「村」が既存の組織化経験、資源動員力を活用することによって、コミュニティ・フォレストリー・プログラムの受け皿となっていることが示唆された。今年度は、これまで未調査の地域でのCF管理と村を単位とする協同活動の事例を収集するため、東シャン州のチャイントン郡での実態調査を実施した。この地域の特徴は、1村の規模は概して小さく、数多くの少数民族が居住している、2ミャンマーの他の地域に比べて、森林の保全状態は相対的に良好である、3その背景には住民にとって森林が水源、や薪供給源として重要である一方で、4焼畑のみに生計を依存しなくてもよい、すなわち所得源の多様化が進みつつあるということがあげられる。共有林の権利形態、森の利用に関しては以下のような特徴が見られた。第一に、民族の違いにかかわらず、村有林として長年保護・維持してきた森林をCFとして改めて申請するケースが多かった。

その場合、ユーザーグループは、村長やその他村の有力者が長となり、(申請当時の)村の全世帯がメンバーとなる形で形成される。第二に、CF申請の主な動機は、村が慣習的に利用してきた森林への他者の侵入・伐採を防ぐところにあった。CF申請によって、当該村は森林利用を独占的に行う公的な根拠を得たこととなり、それ以前に比べて密伐採等の頻度が減ったケースも見られた。第三に、植林に関しても薪利用に適した木種を必要な箇所に村(ユーザーグループ)が自発的に実施する傾向が見られた。以上から、同地域ではCFの枠組みが村レベルの森の慣習的利用の権利をフォーマル化し、住民による主体的な管理・利用に一定程度寄与しているといえる。本研究は、1990年代半ばに導入された住民参加型森林資源管理(コミュニティ・フォレストリー)に対するミャンマー農村社会の受容と対応を村落の組織力の観点から解明することを目的とする。最終年度はこれまでと異なる地域(ヤカイン州)でのコミュニティ・フォレストリーの実態調査を実施することを予定していたが、8月の洪水被害、仏教徒・イスラム教徒間の衝突による社会情勢等の影響から同地域での調査許可の取得が難しかったため、そうした制約のないヤンゴン地域及びバゴー地域への調査対象地の変更を余儀なくされた。特に、今回は共有資源(資金)の動員方法として農村金融にも着目しながらの調査を実施した。生態環境も影響して共有林活動はほとんど見られなく、また山間部・ドライゾーンの村々と比較してその他の活動の頻度も少ない傾向が見てとれた。都市部に近いことや人口の流動性の高さ(ダイウーの農村ではタイ・マレーシアなどの海外出稼ぎが依然顕著であった)の影響が大きいと考えられる。村レベルの共有資源動員のあり方として、農村部における小口金融や村ベース共有資金の推進の可能性という観点からみると、これらの地域では小口金融需要が非常に高いことが再確認されると同時に、バゴーなどでは(町に近いエリアを中心に)、マイクロファイナンス機関の競合も次第におきていた。いうなれば、ミャンマーにおける小口規模の信用供給は地域的偏りを生みつつあり、それに伴う弊害も今後顕在化してくる可能性が否定できない。本研究は、住民参加型森林資源管理(コミュニティ・フォレストリー)導入に対する現代ミャンマー農村社会の受容と対応を、村落の組織力の観点から解明することを目的とした。この目的に則り、コミュニティ・フォレストリーの主要対象地域(山間部、ドライゾーン、デルタ)の村落計52村において実態調査を行い、コミュニティ・フォレストリー導入の経緯や組織化過程や維持管理状況、組織力の基盤となる地域の社会構造を明らかにした。村の歴史の長短や人口の流動性が村の組織力に影響し、その結果コミュニティ・フォレストリーは地域により異なる形で展開した。ミャンマー国内での多様な地域におけるコミュニティフォレストリーの事例収集はおおむね順調に実施することができた。
温潤積雪の高速圧密氷化過程の研究

温潤積雪の高速圧密氷化過程は、野外観測と実験室における定荷重圧縮実験によって研究した。野外観測では、温潤な平地積雪と雪渓の帯水層に長期間浸っている積雪とに着目して、その圧密状態や過程を観測した。その結果融雪開始時期から全層濡れ雪になるまでの時期に、積雪は急激に圧密されてその密度を増し、2mを超えない自然積雪では、およそ濡れ密度0.46ー0.5g/cm^3に達した後、消雪までの間この密度に保たれることが分かった。雪渓下部帯水層の水に浸った積雪は、そのすぐ上部の濡れ雪に比べると圧密速度が約3倍も大きいこと、帯水層に長期にわたって大きな上載荷重がかかっているため、最終的には乾き密度の0.75g/cm^3濡れ密度にして、0.83g/cm^3以上にまで圧密され、これが初冬の寒気により凍結し氷化することが明かとなった。定荷重圧縮実験は、水に浸った積雪について集中的に実施した。圧力は温暖氷河や雪渓の帯水層内の積雪に、実際に作用している0.1ー2kg/cm^2の範囲を用いた。実験の結果、歪速度は積雪の粒径にほとんど依存しないこと、圧力の増加と共に増加し、圧力が1kgf/cm^2を越えると急激に圧密され易くなることなどが定量的に明かとなった。歪速度の対数と密度の間には直線関係が成り立ち、かつ、直線には乾き雪の定荷重圧縮実験と同様、ある密度に達した時点で折れ曲がりが認められた。氷化密度0.83g/cm^3に達するまでに用する時間は、簡単な理論的考察から、上載荷重を与えることにより推定可能となった。実験結果をいくつかの経験式にまとめると共に、実験結果から、氷河や雪渓の帯水層における圧密氷化機構を説明出来るようになった。圧密機構のより詳細な理解のために、圧密過程を圧密に進行に伴う積雪内部構造の変化と関連付ける計画である。また相対的に実験の困難な濡れ雪の圧密特性の研究は今後に残されている。湿潤積雪及び水に浸った積雪の圧密氷化過程の研究は実験と野外調査によって実施した.実験室においては,主に,水に浸った積雪の定荷重三軸圧縮試験によって研究を進めた.一方,大雪山トムラウシ山付近にある越年性雪渓,ヒサゴ雪渓において,雪渓内部の雪・氷界面に形成される帯水層の積雪の圧密氷化過程を6月と9月に現場で調査した.また,湿潤積雪については,北陸の豪雪地帯,山古志村に測点を設け,積雪の含水状態,雪温,融雪量と共に,密度の鉛直分布を定期的に調査している.水に浸った積雪の一軸圧縮実験では,密度0.35g/cm^3のしまり雪が1000kg/m^2の荷重のもとで,約170時間で氷化することが知られている.より自然に近い圧密条件である今回の三軸圧縮の場合は,その約2倍の荷重を加えても,氷化するまでに1600時間以上を要した.

これは,ヒサゴ雪渓で厚さ1ー1.5mの帯水層内の積雪が, 1000ー7000kg/m^2の荷重を受けた状態で水に浸っているにもかかわらず,夏の3ヶ月間に密度0.65g/cm^3から0.75g/cm^3まで圧密したが,氷化するまでには至らなかったという観測事実と符合している.同じ上載荷重でも水に浸っていない積雪の圧密はせいぜい0.6g/cm^2までしか進行しなかったことから,水に浸った積雪は急激に圧密されることがわかった.上載荷重を変えた実験の結果,荷重の増加と共に氷化に要する時間は指数関数的に減少することがわかった.また,雪質(粒度)の違いも圧密速度に大きな影響を与え,例えば, 7500kg/m^2の荷重を加えた場合,粒子の大きいザラメ雪では,氷化するまでにしまり雪の約3倍もの時間を要した.また,乾き雪の圧密過程では,密度0.52g/cm^3及び0.67ー0.78g/cm^3で圧密機構が変化することが知られているが,水に浸った積雪の圧密についても同様の乾き密度において圧密機構の変わることが見いだされた.湿潤積雪の圧密過程については現在観測を継続中である.当該研究は野外調査と室内における実験によって実施した。本年度の野外調査は、北海道大雪山トムラウシ山付近にあるヒサゴ雪渓において昨年度に引き続き継続した。ヒサゴ雪渓は雪渓基部に約5mの氷体を持つ越年性雪渓である。雪渓下部氷体とその上部フィルン層(含水率5-10%のざらめ雪)の間に、雪渓表面で融解した融け水の浸透によって、帯水層が形成されている。この帯水層上部のフィルン層の、6月から9月までの間の乾き密度増加は、僅かに0.05g/cm^3程度に過ぎなかったが、水に浸った帯水層のフィルンは、0.15g/cm^3もの増加を示し、融雪期の終わりの10月には、最終的に乾き密度が0.75g/cm^3まで圧密された。つまり水に浸ったフィルンの圧密速度は濡れたフィルンの3倍も大きいことが分かった。又、帯水層のフィルンの濡れ密度は0.83g/をcm^3越え、これが初冬の寒気によって凍結することにより、このフィルン層は氷化し、昨年の氷体の上に新たな氷が積み重なって、氷体の成長がもたらされていることも明らかになった。実験室では、水に浸した積雪の定荷重圧縮実験を継続した。今年は実験試料の粒径を1.0-1.4mmに、密度を0.5g/cm^3に厳密に調整し、再現性のよい実験が行えるように装置の改良を行った。上載荷重は温暖氷河や雪渓の帯水層のフィルン部分に作用している0.1-2kg/cm^2の圧力となるように印加した。これに加えて、圧縮速度の積雪粒径依存性を調べてみた。初期密度0.5、上載荷重を0.93kg/cm^2に固定し、中心粒径を0.3mmから4.4mmまで変化させた。その結果、粒径の圧密速度に及ぼす影響はほとんど認められず、荷重の違いによる圧密速度の違いに比べると、たとえ影響があったとしても無視し得るほど僅かであることがわかった。これら実験結果から、上載荷重が分かれば、氷化するまでに要する時間を推定できる簡単な経験式を導いた。
NV中心を利用したコヒーレントな電子スピン流の生成とスピン情報輸送

ダイヤモンド量子情報処理技術とダイヤモンドスピントロニクス技術を融合することで,室温で動作するダイヤモンド量子エレクトロニクスデバイスの実現に向けて電子の流れを利用した情報輸送を実証する.そのために本研究は,1窒素ー空孔中心が持つ任意のスピン状態を保存したまま伝導帯に光励起することでスピン流を生成できるかを明らかにし,2電子スピン流を用いたスピン情報の輸送が実現できるかを明らかにする.ダイヤモンド量子情報処理技術とダイヤモンドスピントロニクス技術を融合することで,室温で動作するダイヤモンド量子エレクトロニクスデバイスの実現に向けて電子の流れを利用した情報輸送を実証する.そのために本研究は,1窒素ー空孔中心が持つ任意のスピン状態を保存したまま伝導帯に光励起することでスピン流を生成できるかを明らかにし,2電子スピン流を用いたスピン情報の輸送が実現できるかを明らかにする.
近代瀬戸内塩業における地主制の研究

塩業は、地域によって生産力はもちろんのこと、地主制の構造,流通機構なども異なり、それぞれの塩田でかなりの特色を持っている。したがって各塩田の塩浜経営の実証的分析を通して、それぞれの塩田の経営構造の特色を把握することは、地主制研究の基本的作業である。本研究では具体的塩業経営の分析対象として、香川県の松平家・松枝舎の生島塩田経営,坂出塩産合資会社,林田塩産株式会社の経営,兵庫県赤穂塩田地主の田淵家と奥藤家の経営,山口県の塩田地主森本家と国光家の経営をあげ、分析を試みた。明治三十八年、塩は専売制になる。塩田の生産力の視点から、一般的には大規模塩田-高生産性-全国市場を対象とする十州塩田と、小規模塩田-低生産性-ローカル市場を対象とする非十州塩田との、二つの地帯構造の成立・対抗の顕在化した時点に塩専売制は施行されたとみられている。しかしながら同じ十州塩田内でも大小さまざまの塩田が散在し、その成立年代も異なることから、生産力にも大きな差異がある。香川県の坂出塩田,林田塩田は幕末から明治にかけて築造された比較的新しい塩田である。従って塩田地盤の新しさに加え、経営形態も早くから近代的な会社組織になっており、生産力も高い。松平家・松枝舎によって経営されている生島塩田は、江戸時代中期に成立した塩田である。そして小作人の1人当たり塩田経営規模が3反前後ときわめて零細であり、一般的な塩田経営が1人当り二町歩前後であることを考えると注目される。兵庫県の赤穂塩田は近世期からの有力塩田であるが、近代以降は地盤も古くなり、生産力はそれほど高くない。しかし、田淵家や奥藤家は豊かな資本力によって塩田経営を安定させることができた。山口県熊毛郡の平生塩田は近世前期から中期に成立した古い塩田であり、きわめて生産力も低い。森本家や国光家では入手した塩田を安定的に経営することは難かしかった。
ＸＣＲ１発現樹状細胞による腸管免疫制御機構の解明

本研究は、マウスのCD103+CD11b-樹状細胞(DC)に焦点を当て、生体の恒常性維持や炎症性疾患における役割を明らかにするものである。このDCに選択的に発現するケモカイン受容体XCR1に着目し、XCR1+ DCを恒常的に欠失させるマウス(XCR1-DTAマウス)を作成した。このマウスでは、CD103+CD11b- DCが選択的かつ恒常的に欠失していた。XCR1-DTAマウスでは、腸管粘膜固有層(LP)および腸管上皮細胞間T細胞が顕著に減少しており、死細胞の割合が増加していた。また、LPのT細胞では、CD62Lの発現低下およびCD103の発現増加が障害されていた。さらに、デキストラン硫酸ナトリウムで誘導される腸炎症状が増悪した。次に、XCR1欠損マウスおよびXCR1のリガンドであるXCL1の欠損マウスでも、LPおよび腸管粘膜上皮細胞間T細胞が顕著に減少していた。また、野生型マウスにおいて、腸管粘膜T細胞はXCL1を高発現しており、XCR1+DCと密に相互作用していた。さらに、XCR1欠損マウスでは、LPのCD103+CD11b- DCのCCR7の発現が低下しており、XCR1あるいはXCL1の欠損マウスにおいて、CD103+CD11b- DCがLPでは増加し、腸管膜リンパ節では減少していることが明らかになった。以上の結果から、XCR1+ DCがXCR1-XCL1相互作用を中心とした腸管粘膜T細胞とのクロストークにより、腸管免疫の恒常性を維持していることが明らかとなった。本研究成果は、腸管免疫の恒常性を維持する新規の制御機構を提示しており、難治性腸疾患の病態解明、治療手段の獲得に向けて新たなアプローチを提示するものである。また、本研究過程で樹立した遺伝子改変マウスは、種々の炎症性疾患、代謝性疾患等の病態解明にも有用なモデルマウスであると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。樹状細胞(Dendritic Cell: DC)は、抗原提示細胞として自然免疫と獲得免疫との連関に重要な役割を果たし、多彩な機能的特性を持つサブセットから構成される。マウスのCD8α+/CD103+CD11b- DCは、死細胞を取り込み、CD8+ T細胞の分化を誘導する能力、さらに炎症性サイトカインを産生する能力が高い特性を持つDCサブセットである。このDCサブセットは抗腫瘍、抗ウイルス免疫応答に重要であると考えられている。しかしながら、生体の恒常性維持や、種々の炎症性疾患におけるこのDCサブセットの役割についてはわかっていない。XCR1-DTAマウスを用いて、T細胞ポピュレーションを解析したところ、脾臓やリンパ節などでは変化は認められなかったが、腸管粘膜のT細胞が顕著に減少していた。さらに、デキストラン硫酸ナトリウムの投与により誘導される腸炎症状の増悪が認められた。これまでの結果から、XCR1+ DCが腸管粘膜T細胞の維持、分化に寄与し、炎症制御と腸管粘膜の恒常性を維持していることが明らかとなった。また、これらの制御機構を担う他の分子の探索、他疾患モデルにおけるXCR1+ DCの機能的役割の解明を視野に入れ、現在も研究を進めている。

生体内におけるCD8α+/CD103+CD11b- DCの機能的役割を解明するために、XCR1+ DC(CD8α+/CD103+CD11b- DC)が選択的かつ恒常的に欠失するマウスXCR1-DTAマウスを樹立し、腸管粘膜におけるT細胞ポピュレーションの解析を行った。XCR1-DTAマウスは、脾臓やリンパ節などでは変化は認められなかったが、腸管粘膜固有層および腸管粘膜上皮細胞間T細胞が顕著に減少していた。さらに、腸管粘膜のT細胞における表面分子およびサイトカイン遺伝子発現の解析を行った。腸管粘膜固有層のT細胞は、リンパ節や脾臓のT細胞に比較して、CD62Lの発現が低下すると共に、CD103の発現が増加しており、腸管特有の表現型を示す。XCR1-DTAマウスの腸管粘膜固有層T細胞では、この表現型が顕著に阻害されていた。次に、CD4+ T細胞のサイトカイン遺伝子発現のパターンについては、IFN-γやIL-10などの発現が低下し、一方IL-17やIL-22、IL-4などの遺伝子発現が増加していた。腸管粘膜上皮間T細胞は、炎症応答を制御する役割が報告されているが、XCR1-DTAマウスにおいても、デキストラン硫酸ナトリウムの投与により誘導される腸炎症状の増悪が認められた。以上の結果から、XCR1+ DC(CD8α+/CD103+CD11b- DC)が腸管粘膜T細胞の維持、分化に寄与し、腸管粘膜免疫システムの恒常性を維持していることが示唆された。27年度が最終年度であるため、記入しない。XCR1-DTAマウスを用いることによって、腸管粘膜におけるCD8α+/CD103+CD11b- DCの新たな機能的意義が明らかとなった。そこで、この制御機構に関わる機能分子の探索を行うために、まず、XCR1欠損マウスおよびXCR1のリガンドであるXCL1の欠損マウスを用いて、同様の解析を行っている。上記遺伝子欠損マウスにおけるXCR1+ DCの細胞局在、遺伝子発現パターン、機能解析について精査する。また、その他機能分子の探索、機能解析も同時に進める。XCR1+ DC(CD8α+/CD103+CD11b- DC)は、リンパ組織や腸管粘膜のみならず、皮膚や肺、肝臓組織などにも存在する。そこで、他臓器、組織におけるXCR1+ DCの機能的役割の解明も視野に入れ、XCR1-DTAマウスを用いた他疾患モデルについても解析を進める予定である。
BMP刺激細胞工学を用いた骨誘導における成長因子クロストーキングの遺伝子発現

骨や歯周組織が欠損した場合には,機能の回復や生体組織の保護などを目的とし,その再建が必要となる。成長因子を用いて骨形成を促進する療法が開発されつつあるが,骨誘導を行うためには大量の成長因子が必要で,臨床に使用するためには合成や精製などが困難である。また,成長因子によって誘導された骨組織は軟骨の成分が含まれるなど,通常の骨組織の組成とは異なっている。これらの欠点を補うために,組織工学を用いた方法が提唱されている。そこで,細胞工学によるBMPを中心にしたsignal伝達系を検索した。「結果と考察」培養後7日のHAP-表面には骨髄の細胞から分化した骨芽細胞が多数結合していた。HAPと骨芽細胞の間には薄い骨様の組織が形成されている像が観察された。移植実験移植後1日目では移植片の周囲に炎症がみられた。3日目では移植片の周囲の結合組織に新生された多数の毛細血管が観察された。移植後5日目では移植片周囲には新生骨の形成が観察され,7日めでは新生骨が形成される量は増加した。対照実験では,移植後3日ではHAPが吸収され14日後でも骨形成はみられなかった。ISHおよび免疫組織化学ではBMPおよびそのreceptorはHAP周囲の骨芽細胞に発現しており,BMPはおもにautocrineとして作用していることが判明した。また,BMP特異型,共有型および抑制型SmadはBMP receptorの局在に一致しておりBMPのsignalはSmadにより伝達されることが明確になった。CBFA-1の局在はTGF-βの局在と近似しており,骨芽細胞に強く発現がみられた。骨欠損後の治療には生体材料を填入するなどの方法が行われているが,これらの材料は生体と異物反応を生じるなど多くの問題点が残されている。そこで,骨髄幹細胞による組織工学を用いた骨誘導を行い,異所性骨形成の進行とBMPを中心にした骨形成における成長因子の遺伝子伝達機構を検索する。材料と方法体重約100gのwistar系ラットを用いる。長骨より骨髄細胞を分離して,多孔性CPCを培養シャーレにおき,dexamethasone, BMR, TGF-βを含むα-MEM培地で10日間培養を行う。培養後1,3,4,7,14,21日後に4% paraformaldehyde溶液で固定を行った。各種成長因子およびreceptorの遺伝子発現および蛋白の局在を観察した。埋入後1日目では,脱灰骨移植片周囲にリンパ球が多数集合した炎症像がみられた。移植後3日目では移植片周囲の炎症像は消失し,多数の毛細血管および細動脈が新生された。また,移植片周囲には軟骨組織が新生された。移植後710日目では軟骨組織は骨組織に置換された。TGFおよびBMPとその特異的receptorの局在および遺伝子発現は一致していた。反応は埋入後1日目では,リンパ浸潤,軟骨が新生される部位では前軟骨細胞,骨形成部位では前骨芽細胞に最も強かった。骨芽細胞TGF-βの反応はBMPよりも強かった。NogginおよびCBFA-1の反応は骨芽細胞に強くみられた。骨誘導において、CBFA-1およびNogginの発現はBMP-4によって促進され骨芽細胞や軟骨細胞の分化を調節し,signalはSmad familyによって仲介されているものと考えられた。前年度の研究では、骨髄幹細胞による組織工学を用いた骨誘導を行い,異所性骨形成の進行とBMPを中心にした骨形成における成長因子の遺伝子伝達機構を検索した。

そこで、平成15年度においては骨芽細胞およぴ破骨細胞分化および増殖に関係するRANKL(破骨細胞の文化を促進)およびOGF<破骨細胞の分化を抑制)の遺伝子発現を中心に研究を行った。材料と方法体重約100gのwistar系ラットを用いる。長骨より骨髄細胞を分雌して。多孔性CPCを培養シャーレにおき,dexamethasone,BMP,TGF-βを含むα-MEM培地で10日間培養を行う。培養後1,3,4,7,14,21日後に4% paraformaldehyde溶液で固定を行った。RNAKLおよびOGFの局在を親察した。埋入後1日目では,脱灰骨移植片周囲にリンパ球が多数集合した炎症像がみられた。移植後3日目では移植片周囲の炎症像は消失し,多数の毛細血管および細動脈が新生された。また,移植片周囲には軟骨組織が新生された。移植後710日目では軟骨組織は骨組織に置換された。OGFの局在:反応は埋入後1日日では,軟骨が新生される部位では前軟骨細胞,骨形成部位では前骨芽細胞に最も強かった。骨形成が閉始されると、前骨芽細胞および骨芽細胞に強い局在が見られた。骨改造が生じる、埋入後14日以後でも破骨細胞には反応はみられなかった。RANKLの局在:骨形成が行われている時期では、前骨芽細胞および骨芽細胞に強い局在が見られた。骨改造が生じる時期では破骨細胞に強い反応がみられ、骨芽細胞では弱かった。以上のことから、骨芽細胞の分化にはRNAKLおよびOGFが関係しており、破骨細胞の成熟に関してはRANKLが中心的な役割をしているものと考えられた。
計算可能測度論の基礎理論の構築

本研究は計算可能測度論の基礎理論の構築を目指したものである.成果としてランダム性を測る新たな尺度を提案し,その尺度のより良い性質を示したことが挙げられる.具体的には,Schnorrランダム性に対する一様相対化から自然に表れる還元性としてLR還元のSchnorrランダム性版がMartin-Lofランダム性の場合のような良い性質を持つことを証明した.またLebesgueの微分定理に関連したランダム性として密度ランダム性という新たな概念を提唱した.マルチンゲールの収束に関わるこのランダム性は非常に多くの同値な特徴付けを持ち,広い応用が期待される.情報,予測,確率,検定などの概念を計算可能性の測度から捉え直し,測度論の計算可能性を明らかにし,計算可能測度論の基礎を構築することを目的としている.本研究に使う手法としては,アルゴリズム的ランダムネスの理論と計算可能解析学が主なものである.測度論における最も基本的な概念である可測性は,計算可能性の観点から見ると非常に複雑な概念である.計算可能な可測集合や,その可算和などを考えると,L^1計算可能性やSchnorrランダムネスの概念が自然に表れる.これらの概念の関係性について整理するのが第一歩であると考えている.当該年度にはSchnorrランダムネスを特徴付ける概念である計算可能測度機械との関連性について調べた.通常の測度論には機械の概念は出てこないが,ランダムネスの理論では基本的な概念である.機械との関連性を調べることは測度論に対して新たな見方を与える可能性がある.計算可能測度機械から自然に導かれるSchnorr還元について,これまではKurtzランダムネスやSchnorrランダムネスとの関連が知られていたが,2ランダムネスや一般にnランダムネスとも自然に整合性があることが分かった.Martin-Lofランダムネスとの関連はまだ未解決であるが,最近研究されているdeep列との深い関係も明らかになった.これに伴い,3ランダムネスの複雑性による特徴づけが副産物として得られるなど,関連分野にも貢献があった.本研究は計算可能測度論の基礎理論の構築を目的としている.可測関数を計算可能な階層に分類することによって,様々なランダムの概念が現れる.2014年度の研究によって,ランダムの概念の階層と様々なランダム性との還元性との多くの整合性が得られていた.2015年度にはその研究を推し進め,Schnorr還元性と計算可能ランダムネスの非整合性という結果を得た.弱い還元性に対しては多くのランダムの概念が整合的であったために,これは予想外の結果であった.その証明には,Schnorrランダムネスと計算可能ランダムネスの分離で使われた手法の詳細な分析が必要であり,Schnorr還元性やランダムの概念について深い理解が得られた.本成果は国際専門雑誌に投稿中である.計算可能可測関数の概念に相当する概念として,各層計算可能性と呼ばれるものがある.測度論のLusinの定理に基づいた定式化であり,アドバイス付き計算や学習可能性とも深い関係がある概念である.この概念とLp空間における計算可能性には深い関係があることが筆者の過去の研究により分かっている.2015年度にはこの研究を更に発展させ,弱い計算可能性における対応関係について一定の成果を得た.また本成果から「DemuthランダムであればGL1」というすでに知られていた結果が系として出てくる.このようなランダムネスの理論における証明を計算可能解析の観点から見ると,一様な計算可能性というより強い結果が出たり,その関数の計算可能性について新たな視点が得られることを発見した.現在,その研究は継続中である.調べたトピックに関してはきれいな結果が得られており,今後の方策の手がかりも得られたため.測度論の計算可能性を考える時,関数や集合の計算可能性と,考える必要のあるランダム性との関連が重要である.そこで,関数や集合の計算可能性の階層を,ランダム性の程度という観点を通して調べる研究を進めてきた.ランダムネスの理論では,様々なランダムの概念が定義され,そこには階層が存在する.また「よりランダムである」という概念もまたランダム性の帰着を通して調べられてきた.これまでの研究では,それぞれのランダムの概念に対して相性の良い帰着を見つけることが主眼におかれてきた.それに対し,筆者はどの概念とどの帰着が概念として適合しているのかを一通り調べる研究を行った.これにより,弱いランダムの概念に対応する帰着ほど振る舞いとしては安定していることが分かった.SchnorrランダムネスやKurtzランダムネスに対応する帰着として知られている決定可能帰着や全域機械帰着(total machine reducibility)などは,これまであまり注目されてはいなかったが,多くのラインダムの概念との整合性があることが分かった.また,Schnorr帰着が不自然に様々な概念をつぶしていることが分かるなど,帰着の振る舞いの違いを見ることができた.更に,一様な計算可能関数に対して,ランダム性がどの程度保持されるのかという逆向きの問題にも取り組んだ.この問題は,ランダムネスの概念のMuchnik次数とMedvedev次数という古典的な問題設定に帰着される.その解決にはランダムネスの理論における様々な結果(ごく最近の結果も含む)を集めて解かれた.これまで一様な計算可能性についての研究は少なかったが,確率論の言葉を通して自然な対応を見つけることができた.計算可能測度論において,解析の概念とランダムネスの概念の対応関係は本質的な問である.ランダムネスの階層について,測度論の概念を用いた非自明な結果が得られており,理解が純情に進んでいる.

本研究は計算可能測度論の基礎理論の構築を目指したものである.測度論は確率論の基盤でもあり,現実世界の様々な現象を理解する上で重要な役割を果たす.特に計算との関連は,乱数,暗号,機械学習などとも関わる応用分野の広い話題である.一方で測度論は計算可能性という観点から見ると必要以上に複雑でその計算との関連は見えにくくなっている.本研究は計算可能性およびランダム性の観点から測度論を構築し直すことで,確率が絡む現象に新たな視点を与えようとしたものである.具体的な成果としてランダム性を測る新たな尺度を提案しそのより良い性質を示したことが挙げられる.筆者の以前の研究により,Schnorrランダム性に対する独立性定理を成り立たせるためには一様相対化を行う必要があることが分かっていた.この一様相対化から自然に表れる還元性としてLR還元のSchnorrランダム性版はMartin-Lofランダム性の場合のような良い性質を持つ.また,計算可能測度機械や全域機械から自然に導かれる還元性はSchnorrランダム性だけでなく,2ランダム性などの他のランダム性とも相性が良いことも分かった.また,Lebesgueの微分定理に関連したランダム性として密度ランダム性という新たな概念を提唱した.マルチンゲールの収束に関わるこのランダム性は非常に多くの同値な特徴付けを持ち,広い応用が期待される.更にSolovay還元性内にでのSchnorrランダム性や部分ランダム性との関連についての結果も得た.本研究は計算可能測度論の基礎理論の構築を目指したものである.成果としてランダム性を測る新たな尺度を提案し,その尺度のより良い性質を示したことが挙げられる.具体的には,Schnorrランダム性に対する一様相対化から自然に表れる還元性としてLR還元のSchnorrランダム性版がMartin-Lofランダム性の場合のような良い性質を持つことを証明した.またLebesgueの微分定理に関連したランダム性として密度ランダム性という新たな概念を提唱した.マルチンゲールの収束に関わるこのランダム性は非常に多くの同値な特徴付けを持ち,広い応用が期待される.計算可能測度論の基礎概念についての基本的な道具立てがそろいつつある.各層計算可能性の亜種と,類似概念の関係について調べる.この部分の理解が深まることは,可測関数の計算可能性の研究において決定的に重要であるが,これまでどのような手法を用いればよいかが明らかではなかった.2015年度の研究により,一定の手がかりがつかめたため,この研究を更にすすめる.各層計算可能性やa.e.計算可能性などの概念は,比較的最近定義され,その重要性は認識されているにも関わらず,その性質の調べ方については混乱しているように思われる.これまでの筆者の研究はその方角について試行錯誤してきたものである.これまでの結果を元に,関数の計算可能性をランダム性の観点から調べる研究をより推進する.計算論
ゴルフスイングを取り入れた衝突解析モデルによるクラブ性能評価法の開発

本研究は,有限要素法を用いてスイング中におけるクラブの挙動およびクラブによってインパクトされたボールの挙動を高い精度で表現できるシミュレーションモデルを構築した.また,構築したモデルを用いてスイングの特性を変化させたシミュレーションを行い,スイングを伴うクラブによる衝突解析から,ボールの打ち出しにはクラブヘッドの反発特性に加えて,スイングによって生じるヘッドの速度成分が寄与すること,さらにスイング特性を変化させた解析から,スイングの特性がインパクト直前のヘッドの挙動に及ぼすについて調べた.そして,クラブ性能の予測や評価を行う上で,本研究で構築した解析モデルが有用となる可能性を示した.本研究は,有限要素法を用いてスイング中におけるクラブの挙動およびクラブによってインパクトされたボールの挙動を高い精度で表現できるシミュレーションモデルを構築するとともに,そのモデルを用いてクラブの挙動やボールの打ち出し(速度,角度,スピン)を指標としたクラブの性能評価方法を開発することを目的としている.本年度は,昨年度構築したシミュレーションモデルをもとに異なるスイングを作成するとともに,炭素繊維強化プラスチック(CFRP)製シャフトの有限要素モデルを構築して,これを異なるスイングに適用することによって,クラブの力学特性やスイング特性がスイング中のクラブ挙動に及ぼす影響を調べることを中心に研究を行った.まず,ロボットを用いた実験をもとに昨年度構築した2種類のスイングから,スイングを構成するロボットの上肢,手首,シャフト軸まわりに相当する各回転軸の運動を利用することにより,インパクト時のヘッドスピードを等間隔(3045 m/sを4段階)に表現できるスイングを作成した.次に,CFRP製シャフトのモデルを構築するために,シャフトの積層構成を表現する形状モデル化の方法や,プリプレグシートの仕様から材料モデルの物性値を決定する方法を提案した.そして,シャフトの曲げおよびねじり試験の結果と,構築したモデルの解析結果とを比較して,モデルが高い精度を持つことを確認することにより,モデル化の妥当性を検証した.また,複数のCFRP製シャフトに同様のモデル化手法を適用し,これらが同等の精度を持つことを確認した.複数のスイングに対して異なるCFRP製シャフトを適用してシミュレーションを行い,実験からの取得が困難なスイング中のクラブ挙動を定量的に比較できるようにするとともに,スイング間やシャフト間での違いを調べることにより,クラブの性能評価を行う上で有用となる指標を提案することができた.本研究は,有限要素法を用いてスイング中におけるクラブの挙動およびクラブによってインパクトされたボールの挙動を高い精度で表現できるシミュレーションモデルを構築した.また,構築したモデルを用いてスイングの特性を変化させたシミュレーションを行い,スイングを伴うクラブによる衝突解析から,ボールの打ち出しにはクラブヘッドの反発特性に加えて,スイングによって生じるヘッドの速度成分が寄与すること,さらにスイング特性を変化させた解析から,スイングの特性がインパクト直前のヘッドの挙動に及ぼすについて調べた.そして,クラブ性能の予測や評価を行う上で,本研究で構築した解析モデルが有用となる可能性を示した.本研究は,有限要素法を用いてスイング中におけるクラブの挙動およびクラブによってインパクトされたボールの挙動を高い精度で表現できるシミュレーションモデルを構築するとともに,そのモデルを用いてクラブの挙動やボールの打ち出し(速度,角度,スピン)を指標としたクラブの性能評価方法を開発することを目的としている.本年度は,モデルを構築するためにゴルフロボットを用いてスイングからインパクトまでを再現する実験を実施するとともに,有限要素法を用いてモデルを構築し,そのモデルの精度を実験結果との比較から検証することによりモデル化手法の有効性を示すことを中心に研究を行った.まず,ロボットを用いた実験から,スイング中のクラブ挙動とボールの打ち出しを,それぞれ光学式モーションキャプチャシステムと高速度ビデオカメラを用いて撮影した.また,同時にシャフトの挙動を把握するために,シャフトのひずみ応答を計測した.この実験を通して,モデルを構築するために必要なスイング運動を取得するとともに,モデルの精度を検証するための高精度な実験データを取得することができた.次に,実験より得られたロボットのグリップ部の動きから,スイング運動を,ロボットの上肢,手首,シャフト軸まわりの各回転によって表現するような,有限要素法によるスイングのモデル化手法を構築した.そして,この手法を適用して,スイングからインパクトまでを一連に扱うことができるシミュレーションモデルを構築した.同時に,解析から得られたクラブの挙動,ボールの打ち出し,シャフトのひずみ応答を実験結果と比較することにより,構築したモデルが高い精度を持つことを確認するとともに,この手法を異なるスイングに対しても適用して同程度の精度が得られることを確認することにより,このモデル化手法の有効性を示すことができた.本研究の目的を達成するためには,スイングからインパクトまでを一連に扱うことができるシミュレーションモデルを構築することが必須であり,本研究の達成度を判断する上での大きな指標となる.この点において,このモデルを本年度内に構築できたことは,本研究の全体計画において,おおむね順調に進展していると判断できる理由である.また,構築したモデルは,実験結果との比較から高い精度を持つことが確認できているとともに,異なるスイングに対しても適用できることが確認できていることから,今後の研究を推進する上でも有用なモデルになっていると判断している.今後は,構築したモデルを用いてクラブの性能評価を行うために,炭素繊維強化プラスチック(CFRP)製シャフトの有限要素モデルを構築するとともに,異なるスイングを作成し,本年度構築したモデルに適用していく.まず,本年度対象としたシャフトは,これまでに構築してきたスチール製としていた.

しかし,飛距離が求められるドライバーのようなクラブでは,CFRP製シャフトが主流であること,また,設計自由度の高いCFRP製シャフトを用いた方が,スイングを取り入れてクラブを評価する上で,より有用であることから,CFRP製シャフトの有限要素モデルを構築する.また,本年度構築したモデルにおけるスイングをもとに,スイングパターンを変化させて,複数種類のスイング動作を作成する.次に,CFRP製シャフトのクラブに対して,異なるスイング条件を適用してスイングからインパクトまでのシミュレーションを行うことにより,クラブの挙動やボールの打ち出しを求め,スイング特性がこれらに及ぼす影響を調べる.そして,これらの影響をもとに,クラブの挙動やボールの打ち出しを指標としたクラブの性能評価方法を構築することにつなげていく.該当なし
既存CTデータを用いた有限要素解析による日本人の骨粗鬆症相当強度の検討

過去に様々な要因で股関節または脊椎を含むCTを撮影され、かつ同部位の骨密度検査を行われた症例を、倫理委員会の承諾を得て、後ろ向きに調査し、データベースを構築する。大腿骨近位部または脊椎の匿名化CTデータを用いてファントムレスで有限要素法を行う事で、推定骨強度を算出、DXAでの骨密度検査の結果との比較から、日本人骨粗鬆症相当骨強度基準値を検討することを目的とする。