hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
培養神経系が形成する認知モデルの解析に基づく教師なし学習と統合失調症の融合的理解

近年、脳の学習メカニズムを統一的に説明する法則として“自由エネルギー原理"が提唱されている。自由エネルギー原理とは、脳を構成する神経細胞・シナプス結合・神経修飾物質が、入力信号の予測不可能性を意味する自由エネルギーを最小化させるように振る舞うことで学習を行っているとする仮説である。しかし既存の研究では、学習の結果形成された内部モデル(認知モデル)のみを観察しており、その学習過程は観察されていないため、神経回路網レベルの学習則の特定は困難であった。そこで本研究では、微小電極アレイ上に培養したラット大脳皮質由来神経回路網を電気刺激により訓練することで、in vitro神経回路網が自由エネルギー原理の構成要素であるブラインド信号源分離(混ぜ合わさった複数の入力からその背後にある個々の信号源を取り出すこと)および予測的符号化(内部モデルに基づき現在の感覚入力から未来の入力を予測すること)を実行可能であり、その学習過程において回路網が持つ自由エネルギーを減少させることを観察した。また、自由エネルギー原理および実験結果と整合する生理学的に妥当な数理アルゴリズム(学習則)を開発した。次に、ドーパミンを培養液に添加した状態で訓練することで、統合失調症の原因のひとつと言われているドーパミン濃度異常が培養神経回路網の学習過程に与える影響を調べた。実験の結果、通常の培養条件ではブラインド信号源分離を実行できたのに対し、ドーパミンを添加した条件では実行できないことが観察された。またドーパミンによるシナプス可塑性の神経修飾を数理モデル化し実験結果と比較したところ、ドーパミンの影響により信号源同士の連想を強めるようにシナプス可塑性が起きたことが、学習の阻害の原因であることが示唆された。今後、統合失調症の症状である幻覚・妄想の神経メカニズムを説明する数理モデルとしての応用が期待される。28年度が最終年度であるため、記入しない。脳を含む神経システムの記憶・学習が、機械学習の一種である教師なし学習との類推により説明できるとする仮説が提唱されているが、実際に示した例は少ない。中でも、複数の隠れた信号源を分離可能な独立性分分析(ICA)は、外界の知覚に重要である。そのため脳はICAと同等の感覚情報処理ができると考えられているが、実際のメカニズムは分かっていなかった。そこで本年度の研究ではICAに着目し、微小電極アレイ上に培養したラット大脳皮質由来神経回路網を用いて、in vitro神経回路網がICAを実行可能かを調べた。2つの信号を混ぜ合わせた電気刺激を複数の電極から十分な時間印加した結果、各ニューロンの誘発応答が徐々に変化し、背後にある2つの信号源の信号の内どちらか一方を表現する様になることでICAを実行できることが明らかになった。また、シナプス結合強度の統計推定により、この学習が自由エネルギー最小化仮説と一致し、従来考えられていたHebb則とは異なる学習則に従うことが示唆された。次に、神経回路網によって実装可能なローカルな計算方法に基づく、ICAの数理モデルを新たに構築した。理論解析とシミュレーションにより、提案した数理モデルが広いパラメータの範囲で安定にICAが実行可能であり、既存手法より優れていることを示した。提案モデルは培養神経系で観察されたICAのメカニズムを説明する有力なモデルであると見込まれる。また、ドーパミン濃度に依存したシナプス可塑性の調節を考慮した神経回路網の数理モデルを構築し、統合失調症の原因のひとつと言われているドーパミン濃度の増加が教師なし学習に与える影響を、理論解析とシミュレーションにより評価した。結果、ドーパミン濃度の増加に伴い、神経回路網は入力信号の主成分の抽出が適切に行えなくなり誤った出力をすることが分かった。今後、統合失調症の数理モデルとしての応用が期待される。脳を含む神経システムの記憶・学習は、経験的には機械学習的な数理モデルにより説明できると考えられている。そこで、ブラインド信号源分離(blind source separation; BSS)および事後確率最大化(maximum a posteriori; MAP)推定に着目する。BSSは、混ぜ合わさった複数の入力からその背後にある個々の信号源を取り出す手法であり、カクテルパーティ効果の脳内メカニズムであると考えられている。また大脳皮質は、MAP推定により外界のダイナミクスを推定していると考えられている。しかし、実際の神経回路網のふるまいを本当に機械学習により説明可能か否か、どのような構造・学習則で実装されているのかは全く分かっていない。そこで、微小電極アレイ上の培養神経回路網がBSSおよびMAP推定を実行可能であるかを調べた。入力刺激を14時間印加し続けた結果、神経回路網がBSSを行い、応答が変化して混合前の信号の一方を再現することを発見した。つまり、1ニューロンのレベルにおいても片方の信号源の情報を抽出できることが示された。またこの学習が、脳高次機能の統一理論の候補“自由エネルギー原理"の予言通りに、自由エネルギーを最小化させるようなシナプス結合の変化により起きることを、初めて電気生理学的に示した。さらに、4つのランダムドットパターンからなるシークエンス入力を印加したとき、培養神経回路網は現在の入力に基づき次の入力パターンをMAP推定できることを示した。以上の結果は、成体由来の神経回路網における学習が機械学習の理論・モデルにより説明可能であることを示唆している。加えて、これらの学習能力が、ドーパミンにより抑制されることを示唆する結果を得た。ドーパミン濃度上昇が、幻覚・妄想を引き起こす機序を調べるためのin vitroモデルとして役立つと期待される。

培養神経回路網がブラインド信号源分離能力を有すること、およびこの学習が自由エネルギー原理に従うことを報告した論文がPLoS Computational Biologyに掲載された。また、この能力の精度がドーパミンによる神経修飾を受けることを示す結果を得た。さらに、培養神経回路網が入力の時間発展を事後確率最大化推定することを観察した。理論研究においては、ブラインド信号源分離と神経修飾および自由エネルギー原理を繋ぐ数理モデルの構築を行った。以上の理由から、全体の進展は当初の計画以上に進展しているとした。近年、脳の学習メカニズムを統一的に説明する法則として“自由エネルギー原理"が提唱されている。自由エネルギー原理とは、脳を構成する神経細胞・シナプス結合・神経修飾物質が、入力信号の予測不可能性を意味する自由エネルギーを最小化させるように振る舞うことで学習を行っているとする仮説である。しかし既存の研究では、学習の結果形成された内部モデル(認知モデル)のみを観察しており、その学習過程は観察されていないため、神経回路網レベルの学習則の特定は困難であった。そこで本研究では、微小電極アレイ上に培養したラット大脳皮質由来神経回路網を電気刺激により訓練することで、in vitro神経回路網が自由エネルギー原理の構成要素であるブラインド信号源分離(混ぜ合わさった複数の入力からその背後にある個々の信号源を取り出すこと)および予測的符号化(内部モデルに基づき現在の感覚入力から未来の入力を予測すること)を実行可能であり、その学習過程において回路網が持つ自由エネルギーを減少させることを観察した。また、自由エネルギー原理および実験結果と整合する生理学的に妥当な数理アルゴリズム(学習則)を開発した。次に、ドーパミンを培養液に添加した状態で訓練することで、統合失調症の原因のひとつと言われているドーパミン濃度異常が培養神経回路網の学習過程に与える影響を調べた。実験の結果、通常の培養条件ではブラインド信号源分離を実行できたのに対し、ドーパミンを添加した条件では実行できないことが観察された。またドーパミンによるシナプス可塑性の神経修飾を数理モデル化し実験結果と比較したところ、ドーパミンの影響により信号源同士の連想を強めるようにシナプス可塑性が起きたことが、学習の阻害の原因であることが示唆された。今後、統合失調症の症状である幻覚・妄想の神経メカニズムを説明する数理モデルとしての応用が期待される。研究室所在地の移転のため一時期実験が行えない期間があったものの、予定通りICAのin vitroモデルを確立できた。また、理論研究は当初の予定以上に順調であり、来年度に行う予定だった時間発展推定のモデル構築を既に始めている。今後の課題として、ICAのin vitroモデルのドーパミン応答を調べる必要がある。以上の理由から、全体の進展としてはおおむね順調とした。培養神経回路網のブラインド信号源分離能力と事後確率最大化推定能力が、ドーパミン添加により受ける影響を体系的に調査する。
学校体育連盟の歴史社会学：運動部活動の過熱化に与えた影響の考察

日本のスポーツ文化は、地域社会のクラブではなく、学校の運動部活動によって支えられてきた。諸外国と比較して、運動部活動がこれほど大規模に成立し、活発に展開する日本は特殊な国である。なぜ日本では「部活」がこれほど盛んなのか。それを明らかにするため本研究は、学校体育連盟が運営する競技大会に注目し、その成立と展開のプロセスを歴史社会学的に分析し、それらが運動部活動の拡大と過熱化に与えた影響を考察する。
多次元HPLCシステムを利用した食物アレルギー原因物質の抗原性解析

食物アレルギーを誘発する成分は、食品を構成する多種多様な成分の中でもある特定のタンパク質であると推定される。本研究では、わが国における食物アレルギーの発症率及び重篤度の高いものの中で、主要抗原が塩不溶性のため、これまでに解析の研究が進んでいない小麦、大麦、ライ麦等の穀物中の主要抗原について2次元HPLCシステムを利用したプロファイリング分析を試みた。平成19年度は、わが国における食物アレルギーの発症率及び重篤度の高いものの中で、これまでにその詳細な抗原性について検討が行われていない小麦、大麦、ライ麦等の穀物中の主要抗原について各種分析機器を利用した主要抗原の同定を試みた。具体的には、上記穀物より抽出したタンパク画分を多次元HPLCシステムに供し、そのアレルゲンの高次構造を保持したまま分離分画し、アレルギーの患者血清を用いたウエスタンブロッティング解析により抗原特異的抗体反応を行うことで主要画分を追跡した。研究手法としては、各種穀物より抽出した粗タンパク画分(8M Urea, 40mM Tris, 4% CHAPS)を、イオン交換HPLC(Resource Q, 6 mL)、及び逆相HPLC(lnertsil WP300 C8, 4.6 x 250 mm)に供して、プロファイリング分析を行った。その結果、小麦は強力粉、中力粉、薄力粉で異なるタンパク質組成を有し、大麦、ライ麦もそれらの品種によって異なるパターンが認められた。更に、主要画分を分離分画し、小麦アレルギー患者血清(Class 3)を用いたウェスタンブロット解析により主要アレルゲン画分を追跡したところ、ω-5 gliadin、α-, γ-gliadins、低分子albuminsと考えられるタンパク質群と患者血清中lgEとの間に強い結合が認められた。次年度は、N末端配列の解析、あるいはPMF分析を行うことで、それら主要アレルゲンを同定し、主要アレルゲンの構造解析を行い、食物アレルゲンのアミノ酸配列情報及びインヒビションELISAやインヒビションイムノブロット手法による検討から、食品間の交差反応性を推測することを計画している。平成20年度は、前年度に引き続き、わが国における食物アレルギーの発症率及び重篤度の高いものの中で、主要抗原が塩不溶性のため、これまでに解析の研究が進んでいない穀物類(小麦、大麦、ライ麦等)の主要抗原について2次元HPLCシステムを利用したプロファイリング分析を試みた。イオン交換クロマトグラフィーを1次元目に、逆相クロマトグラフィーを2次元目に組み合わせたシステムを用いて、穀物類に含まれるタンパク質を定性的かつ定量的に分析した結果、穀物はその品種によって、成分組成比及び濃度が異なることが明らかになった。2次元HPLCによって分画したスポットのうち、小麦アレルギー患者血清と反応したタンパク質はω-5 gliadin、α-, γ-gliadins、低分子albuminsであった。更に、これら2次元クロマトグラムのプロファイリング結果を統計解析用のコンピューターソフトにより、定量性を含めた3次元マップとして可視化した。今後、2次元HPLCプロファイル上での主要アレルゲンの詳細な解析を行うことで、品種特異的及びアレルギー患者特異的な抗原解析が可能になると考えられる。2次元HPLCシステムによるタンパク質の分離は、2次元電気泳動と比較して分離能、再現性、操作性、迅速性及び経済性の面で格段に優れており、その汎用性も極めて高いと考えられることから、アレルゲノミクスにおける分析技術を新たに提案するものと期待される。
酸化ストレスによるATMチェックポイントキナーゼの活性化機構と生理学的意義

SH基反応性の酸化ストレス物質15d-PGJ_2, ONE, 8-nitro-cGMPは, DNA損傷応答を引き起こすことなく, ATM依存的なp53のリン酸化と蓄積,アポトーシスを誘導する.過酸化水素の場合と異なり, 15d-PGJ_2によるATMの活性化ではATM間でのジスルフィド結合の形成を必要としない. 15d-PGJ_2はATMに依存した代謝系の制御機構に影響を及ぼす.以上のことを本研究では明らかにし, ATMのDNA損傷応答とは異なる酸化ストレス応答機構とそれが代謝系の制御に関与するという生理学的意義を示した.SH基反応性の酸化ストレス物質15d-PGJ_2, ONE, 8-nitro-cGMPは, DNA損傷応答を引き起こすことなく, ATM依存的なp53のリン酸化と蓄積,アポトーシスを誘導する.過酸化水素の場合と異なり, 15d-PGJ_2によるATMの活性化ではATM間でのジスルフィド結合の形成を必要としない. 15d-PGJ_2はATMに依存した代謝系の制御機構に影響を及ぼす.以上のことを本研究では明らかにし, ATMのDNA損傷応答とは異なる酸化ストレス応答機構とそれが代謝系の制御に関与するという生理学的意義を示した.本年度は,DNA損傷チェックポイント因子ATMの酸化ストレスセンサー機能に関与するアミノ酸残基の同定,ATMのDNA損傷チェックポイント機能の必須上流因子NBS1の解析,SH基反応性代謝産物15d-PGJ2が細胞に及ぼす影響の解析,15d-PGJ2と他のSH基反応性代謝産物に対する細胞応答の比較による,ATMが対処する酸化ストレスの傾向の解析に取り組んだ.特定のタンパク質のSH基に共有結合する15d-PGJ2がATMにも結合することを見出した.この結合部位はATMの酸化ストレスセンサー機能に重要であると考えられ,350kDaの巨大タンパク質ATMを8断片化し結合部位の絞り込みを行った.その結果,全ての断片において15d-PGJ2との結合が見られ,この方法では結合部位の同定が困難であることがわかった.ATMのDNA損傷チェックポイント機能の必須因子NBS1は,15d-PGJ2によるATMの活性化には必要なく,ATMのDNA損傷チェックポイント機構と酸化ストレスセンサー機構は別経路であり,NBS1はDNA複製障害チェックポイント因子ATRの活性化にも必要であることを明らかにした.15d-PGJ2はDNA損傷応答を引き起こさず,アポトーシスや細胞老化を誘導することを明らかにした.他のSH基反応性代謝産物であるONEや8-nitro-cGMPも15d-PGJ2と同様にDNA損傷応答を引き起こさずに,p53のリン酸化と蓄積,アポトーシスを誘導することを明らかにした.ATMの上流因子NBS1が,ATR経路にも関与することを明らかにしたことは,ナイミーヘン症候群とATRセッケル症候群の関連性の解明に役立つものである.ATMの酸化ストレスセンサーの機能にはSH基が重要で,さらに,細胞老化を誘導することを明らかにしたことは,酸化ストレスと細胞老化をより直接的に結びつけるものであり,その機構を明らかにする上で意義あるものである.来年度は,引き続き結合部位の同定に取り組む.また,過酸化水素によるATMの活性化に2991番目のシステインが必要であるという新たな報告を基に,そのシステインを変具させた変具型ATMを作製し,15d-PGJ2刺激に対する影響を解析する.DNA損傷に対するチェックポイント因子であるATMが,DNA損傷非依存的に酸化ストレス物質である過酸化水素によって活性化し,その活性化には二つのATMが2991番目のシステイン残基でジスルフィド結合することが必要であると報告された.そのため,本研究では,本研究で使用している酸化ストレス物質15d-PGJ2と過酸化水素に対する細胞応答を比較解析した.また,ATMは糖尿病などで異常となる代謝系の制御機構にも関係していると報告されたため,15d-PGJ2や糖尿病治療薬の一つであるメトホルミン処理によるATMを介した代謝系への影響を解析した.その結果,15d-PGJ2刺激では,過酸化水素の場合に見られるATM同士のジスルフィド結合が起こらないこと,また,15d-PGJ2,過酸化水素,メトホルミン処理のいずれにおいても,代謝制御機構の一つであるS6Kの脱リン酸化反応がATM依存的に起こることを明らかにした.さらに,ATMの過酸化水素反応性システイン2991をアラニンに変異させた変異型ATMを作製して解析し,S6KのATM依存的脱リン酸化反応がATMのシステイン2991に依存している可能性を発見した.以上から,酸化ストレスに対するATMの応答反応では,システイン2991が重要であるが,それを介したATM間のジスルフィド結合は必ずしも必要では無いこと,15d-PGJ2やメトホルミンに対するATMを介した細胞応答は,システイン2991を介して起こり,代謝系を制御するものであることが明らかになった.DNA損傷のチェックポイント因子として広く認識されてきたATMが,酸化ストレスに対しても応答し,それが代謝系の制御機構につながっていることを明らかにしたことは,ATMが原因で起こる毛細血管拡張性運動失調症で見られる小脳変性や毛細血管拡張,老化,発がんなどの機構解明のために意義あるものである.
短縮歯列における補綴処置の是非をめぐるエビデンスを求める

目的:臼歯部咬合支持が喪失した場合に,積極的に補綴的処置を施すべきなのか,あるいは放置しても臨床上問題がないのか,治療方針に関しては十分な学術的基準が示されていない.本研究では,咬合支持の喪失が顎機能に対して将来的にどの程度のリスクを及ぼすのかを明確にする目的で,客観的評価と主観的評価の両者を組み合わせた多角的評価法について検討した.方法:客観的評価は顎関節のレントゲン画像による評価と最大咬みしめ時における下顎頭の変位測定の2項目とした.主観的評価は,咀嚼,発音,審美性,咬合,不快感などに関する患者の満足度とした.これを10名の片側性遊離端欠損の患者に対して応用した.結果:顎関節のレントゲン画像では,5名の被験者で欠損側における異常像を認めた.咬みしめ時の下顎頭変位に関しては,欠損側下顎頭において有意に大きな変位量が観察された.主観的評価である患者の満足度については,短縮歯列の口腔内に対して4名の被験者が不満を有している結果となった.結論:客観的および主観的評価結果をもとに,被験者を4つのカテゴリーに分類することが可能となった.現在,このカテゴリーに応じて以下のように治療方針の組み立てを行うことが好ましいと考える.つまり,両評価とも良好(Category I)と判断されれば,補綴処置を行わなくとも定期的な経過観察で対処可能であろう.いずれか一方の評価に問題があれば(Category II, III),口腔内の状況を観つつ必要に応じてすぐに治療を開始できる体制(wait and see policy)をとる必要があろう.さらに,両者の評価とも問題があれば(Category IV)直ちに補綴処置を開始すべきであろう.このように,短縮歯列に対して画一的な評価を行うのではなく,再度中立的な立場に戻り患者ごとにその評価結果にあわせた治療方針を決めることが最善策と考える.目的:臼歯部咬合支持が喪失した場合に,積極的に補綴的処置を施すべきなのか,あるいは放置しても臨床上問題がないのか,治療方針に関しては十分な学術的基準が示されていない.本研究では,咬合支持の喪失が顎機能に対して将来的にどの程度のリスクを及ぼすのかを明確にする目的で,客観的評価と主観的評価の両者を組み合わせた多角的評価法について検討した.方法:客観的評価は顎関節のレントゲン画像による評価と最大咬みしめ時における下顎頭の変位測定の2項目とした.主観的評価は,咀嚼,発音,審美性,咬合,不快感などに関する患者の満足度とした.これを10名の片側性遊離端欠損の患者に対して応用した.結果:顎関節のレントゲン画像では,5名の被験者で欠損側における異常像を認めた.咬みしめ時の下顎頭変位に関しては,欠損側下顎頭において有意に大きな変位量が観察された.主観的評価である患者の満足度については,短縮歯列の口腔内に対して4名の被験者が不満を有している結果となった.結論:客観的および主観的評価結果をもとに,被験者を4つのカテゴリーに分類することが可能となった.現在,このカテゴリーに応じて以下のように治療方針の組み立てを行うことが好ましいと考える.つまり,両評価とも良好(Category I)と判断されれば,補綴処置を行わなくとも定期的な経過観察で対処可能であろう.いずれか一方の評価に問題があれば(Category II, III),口腔内の状況を観つつ必要に応じてすぐに治療を開始できる体制(wait and see policy)をとる必要があろう.さらに,両者の評価とも問題があれば(Category IV)直ちに補綴処置を開始すべきであろう.このように,短縮歯列に対して画一的な評価を行うのではなく,再度中立的な立場に戻り患者ごとにその評価結果にあわせた治療方針を決めることが最善策と考える.目的:臼歯部咬合支持が喪失した場合に,積極的に補綴的処置を施すべきなのか,あるいは放置しても臨床上問題がないのか,治療方針に関しては十分な学術的基準が示されていない.本研究では,咬合支持の喪失が顎機能に対して将来的にどの程度のリスクを及ぼすのかを明確にする目的で,客観的評価と主観的評価の両者を組み合わせた多角的評価法について検討した.方法:客観的評価は顎関節のレントゲン画像による評価と最大咬みしめ時における下顎頭の変位測定の2項目とした.主観的評価は,咀嚼,発音,審美性,咬合,不快感などに関する患者の満足度とした.これを10名の片側性遊離端欠損の患者に対して応用した.結果:顎関節のレントゲン画像では,5名の被験者で欠損側における異常像を認めた.咬みしめ時の下顎頭変位に関しては,欠損側下顎頭において有意に大きな変位量が観察された.主観的評価である患者の満足度については,短縮歯列の口腔内に対して4名の被験者が不満を有している結果となった.結論:客観的および主観的評価結果をもとに,被験者を4つのカテゴリーに分類することが可能となった.現在,このカテゴリーに応じて以下のように治療方針の組み立てを行うことが好ましいと考える.つまり,両評価とも良好(Category I)と判断されれば,補綴処置を行わなくとも定期的な経過観察で対処可能であろう.いずれか一方の評価に問題があれば(Category I,III),口腔内の状況を観つつ必要に応じてすぐに治療を開始できる体制(wait and see policy)をとる必要があろう.さらに,両者の評価とも問題があれば(Category IV)直ちに補綴処置を開始すべきであろう.

このように,短縮歯列に対して画一的な評価を行うのではなく,再度中立的な立場に戻り患者ごとにその評価結果にあわせた治療方針を決めることが最善策と考える.目的:臼歯部咬合支持が喪失した場合に,積極的に補綴的処置を施すべきなのか,あるいは放置しても臨床上問題がないのか,治療方針に関しては十分な学術的基準が示されていない.本研究では,咬合支持の喪失が顎機能に対して将来的にどの程度のリスクを及ぼすのかを明確にする目的で,客観的評価と主観的評価の両者を組み合わせた多角的評価法について検討した.方法:客観的評価は顎関節のレントゲン画像による評価と最大咬みしめ時における下顎頭の変位測定の2項目とした.主観的評価は,咀嚼,発音,審美性,咬合,不快感などに関する患者の満足度とした.これを10名の片側性遊離端欠損の患者に対して応用した.結果:顎関節のレントゲン画像では,5名の被験者で欠損側における異常像を認めた.咬みしめ時の下顎頭変位に関しては,欠損側下顎頭において有意に大きな変位量が観察された.主観的評価である患者の満足度については,短縮歯列の口腔内に対して4名の被験者が不満を有している結果となった.結論:客観的および主観的評価結果をもとに,被験者を4つのカテゴリーに分類することが可能となった.現在,このカテゴリーに応じて以下のように治療方針の組み立てを行うことが好ましいと考える.つまり,両評価とも良好(Category I)と判断されれば,補綴処置を行わなくとも定期的な経過観察で対処可能であろう.いずれか一方の評価に問題があれば(Category II, III),口腔内の状況を観つつ必要に応じてすぐに治療を開始できる体制(wait and see policy)をとる必要があろう.さらに,両者の評価とも問題があれば(Category IV)直ちに補綴処置を開始すべきであろう.このように,短縮歯列に対して画一的な評価を行うのではなく,再度中立的な立場に戻り患者ごとにその評価結果にあわせた治療方針を決めることが最善策と考える.
深海底デコルマ帯の固着域形成と破壊すべりの弾塑性理論

本研究では,デコルマ帯の滑り込み部表層を対象に,スメクタイトからイライトへの変質を考慮した弾塑性構成モデルを開発し,土/水連成の力学体系に組み込んだ.プレート沈み込みを想定して,せん断力を受けながらデコルマ帯が変質する場合の数値シミュレーションを行なった.変質に伴う過剰間隙水圧の発生が現れ,この過剰間隙水圧の発生は,デコルマ帯付近で観測された事実と良く整合していた.さらに,変質に伴い過圧密化することにより,せん断力を受け続けるとやがて軟化して強度が低下することが分かった.このことは,デコルマ帯で固着が生じ,ゆっくり地震が発生するメカニズムに一致する.本研究では,土/水連成の力学体系で,スメクタイトからイライトへの変質を表現できる弾塑性構成モデルを開発した.考慮した現象は,スメクタイトの層間水の脱水,イライト化に伴う摩擦特性の変化及び,ダイレイタンシー特性の変化である.本研究で提案したモデルでは,イライト含有量が多いほどせん断強度が大きくなり,このことは実験事実に整合する.また,実際のデコルマ帯では,プレート沈み込みに伴うせん断力を受けながら変質していると考えられるが,このような条件を満たした実験は行われておらず,長期間の力学挙動は未解明である.そこで,プレート沈み込みを想定して,せん断力を受けながら変質した場合の力学挙動について調べた.その結果,変質により過剰間隙水圧が発生した.実際にデコルマ帯において過剰間隙水圧の発生が計測されていることから,これは実現象に一致する結果であるといえる.さらに,粘土鉱物が変質に伴う土粒子密度増加による剛性変化を,降伏応力を増加させることで表現しているため,変質に伴い試料は過圧密化する.そのため,せん断シミュレーションより得られた力学挙動から,変質しながらせん断力を受けることでひずみを蓄積し,せん断力を受け続けるとやがて軟化して強度が低下することが分かった.このことは,デコルマ帯で固着が生じ,ゆっくり地震が発生するメカニズムに一致する.このように,スメクタイトのイライト化を表現することで得られた力学挙動から,デコルマ帯における固着とゆっくり地震を連続的に説明することができた.研究目的である弾塑性構成モデルを開発している.この構成モデルを土・水連成場に組み込み,試行シミュレーションを行ってみたところ,これまでの観測結果と整合する結果を得た.すなわち,デコルマ帯表層部におけるスメクタイトからイライトへの変質に伴う過剰間隙水圧の発生,イライトへの変質に伴う剛性と強度の増加を表現することができた.このような数理モデルによって,イライトへの変質に伴ってデコルマ帯表層部が固着し,アスペリティーを形成する過程が説明できる.特に,アスペリティーがひとたびせん断剥離した後,デコルマ帯の海溝深部への深入に伴って,二度とアスペリティーが形成されない事実,すなわち,アスペリティーの形成がある特定の深度に集中しており,それ以外には見出されていない事実に対して,ここで提案する数理モデルでは,変質に伴い,材料の過圧密化が生じ,アスペリティーのせん断剥離時には吸水・ひずみ軟化挙動を示すことによって説明できる可能性がある.本研究では,デコルマ帯の滑り込み部表層を対象に,スメクタイトからイライトへの変質を考慮した弾塑性構成モデルを開発し,土/水連成の力学体系に組み込んだ.考慮した項目は,スメクタイトの層間水の脱水,イライト化に伴う摩擦特性の変化及び,ダイレイタンシー特性の変化である.本研究で提案したモデルでは,イライト含有量が多いほどせん断強度が大きくなり,このことは実験事実に整合する.ただし,実際のデコルマ帯では,プレート沈み込みに伴うせん断力を受けながら変質していると考えられるが,そのせん断が変質に及ぼす影響については実験事実も見当たらず,未解明な部分が少なくない.そこで,プレート沈み込みを想定して,せん断力を受けながらデコルマ帯が変質する場合の数値シミュレーションを行なった.その結果,変質に伴う過剰間隙水圧の発生が現れ,この過剰間隙水圧の発生は,デコルマ帯付近で観測された事実と良く整合していた.さらに,数値シミュレーションから,変質に伴い過圧密化することにより,せん断力を受け続けるとやがて軟化して強度が低下することが分かった.このことは,デコルマ帯で固着が生じ,ゆっくり地震が発生するメカニズムに一致する.このように,スメクタイトのイライト化を表現することで得られた力学挙動から,デコルマ帯における固着とゆっくり地震を連続的に説明することができる.スメクタイトのイライト化という土質性状の変化を理論化することで,今までばらばらに議論されていたデコルマ帯における過剰間隙水圧の発生とプレート境界浅部の固着メカニズムを同時に満足する説明できるばかりでなく,ゆっくり地震の発生メカニズムの説明にも繋がることが分かった.本研究では,デコルマ帯の滑り込み部表層を対象に,スメクタイトからイライトへの変質を考慮した弾塑性構成モデルを開発し,土/水連成の力学体系に組み込んだ.プレート沈み込みを想定して,せん断力を受けながらデコルマ帯が変質する場合の数値シミュレーションを行なった.変質に伴う過剰間隙水圧の発生が現れ,この過剰間隙水圧の発生は,デコルマ帯付近で観測された事実と良く整合していた.さらに,変質に伴い過圧密化することにより,せん断力を受け続けるとやがて軟化して強度が低下することが分かった.

このことは,デコルマ帯で固着が生じ,ゆっくり地震が発生するメカニズムに一致する.本研究で開発された弾塑性構成モデルの高度化を行う.すなわち,本研究で開発された数理モデルによって,デコルマ帯における地震現象,すなわちスロースリップ現象をより良く説明できているかの検証を行う.さらに,有限要素法を用いた初期値・境界値問題として,デコルマ帯におけるアスペリティー形成とせん断剥離とスロースリップ現象との関係を明らかにする.当初の研究計画通りに研究を遂行する.地盤工学
テーラーメイド酵素(抗体酵素)の高機能化のための基盤技術開発:二重免疫法

酵素が化学反応の遷移状態と結合することによって触媒機能を発揮しているように,化学的に安定な遷移状態アナログを抗原として得られる抗体タンパク質は,反応の遷移状態と結合し,酵素のような触媒機能を発揮するようになる.このような触媒機能を有する抗体を「抗体酵素」(Catalytic Antibody)と呼ぶ.抗体酵素は,その高い異性などの優れた性質から第三の物質生産法として注目を集めている.しかしながら,実際に抗体酵素を化学合成に応用するためには,解決すべき問題点が残されている.その最大の問題は,一部の抗体酵素を除いてその触媒活性は低く,多くの場合エステル結合の加水分解反応に限定されている.本研究の目的は,抗体酵素の応用に向けて,高い活性を有する抗体酵素の作製法を開発し,その適用範囲をひろげることである.天然酵素は,「遷移状態の安定化」に加え,「一般酸-塩基触媒」,「求核触媒」,「金属触媒」などの複数の触媒因子を使って,高い反応効率を獲得している.しかしながら,これまでの抗体酵素は,単一の触媒因子(遷移状態の安定化)で反応を触媒するため,その活性は低いものにとどまっている.これまで報告されている抗体酵素は,リン酸エステル化合物をハプテンとして免疫して作製され,エステル加水分解活性を示す.そこで,本提案では,遷移状態の安定化に加えて,「一般酸-塩基触媒」や「求核触媒」を反応場に導入することを検討した.リン酸化合物とアミン化合物を二重免疫したところ,酸性アミノ酸残基および塩基性アミノ酸残基が抗原結合部位に導入され,これらが協奏的に働いて,高い触媒活性を示す抗体酵素が得られた.酵素が化学反応の遷移状態と結合することによって触媒機能を発揮しているように,化学的に安定な遷移状態アナログを抗原として得られる抗体タンパク質は,反応の遷移状態と結合し,酵素のような触媒機能を発揮するようになる.このような触媒機能を有する抗体を「抗体酵素」(Catalytic Antibody)と呼ぶ.抗体酵素は,その高い異性などの優れた性質から第三の物質生産法として注目を集めている.しかしながら,実際に抗体酵素を化学合成に応用するためには,解決すべき問題点が残されている.その最大の問題は,一部の抗体酵素を除いてその触媒活性は低く,多くの場合エステル結合の加水分解反応に限定されている.本研究の目的は,抗体酵素の応用に向けて,高い活性を有する抗体酵素の作製法を開発し,その適用範囲をひろげることである.天然酵素は,「遷移状態の安定化」に加え,「一般酸-塩基触媒」,「求核触媒」,「金属触媒」などの複数の触媒因子を使って,高い反応効率を獲得している.しかしながら,これまでの抗体酵素は,単一の触媒因子(遷移状態の安定化)で反応を触媒するため,その活性は低いものにとどまっている.これまで報告されている抗体酵素は,リン酸エステル化合物をハプテンとして免疫して作製され,エステル加水分解活性を示す.そこで,本提案では,遷移状態の安定化に加えて,「一般酸-塩基触媒」や「求核触媒」を反応場に導入することを検討した.リン酸化合物とアミン化合物を二重免疫したところ,酸性アミノ酸残基および塩基性アミノ酸残基が抗原結合部位に導入され,これらが協奏的に働いて,高い触媒活性を示す抗体酵素が得られた.酵素が化学反応の遷移状態と結合することによって触媒機能を発揮しているように,化学的に安定な遷移状態アナログを抗原として得られる抗体タンパク質は,反応の遷移状態と結合し,酵素のような触媒機能を獲得するようになる.このような触媒機能をもつ抗体を「抗体酵素」(Catalytic Antibody)とよぶ.抗体酵素は,その高い特異性などの優れた性質から第三の物質生産法として注目を集めている.しかしながら,実際に抗体酵素を化学合成に応用するためには,解決すべき問題点が残されている.その最大の問題は,一部の抗体酵素を除いてその触媒活性は低く,多くの場合エステル結合の加水分解反応に限定されている.本研究の目的は,抗体酵素の応用へ向けて,高い活性を有する抗体酵素の作製法を開発し,その適用範囲をひろげることにある.(1)免疫システムを利用した新規抗体酵素の構築(二重免疫法)(1)ハプテンの合成:二重免疫法を行うためのハプテンを合成した.(2)免疫,モノクローナル抗体の精製:ハプテンをマウスに免疫し,電気細胞融合法によりミエローマ細胞と脾臓細胞との融合を行った.ハイブリドーマをクローニングによりモノクローンとして,それぞれのハイブリドーマを大量培養した.抗体はプロテインGカラムを用いてFPLCにより精製した.(3)触媒活性の測定:精製したモノクローナル抗体について,エステル基質を用いて,加水分解反応速度を高速液体クロマトグラフィーにより測定し,触媒活性のある抗体を特定した.(2)分子進化工学による抗体酵素の機能改変抗体CDRライブラリーの作製:既にクローニングされた6D9の抗体遺伝子の配列をもとにランダムシークエンスプライマーを設計し,これを用いて抗体のCDR H3ライブラリーを作製した.酵素が化学反応の遷移状態と結合することによって触媒機能を発揮しているように,化学的に安定な遷移状態アナログを抗原として得られる抗体タンパク質は,反応の遷移状態と結合し,酵素のような触媒機能を発揮するようになる.このような触媒機能を有する抗体を「抗体酵素」(Catalytic Antibody)と呼ぶ.抗体酵素は,その高い特異性などの優れた性質から第三の物質生産法として注目を集めている.しかしながら,実際に抗体酵素を化学合成に応用するためには,解決すべき問題点が残されている.

その最大の問題は,一部の抗体酵素を除いてその触媒活性は低く,多くの場合エステル結合の加水分解反応に限定されている.本研究の目的は,抗体酵素の応用に向けて,高い活性を有する抗体酵素の作製法を開発し,その適用範囲をひろげることである.1.免疫システムを利用した新規抗体酵素の構築(二重免疫法)(1)抗体酵素の触媒活性の測定:前年度アミンハプテンとリン酸ハプテンとの免疫により獲得した抗体酵素4G5について,エステル基質を用いて,反応速度を測定し,Michaelis-Menten式により反応速度パラメータを決定した.その結果,K_<cat>=0.455min^<-1>,K_m=17.7μMであった.(2)触媒反応のpH依存性の検討:抗体酵素4G5について反応のpH依存性を検討したところpH=9付近に変曲点をもつpH依存性が観測された.このことからpH=9付近にpK_aを有するアミノ酸残基としてTyr残基の触媒機能への関与が示唆された.2.分子進化工学による抗体酵素の機能改変(1)バイオパンニングによる高機能性抗体の選択:昨年度までに作製した抗体酵素6D9のCDRH3ライブラリーについてアミンハプテンを用いたバイオパンニングを行い,抗体の選択を行った.(2)新規CDRH2ライブラリーの構築と抗体の選択:新たに,抗体酵素6D9のCDRH2ライブラリーを構築し,アミンハプテンを用いてバイオパンニングを行い,抗体の選択を行った.酵素が化学反応の遷移状態と結合することによって触媒機能を発揮しているように、化学的に安定な遷移状態アナログを抗原として得られる抗体タンパク質は、反応の遷移状態と結合し、酵素のような触媒機能を発揮するようになる.このような触媒機能を有する抗体を「抗体酵素」(Catalytic Antibody)と呼ぶ.抗体酵素は、その高い特異性などの優れた性質から第三の物質生産法として注目を集めている.しかしながら、実際に抗体酵素を化学合成に応用するためには、解決すべき問題点が残されている.その最大の問題は、一部の抗体酵素を除いてその触媒活性は低く、多くの場合エステル結合の加水分解反応に限定されている.本研究の目的は、抗体酵素の応用に向けて、高い活性を有する抗体酵素の作製法を開発し、その適用範囲をひろげることである.免疫システムを利用した新機能抗体酵素の構築(二重免疫法)前年度までに得られた抗体酵素の触媒活性や構造の詳細について検討することにより、抗体酵素がどのような分子機構により触媒活性を発現しているかについて明らかにした.(1)抗体酵素のアミノ酸配列の決定:抗体酵素の遺伝子をマウス抗体遺伝子クローニング用プライマーを用いて増幅させ、抗体発現ベクターへ組み込みクローニングを行った.得られたクローンを大腸菌へ導入し、ELISA法により抗体の発現を確認した後、DNAシークエンスをおこない、抗体のアミノ酸配列を決定した.(2)抗体酵素の分子モデリング:上記により決定したアミノ酸配列に基づき、抗体の立体構造を分子モデリングにより推定した.得られた立体構造から、触媒活性が向上した理由を考察した.
数値計算による宇宙推進MPDスラスタの低電力化に関する研究

電気推進機(宇宙空間用ロケット)の一つであるMPDスラスタ(MPDT)は他のスラスタに比べ高推力を発揮できる利点があるが、通常100kW以上の領域で作動する。しかし宇宙で得られる電力には上限があるためより低電力(<100kW)での高効率作動が求められている。そこで本研究ではMPDTの低電力化案としてパルス作動MPDT、及び磁場印加型MPDT(AFMPDT)に焦点をあて、それらの基本特性を捉えるための2次元数値計算を行った。1年目に行ったパルス作動MPDTに関する研究では、パルス放電の際の電流波形がMPDTの性能に与える影響を調べ、さらに推進剤による流れ場・性能の違いを検討した。本年度ではこれらの成果を投稿論文としてまとめ発表した。磁場印加型MPDTについては、同軸型MPDTに磁場を印加した際のエネルギー変換過程を調べた。その結果、入口付近でジュール熱として投入された電力の多くはスラスタノズル部やスラスタ入口において熱損失として失われていることが判明した。過去の実験でもエネルギーの多くが陽極において失われていることが示されていたため、推進効率(投入電力と推力エネルギー流束の比)を正確に評価するためには陽極における熱損失モデルの構築が重要であると考えられる。そこで本研究ではAFMPDTの正確な性能評価を念頭に置き、MPDTの陽極表面におけるエネルギー損失モデルの構築を検討した。なお、過去多くのMPDTに関する計算が行われてきたが、陽極での熱損失モデルやシースの影響を取り入れた計算例はない。パワーバランスの式、電極表面において電流保存、イオンの拡散に関する関係式もモデルに組み込み、陽極表面における電子数密度、電子温度、シース電圧を与えることができる計算コードを開発した。今後はこのコードを用いてAFMPDTや自己誘起磁場型MPDTの性能評価を行う予定である。そこで本研究ではMPDTの低電力化案として外部磁場印加、およびパルス作動に焦点を当てた数値的研究を行った。なお磁場印加については2次元MPDT、および同軸型MPDTについて検討した。1年目の実施計画の通り、磁場印加型2次元MPDTの流れ場の解析用コードを作成し、性能評価を行った。100kW以上の電力領域での検討ではあるが、磁場を印加することで推進効率が向上することが示唆された。また、磁石を置く位置によっては逆起電力の影響で電流がプラズマを減速させる方向に流れてしまうことが分かり、磁石の位置はスラスタの上流部が望ましいことが示された。次に、パルス作動MPDTについて、有限の電流立ち上がり時間を意識した電流波形を仮定してプラズマの過渡現象および性能について調べた。Arを推進剤として用い、立ち上がり時間を決める時定数を短くするにつれ比推力、推進効率が向上することが分かった。さらに比推力の向上を狙うために、一定の流量に対しArよりも高い電流を安定に流すことができることで知られるHeを推進剤として用いた場合についても検討した。Heを使うことでより高い電流を流すことができるため電磁加速を支配的にすることができ、結果的に比推力、さらには推進効率が向上することが分かった。また、2年目の実施計画にある同軸型MPDTに磁場を印加した場合についての流れ場解析用コードの開発にも着手しており、現在は磁場印加型同軸形状MPDTに特有のプラズマ回転運動やホール加速に関する基礎的な調査を行っている。
疎性モデリングによる地震発生予測のための地殻活動データからの情報抽出

プレートの沈み込みに伴って発生した過去の大地震を解析した結果、余効すべりが起きている間、大地震の震源域はほとんどすべっていない(固着している)ことが知られている。余効すべりとは、大地震後に数カ月数年間かけて地下の断層がゆっくりすべる現象であり、GPS等によって地表で観測された地殻変動データの逆解析によって、断層面上のすべり量を推定できる。大地震後の余効すべり域と固着域を時空間的により高分解能で分離できれば、地震後のプレート境界面上の応力蓄積・解放過程や強度回復過程の理解を助ける知見となるだけでなく、大きな地震発生の可能性が近づいている場所の推定にもつながる。本研究では、沈み込むプレート境界面上の固着域を、余効すべりに伴う地殻変動データから高分解能で抽出するための新たな評価関数を開発した。余効すべりに伴う地殻変動を数値シミュレーションで計算し、それを模擬観測データとしてプレート境界面上のすべり分布を推定する数値実験を行った。従来の手法では、観測データに対してモデルパラメタ数が多い問題設定のため、すべり分布のなめらかさを仮定していた。そのため、詳細な構造を高分解能で推定することは難しく、すべり域と固着域の境界が連続的で緩やかに変化していた[Nakata et al., 2014]。そこで、評価関数にMarkov random fieldsモデルに基づいたすべりのなめらかさ、および不連続性を規定する項と、スパースモデリング(Lasso)に基づいたモデルパラメタのスパース性を規定する項を導入したところ、この評価関数を最小にするモデルパラメタセットは、なめらかさ、またはスパース性のどちらかを規定した場合よりも高分解能で余効すべり域と固着域を分離することができた。この内容について、国内外の学会で発表するとともに、査読付論文が受理された。27年度が最終年度であるため、記入しない。プレート境界での固着・すべりの分布を逆解析する際に、なめらかさと不連続性の両方を考慮した拘束条件のもとで推定する手法の開発を行い、物理モデルにもとづく数値実験によって、現実的なノイズレベルでの実現可能性や手法の妥当性をある程度示すことができた。数値実験として具体的には、地震発生サイクルの数値シミュレーションで得られた余効すべり(真の物理量)による地殻変動の模擬データ(観測物理量)を用いて、プレート境界面上のすべり分布を推定した。評価関数はKuwatani et al. [2014]の手法を改良し、Markov random fields (MRF)モデルに基づいたすべりのなめらかさを規定する項に不連続性を導入するとともに、モデルパラメタのスパース性を規定する項を導入した。評価関数を最小にするモデルパラメタセットは、従来のなめらかさを拘束条件とした手法よりも高い解像度で、余効すべり域と固着域を分離できているとともに、スパース性のみを拘束条件とした手法よりも平均的なすべり量を定量的に再現できていた。これにより、固着・すべり状態が不連続的に変化する部分をデータからより適切に推定できることになり、どこで応力集中が起きるか、またその応力集中の程度を、従来の手法よりも精度よく推定することができると期待される。この成果については国内ならびに海外の学会で発表した。さらに、次年度早々に論文投稿するため、論文執筆も進めた。初年度予定していた数値実験を実施し、学会発表を行うことができた。本手法の妥当性を定量的に示して論文化するとともに、実データに対して本手法を適用し、有効性を確かめる。なお、実データとしては、豊後水道SSE、東北地方太平洋沖地震前後などを想定している。

また、現時点では、評価関数の最小化が必ずしも十分ではなく、またハイパーパラメタもいくつかの値を試した段階のため、今後はレプリカ交換モンテカルロ法等を導入することで、より適切なハイパーパラメタ推定を実施するとともに、評価関数をより小さくするパラメタの推定に取り組む。27年度が最終年度であるため、記入しない。
教養小説としてのフォークナー作品群

本研究では、フォークナーの諸作品を「教養小説」というジャンルに関連づけて考察することで、従来等閑視されていたフォークナーの小説世界における漸次的な時間の流れを詳らかにするものである。二年度にあたる本年は、初年度に引きつづき、フォークナー作品における教養小説的な時間感覚についての概念構築を行った。その成果の一部は、2018年10月にサウスイーストミズーリ州立大学のCenter for Faulkner Studiesが主催するFaulkner and Garcia Marquez Conferenceでの口頭発表としてまとめられた。これは、フォークナーの『八月の光』とガルシア・マルケスの『百年の孤独』における「フラット・キャラクター」を比較することで、決して成長しない「反ー教養小説的主体」としてのフラット・キャラクターたちが、いかに小説内での漸次的時間性と折り合いをつけるのか、その過程を辿るものである。また、同年11月に開催された京大英文学会の研究発表では、後期フォークナーの代表作『行け、モーゼ』所収の短篇「黒衣の道化師」における時間の表象を精査することで、フォークナーが作家としての最盛期を経た後に示し得た、新たなる時間へのまなざしを浮き彫りにするものである。また、本研究は、フォークナーの作品における「社会的」な側面を、「時間感覚」という観点から考察するものだが、そのプロジェクトの一環として、ドライサーの『アメリカの悲劇』における「社会」の描かれ方についての分析を行った。アメリカ自然主義文学の代表作と目される本作では、「社会」に押しつぶされる「個人」の在り方が作者独自の文体的手法を用いて描かれている。本論は直接フォークナーにかかわるものではないが、アメリカ近代小説における「社会」について考察するためのより広い視座を得ることができた。本論は2019年9月に出版される予定である。昨年度の実績報告書に示したように、今年度は国内外で2度の研究発表を行うことで、成果の一部を示すことが目標であった。それは達成されたため、おおむね順調と言って良いと思われる。引きつづきフォークナー作品の教養小説的時間性についての考察を深める。最終年度にあたる令和元年においては、7月に口頭発表、9月に論文として成果の一部をまとめ、後半は単著執筆に集中する予定である。本研究では、「教養小説」の枠組みを用いて「成長」という主体形成のプロセスを描いたフォークナーの代表的作品群の分析を通じて、過去偏重には留まらない作者の時間性への眼差しの内実を詳らかにするものである。初年度にあたる本年は、1)教養小説とモダニズム文学の呼応関係2)フォークナーの南部小説における「社会」の表象、これら2点を主たる関心事項として、関連する批評書や研究書の文献調査を行うことで、フォークナー作品における教養小説的な時間感覚についての概念構築を行った。その成果の一部は論文として2018年5月に発行予定の雑誌『フォークナー』に掲載が確定している。本論はフォークナーを、同時代の日本の作家である徳田秋声と比較考察するものである。徳田秋声とフォークナーはともに「断絶」の時代を経験した作家であるが(前者は維新、後者は南北戦争の敗戦)、前者は「庶民」を小説のヒロインと据えることによって、維新期に生じた断絶を埋め合わせるような漸次的時間感覚を作品内で表現し得たのに対し、フォークナーの故郷である米国南部には、前近代と近代の架橋となるような「庶民」は存在していなかった。本論では、埋め合わせが不可能な断絶を抱える南部において、フォークナーがどのように漸次的時間を表現し得たかを、『八月の光』を通じて検証した。徳田秋声とフォークナーの比較検討は類例の無い試みであり、日本における米文学研究ならではのアプローチの一例を示すことができたと考えている。初年度の目標は関連分野の文献調査を行い、フォークナー作品の教養小説的側面における時間感覚を探るための概念構築を試みることであった。本目標は徳田秋声作品における時間性と『八月の光』を比較検討することでおおむね達成できたように思う。

アメリカ自然主義文学の代表作と目される本作では、「社会」に押しつぶされる「個人」の在り方が作者独自の文体的手法を用いて描かれている。本論は直接フォークナーにかかわるものではないが、アメリカ近代小説における「社会」について考察するためのより広い視座を得ることができた。本論は2019年9月に出版される予定である。昨年度の実績報告書に示したように、今年度は国内外で2度の研究発表を行うことで、成果の一部を示すことが目標であった。それは達成されたため、おおむね順調と言って良いと思われる。引き続きフォークナー作品の教養小説的時間性についての考察を深める。2年度にあたる平成30年度では、10月に米国、11月に国内の学会にて考察の結果を口頭発表としてまとめる予定である。引きつづきフォークナー作品の教養小説的時間性についての考察を深める。最終年度にあたる令和元年においては、7月に口頭発表、9月に論文として成果の一部をまとめ、後半は単著執筆に集中する予定である。(理由)本研究は海外文学を扱うため、洋書を注文することが多い。海外の書店からの注文は時間がかかることが多く、注文が年度内であっても、配達は次年度になるということがままある。(使用計画)引き続き関連する文献の購入に割り当てるほか、10月11日から14日にかけて米国のSoutheast Missouri State Universityにて開催されるFaulkner Conferenceの参加費用に使用する予定である。
面方位と異方性歪みを同時制御した革新的ゲルマニウムチャネル開発

高品質歪みGe(111)チャネルの実現へ向け、まずガスソースMBEによるSi(111)基板上のSiGeバッファー層、およびGe層の成長について、成長温度、ソースガス流量比などの成長パラメータを調べた。その結果、Si(100)基板上と比較して、成長レートが遅くなる傾向にあることが分かり、成長温度を高くする必要があることが分かった。その上で形成したSiGe層の評価を進め、Si(100)上と比べ、積層欠陥などの面欠陥を伴う歪み緩和が生じることを明らかにした。表面モフォロジーは、通常Si(100)上の成長で生じるクロスハッチパターンが現れず、(111)すべり面に対応した三角形状のラフネスとなることが分かった。最適な成長条件において、表面ラフネスを数nmに抑制させることができた。続いて、一軸歪みGe(111)チャネル形成に向けて、イオン注入法を初めて(111)基板に適用した。すなわち、Si(111)基板へイオン注入を施し、それによる欠陥導入によって上に成長させるSiGe層の歪み緩和の大幅な促進を目指した。イオン注入ドーズ量を系統的に変化させ、歪み緩和率のドーズ量依存性を得、その結果、5×10^<14>cm^<-2>程度のドーズ量を塊に急激に歪み緩和率が上昇し、イオン注入により導入された欠陥が歪み緩和に寄与することが示された。これは、これまでに(100)基板上に確立してきたイオン注入法が、(111)基板においても非常に有効であることを示している。これを応用し、一軸歪みを得るための選択的イオン注入についての検討も行った。イオン注入をストライプパターン状に施すことで、SiGe(111)の局所的な歪み制御を試み、ラマンマッピング測定により、狙い通りの制御が成功していることが示された。これは一軸歪みが達成されていることを強く示唆しており、今後詳細な歪み状態評価を進める。