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パルス強磁場・圧力下物性測定によるCe1-2-10系新規秩序相の発現機構解明

本研究では近藤半導体CeT2Al10(T = Ru and Os)における特異な反強磁性秩序の発現機構解明を目的として、パルス強磁場中での圧力下物性測定を行った。パルス強磁場中で使用可能なNiCrAl製のピストンシリンダー型圧力セルを新たに開発し、試料空間が直径3mmで最大55T、2GPaでの磁気抵抗測定が可能となった。この圧力セルを用いてCeT2Al10系の圧力下磁気抵抗を測定し、反強磁性秩序の形成とスピンギャップとの相関や、c-f混成と異方的な交換相互作用との関係など、多くの知見を得ることに成功した。本年度は、パルス磁場中での圧力下磁化および磁気抵抗測定システムを構築するため、NiCrAl製のピストンシリンダー型圧力セルの作製、および磁化測定で使用するためのホール素子の選定を主に行った。まず圧力セルについては、主要部品を作製する過程で寸法の微調整に想定外の時間を要してしまったが、実際に加圧テストを行い、圧力下での電気抵抗測定が可能であることを確認した。加圧テストは室温で実施し、2.5GPaと2.7GPaで構造相転移を示すBiの電気抵抗を測定した。作製した圧力セルの加圧上限は3GPa程度と予想していたため、今回のテストでは2.5GPaでの転移を確認することを目標にしたが、残念ながら加圧時に生じた諸問題により約2GPaの加圧で留まった。うまく加圧できなかった原因についてはおおよそ見当がついているため、これから研究を遂行していく上での支障とはならないと考えている。いずれにせよ、2GPa程度での測定が可能となったことから、次年度では本研究での目的であるCe1-2-10系での奇妙な反強磁性の機構解明に繋がる実験を精力的に進めていきたい。一方、ホール素子については定常磁場下で実績のあるGaAs型に加え、InAs型のホール素子についても測定可能かどうかを確認した。超伝導磁石を用いたテストでは、InAs型のホール素子は磁化測定を行う上では感度が非常に悪いため、本研究での使用は不適であることを確認した。一方、GaAs型のホール素子では2つのホール素子をブリッジ的に結合することにより、本研究の対象であるCe1-2-10系の磁化(容易軸方向)を明瞭に検知することができた。したがって、パルス強磁場下での圧力下磁化測定についても、実際にホール素子を圧力セルに組み込んでCe1-2-10系の測定を開始できる環境が整いつつある。本研究の要となるピストンシリンダー型の圧力セルは、当初の予定では本年度前半までには完成し、パルス強磁場下での測定で使用することになっていたが、セル内径の寸法の微調整やセル内部の表面研磨などに予想以上の時間を要してしまったため、研究実施計画通りの測定を行うまでには至らなかった。これらの測定は次年度に行える環境はすでに整えているので、可能な限り測定頻度を上げていき、少しでも遅れを取り戻していきたい。今年度は、前年度に作製したピストンシリンダー式圧力セルを用いたパルス強磁場下での磁気抵抗システムを構築した。ピストンシリンダーの材質は電気伝導度が一般的な金属よりも小さなNiCrAlを用いてはいるものの、パルス磁場印加に伴う発熱が無視できない可能性があったため、実際にどの程度の発熱が生じるかをまず検証した。その結果、55Tまで磁場が増大する間に3K程度の発熱を伴うことを確認した。本研究で対象としている反強磁性近藤半導体CeT2Al10(T=Ru,Os)は常磁性領域への臨界磁場(容易軸方向)が1.3Kから10K程度までほぼ一定(約50T)であることから、3K程度の発熱であれば臨界磁場の大きさを決定することに支障はないと判断した。そこで、今年度はCeRu2Al10およびCeOs2Al10のパルス強磁場下磁気抵抗測定を2GPaまでの圧力範囲で行った。CeRu2Al10では約50Tであった臨界磁場は加圧により高磁場側にシフトしていき、1.3GPaで55Tまで増大した。さらに、CeOs2Al10も同様な挙動を示し、1.8GPaで65T程度まで増大することを見出した。これらの結果から、CeT2Al10の反強磁性秩序の臨界磁場は加圧により伝導電子とf電子との混成(c-f混成)が強まったために増大することが明らかとなった。CeRu2Al10のFe置換系の研究から、反強磁性秩序の臨界磁場の大きさは非弾性中性子散乱で観測されている磁気励起(スピンギャップ)の大きさを反映していることがわかっているため、スピンギャップ形成にはc-f混成が深く関係していることが今年度の研究により明らかとなった。その一方で、スピン(近藤)一重項の大きさと関係している磁化率のピーク温度(Tmax)と臨界磁場の圧力依存性を比較してみると、CeRu2Al10とCeOs2Al10では両者に大きな違いがあることもわかった。圧力セルを用いたパルス強磁場下磁気抵抗測定を構築し、本研究の対象である近藤半導体CeT2Al10に適用したことによりいくつかの重要な知見を得ることができている。次年度以降、遷移金属(T)サイトを置換した系に関しても測定を行い、さらなる知見が得られるように研究を進めていく予定である。その一方で、圧力下磁化測定システムの構築はホール素子の選定に大幅な時間を要しているため現時点ではまだ測定システムが立ち上がっていない。

限られた時間ではあるが、次年度中までには測定可能な状況にするように努めていきたい。今年度は、昨年度に引き続きCeT2Al10(T=Ru, Os)のパルス強磁場中での圧力下磁気抵抗測定を中心に研究を進めた。CeT2Al10は磁場を容易軸(a軸)に印加した場合、反強磁性秩序(AFM)相から常磁性相への転移磁場(Hcp)が加圧により高磁場側へシフトしていくことを昨年度に見出し、CeT2Al10系のAFM相が伝導電子とf電子の混成(c-f混成)と深く関わっていることを明らかにした。この系のc-f混成は非弾性中性子散乱で観測されている磁気励起(スピンギャップ)と関係があることから、Tサイトを他の遷移金属で置換しスピンギャップを消失させた場合、加圧によるHcpの増大は起こらないのではと推測し、今年度はTサイトをRhやIr、Reで置換した系についての測定を行った。その結果、予想に反してTサイト置換系でも母物質と同様なHcpの増大が観測された。加圧によるHcpの増大率はTサイト置換に依らず同程度であることから、Hcpの増大は単純にc-f混成が加圧に伴い増強したということではないことがわかった。CeT2Al10系のAFM相はこれまでの研究から異方的な交換相互作用が重要な役割を果たしていることが明らかになっているが、加圧によりその異方性(特にc軸方向)が増強されればHcpにも変化があるのではないかと考え2部分格子モデルを基にした平均場計算を行ったところ、c軸方向の交換相互作用が大きくなることによりHcpが増加することを確認した。したがって、本研究で観測されたHcpの異常な増大は加圧によりc軸方向の交換相互作用が相対的に大きくなったことが原因であることが明らかとなった。これはCeT2Al10系の奇妙なAFM相の起源を解明する上で重要な知見であると考えられる。本研究では近藤半導体CeT2Al10(T = Ru and Os)における特異な反強磁性秩序の発現機構解明を目的として、パルス強磁場中での圧力下物性測定を行った。パルス強磁場中で使用可能なNiCrAl製のピストンシリンダー型圧力セルを新たに開発し、試料空間が直径3mmで最大55T、2GPaでの磁気抵抗測定が可能となった。この圧力セルを用いてCeT2Al10系の圧力下磁気抵抗を測定し、反強磁性秩序の形成とスピンギャップとの相関や、c-f混成と異方的な交換相互作用との関係など、多くの知見を得ることに成功した。パルス強磁場中での圧力下物性測定を行う環境はすでに整ったので、まずはCeRu2Al10の磁気抵抗測定を圧力下で測定し、容易軸方向の臨界磁場がどの様な変化を示すか、またフェルミ面がどのような圧力変化をするのかを調べていく。その後、CeOs2Al10、CeFe2Al10においても28年度中に同様な測定を行う予定である。上述の測定と並行して、ホール素子を用いたパルス強磁場中での圧力下磁化測定も行う。まずは素性の分かっているCeRu2Al10について測定を進めていく。その後は結果を見ながらCeOs2Al10の測定を行うかCeRu2Al10のRh置換系を進めていくかを考えていきたい。今年度でCeT2Al10(T=Ru,Os)の測定はほぼ完了したので、次年度ではTサイトやCeサイトの置換系についても測定を進めていきたい。RuをRhに、またOsをIrに置換することにCeイオンの局在性は高まり、その結果34%の置換により磁気モーメントの向きが容易軸方向に変化することが分かっている。
水素負イオン源内の水素原子・分子の速度分布関数測定

平成12年度に完成した質量選択飛行時間分析装置を用いてAr, He,および重水素にいて実験を行った.測定は前年度明らかにした衝撃波過熱が生じる圧力以下のイオン源内圧力=0.5Paを中心に行った.最小二乗法に基づいてマックスウェル分布への近似を行い,温度を計算したところ,重水素分子,ヘリウム原子,アルゴン原子に対して放電電圧を63Vで一定として,放電電流を5Aまで変化させた測定において,それぞれ1.7Kcm^3/W,0.6Kcm^3/W,1.9Kcm^3Wの加熱率を得た.ただし,重水素では放電電力密度6W/cm^3において最大温度1200Kに到達した後,重水素分子の温度は放電電力の増加とともに下がる傾向を示した.これは重水素分子の高速成分が解離によって失われたためと考えられるが,これに対応する重水素フラックスの減少も実際に確認することができた.水素原子についてはMSTOF信号を得るのに十分な信号が得られなかったので,放電に伴う水素原子信号を高分解能四重極質量分析器により計測した.この結果,高放電電力密度において分子解離が進む傾向は得られたものの,定量的な評価が行えず,やはりノイズを低減した上でのMSTOF法が必要である事が確認され,真空系統の大幅な変更を計画中である.今回の実験により,実際のプラズマ加熱用負イオン源での数kWの放電電力に対応した中性分子温度を1000Kと見積もって良いことが示された.これら結果の一部については,平成13年9月にオークランドで開催されたイオン源国際会議にて発表した.平成12年度に完成した質量選択飛行時間分析装置を用いてAr, He,および重水素にいて実験を行った.測定は前年度明らかにした衝撃波過熱が生じる圧力以下のイオン源内圧力=0.5Paを中心に行った.最小二乗法に基づいてマックスウェル分布への近似を行い,温度を計算したところ,重水素分子,ヘリウム原子,アルゴン原子に対して放電電圧を63Vで一定として,放電電流を5Aまで変化させた測定において,それぞれ1.7Kcm^3/W,0.6Kcm^3/W,1.9Kcm^3Wの加熱率を得た.ただし,重水素では放電電力密度6W/cm^3において最大温度1200Kに到達した後,重水素分子の温度は放電電力の増加とともに下がる傾向を示した.これは重水素分子の高速成分が解離によって失われたためと考えられるが,これに対応する重水素フラックスの減少も実際に確認することができた.水素原子についてはMSTOF信号を得るのに十分な信号が得られなかったので,放電に伴う水素原子信号を高分解能四重極質量分析器により計測した.この結果,高放電電力密度において分子解離が進む傾向は得られたものの,定量的な評価が行えず,やはりノイズを低減した上でのMSTOF法が必要である事が確認され,真空系統の大幅な変更を計画中である.今回の実験により,実際のプラズマ加熱用負イオン源での数kWの放電電力に対応した中性分子温度を1000Kと見積もって良いことが示された.これら結果の一部については,平成13年9月にオークランドで開催されたイオン源国際会議にて発表した.飛行時間法を用いて小型(直径6cm-長さ6cm)水素負イオン源より放出される重水素分子の温度を計測した.イオン源は3000l/sの高スループット排気系に取り付け,中性粒子ビームはイオン引き出し穴より外部に取り出した.スキマーを用いて中性粒子ビームに整形した後,回転ビームチョッパーで変調して,4重極質量分析器を通過させた後にCDM(Continuous Dynode Multiplier)にてパルスカウントにより粒子検出を行った.その結果,イオン源内圧力が0.6Paを超えると重水素分子は引き出し穴部分で衝撃波加熱され,正確な測定が行えないことが分かった.実際の負イオン源においてはセシウムを添加しない場合,この程度の圧力で運転する場合もあるが,本研究では0.6Pa以下の圧力について測定を行った.放電電力を増加すると共にガスの温度は300Kから増加し,1.2W/cm^3の放電電力密度でイオン源内中重水素分子は1000Kまで加熱されることが分かった.水素原子の検出は背景ノイズが大きいことより,困難が多い状況である.まずS/Nを改善するために四重極質量分析器の質量範囲を軽元素領域に絞り込んだ.現状の系ではパルスカウンティングが行えるレベルのMCPが入らないため,SEMを取り付けられるように荷電粒子捕集部を改造中である.ファラディカップの計測結果を見ると,水素分子・原子比が放電電力に対して下降すると言う予想に反した結果が得られており,装置をさらに調整している段階である.水素負イオン源内の中性粒子の速度分布関数を直接測定するために,質量選択飛行時間分析法を用いた実験系を構築した.直径6cm,長さ6cmの小型イオン源内より直径3mmの小口を通して引き出される中性原子の速度分布関数は,約0.6Pa以上の圧力において定常衝撃波の形成が生じ,過熱されることが明らかとなったので,測定はこれ以下のイオン源圧力で行った.測定データの分散が大きいため,分布関数を計算するのが困難であったので,最小二乗法に基づいてマックスウェル分布への近似を行い,温度を計算することにした.

イオン源内に重水素,ヘリウム,アルゴンを導入してプラズマを維持し,重水素分子,ヘリウム原子,アルゴン原子に対して放電電圧を63Vで一定として,放電電流を5Aまで測定を行ったところ,それぞれ1.7Kcm^3/W,0.6Kcm^3/W,1.9Kcm^3/Wの加熱率を得た.ただし,重水素では放電電力密度6W/cm^3において最大温度1200Kに到達した後,重水素分子の温度は放電電力の増加とともに下がる傾向を示した.これは重水素分子の高速成分が解離によって失われたためと考えられるが,これに対応する重水素フラックスの減少も実際に確認することができた.今回の実験により,実際のプラズマ加熱用負イオン源での数kWの放電電力に対応した中性分子温度を1000Kと見積もって良いことが示された.今回の実験では残留ガス量が大きすぎたため,水素原子の測定が困難であったため,イオン化室付近の残留水素を低減する工夫を行った後,水素原子の温度についても明らかにして行く予定である.
尿細管傷害に着目したネフローゼ症候群の非侵襲的診断法の開発

A.尿エクソソーム中のCLDN10 mRNA発現量とネフローゼ症候群の治療抵抗性や病勢との相関性の解明B.傷害による尿細管上皮からのCLDN10 mRNA内包エクソソーム分泌の証明A.尿エクソソーム中のCLDN10 mRNA発現量とネフローゼ症候群の治療抵抗性や病勢との相関性の解明B.傷害による尿細管上皮からのCLDN10 mRNA内包エクソソーム分泌の証明
１０～１０００テスラ級パルス強磁場が拓く高エネルギー粒子科学

近年の高エネルギー粒子の生成及びその応用に関しては、統計学的手法に基づく研究が主体となっており装置には高安定度が求められているため、制御用電磁石は10テスラ未満のものが殆どであり、更なる高エネルギー化の一つの壁ともなっている。本研究課題では、強磁場・超強磁場の適用の可能性を様々な観点から検討し、高エネルギー粒子生成そのもの原理再構築も含め、飛躍的な高エネルギー粒子科学分野発展の道を拓く指針を構築することを目的とする。理論的観点からのアプローチに加え、50テスラ電磁石試作器の製作と評価試験を完了し、実用化への重要な情報を得た。これらの成果の一部を専門学術誌の特集号に投稿し5編全てが掲載された。室内で50 700テスラを可能とした超強磁場技術に、本件代表者が開発してきた短パルス化技術を組み合わせ、素粒子原子核や核融合研究で対象とする人工高エネルギー粒子生成・制御、及び、粒子応用に関する研究を開始しました。従来技法の10100倍の磁束密度の展開により、超高エネルギー粒子の生成や高エネルギー高密度領域の形成、新たな核反応プロセスの探索等、広範囲な研究分野で飛躍的発展が期待できます。本研究課題では事前初期検討で高評価だった6項目:(1)高エネルギー粒子制御、(2)プラズマ閉じ込め、(3)短波長放射光、(4)ミュー粒子生成、(5) dense matter、(6)高繰り返し円形加速器)に関して制御可能領域を理論的に探索し、詳細研究へ繋ぐ指針を構築します。また、工学的観点から、新型短パルス電磁石の試作・性能検証を実施し、これを用いたMeV級ハドロンの局所閉じ込め実験を目指します。理論的アプローチとして、(1), (4)を成すような超高繰り返し円形加速器(6)の原理を提唱し、学会報告等で情報を公開し始めました。(2)に関して、コイルライナ構造を変えることで強磁場状態での磁場分布制御が可能かどうかについて、電磁場解析シミュレーションでの検証を開始しました。工学的アプローチとして、強磁場パルス電磁石の原型機を製作しました。次年度に励磁試験を実施し、磁場特性の評価を行う予定です。本研究課題では事前初期検討で高評価だった6項目:(1)高エネルギー粒子制御、(2)プラズマ閉じ込め、(3)短波長放射光、(4)ミュー粒子生成、(5) dense matter、(6)高繰り返し円形加速器、に関して制御可能領域を理論的に探索し、詳細研究へ繋ぐ指針を構築します。また、工学的観点から、新型短パルス電磁石の試作し、その性能検証試験を実施します。得られた知見を用い、MeV級ハドロンの局所閉じ込め実験の具体的なシナリオの作成を目指します。本年度は3年計画の2年度目に相当します。初年度から理論的に検討してきた(1), (4), (6)に関して、学術論文の形で成果をまとめ、専門学術誌に特集号の一部として投稿しました。また、全項目に関して、インフォーマルミーティングとシンポジウムを開催し、より多くの情報の収集とより深い議論を行いました。他方、工学的観点から、強磁場コイルを試作し、最大強度試験を実施しました。目標磁束密度10テスラに対して、最大54テスラを確認しました。安全係数5程度を確保できたことが確認できました。本年度は各担当者の尽力により初年度の遅れを回復し、ほぼ全ての項目に関して期待した成果を得ることができました。次年度(最終年度)は、本年度の成果をもとにより広い検討を行う予定です。強磁場発生器の試作及び試験によって、目標性能の5倍の最高磁場を達成し、当初目標を越える安全係数5を確保できました。また、シンポジウム開催等理論研究に関しても広い情報が得られており、当初目標をほぼ達成した形となっております。近年、基礎物理研究や核融合研究において粒子線加速器技術が発展し、TeV級高エネルギー粒子線や1 MWという大強度ビームを可能とする新たなエネルギーフロンティアを開拓しつつある。医療、ナノ材料開発等産業分野へも大規模に応用展開されつつあり、TTPS、FFAG、AIA、IS等様々な新型加速器が開発され成果が出始めている。これらの発展を築いた主たる基盤技術の1つに超伝導技術があり、優れた電力効率で安定した比較的強い電磁場の形成が可能となった。他方、高エネルギー粒子制御にはパルス磁場も重要な役割を担う。超伝導電磁石は、冷却機構や放射線防護のための付加的構造物が必要であり、高エネルギー粒子制御としては10 T近傍が実用的限界となる。一方、パルス磁場は、古来より3,000 T近い超強磁場を実用的な空間に展開させる事が可能であり、超伝導技術では成し得ない領域の強磁場研究が期待できる。超強磁場技術では爆縮・濃縮型が主たる原理であり、繰り返し使用が難しい。これに対して、国内では東大物性研を筆頭に室内最高700 Tを達成し、非破壊型においても50 T級が実用化された。

近年の高エネルギー粒子加速器を用いた研究は、統計学的手法に基づく研究が主体となってきており装置には高安定度が求められているため、電磁力による破壊を回避すべく、電磁石は10テスラ未満のものが殆どであり、更なる高エネルギー化の一つの壁ともなっている。本研究課題では、強磁場・超強磁場の適用の可能性を様々な観点から検討し、加速器そのもの原理再構築も含め、飛躍的な高エネルギー化の道を拓く指針を構築することを目的とする。理論的研究に加え、50テスラ電磁石試作器の製作と評価試験を完了し、実用化への重要な情報を得た。当該年度にそれらの成果をまとめ、その一部を専門学術誌の特集号に投稿し、5編全てが掲載された。近年の高エネルギー粒子の生成及びその応用に関しては、統計学的手法に基づく研究が主体となっており装置には高安定度が求められているため、制御用電磁石は10テスラ未満のものが殆どであり、更なる高エネルギー化の一つの壁ともなっている。本研究課題では、強磁場・超強磁場の適用の可能性を様々な観点から検討し、高エネルギー粒子生成そのもの原理再構築も含め、飛躍的な高エネルギー粒子科学分野発展の道を拓く指針を構築することを目的とする。理論的観点からのアプローチに加え、50テスラ電磁石試作器の製作と評価試験を完了し、実用化への重要な情報を得た。これらの成果の一部を専門学術誌の特集号に投稿し5編全てが掲載された。研究計画提出時の予算計画に対して配分予算が約半額となり、消費税再増税も予定されており、研究計画全体を見直す必要がありました。細部にわたる検討が必要でこの検討のために若干遅れております。なお、電磁石原型機の製作は予定通り完了しました。実証研究は性能検証試験の妥当性の評価、追実験を行い、研究の信頼性の向上、及び、更なる性能向上を目指します。理論研究は、引き続き、応用展開に関して更なる情報の収集と検討を行っていく予定です。高エネルギー粒子科学本研究課題の最重要課題である強磁場電磁石原型機の製作と、理論研究に焦点を絞り推進していく予定です。より精度の高い情報を得るため、強磁場コイル試作器の性能試験項目を増やし、改良等を次年度に延期したため。電磁石原型機の製作は予定通り完了しましたが、電磁石原型機の性能試験に必要な励磁電源の調達を保留としました。励磁電源は、既存の電源を改造して実施する予定ですが、上記理由により改造経費を少なく済ませるような検討を行ってきました。増強強磁場コイル製作、及び、関連消耗品に使用する予定。上記理由により、励磁電源の改造を実施します。既製品を調達予定でしたが、手製に近い形で励磁電源の改造コストを削減し、当初計画からの予算削減が見込め、配分予算での遂行が可能と判断しました。これにより既製品より若干日数を要し研究計画に遅れを生じますが、今現在は軽微な遅れに留める事が可能と判断しました。
非合理な選択行動の特性から学習原理を導く

ヒトを含め、動物は目先の利益にとらわれがちである。これは、動物が将来得られる利益の価値を主観的に割り引いており、より価値の高い利益を選択した結果であると解釈されている。このような主観的価値を取り入れた行動学習の枠組は強化学習理論として確立しているが、従来の枠組の適用範囲は狭く、動物行動に適用すると単純な実験例でも枠組が崩壊することを示した。そのため、この問題を解決する新たな行動学習の枠組を構築したヒトを含め、動物は目先の利益にとらわれがちである。そのため、この問題を解決する新たな行動学習の枠組を構築した動物はしばしば報酬最大化するような行動に至らずに,「マッチング則」と呼ばれる行動上の法則を満たすことが知られている.マッチング則とは,各行動を選択した回数の割合がその行動を通して得られた報酬量の割合に一致するという法則であり,これが成り立つ行動をマッチング行動と呼ぶ.マッチング行動は人を含めた様々な種で観測されており,マッチングを示すような共通の学習機構が脳に存在することを示唆している.マッチング行動に至るような学習アルゴリズムは多数提案されており,近年,シナプスの学習則として実現するための一般則も提案されている.しかし,そのような学習機構が存在するとしても,なぜ脳は報酬最大化ではなくマッチングを目指すのか,不明のままであった.本研究では,マッチングと報酬最大化に関するこれまでの議論が,限定された行動の範囲で行われていることに気づき,報酬最大化行動がマッチング則を満たさないのは,適切な状態空間を設定していない場合に限られることを証明した.つまり適切な状態空間を設定すれば,マッチングを目指す学習戦略でも真の最適行動に至ることがわかる.動物にとっては状態空間を明示されておらず,適切に状態を定めるための情報源を探索することが必要である.その探索に失敗し,適切な情報源に至っていないとき,マッチング行動という非合理行動が顕れたのではないかと考えられる.マッチング戦略が実際に脳で採用されているのかどうかを調べるため,今年度は,不適切な情報源のもとでの意思決定の学習に関する理論的枠組を確立し,マッチング戦略を用いているかどうかを,行動データから判別する手法を開発した.動物はしばしば報酬最大化するような行動に至らずに,「マッチング則」と呼ばれる行動上の法則を満たすことが知られている.マッチング則とは,各行動を選択した回数の割合がその行動を通して得られた報酬量の割合に一致するという法則であり,これが成り立つ行動をマッチング行動と呼ぶ.マッチング行動は人を含めた様々な種で観測されており,マッチングを示すような共通の学習機構が脳に存在することを示唆している.マッチング行動に至るような学習アルゴリズムは多数提案されており,近年,シナプスの学習則として実現するための一般則も提案されている.しかし,そのような学習機構が存在するとしてもなぜ脳は報酬最大化ではなくマッチングを目指すのか,不明のままであった.本研究計画では,このような行動が過去の行動や報酬の履歴に応じて行動選択する必要がある課題で観測されており,その適切な情報源に気付いていないまま報酬最大化を目指す学習を行うとマッチング行動に至ることを証明した,また,この理論を確かめる具体的な選択課題の設計を行った.さらにこの枠組みを利用して,これまで客観的に測ることができなかった将来報酬価値の割引率を行動データから客観的に測る手法を開発することを目指し,研究を進めていく過程で,被験者の用いる情報源によっては,割引報酬価値の最大化問題が崩壊することを発見した.そこでまず,従来の枠組の問題点を浮き彫りにして見直しを行い,新たな強化学習の枠組を構築した.動物は将来の大きな報酬より、日先の小さな報酬を好む傾向があることが知られている(衝動的選好)。客観的に明らかに損である場合にもこのような選好がみられる。衝動的選好は将来の報酬の主観的価値を割り引いている結果である、と一般に解釈されている。本研究計画では、この割引の程度(割引率)を客観的に測定する手法の開発を目指したが、研究を進めていく過程で、従来の強化学習理論で確立している割引価値の最大化問題が崩壊する場合があることを発見した。そこで、平成23年度は、まず従来の枠組の問題点を浮き彫りにして見直しを行い、新たな枠組を構築した。従来の強化学習理論では被験者が行動選択に用いる情報源は予め与えられるもので、被験者が自ら決めるものではない、と想定している。しかし、実際に行動選択する場面では、これまで得られているあらゆる情報の中から、行動選択に重要な情報だけを抜き出さなければ、行動選択を学習することはできない。割引価値最大化問題が崩壊する原因は、この点に由来することを突き止めた。そこで、被験者がどんな情報源を用いていたとしても定義できる割引価値を検討した。素朴な拡張をすると衝動的選好を再現できないため、主観的な時間の概念を拡張し、イベント発生と共に刻む間隔が可変の時間ステップで行動選択をするが、割引は外的な時間によって決まるような枠組を構築した。その結果、どんな情報源を用いていたとしても定義でき、衝動的選好を再現するような新たな割引価値最大化問題を構築できた。

動物は、生命の危険やエネルギー消費などの負の報酬をなるべく避け、エサや生殖などの正の報酬をより多く得られるように、行動学習を行っており、獲得報酬の最大化として理解することができる。しかし、一見、報酬最大化とは異なるような振舞いを示すことがある。そのような振舞いを非合理行動と呼ぶ。本研究では、動物の非合理行動に着目することで、その背後にある行動学習のメカニズムを探ってきた。本研究課題ではマッチング行動と呼ばれる非合理行動と目先の利益に捉われる衝動的な選好に着目した。マッチング行動は行動選択の履歴に応じて確率的に報酬が与えられるような行動実験課題で観測される。衝動的な選好は、行動選択のタイミングから、報酬が得られるまでの遅延時間が異なるような行動実験課題で観測される。どちらも、客観的には明らかに獲得報酬を最大化できていない状態で、学習が落ち着いてしまう。この異なる状況で観測されている非合理行動が、報酬最大化の方法に由来する共通のメカニズムで再現できることを示した。これまでこの種の行動学習を理論的に扱うのに強化学習理論が用いられてきた。強化学習は、状況に応じた行動選択を学習する枠組みで、現在の状況を表す状態変数の値が外界から明示的に与えられるという枠組みの中で理論化されている。しかし、動物は、現在の状況を得られる膨大な感覚情報の中から把握しなければならず、行動選択に重要な情報が何かを明示的には与えられていないため、必ずしも適切な状況設定をしているとは限らない。このような場合、従来の強化学習理論では想定外のことが発生し、報酬最大化アルゴリズムが最大化に失敗することを指摘すると共に、マッチング行動と衝動的な選好の両者とも、この種の報酬最大化の失敗として再現されることを示した。研究計画を進めている過程で、従来の強化学習理論の枠組の欠陥を発見し(平成22年度)、新しい枠組を構築した(平成23年度)点で、当初の計画以上に進展している部分がある一方、その新たな発見によって、無意味となってしまった計画(マッチング則を用いた割引率の推定)がある。計画通りに進まなかった故に、大きな進展を生んだ、という意味で全体的には、順調に成果が上がっていると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。申請時点で気付いていなかった新たな発見をしたことにより、その発見を糸口にした枠組の整備を優先させている。今後もその方針で進めていく。
信頼性基準に基づく既設コンクリート構造物の性能評価および判定法に関する研究

(1)コンクリート構造物の性能保証にとって,維持管理は重要な役割を果たす.設計,施工と維持管理を結合し,連動させることによって,所定の期間,所定の性能を維持することを保証するという概念について整理した.その際,許容される信頼性限界の設定の重要性を示した.(森川)(2)分極抵抗により腐食モニタリングを行う場合を想定し,その結果から劣化と性能を算定するため,RCはり供試体に対し,塩水散水による劣化促進を実施した.その間,分極抵抗の測定,劣化前と劣化後に曲げ載荷試験,および劣化後に鉄筋をはつり出し,重量比腐食減量率の測定を行った.(服部)(3)ASR膨張によるひび割れ損傷を生じたコンクリート部材が正負交番の過大な変形を受ける場合の曲げ・せん断耐荷特性に関してはまだ不明な点が多い.そこで,ASR損傷を生じたRC部材の正負交番載荷試験を実施し,曲げ・せん断耐特性について検討した.(井上)(4)コンクリート強度のばらつきが,せん断耐荷機構に及ぼす影響を把握することは,既存構造物の信頼性評価を行う上で重要となる.そこで,比較的低強度のコンクリート強度分布を導入したRCはり部材に対して静的載荷試験を行い,コンクリート強度分布の影響を考慮したせん断耐荷力および破壊機構についての評価を行った.また,実験で使用したRCはり部材に対して有限要素解析を実施し,実験結果と比較することで,本解析手法の精度検証を行った.(森川)(5)RC橋の塩害劣化について,既往の文献に示される劣化メカニズムの研究成果を参考に,いくつかのパラメータの不確定性を考慮した,経侍的な構造物の性能評価を試みた.また,多主桁橋のように複数の部材で荷重を分担する構造物では供用斯間中の塩害等に起因する鋼材腐食や繰返し荷重などにより,経時的に桁剛性が低下する.桁剛性の変動による発生断面力のばらつきに着目した構造物全体としての安全性評価も試みた.(森川)(6)維持管理のデータをより有効に活用するため,ラフ集合によるデータマイニング技術を用いて,埋もれているデータから維持管理に有用な知識の獲得を試みた.また,鉄筋コンクリート橋以外の構造物,すなわち,プレストレストコンクリート(PC)橋,トンネル,配水池などにも適用可能なように,汎用的なシステム構築ツールの開発を行うとともに維持管理計画最適化機能の改良を行い,遺伝的アルゴリズム(GA)などの最新情報処理技術を適用することで高速に策定可能とした.(宮本)(1)コンクリート構造物の性能保証にとって,維持管理は重要な役割を果たす.設計,施工と維持管理を結合し,連動させることによって,所定の期間,所定の性能を維持することを保証するという概念について整理した.その際,許容される信頼性限界の設定の重要性を示した.(森川)(2)分極抵抗により腐食モニタリングを行う場合を想定し,その結果から劣化と性能を算定するため,RCはり供試体に対し,塩水散水による劣化促進を実施した.その間,分極抵抗の測定,劣化前と劣化後に曲げ載荷試験,および劣化後に鉄筋をはつり出し,重量比腐食減量率の測定を行った.(服部)(3)ASR膨張によるひび割れ損傷を生じたコンクリート部材が正負交番の過大な変形を受ける場合の曲げ・せん断耐荷特性に関してはまだ不明な点が多い.そこで,ASR損傷を生じたRC部材の正負交番載荷試験を実施し,曲げ・せん断耐特性について検討した.(井上)(4)コンクリート強度のばらつきが,せん断耐荷機構に及ぼす影響を把握することは,既存構造物の信頼性評価を行う上で重要となる.そこで,比較的低強度のコンクリート強度分布を導入したRCはり部材に対して静的載荷試験を行い,コンクリート強度分布の影響を考慮したせん断耐荷力および破壊機構についての評価を行った.また,実験で使用したRCはり部材に対して有限要素解析を実施し,実験結果と比較することで,本解析手法の精度検証を行った.(森川)(5)RC橋の塩害劣化について,既往の文献に示される劣化メカニズムの研究成果を参考に,いくつかのパラメータの不確定性を考慮した,経侍的な構造物の性能評価を試みた.また,多主桁橋のように複数の部材で荷重を分担する構造物では供用斯間中の塩害等に起因する鋼材腐食や繰返し荷重などにより,経時的に桁剛性が低下する.桁剛性の変動による発生断面力のばらつきに着目した構造物全体としての安全性評価も試みた.(森川)(6)維持管理のデータをより有効に活用するため,ラフ集合によるデータマイニング技術を用いて,埋もれているデータから維持管理に有用な知識の獲得を試みた.また,鉄筋コンクリート橋以外の構造物,すなわち,プレストレストコンクリート(PC)橋,トンネル,配水池などにも適用可能なように,汎用的なシステム構築ツールの開発を行うとともに維持管理計画最適化機能の改良を行い,遺伝的アルゴリズム(GA)などの最新情報処理技術を適用することで高速に策定可能とした.(宮本)(1)RC部材の劣化機構のうち,鉄筋腐食を伴う塩害に着目し,劣化状態を点検結果および劣化予測を基に評点によって表現する手法について検討を行い,コンクリート構造物の劣化状態を合理的に各性能評価に関連づける手法の構築を試みた.(森川)(2)塩害によるRC構造物の鋼材腐食に対し,詳細点検において矩形波法・交流法による分極抵抗を測定することを念頭に置き,RCはりを対象として非破壊試験により劣化を予測するとともに,劣化に基づく性能低下を予測することを目的とした実験的検討を行った。性能としては正負交番載荷下の曲げ耐力に着目した.(服部)

(3)RCはり部材において,コンクリート強度のぱらつきやコールドジョイントなどの実施工により発生すると考えられる諸要因を考慮したせん断耐荷性能について実験的に評価を行い,さらにはコンクリート強度分布を考慮したせん断耐力評価式の提案を行った.(森川)(4)初期欠陥として鉛直打継目を有するPRCはりを対象として正負交番載荷試験を行い,打継目の位置や打継処理の有無がせん断耐荷特性に及ぼす影響について検討した.その結果,適切な打継処置を行った場合は,打継位置に関係なく,一体打ちの供試体と同等の耐力と変形性能を確保できること,打継処理なしの供試体は耐荷力,変形性能ともに低下することが明らかとなった.また,50N/mm^2程度のプレストレスを導入することにより,打継処理なしの場合でも体打ち供試体に近い耐力・変形性状が得られ,プレストレスの効果が確認された.(井上)(5)連続繊維シート補強RCはりの付着破壊性状に着目して,引張付着試験に基づいてモデル化した付着構成則を提案し,本構成則を導入したRCはりの有限要素法解析を行い,曲げ耐荷力評価実験と比較することで本解析手法の有用性を検証した.(森川)(6)既存橋梁に対する維持管理業務の増加に伴い、予算内での効率的かつ効果的な維持管理計画を行っていく事が要求されることから,従来より開発を行ってきた単数橋レベルでの維持管理計画の策定が可能なBridge Management System(BMS)を複数橋レベルに拡張することを試みた.本システムを実橋梁へと適用した結果,各最適化モードに対して制約条件を満足する維持管理計画の策定が出来た.(宮本)(1)コンクリート構造物の性能保証にとって,維持管理は重要な役割を果たす.設計,施工と維持管理を結合し,連動させることによって,所定の期間,所定の性能を維持することを保証するという概念について整理した.その際,許容される信頼性限界の設定の重要性を示した.(森川)(2)分極抵抗により腐食モニタリングを行う場合を想定し,その結果から劣化と性能を算定するため,RCはり供試体に対し,塩水散水による劣化促進を実施した.その間,分極抵抗の測定,劣化前と劣化後に曲げ載荷試験,および劣化後に鉄筋をはつり出し,重量比腐食減量率の測定を行った.(服部)(3)ASR膨張によるひび割れ損傷を生じたコンクリート部材が正負交番の過大な変形を受ける場合の曲げ・せん断耐荷特性に関してはまだ不明な点が多い.そこで,ASR損傷を生じたRC部材の正負交番載荷試験を実施し,曲げ・せん断耐荷特性について検討した.(井上)(4)コンクリート強度のばらつきが,せん断耐荷機構に及ぼす影響を把握することは,既存構造物の信頼性評価を行う上で重要となる.そこで,比較的低強度のコンクリート強度分布を導入したRCはり部材に対して静的載荷試験を行い,コンクリート強度分布の影響を考慮したせん断耐荷力および破壊機構についての評価を行った.また,実験で使用したRCはり部材に対して有限要素解析を実施し,実験結果と比較することで,本解析手法の精度検証を行った.(森川)(5)RC橋の塩害劣化について,既往の文献に示される劣化メカニズムの研究成果を参考に,いくつかのパラメータの不確定性を考慮した,経時的な構造物の性能評価を試みた.
少産少子化社会における女性の妊娠・出産体験が育児観形成にもたらす影響

本研究は,女性の妊娠・出産体験の育児期における受けとめと育児観について,妊娠後期から産後3年まで,同一対象に縦断的・質的に調査をおこない,その関連を分析するものである。対象は平成15年度までに研究の趣旨を説明,研究協力を依頼し,同意が得られ同意書を交わした,多胎妊娠をのぞく妊娠3540週の初産婦21名であった。その後平成15年度においては,妊娠末期,出産後産褥早期,子どもの1ヶ月健康診査(以下健診とする)後,4ヶ月健診後(産後59ヶ月),10ヶ月健診後(産後1115ヶ月)の時点において面接調査をおこなった。平成16年度は子どもの1歳6ヶ月健診後(産後1827ヶ月)の時点における調査を実施し,最終年度である平成17年度においては,産後3036ヶ月の時点において面接調査を実施した。研究の成果の一部は平成15年度国内2学会にて口頭発表をおこない,平成16年度は国内の2学会で口頭発表を,また地方学会誌1誌において論文発表をおこなった。平成17年度は第20回日本助産学会学術集会において「産後1ヶ月の初産婦における出産体験の受けとめおよび子どもとの生活にまつわる思い」を,第28回山形県母性衛生学会において「不妊治療を受けた女性の出産体験」を口頭発表した。また,山形県母性衛生学会誌第6号において「不妊治療を受けた女性の妊娠体験(第2報)-自然妊娠した女性との比較-」を発表した。これらの報告は調査の一時点における結果であるため,今後分析をすすめ,女性の妊娠・出産体験がその後の育児観形成にもたらす影響を明らかにする。本研究は同一対象を妊娠後期から産後3年まで縦断的に質的に調査するものである。対象は多胎妊娠を除く妊娠3537週の初産婦で,研究者が本研究の趣旨を説明,研究協力を依頼し,同意が得られ同意書を交わした21名の女性であった。その後平成15年度交付申請書に示した通り,妊娠後期,産褥早期,児の1ヶ月健康診査(以下健診とする)後,4ヶ月健診後(産後59ヶ月),10ヶ月健診後(産後1115ヶ月)の時点で面接をおこない,調査は継続中である。平成15年度末現在,転居,連絡先不明の3名を除く18名の対象に次年度引き続き調査を依頼する予定である。本年度おこなった調査において得られた知見として,現代における女性の「妊娠・出産体験」の受けとめ方は肯定的なものがほとんどであったが,それ以外のものもおりその要因として「妊娠期の産科的異常」,「早産」,「児の健康状態が予想外のものであったこと」があげられた。また,対象には不妊治療の経験をもつ女性が存在したため「不妊治療を受けた女性の妊娠体験」として妊娠中の思いをまとめたところ,「妊娠反応陽性から妊娠確定時期までの不安」,「妊娠継続への不安」,「仕事が継続できるかへの不安」,「胎動への喜び」,「児が無事出生することへの願い」が抽出され,看護者は不妊治療を受け妊娠に至った女性の不安を軽減し妊娠期を快適に過ごせるよう,医師から十分な説明が受けられるよう調整し,妊娠生活への情報提供や出産準備教育を行うなかで心理的サポートの役割を担うことが重要であると考えられた(平成15年10月,第26回山形県母性衛生学会学術集会にて口頭発表済み)。妊娠・出産体験が育児観形成にもたらす影響は現在調査継続中であるが,育児期の各時点において分析中であり平成16年度随時公表する予定である。平成16年度は,子どもの1歳6ヶ月健診後(産後1827ヶ月)の時点における調査を実施し,調査は現在も引き続きおこなっている。研究成果の一部である妊娠体験の受けとめについては,平成16年度は第45回日本母性衛生学会学術集会において「現代女性の妊娠体験」を,第27回山形県母性衛生学会学術集会においては「不妊治療を受けた女性の妊娠体験」と題し口頭発表をおこなった。また,山形県母性衛生学会誌第5号において「不妊治療を受けた女性の妊娠体験」を発表した。平成17年度は転居,連絡先不明などの理由を除く17名の対象に引き続き調査を依頼し,同意が得られた女性の子どもが2歳6ヶ月から3歳の時点において面接調査を行う。また,平成16年度までに得られた,女性の妊娠末期から産後1年半前後までのデータを分析し,学会発表および学会誌への投稿を行う。

対象は平成15年度までに研究の趣旨を説明,研究協力を依頼し,同意が得られ同意書を交わした,多胎妊娠をのぞく妊娠3540週の初産婦21名であった。その後平成15年度においては,妊娠末期,出産後産褥早期,子どもの1ヶ月健康診査(以下健診とする)後,4ヶ月健診後(産後59ヶ月),10ヶ月健診後(産後1115ヶ月)の時点において面接調査をおこなった。平成16年度は子どもの1歳6ヶ月健診後(産後1827ヶ月)の時点における調査を実施し,最終年度である平成17年度においては,産後3036ヶ月の時点において面接調査を実施した。研究の成果の一部は平成15年度国内2学会にて口頭発表をおこない,平成16年度は国内の2学会で口頭発表を,また地方学会誌1誌において論文発表をおこなった。平成17年度は第20回日本助産学会学術集会において「産後1ヶ月の初産婦における出産体験の受けとめおよび子どもとの生活にまつわる思い」を,第28回山形県母性衛生学会において「不妊治療を受けた女性の出産体験」を口頭発表した。また,山形県母性衛生学会誌第6号において「不妊治療を受けた女性の妊娠体験(第2報)-自然妊娠した女性との比較-」を発表した。これらの報告は調査の一時点における結果であるため,今後分析をすすめ,女性の妊娠・出産体験がその後の育児観形成にもたらす影響を明らかにする。
強膜篩状板コラーゲン線維の三次元構造とその変化に関する形態学的研究

本研究ではまず強膜篩状板の3次元的微細構造を明らかにするため、水酸化ナトリウム消化法により細胞成分を除去し高分解能走査型電子顕微鏡を用いて篩状板コラーゲン線維の観察を試みた。種々の濃度、温度、時間を試したが、篩状板コラーゲン線維のみを保存し、神経細胞要素を完全に除去することは困難であり、あまり強い条件を用いると強膜篩状板の微細構造自体の破壊が認められた。そこで35%の水酸化ナトリウムを用い、蒸留水中での超音波洗浄で消化残査物を除去しつつ、数日間かけてこれを繰り返すことにより、形態学的にほぼ満足できる結果が得られつつあるが、至適条件は動物種によって大きく異なっており、安定した結果を得るためには更に条件の検討を要すると思われる。次に各種のコラゲナーゼ等を動物眼の後極部強膜に作用させ、酵素的強膜コラーゲン線維の浸軟化を試みた。コラゲナーゼを高濃度にすると投与初日には若干の線維消化像が認められたが、翌日には炎症細胞の浸潤により線維芽細胞が活性化され、組織修復機転が強く起こるのが認められ、この方法のみでは浸軟化の程度のコントロールは事実上困難と考えられた。またコラゲナーゼ投与後、家兎眼で眼圧測定を行ったが経過中有意な変化は認められず、前眼部、眼底などに炎症所見などの異常を認めなかった。今後は線維芽細胞抑制効果を持つ薬剤を併用し、強膜篩状板コラーゲン線維の浸軟化の程度をコントロールする方法を検討してゆきたい。
日米中の飼料穀物関連企業に関する実証的研究

本研究は、米国と北東アジアにおける飼料穀物について、供給及び需要主体としてのアグリビジネスの経営行動に焦点をあて,その安定的な需給構造のあり方を展望したものである。中国の自給率の動向は、北東アジアのみならず世界の需給関係に影響を及ぼす。自給率は、内外価格差、国内価格水準、国内の需給関係等と関連し、国内の需給関係は、供給と需要の動向及び農業政策に左右される。国内では、WTO加盟に対応し、国際競争力を高めるべく、農産物国内流通の市場機構を整備し、集荷・流通段階の競争構造が急速に形成されつつある。中国の消費地である南部の飼料穀物は、大連を経由して主に中国東北地方から移入している。しかし、消費地におけるアグリビジネスは、極めて市場対応的に行動しており、内外価格差次第では、調達先を海外へとシフトし輸入が増える可能性は十分ある。米国では、アグリビジネスの寡占化・多国籍化が進み、価格高騰時に大量の穀物を輸入するなどで国内市場価格を調整している。その結果、米国の生産農場の面積規模は大きいが、農業者の所得水準は決して高いものではなく、中堅的な家族経営階層が激減しつつある。中国でも、今後のアグリビジネスの成長によって、同様の事態が想定される。中国が、国内価格の調整のために、海外市場を活用するようになると、輸入依存の日本や韓国への影響は大きい。その場合、中国の飼料穀物生産艇家や日本や韓国の畜産農家にどのような影響を与えるのか、今後、さらに注日していく必要がある。農業構造の不安定化は、自給率の低下につながるのである。本研究は、米国と北東アジアにおける飼料穀物について、アグリビジネスの視点からその安定的な需給構造のあり方を展望しようとするものである。平成14年度は、日本、及び、中国の需要構造と流通システムについて現地調査を行った。前者では、農林水産省、飼料輸出入協議会、畜産会社等を調査し、日本の飼料穀物輸入の特徴を把握した。日本では1970年代に比べ輸入量が3倍になったにもかかわらず、円高によって実質的な支払額はほぼ同じですんだこと、80年代後半以降は、その同じ円高によって畜産業の空洞化が始まったこと等により、輸入量は停滞局面に入っていることが明らかとなった。また、輸入調達先は、米国一極集中型で推移してきた。中国からの輸入を試みる畜産会社もあるが、全体としては品質問題等から米国へ依存せざるをえない状況があることも明らかとなった。後者では、中国の大消費地である広東省について、日本、米国、韓国、中国の国際調査チームを編成し現地調査を行った。広東省には、中国最大の養鶏関連企業も存在している。広東省の飼料穀物は、主に中国東北地方から移入している。その流通ルートが大連からの船便によること、大連FOB価格が存在すること、大連からの輸送コスト等を把握した。また、昨年度は、中国の飼料穀物価格が、国際価格よりも低かったので輸入は極めて少なかったが、今後は、価格水準次第では、米国からの輸入が増える可能性が大いにあることも把握しえた。平成15年度は、前年度末に実施した中国の現地調査をもとに論文を作成するとともに、日本、米国、中国の国際調査チームにより米国の実情を現地調査した。世界の飼料穀物価格を形成する米国飼料穀物価格について、その背景にある生産・流通構造にまで踏み込んでその基礎を把握するためである。米国では、アイオワ州およびネブラスカ州の大学、穀物流通企業、生産農場等を訪問し、穀物流通の動向と仕組み、生産・流通コスト、さらに穀物流通の変化が生産農場に与えている影響等をヒアリングしている。

その結果、米国の穀物流通企業は極めて寡占化しており、それは穀物市場価格を直接操作しているわけではなく、価格高騰時に大量の穀物を外国から輸入するなどで、需給関係を変えることによって市場価格を調整していること、また、国家の政策への影響力を持ち間接的に市場の前提条件を変えていく力を持っていることなどを把握しえた。その結果、米国の生産農場の面積規模は大きいが、農業者の所得水準は決して高いものではなく、中堅的な家族経営階層が激減しつつある。これに対して州立大学は、その家族経営の再生に向けて研究センターを設置するなど、正しく地域の問題に対応した姿勢を示している。米国農業は、問題が鮮明に出ており、それに対するオルタナティブを提案しているといえる。北東アジアの穀物流通システムを考察するにあたり、大いに参考になった。本研究は、米国と北東アジアにおける飼料穀物について、アグリビジネスの視点からその安定的な需給構造のあり方を展望しようとするものである。平成16年度は、国際シンポジウムでの報告及び情報交換、中国の穀物輸出企業や大連穀物取引所等の聞き取り調査、さらに国内での穀物流通関係の資料収集を行った。国際シンポジウムは、富山大学、吉林農業大学、韓国農村経済研究院の3機関による企画のもとに吉林農業大学にて開催した。本シンポジウムでは、穀物流通企業と生産農場の関係について報告し、中国、韓国の研究者と穀物流通事情についての情報交換を行った。また、調査対象の穀物輸出企業は、株式の20%は国有、80%は私有の企業である。そこでは2004年の取扱量が激減したことなどの動向、並びに、穀物の調達及び輸出ルートを把握した。吉林省内のトウモロコシ輸出企業は、当社ともう一社しかないが、両社は集荷面で競争関係にあることも明らかになった。さらに、大連市にある穀物取引所では、近年、トウモロコシの先物取引を再開した。中国のWTO加盟により、中国の農産物流通の自由化が加速しているが、飼料穀物についても市場機構の整備、集荷・流通段階での競争構造の形成など、基本的には市場に反応する流通、生産体制が構築されつつあることを確認した。ただし、貿易量の変動にみられるように供給量は極めて不安定であり、経済成長にともなう肉消費の増大に対応して、今後は穀物輸入依存度を高める可能性がある。本研究は、飼料穀物をめぐる穀物流通企業の経営行動を通じて、北東アジアの需要と米国の供給関係の将来を見通すことに貢献したといえる。
NMDAレセプターのチロシンリン酸化による機能調節

NMDAレセプターに結合し、NMDAレセプターと同様、Fynによりチロシンリン酸化される蛋白質p120は、マウス脳より精製・部分アミノ酸配列決定の結果、Chapsyn110とよばれるPSD-95ファミリーに属する蛋白質であることがわかった。Chapsyn110の一部とグルタチオンSトランスフエラーゼ(GST)の融合蛋白質を、Fynキナーゼのin vitro基質としてリン酸化反応を行なわせた結果、Fynによってリン酸化される領域がChapsyn110の2番目のPDZ領域(PDZ2)と3番目のPDZ領域(PDZ3)の間にあることが判明した。PSD-95ファミリーは全て同様のドメイン配置をもち、特に各ドメインでのアミノ酸配列の保存性が高い。しかしながら、各ドメイン間の長さや配列にはばらつきがあり、特にChapsyn110にはPDZ2とPDZ3に特異的なアミノ酸配列が存在する。Fynによるリン酸化はこのChapsyn110特異的な部分に起こっており、PSD-95ファミリーの中でもChapsyn110のみがチロシンリン酸化される理由になっていると考えられた。実際にChapsyn110の場合非常によくリン酸化されるN末からPDZ3までのGST融合蛋白質をPSD-95についても作製し、リン酸化アッセイを行なってもPSD-95は全くリン酸化されなかった。Chapsyn110のリン酸化部位と考えられるPDZ2とPDZ3の間の配列にはチロシン残基を含む短い繰り返し配列が存在し、これは免疫系のチロシンキナーゼシグナル伝達モチーフである、ITAM(immunoreceptor tyrosine based activation motif)に良く似た構造であるといえる。今後、Chapsyn110の機能を考えるうえで、この部分のチロシンリン酸化の意義を解明することが重要であると考えられる。NMDAレセプターはシナプス伝達の長期増強(LTP)に必須なイオンチャンネルであり、脳における主要なチロシンリン酸化蛋白の一つである。本研究ではNMDAレセプターのサブユニットの一つ、NR2Bについてそのチロシンリン酸化部位の同定を試みると共に、脳の不溶性画分においてNMDAレセプターと共にもっとも豊富なチロシンリン酸化蛋白であるp120についての解析を行なった。NR2Bのチロシンリン酸化部位は、大腸菌で生産した組み換え蛋白を基質として、マウス脳のライセ-トより調製したFynチロシンキナーゼを用いて試験管内でリン酸化反応を行なうことにより決定した。組み換え蛋白としては、NR2Bの細胞質部分、約600アミノ酸を前半部分と後半部分に分け、さらに後半部分はC末端を含み長さの異なる複数の蛋白として作製した。これらのうち、C末端部分を含む組み換え蛋白が最も強くリン酸化された。また最もC末端近傍に存在するチロシン残基をリン酸化されないフェニルアラニンに置換した分子はFynにより全くリン酸化されなかった。これらのことから、C末端近傍のチロシン残基がリン酸化部位である可能性が高いと考えられた。チロシンリン酸化蛋白p120については、マウス脳の不溶性画分より抗リン酸化チロシン抗体による精製を行なった。また精製の過程で、p120はNR2BのC末端とも結合する能力があり、実際に生体内でNMDAレセプターと会合していることも見い出した。現在、このチロシンリン酸化蛋白について、抗体の作製および機能の解析を進めている。