hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非侵襲的脳機能画像法による他者の顔の価値表象に関わる神経機構の解明

高齢者における顔の価値表象に関わる神経機構の検討について、本年度は機能的磁気共鳴画像法(functional magnetic resonance imaging: fMRI)により得られた脳活動データの解析を終了し、論文執筆の最終段階に入ることができた。脳活動データの解析から、高齢者においても腹内側前頭前野が他者の顔の価値表象に重要な役割を果たしていることが明らかとなったが、加齢の効果には性差が認められた。具体的には、高齢女性よりも高齢男性で加齢の効果が顕著であることが明らかとなった。また、本年度は他者の顔に対する価値表象機構の検討に関連し、腹内側前頭前野と背内側前頭前野の機能的役割が意識的に顔を見ることができる場合と、意識的には顔を見ることができない場合で異なることを報告した(Ito et al., Human Brain Mapping, DOI: 10.1002/hbm.22813)。具体的には、腹内側前頭前野は意識的に顔を見ることができる場合のみに、選好を反映する価値表象を行っている一方で、背内側前頭前野は意識的に顔を見ることができない場合のみに、選好を反映する価値表象を行っていることが明らかとなった。これらの知見は、顔の価値表象に関わる神経機構が、1生物学的な要因によって変容すること、2呈示された顔を意識できるかどうかによって、腹内側前頭前野と背内側前頭前野が独立に価値を表象し、選好を反映している可能性を示唆するものである。ここまでの検討に予想以上の時間を要したため、自閉症者を対象とした実験は実施できなかったが、今回明らかになった知見は、今後の研究の発展にに資するものであったと考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究課題1-高齢者における顔の価値表象に関わる神経機構の検討上記研究課題について、本年度は機能的磁気共鳴画像法(functional magnetic resonance imaging : fMRI)により得られた脳活動データの解析を行う段階まで到達することができた。脳活動データの解析から、高齢者においても腹内側前頭前野が他者の顔の価値表象に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。まだ十分な解析は実施できていないため、今後は行動データ・脳賦活データについて更なる検討を行う予定である。高齢者のデータと若年者のデータ(以前同様の実験パラダイムを用いて取得したデータ)を統合的に検討し、論文発表を行う予定である。更に本年度は、他者の顔に対する価値表象機構の検討に関連し、眼窩前頭皮質が他者の顔の魅力度の認知に関わっていることを報告した(Ueno et al., 2014, Neurosci Lett)。本研究課題からも、前頭葉の腹内側領域が他者の顔の価値表象に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。研究課題2-自閉症における顔の価値表象に関わる神経機構の検討本年度は研究課題1を遂行していたため、本研究課題は来年度以降に実施する予定である。被験者の特性を踏まえ、実験プログラムや実験刺激の修正が必要となる可能性があることから、被験者リクルートに先立ちそれらの準備を行う予定である。本年度は予定していた研究課題のデータ解析を行う段階まで到達することができたことから、概ね順調に研究計画を遂行できていると考えている。来年度以降は、高齢者のデータ解析を中心に研究を遂行していく予定である。
哺乳動物中枢神経系の発生と分化における転写制御因子の生理機能の解析

哺乳動物中枢神経系の発生過程においては、未分化な神経幹細胞より多様な細胞群が生み出される。しかしながら、この神経幹細胞の分化制御に関わる遺伝子ネットワークの詳細は未だ明らかにされていない。本研究では、神経幹細胞に由来する不死化細胞株MNS-70を用いて、細胞間相互作用を媒介するNotchシグナル伝達系による分化制御の機構を解析した。Notchシグナルの生理機能を探るために、活性化型として機能するNotch1変異体、および最近ショウジョウバエdeltexの相同遺伝子として単離されたDeltex1を構成的に発現するベクターを構築した。MNS-70細胞に活性化型Notch1およびDeltex1を高発現させたところ、いずれの場合もニューロン、グリアの分化が顕著に阻害された。そこで、これまでの研究から幹細胞の分化過程を正に制御する転写因子である事が判明している転写制御因子Mash-1について、その発現および機能を解析した。その結果、活性化型Notch1およびDeltex1はMash-1の転写活性化機能を強く阻害することが明らかになった。さらに、Deltex1はNotch1受容体の細胞内ドメインと相互作用し、また核内でMash-1とも相互作用し得る分子であることが判明した。また、Deltex-1はこれまでにNotchの下流のシグナル伝達を担う主要な分子として知られているRBP-Jとは独立に機能いると考えられた。従って、Deltex-1はNotchシグナル伝達系においてこれまで同定されていない新規の制御因子であることが明らかになった。神経幹細胞はNotchの下流で機能するDeltex-1,RBP-Jを介したシグナルによってその分化が負に制御されており、この機構は幹細胞が発生初期に自己複製によってその数を増加させるために重要な役割を担うものと考えられた。
膀胱尿管逆流症の新生児期早期の発見による逆流性腎症予防の費用対効果の検討

より多数の新生児の排尿時の超音波スクリーニングを行うことによって、排尿時の腎盂の一時的な拡張と、低形成腎を示唆する腎サイズの左右差の存在が、VURに特異的な超音波所見であることを明らかにした。また、VURの発生頻度は約1%という高率であり、男児は女児より約2倍多いことを明らかにした。さらに、先天性腎低形成は、男児300人に1人という高頻度で存在し、いずれもVURを伴っていることを世界で初めて明らかにした。このVURを伴った低形成腎が男児に高頻度に認められることが男児にVURが多いことの一因と考えられた。また、男児に多く認められるVURを伴った矮小腎は、従来はVURに伴って発症した尿路感染症によって後天的に生じるものと考えられていたが、今回の検討結果によりこの矮小腎のほとんどは先天的な低形成腎によるものであることが強く示唆された。小児末期腎不全の年間発生頻度は100万人当たり1.5-7人で、このうち先天性尿路奇形によるものは約半分であり、このほとんどは尿路閉塞(水腎症)ないし高度の腎形成異常(低形成異形成)によるものであることが、近年の検討によって明らかにされた。尿路閉塞や腎形成異常を伴わないVURは、腎機能障害や腎不全にまで至ることはまれであり、費用対効果の点を考えると、腎機能障害を起こしやすい尿路閉塞や腎形成異常の早期発見が有用と思われる。これらの高度の異常は産科医によってルーティーンに行われている母体と胎児の超音波検査時に発見が十分可能であり、産科医による胎児超音波検査を一次スクリーニングとして活用し、異常を疑われた児に対して出生後に精査を行う方がより効率的であると思われた。平成8年度までに、協力の得られた産院にて、親の同意の得られた日令2以上の新生児および福井医大小児科を健診で受診した4ヶ月までの健康な乳児の計約4000人の尿路を観察した。超音波検査により、排尿時腎盂の一時的な拡張(ballooning)を19人に、small kidneyを8人に(両側性1人)、腎盂内径の10mm以上の拡張を5人に、水腎水尿管を4人に、重複腎盂を9人に認めた。排尿時膀胱尿道造影検査を23人に行い、膀胱尿管逆流(VUR)を19人(うち両側性9人)に認めた。また、small kidneyの8人にDMSA腎シンチを行い、6人は低形成腎(両側性1人)、2人は異形成腎と診断された。また、スクリーニング検査で異常を認めなかった児のうち12人が尿路感染症と診断され、うち2人はVURを有し、このうち1人は低形成腎と診断された。低形成腎の7人はいずれも男児であり、VURを有していた。先天性腎尿路異常の中ではVURが最も頻度が高く、とくに男児では低形成腎が1/300人と高頻度で認められ、VURにともなって認められる腎障害の中で大きな役割を占めるものと考えられた。このように、先天性尿路異常のうち、VURの頻度は最も高く、しかも低形成腎では全例にVURが認められた。VURを有していた患者の大多数を排尿時超音波検査を含む尿路のスクリーニングで検出でき、尿路のスクリーニング検査は有用であることが確認された。今後さらに、検討を進め、費用対効果の検討などを行う必要がある。平成9年度は、新生児の尿路の超音波スクリーニングを引き続き行い、計19人(乳児期のスクリーニング例をいれると計21人)において膀胱尿管逆流症を発見した。

性別については、男14人、女5人と男児にはるかに多いことが明らかとなった。また、これらの新生児期に発見された膀胱尿管逆流症児の経過を観察しているが、膀胱尿管逆流の診断後に抗性物質の予防投与ないし緊密な経過観察によっていずれも腎孟腎炎を発症することなく順調に経過している。また、腎の生後の発育についても超音波検査などによって観察したところ、先天的な腎の形成異常によるものを除いては、順調に経過していることが判明した。したがって、腎孟腎炎などの尿路感染症を発症する可能性が高く腎障害を生じやすいことが知られている膀胱尿管逆流症において、生後早期に発見すれば腎障害の発生を効果的に防止できることが判明した。平成10年度は、症例数をさらに増やすとともに、これらの患児の注意深い経過観察を続けて行く。そのうえで、要した費用に対する腎障害の防止効果を検討し、超音波スクリーニングの有効性を客観的に評価し、本研究を総括する。平成10年度は、超音波スクリーニングにより発見された膀胱尿管逆流症児の経過を抗生物質の予防投与を行わずに観察したところ、いずれも腎孟腎炎を発症することなく順調に経過し、膀胱尿管逆流症児は必ずしも尿路感染症を発症しないことが明らかとなった。また、排尿誘発時の膀胱の超音波検査によって、排尿量、残尿量、尿流速の測定が可能であり、新生児では女児より男児の方が有意に残尿量が多いこと、尿流速が小さいことを明らかにした。これは、男児では女児より尿道の抵抗が大きいことによるものと考えられた。残尿は尿路感染症のリスクファクターの一つとして知られており、残尿が多いことが、新生児期において女児より男児に尿路感染症の多いことの原因の一つである可能性が考えられた。これまでの検討により、VURは約1%、VURを伴う低形成腎は男児の0.3%に存在することが明らかとなった。しかし、小児末期腎不全の年間発生頻度は100万人当たり1.5-7人で、このうち先天性尿路奇形によるものは約半分であり、このほとんどは尿路閉塞(水腎症)ないし高度の腎形成異常(低形成異形成)によるものであることが、近年の検討によって明らかにされた。尿路閉塞や腎形成異常を伴わないVURは、腎機能障害や腎不全にまで至ることはまれであり、費用対効果の点を考えると、腎機能障害を起こしやすい尿路閉塞や腎形成異常の早期発見が有効と思われた。これらの高度の異常は産科医によってルーティーンに行われている母体と胎児の超音波検査時に発見が十分可能であり、これとは別に新生児期ないし乳児期に超音波スクリーニングを行うことによる医療効果は、かかる費用に見合うものとは考えにくい。したがって、産科医による胎児超音波検査を一次スクリーニングとして活用し、異常を疑われた児に対して出生後に精査を行う方がより効率的であると思われた。
C^*環と位相力学系の相互作用の研究

平成9.10年度を合わせて本研究で得られた成果の中で主要なものは次ぎの通りである.1.位相同型C*一環の間の同型の中で連続関数環を保存するものが存在する力学系の間の関係の必要充分条件を示す最良の制限同型定理が得られた.2.通常の力学系の理論では対象になる力学系の性質は、その度に一定のものに制限して議論されるが、それをC*環の枠組みの思想で各種の系を力学系の表限論として捉え、相関論の理論の再構成を行った.3.前記1に関連する一般同型定理についてはカテゴリー的な道展は得られなかったが、問題に対応する方法として、ユニバーサルZ-C*クロス積の構成しその構造を解析した.また位相同型C*一環のイデヤルの良、否を分類し良いイデヤルの構造を決定した.是と共に同型対応もその性質の良、否を考える必要があることが判明した.更に力学系の代数的不変量の概念を導入し系に付随する多くの基本量(周期点の情報等)がこのような不変量になっていることを示した.尚鎖回帰集合については1983年にM.Pimsnerがそれを示している.4.力学系の非遊走集合の構造のC*一環的な解析に成功した.力学系の初等集合のなかでこの集合のみがC*一環的な構造解析が今まで得られていなかった.(1-4まで富山の研究)5.大枝は2次元または3次元ユークリッド空間での外部領域での熱対流方程式の大城解を構成に成功した、また藤崎は、n次元の閉多様体上の余次元がqのトーラスを一般葉として持つコンパクトハウスドルフ葉層について特にn=4または5の場合の特殊葉の近傍の分類とその特殊葉の局所安定性について研究し解明した。コンパクトな空間X上の位相同型sによる力学系(X、s)と対応するC^*-環A(s)を考える。これらの相互作用について、まず同型問題についてはイデヤルの構造は力学系より見ると必ずしも同型で保存されないが周期点の集合が高だか可算のときにはそれがいつも保存されることを示した。また此の問題の基本背景として通常の力学系論では見られないその表現論をC^*-環論を通じて導入し知られていた結果(A(s)の表現の単純性やいつその像がクロス積の構造を持つか等)の統一的再構成を行った。これは富山が参加した97年7月の中国上海での作用素環、作用素論の国際会議のProceedingsに発表が予定されている。一方sの充足群についてはその連続部分群の正規化群とA(s)の連続関数環を保存する同型対応群の間のExact sequenceが一般に得られることを示すことに成功した(富山)これは以前にはカントル集合上の極小力学系という非常に限られた系でのみ成立が知られていたものである。さらに充足群とその有界部分群、連続部分群の役割のいくつかを解明した。以上の結果は最終のまとめは富山が行っているがその間には大枝との微分方程式よりの力学系についての討論、藤崎、峰村によるFoliationの構造また幾何学的抽象よりの問題点の議論によること大きい。更に本研究の旅費により九州、関西方面のエルゴード論、力学系論の研究者と直接会い討論を重ねることができた。その結果は特に充足群の研究に現れている。さらに本研究費により当教室ではこれまでそなえていなかった力学系、作用素環の文献のいくつか購入することができ本研究の進展に影響をみた。平成10年度においては次ぎのような研究の進展を見た。1.位相同型C*一環全体をユニバーサルなC*

一環B(Z)を構成してその中で考え一般フーリエ多項式のSummability kernelを援用してのノルム近似定理を得た。またその中でのイデヤルの良、否を分類し良いイデヤルの構造を決定した。そして是と共に同型対応も同じ類を保存するものとそれ以外のものとに分けることが基本問題となることが判明した(富山)。2.同型問題については富山とM.Boyieとの共同研究および富山の充足群についての既発表の結果をあわせそれを精密化することによって、制限同型問題についてはほぼ完全な解決(必要充分条件)が得られた。ここでの結果は有理数回転などの非常に特殊な力学系を除けばほとんどの力学系に適用できる。しかし一般同型問題については、単位円周上でもその阻害因子の構造を明らかに出来なかった(以下3も富山)3.同型定理問題の多面的な展開として、対応するC^*-環の同型によって変わらない力学系の性質(力学系の代数的不変量)の概念を導入しその解析に努め力学系に付随する初等集合(周期点、非周期点、回帰点、非遊走点、)の中で非遊走集合以外は代数的不変量になることを示した。なお鎖回帰点集合については83年にM.Pimsnerがそれを示している。4.大枝は2次元または3次元ユークリッド空間での外部領域での熱対流方程式の大域解を構成に成功した、また藤崎は、n次元の閉多様体上の余次元がqのトーラスを一般葉として持つコンパクトハウスドルフ葉層について特にn=4または5の場合の特殊葉の近傍の分類とその特殊業の局所安定性について研究し解明した。
アブダクションシステムの構成に関する研究

一般論理プログラムは2値安定モデルや3値安定モデルによって定義できる。一方、SLDNF導出は完備化されたプログラムに対する手続きとして採用されている。SLDNF導出が、アブダクティブ手続きの基礎として用いられたとき、それが2値安定モデルに関して健全かどうかが検討されたが、3値安定モデルに関して健全であることが証明された。このプロジェクトでは、アブダクティブ手続きのための失敗による否定の一般化と3値論理におけるアブダクションの枠組を扱っている。失敗による否定を適用するとき、安全な規則、すなわち、負のリテラルが基礎であることを要請する。しかし、より一般的なアブダクションの仮説を得るために、安全でない規則(Shepherdsonの規則)を採用した。失敗による否定を一般化することにより構成されたアブダクティブ手続きが、一般的な3値安定モデルに関して健全であることを示した。さらに、3値論理に基づくアブダクションブの枠組を構成した。そこでは、従来のものより一般的な制約が定式化されている。その一般的な制約により、各命題は仮説か、理論と仮説から導けるか、それ以外かに区別されねばならない。また、仮説でもなく、理論からも導けない命題であることを示す調整機能をもったアブダクティブ手続きが構成できる。さらに、この制約は、一般的な3値安定モデルとよく対応している。成果を少し具体的に述べると、論理プログラムの意味論として、安定モデルを一般化し、変数を含む領域で定式化し、また、安全でないSLDNF導出の意味論を明確にした。これらの基礎の上に、変数を含む仮説を導けるアブダクティブ手続き(一般化された失敗による否定を適用)を検討し、さらに3値アブダクション枠組の構成に到った。平成6年度は、アブダクションシステムを構成するための原理的な検討をおこなった。ある理論を仮定し、質問に対する説明をある制約条件下で与えるアブダクションを対象として、つぎのような研究成果を得た。(a)演繹などによる推論全体を関数(の不動点)によって把握する問題が、アブダクションなどの非単調推論においても重要であるので、まず、単調性が保証された推論系において関数による把握が可能となる方法を明らかにした。(b)古典的な否定を失敗による否定(negation as failure、以下NAFと略す)として扱える一般論理プログラムに基づくアブダクションの枠組を再検討し、NAFを一般化して全称記号により束縛された説明を枚挙する方法に到った。同時に健全であることを示した。これは従来の方法、すなわち、質問に対して具体化された説明を得るアブダクションの枠組に関する詳細化である。(c)NAFを適用する証明系の把握のために単調関数の不動点理論を使い、有限失敗する述語の全体、すなわちアブダクションの枠組による説明(の候補全体)がどのように規定できるかを明らかにした。この結果は、全称記号で束縛された述語の有限失敗に関する表示的意味づけであり、(b)におけるアブダクションの枠組において説明を枚挙してゆく手続き論の基礎を与えるものである。(d)アブダクションのインプリメント技法は、次年度で展開されなければならないが、その準備として、一般論理プログラムを包含したクラスの拡張論理プログラムに基づくアブダクションシステムを検討した。拡張論理プログラムにおいては、古典的な否定とNAFが扱われなければならないので、アブダクションのモデル論的な扱いに重要な問題を見い出し、その解決がインプリメント技法のために不可欠であることを認知した。このため、拡張論理プログラムに基づくアブダクションのモデル論を継続して検討している。アブダクションの枠組に関して、制約条件とアブダクション手続きを検討してきた。

失敗を否定とみなす規則を組み込んだ導出が、充分な制約条件下(任意の基礎アトムあるいはその否定アトムが論理的帰結になるような説明を求めること)では健全なアブダクション手続きになることが知られている。アブダクションの枠組の理論に等式公理を仮定し、アブダクション手続きとして絞り込み(narrowing)を許容する場合、充分な制約条件下で、従来の健全性が一般化できることを示した。アブダクション手続きの指示意味論は3値論理にもとづいているが、元の理論の完備化を新たに定式化し、この完備化(の論理的帰結)に関して手続きが健全であるという命題を基にアブダクションとしての健全性は2値論理で議論した(この結果は発表予定である)。この結果の関連において、論理プログラムの意味論として、等式を含む確定節プログラムおよび一般論理プログラムの指示意味論を検討し新たな知見を発表した。また、失敗を否定とみなす規則を組み込んた導出による成功・失敗集合の表示に関して抽象解釈の視点から一般論理プログラムの不動点意味論を拡張した(出版予定)。以上は2値論理に基づく制約条件下でのアブダクション手続きの研究であるが、3値論理に基づく制約条件を検討中である。帰納的な条件を満足する制約条件が一般論理プログラムに対する3値論理のモデルになるという予想にいたっている。一方、説明としてできるだけ充分な集合を要請するときに、それがモデル論と関係をもちつつ客観的でありうるのかという問題に現在取り組んでいる。一般論理プログラムは2値安定モデルや3値安定モデルによって定義できる。一方、SLDNF導出は完備化されたプログラムに対する手続きとして採用されている。SLDNF導出が、アブダクティブ手続きの基礎として用いられたとき、それが2値安定モデルに関して健全かどうかが検討されたが、3値安定モデルに関して健全であることが証明された。このプロジェクトでは、アブダクティブ手続きのための失敗による否定の一般化と3値論理におけるアブダクションの枠組を扱っている。失敗による否定を適用するとき、安全な規則、すなわち、負のリテラルが基礎であることを要請する。しかし、より一般的なアブダクションの仮説を得るために、安全でない規則(Shepherdsonの規則)を採用した。失敗による否定を一般化することにより構成されたアブダクティブ手続きが、一般的な3値安定モデルに関して健全であることを示した。さらに、3値論理に基づくアブダクションの枠組を構成した。そこでは、従来のものより一般的な制約が定式化されている。その一般的な制約により、各命題は仮説か、理論と仮説から導けるか、それ以外かに区別されねばならない。また、仮説でもなく、理論からも導けない命題であることを示す調整機能をもったアブダクティブ手続きが構成できる。さらに、この制約は、一般的な3値安定モデルとよく対応している。成果を少し具体的に述べると、論理プログラムの意味論として、安定モデルを一般化し、変数を含む領域で定式化し、また、安全でないSLDNF導出の意味論を明確にした。これらの基礎の上に、変数を含む仮説を導けるアブダクティブ手続き(一般化された失敗による否定を適用)を検討し、さらに3値アブダクション枠組の構成に到った。
バルジ、ディスク、ブラックホールの共進化と銀河形成論の新展開

バルジ、ディスク、ブラックホールが過去にどのような持ちつ持たれつの関係の中で進化を遂げその中で銀河が形成されたかを銀河系で明らかにし、銀河形成論に新たなトレンドを切り開いた。特に銀河中心からのウインドが銀河形成に与える影響を精査することを通じて銀河系バルジの起源、形成史を解明し、宇宙に存在する半数以上のバルジの起源に大きな手がかりを与えることができた。さらに、バルジサイズとディスクの金属量分布の相関を予言した。本研究では、バルジ、ディスク、ブラックホールがどのように相互作用しながら進化・成長し、そしてこれらの共進化を軸にどのように銀河が形成されてきたかを、「星の化学組成解読」、「銀河の化学進化モデル構築」、「N体/流体数値シミュレーション」等の手法を駆使することで明らかにし、謎に包まれた銀河系進化の物理過程を理論的に解明することを目指している。本年度は、数値シミュレーションによる銀河中心からのウインドとディスクの相互作用の解明に焦点を当て、戸次とともに計算を行い、その結果を2つの論文にまとめた。ウインドのバルジからの放出過程をバルジの物理的特徴への依存性も調べ、ハロー内のガスとの相互作用、その後のディスクへの降着過程等を明らかにした。まず第一に、銀河風として銀河ポテンシャルから逃げ出すか、銀河内に留まるかというウインドの運命を決定する条件を明らかにすることができた。さらに、ウインド物質がディスク上にどのように分布するかを明らかにした。これはウインドによって運ばれる重元素を"chemical tagging"とすることから、ディスク星の化学組成の解読作業を同時進行させることで、ウインド現象の過去の詳細を解明することができたのである。このようなアプローチが取れるのは唯一銀河系に限られる。さらに、シミュレーションと並行してディスクの化学進化モデルを考察し、self-consistentなウインド+ディスクモデルの構築に成功した。ここで重視すべき成果の一つが、ウインド発生の時期、規模、タイムスケールを明らかにしたことであり、この結果はバルジの形成進化モデルへの貴重な情報源となった。以上については、Bland-HawthornおよびFreemanとの共著の論文にまとめあげ、今年2月に受理された。本研究では、銀河進化モデルの構築、化学組成解読、数値シミュレーションという理論的手法および観測データを取得・分析することから、バルジ、ディスク、ブラックホールの共進化の過去を明らかにし、銀河系に代表される円盤銀河の形成理論への新たなパラダイムを、オーストラリアの海外共同研究者との連携を軸に確立することを目指している。本年度はまず5月に連携研究者であるFreemanとの会合を実現させた。現在FreemanをPIとし、Iバンドによるバルジ星の視線速度と化学組成を観測するプロジェクトを遂行中である。(2度x2度)視野を12領域において約2万個の星についてのデータ取得を目指しており、代表者である辻本はサイエンスアドバイザーとしてコミットしている。この観測プロジェクトのサイエンスゴールはバルジの起源を解明することにあり、その目標達成のために、回転速度と重元素量の空間分布を明らかにしていくことを会合にて確認した。これは、バルジの起源が異なると回転速度の分布に違いがあることが指摘されており、銀河系バルジの回転速度の分布を詳細に知ることが、その起源を知る有力な手掛かりとなると考えられるからである。また同時に、重元素量の勾配もバルジ形成シナリオの敏感なバロメータとなることから、両者の分布を明らかにできれば、起源解明への大きな一手となり得る。来年度には初期成果を期待できる段階になりつつある。さらに、連携研究者であるBekkiとともに、化学進化モデルおよぶN体シミュレーションを通じて、銀河進化の謎の解明に取り組み、その結果を計3本の論文にまとめ、それらはすでに受理されている。なかでも重水素の太陽近傍における進化を追うことから、今から数十億年前にバルジでのスターバーストに付随した銀河風によるディスク汚染が起きたという証拠を突き止め、バルジとディスクの共進化についての新たな知見を得ることができた。本研究では、バルジ、ディスク、ブラックホールがどのように相互作用しながら進化・成長し、そしてこれらの共進化を軸にどのように銀河が形成されてきたかを、「星の化学組成解読」、「銀河の化学進化モデル構築」、「N体/流体数値シミュレーション」の手法を駆使することで明らかにし、謎に包まれた銀河系進化の物理過程を理論的に解明することを目指してきた。当該年度における大きな成果は以下の2つである。(1)N体数値シミュレーションを実行することより、未だ未解決であるバルジの形成過程を明らかにすることができた。現在シミュレーションで得られるバルジは楕円銀河の小型版である「古典的バルジ」と呼ばれるものであるが、現実の宇宙に存在するバルジの半数以上は、「擬似バルジ」なのである。そして、銀河系バルジはまさに後者に属し、コールドダークマター宇宙が予言するパルジの範疇外にある。このように銀河系バルジの形成は謎に包まれ、観測結果を矛盾無く説明できるモデルはこれまで存在しなかった。

それに対する答えとして、厚いディスクと薄いディスクの2成分バルジ起源説をモデル化し、銀河系バルジが擬似バルジの特徴である円筒状の回転速度分布を持つ一方で、古典的バルジの特徴である短軸方向に金属量の勾配が存在するというパラドックスの解明に成功した。(2)バルジ研究における近年の大きな進展の一つに、単純な一つの星種族からバルジが構成されているという既成概念から脱却し、バルジが2つの成分をもつことが明らかにされてきたことが挙げられる。今回行った計算から、2つの成分は厚いディスクと薄いディスクに対応するものであることがわかった。重元素量が小さい成分は比較的短い時間に厚いディスクから形成されたバルジであり、一方、重元素量が高い成分は、数十億年の時間をかけて薄いディスクから形成されたものであり、またtop-heavyな初期質量関数が不可欠であることもわかった。
１９世紀ドイツにおける標準語と日常語の混交に関する言説の社会語用論的研究

19世紀に公的場面に参加し学校教育を受ける機会を得た一般大衆は、それまで教養層に独占されていた標準語を獲得した。その際、国語授業の目的は標準語の正しさよりは、言語分析による論理的思考力の養成であったことが、標準文章語の平準化を進展させた。新聞というメディアに目を転じてみると、日刊紙が19世紀において幅広い社会層に普及したことも、標準文章語の民主化の一因となった。標準語と日常語に関する1840年までの言説(メタ言語的発言)をコーパス化し分析してみると、プロイセンの学校教育において1830年頃までは、アーデルングに代表される18世紀の規範文法が支配的であったことがわかる。しかしその後は、正しい標準ドイツ語を一義的に教えようとする規範文法は、生徒の思考力・論理的把握力を養成しようとする論理文法に取って代わられていった。商工業、科学の発展のために国民を「陶冶する」ことが学校の役割と認識され、この養成に答えるべく、国語授業は標準語の正しさを教えることではなく、言語を論理的に分析することで思考の論理を教えることであると認識された。学校における文法のパラダイムがこのように変化したことが、標準語と日常語の混交による「文章語の民主化」、すなわち標準語の平準化を進展させた一因であると考えられる。新聞というメディアに目を転じてみると、日刊紙が19世紀において幅広い社会層に普及したことも、文章語の民主化の一因であると言える。文化的・政治的エリートである教養層向けに刊行されていた新聞メディアに、1830年代からは大衆向けの娯楽紙も加わった。この時代の言説を分析してみると、新聞記事で用いられた平準化したドイツ語は、同時代の教養人たちによる激しい批判の的になっていたことがわかる。18世紀の古典派作家の言語を模範と見ていた教養人たちは、語彙や文構造のことを考えず、筆のおもむくままに「書き散らす」新聞記者のドイツ語を、読み手に悪影響を及ぼすものであるとみなしたのであった。研究代表者は、19世紀における話しことば性の様相について考察するために、19世紀の学校における標準的書きことばの扱われ方に注目し、19世紀前半の文法教育について調査し、次のような認識を得た。19世紀に入ると、プロイセンは農制、軍政、教育制度など一連の近代的な改革を行い、教育全体のシステムを人口増加と産業化に対応させる必要があった。そのため、母語と外国語の教育によってコミュニケーション能力を高め、自然科学の教育によって技術力を養成することが求められた。1830年頃までは、学校教育においてまだ規範文法が支配的であったが、しだいに、生徒の思考力を養成するような文法が要請された。1830年代は、指導権が貴族、教会、王室にはなく、商業、工業、科学の手に移りゆく時代へ転換した。この進歩主義の要請に応えられたのは、論理文法であった。19世紀半ばには、論理文法が開花する時代が到来した。研究分担者は、19世紀後期の作家による作品を対象に、当時の日常的な「話しことば」の描かれ方を通じて、当時の言語意識を調査した。フォンターネの『ナシの木の下に』(1885)を対象に、文学作品に基づく言語意識史研究の問題点を考察した結果、文学作品における「話しことば」的な変種は、作中人物の特徴づけのために用いられる傾向があり、作中で描かれる時代・地域に関する言語意識を純粋に反映しているとは言えないことが明らかになった。また、シュトルムの『人形つかいのポーレ』(1874)も調査し、両作品における会話文と地の文の統語構造を比較した結果、両作品ともに、会話文では、なるべく従属文を避け、8語以内の短文を好む傾向がみられ、また地の文にはみられない文法的に不完全な文が使用されているなど、「話しことば」的な言語現象がみられた。こうした傾向は、同時代人が抱いていた日常的な会話文に対する共通認識の一例といえる。「標準語と日常語に関する19世紀ドイツメタ言語言説コーパス」について1860年分までおよそ完了することができ、19世紀の文学作品における話しことば性についても調査を進めることができた。研究代表者は、8月にStephan Elspass氏(ザルツブルク大学教授)を訪ね、19世紀のドイツ語観に関する専門的討議・専門知識の供与を通じて、本研究課題推進の方法論についてさらに検討することができた。19世紀に入って数十年経つと、プロイセンにおいては商業、工業、科学の振興を目的に学校の役割が大きくなり、国民を「思索的人間に陶冶する」という新しい時代の要請が生まれた。この要請に応えて、母語教育は論理性と体系性を獲得させる思考力の訓練という性格が強まった。しかし、このような言語教育観に対して、ヤーコプ・グリムは『ドイツ語文法』のなかで反対の立場を表明し、子供たちの言語能力が自由に発達するには抽象的な文法規則を教え込むことは阻害的であるとした。言語計画の重要な「遂行」の場としての文法教育に関する議論が高まったわけである。研究分担者は、歴史会話研究の視点から、19世紀後期の文学作品に基づき、日常語に関する言語意識を調査した。訳書『歴史会話研究入門』では、キリアンによる入門書を日本語に翻訳することで、歴史会話研究という研究領域そのものを紹介した。論文

「19世紀のドイツにおける「日常語」の統語構造」では、シュトルムの『人形つかいのポーレ』(1874)およびフォンターネの『ナシの木の下に』(1885)において描かれた日常会話を対象とし、標準語で書かれた小説にみられる日常会話の構造を調査し、1)会話文は地の文の半分程度の長さしかない、2)会話文でのみ文法的に不完全な文である「文相当句」が使用されている、3)会話文における「線状性」の数値が地の文の約46倍であり、当時の印刷メディアにおける言語としては極めて「線状性」が高い、ということを明らかにした。これらの特徴は両作品ともに見られ、当時の人々が抱いていた共通認識の一例といえる。19世紀に公的場面に参加し学校教育を受ける機会を得た一般大衆は、それまで教養層に独占されていた標準語を獲得した。その際、国語授業の目的は標準語の正しさよりは、言語分析による論理的思考力の養成であったことが、標準文章語の平準化を進展させた。新聞というメディアに目を転じてみると、日刊紙が19世紀において幅広い社会層に普及したことも、標準文章語の民主化の一因となった。「標準語と日常語に関する19世紀ドイツメタ言語言説コーパス」については1840年分までおよそ完了することができ、19世紀前半における言説の変遷について大きな概観が可能となった。「標準語と日常語に関する19世紀ドイツメタ言語言説コーパス」の作成と分析について1890年代まで進めるとともに、他のドイツ語史研究者を交えて研究代表者と研究分担者とが今まで以上に頻繁に討議することにより、本研究課題の達成をより確実なものとする。ドイツ語史「標準語と日常語に関する19世紀ドイツメタ言語言説コーパス」の作成と分析をさらに先へ進めるとともに、平成27年8月には海外共同研究者であるStephan Elspass氏(ザルツブルク大学教授)を訪ね、19世紀のドイツ語観に関する専門的討議・専門知識の供与を通じて、本研究課題推進の方法論についてさらに検討する。とくに物品費について、予定よりも少ない支出で抑えることができたため。物品について予定よりも少ない支出で抑えることができたため。繰り越した予算を、2016年度に書籍購入に当てて有効に執行する。繰り越した予算を、2015年度にとりわけ書籍購入に当てて有効に執行する。
高精細HIV-1トランスクリプトームと慢性持続感染病態との関連性解析研究

以下の様に、本研究課題の、高精細HIV-1ランスクリプトームと慢性持続感染病態との関連性解析研究を遂行した。昨年度までにセットアップした、DNAプローブを活用したウイルス配列濃縮法による高感度HIVトランスクリプトーム解析法を用いて、臨床検体のウイルストランスクリプトーム解析を行った。抗ウイルス療法無し、あるいは抗ウイルス療法ありの状態の感染者末梢血検体を15検体選定して予備的解析を行った。これまでの報告から、HIV複製は末梢血では極めて低いことが知られており、今回の高感度な解析でも、極めて低いレベルのウイルス転写物を検出するに留まった。結果の解釈として以下の2つの可能性が考えられた。1治療前の感染者検体においても、末梢血液中に存在するウイルス転写物は極めて微量であるため、高感度な検出系であっても検出されない。2検出感度が不十分で有り、改良が必要。今回のシークエンス解析の深さとプローブ濃縮効率の高さを合わせて考えると1の可能性が高いと考えられた。しかしながら、今回の限られた転写物情報の中に、ウイルスとヒトとのキメラ転写産物が検出されているのは興味深い結果であった。今後より転写レベルの高い症例に絞って解析する事で、より多くの情報や新しい知見が得られる可能性が示唆されている。臨床検体での解析結果まで行う事が出来た。ウイルスの転写物の充分な検出には至っていないものの、末梢血検体におけるウイルス遺伝子発現が極めて低いことが原因である。最終年度に、症例をより選定して、当初の目標達成を行う予定。HIV複製は末梢血では極めて低いことが知られており、今回の高感度な解析でも充分なウイルス転写物を検出することは出来なかった。リンパ節検体などの活用が1つの方向性であるが、検体数など制限がある。従って、本研究課題では、当初の計画通り末梢血液に焦点をあてて、最終年度に症例をより選定して、当初の目標達成を行う予定。臨床検体にか関しては、次年度以降バイオバンクの活用が出来るように倫理審査の再申請を行っている。治療前のウイルス量の高いHIV-1感染者サンプルを用いて、高精細HIV-1トランスクリプトーム解析を行う予定にしている。以下の様に、本研究課題の、高精細HIV-1トランスクリプトームと慢性持続感染病態との関連性解析研究を遂行した。まず最初に、HIV-1感染細胞株を用いたウイルストランスクリプトーム解析法の確立を行った。次に、我々がこれまでに開発したウイルス配列濃縮法を活用して、HIV-1の全長に対して設計したDNA-probeを用いた方法にてウイルス配列のenrichmentを行った。作成したライブラリーをイルミナMiSeq、Next-Seqを用いて解析した。ウイルスの濃縮前と濃縮後の検体を比較解析した結果、プローブ濃縮法によりウイルス配列が数千から数万倍濃縮されたことが分かり、我々がこれまでに開発したウイルス配列濃縮法がトランスクリプトーム解析でも有用である事が示された。現在臨床検体の集積を進めており(これまでに熊本大学エイズ学研究センター松下教授と国立国際医療センター潟永医師と連携し、約20例の症例検体が集積完了している。)、次年度以降HIV-1感染者サンプルを用いて、高精細HIV-1トランスクリプトーム解析を行う予定にしている。予定された細胞株での予備的検討が完了しており、我々がこれまでに開発したウイルス配列濃縮法がHIV-1トランスクリプトーム解析に活用可能である事を確認した。現在20を超える感染者症例の集積が進んでいて、初年度の目標数を達成している。今後はHIV-1感染症例の集積を継続して行うと共に、臨床サンプルを用いたウイルストランスクリプトーム解析を進めて行く。以下の4つの群について、まずは10例ずつ解析する事を目標とする。1治療前感染者2治療下経過良好群3治療下ウイルスコントロール不良群4治療下

慢性感染病態を示す感染者群得られたデータについて以下のポイントで、異なる臨床像を示す感染者群を比較検討する。1発現しているウイルス領域を特定し、グループ間での差異について検討する。2センス向き、アンチセンス向きの転写量を比較する。3HIV-1にコードされるウイルス遺伝子ごとの発現レベルを、それぞれの遺伝子に特異的なスプライシング部位をカウントする事で定量的に解析する。グループ間でのウイルス遺伝子発現の差異について検討する。HIV複製は末梢血では極めて低いことが知られており、今回の高感度な解析でも充分なウイルス転写物を検出することは出来なかった。リンパ節検体などの活用が1つの方向性であるが、検体数など制限がある。従って、本研究課題では、当初の計画通り末梢血液に焦点をあてて、最終年度に症例をより選定して、当初の目標達成を行う予定。臨床検体にか関しては、次年度以降バイオバンクの活用が出来るように倫理審査の再申請を行っている。治療前のウイルス量の高いHIV-1感染者サンプルを用いて、高精細HIV-1トランスクリプトーム解析を行う予定にしている。研究の進捗状況により、前年度残額を0にするより次年度に繰り越した方が、効率的と考えたため。
X線・γ線観測にもとづくガンマ線バーストの起源の研究

観測的研究としては、HETE-2衛星によって2006年までに観測されたガンマ線バースト(GRB)の解析を続け、GRB051022(z=0.8)など可視光残光が殊に弱い「暗黒GRB」の少なくとも一部は、母銀河内の吸収によること、複数ピークをもつGRBの各ピークのスペクトルと強度が一つの関係式に従うこと、X線フラッシュXRF040916という一旦休止後に二つのめのピークを持つバーストの解析から、二つ目のピークが中心エンジン自体の活動が一旦休止後に時間をおいて活動を再開したものであることなどを明らかにし、それぞれ学術誌等に発表した。また、Swift衛星からの位置通報に基づいて「すざく」衛星によるGRB060105,GRB060904の追跡観測に成功し、X線残光精度の高い光度曲線を得て、Swift衛星による観測データの解析結果と合わせて学術誌等に発表した。さらに、Swift衛星の軌道上較正にもとづき、BAT検出器の高エネルギー応答関数を改良し、従来は取り扱えなかった350keVまでのスペクトルの解析方法を確立した。機器開発の面では、国際宇宙ステーション搭載全天X線監視装置MAXIの主検出器であるガススリットカメラ(GSC)の搭載品の地上試験、地上較正を進め、エネルギーおよびコリメータ応答関数構築を進めた。また、将来の飛翔体搭載をめざし、X線偏光検出装置を3グループで並行して開発している。PoGO実験のグループは検出器の信号処理回路の設計、開発を進め、少数ユニットのモデルを用いてKEKでの放射光ビーム試験を行い、性能を確認した。三原らは試作機を大気球に搭載してかに星雲の観測を行った。かに星雲の硬X線をとらえることに成功したが、偏光については観測時間不足のため上限値を得るにとどまった。村上らは、小型探査機搭載用の2kg未満の軽量ガンマ線バースト偏光検出器の試作を行い、実験室において偏光検出性能の確認を行った。(1)HETE-2衛星を用いてガンマ線バーストの観測を行なった。HETE-2衛星は2002年に18個のバーストの位置を決定し、世界のガンマ線バースト観測コミュニティに通報した。この速報にもとづき、9例には光学対応天体が検出された。また、X線過剰なバーストの性質を調べ、古典的なバーストと本質的に断絶がないことを明らかにした。(2)Swift衛星に関して本年は米国NASA/GSFCにおける打ち上げ前較正試験と国内での詳細な素子の試験を行い、エネルギー応答を記述するパラメータをほぼ確立できた。さらに打ち上げ後の軌道上バックグランドモデルを構築するため、英国サザンプトン大学と共同研究をはじめた。さらに計画に従い次世代X線偏光計の試作をおこない動作試験準備中である。(3)位置検出型ガス比例計数管(PSPC)は、大有効面積の検出器を比較的容易に製作できるという点では、いまなお、半導体検出器よりも優れている。HETE-2衛星搭載WXM検出器、MAXI計画のGSC検出器では、PSPCの陽極芯線に直径10ミクロンの炭素繊維を使用したが、最近、直径7ミクロンの炭素繊維も製造されている。数種の7ミクロンの炭素繊維について、PSPC陽極芯線としての有用性を調査した。この結果、位置分解能を向上させることが出来ることを確認した。(4)ASTRO-E2衛星に搭載する硬X線検出器用のPIN型半導体を開発してきた。総数で230個近い検出器を作り、搭載される64個の検出器の性能や特性の評価を行なった。Swift衛星と連動する光学望遠鏡を屋上に用意し、CCDを搭載した。宇宙研のソーラーセイルミッションに対して小型ガンマ線バースト検出器を提案し、モデルの検討を始めた。(5)MAXI搭載比例計数管のセンサーおよび電子回路試作品の試験を行ない、それにもとづき詳細設計を行なった。機上ソフトウェアの設計および地上解析システムの設計を進めた。HETE-2衛星は2003年に21個のバーストの位置を決定し、世界のガンマ線バースト観測コミュニティに通報した。特に、非常に明るいバーストであったGRB030329に対してはHETE_2の速報にもとづき、世界中で詳細な追跡観測が行なわれ、光学分光観測によって超新星成分が発見されたことから、ガンマ線バーストと超新星の関連を直接証拠付ける歴史的なイベントとなった。(2)Swift衛星搭載BAT検出器のCdZnTe全素子の電荷移動度を測定し、応答関数を米国NASAのチームと構築し国際会議等で発表した。また、電荷収集時間をもちいた硬X線ガス偏光計を開発し、電子とイオンの波形弁別による高感度の測定方法を実現した。(3)以下の国際宇宙ステーション搭載全天X線監視装置MAXIの開発作業を行なった。(1)MAXI-GSC用コリメーター(評価モデル)の性能評価、(2)GSCの6-22keVのX線に対する検出器応答の測定・評価、(3)GSC電子回路試作品の試験と詳細設計、(4)機上ソフトウェア(リリース2)の試験と修正設計、(5)地上解析システムの設計製作。(4)ASTRO-E2衛星に搭載されるHXD検出器に使われるPIN型半導体検出器(搭載数64個、予備を含め80個)の製造、開発、試験を行いHXDに組み込んだ。2005年の打ち上げを控えて環境テスト中である。

また、2-3kg程度の小型のガンマ線バースト検出器を人工惑星に搭載すべく開発を行っている。APDとCdTe半導体検出器を使い軽量化する。現在、素子の性能の評価中である。(5)直径7ミクロン炭素繊維を陽極線に用いるガスフロー型試験検出器を製作と評価を開始した。細炭素芯線位置検知型比例計数管で偏光X線によるX線検出位置の広がり検出に成功した。(6)超小型衛星搭載用検出器として、放射線検出器としてのAPDの開発を行い、直接X線入射とシンチレータ読み出しの双方で性能評価を行なった。HETE-2衛星による観測を続け、本年度も平均するとほぼ一ヶ月に一個の割合でガンマ線バーストの位置通報を行なった。また、いままでの観測データの解析をまとめ、特にX線フラッシュが通常のガンマ線バーストに連続して分布し、全放射エネルギーがスペクトルのピークエネルギーによい相関を示すことなどを明らかにし、論文および、ローマでの国際会議、国内学会等で発表した。かねてから製作中のSwift衛星は、ゴダード宇宙飛行センターでの地上較正に引き続き、ケネディ宇宙センターより2004年11月20日に打ち上げ、各装置は順調に軌道上較正をすすめている。田代らが開発に携わったBAT装置も順調に起動し、ガンマ線バーストの検出にも成功した。また、MAXIの搭載X線検出器の製作と特性試験を進めている。X線に対する応答関数の作成に使うため、搭載用ガス比例計数管一台ずつに対して、エネルギー応答、位置応答、分解能等を精密に測定している。さらに、ガンマ線バーストなど、トランジェント天体の速報システム開発の基礎開発を行った。JAXAからデータを取得し、データベースを利用して高速処理し、アラートを発生させるという処理システムのうち、発生させた疑似データを保存しデータを分解し配送するシステムを、購入したRAIDディスクを用いて、構築した。並行して、Solar sail衛星搭載を目指した小型のガンマ線バースト偏光検出器を開発している。検出器モデルの詳細な検討が終わり、試作のプラスチックシンチレーターと16チャンネルMAPMTを入手し、実証検出器の製作を始めた。入手した医療用のX線発生器の偏光を計ることに成功している。HETE-2、Swift、「すざく」という3つの衛星を用いてガンマ線バースト(GRB)観測に大きな成果を上げた。その観測、運用のためコンピュータやネットワークの整備を行なった。・HETE-2は継続時間の短い型のガンマ線バーストGRB 050709のスペクトルと光度曲線をX線領域も含めて詳細に観測して位置を正確に決定し、Chandra衛星によるX線残光の観測とハッブル宇宙望遠鏡やすばる望遠鏡による短いGRBからの初の可視赤外残光の発見を導いた。母銀河の赤方偏移は0.16と小さく、短いGRBは長いGRBよりエネルギーが2桁ほど小さいことを明らかにした。また、HETE-2搭載WXM検出器の軌道上較正観測データの系統的な解析から検出器の特性の時間的変化を明らかにした。・Swift衛星は、2005年4月に定常運用に入って以来、年間100個の割合でガンマ線バーストの位置を世界に通報し、(GRB050509等短いGRB数例を含む)その多くからX線残光を検出した。
ワンドおよび止水域の水理学的維持管理法に関する研究

凹部内の平面流れ構造は,越流時,越流時のどちらとも,導流工による流れが凹部奥に及ぶか否かに大別でき,土砂堆積形状との一定の相関が確認できた.導流工を越流する流れの場合,非越流に比べて堆積量が大幅に増加した.これは,鉛直縦断面における流れ構造において,導流工背後付近の下降流や凹部奥に循環流が形成され,凹部内平均流速および流入速度が非越流と比較し大幅に減少したことと,流入角度が変化したことによると考えられる.次に,ワンド上流部の植生の影響を検討するに当たり,植生に見立てた杭群背後の流れ及び土砂堆積について検討した.杭群を平行配置した場合と千鳥状に配置した場合で,背後の流れに大きな違いが現れた.平行配置では杭群と主流境界付近で減速し,側岸付近に向かって流速が増大するのに対し,千鳥配置では側岸付近で流速が最小となり,主流域境界に向かって増大する.千鳥状配置の場合,平行配列に比べて少ない杭本数で下流側の減速が得られ,背後に大きな土砂堆積量を得られることが示された.次に,木曽川における干潟再生を目的として,固定床で浮遊砂が卓越する粒径の砂を循環させ,水制間の砂堆積量を調べた.水制間隔については,水制長の3倍では凹部への主流の流れ込みが大きくなり,これが砂の排出をもたらし堆積量が減少した.水制先端形状については,上流向きのL型及びT型で堆積量が増大した.これは上流に突き出た平行工が凹部への流入を促進し,砂の凹部内への輸送を増加させたものと考えられる.また,木曽川の深掘れ発生機構に関連して,鉛直断面における凹部である段落ちの入口傾斜角度と大規模平面渦の発生について検討し,傾斜角度が1/5程度になると水路中央へ向かう偏流と側岸に沿う平面渦が形成されることを示した.さらに,段落ち上流側の凸部がある場合,傾斜角によらず大規模な平面渦が発達することが示された.特にワンドの土砂堆積抑制工法に集中して,河岸凹部の上流に水制を設置することにより凹部内の再循環流を強化する方法と,凹部内に流れを誘導するような導流工を設置した実験の2種類を行った.前者については,水制を凹部上流に設置することで,凹部境界を流れる掃流砂を減少させ,結果として凹部内の堆積を抑制する効果が認められた.また,水制下流の浮遊砂濃度にも減少が見られた.水制を凹部の直上流に設置すると,凹部内の渦強度,凹部境界の質量交換率ともに大きく増大し,この凹部内の流れによって凹部内の砂が掃流されて境界から排出され,結果として堆積量が減少するメカニズムがあることが確認された.本実験の範囲内で,凹部への土砂堆積を抑制するには,比較的小さな水制でも効果があることが示された.次に,後者については,導流工の長さ,設置角度,設置間隔を変化させて,誘導された凹部内の流れ構造とその結果としての土砂堆積量の変化を調べた.導流工によって凹部内へ導流された流れの掃流効果により,ほとんどの場合凹部内の堆積量が減少したが,掃流砂が卓越する場合ではかえって増加する場合がある.凹部内の堆積形状は,導流された流れが凹部奥まで達するか否かによって大きく変化するが,流れと土砂輸送の相互作用による不安定な状況も観測された.凹部内の堆積量は,主に導流された流れの流入角度と流入速度に依存し,流入角度が大きくなるほど,また流入速度が大きくなるほど,堆積量は減少する.この導流工による土砂堆積抑制工法については,足羽川の現地において導流工を設置して観測が行われており,実際に凹部内に適切な誘導流が発生し,シルト・細砂の堆積が減少していることが確認された.また現地でADCPによる流速観測も実施し,実験結果が現地においても適用できることが示された.また,ワンド形状の影響について検討を加え,数値計算による予測の可能性について検討した.今年度は,ワンドの土砂堆積抑制工法に関して集中的に研究を行い,2種類の方法について有効な手法であることが確認された.凹部上流側に水制を設置する方法では,水制を越流するような出水時においても土砂堆積抑制効果があることが確認され,一定の成果を得た.凹部上流部から水流を凹部内に導流する導流工を設置する場合は,水制が越流しない場合は凹部奥までの強い流入を得ることができ,土砂を排出する効果が明らかであったが,水制高さを越える流れの場合で掃流砂が卓越する場合は,かえって増大する傾向が見られた.浮遊砂が卓越する条件においても,非越流の場合に比べて全体的に堆積量が増大し,導流工による土砂堆積抑制効果はかなり限定的となった.