hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
重力異常データを用いた活構造解析の高度化と横ずれ断層系への展開

本年度に重力測定の対象とした地域は中央構造線断層帯讃岐山脈南縁部周辺である。2018年7月18日25日および9月17日21日にかけて重力測定を実施した。これらの測定データと既往の重力測定データを用いて、2600 kg/m3の補正密度でブーゲー補正および地形補正を行い、ブーゲー異常データを作成した。ブーゲー異常分布および各種重力勾配分布と地表におけるセグメント境界位置および隣接する横ずれ断層による理論的な重力異常分布から得られる重力勾配とを比較検討した結果、断層走向方向の水平勾配がセグメント境界の検出に有効である可能性が高いことが判明した。また、阿寺断層系で断層構造評価を行った結果、左ずれが卓越する阿寺断層帯では、舞台峠周辺で破砕帯および共役断層の影響を反映する特徴が見られた。南東側隆起の逆断層が卓越する屏風山・恵那山断層系では、物質境界(堆積層と花崗岩類)の屏風山断層が低角、花崗岩類中の恵那山断層と堆積層中の手賀野断層が高角となる特徴が最大固有ベクトルの解析から得られた。また、1984年長野県西部地震の震源断層付近にも断層的な特徴が見られた。さらに、1927年北丹後地震の震源断層であり、花崗岩体中に分布する郷村断層帯および山田断層帯において、活断層の地下構造推定に対する物理探査の適用可能性について検討した。横ずれ断層帯ではCSAMT探査が有効な調査手法の1つになり得るが、断層以外の要因の低比抵抗も捉えることがあるため、他の弾性波探査等と比較することが重要である。また、弾性波とは異なる物理量を用いた重力探査とも比較する必要があることが分かった。また、断層帯の成熟度や破砕帯幅が比較的大きい断層のほうが断層の地下構造を捉えやすいと考えられる。2019年3月6日8日に金沢大学にてワークショップを開催し、本年度の解析結果および次年度の研究計画を検討した。中央構造線断層帯讃岐山脈南縁部周辺での稠密な重力測定、既往重力測定データのコンパイル及び高精度地形グリッドデータを用いた地形補正により、従来よりも高精度かつ断層帯周辺での空間分解能が高いブーゲー異常データを得た。横ずれ断層系のセグメント境界の指標となりうる重力異常およびその勾配の特徴について比較検討を行った結果、重力異常の水平勾配の変化を用いてセグメント境界が検出できる可能性が高いことが判明した。また、阿寺断層系や郷村断層帯および山田断層帯においても重力異常データを用いた解析を行い、地下の断層構造の特徴を把握した。また横ずれ断層の変位による理論重力異常値を計算するプログラムを作成し、複数の横ずれ断層が隣接しセグメント境界がある場合の重力異常値およびその各種勾配値の空間分布の特徴について検討を進めた。前年度および今年度の研究成果について、国内学会7件、国際学会1件の発表を行った。中央構造線断層帯讃岐山脈南縁部周辺での研究成果については2019年秋の日本地震学会や日本測地学会、2019 AGU Fall Meetingにて発表を行う予定である。上記のことから現在までの進捗状況は概ね順調であると判断する。令和元年度には、日本全国における主要な横ずれ断層系の活断層帯に対して、断層帯の成熟度や破砕帯幅を基準とした選択を行い、その活断層帯に対して重力勾配テンソルを用いた解析結果の検討と数値シミュレーションの結果との比較を並行して実施する。それぞれの活断層帯で得られた解析結果を取りまとめ、横ずれ断層系における断層形状・運動様式・セグメント区分を解明する活構造評価の高度化についての知見をまとめる。平成30年度までの成果および令和元年度の研究結果のとりまとめを行うワークショップを適宜開催し、国内および国際学会での発表や学術論文の作成を進め、学術雑誌への投稿を行う。本年度は、1943年鳥取地震震源域周辺での重力測定および重力異常データの解析、並びに横ずれ断層系の断層運動により生じる重力異常、重力勾配(偏差)テンソルおよび地表変位を計算するプログラムを開発した。以下にその概要を示す。本年度に重力測定の対象とした地域は1943年鳥取地震震源域であり、震源断層に関連した活断層として、全長26 kmの鹿野ー吉岡断層が存在する。これらの活断層の周辺地域で既往重力測定データが少ない所を中心に広域的に2017年6月11日から18日にかけて重力測定を実施した。また、2017年9月3日から10日にかけて、鳥取平野内に測線を設定し、稠密重力測定を実施した。これらの測定データと既往の重力測定データを用いて、2300 kg/m3の補正密度でブーゲー補正および地形補正を行い、さらにトレンド処理およびフィルター処理を行い、ブーゲー異常データを作成した。ブーゲー異常からは鹿野ー吉岡断層に関連する特徴を見るのは困難であるが、断層に直交する方向の水平勾配をとると、吉岡断層と岩坪断層では横ずれ断層に特徴的な分布と似た水平勾配分布が部分的に得られた。鳥取平野に設定した測線上のブーゲー異常は、吉岡断層と鳥取平野を挟んで東側に位置する断層を結んだ線との交点付近で値が変化し、平野下に伏在する断層構造を捉えている可能性がある。また、Okubo (1992)による横ずれ変位によって生じる重力異常とOkada (1992)による横ずれ変位によって生じる地表変位を計算するプログラムを開発し、1943年鳥取地震の震源断層としての鹿野断層、吉岡断層と久志羅断層の連続性について、重力異常と地表変位からの判別可能性について予備的研究を行なった。

2018年3月13日15日には金沢大学にてワークショップを開催し、本年度の解析結果および次年度の研究計画を検討した。1943年鳥取地震震源域周辺での稠密な重力測定、既往重力測定データのコンパイル及び高精度地形グリッドデータを用いた地形補正により、従来よりも高精度かつ断層帯周辺での空間分解能が高いブーゲー異常データを得た。既往研究では明らかとなっていない1943年鳥取地震の地表地震断層と震源断層の関係について重力異常と地震時の地表変位データから制約を与えられる可能性が本年度の研究で得られ、また鳥取平野下に伏在する断層位置に関する情報を新たに得ることができた。1943年鳥取地震震源域周辺の重力異常データの解析結果並びに重力異常を用いた横ずれ断層の検出については2018年5月下旬の地球惑星科学連合大会にて発表を行う。また,現段階では理論的考察と数値実験での議論ではあるが,重力偏差テンソルを用いた横ずれ断層位置の推定手法の提案についても同大会で発表する。上記のことから現在までの進捗状況は概ね順調であると判断する。本年度に重力測定の対象とした地域は中央構造線断層帯讃岐山脈南縁部周辺である。2018年7月18日25日および9月17日21日にかけて重力測定を実施した。これらの測定データと既往の重力測定データを用いて、2600 kg/m3の補正密度でブーゲー補正および地形補正を行い、ブーゲー異常データを作成した。ブーゲー異常分布および各種重力勾配分布と地表におけるセグメント境界位置および隣接する横ずれ断層による理論的な重力異常分布から得られる重力勾配とを比較検討した結果、断層走向方向の水平勾配がセグメント境界の検出に有効である可能性が高いことが判明した。また、阿寺断層系で断層構造評価を行った結果、左ずれが卓越する阿寺断層帯では、舞台峠周辺で破砕帯および共役断層の影響を反映する特徴が見られた。南東側隆起の逆断層が卓越する屏風山・恵那山断層系では、物質境界(堆積層と花崗岩類)の屏風山断層が低角、花崗岩類中の恵那山断層と堆積層中の手賀野断層が高角となる特徴が最大固有ベクトルの解析から得られた。また、1984年長野県西部地震の震源断層付近にも断層的な特徴が見られた。さらに、1927年北丹後地震の震源断層であり、花崗岩体中に分布する郷村断層帯および山田断層帯において、活断層の地下構造推定に対する物理探査の適用可能性について検討した。横ずれ断層帯ではCSAMT探査が有効な調査手法の1つになり得るが、断層以外の要因の低比抵抗も捉えることがあるため、他の弾性波探査等と比較することが重要である。また、弾性波とは異なる物理量を用いた重力探査とも比較する必要があることが分かった。また、断層帯の成熟度や破砕帯幅が比較的大きい断層のほうが断層の地下構造を捉えやすいと考えられる。2019年3月6日8日に金沢大学にてワークショップを開催し、本年度の解析結果および次年度の研究計画を検討した。中央構造線断層帯讃岐山脈南縁部周辺での稠密な重力測定、既往重力測定データのコンパイル及び高精度地形グリッドデータを用いた地形補正により、従来よりも高精度かつ断層帯周辺での空間分解能が高いブーゲー異常データを得た。
超微細孔をもつ多孔性膜状触媒による気相触媒反応の工学的研究

1.触媒担持薄膜の作製細孔径約1ミクロンのα-アルミナ多孔質管(肉厚1mm,管外径10mm,長さ13cm)の外表面近傍に、ゾル-ゲル法によってアルミナゲル膜(約10ミクロン)を担持させ、これをケイ酸ソーダ水溶液で処理(約95°C)することによって約十数【A!°】以下の超微細孔を持つ多孔性セラミック薄膜管を作製した。この膜の細孔内表面は固体酸の特性を示し、アルコールの脱水反応にも活性を示す事が確認された。この膜に含浸法によって硝酸ニッケルを担持させ、乾燥、空気雰囲気下で加熱分解後、約300°Cの水素気流中で還元してニッケル担持触媒膜を作製した。2.測定法従来の粒状触媒を用いる反応操作とは異なり、上述の薄膜触媒管の内側に原料ガスのエチレンを加圧状態(約2気圧)で流入させ、管外に水素ガス(1.42気圧)を流した。管内より触媒膜を通して流出するエチレンと管外から触媒膜中に拡散してくる水素とを反応させ、生成するエタンを触媒管外の水素気流中に取り出す方法によって250350°Cにて反応実験を行なった。3.結果及び今後の研究の展開水素供給量が当量付近以上において未反応エチレンの透過は極めて少なく、0.02%以下であった。その反応速度は40160mol/h【M^2】-膜面積で、膜面上にコークの生成が見られたが2週間後にも劣化は認められなかった。これらの事より、反応生成物中に分離の困難な未反応原料成分が混入しない反応器として、多孔性触媒膜反応器の応用の可能性が高い事が明らかとなった。本研究では不可逆反応を例として取り上げたが、この種の触媒膜反応器においては空間時間を極めて小さくする事ができるため逐次反応の選択性の向上、可逆反応の見掛けの反応率の増大化等が期待でき、今後、触媒活性の向上を計るとともにこれらの点について検討する。
診断薬創製を目指したin vivo蛍光プローブの開発と応用

低酸素環境可視化蛍光プローブに関して、前年度は主にニトロ芳香族化合物を低酸素感受性基として用いて研究を進めてきたが、様々な検討の結果、細胞応用には適さないプローブであることが明らかとなった。そこで、新たな低酸素感受性基として、アゾ色素を見出した。アゾ色素は、優れた蛍光消光物質として機能し得る。また、アゾ色素は還元酵素により還元され、その吸収が消失する事が知られていた。さらに、アゾ基の還元過程の初発段階が可逆的であることから、私はアゾ色素が酸素濃度依存的に還元され、吸収を失うと予想し、その事を実験により確認した。この結果を受け、私は蛍光色素とアゾ色素を組み合わせ、FRETによりその蛍光が制御された蛍光プローブを複数開発した。蛍光団には、フルオレセイン、ローダミン、シアニンを選択し、それぞれの波長に対応するアゾ色素を組み合わせた。開発したプローブの多くはラット肝ミクロゾームを用いたモデル還元系に於いて、低酸素環境選択的な蛍光上昇を示したが、特に近赤外蛍光を有するシアニン色素とBHQ-3という蛍光団を用いたプローブが最も高い反応性を示した。プローブを、細胞に負荷し、培養を行った後蛍光観察を行ったところ、0.1%以下という低酸素環境下で培養した細胞でのみ強い蛍光が見られた。また、この蛍光強度の上昇は酸素濃度依存的であり、3%以下の酸素濃度から低くなるにつれて段階的に増加した。さらに、プローブをマウスに静脈内投与し、肝臓や腎臓の血管を結紮し虚血状態を創り出したところ、虚血状態後約1分で臓器から強い蛍光が見られた。結紮を行わなかった動物の臓器では殆ど蛍光の上昇が見られなかった事から、開発したプローブは、動物個体における虚血状態をリアルタイムにイメージング出来ていると考えられる。虚血状態は様々な疾患に関連している事から、今回得られた結果は本研究の目的である診断薬の創製に合致していると言える。当初の研究計画通り、金属以外をターゲットとする近赤外波長変化型蛍光プローブの開発に取り組んだ。具体的には、各種ジアミン構造を有するトリカルボシアニンを合成し、それぞれの光化学特性を精査した。その結果、導入するアミンの種類によってそのpK_aが大きく異なり、pK_aの値はアルカリ性側から強酸性側と、非常に幅広い値を有するシアニンを合成できる事が明らかとなった。これは、目的に応じたpHプローブの分子設計が可能であることを示唆する結果である。例えば、pH6付近にPK_aを有するものは細胞内の酸性環境を検出するのに適しているし、pH3付近にPK_aを有するものは消化管のpH変化を検出できる可能性がある。今回は消化管のpH変化を検出する事を目的とした。消化器疾患治療薬としては、胃酸を直接中和する炭酸水素ナトリウムや、胃酸の分泌を抑制するH2ブロッカーやプロトンポンプインヒビターなどが挙げられる。これらは何れも胃内部のpHの上昇をもたらす事が知られており、蛍光プローブを用いたレシオイメージングにより、これら制酸薬の治療効果を検討できると考えた。胃内部に均等に局在させるため、ポリエチレングリコールを付加したプローブを作製、ヌードマウスに蛍光投与したところそのレシオ値から胃内部は強酸性環境であることが示された。また予め炭酸水素ナトリウム溶液を投与したマウスを用いて同様の実験を行ったところ、レシオ値は大きく低下し、胃のpHが上昇している事が示された。現在他の医薬品を投与した場合においても、胃のpH上昇が検出できるか検討を行っている。当初の計画通り、近赤外pHプローブをより実用的なものとするべく、これまで合成してきた化合物をナノビーズに結合させたプローブを開発した。シアニン骨格自体はそれほど安定性は高くないが、ビーズに結合させたプローブは、常温下に一か月ほど放置してもその色調に変化はなく、非常に安定性の高い事が示された。このプローブはin vitroにおいて非常によく機能した。pHプローブ開発の過程で、私は消化器官のpH変化以外に、本プローブを用いて腫瘍組織におけるpHの変化を検出できるのではないかと考えた。固形腫瘍は、その発生部位に関係なくそその多くが低酸素環境に曝されている事が知られている。低酸素環境において細胞は生存戦略として、HIF-1というタンパク質を安定化させ、生存に必要な様々なタンパク質の発現を活性化させている。その一つがCarbonic anhydrase IXである。この酵素は炭酸脱水酵素と呼ばれているが、その触媒の過程でプロトンを発生させ、細胞に酸性化に寄与するとされている。さらに私は酸素濃度が低下した環境でのみ反応が進行する、酵素による還元反応に着目した。酸素濃度を検出する試薬はいくつか報告があったが、蛍光を用いるものは皆無に近かった。私はまず可視光領域において機能するプローブの開発に取り組んだ。具体的にはプローブを低酸素環境における酵素による還元反応を認識する部位と、蛍光団部位に分けて考え、この還元反応を認識する部位を適切に選択することで蛍光特性の変化を起こすことを考えた。具体的には、ニトロ芳香族化合物やアゾ色素を反応部位とし、色素はTokyo Greenやフルオレセイン、イミノクマリンなどを選択した。開発した何れもが還元酵素存在下、低酸素環境選択的に還元反応を受け、その蛍光特性が大きく変化した。低酸素環境可視化

蛍光プローブに関して、前年度は主にニトロ芳香族化合物を低酸素感受性基として用いて研究を進めてきたが、様々な検討の結果、細胞応用には適さないプローブであることが明らかとなった。そこで、新たな低酸素感受性基として、アゾ色素を見出した。アゾ色素は、優れた蛍光消光物質として機能し得る。また、アゾ色素は還元酵素により還元され、その吸収が消失する事が知られていた。さらに、アゾ基の還元過程の初発段階が可逆的であることから、私はアゾ色素が酸素濃度依存的に還元され、吸収を失うと予想し、その事を実験により確認した。この結果を受け、私は蛍光色素とアゾ色素を組み合わせ、FRETによりその蛍光が制御された蛍光プローブを複数開発した。蛍光団には、フルオレセイン、ローダミン、シアニンを選択し、それぞれの波長に対応するアゾ色素を組み合わせた。開発したプローブの多くはラット肝ミクロゾームを用いたモデル還元系に於いて、低酸素環境選択的な蛍光上昇を示したが、特に近赤外蛍光を有するシアニン色素とBHQ-3という蛍光団を用いたプローブが最も高い反応性を示した。プローブを、細胞に負荷し、培養を行った後蛍光観察を行ったところ、0.1%以下という低酸素環境下で培養した細胞でのみ強い蛍光が見られた。また、この蛍光強度の上昇は酸素濃度依存的であり、3%以下の酸素濃度から低くなるにつれて段階的に増加した。さらに、プローブをマウスに静脈内投与し、肝臓や腎臓の血管を結紮し虚血状態を創り出したところ、虚血状態後約1分で臓器から強い蛍光が見られた。結紮を行わなかった動物の臓器では殆ど蛍光の上昇が見られなかった事から、開発したプローブは、動物個体における虚血状態をリアルタイムにイメージング出来ていると考えられる。虚血状態は様々な疾患に関連している事から、今回得られた結果は本研究の目的である診断薬の創製に合致していると言える。
家族の承認と周縁性―ネパールにおける共同体再編をめぐって

本研究では、歴史的に「売春カースト」とみなされてきたネパールのバディ・コミュニティにおける共同体再編を事例にとり、婚姻規範からの逸脱により究極に差異化、他者化されてきた人々が、国家における家族制度と多様性をめぐる政治の中で、どのように家族・親族ネットワークを形成し、夫婦・親子関係の社会的承認を求めていったのかを調査し、記述・分析することを目的としている。具体的には、以下の三つの問題系を、文献調査とフィールドワークによって調査する。(1)ネパールにおける家族制度とカースト規定(2)親族ネットワークを基盤とする移動における結婚と売春(3)夫婦・親子関係の承認本研究の2年目にあたる平成30年度は、ネパール、インドにおけるフィールドワークの継続と単著刊行のための準備に重点をおいた。1960年代から1980年代、西ネパールの山間部サリヤン郡から移動し、南部平野地帯のダン郡、バルディヤ郡で集落を形成した後、さらに国境の街ネパールガンジ、インドのムンバイに移住した2つの親族ネットワークの移動パターンを調査し、個人の家族形成の語りを集めた。1960年代から1980年代の移動と家族形成に関する調査のため、ネパールのバルディヤ郡、バンケ郡でフィールドワークを行った。3世代の男女の個人の語りを収集し、新居住地における仕事、結婚、子育ての体験を記録した。ネパール平野部の集落からインドへの移動と家族形成に関する調査のため、インドのムンバイでフィールドワークを行い、スラム地区での居住地形成、生活状況を記録し、個人の語りの収集を行った。国連ユニセフのカトマンドゥ事務局およびFEDO (Feminist Dalit Organization)で、人身取引、国境を越える移動における子どもの安全、カーストとジェンダーの複合差別に関する資料を収集した。調査の結果をまとめ、単著の刊行準備をした。1年目の調査結果に基づき、現在進行しているムンバイ近郊への移動と1960年代にネパール山間部で多くの人々が土地・家・仕事を失った時期に起こった出来事との関連性についての証言を詳細に記録することができた。ムンバイ近郊で、バディ居住地の形成過程と親族ネットワークの移動パターンを調査したが、特に1年目に訪問したバルディヤ郡の親族ネットワーク出身者が、どのような状況で移動を決断し家族を維持、変容させていったのかを明らかにすることができ、フィールドワークは大幅に進展した。単著刊行のための準備が進んだものの、学会での発表は日程の問題で予定通り行うことができなかったが、3年目の前半に日本文化人類学会研究大会、Annual Kathmandu Conference on Nepal and Himalaya、日本南アジア学会全国大会での発表を予定している。また、単著の一部として準備した投稿論文を早期に完成させる予定である。本研究の3年目は、1990年代以降の、夫婦・親子関係の承認をめぐる実態調査を行い、日常生活における新たな関係性の認識、実践についての個人の語りを収集する。また、これまでの研究結果をもとに、より体系的な文献、資料分析を行い、単著の刊行をめざす。ネパールのバンケ郡でフィールドワークを行い、夫婦・親子関係の承認に関する調査をする。出生登録、市民権証取得のために役所で手続きを行った母子の事例を調査し、「夫」「父親」に関する個人の語りを収集する。ダン郡でフィールドワークを行い、婚外の継続的な家族関係に関する調査をする。成果公表としては、日本文化人類学会研究大会、Annual Kathmandu Conference on Nepal and Himalaya、日本南アジア学会全国大会で発表する。論文を『文化人類学会』に投稿し、単著の出版準備をする。本研究では、歴史的に「売春カースト」とみなされてきたネパールのバディ・コミュニティにおける共同体再編を事例にとり、婚姻規範からの逸脱により究極に差異化、他者化されてきた人々が、国家による家族制度と多様性をめぐる政治の中で、どのように家族・親族ネットワークを形成し、夫婦・親子関係の社会的承認を求めていったのかを調査し、記述・分析することを目的としている。この研究では、「家族」をめぐる言説と実践が、共同体再編の中核となってきたことに着目し、「ネパールにおける家族制度とカースト制度」「親族ネットワークを基盤とする移動における結婚と売春」「夫婦・親子関係の承認」という三つの問題系を、法的、社会的、政治経済的諸側面から複合的・重層的に分析することを目指す。本研究の1年目にあたる平成29年度は、主にネパールにおけるフィールドワークに重点をおいた。カトマンズでの文献収集と、西ネパールの山間部にあるサリヤン郡、平野地帯のダン、バンケ、バルディヤ郡において、結婚と売春に関する聞き取り調査と生活実態の観察を行った。1960年代に西ネパールにおけるバディの人々の大規模な移動がはじまった経緯を調査するため、7月にサリヤン郡、ダン郡で移住第一世代にあたる現在60歳以上の男女にインタビューを行った。また、11月にバンケ郡、バルディヤ郡で3世代の男女の語りを収集した。文献調査としては、9月にカトマンズで、ネパールにおけるカースト制度導入の経緯とムルキアイン法の制定に関する文献調査を行った。また、家族法の改正に関する資料を収集し、女性や子どもの権利が法律上どのように交渉されてきたのか、フェミニスト団体で弁護士と議論を深めた。この研究結果をもとに、文化人類学の視座から「結婚」や「売春」という既成の概念ではとらえられない複雑な関係性を考察し、単著の刊行のための資料分析、理論化を行った。本研究は、主に文献研究とフィールドワーク、その成果の公表の3点からなる。1年目にあたる平成29年度は、主にネパールにおけるフィールドワークに重点をおいた。

そのため、学会での発表および論文の投稿が少なめとなったが、フィールドワークにおいては、本研究開始時に2年目の計画としていた、親族ネットワークを基盤とする移動における結婚と売春についての調査を予定より早く進めることができた。他にも文献調査や専門家へのインタビューから差別についての新たな知見を得ることができた。これらの資料については、今後学会誌で発表予定である。2年目は、フィールドワークを継続するとともに、成果公表に重点を移していく。以上の理由から、本研究はこれまでのところ、おおむね順調に進展している。本研究では、歴史的に「売春カースト」とみなされてきたネパールのバディ・コミュニティにおける共同体再編を事例にとり、婚姻規範からの逸脱により究極に差異化、他者化されてきた人々が、国家における家族制度と多様性をめぐる政治の中で、どのように家族・親族ネットワークを形成し、夫婦・親子関係の社会的承認を求めていったのかを調査し、記述・分析することを目的としている。具体的には、以下の三つの問題系を、文献調査とフィールドワークによって調査する。(1)ネパールにおける家族制度とカースト規定(2)親族ネットワークを基盤とする移動における結婚と売春(3)夫婦・親子関係の承認本研究の2年目にあたる平成30年度は、ネパール、インドにおけるフィールドワークの継続と単著刊行のための準備に重点をおいた。1960年代から1980年代、西ネパールの山間部サリヤン郡から移動し、南部平野地帯のダン郡、バルディヤ郡で集落を形成した後、さらに国境の街ネパールガンジ、インドのムンバイに移住した2つの親族ネットワークの移動パターンを調査し、個人の家族形成の語りを集めた。1960年代から1980年代の移動と家族形成に関する調査のため、ネパールのバルディヤ郡、バンケ郡でフィールドワークを行った。3世代の男女の個人の語りを収集し、新居住地における仕事、結婚、子育ての体験を記録した。ネパール平野部の集落からインドへの移動と家族形成に関する調査のため、インドのムンバイでフィールドワークを行い、スラム地区での居住地形成、生活状況を記録し、個人の語りの収集を行った。国連ユニセフのカトマンドゥ事務局およびFEDO (Feminist Dalit Organization)で、人身取引、国境を越える移動における子どもの安全、カーストとジェンダーの複合差別に関する資料を収集した。調査の結果をまとめ、単著の刊行準備をした。1年目の調査結果に基づき、現在進行しているムンバイ近郊への移動と1960年代にネパール山間部で多くの人々が土地・家・仕事を失った時期に起こった出来事との関連性についての証言を詳細に記録することができた。ムンバイ近郊で、バディ居住地の形成過程と親族ネットワークの移動パターンを調査したが、特に1年目に訪問したバルディヤ郡の親族ネットワーク出身者が、どのような状況で移動を決断し家族を維持、変容させていったのかを明らかにすることができ、フィールドワークは大幅に進展した。
糖尿病による全身麻酔薬の修飾作用の解明および安全な麻酔法の確立

糖尿病は末梢代謝疾患のみならず,中枢神経疾患(学習障害・認知症・うつ病など)を合併することが臨床的に知られており,発症機序として海馬ニューロンを含めた中枢神経系シナプス伝達の機能不全が示唆されている.今回我々は、糖尿病モデルラットから摘出した海馬スライス標本を用い、糖尿病による全身麻酔作用修飾機序を検討した。糖尿病モデルラットでは抑制性シナプス伝達物質(GABA)再利用の何らかの障害によりシナプス前からのGABA放出が抑制され,全身麻酔作用が不安定化したと推察された.糖尿病による全身麻酔作用の不安定化は,静脈麻酔覚醒後の興奮やせん妄に関与する可能性が示唆された.2型糖尿病モデル動物(GKラット)は過食、内臓脂肪蓄積、糖尿病に加えて学習障害を示すことから海馬機能に何らかの障害があると考えられる.海馬における神経結合モデルを作成する目的で,ラット海馬スライス標本における電気生理学的検討を行った.雄性ウィスターラットを麻酔後に断頭して海馬を摘出した後,ロータースライサーを用いて海馬スライス標本を作製した.スライスは脳スライス用チャンバーに移し(37°C),刺激電極および記録電極は,マイクロマニュピュレーターを用いて刺入した.シナプス電位は電気刺激装置を用いて誘発し,微小電極増幅器で観察・記録した.以下の神経結合モデルの構築に成功した.1.刺激電極をシャーファー側枝におき,CA1で集合電位を記録した場合は,単シナプス結合の神経回路モデルとなった.このシナプスにおける伝達物質はグルタミン酸と考えられた.2.錐体細胞の軸索線維を直接刺激し,細胞体で記録すると,シナプスを介さない神経結合が得られた.3.海馬白板にプレパルスを与えて抑制性介在ニューロンをあらかじめ活性化しておいてから,テストパルスによりCA1錐体細胞を発火させると,反回性抑制による修飾作用を観察できた.その主な伝達物質はγアミノ酪酸(GABA)と考えられた.これらの神経結合モデルは,同一標本において,同時に観察することができるので, GKラットにおける海馬機能異常および全身麻酔薬の不安定性が生じるメカニズムの解明に有用と考えられる.神経結合モデルの構築には成功したが,糖尿病モデル動物における全身麻酔作用の修飾効果が明らかになっていない.糖尿病は中枢神経系にも影響を及ぼすことが知られており,臨床における糖尿病患者の麻酔では,麻酔作用が不安定になることが経験的にに知られている.今回我々は、糖尿病モデルラットから摘出した海馬スライス標本を用い、糖尿病による全身麻酔作用修飾機序を検討した。《方法》糖尿病ラット(DM群)および対照ラット(C群)を麻酔した後、脳を摘出し海馬スライスを作製した。海馬放線状層を電気刺激することにより,海馬CA1錐体細胞の集合電位(PS)を誘発した.また刺激電極を海馬白坂(Alv)に置き,反回性抑制ニューロンからの入力をシミュレートした.統計学的検定は,2-way ANOVAを用いた.《結果》Alvにプレパルスを与えることにより,反回性抑制が促進された(RIE)神経回路を作製した.PSの振幅に及ぼす揮発性麻酔薬(セボフルラン,デスフルラン)および静脈麻酔薬(チオペンタール,プロポフォール)の影響を検討し,DM群とC群を比較した.揮発性麻酔薬(セボフルラン,デスフルラン)によるPS抑制作用は,両群間で有意差が認められなかったが,静脈麻酔薬(チオペンタール,プロポフォール)の作用は,C群に比較してDM群で減弱していた..《結語》静脈麻酔薬は抑制性シナプス伝達を促進することにより抑制効果をきたす.DMラットでは抑制性シナプス伝達に何らかの障害があるために,全身麻酔薬の作用が不安定になったと考えられる.揮発性麻酔薬では,このような不安定性は認められなかった.糖尿病モデルラットが順調に入手できたため,糖尿病モデルラットの海馬スライス実験が予定通り行えた.糖尿病は末梢代謝疾患のみならず,中枢神経疾患(学習障害・認知症・うつ病など)を合併することが臨床的に知られており,発症機序として海馬ニューロンを含めた中枢神経系シナプス伝達の機能不全が示唆されている.今回我々は、糖尿病モデルラットから摘出した海馬スライス標本を用い、糖尿病による全身麻酔作用修飾機序を検討した。《糖尿病モデルラット》糖尿病モデルラット(GK)は多遺伝子変異に基づくインスリン分泌不全およびインスリン抵抗性を示す2型糖尿病(NIDDM)のモデルで,4週齢以降は血糖値200mg/dl前後で推移する.対照群としてはウィスターラット(C群)を用いた.《脳スライス実験》8週齢のラットを麻酔した後、脳を摘出し海馬スライスを作製した。シャーファー側枝を電気刺激することにより,海馬CA1錐体細胞の集合電位(PS)を誘発した.また刺激電極を海馬白板(AH)に置き,抑制性介在ニューロンを活性化した.統計学的検定は,2-way ANOVAを用いた.《結果》海馬CA1を高濃度のチオペンタール(0.1 mM)で前処置し,PSをほぼ完全に抑制した.AHにトレイン刺激(200Hz, 5s)を与えると,Train-Induced Disinhibition(TID)によりPSはチオペンタール投与前値に回復する(2).TID後に再びPSが抑制されるまでの時間経過を解析した結果,GK群ではC群に比較してTIDが有意(P=0.0001, n=3)に遷延していた.《考察》

TIDはシナプス前の抑制性伝達物質(GABA)の一時的な枯渇により生じるが,C群ではGABAの再取り込みにより再びPS抑制が認められるようになる.一方、GK群ではGABA recruitmentの何らかの障害によりシナプス前からのGABA放出が抑制され,TIDが遷延したと推察された.糖尿病は末梢代謝疾患のみならず,中枢神経疾患(学習障害・認知症・うつ病など)を合併することが臨床的に知られており,発症機序として海馬ニューロンを含めた中枢神経系シナプス伝達の機能不全が示唆されている.今回我々は、糖尿病モデルラットから摘出した海馬スライス標本を用い、糖尿病による全身麻酔作用修飾機序を検討した。糖尿病モデルラットでは抑制性シナプス伝達物質(GABA)再利用の何らかの障害によりシナプス前からのGABA放出が抑制され,全身麻酔作用が不安定化したと推察された.糖尿病による全身麻酔作用の不安定化は,静脈麻酔覚醒後の興奮やせん妄に関与する可能性が示唆された.2型糖尿病モデル動物(GKラット)は週齡とともに学習障害を来すことから,さまざまな週齡のGKラットを検討することにより,予想した成果が得られると考えられる.糖尿病では中枢神経系にも加齢性変化が現れやすいという報告があるので,加齢糖尿病モデルラットを用いた検討を行う.麻酔科学糖尿病モデルラットの入手および海馬スライス標本作製が順調だったため.高齢糖尿病ラットの入手に用いる.1846年ボストンのマサチューセッツ総合病院において,Mortonにより世界で初めてエーテルによる全身麻酔が施行されてから160年以上が経過したが,全身麻酔のメカニズムには依然不明な点が多い.しかしながら,近年ではパッチクランプ法や遺伝子工学などの分子生物学的手法を駆使した解析も進み,麻酔の迷宮の一端が解き明かされようとしている.麻酔薬の作用機序仮説について,我々の研究成果を中心に概説したい.
脳虚血の蓄積効果と耐性効果におけるアラキドン酸,DNAの脳内代謝の変化の研究

短時間の非致死的虚血を繰り返し行うと、蓄積効果により神経細胞は壊死に陥るが、逆に非致死的虚血後、ある期間をおいて致死的虚血を加えても耐性効果により壊死に陥ることなく生存することが報告されている。このような脳の虚血に対する蓄積効果と耐性効果の違いを脂肪酸代謝の側面から、放射性脂肪酸を用いてオートラジオグラフィーを作成し調べた。酸素代謝、糖代謝と比較して、現在、これら不飽和脂肪酸の分布の違い、さらに経時的変化の違いを捉えることができるか解析中である。これら脂肪酸の脳内代謝は、phosholipase A_2,Ca+,phospholipaseC,GTP等に影響され、単に脂肪酸代謝の解明だけにとどまらず、虚血に対する蓄積、耐性効果の解明にも情報が得られると思われる。
接着界面の劣化を検知して殺菌剤と再生誘導物質を徐放するインテリジェント材料の創製

歯質接着材の進歩により歯科医療は大きく発展を遂げ,今日の歯科医療にとって不可欠な存在となったが,歯質との接着界面は永久に完全な状態を保てるわけではない。歯質接着界面の劣化に伴い発生する2次う蝕を抑制するには,歯質接着面の剥離を検知して剥離時に剥離部位にのみ薬剤を放出する新しい歯質接着材を開発する必要がある。そこで本研究では,剥離に伴う変形で薬剤を徐放することで劣化センサー機能付インテリジェントマテリアルの実現を目指し,新しいDDS型フィラーの開発に取り組んだ結果,特許出願につながる成果を得た。特許公開後にデータを公表する。歯科生体材料学
生体吸収性人工血管および培養皮膚を用いた新しい皮膚管型人工食道の開発に関する研究

前年度までの研究で口腔粘膜よりケラチノサイト幹細胞を分離し、これをin vitroで1週間培養増殖させ、さらに培養増殖させた口腔粘膜ケラチノサイトを円柱状の生体吸収性の基質(足場)に培養増殖させ、階層性に構築された新しいタイプの人工食道をin vitroで作成することに成功した。本年度はビーグル成犬で移植実験を行った。まず犬背部皮下に口腔粘膜ケラチノサイトおよび円柱状の生体吸収性の基質(足場)でin vitroで作成した新しいタイプの人工食道を移植した。移植後1ヶ月で検討したところ、内腔に移植したケラチノサイトの生着が確認された。しかし移植後の人工食道内腔の狭窄が問題となった。この問題に対し、より異物反応が少なく、瘢痕増殖する3か月間内腔を確保した後自然に吸収される素材を探し求め、吸収性のステントを食道ステントとして内腔に留置する事とした。最新の再生医学分野の発展と工学技術の進歩を十分に利用した3つの新しい技術発展をそのまま応用した新しいタイプの人工食道開発である。この吸収性のステントを用い犬頸部食道を口腔粘膜ケラチノサイトと円柱状の生体吸収性の基質(足場)を用いin vitroで作成された人工食道で置換する移植実験を行った。移植後1ヶ月で犠牲死させ検討したところ人工食道の生着が確認され、狭窄も防止できた。本研究では最新の再生医学分野の発展と工学技術の進歩を十分に利用した新しいタイプの人工食道開発が行われた。臨床使用を目指した今後の研究が期待される。食道切除後の再建には通常自己の胃、結腸、小腸が用いられている。しかし再建腸管を頸部まで挙上することによる、手術侵襲の拡大、再建腸管の血行の不確実性からくる大きな合併症の発生、臓器犠牲による長期の消化吸収障害は結果的に患者に大きな犠牲を強いている。この再建に関わる問題を解決すべく、簡便かつ臨床使用の実現性が高い人工食道の開発を目指した。これまでの人工食道の開発は食道そのものの再現を目指してきた。しかし食道平滑筋および重層扁平上皮細胞の再生は非常に困難で発育に長時間を要し、食道癌手術に対する臨床応用には時間的な制約など多くの問題点を抱えている。そこでTissue engineeringの技術を用い、生体吸収性人工血管上に培養皮膚を階層性に構築した、新しいタイプの皮膚管型人工食道を作成することとした。これまでラットを用いた口腔粘膜からのケラチノサイトを分離、この同定を終了し、三次元培養が可能であることを確認した。その結果を踏まえ、ビーグル成犬での実験に移行し、ビーグル成犬の口腔粘膜を麻酔下に少量採取、これを酵素的に処理し、ケラチノサイトを分離、約3週間の培養を行った。ケラチノサイトの発育には時間を要したものの、シート状に重層化するケラチノサイトを確認した。培養したケラチノサイト(自己の頬粘膜細胞)を今度は生体吸収性人工血管上へ培養し、その生着を確認した。今後、筒状の人工食道を作成し、生体への自家移植に取り組む。
地域農業再編の担い手としての農業生産法人の役割に関する実証研究

研究は、農業者の高齢化をはじめ農業情勢が厳しくなり、地域農業の存続が問われる時代にあって、地域農業を維持・再編する主体として地域農業協業組織の組織化が重要な鍵を握るという想定の下に行ったものである。分担研究者が全国各農業地域を分担して実態調査を行い、また韓国・中国の研究者の協力も得て比較研究も行った。その主な成果は次の通りである。第一に、地域農業協業組織として一般的な集落営農の形には、東北をはじめとする少数担い手農家の協業による生産者組織、西日本に一般的な地域ぐるみの組織化による集落営農組織、東北や北九州に典型的な転作作業受託組織の三つの類型を析出できる。それぞれの存立基盤や分配構造は異なる。しかし地域ぐるみ組織から生塵者組織への展開はまれである。第二に、地域農業協業組織は、概ね農業集落、大字等を基盤にしたものが多いが、作業担当者の高齢化、装備機械の性能高度化、マネジメント層の希薄化のなかで、組織統合したりして広域化する方向で存続をねらうケースも散見されるようになった。第三に、制度や会計が複雑化、加えて国の経営所得安定政策が開始されたことに伴い、組織の立ち上げにあたっては行政や農協等のサポートが欠かせなくなり、そのような地域からの要求に応じて行政と農協がワンフロア化し、さらには地域農業支援センターのような新組織を作る事例が生まれてきた。第四に、そのような支援サポートに支えられつつ、経営所得安定対策の交付条件をクリアするために集落営農組織が群生しているが、その実態をみると、厳しい存続条件のもとにあるものも少なくなく、今後の動向が懸念される。以上から地域農業再編において地域農業協業組織が担う役割は大きいが、その政策的な助長については慎重を要し、地域における自主性が大切だといえる。今年度は、北海道、山形、茨城、長野、静岡、岐阜、滋賀、宮崎、長崎、鹿児島の諸県において研究分担者がそれぞれ農業生産法人調査を実施するとともに、韓国農村においても日本との比較研究を行った。それらを踏まえて、研究会を開催し、中国・韓国の研究者を招聘し、農業組織化をめぐるシンポジウムと開催と、日本の農業法人化に関する共同研究を行った。また本科学研究費以外の費用に基づくアメリカの新世代農協等の報告も含め、幅広い比較研究を行った。そこでえられた知見は次の通りである。(1)韓国と日本は同じ水田農業の国として類似性が高いが、にもかかわらず韓国には日本のような「いえ」「むら」が実態的にみられず、高齢化のなかでの地域集団的対応に欠ける。逆に言えば、日本の「いえ」「むら」の存在は、地域農業組織化にとって有利な条件を提供している。(2)農協が農業法人に出資するなど法人化に積極的に関わることを通じて、専業的農家への影響力を保持しようとする動きが山形や宮崎で強まっているが、その内実を明らかにする必要がある。(3)長野、静岡、長崎等では農業法人への株式会社の参加、農業の株式会社傘下への取り込み、株式会社と法人のコラボレーション等、株式会社の法人への関与が強まっている。(4)農業法人について、その構成等からの類型化の可能性があるので、さらに詰める。今年度は、各研究分担者が分担して、北海道、山形、岩手、茨城、長野、岐阜、滋賀、広島、島根、宮崎、鹿児島等において地域農業支援システム、集落営農、農業生産法人等の動向について、地域農業再編の視点から実態調査に取り組み、その成果をもちよって3月に研究会を行い、比較研究した。研究会には韓国農村経済研究院の金泰坤研究員にも参加いただき、日韓の比較も行った。また今回はフランスの実態調査も組み込んだので、国際比較も充実させることができた。以上により得られた知見は次の通りである。

フランスにおいても農業法人の展開が旺盛に見られるが、それは親子を主とした形態から、親のリタイアや均分相続に伴う農業者・所有者より構成される法人への転換が見られる。フランスでは家族農業の補完としての法人の性格が強い。日本でもその点は同様だが、家族経営へのこだわりはフランスほどではなく、現実に畑作地帯では株式会社・有限会社形態での企業的な農業展開が農業生産法人の名の下に活発に行われている。その多くが農家の高齢化に伴い農家との契約栽培から食品加工や農産物販売業が直営農業生産を始めたものである。今後は、このような企業的農業の展開も含めて地域農業再編を考えていく必要がある。また今年度は経営所得安定対策の具体化の年であり、地域農政の焦点は我々のテーマである集落営農、法人化にあったが、そこでは新たな地域農業支援システムの構築の必要性が痛感された。今年度はとりまとめの年度に当たるため、これまでの補足的な調査ととりまとめの研究会を重視し、前者については各自が担当した北海道大樹町、青森県五所川原市、山形県飯豊町、富山県魚津市、新潟県上越市、岐阜県三ケ野、宮崎県小林市等で補足・新規調査を行った。調査に当たっては、これまでの集落営農の組織化、集落営農から農業生産法人への移行過程の調査とともに、経営所得安定対策下で焦眉の課題となっている地域農業支援システムづくり、経営所得安定対策への取り組みを新たな調査項目に加えた。以上によりこれまで手薄だった東北・北陸の地域農業協業組織の研究を進展させるとともに、宮崎県という畑作地域での取り組みについても知見を得ることができた。研究とりまとめ研究会においては、各自の調査結果を報告するとともに、韓国農村経済研究院の金泰坤研究員にも協力研究者として参加いただき、米韓FTA交渉下における韓国農業者の動向について報告してもらった。研究とりまとめにおいては、東日本の少数担い手農業者による生産者組織、北陸から西日本にかけての地域ぐるみの集落営農、そして東北や北九州を中心とする転作作業受託組織という三つの集落営農パターンを析出し、そのそれぞれの組織的特徴、分配構造等について明らかにした。研究成果は、とりあえず研究代表者の個人著書『集落営農と農業生産法人』として刊行したが、全体のとりまとめは研究会の結果を受けてさらに継続して取り組む予定である。
温度・負荷速度をパラメ-タとした破壊のメカニズムに関する転位論的研究

材料の破壊じん性を支配しているのは、主に、き裂先端での塑性変形すなわち転位の挙動であると考えられる。そこで、転位の観察が容易なアルカリハライド(KCI)やその固溶体(KCIーKBr)単結晶を用いて、破壊試験を行ない、以下のようなことがわかった。(1)破壊じん性は、室温以上になると温度の上昇に伴い、急激に増大した。(2)試験中に、き裂先端付近を応力ー複屈折効果を利用して観察すると、き裂先端から斜め45°方向に伸びる特徴的な像が見られた。これは、き裂先端から生成した転位によるすベり帯に対応するものである。このすベり帯は、荷重が増加するにつれ、その長さが増加した。(3)破断後のき裂先付近における転位の分布をエッチピット法により調べると、温度の上昇に伴ってすべり帯が長くなり、き裂先端から生成した転位の数も多くなっていることが確められた。以上のように、アルカリハライド単結晶は鉄鋼材料などと同様に延性ーぜい性遷移を示すことがわかった。き裂先端から生成した転位は、き裂先端に圧縮の応力場を作る。このため、外力がき裂に負荷されても転位によりき裂先端の応力場は遮蔽されるので、破壊が生じるときの外力は、転位が存在しない時の場合に較べて大きくなる。このような効果が、応力遮蔽効果と呼ばれている。温度が上昇すると、き裂先端からの転位の生成頻度が増加し、それに伴ない転位による応力遮蔽効果も増大する。すなわち、ぜい性ー延性遷移を支配するメカニズムは、き裂先端からの転位の生成過程であり。それは熱活性化過程でばならないという知見を得た。この成果は、新素材の分野で実用上の問題となっている材料の強じん化などに対して有益な示唆を与えるものと考えられる。材料の破壊じん性に影響を及ぼすき裂先端での塑性変形を微視的に見れば、き裂先端からの転位の生成と運動であると考えられる。そこで、転位の観察が容易に行なえるイオン結晶(KC1単結晶)を用いて、破壊試験を行ない、以下のようなことがわかった。(1)破壊じん性は、温度の上昇に伴ない増加した。温度が373Kを越えると、破壊じん性は急激に上昇し、423Kでは室温での破壊じん性に較べて、3倍以上の応力拡大係数が作用してもき裂の進展は見られなかった。(2)試験中に、き裂先端付近を応力-複屈折効果を利用して観察すると、き裂先端から斜め45°方向に伸びる特徴的な像が見られた。これは、き裂先端から生成した転位によるすべり帯に対応するものである。このすべり帯は、荷重が増加するにつれ、その長さが増加した。また、同一の応力拡大係数が作用している場合を較べると、温度が高いすべり帯は長かった。(3)破断後のき裂先端付近における転位の分布をエッチピット法により調べると、温度の上昇に伴ってすべり帯が長くなり、き裂先端から生成した転位の数も多くなっていることが確かめられた。以上のように、KC1単結晶は鉄鋼材料などと同様に延性-ぜい性遷移を示すことがわかった。

このような効果は、応力遮蔽効果と呼ばれている。温度が上昇すると、き裂先端からの転位の生成頻度が増加し、それに伴い転位による応力遮蔽効果も増大する。このことが、温度の上昇に伴う破壊じん性の増加を引き起こしたと考えられる。材料の破壊じん性を支配しているのは、主に、き裂先端での塑性変形すなわち転位の挙動であると考えられる。そこで、転位の観察が容易なアルカリハライド(KCl)や固溶体(KClーKBr,KClーCa^<2+>)単結晶の破壊じん性を、温度、負荷速度、γ線照射量、溶質原子濃度をパラメ-タとして調べ、以下のことがわかった。(a)KCl及びKClー4mol%KBr固溶体の室温以上の温度領域とKClーKBr個溶体は、降伏応力の増加に伴ない破壊じん性が減少した。(b)KCl室温以下の温度領域及びγ線射照射したKClは、降伏応力の増加に伴ない破壊じん性が増加した。(c)KClーCa^<2+>固溶体の破壊じん性は、KClの破壊じん性と較べ、Ca^<2+>固溶濃度が800molppmの場合には上昇し、一方、3200molppmの場合にはほぼ同程度であった。尚、KClーCa^<2+>固溶体の降伏応力は、固溶農度の増加とともに増加した。破壊じん性の温度などに対する依存性を測定した以上の結果は、降伏応力が転位の運動を記述するパラメ-タであることから、き裂先端での転位の運動だけでは説明できない。従って、破壊のメカニズムとして、き裂先端からの転位の生成を考慮しなければならない。KClの破壊じん性と降伏応力の関係は、γ線照射や固溶体形成により点欠陥が導入されている場合、点欠陥の濃度の違いにより大別できる。すなわち、濃度がppmのオ-ダ-の場合、破壊じん性は降伏応力とともに増加し、%のオ-ダ-の場合、逆に減少する傾向にある。この理由として、ppmのオ-ダ-の場合、点欠陥はき裂先端からの転位の生成に対してほとんど影響を及ぼさないが生成後の運動を阻害するため応力遮蔽効果をもたらすこと、%のオ-ダ-の場合、き裂先端からの転位の生成自体が点欠陥との相互作用により抑制されるため応力遮蔽効果が生じないことが考えられる。
RISCプロセッサのデータパスレイアウト優先設計

本研究は、高速化、高集積化、低消費電力化を目標とした新しい集積回路設計のパラダイム「データパスレイアウト優先設計」(DLDD)を提案し、特に膨大なデータパス配線をもつRISCプロセッサ設計でその有効性を実証することを目的としている。DLDDは、データパスの配線を極力短くするべく、(1)まずデータパスをビット毎に別々のモジュールとして構成し、(2)それぞれを長方形の領域にレイアウトしてから、(3)それらを正方形のVLSIチップ内に配置しようというものである。昨年度の研究でFPGA上での有効性を確認できたので、本年度はセルベースの集積回路設計における有効性を調べるべくチップの試作を行なった。16ビット汎用レジスタが8本、16ビットプログラムカウンタ(pc)、2つの条件フラグを有し、13個の基本的な命令を持つ16ビットRISCプロセッサを評価用に設計し、Synopsys 1998.02版を用いて論理合成、Avant!2.2.0版を用いて配置配線を行ない、ローム社の0.6μmメタル3層テクノロジヘ実装した。Synopsys社の回路シミュレータPowerMill5.2版を用いてシミュレーションを行ない平均消費電流を求めたところ、プロセッサで実行される命令に偏りが見られる場合、最大で約18%の平均消費電流の低減が見られ、データパスレイアウト優先設計の効果が確認された。しかしながら、より一般的な命令ミックスでは逆に消費電力が大幅に増大することもわかった。この原因として、今回の設計ではデータパスレイアウト優先設計の方がセル面積が大きくなってしまったことなどが挙げられる。本年度の研究で得られた知見を元に改良を重ねれば、DLDDのセルベース設計における有効性を実証することができると考えられる。本研究は、高速化、高集積化、低消費電力化を目標とした新しい集積回路設計のパラダイム「データパスレイアウト優先設計」(DPLD設計)を提案し、特に膨大なデータパス配線をもつRISCプロセッサ設計でその有効性を実証することを目的としている。DPLD設計は、データパスの配線を極力短くするべく、(1)まずデータパスをビット毎に別々のモジュールとして構成し、(2)それぞれを長方形の領域にレイアウトしてから、(3)それらを正方形のVLSIチップ内に配置しようというものである。本年度はFPGA上にプロトタイプとしてごく基本的な16ビットRISCプロセッサを実現し、DPLD設計の有効性を確認するべく研究を行なった。まずモジュール間にまたがる大域配線数について、DPLD設計と従来の設計とで比較、検討を行なった。この結果、フォワ-ディングが実装されたプロセッサではDPLD設計の方が大域配線数が少なく、効果が期待できることがわかった。これを踏まえ、フォワ-ディングが実装されたプロセッサについてCADENCE社Synergy2.3とXi1inx社Xact5.2.0を用いてFPCAのレイアウト合成を行ない、Xilinx社のFPGA(XC5210PG223)に実装し、消費電力の測定を行なった。DPLD設計についてはデータパス1ビット分のモジュールの縦横比が異なるものを7つ実現し、比較のため従来の設計によるものも実現した。測定結果より、1ビット分のモジュールの縦横比が1:1のものが消費電力が最も少なく、従来の設計と比較して、データパスでの消費電力が21.7%、総消費電力が10.5%低減した。これにより、消費電力に関してはDPLD設計のFPGA設計への有効性が示された。今後の課題として、動作周波数の向上と、CAD環境の改善が挙げられる。次年度は、セルベースの集積回路設計におけるDPLD設計の有効性を検証したい。
変視症の定量化に関する研究

種々の黄斑疾患では、視力低下、中心視野障害のほかに自覚的に物体が歪んで見える変視症を訴える。変視症は黄斑部における視細胞や、視細胞外節の配列の乱れにより発生すると考えられる症状で、黄斑疾患の早期発見、経過観察のみならず患者の日常生活における視覚の質にかかわる極めて重要な臨床症状である。我々は、変視を自覚するためには、ある一定の長さの連続した直線による網膜面への刺激が必要であり、変視症を有する症例の臨床研究において、この直線を間隔の狭い点線から徐々に間隔の広い点線に変えることにより次第に被検者は変視を自覚しなくなることを見出した。そしてこの現象を応用することにより、非常に簡便に変視量が定量化可能であることが判明した。我々は、この現象を応用し(株)イナミと共同で新しい変視表M-CHARTS^【○!R】を開発した。その一方で高解像度CRTを用にてlow vision用の変視表を作成した。このM-CHARTS^【○!R】を用いて、正常眼、黄斑前膜、黄斑円孔、中心性漿液性網脈絡膜症、加齢性黄斑変性症に対し変視量の定量化を行った。また、眼底写真やscanning laser ophthalmoscope(SLO)を用いて、黄斑部の形態学的所見と変視量の関係を検討した。まず、検査の再現性を調べるため、正常眼、黄斑前膜、中心性漿液性網脈絡膜症、加齢性黄斑変性症について検査を各3同ずつ行った。すべてにおいて再現性は良好であった。特発性黄斑前膜において縦線の変視量と横線の変視量を比較すると、横線の変視量の方が大きい傾向にあった。また、黄斑前膜の自然経過と変視量の変化を検討した。黄斑前腹の進行に影響を受けるのは網膜血管と考え、その移動量と変視量の変化を検討した。網膜血管の移動量に変相量は相関した。特発性黄斑円孔において変視量は、円孔直径よりもfluid cuffの大きさに相関をしめす傾向にあった。高解像度CRTにおける変視量は、紙面であるM-CHARTS^【○!R】の変視量とほぼ同様の値をとった。さらに視標の大きさを変化させたところ視力0.1以下でも有用であった。以上よりM-CHARTS^【○!R】は、変視症を簡便に定量でき、変視症を有する黄斑疾患の経過観察に有用であると考えられた。加齢性黄斑変性症をはじめ、糖尿病性網膜症に合併する黄斑浮腫、中心性漿液性網脈絡膜症、特発性黄斑円孔、黄斑前膜など種々の黄斑疾患では、視力低下、中心視野障害のほかに自覚的に物体が歪んで見える変視症を訴える。