hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大脳皮質ー海馬の機能的連関に関する研究

1)脳のリズム活動は神経細胞の間の同期、非同期の動的な性質によって、実時間での柔軟な図と地の分離を行う。このことはシ-タリズムでの速いリズムでも同様である。2)遅いリズムである海馬の活動はおもに速いリズムを持つ大脳新皮質の情報処理に対して拘束条件を与え、相互に整理的になることによって辻妻のあった情報統合とそのもとでの記憶形成がおこなわれる。この仮説のもとで2種類の情報の動的な連携のスキ-ムを理論的にモデル化し検討した。具体的にはこれらの両種のリズムと、海馬ー皮質間にリズム活動が秩序を作った場合に形成される「位相固定ル-プ」として活動のそろった神経集団ができると仮定し、それらの間での動的で柔軟なコネクションが情報の統合と分離を可能にする機構を考えた。海馬神経回路のモデル化についてはおもにドイツのグル-プがこれにあった。モデルは研究分担者がそれぞれの回路について分担する形で実行した。まずドイツのグル-プでは海馬について新皮質の情報処理の非特異的制御の立場から、同期シグナルをまとめ、非同期シグナルを分離する回路モデルを考案した。この仮説のもとで海馬関連部位のサブシステム(FD、CA1、CA3、中隔)の機能を情報の価値づけ対する分担として仮定することで、海馬の機能を整合的にモデル化することができた。日本では視覚皮質の活動に速いリズムを仮定し、表象をコ-ドする神経回路と概念記憶をコ-ドする神経回路という2つの回路が動的なリズム活動を持つモデルを提案した。そしてこの神経回路モデルは概念が表象に拘束を与えて意味のある図とその以外の地の部分を柔軟に分離することができることを示した。さらに海馬と新皮質の連関の機能モデルとしてこの視覚皮質モデル海馬を統合したモデルを仮定し、海馬の活動が視覚部で知覚される情報の中でどれを記憶すべきかということを判断して、それを知覚皮質にトップダウン的に働きかけることで新しい概念を長期記憶として作ることになると考えられた。今後はこの海馬と視覚部の統合モデルについて計算機実験を進めて機能の詳細な検討を進める予定である。
急傾斜地斜面の振動特性を考慮した地震時崩壊危険度評価法の開発

山地が多いわが国では斜面のすぐそばにまで人が住まざるをえないため,今日まで地震の度に急傾斜地で斜面崩壊が発生し,多くの人命・人家が失われてきたが,地震による斜面崩壊についての研究はあまり行われていないのが現状である.そこで,各都道府県により指定されている急傾斜地崩壊危険箇所の斜面に着目し,その地震時崩壊危険度を,従来採用されてきた静的な情報(斜面の形状や地質など)に加えて斜面上における常時微動観測により把握した振動特性をも考慮することによって,より的確に評価できる方法の開発を試みた.1.1995年兵庫県南部地震において地震被害が生じた阪神地区内にある急傾斜地崩壊危険箇所を対象にして,危険箇所の斜面の諸元やこの地震による斜面崩壊の有無などを調査した.2.各種斜面の振動特性を把握するために,両毛地区(栃木県足利市,群馬県桐生市)にある急傾斜地崩壊危険箇所の斜面上で常時微動観測を数多く実施した.それらの観測結果をもとに,各種斜面の振動特性を推定した.3.常時微動をもとに推定した各種斜面の振動特性を検証するために,各々の斜面の振動特性を有限要素法により求め,常時微動に基づく振動特性推定の妥当性を確認した.4.1で調査した各斜面と類似した斜面を2.で観測を実施した各斜面から選び出し,前者の被害状況と後者の振動特性をあわせて検討することにより,従来採用されてきた静的な情報(斜面形状や地質など)に加えて,常時微動から調べた斜面の振動特性をも考慮した急傾斜地斜面の地震時崩壊危険度の評価方法を示した。
住民参加による条件不利地域の再生とEU地域政策

ヨーロッパ連合(EU)では、地域政策を実施して、統一による地域格差の解消に努めてきた。近年ではボトムアップ型活動を重視するようになり、住民による地域活性化活動にEU資金は重要なものになっている。住民の活動組織は、スウェーデンでは伝統的な協同組合運動・国民運動に基づいた組織が中心的であったが、活動家不足も見られた。そのような組織を持たないイタリア南部では、新しく作られたLEADERグループが地域を担うものに育ちつつあった。研究計画に従い、8月26日9月23日までスウェーデンイタリアで調査を行った。スウェーデンでは、研究協力者の長野大学大野晃教授、札幌学院大学小内純子教授とともにミッドスウェーデン大学、労働生活研究所の教授等との意見交換、2箇所で現地調査、資料収集を行った。現地の地域再生活動では協同組合が欠かせないものとなっているが、協同組合研究で著名な、ミッドスウェーデン大学教授のペストフ氏と、意見交換が実現し、実り多いものとなった。イタリア調査では、現地カラブリア大学の教授等と意見交換し、対象としてきた南部クロッキオ地域の中から対象集落を決定し、現地役場の全面的協力を得ることができた。カラブリア大学での意見交換から、対象集落とは異なる、活動の活発な別の集落調査の必要が判明し、国立農業経済研究所の現地研究員との意見交換をレッジョ・カラブリアで行った。また、EU地城政策のINTERREGでルーマニア・スチャバ地(前の科研対象地域)と連携している中部山村の調査も行った。調査では、スウェーデンの集落活動の規定にあるものを探ろうとしているが、今回の地域調査で、いわゆる自治会の成り立ちが様々な地域のニーズであることがわかった。また、協同組合活動の他に企業的活動もみられるが、根底に協同組合活動が無くても、共同する意識が欠かせないということも理解された。イタリア南部山村ではこれといった産業が無く、出稼ぎと通勤で成り立っている。高齢者が住民の大半を占め、観光に活路を見出そうとしているが、クロッキオ地域としての活動とは異なり、集落住民の動きの鈍い。研究協力者とは平成18年7月、平成19年1月の2回、東京において研究会議を開催し、調査についての検討を行った。これまでの成果を踏まえて、共著「条件不利地域における地域開発と住民参加-スウェーデンの2地区の事例から-」が日本村落研究学会誌『村落社会研究』26号に掲載されることが決定した。研究計画に従い、12月14日30日までスウェーデンで調査を行った。研究協力者の長野大学大野晃教授、スウェーデンに留学中の札幌学院大学小内純子教授とともに、昨年に続いて2箇所で現地補充調査、資料収集を行った。特に、自治会を中心に補充調査を行った。また、北海道の雪祭りからヒントを得て、地域活性化の著名なモデルとなったキールナ地方のアイスホテルの調査を行った。3月12日から22日までイタリア調査を行い、ミラノ大学でレーキ教授に面接した後、1970年に山岳共同体発足当時、教授が行い、文献に書かれた地域活性化の事後調査を、北部ヴァル・デ・サッビアの山村で行った。また、北部山村の地域活性化研究所を主宰するカラブリア大学のフォンティーノとジェノバの会議に出席し、意見交換をした。イタリア地域活性化の新しい動きであるスローシティについて、本部機関での調査を行った。研究協力者とは平成19年6月、東京において研究会議を開催し、調査についての検討を行った。研究の一部をなすイタリアスローフード運動に関連した論文を発表した。EUの地域政策は、国ごとにその適応が異なり、国の中でも県により教策が異なる。イタリアとスウェーデンでは、住民の参加の仕方が異なり、受け入れる政策が異なっているのもわかってきた。研究計画に従い、8月20日から9月22日までスウェーデン、イタリアを中心に調査を行った。特に、2007年から始まったEUの新計画についての住民活動の動きと、2006年で終了した古い計画の結果について調査した。スウェーデンでは、フーソー集落のあるカル地区で、EUの国境を越えた協力プログラムによる住民移動が見られ、その内容と現地住民、移入者の両方にインタビューを行った。また、新計画の施行に伴い、住民による新たな計画作りについて、カル地区、トロングスヴィーケン地区の聞き取りを行った。また、トロングスヴィーケン地区では、住民自治活動についての新たなインフォーマントが見つかったので、そのインタビューも行った。イタリアでは、EUプログラムの実施について、県によりその状況が異なるため、県の担当者へのインタビューを2つの県で行った。また、それぞれの県で、2006年までの結果についてと2007年以降の動きについて調査するとともに、具体的なプロジェクトの実態を調査した。これら調査の結果、スウェーデンとイタリアではEU政策担当レベルが異なるため、住民レベルでの活動主体への要求が非常に異なることが分かった。コミューン(地方自治体)の規模とも大いに関係しており、今後はその関係を十分に見極めることで、住民、地方自治体、県、国等、それぞれの役割が明らかになると考える。

その他、今回はイタリア、スイス、オーストリア、ドイツのEU地域政策の研究者と意見交換をする機会に恵まれた。スイスはEUに加盟していないが、国境を越えたプログラムにより、EUの近隣諸国との研究交流、共同調査をしており、他のEU加盟国の調査報告とともに、EUの地域政策の難しさと住民への実施状況についての情報が得られた。8月15日から9月1日までフィンランドにおいて開催されたヨーロッパ社会学会に出席し、その後、スウェーデンで調査を行った。学会では4年間の調査成果一部の報告を行った。日本人研究者がスウェーデンの過疎地域においてミクロレベルの集落調査を行い、パワーポイントだけでなく、英語論文を用意して報告したことから、報告内容を十分理解してもらうことができ、座長をはじめ、出席者から高い評価を受けた。スウェーデン調査では、ストックホルムにおいてスウェーデン政府関係者から、最近の地域政策についてインタビュー調査を行った。その際、学会報告の英文を披露し、意見交換をした。その後、イエムトランドに移動し、エステルスンの政府研究機関においても同様に、政策についてのインタビューと報告成果についての意見交換をした。いずれも、成果について、非常に好意的な反応が返ってきた。今年度が最終年度に当たるため、2つの調査地に出向き、英文論文を地域住民のインフォーマントに手渡し、意見交換を行ったところ、新たな詳しいデータを発掘、収集することができた。2010年3月15日から1週間イタリアで調査を行った。イタリア調査では、論文執筆成果について、現地の研究者の意見を聞くこと、まだ不足しているイタリアの研究者の論文、研究動向について、再度調査を行うことであった。現地専門研究者との意見交換では、むしろ研究成果に興味を持たれるとともに、イタリアの地域政策の新たな展開を教示してもらった。また、限界集落についての意見交換で、新たに知り合った統計研究の専門家からは、イタリアでもデータが取れそうだという情報をもらった。文献等では集落レベルの把握ができないということが強調されていたためあきらめていたが、今後の課題としたいと考え、今後の協力を依頼した。
非定常内部流れに基づく流体加振力の評価と振動特性に関する総合的研究

[大阪大学班]4枚羽根の不等翼弦長インデューサに生じるキャビテーションの実験および理論解析を行い,翼の不等化が旋回キャビテーションに与える影響を調べた.その結果,翼の前縁を翼1枚毎に交互に切除することにより,旋回キャビテーションの発生が抑制されることが明らかになった.一方,コンプレッサ用遠心羽根車の歳差運動に関する実験および数値解析から,歳差運動角速度比が負のO付近で歳差運動に対して励振的な非定常流体力が生じることがわかった.[東京大学班]スクイズフィルムダンパ軸受に往復動荷重をかけ,軸受中心を振動の中心としてダンパ軸を直線的に振動させる実験を行い,得られた実験結果を理論解析結果と比較した.その結果,偏心率振幅が約0.4以下において,油膜反力を偏心率によって変化しない減衰係数と付加質量で表すことができること,流体慣性力も考慮した理論値によって油膜の減衰係数と付加質量をおよそ予測することができることがわかった.[横浜国立大学班]遠心送風機の出口に設置された半径比の大きな平行壁ベーンレスディフューザ内の非定常圧力変動および速度変動をそれぞれ圧力変換器と熱線流速計により測定した.その結果,羽根車出口の周方向から測った流れ角が2゚26゚の範囲で,小流れ角領域では失速セル1,大流れ角領域でセル数2の旋回失速の発生が確認された.その特徴は流れ角に依存して脈動周波数が大きく変化すること,2つの異なるセル数による脈動が共存する領域があることなどであり,ディフューザの入口形状によって,辻本らの提案したポテンシャル理論解析法により予測されていた旋回流の回転方向とは逆向きに伝播するセル数1の旋回失速現象が発生することが確認された.[名古屋大学班]キャビテーション発生時における揚程の減少機構を解明するため,キャビテーション未発生時および発生時の遠心ポンプ羽根車出口流れの計測をLDVを用いて行い,キャビテーション係数とすべり係数との関係を明らかにした.[九州工業大学班]動静翼干渉に基づく変動流体力の実験と平行して、非定常円形翼列理論により円心羽根車と案内羽根の相対運動に基づくポテンシャル干渉、羽根車の粘性後流と案内羽根との干渉、そして各々が流体力に与える影響を理論的に解明し、計算結果を測定結果と比較し、流体反力の予測法を確立した.[九州大学班]ターボ形遠心ポンプの用途拡大と作動流体の多種化に伴って気液二相流時に生じる不安定現象は解明すべき今日的課題となっている.本研究では遠心ポンプに焦点を当て,まず,通常設計による羽根車における気液二相特性を内部流動様相と関連付けて明らかにし,気液二相流入時の不安定性の要因について実験的考察を加えた.そのうえで羽根に加わる変動流体力を見積もり,運転上の問題点について探究するとともに,気液二相時の揚水性能改善と不安定性抑制のための好適な羽根車形状について提案した.[大阪大学班]4枚羽根の不等翼弦長インデューサに生じるキャビテーションの実験および理論解析を行い,翼の不等化が旋回キャビテーションに与える影響を調べた.その結果,翼の前縁を翼1枚毎に交互に切除することにより,旋回キャビテーションの発生が抑制されることが明らかになった.一方,コンプレッサ用遠心羽根車の歳差運動に関する実験および数値解析から,歳差運動角速度比が負のO付近で歳差運動に対して励振的な非定常流体力が生じることがわかった.[東京大学班]スクイズフィルムダンパ軸受に往復動荷重をかけ,軸受中心を振動の中心としてダンパ軸を直線的に振動させる実験を行い,得られた実験結果を理論解析結果と比較した.その結果,偏心率振幅が約0.4以下において,油膜反力を偏心率によって変化しない減衰係数と付加質量で表すことができること,流体慣性力も考慮した理論値によって油膜の減衰係数と付加質量をおよそ予測することができることがわかった.[横浜国立大学班]遠心送風機の出口に設置された半径比の大きな平行壁ベーンレスディフューザ内の非定常圧力変動および速度変動をそれぞれ圧力変換器と熱線流速計により測定した.その結果,羽根車出口の周方向から測った流れ角が2゚26゚の範囲で,小流れ角領域では失速セル1,大流れ角領域でセル数2の旋回失速の発生が確認された.その特徴は流れ角に依存して脈動周波数が大きく変化すること,2つの異なるセル数による脈動が共存する領域があることなどであり,ディフューザの入口形状によって,辻本らの提案したポテンシャル理論解析法により予測されていた旋回流の回転方向とは逆向きに伝播するセル数1の旋回失速現象が発生することが確認された.[名古屋大学班]キャビテーション発生時における揚程の減少機構を解明するため,キャビテーション未発生時および発生時の遠心ポンプ羽根車出口流れの計測をLDVを用いて行い,キャビテーション係数とすべり係数との関係を明らかにした.[九州工業大学班]動静翼干渉に基づく変動流体力の実験と平行して、非定常円形翼列理論により円心羽根車と案内羽根の相対運動に基づくポテンシャル干渉、羽根車の粘性後流と案内羽根との干渉、そして各々が流体力に与える影響を理論的に解明し、計算結果を測定結果と比較し、流体反力の予測法を確立した.[九州大学班]ターボ形遠心ポンプの用途拡大と作動流体の多種化に伴って気液二相流時に生じる不安定現象は解明すべき今日的課題となっている.

本研究では遠心ポンプに焦点を当て,まず,通常設計による羽根車における気液二相特性を内部流動様相と関連付けて明らかにし,気液二相流入時の不安定性の要因について実験的考察を加えた.そのうえで羽根に加わる変動流体力を見積もり,運転上の問題点について探究するとともに,気液二相時の揚水性能改善と不安定性抑制のための好適な羽根車形状について提案した.【大阪大学班】本年度購入したインデューサを用いて旋回キャビテーションの実験を行い発生条件等を明らかにした.また,数値解析により得られた旋回キャビテーションの振動特性を実験結果と比較・検討することにより本計算方法の妥当性を示した.一方,コンプレッサ用遠心羽根車のふれ回り運動に関する実験から,ふれ回り角速度比が正の0付近でふれ回りに対して励振的な非定常流体力が生じることがわかった.【東京大学班】回転体のシステム減衰を増加させ加振応答振幅の抑制あるいは自励振動安定性を向上させる目的で設置されるスクイズフイルムダンパ軸受を試作し,同軸受けの動特性を計測した.さらに理論解析を行って動特性の理論予測式の確立を試みた.【名古屋大学班】ターボポンプの入口旋回流による羽根車の変動流体加振力特性を解明するために、比速度268の遠心ポンプに正、逆両方向の旋回成分をもつ流れを流入させ、羽根車内での流れの挙動を観察し非定常加振力に関して研究を行った.【横浜国立大学班】送風機の小流量運転域で発生する旋回失速によって引き起こされる非定常加振力について、変動流れ場と圧力場の計測から実験的解明を試みた.【九州工業大学班】ディフューザポンプ羽根車に作用する非定常流体力の計測により、回転する遠心羽根車と静止案内羽根との干渉の影響を実験的に検討した.【九州大学班】ターボ型遠心ポンプの気体混入に伴う不安定特性を調べ,羽根車内への気体の局所流入・周方向均一流入にかかわらず,気液混合比が20パーセントを越える低液流領域において現れること,その振動の原因がポンプ吐出し管径,すなわち吐出し管内での液相流速に依存した配管系での気液二相流動様相にあることが,知られた.また気液混相時の羽根車振れ回り流体力を圧力計測から調査したが,極めて小さいことがわかった.[大阪大学班]昨年度購入したインデューサを用いた実験を行い旋回キャビテーションに及ぼす羽根枚数,スイ-プおよび前縁厚さの影響等を明らかにした.また,数値解析については旋回キャビテーションの振動特性に関する実験結果との比較・検討から,その予測法を確立した.一方,コンプレッサ用遠心羽根車の歳差運動に関する実験から,歳差運動角速度比が負の0付近で歳差運動に対して励振的な非定常流体力が生じることがわかった.[東京大学班]回転体のシステム減衰を増加させ加振応答振幅の抑制あるいは自励振動安定性を向上させる目的で設置されるスクイズフイルムダンパ軸受を試作し,同軸受けの動特性を計測した.また,任意の変動加振力に関してすべり軸受けおよびスクイズフイルムダンパ軸受けを含む回転体の振動特性を計算により求めた.[横浜国立大学班]遠心送風機の出口に設置された半径比の大きな平行壁ベーンレスディフューザ内の非定常圧力変動および速度変動をそれぞれ圧力変換器と熱線流速計により測定した.
ケイ酸カルシウム系生体機能性セメントの開発とう蝕象牙質再石灰化能の探索

本研究では、ケイ酸カルシウム系セメント材料の開発およびセメント材料の生体機能性についての基礎的研究を行った。結果として、この種の材料から、カルシウムやシリコンイオンの放出が確認され、また、これらイオンの放出によって、リン酸カルシウムの形成が確認された。さらに、健全象牙質やう蝕象牙質へのカルシウムイオンやシリコンイオンの取り込みも行われたため、これら材料による生体機能効果が確認された。本研究は,歯髄創傷部にミネラルの豊富な被蓋組織の形成や根尖部硬組織形成促進など,生体機能性を有するケイ酸カルシウム系歯科用セメントの創生を行う目的である。本年度における研究の進展と得られた結果について:1,ケイ酸カルシウム系生体機能性歯科用セメント材料の開発について現段階ではケイ酸カルシウム系生体機能性歯科用セメント材料(以下:試作材料)の試作は、ひな形ともいえる形成段階に到達した。また、試作材料の成分、生体機能性、操作性、保存性、化学的安定性、再現性などについて、検討中である。2,試作材料の化学的性質についてケイ酸カルシウム系材料の特徴として、適用される生体環境において、材料からカルシウムやシリコンイオンが多く放出される。これらのイオン成分は体液に含まれるリン酸成分と反応し、リン酸カルシウムを含むアパタイトやシリコン成分を含むアパタイトの形成が生じられることである。これらアパタイト成分によりセメントの使用部位において、歯髄露出の修復や根尖部病変組織への好影響など、重要な働きを生じられると考えられている。試作材料を用いた実験では、従来の輸入品を比較し、いずれの角度からも、材料からのカルシウムイオンやシリコンイオンの放出が多く認められ、リン酸成分を含む環境においてリン酸カルシウムを含むアパタイトの形成が検出された。これまで、歯髄修復などに焦点が絞られて研究されているが、我々は、このほかに、ウ蝕組織の再修復について着目し、ウ蝕になった象牙質の保存に貢献できるか検討していきたい。現段階では、この種の材料による生体機能性のメカニズムに関する解明を行っているところで、次年度においては、材料開発の完成を目指しながら、この種の材料によるウ蝕歯質の再修復について検討していきたい。生体機能性を有するケイ酸カルシウム系歯科用セメントの開発とその理化学的性質の検証を主な目的とする研究である。前年度に続き、材料の開発、検証および実用化に向けての実験を行っている。本年度で得られた成績について:1,ケイ酸カルシウム系生体機能性歯科用セメント材料(以下:試作材料)の継続開発について昨年度に続き、試作材料の開発を続いている。試作材料からカルシウムとシリケートイオン成分を放出することによって生体機能性の実現につながるため、実験では、それぞれの放出成分と生体における反応について、擬態液の環境において、モデリングし、試作材料による生体の成分(リン酸)と反応させ、シリケートアパタイトやハイドロキシアパタイトの形成を検出することが成功し、材料の有用性を実証するエビデンスが得られた。2,試作材料の各種理化学的性質試作材料では、従来の輸入品を比較し、成分的に優れていることが確認できた。また、その操作性においても、室温環境下に扱いやすいことが確認できた。目下、その保存性、化学的安定性、再現性などについて、検討中である。3,関連製品の検証ケイ酸カルシウム系生体材料として、ナノシールという歯質表層部を構造的に補強し、象牙質知覚過敏症抑制材料の研究、開発に成功した。この材料は、シンプルな構成でありながら、従来の知覚過敏症抑制材料と違った形で、歯面塗布するだけで、超微粒子による表層部硬組織の欠陥部に取り込み、歯質と一体化し、知覚過敏症の抑制を実現するものである。また、歯面表層部の脱灰にも再石灰化の促進に有用であることが確認できた。4,次年度の研究についてケイ酸カルシウム系試作材料についてウ蝕歯質の再石灰化促進の検討を続く。本年度に計画したケイ酸カルシウム系歯内療法用セメント材料の開発に関する研究は、研究期間中において大きな成果が得られた。1,ケイ酸カルシウム系歯内療法用セメント材料の試作品:研究期間中において、種々の手法を用いて、様々な方面の協力を得られるながら、ケイ酸カルシウム歯内療法用セメント材料の試作品が得られた。2,試作品の理化学的性質:主な輸入品のものと比較して検討を行った。試作品の理化学的性質、生体機能性、生体親和性について、有意義な結果が得られた。3,試作セメント材料の生体効果:天然う蝕歯、人工う蝕歯に適応し、リン酸緩衝液に一定の期間で浸漬した後、試片を作成して、各種分析機による形態的、生物的な分析を行い、試作材料の生体機能的効果が確認した。結果として、試作材料の生体機能性は、輸入品とほぼ変わらないで、同程度な効果が認められた。4,覆髄効果:試作材料を用いて、ラットの動物実験を行った。試作セメント材料から放出されるカルシウム成分は、覆髄される部分に局限して高濃度に観察された。

一方、この種のセメント材料は、国際的競争が大きい一方、材料の制作に特殊な方法や機械など必要で、さらに、生態環境に用いるため、厳しい基準に合格するには、さらに時間がかかる。また、材料への添加物によって、材料の特徴とも言える生体機能性、さらに操作性などの物性について、材料の実用化に大きく影響することも開発の段階で、大きなポイントになっている。今後、材料の生産コストの削減や、理化学的性質を向上させるための加工方法の工夫、操作性など臨床応用の展開などさらなる研究を行いたい。協力会社は、西日本に位置しているため、大地震の影響が少なく試作材料の開発は、スムーズに行い、それに伴う研究も順調である。24年度が最終年度であるため、記入しない。現段階では、順調に行っているため、当初の計画通りに研究の進行が実現できるだと思われる。従って、研究計画の変更はない。
X線CTと超広視野顕微鏡による3次元画像計測トータルシステムの開発

「外殻の形状情報と高精細でフォトリアリスティックなテクスチャ情報、および内部の構造情報を有した小型実物体の3次元コンピュータモデルを短時間に生成可能とする」ことが本研究の目的である。この目的を実現するために、X線CT装置と超広視野顕微鏡などの画像計測装置を利用した装置開発を行った。本研究成果を用いて作成したコンテンツは実際に多数のミュージアムで使用されており、本研究の有効性を示すことにも成功している。本プロジェクトは、これまで5件の研究費を受けており、本研究ではこれら研究費の支援によって得られた研究成果を統合することで、前述の目的を満足する3次元画像計測トータルシステムの開発を行う。具体的には、マイクロX線CT装置を利用することで従来手法に比べ短時間のうちに3次元形状情報を取得可能とし、そこに超広視野顕微鏡によって計測された高精細でフォトリアリスティックなテクスチャ情報を適用する。初年度は本研究課題において必要不可欠なマイクロX線CT装置の試作、および共焦点・非共焦点の2画像を用いた3次元画像計測アルゴリズムの設計について研究を行った。それらと並行して、3件の展示協力を行うと共に1件の受賞を受けた。1.マイクロX線CT装置の開発:形状・色情報が複雑なオブジェクトとして、本研究プロジェクトでは昆虫を計測対象とする。マイクロX線CT装置を開発するにあたり、昆虫内部を含む構造情報を取得可能とするX線量を求めるためのテスト撮影実験、コンテンツ制作のための成長過程の観察実験を行い、その結果を基に装置の試作を行った。2.共焦点・非共焦点の2画像を用いた3次元画像計測アルゴリズムの設計:本プロジェクトが科学研究費補助金基盤研究(B)(平成1819年度)において試作した超広視野顕微鏡は、共焦点光学系と非共焦点光学系の2光路を有する。本研究では、超広視野顕微鏡によって深度を変えながら取得された共焦点画像群と非共焦点画像群から、すべての画素に焦点が合った全焦点画像生成アルゴリズムの設計・改良、およびX線CTデータへの適用実験を行った。具体的には、マイクロX線CT装置を利用することで従来手法に比べ短時間のうちに3次元形状情報を取得可能とし、そこに超広視野顕微鏡などの画像観察装置によって計測された高精細でフォトリアリスティックなテクスチャ情報を適用する。次年度は初年度に試作したマイクロX線CT装置の改良、および共焦点・非共焦点の2画像を用いた3次元画像計測アルゴリズムの設計について研究を行った。1.マイクロX線CT装置の改良:過去の研究で試作したスリット光による3次元画像計測システムを格納可能とした装置の改造とその制御プログラムの開発を行った。2.内部構造を有したテクスチャ付き3次元コンピュータモデルのネットワーク上における利活用に関する研究:試作装置を用いたコンテンツ製作のためのツール開発、コンテンツを閲覧するためのwebビューアplug-inの開発を行った。従来、3次元コンピュータモデルの作成には労力と時間を必要としたため、生物の成長過程を計測したコンテンツなどを扱うことは困難であ3った。本研究が試作した3次元画像計測トータルシステムの完成により、より細かな時系列で、より成長速度の早い対象についてもその成長過程を記録したコンテンツ生成が可能となる。そこで時系列で閲覧可能とした4次元ビューアの開発を行うとともに、実際にコンテンツを作成しミュージアムでの展示を行った。
イルカのソナーの対象識別能力の研究

イルカ類は餌となる魚を彼らの生物ソナーで探知し、識別した上で、補食しているので、彼らの魚群探知・識別能力は優れているものと考えられる。そこで彼らのソナーの優秀な対象識別能力を探り、人工の魚群探知機やソナーに適用したいと考え、研究を進めた。前年度は、イルカのソナー音を送受波出来る広帯域送受信システムを構築し、水槽において反射特性が明確にわかっている金属球の反射強度のスペクトル(反射の強さと色合いに相当)を測定し、理論と正確に合うことを確かめた上で、キンギョとマアジの反射強度のスペクトル測定に成功した。本年度はまず、海において生きたマアジやイサキをテグスにつなぎ、イルカのソナー音によるエコーを得て、その特性を調べ、対象識別につながる情報を探った。反射強度のスペクトルは、魚種による違いだけでなく、遊泳姿勢や、個体間によってもかなり変動する。そこで、反射強度のスペクトルのみからでは、魚種識別はむずかしいが、その変動の特徴を類型化することにより識別情報が得られると考えられる。次に、広帯域送受波器を鉛直下方に向け船の舷側に固定し、通常の魚群探知機と同じように、航走しながら、魚群探知実験を行い、通常の魚群探知機と比べて特徴ある魚群工コーを捉えることが出来た。第1に、自然状態の魚の反射のスペクトルが得られ、その変動が観察された。第2に、通常の魚群探知機では1ms(距離にして75cm)程度のパルス幅(音の継続時間)を用いるが、イルカのソナー音は0.05ms(距離にして4cm)程度と短いので、非常に距離分1解能の高いエコーが得られた。これにより、魚群内の1尾ずつのエコーが分離され観察されるので、魚群の内部構造1がわかり、1尾ごとの反射強度解析なども可能となることがわかった。第3に、一般に広帯域の短いパルスを用いると雑音に弱くなるが、特にバンドウイルカのソナー音の場合、相互相関処理により信号対雑音比を10倍以上大きくできることがわかった。彼らは、遠距離探知には、このような処理を脳内で行っている可能性がある。水槽内や魚を懸垂しての実験では、魚がいる方向がわかるので、感度の補正が不要である。しかし、海上実験で自然の魚を対象とした場合これは不可能である。そこで、人間の両耳で方向を知るとほぼ同じ原理の、スプリットビーム法という方法を適用し、海上でも反射強度のスペクトルを知ることができるようにした。イルカのソナー能力を真似て、反射強度のスペクトルとその変動、魚群内の高分解能観察、遠距離探知が可能なことが判明し、対象識別に道が開けた。イルカは,彼らの音響探知能力(ソナー)を用いて,餌となる魚を見つけ,追跡し,食べられるか判断した上で,最終的に口で捕獲する.したがって,人工の魚群探知機以上に対象識別能力に優れていると考えられる.そこで,この能力を探り魚群探知機などに応用すれば,魚種識別能力などが向上できると考えられる.このような目的のため,平成17年度は,イルカのソナー音を人工的に送波し,金属球などからのエコーを得て,それに含まれる対象を識別するために有用な情報を探った.イルカのソナー音は,魚群探知機などで使用される単一周波数の音波でなく,20kHzから120kHzといった広い周波数範囲の成分を含む広帯域音波である.このような音波を送受するために特殊設計の広帯域送受波器を試作した.これを用い,まず水槽で反射特性が理論により明確にできる金属球のエコーを収録し,散乱振幅という広帯域の反射特性(光の色合いに相当)を求めた.この結果は,理論値によく合い,イルカのソナー音が広帯域反射特性を知るのに都合がよいことがわかった,これはちょうど,我々が色によって対象を識別できることに相当するので,イルカがこのような方法で魚種識別などを行っている可能性が高い.金属球で方法の有効性が確かめられたので,キンギョおよびアジを用いて広帯域反射特性を計測した.それぞれに特徴ある特性が得られた.ただし,魚の姿勢や動きにより特性が大きく変わるので,今後は広帯域反射特性の時間的変化もとらえられるようにし,より対象識別がしやすい方法とし,魚群探知機などへの応用を考える.イルカ類は餌となる魚を彼らの生物ソナーで探知し、識別した上で、補食しているので、彼らの魚群探知・識別能力は優れているものと考えられる。

第1に、自然状態の魚の反射のスペクトルが得られ、その変動が観察された。第2に、通常の魚群探知機では1ms(距離にして75cm)程度のパルス幅(音の継続時間)を用いるが、イルカのソナー音は0.05ms(距離にして4cm)程度と短いので、非常に距離分1解能の高いエコーが得られた。これにより、魚群内の1尾ずつのエコーが分離され観察されるので、魚群の内部構造1がわかり、1尾ごとの反射強度解析なども可能となることがわかった。第3に、一般に広帯域の短いパルスを用いると雑音に弱くなるが、特にバンドウイルカのソナー音の場合、相互相関処理により信号対雑音比を10倍以上大きくできることがわかった。彼らは、遠距離探知には、このような処理を脳内で行っている可能性がある。水槽内や魚を懸垂しての実験では、魚がいる方向がわかるので、感度の補正が不要である。しかし、海上実験で自然の魚を対象とした場合これは不可能である。そこで、人間の両耳で方向を知るとほぼ同じ原理の、スプリットビーム法という方法を適用し、海上でも反射強度のスペクトルを知ることができるようにした。イルカのソナー能力を真似て、反射強度のスペクトルとその変動、魚群内の高分解能観察、遠距離探知が可能なことが判明し、対象識別に道が開けた。
遷移方程式を特定化しない状態空間モデルの推定について：株価変動を例にとって

本年度は,2016年実施の消費者庁「消費者意識基本調査」調査票を用いて、消費者事故・トラブルに影響を与える要因を分析した。プロビットモデルを用いた分析の結果、購買時において「衝動買いする」、「強く勧められると断れない」、「インターネットサイトまたはSNSから知識・情報を得る」という傾向を持つ人は消費者事故・トラブルに遭いやすく、「実際に現物を見て商品を確認してから購入する」、「生活に満足している」、「同居人がいる」という人は消費者事故・トラブルに遭いにくいという結果が得られた。また、これまで指摘されてきたような、「未成年は消費者知識が乏しいにもかかわらず、衝動性や好奇心から商品を購入するため、他の世代よりも消費者事故・トラブルに遭いやすい」という関係が観察されるかどうかを調べたが、このような事実は観測されなかった。他方で、「インターネットサイトまたはSNSから知識・情報を得る高齢者」が消費者事故・トラブルに遭いやすい傾向にあることが分かった。これらの内容を,下記の論文にまとめることができた。・「消費者事故・トラブルに関する統計分析:「消費者意識基本調査」調査票データを用いて」(吉川純平,谷崎久志),消費者行政新未来創造オフィス,消費者行政新未来創造ディスカッション・ペーパー・シリーズNo.001,2018.十分な研究成果が上がっている。しかも,研究報告を通して啓蒙的な活動も行っている。今後も今年度と同様に研究を遂行する予定である。特に,次年度は非線形フィルタの推定方法の開発を中心に行うことを考えている。同時に,応用例として,株価の実証分析を行う。溝渕健一・谷崎久志(2007),K. Mizobuchi and H. Tanizaki (2014)では,下記の研究を行った.Deaton-Muellbaur (1980)によって提唱されたAlmost Ideal Demand System(AIDS)は,推定の容易さ,需要モデルの制約の検定ができるなどの利点から,多くの需要分析において用いられているモデルである.需要分析の研究では,価格弾力性や所得弾力性に興味がある.ところが,これまでのAI需要システムによる研究では,パラメータの推定値が与えられ,それを基にして弾力性の点推定値のみが計算されていた.そのため,弾力性の推定量の分布に関する情報はほとんど提供されていなかった(稀に,標準誤差の近似を掲載する研究はある).ブートストラップ法を用いることで,弾力性の分布を求める.これによって,推定された弾力性の標準誤差,p値,信頼区間などの情報から,弾力性の推定量に対して統計的な検証を行うことができる.十分な研究成果が上がっている。
地域における歴史意識としての古代史像の形成と展開の研究

『出雲風土記抄』諸本を収集、調査、分析し、風土記受容のあり方を明らかにした。松江藩によって出版された雲州本延喜式の考訂の経過と影響を分析し、その中心人物である藍川慎の学問的背景を、藍川慎の著作をほぼすべて収集して分析した。その結果にもとづいて、風土記や神話、神社と結びつけられた出雲地域の歴史意識、古代出雲像の形成について考察した。当初計画に沿って出雲国風土記と雲州本延喜式に関係する史料調査と分析に着手した。史料調査は、名古屋大学附属図書館、東京大学駒場図書館、東京国立博物館、千葉県立中央図書館、無窮会図書館、刈谷市立中央図書館等において行い、出雲国風土記、雲州本延喜式および関係古典籍類の実見および写真撮影、複写等による資料収集を行った。雲州本延喜式については所蔵調査の一方で、松江藩列士録から藍川慎以外にも出版事業に関わった藩士を見出し、また校訂事業や序文の作成過程について松江神社所蔵の関連文書の分析を進め、岡部春平など雲州本延喜式出版の影響をうけて進められた神社調査にかかわる史料の調査、収集にも着手した。これらによって今後、藍川慎と雲州本出版事業の全貌とその背景、影響を明らかにしていくことが可能になると期待される。出雲国風土記関係については、出雲風土記抄の新写本、富永芳久の『出雲風土記仮字書』原稿本など、出雲国風土記の受容、研究に関する新たな史料を見出すことができた。なかでも出雲風土記抄の分析においては、島根大学附属図書館所蔵桑原家本と出雲古代歴史博物館本(歴博本)の翻刻を作成し、両者の対比を行った結果、歴博本は桑原家本の親本ないし祖本であること、歴博本は序・跋に記している杵築松林寺の宏雄が添削して北島伝之丞に与えた本そのものであるとみてよいことが明らかになった。また『出雲鍬』など諸地誌類の分析とあわせ、岸崎佐久次が風土記抄の調査過程で神社の比定だけでなく復興までしている例も明らかになった。これらの成果は『神話・青銅器・たたら』に発表した。式内社の調査・復興は17世紀に岡山藩をはじめとした他藩でもみられる。したがって出雲国における風土記研究、風土記抄の成立や古代回帰の歴史意識を、出雲国内・松江藩の事情だけでなく、近世前期の全国的な社会動向の一環としての位置づけることにつなげられると考える。本年度の史料調査は、神宮文庫、皇學館大学附属図書館、静嘉堂文庫、大東急記念文庫、宮内庁書陵部において、出雲国風土記、雲州本延喜式、貞享本延喜式、藍川慎の著作の調査を行うとともに、岩瀬文庫所蔵の藍川慎の著作の収集を行い、昨年度までの調査、収集資料の分析とあわせて、多くの知見を得ることができた。雲州本延喜式については、松江藩・松平家版と、明治期に刷られた岡田屋嘉七版、吉川半七版の合計三種者の普及状態を確認しているところである。また宮内庁書陵部所蔵貞享本延喜式との比較、分析により、雲州本の校訂は貞享本に大きく影響されていたことを明らかにした。貞享本は和学講談所旧蔵本であり、松江藩の延喜式校訂が当初は塙保己一に委託されたが、すぐに死去してしまったため、藍川慎らが校訂作業を進めたという雲州本序文の記述を、校訂の実体から裏付けることができた。藍川慎自身についても、著作の識語と松江藩列士録によりその経歴を初めて明らかにできた。若くして江戸の躋寿館講師(後に幕府医学館講師)目黒道琢に、また長崎に留学し唐医に学ぶなどして学問形成を行った。著作は22点確認できているが、式内社や古代氏族の考証、和名抄などの辞書・本草書の考証、外台秘要方や黄帝内経の考異・考証に大別され、国学的研究と考証医学の接点に位置する学問背景を持っていた、そのことが直接、延喜式の校訂と延喜式考異に表れていること、等を明らかにした。これらの成果は、論文「雲州本延喜式の校訂と藍川慎」として発表した。出雲風土記抄については、著者岸崎佐久次の原稿に杵築松林寺の宏雄が添削したという原本最も近いとされる古代出雲歴史博物館所蔵本と島根大学附属図書館所蔵本の対校を進め、後者が前者の最も忠実な写本であることを明らかにし、後者の翻刻を刊行した。出雲風土記抄諸本とその関連書の調査をすすめた。とくに本年度は、伊勢市・神宮文庫、町田市・無窮会図書館、国立公文書館で調査、資料収集を行い、前年度までの調査で得られた史料とあわせて、まとめとしての歴史意識へ踏み込んだ分析を行った。風土記抄諸本については、1島根大学附属図書館所蔵桑原本、古代出雲歴史博物館所蔵本、2島根大学附属図書館所蔵望月重煕諸社本、国立国会図書館所蔵藤浪旧蔵本、『出雲鍬』所収本、3島根大学附属図書館所蔵神田厚敬(常有)諸社本(出雲風土記俗解抄)を比較分析して、13の3類型に分類でき、それぞれの関係と系統を明らかにした。3に関係して神田厚敬(常有)編著『標注訂補出雲風土記大成』とその周辺の調査と分析も行った。神門郡古志郷比布智神社神官の春日信風との学問的交流のなかで、風土記俗解抄(神田本)や風土記大成を編著したことが、神田本の書入、風土記大成の分析から明らかになった。

版本『訂正出雲風土記』などを受けて著された春日信風の『出雲風土記密勘』とも密接に関係することが明らかになった。風土記大成など諸書は、『出雲風土記仮字書』、『出雲名所歌集』などを出版して風土記の研究や地名の定着をはかっていった富永芳久に伝えられていることも明らかになった。以上、出雲風土記抄が1819世紀の出雲地域を中心にした学問的ネットワークのなかで、改変されながら広がっていったことの一端を実態的に明らかにした。出雲風土記抄諸本は多様であっても風土記地名が当代(近世)のどの郷村に比定されるかについてはほとんど改変していない。地名比定が風土記抄の本質とみなされている。出雲風土記抄が、地名や地域の古代、神代にさかのぼる歴史意識をつくりだし、それが多様な諸本により拡大、定着していった過程の一端を、諸本とそれにかかわった人々の学問的ネットワークのなかで明らかにすることができた。『出雲風土記抄』諸本を収集、調査、分析し、風土記受容のあり方を明らかにした。松江藩によって出版された雲州本延喜式の考訂の経過と影響を分析し、その中心人物である藍川慎の学問的背景を、藍川慎の著作をほぼすべて収集して分析した。その結果にもとづいて、風土記や神話、神社と結びつけられた出雲地域の歴史意識、古代出雲像の形成について考察した。当初計画の出雲風土記抄の調査と分析については、古代出雲歴史博物館本、桑原文庫本の対校、翻刻という最も基礎的な部分については達成できているが、その慎重かつ正確な作業を行うことに多くの時間と労力が割かれ、その他の風土記抄諸本の内容分析と対比、風土記抄の影響を受けた風土記注釈書の分析に踏み込むことができなかった。また雲州本延喜式の校訂とその学問的背景については達成することができたが、そのための史料分析が膨大だったため、雲州本延喜式の影響についての分析に踏み込めなかった。日本史次年度は3年計画の最終年度となる。当初計画に対して進捗状況が遅れているという自己評価をふまえ、「地域における歴史意識としての古代史像の形成と展開の研究」という研究課題を達成するためには、対照を絞り込む必要がある。とくに史料の調査とその内容の把握、紹介という基礎的成果をあげることに比重を置く。風土記抄とその諸本の成立を明らかにすること、また風土記抄の影響、雲州本延喜式の影響、については、出雲国の神社など特定の部分に対象をしぼって分析を行い、課題達成をめざしたい。当初計画の出雲風土記抄の調査と分析については桑原家本と出雲歴博本との対比はほぼでき両者の関係についての見通しをつけることはできたこと、出雲風土記抄の成立の背景となる歴史的状況、歴史意識の分析には一部踏み込むことができたこと、出雲風土記俗解抄系写本の調査収集は比較的できたこと、しかしその一方で、雲州本延喜式関係史料の収集、松江神社文書の解読、分析はその一部にとどまった。したがって上記のような成果をあげつつあるものの、まだ残された部分が多く、本格的分析は今後の課題となっている点から、標記の自己評価となった。出張旅費の使用が予定より少なかったためである。それは調査自体が少なかったのではなく、学朝裁量経費等大学の研究費からも一部支出ことが、大きな理由である。現在までに収集した史料の分析を本格的に進めるとともに、出雲国風土記近世諸写本とその書き込み、風土記注釈書の調査をすすめ、出雲風土記抄などの影響を探る。また『懐橘談』『出雲鍬』『雲陽志』等の記述にみえる地名・神社の古代由来の記述の調査と分析を行い、地誌類の地名・神社の古代にさかのぼる由来の記述を整理する。とくに『懐橘談』は、風土記抄に先行し、出雲国の地誌類で最も早く風土記を引用している。風土記を含む諸書の引用とその特徴を調査、整理し、風土記抄への影響を考察する。
新規シュガーリングタグの創出とその応用

エンド-β-N-アセチルグルコサミニダーゼ(Endo-M)を用いる糖鎖転移反応を工学的に応用できるレベルに到達させる研究の一環として、糖鎖受容体必須構造である1,3ージオール構造を有する賞分子型新規シュガーリングタグを創出し、ライブラリー化することに成功した。合成はD-リンゴ酸から行い、7種類のタグを合成した。実際に、抗インフルエンザ薬アマンタジンと抗酸化剤であるビタミンEを基質にタグによる修飾反応を行った。これらの糖鎖転移反応は、次のステージとして、現在進行中である。エンド-β-N-アセチルグルコサミニダーゼ(Endo-M)を用いる糖鎖転移反応を工学的に応用できるレベルへ到達させることを目的に、本年度は、糖鎖受容体必須構造である1,3-ジオール構造由来の小分子型新規シュガーリングタグの創出を目指すと共に、未解決な課題であるN-アセチルグルコサミン3位水酸基の影響を明確にするサブテーマに注力した。1)1,3-ジオールタグ(新規シュガーリングタグ)として、チオール型タグ、および、アルキン型タグの合成を開始した。アルキン型タグは、既に合成しているアジド型タグと一対となり、クリック反応に利用されることを想定している。いずれも、既に合成したアジド型、アミン型タグと同様に、リンゴ酸誘導体から合成している。2)糖鎖転移反応機構解明の1つとしてN-アセチルグルコサミンの3位水酸基をデオキシ化した誘導体を用いる反応に興味が持たれる。そこで、3-デオキシ-N-アセチルグルコサミンの合成を行った。報告例が一例あるものの低収率であったため、その改善を図った。その結果、従来法を超える合成ルートを確立することが出来、現在、酵素反応基質への誘導を行っている。当初計画よりは、やや遅れを生じているが、派生的に3-デオキシ-N-アセチルグルコサミンの新規合成ルートを確立できるなど、成果は挙がってきている。これらの結果を総合的に利用し、小分子シュガーリングタグを用いる糖鎖修飾法の開発を目指していく。エンド-β-N-アセチルグルコサミニダーゼ(Endo-M)を用いる糖鎖転移反応を工学的に応用できるレベルへ到達させることを目的に、本年度は、糖鎖受容体必須構造である1,3-ジオール構造由来の小分子型新規シュガーリングタグの創出と反応について検討した。1)1,3-ジオールタグ(新規シュガーリングタグ)として、すでに合成しているカルボキシル基を有するタグに倣い、アミノ基、アジド基を有するタグの創出を行った。アミノ基を有するタグを用い、その使用例を示すことができた。2)側鎖にアミノ基を有するアミノ酸に上記のカルボキシル基を有する1,3-ジオールタグを反応させ、糖鎖転移反応を検討した。その結果、アミノ酸誘導体では反応が進行するものの、ペプチドレベルではリジン誘導体では糖鎖転移生成物を与えるが、オルニチン誘導体では全く反応しないことがわかった。これらの結果から、単にスペーサー構造の違いに帰着させるのではなく、反応場としてある程度の空間を要求していることを示すことができた。従来から、本反応において、反応できると思われる部位での反応が認められないケースがあったが、今回の結果はその理由の1つを提示できたと言える。3)2)のペプチドレベルでの反応を野生型のEndo-Mから市販の改変型酵素に変換することで、収率の向上が図られることがわかった。加えて、オルニチン誘導体でも反応生成物が得られることを明らかにした。いずれの場合にも、糖鎖供与体を対応するオキサゾリン誘導体に代えることで、収率の向上が認められた。4)本研究結果は、本反応の工学的応用に反映できる有用な知見であり、次のステージへ進むことができる。エンド-β-N-アセチルグルコサミニダーゼ(Endo-M)を用いる糖鎖転移反応を工学的に応用できるレベルに到達させることを目標に最終年度は、糖鎖受容体必須構造である1,3-ジオール構造を有する小分子型新規シュガーリングタグをライブラリー化することを中心に行った。1)D-リンゴ酸を出発原料に、7種類の小分子型新規シュガーリングタグを取りそろえることにほぼ成功した。このうち、2種類は収率の向上など課題が残った。2)モデルとして、抗インフルエンザ薬であるAmantadineと抗酸化剤であるビタミンEを用い、実際に小分子型新規シュガーリングタグを用い、薬物の修飾反応を行った。3)糖鎖転移反応の限界の一つは、糖鎖受容体の溶解性に難がある場合である。そこで、本反応の応用範囲の拡張を目指し、包摂化合物による溶解性の向上により、この課題の改善に取り組んだ。まだ、予備的ではあるが、糖鎖転移反応が進行することがわかり、今後の研究に意義のある波及的な成果を上げることができた。4)波及的に、バイオリアクターによる糖鎖転移反応を開発することに成功した。研究期間全体を通じ、最大の目的である小分子型“シュガーリングタグ"のライブラリー化を果たすことができた。

この修飾法を用いれば、様々な薬物に糖ではないタグを介して、糖鎖導入ができる為、応用範囲が格段に広げることができるため、工学的な価値が高い成果である。3-デオキシGlcNAcの合成法や溶解性に低い糖鎖受容体の改善策、あるいは、バイオリアクターの創出など様々な波及的成果もあげることができた。しかし、そのために、主となる研究の速度がやや遅くなったことは否めず、直接的な論文発表もやや遅れ、現在執筆中となった。今後は、この方法論の応用を行うとともに、波及的な成果の利用により、本酵素反応の工学的な展開を続ける予定である。有機合成化学、生物有機化学、糖鎖有機化学本研究は、ほぼ計画通りに進展している。不十分であった点は、3-デオキシ-N-アセチルグルコサミンの合成が予想以上に困難を極めた点である。この影響でチオール型、アルキン型シュガーリングタグの創出に遅れが出ている。しかし、3-デオキシ-N-アセチルグルコサミン誘導体を基質とする糖鎖転移反応を行える準備は進んでおり、その結果次第では、より効率的な新規シュガーリングタグの設計・合成が可能になろう。こうした結果から本研究は若干の遅れを伴うものの、ほぼ予期した内容で最終年度を迎えることが出来る。本研究は、ほぼ計画通りに進展している。不十分であった点は、予定していたチオール型シュガーリングタグの創出ができなかったこと、より広い応用例を示すことができなかったことである。ただし、いずれも次のステージでのサブテーマとして引き続き検討を続ける予定である。2年間の研究進捗は、遅れた部分があるものの、新たに展開できている部分もある。これらの結果を反映し、次のサブテーマに注力する。1)3-デオキシ-N-アセチルグルコサミン誘導体を基質とする糖鎖転移反応を行う。3位水酸基の存在が有効であると明らかになった場合には、3位水酸基を有するタイプのタグを設計し、その合成を開始する。2)新規シュガーリングタグとして、チオール型、アルキン型タグを完成させる。これにより、アミン型、アジド型、チオール型、アルキン型、カルボキシル型の5種類をそろえる。3)側鎖にアジド基を有するアミノ酸、あるいは、三重結合を有するアミノ酸を用いたペプチド合成を行う。得られたアジド型あるいはアルキン型ペプチドと対応するシュガーリングタグとをクリック反応させる。得られた修飾ペプチドを用いEndo-Mによる糖鎖転移反応を行う。一方、それぞれのタグに予め糖鎖転移を行い、得られるN-グリカンタグを用いた糖鎖ペプチドの合成を行う。この合成戦略は従来とは全く逆の関係になり、本シュガーリングタグ法の汎用性の拡大に繋がるものと期待できる。併せて、これまでの結果の発信に重点を置く予定である。今年度に明らかにした結果を受けて、次の各サブテーマを実施する。研究全体の進捗状況を良く把握し、計画の修正を臨機応変に行いながら進めていく。1)今年度未踏に終わったチオール型シュガーリングタグの創出を行う。2)アルキン型シュガーリングタグとして、最も汎用性の高いスペーサー構造を持つ三重結合を導入したシュガーリングタグを設計合成する。
スターリング型パルス管冷凍機の可視化

研究目的一般的な冷凍機の機構は完全にブラックボックス化されており内部構造を知ることは出来ない。本研究は、スターリング型のパルス管冷凍機を透明素材(ガラス製シリンダーやアクリル)で製作し、学生等に内部構造を理解してもらうことを目的とし、研究を行った。研究方法本研究を遂行するに当たり、装置の新規設計を行った。シリンダー部は安価で高気密性が得られる50cc注射器を用いた。これにより、圧縮空気の体積を正確に求める事ができた。パルス管部はアクリル製とし、蓄冷材の交換が容易な構造とした。モータは50[W]のDCブラシレスモータを使用した。回転数はオシロスコープを用いて読み取った。カム部は、ストロークを可変できる構造とした。イナータンスチューブはシンフレックスチューブを用いた。バッファータンクは、ペットボトルと薬瓶を用いた。研究成果スターリング型パルス管冷凍機は、全て透明素材で製作することに成功した。動作テストを行った後に、ストローク調整、サポート部の改良を行った。本研究で使用した蓄冷材は、表面積が非常に大きい脱脂綿とした。初めにバッファータンクの効果を調べた。この結果、バッファータンクは必要ないことが判明した。また、イナータンスチューブの先端は閉じていなければならない。この結果は、蓄冷材の先にある空間がバッファータンクの役割をしているものと考えられる。次に、イナータンスチューブの最適化を行った。実験の結果、イナータンスチューブの長さは、冷凍能力に影響を及ぼさないことが判明した。なお、これらの実験は、シリンダー回転数180r.p.m.で行った。次に冷凍能力の実験を行った。シリンダー回転数180r.p.m.-360r.p.m.まで変化させた結果、冷凍能力は回転数に比例することが分かった。外気との差は、最大で3.9度(16[W])となり、この場合の効率は13%(モータの出力24V×5.1A=124[W]となった。製作したスターリング型パルス管冷凍機のデモンストレーションを行った結果、「動作原理や構造が分かって面白い」等の意見を頂いた。なお、製作した装置はオープンキャンパスへ出展予定である。