hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脂肪組織温度画像化の定量性改善のための脂肪酸磁気共鳴信号の温度依存性の探求

一方,この方法によると炭素の2重結合部位を含む信号強度下位の成分の推定は不要となった.以上のアルゴリズムの最適化に時間を使ったため年限内の掲載はできなかったが,結果をまとめた原著論文を投稿予定である.生体医工学H25年度は本学において、11T-NMR装置の移設・更新、ならびに9.4T-NMR/MRI装置の新規導入があったため、実験装置の占有時間が長い、動物脂肪由来の脂肪酸に関する温度依存性の検討を後回しにして、3Tの臨床機の利用を前提とした、上述のような手法の確立に務めた。このため実験・研究項目の順序がやや変わっているが、全体の進捗状況としてはほぼ予定通りに進んでいる。このため上述のような評価とした。ただしH25年度の研究成果の原著論文化はまだできていないので、H26年度中早期の投稿を目指すこととする。当初計画していた動物脂肪に含まれる個々の脂肪酸(オレイン酸,パルミチン酸,リノール酸,ステアリン酸,ミリスチン酸)のブレークダウンによる温度依存性測定の前に,信号強度比が温度に対して一定に保たれることがわかったため,こちらに関する検討を先に行なった.このため作業の順序が変わったが,内容の進展度合いとしてはほぼ計画通り進んでいる.前項に述べた装置の整備が完了し、現在は9.4T_NMR/MRIもフル稼働の状態となった。このため、動物脂肪由来の脂肪酸に関する温度依存性の解明のための実験を開始すると共に、これまで検討した温度分布画像化手法の最適化と組み合わせて、乳房ならびに骨髄の脂肪組織に対する温度分布画像化法の確立を目指す。前項に述べた装置の整備が完了し,現在は9.4T_NMR/MRIもフル稼働の状態となった。このため,動物脂肪由来の脂肪酸に関する温度依存性の解明のための実験を開始すると共に、これまで検討した温度分布画像化手法の最適化と組み合わせて、乳房ならびに骨髄の脂肪組織に対する温度分布画像化法の確立を目指す。全体的な研究計画に変更はないが、本年度より,本学に実験用9.4T(プロトン共鳴周波数400MHz)の縦型NMR/MRI装置が共同実験設備として導入されることになった.これは当初より予定している個々の脂肪酸のブレークダウン実験を,大口径(30mm)の試料管で測定できると共に,マウス程度の大きさの動物について画像化実験を行うことができる.これまでは分光実験と画像化実験を別々の装置で行い、かつ画像化実験は医学部において行なってきたが,上述の装置の導入により,研究効率が大幅に改善できると思われる.実験データの量が当初予定よりも少なく、研究補助人件費が低く抑えられたため。先述のように、H26年度は9.4T NMR/MRIが稼働したため、データ量が増大し、上述の研究補助人件費が増加することが見込まれる。このため全体としてはこの「次年度使用額」を含めて当初予定額を計画通り使用する予定である。上述の装置の導入に伴い設備備品としてマウス用に麻酔導入用ボックス及び余剰ガス回収装置を購入する予定である.このことを含め先に提出した,H25年度分科研費使用明細書に沿って使用する計画である.
不定比化合物シリコン・チタン窒化物の高機能化に関する研究

不定比窒化チタン化合物(TiN_y)の電気伝導特性、拡散障壁特性、耐磨耗特性等がその組成および基板との配向関係に依存することが明らかとなり、基礎的および応用上の観点から、その形成過程の原子レベルでの解明が急務となっている。本研究では、イオン注入法によるTiN_y薄膜の形成過程を透過電子顕微鏡法および電子エネルギー損失分光法でその場観察・評価し、組成分析や分子軌道計算による電子状態の評価と合わせて、TiN_y薄膜の形成機構および配向の制御性等について原子レベルで明らかにした。NaCl(001)基板に室温あるいは250°Cで蒸着したTi薄膜には、それぞれ、複数の配向性をもったhcp-TiとTiH_xが、あるいは単一の配向性をもったhcp-Tiがエピタキシャル成長していた。この蒸着Ti薄膜に窒素を注入すると、hcp-TiとTiH_xは窒化されて、優先的な配向性をもったTiN_yに変態した。この変態機構は、注入前の結晶の原子配列をたくみに受け継いだ"エピタキシャル"変態および注入原子による変態fcc-Tiの八面体位置の占有により起こることが見い出された。すなわち、hcp-Tiの中で広い空隙と高い電子密度をもつ八面体位置の、注入イオンによる占有を端緒としたTi副格子のhcp-fccエピタキシャル変態は、主に注入原子の2p軌道とチタン原子の3d軌道の混成による強固な共有結合の形成と注入原子の存在によるチタン原子間の結合の弱まりによって誘起された、(00-1)面内の<01-0>方向への(00-1)面のずれによって引き起こされたものである。以上のように、イオン注入によるTi化合物薄膜の配向性の形成過程に内包するエピタキシャル変態過程を原子レベルで制御することで、α-Sn半導体とAu電極界面のTiN_y拡散障壁層への応用および合成が困難であったバンドギャップ制御型機能性シリコン・チタン窒化物薄膜等の創製ができるようになると期待される。不定比化合物であるチタン窒化物(TiN)を次世代のデバイスに応用するには、組成とともに変わるチタンと配位子との結合状態を明らかにし制御する必要がある。本研究では、反射高速電子回折法によりその場観察のできる超高真空装置中で膜厚100nmのTi薄膜を作製し、その薄膜に窒素イオン(62keVのN_<2^+>)を注入して、窒化チタン薄膜の成長過程をオージェ電子分光法、電子エネルギー損失分光法、透過電子顕微鏡法などを用いて明らかにした。Tiを蒸着した薄膜にはhcp-Tiの他にTiH_xがhcp-Tiの局所的な原子配列と密接な関係を持って成長していた。TiH_xの窒化ではfcc-Ti副格子の四面体位置の水素が脱離し、fcc-Ti副格子の八面体位置に侵入した窒素がTiと結合してTiN_yが成長した。水素の脱離は、Ti3dとH1s軌道の混成した価電子帯の電子密度を減少させ、プラズモンによる損失ピークの低エネルギー側へのシフトをもたらした。hcp-Tiの窒化では、hcp-Ti格子の2つの(00・1)面間の局所的な原子配列を引き継ぎながら、隣接する(00・1)面間のTi原子の八面体位置に窒素が侵入することで誘起される原子移動を伴って起こることが分った。

プラズモンによる電子エネルギー損失を評価した結果、Ti3dとN2p軌道の混成した価電子帯の電子密度が注入量の増大に伴い増加することが分った。また、クラスターモデルの分子軌道計算により、Tiの窒化とともにTi-Tiの結合が急激に弱まり新たに強いTi-N結合ができることが分った。これらの結果から、イオン注入過程で起こる侵入原子と母格子との化学結合性の相互作用により母格子の原子配列と密接な関係を保ちながら誘起されるエピタキシャル変態過程を、原子レベルで制御することで、これまでは合成が困難であったバンドギャップ制御型機能性シリコン・チタン窒化物薄膜等が創製できるようになると期待される。不定比化合物であるチタン窒化物(TiN)を次世代のデバイスに応用するには、組成とともに変わるチタンと配位子との結合状態を明らかにし制御する必要がある。本研究では、反射高速電子回折法によりその場観察のできる超高真空装置中で膜厚100nmのTi薄膜を作製し、その薄膜に窒素イオン(62keVのN_2^+)を注入して、窒化チタン薄膜の成長過程をオージェ電子分光法、電子エネルギー損失分光法、透過電子顕微鏡法などを用いて明らかにした。Tiを蒸着した薄膜にはhcp-Tiの他にTiH_xがhcp-Tiの局所的な原子配列と密接な関係を持って成長していた。TiH_xの窒化ではfcc-Ti副格子の四面体位置の水素が脱離し、fcc-Ti副格子の八面体位置に侵入した窒素がTiと結合してTiN_xが成長した。hcp-Tiの窒化では、hcp-Ti格子の2つの(00・1)面間の局所的な原子配列を引き継ぎながら、隣接する(00・1)面間のTi原子の八面体位置に窒素が侵入することで誘起される原子移動を伴って起こる。すなわち、hcp-Tiの中で広い空隙と高い電子密度をもつ八面体位置の、注入イオンによる占有を端緒としたTi副格子のhcp-fccエピタキシャル変態は、主に注入原子の2p軌道とチタン原子の3d軌道の混成による強固なπ結合的共有結合の形成と注入原子の存在によるチタン原子間の結合の弱まりによって誘起された、(00・1)面内の<01・0>方向へのせん断変形によって引き起こされることを見出した。これらの結果から、イオン注入過程で起こる侵入原子と母格子との化学結合性の相互作用により母格子の原子配列と密接な関係を保ちながら誘起されるエピタキシャル変態過程を、原子レベルで制御することで、α-Sn半導体とAu電極界面の拡散障壁層への応用およびこれまでは合成が困難であったバンドギャップ制御型機能性シリコン・チタン窒化物薄膜等の創製ができるようになると期待される。
フェロモン記憶形成機構の解析

雌マウスは、交尾刺激を引き金として交尾相手の雄の尿中フェロモンに対する記憶を形成し、妊娠に対する保障を獲得している。この記憶を支えるシナプスの可塑的変化は副嗅球の僧帽細胞から顆粒細胞への興奮性シナプスに起こる。我々はまた、新生仔ラットにおける匂い学習も優れたモデル系であると考え、そのメカニズムを解析してきた。本研究の目的は、これまでの成果を基盤として、フェロモン記憶形成機構を解明することであった。得られた成績は以下の通りである.1.フェロモン記憶形成の臨界期に副嗅球の顆粒細胞に神経型一酸化窒素合成酵素mRNAの発現が有意に増大することを認めた。2.フェロモン記憶に関わる副嗅球の僧帽細胞と顆粒細胞との樹状突起間シナプス伝達をスライスパッチクランプ法により解析し、顆粒細胞を介した僧帽細胞のフィードバック抑制に顆粒細胞のN-methyl-Daspartate(NMDA)受容体が重要な役割を演じていることを明らかにした。一方、代謝型グルタミン酸受容体mGluR2の活性化は逆にこのフィードバック抑制を抑制した。3.in vivoの電気生理学的解析により、人工的な膣頸管刺激が僧帽細胞の顆粒細胞によるフィードバック抑制を抑制し、僧帽細胞を興奮させることを明らかにした。4.副嗅球のグリア細胞がフェロモンの記憶形成に重要であることを示した。また、ミクログリアに特異的に発現しているcalcium binding adaptor protein(Iba-1)およびグルタミン合成酵素の副嗅球における発現パターンを明らかにした。5.副嗅球の初代培養系を用いて、顆粒細胞から僧帽細胞へのシナプス伝達に対するノルアドレナリンの修飾効果を認めた。6.主嗅球の僧帽細胞と顆粒細胞の間のシナプス伝達に対するdehydroepiandrosteroneとオキシトシンの修飾効果を明らかにした。雌マウスは、交尾刺激を引き金として交尾相手の雄の尿中フェロモンに対する記憶を副嗅球において形成し、妊娠に対する保障を獲得している。副嗅球の中継ニューロンである僧帽細胞は副嗅球に内在する顆粒細胞との間に、樹状突起同士の双方向性シナプスをつくっている。フェロモン受容により興奮した僧帽細胞はグルタミン酸を放出して顆粒細胞を興奮させる。興奮した顆粒細胞はGABAを放出して僧帽細胞を抑制する。われわれは、この僧帽細胞から顆粒細胞への興奮性シナプスこそが可塑性の場であることを種々の角度から示すとともに、最近このシナプスの形態学的変化も捉えた。本研究の目的は、このフェロモン記憶形成機構を明らかにすることであった。脳内情報処理におけるグリア細胞の役割が注目されている。GABA-グルタミン-グルタミン酸サイクルは、グルタミン酸とGABAの神経伝達に重要であり、アストロサイトに依存している。そこで、フェロモンの記憶に副嗅球のグリア細胞が関わるか否かを検討した。副嗅球のglial fibrillary acidic proteinの発現が記憶成立の条件下で増加した。グルタミン合成酵素阻害薬であるL-methionine sulfoximine、グリア細胞の活動を抑制するfluorocitrateの副嗅球内注入はいずれも記憶障害をもたらした。本結果は、フェロモンの記憶形成に副嗅球のグリア細胞が関わることを示唆している。本年度の研究でフェロモンの記憶に副嗅球のグリア細胞が関わることが判明した。これをさらに検証する目的で、グリア細胞のグルタミン酸トランスポーターと記憶形成との相関を検討している。また、glial fibrillary acidic proteinを欠損したマウスを用いた解析も検討したいと考えている。

雌マウスは、交尾刺激を引き金として交尾相手の雄の尿中フェロモンに対する記憶を副嗅球において形成し、妊娠に対する保障を獲得している。副嗅球の中継ニューロンである僧帽細胞は副嗅球に内在する顆粒細胞との間に、樹状突起同士の双方向性シナプスをつくっている。われわれは、この僧帽細胞から顆粒細胞への興奮性シナプスこそが可塑性の場であることを種々の角度から示すとともに、このシナプスの形態学的変化も捉えた。本研究の目的は、フェロモン記憶形成機構を明らかにすることである。平成l年度において下記の知見を得た。l.交尾刺激は、副嗅球へ投射するノルアドレナリン作動性神経を賦活することによって記憶形成へと導く。in vivoの実験において、扁桃体へ投射する僧帽/房飾細胞の一部が人工的な膣頸管刺激によって賦活された。この知見は、交尾刺激が副嗅球の僧帽/房飾細胞を興奮させ、引いては記憶形成へと導くことを示唆している。2.昨年度において副嗅球のグリア細胞がフェロモンの記憶形成に重要であることを示した。アストロサイトに加えて、ミクログリアも記憶・学習に役割を果たすとの知見が報じられている。そこで、ミクログリアに特異的に発現しているcalcium binding adaptor protein(Iba-1)の副嗅球における発現を検討した。その結果、Iba-1を発現しているミクログリアは、主として相反シナプスが形成される外叢状層に存在しており、かつ副嗅球の前後で発現パターンに差が認められた。また、アストロサイトとオリゴデンドロサイトに特異的に発現し、グルタミン酸とGABAの代謝に関わるグルタミン合成酵素の副嗅球における発現を検討した。グルタミン合成酵素は主として外叢状層と顆粒細胞層に発現していた。記憶学習という高次の脳機能が、脳のどこのどういうメカニズムによって担われているのかは、脳科学が解明すべき重要問題の一つである。我々が解析してきた、交尾刺激を引き金として雌マウスに形成される雄フェロモンの記憶は、妊娠の成立に不可欠な、生存価の高い記憶であるとともに、記憶学習研究の新しいパラダイムとして有用である。なぜなら、鋤鼻系の最初の中継部位である副嗅球に生ずるシナプスの可塑的変化と学習が直接に対応しているからである。我々は、交尾刺激により賦活されたノルアドレナリン神経の働きを引き金として、種々の情報分子(代謝型グルタミン酸受容体mGluR2、カルモジュリン、プロテインキナーゼ、一酸化窒素)が関わり、僧帽細胞から顆粒細胞への興奮性シナプスに形態変化が生ずることを示してきた。われわれはまた、新生仔ラットにおける匂い学習も優れたモデル系であると考え、そのメカニズムを解析してきた。本研究の目的は、これまでの成果を基盤として、フェロモン記憶形成機構を解明することであった。平成12年度において下記の知見を得た。1.フェロモン記憶に関わる副嗅球の僧帽細胞と顆粒細胞との樹状突起間シナプス伝達をスライスパッチクランプ法により解析し、顆粒細胞を介した僧帽細胞のフィードバック抑制に顆粒細胞のN-methyl-D-aspartate(NMDA)受容体が重要な役割を演じていることを明らかにした。
子どもの権利を保障する記録管理体制の確立とアクセス支援

本研究は、虐待や家庭の事情で、社会的養護の下で生活する子どもの知る権利を保障するための記録管理体制と記録へのアクセスの実態把握を目的とする。研究遂行に当たり、児童相談所等の自治体が管理、保存する記録に焦点をあて、記録管理と当事者の利用について分析を行う。国連の子どもの権利条約の第7条、第8条でも示されるように、社会的養護下で養育された子どもの知る権利を保障するためには、記録管理の徹底が不可欠である。そこで、本研究では、当事者への適切な情報提供の在り方を明らかにすることで、昨今大きく変化している社会的養護の状況に適応した、子どもの知る権利を保障するための記録管理・アクセス体制を提示する。
ブレイン・マシン・インターフェースがもたらす神経可塑性メカニズムの実証的研究

脳卒中片麻痺上肢の離把握動作を治療する「ブレイン・マシン・インターフェース・リハビリテーション(BMIリハ)」は、障害脳の機能正常化を誘導し、標準医療では困難とされた症例においても一定の機能回復をもたらすことが示されて来た。しかしその背後で駆動している可塑的な神経機能再構築プロセスの詳細は不明であった。初年度(28年度)には、反復的なBMIリハ中の脳波反応(運動準備電位と事象関連脱同期の経時的遷移過程)から脳内学習プロセスをモデリングすることで、BMIリハプロセスが「運動スキル獲得」であることを示した。二年度(29年度)は、BMIリハの学習過程での「報酬系を介した強化学習」の関与を検討するため、fMRI-EEG同時計測基盤を用いた実証をおこない、BMI制御に成功した場合には頭頂連合野を中心としたBOLD活性が高いことを見出した。本年度(30年度)では、fMRI-EEG同時計測を継続してBMI学習の進展に伴う頭頂連合野のBOLD活性変化の検討するとともに、運動関連脳波反応の実時間検出システムを開発し、末梢神経筋への電気刺激の送出遅延時間がBMI学習に及ぼす影響について検討することに取り組んだ。はじめに経時的なBMI学習を実施し、fMRIによる脳活動領域の変容を分析したところ、頭頂連合野のBOLD活性変化自体は保持せず、体性感覚運動野へのBOLD収斂傾向が観察された。このことから、頭頂連合野はBMIの制御自体に影響を与える因子ではあるが学習に直接関与するものではないことが示唆された。次に運動関連脳波反応の実時間検出については、Locked-Inアンプ機構による検出が時間応答性ならびに信号強度推定精度の両面で利点があることを実証的に明らかにした。一方、末梢神経筋への電気刺激の送出遅延時間がBMI学習効果に与える影響については明確な結論が現段階で得られず、検討を継続することとした。脳卒中片麻痺上肢の離把握動作を治療する「ブレイン・マシン・インターフェース・リハビリテーション(BMIリハ)」は、障害脳の機能正常化を誘導し、これまでの医療では困難とされた症例においても一定の機能回復をもたらすことが示されて来た。本年度(29年度)は、BMIリハの学習過程での「報酬系を介した強化学習」の関与を検討するため、fMRI-EEG同時計測基盤を用いた実証をおこなった。まず提携先病院で共同研究体制を構築して安全管理体制を整備した後、fMRI撮像中にEEGが同時計測できるデバイスの導入を実施した。fMRI由来ノイズには、撮像時のMRグラジエントノイズと、磁場内で導体が動くことで生じる電位(主に心拍同期ノイズ)に大別されたため、撮像クロック同期的ノイズ除去や主成分分析を用いたノイズ除去を実施して、MR外でのEEG計測と同等のEEG信号品質が得られることを確認した。これを用いてEEG-BMIリハ実施中のfMRIを計測したところ、BMI制御に成功した場合には頭頂連合野を中心としたBOLD活性が高いことを見出した。頭頂連合野における組織損傷は運動想起能力を阻害することが知られているため、当該領域がEEG-BMIリハの制御成否を規定していることは妥当であると判断した。一方、現在のBMIリハタスクでは基底核活動は認められず、より新奇な記憶課題の場合に海馬や尾状核などの複数の皮質下構造が特異的に活動したことから、今後、BMIリハタスクに不慣れなnative被験者を対象に実験を継続することとした。本年度はfMRI-EEG同時計測系を構築することを主眼においてエフォートを割いてきた。昨年度の段階で、「fMRIの変動磁場由来のEEG混入ノイズの除去に目処がついた」と報告したが、BMIリハタスクで読み出したい8-13Hz帯域においてはノイズ除去による副次的な干渉作用が顕著だったため、今年度1Q-3Qまではその信号処理上の改良に取り組んでいた。最終的には4Qの段階で運動関連脳波をMRI下で計測可能であるとの判断の下、fMRI撮像下でEEG-BMIリハを実働させることができた。頭頂連合野などの、BMI制御の成否に関与する脳領域を特定できたことは非常に大きな発見だと考えているが、一方で、当初予定で仮説として考えていた基底核の関与についてはまだ同定されていない。これは生理学的に妥当な結果なのかもしれないが、基底核系が積極的に活動すると想定される「BMIタスクに不慣れなnaive被験者」以外の被験者も多くいたため、今後は実験の取り込み基準の明確化や再設定をおこなってBMIリハへの基底核の関与について引き続き検討をおこないたい。初年度(28年度)には、反復的なBMIリハ中の脳波反応(運動準備電位と事象

関連脱同期の経時的遷移過程)から脳内学習プロセスをモデリングすることで、BMIリハプロセスが「運動スキル獲得」であることを示した。二年度(29年度)は、BMIリハの学習過程での「報酬系を介した強化学習」の関与を検討するため、fMRI-EEG同時計測基盤を用いた実証をおこない、BMI制御に成功した場合には頭頂連合野を中心としたBOLD活性が高いことを見出した。本年度(30年度)では、fMRI-EEG同時計測を継続してBMI学習の進展に伴う頭頂連合野のBOLD活性変化の検討するとともに、運動関連脳波反応の実時間検出システムを開発し、末梢神経筋への電気刺激の送出遅延時間がBMI学習に及ぼす影響について検討することに取り組んだ。はじめに経時的なBMI学習を実施し、fMRIによる脳活動領域の変容を分析したところ、頭頂連合野のBOLD活性変化自体は保持せず、体性感覚運動野へのBOLD収斂傾向が観察された。このことから、頭頂連合野はBMIの制御自体に影響を与える因子ではあるが学習に直接関与するものではないことが示唆された。次に運動関連脳波反応の実時間検出については、Locked-Inアンプ機構による検出が時間応答性ならびに信号強度推定精度の両面で利点があることを実証的に明らかにした。一方、末梢神経筋への電気刺激の送出遅延時間がBMI学習効果に与える影響については明確な結論が現段階で得られず、検討を継続することとした。報酬系を介した強化学習は、学習のルールが自明でない状況下で新しい運動制御内部モデルを構築するのに有効であると考えられる。そこで今後はBMIリハタスクを改変して、被験者にとってより新奇性の高い経験に暴露されるようなプロトコルデザインを調整する。また、リクルートする被験者をBMIリハタスク未経験者に限ることで、新奇性の高い経験下でBMI学習が進むように設定する。また検証例を増やして、仮説検証結果に対する統計的客観性を担保する。またこの他にも、本年度の研究の過程で偶発的に発見した頭頂連合野などの「BMI制御関連脳領域」についても検討を進め、BMIリハ学習機構の背後にある脳内メカニズムを明らかにしたい。
硫黄流通からみた古代・中世の日本とアジア

本研究課題では、1016世紀頃のアジアにおける、火薬原料としての硫黄の国際的な流通構造の推移を、日本産の硫黄も含めて、全体的に考察することをねらいとした。その結果、1013世紀頃のアジアにおいては、当時世界で唯一、火薬・火器技術を保持していた中国に向けて、その原料としての硫黄が一極集中的に流れ込んでいく、という国際的な流通構造がみられたことが明らかになった。そして、続く1416世紀頃になると、中国による火薬・火器技術の独占が崩れ、アジア各地にその技術が伝播したことに伴い、中国も含めた複数の地域を流入の核とする多極的な国際流通へと、大きく構造が変化したことがわかった。平成24年度は、23年度にごくおおまかな見通しを得ることができた1416世紀頃の国内的および国際的な硫黄の産出・流通状況について、さらに詳細な歴史像を描いていくために、引き続き関連する史資料の収集を進めた。また、火薬原料としての硫黄の産出・流通状況と密接に関わる、中国から周辺地域への火薬・火器技術の拡散の歴史的状況について、これまでの研究史を検討した。そしてこれらの結果、硫黄の国際流通史において、13世紀末14世紀前半にユーラシア大陸の広大な範囲を支配下においたモンゴル帝国期の火薬・火器技術の西方への拡散が重要な画期になるのではないか、という仮説を得ることができた。本研究課題を進めていくにあたっては、硫黄鉱山や流通拠点となる港湾などの現地調査も重要である。そこで、平成24年度においては、11世紀頃以降、日本から中国・朝鮮に輸出された硫黄の主要産であったと推定される、鹿児島県・硫黄島の現地調査を実施した。本研究課題では、研究成果の国際的な発信ということを重要な柱のひとつとしているが、平成24年度においても、韓国・ソウルで開催された国際学会AAWH(アジア世界史学会)のパネルに参加し、これまでの研究成果の一端を英語で報告した。そして、このときの質疑応答やその後の情報交換を通じて、今後本研究課題を進めるにあたって有益なアドバイスや情報を得ることができた。また、本研究課題では、その成果の社会的還元の一環として、中学・高校の歴史教育に対する情報の発信を重視している。そこで、平成24年度においても、奈良県・大阪府・神奈川県などの中学・高校地歴教員を対象とする講演会で、本研究課題の成果を発表するとともに、現在の教育現場において十分な連携がおこなわれていない「日本史」科目と「世界史」科目の有機的なつながりを探るこころみなどについても意見交換をおこなった。本研究課題の最終年度にあたる25年度は、24年度までの研究において不十分であった、東南アジア・南アジア・西アジア地域における硫黄の産出・流通に関するデータの収集に努めるという点を主目的のひとつとしていた。しかし、いくつかの新たなデータを見出したものの、当初予想したほどには収集作業が進まなかった。また、硫黄がその原料として利用される火器の世界史的な伝播・拡散状況について、ヨーロッパ地域までを含めた世界史的視野で関連データを収集する予定であったが、この課題に関しても、とくに欧文文献の検索が思うように進まず、当初予定していたほどには成果が挙がらなかった。ただ、以上のように諸データの収集が十分には進まなかった点はあるものの、新たに入手することができたいくつかのデータによって、24年度までの研究において仮説的に提示していた、1016世紀のユーラシアにおける硫黄流通構造の変化と火器技術の拡散との連関性の見取り図を、より確かなものに近づけることはできたのではないかと思う。本研究課題の遂行にあたって不可欠な現地調査については、宋代の中国にとって主要な硫黄輸入先のひとつと推定されるインドネシア・ジャワ島の硫黄産出状況に関する情報を収集する目的で、同島東部における硫黄鉱山の現況や、流通拠点と推定されるスラバヤ・トゥバンなどの交易港およびそれらの交易港を支配していたマジャパイト朝の首都遺跡などを踏査することができた。この結果、前近代のジャワ島における硫黄の生産とその対外交易に関して、若干の手掛かりを得ることができた。本研究課題の成果の社会的な発信という点については、8月に札幌で開催された北海道の高校地歴科教員を対象とする講演会や、12月に韓国・木浦で開催された国際シンポジウムにおいて、これまでの研究成果の概要を報告した。本研究課題の初年度である平成23年度においては、交付申請書の研究計画に記載したように、以前の拙著『日宋貿易と「硫黄の道』のなかで言及できなかった1416世紀における日本列島産硫黄の国際的な流通状況を中心に研究を進めた。この結果、まず、14世紀頃以降の朝鮮半島において、中国から火薬技術が伝播したことにより、火薬原料として必須の硫黄が日本から大量かつ継続的に輸入され始めたことが確認できた。

また、同時期には、日本列島南辺の沖縄地域において、統一権力の成立過程で三山勢力や琉球王国によって、中国・明への火薬原料としての硫黄輸出が開始されたことも確認できた。さらに、このような日本列島周辺の状況を探る研究と併行して、中国から東南アジア・南アジア(とくにインド)・西アジア地域への火薬・火器技術の伝播の状況についても文献の検索を進めてみたところ、やはり13世紀後半14世紀頃が火器・火薬技術の伝播に関する大きな画期である可能性が浮上してきた。このような14世紀頃以降の状況を、私がこれまで研究してきた13世紀頃までの状況と比較することにより、地球規模の硫黄流通の状況およびそれと連動する火薬・火器技術の拡大が14世紀頃を重要な画期として新しい段階に入ることが推定できるようになった。この段階の変化とはつまり、ほぼ中国が火薬・火器技術を独占し、そこに向けて火薬原料である硫黄が地球規模で一極集中的に流れこんでいた13世紀頃までの段階から、中国から火薬・火器技術が周辺地域に拡散し、世界各地で火薬原料としての硫黄の需要が高まってきたことにより、地球規模の硫黄流通が多極化・複雑化した段階への移行、という大きな変化ととらえることができるであろう。日本列島を含むこのような地球規模の硫黄流通状況の歴史的な変化がおぼろげながらでもみえてきたことは、本年度の研究の大きな成果であると考える。平成24年度においては、硫黄の国際的流通に関する画期として、13世紀末14世紀前半のモンゴル帝国期の火薬・火器技術の西方への拡散に注目したが、この仮説自体は十分に成立しうるものであり、貴重な研究成果であると考えられる。ただ、この仮説をより確実なものとするには、史料や研究情報がいまだ十分ではない。また、1416世紀頃の国内的および国際的な硫黄の産出・流通状況に関しても、当初予定したほど網羅的に史料・情報の収集が進んでいない。この点については、日本国内はもちろん世界的にみても先行研究がほとんどない研究課題であり、ほぼ手探りの状態であるため、いたしかたない面はあるが、残りの研究期間においていっそう努力していきたい。以上のように、史料・情報の収集という面ではやや立ち遅れがみられるが、研究成果の発信という面では、国際学会での報告や中学・高校の地歴教員への講演などを通じて、十分な成果をあげることができたと思われる。平成23年度においては、上記のように、14世紀以後の国際的な硫黄流通において、それ以前の時代とは異なる構造的な変化が起こっている、という見通しを得ることができた。このような見通し自体は、管見の限り、これまでの研究史において明確に主張されたことがなく、十分に意味のある成果であると考えている。ただし、その見通しは、おもに従来のさまざまな研究文献の成果を申請者なりに組み合わせつつ構築したものであり、そこで利用した史資料も、それらの諸研究において紹介されているものが中心となってしまった。この点については、研究達成度上の若干の問題点といえよう。本課題研究の進展に関わるこのような状況はおもに、琉球を含む日本中世の硫黄関連史資料に関して、申請者独自の検索が遅れているためである。この日本側の関連史資料ついては、24年度においてさらに広範囲に独自な検索を進め、遅れを挽回していく必要がある。
乳幼児健診時の虐待予兆観察記録票と質問票の開発

厚労省調査の虐待死年齢は、0歳で全死亡の50%、4歳までに80%を占め、低年齢側への偏りがある。そのため出生後早期に虐待を予測させる兆候を見つけて予防策を講じる必要から、自治体母子保健事業と連携して質問票による虐待予兆の早期発見システムを開発している。従来までの質問票調査が母親に限られていたものをパートナー(男性配偶者)にも別葉で行い、これまで母子健康手帳交付時質問票記入による経過観察を乳児、赤ちゃん訪問事業、1歳児健診、3歳児健診と追跡している。質問紙の結果、出生に伴って両親が喫煙を自粛する傾向が認められた。「しつけのためなら子どもを叩いてよい」は母・パートナー共に叩くことの肯定割合が期間を通して半数を超し、この設問だけでは虐待予兆に結びつかないことを示した。パートナーでは叩きを容認する態度の背景に喫煙などが認められた。また、母からの回答で、出産と同時に相談相手の減少、経済的な負荷などが加わることが判明した。また、叩くことの容認が子の出生前は母とパートナーで一致していなかったものが、出生後早期に高い意見の一致度を認め、子どもへの虐待を夫婦間でコントロールすることがなぜ困難であるかを示唆する結果となった。パートナーは子の出生後、自身の親との関係が不幸だったことを想起する傾向が見られた。虐待防止が児童相談所を軸に展開しているが乳児や低年齢幼児への虐待は顕在化しにくく、一方で虐待死が4歳児までに8割を超すことから現状の虐待防止策に根本的な見直しが必要となっている。この現状に歯止めをかける方策の開発を目指した。日本の乳児幼児対象施策のうち母子保健事業に着目し、従来から研究代表者が母子保健事業で関わってきた二本松市との間で協力が成立し、保健師が中心になって行っているこの事業を虐待の防止や虐待の可能性のある保護者の早期発見につなげる方法として、妊娠した母が役場を訪れる母子手帳交付時に着目し、この機会に質問票記入を依頼し、虐待の予兆を検出する事を目指した。数回の現場スタッフとの協議の末、母とその夫(パートナー)についても養育意欲や配偶者との関係などについて別途に質問することで、予兆の検出がより可能になると判断し、妊婦用、パートナー用2種類の質問票を作成した。虐待防止の施策対象が児童相談所を軸に展開しているが乳児や低年齢幼児への虐待死への対応が手遅れになる。日本の乳児幼児対象施策のうち母子保健事業に着目し、従来から研究代表者が母子保健事業で関わってきた二本松市との間で協力が成立した。保健師が中心になって行っているこの事業を虐待の防止や虐待の可能性のある保護者の早期発見につなげる方法として、妊娠した母が役場を訪れる母子手帳交付時に着目し、この機会に質問票記入を依頼し、虐待の予兆を検出する事を目指した。質問票作成の討論は現場の保健師及び歯科衛生士、事務、子育て支援室、管理職の最大18名で数回行った。この間質問票の各項目の趣旨説明のために毎回虐待に関する文献紹介や資料提供を行い学習会形式で進めた。その結果、構成メンバーは乳幼児虐待についての理解を深め、また各質問項目についてインターネットを使って全員から提案を集中して貰い、それを素案として研究代表者が原案をまとめ、それをもとに全体で再吟味する方法をとった。それが実用性を期待できる質問票の完成に大きく貢献し、職員全体の虐待予防と子育て支援への意識の高まりを醸成した。完成した母子手帳交付時質問票は妊婦用38問、パートナー用15問となり、回収を開始している。この質問項目を土台に、同様質問や出産した子どもに関する質問を新たに加え、2か月児、1歳児、1歳6か月健診時、3歳児健診時の計5回の質問票作成を今後進めていく。

こうした継続的なコホート調査を通して虐待予知の項目を検索していく予定である乳幼児への虐待は全国児童相談所での対応件数でも2008年に4万2662件と、増加の一途である。特に0歳児の虐待と死亡が特徴で、死亡例の5割を占めることが厚労省調査で明らかである。虐待予兆の早期発見と対策を構築するに当たり、保育所、学校など、子どもの社会参加の始まる場でなら保育士、教師などを通して虐待事例の発見が可能になるが、未就園の乳幼児を全数補足する機会は自治体母子保健事業に連動することが最善である。そこで自治体の母子手帳交付時から3歳児健診までの定期悉皆健診の機会に質問票による調査を母とそのパートナーについてコホート調査を行い、どのケースに虐待がおこるのか、また質問票のどの項目が虐待の予兆検出に有用かを解明する調査を開始した。まず虐待予兆の早期発見に資する質問項目の検討を英国が虐待防止のために保健師を前面に取り組んだ経験を報告したD.Kevinらが提唱する「子どもを取り巻く養育のトライアングルを下敷きに、対象自治体の保健師等現場スタッフとの討議を経て指摘された「養育者の自己肯定感」を加え、母用38項目、パートナー用15項目の質問票を作成した。対象児の加齢に伴って最大で母用47項目、パートナー用21項目の質問構成とし、母子手帳交付時を起点に2カ月児訪問、4カ月時健診、1歳6か月児健診、3歳児健診の5回にわたる10種類の質問票を作成した。質問紙の解析を部分的に行っているが手帳交付時質問票は妊婦本人が大部分役所窓口に来所するため回収率は88.9%と高い値であった。一方、パートナーは55.3%であった。郵送法で行った「こんにちは赤ちゃん」、「1歳児」、「1歳6か月児」の回収率30-40%台に低下した。「3歳児健診」では受診時持参で57.3%と回収率の増加があったが、パートナーの回収率は48.2%に止まった。悉皆健診といえども回収率で見れば、虐待予兆の発見に依然として遺漏が起こりうることが示唆され、回収率改善に向けて更なる工夫が必要となった。乳幼児への虐待急増に対し、児相への虐待通告が学校、保育所を軸に進展している。しかし厚労省調査虐待死亡の年齢分布は、0歳で全死亡の50%、4歳までに80%を占め、低年齢側への著しい偏りがある。このことから出生後早期に虐待予兆を発見し、予防策を講じる必要性がある。内閣府調査で02歳の85%、6歳以下の50%が未就園で、保育所・幼稚園での乳幼児虐待把握は、その過半が漏れる。本邦では自治体母子保健事業が悉皆受診を前提に施行されており、これと連動して母とパートナーに質問紙調査を行い、これを用いて虐待の予兆の早期に発見するシステムを開発している。質問票の配付は2009年1月で、2010年8月までに回収できた資料を検討した。この間、手帳交付時質問票配付総数764組、このうち母からは700名(回収率91.6%)、パートナーからは426名(回収率55.8%)であった。こんにちは赤ちゃん時の配付は490組で、母からは211名(回収率43.1%)、パートナーからは209名(回収率42.7%)であった。手帳交付時とこんにちは赤ちゃん時の両質問票が揃ったのは母が131名、パートナーが113名となりこれを解析した。手帳交付時の質問で「しつけのためなら子どもを叩いてよい」に、そう思う、あるいはどちらかというとそう思うと肯定した回答は129名中72名(55.8%)であったが、出産後の「こんにちは赤ちゃん」訪問時では56名(43.4%)へと減少傾向にあった。
大区画水田造成の事例分析を通じた水田再整備の基準化に関する研究

大区画水田の再整備という本研究の目的に対して、複数の事例を詳細に調査し、共通する要因を抽出した。まず国内の再整備事例からは、それぞれの地域における新たな省力的経営形態を目標設定し、それに見合う区画規模を標準区画として再整備が行われていることを確認した。個人の経営規模が大きい海外での調査の成果として、区画再編にとどまらず、省力的水管理、人工衛星データを用いた追肥計画、冷害防止のための深水灌漑という一連の稲作技術も合わせて行っていることを確認した。いずれのシステムにおいても、目標設定に見合った再整備という共通点を明確にした。研究の初年度である平成26年度は、既往の資料を収集整理した上で、国内外数地区において事例調査を行った。国内では、大規模水田経営の事例として北海道南幌町、宮崎県都城市を、小規模経営の事例として宮崎県日南市において調査を行った。国外では、中国甘粛省(農地利用調整と節水稲作)、モンゴル国ボルヌール県(農地利用にかかる争いと調整)、インドネシア国プルウォケルト県(節水省資源稲作)において、それぞれの目的の調査を行った。また研究会に参加し、復興圃場整備事業のあり方を議論した。各地区の事例調査結果に基づき、以下の5項目から総合的に事例を分析した。(1)営農の大規模化に関する技術(換地や利用権の集積など)については、利用権の集積の有効性が確認できた(都城市)。(2)区画規模、道水路の配置といった圃場整備計画の技術については、超大区画水田における中畦畔の有効性を確認した(南幌町)。(3)大区画水田での機械化を含めた営農技術については、区画規模に対応した技術体系を確認した(都城市、南幌町、プルウォケルト)。(4)水田の汎用化および輪作体系と整備技術については、特に水利用に関しての知見を得た(甘粛省、プルウォケルト)。(5)東日本大震災被災地での復興区画整理における技術については、研究会において多くのヒントを得た。研究の2年目である平成27年度は、国内外数地区において事例調査を行うとともに、圃場整備の原則論についての考察を深めた。国内では、地域活性化のための再整備の事例として旭川市神楽地区、既存の標準区画における実際の農作業の評価としていわき市才ノ内地区、十和田市奥入瀬地域、北上市和賀中部地区、既存の中小区画の評価として、四万十川流域の傾斜地水田を、また復興圃場整備の事例として、いわき市舞子浜地区、宮城県亘理町鳥の海地区、国外では中国甘粛省(農地利用調整と節水稲作、再調査)および台湾台北市七星地区、新竹県弓林郷において、それぞれの目的の調査を行った。また、東日本復興に関する研究会に参加し、復興圃場整備事業のあり方を議論した。以上の事例調査結果に基づき、そして既往文献等の整理を踏まえて、5つの視点からの分析結果は次の通りである。(1)営農の大規模化に関する技術としては、経時的に引退する層を見極めて利用権の集積をはかることの効用が明らかとなった。(2)圃場整備計画の技術としては、長辺長が270mであっても用排水管理が十分に行われている地域の存在を確認することができた。(3)大区画水田での機械化については、疎植栽培における田植え機の調整の困難性が明らかとなった。(4)汎用化および輪作体系との関係では、農業機械の汎用性も現場では課題となっていることが明らかとなった。(5)復興区画整理に関する技術としてはゾーニングが事業の伸展に影響を及ぼすことが明らかとなった。前項(研究実績の概要)に示したとおり、平成27年度にも、国内外で多くの事例を収集することができ、加えて、既往研究や他地区の事例等を考察することで、中間的ではあるけれども、課題への解に近づくことができた。一方、大区画圃場整備の先進地区における、長期的な課題については、調査することができず、事業の持続性という大きな課題への取り組みが、未だ不十分な状況にある。そこで、表記の評価とした。平成28年度は、事例地区調査として水田7地区、畑1地区を調査し、以下のことを明らかにした。再整備の計画段階にある地区では、当該大区画水田で営農予定の農業者に加えて、地域住民、JA、農業委員会等も対象として整備意向、整備方式を調査し、合意形成のあり方を検討した。小区画農地で展開される都市農村交流の計画メニュー案検討や捻出非農用地に設置すべき施設の検討状況も把握した。再整備を実施した地区においては、大区画水田に設置すべき用排水施設、その利用状況を調査し、従来言われているとおり用排水施設の縮減が十分に可能であることを確認した。移植栽培から直播栽培への移行が広く行われていることも確認した。生産性向上のための粗放化栽培については、営農者の方針が様々であることを確認した。大区画水田整備後の受委託の進展については、計画段階の受委託がそのまま実現することに加え、その受委託状況をベースに、受託農家および受託営農集団への委託が進み、経営規模がさらに拡大する状況も確認した。

また海外水田での調査からは、圃場用排水施設のさらなる簡素化と水回り作業のさらなる縮減に加え、人工衛星データを用いた追肥計画の一般化、冷害防止のための深水灌漑とその時期決定のための出穂調査を含めた一連の稲作技術も合わせて行っていることを確認した。さらに航空機からの直播から地上機械による直播への移行という予想外の改善があることを明らかにした。また、それら技術の普及システムおよびそれを支える生産者組合の取り組みも把握した。以上の調査および学会等での検討を通じて、再整備の準備段階、実施段階、整備後の営農段階での実例およびあり方を整理することができた。大区画水田の再整備という本研究の目的に対して、複数の事例を詳細に調査し、共通する要因を抽出した。まず国内の再整備事例からは、それぞれの地域における新たな省力的経営形態を目標設定し、それに見合う区画規模を標準区画として再整備が行われていることを確認した。個人の経営規模が大きい海外での調査の成果として、区画再編にとどまらず、省力的水管理、人工衛星データを用いた追肥計画、冷害防止のための深水灌漑という一連の稲作技術も合わせて行っていることを確認した。いずれのシステムにおいても、目標設定に見合った再整備という共通点を明確にした。研究実績の概要に示したとおり、平成26年度には国内外において多くの事例を収集することができた。しかしながら、経営規模について設定したパターン(大規模化をめざした個別経営、利用権集積等による中核農家の大規模化、多数の農家が参加する協業・集落営農、復興区画整理を機に経営の再編)および区画規模の大型化について設定したパターン(畦畔撤去等を自己の裁量で行い大区画化、畦畔を撤去あるいは最初から設置しない、話し合いにより作業の容易な区画へと改変、中区画大区画をめざす)については、調査が及ばず、考察を深めることができなかった。そこで、表記の評価とした。最終年度でもある研究の3年目は、以下のような計画とする。国内事例調査は、対象地域を絞り込んだ調査とする。具体には、北海道旭川市、宮城県亘理町、千葉県佐倉市、埼玉県富士見市に絞り込む。これら地区において、ソフト技術(事前の交換分合、換地処分、利用権の設定、農作業の分担計画)およびハード技術(従前施設の利用・統廃合、小排水路の管路化、給水栓の設置密度、大区画における均平作業)の目標水準の考察と現場での達成状況を明確化する。海外事例調査としては、台湾における長辺長の長い水田での補足調査と、アメリカ合衆国(もしくはオーストラリア)での調査を行い、大区画水田での各種技術の日本への適用性を考察したい。農地環境工学、国際協力学初年度の研究成果を踏まえ、研究の2年目は以下のような計画とする。国内数地区における事例調査は、北海道美唄市、岩手県一関市、千葉県佐倉市、埼玉県富士見市、富山県砺波市、宮城県亘理町にて行う。その際には、三つの視点(5項目の分析項目、地域横断型、海外事例によるわが国事業の客観化)から分析する。これらを踏まえて、整備済み水田における再整備技術の体系化を図る。海外での事例として、わが国圃場整備の客観化のために、わが国よりも離農・構造改善の進んだ台湾における事例地区調査を行う。この調査においては、甘俊二博士(台湾大学名誉教授)、張煜權博士(醒吾技術学院教授)の協力を願う。加えて、タイの大規模整備プロジェクト実施地区において調査を行う。この調査においては、ポンサトーン・ソパーパン博士(カセサート大学)の協力を願う。これら事業の調査の前段として、関係資料を収集・整理し、分析をおこなう。圃場整備に関する資料収集、文献整理等のために、人件費・謝金を予定していたが、その作業が若干遅れたことから、執行がなかった。
群体形成と浮揚性の制御を活用したアオコ除去技術の研究開発

本研究は,水溶液中の細胞外多糖類(EPS)濃度とともに金属カチオン(Ca2+)濃度を制御することで,高分散性ミクロキスティスの群体形成と群体サイズの拡大を試みた。また,群体サイズの拡大によって高まる浮揚性を利用した新たなアオコ捕集除去プロセス構築への可能性を検討した。その結果,ミクロキスティスは高濃度Ca2+ (1000 mg/L)条件において小群体を形成し,さらにEPS (200 mg/L)を同時添加することで1群体当たりの平均細胞数を増大させることが明らかとなった。また,EPSおよびCa2+によって群体サイズを拡大したアオコの浮揚性は対照系と比較して顕著に強まることがわかった。本申請研究は,水道水源に発生する有毒な藍藻類(アオコ)が有する粘質性の細胞外多糖類(Extracellular Polymeric Substances; EPS)を利用し,群体形成を鍵とする高分散性のアオコ形成種ミクロキスティスの捕集除去手法の開発を目的としている。夏季の富栄養湖沼にて採取したミクロキスティス(群体形成株)を主とするアオコからEPSを単離した結果,分散性の高いミクロキスティスと比較してより多くのEPSの単離が可能であった。このことから,ミクロキスティスの群体形成にはEPSが強く関与していることが確認された。高分散性のミクロキスティス培地に単離したEPSを添加して群体形成を試みたところ,EPSのみではミクロキスティスは群体を形成しないことが見い出された。また,ミクロキスティスの群体形成には高濃度のカチオン(Ca(II): 1000 mg/L)が必要であり,さらにEPSとCa(II)イオンをそれぞれ200 mg/Lおよび1000 mg/Lとなるよう同時に添加することで,ミクロキスティスの群体形成は著しく促進され,群体のサイズも拡大することを明らかにした。以上のように,EPSとカチオン濃度の制御による高分散性ミクロキスティスの群体形成に基づく捕集技術開発を行った。今後,ミクロキスティスの群体形成に影響を及ぼすカチオン種や生育環境因子の検討を加え,効率的にミクロキスティスを捕集できる技術開発へと展開する。本申請研究では,(1)富栄養湖沼に発生したアオコからのEPSの単離,(2)高分散性のミクロキスティスを含む水溶液中のEPS濃度の精密制御,による,群体形成を鍵とするミクロキスティスの捕集除去手法の確立を目指している。現在までの進捗状況は,(1)に関しては,従来のEDTA-NaOH混合溶液によるEPS抽出法に加え,NaClを用いた新たな抽出法についても試みており,これらの異なる方法にて得られたEPSがミクロキスティスの群体形成に及ぼす影響について検討しているところである。また(2)については,ミクロキスティスの群体形成にはEPSに加えてCa(II)イオンが必要であることを明らかにしているが,さらに他のカチオン種としてMg(II)イオンについての検討も進めているところであり,Mg(II)イオンが共存することによって,EPSとCa(II)イオンの添加量を大幅に低減できる可能性を見出している。これらの成果は,学術論文や学会発表を通じて広く社会に情報発信している。また昨年度は,当研究室の大学院生を2ヶ月間,テネシー工科大学(米国)に派遣して研究の充実を図った。以上のことから,これまでの本申請研究の達成度は,一定のレベルに達しているものと判断できる。有毒藍藻類(アオコ)が有する細胞外多糖類(Extracellular Polymeric Substances; EPS)を単離し,このEPSを利用して群体形成を鍵とする高分散性のアオコ形成種ミクロキスティスの捕集除去手法の構築を目的とした。EPSおよびCa(II)イオン濃度を調整した培養液にてミクロキスティスを培養することで,群体形成と群体サイズが増大することを見出した(H27年度)。この成果を基にEPSの表面特性や群体形成に及ぼすカチオン種の影響,群体サイズと浮揚性との関係について検討した。EPSの官能基を調べるためFT-IR測定を行った結果,EPS中にカルボキシ基が存在することがわかった。水溶液中,正電荷を帯びたCa(II)イオンと負電荷を帯びたカルボキシ基の架橋効果が群体形成に寄与したと推察された。また,ミクロキスティスの群体形成には高濃度のCa(II)イオン濃度条件(1000 mg/L)が必要であったが,Ca(II)イオンおよびMg(II)イオンを同時添加(250 mg/L)することでも群体形成が確認された。Mg(II)イオンにはCa(II)イオンの吸収と排出を促す効果があり,これによりタンパク質などの代謝物の分泌が活性化され,タンパク質中のカルボキシ基とカチオンが相互作用することで群体が形成したと考えられる。さらに,実湖沼のアオコを用い,EPSとCa(II)イオン濃度を調整した水溶液にて浮揚性を調べたところ,相対浮揚率はControl系と比較しておよそ1.3倍増大し,アオコの群体サイズも拡大していることがわかった。従って,EPSおよびCa(II)イオン濃度を調整することで,アオコの群体サイズのみならず浮揚性をも制御できる可能性を見出した。これらの結果は,効率的にアオコを水面に捕集し,除去することができる新たな処理法の構築に寄与できると考えられる。

また,群体サイズの拡大によって高まる浮揚性を利用した新たなアオコ捕集除去プロセス構築への可能性を検討した。その結果,ミクロキスティスは高濃度Ca2+ (1000 mg/L)条件において小群体を形成し,さらにEPS (200 mg/L)を同時添加することで1群体当たりの平均細胞数を増大させることが明らかとなった。また,EPSおよびCa2+によって群体サイズを拡大したアオコの浮揚性は対照系と比較して顕著に強まることがわかった。前年に引き続き,高分散性ミクロキスティスの捕集除去手法の開発を目指す。現在までの進捗状況において述べた通り,ミクロキスティスの群体形成においてEPSとCa(II)イオンが重要な役割を示していることを明らかにしたが,これらの成分とともにMg(II)イオンが共存することによって,ミクロキスティスの群体形成に必要なEPSとCa(II)イオン濃度を著しく低減できる可能性をこれまでに見出している。このため,これらの相互作用について更なる検討を加えていく予定である。また,ミクロキスティス細胞の比重は,光合成で得られた炭水化物を消費する夜間(暗条件)において小さくなることがわかっている。ミクロキスティスの群体形成を促し,群体サイズを拡張できれば浮揚性をも高めることができ(ストークスの法則),効果的な捕集除去手法となりうる。このため,群体形成に及ぼす光条件(明暗条件)についての検討も行う計画である。土木環境システム
モアレトポグラフィーによる顔面形態に関する研究-顔面形態の老化について-

同一固体の顔面形態を経年的に検討する場合,一定期間のインターバルを置いても資料に再現性があることが前提となる。本研究における資料はモアレトポグラフィーを用いた撮影装置より得られるため撮影時の被験者の位置あるいは撮影条件などにより再現性に誤差を生じる要因が加味される可能性がある。そこで被験者をある一定期間のインターバルを置いて資料を得,前後の資料の間における測定項目の誤差を測定し撮影の資料の精度を検討した。その結果,各測定項目は誤差がすべて1%以内であることを確認し,同一固体の顔面形態を経年的に検討する場合に得られる資料は有用であると考えられた。次に20才代男女(男子101名,女子102名計203名)を対照群として顔面形態を客観的に分類するための示数の設定を行い,その示数を元に顔面形態の分類を行った。その結果以下のような結論を得た。1.示数を元にした分布は男女間で有意の差として表れた。2.設定した示数により男女はそれぞれ3群に分類された。3.分類した3群間において測定項目間で有意の差を認めた。次年度は以上に示した示数を元に中年および老年者の顔面を分類した上相互間の比較検討を行う予定でいる。