hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インドシナ地域における降雨に起因する地すべりの発生機構に関する調査研究

しかし,地表流を分離しない場合には,斜面の安定性を評価する上では過大評価となることは言うまでもない.特に,インドシナ地域での降雨は「スコール」と呼ばれる時間降雨が数10mm数100mmの極めて降雨強度が大きいことから,すべての降雨が地中に浸透するとは考えられないため,このホートン地表流を分離して評価することが極めて重要となる.このような観点から,本研究ではタイ・ナコンナヨックの道路斜面において原位置モニタリング(項目:雨量強度・表面流・土壌水分量)を実施し,その計測結果に基づき土砂災害早期警戒体制のための基礎的検討を実施した.その結果として得られた知見は,以下のように要約される.・短時間に高強度の降雨が発生する場合には,表面流が卓越し最大値が累積雨量の80%程度になる.この豪雨時に表面流が卓越することが,東南アジア諸国で多発しているガリ浸食に代表される斜面表面の浸食の発生要因となる.また,表面流は斜面法尻部に集中するとともに法尻部の地盤内への浸透も卓越するため,集中豪雨時の特有の浅層斜面崩壊は,法尻から発生する危険性が高い.この斜面法尻部における雨水浸透を抑制する対策としては,小段に設けられた排水工を十分に維持管理することによる表面流の流下抑制,および法尻部へのふとんかごの設置よる浸透抑制(排水促進)等があげられる.・タイでの斜面崩壊事例の分析結果から,斜面内部に先行降雨の影響が残留している場合には,豪雨発生直後でも斜面崩壊が多発してことから,斜面崩壊には先行履歴降雨の影響を考慮する方法(先行履歴降雨指標API法)が提案されている.しかし,タイでは限界降雨曲線の設定は日雨量を用いたものとなっている.この課題に対処するため,当該サイトでの10分間雨量の値を用いた水収支計測結果に基づき,APIを改良した修正先行履歴降雨指標MAPIを提案した.この結果として,MAPIの変動は,当該斜面で観測された間隙圧の変動と調和的であることが確認され,MAPIが新たな通行規制体制における有効な降雨指標となる可能性がある.
鉛製錬の省エネルギー化とリサイクル化

エネルギー経済上および環境保全上きわめて大きな利点を有する鉛の直接溶錬法を実現させるため、鉛精鉱の高速吹込み溶錬実験ならびにPb【SO_4】のリサイクル処理に関する最適条件の設定を行なった。1.鉛精鉱の高速吹込み溶錬実験:給鉱速度200g/min程度のベンチスケール規模の実験を行った。フェライトスラグ、シリケートスラグいずれの場合も、スラグ中の鉛含量は産出粗鉛中のイオウ含量が増大すると小さくなったが、シリケートスラグ中の鉛含量は高イオウ含量側に到っても2030台もの高い値を示し、鉛のスラグ損失が非常に大きくなった。一方、フェライトスラグ中の鉛含量の低減は著しく、1%以上の粗鉛中イオウ濃度で10%以下の値となっており、シリケートスラグに対するフェライトスラグ利用の優位性が明瞭に示された。また、鉛のメカニカルダスト損失およびケミカルダスト損失は酸化ガス中の酸素濃度の増大とともに急激に小さくなることが明らかとなった。これは酸素濃度の増加とともに排ガス量が低減することに起因しており、鉛のダスト損失を減少させる上で酸素利用の効果が著しいことが判った。さらに、吹込み媒体であるスラグの層厚が増大するとスラグ中の鉛含量は減少し、イオウ含量は増加した。これらの挙動は、酸素の利用効率がスラグ層厚の影響を受けることを意味しており、試料粉体や酸化ガスのスラグ融体中への侵入、スラグ層の攪拌、などの動力学的因子の重要性を示唆している。2.Pb【SO_4】のリサイクル処理に関する最適条件の設定:フェライトスラグと酸素富化空気を用いてPb【SO_4】から粗鉛を回収するプロセスを考案した。このプロセスは、Pb【SO_4】の解離反応(吸熱)の熱源として硫化鉛精鉱の酸化熱(発熱)を利用するもので、量論熱力学計算により、溶錬空気の酸素富化率70%、Pb【SO_4】と鉛精鉱の量比1:2、なるリサイクリング溶錬の最適条件が設定された。
走化因子ヒトS19リボソーム変異蛋白質によるアポトーシス機構の制御

S19リボソーム蛋白変異cDNAを組み込んだマウスを作成し、S19 2量体のアポトーシス機構への影響を生物で評価をする計画であった。準備段階において、変異cDNAを組み込んだ樹立マウスNIH3T3細胞株は、マンガン誘導性のアポトーシスに対して耐性を獲得した。従って、S19 2量体による補体C5aリセプターを介したシグナルが、アポトーシスを制御する機構である可能性を、報告した。実験動物の作成と平行し、Gタンパク質を介したAktおよびERKのシグナル系を検討した。(1)アポトーシスの時間経過に伴い燐酸化Aktと燐酸化ERKは、減少していた。(2)アポトーシス耐性変異株では、アポトーシスの時間経過に伴う燐酸化Aktの減少の回避が観察された。(3)この株にS19 2量対を添加したところ(4)の現象が回避でき、(1)と同様の結果が得られた。以上の点より、アポトーシスは、S19 2量体により制御出来、補体C5aリセプターを介したAktおよびERKのシグナルの変化にあることが示唆され、制御分子の同定が細胞レベルでの最終段階と考えている。また、モデル作成は、現在準備段階にあるが、大変興味深く、継続中である。平成15年度の計画は、ヘモアグルチニンで標識したヒトS19リボソーム蛋白(RP S19)cDNAを組み込んだ過剰発現ベクターpCAGGSを持つマウス胚性幹細胞を樹立し、アポトーシス誘導過程でのRP S19の動態を検索することが目的であった。前準備段階として、マウスNIH3T3細胞を用いて、正常RP S19と変異Q137N RP S19を持つ株を樹立した。樹立株を用いて、マンガン誘導性アポトーシスにおけるRP S19とQ137N RP S19の挙動を観察すると、大変興味深い現象を確認した。(1)RP S19が過剰発現する株は、アポトーシスに対する感受性が上昇した。一方、RP S19 2量体が産生できない変異株は、アポトーシスに対して耐性を獲得した。(2)アポトーシス誘導時の細胞上製よりRP S192量体の存在をウエスタンブロティング法にて確認し、その受容体である補体C5aレセプターの発現も免疫組織学的手法およびFACSにて細胞膜上で観察出来た。(3)上記の現象は、抗体を用いた抑制実験より、RP S192量体の受容体補体C5aレセプターの関与が強く示唆された。以上の事より、マンガン誘導性のアポトーシスには、RP S192量体刺激による補体C5aレセプター依りの新たなアポトーシスシグナルが関与すると示唆した。上記の現象におけるアポトーシスシグナルの検索を目的に、RT-PCR法を用いて、JAK-STAT経路のシグナルを解析した。以上の事より、ヘモアグルチニンで標識したヒトRP S19は、マウス作成において為外性がない事を確認出来た事に留まらず、新たなRP S19の働きをも発見出来たので、今後の計画を継続する事は大変意義深い結果を得る事が出来ると予想している。平成16年度の計画は、ヘモアグルチニンで標識したヒトS19リボソーム蛋白(RP S19) cDNAを組み込んだ過剰発現ベクターpCAGGSを持つマウス胚性幹細胞を樹立し、マウスでのRP S19の動態を検索することが目的であった。1.RPS19が過剰発現する株は、アポトーシスに対する感受性が上昇した。一方、RP S192量体が産生できない変異株は、アポトーシスに対して耐性を獲得した。2.アポトーシス誘導時の細胞上製よりRP S192量体の存在をウエスタンブロティング法にて確認し、その受容体である補体C5aレセプターの発現も免疫組織学的手法およびFACSにて細胞膜上で観察出来た。

3.上記の現象は、抗体を用いた抑制実験より、RP S192量体の受容体補体C5aレセプターの関与が強く示唆された。以上の事より、マンガン誘導性のアポトーシスには、RP S192量体刺激による補体C5aレセプター依りの新たなアポトーシスシグナルが関与すると示唆した。上記の現象におけるアポトーシスシグナルの検索を目的に、RT-PCR法を用いて、JAK-STAT経路のシグナルを解析した。以上の事を踏まえて、計画を継続している。平成17年度の計画は、ヒトS19リボソーム蛋白cDNAを組み込んだマウスを作成し、生物での評価をすることであった。準備段階において、マウスNIH3T3細胞にヒトS19リボソーム蛋白および変異cDNAを組み込んだところ、変異株はマンガン誘導性のアポトーシスに対して耐性を獲得していた。従って、アポトーシスを制御する機構が、補体C5aリセプターを介するシグナルにある可能性が示唆され、実験動物の作成と平行し、Gタンパク質を介したAktおよびERKのシグナル系を詳細に検討した。1:アポトーシスの時間経過に伴い燐酸化Aktは、減少していた。2:アポトーシスの時間経過に伴い燐酸化ERKは、上昇していた。3:上記の変化は、補体C5aリセプターのアポトーシス誘導発現時間と一致していた。4:アポトーシス耐性変異株では、アポトーシスの時間経過に伴う燐酸化Aktの減少が観察できなかった。5:上記株にリコンビナントS192量対を添加したところ(4)の現象が回避でき、(1)と同様の結果が得られた。以上の点より、アポトーシスを制御する補体C5aリセプターを介する機構が、下流のシグナルの変化にあることが示唆され、この現象を制御する分子の同定を行っている。また、モデル作成は、現在準備段階にあるが、大変興味深く、継続中である。
C型肝炎に対する抗ウイルス治療後の予後に関する分析疫学研究

【具体的内容】本研究の目的は、C型肝炎ウイルスの除去(SVR)が得られた患者を対象に、1生活習慣の実態を把握し、2患者の予後に関連する因子を検討することである。平成30年度は、この目的を達成するために、「現時点におけるSVR症例」を対象に、アンケート調査を行い、SVR時の生活習慣の実態を検討した。また、SVR症例のうち「現時点で肝細胞がん」を有する者を同定し、「現時点での肝細胞がん」に対する「過去の生活習慣」の影響を検討した(後ろ向きコーホート研究)。1.対象者の特性:登録されたSVR症例は203人、うち男性は88人(43%)、SVR時の年齢(中央値)は62歳であり、SVRから現時点までの期間(中央値)は3年であった。SVR時の喫煙習慣で禁煙者は56人(28%)、喫煙者は40人(20%)、飲酒習慣に関しては断酒者40人(20%)、飲酒者103人(51%)であった。2.肝細胞がんの関連因子:SVR後に肝細胞がんを発生していた患者は18人(9%)であった。男性、SVR時の年齢が高齢、SVR前のAPRI scoreが1点以上、胃・十二指腸潰瘍の既往、SVR時の喫煙者、SVRまでに断酒した者では、SVR後の肝細胞がんの発生が有意に多かった。【意義、重要性等】近年の抗ウイルス剤により、C型慢性肝疾患患者の90%以上でSVRが得られるようになったが、本研究の結果、SVR後に肝細胞がんを発症する者が存在することが明らかとなった。肝細胞がんの発症リスクが高い者(男性、高齢、肝線維化、喫煙、飲酒)では、SVR後も定期的なスクリーニング検査を受けることの重要性を示唆している。また、胃・十二指腸潰瘍の既往と肝細胞がんの発症との関連は、そのメカニズムとして、ピロリ菌感染の関与が考えられ、肝細胞がん発症の予防対策に資する可能性がある。平成29年度には既存コーホートを用いた前向きコーホート研究を行い、平成30年度には現時点でのSVR症例を対象とした後ろ向きコーホート研究を実施した。いずれの調査も、調査書式の作成、倫理審査の承認、病院診療録の検索、データ入力、データ解析の各過程において順調に進めることができた。また、両調査において、肝細胞がんの発生や肝硬変への進展に対して、既知の関連因子が検出されていることから、調査の妥当性が示唆される。最終年度での結果の公表に向けて、論文化に着手する準備を十分に整えることができた。平成29年に実施した既存コーホートを用いた前向きコーホート研究、および平成30年度に実施した現時点でのSVR症例を対象とした後ろ向きコーホート研究の結果、SVR後に肝細胞がんを発症する者が存在することが明らかとなった。また、既に肝細胞がんのリスク因子として疑われている要因(男性、高齢、肝線維化、喫煙、飲酒)のみならず、SVR症例では「胃・十二指腸潰瘍の既往」という新たなリスク因子の存在が示唆された。「胃・十二指腸潰瘍の既往」と「肝細胞がん」との関連は、そのメカニズムとして「ピロリ菌感染」と肝細胞がん発症との関連を示唆している可能性が考えられるため、平成31年度には、保存血清を用いて、ピロリ菌抗体を測定し、検証していく予定である。また、これと並行して、前向きコーホート研究および後ろ向きコーホート研究の多変量解析を進めて、結果の妥当性を確認する。前向きコーホート研究および後ろ向きコーホート研究といった異なる研究デザインにより同内容を検討することで、SVR患者における肝硬変・肝細胞がんのリスク因子・予防因子について、堅固な結果を提示することが可能である。特に、両調査で堅固な結果が得られた内容については、結果を論文化し、研究成果を広く公表していく予定である。平成29年度は、この目的を達成するために、2005年時点で本学医学部附属病院・肝胆膵内科外来に通院していたC型慢性肝疾患患者の既存コーホート(509人)から「抗ウイルス治療によりSVRが得られた患者」を抽出して「肝硬変への進展や肝細胞がんの発症」に関する追跡調査を行った(前向きコーホート研究)。2.追跡期間中、肝硬変への進展を26人(15%)、肝細胞がんの発症を2人(1%)、死亡を4人(2%)に認めた。死因は、肝疾患関連1人、他疾患(胃がん、外傷、膵がん)3人であった。SVR時の年齢が高齢、SVRに至った治療がDAAs、SVR前の治療薬がウルソ内服、SNMC治療、2005年時点でAST高値、ALT高値、γGTP高値、UA高値、Fe高値、フェリチン高値の者は追跡期間中の肝硬変・肝細胞がん・肝疾患関連死亡が多かった。【意義、重要性等】近年の抗ウイルス剤により、C型慢性肝疾患患者の90%以上でSVRが得られるようになったが、本研究の結果、SVR後の追跡期間中に肝硬変・肝細胞がん・肝疾患関連死亡を発症する者が存在することが明らかとなった。なお、上記の関連因子は単変量解析により得られたものである。

今後、多変量解析により肝疾患進展に関連する因子を明らかにするとともに、後ろ向きコーホート研究の手法による調査を実施し、結果の頑健性を確認する。初年度に実施予定であった前向きコーホート研究による調査は、追跡調査票の作成、倫理審査の承認、病院診療録の検索、データ入力、データ解析の各過程において順調に進めることができた。また、多変量解析に付すことが可能なSVR患者および追跡期間中に結果指標を呈した者が一定数得られたことから、十分な検出力が期待できる。次年度以降に多変量解析に着手する準備を十分に整えることができた。【具体的内容】本研究の目的は、C型肝炎ウイルスの除去(SVR)が得られた患者を対象に、1生活習慣の実態を把握し、2患者の予後に関連する因子を検討することである。平成30年度は、この目的を達成するために、「現時点におけるSVR症例」を対象に、アンケート調査を行い、SVR時の生活習慣の実態を検討した。また、SVR症例のうち「現時点で肝細胞がん」を有する者を同定し、「現時点での肝細胞がん」に対する「過去の生活習慣」の影響を検討した(後ろ向きコーホート研究)。1.対象者の特性:登録されたSVR症例は203人、うち男性は88人(43%)、SVR時の年齢(中央値)は62歳であり、SVRから現時点までの期間(中央値)は3年であった。SVR時の喫煙習慣で禁煙者は56人(28%)、喫煙者は40人(20%)、飲酒習慣に関しては断酒者40人(20%)、飲酒者103人(51%)であった。2.肝細胞がんの関連因子:SVR後に肝細胞がんを発生していた患者は18人(9%)であった。男性、SVR時の年齢が高齢、SVR前のAPRI scoreが1点以上、胃・十二指腸潰瘍の既往、SVR時の喫煙者、SVRまでに断酒した者では、SVR後の肝細胞がんの発生が有意に多かった。【意義、重要性等】近年の抗ウイルス剤により、C型慢性肝疾患患者の90%以上でSVRが得られるようになったが、本研究の結果、SVR後に肝細胞がんを発症する者が存在することが明らかとなった。肝細胞がんの発症リスクが高い者(男性、高齢、肝線維化、喫煙、飲酒)では、SVR後も定期的なスクリーニング検査を受けることの重要性を示唆している。また、胃・十二指腸潰瘍の既往と肝細胞がんの発症との関連は、そのメカニズムとして、ピロリ菌感染の関与が考えられ、肝細胞がん発症の予防対策に資する可能性がある。平成29年度には既存コーホートを用いた前向きコーホート研究を行い、平成30年度には現時点でのSVR症例を対象とした後ろ向きコーホート研究を実施した。いずれの調査も、調査書式の作成、倫理審査の承認、病院診療録の検索、データ入力、データ解析の各過程において順調に進めることができた。また、両調査において、肝細胞がんの発生や肝硬変への進展に対して、既知の関連因子が検出されていることから、調査の妥当性が示唆される。最終年度での結果の公表に向けて、論文化に着手する準備を十分に整えることができた。初年度は、2005年時点で本学医学部附属病院・肝胆膵内科外来に通院していたC型慢性肝疾患患者の既存コーホート(509人)から「抗ウイルス治療によりSVRが得られた患者」を抽出して「肝硬変への進展や肝細胞がんの発症」に関する追跡調査を行った(前向きコーホート研究)。また、追跡期間中に肝疾患の進展を認めた者の割合を検討するとともに、単変量解析により肝疾患進展に関連する因子を検討した。そこで、平成30年度以降には、多変量解析に着手し、SVR患者における肝疾患進展に関連する因子について明らかにする。
カンチレバーを用いた高周波電子スピン共鳴測定法の高感度化とタンパク質観測の実現

ピエゾ抵抗型カンチレバーのESR測定周波数を世界最高記録の1.1 THzに拡張することに成功した。さらに,カンチレバーの変位を高感度に検出する方法としてFabry-Perot干渉計による新しい変位計測手法を開発した。その結果,ヘムタンパク質の活性中心であるヘミン分子の微量試料(100 ng)に対しても高周波ESR測定を行い、0.5 THzまでの高周波ESR信号の検出に成功した。そして、多周波数測定の結果から詳細なゼロ磁場分裂定数の導出に成功した。これまで市販の原子間力顕微鏡用のカンチレバーを用い,そのたわみをカンチレバー根元のピエゾ抵抗の変化として取り出し,磁性体の電子スピン共鳴(ESR)測定に適用して我々は実績を上げて来た。本研究では,さらに高感度測定を可能にするためESRに伴うカンチレバーの微小変位を検出する方法として光てこ法のひとつである波長可変レーザーを用いたFabry-Perot干渉計方式を採用することとした。この方式ではFabry-Perotキャビティの共振器長の最適化が必要だが、ここでは波長可変レーザーを採用したため,可動部分がない、装置の小型化,低ドリフトという利点をえることができた。本年度は最終的な目標スペックである最高磁場15␣T,最高周波数500GHzにはまだ達していないが,測定装置の高感度化が進められたので,最終的な目標である生体タンパク質の高周波ESRの信号検出を試みた。具体的には,生体金属タンパク質のひとつであるミオグロビンを取り上げた。このタンパク質は筋肉中の酸素貯蔵に関する働きを担い、Feイオンが活性中心として機能することが知られており,市販もされていることから入手が容易でテスト材料としては最適である。一方,ミオグロビンは非常に大きな分子量17000を持つため、スピン濃度が薄く、通常の透過法高周波ESR測定法では信号検出が非常に困難である。本研究では100ミクロン程度の大きさしかないカンチレバーへの試料搭載方法などの検討を重ね、初めて100 ng程度の微量凍結試料について80-105 GHzの領域でのESR信号検出に成功した。そのスピン感度としては10^5 spins/Gに達し,この80-105 GHzの領域では目標スペックの10^6 spins/Gを上回る結果を得た。次の目標は,この感度を500GHzへ拡張することである。これまでの市販の原子間力顕微鏡用のカンチレバーを用いたトルク法によるマイクロカンチレバー電子スピン共鳴(ESR)に関しては、15T超伝導磁石と1.1THzまでの後進行波管(BWO)を用いて、Co Tutton塩のマイクロカンチレバーESR測定を4.2Kで行い、ESR信号の観測に成功した。これは、我々のこれまでの最高周波数0.37 THzを大幅に更新するもので、機械検出によるESR測定の世界最高記録であり、Appl. Phys. Lett.に結果を発表した。一方、あらゆる生体金属タンパク質のマイクロカンチレバーESR測定を可能にするには、ESRに伴うカンチレバーの微小変位を検出する方法として光てこ法のひとつである波長可変レーザーを用いたFabry-Perot干渉計方式を用いたファラデー法による測定の高感度化が必要で、その開発を進めた。そのためには、試料空間の磁場勾配を増大することが考えられる。そこで、これまでのフェライト磁気チップをジスプロシウムに置き換えることで、磁場勾配を桁違いに増大することに成功し、検出感度を2桁向上することができた。最終的な目標は、生体金属タンパク質の測定であるが、まず装置改良のテストとして、金属タンパク質のモデル物質である金属フタロシアニン錯体のマイクロカンチレバーESR測定を行った。その結果、銅ポルフィリン錯体について観測に成功し、過去のESR結果を再現できていることを確認した。また、鉄ポルフィリン錯体についても測定を行い、特徴的なg=6のESR信号を機械検出により観測することに成功した。これらの結果は、論文投稿中である。これまでのフェライト磁気チップをジスプロシウムに置き換えることで、磁場勾配を桁違いに増大することに成功し、ピエゾ抵抗検出方式およびFabry-Perot干渉計方式のいずれにおいても、ファラデー法によるマイクロカンチレバーESR測定の検出感度を2桁向上することができた。そして、金属タンパク質のモデル物質である銅ポルフィリン錯体や鉄ポルフィリン錯体のESR信号を機械検出により観測することに成功したため。この成功は、生体金属タンパク質のマイクロカンチレバーESR測定への扉を開く成果である。また、トルク法によるマイクロカンチレバーESR測定の周波数を1.1 THzへ、磁場領域を15Tに拡張することに成功した。これは、今後ファラデー法によるマイクロカンチレバーESR測定も、この周波数-磁場領域に拡張可能であることを示す成果であるから。カンチレバーを用いて超微量金属タンパク質の高周波電子スピン共鳴(ESR)を可能にするために技術開発を行った。得られた成果としては以下の通りである。(1)ピエゾ抵抗型カンチレバーと後進行波管(BWO)を組み合わせた測定系を構築し、Co Tutton塩の高周波ESR測定を1.1 THzの周波数で成功した。この値はこれまで我々のグループにおける最高周波数0.37 THzを3倍更新する成果であり、機械検出によるESR測定周波数の世界最高記録を達成した。(2)カンチレバーの変位を高感度に検出する方法としてFabry-Perot干渉計による新しい変位計測手法を開発した。これによりリアルタイムで数pmという微小変位計測が可能になった。

微小磁気片を用いて試料空間に磁場勾配を導入することで磁気異方性のない試料の機械検出ESR測定法を開発した。磁性体としてジスプロシウムを採用することにより高い磁場勾配を発生し、測定可能周波数領域を0.5 THzまで拡張することに成功した。(3)本研究で開発した新技術を用いて金属タンパク質のモデル物質について高周波ESR測定を行った。銅ポルフィリン錯体については約1μgの微小試料について0.39 THzまでのESR測定に成功し、10^9 spins/Gという最小スピン検出感度の実現に成功した。また、ヘムタンパク質の活性中心であるヘミン分子の微量試料(100 ng)に対しても高周波ESR測定を行い、0.5 THzまでの高周波ESR信号の検出に成功した。特に、ヘミン分子に特徴的なg=6のESR信号の検出に成功し、多周波数測定の結果から詳細なゼロ磁場分裂定数の導出に成功した。ピエゾ抵抗型カンチレバーのESR測定周波数を世界最高記録の1.1 THzに拡張することに成功した。さらに,カンチレバーの変位を高感度に検出する方法としてFabry-Perot干渉計による新しい変位計測手法を開発した。その結果,ヘムタンパク質の活性中心であるヘミン分子の微量試料(100 ng)に対しても高周波ESR測定を行い、0.5 THzまでの高周波ESR信号の検出に成功した。そして、多周波数測定の結果から詳細なゼロ磁場分裂定数の導出に成功した。本年度は,これまで市販の原子間力顕微鏡用のカンチレバーを用いたESR測定から,光てこ法のひとつである波長可変レーザーを用いたFabry-Perot干渉計方式を採用したESR測定に移行することにより高感度化を進めた。この新しい測定方式で,当初手動でカンチレバーと光ファイバーの位置合わせをおこなったため,手順が煩雑であり、作業効率が低いという問題があった。この問題を解決するためアラインメントチップと呼ばれる位置合わせの治具を初めて導入した。その結果,カンチレバーの試料セット時間を約1/4に短縮することに成功したので,高感度化のための他の条件だしを効率的に進められ,高感度化に寄与した。そして,スピン感度10^5 spins/Gを80-105 GHzの領域で達成した。この値は目標スペックの10^6 spins/Gを上回るものである。このことから,研究が当初の計画どおり順調に進展しているということができる。さらに,この結果を受けて微量なミオグロビンタンパク質溶液試料のESR測定にも挑戦した。測定を行ったミオグロビン試料ではFeイオンが活性中心となっており、価数や配位子によってさまざまな信号が得られる。特に価数をコントロールできる溶液中での測定は重要である。また,価数の変化はFeサイトの電子状態の変化に対応するが,その電子状態を調べる場合,高周波ESR測定が極めて有効なことがわかっており、その高感度化は重要課題ということができる。最終年度の平成28年度は、金属タンパク質のモデル物質のESR測定から、当初の目標である金属タンパク質そのもののマイクロカンチレバーESR測定を目指す。
サンボー・プレイ・クック遺跡群の建築・都市研究

今日のカンボジアを中心として西暦7世紀を中心として隆盛を極めたプレアンコール期の首都イーシャナプラ(現在のサンボー・プレイ・クック遺跡)の古代都市と寺院に関する研究を行った。多数の寺院の他に水路や環壕,土手,古道といった土木的な痕跡が残されている古代都市の全体像を明らかにするとともに,遺跡群内で最大規模の寺院の歴史的な変遷の過程を考古学的な発掘調査により解明した。「サンボー・プレイ・クック遺跡群の全容解明」と「プラサート・サンボー寺院の原型の解明」を目的として調査を実施した。遺跡群の表採調査からは、多数の陶器ならびに瓦などの遺物が収集された。遺物の記録と分析を実施したほか、遺跡群全域の図面中に収集地点をマッピングした。また、都城イーシャナプラ内のオークロカエ村の村落配置図の作成と聞き込み調査を行い農作業中に遺物の出土状況について確認した。この他、村内に多数分布する縦穴式井戸の土層断面の調査を実施し、今後の発掘調査地区を検討するための基礎資料とした。遺跡群北部のモニュメント45と49の地点では、考古学的発掘調査を実施した。モニュメント45からは、煉瓦とラテライト造りの周壁に囲繞された寺院址が出土した。モニュメント49からは、煉瓦遺構が広い範囲から検出され、地下90cmから290cmというかなり厚い土層からクメール土器が連続的に出土した。遺跡群周辺の広域調査では、コンポントム州の空中写真をGISに組み込み、溜池の分布を記録することで、都市の領域に関して分析した。また、同様にアンコール遺跡群の西バライから、サンボー・プレイ・クック遺跡群へと繋がる古道について正確な経路の記録を図った。プラサート・サンボー寺院では、東西の主軸上、東側にてロングトレンチをいれ、寺院境内の構造について精査した。内外の周壁の正門の構造や中心軸上の参道状の遺構の構造が明らかとなった。また、複数回にわたる改変の痕跡が確認され、碑文や美術様式に示されている後世の改宗が裏付けられる結果が得られた。古代都市イーシャナプラの北方地区に位置する煉瓦造遺構M45とM49において発掘調査を行った。M45はこれまで中央に位置する祠堂のみが確認されていたが、周壁に囲繞された寺域内に複数の遺構が建てられている複合的な構成であることが確認され、そのうち一つはラテライト円柱が列をなす特徴的な構造を示すものであることが判明した。M49からは厚さ約3.5mに渡り、土器やクメール陶器が連続的に検出される土層が確認された他、広い範囲から煉瓦敷の床面が検出され、この地区が長期間におよんで都城の中でも重要な位置をしめていたことが推測される結果が得られた。プノンペン博物館の資料室では、1960年代にB.P.グロリエによってイーシャナプラの寺院区内を発掘調査した時の遺物の再調査を行った。土器・クメール陶器・中国産貿易陶磁が含まれており、アンコール時代初期から中期にかけてのクメール陶器の編年に有用な資料が得られた。これに加えて、グロリエによる過去の調査地区の近傍にて、新たに発掘調査を実施し、既往の調査による遺物を層位学的に再確認することを図った。プラサート・サンボー寺院内では、詞堂内の台座の復原調査ならびに保存修復工事を実施した。中でも、N7祠堂の前方から出土した大型の八角形台座は、クメール芸術において極めて特徴的な構成を示しており、破断していた砂岩材、内部の煉瓦積みなどを修理し、復原的な修復工事を完了した。その他に、N1/N7/N8/N14-2/S17-1塔の台座の修復工事を実施した。サンボー・プレイ・クック遺跡群の都市および建築に関する研究を進めるにあたり,都市全体およびその周域を含む構造と,主要な複合寺院伽藍であるプラサート・サンボー寺院の構成を解明することを目的として本年度は調査を実施した。都市の構成については,この遺跡群内の都城西側から,後に首都となるアンコール遺跡群へと延びる土堤状の古道の存在が明かとなったこの古道はアンコール時代に整備されたいわゆる王道とは異なる経路を示しており,構成に廃れて使用されなくなったことが窺われる遺構である。しかし,遺跡群に発する唯一の幹線道路がアンコール遺跡群へと連結していた事実は,アンコール地区がプレ・アンコールの時代にすでに副都さながらの重要な拠点であった可能性を示している。中央テラスおよび副祠堂周囲の発掘調査では,特に中央テラスの北西象限のクリアランス調査を実施した。これによって, N4と番付されている祠堂の原型が明らかになり,またこの建物が後世に改造されていることについても確認された。テラスそのものも,これまでに描かれていた復元的なイメージとは大きく異なることが確認された。また,テラス南東に位置するマウンド状の敷地をクリアランス調査したところ,煉瓦造の祠堂が一基出土した。建立が予想される7世紀としては変わった建物であり,またテラスと同様に,後世の改変が明らかに認められた。

平面構成から,クメール建築における初めての「経蔵」と考えることも可能である。過去に実施した調査も含めて,伽藍の中核部を占める一連の発掘調査により,当寺院がアンコール時代に入ってからも改宗,改変を重ね,重要な地方拠点であったことが示された。
血流との干渉が小さい生体材料の開発研究

低摩擦性を持つ生体高分子表面上の壁面せん断応力を非侵襲で計測する手法として,生体表面上の流れを直接計測することでせん断力を計測・評価する手法を提案した.従来法とは異なり力学センサを必要としない新たな壁面せん断力手法を開発したことにより,様々な表面状態によってもその表面上のせん断力計測を可能とした.また,表面における壁面せん断応力は,生体高分子表面における分子鎖間隙に深く関連し,本研究期間においてその分子鎖間隙と摩擦低減率について定量的に評価した.低摩擦性を持つ生体高分子表面上の壁面せん断応力を非侵襲で計測する手法として,生体表面上の流れを直接計測することでせん断力を計測・評価する手法を提案した.従来法とは異なり力学センサを必要としない新たな壁面せん断力手法を開発したことにより,様々な表面状態によってもその表面上のせん断力計測を可能とした.また,表面における壁面せん断応力は,生体高分子表面における分子鎖間隙に深く関連し,本研究期間においてその分子鎖間隙と摩擦低減率について定量的に評価した.低摩擦性を持つ生体高分子材表面に、免疫的な干渉を除去する保護基を修飾することにより生体に優しい素材開発を目指し、本年度は流体工学的知見から開発素材表面の干渉について定量的に評価する手法構築を行った。また血球・タンパクの付着性や流れでの耐久性の評価手法を確立することで、血管内で低摩擦・免疫ステルス性に対し優れた生体材料を開発研究を行った。生体材料と表面上の流れとの干渉を定量的に評価するため、表面における速度分布を計測し、表面近傍における速度勾配から摩擦抵抗を見積もる手法について構築した。表面に作用する摩擦を評価するために表面近傍の速度勾配を計測する必要があるが、その計測手法について共焦点マイクロPIVシステムを使用し、これまでの計測手法の約2倍の空間解像度の向上を達成し、表面における摩擦抵抗の見積もりに関しては約6%改善された。低摩擦・免疫ステルス性に対し優れた生体材料を開発を目指し、本来生体材料には不向きなプラスチック剤に対し、成形後にリン脂質様膜を表面就職することで生体適合性を付加させる手法を、本研究の観察対象とするマイクロ流路に施し、その表面付着性について評価した。その結果、マイクロ流路等の微小流路に表面修飾を行う際には空気詰まりなどの影響から修飾されていない部位が生じることが多々生じるが、本手法では流路内壁が親水性となるためほぼ表面全域に対象となるリン脂質様膜を修飾することができた。低摩擦性を持つ生体高分子表面上の壁面せん断応力を非侵襲で計測する手法として,生体表面上の流れを直接計測することでせん断力を計測・評価する手法を提案した.従来法とは異なり力学センサを必要としない新たな壁面せん断力手法を開発したことにより,様々な表面状態によってもその表面上のせん断力計測を可能とし,その成果については計測関する国際誌に掲載されている.また,表面における壁面せん断応力は,生体高分子表面における分子鎖間隙に深く関連し,本研究期間においてその分子鎖間隙と摩擦低減率について定量的に評価し,本研究目的に相当する優れた生体材料開発への評価項目として確立した.本年度ではさらに,分子鎖間隙に囲われた内部の水の挙動について,蛍光標識剤を使用し,分子スケールでの物質拡散および移動の計測を行った.分子鎖間隙内での物質拡散の定量的計測手法としては,表面近傍の速度場計測装置を応用し,独自の濃度勾配計測手法を構築し,国内における学会で発表している.本研究成果については現在論文執筆中であり,国際誌への投稿を予定している.また,分子鎖間隙内での物質移動に関しても,高分子-水界面において多孔質様流れ場が形成していることを明らかとなり,生体高分子内での界面近傍内部の流動により,表面の摩擦抵抗低減を示唆する力学的メカニズムとして知見が得られ,現在論文投稿を予定している.以上より,本年度では生体材料を構成する生体高分子表面における摩擦の定量評価手法の開発と,その摩擦の低減メカニズムに関わる高分子内部の物質拡散と物質移動について定量評価を行った.実施予定よりも順調に研究が推進されて,分子スケールの物質移動計測法を開発できたことより,さらに本研究に関わる内容の力学知見が深まったことが最大の成果と考えられる.生体流体工学計画していた実験が順調に進行し、本年度目指していた壁面近傍の速度場計測手法の確立、摩擦抵抗の定量評価手法の確立や流路への生体適合性の付加に関して達成し、また来年度予定していた実験も進められていることから、当初の計画以上に本研究は進展しているものと考えている。計画されていた実験の計測を進め、得られた成果について国際学会や学術論文への投稿等を積極的に行っていく。実験実施場所として、申請時には所属機関である東洋大学で行う予定であったが、実験場所として東北大学大学院工学研究科にて実験を行うことが出来るようになり、当初購入予定であった設備備品のうち顕微鏡対物レンズの購入を見送ったことによる、予算執行の変更があったためである。実験計画は順調に進展しており、今後の研究発展を更に進めるために、本申請での計画した実験を更に実験回数を増加させ、統計量抽出へ注力していく。そのため、購入物品のうち実験消耗品の購入費を増額し、実験の質向上を努めていきたいと考えている。
薬物の脳内移行検定システムの開発:血液脳関門in vitro再構築系

より生体機能に近似した血液脳関門(BBB) in vitro再構築系(in vitro BBB kit)の構築し、その機能を検証した結果、新しい知見を得た。血液脳関門は、毛細血管内皮細胞、ペリサイト(周囲細胞)、およびアストロサイトの3者より構成されているが、ペリサイトの役割はよくわかっていない。そこで、毛細血管内皮細胞、ペリサイト、アストロサイトを共培養することによりin vitroBBB kitを作成しペリサイト共培養によるバリア機能の変化を評価した。2腔培養系transwellを用いて培養し、以下の4種のin vitroBBB kitを作成した。(1)内皮細胞のみ(2)内皮細胞とペリサイトの共培養(両細胞を接着させないもの)(3)内皮細胞とペリサイトの共培養(両細胞を接着させたもの)(4)ペリサイト接着共培養(3)にアストロサイトを加えたもの。バリア機能は、微少電極を用いた経内皮電気抵抗の測定と、内皮細胞を透過するsodium fluoresceinとEvan's blue-albuminの量を測定し評価した。その結果、ペリサイトの接着共培養にてバリア機能は上昇し、これにアストロサイトを加えることにより透過性は亢進することが判明した。ペリサイトは内皮細胞の安定化や血液脳関門の機能上昇にはたらいているものと考えられた。アストロサイトも血液脳関門を構成する一つとして重要な位置を占めている。一般に内皮細胞とアストロサイトを共培養することにより、P糖タンパクの発現上昇や、tight junctionの誘導がおこるなど、バリア機能は上昇するといわれている。しかし,ペリサイトへの作用やペリサイト影響下での内皮細胞への作用はわかっていない。アストロサイトを加えることにより透過性は亢進し、ペリサイトにより上昇したバリア機能は低下した。内皮細胞、ペリサイト、アストロサイトは互いに作用し、BBB機能を調節しているものと考えられた。血液脳関門(BBB)in vitro再構築系を改良・開発し、薬物の脳内移行率・BBB機能検定のスクーリニング・システム(BBBキット)を完成させるために、先ずパーミアブルサポートの基本構造を検討した。内皮細胞とアストロサイトの混合培養ができるパーミアブルサポートとして改良し、交流電気抵抗計を利用しBBBの機能のうち密着結合による透過性の検定、液相・吸着・受容体介在性エンドサイトーシスも測定できるようになった。また、ポリエステル、ポリカーボネートなど材質の検討、メンブレンフィルターのポアサイズ、コーティングの方法(コラーゲンの選択、フィブロネクチンの可否等)ハードの改良も展開中である。細胞の選択も完了し、脳血液関門細胞株GP8.3細胞(SV40レトロビールス法で不死化されたラット脳毛細血管内皮細胞由来細胞株、申請者の実験室で株細胞として維持されている)が最適であることが確認できた。混合培養されるアストロサイトは、電気抵抗(密着結合による透過性)を指標に、実験動物(マウス、ラット)から得た初代培養細胞、ラットC6グリオーマ細胞、正常ヒトアストロサイト(Neuro Pack-As、三光純薬(株))などの細胞とマッチングを行った結果、最適な細胞の組み合わせは、GP8細胞とラットC6グリオーマ細胞であることが分かった。また、培養液中のdibutyryl-cAMPが、in vitroで脳血液関門の機能を向上させることを見出しており、引き続き培養条件の改良に努めている。より生体機能に近似した血液脳関門(BBB)in vitro最構築系(in Vitro BBB kit)の構築し、その機能を検証した結果、新しい知見を得た。

血液脳関門は、毛細血管内皮細胞、ペリサイト(周囲細胞)、およびアストロサイトの3者より構成されているが、ペリサイトの役割はよくわかっていない。そこで、毛細血管内皮細胞、ペリサイト、アストロサイトを共培養することによりin vitroBBB kitを作成しペリサイト共培養によるバリア機能の変化を評価した。2腔培養系transwellを用いて培養し、以下の4種のin vitroBBB kitを作成した。(1)内皮細胞のみ(2)内皮細胞とペリサイトの共培養(両細胞を接着させないもの)(3)内皮細胞とペリサイトの共培養(両細胞を接着させたもの)(4)ペリサイト接着共培養(3)にアストロサイトを加えたもの。バリア機能は、微少電極を用いた経内皮電気抵抗の測定と、内皮細胞を透過するsodium fluoresceinとEvan's blue-albuminの量を測定し評価した。その結果、ペリサイトの接着共培養にてバリア機能は上昇し、これにアストロサイトを加えることにより透過性は亢進することが判明した。ペリサイトは内皮細胞の安定化や血液脳関門の機能上昇にはたらいているものと考えられた。アストロサイトも血液脳関門を構成する一つとして重要な位置を占めている。一般に内皮細胞とアストロサイトを共培養することにより、P糖タンパクの発現上昇や、tightjunctionの誘導がおこるなど、バリア機能は上昇するといわれている。しかし、ペリサイトへの作用やペリサイト影響下での内皮細胞への作用はわかっていない。アストロサイトを加えることにより透過性は亢進し、ペリサイトにより上昇したバリア機能は低下した。内皮細胞、ペリサイト、アストロサイトは互いに作用し、BBB機能を調節しているものと考えられた。
単調および凸作用素関数と量子情報・数理物理への応用

申請者は、様々な作用素或いはトレース関数の凸性を証明した。申請者は、量子システムの残差量子エントロピー、単一または多重の複数の量子チャネルにおけるエントロピー・ゲインの凸性を発展させ証明した。この発見は、単調作用素関数論における昨今の進歩に基づくものである。申請者はまた、行列エントロピーのクラスを特徴づけた。これは、ランダム行列用に対する集結不等式を確立するための最近の方法である。申請者はまた、非可換のパースペクチブを特徴づけ、行列幾何学に応用があるいわゆる正規作用素写像の研究を創始した。本科研費の研究成果は以下の項目に分けられる.作用素あるいはトレース関数の凸性の数学的理論:他の多くの研究者と共同で発展させたいくつかの作用素不等式を含む種々の手法を用いてこの方面の研究を行った.2.量子情報関数の研究: Wigner-Yanase-Dysonの歪情報量と類似の歪情報量測度の新しい族を発見した.この発見は作用素単調関数の理論における最近の進展に基づいており,Journal of Statistical Physicsに出版予定の論文に発表される.また2012年8月6-11日のデンマーク,Aalborgでの国際数理物理会議で報告した.3.量子情報理論の統計力学への応用研究のための特定の物理モデルの解析:この問題はElliott Liebとの共同研究において部分的に解析が進んでいる.4.単調および凸作用素写像の理論:量子物理に応用がある新しい結果が得られた.この研究は10年来継続中のものであり,オクスフォード大学から出版される学術参考書として現在編集中である.上記研究は科研費代表者単独あるいはいくつかの共同研究計画として実施した.後述の学会発表に加えて,以下の共同研究を行った.プリンストン大学(米)のElliott Liebと共同研究,2013年,2月13ー22日.申請者は、様々な作用素或いはトレース関数の凸性を証明した。本科研費の研究成果は以下の項目に分けられる。1.作用素あるいはトレース関数の凸性の数学理論:科研費申請で説明したように、他の多くの研究者と共同で開発した種々の作用素不等式の理論と、Effrosが作用素の関数に拡張したパースペクティブ関数の理論を強力な道具として研究を行った。Edward Effrosとこの方向をさらに発展させる共同研究を行い、最近の成果を論文に作成中である。2.量子情報関数の研究:項目1で発展させた一般理論を応用して、Temme, Kastoryanao, Ruskai, Wolf, Verstrate (J. Math. Phys. 51:122201)によって導入された量子chi-squareダイバージェンスの凸性を証明した。量子chi-squareダイバージェンスは量子統計に依存して多様であり、この結果はこれまで特別な場合でしか示されていなかった。2012年8月に開催される国際数理物理会議でこの成果について招待講演を行う。3.量子情報理論の統計力学への応用研究のための特定の物理モデルの解析:この研究はまだ具体的な成果が得られていない。4.単調および凸作用素写像の理論:オクスフォード大学から学術参考書を出版する予定で10年来継続中の研究である。この研究過程で発見したLoewnerの定理の新しくて簡易化された証明をプレプリントに著し、いくつかのコンファレンスとセミナーで講演した。以下通り交付申請を行い、達成したことを報告する作用素あるいはトレース関数の凸性の数学的理論:他の多くの研究者と共同で発展させたいくつかの作用素不等式を含む種々の手法を用いてこの方面の研究を行った.2.量子情報関数の研究: Wigner-Yanase-Dysonの歪情報量と類似の歪情報量測度の新しい族を発見した.この発見は作用素単調関数の理論における最近の進展に基づいており,Journal of Statistical Physicsに出版予定の論文に発表される.また2012年8月6-11日のデンマーク,Aalborgでの国際数理物理会議で報告した.3.量子情報理論の統計力学への応用研究のための特定の物理モデルの解析:この問題はElliott Liebとの共同研究において部分的に解析が進んでいる.4.単調および凸作用素写像の理論:量子物理に応用がある新しい結果が得られた.この研究は10年来継続中のものであり,オクスフォード大学から出版される学術参考書として現在編集中である.上記研究は科研費代表者単独あるいはいくつかの共同研究計画として実施した.後述の学会発表に加えて,以下の共同研究を行った.プリンストン大学(米)のElliott Liebと共同研究,2013年,2月13ー22日.他の多くの研究者と共同で開発した種々の作用素不等式の理論と、Effrosが作用素の関数に拡張したパースペクティブ関数の理論を強力な道具として研究を行った。

また、Paolo Gibilisco(ローマ,Tor Vergata),Edward Effros (UCLA)およびElliott Lieb(プリンストン)と個別に共同研究を行う計画がある.次年度の科研費は、主に国内外で行われる学会への参加ならびに国外の科学者との研究に関する協議等を行うための旅費ならびに学会参加費として執行する予定である.2012年5月11-26日の期間にローマ大学Tor VErgata校に滞在し、P. Gibiliscoとの共同研究を開始する。この共同プロジェクトは科研費とイタリアからの研究費による。次年度において、他にもいくつかの科研費によるプロジェクトを行う予定である。
瞳孔反応を指標とした注意機能の客観的測定

本研究では、注意課題として損失ー利得課題を用い、先行手がかりにより空間的注意を操作し、ターゲット刺激に対する瞳孔反応を検討した。その結果、輝度増分刺激に対する縮瞳と、輝度減分刺激に対する散瞳のそれぞれにおいて、瞳孔反応の振幅が注意によって明確に変調されることが明らかとなった。この結果は、瞳孔反応が空間的注意をする上で有効な客観的指標となりうることを強く示唆している。本年度は、主として実験システムの構築と、瞳孔反応を用いて視覚課題遂行時の観察者の注意機能の変化を計測するための、実験条件の設定を重点的に行った。実験システムの構築としては、新たに眼球運動計測装置を導入して、専用のソフトウェアを開発することにより、観察者が視覚課題を遂行している間に、リアルタイムで眼球運動と瞳孔径の変化を同時に計測できるシステムを設置した。注意機能の計測に関しては、損失ー利得課題を用いて瞳孔反応の変化を検討した。この課題では、ターゲットの位置を確率的に示す先行手がかりを用いることによって空間的注意を操作し、ターゲット処理の効率の変化(利得と損失)を検討する。本研究では、通常用いられる反応時間計測に加えて瞳孔反応計測を同時に行うことにより、刺激駆動型注意による視覚処理の変化を瞳孔反応により検出することが可能か否かを検討した。その結果、反応時間に受動的な刺激駆動型注意の影響が強く表れる時間条件において、ターゲットに対する瞳孔反応の振幅も変化することが示唆された。しかしながら、注意による瞳孔反応の変調効果は比較的小さく、多数回の計測をオフラインで平均化することによってはじめて検出できるような大きさであった。また、通常、損失ー利得課題で用いられるような、小さく、提示時間の短いターゲットでは十分な大きさの瞳孔反応が得られにくいという問題点も明らかとなった。このため、現在は、瞳孔反応を十分に駆動するようなターゲット刺激を用いて、注意によって視覚刺激の処理効率が大きく変化し、かつ、それが瞳孔反応の変化としても明確に表れるような実験条件を探索的に検討している。本研究は、瞳孔反応が視覚課題遂行時の注意の変化を反映する指標となることを検証し、さらには、リアルタイムでの注意計測の可能性を検討することを目的としていた。検討の結果、1試行内の注意の変動をリアルタイムでモニタリングするためには、注意による瞳孔反応の変調効果は小さすぎることが明らかとなった。このため、今年度は、同じ刺激条件を30試行程度の繰り返した結果をオフラインで平均した瞳孔反応を用い、注意による変調効果を詳細に検討した。注意課題として損失ー利得課題を用い、先行手がかりにより空間的注意を操作し、標的刺激(視角6度の輝度刺激)に対する検出反応時間を計測するのと同時に瞳孔反応も計測し、両者を比較した。結果は以下の通りである。1)統制条件と比較して、先行手がかりと同側、あるいは、反対側に標的刺激を提示する条件では、それぞれ反応時間の減少と増加が認められたが、瞳孔反応においても標的刺激に対する応答の増幅と減少が確認された。2)反応の変調は、輝度増分刺激に対する縮瞳と、輝度減分刺激に対する散瞳のそれぞれで認められた。3)瞳孔反応の変調は、注意による反応時間の変調が大きいSOA条件において顕著であった。4)損失ー利得課題のようにできるだけ早く正確に反応するよう求められると、課題誘発性の瞳孔反応(試行開始とともに生じ、キー押し反応を行うまで徐々に大きくなっていく散瞳反応)が生じ、これにより、空間的注意による瞳孔反応の変調効果が認められにくくなることがある。5)課題誘発性瞳孔反応の影響をおさえるため、標的刺激の検出をせずに単に刺激を観察するよう求めたところ、注意による瞳孔反応の変調がより明確に現れることが確認された。以上の結果は、瞳孔反応が注意機能を計測する生理学的指標となりうること、そして注意による瞳孔反応の変調効果は知覚反応に対する効果とよく対応することを示唆している。実験心理学注意による瞳孔反応の変調が予想よりも小さく、研究に最適な実験条件の設定に時間を要している。ターゲット刺激を工夫することにより、瞳孔反応を十分に駆動し、かつ、注意による変調効果も検出しやすい実験条件を設定できるのではないかと考えている。また、平成26年度は、最適な実験条件を探索するために、損失ー利得課題において受動的注意だけでなく能動的注意による影響を検討するとともに、視覚的探索など別の注意課題に関しても検討を進める予定である。
グリーン化学に向けた高機能触媒の開拓-精密分子触媒の開拓-

光学活性ジホスフィンと1,2-ジアミンをともに配位子とする一連の塩化ルテニウム(II)錯体は,2-プロパノール中,塩基の存在下,様々な単純ケトン類の不斉水素化反応において極めて高い活性と立体選択性を示す。平成18年度は、RuCl_2(diphosphine)(pica)やRuH(h^1-BH_4)(diphosphine)(pica)がt-アルキルケトン類の不斉水素化に有効であることを発見した(pica=α-picolylamine)。これまでかさ高いケトン類の不斉還元におけるアルコール生成物の鏡像体過剰率は不十分であったが、この問題を解決する新しい手法を提供できたといえる。さらに、η^6-arene/N-tosylethelenediamine-Ru錯体が、水素移動型還元のみならず水素化反応、にも有効な触媒前駆体であることを明らかにした。この手法により、非塩基性と酸性、いずれの条件下においても、ケトン類の高効率かっ高選択的な不斉水素化が可能となった。得られた結果は、基質適用範囲を大幅に拡大するとともに、ケトン基質の水素化遷移状態における金属-配位子二官能性機構を改めて支持した。核酸や糖医薬,および液晶材料等の合成において有用な原料となり得るβ-ヒドロキシニトロアルカン化合物やβ-アミノニトロアルカン化合物、およびβ-ヒドロキシカルボニル化合物を,金属を含有しない環境調和型触媒存在下効率よく合成することにも成功した。特に、分子構造が精密に制御された酸あるいは塩基を意味する「形ある酸」および「形ある塩基」触媒を開発した。これら分子触媒を用いることで、水溶液中での高活性・高選択的化学変換に新局面をもたらした。さらに、独自に設計・開発したロジウム錯体が、芳香環やヘテロ芳香環の炭素-水素結合を直接アリール化する優れた触媒となることも見出した。本反応はチオフェン、ビチオフェン、フラン、ピロール、インドールなどのヘテロ芳香族化合物のみならず、ベンゼン誘導体でも進行することが明らかとなった。反応機構をより詳細に理論的に解明し、今後の触媒設計指針に重要な知見を提供した。化合物・物質の人知による合目的かつ効率的変換は化学の特質であり、最重要分野の一角を占めている。しかるべき方法論さえあればいかなる物質の分子構築も可能であり、真に有用な基本的方法論の開拓は革新的合成法の実現に直結する。本研究者はこの信念の基に研究を行い、分子触媒化学、とくに不斉合成の分野で世界を先導してきた。なかでも、論理的な分子設計から産み出された光学活性ジホスフィンのBINAPを配位子とするルテニウム錯体触媒による官能基化されたオレフィン類の不斉水素化反応は、極めて広範囲の有用物質群を供給する強力な手段を提供している。精密化学工業やライフサイエンス等の応用化学分野に大きな波及効果を与えており、その反応機構の解明が強く望まれていた。本年度は、エナミド基質の一種であるα-(アセトアミド)アクリル酸エステル類を代表基質として不斉水素化機構の解明を目的に研究を行い、所期の目的を達成した。触媒前駆体であるルテニウム錯体は、水素分子と反応してモノヒドリド錯体へ変換される。これにエナミド基質が二座配位して基質触媒複合体となる。