hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本人英語学習者と英語母語話者における知覚の差の解明と学習支援方法の開発

本研究の目的は、英語学習者が正確に英語を聴き取れるようになるための聴取訓練用教材開発への貢献であった。我々が日常生活において音声を聴き取る際、必ずといってよいほど音声の背景には雑音や残響が存在する。例えその言語の母語話者であっても雑音や残響が加わることで聴取能力が低下し、特に外国語音声の聴取時に正答率の低下が顕著になることが先行研究で報告されている。本研究では、日本人英語学習者の英語子音聴取を習熟度別に分析した。聴取実験によって、上級学習者であっても雑音・残響の影響を受けることを確認し、中級学習者のみならず上級学習者を対象とした聴取訓練教材開発が必要であることを提唱した。本研究の目的は、日本人英語学習者が駅や空港などの雑音・残響が存在する公共空間において、正確に英語を聴き取れるようになるための聴取訓練用教材開発への貢献である。我々が日常生活において音声を聴き取る際、ターゲットとなる音声の背景には必ずといってよいほど雑音や残響などが存在する。このような環境でターゲット音声を聴き取るのは母語話者にとっても困難であることが過去の研究で明らかになっており、またターゲット音声が外国語である場合はさらに聴取能力が低下することが報告されている。このような傾向は初級から中級レベルの学習者のみならず、上級レベルの学習者においても観察される。しかし、英語に限らず、外国語の習熟度と音声知覚の関係性を包括的に調査した研究はまだ少ない。本研究は、英語教育、音声学、バイリンガリズム、音響工学などの分野を統合し、異なる英語習熟度を持つ日本人英語学習者の雑音・残響環境下における英語子音の聴き取りを調査することで、習熟度が外国語音声の聴き取りに与える影響を解明する。平成24年度は、雑音環境下における聴取実験で収集したデータに対して精密な分析を行った。具体的には、英語母語話者、日本人中級英語学習者、日本人上級英語学習者に対して、異なる雑音量を付加したターゲット音声、およびクリーン環境下でのターゲット音声の聴取実験結果を、正答率と異聴傾向を用いて比較した。分析結果より、雑音が増加するにしたがって上級学習者のパフォーマンスが英語母語話者と離れる傾向にあり、中級学習者と同様、聴取訓練が必要であることが示唆された。研究成果は、平成25年の夏に開催される国際会議に研究論文として投稿(査読結果待ち)、また音響を専門とする英文学術論文集にレターとして投稿した(修正後、採録決定)。本研究の最終目的は、英語学習者が駅や空港などの雑音・残響が存在する公共空間で正確に英語を聴き取れるようになるための聴取訓練用教材開発への貢献である。例え母語話者であっても雑音や残響が加わることで聴取能力が低下し、その影響は外国語学習者にとってさらに深刻な問題であることが過去の研究で報告されている。本研究課題において、平成25年度は雑音・残響下における日本人英語学習者の英語子音知覚の正答率および子音の異聴傾向を習熟度別に分析した。具体的には、TOEICの点数を基準として英語学習者を上級学習者と中級学習者に分け、それぞれの英語子音23個における正答率および異聴傾向を明らかにし、英語母語話者の傾向と比較をした。中級学習者は仮説通り英語母語話者との差が大きかったが、特に上級学習者においては、全体的な正答率では英語母語話者と類似した結果であっても子音および雑音の量によっては中級学習者と類似した異聴傾向を示した。また、TOEICの点数が高い学習者は雑音・残響のない聴取環境では点数が低い学習者よりも正答率が高かったが、雑音・残響量が増加するとともに、いわゆる英語習熟度が高いと言われる学習者であっても正答率が低下することが分かった。つまり、雑音・残響が多い日常生活では、たとえ上級学習者であっても英語子音の聴き取りが困難となる可能性があることを意味した。本実験により、雑音下においては中級学習者のみならず上級学習者も聴取訓練を必要としていることが明らかになった。また、各習熟度において苦手とする子音や聴取環境を突き止めることにより、より効果的な学習につながることが期待された。平成25年度に得られた研究の成果は学術論文および学会において発表した。平成24年度は、雑音環境下における聴取実験結果に対して詳細に分析を行った。当初の計画では、平成24年度中にさらに雑音・残響環境下における聴取実験を実施する予定であったが、実験を開始したものの全体が終了するまでには至らなかった。したがって、平成25年度も引き続き実験を継続する予定である。25年度が最終年度であるため、記入しない。

本研究課題全体としての進め方は計画書の通りである。平成25年度は、雑音・残響環境下における聴取実験を遂行、また結果に対して詳細な分析を行う。さらに、雑音環境下における聴取実験、雑音・残響環境下における聴取実験の結果を統合して検討し、教材作成に向けて更なる分析を行う予定である。25年度が最終年度であるため、記入しない。
敗血症性ショックにおけるオレキシンの新規中枢神経系制御機序の解明

敗血症は、細菌による感染を発端として、細菌が産生するエンドトキシンなどの毒素が全身に広がり、播種性血管内凝固症候群(DIC)、多臓器不全、ショックなどを引き起こす全身疾患である。重症度に幅があり敗血症、重症敗血症、敗血症性ショックの順で重篤化し、まだ有効な治療法が確立していない。申請者らは敗血症性ショックモデルマウスに神経ペプチドであるオレキシンを末梢投与すると、オレキシンが全身性炎症状態で障害を受けた血液脳関門を通過し、中枢に作用してバイタルサイン(体温と心拍数)を回復することを見出した。神経活動の指標であるFosを用いた免疫組織学的手法による探索の結果、このオレキシンによる体温の回復作用には延髄縫線核セロトニン神経が活性化されることが重要であることがわかった(Ogawa, Irukayama-Tomobe, eLife, 2016)。さらに延髄縫線核にアデノ随伴ウィルス(AAV)ベクターを用いて抑制性(hM4Di)DREADD(Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs)を発現させた場合に、オレキシンの体温上昇作用が消失することを確認した。さらに、ePET1-Creマウスとfloxed-hM3Dqマウスを交配し、ダブルトランスジェニックマウスを作成した。このマウスに敗血症性ショックを起こした後、CNO投与によりセロトニンニューロンを興奮させた結果、低下した体温の上昇が確認された。また、オレキシンの生存率の改善効果に伴いカテコールアミンとコルチコステロンが増加し、炎症性サイトカインが減少することを見出した。このことからオレキシンの生存率改善には抗炎症作用も関連しているのではないかと考えられた。敗血症は、細菌による感染を発端として、細菌が産生するエンドトキシンなどの毒素が全身に広がり、播種性血管内凝固症候群(DIC)、多臓器不全、ショックなどの症状を引き起こす全身疾患である。重症度に幅があり、敗血症、重症敗血症、敗血症性ショックの順で重篤化し、まだ有効な治療法が確立していない。申請者らは、敗血症性ショックモデルマウスに神経ペプチドである“オレキシン"を末梢持続投与すると、全身性炎症状態で障害を受けた血液脳関門を通過し、中枢作用により重症度の指標である体温と心拍数の低下を回復することを見出した。この生存率の改善効果には、カテコールアミンとコルチコステロンの増加、炎症性サイトカインの減少を伴っていた。低用量オレキシンの脳室内投与でも生存率の改善と抗炎症効果を示したことから、オレキシンの中枢作用により敗血症性ショックマウスの生存率を改善したと考えられた。また、敗血症性ショックにおけるオレキシンの脳内の作用部位について、神経活動の指標となるFosを用いた免疫組織学的探索の結果、延髄縫線核セロトニン神経が有意に活性化されていた(Ogawa, Irukayama-Tomobe, eLife, 2016).本年度は、オレキシンの標的部位をDREADD (Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs)を用いた薬理遺伝学的方法を用いて検証するために、DREADDの確立を目指した。アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを用いて抑制性(hM4Di)、興奮性(hM3Dq)をPet1-Creマウスの延髄縫線核セロトニン神経に発現させ、CNO投与により神経をオン・オフした。抑制性(hM4Di)DREADDを用い、敗血症性ショックマウスの延髄法線核セロトニン神経活動を抑制した場合に、オレキシンによる体温回復効果は消失した。今年度、アデノ随伴ウィルス(AAV)ベクターを用いて興奮性DREADD (hM3Di)を、Pet1-Creマウス(セロトニン神経特異的にCreリコンビナーゼを発現させたマウス)のセロトニン神経に発現させ、CNOを腹腔内投与することにより、セロトニン神経を特異的に興奮させることで、敗血症性ショックのオレキシンによる体温の回復、抗炎症効果(炎症性サイトカインレベルの抑制)が再現されるかを調べる予定であったが、Pet1-Creマウスの繁殖が予定どおりに進まず実験がやや遅れている。申請者らは、興奮性DREADD (hM3Di)をPet1-Creマウスのセロトニン神経に発現させ体温上昇を確認している段階である。マウスの脳へのAVVベクターの導入方法についてはすでに確立している。

さらに延髄縫線核にアデノ随伴ウィルス(AAV)ベクターを用いて抑制性(hM4Di)DREADD(Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs)を発現させた場合に、オレキシンの体温上昇作用が消失することを確認した。また、オレキシンの生存率の改善効果に伴いカテコールアミンとコルチコステロンが増加し、炎症性サイトカインが減少することを見出した。このことからオレキシンの生存率改善には抗炎症作用も関連しているのではないかと考えられた。敗血症性ショックモデルマウスにオレキシンを持続投与した後、再度Fosを用いた免疫組織学的手法を用いて標的部位の探索を行った。オレキシン持続投与4時間後ではTMN (histaminergic tuberomammillary hypothalamic nucleus)、VTA(ventral tegmental area)が有意に活性化され、22時間後ではNTS(nucleus of solitary tract)が活性化されるということがわかった。本年度、アデノ随伴ウィルス(AAV)を用いて興奮性DREADD(hM3Di)を、Pet1-Creマウス(セロトニン神経特異的にCreリコンビナーゼを発現させたマウス)のセロトニン神経に発現させ、CNOによりセロトニン神経を特異的に興奮させることで、敗血症性ショック時でのオレキシンによる体温の回復、抗炎症効果(炎症性サイトカインレベルの低下)が再現されるかを調べる予定であったが、Pet1-Creマウスの繁殖の遅れと、ウィルスインジェクションの手法による感染部位のばらつきのため、効果を正確に評価できなかった。そのため、Pet1-CreマウスとfloxM3マウスを掛け合わせたダブルトランスジェニックマウスを作成した。その後、LPSにより全身炎症を引き起こすとともに、CNOを投与することでオレキシンの効果が再現されるかどうかを検討する予定であったが、繁殖に時間がかかっており次年度に持ち越されてしまった。敗血症は、細菌による感染を発端として、細菌が産生するエンドトキシンなどの毒素が全身に広がり、播種性血管内凝固症候群(DIC)、多臓器不全、ショックなどを引き起こす全身疾患である。重症度に幅があり敗血症、重症敗血症、敗血症性ショックの順で重篤化し、まだ有効な治療法が確立していない。申請者らは敗血症性ショックモデルマウスに神経ペプチドであるオレキシンを末梢投与すると、オレキシンが全身性炎症状態で障害を受けた血液脳関門を通過し、中枢に作用してバイタルサイン(体温と心拍数)を回復することを見出した。神経活動の指標であるFosを用いた免疫組織学的手法による探索の結果、このオレキシンによる体温の回復作用には延髄縫線核セロトニン神経が活性化されることが重要であることがわかった(Ogawa, Irukayama-Tomobe, eLife, 2016)。さらに、ePET1-Creマウスとfloxed-hM3Dqマウスを交配し、ダブルトランスジェニックマウスを作成した。このマウスに敗血症性ショックを起こした後、CNO投与によりセロトニンニューロンを興奮させた結果、低下した体温の上昇が確認された。
強い電子相関を示す遷移金属カルコゲナイドの組成制御と固体化学的評価

本研究では強い電子相関に基づく磁性あるいは電気伝導性を示す遷移金属カルコゲナイドについて固体化学的な評価を行うことを目的とした。主に対象としたのは、(a)Y_2Ba_4Cu_7O_<15-δ>、(b)Ba(Co_<1-x>Ni_x)S_<2-y>の2つの系であるが、紙面の都合上以下(a)について記す。Y_2Ba_4Cu_7O_<15-δ>(Y247)相は、YBa_2Cu_3O_<7-δ>(Y123)相と、YBa_2Cu_4O_8(Y124)相が、C軸方向に交互に積層した構造を持つ酸化物高温超伝導体であるが、その超伝導転移温度(Tc)には、これまで90K級および60K級の2種類の報告があり、研究者間で一致を見ていなかった。そこでこの2種類のTcをもつY247化合物を合成し、電子顕微鏡(TEM)観察および電気四重極共鳴(NQR)を用いて、微視的な結晶構造および電子状態を詳細に調べた。試料合成は通常の固相反応法(試料A)、錯体重合法(試料B)の2種の方法を用いた。交流帯磁率の結果、試料A、BのTcはそれぞれ65K、93Kであった。TEM観察の結果、試料Aの方はc軸方向にわずかな転位が見られるものの、ほぼY247構造の周期を保っていた。一方、試料Bの方は数単位格子程度のY123、Y124の領域が存在しているのが確認された。次にこれらの試料について、1.3KでCu核のNQR測定を行った。試料AのCu(2)サイトにおいてブロードな1種類のサイトが観測された。これは、理想的なY247相において、Cu(2)サイトが結晶学的に2サイトあり、それらがほぼ同一の共鳴周波数(ν_Q)を持つためであると考えられる。一方、試料BのCu(2)サイトは、試料Aと比較してシャープな2種類のサイトが見られた。この2つのサイトのν_Qは、Y123およびY124のCu(2)サイトのν_Qと同一の値を示した。このNQRの結果は、試料Bには、数ユニットセル程度のY123、Y124のマイクロドメインが成長していることを示唆しており、TEM観察の結果と一致している。従って試料Bの高いTcはY123相(Tc約93K)のマイクロドメインに原因があると考えられる。
衣生活における通信販売の役割と問題

近年、通信販売市場の伸びは著しいものがあるが、本研究の目的は通信販売、特に、衣料品の通信販売の利用実態を明らかにするとともに、衣生活における通信販売の役割、衣料品通販の消費者問題、通信販売伸長の要因などの検討である。本目的のために、1993年1994年に(1)消費者を対象とした「衣料品の通信販売に関する調査」、(2)通信販売業者を対象とした「衣料品の通信販売業に関する調査」、(3)岐阜県のアパレル業者を対象とした「通信販売業と岐阜アパレルとの関係に関する調査」および「カタログ比較調査」を実施した。これらの調査から、通信販売の利用は女性を中心に定着しているが、男性の利用率は低く男女差がきわめて大きいこと、一般に、通信販売の利用動機は商品の品質より、利便性、情報性、低価格にあること、ファッション性が要求される衣料品は特に情報性の役割は大きいこと、衣料品は通信販売による購入商品のうち最も利用率の高い商品であるが、30歳代が最も利用経験率が高く、未婚者より既婚者で、未就学児がいない世帯より未就学児がいる世帯で、非共働き世帯より共働き世帯で、無職より常勤で、利用経験率が高いことなどが明らかとなった。衣料品通販の消費者問題としてはカタログにおけるサイズ表示問題、取扱絵表示、原産国表示、デメリット表示の不足、写真と実物との「ずれ」の問題、さらに通販に欠かせない返品・交換制度の問題などが挙げられる。通信販売業と岐阜アパレル業との関係は、円高の下、コスト高を背景としたアパレルの海外生産の進行、不況下での低価格志向という今日の状況下で、通信販売業に主導権があり、価格訴求が縫製業者へのしわよせ、ひいては品質低下を招きかねないことなどが明らかとなった。マルチメディア化が推進されるなか、通信販売の一層の伸長が予想されるが、通信販売に関する消費者教育の充実が望まれる。本研究は研究期間は2カ年であり、平成5年度は第1年目にあたる。本年度は当初計画のとおり、消費者を対象とした「衣料品の通信販売に関する調査」を実施した。調査対象は首都圏および中京圏在住の若年、中年、高年層の男女約2,000名である。回収数は1,615票、回収率は約80%で、高率の回収結果であった。通信販売の利用経験率は予想以上に高く、経験ありは約8割であったが、男女差は大きく、女性は約85%利用経験があったが、男性は44%にとどまった。年齢別出は、当初、若年層での普及を予想していたが、どの年齢層も利用経験率は高く(但し、調査対象者の約87%が女性である)、8割9割に及んでいた。通信販売業が本格的に進展しはじめたのは70年代以降といわれるが、通信販売という購入形態はほぼ女性層を中心に定着しつつあることを物語っている。また、通販とライフスタイルとの関わりを、共働き世帯を通してみると、利用率は共働き世帯約91%、非共働き世帯約83%で、大差ではないが共働きで若干上回っている。女性の職業進出に伴い、通販における利便性への期待は強まるものと思われる。通販利用の三大要因は価格性、情報性、利便性であった。衣料品における通販の利用経験率も高く、全体で約83%であったが、男女差はさらに大きく、女性は約88%、男性は約30%である。通販で衣料品を購入しない理由の最大のものは「試着しないと不安」(約7割)で、その他、風合い、縫製の良否、色柄などがわからないというものが3割強を占めており、衣料品通販の最大の課題はカタログを商品の実物にいかに近づけるかであろう。

なお首都圏と中京圏の利用率の地域差は見られなかった。カタログ調査は38社にカタログ請求をして15社から送付された。現在集計中である。また、次年度の通販業者調査の準備も兼ね、業界トップのS社に聞き取り調査を行った。
本態性高血圧の発症における諸種Na利尿因子の役割

本態性高血圧の発症における諸種Na利尿因子の関与を明らかにするため,高血圧を自然に発症してくるラットと,本態性高血圧患者とを対象とし,食塩負荷に対するNa利尿状態と,Na調節因子の変化との関係を検討し以下の結果を得た。1)高血圧自然発症ラット(SHR)では,レニン・アンジオテンシン(RーA系)の活性状態が腎からのNa排泄に関与し,高血圧を発症している可能性があると考えられた。またDahlの食塩感受性ラットでは,腎におけるプロスタダグランジン(PGE_2やPGI_2)の産生低下がNa排泄を障害し,高血圧の発症に関与している可能性があると考えられた。2)本態性高血圧患者では,レニンが正常か高値のものでは,RーA系がNaの排泄を障害し,高血圧発症の1因となっていると考えられ,レニンが低値のものでは,プロスタグランジンのほかド-パミンやカリクレインの産生障害がNa利尿障害を生じ高血圧をきたしている可能性があると考えられた。3)本態性高血圧患者ではNa利尿因子でありながら,血管平滑筋細胞に作用して細胞内NaおよびCaを増加させ,血圧上昇に関与する因子(Na^+,K^+ーATPase阻害因子)が存在することも判明し,一部の本態性高血圧ではこのような因子が高血圧の発症に関与している可能性もある。以上の研究成果から,本態性高血圧患者では,諸種Na利尿因子の障害が高血圧の発症に関与している可能性がつよいことが示唆された。ただし各患者により主役となっているNa利尿因子の障害が少しづつ異なり,しかもいくつかの因子が複雑に関与している可能性があると考えられた。本態性高血圧(EH)の発症には腎からのNa・水排泄の低下が何らかの役割を果たしていると考えられているが、その詳細は明らかでない。本研究ではEH患者にNaClを急性に負荷した場合と、経口的に徐々に付加した場合とで、Na排泄が健常者(NT)に比し低下しているか否かを検討するとともに、NaCl負荷に伴う腎機能、血圧および諸種内分泌因子の変化を検討して、EHの発症に果す腎の役割を明らかにすることを目的とした。本年度はEH患者12名(平均年齢52±2才:M±SD)と同年令のNT7名を対象とし、生理食塩水を1,500ml/3時間の速さで注入した際のNa排泄量と、腎機能、血圧および諸種Na調節因子の変化を比較した。食塩水負荷後、EH群NT群とも尿中Na排泄の増加を認めたが、両群間に有意差をみなかった。血圧には変化がなく、糸球体濾過率(GFR)、心房性Na利尿ペプチド(ANP)等のNa利尿因子、レニンおよびアルドステロンは減少したが、EH群とNT群では差がみられなかった。しかしレニンの高めのものではNa利尿がつきにくい傾向であった。そこでレニンの高さで2群に分けて検討してみると、レニンの高いEH群では食塩水負荷後GFR、尿中ドーパミンおよびANPの増加度が悪いことが判明した。また低レニン群では、尿中ドーパミンが増加しやすいものほどNa排泄が亢進していた。そこでこのEH群にアンジオテンシン変換酵素阻害薬を投与した後、同様の負荷試験を行ったところ、高レニン群ではNa排泄が良好となった。以上のように今年度の検討では、EH群のうち食塩水負荷でNa利尿がつき難いのはレニンの高目のものであり、レニン・アンジオテンシン系の活性状態とANPやドーパミンの増加度の悪いことがEHにおけるNa排泄低下の一因ではないかと考えられた。今後慢性Na負荷での検討を行う予定である。

前年度から続けているNa利尿ホルモン(Na^+、K^+ーATPase阻害因子)の抽出に従事し、ヒトの尿180lより高速液体クロマトグラフィ-を用い、17%アセトニトリルで抽出、さらにカラム操作をくりかえし、Na^+、K^+ーATPaseを阻害する物質を抽出した。その物質は糖を含み、分子量が約733であった。Na^+、K^+ーATPaseの阻害活性は強いが、ジギタリス抗体とはわずかに反応するだけであった。現在再度ヒトの尿180lより抽出を試みており、分子量の再確認とともに、構造決定へもっていくところである。次に、このようなNa利尿ホルモンの抽出の研究のほか、本態性高血圧患者におけるin vivoの研究として、生理食塩水負荷に伴うNa利尿状態とその際生じる諸種Na利尿因子の反応性の変化を検討した。本態性高血圧患者12名と年齢を合せた健常者7名に対し、1500mlの生理食塩水を3時間で注入してNa利尿状態を検討した。本態性高血圧患者では健常者に比しNa排泄が悪い症例がみられたが、平均値では有意差がなかった。そこで本態性高血圧患者のNa利尿反応を血漿レニン活性の高低に分けて検討したところ、高レニン群でNa利尿がつきにくく、その障害はアンジオテンシンIIの産生を阻害するアンジオテンシン変換酵素阻害薬の前投与により改善した。次に低レニン群では、高レニン群に比し利尿がつきやすかったが、低レニン群の中でNa負荷に伴って尿へのド-パミン排泄が生じ難いものでは、Na利尿反応が悪かった。心房性Na利尿ペプチド(ANP)は生理食塩水負荷に伴って高血圧患者も健常者も同等に増加し、高レニン群と低レニン群との間にも差がみられなかった。以上の成績より、本態性高血圧患者においてNa排泄障害を生じる原因として、レニン・アンジオテンシン系の活性元進が大切であり、さらにド-パミンの作動不全も重要であるが、ANPの関与は少ないと考えられた。Na利尿ホルモンの意義については、なお検討が必要である。本態性高血圧(EH)の発症には腎からのNa・水排泄障害がきわめて重要な役割を果しており、交感神経系やレニン・アンジオテンシン(RーA)系の活性亢進により腎血行動態が障害されてNa・水排泄が障害され、その結果として高血圧をきたしている場合と、このような因子の活性亢進は明らかでなく、Na・水利尿を促進させるように働く諸因子の何らかの障害のためにNa・水貯留が生じ、高血圧を生じてくる場合とがある。前者の場合に関しては、初年度および昨年度にかなりの研究を行い、本態性高血圧の発症初期と考えられるものでは同年令の健常人に比し、交感神経系およびRーA系の活性亢進のあるものが多く、このようなものではアンジオテンシン変換酵素(ACE)阻害薬の投与によりRーA系の活性を抑制すると、Na・水排泄障害が改善され高血圧の発症が抑制されることを明らかにした。このような因子に基づくと考えられる本態性高血圧患者のほか、RーA系や交感神経系の活性が明らかに低下し、Na・水排泄の促進因子の障害によりNa・水貯留をきたしていると考えられるものも明らかに存在する。今回の検討でその頻度は全本態性高血圧患者の2030%と考えられた。その原因として腎カリクレインやプロスタグランジンE_2やI_2の産生低下、腎におけるド-パミンの産生低下およびNa^+ーK^+ATPase阻害因子の産生亢進等が考えられ、それらの因子の関与度を検討するとともに、未だ分離同定されていないNa^+,K^+ーATPase阻害因子の分離同定を試みた。低レニンを呈する本態性高血圧患者の中には腎カリクレイン、プロスタグランジン、ド-パミンの産生低下が明らかなものがかなりあり、そのようなものではその産生低下が高血圧の発症に関与している可能性がつよいと考えられた。
ブレーンと重力場の相互作用

○Randall-Sundrumブレーンワールドモデルに関する研究:1)ブレーンに局在したブラックホール解を数値的に求めるための定式化と、テスト計算を行なった。2)バルクにスカラー場存在するブレーンワールドのモデルにおいて宇宙論的な時間変化する一様等方ブレーンの厳密解を生成する手法と、そのまわりでの摂動計算の一般手法をしめした。3)フリードマンブレーンの周りのテンソル摂動に関して、5次元的な描像とデュアルな4次元重力+共形場による量子補正という二つの描像で同一の方程式が導出されることを示した。○ブレーン上にアインシュタイン・ヒルベルト作用が存在するブレーンワールドのモデル(GDPモデル)において弱い重力の近似で4次元重力が再現されるメカニズムを一般に示し、線形近似では4次元のアインシュタイン重力が現われない原因を明らかにした。○宇宙がTeVスケールだった頃に原始ブラックホールが生成されたとするシナリオを考えると、将来の重力波観測で観測される可能性があることを指摘した。さらに、Randall-Sundrumモデルのような余剰次元が大きく広がっているモデルでは,重力波の波形から余剰次元の兆候が読み取れる可能性すらあることがわかった。ブレーンのゆらぎと重力の相互作用)ブレーンの振動は重力相互作用を無視する場合には自由度として明らかに存在しているが、重力をカップルしてモード解析をすると振動の自由度が見えなくなる。この見かけ上消えている自由度がグリーン関数のポールを調べることによってダイナミクスとして現れてくることを示した。ブレーンワールドの量子効果)ブレーンが2枚存在する系でブレーン間隔の安定化に量子効果であるカシミアエネルギーが有効にはたらくかを調べた。高次元の理論から有効理論として5次元の理論を考えるようなモデルで、ブレーン間隔の安定化にカシミアエネルギーが役立つ場合があることを示した。ブレーンワールドブラツクホール)Randall-Sundrum IIモデルにおけるブラックホール解を数値的に求める為の定式化と、ホールのホライズン半径が5次元の曲率に比べて充分小さい場合の解の構成をおこなった。この結果からは、大きなホライズン半経を持つ解へスムーズに解の系列が伸びていることが示唆された。しかし、一方でホライズン半経が大きくなるにつれて数値的に解を求めることが徐々に困難になり、解が厳密な意味で存在しているのかどうかについては今後の課題として残された問題である。ブレーンワールド宇宙論での重力波生成)Randall-Sundrum IIモデルにもとづく宇宙論モデルで、重力波ゆらぎの生成を宇宙膨張率が階段関数的に変化する場合に計算した。その結果、重力波生成率を4次元の計算結果から予測できるのではないかという予想を得た。バルククインフレーションモデルでの再加熱と暗黒輻射生成)バルクインフレーションは高次元のスカラー場がインフレーションを引き起こすモデルである。これまでに、高次元のスカラー場が4次元のスカラー場として近似的に記述できることが示唆されていたが、その描像が再加熱の過程を考えても成立することを示した。
日本近世数学史における東アジアと日本の交流

南北中国文明を受容した日本では、北中国の天文学に通じる算木数学と南中国の商業数学に通じる珠算数学を異なった階層で受容していたことが、数学書を通じて実証できた。江戸時代中期以降、地方(じかた)で納税や土木事業を差配するには数学の知識が必要であり、豪農層や苗字帯刀を許され郷士層となった人々が数学の担い手であった。彼らは、南中国の珠算数学を用い、迅速な四則演算を行って実務を処理していた。一方、北中国数学的な天文学の分野では、西洋数学が導入されたが、医学者や兵学者といった城下士層がこれを受容したことが、19世紀の数学書からも実証できた。ユネスコの招待講演で、Jochi Shigeru(2010.11)を発表できたが、これは、奈良の寺院で関孝和が写本したという伝説のある『楊輝算法』(楊輝、1275年)を中心に中国と日本の高次方程式の解法(楊輝三角形、正負開方式から開方式)を天元術から点竄術という高次方程式の立て方と並行しながら日本伝来の過程を分析した。本研究の目的である「日本近世における東アジアと日本の交流を朝鮮復刻本も含む中国数学書の蔵書調査、内容調査」により、朝鮮で復刻された『楊輝算法』の「翻積法」を解明し、『古今算法記』(沢口一之、1671年)が従来考えられていた複数解をもつ方程式の発見に留まらず、解の関係まで把握していたことを実証したものである。このように、『楊輝算法』の写本には関孝和も関わっていたため、従来、ほとんど分からなかった実母の実家である湯浅家も現地調査によって解明され、城地茂(2010.8)として発表することができた。これによって、徒クラスの武士団に関孝和らが属していたことが判明した。今後、旗本に出世したことと和算の関係を解く史料となるだろう。本年度の蔵書調査により、あまり報告されていなかった「阿蘭陀符帳」の存在が明らかになり、この起源がオランダではなく、中国南部であることが分かり、城地茂・劉伯〓・張〓溝(2010)として京都大学で発表した。次年度以降も調査を続け、和算家の外来数学受容に対する態度を解明したい。東アジアの科学の範疇では、現在の数学だけでは収まらず、暦算として天文学も含めて近世の人々がとらえていたことは論じるまでもないが、本年度の調査により『周髀算経』(B.C.E.1c?)に関する記述が数多く再確認された。これらが、中国本土で発掘された秦漢代の竹簡の数学書群とめ関連性をJochi Shigeru(2010.9)として発表した。近世の数学でも基本となっていた三平方の定理の起源が秦漢代にあり、3:4:5だけではなく、5:12:13の直角三角形の性質を研究していたという事実が明らかになった。また、本年度の現地調査と海外研究者の協力により、中国南部から台湾の科学史上の位置、課題が明らかになり、城地茂(2011a)、城地茂・劉伯〓(2010)として報告することができた。本年度の蔵書調査により、従来、研究されていなかった「阿蘭陀符帳」の源流が明らかになり、城地茂・劉伯〓・張〓(2011)に初歩的研究を発表することができた。報告者が予想していたのは、起源がオランダであったが、実は中国南部であることが分かった。また、和算家だけではなく、医学者や兵学者も外来数学を受容しているが、受容する態度が異なっていた。従来の研究では、こうした時間、空間、社会階層の差異への配慮が少なかったが、本研究の進展により、改められつつある。また、「阿蘭陀符帳」(蘇州碼)と密接な関係にあった「格子乗法」であるが、スコットランドの数学者ジョン・ネイピア(John Napier,1550-1617)がネイピアの骨(計算棒、1617年)が、1628年に中国に伝わり、羅雅谷(Rho Giacomo、1593-1638)「簿算」『西洋新法暦書』(1643年)として出版された。梅文鼎(1633-1721)が、「簿算」を『暦算全書』(1678年版)本に収録したため、日本へも伝わったが、その伝来以前に、『三才発秘』陳委、1697年)の方が先に伝来し、ここから日本人の医学者や兵学者に伝わったものであった。

しかし、和算家は、『算法統宗』(程大位、1592年)で「写算(鋪地錦)」として「格子乗法」を知っており、その源流は、『九章算法比類大全』、(呉敬、1450年)まで遡れることが分かった。このように、インド発祥と考えられる「格子乗法」はイスラム経由で西へ伝わった流れと、中国へ直接東回りで伝わった流れが、近世日本へ伝わったことになる。次年度では、こうした世界全体の流れを考慮しつつも、問題を限定し、和算家の社会階矯を医学者や兵学者との比較から解明して行きたい。また、本年度の調査により南中国の計算器具であるソロバンとの関わりも重要であるため、日本の古ソロバンと中国のソロバンを中国の3大産地との伝播を蔵書調査や現地調査を通じ、劉伯〓・城地茂(2011.11)として発表する事ができた。上記のように、本研究の目的である時空を明確にして蔵書調査を行った結果、「格子乗法」やソロバンの伝来に、新たな発見があった。南北中国文明を受容した日本では、北中国の天文学に通じる算木数学と南中国の商業数学に通じる珠算数学を異なった階層で受容していたことが、数学書を通じて実証できた。江戸時代中期以降、地方(じかた)で納税や土木事業を差配するには数学の知識が必要であり、豪農層や苗字帯刀を許され郷士層となった人々が数学の担い手であった。彼らは、南中国の珠算数学を用い、迅速な四則演算を行って実務を処理していた。一方、西洋数学が天文学とともに伝来すると、西洋のネイピアの骨のような計算器具を用いるようになったが、その名称は「籌」であり、算木の古称であった。受容したのが医学者や兵学者といった城下士層であり、商業に用いる珠算を遠ざけたためであった。しかし、皮肉なことに、ネイピアの骨を最初に日本へ伝えた(1720年に長崎へ舶来)のは、数学書というより術数書とも言うべき『三才発秘』(Chen Wen, 1697年)であり、南中国文明の書籍であった。そのため、南中国数学で近年まで使われていた蘇州碼という数字を一部に使うことになった。そこで、この南中国の数字が「阿蘭陀符帳」となって、医学者や兵学者に伝わっていった。後には、「薬屋符帳」とも呼ばれるようになったことからも、こうした階層に広まっていたことが、19世紀の数学書からも実証できた。なお、南西諸島の調査では、明治初期の梁上二珠・梁下五珠の中国式算盤が確認できたが、これは、中国や琉球王国より伝来したものではなく、明治維新後に土佐を中心とする経済圏からもたらされたものであった。調査をした文献や計算器具、算額や算題墓石などは、経年により痛みが激しく早急な保管が必要なものが多かった。これらの史料の保存も今後の課題になってくるだろう。本研究は、自然(あるいは形式)科学と人文科学の間にあり、さらには社会科学の領域も加味する意図をもって進められている。そのため、研究者の少ない領域となっている。ともすれば、独善に陥り易いが、研究の2年目に当たり、国際学会3回、国内学会2回に参加し、これまでの研究結果を国内外の研究者と共有、議論することで、最終年度への研究の基礎固めに進展が見られたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。従来は、日本国内で完結していると考えられていた和算が、本研究によって東アジアに跨ったものであることが実証されつつあるが、さらに、明代の中国数学書が西欧やイスラム、インドの数学に影響されていたことから、ユーラシア全土に渡った影響も考えなければならない事になった。これは、決して日本でのキリシタンの影響を考えるものではなく、中国経由の間接的影響である。いずれにせよ、様々な地域の数学史、科学技術史の専門家による共同研究が必要になりつつあるが、これは本研究のような個人的な研究では困難である。将来的には、共同研究の道を模索することになると思われるが、本研究の3年目に当たっては、全世界的な視野を維持しつつ、東アジアに限定した研究を行い、和算の本質に迫りたい.24年度が最終年度であるため、記入しない。
皮膚光覚器による色覚の分子メカニズム

生物の生存のための戦略の一つとして背地反応がある。外環境に合わせて体色変化をするこの現象は、カメレオン、タコなどで良く知られている。体色変化に関与する色素胞の神経、ホルモンによる支配に関しては多くの研究があるが、その動物が如何にして外環境の色を知覚するかに関しては未知である。多くの論争があったが、現在ではタコは行動、電気生理学、視物質研究から色盲とされている。タコの視神経を切断しても背地反応が観察されていることから、眼以外に色覚の仕組みがあると考えられる。本研究ではタコの皮膚に眼の視物質と類似の光受容体が存在することを検索した、その結果下記のような結果を得た。1)ノザンブロッティング解析により皮膚にロドプシン遺伝子とハイブリダイズする転写産物を見いだした。2)ウエスタンブロット解析により皮膚にロドプシン抗体と交差反応するタンパク質を見いだした。3)レチナールイメージング法により、タコ皮膚の色素胞にレチナールタンパク質の局在を見いだした。4)タコの皮膚の色素タンパク質がタコロドプシンと似た可逆性の光反応を示した。本研究ではタコの皮膚より吸収極大の異なる3つのタイプに分けられることが分かった。3タイプの皮膚の可溶化液に対して光照射による吸収スペクトルの変化を測定したところ、タコの眼の視物質と同様に青色光の照射により440nmの吸収が減少し、それに橙色光を照射すると470nmの吸収が回復する変化を得た。この色素を単離するためタコの皮膚をコール酸ナトリウムで可溶化ヒドロキシアパタイトにより分離した、可逆的に光反応する分画を得ることが出来た。これらのタコの色覚獲得の分子機構を解明するきっかけになることが期待される。(実績1),タコ皮膚から光受容体の単離精製タコの皮膚の色覚色素を含む膜断片をタコ皮膚から蔗糖密度勾配法により精製後界面活性剤で可溶化し、その抽出液の分光学的性質を調べた。照射波長により吸収スペクトルの可逆的変化が見られる光受容体が存在した。この抽出液を分子フルイで分画したところ、分子量1万以下の溶液に大部分の光受容体が存在することを確認した。分子量からオモクロームを持った色素タンパク質であると考えられる。レチナールタンパク質は分子量4万以上と考えられ、分子フルイで分子量4万以上の分画に注目し、イオン交換カラム等で精製をしている。(実績2)タコ皮膚の色覚色素の遺伝子クローニングノザーンブロッティング解析においてタコロドプシン遺伝子と交差するバンドを得ている。すでに得たタコ皮膚のcDNAライブラリーではポジティブクローンを得られなかったので、現在新たにタコ皮膚のcDNAライブラリーを作成している。タコの皮膚を凍結後粉砕し、ホモジナイズ後蔗糖密度勾配法により膜断片を単離後界面活性剤で可溶化し、可視部に吸収極大があり、照射波長により吸収スペクトルの可逆的変化が見られる分画を得た。この抽出液をクロマトグラフィーで分離したところ、分子量1万以下の色素タンパク質と分子量4万以上の色素タンパク質に分画する事が出来、そのタンパク化学的、分光学的性質を明らかにした。分子量1万以下の色素タンパク質は吸収極大460nmを持ち青色光照射で550nm領域の吸収帯が増加した。この吸収帯に橙色光照射で460nmの吸収が再生した。これはオモクロームを持った色素と考えられる。分子量4万以上の色素タンパク質は500nm付近に吸収極大を持ち、光照射で吸収が減少した。ノザーンブロッティング解析においてタコロドプシン遺伝子と交差するバンドを得ている。すでに得たタコ皮膚のcDNAライブラリーではポジティブクローンが幾つか得られた。その中の一つはタコロドプシンのC末端と類似のアミノ酸配列が得られた。現在全長の配列を検索している。
分子スピン:ナノ磁石から生体スピン系まで

本研究領域では、分子磁性体の特徴である量子性、操作性、構造設計性を機能と呼べるまでに昇華させ、それをナノスピンやバイオスピン研究に展開する。このような研究を遂行するため、A01班「スピンと分子機能」、A02班「スピンとナノ機能」、A03班「スピンと生命機能」の3班を構成している。学際領域の探求を旨とする本研究領域において総括班の指導的役割は重要である。最終年度の次年度である19年度は、本研究の成果の集約と発信のため、総括班会議を9月に名古屋で開催した。総括班評価助言担当4名の出席のもと、総括班研究推進担当5名と、外部より関連分野で活躍されている研究者4名が交互に講演を行い、それをもとに討議した。その結果、本特定領域研究の成果は、有機ラジカルや遷移金属錯体などの開殻化学種の機能探究研究において、新しい研究ステージを作りだしたと評価された。このような方向性は堅持されるべきで、このような化学種がもつ反応中間体として特性が素直に転換されたような機能性や物性の探究が今後ますます重要であると結論した。また、成果発信のための方策についても討議し、著書を刊行することが決定された。1.共同研究の奨励と推進。共同研究の促進のため、勉強会の実施や共同研究に対する予算配分などの施策とともに、領域内の研究情報の公開と共有化を進めた。第2回シンポジウムにおいて、バイオスピン計測を専門とする内海の講演を題材として、1時間の全体討論を行った。2.予算の重点配分。緊急性の高いテーマや共同研究をサポートする目的で、総括班経費中の消耗品費やH15年度の追加配分を利用した。研究者評価の結果等を配慮しながら、向井、田嶋グループのフローインジェクションESR付属装置に対して、また共同研究推進の核となった菅原グループにボスドク経費を配分した。3.ホームページの充実。領域発足と同時にホームページを公開し、領域研究の内容はもちろん、シンポジウム情報などを随時公開した。平成16年度からは英語版も公開し、国際的な情報発信を図った。4.機関紙の刊行。シンポジウム開催に併せ、本領域の機関紙として「分子スピン通信」(全8号)を発刊した。5.シンポジウムの開催。合計8回の「分子スピン」シンポジウムを主催した。6.国際会議の実施。成果の国際発信を重視し、3回の国際会議を実施・共催した。7.勉強会などの実施。通常のシンポジウムでは議論できないような内容や踏み込んだ討論を行うため、2度の勉強会と若手主催シンポジウムなどを企画した。8.評価の実施。評価・助言担当委員や国際会議外国人招待者からの評価や助言を集約し、個々の研究者に伝達するとともに、領域研究の方針や運営に反映させた。領域研究者全員による内部評価も並行して進めた。本研究領域では、分子磁性体の特色である量子性、操作性、構造設計性を、機能と呼べるまでに昇華させ、これを一見対極に位置すると思われるナノスピンとバイオスピン研究に展開する。この目標を効果的に達成するためにA01班「スピンと分子機能」A02班「スピンとナノ機能」A03班「スピンと生命機能」の3班体制をとっている。真に新しい領域の創出にまで導くには、これら3班の間にインタラクティブでかつ、良い意味での競争関係が保たれることが不可欠である。このため、総括班の果たす役割は大きい。今年度は特に、研究領域の円滑な立ち上げと、研究領域の研究目的・計画の再確認と班員に対する周知徹底を行った。来日されていた外国人著名研究者とも議論し、助言を頂くと共に、この領域の広報に努めた。平成15年11月には総括班会議および全体会議を東京開催で開催した。各研究代表全員と分担者の一部から、研究計画の説明をいただき、それをもとに討議した。これに応じて、総括班において確保した消耗品費を、重点配分した。この目標を効果的に達成するために、A01班「スピンと分子機能」、A02班「スピンとナノ機能」、A03班「スピンと生命機能」の3班体制をとっている。今年度の6月にはシンポジウムを福岡でシンポジウム(非公開)を開催し、研究の進捗状況を確認した。Y.Manassen教授(Univ. of Negev)にESR-STMの開発、尾嶋正治教授(東大院工)にスピントロニクス、そして内部から内海英雄教授(九大院薬)に生体計測ESRについて、招待講演を依頼した。10月につくば市で開催された分子磁性国際会議において、そのポストカンファレンスを主催し、特定領域の方向性について、国内外の多くの研究者から助言を得た。1月には名古屋で初めての公開シンポジウムを開催し、これまで得られた成果を発表した。西出宏之教授(早大理工)に有機ラジカル電池に関して招待講演を依頼した。分子磁性とバイオスピン計測の間で共同研究を推進するため、3月末には東京でバイオスピン勉強会を開催し、積極的な意見交換を行った。

本研究領域では、分子磁性体の特徴である量子性、操作性、構造設計性を機能と呼べるまでに昇華させ、それをナノスピンやバイオスピン研究に展開する。このような研究を遂行するため、A01班「スピンと分子機能」、A02班「スピンとナノ機能」、A03班「スピンと生命機能」の3班を構成している。学際領域の探求を旨とする本研究領域において総括班の指導的役割は重要で、この3班の間にイアンタラクティブかつよい意味の競争関係を保つため、以下の企画を実行した。今年度7月には札幌で公開シンポジウムを開催し、スピン偏極走査電子顕微鏡について小池和幸教授(北大院理)に、生体磁気研究の最近の動向に関して上野照剛教授(東大院医)に招待講演を依頼した。12月の岡崎公開シンポジウムでは、松本和子教授(早大理工)にハロゲン架橋白金錯体について招待講演をお願いした。さらに3月には名古屋で国際公開シンポジウムを開催し、分子磁性の研究領域よりE.Coronado教授(Valencia大)、J.Veciana教授(Bellaterra大)、M.Verdaguer教授(Pierre et Marie Curie大)、ナノおよび単分子計測の研究領域からD.Bethell教授(Liverpool大)、バイオスピンの領域よりD.J.Lurie教授(Aberdeen大)を招聘した。本領域の成果報告を国内外に発信するとともに、最終年度の領域研究のとりまとめに向けて、多方面からのアドバイスを得た。このほかには、8月に岡崎で金ナノ粒子勉強会を開催するとともに、昨年度開催した分子磁性国際会議のポストコンファレンスを那須で共催した。ここでは、より専門的な内容について議論をする場を提供した。学際領域の探求を旨とする本研究領域において総括班の指導的役割は重要で、最終年度の18年度は以下の企画を実行した。7月に石川ハイテク交流センターで公開シンポジウムを開催し、成果の発信に努めるとともに、二木鋭雄博士(産総研)「フリーラジカルと生体」、下田達也博士(セイコーエプソン)「マイクロ液体プロセス」、三谷忠興教授(北陸先端大)「触媒とナノ構造」にそれぞれ招待講演をお願いした。1月の東京大学駒場キャンパスにおける最終公開シンポジウムでは、研究分担者の発表と並行して、計画班研究者全員が口頭で成果報告を行った。これを受けて評価・助言担当の先生方に4年間の研究について講評をお願いし、特定領域研究を締めくくった。この他、11月の第45回電子スピンサイエンス学会年会において、森田靖助教授(大阪大学)を主催者として「分子スピン研究の現状と将来・設計できるスピン系に何を求めるか」というミニシンポジウムを開催した。若手研究者の発表をもとに、この分野の将来に向けた新しい展開を議論した。
PIWIタンパク質リン酸化によるターゲットRNA結合制御機構の解明

生物は生殖細胞において、トランスポゾンという動く遺伝子から自己のゲノムを守るためにpiRNAとPIWIタンパク質からなる遺伝子制御機構を獲得した。本研究ではトランスポゾンmRNAの分解時およびpiRNAの増幅時に重要であるpiRNA-PIWIタンパク質複合体(piRISC)によるトランスポゾンmRNA認識・切断機構に焦点を当てる。そしてpiRISCがどのような因子と協調しながら正確にトランスポゾンmRNA認識・切断を行うのか、その細かな分子メカニズムを解明する。
AE震源分布のフラクタル構造に基づいた岩盤内き裂系のモデル化に関する研究

岩盤内のき裂系のモデル化は、空洞周辺岩盤の安定性評価や浸透流解析等、種々のシミュレーションのために重要である。本研究では、応力下の岩石供試体から発生するAE(acoustic emission)計測データ(震源分布、規模別頻度分布、発生機構解析等)とそれらのフラクタル性を考慮して、供試体内のき裂群を円盤分布でモデル化するために3種類の実験を行った。1.岩石の水圧破砕試験により、破砕に至る過程で発生するAEの震源分布並びに規模別頻度分布は、共にフラクタルであることがわかった。しかしながらAEの発生機構解析では、比較的規模の大きな事象からはき裂のタイプ、モーメントの主値、主方向が決定できたものの、大半の事象に対しては解析が困難であることが判明した。2.半円盤状の岩石供試体による破壊靱性試験では、2次元き裂分布並びにAE震源分布が共にフラクタルであった。その際に得られたAE計測データから直線き裂分布モデルを作成し、き裂観察画像のリニアメントと対比した結果、AE事象数を規模別頻度分布に従って調整すれば、両者のフラクタル次元をほぼ一致させることができた。3.角柱供試体の単軸圧縮試験において、AE計測データから円盤き裂分布モデルを作成した。このモデルにおいて供試体の側面に現れる円盤の切断線分布と、供試体から直接観察されるき裂分布画像の両者のフラクタル次元が一致するように、AE計測データのフラクタル性を考慮してモデルを反復修正した。この手法により、3次元の円盤き裂分布モデルを構築できた。AE計測データと自由面に現れるき裂分布画像データのフラクタル性を考慮した、この3次元円盤き裂分布モデルの作成手法は、地下空洞の開削等においてAE計測と壁面のき裂分布観察を行えば、岩盤奥部のき裂分布を直ちにモデル化できることから、現場への適用が充分可能と考える。本年度の研究実施計画に従い、1)AE解析プログラム、AEとき裂のフラクタル解析プログラムを統合した3次元楕円盤き裂系モデルの作成、2)岩石試験片の単軸圧縮試験に伴うAEとき裂画像の計測、3)き裂分布画像の解析プログラムの作成を試みた。1、岩石の水圧破砕過程で発生するAEデータを対象に、AE解析プログラム(震源標定、規模別頻度分布、発生機構解析等)を適用した結果、記録されたAE事象すべてに対して発生機構を推定するのは困難である事がわかった。従って、微小き裂の方位情報を必要とする3次元楕円盤き裂系モデルを構築するためには、発生機構の解析ができたAE事象のき裂方位分布を用いて、残りの事象の方位を外挿する方法が有効と考えられ、現在この方法に従ったき裂系モデル構築プログラムを作成中である。一方フラクタル解析により、AE震源分布、規模別頻度分布ならびにき裂形状のフラクタル性が確認され、き裂系モデルへの適用が可能になった。2、本年度は、単軸圧縮試験に加え、SCB(半円盤曲げ試験片)を用いた破壊靱性試験も実施し、き裂進展画像とAEを同時に計測した。このき裂画像の取得には、本補助金で購入した高解像度デジタルマイクロスコープ(マイクロウォッチャー、VS-60)を使用した。このマイクロウォッチャーの利用により、当初予定していた試験片の染色が必ずしも必要でないことが解かった。3、上述の実験で得られたき裂画像データの解析プログラムを作成し、画像解析結果とAE震源標定の結果を検討した。その結果、き裂先端近傍のプロセスゾーンでAEを伴う微小き裂が先行し、その微小き裂が主き裂へと成長する過程を可視化でき、それに伴うAEを対応付ける事ができた。

次年度は、3次元楕円盤き裂系モデルの作成プログラムに改善を加え、き裂およびAEのフラクタル次元をベースにしたき裂系モデルを作成し、その妥当性を検証する計画である。本研究の最終年度である今年度は、SCB試験片による破壊靭性試験ならびに角柱試験片の単軸圧縮試験を継続すると共に、AE震源分布に基づくき裂分布モデル作成のためのプログラムを開発し、試験片の画像計測により得られた実際のき裂分布との対比を試みた。1、半円盤型砂岩試験片(SCB)を用いた破壊靭性試験において、ノッチ先端部分のき裂進展画像をAEの発生に同期させて計測した。この実験では試験片の厚さを薄くすることにより(10mm)、AE並びにき裂画像データの解析を2次元で行った。その結果、き裂分布ならびにAE震源分布はフラクタルであることが確認できた。また、AE震源分布と相対AEエネルギーを基に直線き裂モデルを作成し、実際のき裂分布のリニアメントと比較すると、フラクタル次元は近い値を示した。2、花崗岩の角柱試験片を用い単軸圧縮試験を行い、試験の前後で試験片表面のき裂分布画像を計測した。また、試験後試験片を切断し、内部の8面のき裂分布画像を計測した。これらのき裂画像から試験片表面のき裂分布並びに内部のき裂分布を再構成した。その結果、き裂の方位分布には卓越方向が見られた。このことから、AEデータよりき裂をモデル化するに当たっては、試験片の異方性を考慮してモデルに方位分布を与える必要のあることがわかった。3、これまでの実験結果等に基づき、AE計測データから3次元き裂分布モデルを表示する手法を開発した。すなわち、AE震源分布と規模別頻度分布データを基に、き裂面を3次元空間内に大小の円盤で配置し、試験片表面(2次元平面)内に現れる円盤の切断線分布のフラクタル次元と実際のき裂分布のフラクタル次元が近い値になるまで順次AE震源を増加させる事により、3次元空間内のき裂分布をモデル化した。この手法を上述の角柱試験片を用いた実験結果に適用し、その妥当性を確認した。