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人間の運動感覚（動感）の現象学的・動態論的研究

本研究の目的は、人間の運動感覚(動感)の発生、運動メカニズムとの関連、伝達可能性等について、動感の記述言語に関する考察を含めつつ、現象学的・動態論的な観点と運動の実践指導面の双方からの理解を試み、新たな哲学的身体論の構築を行うことである。より具体的には、近年主流である数理科学的分析では扱うことが困難な「コツ」や「カン」等に関係する「身体知」的領域の把握を目指しており、そのためにはルドルフ・フォン・ラバンの提唱する動きの質の理論(舞踊理論、特にエフォート理論)による記述方法が重要な契機になるのではないかという予測を立てていた。平成28年度までの文献調査等により、運動の指導実践において用いられている動きの質を表す言語表現には、ラバンのエフォートのほかにわざ言語と呼ばれるものがあることがわかった。わざ言語とラバンのエフォートは、互いに対照的な特徴を有している。そこで、平成29年度は、この2つを組み入れた運動指導実践実験の計画・実施・検証を行い、その結果を踏まえて、数理科学的な分析によるものとは異なる「身体知」の実証的再構築を目指した。平成29年5月に予備実験を、翌年1月に本実験を実施した。実験参加者のインタビュー内容は、人間の運動感覚に関する深く豊かな示唆を含むものであった。平成30年度は、参加者たちのインタビュー内容を、研究者の主観に左右されることがないよう、丁寧なコード化によって整理し、それに基づいた考察を行った。この作業から人間の運動感覚と動感の記述言語のきわめて直接的かつ密接な関係が浮かび上がってきた。平成30年度はこの研究を異なる視点から掘り下げた内容について3回の学会発表を行い、その際にいただいた、さまざまな貴重な意見を採り入れて、さらに考察を深めることに努め、論文の形にまとめて投稿した。論文は現在審査中である。具体的には、近年主流である数理科学的分析では扱うことが困難な「コツ」や「カン」等に関係する「身体知」的領域を把握するには、ルドルフ・フォン・ラバンの提唱する動きの質の理論(エフォート理論)による記述方法が重要な契機になるのではないかという予測の下に、実際の運動指導実践実験を計画・実施・検証を行い、数理科学的な分析によるものとは異なる「身体知」の哲学的再構築を目指す。平成27年度は、できるだけ効果的な実験と検証を行うための準備期間であり、(1)可能な限り多くの先行研究を収集、(2)本研究における効果的な運動の指導実践実験の準備を目標としてきた。(1)については、Trinity Laban Conservatoire of Music and Danceの図書館での調査、Rosemary Brandt氏、安藤卓氏(Rosemary Brandt氏の紹介による)との面談を通じて、最新のLaban Studiesに関する状況を知り、資料を得ることができた。また、メルロ=ポンティのほかにも身体知について考察している哲学者(ロラン・バルト、ミシェル・セール等)の資料を見出すことができ、実験と検証の構成に関して、より多面的なアプローチが可能となるのではないかと考えている。(2)については、運動の種類を器械体操とするか、舞踊とするかを諸観点から検討した。当初は、より明確な差が出そうな体操とすることを考えていたが、最終的に、より多様な動感をもつ動きを組み入れやすく、観察しやすいと思われる舞踊によって実験することを決定し、その実験の具体化に着手した。平成27年度中に実施を予定していた項目のうち、先行研究の収集及び検討については、ほぼ予定通りに遂行しており、予想以上に多様な資料を得ることができた。専門家諸氏のアドバイスに基づいた、最大限の効果を引き出しうる、運動の指導実践実験(=本調査)を準備する件に関しても、ほぼ予定通りに進んでいる。現在までに、実験の準備については、(1)指導する運動の種類の選定と指導方法の検討、(2)指導協力者の選定、この調査の対象となる選手(指導を受ける人)の選定、(3)現象学・動態論・エフォート理論の効果的な指導への組み込み方の検討、(4)指導実践時のアンケート調査における質問内容の構成まで、だいたいの形が見えてきている。当初は専門家諸氏にアドバイスをいただいて、運動の種類を決定しようと考えていたが、前例のない実験内容であるためか、確固とした回答をいただけなかった。そこで、動感の把握しやすさという観点から、器械体操と舞踊を中心とした運動を比較検討し、最終的に舞踊を取り上げることにした。動感を把握する際に重要なのは、通常の機械等を使った計測ではなく、目視による観察、及びアンケートに基づく感覚の聞き取りであり、こうしたことには舞踊が最も適していると思われる。運動の種類の決定後は、指導協力者とともに指導方法と指導を受ける人の選定を同時に進めている。指導協力者は長年の知人でもあるプロのダンサーである。指導を受ける人については、ほかに大学の知己からも協力可能という申し出を受けているため、まもなく個別的に依頼を開始できる。さらに、具体的な指導内容についても、指導協力者のダンサーとの打ち合わせにおいてアイデアを出していただいており、Rosemary Brandt氏からのアドバイスを受けて、具体的な詰めを行う予定である。また実験におけるアンケートやインタビューの詳細な項目の検討も進めているところである。

1.本研究の目的は、人間の運動感覚(動感)の発生、運動メカニズムとの関連、伝達可能性等について、動感の記述言語に関する考察を含めつつ、現象学的・動態論的な観点と運動の実践指導面の双方からの理解を試み、新たな哲学的身体論の構築を行うことである。具体的には、近年主流である数理科学的分析では扱うことが困難な「コツ」や「カン」等に関係する「身体知」的領域を把握するには、ルドルフ・フォン・ラバンの提唱する動きの質の理論(舞踊理論、特にエフォート理論)による記述方法が重要な契機になるのではないかという予測の下に、実際の運動指導実践実験の計画・実施・検証を行い、数理科学的な分析のみによるものとは異なる「身体知」の実証的再構築を目指す。2.平成28年度は、できるだけ効果的な実験と検証を行う期間であり、(1)本研究における運動の指導実践実験の最終的な検討、及び、(2)実験の実際的な準備と実施を目標とした。(1)については、実験内容を最終的に検討していたときに、実際の運動関連の指導において、動きの質をシステマティックに記述して理解を促すラバンの舞踊理論とは対照的な表現方法をとる「わざ言語」が、かなり頻繁に使用されているという事実に行き当たったため、まず、わざ言語に関する調査を行い、その特徴を明らかにしたうえで、実験に組み込むことにした。このため、実験内容の再検討と修正とが必要となったが、動きの質に関する言及を含まない通常の指導方法、そして動きの質に関する言及を含む2つの指導方法(すなわち、ラバンの舞踊理論に基づく指導方法、そしてわざ言語を用いた指導方法)の3つを比較することにより、より効果的な実験が可能となったと考えられる。また、(2)については、実際の指導者役の方との打ち合わせを通じて、予備実験の具体的な手順がほぼできあがった。本年度は、平成27年度の成果を踏まえて、(1)運動の指導実践実験の最終的な検討と、(2)その実験の実際的な準備、及び、実施のための期間である。(1)運動の指導実践実験の最終的な検討について本調査の主眼は、動きの質的な言語表現が、実際の動きにどのように影響するかを観察し、解析することにある。その具体的な方法としては、同一内容の舞踊のシークエンスを、動きの質への言及を含まない通常の指導方法とラバンの舞踊理論を基盤とする指導方法によって指導し、生徒役の被験者に、その前後の感覚・理解等の変化について、映像の分析、及び、アンケート調査に基づいて検討することを想定していた。しかしながら、通常の舞踊の指導において、わざ言語による動きの質的な言語表現が試みられていることが確認されたため、その調査に着手し、動きの構成要素を手続き的に追う記述的な表現のみを用いるもの、動きの質に言及するわざ言語、及び、ラバンの舞踊理論を基盤とする3つの指導方法を比較するように、実験を再構築した。わざ言語による動きの質へのアプローチは、ラバンの舞踊理論によるものと対照的で、比喩や詩的な表現を用いて感覚の幅の拡大を目指すものなので、より明確な実験結果を得られるものと期待される。(2)実験の実際的な準備と実施について(1)における研究成果が生かせるように、指導者役の方とも相談しつつ実験内容の再検討を行い、まず予備実験を計画しなおした。
東南アジアの近代化と華人社会の変容

この調査研究の目的は、東南アジア諸国の近代化の特色を華人社会の近代化に焦点を当てて解明することである。そのため、伝統的な中国人意識が現地社会で如何様に変化しているかを調べた。この作業は華人社会の日常生活の中で用いられる言語の問題が中心となる。1個の種族のアイデンティティを形成する要素は(1)血統(2)伝統文化(3)価値観(4)言語(5)生活習俗である。少数派集団は居住地域の政治・経済・文化等の変化の影響を受け、上記要素も変化する。これら要素の中、言語の状況が変化しやすいこと、その変化が鮮明で観察しやすいことから、エスニックアイデンティティの変容を考察する上での主柱にするのが適切であると考えた。われわれの作業はこのような原則を考えて実施されたが、同時に現地の特殊性や華人の特殊性も無視できないのは勿論である。調査は共同と個人の作業に分けた。共同作業は現地華人を対象に用意した約1200枚のアンケ-トの調査である。この調査結果について、われわれは充分には満足していない。有効回答数は予期よりも低目であった。本来は個人面接が最善で、実際にその通り実行したが、一部は現地の学校や団体に委託したので、不完全回答はそこから生じた。次にアンケ-トの発問内容にも若干問題があった。例えば「移住後第何代目に当るか」の問に対しての回答は、父系と母系では答えは異なる。どの場所(地区)での何代目かについても答は分れる。これらを省みて反省をしている。何れも原案作成の当初予想し得なかった。しかし有数回答数も少なくないので、全体的には有益な調査であった。共同作業はその他に、現地の研究者と研究討論会を2回、座談会を2回開催したので、現地華人の抱く問題意識について相当の知見を得た。個人作業においては、資料の収集、協力者の発掘、聞き取り調査、未踏地の訪問等等で極めて大きな成果を得た。現在の段階で最終的結論を出すのは早過ぎるが、従来我が国に見られた「華僑観」に拠ったのでは、現実の実態を理解できないだけでなく、さらに誤判断を生み出すおそれがあることを痛感している。華人社会は主方向としては、脱中国・非中国化の方に向っているが、その過程ではさまざまな問題を派生させている。また中国本土の存在が、なお若干の影響を保留していることも無視できない。本年度の作業経験は、次年度の活動のため貴重な参考を提供した。
Na,K-ATPase および H,K-ATPase β-subunit の機能解析

Na,K-ATPaseは細胞内Na^+およびK^+の環境維持に必要な細胞膜蛋白質であり、α-subunitとβ-subunitで構成され、その構成比は1:1である。αーsubunitは分子量約10万で、ウワバイン結合領域とATPase活性領域を持つ。βーsubunitは分子量約5.5万の糖蛋白質で機能は未だ明確ではないがNa,K-ATPaseの活性発現に必須であり、小胞体上でのα-subunitの成熟過程と細胞膜への輸送に関与していると考えられつつある。またNa,K-ATPaseは細胞膜上で極性を持って発現されることが知られており、この点についてもβ-subunitがかかわっている可能性が考えられる。このような状況を踏まえ,以下の研究を行った。(1)PC12細胞を用いてNa,K-ATPaseβ-subunitの機能を検討した。PC12細胞は神経成長因子(nerve growth factor,NGF)によって神経細胞様の形質を発現することが知られている。NGFを添加後PC12細胞のNa,K-ATPase活性は約2倍に上昇した。また,添加後PC12細胞のNa,K-ATPase活性は約2倍に上昇した。また添加後α-およびβ-subunitの存在量はともに経時的に増加したがβの増加量が大きく,αに対するβの相対量(β/α)は非添加時の2倍になった。[^<35>S]メチオニンを用いたパルスラベルの実験より,NGF非存在下ではα1分子につきβ0.5分子で生合成が行われ、NGF存在下で培養するとαとβが1:1で合成されることが分った。これらの結果はNGFによるNa,K-ATPaseの活性上昇機構にβ-subunitが重要な役割を果たしていることを示唆している。(2)Na,K-ATPaseの極性を伴った細胞膜上の局在様式を、涙腺、前庭器、腎臓について定量的免疫電子顕微鏡法を用いて解析し、その局在様式の特徴と機能的意義について考察した。(3)ラット胃H,K-ATPaseβ-subunitおよびラット大腸H、K-ATPaseα-subunitのアミノ酸配列を基にして合成ペプチドを調製し、家兎に免疫した。ELISA法で検定したところ力価の高い抗体が得られた。Na,KーATPaseは細胞内イオン環境維持のためのNa^+およびK^+ポンプとして,必要不可欠の酵素である。本酵素はcatalytic subunitであるαーsubunitと,未だ機能がはっきりしないβーsubunitから構成されている。我々はβーsubunitの役割を研究する目的で,HeLa細胞に改変βーsubunit(N末側半分)を遺伝子工学的手法を用いて発現させ,本酵素のアセンブリの解析を行なってきた。平成3年度においては,引き続き上記改変βーsubunit(βN)を発現しているHeLa細胞を用いて本酵素のアセンブリ過程の解析を行ない,以下の結果を得た。即ち,βNを発現しているHeLa細胞にA23187を作用させると,ER内でββN complexが形成されることが明らかになった。

この結果はER内でのββN complex形成にカルシウムイオンが関与していること,また,βーsubunitは正常細胞ではER内でββcomplexとして存在している可能性があることを示唆している。上述の研究に加え,PC12細胞を用い,NGF添加による際のNa,KーATPaseのinduction機構の解析を行なった。即ち,PC12細胞にNGFを作用させ,αーおよびβーsubunitの経時的変化を解析した。その結果,Na,KーATPase活性の経時的上昇と並行して,細胞内のαーおよびβーsubunit量は共に増加したが,その増加の程度はβ>αであることが分かった。このことはNa,KーATPase活性上昇にβーsubunit量の増加が重要であることを示している。Na,K-ATPaseは細胞内環境維持のためのイオンポンプとして必要不可欠の細胞膜酵素であり,catalytic subunitでウワバイン結合部位を持つα-subunit(分子量約10万)と糖蛋白質であるβ-subunit(分子量約5.5万)より成る。β-subunitの機能は未だはっきりしないが,Na,K-ATPaseの活性発現には必須であり,小胞体におけるα-subunitの機能発現のための成熟過程および細胞膜への輸送に関与していると考えられている。我々は神経成長因子(nerve growth factor,NGF)を添加した際におけるPC12細胞のNa,K-ATPase活性上昇機構について検討を行い,β-subunitがこの活性上昇にかかわっている可能性を示す結果を得た。PC12細胞はラット褐色細胞腫に由来する細胞で,NGFにより形態的にまた生化学および生理学的にも神経細胞様の形質を発現する。NGFを添加後6日目でPC12細胞のNa,K-ATPase活性は約2倍に上昇した。NGF添加後約10日まで,α-およびβ-subunitの存在量はともに経時的に増加し,コントロールと比べてαは約2.5倍,βは約6倍になり,αに対するβの相対量(β/α)は添加後6日目で非添加時の2倍になった。[^<35>S]メチオニンのパルスラベルによる単位時間あたりの蛋白合成量のαとβのモル比(β/α)は0.5(コントロール)から1.0(NGF添加)に増加した。これはNGF非存在下ではα1分子につきβ0.5分子で生合成が行われ、α過剰の状態であり,NGF存在下で培養するとαとβが1:1で合成されることを意味する。これらの結果はNGFによるNa,K-ATPaseの活性上昇機構にβ-subunitが重要な役割を果たしていることを示唆している。
マラリア原虫の赤血球期における細胞増殖機構の解析

申請者は、同じ単細胞生物である酵母とは大きく異なり、むしろ、多細胞生物である動物細胞のそれに類似している可能性さえある、マラリア原虫の細胞増殖の非常にユニークな点に着目し、単細胞であり、また、酵母より下等な真核生物である原虫を題材として、細胞増殖機構に関する研究を続けている。これまで行ってきた血清の分画、ならびに、血清成分の解析から、赤血球期熱帯熱マラリア原虫の細胞増殖に必須な血清中因子は、血清アルブミンにアソシエートしている飽和/不飽和脂肪酸の混合物(パルミチン酸とオレイン酸の組み合わせが至適)であることを明らかにしてきた。本申請研究においては、マラリア原虫の細胞増殖における、この血清中必須因子が果たす役割について、特に、赤血球期原虫細胞の形態変化と必須脂肪酸との関係、また、それに伴う細胞周期の進行と必須脂肪酸との関係について分子レベルで明らかにすることを目的として、形態学的、ならびに、生化学的解析を行い、以下の結果を得た。同調培養系を用いた形態学的観察から、その両必須脂肪酸を除くと形態変化がある特定の時期で停止すること。また、飽和必須脂肪酸のみでは、この形態変化の停止がより早い時期に顕著になるが、不飽和必須脂肪酸のみでは、逆に、より後のステージで形態変化の停止が顕著になることなどが明らかになった。さらに、同じ同調培養系を用いた細胞周期進行に関する生化学的解析から、必須因子の欠如による形態変化の停止に伴って、原虫細胞のDNA合成が停止することも明らかとなった。
三端子スピン素子創出のための半金属ハーフメタル新材料の探求

半金属性とハーフメタル性を有する新材料を探索する目的で,マンガン・コバルト・ガリウム(Mn-Co-Ga)について研究した.スパッタ法でMn-Co-Ga単結晶薄膜を作製した.電気抵抗は室温で大きな値を示し,金属的な温度依存性を示した.ホール係数は組成によって符号が変化するものの,半金属に特有の大きなホール係数は観測されなかった.Mn-Co-Ga単結晶薄膜を用いたトンネル磁気抵抗素子は,低温で磁気抵抗比が急激に増大する傾向を示し,その接合抵抗はCoを含まないMn-Ga電極と比較して約1桁程度大きいことが分かった.これらの実験結果は,Mn-Co-Gaの特異な電子状態を反映しているものと考えられる.半金属性とハーフメタル性を有する新材料を探索する目的で,マンガン・コバルト・ガリウム(Mn-Co-Ga)について研究した.スパッタ法でMn-Co-Ga単結晶薄膜を作製した.電気抵抗は室温で大きな値を示し,金属的な温度依存性を示した.ホール係数は組成によって符号が変化するものの,半金属に特有の大きなホール係数は観測されなかった.Mn-Co-Ga単結晶薄膜を用いたトンネル磁気抵抗素子は,低温で磁気抵抗比が急激に増大する傾向を示し,その接合抵抗はCoを含まないMn-Ga電極と比較して約1桁程度大きいことが分かった.これらの実験結果は,Mn-Co-Gaの特異な電子状態を反映しているものと考えられる.本研究は、半金属をベースとしたスピントロニクス新領域の形成を狙い,その中心的材料となる高スピン分極率を有する半金属,いわゆる半金属ハーフメタル材料の実現を第一の目的とする.さらに,本材料をベース電極に用いたゲート電極を有するプレーナ三端子素子を作製し,ゲート電圧印加によるスピン輸送特性のチュー二ングを実現することを第二の目的とする.最終的には,室温・高効率で動作する三端子スピントランジスタ実現可能性への知見を得ることを目的とする.H25年度は、当初計画に従い次の項目について研究した。1半金属ハーフメタル薄膜の作製と評価候補となる材料としてMn2CoAlならびにMn2CoGaホイスラー合金がある。H25ではこれまで実績のあるMn-Ga合金薄膜にCoを添加したMn2CoGa膜の作製と評価を進めた。(001)配向した立方晶単層のエピタキシャル薄膜を得た。薄膜は面内磁化を示し、飽和磁化が200-500emu/ccとCo組成に依存して大きく変化した。格子定数、磁気モーメント共にバルクにほぼ等しく良質な試料といえる。その電気抵抗は室温で300μΩcm程度の大きな値でありメタリックな温度依存性を示したため、半金属性ないし電子状態密度に異常があると推測される。異常ホール係数の符号と値が組成依存性を示し、現在理論的解析を進めている。2半金属ハーフメタル薄膜のスピン分極度ならびに電子状態1の研究で得たMn2CoGa薄膜を電極とするトンネル接合の試作と評価を進め、室温で11%のTMR比を得た。温度依存性などの評価を現在進めている。本研究は、半金属ハーフメタル材料の実現を第一の目的とする.さらに,本材料をベース電極に用いたゲート電極を有するプレーナ三端子素子を作製し,ゲート電圧印加によるスピン輸送特性のチュー二ングを実現することを第二の目的とする.計画最終年度は、当初の計画に従い、次の事項について検討した。1Mn-Co-Ga薄膜の作製と半金属性の評価半金属ハーフメタルを示す可能性があるMn-Co-Ga薄膜の輸送特性を調べた。Mn3GaのMnをCoで置換していくと垂直磁化から面内磁化に変化し、Mn2CoGaの組成で半金属的な電子状態となることが理論的に予想される。MnをCoで置換していくと中間の組成で異常ホール効果の符号が変化し、Mn2CoGaの組成の付近で再び符号が変化する、複雑な依存性を示すことがわかった。しかし、半金属性から期待される大きなホール係数は観測されなかった。2Mn-Co-Ga薄膜のスピン分極度ならびに電子状態の解明Mn-Co-Ga薄膜を電極に有するトンネル接合を作製し、組成の温度依存性への影響を系統的に調べた。Mn3Ga接合のTMRは温度とともに単調に増大するが、Mn2CoGaの組成に近いMn-Co-Ga接合は、接合抵抗が約1桁大きく、また低温でTMRが急激に上昇する傾向があり、最大32%まで観測された。この変化は、Mn-Ga系のTMRとは傾向が明らかに異なり、TMR比は小さいものの、Co2MnSiのようなハーフメタルホイスラーの温度依存性に近いと考えられる。薄膜結晶の規則化が十分ではないこと、また結晶性がまだよくないことが原因で、期待した半金属ハーフメタル性がまだ現れていないものと考えられる。原因の一つは、薄膜結晶成長が予想以上に難しいためである。計画の三端子素子の形成まではまだ実施できていないものの、材料の可能性を顕在化させつつある段階にあり、研究を継続している。スピントロニクス良好なMn2CoGaエピタキシャル薄膜の作製と基礎的評価、ならびにそのトンネル接合形成と評価など、当初の計画通り順調に進んでいる。1半金属ハーフメタル薄膜の作製と半金属性の評価:理論グループと共同で輸送特性の解析を行い、その電子状態に対する知見を得る。2半金属ハーフメタルのスピン分極度ならびに電子状態の解明:トンネル接合の界面最適化を行い、スピン分極率に関する知見を得る。

また、バイアス依存性の評価を行い、印加電圧に対するバンドベンディングや状態密度に関する知見を得る.3半金属ハーフメタル薄膜を用いた三端子素子の作製とゲート電圧印加効果:ゲートを有する三端子の構造を作製し、輸送特性のゲート電圧依存性を調べる。これらを通して、スピントランジスタの実現可能性についての知見を得る.研究計画で定常的に使用している金属材料スパッタターゲットの調達が遅れたため。予定通り金属材料スパッタターゲットを調達する。これによる計画の遅延はない。
生物の持つタイマーの分子機構ーショウジョウバエが蛹になるタイミングの決定機構ー

消失するタイミングがショウジョウバエの蛹化のタイミング決定に重要なBlimp-1のエクダイソンレベル低下による発現停止機構を明らかにした。またBlimp-1はその発現量、分解速度が蛹化のタイミング決定に重要な因子で、砂時計の砂のような役割で時間を計る役割を持つことを示した。さらに、明らかにしたタイマーシステムが様々な器官でほぼ同じタイミングで進行するが、器官によって進行速度に多少の違いがあることを明らかにした。Blimp-1は転写抑制因子として作用してftz-f1遺伝子の発現のタイミングを制御することによって蛹化を誘導するエクダイソンパルスを誘導すると考えられる。本年度はまず、このパスウェイでのBlimp-1の発現のタイミングと蛹化のタイミングの関係を検討した。Blimp-1のタンパクの分解促進領域を一部欠失しているためタンパクの安定性が増大したBlimp-1を熱ショックプロモーター依存的に発現させると、全長のBlimp-1を同様に発現させた場合に比べて、ftz-f1の発現および蛹化のタイミングの遅延がより顕著になった。次に発現量を変えるため安定化したBlimp-1を熱ショックプロモーター下に発現できるhs-Blimp-1遺伝子を1コピー持つ場合と2コピー持つ場合で、同じ熱ショックによる影響の違いを調べたところ、コピー数の増加に応じて蛹化のタイミングが遅くなった。以上のことからBlimp-1は、発現量および安定性か蛹化のタイミングの決定に重要であり、蛹化のタイミングを決定するタイマー因子であることが判明した。この蛹化のタイミングに関与する時間決定タイマーがショウジョウバエのどの組織で働いているか調べるために、GAL4とGAL80を用いたシステムで前蛹期に時期特異的に特定の組織で、Blimp-1あるいはFTZ-F1の強制発現あるいは、RNAi法による発現抑制をおこなった。前胸腺、アラタ体、脂肪体での強制発現あるいは発現抑制によっても蛹化のタイミングへの影響はほとんど見られず、これらの器官は蛹化の決定に中心的役割を果たしていない可能性が高まった。昨年度までに、Blimp-1の発現量を増大あるいは発現時期を延長させると、蛹化のタイミングが遅くなることを見いだしたので、本年度はBlimp-1遺伝子の欠失変異あるいはPエレメント挿入による変異をヘテロに持つ個体をもちいることで、遺伝子量を半分にすう影響を調べた。その結果、Blimp-1遺伝子量が半分になると、蛹化のタイミングが早くなり、Pエレメントを除くことによって回復した。これらの解析結果をから、Blimp-1は蛹化のタイミングを決める分子タイマーの重要な因子で、砂時計の砂のような役割を持つこと考えられた。次に、明らかにしたタイマーシステムが異なる器官で同じタイミングで進行するか調べた。そのために、前蛹期の唾腺、トラキア、中腸、リンググランドでのBlimp-1とFTZ-F1の発現パターンを経時的に蛍光抗体組織染色法で観察した。その結果、両因子ともほぼ同じタイミングで発現することが明らかになったが、器官によっては多少異なる結果が得られた。このことからBlimp-1とFTZ-F1によるタイマーシステムがショウジョウバエ前蛹の様々な器官で基本的に同じタイミングで進行するが、器官によってはその進行速度が異なっており、変態期における器官の違いによる起こる現象の違いに対応している可能性が示された。Blimp1の発現が終了するタイミングを決める機構を知るため、3齢後期幼虫の体の前半部分の器官を20ヒドロキシエクダイソン存在下で培養したところ、E75A mRNA量は、3時間まで増加したもののその後減少したのに対して、Blimp-1 mRNA量は、1、5時間まで増加し、その後変動しなかった。また、培養開始後6時間にシクロヘキシミドを加えてさらに1、5時間培養したところ、E75A mRNA量は変動しなかったが、Blimp-1 mRNA量は増加した。また、器官培養系にアクチノマイシンDを加えて転写を止めたところ、Blimp-1 mRNA量は急激に低下した。さらに、体内のエクダイソン濃度が高い時期が約7時間続いた前蛹になってから2時間の個体の体の前半部分の器官を20ヒドロキシエクダイソン存在下で培養したところ、E75A mRNAの新たな誘導は観察されなかったが、Blimp-1 mRNAの誘導は低エクダイソン時個体の器官と同様に観察された。これらのことから、Blimp-1 mRNAは非常に不安定で、エクダイソン濃度低下すると転写が終了し、直ちに分解する機構をもっており、そのためにエクダイソン濃度低下後すぐにBlimp-1が消失するようになっていることが明らかになった。

次にhsFTZ-F1系統を用いてFTZ-F1を熱ショックプロモーター依存下に本来の発現時期よりも早く発現させたところ、蛹化のタイミングが早くなり、Blimp-1の発現の終了によってFTZ-F1の発現のタイミングが決定されるという今まで得られている結果を支持した。
19-20世紀における精神病理と表象文化の関係とその変化についての精神分析的考察

近代主体の病理的構造と表象文化との接点を探るため、本年度は、19世紀の中ごろから精神医学の重要な研究対象となり始め、フロイトの精神分析の発明においても中心的な興味を構成していたヒステリーに関して考察した。19世紀においては、ヒステリーという病の研究と平行して行なわれた催眠や暗示といった現象についての理論が、視覚的に受動的な位置に置かれながら結びつく「群集」を理解するために援用されたことを踏まえながら、フロイト以前のヒステリー研究において、イメージの問題がどのような視点から説明されたか、また、フロイト自身はそれに対しどのような理論構築を行なっていたかについて研究した。前者に関しては、主にサルペトリエール学派とナンシー学派という、催眠研究について異なる立場を取った二つの主要学派の理論をそれぞれ参照しながら、特に前者の論客であったビネとフェレの著作『動物磁気』におけるイメージの問題の扱われ方を、実証科学・経験主義という背景との関係から考察した。さらに、そうした問題について精神分析的視点を援用して行なわれた研究においては、フロイトが催眠や集団を理解しようとする際に導入しているリビドーという概念の背景に、生命の認識に関する歴史的な条件があることを指摘しながら、ラカンの「眼差し」という概念,を使って考察した。また、精神分析が新たに開いたこうした視点を理解するためには、主体が生命との直接的な関わりを失う契機であるとされる「去勢」という概念を押さえる必要がある。フロイトがこの概念を洗練させていく過程には、いかにして失われた生が、何らかの対象と結びつきながら現実性を構築していくのかという問いへの取り組みが認められる。これに関して、特にフェティシズムという問題を取り上げ、ラカンを参照しつつ、身体と表象とがいかなる関係を持って主体的構造の中に位置付けられるかについて考察した。近代文化の中で主体が如何に病理的存在として構成されているかを考えるために、本年度の前半においては、20世紀の始めに「芸術家としての精神病者」として知られたアドルフ・ヴェルフリの創作活動について研究を行った。彼の描く独特な絵画は、妄想的な彼の自叙伝によって支えられたものであり、その意味で彼は、近代主体の表象への関わりにおける歴史性の問題を精神病理的な水準で示した作家だと言える。研究では、ラカンの精神分析理論の枠組みを用いて、近代主体がフィクションとしての歴史に関係させられる際の軋轢を指摘し、その解決の過程を検討した。その中で特にヴェルフリの精神病的な特殊性を見出すために、ラカンの「要求」という概念が明らかにしている言語の反復的特徴に注目した。それによると、ヴェルフリの妄想的自叙伝はこの反復の終わりのなさを開かれた形で示していると考えられた。ヴェルフリが歴史に対して示したこのようなダイナミズムは、19-20世紀にかけての変化を捉える上で重要な手掛かりであり、とりわけ、今後、彼の絵画やコラージュなどを検討することによって、いっそう近代の表象文化の特殊性を明らかにすることができるものである。本年度の後半においては、近代的歴史性と表象の関係をさらに精神分析固有の視点から捉えるべく、精神医学の言説の中で「フェティシズム」という概念が登場した背景について考察した。シャルコーとマニャンが変質論のもとで性倒錯を考えた一方で、ビネが「フェティシズム」という概念を唱えた時、そこでは同じ出発点を持ち、その発展を観察されるような人間が問題となっている。研究では、この「フェティシズム」概念の含意を18世紀にまで遡って探り、そこにひとつの近代的な人間観の系譜があるのを確認した。ここで得られた知見は、精神分析における幻想やフェティシズムの問題に接続されて、今後考察される予定である。
ミカン亜科植物遺伝資源の特性情報のデータベース化

佐賀大学農学部では「カンキツ類系統保存事業」として22属48種のカンキツ類縁植物と約600の品種・系統のカンキツ類を維持し、遺伝資源の保存、系統分類、進化に関する研究と育種素材として、産業への利用の可能性を検討している。本研究においては、保存中の植物の特性を多面的に調査し、データベースとして保存した。これらの情報は、ミカン亜科植物に限ることなく、他の生物の遺伝資源の情報とリンクが可能であり、最終的には国際的ネットワークを通じて、Harbarium in Multi Mediaの確立のために有効である。(1)本学系統保存の系統名、それらの植物の画像情報として、樹形、花器、果実、気孔の走査型電子顕微鏡像などを記録しコンピュータに入力した。(2)21属51種のミカン亜科植物の葉の形態、葉面積、葉形指数(縦長/横長)を調査し、データベース化した。ミカンハモグリガの食害程度が系統分類の1指標となることを明らかにした。走査型電子顕微鏡による気孔の調査で、気孔の形態は原産地を推察する情報となることを明らかにした。(3)沖縄原産のシィークワーシャ10系統およびカラタチ7系統の形態的特徴、葉に含まれる精油成分組成およびアイソザイム分析により系統分類と進化の調査を行った。ユズと類縁香酸カンキツ類の分類をアイソザイムにより分析し、起源と進化を考察した。(4)台木として利用されているユズ、カラタチ2系統およびサワーオレンジの茎の横断面の木部が占める割合とわい性程度との相関を求めた。台木のわい性程度は推察できるが、接ぎ木した場合のわい性程度は推察できなかった。(5)カンキツ類に含まれるフラボノイドと有機酸の分析を高速液体クロマトグラフィーを用いて分析し、これらの物質が系統分類のための化学的指標になることを明らかにした。1.従来から形態的特性の情報を収集してきたが,断片的であった.今年度から体系立ててミカン亜科植物の特性を収集し,データベース化して,インターネットにリンクするための研究を開始した.2.佐賀大学で保存しているミカン亜科植物10属38種を用いて,果実の縦経,横経,重さ,じょうのう数,砂じょうの有無,果実あたりの含核数及び種子の重量を調査した.種子の採集が可能な材料に関しては,カンキツとして重要な特性である多胚性の調査も行った.形態的特性は,すべて画像化し,コンピュータに取り込みデータベースとして保存した.3. 21属46種のミカン亜科植物を用いて走査型電子顕微鏡により気孔の形態を調査した.オーストラリア原産のEremocitrus glaucaの気孔は葉の表皮が陥没した部位に存在し,他のミカン亜科植物とと比べ極めて特異的な形態であった.気孔の形態は系統分類の指標のひとつとなると同時に,原産地や栽培環境を知るための手がかりになることを明らかにした.4.遺伝資源拡大のために東南アジア原産のAegle marmelosの葉片及び茎切片からカルスを誘導した.形態形成には到っていないが,大量増殖やプロトプラスト融合のための材料とするため可能性の検討を開始した.5.ミカン亜科植物の化学分類を行うために逆相系高速液体クロマトグラフィーを用い,フラボノイド類の検索を行った.既知のフラボノイドは検出できなかった.ヘスペリジンなどのケモタキソノミー物質についても検討を行う必要がある.6. Juvenile期間が短いマメキンカンを用いてショ糖リン酸

合成酵素遺伝子の導入に関して調査した.実生の胚軸を用いてAgarobacteriumにより遺伝子導入をはかり,PCRとサザンハイブリゼーションで導入を確認した.7.本研究で得られた情報を国立遺伝学研究所の遺伝資源に関するデータベース「SHIGEN」とリンクするよう調整を行った.1.昨年に引き続き,ミカン亜科植物の形態的特性の情報を収集し,データベース化し,インターネットにリンクするための研究を行った。形態的特性は,画像化し,コンピューターに取り込みデータベースとして保存した。これらの情報は,http://citrus.ag.saga-u.ac.jpを通してアクセスが可能である。2.沖縄の在来カンキツであるシークワーシャ9系統,及び我が国の基幹的台木であるカラタチの系統分類に関し形態的及び生化学的研究を行った。分類の指標には花器の形態,花粉粒の形態,葉の精油成分,葉のアイソザイムを用いた。伝統的に異種として分類されていた系統が同種であることを明らかにした。また無核シークワーシャは他の系統と大きく異なった。カラタチ7系統は形態的には異なるが,生化学的調査では変異が少なく,来歴についても不明な点が多かった。3.カラタチ,サワーオレンジ,ユズを材料として,接ぎ木によるわい化程度の調査を行った。茎の横断面の皮層部と木質部の比率とわい化程度との相関を求めた。実生の12年生では高い相関が見られたが,年を追うごとに相関は低くなった。4.東南アジア原産のベルノキ(Aegle marmelos)の葉片及び茎切片からカルスを誘導した.3ヶ月を越える培養により不定芽の形成が見られた。しかし,カルスのみの培養では褐変が起こり長期培養は困難であった。培地組成に関した検討が必要である。5.ミカン属の化学分類を行うために逆相系高速液体クロマトグラフィーでフラボノイド類の検索を行った。ヘスペリジンとデオスミンを指標として有望であることがわかった。デオスミンはレモンとライムのみで見られた物質である。本物質は発ガン抑制物質として有望であり,他のカンキツ類での分布の調査を進める。6.インドで平成11年11月に開催された「国際カンキツシンポジウム」においてカンキツ類遺伝資源の保存と維持に関する報告を行った。1.昨年に引き続き,ミカン亜科植物の形態的特性の情報を収集し,データベース化の充実を図り,国立遺伝学研究所の「SHIGEN」とリンクするための検討をさらに進めた。2.カンキツ類19品種を用い種子中のリモンニンの定量と定性を高速液体クロマトグラフィーを用いて行った。カンキツ属とカラタチ属の品種にはリモニンが含まれていたが、キンカン属及びキンカン属とミカン属との自然交雑と言われているシキキツにはリモニンが含まれていなかった。果実の成長に伴うリモニンの経時的変化を解析したところ系統分類の手法として利用が可能であることを確認した。3.カンキツ属14品種とキンカン属果実の果皮及び果肉のメタノール抽出物中のフラボノイド化合物を高速液体クロマトグラフィーで分析した。ブンタン及びニンポウキンカンではhesperidinが含まれていないことを明らかにした。HPLCクロマトパターンは品種に固有であり、品種の推定も可能である。4.ミカン亜科植物8属9種の実生苗からカルスを誘導し、そのカルスを試験管内で接触させ、接ぎ木初期のカルス細胞の挙動に関して形態的調査を行った。近縁のカルスが接触した時には接触面が明確でなかったが、異属のカルスが接触した時には境界面に細胞の崩壊と木質化が見られた。
ガリウムと素およびトリメチルアルシン暴露の生物学的モニタリング法とその生体影響

魚貝類由来のヒ素に影響されず、低レベルの無機ヒ素暴露に対応できる尿中ヒ素による生物学的モニタリングの確立、ついで、トリメチルアルシン(TM-As)の毒性学的な解明と大きく二つの研究課題を検討した結果、以下の結論を得た。第一の課題である、尿中ヒ素による無機ヒ素暴露の生物学的モニタリングについては、尿中ヒ素を化学形態別に測定することにより、従来から最大の懸案とされてきた魚貝類由来のヒ素(主にarsenobetaine)を明確に判定することを可能とし、職業性に暴露されたヒ素を明確に評価できた。なお、評価に際しては無機ヒ素暴露のレベルに対応して、低レベルでは尿中無機ヒ素濃度、そして、高いレベルでは尿中無機ヒ素とその代謝物であるメチル化ヒ素(MA)とジメチル化ヒ素(DMA)の合計値(尿中無機ヒ素+MA+DMA)により、それぞれ明確に判定できることが二つの異なる実験群から確認された。これらの研究成果は、従来の総ヒ素としての評価法に比較して遙かに精度が向上したものと判断した。他方、頭髪中ヒ素の測定は、生物学的モニタリングより作業環境のヒ素汚染の指標に有効であることが示唆された。第二の課題である、TM-Asの毒性・代謝・排泄に関する研究から、この物質がアルシン類でしることからアルシンと同様に強い毒性を有するものと懸念されたが、しかし、アルシンに比較して溶血性は低く、相対的に毒性の弱いことが判明した。その低毒性の背景には、体内でTM-Asは水溶性のトリメチルアルシンオキサイドに変化する代謝機序が大きく寄与しているものと推定した。電子産業界ではTM-Asの毒性試験の無いままに使用が先行した経緯があるが、アルシンに比較して取扱いは容易であるものと判断された。メチル化ヒ素化合物の毒性は無機ヒ素に比較して約1/200/1/300程度低く、また、国際的な研究結果を総合すると無機ヒ素のメチル化は解毒機序であると結論される状況に至っている。今回の研究結果から、アルシンも無機ヒ素と同様にメチル化態は大きく毒性が軽減されることが明らかとなった。ガリウムヒ素(GaAs)暴露の生物学的モニタリングおよびトリメチルアルシンオキサイド(TMAO)の毒性、代謝、排泄試験を実施した。GaAs暴露の生物学的モニタリング:GaAs結晶製造者と加工作業者の尿中ヒ素を化学形態別に測定した結果、作業者の尿中総ヒ素を測定しても暴露は評価できなかったが、これに対して、作業後の尿中無機ヒ素濃度は統計学的に有意な増加が示され、この所見はGaAs暴露の有効な評価法になることが明らかになった。さらに、尿中トリメチルヒ素化合物であるarsenobetaineを測定することにより魚貝類由来のヒ素が特定でき、職業性に暴露された無機ヒ素と明確に区別することができ、従来の方法より精度の高い生物学的モニタリングが確立された。なお、頭髪中ヒ素は外部汚染されたヒ素が完全に除去出来ないことから、体内蓄積量の評価に用いるより作業環境中ヒ素汚染の指標に有効であることが判断された。トリメチルアルシンオキサイド(TMAO)の毒性、代謝、排泄:TMAOのLD50は、マウスの経口投与で10g/kgと毒性の低いヒ素であることが判明した。

TMAOの一回経口および腹腔内投与後24時間目までの尿中排泄率は87±11%糞弁中排泄率は0.6±0.4%であり、TMAOは尿中排泄が主体で、そして体外排泄の速いヒ素であった。TMAOはTMAOとして尿中排泄され、体内でarsenobetaineへの変換および脱メチル化は生じなかった。しかし、TMAOは経口および腹腔内投与しても、呼気中ヘトリメチルアルシンとして微量排泄されるパターンが示され、他のヒ素化合物にはない特徴が認められた。TMAOはトリメチルアルシンとarsenobetaineの中間体的な特質であるが、毒性はarsenobetaineに類似していたが代謝パターンは異なることが示された。TMAOの毒性・代謝・排泄などの所見が得られたことにより、トリメチルアルシンの生体影響ならびに暴露評価法の研究に外挿が可能となった。魚貝類由来のヒ素に影響されず、低レベルの無機ヒ素暴露に対応できる尿中ヒ素による生物学的モニタリングの確立、ついで、トリメチルアルシン(TMーAs)の毒性学的な解明と大きく二つの研究課題を検討した結果、以下の結論を得た。第一の課題である、尿中ヒ素による無機ヒ素暴露の生物学的モニタリングについては、尿中ヒ素を化学形態別に測定することにより、従来から最大の懸案とされてきた魚貝類由来のヒ素(主にarsenobetaine)を明確に判定することを可能とし、職業性に暴露されたヒ素を明確に評価できた。なお、評価に際しては無機ヒ素暴露のレベルに対応して、低レベルでは尿中無機ヒ素濃度、そして、高いレベルでは尿中無機ヒ素とその代謝物であるメチル化ヒ素(MA)とジメチル化ヒ素(DMA)の合計値(尿中無機ヒ素+MA+DMA)により、それぞれ明確に判定できることが二つの異なる実験群から確認された。これらの研究成果は、従来の総ヒ素としての評価法に比較して遙かに精度が向上したものと判断した。他方、頭髪中ヒ素の測定は、生物学的モニタリングより作業環境のヒ素汚染の指標に有効であることが示唆された。第二の課題である、TMーAsの毒性・代謝・排泄に関する研究から、この物質がアルシン類であることからアルソンと同様に強い毒性を有するものと懸念されたが、しかし、アルシンに比較して溶血性は低く、相対的に毒性の弱いことが判明した。その低毒性の背景には、体内でTMーAsは水溶性のトリメチルアルシンオキサイドに変化する代謝機序が大きく寄与しているものと推定した。電子産業界ではTMーAsの毒性試験の無いままに使用が先行した経緯があるが、アルシンに比較して取り扱いは容易であるものと判断された。メチル化ヒ素化合物の毒性は無機ヒ素に比較して約1/2001/300程度低く、また、国際的な研究結果を総合すると無期ヒ素のメチル化は解毒機序であると結論される状況に至っている。今回の研究結果から、アルシンも無機ヒ素と同様にメチル化態は大きく毒性が軽減されることが明らかとなった。
グラフに付随した作用素の諸性質とフォン・ノイマン環の間の写像の研究

2年間に行った研究において幾つかの新しい知見が得られた。交付申請時の研究目的・研究実施計画における目的の一つである部分等距離作用素から生成されるフォン・ノイマン環の型の決定に対しては、グラフに付随した隣接作用素が部分等距離作用素である場合にはI型のフォン・ノイマン環しか生成しない事が示された。また、斎藤が挙げていた問題の解決を含む結果として、幕部分等距離作用素から生成されるフォン・ノイマン環の型はI型しかないということをが示され、斎藤が推測したすべての型を生成するような幕部分等距離作用素を選べるかということに対して、完全な解答を与えることができた。その証明には直接かかわっていないが、幕部分等距離作用素の特徴付けの結果を得ることができた。これは、前の斎藤の問題には直接かかわっていないが、従来と異なる特徴付けであり、これを証明したアイディアが有用な役割を果たした。また、グラフ理論とのつながりでド・モルガン代数、クリーネ代数の特徴付,けを与えることができた。その際に導入した新しい概念である不動核はフォン・ノイマン環の間の写像の性質を調べているうちに得られたもので、この概念がさらにフォン・ノイマン環の間の写像の性質を調べる上に重要な役割を持つのではないかと考えられ、今後の発展に期待するものである。また、グラフが全閉路的であるための新しい十分条件を与える結果が得られた。ここで用いたアイディアは、今後、グラフに付随した隣接作用素の研究を進める上において有用な役割を持つもので作用素論への応用へと発展される結果であると考える。さらに、無限有向グラフに付随した作用素の関係した指数を調べることによって、隣接作用素のスペクトル半径、数域とノルムの関係を完全に決定しものである。また、作用素環の構造研究に関連した非可換微分幾何に応用される葉層多様体に関する結果を得ることができた。今年度に行った研究において2、3の新しい知見が得られた。交付申請時の研究目的・研究実施計画における目的の一つである部分等距離作用素から生成されるフォン・ノイマン環の型の決定に対して、斎藤が挙げていた問題の解決を含む、冪部分等距離作用素から生成されるフォン・ノイマン環の型はI型しかないということが示され、斎藤が推測したすべての型を生成するように冪部分等距離作用素を選べるかということに対して、完全な解答を与えることができた。また、グラフ理論とのつながりでド・モルガン代数、クリーネ代数の特徴づけを与え、その際に導入した新しい概念である不動核はフォン・ノイマン環の間の写像の性質を調べているうちに得られたもので、この概念がさらにフォン・ノイマン環の間の写像の性質を調べる上に重要な役割を持つのではないかと考えられ今後の発展に期待するものである。ここでの用いたアイディアは、今後、グラフに付随した作用素の研究を進めるうえにおいて有用な役割をもつもので作用素論への応用へと発展される結果であると考える。さらに、無限有向グラフに付随する隣接作用素のスペクトル半径とグラフの性質の関係を与えることができた。この結果は作用素の関係した指数を調べることによって、隣接作用素のスペクトル半径、数域とノルムの関係を完全に決定したものである。

また、グラフ理論とのつながりでド・モルガン代数、クリーネ代数の特徴づけを与え、その際に導入した新しい概念である不動核はフォン・ノイマン環の間の写像の性質を調べているうちに得られたもので、この概念がさらにフォン・ノイマン環の間の写像の性質を調べる上に重要な役割を持つのではないかと考えられ今後の発展に期待するものである。また、グラフが全閉路的であるための新しい十分条件を与える結果が得られた。ここでの用いたアイディアは、今後、グラフに付随した作用素の研究を進めるうえにおいて有用な役割をもつもので作用素論への応用へと発展される結果であると考える。さらに、無限有向グラフに付随する隣接作用素のスペクトル半径とグラフの性質の関係を与える結果をえることができた。この結果は作用素の関係した指数を調べることによって、隣接作用素のスペクトル半径、数域とノルムの関係を完全に決定したものである。
吸着子のある微斜面の統計力学:吸着子とステップの熱的相互作用機構の解明

被覆率が1未満の吸着子のある微斜面において、吸着子とステップの熱的相互作用機構を理論的に調べるため、restricted-solid-on-solid(RSOS)-イジング結合(RSOS-IC)模型において転送行列法による統計力学計算を行った。計算は、積波動関数繰り込み群(PWFRG,密度行列繰り込み群(DMRG)法の一種)アルゴリズムを用い、数値的に行った。本研究による主な成果は以下のとおりである。1.吸着子間相互作用が引力型の場合吸着子の化学ポテンシャルを系統的に変えて、微斜面に関する表面自由エネルギー、吸着子被覆率、ステップ自由エネルギー、ステップ張力、ステップ・スティフネスを詳細に求めた。その計算結果と、分子場近似計算、場の理論的計算と比較することにより、吸着子のある微斜面で、熱平衡状態においてステップ・バンチング(または、マクロスチップ形成)が起こることを確立し、サーマル・ステップ・バンチングと名付けた。また、その生成メカニズムには、外場誘導型と揺らぎ誘導型の2種類あることを解明し、Phys.Rev.B誌に発表した。2.吸着子間相互作用が反発力型の場合吸着子系は、低温では√2x√2R45の秩序状態になり、高温では1x1の無秩序状態になる。外場誘導を起源とするサーマル・ステップ・バンチングは消失し、吸着子の秩序変数揺らぎによる揺らぎ誘導型のサーマル・ステップ・バンチングが存在することを数値的に示した。相図を求め、秩序-無秩序相転移とサーマル・ステップ・バンチングの関係を明らかにした(投稿準備中)。3.吸着子とステップの原子スケールでの相互作用が極めて強い場合表面模型では初めて非単調な温度依存性を示すステップ・スティフネスの存在を示した(投稿準備中)。平成15年度研究実績の概要吸着子のある微斜面において、吸着子とステップの熱的相互作用機構を理論的に調べるため、restricted-solid-on-solid (RSOS)-イジング結合(RSOS-IC)模型において転送行列法による統計力学計算を行った。1.吸着子間相互作用が引力型の場合吸着子の化学ポテンシャルを系統的に変えて、微斜面に関する表面自由エネルギー、吸着子被覆率・ステップ自由エネルギー、ステップ・スティフネスを詳細に求めた。その計算結果と、分子場近似計算、場の理論的計算と比較することにより、吸着子のある微斜面で、熱平衡状態においてステップ・バンチング(または、マクロステップ形成)が起こることを確立し、サーマル・ステップ・バンチングと名付けた。2.吸着子間相互作用が反発力型の場合・この場合、外場誘導型のサーマル・ステップ・バンチングは生じないことを明らかにした。・吸着子系は、低温では2x2R45の秩序状態になり、高温では1x1の無秩序状態になる。サーマル・ステップ・バンチングは、吸着子の秩序変数揺らぎを媒介とするステップ間引力によって、吸着子の秩序-無秩序相転移線近傍で発生することを明らかにした。表面1層未満の被覆率での吸着子の原子スケールでの振舞いにより,セミマクロなスケールでの微斜面上のステップと吸着子との熱力学的相互作用を解明することがこの研究の目的である.そのために,意図的にパラメタ数を減らし単純化した模型-RSOS-イジング結合(RSOS-IC)模型を提唱し,密度行列くりこみ群アルゴリズム(PWFRG法)によりステップ,表面熱力学諸量を定量的に計算した.

単純化した模型は,現実の現象をそれらしく説明,再現するには不十分である.しかし,特徴的な現象(ステップ・バンチング,段丘構造,表面ラフニング)については,「他の効果が模型に入っていない」という理由で,原因,生起メカニズムを疑いなく特定できる.昨年度,吸着子間相互作用が引力的である場合に生ずる熱的ステップ・バンチングに関連して得られた新しい知見に基づき,今年度は,1)吸着子間相互作用が反発力的である場合,2)吸着子とステップの原子スケールでの相互作用(引力的)が極めて強い場合,3)吸着子によるモルフォロジーの変化,について調べた.1)吸着子間相互作用が反発力的である場合低温では吸着子による表面再構成により秩序相が生ずる.秩序-無秩序相転移と熱的ステップ・バンチングに関する相図を求めた.外場誘導型熱的ステップ・バンチングは消失する.しかし,表面再構成層の秩序-無秩序相転移における構造揺らぎと微斜面構造との協同現象として揺らぎ誘導型の熱的ステップ・バンチング現象が起こる.2)吸着子とステップの原子スケールでの相互作用(引力的)が極めて強い場合ステップ・スティフネス,ステップの揺らぎ幅が温渡に関してリエントラントな振る舞いをすることをPWFRG計算とモンテカルロ計算双方から確立した.これについて,高温Siでのエレクトロ・マイグレーションによるステップ・バンチングの平均ステップ間隔の非単調な温度変化との関連が関心を呼んでいる.3)吸着子によるモルフォロジーの変化PWFRG法でファセット周辺での結晶平衡形を求める計算法を確立した.吸着子による秩序・無秩序相転移と平衡状態におけるファセット形の変化を明らかにした.さらに,熱的ステップ・バンチングによる段丘構造とHerringの段丘構造との競合が存在することを明らかにした.以上,得られた成果が多く,互いに関連づいているため,論文に纏めるに当たり時間を要している.