hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小学校高学年の体育授業における教師の言語的相互作用の適切性に関する研究

本研究は、体育授業において学習成果(態度得点、技能)を高める教師の言語的相互作用の適切性である「いつ、どこで、だれに、何を」発言すればよいのかを究明していくことに資するものである。前年度までは、作成した課題解決的学習によるバスケットボールの指導プログラムを用いて、1単元(8時間)の授業を展開したもらった。このとき、単元の2、4、7時間目の3時間の授業をVTR並びにICレコーダーを用いて収録し、教師の発言内容の逐語記録を作成した。また、各時間のゲームをVTRに収録し、後藤らのゲームパフォーマンス評価法(GPAI法)を用いて、バスケットボールの集団技能を評価した。得られたデータをもとに、学習成果(態度得点、技能)を高めた学級とそうでない学級の発言を品詞分析を用いて、量的・質的に分析し、学習成果(態度得点、技能)を高める教師の品詞の用い方について検討する。学習成果(態度得点)を高めた学級(3学級)そうでない学級(3学級)のデータをもとに、学習成果(態度得点)を高める教師の品詞の用い方については検討することができた。その結果、バスケットボールの授業(オープンスキル教材)においても先行研究と同様に学習成果を高める教師の8つの品詞の用い方が確認された。しかしながら、学習成果(態得点度)を高めた学級の中で集団技能を高めた学級(3学級)を揃えきることができなかった。今後、追加データを取り、学習成果(集団技能)を高めた学級(3学級)そうでない学級(3学級)のデータをもとに、学習成果(集団技能)を高める教師の品詞の用い方について検討する。本研究は、体育授業において学習成果(態度得点、技能)を高める教師の言語的相互作用の適切性である「いつ、どこで、だれに、何を」発言すればよいのかを究明するものである。平成28年度は、課題解決的学習によるバスケットボールの指導プログラムを現行学習指導要領に準拠した文献・資料をもとに作成する。このとき、児童への調査研究として、単元前後における児童の授業に対する愛好的態度を態度測定法を用いて測定するとともに、授業記録の収集として単元の2・4・7時間目の3時間の授業をVTR並びにICレコーダーを用いて集録し、教師の発言内容の逐語記録を作成する。得られたデータをもと学習成果(態度得点)を高めた学級とそうでない学級の教師の発言を品詞分析を用いて量的・質的に分析し、学習成果(態度得点)を高める教師の品詞の用い方について検討する。昨年度は、課題形成的学習によるバスケットボールの指導計画(全9時間)を作成することができた。単元経過に即した共有課題としては、「パスをつないでシュートしよう(3時間)」ー「ズレをつくってシュートしよう(3時間)」ー「スペースをうまく使ってシュートしよう(3時間)」である。この指導プログラムをもとに、小学校高学年(5・6年)の6名の教師に実践を行ってもらい、授業記録を収集することができた。平成29年度は、前年度に作成した課題解決的学習によるバスケットボールの指導プログラムを用いて、1単元(8時間)の授業を展開してもらう。このとき、前年度と同様に単元の2、4、7時間目の3時間の授業をVTR並びにICレコーダーを用いて収録し、教師の発言内容の逐語記録を作成する。また、各時間のゲームをVTRに収録し、後藤らのゲームパフォーマンス評価法(GPAI法)を用いて、バスケットボールの集団技能を評価する。得られたデータをもとに、学習成果(態度得点)を高めた学級のなかで学習成果(集団技能)を高めた学級とそうでない学級の教師の発言を品詞分析を用いて量的・質的に分析し、学習成果(集団技能)を高める教師の品詞の用い方について検討する。学習成果(態度得点)を高めた学級(3学級)とそうでない学級(3学級)のデータをもとに、学習成果(態度得点)を高める教師の品詞の用い方について検討することはできた。しかしながら、前年度の学習成果(態度得点)を高めた学級のなかで学習成果(集団技能)を高めた学級(3学級)とそうでない学級(3学級)のデータを揃えることができず、今年度追加データを取る必要がある。

その結果、バスケットボールの授業(オープンスキル教材)においても先行研究と同様に学習成果を高める教師の8つの品詞の用い方が確認された。しかしながら、学習成果(態得点度)を高めた学級の中で集団技能を高めた学級(3学級)を揃えきることができなかった。得られたデータをもとに、学習成果(態度得点)を高めた3学級とそうでない3学級の教師の発言を品詞分析を行い、検討する。さらに、今年度は上記指導プログラムをもとに、授業実践を行ってもらい、各時間のゲームをVTRに集録し、ゲームパフォーマンス評価法(GPAI)を用いて、バスケットボールの集団技能を評価する。これによって、学習成果(集団技能)を高めた学級とそうでない学級の教師の発言を品詞分析を用いて量的・質的に分析し、学習成果(集団技能)を高める教師の品詞の用い方について検討する。今年度の2学期までに追加データを取り、学習成果(態度得点)を高めた学級のなかで学習成果(集団技能)を高めた学級とそうでない学級の教師の発言を品詞分析を用いて量的・質的に分析し、学習成果(集団技能)を高める教師の品詞の用い方について検討する。今後、追加データを取り、学習成果(集団技能)を高めた学級(3学級)そうでない学級(3学級)のデータをもとに、学習成果(集団技能)を高める教師の品詞の用い方について検討する。平成28年度は、授業記録の収集に時間がかかり、計上していた逐語記録の作成と品詞分析の作業に対する人件費・謝金を使用することができなかった。また、物品として分析したデータの記録用メディアの購入も行えていない。前年度取ったデータの中で学習成果(態度得点)の高い学級のなかで明らかに学習成果(集団技能)を高めた学級が3学級以上なく、追加データをとる必要がある。さらに、後藤らのGPAI法での比較・分析についても再考し、場合によってはグリフィンらの方法を用いる必要がある。平成30年度は業務の多忙さが増し、計画に遅れが生じた。また、対象となる小学校高学年(5・6年)のバスケットボールの授業において集団技能の判定に想定以上に時間がかかるとともに、新たに集団技能の高い学級を加える必要があるため、研究期間を延長したため。今年度は、逐語記録の作成と品詞分析の作業に対する人件費・謝金として使用していくとともに、分析したデータの記録用メディアを物品として購入していく。
有機系廃水を用いた中鎖脂肪酸（ＭＣＦＡ）の持続可能な生産法の開発

研究期間(上半期)では、野菜・果実の食物残渣を用いた中鎖脂肪酸生産実験をおこなった。この実験を行った理由は食物残渣による中鎖脂肪酸の生産報告はあるが最適培地の検討はまだ行われていなかったためである。最適培地の検討として、用いた食物残渣はカボチャわた、カボチャ皮、リンゴ残渣であり、これらを培地として中鎖脂肪酸生産を行い最適培地の検討を行った。結果、カボチャわたでは26日目にカプロン酸最大濃度6.16 g/L生産しカプリル酸は33日目に最大濃度0.30 g/L生産した。カボチャ皮では最大で26日目に0.81 g/Lのカプロン酸、33日目に0.06 g/Lのカプリル酸を生産した。リンゴ残渣は33日目に最大濃度のカプロン酸を1.23 g/L、カプリル酸を0.15 g/L生産した。この結果より最も中鎖脂肪酸を生産したのはカボチャわたを用いたものであり、カボチャわたが中鎖脂肪酸生産に適していると推測された。これは食物残渣の組成、中鎖脂肪酸生産時のpHが適していたためだと考えられる。研究期間(下半期)では、現在多くが廃液として浄化処理されているチーズホエーの再利用方法としてチーズホエーを用いた中鎖脂肪酸生産の検討を行った。結果、35日目に最大でカプロン酸が2.20 g/L、カプリル酸が0.82 g/L生産された。このことからチーズホエーを用いた中鎖脂肪酸生産が可能であることが示唆された。また、培養期間中のpHの減少が大きかったためpHを7に調整しながら培養する必要があると考えられる。第1章の実験で最も中鎖脂肪酸生産を生産したカボチャわたと比較すると中鎖脂肪酸の生産濃度を比較するとカボチャのわたの方が中鎖脂肪酸を生産したが短鎖脂肪酸濃度はチーズホエーの方が高かった。このことよりpHなどの条件を適した条件にすることでチーズホエーの方が中鎖脂肪酸をより生産できる可能性も考えられる。当初目標としていたMCFA生産の最適化および回分式嫌気反応槽を用いた生産効率の検証が順調に進み、成果が得られている。特に中鎖脂肪酸生産において最も重要な微生物の群集構造解析を完了したことは大きな成果といえる。<回分式嫌気反応槽を用いた生産効率の検証>予算上の問題から反応槽は手作りのものを使用する。連続的に流入する反応物質(原料)を反応器にいれる完全混合槽を用いる。集積培養液にVFAが入った瞬間に反応器内容物と完全に混合されるので反応が早く濃度が均一に管理できる利点がある。構成部品はガラス、バイトンチューブ、ステンレス材質のものを使用する。リアクターの容積を12Lとし、廃水の連続分解における平均滞留時間の影響及び総有機炭素(TOC)及びCODを測定する。本研究では、チーズホエーを介して中鎖脂肪酸を生成し、中鎖脂肪酸の中からC8を経済的に精製する方法を確立したのち、生産中鎖脂肪酸の純度を確認する。チーズホエーを用いたC8の生産率に関して国内外の研究報告はないものの、食物残渣を用いた海外の研究報告に示されているC8の最高値である0.3g C8 L-1 D-1と同等あるいはそれを上回る生産率を目指す。有機性廃水を用いた生産効率の検証を行うことを目的とする。鎖伸長工程を経た後、微生物混合培養(集積培養)を用いて嫌気条件で発酵を行い、揮発性脂肪酸と一部のバイオガスを炭素源及び電子供与体として利用し、中鎖脂肪酸(MCFA)を生産することができる。中鎖脂肪酸はバイオプラスチックの原料以外にも認知症予防・改善に効果があることで近年注目されている。H27年度は、MCFAの生産を、C. kluyveri株による純粋培養系及び濃縮された混合培養系を用いて評価した。その結果、反応液中の初発酢酸( C2 )(7.2 g/l)及びエタノール(17.7 g/l)を利用し、効果的にMCFAを産生することができた。C. kluyveri株は培養17日目において初発酢酸の85%、エタノールの64%をそれぞれ消費した。培養14日目におけるC. kluyveri株によるMCFAの生産量は、酪酸( C4 )3 g/l、吉草酸( C5 )1.9 g/l、ヘキサン酸( C6 )3.2 g/l、ヘプタン酸( C7 )0.5 g/l、およびオクタン酸( C8 )0.048 g/lであった。一方、混合培養系によるMCFAの生産は、酪酸( C4 )4.6 g/l、吉草酸( C5 )1.2 g/l、ヘキサン酸( C6 )4.1g/l、ヘプタン酸( C7 )0.57g/l、さらにオクタン酸( C8 )0.14g/lであった。以上の結果からMCFA生産系の確立ができたものと判断した。

当初予定していた加水分解産物である酢酸、プロピオン酸、酪酸および吉草酸のようなVFAを含む2-5炭素の測定および生産が確認できたことと、炭素源の影響、酸素の影響、ORPの影響、硝酸塩濃度の影響、重金属の影響、至適初発温度およびpHの検討が予定通り終了したため、おおむね順調に進展していると判断する。研究期間(上半期)では、野菜・果実の食物残渣を用いた中鎖脂肪酸生産実験をおこなった。この実験を行った理由は食物残渣による中鎖脂肪酸の生産報告はあるが最適培地の検討はまだ行われていなかったためである。最適培地の検討として、用いた食物残渣はカボチャわた、カボチャ皮、リンゴ残渣であり、これらを培地として中鎖脂肪酸生産を行い最適培地の検討を行った。結果、カボチャわたでは26日目にカプロン酸最大濃度6.16 g/L生産しカプリル酸は33日目に最大濃度0.30 g/L生産した。カボチャ皮では最大で26日目に0.81 g/Lのカプロン酸、33日目に0.06 g/Lのカプリル酸を生産した。リンゴ残渣は33日目に最大濃度のカプロン酸を1.23 g/L、カプリル酸を0.15 g/L生産した。この結果より最も中鎖脂肪酸を生産したのはカボチャわたを用いたものであり、カボチャわたが中鎖脂肪酸生産に適していると推測された。これは食物残渣の組成、中鎖脂肪酸生産時のpHが適していたためだと考えられる。研究期間(下半期)では、現在多くが廃液として浄化処理されているチーズホエーの再利用方法としてチーズホエーを用いた中鎖脂肪酸生産の検討を行った。結果、35日目に最大でカプロン酸が2.20 g/L、カプリル酸が0.82 g/L生産された。このことからチーズホエーを用いた中鎖脂肪酸生産が可能であることが示唆された。また、培養期間中のpHの減少が大きかったためpHを7に調整しながら培養する必要があると考えられる。第1章の実験で最も中鎖脂肪酸生産を生産したカボチャわたと比較すると中鎖脂肪酸の生産濃度を比較するとカボチャのわたの方が中鎖脂肪酸を生産したが短鎖脂肪酸濃度はチーズホエーの方が高かった。このことよりpHなどの条件を適した条件にすることでチーズホエーの方が中鎖脂肪酸をより生産できる可能性も考えられる。当初目標としていたMCFA生産の最適化および回分式嫌気反応槽を用いた生産効率の検証が順調に進み、成果が得られている。特に中鎖脂肪酸生産において最も重要な微生物の群集構造解析を完了したことは大きな成果といえる。平成28年度には、1)MCFA生産の最適化:各種廃水を収集し、APHA標準法に基づき、初期化学的酸素要求量(COD)、pHなどを分析する。下水、石油製品製造工場排水、金属工場排水、製紙工場排水、化学薬品生産工場排水、食品生産工場排水などを収集し、VFAとCO2生産量を記録し、好原料を把握する。さらに、MCFA生産における諸因子の検討を行なう。H2含む電子受容体の影響、炭素源の影響、酸素の影響、ORPの影響、硝酸塩濃度の影響、重金属の影響、至適初発温度およびpHの検討を行う。2)回分式嫌気反応槽を用いた生産効率の検証:予算上の問題から反応槽は手作りのものを使用する。連続的に流入する反応物質(原料)を反応器にいれる完全混合槽を用いる。集積培養液にVFAが入った瞬間に反応器内容物と完全に混合されるので反応が早く濃度が均一に管理できる利点がある。構成部品はガラス、バイトンチューブ、ステンレス材質のものを使用する予定である。<回分式嫌気反応槽を用いた生産効率の検証>予算上の問題から反応槽は手作りのものを使用する。構成部品はガラス、バイトンチューブ、ステンレス材質のものを使用する。リアクターの容積を12Lとし、廃水の連続分解における平均滞留時間の影響及び総有機炭素(TOC)及びCODを測定する。
金属と金属-π電子系クラスターの励起状態の構造と反応性に関する理論的研究

本年度は主として次の二つのテーマで研究した.(1)鉄カルボニル錯体の光解離反応とSi-H結合への挿入反応我々は以前の研究によって、鉄カルボニル錯体Fe(CO)_5の光吸収スペクトルをSAC-CI法によって定量的に再現し、スペクトルのピークが全て許容遷移であるA2"もしくはE'にアサインできることを示した。本年度は光照射によるCOの脱離、およびそれによって発生したFe(CO)_4がSi-H結合へ挿入する反応を研究した。許容のE'状態に励起したFe(CO)_5はヤーンテラー変形し、反発的なポテンシャルに沿ってエカトリアル位のCOが自発的に脱離する。COが脱離したFe(CO)_4は一重項励起状態B1であるが、最低一重項状態A1とのエネルギー差はわずかであるため、最低一重項状態へ速やかに緩和すると考えられる。解離極限では三重項励起状態が基底状態となる。最低一重項状態にあるFe(CO)_4はSiH_4のSi-H結合へエネルギー障壁なしに挿入し、酸化的付加的Fe(CO)_4+SiH_4→Fe(CO)_4(SiH_3)Hが容易に起こりえる。一重項励起状態B1や三重項基底状態ではこの反応には高いエネルギー障壁が伴っていた。この結果は、光照射に伴う発生期のFe(CO)_4のみ反応性を持つことを報告した実験事実と対応している。(2)ベンゼン-バナジウム錯体の電子状態V (benzene)_2錯体は18電子則を満たす安定なCr (benzene)_2錯体より1電子少ない系であるゆえに高い電子親和力が期待されるにもかかわらず、V (benzene)_2錯体の電子親和力は負であると報告されている。この結果に対して、理論的な説明を試みた。V (benzene)_2錯体の基底状態と励起状態およびアニオン状態のエネルギーレベルをSAC-CI法によって定量的に決定した。その結果、d軌道の電子占有状態の異なる2つの電子状態が極めて近接して存在すること、アニオン化状態のエネルギーはそれらの中性状態よりさらに上方に存在することを示した。これらの結果は実験事実とよく対応している。アニオン化状態が不安定である理由は、現在のところ、ベンゼン方向のd電子とベンゼンのπ電子のクーロン反発が大きいためと考えられる。
摩擦を触圧と運動量から捉えた新生児の便を拭き残さない臀部の拭き方の探究

おむつ皮膚炎は、便の拭き残しと、拭くという摩擦により発症する。本研究の目的は、拭くという摩擦を指の力加減である触圧と運動量からデータ化し、便を拭き残さない臀部清拭方法を探索することである。触圧には、新生児の臀部、便の性状、お尻拭き用品、人の拭き方の癖といった影響するパラメータが多い。パラメータをコントロールするため新生児モデル人形と疑似便を用いて人の拭き方以外を統制した基でデータ収集を行う。指の触圧と運動量は、「ウェアラブル触動作センサーHapLog」を用い、拭き残しは、ブラックライトを用いて定量化する。本研究が達成されれば、新生児のおむつ皮膚炎を予防するケアの示唆を得ることができる。
骨石灰化因子Plod2の機能不全がもたらす癌顎骨浸潤・転移機構の解明

口腔領域に原発する悪性腫瘍は、顎骨内への浸潤や骨破壊をしばしば認める。近年、コラーゲン分子間のクロスリンクの質的・量的な違いが、癌転移の要因となることが示唆されているが、顎骨浸潤や骨転移における詳細なメカニズムは報告されていない。コラーゲンクロスリンクを規定しているリシン水酸化酵素をコードする遺伝子(Plod2)は、骨の石灰化はもとより、癌転移にも関わるという知見が報告されている。本研究は、顔面骨をターゲットにするPlod2コンディショナルノックアウトマウスを用いる。本マウスの組織学的影響やクロスリンクの質的・量的な変化を詳細に解析し、癌細胞の顎骨浸潤転移機構の解明・その抑制薬の開発を行う。
腎移植における慢性抗体関連型拒絶反応制御のための総合的戦略

慢性抗体関連型拒絶反応(CAMR)は、移植腎長期生着の障壁となっている。ドナー特異的HLA抗体(DSA)検出時の腎生検所見で約4割にsubclinical CAMRを認め、治療に抵抗性であった。DSAのC1q(補体)結合能とCAMRの関連を示した。末梢血PBMCのmiR-142-5p, miR-486-5pは抗体産生、CAMRと関連した。末梢血B細胞培養でHLA抗体検出に成功した。抗A/B抗体、mTOR阻害剤,AMPK活性化剤には、内皮細胞保護効果が認められた。CAMRを制御するためには、DSA産生に向かう段階での早期診断が不可欠であり、従来とは異なる革新的な治療方法を開発する必要がある。腎移植長期成績の改善をめざし、最大の障壁となっている慢性抗体関連型拒絶反応の有効な早期診断、治療法の開発が本研究の目的である。1)HLA抗体産生制御のための抗体産生メカニズム解明と予防、早期診断:末梢血PBMCより抽出したRNAを用いて、マイクロアレイ解析により、HLA抗体産生、慢性拒絶反応に関わるmiR142-5p、miR140-5、miR-182などを検出した。RT-PCRにより個々の検体を検証中である。移植前のドナー特異的HLA抗体陽性移植における脱感作療法の有用性と移植後抗体価の推移と予後との関連について、Class I抗体よりもClass II抗体(DR、DR+DQ)が予後不良であり、移植後血中のClass I抗体は、グラフト吸着により減少しやすく、DQ抗体は変化がなく、単独ではグラフトの傷害を引き起こしにくいことが推測された。末梢血B細胞培養系を樹立し、代謝拮抗薬とmTOR阻害剤の作用部位の違いを明らかにした。2)グラフトaccommodation獲得のためのシグナル伝達ネットワーク解明:グラフトにおける抗体接着後の反応を制御するために、内皮細胞(EA.hy926, A/B血液型転移酵素導入)を用い、補体、トロンビンの存在下では、細胞傷害抵抗性獲得を阻害し、AMPK経路を活性化すれば、HO-1, Ferritin H(細胞保護因子), CD59(補体制御因子)の発現を増強し、細胞保護に作用しAccommodation獲得に有利にはたらくことを明らかにした。3)抗体関連型拒絶反応ブタモデルによる検証:ドナーリンパ球をレシピエント皮下投与(感作)することにより抗体関連型拒絶反応モデルブタを開発した。Donor specific transfusion、脂肪由来間葉系幹細胞(Ad-MSC)による免疫調節作用を評価している。3つのプロジェクト(P-1.2.3)に分けて研究の進捗状況を記す。P-1:HLA抗体産生制御のための抗体産生メカニズム解明と予防、早期診断のため末梢血PBMCに追加して、血清中のmiRNAマイクロアレイ解析を実施し、候補となるマーカーをピックアップした。これらを別の集団でRT-PCRを用いて検証した。PBMCでは、ドナー特異的HLA抗体産生例でmiR-142-5p発現が有意に低く、subclinical CAMRでは、miR-182, miR-486-5pの発現が有意に高いこと、さらにこれらのmiRNAの関与するPTEN mRNAの発現が減少していることを確認した。抗ドナーHLA抗体のうちDQだけに反応する抗体の多くはCAMRを引き起こさない。補体結合能とCAMRとの関係が見出された。末梢血B細胞(とくにNaive)からlong-lived plasma cellへ分化誘導培養系にAPRIL添加が重要である。P-2:グラフトaccommodation獲得のためのシグナル伝達ネットワークの解明を試みている。内皮細胞の解析において、抗体接着、mTOR阻害剤など薬剤によるHLAとくにClass II抗原の発現に及ぼす影響を調べた。糖鎖に対する抗体である血液型A/B抗体は、HLA抗体と異なり、接着後ERK抑制によりClass II発現抑制が観察され、Accommodationメカニズムの1つと考えられた。P-3:抗体関連型拒絶反応ブタモデルの作成を進めている。抗体関連型拒絶反応を誘発するSLAの組み合わせで、クローンブタを作出中であるが、凍結保存されたFibroblastの状態が悪く難航しているため、ブタ抗体産生モデルに必要な免疫抑制剤(Calcineurin阻害剤)のPK解析を実施した。また、脂肪由来間葉系幹細胞(Ad-MSC)による免疫調節作用は個体差が大きく、免疫抑制および刺激と相反する効果を及ぼすメカニズムの解明が必要となる。腎移植医療の重要課題であるグラフト長期生着の障壁となっている慢性抗体関連型拒絶反応を制御するための総合的な研究である。ドナー特異的HLA抗体産生には、PBMCのmiR-142-5pの減少が関わり、その次のステップとしての慢性抗体関連型拒絶反応の進展には、miR-486-5pの増加とそのターゲットとなるPTEN/foxO3 mRNAの減少が関連していることが示唆された。血清中のmiRNAについては、マイクロアレイ解析結果による検証作業により慢性拒絶反応ではmiR-142-3p、miR-1913, miR-374-5pが増加している傾向がみられた。C1qアッセイで新しい補体結合能の判定法としてEstimated DSA MFI Values at 1,000 C1q MFIを提唱した。B細胞培養法として、より簡便な方法としてPBMCを用いIL-2/R-848で刺激する系での培養上清中HLA抗体検出を試みたが成功していない。末梢血からの検出には限界があり方法のさらなる改善が必要である。

また、de novo HLA抗体産生例の約4割に病理レベルでの早期の慢性拒絶反応を認めたが、二重濾過血漿交換、リツキシマブなどの治療には反応する症例は少なかった(改善は1割)。血液型A/B抗原発現培養内皮細胞を用いて、グラフトaccommodation獲得を促進するメカニズムを、抗原発現レベル、補体依存性細胞傷害の変化、シグナル伝達ネットワークから解析し、薬剤投与による影響を調べた。mTOR阻害剤では、IFNr誘導Class II発現増強を抑制し、補体依存性細胞傷害を軽減した。AMPK活性化薬剤、スタチンにもAccommodation誘導作用が確認された。抗体関連型拒絶反応を確認できた2系統のDurocブタの保存fibroblastを用いた核移植を実施しているが、クローンブタ作出には成功していない。慢性抗体関連型拒絶反応を制御するためには、末梢血でのde novo HLA抗体が産生されてからでは遅く、抗体産生に向かう段階での診断が不可欠であり、治療においても従来とは異なる革新的な方法を開発する必要がある。慢性抗体関連型拒絶反応(CAMR)は、移植腎長期生着の障壁となっている。ドナー特異的HLA抗体(DSA)検出時の腎生検所見で約4割にsubclinical CAMRを認め、治療に抵抗性であった。DSAのC1q(補体)結合能とCAMRの関連を示した。末梢血PBMCのmiR-142-5p, miR-486-5pは抗体産生、CAMRと関連した。末梢血B細胞培養でHLA抗体検出に成功した。抗A/B抗体、mTOR阻害剤,AMPK活性化剤には、内皮細胞保護効果が認められた。CAMRを制御するためには、DSA産生に向かう段階での早期診断が不可欠であり、従来とは異なる革新的な治療方法を開発する必要がある。腎移植後の長期生着の妨げとなっている慢性抗体関連型拒絶反応は、移植後に産生される抗ドナーHLA抗体がグラフトに接着して補体、凝固、炎症反応、内皮細胞の活性化により引き起こされる。有効な早期診断、治療法の開発が本研究の目的である。上記目的を達成するため、本研究では効率的な研究の推進を図り、下記3つのプロジェクト(P-1:レシピエント血液を用いたOMICS解析によるBiomarker探索、メモリーB細胞を用いたin vitro分化誘導システムの開発、P-2:グラフトの向凝固活性の制御とAccommodationの誘導、P-3:クローンブタを用いた抗体関連型拒絶反応モデルの作成と応用)を進めている。P-1, P-2, P-3ともに、研究実績の概要に記載したように、ほぼ順調に成果が得られており、計画は予定通り進行していると考える。最終年度に向けて、課題が明確になり、効率的な研究が必要である。27年度が最終年度であるため、記入しない。移植外科移植免疫得られた成果を基盤にして、最終年度であるH27年度は、(P-1)末梢血PBMC,血清、移植腎グラフトのmiRNA解析の結果、候補となる分子標的を決定しRT-PCRによるmRNAを定量解析する。
中国東北部の消滅に瀕したモンゴル諸語の記述および言語接触にかんする研究

本年度は夏季に中国内蒙古自治区呼倫貝爾市にてシネヘン・ブリヤート語の現地調査をおこなった.現地調査では,コーパス作成のための音声資料,映像資料,文献資料の収集をおこない,それとともに文法事項にかんする調査をおこない,一定の成果をあげることができた.文法事項にかんする聞き取り調査では,「AのB」のように2つの名詞が所有関係をなしている場合に,シネヘン・ブリヤート語ではどのような構造をとりうるか,具体的には名詞A, Bのどちらかが有標となるのかについて重点的に尋ねた.ここで得られた成果と,過去に現地調査で得たハムニガン・モンゴル語の同様の構造についてのデータとを対照した.その結果,ハムニガン・モンゴル語における所有構造のふるまいには,エウェンキ語とモンゴル語の影響が及んでいることを明らかにした.この成果は日本言語学会第133回大会(2006年11月)にて口頭発表のかたちで報告した.テキスト収集は民話の収集を中心におこなった.いまだ文字化にはいたっていないが,十分なデータの収集をおこなうことができた.このほか,これまでの調査で得られた資料をもとにまとめたシネヘン・ブリヤート語の文法概略の公刊(『文法を描く』所収),日本におけるブリヤート語研究の成果報告(日本言語学会第133回大会・公開シンポジウムにおける講演)等本年度はおもに成果報告に重点を置き,大きな成果を残すことができた.また,以前の調査で得られたハムニガン・モンゴル語の言語資料を文字化し,「ハムニガン・モンゴル語テキスト:日常会話を題材とした基本文例集」(『環北太平洋の言語』14所収.2007年3月)として公表した.本年度は夏季および春季の2回,中国内蒙古自治区呼倫貝爾市にてシネヘン・ブリヤート語の現地調査をおこなった.現地調査では,形態論および語形成にかんする聞き取り調査を中心に,コーパス作成のためのテキスト収集,映像資料,文献資料の収集をおこない,それぞれ一定の成果をあげることができた.形態論・語形成にかんする聞き取り調査では,動詞を主要部とする複合語を規定することに重点をおいた.シネヘン・ブリヤート語では,内項名詞と動詞とが結合し,複合語を派生する場合がある.複合動詞は複合名詞に比べ生産性が低いが,一部の動詞は比較的自由に内項名詞をとりこみ,多くの複合動詞を派生する.このような手法はいわゆる「抱合」に類似している.そこで,シネヘン・ブリヤート語における複合動詞が「抱合」的なものなのか,純然たる複合語なのかを明らかにするため,音韻・形態・統語の各側面から検証した.結果,これらは「抱合」に近いものもあるが,意味の特殊化などの観点から複合語とみるのが妥当と判断した.あわせて,当該言語に抱合が確認されにくい原因として,無標目的語/対格目的語の対立が抱合型言語における抱合形/分析形の対立と機能上類似していることをあげた.この成果については現在,学術雑誌への投稿を予定している.テキスト収集は民話およびライフ・ヒストリーの収集を中心におこなった.とくにライフ・ヒストリーは言語学的資料としてのみならず,シネヘン・ブリヤートの文化および歴史を理解する資料としても有用である.質・量ともに十分なデータを収集,デジタル化することができた.今後は文字化をおこない,公開をめざしていく.このほか,これまでの調査で得られた言語資料を文字化し,「シネヘン・ブリヤート語テキスト:日常会話を題材とした基本文例集」(『環北太平洋の言語』13所収.2006年3月刊行)として公表を予定している.本年度は夏季に中国内蒙古自治区呼倫貝爾市にてシネヘン・ブリヤート語の現地調査をおこなった.現地調査では,コーパス作成のための音声資料,映像資料,文献資料の収集をおこない,それとともに文法事項にかんする調査をおこない,一定の成果をあげることができた.文法事項にかんする聞き取り調査では,「AのB」のように2つの名詞が所有関係をなしている場合に,シネヘン・ブリヤート語ではどのような構造をとりうるか,具体的には名詞A, Bのどちらかが有標となるのかについて重点的に尋ねた.ここで得られた成果と,過去に現地調査で得たハムニガン・モンゴル語の同様の構造についてのデータとを対照した.その結果,ハムニガン・モンゴル語における所有構造のふるまいには,エウェンキ語とモンゴル語の影響が及んでいることを明らかにした.この成果は日本言語学会第133回大会(2006年11月)にて口頭発表のかたちで報告した.テキスト収集は民話の収集を中心におこなった.いまだ文字化にはいたっていないが,十分なデータの収集をおこなうことができた.このほか,これまでの調査で得られた資料をもとにまとめたシネヘン・ブリヤート語の文法概略の公刊(『文法を描く』所収),日本におけるブリヤート語研究の成果報告(日本言語学会第133回大会・公開シンポジウムにおける講演)等本年度はおもに成果報告に重点を置き,大きな成果を残すことができた.また,以前の調査で得られたハムニガン・モンゴル語の言語資料を文字化し,「ハムニガン・モンゴル語テキスト:日常会話を題材とした基本文例集」(『環北太平洋の言語』14所収.2007年3月)として公表した.
バクテリオファージによるコンポスト内残存サルモネラの殺滅

サルモネラは、急性腸炎などを引き起こす代表的な食中毒菌であり、わが国のみならず世界各地において集団食中毒を引き起こす。サルモネラは家畜排泄物由来のコンポスト中にも残存することが最近報告されたため、農産物の安全性および公衆衛生の観点から、安価かつ効果的にコンポスト内のサルモネラを殺滅する方法を確立することが急務である。そこで本研究では、バクテリオファージを用いてコンポストのサルモネラを防遏することを目的として、本年度は畜産環境からのサルモネラ溶菌性バクテリオファージの単離およびコンポスト中残存サルモネラの殺菌試験を行った。プラークアッセイにより、東北大学附属フィールドセンターの廃水貯留槽より採取した試水からSalmonella Typhimurium EF85-9株に溶菌性を示すバクテリオファージを分離した。透過型電子顕微鏡による形態観察により、分離ファージはマイオウイルス科に属した。滅菌コンポスト0.5gを分注したコニカルチューブにトリプトソイ(TS)培養液で培養したサルモネラを10^5接種し、1菌数あたりのファージ数(MOI)が1700になるようにファージを添加して37°Cで培養し、経時的に残存サルモネラ数をTS寒天培地で計数することにより、ファージによるサルモネラ殺菌能力を評価した。この際、ファージを入れずに等量のTS培養液を添加した区をコントロールとした。その結果、試験時の水分含量51%、MOI1700の条件下で、ファージ接種によりコンポスト内のサルモネラ数は4時間後にコントロール区に比べ80%抑制された。以上の結果より、バクテリオファージを用いてコンポスト内のサルモネラ数を減少できることが示された。一方で、接種したバクテリオファージに対する耐性菌の出現によりファージ接種効果は低減する場合も示された。
いわゆるトリの神経膠腫に関する実験病理学的ならびに神経病理学的研究

本研究ではトリの神経膠腫の本態を明らかにするため、自然発生例の病理学的研究と本疾患の伝播性について検討を行った。得られた成果は以下の通りである。1.本疾病の病理学的特徴は多病巣性結節と散在性の非化膿性髄膜脳炎であり、欧米で報告されているトリの神経膠腫と一致した。この症例は国内における初発例である。2.結節内の細胞は活発な細胞増殖活性を示し腫瘍性の性格を持っていた。3.結節は神経膠性間葉性混合腫瘍であった。4.結節内のアストロサイトおよび間葉細胞はavian leukosis/sarcomavirus(ALSV)の共通抗原(glycoprotein 85)を保有していた。5.電子顕微鏡下で結節内増殖細胞の細胞質内にレトロウイルス様粒子とその発芽像を認めた。6.ELISA法によって血清学的に病原因子として疑われていたトキソプラズマ症の関与は否定された。7.PCR法によってマレック病ウイルスの関与は否定された。8.同居鶏72羽7品種のうち、チャボにのみ神経膠種が発症しており、品種によって本疾患に対する感受性は異なることが示唆された。9.同居チャボ17羽中5羽に神経膠腫が認められた。10.罹患鶏5例のうち2例には腎芽腫が併発していた。また、17羽全てに既知の疾患とは異なる全身性リンパ球増殖性疾患が存在していた。11.罹患鶏の脳乳剤を初生チャボに脳内接種すると70日目には60%の発生率で同質の結節が形成され、140日目には接種鶏全例に発生を認めた。12.伝播した病変は脳室周囲に存在する傾向が見られた。13.実験感染例には初期病巣と思われる、炎症性病巣が散在していた。14.初発例の種鶏にあたる別の施設のチャボやいくつかの品種に同様の神経膠腫が発生していた。以上の成績から、トリの神経膠腫の病理像は神経膠性間葉性混合腫瘍であり、本疾患は実験的に伝播すること、その原因としてALSVが関与することが強く示唆された。いわゆるトリの神経膠腫は散在性髄膜脳炎様の病巣を背景に星状膠細胞が多発性結節性に増殖する原因不明の疾患である。本研究ではトリの神経膠腫の本態を明らかにするため、元気消失、肉冠の褐色、脚弱、尾羽の下垂または貧血を示した本疾患罹患鶏2羽(23歳)とこれらの同居鶏70羽(7品種、3ヶ月齡4歳)について病理学的検索を行った。意義ある病変を示したのはチャボ17羽で、臨床症状を示す2羽を含む計5羽に神経膠腫が認められ、このうち2羽は腎芽腫あるいは腎腺腫を併発していた。このほか、神経膠腫非罹患鶏1羽に腎芽腫が、17羽すべてに概ね全身諸臓器にわたるリンパ球増殖巣が16羽に血管の硬化性病変が見られた。検索鶏のいわゆるトリの神経膠腫は圧排性の結節性増殖を示し、組織学的には星状膠細胞ならびに間葉細胞の増殖と血管増生からなっていた。これらの背景には実質内ならびに髄膜下の血管壁内外のリンパ球浸潤と線維化、結節周囲の反応性神経膠症、ミクログリア結節および神経食現象が認められた。マッソントリクローム染色、PTAH染色および鍍銀法によって結節内外の血管の増殖が浮き彫りにされ、結節内には細網線維が産生されていることが確認された。また、抗GFAP、抗PCNAならびに抗トリ白血病ウイルス(ALSV)抗体を用いた免疫組織学的検索では、結節内の細胞はGFAP弱陽性から陰性で、そのほとんどがPCNA陽性を示し、さらに一部の細胞がALSV抗原陽性となった。超微形態学的検索では結節を構成する細胞に径70100nmのウイルスの増殖と出芽像が認められた。発症した鶏2羽を含む計3羽の血清中には抗トキソプラズマ抗体は検出されなかった。以上のように、結節内の細網線維の増殖、結節内の構成細胞の細胞増殖能の亢進を意味する抗PCNA抗体の免疫染色結果、抗ALSV抗体を用いた免疫染色結果ならびに電顕所見によって、本疾患の結節はALSV感染に起因する膠性間葉性混合腫瘍であることが示唆された。

8.同居鶏72羽7品種のうち、チャボにのみ神経膠種が発症しており、品種によって本疾患に対する感受性は異なることが示唆された。9.同居チャボ17羽中5羽に神経膠腫が認められた。10.罹患鶏5例のうち2例には腎芽腫が併発していた。また、17羽全てに既知の疾患とは異なる全身性リンパ球増殖性疾患が存在していた。11.罹患鶏の脳乳剤を初生チャボに脳内接種すると70日目には60%の発生率で同質の結節が形成され、140日目には接種鶏全例に発生を認めた。12.伝播した病変は脳室周囲に存在する傾向が見られた。13.実験感染例には初期病巣と思われる、炎症性病巣が散在していた。14.初発例の種鶏にあたる別の施設のチャボやいくつかの品種に同様の神経膠腫が発生していた。以上の成績から、トリの神経膠腫の病理像は神経膠性間葉性混合腫瘍であり、本疾患は実験的に伝播すること、その原因としてALSVが関与することが強く示唆された。
量子系の情報幾何学とその応用

本研究では、主として量子推定理論と量子相対エントロピーに注目し、統計学的・情報理論的視点を通して量子系の情報幾何学の深化を図るとともに、幾何学的視点を通して量子系の統計学的・情報理論的諸問題に新しい光を当てることをも目指して研究を行った。主要な研究成果は以下の通りである。1.忠実な量子状態(正則な密度行列)全体の成す多様体上に導入されるFisher計量と(α=±1)-接続の成す双対平坦構造の一連の量子力学的対応物をできる限り統一的な視点のもとに整理するとともに、量子情報幾何構造の一般理論といくつかの個別構造の特徴、物理的・情報理論的意義などについて考察を行った。2.無数に考えられる指数型分布族の量子対応物のうち、推定論的に重要な意義を持つSLD(対称対数微分)にもとづいた量子指数型分布族に注目し、特に純粋状態から成る量子指数型分布族上の双対平坦構造が、複素射影空間(=純粋状態空間)上のFubini-Study計量(=SLD計量)の成すケーラー構造と密接に関係することを示した。また、純粋状態空間上ではRLD (右対数微分)に基づいたリーマン計量(RLD計量)は発散してしまうが、複素化された余接空間上ではこの計量は有限にとどまり、かつ推定論的な意義も保たれることを示した。これらの結果は未だ部分的知見に留まっているが、情報幾何の量子化・複素化への一つの方向性を示したものと言える。3.ボルツマンマシンは確率的ニューラルネットワークの一種であり、その平衡分布の成す集合は指数型分布族を成すことが知られている。我々は量子相対エントロピーおよびBKM計量から導かれる量子情報幾何構造の観点からボルツマンマシンの量子対応物を考え、古典的な場合との類似と相違について明らかにした。4.量子通信路の推定問題についてさまざまな研究を行い、情報幾何構造との関連を明らかにした。5.その他、関連研究として情報理論、量子情報理論、確率過程の情報幾何などに関する研究を行った。今年度は、量子状態空間上の微分幾何学的構造と量子系に関する統計学的・情報理論的諸問題との関連について、従来の研究結果を整理し、量子情報幾何学の新たな方向性を探った。得られた知見はいまだ甚だ断片的であり、論文としてまとめる段階には至っていないが、現時点での状況を以下に記しておく。古典相対エントロピーは、確率分布を要素とする空間に関する通常の情報幾何学において基本的な役割を果たす。それは、Fisher計量やα-接続(特にα=±1)などの一種の起源であると同時に、Sanov型の大偏差原理により、各種の情報量概念と確率論的な極限定理とを結びつける要の役割を担う。このうち純幾何学的部分については、量子相対エントロピーを考えることにより古典系と並行した議論が可能であるが、確率論的部分については、未だその一部がかいま見えているに過ぎない。この部分は、量子仮説検定論の精密化および統計力学との関連を考える上できわめて重要であり、そうした問題意識のもとで幾何学を深化させていく必要がある。一方、推定理論的観点からすると、相対エントロピーではなく、尤度の対数微分に相当するSLDやRLDに基づいた幾何学的構造が重要になる。この構造は捩率の存在に起因する複雑さを有するが、純粋状態空間への拡張を通して複素構造との関連が深く、情報幾何学の「複素化」の可能性を示唆しているように見える。

以上の内容については、IEEE国際情報理論シンポジウム(6月/横浜)での全体講演、国際統計学会(8月/Berlin)での招待講演、Bielefeld大学(8月/Bielefeld)やMax Planck研究所(8月/Leipzig)での講演において口頭発表を行った。関連研究としては、量子通信路容量の一般公式、古典系のユニバーサル符号化に関する情報スペクトル理論的考察、量子通信路の推定問題などがある。今年度は主として次の2つの方向で研究で行った。一つは、古典情報幾何学における基本構造であるFisher計量とe-,m-接続の成す双対平坦構造の一連の量子力学的対応物を、できる限り統一的な視点のもとに整理する作業である。忠実な量子状態(正則な密度行列)全体の成す多様体上には、Fisher計量に相当する幾何学的構造として、単調計量と呼ばれるリーマン計量の族が定義され、その数学的特徴付けが与えられている(D.Petz,1996)。個々の単調計量は密度作用素の対数微分の概念を導き、そこから双対接続構造が自然に定義される。これらの構造の中には、量子推定理論と関連するもの、量子相対エントロピーの幾何とみなせるものなど、さまざまな重要な構造が含まれている。このような量子情報幾何構造の一般理論といくつかの個別構造の特徴、物理的・情報理論的意義などについて考察し、電子情報通信学会論文誌(量子情報工学小特集)への招待論文としてまとめた。また、2004年5月にはカナダのMcMaster大学およびFields Instituteで開催されたWorkshop on Quantum Information Geometry and Quantum Computationに招待され、2週間の滞在を通して、これらの話題に関する研究討論と講演を行った。もう一つは、量子状態推定に関する幾何構造と複素幾何との関連を探る研究であり、これは量子情報幾何学における新しい方向性の模索と言える。部分的に得られた結果を、2005年1月に都立大学で開催された研究集会「微分幾何学と情報幾何学の関わりと展開」で発表した。その他の関連研究としては、ユニバーサルデータ圧縮の一般理論、量子通信路の推定、最適データ圧縮に関する情報理論の「伝承問題」などがある。1.RLD(右対数微分)に基づいた量子状態空間上のリーマン計量(RLD計量)は、無数に存在する単調計量の中で最大であることが知られており、推定理論的にも重要な意義を持つ。この計量は純粋状態空間上では∞に発散してしまうが、計量行列の逆行列は有限にとどまり、推定論的な意義も保たれる。我々は、このような事情が、複素化された余接空間上の幾何学を通して自然に理解できることを示した(Proc.COE-Kakenhi workshop on Quantum Information Theory and Quantum Statistical Inference)。2.指数型分布族とその上の双対平坦構造は、古典情報幾何において理論の要に位置する重要な概念である。我々は、無数に考えられる指数型分布族の量子対応物のうち、推定論的に重要な意義を持つSLD(対称対数微分)にもとづいた量子指数型分布族に注目し、特に純粋状態から成る量子指数型分布族上の双対平坦構造が、複素射影空間(=純粋状態空間)上のFubini-Study計量(=SLD計量)の成す
網膜視蓋投射形成の分子機構

ニワトリの視覚の中枢は中脳視蓋であるが、的確な回路が形成されるためにまず視蓋としてのコンパートメントが決定され、その中での位置特異性が決定される必要がある。視蓋の後ろとしての位置特異性の形成にEn遺伝子が重要な役割を果たすことを示したが、本研究は視蓋発生においてEnを中心とした遺伝子発現制御のカスケードを明らかにする目的で行われた。中脳後脳境界部から中脳胞後ろにかけて強く発現しているPax-5遺伝子のcDNAがクローニングされた。これを発現ベクターpMiwに組み込みin ovoエレクトロポレーションで視蓋原基から間脳胞まで異所的に発現させると、視蓋が前の方まで膨らみ、中脳部では至るところで小さな膨らみが見られた。Pax-5の発現部位でEn-2,Wnt-1遺伝子の発現が誘導された。興味深いことに視蓋の誘導に働くことが示されているFgf-8遺伝子の発現も誘導した。このことよりPax-5遺伝子は視蓋発生でかなり上位のヒエラルキーにある遺伝子だということができる。Fgf8とPax-5相互の関係を調べる目的で、Fgf8を異所的に発現させると、Pax-5が誘導された。また後の発生段階で視蓋後ろに限局して発現し、耳側網膜繊維を反発することによって視神経の標的選択に関与している分子Elf-1の発現もPax-5により誘導された。前脳から中脳後脳境界部まで発現しているOtx2の発現は抑制した。これらの結果よりPax-5はその下流の遺伝子の発現を誘導することにより視蓋のorganizing centerで大きな役割を果たす遺伝子だということが示唆された。
着床直後のマウス胚に発見された新しい発生異常の解析

当研究では、着床後間もないマウス胚に生じる異常発生の遺伝学的基礎を明らかにするための検討を行った。受精後5.56.5日に組織学的に認められる発生異常の種類は、マウスの系統によって違いがあるものの頻度は想像以上に高い。昨年度は胚体外胚葉細胞が接着性を失い原羊膜腔に充満する異常について検討し、胚を分離する際に用いる塩類溶液に含まれるカルシウムおよびマグネシウムイオン濃度の影響を示す結果を得た。しかし、全ての例をアーテファクトで説明することは困難であり、遺伝的な要因の関与やエピジェネティックな効果の可能性も否定できない。本年度はこの点について、解析を進めたが未だ結論を得るに至っていない。これと並行して、二番目に多い異常の検討を行った。この型の異常胚は5.5日目で、正常胚よりもやや小型であり、原羊膜腔の形成が阻害され、胚体外胚葉細胞塊の中心に数個の変性細胞が認められる。胚体部の近位内胚葉は厚さと構造が不規則で、正常胚に見られるほぼ厚さが一定の連続したシート状になっていない可能性がある。内胚葉層と外胚葉層の間には隙間が認められない特徴があり、129/SV系統では頻度は約8%である。現在並行して研究を進めているt^<w5>ホモ接合胚に非常によく似ているので、これをモデルに異常発生原因の究明を試みている。我々は着床後間もないマウス胚に幾つかの新しい型の発生異常を見出した。当研究では異常発生の遺伝学的基礎を明らかにする目的で、受精後6.5日を中心に異常の種類と頻度を調査し、信頼の置けるデータを得る努力をすることを心掛けた。今年度は胚体外胚葉が接着性を失い原羊膜腔に充満する異常について特に注目した。内臓壁内胚葉にも異常が認められることから両者の相互作用を明らかにする期待も込めたものである。129/SvXDBAの交配では461個の胚を調べた。興味深いことに異常胚の出現頻度は、胚を子宮から取り出す際に用いる縁類溶液に左右されることが判明した。Ca^<++>とMg^<++>を含まないPBSを用いると32%の高頻度で異常が認められたが、MEMあるいはCa^<++>、Mg^<++>を含むPBSではほとんど異常胚は認められなかった。同様な知見はC57BL/6×DBA、はC57BL/6×C57BL/6でも認められた。明らかにCa^<++>とMg^<++>の欠乏が原因と思われる。しかしながら、同じ処理を受けながら異常を示さないものもあり、異常となる素質は各々の胚で決まっている可能性が高い。胚発生における細胞接着の重要性を考慮に入れると、この現象は接着の人工的撹乱の手法としての利用も考えられよう。いずれにせよ、条件をさらに厳密にして検討をすすめる予定である。
熱過程を考慮した分子計算によるダイバータ損耗・蓄積にHeバブルが及ぼす影響の解明

本研究の目的は、磁場閉込め核融合装置のダイバータにヘリウム灰が及ぼす影響を原子スケールで解明することである。特に、ヘリウムバブルの影響を理解するため、加熱に伴う熱的物理過程を取扱う計算コードの開発を目指す。1熱振動に伴う欠陥回復、2粒子拡散に伴うHe原子の乱雑運動、3熱伝導、4熱振動に伴う原子位置の変位の四種の熱的物理過程を組み入れた革新的な分子計算コードを開発し、He灰の影響を高精度に予測することを目指す。H30年度の実施項目を以下に記す。1熱振動に伴う欠陥回復に関しては、University of California San DiegoのS. Krasheninnikov教授の研究室に1.5か月滞在させていただき、Krasheninnikov教授が利用する分子動力学計算用のタングステンポテンシャル関数を紹介していただいた。そして、自身のコードへの移植作業を完了した。2粒子拡散に伴うHe原子の乱雑運動に関しては、自身のコードに一次元の単純な拡散方程式を実装し、タングステン材に侵入したヘリウム原子の拡散過程を計算可能にした。さらに、S. Krasheninnikov教授の研究室で利用している反応拡散コードFACEの使い方を学ぶとともに、自身のコードとの連結の許可を得た。次年度以降、コード連結の作業を行う。課題申請時の実施項目には含めていないが、ヘリウムバブルの中性子遮蔽効果の検証も開始した。モンテカルロ計算コードPHITSを用いて、直径0.1cm、高さ2.0cmの円柱状タングステンの中に直径10μmのヘリウムバブルを20μm間隔で均等に配置した標的材を用意し、中性子照射の計算を行った。計算の結果、ヘリウムバブルの存在は中性子遮蔽に有意に寄与しないとの結果が得られている。本研究は、国際会議「ISPlasma 2019」にて報告した。研究設備に関して、GPUを搭載したワークステーションを1台導入したことで、計算環境が整い高速な計算を可能にする準備が整った。研究内容に関しても、研究実績の概要に示した通り、1熱振動に伴う欠陥回復に関しては、分子動力学法のポテンシャル関数の導入を完了した。2粒子拡散に伴うHe原子の乱雑運動に関しても、まずは、一次元の単純な拡散方程式を実装することで、ヘリウム原子が拡散する系を計算できることを示した。また、中性子遮蔽についての検証を進めることができた。異動があったこともあり、その他の実施項目については若干遅れている部分もあるが、全体としてはおおむね順調に進展している。1熱振動に伴う欠陥回復に関しては、H30年度の完了したタングステン系のポテンシャル関数をベースにMD計算コードとAC∀Tコードの連結を進める。2粒子拡散に伴うHe原子の乱雑運動に関しては、Krasheninnikov教授から利用許可を得た反応拡散コードFACEとの連結作業を進める。3熱伝導に関しては、1次元の熱伝導方程式を実装するとともにMD計算領域との連結を可能にし、MD計算領域から外へ熱エネルギーが出ていく系を模擬する計算手法の開発を目指す。4熱振動に伴う原子位置の変位に関しては、ボルツマン分布に乱数を用いて原子位置を格子点から変位させる。また、DFT計算を実施し、ばね定数を決定する。さらに、ヘリウムバブルの中性子遮蔽効果に関してもより精度の高い計算を行う。また、上記の計算コードの構築と並行して、導入したワークステーションとGPUを利用した並列計算が実施できるようにコードを改良する。

また、中性子遮蔽についての検証を進めることができた。異動があったこともあり、その他の実施項目については若干遅れている部分もあるが、全体としてはおおむね順調に進展している。1熱振動に伴う欠陥回復に関しては、H30年度の完了したタングステン系のポテンシャル関数をベースにMD計算コードとAC∀Tコードの連結を進める。2粒子拡散に伴うHe原子の乱雑運動に関しては、Krasheninnikov教授から利用許可を得た反応拡散コードFACEとの連結作業を進める。3熱伝導に関しては、1次元の熱伝導方程式を実装するとともにMD計算領域との連結を可能にし、MD計算領域から外へ熱エネルギーが出ていく系を模擬する計算手法の開発を目指す。4熱振動に伴う原子位置の変位に関しては、ボルツマン分布に乱数を用いて原子位置を格子点から変位させる。また、DFT計算を実施し、ばね定数を決定する。さらに、ヘリウムバブルの中性子遮蔽効果に関してもより精度の高い計算を行う。また、上記の計算コードの構築と並行して、導入したワークステーションとGPUを利用した並列計算が実施できるようにコードを改良する。
複雑な運動課題を伴う有酸素運動の学習が認知機能に及ぼす効果の解明

運動学習の認知機能への効果について科学的妥当性を得るためには、運動強度・量を統一して運動課題を操作した運動介入デザインを適用する必要がある。そこで、本研究は運動強度・量の精確な制御が可能なエアロビックダンスを運動課題として応用する。学習すべきダンス課題の複雑性を段階的に操作した運動介入を実施し、認知機能への効果を解明することを目的とした。運動強度・量が同一であるにも関わらず、単純な有酸素運動と比較してダンス運動において認知機能改善効果が大きいことが確認されれば、運動学習の認知機能への効果を初めて科学的に実証することができる。