hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微量元素ドープ酸化チタン層を形成させた光機能性抗菌チタンの創製

その結果、NaOH-Znイオン含有水溶液-加熱処理チタンからは亜鉛が溶出し難く、アパタイト形成に有効なTi-OH基が形成され難かったと推察される。以上より、チタン表面にドープする金属の種類によって、その存在状態が異なり、SBF中における試料表面でのアパタイト形成には、抗菌イオンが主に金属コロイドとして存在していることが重要であることが明らかとなった。当初の計画書に記載したNaOH-抗菌イオン水溶液-加熱処理チタンの表面構造およびSBF中でのアパタイト形成能を明らかにすることができたことから、おおむね順調に進展していると考えられる。チタン板を5 Mの水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液に60°Cで24時間浸漬し、続いて抗菌イオン(銀(Ag)、銅(Cu)あるいは亜鉛(Zn)イオン)含有水溶液80°Cで48時間浸漬した。その後、同チタン板を600°Cで1時間加熱処理し、得られた試料の大腸菌に対する抗菌性および可視光を照射したサンプルから発生する活性酸素種(ROS)を調べた。また、試料からリン酸緩衝生理食塩水に溶出した金属イオンの濃度を調べた。その結果、NaOH-AgあるいはCuイオン含有水溶液-加熱処理チタンは抗菌性を示したが、NaOH-Znイオン含有水溶液-加熱処理チタンは抗菌性を示さなかった。また、NaOH-Cuイオン含有水溶液-加熱処理チタンは可視光の照射によって、その抗菌性を著しく向上させた。溶出特性試験において銀および/あるいは銅の溶出が認められたこと、また可視光照射によって試料からヒドロキシルラジカルや過酸化水素といったROSが発生していることが確認されたことから、可視光照射下での試料の抗菌性は、金属元素の溶出および可視光応答型光触媒効果によって発揮されたと考えられる。なお、可視光を照射したNaOH-Cuイオン含有水溶液-加熱処理チタンからは、ヒドロキシルラジカルに加えて炭素に関係するROSの発生が確認されたこから、この炭素に関係するROSも可視光照射による抗菌性の向上に寄与したと推測される。一方、前年度までの研究により、NaOH-AgあるいはCuイオン含有水溶液-加熱処理チタンは擬似体液中でその表面にアパタイトを形成した。以上より、チタン表面に銀や銅をドープすることによって、可視光下での優れた抗菌性と体液環境下でのアパタイト形成能を併せ示すチタンが得られることが明らかとなった。今後は、NaOH-温水-アンモニア加熱処理チタンの抗菌性発現機構を明らかにするため、同チタンからの可視光照射によるラジカル発生特性を測定したい。また、NaOH-抗菌イオン水溶液-加熱処理チタンについては、擬似体液中でのアパタイト形成能を評価し、さらに可視光下での大腸菌に対する抗菌性試験を行うことにより、その抗菌特性を評価したい。これらの実験により、良好なアパタイト形成能と抗菌性を併せ示すサンプルが得られれば、それらの細胞適合性試験を実施したい。今後は、歯学研究科との共同研究により、NaOH-温水-アンモニア加熱処理チタンやNaOH-抗菌イオン含有水溶液-加熱処理チタンの抗菌性(可視光あり/なし)や、抗菌性発現機構をラジカル発生の観点から明らかにしたい。さらに、骨芽細胞様細胞(MC3T3-E1細胞)用いて、試料の骨補填材料としてのポテンシャルを評価したい。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
呼吸器外科手術における赤外観察カメラシステムを用いた至適切除範囲の研究

(1)蛍光法によるセンチネルリンパ節の同定に関する研究;24例に施行して19例(79.2%)でセンチネルリンパ節を同定する事ができた。更に19例中17例(89.5%)においてセンチネルリンパ節の理論が成立していた。現在最もセンチネルリンパ節の同定率が高いとされるラジオアイソトープ法と遜色ない結果であり、今後臨床応用の可能性が示唆された。(2)蛍光法による気腫性嚢胞の至適切除範囲に関する研究;18例19側に施行し、切除断端が陰性と評価されたものは6例、陽性が13例。うち巨大肺嚢胞5例は全例陽性、気胸は14例中8例が陽性(57.1%)であった。病理との正診率は84.2%と高く、術中評価としては有用と考えられた。しかしながら気胸の切除断端陽性と判定されたものが57.1%と高く、本来考えられた切除ラインより大きい範囲の設定が必要であった。今後は切除ライン設定や観察方法の工夫を行い、更なる精度の向上を図る必要があると思われた。【研究内容】(1)平成21年度は平成19,20年度の研究に引き続いて、蛍光法(蛍光色素:インドシアニングリーン、赤外観察カメラシステム:Photodynamic Eye; PDE)による肺癌センチネルリンパ節ナヴィゲーション手術の臨床応用をおこなった。(2)気胸や気腫性肺嚢胞のブラあるいは巨大ブラ切除をする際に、同部を切り込む事で切除線近傍に脆弱部分が出現し、それらが破綻することで再発すると考えられている。そこで切除されたブラにインドシアニングリーンを局注し、それを赤外観察カメラシステムで捕捉するこによってブラの領域を明確に同定する事が可能か臨床研究を行った。【結果】(1)24例に施行して19例(79.2%)でセンチネルリンパ節を同定する事ができた。またセンチネルリンパ節に転移がなくて、それ以遠のリンパ節に転移を認めたものが2例あった。(2)13例(全例男性、右8例、左5例)に施行し、気胸によるブラが9例で巨大肺嚢胞が4例であった。蛍光法にて切除線近傍にブラが存在すると判定されたものが10例で、充分に正常肺実質を切離したと判定されたものが3例であった。【考察】(1)センチネルリンパ節の理論が成立しなかったものが2例あり、1例目の理由としては原発巣の腫瘍が大き過ぎた事と、センチネルリンパ節より末梢のリンパ節に転移があったためかもしれない。もう1例は腫瘍が大きく導入化学療法後であったため、従来のリンパ流路が変更された可能性が考えられた。(2)今後は病理学的に切除ラインを検索し、蛍光法による切除ラインとの整合性についても解析していく計画である。【研究内容】平成22年度は『気腫性嚢胞を切除する際の至摘切除範囲の決定に関する研究』を行った。気胸や気腫性肺嚢胞のブラあるいは巨大ブラを切除する際に、同部を切り込む事で切除線近傍に脆弱部分が出現し、それらが破綻することで再発すると考えられている。そこで切除されたブラにインドシアニングリーンを局注し、それを赤外観察カメラシステムで捕捉することによってブラの領域を明確に同定する事が可能か臨床研究を行った。【方法】切除された嚢胞内に直接インドシアニングリーンを局注し、リアルタイムに切除ラインに嚢胞が掛かっていないか判定した。断端が陽性と判定されたものは、結紮、フィブリン製剤、PGAシート、酸化セルロースなどの後壁補強を行った。最終的に切除断端の判定を病理学的に検討し、本法によるものとの整合性を確認した。【結果】18例19側に施行し、全例男性で平均年齢は32.4歳(中央値は35歳)。気胸13例、巨大肺嚢胞5例、血気胸1例、右側11例、左側8例。

以前に保存的治療を受けていたものが4例、手術療法は全例初回であった。切除断端が陰性と評価されたものは6例で、陽性が13例。うち巨大肺嚢胞5例は全例陽性、気胸は14例中8例が陽性(57.1%)。病理との正診率は84.2%。術中断端が陰性で病理学的に陽性と過小評価されたものが1例、術中断端が陽性で病理学的に陰性と過大評価されたものが2例あった。【考察】正診率は高く、術中評価としては有用と考えられた。巨大肺嚢胞は疾患特性上、切除断端が陽性になるものが多いと思われた。しかしながら気胸の切除断端陽性と判定されたものが57.1%と予想外に高く、本来考えられた切除ラインより大きい範囲の設定が必要であった。今後は切除ライン設定の工夫、観察方法の工夫、再発予防の工夫などを行う事で更なる精度の向上を図り、最終的には再発率の低下に寄与してくれればと考えている。
脳活動モデルに基づいた新しいメンタルトレーニング・プログラムを作る

本研究ではfMRIと脳波を用いて、メンタルトレーニングの効果を評価し、脳活動モデルをもとにした新たなメンタルトレーニング・プログラムを開発することを目的とした。本研究では、まずこれまでの日本において行われたメンタル・トレーニング研究に関して歴史的な経緯を含め、文献レビューを行った。さらに、近年の脳科学研究における内容を参考に「メンタル・トレーニングの生理心理学的メカニズムについて文献研究を通して仮説を立てた。研究1では、被験者は、大学スキー選手を対象とし、メンタルトレーニング・プログラム実施の前と実施後にそれぞれスキー滑走イメージ中の脳活動をfMRIを用いて測定した。研究2では、イメージ及び集中力、動機づけのトレーニングのトレーニングプログラム実施の前後に脳波を測定し、研究3では、動機づけと関連する脳活動について研究を行った。その結果、メンタルトレーニング・プログラムに対して以下のような新たな示唆を見いだすことができた:(1)イメージトレーニングでは、実際の運動学習場面や日常のトレーニング場面と同様に、Step by step的なイメージの内容を想起させることが重要である。(2)時付けを高めるプログラムでは、個々のトレーニング課題に明確で具体的な数値目標を設定し、その目標の何パーセントを達成できたかという「正しくて詳しいフィードバック情報」を与えることが重要であると言える。(3)また、本研究のfMRIを用いた実験から、脳の島皮質が情動をともなう情報と関連していることが示された。島皮質は、体制感覚の情報を処理し、それを意識化する働きをしていると考えられている。そのため、リラクセーショントレーニングとして、選手の心拍が低下したといった身体の安静化への意識付けが情動のコントロールに非常に効果的であることが示された。【目的】:本研究ではfMRIと脳波ダイポール推定法を用いて、メンタルトレーニングの効果を評価し、脳活動モデルをもとにした新たなメンタルトレーニング・プログラムを開発することを目的とする。本研究では、研究期間の初年度を「基礎研究」、二年目を「応用研究」、三年目を「発展研究」と位置づけ、初年度の平成17年度は基礎研究として「各種メンタルトレーニング・プログラムの脳活動の比較」を行う。【方法】:被験者は、大学スキー選手を対象とし、メンタルトレーニング・プログラム実施の前と実施後にそれぞれスキー滑走イメージ中の脳活動をfMRIを用いて測定した。イメージ課題の内容は、グランドスラローム・コースを滑走中のイメージを描くこととした。fMRIの測定は、GE社製の1.5テスラのMRスキャナを用い、分析にはSPM2を用いてブロック解析を行った。また、被験者にはイメージの中でスタートしたときとゴールしたときにボタンを押すよう求め、イメージの中での滑走タイムを記録した。メンタルトレーニングの内容は、リラクセーション・トレーニング、イメージ・トレーニング、コンセントレーション・トレーニングを行い、実際の指導はメンタルトレーニング指導士によって行われた。トレーニング期間は平均で4ヶ月であった。なお、実験には被験者のインフォームドコンセントを得るようにした。【結果および考察】:分析の結果、脳の中でもとくに運動野の活動がイメージ想起中に観察された。さらに、トレーニングによりイメージの明瞭性が向上した被験者では、情動と関連があるとされている前部帯状皮質の活動が高まることが示された。また、イメージの明瞭性の程度とイメージ想起中に見られる運動野の活動は相関する傾向にあった。以上の結果から、メンタルトレーニングは、運動技能の学習への効果の他に、情動のリハーサルという効果を持つことが示された。【目的】:本研究ではfMRIと脳波を用いて、メンタルトレーニングの効果を評価し、脳活動モデルをもとにした新たなメンタルトレーニング・プログラムを開発することを目的とする。本研究では、研究期間の初年度を「基礎研究」、二年目を「応用研究」、三年目を「発展研究」と位置づけ、2年目の平成18年度は、「各種メンタルトレーニング・プログラムの脳活動の比較」から得られた知見を元にメンタルトレーニング・プログラムの再編を行い、トレーニングの前後の脳活動を比較した。

【方法】:被験者は、昨年度同様大学スキー選手を対象とした。新たに編集したイメージトレーニングおよびリラクセーショントレーニングについてプログラム実施前と実施後にfMRIを用いて各種トレーニング技法実施中の脳活動を測定した。さらに脳波実験では、集中力トレーニングのトレーニングプログラム実施の前後に脳波を測定した。なお、実験には被験者のインフォームドコンセントを得るようにした。【結果および考察】:分析の結果、イメージトレーニングの前後では、イメージトレーニング後の方が運動イメージ想起中の脳の活動量が少なくなることが示された。トレーニングの前後では、イメージの明瞭性が向上していたことからトレーニングにより効率的にイメージ想起を行うことが可能になったものと考えられる。また、集中力トレーニングにおいては、注意機能の指標であるとされている前頭部正中線上から得られるFmθ波を指標としてトレーニングの効果を測定した。いくかのトレーニングプログラムのうち、利き手第2指に物理的な刺激を与えその刺激がどのような刺激であったかに注意を注ぐという手法を用いたところ、Fmθ波の量が顕著に増大した。なお、リラクセーション技法においてはfMRIでの有意なトレーニングの効果は観察されなかった。以上のことより、新たに編集されたプログラムの部分的な有効性が確認できた。【目的】:本研究ではfMRIと脳波を用いて、メンタルトレーニングの効果を評価し、脳活動モデルをもとにした新たなメンタルトレーニング・プログラムを開発することを目的とする。本研究では、研究期間の初年度を「基礎研究」、二年目を「応用研究」、三年目を「発展研究」と位置づけ、平成19年度は、脳科学をベースとしたメンタルトレーニング・プログラムを開発するための補助的な実験を追加すると供に、スポーツ心理学会を主催し、脳科学(fMRI)を用いたスポーツ心理学研究のあり方などをスポーツ心理学研究領域に提案していくことも目的とした。【方法・結果】研究1では、昨年の結果より構築されたメンタルトレーニング・プログラムのうち特にリラクセーショントレーニングと動機づけを高めるためのトレーニング・プログラムの開発・評価について重点的に実験を行った。リラクセーショントレーニング技法の評価では、異なる2つの方法を用いてその時の脳活動についてfMRIを用いて評価した。また、動機づけを高める指標として、脳の報酬系に対するパフォーマンスのフィードバック情報の与え方について評価を行った。その結果、島皮質の活動が課題の難易度(動機づけ)と関連することを示すことができた。この島皮質は、somatic marker仮説にて身体と情動反応を結びつける役目をするとされている。
光伝導性基板を用いた仮想流路の形成による高機能光操作法の開発

本研究では、光伝導性基板を用いて光照射によって仮想的な流路を形成可能な光制御電気泳動技術を確立するとともに、液中の多数の粒子を柔軟に操作できる光マニピュレーション法を開発し、高機能かつ汎用性の高いマイクロ分析システムやマイクロリアクタを実現することを目的として研究を行った。ポリスチレン微粒子を用いて、原理の検証および光照射パターンによる仮想的な流路を形成を試みた。開発した技術を持ちいて生物細胞などの制御法を開発した。本研究では、光伝導性基板を用いて光照射によって仮想的な流路を形成可能な光制御電気泳動技術を確立するとともに、液中の多数の粒子を柔軟に操作できる光マニピュレーション法を開発し、高機能かつ汎用性の高いマイクロ分析システムやマイクロリアクタを実現することを目的として研究を実施した。光伝導性材料では、光照射によってその伝導率が大きく変化するため、一様に印加した電場を光照射によって基板上で制御することができる。照射パターンを適当に設計すれば、光照射領域に沿って粒子が移動する仮想的な流路を形成することが可能となる。開発した技術をナノコロイド粒子や生物細胞などの解析に応用するための制御法の体系化と理論構築を行なうことを目的とした。光伝導性基板を用いることにより、光照射によって仮想的な流路を形成でき、多数のナノ粒子の挙動を柔軟に操作可能な光操作(光マニピュレーション)技術を開発するとともに、ナノ/マイクロ分析システムに応用し、試料の挙動を光制御可能な電気泳動技術を開発するための基礎実験を行なった。光伝導性基板は半導体材料であるため、適当な波長の光を照射すると伝導電子と正孔が誘起され、光照射領域の伝導性が著しく増大する。そのため光照射パターンに依存して基板上に不均一な電位勾配が形成される。つまり基板に照射するパターンを適当に設計することにより、基板上の電位勾配を制御でき、粒子が光照射領域に沿って移動する、仮想的な流路を形成することができる。マイクロ分析システムとの組み合わせにより、柔軟に試料を操作可能な高機能光マニピュレーション技術が可能となる。本研究では、光伝導性基板による駆動原理を明らかにするとともに、その特性を解明することを目的として基礎実験を実施した。本研究で開発する光伝導性材料を用いた光制御可能な電気泳動法システムは、照射するパターンによって基板上に仮想的な流路を形成するための、パターン照射システム、照射条件の最適化、電位勾配における荷電粒子の挙動解析技術を開発することが大きなポイントになる。そのため、透過率分布をもつマスクにより基板に照射するレーザー光パターンを制御し、そのパターンを基板上に結像するための光学系を設計、構築するとともに、粒子挙動を観察するための顕微光学系を導入した。開発した光伝導性基板を用いた電気泳動システムの構成では、光源に用いる高出力レーザーには、基板の吸収に合わせて青色の波長域を用い、光照射によって大きな伝導率変化が生じる構成とした。レーザー光の照射パターンはマスクを用いて制御し、結像光学系により基板上に結像する。基板の厚み方向での照射パターンのボケを抑えるために、焦点深度の大きな光学系を設計し、使用するレンズなどを検討した。駆動する粒子には、標準試料として大きさおよびその分散が制御されたポリスチレンラテックスを用いた。粒子の大きさによる泳動速度、光照射強度および照射パターンによるその移動方向、速度などの基礎データを取得し、本手法による光マニピュレーション技術の特性、問題点を明らかにするための基礎実験を行なった。様々な大きさおよび材質の粒子を用い、その泳動特性をモニターし、光照射による挙動制御を試みた。その結果、光伝導性基板にレーザー光を照射することにより、粒子の絵移動速度、方向などを制御できるとともに、光強度および照射パターンを制御することにより、粒子の材質または大きさによるフィルタリングを実現可能であることを示した。光伝導性基板を用いることにより、光照射によって仮想的な流路を形成し、多数のナノ粒子の挙動を柔軟に操作可能な光操作(光マニピュレーション)技術を開発し、生物細胞の駆動、制御、分離技術を開発するための基礎実験を行なった。光伝導性基板には半導体材料であるビスマス圭素酸化物を用いて青色光を照射し、光照射領域の伝導性を制御した。光照射パターンに依存して基板上に不均一な電位勾配が形成され、粒子が光照射領域に沿って移動させることができることを基礎実験により実証した。マイクロ分析システムとの組み合わせにより、柔軟に試料を操作可能な高機能光マニピュレーション技術を実現し、実際に生物細胞の抑制を行なった。本研究では、光伝導性基板による駆動原理を明らかにするとともに、その特性を解明するための基礎実験を実施した。

本研究では、光伝導性基板を用いて光照射によって仮想的な流路を形成可能な光制御電気泳動技術を確立するとともに、液中の多数の粒子を柔軟に操作できる光マニピュレーション法を開発し、高機能かつ汎用性の高いマイクロ分析システムやマイクロリアクタを実現することを目的として研究を行った。ポリスチレン微粒子を用いて、原理の検証および光照射パターンによる仮想的な流路を形成を試みた。開発した技術を持ちいて生物細胞などの制御法を開発した。本研究で光伝導性材料して使用するBSO材料の光照射による伝導率の変化を計測する。光強度、波長による伝導率変化を明らかするとともに、2次元分布をもつ光パターンを照射した場合の伝導率分布を明らかにする。とくに光の照射領域と非照射領域の境界での伝導率分布を明らかにする。より高精度な光マニピュレーションを実現するためには、照射パターンからの伝導率分布のずれ、にじみなどが重要になると考える。これらのずれやにじみは基板の厚みに大きく依存すると考えるので、これらの解析結果から最適な基板の厚みを求め、光マニピュレーション法の操作精度について検討する。光伝導性基板に光パターンを照射した場合に形成される電位勾配分布を数値シミュレーションにより解析する。数値解析には、光伝導性基板を2次元的に連結された多数の抵抗による回路ネットワークとしてモデル化し、光の照射領域のみ伝導性が高くなる、つまり抵抗値が小さくなると仮定して、外部から抵抗回路に印加した電圧による各抵抗間の電圧降下を数値解析により導出する。数値解析の結果からさまざまな光照射パターンを入力した場合に形成される電位勾配を体系化し、仮想流路形成に必要な照射パターンの設計指針を明らかにする。試作したシステムを用いて標準粒子を操作した結果と理論解析結果を比較検討し、微小な領域における光伝導性基板を用いた光マニピュレーション技術の理論構築を行なう。標準粒子の挙動を解析した結果と電位勾配の数値解析結果を詳細に比較検討し、システムの問題点の洗い出し、数値解析手法の精度を明らかする。これらの結果をシステムおよび解析手法にフィードバックし、より柔軟性と操作性の高いシステムを目指して光学系全体の再設計と精度の高い解析手法の開発を目指す。応用物理学、応用光学
グルタミン酸誘導的な細胞死を調節するタンパク質複合体の解析

すぐに虚血後に発生するグルタミン酸の蓄積は、神経毒性につながるグルタミン酸受容体の過剰な刺激をもたらします。然し、今の治療は正常な脳の機能に必要とされるシナプス後グルタミン酸反応を抑制するので、脳卒中治療におけるグルタミン酸受容体拮抗薬の臨床応用が失敗しました。したがって、虚血性脳卒中の治療のために、代替のターゲット/経路を求められている必要があります。本研究では、GAPDHはGluR2NTとの直接的な相互作用を介してタンパク質複合体を形成し、AMPARの活性化はGluR2とGAPDHの共内化とそれに続く核移行を促進し、核のGAPDH / p53の複合体形成を促進することを発見しました。総合生物
様々な動物を対象とする標準脳の構築と活用に向けた統合ソフトウェア環境の開発

本研究では、共焦点レーザ顕微鏡画像を対象に、脳・神経系の形態情報を統合・共有・比較するための標準脳構築の手続きとそのプロセスを支援するソフトウェア環境の開発を進めた。開発したプロトコルは、主としてカイコガ脳を対象に開発を進め、同じ方法がミツバチなど他の昆虫の標準脳構築にも有効であることが示された。ニューロン特有の形態を抽出するプログラムについては、パフォーマンスの向上と図ると共に操作性を大幅に向上させ、OSを選ばない形で提供することができるようになった。このニューロン形態の抽出、記述手法については、サイズは大きく異なるが同様の形状を持つ樹木の根形態の記述にも応用した。平成25年度は、ニューロインフォマティクス関連のプラットフォームに登録されている実験データ及びミツバチニューロンのデータを活用して、標準脳構築のための処理手続きの構築と標準脳に登録するニューロンの形態データ取得のためのプログラム開発を進めた。標準脳構築に関しては、画像処理ソフトFijiをベースに対象とする種の平均脳形状を求め、その形状に脳画像を写像することで構築する方法を提案した。また、ニューロンの形態データ取得については、これまで開発を進めてきたソフトウェアを改良し、処理速度、操作性を大幅に向上させた。また、このソフトウェアが利用できるオペレーティング・システムをWindowsにかぎらず、Linux,MacOSXに拡張することで、より一般的な利用ができる環境を構築した。カイコガ標準脳については、理研で公開している無脊椎動物脳プラットフォームにおいて公開を開始し、また、ニューロン形態の抽出結果については37個のニューロンをシミュレーションプラットフォームに登録した。さらに、ミツバチニューロンを対象に本課題において開発を進めた形態抽出ソフトウェアの結果と共晶点レーザ顕微鏡画像の解像度との関連について調べた結果、水平方向0.36ミクロン、鉛直方向1ミクロンの間隔で取得された光学切片画像から細胞形態の比較に対しては十分な精度で形態抽出が可能であることが示された。平成26年度は、共同研究者によって得られた実験データを活用して、ニューロンの形態モデル構築技術について改良を進めた。まずは、ニューロンの形態的特徴に基づき、ニューロンの概形を描いたテンプレートを作成し、これを用いた抽出領域の選択方法、さらに形態的特徴に基づく抽出条件の設定プロトコルを開発した。さらに、抽出した神経細胞の形態的特徴を比較する方法について検討を行い、特徴的な樹状突起の位置、方向を基準に位置合わせを行なう方法をミツバチの振動感受性の神経細胞に適用し、日齢に伴う形態的特徴変化を調べた。また、樹状突起の粗密状態の違いなど、形態の違いによって抽出条件を適切に設定することによって、目的とする形態モデルが得られる事を示した。これらの成果は、札幌で開催されたICN/JSCPB 2014,ベルリンで開催されたMeeting Honeybee StandardBrainなどで発表した。一方、最終年度に開発するシステムに向け、神経細胞の形態モデルを標準脳にレジストレーションしていくプログラムとして、画像処理に関する公開ライブラリであるITKを用いたプロトタイププログラムの開発を開始した。さらに、これらと並行して標準脳モデルをWebブラウザから参照するソフトウェアの調査、検証を進めた。これまでの研究により、脳の領域、神経細胞の抽出環境が整ってきたことから、脳領域、抽出神経細胞を標準脳に統合する環境を構築する段階に至った。生物の脳組織および神経細胞間の結合様式は、神経回路の構造、特性と深く結びついており、脳における情報処理メカニズム解明においても重要な情報をもたらす。しかしながら、脳のサイズや構造は、動物の種毎、個体毎に異なっていることから、各個体について実験的に得られた組織や細胞に関する情報を統合、活用するために、標準の座標系とも言える「標準脳」が動物種毎に必要となる。しかしながら、このような標準脳座標系を構築する処理手続きや環境は未だ十分に整備されておらず、一般的な研究手法として確立していない。本研究では、共焦点レーザ顕微鏡画像をベースに脳・神経系の形態情報を統合・共有・比較するための標準脳構築の手続きとそのプロセスを支援するソフトウェア環境の開発を目的に研究を実施した。本研究では、細胞内染色された神経細胞形態について、画像フィルタリング、マスキングなどの前処理による背景組織からの分離処理方法を提案し、さらに、細胞形態の自動追跡ソフトを用いたセグメンテーション方法を利用し、神経細胞形態をSWC形式出力するソフトウェア環境を構築した。SWC形式で細胞形態を記述することで、様々なビューア、解析ソフトにおいて利用可能であり、神経細胞形態を蓄積、利用する環境が整った。一方、標準脳の構築、脳画像から抽出された脳領域、神経細胞形態などをレジストレーションする方法として、剛体、非剛体変換を活用したプロトコルを確立した。構築したプロトコルについては、AINI2016のチュートリアルセッション(招待講演)において、その有効性、手順などを紹介した。また、その手法については、「昆虫の脳をつくる」(神崎亮平編)において解説しており、現在、この書籍の出版手続きを進めている。細胞形態のモデル記述手法については、同様の形態を持つ樹木の根系構造を再構築にも活用することができ、他分野における応用も進めた。

このニューロン形態の抽出、記述手法については、サイズは大きく異なるが同様の形状を持つ樹木の根形態の記述にも応用した。脳領域、細胞形態抽出手法、環境を整えることができた。標準脳へのレジストレーションプロトコルについては、基本となる方針が決まり、プロトタイプの開発を進めた。ニューロインフォマティクス標準脳へのレジストレーションプロトコルの確立と支援ソフトウェアの開発を行う。さらに、一連の技術、ソフトウェアを脳神経科学の各分野及び同様の形態を扱う他の分野(森林科学など)への応用についても検討する。カイコガを対象に標準脳構築のプロセスを確立することができ、その方法についてまとめ、公表していく段階にいたった。また、標準脳に登録するニューロンの形態を画像データより抽出する既存のプログラムを大幅に改良し、処理の高速化、利用可能なオペレーティング・システムの幅を広げ、実用レベルのソフトウェアとして公開可能なものとなった。物品費として開発に使用しているコンピュータの周辺機器購入を予定していたが、現時点で購入の必要がなかったため、次年度に使用することとした。構築したプロセスを実際の研究に活用していくことが今後の課題であり、まずは、カイコガ脳を対象にフェロモン刺激の需要から情報処理、行動制御に至る神経経路を構成するニューロンについて、その形態を再構築し、標準脳にレジストレーションすることによって、シナプス結合状態の推定を進める。その結果を神経回路モデルに反映させることによって、カイコガの行動制御に関わる運動指令生成の神経回路機構の解明を進める。また、ミツバチニューロンに関しては、ダンスコミュニケーションに関わると考えられる触角への振動刺激に反応するニューロンの応答特性と形態との関連を調べていき、振動刺激処理の神経回路プロセスの解明とミツバチの日齢や職階との関連を調べていく。構築した標準脳構築のプロセスについては、幅広い分野への適用を目指して操作性の向上させるだけでなく、構築された標準脳の3Dプリンタへの出力機能など機能の追加を進めていく。次年度においてプログラム開発補助者の謝金、あるいは物品費に合わせて使用する計画である。人件費、謝金については、ソフトウェア開発後に実験データを解析を進める要員を確保するために、平成25年度は雇用せず、平成26年度以降に執行することとした。また、研究遂行のための打ち合わせについては、遠隔会議などを活用したことにより出張費を節約した。開発したシステムを実験データに適用していくための要員の確保する必要があり、平成26年度は、平成25年度の未執行分を含め、人件費、謝金を中心に使用していく計画である。
満洲移民をめぐる中国東北地域社会の変容

本研究は、歴史的、社会的背景のことなる3つの地域を事例とし、満洲移民をめぐる中国東北地域社会の変容を検討した。2年間のフィールド調査および文献資料調査とその分析を通して、満洲移民の入植は、一過的な収奪にとどまらず、戦後にわたる長期的な変化を地域に残したことを指摘した。またフィールド調査の成果を雑誌に発表し、中国東北地域、台湾、日本における資料調査のための情報をホームページ上で公開した。本研究の目的は,満洲移民の入植をめぐる中国東北地域社会の変容を,黒龍江省樺南県,吉林省徳恵県,遼寧省盤錦市の3つの地域の事例から分析することである。2009年度は,1)日本国内および中国東北地域(瀋陽,長春,哈爾濱,佳木斯),台湾(台北)で事例地域に関する民国期,戦後内戦期の資料を収集するとともに,黒龍江省(樺南,湯原)でフィールド調査を実施した。2)調査の概要の一部は「土龍山事件のその後:中国黒龍江省樺南県,湯原県における調査から」(『近現代東北アジア地域史研究会NEWS LETTER』第21号)にまとめている。3)大阪(2009年8月)と中国(9月)で国際シンポジウムに参加し,盤山県と樺南県の事例についてそれぞれ中間報告を行った。以上の調査・研究によって,まず樺南県の事例では,戦後内戦期における在地有力者の再編,移民用地の解体の過程に関する資料が収集できた。『農民報』『合江日報』などの分析とあわせ,論文執筆を進めている。また盤錦市の事例では,戦後国民政府が同地域を軍人復員事業の一環として重視していたという興味深い知見が得られた。来年度,共産党政権による同農場の経営に関する資料収集を進め,戦後の農場経営史として論文にまとめる。同時に,内戦期東北に関する研究が同時期の台湾研究と比較しても,きわめて遅れていることがあらためてわかった。その意味で,民国期から戦後内戦期までの連続性をとらえようとする本課題は,近年の研究潮流とも緊張関係をもちつつ,あらためてその重要性が確認できたといえよう。4)試験的に本課題のホームページを開設し,図書館・梢案館の利用,フィールド調査の概要などを掲載し,情報の共有化をはかっている。本課題の目的は,満洲移民の入植をめぐる中国東北地域社会の変容を,黒龍江省樺南県(旧樺川県),吉林省徳恵県,遼寧省盤錦市(旧盤山県)の3つの地域の事例から分析することである。その際,とくに満洲移民の入植が戦後のそれぞれの地域に与えた影響について検討する。2010年度には,1)89月,遼寧省档案館(瀋陽市)および吉林省図書館(長春市)で事例とする地域の地方志資料および戦後内戦期の公報,雑誌類を閲覧,収集した。また遼寧省盤錦市および吉林省松原市でフィールド調査を実施した。2)調査の概要の一部は「『満洲国』の水利建設:中国遼寧省盤錦市,吉林省松原市における調査から」(『近現代東北アジア地域史研究会NEWS LETTER』第22号)にまとめた。3)徳恵県に入植した元広島総合開拓団員に聴き取り調査を行い,あわせて同開拓団の役場資料を閲覧した。以上の調査およびその分析によって,次のことを指摘しうる。盤山県では,満洲国期に朝鮮人,日本人の入植に先立って,大規模な「土地改良事業」が実施された。この入植地を戦後,まず国民政府が,次いで中国共産党が接収し,国営農場として再編していった。他方,徳恵県の入植地は,旧蒙地で,漢族農民によって開墾された土地だった。戦後,もとの漢族社会が回復されるが,その間に蒙地体制が解体され,第二松花江開発が実施された。これによって,隣接する郭爾羅斯前旗でも農地開発が可能になり,戦後,この旧蒙地は大規模な水田になった。満洲移民は,旧制度の解体や開発をともないつつ,それぞれの地域に変容を加えていったといえる。
視覚系の生理的特性が及ぼす色覚の個人差の定量的評価に関する研究

黄斑色素濃度,及びL/M錐体比といった生理学的特性を実験的に測定する手法を確立し,多数の被験者を用いてデータを採取することにより,日本人の生理学的特性に関するデータベースを構築することに成功した.特に,L/M錐体比の分布が日本人と欧米人種において異なるという知見は本研究によって新しく得られたものである.また,色覚特性として,等色関数を測定できるコンパクトな装置を開発し,その装置を用いて簡便に且つ正確に等色関数を測定出来る手法を検討した.生理学的特性を測定した被験者での色覚特性として,等色関数の測定を行い,その両者に相関がないことを実験的に示したことが,本研究の成果として挙げられる.本年度は,昨年度に引き続き,1黄斑色素濃度に関する測定,2等色関数の測定,に関する活動を継続するとともに,3L/M錐体比の測定,に関する実験装置の立ち上げ,及び測定を実施した.1の黄斑色素濃度に関する測定では,被験者数が100を超えたので,日本人の黄斑色素濃度のデータベースとして学術論文として発表すべく準備を行っているところである.2の等色関数の測定では,簡易的な測定を行うことを目的とした手法の検討を行い,その手法に関して,国際学会並びに国内学会において発表を行った.また,さらにコンパクトな装置を構築することを目的とし,市販されているプログラマブル光源を使用し,単色光を呈示して等色実験を行う手法を検討した.その結果,昨年度まで開発していた装置とは実験刺激の呈示方法を変更することが有効であることがわかり,その予備実験結果を国内学会において発表した.3のL/M/錐体比の測定に関しては,実験装置の構築を行い,日本人被験者に対するL/M錐体比の測定実験を行った.遺伝子解析は,共同研究先であるWashington大学のNeitz研究室での解析を依頼し,遺伝子解析の手法(情報の受け渡し方法)に関しても確立することができた.14名の予備実験の結果,日本人のL/M錐体比が有意に欧米人のそれよりも低いことを示すことができ,その内容を国際学会にて発表する申し込みを行った(5月に発表予定).異種メディア間の等色を行う際の周辺条件に関する実験結果を投稿論文として発表した.本年度は,黄斑色素濃度の測定,等色関数の測定,錐体比の測定を実施した.特に,網膜電位法(ERG)を用いた錐体比の測定を35名の被験者に対して行い,欧米人と比べて有意に日本人の比率が低いことを示し,これを国際学会において発表した.生理学的な視覚特性と知覚との関連性を示すための指標として用いる等色関数については,本研究において構築した測定装置によって得られた結果の妥当性を実証するために,市販されているプログラマブル光源を用いた比較検証する実験装置を構築した.それにより,実験精度や刺激光の単色性などに関する検討を実施し,その実験結果を国内学会において発表した.研究期間を通じ,黄斑色素濃度,及びL/M錐体比といった生理学的特性を実験的に測定する手法を確立し,多数の被験者を用いてデータを採取することにより,日本人の生理学的特性に関するデータベースを構築することに成功した.特に,L/M錐体比の分布が日本人と欧米人種において異なるという知見は本研究によって新しく得られたものである.また,色覚特性として,等色関数を測定できるコンパクトな装置を開発し,その装置を用いて簡便に且つ正確に等色関数を測定出来る手法を検討した.生理学的特性を測定した被験者での色覚特性として,等色関数の測定を行い,等色関数の個人差を説明するのに,黄斑色素濃度の個人差は相関がないことを実験的に示したことが,本研究の成果として挙げられる.これらの研究成果については複数の国際学会,国内学会において発表済みで,現在投稿論文の準備を行っている.黄斑色素濃度,及びL/M錐体比といった生理学的特性を実験的に測定する手法を確立し,多数の被験者を用いてデータを採取することにより,日本人の生理学的特性に関するデータベースを構築することに成功した.特に,L/M錐体比の分布が日本人と欧米人種において異なるという知見は本研究によって新しく得られたものである.また,色覚特性として,等色関数を測定できるコンパクトな装置を開発し,その装置を用いて簡便に且つ正確に等色関数を測定出来る手法を検討した.生理学的特性を測定した被験者での色覚特性として,等色関数の測定を行い,その両者に相関がないことを実験的に示したことが,本研究の成果として挙げられる.色覚メカニズムの個人差を生み出す要因の一つである黄斑色素濃度に関する測定は50名の被験者に対して実施し,これまでに報告されている多人種のものとさほど変わらないという結果を得た.この結果は,学術論文として発表した.別の生理的要因として個人の錐体感度のピーク波長,並びに網膜上に分布する錐体比が考えられるが,この両者については,Washington大学のNeitz教授と共同研究体制の整備を行うことが出来た.特に錐体比に関しては,被験者に対する心理物理実験を行う必要があるため,実験システムを構築する必要がある.Washington大学に短期間滞在し,実験システムの原理から光学系等設計に対するノウハウを習得するとともに,実験手法について,共同で検討を行った.現在検討している方法では,精度を高めるとともに,実験が容易になることが期待されている.LEDを用いた等色関数測定システムに関しては,20波長のLEDを用いて実験を行うことが出来る装置を製作し,安定してデータが取れることを確認した.また,従来の方法である,等色を作り出すタスクでの実験手法の確立を行った.しかしながら,従来手法では,(1)被験者の負担が大きくなること,

(2)経験の少ない被験者では困難なこと,(3)実験時間がかかる,などの問題があるため,それ以外で等色関数を求めることが可能な手法の検討を行った.本システムや手法に関して,国際学会並びに国内学会にて発表を行った.当初計画では,二年目である本年は,黄斑色素濃度に関するデータ収集と並行して,視覚特性の測定,LM錐体のピーク感度や錐体比を測定する計画であった.実施項目は,上記計画の通りで,順調に進展していると言える.国内外の学会での発表も,投稿論文を含め,順調に成果としてなされている.異種メディア色刺激呈示装置の構築に関しては,多少遅れ気味の面はあるが,異種メディアでの周辺刺激条件について過去に有するデータで再検討し,投稿論文として公表することができたことは計画以上であるといえる.当初計画では,初年度では,生理的要因である黄斑色素濃度のデータ収集を主眼に置き,それと並行して等色関数測定装置の製作を実施することであった.それに対し,初年度で黄斑色素濃度に関するデータ収集を行った上に,学術論文として発表を行うことが出来,さらに等色関数測定装置に関しても,製作した上でデータの収集ができることの確認,及び測定方法の検討や予備実験に着手することが出来た.また,当初研究の目的においては記載していなかった錐体比の測定に関しても,一年間でERGを用いた測定システムの検討,並びにシステム構築の準備が完了し,測定方法の検討も実施することが出来た.上記のように,各実験とも,効率向上や精度向上を目指す方法の検討を実施し,予備実験までを行うことで来たので,二年目以降の研究活動が効率よく実施出来ること,数多くの予備実験からの最適な選択が可能になることから,現時点では当初の計画以上に進展しているといえる.最終年度である2013年度は,これまでに構築した装置を用いてデータ収集を行うだけでなく,その成果を公表,投稿論文としてまとめることを,一つの柱とする.実験は,等色関数の測定を黄斑色素濃度と錐体比の既知の被験者に対して実施し,両者の関係を明確にし,関連性があればモデル化を行うことを計画している.実験の精度と測定誤差が大きな影響を及ぼすために,十分な検討を実施してから実験を実施する予定である.生理的特性の個人差データの収集としては,黄斑色素濃度の被験者の追加と,ERG信号からの錐体比,及び遺伝子情報を用いた錐体感度ピーク波長のデータベース構築,を実施予定である.それぞれについて,日本人のデータに関しては新規性が高いため,関係学会において発表及び学術論文誌での発表を目指して研究を遂行していく.等色関数の測定については,実験装置の改良の余地があるため,その検討を実施するとともに,現在継続して行っている新手法の効果を確認した上で,その手法を用いた実験によるデータ収集を行う.従来手法との比較検討が十分になされないと,データの信頼性が高くならないため,その点に十分な注意を払って行っていく必要がある.黄斑色素濃度の色覚に対する影響を調べるため,異種メディア色刺激呈示装置を用いて,中心視野と周辺視野間での等色実験を行う予定である.
伝統的河川工法を用いた治水・環境機能の強化に関する研究

本研究は、戦国・江戸初期において治水・利水事業の代表的指導者の一人として知られる肥後藩主・加藤清正およびその子忠広、さらにその後を継いだ細川家が熊本において行った、治水・利水事業を事例として挙げ、築造された水理構造物の年代、築造者、築造の動機と経過を原典の渉猟・現地踏査、模型実験および流れの数値シミュレーションにより轡塘(くつわども)および水制群の治水・環境機能を総合的に評価しようとするものである。現存する近世の水理施設の現地踏査、古文書・古地図の調査さらには模型実験により流れおよび土砂の制御機能を解明することにより、現在に活用されるための方策について検討した。また、水制工の流水制御に関する基礎研究および複雑境界条件に適用可能な直接数値シミュレーション法を開発した。以下にその項目を列記する。(1)近世に築造された水理施設の現地踏査一級河川である菊池川、白川、緑川、球磨川および二級河川で築造された轡塘、乗越堤、堰、水制が築堤された場所の確認および現地踏査。古地図等で確認された近世の水理施設の設置場所を航空写真との比較照合により確認し、塘塘の歴史的経緯を明らかにした。(2)轡塘および水制群による洪水流の制御機能轡塘は、その水理学的機能について不明な点が多い。本研究では浜戸川島田地先の轡塘を忠実に再現した縮尺1/150の模型水路を用いて、3次元流速変動測定および流砂実験を実施し、低水路の流れと遊水地上の流れとの相互干渉、流れの3次元構造および土砂制御機能については検討した。また、越流型水制群および非越流型水生郡の流れおよび流砂に対する制御機能について明らかにした。(3)流れの直接数値シミュレーション本研究では,一般座標系regular格子を用いたDNSを自由水面乱流場へ適用し,その精度や有用性を定量的に検証した.さらに、縦筋河床および砂堆河床上の乱流特性、渦構造および二次流構造について明らかにした。(1)近世に築造された水理施設の現地踏査一級河川である菊池川、白川、緑川、球磨川および二級河川で築造された轡塘、乗越堤、堰、水制、沈砂施設、樋門が築堤された場所の確認および現地踏査。現在、古地図等で確認された近世の水理施設の設置場所を航空写真との比較照合により確認し、塘塘の歴史的経緯を明らかにした。

本研究では浜戸川島田地先の轡塘を忠実に再現した縮尺1/150の模型水路を用いて、3次元流速変動測定および流砂実験を実施し、低水路の流れと遊水地上の流れとの相互干渉、流れの3次元構造および土砂制御機能については検討した。また、越流型水制群の流れおよび流砂に対する制御機能に関する基礎研究を実施した。(3)流れの直接数値シミュレーション本研究では,一般座標系regular格子を用いたDNSを自由水面乱流場へ適用し,その精度や有用性を定量的に検証した.本研究は、戦国・江戸初期において治水・利水事業の代表的指導者の一人として知られる肥後藩主・加藤清正およびその子忠広、さらにその後を継いだ細川家が熊本において行った、治水・利水事業を事例として挙げ、築造された水理構造物の年代、築造者、築造の動機と経過を原典の渉猟・現地踏査、模型実験および流れの数値シミュレーションにより轡塘(くつわども)および水制群の治水・環境機能を総合的に評価しようとするものである。現存する近世の水理施設の現地踏査、古文書・古地図の調査さらには模型実験により流れおよび土砂の制御機能を解明することにより、現在に活用されるための方策について検討した。また、水制工の流水制御に関する基礎研究および複雑境界条件に適用可能な直接数値シミュレーション法を開発した。以下にその項目を列記する。(1)近世に築造された水理施設の現地踏査一級河川である菊池川、白川、緑川、球磨川および二級河川で築造された轡塘、乗越堤、堰、水制が築堤された場所の確認および現地踏査。古地図等で確認された近世の水理施設の設置場所を航空写真との比較照合により確認し、塘塘の歴史的経緯を明らかにした。(2)轡塘および水制群による洪水流の制御機能轡塘は、その水理学的機能について不明な点が多い。また、越流型水制群および非越流型水生郡の流れおよび流砂に対する制御機能について明らかにした。(3)流れの直接数値シミュレーション本研究では、一般座標系regular格子を用いたDNSを自由水面乱流場へ適用し,その精度や有用性を定量的に検証した.さらに、縦筋河床および砂堆河床上の乱流特性、渦構造および二次流構造について明らかにした。
中間子科学総括研究

今年度は本特定研究の第一年度にあたる。総括班としてかかげていた目的は次のように実行された。1.特定研究「中間子科学」全体の総括打合せを行った。初年度発足している各班の現状、および第二年度以降の計画について、問題点等を議論した。2.広報活動,研究報告出版,研究集会に関しては、当面各班によるものの他、総括班として「中間子科学ニュース」をつくり、研究班相互および他の研究者との間のコミュニケーションの発展をはかっている。4.将来計画の検討を開始し、中間子科学の次代のファシリティについて討議の機会をもった。
繊維遺物鑑別のための画像解析データベースの構築

繊維遺物はそれらが作られ、使われた時代の生活文化の様子が顕著に反映される調査対象である。繊維遺物の鑑別手法としては、標品となる原生繊維との形態比較が最も簡便で有効とされるが、繊維は有機物であることに起因して劣化分解が進み激しく形態が変化していたり、炭化していたりと原形を留めていないことが多い。このような形態の変化してしまった繊維遺物を鑑別する際の指標とするために、標品となる繊維を人工的に炭化および劣化させた場合の形態と大きさの変化を電子顕微鏡で観測し、大きさの観測値データについては平均値の統計処理を施し、これらの形態画像と観測値データをデータベース化した。平成24年度は平成23年度にサンプリングした繊維原料の内、主に宮城、福島、群馬、栃木、長野、大分の6県で栽培された大麻繊維8種(同一生産地における生産時期の異なるものを含む)について、未処理もしくは前処理した試料および人工炭化後の試料の走査型電子顕微鏡による形態観察および繊維幅、断面積、周囲長を測定し、データの取得につとめた。これらの結果から、同一繊維種においても地域や年代によって、繊維の大きさに違いのあることが分かった。特に、大分県の大麻繊維は断面積値および周囲長において、他の全ての産地の繊維と有意差があり、突出して太いものであった。従って、繊維遺物を形態比較によって鑑別する際には、やはり形態観察に加えて、個体差や産地別のばらつきを考慮するために繊維の大きさの要素を加味して鑑別を行うことが望ましいと考える。さらに、これらの繊維を炭化させた場合や人工的に劣化させた場合の値の変化についても検討を加えて、さまざまな状況で出土・発掘される繊維遺物の形態比較による鑑別の確度向上に寄与するようなデータの蓄積を行っていきたいと考えている。また、さらに幅広い繊維原料についてデータを収集するため、標品試料となる繊維原料の収集に努めた。平成24年度は、日本3大古代布のうちの「葛布」と「しな布」について、それぞれ産地である静岡県と山形県に赴き、自ら繊維を取得してきた。さらに、葛布については、日本最古の葛布とされる菖蒲ヶ浦遺跡(3-4世紀)から出土した葛布(九州国立博物館所蔵)を熟覧・撮影し、現代標品繊維との比較資料として調査した。平成25年度は、平成23年度にサンプル取得し、平成24年度にデータ取得した宮城、福島、群馬、栃木、長野、大分の6県の国内各産地の大麻繊維(同一産地における生産時期の異なる試料を含む)8種について、単繊維同士の膠着をほぐすために米とぎ汁で前処理した各50本の単繊維の電子顕微鏡による形態観察および繊維幅、断面積、周囲長を測定した各数値の平均を統計処理することにより、それらに産地による有意差があることが判明した。その結果を日本文化財学会第30回大会にてポスター発表したところ、本分野の研究を深め学界に寄与するものとして学会ポスター賞を頂戴した。その後、前述の前処理試料を炭化速度20°C毎分および1°C毎分で人工炭化させたものについて、各50本の単繊維の電子顕微鏡による形態観察および繊維幅、断面積、周囲長を測定し、同様にデータ取得に努めてきた。データ取得においては、炭化や劣化により、しなやかさを失い脆くなった繊維について、正確な測長が可能な断面を取得する方法を検討した。その結果、アセトン凍結による割断によって、断面形態を保持した状態での単繊維断面の作製が可能になることが分かった。これにより、本割断方法でのデータ取得に統一するため、既に取得済みであったデータについてもやり直す手間がかかってしまった。またさらに、幅広い繊維原料のデータを収集するため、標品試料となる繊維原料の収集を行い、平成25年度は沖縄の芭蕉布の原料となり「糸芭蕉」を現地の糸芭蕉の畑に赴き、自ら繊維を収集してきた。本研究は、遺跡から出土した繊維など、繊維遺物を鑑別するための一助として、植物繊維を走査型電子顕微鏡で観測した画像を解析し(形態、繊維幅・断面積値の統計処理等)、データベースを構築することを目的としている。上記の目的のため、まず、分析用繊維試料として、生産地等出処の明らかな繊維原料の収集を行った。本年度は、当初計画した栃木、群馬、新潟、福島、長野のうち、栃木と群馬の栽培地から麻(大麻)試料を、福島の栽培地から苧麻試料を入手した。いずれも、植物体としての茎、麻剥ぎ後の皮麻、麻挽き後の精麻を各加工段階の繊維試料を入手することができた。新潟と長野については、その後の調査で、現在は現地での植物栽培はされておらず、繊維の加工(織物生産)のみであることが判明したため、栽培地へ出向いての試料収集は叶わなかった。加工品(織物)についても収集し分析したいと考えているが、実施に至っていない。

収集した繊維の分析は、未処理試料と人工炭化、人工劣化させた試料の形態、繊維幅・断面積値の比較を行っている。特に麻(大麻)については、その葉に含まれる薬物特性のため、栽培には地方自治体の許可を得る必要があり、人目に触れない地域での栽培が義務付けられているため、繊維試料は植物体とは切り離されて論じられることが多いが、その植物体における繊維細胞分布を電子顕微鏡像としてのデータとして残せたことは有意義であったと考えている。人工炭化については、炉を用いて昇温速度4段階に変化させて各炭化状況におけるデータの集積を目指している。劣化状況についは、当初計画していた土中包埋による自然劣化は入手した試料量が計画時よりも増えてしまったため、酵素法による人工劣化に切り替えるべく、条件の検討中である。平成26年度は、平成23年度にサンプル取得した国内各産地6県(宮城、福島、群馬、栃木、長野、大分)の大麻繊維(同一産地における生産時期の異なる試料を含む)8種について、平成25年に米とぎ汁で前処理した試料を炭化速度20°C毎分と1°C毎分で人工炭化させた際の繊維形態の変化を電子顕微鏡を用いて観測し、各サンプル50本の単繊維について、形態および繊維幅、断面積、周囲長のデータを採取し、その平均値について統計的に解析した結果を平成24年度に採取した未処理サンプル(米とぎ汁で前処理した試料)のデータと比較して、日本文化財科学会第31回大会にて報告した。さらに、同未処理サンプル(米とぎ汁で前処理したもの)を用いて繊維が土中で劣化分解する状況をセルロース分解酵素(ドリセラーゼ)で疑似的(ドリセラーゼ15FPU、反応温度30度、反応時間48時間)に作り、繊維を人工劣化させて、繊維の糖化度とその形態変化についても同様にデータを採取、統計的な解析を加えた。これにより、国内各産地の大麻繊維(8種)について、未処理の状態の繊維の形態や大きさのデータを基として、出土遺物として発掘されることの多い、土中においても残存しやすい状態となっている炭化繊維の状態を作り出した人工炭化繊維と土中にて微生物の分解等を受けながらも僅かながら残存して遺物として発掘されることもある、劣化分解した繊維の状態を作り出した人工劣化の各繊維形態および大きさの変化のデータが揃うこととなり、これらのデータを用いて、データベース構築ソフト「Filemaker」を用いてデータベース化を進めてきた。文化財科学酵素法により人工劣化させ組織の脆くなった試料において、従来行ってきた方法では断面積測定に適応できる形態に断面作製することが困難であることが判明し、現在も新たな手法を検討中であり、これらのデータ(測定値)の取得が遅れているため。酵素法による人工劣化試料について、脆くなった試料の断面作製が困難であったことにより、断面作製方法に検討が必要となった。その際、同じく繊維が劣化する炭化繊維においても検討を進め、アセトン凍結による割断法によって、より測定に適した試料断面が作成できることが分かった。そのため、炭化試料についても、改めて本方法で断面を作成し直して、測定したことにより、手間を要したため、データの集積が遅れている。人工劣化の方法を当初計画の土中包埋による自然劣化から、酵素法による人工劣化に変更するにあたって、その条件設定等の検討に時間を要したため。繊維断面積の計測方法を従来の紙重量法からより精密な画像解析ソフトを用いるようにしたため、一定時間に計測できる量が減ってしまったため。平成25年度は現在模索中の人工劣化後の繊維の断面作製に関して、更なる検討を加える。