hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高強度ジャンプ・トレ-ニングが成熟ラットの骨格筋線維に及ぼす影響

われわれは、先行研究において発育期のラットに高強度ジャンプ・トレ-ニングを負荷することにより、遺伝的素因の影響を強く受けるとされる筋線維組成が変化する可能性があることを認めた。この結果にもとづき、成熟の域に達した場合でも、トレ-ニングにより発育期におけると同様な筋線維組成の適応性がみられるかどうかについて実験を行った。実験には、生後21週齢のWistar系雄性ラットを用いた。体長(尾部を除く)の約2.3倍のジャンプ高を1日50回×2セット運動を行うという条件下で15週間のトレ-ニングを行った後、主働筋と考えられる腓腹筋を摘出し、表層部と深層部に分けて筋線維組成を明らかにした。結果は、表層部および深層部の筋線維組成ともにジャンプ・トレ-ニングによる影響は観察されなかった。これは、発育ラットを用いた先行研究の結果とは異なるものである。更に、われわれは筋線維組成の適応性に関して次のような実験を試みた。実験は、6週齢のWistar系雄性ラットを用い、5週間のTail-Suspensionを行い、その回復過程後の成熟期に近づいた時期までヒラメ筋の不使用による筋線維組成の変化を追跡した。5週間のTail-Suspensionにより、TypeI線維の比率は顕著に減少したが、5週間の回復過程を経た成熟期に近づくにつれて、普通成熟期に観察される比率にほぼ戻ってきた。成熟期の骨格筋線維組成は、トレ-ニングやその他の刺激に対する適応性が乏しいことが示唆され、且、刺激を去ると用意に本来の筋線維組成の比率に還元することが示唆された。
ヘンリー・ジェイムズの身体表象と中間的アイデンティティの相関の研究

今年度は、初年度に引き続き、主に以下の3点について研究を継続した。1ヘンリー・ジェイムズの晩年期の作品における中間的アイデンティティと身体的表象の関係性について:短編小説集『ファイナー・グレイン』所収の4作品および長編小説『過去の感覚』について分析を行った。そのうち、「ビロードの手袋」・「喪服のコーネリア」・「荒涼のベンチ」についてはそれぞれの作品の舞台となった場所とジェイムズの自伝的要素の関係性に配慮しつつ、黒と白の対称色の描き方について口頭発表を行った。その中で、対称色の描写が、異なる価値観同士の相互理解を欠いた20世紀初頭の社会状況および作家自身がおかれた状況に対する絶望を反映していると同時に、相互理解の不可能性を超えてなお共存しうる可能性を見いだそうとする、中間領域に帰属するアイデンティティのしなやかさを反映していることを指摘した。『過去の感覚』を巡っては、批評家としての読書行為・作家として読む行為・読者の読む行為について論じ、ジェイムズの遺作が、作品をめぐる読み書きという終わることのない螺旋運動、すなわち文学テクストの中間的性質を描き出している可能性を口頭発表で指摘した。初年度に口頭発表を行った、『ファイナー・グレイン』所収作「一巡り」については、更に考察を深め、論文にまとめて発表した。2晩年期の文体的特徴の検証:ジェイムズの晩年期の文体の特徴を確認するために、1900年前後に執筆された中短編小説の初版とNY版のテキストを、テキスト比較ファイルdifを用いて比較した。変更箇所を表示したファイルを作成し、国内ジェイムズ研究者の間での共有を図った。3ジェイムズの中間的帰属意識の現代性についての研究:研究分担者が、グローバル化が進む現代日本社会に生きる帰国子女や性的少数者などの中間的アイデンティティについて調査した。ジェイムズとの共通点から普遍的議論を模索中である。当初の研究計画のうち、ヘンリー・ジェイムズの晩年作品における中間的帰属意識の問題については、身体表象への言及も含みつつ予定通り研究分析を推進している。また、ジェイムズの晩年の文体の特徴の抽出については、今年度よりテキストの初版と晩年版との比較ファイルの作成にターゲットを絞り、進めている。一方、ジェイムズの中間的帰属意識は主にコスモポリタニズムやグローバリズムとセクシュアリティの問題に由来すると考えられる。そのため、当議論の現代性を検討することを視野に入れ、現代グローバル社会におけるLGBTQIA+のアイデンティティについてのヒアリング調査を研究分担者が進めた。現段階ではまだジェイムズの中間的帰属意識との間の明確な繋がりを論じるには至っていないものの、当研究の今後のさらなる発展の糸口を見いだしうると考えられるため、概ね良好と判断した。ヘンリー・ジェイムズの晩年期の作品における中間的帰属意識と身体的表象の関係性の研究については、今年度に口頭発表を行った『ファイナー・グレイン』所収3作(「ビロードの手袋」「喪服のコーネリア」「荒涼のベンチ」)に関する議論をさらに精緻なものとし、論文を執筆する。また『過去の感覚』については共著論集の一章として出版を進める。同時に、ジェイムズ最後の10年間における中間的帰属意識の危機や揺れおよびその変遷を、当該時期に執筆されたテクストの各論ではなく、一連のテクスト(『ファイナー・グレイン』、自伝『息子と弟の覚書』、『象牙の塔』、『過去の感覚』)を通して考察する。考察結果は口頭にて発表を行う。文体の検討については、1890年代末から1900年に執筆されたジェイムズ作品の初版テクストと改訂版テクストとの比較ファイルの作成を更に進め、中間的帰属意識と身体表象に関する議論を形式面から補強する。中間的帰属意識の現代性についての研究については、ATCKs(帰国子女)やLGBTQIA+など、現代社会における中間的アイデンティティの問題についての会議を研究分担者が中心となって開催し、研究代表者は現代の問題とジェイムズ研究との連携の可能性を検討する。初年度は主に以下の4点について研究を進めた。1ヘンリー・ジェイムズの晩年期の作品における中間的アイデンティティと身体的表象の関係性について:伝記的事実や自伝の記述を勘案しつつ短編小説集『ファイナー・グレイン』所収の4作品について分析を行った。そのうち、「一巡り」(1908)については研究発表を行い、中間的な帰属に関わる作家の不安感が、当該テクストの登場人物の身体の痛みの表象に投影されていること、および、それが作家が自分のアイデンティティを捕捉する上で抽象的な概念ではなく具体的な経験を必要としたことと関係していることを指摘した。2晩年期の文体的特徴の検証:作家の晩年期の特徴を確認するために、金銭の描かれ方を軸に各時期のテクスト比較を行った。金銭の持つハードとしての特徴の描かれ方と認識における身体性が関係している可能性を検討した。作家にとっての財政状況といった伝記的背景と併せて研究発表を行った。3現代TCKs(人格形成期を母国とは異なる地で過ごした人)作家の特徴の検証:研究分担者がピコ・アイヤーをはじめとする現代TCKs作家らのテクストと先行研究を収集した。検討会において、彼らに共通する特徴として、観察対象に対する“detachedness"及びそれゆえの異文化への寛容性が挙げられることを確認し、ジェイムズ作品にみられる特徴との比較を行った。4テクストの電子処理:精確な電子テクストの作成に注力した。勉強会を開いて利用可能な言語処理プログラムについての検討を行った。

また、晩年期の文体の特徴を抽出するために、1890年代末から1900年にかけて執筆されたジェイムズの中編小説4作品を中心に、初版と後期における改訂版のテクストの変更点を一覧に表示したデータの作成を進めた。当初の研究計画のうち、ヘンリー・ジェイムズの晩年作品における中間的アイデンティティと身体表象の関係性については、予定通り研究分析を推進している。現代TCKs作家の特徴とジェイムズ作品の特徴の比較については、対象作家や関連資料が少ないため、これ以上の成果を得ることが難しいと思われる段階に来ているように感じられる。しかし、調査過程において、TCKs作家らの周縁的なアイデンティティが、研究分担者が研究対象とするLGBTQIA+の人々の周縁的なアイデンティティに通底することを見いだした。このことは、当該研究が扱うヘンリー・ジェイムズの、セクシュアル・アイデンティティの問題にも繋がることから、当研究の今後のさらなる発展の糸口を見いだすことにもなった。この点では、当初計画以上の示唆を得ることができたと言える。一方、ジェイムズの後期の文体の特徴を抽出するために利用を検討していたテクストの計量分析については、精確な電子テクスト作りに多大な時間がかっており、処理手法については、未だSpaCyなど利用できる言語処理プログラムの検討を行っている最中である。しかし、同時に、計量分析の手法でテクストを十分に解析できない場合に備えて、ジェイムズ作品の初版テクストと改訂版テクストの比較表の作成も進めている。以上、予定よりもはかどっていない部分(テクストの計量処理方法の検討)もあるが、LGBTQIA+研究との親和性の発見や初版テクストと改訂版テクストの比較表の作成など、予定していた以上の成果もあると考えられるため、概ね良好と判断した。今年度は、初年度に引き続き、主に以下の3点について研究を継続した。1ヘンリー・ジェイムズの晩年期の作品における中間的アイデンティティと身体的表象の関係性について:短編小説集『ファイナー・グレイン』所収の4作品および長編小説『過去の感覚』について分析を行った。そのうち、「ビロードの手袋」・「喪服のコーネリア」・「荒涼のベンチ」についてはそれぞれの作品の舞台となった場所とジェイムズの自伝的要素の関係性に配慮しつつ、黒と白の対称色の描き方について口頭発表を行った。その中で、対称色の描写が、異なる価値観同士の相互理解を欠いた20世紀初頭の社会状況および作家自身がおかれた状況に対する絶望を反映していると同時に、相互理解の不可能性を超えてなお共存しうる可能性を見いだそうとする、中間領域に帰属するアイデンティティのしなやかさを反映していることを指摘した。『過去の感覚』を巡っては、批評家としての読書行為・作家として読む行為・読者の読む行為について論じ、ジェイムズの遺作が、作品をめぐる読み書きという終わることのない螺旋運動、すなわち文学テクストの中間的性質を描き出している可能性を口頭発表で指摘した。初年度に口頭発表を行った、『ファイナー・グレイン』所収作「一巡り」については、更に考察を深め、論文にまとめて発表した。2晩年期の文体的特徴の検証:ジェイムズの晩年期の文体の特徴を確認するために、1900年前後に執筆された中短編小説の初版とNY版のテキストを、テキスト比較ファイルdifを用いて比較した。
スカベンジャー受容体と相互作用するアポリポ蛋白質の解析と動脈硬化抑止への試み

スカベンジャー受容体と相互作用可能なアポリポ蛋白質B100のアミノ酸配列を、リガンド結合ドメインの構造モデルより予想し、実際にリガンドの取り込みを阻害したペプチド2種(約40残基)について、リガンド結合阻害実験を行ない、これらはリガンドの結合を直接阻害することを明らかにした。このペプチド2種の中には、F-K-E/D-Lという共通の配列がみられ、約4500アミノ酸よりなるアポリポ蛋白質B100にこの配列がこの2ヵ所にしかみられないことより、これが受容体への結合に重要であることが示唆された。次にこれらペプチドを、この共通配列を含み長さを短くした分子(約20残基)について同様の活性を調べた結果、阻害活性はあるものの効果が弱くなることが判明した。以上の結果より、受容体への高親和的な結合には配列の他にある程度の長さが必要であることがわかった。また、コラーゲン様配列中に存在するリガンド結合ドメインの3本鎖構造を、約25アミノ酸残基よりなるペプチドをN末端側で束ねることによって再現させ、この分子がアセチルLDLや核酸分子と相互作用することを明らかにした。さらに点変異を有する分子も作製し、これらが天然の受容体の点変異体と類似の活性を表わすことを示した。現在、この分子を固相表面に固定し、種々のリガンドとの相互作用を、それぞれに対する結合定数を求めることによって評価する試みを行なっている。さらに、スカベンジャー受容体の遺伝子欠損マウスを用いた実験より、この受容体からの修飾LDLの取り込みを抑えても動脈硬化巣が形成され、この受容体を抑えるだけでは不十分であることが判明した。またこのマウスにおいては、生体防御機能が低下していたことより、この受容体の生体内における機能に新たな展開が見られることが予想された。
May-Hegglin anomaly及び類縁疾患の分子基盤の解明

(1)MYH9異常症におけるMYH9遺伝子ならびにNMMHCA蛋白の解析本年度には10例のMYH9異常症の解析を行なった。5症例ではギムザ染色血液塗抹標本において顆粒球封入体が観察されていたが、5症例では認識されていなかった。NMMHCA局在解析では10症例全てにおいて異常NMMHCA局在を認め、全てにおいてMYH9変異を同定した。MYH9の構造領域は40のエクソンによってコードされるが、症例ごとに全てのエクソンの塩基配列決定を行うには多大な時間および労力が必要となるため、NMMHCA免疫染色解析から推測される遺伝子異常部位のみを解析することはきわめて利点となる。MYH9異常症診断における顆粒球細胞質内NMMHCA局在解析はきわめて有用な鑑別診断法となる結果を得た。(2)MYH9ノックインマウス作製129SVJマウスゲノムライブラリーより単離したマウスMYH9遺伝子exon16 R702に対してR702変異を導入し、LoxP配列によって囲まれたネオマイシン耐性遺伝子とジフテリア毒素Aフラグメント遺伝子を含むターゲティングベクターを作成した。これをマウスES細胞に導入、選択培養し、PCRおよびサザンブロット解析して相同組換え体の単離・同定を行ない、陽性クローンを得た。このクローンC57BL/6Jマウスより採取した胚盤胞に注入し、仮親子宮に移植した。現在、仮親から生まれたキメラマウスを交配中であり、ヘテロマウスを得た後にCre-recombinase TGマウスと交配させ、LoxP配列に挟まれたNeo遺伝子を切り出す予定である。ヒトMYH9異常症の動物モデル作製後には血液(血小板、顆粒球)細胞のみならず、腎臓、内耳について病理組織学的および生理学的解析を行ない、MYH9異常症の病態を詳細に解析する(1)MYH9異常症におけるMYH9遺伝子ならびにNMMHCA蛋白の解析本年度には10例のMYH9異常症の解析を行なった。ヒトMYH9異常症の動物モデル作製後には血液(血小板、顆粒球)細胞のみならず、腎臓、内耳について病理組織学的および生理学的解析を行ない、MYH9異常症の病態を詳細に解析する我々は、May-Hegglin anomaly(MHA)に代表される白血球封入体を伴う巨大血小板性はA型細胞性ミオシン重鎖蛋白(NMMHCA)をコードするMYH9遺伝子異常により引き起こされることを明らかにし、従来MHAの類縁疾患と考えられていたAlport症状を合併する疾患群においてもMYH9変異を同定し、MYH9異常症という新たな疾患概念を提唱した。MYH9は血液細胞全般、蝸牛、水晶体などに限局して発現し、本疾患の病態との関連を示唆するが、生理機能は不明である。本研究においてはMYH9欠失マウスの作製解析を通して、NMMHCA分子がもつ生体機能を解明し、一見関係のない複数臓器を冒すMYH9異常症において表現型相違の原因を解明することを目的とした。MYH9欠失マウス作製に用いるターゲティングベクターは、遺伝子トラップ法により作製した。すなわち、ランダムに遺伝子がノックアウトされているES細胞ライブラリーにてMYH9のスクリーニングを行い、MYH9がトラップされているクローンを選択した。エレクトロポレーションによりES細胞に導入した後、常法に従い相同組換え体を単離・同定、胚盤胞に注入した。ヘテロマウスを交配すると、MYH9欠失マウスは一匹も新生児として生まれて来ず、胎生致死であることが分かり、胎齢7.5日で全ての胎児が死亡した。MYH9欠失ヘテロマウスの血液細胞を検討したところ、末梢血液細胞数(赤血球、白血球、血小板)は正常であり、ヒトMYH9異常症で見られる白血球封入体および巨大血小板は認めず、NMMHCAの細胞内局在も正常であった。血小板に発現するNMMHC糧は野生型マウスのほぼ半量であった。

腎臓の病理所見は光顕および電顕レベルで共に正常であり、Alport症候群に特徴的な巣状分節性糸球体硬化症は認めなかった。聴性脳幹反応による聴覚検査においては、解析した6匹のヘテロマウス中、4匹では正常な誘発電位を記録したが、2匹では刺激した2、4、8、16kHzの全ての周波数において聴覚障害を認めた。(1)MYH9異常症におけるMYH9遺伝子ならびにNMMHCA蛋白の解析本年度には10例のMYH9異常症の解析を行なった。5症例ではギムザ染色血液塗抹標本において顆粒球封入体が観察されていたが、5症例では認識されていなかった。NMMHCA局在解析では10症例全てにおいて異常NMMHCA局在を認め、全てにおいてMYH9変異を同定した。MYH9の構造領域は40のエクソンによってコードされるが、症例ごとに全てのエクソンの塩基配列決定を行うには多大な時間および労力が必要となるため、NMMHCA免疫染色解析から推測される遺伝子異常部位のみを解析することはきわめて利点となる。MYH9異常症診断における顆粒球細胞質内NMMHCA局在解析はきわめて有用な鑑別診断法となる結果を得た。(2)MYH9ノックインマウス作製129SVJマウスゲノムライブラリーより単離したマウスMYH9遺伝子exon16 R702に対してR702変異を導入し、LoxP配列によって囲まれたネオマイシン耐性遺伝子とジフテリア毒素Aフラグメント遺伝子を含むターゲティングベクターを作成した。これをマウスES細胞に導入、選択培養し、PCRおよびサザンブロット解析して相同組換え体の単離・同定を行ない、陽性クローンを得た。このクローンを制限酵素により直鎖化し、C57BL/6Jマウスより採取した胚盤胞に注入し、仮親子宮に移植した。現在、仮親から生まれたキメラマウスを交配中であり、ヘテロマウスを得た後にCre-recombinase TGマウスと交配させ、LoxP配列に挟まれたNeo遺伝子を切り出す予定である。ヒトMYH9異常症の動物モデル作製後には血液(血小板、顆粒球)細胞のみならず、腎臓、内耳について病理組織学的および生理学的解析を行ない、MYH9異常症の病態を詳細に解析する。
緊急度に応じたデータ処理のためのビッグデータ虫眼鏡の研究

平成30年度は,(1)平成29年度に改良した,ソーシャルメディア投稿やセンサデータから機械学習手法により構築したモデルを用いて自動判定した緊急度に応じて,緊急性の低い状況では統計値などの抽象化したデータを利用し,緊急時には多くの計算資源を使用して高精度なデータを利用して処理を高速に行うなど,自己適応システム構築技術を用いて,データの抽象度を調整して処理を行う機能,(2)平成29年度に改良した,計算コストの低減やセンサデータの誤差といった問題を解決することにより,リアルタイム性が高い差分プライバシ手法を効果的に適用した,緊急度に応じてプライバシ保護の度合いを調整する機能,および(3)(1)と(2)の各機能,および高い緊急度における処理を行うモジュールから順に階層を構成し,緊急度を自動判定した上でその緊急度に応じて階層を切り替える機能を持つ,階層化アーキテクチャへの統合方式の設計と緊急度に応じて各階層の振舞いを制御する機能のミドルウェア上において,(4)本研究の枠組みの実適用可能性を実験により評価できるような,虫眼鏡の操作を模倣したデータ可視化アプリケーションや,災害対策や感染症対策など,緊急度に応じたビッグデータ処理が求められるアプリケーション例題の実装と実験・評価を行い,ミドルウェアとアプリケーションの実装と評価結果を公開した.平成28年度は,(1)ソーシャルメディア投稿やセンサデータから機械学習手法により構築したモデルを用いて自動判定した緊急度に応じて,緊急性の低い状況では統計値などの抽象化したデータを利用し、緊急時には多くの計算資源を使用して高精度なデータを利用して処理を高速に行うなど、自己適応システム構築技術を用いて,データの抽象度を調整して処理を行う機能の開発,(2)計算コストの低減やセンサデータの誤差といった問題を解決することにより,リアルタイム性が高い差分プライバシ手法を効果的に適用した,緊急度に応じてプライバシ保護の度合いを調整する機能の開発,(3)(1)と(2)で開発される各機能に対し,高い緊急度における処理を行うモジュールから順に階層を構成し、緊急度を自動判定した上でその緊急度に応じて階層を切り替える機能を持つ,階層化アーキテクチャへの統合方式の設計と緊急度に応じて各階層の振舞いを制御する機能の開発,および(4)本研究の枠組みの実適用可能性を実験により評価できるような,虫眼鏡の操作を模倣したデータ可視化アプリケーションや、災害対策や感染症対策など、緊急度に応じたビッグデータ処理が求められるアプリケーション例題の選定を行った.平成28年度の研究実績の各項目について、年度当初の研究実施計画の項目(1)(3)に記載した内容を、おおむね達成できているため。平成29年度は,(1)平成28年度に開発した,ソーシャルメディア投稿やセンサデータから機械学習手法により構築したモデルを用いて自動判定した緊急度に応じて,緊急性の低い状況では統計値などの抽象化したデータを利用し、緊急時には多くの計算資源を使用して高精度なデータを利用して処理を高速に行うなど、自己適応システム構築技術を用いて,データの抽象度を調整して処理を行う機能の改良,(2)平成28年度に開発した,計算コストの低減やセンサデータの誤差といった問題を解決することにより,リアルタイム性が高い差分プライバシ手法を効果的に適用した,緊急度に応じてプライバシ保護の度合いを調整する機能の改良,(3)平成28年度に開発した(1)と(2)の各機能,および高い緊急度における処理を行うモジュールから順に階層を構成し、緊急度を自動判定した上でその緊急度に応じて階層を切り替える機能を持つ,階層化アーキテクチャへの統合方式の設計と緊急度に応じて各階層の振舞いを制御する機能のミドルウェアとしての実装,および(4)本研究の枠組みの実適用可能性を実験により評価できるような,虫眼鏡の操作を模倣したデータ可視化アプリケーションや、災害対策や感染症対策など、緊急度に応じたビッグデータ処理が求められるアプリケーション例題の実装と予備実験・評価を行った.平成29年度の研究実績の各項目について、年度当初の研究実施計画の項目(1),(2),および(3)に記載した内容を、おおむね達成できているため。平成30年度は,(1)平成29年度に改良した,ソーシャルメディア投稿やセンサデータから機械学習手法により構築したモデルを用いて自動判定した緊急度に応じて,緊急性の低い状況では統計値などの抽象化したデータを利用し,緊急時には多くの計算資源を使用して高精度なデータを利用して処理を高速に行うなど,自己適応システム構築技術を用いて,データの抽象度を調整して処理を行う機能,(2)平成29年度に改良した,計算コストの低減やセンサデータの誤差といった問題を解決することにより,リアルタイム性が高い差分プライバシ手法を効果的に適用した,緊急度に応じてプライバシ保護の度合いを調整する機能,および(3)(1)と(2)の各機能,および高い緊急度における処理を行うモジュールから順に階層を構成し,緊急度を自動判定した上でその緊急度に応じて階層を切り替える機能を持つ,階層化アーキテクチャへの統合方式の設計と緊急度に応じて各階層の振舞いを制御する機能のミドルウェア上において,(4)本研究の枠組みの実適用可能性を実験により評価できるような,虫眼鏡の操作を模倣したデータ可視化アプリケーションや,災害対策や感染症対策など,緊急度に応じたビッグデータ処理が求められるアプリケーション例題の実装と実験・評価を行い,ミドルウェアとアプリケーションの実装と評価結果を公開した.今後は、研究計画調書に記載した計画の通りに推進する予定である。今後は、研究計画調書に記載した計画の通りに推進する予定である。購入が適切と考えられる物品が見当たらず、購入を見送ったため。平成30年度に実施予定の実験のために実験用機器の購入が必要となったため.機械学習用高性能計算機などを購入予定.必要に応じて物品への要求仕様を見直しての購入を検討する。
北海道に代表される長期積雪地帯での越冬作物の生存戦略の解明

北海道をはじめとする長期積雪地帯では、冬季に35カ月間にわたり雪に覆われる。この間、作物は暗黒条件に置かれるため光合成を行うことができない。そのため積雪前に蓄積した糖類、特にフルクタン(スクロースにフルクトースが複数重合したオリゴ糖及び多糖)を分解して得られるフルクトースをエネルギーに変換し生存する能力(耐雪性)が必要となる。さらに、積雪下の0°C・多湿環境は好冷性糸状菌である雪腐病菌による作物への加害が大きな問題となる。作物は菌感染時にフルクタンを急激に分解し、得られたエネルギーを元に抵抗反応を示す。このとき、フルクタンを分解する役割をするのがフルクタン分解酵素(Fructan exohydrolase : FEH)である。積雪下でのフルクタン分解機構を解析することは、長期積雪地帯での作物の越冬能力を明らかとし、それらを向上させることにつながる。そのため、本研究では、積雪下でのフルクタン分解にかかわるFEHの分子生物学的解析を行った。本年度は、昨年度までに単離したL21-3遺伝子由来組換えタンパクのコムギフルクタンに対する分解活性を解析した。その結果、L21-3遺伝子がコードするFEHは、コムギが低温順化過程で蓄積するすべて構造のフルクタンを分解することが可能なことが明らかとなった。次に、低温順化させた後に積雪下に埋設したコムギを用いてL21-3遺伝子の発現解析を行った。雪腐病菌を接種せずに積雪下に埋設したコムギでは、その茎葉部及びクラウン部でL21-3遺伝子の発現量増加は認められなかった。雪腐病菌を接種した場合、クラウン部ではL21-3遺伝子の発現量増加は認められなかったが、茎葉部でその発現量が増加することが明らかとなった。そのため、L21-3遺伝子は雪腐病菌感染によるコムギ茎葉部におけるフルクタン分解に関与していることが示唆された。秋播コムギの越冬能力に関わるフルクタン代謝機構の解析を行う目的で、積雪下でのコムギ組織の可溶性糖類量の分析及び積雪下で雪腐病菌に感染したコムギ茎葉組織からのフルクタン分解酵素候補遺伝子の単離を行った。1.積雪下でのコムギ組織に含まれる可溶性糖類量の変化コムギを積雪下に静置し50日間経時的にコムギ組織中可溶性糖類量の変化を調べたところ、コムギの茎葉部・クラウン部で徐々にフルクタンの分解が進むことがわかった。一方、雪腐病菌接種により積雪下で感染後20日目には、フルクタンの急激な分解が起こり、雪腐病抵抗性の弱いコムギ系統では特に顕著なフルクタン蓄積量の減少が生じた。2.雪腐病菌を接種後積雪下に静置して10日目のコムギ茎葉部からフルクタン分解酵素(Fructan ExoHydrolase : FEH)遺伝子の候補cDNAを3種類(L12-6、L12-11、L21-3)単離した。分子系統樹上では、単離した3種類のcDNAはすべてFEHよりも細胞壁型インベルターゼに近かった。3種類それぞれの組み換えタンパクを発現させ、スクロース及びフルクトオリゴ糖(1-ケストース、6-ケストース、ニストース)に対する分解活性を解析した結果、L12-6、L12-11はスクロース分解活性がフルクトオリゴ糖の分解活性より高く細胞壁型インベルターゼであると考えられた。一方、L21-3はスクロース分解活性が低く、フルクトオリゴ糖の分解活性が高かった。さらに、フルクトオリゴ糖の中では、6-ケスオース分解活性が最も高かった。6-ケストースは、スクロースにフルクトースがβ(2→6)結合で1個重合した構造を持つことから、L21-3がコードするFEHはフルクトースのβ(2→6)結合を加水分解する活性が高いことがわかった。そのため、L21-3がコードする酵素は6-FEHであると考えられた。

雪腐病菌を接種せずに積雪下に埋設したコムギでは、その茎葉部及びクラウン部でL21-3遺伝子の発現量増加は認められなかった。雪腐病菌を接種した場合、クラウン部ではL21-3遺伝子の発現量増加は認められなかったが、茎葉部でその発現量が増加することが明らかとなった。そのため、L21-3遺伝子は雪腐病菌感染によるコムギ茎葉部におけるフルクタン分解に関与していることが示唆された。
下顎骨を二級テコとしてた見たときの機能解析と機能変化に伴う下顎のEPMAによる分析

我々は,顎二腹筋前腹の破格筋束の存在が,顎顔面の非対称性との間にどの様な関係にあるかを目的に検討した。さらに,破格筋束の存在する下顎骨の微量元素についてEPMAにて比較検討した。材料は,福岡歯科大学所有の頭蓋骨晒し標本50体および福岡歯科大学学生実習遺体65体130側を使用した。得られた結果は,次の通りである。1)顎二腹筋の前腹の形態分類:顎二腹筋の破格の出現率は45.2%でこれまでの報告と近似していた。破格の分類を山田の報告に従い,原始型1体2側,起始型3体5側,混合型1体2側,複合型1体2側,顎角型1体1側であった。これらの支配神経は全て顎舌骨筋神経であった。2)下顎骨と顎二腹筋の形態計測:晒し標本と遺体の計測から,外側棘,顎角点,オトガイ点を結ぶ三角形の各辺の比には,差を認めなかったが,過剰筋束を有する場合,顎角点とオトガイ点を結ぶ下顎体長軸方向に平行な辺,下顎枝の長軸に平行な辺に著名な差が認められた。3)下顎骨と顎二腹筋の前腹の関係:t-検定では各計測項に有意差を認めなかった。しかし,Peaesonの礎関係数では,二腹筋窩の関係する9項目にをいて正常群で順相関を認めたのに対し,過剰筋束群では強い逆相関を認めた。4)顎二腹筋の付着部骨質は,正常群も破格群も,皮質骨の厚さや微量元素の含有量に差を認めなかった。5)遺体でのX線規格写真撮影と実測した骨の比較:写真上と実測値上では,前後的な計測値に有意差が認められ,注意を要することが確認された。以上の結果から,下顎骨の非対称性は,顎二腹筋の弱い力でも慢性的に作用することで,下顎頭や下顎体に僅かな形態変化を与えると考えられた。学生解剖実習遺体25体中3体に認められた、顎二腹筋前腹の破格と下顎骨の形態変化を検討した。方法は肉眼観察と頭部計測点の,下顎頭最頂点・オトガイ点・顎角点を求めこれら3点を頂点とする三角形を作図し,面積比と3辺比で比較検討を行った。また、通報に従いパフイン切片による光顕観察を行った。破格1例目は,左右側の前腹の下方に筋腹幅7.65mmと5mmの過剰筋束を認め,両筋束はそれぞれ顎舌骨筋へ移行していた。2例目は左側の前腹の舌骨付着部から14.4mmの腱を持って起こり最大筋腹幅6.1mmを持って38.4mm顎舌骨筋の下面に沿って斜走した後,反体側の二腹筋窩外側に停止していた。3例目は最大筋腹幅9.5mmの左側前腹下面で腱を持って起こり10.55mm顎舌骨筋の下面に沿って走行した後,最大筋腹14.7mmをもって左側二腹筋窩内側縁から右側二腹筋窩へ付着していた。作図した三角形の面積比は,正常例で著名な左右差を認めなかったが,破格例は破格側の面積が大きくなる傾向にあった。さらに3辺比では,破格側においてオトガイ点と顎角点を結ぶ下顎体に平行な辺と下顎頭最頂点と顎角点を結ぶ下顎枝に平行な辺に著名な左右差を認めた。

また,下顎頭の外側極と内側極を結ぶ延長線は正常例ではバジオン相当部で左右交叉していたが,破格例では破格側である左側に偏移していた。これらのことから,左右の顎二腹筋の筋力が異なるため,それを補償するために左側の三角を構成する下顎体に平行な辺と下顎枝に平行な辺の長さに影響が認められたとも考えられた。さらに,下顎頭の非対称性は顎二腹筋が持つ弱い力が慢性的に作用し,咀嚼系の主体である下顎頭の形態変化に影響を与えていると考えられた。さらに、1例ではあるがこれまで報告例の極めて少ない、筋紡錘様構造を有するものが1例存在した。これまで,学生解剖実習遺体50体(57105歳)を使用し,顎二腹筋前腹が下顎骨の形態と顔貌の形態変化について検討を重ねてきた。計測項目・計測方法はこれまでの方法に従い,統計処理はStat View^<【○!R】>にてt-検定(P<0.05)およびPeaesonの相関係数を求めた。正常群と過剰筋束群の相関係数で,顎二腹筋の前腹の形態と下顎骨の形態に順・逆の相関が認められ,この相関はいずれも筋長に対する下顎体および下顎枝の長さであった。したおよび下顎骨の微量元素の分析からの正常および異常筋束の存在する下顎骨の形態変化とそれに伴う下顎骨の骨内微量元素の分析を行った。つまり過剰筋束の存在によって,左右の筋力が異なるため,それを保障するために下顎体および下顎枝の長さに影響が認められたものと考えられた。つまり,下顎骨の開口運動を2級テコと見た場合,これまで殆ど無視されていた顎二腹筋前腹の状態が下顎骨の形態に影響を及ぼし,顎顔面形態に影響を与えることが推測された。昨年確認された筋紡錘様形態は,各筋線維を消化方で処理し,走査電顕的にてその存在を確認しているが,現時点で筋紡錘と同定するまでには至っていないが,現在確認を進めている。現在,計測終了遺体から下顎骨を切り出し,下顎頭・二腹筋窩・下顎正中部を中心にテクノビットに包埋しJXA-8900にて微量元素の定性・定量分析を行い,基礎データーの収集を行っている。この一部は第28回福岡歯科大学学会総会で発表し,第107回解剖学会総会(3月30日)で発表する予定である。顔面頭蓋における下顎骨の形態は,顔面頭蓋に重要な影響を与え,この影響が下顎運動と密接な関係を持つと考えられ種々検討がなされている。顎二腹筋の前腹は,約50%の頻度で破格筋束が存在する。この過剰筋束の存在は運動と関連し,下顎骨の形態に影響を与えることが推測されるが,これまで無視されてきた。そこで,3年間の学生解剖実習遺体(63体126側)を用い下顎骨の計測と顎二腹筋前腹の計測を行い,破格群と正常群における顎顔面の形態について検討した。正常群と破格を有する異常群に分類し,23項目の計測を行った。統計処理はStat Viewにてt-検定(P<0.05)およびPeaesonの相関係数を求めた。また,遺体におけるX線規格写真撮影の試作も行った。計測値における左右の有意な差は認められなかった。しかし,左右のgo-gn,右go-gnと左kdl-go,右go-gnと左二腹筋窩の長径,右go-二腹筋窩外側縁と右go-二腹筋窩内側縁,左外側棘-gnと右外側棘-二腹筋窩外側縁に正の相関を認めた。また,右go-gnと左二腹筋窩の短径,左go-二腹筋窩外側縁と滑車間距離,左kdl-gnと右正中から二腹筋窩外側遠距離,右go-二腹筋窩外側縁と右正中から二腹筋窩外側遠距離,右二腹筋窩の短径と右外側棘-二腹筋窩外側縁に負の相関を認めた。正常群と過剰筋束群の相関係数から,顎二腹筋の前腹の形態と下顎骨の形態に順・逆の相関が認められ,この相関はいずれも筋長に対する下顎骨の形態長であった。この過剰筋束の存在によって,左右の筋力が異なるため,それを補償するために編の長さに影響が認められたとも考えられる。よって顎二腹筋が持つ弱い力が慢性的に作用し,顎顔面形態に影響を与えていることが推測された。EPMAによる微量元素(石灰化に関与するSr)は、象牙質でほぼ均等な分布を呈していたが、骨は若干その含有量に差を認める部分が存在することが分かった。
濃厚な固体分散系の流動挙動の計算機シミュレ-ション

濃厚な固体分散系は構造粘性とよばれる複雑な非線形粘性を示すことは古くから知られているが、その微視的な機構については未だに不明な点が多い。伝統的なコロイド科学は構造粘性を、粒子凝集体の形成と破壊にもとづいて解釈してきた。しかし、実際にどの様な構造体ができ、それが巨視的応力とどの様に結びつくのかについてはほとんど未知のままである。そこで本研究では、計算機シミュレ-ションにより濃厚な分散粒子系がずり流動場でつくる構造のと粘度の関係を調べた。本研究では、剛体粒子系と凝集粒子系という二つの系について新しいモデルを考案してシミュレ-ションを行った。その結果、剛体粒子系については流体力学的相互作用だけで粒子はクラスタ-をつくり中濃度で網目構造、高濃度で層状構造をとるという事が分かった。また凝集粒子系についてはこれまで曖昧であった凝集体の構造についての詳細なデ-タが得られた。とりわけ、分散系においては凝集体の大きさが粘度を決定するというこれまでしばしば用いられてきた単純な図式は成立していないことが分かった。これらの結果今後の理論で明らかにすべき課題が明確になった。一方、本研究から複雑な界面の含む系への新しい研究の芽が発生した。この研究は今後高分子共重合体、高分子ブレンド等の多くの問題に応用できる可能性がある。研究の結果は8編の論文及び会議録にまとめられた。二次元、及び三次元系について、研究実施計画に記した計算機シミュレーションをおこない、以下の結果を得た。(i)完全に分散したコロイド系にすりを加えると、粘度はS字形を描いて増加し定常値に達する。定常値に至る時間は、ずり速度、濃度に逆比例する。このようなふるまいは、ツリカコロイドなどの実際の糸でも観測されており、我々のモデルが現実の系の良いモデルになっていることを示している。更にシミュレーションのデータの解折により、この事実がゲル化理論を用いて説明できることがわかった。(ii)定常ずり流動における凝集体の構造は、低濃度では、最密充填に近いコンパクトな構造であるが、高濃度では乱れの多いルーズな構造となり、更に濃度を上げると無限に大きな網目となる。構造の上にこのような顕著な変化があるにもかかわらず、粘度のずり速度依存性には、濃度の変化と伴に大きな変化が認められなかった。この事は、凝集コロイド系の粘度を決めている本質的な構造パラメータは、凝集体の大きさそのものではなく、より小さな流動単位であることを示唆している。これらの結果は、高分子学会年会、高分子討論会、レオロジー討論会ZUPAC-MACRO.及びその他の研究集会で発表した。又、2つの論文としてまとめ、J.Chem.Phys.に投稿した。(内一編は現在印刷中)。シミュレーションの結果、"凝集構造"のイメージが明確になり、理論的に取り組むべき問題が蘇明になった。今後の課題は、"流動単位"というものをいかにして実証するか、又その性質を理論の上にいかに取り込むかという2点である。2次元及び3次元の凝集コロイド系についてシミュレ-ションを行い以下の結果を得た。1)完全に分散した凝集粒子系にずりを加えると、粘度は実験で観測されているようなS字形曲線を描いて増加しやがて定常値に達する。この粘度の振舞いを記述するために衝突凝集を基礎過程とするモデルを考えた。粒子の衝突パラメ-タとし凝集粒子の大きさの時間変化をよく説明することができた。2)定常状態の凝集体の構造は低濃度では最密充填に近いコンパクトな構造であるが、高濃度では乱れの多いル-ズな構造となりさらに濃度をあげると無限に大きな網目となる。3)濃度とともに凝集体の構造がこのように変化しているにもかかわらず、粘度のずり速度依存性には顕著な濃度依存性は見られない。また二体分布関数や、ボンドの配向分布の上にもずり速度の影響はほとんど現われない。

これらの事は凝集コロイド系の粘度を決めているものは、凝集体のマクロな大きさでもなく、またミクロな局所構造でもないことを示している。現在、我々はマクロとミクロの中間の大きさをもつ“流動単位"のサイズが粘度を決めているという仮説を立てている。この仮説をいかに実証して行くかが今後の課題である。これらの結果は、J.Chem.Phy.に発表したほか、基研研究会、谷口シンポジウムなど5回の研究会で発表した。一方、最近になって新しい方向に研究の展開があった。凝集、分裂が重要になる別の系として液体分散系、即ちエマルションがある。お茶の水大学の太田隆夫氏と協力して、相分離過程にある液体系にずり流動を加えた状況のシミュレ-ションを行ない、同時に、この系について半現象論的理論を組み立たてた。この結果は論文としてとりまとめているところである。
漁獲物の体長組成データにもとづく資源量推定法の推定精度評価と適用

従来、水産資源の資源量推定には、漁獲物の年齢組成を用いたコホート解析(VPA)が広く行われてきていた。この方法は、標準化が困難な漁獲努力量を用いない点で優れているが、漁獲物の年齢査定を行わなければならない点で、困難である。多くの魚種では年齢査定は耳石によって行われるが、耳石を採取するためには魚体を購入しなければならず、高価な魚種では標本数が限定された。また、年齢査定には熟練を要するため、研究者が多くの時間を割かねばならなかった。一方、漁獲物の体サイズは、年齢組成よりも容易に得ることができる。また、漁獲規制等を行う場合、漁獲物の体サイズに応じた制限(網目制限など)を行うことが一般的であるため、年齢ごとの解析結果よりも、体サイズによる解析結果の方が直接活用することができる。本研究では、体長によるコホート解析(LPA)、体重によるコホート解析法(WPA)を確立し、この方法を道南海域に生息するスケトウダラ、マダラ資源に適用した。スケトウダラ資源にVPA,LPA,WPAを適用した結果、どの推定法も同様な推定結果を示し、LPA,WPAの推定結果が従来の推定結果と同様に扱えることが示唆された。マダラ資源にWPAを適用した結果、資源量の減少傾向が見られ、漁獲開始サイズを引き上げる漁獲規制を行うことによって、確実に漁獲量の増大が期待されることが示唆された。本研究は推定精度の評価、資源量推定法(LPA)の漁業への適用、プログラム・パッケージの開発の3つに項目によって構成される。そのうち、今年度は推定精度の評価、資源量推定法(LPA)の漁業への適用を重点的に行った。また、国際シンポジウムにおいて手法を発表し、研究交流を行った。1.推定制度の評価:モンテカルロシミュレーション手法を用い、資源パラメータやそれら変動を設定して漁業シミュレートし、模擬データ作成の際に設定された資源パラメータが正確に推定されているかどうかを検討した。後述の噴火湾のスケトウダラ漁業の資料を用いて、年齢、体長、体重によるコホート解析をそれぞれ行い、この推定結果の違いを検討した。その結果、体長によるコホート解析は従来の年齢によるコホート解析と遜色のない結果が得られることが示された。2.資源量推定法(LPA)の漁業への適用:本法を噴火湾のスケトウダラ漁業、陸奥湾のマダラ漁業等の実際の漁業へ適用し、その資源量を推定するとともに、本法の具体例への適用可能性を検討した。すでに、両漁業のデータをコンピュータ入力し、次年度に資源量推定をおこなう予定である。3.研究交流:本研究の概要について、平成9年10月にアンカレッジで開催されるシンポジウムFisherystock assessment models for the 21st century-Combining multipleinformation sources-にて発表してレビューを受けた。特に、先行研究を行っている研究者から有益なコメントを得た。
マルチホップ光波ネットワークのアーキテクチャに関する研究

本研究においては,マルチホップ光波ネットワークのアーキテクチャに特に焦点を当て,ネットワーク拡張性および性能改善のためのネットワーク再構成の方法に関する研究を行い,以下のような研究成果を得る事ができた.(1)ネットワークの拡張性に関する研究(a)我々が従来提案しているRookNetではノード数をM(=N×N)とすると各ノードが2(N-1)個の受信機を必要とする.TDMA技術を用いることにより,同一のノード構成を用いて2(N-1)×2(N-1)のノードからなるネットワークまでシステムの規模を拡張する事が可能である.これにより,ネットワーク全体での総スループットは著しく向上することが明らかになった.これは,昨年度から着手していた研究であり,今年度その成果をまとめることができた.(電子情報通信学会論文誌B-I,No.5,Vol.J77-B-I,pp-313-321)(b)上記研究において取り扱ったTDMA RookNetにおいて,ノード数がN×Nから2(N-1)×2(N-1)に増加する間における,ネットワーク構成に着目し,従来のRookNetに従うノードとTDMA RookNetに従うノードが混在する場合における問題点を明らかにし,その問題点を解決する為の経路制御方式を提案し,シミュレーションによってその有効性を確認した.(電子情報通信学会信学技報SSE94-39で発表)(2)ネットワークの性能改善のためのネットワーク再構成に関する研究双方向マンハッタン・ストリート・ネットワークに着目し,各ノード間におけるトラヒックに偏りがある場合における最大スループットおよび伝送遅延時間特性を調べ,トラヒックが多く運ばれるノード間をできる限り近くの位置に配置するためのアルゴリズムを開発し,その効果を明らかにした.(電子情報通信学会信学技報IN94-131で発表)本研究においては,マルチホップ光波ネットワークのアーキテクチャに特に焦点を当て,ネットワーク拡張性および性能改善のためのネットワーク再構成の方法に関する研究を行い,以下のような研究成果を得る事ができた.(1)ネットワークの拡張性に関する研究(a)我々が従来提案しているRookNetではノード数をM(=N×N)とすると各ノードが2(N-1)個の受信機を必要とする.TDMA技術を用いることにより,同一のノード構成を用いて2(N-1)×2(N-1)のノードからなるネットワークまでシステムの規模を拡張する事が可能である.これにより,ネットワーク全体での総スループットは著しく向上することが明らかになった.これは,昨年度から着手していた研究であり,今年度その成果をまとめることができた.(電子情報通信学会論文誌B-I,No.5,Vol.J77-B-I,pp-313-321)(b)上記研究において取り扱ったTDMA RookNetにおいて,ノード数がN×Nから2(N-1)×2(N-1)に増加する間における,ネットワーク構成に着目し,従来のRookNetに従うノードとTDMA RookNetに従うノードが混在する場合における問題点を明らかにし,その問題点を解決する為の経路制御方式を提案し,シミュレーションによってその有効性を確認した.(電子情報通信学会信学技報SSE94-39で発表)(2)ネットワークの性能改善のためのネットワーク再構成に関する研究双方向マンハッタン・ストリート・ネットワークに着目し,各ノード間におけるトラヒックに偏りがある場合における最大スループットおよび伝送遅延時間特性を調べ,トラヒックが多く運ばれるノード間をできる限り近くの位置に配置するためのアルゴリズムを開発し,その効果を明らかにした.(電子情報通信学会信学技報IN94-131で発表)
高安定レーザの作製による光ポンピング磁気センサの高性能化

光ポンピング磁気センサの実験系を作製し、磁場を測定した。光源として、バンドパスフィルタを用いて波長選択し、アライメントに鈍感なキャッツアイ配置を持つ波長894 nmの外部共振器半導体レーザを作製した。ここで、レーザのパッシブな周波数変動を抑制するために、位置微調器具を使わないことで機械的に安定させ、筐体で密閉して大気圧変動の影響を抑制した。環境磁場を遮蔽するための磁気シールドの中に10 torrの窒素をバッファガスとするセシウムガスセルを設置し、ソレノイドコイルにより5マイクロT程度の一様な静磁場をかけた。セシウム原子のD1線に同調させたレーザを光ファイバを通じて磁気シールド内に導入し、ガスセルに円偏光で照射した。そして、ガスセル透過後のレーザを別の光ファイバを通じて磁気シールドから取り出し、フォトディテクターでパワーを測定した。ここで、ヘルムホルツコイルを用いてガスセルに静磁場とは別の交流磁場を印加した。交流磁場の周波数がセシウム原子のラーモア周波数に同調するとガスセルによるレーザ吸収の変化量が最大となる。測定されたレーザパワーをロックインアンプを用いて復調することにより得られる交流磁場の周波数に対する分散曲線からラーモア周波数がわかり、それに比例する静磁場が測定された。静磁場の変化に対する信号の変化を示す分散曲線の傾きと、分散曲線のゼロクロスでのノイスのパワースペクトル密度から、磁場測定の感度は1 Hzから500 Hzまでの周波数帯域において2 pT/Hz^(1/2)と見積もられた。必要となる光ポンピング磁気センサの実験系を作製して、かなり高い感度(2 pT/Hz^(1/2))で磁場を測定することができた。磁気シールドのなかでは余分な磁場を発生させないように非磁性の材料のみでジグ等を構築する必要があるが、そういった課題をクリアし、実験系を構築して磁場を測定できたことは今後の進展につながる。光源の周波数安定度などが磁気センサの感度に及ぼすのは数100fT/Hz^(1/2))以下であると考えられ、それに比べて1桁だけ足りない状況であり、実験開始から1年目としては今後十分に期待できると考えている。まずは光源以外の感度を悪化させている要因を取り除くとともに、様々な実験パラメータを最適化して感度を数100 fT/Hz^(1/2)まで向上させる。現状ではガスセルの温度調整のためのヒータから生じる磁場が感度を悪化させていることがわかっている。温水を流すなどの方法を検討し、実装してこの問題を解決する。また、レーザの強度、交流磁場のパワーおよびガスセルの温度など、最適化すべき実験パラメータが数多くある。パラメータを変えて周波数vs信号曲線やパワースペクトル密度を測定し、パラメータを最適化する。光源以外の感度の悪化要因を十分に取り除くことができたら、レーザの周波数安定度やパワー安定度に対する磁気センサの感度を実験的に調べ、感度向上のために必要となる周波数安定度やパワー安定度を外挿する。これをもとに、外部共振器半導体レーザの仕様を決め、設計製作にあたる。

温水を流すなどの方法を検討し、実装してこの問題を解決する。また、レーザの強度、交流磁場のパワーおよびガスセルの温度など、最適化すべき実験パラメータが数多くある。パラメータを変えて周波数vs信号曲線やパワースペクトル密度を測定し、パラメータを最適化する。光源以外の感度の悪化要因を十分に取り除くことができたら、レーザの周波数安定度やパワー安定度に対する磁気センサの感度を実験的に調べ、感度向上のために必要となる周波数安定度やパワー安定度を外挿する。これをもとに、外部共振器半導体レーザの仕様を決め、設計製作にあたる。当該年度(初年度)はすでに所有している物品を利用して実験系を組み立てるつもりであったため、元々請求額が少なかった。少額の消耗品を購入するのに当てようと思っていたが、予想していたよりも新たに購入するべき物品が少なく、かつ少額だった。来年度はまず温水ヒータが必要であるが、もともと購入を予定していなかった装置であるため、当該年度の残額を当てることで調達する予定である。
原子状水素ペアイオンプラズマの実現と集団的物性の検証

二成分のエネルギーを持つ水素正イオンを,アルミニウム製プラズマグリッドに照射して,その引出孔内で負イオンを生成した.続く制御グリッドによって,通過したイオンのエネルギーを制御しつつ,電子を偏向除去した.負イオンは,低エネルギー正イオンが負イオン化して生成され,局所空間において崩壊することが明らかになった.正イオン加速電圧と制御グリッド電圧の調整によって,負イオン崩壊させずに正負イオンから成るイオン性プラズマを実現できた.静電波の励起・伝搬をさせることはできたが,負イオン崩壊を伴っている.崩壊させる要因は電場と磁場の印加であることは明らかになったが,崩壊する物理的機構は明らかになっていない.原子状水素ペアイオンプラズマの実現に向けて,以下のことを実施して,新たな事実が明らかになった.ラインカスプ磁場で閉じ込められた,直流アーク放電で生成された水素プラズマを,厚さのあるプラズマグリッドに照射して,水素負イオンの生成を行った.印加された偏向磁場で電子を除去して,正イオンと負イオンから成るイオン性プラズマが下流域に生成できることを実証した.プローブを掃引することにより,放電プラズマから下流域のイオン性プラズマまで,プラズマの軸方向分布の測定を行った.磁場が印加されている領域から無磁場領域へイオン性プラズマが拡散する際に,負イオンの一部が局所空間で崩壊するという新たな現象が見出された.電子や中性粒子との衝突で崩壊するのではなく,正イオンが関与して崩壊が発生していると予想されるが,具体的な崩壊機構は明らかになっていない.当初されていなかった現象が発見できたことは進歩と言えるが,ペアイオンプラズマ生成という観点では望ましくない現象である.一方,電極に印加する電圧条件や,壁近傍に印加したラインカスプ磁場によるイオン性プラズマの閉じ込めによって,負イオン崩壊を抑制できることが明らかになりつつあり,崩壊させない視点で検討を進めている.原子状水素正負イオン,不純物イオン,電子がプラズマ中に含まれる割合を調べるために,小型電磁石(直径10 cm,長さ5 cm)を用いた磁場偏向型質量分析器を開発した.正イオンのイオン種の大部分はH+とH3+であることが明らかになり,特にH3+が多いことが分かった.イオン種は水素ガス圧に依存しており,高速電子によってH2+が初めに生成されて,中性分子H2との衝突を経てH3+へ変換していることが明らかになった.なお,低エネルギーの正イオンが金属表面で負イオン化することも明らかになった.本年度の研究実施計画では,(1)ラインカスプ磁場付真空容器の新規製作,(2)イオンサイクロトロン共鳴による不純物イオンの除去,(3)小型電磁石を用いた磁場偏向型質量分析器の製作,を実施予定としていた.(1)ラインカスプ磁場で閉じ込められた直流アーク放電で生成された水素プラズマを,厚さのあるプラズマグリッドに照射して負イオンを生成して,引き続き偏向磁場で電子を除去してイオン性プラズマを生成する装置を新規に設計・製作した.真空容器の壁面の水冷能力を高めるため,ステンレス板をレーザーで打ち抜いた水路を前後からステンレス板で挟みこんでスポット溶接する手法で,冷却能力の高い3層構造の壁面を実現した.更に,プラズマの軸方向分布(掃引長70 cm)を測定できるシステムも製作した.(2)生成されたイオン性プラズマが出て来る孔付近に平行平板電極を設置して,電極間を通過したイオン性プラズマをプローブ測定した.プラズマ電流を全く検知できない問題が生じたため,電極を除去したところプラズマ電流を検出できるようになった.現在のところ電極の存在による不具合の原因は不明であるが,電極サイズや電極間距離を変えるなど,イオン性プラズマが通過できなくなる原因を追究する必要がある.(3)新規に製作した小型電磁石(直径10 cm,長さ5 cm)を用いて,磁場偏向型質量分析器を開発した.高い質量分解能で荷電粒子を検出するために細線コレクタ電極を導入して,正イオンH+, H2+, H3+,負イオンH-を分離測定できることを示した.以上のように,全て予定通りではないが,おおむね計画通りに実施して,研究実績で述べた事項が明らかになってきたので,おおむね順調に進展していると評価した.原子状水素ペアイオンプラズマの実現に向けて,昨年度に製作した実験装置から改善設計された新装置を製作して,平行して実験ができる環境が整った.ここで以下のことを実施して,新たな事実が明らかになった.熱陰極直流アーク放電で生成された水素プラズマを,厚さのあるアルミニウム製のプラズマグリッドへ照射して水素負イオンを生成した.偏向磁場を横切る過程で電子を除去して,正イオンと負イオンから成るイオン性プラズマを生成することができた.このイオン性プラズマ中の一部の負イオンが,下流域の局所空間において崩壊する条件を調べた.自由空間へのプラズマ拡散に伴う場合や,プラズマに強い電場または磁場を印加した場合に崩壊することが明らかになった.ここで,正負イオンの相対速度が小さい場合に崩壊することが分かり,イオンの加減速電極電位を適切に選べば,崩壊を抑制できることも明らかになった.負イオン化する照射正イオンは低エネルギーであることから,負イオン加速に伴い正イオンが減速・反射されて,プラズマ密度減少が顕著になる.これを回避するために,二成分のエネルギーを持つ正イオンを照射すると,イオン性プラズマ密度を大幅に増加させることに成功した.負イオン崩壊や分子状正イオンの存在など,現状では理想とするプラズマにはなっていない.