hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インデンテーション下で発達する転位ネットワーク集団化力学現象の解明

本研究では,サブミクロンオーダーの力学挙動を精度良く制御しつつ計測する実験的手段としてナノ・インデンテーションを取り上げ,圧痕下の転位群が形成する転位ネットワーク集団化力学現象を解明する方法論の確立を行った.対象とする試料のうち,単結晶シリコンはほぼ無転位状態で供給されることから,圧子押込みによる転位の発生および成長の把握が比較的容易である.したがって,まずはサブミクロンオーダー以下の実験的転位ネットワークの観察に焦点をあて,既存の集束イオンビーム(FIB)加工機により圧痕周辺の微小領域を取り出し,圧痕下に発生する転位網観察を透過電子顕微鏡(TEM)による断面観察を実施した.その結果,常温におけるシリコンの押込みでは,相変態と転位の射出の協同力学現象が観察され,除荷後バルクの結晶方位とは異なるダイヤモンド構造に逆変態していることがわかった。また,転位ループ群の結晶学的考察から,圧痕下の転位ネットワークの結晶方位および発達範囲を明らかにした.同様な検討を,単結晶アルミニウムについても実施した.その結果,押込み荷重の大きな領域では,亜粒界(サブグレイン)の形成が観察された.また,ナノスケールでの押込みでは,転位群の射出に起因する不安定現象が押込み荷重-押込み深さ曲線に見られ,射出の臨界せん断応力の推定を行った.一方,第一原理Tight-binding分子動力学法および大規模分子動力学法によるシミュレーションを実施し,転位の射出およびその相互作用について物理的側面から解明した.そして,離散転位法(DD)等のメゾスコーピックシミュレーションにより転位群の相互作用を明らかにし,MD, DD,そしてマクロな場の応力場を求める有限要素法(FEM)の構成式に取込む新たなマルチスケールモデリングを提案した.本研究では,サブミクロンオーダーの力学挙動を精度良く制御しつつ計測する実験的手段としてナノ・インデンテーションを取り上げ,圧痕下の転位群が形成する転位ネットワーク集団化力学現象を解明する方法論の確立を行った.対象とする試料のうち,単結晶シリコンはほぼ無転位状態で供給されることから,圧子押込みによる転位の発生および成長の把握が比較的容易である.したがって,まずはサブミクロンオーダー以下の実験的転位ネットワークの観察に焦点をあて,既存の集束イオンビーム(FIB)加工機により圧痕周辺の微小領域を取り出し,圧痕下に発生する転位網観察を透過電子顕微鏡(TEM)による断面観察を実施した.その結果,常温におけるシリコンの押込みでは,相変態と転位の射出の協同力学現象が観察され,除荷後バルクの結晶方位とは異なるダイヤモンド構造に逆変態していることがわかった。また,転位ループ群の結晶学的考察から,圧痕下の転位ネットワークの結晶方位および発達範囲を明らかにした.同様な検討を,単結晶アルミニウムについても実施した.その結果,押込み荷重の大きな領域では,亜粒界(サブグレイン)の形成が観察された.また,ナノスケールでの押込みでは,転位群の射出に起因する不安定現象が押込み荷重-押込み深さ曲線に見られ,射出の臨界せん断応力の推定を行った.一方,第一原理Tight-binding分子動力学法および大規模分子動力学法によるシミュレーションを実施し,転位の射出およびその相互作用について物理的側面から解明した.そして,離散転位法(DD)等のメゾスコーピックシミュレーションにより転位群の相互作用を明らかにし,MD, DD,そしてマクロな場の応力場を求める有限要素法(FEM)の構成式に取込む新たなマルチスケールモデリングを提案した.圧痕下の転位群が形成する転位ネットワーク集団化力学現象を解明する方法論を確立するために、本年度は押込み荷重分解能が数nNである微小硬度評価装置(米国MTS社製Nano Indenter SA2)を購入し、これを用いて数μNから数mNまでのインデンテーション試験を行った。供試材料としては、単結晶シリコン及び単結晶アルミニウムを用いた。また、試験を行った後に、FIB加工を行うことにより、圧痕直下部をTEM観察用試料として取り出し、圧痕直下の内部観察を行った。また、現有設備である数mNから数Nの荷重レベルを持つ(株)島津製作所製微小硬度計DUH-201により得られていた試験結果との硬度に関する連結性の検証を行った。その結果、DUH-201により得られていた試験結果に若干の補正を加えることにより、SA2で得られた試験結果との連結が可能であることがわかった。さらに、シリコンにおいては硬度の押込み深さ依存性はほとんど示さないことを確認した。それに対して、アルミニウムにおいては押込み深さが1μmより小さくなると硬度の上昇を示すことがわかった。また、アルミニウムにおいて電解研磨を施した場合に比べ、バフ研磨を施したほうが表面性状および表面加工層の影響により硬度の上昇を示すことがわかった。シリコンのFIB-TEM観察より圧痕直下では母層と異なる結晶方位持つc-Siが形成されることが確認できた。これにより、熱処理を施しても転位は試験片表面に抜けることができず、タングルする様相が観察できた。アルミニウムの場合、押込みを行うことにより圧痕直下の高応力場では転位の自己組織化によって形成されたと思われる亜粒界が観察できた。本研究では,サブミクロンオーダーの力学挙動を精度良く制御しつつ計測する実験的手段としてナノ・インデンテーションを取り上げ,圧痕下の転位群が形成する転位ネットワーク集団化力学現象を解明する方法論の確立を行った.

対象とする試料のうち,単結晶シリコンはほぼ無転位状態で供給されることから,圧子押込みによる転位の発生および成長の把握が比較的容易である.したがって,まずはサブミクロンオーダー以下の実験的転位ネットワークの観察に焦点をあて,既存の集束イオンビーム(FIB)加工機により圧痕周辺の微小領域を取り出し,圧痕下に発生する転位網観察を透過電子顕微鏡(TEM)による断面観察を実施した.その結果,常温におけるシリコンの押込みでは,相変態と転位の射出の協同力学現象が観察され,除荷後バルクの結晶方位とは異なるダイヤモンド構造に逆変態していることがわかった.また,転位ループ群の結晶学的考察から,圧痕下の転位ネットワークの結晶方位および発達範囲を明らかにした.同様な検討を,単結晶アルミニウムについても実施した.その結果,押込み荷重の大きな領域では,亜粒界(サブグレイン)の形成が観察された.また,ナノスケールでの押込みでは,転位群の射出に起因する不安定現象が押込み荷重-押込み深さ曲線に見られ,射出の臨界せん断応力の推定を行った.一方,第一原理Tight binding分子動力学法および大規模分子動力学法によるシミュレーションを実施し,転位の射出およびその相互作用について物理的側面から解明した.そして,離散転位法(DD)等のメゾスコーピックシミュレーションにより転位群の相互作用を明らかにし,MD, DD,そしてマクロな場の応力場を求める有限要素法(FEM)の構成式に取込む新たなマルチスケールモデリングを提案した.
世界貿易の拡大と取引制度の再編: 19-20世紀アジア・北米の歴史比較分析

19世紀半ばから20世紀初頭は、世界規模での貿易・市場が拡大し、「グローバル化」が進展した時期である。本研究では、新たに世界貿易に組み込まれたアジアと北米に焦点を当て、「自由貿易体制」に代表される地域大の貿易レジームの下で、各地の交易拠点における取引制度・組織・秩序がどのような変化を遂げたのかを実証的に分析し、世界貿易拡大のメカニズムを明らかにした。19世紀から20世紀前半、国境を越えた商品・サーヴィスの取引のみならず、労働力・資本の移動が活発化し、世界規模での貿易・市場が飛躍的に拡大した。本研究は、社会経済的背景を異にする世界各地の取引の現場で、自由貿易体制を始めとする国際貿易レジームが機能するメカニズムを検討することを課題の一つとする。平成21年度は、国際経済史学会大会(2009年8月於ユトレヒト)で、本研究の前身である印中比較史勉強会、アジア国際経済史研究会における蓄積を基に研究パネル"Changes of Local Market Institutions in the Age of Global Trade Expansion : Asia and NorthAmerica in the 19^<th>and 20^<th> Centuries"を組織した。日本、台湾、中国、インド、トルコ、北米に関する7つの事例研究から、(1)18世紀から19世紀にかけての中華帝国とオスマン帝国の貿易制度の比較、(2)交易都市とその後背地との関係の類型化、(3)貿易拡大が工業化に与える影響の分析を行った。中華帝国とオスマン帝国との比較に関しては、国際ワークショップ(2010年3月、於京都大学人文科学研究所)を開催し、対西欧及び地域内貿易に関する中央政府・地方政府の認識と、対外貿易港における貿易管理の実態との関係について、より体系的な比較分析を行った。その結果、自由貿易体制の施行に先立って、ローカルな取引の現場では、従来の研究で指摘されていたよりも、より自律的な取引規範・制度が確立されつつあったことが明らかになった。従来、この様なマクロ・レベルでの変化の動因は、自由貿易体制を始めとする国際貿易レジームとの関係で議論されてきた。しかし、自由貿易体制という国家間の取り決め自体は、必ずしも貿易の拡大を促す所与の条件ではない以上、社会経済的背景を異にする世界各地の取引の現場で、それらが機能するメカニズムこそが問われなければならない。こうした研究状況に鑑みて、本研究は、新たに交易ネットワークに組み込まれたアジア・北アメリカの主要な商業都市に於ける、取引制度の態様を比較分析する。平成22年度は、研究プロジェクトメンバーの国内外における平成22年度の資料調査の結果を、Global Trade and Merchant Communities in Eurasia:Transitions from the 18^<th> to 19^<th> Centuries(於慶應義塾大学2011年2月1-2日)、Institutions and Merchant Communities in Asia from the 18^<th> to the 20^<th> Centuries-Analyses of Global Trade Expansion from Local Perspectives(於香川大学2011年3月10-11日)の2回の国際ワークショップで発表し、海外の研究協力者を交えて討論を行った。前者では、茶を始めとする国際商品の取引システムの国際比較、というアプローチを採り、後者では、中国、台湾、日本の商人集団の開港前後の変容に関する比較を行った。平成23年度は、社会経済史学会第80回全国大会(平成23年5月於立教大学)にてパネル"The Expansion of the Global Economy and Changes of Local Market Institutions in the Mid-19th Century:TheFree-Trade Regime Reconsidered"を開催した。そこでは、オスマン帝国と清朝の関税制度の検討から、両帝国の外国貿易への開放性を指摘し、19世紀中葉の世界的不況の伝播の分析から、18-19世紀にかけてのグローバルな取引連鎖を明らかにした。こうした議論を踏まえて、World Economic History Congress 2012(平成24年7月於南アフリカ)でのセッション"Intra-AsianTradeduring the "Long 19^<th>Century": Formation and Dynamics of Commodity Chains"での成果発表の準備を進め、平成24年3月、京都大学にて発表準備の国際ワークショップを開催した。
細胞増殖におけるロイコトリエン受容体シグナルの役割

ロイコトリエンB_4(LTB_4)および12-HHTの受容体であるBLT2の遺伝子欠損マウスを用いて、炎症性腸疾患/皮膚の創傷治癒/大腸がんの発生におけるBLT2シグナルの役割を解析した。BLT2が腸管炎症に保護的に作用すること、皮膚の創傷治癒を促進させること、大腸腫瘍の発生を抑制することを明らかにした。当研究室では、ロイコトリエンB4(LTB4)に対する高親和性受容体(BLT1)と低親和性受容体(BLT2)の遺伝子欠損マウスを用いた解析を行っている。BLT1は主に血球細胞で発現し、BLT2は皮膚や腸管上皮で発現している。今回BLT2欠損マウスを以下の解析を行った。1)BLT2欠損マウスを用いたDSS誘導性大腸炎モデルBLT2欠損マウスでは、DSS誘導性大腸炎が亢進した。この主な原因として、BLT2過剰発現細胞で細胞間のタイトジャンクション形成が亢進することから、BLT2欠損マウスでは腸上皮におけるバリア機能が低下して腸内細菌が侵入し、炎症が亢進するのではないかと考えられた。この内容は、FASEB Jに報告した。また、腸管上皮にBLT2を過剰発現するトランスジェニックマウスの作製にも成功し、今後同様の解析を行っていく予定である。2)BLT2欠損マウスを用いた皮膚の創傷治癒モデルマウス背側の皮膚を円形にパンチした後、経時的に皮膚の塞がる速度を測定したところ、BLT2欠損マウスで治癒が遅延することが明らかとなった。また、ケラチノサイトの培養細胞(HaCaT)にBLT2を過剰発現させて、スクラッチした時の溝の塞がる速度を観察したところ、BLT2過剰発現細胞でリガンド依存的に溝の塞がる速度が亢進した。また、野性型マウスとBLT2欠損マウスの皮膚を用いたDNAマイクロアレイも行い、BLT2シグナルが傷の治癒に至るまでの過程にどのように関与しているのかを現在解析中である。3)BLT2欠損マウスを用いた大腸がんモデル発癌誘導物質AOMとDSSを組み合わせた炎症誘導性大腸がんモデルの検討と、生後3ヶ月より腸管に腺腫を自然発症することが知られているAPCmin/+バックグラウンドのBLT2欠損マウスを作製した。今後、本格的に大腸がん発症の様子を観察していく予定である。本研究では、ロイコトリエンB4受容体(BLT1,BLT2)の細胞増殖/再生における役割を明らかにする目的で、BLT2遺伝子欠損マウスを用いて下記の三つの項目について解析した。1、DSS誘導性大腸炎モデル:H22年度に本項目の結果をFASEB Jに報告し、研究が終了している。2、皮膚の創傷治癒モデル:H22年度にBLT2欠損マウスでは皮膚の創傷治癒が遅延すること、BLT2は表皮ケラチノサイトに発現しており、BLT2シグナルがケラチノサイトの細胞移動を亢進させることを明らかにした。また、細胞膜から切り出されたアラキドン酸から酵素(COXおよびTXA2S)依存的産生される生理活性脂質(12-HHT)が、ロイコトリエンB4よりも高親和性のBLT2リガンドとして機能し得ることを当研究室から報告している。そこでH23年度、COX阻害剤であるアスピリンの投与やTXA2S欠損の創傷治癒に与える影響を調べところ、両者ともにBLT2を欠損させた場合と同様に治癒を遅延させることが明らかとなった。また、BLT2アゴニストを塗布することで創傷治癒が促進したことから、BLT2アゴニストが糖尿病による創傷治癒不全や褥瘡への治療薬となり得ることが期待される。一方、12-HHT/BLTシグナルが、TNFαの発現を上昇させることで二次的にMMP9の発現を上昇させ、細胞の移動を亢進させていることを明らかにした。3、大腸がんモデル:発がん誘導物質であるAOMとDSSを組み合わせた炎症誘導性大腸がんモデル、家族性大腸腺腫症の原因遺伝子であるAPCがん抑制遺伝子の変異マウスを用いた大腸がんモデルの2種類のモデルを試行した結果、BLT2遺伝子の欠損により大腸ポリープの形成が亢進することが明らかになった。
発達期の神経毒性に対する脳由来ステロイドホルモンの保護作用

発達期のラット海馬へのメチル水銀やトリブチルスズによる神経毒性が、海馬の合成するエストラジオールによって軽減されることとその作用機序を明らかにした。これにより、毒性の脳内部位特異性が、ステロイドホルモン合成活性の部位特異性で説明できる可能性が示された。さらにトリブチルスズによる神経毒性の作用機序、それがプロゲステロンやアロプレグナノロンによって軽減されるメカニズム、脳内ステロイドの分布や変動を明らかにした。(1)10日、3カ月、12カ月齢のラット海馬と血清のエストラジオール、テストステロン、プロゲステロン濃度を質量分析によって定量した。10目齢から3ヶ月齢にかけて、海馬内で3種のステロイド濃度が全て上昇した。テストステロン、プロゲステロン濃度は血中濃度と良く相関していたが、エストラジオールは、血中より脳内の方が高かった。また、脳内のテストステロン濃度が変動してもエストラジオール濃度は変化せず、脳内での合成が独自に調節されていることが示唆された。10日齢ラットの脳内エストラジオール濃度の分布を、RIAで調べた。海馬は小脳や大脳の2倍以上高かった。同じく10日齢ラットのステロイドホルモン合成酵素のmRNAを定量したところ、エストラジオール合成酵素であるP450aromのmRNA量が海馬だけ5倍以上有意に高く、海馬でエストラジオール合成活性が高いことが示唆された。(2)ラットにトリメチルメズを腹腔内投与し、脳への影響を調べた。その結果、8mg/kg以上を投与すると、1週間後に海馬のCA3領域のニューロンの特異的な脱落が観測された。トリメチルスズの投与は、体重の減少、副腎重量の増加、新規環境での自発運動量(オープンフィールド実験)の増加を引き起こしたが、脳や海馬の重量には影響しなかった。海馬のエストラジオールを定量したところ、溶媒投与ラットに比較してエストラジオール量が約2倍に増加しており、海馬へのダメージによって、海馬を保護するエストラジオールの合成が活性化されたと推定した。(3)ラット海馬スライスにトリブチルスズを作用させ、その神経毒性に対するステロイドホルモンの影響を調べた。トリブチルスズ3-10μMを24時間作用させると、海馬全体の細胞死が引き起こされた。エストラジオールやプロゲステロンを前もって投与しておくと、その細胞死が軽減され、保護効果が見られた。(1)質量分析による発達期の脳内ステロイドの精密測定がほぼ終了した。これにより、脳内のステロイドの正確な濃度の経時変化が、初めて明らかになった。質量分析の感度の問題で、すべての週齢についての脳内分布は出せなかったが、所期の目的はほぼ達成できた。(2)海馬スライスを用い、トリブチルスズ、およびメチル水銀の神経毒性が、エストラジオールに加え、プロゲステロンによっても保護されることを明らかにした。プロゲステロンによる保護作用は、プロゲステロンレセプターを介しておらず、アロプレグナノロンに変換されて発揮される。なお、プロゲステロンはスライスでは顕著に合成されておらず、血中由来のプロゲステロンが脳内でアロプレグナノロンに変換されて保護作用を発揮しているようである。(3)ラットへの腹腔内注射、およびラット海馬スライスを用いて、トリメチルスズ、トリブチルスズ、メチル水銀の毒性の細胞特異性を検討した。これによると、それぞれの有機金属は異なる細胞に対して毒性を発揮した。その原因は不明であるが、脳内ステロイド以外の要因が関与していることは確実である。脳内ステロイドは神経毒性の主要な調節因子であるが、それがすべてではないことを示唆している。(4)飼育環境で神経毒性に大きな差異が見られた。トリメチルスズの腹腔内投与の際、ラットを単独飼育、複数飼育、豊かな環境で飼育すると、神経毒性に差異が見られた。飼育環境は脳内ステロイドに影響を与えることが知られているが、それだけでは説明できない部分があり、神経毒性の発現には脳内ステロイドと他の要因とが複雑に関与していることを示唆する結果である。今年度は、外来有機金属による発達期の神経毒性への機序と、ステロイドによる保護作用について、主にin vivoの実験を行った。まず、環境汚染物質であるトリブチルスズによる神経毒性の発現メカニズムを明らかにした。新生児ラットから調製した海馬スライスにトリブチルスズを作用させると、細胞内の活性酸素種や脂質過酸化物濃度が増加し、細胞死が引き起こされた。スライスをスーパーオキサイドディスムターゼやカタラーゼ、トロロックスで処理して活性酸素除去作用を高めると、トリブチルスズの毒性が軽減され、細胞死への活性酸素種の関与が示唆された。トリブチルスズは海馬スライスのグルタチオンSー転移酵素活性を阻害したので、スライスを前もって還元型グルタチオンで処理したり、グルタチオンSー転移酵素の発現を高めておくと、トリブチルスズによる毒性が軽減された。これらの結果は、トリブチルスズ毒性がグルタチオンSー転移酵素活性の阻害によって引き起こされることを意味している。

次に、そのトリブチルスズのラット海馬スライスへの神経毒性が、ステロイドホルモンであるプロゲステロンで軽減されることを見出し、その作用機序を調べた。プロゲステロンの神経保護作用は、プロゲステロンレセプターのアンタゴニストで影響されないこと、プロゲステロンからアロプレグナノロンを生ずる酵素の阻害剤で保護作用が弱まること、アロプレグナノロンは神経保護作用を持つことから、プロゲステロンは海馬内でアロプレグナノロンに変換されて神経を保護することを明らかにし、さらにアロプレグナノロンはGABAレセプターに作用して神経保護作用を発揮することを明らかにした。また、ラット海馬スライスを用いて、メチル水銀による神経毒性が、海馬の合成するエストラジオール(女性ホルモン)によって軽減されること、その作用はエストロゲンレセプターαとβを介していることを明らかにした。脳内ステロイド濃度の定量は、予定通りほぼ終了した。やや進捗が遅いところ(mRNA量の脳内部位特異性など)もあるが、予想外に進んだところ(トリブチルスズによる細胞毒性の分子機構、飼育環境による細胞毒性の差異の発見)もあり、差し引きするとおおむね予定通りの達成度であると言える。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は予定通り、各神経毒による細胞死の分子機構と、それに対するステロイドの保護作用の分子機構を追求していく。また、当初は脳部位ごとのmRNA量を定量する予定であったが、脳内ステロイドの質の高い濃度データが得られたことで、より間接的な指標であるmRNAの定量の重要性が薄れた。24年度の研究の進捗によっては、この測定を省く可能性がある。
微動観測に基づく多次元S波速度構造探査システムの実用化と地震動特性評価への応用

本研究は、微動の1点観測から得られる水平鉛直振幅比およびアレイ観測から得られる表面波の分散特性の両方を利用して、地盤のS波速度構造を多次元的に決定する地盤探査システムを開発し、その地震動特性評価への応用の可能性を検討することを目的としている。このため、(1)微動の1点観測から得られた水平鉛直振幅比を表面波(レイリー波とラブ波)のものと考え、その理論解を導き、(2)微動の1点観測から得られた水平鉛直振幅比を、所定の拘束条件の下に逆解析することで、地盤のS波速度構造を推定する手法を提案し、(3)微動のアレイ観測と1点観測を併用して地盤の多次元S波速度構造を迅速に推定する理論および現場リアルタイム計測解析処理システムを開発し、(4)地盤構造の分かっている地域での微動観測から、基盤までの2次元S波速度構造を推定し、提案手法の妥当性を検証し、(5)釧路沖地震、兵庫県南部地震の際に、多次元アレイ強震記録が得られている断面、被害状況が異なる断面について、推定されたS波速度構造に対する2次元応答解析から提案する地盤探査システムの地震動特性評価に有効であるかどうか検討した。さらに、釧路町でアレイ強震観測を行って、推定されたS波速度構造に対する2次元応答解析から、提案する地盤探査システムの地震動特性評価に有効であるかどうか検討した。その結果、(1)微動のアレイ観測、1点観測を併用して推定した2次元S波速度構造は、既往の地盤調査結果と整合しており、提案手法と開発した観測処理システムが地盤の多次元構造を推定する手段として有効であること、(2)釧路沖地震、兵庫県南部地震に関連する2次元応答解析結果と、多次元アレイ強震記録または被害状況との比較から、提案する探査システムにより求められたS波速度構造が地震動特性の空間的変化を評価する手法として有効であることを示した。本研究は、微動の1点観測から得られる水平鉛直振幅比およびアレイ観測から得られる分散性に含まれる表面波(レイリー波・ラブ波両方)の特性を最大限に利用して、地盤のS波速度構造を多次元的に決定する地盤探査システムを開発し、その地震動特性評価への応用の可能性を検討することを目的としている。このため、(1)微動のアレイ観測と1点観測を併用して地盤の多次元S波速度構造を迅速に推定する手法とそのための現場リアルタイム計測解析処理システムを開発し、(2)地盤構造の分かっている東京都内、釧路市内、神戸市内で微動観測を行って、基盤までの2次元S波速度構造を推定し、提案手法の妥当性を検証し、さらに(3)釧路沖地震、兵庫県南部地震の際に、多次元アレイ強震記録が得られている断面、被害状況が異なる断面について、推定されたS波速度構造に対する2次元応答解析から提案する地盤探査システムの地震動特性評価に有効であるかどうか検討した。その結果、(1)東京都内、釧路市内、神戸市内で微動のアレイ観測、1点観測を併用して推定した2次元S波速度構造は、既往の地盤調査結果と整合しており、提案手法が地盤の多次元構造を推定する手段として有効であること、また提案する計測システムはそのために有効であること、(2)釧路沖地震、兵庫県南部地震に関連する2次元応答解析結果と、多次元アレイ強震記録または被害状況との比較から、提案する探査システムにより求められたS波速度構造が地震動特性評価に有効であることを示した。

このため、(1)微動の1点観測から得られた水平鉛直振幅比を表面波(レイリー波とラブ波)のものと考え、その理論解を導き、(2)微動の1点観測から得られた水平鉛直振幅比を、所定の拘束条件の下に逆解析することで、地盤のS波速度構造を推定する手法を提案し、(3)微動のアレイ観測と1点観測を併用して地盤の多次元S波速度構造を迅速に推定する理論および現場リアルタイム計測解析処理システムを開発し、(4)地盤構造の分かっている地域での微動観測から、基盤までの2次元S波速度構造を推定し、提案手法の妥当性を検証し、(5)当該地点でアレイ強震観測を行って、推定されたS波速度構造に対する2次元応答解析から、提案する地盤探査システムの地震動特性評価に有効であるかどうか検討した。その結果、(1)微動のアレイ観測、1点観測を併用して推定した2次元S波速度構造は、既往の地盤調査結果と整合しており、提案手法と開発した観測処理システムが地盤の多次元構造を推定する手段として有効であること、(2)提案する探査システムにより求められたS波速度構造は地震動特性の空間的変化を評価する手法として有効であることを示した。
分離型里帰り分娩におけるビデオ会話の家族サポートへの効果の検討

分離型里帰り分娩を行う27組の参加(夫婦・家族サポーターを一組とする)があり、里帰り分娩の期間は平均約98日、里帰り分娩の終了時期の平均は産後約2ヵ月であった。里帰り分娩中の満足度は、非常に満足している・満足している割合は、夫は約81%、妻は約85%、家族サポーターは約93%、次回妊娠時に里帰り分娩を希望するかについては、夫の約70%、妻の約78%が希望しており、家族サポーターの約96%が里帰り分娩を受け入れてもよいと回答していた。ビデオ会話に利用による父子愛着形成や夫婦関係への明確な効果は認められなかった。ただ、夫婦関係と夫婦の会話の満足度には強い相関が認められた。里帰り分娩は、300年以上にもわたる日本の出産に関わる伝統であり、社会経済状況の変化にもかかわらず、現在でも約15%前後の妊娠している夫婦が妊娠・出産に関わる援助を実家の両親から受けるために選択していると考えられている。里帰り分娩の功罪は、医学の進歩に伴い、医学的リスクから社会的リスクにシフトされているといわれているが、大賀(2009)が里帰り分娩に関する研究の文献レビュー論文でも指摘しているように、里帰り分娩による父子の愛着形成や夫婦関係といった社会上の問題についての研究はみられていない。本研究では、里帰り分娩で別々に暮らす父(夫)と母(妻)子の家族構築、特に児童虐待/育児放棄の因子でもある父子の愛着形成・妊娠を契機に起こるドメスティックバイオレンスの因子にもなる夫婦関係に焦点を当て、ウェブカメラによるビデオ会話(video-mediated communication)で仮想共同空間を共有することで、父子の愛着形成および夫婦関係へのサポートや里帰り分娩後の夫婦と祖父母との家族の絆を深めるサポートになりうるかを検討するものである。分離型里帰り分娩中の実際の生活やビデオ会話による夫婦関係・父子愛着形成の影響を明確にするため、研究参加者として里帰り分娩中の夫婦と里帰り先の家族サポーター1名を1組の参加者として募集する。その参加者を2つのグループに分け(対象者グループ:里帰り分娩で別々に暮らす夫婦でビデオ会話を利用する、非対象者グループ:里帰り分娩で別々に暮らす夫婦でビデオ会話の介入なし)、縦断的(妊娠期からお産後12ヶ月)に調査している。本年度は、研究開始から平成26年11月まで実施していたデータ収集を全て終了し、データ分析を開始した。研究参加に当たっては81件の問い合わせがあり、最終的には27組の参加(夫・妻・家族サポーター1名が1組として計81名)があった。里帰り分娩の決定者はほとんどが妻であり、里帰り分娩を選択した主な理由としては、「サポートの問題」と「妻の要因(妻の希望や安心感を求めるなど)」が挙げられていた。里帰り分娩の期間は平均約98日、里帰り分娩中の夫の訪問は平均約8回、里帰り分娩の終了時期の平均は産後約2ヵ月であった。里帰り分娩の満足度を5段階評価(非常に満足している・満足している・どちらでもない・満足していない・とても満足していない)で表してもらったところ、非常に満足している・満足している割合は、夫は約81%、妻は約85%、家族サポーターは約93%であった。次回妊娠時に里帰り分娩を希望するかについては、夫の約70%、妻の約78%が希望しており、家族サポーターの約96%が里帰り分娩を受け入れてもよいと回答していた。参加者27組のうち、研究の問い合わせ順にランダムに14組を対象者グループ(TG;里帰り分娩で別々に暮らす夫婦でビデオ会話を利用しながら里帰り分娩中の日記をつけてもらう)、13組を非対象者グループ(CG;里帰り分娩で別々に暮らす夫婦で里帰り分娩中の日記をつけてもらう)とし、里帰り分娩中のビデオ会話利用の効果を父子愛着形成と夫婦関係と夫婦の会話の満足度から検討した。縦断的に妊娠中の里帰り分娩開始時(または研究参加時)、産後1ヵ月時、産後6ヵ月時、産後12ヵ月時の父親の対児感情においてTGとCGの間には違いはみられなかった。両群において、夫婦関係と夫婦の会話の満足度には有意に比較的強い強い相関が認められた。縦断的には妊娠中の里帰り分娩開始時(または研究参加時)、産後1ヵ月時、産後6ヵ月時、産後12ヵ月時の夫婦関係と夫婦の会話の満足度において、TGとCGの間には違いはみられなかった。

分離型里帰り分娩を行う27組の参加(夫婦・家族サポーターを一組とする)があり、里帰り分娩の期間は平均約98日、里帰り分娩の終了時期の平均は産後約2ヵ月であった。里帰り分娩中の満足度は、非常に満足している・満足している割合は、夫は約81%、妻は約85%、家族サポーターは約93%、次回妊娠時に里帰り分娩を希望するかについては、夫の約70%、妻の約78%が希望しており、家族サポーターの約96%が里帰り分娩を受け入れてもよいと回答していた。ビデオ会話に利用による父子愛着形成や夫婦関係への明確な効果は認められなかった。ただ、夫婦関係と夫婦の会話の満足度には強い相関が認められた。研究時は平成25年以内にデータ収集を完了、平成26年度にデータ分析と結果の発表を行う予定であったが、参加者募集に予定より1年以上多くかかったため、全ての計画が1年遅れで進んでいる。母性看護学平成27年度はデータ分析を完了し、結果を論文または学会発表にて公表していく予定である。平成24年8月より研究参加者の募集を開始し平成25年10月で募集を終了したが、当初予定していたより募集に時間がかかってしまった結果、データ収集もやや遅れてしまっている。平成24年8月より研究参加者を募集しており、現在は希望参加予定者数の約半数を確保し、データ収集を行っている。研究参加者条件が厳しいため参加者募集には苦慮しているが、参加者からのデータ収集は順調に行えている。本年度ではデータ収集が終了し、データ分析を開始したのみであり、研究結果の発表にはまだ至っていないため残高が生じた。本年度で質的データの収集が終了したため、質的データの分析を開始する。量的データは収集されたものからデータ入力をし、分析が可能なものから分析を行っていく。分析を終えたものから結果をまとめ、学会および論文として発表する準備を整えていく。本年度も昨年度に引き続き参加者募集を行う。また、データ収集をしながら、可能な範囲でのデータ分析を行っていく。次年度は研究結果をまとめ、学会発表および論文発表を行う。また、研究参加者募集に尽力を頂いた医療機関に、研究結果を印刷後に送る予定である。本年度は研究参加者の募集とデータ収集が中心となり、データ入力・分析のための人件費や学会発表などの予算を使用することはなかった。来年度にはデータ入力・分析および成果の発表のため、残った予算は来年度に使用する予定である。研究参加者募集(広告代)と、貸し出し用のウェブカメラ・パソコン、データ収集(郵送費)や謝礼、分析ソフトの購入等に研究費を使用していく予定である。
非白金族元素による実践的有機合成を指向した多点固定化触媒設計

独自に開発した多点担持法を基盤とし、非白金族元素による実践的有機合成を指向した高活性触媒の開発に取り組んだ。新たに合成した1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)ベンゼン骨格を有するポリスチレン架橋ビスホスフィンPS-DPPBzが、Ni触媒によるN-アルキル置換第一級アミンによる塩化アリールのアミノ化や1,3-アゾールとピバル酸アリールとのC-H/C-Oカップリング、Co触媒によるアルケンのヒドロホウ素化の優れた配位子となることを見出した。また、モノP配位特性を有する固相担持モノホスフィンが、Ir触媒C(sp3)-Hホウ素化やPd触媒クロスカップリングに有効であることを明らかにした。本申請研究では、固相多点担持配位子による高活性金属種の発生を鍵とし、非白金族元素触媒による実践的有機合成手法の開発を目的としている。本年度は、有機高分子担体を反応場とした遷移金属化学種の制御をねらい、ポリスチレン三点架橋トリアリールホスフィンの開発と触媒反応への応用に取り組んだ。この配位子は複数の重合反応点を有するトリス(p-スチリル)ホスフィンを配位子ユニットかつ架橋剤とし、スチレン系モノマーとのラジカル懸濁重合により合成した。得られた不溶性固体は、芳香族炭化水素やハロゲン系およびエーテル系溶媒に対して優れた膨潤特性を示した。31P-固体NMRを用いた金属錯化挙動の解析から、本固定化配位子は金属とリンの1:1型錯体の選択的な形成が可能であることが明らかとなった。これは、三点架橋様式により高分子鎖の架橋点に位置するホスフィン同士が空間的に孤立化したためと考えられる。その結果、反応系中において高活性な配位不飽和金属錯体の効率的な生成が期待できる。実際に、ポリスチレン三点架橋トリアリールホスフィンは、電子供与能および立体的嵩高さが中程度であるトリアリールホスフィンであるにもかかわらず、反応性の乏しい塩化アリール類を基質としたパラジウム触媒によるクロスカップリング反応に対して高い配位子効果を示した。また、本配位子から調製した固定化ロジウムおよびイリジウム触媒が、活性化の困難な脂肪族炭素ー水素結合の切断を伴う直接ホウ素化反応にも有効であることが分かった。本研究では、実施者が独自に研究を進めている「固相多点担持ホスフィン配位子に基づく高活性不均一系金属触媒の創製」を鍵とし、非白金元素触媒による実践的有機合成手法の開発を目的としている。本年度は、新たな固定化ビスホスフィン配位子の合成と、ニッケルを触媒とするクロスカップリング反応への適用に取り組み、以下のような顕著な成果を得た。ポリスチレン四点架橋ビスホスフィン(PS-DPPBz)は、1,2-ビス[ビス(p-スチリル)ホスフィノ]ベンゼンを架橋剤として用い、スチレン類とのラジカル懸濁重合により合成した。得られた不溶性ビーズ状ポリマーは、トルエンやテトラヒドロフランなどに対して優れた膨潤特性を示した。31P CP/MAS NMR測定による金属錯化挙動の解析から、PS-DPPBzは金属と配位子ユニットの1:1型錯体を選択的に形成することが明らかとなった。PS-DPPBz配位子が、1,3-アゾール類とフェノール誘導体とのニッケル触媒C-H/C-O型クロスカップリング反応(JACS, 2011, 134, 169)に有効であることを見出した。対応する均一系配位子である1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)ベンゼンや、以前に実施者が開発したポリスチレン三点架橋トリアリールホスフィンを用いると、反応はほとんど進行しない。このことから、ビスホスフィン配位子の固定化が、本反応における高い触媒活性の発現に重要であることが明らかとなった。本申請研究では独自に開発した固相多点担持配位子による高活性金属種の発生を鍵とし、非白金族元素触媒による実践的有機合成手法の開発を目的としている。本年度は、強固なシス型キレート配位が可能な1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)ベンゼン(DPPBz)骨格を有するポリスチレン架橋ビスホスフィンPS-DPPBzを新たに開発し、第一遷移系列金属触媒反応への応用に取り組んだ。PS-DPPBzは四重ビニル置換DPPBz分子を架橋剤とし、4-tert-ブチルスチレンとのラジカル懸濁重合により合成した。本高分子は一般的なポリスチレンレジンと同様な溶媒膨潤特性を示した。31P CP/MAS NMR測定を用いた金属錯化挙動解析の結果、PS-DPPBzは配位数の制御に有効であり、モノキレート金属錯体を選択的に形成可能なことが明らかとなった。PS-DPPBzから調製した固定化Ni触媒は、N-アルキル置換第一級アミンを用いた塩化アリールのBuchwald-Hartwigアミノ化反応に優れた活性を示した。従来では適用困難であった立体的及び電子的に不活性化された基質に対しても、反応は効率良く進行した。一方、対応する均一系配位子DPPBzを用いた場合では収率は大きく低下したことから、ポリマー効果による活性向上は明らかである。さらに、PS-DPPBzは1,3-アゾールとピバル酸アリールとのNi触媒C-H/C-Oカップリング反応の優れた配位子となることも見出した。

固相担持配位子を用いた高活性金属触媒の開発に関する研究のなかで、シリカ担持かご型トリアルキルホスフィンSilica-SMAPを用いたIr触媒C(sp3)-Hホウ素化の基質適用範囲の拡大を進め、1,3-アゾールの2位アルキル側鎖のC(sp3)-H結合を位置選択的にホウ素化できることを見出した。また、三重ベンゾ縮環構造を有するシリカ担持かご型トリアリールホスフィンSilica-TRIPが、塩化アリールのPd触媒鈴木ー宮浦クロスカップリングに有効であることを明らかとした。独自に開発した多点担持法を基盤とし、非白金族元素による実践的有機合成を指向した高活性触媒の開発に取り組んだ。新たに合成した1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)ベンゼン骨格を有するポリスチレン架橋ビスホスフィンPS-DPPBzが、Ni触媒によるN-アルキル置換第一級アミンによる塩化アリールのアミノ化や1,3-アゾールとピバル酸アリールとのC-H/C-Oカップリング、Co触媒によるアルケンのヒドロホウ素化の優れた配位子となることを見出した。また、モノP配位特性を有する固相担持モノホスフィンが、Ir触媒C(sp3)-Hホウ素化やPd触媒クロスカップリングに有効であることを明らかにした。ポリスチレン四点架橋ビスホスフィンを合成し、この固定化ニッケル触媒が1,3-アゾール類とフェノール誘導体とのC-H/C-O型クロスカップリングに有効であることを見出した。この研究成果は、非白金族元素触媒による実践的有機合成手法の開発を大きく推進するものであると期待される。合成化学ポリスチレン四点架橋ビスホスフィン配位子を用いたニッケル触媒による分子変換反応の開発を引き続き行う。これと並行して、他の第一遷移系列金属(コバルト・鉄・銅など)を用いた不均一系触媒反応への適用を進める予定である。有機高分子担体を反応場とした固相多点担持ホスフィン配位子を合成し、高活性な不均一系遷移金属錯体触媒の開発に成功した。本触媒系は調製・実施が簡便であることから、実践的な有機合成手法になると期待できる。非白金族元素触媒を用いる研究課題については現在検討中であるが、高効率な分子変換反応の開発には至っていない。平成27年3月に物品等を購入済みであるが、本学の会計システムの仕様上、4月以降の支払となるため、次年度使用額が生じている。ポリスチレン三点架橋トリアリールホスフィンのPモノ配位特性を活かし、安価で豊富に存在する第一遷移周期金属種(コバルト・ニッケル・銅など)を用いた触媒反応の開発を中心に行う予定である。これと並行して、有機高分子三点架橋ホスフィンのさらなる機能化を目指し、配位子ユニットへの置換基導入や機能性モノマーとの共重合による触媒環境の制御を行う。上記の理由により、当該助成金はすでに使用済みであり、次年度の使用予定はない。次年度は、固相多点担持触媒系を用いた反応開発を中心に研究を実施する予定であり、金属塩などの試薬類や反応容器用のガラス器具類の購入を予定している。また、次年度は本研究課題実施期間の最終年度であることから、研究経費を成果発表のための旅費や、学会誌投稿費として使用することを計画している。
高強度非平衡マグネシウム合金の創製

急速凝固粉末冶金(RSPIM)法に適した合金組成を,単ロール式液体急冷法によって作製した急速凝固(RS)薄帯マグネシウム合金の機械的性質を調べることにより探査した結果,引張降伏強度610MPaと伸び5%を示す世界最強のMg_<97>Zn_1Y_2(at%)RS P/Mマグネシウム合金を開発することに成功し,本研究の目標値を達成することができた.また,開発した合金は,450K程度までの高温においても優れた強度を示すと共に高速超塑性を示した.さらに,AZ91Dと同等の高耐食性を示す合金であることがわかった.また,本合金では新規な長周期積層構造が見出され,本合金の優れた性質は,このマトリックス中に存在する長周期積層構造と結晶粒径180nm程度の微細組織に起因していることが明らかになった.特に,Zn, Yの濃縮原子層形成に起因するマグネシウム合金中の新規長周期積層構造による合金強化機構はこれまでに報告されておらず,本研究による新しい知見といえる.これまでに18R,14Hといった様々な種類の長周期積層構造が本合金中で確認されており,これらの構造は熱的に比較的安定であることも明らかになっている.また,本マグネシウム合金における高耐食性の発現にはY添加による腐食皮膜の安定化が寄与していることも明らかになった.本研究によって, RS P/M法がマグネシウム合金の高性能化に極めて有効な方法であると共に、RSPIM法に特有の合金組成が存在することを明らかできた.急速凝固粉末冶金(RSPIM)法に適した合金組成を,単ロール式液体急冷法によって作製した急速凝固(RS)薄帯マグネシウム合金の機械的性質を調べることにより探査した結果,引張降伏強度610MPaと伸び5%を示す世界最強のMg_<97>Zn_1Y_2(at%)RS P/Mマグネシウム合金を開発することに成功し,本研究の目標値を達成することができた.また,開発した合金は,450K程度までの高温においても優れた強度を示すと共に高速超塑性を示した.さらに,AZ91Dと同等の高耐食性を示す合金であることがわかった.また,本合金では新規な長周期積層構造が見出され,本合金の優れた性質は,このマトリックス中に存在する長周期積層構造と結晶粒径180nm程度の微細組織に起因していることが明らかになった.特に,Zn, Yの濃縮原子層形成に起因するマグネシウム合金中の新規長周期積層構造による合金強化機構はこれまでに報告されておらず,本研究による新しい知見といえる.これまでに18R,14Hといった様々な種類の長周期積層構造が本合金中で確認されており,これらの構造は熱的に比較的安定であることも明らかになっている.また,本マグネシウム合金における高耐食性の発現にはY添加による腐食皮膜の安定化が寄与していることも明らかになった.本研究によって, RS P/M法がマグネシウム合金の高性能化に極めて有効な方法であると共に、RSPIM法に特有の合金組成が存在することを明らかできた.従来にない優れた機械的性質を持つバルク合金の作製法として急速凝固粉末冶金法が最も期待される。この方法で高強度と高延性を併せ持つ材料を開発するためには、まず最適合金組成を探査する必要がある。そこで、本年度は、合金組成探査の第一段階として、Mg-Li,Mg-Zn,Mg-Ca,Mg-Al系の2元系合金について合金組成を探査した。まず単ロール式液体急冷法を用いて急冷薄帯を作製し、その機械的性質の組織を調査した。得られた結果は、次に示すとおりである。(1)X線回折測定の結果、Mg_<90>Ca_<10>およびMg_<100-X>Zn_X(25<X<45at%)の組成範囲において、アモルファス相の形成が確認された。アモルファスMg_<90>Ca_<10>およびMg_<70>Zn_<30>合金の引張強さはそれぞれ435MPaおよび758MPaであった。(2)MgへのAl,CaおよびZnの固溶量はそれぞれ8at%,4at%および4at%であった。平衡状態図上でのMgへのCaおよびZnの最大固溶量はそれぞれ0.82at%および2.4at%であり、液体急冷による最大固溶量の増大が確認された。Mg-AlおよびMg-Zn系固溶体合金は、いずれも180°密着曲げが可能な延性を有するものであったが、Mg-Ca系合金においては密着曲げが不可能な脆いものであった。(3)Mg-Al,Mg-CaおよびMg-Zn系合金において、添加溶質量の増加に伴って硬さの増加が見られたが、いずれの合金系においてもMg+化合物からなる試料は密着曲げが不可能な脆いものであった。これら脆い試料について延性の改善を図るため熱処理をおこなったが、Mg-Al,Mg-Zn系合金において熱処理による延性の改善は見られなかった。RS P/M法を用いて高強度と延性を併せ持つ新しいマグネシウム合金を開発することを目的として、急速凝固薄帯を用いて、RSP/M法に適した合金組成の探査を行うと共に、この合金組成探査の結果を基に急速凝固粉末冶金材を作製し、その機械的性質について調査した。その結果下記のような結果が得られた。(1)急速凝固

薄帯を用いた組成探査の結果、Mg_<85>Al_<10>Ca_5とMg_<97>Zn_1Y_2で、高強度と良好な延性が得られることが分かった。(2)Mg_<97>Zn_1Y_2RS P/M材はいずれの押出温度においても400MPa以上の高い降伏応力を示した。特に押出温度573Kで作製したP/M材は610MPaの降伏応力,5%の伸びを示し、高強度と高延性を併せ持つRS P/Mマグネシウム合金を開発することができた。また、Mg_<97>Zn_1Y_2RS P/M材の高温引張強さは温度の上昇に伴って低下し、伸びは増加した。試験温度423Kにおける引張強さは530MPaであり、Mg_<97>Zn_1Y_2RS P/M材が優れた高温強度を有していることが明らかになった。さらに、Mg_<97>Zn_1Y_2RS P/M材の623Kにおける高速超塑性挙動を調査した結果、いずれのひずみ速度においても300%以上の伸びを示した。初期ひずみ速度5×10^<-2>s^<-1>において780%の最大伸びを示した。その時のm値は0.4であり、Mg_<97>Zn_1Y_2RS P/M材が高速超塑性を示すことが明らかになった。(3)Mg_<85>Al_<10>Ca_5RS P/M材はいずれの押出温度においても400MPa以上の高い降伏応力を示した。特に押出温度623Kで作製したP/M材は500MPaの降伏応力,5%の伸びを示し、高強度と高延性を併せ持つRS P/Mマグネシウム合金を開発することができた。また、Mg_<85>Al_<10>Ca_5RS P/M材の高温引張強さは温度の上昇に伴って低下し、伸びは増加した。試験温度423Kにおける引張強さは250MPaであり、Mg_<85>Al_<10>Ca_5RS P/M材が優れた高温強度を有していることが明らかになった。さらに、Mg_<85>Al_<10>Ca_5RS P/M材の723Kにおける高速超塑性挙動を調査した結果、いずれのひずみ速度においても300%以上の伸びを示した。初期ひずみ速度2×10^<-1>s^<-1>において733%の最大伸びを示した。その時のm値は0.47であり、Mg_<85>Al_<10>Ca_5RS P/M材が高速超塑性を示すことが明らかになった。(1)Al, Ca, Zn, Y, Sn, Liの元素を対象に組成探査することによってMg_<97>Zn_1Y_2、とMg_<96>Zn_1Y_3とう合金を見出し,実際にRS P/Mを作製した結果,(室温引張降伏強度,伸び)=(610MPa,5%),(560MPa,6.5%)という値が得られ,本研究の目標値を達成することができた.この値は,従来にない特性であり,マグネシウム合金におけるチャンピオンデーターを更新することができた.これによって,急速凝固法が高強度・高延性の高性能マグネシウム合金を開発する手法として極めて有効であることが明らかになった.また,本合金が,これまでにない新規な6H長周期規則構造を形成していることを初めて明らかにした.この新規な6H長周期規則構造の形成とナノ微細組織が,本Mg-Zn-Y合金の高強度化に大きく寄与していると思われる.さらに,新しい高強度RS P/M合金を開発するために,Scに着目したMg-Sc-X系合金を対象に新しい合金組成を探査した結果,急速凝固薄帯の状態ではあるが,Mg-Zn-Y合金を凌駕する合金(Mg_<97>Sc_1Y_2)を新たに見出すことができた.
頑痛モデル動物における脳電気刺激療法のC-fos発現への影響

最初期遺伝子c-fosは痛み刺激に応じて脊髄後角第I層神経細胞で強く発現することから,その発現は細胞内情報伝達の第3メッセンジャー,ないしは中枢鵜神経系神経回路内の代謝を示すものとされる.そこでフォルマリン発痛動物において中枢神経内c-fos発現を検索,さらに大脳皮質電気刺激でこの発現がどのように影響されるかの検索から,大脳皮質電気刺激療法の鎮痛機序の解明を代謝面から検討した.1.ネコ,ラット顔面三叉神経領域にフォルマリンを注入,ウレタン麻酔のみの対照動物と比較した結果,ネコではフォルマリン発痛は三叉神経尾側亜核,感覚皮質でc-fos発現を認めた.帯状回,島回でも強い発現を見たが,統計学的には有意差は認められなかった.ラットでも三叉神経尾側亜核では発現促進をみるが,大脳皮質での発現はほぼび慢性であった.2.ラットにおいて,顔面フォルマリン注入後,大脳皮質運動感覚野電気刺激による中枢神経内c-fos発現に及ぼす変化を検索した.その結果,大脳皮質運動感覚野電気刺激の効果は,同側大脳皮質のc-fos発現促進,対側大脳皮質抑制,対側三叉神経尾側亜核I/II層抑制,III/IV層促進と判明した.3.c-fos発現が神経細胞代謝マーカーとすると,三叉神経尾側亜核I/II層では代謝低下が起こり,痛み入力抑制が電気刺激による鎮痛機構の1役を果たすと考えられるが,III/IV層細胞,刺激側大脳皮質c-fos発現促進の意義は不明で,エンケファリンなどの抑制性神経伝達物質の合成促進が示唆される.4.大脳皮質運動野電気刺激の鎮痛機構における意義に関しては,さらに求心路遮断動物モデルでの検討を要する.本年度はネコおよびラットにおいて,大脳皮質電気刺激前の予備実験として,痛み刺激としてのフォルマリン顔面皮下注が発現する中枢神経内c-fosの分布を検索した.麻酔下のフォルマリン注射群と麻酔のみも対照動物群でFos抗体を用いた免疫組織化学法で組織標本を作成した。1.痛み刺激群のネコ,ラットともに三叉神経脊髄路核尾側亜核にc-fos発現を認めた。2.ネコ,ラットの痛み刺激群,対照群ともにc-fos発現を認めたのは,脳幹:狐束核,最終野,網様核,蝸牛神経核,前庭神経核,青斑核,傍腕核,中心灰白質,背側縫線核,上丘,下丘,視床下部:室傍核,視索上核,諸視床下野,前脳:対角帯核,対座核,中隔核,扁桃核などであるが,両群間に特に有意差は認められなかった.3.大脳皮質では,ネコで両群とも舟状回(前頭前野),辺縁下野,前部帯状回,眼窩回,島回,梨状回などにc-fos発現を著明に認めた.ただ前部帯状回,島回ではやや有意に近い差(p=0.06)を認めている.顔面感覚野でも痛み刺激ネコのみにc-fos発現を認めた.ラットでも前頭前野,頭頂葉(体性感覚野),側頭葉,後頭葉,帯状回,辺縁下野,眼窩回,島回,梨状回などにc-fos発現を認められたが,対照群との間でとくに有意差は明らかでなかった.ただ帯状回の一部,頭頂感覚野では痛み刺激群で発現がやや多い印象がある.本年度は大脳皮質刺激がこれらのc-fos発現に及ぼす影響を明らかにしたい.最初期遺伝子c-fosは痛み刺激に応じて脊髄後角第I層神経細胞で強く発現することから,その発現は細胞内情報伝達の第3メッセンジャー,ないしは中枢鵜神経系神経回路内の代謝を示すものとされる.そこでフォルマリン発痛動物において中枢神経内c-fos発現を検索,さらに大脳皮質電気刺激でこの発現がどのように影響されるかの検索から,大脳皮質電気刺激療法の鎮痛機序の解明を代謝面から検討した.1.ネコ,ラット顔面三叉神経領域にフォルマリンを注入,ウレタン麻酔のみの対照動物と比較した結果,ネコではフォルマリン発痛は三叉神経尾側亜核,感覚皮質でc-fos発現を認めた.帯状回,島回でも強い発現を見たが,統計学的には有意差は認められなかった.ラットでも三叉神経尾側亜核では発現促進をみるが,大脳皮質での発現はほぼび慢性であった.2.ラットにおいて,顔面フォルマリン注入後,大脳皮質運動感覚野電気刺激による中枢神経内c-fos発現に及ぼす変化を検索した.その結果,大脳皮質運動感覚野電気刺激の効果は,同側大脳皮質のc-fos発現促進,対側大脳皮質抑制,対側三叉神経尾側亜核I/II層抑制,III/IV層促進と判明した.3.c-fos発現が神経細胞代謝マーカーとすると,三叉神経尾側亜核I/II層では代謝低下が起こり,痛み入力抑制が電気刺激による鎮痛機構の1役を果たすと考えられるが,III/IV層細胞,刺激側大脳皮質c-fos発現促進の意義は不明で,エンケファリンなどの抑制性神経伝達物質の合成促進が示唆される.4.大脳皮質運動野電気刺激の鎮痛機構における意義に関しては,さらに求心路遮断動物モデルでの検討を要する.本年度はラットにおいて,大脳皮質運動感覚野電気刺激による中枢神経内c-fos発現に及ぼす変化を検索した.1.ラットの右オトガイ部にホルマリンを皮下注し,3時間後潅流固定とすると,右三叉神経尾側亜核(Vc)背内側部のI/II層にc-fos免疫陽性細胞が発現する.