hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超高濃度ホウ素ドープSiGeによる巨大熱超電力の発現とその応用

・結晶性XRD測定によりSiGe膜結晶性を評価した結果、基板温度300-350°Cでは、結晶成長は起こらず、非晶質状態であった。400°Cで非常にブロードな回折ピークが観られ、わずかながら結晶成長が確認された。またRHEED観察により膜成長は、ランダム配向ではなくエピタキシャル成長であることもわかった。500°C以上では鋭い回折ピークが現れ良好な結晶性となっていることがわかった。・抵抗率基板温度の上昇とともに基板温度400°Cまでは抵抗率が減少するが、400°Cを境に再び上昇する結果を得た。これは、低温では非晶質構造であるためキャリアの生成が起こらない、あるいはキャリアが生成しても欠陥準位に束縛され移動できないためである。徐々に結晶化が進むと束縛が解け移動が可能になり抵抗率は減少する。しかし、高温成長では結晶性が良く真性半導体となるためキャリアが生成されにくくなり、抵抗率が再び上昇すると解釈される。結晶成長が開始した400°Cでは、適度な結晶欠陥が存在しそれがキャリアを生成し、結晶化した領域を伝導するため抵抗率の低下が見られたと考えられる。・ゼーベック係数作製したSiGe膜は、1.5-2mV/KというバルクSiGeの3倍以上の熱起電能を示した。抵抗の低い試料でややゼーベック係数が小さくなったが、作製温度や結晶性との相関は観られなかった。・熱電性能測定された抵抗率とゼーベック係数よりその材料から取り出せる有能電力すなわちパワーファクターを見積もったところ、7.2x10^<-2>Wm^<-1>K^<-2>という非常に大きな値が得られた。また、バルクSiGeの熱伝導率を用いて無次元性能指数を計算するとZT=1.3が求められ、有望な熱電材料であることを示した。本年度は,まず薄膜状の試料の熱電特性測定の測定法を碓立するため,別途予算で導入した熱電特性解析装置の立ち上げを行った.アルミナ基台に薄膜試料を固定し,Ni電極を銀ペーストで張り付ける構造とした.この装置を用いてSi基板上に堆積した無ドープのSi/Ge多層膜(周期Si[3nm]/Ge[1nm]),Bを10%ドープしたSi/Ge多層膜(膜厚100nm)について,その堆積温度変えて作製しつつ,熱電特性を測定するとともに,結晶性の評価および膜抵抗率の測定をした.X線回折測定の結果,堆積温度が400°C付近で,エピタキシャル成長が始まり,多層膜の周期性は,400°Cまで保たれるがそれを越えると崩壊することが分かった.一方,抵抗率は,エピタキシャル成長とともに2桁ほど急激に減少し,またBドープ膜では無ドープ膜に比べ2桁低い値であった.熱電特性測定の結果を300Kでの熱電性能指数ZTで評価したところ,400°Cで作製空いた無ドープ膜でZT=0.0375が得られ,SiGeバルク体での値ZT=0.15より小さかった.一方,Bドープ膜では,ZT=0.213が得られ,バルク体の値を上回る予期していたBドープによる性能改善が現れた.膜作製温度が400°Cより低いものおよび高いものではZTの値は低下した.

これまでの結果を総合すると,結晶性についていうと非晶質状態あるいは十分に結晶成長が生じている場合大きな熱電効果は得られないが,結晶欠陥を多量に含みつつ結晶成長した膜が大きな熱電効果を示すものといえる.またBドープにより抵抗率が低下し,その分ZTを増大させたと考えられる.本年度は、Si/Ge多層膜とSiGe合金膜の熱電特性およびSiGe膜成長時の結晶性と歪み状態の制御について検討した。高抵抗Si基板上に膜成長温度を300-600°Cの範囲で変化させSi/Ge多層膜とSiGe合金膜を成長しゼーベック係数、抵抗率を測定した。室温で測定したゼーベック係数はどちらの膜でも膜成長温度によらずほぼ一定で、1.5mV/Kであった。この値は、バルクSiGeの約3倍である。一方、熱電材料のトータルの性能に影響を及ぼす電気抵抗率は成長温度の上昇とともに低下し、400°Cで最低値となった。さらに成長温度を上昇すると抵抗率は増大した。これは、膜の結晶化と膜に含まれる結晶欠陥の作用によると考えられる。これらのデータから、熱電性能指数であるパワーファクターを見積もると、Si/Ge多層膜では1x10^<-3> Wm^<-1> K^<-2>程度と小さかったが、SiGe合金膜では7.1x10^<-2> Wm^<-1> K^<-2>がという大きな値が得られた。この値は、バルクでの報告例の約10倍の値であり、熱電材料として有望であることが示された。歪みについては、加速電圧を低下させる(@300V)ことにより、やや結晶性は劣化するものの、ほぼ無歪みで成長することがわかった。また、成長温度を500-550°Cと低めに設定することにより、50-70nmという薄い膜厚でも歪み緩和が生じることを示した。このように、加速電圧、成長温度により歪み量を制御できることを明らかにした。・結晶性XRD測定によりSiGe膜結晶性を評価した結果、基板温度300-350°Cでは、結晶成長は起こらず、非晶質状態であった。400°Cで非常にブロードな回折ピークが観られ、わずかながら結晶成長が確認された。またRHEED観察により膜成長は、ランダム配向ではなくエピタキシャル成長であることもわかった。500°C以上では鋭い回折ピークが現れ良好な結晶性となっていることがわかった。・抵抗率基板温度の上昇とともに基板温度400°Cまでは抵抗率が減少するが、400°Cを境に再び上昇する結果を得た。これは、低温では非晶質構造であるためキャリアの生成が起こらない、あるいはギャリアが生成しても欠陥準位に束縛され移動できないためである。徐々に結晶化が進むと束縛が解け移動が可能になり抵抗率は減少する。しかし、高温成長では結晶性が良く真性半導体となるためキャリアが生成されにくくなり、抵抗率が再び上昇すると解釈される。結晶成長が開始した400°Cでは、適度な結晶欠陥が存在しそれがキャリアを生成し、結晶化した領域を伝導するため抵抗率の低下が見られたと考えられる。・ゼーベック係数作製したSiGe膜は、1.5-2mV/KというバルクSiGeの3倍以上の熱起電能を示した。抵抗の低い試料でややゼーベック係数が小さくなったが、作製温度や結晶性との相関は観られなかった。・熱電性能測定された抵抗率とゼーベック係数よりその材料から取り出せる有能電力すなわちパワーファクターを見積もったところ、7.2x10^<-2>Wm^<-1>K^<-2>という非常に大きな値が得られた。また、バルクSiGeの熱伝導率を用いて無次元性能指数を計算するとZT=1.3が求められ、有望な熱電材料であることを示した。
低損失X線多層型導波路および高効率導波型X線機能素子に関する基礎的研究

X線導波路、X線機能素子の基礎研究として、理論的実験的検討を行い、以下の良好な成果を得ることができた。1.原子レベルでの媒質中のX線の反射・散乱特性を解析するために原子を一様な誘電体円柱とし、誘電体円柱の円柱列のモデルにより、媒質にX線を入射させたときのX線の反射・散乱特性を境界要素法により解析した。境界要素法に対して並列計算を適用し、150本程度の円柱による散乱の評価が可能になった。2.波長と同程度の原子の等価屈折率を求めるため、原子内電子の運動を考慮することにより、不均質屈折率散乱体モデルを用い、単原子によるX線の散乱解析をより厳密に行うことができた。パラメータとしてX線の入射により影響を受ける電子のエネルギー準位を用いている。入射により励起される電子と屈折率分布とは非常に大きな相関があり、X線の強度分布解析の結果が原子内部の屈折率分布と相関を持っていることが確認された。求めた屈折率分布と、Henkeらによって既に求められた物質の屈折率を比較し、妥当な結果であることが示された。3.X線多層膜反射鏡の膜材料を、Si/Mo, Ptの他、新たにAg/LaおよびRb/Ceを選定し、波長依存性、層数依存性および入射角依存性などを明らかにした。X線の入射角度をファイバ伝送での臨界角近傍として、反射率の最適化を行った。その結果、広い入射角に対して良好な反射率を得られることが可能となった。4.境界要素法を用いてテーパ状導波路プローブを、直線型、凹型、凸型の3種類の形状による集束特性について評価した。放射側コア幅が波長以下の場合は直線型プローブが、波長以上の場合は凸型プローブが最適であるという結論を得た。5.屈折率ゆらぎを含んだランダムな媒質によるX線ビーム導波路のX線電磁界を検討した。ゆらぎの相関長が集束パラメータであるスポットサイズより大きい場合には、ファイバの半径の大きさによって損失が大きく変化し、ゆらぎの相関長が波長以下になると、損失は小さくなるが半径には弱い依存性をもつことがわかった。6.Mo, Cに関した一様な誘電体2次元円柱モデルにおいて、フォトニックバンド特性を明らかにした。X線領域におけるMo、C原子媒質では、フォトニックバンドギャップは、大きくないことが示され、フォトニックバンド特性、周波数分散関係を明らかにすることにより、高効率でX線を閉じ込め、導波させるX線導波路を作成するための基礎が示された。X線導波路の低損失化については、さらに検討していく必要があるが、この成果をもとに、さらに高効率の低損失X線導波路、X線機能素子についての研究展開が可能となった。

X線導波路の低損失化については、さらに検討していく必要があるが、この成果をもとに、さらに高効率の低損失X線導波路、X線機能素子についての研究展開が可能となった。(1)X線の全反射特性と物質の等価屈折率の理論的実験的検討原子・材料の5-200ÅでのX線波長領域における屈折率と吸収係数の測定手法の検討を行った。また、Mo,Siなどのぶっしつにおける屈折率を理論的に解析し、その評価を行った。現在まで理論的に行ってきた不均質屈折率分布散乱体モデルの屈折率分布特性を理論的に明らかにし、等価屈折率を算出した。また、等価屈折率と実際の屈折率との比較を行った。以上の結果を考慮して、X線に対する原子・材料の屈折率及びその波長依存性を解明した。これまで行ってきた理論解析を基に、多層型X線導波路の実現に必要な臨界角近傍での全反射特性についての検討を行った。多層型X線導波路内伝搬特性を明らかにするために、多層型X線導波路境界面の不規則性によるモード変換の解析を行い、さらに境界面でのX線の透渦・散乱特性を理論的に解析を行った。(2)屈折率分布X線ファイバおよび多層型X線導波路における材料の選定境界面における全反射特性を利用して、コア部を真空、クラッド部を単一材料から構成したX線ファイバの材料組合せを検討し、単一材料からなるファイバ構成における全反射特性を調査した。単一材料、および全反射角の拡大をめざした30-50Å程度の層厚を持った多層薄膜構造の境界において、それぞれの全反射角について理論的に比較・検討を行い、多層型導波路の境界上での全反射特性および伝搬損失を解明し、最適なX線ファイバおよびX線導波路構成材料を検討した。さらに、現在解析しているRh/Ce及びMo/Si等の多層薄膜における特性と比較し、構成材料を検討した。(3)物質境界面でのX線の反射・透過・散乱特性屈折率分布型X線ファイバおよび多層型X線導波路形状における境界面でのX線の全反射特性、透渦特性、散乱特性および吸収特性に関して、詳細に検討し優れた導波特性を有する構成を検討した。X線ファイバの曲げに対して十分な導波特性が得られるよう、全反射臨界角を大きくできる導波路構成と材料構成について理論的検討を行った。これまで行ってきた材料構成・層厚の理論を基に、多層型X線導波路境界に用いる多層薄膜を高精度に層厚制御可能なRFマグネトロンスパッタ装置により作成し、その全反射特性、散乱特性および吸収特性を評価するための準備を行った。1.X線の全反射特性と物質の等価屈折率の理論的実験的検討X線領域におけるSi、Moなどの物質の屈折率を理論的に解析しその評価を行った。これまでに理論的に触析を行ってきた不均質屈折率分布原子モデルの屈折率分布特性を理論的に導出し、等価屈折率を算出した。以上の結果を基に、X線領域での原子、物質の屈折率および、その波長依存性を解析した。また、現在までに行ってきた理論解析を基に多層膜型X線導波路の実現のために、臨界角近傍での全反射特性についての検討を行った。多層膜型X線導波路内の伝搬特性を明らかにするために、多層膜型X線導波路境界面の不規則性によるモード変換の解析を行いさらに境界面でのX線の透過、回折特性を理論的に解析した。2.X線導波路におけるビーム伝搬・放射特性の解析と材料の選定これまでに多層膜によるX線反射鏡、X線ファイバを中心にナノスペース構造のミクロサイズにおけるX線の多重散乱について検討を行ってきた。これらを基に、屈折率分布型の収束性X線導波路のビームモードの解析を行った。また収束性X線導波路の曲がり部における伝搬、放射、散乱について等角写像法を用いて厳密に解析を行った。特にX線ビームの曲がりにおける放射損失特性について示した。
非侵襲的トモグラフィーを用いた修復物の欠陥と二次う蝕の精密画像診断

光干渉断層計(OCT)は、放射線を用いずに非侵襲的に組織の断層画像を得ることができる。本研究は、OCTを歯の修復物の非破壊検査やう蝕の診断として利用することを目的として行った。コンポジットレジン修復に対して、内部欠陥やギャップの検出を非破壊で行った。また、抜去歯を用いてOCTによるう蝕の診断を行った。結果、OCTはコンポジットレジン修復の非破壊検査やう蝕の診断に有効であることがわかった。生体の断層構造を非侵襲的に、光学組織切片に近い精度で画像化できるOCT(Optical Coherence Tomography)は、従来の画像診断技術では検知困難な病変や変化を、臨床の現場で同時性を持って捉えることが期待される。そこでOCTによる咬合面、接着修復物の辺縁漏洩、コンポジットレジンの内部欠陥の検出性について検討し、OCTの臨床導入への可能性を調査した。咬合面小窩裂溝う蝕の診断:咬合面う蝕の診断にOCTを用いて調査し、実際に歯を半切して走査型共焦点レーザー顕微鏡(CLSM)により観察した結果と比較した。結果、咬合面う蝕の診断にOCTを用いた場合、う蝕病変部の結晶構造の変化に伴い光の反射や散乱が起こり、う蝕から得られたシグナルとして捉えることができた。3次元画像構築による辺縁封鎖性の断層像診断:修復物の辺縁漏洩は、知覚過敏や二次う蝕の原因となる一方で、臨床での判別は極めて困難である。特にコンポジットレジン修復では硬化時の重合により収縮することから、辺縁のギャップを早期に発見する技術開発が望まれる。本実験では、コンポジットレジン修復周囲の辺縁封鎖性について、3次元画像構築による診断を試みた。結果、3次元画像構築から得られた立体窩洞では、ギャップの検出が可能であり、実際に修復物を半切して観察した結果と一致していた。修復物の内部欠陥の抽出:コンポジットレジン修復物の内部に欠陥が生じた場合、応力集中による亀裂や剥離が発生し、修復物の耐久性に影響を与えることが予測される。コンポジットレジン内部に人為的に作成した欠陥の抽出を試みた。結果、コンポジットレジン修復物から得られる輝度変換は、欠陥の辺縁部からの強い反射もしくは散乱によるものであることが確認され、修復物の非破壊的な断層画像検査へむけて今後の臨床応用に大きな期待を抱かせるものであった。画像処理を用いたコンポジットレジン修復窩洞の辺緑封鎖性診査象牙質に形成したI級窩洞にコンポジットレジンを充填し、OCTを用いて辺縁の適合性を観察した。撮影したOCT画像のコンポジットレジン辺縁部において、ソフトウエアのフィルター処理によりノイズを取り除き、2値化を行って輝度の上昇部を抽出し、ギャップとして判定した。その後、実際に窩洞を半切してCLSM観察しOCTから得られたギャップの情報が、実際のギャップの位置と一致しているか確認した。結果、OCTにおける輝度の上昇した窩洞辺縁の長さは、CLSMにおける実際のギャップの長さと相関がみられ、ほぼ一致していた。その一方で、輝度変換の幅とギャップの幅との間に相関はみられなかった。3次元画像構築によるコンポジットレジン修復の非破壊断層像診査エナメル質に皿状I級窩洞を形成し、コンポジットレジンを充填後、サーマルストレスを負荷した。その後、OCTを用いて画像情報を高速で取り込み、構築した3次元画像から2次元の断層画像を抽出し、フローアブルレジン周囲のギャップの有無を観察した。抽出して得られた2次元のOCT画像から、dBユニット表示された窩洞周囲のグレースケールの変化を画面上のピクセル毎に調査し、その明るさの変化をイメージングソフトウエアにより解析した。結果、3次元画像構築により、窩洞の外形ならびに充填されたコンポジットレジンの様相を立体的に再現することができた。また、3次元画像構築の任意の部位から得られた断層画像において、窩洞周囲にみられる輝度の上昇は、接着界面に発生したギャップであるこどが確認できた。したがって、コンポジットレジン修復の窩洞内部の適合状態を、OCTの3次元画像から非破壊的に検査できる可能性が示唆された。波長走査型光干渉断層計(SS-OCT)は、組織や修復物の断層画像を非破壊で獲得することができる。本研究では口腔内の修復物の非破壊検査を目的とし、平成23年度において、以下に掲げる研究を推進した。SS-OCTを用いた非破壊適合試験の精度の検討:抜去歯にコンポジットレジン1級窩洞修復を行い、窩壁適合性を、SS-OCTを用いて非破壊で観察した。次に、実際に修復物を半切し、走査型レーザー顕微鏡(CLSM)により観察し、ギャップの状態をSS-OCTによって検出した結果と比較した。結果、SS-OCTを用いることによって窩壁におけるギャップを高い精度で観察できることが判明した。特にギャップの長さの検出精度は高く、極めて狭い幅のギャップでもシグナルの反射が得られることから検出が可能であった。

また、使用する接着材やコンポジットレジンの種類、充填方法などによって、ギャップの発生頻度にも差がみられた。3次元画像処理を用いた修復物の非破壊検査:SS-OCTは他のOCTよりも高速で3次元画像構築を行うことができることから、抜去歯にコンポジットレジン修復を行い、SS-OCTによる修復物の3D画像を構築した。次に、得られた修復物の3D画像から、任意の部位における断層画像を抽出して、修復物の総体的な非破壊検査を試みた。また、実際に修復物を半切してCLSM観察を行い、それぞれの部位におけるギャップの有無を確認した。結果、SS-OCTによる3D画像構築を用い、修復物の総体的な非破壊検査を短時間で行えることが判明した。
食生活におけるホメオダイナミクスと予防医学への展開に関する研究

1.「アロマ」の加速度脈波カオス指標に及ぼす影響について今回研究に用いた指尖容積脈波(その二次微分が加速度脈波)は、被験者に対して苦痛を与えることなく、非観血的に数十秒の測定によって検査が可能であり、かつカオス性を有することが報告されている。研究代表者は、本年度も昨年度同様、短期的な香りの生体影響を再度確認すると共に、香りを有するハーブティー摂取の中期的効果を検証した。アロマの短期的効果については、指標としてリカレンスプロット(RP-dw)、軌道平行速度(TPM ave)を用いた。RP-dwは、ホメオスタシスの状態を示すと考えられ、その数値が大きいとホメオスタシスは破綻傾向にあり、TPM aveは乱雑性の指標とされ、数値が大きいと乱雑さが高いと言われる。ペパーミント、スウィートオレンジ、ローズウッドの3種類の香りに対するカオス指標の変化を見た。ペパーミント吸入により、安静時と比較してRP-dwが有意に低い値を示した。TPM aveは、どのアロマとも有意な変化を示さなかった。この結果より、アロマの吸入により、ホメオスタシスが保存される方向に生理的な反応が動いたと示唆される。また、ランダム性は増加しなかったと考えられる。これは、ペパーミントの主成分であるメントールの精神的な疲労と抑鬱に対する効果が影響していると考えられる。2.「芳香」を有する飲料の加速度脈波カオス指標に及ぼす影響について芳香を有する飲料(ハーブティー:ペパーミント、カモマイル、対照として摂取無し)を3ヶ月摂取した時の生理影響を加速度脈波カオス指標により検討した。結果、両ハーブティーとも3ヶ月の摂取前後でRP-dw、TPM ave値とも有意な変化は認められなかった。一方、加速度脈波によって求められる血管年齢がカモマイル摂取において減少した。さらに、摂取期間を長期間にして検討する必要があると考えられる。1.食生活における「香り」の生理を明らかにするために必須である「食事」による自律神経反応について加速度脈波測定を利用した簡易的な自律神経検査装置を用い、日常の生活における食事摂取と同様の環境下において自律神経反応を観察した。周波数解析方法としては、最大エントロピー法(MEM)、その指標としては、0.020.15HzのLF成分と0.15Hz以上の周波数のHF成分、及びその比であるLF/HFを用いた。結果、安静時に比べて食事摂取直後にLF/HFの値が上昇する者が多く認められた。その後、時間経過と共に値が減少する傾向が認められたが、減少に至る時間については、対象者によって一定しなかった。HF成分は、副交感神経、LH成分は、交感神経と副交感神経、その比LF/HFは、交感神経機能を示している事より、今回の研究の結果は、食事摂取により一時的に交感神経が優位になるが、その後消化に伴い副交感神経が優位になることを示している。しかしながら、その経時変化については、各人の自律神経の反応性により異なってくることを示している。2.「芳香植物」の生理反応について(カオス解析)消化促進作用の認められるレオングラス、リンデン飲料の健康度評価を加速度脈波測定を利用したカオス解析によって観察した。指標としてはリカレンスプロット(RP-dw)、軌道平行速度(TPM ave)を用いた。結果、対照としての水摂取では、RP-dw、TPM aveそれぞれが殆ど変化が認められなかったのに対し、レモングラス摂取直後において、RP-dwの減少、TPM aveのわずかな上昇を認めた。一方リンデンにおいては、TPM aveのわずかな減少を認めたが、RP-dwの変化に一定の傾向は認められなかった。RP-dwは、ホメオスタシスの状態を示すと考えられ、その数値が大きいとホメオスタシスは破綻傾向にあると言われる。一方、TPM aveは乱雑性の指標とされ、数値が大きいと乱雑さが高いと言われる。今回の結果は、芳香を有する食事により、健康度に差が生じることを示しており、その変化には香りに対する好みが影響していることを示唆している。疲労回復作用が高く、「すっきりした」気分と評価されたレモングラスではホメオスタシスが保存傾向になったと考えられる。一方、香りのはっきりしないリンデンでは、健康度に大きな影響を与えなかったと考えられる。3.「芳香」の好みと生理反応について(カオス解析)精油吸入と「香り」の好みについて検討した。結果、好ましい「香り」に対してRP-dwの減少を認めたが、TPM aveについては一定の傾向を認めなかった。さらに、例数を増やして検討を加えたい。

TPM aveは、どのアロマとも有意な変化を示さなかった。この結果より、アロマの吸入により、ホメオスタシスが保存される方向に生理的な反応が動いたと示唆される。また、ランダム性は増加しなかったと考えられる。これは、ペパーミントの主成分であるメントールの精神的な疲労と抑鬱に対する効果が影響していると考えられる。2.「芳香」を有する飲料の加速度脈波カオス指標に及ぼす影響について芳香を有する飲料(ハーブティー:ペパーミント、カモマイル、対照として摂取無し)を3ヶ月摂取した時の生理影響を加速度脈波カオス指標により検討した。結果、両ハーブティーとも3ヶ月の摂取前後でRP-dw、TPM ave値とも有意な変化は認められなかった。一方、加速度脈波によって求められる血管年齢がカモマイル摂取において減少した。さらに、摂取期間を長期間にして検討する必要があると考えられる。
専門家・非専門家の空間設計に見られる描図過程の認知論的研究

昨年度は非専門家の設計プロセスを調査し、非専門家の描図シークエンスには一定の型が見られ、それが出来上がり図面のゆがみを生じさせていることを明らかにした。本年度は建築の専門教育を一応終えた者として建築学専攻大学院生と、教育途中にある建築学科学生とを対象に、よりゆがみを生じやすいと思われる変形建物の中に住宅に必要な諸室をとる実験を行い、専門家・教育途上の学生がゆがみを生じないで設計するときにどのような手段をとり得るのか考察した。実験では両者とも設計プロセス全体を通してある特徴的な場所に線を描く傾向があることが判明した。そしてこの場所が何によるかを判明させる追加実験を行った結果、一般の理系学生が知覚する図形のわかりやすい2分割線と、設計プロセスで線が描かれやすい特徴的な場所とはある程度一致する傾向が認められた。設計が2次元上の図の描出と切り離せない営みであることは、設計行為の研究者たちがこれまで様々な研究により主張してきた。しかし、たとえば建築設計において、2次元の図形の特徴がどのように設計プロセスと関わるかについては、F.Ching(1979)に代表される経験的な形態報告の記述があるのみで、これまで知覚をベースとした体系的な議論がされてこなかった。設計とは、単に図の上に新しい空間を並べるというばかりではなく、描かれた図の特徴の知覚に基づいて行われる営みでもあるということを、実験的手法によって確認できた点で、この研究は成果があった。そしてこれは、横山が指摘した素人による設計プロセスの限界(昨年度研究成果)に対して、教育的示唆を提供する議論でもある。平成12年度には、主として設計に習熟していない非専門家による設計過程を採集し、彼らが設計のために図を描くプロセスがどのような認知的特徴(「図式」)を反映しているのか、また設計に習熟するためには描図プロセスにどのような認知的転換が必要かについて分析・考察した。建築を対象とする場合、通常は大人にとってもドローイングの内容を瞬時に紙面に写すことは不可能である。したがって1枚のドローイングを描く時には、何を描出するかという個々の部分の知識と同時に、それをどのような順序で描き進めれば適切な完成形に至るかという、描図順序に関する方略の知識を必要とする。ことに描図に慣れていない非専門家にとっては、一枚の図面を描くときの方略の影響が大きいことが予想された。したがって21名の非専門家が設計を行う過程をVTRおよび関連機材を用いて観察調査し、その作成する図面に見られる特徴、-ここではゆがみとして特に被験者の意図しない不整合の現れの問題-に、描図順序の影響がみられるか、検討し考察を行った。分析の結果、被験者の作成した図面には意図されないゆがみが見られること。設計途中の諸室の描図シークエンスを見ると、「室」「廊下枠」「外枠」「分割枠」の4種類の閉曲線が利用されていること。これらを利用しながら被験者がとる描図シークエンスは5つのタイプに整理されること。5タイプのうち事例のほとんどを含む4タイプは1度に1室を決めることを次々と列ねるリニアーなシークエンスであるという共通点をもつこと。図面に見られた意図されないゆがみは、リニアーなシークエンスで最後あるいは残余の部分にあたることが確認された。以上から非専門家の間取りの設計にみられる描図シークエンスには一定の型が見られ、それができあがり図面に影響を与えていることが確認された。このように非専門家の描図順序に定型があり、それができあがりの図面のゆがみを生じさせているとすると、非専門家が住宅平面の高度な「図式」を獲得し、間取り設計のスキルを向上させるためには、それぞれがとらわれている描図順序の方略を変換させるための知識が求められると考える。
急性心筋梗塞患者における退院後の安全で快適な入浴のための介入研究

本研究は,経皮的冠動脈インターベンション(PCI)を受けた急性心筋梗塞患者(AMI)と同年代の健常者の二群を対象に入浴時の循環動態を評価した。入浴は湯温40°Cで,浸水深度は第4肋間の高さとし,動作はゆっくり,浴槽に入る前にかけ湯を行う,入浴所要時間は15分間という条件で実施した。その結果,血圧,自律神経活動,VAS,Borg指数は二群間に有意差はなく本研究で採用した入浴条件は安全であることを確認した。しかし,AMI患者16名中3名にPVCがLown分類でGrade2に該当し,LVEFが4049%にあることが共通していた。急性心筋梗塞患者のデータ収集は,被験者の確保が現在,十分でない.そこで当年度は,地域に在住する中高齢者を中心にデータ収集した.研究当初,高血圧症をもつ人は対象から除外していたが,被験者の中には高血圧症の診断を受けておらず,高血圧を自覚していない被験者が数名含まれた.急性心筋梗塞を発症した患者の中には高血圧を併発している患者も少なくないことから,研究対象者に高血圧患者も含めてデータ収集した.高血圧患者と健常者の循環動態を時系列的に比較すると,高血圧患者のほうが収縮期血圧,拡張期血圧,体温が高かった。脈拍と二重積は高血圧患者および健常者の2群間に有意差はなかった。入浴前との比較では,2群ともに入浴中・後に,脈拍,体温,二重積,収縮期血圧,拡張期血圧が,有意に高かった。経皮的酸素飽和度は13%の範囲内で変動し,2群間に有意差はなかった。心拍変動解析では,LF/HF,HFとも2群間に有意差は認められなかった。入浴前との比較ではLF/HFが,高血圧患者では洗う動作直後のみ有意に高く変動した。健常者ではLF/HF,HFとも2回目の入湯2分間で低下していた。不整脈は,上室性期外収縮が高血圧患者の場合,入浴前に13名中4名,入浴中に6名,入浴後2名,健常者では入浴前に19名中1名,入浴中に3名,入浴後3名に発生した。心室性期外収縮は2群とも入浴前に各1名ずつ発生したが,入浴以後の実験中は観察されなかった。以上の結果から,高血圧患者のほうが1回目の入湯時の収縮期血圧と脈拍,LF/HFが高めであること,上室性期外収縮が多いことから,1回目の入湯は循環動態への影響が大きく,高血圧患者においては特に注意を要する部分であると思われた。また高血圧患者は健常者に比べて,洗う動作や入浴終了後の安静開始時の収縮期血圧が有意に高いことから,入浴時の動作は循環動態に敏感に反映すると推察された。急性心筋梗塞患者のデータ収集は,17例である。前年度に収集したケースを加えると26例となるが,データの不備もあり使用できるケースは18例で,現在データの整理及び分析中である。ケース中に低血圧にあるForresterIII患者で入浴後に収縮期血圧(以下,SBP)が著しく低下する事例を経験した。このForresterIII患者(以下,事例A)と同I型の患者5名(以下,事例B)を比較し入浴による循環動態の変化を検討した。対象とした6名は冠動脈カテーテル治療(PCI)及び薬物療法を受け,歩行負荷試験,入浴負荷試験に問題はなかった入院患者である。事例Aは54歳の女性,入浴時期は発症後18日目,入浴前の血圧は91/65mmHg,であった。検査データは最大CK:6571IU/L, LVEF:40%,事例Bは平均年齢62.2歳,男:4名,女:1名,入浴時期は発症後平均10日目,入浴前の血圧は平均88/54mmHg,であった。検査データ(平均値)は最大CK:2899IU/L,LVEF:52%であった。その結果,SBPは2回の出湯直後に事例A,Bとも入浴前より一過性に低下したが,事例Aはさらに入浴後10分経過しても70mmHg台が続いた。一方,事例Bでは80mmHg台に回復した。酸素飽和度と体温は両群とも者着な変動はなかった.自律神経活性ではLF/HFは両群とも出湯時に最も高値を示し,HFは事例Aで1回目の入湯直後が最も高く,その後は事例Bよりも低値で経過した。また,不整脈の出現では心室性期外収縮が事例Aでは入浴甲に1回,事例Bでは5例中2例,上室性不整脈は事例Bのみに2例,不整脈なしが1例であった。

これらのデータから.ForresterIIIの低血圧患者では入浴後の比較的長時間にわたってSBPの回復が遅延する可能性があること考えちれ,こうした患者への入浴指導の重要性が示唆された。【目的】入浴による循環動態の急激な変動は,心筋梗塞患者にとって動悸,胸痛を起こすリスク要因となる。本研究では,経皮的冠動脈拡張術(PCI)治療を受けた心筋梗塞患者にとって安全な入浴方法を構築することが目的である。【方法】対象者は,患者群は急性心筋梗塞でPCIを受け,フォレスターI・IIあるいはKillipI・IIと診断された入院患者の中から主治医が選択した16名(男性12名,女性4名;61.0±10.0歳)であった。患者16名中10名はβプロッカーを内服していた。対照群は地域から募った健常者19名(男性9名,女性10名;61.0±5.7歳)であった。入浴方法は,ゆっくりとした動作で40度の湯温に15分間の入浴で,被験者は湯船に3分間を2回浸かった。それから,自分で2分30秒間身体を洗った。被験者は座位で入浴前から入浴終了まで(35分間)ホルターECGを記録した。血圧は入浴前,入湯直後,出湯直後,身体を洗った直後,入浴後に測定した。得られたデータは,2群間の比較にMann-Whitneytest,入浴前を基準に入浴中,入浴後の比較にwilcoxonの符号付順位検定を用いた。有意水準は5%未満とした。【結果】入浴中に自覚症状を訴えた被験者および2mm以上のST変化2mm,重症不整脈が見られた被験者はいなかった。しかし,患者群でPVCがLown分類でGrad2が3名認められ,入浴前よりも入浴中と入浴後に頻発した。これら3名はLVEFが40%-49%であった。心拍変動のスペクトル解析は,交感神経成分(LF/HF)副交感神経成分(HF)およびRR間隔で2群間に有意差はなかったが,SBPはAMI群のほうが入浴前・中・後で有意に低下した。【結論】湯温40度以下でゆっくりした動作での15分間の入浴は,フォレスター及びkillip分類I,IIと診断されているMI患者の初回入浴として心負荷の少ないことを示した。しかし,PVCがLown分類Grade2が3名に認められたことから,入浴前のPVCが頻発している患者の場合,日常生活でのPVCの観察が重要である。
血管網を作る - 内皮細胞の自己組織化現象の実験と理論による解明

血管内皮細胞がメッシュワークを形成するメカニズムに関して、これまではVEGFの濃度勾配をベースにした走化性モデルや、細胞外基質の変形を基盤としたモデルが提案されてきた。我々は、フィブリンゲル内でのヒト臍帯由来内皮細胞(HUVECs)のパターン形成ではこのどちらも働いていないことを実験的に検証した。次に、内皮細胞がパターン形成の最中に活発にfilopodiaを伸ばしてランダムな運動をしていることに着目して、細胞がランダムサーチで繋がってメッシュワーク構造を形成するモデルを提唱した。この枠組みは時間ダイナミクスがないシンプルな系だが、既存のパーコレーション理論と関連づけられることが期待される。また、個々の細胞がどの範囲まで探索できるかに関して、細胞質を染色して計測し、deconvolution処理で細胞質の存在範囲を算出した。しかし、現在の方法では非常に細いfilopodiaについては観測できていない可能性があるため、さらなる手法の発展が必要である。また、フィブリンゲル内でのメッシュワーク形成後、ヒト肺由来線維芽細胞(LF)と内皮細胞を共培養すると、内皮細胞が管腔を形成し、その中に液体を流せるようになる。このような管腔形成に関しては、先程のランダムコネクションモデルの結果のビットマップ画像を初期状態として、管腔が一定速度で広がっていく形のモデルを作成した。これによって実際の管腔構造と極めて近い形状が数値計算で再現できるようになった。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、血管新生のin vitroのモデルとして、マイクロデバイス内での流路の作製に関する実験を行った.HUVECをFibrin gel内に混合し、マイクロデバイス内でHuman Lung fibroblastと培養すると、細胞同士が突起を延ばして結合し、結果として流路構造が形成される.これによって還流可能な毛細血管網を自己組織化的に形成することが可能となる.この構造は、これまでのマトリゲル表面で作られるメッシュワーク構造と異なり、細胞周辺の細胞外基質の変形がほとんどない.また、細胞近辺でのVEGF吸着も観察できず、これまで考えられて来たパターン形成のメカニズムと異なる可能性がある.我々は、この実験系のパターン形成を再現し、かつ還流後の流路機能の再現も行うため、これまでとは異なるミニマムな枠組みでの数理モデルを定式化した.現在、このモデルの有用性をDresden工科大学のAlvaro Kohn-Luqueらと検証している.血管内皮細胞がメッシュワークを形成するメカニズムに関して、これまではVEGFの濃度勾配をベースにした走化性モデルや、細胞外基質の変形を基盤としたモデルが提案されてきた。今年度は、マイクロデバイスを用いた実験系がうまく機能するようになり、これまでとは違うパターン形成のメカニズムを検討できるようになった。この実験系では細胞外基質の変形もなければVEGFの吸着もなく、現在のところ実験的にどのような因子が働いているのか不明だが、逆に現象論的なモデルを定式化することが出来た.これらは、当初の計画とは予想しなかった方向への発展と言える.現在、自己組織化された流路系で、液の流れがどのように形態形成に影響を及ぼすのかを探索する予定である.血流によって、毛細血管の単なる網目構造が動静脈を含む複雑な血管網にリモデリングされる過程に関しては古くから研究がなされて来た.我々はこのデバイスに継続的に培地を還流することで、この過程をin vitroで再現および検証する予定である.
多数経済主体と非線形経済動学

我々は、ヘクシャー・オーリンモデルに生産の外部性を導入し、資本財が消費可能であると仮定することで、消費財2財を生産する貿易モデルで、均衡の不決定性の条件を明らかにした。労働市場における相対的パフォーマンスを所得では測定することにより、学力考査を課すか否かで、労働生産性がどのように異なるかを明らかにした。さらに、思考を停止するという認知制御の差異が、意思決定でどういう意味があるかは経済学的にも興味のあるところである。MEGによる分析に新たなスペクトラム分析を加えることで、思考を停止できるタイプは、β波およびγ波の帯域では、頭頂部より視覚野の活動が、課題において優越していることを明らかにした。本研究は、異なる経済主体からなる経済における個々の主体の意思決定と動学的均衡経路の大域的性質の分析を行う。当該研究計画は、多数経済主体モデルに、上記の非線形動学的手法を応用して、動学均衡経路の大域的な振る舞いを明らかにしようとするものである。これまでのマクロ経済学の動学理論では、代表的個人の効用を最大化する動学的モデルの分析が通常であり、たとえ多数主体が存在する動学モデルであっても、それぞれの経済主体は同じ効用関数をもつという仮定の下での分析が主であった。本研究では、異なる国が貿易を行う国際経済などのモデルを例とする多数経済主体からなる経済における動学的資源配分の分析を行う。更に、人的資本の役割を明らかにすることで、教育と生産性の関係も分析する。本研究は、経済を複雑系として捉え、多数の経済主体の相互依存をモデル化することで、経済のふるまいを説明するものであり経済を非線形システムとして捉えるという視点から既存の経済学の統合を図る。本プロジェクトでは、問題に取り組むに当たり、特に以下の三点に注目する。第一点は「多数経済主体からなる経済の成長と安定化に対する影響」、第二点は「人的資本が意思決定および経済成長に与える影響」、第三点は「認知と意思決定の分析」である。第一点に関しては、景気循環の国際的連関に関する基礎的な分析を行い、多数の国の間に市場や外部性を通じた相互依存関係がある場合について、貿易を通じた国際連関を分析することである。二国間の国際貿易モデルと大域的な動学については、Erick Bond,岩佐和道との共同研究を論文にまとめ、英文学術誌に発表した。第二点については、人的資本に注目し、これらの要素が経済成長や景気循環において果たす役割を分析する。特に、教育の果たす役割について分析し、望ましい教育制度のあり方について議論する。人的資本の生産性への貢献については、八木匡、浦坂純子、平田純一との共同研究を発表し、論文にまとめ、邦文学会誌に発表した。第三点については、経済主体の認知のあり方が、学習や意思決定にどのような影響を与えるかについて、個人の脳活動計測を含めた神経経済学的な分析を行う。神経経済学については、京都大学医学部のfMRI,MEGの機器を使用し、岡田章、飛永芳一、福山秀直らとの共同研究を行ってきた。データの解析が進み、個人の異質性を捉えられる段階にまで来たところである。本研究は、異なる多数の主体からなる経済における意思決定から動学的均衡の分析を行う。これまでのマクロ経済学の動学理論では、代表的個人の効用を最大化する分析が主であった。本研究では、異なる国が貿易を行う国際経済などのモデルを例とする多数経済主体からなる経済における動学的資源配分の、非線形動学分析を行う。本研究は、多数の主体の相互依存をモデル化することで、経済を複雑系として捉えて既存の経済学の統合を図る。本研究では、特に以下の三つの観点から問題に取り組む。第一は「多数主体からなる経済の成長と安定化」、第二は「経済成長における人的資本の役割」、第三は「認知と行動の分析」である。第一点に関しては、経済成長メカニズムに関する基礎的な分析を行い、多数の国の間に市場や外部性を通じた相互依存関係がある場合について、貿易を通じた国際連関を分析することである。二国間の国際貿易モデルと大域的な動学については、岩佐和道との共同研究を論文にまとめ、英文学術誌に発表した。第二点については、人的資本が経済成長において果たす役割を分析する。人的資本の生産性への貢献については、八木匡、浦坂純子、平田純一との共同研究を発表し、論文にまとめ、邦文及び英文で学術誌に発表した。第三点については、経済主体の認知が、意思決定や行動にどのような影響を与えるかについて、脳活動計測を含めた神経経済学的な分析を行う。

神経経済学については、産業技術総合研究所の脳磁気計MEGを用い、京都大学医学部のfMRI,MEGの機器を使用し、岩木直、福山秀直らとの共同研究を行ってきた。データの解析が進み、個人の異質性を捉えられる段階にまで来たので、国際学会で発表の予定である。本研究は、経済を複雑系として捉え、多数の経済主体の相互依存をモデル化することで、経済のふるまいを説明するものであり経済を非線形システムとして捉えるという視点から既存の経済学の統合を図る。本プロジェクトでは、問題に取り組むに当たり、特に以下の三点に注目する。第一点は「多数経済主体からなる経済の成長と安定化に対する影響」、第二点は「人的資本が意思決定および経済成長に与える影響」、第三点は「認知と意思決定の分析」である。第一点に関しては、景気循環の国際的連関に関する基礎的な分析を行い、多数の国の間に市場や外部性を通じた相互依存関係がある場合について、貿易を通じた国際連関を分析することである。二国間の国際貿易モデルと大域的な動学については、岩佐和道との共同研究を論文にまとめ、英文学術誌に発表した。第二点については、人的資本に注目し、これらの要素が経済成長や景気循環において果たす役割を分析する。特に、教育の果たす役割について分析し、人的資本の生産性への貢献については、八木匡、浦坂純子、平田純一との共同研究を発表し、論文にまとめ、邦文学会誌および英文学術誌に発表した。第三点については、経済主体の認知のあり方が、学習や意思決定にどのような影響を与えるかについて、個人の脳活動計測を含めた神経経済学的な分析を行う。神経経済学については、京都大学医学部のfMRI,産業総合研究所のMEGの機器を使用し、福山秀直、岩木直らとの共同研究を行ってきた。データの解析が進み、個人の異質性を捉えられる段階にまで来て、論文をまとめているところである。当該研究計画では、多数経済主体モデルに上記の非線形動学的手法を応用して、動学均衡経路の大域的な振る舞いを明らかにしようとした。これまでのマクロ経済学の動学理論では、代表的個人の効用を最大化する動学的モデルの分析が通常であり、たとえ多数主体が存在する動学モデルであっても、それぞれの経済主体は同じ効用関数をもつという仮定の下での分析が主であったが、本研究では、異なる国が貿易を行う国際経済などのモデルを例とする多数経済主体からなる経済における動学的資源配分の分析を行い、更に人的資本の役割を明らかにすることで、教育と生産性の関係も分析したことにより、経済を複雑系として捉え、多数の経済主体の相互依存をモデル化することで、経済のふるまいを説明するものであり経済を非線形システムとして捉えるという視点から既存の経済学の統合を図った。第二点としては「人的資本の蓄積における教育の果たす役割」について分析し、モラルがあたえる人的資本の生産性への貢献について、八木匡、浦坂純子、平田純一との共同研究を発表し、論文にまとめ、邦文学会誌に発表した。第三点に、経済主体の認知のあり方が、学習や意思決定にどのような影響を与えるかについて、個人の脳活動計測を含めた神経経済学的な分析として、京都大学医学部のfMRI, MEGの機器を使用し、意思決定に関する脳計測を行い、オーストラリアで行われた「意識の国際学会」のポスターセッションで発表した。26年度が最終年度であるため、記入しない。複雑系経済学26年度が最終年度であるため、記入しない。
黒潮・親潮移行域の中規模海洋変動が小型浮魚類仔稚魚の成長と生残に及ぼす影響の解明

本研究では、黒潮・親潮移行域を主な対象として、イワシ類など小型浮魚類の加入量変動に重要なかかわりを持つと考えられる中規模海洋変動、とくに黒潮フロントの擾乱に伴ってその縁辺域に発生する低気圧性の前線渦が、生物生産や仔稚魚の成長・生残に及ぼす影響を明らかにしようとした。1999年度は、これまで黒潮続流フロント域や遠州灘沖の黒潮フロント域で行った前線渦の集中観測の結果を総合的に解析し、黒潮フロントの北縁に広がる黒潮系の暖水城は生物生産が高く、カタクチイワシなどの仔魚の成長や生残に潜在的に好適な条件を提供していること、その生物生産の高さには前線渦の発生に伴う下層の栄養塩の湧昇が多大の貢献をしていることを明らかにした。黒潮系水や親潮系水では、黒潮系暖水域に比ぺて仔魚の成長遠度が遅く、黒潮系水では餌料密度の低さ、親潮系水では低水温がその要困となっているものと推察された。また、このような前線渦近傍の生物生産過程を、生態系の数値モデルによって再現した。一方、前線渦付近の流れは、仔稚魚を渦域に水平的に引き込みその縁辺に集積させる働きをしており、栄養塩の湧昇による餌料生物生産の増大と相まって、このような前線渦との遭遇の有無が、黒潮および黒潮続流域における仔稚魚の生き残りの程度を大きく左右している可能性があることを指摘した。以上の研究成果を、lCES J.Mar.Sci.などに論文として印刷公表するとともに、日本水産学会、日本海洋学会、水産海洋学会や、いくつかの国際シンポジウムで口頭発表を行った。本研究では、黒潮・親潮移行域を主な対象として、イワシ類など小型浮魚類の加入量変動に重要なかかわりを持つと考えられる中規模海洋変動、とくに黒潮フロントの擾乱に伴ってその縁辺域に発生する暖水舌や低気圧性の前線渦の、生物生産や仔稚魚の成長・生残に対する影響のプロセスを解明しようとしている。本年度はまず、黒潮フロント縁辺の中規模海洋変動の実態やその生物生産、資源再生産との関連に関するこれまでのデータの解析を進めるとともに、56月には白鳳丸を利用して、遠州灘から黒潮・親潮移行域にかけての黒潮前線域で集中的な精密観測を行い、海洋の物理的な構造に対応させながら栄養塩・クロロフィル分布、仔稚魚やその餌生物の分布・組成、さらには仔稚魚の摂餌状態や栄養状態、成長履歴などの空間変化に関するデータを取得した。これまでの解析を通じて、黒潮・親潮移行域における仔稚魚(主にカタクチイワシ)やその餌生物の空間分布構造が、水温などで指標される海洋の物理構造ときわめて密接に関連していること、とくに黒潮フロントの北縁に広がる黒潮系の暖水域は生物生産が高く、仔稚魚の摂餌に潜在的に好適な条件を提供していることが分かってきた。その生物生産の高さは、黒潮フロントの擾乱にともなって周期的・間欠的に発生する低気圧性の前線渦による栄養塩の湧昇や仔稚魚とその餌生物の水平輸送の効果に大きく依存しているものと推察された。また、カタクチイワシの発生初期の卵が、黒潮系暖水と親潮系冷水のフロント付近で集中的に採集されたことから、そのような海洋特性が産卵行動とも密接に関連することが示唆されている。来年度は、この低気圧渦の発生に連なる生物生産の変化過程を、漂流ブイ追跡などを併用しながら現場で検証することを計画している。なお、以上の研究成果については、論文として印刷公表するとともに、日本水産学会、日本海洋学会などで口頭発表(計7題)を行った。

本研究では、黒潮・親潮移行域を主な対象として、イワシ類など小型浮魚類の加入量変動に重要なかかわりを持つと考えられる中規模海洋変動、とくに黒潮フロントの擾乱に伴ってその縁辺域に発生する暖水舌や低気圧性の前線渦の、生物生産や仔稚魚の成長・生残に対する影響のプロセスを解明しようとしている。本年度は、1997年6月に黒潮続流フロント域で実施した集中観測の結果を、昨年度とりまとめた1996年5-6月の観測結果と対比することによって、黒潮・親潮移行域における仔稚魚(主にカタクチイワシ)やその餌生物の空間分布構造が、水温などで指標される海洋の物理構造ときわめて密接に関連していることを明らかにした。黒潮フロントの北縁に広がる黒潮系の暖水域は生物生産が高く、仔稚魚の摂餌に潜在的に好適な条件を提供している。その生物生産の高さは、黒潮フロントの擾乱にともなって周期的・間欠的に発生する低気圧性の前線渦による栄養塩の湧昇や、仔稚魚とその餌生物の水平輸送の効果に大きく依存している。また、カタクチイワシの発生初期の卵が、黒潮系暖水と親潮系冷水のフロント付近で集中的に採集されたことから、そのような海洋特性が産卵行動とも密接に関連することが示唆された。今後、これらのプロセスを仕分けしながら、仔稚魚の成長と生き残りとの関連を実証的に検討していく予定である。なお、以上の研究成果については、論文として印刷公表するとともに、日本水産学会、日本海洋学会、ポルトガルで開催された国際シンポジウム(ICES主催)などで口頭発表(計11件)を行った。本研究では、黒潮・親潮移行域を主な対象として、イワシ類など小型浮魚類の加入量変動に重要なかかわりを持つと考えられる中規模海洋変動、とくに黒潮フロントの擾乱に伴ってその縁辺域に発生する低気圧性の前線渦が、生物生産や仔稚魚の成長・生残に及ぼす影響を明かにしようとした。1999年度は、これまで黒潮続流フロント域や遠州灘沖の黒潮フロント域で行った前線渦の集中観測の結果を総合的に解析し、黒潮フロントの北縁に広がる黒潮系の暖水域は生物生産が高く、カタクチイワシなどの仔魚の成長や生残に潜在的に好適な条件を提供していること、その生物生産の高さには前線渦の発生に伴う下層の栄養塩の湧昇が多大の貢献をしていることを明かにした。黒潮系水や親潮系水では、黒潮系暖水域に比べて仔魚の成長速度が遅く、黒潮系水では餌料密度の低さ、親潮系水では低水温がその要因となっているものと推察された。また、このような前線渦近傍の生物生産過程を、生態系の数値モデルによって再現した。一方、前線渦付近の流れは、仔稚魚を渦域に水平的に引き込みその縁辺に集積させる働きをしており、栄養塩の湧昇による餌料生物生産の増大と相まって、このような前線渦との遭遇の有無が、黒潮および黒潮続流域における仔稚魚の生き残りの程度を大きく左右している可能性があることを指摘した。以上の研究成果を、ICES J.Mar.Sci.などに論文として印刷公表するとともに、日本水産学会、日本海洋学会、水産海洋学会や、いくつかの国際シンポジウムで口頭発表を行った。
地球環境保全を目指した海洋生物における石灰化の分子機構の解明

わずか2ヶ月間であったが、以下の研究を行った。それぞれの研究材料によって研究の進捗状況および視点が異なっているが、大きくは石灰化反応における生物材料間の共通点を見い出すことを目指して実験を行った。1.円石藻のココリス-円石藻に外来遺伝子を導入する方法の確立が喫緊の課題であり、方法の検討を行ったが、まだ確立するに至っていない。ココリスはベースプレートと呼ばれるセルロースで作られた楕円形の板の上で形成されるが、その板上に存在し、ココリス形成に必須と考えられる有機基質を探索した結果、3種類のタンパク質を同定した。現在、cDNAクローニングを行っている。2.サンゴ-材料としてアザミサンゴを入手し、申請者らが以前にアザミサンゴから初めて同定した分子質量53kDのタンパク質galaxinの組換え体タンパク質の調製を開始した。今後、galaxinの機能を解析する予定である。3.貝殻-最近、アコヤガイの真珠層形成に重要なPifと名付けたタンパク質を同定したので、真珠層を有する他種で類似のタンパク質が真珠層形成に関わっているかどうかを調べた。材料として、シロチョウガイ、ムラサキイガイ等を用いた。その結果、それぞれのホモログを同定することができた。また、コガモガイの貝殻構造の詳細を電子顕微鏡の技術を用いて解析した。4.総合的なこと-われわれがすでに提出している有機基質の存在様式と機能に関するモデルを確証すると共に、得られた結果に基づいて適宜修正を施している。