hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
極限構造制御によるマルチフェロ融合スピントロ二クス

究極のメモリとして、酸化物磁性半導体(ZnO)をチャネル層に、マルチフェロ酸化物のガーネット型フェライトをゲート絶縁層としたヘテロ接合素子において、MOS-FETタイプのマルチフェロゲート型スピントランジスタ試作を試みた。酸化物ヘテロ接合において、酸化物スピントロニクスのチャネル電流(電荷+スピン情報)を、強磁性強誘電体(マルチフェロ)ゲートで制御する事で、電界制御によるスピン差異運動を変調制御可能なCMOSトランジスタの優位点を活かした新タイプのデバイスのプロトタイプは、高付加価値の多値情報処理型の超高密度メモリとして、日本初のオリジナルなリコンフィギュアラブルメモリ(不揮発メモリ機能を有し、適宜情報の書き換えが可能なメモリ)への適用が期待される。トップダウン型の手法による半導体デバイスの微細化・高性能化が極限にまで進みつつあり、デバイス動作の物理的限界を迎えようとしている現在、革新的なボトムアップ型ナノデバイス開発技術の確立、および従来にない高次機能や新規物性を発現する材料の開発、更にはシリコン系材料との融合・複合化による既存半導体デバイスのさらなるの性能向上がのぞまれている。我々は自己組織化プロセスを利用した新しいナノ構造形成技術の開発とナノデバイスの構築を目指し研究を実施した。特に省エネルギー、高集積化、高速演算を可能にする次世代エレクトロニクスの有望な基幹材料として、電気双極子秩序(強誘電性)とスピン秩序(強磁性)を単一相の中で融合したマルチフェロイック物質の創製を行うとともに、シリコン系材料との融合による高次機能調和デバイスの開発を目指した。1つ目のアプローチとして、電荷整列型強誘電体の薄膜化を試みた。一つの結晶構造の中に複数の副格子構造を内包する、超格子構造を有する複合化合物は、伝導電子の空間閉じ込め効果や、その低次元性に起因する特異な電子・磁気・光機能を発現することが期待される。我々は特に、多層超構造を有し、多彩な物性を発現すると期待される六方晶鉄酸化物RFe2O4(R:希土類元素またはIn)に注目し、PLD法を用いることで従来成功していないかった薄膜化に成功した。2つ目のアプローチは、励起子の空間ゆらぎとプラズモン結合を用いた電子デバイスの研究である。表面プラズモンを活かした光電子デバイスは、半導体特性を凌駕する性質を示す。特に、光励起下で生成される量子井戸内の電子・正孔対(励起子)と、表面プラズモンとの動的共鳴の研究は、高機能な発光及び光電変換材料の創製に寄与する。本項目において、量子井戸内に形成された局在励起子の空間的不均一(揺らぎ)が表面プラズモンとの光結合に重要に寄与していることを見出した。これは、励起子の双極子振動と金属表面の自由電子振動の電磁気相互作用に基づくものである。本研究では、マルチフェロイック物質を基軸とした酸化物スピントロニクスの実現を目指し、スピネル型フェライトの室温強磁性半導体の物質探索および、それらを用いてのデバイス化を課題とした。具体的には、室温n型磁性半導体であるスピネルスピネル型フェライト薄膜においてRu置換による価数の制御および、p型磁性半導体の創製を目指して、Ti置換Fe_3O_4薄膜の成膜、磁気・電気特性の評価を行い、それらを用いて、完全強磁性pn接合ダイオードを製作した。絶縁体フェリ磁性のスピネルフェライト、CoFe_2O_4,NiFe_2O_4、絶縁体反強磁性であるスピネルフェライトZnFe_2O_4のB-siteをRuで置換したものを成膜を行い、その磁気・電気特性を評価した。いずれの薄膜も4d電子系Ruの置換によって、低抵抗化に成功した。4+のイオンで置換したことにより、電荷補償が起こり、Fe3+の一部をFe2+に変化させ、その間を電子が伝導したものと考えられる。CRFO薄膜については、室温における抵抗率は0.033(x=0.8)1.09(x=0.2)Ωcmであった。いずれの薄膜も室温で強磁性秩序を実現した。いずれの薄膜の電気伝導機構は、高温においては熱活性型のhopping、低温においてはキャリアが局在し、Variable range hoppingすることがわかった。ホール測定の結果、キャリアはn型であり、室温で異常ホール効果を示し、伝導電子のスピンが室温で偏極していることがわかった。Co_0.5Ru_0.5Fe_2O_4についてDV-Xα法によって、バンド計算を行ったところ、スピンの偏極率が82.5%と計算された。以上により、Ru置換スピネルフェライトは、高スピン偏極率かつ室温でキャリアがスピン偏極する、新たなスピントロニクス材料だと考えられる。

現在、Flash memoryに代表されるシリコン系不揮発性メモリに加えて、次世代のメモリとして、強誘電体分極や磁性体スピン、カルコゲン系相変化、あるいは抵抗変化を利用した各種メモリの研究が世界規模で活発に実施されている。これらのメモリはその原理、素子構造に起因した長所、短所を有している。本研究において、究極のメモリとして、酸化物磁性半導体(ZnO)をチャネル層に、マルチフェロ酸化物のガーネット型フェライトをゲート絶縁層としたヘテロ接合素子において、MOS-FETタイプのマルチフェロゲート型スピントランジスタ基礎技術を実現した。研究項目は1スピントロニクス、2不揮発性強誘電体メモリ、3マルチフェロイックス(強磁性強誘電体)の研究成果を統合することにより、従来の単一機能によるメモリを凌駕する、新しいメモリ(多値情報処理)を創製をめざした。さらに、従来の電子ビームリソグラフィ、露光技術に代表されるトップダウン技術と、自己組織化ナノ構造形成(ボトムアップ技術)の融合による極限構造制御により、電子デバイス分野で日本発の新しい技術の潮流源となる基礎技術を確立した。酸化物ヘテロ接合において、酸化物スピントロニクスのチャネル電流(電荷+スピン情報)を、強磁性強誘電体(マルチフェロ)ゲートで制御する事で、電界制御によるスピン差異運動を変調制御可能なCMOSトランジスタの優位点を活かした新タイプのデバイスのプロトタイプを作製した。これに加えて微細加工技術におけるボトムアップナノテクノロジーという新規軸を付与する。本成果は、高付加価値の多値情報処理型の超高密度メモリとして、日本初のオリジナルなリコンフィギュアラブルメモリ(不揮発メモリ機能を有し、適宜情報の書き換えが可能なメモリ)を可能とし、今後の半導体テクノロジーにおけるイノベーションと、その礎となる学理を構築するものと期待される。24年度が最終年度であるため、記入しない。
マルチエージェント型協調人工知能システムに関する研究

本研究の目標は,研究代表者のこれまでの問題解決支援システムに関する研究成果をふまえ『協調人工知能システム』構築に必要は手法・機能・機構などを明らかにしていくことであった。『協調人工知能システム』とは,複数の人工知能システムや人間ユーザがそれぞれエージェントとして振る舞い,システム全体としてマルチエージェントの協調により問題解決を行うシステムである.本研究では,まず第一にこれまでに構築した問題解決支援実験システムを改良してマルチエージェントシステムとして構築することについての検討を行った.システムをプレイヤーエージェント・ユーザインタフェースエージェント・タスク処理エージェント・診断制御エージェントの4つの独立したエージェントから構成することを提案した.これらのエージェントのうち,プレイヤー以外のエージェントはサブシステムとして複数の知識源からなる黒板システムによって構成されている.それぞれの黒板システムは独立したスケジューラを持ち,独立した振る舞いをする.また,システムのマルチエージェント化のひとつの方向として,メモ機能とエージェント機能を併せ持ったアクティブメモの機能について検討を行った.アクティブメモは思いついたことがらを記録しておくメモとしての機能と,以前の思いつきを効果的に利用するためのエージェント機能を併せ持った『動くメモ』であり,問題解決にあたってユーザの思考を整理・検討する手段である.マルチエージェントシステムおよびアクティブメモとも,本研究では基本概念を提案したにとどまっている.今後,実際のシステム構築によりこれらの有効性について検証することが課題として残されている.本研究の目標は,研究代表者のこれまでの問題解決支援システムに関する研究成果をふまえ『協調人工知能システム』構築に必要は手法・機能・機構などを明らかにしていくことであった。『協調人工知能システム』とは,複数の人工知能システムや人間ユーザがそれぞれエージェントとして振る舞い,システム全体としてマルチエージェントの協調により問題解決を行うシステムである.本研究では,まず第一にこれまでに構築した問題解決支援実験システムを改良してマルチエージェントシステムとして構築することについての検討を行った.システムをプレイヤーエージェント・ユーザインタフェースエージェント・タスク処理エージェント・診断制御エージェントの4つの独立したエージェントから構成することを提案した.これらのエージェントのうち,プレイヤー以外のエージェントはサブシステムとして複数の知識源からなる黒板システムによって構成されている.それぞれの黒板システムは独立したスケジューラを持ち,独立した振る舞いをする.また,システムのマルチエージェント化のひとつの方向として,メモ機能とエージェント機能を併せ持ったアクティブメモの機能について検討を行った.アクティブメモは思いついたことがらを記録しておくメモとしての機能と,以前の思いつきを効果的に利用するためのエージェント機能を併せ持った『動くメモ』であり,問題解決にあたってユーザの思考を整理・検討する手段である.マルチエージェントシステムおよびアクティブメモとも,本研究では基本概念を提案したにとどまっている.今後,実際のシステム構築によりこれらの有効性について検証することが課題として残されている.
日本の農村におけるアジア系外国人妻の生活過程と老親扶養問題

アジア系外国人妻が多く流入している東北農村、特に山形県最上地方を中心にして老親の家族介護問題やアジア系外国人妻の生活について調査研究を行ってきた。また、西南日本でも東北農村と同様の傾向がみられるのか、についてもその動向調査を試みた。結果については、以下の通りである。1.東北農村の外国人妻と老親扶養の問題は、いえ問題や後継者問題と絡んできわめて重要な課題となっている。2.今回、東北農村において調査したアジア系外国人妻の日本人の老親に対する精神的・経済的・身体的な扶養意識については、出身国別では、いずれの項目においても中国・フィリピン出身者が韓国出身者より高い傾向がみられた。3.東北農村の後継者世代との関係でみられる老親の介護は、日本人の後継者妻が介護しているケースがほとんどであり、外国人妻が家族介護の一員としてかかわっているケースは皆無に近かった。それは老親の世代が後期老年層より若干若いということとも関連しており、今後、数年後に生起してくる問題であることが判明した。したがって、今後は、その動向を見ることが重要であり、数年後にはアジア系外国人妻の介護調査が必要になってくるという認識になった。4.上記の認識にたったうえで、今回の調査の一部は、今後、農村におけるアジア系外国人妻の介護・扶養問題がどのように展開していくかという前提となる家族介護が、実際、家族の中でどのように営まれているのか、日本人を対象とした介護・扶養の問題をケーススタディとして把握することになった。5.東北農村の最上郡内での介護については、要介護高齢者が男性であれば、その妻が余程の健康を害していないかぎり、嫁(息子の妻)よりも優先して介護している姿がみうけられる。それは、直系家族であっても、従前とは異なってきており、家族内部では夫婦単位のつながりが強くなってきている査証である。また、こうした現象は、要介護高齢者が女性であった場合の夫の役割がそうでないのとは対照的であり、そこにジェンダーバイアスが大きく存在しているといえよう。6.一方、西南日本の農村における外国人妻と老親扶養の問題については、老親子が同居するという居住形態をとるケースがほとんどみられなかったことから、それほど大きな問題とはなっていなかった。今後は、アジア系外国人妻が介護するケースが現れるのを発見し、その分析をする必要がある。研究目的は西南日本の農村(主に過疎地域)に居住しているアジア系外国人妻を対象として、彼女らの農村への流入時から現在に至までの生活過程とその世帯の家計構造や老親との生活の共同・分離度及び老親扶養意識などについて大量調査とインテンシィヴな事例調査を行うことにしている。平成10年8月には、その量的把握の予備調査として、愛媛県松山市の県庁を訪問し、愛媛県内の各市町村に居住している外国人妻の状況をヒヤリングした。その結果、各市町村に相当数の外国人妻のいることが明らかになった。そのため、量的調査については、当初、予定していた愛媛、徳島、高知(四国三県)の山間過疎地域、島根県(山陰)の山間過疎地域及び宮崎、鹿児島県の山間過疎地域に限定していた市町村から四国各県の市町村、九州各県の市町村及び島根県の各市町村へ大幅に拡大することにした。

その大量調査(郵送調査)は平成11年2月に行った。発送市町村は、島根県59、香川県43、愛媛県70、高知県53、徳島県50、佐賀県49、長崎県79、大分県58、、福岡県76、熊本県95、宮崎県44、鹿児島県96の合計772市町村、回収数は497市町村、回収率は64.4%である。現在、回収したケースを入力中であるが、韓国、中国、フィリピンなどアジアの主な国々はもちろん、ブラジル、ペルー、コロンビア、エクアドル、インドネシア、タイ、マレーシアなど10数カ国から来日し、生活しており、農村の国際化が一段と進んでいることが明らかとなった。この調査は、今後のケーススタディのスクリーニング調査でもあるが、その一方では、平成11年3月に地域社会へのコミットメントや老親扶養意識などについて(大量調査の予備調査として)、韓国人、フィリピン人、中国人の外国人妻を対象とし、直接ヒヤリング調査をすることができた。本調査研究は、西南日本の地域で生活するアジア系外国人妻と彼女らが抱える生活問題を把握し、そのうえで福祉サービスを含めた生活への対応策がどのようになされているかを検討するために以下のような調査研究を行った。そのひとつは、四国、九州の全県及び山陰(島根県のみ)の772市町村に対し、外国人女性の有無、出身国名等についてハガキによる郵送調査を行った。ふたつめは、郵送調査を行った市町村の中から面接調査が可能となったアジア系外国人妻の生活史、現在の生活状況を中心としたケーススタディを行った。その結果、出身国別では、フィリッピン、韓国、中国の3ヶ国が滞在者全体の過半数を占めていたが、他にはブラジル等54ヶ国の外国人妻が生活していることも判明した。結婚に至る流入のプロセスとしては、「興行ビザ」「仲介・斡旋業」「行政による斡旋」「同胞友人による呼び寄せ」などが考えられたが、4つのなかでは「興行ビザ」と「仲介・斡旋業」による入国が多く、その後、結婚に至るケースが多かった。また、ケーススタディを行った結果、アジア系外国人妻の生活の問題点としては、「ことばの問題」及び「異文化による家族や地域での摩擦」などが多かった。一方、外国人同志のネットワークがない、NPOが存在していないという地域社会の条件も明らかになった。その結果、アジア系外国人妻を中心とした外国人女性が限られたサービスのなかで生活していくためには、コミュニティの住民が異文化に対する理解を深め、共存していくことが何よりも重要であることがあらためて確認された。また、アジア系外国人妻等がエンパワーメントするには、ソーシャルワーカーが彼女らの生活をさまざまな局面において側面的に援助することが重要であることも明らかになった。本年度は、西南日本におけるアジア系外国人妻の生活史、現在の生活状況と老親扶養等を中心とした事項について詳細なケーススタディを考えていた。ところが、農村地域の市町村では、個人情報の保護条例により、研究対象となるアジア系外国人妻の住所.氏名を一切明らかにしなくなっている。そのため、西南日本の農村におけるこの種の調査は、きわめて困難であったが、インターネットを活用し、岡山県矢掛町のM夫妻(妻は中国人)及び美星町のA夫妻(妻は中国人)に面接することができ、その2ケースを分析検討することができた。
水素結合型強誘電体の誘電分散に見られる重水素置換効果

本研究では、水素結合型強誘電体の代表である燐酸二水素カリ(KDP)の相転移機構を調べるため、同物質及び相転移に重要な働きをする同物質中の水素を重水素化した燐酸二水素カリ(DKDP)を作成し、これらに誘電分散の実験を行った。その際、誘電分散の測定法に改善を図り、マイクロ波ネットワークアナライザー(HP)を用い、35MHz27GHzの広い周波数範囲にわたって連続的に誘電率測定の出来るシステムを開発した。このシステムによる測定から次の新しい知見を得た。1.KDPの相転移点付近での分散は一種類のデバイ型分散であり、臨界緩和の現象を示す。データの解析から、転移点での緩和周波数は24GHzである。2.DKDPについてもKDP同様の分散が観測され、転移点での緩和周波数は、2.9GHzである。3.平均場近似に基づくイジングモデルを使ったデータの解析からKDPとDKDPに対する素過程の緩和時間は、それぞれ、10の^<-13>秒と10^<-12>秒であり、これからポテンシャル障壁の高さは、それぞれ、0と1.26kT_Cと見積もられる。4.以上の結果からKDP,DKDP共に秩序-無秩序型であるが、KDPの素過程については、単純なレートプロセスが使えず、このため、KDPについてはプロトンのトンネリング機構を考慮したモデルでの検討が必要と判断される。研究計画調書に述べた研究計画・方法に従い研究を行い、下記の結果を得た。1 KH_2PO_4(KDPと略称)の単結晶を作成した。なお重水素化したKDP単結晶は現在作成中である。2ネットワークアナライザー(HP-8510B)を用いて45MHz20GHzの高周波数範囲に亘って複素誘電率が測定できるシステムを完成した。現在、このシステムを用いてKDPの複素誘電率の予備的測定を行なっている。相転移点付近での誘電率が極めて大きくなるため(1000程度)、測定には十分注意を要するが、測定試料の直径を1mm以下にすることにより測定は可能と判断している。3測定温度領域が100K室温であり、特に相転移点近傍では、温度に敏感な誘電率を測定するため精密な温度制御装置を必要とする。そこでPID制御装置を用い、0.1度の精度で温度制御するシステムを製作した。4 KDPについて同軸線法と透過法を用い、1GHz,9GHz,24GHzと35GHzでの複素誘電率はすでに測定が完了しており、その結果からKDPの相転移点付近での分散は、一種類であり、Debye型の単分散であることが分かった。この結果は第8回強誘電体国際会議(平成5年8月、Gaithersburg USA)で発表した。平成5年度の研究は、燐酸2水素カリ(KDP)を作成し、これに誘電分散の実験を行い、キユリ-点近傍でデバイ型の分散と臨界緩和の現象を観測した。これから、KDPの相転移には、単一の緩和型分散が関与していることが明らかとなった。これにつながる研究として、平成6年度は、KDPの相転移に重要な関わりをもつ重水素置換効果が誘電分散に及ぼす影響を調べるためKDPの水素を重水素に置換した結晶(DKDP)を作成し、これに誘電分散の実験を行った。その際、誘電スペクトルの測定法に改善を計り、マイクロ波ネットワークアナラザ-(HP)を用い35MHz27GHzの幅広い周波数範囲にわたって連続的に誘電率が測定できるシステムを開発した。これに匹敵する誘電分散測定システムは日本では、静岡理工科大の出口研のみであり、世界的にもあまり例がない。DKDPに対する測定から次の点が明らかになった。1)一種類のデバイ型の分散と臨界緩和の現象が観測され、転移点での緩和周波数は、2.9GHzであった。2)平均場近似を用いたメソン流の取り扱いによるモデルで解析を行った結果、素過程の緩和時間は、10^<-11>secとなり、アイリングの反応速度論の式でよく説明できた。

この時のポテンシャル障壁の高さは、1.26kTcであった。3)上記1と2の事実から、DKDPの相転移に関係するモードは、一種類緩和型モードのみであり、この物質は、秩序-無秩序型に分類されるとの結論を得た。
巨大サルコメアの新しい弾性構造

無脊椎動物であるザリガニのはさみ筋には,静止長9.3μmにおよぶ巨大サルコメアが存在する。そこには脊椎動物(静止長約2.4μm)のコネクチン(分子量300万)と同様な機能を持つタンパク質(3000K)が存在し、その弾性でthick filamentをサルコメアの中央に位置させている。しかし,なぜ300万という同じ分子量で,脊椎動物の4倍もの長さのサルコメアを維持できるのか,という疑問が生じる。本研究では,ザリガニはさみ筋の3000Kについて,一次構造の脊椎動物との違いから,問題解決を試みた。まず,ザリガニはさみ筋3000KのcDNAクローニングを行い,45kb,約15,000個のアミノ酸配列を決定した。その結果,コネクチンと共通のモチーフ(IgとFn3 domain)も存在したが,その割合は20%と低く(コネクチンは90%以上),そのほとんどがunique regionと新規のくり返し配列,及び2つのPEVK element(弾性機能に深く関わると考えられており,コネクチンでは1つ)で構成され,コネクチンとは一次構造がかなり異なっていた。68アミノ酸で構成される領域の一部を融合タンパク質として発現させ,円偏光二色性を測定し,二次構造を予測した結果,Ig domainと同じくβ-sheetを多く含んでいた。また蛍光抗体法を用いた実験から、C末端はM線付近ではなく,AIjunction付近に局在している可能性が高くなった。以上のように,弾性に関与していると考えられているPEVK elementが2カ所あることと,新規のくり返し配列が存在すること,さらに,C末端がAIjunction付近迄しか局在していないことが,脊椎動物の4倍もの長さを担う事が出来る要因ではないかと考えている。骨格筋の収縮ユニットであるサルコメア、脊椎動物の場合,静止長は約2.4μm,伸びた時の長さは3.6μmになる.そこには分子量300万の弾性タンパク質「コネクチン」が存在し,収縮と弛緩を繰り返しても,その弾性で両側から支えて整然とした構造を維持させている.ところが,無脊椎動物であるザリガニのハサミ筋には,静止長が10μm,伸びると14μmにおよぶ巨大サルコメアが存在する.そこには脊椎動物と同じサイズの300万タンパク質が存在し,その弾性を担っている.なぜ同じ分子量(300万)で,4倍もの長さのサルコメアを担うことができるのか?について,一次構造を解析することで明らかにしようとしている.まず,ザリガニハサミ筋のcDNAライブラリーを作製し,抗体スクリーニングにより7kbのcDNA配列を決定した.その後,3′walkingにより新たに5kbを,5′walkingにより7.6kbを決め,予想される全長の約1/4,C末端から約20KbのcDNA配列を明らかにした.この配列は,一部を組換えタンパク質として作製し,それを抗原としてウサギに免疫して作らせた抗体でイムノブロットをおこなうことで,300万タンパク質をコードするものであることを確認した.この配列から予想される一次構造を解析の結果,脊椎動物骨格筋で弾性に関与している「コネクチン」と共通のモチーフであるイムノグ口ブリン様ドメイン,ファイプロネクチン様ドメイン,PEVK elementが存在していた.また,データベースで検索の結果,何ともホモロジーがない,全く新しい繰り返しのアミノ酸配列も持っていることが明らかになった.現在,この新しい繰り返し配列のCDスペクトルを測定するための組換えタンパク質を作製している最中である.無脊椎動物であるザリガニのハサミ筋には,静止長が10μm,伸びると14μmにおよぶ巨大サルコメアが存在する.そこには脊椎動物の弾性タンパク質「コネクチン」と同じサイズの300万タンパク質が存在し,弾性を担っている.

なぜ300万という同じ分子量で,4倍もの長さのサルコメアを担うことができるのか,について明らかにしようとしている.10年度決定した20kbのcDNA配列をもとに,3'と5'の両方向へのwalkingによりC末端を含む20kbを新たに決め,予想される全長の約1/2,C末端から40kbのcDNA配列を明らかにした.この配列のうち,2カ所の組換えタンパク質を抗原として抗体を作製し,蛍光抗体法で調べた結果,脊椎動物横紋筋と同様に,5'側がZ線側で,3'側がM線側であった.また,脊椎動物横紋筋では1カ所しかない,伸び縮みに関与しているPEVK elementが2カ所存在していた.これは今後のwalkingによりもっと増える可能性がある.さらに,何ともホモロジーがない,全く新しい68アミノ酸の繰り返し配列が存在したが,この部分の組換えタンパク質を作製してCDスペクトルを測定し,2次構造を予測したところ,ほぼβ構造であった.サルコメア内での伸長性を測定するため,各部位の抗体を現在作成中であるが,今のところ,PEVK elementが2カ所以上あることと,新しい68アミノ酸の繰り返し配列が存在することが,脊椎動物横紋筋の4倍もの長さのサルコメアを担うことができる要因ではないかと考えている.無脊椎動物であるザリガニのはさみ筋には,静止長が9.3μmにおよぶ巨大サルコメアが存在する。そこには脊椎動物(静止長約2.4μm)に存在するコネクチン(分子量300万)と同様な機能を持つタンパク質(3000K)が存在し、その弾性でthick filamentをサルコメアの中央に位置させていると考えられている。なぜ300万という同じ分子量で,脊椎動物の4倍もの長さのサルコメアを維持できるのか?本研究では,ザリガニはさみ筋の3000Kについて,その一次構造の違いから,疑問を明らかにしようとしている。11年度までに決定した配列をもとに,さらに5′方向へのwalking(C末端は11年度決定済み)を行った。その結果,配列の途中からケッチンと名づけられてれている別なタンパク質(分子量54万)と非常に高い相同性を持つことがわかった。ケッチンがザリガニはさみ筋3000Kのアイソフォームなのかどうか,を明らかにするため,異なった位置に対するプローブを作成してNorthern blotを試みているが,そのサイズが巨大(50kb以上)なため,はっきりした結論は得られていない。一方,68アミノ酸のくり返し部分に対して作成した抗体を用いた蛍光抗体法により,ザリガニ3000KのC末端はM線付近ではなく,AIjunction付近に局在している可能性が高い。また蛍光抗体法を用いた実験から、I帯全域に伸長性が認められ,3000Kが脊椎動物コネクチンとは異なる弾性要素も持つことが明らかになった。
地域の文化財を活用した鑑賞教材の開発-縄文文化と棟方志功をめぐって-

本研究は、『平成10年度版学習指導要領』で鑑賞領域において改善された、文化財の積極的な活用について推進するべく、青森県を事例として具体的な鑑賞教材を開発したものである。本県の文化財として、グローバル性が高く評価されている棟方志功芸術と縄文文化に着目した。昨年度は教材開発のための題材化の検討に時間を割いた。そして考案・設定した教材を第一段階として主に大学生を対象として試行的に実施している。本年度は第二段階として、それらの実験授業とその理論的反省を踏まえて、小・中学生を対象に実践を試みた。中学生の認識と感情における理解力を前提とした講話内容の勘案と決定、作品の提示法、授業過程としての「導入」、「展開」、「まとめ」の時間配分法、理解上のつまづきとそれを克服すべき助言のあり方など、本教材の指導法上の工夫をする。また、小学校6年生を対象に授業実践をし、中学生を対象とした鑑賞教材とは異なる視点で、新たに教材開発をした。さらに教材の汎用性を図るためにも他県の中学校でも研究授業を試みる。そこでは、1年3年の全学年を対象に、5教材を考案し、新たに岡本太郎を対比的に扱う異なる視点からのアプローチにも取り組んだ。すなわち県内の中学校3年を対象に2教材、小学校6年に3教材、さらに他県での中学校で5教材を考案・設定し、実践的にその有効性を検証したことになる。加えて青森県の3市に着目し、美術館・博物館の教育普及の実態を調査した結果についてまとめた。こうした研究経緯の中で、改めて問題になったのが、「教材化」の意味についてである。これまで「教材」と一括りに使用されてきた言葉の意味内容が分節化される必要性を生じ、最後にその中身を改めて検討し直し明瞭にした。本年度は、地域の文化財を活用した鑑賞教材を2教材考案し、方法論を設定しながら、実際に授業実践をすることで、鑑賞内容と方法論の有効性を検証した。教員を目指す大学生(弘前大学教育学部)や、弘前大学附属中学校3年生に授業をし、中学生を対象とする鑑賞教材として有効であることに一定の知見が得られた。さらに弘前市内の現職小学校教員50名に対しても実施し、小学生を対象とする前の予備的考察を行っている。これらの検証結果については、今年度は大学美術教育学会や美術科教育学会での口頭発表で、また東北芸術文化学会では口頭発表と学会誌に研究発表した。今後は小学生向けの教材を開発する予定である。そのためには一層、題材名を明確にし、単純化することにより作品を絞り込み、児童の興味を惹く形での方法論を改めて検討しながら、授業実践をして検証していくつもりである。一方、青森県内の棟方志功記念館や郷土館、三内丸山遺跡、弘前市立博物館、青森県立美術館(平成18年7月開館予定)はもとより、日本全国にある研究課題に関連の博物館、美術館を訪れ、資料収集をした。棟方志功に関する主要な美術館としては、棟方板画美術館(鎌倉市)、大原美術館(倉敷市)、福島県立美術館(岡本太郎展)。縄文文化に関する博物館としては、京都国立博物館、山形県立博物館、国立歴史民俗博物館(佐倉市)、国立科学博物館、東京国立博物館、東北歴史博物館(多賀城市)、岩手県立博物館、地底の森ミュージアム(仙台市)である。これらの調査と資料をもとに、さらに教材開発を試行していく予定である。

そして考案・設定した教材を第一段階として主に大学生を対象として試行的に実施している。本年度は第二段階として、それらの実験授業とその理論的反省を踏まえて、小・中学生を対象に実践を試みた。中学生の認識と感情における理解力を前提とした講話内容の勘案と決定、作品の提示法、授業過程としての「導入」、「展開」、「まとめ」の時間配分法、理解上のつまづきとそれを克服すべき助言のあり方なと、本教材の指導法上の工夫をする。また、小学校6年生を対象に授業実践をし、中学生を対象とした鑑賞教材とは異なる視点て、新たに教材開発をした。さらに教材の汎用性を図るためにも他県の中学校でも研究授業を試みる。そこでは、1年3年の全学年を対象に、5教材を考案し、新たに岡本太郎を対比的に扱う異なる視点からのアプローチにも取り組んだ。すなわち県内の中学校3年を対象に2教材、小学校6年に3教材、さらに他県での中学校で5教材を考案・設定し、実践的にその有効性を検証したことになる。加えて青森県の3市に着目し、美術館・博物館の教育普及の実態を調査した結果についてまとめた。こうした研究経緯の中て、改めて問題になったのが、「教材化」の意味についてである。これまで「教材」と一括りに使用されてきた言葉の意味内容が分節化される必要性を生じ、最後にその中身を改めて検討し直し明瞭にした。
希土類錯体から構成される超分子の合成と光機能創出

希土類錯体は色純度の高い赤色発光を示すことから、発光材料として注目を集めている。超分子型の相互作用を利用することで発光性希土類錯体の機能向上・機能拡張を検討した。(1)トリフェニレンを導入した単核Eu錯体:2017年度合成したトリフェニレン骨格を導入したホスフィンオキシドが2つ配位、ヘキサフルオロアセチルアセトナトが3つ配位した単核Eu錯体の単結晶X線構造解析に成功した。その結果、錯体内の配位子間においてC-F、π-π相互作用が働いていることがわかった。また、この相互作用により錯体内で剛直な構造を形成し、優れた機能(高輝度発光、高熱耐久性)を示すことが明らかとなった。(2)トリフェニレンを導入した二核希土類錯体:トリフェニレン骨格を導入した二座ホスフィンオキシド配位子、およびそれを配位させた二核Eu錯体を合成した。X線構造解析の結果、錯体内の配位子間においてC-F、π-π相互作用が働いていることがわかった。この二核Eu錯体は固体状態において超分子型相互作用に基づき単核Eu錯体より高い発光量子効率および熱耐久性を示すことが明らかとなった。さらに、これらの配位子を用いてEu-Tb二核錯体を合成した。優れた機能を維持したまま、温度に依存して発光色が変化する機能を付与することに成功した。(3)コロネン骨格を導入した二核Eu錯体:コロネン骨格を導入した二核Eu錯体の合成を検討した。トリフェニレン骨格を導入したEu錯体と同様に錯体内の配位子間においてC-F、π-π相互作用が働いており、この有機配位子は長寿命励起状態を示すことが明らかとなった。このEu錯体は長寿命励起状態を示す光増感剤に基づき青色光励起において高い発光輝度を示すことが明らかとなった。キラルな分子が配位した希土類イオンの発光は他分子では達成できない高い円偏光発光(CPL)特性を示すことが知られている。このような高いCPL特性を示す分子は高輝度液晶ディスプレイ用偏光光源やセキュリティ分野への応用が期待されている。しかし、キラル配位子の合成においてキラル試薬を用いない手法(低環境負荷・低コスト)をとることが困難であった。そこで本研究では、アキラルな希土類錯体から構成され、高いCPL特性を示すキラルな超分子の合成法を検討した。1.超分子のユニットとして適したアキラルな希土類錯体の設計・合成・光物性評価を行った。アキラルな配位子の設計はフラグメント分子軌道法と密度反関数法を併用して行った。その設計に基づき、トリフェニレン骨格を導入したホスフィンオキシド配位子、およびそれを配位させたEu錯体を合成した。ホスフィンオキシド配位子はブロモトリフェニレンとクロロジフェニルホスフィンを原料に用いて合成した。合成した配位子とヘキサフルオロアセチルアセトンが3つ配位したEu錯体について錯形成反応を行った。得られたEu錯体の吸収特性を吸収スペクトル、発光特性を発光スペクトル、励起スペクトル、発光量子収率測定、発光寿命測定により評価した。その結果、このEu錯体は高い光吸収能力と高い発光量子収率に基づき高輝度発光を示することが明らかとなった。また、それらが集積した粉体状態において300°Cを超える高い熱分解温度を示すこともわかった。2.希土類錯体のCPL特性は希土類金属の5d軌道とキラルな配位子のπ(またはσ)軌道の重なりに影響を受けると考えられる。その電子構造の情報を含む4f-5d遷移のエネルギー準位を磁気円偏光二色性スペクトル測定を用いることで評価できることが明らかとなった。平成29年度は超分子のユニットとして適したアキラルな希土類錯体の設計・合成・光物性評価を行った。Eu錯体の強発光化のためにはEuイオンの発光準位より高い励起三重項準位を有する有機配位子の導入が必要不可欠となる。また超分子を形成させるためには大きなπ共役分子が必要であるため、本研究ではπ共役拡張時に励起三重項準位が維持できる設計を行い、それに基づき新規Eu錯体を合成した。そのEu錯体はπ共役拡張により光吸収能力が向上したことで、従来よりも強い発光を示した。また、この錯体が集積した状態(粉体)でも強発光特性を維持していた。そのため、このEu錯体を利用することで高輝度発光を示す超分子が合成できると期待できる。以上からおおむね順調に研究が進展している。(2)トリフェニレンを導入した二核

希土類錯体:トリフェニレン骨格を導入した二座ホスフィンオキシド配位子、およびそれを配位させた二核Eu錯体を合成した。X線構造解析の結果、錯体内の配位子間においてC-F、π-π相互作用が働いていることがわかった。この二核Eu錯体は固体状態において超分子型相互作用に基づき単核Eu錯体より高い発光量子効率および熱耐久性を示すことが明らかとなった。さらに、これらの配位子を用いてEu-Tb二核錯体を合成した。優れた機能を維持したまま、温度に依存して発光色が変化する機能を付与することに成功した。(3)コロネン骨格を導入した二核Eu錯体:コロネン骨格を導入した二核Eu錯体の合成を検討した。トリフェニレン骨格を導入したEu錯体と同様に錯体内の配位子間においてC-F、π-π相互作用が働いており、この有機配位子は長寿命励起状態を示すことが明らかとなった。このEu錯体は長寿命励起状態を示す光増感剤に基づき青色光励起において高い発光輝度を示すことが明らかとなった。平成30年度は平成29年度に合成した希土類錯体を流体運動を利用することでキラルな超分子合成を検討する。種々の流体運動の条件(濃度、回転方法・速度、容器等)で合成した超分子のCD・CPL測定を行い、最もキラル光学特性が大きくなるEu錯体超分子の合成法を明らかとする。また得られた超分子の電子吸収、発光、励起スペクトル、時間分解発光・発光量子収率測定を行う。Eu錯体とそれにより構成されたEu超分子の光物性を比較することで、有機配位子間ではたらく相互作用がEu錯体の発光に与える影響について明らかとする。さらに合成した超分子のX線構造解析を検討する。それが困難である場合は、DFT計算により安定構造を探索し、その構造を基に分光データを解析していく。
プロテオリンス制御機能を持った複合高分子材料の設計

生体機能材料を医用材料として生体に埋め込み,または,生体液と接触させると,生体側のプロテアーゼの消化作用にさらされて,材料側の蛋白質・ペプチドが分解してしまう可能性が考えられる.このようなプロテオリンスを制御する複合高分子材料を設計・製作することがこの研究の目的である.生体内プロテアーゼのうち,血管内プロテアーゼは血栓形成またはフィブリン溶解現象に関わるものが主であり,これらはまた別途に検討されるべきものとして,ここでは,従来研究の少なかった細胞内プロテアーゼの消化作用に対抗する制御系を備えた材料の開発に注目して研究を進め,次の成果を得た.(1)細胞Ca^<2+>プロテアーゼ(カルパイン)の制御因子(カルパスタチン)の構造解析CDNAクローニングとそのスクレオチド配列の決定により,ブタ・カルパスタチンの蛋白質一次構造を明らかにした.その結果,カルパスタチンは713個のアミノ酸よりなる分子で, 1分子の中に,高い相同性を持った約140アミノ酸残基から成る4回繰り返しドメイン構造が存在することが知られた.さらに当該CDNAを組み込んだプラスミドを用い,これらのドメイン蛋白質を大腸菌に発現させた結果,各ドメインはそれぞれ単独でカルパイン阻害活性を有することが知られた.(2)カルパスタチンの活性断片カルパスタチンの単独ドメインをさらに低分子化して活性断片を作成することに成功した.ドメインの中央部分,約50アミノ酸残基よりなるペプチドに阻害活性があるので,これを用いた複合高分子材料の作製に向って研究を進めつつある.生体機能材料を医用材料として生体に埋め込み,または,生体液と接触させると,生体側のプロテアーゼの消化作用にさらされて,材料側の蛋白質・ペプチドが分解してしまう可能性が考えられる.このようなプロテオリンスを制御する複合高分子材料を設計・製作することがこの研究の目的である.生体内プロテアーゼのうち,血管内プロテアーゼは血栓形成またはフィブリン溶解現象に関わるものが主であり,これらはまた別途に検討されるべきものとして,ここでは,従来研究の少なかった細胞内プロテアーゼの消化作用に対抗する制御系を備えた材料の開発に注目して研究を進め,次の成果を得た.(1)細胞Ca^<2+>プロテアーゼ(カルパイン)の制御因子(カルパスタチン)の構造解析CDNAクローニングとそのスクレオチド配列の決定により,ブタ・カルパスタチンの蛋白質一次構造を明らかにした.その結果,カルパスタチンは713個のアミノ酸よりなる分子で, 1分子の中に,高い相同性を持った約140アミノ酸残基から成る4回繰り返しドメイン構造が存在することが知られた.さらに当該CDNAを組み込んだプラスミドを用い,これらのドメイン蛋白質を大腸菌に発現させた結果,各ドメインはそれぞれ単独でカルパイン阻害活性を有することが知られた.(2)カルパスタチンの活性断片カルパスタチンの単独ドメインをさらに低分子化して活性断片を作成することに成功した.ドメインの中央部分,約50アミノ酸残基よりなるペプチドに阻害活性があるので,これを用いた複合高分子材料の作製に向って研究を進めつつある.
半潜水式超大型浮体の設計法の確立に関する研究

半潜水式超大型浮体について、これまで行われてきた研究成果を総合して、初期設計法の確立を目指したものである。まず、対象を日本沿海に設置される海上空港に絞り込み、浮体の設置される海域の環境条件に検討を加え、安全性検討に用いる暴風時環境条件、年間稼働率98%を達成するための機能性検討のための環境条件を求めた。さらに、離島空港ジェット化のために用いられることを想定して、機能上要求される主要寸法を決定し、浮体の試設計を実施した。ついで、実機の弾性力学的相似模型を用いた水槽実験を行い、浮体の応答特性を明らかにするとともに、設計法検討に用いる波浪中弾性応答解析プログラムVODACの検証を行い、精度と妥当性を確認した。その上で、半潜水式超大型浮体の波浪中挙動に関して、全体挙動を表現する簡易な数学モデルとして弾性基礎上の梁モデルを採用し、実験結果と比較して応答特性を十分表現できることを確認するとともに、このモデルによって求められる浮体応答が実際の浮体に生じる応答の上限値を代表していることを示した。さらに、このモデルから応答を支配するパラメータを設計パラメータとして抽出した。以上の検討結果を用いて、同調を回避するよう周波数応答関数の形状に制限を加える条件の下で、重量を最小とし、かつ浮体に生じる応答を許容値範囲内に収める最適化設計法を考案し、実際の最適化を通じて有効性を確認した。さらに、半潜水式超大型浮体に作用する主要な荷重の一つである風荷重について、この形式では風抗力がかなり大きな割合いを占め、係留系設計上重要であることが試設計から判明した。そこで、この点に注目して、浮体のデッキ、カラム群に作用する風抗力について、臨界レイノルズ数領域における風洞実験を行い、抗力の多段遷移など興味深い特性を明らかにし、抗力算定のための基礎的なデータを求めた。半潜水式超大型浮体の波浪中挙動に関して、全体挙動を表現する簡易モデルを拡張して、細長な形式の浮体についても応答特性を評価できるモデルを構築した。このモデルでは縦曲げ応答に加え、水平曲げ、ネジリを評価することが可能であり、このモデルを用いて細長な半潜水式超大型浮体の全体挙動の特徴を明らかにすることができた。半潜水式超大型浮体は細長な場合に水平曲げ応答が顕著となることが明らかになった。さらに、半潜水式超大型浮体に作用する主要な荷重の一つである風荷重については、これまであまり検討の行われてこなかった揚力に注目して検討を行った。運輸省船舶技術研究所の変動風水洞に半潜水式超大型浮体の模型を設置し、波と風の作用する中で超大型浮体に作用する揚力の計測を行った。風条件と波条件をパラメトリックに変えて実験を実施し、得られた結果を整理して複雑な揚力特性を表現できる簡便な風荷重モデルの構築を試みた。また、超大型浮体は一般的に、浮体本体と係留装置、必要に応じて防波堤から構成される複合システムである。個々の構造物を集合して構成される超大型浮体がシステムとして達成すべき安全目標について検討を行った。まず、日本における種々の活動の安全性の変遷、これらに基づくFAR(Fatal Accidental Rate)の評価を行い、さらに、これまでに各種構造物について提案された許容破壊確率に関する提案式の評価、考慮すべき定性的内容について検討を行い、半潜水式超大型浮体が有すべき安全性について考察を行った。まず、離島空港ジェット化のために用いられることを想定して、機能上要求される主要寸法を決定し対象となる浮体を決定した。

さらに、浮体の置かれる環境条件に検討を加え、安全性検討に用いる暴風時環境条件、年間稼働率98%を達成するための機能性検討環境条件を求めた。ついで、実機の弾性力学的相似模型を用いた水槽実験を行い、浮体の応答特性を明らかにするとともに、設計法検討に用いる浮体の波浪中弾性応答解析プログラムVODACの検証を行い、精度と妥当性を確認した。その上で、半潜水式超大型浮体の波浪中挙動に関して、全体挙動を表現する簡易モデルとして弾性基礎上の梁モデル化を用い、実験結果と比較して応答特性を表現できることを示し、応答を支配するパラメータを明らかにした。また、このモデルによって求められる浮体応答が実際の応答の上限値を代表していることを示した。以上の検討結果を用いて、同調を回避するよう浮体の周波数応答関数の形状に制限を加える条件の下で、重量を最小とし、かつ浮体に生じる応力を許容値範囲内におさめる設計法を考案し、実際の最適化を通じて有効性を確認した。さらに、半潜水式超大型浮体に作用する主要な荷重の一つである風荷重については、これまであまり検討の行われてこなかった風抗力が、この形式ではかなり大きな割合いを占め、係留系設計上重要であることが試計算から判明した。そこで、浮体のデッキ、カラム群に作用する抗力について、臨界レイノルズ数領域の臨界条件における風洞実験を行い、抗力の多段遷移など興味深い特性を明らかにし、抗力算定のための基礎的なデータを作成した。
ＭｉｃｒｏＲＮＡによる神経幹細胞のグリア分化能の制御と進化

神経幹細胞は発生過程においてニューロンへのみ分化する初期型神経幹細胞から、グリアへの分化能を持つ後期型神経幹細胞へと性質を変化させる。そこで申請者は神経幹細胞のグリア分化能を規定しうる遺伝子ネットワークを同定し、初期型神経幹細胞においてグリア分化が誘導されず後期型神経幹細胞でのみ誘導される制御機構を明らかにすることを目的とし、スクリーニングを行った結果、初期型神経幹細胞特異的に発現しており、アストロサイトへの分化抑制効果を持つmicroRNAを複数同定した。中でも強力な表現型を示したmiR-153に着目して研究を推進し、標的因子としてNFIAおよびNFIBを同定した。また、ヒト多能性幹細胞由来のNSCsをヒト発生学に応用するための培養系の開発も行っている。26年度が最終年度であるため、記入しない。哺乳類神経幹細胞は発生過程においてニューロンへのみ分化する初期型神経幹細胞から、グリアへの分化能を持つ後期型神経幹細胞へと性質を変化させる。我々はこれまでにグリア分化抑制効果を示す初期型神経幹細胞特異的なmicroRNAを同定している。同定したmicroRNAの発生期における発現を明らかにするため、特異性の高いlocked nucleicacidプローブを用いたin situ hybridizationおよびqRT-PCRによって、大脳皮質神経幹細胞において同定したmicroRNAの神経発生初期特異的な発現が認められた。microRNAの機能をin vivoで解析するために、レンチウイルスベクター用いてマウス胎仔脳にmicroRNAを導入し解析を行った。その結果、生後14日においてmicro脳A強制発現細胞はin vivoグリアに分化する細胞の割合が減少し、ニューロンへ分化する細胞数が増加していた。しかしながら、電気穿孔法によってmicroRNAをマウス胎仔脳に導入し48時間後に解析を行ったところ、神経新生マーカーであるTbr2陽性細胞の割合はほとんど変化していなかった。このことから生後のニューロン数の増加はニューロン産生期間が延長したことに起因すると考えられた。また、マイクロアレイによるmicroRNA強制発現神経幹細胞の遺伝子プロファイルの解析から2つの転写因子を標的候補遺伝子として同定した。microlRNAを発現させた胎仔脳において標的候補遺伝子の免疫染色を行ったところ、microRNAが導入された細胞では標的候補遺伝子の発現が減少していることが示された。microRNA標的候補因子群の3'UTRに存在するmicroRNA結合予測部位に変異を入れたものと野生型のものをそれぞれルシフェラーゼ遺伝子に結合させ、レポーターアッセイを行ったところmicroRNA標的配列依存的な抑制効果が認められた。さらに、microRAによるグリア分化抑制効果を標的因子の強制発現によってレスキューできることを見出した。これらの結果から神経幹細胞の分化ポテンシャルの変化にはmicroRNAと転写因子による協調的な作用があることが示された。生体内における発現パターンおよび機能解析からmicroRNAがグリア分化を抑制しているしているという結果を得ることができた。またmicroRNAによるグリア分化抑制効果をレスキュー可能な標的因子を同定することができた。ヒト神経幹細胞は培養環境下では分化ポテンシャルは変化しにくく、領域は変化してしまうという現象が見られることが最近分かってきた。それゆえ通常の培養法を用いてヒトの神経幹細胞を「発生期特異的」、また領域は「大脳皮質」のものを用意するのは難しい。そこで最近報告された大脳皮質オルガノイド(Kadoshima et al, 2013, PNAS)の系を立ち上げ、オルガノイド由来ヒト神経幹細胞が時期依存的にどのような分化ポテンシャルを有しているかの検討およびヒトとマウスのNSCsにおける遺伝子制御機構の比較解析を行う。
ペンドリン変異に対する機能解析に基づいた遺伝子型表現型相関の解明と薬剤開発

ペンドリンをコードする遺伝子(SLC26A4)において、実際に難聴患者より同定されたバリアントがどのように転写・翻訳およびイオン輸送機能へ影響を及ぼすかについての検討を行っている。平成30年度はおもにバリアントが転写・翻訳へ及ぼす影響を、pET01ベクターを用いてスプライシングに注目して検討を行った。具体的にはエクソン2からエクソン18までの野生型エクソンとその前後のイントロンを含むベクターおよび難聴患者より同定された33種のバリアントを導入したエクソンとその前後のイントロンを含むベクターを作成し、野生型エクソンを導入したヒト由来培養細胞(HEK293T細胞)において発現するmRNAとバリアントを含むベクターを導入した培養細胞において発現するmRNAを抽出し、DNAへの逆転写およびPCRにて増幅を行い、その長さを比較するとともに産物のシーケンスを読むことで実際の転写産物を解析している。一般的にはスプライシングに関与しないと予測されるようなミスセンスバリアントのなかにも、エクソンのスキップや明らかな異常スプライシング産物が観察されるバリアントを認め、予測ソフトに頼るのではなく実際に細胞を用いて検討を行うことの重要性を示すことができた。成果に関しては、日本人類遺伝学会第63回大会、第28回日本耳科学会学術講演会、第63回日本聴覚医学会学術講演会、ARO 42nd annual Midwinter meetingで関連する発表を行うとともに、他の研究者と活発な議論を行った。研究の最大の目的である遺伝子型表現型相関を見るためには、スプライシングに関する検討が必須であることから、平成30年度はその検討を重点的に行った。遺伝子型情報および難聴の重症度、進行度および甲状腺に関する表現型を収集し、相関の解明を進めるとともに、薬剤スクリーニング系を立ち上げる。インジェクターなどの物品購入を次年度に回したため。
インピダンス式尿失禁予防モニタに関する開発研究とその装置の在宅ケアへの応用

1)実用上に即した電極の改良大腿部基部の電流電極が被検者の大腿部にかならずしも密着させることが出来ないで、データの不安定性をおこすことがまれに見られた。そこでどのような姿勢でも大腿部に装着する電流電極が大腿部にきちっと固定できるように電極の改善を行った。そこでパンツ式電流電極の電極の部分を改良することにより、大腿部への電極がきちんと固定出来て、体動変換により電極がずれることがなくなり、データも安定している。2)体動時の影響:左側臥位→抑臥位→右側臥位→坐位→抑臥位、このように被検者をベット上で姿勢変化をさせた。一方電圧電極は恥骨直上部と臍部間の三点に電圧電極を装着し、各姿勢毎に手動切り換えで、膀胱内尿充満時と尿排泄後に応じてボランティアの体動時のインピダンスの変化を見た。電圧電極の位置と電極の大きさも再検討した。その結果、ベットの中での体動時の影響では、体動したあと抑臥位にもどった状態では再現性が大変良いことを認めている。3)テレメータを使用した長時間計測:テレメータシステムは膀胱の貯尿時および充満時のインピダンス値を計測し、尿失禁予防モニタの本体に送られ、そのデータが送信機より送信される。一方受信側は受信機によって、そのデータを受信し、さらにパソコンに記憶させ、データをハードディスクに蓄積する。必要であればプリンタに各データを記録する。基礎検討で雑音や基線のずれが認められなかったので長時間の計測を患者の自然体で行うことを検討する。4)体動時により生ずる雑音の除去:体動の雑音をパソコン装置のソフト上で認知させ、雑音をADボードで取りこみ、パソコンで処理して除去する。この方法で正しい貯尿状態および排尿開始時点をとらえる。I)本装置の開発:今年は周波数可変型2CHインピダンス測定装置を犬の実験用に開発する。発振器による発振周波数の範囲は5KHZ-300KHZとする。定電流値は0.5mA(P-P)5mA(P-P)の範囲で可変できる装置である。II)本装置を使用した実験計画:対象は体重約15kgの雄の雑種成犬を用いて静脈麻酔下で行った。下複部への測定電極は半円状・帯状のものを使用した。ヨコ方式は半円状電極で膀胱を横から囲むように装着し、タテ方式は帯状電極で膀胱をタテ方向にかこむように装着して行った。4電極方式を用い、2CHのインピダンス変化(Zo)を同時に測定する。△Zの感度および直線性の測定と同時に膀胱内圧とECGの測定も行い、プリンターとレコーダーで波形を観察し記録した。前腕皮静脈よりリンゲル液を点滴注入し、膀胱に貯尿する経過と自然排尿におけるインピダンスの変化を測定し、経過を観察した。III)研究成果:1)感度(ゲイン)はヨコ方式の方が大きいが、300KHZではその差がなかった。2)周波数可変の特性ではタテ方式の方が注入/排出ともに周波数の影響をあまりうけなかった。3)周波数が高くなるとヒステリシスの影響が少なくなる傾向にあった。4)△Z(呼吸変動分)抵抗変化量に関しては、周波数が大きいほど呼吸波形の振巾の変化が大きくなった。5)自然排尿時では、膀胱内の充満とともにZoと呼吸変動分△Zが小さくなった。膀胱内圧は高くなり、排尿開始時に一致して、圧は急激に高くなった。排尿開始と同時にZoと△Zはもとの状態近くにもどった。