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広告契約法の比較法的研究

1日本法について考察の対象を,広告契約・広告自主規制の倫理と法理・営利広告業者の顧客に対する責任に三分した.(1)広告契約について広告主・広告業者,広告媒体者間の契約について,法的性質,成立,広告料金,契約の付隋的義務等,実務上問題となる13の項目毎に検討し,加えて,裁判事例4件をえらび評釈を行った.(2)広告の自主規制について広告は表現の自由を生命としているので,広告の規制は関係業者の自主規制に期待するということが大であるが,自主規制規範の意義と性格を明らかにし,かつ,その実効性がどのようにはかられているか調査した上,自主規制規範の法律的作用を,過失の評価との関係で論じ,一部を英文で発表した.(3)広告業者等と顧客の関係ここには問題が多い.第一は,広告主とその広告の受け手である顧客間の契約問題につき,外務員による販売促進広告,車内放送広告の例を中心に,附随義務論を展開した.第二に,新聞社と顧客間の法律関係であるが,情報としての品質に瑕疵があるとき,新聞社は情報提供契約上,瑕疵担保責任を負うのか,情報の品質保証契約が存在するのか,などの問題をとりあげた.第三に,推奨者は広告主の顧客にいかなる法的責任を負うか,二件の裁判例をとりあげ,共同不法行為理論の有用性を強調した.2外国法についてひろく広告に対する各国の規制の在り方を,アメリカ合衆国, EC加盟諸国について考察し,規制上の特色を明らかにし,日本法に示唆を与える諸点に言及した.3今後の研究についてこれ迄,伝統的法理論の立場から考究したが,広告問題は,未開拓の分野である情報と法の領域の1部でもあるから,今後は情報法との関連で考究する考えである.1日本法について考察の対象を,広告契約・広告自主規制の倫理と法理・営利広告業者の顧客に対する責任に三分した.(1)広告契約について広告主・広告業者,広告媒体者間の契約について,法的性質,成立,広告料金,契約の付隋的義務等,実務上問題となる13の項目毎に検討し,加えて,裁判事例4件をえらび評釈を行った.(2)広告の自主規制について広告は表現の自由を生命としているので,広告の規制は関係業者の自主規制に期待するということが大であるが,自主規制規範の意義と性格を明らかにし,かつ,その実効性がどのようにはかられているか調査した上,自主規制規範の法律的作用を,過失の評価との関係で論じ,一部を英文で発表した.(3)広告業者等と顧客の関係ここには問題が多い.第一は,広告主とその広告の受け手である顧客間の契約問題につき,外務員による販売促進広告,車内放送広告の例を中心に,附随義務論を展開した.第二に,新聞社と顧客間の法律関係であるが,情報としての品質に瑕疵があるとき,新聞社は情報提供契約上,瑕疵担保責任を負うのか,情報の品質保証契約が存在するのか,などの問題をとりあげた.第三に,推奨者は広告主の顧客にいかなる法的責任を負うか,二件の裁判例をとりあげ,共同不法行為理論の有用性を強調した.2外国法についてひろく広告に対する各国の規制の在り方を,アメリカ合衆国, EC加盟諸国について考察し,規制上の特色を明らかにし,日本法に示唆を与える諸点に言及した.3今後の研究についてこれ迄,伝統的法理論の立場から考究したが,広告問題は,未開拓の分野である情報と法の領域の1部でもあるから,今後は情報法との関連で考究する考えである.1研究成果昭和61年度末に論文2点を発表した。「広告規制の比較法的考察」では、契約規制に限定せず、より広く広告に対する各国の規制の在り方を把握することを試みた。とりわけ、どのような広告がどのような規制法の対象とされているかという問題と、規制主体を考察し、諸国において用いられている規制上の法技術の特色を明らかにした上で、日本法を考える上で示唆される諸点を挙示した。英文によるもう一つの論文は、広告主が広告代理店、あるいは、広告媒体社に広告の掲載、放映を申し込んでも、承諾がえられない場合の一つとして、その申込広告が業界において自主的に定めた広告基準に違反することを理由とすることがある。そこで、日本の広告基準のもつ意義や、その活用に関して生ずる法律的問題点を明らかにした。最近、諸外国から日本の広告法について調査に来日する傾向がみられるので日本の慣行を英文にまとめた。2今後の展開に関する計画本年度は広告の契約面に関する私法的規制についての外国文献は入手困難な状況にあったので、昭和62年度は極力その収集に努め、正面から契約上の問題をとりあげてまとめることを企図している。1外国法について前年度では,広告規制の対象と方法を中心に比較法的考察を行ったので,本年度はそれに続いて,民事責任の主体と内容に焦点をあてた.考察した外国法の一般的傾向を要約すると,広告主は差止と損害賠償責任の第一次的な主体である.広告をその名義において表現し,また,その内容が直接,間接に広告主の存在,業務にかかわるものであるのが通常であって,広告降下の享受を目的として広告宣伝行為を営むものであるから当然のことである.もっとも,広告業者に対する取扱いは国により異なる.イギリスの取引説明法(ただし刑事制裁)やアメリカ合衆国のFTCによる命令の宛名者として扱われる場合がある.

フランスでは,国際商工会議所の広告コードが広告業者の責任を認容する上で裁判所の参考とするところとなっている.以上の研究をすすめるにあたっては,本年度補助金で購入の広告およびマスコミュニケーションと法に関するアメリカ法文献とフランスの広告法文献を参考にした.2日本法についてこの分野の法的処理は明確でないことから,広告契約をめぐる個別的問題を裁判所の了解の下に得た裁判側を素材として検討し契約関係の全体像を把握するように努めた.他方,広告主と契約した一般大衆で損害を蒙った者の救済につき,意思表示法,契約法,不法行為法の観点から検討を行った.3英来における広告契約の法律関係については,入手文献から体系と問題点を知りうるが,研究を堀り下げるためには関係判決の研究が不可欠であり,この点は今後の検討課題としたい.
レーダーを用いた南北半球共役点における中層大気力学の日豪共同研究

1982ー85年に実施された中層大気国際共同観測計画(MAP)によって南北半球の中層大気の構造や季節変化に大きな相違があることが分かった.本研究では,赤道に対してほぼ共役点に位置する京都大学信楽MU観測所(35'N,135'E)のMUレーダー及び流星レーダーとオーストラリア国アデレイド大学(35'S,138'E)の分反射レーダーとSTレーダーを用いて共同観測を実施し,南北半球の中層大気の振舞いを明らかにすると共に各種のレーダー技術を比較検討することを主たる目的とする.昭和62年5月15日7月22日の期間中,以下の内容について調査研究を行った.1)加藤,深尾及び津田がアデレイド大学のR.A.Vincent博士と平均風,長周期波動,大気潮汐波について,アデレイド大学分反射レーダーと京都大学流星レーダーの観測データを比較し,南北半球間の相違について研究を行った.この比較研究の成果は, Adv.Space Res.誌, J.Geophys.Res.誌及びJ.Atmos.Teer.Phys.誌に発表された.また,加藤,深尾はクイーンズランド大学のホワイトヘッド教授と電離圏ー中間圏の力学的結合について議論を行った.2)内部重力波の南北半球間の相違を明らかにするために,アデレイド大学分反射レーダーとMUレーダーの協同観測を行った.分反射レーダーでは6月514日と6月2230日の期間に本共同研究のための特別観測を行った.さらに6月中の他の期間に行われた全ての定常観測データの提供を受けた.MUレーダーでは, 6月629日の期間の中間圏の長期連続観測を行った.現在までに,分反射レーダーにおける斜めビームの実行天頂角が58'であることや,大気潮汐波を考慮した解析によっても慣性重力波が検出されることが明らかとなった.協同観測の概要と結果の速報は信州大学教養部で行なわれた地球電磁気・地球惑星圏学会及び,文部省宇宙科学研究所で行なわれた大気圏シンポジウムで発表された.3)佐藤,山本がP.T.May博士, W.K.Hocking博士と共に,アデレイド大学分反射レーダー, STレーダーのシステム構成及びこれらのレーダーで用いられているアンテナ空間分離法(SAD法)に関して調査を行った.また, MSTレーダー観測において,散乱層が薄い場合に風速の推定値に誤差が見込まれるが,これについての研究結果がP.T.May博士他によってRadio Sci.誌に発表された.1982ー85年に実施された中層大気国際共同観測計画(MAP)によって南北半球の中層大気の構造や季節変化に大きな相違があることが分かった.本研究では,赤道に対してほぼ共役点に位置する京都大学信楽MU観測所(35'N,135'E)のMUレーダー及び流星レーダーとオーストラリア国アデレイド大学(35'S,138'E)の分反射レーダーとSTレーダーを用いて共同観測を実施し,南北半球の中層大気の振舞いを明らかにすると共に各種のレーダー技術を比較検討することを主たる目的とする.昭和62年5月15日7月22日の期間中,以下の内容について調査研究を行った.1)加藤,深尾及び津田がアデレイド大学のR.A.Vincent博士と平均風,長周期波動,大気潮汐波について,アデレイド大学分反射レーダーと京都大学流星レーダーの観測データを比較し,南北半球間の相違について研究を行った.この比較研究の成果は, Adv.Space Res.誌, J.Geophys.Res.誌及びJ.Atmos.Teer.Phys.誌に発表された.また,加藤,深尾はクイーンズランド大学のホワイトヘッド教授と電離圏ー中間圏の力学的結合について議論を行った.2)内部重力波の南北半球間の相違を明らかにするために,アデレイド大学分反射レーダーとMUレーダーの協同観測を行った.分反射レーダーでは6月514日と6月2230日の期間に本共同研究のための特別観測を行った.さらに6月中の他の期間に行われた全ての定常観測データの提供を受けた.MUレーダーでは, 6月629日の期間の中間圏の長期連続観測を行った.現在までに,分反射レーダーにおける斜めビームの実行天頂角が58'であることや,大気潮汐波を考慮した解析によっても慣性重力波が検出されることが明らかとなった.協同観測の概要と結果の速報は信州大学教養部で行なわれた地球電磁気・地球惑星圏学会及び,文部省宇宙科学研究所で行なわれた大気圏シンポジウムで発表された.3)佐藤,山本がP.T.May博士, W.K.Hocking博士と共に,アデレイド大学分反射レーダー, STレーダーのシステム構成及びこれらのレーダーで用いられているアンテナ空間分離法(SAD法)に関して調査を行った.また, MSTレーダー観測において,散乱層が薄い場合に風速の推定値に誤差が見込まれるが,これについての研究結果がP.T.May博士他によってRadio Sci.誌に発表された.
数学課題遂行時における脳活動と脈拍の生理学的特徴の解明

本研究の目的は,学習過程における脳活動と脈拍の同時計測により,双方の生理学的データにどのような関連や相違があるのかを実証的に明らかにすることである。そして,得られた実験データより,学習時の脳活動の特徴を,より廉価で簡便な脈拍計測で,どの程度代替可能であるのかを検討することを通して,教育現場での普及を目指すものである。本年度は,四則混合算の実験課題を対象に,「学習者」の脳活動と脈拍を同時計測し,両者を照合することで,脈拍データが脳活動データのどの部分を再現することになるのかを検討した。大学生7名を被験者として,脳活動計測実験を実施した結果,以下の特徴が明らかになった。1)実験課題の難度の高低に,脳活動(oxyHb濃度)変化の高低が対応する関係にある,2)概してoxyHbの上昇に対応し,脈拍も同時に上昇するが,難度が極めて高いと感じた場面においては,脈拍が減少する傾向にある,3)すなわち,難度が高い場合,その程度によって脈拍の上昇もしくは下降という,相反する脈拍変動をもたらすことが予想される。これらのことから,学習時の脈拍計測は,脳活動データの一特性を反映するとともに,脳活動データでは検出されない生理学的特性の一部を表出している可能性が示された。要因分析については今後の課題であり,複合的な生理学的計測が,新たな学習過程の解明につながるものと予想される。なお,本研究は,1年目は学習者対象実験,2年目は教師対象実験を実施する2年計画の予定であったが,2年目は辞退するため,当該年度に予定していた内容は新たに採択された科研費の中で継続していく。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
ダイニンと制御タンパク質の超分子複合体による多様な運動モードの制御マシナリー

細胞質ダイニン(以下、ダイニン)は微小管上をマイナス端方向に運動する分子モーターであり、細胞分裂や細胞内物質輸送に関わっている。細胞内のいろいろな場所で、かつ必要とされる時にスイッチオンして働き、細胞内の多様な役割を担っているが、ダイニンの主要な構成要素である重鎖の遺伝子は、哺乳動物に至るほとんどの真核細胞において1種類しか存在せず、ミオシンやキネシンなど他の分子モーターとは大きく異なる。多様な役割に対応するために、ダイニンは自己制御機能や他の調節タンパク質による制御機構が働いている。本研究では、その中でダイニン調節タンパク質であるダイナクチンによる制御機構の詳細を明らかにすることを目的とした。ダイナクチンは約10種類のサブユニットからなる複雑な超分子複合体であるが、その中でダイニンに直接結合するDCTN1サブユニットに注目した。DCTN1サブユニット中のコイルドコイル(CC1)領域はダイニン中間鎖に結合するドメインで、途中で折れ曲がり頭部から突き出した構造をとっている。DCTN1サブユニットにはA型とB型があり、A型に存在するリジンリッチ(K-rich)ドメインを、B型では欠いている。CC1領域とK-rich領域の変異体やその領域の断片を作製して、微小管に対する親和性とダイニンの運動に与える影響を調べたところ、DCTN1サブユニット中で、CC1はダイニンの微小管親和性を著しく低下させること、K-rich領域をもたないB型では、ダイニンが微小管に結合することはほとんどないが、A型ではK-rich領域がその作用を補償して微小管親和性の低下を抑えることが明らかになった。このことは、DCTN1内の領域(ドメイン)が調節を行う、分子内調節機構が存在することを意味している。28年度が最終年度であるため、記入しない。細胞内で働くダイニンの重鎖遺伝子は1種類に限られているが、ダイニンは多様な役割や運動様態を示すので、ダイニンの結合タンパク質による制御機構が注目される。本研究では、ダイニンとその制御タンパク質からなる複合体の微小管との相互作用の実態と分子構築や構造変化を調べることを目的としている。まず、ダイナクチンp150のコイルドコイル領域(CC1)の断片はダイニンに結合し、ダイニンを微小管から解離させる作用をもつことを明らかになったので、CC1領域の構造解析を進めるために大量で均一のフォームのCC1断片を得るべく、その長さをさまざまに変化させた多種類の組換え体を用意し、ゲルろ過法とショ糖密度勾配遠心で解析したところ、それぞれシングルピークとなり、ダイマーであることが予測されるような断片を得ることができた。また、p150のアイソフォームにはK-rich領域を含むもの(1A)と含まないもの(1B)が存在するが、ダイニン-ダイナクチン-BiCD2の3者複合体における両者の違いを調べたところ、1Aアイソフォームを含む3者複合体は微小管上を一方向にプロセッシブに運動するものが数多くみられたが、1Bアイソフォームの3者複合体は全く微小管に結合しないことがわかった。この結果は、ダイニン-ダイナクチン-BicD2の3者複合体がhighly processiveに運動するという、海外の複数のグループによる最近の報告に対し、それはK-rich領域を含む場合にのみ当てはまることを示した。さらに、K-rich領域を含まないアイソフォームは微小管との相互作用において全く異なる様相、すなわちCC1断片の場合と同じ効果を示すことを、新たな知見として得ることができた。ダイナクチンのサブユニットp150内の領域について、CC1はダイニンを微小管から引き離す作用があること、また、K-rich領域の有無がダイニン-ダイナクチン-BicD2複合体の振る舞いを決めていることなど、制御マシナリーに関する新たな知見を得ることができた。

このことは、DCTN1内の領域(ドメイン)が調節を行う、分子内調節機構が存在することを意味している。均一なフォームのCC1断片を得ることができたので、結晶化を行う。うまういかなければ、研究協力者とともにクライオ電子顕微鏡法によって構造解析を試みる。構造が決定されれば、さらにCC1断片の機能部位の絞り込みのための組換え体を作製して、構造と機能の関係を調べる。また、当初の計画に含めていた、ダイニン-Lis1-Nudel1の3者複合体についても微小管上の振る舞いを調べ、2者複合体との違いを明らかにする。28年度が最終年度であるため、記入しない。
新規光学活性ビナフチル型二級アミン触媒の開発とその応用

電子不足オレフィンへのマイケル付加反応は、炭素一炭素結合を形成する有用な手法であり、近年もさかんに研究が行われている。有機分子触媒を用いた、エナミン中間体を経由する反応においても、アルデヒドのニトロオレフィンやα,β-不飽和ケトン等への不斉マイケル付加反応が多数報告されている。しかしながら、最も単純な構造で、入手も容易な電子不足オレフィンであるアクリル酸エステルを用いた不斉マイケル付加反応は報告例がない。今回我々は、反応性の高いアクリル酸エステルとして、アクリル酸ポリフルオロアルキルに注目した。しかし、反応性の高いアクリル酸エステルは、二級アミン触媒の共役付加による失活が考えられる。そこで、窒素原子の求核性を抑えるとともに、窒素原子の周りに嵩高い置換基を配置し、立体的に保護したアミノアルコール触媒を開発し、本反応に用いた。その結果、アルデヒドのアクリル酸ヘキサフルオロイソプロピルへのマイケル付加反応が円滑に進行し、高い立体選択性でマイケル付加生成物が得られることを見出した。また、本反応で得られるマイケル付加生成物は、反応性の高いヘキサフルオロイソプロピルエステル部位を有しており、様々な合成素子への変換が可能である。最後に、アミノアルコール触媒と、キラルニ級アミン触媒として汎用される、ピロリジン骨格を有する二級アミンの触媒能の比較を行い、本反応におけるアミノアルコール触媒の触媒活性の高さを示した。有機ハロゲン化合物は様々な化合物へと変換可能であることから、その効率的な合成法の確立は重要な研究課題の一つとなっている。なかでも、カルボニル化合物の不斉α-ハロゲン化反応によって得られる光学活性α-ハロカルボニル化合物は合成化学上の有用性が高く、これまでにも多くの不斉フッ素化反応や塩素化反応が報告されている。しかしながら、より脱離能が高く、有機合成上有用な化合物を与える不斉ヨウ素化反応や臭素化反応に関しては、触媒反応か等量反応かを問わず、その報告例は限られている。当研究室では、ビナフチル骨格を有する二級アミン触媒を用いることで、アルデヒドの直裁的不斉ヨウ素化反応を実現しているが、類似の臭素化反応によって得られるα-臭化アルデヒドは、α-ヨウ化アルデヒドに比較して安定で取り扱いが容易であるにも関わらず、その不斉合成の報告は少ない。今回我々は、新たに開発したビナフチル型二級アミン触媒を用いることで、基質一般的なアルデヒドの直截的不斉臭素化に成功した。また、臭素化反応後にも生成物がアルデヒド部位を有していることから、ワンポットでグリニャール試薬を作用させたところ、連続する二つの不斉炭素を有するプロモヒドリンが高ジアステレオ選択的に得られた。電子不足オレフィンへの共役付加反応は、炭素-炭素結合を形成する有用な手法であり、近年もさかんに研究がおこなわれている。有機分子触媒を用いた、エナミン中間体を経由する反応においても、アルデヒドのニトロオレフィンや、α,β-不飽和ケトン、アルキリデンマロン酸ジエステルへの不斉共役付加反応が多数報告されている。しかしながら、最も基本的かつ重要な電子不足オレフィンである、アクリル酸エステルやアクリロニトリルといった化合物は、反応性が低いため、エナミン中間体との反応はこれまで報告されていない。今回我々は、三炭素原子ユニット等価体として、メチレンマロン酸ジエステルに注目した。しかし、この化合物は反応性が高く、求核性が高い窒素原子を有するピロリジンを二級アミン触媒として用いると、触媒の共役付加による失活が観測された。そこで求核性を抑えるとともに、窒素原子の周りを立体的に保護した二級アミノアルコールを開発し、本反応に用いた。その結果、アルデヒドのメチレンマロン酸ジエステルへの共役付加反応が円滑に進行し、高収率・高立体選択的に共役付加生成物が得られることを見出した。本反応で得られた共役付加生成物はアルデヒド部位とマロン酸ジエステル部位を有しており、様々な合成素子への変換が可能である。具体的には、6員環のラクトン、ラクタム、シクロヘキセン、5員環のテトラヒドロフラン骨格、ピロリジン骨格の構築を実現した。また、生理活性物質の合成への応用として、血管新生抑制効果を有する化合物である、Pelitrexolの形式的全合成も達成した。

最後に、アミノアルコール触媒と、キラルニ級アミン触媒として汎用される、ピロリジン骨格を有する二級アミンの触媒能の比較を行い、本反応におけるアミノアルコール触媒の触媒活性の高さを示した。研究計画では、研究初年度に新たな有機分子触媒を開発し、二年次にその有機分子触媒を用いた反応開発をおこなう予定であったが、初年度より新たな有機分子触媒を用いた反応開発に着手しており、成果を上げている。二年次においても、新たな有機分子触媒を開発するとともに、それを反応に応用することができた。前年度までの流れを引き継ぎ、三炭素原子ユニットそのものであるアクリル酸エステルへの共役付加反応を検討する。また、新たな有機分子触媒の開発と、それを用いた新規反応の開発を目指す。
金属積層薄膜化に伴う疲労・電気的特性変化とその幾何学的構造支配因子

(1)超音波の音圧反射率計測と疲労損傷評価音圧反射率の変化が材料表面の弾性的性質と関連することを市販の9種の材料を用いて明らかにし,超音波探傷映像装置め新たな使用法を開発した.その音圧反射率の疲労過程の変化において,積層膜拡散接合では減少するのに対して,エポキシ接合膜材ではほとんど変化しない結果を得た.また,疲労損傷形態は拡散接合膜材ではすべり損傷が,一方エポキシ接合膜では局所の盛り上がり損傷が支配的であり,積層薄膜の疲労過程の樹脂層の有無という幾何学的構造因子が影響していることを,100μmと50μmの銅膜を用いて実験的に明らかにした.これらの結果は,積層基材から接合膜材への変位伝達における絶縁樹脂接着層の影響を理論的に考察する必要性を示し,重要な成果であった.(2)膜材・積層薄膜材の疲労損傷形態と電気抵抗変化の相関膜厚さ100μm30μmの銅膜を樹脂接着した積層膜材の疲労損傷形態は,膜厚さにかかわらず盛り上がり部において生じ,至る前にき裂(複数き裂)が観察された.そのき裂は膜厚さが大きいほど観察されやすいこと,またこのような疲労損傷が生じると電気抵抗は増加し,疲労の初期ではき裂が集合する領域で特に著しいこと,および膜厚さが小さいほどその電気抵抗増加の絶対値は大きいが,初期電気抵抗値との比率をパラメータとして用いれば膜厚さに依存しない結果として整理できることがわかった.また樹脂接着をしていない膜厚100μmの純銅膜材単体についても疲労に伴う電気抵抗の変化を調べた.その結果,切欠き円孔から疲労損傷(すべり線)が発生し疲労き裂に成長するまでの疲労の初期段階において,銅膜材の電気抵抗は一旦大きく減少した後に増加し,繰返し負荷前の電気抵抗よりも若干低い一定値を示した.繰返し負荷は与えずに電気抵抗変化のみを同時に測定した対照実験では上述のような電気抵抗の変動は観察されなかったことから,電気抵抗を計測することで,銅膜材単体の疲労初期段階における定量的な損傷評価の可能性が示された.(3)樹脂積層銅膜材の疲労き裂進展と電気抵抗変化の相関膜厚さ100.μm30μmの積層銅膜材の疲労き裂成長に伴って電気抵抗は増加した.この増加は薄い膜材で著しいが,初期の微小き裂の抵抗値との比率をパラメータとして用いれば,膜厚さに依存しない結果であった.なお,銅膜上のき裂は圧縮負荷においても電気抵抗は低下することなく,き裂は開口状態でありスリットとしての理論値とよく一致することを明らかにした.(1)超音波の音圧反射率計測と疲労損傷評価音圧反射率の変化が材料表面の弾性的性質と関連することを市販の9種の材料を用いて明らかにし,超音波探傷映像装置め新たな使用法を開発した.その音圧反射率の疲労過程の変化において,積層膜拡散接合では減少するのに対して,エポキシ接合膜材ではほとんど変化しない結果を得た.また,疲労損傷形態は拡散接合膜材ではすべり損傷が,一方エポキシ接合膜では局所の盛り上がり損傷が支配的であり,積層薄膜の疲労過程の樹脂層の有無という幾何学的構造因子が影響していることを,100μmと50μmの銅膜を用いて実験的に明らかにした.これらの結果は,積層基材から接合膜材への変位伝達における絶縁樹脂接着層の影響を理論的に考察する必要性を示し,重要な成果であった.(2)膜材・積層薄膜材の疲労損傷形態と電気抵抗変化の相関膜厚さ100μm30μmの銅膜を樹脂接着した積層膜材の疲労損傷形態は,膜厚さにかかわらず盛り上がり部において生じ,至る前にき裂(複数き裂)が観察された.そのき裂は膜厚さが大きいほど観察されやすいこと,またこのような疲労損傷が生じると電気抵抗は増加し,疲労の初期ではき裂が集合する領域で特に著しいこと,および膜厚さが小さいほどその電気抵抗増加の絶対値は大きいが,初期電気抵抗値との比率をパラメータとして用いれば膜厚さに依存しない結果として整理できることがわかった.また樹脂接着をしていない膜厚100μmの純銅膜材単体についても疲労に伴う電気抵抗の変化を調べた.その結果,切欠き円孔から疲労損傷(すべり線)が発生し疲労き裂に成長するまでの疲労の初期段階において,銅膜材の電気抵抗は一旦大きく減少した後に増加し,繰返し負荷前の電気抵抗よりも若干低い一定値を示した.繰返し負荷は与えずに電気抵抗変化のみを同時に測定した対照実験では上述のような電気抵抗の変動は観察されなかったことから,電気抵抗を計測することで,銅膜材単体の疲労初期段階における定量的な損傷評価の可能性が示された.(3)樹脂積層銅膜材の疲労き裂進展と電気抵抗変化の相関膜厚さ100.μm30μmの積層銅膜材の疲労き裂成長に伴って電気抵抗は増加した.この増加は薄い膜材で著しいが,初期の微小き裂の抵抗値との比率をパラメータとして用いれば,膜厚さに依存しない結果であった.なお,銅膜上のき裂は圧縮負荷においても電気抵抗は低下することなく,き裂は開口状態でありスリットとしての理論値とよく一致することを明らかにした.今後3年間の研究遂行の基礎となる,超音波探傷映像装置を用いて膜積層材料の幾何学的構造因子評価のための実験的手法および疲労過程の膜材の電気抵抗変化の測定法の基礎的実験を行い,以下の結果が得られた。

1.超音波探傷による幾何学的構造因子評価法の確立積層材として使用する材料として,銅は0.4mm1.5mm,エポキシは3mm6mmおよび鋼は2mm4mmの厚さとエコーの伝ぱ時間との関係を実測した。その結果,各材料とも原点を通る直線となり,その勾配から求めた材料内の超音波速度は,等方弾性体の波動方程式から計算される縦波の伝ぱ速度に一致した。これにより,本装置において試験片厚さを計測できることを確認したが,測定できる最低厚さは装置の分解能とも関係するので,引き続き検討を行う。一方,樹脂接着界面付近からの探傷映像では,未接着部は白く接着状態に対応した映像が得られた。これにより,表面膜で観察されたき裂部の界面付近では白い領域が多く現れ,内部での損傷状態を推測できる手法として有用であることがわかった。2.疲労過程における膜材の電気抵抗変化の測定中央に切欠き円孔を有する膜厚100μmの銅膜の疲労試験を行い,疲労に伴う電気抵抗の変化を四端子法直流電位差法によって計測した,その結果,外見上まったく変化が見られない疲労の初期段階で,電気抵抗値は若干低下した後に増加した.さらに切欠き円孔周辺ですべり線が顕著に観察されるようになると,再度,電気抵抗は減少し,疲労き裂発生の前後で,電気抵抗値は最小の値を示した.その後,き裂の成長とともに,電気抵抗値は再び増加した.このように,き裂発生以前においても,電気抵抗が大きく変動する現象は今回の実験で初めて明らかとなり,金属膜材の疲労・電気的特性変化の検討が重要であることがわかった。昨年度の基礎的実験に引き続いて,新たに超音波探傷装置による膜材の疲労損傷計測の開発を行い,銅膜材および樹脂接着銅膜材の疲労損傷・電気特性変化を検討し,以下の結果が得られた。1.超音波の音圧反射率変化を利用した疲労損傷計測法の開発超音波探傷映像装置で得られるCスコープ画像は,材料表面からの音圧反射率を示すことに着目して,輝度情報を得るための画像処理ソフトを開発した。さらに音圧反射率は材料表面の材料定数(ヤング率)に関係することを導き,実際に数種類の材料を用いて確認した。その方法により金属接着膜材の疲労過程の輝度変化を測定した結果,拡散接合膜材では疲労に伴って減少するが,樹脂接着膜ではほとんど変化しないことがわかった。これより樹脂接着の有無によって積層銅膜材表面の疲労に伴う材質変化に相違があることが明らかになった。2.銅膜材および樹脂接着銅膜材の疲労に伴う損傷計測と電気抵抗測定銅膜材は樹脂接着の有無によって,その疲労損傷形態は著しく相違しており,膜単体ではすべりが多くき裂は大きく屈曲して進展するが,一方銅膜片面が母材に樹脂接着されるとすべりを伴わないぜい性的様相を示し比較的直線状のき裂進展となること,また樹脂界面はき裂を一時停止する効果があり,疲労寿命は増加することがわかった。このように本来延性を示す銅膜がぜい性破壊となるように材質自身が変化することは,薄膜材使用において使用(境界)条件すなわち幾何学的条件に特に配慮する必要があることがわかった。さらに,疲労に伴う銅膜材の電気抵抗変化を高精度に測定する方法を開発した。その方法を用いて,膜単体では疲労き裂発生までは,電気抵抗はいくらか減少し,その後き裂進展に伴って増加する傾向を示した。一方樹脂接着材では短いき裂発生期間ではすべりを伴わないためほとんど変化はなく,その後き裂進展に伴って増大した。このように膜材の疲労損傷とくにき裂進展が生じると電気抵抗変化を生じることが明らかになった。
極低温凝縮原子気体における量子乱流現象の理論的研究

私の研究目的は、極低温凝縮原子気体に代表される量子流体において、その乱流状態(量子乱流)を理論的に解明することである。私は前年度に引き続きスピン2の自由度を持ったスピノール・ボース・アインシュタイン凝縮体において実現される非可換量子渦の理論的研究を行った。今回、私はこの非可換量子渦においてvortex tilingと我々が名付けた、今まで知られてきたどんな量子渦においても研究されてこなかった現象が起こりうることを初めて明らかにした。スピノール・ボース・アインシュタイン凝縮体のような内部自由度のある系において量子渦が作られると、渦の内部を占める対称性の候補が複数ある場合、どの対称性の状態がスピン空間のどの向きで渦の内部にはめこまれるのか?というvortex tilingが生じる。非可換量子渦の場合、渦の外側と内部を占める2つの状態がスピン空間において異なった離散対称性を持っており、この場合にはこれら離散対称性の非整合性により、さらに渦芯の回転対称性が破れることが明らかになった。渦芯の回転対称性の破れ方は、渦の内部を占める状態の離散対称性によって決まる。つまり出来上がった渦の形を見れば渦の内部を占める状態のスピン空間における形が分かることになる。またスピン2のスピノール・ボース・アインシュタイン凝縮体には、cyclic相と呼ばれる非自明な相が理論的に予言されている。cyclic相はルビジウム原子によるボース・アインシュタイン凝縮体での観測可能性が提唱されているが、かなり絶望的である。ところがcyclic状態を渦芯として持つ量子渦をルビジウム原子で作ることができることを私は発見した。さらに1本の渦糸を考えたとき、渦糸上の励起として渦糸上の新しい波(ツイスト波)の存在を与える。このような渦で量子乱流を形成した場合、ツイスト波による新しいエネルギーカスケードの存在が予想される。私の研究目的は、極低温凝縮原子気体に代表される量子流体において、その乱流状態を理論的に解明し、量子流体力学の基礎を構築することである。量子乱流は舞台となる量子流体中の量子渦をその構成要素とするが、今回私は非可換量子渦と呼ばれる新奇な量子渦の理論的研究を行った。非可換量子渦とは量子渦が持っている幾何学的量子数の代数が非可換となるような量子渦であり、スピン自由度のあるボース・アインシュタイン凝縮体において実現される。今まで研究されてきた(可換)量子渦は衝突の際に再結合と呼ばれる現象を起こし、乱流中では大きなスケールの渦から小さなスケールの渦への自己相似的カスケードが引き起こされ、これが量子乱流の統計性を決めると考えられてきた。今回、私は非可換量子渦の衝突現象を数値的および代数的に解析し、可換量子渦と異なって再結合を起こさず、グルーオンラングと呼ばれる新しい渦構造が生まれ、衝突する渦をつなぎ止めることを発見した。この結果は非可換量子渦によって構成された量子乱流が、従来の量子乱流と異なって自己相似的カスケードを持たず、大規模な量子渦のネットワーク構造を生み出して乱流の統計性を大きく変えるであろうことを意味する。非可換量子渦の乱流(非可換量子乱流)をさらに詳しく調べることによって、量子渦と乱流の統計性との関係がより明らかになるであろう。また、量子渦の幾何学的特徴は、数学において位相幾何学、特にホモトピーの分野における理論を用いて解析することができるが、非可換量子渦は非可換なホモトピー群の理論が実際の物理系に適用される数少ない例であり、数学的側面においても非常に興味深い。また非可換量子渦と同様な幾何学的特徴を持った構造が液晶や宇宙紐などでも考えられ、私の研究はこれらの研究分野にも適用することができ、その発展に貢献できるであろう。
科学技術理解増進モデル　サイエンス・ポット（マルチスケール階層化体感広場）の構築

全体像把握のためのサイエンス・ポットモデルを提唱した。文理融合とサイエンスショー効果により、行動変容に繋がる発見と探究心の向上を確認した。(1)社会連携型活動である教員研修では、宇宙、環境・エネルギー分野における温度ーエネルギー軸の階層化構造に十のべき乗の概念を導入し、全体像の理解は大きく進んだ。(2)不思議さの実体験を目指す地域共生型活動のサイエンスフェスティバルでは、行動変容に繋がる発見や原体験効果が得られた。(3)課題設定型活動の派遣講座では、授業の進捗度対応、学年別カリキュラム導入により、生命、光、力、化学分野で、探究心向上と持続的活動を通して理科教科への親和性が大きく向上した。サイエンス・ポット(マルチスケール階層化体感広場)モデルに関連し、前年度に実施した活動に引続き、教員研修、サイエンス・フェスティバル及び派遣講座等の科学技術理解増進活動事業に適用した。1.社会連携型活動の視点から実施した教員研修では、電気をテーマとした科学実験について、エネルギー分野において、パワーズ・オブ・テン(POT)の概念(十のべき乗)を導入することにより、学科内容の全体像を容易に伝えられることが判明した。あわせて、体験実験及び演示実験の有効性についても実体験できた。2.地域共生型活動の観点から、地域の行政・教育機関との連携企画であるサイエンス・フェスティバルや、連携・融合企画であるやましろのタカラフェスティバルについて、科学部会における総括及び調整等の中核的役割を担い、一般及び児童等を対象として、新たな発見と科学技術に関する興味及び関心の増加に繋がる効果的動機づけ効果が得られた。今後は、継続的実施にむけての検討が重要な課題となっている。3.課題設定型活動として実施したサイエンス・パートナーシップ・プロジェクト(SPP)事業では、前年度の反省点を踏まえ、授業の進捗度と新学習指導要領とのさらなる整合を図り、エネルギー、粒子分野及び、生命と地球分野において、学年別の実施効果を求めた。前年度からの持続的実施に伴い、探求心の向上に繋がる顕著な成果が得られており、理科嫌いの低減に大きく寄与している。また、キャリア教育への影響として、一定の効果が得られつつある。サイエンス・ポット(マルチスケール階層化体感広場)モデルについて社会連携型活動の教員研修に適用した。(1)社会連携型活動の視点から実践した教員研修では、学校現場における教材開発の立場から、内容に関わる理解度は、大きく高まった。宇宙分野における空間軸と時間軸に関わる階層化構造について疑似体験できる天文学ソフトウェアを教材に導入することにより、パワーズ・オブ・テン(POT)(十の冪状で増大、減少)の概念を容易に伝えられることが判明した。教材開発における考え方や発想を通して、子どもたちへどのように伝えるのかについて、重要性を認識する機会となった。(2)地域共生型活動の視点から、教育・行政機関との連携・融合企画であるサイエンスフェスティバルでは、動機づけ、不思議さ、面白さの実体験化が特徴的であり、児童・一般を対象とし、新たな発見や科学技術に対する興味・関心の増加が大きい。やましろのタカラフェスティバルでは、文化活動ステージや地域活動コーナーを科学体験コーナーと組み合わせた文理融合型イベント内容により、参加者の目的意識の高揚とともに、新たな発見や、科学技術に対する興味・関心を高め、効果的動機づけ効果が得られた。(3)課題設定型活動において全体像を把握させることを主眼としたSPP講座では、授業の進捗度と新学習指導要領の整合を図り、学年毎に異なるカリキュラムの実施により、生命、音、熱、力の分野において探究心の向上に繋がる成果が得られた。さらに、昨年度からの継続実施により、学年毎の持続的活動の効果として、興味づけ効果を誘起できたことにより、「理科教科嫌い」を低減させるための、理科教科に対する「近接性」を高めることに奏功した。探究心の高まりは、動機づけ効果が大きいほど、キャリア教育にも影響が広く及ぶことから、持続的活動として継続することにより、課題解決型の活動に変換できることを示した。サイエンス・ポット(マルチスケール階層化体感広場)モデルについて、各科学技術理解増進活動事業に適用検討した。1.社会連携型活動を中心とした教員研修では、学校現場における教材開発の立場を踏襲し、内容の理解度は、大きく高まった。宇宙分野のみならず、地学、環境・エネルギー分野において、温度軸とエネルギー軸からなる階層化構造へのパワーズ・オブ・テン(POT)(十の冪状で増大、減少)の概念導入により、全体像の理解が促進した。また、身近な材料を用いた教材開発の考え方や発想を通して、何をどのように伝えるべきか?という本来の目的を再認識できた。2.地域共生型活動の視点から、行政・教育機関との連携企画として実施したサイエンスフェスティバルでは、児童・一般を対象とした、動機づけ・不思議さ・面白さの実体験を通して、新たな発見や科学技術に対する興味・関心の喚起に奏功した。さらに、連携・融合企画である、やましろのタカラフェスティバルでは、文化フェスティバルや地域交流フェスティバルを科学フェスティバルに組み合わせた文理融合型イベントとして試行した。

サイエンスショーの導入効果により、行動変容に繋がる新たな発見や、科学技術に対する興味・関心の増大等、有用な動機づけ・原体験効果が得られた。3.課題設定型活動において全体像の把握を主眼とした派遣講座では、授業の進捗度と新学習指導要領との整合を図り、課題の理解度に応じて、学年毎に異なるカリキュラムを導入した。その結果、生命、光、力、化学の分野において探究心の向上に繋がる成果が得られた。さらに、学年毎に課題学習の進捗度との連続性を保持すべく、持続的活動を進めたことから、興味づけ効果を喚起でき、理科教科嫌いを低減させるための、理科教科への親和性を高めることに役立った。これにより、持続的活動として継続実施することで課題解決型活動となりうることを示した。科学教育・教育工学社会連携型活動、地域共生型活動及び課題設定型活動について、教員研修、サイエンス・フェスティバル、派遣講座(SPP)等の各実践例についてサイエンス・ポット(マルチスケール階層化体感広場)モデルの適用性を検討した結果、各基本構成要素の及ぼす影響の他に、動機づけ、興味づけや探究心等の分析評価データについても支配因子が得られるとともに、その相関因子について解析できる目処が得られた。科学技術理解増進活動事業のなかで、社会連携型活動、地域共生型活動及び課題設定型活動の各立場から実践した教員研修、サイエンスフェスティバル、サイエンス・パートナーシップ・プロジェクト(SPP)講座について、サイエンス・ポット(マルチスケール階層化体感広場)モデルの適用性を検討し、各構成要素実験(理科的要因、科学的要因等を含む)を実践した結果、基本パラメータに関する基礎データを取得した。これにより、支配因子を抽出し、その効果について解析評価できる目処が得られた。平成26年度は、教員研修、サイエンス・フェスティバル、派遣講座、実験教室について、光科学を中心としたエネルギー環境教育を中核として展開する。前年度から開始した重畳(シナジー)効果、連携融合効果及び非線形効果について評価解析が可能となる、新たな連携融合型事業を実践し、モデル構築と方法論の実証に向けた相関データの取得を図るとともに、上記効果の全容について俯瞰する。平成25年度は、(a)教員研修、(b)サイエンス・セミナー、(c)派遣講座及び連携授業、(d)ふぉとんサイエンスクラブ/サイエンスキャンプ、(e)ふぉとん夏休み等親子実験・工作教室、(f)サイエンス・フェスティバルのうち、光科学に関するエネルギー及び環境のテーマに絞るとともに、相補性を目指した連携の強化と重畳(シナジー)効果、非線型効果の増大を目指した実験フェスティバルを開催し、モデルの検討、効果の評価解析を通して、モデル構築に関わる検討を行う。これらの要素の一部を抽出して組み合わせた実験教室や実験フェスティバルを複数回、企画開催し、モデルの構築、方法論の検証に資する。
工学的アプローチに基づいた，宇宙自然プラズマ波動の自動識別・知識発見に関する研究

本研究では,機械学習をはじめとする工学的アプローチによって,地球周辺で観測されるプラズマ波動現象を識別し,理学研究の促進に生かすことを目指している.本年度は,2016年に我が国が打ち上げたジオスペース探査衛星「あらせ」に搭載された,プラズマ波動観測器(PWE)のプラズマ波動観測データを用いて,特に「混成共鳴放射(Upper Hybrid Resonance emission)」と呼ばれる現象の自動抽出を行う手法を研究した.混成共鳴放射が現れる周波数は,その場の電子密度と密接な関係があることが知られており,混成共鳴周波数から求まる電子密度は,波動粒子相互作用をはじめとする物理過程を正しく理解するための基礎パラメータとして広く活用されている.プラズマ波動観測データには,目的とする現象以外に,人工雑音や種々の自然現象が同時に受信されることがしばしばあり,混成共鳴周波数の同定は専門家による周波数スペクトルの目視確認によるものが一般的であった.しかしながら,大量の観測データを目視で確認するための負担は計り知れず,これを打開するために機械学習のアプローチで解決を狙った.複数のアルゴリズムを実装して評価したところ,CNN(Convolution Neural Network)のResNetアルゴリズムを用いることで高精度の現象抽出が可能であることを発見し,実用化に向けた検証を進めた.今後は,実用化に向けた検討を重点的に実施し,近い将来に専門家による目視作業にとって代わるシステムを作り上げる,当初目的としていたプラズマ波動の自動抽出を,機械学習アルゴリズムを適切に実装することで達成している.実用化に向けた手法のブラッシュアップや,さらなる精度向上を狙った改良を進め,近い将来に専門家による目視作業にとって代わるシステムを作り上げる,今年度は,機械学習によるプラズマ波動の分類基盤を形成するために,複数の機械学習手法と特徴量抽出手法の組み合わせを検討し,各組合せで得られた結果の分類精度を比較した.学習対象は,2016年に打ち上げられたERG(あらせ)衛星に搭載された,プラズマ波動観測器PWEによって観測された電磁界スペクトルデータを用いた.分類対象として,ERG(あらせ)衛星が飛翔する内部磁気圏のエネルギー階層間結合の担い手である「コーラス波動」と呼ばれるプラズマ波動を取り上げた.1時間毎に区切った周波数時間スペクトル(ダイナミックスペクトル)に波動が含まれるかどうかを,まずは専門家が目視で判定し,学習のためのラベルとした.ラベルとデータを機械学習系に入力して現象を自動判定させ,その精度を確認したところ,取り上げた複数の組み合わせ手法のいずれでも約80%の精度で結果が得られることと,ラベルの偏りやサンプル数の問題で精度にばらつきが見られることが分かった.高精度な分類を安定的に実現するために,ラベルの拡充を図るとともに,プラズマ波動の出現と対応関係が見られる外部パラメータ(現象が現れやすい周波数の情報,現象が観測されやすい位置の情報など)を取り込んで判定要素に加えることを次年度以降に検討したい.また,プラズマ波動の種類に依らない分類を目指し,コーラス波動以外のプラズマ波動現象(電磁イオンサイクロトロン波動,磁気音波,など)も対象に加えて評価を行う.ERG(あらせ)衛星のプラズマ波動観測器PWEによって観測された電磁界パワースペクトルデータを用いて,コーラス波動を例に挙げて抽出するためのスキームを確立した.また,複数の機械学習手法と特徴量抽出手法の組み合わせで分類の精度を検証した.プラズマ波動分類に適した特徴量抽出の手法は今後検討の余地があり,次年度以降の課題としたい.本研究では,機械学習をはじめとする工学的アプローチによって,地球周辺で観測されるプラズマ波動現象を識別し,理学研究の促進に生かすことを目指している.本年度は,2016年に我が国が打ち上げたジオスペース探査衛星「あらせ」に搭載された,プラズマ波動観測器(PWE)のプラズマ波動観測データを用いて,特に「混成共鳴放射(Upper Hybrid Resonance emission)」と呼ばれる現象の自動抽出を行う手法を研究した.混成共鳴放射が現れる周波数は,その場の電子密度と密接な関係があることが知られており,混成共鳴周波数から求まる電子密度は,波動粒子相互作用をはじめとする物理過程を正しく理解するための基礎パラメータとして広く活用されている.プラズマ波動観測データには,目的とする現象以外に,人工雑音や種々の自然現象が同時に受信されることがしばしばあり,混成共鳴周波数の同定は専門家による周波数スペクトルの目視確認によるものが一般的であった.しかしながら,大量の観測データを目視で確認するための負担は計り知れず,これを打開するために機械学習のアプローチで解決を狙った.複数のアルゴリズムを実装して評価したところ,CNN(Convolution Neural Network)のResNetアルゴリズムを用いることで高精度の現象抽出が可能であることを発見し,実用化に向けた検証を進めた.今後は,実用化に向けた検討を重点的に実施し,近い将来に専門家による目視作業にとって代わるシステムを作り上げる,当初目的としていたプラズマ波動の自動抽出を,機械学習アルゴリズムを適切に実装することで達成している.高精度な分類を安定的に実現するために,ラベルの拡充と外部パラメータの取り込みを検討する.実用化に向けた手法のブラッシュアップや,さらなる精度向上を狙った改良を進め,近い将来に専門家による目視作業にとって代わるシステムを作り上げる,当年度は研究基盤作りに注力し,それを用いた成果を次年度以降に積極的に学会・論文誌等で発表する計画である.次年度以降に,学会参加費や渡航費等にまとまった金額が必要であることが見込まれることから,当年度の受領額の一部を次年度に使用することとした.翌年度に複数報の論文出版を予定しており,論文出版費として使用するために次年度使用額として繰り越す.
部分構造論理における結合則の族の階層性

部分構造論理は,古典論理や直観主義論理に対するシーケント計算における構造に関する規則を除いたり,新たな公理を加えたりすることにより得られる論理の総称である。部分構造論理の多くの研究で仮定している結合則にさまざまな制約を加えた「結合則とその族」に注目し,「結合則とその族」の一部を加えた部分構造論理におけるさまざまな論理的性質を一般的・包括的な視点から考察することを通じて,部分構造論理における「結合則とその族」の階層性を解明する。
気体中の自己トラップを用いた超広帯域コヒーレント光発生の研究

本研究は、気体の非線形屈折率を空間・時間の両面から波長変換法に応用し、真空紫外から赤外の光領域全域に渡る超広帯域な光強度のレーザー光の発生を行うことを目的とした。出力2TWのフェムト秒レーザーパルスを用いて気体中に自己束縛チャネルを形成し、高い光強度と長い相互作用長を実現した。このチャネル中での自己位相変調、4光波混合を利用して波長150-1650nmのスペクトル範囲で、コヒーレント光を得た。得られた光強度は真空紫外域で100MW/nm、紫外から赤外域で1GW/nmであった。ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンの異なる希ガス中のスペクトル強度、スペクトル帯域を測定した。同時に、ガス圧力、励起レーザー光強度に対する依存性を測定した。相互相関法を用いて、各波長の群遅延時間をフェムト秒の時間分解能で測定し、可視・赤外域では200fs以下のパルス幅を持つことを明らかにした。ビームの遠視野像を測定し、ビーム拡がり各は1mrad以下でありレーザーと同様の集光性能を持つことを示した。スペクトルの制限要因を考察するため、固体中における自己束縛実験と比較を行い、気体では2桁高い変換効率が得られること、非線形屈折率の大きさよりもイオン化エネルギーの大きさや屈折率分散がスペクトル幅を制限することを示した。自己位相変調に加え4光波混合による光パラメトリック増幅の位相整合条件を考察し、超広帯域光発生の位相整合条件について明らかにした。気体の非線形屈折率を空間・時間の両面から用いた波長変換法を提案し、実験的に真空紫外から赤外の光領域全域に渡るレーザー光の発生を行った。出力2TW、パルス幅125fsのチタンサファイヤレーザー光を焦点距離5mのレンズを用いて希ガス中に集光し、多チャンネルの自己束縛チャンネルを形成した。真空紫外分光器、マルチチャンネル検出器を用いてスペクトル強度を測定し、真空紫外域で100MW/nm、紫外から赤外域で1GW/nmの単一波長のレーザーに匹敵する強い強度が得られることを示した。その結果、最短波長は多光子吸収により制限されるため、短波長光発生には媒質の非線形屈折率の大きさよりもイオン化エネルギーの大きな媒質が適していることを明らかにした。励起レーザー波長依存性を調べ、短波長レーザーは多光子吸収を起こしやすいため、自己束縛には赤外レーザーが適していることを示した。相互相関法に用いて、各波長の群遅延時間をフェムト秒の時間分解能で測定し、可視、赤外域では200fs以下のパルス幅を持つことを明らかにした。
脊髄伸張反射路の分化・再構築に果たす標的組織の役割:Bax欠損マウスによる解析

新生仔期の脊髄運動ニューロン(MN)と後根神経節(DRG)ニューロンの生存は末梢組織との結合に依存する。筋紡錘由来のla群線維とMNの中枢内結合(伸張反射路)の形成は、標的MNあるいは両者の末梢標的である筋由来因子により調節されると推察されているが、伸張反射路形成に果すMNや筋の役割は不明である。アポトーシス促進因子であるBaxの欠損マウス(Bax-/-)では、ニューロンの自然細胞死の抑制が報告されている。本研究は、伸張反射路の中枢内結合の再構築に標的組織由来因子が与える影響を明らかにするために、Bax欠損マウスを用いて以下の研究成果を上げた。1)7日齢マウスを固定後、コリンエステレース組織化学染色で同定した第4腰髄(L4)のMNの細胞数と形態を解析した。2)生後0日に坐骨神経を切断し、末梢神経切断に伴う7日齢マウスのL4のMN数と形態変化を1)と同様に解析し、健常側と比較した。3)マウス新生仔を固定後、L4の前根と後根にそれぞれ脂溶性標識色素Dil、DiDの結晶を挿入し、二重染色した同節のMNと一次求心性線維の形態を共焦点レーザー顕微鏡で画像解析した。Bax-/-の健常側MN数はBax+/+のそれと比し有意に多いが、その細胞体面積は有意に小さかった。また、坐骨神経切断はBax+/+のL4MNに著名な細胞死を誘発した。Bax-/-では細胞死はほとんど起こらなかったが、坐骨神経切断後のBax-/-MNの細胞体面積はさらに減少した。L4の運動神経核への一次求心性線維の投射は、Bax+/+の手術側で減少したが、Bax-/-ではほとんど変化がみられなかった。Bax-/-新生仔の筋求心性線維と運動ニューロンは、末梢神経切断により支配筋との結合が断たれても生存し、両者間の中枢内神経投射も維持されていることが示唆された。本成果の一部は現在国際雑誌に投稿、審査中である(Kinugasa,et al.)。筋紡錘由来のla群線維と運動ニューロン(MN)の中枢内結合(伸張反射路)は、標的MNあるいは両者の末梢標的である筋由来の因子による機構で形成されると推察されているが、伸張反射路形成に果すMNsや筋の役割は不明である。新生マウスの伸張反射路は未だ動的に変化しており、この時期のMN軸索の切断はアポトーシスを誘導する。一方、アポトーシス制御遺伝子、Baxの欠損マウスでは、細胞死抑制により軸索切断で筋由来の情報を断ったMNの生存維持が可能なはずである。本研究は、Bax欠損マウスのMN軸索切断後のla群線維投射の変化の解析から伸張反射路の中枢内結合の再構築に標的組織由来因子が与える影響を明らかにすることを目的とし、今年度は以下の実績を上げた。1)米国Jackson Laboratoryから購入したBax欠損マウスの系統と遺伝子型判定を確立し、マウスを供給した。2)マウス新生仔を固定後、第4腰髄の前根と後根にそれぞれ脂溶性標識色素Dil、DiDの結晶を挿入し、二重染色した同節のMNと一次求心性線維の形態を共焦点レーザー顕微鏡で画像解析した。Bax-/-では、Bax+/+やBax+/-よりもMN数と前角への一次求心性投射が増加していた。3)生後0日に坐骨神経を切断し、末梢神経切断に伴う7日齢マウスのMNの細胞数と形態変化を2)と同様の方法で解析した。Bax+/+とBax+/-では、手術側の第4腰髄運動ニューロン数が健常側と比して約90%減少したのに対して、Bax-/-では約30%しか減少しなかった。Bax-/-では、MNの自然細胞死と神経軸索切断によるMNの死が抑制されることが示唆された。来年度は、上記知見に定量的解析を加えるとともに、筋由来の情報を断ったMNへの一次求心性線維側枝の投射様式の変化について電気生理学的研究を進める。

3)マウス新生仔を固定後、L4の前根と後根にそれぞれ脂溶性標識色素Dil、DiDの結晶を挿入し、二重染色した同節のMNと一次求心性線維の形態を共焦点レーザー顕微鏡で画像解析した。Bax-/-の健常側MN数はBax+/+のそれと比し有意に多いが、その細胞体面積は有意に小さかった。また、坐骨神経切断はBax+/+のL4MNに著名な細胞死を誘発した。Bax-/-では細胞死はほとんど起こらなかったが、坐骨神経切断後のBax-/-MNの細胞体面積はさらに減少した。L4の運動神経核への一次求心性線維の投射は、Bax+/+の手術側で減少したが、Bax-/-ではほとんど変化がみられなかった。Bax-/-新生仔の筋求心性線維と運動ニューロンは、末梢神経切断により支配筋との結合が断たれても生存し、両者間の中枢内神経投射も維持されていることが示唆された。本成果の一部は現在国際雑誌に投稿、審査中である(Kinugasa,et al.)。