hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
身体表象のコントロールに関する実験心理学的・神経科学的研究

結果として39の研究で共通に報告されている活性化部位は大脳左半球の下前頭領域、頭頂領域、後側頭葉領域に主に偏在することが明らかとなった。この中でも特にすべての課題において活性化したブロードマン9野はワーキングメモリのモデルにおいて実行機能との関連が示唆されている領域であり、一般的な認知的負荷の増大に伴って活性化したと考えられる。また、道具の命名に関して左後側頭葉が活性化した。この領域は後頭部MT野の前側に位置し、機械的な動きを伴うという道具の性質に反応して活性化すると考えられる。また、道具使用に関連して、身体情報を受け取る一次感覚野(BA6)、運動情報を出力する一次運動野(BA2)に加え、島(insula)の活動も推定されたが、近年の研究でこの領域は複雑な運動のコントロールを担う可能性が提唱されている。このように運動関連領域の活性化は道具の認識・使用が身体の運動イメージを通じて行われている可能性を示唆するものである。
パリ機械工業における経営戦略・企業間関係の変化の量的分析:1918-1950

1918年から1939年までについて、データの入力をほぼ完了した。引き続き残りの時期について作業を継続しているが、平成13年4月よりフランスに赴いて、戦時利得税文書および戦後の金融機関史料から関連するデータを本格的に収集し、入力を終える予定である。39年までのデータの分析結果は、すでに概要を発表している、パリ機械工業の構造変化についての私の仮説を、ほぼ裏付けるものとなった。193435年の再軍備開始に伴い、パリ地域の金属機械工業は、主要メーカーの製品転換と部品調達網再編の波に覆われることになった。38年前後に本格化し、大企業から末端の零細企業までを巻き込んだ、生産性向上のための設備投資は、40年半ばまで尻上がりに増加を続けるが、十分な効果が上がる前にパリ地域はドイツ軍の占領下に入る。第二次大戦中とくに占領期の変化についてはなお不明な部分が多いが、データをざっと見渡したところでは、戦争による破壊も占領当局による徴発も大したものではなく、生産活動はかなりの程度維持され、技術変化もそれなりに活発であった模様である。44年夏の解放戦も、個々の工場にとっては一時的な混乱以上のものでなかった。むしろ終戦直後の、流通網崩壊に伴う経済麻痺が、零細企業には大きくこたえ、増加する民生品(とくに自動車)需要を見越した業界再編の動きに影を落とすことになったと考えられる。詳しいことは今後1年間の在仏研究で明らかにされるであろう。成果は1314年度中に、フランスの学術誌に発表する予定である。両大戦間期パリ地域の金属・機械工業におけるネットワーク構造の変化を、とくに1935年前後の再軍備開始を契機とする再編過程に焦点を当てて分析するのがこの研究のねらいである。本年度は思いもかけず管理職につくこととなったため、予定していたフランスでの補完的な史料探索を行うことができず、結局パソコン関係の環境整備をして、手持ちのデータ若干を入力・分析するにとどまった。その環境整備も、使用予定の一部ソフトウェアが発売延期となったため、年度内に購入することができず、未だ終了していない状況である。ただ本年度の作業のみで、主要機械メーカーの財務状況の変化のあらましを捉えることができた。経済全体の不況にもかかわらず、大メーカーは35年前後からの受注増を受け、第一次大戦終結累積していた債務をほぼ一掃することができた。各社はこうして生じた余剰資金を、一旦は下請け網の再編に投じることで増産要求に対処しようとするが、やがてそうしたやり方の技術的限界が明らかになり、自社におけるより大胆な技術革新のための設備投資を行ったところで、対独開戦・降伏に至ってしまう、というのが、大体見えてきた筋である。この話の後半部分を十分裏付けるためには、下請け側の史料による補完が不可欠であり、この目的のため、2000年度の夏には是非とも渡仏研究を果たす予定である。その際、前回渡仏時の史料探索で不十分に終わった、第二次大戦後の戦時利得税関係、および第一次経済計画関係の史料の渉猟を加えることで、上記論点を実証する材料はほぼ完全に揃えられるであろう。
多系統萎縮症脳特異的に出現するグリア細胞内封入体の生化学的研究

多系統萎縮症MSA(multiple system atrophy)は孤発性のOPCA(olivoーpontoーcerebellar atrophy),線条体黒質変性症,ShyーDrager症候群を総称する疾患概念としてOppenheimerらによって提唱された。最近PappらがMSAに特異的な病理所見としてglialcytoplasmic inclusion(GCI)を報告した。GCIは主に白質のグリアの細胞質に出現する線維状構造物である。GCIは免疫組織化学的にはユビキチンとチュ-ブリンの抗体で染まるとされている。本年度われわれは1)GCIがMSA特異的であることを他の家族性脊髄小脳変性症と比較して検討した。その結果ユビキチン陽性反応は他の疾患にも出現するが、GCIは特異的であることがわかった。2)従来報告されていたGCIがチュ-ブリン陽性、MAP5陽性になることは確認されたが銀染色陽性GCI,ユビキチン陽性GCIの数に比較すると少なかったため、また購入した抗体の種類によって染色性が見られないこともあるため、これらの蛋白が実際GCIの構成成分である可能性には疑問があると考えた。3)MSA患者の剖検脳よりGCIの部分精製を試み、GCIの免疫組織化学的に組織切片上と同様の結果が得られるかどうかを調べた。部分精製方法としては界面活性剤を用いた方法を検討した。界面活性剤のTritonにGCIが不溶性であることがわかり、この不溶性分面から蔗糖密度勾配を用いて部分精製した。この分画のGCIはユビキチン陽性ではあった。他の細胞骨格については明確な結論は出ていない。4)この分画を用いてGCIに対するモノクロ-ン抗体の作成を試みているが現在のところ特異的抗体の作成には成功していない。
不満度を最小化する運搬経路問題に対するグラフアルゴリズム手法とその一般化

不満度を最小化する運搬経路問題について,昨年度本研究では,問題設定の一般化を行っていた.具体的には,ペナルティを払うことでサービス提供を行わなくても良い顧客の設定を行っていた.この条件は,従来の問題設定を表すこともできるため,問題は一般化されていることになる.したがって,昨年度本研究で示したAPX困難性は,この一般化された問題設定においても成り立つ.これは,近似スキーム(PTAS)を構成することが,一般のグラフに対しては難しいことを意味する.なお,この近似困難性は,バスの台数を定数としても成り立つ.そこで本年度は,バスの台数を定数に限定しグラフ構造を木とした場合に対し,近似アルゴリズムの開発を行った.具体的には,一般化された問題設定に対しても完全近似スキーム(FPTAS)の開発に成功し,本研究の初年度に開発したFPTASを一般化することに成功した.完全近似スキームは,近似解の精度の意味では,最良の近似アルゴリズムとされる.本研究で行ったFPTASの開発手法は次の通りである.まず,昨年度得た擬多項式時間アルゴリズムのアイディアを詳細に解析した.次に,従来の問題設定であれば利用できたFriggstadらの結果に代わる手法として,貪欲的に経路を1つ選択するアルゴリズムを開発した.最後に,これらのアルゴリズムと丸め手法を組み合わせることで,FPTASを開発した.この他にも,グラフ構造を用いたアルゴリズムの開発として,グラフの(リスト)点彩色,最大重みbマッチング,多種多様な部分グラフの遷移問題に対するアルゴリズムや,グラフのb辺支配集合アルゴリズムなど,様々なアルゴリズムの開発に成功し,それらの解析も行った.本年度は,主として「グラフ構造を用いたアルゴリズム」の開発に取り組んだ.特に後述するように,不満度を最小化する運搬経路問題について,バスの台数を定数に限定しグラフ構造を木とした場合に,完全近似スキーム(FPTAS)を開発することができた.完全近似スキームは,近似解の精度をアルゴリズムの利用者が指定することができるため,精度の意味では最良の近似アルゴリズムであると言える.本研究では,まず,不満度を最小化する運搬経路問題について,その計算困難性を解析した.具体的には,バスの台数がたった2台であり,スターと呼ばれる木の中でも単純な構造を持つグラフでさえ,本問題が計算困難であることを証明した.これにより,本問題は非常に限定された場合でさえ,多項式時間アルゴリズムは設計できそうになく,本研究の目的の一つである近似アルゴリズムを開発することの妥当性が示されたことになる.次に,一般の木に対して,本問題を解く擬多項式時間アルゴリズムを与えた.このアルゴリズムは,グラフの木構造に基づく動的計画法を用いており,擬多項式の計算時間がかかるものの最適解を求めることができる.この擬多項式時間アルゴリズムと既存の近似アルゴズム,さらに丸め手法を組み合わせて適用することで,完全近似スキームを構築することに成功した.この他にも,グラフ構造を用いたアルゴリズムの開発として,距離独立点集合問題に対する近似アルゴリズム,シュタイナー木遷移問題に対する多項式時間アルゴリズムなど,様々なアルゴリズムの開発に成功した.木幅制限グラフを始めとした,より広いグラフクラスへの拡張は,まだ検討の余地が残っているものの,木に対する計算困難性の証明とアルゴリズム開発は,予定通り進めることができている.本年度は,まず「グラフ構造を用いたアルゴリム」のさらなる一般化の可能性を考察した.昨年度の段階で,バスの台数を定数に限定しグラフ構造を木とした場合に,完全近似スキーム(FPTAS)を開発できている.本年度は,このグラフ構造を一般化できないか考察を行い,その解析を基に近似不可能性に関する証明を与えることに成功した.具体的には,平面グラフに対して知られているBorradaileらの手法を基軸に解析を進めた.我々の行った解析では,本研究の問題に既存手法を適用することは難しそうであると結論付けた.これらの解析を通して得られた知見を基に,一般のグラフに対して,本研究の問題がAPX困難であり,したがって近似スキーム(PTAS)を構成することは難しいことを証明した.この近似不可能性の結果は,バスの台数が任意の定数であっても成り立つ.本年度はさらに,不満度を最小化する運搬経路問題について,その問題設定の一般化を行った.具体的には,ペナルティを払うことでサービス提供を行わなくても良い顧客の設定を行った.この条件は,従来の問題設定を表すこともできるため,問題は一般化されている.したがって,従来の問題設定で得られた困難性に関する研究成果は,そのまま一般化された問題設定でも成り立つ.本研究では本年度,このような一般化に対し,バスの台数を定数に限定しグラフ構造を木とした場合に,擬多項式時間で最適解を求めるアルゴリズムの概要をまとめた.また,この他にも,グラフ構造を用いたアルゴリズムの開発として,グラフのリスト点彩色,最大重みbマッチング,シュタイナー木などの遷移問題に対するアルゴリズムや,グラフの多種サービスセンター配置アルゴリズムなど,様々なアルゴリズムの開発に成功した.平面グラフへ近似アルゴリズムを拡張することが難しい要因を解析し,一般のグラフに対しては近似不可能性を理論的に証明することができている.また,従来の問題設定を包含するような問題の一般化を行い,アルゴリズムの開発を進めている.不満度を最小化する運搬経路問題について,昨年度本研究では,問題設定の一般化を行っていた.具体的には,ペナルティを払うことでサービス提供を行わなくても良い顧客の設定を行っていた.この条件は,従来の問題設定を表すこともできるため,問題は一般化されていることになる.したがって,昨年度本研究で示したAPX困難性は,この一般化された問題設定においても成り立つ.

これは,近似スキーム(PTAS)を構成することが,一般のグラフに対しては難しいことを意味する.なお,この近似困難性は,バスの台数を定数としても成り立つ.そこで本年度は,バスの台数を定数に限定しグラフ構造を木とした場合に対し,近似アルゴリズムの開発を行った.具体的には,一般化された問題設定に対しても完全近似スキーム(FPTAS)の開発に成功し,本研究の初年度に開発したFPTASを一般化することに成功した.完全近似スキームは,近似解の精度の意味では,最良の近似アルゴリズムとされる.本研究で行ったFPTASの開発手法は次の通りである.まず,昨年度得た擬多項式時間アルゴリズムのアイディアを詳細に解析した.次に,従来の問題設定であれば利用できたFriggstadらの結果に代わる手法として,貪欲的に経路を1つ選択するアルゴリズムを開発した.最後に,これらのアルゴリズムと丸め手法を組み合わせることで,FPTASを開発した.この他にも,グラフ構造を用いたアルゴリズムの開発として,グラフの(リスト)点彩色,最大重みbマッチング,多種多様な部分グラフの遷移問題に対するアルゴリズムや,グラフのb辺支配集合アルゴリズムなど,様々なアルゴリズムの開発に成功し,それらの解析も行った.本年度開発した完全近似スキームに関して,そのアルゴリズムと証明を洗練する.その上で,不満度を最小化する運搬経路問題について,その一般化を行っていく.特に,サービスを受ける顧客が指定された場合については,本年度の完全近似スキームが拡張可能であるか解析を進める.ただし,本年度の場合と異なり,既存の近似アルゴリズムが使用できないため,その検討も行う.一般化した問題設定に対する擬多項式時間アルゴリズムは,アイディアがまとまった段階であり,詳細な解析と証明が必要である.従来の問題設定では完全近似スキームを開発できているが,同様の近似アルゴリズムを得るためには,最適解の上界と下界を見積もる必要がある.この見積もりは,従来の問題設定では,Friggstadらの結果を利用できたが,それは一般化した問題には直接適用することはできない.これらの解析を進め,一般化した問題設定においても近似アルゴリズムを開発できないか検討を進める.パソコン等の物品購入が,予定よりも安価に済んだため.会議参加費の支出や消耗品類の購入が予定よりも少なく済んだため.本年度開発したアルゴリズムに関する研究成果発表もあり,次年度以降は旅費等の支出が増えることが見込まれる.次年度使用額と合わせて,有効に活用する予定である.
歯科医療におけるX線撮影に関する全国実態調査

昭和61年度に無作為抽出した全国の歯科診療所,一般病院歯科,歯科大学および歯学部を対象として,昭和62年度に歯科X線撮影の頻度および撮影条件についての実体調査を実施し,さらに国民線量およびリスクの推定を行なった.結果は以下の如くであった.1.昭和62年度の全国調査では口内法撮影枚数は約9100万枚,パノラマ撮影枚数は約1140万枚であった.2.調査した殆どすべての歯科施設では60kV, 10mAの定格の歯科X線撮影装置が使用されていた.4.おなじくパノラマ撮影による国民線量は,国民1人あたり年間, GSDが6.4nGy(0.64μrad), CMDが2.3μGy(0.23mrad), LSDが2.1μGy(0.21mμrad), MSDが1.3μGy(0.13mrad)であった.5.歯科撮影による集団実効線量当量は2370人・Svであった.6.歯科撮影による国民全体へのリスクは,遺伝的影響0.17人,白血病2.3人,がん16.7人と推定された.昭和61年度に無作為抽出した全国の歯科診療所,一般病院歯科,歯科大学および歯学部を対象として,昭和62年度に歯科X線撮影の頻度および撮影条件についての実体調査を実施し,さらに国民線量およびリスクの推定を行なった.結果は以下の如くであった.1.昭和62年度の全国調査では口内法撮影枚数は約9100万枚,パノラマ撮影枚数は約1140万枚であった.2.調査した殆どすべての歯科施設では60kV, 10mAの定格の歯科X線撮影装置が使用されていた.4.おなじくパノラマ撮影による国民線量は,国民1人あたり年間, GSDが6.4nGy(0.64μrad), CMDが2.3μGy(0.23mrad), LSDが2.1μGy(0.21mμrad), MSDが1.3μGy(0.13mrad)であった.5.歯科撮影による集団実効線量当量は2370人・Svであった.6.歯科撮影による国民全体へのリスクは,遺伝的影響0.17人,白血病2.3人,がん16.7人と推定された.まず最初に、調査対象とする個人開設の歯科診療所、一般病院内の歯科、歯学部および歯科大学付属病院を抽出する為のデータ作製を行った。歯科診療所については出来るだけ実数に近いものを得るために資料として全国各都道府県の職業別電話帳を使用した。その結果、全国で統計43987診療所という値がえられた。この値は昭和60年の科学技術庁放射線医学総合研究所のデータ約38000という数字をかなり上まわり、さらに昭和61年11月現在の日本歯科医師会会員数50765名(勤務医も含む)。厚生省のデータによる昭和59年末の個人歯科診療所数43091施設と比較しても実態に近い数字が得られたものと考える。一般病院歯科については、昭和58年発行の病院要覧より1392施設、また歯学部および歯科大学付属病院の場合は全国で29施設であった。以上の総計45408施設の中から、歯科診療所については3%の抽出率で1320施設、一般病院歯科は5%の抽出率で70施設、また歯学部および歯科大学付属病院は100%抽出とし29施設とした。以上のようにして全国より調査対象として全国より計1419施設を抽出した。その後、抽出した施設整理の為のプログラミングを行った。
微生物を捕捉する樹脂を利用した水中の生菌数濃度迅速測定センサ-の開発

水中に存在する生きた微生物の濃度を測定する場合,現在コロニ-法が用いられているが,測定操作が煩雑で長時間と熟練を必要とするのが難点である。生きた微生物の濃度を迅速に測定する手法は現在のところ確立されていない。本研究代表者は最近の研究で不溶性ピリジニウム型樹脂が水中微生物を生きた状態で強力に捕捉することを見いだした。このような機能を有する材料が見いだされたのは世界で最初である。本研究の目的は,この樹脂を取り付けた隔膜式酸素電極を用いて,懸濁液中の生きた微生物の濃度を迅速に測定するセンサ-システムを開発することである。このシステムに微生物懸濁液を供給すると,不溶性ピリジニウム型樹脂がその表面に微生物を生きた状態で捕捉する。捕捉された微生物が酸素を消費するために酸素濃度が減少する。酸素濃度の減少は電流の減少として検知することができる。生きた微生物の濃度に比例して電流減少値も増加するので,電流の減少値から試料懸濁液中に存在する生きた微生物の濃度を知ることができる。好気性バクテリア,通性嫌気性バクテリア,および酵母を用いて実験を行った。これからの微生物の懸濁液を一定速度でセンサ-システムに供給すると,電流値が一定の速度で減少した。電流減少速度は微生物濃度に比例した。比例定数は微生物の種類に大きく依存した。あらかじめ既知濃度の微生物懸濁液を用いて検量線を作成しておけば,電流値の減少速度から生きた微生物の濃度を求めることができる。1回の測定に要する時間は2030分であり,コロニ-法の場合と比較すると極めて迅速な測定方法である。測定感度は10^7cellS/mlであった。オ-トクレ-ブで減菌した微生物懸濁液をセンサ-システムに供給した場合には電流値の変化が認められなかったので,この電気化学的測定方法は生きた微生物だけを対象とする方法であることが確認された。
バイオ燃料実用化に向けた炭化水素分泌酵母の作製

緑藻Botryococcusbraunii(ボトリオコッカス)はボトリオコッセンとよばれるオイルの一種を細胞外に分泌するというきわめてユニークな性質をもつ。このボトリオコッセンはバイオ燃料としての活用が期待されている。しかし、ボトリオコッカスは成長も遅く、さらに多くのボトリオコッセンを生産するような改変をするための技術も開発されていないという欠点がある。そこで本研究では、遺伝子工学的な改変が容易な出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeに、ボトリオコッセン合成に関係する遺伝子を組み込み、ボトリオコッセンを合成させるように改良した。緑藻Botryococcusbrauniiはボトリオコッセンとよばれるトリテルペン系炭化水素を細胞外に分泌するというきわめてユニークな性質を持つが、その最大の特徴である炭化水素分泌機構については不明である。この研究では、B. brauniiのトリテルペン合成酵素遺伝子SSL1, 2, 3を導入し、ボトリオコッセンを合成・分泌できる出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeの作製を目標とする。まず、SSL1, 2, 3をS. cerevisiaeに挿入し、それらが正常に発現および小胞体にターゲティングすることを、ウエスタンブロッティング法、蛍光タンパク質融合型ボトリオコッセン合成酵素の局在で確認した。そして、これらの遺伝子を導入したS. cerevisaeから全脂質を抽出し、薄層クロマトグラフィーおよびガスクロマトグラム質量分析計で調べたところ、炭素数30のボトリオコッセンのシングルピークを確認した。B.brauniiから抽出したボトリオコッセンはメチル化されたものを含む炭素数30から34の混合物となるが、S. cerevisiaeから炭素数30の単一の標品を得られたことは、今後このS. cerevisiaeを純粋なボトリオコッセン供給源として利用出来る点できわめて有用な発見である。つぎに、この酵母が細胞内のどこにボトリオコッセンを蓄積するかを電子顕微鏡で調べることにした。しかし、S. cerevisiaeはトリアシルグリセロールからなる脂質滴を形成するために、ボトリオコッセン由来の脂質滴と形態的な区別をつけられない。そこで、S. cerevisaeのトリアシルグリセロール合成関連遺伝子を破壊することで、脂質滴形成を阻害することにした。これまでに3つの遺伝子を破壊し、脂質滴形成を大幅に減らすことに成功した。緑藻Botryococcusbraunii(B. braunii)は光合成によりボトリオコッセンとよばれる炭化水素を合成し分泌するが、その最大の特徴である炭化水素分泌機構については不明である。この研究では、B. brauniiの遺伝子を導入し、ボトリオコッセンを合成・分泌できる出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeの作製を目標とする。本研究成果を応用すれば、工業的に利用しやすい炭化水素を光エネルギーと二酸化炭素を用いて高い効率で分泌する生物の作出が期待できる。本年度は(1)ボトリオコッセン合成酵母の作製(2)B.braunii遺伝子を挿入した酵母発現ベクターの作製を計画した。(1)については、ボトリオコッセン合成に関わる3つの遺伝子(SSL1-3)を酵母に挿入し、それらが正常に発現することを、新たに作製したポリクローナル抗体を用いたウエスタンブロッティング法で確認した。つづいて蛍光タンパク質であるGFPおよびmCherryを付加したボトリオコッセン合成酵素の発現を行い、それらの細胞内局在を観察した。その結果、SSL1-3がいずれも酵母細胞でも小胞体にターゲティングできることを発見した。(2)については計画をやや変更した。これまでの研究から脂質分泌に関わるタンパク質はABCトランスポーターファミリーに属するタンパク質である可能性がある。そのため遺伝子ライブラリーの作製を行うよりもまずこれらのタンパク質の大量発現がボトリオコッセン合成酵母からのボトリオコッセン分泌に関わる可能性を考え、現在必要な遺伝子のクローニングを行っているところである。ボトリオコッセン合成に関わる遺伝子を酵母に導入し、それらの発現および局在を調べることには成功するなどおおむね順調であるが、これらを発現した細胞が真にボトリオコッセンを分泌するかについては確証を得ていない。その原因の一つは酵母においてエルゴステロール合成に関わる遺伝子であるERG9の破壊株を計画した方法で作製できていないことがある。(1)ボトリオコッセン合成酵素導入酵母での脂質合成・蓄積過程の解析:最終的にボトリオコッセンを分泌する能力を獲得する酵母を得るためには、酵母細胞内でボトリオコッセンがどこで合成されどこに蓄積するかを調べておく必要がある。そこで、蛍光顕微鏡や電子顕微鏡を用いた観察で脂質の蓄積場所を、質量分析等で脂質量の定量的変化を解析する。(2)ボトリオコッセン分泌酵母の単離:最大の目的であるボトリオコッセン分泌酵母の単離に向け、ABCトランスポーター遺伝子の導入や変異株取得などの方法を試みる。該当なし
温帯性タケ類の一斉開花現象に関与する花成制御遺伝子の網羅的探索

タケ類は数十年に一度、一斉開花・枯死するという特異な生活史を持つが、開花関連遺伝子はほとんど知られておらず、開花年を認識するメカニズムは不明である。そこで本研究はモデル植物で知られた花成制御遺伝子をタケ類から単離して発現解析を行った。また、67年開花周期を持つモウソウチクで日変動・季節変動する遺伝子を探索した。その結果、モウハイチクおよびトウオカメザサの各器官においてFTは葉で、SOC1は全組織で、TFL1/CENは茎頂分裂組織で発現するというモデル植物の既往報告と一致した発現パターンを示した。また、モウソウチクにおいてCOの発現が日変動し、Dofの発現が季節変動することを明らかにした。1.モデル植物で知られる花成制御遺伝子のタケ類の相同遺伝子の発現解析2004年および2008年にそれぞれ一斉開花を起こしたモウハイチクおよびトウオカメザサを材料に、花成促進遺伝子FT、SOC1、FCA、花成抑制遺伝子TFL1/CENの相同遺伝子について各器官における発現量の年次変化を定量的リアルタイムRT-PCR法によって解析した。その結果、FTは葉で、SOC1は全組織で、TFL1/CENは茎頂分裂組織で発現するというモデル植物の既往報告と一致した発現パターンを示したことから、タケ類の一斉開花過程にも花成制御遺伝子が関与することを示唆した。2.mRNAの網羅的解析によりタケ類に特異的な一斉開花関連遺伝子を探索するためのサンプリングと材料の維持管理材料は東京大学千葉演習林に系統保存されているモウソウチクを使用した。このモウソウチクは67年の開花周期が確認された株の実生である。2013年に出稈した稈3本を選抜し、7月より毎月一度、正午に葉を採集し、ただちに固定液に浸してー80°Cの超低温冷凍庫で保存した。さらに24時間の変動を調べるため、ある1日について2時間おきに葉を採集し同様に保存した。今後、これらのサンプルから日周および季節的に発現量が変動する遺伝子を探索する予定である。また、材料の健全な維持のため、試験地内の稈の分布と遺伝的組成を把握することで、クローン構造を考慮した管理指標を作成した。まず、全稈の毎木調査を行い位置図を作成した。次に、全生存稈からDNAを抽出し、モウソウチクおよびササ類で開発されたマイクロサテライトマーカーを使用して各稈のジェネット識別を行った。その結果、少なくとも27個のジェネットが存在することが明らかになったため、間伐時には稈数の少ないジェノタイプを絶やさないように同一ジェノタイプの稈が集中分布している箇所から抜き切りすることを推奨した。タケ類は数十年に一度、一斉に開花・枯死する多年生一回繁殖型の植物である。開花・枯死には周期性があり、モウソウチクでは67年周期で開花・枯死する株が知られている。しかし、タケ類がどのように開花年を認識して開花に至るのか、そのメカニズムは未だ不明である。本研究は、東京大学千葉演習林で1934年から管理されている開花年限試験地のモウソウチクを使用して、日長・季節・年次レベルで変動する遺伝子を探索することで、タケの“時計遺伝子"を推定することを目的とした。このモウソウチクは1930年に発芽し1997年に開花・枯死した67年開花周期が確認された株の実生(子供)である。モウソウチク林において、2013年春に出筍した3稈を選択し、日変動を調べるために2013年8月8日10時から9日10時までの24時間、2時間ごとに葉のサンプリングを実施した。また、季節変動を調べるために2013年8月から2015年4月現在まで毎月1回、正午に葉をサンプリングした。サンプルからRNAを抽出し、データベースに登録されているモウソウチクの遺伝子発現ライブラリーから、日変化や季節によって発現に影響を受けると推察される遺伝子を選択し、RT-PCR法により発現解析を行った。その結果、モデル植物の研究で日長変化によって開花に関与することが知られているCONSTANS(CO)遺伝子のモウソウチク相同遺伝子の発現が日変動すること、また、水不足や他の環境ストレスによって発現し開花を誘導するDof相同遺伝子の発現が季節変動することが明らかになった。本研究により、一斉開花・枯死という特殊な生活史をもつタケ類においても日長や季節性を認識する遺伝子が働いていることが示唆された。今後継続してサンプリングを行い、これらの遺伝子の年次的な変化を追うことで、開花周期に関わる遺伝子の探索につながることが期待できる。森林分子生態学「2.mRNAの網羅的解析によりタケ類に特異的な一斉開花

関連遺伝子を探索するためのサンプリング」について、申請時ではモウハイチクとトウオカメザサという2種のタケ類を材料とする予定であったが、これらのサンプリングが採集時刻を考慮していなかったため時間変動遺伝子の材料として不適であることが分かった。一方、申請者が所属する東京大学千葉演習林では開花および更新の履歴が詳細に記録されているモウソウチク試験地が系統保存されている。そこで、時間変動遺伝子の発現解析の材料をそのモウソウチクに変更し、季節的変動を解析するために月に一度のサンプリングを実施することに変更した。以上のことから、平成25年度はサンプリングのみを実施し、mRNAの網羅的解析は平成26年度に実施することとなった。また、将来的に長期に系統保存するべきモウソウチク試験地の管理状況が悪かったことから、健全な維持のための管理指針を作成することとなり、平成25年度は稈の分布と遺伝的背景の解析に時間を費やしたため、本研究が遅れる結果となってしまった。特定の稈から1年間毎月正午に採集した葉サンプル、および、ある1日について2時間ごとに採集した葉サンプルを用い、次世代シークエンサーによるmRNAシークエンシング解析を実施する。まず、葉サンプルからRNeasy Plant Mini Kit(キアゲン社)を用いて全RNA抽出を行い、北海道システム・サイエンス社へmRNAシークエンシング解析を受託依頼する。データをバイオインフォマティックス手法を用いて解析し、採集時期が異なるサンプル間で特異的に発現量の異なる遺伝子領域を選び出し、データベースに登録されている既存の配列と相同性を検索したのち、遺伝子機能予測を行って、季節的に変動する時間遺伝子を推定する。得られた時間遺伝子の配列からプライマーを設計し、リアルタイムRT-PCR法で発現解析を行う。また、67年開花周期、15年開花周期、未開花のモウソウチク系統の葉からDNAを抽出し、北海道システム・サイエンス社へDNAシークエンシング解析を受託依頼し、1塩基多型の突然変異をもつ時間関連遺伝子を探索することを試みる。申請時に材料とする予定であったサンプルが、採集時に採集時刻を考慮していなかったことが判明したため、時間関連遺伝子の解析には不適であることが分かった。一方、申請者が所属する東京大学千葉演習林には開花および更新の履歴が詳細に記録されているモウソウチク試験地があるため、材料をモウソウチクに変更した。時間変動遺伝子の季節変動を追跡するため、平成25年度はモウソウチクの月に一度のサンプリングを実施した。そのため、予定していたmRNAの網羅的解析は平成26年度に回すことになった。平成25年度に1年間毎月採集した葉サンプルを用い、次世代シークエンサーによるmRNAシークエンシング解析を実施する。解析は北海道システムサイエンス社へ受託依頼するため、当該助成金の未使用分は平成26年度の受託解析に使用する予定である。
β型チタン合金における相分離を利用したα相析出組織の微細化

高温でβ相の2相分離が起こり偏析型の平衡状態図を持つことが予想されるTi-Mo二元系を選び,5種類のMo組成(Ti-10,20,30,40,50mass%Mo)の合金をアーク溶解によって作製した.これらの合金に広い温度範囲(1023K773K)で等温時効を施し,透過型電顕観察によりβ相の2相分離およびα相析出挙動を調べた.得られた結果は以下の通りである.(1)提唱されているTi-Mo二元状態図における偏析温度(968K)以下での等温時効を施した場合,Ti-1030Mo合金では,β母相の粒界,亜粒界や転位からの不均一なα相析出が起こった.Ti-40Mo合金においては,873K以上ではα相がβ母相中の格子欠陥より不均一に析出したのに対して,823K以下ではβ相の二相分離によって生成したβ′相をサイトとしてα相が析出し,均一微細なα相析出組織が得られた.Ti-50Mo合金では,長時間時効を行ってもβ相の2相分離やα相析出は観察されなかった.この結果はβ相の2相分離領域が提唱されている平衡状態図より低温側に位置することを示唆する.(2)Ti-1030Mo合金において析出したα相はラス状であり,β母相に対してBurgersの関係((1- 10)β//(0001)α,[111]B//[11- 20]α)を満たし,晶癖面は{11- 1}βに近いものであった.一方,Ti-40Mo合金におけるα相は,Potterの方位関係((0- 11)β//(-1101)α,[111]β//[11-20]α)を満たし,{0-31}βを晶癖面とする板状の形態を示した.(3)α相の界面構造を高分解能透過型電顕を用いて観察した結果,α/β界面はすべて半整合であったが,Ti-10Moにおけるラス状α相の界面は,bcc→hcp変態にともなう体積歪を緩和するsessileなミスフィット転位および剪断歪を緩和するglissileな格子転位を含んでいた.一方、Ti-40Moにおける板状α相の界面では,変態歪を緩和する転位の配列は不均一であり,ミスフィット転位も観察されなかった.高温でβ相の2相分離が起こり偏析型の平衡状態図を持つことが予想されるTi-Mo二元系を選び,5種類のMo組成(Ti-10,20,30,40,50mass%Mo)の合金をアーク溶解によって作製した.これらの合金に広い温度範囲(1023K773K)で等温時効を施し,透過型電顕観察によりβ相の2相分離およびα相析出挙動を調べた.得られた結果は以下の通りである.(1)提唱されているTi-Mo二元状態図における偏析温度(968K)以下での等温時効を施した場合,Ti-1030Mo合金では,β母相の粒界,亜粒界や転位からの不均一なα相析出が起こった.Ti-40Mo合金においては,873K以上ではα相がβ母相中の格子欠陥より不均一に析出したのに対して,823K以下ではβ相の二相分離によって生成したβ′相をサイトとしてα相が析出し,均一微細なα相析出組織が得られた.Ti-50Mo合金では,長時間時効を行ってもβ相の2相分離やα相析出は観察されなかった.この結果はβ相の2相分離領域が提唱されている平衡状態図より低温側に位置することを示唆する.(2)Ti-1030Mo合金において析出したα相はラス状であり,β母相に対してBurgersの関係((1- 10)β//(0001)α,[111]B//[11- 20]α)を満たし,晶癖面は{11- 1}βに近いものであった.一方,Ti-40Mo合金におけるα相は,Potterの方位関係((0- 11)β//(-1101)α,[111]β//[11-20]α)を満たし,{0-31}βを晶癖面とする板状の形態を示した.(3)α相の界面構造を高分解能透過型電顕を用いて観察した結果,α/β界面はすべて半整合であったが,Ti-10Moにおけるラス状α相の界面は,bcc→hcp変態にともなう体積歪を緩和するsessileなミスフィット転位および剪断歪を緩和するglissileな格子転位を含んでいた.一方、Ti-40Moにおける板状α相の界面では,変態歪を緩和する転位の配列は不均一であり,ミスフィット転位も観察されなかった.
移民社会の形成と福祉国家財政

本研究の目的は、移民社会を抱えた先進福祉国家と移民を輩出する発展途上国との関係を、財政政策を媒介にして明らかにすることであった。先進国側では、移民社会の出現が、地方自治を通して福祉国家の縮小を促す。福祉的な社会サービスの受給者が移民であるのに対して、その税負担はもっぱら白人ミドル・クラスの財政課税に依存しているために、サービス受益者と税負担者が人種的の分裂してしまうからである。特に英米のようなアングロサクソン系諸国では、こうした傾向が強い。これに対して、南アジア諸国やフィリピンのような途上国では、移民達の送金が構造調整政策を支える役割を果している。1980年代以降貿易・為替政策の自由化や公的部門の縮小をはじめとする経済自由化政策を追求してきた。しかし脆弱な産業構造をもつ途上国では、さまざまな手段を講じて移民送金を引きつけようとするのである。また中国では華僑の投資が経済成長を先導している。このように移民社会の出現は、互いに経済自由化政策を支え合うという関係を作り出すのである。つまり、それは先進国の福祉国家を解体し、途上国では構造調整政策の実行を支える役割を果すのである。しかし、このことは、先進国・途上国の双方で、経済自由化政策に問題がないということを意味していない。先進国側では、マネタリスト的政策の一貫性は失われている。他方、途上国側では、経済自由化政策が外国投資の増加をもたらす反面、地域間格差や貧困問題を悪化させる側面をもっている。特に、地方財政分野では、税構造の歪み・インフラ事業の赤字や資金不足問題が生じており、教育・衛生・社会保障などの支出低下が生じているために、貧困問題の中長期的解決を遅らせているのである。本研究の目的は、<移民社会を抱えた先進福祉国家>と<移民を送り出す途上国側>との相互関係を、財政政策を媒介にして考察するとであった。今年度は、イギリスとインド・スリランカを中心とした統計整理と文献収集に重点をおいて、一定の成果をあげることができ、また研究の前提となるべきイギリスの福祉国家財政およびインドの構造調整政策の全体的動向についても、後出(次項)の形でまとめることができる。その中で、まずサッチャーは、1980年以降、マネタリズムに基づく経済政策を次々と実行してきたが、80年代後半になって、サッチャリズムの一貫性を貫けなくなった点を明らかにした。財政赤字とマネーサプライの直接的関連の喪失、金利政策重複への転換、サプライサイド政策の失敗(経常収支の恒常的赤字への転落)と伝統的な政策的ジレンマなどの諸現象を見出すことができるからである。次に明らかにすべき点は、こうしたイギリス福祉国家財政の動向を前提にして、地方財政政策の変化と移民社会のインパクトについて検討を進めることである。他方、インドについては、自由化政策=構造調整政策を推進してゆく上で、国際収支の脆弱性を支えるために、先進国および湾岸地域からの移民送金が不可欠になっている構造を明らかにした。また構造調整政策は、短期的な安定化政策としては成功しているものの、中期的には、資本支出の削減と州財政の悪化に伴って、インフラや教育・衛生・貧困対策などの支出が低下し、貧困層の拡大をもたらしてゆく可能性を秘めていることも明らかにした。こうした状況は、途上国側に移民を輩出してゆく誘因を与え続けるであろう。今後は、州財政に分析を進めてゆくことが必要であると考えている。本研究の目的は、〈移民社会を抱えた先進国〉と〈移民を送り出す発展途上国〉との相互関係を、財政政策を媒介にして考察することであった。本年度の研究は、発展途上国財政に重点を移し、その際、中央財政にとどまらず地方財政をも射程に入れることを目標にした。

そのために統計整理と文献収集も、発展途上国問題やそれを取り巻く国際経済的条件に関するものに重点をおいた。その結果、まだ不十分とは言え、途上国の地方財政やそれを取り巻く基礎的条件などについて考察を加えることができた。また先進国の地方財政に関しても、移民社会問題との関連で、不動産課税に依存した地方分権化論の限界について分析することができた。その成果は、後出の通りである。今回、途上国の地方財政については、インド地方財政を対象にして分析を行なった。そこでは地方資本支出の削減と州財政の悪化に伴って、インフラ整備や教育・衛生・貧困対策などの諸分野において歪みが拡大していることが明らかになった。しかも統計的に観察すると、経済発展が相対的に低位なアジア諸国(例えばインド・パキスタン・バングラ・フィリピンなど)では、移民の大量輩出と移民送金によって、国際収支赤字のかなりの部分を埋め合せている。地方財政を含む財政政策の健全化が達成できない限り、経済発展の基礎的条件が整わず、移民労働者の送金が自由化政策をかろうじて支えているという悪循環構造は解消されないであろう。アジア発展途上国の財政政策・地方財政の分析は、構造調整政策を推進してゆく上で不可欠になっているにもかかわらず、依然未開拓な分野である。今後は、もう1つのアジアの大国である中国をも含めて、途上国財政の研究を一層発展させたいと考えている。
環境ホルモンによる泌尿生殖器発生異常の分子生物学的解明

これまで環境ホルモン物質として重要な化学物質の1つであるフタル酸エステルの内分泌撹乱作用としてヒトや動物のエストロゲンレセプターやアンドロゲンレセプターと結合してそれぞれエストロゲン作用、抗-アンドロゲン作用を発揮し、生殖機能障害を引き起こすことものと考えられていた。今回、我々は妊娠ラットにフタル酸エステルの1つであるモノ-n-ブチルフタル酸を投与してその雄仔ラットに停留精巣と尿道下裂を高頻度に発生させることに成功した。更にフタル酸エステルがそのような生殖器異常を発生するメカニズムを解明するために合成エストロゲンと抗-アンドロゲン製剤をフタル酸エステルと同様にそれぞれ妊娠ラットに投与し、胎仔ラットに与える影響を検討した結果、モノ-n-ブチルフタル酸にはin vitroの実験でエストロゲン作用の無いことが判明し、停留精巣の発生にはフタル酸エステルの抗-アンドロゲン作用は関与していないことが判明した。また新生仔ラットの精巣中のMIS m-RNAをRT-PCR法を用いて検討した結果、MIS m-RNAの発現はコントロールラットと比較して変化が無かったことが判明した。更にフタル酸エステル投与ラットの生直後の精巣内のテストステロン濃度を測定した結果テストステロン合成能が有意に抑制されていることが判明した。以上の結果より、フタル酸エステルによる停留精巣の発生にはフタル酸エステルの抗-アンドロゲン、エストロゲン、MIS抑制作用以外の作用が関与していることが判明した。これまで環境ホルモン物質として重要な化学物質の1つであるフタル酸エステルにはヒトや動物のエストロゲンレセプターやアンドロゲンレセプターと結合してそれぞれエストロゲン作用や抗-アンドロゲン作用を発揮して生殖機能障害を引き起こすことが報告されている。更にフタル酸エステルがそのような生殖器異常を発生するメカニズムを解明するためにエストロゲン合成エストロゲンと抗-アンドロゲン製剤をフタル酸エステルと同様にそれぞれラットに投与し、胎仔ラットに与える影響を検討した結果、フタル酸エステルの作用としてエストロゲン作用や抗-アンドロゲン作用の可能性は低いことが判明したが同時に胎児ミューラー管の遺残が認められたことよりフタル酸エステルのMIS抑制作用が考えられた。今後、フタル酸エステルの抗-MIS作用を検討するためフタル酸投与ラット胎仔の精巣中のMIS m-RNAをRT-PCR法を用いて検討する。また新生仔ラットの精巣中のMISm-RNAをRT-PCR法を用いて検討した結果、MISm-RNAの発現はコントロールラットと比較して変化が無かったことが判明した。
二酸化炭素を用いるポリ(2-ピロン)合成

最近研究代表者はゼロ価ニッケルートリアルキルホスフィン錯体触媒を用いるジインとCO_2の1:1環化付加共重合という新しい共重合反応によるポリ(2ーピロン)合成を見出した。ポリ(2-ピロン)は従来報告例のない新しいポリマーであり、2ーピロン環は多彩な化学反応を行うことが知られているので、興味ある用途が見出されるものと期待される。従って種々の構造を有するジインを反応に用いることができるならば、このポリ(2ーピロン)合成法は極めて有用になる。本研究では1,3ーおよび1,4ージ(2ーヘキシニル)ベンゼン(1および2)とCO_2の反応を行うと1:1環化付加共重合が起こり、フェニレン基を主鎖中に有するポリ(2ーピロン)が生成することが見出された。ビス(シクロオクタジエン)ニッケルとトリーnーオクチルホスフィン配位子とから生成させたゼロ価ニッケル錯体触媒が、テトラヒドロフランーアセトニトリル混合溶媒中80°C,10ー50kg/cm^2のCO_2圧下1とCO_2の効率的な1:1環化付加共重合をひきおこし、分子量6000ー7000のフェノレン基を有するポリ(2ーピロン)を50%前後の収率で生成した。一方2も同様な条件下にCO_2と反応して分子量9000ー12000のポリ(2ーピロン)を60%前後の収率で生成した。1:1環化付加共重合によるポリ(2ーピロン)の生成は、IR, ^1HNMRおよび^<13>CNMRスペクトル分析とコオリゴマーのカルボニル基のIR吸収を用いる共重合体中の2ーピロン環含量の定量により確認した。
新しい拡散テンソルMRIパルスシーケンスの開発-動物実験用MRI装置による開発-

現在利用されている拡散強調核磁気共鳴画像法(DWI)はエコープラナーイメージング(EPI)法を利用したマルチスライス二次元イメージングがその大部分を占めており,三次元拡散強調画像デーダはマルチスライスで得られた二次元データをスタックすることで得ている。しかしながら二次元イメージングには,信号雑音比(SNR)の低下や不完全なスライス選択励起による干渉を抑えるために数ミリのスライス厚とスライスギャップが必要となる。これに対して三次元イメージングはひとつのスライスではなく撮影領域全体(スラブ)から信号を受信するので本質的にSNRが高く,スライス選択励起による干渉も起こらない。よって,三次元拡散強調イメージングは二次元拡散強調イメージングよりも大きさの小さい等方性ボクセルでの撮影を可能とする。そこで今回研究では,既に開発した高速三次元拡散強調MRI(3D-DWI)シーケンスを元に,DTIが可能な新しい高速三次元拡散テンソルMRIシーケンスを開発することを目的とした。拡散テンソルイメージングを可能にする為には拡散検出傾斜磁場(Motion Probing Gradient:MPG)を任意のX,Y,Z軸に印加する必要がある。本年度の研究では3D-DWIシーケンスのMPG印加軸を自由に設定できるように改良した。セロリを対象にしたファントム実験の結果から本手法によって三次元拡散テンソル画像が得られることを確認した。本手法は臨床現場で広く用いられているEPI法による拡散テンソルイメージングに比べて,画像の歪みやアーチファクトの少ない画像を提供することができた。近年,拡散強調核磁気共鳴画像法(DWI)を利用した拡散異方性を画像化する拡散テンソル画像法(DTI)やDTIを利用して脳白質にある神経線維を画像化するトラクトグラフィーが盛んに行われるようになってきた.現在利用されているDWIはエコープラナーイメージング(EPI)法を利用したマルチスライス二次元イメージングがその大部分を占めており,三次元拡散強調画像データはマルチスライスで得られた二次元データをスタックすることで得ている.しかしながら二次元イメージングには,信号雑音比(SNR)の低下や不完全なスライス選択励起による干渉を抑えるために数ミリのスライス厚とスライスギャップが必要となる.これに対して三次元イメージングはひとつのスライスではなく撮影領域全体(スラブ)から信号を受信するので本質的にSNRが高く,スライス選択励起による干渉も起こらない.よって,三次元拡散強調イメージングは二次元拡散強調イメージングよりも大きさの小さい等方性ボクセルでの撮影を可能とする,そこで今回研究では,既に開発した高速三次元拡散強調MRI(3D-DWI)シーケンスを元に,DTIが可能な新しい高速三次元拡散テンソルMRIシーケンスを開発することを目的とした.拡散テンソルイメージングを可能にする為には拡散検出傾斜磁場(Motion Probing Gradient : MPG)を任意のX,Y,Z軸に印加する必要がある.本年度の研究では3D-DWIシーケンスのMPG印加軸を自由に設定できるように改良した.セロリを対象にしたファントム実験の結果から本手法によって三次元拡散テンソル画像が得られることを確認した.本手法は臨床現場で広く用いられているEPI法による拡散テンソルイメージングに比べて,画像の歪みやアーチファクトの少ない画像を提供することができた.現在利用されている拡散強調核磁気共鳴画像法(DWI)はエコープラナーイメージング(EPI)法を利用したマルチスライス二次元イメージングがその大部分を占めており,三次元拡散強調画像デーダはマルチスライスで得られた二次元データをスタックすることで得ている。
細胞内pH調節異常による細胞のがん化と遺伝子発現異常の分子機構

本年度は研究課題の展開にあたり基礎となる次の3つの研究を行った。1)細胞内pH異常による細胞がん化と遺伝子発現調節の関係を解析するモデル系の確立:細胞がん化にともない発現誘導されるラットのストロメリシン遺伝子のプロモーター領域の発現調節に与るシスおよびトランス因子を解析した。この結果、-100および-128領域に新たなシス因子を見い出した。-100領域には、ラット繊維芽細胞由来の32Kdの、またトランスフォームした細胞由来では60Kdのトランス因子が結合することが明かとなった。種々の解析から、両タンパク質は同一の構造を持つが、トランスフォーメーションにより一部構造変化がおこり見かけの分子量が変化するものである事が明かとなった。スプライシングの変化の可能性が高い。2)大腸菌Na/Hアンチポーター遺伝子の動物細胞での発現系の確立:大腸菌のNa/Hアンチポーター遺伝子はイニシエーションコドンがGTGであったので、部位特異的変異法でATGに換えた遺伝子を作製し、MMTVのLTRをプロモーターとする発現ベクターを構築した。現在、ラットの繊維芽細胞に導入して細胞の増殖とトランスフォーメーションについて解析中である。3)Na/Hアンチポーター遺伝子のクローニングと抗体の作製:酵母菌に遺伝子バンクを導入して、アルカリ耐性株を分離した。この中から現在Na/Hアンチポーター遺伝子クローンをもつ候補1株を得て解析中である。また、ラットのアンチポーターの遺伝子(NHEI、およびNHE3)のタンパク質を大腸菌で産生し、現在抗体を調製中である。
脳血管用カテーテルのためのマイクロアクチュエータとハプティクデバイスの開発

フォイル型超音波モータの開発を行なった。これは血管内治療を目的とし、特にIVUSの機能を実現することを目標とした。実験の結果、1800rpm以上の高速回転を実現した。150分以上の長時間駆動、屈曲状況下及び水中状況下にて駆動を確認することが出来た。これにより、フォイル型超音波モータはIVUSへの応用に適正があると考えられ、このフォイル型超音波モータを用いた簡易的なIVUSシステムを開発した。本年度はマイクロフォイルモータの開発では、フォイル型超音波モータφ0.95の開発を行い、有限要素法により最適駆動原理を明らかとした。このフォイル型超音波モータの実験を行い、一定方向への回転を確認し、800rpm以上の高速回転を実現した。また、150分以上の長時間駆動を確認することも出来た。これにより、フォイル型超音波モータは、IVUSへの応用に適正があると考えられる。また、ロータの形状(軸とのクリアランス)も重要であった。振動による駆動は接触が重要であるが、接触力が大きいと回転しなかった。今後のIVUSへの応用を考えると、800rpmの回転をできる限り芯振れなく実現する必要がある。球面超音波モータのを用いた力帰還型のHapticDeviceの開発では、今年の目標は、最大出力500mN,誤差率19.5%,応答速度30ms,抵抗力260mNとした。本年度では、まず球面超音波モータ試作との制御方法の検討,評価を行った。できる限り力の分解能を高めるために、最大抵抗力(力呈示の限界)をロータとステータの押しつけ力を押さえた。制御法も細かく速度が変化できるPWM法を利用した。ただ、通常のPWM法ではロータが振動的になり、摩耗等の問題を生じたので、個別の工夫が必要であった。その結果、本モータは、十分に目標値を満たすことができた。ただ、温度や経年変化によるロータの摩耗等により力の分解能が劣化する問題を生じている。摩耗の取組が必要である。φ0.5のマイクロフォイルモータを試作した。しかしながら、ロータの加工精度が十分でなく安定して回転するには至らなかった。そこで、φ0.9のマイクロフォイルモータを新たに試作し、ロータを5/1000mm刻みで内径を変えたものを取り付け実験した。その結果、内径φ0.91mm、径差0.3mmのロータの組み合わせが最も高速で安定した回転を示した。ロータ内面の表面粗さは3.2μmであった。IVUSには1800rpmが必要であるが、これをクリアーした。次に長時間の回転実験を行った。軸にライニング材(DHL,13μm)を塗布し実験を行ったが、塗布膜の厚みの調整が重要で、この厚さでは安定して回転は得られなかった。ライニング材がない場合は、手術に十分な時間の駆動時間を実現した。球面超音波モータを利用した力帰還型のHapticDeviceの開発では、分解能0.O1gfの力センサーをロータ内部に埋め込み、力フィードバックの実験を行った。昨年の研究よりPWM法が有効であることが分かっており、今年度もこの方法で駆動した。回路の処理速度の限界から30msecであった。実験を行ったところ、呈示力の振れが大きい(低い目標力では18%程度)ことが分かった。これはモータのステータ(SUS材)とロータ(ポリカーボネイト)との摩擦によるロータ材の摩耗によるものである。ポリカーボネイトと親和性がよく摩擦力も高いライニング材をステータの塗布する必要がある。本研究では球面超音波モータとコイル型の超音波モータを開発し、内視鏡を試作した。これは脳内の腫瘍の観察のための内視鏡である。内視鏡先端にφ8の球ロータ、手元にφ15の操作用の球ロータを持つ。両者はワイヤーで接続されている。先端球には撮像素子とLEDを持つ。手元の球ロータは術者の操作で駆動できる。連動して先端の球ロータも回転する。術者のマニュアル操作の他、球面モータとして自動的に駆動もできる。内視鏡先端の球内撮像素子からの画像情報をもとに位置制御を行った。登録画像と照合することで画像の検出ができた。画像の注視点にマーキングすることで、内視鏡を操作中でも常に視野の中心にマーキング点をロックすることができた。球面超音波モータと回転直動圧電モータを用いて力覚フィードバックハプティックデバイスを試作評価した。φ45の球ロータに30mmの回転直動ができるモータを配し、この先端をもち操作をする。力覚特性は、最大値670mN、誤差19.5%(140mN以上で670mN)、応答性30msであった。

寿命は3000時間であるが、精度を確保するためには2,3時間毎にメンテ作業が必要であった。要素技術であるマイクロフォイルモータも球面超音波モータも安定して回っており、成果もあげている。順調に進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後はマイクロフォイルモータの水中実験とIVUS搭載の実験を行い、医療機器としての可能性を示す。併せて、球面超音波モータを使った力呈示をすすめ両者のシナジー効果を確かめる。