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英国・ヘレンズバラの保全地区における歴史的建造物の保存と現代生活への活用手法

本研究では,スコットランドにおける歴史的建造物の保存制度について明らかにするとともに,ヘレンズバラにおける歴史的建造物の保存と活用の現状,およびケーススタディとして歴史的建造物の保存と活用に関する詳細な調査を実施した。その結果,歴史的建造物の保存制度は, 2011年12月にSHEPに取り込まれ,歴史的環境の保護といったより広範な枠組みの中に位置付けられるようになった。また,保存と活用の現状については, 95件の登録建築の中には用途が変更され大規模な改修がなされ活用されているケースが見受けられた。さらに,ケーススタディを通して,歴史的建造物の室内環境は良好であるが,保存と活用の実現には居住者の理解が重要であることなどが見出された。本研究は,スコットランド地方に数多く存在する歴史的建造物の内,ヘレンズバラの保全地区内における歴史的建造物の現代生活への利用手法について考究するものである。平成21年度においては,ヘレンズバラにおける歴史的建造物の抽出を実施した。ヒストリック・スコットランドは,歴史的建造物の文化財指定を行っている行政組織である。保存対象の建造物は,ACの3段階のカテゴリー分類が行われ,カテゴリーA:国内または国際的なレベルにおいて,建築的,あるいは歴史的,あるいはひとつの時代様式をそのままの状態で保っている重要な建造物,カテゴリーB:地方的なレベルで重要,あるいはある程度の変更がなされているものの,ひとつの時代様式の事例となる建造物,カテゴリーC:カテゴリーA,Bには該当しないが,伝統的な建造物としての様式を残し,地域的なレベルで重要な建造物,となっている。次に,抽出を行った歴史的建造物のマッピングの作業を実施した。具体的には,抽出された建造物のリストとヘレンズバラの地図との照合を現地にて実施した。さらに,スコットランドにおける歴史的建造物の保存制度についての調査を実施した。英国は,他の国に比べ歴史的建造物の登録制度の歴史が長い地域であり,その変遷には様々な試行錯誤があり現在に至っている。英国は,イングランド,ウェールズ,スコットランド,北アイルランドの地域から成り,各地域は独自の歴史的・文化的特徴を呈しているだけでなく,他の地域と異なる行政・産業・教育組織が存在し,それぞれが独立したかたちで存在する。従って,歴史的建築物の登録制度についても,各地域の社会環境の中で独自の歴史を有する。そこで,未だ学術的成果が報告されていないスコットランドにおける建造物の保存活用制度について明らかにした。なお平成21年度の成果の一部は,学術論文(査読有)として,公表した。本研究は,建造物の保存活用の観点から歴史的価値の保存・維持管理とともに現代生活における活用という性格の異なる要素の調和的な手法のあり方について着目し検討することを目的としている。本研究では調査対象地域を英国のスコットランドの都市ヘレンズバラとし,保全地区内における歴史的建造物の現代生活への利用手法について考究するものである。平成22年度においては,平成21年度に抽出したヘレンズバラにおける歴史的建造物の分布に基づいて,平成21年度に引き続き抽出を行った歴史的建造物のマッピングの作業を実施した。具体的には,抽出された建造物のリストとヘレンズバラの地図との照合を現地にて実施し,建築物の現状をデジタル画像として保存するとともに,増築・改修の状況について調査した。その結果,リスティングされている歴史的建造物の多くは現在も生活上利用されているが,一部の建物においては増築・改修がされているケースが見受けられた。また,対象建造物ではないが保存地区内の建物の一部において火災や取り壊しなどにより建造物が消失している箇所があり,歴史的建造物保存地域の住環境の悪化が懸念される状況が認められた。一方,同時に文献収集を実施し,保全地区内に現存する歴史的建造物の中に多く存在する英国の代表的な建築家W. Leiperの作品に関する資料の収集を行った。さらに,スコットランドと日本における歴史的建造物の保存活用制度について比較を行い,今後の日本における歴史的建造物の保存活用のあり方に関する検討を行った。本研究は,建造物の保存活用の観点から,歴史的価値の保存・維持管理とともに現代生活における活用という性格の異なる要素の調和的な手法のあり方について着目し検討することを目的としている。本研究では,調査対象地域を英国のスコットランドの都市ヘレンズバラとし,保全地区内における歴史的建造物の現代生活への利用手法について考究するものである。研究最終年度となる平成23年度においては,研究の総括としてこれまでの研究データを取りまとめ成果報告書の作成を行うとともに,スコットランドにおける歴史的建造物の保存制度に関する考察,歴史的建造物の分布マップとデータベースの作成,歴史的建造物の現代の住生活における活用手法に関する実態調査,有効な歴史的建造物の保存活用手法の検討を実施した。

具体的には,スコットランドにおける歴史的建造物の保存制度に関する考察では,2011年12月に発表されたSHEP (SCOTTISH HISTORIC ENVIRONMENT POLICY December 2011)における歴史的建造物の保存活用制度の位置づけについて収集を行った資料をもとに考察を行った。歴史的建造物の分布マップとデータベースの作成では,保存地区内におけるすべての建造物の現状を踏査し,リスティングとともに地図上にそれらの分布をマッピングした。歴史的建造物の現代の住生活における活用手法に関する実態調査では,作成された分布マップと対応させながら,個々の建造物についてオリジナルの用途と実態についてのデータシートの作成を行った。有効な歴史的建造物の保存活用手法の検討については,前述の保存地区内における歴史的建造物の実態より得られた知見とともに,保存地区に隣接する商業・観光地域における歴史的建造物についての調査を通して,歴史的建造物の保存活用手法の分類と今後の課題について考察を行った。
嫌気性古細菌と硫黄代謝細菌の融合制御による硫酸塩含有廃水の新規処理技術の研究

嫌気性処理のエタノール・酢酸・硫酸塩を含む有機合成化学工場廃水への適用性を評価するために,COD/SO42-比の影響を検討した。連続実験の結果から,COD/SO42-比が20,COD容積負荷が25.2g-COD&middot;L-1&middot;d-1の条件で,87.8%の高いCOD除去率が得られた。COD/SO42-比が20から0.5まで低下するのに伴い,流入CODのメタンガスへの転換率は80.5%から54.4%まで低下したが,全運転期間を通じてメタン生成が主な反応であった。COD/SO42-比はSRB(硫酸塩還元菌)とMPA(メタン生成古細菌)の競合に重要な役割を果たした。本研究は、省エネルギー・創エネルギー的嫌気性処理技術を硫酸塩含有化学工場廃水に応用するために、メタン生成、硫酸塩還元および生物脱硫の3つの生物反応を融合することで、新しい嫌気性処理融合プロセスを開発しようとするものである。H26年度はエタノール・酢酸・硫酸塩を含む人工廃水を用いてHRTを48 hから2 hまで変化させた連続実験を行い,UASB処理に及ぼすCOD容積負荷の影響を評価した。COD容積負荷が12.3 g-COD/L/dの条件で,86.5%以上の高いCOD除去率が得られた。HRT3-12 hの条件において流入CODの47.5-54.4%がバイオガスメタンに変換され,21.4-28.0%が硫化物に変換された。UASBリアクターに保持されたグラニュールの平均粒径は1.8 mmであり,その平均沈降速度は96.5 m/hであった。また,グラニュールのメタン生成活性(SMA)と硫酸塩還元活性(SSA)の測定結果に基づき高濃度硫酸塩条件下でのエタノールの分解経路を考察した。嫌気性処理のエタノール・酢酸・硫酸塩を含む有機合成化学工場廃水への適用性を評価するために,COD/SO42-比率の影響を検討した。連続実験の結果から,COD/SO42-比率が20,COD容積負荷が25.2g-COD/L/dの条件で,87.8%の高いCOD除去率が得られた。高濃度硫酸塩(6000mg/L)およびCOD/SO42-比率が0.5の場合,79.2%のCOD除去率と3.3L/L/dのガス生成速度が維持された。COD/SO42-の比率が20から0.5まで低下するのに伴い,流入CODのメタンガスへの転換率は80.5%から54.4%まで低下したが,すべての条件において,メタン生成が主な反応であった。COD/SO42-の比率はSRBとMPAの競合に大きな影響がないと見られた。具体的には,硫酸塩本研究は、省エネルギー・創エネルギー的嫌気性処理技術を硫酸塩含有化学工場廃水に応用するために、メタン生成、硫酸塩還元および生物脱硫の3つの生物反応を融合することで、新しい嫌気性処理融合プロセスを開発しようとするものである。H27年度は廃水組成の変化が化学工場廃水の嫌気性処理におけるメタン生成と硫酸塩還元に与える影響を把握することを目的とし,廃水の成分である酢酸とエタノールの濃度を変化させた連続実験を行った。酢酸が主成分の条件では,効率的にメタン生成が行われ,硫酸塩除去率が比較的低い水準に維持できた。一方エタノール3000mg/Lの条件において,未解離性硫化物濃度は169 mg/ Lに達し,メタン生成阻害は41.5%に達したことから、硫酸塩還元による阻害が起きることが分かった。また、UASBリアクターにおける硫酸塩還元細菌(SRB)とメタン生成古細菌(MPA)の競合関係の変化に及ぼす長期運転の影響を把握するために、長期連続実験を行った。長期間の連続運転によって、メタン生成速度は徐々に減少し、連続実験の末期で硫酸塩除去率はほぼ100%に達したものの、硫酸塩還元に利用されていないCODはメタンに転換され、COD除去には大きな影響がなかった。なお、比較検討としてでんぷん系排水、メタノール系排水に関する連続実験も行った。本研究課題の推進により高濃度の硫酸塩を含む化学合成廃水についてUASBプロセスを用いた省エネルギー・創エネルギー処理が可能であることを明らかにすることができた。今後、実装化に向けて実産業廃水を用いた応用検討が期待される。COD/SO42-

比はSRB(硫酸塩還元菌)とMPA(メタン生成古細菌)の競合に重要な役割を果たした。平成26年度の計画では、UASB法による硫酸塩含有廃水の処理について、HRT,容積負荷およびCOD/SO42-比率の影響について実験的検討を行い、水質、CODと硫黄の物質収支を把握したとともに、メタン生成と硫酸塩還元の競争を解析した。当初計画した目標はおよそ達成できた。複合新領域平成26年度はおおむね計画通りの成果が得られたので、平成27年度以降は、前年度に実施される人工排水連続処理実験によって得られた基礎的知見を参考に,実化学工場廃水を対象としたラボスケール長期連続処理実験を行う。実化学工場廃水の化学有機物濃度や硫酸塩含有量といった特性を把握し,新規装置におけるそれぞれの挙動を測定・分析する。また化学工場廃水中の特定物質は嫌気性処理、生物脱硫への影響を評価する。(1)微生物群集の棲み分けデザインと制御:前年度に実施される主要微生物群集構造の解析により,本研究の条件に最も適した微生物群の選定を行う。各微生物群はメタン生成活性や硫黄酸化率,汚泥転換率などをパラメータ化し,その優位性を総合的に判断する。処理水質等をモニタリングし,連続実験系における各パラメータを確認する。また、運転管理における指標となるようなデータの獲得を目指す(2)開発した新装置の性能評価及び最適化:メタン発酵や硫酸塩還元への影響を検討するために、ガス返送と脱硫槽設置二つの新規システムを構築する。本研究で用いる実験装置は前年度の連続実験結果を元に,空気吹き込み量やガス循環比などについて改良を加える。運転パラメータについては,まず流入する排水における硫酸塩が処理性能に与える影響について検討を行う。硫酸塩還元細菌は化学工場廃水の嫌気性処理に与える影響を明らかにする。またより安定した運転を達成するために反応槽内の水理学的滞留時間(HRT),汚泥濃度,pH,温度などの影響について検討を行う。さらに形成した生物脱硫膜の元素及び微生物について検討する。
障害者の修正衣服ガイドライン作成に向けた更衣と座位姿勢に適したズボンの製作と評価

1.修正ズボンの製作ー座位に適したズボンパターンの修正ー平成30年4月に研究代表者が所属を変更し、それに伴い研究フィールドを首都圏に移した。研究を円滑に進めるため、平成30年度からCADの専門家を研究分担者に加え、リハビリテーション医療の研究者と作業療法士に指導を依頼した。都内のリハビリテーション病院および障害者スポーツ同好会、リハビリテーション専門学校の協力を得て被験者を募り、ズボンの製作と着用実験を実施した。被検者は、手足にまひがあり、医学的評価において立位でズボンをはき上げる動作は自立しているが、体を屈めにくく手指や腕の動きが硬いとされる7名である(5080代の脳卒中の人、男性6名、女性1名)。試験着は、一般的なズボン原型で製作したものと、座位姿勢に合わせて原型を修正し製作した2種類である。被験者は2種類の試験着を2週間着用し着脱動作を確認した後、4ヶ月間の着用テストを実施した。着用期間中、被験者と介助者は、日常生活での着脱性と着用感、用便時の不具合を記録した。2.着脱動作による修正効果の数値化と多角的評価および評価基準の検討2種類のズボンについて、着装時(座位・立位)のシルエットの評価と、着脱動作による生理的負担(所要時間、心拍数、血圧、加速度)の測定および感覚評価を行った。また、作業療法士がAMPSの視点から着脱動作を評価し、障害と更衣動作の関係を分析した。測定は着用テスト2週間終了時点で行った。修正パターンで製作したズボンは、座位姿勢でW.L.が水平に保たれ、背中の開きが改善され腹部の圧迫も少なかったことから、修正方法の有効性が確認された。立位姿勢のシルエットは、やや腰回りが大きかったが概ね良好であったため、本修正パターンは、着装評価において立位・座位姿勢に適したパターンであると判断した。着脱動作と生理的負担については現在分析中である。1.修正ズボンの製作ー座位に適したズボンパターンの修正ー研究フィールドを変更したため、連携する医療機関の倫理委員会の承認を得て被験者を選定するまでに4か月を必要とし、試験着製作の開始が遅れた。また、被験者が高齢であるため冬季に体調をくずす人もおり、一時的に調査を中断したケースもあった。着用テスト期間については、被験者の負担を軽減するため期間を4か月間に短縮し、同時に全体の進行を再調整したが、現時点では予定よりも遅れている。一方、被験者は現在7名に留まっており、予定の10名に達していない。また、被験者の性別は男性6名、女性1名で女性の数が少なく偏りが大きい。本研究では、被験者の選定条件は障害状態を優先し、性別は特に問題としない。しかし、今後は女性被験者を優先して選定し症例数を増やす予定である。2.着脱動作による修正効果の数値化と多角的評価および評価基準の検討着脱動作のテストは、被験者が高齢障害者であることを考慮し、被験者宅または被験者宅最寄りの会場で実施した。そのため、実験機材の移動や場所の手配、作業療法士との時間調整などが予想以上に困難で、計画に遅れが生じた。また、今年度に予定していた筋電図の計測は、実験環境を整える必要があるため30年度には実施できなかった。今後準備を進め31年度前半の実施を予定している。31年度は、「修正効果の数値化と多角的評価および評価基準の検討」を目的とし、全ての着用テスト終了後、チーム(被験者および家族・介助者、作業・理学療法士、看護師、縫製士、CAD専門家、被服学専門家)で意見交換を行い、次の3点を評価する。なお、修正効果の生理的負担の測定については、新規被験者(3名)を決定し継続して計測を行う予定である。1着脱動作の評価:医療専門家は、動作時の可動域、上肢の筋力負担、緊張の有無、情動の変化を評価する。また、被服学専門家は、生理学的負担の分析結果に基づき、着脱動作と修正方法の評価を行う。着用者である被験者と着脱を介助する家族・介助者は、更衣・排泄時の着脱時間、足入れとはき上げ、留め具について評価する。2座位・立位姿勢でのシルエットの評価:被服専門家は、クロッチラインのフィット性、腹部の落ち着き、後ろ股上の長さ、留め具について評価する。また、被験者および家族・介助者は、座位・立位姿勢のシルエットと快適性、被験者の情動の変化について評価する。3日常生活への適応性:医療専門家は、移乗・移動時の動作性、修正部分の皮膚疾患の確認、ADLとQOLの改善について評価する。また、被験者および家族・介助者は、歩行時のズボンの脱げやすさ、排泄時の着脱性、ADLとQOLの向上について評価する。以上、被験者および家族・介助者、医療専門家、被服専門家が、それぞれの視点から障害に応じた修正の適切さを評価し、修正方法の妥当性とさらなる改善点について検討する。また、ここで提案された修正方法については、再度パターンを作成し効果を検証する必要もあると考える。最終的目標である衣服の修正ガイドライン作成に向け、作業療法の分野で使われているAMPS等を着脱動作評価に応用し、被服学的な評価方法との融合を試みたい。1.座位姿勢に適したズボンパターンの作成

ズボンの股ぐりの形状は、設計上きわめて重要な意味をもつが、設計者の経験に基づきラインを決定することが多い。股ぐりの測定は非接触で行う3D計測でも難しく、特に座位姿勢の計測はまだほとんど行われていない。そこで、本年度は、男性健常者5名を対象に立位と座位姿勢の股ぐり形状を採型し、寸法の変化と形状の変化を分析した。その結果、立位姿勢では前・後ろ股ぐり寸法の比は1:1となり、採型した股ぐりの断面はV字型を示した。座位姿勢では立位より前股ぐり寸法が34%減少し、後ろ股ぐり寸法が22%増加し、前後比は1:2となりU字型となることがわかった。ここでは、分析結果を反映させ、座位と立位のいずれの姿勢でもシルエットが保持されるパターン設計をめざした。パターンは、文化式製図法ノータックパンツパターンの腰囲を座位腰囲に変更して作図し、前股ぐり寸法を2cmたたみ、後ろ股ぐり寸法を2.5cm開いた。CADでのパターン設計は研究協力者の角田氏(相模女子大)が行い、縫製は倉敷スクールタイガー(株)に依頼して、被験者2名の試験着を製作した。同時に、比較対象として股上の深い市販ズボンと同じパターンで試験着を製作し、2試験着を比較して動作後の着くずれも含めたフィッティングの評価を行った。2.上肢機能の把握と着脱動作を助ける修正方法の検討被験者2名について、日常生活での1か月間の着用テストを行いパターンの適合性を確認した。また、着用時の座面の圧力分布、着脱動作時の重心移動、着脱にかかる時間を測定した。その結果、座位姿勢の外観評価では、腰囲と股ぐり幅を広げた本パターンの効果が確認できたが、健常者の着脱動作では2種類のパターンに違いは認められなかった。現在、着用テストに適切な被験者の選定条件と障害レベルを検討している。1.座位姿勢に適したズボンパターンの作成立位と座位の下半身13か所の計測は、手計測で行い測定誤差も少なく精度高く実施できた。股ぐりの寸法と形状は、採型器上で計測後3Dカメラを用いて撮影した。これによって股カーブの形状は具現化できたが、現有する解析ソフトでは各部位の寸法を数値化することはできなかった。カーブの形状分析が今後の課題である。パターン製作は、CADを用いて被験者2名について実施した。パターン設計は修正を繰り返すため、CAD部分の外注は予想以上に時間を要し費用がかさんだ。設計の質を高め、修正回数を減らすためには、フィッティングの時点から専門家が関わり、修正のポイントを反映させる必要があると考えられた。2.上肢機能の把握と着脱動作を助ける修正方法の検討パターンの修正は座位姿勢の着装状態と着用感を向上させたが、立位姿勢でも外観評価に問題はなく、動作による着くずれも目立たなかった。今後は障害者を対象に同様の修正方法でパターン製作を行うが、着脱性への影響を測定するためには、被験者の選定条件をさらに絞り込む必要が示唆された。被験者の選定においては、障害状態を正確に把握する必要があるため、予定よりも時間がかかり計画はやや遅れている。1.修正ズボンの製作ー座位に適したズボンパターンの修正ー平成30年4月に研究代表者が所属を変更し、それに伴い研究フィールドを首都圏に移した。研究を円滑に進めるため、平成30年度からCADの専門家を研究分担者に加え、リハビリテーション医療の研究者と作業療法士に指導を依頼した。都内のリハビリテーション病院および障害者スポーツ同好会、リハビリテーション専門学校の協力を得て被験者を募り、ズボンの製作と着用実験を実施した。
トライ構造に基づく大規模自然言語辞書の高速検索技法の研究

文書推敲支援,知的文書分類,データベースシステムの自然言語インタフェースなどの実用化では,数万項目以上の自然言語辞書が必要であり,今後この項目数は増加する一方である.このような大規模辞書の大きさと検索速度は自然言語処理システム全体のパフォーマンスに大きな影響を与えるので,コンパクトで且つ高速な検索技術の確立は非常に重要な課題であると考えられる.本研究では,最長一致検索が非常に高速に行えるが,コンパクト性や2次記憶上でのファイル管理がまだ十分でなかったトライ構造に着目して,コンパクト性を改良するデータ構造と効率的な動的2次記憶管理アルゴリズムを提案し,研究代表者既に構築していた日本語と英語の辞書,及び実験使用権を得ているEDR(日本電子化辞書研究所)の概念辞書を合わせた約50万項目の辞書で提案手法の有効性を評価した.べた書きの日本語文からのキ-を見つけるためには,最長一致検索が必要不可欠であるので,トライ検索手法が有効であるが,現状はトライ構造に関するコンパクトなデータ構造が確立していないので,辞書順に並べキ-を順検索する古典的な手法が利用されており,十分な検索効率は決して得られているとは言えない.従って,本研究成果は,これら国内外特に大規模日本語辞書の検索に対して十分貢献するものと思われる.文書推敲支援,知的文書分類,データベースシステムの自然言語インタフェースなどの実用化では,数万項目以上の自然言語辞書が必要であり,今後この項目数は増加する一方である.このような大規模辞書の大きさと検索速度は自然言語処理システム全体のパフォーマンスに大きな影響を与えるので,コンパクトで且つ高速な検索技術の確立は非常に重要な課題であると考えられる.本研究では,最長一致検索が非常に高速に行えるが,コンパクト性や2次記憶上でのファイル管理がまだ十分でなかったトライ構造に着目して,コンパクト性を改良するデータ構造と効率的な動的2次記憶管理アルゴリズムを提案し,研究代表者既に構築していた日本語と英語の辞書,及び実験使用権を得ているEDR(日本電子化辞書研究所)の概念辞書を合わせた約50万項目の辞書で提案手法の有効性を評価した.べた書きの日本語文からのキ-を見つけるためには,最長一致検索が必要不可欠であるので,トライ検索手法が有効であるが,現状はトライ構造に関するコンパクトなデータ構造が確立していないので,辞書順に並べキ-を順検索する古典的な手法が利用されており,十分な検索効率は決して得られているとは言えない.従って,本研究成果は,これら国内外特に大規模日本語辞書の検索に対して十分貢献するものと思われる.本年度は,次のトライ構造の圧縮と検索アルゴリズムの提案した.1.トライ構造は辞書のキー(見出し)の接頭辞を併合した木構造を成すので,問題点は辞書頃目数の増加と共にノード数が急激に増加することである.従って,木構造の最終分岐以後のアークをストリングの記憶に圧縮する方法を提案した.2.木構造とストリング記憶を効率的に連結するデータ構造を,研究代表者が提案しているダブル配列で次の用に実現した.(1)ダブル配列にストリングへのポインタと格納する構造を考案した.(2)ストリング情報にキーに関するレコード情報を格納するデータ構造を考案した.3.2.で開発したトライ構造を用いた検索アルゴリズムに追加と削除アルゴリズムを提案して,そのソフトウェアを開発し,一括追加を行った辞書で高速性を次のように評価した.(1)辞書の種類は,150,000語の形態素辞書,80,000語の英単語辞書の大きさを測定し,約1万件の語彙に対して約1メガバイトのよい実験結果が得られた.(2)一括追加の平均速度は,1頃目当たり約500ミリ秒の高速な結果が得られた.(3)以上の実験結果を,線形検索と比較して有効性を実証した.本年度は,次のトライ構造の更新アルゴリズムを提案し,その評価を行った.1.更新アルゴリズムでは,状態遷移の局所的再構成を実行するため,最小範囲の条件を設定した.この条件に基づいた更新手順に従い既存の状態遷移に影響を与えない手法を与えた.2.上記の手法が,補助記憶の動的ファイルにも利用できるように,ファイル管理アルゴリズムを提案した.特に,この方法では,制限付き可変長ブロックの導入を行い,空間効率の高い手法を実現した.3.昨年度の実験結果を基に次の評価を行った.4.以上のアルゴリズムに対するソフトウェアを開発し,一括追加を行った辞書で高速性を次のように評価した.(1)辞書の種類は,150,000語の形態素辞書,80,000語の英単語辞書の大きさを測定し,約1万件の語彙に対して約1.2メガバイトのよい実験結果が得られた.(2)一括追加の平均速度は,1項目当たり約600ミリ秒の高速な結果が得られた.文書推敲支援,知的文書分類,データベースシステムの自然言語インタフェースなどの実用化では,数万項目以上の自然言語辞書が必要であり,今後この項目数は増加する一方である.このような大規模辞書の大きさと検索速度は自然言語処理システム全体のパフォーマンスに大きな影響を与えるので,コンパクトで且つ高速な検索技術の確立は非常に重要な課題であると考えられる.本研究では,最長一致検索が非常に高速に行えるが,コンパクト性や2次記憶上でのファイル管理がまだ十分でなかったトライ構造に着目して,コンパクト性を改良するデータ構造と効率的な動的2次記憶管理アルゴリズムを提案し,研究代表者既に構築していた日本語と英語の辞書,及び実験使用権を得ているEDR(日本電子化辞書研究所)の概念辞書を合わせた約50万項目の辞書で提案手法の有効性を評価した.

べた書きの日本語文からのキ-を見つけるためには,最長一致検索が必要不可欠であるので,トライ検索手法が有効であるが,現状はトライ構造に関するコンパクトなデータ構造が確立していないので,辞書順に並べキ-を順検索する古典的な手法が利用されており,十分な検索効率は決して得られているとは言えない.従って,本研究成果は,これら国内外特に大規模日本語辞書の検索に従つて十分貢献するものと思われる.
歯根膜細胞を利用した歯周組織再生型インプラント開発のための基礎研究

本研究課題では歯根膜再生型インプラントの開発への可能性を検証することを目的として研究を進めてきた。本研究課題では以下のことを明らかにした。(1)セリア系ジルコニアがチタンと同等の石灰化誘導の適合性を有することを明らかにした。(2)糖尿病モデルラットへのチタンインプラントの移植実験では神経成長因子(NGF)がインプラント周囲への骨誘導に有効であることを明らかにした。(3)ブタ歯髄細胞と象牙芽細胞で象牙質シアロリンタンパク質(DSPP)遺伝子の2つのスプライスバリアントの発現に違いがあることを明らかにした。このことにより、DSPP遺伝子が象牙芽細胞への分化マーカーとして有用であることを示した。現在のインプラントのトラブルの大部分を占めるインプラント周囲炎や上部構造の破折は歯の咬合力が分散せずにインプラント体や歯槽骨に直接伝わることが発症の一因として考えられている。天然歯では歯と歯槽骨の間に歯根膜が存在し、咬合力を分散させる役割を担っている。そのため、歯根膜再生型インプラントの開発はインプラント治療の予後の改善につながると考えられている。本研究課題ではインプラント素材表面での歯根膜細胞の培養実験や生体への移植実験を通して、歯根膜細胞の性質や分化能を解析し、歯根膜再生型インプラントの開発への可能性を検証することを目的として研究を進めている。本年度は、1.計画書でも挙げていた問題点でもあるインプラント体表面への石灰化誘導について検証、2.ラット脛骨へチタンインプラントを移植し骨再生能の解析、3.酵素消化法で得たラット歯根膜細胞への生理活性物質の影響の解析を行った。1.現在のインプラント素材の主流であるチタンと次世代の主流と期待されるセリア系ジルコニアの比較を行った。両素材への石灰化誘導への適合性は同程度であり、審美的観点を考えるとジルコニアは優れたインプラント素材と成り得るが、生化学的な観点では有意差はなかった。2.ラット脛骨へのインプラント移植では糖尿病モデルラットを用い、神経成長因子(NGF)を移植部位周囲に筋肉注射した結果、対照群と比較して優位に骨再生能が高かった。3.酵素消化法で得たラット歯根膜細胞は軟組織であるにもかかわらず骨系細胞でみられるアルカリフォスファターゼ(ALP)活性が元々高いことが判明した。また、いくつかの生理活性物質を添加することによってALP活性をさらに高めることが出来ることも判明した。しかし、培養細胞の石灰化には至らず、石灰化誘導を阻害するメカニズムの存在が示唆された。現在のインプラント治療のトラブルの大部分を占めるインプラント歯周炎や上部構造の破断は、歯の咬合力が分散せずに歯槽骨やインプラント体に直接伝わることが発症の一因と考えられている。そのため、歯根膜再生型インプラントの開発はインプラント治療の予後の改善につながると考えている。昨年度は、1.セリア系ジルコニアへの石灰化誘導実験、2.糖尿病ラット脛骨へのチタンインプラント移植への神経成長因子(NGF)の関与、3.ラットから採取した歯根膜細胞への各種生理活性物質の効果の検証などを行った。1.の材料の実験、2.の糖尿病ラットの実験では良好な結果が得られ学術誌に報告した。3.のラット歯根膜細胞の実験ではいくつかの生理活性物質によって、骨系細胞への分化マーカーであるアルカリフォスファターゼ(ALP)の上昇がみられたが、石灰化には至らなかった。そこで、今年度は歯根膜と隣接している歯の石灰化機構に関与していると考えられている象牙質シアロリンタンパク質(DSPP)に注目し研究を進めた。ブタのDSPP遺伝子は2つのバリアントが存在していることが知られており、歯胚組織中のバリアントの分布について実験を行った。その結果、硬組織である象牙質に隣接している象牙芽細胞と、その内側の歯髄細胞では発現しているDSPP遺伝子バリアントの発現量に大きな違いがあることが明らかとなり、DSPP遺伝子バリアントと歯の石灰化の関与が示唆された。また、DSPP遺伝子が象牙芽細胞への分化マーカーとして有用であることを示した。分子生化学これまでもチタンディスクやジルコニアディスク上で細胞を培養し、石灰化を誘導する実験の報告はいくつかあった。

今回、上記1.の実験では骨芽細胞様細胞への分化能をもつマウスの筋芽細胞を用いて実験を行い、これまでの報告と同様にチタンやジルコニアのディスク上で石灰化を誘導することが可能であることが証明できた。似たような実験を3.の実験でも行っているが、歯根膜細胞では石灰化の誘導までは行うことができないこともわかった。過去には歯根膜細胞から石灰化まで誘導している報告もあるので、条件を整えれば採取した歯根膜細胞でも石灰化を誘導することは可能であると考えるが、1.の実験で使用した細胞と比較すると、分化の条件に違いがあると推察される。これは歯根膜組織は石灰化しないという健常な生体内で起きている現象をある程度再現できているという点では、採取した歯根膜細胞は生体内での性質をある程度有していると考えられる。ラットを用いた動物実験でも2.の実験でチタンインプラント体の表面への石灰化誘導に成功している。過去の研究報告でよくつかわれているBMPやTGFとは異なり、NGFを用いて糖尿病ラットの骨再生能を上昇させた。この結果からも細胞の骨芽細胞様細胞への分化は複数のシグナル伝達が関係していることがわかる。今回の実験では歯根膜細胞の移植は行っていないため、インプラント周囲に石灰化物を形成したと細胞は歯根膜細胞ではないが、歯根膜細胞をインプラント体と共に導入した場合、3.の実験で示したように容易に骨芽系細胞へ分化するとは考えにくい。そのため、石灰化を促すような工夫が必要になると考えている。このように平成25年度に行った実験の結果、本研究課題の目的の1つである歯根膜細胞の基本的性質が多少なりとも明らかになったのではと考える。そのため、本研究課題はおおむね順調に進展しているといえる。平成26年度はこれまでに得られた結果を元に、ラットから採取した歯根膜細胞の石灰化誘導を目指したい。過去の報告ではマウスやヒトの歯根膜細胞を用いて石灰化誘導を報告している研究が複数ある。今回、採取した歯根膜細胞が、石灰化誘導に成功している細胞と性質が異なるのかもしれない。しかし、採取した歯根膜細胞は通常の培養条件(分化誘導をしない条件)でもALP活性が高く歯根膜組織の特徴を有しているため、他組織の細胞の混入は考えられない。最近いくつかの遺伝子が歯根膜で特異的に高発現しているという報告や、歯根膜細胞への分化誘導に関与しているという報告がある。細胞培養実験ではそれらの遺伝子由来のタンパク質の添加実験や阻害実験を行い、歯根膜細胞への効果を検証していきたい。歯周組織の再生に有利な結果が得られた場合は、順次動物実験への応用を試みる。また、研究計画書で報告したように骨膜を使用した移植実験では石灰化物を作り出していることも確認できているため、同様の条件で移植実験を行ってみることも計画している。この時、ラットの歯根膜細胞は膜状で採取することが難しいため、一度採取した細胞をシート状に培養し、その細胞シートを用いて実験を行う予定である。また、分化した細胞がドナー由来であることを確認するために、蛍光標識されたラットから歯根膜細胞を採取することも計画している。昨年度と同じように動物実験と細胞培養実験の結果を相互にフィードバックしながら進めていく予定である。
"男女平等の判断基準"からみた男女平等に関する合意形成の促進・妨害要因の分析

現代日本では、男女共同参画社会基本法が施行されるなどのように、男女平等社会実現に向けての施策が進められている。一方、どのような社会のあり方を男女平等と捉えるかについては、様々な意見があり、意見が対立する状況も見られる。しかし、これまでの心理学の研究ては、男女平等に関する意見の対立を解消し、合意形成を促促進する要因、及び妨害する要因を明らかにするため、次の二つの研究を行った。第一に、男女共同参画に関わる施策の企画や運営等に関わった地方公共団体の行政職員を対象とする面接調査を行った。面接調査では、これまでに行った各施策の内容や、各施策に対する議員や住民からの反応、また、議員や住民の意見調整の方法等について尋ねた。その結果、国レベルの法律が存在する場合や、セミナーの実施によって他者の意見に触れる機会を提供する場合や、庁舎において性別役割分業を廃止する場合などに、男女共同参画への議員や住民の理解を深められることが示唆された。第二に、質問紙調査によって男女平等のあり方に対する態度が異なると判断された大学生2名1組に対して、男女平等に関する討論をするように求め、意見の差異が解消される過程を検討した。討論での発言内容等を分析した結果、意見の差異を解消するための方略が複数示唆された。たとえば、「現代日本に見られる男女の格差を解消するために、進入社員を採用する際には、その人の能力にかかわらず、男性と女性とを同数採用すること」は、男女の特性を無視するために男女不平等であると考える者に対して、他方の者は、男女の特性を社会が活かしきるために、「男性と女性とを同数採用」し、女性の労働場所を確保すべきであるといったように、他者の意見を自分の意見に包括する方略などが示唆された。現代日本では、個人のよって男女平等と捉える男女のあり方が異なるため、男女平等のあり方に関して意見が対立する場面が多く見られる。本研究では、実際に男女平等のあり方に関する合意が得られずに、男女共同参画条例案が廃案となった地方議会の議論に着目した。多様な男女平等間を捉えるための理論的枠組みである"男女平等の判断基準"(男女の役割分担状況が男女平等か否かを評価する際に用いられる基準)の視点から、条例案が廃案となった地方議会の議論の様相を、条例が制定された地方議会の議論の様相と比較することによって、男女平等のあり方に関する合意形成を妨げる要因の検討を行った。最初に、男女平等の判断基準の視点から各議会の議事録を分析した結果、廃案議会のおける知事派と保守政党派との間、また、制定議会における行政側と議員側との間ではそれおぞれ、異なる価値判断に基づく男女平等のあり方が主張されていた。この結果から、異なる判断基準に基づいて、異なる男女平等のあり方を主張することは、必ずしも合意形成を妨げないことが示唆された。次に、廃案議会の議事録を詳細に分析した結果、議論の視点をずらすような議論のなされ方が複数見出された。例えば、個人の能力を生かした社会を実現すべきであるとの"個人の能力の原理"という判断基準に基づく男女平等のあり方を主張した知事派に対して、保守政党派は、知事派の主張を別の判断基準の観点から捉え直していた。具体的には、保守政党派が知事派の主張を、男女の差をなくして中性化を促す"均等配分の原理"という判断基準の基づく男女のあり方を推進しようとしていると捉え直し、批判していた。以上の結果から、合意形成が妨げられるのは、異なる判断基準に基づき異なる男女平等のあり方が主張されるためではなく、別の判断基準の観点から議論の論点がずらされるなどによって議論が収束しなくなるためであることが示唆された。
高分子ミセルと細胞の相互作用解析

まず、平成9年度初頭に高分子ミセル内核に内包された薬物を物理的・化学的に詳細にキャラクタリゼーションする方法が確立できた。さらに、高分子ミセルが内包する抗ガン剤アドリアマイシンを化学的結合量、物理的吸着量を個別に変えて高分子ミセルに封入する方法論を確立した。化学的に結合したアドリアマイシンはそのin vitro殺細胞作用がアドリアマイシンの1/1000程度であることから、専らミセル形成のための疎水性内核として働き、抗ガン作用には関係していないと考えられた。アドリアマイシンを物理的に封入する際に、2量体が生成することがわかった。この2量体はin vitro殺細胞作用がもとのアドリアマイシンに比べて1/100程度と低いことがわかっており、in vivoにおいて抗ガン作用の主体はアドリアマイシンであると考えられた。内包された薬物が詳細にキャラクタリゼーションされた高分子ミセルを用いて殺細胞活性評価及び、細胞内分布を蛍光顕微鏡により観察した。細胞数が指数的に増加している状態と細胞がconfluentになり細胞数が増えない状態のどちらの測定条件に置いてもADRと高分子ミセル(物理的に内包した量で比較)は同程度の殺細胞活性を示した。一方、細胞内分布の観察では高分子ミセルの場合はADRの約1/10ほどの量しか核で見られなかった。この事は高分子ミセルのうちこの観察では見えてない部分があって殺細胞活性に関係していることを示唆した。不均質な構造のブロックコポリマーの1成分の凝集力を利用し、薬物を内包した高分子ミセルを形成させ、それを薬物ターゲティングに用いる研究を本申請者は展開してきた。高分子ミセルの内核には疎水性薬物を初めとし、さまざまな薬物を多様な相互作用によって内包可能なシステムである。今回用いた高分子ミセルは、ポリエチレングリコール-ポリアスパラギン酸ブロックコポリマーのアスパラギン酸残基に抗ガン剤アドリアマイシンを化学結合させてミセル構造を形成させたもの(a)、およびこのミセル内核にアドリアマイシンをさらに物理的に吸着させたもの(b)の2種を用いた。また、抗ガン活性は主に、物理的に内包された抗ガン剤がミセルより放出されて発現されることが知られており、後者(b)のミセルはC26大腸ガンに対してin vivo(マウス)で非常に高い抗ガン活性を示したものである。このシステムはガン部位での血管内皮細胞の透過性の亢進という固形ガンに共通の性質を有効に活用していることがわかっている。まず、(b)をin vitroで血清保存下に6時間おいても物理吸着したアドリアマイシンに放出は認められなかったのに対し、このものをマウスの静脈内に投与して4時間後の血液を分析したところ30%程の放出がみられた。このことより、さらに、アドリアマイシンの放出には血清成分のみではなく細胞との相互作用が必要なことがわかった。次に、高分子ミセルをin vitroで牛血管内皮細胞と1日共存させると、アドリアマイシンに基ずく蛍光が細胞内の小胞体とゴルジ体に分布していることが(a)および(b)で観察された。これは高分子ミセル自体が取り込まれて殺細胞活性を発揮するメカニズムの可能性を示唆した。

この2量体はin vitro殺細胞作用がもとのアドリアマイシンに比べて1/100程度と低いことがわかっており、in vivoにおいて抗ガン作用の主体はアドリアマイシンであると考えられた。内包された薬物が詳細にキャラクタリゼーションされた高分子ミセルを用いて殺細胞活性評価及び、細胞内分布を蛍光顕微鏡により観察した。細胞数が指数的に増加している状態と細胞がconfluentになり細胞数が増えない状態のどちらの測定条件に置いてもADRと高分子ミセル(物理的に内包した量で比較)は同程度の殺細胞活性を示した。一方、細胞内分布の蜆察では高分子ミセルの場合はADRの約1/10ほどの量しか核で見られなかった。この事は高分子ミセルのうちこの観察では見えてない部分があって殺細胞活性に関係していることを示唆した。
咀嚼運動と身体運動における脳内血流の変化

咀嚼運動や身体運動が脳内血流に及ぼす影響を明らかにする目的で、はじめに近赤外分光装置NIRO300を用いて、咀嚼運動や身体運動における脳内血流の変化を視覚的、定量的に調べられる脳内血流分析システムの開発を行った。健常者に咀嚼運動、指タッピング運動、動的掌握運動をランダムに行い、これらの運動時の脳内血流の変化を観察した結果、脳内血流は、いずれの運動時でも増加したが、その増加量は、咀嚼運動が最も大きく、以下指タッピング運動、動的掌握運動の順に小さくなった。これは、咀嚼運動のほうが他の身体運動よりも脳を活性化する可能性を示唆している。次に、健常者の主咀嚼側咀嚼時と非主咀嚼側咀嚼時の脳内血流量の変化を分析した結果、チューインガム咀嚼時の脳内血流は、主咀嚼側咀嚼時、非主咀嚼側咀嚼時ともに増加したが、咀嚼後に減少し、咀嚼前の状態に回復した。また、脳内血流の増加は、主咀嚼側咀嚼時のほうが非主咀嚼側咀嚼時よりも大きく、咀嚼側間に有意差が認められた。これらのことから、咀嚼により、脳が活性化されること、またそれは、主咀嚼側咀嚼時のほうが非主咀嚼側咀嚼時よりも強い可能性が示唆された。さらに、健常者に硬さの異なる4種類のグミゼリーと味の異なる3種類のグミゼリーを咀嚼させた時の脳内血流について分析した結果、脳内血流量は、硬さの違いでは、硬さが増すに従って多くなり、各グミゼリー間に有意差が認められた。また、味の違いでは、苦いグミゼリー咀嚼時が最も少なく、甘いグミゼリー咀嚼時、普通のグミゼリー咀嚼時の順に多くなり、普通のグミゼリー咀嚼時と苦いグミゼリー咀嚼時、甘いグミゼリー咀嚼時との間にそれぞれ有意差が認められた。これらのことから、脳内血流は、咀嚼運動によって増加すること、また食品の硬さや味の違いは、脳内血流の変化の大小に影響を及ぼすことが示唆された。

最近、近接した領野を相互に干渉することなく、皮膚表面下50mmまでの範囲を測定できる2チャンネル近赤外線酸素モニタが開発され、大脳皮質の異なる領野の同時記録が可能になった。そこで、本研究は、咀嚼運動と他の身体運動がそれぞれ脳内血流に及ぼす影響を明らかにできる近赤外分光装置NIRO300を用いた脳内血流分析システムの開発を試みた。被験者は、全身および咀嚼系に臨床的な異常が認められない20歳代の男性3名を選択した。生体現象は、浜松ホトニクス社製近赤外分光装置NIRO300を用いて、測定プローブを運動野相当部の皮膚上に毛髪をかき分けて設置後、脳内血流を記録した。実験は、被験者をフランクフルト平面が水平となるように歯科用治療椅子に座らせ、15分間の馴化時間をとった後、開閉口運動、咀嚼運動、指タッピング運動、動的掌握運動をランダムに行った。これらの運動は、それぞれ30秒間行い、各運動間で2分間のインターバルをとった。なお、咀嚼運動の被験食品は、軟化したチューインガムを用いた。次いで、これらの運動時の脳内血流の変化を検索できるようにプログラムを作成した。いずれの被験者においても脳内血流の変化を経時的に記録、観察することができた。脳内血流は、いずれの運動時でも増加したが、その増加量は、開閉口運動が最も大きく、以下咀嚼運動、指タッピング運動、動的掌握運動の順に小さくなった。これは、咀嚼運動の方が他の身体運動よりも脳を活性化する可能性を示唆している。このように、本研究で開発した近赤外分光装置NIRO300による脳内血流分析システムは、咀嚼運動や身体運動における脳内血流の変化を視覚的、定量的に調べられることが確認できた。そこで、本研究は、咀噛運動と脳内血流量との関係を明らかにする目的で、健常者の主咀嚼側咀嚼時と非主咀嚼側咀嚼時の脳内血流量の変化を分析した。被験者は、全身および咀嚼系に臨床的な異常が認められない20歳代の健常者20名(男性10名、女性10名、平均年齢24.8歳)を選択した。実験は、被験者に中等度の開閉口運動、舌運動(突出)、タッピング運動を行わせた。次いで、チューインガム1枚を1分間咀嚼させたときの咬筋筋活動を日本光電社製多用途計測装置RM-6000、また両側の脳内血流を浜松ホトニクス社製近赤外分光装置NIRO-300を用いて同時記録した。分析は、はじめに開閉口運動、舌運動、タッピング運動時の咬筋筋活動と脳内血流の変化を観察した。次いで、咀嚼前(安静時)、咀嚼中、咀嚼終了1分後、2分後、3分後、4分後、5分後の各1分間における脳内血流量の変化を調べた後、脳内血流の変化量について、主咀嚼側咀嚼時と非主咀嚼側咀嚼時との間で比較した。咬筋筋活動と脳内血流は、開閉口運動と舌運動では、咬筋筋活動が変化せず、脳内血流が増加したが、タッピング運動では、逆に咬筋筋活動が増加したが、脳内血流が変化しなかった。チューインガム咀嚼時の脳内血流は、主咀嚼側咀嚼時、非主咀嚼側咀嚼時ともに増加したが、咀嚼後に減少し、咀嚼前の状態に回復した。また、脳内血流の増加は、主咀嚼側咀嚼時の方が非主咀嚼側咀嚼時よりも大きく、咀嚼側間に有意差が認められた。これらのことから、咀嚼により、脳が活性化されること、またそれは、主咀嚼側咀嚼時の方が非主咀嚼側咀嚼時よりも強い可能性が示唆された。そこで、本研究は、食品の硬さや味の違いが咀嚼時の脳内血流に及ぼす影響を明らかにする目的で、健常者に硬さと味の異なるグミゼリーを咀嚼させた時の脳内血流について分析した。被験者は、20歳代の健常者20名(男性10名、女性10名)を選択した。

実験は、硬さの異なる4種類のグミゼリー(ゼラチン含有量5%、6.5%、8%、9.5%)と味の異なる3種類のグミゼリー(甘い、普通、苦い)を被験者に主咀嚼側で20秒間咀嚼させた時の両側の咬筋筋活動を日本光電社製多用途計測装置RM-6000、また両側の脳内血流を浜松ホトニクス社製近赤外分光装置NIRO-300を用いて同時記録した。分析は、咀嚼前(安静時)、咀嚼中(咀嚼開始10秒後)、咀嚼終了5分後の3セッションの各10秒間における両側の脳内血流量の平均値の変化を調べた後、脳内血流量の変化量について、比較した。脳内血流は、いずれのグミゼリーでも咀嚼中に有意に増加し、咀嚼終了後に減少し、咀嚼前の状態に回復する傾向を示した。脳内血流量は、硬さの違いでは、ゼラチン含有量5%が最も少なく、6.5%、8%、9,5%の順に多くなり、各グミゼリー間に有意差が認められた。また、味の違いでは、苦いグミゼリー咀嚼時が最も少なく、甘いグミゼリー咀嚼時、普通のグミゼリー咀嚼時の順に多くなり、普通のグミゼリー咀嚼時と苦いグミゼリー咀嚼時、甘いグミゼリー咀嚼時との間にそれぞれ有意差が認められた。
スラブ内地震の発生機構の解明

20年度は,スラブ(沈み込んだプレート)内地震の発生機構の発生が脱水不安定仮説で説明できるということが,揺ぎ無いものとなる成果があげられた.前年度までに,北海道東部関東北部全域下の太平洋スラブにおいて,二重深発地震面・上面内の地震活動が深さ約70-90kmで帯状に密集する,上面地震帯という地震活動を見出した.さらに,上面地震帯が,海洋性地殻内において脱水を伴う相変化(blueschistよりeclogiteへの変化,Hacker et al.[2003])が予想される位置により発生することを見出した.この結果は上面地震の発生に脱水不安定仮説が関わっていることを示す結果である.また,この相境界は,温度上昇により生じるものであるため,温度が低い地域では,上面地震帯の形成される深さが深くなることが予想される.昨年度までのDouble Difference震源決定の結果により,北海道島弧会合部下では局地的に上面地震帯が深くなっており,深さ100-120kmに存在することがわかった.そこで,その原因を探るべくDouble Differenceトモグラフィー法により,この地域の太平洋スラブ表面付近の地震波速度構造を詳細に調べた.その結果,日高地方下においてマントルウエッジ領域に特異な地殻物質が入り込み,それが深さ約70-90kmにおいて太平洋スラブ表面に接触し,マントルウエッジ対流を妨げていることが見出した.このように特異な地殻物質により(スラブと較べて)高温のマントルウエッジ対流を妨げたことは,この北海道島弧会合部のスラブ内が深さ70-90kmで低温状態であること,そして特異な地殻物質の存在しない深さ100kmに上面地震帯がシフトしたことと矛盾しない.このように,スラブの上盤側がつくりだす局地的な低温状態により上面地震帯が深部にシフトするという結果は,共同研究で行った関東地域での成果でもみられた.よって,今年度の結果は,上面地震帯が温度上昇による脱水をともなう相変化により生じることを,特異なテクトニクス場でも示した,重要な結果といえる.18年度は、研究課題であるスラブ内地震の発生機構への理解が幾分と深まった。報告者は、脱水不安定説というスラブ内地震の発生原因に関する仮説を検証する研究を、地震活動を詳細に調べることにより行っている。今年度は、スラブ内地震のうち二重深発地震面上面に注目し、上面内の震源をDouble Difference震源決定法をもちい再決定、結果を検討した。それにより、上面における地震活動の空間分布の深さ下限と、実験や数値計算を基にした岩石学において予想される相境界がほぼ一致することを発見した。また、従来の研究において火山フロント付近下の上面の地震活動に一部見られていた正断層の地震が、その相境界にそって分布することを発見した。この成果は、岩石学により予想されていた脱水を伴う相境界の存在を示唆しており、脱水不安定説を支持する結果となる極めて重要な結果である。また、地殻上部における地震活動は、スラブの伸びる方向沿って相境界に向かって活発になり、相境界(jadeite lawsonite blueschistからlawsonite amphibole eclogite)を通り越すと地震活動が消滅することを発見した。この結果は海洋性地殻の上部と地殻の下部の構造が異なることを示唆する。これらの結果は、雑誌発表2,3にまとめ、国際誌(GRL)に受理されている。今年度の学会発表においては、国内外に積極的に成果をアピールできることが出来た。特に、米国地球物理学連合秋季大会においては、同連合の発行する国際誌にて論文(学会誌等の発表2)を中心に発表したところ、海外での沈み込み帯に関する一流研究者(Silver博士など)より報告者の成果を高く評価された。共同研究者である米国地質調査所カービー博士とは、博士の来日と報告者の3週間に及ぶ渡米中に議論をすすめた。それにより、報告者は地震学的研究成果の解釈に岩石学的知見を取り入れることが出来、雑誌発表2,3を行うにいたった。このように、今年度の実績は、地球科学の知識を総合的に使ってスラブ内地震の発生機構を理解するのに貢献する内容になった。19年度は,スラブ内地震の発生機構への理解が一層深まった.報告者は,脱水不安定説というスラブ内地震の発生原因に関する仮説を検証するため地震活動の特徴を詳細に調べることにより行っている.今年度は,昨年度に行ったDouble Difference震源決定法による震源決定結果のさらに詳細な検討を行い,2つの成果をあげた.まず.スラブ内地震のうち東北地方下でおける二重深発地震面上面中の過去に中・大規模地震が発生している場所は,(1)周辺のスラブ地殻下部と比較して,定常的に地震活動が活発な場所であること,(2)それらの約深さ60km同じ深さの,スラブモホ面近傍という,ほぼ同じ温度圧力条件下で発生していることをみつけた.(2)の観測事実は,スラブの中において同じ相境界条件が成立したことにより地震が発生していることを意味しており,上記で述べた脱水不安定仮説の成立を髣髴させる結果である.また,報告者は,これまでの過去の研究で注目されてこなかった二重深発地震面間の地震活動に注目し,北海道・東北地方下の太平洋スラブ内全体の地震活動の発震機構解(震源メカニズム解)の特徴を詳細に調べた.その結果,(1)発震機構解のパターンは2パターンにわかれ,そのパターンが変わる場所はプレート表面からの深さできまり,

(2)東北地方下では二重深発地震面状面と下面のほぼ真ん中で,北海道では二重面上面近くでパターンが変わることを示した.(現在これらの結果をまとめ,論文投稿準備中である.)報告者の研究成果は,地震学的解析による結果を近隣の学問分野の視点も入れて検討した結果得られたものであり,学会発表・雑誌における発表をとおして,国内外の地震学分野以外の幅広い地球科学者に認識してもらうことが出来た.特に米国地球物理学連合秋季学会(学会発表1)では世界的な岩石学者であるイエール大学の唐戸教授などと議論を行い,成果を高く評価された.20年度は,スラブ(沈み込んだプレート)内地震の発生機構の発生が脱水不安定仮説で説明できるということが,揺ぎ無いものとなる成果があげられた.前年度までに,北海道東部関東北部全域下の太平洋スラブにおいて,二重深発地震面・上面内の地震活動が深さ約70-90kmで帯状に密集する,上面地震帯という地震活動を見出した.さらに,上面地震帯が,海洋性地殻内において脱水を伴う相変化(blueschistよりeclogiteへの変化,Hacker et al.[2003])が予想される位置により発生することを見出した.この結果は上面地震の発生に脱水不安定仮説が関わっていることを示す結果である.また,この相境界は,温度上昇により生じるものであるため,温度が低い地域では,上面地震帯の形成される深さが深くなることが予想される.昨年度までのDouble Difference震源決定の結果により,北海道島弧会合部下では局地的に上面地震帯が深くなっており,深さ100-120kmに存在することがわかった.そこで,その原因を探るべくDouble Differenceトモグラフィー法により,この地域の太平洋スラブ表面付近の地震波速度構造を詳細に調べた.その結果,日高地方下においてマントルウエッジ領域に特異な地殻物質が入り込み,それが深さ約70-90kmにおいて太平洋スラブ表面に接触し,マントルウエッジ対流を妨げていることが見出した.このように特異な地殻物質により(スラブと較べて)高温のマントルウエッジ対流を妨げたことは,この北海道島弧会合部のスラブ内が深さ70-90kmで低温状態であること,そして特異な地殻物質の存在しない深さ100kmに上面地震帯がシフトしたことと矛盾しない.このように,スラブの上盤側がつくりだす局地的な低温状態により上面地震帯が深部にシフトするという結果は,共同研究で行った関東地域での成果でもみられた.よって,今年度の結果は,上面地震帯が温度上昇による脱水をともなう相変化により生じることを,特異なテクトニクス場でも示した,重要な結果といえる.