hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
妊娠葛藤に直面した女性の意思決定を支えるケアガイドラインの開発

本研究は、妊娠葛藤に直面した女性の意思決定を支えるガイドライン(試案)を開発することが目的である。女性の意思決定を支えるためのガイドラインにおいて基礎資料を得るために、以下の2点から引き続き研究を計画・実施・分析した。1国内の妊娠相談を行っている相談機関への面接調査:国内6施設において12人を対象に対象に、妊娠葛藤に直面した女性への意思決定支援に関する面接調査を行い、M-GTA手法にて分析した。妊娠葛藤における女性への意思決定支援においてShared decision making(以下SDM)の概念を基盤とした意思決定支援における具体的なケアを見出すためにも、それらの概念の先行文献など収集し、参照にしながら研究実施を進めた。これらの結果は、妊娠相談におけるガイドラインの基礎資料となる重要なデータとなっているが、研究期間中に冊子などを作成するところまでは至らなかった。しかし、今後、引き続き、これらのデータを基にSDMを基盤とした妊娠葛藤に直面した女性の意思決定支援に関する研究を継続的に行い、ガイドラインの作成及び産科外来施設における看護職者に対するSDMを基盤とした意思決定支援に関する尺度開発のための指標とする予定である。2海外調査(ドイツ)において妊娠相談所及び妊娠葛藤相談所を対象に、4施設において妊娠葛藤に直面した女性へのケアにおける面接調査を実施した。その際には、ドイツの妊娠葛藤相談所や赤ちゃんポスト等に精通した研究者に同行してもらい、意見交換を行いながら実施した。それらの内容については、現在、質的帰納的分析中である。これらのデータを基に、日本のケアと比較しながら、1のガイドライン作成の基礎的資料及び、継続する研究計画において尺度開発のためのベースラインデータとする予定である。本研究は、思いがけない妊娠をして「妊娠葛藤」に直面した女性の意思決定を支えるガイドライン(試案)を開発することを目的とした。本年度は、意思決定を支えるための概念として「Shared decision-making(SDM)」を用いるため、まずは文献検索や文献検討、勉強会などに参加して学びを深めた。「SDM」を基盤とした女性への意思決定支援をガイドライン(試案)につなげていけるように、今後も文献検索や文献検討、勉強会への参加を継続する。また、ガイドライン(試案)の内容として、我が国では数少ない「妊娠葛藤」に直面した女性の意思決定に対するケア提供者の実践支援方法の実態が明らかにすることが必要である。そこで、「妊娠葛藤」に直面した女性の意思決定に関わるケア提供者の支援の実態を明らかにするために、保健・医療・福祉における施設において「妊娠等の悩み相談窓口」の支援に関わっているケア提供者を対象に面接調査を進めている。さらに、「妊娠葛藤」に直面した女性への支援について、医療・福祉・教育の視点から現状の認識を深め、今後の課題・支援方法についてディスカッションを行い、専門職者からコンサルテーションを得るために、特別講演の講師として、1万人の妊娠相談に応じてこられた田尻由貴子氏(元慈恵病院相談役)と、妊娠相談支援の海外の動向について研究されている柏木恭典氏(千葉経済大学短期大学部こども学科准教授)をお招きし、「思いがけない妊娠に悩む女性への支援」をテーマに広島大学大学院医歯薬保健学研究科助産・母性看護開発学研究室において研修会を開催した。今年度は、研究を進めるに当たり重要と考えられる基盤とする概念「shared decision making(SDM)」への学びを深めることを行った。その上で、研修会を開催したことで相談支援の実態と重ねながら研究方法についても具体的に検討することができた。しかし、研究者の異動に伴い、調査する予定としていた時期に実施することができなかった。着任後、早急に調査を進めていく必要性がある。本研究は、思いがけない妊娠をして「妊娠葛藤」に直面した女性の意思決定を支えるガイドライン(試案)を開発することを目的にしている。今年度は、「妊娠等の悩み相談窓口」の支援に関わっている方を対象としたインタビューを実施しその分析を進めた。今後は、分析もすすめつつ、さらに妊娠相談に関する実態を調査するための研究も実施する予定である。また、ドイツにおける「妊娠葛藤相談所」の現地調査を踏まえ、日本の現状に適応する形でのガイドライン(試案)を検討する。また、意思決定を支えるための基盤となる概念である「shared decision-making(SDM)」の文献検索や、文献検討および勉強会にも引き続き参加して理解を深めた。今後も継続して実施し、ガイドライン(試案)作成への示唆が得られるようにする。昨年度は研究者の異動に伴い、調査する予定としていた時期に実施することができなかった。着任後、研究計画の立案・調査などを進めていく。本研究は、思いがけない妊娠をして「妊娠葛藤」に直面した女性の意思決定を支えるガイドライン(試案)を開発することを目的としている。今年度は、「妊娠等の悩み相談窓口」の支援提供者を対象としたインタビューを終了し分析を進めた。また、それらの結果に基づいて妊娠相談支援が相談窓口以外でケアを提供する医療従事者がどのように支援をしているか、また支援がどのようにあるべきか実態調査を進めた。海外調査では、ドイツにおける妊娠相談の実態調査を実施するため、妊娠相談施設を4か所ほど訪れてインタビュー調査を行った。これらの内容や我が国における実態調査を踏まえ、日本の現状に適応する形でのガイドライン(試案)を検討する。代表研究者が異動してからの状況により、分析・調査などが予定していた時期に実施することが困難であった。

女性の意思決定を支えるためのガイドラインにおいて基礎資料を得るために、以下の2点から引き続き研究を計画・実施・分析した。1国内の妊娠相談を行っている相談機関への面接調査:国内6施設において12人を対象に対象に、妊娠葛藤に直面した女性への意思決定支援に関する面接調査を行い、M-GTA手法にて分析した。妊娠葛藤における女性への意思決定支援においてShared decision making(以下SDM)の概念を基盤とした意思決定支援における具体的なケアを見出すためにも、それらの概念の先行文献など収集し、参照にしながら研究実施を進めた。これらの結果は、妊娠相談におけるガイドラインの基礎資料となる重要なデータとなっているが、研究期間中に冊子などを作成するところまでは至らなかった。しかし、今後、引き続き、これらのデータを基にSDMを基盤とした妊娠葛藤に直面した女性の意思決定支援に関する研究を継続的に行い、ガイドラインの作成及び産科外来施設における看護職者に対するSDMを基盤とした意思決定支援に関する尺度開発のための指標とする予定である。2海外調査(ドイツ)において妊娠相談所及び妊娠葛藤相談所を対象に、4施設において妊娠葛藤に直面した女性へのケアにおける面接調査を実施した。その際には、ドイツの妊娠葛藤相談所や赤ちゃんポスト等に精通した研究者に同行してもらい、意見交換を行いながら実施した。それらの内容については、現在、質的帰納的分析中である。これらのデータを基に、日本のケアと比較しながら、1のガイドライン作成の基礎的資料及び、継続する研究計画において尺度開発のためのベースラインデータとする予定である。今後の推進方策平成28年度は、「shared decision making(SDM)」の概念についてコンサルテーションを得てガイドライン(試案)活用可能性を検討する。また、「妊娠葛藤」に直面した女性の意思決定支援に対するニーズと専門職者の支援の実態をさらに明らかにするためにデータ収集、データ分析及び結果の発信に努める予定である。平成29年度は、ドイツにおける「妊娠葛藤相談」の現地調査を踏まえ、比較検討した上で日本の現状に適応する形でのケアガイドライン(試案)を検討する。次年度の研究費の使用計画当初における研究計画の進め方を変更したため、平成27年度は当初予定していた予算が残った。今後も引き続き調査を行う予定であるため、平成28年度にその研究計画予算を充当する予定である。平成29年度は、引き続き現在進めている面接調査を行っていく予定である。また、「妊娠相談」に関する実態について調査を開始する。さらにドイツにおける「妊娠葛藤相談」の現地調査を実施し、比較検討した上でガイドライン(試案)を検討する。国内・海外でのインタビュー調査は終了しているため分析を進め、論文として投稿する予定である。また、実態調査を今年度中に実施し、それらの結果も踏まえた上で最終的にガイドライン(試案)作成まで実施する。
イギリスにおける胎児利用要件から見た胎児の道徳的地位についての研究

イギリスにおける胎児利用について、本年は2004年人体組織法の実施基準補遺B「妊娠24週前の胎児喪失に伴う処分」および王立産科婦人科学会の「24週前の胎児喪失に伴う処分」を入手し、資料の読み込みを行った。資料内容についての主な不明点は、2007年9月2日から9月7日までのロンドンへの出張時に確認した。また、この出張時に教えて頂いたGlobal Safe Abortion Conference2007(2007年10月23日から24日に開催)においても、イングランド・ウェールズにおける人工妊娠中絶に関する話題と、北アイルランドにおける動きに関して情報収集を行った。なお、人体組織法の補遺と王立産科婦人科学会の資料は日本では未紹介の資料であり、資料価値が高いと判断されるものであるため、これらの資料を訳出の上日本の現状と比較し「胎児の遺骸はどのように扱われるべきか」(玉井真理子編著『捨てられるいのち、利用されるいのち』生活書院,2008)としてまとめた。以上に加え、昨年度に引き続き、胎児利用に関する生命倫理学からの問題提起についてサーベイした。ただし、昨年度のように胎児利用のみに焦点を絞ると文献が非常に少なくなるため、本年は胎児の道徳的地位について論じたもの全般へと対象を拡大してサーベイした。収集した論文において引用されていたものの中にはドイツ語で書かれた文献がいくつかあったため、これについては翻訳を依頼し、胚の道徳的地位に関する人格主義生命倫理学からの主張の今日的状況と問題点について「胚の道徳的地位をめぐる今日の状況」(岐阜医療科学大学紀要第2号)としてまとめた。イギリス助産師協会の、「意見表明17番,良心的拒否」及び、イギリス産科婦人科学会の「妊娠24週以前の流産による廃棄について」を入手し、資料の読み込みを行った。いずれも日本では未紹介の資料であり、資料価値が高いと判断されるものであるため、これらの資料を訳出の上、日本の病院(現場)における実践のあり方と対比した。また、2007年9月2日から9月7日までのイギリスへの出張時には、これらの資料の内容に関する不明点を確認した。現在は、現地での資料の内容確認と照らし合わせつつ、訳語、訳文の調整を行っているところである。加えて、不明点に関する確認のためにお話を伺う中で得た、イギリスの人工妊娠中絶に関する最近の動向について更に詳しく調べ、胎児組織の利用に関する動向と照らし合わせ、本年度のまとめにつなげようと試みている。以上に加え昨年度は、胎児利用に関する生命倫理学者たちの分析について調べ、いくつか興味深い知見を得た。例えば2006年の臨床倫理誌に掲載されたPrefferとKentによる論文・「幹細胞研究・幹細胞治療における中絶胎児の利用に対する同意」は、研究用の胚の収集と対比しつつ論じており、中絶胎児の用途については、胚の収集に比して更なる透明性が求められると論じている。またアメリカ生命倫理雑誌の7巻6号(2007年)では、良心的拒否に関する特集を組んでおり、中でもCardによる薬剤師の緊急避妊に関する良心的拒否を扱った論文「良心的拒否と緊急避妊」は、良心的拒否と専門職倫理の葛藤に焦点を当てていた。本研究が射程としている胎児の道徳的地位についての考察において、これらの論文から学ぶところは極めて多く、示唆的であった。今後は、これらの資料を参照し、かつ、イギリスにおける中絶の最近の話題に着目しながら、胎児組織の利用という問題を通じた胎児の道徳的地位についての考察を更に展開させる予定である。
ラグジュアリーブランド構築条件の日欧企業比較による抽出と我が国の老舗企業への応用

本研究では、日本の地場産業・伝統産業で全国的に高い名声を得ていたり「ジャパンブランド」として世界的に高い評価を受けている企業、ならびにヨーロッパのラグジュアリーブランドを取り上げ、これらの感性価値実現のための経営学的方法論として「経験価値」と「技術経営」の理論を導入し、競争優位やブランド力の源泉である伝統と革新に結びついていることを明らかにした。さらに、衰退しつつある多くの日本の地場産業や伝統産業が復活・再生するだけでなくプレミアムブランド化する条件が、デザインなど顧客の感性に訴えるだけでなく、職人技を活かした「ものづくり」、歴史、物語、夢を打ち出す「ラグジュアリー戦略」であることを示唆した。平成25年度に行った研究によって得られた新たな知見等の成果は以下の通りである。1.日本の地場産業・伝統産業の成功事例として以下の各社を成功事例として取り上げ、各社の製品がなぜ人々を惹き付け、他のブランドと何が異なるのか、経験価値創造、技術経営、イノベーションなどの観点から分析した。事例としては、信三郎帆布(京都市)の帆布製鞄、塩芳軒、末富、俵屋吉富(京都市)の京菓子、虎屋(東京都)の和菓子・羊羹、俵屋旅館(京都市)の宿泊サービス、山田松(京都市)の香・香木、唐長(京都市)の京唐紙(京都市)の京菓子、亀末廣(京都市)の京菓子について分析した。2.ヨーロッパのラグジュアリーブランドの成功事例としてシャネルやゲランを取り上げ、化粧品のコミュニケーション戦略、化粧品におけるラグジュアリーの要件、環境対応によるブランド戦略、アイコン製品による感性プロダクト戦略、および、デザイナーと企業の関係を分析した。例えばラグジュアリーブランドのシャネルやグッチのプロダクトは、色や形といった外形的な特徴に、歴史や哲学、技術などの目に見えない価値を融合させて差別化を図り、長期的な成功を収めている事例である。これらのプロダクトは、ブランドのアイコンとして創業以来100年近くもの間輝きを保っている。そこで、アイコンプロダクトを多く持つラグジュアリーブランドのデザインマネジメント手法を、アイコン戦略として体系的に解釈し、様々な企業や業界が参考にできるような示唆を得た。3.日仏のブランド企業に見るラグジュアリーブランドの構築条件を明らかにするため、ブランド構築条件の抽出に向けた事例分析と比較考察を行った。4.ラグジュアリーブランドや老舗企業が今日そして近未来に直面する環境問題への対応が環境ビジネスとしてチャンスであるという観点から、環境対応製品や廃棄物ビジネスを含む環境ビジネス等を取り上げて検討した。日本の製造業は、高い技術、高品質を実現しながらも消費者のライフスタイルの変化や市場の同質化現象で苦しんでいる。ものづくりにおける工業化の進展や企業の行き過ぎたマーケティング活動が進行する中、従来のマーケティングでは市場の細分化、対象顧客の明確化、自社のポジショニングといった競争相手を想定した戦略が推進され、他社に対して差別化、コスト面における地位の確立、限定されたセグメントにおける地位の確立などといったことが戦略上の優位性、戦略の目的とされた。しかしながら、全てをそこに捧げることのみが正解だとは思えない。研究代表者が2013年2014年に行った地場産業の高価格ブランド戦略の企業事例として、新潟県長岡市の朝日酒造、新潟県三条市のスノーピーク、スイス・ルロックルのゼニス、スイス・ニヨンのウブロを取り上げて分析した。各社の本社工場への実地調査およびトップへのヒアリングを基に経営戦略や成功要因などを分析し、これらの企業が"ものづくり"を礎としながらも従来とは異なる品質価値の形成とその価値により実現した高価格であることの必然性や理由をいかにマネジメントしているか、その核心に迫った。

研究代表者が2013年2015年に行った地場産業の高価格ブランド戦略の企業事例として、新潟県長岡市の朝日酒造、新潟県三条市のスノーピーク、スイス・ルロックルのゼニス、スイス・ニヨンのウブロを取り上げて分析した。各社の本社工場への実地調査およびトップへのヒアリングを基に経営戦略や成功要因などを分析し、これらの企業が"ものづくり"を礎としながらも従来とは異なる品質価値の形成とその価値により実現した高価格であることの必然性や理由をいかにマネジメントしているか、その核心に迫った。本研究では、日本の地場産業・伝統産業で全国的に高い名声を得ていたり「ジャパンブランド」として世界的に高い評価を受けている企業、ならびにヨーロッパのラグジュアリーブランドを取り上げ、これらの感性価値実現のための経営学的方法論として「経験価値」と「技術経営」の理論を導入し、競争優位やブランド力の源泉である伝統と革新に結びついていることを明らかにした。さらに、衰退しつつある多くの日本の地場産業や伝統産業が復活・再生するだけでなくプレミアムブランド化する条件が、デザインなど顧客の感性に訴えるだけでなく、職人技を活かした「ものづくり」、歴史、物語、夢を打ち出す「ラグジュアリー戦略」であることを示唆した。欧州の地場産業・伝統産業の成功事例の分析については、イタリア・フィレンツェ郊外にあるグッチ本社工房を訪問している。また、パトリッツィオ・ディ・マルコCEOにヒアリングし、国際会議研究発表、査読付き論文、および著書を発表している。経営学・商学欧州の地場産業・伝統産業の成功事例の分析については、スイス・ジュラ地方西部のル・サンティエにあるジャガー・ルクルト本社工房を訪問し、ダニエル・リエドCEOにヒアリングし、論文または著書を用意している。また、スイス東部のシャフハウゼンにあるIWC本社工房を訪問し、ジョルジュ・カーンCEOにヒアリングし、論文または著書を用意している。これらから、リシュモングループの経営戦略を解き明かす予定である。日本の地場産業・伝統産業の成功事例の分析については1893年創業末富の山口冨藏ご主人、1905年創業一澤信三郎帆布の一澤信三郎社長、1803年創業鶴屋吉信の稲田慎一郎にヒアリングし、論文を公表している。欧州のラグジュアリーブランドの成功事例の分析についてはパリ本社やスイスの工房等を見学し、論文を作成している。ラグジュアリーブランドの世界最大のコングロマリットであり、ルイ・ヴィトンやディオール、モエ・エ・シャンドンに加え、2011年3月にはブルガリまでも傘下に収め、さらにはエルメスの買収も視野に入れているLVMHモエヘネシー・ルイヴィトンに加えて、カルティエなどを傘下に持つリシュモングループ、グッチなどを傘下に持つPPRラグジュアリーグループも取り上げ、ラグジュアリーブランド経営の戦略を解き明かす予定である。
超短パルスレーザーによる高強度ＴＨｚ波発生メカニズムの解明とその物性測定への応用

2色の超短パルス光誘起プラズマにより、高強度テラヘルツ波を発生させる手法を確立し、最大電場1.4 MV/cmのテラヘルツ波を得ることに成功した。この高強度テラヘルツ波発生法を確立したのち、高強度テラヘルツ分光法、光ポンプーテラヘルツプローブ分光法、高強度テラヘルツポンプーテラヘルツ分光法といった各種分光法を開発した。開発した分光法により、各種白金錯体、半金属薄膜、金属薄膜を測定試料とし、物質内のキャリアダイナミクスを観察した。いくつかの物質において、高強度テラヘルツ波によるキャリアの非線形応答を発現、観察することに成功した。この非線形応答の起源を物性物理学的知見から明らかにした。近年、超短パルスレーザーの基本波と2倍波によって励起された気体プラズマから高強度THz波を発生させることが可能となった。このTHz波発生メカニズムには、プラズマ内での基本波と2倍波の光整流効果によるものと、気体分子のイオン化過程のプラズマ電流によるものの2通りが考えられていたが、申請者の研究を含むごく最近の研究により気体分子のイオン化過程のプラズマ電流によるものであることが明らかになってきた。また、申請者がこれまでに得た知見を活かし、テラヘルツ波の発生系を最適化することでテーブルトップサイズのテラヘルツ波としては世界最強電場の発生に成功した。また、上述の高強度テラヘルツ光源を用いポンププローブ分光を行った。この分光により、THz領域における物質の運動を直接観察可能である。特に、高強度THzポンプ光の利用により、物質内原子の非調和振動の励起、ラットリングの励起といった、新たな現象の誘起と観察が可能になる。この実験により、いくつかの実験で物質において特異な応答を示すものを発見した。現在のところそれらの特異な応答の物理学解釈は得られていないが、今後の研究で明らかにする予定である。赤外分光やラマン分光では、電子励起状態の生成や温度変化が不可避であるのに対し、高強度THz波を用いる方法では直接的なエネルギー授受を利用するためこれらの問題は起こらない。さらにこの利点を積極的に生かすことで、高強度THz波による物性制御が可能となる。例えば、「THz誘起相転移」が実現すれば、新たな物性物理学分野を開拓できる。この研究成果の波及効果は学術的のみならず工学的にも大きいものとなるであろう。今年度の研究ではその足掛かりとなる結果が得られた。2色の超短パルス光を気体中で集光してプラズマを発生させ、そこからテラヘルツ波を発生させる手法により最大電場1.4 MV/cmのテラヘルツ波を得ることに成功した。本手法ではプラズマ発生時の2色の超短パルス光の偏光を揃え、2光の位相を最適化することが高強度テラヘルツ波発生の鍵となった。2色の超短パルス光を気体中で集光してプラズマを発生させそこからテラヘルツ波を発生させる手法での電場強度としては現時点で世界最強である。また、1色の超短パルス光を気体中で集光してプラズマを発生させると、そこからテラヘルツ波が発生する。発生したテラヘルツ波の偏光の性質を活かし、集光点において縦偏光となるテラヘルツ波の発生と観察に成功した。今後の応用を期待できる。これらをまとめ、論文として発表した。高強度テラヘルツ波発生法を確立したのち、高強度テラヘルツ分光法、光ポンプーテラヘルツプローブ分光法、高強度テラヘルツポンプーテラヘルツ分光法といった各種分光法を開発した。各種白金錯体、半金属薄膜、金属薄膜を測定試料とし、物質内のキャリアダイナミクスを観察した。いくつかの物質において、高強度テラヘルツ波によるキャリアの非線形応答を発現、観察することに成功し、今後の展開を期待できる成果を得た。今後、各物質内のキャリアダイナミクスを物性物理学的知見から明らかにし、これらをまとめる。そして、論文として発表する予定である。また、本研究によって得た知見を活かし真のシングルショットでのテラヘルツ波計測法の開発を行った。2色の超短パルス光を気体中で集光してプラズマを発生させ、そこからTHz波を発生させる手法に関する基礎的研究を実験的側面から行った。ストリークカメラによりプラズマのイオン-電子再結合による発光を観察し、THz波発生のプロセスに寄与する過程を調べた。予備実験で測定したMain PulseによるTHz波の早い回復プロセスの緩和時間と比較し、電子励起がTHz波発生に寄与する様子を観察した。以上により、気体分子のイオン化過程におけるプラズマ電流によってTHz波が発生する様子を、直接的な方法で観察した。また、ZスキャンをPrepulseとProbe光に時間遅延をつけて行い、Prepulseによって発生するプラズマによる屈折率変化の影響を調べた。

測定結果から、屈折率変化とプラズマの吸光係数を測定することができた。これにより、Prepulseに励起されたプラズマの屈折率変化の時間依存性を調べることができた。屈折率変化はプラズマ密度に依存するため、このZスキャンはプラズマ密度の時間変化を観察することに等しい。したがって、Prepulseによるプラズマの発生がMain PulseによるTHz波抑制に与える影響をプラズマ密度変化という側面から調べたと言える。以上により、超短パルスレーザーの基本波と2倍波によって励起された気体中プラズマによるTHz波発生において高強度化を図る上で重要な知見を得、結果として電場700kV/cmのTHz波を発生させることに成功した。テーブルトップサイズのテラヘルツ波光源としては世界トップ強度である電場1.4 MV/cmのモノサイクルパルスの発生に成功した。さらに、その光源を特定の物質に照射すると特異な現象が発現することを見出した。高強度THzポンプ光の利用により、物質内原子の非調和振動の励起、ラットリングの励起といった、新たな現象の誘起と観察が可能になる。この高強度THz波のポンププローブ分光を行うのが本研究の最終的な目的である。今年度の研究により、超短パルスレーザーの基本波と2倍波によって励起された気体中プラズマによるTHz波発生において高強度化を図ることに成功し、新たな現象の誘起と観察をする準備が整ったため、おおむね順調に進展していると言える。これまでに得た知見と申請者の開発した高強度テラヘルツ光源を活かし、高強度THz光による物質内の電子状態や原子状態の制御を行う予定である。特に、これまでの研究で観測された特異な現象について、実験条件の最適化を図るなど体系的に調べ、物理学的見地からそのダイナミクスを解明する。また、これまで得られた結果を学術論文や国際会議での発表を通して成果に結びつける。これまでに得た知見を活かし、高強度THz光による物質内原子の非調和振動の励起、ラットリングの励起といった、新たな現象の誘起と観察を行う。物質内の原子運動の制御、観察を行う対象物質の選定が非常に重要かつ困難なことが予想されるため、種々の物質に高強度THz波を用いた分光法を適用しつつ幅広い物質の探索を行う。該当なし種々の物質の探索、および研究成果の報告、さらなる発生テラヘルツ波の高強度化のための光学部品の購入に研究費を使用する予定である。
メチローム解析を起点とした癌代謝の制御機構の解明

DNAメチル化酵素DNMT3AおよびDNMT3Bにより新規のメチル化が引き起こされ、DNMT1によりDNA複製の際にメチル化が維持されることが知られている。しかし、DNMTファミリーによる代謝の制御機構は明らかにされていない。一方、研究代表者らは、大腸癌の初期のステージにおいて、2-HGとメチル基供与体SAM (S-アデノシルメチオニン)が蓄積し、DNAメチル化酵素DNMT1とDNMT3Bの発現が増加し、様々な遺伝子のDNAメチル化が変化していることを見いだしている。しかし、癌におけるDNAメチル化の異常が代謝にどのような影響を与えるのかについては未解明のままである。本研究では、DNAメチル化の異常がどのように癌特有の代謝を引き起こしているのかを明らかにすることを目的とする。そのために、DNAメチル化の変化に伴い発現量が変化する遺伝子群の癌化における機能を解析し、DNAのメチル化により変化する代謝経路を特定する。以上の研究により、DNAメチル化の異常がどのように癌特有の代謝を引き起こすかが明らかになる。得られた知見は、癌特有の代謝を標的とした新たな治療法の開発につながると期待される。本年度は、DNAメチル化酵素DNMT1とDNMT3Bを欠損した大腸癌細胞株の樹立と遺伝子発現解析などの基礎データ収集を行い、基礎的な実験系を構築した。次年度は、これらの実験系を利用してDNAメチル化と代謝の関連を明らかにする。本年度は当初計画した研究を実施した。順調にDNAメチル化酵素DNMT1とDNMT3Bを欠損した大腸癌細胞株を培養して代謝経路の解析に用いている。次年度も本研究課題を中心に研究を遂行する予定である。研究の実施に必要な実験材料はそろっており、実験手法も確立しているため、着実に研究を進めることができる見込みである。本年度は細胞培養の実験を中心に行い、マウスを用いた動物実験を次年度にまとめて行う計画に変更した。このため、研究費の配分を変更した。
細胞内共生系における共生細菌置換の生理的・分子的背景の解析

本研究課題では,アブラムシの細胞内共生系において、宿主の生存繁殖に必須な一次共生細菌の欠損を宿主に必須でない二次共生細菌Serratia symbioticaが不完全ながら補えるという現象を、細胞内共生系進化における共生体置換のモデルとしてとらえ、なぜS.symbioticaがこのような機能を果たしうるのか、逆になぜ完全に代替することができないかを生理・遺伝子発現レベルで解析、宿主や共生細菌ゲノム情報を駆使して遺伝子レベルの変化にまで帰着させることを目指している。今年度はまず,選択的除去法と人工感染法を用いて,異なった遺伝的背景を持つが同じ由来のS.symbioticaに感染している系統を11作出した。次いで,これらの系統の一部について宿主アブラムシの成長に伴うS.symbioticaの感染動態を定量的PCRと蛍光in situハイブリダイゼーション法によって解析した。その結果,S.symbioticaの感染量が人工感染系統において約10倍程度に有意に増大し,その体内局在も乱れるが,個体ごとに非常にばらつきがあることを明らかにした。この結果は,S.symbioticaを元々保有するアブラムシ系統においては,宿主と共生細菌との間で何らかの適応があることを示唆している。また,次年度以降に予定していた宿主免疫機構と共生細菌体内密度、共生細菌の生物学的機能との相関の解析の一部を行った。その結果,免疫関係遺伝子の一部がS.symbioticaの感染に伴って変化するが,系統によっては逆の反応を示すなど,その程度は宿主アブラムシの系統によって大幅に異なることが分かった。今後,解析する系統を増やしたり供試する共生細菌の種類を変えたりすることで,この現象に理にかなった解釈を与えられるものと考えている。
青少年健全育成と地域スポーツ振興政策の事業連携による効果とその評価

総合型地域スポーツクラブと文部科学省の「地域子ども教室推進事業」が協力・連携していたケースは、約2割に留まっている。総合型クラブのない地域も含めると、その数値は全体の6.4%と非常に低い結果となった。つまり、地域の機運として、青少年健全育成事業や地域スポーツ振興事業への理解や関心はあるものの、協力・連携には至らず、事業間連携および組織間連携は進んでいない現状が明らかになった。本研究の目的は、文部科学省生涯学習政策局が平成18年度まで推進していた「地域子ども教室推進事業」に注目し、青少年健全育成にかかわる事業が、単に委託事業遂行のためだけに図られるのではなく、地域スポーツ振興政策といかに連携・協力を行っていくことが重要であるかということを明らかにする。つまり、事業実施を起点に事業終了後も地域をベースにした青少年の成長を見守り、育むための新しいスポーツ振興システムを地域内にいかに創出していくのかという地域の変容を捉えることを目的としている。具体的には、文部科学省スポーツ・青少年局が進める総合型地域スポーツクラブ育成推進事業との協働型まちづくりを促進するための政策と事業の連携のあり方や、またそれによって地域に創出される組織間連携や協働意識を高める組織開発やシステム構築のための様相を紐解く。今年度は、全国1,334の事業実施市町村実行委員会に対して「地域子ども教室推進事業」事業終了後の動向に関する調査を郵送法により実施した(有効票本数は713、回収率は53.5%)。その結果、継続に関しては、平成19年度から新規事業として始まる「放課後子ども教室推進事業に取り組む」組織が49.4%、「市町村独自の予算措置により事業を継続する」組織が15.8%、地域住民が中心となって実施する」組織が5.1%、参加者に活動費を負担してもらい、NPOや社会教育団体などが中心となって実施する」組織が3.5%と4つの方向性に分かれた。非継続に関しては、「終了するが、今後の取り組み決まっておらず、これから検討する」組織が12.4%、「終了し、検討もしない」組織が1.9%、「その他」が11.8%であった。また、総合型地域スポーツクラブが市内に設立されている地域は全体の35.2%であるが、事業に協力・連携している地域は9.3%であった。(本調査は、各団体を通じた事業実施分を除いた結果である。)本研究の目的は、文部科学省生涯学習政策局が半成18年度まで推進していた「地域子ども教室推進事業」に注目し、青少年健全育成にかかわる事業が、単に委託事業遂行のためだけに図られるのではなく、地域スポーツ振興政策といかに連携・協力を行っていくことが重要であるかということを明らかにする。平成18年度に終了した「地域子ども教室推進事業」を継続する形で、「放課後子ども教室推進事業」に取り組む自治体(組織)に対して実施した調査によると、総合型地域スポーツクラブが市内に設立されている地域は全体の3分の1で、総合型地域スポーツクラブが事業に協力・連携しているケースは全体の約1割に留まった。実際の活動では運動・スポーツはもちろん、伝承遊びなどを含めた身体活動が多く、クラブとの協力・連携により地域に与える効果は大きいものと期待されるが担当部署が生涯学習課など、総合型地域スポーツクラブとはあまり関わらない部署であることが要因の1つであると考えられる。今後は、行政と地域それぞれの横のつながりの強化が期待される。)本研究は、文部科学省生涯学習政策局が平成18年度まで推進していた「地域子ども教室推進事業」と平成19年度から新しく始まった「放課後子どもプラン推進事業」に注目し、青少年健全育成にかかわる事業が、単に委託事業遂行のためだけに図られるのではなく、事業実施を起点に事業終了後も地域をベースにした青少年健全育成のための新しい地域スポーツ振興システムを地域内にいかに創出していくのかという地域の変容を捉えることを目的としている。具体的には、文部科学省スポーツ・青少年局が進める総合型地域スポーツクラブ育成推進事業との協働型まちづくりを促進するための政策と事業の連携のあり方や、またそれによって地域に創出される組織間連携や協働意識を高めるための様相を紐解く。今年度は、平成18年度事業終了後から2年が経過した現在の事業状況を把握するために、全国の1,318実施市町村実行委員会に対して「地域子ども教室推進事業」事業終了後の動向に関する第2回追跡調査を郵送法により実施した(有効票本数662は、回収率は50.2%)。

その結果(()内は平成18年度第1回調査結果)、継続に関しては、「放課後子ども教室推進事業に取り組む」が71.8%(49.4%)と増加し、「市町村独自の予算措置により事業を継続する」が9.2%(15.8%)、地域住民が中心となって実施する」が3.1%(5.1%)、参加者に活動費を負担してもらい、NPOや社会教育団体などが中心となって実施する」が2.1%(3.5%)となった。非継続に関しては、「終了するが、今後の取り組み決まっておらず、これから検討する」が2.8%(12.4%)、「終了し、検討もしない」が3.7%(1.9%)、「その他」が6.1(11.8%)であった。また、総合型地域スポーツクラブが市内に設立されている地域は48.0%(29.1%)と増加傾向にあるが、事業とクラブが協力・連携している地域は7.8%(7.1%)と横倍であった。つまり、総合型地域スポーツクラブの育成は少しずつではあるが進んでいるものの、青少年健全育成事業との事業間連携および組織間連携は進んでいない現状が明らかになった。
ニューロフィードバックを用いた知的障害者のための言語学習支援システム

発達障害児や知的障害児の学習をサポートするため、脳情報を計測しフィードバックする学習支援システムを開発することを目ざしたが、脳波や脳血流の情報を非拘束状態で計測するシステム開発、特に脳波の動きによるノイズ除去法の提案、フラクタルディメンジョンを用いた脳波、NIRS解析法の構築、また、重度心身障害児に対する脳波応答の特徴抽出により、シータ波の事象関連位相解析が言語の応答に対して有効であるという研究成果を得た。知的障害児童や発達障害で知的に遅れが見られるこどもにとって言語の習得はかなりの困難を伴う。教える教師にとってもことばの教育を個々のこどものレベルに応じて試行錯誤で行っているのが現状であり、その子にとって本当に効果的な教育が行われているのか疑問である。本研究では、脳科学とICT技術をベースに言語学習中のこどもの脳の活動状態をリアルタイムで測定し、その脳活動情報をもとにその子供の理解の程度、学習の集中度合いを判別し、言語の習得で重要である言葉の意味、発音、文字を効果的に学習できるシステムを開発し、障害児に対するる言語教育を支援するものである。さらに、本研究で得られた評価法をもとに、さらに詳細な脳機能計測を行うことにより、知的障害者の語認知を、脳の機能異常の観点から調べる。今年度は、まず、非拘束脳波計測システムの開発と脳波のアーチファクト除去の手法の検討を行った。障害者を拘束せず、自然な状態で脳波が測定できることが重要であり、かつ、必要十分な情報を得ることが必要である。このための簡易型無線脳波測定システムを開発した、しかし、脳波の測定の際に頭や体幹が少し動いただけでも動きによるアーチファクトが混入し、ノイズなのか信号なのか判別が難しい。本研究では、まず頭の動きや眼球運動によって生じるアーチファクトの除去を行うためのフィルタの開発を行い安定した信号がとれるようにした。頭の動きを頭に付けた加速度センサで測定し、加速度センサの信号をもとにアーチファクトを除去する手法を開発した。さらに、重度の障害児が、自分の名前や言葉をどの程度理解できているか、脳波測定することにより評価するため、重度心身障害児の脳波を計測し、名前や言葉に対する応答を計測したその結果、名前の応答の際には、ほかの言葉とは異なった応答をすることが分かった知的障害児童や発達障害において知的に遅れが見られる子供について、言語の習得を支援する技術を開発することが本研究の目的である。このため、脳の情報を脳波やNIRS(近赤外分光計測法)によって計測し、その時の精神状態、例えば集中状態にある、あるいは興奮状態にあるといった状態をモニターし、それを学習課題に反映させ、体積な学習状態、学習課題を課すシステムを目指している。この計測システムは、無線で計測信号をコンピュータに送る脳波計、NIRSを用いており被験者は非拘束の状態で学習に専念できる。このためには、少々の頭や体の動きなど体動があっても安定して信号が計測できることが重要であり、今年度は、脳波信号から体動を除去する信号処理法の開発を行った。頭の動きを検出するため、加速度を計測するセンサを頭部に付け、この情報をもとに、独立成分分析で分類した信号から、体動に由来する成分のみを除去し、高い精度で脳波信号のみを抽出する技術を開発した。今回はまだ、信号取得後に、オフライン処理で行っている段階だが、12秒の時間遅れでモニタできるオンライン処理法を開発中である。さらに、言語の中でも特に身近な自分の名前が呼びかけられた時に脳がどのような反応をするのか、意識状態が非常に低い重度心身障害児を対象に、自分の名前、他者の名前を用いて呼びかけ反応を調べた。その結果、長期記憶に関係していると言われているアルファ帯域の脳波抑制が、健常者と同じように観測され、重度心身障害児に自分の名前を記憶している可能性があることがわかった。しかし、健常者に見られたベータ波帯域の脳波の抑制は見られず、自己関連認識の機能が保存されている可能性が低いことが示された。今後は、ここで得られた、アルファ波、ベータ波の変化をもとに、記憶、認知の状態をモニタできることを目指す。知的障害児や発達障害児など知的に遅れがみられる子供の教育に関して、言語習得を支援する技術を開発することが本研究の目的である。学習活動時の脳の活動状態を脳波やNIRS(近赤外分光計測法)によって計測し、その時の精神活動状態、例えば、集中状態や興奮状態、あるいは安定状態にあるといった状態をモニターし、それを学習に反映させ、最適な学習状態を維持できる環境や学習課題を課すようにサポートするシステムを目指している。この計測システムは、被験者に脳波を測定する小型生体アンプ、脳血流を計測するNIRSを装着し、無線で計測データをデータ集PCに送信する。このため、被験者は拘束状態にく、自由に活動できる。しかし、頭部の動きなどにより、信号にノイズが計測するため、独立成分分析による脳波ノイズ除去の手法を開発した。このノイズ除去はオンラインで12秒の時間遅れで処理でき、モニタリングに使用可能である。このシステムを用いて、知的障害児の学習訓練時に脳活動を計測した結果、脳波、心電図、NIRSのデータにより、集中状態の評価が可能であった。また、脳波とNIRSの活動状態を、マルチスケールエントロピー法を用いてサンプルエントロピーを求め、脳の複雑度を比較する比較する基礎研究を行い、脳波を用いた方がより高い複雑度を求めることができた。

言語活動時における脳活動の計測を行ったが、被験者に用いた知的障害児の言語活動レベルが低く、言語活動時と非言語活動時の違いがはっきりと得られなかった。発達障害児や知的障害児の学習をサポートするため、脳情報を計測しフィードバックする学習支援システムを開発することを目ざしたが、脳波や脳血流の情報を非拘束状態で計測するシステム開発、特に脳波の動きによるノイズ除去法の提案、フラクタルディメンジョンを用いた脳波、NIRS解析法の構築、また、重度心身障害児に対する脳波応答の特徴抽出により、シータ波の事象関連位相解析が言語の応答に対して有効であるという研究成果を得た。非拘束脳波計測時のアーチファクト除去は概ねうまくいっており、あとはオンライン時の処理に向けて、遅れ時間をどれだけ短くできるかである。また、認知状態のモニターにアルファ波とベータ波の変化が用いられることがわかり、これをニューロフィードバックに応用できる。遅れている点は、言語の学習課題をどう構築するかである。生体医工学本研究で重要な点は、できるだけ自然な状態で認知、集中状態の把握であり、その情報を用いて適切な課題を提示し、またその時の脳の状態を計測しフィードバックすることである。適切なフィードバック情報の抽出が、第一の課題であり、それに応じた、言葉学習課題の作成を行うことが必要である。本研究の目的は、障害児の言葉の習得を脳機能計測により評価するとともに、言葉習得の支援システムを構築することである。本年度は、このために、非拘束での脳波計測システムの開発を行い、信号習得に重要な脳波に混入する動きによるアーチファクトの除去の手法を開発した。この点に関しては、おおむね順調に行われてる。この成果に関しては完全な論文としてはまだ発表されていないが、国内の学会では発表を行っている。また、重度心身障害児に関して、名前を呼んだ時と、他の言葉を言った時の脳波の応答の違いを調べた結果、両者に違いがあることはわかったが、定量的に評価できるまでには達していない。ニューロフィードバックシステムに関しては今後構築していく計画である。学会が地元であり旅費が多くかからなかったこと。並びに、特に物品を購入することなく研究が遂行できたので予想外にお金を使用しなかった。今後は、ことばを認知したときに脳波、脳血流にどの様な変化が生じるか、正常な知能を持った子供について調べる。ことばは,その意味、読み(音)、文字から構成される。文字を学習する前は、意味と音を対応させて覚えるが、文字を学習した後は文字と音を対応させてことばを理解する。意味の認知、音の認知、文字の認知をしたときの、それぞれの脳波や脳血流の変化の違いと、それぞれの要素の理解との関係を調べる。知的に健常な場合は、それぞれの理解の程度は客観的に知ることが出来るが、障害児の場合にはその理解の程度を知ることは難しい。健常児で得られた脳生理情報を基に、理解度の指標を定め、障害児のことばの認知状態を評価する。また、ニューロフィードバックシステムに関しては今後構築していく計画である。最終年度であり、システム構築のための物品購入費、および成果発表の旅費に使用する予定である。本年度は、すでに有している計測装置を用いた実験や、計算機によるシミュレーションおよびデータ解析が主だったため、特に物品費に関して予定より少ない金額で行うことができた。
ヒト膀胱尿路上皮癌でのエストロゲン受容体βの役割とその臨床応用

ヒト膀胱尿路上皮癌細胞では、エストロゲン受容体β(ERβ)と各種エストロゲン合成・代謝酵素が発現していること、ERβは癌細胞の遊走能や癌の進展に関与する遺伝子の1つであるMMP11の発現量を抑制していることが確認された。一方、上記エストロゲン合成・代謝酵素の発現量は癌の深達度の上昇により有意に低下していた。以上より、ヒト膀胱尿路上皮癌細胞では局所で合成されたエストロゲンが癌細胞に発現するERβを介して癌の進展を調節している一方、進行した膀胱尿路上皮癌ではこれらの酵素の発現低下により局所で合成・代謝されるエストロゲンの関与が低下することで、癌の進展に影響が生じている可能性が示唆された。ヒト膀胱尿路上皮癌の本邦での発生頻度は近年増加傾向にある。しかし、膀胱尿路上皮癌に発現しその進展に関する調節因子の詳細は十分には解明されていない。最近の報告で、ヒト膀胱尿路上皮癌にエストロゲン受容体(ER)の発現が示され、エストロゲンが膀胱尿路上皮癌の発生や進展に関与している可能性が提唱されてきている。今回、我々は外科手術で得られたヒト膀胱尿路上皮癌組織検体(113例)においてERとエストロゲン合成・代謝酵素の発現を免疫組織化学的手法にて検討した。これらの検体では、ERαの発現はみられなかったがERβが高発現していた。また、エストロゲン合成・代謝酵素であるアロマターゼ、STS、ESTの発現もみられた。ERβやこれらのエストロゲン合成・代謝酵素の発現度に性差はみられなかった。一方、後者の発現度と癌の深達度(pTa, pT1, pT2)の間に有意な負の相関がみられた。また、膀胱癌培養細胞株でT24、J82細胞において、Western blotting法によりERβの蛋白発現、また定量RT-PCR法にてアロマターゼ、STS、ESTのmRNA発現が確認された。以上から、ヒト膀胱癌では局所で合成されたエストロゲンが、癌細胞に発現するERβに作用して癌の病態に影響を及ぼし、またこれらの酵素の発現状況が癌の進展と関連している可能性が示唆された。ヒト膀胱尿路上皮癌の本邦での発生頻度は近年増加傾向にあり、その死亡率も決して低くはない。一方、最近の疫学データでは、本邦での罹患率の男女比は3:1で男性に多く罹患率も男性のみが増加傾向である。また、最近ヒト膀胱尿路上皮癌でのアンドロゲン受容体やエストロゲン受容体の発現が複数報告されている。以上から、我々は性ホルモンがヒト膀胱尿路上皮癌発症の男女差に関与している可能性がある、との仮説を立てた。これまでの我々の検討では、(1)ヒト膀胱尿路上皮癌組織ではエストロゲン受容体のうちERβの発現が豊富であること、(2)ヒト膀胱尿路上皮癌組織ではエストロゲン合成・代謝酵素であるSTSとESTの発現がみられ、それらの発現量は癌細胞の深達度(pTa, PT1, pT2)と逆の相関にあること、(3)ヒト膀胱尿路上皮癌培養細胞株であるT24ではERβの発現量が比較的高いこと、(4)ERβアゴニスト添加により同細胞の細胞増殖能、遊走能は低下することを証明した。以上の結果から、ヒト膀胱尿路上皮癌では局所で産生されたエストロゲンが同細胞に発現するERβに作用して癌細胞の増殖や浸潤に負の調節を行っており、またその調節機構が消失することで癌の進展が亢進する可能性があると推察された。現在、同細胞での細胞増殖能、遊走能に関与するERβ関連遺伝子の同定をPCRアレイ解析にて進めており、さらに同癌組織でのそれらの遺伝子発現状況を検索する予定である。本年度は、ヒト膀胱尿路上皮癌培養細胞株であるT24に対してERβアゴニスト添加による細胞増殖能、遊走能に対する影響の有無、およびそれらに関与するERβ関連遺伝子の同定とその膀胱尿路上皮癌検体での発現状況の詳細を検討する予定であった。しかし、増殖能および遊走能の実験において最初のうち安定したdataが得られなかったため、多くの実験やトラブルシューティングを行うこととなった。そのため、研究の進捗に遅れが生じた。最近の疫学データでは、本邦での罹患率の男女比は3:1で男性に多く罹患率も男性のみが増加傾向であることから、性ホルモンがヒト膀胱尿路上皮癌発症の男女差に関与している可能性が示唆されている。我々は、これまでヒト膀胱尿路上皮癌組織における免疫組織化学的検討、ヒト膀胱尿路上皮癌培養細胞株(T24)での定量RT-PCR検討において、ヒト膀胱尿路上皮癌細胞ではエストロゲン受容体の1つであるERβの発現が高いことを確認し、加えて同細胞株でのERβのアゴニスト投与が癌細胞の遊走能を抑制することを証明した。また、これらのヒト膀胱尿路上皮癌細胞ではエストロゲン合成酵素であるsteroidsulfatase (STS)とestrogen sulfotransferase (EST)が発現し、局所でのエストロゲン産生に関与していることを発見した。さらに我々は、同培養細胞株に対するPCRアレイ解析を行い、コントロール群に比較してERβアゴニスト投与群ではMMP11の発現が有意に低下していることを確認した。

一方で、我々が行った免疫組織化学的検討ではヒト膀胱尿路上皮癌組織におけるMMP11発現度とSTS発現度の間に有意な相関が認められた。以上の結果から、局所で産生されたエストロゲンはヒト膀胱尿路上皮癌細胞に発現するERβに作用し、MMP11の発現を抑制してヒト膀胱尿路上皮癌細胞の浸潤抑制に関わっている可能性が示唆された。ヒト膀胱尿路上皮癌細胞では、エストロゲン受容体β(ERβ)と各種エストロゲン合成・代謝酵素が発現していること、ERβは癌細胞の遊走能や癌の進展に関与する遺伝子の1つであるMMP11の発現量を抑制していることが確認された。一方、上記エストロゲン合成・代謝酵素の発現量は癌の深達度の上昇により有意に低下していた。以上より、ヒト膀胱尿路上皮癌細胞では局所で合成されたエストロゲンが癌細胞に発現するERβを介して癌の進展を調節している一方、進行した膀胱尿路上皮癌ではこれらの酵素の発現低下により局所で合成・代謝されるエストロゲンの関与が低下することで、癌の進展に影響が生じている可能性が示唆された。当初予定されていたヒト検体における免疫組織化学的検索方法が終了し、また今回の研究施行に適切な培養細胞株が2種類確保できた。また、これらの培養株でERβの発現が確認された。1.これまでの実験により同定されたERβ関連遺伝子の機能的意義を裏付けるため、T24細胞に対してsiRNAを用いた発現のノックダウンを行い、ERβアゴニストによる癌細胞の増殖や遊走に対する影響を検索する。2.ヒト膀胱尿路上皮癌組織やT24細胞において、上記遺伝子と関連するmiRNA発現量との相関について検討を行う。人体病理学
材料変形のナノスケールスローダイナミックスモデリング

材料変形のナノスケールスローダイナミクスのモデリング手法の構築とその有効性の検証に関して、具体的に以下の6項目にわたる成果を得た。(1)時間拡張粒子モデリング理論の構築(2)時間拡張粒子モデリング理論に基づく並列マルチレプリカMD計算機コードの開発(3)改良時間拡張粒子モデリング手法(Adaptive boost法)の構築(4)ナノ金属多結晶の変形特性の解明(5)金属ガラスの局所構造と局所力学特性の関係の評価(6)転位と拡散原子の相互ダイナミクス解析材料変形のナノスケールスローダイナミクスのモデリング手法の構築とその有効性の検証に関して、具体的に以下の6項目にわたる成果を得た。(1)時間拡張粒子モデリング理論の構築(2)時間拡張粒子モデリング理論に基づく並列マルチレプリカMD計算機コードの開発(3)改良時間拡張粒子モデリング手法(Adaptive boost法)の構築(4)ナノ金属多結晶の変形特性の解明(5)金属ガラスの局所構造と局所力学特性の関係の評価(6)転位と拡散原子の相互ダイナミクス解析平成22年度は以下の2点について研究を実施した。1.時間拡張粒子モデリング理論の構築原子モデリングを基本とし、原子位置と原子運動量もしくは原子位置で張られる相空間の並列サンプリングによって、系の持つ全自由度から、任意に選択された自由度に対する自由エネルギー曲面を高速に獲得するための理論構築を行った。これにより、変形に関与するまたは興味の対象となる任意自由度に関する自由エネルギー変化を獲得できるようになった。また、得られた自由エネルギー曲面とその外部応力・温度依存性から、変形を支配している素過程の発生頻度を評価し、材料変形の時間スケールを特定するための理論を統計力学に基づき構築した。2.時間拡張粒子モデリング理論に基づく並列マルチレプリカMD計算機コードの開発1.で構築した理論に基づき、並列計算機で効率よく計算が可能な並列マルチレプリカMDコードを開発した。なお、ここで開発したコードは、従来からある自由エネルギー曲面を獲得する法のほどんどを包含する汎用性を持っている。具体的には、反応経路探索法として知られるNudged Elastic Band法およびその派生手法、たんぱく質の自由エネルギー曲面探索に使われるReplica Exchange MD法およびその派生手法、複雑な系のすべての準安定状態をくまなく探索できるMulti Walker Metadynamics法、粒子の量子性を考慮しながら系の時間発展を獲得するPath Integral MD法等の方法は、プログラム構造を変更することなくパラメータ変更レベルで実施できる。平成23年度は以下の点について研究を実施した。1.新規の時間拡張粒子モデリング手法(Adaptive boost法)の構築22年度に本研究課題で構築した時間拡張粒子モデリング手法の計算効率をさらに向上させることを目的として、自由エネルギー曲面を求めるためのアルゴリズムに大幅に改良を加えたAdaptive boost法を新たに構築した。この手法を用いることで、昨年度開発した手法にくらべて自由エネルギー曲面を数十倍高速に獲得することができることがわかった。加えて、前年度までの手法ではできなかった、系のダイナミックな発展をも自動的に獲得可能であることがわかった。実際に、これを鉄中の炭素拡散現象に適用して、炭素の拡散を加速させて、その拡散係数を求めたところ、実験値と極めて良い一致を示すことがわかり、手法の有効性が確認できた。2.ナノ金属多結晶の変形特性の解明ナノ結晶の一定応力下での変形解析を行い、ある臨界応力レベル以上において、変形の素過程が結晶粒界での拡散から転位の運動へと遷移することがわかった。特に、転位の運動は、粒界部からの転位生成に支配されていることがわかり、この粒界からの転位生成プロセスを1で開発したAdaptive boost法によって加速させて、その生成頻度や生成過程の応力依存性、温度依存性を解析した。3.金属ガラスの局所構造と局所力学特性の関係の評価22年度に開発した時間拡張粒子モデリング手法を用いて、金属ガラスモデルめ局所ひずみに対する自由エネルギー曲面を求めることにより、金属ガラスの局所構造の力学的安定性と局所構造との関連を明らかにした。昨年度開発に成功したAdaptive boost MD法は、独立したプログラムコードとして存在し、並列計算の観点からは十分に最適化されていなかったが、これを初年度開発した並列マルチレプリカMD計算機コードに組み込むことで、並列化効率を飛躍的に上昇させた。そして、このAdaptive boost MD法を用いて、合金材料の機械的特性を論じる上で不可欠な知見である、金属材料中の不純物と欠陥との相互作用およびそれらの運動の同時解析を行った。具体的には、鉄中の炭素が転位との相互作用下において、いかに拡散するかの解析を実施した。その結果、転位の性格に依らず、転位中での炭素の拡散方向は結晶方位によって唯一に決まる共役バーガースベクトル方向であることを発見した。そして、従来から言われてきた転位線に沿っての極めて高速な拡散現象は71度混合転位を除いて生じないことを予測した。これらを総合すると、71度転位以外の転位中の炭素拡散現象は、転位の運動と強い相関があることが示された。そしてこのように、炭素と転位の協調運動が発現する場合、その有効活性化エネルギーは温度によって変化し、同時に活性化エントロピーも温度によって変化することを示した。また、転位中の炭素原子の数密度が大きくなることによって、転位の動きは徐々に遅くなり、炭素が飽和すると転位の運動は強く拘束されることも明らかにした。これにより、侵入型溶質元素による転位運動の拘束のメカニズムを原子レベルから明らかにした。