hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アクション・リサーチによる妊産婦の喫煙予防アセスメントツールの開発

妊娠を契機に禁煙した母親の出産後の再喫煙を予防するアセスメントツールを構築し、実践現場での導入可能性を検証することを目的とした。アセスメントシートと支援マニュアル原案について市町村と保健所の保健師から表面妥当性の検証を受け、アセスメントシートは喫煙歴・喫煙環境を尋ねる問診票と禁煙継続の意識・自己効力感を尋ねるシートで構成し、禁煙継続の認識に合わせた支援マニュアルを作成した。試行した結果、支援対象者15名中、自己効力感と意識が共に低かったもの1名、高かったもの14名であった。平成22年度は、我々の先行研究の知見を整理し、妊娠前あるいは妊娠を契機に禁煙した妊婦の禁煙継続には「年齢」「出産経験の有無」「身近な喫煙者」が関連することを確認し、問診票/アセスメントツール(原案)の主要項目とした。また、実践の現場で使用可能な問診票とするための情報として、妊娠の届出と母子健康手帳交付の役割を担う市町村で、妊婦の喫煙対策がどのように実施されているのかを把握した。Y県26市町村より回答を得た(回収率76.5%)。26市町村すべてが、妊娠届出/母子健康手帳交付時に妊婦の喫煙状況を把握しており、把握方法は問診票記入が20箇所、問診表による聞き取りが11箇所、把握内容は現在の喫煙の有無26箇所、喫煙経験の有無19箇所、1日の喫煙本数17箇所、夫の喫煙の有無14箇所であった。妊娠届出あるいは母子健康手帳交付の際に、問診票/アセスメントツールを使用することには無理がないと考える。また、現在使用されている問診票では、過去喫煙者や夫も含め身近な喫煙者に関する情報が把握されていない市町村もあり、問診票原案に含める意義が確認された。妊婦の再喫煙防止の支援/指導を実施しているのは14箇所で、その内13か所が妊娠届出/母子健康手帳交付時に実施していた。個別指導12箇所、集団指導2箇所であり、指導内容は喫煙による胎児への影響と受動喫煙による健康被害が13箇所、喫煙による健康被害が12箇所だった。過去喫煙者の把握がされていないことが、再喫煙防止の支援につながらない理由であると推察される。我々の先行研究から、妊婦の同居者とくに夫の喫煙の有無が、妊娠中あるいは出産後の育児期以降の再喫煙に有意に関連することが分かっている。また、健康関連行動理論では、禁煙継続には禁煙の自己効力感、禁煙継続意志等の認識が関与すること、認識に対応した介入(支援)が効果的であるとされている。平成23年度は、上記の知見を反映させた、妊産婦の再喫煙予防を目的とするアセスメントシート/問診票原案に対して、Y県市町村、ならびに保健所保健師から表面妥当性の検証を受け、また、実際に現場での使用が可能か、不可能である場合はその理由を尋ねる調査を実施した。35市町村、4保健所に質問紙を配布して、16市町村、2保健所から回答を得た(回収率46,2%)。結果として、実践現場での使用が「可能だと思う」とした回答数は9(50.0%)、「可能だと思わない」は3(16.7%)、「どちらともいえない」は6(33.3%)であった。「可能だと思わない」、「どちらともいえない」の主な理由は、窓口の対応で説明や記入物も多く時間的に困難、既に使用している様式がある、マンパワー的に厳しくロビーのカウンターでの面接もネック、今以上アンケートを増やすのは困難などであったが、9か所から実施可能という回答を得たことは、次の段階に進むことを可能とする結果であった。アセスメントシート/問診票原案の表面妥当性の検証では、「禁煙継続の認識の確認シート」についてのコメントが最も多く、自己効力感と意欲を尋ねる質問項目の違いが分かり難い、という内容であった。また、全体的に書類枚数が多いという指摘もあった。他にも実践現場の担当者ならではの貴重なコメントがあり、修正版アセスメントシート/問診票作成の示唆を得ることができた。次年度、修正版を実際に用いた評価を実施することへの布石となった。平成24年度は前年度までの検討に基づき、妊産婦の再喫煙予防を目的とするアセスメントシートと支援マニュアル原案を作成し、協力を得たA県内4市町において試行的に実施した。<研究方法>1.再喫煙率の把握:1)予め設定した2か月間に実施する母子健康手帳交付の際に、再喫煙予防を目的とするアセスメントシートと支援マニュアルを用いて来所した当該妊婦に支援。2)新生児訪問、乳児健診等の機会に再喫煙率の有無を把握(2)は平成25年度に把握)。3)支援終了後2か月間に実施する乳児健診に来所した母親を対照群として喫煙歴を調査し、再喫煙率を比較(平成25年度に比較)。

2.自己効力感の比較:アセスメントシート、支援マニュアル試用前後で、担当者の再喫煙予防・禁煙支援の自己効力感を比較。<結果及び考察>母子健康手帳交付時の支援対象者17名(母子健康手帳交付来所者の21.3%)と女性の喫煙率として相対的に高い傾向にあった。身近な喫煙者いる15名中夫は10名と最多であった。喫煙経験あり17名中妊娠が分かる前に禁煙2名・分かってから禁煙15名。分かってから禁煙15名中禁煙継続の認識A(自己効力感↓意識↓)1名、禁煙継続の認識D(自己効力感↑意識↑)14名と1名を除き禁煙継続の自己効力感、意識ともに高く禁煙継続が期待できる。1名は両方ともに低く、再喫煙の可能性が高いと予測され支援が必要である。乳児健診来所した母親について分析対象者101名(50.1%)。喫煙者は5名(5.0%)。妊娠が分かる前・分かってから禁煙29名の内現在喫煙1名(3.4%)で、平成25年度に母子手帳交付時の支援対象者17名をフォローして比較する予定。母子健康手帳交付担当者の自己効力感の平均値は、再喫煙予防が実施前45.0±16.9・実施後51.8±21.5、禁煙支援が実施前46.9±15.2・実施後50.0±23.5と増加した。平成23年度交付申請書には、問診票原案を作成し、了解を得た市町村の母子保健担当者による原案の表面妥当性の検証と、修正版問診票を用いた実施まで計画した。実際は、年度内に表面妥当性の検証まで進み、修正版の使用は24年度持越しとなったが、妊産婦の再喫煙予防を目的とするアセスメントシート/問診票を作成するという目的に対しては、概ね順調に進展していると考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度が最終年度となる。昨年度の表面妥当性の検証結果を反映させて修正版問診票を作成し、改めて了解を得た市町村で修正版問診票を実際に使用し、アセスメントツールの効果を検証する。対象とする市町村について、当初はY県内すべての市町村に諾否を問い合わせる計画であったが、M保健所がモデル事業として妊産婦の喫煙対策に取り組むことから、M保健所管内の市町村とするか検討する。
微生物における転写調節系の比較ゲノミクス・プロテオミクス

昨年度までに、ゲノム配列が公開されているバクテリア44種を対象として、転写因子と想定されるORFを網羅的に収集し、主にDNA結合領域のアミノ酸配列に基づいて60以上のタンパク質ファミリーに分類した。今年度はさらに最近ゲノム配列が決定された高GCグラム陽性菌5種を加えて計49種とし、これまでのものと合わせて計8,000個余りのORFについてファミリー分類を行った。収集された配列をもとに、各転写因子ファミリーについて高品位のマルチプルアラインメントを作成し、ドメインごと(ドメイン情報がないファミリーについては保存領域ごと)のHMMモデルを構築した。helix-turn-helix型のDNA結合ドメインをより細かく分類するなどの工夫により、Pfam等の既存のドメインデータベースと比較して、総じてより高い検出感度と精度が得られることがわかった。これらのHMMモデルの公開準備を進めるとともに、HMMの検索結果とドメインの組み合わせ情報を使って、新規の配列から転写因子を精度よく予測するシステムの開発を行っている。機能未知の転写因子について標的遺伝子を同定する目的で、in vitroでの特異的なDNA結合能を利用して、ゲノムライブラリから標的配列を選別する方法を構築した。この方法を大腸菌の転写因子CRPに応用し、ゲノム上に新規のCRP結合領域を15個所以上同定することができた。これらのDNA領域の大半は、200bp程度以上の非翻訳領域を含み、またDNaseIフットプリンティングによってCRPおよびRNAポリメラーゼの結合を確認することができた。さらに共同研究として、大腸菌の二成分制御系の転写因子等について、この方法を使った標的遺伝子の同定を行った。
玉類の生産および流通と社会変化の因果関係に関する考古科学的研究

弥生時代後期から古墳時代前期の玉類について観察を行い、生産地や製作時期に関するデータを収集した。ガラス製の玉類に関しては、重要な資料を選択して、蛍光X線分析法による材質の調査を行った。その結果、これまであまりデータが得られていなかった弥生時代のソーダガラスに関して、豊富なデータを追加できた。また、材質による流入時期の異同に関しても重要な知見が得られた。さらに、玉類の流通に関する地域性や流通量の増減に関する認識が明確になるとともに、墳墓の築造と相関することが明らかとなった。併せて、金属製玉類を製作する素材の入手方法を検討するために、鉱石資料の鉛同位体比の分析を行い、地域的な傾向を検討した。出土玉類の目視による観察とデータ化を行うため、宮城県、京都府北部鳥取県、福岡県長崎県、大分県宮崎県方面にそれぞれ1週間程度の調査を実施した。得られたデータは、各地域において流通している玉類の様相を把握する上で基礎データとなるものである。成果の一部は、東北学院大学アジア流域文化研究所が主催した公開シンポジウム『古代倭国北縁の軋轢と交流』において発表した。理化学的手法を用いたガラス製品の調査としては、九州歴史資料館所蔵の資料を中心に行った。日本列島ではほとんど確認されていなかった特殊なカリガラスを見出したことや、弥生時代後期の北部九州へ流入するガラス小玉の変遷や地域性を理解する上で重要な知見が得られた。成果の一部は、『古代学』第8号に報告するとともに、日本文化財科学会第32回大会において発表した。鉛同位体比の分析を行うための鉱石資料を得るため、中国地方および北部九州の鉱山跡をそれぞれ1週間ずつ訪問した。得られた鉱石資料は平成28年度に分析の外注を行う予定である。また、以前に採集していた鉱石資料の中から、古代において開発された可能性があるものを中心として10点(北摂地域3、北播地域3、和歌山1、岡山南部2、福岡1点)の鉛同位体比の分析を外注した。既発表で、原産地不明の原料が使用されている玉類や古代以前に遡る金属製品の鉛同位体比と合致するものではなかったが、福岡県の1点はこれまで山口県長登鉱山産の鉛が使用されていると考えられてきた古代の鉛ガラスや施釉陶器と非常に近似した値を示すことが注目された。引き続きデータを充実させていく予定である。観察的手法による調査は、当初の予定とは対象地域を入れ替えることになったが、3年間の全体計画の中ではほぼ1年間分に相当する量を実施したと考える。東京国立博物館の調査に関しては持ち越してしまった。理化学的手法によるガラス玉類の材質調査としては、重要資料が多数含まれ、総量も多い九州歴史資料館所蔵資料の調査を終えた。もう1箇所として山口県埋蔵文化財センター所蔵資料を予定していたが、宗像市教育委員会所蔵資料等の調査を行うこととなったことから、次年度に変更した。鉛同位体比の分析を行うための鉱石資料の採集および分析の外注も予定通り実施した。宮崎県宮崎市および福岡県上毛町において、肉眼観察による既出土資料の調査を行った。これは玉類の時期的変遷および流通の地域性を明らかにするための基礎データを蓄積するものであるとともに、理化学的手法を用いた材質調査対象の選定作業を兼ねており、両機関において平成29年度における借用と調査の内諾を得た。理化学的手法によるガラスの材質調査としては、北海道奥尻町教育委員会、山口県内(山口県埋蔵文化財センターおよび防府市教育委員会)、奈良県御所市教育委員会、大阪府富田林市教育委員会の各機関の所蔵資料について実施した。特に、重層ガラス玉の分析データを飛躍的に充実させることができた点などが特筆される。また、奥尻島青苗遺跡は立地等から様々な議論の対象とされている注目資料であり、その重要性を鑑みて、調査結果は既に学術誌に公表した。鉛同位体比の分析に関しては、山口県内および福岡県内において、旧鉱山の現状の観察と分析用サンプルの収集を目的とした調査を行った。また、今年度も西日本を中心に試料9点(福岡1、山口3、島根1、鳥取3、三重1)の分析を外注した。特に、文献記録上は最古となる銅鉱山が所在する鳥取県東部地域のデータが初めて得られたことは、今後の産地推定研究において重要性が高いと考える。最後に、玉類を指標とした時期区分の妥当性を確認するため、北陸および関東の前期古墳を対象に、当該地域の時期比定の基準となる土器編年との対応可能性を検討した。また、同様な作業を行う準備として第19回中国四国前方後円墳研究会に出席し、情報交換を行った。調査計画のうち、理化学的手法によるガラスの材質調査については、当初の予定の資料について実施するとともに、調査対象を追加して行うことができた。また、鉛同位体比の分析データを蓄積するという作業に関しても、予定通りにサンプルの収集および分析の外注を実施した。ただ、学内業務との関係で長期の出張が困難であったことから、肉眼観察による既出土の調査を予定回数だけ行うことができなかった。北関東(埼玉・群馬・栃木)、東北(山形)、九州(福岡・長崎)において既出の玉資料に関する観察と記録を行った。これまで、集計に加えていなかった資料についても加算できたことから、弥生時代後期古墳時代前半期における玉類流通の地域性がさらに明確となった。さらに、長崎県対馬島内の遺跡と奈良県條ウル神古墳および大阪府廿山南古墳から出土した各種のガラス製玉類について材質や着色技法に関する考古

科学的な調査を行った。対馬の遺跡からは、九州や本州域ではほとんど出土しない種類のガラス製玉類が多量に出土しており、古代ガラスの多様性や流通関係を明らかにするために有益なデータが得られた。また、玉類の流入状況と墳墓の造営との間に有意な相関関係が認められるとともに、数百年を隔てた再利用という独特な風習の存在も明らかにすることができた。また、福岡県、長崎県、広島県、兵庫県、山形県において、鉛同位体比を分析するための試料の収集を行った。得られた試料のいくつかは、前年度までに入手していた試料と併せて、鉛同位体比の測定を外注した。さらに、前年度までに測定を終えていたデータを併せて、日本列島内の鉱床の鉛同位体比の地域性を検討した。その結果、既発表データでは不明確であった西日本における様相が明らかとなり、考古資料の産地推定を行うための基礎的な枠組みが構築できた。以上の成果の一部は論文もしくは学会発表として公表済みであり、いくつかに関しては報告を準備中である。弥生時代後期から古墳時代前期の玉類について観察を行い、生産地や製作時期に関するデータを収集した。ガラス製の玉類に関しては、重要な資料を選択して、蛍光X線分析法による材質の調査を行った。その結果、これまであまりデータが得られていなかった弥生時代のソーダガラスに関して、豊富なデータを追加できた。また、材質による流入時期の異同に関しても重要な知見が得られた。さらに、玉類の流通に関する地域性や流通量の増減に関する認識が明確になるとともに、墳墓の築造と相関することが明らかとなった。併せて、金属製玉類を製作する素材の入手方法を検討するために、鉱石資料の鉛同位体比の分析を行い、地域的な傾向を検討した。基本的に当初の計画に従って実施するが、一部は調査対象や調査地域の入れ替えを行う。既出資料に対する観察的手法による調査としては、関東、長野県下、山陰西部の資料を優先的に対象としたい。また、繰り越してしまった東京国立博物館所蔵資料の調査も行う予定である。一方、玉類の変遷と時期区分の関係や、地域ごとの時期区分の広域的な対比の作業も進める。北陸地域および東関東地域に関しては、現在、公表準備中である。理化学的手法によるガラス玉類の材質調査としては、北方地域の特殊例として北海道奥尻島青苗遺跡出土資料の調査を行うこととなっている。また、植物灰タイプのソーダガラスの生産地を検討するために重層ガラス玉に注目することとし、現在、複数機関と借用の日程調整中である。それらが終わり次第、山口県埋蔵文化財センター所蔵資料の調査に移る予定である。鉛同位体比の分析としては、山口県周辺などにおいて鉱石資料の採集を行った上で、10点程度の分析を外注する。本年度は、肉眼観察による既出土資料の調査を中心に活動する予定である。まず、関東方面の調査を現在、計画中である。理化学的手法によるガラス製玉類の材質調査としては、前半期に対馬島内および上毛町教育委員会所蔵の資料、後半期に宮崎市教育委員会所蔵資料を中心に行う予定である。また、進捗状況によってはもう1箇所程度、対象資料を追加したいと考えている。鉛同位体比の分析に関しては、もう2箇所ほどサンプルが入手できていない鉱山が存在するので、入手できた場合には分析を追加する。
不安定核ビーム高スピンγ線分光によるエキゾチック核の集団性

最終年度にあたる本年度は、まとめの期間と位置付け、以下の研究成果を得ることができた。1.RIBFでの最初のインビームγ線分光:一昨年末、理化学研究所で推進しているRIビームファクトリープロジェクトで、初めてのインビームγ線分光が行われ、中性子過剰なN=20での魔法数喪失領域「軌道逆転の島」の原子核に適応した。クーロン励起、破砕反応法の二種を利用し、この領域での未知核、Ne-32の第一励起準位のエネルギー値と非弾性散乱断面積を取得した。今年度の初めに、当該研究者が第一著者として論文を執筆し、Physical ReviewLettersに投稿、掲載された。同時に副産物として得られたNa同位体についてのデータも現在、Physical Review Cに投稿すべく、準備を進めている。2.Sn-100領域のインビームγ線分光:今後の新たな実験計画として、Sn同位体の異常な電気四重極遷移強度B(E2)に着目し、実験申請書を国際実験採択委員会に提出し、昨年度承認されている。今年度は引き続き準備を行った。3.次世代γ線検出器の設計:γ線検出器として注目を浴びているLaBr3結晶を利用した、次世代γ線検出器のシュミレーションを行い、高速不安定核ビームに特化した次世代γ線ボールを設計した。今年度開催された理研の国際実験採択委員会にConstruction-proposalを共同で提出し、非常に高い評価を得ている。本年度は、昨年11月の来日以来、来年度に行われる予定の実験に向け、準備を行った。特に、不安定核の励起準位の寿命から遷移確率を得る、新しい実験手法の検討を行った。所期の目標は、理研RIビームファクトリーで得られる高速不安定核ビームを利用し、2段階破砕反応法によるインビームガンマ線分光を行い、不安定核の未知の第一励起準位のみならず第二、第三の励起準位を、入射核破砕反応を用いて生成し、脱励起時に放出されるガンマ線の測定から、これらの準位エネルギーを決定することを考えていた。来日後は、このようなエネルギーの測定とともに励起準位の寿命測定も付け加えることも検討した。この寿命測定が可能となると励起準位のスピン・パリティに関する情報が得られるだけでなく、不安定核の集団性についてのより詳細な情報を取得することができることになり、核構造の研究を一挙に進めることが可能となるからである。そこで、現在理研で利用できるガンマ線検出器を利用して、寿命測定を行う方法を調べた。まずは、ガンマ線スペクトルのライン形状から寿命を測定する方法について検討した。過去にドイツGSI研究所で得られたデータを解析しつつ、モンテカルロシミュレーションなどの数値計算結果との比較を行って、寿命をどの精度で得ることができるかを定量的に見積もった。また、ストリップGeテレスコープを用いた場合についても検討を行った。この場合は、ガンマ線の出射角を精度よく測れるため、精度のよい寿命測定が可能になる。これらを総合して実験セットアップの検討を行う。本年度は、所期の目標の向けて、精力的にシミュレーション、実験などを行った。(1)RIBFでの最初のインビームγ線分光:昨年度末、理化学研究所で推進しているRIビームファクトリープロジェクトで、初めてのインビームγ線分光が行われ、中性子過剰なN=20での魔法数喪失領域「軌道逆転の島」の原子核に適応した。今年度中に解析を終了させ、来年度に結果を投稿する予定である。(2)Sn-100領域のインビームγ線分光:今後の新たな実験計画として、Sn同位体の異常な電気四重極遷移強度B(E2)に着目し、実験申請書を国際実験採択委員会に提出し、認められた。Sn同位体のB(E2)を中性子数の関数でプロットすると、安定核領域からSn-100に向かうと、B(E2)が既存の殻模型では説明できない、異常な振る舞いを示している。彼はRIビームファクトリーで、Sn-104、Sn-102のB(E2)を測定する実験を提案した。(3)次世代γ線検出器の設計:γ線検出器として注目を浴びているLaBr3結晶を利用した、次世代γ線検出器のシュミレーションを行った。LaBr3結晶は、NaIに比べ、検出効率に優れ、またエネルギー分解能、時間分解能も優れている。この点に着目し、高速不安定核ビームに特化した、次世代γ線ボールを設計した。

2.Sn-100領域のインビームγ線分光:今後の新たな実験計画として、Sn同位体の異常な電気四重極遷移強度B(E2)に着目し、実験申請書を国際実験採択委員会に提出し、昨年度承認されている。今年度は引き続き準備を行った。3.次世代γ線検出器の設計:γ線検出器として注目を浴びているLaBr3結晶を利用した、次世代γ線検出器のシュミレーションを行い、高速不安定核ビームに特化した次世代γ線ボールを設計した。今年度開催された理研の国際実験採択委員会にConstruction-proposalを共同で提出し、非常に高い評価を得ている。
複数のビート光を利用したテラヘルツ帯連続波の電力合成技術の開発

互いにコヒーレントな2組のビート光を用いて生成した6GHz連続波をダイポールアンテナを用いて空間合成した。2組の6GHz連続波の位相を光ファイバ長または半導体レーザの波長を調整して同相合成することで受信電力が6dB増加することを確認した。さらにコヒーレントな2組のビート光を用いて生成した20GHz連続波の位相を半導体レーザの波長で調整し,ショットキーバリアダイオードで合成電力を評価した。同相合成で受信電力が約4dB増加することを確認した。一方,互いにインコヒーレントな2組のビート光を用いて生成した6GHz連続波をダイポールアンテナを用いて空間合成し,受信電力が3dB増加することを確認した。本研究では,複数のビート光を用いて300 GHz以上のテラヘルツ帯で高出力の連続波を発生するテラヘルツ帯連続波電力合成技術の開発を目指している。半導体レーザの波長を制御して個々のテラヘルツ帯連続波を独立に位相制御する技術が実現すれば,広い帯域にわたってテラヘルツ波の高出力化ができるだけでなく,テラヘルツ波光源のアレーとして位相制御することで、テラヘルツ波のビーム走査を行うことが可能となる。2012年度は複数の半導体レーザと複数の光ファイバを用いて,ビート光として得られたマイクロ波・ミリ波の電力合成技術の開発を行った。異なる波長の半導体レーザ2個と単一モード光ファイバとフォトダイオードを1組として,生成するビート光を電力合成できるように2組の実験装置を整備した。必要となる遅延時間の精度は30 GHzで1ピコ秒程度であり,半導体レーザの波長を個別に微調整することで遅延誤差の補正を行った。フォトダイオード出力として得られた個々のマイクロ波・ミリ波連続信号と,個々のマイクロ波・ミリ波出力を電力合成して受信した信号を比較することで,電力合成技術の性能を評価した。複数の半導体レーザと複数の光ファイバを用いて異なるビート光として得られたマイクロ波・ミリ波の電力合成技術について,得られた成果を取りまとめ,電子情報通信学会総合大会で成果発表を行った。また応用として2素子の光制御アレーを用いた地上ディジタル放送波の一括合成実験を行った。受信強度と受信C/Nを測定し,473533MHzの7チャンネルを1dB以内で一括合成することができた。2013年度は,2組のビート光を用いて生成した2組のマイクロ波帯連続波を空間合成したときの電力合成量と周波数精度を実験により評価した。まず互いにコヒーレントな2組のビート光を用いて生成した6GHz帯連続波をダイポールアンテナを用いて同相または逆相で空間合成した。得られた2組の6GHz帯連続波の相対位相を光ファイバ長の調整または半導体レーザの波長を調整して同相または逆相で空間合成し,マイクロ波帯連続波を独立に位相制御する技術を実現した。また同相合成することで受信電力が6dB増加し,逆相合成することで受信電力がキャンセルされることを確認し,空間合成により高出力化が可能であることを実証した。さらにコヒーレントな2組のビート光を用いて生成した20GHz帯連続波の位相を半導体レーザの波長を調整して同相または逆相合成し,ショットキーバリアダイオードで受信して合成電力を評価した。同相合成することでショットキーバリアダイオードの受信電力が約4dB増加することを20GHz帯連続波で確認した。さらに半導体レーザの波長を連続的に変化させたときに得られるショットキーバリアダイオードの受信電力の干渉パターンを計算値と比較することで,周波数測定が困難なショットキーバリアダイオード受信でも,20GHz帯連続波の周波数を高精度で推定することができた。得られた成果をIEICE Electron. Expressに投稿し採録された。一方,互いに独立なインコヒーレントな2組のビート光を用いて生成した6GHz帯連続波を同様にダイポールアンテナを用いて空間合成し,受信電力が3dB増加することも確認した。また互いにインコヒーレントな2組の6GHz帯連続波の周波数を光技術だけを用いて一致させるため,半導体レーザの波長を光スペクトラムアナライザを用いて調整し,互いにインコヒーレントなマイクロ波の周波数を100MHz以内の精度で一致させることができた。

2011年度は,半導体レーザの波長制御と光ファイバのファイバ分散を用いた空間電力合成技術を実証するため,1 GHz40 GHzのマイクロ波・ミリ波帯電力合成技術の開発と性能評価を実施した。先ず半導体レーザの温度と電流を制御することで,マイクロ波の位相を0.3度,振幅を0.1dBの精度で制御できることを示した。次に光ファイバ毎に光変調器を有する2素子および3素子の光制御アレーを用いて,個々のフォトダイオードで得られた1 GHz40 GHzのマイクロ波・ミリ波信号の位相を正確に測定し, 0360度の広範囲にわたり高精度にマイクロ波・ミリ波信号の位相合成が実現できることを明らかにした。半導体レーザの波長を微調整することで光制御アレーのオフセット位相差を取り除くキャリブレーション手法を用いた。さらに応用として2素子光制御アレーを用いて,地上ディジタル放送波の受信信号の位相合成を同相と逆相で実現し,高精度に位相制御できることを実証した。異なる波長の半導体レーザ2個と単一モード光ファイバとフォトダイオードを1組として,生成するビート光を電力合成できるように2組の実験装置を整備した。これを用いてLD波長制御のみを利用した20GHz連続波の位相合成実験を行い,ショットキーバリアダイオード検波器を用いて位相合成特性を評価した。LD波長によって合成した20GHz連続波の位相を制御し,LD波長と遅延時間差から連続波の周波数を正確に求めることで,20GHz連続波の位相合成を実現した。また応用として2素子の光制御アレーを用いた地上ディジタル放送波の一括合成実験を行い,473533MHzの7チャンネルを1dB以内で一括合成することができた。温度により波長を微調整できる半導体レーザとミリ波帯の応答特性を有するフォトダイオードを整備し,光ファイバ毎に光変調器を有する複数の光ファイバ構成を用いて,マイクロ波・ミリ波の電力合成技術の実証実験を行った。1GHz40 GHzの同一信号源からのコヒーレントなマイクロ波・ミリ波信号で変調された複数の半導体レーザ光を単一モード光ファイバに通し,そのファイバ分散によって遅延時間を制御しフォトダイオードで検出することで,遅延時間が制御されたマイクロ波・ミリ波連続信号を得た。また半導体レーザの波長を個別に微調整することで,ファイバ長のばらつきやその他の外部環境要因によって生じる遅延誤差を補正した。フォトダイオードで得られた複数のマイクロ波・ミリ波連続信号の振幅と位相を個々に評価することで,提案する電力合成技術の性能を1GHz40 GHzで評価した。複数の光ファイバを用いた構成でマイクロ波・ミリ波の位相合成を実現する技術について,得られた成果を学術論文にとりまとめて投稿し,IEICE Trans. Electron.に掲載された。2年目に得られた性能をフィードバックし,75110GHzのW帯での空間電力合成技術の開発を試みる。75100GHzの信号の位相を測定するために,空間合成されたW帯連続波をショットキーバリアダイオードで検出し,得られた電力を合成しない場合と比較することでW帯連続波の電力合成を実証する。複数の半導体レーザと複数の光ファイバを用いて異なるビート光として得られたW帯の電力合成技術について,得られた成果を取りまとめ,電子情報通信学会ソサイエティ大会および総合大会で成果発表を行う。2011年度に得られた光
触媒粒子層の表面反応機能高度化を実現するナノ粒子マイクロプリンティング法の開発

近年のナノマテリアル製造技術における著しい進展を背景として、ナノマテリアルを応用した新規な材料機能性の創出が望まれる。ナノ粒子分散液を乾燥し溶媒を除去して得られる固相の“ナノ粒子層"は微細配線や光学薄膜などを目的として研究開発が進められてきたが、本研究では化学反応の場を構成する“触媒粒子層"としての利用を探索する。ナノ粒子層の内部構造及び外形の制御により触媒反応の促進が達成できると考え、工学的に有用な広い面積においてナノ粒子層の構造制御が可能な“ナノ粒子マイクロプリンティング法"の実現を目指すこととした。平成28年度は、ナノ粒子分散液の乾燥による粒子層形成プロセスに関しての基礎検討から着手した。光触媒ナノ粒子の分散液をガラス基板上に塗布・乾燥させることにより触媒粒子層を得られるが、このときシリコーン樹脂(PDMS)を用いて表面形状を制御することを試み、PDMSのマイクロ表面構造が触媒粒子層に転写されることを確認することができた。平成29年度は、酸化チタンナノ粒子層を対象に、粒子層構造の制御による光触媒反応の高機能化を実験的に検証することとした。その結果、触媒層の構造を制御することより、入射するエネルギーの有効な活用が可能になることが示唆された。平成30年度(最終年度)は、ナノ粒子マイクロプリンティング法における課題をまとめるとともに、これまでの検討によって得られた内容を総括し、今後の研究の展開について検討を実施した。環境・エネルギー技術の発展に貢献し得る新しいコンセプトの提示が工学分野の基礎研究において重要であり、本研究はその課題の一つに取り組むものである。ナノ粒子分散液を乾燥し溶媒を除去して得られる固相の“ナノ粒子層"は微細配線や光学薄膜などを目的として研究開発が進められてきたが、本研究では化学反応の場を構成する“触媒粒子層"としての利用を提案する。平成28年度は、本研究の実施に必要な実験環境を立ち上げつつ、ナノ粒子分散液の乾燥による粒子層形成プロセスに関しての基礎検討から着手した。光触媒ナノ粒子の分散液をガラス基板上に塗布・乾燥させ触媒粒子層を得られるが、このときシリコーン樹脂(PDMS)を用いて表面形状を制御することを試みた。平坦なPDMSとマイクロメートルスケールの凹凸構造を有するPDMSを準備し、PDMSの表面構造が触媒粒子層に転写されることを、光学顕微鏡や電子顕微鏡による観察で確認することができた。さらに付随する内容として、製作された粒子層表面の濡れ性の計測や、PDMSの表面構造パターンを拡張する手法などについての検討も合わせて実施することができた。当初の研究計画においては、触媒粒子層の製作に関する実験的な試みを中心とした作業を予定していたが、次年度(平成29年度)に計画していた電子顕微鏡を用いた触媒粒子層の微小構造の評価の一部に先行して着手することができたとともに、表面の濡れ性の計測などの付加的な検討を加えることができた。平成29年度は、前年度までの研究により得られたナノ粒子層構造を制御する手法を用い、その技術の適用先の一つとして考えられる酸化チタンナノ粒子層を対象に、粒子層構造の制御による光触媒反応の高機能化を実験的に検証することとした。その結果、ナノ粒子層の多孔質構造により反応に関わる物質輸送が促進されることが確認された。さらに、粒子層にマイクロメートルスケールの構造を付与した場合には、入射光の触媒層内における吸収量が増加するため、触媒層における単位面積当たりの触媒重量が同等の条件で比較すると大きな反応速度の向上がみられた。すなわち、触媒層の構造を制御することより、入射するエネルギーの有効な活用が可能になることが示された。当初の研究計画において中心的な課題であった光触媒反応の評価を予定通りに進めることができた。この結果により、前年度に実施した触媒粒子層の構造制御手法に関する検討の意義を、より明確に示すことができた。さらに、ナノコロイド乾燥過程における粒子層形成挙動の数値シミュレーションを実施するなど、付加的な検討を実施することができた。

平成28年度は、ナノ粒子分散液の乾燥による粒子層形成プロセスに関しての基礎検討から着手した。光触媒ナノ粒子の分散液をガラス基板上に塗布・乾燥させることにより触媒粒子層を得られるが、このときシリコーン樹脂(PDMS)を用いて表面形状を制御することを試み、PDMSのマイクロ表面構造が触媒粒子層に転写されることを確認することができた。平成29年度は、酸化チタンナノ粒子層を対象に、粒子層構造の制御による光触媒反応の高機能化を実験的に検証することとした。その結果、触媒層の構造を制御することより、入射するエネルギーの有効な活用が可能になることが示唆された。平成30年度(最終年度)は、ナノ粒子マイクロプリンティング法における課題をまとめるとともに、これまでの検討によって得られた内容を総括し、今後の研究の展開について検討を実施した。平成28年度は、本研究計画の初年度であったため、本研究のスタートにあたっての実験環境の構築を行い、実験にて成果を得ることができた。平成29年度以降は、これまでの進捗をふまえた上で、さらに研究を加速させていく意向である。今後の研究では、触媒粒子層のさらなる構造制御の可能性を探索するとともに、構造制御の効果を触媒反応において最大限引き出すための理論的な検討も併せて実施していく意向である。平成28年度に必要な消耗品などの購入は一通り完了し、少額の残金が発生した。消耗品の購入額が当初計画より少額で済んだ。翌年度における実験の消耗品購入にて使用する計画である。平成29年度の備品・消耗品の購入に使用する予定である。
ティップスクリーンアウトの可視化による現象解明とフラクチャリング制御の検討

石油天然ガス生産に不可欠なフラクチャリング技術で問題となっているスクリーンアウト現象を室内実験で再現し,そのときのフラクチャー挙動をCTスキャナにより可視化することに成功した.そこで,軟らかい材料を用いることで小さい試験片でも可視化できる大きさにフラクチャーが開口するようにし,X線透過性に優れたCFRPと樹脂材料をうまく組み合わせた圧力容器を用いることで任意の軸対象三軸圧縮応力を負荷できるようにした.また,硫酸バリウムを添加した流体が流れと閉塞状況の観察に有効であることがわかった.本研究が対象とするティップスクリーンアウト(TSO)とは、流体圧によって人工的に作成した地下フラクチャー(き裂)の先端に起こる目詰まりのことである。それがフラクチャー成長に及ぼす効果は非常に大きく、フラクチャー長の5%に過ぎない目詰まりであっても50%増しの圧力を負荷しないとフラクチャーが伸展しなくなる。また、事実として異常に大きな流体圧を負荷してもフラクチャーが伸展しない場合があり、それがTSOによると言われている。しかし、TSOを実際に観察した例は見当たらず、実際の姿は推論の域を出ていない。これを打破するために本研究では、CTスキャナを用いて試験片内部を可視化しながら流体圧でフラクチャーを形成する室内実験を行うことで、TSOの真の姿を明らかにすることを目的としている。この目的と達成するために本年度は、要となる実験装置の設計と製作を行った。そこで、砂材を装置内で押し固めた物を試験片とすること、試験には軸方向と半径方向で独立した圧縮応力を負荷できること、その上で試験片内部に流体を圧入して軸方向に成長するフラクチャーを形成し、その間にX線を透過させて試験片の軸方向断面のCT画像を得ること、さらに、実験後に装置から試験片を取り出し、解体することで内部を観察できることなどの仕様を決定し、それを満足する装置を実際に製作した。さらに、この装置をCTスキャナ装置に実際に取り付けて実験を行い、破砕流体として単一の機械油および微粒子を含む典型的なベントナイト泥水をそれぞれ用いた場合の比較検討を行った。その結果、機械油では比較的なめらかに流体圧が変化するのに対してベントナイト泥水では細かな振動が起こること、また、前者に比べて後者の場合にフラクチャーの開口幅が全体的に大きくなることなどが明らかになった。そのような違いは、ベントナイト泥水を使ったことでTSOが発生したためと解釈できる。当初計画で予定していたように実験装置を作製し、予備実験を行って動作確認を行うことができた。スクリーンアウトは,フラクチャーの先端にプロパントなどの固体粒子が詰まり,流体圧が作用しなくなってフラクチャーが伸展できなくなると同時に注入圧が急増する現象であるが,詳細は未解明である.そこ本研究では,スクリーンアウトを室内実験で再現し,そのときのフラクチャー挙動をCTスキャナにより可視化することを試みた.まず前年度に実験装置の開発を行った.これを用い,砂を突き固めた試験片を用いてフラクチャリング実験を行ったものの,封圧を負荷する機構に不具合があった.そこで本年度は,まず不具合の原因解明と改良を行い,また,試験片内部にセンサーを組み込んで封圧が正常に負荷されることを確認した.一方,前年度の実験において,固形分を含む破砕流体としてベントナイト泥水を用いて実験を行ったところ,フラクチャリング中の注入圧が通常よりも大きくなり,かつ,振動する現象が見られたが,固形分がフラクチャーに詰まる様子をCT画像で観測できなかった.そこで本年度は,造影剤として良く用いられる硫酸バリウムの粒子を機械油に分散させた流体(以下,バリウム流体)を用いた実験を新たに実施した.ここでは,まずただの機械油を試験片に注入し,CT画像でフラクチャー形成を確認した後に流体タンクを切り替えてバリウム流体を注入した.この結果,CT画像に固形分の硫酸バリウム粒子が詰まっている領域が白く明瞭に現れた.また,バリウム流体を注入中に注入圧が振動する様子が観測された.これにより,スクリーンアウトのリアルタイム観測を可能とする実験方法を確立し,従来推測に留まっていたスクリーンアウトが実際に起こることが初めて明らかとなった.石油天然ガス生産に不可欠なフラクチャリング技術で問題となっているスクリーンアウト現象を室内実験で再現し,そのときのフラクチャー挙動をCTスキャナにより可視化することに成功した.そこで,軟らかい材料を用いることで小さい試験片でも可視化できる大きさにフラクチャーが開口するようにし,X線透過性に優れたCFRPと樹脂材料をうまく組み合わせた圧力容器を用いることで任意の軸対象三軸圧縮応力を負荷できるようにした.また,硫酸バリウムを添加した流体が流れと閉塞状況の観察に有効であることがわかった.作製した装置の動作確認を行った結果、概ね想定通りであったが、試験片に半径方向の圧縮応力を負荷する部分から、作動流体の水が漏れる不具合が確認された。このため、まず不具合の修復を行う。その後、粘性を調整した機械油、ベントナイトを水に混合した流体、あるいは天然ガス/オイル開発で用いられる高分子系の流体、ならびに、それらに固体粒子を混合した流体を用いたフラクチャー形成実験と結果の分析を行う。岩石力学差額は1万円強で有り、ほぼ予算通りである。消耗品費として利用する。
環境適応・環境構造可変機能をもつ超冗長機械システム群のダイナミクスベースト知能

本研究では、ダイナミックスベースト・インテリジェンスの概念を“個から群れへ"と拡張することを目的とし、以下の4項目に関して考察を行った。(1).生物の蛇のもつサイナスリフティング滑走・サイドワインディング滑走およびヘビ型ロボットのジャンプを実現する制御系設計を行った。(2).強化学習PI2を適用して3脚モジュラーロボットが移動するための行動獲得を行った。(3).ロボット群の移動タスクについて、近傍のロボットと障害物の識別を必要としない自律分散制御アルゴリズムを構築した。(4).蟻の利他行動である穴埋め行動モデルを偏微分方程式により導出し、群知能について考察した。本研究では、環境に適応する機能(可変拘束・可変構造機能)をもつ個体が群れを成し、自らが環境を改造して群れに適した環境へと変化させる機能(環境構造可変機能)をもつ超冗長機械システム群の運動知能および群知能について考える。本研究では、生物を拘束条件を変えることができる可変拘束機能と、それらが相互に結合・分離するような可変構造機能をもつ超冗長システムとしてとらえる。まず、個体での物理法則にかなったダイナミクスベースト制御を前提とした運動知能について考察する。さらに、群として環境に適応するだけでなく、自らに適応するように環境を改造する群制御・群知能について考察し、「ダイナミックスベースト-インテリジェンス」の概念の適用範囲を"個から群れへ""環境適応から環境改造へ"と拡張することが本研究の目的である。今年度は以下の研究を実施することができた。(1)可変拘束ハイブリッドシステムのダイナミクスベースト制御:(a)サイナスリフティング滑走・サイドワインディング滑走の数理的解析1.サイナスリフティング滑走に関する動力学モデルの導出2.最適化問題解法アルゴリズムとシミュレータの開発(b)木登りタスクに関するダイナミクスベースト制御1.円柱との接触点が変化する場合の動力学モデルの導出2.滑落回避の条件の導出(c)ジャンプタスクに関するダイナミクスベースト制御1.体幹の接地部の最適形状と浮遊部の最適運動の導出2-シミュレータの開発(2)可変構造群システムのダイナミクスベースト制御・インテリジェンス1.環境やタスクに合わせた最適なモジュール数および結合形態生成アルゴリズムの構築2.任意のモジュール数および結合形態に対応できる歩容生成アルゴリズムの構築(3)可変拘束・可変構造群システムのダイナミクスベースト制御・インテリジェンス1.フェロモンコミュニケーションの最適化についての考察2.マクロモデルとミクロモデルの構築とシミュレータの構築本研究では、環境に適応する機能(可変拘束・可変構造機能)をもつ個体が群れを成し、自らが環境を改造して群れに適した環境へと変化させる機能(環境構造可変機能)をもつ超冗長機械システム群の運動知能および群知能について考える。ここでは、生物を拘束条件を変えることができる可変拘束機能と、それらが相互に結合・分離するような可変構造機能をもつ超冗長システムとしてとらえる。本研究の目的は、群として環境に適応するだけでなく、自らに適応するように環境を改造する群制御・群知能について考察し、「ダイナミックスベースト・インテリジェンス」の概念の適用範囲を“個から群れへ"“環境適応から環境改造へ"と拡張することである。(1)可変拘束ハイブリッドシステムのダイナミクスベースト制御:ヘビ型ロボットのジャンプタスク実現のための動力学モデルと制御則を提案し、その有効性をシミュレーションにより検証した。(2)可変構造群システムのダイナミクスベースト制御・インテリジェンス:経路積分を用いた強化学習に基づく3脚モジュラー脚ロボットの歩容生成アルゴリズムを構築し、その有効性をシミュレーションにより検証した。(3)可変拘束・可変構造群システム:複数台の移動ロボット群の移動のための分散制御則を提案し、その有効性をシミュレーションおよび実験により検証した。また、蟻の分業行動に関して、アカシュウカクアリを対象として常微分方程式でその行動をモデル化し、分業行動の採餌効率に与える影響をシミュレーションにより検討した。さらに、群れが局所的な情報から大域的な情報を推測し、行動を変化させている可能性に関して、シミュレーションにより検討を行った。(4)環境構造可変群システム:蟻の採餌における穴埋め行動に関する群行動アルゴリズムの構築とシミュレーションによる有効性の検証を行った。

さらに、群として環境に適応するだけでなく、自らに適応するように環境を改造する群制御・群知能について考察し、「ダイナミックスベースト・インテリジェンス」の概念の適用範囲を“個から群れへ"“環境適応から環境改造へ"と拡張することが本研究の目的である。今年度は以下の研究を実施することができた。(1)可変拘束ハイブリッドシステムのダイナミクスベースト制御:(a)サイナスリフティング滑走・サイドワインディング滑走の数理的解析/1.サイナスリフティング滑走に関する最適化問題の数値的解析/2.サイドワインディング滑走のハイブリッドモデルの構築/3.実機の製作(b)ジャンプタスクに関するダイナミクスベースト制御/1.体幹の柔軟性を考慮した動力学モデルの導出(2)可変構造群システムのダイナミクスベースト制御・インテリジェンス:/1.任意のモジュール数および結合形態に対応できる歩容生成アルゴリズムの構築/2.歩容の安定性および収束性に関する考察(3)可変拘束・可変構造群システムのダイナミクスベースト制御・インテリジェンス/1.アリの穴埋め行動の偏微分方程式モデルに基づいた解析特に研究計画から大きく遅れることなく、概ね順調に進展しており、成果を論文として発表できている。25年度が最終年度であるため、記入しない。特に研究計画から大きく遅れることなく、概ね順調に進展しており、成果を論文として発表できている。(1)可変拘束ハイブリッドシステム:蛇のサイドワインディング滑走・サイナスリフティング滑走、木登り・ジャンプタスクなどに関するダイナミクスベースト制御系の構築(2)可変構造群システム:モジュラー脚ロボットの環境に適した最適構造生成アルゴリズム、任意の脚数脚配置に対応できる歩容生成アルゴリズムの構築(3)可変拘束・可変構造群システム:蟻の協調運搬におけるフェロモンコミュニケーションの最適化、採餌における自律集散系の考察と協調運搬アルゴリズムの構築(4)環境構造可変群システム:蟻の採餌における穴埋め・架橋行動および分業行動の数理的解析と群行動アルゴリズムの構築に関して予定通り、モデリング⇒制御系設計・アルゴリズム構築⇒シミュレーション⇒実機実験の流れで進める。(1)可変拘束ハイブリッドシステム:ヘビのサイドワインディング滑走・サイナスリフティング滑走、ジャンプタスクなどに関するダイナミクスベースト制御系の構築⇒車輪拘束ヘビ型ロボットの開発⇒実機実験による検証(2)可変構造群システム:任意の脚数脚配置に対応できる歩容生成アルゴリズムの構築⇒3脚モジュラーロボットを用いた検証実験(3)可変拘束・可変構造群システム:蟻の採餌における最適協調運搬アルゴリズムの構築⇒シミュレーションによる検証
においの学習・記憶の神経機構

1.副嗅球における匂いの学習記憶の神経機構当年度は、マウス副嗅球の相反性シナプスの性質をさらに解明するため、副嗅球スライス標本を作製し、nystatin穿孔パッチによるホールセル法を用いて各種薬物の相反性シナプス電流に対する効果を膜電位固定下で調べた。(1)マウス副嗅球の相反性シナプス伝達の性質僧帽細胞に脱分極性の電位刺激を与えると、この僧帽細胞と相反性シナプスを形成している顆粒細胞が興奮して抑制性シナプス電流(IPSC)を発生する。このIPSCは細胞外Mg^<2+>の除去により著しく増大し、GABA_A受容体阻害剤であるbicuculline(10μM)により可逆的に阻害された。以上の結果は、僧帽細胞に生じるIPSCは樹状突起間の相互作用のみで生じ得ること、およびGABA_A受容体を介して生じることを示唆した。次に、イオンチャネル型グルタミン酸受容体阻害剤の相反性シナプス電流に対する抑制効果を調べたところ、Mg^<2+>非存在下において、APVはIPSCを著しく阻害したのに対し、CNQXのIPSCに対する抑制作用は顕著ではなかった。(2)相反性シナプス電流に対するノルアドレナリンの役割ノルアドレナリン(50μM)を細胞外投与しても相反性シナプス電流に顕著な変化は見られなかった。この項に関しては、今後用いる濃度を変えるもしくは各種グルタミン酸受容体作動薬および阻害薬との共投与など、実験条件を変えてさらに検討する計画である。(3)においの学習記憶における代謝型グルタミン酸受容体2型(mGluR2)の役割Mg^<2+>非存在下において、DCG-IV(mGluR2阻害剤)の細胞外投与により、相反性シナプス電流は顕著に抑制された。上記(1)および(3)の結果は、NMDA受容体およびmGluR2が僧帽細胞-顆粒細胞間相反性シナプス伝達に重要な役割を果たしていることを示唆した。1.マウス副嗅球スライスを用いた研究シナプス伝達の可塑的変化を調べる上で、そのシナプスの性質を知ることは必要不可欠である。当年度はマウス副嗅球の相反性シナプスの性質を調ベ、以下の結果を得た。(1)僧帽細胞の電気生理学的性質副嗅球僧帽細胞の静止膜電位は、-53.5±3.5mV(平均値±標準誤差、以下同様)であり、嗅球僧帽細胞の静止膜電位(一60.3±3.7mV)と有意な差はなかった。一方、膜電位固定下で脱分極刺激を与えた場合に生じる内向きNa電流の大きさは、副嗅球僧帽細胞の場合が-3.68±0.63nAであり、嗅球僧帽細胞の場合(-1.18士0.16nA)の約3倍であることがわかった。この差が持つ生理的意義については現在検討中である。(2)マウス副嗅球の相反性シナプス伝達の性質僧帽細胞に脱分極刺激(+70mV、5ms)を与えると、この僧帽細胞と相反性シナプスを形成している顆粒細胞が興奮して抑制性シナプス電流を発生する。この抑制性シナプス電流の総和を記録したところ、生理的条件下では一40.5±6.7pA・秒であり、細胞外液中のMg^<2+>を取り除くことにより-122.2士6.7pA・秒に増大した。この結果は相反性シナプス中のNMDA受容体がMg^<2+>による抑制から解除されることによるものと考えられる。したがって、マウス副嗅球の僧帽-顆粒細胞間の相反性シナプスは、従来から報告されている嗅球の相反性シナプスと同様にMg^<2+>感受性を有することが電気生理学的に明らかになった。2.培養下の僧帽細胞および顆粒細胞でのシナプス形成と可塑性ラット胎仔副嗅球の初代培養を試み、電気生理学的活性(各種シナプス電流、脱分極刺激に対する内向き電流応答)を有し、僧帽細胞および顆粒細胞に特徴的な免疫染色反応を有する細胞を得ることに成功した。この培養僧帽細胞の自発性シナプス電流(本実験条件下では、顆粒細胞からの入力を反映する)に対する30μM noradrenalineの効果を膜電位固定下で調べた。調べた7個の細胞全てにおいて、自発性シナプス電流の発火頻度が抑制された(51±15%;n=3)。本実験結果は、記憶形成時においてノルアドレナリンが顆粒細胞から僧帽細胞への抑制性シナプス伝達を抑制するという我々の説を強く支持した。

次に、イオンチャネル型グルタミン酸受容体阻害剤の相反性シナプス電流に対する抑制効果を調べたところ、Mg^<2+>非存在下において、APVはIPSCを著しく阻害したのに対し、CNQXのIPSCに対する抑制作用は顕著ではなかった。(2)相反性シナプス電流に対するノルアドレナリンの役割ノルアドレナリン(50μM)を細胞外投与しても相反性シナプス電流に顕著な変化は見られなかった。この項に関しては、今後用いる濃度を変えるもしくは各種グルタミン酸受容体作動薬および阻害薬との共投与など、実験条件を変えてさらに検討する計画である。(3)においの学習記憶における代謝型グルタミン酸受容体2型(mGluR2)の役割Mg^<2+>非存在下において、DCG-IV(mGluR2阻害剤)の細胞外投与により、相反性シナプス電流は顕著に抑制された。上記(1)および(3)の結果は、NMDA受容体およびmGluR2が僧帽細胞-顆粒細胞間相反性シナプス伝達に重要な役割を果たしていることを示唆した。
熱間等方加圧(HIP)法による開気孔性、高強度金属多孔体の作製

本研究では、熱間等方加圧(以下HIP)法により、多孔体に要求される高気孔率・高強度を同時に満足する高性能な金属多孔体の作製及びその応用を目的とし、1.粉体及び成形体の特性評価2.HIP法を使用した開気孔性の金属多孔体の作製3.作製した開気孔性金属多孔体の諸特性の測定、多孔体内部の微小構造の電子顕微鏡観察4.通常法の試料(常圧焼結)の気孔率と比較し、HIP法によって作製される金属多孔体の焼結機構の究明、熱力学的な評価5.金属粉末の粒径、成形圧力、HIP圧力を変化させた焼結実験による金属多孔体の内部構造制御、以上を総合的に考察し、HIP圧力が金属多孔体に及ぼす影響について調査研究を行った。粉体及び成形体の特性評価では、HIP法で多孔体を作製する場合にグリーン成形体となる冷間等方圧加体をコンピュータ・シミュレートすることにより、等方粉末充填体を元に焼結法で作製される多孔体の特性評価を行った(日本セラミックス協会1993年年会で発表予定、論文投稿中)。HIP圧力が金属多孔体に及ぼす影響の調査では、原料粉末に銅を用いHIP・常圧焼結体の比較からHIP圧力が銅多孔体の気孔率、気孔径分布、ヤング率に与える影響を調べた。この結果、1.HIP圧力を増すことにより金属多孔体の強度は増加する2.HIP処理により常圧焼結よりも高い開気孔率が得られ、開気孔率の増加と共に増し、閉気孔が除去される3.気孔径分布の幅はHIP圧力の増加と共に狭くなるが、平均気孔径は変化しないことが判明した。以上の得られた知見を基に、The American Ceramic Societyのプロシーディング集として出版されるポーラスマテリアル(1993年4月出版予定)へ2通の論文を投稿した。今後は、HIP法で作製した多孔質体の応用研究を行う予定であり、既に白金多孔体を作製し、電気化学検出器の作用電極としての応用研究を開始している。