hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ミトリダテス戦争の研究ー紀元前1世紀における小アジアとローマとの外交についてー

本年度交付された科研費でPauly-Wissowa編『古典古代学事典』を購入することができた。当初の予定どおり、本事典にあたり、小アジアにおける前1世紀の反ローマ闘争のひとつであるミトリダテス戦争のただ中にあった個人、都市、村落、民族などの特徴を探り、この戦争中における反ローマ的もしくは親ローマ的行動の経過および原因等について、それらの社会・経済的条件に照らして考察することができた。また古典史料としてはSallustius,Historiaeにおさめられているポントス国王ミトリダテス6世からパルティア国王アルサケスにあてた書簡および、これに関連する欧米の研究書をも精読した。とくにこの書簡は建国以来のローマ史を、小アジアという辺境地帯の一国王ミトリダテスが、いかに解釈していたのかをあきらかにしている。かれによれば、ローマ帝国の拡大は他民族の支配と略奪の歴史にほかならず、ローマ国民がそのような行動に出た理由は、ひとえに彼らの「支配権と富への深い欲望cupido profunda et divitiarum」のゆえであるとされた。こうした見解は当然にもローマ側の見解と真っ向から対立する。ローマ側のそれはAppianos、Mithridateios所収のスッラの演説によくあらわされているように、ローマの小アジア進出はシリア王アンティオコスから小アジア住民を解放するためだったのであり、決して支配権と富への欲望のゆえではなかった。本年度の研究では、ミトリダテス戦争の実態の解明と共に、この戦争が当時のローマや小アジアの人々にとってどう見られていのかーローマの侵略戦争か正当なる戦いなのかーという、いわばイデオロギー的な面についても若干の考察を加える事ができた。
成人先天性心疾患レジストリ構築および心機能・予後予測の簡易マーカーの探索的研究

【研究目的】鹿児島県の成人先天性心疾患患者のレジストリを構築し、心臓超音波検査による心機能評価指標と脈波時相解析指標との関連を解析し、簡便な心機能マーカーを探索すること。【対象】48名の成人先天性心疾患登録症例のうち、脈波時相解析が不適である大動脈弁疾患と心房細動例を除外した38例を対象とした。疾患の内訳は、ファロー四徴症術後9例、心房中隔欠損症8例、右室二腔症6例、修正大血管転位3例、房室中隔欠損術後3例、肺動脈弁閉鎖症2例、心室中隔欠損症2例、両大血管右室起始2例、大動脈縮窄症術後1例、大血管転位術後1例、総動脈幹1例であった。平均年齢は45±17歳、男性15例、女性23例であった。【方法】全症例に対し心臓超音波検査を施行し、収縮機能指標として左室(または体心室)の駆出率、拡張機能指標として僧帽弁E/A比・僧帽弁E波/僧帽弁輪速度E'(E/E')、心不全指標として三尖弁逆流連続波ドプラより推定右室収縮期圧を計測した。また、血圧脈波検査を施行し、駆出前時間(PEP)、駆出時間(ET)、心機能指標:PEP/ETを算出した。【結果】平均収縮期血圧120±23 mmHg,平均心拍数73±12 bpmであった。左室(体心室)駆出率、E/A比、E/E'、推定右室収縮期圧のそれぞれの平均値は61±14%、1.5±0.6、15±11、40±12 mmHgであった。またPEP、ET,、PEP/ETのそれぞれの平均値は112±31 ms、288±31 ms、0.39±0.12であった。PEP/ETは、E/A比・E/E'・推定右室収縮期圧とは有意な相関は認めなかったが、駆出率と有意な負の相関を認めた(R2=0.14、P<0.05)。【結論】脈波時相解析のPEP/ETは、先天性心疾患症例の簡便な心機能(収縮機能)マーカーになり得ることが示唆された。
共鳴ラマン散乱を利用した可視光動作触媒のサイトを選択した構造解析

太陽光による水素燃料生成と微弱光による有機物分解を目標とし、可視光で動作する光触媒材料の探索がすすめられ、可視光励起による物質変換効率は高い水準に達した。日本が当該分野の研究開発において世界をリードし続けるために、新世代触媒の開発を支える知的基盤を構築することが本研究の目標である。窒素と硫黄をドープした可視光動作酸化チタン光触媒の可視光吸収サイト近傍の格子振動モードを検出するためのラマン分光測定をおこなった。蛍光発光による妨害を回避する実験手段を確立することが本研究満了後の課題となる。クロム(Cr)とアンチモンをドープした酸化チタン光触媒の再結合反応速度を、時間分解赤外吸収を用いて計測した。0.01%から10%まで4桁にわたってドープ量を変化させたところ、再結合反応速度が0.1%ドープ体で最も低下することを見いだした。紫外光によって高い効率で水を分解して水素を生成するタンタル酸ナトリウム(NaTaO3)にストロンチウム(Sr)を0.18 mol%の範囲でドープした光触媒を調製し過渡赤外吸収スペクトルを計測して電子-正孔再結合の速度が1 %で最も遅くなる(光触媒反応に有利になる)ことを見いだした。太陽光による水素燃料生成と微弱光による有機物分解を目標として、可視光で動作する光触媒材料の探索がすすめられている。これまでに多数の候補物質が見いだされ、可視光励起による物質変換効率は10年前には考えられなかったほど高い水準に達した。当該分野の研究開発において現在日本は世界をリードする立場にある。これからも世界をリードし続けるために、新世代触媒の開発を支える知的基盤を構築することが本研究の目標である。3年間の研究計画として、電子状態遷移に共鳴させることでラマン散乱強度が著しく増大する現象を利用して、光触媒中に混在する可視光吸収サイト・電子トラップサイト・正孔トラップサイト・助触媒のラマンスペクトルを分離して観測する。初年次である平成21年度は、現有するラマン分光器を光触媒解析用に改造を進めた。あわせて、遷移金属や典型元素をドープした酸化チタン光触媒の組成分析に、蛍光エックス線分光が有用であることを確認した。さらに、共ドープによって電子-再結合反応の速度を低下させることができるクロムとアンチモンをドープした酸化チタン光触媒の再結合反応速度を、時間分解赤外吸収を用いて計測した。0.01%から10%まで4桁にわたってドープ量を変化させたところ、再結合反応速度が01%ドープ体で最も低下することを見いだした。次年度には、波長442nm(He-Cdレーザー)と785nm(半導体レーザー)を励起源として、これらの共ドープ光触媒のラマン散乱を計測する。共鳴している電子励起状態と基底状態とのあいだの電子振動遷移に活性な振動モードによるラマン散乱が共鳴による強度増大をうける原則にもとづいてスペクトルを解析する。研究代表者は、海外共同研究者であるAnnabella Selloni教授(米国プリンストン大学)を平成21年8月に訪問して格子振動の理論シミュレーションの可能性について意見交換した。Selloni教授は平成22年3月に研究代表者を神戸に訪れて、さらに議論をかさねて実効的な共同研究体制を構築しつつある。2年次である平成22年度は、現有するラマン分光器の改造を進め、波長442nm(He-Cdレーザー)に加えて、785nm(半導体レーザー)を励起源として粉末光触媒のラマンスペクトルを計測する体勢を整えた。

窒素と硫黄をドープした可視光動作二酸化チタン光触媒を、横野照尚(連携研究者、九州工業大学)から供与をうけて、可視光吸収サイト近傍の格子振動モードを検出するためのラマン分光測定をはじめている。前年度に整備した蛍光エックス線分光器は光触媒の組成分析に有用であり、焼成過程での揮散によるドープ元素の損耗を定量的に評価できることがわかった。あわせて、ロジウム(Rh)とアンチモン(Sb)を共ドープすることで可視光応答性を付与したチタン酸ストロンチウム光触媒を工藤昭彦(連携研究者、東京理科大学)から供与を受けて、光励起による過渡赤外吸収スペクトルを計測した。無ドープ体・Rhドープ体・RhとSb共ドープ体の過渡赤外吸収の減衰から、それぞれの光触媒中で励起された電子と正孔が再結合する反応の速度を計測した。電子-正孔再結合の速度が共ドープによって遅くなることを見いだした。可視光吸収と再結合反応抑制を両立する共ドープされたドーパント近傍の格子振動を共鳴ラマン分光によって検出する実験を進めていく。太陽光による水素燃料生成と微弱光による有機物分解を目標として、可視光で動作する光触媒材料の探索がすすめられ、可視光励起による物質変換効率は10年前には考えられなかったほど高い水準に達した。日本が当該分野の研究開発において世界をリードし続けるために、新世代触媒の開発を支える知的基盤を構築することが本研究の目標である。窒素と硫黄をドープした可視光動作酸化チタン光触媒の可視光吸収サイト近傍の格子振動モードを検出するためのラマン分光測定をおこなった。あわせて、クロム(Cr)とアンチモンをドープした酸化チタン光触媒の再結合反応速度を、時間分解赤外吸収を用いて計測した。0.01%から10%まで4桁にわたってドープ量を変化させたところ、再結合反応速度が0.1%ドープ体で最も低下することを見いだした。さらに、紫外光によって高い効率で水を分解して水素を生成するタンタル酸ナトリウム(NaTaO3)にストロンチウム(Sr)を0.18 mol%の範囲でドープした光触媒を調製し過渡赤外吸収スペクトルを計測して電子-正孔再結合の速度が1 %で最も遅くなる(光触媒反応に有利になる)ことを見いだした。蛍光発光による妨害を回避する実験手段を確立することが本研究満了後の課題となる。24年度が最終年度であるため、記入しない。
東京大都市圏における主婦の生活時間にインターネットの利用が与える影響

東京都心部への人口回帰にともない、都心部に居住する世帯が増加している。本研究は都心部に住む主婦を対象として生活時間の調査を行い、郊外との生活時間の差異、インターネットが生活時間に及ぼす影響について分析した。その結果、郊外と比べて都心では家事時間が短いことが分かった。また、インターネットを家事目的で使うことにより、都心に住む就業主婦では、物理的な家事時間が減少する効果が認められた。前年度に実施した東京都心部に居住する主婦を対象とした生活時間のアンケート調査結果を集計、分析した。また今年度は、東京都心部に居住する就業主婦5名を対象とした、聞き取り調査を実施した。その結果、東京大都市圏郊外に居住する世帯と比較して、都心部では就業主婦の仕事時間が長いことが判明した。これは就業主婦がフルタイムで働く割合が高いことが関係している。就業と家事の両立に際しては、家事時間の短縮が最も重要であることも分かった。そこで、家事時間にインターネットの利用が与える影響を検討した。その結果、家事目的でインターネットを利用する就業主婦は、その他の就業主婦と比較して、家事時間の合計は変わらないものの、インターネットを利用しない家事時間については短くなる傾向があった。また、就業主婦の家事時間を短縮するその他の要因についても考察を行った。夫の家事への協力が家事時間に与える影響では、(1)朝食の用意、(2)朝食の後片付け、(3)食料品の買い物、(4)ゴミ出し、の4項目いずれかについて夫が協力すると、就業主婦の家事時間が有為に短くなる傾向が確認された。妻の両親が近隣に住むことによる家事時間への影響では、両親が近隣に住んでいても家事時間の短縮には直接的な影響は見いだせなかった。東京都心部に居住することにより、夫婦共働き世帯では妻がフルタイムで働く割合が高く仕事時間が増加する傾向にある。その一方で夫の家事への協力が増えていることから、夫の家事時間が郊外と比べて多くなっていると推測できる。都心部に居住する世帯では、郊外に居住する世帯と比べて、夫婦間の生活時間の配分に変化が生じているといえよう。1990年代後半からの東京都心部への人口回帰にともない、都心部に居住する人口が増加している。一方では、東京大都市圏における郊外化は終焉したとの見方もある。本研究では、郊外ではなく都心部に居住することによる住民生活の変化について、生活時間の調査を実施することによって、その実態を明らかにすることを目的とする。また、近年の海外における時間地理学の研究では、インターネットに代表されるICTが生活時間に与える影響について関心が高まっているため、この視点も含めて分析することにした。生活時間の調査は、東京都心部に居住する主婦を対象として、生活時間を記録してもらう活動日誌調査を実施した。その結果、就業主婦に関しては、郊外と比べてフルタイムで就業する割合が高く、仕事と家事・育児を両立するために厳しい時間制約があるため、家事時間を短縮することが最も重要視されていた。家事時間の削減に効果がある項目を、インターネットの利用、夫の協力、親族の協力の3点から検討した。その結果、インターネットを家事に利用することで、物理的な家事時間を短縮する効果があることが明らかになった。また、夫が家事に協力することで、就業主婦の家事時間が有意に減少する効果が認められた。特に、朝食の準備や片付けを夫が手伝うことが、主婦の家事時間の減少につながり、就業と家事・育児の両立に効果的であることがわかった。親族の協力に関しては、直接家事時間を短縮する効果は認められなかった。郊外における生活時間と比べると、都心に居住する就業主婦は仕事時間の増加が顕著であった。郊外における職住分離の状況から都心における職住近接に変化することによって、世帯内・夫婦間での生活時間の配分に変化が現れていると思われる。東京都心部(都心3区,副都心2区)に居住する主婦を対象として,生活時間を調べるアンケート調査を実施した。その結果,有効回答305(就業主婦120,専業主婦185)が得られ,これらのデータに対する分析を行った。東京都心部に居住する主婦は,郊外と比較して長時間働く傾向にある。都心部に居住することで,フルタイムで働く可能性が高まるといえよう。しかしながら,長時間働くための生活時間の制約は厳しく,そのための工夫として家事を短縮化・省力化することが重要な課題となっている。また,専業主婦と比べて,睡眠や余暇の時間を削っていることも確認できた。厳しい時間制約の中で仕事と家事・育児を両立するための工夫としては,インターネットを使う人の割合が4割を占めた。インターネットのサービスでは,食料品などの小売りサービスを利用する人が多く,生活の中に確実に根付いている様子がうかがえた。家事目的でのインターネット利用の有無の検討からは,インターネットを家事目的で利用することでは家事時間の短縮には効果はなく,家事の効率化・省力化には寄与していないようにみえる。夫の家事への協力は,都心部に居住する世帯では概して高い。これには,都心部に居住することで夫の通勤時間が短くなっていることと関連があると思われる。

このことは職住分離された郊外から職住近接の都心へと,空間的な関係が変わることで社会的な条件に影響を与える,社会ー空間弁証法(Soja, 1980)の過程としてとらえることができるかもしれない。また,夫の家事への協力は,就業主婦に関しては多くの項目で効果があり,家事時間の減少に寄与する。しかし,専業主婦では,夫の協力があると家事時間が減少するのは朝食の用意のみであった。なお,親族の協力に関しては,就業主婦の家事時間の短縮に,直接には結びついていないようである。東京都心部に居住する主婦について、生活時間に関するアンケート調査、聞き取り調査を実施することができた。また、生活時間のデータの分析についても進めることができ、インターネットの影響の一端を明らかにすることができている。また、夫の協力や両親の協力など、インターネット以外の要因が主婦の生活時間に及ぼす影響についても明らかにすることができた。そのため、おおむね研究は順調に進展しているといえる。今年度は都心部に居住する主婦の調査を実施する計画であったため,予定通り実施したことでおおむね順調に進展しているといえる。データの分析に関しても,アンケートデータの単純・クロス集計,統計的検定などを実施した。ただし,構造方程式モデリングによる分析に関しては,作業の遅れから実施できていない。しかしながら,以上の分析からいくつかの興味深い事実が明らかになった。一点目は,インターネットを家事に利用することは,単純に家事時間の削減にはつながらないことである。ただし,この点に関してはさらなる検討が必要である。二点目は,男性の家事への協力が増加していることである。これらの点は研究を開始する際には予想できていなかったことであり,新しい発見がえられた。今後は生活時間の分析に、遺伝子配列の解析などに用いられてきた系列パターン分析手法をを応用する。この手法を用いることにより、インターネットを家事に使う主婦に特有の生活パターンや、逆にインターネットを家事に使わない主婦に特有の生活パターンなどを抽出することができる。この分析をすることで、インターネットが生活に与える影響について、さらなる考察を加えることができる。また、東京大都市圏郊外における主婦の生活時間調査を実施する。これまで都心部の生活時間と比較するために参照した郊外の生活時間のデータは、約10年前に調査した先行研究のものであり、同時代という条件での比較とはならないためである。郊外の生活時間調査を実施し、都心部で実施した調査結果と合わせることで、東京大都市圏における生活時間の実態を明らかにする。今年度の研究により新たに判明した結果を受けて,今後は以下の要領で研究を推進する計画である。まず,インターネットが家事時間短縮化に寄与する効果を明らかにするには,一日という時間スケールだけでは不足していることが分かった。そこで,一日よりも長い時間スケールでインターネットが家事時間を短縮する効果があるのか,検証を行う。
アルコール依存に伴う精神・神経症状の治療応用を目指した汎用スクリーニング系開発

【(1)自動計測系行動実験装置のための行動指標抽出プログラムの作成】自動計測系行動実験装置の生の計測結果は,装置内の様々なセンサーの検知時刻を全動物分まとめたものとなっており,そのまま解析に使用することはできない.解析においては各動物ごとの表現型につながる行動指標,例えば実験開始後1時間のコーナー訪問回数やそれらの時系列データなどが必要となってくる.またこれらの指標はタスクの構成に依存する.以上を踏まえ,実験装置の生の計測値を入力とし行動指標を整形出力するプログラムを,指標ごとに基本的な時系列データを生成するパートとタスク依存の処理を行うパートの二段構成で作成した.【(2)自動計測系行動実験の具体的なタスク構成(動物に課す課題)と解析・数値モデル化に使用する候補指標の検討】タスク構成は,空間認知・学習能力計測として飲水可能コーナーを制限し飲水ごとに巡回させるタスク(3日間),衝動性評価として飲水箇所のドアを鼻でつつく動作の後数秒間待機させるタスク(3日間),不安評価として特定コーナー侵入時に空気噴出により不安を与えるタスク(3日間)とした.解析に使用する候補指標については,解析手法によっては生の評価値を用いると解析が不安定になることが明らかになったため,(タスク構成に依存する)正規化を導入することとした.【(3)人工知能技術を用いた解析環境の構築】主成分分析や判別分析等については既存の統計ソフトで処理が可能なように(1)の行動指標抽出プログラムを作成している.時系列データを深層学習で解析できるよう,GPU搭載しつつもコストを抑えた解析環境を構築した.ソフトウェア環境は柔軟性と環境構築の容易性を考慮してPythonと既存フレームワークを使用することとした.行動実験の詳細内容の決定や解析環境の整備などは進行したが,現在,行動実験および動物の飼育維持に予定していた施設の改修工事が行われており,動物を用いた実験が実施できてない.改修工事は2018年4月から開始され,2018年11月頃には再度施設の利用が可能になる予定であったが遅延している(現時点では動物実験で利用可能となる時期は2019年6月以降である).施設改修の状況を見極め,必要に応じて行動実験内容の縮小や細胞モデルを用いた評価系での補完,補助事業期間の延長などを検討しながら進める.行動実験では,動物数を削減し,疾患群と対照群を1つの装置内で同時計測することや,実験項目を削減することで実験期間を短縮することを考えているが年度内に解析が遂行できない可能性がある.細胞モデルでの評価としては,成熟した神経細胞に対し,成人でのアルコール依存を引き起こす慢性アルコール曝露モデルを作製し,細胞の各種形態指標や遺伝子発現量,エピゲノム変化等を解析指標とする.胎児性アルコール症候群のモデルとしては独自に樹立したヒト胎児脳由来神経幹細胞から作製した脳オルガノイドを用いて,母親飲酒時の胎児脳内想定濃度のアルコールを曝露し,同様の評価を行う.解析については,形態指標は細胞ごとに深層学習による解析を実施する(行動実験用の深層学習環境を改変して利用可能である).遺伝子発現解析等に関しては外部委託を考えている.【(1)自動計測系行動実験装置のための行動指標抽出プログラムの作成】自動計測系行動実験装置の生の計測結果は,装置内の様々なセンサーの検知時刻を全動物分まとめたものとなっており,そのまま解析に使用することはできない.解析においては各動物ごとの表現型につながる行動指標,例えば実験開始後1時間のコーナー訪問回数やそれらの時系列データなどが必要となってくる.またこれらの指標はタスクの構成に依存する.以上を踏まえ,実験装置の生の計測値を入力とし行動指標を整形出力するプログラムを,指標ごとに基本的な時系列データを生成するパートとタスク依存の処理を行うパートの二段構成で作成した.【(2)自動計測系行動実験の具体的なタスク構成(動物に課す課題)と解析・数値モデル化に使用する候補指標の検討】タスク構成は,空間認知・学習能力計測として飲水可能コーナーを制限し飲水ごとに巡回させるタスク(3日間),衝動性評価として飲水箇所のドアを鼻でつつく動作の後数秒間待機させるタスク(3日間),不安評価として特定コーナー侵入時に空気噴出により不安を与えるタスク(3日間)とした.解析に使用する候補指標については,解析手法によっては生の評価値を用いると解析が不安定になることが明らかになったため,(タスク構成に依存する)正規化を導入することとした.【(3)人工知能技術を用いた解析環境の構築】主成分分析や判別分析等については既存の統計ソフトで処理が可能なように(1)の行動指標抽出プログラムを作成している.時系列データを深層学習で解析できるよう,GPU搭載しつつもコストを抑えた解析環境を構築した.ソフトウェア環境は柔軟性と環境構築の容易性を考慮してPythonと既存フレームワークを使用することとした.行動実験の詳細内容の決定や解析環境の整備などは進行したが,現在,行動実験および動物の飼育維持に予定していた施設の改修工事が行われており,動物を用いた実験が実施できてない.改修工事は2018年4月から開始され,2018年11月頃には再度施設の利用が可能になる予定であったが遅延している(現時点では動物実験で利用可能となる時期は2019年6月以降である).施設改修の状況を見極め,必要に応じて行動実験内容の縮小や細胞モデルを用いた評価系での補完,補助事業期間の延長などを検討しながら進める.行動実験では,動物数を削減し,疾患群と対照群を1つの装置内で同時計測することや,実験項目を削減することで実験期間を短縮することを考えているが年度内に解析が遂行できない可能性がある.

細胞モデルでの評価としては,成熟した神経細胞に対し,成人でのアルコール依存を引き起こす慢性アルコール曝露モデルを作製し,細胞の各種形態指標や遺伝子発現量,エピゲノム変化等を解析指標とする.胎児性アルコール症候群のモデルとしては独自に樹立したヒト胎児脳由来神経幹細胞から作製した脳オルガノイドを用いて,母親飲酒時の胎児脳内想定濃度のアルコールを曝露し,同様の評価を行う.解析については,形態指標は細胞ごとに深層学習による解析を実施する(行動実験用の深層学習環境を改変して利用可能である).遺伝子発現解析等に関しては外部委託を考えている.行動実験および動物の飼育維持に予定していた施設の改修工事が行われており,動物を用いた実験が実施できてないことが,次年度使用額が生じた理由である.改修工事は2018年4月から開始され,現時点では利用可能となる時期は2019年6月以降である.施設改修の状況を見極め,必要に応じて行動実験内容の縮小や細胞モデルを用いた評価系での補完などを検討しながら事業を進める予定であり,必要な器具等の購入に研究費を使用する.細胞モデルの評価は培養細胞を用いてアルコールを曝露し,評価指標として遺伝子解析等を実施するが,遺伝子発現解析等は研究費を使用し外部委託する予定である.
花序をつける植物の開花戦略:個々の花の花期をずらすことは有利なのか?

卵や種子生産における大きさと数のトレードオフに関する理論的解析の多くは、卵や種子を一斉に生産することを仮定している。しかし、たとえばトンボのように、卵を少しずつ産んでいく動物も多い。また、花序を着ける植物で、開花時期にずれがある場合も、種子は順次に生産されることになる。本研究では、卵や種子を順次に生産するとき、大きさと数のトレードオフはどのようなものになるのかを解析した。また、卵(種子)の定着総数が最大となる最適な卵(種子)の大きさも解析した。【仮定】親は、一定の貯蔵資源を使ってN個のコホートを生産する。貯蔵資源は、維持呼吸のため時間とともに目減りする。i番目のコホートはn(i)個の卵からなる。そして、時間ts(i)に発生を開始し、時間tc(i)に発生を完了する(発生時間tc(i)-ts(i)が長いほど卵は大きい)。卵の定着率は、卵の大きさのS字型の増加関数である。各コホートの卵数n(i)と発生開始時間tc(i)は制約として決まっており、各コホートの発生完了時間tc(i)とコホート数Nは戦略として変化するとする。【予測】トレードオフ:卵一つあたりの生産コストは、後期のコホートの卵ほど大きい。つまり、同じ大きさの卵を作るためには、後期のコホートの卵ほど費用がかかる。これは、後期のコホートのために資源をとっておくと、維持呼吸による資源の目減りの度合いが大きくなるからである。最適な卵の大きさ:最適な卵の大きさは、後期のコホートのものほど小さくなる。そして、単位体積あたりの維持呼吸速度が大きいほど、最適な卵の大きさは後期のコホートでより小さくなる。花序をつける植物では一般に、ディスプレイサイズ(同時開花花数)が大きいほどポリネーターを誘引する効果が強い反面、連続訪花による隣花受粉が起こりやすいことが知られている。では、植物個体は、自身のもつ繁殖資源量に応じてどのような花序サイズ(1花序がもつ花数)の花序をいくつ作ることが有利なのだろうか。本研究では、垂直な花序を1複数もつキバナアキギリを用いて花序のディスプレイサイズや個花の開花時期などを記録し、あわせてポリネーターの訪花行動を観察した。その結果、花序の開花可能期間が限られているので、大きな花序はディスプレイサイズを大きくすることで開花可能期間内にすべての花を開花させていた。そして、ディスプレイサイズの大きな花序ほど、ポリネーターの花序内での連続訪花が増加した。しかし、キバナアキギリでは個体内の連続訪花が隣花受粉を引き起こすことが確認されており(Ohashi投稿中)、大きな花序をもつことは適応的といえない。一方、花序数が増えても、ポリネーターが同個体内の花序間を移動することによって起こる連続訪花はそれほど増加しなかった。つまり、花序間で開花時期をずらす必要はなく、花序数を増やすことへの制約はみられないようである。したがって大きな花序をつくるよりも、小さく最適な花序サイズを保ったうえでその個体のもつ資源量に応じて花序数を増やすほうが適応的であると考えられる。種子生産における大きさと数のトレードオフモデルを解析した。このモデルでは,発達中の種子が親個体から資源を吸収する速度に制約があり,また,維持呼吸による資源の消失があると仮定している。このモデルが予測する大きさと数のトレードオフでは,種子の数が減っても,種子はそれほどには大きくならない。そして,種子の数が少ないほど,種子生産に投資した貯蔵資源の利用効率(種子の総量/貯蔵資源量)は低下してしまう。そのため,種子を小さくして種子数を増やすことが有利となる。

また,このモデルを拡張して,大きな親ほど大きな子を作るという一般傾向を統一的に説明することに成功した。キンコウカを用いて,個々の花が繁殖成功にどのように寄与しているのかを調べた。その結果,ディスプレイサイズの増大に伴い,花当たりの訪花数は増大するが,訪花数の増大は花粉の散布にしか貢献していないことがわかった。このようなときは,ディスプレイサイズの大きい時期に咲く花ほど,(雄適応度への貢献)/(雌適応度への貢献)が大きいことが期待される。実際にそのような花ほど雄比が大きいことも確認でき,仮説の妥当性が示された。
非侵襲的脳活動計測を用いたヒトの報酬系における神経修飾物質系の機能の解明

「神経修飾物質系のメタ学習仮説」は,神経修飾物質の機能について,動物実験や臨床現場から得られた知見を,計算理論的な観点からモデル化することにより,脳における高次の学習機構の実態に迫るものである.我々はセロトニンの報酬系における機能モデルの解明ために,衝動性との関連性から,報酬予測の時間スケールを制御するという作業仮説を唱え,短期と長期の報酬予測が必要なボタン押し学習課題中の被験者の行動と,脳活動を測定した.ベイズ推定の手法を用いて被験者ごとの時間スケールを推定し,理論モデルに基づいた脳活動データ解析によって,短期の報酬予測しかできないような条件では,線条体の腹側部が,また長期の報酬予測を必要とする条件では,線条体の背側部が報酬予測に関わることを明らかにした(Neural Networks,9(8)).また時間遅れのある行動選択を行う時の被験者の報酬予測の計算モデルを明らかにした(PLos Computational Biology,2(11)).この異なる時間スケールでの報酬予測の脳内メカニズムと,セロトニンの機能に関する一連の結果を,日本神経回路学会オータムスクール,および脳を活かす・脳を読む分科研究会で発表を行った.また本年度は,新しい計算モデルのアイデアと,fMRI実験のスキルを取得するために,カリフォルニア工科大学のJohn O' Doherty博士の下で,3テスラのMRI装置を用いた実験を行った.この実験は,報酬を得るための行動がどのように生成されるかを調べたもので,被験者が環境から得られる報酬と自分の行動の間に因果関係があると感じた度合いによって,内側前頭前野が強く活動するという結果が得られた.この実験結果は,2007年10月にサンディエゴで行われる北米神経科学会において発表予定である.「神経修飾物質系のメタ学習仮説」は,神経修飾物質の機能について,動物実験や臨床現場から得られた知見を,計算理論的な観点からモデル化することにより,脳における高次の学習機構の実態に迫るものである.神経修飾物質のセロトニンは,躁うつ病などの精神疾患の原因のひとつであるといわれているが,いまだにその仕組みや働きは明らかになっておらず,その機能解明が待たれている.我々はセロトニンの報酬系における機能モデルの解明ために,セロトニンが衝動性と深く関わるという先行研究から,報酬予測の時間スケールを制御するという作業仮説を唱えた.本年度は,セロトニンが報酬もしくは罰を基にした時間遅れのある学習課題に与える影響を調べるための実験を行った.セロトニンの前駆物質であるトリプトファンを健常者12名に投与することで,被験者の脳内セロトニン濃度を過剰,通常,不足の3状態に調節した.各状態で,行動から報酬まで時間遅れが存在する刺激-行動連合学習課題を被験者に行わせた.その結果,時間遅れのある罰を基にした学習において,セロトニンレベルの差が有意に見られた.すなわち,セロトニンレベルが低い状態では学習が遅れ,高い状態では学習が促進された.この結果は,セロトニンが現在の報酬を,どれぐらい過去の行動までさかのぼって関連付けるかという時間スケールの制御に関わることを示唆しており,衝動性の解明に繋がる新しい発見であるといえる.この結果を2005年11月にアメリカ合衆国・ワシントンDCで行われた国際学会"Society for neuroscience 35th annual meeting"において発表した.「神経修飾物質系のメタ学習仮説」は,神経修飾物質の機能について,動物実験や臨床現場から得られた知見を,計算理論的な観点からモデル化することにより,脳における高次の学習機構の実態に迫るものである.我々はセロトニンの報酬系における機能モデルの解明ために,衝動性との関連性から,報酬予測の時間スケールを制御するという作業仮説を唱え,短期と長期の報酬予測が必要なボタン押し学習課題中の被験者の行動と,脳活動を測定した.ベイズ推定の手法を用いて被験者ごとの時間スケールを推定し,理論モデルに基づいた脳活動データ解析によって,短期の報酬予測しかできないような条件では,線条体の腹側部が,また長期の報酬予測を必要とする条件では,線条体の背側部が報酬予測に関わることを明らかにした(Neural Networks,9(8)).また時間遅れのある行動選択を行う時の被験者の報酬予測の計算モデルを明らかにした(PLos Computational Biology,2(11)).この異なる時間スケールでの報酬予測の脳内メカニズムと,セロトニンの機能に関する一連の結果を,日本神経回路学会オータムスクール,および脳を活かす・脳を読む分科研究会で発表を行った.また本年度は,新しい計算モデルのアイデアと,fMRI実験のスキルを取得するために,カリフォルニア工科大学のJohn O' Doherty博士の下で,3テスラのMRI装置を用いた実験を行った.この実験は,報酬を得るための行動がどのように生成されるかを調べたもので,被験者が環境から得られる報酬と自分の行動の間に因果関係があると感じた度合いによって,内側前頭前野が強く活動するという結果が得られた.この実験結果は,2007年10月にサンディエゴで行われる北米神経科学会において発表予定である.
耳下腺腺房細胞に存在する開口放出関連タンパク質の役割

本研究では,耳下腺の刺激反応性のアミラーゼ分泌に関わるタンパク質を検索し,その作用機構の解析を試みた.耳下腺のような外分泌については,その分子的なメカニズムがまだほとんど明らかにされていないが,神経細胞における神経伝達物質の分泌についてはそれに関わるタンパク質が多数報告されている.本研究では,それらのタンパク質(シナプトダグミン,シナプトフィジン,シンタキシン,SNAP-25, Rab3A, VAMP-2)にたいする抗体を用い,ラット耳下腺腺房細胞にたいするイムノブロット解析を行った.その結果,Rab3AおよびVAMP-2の抗体と反応するそれぞれ25kDa,18kDaのタンパク質がラット耳下腺腺房細胞の分泌顆粒膜に見いだされた.一方,神経細胞内でVAMP-2と相互作用していることがわかっているシンタキシンおよびSNAP-25は,耳下腺では検出されなかった.さらに,耳下腺以外の外分泌腺(顎下腺,膵臓,涙腺)において,同様の検討を行ったところ,Rab3AおよびVAMP-2は多くの外分泌腺で発現しており,外分泌において共通の機能を果たしていることが示唆された.次に,VAMP-2が本当に耳下腺におけるアミラーゼ分泌に関わっているか調べるために,VAMP-2を特異的に切断するプロテアーゼであるボツリヌストキシンBを用いた実験を行った.ストレプトリシンOを用いて耳下腺腺房細胞を可透過にした状態で,アミラーゼ分泌を測定する系がすでに確立している.その透過性細胞を用いて,ボツリヌストキシンBを細胞内に導入し、アミラーゼ分泌にたいする効果を調べた.その結果,ボツリヌストキシンBは,非刺激時のアミラーゼ分泌には影響がなかったが,cAMP刺激時の分泌量を抑制した.したがって,VAMP-2はcAMP依存的なアミラーゼ開口放出に重要な役割を果たしていると考えられる.本研究では,耳下腺の刺激反応性のアミラーゼ分泌に関わるタンパク質を検索し,その作用機構の解析を試みた.耳下腺のような外分泌については,その分子的なメカニズムがまだほとんど明らかにされていないが,神経細胞における神経伝達物質の分泌についてはそれに関わるタンパク質が多数報告されている.本研究では,それらのタンパク質(シナプトダグミン,シナプトフィジン,シンタキシン,SNAP-25, Rab3A, VAMP-2)にたいする抗体を用い,ラット耳下腺腺房細胞にたいするイムノブロット解析を行った.その結果,Rab3AおよびVAMP-2の抗体と反応するそれぞれ25kDa,18kDaのタンパク質がラット耳下腺腺房細胞の分泌顆粒膜に見いだされた.一方,神経細胞内でVAMP-2と相互作用していることがわかっているシンタキシンおよびSNAP-25は,耳下腺では検出されなかった.さらに,耳下腺以外の外分泌腺(顎下腺,膵臓,涙腺)において,同様の検討を行ったところ,Rab3AおよびVAMP-2は多くの外分泌腺で発現しており,外分泌において共通の機能を果たしていることが示唆された.次に,VAMP-2が本当に耳下腺におけるアミラーゼ分泌に関わっているか調べるために,VAMP-2を特異的に切断するプロテアーゼであるボツリヌストキシンBを用いた実験を行った.ストレプトリシンOを用いて耳下腺腺房細胞を可透過にした状態で,アミラーゼ分泌を測定する系がすでに確立している.その透過性細胞を用いて,ボツリヌストキシンBを細胞内に導入し、アミラーゼ分泌にたいする効果を調べた.その結果,ボツリヌストキシンBは,非刺激時のアミラーゼ分泌には影響がなかったが,cAMP刺激時の分泌量を抑制した.したがって,VAMP-2はcAMP依存的なアミラーゼ開口放出に重要な役割を果たしていると考えられる.
精子呼吸促進ペプチドの結合部位タンパク質の特定および局在性

著者らにより,ウニ卵ゼリー層から分類学上の"目"あるいは"亜目"特異的な四種類の精子活性化ペプチド,及びその誘導体が単離,構造決定され,その生理作用に対する研究も進行している.今回は,精子に対するペプチドの結合部位を明らかにするために,新しい結合量の定量法を開発し,バフンウニ精子に対する精子活性化ペプチド, speract(Gly-Phe-Asp-Leu-Asn-Gly-Gly-Gly-Val-Gly)を用い実験を行なった.精子とsperactをインキュベーションした後,遠心分離により精子を沈澱させ,上澄に残っている精子に結合していないsperactの呼吸促進活性を測定した.インキュベーション時に加えたsperact濃度による呼吸促進活性との差を見ることにより,精子に対するsperactの結合量を推定した.この方法は,放射活性物質による標識を必要としないため実験が容易であり, speractの化学修飾によって起こる精子との結合に対する修飾物質の影響を考えなくてもよいという利点がある.また,精子を頭部と尾部に分離し, speractの結合量をそれぞれ定量し,インタクト精子に対する結合量と比較検討した.その結果, 3.72×10^<-5>M以下のsperactを含む人工海水中で精子は, 99%以上のsperactと結合することが分かった.3.72×10^<-5>Mの濃度においては, speractは約50%の呼吸促進活性を示す.また,精子尾部へのsperactの結合量は,インタクト精子とほぼ同じ値を示したのに対し,頭部にはほとんど結合しなかった.頭部は,精子全体の約83%のタンパク質を含んでいたことから, speractに対する結合物質(タンパク質)は,尾部に局在していることが明らかとなった.同様の実験をツガルウニ精子を用いて行なったが,バフンウニの場合とほぼ同様の結果を得ることもできた.この尾部に局在する精子活性化ペプチドに対する結合タンパク質(リセプター)の単離,精製の研究をさらに進めている.著者らにより,ウニ卵ゼリー層から分類学上の"目"あるいは"亜目"特異的な四種類の精子活性化ペプチド,及びその誘導体が単離,構造決定され,その生理作用に対する研究も進行している.今回は,精子に対するペプチドの結合部位を明らかにするために,新しい結合量の定量法を開発し,バフンウニ精子に対する精子活性化ペプチド, speract(Gly-Phe-Asp-Leu-Asn-Gly-Gly-Gly-Val-Gly)を用い実験を行なった.精子とsperactをインキュベーションした後,遠心分離により精子を沈澱させ,上澄に残っている精子に結合していないsperactの呼吸促進活性を測定した.インキュベーション時に加えたsperact濃度による呼吸促進活性との差を見ることにより,精子に対するsperactの結合量を推定した.この方法は,放射活性物質による標識を必要としないため実験が容易であり, speractの化学修飾によって起こる精子との結合に対する修飾物質の影響を考えなくてもよいという利点がある.また,精子を頭部と尾部に分離し, speractの結合量をそれぞれ定量し,インタクト精子に対する結合量と比較検討した.その結果, 3.72×10^<-5>M以下のsperactを含む人工海水中で精子は, 99%以上のsperactと結合することが分かった.3.72×10^<-5>Mの濃度においては, speractは約50%の呼吸促進活性を示す.また,精子尾部へのsperactの結合量は,インタクト精子とほぼ同じ値を示したのに対し,頭部にはほとんど結合しなかった.頭部は,精子全体の約83%のタンパク質を含んでいたことから, speractに対する結合物質(タンパク質)は,尾部に局在していることが明らかとなった.同様の実験をツガルウニ精子を用いて行なったが,バフンウニの場合とほぼ同様の結果を得ることもできた.この尾部に局在する精子活性化ペプチドに対する結合タンパク質(リセプター)の単離,精製の研究をさらに進めている.
耐熱・耐環境ナノcBN薄膜デバイス創製

本研究では、ナノ結晶構造を有するcBN薄膜の物性評価、デバイス創製を目的とした。研究期間における主な成果は以下の通りである。【1.TDBTによるICP-CVD法における結晶層のみからなるcBN堆積】ICP-CVDによる薄膜堆積過程に対し、イオンエネルギーの時空間制御を行う時間制御バイアススパッタ法(TDBT)を開発・適用する事により、結晶相のみから成るcBN薄膜をSi基板上に実現した。【2.N空孔をアクセプターとするcBNプロトタイプデバイスの実証】残留不純物密度を極力下げた超高真空スパッタ法を適用し堆積されたcBN薄膜において、cBN/Siヘテロ構造の高温整流特性が300°Cまでの高温度域においても強いノンオーミック性を有する事を確認し、その明確な温度依存性からBN中の窒素空孔によるp型伝導によるバンド変化が可能にしていることを明かにした。【3.超高真空スパッタにおけるドーピングプロセスの開発】上述as-depo薄膜によるデバイス創製と並行し、固体Siを利用したドーピング実験により、負のDCバイアスを印加されたSi短針のプラズマ中へ挿入する実験的手法を開発し、バイアスの大きさと基板位置の関係によりSIMS分析より確認されるドープ濃度が5桁以上のレンジで制御可能であることを確認した。【4.BNNT構造化及びその特異機械挙動の発見】ICP-CVDの付随的な実験において、数nm以下の幅を持つシリコンエッジ上に同程度の厚さからなるナノサイズで整列した層状BN構造(BNナノアレイ)の作製に成功した。透過型電子顕微鏡によるその場観察より、このナノ構造が剪断応力に対し0.3nmの極めて小さい曲率半径まで可逆的な変形が可能である、従来のイオン結合体セラミックの材料力学理論では説明できない塑性変形能を確認した。本研究の目的は気相堆積cBN薄膜の高温半導体材料としての特性評価・実用化であり、初年度にあたるFY13では以下に掲げる課題について系統的実験を行った。二極RFバイアススパッタ装置及びICP-CVD装置を用い、基板としてn型Si(100)、Ni、サファイア基板への堆積を行った。特に、堆積中に基板負バイアス(Vs)を-100から-300(V)にあるいは逆に変化させる方法で成長表面へのイオンエネルギーを制御し、tBN層の膜厚を制御するとともに、連続してcBNを堆積させる条件を最適化した。また、その電子物性測定からtBN絶縁特性、及び微結晶cBNの常温での伝導特性を明確にし、今後のtBN/cBN二層膜の高温電子物性評価の基礎データを得た。更に、イオンインプランテーションによるドーピングの可能性を検討するためRAPID(HVEE, Tan detron 4117-HC)を用い、200300keVのSi、C、Fイオンを、約10^<13>から10^<15>ions/cm^2の範囲で試料に打ち込み、cBNの臨界損傷量は0.0025dpa程度であり、0.025dpaでは完全なアモルファス状態に達することなどを明かにした。本研究の目的は気相合成cBN薄膜の高温半導体としての特性の解明及びそのデバイスヘの実用化である。FY14において系統的に進められた実験及び理論的考察は以下の通りである。薄膜堆積にはICP-CVD及び高真空二極RFバイアススパッタ法を用いた。各装置の特性を考慮し、前者では初期sp2結合層の除去、後者においてはcBN純度の向上とデバイスとしての動作に決定的な影響を与える意図しない不純物の低減化を目的として、プロセスの最適化を計った。

ICP-CVD装置においては高分解能TEM観察における成長過程の分析を通じ、堆積パラメータにフィードバックをかけることでTime-Dependent Bias Technique(TDBT)法を開発し、非晶質層を除去した結晶層のみからなる薄膜の堆積を可能とした。それにより初期sp2結合層を3nm以下にまで低減させることに成功し、デバイス作製に必須のエピタキシャル成長の基礎となる知見を得た。他方、高真空スパッタ法においては膜純度の向上によりn-Si/tBN(20nm)/cBN(80nm)/Ni積層構造が示す整流性を大幅に改善し、200°C付近まで整流比1:100以上を保つことを示した。さらに、P, n+, P+Si, Al203の各種基板上へ積層構造を形成し、それらのl-V特性、ホール特性を室温から800°C付近まで測定し、膜厚方向の伝導がSi/tBN界面、初期tBN層、およびcBN/電極接触界面に依存することを示した。それらの特性の温度依存から伝導が熱励起キャリアで決定され、順、逆、両バイアスにおける障壁高さの変化が整流性の根源であることを解明した。本研究では、ナノ結晶構造を有するcBN薄膜の物性評価、デバイス創製を目的とした。最終年度であるFY15の成果は以下のようにまとめられる。【1.BNナノアレイにおける特異的な変形挙動の発見】低圧ICP-CVD法における時間制御バイアス法(Time-dependet-bais-technique)により、数nmの鋭いエッジを有するシリコン上に、面方位をそろえたturbostratic BN (tBN)を形成する手法が確立された。この手法により、従来の機械研磨やイオン研磨等のナノ構造に影響を与える行程を除去し、透過型電子顕微鏡(Transmission electronmicroscopy : TEM)による直接観察が可能となった。同時に確立されたTEM内でのnmオーダーの領域での微細機械特性を評価システムにより、形成されたBNナノアレイ(BNNA)が無機物についての従来の変形挙動では説明できない塑性変化を示すことが見出された。具体的にはBNNAはそのベーサルプレーンと垂直の方向に曲率半径0.3nmまでの曲げが可能であり、この変形は弾性的に生じていた。こうした弾性変形挙動はナノサイエンスや材料強度学の上で興味深いだけでなく、MEMSにおける高耐久性の可動、制振部品への応用が期待できるものである。【2.界面制御を通じたcBN薄膜形成手法の高度化】ICP-CVD法による化学反応を伴う成長表面処理、TDBTによるイオンエネルギーのダイナミックな制御を統合し、非晶質層を含まない結晶層のみからなるBN薄膜の堆積が可能となった。高分解能TEM観察及びElectron energy loss spectroscopy (EELS)測定により明らかにされた微細構造により、汎用の導電性基板として入手可能なSi基板上へtBNを直接堆積し、その上層にsp^3結合層を成長させることが可能であることが明らかとなった。この成果はcBN薄膜の各種基板上へのエピタキシャル成長の要素技術の一つと考えられる。【3.異種接合ダイオードによる整流特性の向上】窒素空孔をアクセプターとするp型伝導を利用したcBN薄膜デバイスとしてP-cBN/n-Si異種接合ダイオードを超高真空スパッタ装置にて作製した。これらのデバイスは室温において4桁以上の整流比を示し、高温において動作する整流器の基礎原理を実証することが出来た。
深海観測装置による高エネルギーニュートリノの研究

◎観測装置の準備;観測装置は24個の光検出器(Optical Module)と1個の信号前処理器(String Controller)を取り付けたストリング9本で構成する。OMは15吋口径の光電子増倍管(PMT)を附属電子回路と共にガラス製の耐圧容器に収めたものである。個々の電子回路はcpuを内蔵し、高電圧の値や波高弁別の閾値などの遠隔制御、電子回路の機能の遠隔監視、が可能である。SCは24個の光検出器から出力されるパラレル信号をディジタル化し、シリアル信号に変換する機能をもつ。日本グループにより用意されたOMと米国グループにより準備されたSCを用いて3本分のストリングの組立てが図られた。この内1本のストリングについて長期通電テストが行った後、宇宙線及び発光器を用いた波高及びタイミングの較正作業を行った。2年前、最初の一本のストリングを深海現場に設置し動作させる実験を行った。その際、SCに用いた多数個の水中コネクターの中に1個の不良品がまぎれ込み苦い失敗を経験した。又、OMのコネクター取り付け部位に不具合のあるものが見つかった。これらに対処するため、コネクターに袴を追加してシール性能を向上させ、耐圧容器内のリ-クセンサーの感度をあげ、コネクター選別方法を厳しいものに改めた。他方、回収されたSCの耐圧容器の表面に電蝕の兆候が見られたため、容器の材質をAlからTiに替えて製作し直した。これにより容器の耐圧性能も向上した。◎シミュレーション;ニュートリノ事象が生起する頻度は非常に少ない。従って、観測装置が検出する信号から疑似信号を取り除く手法を確立しておく必要がある。ニュートリノ事象はニュートリノ反応によって発生したミューオンが放射するチェレンコフ光によって検出される。海水中で光を放射するものには放射性同位元素、生物、大気宇宙線があり、これらの光が疑似信号の発生源になる。前二者については、信号のタイミング情報を使ってその影響を比較的容易に除去することができる。大気宇宙線中のミューオン成分は海中深くまで降り注ぎ、疑似信号を発生させ得る。大気ミューオンの強度は天頂角に強く依存し、角度と共に減少する。他方、ニュートリノ事象は天頂角に依存しない。そこで粒子の入射天頂角を大角度(θ≧80゚)に限ることにより、大気ミューオンの影響を抑える。但し、ミューオンの飛跡に沿って発生するカスケード粒子が放射するチェレンコフ光は入射粒子からの信号のタイミング情報を狂わせる。又、チェレンコフ光の走行距離が長くなると、海水中で散乱を受けて粒子の入射角を見誤ることになる。観測装置の性能シミュレーションを行い、これらの影響の大きさを見積もり、疑似信号を除く有効手段を検討した。◎深海実験のためのリストラ;深海で実験を行う研究は本実験に先立って観測装置の耐圧性能を十分に確認しておくことが必要である。コネクター等の小さい部品の性能試験を行う装置は持っているものの、光検出器や信号前処理器など、大きいものをテストする自前の設備がなかった。そこで内径2'x長さ10'、運用最高圧力10,000psi(水深6,600m相当)の圧力テストタンクの製作に取りかかった。現在深海現場と陸上の基地との間には電力・光ファイバー複合ケーブルが敷設されている。深海現場にはケーブルの端末である中継器が設置されている。観測装置を所定の場所に建設するには、深海現場にストリングを降ろし、ストリングと中継器とをケーブルで接続する。この作業を行うには深海ロボットを必要とする。深海ロボットは装置が完成した後にも、万一故障が発生した時には装置の診断や修理を行うために必要となる。しかし、5,000m水深で作業のできるロボットの数は非常に限られている。そこで、十分な機能をもち且つ簡便な深海ロボットを製作するための検討を行った。

◎シミュレーション;ニュートリノ事象が生起する頻度は非常に少ない。従って、観測装置が検出する信号から疑似信号を取り除く手法を確立しておく必要がある。ニュートリノ事象はニュートリノ反応によって発生したミューオンが放射するチェレンコフ光によって検出される。海水中で光を放射するものには放射性同位元素、生物、大気宇宙線があり、これらの光が疑似信号の発生源になる。前二者については、信号のタイミング情報を使ってその影響を比較的容易に除去することができる。大気宇宙線中のミューオン成分は海中深くまで降り注ぎ、疑似信号を発生させ得る。大気ミューオンの強度は天頂角に強く依存し、角度と共に減少する。他方、ニュートリノ事象は天頂角に依存しない。そこで粒子の入射天頂角を大角度(θ≧80゚)に限ることにより、大気ミューオンの影響を抑える。但し、ミューオンの飛跡に沿って発生するカスケード粒子が放射するチェレンコフ光は入射粒子からの信号のタイミング情報を狂わせる。又、チェレンコフ光の走行距離が長くなると、海水中で散乱を受けて粒子の入射角を見誤ることになる。観測装置の性能シミュレーションを行い、これらの影響の大きさを見積もり、疑似信号を除く有効手段を検討した。◎深海実験のためのリストラ;深海で実験を行う研究は本実験に先立って観測装置の耐圧性能を十分に確認しておくことが必要である。コネクター等の小さい部品の性能試験を行う装置は持っているものの、光検出器や信号前処理器など、大きいものをテストする自前の設備がなかった。そこで内径2'x長さ10'、運用最高圧力10,000psi(水深6,600m相当)の圧力テストタンクの製作に取りかかった。現在深海現場と陸上の基地との間には電力・光ファイバー複合ケーブルが敷設されている。深海現場にはケーブルの端末である中継器が設置されている。観測装置を所定の場所に建設するには、深海現場にストリングを降ろし、ストリングと中継器とをケーブルで接続する。この作業を行うには深海ロボットを必要とする。深海ロボットは装置が完成した後にも、万一故障が発生した時には装置の診断や修理を行うために必要となる。しかし、5,000m水深で作業のできるロボットの数は非常に限られている。そこで、十分な機能をもち且つ簡便な深海ロボットを製作するための検討を行った。