hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
異学年学習による総合学習における子どもの相互行為と教師集団の意識変化

総合学習の時間の特徴は、学習者が主体的に教材構成を行う点である。学習者が主体的に教材構成を行うため、結果として既存の教科の枠に収まらず、クロスカリキュラムとなる。従って、学習者が主体的に教材構成を行う活動が中心となれば、結果として成立したものが、従来の教科と極めて近い教材構成であったとしても総合学習といえる。現在、試行的に行われている総合学習において、様々な方法によって学習者の主体性を引き出そうとしている。しかし、教師側には、学習の根幹の部分を学習者に任せることにはためらいがある。結果として、教師が大筋を定め、学習者には実施方法の一部を任せるにとどまっている。本研究では、従来の学年別の学習ではなく、異なった学年の学習者を組み合わせることによって、学習の根幹の部分も学習者に任せられる部分があることを実証することを目的とした。その結果、異学年による学習は、部・クラブにおける学び合いの実態を、教科活動の中に導入するものであることを明らかにした。歴史のある部・クラブの運営においては、伝統に従つた年次計画の元、高学年学習者による集団的指導体制が形成されている。また、その高学年の姿を見ることによって、低学年学習者は来年度・再来年度における自身の役割を学ぶ。そのようなことが実際の総合学習に置いて成り立ち、教師集団が変容することを、小学校の実践と、大学における実践によって明らかにした。3年間の研究の初年度として、三つの方向で異学年学習を進めた。第一は、総合学習における異学年である。特に、異学年集団が学年構成と異学年関係を調査した。その結果、同学年同士の集団では、会話が成立しないケースが多く見られた。2学年で構成された異学年集団では「教え-教えられる」という関係が固定され、上級生の指示を下級生が従うという形になりやすかった。3学年以上で構成されると、全ての学年の発言量が増加し、また、多種多様な役割を担うことが明らかになった。そのような学習者の変容を見ることによって、教師の発言が変化することが明らかになった。次に分析したのは、教師間の異学年学習である。従来は少人数学習で多用されているティームティーチングを教師教育の場として捉え直した。一方の教師が年長の教師を主導する形式で行った。その結果、口頭で議論しても教師の行動の変容は見られなかった。さらに、一方の教師が実際に授業を行い、見せても変容が見られなかった。しかし、その後、他方の教師が実際に授業を行うことによって変容が見られた。「言って見せ、やってみせ、やらせてみせて」の3段階が教師の変容に必要であることを明らかにした。次に分析したのは、大学研究室における異学年である。30歳代後半の中堅教師と20歳の学部学生がゼミ活動を通して学び合う姿を分析した。その結果、教師の発言が多いときは、学び合いが成立しないことが明らかになった。また、教師の発言が少なくても、年長者の発言が多いと、若年者の発言は少なかった。しかし、年長者の発言が少なくなると、若年者の発言が増加した。この増加の現員は、年長者が若年者の有能性に気づき、その発言に興味を持つためであることが明らかになった。上記の分析について、複数の学会で口頭発表である。次年度以降に、学会誌、書籍で成果公開を予定している。本研究は、三つの方向で異学年学習を進めた.第一は、総合学習における異学年である。

次に分析したのは、教師間の異学年学習である。従来は少人数学習で多用されているティームティーチングを教師教育の場として捉え直した。一方の教師が年長の教師を主導する形式で行った。その結果、口頭で議論しても教師の行動の変容は見られなかった。さらに、一方の教師が実際に授業を行い、見せても変容が見られなかった。しかし、その後、他方の教師が実際に授業を行うことによって変容が見られた。「言って見せ、やってみせ、やらせてみせて」の3段階が教師の変容に必要であることを明らかにした。次に分析したのは、大学研究室における異学年である。30歳代後半の中堅教師と20歳の学部学生がゼミ活動を通して学び合う姿を分析した。その結果、教師の発言が多いときは、学び合いが成立しないことが明らかになった。また、教師の発言が少なくても、年長者の発言が多いと、若年者の発言は少なかった。しかし、年長者の発言が少なくなると、若年者の発言が増加した。この増加の現員は、年長者が若年者の有能性に気づき、その発言に興味を持つためであることが明らかになった。上記を詳細に分析し、3つの学会誌で発表し、一つの書籍を発表した。総合学習の時間の特徴は、学習者が主体的に教材構成を行う点である。学習者が主体的に教材構成を行うため、結果として既存の教科の枠に収まらず、クロスカリキュラムとなる。従って、学習者が主体的に教材構成を行う活動が中心となれば、結果として成立したものが、従来の教科と極めて近い教材構成であったとしても総合学習といえる。現在、試行的に行われている総合学習において、様々な方法によって学習者の主体性を引き出そうとしている。しかし、教師側には、学習の根幹の部分を学習者に任せることにはためらいがある。結果として、教師が大筋を定め、学習者には実施方法の一部を任せるにとどまっている。本研究では、従来の学年別の学習ではなく、異なった学年の学習者を組み合わせることによって、学習の根幹の部分も学習者に任せられる部分があることを実証することを目的とした。その結果、異学年による学習は、部・クラブにおける学び合いの実態を、教科活動の中に導入するものであることを明らかにした。歴史のある部・クラブの運営においては、伝統に従った年次計画の元、高学年学習者による集団的指導体制が形成されている。また、その高学年の姿を見ることによって、低学年学習者は来年度・再来年度における自身の役割を学ぶ。そのようなことが実際の総合学習に置いて成り立ち、教師集団が変容することを、小学校の実践と、大学における実践によって明らかにした。
先見的なプレイヤーを想定した一般化マッチング問題の分析

今年度は前年度に引き続き,非分割財市場の物々交換モデルの分析を行った.昨年度の分析では,先見的なプレイヤーを想定した場合は,コア配分の中でもパレート効率的な配分に到達する事を示したが,物々交換におけるルールの設定により結果が依存し得る事が新たに分かった.本研究結果は,先行研究より弱い概念のもとで定義されているため,プレイヤー達の間で再取引をし易くなっている状況である.しかし,複数のグループが同時に取引を行うな状況を仮定しているが,現実的には大きなグループが同時に複数に取引を行うことは,あまり多くない.マッチング問題においても,マッチングからの逸脱を考える場合は,一人の主体ないしはペア一組による組み替えを考えることが多い.しかしながら,非分割財市場におけるプレイヤーの最小単位についての明確な概念が,マッチング問題と比べ存在しない.そこで,今回の研究においては、一回のステップにおいて一グループのみが取引ができることを仮定し,一回につき再取引ができるグループの最小単位の替わりに極小性の制約を加えた.このようにルールに制限を設けた場合,どのような配分が最終的に到達され,どのような配分が安定であるかを考察した.主体の選好にある弱い仮定を課したとき,以前の結果と同様にコア内の効率的な配分が達成され得る.しかし,その仮定が満たされない場合は,同様な結果が得られるかはまだ未解決問題である.また,到達プロセスも以前の結果と比べてかなり複雑なものになっている.より強い概念を用いている先行研究では,極小性を用いたルールの制限を課してはいないが,この様なルールの制限を設けた場合でも,先行研究の結果が変わらず成り立つ事も新たに確認した.当初の研究計画にも挙げた,ゲームにおけるルールと安定性との関連性に関する一つの答えを導くことができた.二年目において,一般化マッチング問題に関する諸結果のいくつかを導出することができたため.今後の研究計画として,一般化マッチング問題における安定なマッチングの集合を調べる.また,あるマッチングの安定性を担保するために必要なルールに関する条件を導く事を目的とする.即ち,どのようなマッチングが許容されるときに,既存研究で観察される結果が導出されるかを理論的に分析をしていく.また,非分割財市場をはじめ,マッチング問題やルームメイト問題などの特殊ケースについて,一般化マッチング問題の分析により得られた結果を用いて新たな発見が期待される.今年度は,一般化マッチング問題の特殊ケースとして非分割材の物々交換モデルの先見的安定集合に関する研究を進めた.先行研究では,強支配に基づく先見性を持つプレイヤーを想定して分析がなされており,経済学でも重要な競争均衡との関連性が示されている.しかし,このモデルでは従来の経済モデルと違い,均衡配分が一般的には効率的であるとは限らない.一方,先見性を持たない近視眼的なプレイヤーを想定している先行研究では,殆どの場合,強支配ではなく弱支配を基に定義されている.即ち,各提携で財の再配分を行うときに,強支配では全ての個人がより良い財を得る必要があったが,弱支配の概念では一人だけでも改善し提携内の他の個人は損をしていない状況であっても,再配分を行うことを想定している.弱支配の概念に基づいた解概念の方が,強支配に基づいた解概念と比べより良い性質を満たしていることが知られている.しかし,この弱支配の概念の基で先見性を持つプレイヤーはまだ考えられていなかったため,今年度は,その部分に着手し,強支配に基づく概念との比較を行った.先行研究の結果との大きな相違点は,競争均衡ではなくコアに入っている効率的な配分が先見的安定集合に含まれることを示した.また,先行研究では選好に関する仮定が必要であったが,今回の結果は,取り得る個人の選好を制限することなく,一般的な状況において結果が示された.しかし,先行研究では先見的安定集合が唯一つ存在することを示しているが,本研究では複数存在し得ることが示されたため,先行研究と比べて,多様な配分が実現し得る可能性を示唆している.非分割材の物々交換モデルは,一般化マッチング問題の特殊ケースであるが,得られた結果を一般化マッチング問題にある程度適用することが期待できる.当初から関心があった,ゲームのルールと安定な配分との関連性に関する問題点が,実は特殊ケースである非分割財の物々交換モデルにおいても重要な役割を果たしていることが新たに明らかになった.すなわち,ルールの決め方次第で結果が変わり得る可能性も示し,今後の研究における参考になった.今年度は前年度に引き続き,非分割財市場の物々交換モデルの分析を行った.昨年度の分析では,先見的なプレイヤーを想定した場合は,コア配分の中でもパレート効率的な配分に到達する事を示したが,物々交換におけるルールの設定により結果が依存し得る事が新たに分かった.本研究結果は,先行研究より弱い概念のもとで定義されているため,プレイヤー達の間で再取引をし易くなっている状況である.しかし,複数のグループが同時に取引を行うな状況を仮定しているが,現実的には大きなグループが同時に複数に取引を行うことは,あまり多くない.マッチング問題においても,マッチングからの逸脱を考える場合は,一人の主体ないしはペア一組による組み替えを考えることが多い.しかしながら,非分割財市場におけるプレイヤーの最小単位についての明確な概念が,マッチング問題と比べ存在しない.そこで,今回の研究においては、一回のステップにおいて一グループのみが取引ができることを仮定し,一回につき再取引ができるグループの最小単位の替わりに極小性の制約を加えた.

このようにルールに制限を設けた場合,どのような配分が最終的に到達され,どのような配分が安定であるかを考察した.主体の選好にある弱い仮定を課したとき,以前の結果と同様にコア内の効率的な配分が達成され得る.しかし,その仮定が満たされない場合は,同様な結果が得られるかはまだ未解決問題である.また,到達プロセスも以前の結果と比べてかなり複雑なものになっている.より強い概念を用いている先行研究では,極小性を用いたルールの制限を課してはいないが,この様なルールの制限を設けた場合でも,先行研究の結果が変わらず成り立つ事も新たに確認した.当初の研究計画にも挙げた,ゲームにおけるルールと安定性との関連性に関する一つの答えを導くことができた.二年目において,一般化マッチング問題に関する諸結果のいくつかを導出することができたため.次年度以降は,一般化マッチング問題における分析も始める.一般化マッチング問題の性質は,非分割材の物々交換モデルに似ており,先行研究の理論結果も主に,この特殊ケースにおける手法を用いて分析をしている.このより一般なモデルにおいて,ゲームのルールと得られる結果の関連性を明らかにしていきたい.また,外部性が存在するマッチング問題の分析もその後に着手する予定である.今後の研究計画として,一般化マッチング問題における安定なマッチングの集合を調べる.また,あるマッチングの安定性を担保するために必要なルールに関する条件を導く事を目的とする.即ち,どのようなマッチングが許容されるときに,既存研究で観察される結果が導出されるかを理論的に分析をしていく.また,非分割財市場をはじめ,マッチング問題やルームメイト問題などの特殊ケースについて,一般化マッチング問題の分析により得られた結果を用いて新たな発見が期待される.研究成果を国際学会等で発表する予定であったが,スケジュールの都合上,国際学会に参加できなかったため,その旅費分のおおよその額が次年度使用額に相当する.次年度には,国際学会での発表が既に予定されているため,学会への参加に充てて使用する予定である.平成29年度分の繰越額の一部が残っているため,次年度使用額が生じた.次年度は,国際学会での発表が既に一つ決まっており,その旅費に充てる予定である.
変断面鋼ラ-メン構造物の設計基準の開発と最適設計に関する研究

本研究の目的は橋脚,吊橋,斜張橋タワ-などに多用されている階段状に断面が変化するラ-メン構造物の合理的設計方法を開発することにある。本年度の成果をまとめると以下のようになる。(1)Pー△法に使われる初期部材回転角の誘導一層等ラ-メン構造物に対し,有効座屈長法によって得られた強度とほぼ同一の強度が得られる条件より初期部材回転角を求めた。(2)繰り返し計算が不要なPー△法の開発Pー△法の欠点として繰り返し計算が必要であるが,この研究では,LRFD示方書のStory Shearの考え方を取り入れ,一次解析のみの結果を用いて2次解析結果を得る簡便な方法を開発した。この方法によって計算された解を繰り返し計算によって求めたより厳密な解と比較した所,実用的なパラメ-タの範囲内で誤差は非常に小さいことが判った。(3)変断面ラ-メンの最適設計と強度計算鉛直荷重と水平荷重を同的に受ける一層,二層ラ-メンについて,有効座屈長法とPー△法の両方法を用いて,最小重量設計を実施した。用いた初期部材回転角は(1)で求めた式を利用した。その結果,両手法でほぼ同程度の設計断面が得られ,(1)で提案した初期部材回転角が変断面ラ-メンに対しても適用可能なことが判った。吊橋主塔、橋脚などの土木鋼構造物に多用されている鋼ラ-メン構造物の特色としては次の点などが挙げられる。(1)薄肉の箱形断面である。(2)縦リブおよびダイヤフラムによって補剛されている。(3)縦方向に階段状に変断面の構造になっている。本研究はこれら土木構造物の特色を十分配慮して鋼ラ-メン構造物の合理的設計基準を開発し、それを基に最適設計を行うことにある。本年度の成果は以下に示す通りである。(1)鋼ラ-メン構造物の設計基準と実験デ-タによる検証鋼ラ-メン構造物の設計方法として、有部座屈長法とPーΔ法があるが、両者によって設計された構造物は必ずしも同一でない。そこで、PーΔ法に含まれる初期部材回転角ψ_0を調整することにより、両者から得られる構造物がほぼ同一になることを試みた。数値計算は、一層、二層の等断面ラ-メンについて行い、ψ_0を、細長比、材料定数の関数として与えた。その他、この研究では、箱形、補剛箱形、H形断面ラ-メンについて、統一的に局部座屈を考慮した設計式を表す方法を考え出した。また、考案した設計式を実験デ-タによって詳細に検証し、ほぼ安全側にあることを確めた。(2)変断面ラ-メンの設計基準と最適設計上の研究で得られたψ_0を用いたPーΔ法および有部座屈長により、変断面ラ-メンの強度および最適設計を行い、両方法によってほぼ同一の強度、設計が変断面ラ-メンについても出来ることを確めた。
直立姿勢の神経制御解明を目指す足関節と下腿筋のスティフネス推定法の開発

直立時の足関節と下腿筋のスティフネスを同時に推定する方法を開発し,スティフネスの調節機構を明らかにする.床反力計の上に対象者を立たせ,下腿筋に電気刺激を与えて,重心の床への垂直投影である足圧中心点の変位を計測する.足圧中心点の変位から,電気刺激によって生じる足圧中心点の変位を抽出する.抽出した信号にシステム同定法を適用して,電気刺激を入力とし,足圧中心点の変位を出力とする伝達関数を求めてスティフネスを推定する.直立時の足関節と下腿筋のスティフネスを同時に推定する方法を開発し,スティフネスの調節機構を明らかにする.床反力計の上に対象者を立たせ,下腿筋に電気刺激を与えて,重心の床への垂直投影である足圧中心点の変位を計測する.足圧中心点の変位から,電気刺激によって生じる足圧中心点の変位を抽出する.抽出した信号にシステム同定法を適用して,電気刺激を入力とし,足圧中心点の変位を出力とする伝達関数を求めてスティフネスを推定する.
初発分裂病者の15年長期転帰に関わる社会・心理学的要因に関する研究

本研究は、発生率コホート研究における初発精神分裂病者107例を対象とした、前向的長期転帰研究である。調査用の構成面接などの評価法は、事前に十分な評価者間一致率を得ている。主要な結果は以下のとおり:1.生命転帰は、生存58、志望7の計65例で判明率60.7%、脱落例は42例(39.3%)。死亡例中、自殺4例、疑い1例で、全対象者に占める自殺率は累計約68%であった。脱落例の大部分は研究開始後2年以内に脱落しており、2年後、5年後、10年後、および今回の追跡率は6割前後で一定であった。2.症候学的転帰は、本研究では少なく算出された可能性があるにもかかわらず、少なくとも約3割が現在“回復"していることが示された。これは内外の他の報告を支持する。分裂病の症候学的長期転帰は必ずしも不良ではないが、現在症や症候学的転帰は、良・不良に二極化する傾向がある。3.社会的転帰を包括的に評価は、良好群39.7%、不良群55.2%で、諸家の報告と比べて、中間の値である。4.長期経過は、挿話的な経過が約4割、持続的経過が約4割、これらの中間的な経過が2割弱となり、他家の類似の研究成果と一致する。本研究で得られた、症候学的転帰・社会的転帰・経過を総合すると、精神分裂病の転帰は必ずしも不良なものではなく、良好な一群が存在すること、また一方で、長期的に持続的に精神病性症状を呈する経過をとり、低い適応レベルにとどまる一群も存在すること、が再確認された。今後の研究課題として、初回接触前後の様々な因子(例えば、発症様式、発症から治療開始までの期間、初発症状の性質、初回エピソードの持続期間など)、初期治療内容、発症後短期の経過、発症前・後の社会心理学的要因などと経過・転帰の関係を解析して公表する予定である。1.対象の分裂病者やその家族に対して面接調査をする使用する際に使用する、構成面接法とその評価の評価者間信頼性を確立するため、実際に面接を行う精神科医において、演習を繰り返し、以下のように充分な一致率(評価項目の性質により、Intra Class Correlation(ICC)、Pairwise Agreement Rate(PAR)などで算出)を得た。(1)現在症診察表(PSE):ほぼ全ての項目で一致率は0.7以上、平均0.91。(2)物質濫用評価:全項目で0.8以上、平均0.96。(3)心理学的障害評価(PIRS-II):ほぼ全項目で0.7以上、平均0.91。(4)陰性症状評価尺度(SANS):項目によって一致率は0.520.93に分布し、平均0.67。(5)Life Chart Schedule:ほぼ全ての項目で、0.7以上、平均0.91。(6)能力障害評価尺度(DAS):ほぼ全ての項目で0.7以上、平均0.89。2.実地の対象者・家族調査は、平成7年2月末時点で、終了30例(死亡2、脱落6、評価終了22)、現在調査中28例(現在または最終の受診施設が判明し、接触可能性がある者で、このうち、死亡4例、調査協力可能10例程度)、追跡不能

49例(最終的な電話調査等で生命転帰等の判明する可能性も含まれている)である。調査終了分については、電算機への入力済みだが、追跡調査が終了していないので解析作業は未着手である。平成7年度の計画:4月までに、107例全ての対象者について、調査終了か(面接評価、死亡例調査、拒否者調査のいずれか)、あるいは、追跡不能か、が確定するので、その後、これまでの追跡調査で得られている社会・心理学的諸要因と、今回の結果(症候学的転帰および社会的転帰等)との関連について解析を行い、学会および誌上で発表する。平成7年度の研究実績の概要:追跡調査と症候学的転帰・社会的転帰1.追跡調査対象者107例のうち生命転帰の判明した者は、生存58、死亡7の計65例で、判明率(追跡率)は60.7%となった。生死不明の追跡調査脱落例は42例で39.3%を占める。死亡例は7例で判明者中の10.8%を占める。うち4例は明らかに自殺であり、1例は自殺の疑われる事故死である。2例が身体疾患による死亡であった。全対象者に占める自殺率は追跡期間中の累計で、6.27.7%となる。追跡不能例の大部分は転帰研究の開始以来最初の2年以内に追跡から脱落していた対象者であり、追跡率は、2年後、5年後、10年後、今回、とあまり大差なく6割前後で推移している。2.症候学的転帰評価時点前1ヶ月間の精神症状は、約3割で症状無しか残遺症状のみであるが、一方37.9%が入院している。症状経過は、約1/4は少なくとも過去2年間に症状が一度も無い一方で、約半数は症状が持続的である。このように現在の症状や症候学的転帰は、二分される傾向がある。3.社会的転帰社会適応度の包括的評価を良好・不良に二分すると、不良群のほうがやや多い。過去2年間の就労ないしは主婦は、53.4%半数を超えている。婚姻状況では、圧倒的に未婚が多い(62.1%)。既婚27.6%と、離婚10.3%は、前回調査より若干増加した。
酸化ストレスによって惹起される体内時計の乱れと睡眠障害発症過程の解明

睡眠覚醒や体温、代謝などのサーカディアンリズムは体内時計遺伝子に制御されている。近年酸化ストレスに関わるカタラーゼやグルタチオンペルオキシダーゼなどが日内変動を示す事が報告されており、体内時計による酸化ストレス状態の日内変動とその制御の可能性が示唆されている。一方、我々はリノール酸由来の酸化生成物ヒドロキシリノール酸(HODE)を哺乳動物の酸化ストレスレベルを評価するためのマーカーとし、独自の化学的前処理法によってリノール酸由来酸化生成物HODEやコレステロール由来酸化生成物を定量する方法を確立している。そこで我々は、酸化ストレスの日内変化を知るため、HODEの血中日内リズムを調べ、酸化ストレスレベルの日内変動にアプローチすることとした。明暗条件下で自由摂食では血中HODEは明期に低く暗期に高い日内リズムを示す事がわかった。このリズムは体内時計遺伝子ミュータントであるクロックマウスでも同様に認められた事から、体内時計遺伝子の制御とは異なる機構で酸化ストレスのリズムが形成されていると考えられた。HODEのリズムは給餌時刻を制限すると、給餌開始時刻の前後でHODE量が最低値より最高値まで変動する事がわかった。このことから、摂食リズムに連動し大きな酸化ストレスの亢進が認められる事がわかった。さらにコレステロール由来酸化生成物である7β-OHChでも同様の日内変動パターンが認められた。このような酸化ストレスの日内変動と自由行動および摂食行動のリズムパターンと連動しており、HODEは食事行動を推測するためのよいバイオマーカーとなる事が示唆された。今年度は大きくわけて3つの研究成果を得た。(1)睡眠障害モデルマウスにおける酸化ストレスマーカーHODEの血中濃度:睡眠障害モデルマウスとコントロールマウスでの血液中HODEの日内濃度変化を比較した。予想と反し、ストレス性睡眠障害モデルではコントロールマウスよりも血液中HODE濃度の低下が認められた。さらに、本実験でのいずれのHODE濃度も一般ケージでの飼育と比べて数倍高い値であった。これはストレス性睡眠障害モデルマウスの実験のマウスは回転輪付きのケージにて飼養しており、コントロールマウスでは睡眠障害モデルマウスよりも行動量が低下することから、HODE濃度の違いは運動量の違いを反映しているためではないかと考えた。このことは、HODEを運動ストレスの評価として用いる事が出来る可能性を示唆している。(2)栄養成分による血中HODE量の変化への影響:昨年度、摂食によりHODEの血液中濃度に日内リズムがある事を明らかにした。そこで、各種栄養成分によるHODE濃度変化を観察した所、糖、アミノ酸のいずれの単独投与でも上昇は認められなかった。さらに栄養成分の与え方などによりHODE量上昇のメカニズムを調べる必要がある。(3)培養細胞によるサーカディアンリズム形成に及ぼす酸化ストレス反応の影響:Per2遺伝子の下流にルシフェラーゼ遺伝子を導入したマウス繊維芽細胞を用いて、酸化ストレスが体内時計に及ぼす影響について評価した。細胞をルシフェリン入培地で培養する時に、培養細胞に酸化ストレスを与えるために汎用される過酸化水素水を添加して生物発光をリアルタイムで観察した。その結果、過酸化水素水の添加により、従来示すサーカディアンリズムが逆位相で観察され、酸化ストレスが体内時計リズム発振に影響することが予想された。リズム障害と酸化ストレスとの関係を評価するためには、ベースラインとなる酸化ストレスの日内リズムをまず知る事が必要であった。しかし、これまで血液中の酸化ストレスマーカーのヒドロキシリノール酸(HODE)を経時的に24時間測定した事がなかったので、平成23年度はマウスを用いてHODEの一日の時間的変化を調べた。その結果、血液中HODEは明期に低く、暗期に高い明瞭な日内リズムを示す事が明らかとなった。異なる酸化ストレスマーカー7β-OHChも同様の応答性をした。

これらの変動はそれぞれの酸化反応の基質となるリノール酸やコレステロールなどの濃度に日内リズムがないにもかかわらず、大きく変化する事から、生体内の酸化ストレス状態の変化を的確に捉えていると考えられる。これらの日内リズムの変化は、体内時計遺伝子クロックのミュータントマウスにおいても観察される事から、体内時計遺伝子とは独立したメカニズムのもとで酸化ストレスリズムが形成されている事がわかった。さらに、酸化ストレスに大きく影響すると予想される摂食行動との関係を調べるために、明期6時間もしくは暗期6時間の給餌時間制限を行って血液中HODEの濃度変化を見たところ、暗期給餌では自由給餌と類似した日内変動パターンを示す一方、明期給餌では明期にHODEが高くなり、暗期に低くなる反転のパターンを示した。つまり、摂食行動による酸化ストレスリズムが認められる事を示唆しており、行動リズムを反映した時計遺伝子と異なる新規のバイオマーカーとしてのHODEの利用に関して特許出願を行った(特願2012-067165)。24年度には睡眠障害モデルマウスにおける酸化ストレスマーカーの継時的変動を解析し、給餌性で見られた酸化ストレスの日内リズムに対して、ストレス性睡眠障害が及ぼす影響を解析する事としている。年度初めには震災と節電の影響で動物実験を中心とした研究実施ができない可能性もあったが、予想以上に興味深いデータを初めの時点で得る事が出来た。これまで日内行動リズムに連動した血液中酸化脂質を指標とした酸化ストレスリズムの存在を明確にし、それらのデータを下に知財化まで達成することができ、予定していなかった特許出願が年度内に終了したことから順調であると考えている。これまでの研究成果は、5月に学会発表、平成24年度の間に論文発表を行う。また、さらに既に出願した特許に対しての追加データを加えながら、知財の強化にもとりくむ。さらに睡眠障害モデルマウスの血液中での酸化ストレスの変化を解析するとともに、ストレスの及ぼす酸化リズムへの影響や細胞レベルでの酸化リズムの解析を進めていく。大型の備品購入の予定はない。培養細胞関係試薬、遺伝子発現解析試薬、動物実験試薬、酸化脂質分析用試薬等の試薬消耗品を中心に使用する事を予定している。
木質バイオマスからの高濃度エタノール生産の実現

木質系バイオマスからエタノールを生産するための最終段階にアルコール発酵がある。この工程を行う酵母は様々な要因により発酵の進行を阻害される。その阻害要因として発酵で生成するエタノール及び熱が挙げられる。酵母が高濃度のエタノール耐性を獲得すれば、高効率燃料生産が可能となる。そこで本研究では高濃度エタノール生産が可能な酵母作出のため、それらに対する酵母の反応特性を解析した。さらに高濃度生産のためには、基質が高濃度であることも重要なため、グルコース濃度を上昇させ発酵を行った。またこれらの及ぼす影響をモノー式及びミカエリス・メンテン式に当てはめて各種パラメータを決定し定量的な解析を行った。木質系バイオマスからバイオ燃料の一つであるエタノールの生産する工程において重要なステップに発酵がある.その発酵を高効率に行うには発酵工程に存在するあらゆる阻害影響に耐性の酵母を作出しなければならない.通常,木質系バイオマスからエタノールを生産する工程では,糖を生成しやすくするために各種前処理を施す.前処理の中でも水熱前処理は熱水で処理するためバイオマスが過分解し,各種発酵阻害物質が生成する.現在までの研究において各種発酵阻害物質が酵母の増殖および発酵に阻害的な影響を及ぼすことが明らかになっている.また,その他に酵母の阻害物質として挙げられるのが発酵工程で生成するエタノール及び熱である.酵母はグルコースから発酵によってエタノールと二酸化炭素を生成する.ある程度の濃度であれば,酵母は生成したエタノールに対し耐性機構を持つが,高濃度エタノール存在下では阻害を受け発酵効率が低下する.しかしながら,現在のバイオエタノール生産濃度は,蒸留前で15%程度以下にとどまっており,より高濃度でエタノール生産を行うことが高効率燃料生産の鍵となっている.高濃度発酵を目指すには,原料を高濃度にしなければならなく,それに伴い,先の各種物質も高濃度で存在することとなる.そこで本研究では,高効率エタノール生産を実現するため,高濃度エタノール耐性の酵母を作出し、尚且つ各種発酵阻害物質に耐性の酵母を作出することを目的とした.現在までに酵母の発酵効率に対し高濃度エタノール及び各種発酵阻害物質,発酵によって生じる発酵熱の阻害影響を確認している.さらにエタノール及び各種発酵阻害物質は濃度依存的に阻害影響を及ぼし,その阻害が起きはじめる濃度も明らかにしている.また発酵のみならず酵母の増殖に対するエタノールの阻害影響を解析したところ,酵母の増殖期および定常期の両方に影響を及ぼすことを明らかにした.加えて,先に述べたように酵母の発酵効率は発酵によって生成する発酵熱によっても阻害影響を受け,またその影響は高濃度エタノールの存在下で促進されることが示唆された.本課題で使用している酵母は最適温度が30度であり,高温で著しく発酵効率が低下するため,高温,且つ高濃度エタノール条件で発酵可能な酵母を作出する.国内の主なバイオマスである木質系バイオマスから、バイオ燃料であるエタノールを生産するためにはアルコール発酵を行わなければならない。この工程は主に酵母が行うが、様々な要因により発酵の進行が阻害される。阻害要因の一つである発酵阻害物質は、木を糖にまで分解しやすくするために必要な前処理工程で生成する。現在までの研究において各種発酵阻害物質が酵母の増殖および発酵に阻害的な影響を及ぼすことを明らかにした。上記に加え、酵母に阻害影響を及ぼすのが、発酵で生成するエタノール及び熱である。酵母は自身が生成したエタノールに対し低濃度では耐性機構を持つが、高濃度エタノール存在下では阻害を受け発酵効率が低下する。より高濃度のエタノール耐性を持つことができれば、高効率燃料生産が可能となる。そこで本研究では、高濃度エタノール生産が可能な酵母を作出するための酵母の高濃度エタノールにたいする反応特性を解析した。まず、酵母の発酵効率に対し高濃度エタノール及び各種発酵阻害物質、発酵によって生じる発酵熱の阻害影響を確認した。酵母の増殖に対するエタノールの阻害影響を解析したところ、エタノール濃度10%で強く阻害影響が表れた。またこれらのエタノール及び熱の酵母増殖、発酵それぞれに及ぼす影響をモノー式に当てはめてVmaxおよびKsのパラメータを決定した。その結果、高濃度エタノールは酵母の増殖期に強く影響を及ぼすことが明らかになった。さらに、酵母の生存率に加え、生体内ATP量に高濃度エタノールが及ぼす影響を解析したところ、12.5%のエタノール存在下でもATP量が変わらないことが明らかになった。初年度では高濃度エタノールに対する酵母への影響を解析し,またその阻害影響は他の阻害物質である発酵阻害物質及び熱と複合的な影響を及ぼすことを明らかにした.またそれらは個々の阻害物質の濃度及び温度上昇の程度によって大きく影響が変動していることも明らかとした.実際のバイオ燃料生産のためのエタノール発酵槽では,それらの阻害物質が共存している.より現実的な影響を解析するために,今後も高濃度エタノールに対する耐性のみならず,各種発酵阻害物質及び熱の影響を考慮し,複合的な影響を解析することとする.

まずは,耐性酵母を作出するための緒として,各種阻害物質存在下での細胞内活性酸素の生成量変化などの生理的な解析を行う.得られた知見から各種ストレスに共通の因子もしくは遺伝子を同定し,遺伝子改変を行うことによって各種ストレスに耐性の酵母を作出する.またそれと並行して各種阻害物質の影響を定量的に解析するために各種阻害影響を厳密に考慮した発酵の式を作成しモデル化を行う.バイオマス阻害物質の影響を当初よりも詳細に解析する必要が出てきたため,阻害影響解析に焦点を置いた.次年度は生理的な解析を行うための各種試薬の購入に使用する計画である.先に挙げた解析に加え,研究成果を国際学会で発表する予定であり学会参加費に使用する計画である.
口腔扁平上皮癌の浸潤・転移におけるInvadopodiaのメカニズムの解明

NOFまたはCAFとの共培養は、低浸潤性のH357細胞および高浸潤性のSCC4細胞の遊走および浸潤を有意に亢進させた。Tks5およびMT1-MMPタンパク質の両方の発現レベルおよびTks5の発現スポットの数は、H357およびSCC4両細胞ともに、SFMとの培養と比較し、NOF-CMまたはCAF-CMとの培養によって有意に増加した。さらに、OSCC細胞の遊走能および浸潤能は、Tks5の抑制によって減少した。これらの結果は、侵略馬の形成は、OSCC細胞の移動および浸潤にとって重要な機構であり、OSCC細胞と線維芽細胞との相互作用によって調節されることが示唆された。口腔扁平上皮癌におけるCaveolin-1(CAV1)の発現と臨床病理学的因子との関係を検討した。さらには転移リンパ節でのCAV1発現と生命予後との関連についても検討した。まずは原発巣におけるCAV1の発現と臨床病理学的因子との関係を検討した結果、TNM分類におけるN分類、病理学的リンパ節転移の有無、細胞分化度、癌浸潤様式(山本・小浜分類)とCAV1発現との間に有意差を認めた。5年累積生存率においてもCAV1発現群では有意に予後不良であった(p<0.05)。単変量解析の結果、年齢、T分類、N分類、CAV1発現の有無に有意差を認め、さらなる多変量解析の結果、T分類とCAV1発現が独立した予後因子となった。また、転移リンパ節におけるCAV1発現を検討した結果、強発現群では有意に予後不良であるとの結果であった。よって、CAV1が口腔扁平上皮癌の浸潤や転移に関わっている可能性があり、さらにCAV1が口腔扁平上皮癌の有用な予後予測因子となることが示唆された。次に、浸潤様相の異なる細胞株(浸潤様式4D型;HOC313、4C型;OSC-19、3型;OSC-20)におけるCAV1のmRNA発現レベルをreal-time PCR法にて検討した結果、高浸潤性であるHOC313細胞のCAV1のmRNAの発現量が有意に高値を示した。そこで同じ3種類の細胞株を用い、CAV1タンパクの発現量をWestern blotting法にて検討した結果、CAV1タンパクの発現は高浸潤性のHOC313細胞において、その他の細胞と比較し減少していた。平成27年度途中で育児休暇を取得したため、平成26年度の研究結果から特に進んでいないのが現状である。平成27年度途中より育児休暇を取得したため、平成27年度に行う予定であった研究内容に関しては平成28年度に行うこととなっている。平成26年度の進捗状況としてはやや遅れている状況であったため、平成27年度においてもやや遅れている状況となっている。浸潤能の異なる2種類の口腔扁平上皮癌(OSCC)由来細胞株(SCC4、H357)ならびに正常線維芽細胞株(NOF5)、NOF5をTGFbeta処理にて作成した癌関連線維芽細胞(CAF)を使用し、口腔扁平上皮癌細胞とNOF5またはCAFとを非接触性に共培養することにより、口腔扁平上皮癌細胞の浸潤、遊走への影響ならびにその際のInvadopodia関連因子の発現変化について検討した。その結果、NOF5ならびにCAFと共培養した2種類のOSCC細胞株ともに遊走能、浸潤能が亢進した。また、NOF5ならびにCAFの培養上清で培養することにより、OSCC細胞のInvadopodia関連因子の一つであるTks5の発現が上昇し、さらに細胞外基質分解酵素の一つであるMT1-MMPの発現も上昇した。その発現上昇を認めたTks5が実際の培養細胞ではどのように発現しているかを検討する目的で、OSCC細胞株におけるTks5の発現を蛍光免疫染色にて検討した。その結果、細胞の底面にSpot(点)として確認でき、NOF5やCAFの培養上清で培養することによりその発現Spotの数が増加した。臨床切片におけるInvadopodia関連因子の発現を免疫組織化学染色を用いて検討する予定であったが、症例数が少なく、検討するに至っていない。これまでの研究でInvadopodiaの形成に腫瘍間質が大きく関わっていることが示唆された。そこで腫瘍と間質の相互作用についてさらなる検討を行い、Endotherin(ET)と口腔扁平上皮癌の進展に関して検討を行った。ET-1は腫瘍細胞の細胞質ならびに細胞膜に高発現し、ETARは腫瘍細胞の細胞膜に高発現していた。さらに、ET-1およびETAR共に、陽性症例は腫瘍細胞ならびに間質細胞にも発現を認めた。ET-1ならびにETARが共発現している症例をEt axis陽性症例とした。ET-1陽性症例は43例(58.1%)、ETAR陽性症例は35例(47.3%)、ET axis陽性症例は28例(37.8%)であった。臨床的因子である年齢、性別、原発部位、T分類、N分類、臨床病期に関しては有意差を認めなかった。一方、病理組織学的分化度に関しては、低分化型扁平上皮癌においてET-1ならびにET axis陽性症例が多く、有意差を認めた。腫瘍浸潤様式に関しては、高浸潤性の口腔扁平上皮癌においてET-1が発現した症例が多いのに対し、ETARは高浸潤である程発現しているものの、有意差は認めなかった。Et axisに関しては浸潤様式との間に有意差を認めた。

生存率とET-1、ETARの発現ならびにET axisの関係を検討した結果、ET-1陽性症例ならびにET axis陽性症例は陰性症例に比べて有意に生存率が低かった(ET-1;p<0.05, ET axis;p<0.01)。一方、ETARの発現と生存率との間には有意差は認めなかった(p=0.06)。単変量解析の結果、病理組織学的分化度、腫瘍浸潤様式、ET-1発現ならびにET axisと生存率との間に有意差を認めたが、多変量解析を行なった結果、いずれの因子においても有意差は認めず、それぞれ独立した予後因子とはならなった。NOFまたはCAFとの共培養は、低浸潤性のH357細胞および高浸潤性のSCC4細胞の遊走および浸潤を有意に亢進させた。Tks5およびMT1-MMPタンパク質の両方の発現レベルおよびTks5の発現スポットの数は、H357およびSCC4両細胞ともに、SFMとの培養と比較し、NOF-CMまたはCAF-CMとの培養によって有意に増加した。さらに、OSCC細胞の遊走能および浸潤能は、Tks5の抑制によって減少した。これらの結果は、侵略馬の形成は、OSCC細胞の移動および浸潤にとって重要な機構であり、OSCC細胞と線維芽細胞との相互作用によって調節されることが示唆された。活性型であるp-CAV1の発現をWestern blotting法にて検討しているが、いまだはっきりとした発現を認めないでいる。また、浸潤に関わっているとされるMMP-2や潜在型であるpro-MMP-2、pro-MMP-9の発現に関してゼラチンザイモグラフィーにて検討する予定であったが、細胞の培養が思うようにいかず、まずはWeastern blottinng法によるタンパク発現の検討を優先することになった。細胞培養の状況は安定しているため、培養細胞における各Inadopodia関連タンパクや遺伝子発現の検討、細胞外基質分解酵素の発現や活性化の検討、遊走能・浸潤能の検討など、平成27年度以降に行う予定であった研究を随時行っていく予定である。臨床切片におけるInvadopodia関連因子の発現を免疫組織化学的に検出し、臨床病理学的因子との関係を検討する。また、その発現様式と5年累積生存率との関係を検討し、Invadopodia関連因子が口腔扁平上皮癌の予後因子となりうるかを検討する。また、Invadopodia関連因子のsiRNAを用い、コラーゲンゲル浸潤モデルによる浸潤抑制効果ならびに正所性移植モデルによる腫瘍の進展抑制効果の検討を行う。口腔癌今後、p-CAV1の発現については、1次抗体を変更することも考慮に入れつつ、IV型コラーゲンをコーティングしたシャーレ上で培養した細胞において発現を検討することも考えている。また、これから細胞培養が安定してくると考えられ、それに伴いさらなるInvadopodia関連因子のタンパク発現や、ザラチンザイモグラフィーによる細胞外基質分解酵素であるMMPsの発現やその活性化を確認することができると考える。そして平成27年度以降の研究に随時着手していくこととなる。育児休業取得のため、平成27年度に行う予定であった研究を実施することができず、平成28年度に当該研究を実施することとなった。実験に用いる試薬や消耗品を効率的に使用できた。平成27年度に行う予定であった研究に対して使用する予定である。平成29年度に行う予定の実験計画の一部(消耗品、試薬)に使用する。
対称性の力学的破れと統一理論

平成79年度の三年間にわたる本研究の研究成果は多岐にわたっている。詳細は研究成果報告書にゆずり、ここでは、主な分担者の主なものについてごく簡単に触れる。1.対称性のダイナミカルな自発的破れや力学的破れに基づく統一理論の分野:青木健一は、gauged NJL模型に対してWilson流くりこみ群方程式を用いて解析する方法を開発し、従来の東島-Miranskyの改善された梯子近似を超える近似法を与えた。坂東は、ゲージ粒子がダイナミカルに生成される可能性を考察し、現在の標準模型や統一模型とどう関連しているかを調べた。原田は、光円錐上で量子化した場の理論の諸問題を研究した。鈴木博は、格子上でのカイラルなフェルミオンのゲージ共変な取り扱いとして、連続理論での共変正則化の考え方を応用した定式化を提案した。九後は、gauge-Higgs-Yukawa系に対し、どのような場合にnon-trivialになるのかをくりこみ群を用いて解析し、理論の満たすべき条件を明らかにした。中野は、アノマラスU(1)ゲージ対称性に基づく超対称性の力学的破れについて総括した。末廣は、一般次元に拡張されたChern-Simons理論の量子化を行った。菅本は、B中間子の崩壊に関する問題や、中性子の電気双極子能率と宇宙のバリオン生成を研究した。2.超対称ゲージ理論や弦理論におけるdualityや非摂動論的ダイナミックスの分野:加藤は、時空の非可換性を出発点にして弦理論の非摂動的な定義を与える一つの試みを提唱した。風間は、有限の質量を持つ量子化されたD粒子同士の散乱振幅を初めて計算した。国友は、I型超弦理論におけるD5-braneの基底状態を記述する位相的場の理論を構成し、D5-braneの第2量子化について考察した。松尾は、String JunctionのBPS条件の簡単な導出をM理論の立場から行い、DブレインのBPS状態の質量公式をあからさまに計算しU双対性を検証した。矢彦沢は、相対論的場の理論におけるストリング状のVortexの有効作用を組織的に計算した。今年度の本研究班の研究実績は、11.研究発表の項に見るように多岐にわたっている。ここでは、研究実施計画の項目に沿ってそのうち主なものについて述べる。1.対称性のダイナミカルな破れの計算技術開発・カイラル対称性のダイナミカルな自発的破れの分野では、次のような仕事がなされた。東島は、改善された梯子近似でQCDのカイラル対称性の動的破れを調べた。山脇は、Thirring模型をhidden gauge対称性を持ったゲージ理論として議論した。近藤は、Thirring模型のボゾン化を論じた。九後はGauge-Higgs-Yukawa系のNontrivialityとgauged NJL模型のくりこみ可能性を明らかにした。青木健一は、Wegner-Houghtonくりこみ群方程式に対するlocal potential近似が有効であることを確かめた。青木慎也は、Wilson actionのquarkを持った格子QCDの相構造、およびKogut-Susskind quarkの場合のcharmoniumのスペクトルを調べた。牟田は、有限温度やdeSitter時空での4-fermion NJL模型に対して相構造を調べた。

力学的破れに基づく統一理論や、現在の標準模型・超対称標準模型、あるいはそれを越える模型の分野でも様々な仕事がなされた。前川は、Vector-likeフェルミオンの凝縮で電弱対称性が破れる模型を提唱し、SおよびTパラメータが小さくなり得る事を示した。菅本は、初期宇宙におけるCP violationおよびBaryon asymmetryの生成を論じた。舟久保らはElectroweak bubble wallでのCP violationの状況を調べた。赤間は、quark-leptonのsubstructureが電弱oblique補正にどう効くかを調べた。石田は、共変なハドロンspring模型で、軽いquarkから重いquarkを含むものまで統一的にweak transitionを計算した。日笠は、超対称標準模型で、次元の無い結合定数に対する超対称関係式が、soft breaking項の影響でどのくらい幅射補正を受けるかを計算した。栗本は、W_Rが存在した場合、CP角の決定にどのように効くかを調べた。北沢は、Zbb vertexに対するExtended Technicolorの効果を論じた。本研究班の今年度の研究実績も多岐にわたっているので、ここでは、そのうち主なものについて述べる。1.(カイラル)対称性のダイナミカルな自発的破れや力学的破れに基づく統一理論の分野では、次のような仕事がなされた。青木は、gauged(or non-gauged)南部-Jona-Lasinio模型に対してWilson流くりこみ群方程式を用いて解析する方法を発展させ、従来の東島-Miranskyの改善された梯子近似の基礎付けを与えるとともに、それを超える近似が可能であることを明らかにした。坂東は、漸近自由でないゲージ理論の場合に、bottomとτの質量比m_b/m_τやtopの質量m_tがどのように予言できるか、その計算法と模型の構成を議論した。鈴木は、格子上でカイラルフェルミオンをゲージ共変に取り扱う方法を提唱した。中野は、Anomalous U(1)やR対称性とスカラー質量の普遍性について考察した。原田は、ゲージ理論の光円錐量子化におけるzero-modeの取り扱いと対称性の自発的破れの関係を議論した。2.超対称ゲージ理論や弦理論におけるdualityや非摂動論的ダイナミックスの分野でも様々な仕事がなされた。九後は、U(N_f)/U(N_c)*U(N_f-N_c)Grassmann模型において存在するゲージ対称性の厳密なduality、U(N_c)【tautomer】U(N_f-N_c)、がSeibergのdualityを基礎付ける可能性について考察した。国友は、弦のS-行列生成汎関数を用いてtypeIコンパクト化した場合の無限大の相殺機構を論じた。矢彦澤は、ソリトン背景場があるときのnoncritical stringの非摂動的効果を計算した。風間は、二次元dilaton重力理論の可解模型を統一的に扱う新しい方法を開発した。末広は、二次元のgl(1;R)の一般化されたChern-Simons理論を量子化した。菅本は、四次元重力を2-formを用いて位相的に定式化し、時空を生成する可能性を議論した。
冷却原子気体における熱的位相すべりによる超流動流の減衰

本年度は昨年度に引き続きアメリカの実験グループが報告したリングトラップ中の有限温度超流動体の超流動流の減衰に関する実験[Kumar et al., Phys. Rev. A 95, 021602(R) (2017).]についてのより詳細な理論解析を行った。昨年度までに擬2次元リングトラップ系の解析を行ったが、実際の実験のセットアップは擬2次元とは言えず、より定量的な結果を得るためには3次元系の計算が必要であった。本研究では、3次元系での計算を行い、擬2次元系の計算と定性的に同じ、すなわち熱的活性化による位相すべりはNISTの実験では起きていないという結論を得た。また、3体ロスを含んだ3次元系Gross-Pitaevskii方程式の数値シミュレーションにより、3体ロス誘起の超流動の減衰がNISTの実験で観測された超流動の減衰の起源の可能性の一つであることを提案した。また、本年度はドイツの実験グループが発表した論文[R. Labouvie et al., Phys. Rev. Lett. 116, 235302 (2016)]に触発され、局所的な粒子数ロスがある系における超流動流の安定性についての研究を行った。この実験では初期状態によって、異なった状態が安定に出現する双安定性が実験的に観測された。本研究では、実験的に観測されたこの双安定性を理論的により理解するために、複素係数デルタ関数ポテンシャル(粒子数ロスを記述する)と、実係数のデルタ関数ポテンシャル(ピン留めポテンシャル)を有する1次元Gross-Pitaevskii方程式を考え、この方程式の厳密解を得た。この厳密解を用いて、この系では広いパラメータ領域で双安定性を示すことを示した。また、この系では異常ヒステリシス現象と呼ばれている、一方向性を有するヒステリシスが存在することも示した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度はイタリアのLENSグループの実験をきっかけにした1次元光格子中のボース気体の熱的活性化による位相すべりの研究を行った。実験グループは1次元光格子中のボース気体を生成し、トラップポテンシャルを急に動かすことで二重極振動を誘起し、その減衰の様子を観測した。二重極振動の減衰からは超流動流の減衰機構の一つである位相すべりの情報を引き出せることが理論的に示されている。とくに、二重極振動の減衰率のパラメータ依存性に減衰機構の違いが反映される。このことを用いて、彼らは観測結果から量子的な位相すべりを実験的に観測したと主張した。しかし、彼らの解析では熱的活性化による位相すべりの可能性を考慮しておらず、本当に量子的な位相すべりが起きたかどうかは明らかではなかった。本研究では、LENSグループの実験のパラメータを用い、熱的活性化による位相すべりだけを仮定し、二重極振動の減衰率をGross-Pitaevskii方程式、Bogoliubov方程式、およびKramers公式を用いて計算し、実験結果と比較した。計算結果は実験とほぼ定量的に一致した。これらの結果から、LENSグループの実験では量子的な位相すべりではなく、熱的な位相すべりを観測したものであるという結論を得た。本研究結果は冷却原子系で初めて熱的活性化による位相すべりの定量的な計算が成功した例である。超流動流の減衰の定量的な予言は一般に難しいため、この成功は超流動の研究にとって意義があると言える。本年度は当初予定していた、リングトラップ中の超流動流の減衰の研究よりも先に2016年初めに発表されたLENSグループの実験結果の解析に取り組んだ。これは、リングトラップ系の数値計算コストを見積もったところ、計算コストが大きく、数値計算がすぐには難しいことがわかったためである。そのため先に、より計算が簡単でかつ興味深い実験結果が報告された1次元系の研究を行い、感覚をつかんだ上でリングトラップ系の研究に移ることとなった。この変更に伴い、28年度の研究費を繰り越すこととなった。研究実績の概要で述べたように1次元の理論計算は実験を定量的に再現している。これは当初予期していなかった成果である。また、当初予定していたリングトラップ系の計算も開始できた。以上より本研究課題は当初の計画以上に進展していると言える。本年度はアメリカのNISTの実験グループが発表したリングトラップ中のボースアインシュタイン凝縮体の超流動流の減衰に関する実験の理論解析を行なった。この実験で彼らはwinding number1の超流動流状態を用意し、その時間発展を観測することで超流動流の寿命の測定を行なった。その結果、超流動流の寿命の温度依存性が明らかになった。しかし、この超流動流の減衰機構については彼らの解析では明らかにすることができなかった。本研究では、まず有限温度の超流動減衰機構で典型的なものとして知られている熱的活性化による位相すべりが起きると仮定した計算をGross-Pitaevskii方程式、Bogoliubov方程式、およびKramers公式を用いて行なった。その結果、寿命が実験の時間スケールに比べてはるかに大きいという計算結果を得た。これは、NISTの実験では熱的活性化による位相すべりは起きていないことを意味する。そこで、別の可能性として、3体ロスが誘起する超流動流の減衰の提案を行なった。