hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
老人性痴呆の病因と予防に関する研究-カルシウム関連因子の関与について-

これらのことよりアルツシハイマー型痴呆と脳血管性痴呆ににはそれぞれ異なるカルシウム代謝異常が存在し、アルツハイマー型痴呆の病態に血中副甲状腺ホルモンの高値、1,25ジヒドロキシビタミンDの低値が関与している可能性があり、また脳血管性痴呆には血中カルシトニンの低値が関与している可能性を明らかにした。2.動物実験マイクロダイアリス法により、in vivoでのラット脳線状体におけるアセチルコリン産生に与える多価不飽和脂肪酸投与、加齢、カルシウム代謝調節因子の影響を検討した。多価不飽和脂肪酸投与ラットおよび高齢ラット(2才齢)ともに脳内アセチルコリン産生量の基礎値およびアトロピン負荷時の反応性が低下していることを見いだした。さらにビタミンD欠乏ラットにおいても脳内アセチルコリン産生が低下していることを見いだしており、1,25ージヒドロキシビタミンDの投与による回復および他のカルシウム代謝調節因子による影響の検討を予定している。老年期痴呆は加齢に伴い増加し、高齢化社会を迎える我国にあって重要な老年期疾患であるが、この時期はヒトのカルシウム代謝にも異常を来す時期に一致する。高齢者のカルシウム代謝においては男女差が知られているため、今回は老年女子60名(79±7才、範囲63ー94才)につき、老年期痴呆へのカルシウム代謝調節因子の関与につき検討を加えた。痴呆の程度は長谷川式簡易痴呆スケ-ルにより評価し、2232.5点の非痴呆群(18例)と021.5点の痴呆・前痴呆群に大別し、後郡は虚血スコアによりアルツハイマ-型痴呆群(22例)と脳血管性痴呆群(20例)に分類した。これた3群において平均年齢(各78±6、81±7、80±8才)に有意差は無かった。非痴呆群に比し、アルツハイマ-型痴呆群では血中カルシウム値の有意(P<0.01)の低値、血中副甲状ホルモン値の有意(P<0.05)の高値、尿中カルシウム排泄量の有意(P<0.01)の高値および血中1,25ージヒドロキシンビタミンDの低値傾向を示した。また比痴呆群とアルツハイマ-型痴呆群を合わせた群において長谷川式簡易痴呆スケ-ルの得点と血中カルシウム、1,25ージヒドロキシンビタミンD値は有意(P<0.05)の負の相関を示した。このことは、老年期痴呆例のうちアルツハイマ-型老年期痴呆群においては、活性型ビタミンD低下によると考えられるカルシウム欠乏状態が存在し、二次性の副甲状腺機能亢進状態にあり、これらのカルシウム代謝異常が本症の病態に関与していると考えられた。一方、脳血管性痴呆群では、これらの異常を認めなかったが、非痴呆群と比較して血中カルシトニンの低値傾向を認めた。カルシトニンには抗動脈硬化作用も知られており、脳血管性痴呆の病態には、血中カルシトニン濃度の低下が関与している可能性が考えられた。これらのカルシウム代謝異常の改善により老年期痴呆発症・進展の予防の可能性が期待される。
高度分子変換を指向したキラル金属アルコキシド触媒の開発

本研究は、不斉アルドール反応などの不斉炭素-炭素結合生成反応において、反応後、系中に添加したアルコールにより再生できる、キラルなスズメトキシドを初めとする全く新しいタイプのキラル金属アルコキシド触媒の開発および、それらを用いた高度分子変換反応の開発を目的とする。これまでの研究において、アルケニルトリクロロアセテートを用いるアルドール反応で様々なアキラル金属メトキシド触媒を試した結果、ジブチルスズジメトキシドが最も高い反応性を示した。さらにビナフチル骨格を持っキラルなスズジブロミド錯体を触媒に用いた場合に良好な不斉誘導が見られた。そこで本年度は、まず、メタノールで再生可能な不斉触媒として、上記キラルスズジブロミドから誘導される錯体を含め、ビナフチル環上に置換基を導入した上記キラルスズ錯体の誘導体を幾つか合成し、アルケニルトリクロロアセテートとアルデヒドとの不斉アルドール反応において、その触媒活性および不斉触媒としての性能について検討を行った。その結果、3,3'位にフェニル基を初めとする各種アリール基を有するキラルスズジメトキシド触媒を反応系中で発生させ、そのまま本アルドール反応に適用してみたところ、目的とする付加体がアンチ選択的に得られ、そのアンチ体にこれまでで最高の54%eeのエナンチオ選択性が見られた。さらに上記アルドール反応で顕著な触媒活性を示したジブチルスズオキシドを触媒として用いた場合に、アリル基移動反応が円滑に進行することも見出した。本反応には、芳香族アルデヒドのみならず、α,β-不飽和アルデヒドや脂肪族アルデヒドも適用することができ、対応する第二級ホモアリル型アルコールが最高99%の化学収率で得られた。また、β-位がアルキル化された第三級ホモアリル型アルコールをアリルドナーとして用いた場合には、分枝型生成物が位置特異的に生成した。
船舶流体力学における随伴変分原理に関する研究

本研究は滑走艇等の非自己随伴未定境界面問題に対して、随伴変分原理の作成を試みたものである。この問題の難しさは、境界値問題に対する積分方程式の積分範囲が未定になっていることである。このため、境界面そのものを決定するための積分方程式を必要とし、結局、連立積分方程式を解くことに帰着される。したがって、本研究で目的とする変分原理は、少なくとも2つの積分方程式をオイラー式とすることが必要である。常微分方程式で表現された非自己隣伴固有値問題の場合でも、積分因子を乗じれば自己随伴化を行うことができる。この事実を元に、上述の問題に対する変分原理を、以下の手法で形式的に作り出すことができることがわかった。1.水面上の圧力条件を恒等的に満足するように、速度ポテンシャルをグリーン関数表記する。2.未知変数は物体底面圧力に積分因子を乗じて一階積分した一般化された渦線関数をとる。このとき渦線関数の性質として水面では0または定数となる。3.物体表面条件も水面の運動学条件も同じ形である。これらを水面に水平方向に1階積分して、物体表面高さ、水面高さの水平方向微分が現れないように、積分因子を求める。4.汎関数として、水面と物体表面を区別することなく、運動学条件の残差に関する積分表式に積分因子、および随伴渦線関数を乗じた重率残差積分を定義する。5.渦線関数の性質により、水面部分の積分は陽に1階積分でき、ここで水面高さと物体底面高さの一致条件を課せばよい。今年度は次の2点について調査した。1)密度成層流に対する変分原理自由表面を有するポテンシャル流れで有効なLukeの変分原理を多層流に応用することを試みた。彼の汎関数はポテンシャル圧力すなわち速度ポテンシャルの時間微分値、運動エネルギ、重力ポテンシャルの和を領域積分し、さらに任意の時間の間、時間積分したものである。これは随伴変分原理ではないが、汎関数が停留するとき、界面における非定常の圧力条件および運動学条件が自然条件として満足される。多層流でも密度の一定の各層中で、同様の積分により汎関数を作ると、この汎関数は層同士の界面における圧力条件および運動学条件を自然条件とすることがわかった。しかし、時間の積分下限と上限における、速度ポテンシャルと界面位置を基本条件としているため、その時間で厳密解が知られていない限り、この変分原理は有効ではない。そこで時間を0から無限時間とし、油流出のように終端時に静止する場合を想定し、簡単な試験関数を用いて油塊の時間運動を調べたところ、油塊の広がりを速度等を推定するのに有用であることが分かった。2)非定常滑走艇の変分原理重力影響を伴う滑走艇の非定常未定浸水面問題の順解法を試みた。流場を遠場と近場に分け、遠場では定常振動的に強さが変動する渦による速度ポテンシャルで波動流場を表現し、近場では遠場と波高の挙動をマッチさせた準定常流場と考え、拘束渦分布と総循環を未知とする連立積分方程式を作った。線形理論に基づく速度ポテンシャルにも関わらず、この解は浸水長の非線形的な変動をうまく表現できることが分かった。今年度は非定常滑走艇の変分原理について次の2点について調査した。1)重力影響を伴う滑走艇の非定常未定浸水面問題の順解法この問題は非定常波動が生じるため、定常翼理論をそのままには延長できない。そこで2次元非定常翼理論に倣った解法を試みた。問題は2点あり、一つ目は定常滑走艇理論は翼理論と全く同じ定式化であるにも関わらず、非定常問題では波が生じるため見かけ上の定式化が異なる。2点目は滑走艇後端での水切れ条件、すなわちクッタの条件が何かを明らかにすることである。前者の問題はフーリエ変換表示の波動グリーン関数を、変数変換により、水面に分布する渦面で表現できることが分かった。

これで問題は船底圧力を未知関数とする積分方程式に帰着された。後者の問題は物理的には波面の挙動に関する条件であるが、積分方程式を作る上では、水面圧力が0の条件でよく、渦表現では滑走艇下半部の渦の総量の時間変化率と単位時間当たりの流出渦度の和が0という条件に置き換えうることがわかった。2)非定常滑走艇の随伴変分原理定常問題にならった変分原理の作成を試みた。定常問題の順解法では、滑走艇の傾きに関する方程式と滑走艇の高さに関する方程式の2本が必要であり、随伴変分原理とするためには順流れに加えて逆流れの方程式の合計4本の連立積分方程式をオイラーの方程式が導出できる必要があった。このため、未定関数は圧力ではなく、船底圧力の不定積分関数と、その後端での値、即ち渦の総循環の2つに分割することで対処していた。非定常滑走艇の場合は、圧力の時間的伝播を考慮した不定積分関数を考えることで、4本のオイラー式が導出できることがわかった。このことは、自由表面条件に現れる微分作用素の形を忠実に保持すべき事を意味する。また非定常の変分原理で角振動数を0にすれば、微分作用素も定常のものに自然と移行し、定常の変分原理が得られることがわかった。時間については1周期分の時間積分を行えばよく、逆時間流れを考える必要はないこともわかった。今年度は未定浸水長問題全般に関わる統一的随伴変分原理の作り方を提案すべく、以下の観点から調査し、目的通りの成果を得た。1)従来方式の反省:運動学条件の統一性と波面の不変量線形自由表面問題を解く場合、圧力場は容易に形式的に記述でき、速度ポテンシャルは未知の船底ポテンシャルで定積分表示できる。問題は運動学条件、物体表面条件を課して、船底ポテンシャルを求めることである。さらに未定浸水長問題を解決するには波面と船底高さの一致条件を課す必要がある。しかし、物体表面と波面は共に流体から見れば差はなく、前両条件は同じ表式となる。これは変分原理を作る際、両条件を区別せず運動学条件を重み(随伴変数)付きで満足させればよいことになる。しかし、波面では循環相当の不変量がある。これは重みと波面の不変量を表式上一致するように変数を選べば、自由表面上の重率残差積分は陽に積分でき、波面と船底高さの一致条件を課すことができる。そのような変数は境界圧力の一般化積分μとΓである。2)積分因子を用いた自己随伴化変分原理運動学条件は、特に自已相似流れを想定すると、定数係数とはならず、単なる運動学条件の重率残差積分はもはや変分原理にはならない。これを解決するのが積分因子である。水面上の運動学条件の残差積分が陽に積分できるように積分因子を採る。これはベルヌーイ型微分方程式を解けば定数倍を除いて一意に決まる。この因子を乗じた運動学条件の重率残差積分を考えると、それは随伴変分原理となる。すなわち、重み関数は随伴積分方程式を満足する。未定浸水長問題でなければ、最終的な自己随伴化は積分変数の変換によって形式的に行うことができ、随伴運動学条件も元の問題に一致するように一意に選ぶことができる。この場合には逆流れ概念は不要である。
機能的結合ｆＭＲＩによるてんかん病態診断システムの開発

てんかん患者約30名において、安静時の機能的MRIデータを収集、解析を行った。正常データとして300名以上のデータを収集して、比較検討を行った。この結果、てんかん患者では同年齢の正常データと比較して、脳内機能的ネットワークの結合度が増加しており、とくにてんかん焦点で高くなる傾向がみられた。また各個人内での再現性は高く、てんかん焦点切除術前後で脳内機能的ネットワークが大きく変化した。これらの結果は、今後データを積み重ねることによって、てんかん診療に大いに役立つことを示唆している。本研究プロジェクトは、てんかん病態を個々の脳内ネットワークという新しい視点でとらえようとするものであり、これまで不可能であった症例ごとの病態を的確に評価する手法の開発をめざす。てんかんは症例ごとに症状や薬物に対する効果が大きく異なり、個々の脳の病態を把握することは診療に必須である。我々は、機能的MRIによる脳内ネットワーク解析でてんかん各症例の脳病態評価をめざす。本手法は非侵襲的であり、また被験者は30分程度安静を保って臥床するだけでよいので負担も少なく、また特別な課題を課す必要もないためほぼ全ての患者や小児にも適応可能である。解析手法はほぼ完成することができたが、実際にどのように応用していくかが今後の研究課題として残される。我々は平成25年度末までに健康成人200名のデータを収集し、解析を終えた。このデータは個々のてんかん患者の異常な脳内ネットワーク解析に応用する。しかしてんかん患者は小児から老年期まで発症するので、幅広い年齢層の正常データが必要である。臨床データとしては、すでに25名ほどの難治性てんかん患者のデータを集めることができた。これらのデータは現在精力的に解析中で、平成26年度中に国際的な科学雑誌に発表を目指す。予備的な解析結果はすでに国際学会(2013 Annual Meeting, American Epilepsy Society)にて報告し、注目を集めた。その内容は以下のとおりである。一部の特殊なてんかん(ミオクローヌスてんかん)以外のすべての患者で異常な脳内ネットワークが検出され、脳波などで推定されたてんかん焦点付近に高いハブ領域を認めた。異常な脳内ネットワークは手術の前後で大きく変化し、しだいに正常化することが観測された。よって本手法は、難治性てんかん患者の手術適応、治療効果の判定に役立つものと考えられた。初年度(平成24年度)は、健常成人(20歳から30歳まで)の脳機能的結合データの収集に力を入れ、男女100名ずつのデータを集めることができた。このデータを解析して正常脳での機能的結合の状態、正常なハブ領域の位置およびハブ化の程度を数値化するべく、現在鋭意検討中である。てんかん患者のデータは、和歌山県立医科大学脳神経外科学講座との共同研究を開始し、現在10例ほどのデータが集まっている。データ解析手法に関しては、新しい手法を開発し発表した(PLoS One 2012)。脳の部位間の機能的結合は、2つの部位の相互相関係数で評価する。一般に2つのデータ間の相互相関は、それぞれのデータが無作為に抽出されたことを前提に評価することができる。しかし、fMRIの時系列データはある時点の値は常に以前のデータとなにがしかの関係を持っており、無作為に抽出されたデータではありえない。ある時点の値がどの程度以前のデータと関係があるかは自己相関関数で評価することが可能である。これによって時系列データの何パーセントが独立した次数であるのかを推定して相互相関係数の有意性を検討する必要がある。これまでの機能的結合の研究ではこの点を無視して行われてきた。我々はより統計学的により厳密な機能的結合の評価方法を提案した。今後その解析手法を用いて、てんかん患者特有の機能的結合異常を探索していく予定である。てんかん患者では、焦点が脳病変や他の手法(PET、SPECT、脳波など)で疑われる部位周辺に機能的結合のハブが存在する可能性について、学会報告した。ハブとはグラフ理論に基づく概念で、ここではある部位の他の全ての脳部位との機能的結合の平均値が他の部位の平均値より有意に高いとき、その部位をハブという。てんかん焦点がハブであるとすると、その部位の異常な活動はただちに他の多くの部位に伝播することを示唆する。平成27年3月末現在、40名を超えるてんかん患者のデータを、和歌山県立医科大学脳神経外科、神経内科、神経精神科の協力を得て集めることができた。これらの中にはてんかん症状の改善を目的とした外科的治療を受け、その後の経過を追跡しているものもある。また、10名以上の患者の協力を得て、安静時脳活動による機能的神経ネットワーク構造解析結果の再現性を検討した。また、健常人のデータは今後臨床応用をめざすうえで欠かせないが、200名を超える若年成人と約70名の老齢者のデータを収集することができた。機能的神経ネットワーク構造解析においては、グラフ理論による機能的結合の評価方法に改善を加えた。

これまでは、いわゆる機能的結合の加重平均値をそれぞれの領域の特徴として解析を行ってきたが、脳全体を8000ー9000のノードに分割し、すべての組み合わせの機能的結合データを保存することができるようになった。これによって、高度なグラフ理論に基づく解析が可能となった。平成26年度は特に、正規化αセントラリティーを応用することが可能となった。これにより、脳のそれぞれの領域が局所的あるいは全体的にどのようにネットワークを構成しているかを連続的に調べることが可能となった。その結果、てんかん患者に共通するネットワーク構造異常をとらえることに成功した。この結果は、平成27年6月に行われる生体磁気学会にて報告する予定である。また英文論文も投稿予定である。平成24年度から3年間の研究を通して、てんかん患者の機能的神経ネットワークには特有の異常がありこれを正確に評価することができれば、診断および治療に非常に有用であることがわかった。よって、今後てんかん診療に関わるすべての診療科を結集して発展的に研究を進めていく予定である。神経生理学平成25年度は、正常例200名ほどのデータを集めることができた。また、機能的MRIによるネットワーク解析の手法はほぼ完成した。さらに難治性てんかん患者25名ほどのデータを収集し、解析中である。すでに一部のデータ解析結果はアメリカてんかん学会にて報告し、注目を集めた。てんかん患者のデータは10名程度に留まっているが、深部脳波や手術の前後での貴重なデータもあり、当研究の発展に大いに寄与するものばかりである。今後さらに他科との共同研究も模索しており、患者データの収集はさらに加速するものと期待される。一方で、健常成人のデータは当初の予定20名をはるかに超え、現在200名程度のデータが集められている。てんかん患者はヒトそれぞれで多様な異常性がみられる可能性があり、患者群と健常群の比較では明瞭な機能的異常が浮き彫りにならないことが考えられるため、健常データは年齢ごとに多くのデータが必要となる。現在は20代の若い成人を中心にデータ収集したが、今後は30代、40代以降のデータ収集も随時行う予定である。これまでの個々のてんかん患者での解析で、脳病変付近がてんかん焦点である可能性が高い患者では、病変周囲にハブが存在し、そのハブは視床や後部帯状回と強い機能的結合を示すことが示唆された。この機能的結合が健常成人と比較してどの程度高い値かの検討はまだ行われておらず、今後の課題のひとつである。またてんかん焦点付近に見つかるハブ領域は、健常成人のハブ値と比較して有意に高いことが多いことが分かったが、正常範囲のものもあり、ハブ値の値のみでてんかん発症に関わるすべてのハブを識別することは難しいことがわかった。平成26年度は、てんかん患者のデータ解析をさらに進め、年度内に国際的な専門雑誌に投稿予定である。さらに本手法が臨床の場で一般的に応用可能になるべく、患者データの収集解析を進める。その一方で小児や老年の正常データの収集をめざす。健常成人のデータは今後も順調に増やしていく予定である。
小胞体からゴルジ体への蛋白質輸送における新規分子機構の解明と発生過程における役割

Mys蛋白質は、我々がゼブラフィッシュにおいて新規に同定した蛋白質で、ほぼすべての脊椎動物のゲノムにこの蛋白質をコードする遺伝子が存在する。本研究では、Mys蛋白質の全長の中で保存性の高いカルボキシル末端に対する抗体を新規に作製し、ゼブラフィッシュに加えヒト、マウス、アフリカツメガエルにおけるMys蛋白質の発現を確認した。次に、Mys蛋白質の細胞内局在を解析し、ゴルジ体と細胞質中の小胞に局在することを明らかにした。我々は、Mysと相互作用する蛋白質を網羅的に解析し、Sec23A蛋白質を同定した。抗体を用いた二重染色法から、MysとSec23A蛋白質がゴルジ体に共局在すること、免疫沈降法から、内在のMysとSec23Aが共沈降することを示した。すなわち、これら蛋白質が細胞質、特にゴルジ体において共局在し、相互作用して機能していることが示唆された。今後、Mys蛋白質の発現阻害を行うことで蛋白質輸送におけるMysの役割を詳細に解明する。したがって、Mys蛋白質はすべての脊椎動物において普遍的な役割を果たす重要な蛋白質だと考えられる。Mys蛋白質と相互作用する蛋白質として、我々は、Sec23a、P4hala蛋白質を同定することに成功した。本研究では、Mys蛋白質の全長の中で非常に保存性の高いカルボキシル末端に対する抗体を新規に作製した。この抗体を用い、ヒト、アフリカツメガエルにおけるMys蛋白質の発現を確認することに成功した。これは、脊椎動物間でゲノムに高度に保存されている遺伝子が実際に蛋白質として発現していることを初めて証明したものである。次に、Mys蛋白質の発現場所を抗体によって解析した結果、細胞内のゴルジ体に局在することが明らかとなった。さらに、Mys蛋白質の過剰発現が細胞内においてどのような効果を及ぼすのかを調べるため、ヒト培養細胞でMys蛋白質を過剰発現させた。しかしながら、Mys蛋白質の過剰発現が及ぼす効果は見いだせなかった。蛋白質の発現を生化学的に解析した結果、Mys蛋白質を過剰発現させた細胞では、あらかじめ細胞内に存在したMys蛋白質が分解されていることが明らかとなった。これは、細胞内においてMys蛋白質の発現量を一定に保つ機構が存在することを示している。すなわち、Mys蛋白質の発現量を調節することが重要であることが示唆された。したがって、Mys蛋白質は脊椎動物において普遍的な役割を果たす重要な蛋白質だと考えられる。この抗体を用いゼブラフィッシュに加えヒト、マウス、アフリカツメガエルにおけるMys蛋白質の発現を確認した。これは、脊椎動物間でゲノムに高度に保存されているmys遺伝子が、実際に蛋白質として発現していることを初めて証明したものである。次に、Mys蛋白質の発現部位を解析した結果、ゴルジ体と細胞質中の小胞に局在することが明らかとなった。我々はタグを付加したMys蛋白質を発現させ、Mysと相互作用する蛋白質を網羅的に解析した。その結果、Sec23a蛋白質を同定した。抗Sec23a抗体を用いMysとSec23a蛋白質の二重染色を行った結果、これらの蛋白質が細胞質、特にゴルジ体において共局在していることが明らかとなった。さらに、抗Mys抗体を用いた免疫沈降と抗Sec23a抗体を用いた免疫沈降から、MysとSec23a蛋白質が共沈降することを示した。すなわち、内在のMysとSec23a蛋白質が相互作用し、特にゴルジ体で機能していることが示唆された。現在、Mys蛋白質のノックダウンによって小胞体およびゴルジ体におけるMysとSec23aの相互作用が果たす役割を明らかすることを目指している。
HIV-1 Vprにより誘導される二重鎖切断の分子機構

真核生物のゲノムDNAは、クロマチン構造を形成し、細胞の核内に収納されている。クロマチン構造は、4種類のヒストン(H2A、R2B、H3、H4)からなるヒストン八量体にDNAが1.65回転巻きついたヌクレオソームを基本単位としている。ヌクレオソームの構成因子であるヒストンには、相同性の高いバリアント(ヒストンバリアント)が存在することが知られている。これらのヒストンバリアントを含むヌクレオソームは、それぞれに性質が異なることが考えられている。さらに、細胞は、ヒストンバリアントが形成するヌクレオソームの性質の違いを利用して、複製、転写および修復等のDNA上で行われる様々な反応を制御していることが考えられている。そこで、本研究では、ヒストンバリアントを含むヌクレオソームの立体構造の解析により、クロマチン構造の機能を明らかにすることを目的とした。また、ヌクレオソーム構造の基礎は、H3/H4とDNAとの複合体であり、ヒトにおいてH4のバリアントは同定されていないことから、ヒトのH3バリアントを含むヌクレオソームに着目した。今回、解析に成功したのは精巣で高発現が確認されているH3tを含むヌクレオソームの立体構造である。リコンビナントヒストンとして精製したヒストン(H2A、H2B、H3t、H4)を用いて、ヌクレオソームを形成させるその結晶化を行った。得られた結晶を用いて、X線結晶構造解析を行った結果、2.8Åの分解能でH3tを含むヌクレオソームの立体構造の決定に成功した。決定した立体構造から、H3tを含むヌクレオソームは、一部のヒストンとDNAとの相互作用が無くなっていることが分かった。このことからH3tを含むヌクレオソームは、他のH3を含むヌクレオソームより不安定であることが考えられた。このことは、精子形成に伴うクロマチンの再編成にH3tが関与している可能性を示唆している。真核生物のDNAは、ヒストンタンパク質(H2A, H2B, H3, H4)に結合し、折りたたまれたクロマチン構造を形成し、核内に収容されている。ヒトにおいて、ヒストンタンパク質には数アミノ酸が異なるバリアントが存在し、どのヒストンバリアントがクロマチン内に取り込まれているかによって、そのヒストンバリアントが取り込まれた周辺のクロマチンの性質が異なることが報告されている。また、クロマチン形成には、ヒストンシャペロンと呼ばれる、酸性タンパク質一群が関与していることが知られている。本研究では、ヒトヒストンH3バリアントに着目して実験を行った。ヒトヒストンH3バリアントは、複製依存的にクロマチンに取り込まれるH3.1, H3.2、複製非依存的にクロマチンに取り込まれるH3.3、精巣において高発現が確認されているH3t、セントロメア特異的に局在するCENP-Aがある。これら全てのヒトヒストンH3バリアント、他のヒストン(H2A, H2B, H4)およびヒストンシャペロンをリコンビナントタンパク質として発現・精製し、試験管内において、ヒストンバリアントとヒストンシャペロンの生化学的解析を行った。その結果、ヒトヒストンH3バリントH3tを含むヌクレオソームは、ヒストンシャペロンであるNap2依存的に形成されることが分かり、一方、Nap2と相同なタンパク質であるNap1においては、形成の促進は確認されなかった。本研究により、ヒストンシャペロンとヒストンバリアントの特異性が存在することが分かり、クロマチン形成において、ヒストンバリアントとヒストンシャペロンの使い分けが行われている可能性が示された。
阿蘇-4巨大噴火直前に流出した高遊原溶岩の物質科学的研究

日本で最大規模のカルデラを形成した阿蘇-4火砕流堆積物と,その直前に噴火した大峰スコリア,高遊原溶岩の岩石学的特徴を分析して比較した.全岩化学組成,斜長石組成,鉱物に含まれるメルト包有物組成の全てで,両者は異なる組成あるいは組成範囲を示した.また阿蘇-4火砕流堆積物も初期のものからクライマックスにかけて,単一マグマから複数マグマの混合を示すものへと変化した.分析結果を説明できるモデルとして,1)深部からの熱と玄武岩質マグマの供給,2)地殻浅部での珪長質成層マグマ溜りの成長,3)枝分かれしてカルデラ外に形成した,より高温でドライな独立マグマ溜りからの前駆噴火を考えた.巨大噴火に先立つ地下のマグマ溜りの物理化学過程を解明できれば,低頻度ではあるが将来必ず起こる巨大噴火の予知に役立てることが可能である.9万年前に起った阿蘇-4カルデラ噴火の前にカルデラ外に流出した高遊原溶岩は,巨大噴火直前のマグマ供給系に関して希少かつ重要な情報を与えてくれる.本研究の目的は,高遊原溶岩および噴出源の大峰火砕丘と阿蘇-4カルデラ噴出物に対して,両者の化学組成,鉱物組成を詳しく調べ,地下のマグマ溜まりで起った変化を捉えることである.高遊原溶岩台地の側端崖,末端崖の溶岩試料,噴出源の大峰火砕丘のスコリア試料,阿蘇-4火砕流堆積物試料を採集した.阿蘇-4火砕流についてはWatanabe(1978)が記載した最下位の小谷(おやつ)火砕流,苦鉄質成分と珪長質成分の混合が認められる弁利(べんり)火砕流を採集した.国土交通省九州地方整備局,熊本河川国道事務所に保管されている高遊原溶岩27本のボーリングコアのうち,代表的コア本を等採集した.採集した火山岩試料のうち代表的な試料について薄片を記載し,モード(体積)分析を行った.岩石粉末試料からガラスビードを作成し,北九州自然史博物館の蛍光X線分析装置で主成分元素と一部の微量元素の測定をした.全岩分析で得られた火山岩試料の分析値の組成変化の幅について,その変化幅を作ったメカニズムを検討した.結晶分化作用モデルで検討した結果,高遊原溶岩と阿蘇-4カルデラ噴出物は異なった分化トレンドを描くので,異なる場所において結晶分化作用を行ったことがわかった.すなわち,巨大噴火を起こしたマグマ溜りとは別の派生したマグマ溜まりが存在したことを明らかにした.巨大噴火に先立つ地下のマグマ溜りの物理化学過程の解明は,巨大噴火の予測に役立てることができる.9万年前に起った阿蘇-4カルデラ噴火の前にカルデラ外に流出した高遊原溶岩は,巨大噴火直前のマグマ供給系に関して重要な情報を与えてくれる.本研究の目的は,高遊原溶岩および阿蘇-4カルデラ噴出物の化学組成,鉱物組成を詳しく調べ,地下のマグマ溜まりで起った変化を捉えることである.高遊原溶岩台地のボーリングコアのうち,代表的コア6本について,深度5mあるいは10mごとに斑晶モード組成,化学組成,斜長石の配列,斜長石の溶融の度合い,気泡量を調べた.これらのデータから溶岩流の各パラメータの垂直変化,水平変化を検討し,高遊原溶岩が単一のフローユニットであることの確証を得た.単一の溶岩流における溶岩の流出率(E)をCalvari & Pinkerton(1998)の方法で推定した.雲仙の新焼溶岩について推定するとE=4.7m3/sとなり,総体積から計算すると流出時間が66日となり,古文書に記録されている約2ヶ月と良い一致を得た.続いて高遊原溶岩について推定するとE=42m3/sとなり,流出に要した時間は約1年5ヶ月であった.また古地形を検討すると溶岩は大峰火山から2.5kmで150mの落差を流下し,窪地を埋めた後に5km先に流れたことが判明した.高遊原と対比するために阿蘇-4火砕流の初期中期噴出物(肥猪火山灰流,小谷火砕流,八女火砕流,弁利スコリア流の堆積物)の鉱物組成を分析した.その結果,斜長石の組成が,高遊原肥猪は単一ピーク,小谷,八女弁利(軽石)が2ないし3つのピークがあり,アノーサイト端成分が増え,組成幅も広くなる傾向が認められた.巨大火砕噴火のマグマ溜りの組成変化の手がかりとなる貴重なデータが得られたと考える.巨大噴火に先立つ地下のマグマ溜りの物理化学過程の解明は,巨大噴火に至る前駆現象の理解に不可欠である.9万年前に起った阿蘇-4カルデラ噴火の前にカルデラ外に流出した高遊原溶岩とその給源にある大峰スコリア*は,巨大噴火直前のマグマ供給系に関して重要な情報を与えてくれる.本年度の研究では,これらの噴出物に含まれる鉱物中のメルト包有物を調べた.対象試料は(1)阿蘇-4火砕噴火の初期の小谷(おやつ)軽石流堆積物,肥猪(こえい)火山灰流堆積物と(2)大峰スコリアで,阿蘇カルデラの西方,阿蘇郡西原村大峰山,益城郡益城町小谷,北方の玉名郡南関町肥猪で採集した.全岩化学組成をXRF(熊本大学,北九州自然史博物館)で,

斑晶として含まれる斜長石,単斜輝石,斜方輝石の鉱物化学組成をSEM-EDS, SEM-WDS(熊本大学,東大地震研),さらに鉱物に包有されたメルトの組成,揮発性成分を顕微FT-IR装置(東大地震研,共同研究)を用いて分析した.大峰スコリア中の斜長石斑晶に含まれるメルト包有物の組成は比較的狭い範囲(SiO2=67-70 wt.%)に集中し,阿蘇-4サブユニットの肥猪,小谷の軽石に含まれるメルト包有物組成(SiO2=71-74 wt.%)より,MgO, FeO*(全鉄), TiO2, P2O5に富み,異なる組成トレンドを示した.大峰スコリアのSO3は阿蘇-4より多いが,H2Oは1-2 wt.%のものが多く,阿蘇-4(3-5 wt.%)より少なく脱ガスの可能性がある.メルト包有物からも大峰,高遊原が阿蘇-4本体とは異なった組成のマグマであり,揮発性成分が少なかった可能性が認められた.(*注:大峰スコリアはデイサイト組成であるが,暗灰色なので「スコリア」という名称を用いた.)日本で最大規模のカルデラを形成した阿蘇-4火砕流堆積物と,その直前に噴火した大峰スコリア,高遊原溶岩の岩石学的特徴を分析して比較した.全岩化学組成,斜長石組成,鉱物に含まれるメルト包有物組成の全てで,両者は異なる組成あるいは組成範囲を示した.また阿蘇-4火砕流堆積物も初期のものからクライマックスにかけて,単一マグマから複数マグマの混合を示すものへと変化した.分析結果を説明できるモデルとして,1)深部からの熱と玄武岩質マグマの供給,2)地殻浅部での珪長質成層マグマ溜りの成長,3)枝分かれしてカルデラ外に形成した,より高温でドライな独立マグマ溜りからの前駆噴火を考えた.高遊原溶岩台地側端崖,末端崖から採取した溶岩試料と、大峰火砕丘から採取したスコリア試料,国土交通省九州地方整備局,熊本河川国道事務所のボーリングコア6本から採集した試料の斑晶モード組成,化学組成,斜長石の配列,斜長石の溶融の度合い,気泡量などのデータを取り,それらの垂直,水平方向の変化を求めた.また断層運動の影響を除いた原地形の復元をした.さらに単一溶岩流の流出率の推定を行い,噴火継続時間の推定を行った.前駆噴火の大峰火砕丘,高遊原溶岩,阿蘇-4第1サイクルの肥猪スコリア流,小谷火砕流,八女火砕流,弁利スコリア流の順で噴出物中の斜長石,斜方輝石の組成幅および組成の時間変化を調べた.組成変化だけでなく,組成ピークの数,組成幅の変化が捉えられ,巨大火砕噴火のマグマ溜りに関して満足行く情報が得られた.メルト包有物の分析(EPMAによるガラス組成分析,FT-IR装置によるH2O含有量の分析)を始め,議論に耐える試行データを得た.火山岩岩石学高遊原溶岩の代表的な試料について研磨薄片を作り,熊本大学理学部地球環境科学講座のSEM-EDS(JOEL走査型電子顕微鏡/エネルギー分散型X線分析装置)および熊本大学工学部附属工学研究機器センターの電子線マイクロアナライザ(島津製作所EPMA-1720H),共同研究を申請し認められた東京大学地震研究所のSEM-WDS(JOEL電子プローブマイクロアナライザーJXA-8800)で,鉱物,ガラスおよびメルト包有物の分析,FT-IR分析を行う予定である.今後は,阿蘇-4の前駆噴火阿蘇-4初期噴火阿蘇-4(第1サイクル)主活動期阿蘇-4(第1ステージ)末期のマグマ混合を連続的に追い,岩石学的な性質の変化,物理化学条件の変化を捉えていきたい.巨大カルデラ噴火の前駆現象を岩石学的にとらえる研究は少ないが,国内外で報告例が見られるようになった.それらの研究との比較検討は本研究の重要な部分である.原子力発電所の再稼働審査において巨大カルデラ噴火の長期予測を検討することが重要となっている.これらの状況を把握しながら,研究を続けていく考えである.
模倣時の脳活動と眼球運動の同時計測による自閉スペクトラム症児の評価・介入法の開発

自閉スペクトラム(ASD)児の表情模倣及び表情と手指模倣時の脳活動と眼球運動の同時計測により,1)どのタイプの模倣がASD児のミラーニューロン(mirror neuron system: MNS)の賦活を高めるか否か,2)模倣の繰り返し練習により,MNSの賦活は高まるのか否か,について検証する.自閉スペクトラム(ASD)児の表情模倣及び表情と手指模倣時の脳活動と眼球運動の同時計測により,1)どのタイプの模倣がASD児のミラーニューロン(mirror neuron system: MNS)の賦活を高めるか否か,2)模倣の繰り返し練習により,MNSの賦活は高まるのか否か,について検証する.
分散処理システムにおける情報伝達の効率と信頼性に関する研究

分散処理システムではプロセッサ間を結合するネットワークの構成,プロセッサ間の効率のよい通信プロトコルの設計,プロセッサや通信路の故障に対する耐性,各種問題の効率のよい分散並列アルゴリズムの設計等が重要であり,過去1年間これ等の問題を中心に研究を行ってきた。特に分散システムにおけるブロードキャストでは,ネットワーク上の故障したプロセッサや通信路の数とブロードキャストを完了するのに必要なステップ数の関係を明らかにした。この結果をまとめた論文は国際学術誌のJournal of Parallel and Distributed Computingに掲載が決定している。分散処理ネットワークの各種のトポロジーとその構成法に関しては情報処理学会アルゴリズム研究会で発表した。また,これに関連した基本問題として重要なネットワークの埋め込み問題とネットワークのスパナーに関する研究結果を現在まとめている。分散処理アルゴリズムとして,最短経路の並列アルゴリズムの研究を行った。抽象的な並列モデル上のこの問題のアルゴリズムはInternational Conference on Parallel Processing,St.Charles,U.S.A.1993年8月)で発表し,網状結合ネットワーク上のこの問題のアルゴリズムは情報処理学会アルゴリズム研究会で発表した。さらにロボット運行問題については電子情報通信学会の英文論文誌に2編掲載が決定している。分散システムにおけるシンクロナイザ,パケット配達,トークン分配,負荷平衡,仕事割り当ての問題に関しても研究を進めている。まだ論文としてはまとめていないが,近く結果をまとめて発表する予定である。
視覚剥奪が異感覚皮質に惹起する領野間神経回路の変化

視覚剥奪が大脳皮質神経回路の発達に及ぼす影響を解明する第一段階として視覚野2/3層のGABAシナプスの発達を調べたところ、視覚剥奪によって発達が遅れることやその発達には内因性カンナビノイドが関与していることを昨年見出した。本年度は視覚野4層のGABAシナプスの発達でも同様であるかどうかを調べた。また、内因性カンナビノイドの関与の有無を確実に調べるため内因性カンナビノイド受容体(CB1 Receptor、以下CR1Rと略)のノックアウトマウスも使用した。その結果、以下の知見を得た。1、CB1Rの作動薬であるWIN55,212-2(WIN)を生後14日から21日のマウスの視覚野切片標本に投与したところ2/3層ではGABA作動性の抑制性シナプス後反応(Inhibitory Postsynaptic Currents,IPSCと略)は有意に抑圧されたが、4層から記録したIPSCではそのような抑圧は全く見られなかった。2、CR1Rノックアウトマウスでは、2/3層でIPSCの振幅が対照の野生型マウスに比して小さいなどGABA作動性シナプスの機能発達に遅れが見られた。一方、4層ではIPSCの振幅などは対照マウスと有意な差がみられなかった。3、以上、2/3層における抑制性シナプスの機能発達には内因性カンナビノイドが関与しているが、4層の抑制性シナプスには関与していないこと、この内因性カンナビノイド関与の有無が機能発達速度や視覚剥奪に対する感受性の相違に関係していることが示唆された私たちが2009年度に得たもの:今まで、大脳皮質視覚野の眼優位可塑性臨界期に関して、臨界期のタイミングを決定すると考えられている抑制神経回路網の成熟化が2/3層より4層のほうが早く終始すると報告されています。そこで、私は、この抑制性細胞細胞から興奮性神経細胞への神経伝達機能の時間的成熟性の違いが、層ごとの臨界期のタイミングの違いを決めているのではと考え、それぞれどう対応しているか、また、それらの違いは、視覚的経験によって抑制性神経伝達の強さにどのように影響を与えているのか調べました。その結果、1)出生から4週間まで暗室環境で育てられたマウス大脳皮質視覚野では、2/3層Fast spiking抑制性神経細胞から興奮性細胞への抑制結合の強度をかなり弱めたが、4層では弱められなかった。2)2/3層Fast spiking抑制性神経細胞から興奮性細胞への抑制結合の成熟化は、臨界期の間、内因性カンナビノイド依存的なLTDによって調整されるが、4層では、内因性カンナビノイド依存的ではなかった。これらのデータは、Fast spiking抑制性神経細胞の成熟化がマウス大脳皮質視覚野の機能発達に重要な役割を持ちことが示唆されました。3、以上、2/3層における抑制性シナプスの機能発達には内因性カンナビノイドが関与しているが、4層の抑制性シナプスには関与していないこと、この内因性カンナビノイド関与の有無が機能発達速度や視覚剥奪に対する感受性の相違に関係していることが示唆された
光学浮上鏡を用いた巨視的量子力学の検証

本研究ではプランク質量(約22 μg)を大幅に上回る1 mg鏡のエンタングルメントを実現することで、巨視的な世界においても量子力学は成立するのかという問いに実験的に迫る。そのために、光輻射圧のみを用いて鏡を光学浮上させる新提案の技術により鏡を環境から孤立させる。この浮上鏡を2つ用意するが、このとき用いるレーザー光を同一光源から供給することにより2つの浮上鏡の位置の間に量子力学的な相関を持たせる。鏡の位置測定における古典雑音が不確定性関係で決まる標準量子限界を下回っていれば、2つの鏡の位置がエンタングルメント状態になる。この持続時間を測定することにより、量子力学と一般相対論を繋ぐモデルの検証を行う。本研究は鏡の光学浮上を世界で初実現することにより肉眼で見えるほど巨視的な鏡の間のエンタングルメントをも世界で初実現するという挑戦的な研究である。実現されれば、これまで検証が困難とされてきた量子測定理論や量子重力理論に実験的に迫ることが可能となる。2018年度は鏡の光学浮上の実現に向けて、浮上鏡をねじれ振り子の一端に取り付けることで、浮上鏡に働く復元力を測定する実験を進めた。安定な光学浮上の実現のためには全6自由度に復元力が働く必要があり、その復元力が設計通り働いているかを測定するのが極めて重要となる。本年度はねじれ振り子に取り付けた浮上鏡の上下に共振器を構築し、特に上側共振器の制御に成功し、最大で共振器内パワーを3.1Wまで高めることができた。光輻射圧による水平方向の復元力を測定したところ、(1±2)×10^{ー5} N/mという結果を得た。今後、有意な復元力を確認するためには光共振器内パワーの上昇と、パワーの安定化が必要となる。また、ねじれ振り子の機械的な復元力を下げることによる精度向上を進めていく。2018年度はねじれ振り子を用いた光輻射圧に起因する復元力の測定を行う予定であったが、十分な精度を得ることができなかった。一方で光学浮上に必要な光学系を真空槽内にほぼ組み上げることができたので、おおむね順調に進展していると言える。2019年度はねじれ振り子と光共振器の改良により、確実な復元力の測定を目指す。また国内メーカーやフランスのグループとの協力をこれまで以上に推進することで、高品質な浮上鏡の製作を進める。
ニューラルネットワークにおけるカオスと分岐現象

本研究で得られた結果は次の通りである。1.ニューロン素子のカオスと分岐現象ニューロン素子のふるまいを定式化すると、飽和要素をもつ一次元離散時間システムで表される。そこでこのシステムでカオスと分岐現象を研究したところ次のような新しい結果を得た。(1)カオスと周期解の共存現象:システムの初期値やパラメータの大きさによって、システムに周期解が発生する場合と、カオスが発生する場合がある。この現象はわずかな初期値の変動でカタストロフィックに出現することが特徴であり、この発生条件を明らかにした。この現象はニューロン素子のもつ記憶作用と何らかの関係をもつものとしてとらえることができる。(文献1)(2)ブルースカイカタストロフィーの発生:飽和要素をもつシステムをシミュレートする場合、折線関数として扱う場合となめらかな関数として扱う場合では得られる分岐現象が異なることを明らかにした。後者の場合は前者にみられないブルースカイカタストロフィーというタイプが出現することがわかった。(文献2)(3)安定化問題:飽和要素とむだ時間をもつ場合についてその安定性を研究した。(文献3)2.ニューラルネットワークにおける振動ニューラルネットワークに発生するリズム振動についてその発生条件、振動モードなどを研究した。(文献4)3.その他関連する研究としてニューラルネットワークの数値解析に対する応用及び区分的線形抵抗回路の直流解法などを研究した。(文献5,6)本研究で得られた結果は次の通りである。(文献5,6)
在アジア日系企業内コミュニケーションにおける共同理解構築のための基礎的研究

本研究は、外国人ビジネス関係者および日系企業への就職を目指す留学生等を対象とした、日本語教育プログラムおよび教材開発を目指した基礎的研究を行うものである。研究目的は、在アジア日系企業(中国、台湾、ベトナム)の就業場面における日本語母語話者と非母語話者の共同理解構築の相互行為がいかに行われているかを複合的な研究方法を用いて明らかにすることである。研究課題は(1)自然会話を分析し、共同理解がいかに構築され、またされないのかを質的分析によって記述すること、(2)会話参加者の内省から共同構築の過程を探ることの2点である。2018年度は、実施計画に沿って研究を行い、(1)(2)の結果が得られた。(1)発話思考法によるタブレット端末で調査を行うため、2018年6月7月計2回3時間の予備調査を実施した。しかし、予備調査の結果、タブレット端末による調査方法が適さないことが明らかになった。そのため、新たに研究方法および研究全体の枠組みに関して計画を立て直した。(2)2018年7月にベトナム・ハノイ市で現地調査および調査依頼を行った。9月12月には日本人とベトナム人の就業中の自然会話の録音・録画データ(約3時間分)を収集した。以上に加え、一部データについては分析を進め、非公式な研究会で発表した。また、得られた研究成果については以下の通り発表した。(3)「日台ビジネス関係者間の日本語会話における文化的情報差を埋める言語行為」口頭発表(2018/8/4)於日本語教育国際研究大会(ICJLE)当初は、ベトナム人と日本人ビジネス関係者が就労する複数の企業・機関で調査実施予定であったが、機密情報等の理由により、最終的に調査が実施できたのは1カ所のみであったため。なお、今後も調査依頼は継続するが、許諾が得られなかった場合は、収集できた1機関データの分析を行う。2019年度は、(1)就業場面の自然会話および内省報告のデータの質的分析を進める。(2)研究成果を関連学会などで発表し、学術論文にまとめる。調査実施に関する変更が生じ、それに伴い、新たに研究計画を修正する必要があったため。
錯体水素化物の高速イオン伝導機構の解明と多価イオン伝導・イオン液体への機能展開

ポスト・リチウムイオン電池として、Liより資源が豊富で安価なNaを利用したナトリウムイオン二次電池に高い関心が寄せられており、固体電解質として利用可能なナトリウムイオン伝導材料の開発が重要である。本研究では、固体状の水素化物を利用したナトリウムイオン伝導材料の開発を行い、非常に高いナトリウムイオン伝導率を示すNa2B10H10やNa2B12H12、NaCB9H10、NaCB11H12などの新たな材料を得ることに成功した。錯体水素化物は従来燃料電池用の高密度水素貯蔵材料として注目されてきたが、近年新たに次世代全固体二次電池の電解質へ応用可能な高速イオン伝導材料としても期待されている。本研究では、高速イオン伝導を示す新たな錯体水素化物の創製、およびその伝導機構の解明を目的として取り組んでいる。今年度は籠状構造の水素化ホウ素錯イオン[BnHn]2-を有するNa系錯体水素化物Na2BnHnに注目して研究を行った。まず、結晶構造が既知であるNa2B12H12のナトリウムイオン伝導特性を評価した。次にNa2B10H10を合成し、その結晶構造、熱的安定性、ナトリウムイオン伝導特性について中性子回折・散乱、示差走査熱量分析、核磁気共鳴、交流インピーダンス法などを用いて系統的に評価した。Na2B12H12は255 °C付近での単斜晶から立方晶への構造相転移することが報告されていたが、構造相転移に伴ってナトリウムイオン伝導率が2桁上昇し、約0.1 S/cmのナトリウム超イオン伝導を示すことがわかった。また、Na2B10H10もNa2B12H12と同様に約110 °Cで立方晶から単斜晶へと構造相転移することがわかった。立方晶構造では約0.01 S/cmのナトリウム超イオン伝導を示した。中性子回折・散乱、および核磁気共鳴実験から、Na2B12H12とNa2B10H10に共通して立方晶構造ではナトリウムサイトに空孔が生成するとともに、錯イオン[BnHn]2-の再配向回転頻度が10^11 1/s以上と非常に大きいことが判明した。この[BnHn]2-の再配向回転によりNa占有位置の自由度が増大し、それにより空孔が導入されると同時にナトリウムチャンネルを形成するため、ナトリウム超イオン伝導が発現したと考えられる。本研究では、高速リチウムおよびナトリウムイオン伝導を示す新たな錯体水素化物の創製およびその伝導機構の解明を目的として進めている。昨年度は籠状構造の水素化ホウ素錯イオンを有するNa系錯体水素化物Na2B10H10およびNa2B12H12において、単斜晶から立方晶への構造相転移(Na2B10H10:約110°C、Na2B12H12:約260°C)に伴ってナトリウムイオン伝導率が大きく増大し、どちらも立方晶構造において0.01 S/cm以上のナトリウム超イオン伝導を示すことを明らかにした。本年度は、Na2B10H10およびNa2B12H12の錯イオン中の一つのホウ素Bを炭素Cに置換して得られるNaBC9H10およびNaCB11H12の構造相転移温度とナトリウムイオン伝導率について評価を行った。NaBC9H10とNaCB11H12の構造相転移温度はNa2B10H10、Na2B12H12と比較して大幅に低下した。NaCB11H12では約110°Cで斜方晶から立方晶への構造相転移が起こり、立方晶構造において0.1 S/cm以上のナトリウムイオン伝導率を示した。構造相転移は可逆的に起こるため、110°C以下に冷却すると斜方晶構造へと戻りイオン伝導率は大きく低下した。NaBC9H10では約40°Cで構造相転移が起こり、立方晶構造で0.05 S/cmのナトリウムイオン伝導率を示した。NaCB11H12と比較して構造相転移のヒステリシスが大きいため、室温まで冷却しても立方晶構造は保持された。その結果、室温でも0.02 S/cmのナトリウムイオン伝導率を示した。これらのNaをLiに置換したLiBC9H10およびLiCB11H12についても同様の評価を行い、それぞれ約80°C、約120°Cでの構造相転移後に0.01 S/cm以上のリチウムイオン伝導率を示すことを確認した。実験計画では高速イオン伝導を示す新たな錯体水素化物の創製およびその伝導機構の解明を目標に掲げた。Na系錯体水素化物Na2BnHn(n=10, 12)での結晶構造、熱的安定性、ナトリウムイオン伝導特性を系統的に評価した結果、いずれも0.01 S/cm以上のナトリウム超イオン伝導を示すNa2B12H12とNa2B10H10を得るに至った。

また、籠状錯イオン[BnHn]2-の高速再配向回転がナトリウムイオンの伝導性を促進するという、新たな伝導機構を示唆する結果が得られている。総合的に鑑みて、概ね計画通りに研究を進めることができている。材料工学Na2B12H12とNa2B10H10の熱的安定性をより詳細に評価し、融解および水素放出とナトリウムイオン伝導特性との相関を明らかにする。また、Mg2+陽イオンと[BH4]-、[NH2]-、[BnHn]2-などの錯イオンで構成された錯体水素化物を合成し、多価イオン伝導体としての材料開発を進める。