hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
西アフリカ都市における若者の創出する文化と社会的紐帯に関する都市人類学研究

今年度は、2009年7月10月、12月2010年3月に現地調査を行った。今回の目的は、ワガドゥグのイスラームコミュニティの若者たちの参与観察を行った。ワガドゥグは、西アフリカの通商民の交易路の要所として成立しており、イスラームが深く根をおろしている。イスラーム的社会は、民族ごとの経済関係、宗教関係を形成している。これは、都市計画で一掃されたZangouetinというハウサ人居住区の旧住民の間にも見ることができる。近代化を狙い、約20年前に計画されたこの都市計画により、イスラーム的な家族的社会は崩壊したが、その結果、個人主義が根付いたという。それは、それまで働かなくとも、持つものが施す、というイスラーム的精神にも変化を与え、皮肉にも個人が労働によって生活を成り立たせるようになった。この調査、研究の副産物として、ワガドゥグのイスラーム史の調査にも着手することができた。これまで、SKINNER,Elliotなどによってワガドゥグ史の研究が行われてきたが、最大民族モシ以外の視点からワガドゥグ史を検討した事例はない。成果物にするためには、さらなる調査が必要であるが、特に約30名の古老への聞き取りを行うことができ、貴重な資料が集まった。また、継続課題として、ワガドゥグでストリートチルドレンの保護を行うNGO、KEOOGOにおいて調査を行った。昨年度行った調査にさらにデータを加えるべく、これまでのKEOOGOの活動で蓄積された聞き取りカルテを入手、さらに、ブルキナファソ赤十字などを訪問、聞き取りを行った。また、活動家であり、研究者でもあるWANGRE, Naba Jeremie氏、SOME, Maurice氏と研究交流を行った。研究業績は、『人文科学研究』、『比較人文学年報』に投稿した他、日本アフリカ学会第47回研究大会(2009年5月)、京都大学gCOEの研究会での口頭発表などを行った。今年度は、まず「研究実施計画」の第1点目で述べた、ワガドゥグでストリートチルドレンの保護を行うNGO、KEOOGOにおいて調査を行った(2008.7-9)。調査方法はNGOの研修生として活動を行いながら、KEOOGOの蓄積したデータの収集、整理、さらに、フィールドワーク(昼夜のパトロール)に参加し、KEOOGOの活動の把握と、ストリートチルドレンの実態に迫った。これまで「近代的」、「伝統的」枠組みから逸脱した環境にある青少年がストリートに押し出される、という説明がなされてきたが、この調査では、都市計画やイスラーム社会の変容など、「近代化」に収まらない枠組みで起こっていることが分かった。さらに、2009年2月から3月の調査では、単独のストリートチルドレンの調査を敢行した。特に注目した点は、少年たちがなぜストリートにとどまるのか、と言うことである。これは、都市問題の分析としてとらえれば、これまで蓄積されたNGOのデータを整理することにも繋がり、一般的なストリートチルドレンの認識に一石を投じる研究になる可能性がある。そして、人類学の領域においても、こうした調査研究は少なく、都市の縮図たるストリートの研究に寄与できると考えている。研究業績の発表については、「アフリカン・ホップカルチャー研究会」の発表会の運営、発表を行った。この研究発表会は、約25名の研究者を中心とした発表者と一般参加者延べ200名前後を集めた。
認知症の施設介護におけるボトムアップ型実践システムの開発に関する研究

認知症の中核症状である認知障がい、およびそれを含む種々の要因が複合して生じる行動・心理症状(BPSD)へのケアは,まさに心理学的課題である。しかし,これらに関する心理学的知見が専門介護士によって十分に理解され,実践されている状況にはない。本研究では,トップダウン型の研修によって習得された知識や技能を,介護現場において有効に機能させるためのボトムアップ型の実践システムを開発することを目的とした。介護職員を対象とする数種の調査研究(質問紙調査とインタビュー調査を含む)を実施するとともに、事例検討を積み重ねて3ステップ式認知症ケア実践システムを開発した。本研究課題を遂行するに当たって,以下の研究を実施した。資料・文献研究:介護職員養成・研修の実体を整理し,課題の発見を行った。そのために,介護保険制度成立前からの研修制度,介護福祉士養成校における教育内容等をはじめとする介護士養成のための教育内容についての資料の収集と分析を行った。介護現場における研修等のニーズ調査:社会福祉法人大阪府社会福祉事業団の協力の下に,介護現場における研修知識の活用,職場におけるコミュニケーション,職務動機の維持・向上のための取り組み,認知症ケアの実態と改善等に関する質問紙調査を行った。その結果,職場における介護実践に研修成果を結びついていない現状が明らかとなり,介護現場においてボトムアップ型の再学習システムの開発の必要性が明らかとなった。この成果を大阪府社会福祉事業団への報告書にまとめた。介護福祉士への郵送調査:公益社団法人日本介護福祉士会の協力の下に,全国の高齢者施設に勤務する日本介護福祉士会会員を対象に質問紙調査を行った,調査対象者は介護福祉士2,000名であった(回収数1485,回収率74.3%)。主な調査内容は,介護職員の組織およびキャリアへのコミットメント,介護負担感,看取りケア効力感,認知症ケアの方法であった。介護職員の職務動機を高めるための手法の開発をこれらの点から検討し,日本介護福祉士会への報告書にまとめた。これらの成果に関して,国際老年学・老年医学会議(IAGG),日本応用老年学会にて研究発表を行い,日本発達心理学会に論文を投稿し採択された。また,認知症の人と家族の会において家族介護者のニーズについて議論した。施設管理者・介護職員調査:大阪府内の介護老人福祉施設の管理者に面接調査を行い,介護福祉士資格を有する優秀と考える職員を面接対象として推薦してもらい,コンピテンス,看取り経験等の特徴を聞き取った。その後,推薦された認知症および看取り経験の豊富な介護職員のコンピテンスに関する面接調査を行った。また,認知症に関しては,コンピテンスの重要側面として認知症に関する知識度尺度改訂版を作成し,質問紙調査を行った。看取りに関しては,看取りケア効力感をキーワードに選び,質問紙調査を行った。事例検討(ケースカンファレンス):ボトムアップ型実践システムを開発するために,2カ所の介護老人福祉施設にて,管理職者,介護職員を含むメンバーによって事例検討会を行った。2012年度より行っていたA施設では2014年度末までに通算24回,各回約2時間の検討会を行った。2013年度から開始したB施設では,同じく各回約2時間,通算8回の事例検討会を行った。事例検討は,パーソナルケアの方法(佐藤,2005)を下敷きに,修正した記録様式に従い,計画カンファレンスおよび評価カンファレンスから構成された。研究交流:高齢者福祉事業を行う中国大連市の光進グループを訪問し,介護施設を見学するとともに,中国における介護に関するニーズ,介護士養成等について意見交換を行った。次いで,大連医科大学付属大連市中心病院を訪問し,緩和医療病棟の複数の医師と面談し,看取りケアに関する情報収集と意見交換を行った。また,大連市で開催されていた国際老齢産業博覧会に出席し,中国における介護事業,日本および欧米との連携事業等についての情報収集と意見交換を行った。成果の発表:アメリカ老年学会(GSA),日本老年行動科学会,日本老年社会科学会,認知症ケア学会,日本発達心理学会等にて研究発表を行い,認知症ケア学会誌に論文が掲載された。介護職員のボトムアップ型学習のための実践として、2カ所の特別養護老人ホームおよび1カ所のグループホームにおいて、年間を通してオリジナルに開発したパーソナルケア法による事例検討会およびグループケアの取り組みを実施した。事例については、「レビー小体型認知症の疑いのある80歳女性のケース」、「入浴・整容を拒否する80歳男性アルツハイマー型認知症のケース」、「金銭的不安の訴えが多く、安定した生活の送れない82歳女性アルツハイマー型認知症のケース」、「帰宅願望、昼夜逆転、興奮、徘徊などの心理・行動症状(BPSD)が顕著な85歳女性未診断認知症のケース」の4事例について検討し、介護職員とともに事例に基づく学習を行った。グループケアの取り組みでは、種々のアクティビティを実施し、表情、集中度、発話、自主性についてチェック式の記録を行い、参加者の個別分析を行った。これらの取り組みについては今後も継続して事例と取り組み例を蓄積し、介護職員の資質向上への効果を検討していく予定である。高齢者施設での看取り経験に関連する介護職員と家族への質問紙調査を通じて、両者の問題意識や達成感の違いを検討し、報告書にまとめた。今後も研究を継続し、介護職員の看取りケア効力感の向上を図りたい。

その他の研究計画については昨年度までにおおむね終了していたため、その成果について2編の学術論文(「高齢者のケアと行動科学」、「生老病死の行動科学」)、3件の学会発表(IAGGアジア/オセアニア老年学会議、日本心理学会、日本老年行動科学会)、1冊の報告書、3編の書籍として発表した。主な成果としては、介護職員の認知症に関する形式知測定検査結果に関わる要因の検討、介護職員の有能感と仕事への内発的動機づけ、特別養護老人ホームにおける看取りプログラムの評価等であった。認知症の中核症状である認知障がい、およびそれを含む種々の要因が複合して生じる行動・心理症状(BPSD)へのケアは,まさに心理学的課題である。しかし,これらに関する心理学的知見が専門介護士によって十分に理解され,実践されている状況にはない。本研究では,トップダウン型の研修によって習得された知識や技能を,介護現場において有効に機能させるためのボトムアップ型の実践システムを開発することを目的とした。介護職員を対象とする数種の調査研究(質問紙調査とインタビュー調査を含む)を実施するとともに、事例検討を積み重ねて3ステップ式認知症ケア実践システムを開発した。面接調査によって,認知症ケアに加えて看取りケアのコンピテンスに関するキーワードを特定することができた。認知症ケアでは知識度と研修後の再学習,看取りケアでは看取りケア効力感をキーワードとして調査を継続している。また,大阪府社会福祉事業団との研究協定内容がさらに進み,事業団内に設立されたOSJ研修・研究センターとの連携によって,よりスムーズに研究と実践の両者を進めることが可能となった。認知症と看取りに関する介護職員のボトムアップ型再学習の方法をパーソナルケア法を背景とする3ステップ式ケアプラン策定システムを開発できたため,今後は,トップダウンによる研修後のボトムアップ型再学習の実態を調査すると共に,3ステップ式ケアプラン策定システムによる事例検討を積み重ねるという具体的目標が定まった。社会科学大阪府社会福祉事業団OSJ研修・研究センターおよび事業団が管轄する介護老人福祉施設等の協力の下,認知症ケアについてはトップダウン型の研修がより効果的に実践に活かせる方法の検証を目的に,研修前後の仕事へのコミットメントや内発的動機づけの変化と再学習方法の関連性を検討する。看取りケアについては,施設の看取り指針の作成と並行して,看取りケア効力感が実践においてどのような効果を果たすかについて調査を進める。また,調査等のデータがまとまってきているので,本研究の最終年度である今年度は,アジアオセアニア老年学会議(IAGG),アメリカ老年学会(GSA),日本老年社会科学会,日本老年行動科学会,日本心理学会などで精力的に発表を行うと共に,学会誌等に論文を投稿する予定である。文献研究,介護福祉現場における研修等のニーズ調査,介護福祉士への質問紙調査は予定通りに実施できた。また,調査の成果の報告も現時点では一部に限られているが,国内外の学会発表および論文として公表できた。介護専門家・管理者面接調査および介護職員面接調査のプロトコルは現時点では作成できていないが,予備調査は行ったので,今後の課題としたい。公益社団法人認知症の人と家族の会の全国研修集会に参加し,専門的介護の課題等について議論できたことは,予定以上の成果と思われる。
超新星の非球対称爆発に伴う元素合成―恒星進化モデルの不定性と爆発メカニズム―

<磁気駆動超新星爆発でのr過程元素合成>鉄よりも重い元素の合成過程の主要な起源の一つであるr過程元素合成について、強磁場の重力崩壊型超新星のモデルに基づいて定量的な研究を行った。強磁場超新星では、爆発がジェット上になり、超新星コアから中性子過剰な物質が大量に放出され、r過程が起こりうるモデルを発見することに成功し、r過程元素の第3ピークの元素までを生成することができた。今後の詳細な観測との比較等でより厳密なシナリオを提案することが期待できる。<コラプサーモデルにおける重元素合成と放射性物質の放出>コラプサーモデルは、ガンマ線バーストの中心エンジンとして期待されている。特殊相対論的MHDコラプサーモデルのシミュレーションの結果に基づいて、放出物質の生成を詳細に議論する。特に光学的観測との結びつきがNi56など放射性元素生成量を見積もった。その結果、コラプサーモデルでは、光学的には暗めの超新星(faint supernova)として観測されることが分かった。<超新星コアでのニュートリノ放出に関する元素組成の影響>大質量星の重力崩壊における中心コアについて、特に素過程としては最も重要なニュートリノ放出について、これまではごく簡単に扱われてきた、核密度付近の物質におけるNSE組成の影響を調べた。重力崩壊シミュレーションに適用できる形で、温度、密度、Ye等の物理量にたいするニュートリノ放出率のテーブルを作成し、実際に重力崩壊シミュレーションに適用した。ニュートリノに関する物理量が非常に滑らかになるなど、近似的な取り扱いとは全く異なる結果が得られた。本研究は、天文学の理論的研究において最も重要な研究内容である、恒星の進化、超新星爆発における元素合成を統一的に取り扱うことを目標としている。すなわち、恒星の進化、超新星爆発、元素合成を一貫して計算し、総合的に議論する。現状では、爆発メカニズムと元素合成の両方で、ニュートリノについて来解決の部分が一番大きく、それぞれの研究の最先端でも満足な取扱いができていない。この点は、ある程度ブラックボックスにするしかないが、それ以外の部分、進化から爆発過程、元素合成過程を詳細に計算し、元素合成の観測値から超新星爆発における未解決な部分を制限する。今年度の目標は、恒星の進化、超新星でp核を生成するp-process元素合成に着目するということであった。我々の超新星爆発モデルによる計算、および先行研究から、p-process元素は、超新星爆発時の星の外層部分(酸素・ネオン層)でその多くが生成されることが分かった。これは、恒星進化でおこる重元素合成であるweak s-processによる生成物が、主に光分解により壊され(γ-process)、陽子過剰側の安定核に落ち着くことで生成される。ただし、多くの理論的計算にも関わらず、軽い方の元素(MoやRuの同位体)の生成量が少ない。我々の超新星モデル(磁気駆動によるジェット的爆発)でもその傾向は変わらなかった。この点については、超新星の中心付近から放出される陽子過剰な物質とニュートリノによる相互作用によって起こるニュートリノによる重元素合成が新たなサイトとして着目されている。我々の研究は、今後この点についてもさらに拡張して定量的な計算を行っていくことができるので、今後の課題としたい。
癌幹細胞特異的プロトン制御機構を分子標的とした新たな癌治療戦略の展開

癌細胞において低酸素・低pH環境においても癌の細胞内pHがより高く維持されていることを確認している。また癌の分化度の違いと酸排泄イオン輸送体の発現に明らかな差があることを認め、またその阻害剤が酸排出イオン輸送体発現に依存して、効果を発揮する事を報告している。本研究において細胞内pHの維持機構について癌細胞と癌幹細胞との差異の有無を明らかとし、細胞内pH制御因子としての炭酸脱水酵素9が癌幹細胞特異的な標的分子となることを明らかとした。現在日本の死亡率の約30%が悪性新生物による死亡である。本研究代表者も癌治療に取り組み、従来の抗がん剤の放射線治療とのコンビネーションや、造血幹細胞移植を併用した癌幹細胞を標的としたHigh doseの抗がん剤治療を臨床において行い、成果を報告してきている。しかし実際、如何に抗がん剤を駆使しても、一部のpopulationが残存し、再発するケースがほとんどである。その原因に癌幹細胞の薬剤抵抗性があげられる。癌幹細胞は細胞分裂が緩徐であり、また薬剤排出輸送体であるMDRの発現が多い事がその原因となること、また癌細胞集団のより血流の悪い低酸素、低栄養環境に順応し抗がん剤の物理的に届きにくい部位に存在することが明らかとなっている。低酸素・低栄養環境において、癌細胞では酸化的リン酸化よりも解糖系が亢進していることが明らかとなっている(Warburg効果)。そのような代謝の変化により癌の周囲において乳酸増加が原因となり、細胞外環境が酸性である事が明らかとなっている。酸性環境においても癌の細胞内pHは正常細胞と同様に維持されていることが明らかとなっており、癌における酸排出機構の亢進が示唆される。本研究者は、癌の細胞内pHがより高く維持されていることを確認している。また癌の分化度の違いと酸排泄イオン輸送体の発現に明らかな差があることを認め、報告してきており、またその阻害剤がイオン輸送体発現に依存して、効果を発揮している事を報告している。また一部の癌においてはイオン輸送体を阻害しても他のイオン輸送体の機能が亢進し、を維持する機構が存在することを明らかとしている。本研究において癌細胞の細胞内pHの維持機構について癌細胞と、癌幹細胞においての差異の有無を明らかとするため、各癌細胞より癌幹細胞を単離抽出し、細胞内pH制御の差異を検討する。低酸素・低栄養環境において、癌細胞では酸化的リン酸化よりも解糖系が亢進していることが明らかとなっている(Warb urg効果)。胃がん細胞株(MKN28,MKN45)、肺癌細胞株(A549、H1259)、を用いて、low attachmentフラスコ内で特殊精製培地と、各種growth factorの添加により、癌幹細胞の分離と、癌幹細胞であることの確認にreal time PCR、flow-cyto analysisで確認した。その後各細胞内pHの差異の検討を行い幹細胞において細胞内のpHの上昇とその上昇にはCA9の関与が明らかとなった。このCA9の阻害により癌幹細胞のpHの低下と親株同等の腫瘍増殖抑制効果を示すことを見出した。同時に細胞内のpHの変化に伴い細胞内のミトコンドリア活性の差異についても明らかとした。その原因に癌幹細胞(CSC)の薬剤抵抗性があげられる。

癌幹細胞は細胞分裂がdormantであり、また薬剤排出輸送体であるMDRの発現が多い事がその原因となること、また癌細胞集団のより血流の悪い低酸素、低栄養環境に順応し抗がん剤の物理的に届きにくい部位に存在することが明らかとなっている。低酸素・低栄養環境において、癌細胞では酸化的リン酸化よりも解糖系が亢進していることが明らかとなっている(Warburg効果)。そのような代謝の変化により癌の周囲において乳酸増加が原因となり、細胞外環境が酸性である事が明らかとなっている。酸性環境においても癌の細胞内pHは正常細胞と同様に維持されていることが明らかとなっており、癌における酸排出機構の亢進が示唆される。近年、本研究者は、癌細胞において低酸素・低pH環境においても癌の細胞内pHがより高く維持されていることを確認している。また癌の分化度の違いと酸排泄イオン輸送体の発現に明らかな差があることを認め、またその阻害剤が酸排出イオン輸送体発現に依存して、効果を発揮する事を報告している。本研究において癌細胞の細胞内pHの維持機構について癌細胞と癌幹細胞との差異としてCA9発現が重要なであることを見出し、新たな分子標的であることを明らかとした。癌細胞において低酸素・低pH環境においても癌の細胞内pHがより高く維持されていることを確認している。本研究において細胞内pHの維持機構について癌細胞と癌幹細胞との差異の有無を明らかとし、細胞内pH制御因子としての炭酸脱水酵素9が癌幹細胞特異的な標的分子となることを明らかとした。胃がん細胞株(MKN28,MKN45)、肺癌細胞株(A549、H1259)、を用いて、low attachmentフラスコ内で特殊精製培地と、各種growth factorの添加により、癌幹細胞の分離と、癌幹細胞であることの確認にreal time PCR、flow-cyto analysisで確認した。その後各細胞内pHの差異の検討を行っている。また細胞内のミトコンドリア活性の差異についても現在検討中である。今後、患者よりの手術検体を用いて同様の変化が認められるかを確認し、新たな治療戦略となりうることを証明していく。細胞生理学胃がん細胞株(MKN28,MKN45)、肺癌細胞株(A549、H1259)と各癌幹細胞における酸排出イオン輸送体のreal time PCRによる発現の差異と各種イオン輸送体阻害剤による細胞内pH変化および増殖阻害効果を検討する。また細胞外環境が異なる環境(低酸素、低pH環境)で酸排出イオン輸送体の発現の変化や各種阻害剤の効果を検討する。
巨大圧電性希土類AlN膜の配向制御と次世代高周波弾性表面波フィルタへの応用

縦型漏洩弾性表面波(LLSAW)デバイスは他のSAWモードに比べ位相速度および結合係数が高く,次世代移動体通信に必要な高周波動作の周波数フィルタとして有望である。しかし,従来SAWデバイスの圧電基板のみの構造では,LLSAW伝搬減衰が大きいため急峻なフィルタ特性が得られないことが問題であった。そこで,本研究では圧電基板上(LiNbO3,水晶,サファイア)への高音速かつ高圧電性をもつScAlN薄膜装荷による高位相速度,高結合係数,低伝搬減衰を両立するLLSAWデバイスの実現を目的としている。本年度は以下の研究成果が得られた。1.高位相速度,高い温度安定性を有する水晶,サファイヤを支持基板としたc軸平行ScAlN膜/高音速基板上を伝搬するLLSAWを理論解析することで,最適構造の探索を行った。支持基板を水晶とすることで,高位相速度,高結合係数,低伝搬減衰を両立することが分かった。また,水晶のカット,SAW伝搬方向が伝搬減衰に大きく影響を及ぼすことを発見した。特に,ScAlN膜/Xカット30°Y伝搬水晶では,本研究内で最小の伝搬減衰=0.0004dB/λとなった。さらにバルク横波がLLSAWから十分に分離することがこの低伝搬減衰の要因であることも示した。2.昨年度構築を行った成膜装置を用いて,c軸傾斜またはc軸平行ScAlN膜の形成を行った。スパッタ粒子傾斜入射成膜法においては,c軸傾斜角度=1050°をもつc軸傾斜膜の形成に成功し,結合係数増幅も確認した。一方で,イオンビーム照射を行ったScAlN膜では,目的のc軸平行膜は得られなかった。この原因としては,イオン源内加速電極の制限によりビーム照射加速電圧を300Vまでしか上げられなかったことが挙げられる。純AlNと同様にScAlN膜でも,c軸平行配向を得るためには加速電圧1000V以上が必要であると考えられる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,次世代高周波弾性表面波フィルタに向け,ScAlN薄膜/圧電基板を用いた縦型漏洩弾性表面波(LLSAW)デバイスを目指す。LLSAWデバイスは他のSAWモードに比べ位相速度および結合係数が高く,次世代移動体通信に必要な高周波動作の周波数フィルタとして有望である。しかし,従来SAWデバイスの圧電基板のみの構造では,伝搬減衰が大きいため急峻なフィルタ特性が得られないことが問題であった。そこで,高音速かつ高圧電性をもつScAlN薄膜を圧電基板上に装荷することで,高位相速度,高結合係数,低伝搬減衰が両立するLLSAWデバイス実現できると考えた。・LLSAW伝搬特性理論計算によるScAlN膜の膜厚,c軸方向の最適化ScAlN膜をXカット36°Y伝搬LiNbO3に装荷した時のLLSAW伝搬特性を理論解析し,ScAlN膜の最適化を行った。ScAlN膜の自己配向方向であるc軸垂直膜を装荷した場合,ゼロ減衰となったが,結合係数が著しく低下した。c軸が基板に対して平行かつLLSAW伝搬方向に平行な場合は,結合係数が単結晶の約1.5倍となったが,伝搬減衰の減少は得られなかった。それに対して,c軸が基板に対して平行かつLLSAW伝搬方向に垂直な場合はゼロ伝搬減衰とともに,結合係数が約6%とフィルタ応用に十分な値が得られることが分かった。以上の理論計算の結果から,c軸平行ScAlN膜装荷が必要となる。・ScAlN薄膜成膜装置の構築ScAlN膜の配向制御を成膜中のイオンビーム照射により実現し,c軸平行ScAlN膜/圧電基板構造の形成を目指す。まず成膜装置用真空チャンバーの設計,作製を行った。本装置によるc軸垂直ScAlN膜の形成,報告されている圧電性の増幅も確認できた。また,イオンビーム照射のためのECRイオンガンの成膜装置への組み込みも完了している。当初の計画通り,理論計算によるLLSAWデバイスに最適なScAlN膜/圧電基板の設計を達成した。デバイス作製に向けては,イオンビームアシスト成膜装置の構築を完了し,c軸垂直ScAlN膜の形成にも成功した。以上の結果から,おおむね順調に進展しているといえる。

支持基板を水晶とすることで,高位相速度,高結合係数,低伝搬減衰を両立することが分かった。また,水晶のカット,SAW伝搬方向が伝搬減衰に大きく影響を及ぼすことを発見した。特に,ScAlN膜/Xカット30°Y伝搬水晶では,本研究内で最小の伝搬減衰=0.0004dB/λとなった。さらにバルク横波がLLSAWから十分に分離することがこの低伝搬減衰の要因であることも示した。2.昨年度構築を行った成膜装置を用いて,c軸傾斜またはc軸平行ScAlN膜の形成を行った。スパッタ粒子傾斜入射成膜法においては,c軸傾斜角度=1050°をもつc軸傾斜膜の形成に成功し,結合係数増幅も確認した。一方で,イオンビーム照射を行ったScAlN膜では,目的のc軸平行膜は得られなかった。この原因としては,イオン源内加速電極の制限によりビーム照射加速電圧を300Vまでしか上げられなかったことが挙げられる。純AlNと同様にScAlN膜でも,c軸平行配向を得るためには加速電圧1000V以上が必要であると考えられる。引き続き, LLSAWデバイスの最適構造について理論計算により検討し,特に圧電基板の最適化(材料,カット角等)を行う。並行して,デバイス作製に関してはイオンビーム照射によるScAlN膜の配向性制御を実現し,c軸平行ScAlN膜を圧電基板上への成膜を試みる。さらに形成した層状基板構造を用いたLLSAWデバイスを作製,周波数特性の評価を行う。その結果と従来の圧電基板のみLLSAWデバイスとの比較を行い,優位性を明らかにする。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
生体内鉄代謝制御におけるアナモルシンの機能解析

アナモルシン(Anamorsin, AM)の細胞内鉄代謝への関与の報告はあるが、生体内鉄代謝への関与は不明である。Cre-loxP systemを用いたAM遺伝子コンディショナルノックアウトマウスを作製し、AMの生体内鉄代謝における機能解析のため、Alb-Cre Tgマウスと交配し、肝臓特異的AM欠損マウスを作製したところ、肝臓の組織像で、肝細胞の核の肥大化と、一部の細胞に核内封入体を認めた。細胞質には何らかの物質(特定はできていない)の蓄積像を認め、AMが何らかの物質の代謝に関与している可能性が示唆された。物質としては、グリコーゲンや鉄などの可能性を疑っており、今後、明らかにする予定である。我々が抗アポトーシス分子として同定したアナモルシン(Anamorsin, AM)は、既知の抗アポトーシス分子とは類似の構造をもたない分子である。AM欠損マウスは、身体が小さく、貧血を認め、胎生後期に致死となることから、AMは胎生期の赤血球造血において重要な役割をしていると考えられる。また、AMは、鉄硫黄(Fe-S)クラスター形成において重要な役割を果たすだけではなく、鉄制御蛋白1 (Iron regulatory protein, IRP-1)の機能を制御し、細胞内の鉄代謝に関与していることを示した。AMを過剰発現したトランスジェニックマウスの解析では、鉄を過剰に投与すると惹起される炎症反応が減弱しており、また肝細胞でのヘプシジン産生亢進も減弱していた。AMは細胞内の鉄代謝に関与しているのみではなく、生体レベルでの鉄の動態調節に関与していることが考えられた。本年度は、肝細胞におけるヘプシジンの産生機序におけるAMの関与について検討するため、肝細胞特異的にAMを欠損させたマウスを作製した。AM欠損マウスは、身体が小さく、胎児肝も小さく貧血を認め、胎生後期に致死となることから、AMは胎生期の赤血球造血において重要な役割をしていると考えられる。また、AMは、鉄硫黄(Fe-S)クラスター蛋白形成において重要な役割を果たすだけではなく、鉄制御蛋白1 (Iron regulatory protein, IRP-1)の機能を制御し、細胞内の鉄代謝に関与していることを示した。本研究では、肝細胞におけるヘプシジンの産生機序におけるAMの関与について検討している。AM欠損マウスは胎生致死であるため、KOマウスの成体での解析は不可能である。そこで、Cre-loxP systemを用いたAM遺伝子コンディショナルノックアウトマウス(AM loxP KOマウス)を作製した。Alb-Cre TgマウスとAM loxPKOマウスを交配し、肝臓特異的AM欠損マウス(Alb-Cre/AM loxP KOマウス)を作製した。Alb-Cre/AM loxP KOマウスは、メンデル比通りに生まれた。また、成獣マウスの肝臓の組織を検討したが、HE標本の組織像ではコントロールと比較して明らかな差を認められなかった。ただし、予定通り、Alb-Cre/AM loxP KOマウスの作製はできたので、研究の進捗はおおむね順調であると考えている。我々が抗アポトーシス分子として同定したアナモルシン(Anamorsin, AM)の欠損マウスは、胎仔肝が小さく貧血を認め、胎生後期に致死となることから、AMは胎生期の赤血球造血において重要な役割をしていると考えられる。また、AMは、鉄硫黄クラスターたんぱく形成において重要な役割を果たすだけではなく、鉄制御蛋白1(IRP-1)の機能を制御し、細胞内の鉄代謝に関与していた。本研究は、細胞内だけではなく、生体内での鉄代謝におけるAMの関与について検討するのを目的とした。AM欠損マウスは胎生致死のため、KOマウスの成体での解析は不可能である。そこで、Cre-loxP systemを用いたAM遺伝子コンディショナルノックアウトマウス(AM loxP KOマウス)を作製し、Alb-Cre Tgマウスと交配し、肝臓特異的AM欠損マウス(Alb-Cre/AM loxP KOマウス)を作製した。Alb-Cre/AM loxP KOマウスは、メンデル比通りに生まれ、少なくとも6ヶ月は生存している。生後、3ヶ月目、6ヶ月目に、肝機能を評価するため、肝逸脱酵素、胆道系酵素など測定したが、コントロールマウスと差は認めなかった。次に、解剖を行い、肝臓の組織像を評価したところ、3ヶ月目では目立たなかったが、6ヶ月目には、AM欠損マウスにおいて、肝細胞の核の肥大化と、一部の細胞に核内封入体が認められた。また、細胞質の染色性もコントロールマウスと異なり、細胞質に何かの物質の蓄積がある可能性が示唆された。グリコーゲンや鉄である可能性を考え、特殊染色をおこなったが、それらは否定的であった。今後は、月齢が6ヶ月以上のマウスの肝臓を検討するとともに、肝細胞を用い、RNAseqを行うことで、AM欠損による遺伝子発現の変化を調べる。

さらに、このマウスに、鉄を負荷し、鉄代謝への影響を調べる予定である。アナモルシン(Anamorsin, AM)の細胞内鉄代謝への関与の報告はあるが、生体内鉄代謝への関与は不明である。Cre-loxP systemを用いたAM遺伝子コンディショナルノックアウトマウスを作製し、AMの生体内鉄代謝における機能解析のため、Alb-Cre Tgマウスと交配し、肝臓特異的AM欠損マウスを作製したところ、肝臓の組織像で、肝細胞の核の肥大化と、一部の細胞に核内封入体を認めた。細胞質には何らかの物質(特定はできていない)の蓄積像を認め、AMが何らかの物質の代謝に関与している可能性が示唆された。物質としては、グリコーゲンや鉄などの可能性を疑っており、今後、明らかにする予定である。AM欠損マウスは胎生致死であるため、KOマウスの成体での解析は不可能である。そこで、Cre-loxP systemを用いたAM遺伝子コンディショナルノックアウトマウス(AM loxP KOマウス)を作製した。Alb-Cre TgマウスとAM loxPKOマウスを交配し、肝臓特異的AM欠損マウスを作製し、現在、マウスの数を増やし、解析に備えている。引き続き、作製した肝臓特異的AM欠損マウス(Alb-Cre/AM loxP KOマウス)を解析する。最初に、腹腔内に鉄を過剰投与し、肝臓におけるヘプシジンの産生能に対するAMの影響や、鉄負荷時の炎症反応への影響を検討する。また、腹腔内にLPSを投与することで、炎症モデルを作製し、その際の肝臓でのヘプシジン産生能に対するAMの影響を検討する。さらに、胎児期の二次造血は主に肝臓でおこなわれることから、E-14.5前後の胎児肝を用いて、肝細胞特異的にAMを欠損させた際の二次造血への影響も検討する。鉄代謝作製した肝臓特異的AM欠損マウス(Alb-Cre Tg-AM loxP KOマウス)を解析する。肝臓の形態を病理学的に解析し、AMがおよぼす影響を検討する。腹腔内に鉄を過剰投与し、肝臓におけるヘプシジンの産生能に対するAMの影響や、鉄負荷時の炎症反応への影響を検討する。腹腔内にLPSを投与することで、炎症モデルを作製し、その際の肝臓でのヘプシジン産生能に対するAMの影響を検討する。
選択性緘黙の内的世界の探究と治療教育的アプローチの開発

家庭では会話ができるにもかかわらず、学校等で話せなくなる選択性緘黙については、いまだわかっていないことが多い。本研究では質問紙調査と事例研究を行い、以下の成果を得た。a)選択性緘黙の状況は個人差が大きく多様である。b)小学校低学年以下の子どもには、教師・親・コンサルタントによる協働的アプローチが有効である。c)小学校高学年以降では、本人の自発性を強化するアプローチの有効性が示唆された。平成22年度は内的世界に関する予備的調査のまとめと、治療教育的アプローチに関する事例的検討を中心に行った。その結果、以下のような成果が得られた。1.選択性緘黙の当事者団体を通して経験者に対して予備的に実施した質問紙調査の結果をまとめた。特に、年齢・発達によって自らの緘黙症状の捉えや対処の仕方が変化することが明らかになった。また、緘黙症状は改善しても、対人場面や社会的場面において不安や緊張を感じている成人が少なくないことが明らかになった。これらの結果については、日本特殊教育学会第48回大会においてポスター発表し、他の研究者と質疑応答した。2.選択性緘黙を示す小学校2年男児に対する行動療法的アプローチを担任、母親、特別支援コーディネーターとの連携によって実施した。その結果、年末頃には授業中においても発語がみられるような顕著な改善が認められ、数人の級友との自由な会話が可能となった。この指導経過については、次年度の関連学会において報告する予定である。3.選択性緘黙を示す高校生に対する行動療法的アプローチを、本人、母親と協働して実施した。その結果、相談室内における相談員数名との会話が可能となった。しかし学校場面での緘黙症状や過度の緊張感は続いており、思春期におけるアプローチには従来の行動療法的アプローチをさらに改善する必要性が示された。これらの成果から、選択性緘黙を経験した人については緘黙症状の改善はもとより、対人場面での不安・緊張の軽減を図る必要性があること、低年齢期と思春期以降においては治療的アプローチが異なることが示唆された。特別支援教育における情緒障害の中核に位置づけられる「選択性緘黙」については、その原因や背景要因が明確になっていないことはもとより、学齢期や思春期以降における治療教育的アプローチや教育的対応についても十分確立されていないことにたいして、以下のことを行った。(1)選択性緘黙に関する最新の研究情報の収集し、整理する。選択性緘黙に関する先端的研究文献の収集、並びに、国内外の関連学会大会・機関誌における最新の研究情報を収集した。特に応用行動分析学、行動療法の立場の研究情報の収集を行った。その結果、特に中高校生や成人等の年長者に対する研究文献は少なく、今後の課題であることが確認された。(2)選択性緘黙の経験者と保護者に対する予備的調査を整理し、学術誌に投稿する。選択性緘黙の経験者・保護者に関する質問紙調査を整理し、選択性緘黙に関連した諸条件の経年的変化、選択性緘黙改善への自己努力とその結果等についてまとめ、学術誌に投稿する準備を行った。(3)選択性緘黙児に対する介入研究を行い、成果を学会で発表する。大学教育相談室に来談した選択性緘黙を主訴とする事例(2事例:小学生1事例、高校生1事例)に対して治療教育的アプローチを実施し、年齢段階や自己認知の違い等における方法論やその効果の差異等を検討した。そのうち小学生の事例ついては、母親、担任、特別支援教育コーディネーターに対するコンサルテーションを行った結果、一定の改善が見られ、その経過を日本特殊教育学会第49回大会においてポスター発表を行った。1)選択性緘黙児に対する介入研究のまとめ大学教育相談室に来談した選択性緘黙を主訴とする事例に対して行った治療教育的アプローチをまとめ、その効果と今後の課題を明らかにした。特に従来、研究や実践が十分なされてこなかった思春期以降の事例として、大学教育相談室に来談中の高校生1名に対して行った行動療法的アプローチをまとめた。本事例については、大学教育相談室で音量計を利用した音声増強トレーニングと行い、併せて、地域社会でエクスポージャーを試みた。その結果、音声増強トレーニングにより当初より約10dB大きな発話が可能となった。一方、地域社会でのエクスポージャーは段階的に行うことが難しく、期待された効果は弱かった。これらをまとめ、日本特殊教育学会第50回大会でポスター発表するとともに、英文論文にまとめた。2)選択性緘黙に関する最新の研究情報のまとめ小学生までの年齢児の選択性緘黙については刺激フェイディング法を中心とした行動療法的アプローチの有効性が明らかにされているが、思春期以降の介入方法については十分でなかった。思春期以降の場合、選択性緘黙の本人の意志や想いを十分理解した上で、話そうという意志を無理のないように支援することが重要であることが指摘された。

そこで、「園山研究室選択性緘黙HP」を新たに開設し、本研究課題で得られた成果や従来の研究成果をまとめ、選択性緘黙の概要・特徴、支援方法の概要・具体、関連する研究論文等、関連する資料等を掲載し、一般社会の理解促進を図った。研究情報の収集、並びに選択性緘黙児に対する介入研究については、概ね計画通りに実施できた。経験者・保護者に対する予備的調査の整理は完了しているが、学術誌への投稿は次年度に行う予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。予備的調査の整理は完了していることから、学術誌への投稿は次年度に実施できる状況にある。また介入研究については概ね介入が終了しており、フォローアップデータを収集した上で、学会発表並びに学術誌への投稿の準備も行える状況である。
C型肝炎ウイルスの感染性を制御する細胞内分子メカニズムの解明

平成25年度においては、平成24年度の成果を踏まえ、(1)肝細胞内TXA2下流シグナル経路による感染性HCV粒子形成制御の解明及び{2}TXAS阻害剤耐性HCV株ゲノムに認められた1塩基置換のHCV生活環における意義の解明を目的として研究を行った。研究計画2については、まずHCV全ゲノムシークエンスを再現性良く実行するためのRNA抽出、RT-PCRによる増幅、DNA断片のシークエンスに関して条件検討を修士学生の長谷川輝と共に行った。その結果、JFH1株のゲノムの95%程度を安定してシークエンスすることが可能となった。一方JFH1株を用いたヒト肝細胞キメラマウスへの感染実験ならびにTXAS阻害剤投与に関しては、現在感染させるHCV量ならびに薬剤投与量を含めて検討中である。今後は、まずキメラマウスにおいてTXAS阻害剤投与後に変異を獲得し感染性を再び獲得したHCVゲノム変異を同定することを目的としている。同定した変異のHCV感染性粒子形成における機能的意義について更に検討を進める予定である。(抄録なし)C型肝炎ウイルス(以下HCV)粒子形成においては、感i染性および非感染性粒子が形成されることが知られている。しかしながら、HCV粒子が感染性を獲得する細胞内メカニズムの詳細に関しては現在まで明らかにされていなかった。これまでに申請者らは、トロンボキサンA2(以下TXA2)合成酵素のノックダウンにより、放出されるHCV量に変化が無いにも関わらず培養上清中のHCV粒子の感染性が著しく低下することを明らかにした。すなわち、TXA2シグナル経路がHCV粒子へ感染性を付加させるメカニズムを制御していることを初めて明らかにした。平成24年度において、TXAS阻害条件下におけるHCVタンパク質の細胞内局在、HCV産生細胞内のHCV粒子感染性の比較を行った。HCVタンパク質Core,NS5Aの脂肪滴周辺への局在はTXAS阻害の影響を受けず、この結果はTXASはHCVタンパク質の脂肪滴へのリクルートには関連していなことを示している。また細胞内のHCV粒子も放出された粒子同様に感染性が低下していたことから、TXAS阻害による感染性の低下は感染性粒子の放出を阻害するものではなく、感染性粒子の形成それ自体を細胞内で阻害していることが明らかになった。またTXASによって合成される脂質メディエーターTXA2は、細胞膜上にある受容体TPを介してそのシグナルを近傍の細胞に伝達することが既に報告されていた。この先行研究から、我々はTPアゴニスト、アンタゴニストの感染性HCV粒子形成における影響を検討した。しかしながら、TPアゴニスト、アンタゴニスト処理によるHCV粒子の感染性低下は認められなかった。加えて、TXAS阻害剤の効果を検討した際に使用した培養細胞、およびキメラマウスの肝臓組織中のTPmRNA発現を検討した所、その発現が認められなかった。この結果は、肝臓中においてT)笛2のシグナル伝達が未知の作用機序を介して行われていることを示唆されている。従ってTXASのHCV感染性粒子形成における研究を進めた結果、肝臓中におけるTXA2の未知の作用機序という新たな研究分野を切り開く結果を得ることが出来た.平成25年度においては、平成24年度の成果を踏まえ、(1)肝細胞内TXA2下流シグナル経路による感染性HCV粒子形成制御の解明及び{2}TXAS阻害剤耐性HCV株ゲノムに認められた1塩基置換のHCV生活環における意義の解明を目的として研究を行った。当初の研究の目的である、TXASによる感染性HCV粒子形成機構については予定通りに解析を行い、TXAS活性がHCV粒子成熟を制御する可能性が示唆された。加えて、TXASの作用機序をその受容体であるTPのアゴニスト、アンタゴニストを用いて検討した結果、HCV感染性粒子形成は、TPを介したシグナル伝達によって制御されていないことが明らかになった。使用した培養細胞、およびキメラマウス肝臓組織中のTPmRNA発現を検討した所、共にTPmRNAの発現は認められなかった。まとめると、'本年度においてはHCV感染性粒子形成の一端を明らかにしただけでなく、未だに未解明である肝臓内におけるTXAの機能について興味深い示唆を与える結果も得ることができた。これらの結果から、本年度は当初の計画以上の進展が認められたと考えている。平成25年度は頭書の予定通り、TXAS阻害剤処理、未処理サンプル間において遺伝子発現プロファイルの比較をマイクロアレイを用いて行う予定である。この結果から、HCV感染性を制御するTXA下流因子の同定を行い、更なる抗HCV薬剤標的の探索を行う。さらに発現の変動した遺伝子群のシグナル伝達解析を行い、TXA2が幹細胞中においてどのようなシグナル伝達、特にTPを介さないような未知のシグナル伝達を行うのかに関する検討を行うまた、感染性の低下したHCV粒子の性状解析も予定通り始める予定である。

これまでの結果から、感染性の低下したHCV粒子ではその密度が変動することが報告されていたが、その詳細については不明な点が多く残されている。そのためTXAS阻害時に放出されたHCV粒子のプロテオミクス、リピドミクス解析を行い、どのような変化が起きているのかより詳細な解析を行う。(抄録なし)
尿素回路の調節因子としての小腸シトコンドリアの役割特にライ症候群との関連性の検討

ライ症候群などにみられる尿素回路不全による高アンモニア血症の原因として,尿素回路に供給される内因性オルニチンの減少を検討した報告はこれまでなかった.そこで今回は小腸上皮ミトコンドリアに存在する,グルタミン酸からオルニチン,アルギニン,プロリンを合成する経路の律速酵素であるピロリンー5-カルボン酸(P5C)合成酵素活性に対する種々の要因を検討した.そのためにまず高感度,高特異的な方法を開発した.酵素反応により〔^<14>C〕glutamateから生成した〔^<14>C〕P5Cを10cmの陰イオン交換樹脂カラムで分離し, NaBH_4で還元後5cmの同カラムで〔^<14>C〕prolineを選択採取してdpmを計測する事により30pmolの活性が正確に検出出来た.本法によりPSC溶出位置直前に未知物質と思われる^<14>Cのピークが認められ, P5C合成酵素同様にATP, MgCl_2, NADPHに対する依存性を示した.この物質の同定を現在急いでいる.ラット全身30組織の活性分布を検討したところ, P5C合成酵素は上部小腸に集中して存在し,膵臓胸腺,リンパ腺などにも少量存在したが,肝臓,腎臓,骨格筋などにはなかった.臓器あたりの活性は雄が高かったが,比活性に雌雄差は認められない.3年齢ラットでは若年ラットに比べて活性低下傾向を認めた.STZ糖尿病ラットでは著しい活性低下を認めた.ライ症候群関連の薬剤の影響は, aopirin, aminopyrine, caprylic acidなどで20%前後の阻害が認められた.さらに人体摘出小腸片を用いて,人体における本活性の存在を証明し,各種要求性も確認した.最後にオルニチン合成に必須のアセチルグルタミン酸合成酵素活性の測定法を開発し,ラットの26組織を検索した結果新たに腎臓,膵臓,肺,精巣,褐色脂肪に高い活性を認めた.以上よりP5C合成酵素活性の低下とライ症候群の関連性は強くはないと推察され,むしろ老齢者におけるプロリン,アルギニン合成の低下を素因づける様に思われる.ライ症候群などにみられる尿素回路不全による高アンモニア血症の原因として,尿素回路に供給される内因性オルニチンの減少を検討した報告はこれまでなかった.そこで今回は小腸上皮ミトコンドリアに存在する,グルタミン酸からオルニチン,アルギニン,プロリンを合成する経路の律速酵素であるピロリンー5-カルボン酸(P5C)合成酵素活性に対する種々の要因を検討した.そのためにまず高感度,高特異的な方法を開発した.酵素反応により〔^<14>C〕glutamateから生成した〔^<14>C〕P5Cを10cmの陰イオン交換樹脂カラムで分離し, NaBH_4で還元後5cmの同カラムで〔^<14>C〕prolineを選択採取してdpmを計測する事により30pmolの活性が正確に検出出来た.本法によりPSC溶出位置直前に未知物質と思われる^<14>Cのピークが認められ, P5C合成酵素同様にATP, MgCl_2, NADPHに対する依存性を示した.この物質の同定を現在急いでいる.ラット全身30組織の活性分布を検討したところ, P5C合成酵素は上部小腸に集中して存在し,膵臓胸腺,リンパ腺などにも少量存在したが,肝臓,腎臓,骨格筋などにはなかった.臓器あたりの活性は雄が高かったが,比活性に雌雄差は認められない.3年齢ラットでは若年ラットに比べて活性低下傾向を認めた.STZ糖尿病ラットでは著しい活性低下を認めた.ライ症候群関連の薬剤の影響は, aopirin, aminopyrine, caprylic acidなどで20%前後の阻害が認められた.さらに人体摘出小腸片を用いて,人体における本活性の存在を証明し,各種要求性も確認した.最後にオルニチン合成に必須のアセチルグルタミン酸合成酵素活性の測定法を開発し,ラットの26組織を検索した結果新たに腎臓,膵臓,肺,精巣,褐色脂肪に高い活性を認めた.以上よりP5C合成酵素活性の低下とライ症候群の関連性は強くはないと推察され,むしろ老齢者におけるプロリン,アルギニン合成の低下を素因づける様に思われる.1.ピロリン-5-カルボン酸合成酵素活性の新測定法の開発陰イオン交換樹脂を2段階使用することで[【14^C】]グルタミン酸から生成した[【14^C】]ピロリン-5-カルボン酸を20pmolの検出感度で、特異性高く同定する事に成功した。本法を用いれば従来法では他の酵素活性により混在する[【14^C】]物質にうずもれて検出不可能となっていた種々の組織における微小活性も検出可能となった。2.ピロリン-5-カルボン酸合性酵素活性のラットでの臓器分布と雌雄差上法により検策したところ、従来より報告されていた、十二指腸,空腸回腸,胸腺の他にも、膵臓,網膜,大小脳にも約1/10の活性が認められ、肝臓,脾臓,唾液腺,腎臓,精巣,卵巣にも微小活性が存在する事を証明した。これらの内で、十二指腸,空腸,回腸,膵臓,胸腺,網膜の活性を、SDラットで雌雄差を比較したが、胸腺では雄が、膵臓では雌がやや高い活性を示したにとどまり、顕著な差異は認められなかった。3.ライ症侯群関連薬剤の本酵素への影響
表面電荷密度波の電荷と格子の原子スケール直接測定

社会に役立つ材料を作る際に重要なことは、物質の基本的な性質を知ることである。物質は原子でできているため、物質の性質を知るには原子スケールで研究することが重要である。その中でも特に重要な要素は物質の骨組みとなる格子と外界と接する電子である。この両者の協調によって超伝導や電荷密度波などの興味深い現象が起こる。我々は原子間力顕微鏡と操作トンネル顕微鏡を同時に用いて、その両者を同時に観測する研究を行った。その結果、電荷密度波の力学的特性を明らかにし、ひとつの分子の骨格と電子分布を室温で同時に観測することに成功した。さらに原子数個で一ビットをあらわし、それを電流と力の両方で駆動する新しい原理を提唱した。物性物理には電子と格子の協調が織りなす興味深い現象が数多くある。その一例が超伝導や電荷密度波(CDW)である。これまで、原子スケールで電子と格子を同時に直接観測する手法はなかった。本研究では低温で表面電荷密度波となるIn/Si(111)-4x1表面超構造を対象に非接触型原子間力顕微鏡(AFM)と走査トンネル顕微鏡(STM)の同時測定法を活用しこの問題に切り込んだ。当該年度では4x1表面自体と欠陥周辺に現れるCDW的変調の室温測定に集中した。申請書には【課題1】として『電荷密度波(STM)とその格子歪み(AFM)の原子スケール直接検出』を掲げた。その準備として室温で4x1表面上でAFM/STM同時測定を行った。その結果、AFMによる画像化とSTMとの位置対応付けに成功し、AFMにおいてIn原子鎖が暗く画像化されることが分かった。【課題2】として『電荷分布測定(KPFM測定)による電荷密度波の直接観測』を掲げ、その準備として室温でKPFM測定を行った。その結果、InがSiより100mV程度高い電位を示すことを明らかにした。続いて【課題3】では『原子欠陥による影響』を調べた。室温で欠陥周辺で誘起されるCDW的2倍変調周辺上でSTM/AFM同時測定を行ったところ、STMでは2倍変調が現れるがAFMでは1倍周期が保たれるという電荷密度波の解釈と矛盾しない結果が得られた。【課題4】では『AFM探針先端原子の摂動の影響』を調べた。室温において欠陥周辺のCDW的2倍変調が探針先端の原子の接近に対してどのように応答するかを調べた。その結果、探針が0.47nmの距離では2倍変調が100%残るが、0.27nmの距離ではほぼ消失し、代わりに1倍周期が現れた。このように、AFMとSTMを組み合わせることで4x1表面に関する格子、電荷分布などの新しい知見と、CDW的2倍変調が探針の効果で消失することが確かめられた。物性物理において電子と格子の協調の理解は重要であるが、それらが原子スケールで同時に観測されることはなかった。本研究では、原子間力顕微鏡(AFM)と走査トンネル顕微鏡(STM)を同時に用いて、In/Si-4x1表面上の電荷密度波(CDW)の観測を行った。申請書で掲げた【課題1】『STMとAFMによる同時観測』ではAFMとSTM画像化位置の対応を明らかにした。【課題2】『KPFMによる電荷分布の観測』ではInがSiより100mV高電位であること、【課題3】『原子欠陥の影響』ではSTM像に現れる欠陥周辺のCDW的変調はAFMでは観察されないこと、【課題4】『探針の影響』では、探針が0.3nmまで近づくと、CDWの変調が消失することが明らかになった。【課題1,3】に関連して、エネルギー散逸像より特定のIn原子鎖がやわらかく力学的に不安定であることを明らかにした。これはCDWの前駆的現象の力学をAFMにより原子分解能で調べた先駆的な発見であり、APEX誌で即座に公開された。このようなAFMによる力学的特性の評価の到達点として、平面的な単一分子のヤング率を評価することに初めて成功した。この成果は表面科学会講演奨励賞、分子アーキテクトニクスポスター賞およびATIポスター賞を受賞し、Nat. Comm.誌に投稿された。さらに電子と格子が作用して起こるSi4原子スイッチを、AFMとSTMによる力と電流で同時にスイッチさせることに成功した。【課題1】AFMとSTMによるSi4原子スイッチ状態の同時画像化、【課題3】Si欠陥によるスイッチ阻害、【課題4】探針による力スイッチを観測した。この成果はISSS-7およびICSPMのポスター賞を受賞、Nano Lett.誌に投稿された。以上のように、AFMとSTMを同時に用いて、電子と格子の相互作用、電流と力による原子スイッチなどの先駆的な結果を得た。