hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
PCクラスタにおける大規模並列入出力に関する研究

PCクラスタにおける大規模並列入出力を実現するため、日本原子力研究開発機構システム計算科学センターで開発された異機種計算機間通信ライブラリStampiに、新たにPCクラスタで大規模並列入出力を行うための機能拡張と性能評価を行った。PCクラスタで利用可能な並列ファイルシステムであるPVFSは大規模な並列入出力機能を提供するが、異なる計算機からは利用できない。そこでStampiの持つ計算機間入出力機能を用い、PVFSへのリモート入出力機能を実現した。計算機間の入出力はリモート計算機上に起動した入出力を行うMPI-I/Oプロセスにより行われる。PVFSへの入出力はUNIXが提供する入出力関数とPVFSが提供するネイティブな入出力関数の両方が利用できるが、計算機間のデータ通信がボトルネックになる問題を抱えていた。そこで、MPI-I/Oプロセスに循環バッファ機構を導入した。この循環バッファは、各バッファ長とバッファの段数がユーザ・プログラムから変更できるようになっており、この二つのパラメタを変更し、計算機間入出力の性能が向上する組み合わせを調査し、最適な組み合わせを探した。この性能評価により、この循環バッファを用いることにより、循環バッファが保持できるデータ長以内であれば、このバッファに入出力操作並びに通信待ちになるデータを一時的に保持する事が出来、全体の性能が向上することを実証した。さらに数値計算で共通データ形式をサポートする入出力インタフェースでも利用可能にするために開発されたparallel netCDFインタフェースによる計算機間入出力機能について基本的な入出力関数の実装を試みた。さらにその性能を評価し、その有用性を実証すると共に、問題点を洗い出した。PCクラスタにおける大規模並列入出力を実現するため、日本原子力研究所計算科学技術推進センターで開発された異機種計算機間入出力ライブラリStampiに、新たにPCクラスタで大規模並列入出力を行うためのいくつかの検討を行った。まず、PCクラスタで透過的な計算環境を提供するSCoreが稼動するPCクラスタ上で、Stampiが持つ計算機間入出力機能の性能評価を行った。Stampiは入出力を行うリモート計算機上に入出力を行うMPI-I/Oプロセスを起動し、計算機ベンダ提供のMPI-I/Oライブラリがない場合、UNIX-I/Oを用いた入出力を行っていた。リモート計算機がPCクラスタの場合、フロントエンドとなる管理ノード上に非並列版のMPI-I/Oプロセスを起動することにより、入出力を行った。この試験の結果、UNIX-I/Oを利用した場合、ネットワークのバンド幅などから予想される性能に近い性能を確認したが、大規模なデータを扱うには、PCクラスタ上で利用可能な並列ファイルシステムが必要であることを今後の課題として提案した。現在、PVFS (Parallel Virtual File System)への入出力機能をサポートするための設計と実装を行っている。次に、Stampiにおける集団入出力の中で、非同期関数によるリモート入出力操作において、複数のユーザ・プロセスからの入出力要求がMPI-I/Oプロセスに送られると、最初に届いた要求はすぐに受け付けられ、当該のユーザ・プロセスはすぐに次の処理に進むことが可能であったが、それ以降の入出力要求は、前の入出力処理が終了するまで受け付けられず、全体として、入出力や逐次的に処理されてしまい、非同期操作のメリットである計算処理と入出力処理の高いオーバーラップが発揮できないという問題があった。この解決のためにMPI-I/Oプロセスを試験的にマルチスレッド化し、非同期操作における計算と入出力のオーバーラップ効果が高くなる可能性を示した。今後、実用化の可否も含め性能改善のための設計を行っている。PCクラスタにおける大規模並列入出力を実現するため、日本原子力研究所計算科学技術推進センターで開発された異機種計算機間入出力ライブラリStampiに、新たにPCクラスタで大規模並列入出力を行うための機能拡張と性能評価を行った。PVFSへの入出力はUNIXが提供する入出力関数で行うよりもPVFSが提供するネイティブな入出力関数で行う方が性能が良いため、この計算機間入出力機能にPVFSの入出力関数を取り込んで機能の拡張を行った。この機能の性能評価をギガビットのネットワークで繋がれたPCクラスタ間で行い、これまでの入出力機能に比べ、性能面での優位性を実証した。一方、ノンブロッキング入出力関数によるリモート入出力操作において、複数のユーザ・プロセスからの入出力要求がMPI-I/Oプロセスに送られると、最初に届いた要求はすぐに受け付けられ、入出力要求を送ったユーザ・プロセスはすぐに次の処理に進むことが可能であったが、それ以降の入出力要求は、現在行われている入出力処理が終了するまで受け付けられず、全体として、入出力が逐次的に処理されてしまい、ノンブロッキング入出力のメリットである計算処理と入出力処理の高いオーバーラップが発揮出来ないという問題があった。この解決の為にMPI-I/Oプロセスを試験的にマルチスレッド化し、いくつかのノンブロッキング入出力関数を用い、計算と入出力のオーバーラップ効果が高くなる可能性を示した。

PCクラスタで利用可能な並列ファイルシステムであるPVFSは大規模な並列入出力機能を提供するが、異なる計算機からは利用できない。そこでStampiの持つ計算機間入出力機能を用い、PVFSへのリモート入出力機能を実現した。計算機間の入出力はリモート計算機上に起動した入出力を行うMPI-I/Oプロセスにより行われる。PVFSへの入出力はUNIXが提供する入出力関数とPVFSが提供するネイティブな入出力関数の両方が利用できるが、計算機間のデータ通信がボトルネックになる問題を抱えていた。そこで、MPI-I/Oプロセスに循環バッファ機構を導入した。この循環バッファは、各バッファ長とバッファの段数がユーザ・プログラムから変更できるようになっており、この二つのパラメタを変更し、計算機間入出力の性能が向上する組み合わせを調査し、最適な組み合わせを探した。この性能評価により、この循環バッファを用いることにより、循環バッファが保持できるデータ長以内であれば、このバッファに入出力操作並びに通信待ちになるデータを一時的に保持する事が出来、全体の性能が向上することを実証した。さらに数値計算で共通データ形式をサポートする入出力インタフェースでも利用可能にするために開発されたparallel netCDFインタフェースによる計算機間入出力機能について基本的な入出力関数の実装を試みた。さらにその性能を評価し、その有用性を実証すると共に、問題点を洗い出した。
ロボットアームのカオス制御に関する研究

近年,さまざまな工学的な問題においてカオス現象が起こることが明らかにされ,さらにカオスを積極的に利用する試みがなされている.特に,米国のOtt,GrebogiおよびYorkeによって提案されたOGY法と呼ばれる制御法が注目されている.OGY法は,カオス挙動を示す系に対して,ストレンジアトラクタ近傍に存在する不安定な周期軌道を安定化させようとするもので,従来の制御法と異なり,不安定多様体の方向に対してのみ制御力を作用させ,着目した軌道を安定多様体に沿って小さな制御力で周期軌道に収束させるものである.また,OGY法は,米国のShinbrotらによって短い時間で目標軌道に収束するように改良され,この改良された方法はSOGY法と呼ばれている.本研究では,まず,ロボットアームを振子によってモデル化し,あらかじめ目標軌道を描くように入力を与えるフィードフォワード制御と,目標軌道と実際の軌道の違いを修正するフィードバック制御を受ける場合を考えた.フィードバックゲインが小さいとき,振子は目標軌道からはずれ,カオス的に運動する可能性がある.そこで,数値シミュレーションにおいて,OGY法およSOGY法のカオス制御法を適用して振子が目標軌道を描くように制御を行った.その結果,OGY法では目標軌道を安定化するのに時間がかかる.また,SOGY法ではモデル化誤差の影響により正しく制御できなくなるなどの欠点がみられたものの,これらのカオス制御法がここで取りあげた制御系に対しても有効であることを示した.さらに,上で述べた欠点を修正するようにOGY法を改良し,新たなカオス制御法を提案した.近年,さまざまな工学的な問題においてカオス現象が起こることが明らかにされ,さらにカオスを積極的に利用する試みがなされている.特に,米国のOtt,GrebogiおよびYorkeによって提案されたOGY法と呼ばれる制御法が注目されている.OGY法は,カオス挙動を示す系に対して,ストレンジアトラクタ近傍に存在する不安定な周期軌道を安定化させようとするもので,従来の制御法と異なり,不安定多様体の方向に対してのみ制御力を作用させ,着目した軌道を安定多様体に沿って小さな制御力で周期軌道に収束させるものである.また,OGY法は,米国のShinbrotらによって短い時間で目標軌道に収束するように改良され,この改良された方法はSOGY法と呼ばれている.本研究では,まず,ロボットアームを振子によってモデル化し,あらかじめ目標軌道を描くように入力を与えるフィードフォワード制御と,目標軌道と実際の軌道の違いを修正するフィードバック制御を受ける場合を考えた.フィードバックゲインが小さいとき,振子は目標軌道からはずれ,カオス的に運動する可能性がある.そこで,数値シミュレーションにおいて,OGY法およSOGY法のカオス制御法を適用して振子が目標軌道を描くように制御を行った.その結果,OGY法では目標軌道を安定化するのに時間がかかる.また,SOGY法ではモデル化誤差の影響により正しく制御できなくなるなどの欠点がみられたものの,これらのカオス制御法がここで取りあげた制御系に対しても有効であることを示した.さらに,上で述べた欠点を修正するようにOGY法を改良し,新たなカオス制御法を提案した.
文化再興とエスニック・アイデンティティ－ショピ民族の木琴ティンビラを事例に－

2018年度は、学会発表(日本アフリカ学会、民族藝術学会)、2度の現地調査を行った。4月の民族藝術学会学術大会では、前年度の3月に行った調査をもとに、国外の文化機関とティンビラ奏者間のネットワークや、コラボレーション音楽創作の実態について発表した。首都のショピ・コミュニティの奏者は、ザヴァラ郡の奏者と同様に国内の文化機関からの支援はほとんど受けていないが、ヨーロッパの文化機関との関係が密接であること、頻繁に海外公演やコラボレーション作品制作が行われていること、その中でショピ音楽の「伝統」の解釈とそれをもとにした表現の追求が試みられていることを述べた。また、こうした試みがザヴァラ郡のティンビラ演奏の活性化や変容に与える影響についても考察した。5月の日本アフリカ学会学術大会では、ティンビラ製作のプロセス、調律についてポスター発表を行った。ティンビラ製作を行う職人はザヴァラ郡に集中しているが、製作依頼者は主に首都に住むショピ・コミュニティの奏者や外国人であり、彼らは自らが生み出した演奏スタイルに合わせたティンビラを特注していること、こうした理由からティンビラの調律や鍵盤数などが多様化してきていることを述べた。今年度の8月には、ショピ固有の音楽概念に関する調査を行った。先行研究に記述されたショピの音楽用語や音楽概念の説明が、現状と異なっている部分について明らかにした。また、ティンビラの調律についての調査も引き続き行った。2月に行った調査では、「アーティスト」として演奏活動を行う首都の奏者と民俗芸能としてティンビラを演奏するザヴァラの奏者との関係性、特に曲の借用に着目した調査を行った。。2月に行った調査で、現地研究者や海外研究者との研究交流を行い情報交換を行うことができたことは大きな成果であった。今後いかに研究成果を現地に還元していくかについても現在議論を進めている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、モザンビークの人口の約0.3%を占める民族集団ショピに焦点を当て、彼らのシンボルでもある木琴ティンビラが、いかに彼らのエスニック・アイデンティティを保持してきたかを明らかにすることを目的とする。調査は3つの地域のショピ・コミュニティ(モザンビークのイニャンバネ州ザヴァラ郡、首都マプト市、移民先の南アフリカ共和国)で行う。本年度は、モザンビークにおいて二度の現地調査を実施した(78月:マプト市とイニャンバネ州ザヴァラ郡、23月:マプト市)。78月に行った調査では、独立後の紛争や社会主義時代の文化政策がティンビラの継承に及ぼした影響や、ティンビラ再興の社会的背景について、復興を担ってきた奏者を中心に聞き取り調査を行った。また、マプト市に移民したショピの人々のコミュニティおけるティンビラの伝承についても調査を始めた。23月にはマプト市に3週間滞在し、国立歌舞団や大学で演奏指導を行う奏者や、その奏者から指導を受け「ミュージシャン」を専業に活躍する奏者らに聞き取り調査を実施するなど、若い世代の奏者らを中心に展開する新しいショピ音楽に焦点を当てた研究を行った。調査の結果、ザヴァラ郡と南アフリカ共和国の鉱山を行き来してきた奏者は、「ンゴドと呼ばれる芸能を『伝統的』だとされている枠組みを大きく変えることなく継承してきた」のに対し、首都マプト市に移民したショピ奏者の多くが、「芸能ンガランガの奏法を基本としながらも、ギターやドラムなどを取り入れたり、多様なリズム・パターンを取り入れるなど、型にとらわれない音楽創作を志向していること」が明らかになった。前者については民族音楽学者H. TraceyやA.Traceyから長年支援を受けてきたことの影響、後者については独立後の文化政策の影響についても考える必要がある。これらの研究成果について、東洋音楽学会での発表を行った。首都マプト市で実施した現地調査は概ね良好である。研究機関(ARPAC等)で、1940年代のティンビラの映像記録や、近年制作されたティンビラに関するドキュメンタリー映画等の映像資料を収集できたことも大きな収穫であった。一方で、ザヴァラ郡で実施した調査は、少々難航している。道路の状況が悪く、大型の車なしでは複数の村落を訪問することが難しかったためである。次回は、交通手段を工夫したい。また、毎年8月に行われるティンビラ・フェスティバルに合わせてザヴァラ郡を訪れ、より多くのティンビラ楽団の演奏の撮影、活動状況の聞き取り調査を実施したいと考えている。本研究は、モザンビークの人口の約3%を占める民族集団ショピに焦点を当て、彼らのシンボルでもある木琴ティンビラが、いかに彼らのエスニック・アイデンティティを保持してきたかを明らかにすることを目的とする。今年度は、モザンビークにおいて2度の現地調査を実施した。(8-9月:マプト市、イニャンバネ州、3月:マプト市、イニャンバネ州)。8-9月の調査では、毎年ザヴァラ郡で行われるティンビラ・フェスティバルM'sahoに参加し、各地域のティンビラ楽団の活動状況などについて聞き取り調査を行った。また、首都マプト市では、ティンビラの現代的な展開を調査するために、ショピのティンビラ奏者が個人で運営する「アーティストのためのレジデンス施設」に滞在し、そこで行われたティンビラ奏者と海外の演奏家とのコラボレーション創作の参与観察を行った。3月の調査では、イニャンバネ州で楽器の製作や売買に関する調査を進めた。また、本研究課題に関する論文(学内誌『ムーサ』第19号)の発表、学会発表(日本アフリカ学会)を行った。

学内誌『ムーサ』では、これまでに収集した独立後の伝統芸能フェスティバルに関する資料を整理するとともに、独立時の政府のショピ芸能への眼差しについての考察を行った。日本アフリカ学会学術大会における発表では、マプト市におけるティンビラの演奏が、社会主義時代の文化政策の中で新しい形で展開していったこと、ワールド・ミュージックの影響を受けて新たな創作ジャンルを生み出していったことについて述べた。また、この内容を論文にまとめ、東洋音楽学会学会誌『東洋音楽研究』第84号に投稿した(受理)。マプト市における現代的なティンビラ演奏に関する調査は順調に進展している。マプト市内のショピコミュニティにおいてティンビラが普及した背景には、社会主義時代の文化政策やワールド・ミュージック・ブームの影響があることなどを明らかにすることができた。次年度は「ミュージシャン」としてマプト市を拠点に活動を行うショピの若者の具体的な音楽創作、海外のミュージシャンとのコラボレーションの実態の把握に努める。ザヴァラ郡のフィールド調査も概ね順調に進展している。予定通り、フェスティバル開催の時期に現地に赴き、数人の中核的なティンビラ奏者にインタビューを行うことができた。そして、独立や紛争という社会的動向によってティンビラ楽団の活動や演奏がどのように変化してきたかを知ることができた。次年度は、楽器の売買や曲の借用などに関する地方と首都のミュージシャンの関係性を明らかにするための調査を進めていく。南アフリカ共和国で結成されていたティンビラ楽団に関する情報はまだ少なく、文献資料に偏っているので、聞き取り調査を行うなどさらなる情報収集が必要である。2018年度は、学会発表(日本アフリカ学会、民族藝術学会)、2度の現地調査を行った。4月の民族藝術学会学術大会では、前年度の3月に行った調査をもとに、国外の文化機関とティンビラ奏者間のネットワークや、コラボレーション音楽創作の実態について発表した。首都のショピ・コミュニティの奏者は、ザヴァラ郡の奏者と同様に国内の文化機関からの支援はほとんど受けていないが、ヨーロッパの文化機関との関係が密接であること、頻繁に海外公演やコラボレーション作品制作が行われていること、その中でショピ音楽の「伝統」の解釈とそれをもとにした表現の追求が試みられていることを述べた。また、こうした試みがザヴァラ郡のティンビラ演奏の活性化や変容に与える影響についても考察した。5月の日本アフリカ学会学術大会では、ティンビラ製作のプロセス、調律についてポスター発表を行った。ティンビラ製作を行う職人はザヴァラ郡に集中しているが、製作依頼者は主に首都に住むショピ・コミュニティの奏者や外国人であり、彼らは自らが生み出した演奏スタイルに合わせたティンビラを特注していること、こうした理由からティンビラの調律や鍵盤数などが多様化してきていることを述べた。今年度の8月には、ショピ固有の音楽概念に関する調査を行った。先行研究に記述されたショピの音楽用語や音楽概念の説明が、現状と異なっている部分について明らかにした。また、ティンビラの調律についての調査も引き続き行った。
潜葉性小蛾類の系統分類と潜葉習性の進化に関する研究

本研究は,日本産潜葉性小蛾類の種の解明と系統分類を行い,潜葉性小蛾類の種多様性・潜葉習性の進化を明らかにする.本年度はホソガ科オビギンホソガ亜科Oecophyllembiinae4属の3新種を日本から,1新種を中国から記載するとともに,幼生期の形態,潜葉習性,寄主植物を明らかにした.また,本亜科の4属9種の蛹の形態を初めて明らかにし,頭頂突起などが分類学的に有用な形質であることを明らかにした.また,近縁とされる同科コハモグリガ亜科Phyllocnistinaeの種と比較し,両亜科の識別形質について議論を行った.また,日本各地で採集調査を行い,潜葉性小蛾類の寄主利用に関する多くの新知見を明らかにし,潜葉習性の分類,潜葉痕からの容易な種同定を検討した.本年度までの結果をまとめた学位論文「日本産潜葉性小蛾類の種多様性に関する研究(英文)」では,ムモンハモグリガ科Tischeriidaeおよびホソガ上科に属するヒカリバコガ科Roeslerstammiidae,チビガ科Bucculatricidae,ホソガ科Gracillariidae(ホソガ亜科Gracillariinaeのカワホソガ属Spulerina,Psydrocercops属,キンモンホソガ亜科Lithocolletinaeのニセキンホソガ属Cameraria,オビギンホソガ亜科のCorythoxestis属,Eumetriochroa属,Guttigera属,Metriochroa属,コハモグリガ亜科)の日本産4科4亜科から合計1新記録属,38新種,20新記録種を含む91種の潜葉性小蛾類を認めた.以上の潜葉性小蛾類の分類学的再検討を行った結果,従来の成虫の形態形質に分子解析・蛹の形態形質を組み合わせることで,容易に潜葉性小蛾類の種同定が可能であることを明らかにした.本研究は,日本産潜葉性小蛾類の種の解明と系統分類を行い,潜葉性小蛾類の種多様性・潜葉習性の進化を明らかにする.本年は,近畿地方を中心に山形県から沖縄県の日本各地で調査を行い,ブナ科,カバノキ科,クスノキ科などの多数の寄主植物から幼虫を採集した.特にホソガ科コハモグリガPhyllocnistis属では,多くの学名未決定種を認め,ヤナギ類からは,ネコヤナギなどの葉に潜る1新種,2既知種の計3種を認め,現在成果を投稿中である.新種とヤナギコハモグリの2種は,寄主植物の葉,茎上にそれぞれ同時期・同所的に発生するが,前翅斑紋・雌雄交尾器などの形態形質及び,分子解析でも別種であることが支持された.DNAバーコード領域のmtDNAのCOI領域の一部の本属の利用可能性を検討し,利用部位が異なる2種の潜孔習性の進化についても議論した.オビギンホソガ亜科のCorythoxestis属とEumetriochroa属の2種を中国から新記録し,走査型電子顕微鏡を用い,蛹の形態を観察・比較した.本亜科と分類位置が議論されているコハモグリガ属との蛹の比較を行い,本亜科の所属を検討した.ホソガ科カワホソガSpulerina属では,従来の形態形質とmtDNAのCOI領域の一部を用いた分子解析,幼虫,蛹の形態比較を行い,成果発表に向け準備中である.また,潜葉性昆虫全般の採集も並行して行い,これまでに100種以上を採集している.特に本年は,スキャナを導入し,潜り痕のある葉や枝をデジタル標本化した.今後,潜葉性小蛾類を中心とした検索システム等の作成を予定している.本研究は,日本産潜葉性小蛾類の種の解明と系統分類を行い,潜葉性小蛾類の種多様性・潜葉習性の進化を明らかにする.次年度に引き続き,北海道から沖縄県の日本各地で精力的に調査を行い,九州,南西諸島調査では,クマツヅラ科,トウダイグサ科などの亜熱帯性植物から多くの学名未決定種を認めた.ホソガ科コハモグリガPhyllocnistis属では,日本から2新種2新記録種を記載,記録した.うち,センリョウ科に潜る1新種1新記録種は,それぞれヒトリシズカ,フタリシズカを利用し,幼虫期によって葉の利用部位(葉の裏表の表皮層)を変えるという本属初記録となる幼虫習性をもつことがわかった.オビギンホソガ亜科の各属の学名未決定種の調査に努め,ハイノキ科,ウコギ科などから数種の未記載種を採集し,既知種の蛹形態を比較し,本亜科と分類位置が議論されているコハモグリガ属と比較し,本亜科の系統位置の再検討を行っている.潜葉性・虫こぶ形成昆虫全般の採集も並行して行い,潜り痕のある葉や枝のデジタル標本化を進めている.潜葉性・虫こぶ形成昆虫は,葉の潜り痕(潜孔)や虫こぶで種同定が可能な種が多いことを利用し,落葉を用いたこれら分類群の種多様性調査を行った.結果,落葉調査で多様性をある程度把握でき,多くの種で潜孔・虫こぶの特徴で種同定ができた.特にクヌギ・コナラでは,潜葉性昆虫のタイプ数も多く,種同定も容易であったので生物多様性調査,環境指標に十分利用できると考えられた.

本研究は,日本産潜葉性小蛾類の種の解明と系統分類を行い,潜葉性小蛾類の種多様性・潜葉習性の進化を明らかにする.本年度はホソガ科オビギンホソガ亜科Oecophyllembiinae4属の3新種を日本から,1新種を中国から記載するとともに,幼生期の形態,潜葉習性,寄主植物を明らかにした.また,本亜科の4属9種の蛹の形態を初めて明らかにし,頭頂突起などが分類学的に有用な形質であることを明らかにした.また,近縁とされる同科コハモグリガ亜科Phyllocnistinaeの種と比較し,両亜科の識別形質について議論を行った.また,日本各地で採集調査を行い,潜葉性小蛾類の寄主利用に関する多くの新知見を明らかにし,潜葉習性の分類,潜葉痕からの容易な種同定を検討した.本年度までの結果をまとめた学位論文「日本産潜葉性小蛾類の種多様性に関する研究(英文)」では,ムモンハモグリガ科Tischeriidaeおよびホソガ上科に属するヒカリバコガ科Roeslerstammiidae,チビガ科Bucculatricidae,ホソガ科Gracillariidae(ホソガ亜科Gracillariinaeのカワホソガ属Spulerina,Psydrocercops属,キンモンホソガ亜科Lithocolletinaeのニセキンホソガ属Cameraria,オビギンホソガ亜科のCorythoxestis属,Eumetriochroa属,Guttigera属,Metriochroa属,コハモグリガ亜科)の日本産4科4亜科から合計1新記録属,38新種,20新記録種を含む91種の潜葉性小蛾類を認めた.以上の潜葉性小蛾類の分類学的再検討を行った結果,従来の成虫の形態形質に分子解析・蛹の形態形質を組み合わせることで,容易に潜葉性小蛾類の種同定が可能であることを明らかにした.第一の目的である潜葉性小蛾類の種解明は,野外調査で十分な材料(標本)が採集でき,幼虫期の生態でも多くの種で解明でき成果があがっている.種記載についても本年は2新種を記載している.また,走査型電子顕微鏡を用いた蛹形態の観察,分子解析の両方が対象分類群の種同定に有用であることが確認できている.これら結果を順次,整理していけば研究目的である潜葉性小蛾類の種多様性・潜葉習性の進化を解明することも可能であると考える.これまでの採集調査で,十分な成果があがっている.学名未決定種については種記載を行い,分類学的再検討を進めていく必要がある.潜葉習性の進化については,これまでに幼虫期が明らかになった種の幼虫習性をタイプ分けし,潜葉習性の違いにどのような傾向,メリットなどがあるのか整理する必要がある.そのためには,葉の利用部位の差異,利用部位の齢数による変化,茎など葉以外の部位を利用する種などと寄生率,成長速度,寄主植物との関係などを精査する必要がある.
制御性T細胞を癌攻撃細胞へ変換するシグナルの探索

制御性T細胞(Treg)はマウスやヒトの末梢のCD4^+ヘルパーT細胞の5-10%を占める亜集団で、Foxp3転写因子とCD25(IL-2receptor α-chain)を発現し、免疫学的自己寛容の維持に重要な役割を果たしている。Tregは自己免疫疾患の発症と同時に、広義の自己である腫瘍に対する免疫応答も抑制し、担癌状態の免疫抑制に関与している。ガンで免疫を抑制しているTregを、ガンを攻撃するサイトカイン産生細胞に変換することができれば新しい治療法につながる可能性がある。本研究では、TLRを介して樹状細胞を活性化させることでTregのFoxp3の発現をdown-modulateし、かつ抗腫瘍活性を有するIFN-γ産生細胞へと誘導するアジュバントの検討を行った。TLRリガンドで樹状細胞を活性化し、Tregをエフェクター細胞に変換できるかを確認するために、In vitroの系において担癌マウスより単離したTregと骨髄由来樹状細胞を共培養し、各種TLRリガンドを加えた。培養3日後にFoxp3の発現と、培養上清中のサイトカイン産生を確認した。担癌マウス由来のTregと骨髄由来樹状細胞との共培養の実験において、使用したTLRリガンドは次のとおりである。無刺激のものに比べてFoxp3の発現がdown-modulateしたものは上記中には存在しなかった。また、IFN-γの産生量については、50pg/ml未満の微量の産生を認める群があったが、コントロールのCD4^+CD25T細胞との共培養の系で800pg/mlのIFN-γを産生していたので、有意ではない可能性が示唆された。一方、TLR2/6のリガンドであるPam2化合物の刺激によりTh17由来のサイトカインであるIL-17Aの産生上昇が確認されたため、現在検討中である。
トランス脂肪酸による動脈硬化症発症の分子機構解明および予防・治療戦略の開発

トランス脂肪酸は、疫学的な知見から、循環器系疾患、生活習慣病等の諸疾患のリスクファクターとされているが、その発症機序はほとんど不明である。申請者らは、トランス脂肪酸が、自己由来起炎性因子の1つである細胞外ATPや、DNA損傷によって誘導される細胞死を強力に促進する新規作用を見出しており、上記作用が各々、ストレス応答性キナーゼASK1およびDNA損傷応答に重要な転写因子p53を介していることを示し、その分子基盤や病態発症との関連を明らかにしてきた。本研究では、トランス脂肪酸によるDNA損傷誘導性細胞死の促進機構の分子基盤をさらに詳細に明らかにし、その分子基盤を基に、多様なトランス脂肪酸の種類ごとのリスク評価、および個体レベルでの病態悪化作用の解析を行うことで、動脈硬化をはじめとした関連疾患発症機序の解明を目指す。本年度のトランス脂肪酸の作用機構に関する詳細な解析から、DNA損傷時のp53活性化促進に、活性酸素種(ROS)を介したストレス応答性MAPキナーゼp38活性化経路が寄与することを見出した。実際にこの時、ROS産生およびp38活性化の増強が認められており、トランス脂肪酸は、ROS産生促進によって本作用を発現するものと想定される。また、トランス脂肪酸種ごとの細胞死促進作用の解析から、トランス脂肪酸の中でも、食品製造過程で産生される「人工型」の毒性が、反芻動物由来の「天然型」よりも強力であることが判明した。本成果は、これまで「天然型」ではなく「人工型」トランス脂肪酸の疾患発症への寄与を示唆してきた疫学研究を裏付けるもので、非常に重要な研究成果である。マウス病態モデルの解析についても進行中で、通常の高脂肪食摂取群と比較して、トランス脂肪酸含有高脂肪食摂取群では、特に肝臓における著明な脂肪蓄積が認められており、動脈硬化症との関連も含め、今後その詳細な発症機序を明らかにしたい。トランス脂肪酸によるDNA損傷誘導性細胞死の促進作用について、転写因子p53の欠損細胞を用いた解析から、エライジン酸(代表的な人工型トランス脂肪酸)はp53の活性化および下流の細胞死誘導因子の発現誘導を促進することで、細胞死を亢進することが示唆された。様々な阻害剤を用いた検討の結果、エライジン酸による細胞死の亢進が、抗酸化剤またはp38阻害剤の共処置で抑制されたことから、p53の活性化亢進には、ROSを介したp38活性化経路が寄与していることが示唆され、トランス脂肪酸の作用点に迫ることができた。また、エライジン酸存在下では、実際にDNA損傷時のROS産生およびp38活性化が増強していたことから、トランス脂肪酸は、細胞内ROS産生を増大させることで、p38を介したp53活性化を促進することが想定される。トランス脂肪酸種ごとの細胞死亢進作用の解析から、トランス脂肪酸の中でも、特にエライジン酸やリノエライジン酸といった食品製造過程で産生される「人工型」と呼ばれる脂肪酸種が強力な細胞死亢進作用を有する一方、トランスバクセンなどの反芻動物由来の「天然型」の脂肪酸種は亢進作用を示さないことが判明した。本成果は、「天然型」よりも「人工型」のトランス脂肪酸が疾患発症に寄与することを示唆してきたこれまでの疫学研究の結果を支持する、重要な成果である。また、本作用は、オレイン酸をはじめとした複数のシス脂肪酸の存在下で軽減可能であることも見出し、疾患発症予防の観点からも重要な成果が得られた。マウス病態モデルの作製・解析も進めており、トランス脂肪酸含有高脂肪食摂取群の病態解析から、通常の高脂肪食摂取群よりも、肝臓における脂肪蓄積がさらに亢進するという興味深い現象を見出しており、動脈硬化症との因果関係について、今後解析を進める予定である。以上のように、当初の予定通り、研究は十分に進展している。次年度は、DNA損傷時のp53活性化および細胞死の促進機構におけるトランス脂肪酸の作用点の同定を目指し、各種ROS消去剤あるいはROS産生関連分子の各種阻害剤を用いた解析や、標的候補分子の修飾状態・機能的影響の解析によって明らかにしたい。また、p53はユビキチン化やリン酸化などの翻訳後修飾により発現や転写活性が制御されていることから、p53の修飾状態や発現量・細胞内局在について解析することで、トランス脂肪酸によるp53活性化促進機構を解明したい。各種トランス脂肪酸の細胞死亢進作用およびシス脂肪酸による毒性軽減効果の検討については、初年度の解析結果を踏まえ、より広範な脂肪酸種について包括的な検討を行う。本年度までに、トランス脂肪酸の中でも、工業的な食品製造過程で産生される「人工型」が特に毒性が強いこと、シス脂肪酸の中でも、オレイン酸が特に毒性軽減作用が強いことを明らかにしているが、次年度は、さらに多様なシス・トランス脂肪酸種の組み合わせについてリスク評価や毒性軽減作用の検討を行う予定であり、疾患予防策の提言や食品安全性の向上に繋がる成果が期待できる。マウス個体におけるトランス脂肪酸の病態悪化作用の検討については、トランス脂肪酸高含有高脂肪食を摂取させた病態モデルマウスについて、病理学的解析とともに、これまでにトランス脂肪酸の作用点として同定したASK1やp53の活性化状態の解析や炎症・細胞死の評価等の生化学的解析を行い、細胞レベルで確認した細胞死亢進作用と病態悪化作用の関連を検証する。

最近、NAFLD/NASHなどの脂肪性肝疾患に起因した動脈硬化症の発症や、両疾患の合併症が大きな問題となっているが、初年度の解析結果から、トランス脂肪酸高含有高脂肪食摂取群の肝臓での著明な脂肪蓄積を見出しており、動脈硬化症との関連を含め、詳細な解析を行っていきたい。トランス脂肪酸は、疫学的な知見から、循環器系疾患、生活習慣病等の諸疾患のリスクファクターとされているが、その発症機序はほとんど不明である。申請者らは、トランス脂肪酸が、自己由来起炎性因子の1つである細胞外ATPや、DNA損傷によって誘導される細胞死を強力に促進する新規作用を見出しており、上記作用が各々、ストレス応答性キナーゼASK1およびDNA損傷応答に重要な転写因子p53を介していることを示し、その分子基盤や病態発症との関連を明らかにしてきた。本研究では、トランス脂肪酸によるDNA損傷誘導性細胞死の促進機構の分子基盤をさらに詳細に明らかにし、その分子基盤を基に、多様なトランス脂肪酸の種類ごとのリスク評価、および個体レベルでの病態悪化作用の解析を行うことで、動脈硬化をはじめとした関連疾患発症機序の解明を目指す。本年度のトランス脂肪酸の作用機構に関する詳細な解析から、DNA損傷時のp53活性化促進に、活性酸素種(ROS)を介したストレス応答性MAPキナーゼp38活性化経路が寄与することを見出した。実際にこの時、ROS産生およびp38活性化の増強が認められており、トランス脂肪酸は、ROS産生促進によって本作用を発現するものと想定される。また、トランス脂肪酸種ごとの細胞死促進作用の解析から、トランス脂肪酸の中でも、食品製造過程で産生される「人工型」の毒性が、反芻動物由来の「天然型」よりも強力であることが判明した。本成果は、これまで「天然型」ではなく「人工型」トランス脂肪酸の疾患発症への寄与を示唆してきた疫学研究を裏付けるもので、非常に重要な研究成果である。マウス病態モデルの解析についても進行中で、通常の高脂肪食摂取群と比較して、トランス脂肪酸含有高脂肪食摂取群では、特に肝臓における著明な脂肪蓄積が認められており、動脈硬化症との関連も含め、今後その詳細な発症機序を明らかにしたい。トランス脂肪酸によるDNA損傷誘導性細胞死の促進作用について、転写因子p53の欠損細胞を用いた解析から、エライジン酸(代表的な人工型トランス脂肪酸)はp53の活性化および下流の細胞死誘導因子の発現誘導を促進することで、細胞死を亢進することが示唆された。様々な阻害剤を用いた検討の結果、エライジン酸による細胞死の亢進が、抗酸化剤またはp38阻害剤の共処置で抑制されたことから、p53の活性化亢進には、ROSを介したp38活性化経路が寄与していることが示唆され、トランス脂肪酸の作用点に迫ることができた。また、エライジン酸存在下では、実際にDNA損傷時のROS産生およびp38活性化が増強していたことから、トランス脂肪酸は、細胞内ROS産生を増大させることで、p38を介したp53活性化を促進することが想定される。トランス脂肪酸種ごとの細胞死亢進作用の解析から、トランス脂肪酸の中でも、特にエライジン酸やリノエライジン酸といった食品製造過程で産生される「人工型」と呼ばれる脂肪酸種が強力な細胞死亢進作用を有する一方、トランスバクセンなどの反芻動物由来の「天然型」の脂肪酸種は亢進作用を示さないことが判明した。本成果は、「天然型」よりも「人工型」のトランス脂肪酸が疾患発症に寄与することを示唆してきたこれまでの疫学研究の結果を支持する、重要な成果である。
歯の再生過程からの幹細胞の分離、同定およびその幹細胞による歯の再生

最終年度となる本年度において、胎生期のマウス歯胚細胞と担体を組み合わせることで歯の再生に成功した。その再生歯胚組織は、今までにわれわれが用いていたブタの再生歯胚組織とは異なる歯の再生過程を示した。マウスE12およびE14マウスから第一大臼歯歯胚を取り出し、酵素処理にて細胞を単離し後、ポリグリコール酸で作られたメッシュに細胞を播種し、マウスの腎被膜下に移植した。移植3,5,7,10,14日後に細胞を播種した担体を取り出し、組織学的に評価した。さらに、細胞を播挿した担体を取り出す前にbromodeoxyuridine(BrdU)を移植されたマウスの腹腔内に投与し、細胞の増殖動態を観察した。移植5日目において上皮細胞の凝集を確認した。移植後7日目において、帽状期の歯胚の形態を示し、移植後10日目においては、鐘状期の歯胚の形態を示した。14日目においては、歯冠の形成が確認された。最初に凝集した上皮細胞が幹細胞であることが示唆されるが、この細胞の特性を同定することはできなかった。これについては次の課題として計画している。今回の研究で最も有益であったことは、再生した歯の形態が天然の歯とほぼ同じであったこと、さらに、再生した歯の大きさもほぼ同じであったことである。この結果は、ブタの細胞を用いた場合には観察できなかった。ブタの再生歯の形態は正常と異なり、大きさも2-3mmと著しく小さい。つまり、このマウスの再生組織とブタの再生組織の再生過程を比較し、その異なる点を解析することで、ブタの細胞でも正常な歯の形態を持ち、且つ大きさも同等な歯の再生が可能となることが予想できる。したがって、今回の研究から得られた結果は、幹細胞の同定はできなかったものの、これらの問題点を克服する手掛かりを与えられ、意義深いものであった。本年度はマウス歯胚を用いた歯の再生実験モデルを確立した。われわれはブタ歯胚細胞を利用した歯の再生に成功しているが、マウス歯胚細胞の歯の再生の確立は、細胞から歯胚組織が再生されるまでに長期間を要しないこと、遺伝子や細胞表面マーカーなどの情報源が多いなどの利点がある。マウスE12およびE14マウスから第一大臼歯歯胚を取り出し、酵素処理にて細胞を単離した。細胞の足場にはポリグリコール酸で作られたメッシュを使用した。歯の再生実験はこの細胞の足場に細胞を播種して、マウスの腎被膜下に移植して行った。移植4週後に細胞の足場を取り出すと、硬い組織が確認できた。この組織を組織学的に評価すると、エナメル質および象牙質が観察できた。この再生した組織をエナメル質に特異的に発現するアメロジェニン抗体と象牙質に発現するボーンシアロプロテイン抗体にて、免疫組織学にて評価すると、それぞれの組織で発現を確認した。これらの結果から、マウスの胎児臼歯歯胚を用いた場合においても、歯の再生が可能であることがわかった。さらに、細胞の足場を取り出す前にbromodeoxyuridine(BrdU)を移植されたマウスの腹腔内に投与し、細胞の増殖動態を観察した。移植7日目に取り出した足場内に再生した歯胚組織中に免疫組織化学染色にてBrdUに陽性の細胞が細胞の核に観察された。この結果から、移植した細胞が増殖能を持っていることが確認できた。これらの上記結果から、マウス歯胚を用いた歯の再生実験モデルが確立できたことが示唆された。今後、この臼歯歯胚中の幹細胞の存在について解析する。
動物の炎症性病態における急性相蛋白測定の臨床的意義とその有用性の確立

イヌおよびウマの炎症性血清中サイトカインの検出法:これまでヒト,ラットおよびマウスで用いられている生物学的測定法をイヌ・ウマの血清中サイトカイン活性の検出への応用を検討し,ヒトメラノーマA375S1細胞,IL-6依存性マウスハイブリドーマMH60・BSF2細胞,およびWEHI164マウス肉腫subclone28-4細胞によりそれぞれイヌのIL-1,IL-6およびTNF様活性の検出が可能であることが判明し,その測定条件を確立した。また,ウマについても同様に検討したところ,サイトカインの測定条件はイヌのそれとほぼ同様であった。急性相反応期におけるサイトカインと急性相蛋白の関連性:血清IL-1様活性は実験的にエンドトキシンショックを引き起こしたイヌで,血清IL-6様活性およびTNF様活性はエンドトキシンショック下およびテレピン油を筋肉内に投与して実験的に急性炎症を引き起こしたイヌで検出された。ウマにおいては血清IL-6様活性の著増がみられたが,IL-1およびTNF様活性の変動はみられなかった。血清アミロイドA蛋白(SAA度を定量するためのサンドイッチELISA法:精製ウマSAAを家兎に免疫して得られた抗ウマSAA血清をアフィニティクロマトグラフィーで精製した精製抗体を用いて,サンドイッチELISA法を行うことにより,特異性が高く,良好な再現性が得られた。ここで確立したELISA法と単純免疫拡散法で得られた測定結果を比較したところ,両者の間には高い相関性が得られた。SAA濃度を半定量するためのスライド逆受身ラッテクス凝集反応(RPLA)法:アフィニティークロマトグラフィーで精製した抗ウマSAA抗体を250ng/cm^2latexの割合で粒径0.2μmのラテックス粒子に感作後,1%の割合でグリシン緩衝液に懸濁させ,室温で60分間反応させて肉眼で凝集を判定した。なお,濃度判定の一次標準にはSAA陽性HDLを使用した。今回確立したRPLA法は半定量法であるが、迅速,簡便で再現性も良好であった。また,本法の結果とサンドイッチELISA法で得られた測定結果を比較したところ,両者の間に高い相関が得られた。総括:ウマでは炎症に対する反応性が最も速い蛋白はSAAでありELISA法やRPLA法は臨床の現場でも有用なSAA濃度測定法と考えられた。また,ウマやイヌの実験結果から,SAAの様な急性相蛋白のプロモーターとしてのサイトカインとして,IL-6が最も重要と考えられた。炎症性病態の急性相反応期における急性相蛋白変動とサイトカインの関連を追求するため,本年度はイヌおよびウマの炎症性血清中サイトカインの検出法について検討した.これまでヒト,ラットおよびマウスで用いられている生物学的測定法のイヌの血清中サイトカイン活性検出への応用を検討し,ヒトメラノーマA375S1細胞,IL-6依存性マウスハイブリドーマMH60・BSF2細胞,およびWEHI164マウス肉腫subclone28-4細胞によりそれぞれイヌのIL-

1,IL-6およびTNF様活性の検出が可能であることが判明し,その測定条件を確立した.イヌ血清IL-1様活性はリポポリサッカライドを静脈内投与して実験的にエンドトキシンショックを引き起こしたイヌで,血清IL-6様活性およびTNF様活性はエンドトキシンショック下およびテレピン油を筋肉内に投与して実験的に急性炎症を引き起こしたイヌで検出された(公表論文1).テレピン油を筋肉内投与したイヌでは,典型的な急性炎症を起こし,急性反応期にはC-反応性蛋白およびα^1-酸性糖蛋白の血清濃度は上昇し,血清アルブミン濃度は低下した.これらの値は14日目から21日目までに正常値範囲に回復した.血清IL-6様活性は処置後2時間目には劇的に上昇し,6日目まで検出された,一方IL-1およびTNF活性は有意な変動はみられなかった.以上の結果から,イヌにおいても血清中のIL-6が局所損傷に対する急性反応の制御機構の一部を担っているものと推定された(公表論文2).また,ウマについても同様に検討したところ,サイトカインの測定条件はイヌのそれとほぼ同様であった.さらに,精巣摘出手術馬およびテレピン油筋肉内投与馬の経過血清についてサイトカインと急性相蛋白の関連を検討したところ,基本的にイヌと同様であることが判明した.平成7年度は研究計画通り,ウマで炎症生疾患の診断に特に有用性が高い血清アミロイドA蛋白(SAA)の微量定量法であるサンドイッチELISA法および簡易測定法であるスライド逆受身ラッテクス凝集反応(RPLA)法の開発を行った。SAA濃度を定量するためのサンドイッチELISA法:精製ウマSAAを家兎に免疫して得られた抗ウマSAA血清をアフィニティクロマトグラフィーで精製した精製抗体を用いて,サンドイッチELISA法を行うことにより,特異性が高く,良好な再現性が得られた。ここで確立したELISA法と単純免疫拡散法で得られた測定結果を比較したところ,両者の間には高い相関性が得られた。SAA濃度を半定量するためのRPLA法:精製ウマSAA濃度を臨床の場でより実用的な応用が可能な簡易半定量法であるRPLA法の諸条件を検討し,測定法を確立した。アフィニティークロトマグラフィーで精製した抗ウマSAA抗体を250ng/cm^2latexの割合で粒系0.2μmのラテックス粒子に感作後,1%の割合でグリシン緩衝液に懸濁させ,室温で60分反応させて肉眼で凝集を判定した。なお,濃度判定の一次標準にはSAA陽性HDLを使用した。今回確立したRPLA法は半定量法であるが,迅速,簡便で再現性も良好であった。また,本法の結果とサンドイッチELISA法で得られら測定結果を比較したところ,両者の間に高い相関が得られた。総括:ウマでは炎症に対する反応性が最も速い蛋白はSAAでありELISA法やRPLA法は臨床の現場でも有用なSAA濃度測定法と考えられた。また,ウマやイヌの実験結果から,SAAの様な急性相蛋白のプロモーターとしてのサイトカインとして,IL-6が最も重要と考えられた。
広輝度帯域における視覚特性と質感知覚に関する研究

質感知覚における輝度レンジ/コントラストの役割について心理物理学的手法で明らかにする事が本研究の目的である.光沢の質感へのインパクトは大きく研究も多いが,材質感という視点では,光沢(ハイライト)の輝度より低い輝度レンジに主に手がかりが存在する.素材の表面テクスチャは一般に相互反射で輝度が低い.暗くあるべき部分の輝度が上がり輝度コントラストが低下すると,質感印象は弱まる.輝度コントラストが一元的に質感印象を支配するだろうか?同じ輝度コントラストの画像でも,平均輝度が低い方に質感印象を強く感じる.視覚的質感知覚の研究にて視覚系の感度の統制は重要だが,(1)視野(画像)全体の輝度コントラストまたは(2)画像内の相対的な輝度レベルのどちらで視覚系の感度が決まるかを事前に知悉する必要がある.特に視覚系の順応レベルを注意深く統制し,質感知覚に与える輝度レンジの効果について心理物理学的手法で調べる.平成30年度は,輝度ダイナミックレンジがコントラスト感度関数の形状に与える影響について明らかにし,国際会議にて発表することができた.最大感度を与える輝度は背景全体の平均輝度付近に存在するが,周辺に示されている輝度要素の範囲すなわち輝度ダイナミックレンジが広がると,コントラスト感度の輝度レベルによる差が小さくなり,広範囲に一定した感度を得る仕組みになっている事がわかった.また,画面上に表示する輝度のダイナミックレンジを操作して,画面内に示された図形の明度知覚を調べる実験を行なった.その結果,輝度ダイナミックレンジの上限は明度知覚に大きい影響を与えた.しかし先行研究と異なり,下限輝度が明度知覚に与える影響は限定的であった.これは,低い輝度レベルの明度感覚は常に保たれていて,表示媒体の下限輝度が十分に低くないと明るく見える黒浮きに対応している.輝度コントラスト感度関数における輝度ダイナミックレンジの影響を明らかにすることができた.また,輝度ダイナミックレンジが明度知覚に与える影響も明らかになり,閾値付近の現象だけでなく,見え方における知覚的コントラストへの影響を明らかにする事ができた.今後は,知覚的コントラストが輝度ダイナミックレンジによって受ける影響が,質感の知覚にどのように影響しているかを心理物理学的に明らかにしていく.その過程で,必要であればヘッドマウントディスプレイ(HMD)などを用いたバーチャルリアリティ環境での研究を行う.質感知覚における輝度レンジ/コントラストの役割について心理物理学的手法で明らかにする事が本研究の目的である.光沢の質感へのインパクトは大きく研究も多いが,材質感という視点では,光沢(ハイライト)の輝度より低い輝度レンジに主に手がかりが存在する.素材の表面テクスチャは一般に相互反射で輝度が低い.暗くあるべき部分の輝度が上がり輝度コントラストが低下すると,質感印象は弱まる.輝度コントラストが一元的に質感印象を支配するだろうか?同じ輝度コントラストの画像でも,平均輝度が低い方に質感印象を強く感じる.視覚的質感知覚の研究にて視覚系の感度の統制は重要だが,(1)視野(画像)全体の輝度コントラストまたは(2)画像内の相対的な輝度レベルのどちらで視覚系の感度が決まるかを事前に知悉する必要がある.特に視覚系の順応レベルを注意深く統制し,質感知覚に与える輝度レンジの効果について心理物理学的手法で調べる.平成30年度は,輝度ダイナミックレンジがコントラスト感度関数の形状に与える影響について明らかにし,国際会議にて発表することができた.最大感度を与える輝度は背景全体の平均輝度付近に存在するが,周辺に示されている輝度要素の範囲すなわち輝度ダイナミックレンジが広がると,コントラスト感度の輝度レベルによる差が小さくなり,広範囲に一定した感度を得る仕組みになっている事がわかった.また,画面上に表示する輝度のダイナミックレンジを操作して,画面内に示された図形の明度知覚を調べる実験を行なった.その結果,輝度ダイナミックレンジの上限は明度知覚に大きい影響を与えた.しかし先行研究と異なり,下限輝度が明度知覚に与える影響は限定的であった.これは,低い輝度レベルの明度感覚は常に保たれていて,表示媒体の下限輝度が十分に低くないと明るく見える黒浮きに対応している.輝度コントラスト感度関数における輝度ダイナミックレンジの影響を明らかにすることができた.また,輝度ダイナミックレンジが明度知覚に与える影響も明らかになり,閾値付近の現象だけでなく,見え方における知覚的コントラストへの影響を明らかにする事ができた.今後は,知覚的コントラストが輝度ダイナミックレンジによって受ける影響が,質感の知覚にどのように影響しているかを心理物理学的に明らかにしていく.その過程で,必要であればヘッドマウントディスプレイ(HMD)などを用いたバーチャルリアリティ環境での研究を行う.
多重水素結合可能なデンドリティックポリアミド-線状高分子共重合体の合成

水素結合ドナーを末端に多数もつデンドリティックポリアミドと水素結合アクセプターを有するポリビニルピリジンからの多重水素結合による複合体の作製と、これらドナー性、アクセプター性基をもつ共重合体を合成し、多重水素結合が物理的性質に与える影響について検討した。複合体作製では、両成分が互いに混ざり合い、ひとつのガラス転移温度を示すことがわかった。このガラス転移温度はドナー、アクセプター比に強く影響を受け、アクセプター基が2倍等量存在するとき最も高いガラス転移温度となった。これら複合体のガラス転移温度は同一骨格でドナー性をもたないデンドリティックポリアミド-ポリビニルピリジン複合体より高いガラス転移温度を示した。水素結合により分子鎖のセグメント運動が抑制されたことが示唆される。さらに、複合体溶液中でのポリビニルピリジン鎖の動きやすさを磁場勾配NMR法を用いて検討した。ポリビニルピリジンの拡散係数は第一世代、第二世代のドナー性デンドリティックポリアミドを添加すると小さくなった。5重以上の多重水素結合がポリビニルピリジン鎖の運動性抑制に効果的であることがわかった。共重合体合成では、中心部にリビングラジカル重合開始剤部位をもつ新しいデンドロンを合成し、これを用いた4-ビニルピリジンのラジカル重合により一分子内にドナー性、アクセプター性基両方をもつ共重合体を合成した。共重合体のガラス転移温度は一つであり、その温度はビニルピリジン鎖が長くなると低くなった。動的光散乱法を用いて溶液中の分子の大きさを算出したところ、メタノール中での流体力学的半径はきわめて大きく、クロロホルム中、DMF中の順に小さくなった。溶媒と各セグメントの親和性と多重水素結合形成が強く影響したと考えられる。末端にカルボキシル基を複数個もつ芳香族ポリアミドデンドロン、およびデンドリマーを合成し、ポリ(4-ビニルピリジン)との多重水素結合による複合体の作製を行った。複合体を形成することでデンドロン自身の融点やガラス転位点、アクセプター分子のガラス転移点が消失し、新たに複合体のガラス転移点が179°C(1:1の場合)に観察された。複合体のガラス転移温度はドナー/アクセプター比とともに連続的に変化し、四重水素結合が形成可能はデンドロン、デンドリマーでは、1/2の時にもっとも高い温度となった。ポリ(4-ビニルピリジン)鎖のセグメント運動がデンドリマーとの多重水素結合により抑制されたためと考えられる。溶液中での分子鎖の運動性を磁場勾配法を用いたNMR測定により評価した。四重水素結合以上が可能なデンドリマーを用いた時は拡散定数が明らかに減少したが、二重水素結合では拡散定数の減少がほとんど見られなかった。水素結合を四重以上多重化すると溶液中でも分子鎖のセグメント運動を抑制されることが分かった。中心核にベンジルクロリド基(リビングラジカル重合に対する開始剤官能基)をもち、末端に多数のカルボキシル基をもつデンドリマーの合成を試みた。すでに中心核にベンジルアルコール部をもつ第一世代芳香族ポリアミドデンドロンの合成には成功した。ヒドロキシル基をクロロ基に変換して開始剤部位を導入し、繰り返し単位数を制御したオリゴ(4-ビニルピリジン)鎖を成長させる。