hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
格子量子色力学を用いたクォーク・グルーオン・プラズマの数値的研究

本研究の目的は、格子量子色力学に基づく数値シミュレーションにより、有限温度相転移点近傍におけるクォーク・グルーオン・プラズマの性質を探る事である。研究目的達成のため、本年度は、まず相転移温度の計算を行った。非等方格子を用いた格子量子色力学シミュレーションの結果、相転移温度160MeVを得た。非等方格子により有限格子間隔に起因する系統誤差を効果的に削減できた。また、シミュレーションによって得られたデータを用いて、ハドロンの波動関数の測定も実施した。波動関数は、ハドロンの束縛具合を示す指標となる物理量である。ゼロ温度での波動関数と有限温度の波動関数を比較する事で、相転移近傍でもハドロンが構成されているか、それともクォーク・グルーオン状態となっているか判定できる。我々の計算では、ゼロ温度と有限温度での波動関数に系統的な違いは見られなかった。つまり、少なくとも相転移温度付近では、ハドロンは依然クォークの束縛状態として存在している事が示唆される。波動関数に加え、スペクトラムの計算を実行した。相転移温度付近では、ハドロンスペクトルに関する明確な温度依存性は確認されなかった。上記計算に加え、精度向上のため、ロー中間子の崩壊及び量子電磁力学効果について研究した。ロー中間子質量は、格子間隔を決定するために使用される重要な物理量である。しかし、これまで格子上でロー中間子の崩壊を無視した解析しか行われてこなかった。我々は、Luscher公式を用いることにより格子上で崩壊幅の計算が可能である事を示し、より正確な質量計算に成功した。また、量子色力学に加え、量子電磁力学を含めたシミュレーションを実行し、より現実的な計算結果を得た。この値は、従来の等方格子での結果に比べ、10%程度低い。この差が、非等方格子により有限格子間隔に起因する系統誤差を効果的に削減させる事が出来たためかどうか、検証中である。このシミュレーションによって得られたデータを用いて、ハドロンの波動関数の測定も実施した。ゼロ温度での波動関数と有限温度の波動関数を比較する事で、相転移近傍でもハドロンが構成されているか、それともクォーク・グルーオン状態となっているか判定でき。現在、クォーク間ポテンシャルの測定を行い、この波動関数の描像と矛盾しないか調べている。波動関数に加え、スペクトラムの計算をも実行した。その際、波動関数の情報を用いて、スペクトラムの信号を改善させる事に成功した。.ただし、当初計算予定だったチャームクォーク系に対しては、系統誤差が大きく、期待通りの精度を出すのが難しいと判明した。そこで、スペクトラムの計算は、軽いアップ及びダウンクォークを含むハドロンに注力して実行している。
意図の伝達スキルに関する学際的国際共同研究の企画

人間の社会生活の基盤は,高度なコミュニケーションのためのスキルの獲得と運用能力にあり,それらにより構造化された豊かな知識を駆使して意思や心のモデルの伝達能力を極めて優れたものにしている。その欠陥・障害は思考能力・人格形成に危篤な影響を及ぼし,社会問題としてケアの方策が急務である。現代人間社会の円滑な発展のためには,人種や言語・文化に根ざした伝達スキルとその発達を学際的に解明し,スキル運用能力の客観評価,さらに個人に最適の獲得・治療指針のための脳活動と行動の定量パラメタを基にした新たな関連データベースの整備と支援システムの飛躍的高度化が望まれる。本研究では,国内外の優れた関連専門家を結集した研究組織の基盤を固めることが必須であるとの認識の下に,国際共同研究の企画準備のため以下の項目の企画調査を行い成果を得た。1.全員参加のワークショップを開催し,精神医学・心理学・言語学・教育学・脳神経科学・認知科学・情報科学などの専門を異にする研究者相互間の意見・情報交換を行い,意図の伝達スキルに関する問題意識の共通化を図った。2.意図の伝達スキルに対する認知行動療法の体系化に関する国内外関連研究・研究者の調査を行った。3.意図の伝達スキルとその障害の脳科学的評価・支援指針確立に関する国内外関連研究・研究者の調査を行った。4.意図の伝達スキルの言語学的・認知科学的明確化に関する国内外関連研究・研究者の調査を行った。5.上記の成果の社会応用に向けた人間情報の統合処理方式に関する国内外関連研究・研究者の調査を行った。6.国内外の専門家を招いて公開国際シンポジウムを開催し,本研究分野の成果を公開するとともに,広い範囲からの意見を求め,将来の国際共同研究体制確立へ向けての準備を行った。
HERMESによる陽子と中性子のスピン構造の研究

本研究の目的は、陽子および中性子のスピン1/2が、クォークとグルーオンによりどのようにつくられているか、を解明することである。陽子のスピンに対してクォークのスピンの寄与が小さいことが17年前に発見されて、「陽子のスピンの問題」と呼ばれている。本研究では、新しい実験手法を用いてこの問題の取り組んだ。実験は、DESY(ドイツ電子シンクロトロン研究所)においてHERMES実験として行った。27.5GeVの電子ビームと偏極陽子ないし重陽子標的の深非弾性散乱実験である。HERMESによるデータを、実験解析拠点がある東工大に逐次送って解析をした。実験手法としては、散乱された電子だけでなく、発生したハドロンも同時計測し、リングイメージングチェレンコフ検出器によって粒子識別した。研究の成果としては、まず、クォークのヘリシティ分布Δu,Δd,Δs,など5成分を分解して求めることができた。u-クォークは陽子のスピンの方向に平行に偏極するのに対し、d-クォークは反平行に偏極することが明確に示された。Seaクォークの偏極は、ほぼゼロである。続いて、深仮想コンプトン散乱と呼ばれる過程に起因するスピン非対称度を初めて観測したことがあげられる。「一般化されたパートン分布関数」の研究に重要なデータを供給することができる。更に、横偏極の陽子標的を用いて、Sivers効果とCollins効果を分離して抽出することができた。これは今後のハドロン・スピンの物理に新しい研究分野を開く成果ということができる。本研究の目的は陽子や中性子のスピン1/2が,クォークやグルーオンからどのように構成されているかを解明することであるが,本年度は,電子の偏極深非弾性散乱を用いて2つの大きな成果が得られた。実験にはドイツハンブルクのDESY-HERAを用い,そのデータを東工大で解析した。まず第1の成果は,電子-核子散乱でπ中間子が生成された場合,ないしはガンマ線が生成された場合,それ以外の何の粒子も生成されず標的核子も励起しない事象をexclusive反応と呼ぶが,ビームないし標的の一方が偏極しているSingle Spin Asymmetryがゼロでない値をもつことが発見されたことである。これは,核子のスピンに対するクォーク軌道角運動量の寄与を研究する手段として理論的に提案され,長らく探索されていたもので,「核子のスピン構造」研究に新しい展望を開くものである。第2の成果は,ビームが偏極していて標的が偏極していない場合,exclusive反応でない一般のπ中間子生成において、Azimuthal AngleについてのAsymmetryがあることが発見されたことである。これはビームの進行方向に対して横方向に標的のスピンが向いたときの構造関数h_1を測定するための条件であるCollinsのフラグメンテーション関数が十分大きな値をもっていることを示しており,2002年からの研究への重要な足場を与えることとなった。これらの成果はリングイメージチェレンコフ検出器によるハドロンの粒子識別によってもたらされた成果である。本研究の目的は,陽子や中性子のスピン1/2が,クォークやグルーオンからどのように構成されているかを解明することにある。素粒子物理の中でも,量子色力学の実験的研究である。本年度は,まずデータ解析と論文の製作に多くの力を注いだ。ドイツ・ハンブルクのDESY研究所で得られた電子-核子偏極深非弾性散乱のデータは,東工大にあるデータ解析の拠点で解析を行なった。その結果,裏面に示すような物理の結果を得ることができた。特に,ここ数年来開発してきたリングイメージチェレンコフ検出器が順調に稼動してデータが取れたので,粒子識別の能力が上がり、K中間子の物理を議論することが可能になった。更に,本年度は,従来の縦偏極の核子標的に替えて横偏極の核子標的をすえつけて実験を始めることができた。

これにより,ヘリシティ分布と同様に重要なtransversity分布(横分布)をクォークについて決定することができる。核子のスピン構造研究において新しい分野を拓くことになる。この実験ではすでに縦偏極の標的において大きなスピン非対称度が観測されていて,フラグメンテーション過程には,この横分布検証に必要なカイラル奇の性質があることがわかっている。最終的に求めたいクォークの横分布は,今回の横偏極標的のデータによって世界で初めて求められる。このほかにも,リングイメージチェレンコフ検出器の粒子識別の性質をいかして非偏極標的でのデータもとり,解析の結果を論文として発表することができた。来年度への計画・試行も行なった。本研究の目的は、陽子および中性子のスピン1/2が、クォークとグルーオンによりどのようにしてつくられているか、を解明することである。陽子および中性子のスピンに対してクォークのスピンの寄与が小さいことが15年前に発見されて、「核子のスピンの問題」と呼ばれている。本研究では、新しい実験手法を用いてこの問題に取り組んだ。実験は、DESY(ドイツ電子シンクロトロン研究所)においてHERMES実験として行った。高エネルギーの電子ビームと偏極陽子ないし中性子の非弾性散乱実験である。HERMESからの実験データは、東工大にあるデータ解析拠点に逐次送られてくるので、それらのデータを解析した。一方で、DESYにおいて、測定器の一部であるゲインモニタリング・システムのレーザーの運転も担当した。今年度の研究実績としてまず挙げられるのは、横偏極陽子標的を用いた実験において、1)クォークの横偏極に関する新しい構造関数を決定する可能性が示されたこと、2)クォークの軌道角運動量が陽子のスピンに寄与していることを示唆するデータが得られたことである。これらはいずれも世界で初めての結果である。今年度は、ドイツから学振外国人特別研究員(ポストドク)が当研究室に着任したため、大学院生を含む研究グループを形成して集中的にデータ解析を行った。それにより、上記のスピン物理について顕著な進展があったほか、その解析に常に使うハドロンのfragmentation functionについても、非偏極の密度の高い標的を用いて測定を行うことができた。
実験的骨粗鬆症における骨代謝の局所調節因子

人の骨粗鬆症は、加齢、閉経、不動等によって生じる。その病態では、全身的にはカルシウム代謝を調節する各種のホルモンが関与し、局所的には骨組織における骨代謝を調節する局所因子が関与している。ラットの女性ホルモン喪失(卵巣摘出術)と不動の併用による実験的骨粗鬆症を作成して、骨粗鬆をきたした局所である骨組織の細胞中の局所因子のmRNAの発現を検索した。mRNAの発現は、摘出した骨の細胞にcDNAプローブを作用させてノーザンブロット法によって測定した。前述の骨粗鬆化のラットの脛骨の細胞のオステオカルシンのmRNAは有意に増加するのを認めた。しかし、TGF-βのmRNAは、骨髄細胞においては増加していたが骨の中の細胞では僅かの増加であった。次に、骨粗鬆化をきたすステロイド剤の投与の実験を行なった。ラットを用いて、デキサメサゾン(DEX)を腹腔内に1回投与して、上述の方法でオステオカルシンのmRNAの発現を検索した。DEXの投与により、脛骨の中の細胞(骨芽細胞)のオステオカルシンmRNAの発現は著明に減少した。1mg/kgのDEXでは投与後72時間にて投与前の値に回復したが、100mg/kgのDEXでは投与後24時間にてオステオカルシンmRNAの発現が全く認められなくなり、投与後96時間でもその発現が全く認められなかった。さらに、1,25(OH)_2D_3とそのアナログである2β-(3-hydroxypropoxy)-1,25(OH)_2D_3[ED-71]0.1μ/kgを経口で1回投与した後、前述の方法で脛骨の中のオステオカルシンmRNAの発現を検索すると、オステオカルシンmRNAの発現は、これらの薬剤の投与後有意に増加した。一方、骨芽細胞様細胞RDS17/2.8を用いたin vitroの実験でも投与後に有意の増加を示した。以上のことから、エストロゲン、1,25(OH)_2D_3等の全身性の因子は、局所因子(オステオカルシンやTGF-β)を、その転写の段階で制御していると考えられる。ラットの女性ホルモン喪失(卵巣摘出術)と不動(坐骨神経切断術)の併用による実験的骨粗鬆症を作製して、骨粗鬆化をきたした局所である骨組織(脛骨)のTGFーβとオステオカルシンの発見を検索した。骨代謝における局所調節因子であるTGFーβとオステオルシンは、CーDNAを作用させてRNAを抽出してノ-ザンブロッティング法によって検索した。骨組織を細粉化してホモジナイズした試料では、TGFーβのRNAは微量であったが、骨髄組織のTGFーβは多量に認められた。また、コントロ-ル群である偽手術群に比較して骨粗鬆群では増加を認めた。一方、オステオカルシンも同様の変化を認め、経時的に屠殺すると手術後4週にてRNAの発現は高値となり、手術後12週迄持続していた。このことは、血清中のオステオカルシン濃度が高値となることと一致しており、血清中のオステオカルシンが局所における骨芽細胞のオステオカルシンの産生を反映していると考えられた。

さらに、最近開発された新規のビタミンD_3アナログであるZβー3ハイドロオキシプロポキシ1,25ダイハイドロオキシビタミンD_3(EDー71)を経口投与する実験を行った。EDー71を投与することによって、骨髄組織中のオステオカルシンのRNAが増加することが認められた。オステオカルシンは骨芽細胞が産生する特異的な蛋白であることから、EDー71は骨芽細胞の活性を増加させて骨形成を増加させる薬剤である可能性が示唆された。ラットの女性ホルモン喪失(卵単摘出術)と不動(坐骨神経切断術)の併用による実験的骨粗鬆症を作製して、骨粗鬆化をきたした局所である骨組織中の細胞中のオステオカルシンのmーRNAの発現を検索した。mーRNAの発現は、摘出した骨の骨髄細胞にcーDNAを作用させてmーRNAを抽出してノ-ザンブロッティング法によって検索した。オステオカルシンのmーRNAは、手術後4週にて発現は高値となり、手術後12週迄持続していた。また、血清中のオステオカルシン濃度が手術後高値となり、血清中のオステオカルシンが、局所の骨芽細胞のオステオカルシンの産生を反映していると考えられた。さらに、最近開発された新規のビクミンD_3アナログである2βー3ハイドロオキシプロポキシノ,25ダイハイドロオキシビタミンD_3(EDー71)をラットに経口投与する実験を行った。骨粗鬆化の予防的投与の実験において、EDー71の0.1Mg1kg週3回投与する実験で、骨粗鬆化は有意に折製されることを認めた。また、一度骨粗鬆化を惹起させておいたラットにEDー71を投与する治療的薬剤投与実験においても、骨粗鬆化が有意に回復することを認めた。一方、EDー71の短期投与実験において、骨髄組織中のオステオカルシンのmRNAが増加することが認められていることから、EDー71の骨粗鬆症に対する効果発現が、骨芽細胞への活性化作用によることが推測される。今後、骨髄細胞中のステム細胞から骨芽細胞への誘導と活性化する作用のある局所調節因子を、例えばIGFーII等の検討をしていく予定である。人の骨粗鬆症は加齢に伴って生じるが、種々の原因によっても生じ、ステロイド剤の服用時に骨粗鬆症が生じることが知られている。そこで、ラットにデキサメサゾンを投与して、骨組織中のオステオカルシンのmRNAの発現を検索した。96匹のウイスター系成熟雌ラットを用いて、デキサメサゾン(DEX)1mg/kg、100mg/kgを腹腔内に1回投与した後、経時的に屠殺して、脛骨を摘出した。骨髄を除去した脛骨をホモジナイズしてオステオカルシンのcDNAプローブを用いてmRNAの発現をノーザンブロット法にて検索した。DEXの投与により、脛骨の中の細胞(骨芽細胞)のオステオカルシンmRNAの発現は著明に減少した。1mg/kgのDEXでは投与後72時間にて投与前の値に回復したが、100mg/kgのDEXでは投与後24時間にてオステオカルシンmRNAの発現が全く認められなくなり、投与後96時間でもDEXの効果が持続していてオステオカルシンmRNAの発現が全く認められなかった。この実験系を用いて、1,25(OH)_2D_3とそのアナログである2β-(3-hydroxypropoxy)-1,25(OH)_2D_3[ED-71]を0.1μ/kgを経口で1回投与した後、前述の方法で脛骨の中のオステオカルシンmRNAの発現を検索した。脛骨の中の細胞(骨芽細胞)のオステオカルシンmRNAの発現は、1,25(OH)_2D_3の投与後6時間にて有意に増加した。一方、ED-71の投与では、投与後6時間にて有意に増加し、その後も高値を持続して、投与後7日でもまだ高値であった。
角膜上皮および内皮バリアー機能の調節機構に関する研究

1.角膜上皮細胞層、内皮細胞層に対する低温・Ca^<2+>-freeの影響の検討ブタ角膜内皮および上皮のバリアー機能をGd-DTPAをトレーサーとして検討した。デキストランを含む燐酸溶液で、角膜に水の出入りのない条件を作り、この条件で、Gd-DTPAを加えて角膜内へのGd-DTPAの取込み量を核磁気共鳴装置を用いて測定し、プロトンT1緩和時間の変化から角膜上皮、内皮細胞層のバリアー機能を評価した。さらに、角膜上皮および内皮細胞の形態変化を走査型電子顕微鏡を用いて検討した。角膜内皮のバリアー機能は生体温度(35°C)では、Ca^<2+>を除くことにより低下し、膨隆した形態をとるが、低温ではCa^<2+>の有無によるバリアー機能および形態の変化は見られず、生体温度におけるよりもバリアー機能が2.8倍亢進することが判明した。2.培養角膜上皮細胞、内皮細胞における低温・Ca^<2+>-freeの条件の影響の検討低温であればCa^<2+>-freeでも内皮細胞の形態およびバリアー機能が正常に保たれる現象が培養細胞でも起こりうるか否かについて検討した。RCGM培地を用いて培養した家兎角膜の上皮細胞、TCM199で培養した実質細胞および内皮細胞を用いた。各細胞をCa^<2+>-freeDMEM培地に移し、37°Cおよび4°Cの条件で培養を続け、位相差顕微鏡で経時的に観察した。その結果、上皮細胞の37°Cの培養では、細胞膜に変化を伴う歯車様の細胞が出現したが、4°Cの培養では形態に変化は見られなかった。内皮細胞でも37°Cの培養で歯車様の細胞が出現したが、その数は少なく、4°Cの培養では形態変化は見られなかった。実質細胞では、37°Cでも4°Cでも形態の変化は見られなかった。角膜の培養細胞でも4°Cでは、Ca^<2+>-freeの影響を受けず、37°CでのCa^<2+>-freeによる形態変化は上皮細胞で顕著であった。3.バリアー機能と細胞接着分子との関係の検討Ca^<2+>依存性細胞接着分子であるカドヘリンに対するモノクローナル抗体を用いた免疫組織学では、家兎角膜上皮においては、E-カドヘリンの存在が証明された。カドヘリンの発現とCa^<2+>との関係について今後の検討課題である。
医用3次元像のモデルベース汎用CADシステムの理論とアルゴリズムの基礎的研究

(1)モデルベースの臓器抽出手順人体3次元画像から臓器を認識するための基本手法を導いた。手法はCT値を用いた画素単位の領域拡張法と、予め認識系に組込まれた各臓器の形状モデルに基くモデル・マッチングからなる。モデルの記述法としては、(1)管状臓器の芯線のスプライン曲線による表現、(2)塊状臓器の表面、または袋状領域の輪郭面のベジェ曲面による表現、(3)形状を表す特徴量の組、(4)キー・スライスにおける構造、の4種類の可能な形を与えた。この4種をそれぞれ、(1)縦隔部の大動脈領域の抽出、(2)肺領域の抽出、(3)気管支の抽出、(4)肺血管の動・静脈認識、に応用し、有効性を確認した。また、実際に数十例の3次元CT像(胸部および腹部)に適用し、能力を実験的に検証した。モデルと入力画像のマッチングには、主としてエネルギー関数と呼ぶ評価関数の最小化を実現するようにモデルを変形する。エネルギー関数にはモデルの変形の度合い、および、入力画像の局所的濃淡分布との類似の度合いを示す成分(内部エネルギー)と、対象臓器の周辺の他の臓器との位置関係から定まる成分(外部エネルギー)に分けられる。その最小化は、反復的山登り法による。(2)サーベイ研究の開始に当たって研究状況を調査し、今後の関連研究に向けての資料とした。詳細は本報告書添付の各報告参照。(3)3次元画像処理アルゴリズム3次元ディジタル幾何学における本研究グループの成果を体系化し、利用の便宜のために学習テキストおよび解説論文をまとめた。また、エキスパートシステムIMPRESSの拡張をはかった。(4)CADの概念整理CAD概念の基盤を整理し、汎用CAD、専用CAD、日常CADの三種に分類することを提唱し、その一部を理論モデル化した。(5)仮想化人体とMR医学実人体と仮想化人体の共用に基づくナビゲーション診断とバーチャル手術を統合した診断・治療の戦略(複合リアリティ応用としてのMixed Reality医学)を提起し、その要素技術として、仮想・実複合内視鏡システム(内視鏡ナビゲーションシステム)、個別バーチャル手術実現ツール、胸部3次元CTからのがん診断CADのための新しい特徴量を開発した。2 3次元画像を対象とすることから、従来の3次元画像処理のアルゴリズムを系統的に整理し、サーベイ論文及び専門書にまとめた。3 CADシステムの理論モデルに関して、本代表者らの従来のモデルをさらに発展させて、CADに常用される手法の一部の能力を、それに基づいて評価した。4ナビゲーション診断に関しては従来の仮想化内視鏡システム(バーチャルエンドスコピーシステムVES)をさらに高速化し、また、新たに既観察領域、未観察領域の概念を導入し、既観察領域を定量的に評価する方法を開発した。これに基づいて、従来から頻繁に用いられてきたナビゲーション法では3割程度も臓器壁を見落とす場合があることを始めて示した。これと相補的に臓器の平面展開の方法を開発、改善し、両者の比較評価を行った。5 3次元仮想化人体から、各種臓器(気管支、肺野血管、縦隔内大血管、肝、腎、膵、大腸、胃など)を認識する方法を開発した。5 CADの具体的適用対象を、大腸がん、前立腺がん、肺気腫にも拡張した。また、肺がん腫瘤影の良・悪性の鑑別のための特徴量と判別法を開発した。

(1)モデルベースの臓器抽出手順人体3次元画像から臓器を認識するための基本手法を導いた。手法はCT値を用いた画素単位の領域拡張法と、予め認識系に組込まれた各臓器の形状モデルに基くモデル・マッチングからなる。モデルの記述法としては、(1)管状臓器の芯線のスプライン曲線による表現、(2)塊状臓器の表面、または袋状領域の輪郭面のベジェ曲面による表現、(3)形状を表す特徴量の組、(4)キー・スライスにおける構造、の4種類の可能な形を与えた。この4種をそれぞれ、(1)縦隔部の大動脈領域の抽出、(2)肺領域の抽出、(3)気管支の抽出、(4)肺血管の動・静脈認識、に応用し、有効性を確認した。また、実際に数十例の3次元CT像(胸部および腹部)に適用し、能力を実験的に検証した。モデルと入力画像のマッチングには、主としてエネルギー関数と呼ぶ評価関数の最小化を実現するようにモデルを変形する。エネルギー関数にはモデルの変形の度合い、および、入力画像の局所的濃淡分布との類似の度合いを示す成分(内部エネルギー)と、対象臓器の周辺の他の臓器との位置関係から定まる成分(外部エネルギー)に分けられる。その最小化は、反復的山登り法による。(2)サーベイ研究の開始に当たって研究状況を調査し、今後の関連研究に向けての資料とした。詳細は本報告書添付の各報告参照。(3)3次元画像処理アルゴリズム3次元ディジタル幾何学における本研究グループの成果を体系化し、利用の便宜のために学習テキストおよび解説論文をまとめた。また、エキスパートシステムIMPRESSの拡張をはかった。(4)CADの概念整理CAD概念の基盤を整理し、汎用CAD、専用CAD、日常CADの三種に分類することを提唱し、その一部を理論モデル化した。(5)仮想化人体とMR医学実人体と仮想化人体の共用に基づくナビゲーション診断とバーチャル手術を統合した診断・治療の戦略(複合リアリティ応用としてのMixed Reality医学)を提起し、その要素技術として、仮想・実複合内視鏡システム(内視境ナビゲーションシステム)、個別バーチャル手術実現ツール、胸部3次元CTからのがん診断CADのための新しい特徴量を開発した。
青色光によって誘導される孔辺細胞プロトプラストのイオン輸送

(1)青色光によって促進される,孔辺細胞プロトプラストからのH^+放出の実体の候補として原形質膜のH^+-ATPaseの存在が示された.この, H^+-APTaseは, vanadate, diethylstilbestrolに阻害され, Mg^<2+>が必須で,活性の至適pHは, 6, 8であった.さらに,活性発現に, Mg^<2+>が必須であったが, K^+による活性の増加は認められなかった.また,その活性は2mM ATPで飽和し, Kmは0.5mMであった.ただし,このH^+-ATPaseが青色光により活性化されるか否かはさらに検討が必要である.(2)青色光によるH^+放出のエネルギー源として,この反応が, KCNやNaN_3に強く阻害されることから,呼吸による酸化的リン酸化反応で生成するATPが推定された.さらに,バックグラウンド光として,通常与えている連続赤色光の照射が無くても,この反応の90%が進行し,上記の推定を支持している.(3)青色光パルスにより孔辺細胞プロトプラストの膨潤が観察された.この膨潤の大きさは,体積にして15%程度で,パルスを与えてから, 15分で極大に達しインタクト葉の気孔開孔反応とよく一致した.(4)原形質膜のK^+チャンネルについて,パッチクランプ法により調べた.孔辺細胞の原形質膜上に,そと向き整流性のK^+に選択的なチャンネルが見出された.このチャンネルは,ユニットコンダクタンス10-30psで,膜電位に依存して(-40mV以上で開く),チャンネルの開閉を繰返した.このチャンネルは,メンブレンパッチでもセルアタッチでも観察され,実際に孔辺細胞の原形質膜上で機能していることが示された.しかし,上記の性質から,気孔開孔よりむしろ気孔閉鎖に関与している可能性が高く,現在うち向き整流性のK^+チャンネルの探索を行なっている.(1)青色光によって促進される,孔辺細胞プロトプラストからのH^+放出の実体の候補として原形質膜のH^+-ATPaseの存在が示された.この, H^+-APTaseは, vanadate, diethylstilbestrolに阻害され, Mg^<2+>が必須で,活性の至適pHは, 6, 8であった.さらに,活性発現に, Mg^<2+>が必須であったが, K^+による活性の増加は認められなかった.また,その活性は2mM ATPで飽和し, Kmは0.5mMであった.ただし,このH^+-ATPaseが青色光により活性化されるか否かはさらに検討が必要である.(2)青色光によるH^+放出のエネルギー源として,この反応が, KCNやNaN_3に強く阻害されることから,呼吸による酸化的リン酸化反応で生成するATPが推定された.さらに,バックグラウンド光として,通常与えている連続赤色光の照射が無くても,この反応の90%が進行し,上記の推定を支持している.(3)青色光パルスにより孔辺細胞プロトプラストの膨潤が観察された.この膨潤の大きさは,体積にして15%程度で,パルスを与えてから, 15分で極大に達しインタクト葉の気孔開孔反応とよく一致した.(4)原形質膜のK^+チャンネルについて,パッチクランプ法により調べた.孔辺細胞の原形質膜上に,そと向き整流性のK^+に選択的なチャンネルが見出された.このチャンネルは,ユニットコンダクタンス10-30psで,膜電位に依存して(-40mV以上で開く),チャンネルの開閉を繰返した.このチャンネルは,メンブレンパッチでもセルアタッチでも観察され,実際に孔辺細胞の原形質膜上で機能していることが示された.しかし,上記の性質から,気孔開孔よりむしろ気孔閉鎖に関与している可能性が高く,現在うち向き整流性のK^+チャンネルの探索を行なっている.はじめに、孔辺細胞において青色光に反応して【H^+】放出を行う実体を【H^+】-ATPaseと考え以下の実験を行った。ソラマメ葉孔辺細胞プロトプラストから膜画分を調製しこれを用いてATPase活性を測定した。その結果、孔辺細胞膜画分は高いATPase活性を有し、この活性は【NO^--3】およびVanadoteに阻害された。この事は、この膜画分に液胞膜および原形質膜由来の【H^+】-ATPaseが存在することを示している。原形質膜由来と考えられる【H^+】-ATPaseは、ATPに高い基質特異性を持ちそのKmが0.5mMで、原形質膜【H^+】-ATPaseの阻害剤Diethylstilbestrol,SH阻害剤P-chloromycetinbenzoic acidおよび【Ca^(2+)】イオンに阻害された。また、高い酵素活性を得るには【Mg^(2+)】が必須であったが【K^+】の効果は無かった。酵素活性の至適pHは6.8であった。以上の酵素的性質は、高等植物細胞で報告されている原形質膜【H^+】-ATPaseの性質とよく似ており、孔辺細胞の原形質膜に【H^+】-ATPaseが存在することを示している。

さらに、プロトプラストのままでの酵素活性はリゾレシケン添加により800μmol/mgchehに達し、この活性は以前報告した青色光照射によるH放出を説明するに十分な活性であった。次に、このATPaseが青色光に反応するか否かを(1)膜画分を青色光照射しながら(2)プロトプラストが【H^+】放出する条件で測定したが青色光の顕著な効果は認められなかった。従って、青色光に反応して【H^+】放出を行う物質が原形質膜の【H^+】-ATPaseか否かはさらに研究が必要であるついで、青色光パルスに依存した【H^+】放出のエネルギー源について調べた。光合成電子伝達系の阻害剤DCMOは10μMで、わずか(8%)阻害した。一方、呼吸阻害剤KCNは50μMで60%以上阻害した。同じく、Na【N_3】も大きく阻害した。以上の結果は、少なくとも青色光パルスに伴う【H^+】放出のエネルギー源は酸化的リン酸化が主であることを示している。
日本近代文学における翻訳と創作の連関をめぐる研究―堀辰雄を中心に―

堀辰雄が遺した旧蔵洋書のうち、特に初期の創作活動に関係の深い書物に行われた書き込みがどのようなものかを明らかにした。堀が翻訳作品として発表したものと、旧蔵書への書き込み箇所との関連性を考察し、一部については書き込みの時期について推定した。また、こうした書き込みと堀の翻訳行為の関連性、創作との関連性を考察し、堀辰雄が洋書の丹念な読み込み、書き込み、翻訳という過程を経て、創作へと結実させていく過程を解明した。神奈川近代文学館蔵ラディゲ関係旧蔵書の書き込み調査及びラディゲ翻訳の研究を行った。ラディゲの心理小説『肉体の悪魔』及び詩集『燃ゆる頬』の堀旧蔵本には、堀による欄外の線引きや書き込み、紙の挟み込みや試訳の書き入れが見られる。二冊を含む堀のラディゲ関連の書物の書き込み調査を行い、堀辰雄がフランス語の辞書を引いて語句の意味を書き込みながら『肉体の悪魔』を読んでいく読書行為の軌跡を明らかにした。また、堀が翻訳した作品と『燃ゆる頬』の書き込みの跡が一致することを突き止め、書物が当時の使用原本である可能性が高いことを明らかにした。また、コクトー関係の書物の調査を行った。堀が処女作「不器用な天使」執筆時に参照したと思われる『グラン・テカール』の書き込み跡、及び折り込みの跡が、「不器用な天使」の記述に流用された箇所と一致することを明らかにした。また、『ポトマック』が堀の翻訳発表当時の使用原本である可能性が高いことを明らかにした。以上のように、堀辰雄初期に大きな影響を与えた原書と創作・翻訳との連関を明らかにした。以上の点について、それぞれ雑誌『奏』に論文を発表した。本年度は、「堀辰雄旧蔵洋書の調査(四)コクトー2」(「奏」27)および「堀辰雄『風立ちぬ』論ー「死のかげの谷」におけるリルケ翻訳」(「文学」14(5) )を発表し、本研究課題の仕上げと一般への成果公開を行い、次の研究課題への新たな問題提起をおこなった。まず、堀辰雄が初期の創作活動において大きな影響を受けたコクトー関連の蔵書書き込み調査を進めて報告した。堀の文学論的エッセイに関わるエッセイ集『諸君ご静粛に!』と『職業の秘密』の調査を進めた。目次にコクトーの書名と発行年が細かく書き込まれている点から、『諸君ご静粛に!』は、堀がコクトーのその他のエッセイ等を見ていく時に読書の手引きのように使用したものではないかと推測した。なお、このコクトー関連の書物の書き込みについては現在も調査を継続中である。また、リルケ関係の書物の書き込み調査をもとに、代表作『風立ちぬ』最終章におけるリルケの「レクイエム」引用の意味について論じた。H01/211 Requiem : Für ene Frendin, Insel-Verlag, Leipzig, 1909.のp.7 ll.1-12 Ich habe Tote,sobaldwir eserkennen.およびp.21 ll. 811Kommnichtin mir.の箇所が、鉛筆で「」で括ってある。この一節は、堀がそれぞれ『風立ちぬ』執筆時に自らの手で翻訳した箇所であることがわかった。堀がこの箇所を参照したことを踏まえた上で、『風立ちぬ』におけるリルケ「レクイエム」が堀の翻訳作品であること、とりわけ作中の「私」の口調と合致するように訳されていることの意味を論じた。本年度はリルケ関係書物までの調査を終える予定であったが、そこまで達しなかった。コクトー関係書物への書き込みが予想以上に多く、また堀の書き込みの解読に手間取る箇所があり、調査及び発表が予定通り進行しなかったため。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、研究計画を修正し、まずは進行中のコクトー関係書物の調査を終わらせる。そして、ラディゲ関係書物およびコクトー関係書物との関連で論じることが出来る堀辰雄の作品分析を進め、作品分析の論文執筆と発表を優先する。
植物病原菌と昆虫病原菌における共通毒素生産に依存した病原性発現機構の比較解析

Alternaria属植物病原菌およびMetarhizium属昆虫病原菌は、それぞれの宿主植物および昆虫に対して毒性を示す毒素デストラキシンを生産する。一方、Fusarium属植物病原菌およびBeauveria属昆虫病原菌ともに毒素ボーベリシンを生産する。これらの毒素はいずれも環状ペプチド構造を有する。本研究では、植物病原菌と昆虫病原菌という全く異なる病原体における共通毒素生産の病理学的意義を明らかにするため、毒素生合成遺伝子の単離と機能解析を試みた。一方、Fusarium属植物病原菌およびBeauveria属昆虫病原菌ともに毒素であるボーベリシンを生産し、それぞれ宿主植物あるいは昆虫を加害する。これらの毒素はいずれも環状ペプチド構造を有するが、その生合成の分子機構は明らかとなっていない。本研究では、植物病原菌と昆虫病原菌という全く異なる病原体における共通毒素生産の意義および病原性進化との関連を、毒素生合成遺伝子の単離と機能解析を通して分子レベルで明らかにすることを目指す。本年度は以下の検討を進めた。昆虫病原菌Metarhiziumanisopliaeおよび植物病原菌Alternariabrassicaeにおいて、次世代シークエンサーによるドラフトゲノム解析を遂行し、シークエンスデータに基づき、Blastサーチによる非リボソーム型ペプチド生合成酵素(NRPS)(環状ペプチド生合成酵素)候補遺伝子のカタログ化を行った。それぞれの候補遺伝子内におけるドメイン予測により、さらに、デストラキシン生合成に関与すると考えられるNRPS遺伝子を絞り込んだ。引き続き、前年度の計画において確立した、昆虫病原菌M. anisopliaeおよび植物病原菌A. brassicaeの形質転換系および遺伝子ノックアウト系を利用して、それぞれ候補遺伝子の機能解析を進めた。以上の検討により、植物病原菌A. brassicaeおよび昆虫病原菌M. anisopliaeにおいて共通毒素生産に関与すると考えられる候補遺伝子が明らかとなった。本年度は研究計画を達成するために、以下の検討を行った。昆虫病原菌Metarhiziumanisopliaeおよび植物病原菌Alternariabrassicaeにおいて、次世代シークエンサーによるドラフトゲノム解析を遂行した。シークエンスデータに基づき、Blastサーチによる非リボソーム型ペプチド生合成酵素(NRPS)(環状ペプチド生合成酵素)候補遺伝子のカタログ化を行った。さらに、植物病原菌Fusarium oxysporumに関しては公共DBを利用し、同様にNRPS候補遺伝子を同定した。遺伝子機能解析のため、昆虫病原菌M. anisopliaeおよび植物病原菌A. brassicaeにおいて、形質転換系および遺伝子ノックアウト系の確立を進めた。以上の検討により、植物病原菌および昆虫病原菌において共通毒素生産に関与すると考えられる候補遺伝子が明らかとなり、次年度に向けて、遺伝子機能解析を遂行する準備が整った。交付申請書に記載した研究目的および本年度の計画に照らし合わせて、ほぼ計画通りの検討を行い、予想される成果を得た。今後は、本年度に得られた研究成果に基づき、研究目的である「植物病原菌と昆虫病原菌という全く異なる病原体における共通毒素生産の意義および病原性進化との関連を、毒素生合成遺伝子の単離と機能解析を通して分子レベルで明らかにする」ことを目指して、共通毒素生合成の分子機構解明のため、候補遺伝子の機能解析を進める予定である。その結果、植物病原菌と昆虫病原菌における、病原性進化のメカニズムが明らかになることが期待される。本年度の結果を踏まえ、次年度は以下の研究課題を遂行予定である。研究費は、実験遂行のための物品費、成果報告のための旅費および技術職員雇用のための人件費として使用予定である。なお、次年度に使用する助成金148,220円が生じた理由は、本年度の実験計画の進行に伴い計画の一部を次年度に移行させたことによるものであり、下記研究課題について次年度に請求する研究費と合わせて使用する予定である。選抜候補NRPS遺伝子断片を用いた遺伝子ノックアウト(KO)実験((1)遺伝子KOベクターの構築と相同組換えによる遺伝子破壊、(2)組換え体における毒素生産能・病原性検定)遺伝子機能の比較・系統解析・進化学的検討((1)NRPS遺伝子の菌株間における分子系統学的解析、(2)データの統合、考察および応用への提言)
特定機能病院における認知症高齢者の看護のモデル化

本研究は、特定機能病院に入院する認知症高齢者に向けた看護のモデル化を目指し、実際に病棟で認知症高齢者を看ている看護師の看護実践をデータ化することを通して、特定機能病院の実情に応じた認知症高齢者の看護モデルを検討した。まず、A特定機能病院での認知症高齢者の入院状況を明らかにする目的で、2004年9月1日2006年3月31日の入院患者カルテを検索した。その結果、全入院患者に占める65歳以上の高齢患者の割合は43.8%、そのうち認知症の診断を受けていた高齢患者は1.5%であった。次に、A特定機能病院での認知症高齢者の看護の実際と課題を明らかにする目的で、病棟看護師242名に対する質問紙調査を2006年11月1日11月17日に実施し、171名(70.7%)から回答を得た。その結果、実際に認知症高齢者を複数経験した割合は77.8%であった。認知症高齢者の看護を経験した看護師のうち約7割が「看護が困難」と感じており、看護実践に対する満足度も低かった。さらに、全国の特定機能病院のうち22施設の協力のもと、看護師長を対象とする調査を2007年12月21日2008年2月22日に行い113名(42.9%)より回答を得た。2007年4月からの認知症高齢者の受け入れ数は10名以上が47.8%であったが、看護基準を作成・活用する病棟は14.2%に留まった。認知症高齢者の看護を経験した看護師長のうち約5割が「患者によって看護の困難感は異なる」と感じており、約7割が看護実践に対して満足していた。以上より、特定機能病院での認知症看護のモデル化に向けての視点として、「ゆとりある看護体制」「看護師の能力開発」「チーム医療・看護の展開」「個別性のある看護の実現」「認知症高齢者への基本的なコミュニケーションスキル」「安全・安心・自立の保証に向けた環境調整」「看護評価基準の検討・開発」等が明らかになった。本年度は、特定機能病院における認知症高齢者の受け入れの実態と看護上の課題を明らかにするために、特定機能病院Aにおいて、カルテ調査および看護師への質問紙調査を実施した。事前に研究者の所属機関において、倫理審査委員会の審査を受け承認を得た。1.カルテ調査特定機能病院Aでの認知症高齢患者の入院状況を明らかにする目的で、平成16年9月1日平成18年3月31日(過去2年間)の入院患者カルテを検索した。その結果、全入院患者に占める65歳以上の高齢患者の割合は43.8%、そのうち認知症の診断を受けていた高齢患者は2.0%であった。2.認知症高齢患者の看護に関する質問紙調査認知症高齢患者の看護に関する病棟看護師の実践経験と課題を明らかにする目的で、特定機能病院Aの小児科病棟を除く12病棟に勤務する看護師242名に対して、留め置き式質問紙調査を平成18年11月1日11月17日に実施した。質問紙の構成は、「対象の背景:看護経験年数、看護基礎教育の学習経験等」、「ケア過程:高齢患者および認知症高齢患者の看護プロセス」、「ケア結果:看護に対する満足感、看護上の課題」とし、過去1年間の看護実践を振り返り回答してもらった。

回答数は172名(71.1%)、有効回答数は171名(70.7%)であった。調査の結果、認知症の診断はないが認知症が背景にあると思われる高齢患者を経験した割合は66,1%、実際に認知症高齢患者を複数経験した割合は77.8%であった。認知症高齢患者の看護を経験した看護師のうち約7割が「看護が困難」と感じており、看護実践に対する満足度も低かった。以上の調査から、特定機能病院Aでは認知症と診断された高齢患者の割合は相対的に低いものの、認知症と思われる高齢患者を受け入れている実態があり、認知症看護のニーズが高いことが確認された。本年度は、前年度に実施した特定機能病院一施設における認知症高齢者の受け入れの実態と看護上の課題に関する調査結果に基づき、全国の特定機能病院にフィールドを拡大した調査を行い、認知症看護の実際と課題の一般化をすすめた。全国の特定機能病院82施設(前年度調査施設を除く)の看護部長を対象に調査の依頼を行い、承諾を得られた22特定機能病院、155病棟の看護師長に留め置き式質問紙調査を行った。調査期間は、平成19年12月21日平成20年2月22日に実施した。質問紙の構成は、「看護の構造:認知症高齢者の受け入れの実態、看護組織等」、「看護のプロセス:看護の実際、看護チームの認識」、「看護のアウトカム:周辺症状の発生、二次的障害の発生」とし、平成19年4月から現在までの看護実践を振り返り回答してもらった。調査の実施に先立ち、研究者の所属機関において、倫理審査委員会の審査を受け承認を得た。回答数は113名(72.9%)であった。調査の結果、認知症高齢者の受け入れ数は10名未満52.2%、20名以上が27.4%であったが、看護基準を作成・活用する病棟は14.2%に留まった。看護を行う際の重要情報は、認知症の症状47.8%、日常生活自立度21.2%であり、本人の要望や生活習慣は1割未満であった。「訴えを聴く」、「ゆっくりと話す」の実施率は90%以上であったが、「室内環境の調整」、「睡眠薬は最終手段とする」は50%台であった。認知症高齢者の看護を経験した病棟師長のうち約5割が「患者によって看護の困難感は異なる」と感じており、約3割が看護実践に対する満足度を低く評価していた。本調査より、特定機能病院での認知症看護のモデル化に向けた課題やモデルを構成する要素が明らかになった。
小型衛星の表層進化に着目した土星系化学的分別過程の解明：太陽系初期進化の理解へ

本研究では、環の起源や進化を解明するために、力学や性質や組成などの研究に取り込んだ。そのためにN体数値シミュレーションを用いた環粒子の挙動解析や画像解析を用いたスペクトル調査等を行った。その一方で、これまで高解像度データが得られている全ての小型衛星に対して、綿密な地質調査を初めて実施した。一連の調査の結果として、環が小型衛星の表層進化に著しい影響を及ぼしているという知見を得ることができた。この結果は、小型衛星は過去に存在した(現在では観測のできない)環の情報を記録している可能性があるという点で重要である。なぜなら、環は比較的速やかに拡散し消滅してしまうが、小型衛星の表面に定着した環の痕跡は遥かに長期間安定して存在できるためである。そこから土星系の環および衛星系の進化を解明する上で必要な情報を実際に得ることができた。その具体例として、主要環、E環、およびヤヌス-エピメテウス環の研究を推進した。これらの成果のうちの一つが国際誌に掲載されており、さらに一報を改訂中である。これらの研究を踏まえて得た知見に基づいて、あらたに有望な研究対象を見つけるに至った。E環は土星系で最も注目度の高いエンセラダスを起源とする。エンセラダスは活発な火山活動を有する衛星であり、内部には液体の水からなる海が存在していると考えられている。この活動期間がどの程度続いているのかがこれまで不明だった。本研究は活動的であるがゆえに過去の痕跡が残らないエンセラダス本体では無く、このE環と相互作用を受けた小型衛星を調べることで、逆にエンセラダスの火山活動を制約できることを示し、その活動期間がたったの数千万年数億年と短期間であったことを明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。小型衛星の形状は小型衛星の地質学的特徴、内部構造の推定、化学的性質などを解析する上で必要となる基礎的な情報である。そのため、まず小型衛星の形状を画像から再現することを行った。形状解析に必要な画像処理ソフトやパソコンを用意し、数値計算的に詳細な形状モデルの構築を行った。エピポーラ幾何と呼ばれる手法を用いて衛星の近似的形状として3000枚ほどのポリゴンを得た。これらポリゴンと実際の画像と比較して、よく一致していることを確かめた。この手法でヘレネと呼ばれる衛星の形状モデルを構築した。続いて衛星上のクレーター数密度の調査、勾配分布の解析、円筒図の作成、微地形に関する詳細な記載をおこなった。ヘレネ上では100個余のクレーターを認め、これらのサイズと位置を測定した。最も大きなものは北極に位置し衛星直径の半分に及ぶこと、先行半球側にクレーターがほとんど存在しないことを明らかにした。さらにヘレネでは表層に微細な筋状構造が多数存在することを発見し、詳細な記載をおこなった。その結果これら筋状構造が先行半球にのみ存在していること、クレーターが欠乏している領域とよく一致することなどを明らかにした。また、勾配分布図との比較の結果、表面重力と筋状構造の方向がよく一致していることも明らかにした。このため筋状構造が堆積作用と地すべりによって形成されたものであることを我々は明らかにした。E環の粒子の挙動を理論的モデルを通じて、これら衛星の表層の有様がE環との相互作用の結果生じていることを明らかにした。具体的には、ヘレネの先行半球に粒子が堆積しやすいこと、これらの粒子がエンセラダスの火山活動によって放出された粒子を起源とすることなどを明らかにした。さらにエンセラダスの火山放出物による堆積物を発見したことにより年代の推定が可能になり、エンセラダスの火山活動が極めて短命なものである可能性が示唆された。前年度進展のあった土星系の小型衛星ヘレネに関する一連の成果についての論文は、今年度掲載拒否をされた。そのため、改訂し、他誌に再投稿中である。このため、現在も査読中である。また、小型衛星ヤヌスについての研究は大きな進展を得ることができた。前年度の成果として、衛星表層において重力的な低所に、暗く平たい領域が存在することを発見していた。また、これらの分布も環粒子の挙動と衛星への衝突に密接な関係があることを理論的考察から得ていた。今年度では,これらの実証を高精度N体数値計算を通じて行った。そのために、環の粒子が衛星に衝突を起こす際の、衛星の領域ごとの衝突確率の全球分布およびフラックスについての計算を行った。環と衛星系のN体計算を行い、どのような方向から衛星に衝突をするのかを見積もった。それらの頻度分布から、衛星の各領域ごとの衝突確率の全球分布を計算することが可能になった。この際、難点として、衝突がかならずしも堆穣のみではなく、衝突速度が速い場合に侵食が生じうる。それらを加味し、堆積フラックスを見積もった。その結果、衛星表面の暗く平たい領域の分布と、堆積フラックスは極めてよく一致することを明らかにすることができた。このため、ヤヌスの堆積物の起源が環であるという肯定的な結果を得ることができた。これらの成果を学会で発表をおこなった。また、現在論文を作成中である。今後の予定として、これまでの研究で得た知見やノウハウを生かし、土星系の中型衛星、特にエンセラダスやディオーネといった衛星の表層解析を行うことに関心を持っている。

これらの天体は、土星系の衛星や環の進化そのものに直接関係している一方で、表層解析といった方面での調査はいまだ行われていなかった。新たな知見が得られるものと期待し、調査をおこなっている。本研究では、環の起源や進化を解明するために、力学や性質や組成などの研究に取り込んだ。そのためにN体数値シミュレーションを用いた環粒子の挙動解析や画像解析を用いたスペクトル調査等を行った。その一方で、これまで高解像度データが得られている全ての小型衛星に対して、綿密な地質調査を初めて実施した。一連の調査の結果として、環が小型衛星の表層進化に著しい影響を及ぼしているという知見を得ることができた。この結果は、小型衛星は過去に存在した(現在では観測のできない)環の情報を記録している可能性があるという点で重要である。なぜなら、環は比較的速やかに拡散し消滅してしまうが、小型衛星の表面に定着した環の痕跡は遥かに長期間安定して存在できるためである。そこから土星系の環および衛星系の進化を解明する上で必要な情報を実際に得ることができた。その具体例として、主要環、E環、およびヤヌス-エピメテウス環の研究を推進した。これらの成果のうちの一つが国際誌に掲載されており、さらに一報を改訂中である。これらの研究を踏まえて得た知見に基づいて、あらたに有望な研究対象を見つけるに至った。E環は土星系で最も注目度の高いエンセラダスを起源とする。エンセラダスは活発な火山活動を有する衛星であり、内部には液体の水からなる海が存在していると考えられている。この活動期間がどの程度続いているのかがこれまで不明だった。本研究は活動的であるがゆえに過去の痕跡が残らないエンセラダス本体では無く、このE環と相互作用を受けた小型衛星を調べることで、逆にエンセラダスの火山活動を制約できることを示し、その活動期間がたったの数千万年数億年と短期間であったことを明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。衛星の網羅的かつ基本的な情報を統合整理し、環の挙動に関するモデル化を計画的に進めている。それらの結果想定していたとおり、環と衛星との相互作用が環や衛星の化学的進化に重要な貢献をしていることを示唆するものだった。また上述の成果について、国際学会誌に発表するべく準備を進めている。国際学会誌に論文の投稿を行ったものの、受理されるに至っていない。それ以外は特に問題ない。E環およびE環領域の衛星群の相互作用についてより深い理解を得るためにより詳細な環の挙動についての数値シミュレーションを進める予定である。また我々はヤヌスと呼ばれる別の小型衛星に関する調査を始めている。ヤヌスでもすでに形状モデルを構築しており、衛星表層の重力的低所に環の堆積物が存在している可能性があることを発見している。これらの位置も環の粒子の挙動と衛星への衝突に密接な関係がある感触を、理論的考察から得ている。これらを実証するため、精度の高いN体数値計算をするべく準備を進めている途中である。具体的には環の粒子が衛星に衝突を起こす際、衛星の領域ごとの衝突確率の全球分布、フラックスについての計算を行う予定である。現時点で特に問題点はなく、従来どおりの方針で研究を継続する。
力学的な運動によるスピン流生成機構に関する微視的理論

電子スピンの工学的応用を目指すスピントロニクスにおいて、スピン角運動量の流れであるスピン流は中心概念の一つとして研究されてきた。近年、我々にとって最も身近な角運動量である、物体の力学運動に付随するマクロな角運動量からスピン流を生み出す試みが行われている。本研究では、電子のスピンと軌道運動を結びつけるスピン軌道相互作用(SOI)を介した力学的なスピン流生成について理論的に調べる。
時空間知覚特性を利用した視覚情報提示システムの研究

本研究課題は、一次元光源もしくは一次元光源群によって、三次元空間に広がる視覚イメージを提示する情報提示ディスプレイ技術に関する研究である。一般に、二次元の視覚情報を提示するためには二次元の光源が必要となる。しかし、観察者がサッカードと呼ばれる眼球運動を行う際に、一次元光源を高速点滅させると、それが網膜上で二次元に広がり、二次元イメージが知覚される。平成21年度は、サッカードによって生じる二次元イメージが、どこの奥行きに、どのような時間関係で定位されるか、その時空間知覚の特性を心理物理実験によって調べた。そこで、平成22年度は、サッカード像特有の知覚特性に基づきコンテンツ画像を作成し印象評価を行った。サッカード像知覚時の大きな特徴として、(1)眼球運動方向による像の反転、(2)画像の方向性による印象の変化、(3)配置による時空間の印象の変化,が挙げられる。実験の結果、特徴(1)により、左右非対称なコンテンツ画像は、本情報提示手法では動的な印象が強まることが分かった。また、特徴(2)より、「空間的」な要素と「迫力」に本情報提示手法の影響が現れた。特徴(3)から、コンテンツ画像の要素を垂直方向にずらして配置すると空間的に広がりのある印象になり、これを線分で結ぶと平面的な印象になることがわかった。これらのコンテンツ画像の2次元的特徴とサッカード時に受ける印象の関係から、本情報提示手法において、動きや空間の印象を考慮に入れて画像作成を行うことが可能となった。本研究課題は、1次元光源もしくは1次元光源群によって、3次元空間に広がる視覚イメージを提示するディスプレイ技術に関する研究である。本年度の研究は、主に、その提示されるイメージの知覚特性について調べた。本年度は、特に、観察者の眼球運動時に1次元光源によって提示される視覚イメージの、3次元空間内での奥行き知覚、時間知覚に関する研究で成果があった。一般に2次元の視覚情報を提示するためには2次元の光源が必要となる。しかし、観察者が眼球運動を行うことで1次元光源の点滅パターンは空間パターンに展開され、2次元イメージとして知覚される。ただし、眼球運動によって生じた2次元イメージは、環境の中で「いつ・どこに」現われたものなのか明示的な手がかりが環境に存在しないため、その像の知覚は通常のそれとは大きく異なる。本研究課題に関連する眼球運動、特にサッカードと呼ばれる高速眼球運動時の知覚については、これまで多くの研究がなされているが、サッカード中にのみ像が描かれる特殊な状況での報告は少ない。そこで、サッカードによって生じる2次元イメージが、どこの奥行きに、どのような時間関係で定位されるか、その脳内の情報処理メカニズムを心理物理実験によって明らかにした。その結果、提示する画像に関する以下の三つの知覚特性が明らかになった。1:水平方向へ物体同士が離れると非同時知覚が生じる。2:垂直方向へ物体同士が離れ、かつ、歪みのある矩形配置の場合、奥行き知覚が生じる。3:それらが接続されてひとつの物体として認識されると奥行き・非同時知覚は生じにくい。