hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
発達障害児の特性と運動アセスメントに基づく感覚的空間認識の為の環境整備手法の構築

これにより、これまでの五感に基づく刺激分類ではなく各感覚を横断的に捉えた環境刺激の質的特徴から、具体的な生活環境整備の手法を見出した。以上の結果を基に、現在のTEACCHに基づく支援に加え、特に児童発達支援センター・児童発達支援事業所など、発達障害児の支援施設において必要な生活環境整備に関して、より建築的且つ総合的な6つの視点(1空間形態2視覚支援と空間形態の対応6安全対策4個別的身体特性とその変化への対応5温熱環境への対応6美しさを持った豊かな子ども環境の創造)を含めた整備手法を提案した。ユニバーサルデザイン、建築計画、五感を活用した住環境整備1.本研究において最も困難と思われていた発達障害児とその保護者を対象とした色イメージ・空間認識実験について、当初予定していた研究協力機関に加え、本研究の趣旨・意義に賛同頂けた親の会やNPO法人に協力頂けた。これにより、懸念していた実験場所に加え、本研究で対象としているターゲット属性に該当する被験者への協力依頼・実験実施を順調に行うことができた。2.各協力団体から積極的な情報提供を受ける事ができた為、基礎資料に加え、発達障害に関する最新の状況を入手することができた。3.国内の施設へのヒアリング調査においても、一部の施設を除いては積極的に調査に協力していただいた。調査時において依頼した関連する資料の提供や調査シートへの記入など、貴重な情報やデータを提供していただいた。4.調査の結果については、学会等での発表を行ったが、昨年度に引き続き、次年度においてもさらなる発表に向けて、分析まとめを行い、査読中1編、投稿中1編(査読)、投稿予定3編(査読2編)である。24年度においては、研究実施体制・協力機関との連携体制を確立することができ、今後の研究実施の為の基盤づくりを行った。これにより、本研究の重要課題である「建築分野と医療・療育分野との連携」を行い、研究を実施する為の基盤を整えることができた。上記の結果、医療・療育機関の全面的な研究協力により、通常では困難な発達障害児を育てる親とのコンタクト及び調査協力を頂くことができ、子どもの反応・行動特性、現状での困難さなどの基礎的データの収取は、おおむね順調に進展している。上記と並行して行った既往研究及び各文献資料の収集・整理については、研究協力機関・NPO法人などからの資料提供を受け、幅広い資料を収集・整理することができ、本研究における協力実施体制を活かした成果をあげることができている。これらに加え、25年度に実施を予定している「発達障害児・定型発達児に対する空間記憶・イメージ評価実験」の準備を進め、特にその際に使用すべきアセスメントツールについて、医師・臨床心理士からの意見を含め検討を行い、より効果的な実験実施方法の検討を進めた。これまでの調査により得られたデータを基に分析・考察を進め、各関連学会へ成果発表を行う。これまで施設に関する調査は関西に立地する施設を中心に行ってきたが、今後は他地域に立地する施設についても調査を行い、立地特性を考慮した施設内外における環境・療育などの実施状況などについて比較考察を進める。
リサイクル可能な液晶エラストマーの合成

効率のよいリサイクルが可能な液晶エラストマーを開発するため,両末端に安息香酸単位を有するポリ(オキシテトラメチレン)(1)を合成し,このポリマーと4,4 ́-ビピリジンとの鎖延長反応により水素結合型液晶単位を主鎖中に含む新規高分子(2)を合成して,その熱的性質を明らかにした。1.両末端に安息香酸単位を有するポリ(オキシテトラメチレン)(1)の合成:テトラヒドロフランの開環カチオン重合を0°Cで行い,生成するリビングポリマーとp-ヒドロキシ安息香酸メチルのNa塩をテトラヒドロフラン中反応させ,次いで末端エステルを加水分解することにより,ポリマー1を合成する反応条件を確立した。生成ポリマー1の分子量は重合時間によって調節でき,分子量分布は単分散に近いことがわかった。2.水素結合型液晶単位を主鎖中に含むポリ(オキシテトラメチレン)(2)の合成:得られたポリマー1と等モルの4,4 ́-ビピリジンをテトラヒドロフラン中混合し,テフロンモ-ルド上で常圧において溶媒をゆっくりと蒸発させ,ポリマー2を合成する方法を検討した。3.ポリマー2の熱的性質:ポリマー2のポリ(オキシテトラメチレン)鎖の融点はプレポリマー1よりも低く,結晶化度も低いことがわかった。これよりポリマー2の主鎖中の水素結合型液晶単位の存在が影響していることが示唆された。4.ポリマー2のモデルポリマーの合成:熱的性質をポリマー2と比較検討するため,主鎖にビピリジニウムイオン単位を含むモデルポリマーを合成するためのプレポリマーであるアルデヒド末端テレケリックポリ(ビニルエーテル)の合成を行った。
複雑かつ大規模なデータ処理のためのデータマイニング及び機械学習法

本研究プロジェクトでは,大規模データを処理する上で重要な検索技術と圧縮技術を応用した大規模機械学習技術に焦点をあてて研究開発を行い成果を挙げることにできた.主な成果としては,大規模ネットワーク検索技術,大規模データに対する分類器の学習手法の開発である.開発した手法の論文は,分野におけるトップの国際会議に採択され研究発表を行ってきた.さらに,手法を実装したソフトウェアーを公開し,世界中の研究者・技術者に利用され始めている.平成25年度は当初計画していた(i)大規模ネットワークの検索, (ii)コンパクトなデータ表現の応用において成果を上げることに成功した. (i)に関しては,簡潔データ構造の一種であるウェーブレット木上で2次元区間検索を行なうことで高速に行うアルゴリズムを設計した.本検索手法の応用として大規模化合物-タンパク質相互作用の検索が上げられる.薬はいくつかのタンパク質と相互作用する化合物であり,提案手法を応用させることにより,クエリーに対する薬の候補を検索することが可能となる.約200万化合物-タンパク質相互作用からなるデータセットに適応し,他の既存検索手法よりも高速であることが示すことに成功している.提案手法に関する論文はデータマイニングのトップ会議KDD2014に採択された.(ii)に関しては,超高次元フィンガープリントをJaccard-Tanimoto類似度をハミング距離で近似的に保存したまま低次元空間へハッシュするminhashを化合物-タンパク質相互作用予測へ応用した.オリジナルのminhashはハッシュされた1要素当たり64ビットかかってしまうが、精度を落とすことなく64ビットより小さいハッシュ値に改良を行った.これにより大規模データに対しても適応することができる.提案手法をサポートベクターマシンの入力として使うことで,約一千万化合物-タンパク質相互作用のデータからでも効率的に学習を行なうことができる.本手法に関する論文はバイオインフォマティクスの国際会議GIW2014に採択された.2012年度は大規模データ処理のための手法に関する基礎理論と応用の両方に関する成果を上げることができた。基礎理論に関しては文法圧縮に関する成果成果がある。文法圧縮は反復文字列を多く含むテキストデータに強い圧縮法であるが、従来法はメモリー効率という点で問題があり大規模データに応用することはできなかった。そこで、我々は文法圧縮のための可変長コードを提案した。これは文法圧縮されたデータをさらにメモリー効率よく圧縮する手法で、従来法とくらべて少ないメモリーでアルゴリズムを動作することができる。応用に関しては大規模フィンガープリントの検索法に関する成果がある。近年化合物データは急速に増加していて大規模になりつつある。例えば、米国国立生物情報学研究所の化合物データベース(NCBI)には三百万化合物が登録されていて、今後も増加すると言われている。そこで、化合物フィンガープリントをメモリー効率よく検索するための手法を提案し、3百万化合物フィンガープリントを用いた実験では、検索速度を保ったまま約4GBのメモリーで検索できることを示し、研究成果をバイオインフォマティクスに関する国際会議12th Workshop on Algorithms in Bioinformatics (WABI2012)で発表した。その他、応用方面ではスパース分類器による化合物-タンパク質予測に関する手法を開発し、バイオインフォマティクス分野のトップ会議ECCB2012で成果を発表した。平成25年度は,コンパクトなデータ表現上での機械学習法を提案した。提案手法は,超高次元フィンガープリントリントをJaccard(Tanimoto)類似度をハミング距離で近似的に保存したまま低次元空間へハッシュするminhashの大規模な線形分類モデルの学習への応用である.これまでの研究では, minhashを代表とするハッシュ法は類似度検索に主に応用されてきたが,大規模な分類問題に応用するという試みはされてこなかった.オリジナルのminhashはハッシュされた値における, 1要素当たり64ビットかかり,モデルの学習に応用する際大量のメモリーを消費してしまい実用に耐えられない.そこで提案法では,精度を落とすことなく64ビットより小さいハッシュ値にハッシュするよう改良を行った.これにより大規模データに対しても精度を犠牲にすることなくモデル学習を行うことができる.提案手法をサポートベクトルマシンや対数線形回帰モデルの学習の入力として使うことで約数千万化合物-タンパク質相互作用のデータからでも効率的に学習を行なうことができる.平成26年度では,提案したコンパクトなデータ表現上での機械学習法をC++にて実装し,ソフトウェアーとして公開した.公開ソフトウェアーはhttps://sites.google.com/site/interactminhash/からダウンロードして利用することができる.本研究プロジェクトでは,大規模データを処理する上で重要な検索技術と圧縮技術を応用した大規模機械学習技術に焦点をあてて研究開発を行い成果を挙げることにできた.いずれの成果も簡潔データ構造と呼ばれる,近年,めざましい発展を遂げる技術の基礎と応用によるものである.(i)検索技術本プロジェクトを始める以前,私は大規模グラフデータベースの類似度検索技術の開発を行ってきた.

開発した手法は数千万からなるグラフデータベース(化合物データベースなど)でも高速に類似度検索を行うことが可能である.プロジェクト期間中はこれまで開発した手法を大規模ネットワークの検索手法へと拡張を行った.ネットワーク検索技術は,近年のタンパク質-化合物データベースの大規模化に伴い,重要な技術として注目されている.提案手法では,既存手法よりも最大100倍の高速化に成功した.提案手法に関する論文はデーターマイニングに関するトップの国際会議KDDに採択され,手法を実装したソフトウェアーは実際の創薬の場面で利用されて始めている.(ii)機械学習の大規模化データをランダム射影によりコンパクトに表現し処理する技術は,現在,理論計算機科学分野で活発に研究されている分野である.プロジェクト期間中,この技術を機械学習に応用し,線形分類器の学習の大規模化を行った.手法は,数十億からなるタンパク質-化合物データでも高速かつメモリー効率よく分類器を学習することが可能である.提案法を実装したソフトウェアーを公開し,世界中の研究者・技術者に利用されている.ビッグデータ時代を迎え,大規模データを処理する技術は,ますます重要な技術として注目を集めている,本プロジェクトで開発した技術は今後ビッグデータを処理する標準技術となるよう整備をおこなっていく予定である.本研究プロジェクトでは,大規模データを処理する上で重要な検索技術と圧縮技術を応用した大規模機械学習技術に焦点をあてて研究開発を行い成果を挙げることにできた.主な成果としては,大規模ネットワーク検索技術,大規模データに対する分類器の学習手法の開発である.開発した手法の論文は,分野におけるトップの国際会議に採択され研究発表を行ってきた.さらに,手法を実装したソフトウェアーを公開し,世界中の研究者・技術者に利用され始めている.研究計画通り,提案手法のソフトウェアーを公開できたため.計算機科学平成25年度に提案した大規模タンパク質-化合物の検索法の実装に関しては,ソフトウェアーの公開が間に合わなかった.そのため研究期間を1年延長した.最終年度は残りのソフトウェアーの公開を行う予定である.当初計画した成果を上げることができたため.今年度は大規模データ処理に関する基礎理論と応用の両方で成果を上げることができ、研究の成果を各分野でのトップカンファレンスで発表することができた。26年度に計画していたノートパソコン及びソフトウェアの納期遅れが生じたため、未使用額が生じた。平成26年度は,これまで開発した手法を産業利用,主に創薬の場面で使っていただけるよう活動を行っていく.今年度行なってきた文法圧縮の基礎理論に関する研究は今年度も継続しさらに発展させる予定である。さらに文法圧縮の応用も行なっていく。具体的には文法圧縮をdocument listingに応用して行く予定である。document listingとはある単語を含む文章を文書集合から発見する問題で実世界でも重要な問題である。文法圧縮をこの問題に対して応用することにより反復部分列を多く含む文書集合に対して有効な手法を作ることができると考えている。その他の応用方面の研究では、簡潔データ構造の化合物タンパク質ペアーへの応用などを行なっていく予定である。未使用額は、ノートパソコンとソフトウェアの購入経費としたい。納期の遅れにより計算機が年度内に購入できなかったため。26年度のはじめに前年度購入できなかった計算機を購入予定。
エマルション化過程における獲得エネルギーと投入エネルギーの関係

特徴的なエマルション化装置をとりあげ、生成したO/W型エマルション総界面エネルギーと投入したエネルギーの関係(比=エマルション化効率)を明らかにした。(1)実用的操作条件ではこの効率は著しく低く、エマルション化過程はエネルギー消費型である。(2)膜乳化、高圧ホモジナイザー乳化の場合、効率が、仕事率(W)を処理流量で割った値(圧力に相当しPaで示される値)と相関することを推測し、実験結果に適用したところ、効率が仕事率/処理流量比の減少関数となり、しかも、両乳化法の結果を統一的に説明できた。食品、化粧品、医薬品の分野において、エマルション化操作は非常に頻繁に用いられているが、エマルション化過程における必要エネルギーに関する系統的研究は見当たらない。ノウハウを持ちながら、試行錯誤的に適したエマルション化条件を決めることができれば、経験的にその結果が踏襲されるというのが実情である。本研究では、エマルション化過程を界面エネルギーの獲得過程と捉え、目的とするO/W型エマルションを得るのに必要なエネルギー投入量をエマルション化される脂質、界面活性剤、包括剤の特性、エマルション化装置の特性、エネルギー投入法などエマルション化操作条件の関数として定量的に推算することならびにエマルション化過程を論理的に設計し、最適化を可能にすることを目的とする。高速回転するローターと固定されたステーターの間隙で剪断力により微油滴化を行うポリトロンホモジナイザー、膜の孔を通過する間にエマルション化を達成する膜乳化装置および油水混合液を高圧(50-150MPa)で弁のような微細間隙を通すことにより微油滴化する高圧ホモジナイザーを用いてエマルション化し、粒径分布より獲得界面エネルギーを求め、操作で投入した機械的エネルギーとの比すなわちエマルション化効率を算出した。対象材料として、水-オクタン酸トリグリセリド系と水溶性界面活性剤ラウリル硫酸ナトリウムを採用した。その結果、現在の実験条件下で、3つのことが明らかとなった。1)エマルション化効率は著しく低く、実用的操作条件ではエマルション化はエネルギー消費型の操作であること。2)エマルション化効率が投入エネルギーの効率すなわちワット数の増加と共に減少すること。3)エマルション化装置が異なっても、エマルション化効率がワット数で相関できる可能性があること。エマルションの生成の動力学および安定性の定量的理解はいまだに充分ではなく、エマルション化行程は経験によって設計されている。定量的で合理的な設計を目指して、特徴的なエマルション化装置をとりあげ、O/W型エマルション生成のために投入するエネルギーと生成したエマルションの総界面エネルギーの関係を明らかにすることを目的とした。高速回転するローターと固定されたステーターの間隙で剪断力により微油滴化を行うポリトロンホモジナイザー、膜の孔を通過する間にエマルション化を達成する膜乳化装置および油水混合液を高圧(45-150MPa)で弁のような微細間隙を通すことにより微油滴化する高圧ホモジナイザーを用いてエマルション化し、粒径分布より獲得界面エネルギーを求め、操作で投入した機械的エネルギーとの比すなわちエマルション化効率を算出した。対象材料として、水-オクタン酸トリグリセリド系と水溶性界面活性剤ラウリル硫酸ナトリウム及び(20)ソルビタンモノラウレートを採用した。実験の操作条件は、油水比0.1,0.2、ポリトロン乳化の場合3000rpm、膜乳化の場合、操作圧0.09-0.5MPa、高圧ホモジナイザーの場合、操作圧45-150MPaで行った。その結果以下のことが明らかとなった。1)実用的操作条件ではエマルション化効率は著しく低く、エマルション化過程はエネルギー消費型である。2)ポリトロン乳化の効率は最も低い。3)膜乳化、高圧ホモジナイザーの場合、エマルション化効率が、仕事率(W)を処理流量で割った値(圧力に相当しPaで示される値)と相関することを理論的に推測した。4)実験結果にこの考えを適用したところ、エマルション化効率が仕事率/処理流量比の減少関数となり、さらに、膜乳化、高圧ホモジナイザーの結果を統一的に説明することができた。
合成洗剤を測定試料に用いた電気化学測定法による界面化学実験の開発

【目的】合成洗剤を測定試料に用いた電気化学的手法による界面化学実験の開発を行った。【実験】(1)洗浄が容易な測容器の製作を行った。(2)白金、チタン、黒鉛の作用電極の製作を行った。(3)合成洗剤(洗剤)の臨界ミセル濃度(C.M.C)の測定を行った。硫酸カリウムを基礎液とした洗剤について以下の測定を行った。(4)サイクリックボルタンメトリー。(5)クロノポテンショメトリー。(6)試料片に吸脱着した洗剤の測定。(7)比較のため界面活性剤についても同様の測定を行った。【結果と考察】(1)分割型にすることで洗浄が容易になった。(2)ディスク電極にすることで強度が増し前処理も簡便になった。(3)洗剤濃度が0.01%付近でC.M.Cが観測された。(4)洗剤濃度が0.01%以下で白金電極では、酸化層領域で電流値が増加を示しその値は比例的に変化した。この結果から洗剤と白金酸化層との反応や電極反応過程について考察することができた。他の電極ではこの傾向は観られなかった。(5)洗剤濃度が0.01%以下で白金電極は1.5V付近に電位停滞が観られ、その後貴な電位に遷移しその停滞時間は比例的に変化した。この結果から洗剤濃度が測定できる新規分析法が示唆された。黒鉛電極では2.2V付近から卑な方向に徐々に遷移し電位停滞は観られなかった。このことから黒鉛への吸着力を考察することができた。チタン電極ではこれらの傾向は観られなかった。(6)0.01%の洗剤が吸着した試料片の洗浄液についてクロノポテンショメトリーを行い(5)との比較から残留する洗剤量について考察することができた。(7)界面活性剤も上記と同様の傾向を示した。これらの結果の一部を学生実験に適用したところ界面化学に対する学生の興味を惹きつけることができた。今後、安全性や環境への負荷を考慮した実験書の作成について検討を行う。
歯周病細菌感染マクロファージの細胞死誘導における炎症性サイトカインの役割

研究代表者らは歯周病細菌の一つであるActinobacillus actinomycetemcomitansの感染によりマウスマクロファージ細胞に誘導される細胞死の発現機序について検討を重ねてきた。本研究課題ではA.actinomycetemcomitans感染後に誘導される細胞死の誘導機序をサイトカインの関与も含めて詳細に検討した。以下が本年度の研究実施計画と研究結果の概要である。1.A.actinomycetemcomitansの細胞内への取り込みによるシグナル伝達:感染実験系にTLR4に対する抗体を添加した結果,アポトーシスにはあまり変動が認められなかった。今後,培地中の血清成分および添加する抗体濃度,抗体添加による細胞内へ取り込まれた細菌数等について検討する必要が考えられた。2.感染直後に産生される炎症性サイトカインによるシグナル伝達:感染直後に培養上清に産生されるTNF-αについて,阻害剤等ではTNF-α産生以外も抑制される可能性があるのでsiRNAを合成して産生を抑制する実験を数回行った。その結果,毎回の研究結果が安定しないので結論は得られなかった。今後,研究結果が安定しない原因を検討する必要性が考えられた。3.感染細胞内でのA.actinomycetemcomitansの動態:共同研究者の西原が研究分担者の加藤がペンシルベニア大学Demuth教授から供与を受けたシャトルベクターを使用してA.actinomycetemcomitansにGFP遺伝子を導入した。次年度ではGFP遺伝子を導入した菌株をマウスマクロファージ株やヒト由来の単球に感染した後の細胞内の動向を探る予定であった。研究代表者の急逝にともない本研究課題は本年度をもって打ち切りとなるが,研究代表者の遺志を汲みこれまでの成果を今後の研究につなげていきたいと考えている。
脂質平面膜を用いたCa2+ポンプの作動機構の研究

筋小胞体のカルシウムポンプは最も良く研究されているイオンポンプである.ポンプの作動機構を解明するためには, ATPのエネルギーと運ばれるイオンのエネルギーとの共役を明らかにすることは重要である.この研究は特に,このポンプがイオンを超電的(イオンの移動に伴って電荷が移動する)に輸送するかどうかを,イオンの移動に伴う電流を直接測定することによって証明し,定量的な解析をすることに焦点を当てた.具体的には,イオンチャンネル測定用の装置を改良し,脂質平面膜に筋小胞体ベシクルを融合させ,カルシウムポンプを組み込み,ポンプによって駆動される電流を直接測定することによって,実験を行なった.主な結果は次の通りである.1.脂質平面膜にカルシウムポンプを組み込む操作は基本的には,イオンチャンネルの場合と同じであるが,ポンプ電流は小さいので大量のベシクルを融合させなければならない.組み込まれたポンプの数は,組み込まれたベシクルの数から推定した.このベシクルの数は,アニオンチャンネルがベシクル当り0.7個存在することが分かっているので,アニオン電流を測定することによって,推定した.2.ベシクルを融合させた膜の一方にATPを加えると定常的に電流が観測された.この電流はカルシウムATPアーゼの阻害剤であるヴァナジン酸によって阻害され,ベシクルを融合しない平面膜にATPを加えても現われないことから,ポンプ電流であることが証明された.これによってカルシムポンプが超電的であることが直接証明されたことになる.3.このポンプ電流の大きさから, 1個のATPの分解によって, 2個のカルシウムイオンが運ばれるとすると, 1個のATPアーゼの回転数として8.3/sが得られた.これは生化学的な方法で求められている酵素活性と一致することが分かった.筋小胞体のカルシウムポンプは最も良く研究されているイオンポンプである.ポンプの作動機構を解明するためには, ATPのエネルギーと運ばれるイオンのエネルギーとの共役を明らかにすることは重要である.この研究は特に,このポンプがイオンを超電的(イオンの移動に伴って電荷が移動する)に輸送するかどうかを,イオンの移動に伴う電流を直接測定することによって証明し,定量的な解析をすることに焦点を当てた.具体的には,イオンチャンネル測定用の装置を改良し,脂質平面膜に筋小胞体ベシクルを融合させ,カルシウムポンプを組み込み,ポンプによって駆動される電流を直接測定することによって,実験を行なった.主な結果は次の通りである.1.脂質平面膜にカルシウムポンプを組み込む操作は基本的には,イオンチャンネルの場合と同じであるが,ポンプ電流は小さいので大量のベシクルを融合させなければならない.組み込まれたポンプの数は,組み込まれたベシクルの数から推定した.このベシクルの数は,アニオンチャンネルがベシクル当り0.7個存在することが分かっているので,アニオン電流を測定することによって,推定した.2.ベシクルを融合させた膜の一方にATPを加えると定常的に電流が観測された.この電流はカルシウムATPアーゼの阻害剤であるヴァナジン酸によって阻害され,ベシクルを融合しない平面膜にATPを加えても現われないことから,ポンプ電流であることが証明された.これによってカルシムポンプが超電的であることが直接証明されたことになる.3.このポンプ電流の大きさから, 1個のATPの分解によって, 2個のカルシウムイオンが運ばれるとすると, 1個のATPアーゼの回転数として8.3/sが得られた.これは生化学的な方法で求められている酵素活性と一致することが分かった.
共生系における大型クラゲ類の生態的機能

アジア海域に生息する大型クラゲ類には有用種も含むアジ類、イボダイ、ハギ類の稚魚、シマイシガニや吸虫類、クモヒトデ類、モエビ類などが共生する。アジ類、吸虫類、クモヒトデ類のある種とクラゲ類の共生は絶対的である。吸虫類3種のメタセルカリア幼虫は鉢クラゲ類を第2中間・延長宿主、イボダイなどのクラゲ食性魚類を終宿主とする。共生生物群集組成は宿主の出現時期、サイズ、遊泳速度、毒性などに依存している。東南アジアの食用根口クラゲ漁は共生生物群集に大きな影響を及ぼすことが予想される。タイ産クモヒトデ類の場合、年間最大1.6億個体が死滅すると試算された。漁業はベントス群集のリクルートにも影響があると推測される。東南アジア(マレーシア、タイ、フィリピン)では根口類(Lobonemoides robustus、ヒゼンクラゲ、Acromitus flagellatus、A. maculosus等)を中心に共生生物群集を調査した結果、アジ類(クロボシヒラアジ、カイワリ)、クモヒトデ類(Ophiocnemis marmorata)、シマイシガニが広範囲、高頻度で共生していた。また、フィリピンで漁獲されている食用クラゲはL. robustusであることを初めて明らかにした。共生するアジ類は当歳魚に限定されていた。シマイシガニでは宿主からメガロパ幼生も多数発見され、宿主に直接付着、変態した後、宿主上でしばらく成長する生活史を持つ事が推定された。タイ産ヒゼンクラゲとA. flagellatusの刺胞毒強度をスジエビを用いたバイオアッセイで比較したところ、前者が後者の2倍強の強度があることが判明した。クラゲ類のサイズに加えて、毒強度も共生生物の共生個体数に影響していることが示唆された。瀬戸内海では、ミズクラゲ、ユウレイクラゲ、アカクラゲ、エビクラゲ、ヒクラゲの共生生物群集を調査した。イボダイ、マアジの稚魚及び吸虫類3種のメタセルカリア幼虫が旗口類3種に共生していた。イボダイは消化管内容物調査及び炭素・窒素安定同位体分析から宿主クラゲを食していることが判明した。この捕食を介して吸虫類が中間・延長宿主であるクラゲ類から終宿主であるクラゲ食魚類に感染すると推測される。タコクラゲモエビはエビクラゲのみに宿主特異的に共生していた。マアジ稚魚が毒性の強いヒクラゲに共生することも明らかになった。有明海ではビゼンクラゲの2012年の夏秋における現存量推定と共生生物を調査した。奥部、中央部における現存量はそれぞれ3,2644,200トン、7,300トンと推定された。クラゲモエビの共生が確認された。(1)2014年、パラワン島産立方クラゲ類Chironex sp.に外部寄生性カイアシ類Paramacrochiron属の1新種が発見され、雌雄成体を詳細に記載し、寄生部位、寄生率などの生態的データを得た。これまで立方クラゲ類には寄生性カイアシ類の存在は知られておらず、世界初記録である。(2)2010年2013年の4年間、瀬戸内海産エビクラゲに共生するタコクラゲモエビの出現時期、共生率・共生個体数、成長段階組成を精査した。共生は8月後半9月に見られ、共生率は100%、平均共生個体数は約17個体であった。未成体、成体雌雄、抱卵雌が共生しており、宿主上で成長、交尾、幼生分散を行っていることが推測される。瀬戸内海産立方クラゲ類ヒクラゲにマアジ、イボダイの稚魚の共生が確認された。傘径821cmのヒクラゲにおいて刺胞組成は変化しないので、本種の魚食性はこのサイズレンジにおいて変化しないと推定された。実験室内においてポリプ期の無性生殖様式(遊泳ポリプ放出、ストロビレーション)と各段階に要する日数(受精卵稚クラゲ放出まで91136日を要する)を推定した。(3)2010年2013年の4年間に得られたタイ産食用クラゲ類2種(ヒゼンクラゲ、Lobonemoides robustus)の共生生物の共生率・共生個体数のデータおよびFAO漁獲統計に記載される年間漁獲量から、クラゲ漁が共生生物のリクルートに与える負のインパクトを定量的に推定した。宿主への固着性が強いクモヒトデ類では影響は大きく、年間1億個体を超える幼若個体が漁業によって除去され、死滅すると推定した。(4)日本、東南アジアにおいてクラゲ類の餌生物としての動物プランクトンの多様性も調査を進めているが、アミ類のGastrosaccus属1新種、希少種Nipponomysis surugensisを発見し、記載論文を発表した。(1)タイ産食用根口クラゲ類2種、Lobonemoides robustus (Lr)、Rhopilema hispidum (Rh)に共生するクロボシヒラアジ稚魚は成長段階によって宿主交替しており、初期はLr、後期はRhを利用する。この原因として2種の遊泳速度、毒性の相違が関与していると推定した。遊泳速度(水平方向のみ)はLrが平均2.5 ±2.0 m/min (N=4)、Rhは4.1 ±2.1 m/min (N=3)で、統計的有意差は検出できなかったもののRhが早い。

また、毒性についてはスジエビを用いたバイオアッセイで比較したところ、Lrは3408.3U/g湿重量、Rhは5705.3U/g湿重量で、Rhの毒性が統計的に有意に強かった。一般的に毒性を反映しているとされる刺胞長を比較したところ、Rhは最大約0.31 mm (large isorhiza)、Lrは最大約0.16 mm (large eurytele)で前者が二倍程度長いため、刺糸長からもRhの毒性がより強いことが裏付けられた。クロボシヒラアジは成長段階別ごとの遊泳速度、皮膚・鱗の発達に応じて宿主交替していることが判明した。(2)比較的毒性の強い立方クラゲ類にも稚魚や無脊椎動物が共生していることが明らかになった。瀬戸内海においてはマアジ、イボダイの稚魚がヒクラゲを宿主として利用していた。したがって、こうした稚魚は晩春(アカクラゲなど)冬(ヒクラゲ)にかけての長期間、大型クラゲ類を宿主として利用できる。ヒクラゲの生活史は未知であったが、ストロビレーション様式、各成長段階に要する日数を本研究によって解明した。(3)西日本産ユウレイクラゲにはイボダイ、カワハギなどの稚魚が共生するが、有明海において表面における密度と風速との間には有意な負の相関が検出された。アジア海域に生息する大型クラゲ類には有用種も含むアジ類、イボダイ、ハギ類の稚魚、シマイシガニや吸虫類、クモヒトデ類、モエビ類などが共生する。アジ類、吸虫類、クモヒトデ類のある種とクラゲ類の共生は絶対的である。吸虫類3種のメタセルカリア幼虫は鉢クラゲ類を第2中間・延長宿主、イボダイなどのクラゲ食性魚類を終宿主とする。共生生物群集組成は宿主の出現時期、サイズ、遊泳速度、毒性などに依存している。東南アジアの食用根口クラゲ漁は共生生物群集に大きな影響を及ぼすことが予想される。タイ産クモヒトデ類の場合、年間最大1.6億個体が死滅すると試算された。漁業はベントス群集のリクルートにも影響があると推測される。日本国内、東南アジアでの野外調査は現地のホストの全面的な協力によってスムースに進行し、各海域における共生生物群集の組成、共生率・共生個体数の時空間的変化などについて研究成果を国内外の学会、学術誌等で順調に公表しつつある。東南アジア産根口クラゲ類2種の遊泳速度測定、刺胞毒分析については完了し、共生生物相、特に共生する稚魚(クロボシヒラアジ)の成長段階との関連性を考察している。クラゲ類と共生性魚類の安定同位体比分析についてはほぼ予想通りの結果が得られた。また、タイにおけるクラゲ漁による共生生物のリクルートへの負の影響についてもデータをとりまとめて試算することができ、成果の一部は学会において発表することができた。また、瀬戸内海およびフィリピンに産する立方クラゲ類の共生生物に関する研究成果の一部は論文、学会で公表できた。27年度が最終年度であるため、記入しない。海洋プランクトン学(1)2014年度に実施したフィリピン、パラワン島での調査によって複数の根口クラゲ類が同所的に分布し、共生生物相も異なることが判明した。共生生物群集の宿主特異性(棲み分け)について研究を展開させる予定である。根口類の刺胞組成、餌生物などを比較し、共生生物相の違いと対応させる。タイ産食用クラゲ類の共生生物群集に対する漁業の影響は年度内に成果をまとめて学術誌に投稿する予定である。(2)瀬戸内海産クラゲ類の共生生物は季節を通して採集しているため、それらの共生生物の成長、成熟などを比較しながら各共生生物の生活史をまとめる。
膵β細胞における膜タンパク質Ｙｉｐ１Ａの機能解析

本研究課題においては、膵β細胞において糖尿病態発症に関与する因子の探索を大きな目的として、関連候補であると考えられる膜タンパク質Yip1Aの機能解析を遂行した。本年度における目標として、Yip1Aの発現抑制による影響が他のマウス膵β細胞由来培養細胞においても再現できるかの確認、及び、Yip1Aの具体的な作用メカニズムの解明、の二点を設定して研究を進めた。まず、本研究で主に用いていたMIN6細胞と同じマウス膵β細胞由来の培養細胞であるBeta-TC-6細胞を用いてYip1Aの発現抑制が細胞に与える影響を確認したところ、MIN6細胞における結果とほぼ同様の傾向、すなわちグルコース刺激誘導性インスリン分泌量が低下することが確認できた。Yip1Aの具体的な作用メカニズムの解明については、前年度における実験結果から、Yip1Aが膵β細胞における代謝、特にグルコースからATPを産生する過程に密接な関わりを有することが示唆されていたため、以前に所属研究室において実施されていた、Yip1A発現抑制とMIN6細胞の代謝変動との関係を調べた細胞内代謝産物の網羅的解析(メタボローム解析)の結果について再解析を行った。その結果、Yip1Aの発現を抑制した際に、細胞内のアミノ酸量に変動が生じることが確認できた。具体的には、Yip1Aの発現抑制によってアラニンの量が減少する一方で、アスパラギン酸量は増加し、また、グリシンの量が増加傾向にあることが確かめられた。また、TCA回路において中心的な役割を担うクエン酸が、Yip1Aの発現抑制によって有意に減少することも確かめられた。更には、Yip1A発現抑制時に細胞内のNADPH量が減少していたことから、関係する経路の攪乱も示唆された。それぞれの代謝の素過程を司る個々の酵素とYip1Aの相互作用について、引き続き検証を行っている。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題においては、膵β細胞において糖尿病態発症に関与する因子の探索を大きな目的として、関連候補であると考えられる膜タンパク質Yip1Aの機能解析を遂行している。本年度における当初の目標として、siRNAを用いたタンパク質の発現抑制条件の検討、抗Yip1A抗体の再検証、Yip1A発現抑制時のインスリン分泌への影響の精査、Yip1Aと相互作用するタンパク質の探索、の四点を設定し、研究を進める予定であった。(1) siRNAによる発現抑制検討について膵β細胞由来細胞株、MIN6細胞を用いて、市販されているYip1A(Yipf5)標的siRNA導入後のYip1AのmRNAレベルでの発現量をqRT-PCR法によって確認した。その結果、一定の発現抑制は確認できたものの、MIN6細胞の培養条件によってYip1AのmRNA量に大きく変化が出ることを発見した。具体的には、低グルコース濃度の培地を用いて培養した時(低グルコース培養時)にはYip1AのmRNAの発現量が少なく、高グルコース培養時にはYip1AのmRNA量が増加していた。培養の途中で培地の交換を行った際にも同様の傾向が見られたことから、培地のグルコース濃度依存的にYip1Aの発現量が変化する経路の存在が示唆された。その一方で、高グルコース濃度の培地で培養を続けた際にはYip1Aの発現量が徐々に減少することも明らかになり、細胞の代謝そのものと密接に関係することが考えられた。そこで予定を修正し、(4)Yip1Aと相互作用するタンパク質の探索について解析を進めることとした。なお、(2)抗Yip1A抗体の再検証、(3)Yip1A発現抑制時のインスリン分泌への影響の精査については、本年度は行わなかった。本研究課題は当該年度において、主に膜タンパク質Yip1Aの機能解析において重要となる実験条件の検討を行った上で、実際にその機能解析に向けた研究を進めていく予定であった。その中で設定した四点のマイルストーンについて、順調に進んだと言えるのは二点であり、その観点からは少し計画が遅れていると考えられる。特に膵β細胞に特異的な機能であるインスリン分泌とYip1Aタンパク質との関連を明らかにすることについて、詳細な解析まで進めなかったのは残念だったが、その代わりに、Yip1Aがインスリン分泌よりも前段階の、代謝の過程やインスリン分泌顆粒の形成、輸送等に関与している可能性を示唆することができた。そこで、当初の予定から少し軌道修正が必要となったものの、Yip1Aタンパク質がより広範な機能と関係することが考えられたため、膵β細胞以外の細胞においてもその機能を確かめることとした。そしていくつかの細胞種及び細胞現象について確かめる中で、ヒト子宮頸癌細胞由来の細胞、HeLa細胞においてYip1Aが細胞死の抑制に関与していることが確認できた。以前の自身の研究から、膵β細胞においてYip1Aが細胞死に関与することが示唆されていたが、その可能性を支持する結果が得られたことは大きな進展であると考えられる。また、この過程でタンパク質と細胞死との関係を明らかにする実験手法を多く実践することができたため、今後は特に膵β細胞における細胞死についてもYip1Aがどのように関係するかを詳しく解析することが可能になると考えられる。これらのことから、当研究課題は現在まで概ね順調に進展していると考えている。

本年度における目標として、Yip1Aの発現抑制による影響が他のマウス膵β細胞由来培養細胞においても再現できるかの確認、及び、Yip1Aの具体的な作用メカニズムの解明、の二点を設定して研究を進めた。まず、本研究で主に用いていたMIN6細胞と同じマウス膵β細胞由来の培養細胞であるBeta-TC-6細胞を用いてYip1Aの発現抑制が細胞に与える影響を確認したところ、MIN6細胞における結果とほぼ同様の傾向、すなわちグルコース刺激誘導性インスリン分泌量が低下することが確認できた。Yip1Aの具体的な作用メカニズムの解明については、前年度における実験結果から、Yip1Aが膵β細胞における代謝、特にグルコースからATPを産生する過程に密接な関わりを有することが示唆されていたため、以前に所属研究室において実施されていた、Yip1A発現抑制とMIN6細胞の代謝変動との関係を調べた細胞内代謝産物の網羅的解析(メタボローム解析)の結果について再解析を行った。その結果、Yip1Aの発現を抑制した際に、細胞内のアミノ酸量に変動が生じることが確認できた。具体的には、Yip1Aの発現抑制によってアラニンの量が減少する一方で、アスパラギン酸量は増加し、また、グリシンの量が増加傾向にあることが確かめられた。また、TCA回路において中心的な役割を担うクエン酸が、Yip1Aの発現抑制によって有意に減少することも確かめられた。更には、Yip1A発現抑制時に細胞内のNADPH量が減少していたことから、関係する経路の攪乱も示唆された。それぞれの代謝の素過程を司る個々の酵素とYip1Aの相互作用について、引き続き検証を行っている。当研究課題における今後の推進方策としては、まずYip1Aタンパク質と相互作用するタンパク質を探索することを目指す。これは本年度の目標の一つでもあったが、これまでの研究結果からYip1Aタンパク質が膵β細胞の基本的な代謝機構に影響を与えることが示唆されているため、特にグルコースを代謝する解糖系に着目してYip1Aと相互作用するタンパク質があるかどうかを確かめる。またそれと並行して、Yip1Aがインスリン分泌顆粒の動態に影響を与えている可能性も考えられることから、膵β細胞におけるインスリン分泌過程のタンパク質との相互作用についても確認する予定である。そして、現在はマウス由来膵β細胞の一種、MIN6細胞を用いた実験を主に進めているが、他の膵β細胞種(NIT-1細胞やβ-TC-6細胞)においても同様の結果が得られるかどうかを確かめる。特に、これまで結果が得られているグルコース濃度依存的なYip1AのmRNA量変化が他の細胞種においても同様に起こっているかどうかを確かめることで、これが実際に膵β細胞において普遍的な現象であるのかどうかを明らかにすることを目指す。更に、Yip1Aタンパク質が膵β細胞における細胞死に関与している可能性についても研究を進める。特に膵β細胞死の原因の一つ、小胞体ストレス誘導性アポトーシスについて、これまでの実験結果からYip1Aの関与が示唆されており、この可能性について更なる解析を進める予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。
フェロモン記憶機構にかかわるシナプスの形態学的解析

フェロモンの記憶機構を解析するため、交尾にともなってフェロモンの記憶が形成される際に、副嗅球の相反性シナプスが形態変化を起こすことを、記憶に関わるニューロンを標識して電子顕微鏡で解析した。神経活動依存的にニューロンをGFPで標識するTgマウスを用いて解析した。交尾後、GFP陽性(記憶ニューロン)MT細胞と陰性細胞(非記憶ニューロン)を確認して、それぞれの相反性シナプスを計測したところ、記憶ニューロンのシナプスのサイズが大きい傾向にあった(記憶ニューロン288.7nm、非記憶ニューロン266.4nm)。この解析により、記憶にともなっておこる形態変化を、ニューロンレベルでも確認できる。フェロモンの記憶機構を解析するため、マウス鋤鼻系を利用している。鋤鼻系はフェロモンの受容、情報処理をおこない、生殖をはじめとする社会行動に関係し、動物にとって重要な神経路である。これまでに、交尾刺激を受け、フェロモンの記憶の形成時に、鋤鼻系の第1次中数の副嗅球に存在する相反性シナプスが形態変化を起こすことを電子顕微鏡的に明らかにした。記憶とシナプス可塑性との関わりをさらに詳細に検討するために、記憶に関わるニューロンを標識して解析するため以下の研究を行った。交尾時に、活動が高まったニューロン、すなわちフェロモン記憶ニューロンを可視化する目的で、c-fos-GFP-GluR1トランスジェニックマウスを導入し、交尾した際に標識物質であるc-fos-GFP-GluR1の可視可の検討を行った。雌を交尾後に副嗅球をGFPの抗体を用いて、免疫組織学的に標識ニューロンを可視化し、電子顕微鏡観察で標識ニューロンの解析を試みた。記憶ニューロンを光学的に蛍光像で同定した後、同一のMT細胞および顆粒細胞の樹状突起上のシナプスについて電子顕微鏡を用いて解析を試みた。また、これまで我々が開発してきた、培養系を利用することにより標識されたニューロン上のシナプスのリアルタイムイメージングをさらに精度を高め、記憶に関わるシナプスの動的変化について解析した。これまでに、交尾刺激を受け、フェロモンの記憶の形成時に、鋤鼻系の第1次中枢の副嗅球に存在する相反性シナプスが形態変化を起こすことを電子顕微鏡的に明らかにした。記憶とシナプス可塑性との関わりをさらに詳細に検討するために、記憶に関わるニューロンを標識して解析した。ドキシサイクリン(Dox)依存的および神経活動依存的にGFP-GluR1を発現するトランスジェニックマウス(GFP-GluR1c-fos)を用いて実験を行なった。Dox経口投与下で飼育したメスのGFP-GluR1c-fosマウスを、Dox投与を停止してから交尾を行なわせた。交尾確認4時間後にオスマウスを引き離し、12時間経過後再びDox経口投与を開始する事で、交尾に関連したc-fos活性ニューロンのみをGFP-GluR1でラベルした。3日目にサンプリングを行ない、抗GFP抗体を用いて免疫電子顕微鏡試料を作成した。そして、副嗅球の投射ニューロンである僧帽/房飾(MT)細胞樹状突起上の相反性シナプスを観察した。GFP陽性MT細胞は、副嗅球尾側中央部に多く存在した。その中でもGFP陽性MT細胞とGFP陰性MT細胞があるため、前者を記憶ニューロン、後者を非記憶ニューロンと仮定し、それぞれの樹状突起上の相反性シナプス(4050)を計測したところ、GFP陽性ニューロン上に存在するシナプスの方が大きい傾向にあった(陽性シナプス288.7±0.3 nm、陰性266.4±0.3nm)。サンプル数がまだ少ないため、現時点では明確な結論を出す事が出来ないが、これまで個体間で見られたシナプス変化がニューロンレベルでも確認できることが明らかになった。これまでに、交尾刺激を受け、フェロモンの記憶の形成時に、副嗅球相反性シナプスが形態変化を起こすことを電子顕微鏡的に明らかにした。シナプス可塑性のメカニズムをさらに詳細に検討するために、記憶したニューロンを特定して解析するため以下の研究を行った。フェロモンの刺激を受けて、活動が高まったニューロン、すなわちフェロモン記憶ニューロンを標識可視化する目的で、c-fos-GFP-GluR1トランスジェニックマウスの導入し、交尾した際に標識物質であるc-fos-GFP-GluR1の定量的検討を行った。

雌を交尾させ、24時間後に副嗅球の標本を作製する。副嗅球スライスをGFPあるいはGluR1の抗体を用いて、免疫組織学的に標識ニューロンを可視化し、標識量を検定している。電子顕微鏡観察に可能なレベルまで、標識量を上げることが出来るようになった。記憶ニューロンと同定したMT細胞および顆粒細胞樹状突起上のシナプスについて電子顕微鏡を用いて観察するための準備として、シナプス膜肥厚・棘突起(スパイン)のサイズ等を計測するための三次元構築を試みた。色素を細胞内注入することにより可視化した樹状突起上のシナプスの解析を行い三次元構築の有用性を確認しているまた、これまで我々が開発してきた、培養系を利用することにより標識されたニューロン上のシナプスのリアルタイムイメージングをさらに精度を高め、記憶に関わるシナプスの動的変化について解析している。フェロモンの刺激を受けて、活動が高まったニューロン、すなわちフェロモン記憶ニューロンを標識可視化する目的で、c-fos-GFP-GluR1トランスジェニックマウスの雌を交尾後、免疫組織学的にGFPの交代を用いて標識ニューロンを可視化した。この際、蛍光顕微鏡で蛍光像を観察し記憶ニューロンを特定することを試みた。特定したニューロンを電子顕微鏡で解析した。この結果、樹状突起における標識レベルが少ないため、電子顕微鏡で定量的計測に困難が伴う。標識レベルを高めるべく検討を進めている。一方、同定したMT細胞および顆粒細胞樹状突起のシナプスについて電子顕微鏡を用いて観察するための三次元構築の手法を確立し、試験的にシナプス膜肥厚・棘突起(スパイン)のサイズ等を計測した結果をオンラインジャーナル(Frontiers in Neuroanatomy)で公開の準備をした(平成25年公開予定)。鋤鼻器と副嗅球ニューロンの共培養を確立し、さらに、培養副嗅球ニューロンのうち顆粒細胞をリポフェクション法によりGFPでニューロンを標識し、ニューロンの樹状突起およびシナプスの動態について共焦点レーザー顕微鏡を用いてリアルタイムイメージングにより解析した。スパインの動態とノルアドレナリンとが相関性を解析した結果、ノルアドレナリンはスパインの動きを安定させる効果を有することがわかった。予定通り順調な進展である。フェロモンの刺激を受けて、活動が高まったニューロン、すなわちフェロモン記憶ニューロンを標識可視化する目的で、c-fos-GFP-GluR1トランスジェニックマウスの雌を交尾させ、24時間後に副嗅球スライスをGFPあるいはGluR1の抗体を用いて、免疫組織学的に標識ニューロンを可視化した。しかしながら、当初の想定より標識量が少なく、電子顕微鏡の観察レベルに至らなかった。いくつかの工夫をすることにより、年度末になってほほ電子顕微鏡の観察に適するレベルまで上げることができた。したがって、当初の計画より半年ほど遅れている。一方、同定したMT細胞および顆粒細胞を目的とするニューロン樹状突起のシナプスについて電子顕微鏡を用いて観察するための三次元構築の手法を確立した。色素を細胞内注入することにより可視化した樹状突起上のシナプスの解析を、三次元構築しておこない、シナプス膜肥厚・棘突起(スパイン)のサイズ等を計測することが可能となった。予定通りの進展である。
高速炉における自然循環パラレルシミュレータの開発

有限要素法は非構造格子をもちいて形状近似が容易であり、高速炉内の流動解析のソルバとしては非常に有力である。また、近年超並列計算機の発達がめざましい。これらの背景として本研究では、(1)Element-by-elementな解法に基づく行列非記憶型の有限要素法解析コードを開発し、大規模な問題の取り扱いを可能とした。この解法は、ベクトル長が短いため従来型のスーパーコンピュータには向かないが、分散メモリ型超並列計算機にはそのパフォーマンスを有効に発揮できると考えられる。実際、並列計算機KSR1上に実装しループ分割に基づく高並列化効率を得た。(2)相互結合型ニューラルネットワークのエネルギ最小化過程に注目し、それを非圧縮性流れ解析における圧力ポアソン方程式の解法に適用した。このニューラルネットソルバにおいて、節点間の依存性をなくし並列性を引き出すための手法としてCMC(Crazy Multi-Color)法を開発した。さらに、並列計算機KSR1上に実装し並列計算を行った。CMC法を適用しない場合には領域分割によって並列化効率が著しく低下する問題があったが、その困難を克服した。(3)AVSによる可視化環境を整え、入出力から計算までを一貫してユーザーフレンドリーなシステム構築を行った。
励起三重項を試料としたピコ秒スピン検出の開発

本研究は、光化学反応によって生成する反応中間体上の不対電子スピンを高速で検出する新たな手法を開発することを目的に行った。励起三重項状態を試料として、時間分解ファラデー回転測定装置の試作を行った。理論的研究から、反応中間体上の不対電子スピンのダイナミクスに対する重原子の効果および外部磁場の効果を明らかにし、測定に最適な外部磁場条件を明らかにした。不対電子スピンを高速で精度よく検出するためには、装置のさらなる高感度化が必要であることが示唆された。本年度においては,測定装置の立ち上げを中心に研究を行った。当初の予定では,既存の過渡吸収測定装置を改良することによりスピン検出のための偏光過渡吸収測定を行う予定であった。しかし,理論的考察を進めた結果,スピン検出においては,モニター光の進行方向と磁場方向が一致している条件が最もスピン検出が容易であることがわかった。既存の過渡吸収測定装置においては,モニター光と磁場方向が直交しており,このような測定は困難である。そこで新規に時間分解偏光スピン検出測定装置を立ち上げることとした。まず,磁極に穴があいている磁石を用意した。このような磁石では,磁極方向からモニター光および励起光を照射することができ,磁場方向と光の進行方向を一致させることができる。また,モニター光は非常に安定している必要があるため,XeランプではなくHe-Neレーザーを用いることとした。また,分光器をつかわず直接モニター光を観測することとした。上記のような測定装置をデザインし,ノイズを取り除くための周波数可変フィルタ,光検出のためのPINフォトダイオード,偏光子,ミラー,およびフィルター等を購入した。また,測定装置をコンピュータ制御するためのプログラムをLabviewを用いて開発中である。しかし,平成19年12月に実験室が移転となり,レーザーの設置,電磁石の移動などに多くの時間が取られたために,測定には至っていない。装置開発を引き続き行い,平成20年度中に安定に測定をおこなえるようにする予定である。平成20年度は、スピンダイナミクスに対する理論的研究および測定装置の開発を進めた。レーザー励起直後の励起三重項状態のスピンダイナミクスに対して、密度演算子を用いて理論的な考察を行った。その結果、励起三重項状態の三つのスピン副準位のうち、二つの副準位がエネルギー的に縮重する磁場領域(ペンタセン励起三重項状態において14mTおよび50mT程度)では、二つのスピン副準位が超微細相互作用により強く相互作用し、大きな量子ビートが生成することを明らかにした。さらに、すでに得られている溶液中のラジカル対に対する磁場効果データを解析したところ重原子を含む系ではスピン-軌道相互作用の効果が大きいことが確認された。解析から、スピン-軌道相互作用の効果は、主に(1)g値の変化および、(2)スピン緩和の促進であることがわかった。今回の結果によるとスピン軌道相互作用により、スピン緩和が促進される。これは、ファラデー回転測定において、緩和により測定効率が低下することを意味している。一方、励起三重項状態の生成にはスピン-軌道相互作用の効果が大きい方が有利である。したがって、スピン緩和があまり促進されない程度のスピン-軌道相互作用を持つ材料において、時間分解ファラデー回転測定が最も容易であることが示唆された。有機固体中でのスピン状態を検出するため、時間分解ファラデー回転装置の構築を行い、標準試料を用いて、通常の過渡吸収測定およびcwでのファラデー回転測定に成功した。しかし、励起三重項状態のスピン検出には至らなかった。測定装置のさらなる高感度化が必要であることが明らかとなった。
実感的体験に基づく家族の関係性理解のための基礎的研究

1.目的:家族各成員が家族内の関係性をいかに認識しているか、その認知内容を半構造化された投影法によって体験的、実感的にとらえることによりその様相を把握し、同時に家族の病理性についても検討する。2.方法:対象は東京、広島、盛岡の思春期の子ども(1012歳)とその母親248組。小集団ごとに家族内コミュニケーション・インベントリ-、家族図式的投影法、及び家族画を実施し分析した。3.結果と考察:まず、家族内コミュニケーション・インベントリ-で親子共にコミュニケーションの病理性が高い得点を示した組みは、子どもの自己像は曖昧でその家族にあって孤立や疎外感を体験している傾向が強いことが明らかになった。しかし、母親が家庭内のコミュニケーションの文脈性、明晰性を高く評価しているにもかかわらず、子どもは低く評価している場合も家族画や図式的投影法に子どもに深い問題性を予見させる反応内容が多く見られることから、臨床的にはこのようなパターンの相互認知のズレに関しては注目していく必要がある。また従来の家族画の研究では、両親が省かれその家族に登場しないような場合は、親子関係に問題があることが多いと考えられていたが、親を描かなかった子どもの40%近くは家族内のコミュニケーションや自己の位置づけにおいてむしろ高い健全性を示していた。これは子どもにとって両親の安定した存在感の反映とも考えられるが、この点については事例的アプローチによって解明されなければならず、今後の課題となる。