hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
古花粉学による日本の中～後期中生代の古植生及び環境についての研究

今回の研究では、中生代後期の日本における植生と環境をより詳細に復元し、被子植物の出現時期を特定する目的で、同時期の堆積物を用いて、時空間をできるだけ網羅したパリノフロラ(胞子・花粉相)解析を行った。福井県勝山市滝波川周辺に分布する内帯の手取層群最上部北谷層(上部バレミアン下部アプチアン期)において採集資料の花粉分析を行い、初の詳細な報告が出来た(Legrand et al., 2013)。胞子・花粉群集とともに裸子植物のクチクラと材片、葉上寄生菌類、淡水性の緑藻類も産出し、大陸辺縁の、河川か湖沼のような堆積環境と湿潤気候を推定出来た。以前、和歌山県湯浅・有田川地域の物部川層群の湯浅層と有田層(前期白亜紀オーテリビアン下部バレミアン期)からパリノフロラを報告したので、本研究では有田層を平行不整合に覆う西広層(上部バレミアンアプチアン期)を調査し、Retimonocolpites属の被子植物花粉を発見した(Legrand et al., 2014)。大型化石も含め日本最古の被子植物の確実な記録となり、日本における被子植物の出現時期は、これまで知られていたよりも約2500万年古いことが明らかになった。アジアでは最古の被子植物化石は中国東北部で報告され、前期白亜紀では花粉化石が中国、ロシアと韓国でしか報告されていない。今回の報告は、中国における被子植物の出現時期と矛盾せず、東アジアにおける被子植物出現時期を反映していると考えられる。徳島県勝浦地域と熊本県から資料を得、アルビアン期の徳島県藤川層から被子植物花粉を数種類発見できた(2013年8月の日本花粉学会第54回大会にて発表)。西広層のRetimonocolpitesの報告と藤川層の花粉分析の結果をあわせると、物部川層群の分布域では被子植物は上部バレミアン期に出現し、アルビアン期にかけて多様化したと推定出来た。この結果は、日本における被子植物の多様化過程を初めて明らかにしただけでなく、東アジアにおける花粉生層序の確立にも大きく寄与した点で重要である。和歌山県・徳島県に分布する物部川層群の胞子・花粉群種から花粉生層序を確立し、日本における被子植物の出現時期と多様化を明らかにするという目標を、研究計画期間内に達成できた。また、渦鞭毛藻を日本の白亜紀前期から初めて報告でき、アジアやテチス海での生層序と比較できるようになった。平成25年、長崎県の恐竜化石産地で採集し、保存状態のよいパリノフロラを発見した。九州の中生代において初めてのパリノフロラ報告となり、現在研究中である(平成26年6月九州大学における日本古生物学会にて発表予定)。また、平成25年9月の北海道の調査で、琥珀に含まれている昆虫と共に、胞子・花粉の存在を確認した。日本では初発見であり、世界でも珍しい材料なので現在北海道大学と共同研究を進めている。現在の理解では、被子植物は遅くとも白亜紀最初期に低緯度地域に出現し、それまでのシダと裸子植物主体の植生を被子植物主体の植生に移行させていった。日本とアジアにおいては被子植物の侵入とその後の植生変遷の過程が、いまだ十分明らかにされていないため、古花粉学によってそれを明らかにすると共に、その背景となる環境変化についても情報の集積に努める。主要な研究はジュリアン・ルグラン特別研究員が行った。ルグラン研究員は十分な日本語の理解力があるので、来日直後から研究設備と必要な実験の準備を行うとともに、平成24年度以降に本格実施する現地採集の予備調査と、予備実験を行った。平成23年12月には福井県北谷の現地予備調査を行うとともに、現地での調査協力を依頼する福井県立恐竜博物館において、調査計画などについて打合せを行った。北谷ではあいにくの降雪で露頭に接近することができなかったが、必要な現地状況の確認ができた。恐竜博物館ではちょうど来日中であったチリ南極研究所のMarcelo Leppe氏と会談する機会があり、白亜紀から新生代にかけての世界的な植生変遷史と植物の進化について情報交換した。この際、千葉県銚子からは南米パタゴニアに現生するナンキョクブナに似た化石がかつて報告されていたことが話題になった。このため、平成24年3月には研究代表者が行っている南米パタゴニアの古植生史研究による銚子層群の化石群調査に研究協力者として参加し、花粉化石資料採集を行った。この際の調査情報は本研究計画における予備情報としても利用することができたので、これに基づいて平成24年度の銚子における調査計画を立てることとした。なお、研究期間を通して、大量の画像データ処理を行うため、適した画像ソフトを搭載し、画像処理に優れたPhotoshopをインストールしたマッキントッシュ社のコンピュータを購入した。これまでに、千葉県銚子の下部白亜系銚子層群で2回、和歌山県有田の下部白亜系有田層群、岡山県の上部ジュラ系成羽層群、兵庫県の下部白亜系篠山層群、徳島県の下部白亜系物部川層群、山口県の中部ジュラ系豊浦層群、上部ジュラ系豊西層群、下部白亜系関門層群、静岡県の下部白亜系水窪層、長野県の戸台層において資料を採集した。また、茨城県立自然博物館の協力を得て、上部ジュラ系相馬一中村層群産の資料を入手した。九州及び、本州北部、北海道の資料収集今後行うことで、我が国の後期中生代化石花粉フロラの理解が大幅に進展するはずである。

既採集資料の分析は順調に進んでおり、平成24年8月に中央大学理工学部で開催された国際会議である第13回国際花粉学会議・第9回国際古植物学会議合同大会においては、シンポジウム"Paleofloristic an Paleoenvioronmental changesin Asiathroughout the Mesozoic : palynologicaland megafossil evidence"を主催し、さらに銚子層群の花粉分析結果について研究発表を行った。銚子層群からは豊富で保存の良い胞子・花粉化石が発見され、花粉生層序も確立しつつある。また、複数の分類群にわたるシダ植物大胞子が多数みつかり、その解析にレーザー顕微鏡を用いるなど、最新技術を駆使した研究が進展している。銚子以外の資料解析も進んでおり、特に和歌山県西広層からは、日本で最古の被子植物花粉を発見でき、当初の研究目的の一つであった「日本にいつ花が咲いたか」については研究計画期間内に、一定の解答を発表できる目処が立ったことは、大きな成果である。平成25年3月に千葉大学で開催された日本植物分類学会総会においても研究発表を行った。今回の研究では、中生代後期の日本における植生と環境をより詳細に復元し、被子植物の出現時期を特定する目的で、同時期の堆積物を用いて、時空間をできるだけ網羅したパリノフロラ(胞子・花粉相)解析を行った。福井県勝山市滝波川周辺に分布する内帯の手取層群最上部北谷層(上部バレミアン下部アプチアン期)において採集資料の花粉分析を行い、初の詳細な報告が出来た(Legrand et al., 2013)。胞子・花粉群集とともに裸子植物のクチクラと材片、葉上寄生菌類、淡水性の緑藻類も産出し、大陸辺縁の、河川か湖沼のような堆積環境と湿潤気候を推定出来た。以前、和歌山県湯浅・有田川地域の物部川層群の湯浅層と有田層(前期白亜紀オーテリビアン下部バレミアン期)からパリノフロラを報告したので、本研究では有田層を平行不整合に覆う西広層(上部バレミアンアプチアン期)を調査し、Retimonocolpites属の被子植物花粉を発見した(Legrand et al., 2014)。大型化石も含め日本最古の被子植物の確実な記録となり、日本における被子植物の出現時期は、これまで知られていたよりも約2500万年古いことが明らかになった。アジアでは最古の被子植物化石は中国東北部で報告され、前期白亜紀では花粉化石が中国、ロシアと韓国でしか報告されていない。今回の報告は、中国における被子植物の出現時期と矛盾せず、東アジアにおける被子植物出現時期を反映していると考えられる。徳島県勝浦地域と熊本県から資料を得、アルビアン期の徳島県藤川層から被子植物花粉を数種類発見できた(2013年8月の日本花粉学会第54回大会にて発表)。西広層のRetimonocolpitesの報告と藤川層の花粉分析の結果をあわせると、物部川層群の分布域では被子植物は上部バレミアン期に出現し、アルビアン期にかけて多様化したと推定出来た。この結果は、日本における被子植物の多様化過程を初めて明らかにしただけでなく、東アジアにおける花粉生層序の確立にも大きく寄与した点で重要である。研究分担者ルグランが平成23年11月31日に来日したため、研究準備に初期の時間を費やしたため、銚子での予備資料入手と解析を本研究計画通りに遂行はできなかった。
生殖補助技術における遺伝的安全性に関する研究:受精前染色体診断へのアプローチ

【背景】体外受精卵が出産に至る割合は30%以下であり、その原因は染色体異常であると推測される。生殖補助技術(Assisted Reproductive Technology : ART)の遺伝的安全性と信頼性を向上させるには配偶子の染色体異常の原因と機序を解明し、それに基づいた対策を講じる必要がある。本年度は、卵細胞質環境が受精卵のDNA修復機構に及ぼす影響を検討し、さらに精子の遺伝学的診断法の確立を行った。【方法】DNA損傷を誘起するMethyl Methanesulfonate (MMS)で処理した精子をマウス卵子に顕微注入後、除核卵と融合させることで異なる卵細胞質環境を作出し、第一有糸分裂中期の染色体像を観察・比較した。また精子の遺伝学的診断のために、除核マウス卵子に精子を顕微注入し、半数体の雄性生殖胚を作出した。2細胞期まで発生した雄性生殖胚の割球を分離後、新鮮未受精卵に融合させた。一方の再構築卵は早期染色体凝集(PCC)後、遺伝学的診断に供試し、他方は賦活化後、胚盤胞期まで培養した。発生した胚盤胞期胚は受容雌に移植し、胎仔への発生を観察した。【結果】卵細胞質環境の変化は受精現象の進行や受精率に影響せず、MMSによるDNA損傷の修復能にも影響はなかった。精子の遺伝学的診断では、未受精卵の成熟促進因子(MPF)を利用し、再構築卵作製後、約2時間で染色体標本を作製できるPCC法を確立した。また、再構築卵は異常なく胚盤胞期や胎仔にまで発生した。以上から、受精卵におけるDNA修復は卵細胞質量に依存しないことが明らかとなった。さらに雄性生殖胚を利用した精子の遺伝学的診断は、ART実施時に起こる染色体異常を検出するツールとなり得ることが示唆された。
分裂病の連想障害について:意味プライミング実験による検討

被験者は外来通院の分裂病患者10名。各患者の症状評価は精神科医2名によって行われた。課題は、プライム、ターゲットともに視野中央に提示する語彙判断であった。実験計画;プライム条件(反対、遠隔連想、無関連、中立)×SOA(67msec,750msec)の被験者内2要因実験。反対、遠隔連想という意味関係は、意味ネットワーク上のターゲットとの意味距離がより近い、より遠いことをそれぞれ示した。刺激:各試行はプライムとターゲットの平仮名表記の文字列ペアより成った。1つの刺激リストは,YES反応用の4つの異なった意味的関係を含む24ペア、およびNO反応用の非単語(単語の1文字を入れ替えて作られた)を含む24ペアによって構成された。4つの刺激リストを設け,1つの刺激リスト内で同じターゲットが繰りかえされることはなかった。例えば,リスト1で反対語条件(さむい-あつい)のターゲットは,リスト2では遠隔連想条件(あせ-あつい),リスト3では無関係条件(ゆずる-あつい),リスト4では中立条件(くうはく-あつい)であった。手続き;各被験者に、練習の後,4ブロックをとおして4つの刺激リストが与えられた。各試行では、視野中央に注視点そしてプライム60msecの提示後、ISI(SOA条件によって7msecまたは690msec)の後、ターゲットが示された。被験者は、実験中は視野スクリーンの中心を凝視し、ターゲットが有意味な文字列(単語)であるか否か(非単語)の判断をボタン押しによってできるだけ早くかつ正確に行なうよう求められた。結果;分析は単語に対する正反対時間およびエラー率について行ない、反応の促進および抑制効果は,各プライム条件での反応時間が中立条件(くうはく)での反応時間よりも早いか遅いかによって決定された。外来通院の予後良好な分裂病患者の意味プライミングパタンは、コントロール群のパタンと同様であった。各症状と意味プライミングパタンの関係について検討したが、明らかな結果は得られなかった。
赤血球細胞分化の分子機序の解明

赤血球細胞の増殖分化を制御するエリスロポエチン(EPO)のレセプターを介した細胞内シグナル伝達機序を生化学的、分子生物学的に解析した。まず、EPOがEPOレセプターに結合すると、レセプターがリン酸化されSH2ドメインを介してShc、Grb2が結合し、Sosを介してRasがGTP結合型に活性化され、Raf-1がリン酸化活性化されて、MAPKK(MEK)からMAPKが活性化されることを見いだした。またEPO刺激に依存してVavがリン酸化され、Tecキナーゼもリン酸化されてVavとTecホモロジー領域を介して結合することを見いだした。更にJAK2がリン酸化活性化されるとSTAT1、STAT3、STAT5がリン酸化活性化され特異的なターゲットDNA配列に結合することを見いだした。また、EPOの刺激で赤血球/巨核球特異的な転写因子であるGATA-1とNF-E2の発現が誘導される事を見いだした。しかしこれらは巨核球/血小板の増殖分化を制御するスロンボポエチン(TPO)でも同じように誘導された。しかしTPOの場合には血小板特異的な抗原CD61の発現が誘導された。従ってこれら細胞系列や細胞分化特異性を規定するシグナルはJAK-STATシグナル伝達だけでは解決しないことが判明した。またレセプターのリン酸化が起こらなくてもJAK-STATシグナルは活性化され増殖も分化シグナルも入ることが判明した。ヘモグロビンの誘導発現にはGATA-1とNEF-2蛋白の発現が誘導される細胞においてのみ可能であることが判明した。エリスロポエチン(Epo)レセプターを介したシグナル伝達の制御機序を分子生物学的、生化学的に解析した。1)チロシンキナーゼの特異性とシグナル伝達機序の解析:JAK2以外の赤血球特異的チロシンキナーゼとして、Tecキナーゼを同定し、VavがTecホモロジー領域を介して結合することを証明した。Vavのリン酸化とTecの結合は、Epo誘導によって起きること、さらにVavはGrb2と恒常的に結合することを明らかにした。2)Epoレセプター直下で作用するシグナル伝達分子の同定と生理機能の解析:Epoレセプター細胞膜内特定領域を相互作用する蛋白cDNAを酵母ツ-ハイブリッド法及びGST融合蛋白をプローブとしたウエストウエスタン法を用いて複数の遺伝子が単離され、現在解析中である。3)Epoレセプターβサブユニットの同定:Epo依存性に増殖可能な細胞から可溶性Epoレセプターのアフィニティーカラムを用いてβサブユニットと考えられる膜蛋白質を同定した。現在そのcDNAの単離を行なっている。4)核内因子の活性化機序の解析:核内での赤血球特異的転写因子GATA-1,SCL,NFE-2、Rbtn2、Idファミリー、Hox2等の活性化機序をEpo投与後に於けるリン酸化とキナーゼの同定により解析した。GATA-1はHox2遺伝子の発現を制御していることをトランジェントアッセイ、ゲルシフトアッセイを用いて明らかにした。Idファミリーのリン酸化によるホモ、ヘテロ2量体形成に及ぼす効果を明らかにした。赤血球細胞の増殖分化を制御するエリスロポエチン(EPO)のレセプターを介して細胞内シグナル伝達機序を生化学的、分子生物学的に解析した。

更にJAK2がリン酸化活性化されるとSTAT1、STAT3、STAT5がリン酸化活性化され特異的なターゲットDNA配列に結合することを見いだした。また、EPOの刺激で赤血球/巨核球特異的な転写因子であるGATA-1とNF-E2の発現が誘導される事を見いだした。しかしこれらは巨核球/血小板の増殖分化を制御するスロンボポエチン(TPO)でも同じように誘導された。しかしTPOの場合には血小板特異的な抗原CD61の発現が誘導された。従ってこれら細胞系列や細胞分化特異性を規定するシグナルはJAK-STATシグナル伝達だけでは解決しないことが判明した。またレセプターのリン酸化が起こらなくてもJAK-STATシグナルは活性化され増殖も分化シグナルも入ることが判明した。ヘモグロビンの誘導発現にはGATA-1とNFE-2蛋白の発現が誘導される細胞においてのみ可能であることが判明した。
東シナ海における長周期波の発生メカニズムの解明と予測手法の開発

東シナ海上を対象とした大気モデルを拡張し、インド洋及び東シナ海を含む大領域に対する大気モデルを構築した。これにより、微気圧変動の発生源を考慮した大規模数値解析を行なえるようになってきている。ただし、数値モデルの検証が不十分であり、改良しながらの数値モデル検証を進める必要がある。また、東シナ海を対象とした海洋長波モデルを開発した。その際に、非線形浅水モデルを改良し、非線形性及び分散性が考慮できる数値モデルとした。これにより、より精度の高い海洋波の数値解析ができるようになった。そして、微気圧波の進行に伴う海洋長波の生成・伝播の数値解析を実施した。しかしながら、九州西岸近傍の、静水深が浅くなる沿岸域では、適正な解が得られない場合があったため、この原因を調べ、解析を行なう必要がある。更に、大気と海洋の結合に関しては、ここでは、海面における圧力を大気モデルから一方向で与える方法をとっているが、微気圧波の進行速度と、海洋長波の位相速度が近い場合に、海洋長波の増幅が確認された。また、こうして生成した海洋長波の湾内への伝播に伴い、湾水振動が生じることが確かめられた。しかしながら、特定の湾内の計算では、湾形によって、過大の振動が発生する場合が生じたため、これに関しても、更なる検討が必要である。海洋長波に関しては、幾つかの新たな知見が得られ始めているため、数値モデルを精査し、様々な条件に対する数値シミュレーションを行なっていくことが重要である。湾内や、沿岸域において、海底地形の影響が比較的大きくなると、適正な数値解析結果が得られない場合があり、この原因の考察及びモデルの改良に時間を要した。湾内や、沿岸域において、海底地形の影響が比較的大きくなると、適正な数値解析結果が得られない場合があり、この原因の考察及びモデルの改良を継続するとともに、沿岸域において大きな水面変動が生じる場合の微気圧変動を大領域に対して特定していく。得られた数値解析結果に基づき、過去のデータに対する追算と、季節変動を考慮した様々な気象条件に対する海況の特徴を抽出する。そして、結果をまとめて、防災に役立つ情報を発信する。
極微細集積回路における置換型窒化物合金を用いた銅配線極薄バリヤの実現

Si-ULSIにおいて,将来的に0.1μm世代のCu配線を実現するためには拡散バリヤには極薄でもCuの拡散を高温まで抑制し,かつそれ自身低抵抗な材料が切望されている。そこで本研究では,昨年度バリヤ自身の構造がバリヤ特性を向上させ得る要件となるとの知見を得たことを踏まえ,バリヤの構造と極薄化という観点で検討した。まず,合金バリヤの構成要素のZrNをナノクリスタル膜とすることで,20nmでも十分に高安定なコンタクトを実現した(Appl. Surf. Sci.印刷中)。一方,ナノクリスタルVN膜のバリヤ特性をSi及びSiO_2上で検討した結果,ナノVNバリヤは5nmまで極薄化しても均一な連続膜であり,熱処理後に構造変化することなく,700°C程度の高温まで系を安定に保持出来ることを実証した(2002年国際会議で発表予定)。このバリヤ膜厚で高安定な系が得られたのは,国内外を通して初めてのことである。更にこれらのバリヤは低抵抗で同じNaCl構造を持つことから,これらを置換型合金とすることで,合金化による抵抗率の増加を抑制しつつ,バリヤ自身の安定性を高めることを目的として検討を行った。VN及びZrNを合金化した結果,抵抗率が90μΩcm程度と合金バリヤとしては十分に低くすることができたが,組成によらずZrNが優先的に得られ,熱処理過程で置換型合金となることがわかった。一方,TiNとZrNを組み合わせたTiZrN合金膜は組成によらず置換型合金となり,その構造は十分にナノクリスタル状態の膜が得られ,バリヤの粒界を通して起こるCuの拡散を効果的に抑制できる優れたバリヤ特性を有することが明らかとなった。したがって,本研究結果からバリヤをナノクリスタル膜として作製することによってその結晶粒サイズと同程度までバリヤの膜厚を薄くすることが可能となり,更にこの膜が熱処理過程で構造変化しないことが優れたバリヤ特性を引き出す要件であること,加えて同じ結晶構造を有するこのようなバリヤ同士を合金化することで低抵抗でかつ高安定なバリヤを得ることが可能であることを実験的に実証し,極めて有用な結果が得られることを見出した。Si-ULSIにおいてCu配線が適用され始めたが,その拡散バリヤには極薄でもCuの拡散を高温まで抑制し,かつそれ自身低抵抗な材料が切望されている。そこで本研究では,拡散バリヤとして低抵抗で同じNaCl構造を持つIVa族及びVa族窒化物(TiN,ZrN,HfN,VN)を合金化した置換型合金とすることで,合金化による抵抗率の増加を抑制しつつ,バリヤ自身の安定性を高めることを目的として検討を行った。更にバリヤの構造とバリヤ特性との関連についても検討した。まず,合金バリヤの構成要素のZrNを用いて,高配向成長と極めて微結晶状態のZrNを作製し,そのバリヤ特性の違いを検討した結果,高配向成長のバリヤは800°C熱処理後に再結晶化により系が劣化し,さらに薄層化により結晶粒界を通してCuの速い拡散が生じるのに対して,微結晶状態の膜は20nmでも十分に高安定なコンタクトを実現できることが明らかとなった(2001年5月国際会議で発表予定,Appl.Surf.Sciに掲載予定)。そこで,微結晶状態のTiN及びZrNを合金化し,その組成を変化させて作製した結果,この合金バリヤは組成によらず,微結晶状態の置換型合金として作製が可能であり,その抵抗率は90μΩcm程度と合金バリヤとしては十分に低いことがわかった。さらにこのバリヤは1020nmでも高安定なコンタクトを実現できるという有用な結果を得た。これに対し,ZrNとVNを組み合わせたZrVNは,Zr-richな組成ではZrNが優先的に得られ,ZrNとVNが置換する構造とはならないことがわかった。これは,それぞれの窒化物の標準生成熱の値が大きく異なることに起因するものと思われることから,今後はそれらも考慮した合金の組み合わせを検討する予定である。

一方,TiNとZrNを組み合わせたTiZrN合金膜は組成によらず置換型合金となり,その構造は十分にナノクリスタル状態の膜が得られ,バリヤの粒界を通して起こるCuの拡散を効果的に抑制できる優れたバリヤ特性を有することが明らかとなった。したがって,本研究結果からバリヤをナノクリスタル膜として作製することによってその結晶粒サイズと同程度までバリヤの膜厚を薄くすることが可能となり,更にこの膜が熱処理過程で構造変化しないことが優れたバリヤ特性を引き出す要件であること,加えて同じ結晶構造を有するこのようなバリヤ同士を合金化することで低抵抗でかつ高安定なバリヤを得ることが可能であることを実験的に実証し,極めて有用な結果が得られることを見出した。
ラット脳に特異的に発現する新規RNA

われわれは,これまでにラットの神経系に特異的に発現する繰り返し構造を持ったRNA,CA6RNAを単離したが,平成10年度には,これについて以下の新しい知見を得た。1.脳での発現分布を見たところ,ほとんどの部域で発現が見られたが,部域によって発現量に違いが見られた。特に発現量が多かったのは,大脳皮質では,海馬,嗅球,嗅皮質など,また,視床下部の視交差上核,視索上核などであった。全体的に見て,系統発生的に比較的古いと考えられている部域で発現量が多いと言える。2.発生中の中枢神経系では,増殖中の未分化な細胞では発現が認められず,分化を開始した細胞でのみ発現が見られる。そのため,全体での発現量の変化を見ると,受精10日目頃より発現が始まり,その後,より多くの細胞が分化段階にはいるにしたがって発現量は増加し,生後数日のうちに最大量に達する。3.染色体DNAに対するサザンハイブリダイゼーション,及び染色体ライブラリーのスクリーニングの結果から,このRNAの遺伝子は各繰り返し単位数十コピー分が染色体上に並列の並んだ構造をとっていることがわかった。また,既知量のプラスミドとのシグナル強度の比較から,ハプロイドゲノムあたり単位配列が100-150コピー程度あることが分かった。4.ラット属の各種の染色体上にはこのRNAと相同な配列が認められるが,マウスなどその他の種では保存されていない。このことから,これらの繰り返し配列は進化の過程においてラット属の分岐以降に染色体上に挿入されたものであることが推測される。
知的エージェントによる有害行為に対する刑事責任

研究代表者石井は,若手の刑法研究者(主として博士後期課程在学ないし博士取得者)と研究会を開催し,そこで,ドイツにおけるAIに関する研究動向及び各自の研究内容を報告し,検討をおこなった。この研究会には,法総研の検事の参加も得て,実務的な観点からの意見交換もおこなうことができた。他方,研究分担者は,年度前半ドイツに海外出張をしていたことから,現地において,本研究課題に関係するドイツ刑事法の研究者との人脈を作るとともに,意見交換をおこなうなどして,最先端の情報収集に努めた。大きな研究方向として,AIといわれる場合,その概念,内容が多様であり,それらをひとくくりにして議論するのは適切ではないと判断し,まずは特定の機能を実現するために構築され,社会実装が目指されているものを対象として検討することからはじめることとし,人間性とAIとの比較検討は,後の検討課題とすることとした。そのなかで,自動運転自動車の問題が具体的事例をとして豊富であることから,本年は,とくにいわゆるトロッコ問題における緊急避難状況の回避と刑事責任の検討を中心としておこなった。研究会の参加メンバーは,それぞれ各自見解が異なるものの,自動運転自動車が事故回避のために実装されるという前提に立つ場合,トロッコ問題の状況が生じるのは,極めて稀な偶然ではないかということで概ね結論が一致した。これを前提として,研究分担者,研究協力者も含め今後の各自の研究テーマに沿った研究を実施し,研究会で報告し,議論することとした。必要な研究資料やドイツにおける議論を幅広く収集できたこと,また,研究会における議論により,研究課題に対する取組が独りよがりなものとならず実施できているものと思料される。2019年度は,研究分担者である岡部が再度ドイツへ出張し,学会等に参加することで,再度ドイツにおける議論の動向を収集するとともに,海外研究協力者の拡大に努めることを予定している。また,若手研究者との研究会も定期的に実施し,具体的な研究成果がでるように調整することを予定している。研究成果については,可能であれば,書籍形態での出版を考えているものの,折からの出版不況のため実現には困難が予想され,その場合は,別途異なる方法での成果発表を考えている。研究分担者の岡部が2019年度にもドイツでの学会参加と研究資料の収集にいくことにしたため,そのための費用を次年度へと繰り越したことによる。
インターネットを使った中学・高校間宇宙線観測ネットワーク構築のための研究

宇宙線とは宇宙を飛び交う素粒子や原子核の総称で,今年ノーベル賞を受賞された小柴先生達が観測された超新星からのニュートリノも宇宙線の1種である.本研究では太陽系の外から地球に飛来する高エネルギー宇宙線を,科学館,中学,高校,高専,大学などに設置した簡易型装置(「宇宙線ステーション」(CRS))で観測する.観測したデータはインターネットで中央局に送信・公開し,誰でも宇宙線飛来情報がリアルタイムで得られる.中学・高校生らがこの観測に参加したり,パソコンで宇宙線飛来情報を見たりすることにより,物理に興味を持つきっかけとなることを期待している.特に,生徒たちが,学校で習う完成された科学とは違った本物の科学研究に参加し,それに触れる機会を持つことにより,授業とは違った貴重な経験を得ることができると考えている.海外ではすでに,カナダ・米国共同のNorth American Large Time Coincidence Array (NALTA)と呼ばれる類似計画が同様の目的で進行中である.現在までに,観測装置は,大阪市立科学館,大阪府立泉大津高校,近大工業高専,大阪市立大学の4個所に配備し,12月から試験的にインターネットを通した観測を行っている.観測データの受信に必要なソフトウェアーはホームページhttp://mpu. hep.osaka-cu. ac. jp/crs/からダウンロードできる.交信プロトコルにHTTPを使っているので,インターネットに接続されたパソコンさえあれば,どこからでも(ファイヤーウォールの中からでも)データを(送)受信することができる.ホームページでは解説なども整備しつつある.大阪市立科学館4階では,タッチパネル付ディスプレーを用いて観測データと宇宙線一般の解説を一般市民向け(小学生が多い)に展示している.現在進行中の作業と今後の計画としては,まず観測網の拡大と本格的な連続運転をすること。また,受信データのディスプレーを汎用にし,生徒が見て楽しめるものに改良する.さらに,ITに興味を持つ生徒が簡単にディスプレープログラムをいじくれるようにすること,などを進めている.成果は2003年物理学会総会の物理教育分野で発表する.また,成果の論文の第一報はほぼ完成しており,1ヶ月以内に投稿する.宇宙線とは宇宙を飛び交う素粒子や原子核の総称で,今年ノーベル賞を受賞された小柴先生達が観測された超新星からのニュートリノも宇宙線の1種である.本研究では太陽系の外から地球に飛来する高エネルギー宇宙線を,科学館,中学,高校,高専,大学などに設置した簡易型装置(「宇宙線ステーション」(CRS))で観測する.観測したデータはインターネットで中央局に送信・公開し,誰でも宇宙線飛来情報がリアルタイムで得られる.中学・高校生らがこの観測に参加したり,パソコンで宇宙線飛来情報を見たりすることにより,物理に興味を持つきっかけとなることを期待している.特に,生徒たちが,学校で習う完成された科学とは違った本物の科学研究に参加し,それに触れる機会を持つことにより,授業とは違った貴重な経験を得ることができると考えている.海外ではすでに,カナダ・米国共同のNorth American Large Time Coincidence Array (NALTA)と呼ばれる類似計画が同様の目的で進行中である.現在までに,観測装置は,大阪市立科学館,大阪府立泉大津高校,近大工業高専,大阪市立大学の4個所に配備し,12月から試験的にインターネットを通した観測を行っている.観測データの受信に必要なソフトウェアーはホームページhttp://mpu. hep.osaka-cu. ac. jp/crs/からダウンロードできる.交信プロトコルにHTTPを使っているので,インターネットに接続されたパソコンさえあれば,どこからでも(ファイヤーウォールの中からでも)データを(送)受信することができる.ホームページでは解説なども整備しつつある.大阪市立科学館4階では,タッチパネル付ディスプレーを用いて観測データと宇宙線一般の解説を一般市民向け(小学生が多い)に展示している.現在進行中の作業と今後の計画としては,まず観測網の拡大と本格的な連続運転をすること。また,受信データのディスプレーを汎用にし,生徒が見て楽しめるものに改良する.さらに,ITに興味を持つ生徒が簡単にディスプレープログラムをいじくれるようにすること,などを進めている.成果は2003年物理学会総会の物理教育分野で発表する.また,成果の論文の第一報はほぼ完成しており,1ヶ月以内に投稿する.
精神分裂病に於ける過酸化ストレス障害とその治療に関する臨床的実験的研究

メタンフェタミン(METH)による行動感作(逆耐性現象)の機序はシナプス統合のパターンなど持続的な構造変化を基礎にした神経可塑性と考えられ、脳内前シナプス側蛋白と転写因子Nurr1のmRNAについてラットを用いて2つの研究を行った。また統合失調症の陽性症状・陰性症状のモデルとされるフェンシクリジン(PCP)の急性投与による転写因子Nurr1のmRNAの発現に対する抗精神病薬前処置の影響について1つの研究を行った。1.METH急性・慢性投与による脳内前シナプス側蛋白mRNAの変化METH4mg/kg急性投与による線条体、歯状回でのSNAP25aのmRNA発現増加、及びMETH急性投与による線条体、側坐核でのsynaptotagminIVのmRNA発現増加はドパミンD1受容体拮抗薬SCH23390の前処置によって阻止された。METH慢性投与(4mg/kg/day,14日間)終了から3週間目に生食をチャレンジしたMS群では生食を反復投与して生食をチャレンジしたSS群に比べSNAP25aのmRNAが線条体、側坐核で有意に増加していた。METHを慢性投与してMETHをチャレンジしたMM群では生食を慢性投与してMETHをチャレンジしたSM群に比べ線条体、側坐核、体性感覚皮質、歯状回に於けるsynaptotagminIVのmRNAが有意な増加を示した。2.METH急性・慢性投与による脳内転写因子Nurr1 mRNAの変化METH4mg/kg急性投与(4mg/kg)によりNurr1のmRNA発現は大脳皮質、海馬CA1、黒質緻密層、腹側被蓋野に於いて増加し、これはSCH23390の前処置によって阻止された。SS群に比べMS群では内側前頭皮質、体性感覚皮質、腹側被蓋野でNurr1 mRNAが有意に増加した。3.PCP急性投与による転写因子Nurr1 mRNAの発現に対する抗精神病薬前処置の影響PCP急性投与(10mg/kg)によってNurr1のmRNAは大脳皮質の広汎な部位で有意に増加した。PCP急性投与による大脳皮質(内側前頭皮質、体性感覚皮質、視覚皮質、後部帯状回皮質)でのNurr1のmRNA発現増加は非定型抗精神病薬であるolanzapine, clozapineの前処置によってほぼ完全に阻止されたが、haloperidol, risperidoneの前処置では阻止されなかった。なお、これらの抗精神病薬単独投与では生食投与と比較して有意なmRNA発現の変化は引き起こされなかった。nitric oxide(NO)がメタンフェタミン(METH)による行動感作や神経毒性に関与していることが示唆されている。そこで、ラットへのMETHの急性投与量を2通りにして(少量と大量)、投与から1時間、3時間、6時間・24時間まで経過を追い、neuronal nitric oxide synthetase(nNOS)のmRNA発現に与える影響を検討した。

4mg/kgのMETH投与から3時間後、6時間後及び24時間後に於いて内側扁桃核とカレハ島でnNOS mRNAが増加した。内側扁桃核に於けるMETH4mg/kgによって誘発されるnNOS mRNA発現増加はMK-801(非競合性NMDA受容体拮抗薬)の前処置によって防止された。しかしドパミンD1受容体拮抗薬のSCH23390によってはMETH4mg/kgによって誘発されるnNOS mRNA発現増加は防止されなかった。従ってNMDA受容体の刺激は少量METH(4mg/kg)によって誘発されるnNOS mRNAを介在していると考えられる。次ぎにMETH8mg/kgの投与を行い同様な時間経過を追って脳内mRNA発現に与える影響を検討した。6時間後、及び24時間後に於いて海馬歯状回と線条体でnNOS mRNAが減少した。この減少はNOSの増加を代償するものかまたは神経毒性に関係すると考えられた。シナプス小胞からの神経伝達物質の放出に関与する前シナプス側の蛋白(Synaptotagmin I, synaptotagmin IV, SNAP25a, SNAP25b, synaphin1,synaphin2)のmRNAを取り上げ、精神刺激薬投与による影響を検討した。メタンフェタミン(METH)急性投与によりsynaptotagmin IVのmRNA発現は線条体と側坐核に於いて増加し、これはSCH23390の前処置によって阻止された。またメタンフェタミン(METH)急性投与によりSNAP25aのmRNA発現は線条体と海馬歯状回に於いて増加し、これはSCH23390の前処置によって阻止された。METH急性投与によりSNAP25aのmRNA発現は線条体、側坐核に於いて増加し、これらもSCH23390の前処置によって阻止された。METHの反復投与から3週間後のMETH再投与は線条体、側坐核、歯状回に於けるsynaptotagminIVのmRNA発現の増加を有意に増大させた。SNAP25aのmRNAはMETH慢性投与後の定常状態でも有意な増加が認めらた。PCP10mg/kg急性投与によりsynaptotagmin IVのmRNAは帯状回皮質後部で有意に増加したが、PCPの慢性効果による増強は認められなかった。以上の結果はsynaptotagmin IVとSNAP25aのmRNA発現が主にドパミンD1受容体依存性に増加し、METH反復投与による行動感作(逆耐性現象)に関与している可能性を示唆する。オーファン核内レセプターに属する転写因子であるNurr1は中脳ドパミン作動性神経終末の分化に重要な役割をもち、発達や痙攣などによる神経可塑性への関与が示唆されている。Nurr 1 mRNAの発現について1)フェンシクリジン(PCP)急性投与前に抗精神病薬投与処置を施した効果、2)メタンフェタミン(METH)急性投与によって誘発されるmRNA発現に与える慢性リチウム投与の影響について検討した。1)抗精神病薬前処置としてhaloperidol 2mg/kg, risperidone 2mg/kg, olanzapine 10mg/kg, clozapine 20mg/kgまたは生食を投与し、1時間後にPCP 10mg/kgを投与し、その1時間後に断頭した。
能動的骨誘導再生法(active GBR)のインプラント治療への応用

これまでわれわれは、生体親和性の高い吸収性高分子生体材料であるポリ-L-乳酸(PLLA)を延伸成形することによって作製した膜を骨誘導再生法(GBR法)に利用し、さらに、これにリコンビナントヒト骨形成タンパク(rhBMP)を応用して、能動的骨誘導再生法(active GBR)、すなわち積極的に骨の誘導をはかる試みを行ってきた。本年度の研究においては、このようにして再生された骨にインプラント体の植立を行い、既存骨との反応性の違い、あるいは機械的強度の違いを検討した。〈方法〉実験にはビーグル犬を用い、両側下顎第三および第四前臼歯を抜歯した後、抜歯窩が上皮にて被覆されるまで約3ケ月間放置した。この部位に辺縁切除および区域切除を加え、ここに厚さ100μmのPLLA膜を適合させ、骨欠損部充填材としてrhBMPを填入した。これによって誘導された新生骨の強度を確認した上でインプラントの植立を行い、既存骨の場合と比較してオッセオインテグレーションの違いがあるか否かを検討した。さらに、これに補綴処置を行い負荷をかけた時の骨の変化を観察した。術後時間経過とともに新生される骨の状態、インプラントとの結合状態、補綴処置後の骨の変化の観察は、軟X線写真・pQCT・骨塩定量・非脱灰研磨標本・骨蛍光ラベリング・コンタクトラジオマイクログラフィー等によって行った。〈結果〉延伸成形PLLA膜とrhBMPによって誘導された顎骨に対して埋入したインプラントは既存骨に埋入した場合と同様にオッセオインテグレーションを得ることができた。このインテグレーション率は経時的に上昇し、補綴物装着後も安定した値を示すことが判った。以上から、能動的骨誘導再生法(active GBR)により、形態的回復に加え、機能的な面でも満足できる顎口腔系の再建が可能となることが示唆された。ポリ-L-乳酸(PLLA)は、吸収性の高分子生体材料である。これまで、われわれは、PLLAを延伸成形することによって作製した膜を骨誘導再生法に応用し、PLLA膜がGBR法に用いる隔壁としての条件(生体親和性・封鎖性・スペース確保)を満たしていることを確認した。今回の研究においては、スペースを確保して骨組織の再生を待つだけではなく、ここにリコンビナントヒト骨形成タンパク(rhBMR)を応用し、積極的に骨の誘導をはかる試みを行った。<方法>実験にはビ-グル犬を用い、両側下顎第三および第四前臼歯を抜歯した後、抜歯窩が上皮にて被覆されるまで約3ヶ月間放置した。この部位に辺縁切除および区域切除を加え、ここに厚さ100μmのPLLA膜を適合させた。さらに骨欠損部充填材としてrhBMPを用いた場合の骨組織の再生状態を確認した。術後時間経過とともに新生される骨の状態は、軟X線写真・pQCT・三次元CT・硬組織研磨標本により評価した。<結果>rhBMP非充填群、充填群ともに経時的に骨組織の形成が認められたが、rhBMP充填群では非充填群と比較して著明な骨形成が観察された。また、rhBMP充填群における骨形成量は濃度依存的であった。以上により、延伸成形PLLA膜は顎骨欠損に対するGBR法に有用であり、rhBMPを応用することにより、より優れた結果が得られることが判明した。来年度は、新生骨の強度を確認した上でインプラントの植立を行い、既存骨の場合と比較してオッセオインテグレーションの違いがあるか否かを検討する。さらに、これに補綴処置を行い負荷をかけた時の骨の変化を観察する。今後これらの結果を口腔外科領域における機能的顎骨再建に応用し、臨床での実用化の可能性を追求したい。

このインテグレーション率は経時的に上昇し、補綴物装着後も安定した値を示すことが判った。以上から、能動的骨誘導再生法(active GBR)により、形態的回復に加え、機能的な面でも満足できる顎口腔系の再建が可能となることが示唆された。
接合による傾斜材料の製造に関する研究

これまでに、イメージ炉を導入して試料の試作を行い、均熱帯,昇温条件,降温条件などのデータを採取することで、実験条件の確立を行った。試作実験の結果、中間層にAl薄膜を用いた鋳鉄とセラミックスの接合実験で、接合試料が得られた。しかし、反応面が不均一であり、界面には脆弱な金属間化合物が大量に生成し、接合強度を低下させていることがわかった。そこで、試料へ常時加圧を行うことで反応面の均一化,反応性の向上を図り、さらに、Al中間層の厚みを薄くし、低温下での実験を行った。この結果、加圧力,保持温度,中間層の厚みに最適な条件があり、加圧力10MPaの条件で高い接合強度が得られた。しかし、金属間化合物の生成は抑制できたものの、Al薄膜とアルミナセラミックは完全に接合できなかった。昨年度は、Al薄膜とセラミックスのみの接合を行い、この接合条件を定めることで、鋳鉄とセラミックスのさらなる強化を試みた。これによりAl薄膜とセラミックスとの最適な接合条件を得ることが出来た。これらの結果を踏まえ、Al薄膜とセラミックスを接合した後、鋳鉄と接合させるなどの検討を行うことで高い接合強度が得られ、新しい傾斜機能材料を得ることが出来た。今後、さらに傾斜機能化、ハイブリッド化を図るため、供試材や中間層を替えるなど検討を行っていく。本年度は、供試材への加熱を均一に行い安定した実験を行うためイメージ炉を導入した。これにより、試料の試作を行い、均熱帯,昇温条件,降温条件などのデータを採取し、実験条件の確立を行った。作成した試料については接合強度の測定、走査型電子顕微鏡によるSEM,XMA像観察や粉末X線解析による反応生成物等の調査を行った。この結果、イメージ炉は均熱帯が広く、常時、試料への加圧が行えることから非常に安定した結果が得られることがわかった。また、中間層にアルミニウムを用いた鋳鉄とセラミックスの接合実験では、中間層の厚み2mm、実験温度883Kで、3.6ks間保持を行うことで約80MPaの接合強度が得られた。この界面では相互拡散が見られ、Fe2Al5、FeAl3等の金属間化合物が生成していた。これらの結果を踏まえ、さらに、接合強度の向上を行うための方法について検討を行い、傾斜機能材料としての位置づけを行う。昨年度はイメージ炉を導入し、試料の試作を行った。また、均熱帯,昇温条件,降温条件などのデータを採取し、実験条件の確立を行った。試作実験の結果、中間層にNを用いた鋳鉄とセラミックスの接合実験で、中間層の厚み2mm、実験温度883Kの実験条件で3.6ks間保持を行うことで接合試料が得られた。しかし、反応面が不均一であり、界面には脆弱な金属間化合物が大量に生成しでいることから、接合強度を低下させていることがわかった。そこで、本年度は試料へ常時加圧を行うことで反応面の均一化,反応性の向上を図り、さらに、Al中間層の厚みを薄くし、低温下での実験を行うことで昨年度の改良を行った。この結果、加圧力,保持温度,中間層の厚みに最適な条件があり、加圧力10MPaの条件で、Al中間層の厚み75μmを用いた場合、剪断強度23.5MPaを得ることができた。これまでに、イメージ炉を導入して試料の試作を行い、均熱帯,昇温条件,降温条件などのデータを採取し、実験条件の確立を行った。そこで、昨年度は試料へ常時加圧を行うことで反応面の均一化,反応性の向上を図り、さらに、Al中間層の厚みを薄くし、低温下での実験を行った。

この結果、加圧力,保持温度,中間層の厚みに最適な条件があり、加圧力10MPaの条件で高い接合強度が得られた。しかし、金属間化合物の生成は抑制できたものの、Al薄膜とアルミナセラミックは完全に接合できなかった。昨年度は、Al薄膜とセラミックスの接合を行い、この接合条件を定めることで、鋳鉄とセラミックスのさらなる強化を試みた。これによりAl薄膜とセラミックスとの最適な接合条件を得ることが出来た。これらの結果を踏まえ、Al薄膜とセラミックスを接合した後、鋳鉄と接合させるなどの検討を行うことで高い接合強度が得られ、新しい傾斜機能材料を得ることが出来た。今後、さらに傾斜機能化、ハイブリッド化を図るため、供試材や中間層を替えるなど検討を行っていく。
アモルファス金属中を高速で伝播するき裂の原子構造論的研究

原子レベル構造の動的変化の詳細を追跡できる分子動力学法を用いて、コンピュータ上で創製した長距離規則構造を持たないアモルファスにき裂を導入し、モードI型のき裂伝播の大規模シミュレーションを実施した.つぎの2つの解析モデル:(I)板厚方向に周期構造を仮定したモデルA(約109万原子),(II)厚さ方向に自由面を持つ薄膜状のモデルB(厚さ50nm,約224万原子)を対象として,き裂進展量とき裂先端開口変位,応力とひずみの分布,原子数密度の分布,動径分布関数などを評価することによりき裂進展のメカニズムに検討を加えた.(1)き裂先端の強変形域は、せん断帯と前縁部の等方引張り応力の高い部分よりなる。a)せん断帯内では、10^4(20原子(5nm)立方)原子集合程度の領域で、短い時間内に引張り方向に対して約±45゚方向を主軸とする局在化した単純せん断変形が頻繁に発生/消滅を繰り返し、巨視的なせん断帯が形成されていく。b)き裂前縁部では、顕著な密度低下を生じ、それが局所的な強度低下を引き起こす。(2)モデルAでは、き裂は先端の軟化域の原子流動により鈍化するのみで、ほとんど進展しない。き裂先端は高温(800K以上)となるが、再結晶することはない。全プロセスゾーンを通じて初期のアモルファス構造はほぼ保たれる。(3)モデルBのき裂伝播シミュレーションでは、き裂前縁は一旦V字形に尖った後、先端部にボイドを発生,その成長と共にき裂と合体して急激なき裂成長を引き起こすという変形サイクルを繰り返す.変形域はき裂の先端のごく狭い領域に限られる.原子レベル構造の動的変化の詳細を追跡できる分子動力学法を用いて、コンピュータ上で創製した長距離規則構造を持たないアモルファスにき裂を導入し、モードI型のき裂伝播の大規模シミュレーションを実施した.つぎの2つの解析モデル:(I)板厚方向に周期構造を仮定したモデルA(約109万原子),(II)厚さ方向に自由面を持つ薄膜状のモデルB(厚さ50nm,約224万原子)を対象として,き裂進展量とき裂先端開口変位,応力とひずみの分布,原子数密度の分布,動径分布関数などを評価することによりき裂進展のメカニズムに検討を加えた.(1)き裂先端の強変形域は、せん断帯と前縁部の等方引張り応力の高い部分よりなる。(3)モデルBのき裂伝播シミュレーションでは、き裂前縁は一旦V字形に尖った後、先端部にボイドを発生,その成長と共にき裂と合体して急激なき裂成長を引き起こすという変形サイクルを繰り返す.変形域はき裂の先端のごく狭い領域に限られる.原子レベル構造の動的変化の詳細を解析できる分子動力学法を用いて、α-鉄をモデル材料として、10万個オーダーの原子系よりなるモデルアモルファス金属を作成し、衝撃引張り荷重の下でモードI型き裂伝播特性について検討を加えた。得られた主な結果はつぎの通りである。1.融解-急冷プロセスのMDシミュレーションによって得られた構造は、動径分布関数の形、(13原子から成る20面体状のクラスターを多く含む)局所的な原子構造の形態、及び弾性係数をはじめとするバルク特性等の評価値より判断して、典型的なアモルファス構造を持つと判断された。2.静的なき裂伝播解析により得られた臨界応力拡大係数はK_<Icr>1.2MPa√<m>である。3. K_<Icr>(1.2MPa√<m>)を基準として、一定速度でマクロ的K_I値を増大させる引張り荷重のもとでのき裂の開口、伝播特性は、(a)荷重端部から伝播する(円筒状の)膨張弾性波がき裂先端に到達すると同時に、き裂は伝播・開口を開始する。(b)進展量(DA)とき裂開口量(CTOD)の比はほぼ一定値を保ち、DA/CTOD0.85である。一方、準静的な状態では、この比は負荷の増加と共に増大する。(c)き裂伝播速度は、次第に加速し一定時間を経ると減速する。減速過程では、き裂先端にボイドを発生・成長しそれがき裂に吸収されるプロセスを伴う。原子レベル構造の動的変化の詳細を解析できる分子動力学法を用いて、コンピュータ上で創製した長距離規則機構を持たないアモルファス金属にき裂を導入し、モードI型のき裂伝播シミュレーションを実施して、き裂先端部のプロセスゾーン内の変形素機構とき裂成長開始条件/伝播過程の安定性に関してつぎのような知見を得た。1.き裂先端の変形域は、進展方向に対してほぼ±45°方向に生じるせん断帯と前縁に生じる等方引張り応力の高い部分よりなる。

(a)せん断帯内では、104(20原子(50nm)立方)原子集合程度の領域で、短い時間内に引張り方向に対して約±45°方向を主軸とする局在化した純粋せん断変形が頻繁に発生/消滅を繰り返し、巨視的なせん断帯が形成されていく。(b)き裂前縁部では、顕著な密度低下を生じ、それが局所的な強度低下を引き起こす。2.厚さ方向に周期境界条件を設定した準3次元モデルでは、き裂は先端の軟化域の原子流動により鈍化するのみで、ほとんど進展しない。き裂先端はきわめて高温(800K以上)となるが、再結晶することはない。金プロセスゾーンを通じて初期のアモルファス構造はほぼ保たれる。3.薄膜体(厚さ50nm)内のき裂伝播シミュレーションでは、き裂前縁は一旦V字形に尖った後、幅50nm程度(厚さの程度)の開口を保ちながら急速に進展する。変形域はき裂の先端のごく狭い領域に限られる。
持続的発展を支える東アジア金融システムの制度設計:国際公共財の導入と日米協調

N国からなる国際公共財モデルで、公共財を作る各国の生産性が異なる場合に、IMFへの出資金やBIS規制の遵守などの最適公共財の数値解を求めるとともに、それらの解がN国間の所得分布やN国数など外生的なパラメータに依存することを明らかにした。また、これらのパラメータの大きさにより各国が公共財のフリーライダーとなる閾値を求めた。さらに、先進国の政府開発援助政策において、資金の贈与と国際公共財の贈与のどちらが途上国の厚生を増加させるか、さらに、より多くの国が参加するという京都議定書の趣旨が実現されるか否かを明らかにした。研究目的は、世界的に資本市場の開放が急速に進む中で、東アジアの経済発展を支える金融システムを如何に再構築すべきかを、そして、そのために、金融市場に如何なる国際公共財を導入すべきかを、さらに、日米(日本・米国)協調は如何にあるべきかを、最近の「メカニズムデザイン(制度設計)」の手法を使って理論的・実証的・政策的に研究する。こうして、本研究は、東アジアの金融取引の仕組みを制度設計するものであり、そこにおける国際公共財と日米協調のあり方を、メカニズムデザインの観点から論ずるものである。この目的に対して、今年度は、N国モデルに国際公共財を導入して、その公共財を作る各国の生産性が異なる場合に最適な所得分配のあり方を研究し、国際公共財の役割に関する理解を深めた。この目的に対して、今年度は、N国モデルに国際公共財を導入してその役割を明らかにしたもとで、そのモデルから最適公共財の数値解を求めるとともに、それらの解がN国間の所得分布やN国数など外生的なパラメータに依存することを明らかにした。また、パラメータの大きさにより各国が公共財のフリーライダーとなる閾値を求めるなどしてモデルを発展させ、来年度の実証分析の枠組みを構築した。これらの論文を日本経済学会(平成21年6月京都)や生活経済学会(平成21年6月岡山)で報告し、外国の学術雑誌に投稿中である。他方、途上国と先進国が近年の世界金融危機の中でどのように対応し、経済成長がどのように停滞しているかなどの事実認識を行い、両国の直面する問題の相違を明らかにした。それらの論文をNorth American Regional Science Association(平成21年11月サンフランシスコ)やAll China Economics International(平成21年12月香港)で報告した。こうした研究をもとに、両国の直面する相異なる金融問題に対して、国際通貨基金IMFや、BIS規制という国際公共財が如何に問題を解決し利害対立を解消し得るかを議論し、実証する予定である。この目的に対して、今年度は、前年度のN国モデルに国際公共財を導入しだ研究の不備を修正して精緻化したもとで、先進国のODA (Official Development Assistance)政策において、資金の贈与と国際公共財の贈与のどちらが途上国の厚生を増加させるうえで好ましいかを検討し、さらに、日米が非協調的となるナッシュ均衡解と協調的となる均衡解を比較検討した。その論文を日本経済学会(平成22年6月千葉)で報告し、外国の学術雑誌に投稿中である。他方、日本と米国が近年の世界金融危機の中でどのように対応し、経済成長がどのように停滞しているかなどの事実認識を行い、両国の直面する問題の相違を債券リスクプレミアムを使って明らかにした。その際に、金融の協調政策が日米および途上国の経済にどのような影響を与えるかを分析し、その論文をAsia-Pacific Economic Association(平成22年7月香港)で報告した。また、最終年度であることから、これまでの研究のまとめを行い、本研究は、日米の直面する相異なる金融問題に対して、国際通貨基金IMFや、BIS規制という国際公共財と東アジアへの資金の提供のどちらが、東アジアの金融問題を如何に解決し利害対立を解消し得るかの研究の端緒を成したと評価できる。