hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低電力・長時間変調パルスレーザを用いた風観測手法の実証

風観測ライダは、風速を空間的に観測する機器であり、航空気象安全や地球環境計測といった用途をはじめ、近年様々な用途において需要が拡大した。風観測ライダは、レーザ出力における技術的限界によって、観測性能が十分でないため(観測距離が短い・観測精度が低い・分解能が悪い)、その利用性を著しく損なっている。申請者らは、レーダ技術を応用して、変復調技術を用いた風観測ライダ方式を新たに提案した。これまでの研究において提案方式を理論的に検証した結果、従来方式の風観測ライダにおける欠点を克服できることが分かった。本研究では、提案する風観測ライダ方式に則ったプロトタイプを製作し、その性能を実証するとともに、実用上の問題点を明らかにすることを目的としている。平成30年度は、研究計画書に示した当初計画通り、(1)送受直結実験、(2)空中放射実験、の二つの取り組みを実施した。(1)については、前年度において計画を前倒しして着手していたため、十分な検証ができた。具体的には、当初構想していたコード変調パルスの確認において、様々なパルス長、コード調、コード位相キー数を検証し、風観測ライダのプロトタイプを用いて、理論通りの変調ができていることを確認できた。加えて、当初の構想にはなかった、パルスを分割する方法(コードの間に0波形を挿入する方法)を検証し、研究計画書の懸念事項(1)に示した送信系から受信系への直接漏れ込みの影響を軽減できることを確認した。また(2)については、テレスコープを装着して、それを通して空中放射実験を行い、初期データを取得した。一方で、受信感度調整を行っている間に、光ファイバ端に不具合が発生したため、本実験で取得したデータを用いた検証を行うだけの十分な数のデータは取得できなかった。不具合によって(2)空中放射実験は不具合により一部の実施で留まった。しかし(2)は当初から、次年度も継続して実施する計画であり、また前年度報告においても「可能であれば」着手する見込みであった。以上から計画通り順調に進展していると考える。ここまで計画通り順調に進展しているため、平成31年度も引き続き計画通り、(2)の継続及び(3)観測結果の検証、を実施する。不具合の修理は当初計画予算の範囲で可能であると試算している。同時に、同様の不具合が発生しないよう対処を行いたい。前記不具合は、実験架台の埃の防護幕を開けた状態で、光入力を維持したまま、誤ってファイバの取り外しを行ってしまったことが原因である考えられる。埃の防護の強化や、ファイバ取り外し手順の徹底などを行いたい。今年度は本研究活動の初年度として、提案する風観測ライダ方式のプロトタイプについて、(1)必要な機器の選定、(2)製作、(3)諸特性の計測を実施した。その結果製作したプロトタイプは、次年度以降に計画している諸実験を行う上で必要な精度(信号強度や位相精度)を持って製作されたことが確認できた。当初平成30年度に予定していた送受直結実験に前倒しして着手した結果、送信光が想定した通りに変調されていることが確認でき、また受信信号に復調処理を適用した結果、想定通りの復調波形が得られた。本年度の研究において、これまでは理論上にしか存在しなかったものが、プロトタイプとして初めて具現化したという点で、本年度の研究実績が有する意義は大きいと言える。交付申請書に記載した計画の通り平成29年度においては、本研究で提案する風観測ライダ方式のプロトタイプについて、(1)必要な機器の選定、(2)製作、(3)諸特性の計測を、予定通り実施した。また当初平成30年度に予定していた(1)送受直結実験について、計画を前倒しして着手した。

具体的には、当初構想していたコード変調パルスの確認において、様々なパルス長、コード調、コード位相キー数を検証し、風観測ライダのプロトタイプを用いて、理論通りの変調ができていることを確認できた。加えて、当初の構想にはなかった、パルスを分割する方法(コードの間に0波形を挿入する方法)を検証し、研究計画書の懸念事項(1)に示した送信系から受信系への直接漏れ込みの影響を軽減できることを確認した。また(2)については、テレスコープを装着して、それを通して空中放射実験を行い、初期データを取得した。一方で、受信感度調整を行っている間に、光ファイバ端に不具合が発生したため、本実験で取得したデータを用いた検証を行うだけの十分な数のデータは取得できなかった。不具合によって(2)空中放射実験は不具合により一部の実施で留まった。しかし(2)は当初から、次年度も継続して実施する計画であり、また前年度報告においても「可能であれば」着手する見込みであった。以上から計画通り順調に進展していると考える。当初の計画通り、送受直結実験と空中放射実験を実施する。送受直結実験については、出力や変調方式を変化させて、様々なケースにおいて受信信号がどのように変化するのかを把握する。その後、可能であれば今年度中には、空中放射実験に着手したい。ここまで計画通り順調に進展しているため、平成31年度も引き続き計画通り、(2)の継続及び(3)観測結果の検証、を実施する。不具合の修理は当初計画予算の範囲で可能であると試算している。同時に、同様の不具合が発生しないよう対処を行いたい。前記不具合は、実験架台の埃の防護幕を開けた状態で、光入力を維持したまま、誤ってファイバの取り外しを行ってしまったことが原因である考えられる。埃の防護の強化や、ファイバ取り外し手順の徹底などを行いたい。一部必要な装置やソフトウェアを、無償で入手できた(無償の借受や提供)ため、予算に余裕が生じた。余裕分は、送信出力を上げるなど、プロトタイプをより実用機に近い形に改良することに費やし、実証レベルを向上させる(提案方式を技術的により成熟させ、実用に近づける)ことを検討している。次年度使用額が生じた理由は以下の通りである。・前々年度からの繰越金があったこと(研究協力者から機材の貸与を受けるなどして、物品費を節約できた)・予定していた国際学会の費用が節約できたこと(レーザセンシング学会から、研究内容を評価して頂き、学生の参加費用を支援いただけた)上記の節約ができたことから、数kmのエアロゾル観測を行い上空のエアロゾルの超分解観測など、当初予定を上回る成果を得ることに挑戦したい。そのために必須となる高出力アンプ(EDFA)の購入などを計画している。
フィブリノゲンの構造と機能の分子機作-遺伝的変異分子の解析とその応用

1)遺伝性異常Fbgの構造機能関係の解析:3年間を通して国内外から10家系以上の異常Fbg分子(発見された都市名で示す)の解析を依頼された.国内からの検体で,γGly-268→Glu(Kurashiki I,ホモ接合体)およびΒβAsn-160→Ser(Niigata)という新変異型の他,AαArg-19→Gly(Kumamoto,但しこの型は欧州で2家系の報告がある)を同定した.Kurashiki Iについては次項で述べるが,新しい機能障害の機序が見出された.Kumamotoで同定されたAαArg-19→Glyでは,トロンビンとの結合不全が確認され,患者で発症している一過性虚血性病変(右視力障害と同側の下肢の脱力)と関連づけた論文を投稿中である.Niigataでは,点変異のためにAsn-X-Serという糖付加構造が新たに形成され,実際,二又アンテナ構造を持つオリゴ糖が同定された.国外からの異常分子として本研究の初期に入手したMarburg Iは、α鎖遺伝子上での点変異から停止コドンが早期に出現する為,α鎖C末150アミノ酸残基の欠失があり,この短縮したα鎖の一部に血清albumin(Alb)が結合している.安定化Fbnの形成時に,正常分子とは異なりα鎖とγ鎖間でαm・γn(m≠n)という架橋形成が観察された.また短絡α鎖に結合しているAlbが他のFbnのγ鎖に架橋結合すること,この時Fbnはplasminに抵抗して溶解されなくなることを見出した.このような異常な架橋形成機序に加えて,余剰のAlbがFbn-γ鎖に架橋結合されるということから,形成されたFbn塊が立体構造上,正常分子とは大きく異なっていることを示唆している.これらの成績を発端者での出血,血栓症,創傷治癒不全と関連づけて目下投稿を準備中である.Guarenas I(Venezuela)は先方の共同研究者輩下の若手研究者が平成7年11月に来訪し1ヶ月滞在して構造解析に参加した.この検体は今だ検索を続けている.2)異常分子の電顕学的解析:米国Wisconsin大学,Mosesson教授(本研究の研究分担者ではないが,従来より研究代表者と共同研究を続けて来ている)に電顕による分析を依頼していたTokyo IIで,2本鎖Fbn-protofibrilが形成される時,縦に連なるFbn分子間の新たな結合様式の存在とその機能不全が確認され,D:D self-association sitesと名づけて共同研究として報告した(J.Clin.Invest.90:1053-1058,1995).同様の機能障害はKurashiki Iでも確認され,Fbn重合の分子機作モデルを提示して報告した(Blood 87:4684-4694,1996).これまでに報告されたγ鎖の構造異常はすべてγ鎖カルボキシル基近傍,すなわちγ(275-375)位内に存在し,Fbnの重合障害を主微とする.これらはD:D self association sitesの考えを導入すると,γ鎖異常を'a'siteの異常'a'異常とD:D self association sitesの異常('D:D'異常)とに分類することが出来る.それに呼応して'a'異常群ではXIIIa因子によるγ鎖間の架橋が遅延し,'D:D'異常群ではこれが正常であることも判明し,この辺の作用機序をまとめて報告した(Intern.J.Hematol 64:167179,1996).Arocha-Pinango博士(国外の研究分担者)から依頼され,Caracas IIとして報告していた分子(J.Biol.Chem.266:11575-11581,1991)ではPennsylvania大学Weisel教授(国外の研究分担者)と電顕学的解析を進めた結果,Fbg分子とFbnゲルの立体構造に著しい異常を認めた.即ち,通常閉鎖しているαC-αC領域は,余剰糖鎖の強い陰性荷電により反撥し合って開放さていること,形成されたFbn線維の網状構造が著しく不整であり,しかもFbnゲルではFbn線維Fbn線維の断裂が著しく,処々に洞状の構造があること,この為,水透過性が高いことなどが判明した.これだけ不整なFbn線維であるにも拘らず,患者で血栓症が発症していないのは,この高い透過性に由るものと推察された.これらの所見を共同研究として報告した(J.Biol.Chem.271:4946-4953,1996).1)遺伝性異常Fbgの構造機能関係の解析:3年間を通して国内外から10家系以上の異常Fbg分子(発見された都市名で示す)の解析を依頼された.国内からの検体で,γGly-268→Glu(Kurashiki I,ホモ接合体)およびΒβAsn-160→Ser(Niigata)という新変異型の他,AαArg-19→Gly(Kumamoto,但しこの型は欧州で2家系の報告がある)を同定した.Kurashiki Iについては次項で述べるが,新しい機能障害の機序が見出された.Kumamotoで同定されたAαArg-19→Glyでは,トロンビンとの結合不全が確認され,患者で発症している一過性虚血性病変(右視力障害と同側の下肢の脱力)と関連づけた論文を投稿中である.

Niigataでは,点変異のためにAsn-X-Serという糖付加構造が新たに形成され,実際,二又アンテナ構造を持つオリゴ糖が同定された.国外からの異常分子として本研究の初期に入手したMarburg Iは、α鎖遺伝子上での点変異から停止コドンが早期に出現する為,α鎖C末150アミノ酸残基の欠失があり,この短縮したα鎖の一部に血清albumin(Alb)が結合している.安定化Fbnの形成時に,正常分子とは異なりα鎖とγ鎖間でαm・γn(m≠n)という架橋形成が観察された.また短絡α鎖に結合しているAlbが他のFbnのγ鎖に架橋結合すること,この時Fbnはplasminに抵抗して溶解されなくなることを見出した.このような異常な架橋形成機序に加えて,余剰のAlbがFbn-γ鎖に架橋結合されるということから,形成されたFbn塊が立体構造上,正常分子とは大きく異なっていることを示唆している.これらの成績を発端者での出血,血栓症,創傷治癒不全と関連づけて目下投稿を準備中である.Guarenas I(Venezuela)は先方の共同研究者輩下の若手研究者が平成7年11月に来訪し1ヶ月滞在して構造解析に参加した.この検体は今だ検索を続けている.2)異常分子の電顕学的解析:米国Wisconsin大学,Mosesson教授(本研究の研究分担者ではないが,従来より研究代表者と共同研究を続けて来ている)に電顕による分析を依頼していたTokyo IIで,2本鎖Fbn-protofibrilが形成される時,縦に連なるFbn分子間の新たな結合様式の存在とその機能不全が確認され,D:D self-association sitesと名づけて共同研究として報告した(J.Clin.Invest.90:1053-1058,1995).同様の機能障害はKurashiki Iでも確認され,Fbn重合の分子機作モデルを提示して報告した(Blood 87:4684-4694,1996).これまでに報告されたγ鎖の構造異常はすべてγ鎖カルボキシル基近傍,すなわちγ(275-375)位内に存在し,Fbnの重合障害を主微とする.これらはD:D self association sitesの考えを導入すると,γ鎖異常を'a'siteの異常'a'異常とD:D self association sitesの異常('D:D'異常)とに分類することが出来る.それに呼応して'a'異常群ではXIIIa因子によるγ鎖間の架橋が遅延し,'D:D'異常群ではこれが正常であることも判明し,この辺の作用機序をまとめて報告した(Intern.J.Hematol 64:167179,1996).Arocha-Pinango博士(国外の研究分担者)から依頼され,Caracas IIとして報告していた分子(J.Biol.Chem.266:11575-11581,1991)ではPennsylvania大学Weisel教授(国外の研究分担者)と電顕学的解析を進めた結果,Fbg分子とFbnゲルの立体構造に著しい異常を認めた.即ち,通常閉鎖しているαC-αC領域は,余剰糖鎖の強い陰性荷電により反撥し合って開放さていること,形成されたFbn線維の網状構造が著しく不整であり,しかもFbnゲルではFbn線維Fbn線維の断裂が著しく,処々に洞状の構造があること,この為,水透過性が高いことなどが判明した.これだけ不整なFbn線維であるにも拘らず,患者で血栓症が発症していないのは,この高い透過性に由るものと推察された.これらの所見を共同研究として報告した(J.Biol.Chem.271:4946-4953,1996).
圏論とグラフ論の融合を用いた高階加法体系を含む線形論理学の新しい統語論と意味論

また、このMALLに対する充満完全性定理の応用を、より簡明な証明論的性質を持つことが知られてきているPolarized Linear Logicに対して行った。さらに、これらの研究の過程で、線形論理の、創始者であるJ-Y.Girard教授やT.Ehrhard教授との議論により示唆されたcoherence spaceの持つ双対性のhyper coherenceへの一般化を解明するため、報告者のMALLの充満完全性定理で開発された手法の応用を試み、Coherence spaceとhypercoherencesの間に存在する階層とこの双対性の関連を明らかにした。この定理は、GirardのMALL proof-structures('96)がMALL+Mixの証明になることを、グラフ論的性質acyclicityによって特徴付けるものであり、乗法体系に対してはよく知られていたが、加法体系に対しては未解決であった。報告者はこの定理を、Joyal('95)による圏論的特性softnessとGirard('96)による加法体系の並行性を捉えるグラフ論的特性という全く独立な2つの概念の対応関係を与えることによって得た。このことは、従来の並列性を扱うための複雑なグラフ的方法に、より見通しの良い構造的方法を与えたことを意味する。また報告者の特徴付を得るための手法は証明論的手法に基づく構成的なものであるという利点がある。
精神分裂病とニューロトロピン-3の相関研究

1.両親が共に沖縄県出身の当大学生からボランティアを募集した。同意を得た上で精神科医が面接を行い、本人が健康で、かつ2親等以内に精神疾患(精神分裂病、躁うつ病、神経症、アルコール依存症など)の遺伝負因の無い、114人を健常者群とした。その後、静脈血の採血を行った。2.当院通院中の両親が共に沖縄県出身者である精神分裂病患者から、同意を得た上で、採血を行い、また診療録から病型、罹病期間、発症年齢、遺伝負因などについて調査した。3. DNA抽出用キットを用いて血液よりDNAを抽出し、ポリメラーゼ・チェーン・リアクション(PCR)でニューロトロピン-3遺伝子領域の増幅を行った。グリシン/グルタミン(Gly/Glu)多型性を検出するため、制限酵素を3時間以上反応させた。その後、電気泳動にて断片長多型を確認した(Gly/Glu多型性)。4.健常者群(109人)のGlu対立遺伝子頻度は0.1842で、精神分裂病群(91人)では0.2308であり、有意差はなかった。また、両群の遺伝子型でも有意差は認められなかった。5.精神分裂病群を家族歴陽性群(2親等以内に精神分裂病の家族歴を有する)に絞った場合の比較では、Glu対立遺伝子頻度、Gluを持つ遺伝型頻度共に有意に高値であった(P=0.024、P=0.018)。相対危険度は、2.917であった。6. NT-3遺伝子Gly/Glu多型性と家族歴陽性の患者群との間に関連性が認められ、服部らの報告を支持する結果となった。米国人、ヨーロッパ系白人を対象にした研究では支持されておらず、人種間の異種性があると考えられた。本研究は対象数が少なく、評価に注意を要するが、この遺伝子が病因と関連する可能性が示唆された。1両親が共に沖縄県出身の当大学生からボランティアを募集した。2当院通院中の両親が共に沖縄県出身者である精神分裂病患者から、同意を得た上で、採血を行い、また診療録から病型、罹病期間、発症年齢、遺伝負因などについて調査した。3 DNA抽出用キットを用いて血液よりDNAを抽出し、ポリメラーゼ・チェーン・リアクション(PCR)でニューロトロピン-3遺伝子領域の増幅を行った。4健常者群(114人)のGlu対立遺伝子頻度は0.1842で、遺伝型Glu/Glu,Gly/Glu,Gly/Glyはそれぞれ1人、40人、73人であった。精神分裂病群に関しては、現在調査中である。5精神分裂病群の対象数がまだ少なく、対立遺伝子頻度や遺伝型の比較ができていない。今後、対象数を増やし、対象全体の比較のみならず、性、病型、遺伝負因、発症年齢などによって分類した精神分裂病群でも比較検討してゆく予定である。
核内におけるポリホスホイノシタイドの生理的役割

抗ポリホスホイノシタイド(PIP_2)抗体を用いたウエスタンブロット法により、核内蛋白質であるヒストンがPIP_2結合蛋白質であることが判明した。特にヒストンH1が一番多くPIP_2を結合していた。ヒストンH1は種々のリン酸化酵素によってリン酸化されるが、その中でもプロテインキナーゼCでリン酸化されると、ヒストンH1に結合したPIP_2量が減少することが明らかになった。また、ヒストンH1におけるPIP_2結合部位はプロテインキナーゼCによるリン酸化部位に隣接していた。さらに、ヒストンH1による転写活性の抑制がPIP_2によって解除されることが判明した。
超伝導電磁石を用いた大振幅電磁超音波プローブによる非線形超音波現象の定量的解明

非線形超音波の発生機構を解明するために本研究では、超伝導マグネットによる強磁場下において電磁的に超音波を送信する電磁超音波送信システム(超伝導EMAT)を構築した。構築した超伝導EMATの性能と定量性を確認するために、数値シミュレーションと実験との比較を行った。両者はよく一致しており、従来の超音波送信システムでは困難な音場を定量的に制御することが可能であることを確認した。超伝導EMATを用いて閉じた疲労亀裂に対する非線形応答について測定を行った。閉じた亀裂に対しては高調波成分が顕著に生ずることを確認するとともに、周波数依存性、音圧依存性について明らかにした。非線形超音波試験法はき裂サイジングの信頼性を向上させる手法として世界的な注目を集めているが、非線形超音波現象そのもののメカニズムが明らかになっていない。本研究では、振幅と周波数を制御した大振幅超音波に対するき裂の応答を定量的に評価することにより、非線形超音波の発生機構を解明する。このために本研究では、新しいアプローチとして超伝導マグネットによる強磁場下において電磁的に超音波を送信する手法を提案する。従来の圧電素子を用いた接触式探触子では不可能であった超音波の中心周波数と振幅の広範囲にわたる定量的制御が可能となる。本手法により、様々な種類の閉口き裂に対して非線形超音波が発生するパラメータ領域を明らかにし、超音波非線形現象の解明に資する知見を得ることを目的とする。平成27年度は、現有のヘリウムフリー超伝導電磁石を用いた電磁超音波送信システムを構築した。最大磁束密度が5Tである貫通孔空間に送受信プローブを固定した試験片を設置し、送受信プローブをEMAT用高出力パルサーレシーバーに接続し、超音波試験の送受信を確認した。また、電磁超音波送信システムによる超音波の伝播シミュレーションを行うために、電磁場解析と超音波伝搬解析を組み合わせた数値解析を行い、プローブの設計を行った。次年度に行う閉じた疲労き裂試験片を用いた非線形超音波試験のために、SUS316を用いた疲労き裂の試験片の製作法について検討した。疲労試験における応力拡大係数範囲と応力比についてパラメータサーベイを行った。導入した疲労き裂の超音波試験と渦電流探傷試験を行い、き裂が閉口するための試験条件の探索を行った。次年度は、これらの条件に基づいてき裂閉口量を制御した試験片に対して超伝導電磁石を用いた電磁超音波送信システムを用いた超音波試験を行う予定である。本年度は、超伝導電磁石を用いた電磁超音波送信システムを構築し、超音波が実際に送信されることを確認することが最重要の課題であり、これを達成することができた。また、次年度に実施予定の非線形超音波試験に必要なプローブの設計のためのツールとして、電磁超音波送信システムによる超音波の伝播シミュレーションも構築した。また、非線形超音波試験試験に必須の閉じたき裂についても、作製条件を探索し、閉口量を制御してき裂を進展させる知見も確立した。以上より、次年度に課題を推進するための準備はほぼ完了したものといえる。このために本研究では、新しいアプローチとして超伝導マグネットによる強磁場下において電磁的に超音波を送信する超伝導電磁超音波送信システムを構築する。平成28年度に構築したシステムとプローブを用いて、アルミ合金およびオーステナイト系ステンレス鋼を用いて超音波の送信実験を行い、システムにより、大振幅の超音波を制御した周波数で送信することが可能なことを確認した。さらに、平成28年度に構築した電磁場解析と超音波伝播解析との連成数値解析コードにより超伝導電磁超音波送信システムによる超音波の伝播シミュレーションを行い、実験と数値解析が一致することを確認した。従って、今後亀裂における音場を定量的に評価し、亀裂に対する大振幅超音波の応答を定量的に評価することが可能であることを確認した。閉じた疲労亀裂を有する試験片を作製し、超伝導電磁超音波送信システムにより超音波に対する応答を確認し、分調波成分と高調波成分が生ずることを確認した。今後、疲労亀裂の閉口圧や塑性域を制御した疲労亀裂試験片に対して、系統的かつ定量的に超音波の非線形応答を調査し、メカニズムの解明を行う。当初、平成28年度の前半に、疲労亀裂の閉口圧や亀裂面塑性域を制御した疲労亀裂試験片を系統的に作製し、非線形現象を調べる予定であった。しかし、上記の疲労亀裂のパラメータを制御するための試験条件を見いだすことは非常に難しく、予定以上に時間を要した。今後、作製した試験片を用いて、超伝導電磁超音波送信システムにより超音波に対する応答を系統的に測定し、メカニズムを解明する。

さらに、構築したシステムを用いて、様々な種類の閉口き裂に対して非線形超音波現象を観測し、非線形現象について議論を行う。以上の目的に対して、まず5T超伝導マグネットを用いた電磁超音波送信システム(超伝導EMAT)を構築した。構築した超伝導EMATの性能と定量性を確認するために、電磁力解析と超音波伝播解析を組み合わせたシミュレーションを実施し、超伝導EMATによる試験片表面の変位について実験値と数値解析を比較した。両者はよく一致しており、従来の超音波送信システムでは困難な音場を定量的に制御することが可能であることを確認した。また、得られた変位から、非線形超音波現象に必要な大振幅超音波が本システムにより送信されていることを確認した。アルミニウム合金を用いて、疲労亀裂を有する試験片を疲労試験機を用いて作製した。疲労亀裂の開口と閉口については、フェーズドアレイ超音波探傷システムによる画像により確認した。作製した試験片について、超伝導EMATを用いて閉じた疲労亀裂に対する非線形応答について測定を行った。その結果、閉じた亀裂に対しては高調波成分が顕著に生ずることを確認するとともに、周波数依存性、音圧依存性について系統的に調査した。非線形超音波の発生機構を解明するために本研究では、超伝導マグネットによる強磁場下において電磁的に超音波を送信する電磁超音波送信システム(超伝導EMAT)を構築した。構築した超伝導EMATの性能と定量性を確認するために、数値シミュレーションと実験との比較を行った。超伝導EMATを用いて閉じた疲労亀裂に対する非線形応答について測定を行った。閉じた亀裂に対しては高調波成分が顕著に生ずることを確認するとともに、周波数依存性、音圧依存性について明らかにした。本年度構築した電磁超音波送信システムと、製作した疲労き裂試験片のセットを用いて、超音波の中心周波数と振幅を制御した超音波試験を実施する。今後、状況に応じてプローブ(コイル形状など)の最適化が必要であるが、本年度構築した電磁超音波送信システムによる超音波の伝播シミュレーションツールを活用してプローブ設計を行う。今後はこれまでの準備に基づいて、試験周波数とマグネット印加磁場強度を系統的に変化させ、超音波の変位場振幅と試験周波数で非線形現象の発生の有無を整理した非線形超音波マップを構築し、非線形超音波の発生領域を可視化する予定である。本研究は平成27年度から28年度までの2年間の研究期間で計画をしていたが、研究期間を3年間に延長し、平成29年度に、疲労亀裂の閉口圧や塑性域を制御した疲労亀裂試験片に対して、系統的かつ定量的に超音波の非線形応答を調査し、メカニズムの解明を行う予定である。これらの研究を実施する準備は既に整っており、難なく遂行は可能である。機械工学本年度構築した超伝導電磁石を用いた電磁超音波送信システムにおける試験片固定の治具について、今後本格的な試験を行うに向けて耐力を増した設計としないといけないことが判明した。このため、次年度に本格的な治具を製作する。
確率統計的手法による焦電センサ出力の周波数特徴量を利用した測位システムの研究開発

熱源を持った生体、例えば、人間や動物などに対する移動追跡を取り上げる。その課題に対して、赤外線センサの1つである焦電センサを複数用いた焦電センサアレイを利用する熱源追跡方法を提案した。焦電センサアレイの計測範囲内で熱源がどのように移動したかがWebで閲覧できるようにし、追跡可能になる実験結果を示すことができた。計測環境の整備として,焦電センサを4個利用して焦電センサアレイを作製し,焦電センサアレイからデータが取得できるシステムを構築した.システムの構成は焦電センサアレイ,A/D変換器が付随しているPIC,データ解析用PCサーバからなり,処理の流れは,焦電センサアレイから得られたデータはA/D変換器を介してPICに取り込まれ,取り込んだデータは位置推定解析を行うために,Bluetoothを通してPCサーバに送られる.このとき,PCサーバではデータ解析を行い,熱源の位置推定を行う.開発した焦電センサアレイの特徴は,従来の焦電センサがOn/Offの反応のみであったのを,熱源の移動方向の推定にも利用可能に拡張したところにある.移動方向の推定に関するアルゴリズムは,焦電センサアレイを構成している4つの焦電センサの検出領域を重ねて,アレイ自体の検出範囲を9つに分割し,分割した9つの領域と一対一に対応する反応をパターン処理で認識することによって,熱源の位置や移動方向を推定するアルゴリズムとなっている.これらの内容は,国内学会(ユビキタスコンピューティングシステム研究会)や和文論文誌(計測自動制御学会産業論文集)で発表した今年度は目標にしていた無線センサネットワークの構築を行うことができた。試験的にZigbeeを使い、データのやり取りが可能になることを確認した。しかしながら、目標としていた構築した無線センサネットワークを用いて,ネットワークに接続されているすべての焦電センサアレイからの出力が収集できるようにすることは、まだ確認できておらず、今後の課題となる。また、もう1つの目標の焦電センサアレイ無線ネットワークにおける出力信号を用いた測位対象の移動方向および動線の検出については、測位対象の位置や移動方向が検出しやすいようにするために昨年度提案した信号の特徴量抽出法をまずは改良した。信号の特徴量を抽出するときに、主成分分析の考えも導入した手法を提案した。この手法に関しては、第11回情報科学技術フォーラム(FIT2012)で採録された査読付き論文に記載されている。無線センサネットワーク内に存在する測位対象の位置や移動方向および動線が計測できる手法は現在検討中で新たに提案した信号の特徴量抽出法を利用して、その特徴の違いからどのような方向にネットワーク内を移動しているのかを検出できる方法を提案する。さらに,構築したシステムから得られる測位対象の位置や移動方向情報を統合し,無線センサネットワーク内に存在する全測位対象の動線情報も計測できる手法の提案に関しても、現在検討中で、情報統合に確率統計処理でよく知られているパーティクルフィルタを用いることを想定し,それぞれの測位対象に対する移動情報の確率モデルを利用することにより,それぞれの測位対象の動線情報が得られる方法を提案することを考えている。本年度は,複数(2つ)の焦電型赤外線センサアレイを用いて,熱源(人間)の移動を追跡できるアルゴリズムの研究開発に成功した.2つの焦電型赤外線センサアレイを実験室の天井に設置し,人間が実験室をどのように移動するか,どの出入口を利用してどこのブースの方向に移動したかなど,単純な人物の移動動線を検出することが可能となった.また,本研究開発アルゴリズムは,2つの焦電型赤外線センサアレイを用いていることから,1つのセンサアレイの出力を別のセンサアレイの出力と融合して,熱源の追跡動線の検知を実現するアルゴリズムとなっている.本年度は2つのセンサアレイの出力融合を実現したが,3つ以上のセンサアレイの出力もセンタネットワークを通じて融合できるように拡張することが可能であるので,今後は3つ以上のセンサアレイを用いて,熱源の比較的細かい動きの検知に活用する予定である.さらに,実験を通じて,焦電型赤外線センサアレイの設置場所において,設置場所毎にどのようなトポロジーで動線検知を行えばよいかというノウハウが分かり,そのノウハウに従ってセンサアレイの検出範囲に熱源の出入口を設定すれば,熱源の動線検知がさらにうまくいくことも確認した.これにより,今後,焦電型赤外線センサアレイの設置を考えた場合,このノウハウを活用すれば,設置場所も比較的容易に決めることができ,短時間での計測開始を見込めるようになった.従って,焦電型赤外線センサを用いた計測を想定した場合,焦電型赤外線センサの従来の特徴である安価,プライバシーの侵害がゼロ,暗闇の中でも利用可能,音の発生に関係なく利用可能,発信機を常時所有する必要がない,に併せて,設置から計測までを比較的短時間で行えることを利点として加えることができたことにより,焦電型赤外線センサを用いた計測に関する利用活用価値をさらに上げることに貢献できたと考えている.特徴量抽出法の改良に時間を取られ、位置、移動方向などの検出方法の提案までには至らなかった。また、焦電センサアレイも手作業で一人で作製するので、センサネットワーク内に設置するための個数をそろえるのにも時間がかかっている。焦電センサ

アレイの個数がそろえば、センサネットワークの構築も完了し、測位対象の動線を検出する方法もアイディアはまとまっているので、今後研究はスムーズに進むと考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。まずは、焦電センサアレイの作製を進め、ある程度の個数(30個くらい)をそろえ、センサネットワークの構築を完了させる。さらに、そのセンサネットワークから得られるデータを用いて、データ情報統合法、それを用いた測位対象の動線が観測できるようになる方法を提案していく。
神経損傷後の軸索再生過程における核内蛋白ＨＭＧＢ１の役割の解明

核内タンパクHMGB1は活性化マクロファージ(Mφ)や壊死細胞などから細胞外へ放出されるとRAGEやTLR4などの受容体を介して炎症反応や痛みを増強する。近年、細胞外に放出されたHMGB1が神経突起伸長を促進することが示され、HMGB1が神経損傷後の修復に関与する可能性が示唆されている。本研究課題において、H29年度にマウスから摘出した後根神経節(DRG)の初代培養神経細胞の神経突起伸長がHMGB1刺激で促進され、この反応にはRAGEが関与するとの知見を得たことから、H30年度は同じ初代培養DRG神経を用いて、内因性のHMGB1が神経突起伸長に及ぼす影響について検討した。麻酔条件下、マウスの坐骨神経を露出させ、ピンセットで神経を挫滅させた6日後に摘出したDRG神経を48時間培養して突起伸長を検討したところ、Sham処置マウスのDRG神経に比べ有意に突起伸長が増加していた。この突起伸長促進は48時間の培養中に抗HMGB1中和抗体(HMGB1-Ab)を作用させても抑制されなかった。一方、神経挫滅処置の1時間前と処置翌日から毎日1回、HMGB1-Abを投与したマウスより摘出したDRG神経では突起伸長促進は見られなかった。また、同様にMφからのHMGB1遊離を抑制するethyl pyruvate、Mφ活性抑制薬のminocyclineをHMGB1-Abと同じスケジュールで投与した坐骨神経挫滅マウスのDRG神経においても突起伸長促進は消失した。これらの結果から、神経損傷時に神経に集積したMφから遊離されるHMGB1が知覚神経に作用した結果、DRG神経が神経突起伸長反応を増加させる性質を獲得したこと、また、この性質の変化にはDRG神経自体から放出されるHMGB1は寄与しないことが示唆された。これらの結果は、神経損傷後の軸索再生における内因性HMGB1の役割を示唆するもので、神経軸索再生の治療戦略における新たな標的分子を提案する知見である。本研究課題に関連する研究は、主に修士課程の大学院生と進めており、学会発表に十分なデータが揃ったことから、H30年度はこの大学院生により国外の学会で1回発表を行うことができた。これまでは、正常マウスから摘出した後根神経節(DRG)の神経突起伸長を検討していたが、H29年度後半からは、神経損傷を施したマウスから摘出したDRGの突起伸長における内因性HMGB1の影響についても検討を進めている。神経損傷後のマウスDRGでは、正常マウスDRGに比べ神経突起伸長が促進していること、さらにこの促進反応には、神経損傷後に損傷を受けた神経の周囲で増加したHMGB1が寄与することを示す結果を得ている。H31年度は論文作成に着手し、論文投稿を行う予定である。以上より、本研究課題の進捗状況は概ね順調であると考えている。現在検討している神経損傷マウス由来後根神経節(DRG)の神経突起伸長の促進反応について、DRGのいずれのタイプの神経において突起伸長が促進されるのかを解明するため免疫染色法により検討を行う。H31年度は、マウスの歩行運動を指標に、坐骨神経圧迫により神経を損傷させたマウスの歩行運動回復における内因性HMGB1の関与を、抗HMGB1中和抗体やHMGB1を吸着・分解するthrombomodulin alph(TMα)を投与することで検討していく。これら実験結果は、国内外の学会で発表を行うとともに、H30-31年度に論文投稿準備を行い、H31年度に学術雑誌へ投稿する予定である。本研究課題に関連する研究は、主に修士課程の大学院生と進めており、学会発表に十分なデータが揃ったことから、H29年度はこの大学院生により国内の学会で2回、国外の学会で1回発表を行うことができた。この結果については、H30年7月にBerlinで開催されるFENS2018で発表する予定である。H30年度後期に論文作成に着手し、H31年度初めには論文投稿を行う予定である。

この突起伸長促進は48時間の培養中に抗HMGB1中和抗体(HMGB1-Ab)を作用させても抑制されなかった。一方、神経挫滅処置の1時間前と処置翌日から毎日1回、HMGB1-Abを投与したマウスより摘出したDRG神経では突起伸長促進は見られなかった。また、同様にMφからのHMGB1遊離を抑制するethyl pyruvate、Mφ活性抑制薬のminocyclineをHMGB1-Abと同じスケジュールで投与した坐骨神経挫滅マウスのDRG神経においても突起伸長促進は消失した。これらの結果から、神経損傷時に神経に集積したMφから遊離されるHMGB1が知覚神経に作用した結果、DRG神経が神経突起伸長反応を増加させる性質を獲得したこと、また、この性質の変化にはDRG神経自体から放出されるHMGB1は寄与しないことが示唆された。これらの結果は、神経損傷後の軸索再生における内因性HMGB1の役割を示唆するもので、神経軸索再生の治療戦略における新たな標的分子を提案する知見である。本研究課題に関連する研究は、主に修士課程の大学院生と進めており、学会発表に十分なデータが揃ったことから、H30年度はこの大学院生により国外の学会で1回発表を行うことができた。これまでは、正常マウスから摘出した後根神経節(DRG)の神経突起伸長を検討していたが、H29年度後半からは、神経損傷を施したマウスから摘出したDRGの突起伸長における内因性HMGB1の影響についても検討を進めている。神経損傷後のマウスDRGでは、正常マウスDRGに比べ神経突起伸長が促進していること、さらにこの促進反応には、神経損傷後に損傷を受けた神経の周囲で増加したHMGB1が寄与することを示す結果を得ている。H31年度は論文作成に着手し、論文投稿を行う予定である。以上より、本研究課題の進捗状況は概ね順調であると考えている。現在検討している神経損傷マウス由来後根神経節(DRG)の神経突起伸長の促進反応について、DRGのいずれのタイプの神経において突起伸長が促進されるのかを解明するため免疫染色法により検討を行う。H30年度後半からは、マウスの歩行運動を指標に、坐骨神経圧迫により神経を損傷させたマウスの歩行運動回復における内因性HMGB1の関与を、抗HMGB1中和抗体やHMGB1を吸着・分解するthrombomodulin alph(TMα)を投与することで検討していく。これら実験結果は、国内外の学会で発表を行うとともに、H30-31年度に論文投稿準備を行い、H31年度始めに学術雑誌へ投稿する予定である。H31年度は、マウスの歩行運動を指標に、坐骨神経圧迫により神経を損傷させたマウスの歩行運動回復における内因性HMGB1の関与を、抗HMGB1中和抗体やHMGB1を吸着・分解するthrombomodulin alph(TMα)を投与することで検討していく。これら実験結果は、国内外の学会で発表を行うとともに、H30-31年度に論文投稿準備を行い、H31年度に学術雑誌へ投稿する予定である。
小学校以前の英語学習経験がその後の英語力に与える効果についての研究

小学校以前の英語学習経験が中学入学以後の英語力に与える影響を調べるため、6校の公立中学校、1,460名の生徒を対象に、英語学習経験のアンケートと英語テスト(CASEC)を実施した。英語学習経験の多少によって生徒をグループ分けし、CASECの得点を比較した結果、英語学習経験の多い生徒群は少ない生徒群に比べてリスニングセクションの成績が有意に高いという結果が得られた。公立中学校の生徒は、英語学習機会がどれだけ与えられるかによって英語力の伸長が左右されるのではないかという示唆を得た。平成19年度は、研究遂行のための準備、更には実際のデータ収集に着手した。研究遂行のための準備としては、研究協力者への打診、生徒の中学入学前の英語学習経験を質的、量的に正確な形で調査するためのアンケートの作成を行い、中学生にCASEC(英語力測定テスト)を受験してもらうための体制を整えた。英語の授業時間数は週に3時間と限られており、その中で公立中学校に研究協力を仰ぐことは非常に困難であった。実際の生徒を調査対象とするため、研究の実施には協力校の教育活動が阻害されることがないよう十分な配慮を行う必要があり、且つ、調査活動自体が生徒と担当の英語教師に対して教育的な情報を提供できるよう考慮ずる必要があった。よって、実際のデータ収集に関しては、今年度は1校のみでの実施に留まる結果となった。しかし、限られた期間の中で校分のデータを得ることに成功した意義は大きい。実際に1校で実施したことから、研究の実施時期、アンケート・CASECの公立中学校での実施における注意点、協力極へのfeedbackの在り方、等に関して、多くの示唆を得ることができた。今研究で実際に得られたデータは、公立中学校に通う生徒が中学校入学前に行った英語学習の影響を詳しく知るために、非常に有益である。それは、小学校英語教育の影響を知り、より良い効果を期待できる教育内容を検討することにもつながリ、且つ、小学校での学習への実際影響を考察することにも使用できる、非常に重要な基礎資料といえるからである。中学入学前の早期に英語学習の効果検証を、実際の英語力の観点に関して行っている研究は非常に限られており、今後の日本における英語教育を考える上で今研究が果たす役割は非常に重要なものであると考えられる。平成20年度は、データ収集・分析を行った。データ収集は関東圏内の公立中学校7校にて平成20年11月から平成21年2月にかけて実施した。実施内容としては、総合英語力測定としての英語テスト(CASEC)、生徒の中学入学前の英語学習経験を質的、量的に正確な形で調査するためのアンケート、担当教員への聞き取り調査である。また、圏内の公立小学校の現行の授業見学による実態の把握のための調査を平成20年5月から11月にかけて行い、状況の把握を行い、データ考察のための準備とした。収集を完了したデータは分析のための整形作業として、紙媒体で収集したアンケートの入力と、CASECの得点との照合作業を行っている。データ整形が終了次第、分析を行い、中学校入学以前の英語学習経験が中学校での学習者の英語力に与える影響を、CASECの得点と経験の関係性から考察する予定である。得られた結果は平成21年の8月に鳥取で行われる全国英語教育学会研究大会等で発表する予定であり、同時に学会誌等での公表を行う予定である。今研究から得られる情報は平成23年度から開始される公立小学校での英語の必修化に対して大きな示唆を与え、より良い運営に向けての議論を行う材料とするものと確信している。教育従事者、研究者のみならず、教育委員会等の行政面からの教育支援者に対して、現状把握を行い、今後の方策を考える上での十分な示唆を与えることが出来ると考えている。平成21年度は、データ分析・学会発表・論文執筆を行った。関東圏内の公立中学校7校にて平成20年11月から平成21年2月にかけて実施されたデータ収集により得られた、中学生の総合英語力、中学入学前の英語学習経験のデータを分析し、公立中学校の生徒の英語力への中学入学前の英語学習経験が与える影響に関して分析した。結果、国立大学付属の中学生に関して行った先行研究では確認されなかった、中学入学前の英語学習の影響と考えられる中学以後の英語力の有意な差が生徒間に確認され、公立中学校に進学する生徒を対象とした中学入学前の早期英語学習経験が持つ影響力は決して少なくないと考えるに至った。着目すべき発見としては、学習の質よりは量、それも一定基準以上の量、が与える影響が一番大きいと考えられることから、学習時間の確保が重要だということが確認されたことである。それ無しには、質的にいくら工夫をしたところで、英語力の神勅は期待できないのではないかと考えられる。今研究から得られた情報は平成23年度から開始される公立小学校での英語の必修化に対して大きな示唆を与え、より良い運営に向けての議論を行う材料とするものと確信している。

教育従事者、研究者のみならず、教育委員会等の行政面からの教育支援者に対して、現状把握を行い、今後の方策を考える上での十分な示唆を与えることが出来ると考えている。
S100A11-RAGEシグナルを標的とした膵臓がん微小環境の解析とその治療

本研究ではがん細胞とその周囲にある線維芽細胞とのクロストークを主としたがん微小環境の解析を行う。この解析は独自に発見したS100A11-RAGEを基軸として進め、がん感化型線維芽細胞から分泌されるがん悪性化因子を同定し、膵臓がん周囲の微小環境下で起きる現象を解き明かすことを目的とする。また、このがん悪性化機構に対し、独自で作製した抗RAGE抗体を用いて腫瘍周囲の線維化の抑制と抗腫瘍効果、抗がん剤治療との併用の検証を行う。
肺悪性腫瘍に対する凍結融解療法の成績向上,普及に向けて:至適条件の解明と臨床応用

1)豚の正常肺において,凍結-融解3サイクルを行い等温度曲線を描画し,解析を行った. 1回目のサイクルによって肺胞内への出血が見られ,プローブ周辺の熱拡散率を上げ, 2回目の凍結でより広範囲を凍結させることが可能となった.2)動物肺の病理組織と凍結治療のCTを比較した.等温度曲線の-20°C以下の領域は治療域の中心部の出血,浮腫があり,肺胞構造が破壊されている領域,臨床例での治療後CTでみられる凍結範囲中心部の濃厚陰影と相関していた.1)豚の正常肺において,凍結-融解3サイクルを行い等温度曲線を描画し,解析を行った. 1回目のサイクルによって肺胞内への出血が見られ,プローブ周辺の熱拡散率を上げ, 2回目の凍結でより広範囲を凍結させることが可能となった.2)動物肺の病理組織と凍結治療のCTを比較した.等温度曲線の-20°C以下の領域は治療域の中心部の出血,浮腫があり,肺胞構造が破壊されている領域,臨床例での治療後CTでみられる凍結範囲中心部の濃厚陰影と相関していた.近年,肺悪性腫瘍に対する低侵襲性治療として凍結療法の報告がみられる.本提案では、肺腫瘍の凍結治療成績を向上するために豚肺を用いて,以下の検討を行った.【1】凍結治療の最適プロトコール(凍結/解凍を行う回数,時間)の検討:動物実験施設において豚を全身麻酔,人工呼吸器管理下に開胸した.熱電対4本を自作のアクリル板にて凍結端子に固定し,肺実質に刺入し凍結実験を行った.モバイルカメラとデジタルカメラにて凍結領域の広がりをモニターし,同時に熱電対にて凍結端子から4mm,6mm,8mm,10mmの部位の温度を連続して測定した.プロトコール1:凍結/解凍を3サイクル行い,それぞれの凍結は400秒,解凍は0°Cまでとした.プロトコール2:凍結/解凍を3サイクル行い,第1凍結は400秒,第2,3凍結は温度が一定になるまで,解凍はいずれも温度が一定になるまでとした.第1サイクルの解凍時には出血がみられた.いずれのプロトコールでも後半のサイクルで温度が下がる傾向にあり,特に第1と第2サイクルでは10mmの熱電対では有意に温度に差がみられた.またいずれのプロトコールでも後半のサイクルで凍結時に温度が急峻に低下した.プロトコール間の比較では,10mmにおける平均最低温度には有意差はみられなかったが,第2サイクルでの凍結時の温度低下はプロトコール2で急峻であった.凍結治療において凍結時に急激に温度低下を得る事が重要であり,この観点からは十分に解凍を行ったプロトコール2の方が有利である可能性がある.また明らかに第1と第2サイクルでは10mmの部位での温度変化に差があり,肺胞内出血などによる熱伝導効率に差がおこったと思われる.【2】治療時の適切な凍結マージンの検討.同日に豚を屠殺し,肺を摘出しホルマリン固定を行い病理標本を得た。現在、実験結果についてその詳細取りまとめを行っている。肺腫瘍の凍結療法では凍結融解過程を複数回行うことが試みられている.このため至適な凍結条件を検討する必要がある.今回の実験では豚肺を開胸して11-gaugeの凍結用凍結プローブ(Endocare,Irvine,USA)を用いて凍結-融解実験を計10回行った。凍結-融解サイクルは、肺における臨床と同様に、最初の凍結時間を5分、2,3回目の凍結時間を10分とした。温度計測は、K-typeの熱電対を用い、データロガ(Pico Technology, UK)で40点同時に5秒おきに測定した。凍結プローブを中心に挿し、熱電対をその中心からそれぞれ4,6,8,10mmの位置に4本ずつ,さらに13,15,17mmの位置に8本ずつ、アクリル製の装置(Yokohama Micro Giko, Japan)を使用し固定した.この結果を等温度曲線と凍結関数を用いて検証した。凍結関数は下記の式の如く定義し、実験データにa,b,cをフリーパラメータとして最小自乗法でフィットさせた。この凍結関数は非線形関数であるが、時間が無限大のとき第1項はゼロとなって切片cに収束し、これはiceballの凍結限界の大きさに相当する。その結果、等温度曲線では凍結面積が第2,3サイクルでは拡大し,さらに第1サイクルと比較して第2,3サイクルでは、凍結特性が大きく異なり,c値が大きくなる事が実証された。肺では1回目のサイクルにより出血した血液が肺内部に浸潤することで熱物性が変化すると考えられる.出血した血液が肺内部に浸潤することで熱伝導率が上がり、密度が高くなると推定される。したがって、熱伝導理論計算において、肺組織よりも熱伝導率が高く、密度が高い値を用いた計算を行った。その結果、第2,3サイクルより大きく凍結することが分った。この点からは実際の治療では,3サイクル行うことが妥当である事が示された.【1】凍結治療の最適プロトコールの検討:熱電対を凍結端子に固定し,豚肺実質に刺入し凍結実験を行った.凍結端子から4,6,8,10mmの部位の温度を連続して測定した.プロトコール1:凍結/解凍3サイクル,凍結は400秒,解凍は0°Cまでとした.プロトコール2:凍結/解凍3サイクル,第1凍結は400秒,第2,3凍結は温度が一定になるまで,解凍はいずれも温度が一定になるまでとした.

第1サイクルの解凍時には出血がみられた.いずれのプロトコールでも後半のサイクルで温度が下がる傾向にあり,特に第1と第2サイクルでは10mmの熱電対では有意に温度に差がみられた.プロトコール間の比較では,10mmにおける平均最低温度には有意差はみられなかったが,第2サイクルでの凍結時の温度低下はプロトコール2で急峻であった.凍結治療において凍結時に急激に温度低下を得る事が重要であり,プロトコール2の方が有利である可能性がある.【2】凍結融解治療において豚の正常肺におけるiceballの凍結面の成長について、理論・実験の両面から解析を行った。体内におけるiceballには、穿刺点の低温と周辺の熱源との熱バランスから、凍結限界があることを理論的に予測した。さら凍結特性を解析するために、時間に対するiceballの凍結面の半径長を表す凍結関数をf(t)=a exp(bt)+c(a,b<0,c>0)と定義し,実験データにa,b,cをフリーパラメータとして最小自乗法でフィットさせた。凍結関数は非線形関数であるが、時間が無限大のとき第1項はゼロとなって切片cに収束し、これはiceballの凍結限界の大きさに相当する。この凍結関数を用いた解析の結果、豚肺後葉の1回の凍結において約5分でiceballは平衡状態になり韻掟された凍結限界は約10mmであることが分かった。
更新世末期における社会変化の研究

旧石器時代終末期から縄文時代にかけての社会の変化について研究を行った。その方法は、石器の材料となる石材の獲得方法がどのように変化したのかを調査した。具体的な研究資料としては、関東地方を中心とした東日本の出土石器と石材データを主な分析資料として利用した。また栃木県高原山黒曜石原産地遺跡の調査により、縄文時代草創期の大型の石槍製作址を発見し、旧石器時代の資源獲得方法を調べる上で貴重な成果を得ることができた。本研究の第一の目的は、まず後期旧石器時代後半期にあたる最寒冷期から縄文時代初頭にあたる完新世初頭までの各細別時期の居住形態を、行動論的な視点から高精度に分析することである。その際、具体的な移動領域や移動ルート、及び集団サイズや離合集散の検討を通じて、各細別時期の人類集団の居住行動についての古民族誌的な理解を目指している。本年度は、これまでの研究で消費石材の構成から居住形態の変化について分析が完了している関東地方と比較する形で、東海・北陸・東北地方の石器石材データを収集し分析を行った。また、近畿地方にて関連する資料の調査を行った。これと併行して関東地方の旧石器時代の主要な石材産地である栃木県高原山黒曜石原産地遺跡の発掘調査を行った。その結果、七ノ沢源頭部のトレンチでは層厚3m以上の石器包含層が検出されパミスと出土石器から包含層の下半部は旧石器時代に遡る可能性がある。また八ノ沢枝沢A源頭部のトレンチでは、縄文時代草創期の大型尖頭器の製作址が検出された。この時期の大型尖頭器製作址が高原山黒曜石原産地遺跡群で検出されたのは初めてであり、全国の黒曜石原産地における事例と比較しても貴重な例である。本研究課題である更新世終末から完新世初頭にかけての社会変化を、石材獲得戦略の変化から検討するためにも、大変貴重な資料が得られた。そこで今年度は、この資料の基礎整理を行った。資料の基礎的な分類、選別を行い、尖頭器製作関連資料を抽出して、図化し、概略の報告を行った。また、関東、東海、中部、北陸に分布する旧石器時代の高原山産黒曜石製石器の分布から、旧石器時代における高原山産黒曜石の獲得からみた地域集団間の関係と移動ルートについて分析を行い仮説を提唱した。そしてこの成果を石器文化研究会主催のシンポジウムにて発表した。本研究は、旧石器時代の移動生活を基本としたバンド社会から、縄文時代の定住生活を基本とした部族社会に至る社会変化を、居住形態の変化を追跡する視点から解明することを目的としている。関東地方から中部、北陸地方の石器群を主たる対象として、石材獲得戦略と消費戦略からみた居住行動分析が主な方法である。本年は、関東地方の旧石器時代の主要な石材産地である栃木県高原山黒曜石原産地遺跡の発掘調査を行い、後期旧石器時代初頭に遡る石器群を検出することが出来た。この資料の整理作業と分析は今後の課題となった。また、昨年度検出した、縄文時代草創期の大型の槍先形尖頭器の製作址の資料を詳細に整理し報告した。そして、このデータをもとにして、更新世末期から完新世初頭にかけての資源獲得行動からみた社会変化についての論考を作成した。またこの研究成果をもとにして、一部を関東地方の資源利用の実態の一例として公開シンポジウムで発表した。また高原山黒曜石原産地遺跡群の最新の調査成果をまとめて、考古学ジャーナルに発表した。ほかに関東地方から近年出土した旧石器時代前半期の資料の資料調査を実施し、これまで作成したモデルの検証を行った。現在、これらの新たに獲得したデータをもとにして、より詳細な居住行動モデルを検討しているところである。