hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
若年性特発性関節炎の原因遺伝子と分子病態の解明

JIAは多因子遺伝性疾患と考えられているが一部の症例は乳幼児期に発症し、自己炎症性疾患との鑑別が困難でこれらの内科的治療への反応が悪く、難治性の症例が多い。このように乳幼児期発症のJIAは自己炎症症候群との鑑別が難しく、その発症要因として遺伝的背景の影響が強いと考えられている。自己炎症症候群とJIAは診断がオーバーラップすることがあり、遺伝子学的診断をすることで適切な治療介入ができるようになる可能性がある。新規原因遺伝子の同定を含めたJIAの原因遺伝子同定を試み、それぞれの遺伝子異常に応じた治療戦略の構築を図る基礎を作りたいと考えている。
ヒト歯周組織由来細胞の機械的外力による細胞接着・伸展因子の動態の解析

ヒト歯根膜の組織片をサンドイッチ法によるexplantで得たヒト歯根膜線維芽細胞(HPLF)を継代培養し、本研究に用いた。HPLFは5%D-MEM培地で培養し、confluentに達すると無血清培地と交換し、24時間の培養後、培養上清(HPLF-CM)を採取した。一方、機械的外力はFlexcer Strain Unitを用いて、最大伸張度725%になるようにかけた。HPLF-CMを限外濾過膜で濃縮し、陰イオン交換クロマトグラフィーで分離した。各分画を疎水性のウエルにコーティングし、熱処理したBSAで処理しHPLFを播種、3時間の培養後、位相差顕微鏡で細胞の伸展状態を観察し、接着細胞数はDABA法によりDNAを定量した(CASF活性測定法)。その結果、CASFsとしてコラーゲン、フィブロネクチンそして40KD CASFが上がった。精製した40KDa CASFをアミノ酸配列の分析したところ、オステオネクチンであった。そこでオステオネクチン(ON)について以下のことが明らかとなった。1)ストレッチングの伸張強度に依存して、発現するタンパク質である。2)機械的外力の負荷がかからない、コラーゲン・ゲル内培養でゲルの収縮と浮遊培養では、ONの発現は強度に抑制される。3)ONはCASFsの一つである。4)ONはミネラル成分すなわちハイドロキシアパタイトに極めて親和性が強い。5)Octyl-Separoseに結合し、1.0%CHAPSで溶出される疎水性基を持つタンパク質である。生体に応用するのに、基材の開発には有利である。6)エナメル基質タンパク質およびHPLF-CM由来タンパク質を疎水性の培養ウエルにコーティングし、HPLFを播種するとONのmRNAの発現が促進された。それは、細胞が直接基質タンパク質と相互作用することによって、細胞にシグナルが伝達される。ヒト歯周組織から、歯根膜と歯槽骨からExplant法にて初代培養細胞(HPLF、HABC)を得た。特に歯根膜はサンドイッチ法(Kawase et al,Adv Dent Res,1988)により行った。継代したHPLFとHABCはALPaseをもち、しかもVitamin D3とDexでALPase活性が上昇する事、さらにβ-グリセロリン酸添加で石灰化能を示した。2x10^4cells/cm^2の細胞密度でHPLFとHABCをtype I collagenをコーティングしたflexiblebottomed wellに播種し、confluentになるまで培養する。その後、無血清培地の条件でFlexcer Strain Unitを用いて負荷を最大伸張度7-25%、3 cycles/minの頻度で24、48、72時間の培養を行う。ストレッチングの負荷時に1 MBq/ml^<35>S-Metを添加し、ストレッチング依存のタンパク質の合成を検索する。すなわち、^<35>S-Met標識タンパク質をイオン交換クロマトグラフィー、SDS-PAGEでさらに分離し、ゲルを乾燥後、フルオログラフィーを得た。その結果、イオン交換クロマトグラフィーのパターンからストレッチングによってタンパク質の負に対する荷電度が減少していた。このことは脱リン酸化を示唆するものと考えられた。また、オステオネクチン相当の分子量を示すバンドに^<35>S-Metが標識され、しかも取り込みが上昇していた。一方、ストレッチングを負荷したクロマトグラフィーにおいて0.5M NaCLでも溶出されない分画があり、1M酢酸で溶出し、フルオログラフィーで調べると、オステオネクチンと同じ分子量を示す分子量を示すバンドが認められた。

今後、オステオネクチンであるか否かの同定をする予定である。ヒト歯根膜の組織片をサンドイッチ法によるexplantで得たヒト歯根膜線維芽細胞(HPLF)を継代培養し、無血清培地の条件でFlexcer Strain Unitを用いて負荷を最大伸張度7-25%、3cycles/minの頻度で培養した。その培養上清(HPLF-CM)を疎水性のウエルにコーティングしHPLFを播種し、細胞接着・伸展活性(CASF活性)を測定した。その結果ストレッチングを負荷することによって、CASF活性は上昇した。この活性物質は疎水性のウエルに結合する疎水性のドメインを持つタンパク質と考えられたので、HPLF-CMをoctyl-Sepharoseカラムで0.2%CHAPSと1.0%CHAPSで溶出し、疎水性の違いによりタンパク質を分離した。1.0%CHAPSで溶出される分画にCASF活性が認められたので、さらにSDS-PAGEで分離すると主に40-43kDaの分子サイズのバンドが確認された。そこで、1.0%CHAPS溶出分画をN-末端からのアミノ酸配列を分析したところヒトのオステオネクチン(ON)であった。アミノ酸配列からウシONと異なることから培養中のウシ胎児血清由来のONではないことも確認できた。また、40-43kDaの分子サイズのバンドがウエスタン・ブロッテイング法で抗ONモノクローナル抗体と交差反応を示した。従って、ONはHPLFが産生し、機械的外力に応答し、歯周組織再生に極めて重要なプロセスである細胞の接着と伸展を調節する因子の一つのタンパク質であることが明らかとなった。
奥山里山広葉樹林の優占種とササの落葉、土壌への放射性セシウムの移行過程

栃木県内の空間線量率の異なる場所を調査地として選定した。奥山広葉樹のブナ・イヌブナ林は、栃木県高原山ブナ・イヌブナ林(大面積長期生態系観測プロット)(以下高原山)に1ヶ所、里山広葉樹のコナラ林は、栃木県那須塩原市関谷(空間線量率高度)(以下関谷)、塩谷町宇都宮大学船生演習林(空間線量率中程度)(以下船生)、栃木県那須烏山市大木須(空間線量率低度)(以下大木須)に3ヶ所、計4ヶ所に調査地を設置した。福島第一原発事故以降、落ち葉かきが行われていない場所で林床土壌の堆積有機物層(A0層)、表層土層【A層(地下5cm以内)】および隣接するリタートラップで事故後(2011年秋)に採取された落葉について、その空間放射線率(μSv/hr)をNaIシンチレーションサーベイメータで、リタートラップで採取した落葉、落葉樹林林床のA0層とA層土壌の放射性Csからのγ線放射能濃度(Bq/kg(乾燥重量))をオートウェルガンマカウンタで測定し比較した。原発事故以降の8年間(20112018)で落葉中の放射性セシウム濃度は大きく減少したが(Cs-137で約1/4)、毎年夏季(7月9月)に一時的な濃度上昇が見られた。また、表層土壌の放射性セシウム蓄積は地表から5cm以内の深さに留まっていた。樹体から林床への放射性セシウムの移行過程を検討するために、樹上の生葉および年別の枝の放射性セシウム濃度を前述2カ所の落葉広葉樹林で4年間(2014-2017)測定した。ブナ類およびコナラの樹上葉と当年枝の放射性セシウム濃度は二年枝・旧年枝よりも高かったが、落葉期では二年枝・旧年枝の値が樹上葉と当年枝より高かった。また、いずれの枝葉の値とも測定開始(5月)以降減少がみられた。以上、夏季の落葉の放射性セシウム濃度の上昇は春季の高い濃度の樹上葉の落葉により増加している可能性が示唆された。調査地の栃木県内の空間線量率の異なる場所を調査地として選定した。原発事故以降の6年間(20112016)で落葉中の放射性セシウム濃度は大きく減少したが(Cs-137で約1/4)、毎年夏季(7月9月)に一時的な濃度上昇が見られた。樹体から林床への放射性セシウムの移行過程を検討するために、樹上の生葉および年別の枝の放射性セシウム濃度を前述2カ所の落葉広葉樹林で3年間(2014-2016)測定した。これまで継続調査されてきた4カ所の調査地において、滞りなく調査を終了した。また、樹上葉と落葉の放射性セシウムの関係解析においても調査を終了した。林床のササ類の調査についても同様に調査を終了した。以上解析に必要な年度調査は終了したことから、おおむね順調に進展しているものと判断した。調査は栃木県内の空間線量率の異なる場所を調査地として選定した。福島第一原発事故以降、落ち葉かきが行われていない場所で林床土壌の堆積有機物層(A0層)、表層土層

【A層(地下5cm以内)】および隣接するリタートラップで事故後(2011年秋)に採取された落葉について、その空間放射線率(μSv/hr)をNaIシンチレーションサーベイメータで、リタートラップで採取した落葉、落葉樹林林床のA0層とA層土壌の放射性Csからのγ線放射能濃度(Bq/kg(乾燥重量))をオートウェルガンマカウンタで測定し比較した。原発事故以降の7年間(20112017)で落葉中の放射性セシウム濃度は大きく減少したが(Cs-137で約1/4)、毎年夏季(7月9月)に一時的な濃度上昇が見られた。また、表層土壌の放射性セシウム蓄積は地表から5cm以内の深さに留まっていた。樹体から林床への放射性セシウムの移行過程を検討するために、樹上の生葉および年別の枝の放射性セシウム濃度を前述2カ所の落葉広葉樹林で4年間(2014-2017)測定した。ブナ類およびコナラの樹上葉と当年枝の放射性セシウム濃度は二年枝・旧年枝よりも高かったが、落葉期では二年枝・旧年枝の値が樹上葉と当年枝より高かった。また、いずれの枝葉の値とも測定開始(5月)以降減少がみられた。以上、夏季の落葉の放射性セシウム濃度の上昇は春季の高い濃度の樹上葉の落葉により増加している可能性が示唆された。これまで継続調査されてきた4カ所(栃木県内高原山、関谷、船生、大木須)の調査地において、滞りなく調査を終了した。また、樹上葉と落葉の放射性セシウムの関係解析においても調査を終了した。林床のササ類の調査についても同様に調査を終了した。以上解析に必要な年度調査は終了したこと、日本森林学会英文誌Journal of Forest Reseach誌に福島原発放射能の森林影響に関する特集号を企画し、その編集委員長をつとめたことから、おおむね順調に進展しているものと判断した。栃木県内の空間線量率の異なる場所を調査地として選定した。奥山広葉樹のブナ・イヌブナ林は、栃木県高原山ブナ・イヌブナ林(大面積長期生態系観測プロット)(以下高原山)に1ヶ所、里山広葉樹のコナラ林は、栃木県那須塩原市関谷(空間線量率高度)(以下関谷)、塩谷町宇都宮大学船生演習林(空間線量率中程度)(以下船生)、栃木県那須烏山市大木須(空間線量率低度)(以下大木須)に3ヶ所、計4ヶ所に調査地を設置した。福島第一原発事故以降、落ち葉かきが行われていない場所で林床土壌の堆積有機物層(A0層)、表層土層【A層(地下5cm以内)】および隣接するリタートラップで事故後(2011年秋)に採取された落葉について、その空間放射線率(μSv/hr)をNaIシンチレーションサーベイメータで、リタートラップで採取した落葉、落葉樹林林床のA0層とA層土壌の放射性Csからのγ線放射能濃度(Bq/kg(乾燥重量))をオートウェルガンマカウンタで測定し比較した。原発事故以降の8年間(20112018)で落葉中の放射性セシウム濃度は大きく減少したが(Cs-137で約1/4)、毎年夏季(7月9月)に一時的な濃度上昇が見られた。今年度はこれまでの調査に加えて、安定セシウム、安定カリウムの定量化を樹上葉と落葉において実施し、放射性セシウムとの相対的なパターンを比較する予定である。平成30年度はリター、樹上葉に関するこれまでの調査に加えて、安定セシウム、安定カリウムの定量化を樹上葉と落葉において引き続き実施し、放射性セシウムとの相対的なパターンを比較する予定である。これまで継続調査されてきた4カ所の調査地において、滞りなく調査を終了した。
テロメア長、テロメラーゼ活性による造精機能不全の診断

平成8-9年度の間に当科男子不妊症外来で21例の無精子症症例を経験した。平成9年度は本研究対象症例の選別と検査材料の収集を施行し、一部検査・測定を開始したところである。平成8年度に精巣組織しか保存できていなかった症例についても再受診連絡の上、平成9年度と同じ内容の検査材料の収集を行った。全部で21例無精子症症例中9例が造精機能不全によるものと考えられ、精巣生検のホルマリン固定標本にてsertoli cell only syndromeが3例、secondary spermatocyteからelongated spermatidまでの種々の段階の造精機能障害が4例、round spermatidでのmaturation arrestが2例と病理学的に診断された。対象全症例で生検時の一部精巣組織、血清、遠心分離した精漿のそれぞれ-80°C保存を行った。また、症例数がまだ予定の二分の一から三分の一しか収集できていないので、引き続き男子不妊症外来で対象症例を検索中である。今後(1)テロメラーゼ活性と、(2)AZF遺伝子の欠失の有無、および有ればそのlocusを、PCR法+Southern hybridizationで測定し、造精機能障害の程度とテロメラーゼ活性との相関、またテロメラーゼ活性と欠失AZF遺伝子との相関を検討したい。同時に(1)患者個々の生活・職業の環境因子や、さらには(2)精索静脈瘤を有する高度乏精子症症例での静脈瘤が造精機能に及ぼす影響が現在男子不妊症の1要因の可能性が注目されているHSP(Heat Shock Protein)やCIRP(低温誘導性RNA結合蛋白)といった遺伝子と関連している可能性も調べたい。
近世対外貿易に関する計数史料の集成的研究-日本側史料に限定して-

(1)現在日本に伝存する近世貿易関係計数史料は、(1)唐・蘭船から提出される積荷帳、(2)長崎会所で作成する値組帳・代物替帳・輸出貨物帳、貿易決済の出帆引合帳、貿易収支の明細をしめす長崎会所勘定帳、(3)入札のために個々の商人が作成する見帳・切本帳および落札帳に大別される。(2)その各々について可能なかぎり網羅的に収集検討したが、特に上記の(3)は、本研究により計画(申請)時の予想よりはるかに多く伝存することが判明した。ただし撮影不許可(杏雨書屋村上文書)、目録公刊まで未整理扱い(天理大学図書館山本屋文書)のような膨大な文書群もあって、残された課題も多い。また今後も多数の発見が予測される。(3)成果の一部は、別紙様式5のように公刊した。(4)本報告書では紙幅の関係から、『通航一覧』収録の15961807年の輸入関係の積荷帳(以下同じ)、影印本『唐蛮貨物帳』(17091713年)、「長崎秘録」(17601762年)、「紅毛船年々積荷書等品々」(18061816年)、「崎陽齎来目録」(18301842年))を例示した。断片的ではあるが、今日知られる輸入史料の80%以上は収録されている。(4)これにより、(1)唐蘭船輸入品のほぼ全品目が網羅され、特に薬種・薬品・科学機器・蘭書などの外来文化の受容状況は注目に値する。(2)通常の市場流通品のほか幕府・閣老・長崎奉行・長崎地役人が、高級反物・高価薬・科学機器類・銃砲・蘭書などを、恒常的に海外に注文買いしている(転売等による収益を含む)文化受容の先導性が明らかになる。また鳥獣輸入の状況から食用・品種改良の目的も推測される。(3)なによりも、オランダ側史料との対比が可能になり、従来の研究にかなりの見直しを迫るものである。(5)その他の直組帳・代物替・輸出積荷帳・引合帳・長崎会所勘定帳は、本報告とともに今年中に出版助成を申請する予定である。1.国内所在の計数史料を、刊本・未刊を含め、長崎貿易・朝鮮貿易・琉球貿易・密貿易の4部に分類し、それぞれを輸入貿易・輸出貿易・決済および長崎会所会計・国内流通に分類した。2.本年度は、輸入貿易(平戸・長崎における唐蘭・ポルトガル・イスパニア関係)のうち、A差出帳・B荷物改帳・C直組帳・D代物替帳の入力(約500頁分=400,000字)を終った。史料名では『通航一覧』『続通航一覧』『唐蛮貨物帳』所収分、および未刊の直組帳(津田秀夫本・長崎県立図書館本)、寛文期・寛保2・宝暦1113、安永2、文化713年の荷物改帳など、未刊83点の入力と校正を終った。

3.今後は落札帳・引合帳(決済書)・落札荷物造建御届書等の輸入関係、その他が残っており、来年度に入力の予定である。4.本年度の作業のいま一つは、大阪市杏雨書屋・天理市天理大学図書館等での史料発堀である。杏雨書屋には幕末期の薬種取引関係の貴重史料が多く、本研究に欠かせないものであるが、筆写しか許されず(目下のところ撮影および発表も許されていない)時間と費用のロスがおびただしい。漸次交渉して改善をはかりたい。天理図書館所蔵史料は大坂山本屋の唐物売買史料で、国内流通の実態・価格等が知られる貴重史料であるが、未整理で他見禁止となっている。特別に閲覧を許されてはいるが、先ず整理・目録化が閲覧許可の条件であり、目下整理に追われている(時間的ロスも大きい)。こうした時間的・経済的制約が大きいが、漸次改善されるものと楽観している。1.史料蒐集...三井文庫(「唐阿蘭陀朝鮮琉球端物方荒物方諸要記」「荒物類買入帳并.売買指引控」ほか約30点).杏雨書屋(「差出帳」...昨年度より継続筆写).京都大学(「長崎奉行所諸法令控」「長崎宿老勤方覚書」ほか約10点).長崎県立図書作(「長崎瀬崎蔵元拂御勘定目録」など).東大史料編〓所・天理大(宗家文書).2.史料整理・目録作成...天理大学所蔵大阪安土町山本屋文書(落札帳・貨物帳など...昨年度より継続).3.データ入力...「寅和蘭陀船本方荷物直組帳」「酉紀毛船脇荷物帳」など.4.入力データの校訂・検討...「差出帳」.『通航一覧』所収分、上記入力分など1頁2,250字詰129頁分.5.進捗概況及び問題点...データ入力及び校訂等の作業は順調であるが、カメラによる蒐集不許可(杏雨書屋).蒐集前段としての史料整理(天理大)など問題も多い。史料の公開が何よりも望まれる。1.史料蒐集...早稲田大学附属図書館所蔵『崎陽品齋未目録』(天保元13年唐蘭船積荷目録収録)が、外園豊基氏の紹介により、初めて公開(撮影)が許され、纏ったデータの蒐集が出来たのが最大の収穫→入力完了。大阪杏雨書屋の『差出帳』の筆写を行ったが、平成7年1月に撮影許可の方向で検討中と聞き、撮影願を提出しているが、未許可。本研究終了迄には間に合わなかったが、公開の方向は喜ばしい。2.史料調査・目録作成...天理大所蔵、大阪安土町山本屋文書(落札帳、為登帳ほか仕切書など一紙文書)の整理は3年目に入った。一紙文書は多く明治初年にかかるもので、一点毎のカード化(→入力)は費用と労力の限界を感じる。3.史料の分析、解説4.報告書の作成...史料の解説と、計数史料(データ)の紹介。輸入品の積荷帳(差出し・荷改帳)のみでも大部になり、予算をはるかに超えるので、積荷帳の一部と『通航一覧』所収計数史料、及び値組帳・商人荷蔵帳の一部をサンプルとして紹介するにとどめ、あらためて成果刊行費の助成を願出る予定である。
中央ユーラシア乾燥域における近年の水文環境の変容と人間活動影響評価

中央ユーラシア乾燥域のうち、中国側の新疆ウイグル自治区のタリム河では、1950年代以降、新規灌漑農地開発が進行した。この際新たに開発された農地は、従来は塩分濃度が高いなどの理由により放棄されていた土地などであったため、除塩のために灌漑水が通常よりも多く必要とされるなど水の利用が助長され、タリム川を形成する主要な三つの河川、ヤルカンド川(本流)、アクス川、ホータン川のいずれもが、その流出量が1950年代から1990年代にかけて約60%程度まで減少し、下流部での深刻な水不足、灌漑農地の放棄や河畔林の衰退などを招いたことが明らかになった。同様な農業開発の水文環境への影響は、天山山脈北側のジュンガル地域、さらに西方のカザフスタンをはじめとする中央アジア地域でも起こったが、カザフスタンなど旧ソ連邦諸国は、ソ連邦の崩壊という政治・経済的な打撃によって、逆に環境への負荷が一時的に減少する結果となった。本研究では、中央ユーラシアにあって、近年の農業開発の影響の大きい、タリム盆地のオアシス都市群を含むタリム河流域、ジュンガル盆地、カザフスタンのイリ(バルハシ湖)河などを対象として、温暖化を含む気候変動と農業開発、都市開発をはじめとする人間活動が、過去20年間の間にどのように地域の水文環境を変化させたかの実態を明らかにすることを目的とする。特に同地域の人間活動の最も大きな制限因子であり、かつ自然環境を規定している水(水文環境)を主題とする。本研究が将来的に目指すところは、同地域における水文環境の変容を社会科学的な側面も含めて明らかにすること、その水資源負荷の変動に対してどのように対処するかという総合的な問題解決に資する知見を得ることである。平成18年度は、カザフスタンのバルハシ湖を含むイリ河流域、中国のタリム河流域、ジュンガル盆地およびその周辺地域において、上流域の氷河や積雪の融解過程、中流域における河川流出過程、地下水流出過程、灌概等による地表面からの蒸発過程など水資源変動にかかわるそれぞれの地域の個々の水文プロセス、さらには水文環境の変化が植生などにどのように影響を与えるかについて、基礎的な情報を収集するため、広域の踏査と移動観測を実施するとともに、それぞれの地域において、現地の大学・研究所等を訪問し、資料の収集を行った。また各研究機関との共同研究の打ち合わせを行った。観測、および現地の様々な機関の資料に基づいて明らかにする。さらに同位体観測、氷河における融解・流出過程の観測のサイトを決定し、キルギスの天山山脈では、機器の設置を行って観測を実施した。また国内においても研究会を実施して、資料や観測結果の一次的な整理を行った。平成19年度は、カザフスタンのバルハシ湖を含むイリ河流域、中国のタリム河流域、ジュンガル盆地およびその周辺地域において、上流域の氷河や積雪の融解過程、中流域における河川流出過程、地下水流出過程、灌漑等による地表面からの蒸発過程など水資源変動にかかわるそれぞれの地域の個々の水文プロセス、さらには水文環境の変化が植生などにどのように影響を与えるかについて、現地調査、資料収集、およびそれらに基づく解析を行った。その他にも流域内のダム、取水施設、用水路等の実態を現地の資料収集に基づき、時代的な変遷を検討した。また国内において研究会を実施して、資料や観測結果について討論を行った。本研究では、新彊ウイグル自治区にあって、近年の農業開発の影響の大きい天山山脈の南麓、すなわちタリム盆地北縁のオアシス都市群を含むタリム河流域およびジュンガル地方などその周辺地域を対象として、温暖化を含む気候変動と農業開発、都市開発をはじめとする人間活動が、過去20年間の間にどのように地域の水文環境を変化させたかの実態を明らかにすることを目的とした。

特に同地域の人間活動の最も大きな制限因子であり、かつ自然環境を規定している水(水文環境)を主題とした。本研究の結果、タリム河では、1950年代以降生産建設兵団という新彊ウイグル自治区独特の兵農一体型の制度によって東部地域からの移住、新規灌漑農地開発が進行した。この際新たに開発された農地は、従来は塩分濃度が高いなどの理由により放棄されていた土地などであったため、除塩のために灌漑水が通常よりも多く必要とされるなど水の利用が助長されることとなった。この結果、タリム川を形成する主要な三つの河川、ヤルカンド川(本流)、アクス川、ホータン川のいずれもが、その流出量が1950年代から1990年代にかけて約60%程度まで減少し、アクス合流点より下流側、特に末端部での深刻な水不足を招き、灌漑農地の放棄や河畔林の衰退などを招いたことが明らかになった。同様な灌漑農地開発は、天山山脈北側のジュンガル地域、さらに西方のカザフスタンをはじめとする中央アジア地域でも起こったが、カザフスタンなど旧ソ連邦諸国は、ソ連邦の崩壊という政治・経済的な打撃によって、逆に環境への負荷が一時的に減少する結果となった。
平面光導波路に多並列集積化した光非相反デバイスの研究

現在、次世代の光通信に向けて、光ファイバ網の加入者系への拡張と波長多重(WDM)による大容量化が急速に展開されている。そのためには種々の機能性デバイスの開発が必要となっているが、中でも非相反性を利用したアイソレータやサーキュレータは重要なデバイスである。例えば、アイソレータは光増幅器の特性を引き出し安定化させるために必要不可欠であり、サーキュレータはWDM通信において波長選択フィルタと組み合わせることで、任意の波長を抽出することが可能である。本研究では、他のデバイスと融合させ新たなシステムを構築する上で非常に有効である石英系の平面光導波回路にそれらのデバイスを多並列・高密度に集積化することを目指す。(1).平面導波路集積型アイソレータの最適設計および作製ビーム伝搬(BPM)法を用いた数値計算により、導波路の構造および構成素子の最適設計を行なった。その結果、素子の厚さ、導波路間隔などを最適化することで、全損失が個々の損失の単純な和よりも小さくなる新しい効果が発見された。最適化した構造の光アイソレータを作製し、挿入損失3dB、逆方向損失20dBを得た。(2).アイソレータ及びサーキュレータ用偏光分離素子の開発新しい薄型偏光子としてフォトニック結晶偏光分離素子を用いたアイソレータおよびサーキュレータの構成を検討した。バルク型でサーキュレータを実現し、基本的な動作を確認した。本素子を平面光導波路に埋め込むことで多並列集積化が可能である。本研究では、他のデバイスと融合させ新たなシステムを構築する上で非常に有効である石英系の平面導波回路にそれらのデバイスを多並列・高密度に集積化することを目指す。(1)平面導波路集積型アイソレータの最適設計および作製ビーム伝搬(BPM)法を用いた数値計算により、導波路の構造および構成素子の最適設計を行なった。(2)サーキュレータ用偏光分離素子の開発もう一つの非相反性デバイスである光サーキュレータについて設計・作製の基礎実験を開始した。サーキュレータで重要な偏光分離素子をフォトニック結晶を用いた新しい構成で実現した。光学評価では損失0.2dB、消光比50dBが得られた。この素子を用いた光サーキュレータをバルク型で実現し、基本的な動作を確認した。
脳神経回路の自動解析法の開拓

脳の神経回路は、多数のニューロンがネットワークを形成して成り立っている。脳神経回路の解析を進めるためには、複雑な神経ネットワークの構造をトレースして、三次元モデルを構築する必要がある。そこで本研究では、専用のアルゴリズムを用いて三次元像を機械解釈させ、コンピュータによるモデル構築を目的として測定・解析を進めてきた。解析では、ネットワークを構成する線状の構造を検知する方法として、二次元画像で知られている様々な方法を検討し、自動的なトレースを実現した。本研究の一部は米国顕微鏡学会誌Microscopy Today 2015年9月号のFeature Articleとして公表されている。脳神経回路の解析は、(1)脳組織を三次元的に可視化し、(2)得られる三次元像を解釈してネットワークモデルを構築し、(3)これを神経回路に変換する、という3ステップで行われる。このようなニューロンレベルでの神経回路の研究は世界的にも緒についたところであり、ステップ2のモデル構築も手作業で行われるのが現状である。このため、解析に多大な時間と労力を要し、ネットワーク構造を構築した報告は少数に限られる。そこで本申請では、専用のアルゴリズムを用いて三次元像を機械解釈させ、モデル構築を自動化することを目的として研究を進めている。神経ネットワークは、ニューロンの細胞体の粒状構造と、そこから伸びる軸索・樹状突起の線状構造から構成されている。自動的にモデル構築を行う上で、この線状構造を適切に検出する段階がポイントになる。そこで本年度は、そのような構造に特異性をもつ方法を検討する等、研究のベースとなる項目を進めた。画像から線状の構造を抽出する方法は、いくつか報告されてきており、それを実際のヒト脳組織の三次元構造に適用し、構造を検出できる度合いや、誤検出の頻度等を検討した。これらには、物品費により整備した計算機環境が有効であった。また、解析の対象となる検体の測定を行った。これまでの経験では、症例あるいは部位が異なると、解析像も異なった様相を示すことが明らかとなっている。そこで、様々なケースでトレースが可能かどうか検証するため、複数の検体を用いて測定を行うこととした。そのための旅費を計上・執行し、実際に放射光施設に赴いて実験して、測定データを得ることができた。脳神経回路の解析を進めるためには、(1)脳組織を三次元的に可視化し、(2)得られる三次元像を解釈してネットワークモデルを構築し、(3)これを神経回路に変換する、という3ステップを経なくてはならない。このようなニューロンレベルでの神経回路の研究は世界的にも端緒についたところであり、ステップ2のモデル構築もmanpower intensiveな形で行われるのが現状である。実際の解析像では、毛細血管の構造や、実験的なラベル化合物の沈着が見られる場合もあり、自動的にモデル構築を行う上では、神経ネットワークとそれ以外の構造を見分ける必要がある。そこで本年度は、解析対象でない組織構造の領域を識別する方法を考案し、それを自動認識して、モデル構築時にマスクすることを可能にした。その後、これまでに研究を進めてきた線状構造を検出する方法を適用して、三次元像をスラブごとに自動的にモデル化し、ネットワーク構造を得ることができた。これらは、人件費・謝金により実施した解析による成果である。また、解析法のロバスト性を高める目的で、複数の症例で自動的なモデル構築が行えるように、プロトコルの改良やパラメータの調整を進めている。そのような解析の対象となる三次元像を得るため、複数の検体を用いて測定を行った。測定実験は放射光施設に赴いて行う必要があり、そのために旅費を支出し、解析に必要なデータを得ることができた。脳神経回路の解析を進めるためには、(1)脳組織の微細構造を三次元的に可視化し、(2)得られる三次元像を解釈してネットワークモデルを構築し、(3)これを神経回路に変換する、という3ステップを経なくてはならない。このようなニューロンレベルでの神経回路の研究は世界的にも端緒についたところであり、ステップ2のモデル構築も手作業で行われるのが現状である。神経ネットワークは、ニューロンの細胞体の粒状構造と、そこから伸びる軸索・樹状突起の線状構造から構成される。実際の解析像では、毛細血管の構造や、試薬の沈着等による実験的なノイズが含まれる場合もある。そのような解析対象とすべきでない構造部分の識別については、既に専用のアルゴリズムを考案してソフトウエアに組み込んでいる。本年度は、これを応用してモデル構築時にマスクし、神経ネットワークの線状構造のみを検出することで、モデル構築を迅速に行うことできた。

そこで、当該年度も含めて測定してきた各症例の脳組織構造を、網羅的に解析する作業を進めた。これらの解析では、テラバイト単位のデータを逐次アクセスして画像処理することが必要となり、本年度の物品費によりハードディスクアレイとRAIDインターフェースを整備して研究に供した。また、解析の対象となる三次元像を得るため、脳組織検体を用いて測定も引き続き行った。測定実験は放射光施設に赴いて行う必要があり、そのために旅費を支出し、測定データを得て上述の解析に用いた。脳の神経回路は、多数のニューロンがネットワークを形成して成り立っている。脳神経回路の解析を進めるためには、複雑な神経ネットワークの構造をトレースして、三次元モデルを構築する必要がある。そこで本研究では、専用のアルゴリズムを用いて三次元像を機械解釈させ、コンピュータによるモデル構築を目的として測定・解析を進めてきた。解析では、ネットワークを構成する線状の構造を検知する方法として、二次元画像で知られている様々な方法を検討し、自動的なトレースを実現した。本研究の一部は米国顕微鏡学会誌Microscopy Today 2015年9月号のFeature Articleとして公表されている。これまでの研究により、様々な構造要素の機械認識や、ネットワーク構造の自動トレース等が可能になっており、複数の症例で実際に解析を進めることができている。これらでは、あらかじめ想定できない解析上の困難もあり得たが、現在のところ、過去に手作業で構築したモデルを基礎的データとして活用したり、異分野で用いられる方法論も適用することにより、研究全体として順調に進捗している。また、測定実験においては、これまでのヒト検体の取り扱いや、放射光測定の経験を生かすことで、効率的に研究を進めることができている。構造生物学本年度の課題とした神経細胞とそれ以外の構造を区別する問題については、専用のアルゴリズムを開発することで機械認識が可能となった。また、ネットワーク構造のトレース法についても、自動的な認識方法が確立できている。実験的な三次元像は、その性質にバラつきがみられるが、今後はそれに依存することなく、複数の症例・検体で安定して解析が可能となるようなロバスト性が重要と考えられる。これには、測定実験を進めるとともに、多量のデータを逐次迅速に読み出して解析に供することができる環境も必要となる。そのための計算機環境を整備することにより、迅速な解析を可能とする計画である。ヒト組織を研究で用いることに関しては、倫理的に認められる範囲内で進めることが必須である。これまで、所属機関でのヒト組織を研究で用いることの倫理に関する委員会での審査や、関連する医療機関・研究機関での臨床研究に関する倫理審査等を受けている。今後の研究においても、これら審査で認められた条件を遵守して研究を実施する。本研究では、あらかじめ想定できない解析上の困難もあり得たが、測定により得た試験データを用いることで、様々な方法論上の検討を迅速に行うことが可能であった。また、測定実験においては、これまでのヒト検体の取り扱いや、放射光測定の経験を生かすことで、効率的に研究を進めることができた。
人の運動状態・意図を推定しながら最適に運動補助を行う人機械協調システムの開発

社会の高齢化にともない,看護士に代わって体の不自由な人の生活支援,運動補助を行うことのできる福祉ロボットに対する需要が高まっている.これらの人の運動を補助することを目的とするロボットでは,できる限り人に違和感を与えずに,目的の運動状態へ人を誘導することが求められる.そこで本研究課題では,このように患者に対して優しく運動アシストを行うことのできるロボットを構成すべく,人の意図する動作の変化にすばやく適応して,柔軟なアシスト動作を次々と生成することのできる人機械協調システムの構築を目指して研究を行った.まず18年度では,現在の時刻から一定時間さかのぼった運動データのみに基づいて,最小2乗誤差のフレームワークで人の意図する動作を推定するレシーディングホライズンパラメータ推定器と,その推定された人の運動状態に基いて最適なアシスト動作を逐次決定する最適制御系から構成される適応モデル予測制御を構成した,これにより,異なる人の運動状態に対して適応的に最適なアシスト動作を生成することのできる制御系を構成することができたが,本手法では,人のように素早く動作意図が変化する系に対しては対応することができず,推定器が不安定になるという欠点があった.そこで,19年度では,推定器の改良を行い,レシーディングホライズンカルマンビズイフィルタとモデル予測制御を結合させた,新しい適応モデル予測制御則を構成した.そして本提案制御則の安定性を理論的に解析するとともに,計算機シミュレーションによりその有効性を解析した.本手法では人の動作意図パラメータの時間変化の上限が与えられているならば,常にシステム全体の安定性を理論的に保証することができ,また外乱ノイズに対してロバストであるという大きな利点がある.そのため,本手法は実際の福祉の現場や生産ラインにおいても安定なアシスト動作を実現することができると十分期待される.操作性の高い人-機械協調システムを開発するには人の運動状態をオンラインで推定しながら,逐次的に最適なアシスト操作量を計画する制御系を設計する必要がある.しかし,推定されるシステムパラメータは通常,実システムのパラメータとは異なるため,推定システムパラメータに基づいて計画された最適アシスト制御入力では制御系を含めたシステム全体の安定性を保証することができず,場合によっては発振を引き起こしてしまう危険がある.そこで,18年度では,この問題を解決すべく,人の運動状態を推定する適応推定器を,拡張カルマンフィルタと同様の方法に従って未知パラメータを状態に含め,状態オブザーバを構成することで実現し,推定された状態(未知パラメータ)を用いて最適制御を逐次的に加えるようにアシスト制御系を構成し直した.そして制御系を加えたシステム全体の安定性が保持されるためにフィルタゲイン及びフィードバックゲインが満足するべき条件を導出した.システムの安定性には,各時刻で最適化を行う評価関数の形が重要な役割を演じる.導出した安定化条件はこの評価関数内のウェイト行列に関するリッカチ不等式と,リアプノフ不等式によって与えられる.本安定化条件は,現在までのシステムパラメータ情報のみを使用してモデル予測制御を行った場合の安定化条件を提示するものであり,制御理論的にも新しく,有効性の高い結果となっている.しかし,本安定化条件を満たすように制御系を構成するには,実現されるアシスト装置は非常に保守的な設定のものに限られてしまい,作業者の操作性を著しく低下させる危険性がある.そこで,現在,逐次的に評価関数のウェイトを変更することで,より作業者に違和感を与えずに,状況に応じた最適なアシスト操作を行うことのできる制御系の構成及びその有効性・安全性に関する実験的な検証を行っている.社会の高齢化にともない,看護士に代わって体の不自由な人の生活支援,運動補助を行うことのできる福祉ロボットに対する需要が高まっている.これらの人の運動を補助することを目的とするロボットでは,できる限り人に違和感を与えずに,目的の運動状態へ人を誘導することが求められる.そこで本研究課題では,このように患者に対して優しく運動アシストを行うことのできるロボットを構成すべく,人の意図する動作の変化にすばやく適応して,柔軟なアシスト動作を次々と生成することのできる人機械協調システムの構築を目指して研究を行った.まず18年度では,現在の時刻から一定時間さかのぼった運動データのみに基づいて,最小2乗誤差のフレームワークで人の意図する動作を推定するレシーディングホライズンパラメータ推定器と,その推定された人の運動状態に基いて最適なアシスト動作を逐次決定する最適制御系から構成される適応モデル予測制御を構成した,これにより,異なる人の運動状態に対して適応的に最適なアシスト動作を生成することのできる制御系を構成することができたが,本手法では,人のように素早く動作意図が変化する系に対しては対応することができず,推定器が不安定になるという欠点があった.そこで,19年度では,推定器の改良を行い,レシーディングホライズンカルマンビズイフィルタとモデル予測制御を結合させた,新しい適応モデル予測制御則を構成した.そして本提案制御則の安定性を理論的に解析するとともに,計算機シミュレーションによりその有効性を解析した.本手法では人の動作意図パラメータの時間変化の上限が与えられているならば,常にシステム全体の安定性を理論的に保証することができ,また外乱ノイズに対してロバストであるという大きな利点がある.そのため,本手法は実際の福祉の現場や生産ラインにおいても安定なアシスト動作を実現することができると十分期待される.
最新の光技術を用いた運動学習過程での大脳細胞活動遷移と可塑性誘導機構の連関の解明

脳表からの深さでマウスの一次運動野第2/3層および第5層を同定し、自発的なレバー引き課題を行っている際に、各層での神経細胞の2光子カルシウムイメージングを数週間、行った。運動学習によって、第2/3層よりも第5層の方が、課題実行時、発火するようになる神経細胞が多いことを明らかにした脳表からの深さでマウスの一次運動野第2/3層および第5層を同定し、自発的なレバー引き課題を行っている際に、各層での神経細胞の2光子カルシウムイメージングを数週間、行った。運動学習によって、第2/3層よりも第5層の方が、課題実行時、発火するようになる神経細胞が多いことを明らかにした運動技能は、繰り返し練習して身につけた動作で、運動学習が重要な役割を果たす。学習は段階的に進行し、初期は動きが未熟でぎこちないが、練習により行動の正確さや速度が増し、後期に運動は自動化される。これまでの研究では、学習過程で、同一の神経細胞での神経活動が経時的にどのように変化するのか、課題関連神経細胞の空間的分布がどのように変化するのかが明らかにされていなかった。また、大脳新皮質の各層での神経細胞の活動の時間的・空間的分布の違いも着目されていなかった。本研究では、げっ歯類1次運動野第2/3層および第5層での課題関連神経細胞を同定し、随意運動学習過程における細胞活動の時間的・空間的分布を明らかにし、運動学習メカニズムの解明を目指す。平成23年度は、課題関連神経細胞を同定し、課題実行時の神経細胞の活動をリアルタイムで観察するために、アデノ随伴ウイルスを用いて蛍光カルシウムセンサーを1次運動野の神経細胞に発現させ、2光子顕微鏡下、運動学習課題実行時の、第2/3層および第5層の単一細胞レベルで多細胞の神経活動を観察した。平成24年度は、本実験で得られた1次運動野第2/3層および第5層の学習初期・学習後期・学習後での神経活動のデータを解析し、学習によって、各層の同一の神経細胞で、神経細胞の発火と運動の相関はどのように変化するのか、課題関連神経細胞の空間的分布はどのように変化するのかを明らかにする。運動技能は、繰り返し練習して身につけた動作で、運動学習が重要な役割を果たす。また、大脳新皮質・各層での神経活動の時間的・空間的分布の違いも着目されていなかった。本研究では、げっ歯類の運動野第2/3層および第5層での課題関連神経細胞を同定し、随意運動学習過程における細胞活動の時間的・空間的分布を明らかにし、運動学習メカニズムの解明を目指す。本研究では、課題関連神経細胞を同定し、課題実行時の神経細胞の活動をリアルタイムで観察するために、アデノ随伴ウイルスを用いて蛍光カルシウムセンサーを運動野の神経細胞に発現させ、2光子顕微鏡下、運動学習課題実行時の、第2/3層および第5層の単一細胞レベルで多細胞の神経活動を観察した。この観察によって得られた運動野・第2/3層および第5層の神経細胞の活動を解析し、運動学習によって、運動野の第2/3層よりも第5層の神経細胞の方が、運動課題をおこなった際に発火する頻度が上昇する(課題関連細胞になる)ことを明らかにした。平成23年度は、運動学習過程での神経活動の遷移を明らかにするために、長期間、同一の脳領域を顕微鏡下で観察できる系を立ち上げた。従って、本研究は順調に進行している。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後、本実験で得られた1次運動野第2/3層および第5層の学習初期・学習後期・学習後での神経活動のデータを解析し、学習によって、各層の同一の神経細胞で、神経細胞の発火と運動の相関はどのように変化するのか、課題関連神経細胞の空間的分布はどのように変化するのかを明らかにする。
弥生時代小型青銅器の製作技法に関する基礎的研究

本研究では、弥生時代の小型青銅製品の詳細な調査を行った結果、鋳型素材の判別が可能となった。これは石製鋳型と土製鋳型によって青銅器の表面に残る痕跡が異なっているためである。この原理を応用して、遠隔地で出土した青銅器の製作に用いた鋳型素材を復元し、どこの生産地で製作されたものかどうかを判別することができた。その結果、生産地と消費地を結びつけることができ、青銅器の流通体系が明らかとなった。また、鋳型石材の産地同定を地球科学的分析手法でおこない、石材の入手方法や加工方法を明らかにすることができ青銅器製作技術の一端が解明できた。本研究の目的は弥生時代における青銅器生産の実態を解明することである。なかでも、対象資料をこれまでの研究で取り上げられることの少なかった小型青銅器にしている。これまでの青銅器研究の多くは、大型青銅器を対象として、青銅器が用いられた社会や集団祭祀などの復元に目が向けられ、小型青銅器に関しては関心が払われてこなかった。小型青銅器は出土資料数が多く、鋳造回数からいえば、弥生時代の鋳造行為のほとんどは小型青銅器を製作したといえる。したがって、小型青銅器を含み込んだ青銅器生産の解明を行わなければ、弥生時代の青銅器生産の実態は解明できない。そこで、本年度の研究活動は小型青銅器の中でも銅鏃の資料集成を実施し、福岡市内出土資料および宮崎県内出土資料の集成を行った。分析を実施するための基礎的作業として、この集成は今後も対象地域を広げながら継続して実施する予定である。さらに、青銅器の鋳造において使用された鋳型資料の原産地推定に関する研究も推進した。弥生時代に使用された石製の鋳型資料を対象として、岩石の顕微鏡観察、蛍光X線分析、資料の生成年代測定を行い、原産地を絞り込むことができた。その成果の一部は、2010年11月に開催された九州考古学会で発表している。弥生時代における使用石材の原産地の解明は、これまで今山石斧や立岩石包丁などが知られていたが、本年度の研究により新たに鋳型石材の原産地も明らかになった。この点は単なる青銅器生産に関する実体解明だけではなく、社会の統合範囲の問題や資源の流通といった当時の弥生社会を復元する上でも極めて重要な成果である。青銅器生産に関する研究は、製作された製品の研究と製作に使用した鋳造関連遺物の研究の両面から実施しなければならない。本年度はその両面から着実に研究を実施することができた。来年度以降も継続して進めていきたい。本研究の目的は弥生時代小型青銅器の製作技法を通じて、青銅器生産の実態を解明することである。大型の青銅器は、社会統合の理解や階層化の進展度合いなどの指標に用いられ多くの研究が存在するが、小型青銅器はこれまでの研究動向の中であまり取り上げられることがなく、見逃されがちであった。なかでも小型青銅器の製作技法に関しては、鋳造という行為から考えれば、大型の青銅器であろうと小型の青銅器であろうと全く同じ活動を行っている。したがって、数多く出土する小型青銅器の製作技法の実体解明ことが、弥生時代の青銅器生産の全体像を捉えることが出来る。そこで、本年度は小型青銅器の中でも銅鏃の集成と巴形銅器の調査、小形〓製鏡の調査を実施し、上記の課題解決を試みた。具体的には九州出土の銅鏃資料の集成を行った。また、巴形銅器に関しては福井県、群馬県での事例を調査している。小形〓製鏡に関しては長崎県の壱岐島出土の資料や、福岡県の筑後平野出土資料、群馬県出土資料などの調査を行った。さらに、昨年度に引き続き、青銅器を鋳造する際に使用する鋳型石材の原産地同定に関する研究も進めた。主要構成鉱物の化学組成分析と対象資料内に副成分鉱物として含まれるモナズ石のU-Th-Pb化学年代測定、波長分散型蛍光X線分析装置(XRF)を用いた主要元素・微量元素の全岩化学分析,レーザーアブレーション誘導結合プラズマ質量分析計(LA-ICP-MS)を用いた微量元素・希土類元素の全岩化学分析、LA-ICP-MSMAEP臥などを用いた全岩化学組成や希土類元素の組成分析、蛍光X線分析等を通じて使用石材の原産地が確定したとともに、石材を加工した遺跡の存在まで追求することが出来た。これらの成果は平成23年度九州考古学会・日本地質学会西日本支部合同大会で発表を行い、また、論文も執筆し受理されている。青銅器生産の実態解明には、製作された製品の丹念な調査と共に、鋳型資料をはじめとする鋳造関連遺物の分析が重要である。本年度はその両者の研究を着実に進めてわり、来年度以降も継続して推進させていきたい。

弥生時代に製作された小型青銅器に対し、詳細な観察と分析を実施し、鋳型素材の確定を行い、鋳造技術の解明を試みた。九州地方の鋳型は基本的に石製の鋳型であり、近畿地方の鋳型は石製鋳型から土製鋳型へ変化する。したがって、製品の観察から石製鋳型を用いた製品である場合は、九州地方、近畿地方のいずれかの地域で製作されたのであるが、土製鋳型を用いて製作されたと判断された場合は、近畿地方で製作された製品であると判断できる。これまでの弥生時代の青銅器研究は、武器型青銅器や銅鐸などの大型製品に関心が注がれ、小型の青銅器について製作技法から分析を行う研究は十分に進められてこなかった。本研究ではそうした問題点を解決すべく、小型の青銅器の製作技法に注目し、各地から出土する資料の詳細な分析を実施した。具体的には、長崎県対馬市、壱岐市、高知県高知市、大分県杵築市、石川県金沢市、富山県富山市などから出土した製品に関してである。また、8月に韓国で開催された国際学会で研究成果を発表し、好評を得ている。さらに、昨年学会報告を行った研究成果については、同じ国際学会より研究奨励賞を授けられた。小型青銅器は数多く出土することから、今後も資料を実際に観察し、デジタル顕微鏡等を使用して詳細な分析が必要である。本研究によってその方法論を確立することができ、新たな分析手法を開発することができた。本研究の目的は弥生時代における青銅器生産の実態を解明することである。なかでも、対象資料をこれまでの研究で取り上げられることの少なかった小型青銅器にしている。これまでの青銅器研究の多くは、大型青銅器を対象として、青銅器が用いられた社会や集団祭祀などの復元に目が向けられ、小型青銅器に関しては関心が払われてこなかった。小型青銅器は出土資料数が多く、鋳造回数からいえば、弥生時代の鋳造行為のほとんどは小型青銅器を製作したといえる。したがって、小型青銅器を含み込んだ青銅器生産の解明を行わなければ、弥生時代の青銅器生産の実態は解明できない。そこで、昨年度の研究で明らかにした鋳型石材産地の解明という成果に基づいて、本年度は鋳型石材の流通に関する研究を行い、鋳型石材に分布から当時の石材流通の実態を明らかにした。その成果は5月に刊行された雑誌『日本考古学』に掲載され、さらに最新の研究成果を8月に愛媛大学で開催されたアジア鋳造技術史学会で発表している。また、研究内容の一部を6月に開催された国際学会(SEAA5)でも発表しており、国際的な研究成果の公開も試みている。本年度の資料調査としては、これまであまり注目されてこなかった対馬出土の青銅器に関して、東京国立博物館所蔵資料・文化庁所蔵資料を中心に調査を進め、製作技術の解明を試みている。また本年度は福岡県をはじめ佐賀県、大分県などから新たな資料が出土したため、基礎資料の蓄積を行うためそれらの資料調査も推進させた。また、本年度はこれまでの研究成果をまとめた著書を出版することができ、広く研究成果を公開している。その結果、これまであまり関わり合いのなかった研究者との交流も広がり、来年度以降の研究の幅も広がりを見せている。本年度の研究では、弥生時代の青銅器生産に用いた鋳型石材の原産地が同定されるとともに、石材を加工し鋳型の素材を製作した遺跡も発見された。青銅器の製作技法を解明する上で、鋳型研究は最も重要であり、鋳型製作の実態解明に新たな知見を得ることが出来ているからである。25年度が最終年度であるため、記入しない。
建設廃材としての第3紀泥岩岩砕のスレ-キング対策と盛土等の有効利用の開発

本年度の本研究の目的は、大量に排出される第3紀泥岩を盛土等へ有効利用するため、泥岩砕石による高盛土のスレ-キングに伴う圧縮変形特性を調べることにある。ここでは特に、設計をふまえて、砕石の粒度分布を変えた砕石集合体試料を作製し、砕石自身の飽和度も変化させて、圧縮特性およびせん断特性を調べた。さらに、実験で得られた泥岩砕石集合体の挙動を説明するため、新たに「上負荷面カムクレイモデル」を開発し、実験結果との比較を行った。このモデルにより、高盛土の数値解析を行うことができるようになるのである。以下に得られた結論を述べる。(1)泥岩砕石集合体の水侵一次元圧縮特性(1)ゆる詰め供試体の場合、砕石自身の飽和度によらず、スレ-キングにより沈下が起こる。(2)沈下量時間関係を見ると、乾燥させた砕石試料の方が短期的に沈下を起こし、飽和試料の場合は、自然堆積粘土が示す「2次圧密」のように長期的に沈下が進行する。(3)粒径の幅を広げた集合体の場合、圧縮沈下は即時に起こり、その後の沈下は起こらない。(4)いかなる試料においても、最終的には練り返し泥岩の正規圧密線にまで間隙比が到達する。(2)泥岩砕石集合体の一定荷重せん断特性(1)砕石同士の間隙に水がない場合は、高い強度を示す。また、粒径の幅を広げた集合体の場合、強度の発現が早い。(2)しかし水が入ると、スレ-キングによる進行性破壊が起こり、特に乾燥した試料の場合、強度劣化は顕著である。(3)上負荷面カムクレイモデルによる室内試験のシミュレーション(1)泥岩砕石集合体の水侵一次元圧縮試験において、約24時間後に過剰水圧が再度発生した。この結果は上記モデルからも表現する事ができた。すなわち二重構造を有する泥岩砕石集合体の長期沈下や「構造」を持つ自然堆積粘土の2次圧密は、提案するモデルで表現できたことを意味する。(2)三軸圧縮試験において、有効応力パスが限界状態線の下側で軟化を示した。この結果は、やはり提案するモデルで説明できた。このことから、提案する上負荷面カムクレイモデルで、二重構造を有する泥岩砕石集合体の複雑な挙動を表現することができることを示した。このモデルは、将来、「構造」を持った自然堆積粘土の挙動の表現もできることを示唆している。1超過圧密粘土の給水軟化過程としてのスレ-キングメカニズムの解明本研究において、下負荷面カムクレイモデルに基づく水土連成の有限変形解析を行い、強い負荷履歴を受けた過圧密粘土の再負荷時の弾塑性変形と塑性膨張を解くことに成功した。