hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
転倒・骨折のリスク評価における下肢筋力、運動量および骨量の相関

我々は、科研補助金・基盤研究(C)を受けて平成13年から16年にわたって大学の近隣に在住の高齢ボランティア29名(男10名:女19名)と施設入所者15名(男3名:女12名)を対象に、身体的基礎データを4年間8回継続的に採取した。これらの測定は、身長、体重、BMI,体脂肪率、バイタルサインなどの身体的基礎データの他、握力と下肢筋力、ドプラーERによる足背動脈の血流速度、超音波測定装置Achillesによる踵骨の骨指標、Stabilo-101による重心動揺を含む。また、転倒・骨折についてのアンケート調査、食事と運動についての生活習慣調査も行った。調査期間中の転倒者は8名、骨折者は11名であった。身体的基礎データについては、4年間に大きな変化は認められなかったが、高齢者ほど身長の短縮が目立ち、加齢にともない体脂肪率が高くなる傾向がうかがえた。1.骨量については、第109回日本解剖学会(福岡2003)、第1回コメディカル形態機能学研究会(福岡2003)第16回日本看護研究学会地方会(神戸2003)で口頭発表した。良い運動習慣を維持することで骨指標を高めることができた高齢者がいる事実は、骨量減少に生活習慣の弊害が深く関与することを裏付けた。骨粗鬆症の予防対策は、後期高齢者にまで対象を広げて効果を上げるべきである。2.重心動揺と下肢筋力は骨量への影響が明らかで、これらの関係については滋賀医科大学看護学ジャーナル3巻1号(2005)に論文として発表した。重心動揺計による総軌跡長をパラメーターとしたバランス感覚の変化に注目すると、男性では閉眼時に動揺が高まる傾向が著明であり、加齢にともなう視力の低下がバランス感覚に影響することが推測された。3.下肢の足背動脈の血流速度については、第17回日本看護研究学会近畿地方会(京都2004)、第2回コメディカル形態機能学研究会(大津2004)に口頭発表した。対象者の加齢に伴う明朗な変化は認められなかった。著しく血流の流速波形が変化した数例で、動脈硬化の進行が推測され、その例では骨量の低下が認められた。【研究目的】本研究は、後期高齢者の転倒・骨折のリスク評価をする基礎データとして、種々の身体的要因を経時的に調査し、それらと日常運動量との相関を解析して、転倒予防に役立てることを目的としている。【研究方法】対象者は、地域の広報とミニコミ誌の広告欄で募集した75歳以上の高齢ポランティア(現在数:男11名、女20名)と、施設入所の同年代のボランティア(現在数:男6名、女19名)である。1回目測定の対象者数は43名、2回目は56名であった。初年度のため、予定員数は不足しているが、平成14年度は80名まで増やすように努めたい。身体的基礎データとしては身長・体重・体脂肪率やバイタルサインを調査し、身体状況評価としては重心動揺、下肢筋力、足背動脈血流、日常運動量を調査した。

右足踵骨の超音波骨指標については、測定機器の搬入に問題があり、在宅高齢者のみで試みた。この他、生活習慣や転倒・骨折に関するアンケートを試みた。研究計画の進捗状況は以下のとおりである。【研究結果】1)身体的基礎データと毎日の運動量の違いが転倒・骨折のリスク評価には重要であるが、例数が少ない上に個人差が大きいため、2回のデータについては各対象者の測定値をグラフ化して推移を観察するに留め、在宅と施設入所高齢者の間での比較は試みていない。測定回数を重ねると変化の傾向が読みとれ、比較が可能になると予想される。2)日常運動量の調査については、ライフレコーダーを6週間身につけることに拘束感を感じるボランティアもいて、在宅の4名と施設高齢者の9名しか協力を得られていない。この13名に限っては、日常運動量は平均4000歩を超え、下肢筋力も対象者の年齢別の平均値より高い値(10.3kg)を示したことから運動に対する意識が高いとみなされた。3)2回の重心動揺測定を行った在宅18名(男6名;女12名)と施設入所高齢者24名(男6名;女18名)の総軌跡長を平均値で比較すると、1回目の調査では76.6cmと68.9cmであり、2回目の調査ではともに81.Cmであった。平均値の比較は有意差がカバーされるため、データの蓄積を試み各人の値の推移に関心を払って分析をする必要がある。4)超音波による骨量測定は、在宅高齢者のみを対象に行ったが、男女とも年齢に基づく基準値より低い値を示す者が数名いた。僅かであるが、2回目の測定値が上昇した者が18名中11名いた。日常運動量が多ければ、加齢に伴い骨指標は低下するという定説を覆すことができるかどうか、高齢者の骨指標の推移に関心を払いたい。高齢者のこれらの身体的継続データが、転倒・骨折のリスク評価に活用できれば、QOLの向上に繋がるものと考える。75歳以上の在宅高齢者31名(男11名:女20名)と、同年代の施設入所者25名(男6名:女19名)の2年間の測定で以下の点を明らかにした。1.身体的基礎データ(身長・体重・体脂肪率・バイタルサイン)については、2年間に大きな変化は認められなかった。しかし、体重変化は小幅にも拘わらず、加齢にともない体脂肪率が高くなる傾向がうかがえた。2.重心動揺計による総軌跡長をパラメーターとしたバランス感覚の変化に注目すると、男性では閉眼時に総軌跡長が長くなる傾向が著明であり、加齢にともなう視力の低下がバランス感覚に影響することが推測された。女性では閉眼時の方が開眼時より安定しるため、加齢にともなう視力の悪化はバランス感覚に余り影響しないことが予想された。一方、2年間の女性の下肢筋力の低下は著明であり、男性では著明な変化は認められず、筋力と筋力の劣化においても性差は明確であった。3.超音波による骨量測定は、在宅高齢者のみを対象に行っている。骨強度指標は・年齢別の基準値より低い人が、女性は21名中13名おり、男性は11名中3名いた。ほとんどの対象者は、4回の計測で骨量は減少傾向を示していたが、測定値を著明に上昇させた高齢者が3名いた。彼らはバランス感覚・下肢筋力もともによく維持しており、アンケート調査により定期的な運動習慣を持つこともわかった。現在の定説は、加齢にともない男女の骨密度は確実に低下するといわれる。運動習慣を維持することで骨量を上昇できた高齢者がいる事実は、骨量減少に生活習慣が深く関与することを裏付けている。従って、骨粗鬆症の予防対策は、高齢者にまで対象を広げて効果を上げるべきであろう。4.高齢者に多い転倒・骨折の事故は、女性では骨強度の低下と下肢筋力の低下でリスクが高くなり、男性ではバランス感覚の悪化でリスクが高くなると予測された。
植物の細胞成長と細胞分化の基盤となる小胞輸送系の解析

AtSec22pとF20P5.18pに対応するcDNAをアラビドプシスのcDNAライブラリーを鋳型としPCR法を用いて所得すると共に,全鎖長AtBet1p cDNA 122L18T7を入手した。これらの塩基配列を確認後、可溶性ドメインとGSTとの融合タンパク質を大腸菌で生産させるためのプラスミドを構築し、GST融合タンパク質を生産した。簡単に大腸菌で大量生産可能であったAtSec22p-GST融合タンパク質から、AtSec22p部分を所得しウサギを用いて抗AtSec22p抗体を作製した。大腸菌での生産中に分解産物が生じるAtBet1pおよびF20P5.18pとGSTとの融合タンパク質は、大腸菌産物よりの数段階の精製が必要であったため調製に手間取り、現在これらに対する抗体を作成中である。アラビドプシス葉、根およびタバコ培養細胞BY-2株の抽出液中のタンパク質に対して、抗AtSec22p抗体を用いて免疫ブロッテイングを行ったところ、これらすべてにおいて、AtSec22pの大きさに相当するバンドが認められた。この抗体反応性のポリペプチドは遠心の沈澱画分に共に回収され可溶性画分には回収されなかったことから、分泌系関連の膜系に存在していると考えられた。BY-2株より調製した100,000xg沈澱画分に回収される膜系をショ糖連続密度勾配遠心で分画し、抗AtSec22p反応性20kDaポリペプチドの局在部位の検討を行い、予備的な結果ではあるがこのポリペプチドは粗面小胞体とゴルジ装置に分布する結果をを得ている。また、小胞形成実験には小胞体より輸送されるタンパク質のみならず、小胞体に止まるタンパク質もコントロールとして必要である。そこで、ゲノムプロジェクトにより見い出されたシグナルペプチド認識穎粒レセプターのホモログをコードするcDNAを始めとした、数種のマーカー候補のcDNAの単離を行っている。
キネシンスーパーファミリー蛋白1C、KIF1C、の分子遺伝学的研究

KIF1Cについては、各遺伝型について、別の方向から表現型の解析をすすめたところ、ある条件下において野生型とKIF1Cノックアウトマウスとで顕著な生存率の違いを示すことが明らかとなった。これはKIF1Cがある種の疾患等において非常に重要な機能を有していることを示しており、KIF1Cの広範な発現パターン等から類推すると正常状態においても重要な働きを担っていることが予想され今後の発展が十分に期待される。KIF5Aについては、相同組み換えをおこしたES細胞クローンを新たに得て、キメラマウスを作製した。いくつかのキメラマウスのうち、1ラインにおいて生殖細胞への分化が確認された。コンベンショナルおよびコンディショナルノックアウトマウスの作製をさらにすすめているところである。KIF19Aについては、得られたキメラマウスにおいてES細胞クローンの生殖細胞への分化が確認でき、コンベンショナルのノックアウトマウスを作製した。サザンブロッティングにより目的の変異が導入されていることを確認し、ウエスタンブロッティングによりKIF19Aの蛋白質の欠失を確認した。本研究室で得られたこれまでのデータによるとKIF19Aはマウス脳内の海馬等で重要な働きを担っていることが示唆されているが、個体レベルでの解析はまったくなされておらず、本研究課題の遂行により得られたKIF19Aノックアウトマウスを利用することにより、生きたマウス個体レベルにおいてKIF19Aの機能を明らかにできることが期待される。(1)キネシンスーパーファミリータンパク5A、KIF5Aの遺伝子に変異を有するマウスの作製については、その遺伝子に変異をおこさせたES細胞クローンをマウスの胚盤胞に注入し複数のキメラマウス系統を作製した。そのキメラマウスを野生型マウスと交配することにより、すべての細胞においてKIF5Aの遺伝子に変異を有するマウスを作製することを試みたが、これについてはまだ目的のマウスを得るには至っていない。この原因としては、ES細胞クローンの性質がよくないために、キメラマウスの生殖系列細胞に分化しずらいなどの理由が考えられる。いままでの実験結果によると、KIF5Aの遺伝子座は変異を導入するための相同組み換えが非常におこりにくいものと考えられ、それを解決するためにはターゲティングベクターの大幅な変更が必要と思われる。(2)キネシンスーパーファミリータンパク19A、KIF19Aの遺伝子に変異を有するマウスの作製については、その遺伝子座に変異を導入したES細胞のクローンを得ることができた。現在そのES細胞クローンをマウス胚盤胞に注入しキメラマウスを作製しているところである。
関節リウマチを標的とした抗原特異的新規治療戦略の開発

関節リウマチ(RA)患者の免疫細胞タイピングによりCXCR4陽性T細胞の重要性を見出した。NGSによるT細胞レパトア解析ではRAにおいてHLA-DRB1アレル陽性患者でT細胞レパトア多様性が減少しており、HLAを介したT細胞レパトアの偏りが想定された。RAでは自己抗原BiPに特異的なT細胞が増殖しており、またBiP特異的な免疫抑制はマウスモデルにおける関節炎を改善させた。BiPに対する自己免疫の原因としてMycobacteriaの相同蛋白HSP70とのmolecular mimicryが想定された。以上の検討よりRAにおけるT細胞免疫の重要性とその制御によるRA治療戦略の方向性が示された。関節リウマチ患者における自己抗原特異的CD4陽性T細胞の関与の解明および治療応用を目的として、患者末梢血・関節滑膜におけるHLA-DR4拘束性T細胞受容体のレパトア解析、抗原特異的T細胞の表現型の解析を行っている。関節リウマチにおける自己抗原であるBiPに着目し、BiP特異的CD4陽性T細胞の同定を進めた。BiP336-355エピトープ特異的T細胞によるIL-17に代表される炎症性サイトカイン産生は関節リウマチ患者で亢進していた。この反応は健常人にはみられなかった。一方、BiP456-475エピトープ特異的T細胞はIL-10依存的に炎症性サイトカイン分泌を抑制し、BiPに対する自己免疫応答がエピトープレベルでのバランス異常に起因する可能性が示唆された。またBiP456-475エピトープはマウス関節炎モデルの重症度を抑制し、制御性T細胞を誘導することを証明し、治療応用の可能性が考慮された。関節リウマチ患者における末梢血、関節T細胞受容体(TCR)レパトア解析については、MiSeqを用いたNGS解析の条件検討を行っている。2サンプルのパイロット解析では、CXCR4陰性CD4陽性細胞群におけるTCRレパトア多様性の減少および関節TCRレパトアとの類似性が示唆された。現在関節リウマチ患者より細胞収集、ライブラリ作成を行っており、数十名規模での解析を準備中である。またシングルセルレベルでのTCR解析とNGS解析を並行して2例の患者で行い、関節リウマチにおけるTCRレパトアの減少を確認した。また増殖しているクローンのシングルセルにおける遺伝子発現解析ではGZMB, TBX21, IFNGamma, CXCR4, CD5発現が亢進していることを同定し、これらの遺伝子制御による関節リウマチ治療の可能性について推察された。関節リウマチ(RA)患者における自己抗原特異的CD4陽性T細胞の病態への関与の解明、および治療への応用を目標とした研究を行っている。特に、RAにおける主要な自己抗原BiPに着目して検討を行ってきた。BiP336-355ペプチドはRA患者においてエフェクターT細胞を活性化するエピトープであり、病勢との相関、自己抗体との関連を報告している(Shoda H, et al. Arthritis Rheum. 2015)。しかし、なぜRA患者で自己反応性T細胞が出現するかは不明であった。BiPとMycobacterium(Myc)HSP70は分子相同性が高いとされており、今回MycHSP70由来のエピトープ(MycHSP70 287-306)に反応するエフェクターT細胞がRA患者で活性化していることを見出した。マウスモデルではMycHSP70免疫により、BiPへの免疫応答が惹起され、またMycHSP70 287-306を経口投与することでマウス関節炎は軽減した(Shoda H, et al. Sci Rep. 2016)。RA患者末梢血CD4陽性T細胞におけるT細胞受容体(TCR)レパトア解析については、高速シークエンサーを用いた解析によりRA患者ではナイーブT細胞、メモリーT細胞ともにクローナルな増殖がみられることがわかった。興味深いことに増殖の程度はRAの疾患活動性、Shared epitope陽性と相関しており、Shared epitopeによる抗原提示と病勢との関連が示唆された。一方で血清中サイトカイン濃度とTCRレパトアの関連は乏しく、RA患者におけるTCRレパトア構成における抗原特異的反応の重要性が示唆された。平成27年度の目標として、RAにおけるTCRレパトア解析を予定しており、解析についてはほぼ終了している状態である。一方で、dominant cloneについてはtrialにより差が大きく、特定のcloneに絞りきれない状況である。また、微生物HSP70とBiPとの分子相同性による自己免疫応答誘導についても解析は終了し原著論文発表に至っている。関節リウマチ(Rheumatoid arthritis, RA)患者における自己抗原特異的Cd4陽性T細胞の病態における関与、治療への応用について研究を行った。自己抗原BiP由来の新規エピトープ探索については、HLA-DR上に提示されるペプチド配列の予測アルゴリズムを用いることで、HLA-DRB1*0405epitopeとしてBiP6-21配列を同定した。この配列はシグナルペプチドに含まれ、疎水性に富む配列である。BiP6-21によりRA患者PBMCよりIL-10産生が強く誘導され、RAの病勢と逆相関した。このペプチド内服によるマウス関節炎モデル(collagen-induced arthritis)を用いて治療実験を行ったが、関節炎の軽減は明らかではなかった。RA患者の末梢血CD4陽性T細胞受容体(TCR)

レパトアの高速シークエンサーによる解析では、RA患者においてはHLA-DRB1*0405アレルの有無によりTCRレパトアの多様性が影響され、HLA-DRB1*0405陽性患者において有意にメモリーT細胞におけるTCRレパトアの多様性が低下していた。TCRレパトアの多様性は関節炎の活動性とも相関がみられたが、多変量解析では病勢とHLA-DRB1*0405は独立にTCRレパトア多様性の低下との関連がみられた。TCRレパトア多様性は自己抗体(RF, ACPA, anti-BiP抗体)との相関はみられなかった。また血清サイトカインとの関連ではIL-2がTCRレパトア多様性の増加と有意に相関しており、RAにおけるTCRレパトアの形成においては、抗原提示による経路とサイトカインによる経路が異なる役割を果たしている可能性が示唆された。関節リウマチ(RA)患者の免疫細胞タイピングによりCXCR4陽性T細胞の重要性を見出した。NGSによるT細胞レパトア解析ではRAにおいてHLA-DRB1アレル陽性患者でT細胞レパトア多様性が減少しており、HLAを介したT細胞レパトアの偏りが想定された。RAでは自己抗原BiPに特異的なT細胞が増殖しており、またBiP特異的な免疫抑制はマウスモデルにおける関節炎を改善させた。BiPに対する自己免疫の原因としてMycobacteriaの相同蛋白HSP70とのmolecular mimicryが想定された。以上の検討よりRAにおけるT細胞免疫の重要性とその制御によるRA治療戦略の方向性が示された。RAにおけるTCRレパトア解析については、RA治療前後での変化についてのサンプル収集、データ解析を行う予定であり、TCRレパトアに影響する因子についての考察を深めることを目的としている。BiPに関しては、疎水性の高い新たなBiP由来エピトープをスクリーニング中である。preliminaryな検討では、RA末梢血からのIL-10産生を強力に誘導することが判明しており、抑制能の検討、マウスモデルでの治療効果検討などを予定している。膠原病関節リウマチにおけるTCRレパトア解析をNGSによりhigh throughputの系で行う。CD4陽性T細胞の亜分画におけるTCRレパトア解析を数十例で行い、臨床指標との相関、治療による変化を確認することで、TCRレパトアの関節リウマチ病態における重要性を明らかとする。同時に新しい系でもあり、PCRバイアスなどの影響について把握するために、事前にクローンの頻度がわかっているサンプルを用いてTCRレパトア解析する予定である。また関節リウマチ患者におけるdominant clonesを同定し、頻度、分布を調べるとともに、その抗原特異性の解析のためレトロウイルスによるTCR遺伝子導入系を確立させる。BiPに関しては、BiP336-355特異的T細胞がなぜ関節リウマチ患者で増加するかが不明な点であった。
アンリ・ルフェーヴルにおける「スタイル」の思想：テクノクラシー批判を中心に

本年度は、アンリ・ルフェーヴルの社会分析のふたつの大きな柱である日常生活批判と都市・空間論がどのように接続されているかという点をおもな焦点としながら、とくに彼の思想における時間と空間の関係について考察した。そして、その研究成果として1編の書評執筆と3件の学会報告をおこなうことができた。第二に日常生活批判と都市・空間論の接点をめぐって、『現代世界における日常生活』のなかの「テロリスト社会」というルフェーヴル独自の概念に着目しながら、比較的早い段階における空間に関する概念の使用を確認する作業を行なった。そしてこの成果を日本社会学理論学会第13回大会(2018年9月)において発表した。第三に、都市の現実の「二重の幻想」という『空間の生産』における議論がそれ以前のマルクス読解や日常生活批判のなかのどのような萌芽的な議論と結びつくのかという点を検討し、これについてPhilosophy of the City 2018(2018年10月)において口頭発表をおこなった。第四の作業として、ルフェーヴルがマルクスの時間の捉え方を方法論としてどのように評価し、それを自身の方法に取り込もうとしていたかという点に関して考察をおこない、その成果をマルクス生誕200年記念国際シンポジウム(2018年12月)で発表した。研究計画全体のうち2年度目にあたる本年度の研究は、昨年度までの個別の概念を軸とした読解からより大きな枠組みとしての方法論の研究へと視野を広げることができた。そのなかで報告者は日常生活批判をめぐる一連の著作のなかから空間論への接続点となる「テロリスト社会」という考え方を見出すという独自の観点を導入したほか、主著とされる『空間の生産』における「二重の幻想」の議論の前史がすでに1968年以前に存在することを指摘し、現実主義に着目しながらこれを論文としてまとめはじめる段階に至っている。書評発表1点、学会発表3回を通じて得られた成果は、本研究課題の折り返し点としては十分なものであり、最終年度の研究への手応えが感じられる成果である。とりわけ南米コロンビアで開催された都市の哲学研究集会において報告者にとって初となる外国語での口頭発表にチャレンジして関心の近い海外の研究者からフィードバックを得られたことは大きな成果である。また国際シンポジウムである「マルクス生誕200年記念国際シンポジウム」に登壇し、マルクス研究者から助言を得られたことも大きな収穫であった。ただし、初年度末の時点での見通しでは、本年度の研究はルフェーヴルの方法論と科学観というふたつの課題に取り組む予定であったが、後者の課題の具体的な作業として位置づけていた『科学の方法論』や『形式論理学と弁証法論理学』の第3版への序説といった諸文献の分析に関しては最終年度に後ろ倒しにすることとなった。その理由は、前者の時間と空間をめぐる方法論についての考察が、これまであまり着目されてこなかった「現実的なもの」や「現実主義」といった重要なキーワードと結びつくことが判明し、こちらの分析を前進させることを優先したためである。しかし方法論の研究に関しては大きな進展があったため、総合的な自己評価としては「おおむね順調に進展している」といえる。最終年度には、本研究課題の集大成となる博士論文の執筆を本格的に開始する。そのための作業として、第一に本年度の研究の展開上じゅうぶんに取り組むことのできなかった「科学・技術」にかんするルフェーヴルの姿勢をとくに『日常生活批判III』における情報社会化についての議論に着目しながら検討する必要がある。また第二に、ルフェーヴル自身が晩年に自身の思想家としての位置づけをヘラクレイトスからハイデガーにいたる系譜の上に位置づけていることについても詳細な検討が必要となる。そのための作業として想定されるのは、ひとつにはコスタス・アクセロスとの影響関係の研究であり、もうひとつはハイデガー『思惟とは何の謂いか』を念頭に書かれた『思惟とは何か』の丁寧な読解作業である。これらの作業を進めつつ、同時に所属大学における博士論文執筆のための第一関門にあたる博士論文リサーチコロキアムにむけて本研究課題の成果をその連関のなかで整理しなおすことが最終年度のおおまかな研究方針となる。報告者は、フランスの哲学者・社会学者アンリ・ルフェーヴル(1901ー1991)が1960年代に提起した「サイバネティクス人」概念を出発点として、ルフェーヴル思想の社会思想史的な位置づけとその意義を再検討するために本研究を遂行している。この概念は自らのスタイルを失って画一的、効率的かつ自己抑制的にふる舞う人間を示している。本年度の研究では、この「サイバネティクス人」概念に関連した3つのテーマについて学会報告2件と2編の論文執筆を行なった。第1に「サイバネティクス人」概念の土台にもなっていると考えられる「人間の砂〔sable humain〕」概念に着目しその含意を検証した。この成果は論文「「人間の砂」にみる個人主義的な同質化ーアンリ・ルフェーヴルのニーチェ受容の一側面」としてすでに紀要『年報地域文化研究』(第21号)において発表した。第2に、都市空間論における「参加」「創造」の強調と裏腹の関係にある「受動性」の問題がサイバネティクスの語の含意として読み取れることを明らかにし、この成果を第42回社会思想史学会大会(2017年11月)において発表した。「サイバネティクス人」概念を中心とした上記3つの主題に関して、論文2編、学会報告2件の成果を発表することができた。とくに英語での成果論文発表(刊行予定)にまで研究を進めることができた点は「当初の計画以上」だといえる。

また研究経費の使用に関しても、主要な一次文献の大部分とノート型PCを揃え、研究基盤を整えるということに成功している。上記の成果によって、今年度の研究は都市空間論には限定されない独自の視点からルフェーヴル思想を読み直すための足場をある程度まで固めることに成功しているだろう。次年度以降には、この足場をさらに確実にするための地道な文献研究を続けつつ、ルフェーヴル思想の内的な連関や隔絶のみならず、同時代の他の思想家との関係などを含む、より広い思想史的な文脈に着目した研究を遂行していくことが期待できる。以上をふまえて、「(1)当初の計画以上に進展している」を自己評価とした。本年度は、アンリ・ルフェーヴルの社会分析のふたつの大きな柱である日常生活批判と都市・空間論がどのように接続されているかという点をおもな焦点としながら、とくに彼の思想における時間と空間の関係について考察した。そして、その研究成果として1編の書評執筆と3件の学会報告をおこなうことができた。第二に日常生活批判と都市・空間論の接点をめぐって、『現代世界における日常生活』のなかの「テロリスト社会」というルフェーヴル独自の概念に着目しながら、比較的早い段階における空間に関する概念の使用を確認する作業を行なった。そしてこの成果を日本社会学理論学会第13回大会(2018年9月)において発表した。第三に、都市の現実の「二重の幻想」という『空間の生産』における議論がそれ以前のマルクス読解や日常生活批判のなかのどのような萌芽的な議論と結びつくのかという点を検討し、これについてPhilosophy of the City 2018(2018年10月)において口頭発表をおこなった。第四の作業として、ルフェーヴルがマルクスの時間の捉え方を方法論としてどのように評価し、それを自身の方法に取り込もうとしていたかという点に関して考察をおこない、その成果をマルクス生誕200年記念国際シンポジウム(2018年12月)で発表した。研究計画全体のうち2年度目にあたる本年度の研究は、昨年度までの個別の概念を軸とした読解からより大きな枠組みとしての方法論の研究へと視野を広げることができた。そのなかで報告者は日常生活批判をめぐる一連の著作のなかから空間論への接続点となる「テロリスト社会」という考え方を見出すという独自の観点を導入したほか、主著とされる『空間の生産』における「二重の幻想」の議論の前史がすでに1968年以前に存在することを指摘し、現実主義に着目しながらこれを論文としてまとめはじめる段階に至っている。書評発表1点、学会発表3回を通じて得られた成果は、本研究課題の折り返し点としては十分なものであり、最終年度の研究への手応えが感じられる成果である。とりわけ南米コロンビアで開催された都市の哲学研究集会において報告者にとって初となる外国語での口頭発表にチャレンジして関心の近い海外の研究者からフィードバックを得られたことは大きな成果である。また国際シンポジウムである「マルクス生誕200年記念国際シンポジウム」に登壇し、マルクス研究者から助言を得られたことも大きな収穫であった。
教育課題校の生徒の歴史的思考力の育成を目指す世界史Aの授業ミニマムの開発

筆者は、本研究課題において、教育課題校に学ぶ生徒にとって意味を見出せる地理歴史科授業の在り方を探究すべく、以下の実践的・理論的・歴史的研究を実施した。まず、教育課題校における臨床的研究を実施した。本務校(定時制課程専門学科)および兼務校(中高一貫教育校)の協力を得て、自らの授業のビデオ撮影を行い、その分析を通じて生徒の学習活動を臨床的に分析することに努めた。とくに本務校の生徒の授業の分析については、「横浜開港後の『浜街道』から俯瞰する19世紀後半の『世界』の叙述-教育課題校における地理歴史統合的授業の実践例-」(『中等社会科教育研究』第32号)として発表することができた。また東京都教育庁中高一貫教育校教科指導計画・教材集作成委員会の委員を委嘱されたこともあり、兼務校と本務校の授業を比較し、ミニマムの差異を報告書等に盛り込むことができた。次いで、新課程版教科書の記述内容調査を開始することができた。その成果としては、「生徒の歴史的思考力の育成を目指す単元『世界史へのいざない』の授業構想一教育課題校における授業ミニマムの策定に関する考察-」(『都歴研紀要』第49号)として発表することができた。今後は小・中学校から高等学校まで全ての歴史関係の記述内容について検討していく課題が残る。さらに、本研究課題に取り組む過程において、従来の社会科教育学において定義がまちまちであった「歴史的思考力」という鍵概念の調査の必要性を痛感した。過去の論者や実践者が「歴史的思考力」という概念をどのように取り扱ったかということの研究端緒として「『東京都社会科教育課程』(1955年3月)の成立に関する考察-中学校の部『歴史的内容を主とするもの』の分析を中心に」(『歴史教育史研究』第11号)として発表した。今後は、過去の社会科教育学関係の論考を本格的に調査・分析し、「歴史的思考力」概念の定式化に当たりたいと考えている。
経済地理的側面を取り入れたマクロ経済成長モデルと,社会資本の最適規模・配分の分析

昨年度までに(研究計画12年目),経済成長モデルに経済地理モデルの側面を取り入れた理論的な枠組みを構築し,都市化が進展していく経済における,望ましい公共投資のあり方について考察した.そして,現実の公共投資の規模や配分が,望ましい水準から,どの方向に,どの程度乖離しているのかについて,定量的に把握することを試みた.今年度(研究計画3年目,最終年度)は,公共投資が最適な規模や配分から乖離する原因について,現実の財政制度がもつ誘因に留意しながら,ゲーム理論の分析方法を用いて分析を深めた.具体的に分析対象とした財政制度は,中央政府と地方政府の関係や,政府部門と公営企業の関係などである.地方政府が,自らの地域内の居住者の便益のみを考えて公共投資を行う場合,経済全体にとって都市化が望ましい場合でも,都市化を実現するに十分な規模の公共投資が行われない可能性があること,仮に都市化が実現するだけの公共投資が行われたとしても,その水準は,最適なそれと比較して,都市部では過少,地方部では過大となることを明らかにしてきたが,今年度は,(1)地方部と都市部の公共投資の水準は,それぞれある一意の水準には決まらない場合があり,そうした場合,地方部が行い得る公共投資水準は,都市部のそれと比して,非常に大きな分散を持ち,平均的にみて高くある傾向があることを明らかにした.また,(2)中央政府から地方政府への補助を考慮に入れた場合,そうした傾向がより強められることが明らかとなった.マクロ経済成長モデルに新しい都市・地域経済モデルの成果を取り入れ,公共投資の規模や地域間配分を評価するための理論的枠組みの構築を試みた.特に,どの地域に都市化が進むのかといった都市化のパターン,および,どの程度まで都市化が進むのかといった都市化の程度が,それぞれどのように決定されるのか,そして,どのような都市化のパターンや都市化の程度が望ましいのかについて,より厳密な分析を試みた.いずれの地域が都市となるについては,ある地域にどの程度まで都市化が進展しているかという歴史的要因だけでなく,家計の選好が集積のメリットが大きい産業のアウトプットに対して大きい半面,家計が混雑をそれほど気に留めないような場合には,都市化のパターンについての将来期待にも依存することを明らかにした.また,技術的外部効果が地域を越えて波及するような場合ほど,将来期待が都市化のパターンの決定に重要となることが示された.また,輸送インフラ全体の規模と地域間配分も,都市化のパターンと都市化の程度に影響を及ぼす.都市化の初期の段階で,輸送インフラを急速に整備させたり,面積の狭い方の地域にインフラ配分の重点を置いたりすると,面積の狭い方の地域において都市化が進むこと,そうした都市化のパターンが定着してしまうと,さらなるインフラ整備は,成長率の低下を招くことが示された.以上から,輸送インフラは,はじめのうちは,面積の広い方の地域に重点を置いて整備し,そこで都市化が定着してくると,配分の重点を都市に残しつつも,地方のインフラも充実させ,経済全体で見たインフラ水準を充実したものにしていくのが望ましいことが分かった.今年度までに,経済成長モデルに経済地理モデルの側面を取り入れた理論的な枠組みのもと,時間を通じて,人口や産業がどのように集積していき,それに伴って,経済成長率はどのように変化していくのかについて分析を行った.そして,都市化が進展していく経済における,望ましい公共投資の規模や地域間配分のあり方について,いくつかの政策基準を提示した.これを受けて,今年度は,以下の2つの点について研究を行った.まず,現実の財政制度の枠組みで決まってくる公共投資の規模および地域間配分が,望ましい水準と一致するのかについて検討を行った.地方政府が,自分の地域内の居住者の便益のみを考えて,公共投資を行う場合,経済全体にとって,都市化が望ましい場合でも,都市化を実現するに十分な規模の公共投資が行われない可能性があることが明らかにされた.また,都市化が実現するだけの公共投資が行われたとしても,その水準は,最適なそれと比較して,都市部では過少,地方部では過大となり,最適な水準から乖離することが明らかとなった.また,昨年度に構築した理論的枠組みを発展させ,互いに異質な地理的背景を持つ多数の地域から成るモデルの構築を試みた.数値計算により,望ましい公共投資の規模や配分について検証を行った.これにより,わが国においては,公共投資は都市部では過少,地方部では過大である可能性が示されたが,さらに正確なデータを用いて分析を深めていくことは,課題として残っている.昨年度までに(研究計画12年目),経済成長モデルに経済地理モデルの側面を取り入れた理論的な枠組みを構築し,都市化が進展していく経済における,望ましい公共投資のあり方について考察した.そして,現実の公共投資の規模や配分が,望ましい水準から,どの方向に,どの程度乖離しているのかについて,定量的に把握することを試みた.今年度(研究計画3年目,最終年度)は,公共投資が最適な規模や配分から乖離する原因について,現実の財政制度がもつ誘因に留意しながら,ゲーム理論の分析方法を用いて分析を深めた.具体的に分析対象とした財政制度は,中央政府と地方政府の関係や,政府部門と公営企業の関係などである.

地方政府が,自らの地域内の居住者の便益のみを考えて公共投資を行う場合,経済全体にとって都市化が望ましい場合でも,都市化を実現するに十分な規模の公共投資が行われない可能性があること,仮に都市化が実現するだけの公共投資が行われたとしても,その水準は,最適なそれと比較して,都市部では過少,地方部では過大となることを明らかにしてきたが,今年度は,(1)地方部と都市部の公共投資の水準は,それぞれある一意の水準には決まらない場合があり,そうした場合,地方部が行い得る公共投資水準は,都市部のそれと比して,非常に大きな分散を持ち,平均的にみて高くある傾向があることを明らかにした.また,(2)中央政府から地方政府への補助を考慮に入れた場合,そうした傾向がより強められることが明らかとなった.
偽造が証明可能なディジタル署名方式に関する研究

ディジタルデータの正当性を保証するディジタル署名技術が急速に普及しつつある.本研究の目的は,ディジタル署名が偽造された場合,正規の署名者がそれが偽造されたものであることを証明できる機能をもつ実用的なディジタル署名方式を考案することである.平成15年度では,偽造が証明可能なディジタル署名方式を一般的な仮定の下で構成する方法について研究を行った.その結果,衝突を制御できるハッシュ関数(衝突制御型ハッシュ関数)の概念を提案し,その具体的な構成法を発見した.衝突制御型ハッシュ関数とは,n個の入力の値に対しては同じ出力値を得ることが容易だが,n+1個の入力の値に対しては同じ出力値を得ることが難しいような関数である.衝突制御型ハッシュ関数を用いると,任意の衝突困難な一方向性ハッシュ関数を用いて,偽造が証明可能なディジタル署名方式を構成できる.この衝突制御型ハッシュ関数は,本研究だけでなく,さまざまなアプリケーションに利用できるものであり,今後さらに研究を進める予定である.平成15年度の後半は,衝突制御型ハッシュ関数の実装を行った.計算機シミュレーションによりn=2の衝突制御型ハッシュ関数は高速に計算可能であることが確認された.n≦5ならば,LLLアルゴリズムを用いて実用的な時間内で計算可能であるが,nが大きくなると,実用的な時間内で計算することが難しいことが判明した.ディジタルデータの正当性を保証するディジタル署名技術が急速に普及しつつある。本研究の目的は,ディジタル署名が偽造された場合,正規の署名者がそれが偽造されたものであることを証明できる機能をもつ実用的なディジタル署名方式を考案することである.安全性の検討:2000年末に提案した方式の安全性を詳細に検討した結果,正規の署名者が偽造を証明できない場合があることが判明した.方式の改良:2000年末に提案した方式を改良し,以下の二つの用途に適した方式を考案した.いずれも偽造が証明可能な方式である.(a)ディジタルデータの公開時期がそのディジタル署名の作成時期より後の場合に有効なディジタル署名方式を提案した.これは,官庁や企業の情報公開用のディジタル署名に適している.このディジタル署名方式の特徴は,ディジタル署名の作成時期にディジタルデータを明かさずにそのディジタル署名の一部だけを公開することである.(b)有向木の構造をもつディジタルデータに適したディジタル署名方式を提案した.有向木の構造をもつデータの例としては,ネットワーク構成を表すデータや会社の組織構成を表すデータがある.このディジタル署名方式の特徴は,部分木の署名を署名保有者が作成できることである.これにより,安全性を損なうことなく,署名者の負担を軽減することができる.今後の課題.上記のように,特定の用途に適した偽造が証明可能なディジタル署名方式を考案した.しかし,ディジタル署名のデータ量が多いので,改善する必要がある.そのためには,要素技術として,ハッシュ関数,共通鍵暗号,新しい一方向性関数に関する研究を進める必要がある.ディジタルデータの正当性を保証するディジタル署名技術が急速に普及しつつある.本研究の目的は,ディジタル署名が偽造された場合,正規の署名者がそれが偽造されたものであることを証明できる機能をもつ実用的なディジタル署名方式を考案することである.平成15年度では,偽造が証明可能なディジタル署名方式を一般的な仮定の下で構成する方法について研究を行った.その結果,衝突を制御できるハッシュ関数(衝突制御型ハッシュ関数)の概念を提案し,その具体的な構成法を発見した.衝突制御型ハッシュ関数とは,n個の入力の値に対しては同じ出力値を得ることが容易だが,n+1個の入力の値に対しては同じ出力値を得ることが難しいような関数である.衝突制御型ハッシュ関数を用いると,任意の衝突困難な一方向性ハッシュ関数を用いて,偽造が証明可能なディジタル署名方式を構成できる.この衝突制御型ハッシュ関数は,本研究だけでなく,さまざまなアプリケーションに利用できるものであり,今後さらに研究を進める予定である.平成15年度の後半は,衝突制御型ハッシュ関数の実装を行った.計算機シミュレーションによりn=2の衝突制御型ハッシュ関数は高速に計算可能であることが確認された.n≦5ならば,LLLアルゴリズムを用いて実用的な時間内で計算可能であるが,nが大きくなると,実用的な時間内で計算することが難しいことが判明した.
IP_3受容体の細胞内Ca^<2+>制御機構及び情報伝達、発生・分化におけるその役割

イノシトール1,4,5三リン酸受容体タイプI(IP_3R1)の中枢神経系における形態及び行動様式に果たす役割を明らかにする目的で、標的遺伝子組み換え法によりIP_3R1ノックアウトマウス(IP_3R1-/-)を作製した。中枢神経系の形態学的検討をへマトキシリン・エオジン染色法により行った。更にIP_3Rについては各タイプ別(タイプ1,2,3)に海馬でウエスタンブロットを行った。また、^3H-IP_3を用いたin-vitroオートラジオグラフ法と発育過程における行動解析を行った。IP_3R1-/-ではIP_3R1抗体を用いた免疫組識反応では染色されず、IP_3R1の発現は、脳内で完全に抑制されていた。しかし、IP_3R1-/-においてヘマトキシリン・エオジン染色による形態学的検討ではIP_3R1+/+との間に有意な差異を認めなかった。IP_3特異的結合量はIP_3R1+/+と比較してIP_3R1-/-で脳内全体で有意に低下していた。しかし、海馬CA1の結合量低下は他の領域と比較して軽度であった。IP_3R1-/-では生後9日目より失調性歩行を示し、15日目には全身にてんかん重積発作が出現した。また、時に後弓反張様姿位を認め、脳波では典型的なてんかん様波型を示し、生後25日目位で全例死亡した。IP_3R1欠損により失調症状及びてんかん症状を認めた機序について、今後更なる検討が必要であるが、以上の結果より、IP_3R1は脳の機能維持に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。イノシトール三リン酸受容体(IP_3R)は四量体として存在し、イノシトール三リン酸が結合することにより細胞内Ca^<2+>貯蔵部位からCa^<2+>を放出する細胞内レタプターチャンネルである。IP_3Rには少なくとも3つのタイプ(タイプ1、タイプ2、タイプ3)が存在することが示されており、タイプ間にチャネル機能の差異があることが示唆されている。我々はこの3つのタイプのC末端部位を特異的に認識するモノクローナル抗体を作成した。これらの抗体でimmunoblottingを行うと、CHO-K1細胞には3つのIP_3Rが発現しているとがわかった。CHO-K1細胞に存在するIP_3Rが各々のタイプからなるホモ四量体のみなのか、異なるタイプで形成されるヘテロ四量体なのかを知るために、各々の抗体で免疫沈降を行った。その結果、各IP_3Rタイプが会合していることが示され、IP_3RはCHO-K1細胞内でヘテロ四量体を形成していることが証明された。また、cDNAから同時に発現させたタイプ1とタイプ3もヘテロ四量体をつくることが確認された。ヘテロ四量体は肝臓においても検出された。当研究により、IP_3Rはホモおよびヘテロ四量体をつくることにより、チャンネル活性の多様性を増大していると考えられる。中枢神経系の形態学的検討をヘマトキシリン・エオジン染色性により行った。

IP_3R1-/-ではIP_3R1抗体を用いた免疫組織反応では染色されず、IP_3R1の発現は、脳内で完全に抑制されていた。しかし、IP_3R1-/-においてヘマトキシリン・エオジン染色による形態学的検討ではIP_3R1+/+との間に有意な差異を認めなかった。IP_3特異的結合量はIP_3R1+/+と比較してIP_3R1-/-で脳内全体で有意に低下していた。しかし、海馬CA1の結合量低下は他の領域と比較して軽度であった。IP_3R1-/-では生後9日目より失調性歩行を示し、15日目には全身にてんかん重積発作が出現した。また、時に後弓反張様姿位を認め、脳波では典型的なてんかん様波型を示し、生後25日目位で全例死亡した。IP_3R1欠損により失調症状及びてんかん症状を認めた機序について、今後更なる検討が必要であるが、以上の結果より、IP_3R1は脳の機能維持に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。
銀河系中心部の磁気浮上ループの研究

銀河系中心部の磁気浮上ループ1、2に対して、NANTEN2望遠鏡、ASTE望遠鏡を用いてCOの高励起輝線の観測を実施した。ループに付随する分子雲の温度・密度・運動状態を明らかにし、銀河系中心部の中性分子ガスの高温・高速度分散の起源の1つであることを示唆した。また大規模なループ探査を実施し、13個の分子雲ループ候補を同定した。さらに大規模な数値シミュレーションにより、ループ形成の過程、及びその性質、分布を明らかにした。今年度は、ふたつの磁気ループの発見を受けて、銀河系中心部磁気浮上ループの観測結果の解析を継続するとともに、磁気流体力学数値計算によって理論的なモデル作りを進展させた。主な成果を以下にまとめる。1)新たにループ3を発見した。これは、ループ1、2同様に負の銀経に存在するが、視線速度は正であり、ループ1、2の負速度と異なる。このループは内部にも分子ガスが存在し、ループのフットポイントも両端に同定されている。その分布の特徴から、浮上途上の比較的年齢の若いループであると示唆した。2)ループ1、2の「なんてん」による観測結果を詳細に解析し、新たに、両ループにヘリカル構造が見られること、ジェット状成分が見られること等を見いだした(Torii et al. 2009, in preparation)。また、ふたつのループの共通のフットポイントについてMopra 22m鏡、ASTE 10m鏡、NANTEN24m鏡を用いたミリ波サブミリ波観測を実施し、結果を放射輸送計算と比較して密度温度を推定した。3)銀河円盤全体を計算領域に含む大局的な3次元磁気流体数値実験を行った結果、銀河ガス円盤表面には、約180個の磁気ループ構造が形成される事、ループ形成位置には片寄りがある事などが判った。銀河ガス円盤の多温度層構造を取り入れた局所的な数値計算では、低温ガス層で形成された磁気ループが高温層では、観測される大きさまで膨張する事、低温ガス層の高密度ガスが浮上ループトップに持ち上げられる事等を明かにした。4)局所的な磁気ループの数値計算を精密化し、ループの発生過程を解明した。特に、浮上初期には小型のループが多数形成され、浮上とともに融合して観測されたものと同程度に発展することが確認され、観測結果の解釈に多くの示唆を与えた。本年度は、ループ1、2の詳細解析、新たなループ(ループ3)の同定といった観測的研究に加え、数値計算が進んだ。ワークショップ、コロキウムなどを開催してループの物理状態及び形成機構についての議論を行い、理解を深めた。(1)ループ1、2について、なんてん望遠鏡によって得られたループ全体の詳細解析および原子ガスやダストとの比較を行い、距離、質量、速度構造、さらにエネルギーを導出した。また、Mopra, ASTE, NANTEN2望遠鏡を用いた多輝線観測データから、ループの根元の詳細なガスの分布が明らかになり、空間的にも速度的にもU字構造を描くことがわかった。このU字構造は、2本のループから落下するガスが交差する様子をとらえていると解釈することができる。さらに高励起輝線の検出から、最も高温ガスがU字構造上に位置していることが示された。加熱源としては、磁気リコネクション、もしくは落下したガスが跳ね返り上昇流となる際の衝撃波が考えられる。(2)なんてんによる分子ガスと原子ガスの詳細解析から、第3のループを同定した。本ループは、ループ1、2よりも、ループの内側に分子ガスが多く存在しており、若い進化段階にあると考えられる。(3)磁気流体力学を用いた3次元数値計算から、銀河系中心部の半径およそ1kpc以内において、磁気浮上ループは普遍的に存在しうること、典型的な長さ及び高さはそれぞれ1kpcと200pc程度であることが明らかになった。また視線方向上の速度はループに沿って線形に変化し、根元では速度分散が大きくなることが示され、観測結果は、数値計算の結果とよく一致し、分子ガスループ状構造が、磁気浮上モデルで説明できることがより強力に示された。銀河系中心部の磁気浮上ループに対する詳細な研究を引き続き行なった。ループ1および2全体についてCO分子の2つの回転輝線(J=2-1および3-2)の解析を行なった。これら2つのスペクトルは各々励起状態が異なり、両者の比が密度および温度によって変動する。この性質を利用し、ループ内の密度及び温度を導くことができる。この解析によって、磁気浮上ループの全体に渡り、分子ガスの温度が30Kを超える高いものであることが明らかになった。また分子ガスが落下して形成されるフットポイント以外の場所でも、空間的に広く励起状態の高いガスが存在することが明らかになった。このことは、ループの磁気浮上が毎秒30km以上の超音速で運動するために、ループの全面に渡って衝撃波面が形成され、高い励起状態が生じていることを示す。また、ループ2の上部には、ループに対して垂直な方向に伸びた複数の突起が存在することが明らかになった。

この突起は浮上運動に伴うレイリーテイラー不安定性によって生じた可能性が考えられる。さらにループ1、2および3のフットポイントの形状と速度分布の特徴的なパターンを解析することによって、U字型またはL字型の分布が共通して見られることを見いだし、簡単化したループのモデルを用いて、これらのパターンが統一的に説明できることを示した。この理解は、今後他のループの特定において活用ができるものと予想される。以上の成果は、磁気浮上ループの観測的な特徴を統一的に理解する上で重要な前進と位置づけられる。
初期宇宙におけるドメインウォールの崩壊による重力波放出についての研究

本年度は昨年度の研究の成果をもとに、具体的な素粒子模型に基づく初期宇宙のシナリオとしてアクシオン模型におけるドメインウォール問題に着目し、模型に対する観測的制限等を議論した。昨年度の研究では、アクシオン模型において宇宙初期に形成されるドメインウォールが長寿命であった場合、ドメインウォールから放出される重力波シグナルは将来の実験で観測可能な程度の強いものとなり得る事を示したが、この研究では重力波スペクトルの詳細な形は計算しておらず、またウォールから放出されるアクシオン暗黒物質の残存量の評価に不定性が残っていた。そこで本年度は昨年度に開発した重力波スペクトルの計算手法およびアクシオンのスペクトルの計算手法を組み合わせ、長寿命のドメインウォールから放出される重力波およびアクシオン暗黒物質の残存量を数値シミュレーションによって詳細に評価した。計算結果と様々な観測的制限を照合すると、一般にドメインウォールが長寿命になるようなアクシオン模型ではアクシオン暗黒物質が生成されすぎてしまい、パラメターの不自然な微調整をしない限り宇宙論的に棄却されてしまうことが明らかになった。一方、ドメインウォールが長寿命とならないようなシナリオではアクシオンは宇宙の暗黒物質の良い候補となり得る。近年、このようなアクシオンは現在の宇宙で熱化してボース=アインシュタイン凝縮を起こしており、様々な宇宙論的観測量に影響を及ぼすことが指摘されている。そこで、凝縮したアクシオンの時間発展を記述する計算手法を提案し、宇宙におけるアクシオン暗黒物質の熱化率を求めた。解析結果をもとに、宇宙初期においてアクシオンの自己相互作用が無視できなくなり、熱化が急速に進み得ることを示した。また、アクシオンと他の物質とは熱的接触を持たず、アクシオンの熱化は少なくとも観測される標準宇宙論パラメターには影響を及ぼさない事を示した。本年度はドメインウォールの生成を導く単純な模型で放出される重力波スペクトルと、アクシオン模型において存在が予言されるドメインウォールの性質を調べた。まず、素粒子模型を考慮しない単純なトイモデルにおいて、放出される重力波がどのような形になるのか詳しく調べた。特に、重力波スペクトルを数値計算から直接求めるのではなく半解析的に計算する新たな手法を導入し、それに基づいて重力波スペクトルを再評価した。この方法により、将来の重力波観測に対するより正確な予言を行うことができることを示した。また、具体的な素粒子模型としてアクシオン模型を考えた場合にドメインウォールの存在が模型に対してどのような制限を与え得るかという点について研究を進めた。アクシオン模型が正しかった場合、ドメインウォールが安定に存在し続けると現在の宇宙観測と矛盾することに着目し、ドメインウォールが不安定で進化の途中に崩壊するようなシナリオを調査した。数値シミュレーションの結果、あるパラメター領域では実際にドメインウォールの崩壊が起こることを確認し、その結果を用いてウォールの寿命の情報と他の観測的帰結からアクシオン模型のパラメター領域がどの程度制限されるかを詞べた。また、ウォールが崩壊する過程でウォールの持っていたエネルギーはアクシオン粒子および重力波として放出される。このうちアクシオンは現在の宇宙における暗黒物質に寄与するが、どの程度の量のアクシオンが放出されるかは詳しく知られていなかった。そこで数値シミュレーションの結果から放出されるアクシオンのスペクトルを正確に評価し、最終的なアクシオン暗黒物質残存量を求めた。この結果、崩壊の過程で大量のアクシオンが放出され得ることが明らかになり、模型のパラメターに対して従来の見積りより厳しい制限が与えられることを示した。当初の計画ではドメインウォールから放出される重力波について調べるのみにとどめていたが、アクシオン模型に応用した際、放出されるアクシオン暗黒物質の量も重力波と合わせて重要な制限を与えることが明らかになり、さらにそのような模型において放出される重力波およびアクシオンのエネルギースペクトルを計算する複雑なシミュレーション・コードを本年度中に開発し、計算を遂行することができたため。

本年度の研究により、アクシオン模型において予言されるドメインウォールの数値シミュレーション、および放出される重力波とアクシオンのスペクトルの計算が可能となったが、放出される重力波の性質が十分に理解されたとは言い難い状況である。そこで今後はアクシオン模型において予言されるドメインウォールから放出された重力波の周波数や強度が模型のパラメターにどのように依存するのか、またドメインウォールの生成を導く単純なトイモデルで計算された重力波のスペクトルと比較してどのような違いがあるのかという点について詳しく調べていく予定である。