hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マーシャル経済学の展開とその継承－レイトンとボウレイを中心として－

そのため研究論文の作成や学会発表としては,マーシャルの方法論の方に重きを置いた関係で,彼の関係とレイトンやボウレイの方法論については上記の論文を今後まとめるという課題を残してる。本研究は,アルフレッド・マーシャル(Alfred Marshall, 1842-1924)の経済学の展開とその継承を考察するため,彼の教え子であるアーサー・レオン・ボウレイ(Arthur Lyon Bowley, 1869-1957)とウォルター・レイトン(Walter T. Layton, 1884-1966)との継承関係ならびにマーシャルの経済学方法論の分析を行うものである。ボウレイの資料調査に関しては,関西学院大学の図書館が購入したボウレイ親子のコレクションが平成29年に整理・公開されたので,その調査も行った。現在,その関西学院大学の資料調査をさらに進め,ロンドン大学の資料を基に,文献目録を作成していく予定である。経済学方法論の研究に関しては順調に進んでいる。しかし,研究過程においてさらなる調査が必要となった。ボウレイとレイトンに関しては,平成27年にロンドン大学(LSE)のボウレイ文書の調査とブリティッシュ・ライブラリーでの関係資料の調査を行い,上記の方法論の研究を行ってきた。ボウレイの文書に関しては,それらの資料を基にボウレイの著述目録の準備を進める予定であった。関西学院大学がボウレイ親子のコレクションを購入し,その整理が平成29年秋に終わり公開された。すぐに図書館に連絡をとり,資料の方を見せていただいた。基礎調査の結果,関西学院大学のコレクションは書籍を中心に集められたものであり,重要性が高いことがわかった。また親子のコレクションであるので,どちらのものであるのかの判別も必要である。文献目録作成のためには,さらに時間をかけて調査・研究が必要である。そのため,研究の進捗状況はやや遅れているとし,1年延長して調査を行う。本研究は,アルフレッド・マーシャル(Alfred Marshall, 1842-1924)の経済学の展開とその継承を考察するため,彼の教え子であるアーサー・レオン・ボウレイ(Arthur Lyon Bowley, 1869-1966)とウォルター・レイトン(Walter T. Layton, 1884-1966)との継承関係ならびにマーシャルの経済学方法論の分析を行うものである。平成30年度はこれまでの研究の最終年度として,レイトンとボウレイの著作目録を作成した。今後,学会においてこれらの資料の紹介と論文の作成を行っていく。レイトンの著作目録は存在せず,ボウレイの著作目録は1957年に.G.D.Allen & R.F.Georgeが作成したが,すべてを網羅していない。ボウレイの資料に関しては,関西学院大学が購入したボウレイ親子のコレクションが平成29年に整理公開したのですぐに調査を行った。その結果,さらなる調査研究が必要であることが判明したので,研究期間1年間延長し平成30年度も継続して調査研究を行った。
母語と外国語のプロソディ（＝言語の音楽的要素）の脳内処理と外国語教育への応用

29年度が最終年度であるため、記入しない。
正倉院文書データベースへの共通メタデータ付加による、古代史料の特質の解明

平成18年度末に完成した正倉院文書データベースをもととして、メタデータのさまざまな可能性について検討を加えた。正倉院文書データベースは、史料構造に特化したメタデータを付与している。そのため、史料の構造を表現することには向いているが、他の関連データベースとの関係には向いていない。そこで、その可能性について探ったのが、本研究の目的であった。19年度は、日本史に関わるデータベースのメタデータについて、事例検討と、実際のデータベース化に関するモデル化を行った。特に、今までに用いられてきた共通メタデータ(EAD)の使用例と、実際の史料への実用化の検討、異なるタイプの史料(写真など)でのメタデータのありようなどを検討した。EADの使用例については、特に近代の行政関係史料を中心にメタデータの付加について検討を行った。近代史料においては、実際に先行事例があり、かつ、複雑な構造をもつ史料であるという好例であったため、とりあげ、検討した。実際には、史料群としての認識は可能であるものの、複雑な史料構造を、効果的にメタデータ上で表現するためには、なお課題が多いことが判明した。また、写真に関しても、少ないながら、先行事例は存在する。しかし、そのデータ項目について、ほとんど、まとまったものがないのが現状である。そのため、近代古写真を対象とし、写真史料学の研究者に助言を得つつ、データベースの作成に取り掛かった。この事例は史料自体の性質としては遠いものの、未知の課題について、メタデータを付す際の、問題点の洗い出しには効果的であった。また、秋には海外での研究発表を開催し、関連研究者との討論を行った。本課題は、いったん途上で、終了することとなるが、引き続き同様の研究を模索するものである。
自律神経系活動にみられるストレス回復性の指標化とレジリエンスとの関係

レジリエンスとは,ストレスからの回復性に関する概念である。本研究は,レジリエンスが対処の柔軟性や自律神経系反応に及ぼす影響を検討した。主な知見は,以下の通りである。(1)資質的レジリエンスが低くても獲得的レジリエンスが高いと,主観的ストレスの回復に有効である。(2)計算課題やスピーチ課題後の自律神経系活動の回復に,レジリエンスの効果は認められない。(3)認知的評価による対処は気そらしよりも,スピーチ後の自律神経系活動の回復を促進する。自律神経活動における回復にレジリエンスの効果が認められなかったのは,ストレス負荷の低さや急性ストレスを対象としたことによる影響だと考えられる。レジリエンスは脆弱性に相対する概念として,ストレスからの回復に着目した概念として提唱された。私たちの生活においてストレスを感じないことはない。そのため,ストレスからいかに早く回復するかが,健康を維持する上でも重要な課題となっている。本研究はストレスからの回復過程に着目し,自律神経系反応の回復パターンの分類とそれを規定する要因を明らかにすることを目的とした。平成25年度は,調査研究と実験研究の2つを行った。(1)レジリエンスが対処方略採用と精神的健康に及ぼす調査研究:大学生163名を対象に,二次元レジリエンス尺度(資質的要因・獲得的要因),大学生用適応感尺度,日本版精神健康調査,TAC-24を実施した。対処方略については,制御可能性高・低のシナリオを呈示し,それに対する対処採用から,対処の柔軟性を算出した。その結果,レジリエンスの資質・獲得的要因はともに適応感を高め,特に資質的要因は精神的健康を高めることがわかった。レジリエンスは対処の柔軟性を高めることから,適応に結びつくと考えられる。また,レジリエンスの資質的要因が低くても,獲得的要因が高く対処が柔軟である場合には,適応感が高くなることから,対処スキルの獲得が適応に促進的に機能することが示された。(2)レジリエンスがストレスからの自律神経系指標の回復に及ぼす実験研究:スピーチ場面を設定し,レジリエンスと認知的対処(気そらし・再評価)がスピーチ後のストレス回復に及ぼす影響を検討した。その結果,主観的な感情体験である活動的快・非活動的快は,回復期においてレジリエンスによる違いは認められなかった。血圧やSCLにおいて,レジリエンスによる回復効果は認められなかったが,再評価方略が気そらし方略よりも回復性が高いことが示された。スピーチという自我脅威状況において,レジリエンスは自律神経系指標の回復性を促進することが確認できなかった。レジリエンスは脆弱性と共にストレスを規定する概念として提唱され,ストレスからの回復性を指し,適応性に関連する。本研究はストレスからの回復過程に着目し,レジリエンスがストレス反応に及ぼす影響を検討した。平成26年度は,以下の2研究を行った。1.レジリエンスが対処方略採用に及ぼす検討:対人関係場面(アルバイト場面・対友人場面)を場面想定法により設定し,その状況において採用する対処方略や対人満足に及ぼすレジリエンス(資質型・獲得型)の影響を検討した。(1)アルバイト場面において,獲得型高群は問題解決型対処をしやすく,資質型低・獲得型高群は回避型対処をしやすい。(2)対友人場面において,獲得型高群は問題解決型対処をしやすい。(3)獲得型高群は対人満足感が高い。以上の結果から,課題解決場面同様,対人関係場面においても獲得型レジリエンスが高いと問題解決型対処を採用しやすく,対人満足感も高いことから,適応的であることが分かった。2.レジリエンスが課題ストレスからの自律神経系指標の回復に及ぼす検討:計算課題終了後90秒間の心拍数(HR),抹消血流量,呼吸数の回復に及ぼすレジリエンスの影響を検討した。(1)抹消血流量は,獲得型低群において課題後に増加することが示された。ベースラインからの変化量では差が認められないことから,獲得型低群は計算課題による交感神経系活動が促進されたために,見かけ上回復量が大きくなったことが分かった。(2)HRや呼吸数において,群間に回復量や変化パターンに違いは認められなかった。計算課題による自律神経系活動の賦活が十分でなかったために,回復性に違いが認められなかったと考えられる。臨床心理学研究計画では,平成25年度に1レジリエンスが精神的健康に及ぼす影響を検討する調査研究と,2ストレス事態の違いにおける自律神経系活動の回復とレジリエンスの関係を検討する実験研究を行うことを予定していた。1の調査研究は実施できたが,2の実験研究の代わりに,平成26年度に計画をしていた3自我脅威自体における自律神経系活動の回復とレジリエンスの関係についての実験研究を行った。

自我脅威事態としてスピーチ課題を行い,回復期に行う対処方略との関連を検討した。平成26年度に,当初計画していた2のストレス事態の違い(能動的対処事態と受動的対処事態)とレジリエンスとの関係についての検討を行う。平成25年度は,ベース時を基準とした回復率を求めて,レジリエンスが自律神経系指標の回復に及ぼす検討を行った。回復率は,レジリエンスの指標として用いられているものの,回復のパターンを検討できているわけではない。そこで平成26年度は,これまでのデータと新たに行う実験データの双方を用いて,時系列変化パターンを対象として,回復過程の分析を行うこととする。平成26年度は,当初平成25年度に実施する予定であった「自律神経系活動の回復パターンの分類とレジリエンスとの関連に関する検討ー能動的対処事態と受動的対処事態の比較ー」を行い,総括として,「自律神経系活動の回復パターンとレジリエンス及び個人要因との関連に関する検討」を行う。(1)自律神経系活動の回復パターンの分類とレジリエンスとの関連に関する検討ー能動的対処事態と受動的対処事態の比較ー:能動的対処と受動的対処という実験事態の違いを課題により設定し,レジリエンスと自律神経系活動の回復性との関連を検討する。能動的対処事態ではタイプIの反応が認められ,血圧・心拍数の増加と抹消血流量の減少が認められるが,受動的対処事態ではタイプIIの反応が認められ,血圧の増加と心拍数・抹消血流量の減少が認められる。このように,ストレス状況により自律神経系反応の表出に違いが認められることから,ストレスからの回復パターンにも影響を及ぼすものと考えられる。そこで,ストレス状況の違いが自律神経系反応の回復性に及ぼす影響を検討することとする。能動的対処事態として認知課題を,受動的対処事態としてストレス映像の視聴を用いる。自律神経系指標としては,心拍数(HR)と心拍変動(HRV)の指標として高周波成分(HF)と低周波成分(LF)を抽出し,交感神経系(LF/HF)と副交感神経系(HF)に分けて検討する。また,血圧と抹消血流量も測定し,指標間の比較も行う。(2)自律神経系活動の回復パターンとレジリエンス及び個人要因との関連に関する検討:平成25年と26年に実施した実験の自律神経系指標のデータを用いて,各指標の回復パターンをクラスター分析によりパターン分けを行い,レジリエンスおよび個人要因,実験条件との対応を検討する。また,指標間の関連性についての検討も行う。雇用による謝金支払いの計算間違いがあり、4000円弱のあまりが生じた。平成26年度に実施する実験における雇用で使用したいと考えている。
分子モーターの機能ファネル理論

ミオシンなどの分子モーターは、人間のつくるエンジンを超えた能力を持つ優れたシステムであり、負荷の強弱に柔軟に応答して常温で効率よく動作する。本研究では、分子モーターの物理的原理を明らかにするため、タンパク質の構造と運動を理論的に解析して次の成果を得た。(1)タンパク質が大きく柔らかく動く姿を捉える新しい粗視化モデルを開発し、タンパク質の運動およびアロステリック変形の基礎理論を展開した。(2)生理的に重要なミリ秒以上の過程に焦点をあてたタンパク質の計算機シミュレーションを実行した。(3)分子モーターの動作を説明する機能ファネル仮説を提唱して、これを批判的に検証した。ミオシンなどの分子モーターは、負荷の強弱に柔軟に応答して常温で効率よく動作する、人間のつくるエンジンを超えた能力を持つ優れたモーターである。本研究は、次の目的・内容を持つ。(1)蛋白質が大きく柔らかく動く姿を捉える新しい粗視化モデル、およびアロステリック変形の基礎理論を展開して、強い熱揺らぎに曝されているにもかかわらず高機能を発揮する、分子モーターの物理的原理を明らかにする。(2)生理的に重要なミリ秒以上にわたる過程に焦点をあてた計算機シミュレーションを実行する。(3)分子モーターの動作を説明する機能ファネル仮説を提唱して、これを批判的に検証する。ミオシン、あるいはキネシンなどの分子モーターは、負荷の強弱に柔軟に応答して常温で効率よく動作する、人間のつくるエンジンを超えた能力を持つ優れたモーターである。本研究では、蛋白質が大きく柔らかく動く姿を捉える新しい粗視化モデル、およびアロステリック変形の基礎理論を展開して、強い熱揺らぎに曝されているにもかかわらず高機能を発揮する、分子モーターの物理的原理を明らかにする。生理的に重要なミリ秒以上にわたる過程に焦点をあてた計算機シミュレーションを実行し、分子モーターの動作を説明する機能ファネル仮説を提唱して、これを批判的に検証する。20年度は、(1)アロステリック変形理論の開発を開始した。蛋白質フォールディングの理論を拡張して、複数構造を自由エネルギー極小に持つアロステリック変形の統計力学的モデルを開発し、アロステリック変形に伴う大きな揺らぎの機構を解明した。(2)アクチンフィラメント上のミオシンII、およびミオシンVIの運動シミュレーションを行った。粗視化モデルにより、アクチンフィラメント上のミオシンIIの運動シミュレーションを系統的、大規模に進め、ミオシンの運動とともに、構造ゆらぎ、アクチン-ミオシン間の相互作用、レバーアーム位置の変化をモニターして、その相関を明らかにし、運動の機構を示す計算結果を得た。21年度は(1)アロステリック転移の前後の2つの構造を参照する、新しい計算科学的モデルを開発し、アデニレートキナーゼと呼ばれる蛋白質に適用して、open構造からclosed構造への転移をエントロピーとエネルギーのバランスの観点から合理的に説明することに成功した。(2)アクトミオシン系についてのシミュレーションを行った結果、電荷を変える突然変異やイオン濃度の変化によってミオシンの運動が大きく異なるなど、アクチンとミオシンの間の静電相互作用がミオシンの運動の一方向性を生み出すために、非常に重要であることを明らかにすることができ、長年の論争が続いたアクトミオシンの動作機構の問題解決に向けて、貢献することができた。レバーアーム変形やアクチンーミオシン間相互作用領域の構造変化の影響を分析した。ミオシン,あるいはキネシンなどの分子モーターは,負荷の強弱に柔軟に応答して常温で効率よく動作する,人間のつくるエンジンを超えた能力を持つ優れたモーターである。本研究では,蛋白質が大きく柔らかく動く姿を捉える新しい粗視化モデル、およびアロステリック変形の基礎理論を展開して,強い熱揺らぎに曝されているにもかかわらず高機能を発揮する,分子モーターの物理的原理を明らかにする。生理的に重要なミリ秒以上にわたる過程に焦点をあてた計算機シミュレーションを実行し,分子モーターの動作を説明する機能ファネル仮説を提唱して,これを批判的に検証することを目的とした。22年度は,アクトミオシンの構造変化と滑り運動を記述する自由エネルギーランドスケープの計算を行い,レバーアーム運動と滑り運動が協調して働く可能性について議論した。さらに,モーターの構造変形を計算する計算科学的方法,および統計力学的方法を開発し,構造変形に伴う大きな特徴的揺らぎが重要であることを示して,分子モーターの基礎理論を展開した。

とくにNMR,FRETなどの実験結果を定量的に説明する計算モデルの開発に成功し,開発した理論の有効性を確認した。また,構造変形を理論的に予測するための計算手法を開発し,蛋白質立体構造予測への新しい方法を開拓した。さらに,蛋白質相互作用においてATPのエネルギーを利用しながら構造変化サイクルが生じる現象について理論的考察を行い,分子モーターの背景にある統計物理的問題を議論した。ミオシンなどの分子モーターは,負荷の強弱に柔軟に応答して常温で効率よく動作する,人間のつくるエンジンを超えた能力を持つ優れたモーターである。本研究では,蛋白質が大きく柔らかく動く姿を捉える新しい粗視化モデル、およびアロステリック変形の基礎理論を展開して,強い熱揺らぎに曝されでいるにもかかわらず高機能を発揮する,分子モーターの物理的原理を明らかにする。生理的に重要なミリ秒以上にわたる過程に焦点をあてた計算機シミュレーションを実行し,分子モーターの動作を説明する機能ファネル仮説を提唱して,これを批判的に検証することを目的とした。23年度は,アクトミオシンの構造変化と滑り運動を記述する自由エネルギーランドスケープの計算を行い,レバーアーム運動と滑り運動が協調して働く機構についての解析を行い,分子モーターの機構に関する論争の解決に向けて貢献した。さらに,モーターの構造変形を計算する計算科学的方法の開発を進展させ,構造変形に伴う大きな特徴的揺らぎが重要であることを示して,分子モーターの基礎理論を展開した。とりわけ,リガンド分子の結合解離と蛋白質の構造変化を統一的に計算できる手法の開発を前進させた。また,構造変形を理論的に予測するための計算手法を開発し,既知の蛋白質構造情報を効果的に利用する新しい蛋白質立体構造予測の方法を開拓した。さらに,機能ファネル理論の考え方をDNAと蛋白質の複合体に適用し,染色体の構造変化を解析する計算科学的方法を展開した。
サブカルチャー資本と若者の社交性についての計量社会学的研究

東京都練馬区在住の若者を調査対象者として想定し、趣味・文化にかかわる意識・行動、情報行動、社会への態度について量的調査を行った。その結果、趣味領域ごとの性質の相違や、領域内で「サブカルチャー資本」として機能しうる事柄の違いなどがあきらかとなり、サブカルチャー研究において「サブカルチャー資本」「文化資本」といった概念を適用していく際の理論的・方法論的な課題をあきらかにすると同時に、個別趣味と社会関係の関連性について考察した。本研究の基本的な目的は、1993年に出版された宮台真司ら『サブカルチャー神話解体』以降、体系的に研究されてきたとはいいがたい若者のサブカルチャー、メディア・コミュニケーションのあり方を、主として計量的な手法を用いて、社会学的に分析・考察していくというものである。2007年度に辻大介・鈴木謙介らと行った調査研究、および21年度予備調査の結果を受けて、質問項目を再検討し、マンガ、読書、音楽などの項目ごとに、コミュニケーション様式の諸類型と文化消費の様態、社会的資源、社会意識、政治意識などとの関連を統計的に分析することを目的として設定している。21年度予備調査の過程で、当初予定していた調査項目では、とりわけ20代前半以下の若者文化の「ジャンル」構成を正確に把握することが困難であることが判明した。若年層の当事者によるジャンル構成を正確に把握することは、本研究の目的であるサブカルチャーのジャンル構成の計量的把握のために不可欠であり、調査項目の再検討が必要であると判断し、繰越申請を行い、本調査質問項目設計について慎重な検討を行った。また、本調査の質的精度を検証するために、インタビュー調査などを行い、計量的な本調査分析を補完する研究を行った。本研究の中核となる本調査(「若者文化とコミュニケーションについてのアンケート」練馬区在住:20-22歳の男女2000人を住民基本台帳から無作為抽出。22年12月実施)を22年度に行い、現在データクリーニング、分析を施している。23年度中に開催される日本社会学会にて成果の一部を公開するとともに、関連学術誌に論文を投稿する予定である。2007年度までに辻大介らと行った調査研究(「ネット右翼」についての社会学的調査)、および前年度予備調査の結果を受けて、質問項目を再検討し、マンガ、読書、音楽などの項目ごとに、コミュニケーション様式の諸類型と文化消費の様態、社会的資源、社会意識、政治意識などとの関連の分析などを統計的に検証することを目的として設定している。本年度は、文化社会学・若者研究・システム理論についての理論的・方法論的バックグランドを精査しつつ、昨年度に行った予備調査(ウェブ調査)の結果を踏まえ、本研究の中核となるアンケート調査(「若者文化とコミュニケーションについてのアンケート」練馬区在住:1988-1990年生まれの2000人を住民基本台帳から無作為抽出。12月実施)を構成・実施した。回収率は32.5%であり、調査協力者の年齢、郵送法での実施等を鑑みた場合、十分に信頼性のあるデータを収集できたと判断している。1月以降は、個別の調査票の回答と入力データを対照させつつ、データクリーニングを行っており、精度の高い分析用のデータを構成中である。また平行的に質的なインタビュー調査および試行的な計量分析を進めており、来年度にその成果を公表する(23年度5月頃にはその成果の一部を踏まえた論文が浅野智彦他編『若者の現在文化』日本図書センターに収められる予定である)。22年度に実施した練馬区調査(「若者文化とコミュニケーションについてのアンケート調査」実施時期2010年12月/想定した調査協力者1988年1月1日から1990年12月31日までに出生した練馬区在住の男女2000人/回収率32.6%)のデータクリーニングを実施するとともに、4月以降、研究室内で「趣味全体の構造」「ファッション」「小説読書」「社会意識」「調査表への回答の質的分析」の5領域を設定し、量的・質的な検討を行い、2011年の日本社会学会大会にて成果を公表した。北田は、P.ブルデューの「差異化の論理」に内包される理論的・方法論的問題について、「全体性集約型趣味」の代表例としての音楽鑑賞と、「自律的趣味」の代表例としてのアニメをとりあげつつ、個別趣味の文化研究を進めるためには、「差異化の論理」と個別趣味の趣味としての特性(当該趣味を介したコミュニケーションの特性)との整合性をしっかりと検討したうえで、「はたして個別の趣味を分析するときtasteの差異化という論点はどれぐらいの意味を持つのか」、「差異化以外の社会関係の描き方はないのか」、といったことを理論的・経験的に考察する必要がある、と論じた。

そこで得られた知見をもとに、夏以降は、コミュニケーションの態勢と趣味選択、趣味関与の深度、および社会的コミットメント、ナショナリズムがどのような関係にあるのかを、宮台真司の「高度技術社会における若者の対人関係の変容」(91年科研課題)での人格類型論の再検討という理論的課題を念頭に置きつつ分析を行った。その結果・社会的コミットメント・ナショナリズム的意識に対して趣味(選択)が持つ効果の限定性と、コミュニケーション態勢の持つ重要性が確かめられた。「サブカルチャー文化資本」と「社交性」の関連性の理論的・経験的検討という研究課題はおおむね果たされたといえる。
液晶分子シンクロ効果に基づくブラッグ回折型ホログラム

液晶は,液体がもつ流動性と結晶が有する光学的異方性を兼ね備えた高性能・高機能材料である。外場によって分子配列を迅速に自在に制御できるため,分子のシンクロナイゼーション効果を最大限に利用した系であり,誘起される屈折率変化(0.1以上)は多材料を圧倒して大きい。光の変調を考えた場合,屈折率変化は大きくかつ高速であるほど好ましいので,液晶はフォトニクス材料として最適な材料の一つといえる。これまでに,単一分子に高分子物性,液晶性,光応答性を付与した高分子光応答性液晶の分子設計指針を提案し,側鎖にアゾベンゼン部位を有する一連の高分子液晶を開発し,液晶相と等方相を高速(数100ns)に光変換できることを示した。この現象を利用して二光束に分けたレーザービーム(488nm)を高分子アゾベンゼン液晶フィルム上で干渉させ,干渉縞明部のみで光相転移を誘起すると,このフィルムが回折格子として機能することを見いだした。本研究では,高分子アゾベンゼン液晶がもつ,高速光応答性・高屈折率変調度・製膜性などの特性を活用し,三次元表示を目指した動的ホログラム材料を開発することを目的として,ホメオトロピック配向の高分子アゾベンゼン液晶を用いた高い回折効率を示すブラッグ回折型ホログラム材料の研究を行った。合成した高分子アゾベンゼン液晶を,ホメオトロピック配向(垂直配向)処理を施した二枚のガラス基板で挟み測定用サンプルを調製した。光照射後のサンプルの透過スペクトル測定を行ったところ,500nm付近において大きな透過率減少がみられ,回折格子が形成されることが明らかとなった。透過スペクトルから求めた回折効率は500nmにおいて43%と,従来の薄膜系ホログラム材料より高い回折効率を得ることが出来た。ホログラムは光の干渉によって形成される回折格子中に光信号の強度情報と位相情報を同時に合わせもつため,二次元および三次元(立体)画像情報の高密度多重記録・再生が可能である。ホログラム記録を行うためには,材料の屈折率を局所的かつ周期的に変化させ回折格子を形成させる必要がある。本研究は,高速にホログラムが書き込め,書き換え可能,かつ現像などの後処理を必要としない高密度ホログラム記録材料を開発することを目標とした。本年度は,特に回折効率の向上を目指し,屈折率を大きく変調できるように液晶構造を最適化し,ホログラム形成挙動について詳細な検討を行った。大きな屈折率変調度を達成するためには,光相転移により大きな複屈折率変化を誘起すればよい。そこで,液晶骨格として大きな複屈折性を示すことが知られているトランを選択し,光応答分子であるアゾベンゼンとのコポリマーを調製した。調製したポリマーのフィルム(500nm厚)に二光束のコヒーレント光を照射すると,干渉縞の明部でのみ相転移が誘起され,周期的な配向変化(屈折率変化)が起こって,回折格子が形成できることを確認した。形成した回折格子により回折されるプローブ光の強度をモニターして回折効率を測定し,これより試料中に誘起される屈折率変調度を求めた結果,トラン系高分子液晶を用いると最大で約0.08もの屈折率変調が達成された。また,このトラン系高分子液晶を用いた場合,回折効率は約30%であり,この系における回折効率の理論的最大値(34%)に近い値が達成できた。この結果を,一般的なシアノビフェニル骨格を有する高分子液晶と比較すると,屈折率変調度で約2倍,回折効率と応答速度は10倍以上,トラン系高分子液晶の方が優れていることが明らかになった。トラン系高分子液晶を用いた場合,格子間隔を1μmにまで狭めても(商用光ディスクを上回る50メガバイト/cm^2以上の記録密度に相当),10^<-2>オーダーの屈折率変調度が得られた(既存のホログラム材料は10^<-5>から10^<-3>程度)。さらに実際に三次元(立体)物体の画像記録を試み,肉眼でも非常に高い解像度で記録画像を認識することが可能であることが確認された。

合成した高分子アゾベンゼン液晶を,ホメオトロピック配向(垂直配向)処理を施した二枚のガラス基板で挟み測定用サンプルを調製した。光照射後のサンプルの透過スペクトル測定を行ったところ,500nm付近において大きな透過率減少がみられ,回折格子が形成されることが明らかとなった。透過スペクトルから求めた回折効率は500nmにおいて43%と,従来の薄膜系ホログラム材料より高い回折効率を得ることが出来た。
新しい膜結合型細胞増殖因子HB-EGFによるジャクスタクライン機構の解明

膜結合型細胞増殖因子HB-EGFは、本研究の共同研究者である東山繁樹、クラグスバーンらによって1991年に見いだされた新しい増殖因子であるが、一方で目加田がこれまで広範な解析を進めてきたジフテリア毒素リセプターでもある。本研究は、ジフテリア毒素の側からの目加田のグループのこれまでの知見、解析方法、実験材料に関する集積と、HB-EGFの発見者であるクラグスバーン博士の増殖因子の側からの知見を総合して、HB-EGFのジャクスタクライン機構についての解析を行うことを目的としている。平成6-8年の共同研究を通じて以下のような成果を得ることができた。HB-EGFを発現した細胞とEGFファミリー増殖因子依存的に増殖するレシピエント細胞を共培養し、レシピエント細胞が細胞接着依存的に増殖するかどうかを調べたところ、増殖促進が認められた。この増殖促進活性は、HB-EGFの発現量に依存し抗HB-EGF抗体で中和されること、この活性はトランスウェルで両者の細胞を隔離すると認められなくなることから、HB-EGFのジャクスタクライン活性によるものであることが示された。(2)DRAP27/CD9によるジャクスタクライン活性の増強ジフテリア毒素リセプターアソシエ-ト分子として見いだしたDRAP27/CD9のジャクスタクライン活性への影響を調べたところ、DRAP27/CD9はHB-EGFのジャクスタクライン活性を著しく上昇させることが明らかになった。一方HB-EGFのパラクライン活性にDRAP27/CD9は影響しないことが判った。(3)無毒性ジフテリア毒素によるHB-EGFマイトジェニック活性の阻害ジフテリア毒素あるいはその無毒性ミュータントがHB-EGFのEGFドメインに結合し、その結果HB-EGFの細胞増殖活性を阻害することが判り、HB-EGFの中和抗体と同じ目的で使用できることを見つけた。HB-EGFのマイトジェニック活性を中和する抗体の分離は一般に極めて困難で、この発見は今後HB-EGFの生理活性を調べる上で極めて重要である。また、ジフテリア毒素は他のEGFファミリーの増殖因子には結合しないこと、を見いだした。(4)ヘパラン硫酸プロテオグリカンの関与HB-EGFのジフテリア毒素リセプターとしての作用に、ヘパリン様分子の関与が必要であることをヘパラン硫酸プロテオグリカン欠損細胞や大腸菌で合成したリコンビナントHB-EGFを用いて明らかにした。この事は、HB-EGFにヘパラン硫酸プロテオグリカンがアソシエ-トしていることを意味しており、ジャクスタクラインにおけるヘパラン硫酸プロテオグルカンの関与が示唆された。(5)パラクライン-ジャクスタクライン転換TPA刺激により膜に結合したHB-EGFが急速に切断されて培養液中に分泌されることを見いだした。この事実は、ジャクスタクラインからパラクラインへの転換が引き起こされることを意味しており、この転換がC-キナーゼを介する機構で制御されている可能性を示した。(6)インテグリンα3β1のアソシエーション免疫沈降による共沈殿、架橋試薬によるクロスリンク実験から、DRAP27/CD9にインテグリンα3β1がアソシエ-トしていることを明らかにした。さらに、インテグリンα3β1は、DRAP27を介してHB-EGFとアソシエ-トしていること、3者のコンプレックスが細胞間接着部位に局在していることを見いだした。以上の成果より、HB-EGFが単に増殖因子として単独に存在するのではなく、細胞接着因子や細胞外マトリックス蛋白質を含んだ機能的複合体として存在し、細胞接着を介した細胞間相互作用に働いていることが示唆された。

HB-EGFのマイトジェニック活性を中和する抗体の分離は一般に極めて困難で、この発見は今後HB-EGFの生理活性を調べる上で極めて重要である。また、ジフテリア毒素は他のEGFファミリーの増殖因子には結合しないこと、を見いだした。(4)ヘパラン硫酸プロテオグリカンの関与HB-EGFのジフテリア毒素リセプターとしての作用に、ヘパリン様分子の関与が必要であることをヘパラン硫酸プロテオグリカン欠損細胞や大腸菌で合成したリコンビナントHB-EGFを用いて明らかにした。この事は、HB-EGFにヘパラン硫酸プロテオグリカンがアソシエ-トしていることを意味しており、ジャクスタクラインにおけるヘパラン硫酸プロテオグルカンの関与が示唆された。(5)パラクライン-ジャクスタクライン転換TPA刺激により膜に結合したHB-EGFが急速に切断されて培養液中に分泌されることを見いだした。この事実は、ジャクスタクラインからパラクラインへの転換が引き起こされることを意味しており、この転換がC-キナーゼを介する機構で制御されている可能性を示した。(6)インテグリンα3β1のアソシエーション免疫沈降による共沈殿、架橋試薬によるクロスリンク実験から、DRAP27/CD9にインテグリンα3β1がアソシエ-トしていることを明らかにした。さらに、インテグリンα3β1は、DRAP27を介してHB-EGFとアソシエ-トしていること、3者のコンプレックスが細胞間接着部位に局在していることを見いだした。以上の成果より、HB-EGFが単に増殖因子として単独に存在するのではなく、細胞接着因子や細胞外マトリックス蛋白質を含んだ機能的複合体として存在し、細胞接着を介した細胞間相互作用に働いていることが示唆された。HB-EGFは細胞膜貫通領域を持った膜結合型細胞増殖因子で、細胞間情報伝達と細胞接着を結びつける因子として注目される。我々はこれまでの研究から、HB-EGFに膜蛋白質DRAP27がアソシエ-トしていることを明らかにしている。そこで本研究では、HB-EGFの発見者であるKlagsbrun博士、東山繁樹博士らと共同で、1)Juxtacrine実験系の確立と、2)DRAP27のJuxtacrineにおける役割解析、3)HB-EGF-DRAP27とアソシエ-トする他の膜タンパク質の解析を行い、以下の結果を得た。(1)HB-EGFを発現した細胞とEGFファミリー増殖因子依存的に増殖するレシピエント細胞を共培養し、レシピエント細胞が細胞接着依存的に増殖するかどうかを調べたところ、増殖促進が認められた。この増殖促進活性は、HB-EGFの発現量に依存し抗HB-EGF抗体で中和されること、この活性はトランスウェルで両者の細胞を隔離すると認められなくなることから、HB-EGFのジャクスタクライン活性によるものであることが示された。(2)DRAP27のジャクスタクライン活性への影響を調べたところ、DRAP27はHB-EGFのジャクスタクライン活性を著しく上昇させた。(3)免疫沈降による共沈降、架橋試薬によるクロスリンク実験から、DRAP27にインテグリンα3β1がアソシエ-トしていることを明らかにした。
拡大肝門部全切除術式開発のための基礎的研究

肝門部胆管癌および肝門部浸潤を有する進行胆襄癌に対する拡大肝門部切除術式を考案し、その臨床応用に向けての基礎的研究を行うことを目的とした。本術式は肝十二指腸間膜の全切除すなわち門脈、肝動脈、胆管の全切除と再建、肝門部肝の広範囲切除から構成されるが、切除再建手技の開発、習熟と術後に高率に発生する肝障害対策が大きな問題となる。初年度(平成4年度)には術後肝不全対策として部分的門脈動脈血化法の有用性について検討した。すなわち門脈大腿動脈間のウロキナーゼコーティングカテーテルを用いたチューブバイパス法を行ってその有用性を2週にわたり追跡し、肝門部の完全郭清を伴う肝動脈血流遮断に際して極めて有効であることを立証した。次年度(平成5年度)には肝門部郭清の構成要素である肝門部リンパ管及び神経の切離郭清が肝に及ぼす影響について4週にわたり検討した。その結果、肝内リンパ管の長期にわたる拡張と胆道系酵素の上昇、肝組織ENERGYCHARGEの低下が証明された。これらの結果は門脈及び肝動脈血流量の低下と密接に関係しており、肝門部肝切除に際してはより重篤な肝障害の発生に帰結する可能性が示唆された。最終年度(平成6年度)では肝門部肝切除に部分的門脈動脈血化法を加えたモデル作成を行うべく、門脈肝動脈シャント、小腸静脈小腸動脈シャントを作成し、それらにおける肝血流量、肝酸素受容動態、肝機能、肝組織ENERGY CHARGE、肝の組織学的変化について術後4週にわたり観察した。その結果、門脈肝動脈シャントでは門脈圧上昇に起因した肝機能障害を惹起するのに対し、小腸静脈小腸動脈シャントでは門脈圧上昇はみられず、肝動脈の遮断に対しても有効な酸素供給が維持され、肝機能もほぼ正常に保たれた。肝動脈の肝内分枝での再建は現在不安定な手技であり、門脈を介して肝血流の酸素化を図ることは術後肝障害を防止する上で有用であると結論した。肝門部胆管癌および肝門部浸潤を有する胆嚢癌に対して,肝十二指腸間膜全切除と拡大肝門部肝切除を行う新術式を臨床応用することを目的として本研究を行った。本術式において術後に予測される肝不全に対する対策と,肝動脈,門脈,胆管の切除再建の新工夫が是非とも必要である。研究初年度である今年は術後肝不全対策として部分的門脈動脈血化法について,とくに体内シャント作成による比較的長時間の動脈血化をめざして種々のシャント法を比較検討した。シャント法は1)肝内門脈-自家血管移植片-左胃動脈シャント,2)肝内門脈-自家血管移植片-大動脈シャント,3)脾動脈-脾静脈シャント,4)空腸動脈-空腸静脈シャントにより検討した。各々2-4週後に再開腹し,電磁血流計による門脈血流量,シャント流量,肝組織血流量,肝酸素供給量,肝酸素消費量,肝エネルギーチャージ,肝乳酸摂取量,血中乳酸値,血液生化学的検査などを施行測定し,肝の組織学的検索および胆汁分泌の変化についても検討した。手技上の問題より耐術率が比較的低く統計学的検討にまでは至っていないが,肝内門脈左胃動脈シャント,空腸動脈空腸静脈シャントで良好であった。

なお血管移植片によるシャント群でのシャントの開存性が不良であり今後の課題である。また肝内門脈大動脈シャントおよび脾動脈脾静脈シャント群では門脈内流入動脈血液量が過大となり門脈左尤進および小腸うっ血を来たし死亡するイヌもみられた。肝内門脈左胃動脈シャントでシャントの開存性を維持しえた場合,空腸動脈空腸静脈シャントでシャント流量を適当な値に維持しえた場合において良好な肝酸素供給が得られ,組識学的にも正常に近い像を維持した。以上より門脈左胃動脈シャントおよび空腸動脈空腸静脈シャント群で適当な場合径を選択し,4週以上の検討を今後行う予定である。さらに細門脈,肝動脈再建手技についても次年度より検討する。肝門部胆管癌および肝門部浸潤を有する進行胆嚢癌に対し、拡大肝門部全切除術式を考案し、その臨床応用に向けての基礎的研究を行うことを研究目的とする。本術式は肝十二指腸間膜の全切除すなわち門脈、肝動脈、胆管の全切除と再建、肝門部肝の広範囲切除から成り立つが、術後の肝障害の発生と、切除再建手技の習熟が大きな問題である。初年度では術後肝不全対策としての部分的門脈動脈血化法の有用性について、門脈大腿動脈間のチューブシャント法の有用性の検討の他、肝内門脈左胃動脈シャント、脾動脈脾静脈シャント、小腸動脈小腸静脈シャント等を作成し検討した。これらのモデルではシャント血流量の関係からシャントの開存性と門脈圧亢進の発生との間に関係があることが判明した。すなわちシャントの開存性が良好な群では門脈圧亢進が起こり、門脈圧亢進が顕著でない場合にはシャントの開存性は不良であった。今年度ではその点を克服すべく、種々の吻合径を選択し、また吻合後の血流測定や門脈圧を追跡して至適な部分的門脈動脈血化法を決定すべく現在研究中である。さらに肝門部郭清自体が肝に与える影響について神経、リンパ管遮断モデルを作成し、基本的な肝障害の病態についても解析し、神経切離が門脈及び肝動脈血流異常を介して肝に障害を与えることが判明し、現在研究結果を総括中である。動脈、門脈切除再建、胆道再建についてはイヌ、ラット、ハムスターを用いて研究中であり、肝門部肝切除を加えたモデルの作成と耐術が当面の課題であり、この点を中心に研究を継続する予定である。肝門部胆管癌および肝門部浸潤を有する進行胆嚢癌に対する拡大肝門部切除術式を考案し、その臨床応用に向けての基礎的研究を行うことを目的とした。本術式は肝十二指腸間膜の全切除すなわち門脈、肝動脈、胆管の全切除と再建、肝門部肝の広範囲切除から構成されるが、切除再建手技の開発、習熟と術後に高率に発生する肝障害対策が大きな問題となる。初年度(平成4年度)には術後肝不全対策として部分的門脈動脈血化法の有用性について検討した。すなわち門脈大腿動脈間のウロキナーゼコーティングカテーテルを用いたチューブバイパス法を行ってその有用性を2週にわたり追跡し、肝門部の完全郭清を伴う肝動脈血流遮断に際して極めて有効であることを立証した。次年度(平成5年度)には肝門部郭清の構成要素である肝門部リンパ管及び神経の切離郭清が肝に及ぼす影響について4週にわたり検討した。その結果、肝内リンパ管の長期にわたる拡張と肝道系酵素の上昇、肝組織ENERGYCHARGEの低下が証明された。これらの結果は門脈及び肝動脈血流量の低下と密接に関係しており、肝門部肝切除に際してはより重篤な肝障害の発生に帰結する可能性が示唆された。最終年度(平成6年度)では肝門部肝切除に部分的門脈動脈血化法を加えたモデル作成を行うべく、門脈肝動脈シャント、小腸静脈小腸動脈シャントを作成し、それらにおける肝血流量、肝酸素受容動態、肝機能、肝組織ENERGY CHARGE、肝の組織学的変化について術後4週にわたり観察した。
ミエリン形成不全ミュータントハムスター顔面神経再機能

顔面神経再生時の形態学的変化を神経内膜におけるコラーゲン線維を中心に観察した。Wistar系ラットを用い全身麻酔下に顔面神経頬骨枝を切断後、神経上膜吻合を10-0ナイロン糸により施行した。処置後の顔面神経麻痺の回復過程は誘発筋電図により評価した。それによると処置後2週以降麻痺は徐々に改善した。形態学的には処置後2週の段階では、神経内膜のコラーゲン線維は密度が正常よりも疎で直径も細いが、4週から8週にかけては増生し線維の直径は増大し、線維束は神経線維を取り巻く様に筒状を形成してきた。12週になるとさらにコラーゲン線維の増生は著しくなりその立体構造も正常の二層構造、すなわち細いコラーゲン線維束がメッシュワーク状となり内層を形成し、比較的太いコラーゲン線維束が神経線維の長軸に沿って走行し外層を形成するという構造をなしていなかった。この再生後のコラーゲン線維の走行が正常の二層構造ではないということは、コラーゲン線維の量の増加がそのまま神経線維に対する保護力の強化にはつながらない事が示唆された。以上より神経修復時においては神経線維のみではなく結合組織、特にコラーゲン線維の立体構造の変化は神経機能回復の上でも重要な鍵を握っているものと考えられる。また末梢性顔面神経麻痺患者の麻痺回復時に頻繁に遭遇するsynkinesis(病的共同運動)の出現機序にも拘わっているものと思われる。次に、ミエリン形成不全ハムスターを用いて、脳幹機能をABRを用いて調べた。ABRは末梢および脳幹障害を示唆する結果であった。ついで、脳幹病理を光顕と電顕で調べたところ、聴覚系はラセン神経節も脳幹の中継核もミエリン形成不全を示した。同様に顔面神経系もミエリン形成不全を示し、顔面神経再生の所見は得られなかった。正常ハムスターの顔面神経結合組織、特に神経内膜を構成するコラーゲン線維を透過型電子顕微鏡および走査型電子顕微鏡で観察した。特に走査型電子顕微鏡での観察においては標本をNaOHで処理し神経線維や基底膜および他の細胞成分を除去することでコラーゲン線維の立体構造を観察しやすくした。それによるとハムスター顔面神経におけるコラーゲン線維はラットのそれと同様の形態を呈していた。すなわち側頭骨内顔面神経の末梢側において神経内膜を構成するコラーゲン線維は豊富に存在していた。またその立体構造も細いコラーゲン線維束がメッシュ状になり神経線維を覆っている内層と、太いコラーゲン線維束が神経の長軸方向に走行する外層とから成る、いわゆる二層構造を呈していた。一方側頭骨内中枢側においてはコラーゲン線維は疎となり二層構造は消失し、細いコラーゲン線維が縦横に走行しているのみであった。このことは外力や炎症の波及に対して中枢側は末梢側に比べ脆弱であることを示し、他の側面からの報告と同じように顔面神経麻痺発現の際に側頭骨内中枢側がその責任病変となりやすいことを強く示唆させた。次年度は同様の観察をミエリン形成不全ミュータントハムスターについて行い、さらには正常ハムスターおよびミュータントハムスターを用い顔面神経麻痺モデルを作成し、このコラーゲン線維の構造がどのように変化するかを観察し比較検討する予定である。顔面神経再生時の形態学的変化を神経内膜におけるコラーゲン線維を中心に観察した.Wistar系ラットを用い全身麻酔下に顔面神経頬骨枝を切断後、神経上膜吻合を10-0ナイロン糸により施行した。処置後の顔面神経麻痺の回復過程は誘発筋電図により評価した.それによると処置後2週以降麻痺は徐々に改善した.

形態学的には処置後2週の段階では、神経内膜のコラーゲン線維は密度が正常よりも疎で直径も細いが、4週から8週にかけては増生し線維の直径は増大し、線維束は神経線維を取り巻く様に筒状を形成してきた.12週になるとさらにコラーゲン線維の増生は著しくなりその立体構造も正常の二層構造、すなわち細いコラーゲン繊維束がメッシュワーク状となり内層を形成し、比較的太いコラーゲン線維束が神経線維の長軸に沿って走行し外層を形成するという構造をなしていなかった.この再生後のコラーゲン線維の走行が正常の二層構造ではないということは、コラーゲン線維の量の増加がそのまま神経線維に対する保護力の強化にはつながらない事が示唆された.以上より神経修復時においては神経線維のみではなく結合組織、特にコラーゲン線維の立体構造の変化は神経機能回復の上でも重要な鍵を握っているものと考えられる.また末梢性顔面神経麻痺患者の麻痺回復時に頻繁に遭遇するsynkinesis(病的共同運動)の出現機序にも拘わっているものと思われる.次に、ミエリン形成不全ハムスターを用いて、脳幹機能をABRを用いて調べた.ABRは末梢および脳幹障害を示唆する結果であった.ついで、脳幹病理を光顕と電顕で調べたところ、聴覚系はラセン神経節も脳幹の中継核もミエリン形成不全を示した。同様に顔面神経系もミエリン形成不全を示し、顔面神経再生の所見は得られなかった。
食糧法下における銘柄米の価格形成と品質特性に関する研究

本年度は、1997年産以降2000年産までの産地品種銘柄別自主流通米の価格推移に基づき各々の産地品種銘柄別うるち米の「玄米」「精米」「米飯」段階での品種特性と価格形成の関係の数量的な把握を試みた。確認された諸点は次のとおりである。第1は、価格水準間での各産地品種銘柄別うるち米の品種特性格差に関しては、多重比較の結果から、各年産の指標価格に基づくクラスター分析結果によるグルーピングを適用した場合、価格水準グループの品種特性に顕著な格差が確認された。この時、「玄米特性」に関しては、[玄米色沢」、「心白多少」、「千粒重」、「粒径:短径(幅)」、「10a当たり収量;精籾重」、「同;玄米重」、「精米特性」に関しては、「搗精歩合」、「米飯特性」に関しては、「食味」、「食味ランキング」の各指標であった。第2は、産地品種銘柄別うるち米の品種特性指標及び市場特性指標によるクラスター分析の結果から、(1)品種特性指標に基づけば「コシヒカリ近親度」の観点で、(2)市場特性指標に基づくグルーピングにおいては各産地品種銘柄の市場競争状況による観点で、(3)品種特性及び市場特性指標に基づけば各産地品種銘柄の用途別需要による観点で、それぞれグルーピングがなされることが確認された。分析の結果から、これまで「食味」と「自主流通米価格形成センター指標価格」の間で、一部の銘柄米において相関関係を有さない現象(「下克上銘柄」「親不孝銘柄」)が散見される主たる理由は、主として品種特性の違いに起因することが明らかとなった。すなわち、価格と品質において整合性を持たない品種が散見されるという現象は、品質が価格に反映されないという市場機構の欠陥=市場評価機能の未成熟のみに起因するのではなく、商品としての米の特性によるところが大きいものと結論付けられる。本年度は、本研究の主たる課題である食糧法下における銘柄米価格の推移及び価格形成に際しての「良食味性」等の品質特性と価格形成の数量的な把握に先立ち、良質米生産地域として評価の高い新潟県を事例として、米生産・流通部門において制度的に市場原理が導入された経済環境における銘柄米生産地域が目標とする良質米の品質特性並びに主産地対応について検討を加えた。良質米生産地域として新潟県を事例にして検討を加えた結果、具体的に明らかにされた諸点を総括するならば、以下のとおりである。第1は、従来まで稲作の生産目標が、10a収量の高さといった「量的生産性」を追究していたものが、国内米需給緩和による産地間競争の激化から、良食味といった「質的生産性」を高めることに移行していることが明確化されたことである。第2は、こうした良食味米の生産目標の下で、新潟県「日本一うまい『新潟米』生産推進運動」は、県内の良質米産地域である魚沼地域、岩船地域等の水稲作栽培を強く意識したモデルであることである。第3は、新潟県内の良食味米産地の多くが中山間地域等の条件不利地域に多く分布していることから、良食味米生産という方向は、中山間地、小規模農家層、条件不利地域等の水稲作にあって一種の展開方向を示唆しているものとみなせることである。以上の3点から、市場競争下における米経済における良質米生産の産地対応としては、従来、稲作生産において条件不利地域とみなされていた中山間地域においても、立地条件、気象条件、栽培条件及び品種選択の是非の条件が満たされるならば、良質銘柄米生産により産地間競争を貫徹することが可能なことを強く示唆しているとみなされる。
チベット高地における超高エネルギー宇宙線の研究

中国と共同でチベットの羊八井(標高4,300m)に空気シャワー装置を設置し、白鳥座X-3等宇宙天体からの高エネルギー・ガンマー線の探索実験を行っている。高エネルギー宇宙線の起源・加速の問題を研究するのが主な目的である。この装置は65chのシンチレーション検出器からなり、シャワー粒子の到来時間及び粒子数の大きさを高精度で測定できる。システムはマイコンで制御し、データは容量2GBの8mmビデオテープに記録・保存している。データの取得は90年6月から約20Hzの高頻度で行われ、昨年8月まで継続された。再頻値のシャワーのエネルギーは約10TeVで、シャワーの到来方向は1度以上の精度で決めることが出来る。今までのデータの解析から幾つかの興味ある重要な結果が得られた。まず、月及び太陽の方向から来る宇宙線の頻度の観測からそれらによる宇宙線の遮蔽効果(影)を詳細に調べた。その結果、月の影は約7σの有意さで観測され、これから装置の角度分解能は0.9度であることが判明した。この角度分解能はこのエネルギー領域の観測装置では世界最高である。また、影の位置は月の本来の位置から約0.16度西にずれて観測された。このずれは、地磁気による影響で説明できる。また、太陽の影は太陽の本来の位置から西南西に約0.9度ずれて観測された。このずれは太陽、地球間の磁場の影響によるものと考えられている。太陽の影がこれら磁場の影響でずれて観測される可能性は1957年にクラークにより予測されていたが、実験的に観測されたのはこの実験が世界最初である。惑星間磁場は太陽コロナから吹き出す太陽風によって作られているが、太陽磁場(ダイポール型に近い)の南北の極性を反映して、極性が交互に異なるセクターに分かれていることが知られたいる。太陽方向からくる宇宙線(殆どは陽子である)を各セクター毎に分けて、影の位置を調べたところ、セクター磁場の極性に応じて影の位置は反対方向に動くことが分かった。この結果は太陽の影のずれには惑星間磁場の影響がかなり大きいことを示している。さらに、太陽の影が西南西に約0.9度ずれることは予想外のことで、これは観測された時期が太陽活動の活発な時期であったため、惑星間磁場が静穏期に比べて大きく乱れていることを示している可能性がある。今後の観測に大きな期待が寄せられている。宇宙点源からのガンマー線については、10TeV領域で初めてその探索が行われた。かに星雲、白鳥座X-3、また米国のガンマー線天文衛星で観測された活動銀河核等多くの点源からのガンマー線探索を行ったが、まだいずれの天体からも有意な信号は検出されていない。これらの点源について10TeVでのフラックスの上限値が得られ、これらの結果はガンマー線発生のモデルに強い制限を与えている。本装置は昨年12月に約4倍に拡張された。検出器の数は221台で15m間隔の碁盤目状に配置されている。システムはFASTBUSとCAMACで構成し、IMB-PCで制御している。データは10GBに圧縮して8mmビデオテープに記録している。この装置の有効面積は約4万平方メートルで今までの装置の約8倍である。現在装置の稼働テスト及びその調整を行っており、近日中に本格的な観測に入る予定である。この装置によるシャワーのトリガー頻度は約250Hzと世界最高であり、約5TeV以上のガンマー線起源のシャワーを検出できる。これが本格的に稼働すると、今まで得られた結果がさらに良い統計精度で検証されるはずである。特に、かに星雲及び活動銀河核MRK421からのガンマー線が10TeV領域で初めて検出される可能性がある。かに星雲については、星雲での電子の加速エネルギーの限界または磁場について新たな情報を提供することができる。また、MRK421については、10TeV領域のガンマー線観測から宇宙空間の赤外光の強度についての情報を得ることができ、宇宙論的な情報も得ることができる。さらに、この装置により太陽の影の時間変動が3-4カ月毎に調べることが可能となり、太陽活動と磁場変動に関して新しいデータを提供することが出来る等多くの学問的成果が期待できる。