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森林植物と菌類の二次代謝物生合成と機能に関する生化学的研究

次年度では、産業中心主義の「エコノミカル」観点を離れて、植物と菌類の側に立ち生物間の相互作用を中心にすなわち「エコケミカル」観点に力点をおいて、未だ着手されていない重要研究課題の探究を行う。2つの概念の統一、すなわち「共生」を生命化学システムを通して考察し、林産学と林学分野を融合する境界領域研究分野をさらに発展させる。本研究の目的は、森林植物と微生物・菌類の二次代謝物質の多種多様な機能を総合的に解析し、それらの「エコノミー」と「エコロジー」意義を各自の研究の立場から論究し、森林「エコーシステム」のマクロスコープを形成することにある。先ず、森林植物と微生物の二次代謝物の化学と生化学系の20人の研究者を次ぎのような7グループ(AF)に分け情報交換と討論の会議を開催し、各自の研究報告を1章20章にまとめた。A.リグニンの生合成・生化学・遺伝子制御(1章4章)B.リグナンとその関連二次代謝物の生化学(5章9章)C.植物のテルペン系化合物の生合成と生化学(10章12章)D.植物のキノンとスチルベン生合成と生化学(13章から14章)E.樹木の防御機構とファイトアレキシンの生化学(15章16章)F.リグニン・セルロースの微生物分解系(17章18章)G.エコロジー観点から眺めた菌類の二次代謝生化学(19章20章)木質資源は地球上で最も豊富な二次代謝物であり、人類の生活の3要素「衣」「食」「住」の根幹をなす資源である。しかし、今日では地球温暖化防止・炭酸ガス放出抑制・森林生産地域の減少などのいわゆる地球環境問題と連動して貴重な資源を安易に利用できない状況になっている。従って、我々の生活方式を「生物資源基盤型の新しいシステムへ変換する」ことが緊急の課題であり、新しい価値観の創生が待たれるのである。生物材料としての木質資源を維持するためには「生産」・「利用」・「消費」のバランスの確立が急務であり、二酸化炭素を固定できる森林資源の蓄積が必須である。文明の基礎は森林にあるといっても過言ではなく、森林生態化学研究こそ未来の「エコロジー」と「エコロジー」を統一させる学問領域であることが共通の見解として得られた。
左心補助人工心臓と薬物の併用療法による新たな重症不全心治療体系の理論的確立

本年度はテクノポリマー(粉径20mμ)の左冠状動脈主幹部注入にて選択的左室不全心を作成し,拍動型左心補助人工心臓(VAD)を駆動させ,対照群・左房脱血VAD群・左室心尖部脱血VAD群を設定の上,50%補助率でのVAD約4時間駆動補助時の自己心左室ループの推移,ESPVR解析など前年度と同じ計測を行いながら,心筋細胞の形態変化,細胞化学的検討を行い,アポトーシスへの進展mRNA上の変化などをVADの有無,脱血部位による差異,4時間補助における経時的変化などを比較検討した.左室心筋の光顕比較では対照群と左房脱血VAD群で急性心不全作成後4時間での所見に有意差無く,共に細胞内浮腫の出現,筋原繊維の錯綜配列などを認めたが左室脱血VAD群では4時間後も対象値とほぼ同様であった.さらに透過電子顕微鏡による比較では,不全心ではテクノポリマー注入による左室微細梗塞作成による結果,筋原繊維は大きく膨潤しミトコンドリアは大小混在した.左房脱血VAD群では4時間後に筋原繊維の錯綜配列はむしろ増強していたが左室脱血VADでは整然とした筋原繊維配列をしめし一部ミトコンドリア軽度拡大を認めたにすぎなかった.画像所見の計量化を行ったが,ミトコンドリア面積・ミトコンドリア数では不全心作成前後・VADの前後と種別などの間に有有意差を認めなかったが,筋原繊維面積・心筋内細胞浮腫を示す面積では不全心作成後に有意に悪化を認めたがVAD両群では有意変化を認めなかった.Immunobinding Assay法により(1)β-adrenergic redeptor,(2)Angiotennsion II type-1 receptorおよび細胞アポトーシス因子として(3)Bcl-xl,(4)Baxなども計量し対象値と比較した.(1)および(2)で左房脱血VAD群で有意に増加したが(3)・(4)では全ての群で有意差を認めなかった.したがってイヌにおけるVAD効果の検討では,急性左心不全において(1)左室脱血VADは明らかに心筋形状を正常形態に維持する,(2)β-adrenergic redeptorは増加傾向を示し変力効果増大へと作用する,(3)左室脱血VADではAngiotension II type-1 receptorからみて左房脱血より補助中の心筋圧負荷が少ない,(4)4時間の駆動実験では心筋アポトーシスへの進展を評価出来なかった.本年度はテクノポリマー(粉径20mμ)の左冠状動脈主幹部注入にて選択的左室不全心を作成し,拍動型左心補助人工心臓(VAD)を駆動させ,対照群・左房脱血VAD群・左室心尖部脱血VAD群を設定の上,50%補助率でのVAD約4時間駆動補助時の自己心左室ループの推移,ESPVR解析など前年度と同じ計測を行いながら,心筋細胞の形態変化,細胞化学的検討を行い,アポトーシスへの進展mRNA上の変化などをVADの有無,脱血部位による差異,4時間補助における経時的変化などを比較検討した.左室心筋の光顕比較では対照群と左房脱血VAD群で急性心不全作成後4時間での所見に有意差無く,共に細胞内浮腫の出現,筋原繊維の錯綜配列などを認めたが左室脱血VAD群では4時間後も対象値とほぼ同様であった.さらに透過電子顕微鏡による比較では,不全心ではテクノポリマー注入による左室微細梗塞作成による結果,筋原繊維は大きく膨潤しミトコンドリアは大小混在した.左房脱血VAD群では4時間後に筋原繊維の錯綜配列はむしろ増強していたが左室脱血VADでは整然とした筋原繊維配列をしめし一部ミトコンドリア軽度拡大を認めたにすぎなかった.画像所見の計量化を行ったが,ミトコンドリア面積・ミトコンドリア数では不全心作成前後・VADの前後と種別などの間に有有意差を認めなかったが,筋原繊維面積・心筋内細胞浮腫を示す面積では不全心作成後に有意に悪化を認めたがVAD両群では有意変化を認めなかった.Immunobinding Assay法により(1)β-adrenergic redeptor,(2)Angiotennsion II type-1 receptorおよび細胞アポトーシス因子として(3)Bcl-xl,(4)Baxなども計量し対象値と比較した.(1)および(2)で左房脱血VAD群で有意に増加したが(3)・(4)では全ての群で有意差を認めなかった.したがってイヌにおけるVAD効果の検討では,急性左心不全において(1)左室脱血VADは明らかに心筋形状を正常形態に維持する,(2)β-adrenergic redeptorは増加傾向を示し変力効果増大へと作用する,(3)左室脱血VADではAngiotension II type-1 receptorからみて左房脱血より補助中の心筋圧負荷が少ない,(4)4時間の駆動実験では心筋アポトーシスへの進展を評価出来なかった.左心機能の評価には従来から種々の指標が用いられてきたが,左室前負荷・後負荷に影響されない心収縮能指標として近年,左室圧容量曲線(LV-loop)が広く応用されている.重症心不全に対する機械的補助循環法の代表である補助人工心臓では左房脱血・左室脱血の如何を問わず左室前負荷や後負荷は大きく変動し同時に左室等容収縮期自体の存在も大きく変化する.

今回,連続流ポンプである遠心ポンプによる動物実験で,左房脱血では補助流量増大につれて後負荷は増大,前負荷は減少しLV-loopは左右の直線を維持しながらend-systolic LV pressureの上昇を示した.一方,左室脱血では心拍全周期での左室容積変化が発生するためLV-loopは等容収縮期・拡張期の欠如した形状である底辺の広い三角形を示した.拍動型補助人工心臓(LVAD)による補助時には左房脱血では自己心拍非同期駆動時に左室容積は一定の周期で増減を繰り返しLV-loop上の左室収縮末期圧時期での容積関連(End-Systolic Pressure-Volume Relationship : ESPVR)も周期的に変化した.このためESPVRの変化からEesの予測が可能となり自己心の心収縮能評価が可能であったがLVADの同期駆動ではこの現象は存在せず不利であった.一方,左室脱血によるLVAD駆動では自己心拍との同期・非同期駆動の双方で左室等容収縮期容積の変動を来し理論的にLV-loop上のESPVR決定は困難であった.しかしながらLVAD同期駆動時に自己心拍周期を分割しながらLVAD駆出時期を面しながらESPVRへの影響を解析してみると自己心拡張期前半に左室等容収縮期への歪みの少ない至適駆出時期が存在していたが自己左室駆出時期に若干の左室後負荷減少を来す可能性とLVADの充満が自己左室駆出で行われる結果,LVAD駆出が時にLVAD拡張期にも行われLVAD内血流波形に二層性ピークが出現する事実が発見された.この時,LVAD流量は自己左室機能の影響を受けるため駆動条件での制御は容易でなく臨床的には問題と判断された.現在,自己左室の拍動周期を1012等分し50%補助LVAD駆出を行いさらなる解析を実施している.次年度での新たな計画展開への補助人工心臓使用時の評価指標確立は可能と考え統計解析と血液ポンプ駆動条件との整合性を生体心各種条件下で計測を継続している.拍動型左心補助人工心臓(LVAD)による重症不全心の補助下での自己心機能評価法は従来の指標;LVEF, FSなどでは誤差が大きいことが昨年度の研究で判明した.左室心尖部脱血LVADを用い自己心周期を1012区分しこの時相に同期させてLVAD駆出を行い左室ループを解析し等容収縮期・拡張期の歪みの少ない同期駆動タイミングを検索した.心尖脱血LVADの駆出タイミングが自己心の駆出期では負荷時のループはESV不動のまま左側に収敏したが拡張期ではESV/EDVともに左方に移動し両者ともに等容期の変形を認めた.ただし,唯一,拡張期後半でのLVAD駆出では等容期が温存されたLV loop描写が可能で左室収縮末期圧も減少し,前負荷減少によるESPVR自体の計測は十分可能で再現性を認めた.また,後負荷増加によるESPVR計測では自己心からの駆出が減少しLVAD流入が増加するため動脈圧の変化が直接自己心左室への負荷増にならずESPVR計測には疑問がある.左室脱血LVAD症例では自己心拡張期LVAD駆出下のESPVR解析による収縮能解析が正確である.本年度後半にはテクノポリマー(粉径15mμ)の左冠状動脈主幹部注入にて選択的左室不全心を作成し,対照群・左房脱血LVAD群・左室心尖部脱血LVAD群を設定し50%補助率でのLVAD約4時間駆動補助時の自己心左室ループの推移,ESPVR解析,心筋アポトーシスの有無などを検討している.左室心筋の光顕比較では対照群と左房脱血LVAD群で優位の差は無く現在,電顕比較を実施中である.また,BNPに関するmRNAの推移を計測比較する準備を行っている.
問題解決能力を重視した医学シミュレ-ションの開発とその教育効果の評価検討

本研究の目的は問題解決能力を目指した医学シミュレ-ションを作成し、その教育効果を調べることにあった。まず、医療用の画像を取入れたシミュレ-ションを作成するために、安価な画像記録システムであるスチルビデオを、パ-ソナルコンピュ-タと連動させて利用し、医学教育用シミュレ-ションを作成した。シミュレ-ションは救急医療を題材にして問題解決能力を教育するものとした。その内容は救急患者を診察し、必要な検査を行ない、状態を把握し、評価し、必要な処置、治療を行なうものである。シミュレ-ション中では各段階で学生に判断を求め、誤った判断をすれば減点あるいはプログラムの中断を行なった。この様な原則に基づき子宮外妊娠と急性心不全の2つの症例を仮想し、受診から手術までの臨床経過を創案した。それぞれの症例について、外来受診以後の経過を段階的にシナリオにし、各段階で必要な検査、処置、考えられる疾患などを利用者の判断を従って選択するフロ-チャ-トを作成した。以上のシナリオにしたがって、画像を実症例のデ-タから適当なものを選択収集し、ビデオフロッピ-に記録した。ついで、N88ーBASICによる「急性腹症」および「循環器臨床」の2プログラムを作成した。プログラム作成に当っては専門業者の助言を得た。でき上がったシミュレ-ションは九州大学医学部附属統合教育研究実習センタ-に臨床配属された医学部学生に利用させた。プログラムに改善の余地はあるものの、われわれが予め定めた到達目標は利用した学生により達成され、教育効果は充分あるものと考えられた。スチルビデオシステムは画像をビデオフロッピ-に記録し、それをモニタ-テレビで再生するシステムである。このシステムを使用すれば、CDーROMやビデオディスク等の映像記録メディアと異なり、簡単にしかも安価に自作教材を作成することができる。そのうえ、コンピュ-タよりの制御により、記録された画像デ-タをランダムに再生することも可能である。本研究の目的はこのシステムを利用した医学教育用のシミュレ-ションシステムの開発と、その教育効果の検討である。利用した装置はフジフイルム製のスチルビデオカメラおよびスチルビデオレコ-ダ-で、これらにより画像デ-タを記録し、パ-ソナルコンピュ-タNEC製PCー9801ESにてRSー232C端末を介して制御し、必要な画像をモニタ-上に出力させた。学生の問題解決能力を教育するために、救急疾患のシミュレ-ションを計画し、心筋梗塞と急性腹症のシナリオを作成したが、今年度は画像デ-タの準備がととのった、急性腹症の子宮外妊娠のシナリオを採用した。シナリオにそって作成したプログラム用のフロ-チャ-トにより、プログラマ-と相談しつつ、22枚の画像を使用し、137ステップ、1273行のプログラムを作成した。使用した言語はBASICである。完成後産婦人科専門医の試用後の指摘により修正を加えた。さらに学生の使用後の感想として、パソコンのディスプレイと画像用のモニタ-の2つの画面を同時に見ることが煩わしいとの指摘もあったため、次年度計画として両画面をス-パ-インポ-ズして1つのモニタ-で観察できるように改良する予定である。なお本シミュレ-ションによる学生実習を明年度に行ない、教育効果について検討する。本研究の目的は問題解決能力を目指したシミュレ-ションを作成し、その教育効果を調べることにあった。まず、医療用の画像を取入れたシミュレ-ションを作成させるために、安価な画像記録システムであるイチルビデオを、パ-ソナルコンピュ-タと連動させて利用し、医学教育用シミュレ-ションを作成した。その内容は救急患者を診察し、必要な検査を行ない、状態を把握し、評価、必要な処置、治療を行なうものである。

シミュレ-ション中では各段階で学生に判断を求め、誤った判断をすれば減点あるいはプログラムの中断を行なった。この様な原則に基づき子宮外妊娠と急性心不全の2つの症例を仮想し、受診から手術までの臨床経過を創案した。それぞれの症例について、外来受診以後の経過を段階的にシナリオにし、各段階で必要な検査、処置、考えられる疾患などを利用者の判断に従って選択するフロ-チャ-トを作成した。以上のシナリオにしたがって、画像を実症例のデ-タから適当なものを選択収集し、ビデオフロッピ-に記録した。ついで、N88ーBASICによる「急性腹症」および「循環器臨床」の2つのプログラムを作成した。プログラム作成に当っては専門業者の助言を得た。でき上がったシミュレ-ションは九州大学医学部附属統合教育研究実習センタ-に臨床配属された医学部学生に利用させた。プログラムに改善の余地はあるものの、われわれが予め定めた到達目標は利用した学生により達成され、教育効果は充分あるものと考えられた。
多孔体表面燃焼バーナーの燃料過濃燃焼による炭化物合成に関する研究

多孔体表面燃焼バーナーは、多孔体表面近傍に広い火炎面を形成し広範囲で安定燃焼を行うことができる。このような性質を利用して、燃料過濃の高当量比で高温燃焼を行わせることにより炭化物の燃焼合成が可能になる。本研究では、メタンのような気体燃料の純酵素または酸素富化空気による燃料過濃条件下で高温燃焼を行い、珪砂、石英ガラス、石炭灰などから炭化ケイ素を合成するプロセス開発を目的とする基礎研究を行った。その結果、以下の知見が得られた。1)石英ガラス製円管底部にコージライト系セラミックスハニカムを設置した表面燃焼多孔体バーナーを試作した。この燃焼器下部より供給されるメタン-空気系予混合気のハニカム表面における可燃範囲を実測したところ、本実験条件の範囲では逆火は生じず、当量比で1.7まで燃焼することが確認された。2)純酵素では当量比3.0まで高温燃焼することが確認された。ただし、当量比2以上ではすすの生成が認められた。3)当量比が1.5以下の領域では、火炎はハニカム表面に付着した短炎が形成されるのに対して、当量比が大きくなるに伴い火炎長が徐々に長くなる傾向が見受けられた。また、ハニカム表面温度は操作条件に大きく依存し、本実験範囲では最大1500Kまで達した。4)31種類の科学種を考慮に入れた素反応モデルに基づく反応速度論ならびに平衡論的な反応動力学解析より、当量比2.0以上で、極めて高い還元雰囲気が得られ、二酸化ケイ素から炭化ケイ素合成のための条件を満たすガス組成が形成されることを明らかにした。5)純酵素による燃料過濃燃焼火炎中に石英ガラス板を設置し、炭化試験を試みたところ、本装置内では輻射放熱が著しく、ガラス板の表面温度が十分高温を維持できなかったため、XRD分析では炭化物の生成が認められず、本プロセス開発のためには原料から輻射放熱低減および高温化が重要な要因になることを示した。このような性質利用して、燃料過濃の高当量比で高温燃焼を行わせることにより炭化物の燃焼合成が可能になる。本研究では、メタン、プロパンまたはアセチレンなどの気体燃料の純酸素または超高温空気燃焼による燃料過濃条件下で高温燃焼を行い、珪砂、石英ガラス、石炭灰などから炭化ケイ素を合成するプロセス開発を目的として、本年度はまず多孔体表面燃焼装置の燃料過濃領域における燃焼性能試験を行った。この燃焼器下部より供給されたメタン-空気系予混合気にハニカム表面で着火後、徐々に燃料と空気混合比を変化させつつ可燃範囲を実測したところ、本実験条件の範囲では逆火は生じず、当量比で1.7まで燃焼することが確認された。また、空気中酸素濃度が40%程度まで酸素富加することで、当量比2.0以上まで可燃範囲が拡大することが明らかとなった。さらに当量比2以上ではすすの生成が認められた。2) 1.5以下の比較的低当量比では、火炎はハニカム表面に付着した短炎が形成されるのに対して、燃料比が大きくなるに伴い火炎長が徐々に長くなる傾向が見受けられた。

また、ハニカム表面温度は操作条件に大きく依存し、本実験範囲では最大1500Kまで達した。3) 31種類の化学種を考慮に入れた素反応モデルに基づく反応速度論ならびに平衡論的解析より、当量比2.0以上で、極めて高い還元雰囲気が得られ、二酸化ケイ素から炭化ケイ素合成への可能性が示唆された。多孔体表面燃焼バーナーは、多孔体表面近傍に広い火炎面を形成し広範囲で安定燃焼を行うことができる。このような性質を利用して、燃焼過濃の高当量比で高温燃焼を行わせることにより炭化物の燃焼合成が可能になる。本研究では、メタンのような気体燃料の純酸素または酸素富化空気による燃料過濃条件下で高温燃焼を行い、珪砂、石英ガラス、石炭灰などから炭化ケイ素を合成するプロセス開発を目的とする基礎研究を行った。その結果、以下の知見が得られた。1)石英ガラス製円菅底部にコージライト系セラミックスハニカムを設置した表面燃料多孔体バーナーを試作した。この燃焼器下部より供給されるメタン-空気系予混合気のハニカム表面における可燃範囲を実測したところ、本実験条件の範囲では逆火は生じず、当量費で1.7まで燃料することが確認された。2)純酸素では当量比3.0まで高温燃料することが確認された。ただし、当量比2以上ではすすの生成が認められた。3)当量比が1.5以下の領域では、火炎はハニカム表面に付着した短炎が形成されるのに対して、当量比が大きくなるに伴い火炎長が徐々に長くなる傾向が見受けられた。4)31種類の化学種を考慮に入れた素反応モデルに基づく反応速度論ならびに平衡論的ならび反応動力学解析より、当量比2.0以上で、極めて高い還元雰囲気が得られ、二酸化ケイ素から炭化ケイ素合成のための条件を満たすガス組成が形成されることを明らかにした。5)純酸素による燃料過濃燃焼火炎中に石英ガラス板を設置し、炭化試験を試みたところ、本装置内では輻射放熱が著しく、ガラス板の表面温度が十分高温を維持できなかったため、XRD分析では炭化物の生成が認められず、本プロセス開発のためには原料からの輻射放熱低減および高温化が重要な要因になることを示した。
薩摩藩領鉱山の研究

近世日本は鉱業国であった。特に江戸時代初期には金山、銀山が開発され、後には銅山が開発された。薩摩(鹿児島)藩領では日本有数の金山が存在した。本研究は、近世における薩摩(鹿児島)藩領の鉱山についての概要を明らかにして、その実証的研究を行うものである。薩摩藩領には長野・山ケ野金山をはじめ、芹ケ野金山、鹿籠金山、谷山錫山などの諸鉱山が存在した。とりわけ、長野・山ケ野は寛永17年(1640)に開発されたものの、わずか数年で稼業を中止し、明暦2年(1656)に再開され、注目される。開発の歴史、生産量や支配・経営、鉱山社会、労働力、技術等の日本鉱山史研究の基本的諸問題について明らかにする研究が求められている。本研究を遂行するため、まず関係文献の調査収集を進めた。また残存する関係史料の調査収集を所蔵機関において実施した。収集した史料のうち、未だ翻刻活字化されていない長野・山ケ野金山関係史料については、解読の上でパソコンを使って蓄積した。また、活字化されているが膨大な分量にある『鹿児島県史料薩藩旧記雑録』については、鉱山関係史料のみを摘出し整理した。研究成果の一部については、論文で発表した。長野・山ケ野金山は寛永20年(1643)には幕府の指示をうけ一旦閉山した。その要因については諸説があるが、『鹿児島県史料薩藩旧記雑録後編』所収の関係史料を分析し、開発の経過、諸藩領鉱山をめぐる状況をふまえて、薩摩藩と幕府の関係、寛永飢饉の影響、領内・外の農村から鉱山への労働力移動の諸点から検討し、閉山にいたる過程を明らかにした(拙稿「近世日本の鉱山-薩摩藩領長野(山ケ野)金山の開発と寛永20年の閉山を中心に-」)。さらに、同山の開発には隣領肥後熊本藩領の金掘り(宇土在)が招聘されているなど、注目できる点を確認した。今後も、その成果を還元すべく論文として発表する予定である。1、本研究は、近世における薩摩(鹿児島)藩領の鉱山について、その概要を明らかにして、その実証的研究を進めるものである。平成17年度は、領内最大の長野(山ケ野)金山について、これまでの研究、史料残存状況の現状を把握するとともに、史資料調査・収集、現地史跡の調査を実施した。さらに本年度中に得られた知見については、その一部を学術誌『まてりあ』(日本金属学会報)の特集「わが国の鉱業の過去、現在そして未来」に「近世日本の鉱山-薩摩藩領長野(山ケ野)金山の開発と寛永20年の閉山を中心に-」の題目で投稿し、採用されて現在印刷中である。その内容は、寛永17年に開発された同山が稼行3年弱で一旦閉山された背景として、これまでの通説である幕府の「嫉視」説より、むしろ全国的な飢饉との関わりが問題であり、閉山の半年前に幕府より飢饉との関わりで示唆されていたこと等を、史料に基づき明らかにした。2、史料および文献の調査・収集として、本年度は鹿児島県歴史資料センター黎明館および鹿児島県立図書館において実施した。また、尚古集成館において長野(山ケ野)金山関係の近世に関わる史料残存状況に調査した。

さらに、九州大学九州文化史研究所において史資料調査を実施、また同時期に開発されている対馬藩領鉱山について、金掘りの移動の有無を確認するため長崎県立対馬歴史民俗資料館の宗家文庫を調査した。3、現地調査として、長野・山ケ野金山のうち山ケ野地区の近世における間歩や諸施設の所在地を確認する調査を実施し、併せて地元研究者から研究状況等を聴取するともに、交流を図った。4、刊行史料である『鹿児島県史料』の「薩藩旧記雑録」から鉱山関係史料を摘出し、その史料整理・分析を進めるとともに、デジタルカメラで写真撮影した未刊行史料についてもプリント化して史料整理を進めた。1、本研究は、近世における薩摩(鹿児島)藩領の鉱山について、その概要を明らかにしで、その実証的研究を進めるものである。平成18年度は、芹ヶ野金山・神殿金山・鹿寵金山の現地調査ならびに文献・史料調査を中心に進めた。また、昨年度調査した領内最大の長野(山ケ野)金山については、その研究成果の一部を学術誌『まてりあ』(日本金属学会報)の特集「わが国の鉱業の過去、現在そして未来」において「近世日本の鉱山-薩摩藩領長野(山ケ野)金山の開発と寛永20年の閉山を中心に-」の題目で採用され、掲載された。その内容は、寛永17年に開発された同山が稼行3年弱で一旦閉山された背景として、これまでの通説である幕府の「嫉視」説より、むしろ全国的な飢饉との関わりが問題であり、閉山の半年前に幕府より飢饉との関わりで示唆されていたこと等を、史料に基づき明らかにした。2、史料および文献の調査・収集として、本年度はいちき串木野市立図書館、枕崎市文化資料センター南瞑館・川辺町立文化センターにおいて史資料の調査・収集を実施した。また、昨年度に引き続き鹿児島県歴史資料センター黎明館および鹿児島県立図書館において調査・収集を実施した。さらに、弘前市立図書館・福島島県立博物館等において、東北地方の鉱山史料を調査し、薩摩藩領鉱山との比較研究を進めた。3、現地調査として、芹ケ野金山(いちき串木野市)・神殿金山(川辺町)・鹿龍金山(枕崎市)に関して、地元研究者の案内をうけて実施した。これまで知られていない絵図等を確認した。また、関係史跡を見学するとともに、一部の墓地調査を実施した。さらに地元研究者からは研究状況等を聴取するともに、交流を図った。4、昨年度収集した長野・山ケ野金山関係史料をプリントし、解読とパソコン入力作業を進めた。また、本年度に収集した史料もプリント化して史料整理を進めた。また昨年度に引き続き刊行史料『鹿児島県史料』の「薩藩旧記雑録」から鉱山関係史料を摘出し、その史料整理・分析を進めた。1、本研究は、近世における薩摩(鹿児島)藩領の鉱山について、その概要を明らかにして、その実証的研究を進めるものである。平成19年度は最終年度であるため、これまで調査で訪ねた史料所蔵機関おいて、収集洩れの史資料の確認および収集を実施した。具体的には、鹿児島県立図書館、鹿児島県歴史資料センター黎明館、尚古集成館等を再訪して、長野(山ケ野)金山関係の史料調査、また新たに谷山錫山関係の史資料を調査収集した。さらに薩摩藩領に隣接する地域として、宮崎県、熊本県を中心に近世鉱山関係史資料について調査した。特に宮崎県では日之影町が近年自治体史を編纂して、町内の鉱山関係史料および旧大名内藤家の鉱山関係文書を町史で収録しており、これを中心に両県の自治体史収録の鉱山関係史資料を調査収集した。2、これまで収集した薩摩藩領鉱山関係史料のうち、鹿児島県史料の薩藩旧記雑録所収史料、及びこれまで翻刻されていない「金山旧記」などの基本史料を翻刻してパソコンに入力し、その整理を進めた。
歯髄疾患に伴う疼痛の臨床心理学的解析及び中枢ニューロンの応答性の変化

歯科保存学的臨床歯科医学の観点から,歯髄疾患に伴い患者に認められる種々の疼痛の根底に存在する病態生理学的機構を明かにする為に,「臨床心理学的研究及び臨床歯科治療学的研究」と「実験的歯髄炎に伴う基礎歯科医学的研究」とを有機的に融合させて実施した。広義の歯髄疾患に罹患し疼痛を訴えている患者の痛みの性状を表す表現を日本語版マギル質問表で捕らえ,かつ患者自身の心理的苦痛の程度についてVAS法等を用いて調査的研究を行った。歯髄炎に伴う痛みに関係する疼痛表現は症例数が不足しているので普遍化は困難であったが,根尖性歯周疾患についてはその慢性時と急性時とで表現する言葉に違いがあることが判明した。特に,日本語版マギル疼痛質問表の情動的表現や評価的表現は,急性根尖性歯周炎に罹患している患者に選択者が多く存在することが分かった。VAS値では急性時の方が高い傾向は認められたものの慢性時に比較して有意差は認められなかった。mustard oilを適応し化学的歯髄炎を実験動物において惹起させた際の中枢ニューロンの応答性の変化を神経生理学的あるいは神経薬理学的に解析したところ,三叉神経脊髄路核尾側亜核,脳幹網様体,視床後内側腹側核に存在する歯髄駆動ニューロンの応答性はそれぞれ異なった傾向の中枢性過敏化の様相を呈した。これらの神経核は二叉神経領域,特に歯髄からの情報の中枢への投射系の重要な中継核であり,疼痛の感覚弁別性様相,情動感情性様相に深く関係し,種々の上行性あるいは下行性に受けるシナプス性修飾を受けるものと考えられることから,歯髄に炎症性疾患が生じている場合にはその患者の中枢神経内にも様々な程度の過敏化が生じ,時には神経学的可塑的な応答性の変化が生じている可能性が示唆された。歯科保存学的臨床歯科医学の観点から,歯髄疾患に伴い患者に認められる種々の疼痛の根底に存在する病態生理学的機構を明らかにする為に,「臨床心理学的研究及び臨床歯科治療学的研究」と「実験的歯髄炎に伴う基礎的研究」とを有機的に融合させて実施した。歯髄炎や根尖性歯周炎と臨床的に診断された患者の訴えている痛みの性状を日本語版マギル質問表で捕らえかつ患者自身の心理学的苦痛の程度をAVS法などを用いて調査的研究を行った。また,歯内治療学的に加療した前後においてその変化がどう変わるか比較検討することを試みた。現在もこの調査研究は続行中であり,臨床症例が揃ったところで統計学的検討を加える予定である。mustard oilを適応し化学的歯髄炎を実験動物において惹起させた際の中枢神経系のニューロンの応答性の変化を神経生理学的あるいは神経薬理学的に解析したところ,頭頚部に受容野を持つ三叉神経延髄後角あるいは脳幹網様体内の歯髄駆動ニューロンの応答性は,それぞれ異なった傾向の中枢性過敏化の様相を呈した。特に,脳幹網様体内の歯髄駆動ニューロン群は,侵害性化学的条件刺激を歯髄に加えた後の試験刺激に対する応答性において著しい経時的増強性を示した。また,オピオイド受容体の拮抗薬ナロキソンの静脈内全身投与により,その応答性の有意な増強性を示した。この歯髄刺激に対する応答性の増加は,三叉神経延髄後角内のニューロンのそれよりも統計学的に有意に大きかった。

脳幹網様体には中枢神経系の様々な核からの線維連絡が存在し,特に痛みの内側投射系に関与しているといわれ,痛みの情動的側面に関与している可能性が示唆されており,上述の歯痛の心理学的考察と考え合わせると本結果は興味深いものである。歯科保存学的臨床歯科医学の観点から,歯髄疾患に伴い患者に認められる種々の疼痛の根底に存在する病態生理学的機構を明かにする為に,「臨床心理学的研究及び臨床歯科治療学的研究」と「実験的歯髄炎に伴う基礎歯科医学的研究」とを有機的に融合させて実施した。広義の歯髄疾患に罹患し疼痛を訴えている患者の痛みの性状を日本語版マギル質問表で捕らえ,かつ患者自身の心理的苦痛の程度についてVAS法等を用いて調査的研究を行った。歯髄炎に伴う痛みに関係する疼痛表現は症例数が不足しているので普遍化は困難であったが,根尖性歯周疾患についてはその慢性時と急性時とで表現する言葉に違いがあることが判明した。特に,日本語版マギル疼痛質問表の情動的表現や評価的表現は,急性根尖性歯周炎に罹患している患者に選択者が多く存在することが分かった。VAS値では急性時の方が高い傾向は認められたものの慢性時に比較して有意差は認められなかった。今後,症例数を増やしての検討が必要と考えられた。mustard oilを適応し化学的歯髄炎を実験動物において惹起させた際の中枢ニューロンの応答性の変化を神経生理学的あるいは神経薬理学的に解析したところ,三叉神経脊髄路核尾側亜核,脳幹網様体,視床後内側腹側核に存在する歯髄駆動ニューロンの応答性は,それぞれ異なった傾向の中枢性過敏化の様相を呈した。これらの神経核は三叉神経領域,特に歯髄からの情報の中枢への投射系の重要な中継核であり,それぞれが上行性あるいは下行性に受けるシナプス性修飾も異なるものと考えられることから,髄に炎症性疾患が生じている場合にはその患者の中枢神経内にも様々な程度の過敏化が生じ,時には神経学的可塑的な応答性の変化が生じている可能性が示唆された。
ねじれたπ共役系を有する多量体の合成およびねじれ制御による機能性の探究

昨年度までに研究実施者はπ共役分子であるポルフィリン同士を縮環させ、置換基の立体反発によりねじれた構造へと変化させることに成功している。さらに繰り返し縮環を行い、今までにない大きなねじれを有したπ共役分子の創出に成功している。ここでπ共役分子の芳香族性に着目すると、これまでの成果はπ共役分子の中でも芳香族分子どうしを縮環した新規π拡張分子への変換と考えることができる。一方、反芳香族分子においては縮環によりπ拡張した例は限られており、π拡張が反芳香族分子の物性に与える影響は興味深い。研究実施者が所属している研究室では16π共役系をもつ反芳香性ポルフィリノイドであるノルコロールの合成・単離に成功している。さらにNMR測定からノルコロールは明確な反芳香族性を示すことがわかっている。そのため、このノルコロールがπ拡張反芳香族分子の有用なモチーフになると考えた。このような背景のもと、今回、研究実施者はπ拡張した反芳香族分子としてノルコロールとポルフィリンを3箇所で結合した三重縮環二量体を設計した。ポルフィリンの縮環においてこの三重縮環という形式は他の縮環形式よりもポルフィリン骨格が与えるもしくは受ける摂動は大きく、電子物性が大きく変化することが知られている。そのため、吸収スペクトルの大幅なレッドシフトやπ共役サーキットを変化させることができるため、様々な三重縮環ポルフィリンが合成されている。本研究では、反芳香族分子のπ拡張にもポルフィリン骨格の縮環が有用であると考えた。ポルフィリンの縮環したジブロモジピリンを前駆体として合成し、最後に低原子価Niを用いた分子内カップリングによってノルコロールとポルフィリン三重縮環二量体の合成に成功した。さらにX線結晶構造解析に成功し、その構造を明らかにした。28年度が最終年度であるため、記入しない。今回、研究実施者はポルフィリンの中心金属の配位能を利用し、ねじれた2量体にキラルアミンを配位させることによりねじれ方向が制御できないかと考えた。このような研究は高分子の分野で動的らせんとして研究され、キラルメモリーなどの機能性材料としての応用が盛んに研究されている。ねじれたπ共役分子でねじれ方向が制御に成功すれば、単分子レベルで同様の機能発現が期待できる。今年度は合成に成功しているねじれたポルフィリン2量体の中心金属のNiをZnへ収率良く変換することに成功した。得られた亜鉛錯体はX線構造解析に成功し、中心金属がNiからZnへ変わってもねじれたコンフォメーションをとることを明らかにした。次に、ねじれたポルフィリン2量体亜鉛錯体に対して(R)-1-phenethylamineを添加すると正のコットン効果を示した。一方、(S)-1-phenethylamineを添加すると負のコットン効果を示し、ミラーイメージが観測された。このことから、亜鉛ポルフィリンへの光学活性アミンの配位により、ねじれたポルフィリン2量体のねじれ方向が制御できたことを示唆している。1H NMR測定の結果より、ジアステレオマー比が65:35であることがわかった。さらに、光学活性アミンが配位したポルフィリン2量体亜鉛錯体のX線構造解析にも成功し、得られた結晶構造を元にDFT計算を行い、ねじれる方向とねじれ反転のメカニズムについて明らかにした。また、CDを誘起したポルフィリン2量体の光学活性アミンを酢酸により除去し、CDの減衰を観測した。これにより、ねじれ反転の活性化障壁を求め、置換基の大きさによって反転速度が変化することを明らかにした。今後、ポルフィリンユニットを有したねじれたπ共役分子へ展開することで、単分子レベルでキラルメモリーなどの機能性の発現が期待できる。ポルフィリンの系ではねじれた分子の合成からねじれ方向の制御の手法を確立することができた。さらにねじれ反転のメカニズムを解明することができた。このことはルフィリンユニットを有したねじれたπ共役分子へ展開し、その機能化を実現するために重要な成果であると考えている。しかし、この手法を他の系へ展開する段階へは未だ至れておらず、当初の計画から少し遅れてしまっている。ねじれた分子の合成における本手法ではπ共役分子にかさ高い置換基を持たせ、その近傍にアミノ基を導入することが前提となる。置換基としてポルフィリンの系で成功しているメシチル基を有するピレンに対して、ニトロ化からの還元またはハロゲン化からの遷移金属触媒を用いたアミネーションを検討したがいずれも成功していない。現状ではポルフィリン以外の系ではこのアミノ基の導入に難航しており、肝心の酸化的縮環反応の検討まで至れていない。

さらにNMR測定からノルコロールは明確な反芳香族性を示すことがわかっている。そのため、このノルコロールがπ拡張反芳香族分子の有用なモチーフになると考えた。このような背景のもと、今回、研究実施者はπ拡張した反芳香族分子としてノルコロールとポルフィリンを3箇所で結合した三重縮環二量体を設計した。ポルフィリンの縮環においてこの三重縮環という形式は他の縮環形式よりもポルフィリン骨格が与えるもしくは受ける摂動は大きく、電子物性が大きく変化することが知られている。そのため、吸収スペクトルの大幅なレッドシフトやπ共役サーキットを変化させることができるため、様々な三重縮環ポルフィリンが合成されている。本研究では、反芳香族分子のπ拡張にもポルフィリン骨格の縮環が有用であると考えた。ポルフィリンの縮環したジブロモジピリンを前駆体として合成し、最後に低原子価Niを用いた分子内カップリングによってノルコロールとポルフィリン三重縮環二量体の合成に成功した。さらにX線結晶構造解析に成功し、その構造を明らかにした。メシチル基を有するピレンに対してはニトロ化とハロゲン化のいずれもうまくいかなかったため。この原因としてはポルフィリンの系では起こらなかった。メシチル基自体が反応してしまい、副生成物が大量に生成してしまうことが問題点だった。この結果を受け、置換基の変更を考えた。メシチル基からtBu基へ変えることで、この問題の解決を図る。この方法がうまくいかなかった場合はピレンを還元したテトラヒドロピレンから出発し、ニトロ化を試みる。28年度が最終年度であるため、記入しない。
経頭蓋磁気刺激法で解明する神経振動子の認知機能への影響

脳内には周期的な神経活動が存在し、この活動が脳内で同期することで様々な認知機能を実現していると考えられている。本研究では、この周期的な活動を頭皮脳波として観測し、経頭蓋磁気刺激を与えた時の位相応答を推定する。これにより、周期的な脳活動の外部刺激に対する応答を検証し、同期の起り易さを評価する指標の提案と検証を実施する。
ナノメータスケールの高精度位置決めによる3次元集積化

ウエハの接合にあたり、前年度の知見をもとに、プラズマ活性化の最適な接合条件を検討した。さらに、その上で、従来試みられていなかった水のプラズマ化による表面活性化の検討を行った。ガラスウエハに対して、フッ素添加の酸素プラズマによる表面活性化に加え、水を添加した水プラズマが有効であることを示した。これは、ウエハ表面の親水性は接合の可否に大きく影響していることが示され、これが、水とフッ素の相乗作用で最適化されたものと考えられる。さらに、従来のプ真空中でのイオン衝撃活性化との組み合わせを検討した。シリコンに対しては有効であったが、ガラス基板については、大きな差は見られなかった。これは、シリコンについてはフッ素の反応性が高いのに対し、ガラスについては疎水化のコントロールが難しいためと考えられる。ガラス基板の接合は、マイクロチャネンルを作成したバイオデバイスの試作を行い、本接合手法が有効であることを示した。銅貫通電極の接合に対して、銅の接合への適用の検討を行った。銅表面に水和物が形成されることにより、大気中での接合も可能であることが示された。詳細はさらに検討中である。本研究は、シリコンウエハ上の半導体配線技術、特に、3次元集積化において必要とされるサブミクロンの精度での金属配線接合を実現するための新しい手法を提案、その実現の可能性を明らかにすることを目的としている。ナノメータレベルの位置決めを実現するためには、常温に近い温度での接合は必須の要件であり、そのための低温接合技術が不可欠の要素である。本研究では、研究分担者の真空中での高精度位置決めの可能性をもつモアレパターンよる計測手法のアイデア・実績と、本研究代表者の表面活性化に関するこれまでの知見を組み合わせ、サブミクロンの高精度位置決めにより金属接合と層間絶縁膜の接合を低温で同時におこなう手法を検証する。特に、位置決めについては、モアレパターンを用いることでサブミクロンの精度でのウエハ貼合わせを実現する。また、低温接合については、初年度、プラズマ活性化処理について、フッ素系のガスを導入することでウエハ表面の親水性をコントロールする手法を提案し、その可能性を検証する。本年度は、シリコンウエハに対して、プラズマ活性化による低温での接合過程を検証した。特に、プラズマ中にフッ素系のガスを導入し、プラズマパワー、ガス流量、窒素ガスや酸素がストの混合比、ウエハ加圧の有無、大気中ないしは真空中での接合の効果、大気中での放置時間などのパラメータを最適化し、最終的に、フッ素添加プラズマの効果により、低温での接合強度が飛躍的に増大することを検証した。また、この際の表面の親水性のコントロールが可能であり、これによって、プラズマ活性化の効果を最適化するとともに、ボイドの非常に少ない接合が可能であることを示した。
思春期青年期における異文化暴露と主体価値の変容；自己受容と他者受容の質的量的研究

<研究1:派遣留学生における留学前後の全般的健康度と精神的発達に関する後ろ向きコホート研究>派遣留学生に関して、2008年から2017年の10年間の健康調査票を後ろ向きに解析した。留学前は留学後に比し、有意にGeneral Health Questionnaire(GHQ)が高値であり、全般的健康度が不良であった。高GHQ得点者(17点以上)全員の医師面談記録を、後ろ向きに解析した。その結果、「不安」、「睡眠不足」、「全身倦怠感」がキーワードとして抽出された。大学における留学出発時期は、概ね、夏休みと春休みであるが、その前には試験やレポート提出が集中しており、出発前に睡眠不足になり、倦怠感等を自覚し、GHQが高得点となるものと推測された。また、留学後には自尊感情は有意に高値になっていた。留学による自尊感情の上昇は、留学後のGHQの改善に影響している可能性が示唆された。<研究2:派遣留学生における留学前後の全般的健康度と主体価値の変容、自己受容・他者受容の関連性に関する前向きコホート研究>派遣留学生に関して、留学前後の全般的健康度と主体価値の変容、自己受容・他者受容の関連性について、2017年と2018年の2年間、前向きコホート研究を行った。留学後には、「社会的に影響力を及ぼすこと」や「self-direction」の価値が重要視される傾向がある一方、「安全性」に関する価値観は相対的に軽視される傾向が認められた。また、留学前には、自己受容は他者受容とは直接関連性を認めず、自尊感情と強い関連性を認めた。一方、留学後は、自己受容と他者受容は有意な関連性を示しており、留学により、社会にコミットメントすることの優先順位が高まるような価値観の変化が関係している可能性が示唆された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1.大学生の異文化体験におけるメンタルヘルスに関する量的研究1留学前後で,認知的再解釈によるストレスコーピングスタイルが上昇していた.外界の変革よりも自己の認知スタイルを変えることによって適応する方策を,留学により身につけた可能性がる.2留学前後で,未熟な防衛スタイルが上昇していた.一過性に強いストレスがかったことによる混乱と退行が,未熟な防衛スタイルを強化した可能性が考えられる.3留学前後でGHQが悪化するリスク因子として,既往歴と現病歴が有意であった.ただし既往歴に関しては,精神疾患か否かには無関係であった. 4SOCや自尊感情は自我の中核に近いため堅牢性が高く,暴露事象から時間的に緩徐に変化する一方,ストレスコーピングや防衛スタイルは即座に変化する可能性も考えられる.2.異文化暴露が及ぼす自己受容と他者受容の変容に関する研究1留学前の自己受容は,自我の一貫性と強い関連が認められたが,留学後は首尾一貫性との関連は弱まり,他者受容との強い関連が示された.2留学前は,自己を受け入れるためには自我の一貫性がその拠り所であったと考えられるが,留学後は,他者を受け入れることが自己を受け入れることと強く関係しており,自己受容と他者受容が近接している可能性が考えられ,留学後の社会との関わりを重視する価値観と関連している可能性が考えられる.3.大学生の主体価値についての基礎的研究と自由記述に関する内容分析1最も重要な価値については,【現在の学業】や【人間関係(人との出会い・つながり)】次いで【健康】を重要視する回答が多く見られた.2女性は【人間関係】を,男性は【現在の学業】や【将来のキャリア形成】を重要視する傾向があった.3価値観が大きく変化した経験は, 50.2%の学生が「ある」と回答した.平成29年度内にデータは概ね取得済みであり、データクリーニングも進捗している。平成29年度後半からはデータの解析と論文執筆にも着手できており、当初の計画以上に進展している。

また、留学前には、自己受容は他者受容とは直接関連性を認めず、自尊感情と強い関連性を認めた。一方、留学後は、自己受容と他者受容は有意な関連性を示しており、留学により、社会にコミットメントすることの優先順位が高まるような価値観の変化が関係している可能性が示唆された。1.大学生の異文化体験におけるメンタルヘルスに関する量的研究本研究は既に1000名以上のデータを取得済みがあり,現在はデータクリーニングと探索的解析を行っている。これまでの粗解析からは,留学前後で,ストレスコーピング尺度および自己防衛スタイルに変化が認められた。加えて,留学前後で全体的健康度(GHQ)のばらつきは拡散する傾向にあった。さらにGHQ悪化のリスク要因として,既往歴・現病歴との著しい関連が示唆された。今後は,早急に詳細解析を行い,論文執筆を進める予定である。2.異文化暴露が及ぼす自己受容と他者受容の変容に関する研究本研究は現在,データクリーニングと探索的な解析を行っている段階である。留学前は,自己受容と他者受容はごく緩やかな相関しか認められないが,留学後は自己受容と他者受容は極めて強い相関が認められた。一方,留学前には,自己受容と首尾一貫性は強い相関が認められるが,留学後には相関が緩やかになっていた。研究3の留学後の価値の変容と考え合わせると,自己受容と他者受容の近接は,留学経験による社会との関わりを重要視する価値観と関連している可能性が考えられる。本研究もデータクリーニングが終了次第,詳細解析を行い,論文化を急ぎたい。3.大学生の主体価値と価値の変容に関する基礎的研究と自由記述に関する内容分析価値の変容体験については,概ね半数の被検者が経験しており,質的には3種類に大別されることが判明しつつある。価値変容体験の有無による各指標の2群間比較や,変容体験別の多重比較を行い,論文化する予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
地殻深部物質からみた大陸の進化

平成8年度に走査型電子顕微鏡用・超高精細画像処理装置を導入した。この装置を既存の電子顕微鏡に組み込むことによって、地殻深部物質の組織解析の精密度・解像度を飛躍的に向上させることができた。この機器を用いて、平成9-10年度は、中国・山東半島、西アルプス・ドラマイラ岩体で採集した地殻最深部物質や、三波川変成岩の地殻深部物質の精密組織解析を実施した。その結果得られた主要な研究成果は以下の通りである。I)中国・山東半島・蘇魯超高圧変成帯の地殻深部物質の組織解析10μ程度の鉱物反応組織を精密に解析した結果、当該地域の多くの地殻最深部物質はマントル上部(120km前後)での最高圧変成作用と、地殻下部(30-45km前後)でのグラニュライト相の重複変成作用を被った後、地表まで上昇したことが判った。マントル上部から地殻下部までの上昇パスは等温断熱的であった。この様なパスを実現するためには、10mm/年程度の上昇速度を仮定しても、超高圧変成岩は周囲の片麻岩と一緒に大きな塊(>15km)として上昇する事が必要であることが判った(Nakamur and Hirajima;Jour.Petrolog誌に印刷中)。この結論は、地殻最深部物質の上昇メカニズムに大きな制約条件を与えた。II)イタリア・ドラマイラ岩体の地殻深部物質の組織解析地殻深部物質が地殻内でどのように振る舞うかを知るために、当該地域の地殻最深部物質の組織変化を解析し、石英を多量に含む岩石は、塩基性の岩石に比して地殻内で容易に変形・変成し、過去の情報を失いやすい事が判った。III)大陸の進化に関する総合的研究、上記の研究成果を基に、地殻深部物質から見た大陸地殻の進化について考察し、大陸衝突帯に分布するグラニュライトの熱史を見直すことの重要性を提案した。その成果の一部を、平成9年11月に極地研究所が主催した国際シンポジウム、Origin and Evolution of Continentsで発表し、大陸の進化を専門に扱ってきた世界の研究者と意見交換を行った。本年度は主として中国・山東半島と西アルプス・ドラマイラ岩体で採集した地殻最深部物質である超高圧変成岩の精密な岩石鉱物組織解析と変形構造解析を実施した。本科学研究費により、8-9月にかけて、走査型電子顕微鏡用超高精細画像処理装置(PCI)と3眼偏光顕微鏡・3CCDカメラ・ヴィデオモニター等を新規購入した。当初は、PCIで取り込んだ電子顕微鏡画像と偏光顕微鏡で取り込んだ光学画像を同一パソコン上で処理する計画であったが、両者を結びつける改良型ボードの購入は予算の都合で見送った。上記の機器の導入により従来の岩石組織解析のスピードと精度が格段に向上した。まず、3CCDカメラを導入したため造岩鉱物の識別が可能な画像がヴィデオモニターに映し出せるようになった。ヴィデオモニターを通して多人数が同一画像が同時に観察できるようになったため、とかく主観的になり易い、光学画像に対する解釈の議論が円滑に行えるようになった点が大きなメリットである。また、PCI導入によって、電子顕微鏡画像を大型スクリーン上で静止画像として観察できるようになったので、岩石の微細構造解析の精度が飛躍的に向上した。

この機器導入による成果はめざましく、中国と西アルプスの超高圧変成岩の温度圧力履歴を正確に決定できる組織を見いだし、現在論文執筆中である。PCI画像のコンピューター処理については現在購入したソフトウエアーの習熟中である。本年度は中国・山東半島と西アルプス・ドラマイラ岩体で採集した地殻最深部物質である超高圧変成岩と四国中央部三波川変成帯産の広域変成岩とテクトニック・ブロックの精密な岩石鉱物組織解析を実施した。機器の改良の面では、昨年度購入した走査型電子顕微鏡用超高精細画像処理装置を研究室の汎用DOS-V機とLANで結び、データ解析作業の利便性をはかることができた。天然の岩石の解析結果の主要な成果は以下の通りである。2)中国山東半島東北部の超高圧変成岩の組織解析から、この地域の岩石が広域的にグラニュライト相の重複変成を受けていることを見出した(中村大輔と共著で第5回国際エクロジャイト会議で講演)。3)西アルプス・ドラマイラ岩体のざくろ石の組織解析を行い、ざくろ石の形成は多様な反応を経ていることが判った。特に泥質変成岩の研究では、ざくろ石の組織解析からざくろ石の形成時期を識別する判断基準を提案した(松本尚子・R.Compagnoniと共著で第5回国際エクロジャイト会議で講演)。本年度は中国・山東半島の蘇魯超高圧変成帯とイタリア・ドラマイラ岩体の地殻最深部物質の精密な岩石鉱物組織解析を継続するとともに、地殻最深部物質が地殻内に上昇したときに生じる諸現象を理解するために、日本の三波川変成帯の紅簾石石英片岩の鉱物組織解析を併せて実施した。その結果、以下のような成果が得られた。1)蘇魯超高圧変成帯中央部で採集したざくろ石レールゾライトの組織解析から、この岩石はマントル上部から(120km前後)、地殻下部(45km前後)まで、等温断熱的な上昇パスを示すことが判った(吉田大祐と共著で1999年度地球科学系合同大会で発表予定)。この様なパスは、蘇魯変成帯東北部の2カ所でも見つかっており(Nakamur and Hirajima;印刷中、Banno et al.,投稿中)、超高圧変成岩の断熱上昇が蘇魯変成帯において広域的に生じていることが、具体的データに基づいて初めて判った。この様な断熱的パスを実現するためには、年に10mm程度の相当はやい上昇速度を仮定しても、超高圧変成岩は周囲の片麻岩と一緒に直径大きな塊(>15km)として上昇する事が必要である(Nakamur and Hirajima;印刷中)。この結論は、地殻最深部物質の上昇メカニズムに大きな制約条件を与えた。2)超高圧変成岩が地殻内でどのように振る舞うかを明らかにするために、蘇魯超高圧変成帯とイタリア・ドラマイラ岩体の超高圧変成花崗岩から黒雲母花崗岩への組織変化を検討した。その結果、石英を多量に含む岩石は、塩基性の岩石に比して地殻内で容易に変形・変成し過去の情報を失いやすい事が判った(Hirajima;1999)。この観察結果は、従来の大陸の進化モデルでは見落されており、新たなモデルの構築が急がれる。3)三波川帯の紅簾石石英片岩の鉱物組み合わせを解析し、超高圧変成岩の一種である白色片岩が地殼内に持ち込まれたときの鉱物変化を予測する相図を作成した(平島ほかで1998年度地質学会年会で講演済み。