hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
耐風設計の合理化に向けた空力データベース再構築とWEBベース設計支援ツールの開発

また,既に公開している軒なし低層建物のデータベースについて,風圧の時刻歴記録はこれまで1サンプルのみ公開していたが,より多くのサンプルの公開を望む声が多いため,10サンプルを公開するためのデータを作成した。(3)空力データベースの公開前年度から構築した空力データベースをWEB公開システムに実装して一般公開した。外部からのアクセスおよび使用可否について事前に動作検証を行い,ダウンロード項目の登録などのパラメータ設定を行い,本データベースの本格運用を開始した。(4)外装材用風荷重評価ツールの設計外装材用風荷重の評価をWEB上で可能とする評価ツールを開発するためのフローチャートを整理し,基本設計を行った。外装材は対象物の大きさにより,ピーク値の平均化時間を変化する必要があるため,外装材の大きさもパラメータとして風荷重を評価できるようなツールを開発するようフローチャートを整理した。WEBベース耐風設計支援システムの構築に関して,基本設計フローをWEB上で具現化するために,IT専門業者に業務委託して,耐風設計支援システムを構築することを今年度のテーマの1つとしていたが,予算の関係もあり実施することができなかった。ただし,IT専門業者にはWEB上での解析および表示システムに関しての検討を依頼しており,次年度にベースとなる表示システムを発展させて,設計支援システムの構築に着手する予定である。それ以外については計画通り進捗していることから,概ね計画通りの進捗状況であると判断している。本研究3年目となった平成30年度は概ね実施計画通り、下記の4項目について研究を実施した。(1)空力データベースの増強:前年度に引き続き現有する風圧,風力実験模型を用いて本学の大型乱流境界層風洞で実施し、空力データベースへ追加するためのデータ確認およびデータ整理を行った。また、2年目までに空力データベースの基盤を構築していたが、アップロードするデータの多様化に対応するために、データ公開システムの改良および機能強化を行った。(2)中高層建築物の風力特性の把握:構築した空力データベース公開システムの空力データベース増強を目的として,本学風洞により中高層建築物の動的風力実験を実施する。辺長比,アスペクト比の異なる中高層建築物の風力模型(20体程度)を用い,実験風向を変化させて風力特性を把握した。また,既往の研究結果および米国ノートルダム大学、台湾淡江大学が有するデータベースとの比較を行い、得られた実験データの妥当性を検証した。(3) WEBベース耐風設計支援システムのWEBサーバへの実装:初年度に作成した日本建築学会建築物荷重指針・同解説(2004年版)で規定された風荷重をWEB上で計算可能な設計支援システムを、バックアップ、データ複合機能を追加したWEBサーバへ実装した。(4) WEBベース耐風設計支援システムの公開準備:これまで実施してきたWEBベース耐風設計支援システムを国内外の設計実務者および研究者が使用可能な状態に移行して本格的に運用を開始するための準備を行った。概ね実施計画通りに進められている。
ポリマーブラシを付与した単分散ディスク状粒子の精密合成と自発配向組織体の創製

単分散ポリスチレン粒子を水中で少量のTHFで膨潤させ撹拌することにより単分散ディスク状ポリスチレン粒子を合成した。トリエトキシシランを用いたゾルーゲル反応によりディスク粒子表面をシリカ層で被覆し、さらに、原子移動ラジカル重合(ATRP)開始基を有するシランカップリング剤で表面処理をした。その粒子表面からのメタクリル酸メチル(MMA)のATRPを行った結果、重合がリビング的に進行し、構造の明確な分子量分布の狭いポリマーを高密度にグラフトすることに成功した。得られた複合粒子は極めて高い均一性と分散性を示し、水面上において全く凝集することなく単粒子膜を形成し、膜面内に全ての粒子面が平行に配列した。ディスク状の粒子は、2次元の異方性を有することから従来の球状粒子やロッド状粒子を用いた複合微粒子では発現しない多彩な高次構造を生じると予想され大変興味深い。本年度は、ディスク状粒子を調製しポリマーブラシの付与を行った。粒径4.4μmの単分散polystyrene微粒子(PSP)、純水、polyacrylic acid、THFをスクリュー管に入れ、一晩振とうした。この溶液を撹拌子を用いて2日間撹拌することで、ディスク状PSPの合成したた。次に、水に分散させたディスク状PSP、アンモニア、KCl、PVPエタノール溶液を加え撹拌し、さらに、TEOSと蛍光分子担持シランカップリング剤のエタノール溶液を30分かけて滴下することで、ゾル-ゲル法によりPSP表面をシリカで被覆した。それをATRPの開始能を有するシランカップリング剤(BPE)で処理することにより、ディスク状PSP表面に開始基を固定化した。表面開始ATRPによるPEGMAの重合は、ethyl 2-bromoisobutyrate、Cu(I)Br、2,2-bipyridine、エタノールを用い、開始基固定化ディスク状PSPを加えて50度で24時間行った。2日間撹拌後のPSPをSEMで観察した結果、直径約6.5μm、厚さ約1μmの単分散かつ非常に形状の整ったディスク状PSPが確認された。ゾル-ゲル法を行う際に、KCl、PVPを添加することで、二次微粒子の発生を抑え、ディスク状PSP上にシリカを被覆することに成功した。重合後の溶液のGPC測定の結果から遊離ポリマーについて、PMMA換算でMn=161000、Mw/Mn=1.74であることを確認した。また、重合後の粒子をIR測定した結果、PEGMAのC=O伸縮振動由来のピークが観測されたことから、ディスク状PSPにpoly(PEGMA)ブラシを導入出来たと結論した。粒径2.1ミクロンメートルの単分散polystyrene微粒子(PSP)、純水、THF、界面活性剤を混合し振とうした。この溶液を4 °C、90 h撹拌することで、ディスク状PSP(直径約3.3ミクロンメートル、厚さ約0.8ミクロンメートル)を合成した。ディスク状PSP分散液、polyallylamine hydrochloride ( PAH )、NaCl水溶液を撹拌し、エタノール洗浄した。このPAH付与ディスク状PSPをアンモニア水溶液とKClエタノール溶液の混合液に分散させ、テトラエトキシシランのエタノール溶液を滴下し、ディスク状PSP表面をシリカで被覆した。PAH付与とシリカ被覆は3度繰り返した。これにより、有機溶媒中でPSコアが溶出することのないシリカ層被覆に成功した。ディスク状SiPSPをATRP開始基を有するシランカップリング剤で処理し、メタクリル酸メチルの表面開始ATRPを行った。生成したフリーポリマーおよびグラフトポリマーのGPC測定の結果から、共にMn=230000、Mw/Mn=1.19であり制御重合の進行を確認した。熱重量測定によりポリマーグラフト密度が0.44本/ nm2と見積もられ、PMMA濃厚ブラシを導入出来たと結論した。PMMAブラシ付与ディスク状SiPSPをトルエンに分散させ、それを水面上にキャストしたところ、粒子の凝集が全くない二次元配列単層膜を形成し、また膜面内にすべての粒子面が平行して配列していることを確認した。高分子化学極めて分散性に優れた単分散ディスク状ポリスチレン粒子を合成するルートを確立できたことはたいへん意義深い。さらに、その表面をシリカ層で被覆することに成功し、今後様々な分子で修飾することができるようになったことは研究の幅を拡げる。また、ポリマーブラシの付与にも成功しており、研究は順調に進行している。次年度以降は、ポリマーブラシ付与ディスク状複合微粒子の高次構造制御に取り組んでいく。秩序配列構造を各種顕微鏡を用いて観察する予定をしているが、現有の複合微粒子では粒径の大きな中実粒子であるため、光学顕微鏡観察では粒子による光散乱の影響を大きく受け、精度良く観察できないことが予想される。

そのため、中空のディスク状粒子を合成することが必要になるかもしれない。また、より精密に構造解析するために、蛍光色素を複合微粒子に導入することも考える必要がある。さらに、コアとなるポリスチレン粒子の粒径を小さくすることも考える。粒径を小さくすることによる、ディスク時の影響を懸念しているが反応条件を最適化することにより十分に対応しうると判断している。中空粒子を用いる場合は、粒子の機械的強度を担保する必要がある。シリカから成る中空粒子を合成することを計画しており、シリカ層の厚みを制御する技術が必要になる。これにより、異方性の担保しつつ、機械的強度に優れた中空のディスク状粒子を合成するルートを確立していく。現在までは自作のポリスチレン粒子を使用しており、高額な市販ポリスチレン粒子の購入を次年度にしたため。また、より充実した内容の研究発表を行うため、学会発表を次年度に変更したため。試薬、ガラス器具などの消耗品費および学会出席のための旅費が次年度は増えることになるため、予算を問題なく執行できる。
ナノDEP曝露による動脈硬化の毒性評価とPPARαの役割

浮遊粒子状物質の一つであるディーゼル排気微粒子は、大気汚染の主要成分であり、呼吸器系・循環器系・免疫系・生殖器系への影響を及ぼすことが明らかにされている。ディーゼル排気ガスにはさまざまな粒径の粒子が含まれており、体内での挙動は粒径により異なるが、ディーゼル排気中のナノ粒子(ナノDEP)の毒性は未だほとんど明らかになっていない。ナノDEPの長期曝露に伴う動脈硬化の発症も危惧されていることから、動脈硬化に関係のあるperoxisome proliferator activated receptor alpha (PPARα)に注目し、肝臓での脂質代謝と動脈での炎症を検討した。対照群(13.61μg/m^3)と、粒径2327nmのナノ粒子を含む24.49、36.25、133.69μg/m^3を、7週齢雄性F344ラットに1日5時間、週5日間、1カ月、2か月、3ケ月間吸入曝露を行った。曝露終了後、ラットを曝露チャンバーから取り出し、血清、大動脈、肝臓を採取した。血清中の炎症マーカーは1カ月曝露後濃度依存的に上昇していた。脂質代謝と炎症の両面で動脈硬化に関わるPPARα-mRNAやそのタンパク量、脂質代謝に関わるPPARα標的遺伝子-mRNAは肝臓で1ケ月曝露後のみ誘導されていたが、2ケ月、3ケ月曝露後変化は見られなかった。一方動脈中のTNFα-mRNAは、2ケ月、3ケ月曝露後濃度依存的に上昇していた。ナノDEP曝露によりPPARαは早期に誘導されるものの、その標的遺伝子が誘導されないため、脂質代謝の促進や抗炎症作用が十分に発揮されず、3ケ月曝露により中性脂肪の蓄積と動脈での炎症が始まるのではないかと考えられた。
NK細胞におけるCD2分子を介したシグナル伝達機構の解析(新たな歯周病治療法開発のための基礎的検討)

NK細胞のCD2分子を介した活性化シグナルの伝達経路について検討をおこなった.1)CD2架橋刺激による細胞内アダプタータンパクLAT(linker for activation of T cells)のチロシンリン酸化状態の検討:NK様細胞株(NK3.3)をpolystylene beadsに固相化した抗体(Control, CD2,LFA-1,CD28,FcγRなど)により架橋刺激を加えた.抗リン酸化チロシン抗体を用いたWestern blotting法により、LATのチロシンリン酸化状態を検出した.その結果CD2架橋刺激にて、細胞内アダプタータンパクLATのチロシンリン酸化の増強がみられた.CD2架橋刺激におけるLATのチロシンリン酸化の増強はCD2の濃度依存性に認められた.またCD2架橋刺激後30秒でLATのチロシンリン酸化が認められ,以後5分で最強となる事が確認された.2)LAT結合細胞内シグナル伝達物質の同定:1)で得られた可溶化タンパク質を抗LAT抗体にて免疫沈降を行いLATに結合した細胞内シグナル伝達物質の同定を行った.その結果、LATとp85との結合は、CD2架橋刺激依存性でありPl3-kinaseのN末端SH2とC末端SH2の両者で認められた.また、LATとPLC-γ1との結合はCD2架橋刺激依存性でありPLC-γ1のN末端SH2とC末端SH2の両者で認められた.今回の結果により、CD2架橋刺激によりNK細胞が活性化されアダプタータンパクのLATがチロシンリン酸化される.LATはp85やPLC-γ1と結合して活性化シグナルを伝達していくことが明らかとなった.NK細胞の標的細胞殺傷機構におけるCD2分子を介した細胞の活性化と細胞表面上におけるCD2分子の局在について検討をおこなった.1)CD2分子架橋刺激による細胞内顆粒放出能の検討:NK様細胞株(NK3.3)をプレート固相化抗(Control,CD2,LEA-1,CD28,FcγRなど)により4時間架橋刺激を加えた.その後,上清中に放出される細胞内顆粒のBLTE esterase活性(BLT+DNTBにより発色)をマイクロプレートリーダーにより測定した.その結果CD2架橋刺激にて,細胞内顆粒放出の著明な増加が認められた.NK細胞の標的細胞殺傷機構においてCD2分子による活性化が確認された.2)CD2架橋刺激によるCD2分子とraftの細胞膜上における局在の検討:NK3.3細胞をpolystylene beadsに固相化したCD2抗体により架橋刺激を加え,FITC標識コレラトキシンとPE標識CD2抗体にて二重染色しraftとCD2の局在を観察した.その結果,CD2架橋刺激により,raftと,CD2は共に細胞膜上のビーズとの接着部分に凝集した.また,この2つの凝集部位を重ね合わせるとraftとCD2の凝集部位が一致することを確認した.Raftは,細胞膜上の脂質二重層において脂質組成が他の領域と異なる特殊なコンパートメントである.このraftがシグナル伝達などの細胞の多様な機能に関与していると報告されている.今回の結果は,raft上にあるCD2レセプターがraftの凝集を介してNK細胞活性化シグナルを伝達するという仮説を裏付けるデータである.NK細胞のCD2分子を介した活性化シグナルの伝達経路について検討をおこなった.1)CD2架橋刺激による細胞内アダプタータンパクLAT(linker for activation of T cells)のチロシンリン酸化状態の検討:NK様細胞株(NK3.3)をpolystylene beadsに固相化した抗体(Control, CD2,LFA-1,CD28,FcγRなど)により架橋刺激を加えた.抗リン酸化チロシン抗体を用いたWestern blotting法により、LATのチロシンリン酸化状態を検出した.その結果CD2架橋刺激にて、細胞内アダプタータンパクLATのチロシンリン酸化の増強がみられた.CD2架橋刺激におけるLATのチロシンリン酸化の増強はCD2の濃度依存性に認められた.またCD2架橋刺激後30秒でLATのチロシンリン酸化が認められ,以後5分で最強となる事が確認された.2)LAT結合細胞内シグナル伝達物質の同定:1)で得られた可溶化タンパク質を抗LAT抗体にて免疫沈降を行いLATに結合した細胞内シグナル伝達物質の同定を行った.その結果、LATとp85との結合は、CD2架橋刺激依存性でありPl3-kinaseのN末端SH2とC末端SH2の両者で認められた.また、LATとPLC-γ1との結合はCD2架橋刺激依存性でありPLC-γ1のN末端SH2とC末端SH2の両者で認められた.今回の結果により、CD2架橋刺激によりNK細胞が活性化されアダプタータンパクのLATがチロシンリン酸化される.LATはp85やPLC-γ1と結合して活性化シグナルを伝達していくことが明らかとなった.
肥満者や2型糖尿病患者に見られる意志力低下とそのメカニズムの解明

本年度は、グレリン欠損(GKO)マウスがどのような環境変化や課題行動において意志力の低下(行動変化)を示すか調査した。マウス自発運動・摂餌行動解析装置&摂餌嗜好性行動解析装置を用いて、赤外線センサーにより測定チャンバー内の活動量、回転カゴの自発運動量、摂餌量を測定・解析した。1摂食スケジュールに関する行動意志力:野生型(WT)マウスでは,摂餌時間を制限すると(時限制限給餌)その時間の開始前に活発に行動するようになる(Food anticipatory activity: FAA)。そこでWTおよびGKOマウスに制限給餌を施行(暗期の開始時と終了時に2時間ずつ)したところ、暗期の終了時において両群ともにFAAの増加を認めたが、GKOのFAAはWTに比べて約半分であり有意の低値を認めた。この事より、motivational activityにおけるグレリンの関与が示された。2食の嗜好性に関する行動意志力:両群マウスを測定チャンバーで1週間程度の標準食(CD)に馴化後、2ヶ所に設けた摂餌器の一つを標準食から高脂肪食(60kcal% fat: HFD)に変更した後,食嗜好性の変化を調査したところ、WTでは一定の傾向が認められなかった。しかしながら、GKOでは開始当初認められていたHFDへの強い嗜好性(ほぼ100%)が時間の経過とともに低下して行き、4週間後にはほとんど認められなくなった(CDを50%以上摂食)。このことより、高脂肪食などのpalatable foodに対する嗜好性に、グレリンが関与していることが示された。グレリンの報酬系に対する関与については、次年度以降の研究で明らかにして行く予定である。平成30年度に予定していた3つの計画は下記の通りである。1摂食スケジュールに関する行動意志2食の嗜好性に関する行動意志力3グレリン受容体アゴニストによる介入試験12は予定通り遂行されており、3を次年度に持ち越しているため、上記区分とした。生体内のグレリンは胃を中心とした消化管で産生されるものが大部分なので,末梢から中枢への神経連絡も重要であると考えられる。末梢でのグレリン投与によって興奮する神経細胞を高感度に検出するために、グレリン受容体をターゲットとしてGFPあるいはモノクローナル抗体などを用いて調査する。側坐核と同様に大脳辺縁系の腹側被蓋野からドーパミン神経投射を受け、環境変化や行動課題に対する行動応答に重要な役割を担う前頭前野においてドーパミン神経活動を調べる。具体的には、前頭前野にマイクロダイアリシス用のカニューレを設置し、GKOマウスが環境変化や行動課題を行っているときのドーパミン神経放出量の変化を経時的に測定する。これによって環境変化や行動課題を行うときにおけるグレリン欠損の影響を調べることができる。

これによって環境変化や行動課題を行うときにおけるグレリン欠損の影響を調べることができる。マウス食餌嗜好性解析システム・マウス用摂餌部開閉装置(MFD-RQ-OC,(株)シンファクトリー)を購入したために生じた。これにともない、次年度以降の食嗜好性の調査の進捗が約2倍の速度で遂行可能となる。
量子液体・スピン液体におけるトポロジカル秩序

量子液体相、スピン液体相の対称性の破れによらない分類、特徴付けをめざし、トポロジカル秩序、より広くは量子秩序の概念を用いた研究を行った。「トポロジカル秩序相」に関する研究手段にも種々あるが本公募研究においては量子力学固有の幾何学的位相に基づき、固有値問題に伴い必然的に生ずるゲージ変換の自由度とゲージ構造に着目し、ある種の秩序変数の類似物として量子化ベリー位相と一般化されたホール伝導度としてのチャーン数をまず用いる。これは量子系固有の量であり、古典的対応物を持たない。そのため、通常の相の理論としては明確な区別な困難な相に対しても有効な相分類が行えることとなる。この一般論の有効性は複数の論文において公表してあるが、本年度は概念の一層の発展を図るとともに、これらをより広範囲な強相関電子系、スピン系における「量子液体相」に対して適用し、各物質相のより深い理解と量子相転移の記述を目指した。具体的な量子液体としては量子ホール系、グラフェン、ハバード模型に代表される強相関電子系の模型等があるが、本年度はボーズアインシュタイン凝縮相とBCS超伝導相とのクロスオーバ現象に着目して、これを局所的ひねりを導入することによる局所的量子相転移として捕らえることに成功し、これを論文にまとめ、公表した。また、直交ダイマ模型と呼ばれる2次元の模型での有効性も確認し、現在論文執筆中である。さらに、特に本年度が公募研究最終年度であることに鑑み、研究成果の取りまとめとその国際会議等での発表等の情報発信を精力的に行った。「トポロジカル秩序相」に関する研究手段にも種々あるが、本公募研究においては幾何学的位相に基づくある種の秩序変数の類似物としての量子化ベリー位相、つまり0とπの2つの値のみを取り得るZ_2ベリー位相を用いた。さらには系の非局所性の尺度であるエンタングルメントエントロピーき付加的に用いた研究を行った。本公募研究においては多粒子系に対して、以上の新手法を理論的手段として用いた研究を遂行しその結果を論文、国際会議等で公表した。これらはすべて量子系固有の量であり、古典的対応物を持たない。そのため、通常の相の理論としては明確な区別な困難な対称性の破れを伴わない相に対しても有効な相分類が行えることとなる。つまり、いわゆるトポロジカル秩序相における量子的秩序変数を構成できたこととなる。本年度は、その理論的手法、各概念の一層の発展を図るとともに、これらをより広範囲な強相関電子系、スピン系における「量子液体相」に対して適用し、各物質相のより深い理解と量子相転移の記述を目指した。具体的な量子液体としては近年実験的に合成され集中的な研究が進展しているグラフェン、強相関電子系としての量子スピン系、また近年大きな話題をあつめているスピンホール相に関しても具体的な研究を進め有効な成果を得た。
視覚誘導性運動時の運動前野の機能的役割の解明－ＭＥＧとｔＤＣＳを用いた研究－

我々はMEG計測装置を用いて,運動開始前に観察される運動磁界に着目し,視覚反応課題の大脳皮質活動の解析に取り組んできた.これまでの実験により運動磁界の安定した記録が可能となり,大脳皮質での階層的情報処理の一部が解明された.本研究はこれまでの実験を発展させ,ヒトの運動前野の機能的役割を明らかにすることが目的であった.計画していた具体的な研究項目は,MEG計測装置を用い,1)運動前野の活動を捉える計測システムの構築,2)運動遂行時における運動前野の機能解析,3)経頭蓋直流電気刺激(tDCS)を使用し,運動前野の興奮性を向上させた際の視覚誘導性運動の変化を捉えることとした.本研究では306chMEG装置を用い,視覚反応課題はKurata K(1999)らのサルを対象とした実験手順を参考にして行った.運動前野は視覚誘導性運動,また運動待機状態に著明に活動するとされる.初めは単純刺激として色や形に変化をつけ,特定の刺激に対してのみ運動する単純な課題から研究を開始し,その後運動開始前の待機状態で顕著に活動が見られるとされる運動前野の報告を参考にし,予告刺激から運動刺激(指示刺激)を提示するといった視覚提示に工夫を加えた.上述のように視覚提示,運動遂行の両面より課題を検討し,運動前野の活動を捉える計測システムを構築する.これによりさらなる運動前野の機能的役割を明確にすることができると考えられる.我々はMEG計測装置を用いて,運動開始前に観察される運動磁界に着目し,視覚反応課題の大脳皮質活動の解析に取り組んでいる.これまでの実験により運動磁界の安定した記録が可能となり,大脳皮質での階層的情報処理の一部が解明された.本研究はこれまでの実験を発展させ,ヒトの運動前野の機能的役割を明らかにすることが目的である.計画している具体的な研究項目は,MEG計測装置を用い,1)運動前野の活動を捉える計測システムの構築,2)運動遂行時における運動前野の機能解析,3)経頭蓋直流電気刺激(tDCS)を使用し,運動前野の興奮性を向上させた際の視覚誘導性運動の変化を捉えることとした.本研究では306chMEG装置を用い,視覚反応課題はKurata K(1999)らのサルを対象とした実験手順を参考にして行った.運動前野は視覚誘導性運動,また運動待機状態に著明に活動するとされる.初めは単純刺激として色や形に変化をつけ,特定の刺激に対してのみ運動する単純な課題から研究を開始し,その後運動開始前の待機状態で顕著に活動が見られるとされる運動前野の報告を参考にし,予告刺激から運動刺激(指示刺激)を提示するといった視覚提示に工夫を加えた.上述のように視覚提示,運動遂行の両面より課題を検討し,運動前野の活動を捉える計測システムを構築する.これによりさらなる運動前野の機能的役割を明確にすることができると考えられる.我々は初めに計画した単純刺激として色や形に変化をつけ,特定の刺激に対してのみ運動する単純な課題から研究を開始した.実験課題では特定の刺激にのみ反応するGo/NoGo課題を使用し,検証を行った.この研究により,Go刺激時にのみ視覚誘導性運動に関わるとされる頭頂連合野の活動が観察され,NoGo刺激時には頭頂連合野の活動が観察されないことが示された(Sugawara K et al. 2013, Experimental Brain Research (in press)).しかしこの研究で使用した視覚反応課題では運動前野の活動が観察されなかったため,運動準備期を設定し,かつ運動肢を選択するという課題を追加し実験を行った.この実験により,運動開始の約300ms前に運動前野の活動が観察され,ヒトの運動前野が視覚刺激の選択と運動企画に関与していることが示唆された(第42回日本臨床神経生理学会)(Brain Topography投稿中).これらの実験により,ヒトの視覚誘導性運動における大脳皮質の機能的役割と経時的変化が明らかとなり,MEGを用いてヒトの運動前野を計測するプロトコルを構築することができたと考えられる.今年度は平成24年度に構築した運動前野を計測するプロトコルに経頭蓋直流電流刺激装置(tDCS)を組み合わせ,実験を行っていく予定である.近年,tDCSはヒトの大脳皮質に可塑的な変化を与えることができると数多く報告されている.我々の実験では,視覚誘導性運動時の反応時間と大脳皮質の活動を計測した後に,運動前野に対してtDCSを使用し,運動前野の興奮性を向上させた状態で反応時間および大脳皮質の活動を再度計測することを計画している.tDCSを実施する際にはNitsche et al.(2001)やKirimoto etal.(2011)の方法を参考にし,運動前野の興奮性を変化させる.tDCSにて運動前野の興奮性を向上させたことで,視覚誘導性運動の視覚受容から運動遂行に至る過程で変化が生じ,更なる運動前野の機能的役割の解明が可能になると考えられる.次年度の研究費は,被験者への謝金や筋電図表面電極,データ記録媒体等の消耗品へ使用する予定である.またMEGを利用し運動に関連する研究報告はいまだ少なく,研究成果を可能な限り早急に発表することが望ましいと考えられるため,本臨床神経生理学会や日本理学療法学術大会および国際学会などで積極的に発表し,また国内・国際誌への投稿も行う.そのため,英文校正費等へ予算を使用する予定である.
籠状構造を有する希土類希薄化合物に普遍的な特性と充填スクッテルダイトの固有特性

充填スクッテルダイト(F-Sk: RT4X12)では、同一結晶構造の3つの構成要素(R=希土類、T=8族、X=15族元素)を置換するだけで、嘗てない多様な振舞が見出された。その原因として、希土類イオンが12個のXで構成される対称性の良い籠内に配置するため、伝導電子と4f電子の混じり合いが強められること等が挙げられている。本研究では、新たな新機能を有する籠状化合物の探索を推進するため、未探索のF-Sk及び新たな可能性を持つ籠状化合物の純良単結晶を育成して物性を比較することにより、F-Skに固有な振舞と籠状構造に共通する振舞を調べた。充填スクッテルダイトにより示された「籠構造に希土類を内包させてc-f混成効果を増強し、新奇特性を鳩限させる」可能性を、より広い結晶系で検証する計画の初年度として、以下の二つの計画を並列に進めた。(1)基準となる充填スクッテルダイト系の系統的・総合的な理解を更に深めるため、純良単結晶による評価が実現していない、Ce、Pr、Sm、Yb基充填スクッテルダイトの純良単結晶を育成し基礎物性の評価を行なうとともに、重要な特性の機構の解明が残されたカギとなる物質の理解を深めるため、試料の純良化・測定・解析を行った。前者の例として、定圧下フラックス法による単結晶と高圧下多結晶で電気的特性に大きな矛盾があったCeFe_4As_<12>について、高圧下フラックス法で育成した単結晶試料での特性評価を行った。後者の例は重要物質PrFe_4P_<12>において特定の磁場方位の高磁場中でのみ現れる新たな相の秩序変数の決定であり、より低温・強磁場までの電子輸送効果の測定により、変数の絞り込みに成功した。(2)希土類が希薄で籠構造を持つ、他の物質系(RT_2Al_<20>,RAu_3Al_7:R=希土類元素、T=線金属元素)について、特異な振舞いが期待されるR=Pr、Sm、Yb基に重点を置いて単結晶育成を行った。RT_2Al_<20>については、Pr、Sm系ともに、期待通りに強いc-f混成効果を示唆する近藤効果的な振舞いや、磁場に強い秩序状態の存在を見出した。SmAu_3Al_7はSmT_2Al_<20>系とほぼ同様な温度で磁気秩序を起こすことを確認した。しかし、前者ではc-f混成効果小さいことが分かり、参照物質の物性を考慮した評価が必要となったが、最近、誰も成功していない参照物質LaAu_3Al_7の単結晶育成にも成功し、籠状物質の類似性と普遍性を整理する段階に近づいたといえる。Ce、Sm、Yb系に残された問題に重点を置き、以下の様に研究を進めた。Yb系充填スクッテルダイトに関する報告は、多結晶試料によるYbFe4P12の基礎物性とYbOs4Sb12の格子定数のみである。困難な単結晶育成に成功し、基礎物性測定の結果、YbFe4P12の比抵抗値は純良性が大幅に向上し、多結晶で報告された比熱の巨大ピークは不純物起源であること、低温領域での非フェルミ液体的振舞いは本質的であることを確かめた。YbOs4Sb12基礎物性を初めて測定し、Yb価数がほぼ2価の金属であることを明らかにした。SmOs4As12で見出された「磁場鈍感な重い電子状態」の機構の解明を目指して、籠の個性との関係を調べるためSmを含む2種の籠状化合物、立方晶SmT2Al20及び菱面体構造のSmAu3Al7の単結晶を育成し、磁場応答を調べた。前者では、磁場に対する鈍感性を示すのに対し、後者への磁場効果は顕著であった。これまでの結果は、磁場への敏感性はf-電子と伝導電子の混成強度や結晶構造の異方性との相関を示唆しており、より詳しい検討を進めている。Ce系スクッテルダイトの中で、報告者により電気的基底状態が全く矛盾していたCeRu4As12(低圧下育成の単結晶を用いた報告ではCeサイトの欠損によるキャリヤーの寄与、高圧下合成の多結晶を用いた報告では粒界の寄与、が危惧されていた)及びCeRu4Sb12について、高圧下フラックス法で育成した単結晶を用いた検証を行った。

CeRu4As12については、基底状態が金属的であることを明らかにし、CeRu4Sb12の試料依存の原因は、常圧で作製された試料のCeの充填率の差であり、高圧下で欠損を無くした試料の基底状態は半導体的であることを確定した。また、3つの構造における、比熱におけるラトリング成分の系統的比較を行った。計画に従って行った試料育成・物性測定について以下に例をあげて説明する。1物性報告が欠如した希薄希土類化合物の単結晶を育成し、基礎物性の測定を進めた。異的籠状物質RAu3Al7のうち、R=Ceは16K以下に-log(T)依存性を示し、2.5Kで強磁性に転移する興味深い系であることが分かった。R=Smは2.8Kに磁場に対して鈍感な、0.9Kに磁場に非常に敏感な、2つの相転移を示す。他に、2つの希土類イオンが繭状の籠中に内包されたR6Cr4Al43の単結晶を育成し、基礎物性を測定したところ、R=Tmは2Kで反強磁性転移を示し、電気抵抗の温度依存性にTm系としては極めて稀な-log(T)依存性を見出した。2RT2Al20系(R=希土類、Tr:遷移金属):特に、Sm基に重点を置いて、Trを3d、4d、5d-遷移元素に変え、物性の系統的変化を調べた結果、相転移温度やその磁場鈍感性、XAS測定によるSm価数(2.87価)など類似性が多いことが明らかとなった。3結晶育成の困難さから、報告が殆どないSm系スクッテルダイト(SmTr4As12:T=Ru,Os)の基礎物性評価を行った。前者の電気抵抗は37Kに緩やかな極小を示し、低温で近藤効果を示唆する-log(T)依存が見いだされた。2.6Kで(反強磁性ではない)相転移を反映した折れ曲りを示し、比熱にも同じ温度に鋭いピークが現れる。帯磁率はSm3+から予想されるCurie-Weiss則に従い増加するが低温でSm2+に期待される値に飽和する。電子比熱係数は秩序状態でも270mJ/Sm.mol.K2と顕著な質量増強を示す興味深い系であり、より広範な物性評価が望まれる。一方、SmOs4As12も抵抗における依存や4.7Kに於ける相転移など類似した振舞を示すが、低温で帯磁率は増加し続け、4f電子による強磁性である。不完全であった、結晶育成の困難さなどから、欠けていた充填スクッテルダイトの系統的な理解に必要なピースが着実に揃ってきており、籠構造を持つ幾つかの希土類化合物の物性評価も進展している。既に着手した化合物系の物性評価と並行して、新たな希薄希土類籠状化合物の探索を続ける。25年度が最終年度であるため、記入しない。興味深い特性が期待されながら単結晶育成が実現できずに物性報告のなかったSmTr4As12系(全く報告のなかったSmRu4As12及びSmOs4As12の単結晶育成に成功し、磁気特性、電子輸送効果、比熱の測定に初めて成功し、Trの違いにより基礎物性が大きく変わるなど興味深い特性を見出した)とYb系充填スクッテルダイト系(YbFe4P12単結晶の育成に初めて成功し、会議録に報告されていた0.7 Kにおける比熱の巨大なピークが不純物によること、基礎物性が非フェルミ液体的な振舞いを示すこと、YbOs4As12ではYbの価数が基本的に2価であるみとなど)の基礎物性評価に成功した。また、比較対象系として重要な籠構造物質SmTr2Al20についてもTrを系統的な変えた物性評価を行った結果、SmTr4As12系と反対にTrの置換に鈍感であることが明らかになった。加えて、新たな希薄希土類籠状化合物の探索を行い、いくつか興味深い物質系が見出されている。充填スクッテルダイト試料のうちの欠けている重要(と思われる)YbRu_4P_<12>、SmRu_4Sb_<12>系については、結晶作製に成功していない。3元系化合物の結晶育成は論理だけで、計算通りにはいかず、丹念な条件探し行った上での偶然が成功に導く場合が多い。温度勾配を大きく制御できるフラックス法用の炉を用意したので、次年度にも引き続き育成に挑戦する。既に着手した化合物系の物性評価と並行して、希土類の希薄性と結晶の対称性を配慮して、新たな希土類籠状化合物を対象として、c-f混成効果を表す系の探索を続ける。
サ-メットおよびCBN仕上げホブによる高精度歯車の高能率加工に関する研究

本研究は高・中硬度歯車の歯面をホブ切りによって高精度に、かつ高能率で加工可能なサ-メット・CBN製のホブの開発とその切削条件の確立および仕上げ歯車の負荷能力を明らかにすることが目的である。基礎研究・・・サ-メット・CBN製の1本刃舞いツールによって断続切削試験を行い、HRC60程度の高硬度材に対する切削性能を調べた。その結果、サ-メット材は硬さの向上が摩擦に対して必要であること、CBN材には耐摩耗性が優れ、チッピングも少ないことが明らかになった。切削条件のうち切削速度についてはサ-メットは80m/minの低速域で切削可能であること、CBNは400m/minの高速域でも切削可能であることが判明した。実物ホブ切り試験・・・基礎試験で優れた切削性能を示したCBN材で仕上げホブを製作し、切削性能を調べた。浸炭焼入れした平歯車歯面をホブ切り仕上げし、ホブの摩耗を調べた結果、歯面を最大15回切削した後でも約30μm程度の摩耗であること、チッピングは切れ刃研削時の刃こぼれの状態でそのまま残っているものが多く、切れ刃研削法についての検討が必要であることが分かった。歯車歯面粗さは約2μm程度であり、切削初期と後期ではほとんど差がなかった。被削歯車の歯形精度はJISI級であり、ホブ切れ刃の精度がほぼそのまま現れていた。歯面粗さ・精度・刃こぼれについてはCBN切れ刃の研削が重要であることが明らかとなった。ホブ切り仕上げ歯車の運転性能・・・サ-メット仕上げホブ切りした中硬度歯車の運転試験を行い、歯面性状を調べ、歯面粗さ・歯形修整の影響を明らかにした。その結果、粗さが小さいほど歯面強さが大きいこと、サ-メットホブ切りで仕上げた歯車でも適当な歯形修整により研削歯車に匹敵する強さを持つことなどが明らかになった。本年度は高硬度歯車の仕上加工を目的とした新しいCBNおよびサーメット工具の切削性能試験を行った。1.ホブ1刃の形状と同一の舞いツールを市販されている最新のCBNとサーメットの数種を用いて製作した。2.被削材はSNCM420を用いて製作し、被削表面をHRC61に侵炭硬化した。3.摩耗試験:舞いツールの摩耗試験を行い、切削長さと摩耗の関係を明らかにした。その結果、CBNはサーメットに比べて欠けは少なく、摩耗も定常期においても数十mumと非常に少ないことが分かった。またCBNは使用できる切削速度の領域も広く400m/minにおいても切削が可能であることが判明した。4.仕上げ面粗さ:舞いツール切削後の仕上げ面粗さを測定した結果、いずれのCBN工具でも約1mum程度以下の表面粗さであった。工具切れ刃と仕上げ面粗さは大変関係が深く、切れ刃面粗さを滑らかに仕上げておくことが仕上げ面粗さの向上につながることが明らかになった。CBN工具の研削仕上げについても検討する必要があることが分かった。5.切削力:仕上げ切削中の切削力の測定を備品購入した圧電型切削動力計を用いてサーメット、CBN工具についてそれぞれ行っている。すくい角によっては半径力と接線力の比が大きく異なることなどが分かった。

6.舞いツール基礎試験において選定した切削性能の優秀なCBNを使用して仕上げホブ(すくい角0゚、刃みぞ数18、モジュール6)を試作中である。(3月完成予定)なおホブが完成次第、ホブ切りを行い、ホブ摩耗、歯面粗さ測定、仕上げ歯車の表面性状の評価、仕上げ歯車の運転性能試験、歯面損傷の電顕による観察を行う予定である。本年度は高硬度歯車の高精度仕上げ加工を目的としたCBN仕上げホブの切削性能とサ-メットホブで仕上げた歯車の運転性能を調べた。1.ホブ切り摩耗試験・・・モジュール6・歯数31の浸炭焼入れ平歯車を試作CBNホブで仕上げ切削した。切削速度150m/min・送り1.5mm/rev・片歯面切込み約0.1mmの条件で1回目は歯面を10回、2回目は15回ホブ切りした。その結果、摩耗は非常に小さく、約20μm(1回目)約30μm(2回目)程度であった。切れ刃のチッピングは切削中に生じたものより、切れ刃の研削時に生じたチッピング(刃こぼれ)がそのまま切削後に残っているものが多かった。2.ホブ切り歯面粗さと精度・・・ホブ切り初期と1015回切削後の歯面粗さには差がなく、最大粗さで約2μm程度であった。これはCBN切れ刃の逃げ面粗さと同程度でこれ以上の歯面粗さの向上には逃げ面の研削が重要であることが明らかになった。被削歯車精度はJIS1級に仕上がり、ホブ切れ刃の精度がそのまま現れている。3.サ-メット仕上げホブで加工した中硬度歯車の運転試験を行い、歯面性状を調べ、歯面粗さ・歯形修整の影響を明らかにした。その結果、面粗さの小さいほど面圧強さが大きいこと、サ-メットホブ切りで仕上げた歯車でも適当な歯形修整により研削歯車に匹敵する強さを持つことなどが明らかになった。結論・・・高硬度歯車に対するCBN仕上げホブの耐摩耗性・仕上げ面粗さの切削性能は優れており、適用可能である。実用化には、経済性以外にCBN切れ刃の研削の問題が大きい。精度・面粗さ・刃こぼれの問題を解決することが要望される。サ-メットホブの中硬度歯車に対する仕上げ切削性能(耐摩耗性・;耐チッピング性・仕上げ精度・歯面粗さ)は優れ、仕上げた歯車の面圧強さも研削歯車に匹敵する強さを示した。
言語発達における共通性と差異

第一に日米のマッカーサー乳幼児言語発達質問紙(CDIs)の標準化データを用いて「等分散変曲点可変モデル」による回帰分析を行い、文法発達と語彙発達で2つの変曲点を明らかにし、性差、獲得言語差(英語・日本語)を検討した。第二に、初期言語発達期の個人差を引き起こす認知要因を明らかにした。カテゴリ化能力、感覚運動技能(模倣、事物の永続性、手段目的)、社会的認知(指差し理解)が、それぞれ特定の時期に言語の異なった領域と相関していた。第三に1歳児の言語発達を促進・阻害する養育者の言語・非言語入力を明らかにした。第四に、JCDIsの親の語彙理解の報告の妥当性を選好注視法により検証した。1.日本語、英語、標準中国語、広東語の言語発達の共通性と差異をマッカーサー乳幼児言語発達質問紙(CDIs)の各言語版の標準化データにより明らかにすることを中国語版開発者のTardif,T.を招聘して検討した。各言語版の身振り、語彙、文法領域の日本語訳を作成した結果、中国語版は独自の構成で作成されているので、まず、英語版(米国版、英国版)との比較を行うこととした。米国版、英国版と日本語版のitemの意味的に近似させた共通項目の表を作成し、共通項目で語彙、身振りについて比較を行うこととした。2.言語発達の個人差を考慮したモデルを提案することを日本語版JCDIsの標準化データから検討した。各%Rankの推定回帰直線の折れ点は、同一ではなく、各%Rank回帰直線ごとに可変することを許されているという「等分散変曲点可変モデル」を提案し、その問題点を検討し、アルゴリズムの作成を開始した。3.言語発達の個人差の要因として子ども側の認知能力、気質、養育者の働きかけを仮定して、課題、質問紙の作成を行い、9ヶ月、12ヶ月、18ヶ月児に対してpilot研究を行った。4.言語発達の個人差の要因として養育者と子どもの共同注視と養育者の言語・非言語の働きかけを14,17,21ヶ月児の観察時点と追跡時点24ヶ月、33ヶ月のJCDIsのすでに収集済みデータから分析した。母子共同注意の量的な時間や頻度よりも母親の発話内容が観察時点や追跡時点の総表出語数と正の相関があった。動作だけでの働きかけは語彙数と負の相関があり、母親の言葉かけが語彙発達には重要であることが明らかとなった。母子共同注視が語彙発達に関係するかどうか平成22年度に9,12ヶ月データから明らかにすることが課題である。1.言語発達の個人差を考慮したモデルを日本語版JCDIsの標準化データから検討した。各%Rankの推定回帰直線の折れ点は、同一ではなく、各%Rank回帰直線ごとに可変することを許されているという「等分散変曲点可変モデル」を提案し、その問題点を検討し、アルゴリズムを完成させ、そのプログラムの作成を行った。2. JCDIsの語彙理解の妥当性の検討を1歳5ヶ月-1歳6ヶ月28日の23名の女児、35名の男児に選好注視法(IPL)により行った。子どもが理解していると親が報告した語は聴取後が聴取前よりも有意に注視率が増加した。一方、親が理解していないと報告した語は聴取前と聴取後に注視率に有意な差はなかった。親の報告と選好注視での理解は一致していた。JCDIsの親の評価での語彙理解は選好注視法により妥当性が保証された。3.母子の共同注視成立時と非成立時の母親の言語・非言語行動を9,12ヶ月各15名から明らかにした。共同注意未成立時では母親は事物を子どもの前に提示し、呼びかけの発話で子どもの注意喚起を行った。共同注意成立時には母親は玩具の手渡し、例示の身振りや母親自身の感想の発話が有意に高かった。今後、追跡検査により共同注意、母親の発話とその後の語彙発達の関係を明らかにしていく予定である。4.反復タッチング法による基礎、上位カテゴリ化能力と語彙発達の関係を9,12,18ヶ月児99名から明らかにした。動物カテゴリ語表出と上位カテゴリMRL、「くるま」と基礎カテゴリMRLとの有意な相関、車MSLと乗り物カテゴリ語理解、「くるま」との有意な相関、動物MSLと動物カテゴリ語表出、「いぬ」、「わんわん」、総表出語数との有意な相関があった。1.JCDIs標準化データの20,50,80パーセンタイル値より言語発達の変曲点のモデル化を回帰分析により行った結果,文法発達データに2点折れモデルを適用できた。第一折れ点の月齢は男児が女児より2ヶ月遅れていた。

また,発芽時期,飽和時期のばらつきを示す幅から男児の方が女児より個人差が大であることが示された。2.語彙発達に関与するカテゴリ化能力を9,12,18ヶ月児計119名の遂次触課題から明らかにした。12ヶ月児でカテゴリ化能力と語彙発達の関係が最も顕著にみられた。基礎カテゴリの車のカテゴリ化と乗り物理解語数ブーブー,くるまの語の得点との相関が高く,特定の語彙と特定のカテゴリ化の関係が示された。また,動物カテゴリ化の形成は語彙表出全体の能力と関連していた。3.言語発達の認知的基盤を9,12,18ヶ月児計117名から明らかにした。理解と表出にかかわる認知能力は子どもの月齢で異なっていた。文脈の手がかりを利用できる指示理解には,9ヶ月模倣,12ヶ月手段-目的,事物の永続性が関係し,12ヶ月語彙理解には事物永続性,バイバイ身振りが,18ヶ月語彙理解には指さし理解の社会的認知面が,18ヶ月語彙表出にはバイバイ身振りが関係していた。また,「ない」の特定の語と包み込みの得点に関係があり,Gopnik&Meltzoff(1997)のSpecificity hypothesisを支持していた。4.言語発達に関与する母親の発話を12,18,21ヶ月児計66名から明らかにした。12ヶ月では子どもの注意・活動にそった(follow)情報請求と語彙理解の間に正の相関が,子どもの注意・括動に添わない(lead)の呼びかけと語彙理解,語彙表出との間に負の相関が,18ヶ月ではfollowの情報請求と語彙表出の間に正の相関が,21ヶ月ではfollow指示・命令や対人調整と文法測度の間で正の相関があった。
伴侶動物からの歯周病原性細菌の伝播による歯周病悪化メカニズムの解明

これまでに、犬とその飼い主との間の歯周病原性細菌の伝播に関する報告はほとんどない。本研究では、犬の主要な歯周病原性細菌として知られているPorphyromonas gulaeを含むいくつかの歯周病原性細菌種が、犬とその飼い主の両方から検出されることを示した。P. gulaeには約41kDaの線毛タンパクであるFimAが存在し、A、B、C型に分類される。このうちC型のFimAを保有するP. gulaeは、僧帽弁閉鎖不全症にも関与していることが示された。これまでに,犬の主要な歯周病原性細菌であるPorphyromonas gulaeの性状に関して分析を行ってきた.その研究において,P. gulaeは主要な病原タンパクであるFimAの線毛型が3種に分類されることを見つけ出し,これらをA/ B/ C型と定義した.本研究では,犬とその飼い主から口腔サンプルを採取し,P. gulaeをはじめとした各種歯周病原細菌の犬からヒトへの伝播について,飼い主と犬との接触頻度に着目し検討を行った.また,P. gulaeと犬における歯周病および僧帽弁閉鎖不全症との関連性についても分析を行った.まず,飼い主およびその家族169名と犬144匹の口腔サンプルを採取し,分子生物学的手法により主要な歯周病原性細菌の検出を試みた.その結果,犬と飼い主との接触頻度の高い家庭ほど,P. gulaeを含む特定の歯周病原性細菌が犬と飼い主の両方から有意に高い頻度で検出された.次に,僧帽弁閉鎖不全症と診断された25匹の犬と健康な36匹の犬を対象として歯周状態の評価を行ったところ,僧帽弁閉鎖不全症罹患群では健常群と比較して,歯周状態が有意に悪化していることが明らかになった.さらに,これらの犬の口腔サンプルから抽出した細菌DNAを段階希釈し,P. gulaeの各種線毛型に特異的な検出プライマーを用いてPCR法を行い,それぞれの犬において有意な線毛型を特定することにした.すると,僧帽弁閉鎖不全症罹患群からは,健常群と比較してC型の線毛型を有するP. gulaeが有意に高い頻度で検出された.これらのことから,P. gulaeを含む特定の歯周病原性細菌は,犬から飼い主へと伝播しており,これらのうちC型の線毛を保有するP. gulaeは犬において歯周病の悪化および僧帽弁閉鎖不全症に関連している可能性が示唆された.Porphyromonas gulaeは犬の主要な歯周病原性細菌として知られている。ヒトの主要な歯周病原細菌であるP. gingivalisは菌体表層に約41kDaの線毛タンパク質(FimA)を発現しており重要な病原因子となっているが、P. gulaeにも同様に約41kDaの線毛タンパク質が存在し、大きく3つの型に分類されることが明らかとなっている。これまでに、犬の歯周病の程度や僧帽弁閉鎖不全症の有無により、線毛型の分布が異なることを分子生物学的手法により示した。また、犬と飼い主との接触頻度の高い家庭ほど、P. gulaeは犬と飼い主の両方から有意に高い頻度で検出されることを示した。本年度は、FimAタンパクが病原性を有することを示すために、リコンビナントFimAタンパクの精製を行なった。まず、犬のデンタルプラークから分離した各FimA型を保有するP. gulae菌株からゲノムDNAを抽出し、AC型に対応する特異的プライマーを用いたPCR法によって各fimA遺伝子を増幅し、タンパク発現用プラスミドにライゲーション後、タンパク発現用大腸菌に形質転換させることによりFimAタンパクを産生させた。その後、GSTカラムを用いて各FimAタンパクを精製した。次に、5令のカイコモデルに各FimAタンパクを腹腔内投与し12時間ごとに生存数を記録すると、いずれのFimAタンパクを投与したカイコにおいても、非投与群と比較して生存率の低下が認められた。AC型投与群において比較を行うと、A型が比較的病原性が弱く、C型が最も高い病原性を示した。このことから、すべてのFimAタンパクが病原性を保有し、特にC型が最も高い病原性を有している可能性が示唆された。歯学研究は計画していた以上に順調に進行している.当初の研究計画に基づいて研究を遂行していく予定である.
数値流体力学的手法による非定常キャビテーションの計算法の開発

プロペラやポンプなどに発生する非定常キャビテーションの新しい数値予測方法を開発した。気泡群型モデルと総称される単一気泡の体積運動の支配方程式を拡張したモデルや、バロトロピーモデル等の平衡状態を仮定したモデルを全計算領域で使用することが一般的であるが、本研究では、気相体積比率が大きい翼面上のシートキャビティの領域においては、自由表面流れの数値解法を応用した方法である「シートキャビティモデル」を使用し、翼面から離れたクラウドキャビティに対しては従来の気泡群型モデルを適用するという、新しいハイブリッドモデルの開発を行った。新しいモデルと古いモデルの比較計算を3種類の翼型に対して行った結果、新しいモデルはシートキャビティの成長と崩壊の非定常挙動の再現性において従来モデルよりも優れていることが分かった。時間平均揚力および抗力といった統計量の予測における精度も大幅に向上することを示した。また、ピッチング振動する2次元翼と不均一流中で作動する舶用プロペラまわりのキャビテーション流れについて数値シミュレーションを行い、時間的に変動する圧力場におけるキャビテーションの挙動についても高精度で予測が可能なことを示した。さらに、計算結果の可視化によってキャビテーションの発生により翼面上の剥離泡の成長速度が大きくなるとともに、放出された渦に誘起された逆流によって急速に消滅するという現象の詳細が明らかになった。本研究では、舶用プロペラ等の流体機器に発生するキャビテーション現象の新しい数値モデルを構築することを目指している。本年度は、並列計算機を導入し、計算の並列実行を可能とする作業をまず行った。並列化した計算コードを用いて行った気泡流の直接数値シミュレーションの成果に関して2件の論文を発表した。本シミュレーションにおいては、気泡の合体や分裂は考慮していないが、非定常流れ中の気液界面の挙動についての精密なシミュレーションが可能であることを示した点が重要な成果である。二次元翼に発生するキャビテーションの数値計算においても、現在結果が蓄積されつつあり、来年度に複数の論文を発表する予定である。NACA0015翼断面に発生するシート・クラウドキャビテーションの数値シミュレーションにおいて、従来の計算方法では予測不可能であった準周期的なシートキャビティの崩壊を再現することに成功した。舶用プロペラまわり流れの計算においては、3次元形状モデルの作成と計算格子の生成を行い、キャビテーションが起きない条件下でのテスト計算において実験と良好な一致が得られた。その他、モデルを用いた計算を、プロペラ設計に応用するために最適化アルゴリズムの利用の検討を行った。計算と平行して、現象のより深い理解とモデルの検証のための実験も行った。本年度はプランジャーポンプとノズルからなるキャビテーション発生装置を製作し、各種の計測を行っている。本装置を用いて行った実験の成果に関して2件の論文を発表した。さらに、既存設備である舶用キャビテーションタンネルと高速度カメラを用いて、二次元翼及び舶用プロペラまわりのキャビテーション流れの詳細な計測と観察を行った。
歯周組織の振動シグナル応答機構の解明とその応用

歯科矯正治療には長期間を要する事が多く、治療の長期化に伴って齲蝕(むし歯)や歯周病などの問題が発生し、患者の精神的負担も大きいのが現状である。また、治療期間の長期化は、矯正治療の重篤な副作用のひとつである歯根吸収の発現と関連性が高いことが報告されている。そのため治療期間を短縮する方法が求められている。本研究では、骨改造現象を賦活化し、歯科矯正学的歯の移動速度を促進させる振動シグナルに対する応答メカニズムを解明し、確実に効果がある歯周組織改造の振動刺激のパラメータ条件を決定することを目的とする。