hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
機能性ケイ素反応剤の創製と反応開発

有機ケイ素化合物は,ケイ素が天然に豊富に存在するため入手が容易なうえ,一般に毒性が低く安定なため,調製・保存・取り扱いが容易な合成反応剤としてきわめて魅力的である.しかしながら,きわめて安定がゆえに反応性が低いテトラオルガノシランをそのまま炭素求核剤として利用できる実用的な例は限られており,有機合成反応剤としての汎用性はあまり高くなかった.このような背景から申請者は,オルガノ[(2-ヒドロキシメチル)フェニル]ジメチルシランを用いた遷移金属触媒反応をこれまでに開発してきた.本ケイ素反応剤は,テトラオルガノシランであるためきわめて安定でありながら,水酸基の分子内配位によって容易に5配位シリカートを形成できるため,従来用いられてきたケイ素反応剤に比べ,きわめて温和な条件下でトランスメタル化が進行し,交差カップリング反応やカルボニル付加反応に利用できることを報告している.本研究では,これを用いた効率的分子変換のさらなる展開と,これをさらに修飾することによって,高配位シリカートの形成や遷移金属へのトランスメタル化あるいは酸化的付加による炭素-ケイ素結合の活性化が容易で,飛躍的に反応活性な「機能性ケイ素反応剤」およびこれを用いる新反応をおこなっている.本年度は,同ケイ素反応剤の反復クロスカップリングを利用したオリゴアレーンの効率合成を検討した.具体的には,水酸基をテトラヒドロピラニル(THP)基やアセチル(Ac)基で保護した同シリル基を有するハロゲン化アリールを,水酸基が無保護のアリールシランと反応させ,反応終了後に脱保護すると,末端に[(2-ヒドロキシメチル)フェニル]ジメチルシリル基を有するビアリールを合成することができる.この交差カップリング反応-脱保護の操作を同様に繰り返すと,末端に同シリル基を有するオリゴアレーンをきわめて簡便に合成できるようになった.有機ケイ素化合物は,ケイ素が天然に豊富に存在するため入手が容易なうえ,一般に毒性が低く安定なため,調製・保存・取り扱いが容易な合成反応剤としてきわめて魅力的である.しかしながら,きわめて安定がゆえに反応性が低いテトラオルガノシランをそのまま炭素求核剤として利用できる実用的な例は限られており,有機合成反応剤としての汎用性はあまり高くなかった.このような背景から申請者は,オルガノ[(2-ヒドロキシメチル)フェニル]ジメチルシランを用いた遷移金属触媒反応をこれまでに開発してきた.本ケイ素反応剤は,テトラオルガノシランであるためきわめて安定でありながら,水酸基の分子内配位によって容易に5配位シリカートを形成できるため,従来用いられてきたケイ素反応剤に比べ,きわめて温和な条件下でトランスメタル化が進行し,交差カップリング反応やカルボニル付加反応に利用できることを報告している.本研究では,これを用いた効率的分子変換のさらなる展開と,これをさらに修飾することによって,高配位シリカートの形成や遷移金属へのトランスメタル化あるいは酸化的付加による炭素-ケイ素結合の活性化が容易で,飛躍的に反応活性な「機能性ケイ素反応剤」およびこれを用いる新反応をおこなっている.本年度は,同ケイ素反応剤の反復クロスカップリングを利用したオリゴアレーンの効率合成を検討した.具体的には,水酸基をテトラヒドロピラニル(THP)基やアセチル(Ac)基で保護した同シリル基を有するハロゲン化アリールを,水酸基が無保護のアリールシランと反応させ,反応終了後に脱保護すると,末端に[(2-ヒドロキシメチル)フェニル]ジメチルシリル基を有するビアリールを合成することができる.この交差カップリング反応-脱保護の操作を同様に繰り返すと,末端に同シリル基を有するオリゴアレーンをきわめて簡便に合成できるようになった.
生体吸収性材料と非吸収性材料を組み合わせた動脈用の組織再生誘導型人工血管の開発

平成20年度の実験結果から、生体吸収性ポリマーの素材を変更し、エレクトロンスピニング法の条件設定にも変更を加えて、非吸収性線維のメッシュ状のニットと組み合わせたパッチを製作した。力学的な強度の測定を確認して植え込み実験用のパッチにすることに決定した。(担当:金森敏幸)平成20年度と同じくラット右室流出路への植込み実験で組織再生について組織学的に検討した。平成20年度は移植後13ヵ月までの追跡であったが、今年度は植込み6ヵ月後までの長期的な変化を組織学的に観察すると伴に力学的な変化についても検討を加えた。組織学的には、内腔面は血管平滑筋細胞で覆われ、炎症細胞がパッチ内に侵入して、吸収性ポリマーの分解が進行した。時間経過とともにポリマー部分が肉芽組織に置換されて、6ヵ月後では生体吸収性ポリマーは平滑筋細胞や弾性線維に完全に置換された。再生組織の強度試験では、非吸収性線維のメッシュ状のニットの補強がないパッチでは、植込み早期に力学的に強度が低下したが、ニットの補強があるパッチでは全経過を通じて強度の低下が見られず、動脈への使用において安全性が高いと考えられた。(担当:渡辺弘)非吸収性線維のメッシュ状のニットに生体吸収性ポリマーをエレクトロンスピニング法の条件設定をいろいろに変更してパッチを製作した。力学的な強度の測定を行い、ラットの大動脈に匹敵する強度を有することを確認して植え込み実験用のパッチにすることに決定した。(担当:渡辺弘、金森敏幸)ラット右室流出路への植込み実験で組織再生について組織学的に検討した。小型動物用レスピレーターを用いて、全身麻酔・人工呼吸下に胸骨正中切開を行って心臓を露出した。右室流出路にクランプをかけて、パッチ状にした人工血管を縫着した。非吸収性の人工血管として広く用いられているePTFEをコントロールとして移植した。移植後、13カ月生存させた後に移植グラフトを摘出して、肉眼的な観察を行った。内腔面は平滑で、血栓形成は全く認められなかった。組織学的には、内腔面は血管平滑筋細胞で覆われていた。炎症細胞がパッチ内に侵入して、吸収性ポリマーの分解が進行した。時間経過とともにポリマー部分が肉芽組織に置換されて、やがて平滑筋細胞や弾性線維の存在が確認された。非吸収性のニットを血管内腔側に置いた場合と血管外膜側に置いた場合の二種類の植込み法で、血栓形成および組織再生について差がないかの検討も行った。ニットが内腔側にあるように植え込んだ場合でも血栓形成は認められず、また、再生の進行においても両者で差は認められなかった。(担当:渡辺弘、名村理)平成20年度の実験結果から、生体吸収性ポリマーの素材を変更し、エレクトロンスピニング法の条件設定にも変更を加えて、非吸収性線維のメッシュ状のニットと組み合わせたパッチを製作した。(担当:渡辺弘)
大域/局所設計情報間の潜在構造の可視化と数理モデル化ー現象理解と仮説導出に向けて

工学製品の設計に有益な設計情報は,大域設計情報と局所設計情報に分類される.大域設計情報は経験知を明文化するため,物理的解釈が容易であるが革新はない.革新設計に至る仮説は局所設計情報に含まれる可能性があるが,機械学習的に得られた局所設計情報の物理的解釈は困難である.そこで本研究では,大域設計情報と局所設計情報の間の潜在構造を階層表現の概念に基づき可視化し,局所設計情報への物理的解釈を援助する方法を研究した.特に,設計者に必要不可欠な,設計要求を最適にする情報を網羅的に構造可視化する方法を構築した.この結果,これまで大域的/局所的な設計情報を独立に抽出していたが,実問題の最適化によって得られたデータベースに適用することで,これらを網羅的に構造的に抽出・構造化することに成功した.これにより,俯瞰的に問題の相関関係を把握することができ,着目すべき設計変数(説明変数)が一目瞭然となるため,当初予定していた設計問題の数理モデル化につながることになった.さらに次の研究課題が明らかとなった.すなわち,適用する問題によって,目的関数(設計要求)と設計変数との相関関係の強弱が異なるため,本研究で提案した方法論の汎用性を追究するためには,この相関関係の閾値をどこまで追求するかがボトルネックになる.閾値を上げると得られる設計情報の数が少なくなり,下げると膨大になる.相関関係は解析しなければ判らず,いかに閾値を自動的に設定するかが汎用的な方法論とするための次の課題である.既存のルールマイニングアルゴリズムで獲得される設計ルールを階層構造化する新たな手法を研究し,開発するに至った.これにより,これまで独立ばらばらに得られていた大域設計情報から局所設計情報の体系化された構造体を可視化することができるようになり,これまで困難だった局所設計情報に対する物理的解釈を行う手がかりを産出できるようになった.この手法をハイブリッドロケット(JAXA宇宙科学研究所と共同研究している実問題)最適設計結果に適用した結果,目的関数空間の局所に存在する可能性のあった,適切な妥協領域(スイートスポット)の存在の明示,およびそれを実現するための局所設計情報を明示することに成功し,実用に耐えうる方法論であることを確認した.一方で,一般的なルールマイニングで用いる必要のある2つのパラメータ,すなわち確信度と支持度が階層構造化する際のボトルネックになっており,これらのパラメータ調整の際の恣意性を排除することが課題であることが明らかとなった.また,手法の改良と並行してJAXA航空技術部門との共同研究を立ち上げるに至った.この共同研究は,本研究の実績が評価されたために立ち上げることができた.データマイニング応用研究における将来課題として考えていた,非定常大規模空気力学データセットに対してデータマイニングを実施することで,これまで死蔵していたデータセットから有益な知見,将来に繋がる革新的知見を抽出・生成するための道筋を付けることができた.研究実績に記載した通り,申請時点での計画より前倒しして研究を加速させることができている.当初の予定より多くの研究を推進できている状況に鑑みて判断した.昨年度課題として抽出された非定常データに対する方法論に関する試行錯誤を実施した.本研究課題の一環で共同研究として立ち上げた,JAXA(宇宙航空研究開発機構)航空技術本部が解明を進める,遷音速バフェット現象の非定常大規模空気力学データセットを研究対象として,多様なデータマイニングを実施することで手法の開発・改良を進めた.非定常大規模データは,現在データ解析分野で喫緊の課題であり,方法論の汎用性を議論する上で適切な研究対象である.一つは一昨年度研究開発した設計ルールの階層構造化手法を適用した.この場合,入力するデータセットの圧縮が必要になるが,この圧縮方法にどうしても恣意性が入らざるを得ず,背景となる物理に基づき圧縮しなければ得られる出力結果を解釈できないことが分かった.二つ目は学習分類子に基づく進化的ルールマイニングを適用し,衝撃波位置と入力データに含まれる5つの物理量との相関ルールを予測した.出力結果を階層クラスタリングでグループ化し,現在各クラスタでの物理を解釈している.本手法は,教師データから未知情報を生成するため,物理的に非現実的な解が生成される可能性があるが,遷音速バフェット現象のような物理メカニズムが不明の入力データに適用すると,その結果を物理的に解釈できないため,使用には壁がある.三つ目は位相的データ解析の開発と適用である.入力データに特段の恣意性を入れず直接的に出力結果を得られるため,方法論としては使い勝手がよい.本検討で初めて工学データに適用したため,アルゴリズムの問題点も浮き彫りになったため,さらに今後ブラッシュアップし,本来ゴールと考えている非定常大規模データの解釈,特に今回は時間的・空間的な物理解釈を推進する予定である.当初は,設計ルールの階層構造化手法の開発と発展を研究の主眼に置いていたが,採択頂いた御蔭で構築された環境の下,初年度で思った以上に研究を進められた.これにより明らかとなった課題を解決するため,他方面からの研究対象へのアプローチができるようになり,進化的ルールマイニングや位相的データ解析にまで枠組みを広げることができており,当初の予定以上の発展を望める土壌ができつつある現状に鑑みて判断した.工学製品の設計に有益な設計情報は,大域設計情報と局所設計情報に分類される.大域

設計情報は経験知を明文化するため,物理的解釈が容易であるが革新はない.革新設計に至る仮説は局所設計情報に含まれる可能性があるが,機械学習的に得られた局所設計情報の物理的解釈は困難である.そこで本研究では,大域設計情報と局所設計情報の間の潜在構造を階層表現の概念に基づき可視化し,局所設計情報への物理的解釈を援助する方法を研究した.特に,設計者に必要不可欠な,設計要求を最適にする情報を網羅的に構造可視化する方法を構築した.この結果,これまで大域的/局所的な設計情報を独立に抽出していたが,実問題の最適化によって得られたデータベースに適用することで,これらを網羅的に構造的に抽出・構造化することに成功した.これにより,俯瞰的に問題の相関関係を把握することができ,着目すべき設計変数(説明変数)が一目瞭然となるため,当初予定していた設計問題の数理モデル化につながることになった.さらに次の研究課題が明らかとなった.すなわち,適用する問題によって,目的関数(設計要求)と設計変数との相関関係の強弱が異なるため,本研究で提案した方法論の汎用性を追究するためには,この相関関係の閾値をどこまで追求するかがボトルネックになる.閾値を上げると得られる設計情報の数が少なくなり,下げると膨大になる.相関関係は解析しなければ判らず,いかに閾値を自動的に設定するかが汎用的な方法論とするための次の課題である.本年度の研究で,階層構造化する際のパラメータである支持度と確信度の調整に恣意性を排除することが課題であることが明らかとなったため,最小支持度の自動設定化の研究を推進し,より汎用性のある手法に発展させる.一方,ルール生成自体は既存の方法論で対処してきたが,進化的機械学習の方法論を取り入れることで,生成されるルールに対する精度向上や革新性を追究する.これにより,生成される階層構造体の質の向上を図る.この思想の実現により,データセットから設計情報を抽出するという考え方から生成するという考え方に変わる,つまりデータマイニングにおけるパラダイムシフトが実現できると期待する.応用面では,本年度本研究の枠組みによって実現した共同研究のターゲットである非定常空気力学データセットへの適用を通じ,非定常空気力学現象の時間的空間的起点を定義することを次年度の目標に設定し,研究を推進する.将来的に,非定常空気力学現象の物理的メカニズムを明らかにし,その抑制機構の設計に結びつける.当初の予定より前倒しして研究を推進できており,引き続き多様な研究を進め,将来に繋げたい.研究実績の概要で概略をまとめた通り,多角的に非定常空気力学的大規模データへの解釈を進める.これまでの試行錯誤の結果,各方法論の持つ課題が明らかになりつつある.一つは入力データの圧縮方法,一つは出力データの物理的解釈方法,一つは位相的データ解析のアルゴリズムの改良である.特に最後の課題は一朝一夕に解決できるものではないが,汎用的な方法論への発展のために,是非継続発展させたい.
放射線キメララットを用いた血管内膜肥厚の細胞起源と形成メカニズムの検討

血管内膜肥厚の形成およびその細胞起源に対しては、炎症性サイトカインによる刺激が大きな影響を及ぼすと言われる。傷害を受けた血管では主に活性化した血小板から成る血栓が形成され、この活性化血小板およびこれを足場として集積する免疫系細胞から放出されるサイトカインが重要な役割を果たすと考えられている。我々は以下の方法を用いて炎症性サイトカイン、および炎症性疾患が血小板凝集に及ぼす影響を検討した。1)シリアンハムスター(8週齢、オス)をペントバルビタール64mg/kg腹腔内投与により麻酔し、下大静脈穿刺により採取した血液を用いてカウント法による全血血小板凝集率、および光透過法によるPRP凝集率(Platelet Rich Plasma;多血小板血漿)を測定した。その結果、(1)IL-8のin vitro添加刺激は全血血小板凝集を軽度惹起する傾向があった。(2)IL-8は単独添加によりPRP凝集を惹起せず、またADP(アデノシン2リン酸)によって惹起されるPRP凝集を増強することもなかった。以上の結果より、健常状態においてIL-8はハムスター血小板を直接凝集させることはなく、赤血球・白血球といった他の細胞成分を介して血小板活性化に関与する可能性が考えられた。2)ICRマウス(5週齢、オス)の飲水中に4%デキストラン硫酸ナトリウムを添加し、1週間飼育することによって慢性炎症性腸疾患(IBD)モデル動物を作成した。このIBDモデル動物用いて上記1)と同じ方法でPRP凝集を評価したところ、健常動物に比べてADPによる凝集が有意に増強した。このことから、本モデルでは比較的早い段階から血小板活性に変化をきたしていることがわかり、炎症の影響が大きいことが考えられた。血管内膜肥厚の形成およびその細胞起源に対しては炎症性サイトカインによる刺激が大きな影響を及ぼすと考えられている。傷害を受けた血管では主に活性化した血小板から成る血栓が形成され、ここから放出されるサイトカインが役割を果たすと考えられることから、今回われわれは以下の方法により血小板凝集に対するインターロイキン8(IL-8)の作用を検討した。シリアンハムスター(8週齢、オス)をペントバルビタール64mg/kg腹腔内投与により麻酔し、下大静脈穿刺により採取した血液を用いてカウント法による全血血小板凝集率、および光透過法によるPRP凝集率(Platelet Rich Plasma;多血小板血漿)を測定した。その結果(1)IL-8のin vitro添加刺激は全血血小板凝集を軽度惹起する傾向があった。この変化は有意のものではなかったが、n数が増えれば有意の効果として検出される可能性が高いと考えられた。以上の結果より、IL-8はハムスター血小板を直接凝集させることはなく、赤血球・白血球といった他の細胞成分を介して血小板活性化に関与する可能性が考えられた。これはヒト血小板について過去に報告されたのと同じ結果であり、その作用機序については好中球/単球/リンパ球を刺激することによりそこから放出されるサイトカイン類、候補としてカテプシンG、トロンボキサンA2、血小板活性化因子PAF、Stromal cell-Derived Factor-1、RANTES、TARCなどの関与が推察された。

傷害を受けた血管では主に活性化した血小板から成る血栓が形成され、この活性化血小板およびこれを足場として集積する免疫系細胞から放出されるサイトカインが重要な役割を果たすと考えられている。我々は以下の方法を用いて炎症性サイトカイン、および炎症性疾患が血小板凝集に及ぼす影響を検討した。1)シリアンハムスター(8週齢、オス)をペントバルビタール64mg/kg腹腔内投与により麻酔し、下大静脈穿刺により採取した血液を用いてカウント法による全血血小板凝集率、および光透過法によるPRP凝集率(Platelet Rich Plasma ;多血小板血漿)を測定した。その結果、(1)IL-8のin vitro添加刺激は全血血小板凝集を軽度惹起する傾向があった。(2)IL-8は単独添加によりPRP凝集を惹起せず、またADP(アデノシン2リン酸)によって惹起されるPRP凝集を増強することもなかった。以上の結果より、健常状態においてIL-8はハムスター血小板を直接凝集させることはなく、赤血球・白血球といった他の細胞成分を介して血小板活性化に関与する可能性が考えられた。2)ICRマウス(5週齢、オス)の飲水中に5%デキストラン硫酸ナトリウムを添加し、1週間飼育することによって慢性炎症性腸疾患(IBD)モデル動物を作成した。このIBDモデル動物用いて上記1)と同じ方法でPRP凝集を評価したところ、健常動物に比べてADPによる凝集が有意に増強した。このことから、本モデルでは比較的早い段階から血小板活性に変化をきたしていることがわかり、炎症の影響が大きいことが考えられた。
組合せ最適化にもとづくネットワーク符号化アルゴリズムの研究

国際学術誌“IEEE Transactions on Information Theory"に論文“Multicasting in Linear Deterministic Relay Network by matrix completion"が採択された.本研究は,無線通信ネットワークのモデルとしてAvestimhr, Diggavi, Tseにより提唱された“Linear Deterministic Relay Network (LDRN)"上のマルチキャスト問題に対して,既存のYazdi, Savariによるアルゴリズムより高速なアルゴリズムを与えたものである.LDRNはネットワーク符号化の一部の符号化が固定されたネットワークとして捉えることもでき,近年組合せ最適化からも注目されているモデルである.提案したアルゴリズムの特筆すべき点として,全シンクに対するユニキャスト容量計算の現在最良の計算量と,漸近的に同じオーダーの計算量を達成している点が挙げられる.古典的な有線ネットワークにおいても,全シンクに対するユニキャスト容量計算より高速な決定性マルチキャストアルゴリズムは知られておらず,ある意味で予想される計算量の下界を達成しているとも言える.また,研究課題のネットワーク符号化と関連して,圧縮センシングに取り組み,新しい性能保証をもつアルゴリズムを与えた.本成果では,Lq最小化として知られていた非凸最適化問題を,二乗和多項式緩和を用いて多項式時間で解くアルゴリズムである.本アルゴリズムは,圧縮センシングに現れる非凸最適化問題が多項式時間で解けることを示した点で画期的であると評価され,理論計算機科学のトップ会議であるACM-SIAM Symposium on Discrete Algorithms (SODA 2016)に採択されている.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は,「ISIT2015での研究発表」「低ランク行列基底問題への実用的アルゴリズムの開発」「整数格子点上の劣モジュラ最適化への近似アルゴリズムの開発」の3つの成果があった.次に,「低ランク行列基底問題への実用的アルゴリズムの開発」では,同じ研究室の中務佑治助教とベルリン工科大学のAndre Ushmawjev氏との共同研究を行った.低ランク行列基底問題は,与えられた行列の線形部分空間から,ランクの和が最小な基底を求める問題である.これに対し,連続最適化に基づく実用的なアルゴリズムを与えた.最後に「整数格子点上の劣モジュラ最適化への近似アルゴリズムの開発」がある.これは,2013年にERATO河原林巨大グラフプロジェクトに参加した際の成果であるが,組合せ最適化の実問題への応用として採択された研究課題とも非常に近い問題であるため,研究を続行したものである.まず,本成果についてICML 2014で口頭発表した.また,フォローアップ研究としてNIIの吉田悠一助教(現:同准教授)と,各軸方向に凹性をもつ整数格子点上の劣モジュラ最適化について論文をまとめた.国際学術誌“IEEE Transactions on Information Theory"に論文“Multicasting in Linear Deterministic Relay Network by matrix completion"が採択された.本研究は,無線通信ネットワークのモデルとしてAvestimhr, Diggavi, Tseにより提唱された“Linear Deterministic Relay Network (LDRN)"上のマルチキャスト問題に対して,既存のYazdi, Savariによるアルゴリズムより高速なアルゴリズムを与えたものである.LDRNはネットワーク符号化の一部の符号化が固定されたネットワークとして捉えることもでき,近年組合せ最適化からも注目されているモデルである.提案したアルゴリズムの特筆すべき点として,全シンクに対するユニキャスト容量計算の現在最良の計算量と,漸近的に同じオーダーの計算量を達成している点が挙げられる.古典的な有線ネットワークにおいても,全シンクに対するユニキャスト容量計算より高速な決定性マルチキャストアルゴリズムは知られておらず,ある意味で予想される計算量の下界を達成しているとも言える.また,研究課題のネットワーク符号化と関連して,圧縮センシングに取り組み,新しい性能保証をもつアルゴリズムを与えた.本成果では,Lq最小化として知られていた非凸最適化問題を,二乗和多項式緩和を用いて多項式時間で解くアルゴリズムである.本アルゴリズムは,圧縮センシングに現れる非凸最適化問題が多項式時間で解けることを示した点で画期的であると評価され,理論計算機科学のトップ会議であるACM-SIAM Symposium on Discrete Algorithms (SODA 2016)に採択されている.まず行列補完を利用してLDRN上のマルチキャスト問題の既存アルゴリズムを改良できた点は,「行列補完を応用してネットワーク符号化のアルゴリズムを得る」という1年目の目標通りの成果であり,まずまずであると言える.また,「低ランク行列基底問題への実用的アルゴリズムの開発」では,初の海外研究者との共同研究を行い,得られた成果を論文としてまとめることに成功した.さらに,「組合せ最適化にもとづくネットワーク符号化アルゴリズムの研究」という学振特別研究員としての研究課題以外の成果として,整数格子点上の劣モジュラ最適化に関する成果を挙げることもできた.また,機械学習のトップ会議ICMLで口頭発表を行った.このように,当初の研究計画を超えた様々な成果が得られたと考えている.27年度が最終年度であるため、記入しない。2年目の研究課題は「多品種フローを用いたネットワーク符号化容量計算アルゴリズムの開発」である.これは,多品種フローの様々なカット概念を利用することで,ネットワーク符号化容量を決定ないし近似するアルゴリズムを追求するものである.本研究においては,多品種フロー・ネットワーク符号化双方の知識が不可欠であるため,これらの既存研究をサーベイするところから始めたい.また,海外の最新の研究もISITなどの場で吸収し,アルゴリズムの開発につなげる予定である.27年度が最終年度であるため、記入しない。
神経心理学的検査による軽度発達障害の新分類とその活用による教育的支援の考案

本研究は神経心理学的検査による注意欠陥/多動性障害(AD/HD)および広汎性発達障害(PDD)をともなう子どもの認知特性に関する検討を目的とした。5-15歳のAD/HDおよびPDDはKeio版ウィスコンシンカード分類テストによる対照群との比較において,認知特性の差異を認めた。また、発達障害をともなう子どものための教育的支援について、神経心理学的諸検査の所見にもとづく提案を行った。本研究は神経心理学的検査による注意欠陥/多動性障害および広汎性発達障害などの各種発達障害をともなう子どもの認知特性把握および支援の検討を目的とするものである。本年度は服薬状況を統制した被検者を対象として知能検査およびKeio版Wisconsin card sorting test (KWCST)を実施し、診断分類等の資料にもとづき検査成績の分析を行った。IQ80以上の614歳の広汎性発達障害群(n=28)に関し、アスペルガー障害群と特定不能の広汎性発達障害群の2群に分類レ、KWCSTの成績の比較検討を行った。その結果、アスペルガー障害群において本検査の第2段階での成績の改善が認められ、特定不能の広汎性発達障害群では改善が認められなかったことから、サブタイプ間での認知特性の違いを示唆するものと考えられた。このことより、今後も引き続きデータを集積し、各種発達障害間およびサブタイプ間での認知特性に関するさらなる検討が重要と考えられた。また、発達障害によって生じる諸困難の客観的な評価に有用と考えられる各種神経心理学的検査についての概観を行い、さらに、注意欠陥/多動性障害、広汎性発達障害およびその他神経疾患をともなう子どもへの諸検査の臨床応用にもとづく教育的支援についての検討も行った。その結果、従来の標準的評価手法のみでは十分に捉えきれない要素に関する各種神経心理学的評価の重要性が示され、特別支援教育における神経心理学的検査による実態把握の臨床的意義についての報告も行った。本研究は神経心理学的検査による注意欠陥/多動性障害(AD/HD)および広汎性発達障害(PDD)などの各種発達障害をともなう子どもの認知特性把握および支援の検討を目的とするものである。本年度も引き続き服薬状況を統制した被検者を対象として知能検査および神経心理学的検査を実施し、診断分類等の資料にもとづき検査成績の分析を行った。まず、知能検査(WISC-III)については全検査IQ80以上の515歳のAD/HD30名、64歳のPDD44名を対象に、4群指数および13種の下位検査評価点を用い、これらのプロフィールによる認知特性および発達的側面に関する詳細な比較検討を行った。その結果、AD/HDの注意機能の問題は年少時に著しく、PDDの言語性の問題は年長群で著しいことが示された。年齢による成績の違いから、発達的側面を反映しているものと推測されたが、対象児数が十分とはいえない年齢群もあることから、更なる検討が必要と考えられた。次に、神経心理学的検査について、Keio版Wisconsin card sorting testは515歳のPDD67名、AD/HD)39名までのデータの集積を行っており、次年度研究報告を予定している。Stroop testでは512歳のPDD15名、AD/HD18名を対象に発達障害のストループ干渉効果に関する検討を行い、両発達障害群の年少群(9歳以下)で干渉効果が大きいことが示唆され、今後の検討課題とされた。また、近年の各種発達障害の病態解明に関する動向について、国内外の文献の概観から注目すべき知見について概説し、教育・社会的支援の示唆を得た。さらに、知能検査および神経心理学的評価を行った発達障害をともなう2事例について、検査成績の個別検討に関する報告を行い、各種心理学的検査バッテリーによる実態把握の臨床的意義についての報告も行った。本研究は神経心理学的検査による注意欠陥/多動性障害(AD/HD)および広汎性発達障害(PDD)をともなう子どもの認知特性把握および支援の検討を目的とする。本年度は引き続き知能指数および服薬状況を統制した被検者を対象にKeio版Wisconsin card sorting test(KWCST)を実施し、診断分類等の資料に基づき検査成績を分析し、発達的要因やAD/HDのサブタイプ、PDDにおける併存症状の有無による検討を行った。まず、IQ80以上の5-15歳のAD/HD(n=37)とPDD(n=57)および対照群について、それぞれ9歳以下と10歳以上の年齢群別に比較した結果、両群ともに対照群に比して低値であり、9歳以下の年少群において顕著であった。また、学習効果を反映するとされる第2段階での両群の成績の問題は、第1段階での取り組みや第2段階施行前のヒントの活用が不十分であることが示唆され、本検査の第2段階実施の重要性も明らかにした。次に、IQ85以上の5-15歳のAD/HD(n=32)について、不注意優勢型(不注意群)と多動性衝動性優勢型・混合型(多動群)と対照群の3群の比較を行った。

その結果、不注意群では保続的エラーを除いたランダムなエラーが著しく、カテゴリーの失念などの不注意によって生じたものと考えられた。一方、多動群は不適切なカテゴリーへの反復的誤りである保続的誤反応を多く認めたことから、反応抑制の問題が推測され、AD/HDのサブタイプ間での認知特性の差異が示された。さらに、PDDに関し、AD/HDの併存の有無による成績比較では併存のない群で多くの指標成績の問題を認め、併存症状の有無による認知特性の差異が示唆された。また、知能検査では著しい問題を認めず、各種神経心理学的検査による精査によって学校生活での諸困難を反映した結果が認められた2事例をもとに支援法について検討を行った。
キラル有機化合物の相転移が誘起する特異な化学現象の適用範囲の拡大と一般化

分子キラリテイーや電子スピンをプローブとして用いることにより研究代表者らが偶然発見した、キラル有機化合物の相転移が原因となって発現する2つの特異な化学現象である、「優先富化現象」と「磁気液晶効果」の発現のメカニズムの解明、および適用範囲の拡大と一般化を推進した。その結果、これらの現象はいずれも、非平衡準安定秩序状態(カオス)間の相転移が誘起する対称性の破れに基づくマクロな複雑系化学現象であることが明らかとなった。次の2テーマについて検討し、それぞれについてブレークスルー的な発見があった。(A)アミノ酸系医薬やカルボン酸系医薬のラセミ体とアキラル有機酸の二成分共結晶が示す優先富化現象:必須アミノ酸のフェニルアラニンのラセミ体はラセミ化合物に分類され、単純な再結晶による光学分割は不可能と考えられていた。一方、フェニルアラニンとフマル酸の1:1共結晶のラセミ体もラセミ化合物に分類されるが、これまでに研究代表者らが明らかにしてきた優先富化現象が起こるための4つの必要条件をこの共結晶が満たしたため、非平衡条件下で水から再結晶したところ、予想通り効率的な優先富化現象が発現した。さらに、そのラセミ体がラセミ化合物に分類される、医薬抗炎症剤のケトプロフェンが、やはり優先富化現象に必要な4つの必要条件を満たしたため、水とエタノールの混合溶媒から非平衡条件下で再結晶したところ、明瞭な優先富化現象を示した。以上のように、ラセミ化合物に分類される化合物のラセミ体が、複雑系光学分割現象である優先富化現象を示すことを、世界ではじめて明らかにした。(B)キラル有機ラジカル液晶を起点とするメタルフリーな有機磁性ソフトマテリアル候補化合物の合成と磁性:3種類の新規キラルソフトマテリアルの合成に成功した。第一に、正の誘電異方性をもつキラル有機ニトロキシドラジカル液晶物質を合成し、その光学活性体が正の磁気液晶効果(J>0)を示すのに対して、そのラセミ体が負の磁気液晶効果(J<0)を示すことを見出し、その磁性発現のメカニズムを提唱した。第二に、アンモニウムを親水性基とするキラル両親媒性ニトロキシドラジカル化合物を合成し、これが水中でミセルやエマルションを形成し、特に中性の油性ラジカルを内包したエマルションが磁石に引きつけられて水中を動くことをはじめて明らかにした。第三に、アミノ酸残基を親水性基とするキラル有機ニトロキシドラジカル化合物を合成し、これがヒドロゲルを形成することを明らかにした。また、これらの物質の相転移挙動を電子スピン共鳴法により追跡できることを示した。平成25年度の研究成果を、各テーマ別に述べる。(A)アミノ酸系医薬やカルボン酸系医薬のラセミ体とアキラル有機酸の二成分共結晶が示す優先富化現象:1件の発見があった。これまでアミノ酸のアルギニンのラセミ体はラセミ化合物に分類され、単純な再結晶による光学分割は不可能であった。そこで、ラセミ体のアルギニンとアキラル有機ジカルボン酸の共結晶を種々合成し検討したところ、アルギニンとフマル酸の1:1共結晶が、これまでに研究代表者が明らかにしてきた優先富化現象が発現するための5つの必要条件を満足したため、水とエタノールの混合溶媒から、高過飽和度を用いる非平衡結晶化条件下で再結晶したところ、高効率的な優先富化現象が再現性100%で起こることを発見した。(B)キラル有機ラジカル液晶を起点とするメタルフリーな有機磁性ソフトマテリアル候補化合物の合成と磁性:2件の発見があった。第一に、高温で強誘電性と正の磁気液晶効果(強磁性的相互作用、J>0)を示すことが明らかとなった、キラル有機ニトロキシドラジカル液晶性化合物を液晶セルに封入し、電子スピン共鳴(EPR)装置のキャビテイーに装着し、電場を印加して、EPRスペクトルの電場依存性を測定したところ、電場の印加により磁化率が増加する磁気電気効果を、磁性液晶物質中で初めて観察することができた。第二に、アミノ酸残基を親水性基とする両親媒性キラルニトロキシドラジカル化合物をゲル化剤として用い、ラジカルヒドロゲルを初めて調製した。EPR測定により、この磁性ヒドロゲルの磁化率の温度依存性を測定し、ゲル状態からゾル状態へ転移する際に約10%の磁化率が増加することを初めて観察した。平成24年度も下記の2テーマについて検討し、それぞれについ大きな進展がみられた。(A)アミノ酸系医薬やカルボン酸系医薬のラセミ体とアキラル有機酸の二成分共結晶が示す優先富化現象:必須アミノ酸のヒスチジンのラセミ体はラセミ化合物に分類され、単純な再結晶による光学分割は不可能と考えられていた。

一方、ヒスチジンとフマル酸の1:1共結晶のラセミ体もラセミ化合物に分類されるが、これまでに研究代表者が明らかにしてきた優先富化現象が起こるための5つの必要条件をこの共結晶が満足したため、非平衡条件下で水とエタノールの混合溶媒から再結晶したところ、予想通り効率的な優先富化現象が発現した。こうして、高過飽和度を用いる非平衡結晶化条件下では、ラセミ化合物に分類されるラセミ体がラセミ混晶の如くに振る舞い、その結果、複雑系光学分割現象である優先富化現象を発現することが明らかとなった。(B)キラル有機ラジカル液晶を起点とするメタルフリーな有機磁性ソフトマテリアル候補化合物の合成と磁性:2種類の新規キラルソフトマテリアルの合成に成功した。第一に、正の誘電異方性を示すキラル有機ニトロキシドラジカル超分子液晶物質の合成に初めて成功し、その磁化率の温度依存性を測定することにより、それが液晶状態で正の磁気液晶効果(J>0)を示すことを見出し、その磁性発現のメカニズムを提唱した。第二に、トリメチルアンモニウム基を親水性基とする新規のキラル両親媒性ニトロキシドラジカル化合物を合成し、これが水中でミセルやエマルションを形成し、特に中性の油性ラジカルを内包したエマルションが磁石に引き寄せられて水中を自由に動くことを確認した。有機結晶化学平成23年度の研究計画は盛り沢山であったが、鍵となるラジカル化合物の合成にすべて成功しており、ほぼ期待どおりの展開を見せている。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度の研究計画も盛り沢山であったが、テーマAでは、新たに優先富化現象を示すアミノ酸共結晶を発見し、一方テーマBでは、鍵となるラジカル化合物の合成に成功しており、予定通りの進展を見せた。平成23年度の研究計画が順調に進展し、平成24年度以降に進むべき方向性と具体性が明確になったので、これに従って研究を継続する。同時に、当初の研究計画調書に記載した拡張テーマについても取り組む所存である。過去2年間の研究により、平成25年度以降に進むべき方向性と具体性が明確となったので、この方針にしたがって邁進する。
医療的ケアに対応できる介護福祉士教育プログラムの創設と実践

本研究の目的は、新しい介護職へのニーズである喀痰吸引・経管栄養等の医療的ケアにおける介護福祉士の役割を明らかにし、既存の介護福祉士教育における到達度との乖離を把握し、医療的ケアに対応可能な求められる介護福祉士教育プログラムを創設し、その実践によりアウトカムを明らかにすることである。医療的ケアに対応できる介護福祉士に求められる領域は基本的な領域であるヘルスアセスメントや医薬品を用いたケアなど7領域が抽出された。また、実習での学びは希薄であり実習での学びの体制つくりが急務であることが示唆された。ポートフォリオの実施では、学生が現在の自分を認識でき、将来の自分像を描くことができた。本年度は、調査1、調査2、調査3を実施した。調査1として、介護療養型医療施設、介護老人保健施設、介護老人福祉施設を対象に、介護福祉実習(以下実習)を実施しているそれぞれ2施設(看護職2名と介護職2名:計24名)に対して、インタビュー調査を実施した。これらの調査は、医療的ニーズに対応可能な求められる介護福祉士となるために、介護の現場では、どのような知識や技術を養成施設で身につけることが必要と感じているかを明らかにするために調査を実施した。調査2として、Web上に掲載されている全国の介護福祉士養成施設(以下養成施設)の内の短期大学に焦点を当て、無作為抽出法で10施設を抽出し、内容分析を実施した。また、養成施設である大学、短期大学、専門学校の各1校(計3校)を有意抽出し、入手したシラバスを基に、内容分析を実施した。これらの調査は、各養成医療的ケア教育の現状を知るために分析を実施した。調査3として、介護福祉分野の研究者2名、看護学分野の研究者2名、介護老人保健施設の介護職2名(計6名)にて意見収束技法であるデルファイ法を実施した。統計は平均値、標準偏差、四分位偏差などを算出し合意の程度を確認した。デルファイ法参加者で協議をしながら、フィードバックを3回繰り返し実施した。これらの調査は、調査1と調査2で得られた結果から、既存の教育課程では不足している学習内容を明らかにするために実施した。その結果、7内容を抽出し、文言の変更等を検討し、「医療的ケア教育プログラムにおける、『医療的ケアの知識と技術のチェックリスト』を作成することができた。7領域・44項目・58質問(計88質問)として意見収束をした。本年度は、調査4-1、調査4-2を実施した。調査4-1として、介護福祉士養成施設協会に加盟している2年過程の養成施設(以下養成校)で、同意を得られた短期大学2校、専門学校2校を対象とした。第一段階実習(初めての実習)を修了した学生が、医療的ケアの知識と技術についてどの程度身につけたかを知るために、前年度に実施した調査1、調査2、調査3で得られた結果から作成した「医療的ケア教育プログラム」における『医療的ケアの知識と技術のチェックリスト』(7領域・44項目・58質問(計88質問)を基に質問紙を作成し調査を実施した。SPSSを用いて分析を行った。調査4-2として、ポートフォリオを実施するために、研究対象の養成校のうちの1校の同意を得られた10名の学生を対象とした。調査は、質問用紙での調査と一人30分程度のインタビュー調査で実施した。質問用紙での調査では、「私のテーマ」、「テーマに対するゴール」等であった。インタビューでの質問内容は、「初めての実習で心の印象に残ったこと」を自由に話してもらった。また、人間の理解を目的とした「自己理解」と「他者理解」についてもインタビューを実施した。分析は、一内容を一項目として含む記録単位とし、個々の記録単位を意味内容の類似性に着目して分類し、ネーミングを行った。本年度は、調査5-1、調査5-2、調査6-1、調査6-2、調査7-1、及び調査7-2の準備を実施した。調査5-1では、調査4-1と同校(短期大学2校、専門学校2校)の第2回目の介護実習を修了した111名を対象とし、調査4-1で使用した「医療的ケアの知識と技術のチェックリスト(88項目)」同調査用紙を使用し実施した。調査5-2では、第2回目のポートフォリオを実施するため、調査4-2の同学生10名を対象とし、30分程度のインタビュー調査を実施した。「第1段階実習と比べて自分が成長したこと」「心に残ったこと」「自己像」を自由に話してもらった。分析は一内容一項目として含む記録単位として集計し、意味内容の類似性に着目して分類しネーミングを行った。調査6-1では、調査4-1と同校(短期大学2校、専門学校2校)のすべての介護実習を修了した学生を対象とし、調査4-1で使用した「医療的ケアの知識と技術のチェックリスト(88項目)」同調査用紙を使用し実施した。調査6-2では、第3回目のポートフォリオを実施するため、調査4-2の同学生10名を対象とし、30分程度のインタビュー調査を実施した。「気づいたこと」「自己像」「ポートフォリオの実施について」、自由に話してもらった。調査7-1では、介護福祉士養成施設協会加盟校で研究の同意を得られた53施設の、すべての介護実習を修了した者を対象とした。

調査4-1で使用した「医療的ケアの知識と技術のチェックリスト(88項目)」同調査用紙を使用し実施した。また、「どのような介護福祉士になりたいか」を自由に記載してもらった。さらに、調査7-2の準備では、同意を得られた53施設の学生に対して、卒業後の調査(調査7-2)への協力意思の確認を行った。平成27年度の研究計画である調査5-1、調査5-2、調査6-1、調査6-2を予定通り実施することができた。第2段階実習、第3段階実習と「医療的ケアの知識と技術」についての修得状況や修得項目間の関係などを明らかにすることができた。また、ポートフォリオの実施では、学生は自分と向き合うことで、「自分像」を明らかにしアイデンティティを確立することができた。さらに、平成28年度の研究計画である調査7-1、及び調査7-2の準備まで進めることができた。調査7-1では、これまでの調査46までは4施設での調査であったが、全国レベルで調査が実施できた。分析は進行中であるが、1208名の回答が得られた。調査7-2への研究協力は220名の同意を得られている。本年度は、調査7-1、調査7-2を実施した。調査7-1では、調査4-1と同養成校及び2015年現在、公益社団法人日本介護福祉士養成施設協会の加盟しているすべての養成校375校とし、同意の得られた52校(4年課程の大学6校、3年制の専門学校3校、2年課程の短期大学9校、専門学校32校、1年課程の短期大学の専攻科2校)の、すべての介護福祉士養成課程を修了し卒業する学生を対象に、医療的ケアの知識と技術の到達度を明らかにすることを目的として調査を実施した。質問紙を1,196名に配付し、1,028名の有効回答を得た。分析は単純集計、中央値の差はKruskal-Wallis検定、相関関係はSpearmanを用いた。[養成校での学び]および[実習での学び]における[7領域医療的ケア]の知識では、[養成校での学び]では差異が多かったが、[実習での学び]では差異が少なかった。[養成校での学び]および[実習での学び]における[7領域医療的ケア]の技術にも同様な傾向がみられた。[不安]と[7領域医療的ケア]では、知識および技術ともに多くの領域に強い相関を示した。養成校と実習施設が連携し、相乗効果を生む実習体制づくりの必要性が示唆される。調査7-2では、調査7-1と同じ養成校卒業生で、介護職として勤務して6か月を経過している人に、職場における仕事へのサポートと職務満足度を明らかにするために悉皆調査を実施した。同意を得られ、回答が得られた49名を分析対象とした。仕事へのサポートでは、上司からのサポートは「いつも助言が得られる」、「やや助言が得られる」で、同僚からのサポートは、「いつも助言が得られる」、「やや助言が得られる」で、ほぼ8割が上司からも同僚からのサポートを得られていると答えていた。また、同僚のサポートと介護職版満足度評価尺度の多くの項目において相関関係が示された。本研究の目的は、新しい介護職へのニーズである喀痰吸引・経管栄養等の医療的ケアにおける介護福祉士の役割を明らかにし、既存の介護福祉士教育における到達度との乖離を把握し、医療的ケアに対応可能な求められる介護福祉士教育プログラムを創設し、その実践によりアウトカムを明らかにすることである。
火山岩のゼータ電位決定要素の解明

いくつかの火山で採取した火山岩の試料を用いて,流動電位法によるゼータ電位測定を行った.昨年度測定した資料について,表面伝導の効果を評価してゼータ電位を再計算した.岩石サンプルセルに流動水を通過させたときに両端に生じる電位差を測定することによりゼータ電位が測定されるが,このとき,サンプルの空隙ではなく,セルの表面による電気伝導の効果が無視できないことがわかったためである.また,昨年度未完成であった,圧力測定も行えるように部分的に装置を改良した.一般に,岩石のゼータ電位は流動水のpHに対して依存性を示す.今回再評価した7サンプルのうち,4サンプルが,pH未調整状態の測定で正のゼータ電位を示した.正のゼータ電位を示すサンプルは,Hase(2004)により阿蘇火山でも見つかっているが,今回の測定は,その他の火山でも正のゼータ電位を示す岩石は希ではないことを示唆している.これまで,岩石-水の系では,ゼータ電位は負の値をとるという認識が一般的であったが,それは必ずしも正しくないことが本研究で示された.ゼータ電位の正負を決定している要因について調べるため,岩石の元素組成とゼータ電位の関係を吟味した.その結果は必ずしも明瞭ではなく,主要構成元素の組成だけでゼータ電位が決定されている訳ではないことが示唆された.今後,造岩鉱物組成や,流動させる溶液側に溶解した成分まで考慮した検討が必要である.また,今年度は野外観測として,山頂部に自然電位異常の存在が知られている樽前山で比抵抗探査を実施したところ,山頂域の直下に極めて比抵抗の小さい領域が存在することが明らかになった.これは,山頂域の自然電位異常が地下の熱水対流系の流動電位によって生じている可能性を強くサポートするもので,流動数値計算によって自然電位の定量的解釈を行う上で不可欠な情報が得られたことになる.いくつかの火山で採取した火山岩の試料を用いて,流動電位法によるゼータ電位測定を行った.昨年度測定した資料について,表面伝導の効果を評価してゼータ電位を再計算した.岩石サンプルセルに流動水を通過させたときに両端に生じる電位差を測定することによりゼータ電位が測定されるが,このとき,サンプルの空隙ではなく,セルの表面による電気伝導の効果が無視できないことがわかったためである.また,昨年度未完成であった,圧力測定も行えるように部分的に装置を改良した.一般に,岩石のゼータ電位は流動水のpHに対して依存性を示す.今回再評価した7サンプルのうち,4サンプルが,pH未調整状態の測定で正のゼータ電位を示した.正のゼータ電位を示すサンプルは,Hase(2004)により阿蘇火山でも見つかっているが,今回の測定は,その他の火山でも正のゼータ電位を示す岩石は希ではないことを示唆している.これまで,岩石-水の系では,ゼータ電位は負の値をとるという認識が一般的であったが,それは必ずしも正しくないことが本研究で示された.ゼータ電位の正負を決定している要因について調べるため,岩石の元素組成とゼータ電位の関係を吟味した.その結果は必ずしも明瞭ではなく,主要構成元素の組成だけでゼータ電位が決定されている訳ではないことが示唆された.今後,造岩鉱物組成や,流動させる溶液側に溶解した成分まで考慮した検討が必要である.また,今年度は野外観測として,山頂部に自然電位異常の存在が知られている樽前山で比抵抗探査を実施したところ,山頂域の直下に極めて比抵抗の小さい領域が存在することが明らかになった.これは,山頂域の自然電位異常が地下の熱水対流系の流動電位によって生じている可能性を強くサポートするもので,流動数値計算によって自然電位の定量的解釈を行う上で不可欠な情報が得られたことになる.いくつかの火山で採取した火山岩の試料を用いて,流動電位法によるゼータ電位測定を行った.これまでに測定の終わったものは,十勝岳・利尻島・テネリフェ島から採取した7サンプルである.岩石サンプルは0.5mm直径に粉砕し,測定セルに装填した.セルに流動水を通過させたときに両端に生じる電位差を測定することにより,ゼータ電位が測定される.一般に,岩石のゼータ電位は流動水のpHに対して依存性を示す.今回の測定では,これまでHase(2004)等が示した実験結果と同じく,pH値が大きくなるにつれてゼータ電位が小さくなる傾向が示された.7サンプルのうち,4サンプルが,pH未調整状態の測定で正のゼータ電位を示した.正のゼータ電位を示すサンプルは,Hase(2004)により阿蘇火山でも見つかっているが,今回の測定は,その他の火山でも正のゼータ電位を示す岩石は希ではないことを示唆している.これまで,岩石-水の系では,ゼータ電位は負の値をとるという認識が一般的であったが,それは必ずしも正しくないことが本研究で示された.ゼータ電位の正負を決定している要因について調べるため,岩石の元素組成とゼータ電位の関係を吟味した.その結果は必ずしも明瞭ではなく,主要構成元素の組成だけでゼータ電位が決定されている訳ではないことが示唆された.今後,造岩鉱物組成まで考慮した検討が必要である.本課題の研究概要と予察的実験の結果については,2004年5月に開催された地球惑星圏合同学会(幕張)で発表した.また,今年度の主な成果については,科研費特定領域研究の国際シンポジウム「火山爆発研究の基本戦略」等で発表した.いくつかの火山で採取した火山岩の試料を用いて,流動電位法によるゼータ電位測定を行った.

昨年度測定した資料について,表面伝導の効果を評価してゼータ電位を再計算した.岩石サンプルセルに流動水を通過させたときに両端に生じる電位差を測定することによりゼータ電位が測定されるが,このとき,サンプルの空隙ではなく,セルの表面による電気伝導の効果が無視できないことがわかったためである.また,昨年度未完成であった,圧力測定も行えるように部分的に装置を改良した.一般に,岩石のゼータ電位は流動水のpHに対して依存性を示す.今回再評価した7サンプルのうち,4サンプルが,pH未調整状態の測定で正のゼータ電位を示した.正のゼータ電位を示すサンプルは,Hase(2004)により阿蘇火山でも見つかっているが,今回の測定は,その他の火山でも正のゼータ電位を示す岩石は希ではないことを示唆している.これまで,岩石-水の系では,ゼータ電位は負の値をとるという認識が一般的であったが,それは必ずしも正しくないことが本研究で示された.ゼータ電位の正負を決定している要因について調べるため,岩石の元素組成とゼータ電位の関係を吟味した.その結果は必ずしも明瞭ではなく,主要構成元素の組成だけでゼータ電位が決定されている訳ではないことが示唆された.今後,造岩鉱物組成や,流動させる溶液側に溶解した成分まで考慮した検討が必要である.また,今年度は野外観測として,山頂部に自然電位異常の存在が知られている樽前山で比抵抗探査を実施したところ,山頂域の直下に極めて比抵抗の小さい領域が存在することが明らかになった.これは,山頂域の自然電位異常が地下の熱水対流系の流動電位によって生じている可能性を強くサポートするもので,流動数値計算によって自然電位の定量的解釈を行う上で不可欠な情報が得られたことになる.