hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
3次元膝関節モデルによる外傷発生メカニズムの解明

本研究は、膝関節のMR画像から関節内の骨形状および靱帯、半月板を3次元的に構築し、それを動的にシミュレーションすることで、靭帯損傷や半月板損傷等の外傷発生時の関節内の状況を可視化することを目的とした。膝関節のMR画像(膝関節プロトン密度水平断像)から画像解析ソフトにて水平面の輪郭を抽出した後、3Dモデリングソフトによってコンピュータ上に3次元の立体膝モデルを構築した。その膝関節の3次元有限要素モデルは、大腿骨、脛骨、腓骨、前十字靭帯、後十字靭帯、内側側副靭帯、外側側副靭帯、内側半月板、外側半月板より構成されている。骨と靭帯、半月板の物性値は力学特性データベースを参考にした。非線形構造解析プログラムにて有限要素法を用いたコンピュータシミュレーションを行った。その際、関節の角速度(受傷時の関節の速度)を設定しダイナミック解析を実施した。また、膝関節を屈曲、外反、回旋の3方向へ同時に動くように条件設定した。膝関節の3次元有限要素モデルを用いたシミュレーションによって皮膚の上から見えない受傷時の関節内の状況を検証することは、前十字靭帯損傷および内側側副靭帯損傷、半月板損傷の発生メカニズムの解明につながると考える。スポーツ外傷を受傷した際の膝キネマティクスを参考に解析した結果、膝関節の屈曲および外反、回旋の角度が増えてゆくにつれて、まず、内側側副靭帯への引っ張り応力が高くなった。次いで外側半月板(前節から中節)へ圧縮応力が生じる状況をシミュレーションにて確認できた。前十字靭帯損傷では、内側側副靭帯および半月板を合併損傷することが多く、その発生メカニズムを可視化することができたと考える。これらは外傷予防策を立てるうえで有益な情報となる。本研究は、膝関節のMR画像から関節内の骨形状および靱帯、半月板などを3次元的に構築し、それを動的にシミュレーションすることで、靭帯損傷や半月板損傷等の外傷発生時の関節内の状況を可視化することを目的とする。初年度は、効率的な有限要素モデルの構築手法を築きつつ、動的シミュレーションの手法において、非線形解析およびダイナミック解析手法の確立を実施した。まず、対象者の膝関節のMRI(膝関節プロトン密度水平断像)を撮影した。撮影条件は先行研究に準じて位置決めを行い、2mm間隔スライス面のDICOMデータから画像解析ソフトOsiriXおよびZedViewにて水平面の輪郭を抽出し、3Dモデリングソフトによってコンピュータ上に3次元の立体膝モデルを構築した。次に、非線形解析を実施するために靭帯特性については、Mooney-Rivlin体とみなし、近似式を用いて非線形の物性値を設定した。そして、ダイナミック解析については、シミュレーション時の角速度を設定した。今回は40deg/100msとしてシミュレーションを実施した。非線形構造解析プログラムMSC.Marcにて有限要素法を用いたコンピュータシミュレーションを行った。ダイナミック解析の結果、脛骨内旋30度にてACLには60MPaの応力が生じていた。2方向のシミュレーション条件では、脛骨内旋22度、外反8度の時点で高い応力値が観察された。3方向では、さらに早い時期に大きな応力が生じていた。よって、脛骨内旋および膝外反の2方向、また前方移動が加わること(3方向)により、靭帯自体に高いストレスが加わることがこの膝モデルにて示唆された。動的シミュレーションの手法において、非線形解析およびダイナミック解析手法を確立できた。今後この手法を様々なスポーツの受傷場面に当てはめ実行することでスポーツ外傷発生時の関節内の状況を可視化してゆく。初年度は、効率的な有限要素モデルの構築手法を築きつつ、解析の精度を上げるために、動的シミュレーションの手法において、非線形解析およびダイナミック解析手法の確立を実施した。次年度以降は半月板等のモデル構築と、健常者膝モデルと損傷者膝モデルの差異について検討を進めてゆく予定である。DICOMデータから画像解析ソフトOsiriXおよびZedView、3Dモデリングソフトによってコンピュータ上に3次元の立体膝モデルを構築し、非線形構造解析プログラムMSC.Marcにてコンピュータシミュレーションを行った。関節の角速度を反映した解析により靭帯自体に高いストレスが加わることがこの膝モデルにて示唆された。そして、2016年度はこの手法を様々なスポーツの受傷場面に当てはめ実行することを試みた。バスケットボール競技ではジャンプ着地やカッティング動作にて外傷受傷することが多い。つまり、床面に足部が着いた状態での受傷である。それに対して、スキー競技では滑走中にスキー板のエッジが斜面に食い込み下腿部が急速に動くことで受傷する。よって、スキー競技の受傷場面のシミュレーション解析においては、大腿骨を固定し脛骨を移動させることによって靭帯に加わる応力を算出した。

脛骨内旋、膝外反、脛骨前方移動させたとき、靭帯の大腿骨付着部、および靭帯の下1/3部に高い応力が認められた(50MPa80MPa, MPa = N/mm2 = kgf/mm2)。また、その際、靭帯の下1/3部と大腿骨顆間窩との衝突がみられた。今後は他の競技の受傷場面を反映させた解析を進めてゆくことでスポーツ外傷発生時の関節内の状況を可視化してゆく。本研究は、膝関節のMR画像から関節内の骨形状および靱帯、半月板などを3次元的に構築し、それを動的にシミュレーションすることで靭帯損傷や半月板損傷等の外傷発生時の関節内の状況を可視化することを目的とする。初年度は、効率的な有限要素モデルの構築手法を築きつつ、解析の精度を上げるために動的シミュレーションの手法において非線形解析およびダイナミック解析手法の確立を実施した。2016年度は、様々なスポーツのなかでスキー競技での受傷場面を反映させたシミュレーションを実行するために、大腿骨を固定し脛骨を移動させるようにモデルの設定を工夫した。それによって、バスケットボール競技のジャンプ着地のような受傷パターンのみならず、スキー競技での下腿部が急速に動くことによる受傷パターンにも対応できるようになった。次年度以降は、内側々副靭帯や半月板等のモデル構築の検討を進めてゆく予定である。本研究は、膝関節のMR画像から関節内の骨形状および靱帯、半月板などを3次元的に構築し、それを動的にシミュレーションすることで、靭帯損傷や半月板損傷等の外傷発生時の関節内の状況を可視化することを目的とする。初年度は、効率的な有限要素モデルの構築手法を築きつつ、動的シミュレーションの手法において、非線形解析およびダイナミック解析手法の確立を実施した。DICOMデータから画像解析ソフトOsiriXおよびZedView、3Dモデリングソフトによってコンピュータ上に3次元の立体膝モデルを構築し、非線形構造解析プログラムMSC.Marcにてコンピュータシミュレーションを行った。関節の角速度を反映した解析により靭帯自体に高いストレスが加わることがこの膝モデルにて示唆された。次年度は、具体的なスポーツにおける受傷場面を想定してシミュレーションを実施した。靱帯損傷の発生率が高いバスケットボール競技およびアルペンスキー競技を模した状況下とした。バスケットボール競技ではジャンプ着地やカッティング動作にて外傷受傷することが多い。つまり、床面に足部が着いた状態での受傷である。それに対して、スキー競技では滑走中にスキー板のエッジが斜面に食い込み下腿部が急速に動くことで受傷する。よって、それぞれの場面に合わせ、脛骨を固定し大腿骨を移動させるシミュレーションと、大腿骨を固定し脛骨を移動させるシミュレーションを行って靱帯へ加わる状況を可視化した。そして、2017年度は、関節内に半月板および側副靱帯を付加したモデルを構築した。この膝モデルを用いて関節の動きをシミュレーションすることによって半月板や側副靱帯への負荷状況をみた。膝外反した時は内側側副靱帯および外側半月板への負荷が生じており、その状況を可視化した。また、脛骨前方移動した時の前十字靱帯の負荷状況を可視化することができた。
新しい半導体発光デバイスの理論研究

(1)研究の背景と目的:誘電率が周期的に変化する物質(フォトニック格子)中では、電磁モードの存在しない周波数領域(フォトニックバンドギャップ)の出現やこれに伴う自然放出の抑制、さらにはギャップ内局在モードの生成等、これまでに無い光学特性が予測され、その一部は実証されつつある。工学的応用としては、局在準位を利用した単一モード発光ダイオードが低雑音、高効率、高コヒーレンスといった特徴を持つことが予測され、その実現が期待されている。フォトニック格子の光学特性については、筆者の行った透過スペクトルの理論計算、および、群論による固有モードの対称性の分類から、バンドギャップと非結合モードに由来する不透明領域の存在が示され、実験的にも確認された。これらの光学特性を基礎として、フォトニック格子中の誘導放出等の量子光学特性の解明が期待される。その第1段階として、平成7年度の研究では、フォトニック格子中に誘起された振動分極からの輻射場の定量的計算法を開発した。(2)研究成果:まず、2次元フォトニック格子について、振動分極を非斉次項とするマックスウェルの波動方程式の一般解をグリーン関数法を用いて導出した。非斉次項として2次の非線型感受率により誘起された分極を採ることにより、フォトニック格子中における和周波発生過程を定式化し、一般化された位相整合条件と選択則を導いた。また、バンド端の異常に遅い群速度に起因する非線型光学過程の増強効果を明らかにした。さらに、平面波展開法による固有モードの分散関係と固有関数の計算に基づいて、モデル格子からの和周波光強度を数値的に求めた。次に、グリーン関数法を3次元格子に拡張することにより、各種非線型光学過程のみならず、孤立振動双極子からの輻射や、自由誘導減衰等のコヒーレント光学過程が定式化できた。これにより、所期の目的であるフォトニック格子中の誘導放出等の理論的解析も可能となり、平成8年度にはそれを実行する予定である。以上の成果は2報の論文にまとめて投稿中である。
重度・重複障害児の首すわりの三次元移行と認知構造分析

重度・重複障害児の首のすわりを先ず始めにどのように実践していったらよいかを検討した.その1つが"うつ伏せ"である.この方法は皮ふ刺激とあいまって,心身のコントロールに最大の貢献をなすこと,更には,顔面,背筋,脊柱,胸筋,あるいは一般に呼吸筋,頚筋,頚椎等の発達を促進させることが明らかに証明できた.又,前頭葉とのむすびつき,あるいは,手の操作,足の操作等,相動運動という知能を促進させ,原始反射の抑制を極めて有効に抑止することが判明した.この"うつ伏せ"は,凡そどのような乳幼児においても, 3ケ月6ケ月において,首すわりが可能であることを証明することができた.さいわい本年200名の乳幼児のべ2000名余の実践において,首すわりが, "うつ伏せ"により三次元つまり,反射の促進という脊髄レベル・脳幹部レベル殊に中脳の立ち直り反射の促進及び視床,小脳,前庭系,固有系の刺激統合等が乳幼児の首すわりという行動パターンの確立を通して極めて大切な要因であり,首すわりからねがえり,はいはいという運動機能の発達にとって最も主要な統合機能をもつものであることを検証することができた.すなわち,この首すわりから1年3年によって立位(座位はもちろん)まで可能であることが判明し,凡そ重度・重複障害児の9割までが歩行へと移行している事実がある.唯,てんかんやその外の随伴障害をもつ乳幼児については,〓大な体の虚弱や知的(意欲等)な問題が含まれ,首すわりは十分可能であるが,立位までゆかず,仰臥位にとゞまっている.この点,認知機能と運動機能の発達の関連があると思われるが,何故に歩行が可能かの神経機能(中枢)の発達促進がどこにあるのか,一つは前庭系及び視聴覚,皮ふ刺激が有効であることが判明しているが,認知機能と相動運動との関連性をもう一つ深化させる必要があると考える.重度・重複障害児の首のすわりを先ず始めにどのように実践していったらよいかを検討した.その1つが"うつ伏せ"である.この方法は皮ふ刺激とあいまって,心身のコントロールに最大の貢献をなすこと,更には,顔面,背筋,脊柱,胸筋,あるいは一般に呼吸筋,頚筋,頚椎等の発達を促進させることが明らかに証明できた.又,前頭葉とのむすびつき,あるいは,手の操作,足の操作等,相動運動という知能を促進させ,原始反射の抑制を極めて有効に抑止することが判明した.この"うつ伏せ"は,凡そどのような乳幼児においても, 3ケ月6ケ月において,首すわりが可能であることを証明することができた.さいわい本年200名の乳幼児のべ2000名余の実践において,首すわりが, "うつ伏せ"により三次元つまり,反射の促進という脊髄レベル・脳幹部レベル殊に中脳の立ち直り反射の促進及び視床,小脳,前庭系,固有系の刺激統合等が乳幼児の首すわりという行動パターンの確立を通して極めて大切な要因であり,首すわりからねがえり,はいはいという運動機能の発達にとって最も主要な統合機能をもつものであることを検証することができた.すなわち,この首すわりから1年3年によって立位(座位はもちろん)まで可能であることが判明し,凡そ重度・重複障害児の9割までが歩行へと移行している事実がある.唯,てんかんやその外の随伴障害をもつ乳幼児については,〓大な体の虚弱や知的(意欲等)な問題が含まれ,首すわりは十分可能であるが,立位までゆかず,仰臥位にとゞまっている.この点,認知機能と運動機能の発達の関連があると思われるが,何故に歩行が可能かの神経機能(中枢)の発達促進がどこにあるのか,一つは前庭系及び視聴覚,皮ふ刺激が有効であることが判明しているが,認知機能と相動運動との関連性をもう一つ深化させる必要があると考える.
高磁場ＭＲＩによる心臓リハビリテーションの心機能改善効果の非侵襲的定量評価法

心臓磁気共鳴診断(MRI)検査は有用だが、心臓MRIの検査時間は長く、心臓リハビリテーションの検査として不適当である。高磁場強度を有するMRI装置が普及し有用性が示唆されているが、温度上昇つまりSAR規制により3テスラMRIの短時間化への応用は行われていない。今回、MRIにおける温度上昇を計測するため、非磁性体プローブ(銅ーコンスタンタン熱電対センサーおよび長尺の非磁性体ケーブル)と、その信号をMRI検査室外にてリアルタイムモニターする今までにないシステムを新たに構築した。MRIの短時間化の向けに大きく役立つものと期待できる。当研究は、高磁場MRIを用いた心臓リハビリテーション患者の心機能等の非侵襲的定量評価法を、先駆けて開発する事を目指す。そのためには、より高速なMR検査シーケンス法の開発を目標としている。高磁場MRIはS/Nが良いことから、MR検査の短時間化について期待されていた。しかしながら、特に高磁場MRI装置では、比吸収率(Specific Absorption Rate: SAR)の影響により、撮像中に人体の温度が上昇するため、短時間MR検査は不可能であった。一方で、従来はSAR規制におけるMRIの温度評価は、シミュレーションによる計算値によって行われているため、正確な温度評価ではない。そのため当研究では、MRI検査中の温度計測システムの構築を試み、昨年それに成功した。本年度は、さらにその温度実測システムの改良を行い、例えば温度センサーの多チャンネル化等を行うことができた。そして特筆できることとして、本「MRI検査用の温度計測システム」の特許出願を行った。(特願2014-020099、「温度測定プローブ及び温度測定システム」、平成26年2月5日。)そして、特許出願を行ったシステムの基本的な性能評価を行い、有用性を確認した。MRI中の正確な温度測定をすることで、短時間シーケンスの開発へ向けた大きな基盤として役立つものと思われた。[研究協力者]東北大学医学部保健学科臨地講師永坂竜男主任技師(東北大学病院MRI室主任,日本磁気共鳴専門技術者認定機構MRI専門認定技師)心臓磁気共鳴診断(MRI)検査は有用だが、心臓MRIの検査時間は長く、心臓リハビリテーションの検査として不適当である。当研究は高磁場MRIによる心臓リハビリ患者の心機能等の正確な非侵襲的定量評価法を、先駆けて開発する事を目指す。MRI検査において、撮像中に人体の温度が局所的に上昇することがある。その原因は、ラジオ波(Radio Frequency:RF)により人体に吸収されて熱となる、比吸収率(Specific Absorption Rate: SAR)の影響である。このSAR規制は、従来のMRI装置では問題にならなかったが、高磁場MR装置は、RFパルスの周波数も倍増するため、温度上昇が重要な問題となっている。そこで本年度は、高磁場MRI装置におけるSARに伴う温度上昇の計測システム開発に関する基礎的検討を行った。SARによる温度上昇を計測するシステムを独自に開発するため、非磁性体プローブを種々検討し、リアルタイムに温度計測が可能なMRI検査中の温度計測システムの構築を試みた。その結果、非磁性体プローブのセンサーとして、熱電対を用いることで、MRI検査中の温度計測が可能であることが分かった。非磁性体プローブは、熱電対センサーおよび長尺の非磁性体ケーブルからなり、その信号を、MRI検査室外にてリアルタイムモニターするシステムを構築した。予備実験の結果、試作した「非磁性体プローブを用いたリアルタイム温度計測システム」は、MR撮像中における高磁場MRI装置ガントリー内における温度測定が十分可能であることが確かめられた。さらに、当リアルタイム温度計測システムの非磁性体プローブは、高磁場MRI装置におけるMR画像に悪影響をほとんど与えないことが示唆された。さらにこの結果を踏まえて、ファントム実験などの次の実験ステップへ移行するために、熱電対センサー部分等を、絶縁コーティングするなどの改良を行った。[研究協力者]東北大学臨地講師永坂竜男主任技師(東北大学病院MRI室主任,MRI専門認定技師)高磁場MRIを用いた心臓リハ患者の心機能等の非侵襲的定量評価法を、先駆けて開発する事を目指す。そのため当研究では、MRI検査中の温度計測システムの構築を試み、昨年、MRI検査中の温度計測システムの特許出願を行った。本年は特許出願を行ったMRI検査中の温度計測システムの詳細な評価を行った。その結果、ノイズの影響によって、温度センサーの多チャンネル化が困難であることが判明した。それに対して、電磁波シールド材を種々検討することで、ある程度は、対応することができた。得られた結果をまとめて、学会で発表予定を行った。

今後は、MRI中の正確な温度測定することで、短時間シーケンスの開発に役立つものと思われた。[研究協力者]東北大学医学部保健学科臨地講師永坂竜男主任技師(東北大学病院MRI室主任,MRI専門認定技師)放射線科学当初の計画よりも遅れているところはあるものの、「おおむね順調に進展している」と判断した。その理由は、開発したMR用温度測定システムの特許出願を行うことができたためである。すなわち従来は、MRI中の温度をリアルタイムに正確に測定することはできなかったが、今回の特許出願を行ったシステムを用いることで、それを可能とした。大震災後における、様々な対応等の影響によって達成度はやや遅れている(特に原発事故起因した放射線影響等に関する対応について予想以上に時間を費やしたため)。特許出願を行ったMRI検査中の温度計測システムの評価や性能向上を継続して行う。さらにそのシステムを用いて、各種のMR撮像シーケンスにおける温度計測を行うとともに、短時間MRIシーケンスの開発に着手する。心疾患評価に重要な運動負荷に関して、高磁場MR装置内においても使用できる運動負荷試験装置の開発の可能性について基礎的な検討を行う予定である。得られた結果をまとめて、学会等で発表する予定である。試作した「非磁性体プローブリアルタイム温度計測システム」を用いて、各種のMR撮像シーケンスにおける温度計測を行うなど、基礎実験をさらに推進する所存である。また、高磁場MRI室における運動負荷の基礎検討を行う。つまり心臓疾患の評価に重要な運動負荷に関して、高磁場MR装置内においても使用できる運動負荷試験装置の開発の可能性について基礎的な検討を行う予定である。「該当なし」
遷移金属錯体の複雑失活過程とスピン対称性変化の理論解析

光反応を含む多くの遷移金属錯体の反応には、多数の電子状態のポテンシャルエネルギー曲面が関与して進行する極めて自由度の高い複雑な経路が存在する。単核Fe錯体の光スピンクロスオーバー現象の理論的解析では、ビピリジン配位子が3つ配位した六配位Fe錯体は光照射により一重項(LS)状態から五重項(HS)状態へと量子収率100%で遷移することが知られており、フェムト秒分解能X線レーザー分光法をはじめとする分光測定により解析が進められている。最近、過渡吸収測定から50fsより短い時間でHS状態が生成しているという報告があり、最短いステップ数の機構が示唆された。一方で理論的には最短ステップの遷移経路は一部に2電子遷移を含むため1ps以内の遷移は困難と考えられてきた。本研究では多参照摂動法による電荷移動遷移(MLCT)状態を含む多数の励起状態の安定構造やポテンシャル曲面、それらの間のスピン-軌道相互作用の理論計算から新たにその詳細を明らかにした。またアルキル化ピレン誘導体のソルバトクロミズムに関する理論的研究において、ピレンージメトキシベンゼン複合系分子の蛍光発光現象の理論解析を行った。当分子系は2つのメトキシ基の付加位置によってソルバトクロミズムの発現の有無がスイッチし、そのメカニズムの理論的解明を行った。その結果、波動関数理論を用いた計算では特定の位置に付加したときにソルバトクロミズムを示すということが再現され、その励起状態波動関数の解析からソルバトクロミズムの起源をピレン基との結合位置に対するメトキシ基の付加位置の対称性が起源となることを明らかにした。29年度が最終年度であるため、記入しない。計画初年度の研究として遷移金属錯体のリン光現象など複雑な光化学過程に関しての理論解析を推進した。遷移金属錯体のリン光・失活過程においては光反応に伴う構造変化に沿ったエネルギーポテンシャル曲面の形状と異なるエネルギーポテンシャル間の電子結合強度が決定的な役割を担うと考えられることから始めに各状態の安定構造の理論解析を行った。リン光効率は一重項励起状態からの無輻射失活と三重項状態への遷移速度、三重項状態から基底状態への無輻射失活とリン光発光など種々の過程の競合・競争により決定されることを踏まえ、各々の過程についてボトムアップ的な理論的解析を進めた。遷移金属錯体中における金属原子ー配位子結合の記述は未だ容易ではない、特に金属ー芳香環間の化学結合は分子構造的にも電子構造的にも柔軟性すなわち複雑性を内包する事から理論的な記述には困難が伴うため種々の計算方法の信頼性を検討した。理論の検討としてプラチナ原子を有し一次元直鎖を軸とする回転自由度を持った錯体やRu原子をシクロペンタジエニル配位子で挟んだ典型的なサンドイッチ化合物についてそのリン光発光効率や分子機構解析として基底状態、一重項励起状態、三重項状態の安定構造予測を密度汎関数理論と二次摂動近似クラスター展開法により行った結果、金属ー配位子距離に0.1オングストローム以上の差が確認され、更に結合長の差がリン光の波長予測に大きな影響を与えることを明らかにした。これは同一の構造を用いた波長予測精度のみでは不十分で構造予測の段階で計算レベルの検討が重要であることが分かった。目的である金属ー芳香環結合の記述に加え、芳香族共役系自体の柔軟かつ複雑な電子構造の記述は理論化学に残る課題の一つであり、特に励起状態の準位が近接することから現象に関わる励起状態の同定にも焦点をあて、今年度の計画は予定どおり達成できた。具体的にはピレンージメトキシベンゼン複合系分子の蛍光発光現象の理論解析を行った。特に当分子系は2つのメトキシ基の付加位置によってソルバトクロミズムの有無が異なり、そのメカニズムの理論的解明を行った。その結果、密度汎関数理論を用いた計算では溶媒の誘電率の大小に関わらず最低励起状態はピレン基内励起の性質を示し、ソルバトクロミズムは付加位置によらず再現されなかった。一方、高精度ab initio波動関数理論を用いた計算では実験と同じく特定の位置に付加したときにソルバトクロミズムを示すことが再現された。さらに励起状態波動関数の解析からソルバトクロミズムの起源をピレン基との結合位置に対するメトキシ基の付加位置の対称性に寄ることを明らかにした。

当分子系は2つのメトキシ基の付加位置によってソルバトクロミズムの発現の有無がスイッチし、そのメカニズムの理論的解明を行った。その結果、波動関数理論を用いた計算では特定の位置に付加したときにソルバトクロミズムを示すということが再現され、その励起状態波動関数の解析からソルバトクロミズムの起源をピレン基との結合位置に対するメトキシ基の付加位置の対称性が起源となることを明らかにした。光や熱などの外場に応答しスピン状態が変化するスピン交差分子、項間交差を経ることによる三重項状態からのリン光発光分子、三重項への直接励起による近赤外吸収材料に関する光遷移及び緩和過程に対する理論解析を行い、分子構造に基づく機構解明・解析を実施する計画である。理論的には遷移金属錯体においては金属原子の重原子効果による相対論効果が無視できず項間交差やリン光などの現象を促進する。定性的には一重項と三重項などスピン対称性が異なる電子状態が主に遷移金属d軌道角運動量を起源とするスピン軌道相互作用により混合することによりスピン禁制遷移が可能となる。具体的にはスピン交差分子に対して異なるスピン状態のポテンシャルエネルギー曲面の交差点(交差面)におけるポテンシャルエネルギー曲面間の遷移効率について多状態多電子理論により理論的に解析することで、多段階のスピン交差を得ると考えられる金属錯体の外場応答スピン反転現象の理論的解明し、より効率的なスピン交差反応を起こす化学的条件を明らかにする。またリン光発光分子に対して光吸収を担う一重項励起状態からの項間交差へ至る反応経路を理論的に解析し、より効率的に三重項を生成するための科学的条件を明らかにする。特に化学修飾によるリン光発光の有無や発光強度、発光波長の変化に対して、電子構造を基礎とする記述により機構解明を行う29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
電子メディアにおける情動的コミュニケーションの研究

記述されたものの痕跡とそれに触発されて生じる情動解釈、視覚芸術作品に即して言い換えれば、画像が記述を呼び、逆にまた記述が画像の解釈や制作に影響し変更を加えていくこと、この相互関係を情動サイクルと名づけておいた。前年度の研究では、前世紀転換期ドイツにおける情動サイクルのあり方として、1)過去の作品の「収奪」、それと当時の作品との新たな系譜づくりに基づく2)新たな「美学の構築」、そうして作られた美学に依拠した3)「新たな作品の制作」、この三者関係について考察した。今年度は、この関係が現在の電子メディアにおいてどのような変化を被っているのか、これを考察することが目標とされた。フランス、ドイツ、日本、イタリア、アメリカなどの諸研究や、コミュニケーション・アートの歴史の考察、さらには実際の展覧会、電子メディア作品などの考察により、次のことが明らかとなった。現在の電子メディア環境では、上述の情動サイクルがあまりに速く、また無限に続くように思われるために、1)モノ(すなわち客体)ではなくそれに関わる主体が「収奪」されていること、すなわち客体としての「メディア的自己」と内なる自己とが別々に存在するかのような、みせかけの断裂のなかで、後者が前者に一体化しようと無限に監視を続けること、これを覆い隠すために2)ネットワーキングの「無限の連鎖」という「新たな美学」が構築されていること、同時にその虚を暴く3)「書き込みできないインタラクティヴ」としてのCD-ROMアートが「新たに制作」されていること、これが明らかにされたのである。画像に向けられた言語に残る痕跡としての情動がオリジナルな状態の復元へと遡及していくのではなく、新たな言語やまったく別の作品を産んでいくこと、これを秋庭は「情動サイクル」と呼んでいた。この情動サイクルの電子メディア上での変容を考察するにあたり、文字情報の痕跡が新たな言語の連鎖を生み出していくネット上のチャットが考慮に入れられた。そこから初年度の目標、過去の芸術における画像と言語の関係を考えたとき、浮上してきたのが、いわゆる奪取(appropriation)としての芸術、あるいは美学という見方である。かつて用いられた「引用」としての芸術・美学ということばが芸術内部での出来事を意味していたのとは異なり、奪取ということばは、その芸術内部の伝統によってそこから排除されてきた者が、外部からそれに攻撃を加えるのではなく、正当な伝統内部の領域に不法に侵入し、そこにあるものを、その内部にいる者にとっては不当なやり方で奪い取っていくことを意味している。当然そのための技術が必要とされる。この点からみて、過去における画像と言語の関係上、きわめて重要な意味を持つのが、世紀転換期のドイツ(正当な芸術伝統の外部)においてヴィルヘルム・ポ-デが行った作品の「収集」(奪取)と、その収集過程での作品の移動や最終的な美術館への収蔵によって可能になった作品体験をもとに書かれたヘルマン・コ-ヘンの美学(過去の美学ならびに芸術からの意味の奪取)であり、両者と関わりながら制作を行っていた画家マックス・リ-バーマン(ベルリン「分離派」の領袖の後、アカデミーへ)である。この三者の関係について秋庭は、学会発表を行い、コ-ヘンについては論文を発表した。次年度はこの奪取を一つの軸に、電子メディアについて直に考察する。なお当初の目標に添って関連図書、必要ソフトの収集や、新宿ICCなどでの調査も行った。
有機性廃棄物連用土壌の微生物叢と作物生産性

名古屋大学附属農場では、1987年から、有機性廃棄物堆肥の連用圃場を維持管理している。本圃場には、無肥料区、化学肥料区、化学肥料に牛糞厩肥、コーヒー粕堆肥またはバーク堆肥をそれぞれ上乗せ施用する慣行区、コーヒー区、バーク区、多量の厩肥のみを単用する厩肥区が設けられている。本研究では、厩肥連用土壌の土壌病害抑止効果と植物成育促進効果を確認するとともに、滅菌土壌を用いて病害抑止効果に土壌微生物が関与することを明らかにした。さらに、各区土壌の次世代シークエンサーを用いた細菌叢および糸状菌叢解析によって、有機物施用の有無、有機物の種類と量が微生物の群集構造を大きく変化させることを明らかにした。(1)連用土壌における土壌微生物叢動態のプロファイリング(分担者村瀬・代表者柘植):化肥区、慣行区、コーヒー区、厩肥区および無肥区について、ハクサイの定植前と定植1か月後の各区(2畝)土壌からそれぞれDNA(5処理区×2畝=10サンプル、定植前、定植後で合計20サンプル)を抽出した。細菌叢と糸状菌叢を解析対象として、各サンプルからリボソームRNA遺伝子(rDNA)の一部領域をPCR増幅し、PCR産物を次世代シークエンサーによって解析した。現在、得られた配列情報から、各区の細菌種と糸状菌種の分布データを整理し、微生物叢プロファイルの作成を進めている。(2)厩肥連用土壌の病害抑止効果における微生物機能の評価(代表者柘植):厩肥区は、顕著なハクサイ根こぶ病の抑止効果を示す。化肥区、慣行区、コーヒー区および厩肥区土壌のメロンつる割病(Fusarium oxysporum f. sp. melonis)に対する抑止効果をポット試験によって検定した。その結果、厩肥区土壌のみが抑止効果を有すること、ガス滅菌、オートクレーブ滅菌した厩肥区土壌ではその効果が失われることを確認した。どちらの滅菌方法でも病害抑止効果が失われることから、抑止効果には土壌の生物性(微生物)が関与することが明らかとなった。(3)作物生産への施肥管理の効果の評価(分担者北野・代表者柘植):化肥区に比べ慣行区と厩肥区、特に厩肥区ではトウモロコシ、ハクサイどちらに対しても顕著な成育促進効果が認められる。今年度はすでにトウモロコシの収穫を終了していたため、秋作ハクサイについて、成育、根こぶ病の発生を調査し、例年と同様な結果を得た。また、各区土壌を用いてメロンを栽培し、厩肥区土壌には成育促進効果のあることを確認した。また、ガス滅菌またはオートクレーブ滅菌した厩肥区土壌はさらに高い成育促進効果を示すこと、すなわち土壌微生物がむしろ成育を抑制する可能性を見出した。(1)連用土壌における土壌微生物叢のプロファイリング(分担者村瀬、代表者柘植):化肥区、慣行区、コーヒー区、厩肥区および無肥区のハクサイ定植前と定植1か月後の土壌の次世代シークエンサー配列情報から、各区の細菌と糸状菌の分布データを比較した。その結果、無肥区と化肥区の微生物群集構造は類似しているが、慣行区、コーヒー区、厩肥区はそれぞれ明確に異なっていること、すなわち、有機物施用の有無、有機物の種類と量が微生物群集構造を変えることが明らかとなった。(2)根圏土壌と非根圏土壌の微生物叢のプロファイリング(分担者村瀬):上記の解析では、株間の土壌(非根圏土壌)を使用した。今年度は、定植1か月後のハクサイの根から空中振とう法によって採取した土壌(根圏土壌)について、細菌と糸状菌の群集構造を解析した。解析途中ではあるが、根圏土壌と非根圏土壌では微生物群集構造に大きな違いがあることが示唆された。(3)厩肥区土壌の病害抑止効果における微生物機能の評価(代表者柘植):メロンつる割病(Fusarium oxysporum f. sp. melonis)に対する発病抑止効果が認められた厩肥区土壌について、胞子懸濁液のメロンへの浸根接種に加え、胞子を混合した汚染土壌を用いて、病害抑止性を検定し、より顕著な抑止性を観察した。この結果は、厩肥区土壌の病害抑止性には、土壌微生物による拮抗作用と植物の抵抗性誘導の両者が関与することを示唆した。(3)作物生産への施肥管理の効果の評価(分担者北野・西内、代表者柘植):昨年度、各区土壌でメロンを栽培し、厩肥区土壌には成育促進効果のあることを確認した。また、滅菌した厩肥区土壌はさらに高い成育促進効果を示すことを見出した。本年度は、厩肥区土壌とその滅菌土壌でイネとダイズを栽培し、これら作物についても土壌滅菌によって成育が促進されることを確認した。根圏土壌の次世代シークエンサー解析によって、質・量ともに満足できる配列情報が得られた。現在、データを整理し、微生物叢プロファイルの比較解析を進めているが、各区の畦間のばらつきは小さく、5つの区間での違いに加え、先に解析した非根圏土壌との違いも見出されており、これまでほとんど明らかにされていない根圏土壌と非根圏土壌の微生物群集構造の相違について新たな情報が得られることが期待される。また、厩肥区土壌の糸状菌群集構造の解析では、No Blast Hitの配列が高頻度に検出され、本土壌の特殊性が示唆された。

厩肥区土壌が、ハクサイ根こぶ病だけでなく、メロンつる割病の抑止効果を持つことをポット試験によって確認するとともに、その効果には土壌微生物による拮抗作用と植物の抵抗性誘導の両者が関与することを示唆する結果を得た。各区土壌を用いたイネとダイズの成育調査によって、厩肥区土壌がこれら作物に対しても成育促進効果を示すこと、さらに、滅菌した厩肥区土壌がさらに高い成育促進効果を示すことを確認した。当初、“豊かな微生物叢"が作物成育にもプラスに働くと予想していたが、この結果はそれに反するもので、土壌微生物がむしろ成育を抑制すること、滅菌微生物からN源が供給されていることなどの可能性が考えられた。ハクサイの成育期間を通して、ドローンを用いて定期的に圃場全体を撮影し、各区における根こぶ病の初期発生と進展状況を可視化することができた。以上のように、今年度は、当初予定した研究をほぼ実施することができ、研究は順調に進展している。(1)連用土壌における土壌微生物叢動態のプロファイリング(分担者村瀬、代表者柘植):前年度までに、化肥区、慣行区、コーヒー区、厩肥区および無肥区のハクサイ定植前と定植1か月後の株間土壌、ハクサイとトウモロコシの根圏土壌について、次世代シークエンサーによって細菌および糸状菌の配列情報を収集した。今年度は、それらを総合的に比較解析し、有機物施用の有無、有機物の種類と量が微生物群集構造に大きく影響すること、根圏土壌と非根圏土壌では微生物群集構造に違いがあることを明らかにした。また、作物の成育促進効果、病害抑止効果のある厩肥区土壌を特徴づける微生物OUTを推定した。(2)土壌化学性の分析(分担者村瀬、代表者柘植):化肥区、慣行区、コーヒー区、厩肥区および無肥区土壌の詳細な化学分析によって、各区土壌の化学性をプロファイリングするとともに、厩肥区の作物成育促進効果の土壌肥料学的要因を推定した。また、各区で栽培したトウモロコシとハクサイの無機・有機成分を分析し、土壌化学性が植物成分に及ぼす影響について解析した。(3)厩肥区土壌の病害抑止効果の評価(代表者柘植):土壌病害の発病抑止効果が認められた厩肥区土壌と効果が認められなかった慣行区土壌でトマトを栽培し、灰色かび病菌(地上部病害)を葉に接種した。その結果、どちらのトマトでも同様に発病し、厩肥区土壌も地上部病害には抑止効果がないことが確認された。(3)作物生産への施肥管理効果の評価(分担者北野・西内):連用圃場にハクサイを定植後、ラジコンヘリを用いて1週間ごとに圃場を撮影した。得られた画像情報を統合・解析し、植物体の成育状況、根こぶ病感染による病徴進展をモニタリングすることによって、ラジコンヘリ・リモートセンシングが施肥管理効果の評価、経時的な作物診断に有効であることを示した。名古屋大学附属農場では、1987年から、有機性廃棄物堆肥の連用圃場を維持管理している。本圃場には、無肥料区、化学肥料区、化学肥料に牛糞厩肥、コーヒー粕堆肥またはバーク堆肥をそれぞれ上乗せ施用する慣行区、コーヒー区、バーク区、多量の厩肥のみを単用する厩肥区が設けられている。本研究では、厩肥連用土壌の土壌病害抑止効果と植物成育促進効果を確認するとともに、滅菌土壌を用いて病害抑止効果に土壌微生物が関与することを明らかにした。さらに、各区土壌の次世代シークエンサーを用いた細菌叢および糸状菌叢解析によって、有機物施用の有無、有機物の種類と量が微生物の群集構造を大きく変化させることを明らかにした。土壌の微生物叢解析については、次世代シークエンサー解析によって、質・量ともに満足できる配列情報が得られた。
エクソサイトーシスの制御調節機構の研究

1)プルキーニェ細胞間GABA性シナプスでのシナプス後電流増強機構の研究細胞内でのCaイオンの放出過程がGABA電流の増大に必須であることを示した。CICR機構よりも、IICR機構がより高い関連を示した。細胞内Ca濃度の増大に引き続く機構は依然として不明であるが、将来的にはGABA受容体の感度の増加による現象なのか,GABA受容体そのものの数的な増加によって生ずる現象かを明らかにした。2)ラット台形体内側核に形成される杯様シナプスでの位相応答特性を持つ伝達特性の生後発達過程生後4日令(P4)から13日令(P13)の範囲で、シナプス電流を解析すると、日令の若い細胞ではシナプス電流の大きさおよび電気刺激後の発生タイミングが大きく揺らいだ。一方9日令を過ぎた細胞では揺らぎは小さく、非常に均一な大きさおよび時間経過を示すシナプス後電流が記録できた。この間、EPSCの大きさはおよそ5倍により、分散係数(CV)で評価した電流値の揺らぎは6分の1に減少した。さらに自発的に発生するP4のmEPSCは進んだ日令(P9)のEPSCと同一の時間経過を示す。シナプス伝達の要素過程が既にP4で完成していることを示唆する。日令が進むにしたがい強力になるシナプス伝達はその多くがシナプス前終末におけるCa^<2+>電流の増加に起因するものと考える。Caチャネル毒素によってCaチャネルを部分的に阻害し、シナプス電流量を対照の20-30%に減少させた状態では,Caイオンに対する感受性が減少し、シナプス伝達に非同期的な放出が増大した。したがって、対象とした位相応答特性を持つシナプス伝達はシナプス前終末でのCaチャネルとシナプス小胞間の相互作用が増大すること、おそらくシナプス小胞とCaチャネルがより近接して存在する事によって完成すると考える。シナプスは神経細胞間の情報伝達の場であり、いわゆるエクソサイトーシス機構によって神経伝達物質が放出され、神経細胞間での信号伝達が実現されている。本年度は哺乳類中枢神経系シナプスで伝達物質放出機構を解析するための実験系を確立した。哺乳動物の聴覚中継核である台形体内側核(MNTB)では、大きな神経終末が球形の神経細胞体に直接シナプス形成し、時間経過の速い大きな興奮性シナプス後電流が発生する。本年度はこのシナプスを用いた実験系を確立すると共に、動物の生後発達過程に伴うシナプス伝達機構の変化を解析した。シナプス後細胞で記録される電流の大きさは、シナプス前終末での伝達物質の放出部位、放出確率、そしてシナプス後細胞体での個々のシナプス後電流のサイズから定まる。しかし、シナプス前終末における伝達物資の放出は個々の放出部位で常に一様ではなく、一回一回の試行毎に伝達物資の放出される割合が異なり、放出確率で表現される確率過程となる。MNTBでのシナプスでは生後間もなくは非常に大きな揺らぎがシナプス後電流に観察され、生後発達に伴い揺らぎが小さくなった。揺らぎを詳細に解析することによって、シナプス伝達物資の放出確率が生後発達に伴い大きく増大することが明らかとなった。さらに、シナプス前終末でのCaイオン電流が生後発達に伴い増加することが明らかとなり、伝達物資放出確率が増大する要因の一つであることが示された。さらに、生後発達に伴うシナプス伝達の精度の向上の分子機構を明らかにする目的で、シナプス前終末にCa濃度の蛍光指示薬を導入し、蛍光強度としてシナプス前終末での細胞内Ca濃度変化を測定することができた。今後は、標本の特長を生かしてシナプス前終末からの電気記録、細胞内Caイオン濃度測定、シナプス後細胞からの電気記録を組み合わせて、細胞内濃度とシスプス伝達の精度との関係を明らかにしたい。

シナプス伝達はエクソサイトーシスによって分泌される神経伝達物質の作用であり、本年度はシナプス前終末への実験操作が可能なラット台形体内側核に形成される杯様シナプスの生後発達過程を研究することで、エクソサイトーシスに関わる細胞内Ca動態を明らかにすることを試みた。生後4日令(P4)から13日令(P13)の範囲で、シナプス電流を解析すると、日令の若い細胞ではシナプス電流の大きさおよび電気刺激後の発生タイミングが大きく揺らいだ。一方9日令を過ぎた細胞では揺らぎは小さく、非常に均一な大きさおよび時間経過を示すシナプス後電流が記録できた。この間、EPSCの大きさはおよそ5倍になり、分散係数(CV)で評価した電流値の揺らぎは6分の1に減少した。さらに自発的に発生するP4のmEEPSCは進んだ日令(P9)のEPSCと同一の時間経過を示す。シナプス伝達の要素過程が既にP4で完成していることを示唆する。日令が進むにしたがい強力になるシナプス伝達はその多くがシナプス前終末におけるCa^<2+>電流の増加に起因するものと考える。CdあるいはCaチャネル毒素によってシナプス前終末のCaチャネルを部分的に阻害し、シナプス電流量を対照の20-30%に減少させた状態では,Caイオンに対する感受性が減少し、シナプス伝達に非同期的な放出が増大した。したがって、本年度の研究対象とした位相応答特性を持つシナプス伝達の生後発達はシナプス前終末でのCaチャネルとシナプス小胞間の相互作用が増大すること、おそらくシナプス小胞とCaチャネルがより近接して存在するようになる事によって完成すると考える。
エイズの病態と制御に関する基礎研究 柱3.病態の免疫学的基盤

本年度はエイズ病態の免疫学的基盤に関する研究の結果、以下の成果を得た。2.CXCR4の発現はTh2T細胞の方がTh1細胞よりも強く、またIL4とデキサメサゾンがCXCR4発現を増強させる。3.前年度作製したHIV特異的CTLのTcRα鎖およびβ鎖を発現するトランスジェニクマウスでは、CTLは前駆細胞として存在している、また、驚いたことに、TcRβ鎖のみでもHIVp18特異的キラー活性が誘導される。4.アカゲザルにSIVp55を経鼻免疫し、血中にp55特異的IgAおよびIgG抗体が、さらに、コレラ毒素の併用によつて粘膜にも特異抗体が誘導され、特異IgA産生細胞が確認できた。5.HIV感染者血清中でその活性が低下しているDPPIV(CD26に含まれる酵素)の生理的基質の一つがRANTESであることがわかった。6.エイズ患者に発生するKSHV関連リンパ腫より細胞株を樹立し、抗原タンパクの解析を行った。7.HIV感染者CD4陽性細胞のアポトーシスに関与している可能性が高いFasLのmRNAがARC期で高いことをRT-PCR法だ、さらに、FasLが可溶型として感染者血清中に存在していることを高感度ELISA法で証明した。エイズ病態の免疫学的基盤に関する研究を行い、以下の研究成果を得た。1. HIV gp120のV3ループによるIL-2依存性T細胞増殖抑制(G1期停止)は、cyclin E発現抑制とcyclin E/Cdk2キナーゼ活性低下によってRbの高リン酸化が阻止されるためである。2. HIV感染者リンパ球のアポトーシスが抗Fsa抗体、抗FasL抗体で阻止され、FAS/FasL系の関与が明らかにされた。3. HIV pg160特異的T細胞レセプタートランスジェニックマウスが樹立された。これは、遺伝子治療の基礎的研究に有用である。4. HIV蛋白断片、ことにその最小認識エピトープそのものが、HIV特異的CD8^+キラーT細胞上のクラスIMHC分子に結合することによって、一時的なCTL活性の抑制が誘発される現象を発見した。この現象は、キラーT細胞が存在するにもかかわらず持続感染が成立する機構を説明しうる。5. LPS依存性無細胞NF-κB活性化系を樹立し、NF-κB活性化に関与しているIκBαリン酸化酵素の性状を明らかにした。これは、HIV感染マクロファージでみられるIL-8遺伝子転写活性低下機構解明に有用な成果である。6.エイズリンパ種ではEBVLMP1が腫瘍細胞の細胞膜に例外なく発現し、それが抗腫瘍療法の標的になることを示した。7. HIV感染症におけるヒトメモリーT細胞抗原分子の役割を明らかにする目的で、CD29由来のシグナル伝達機構を解析し、pp125FAKとパキシクリンが直接結合してT細胞の活性化に重要な役割を果たしていることを明らかにした。本年度は、エイズ病態の免疫学的研究の結果、以下の成果を得た。1.HIV感染のコレセプターの1つであるCXCR-4(fusin)に対する3種のモノクロナル抗体を作製し、末梢血中単核球、造血系細胞における発現分布を明らかにした。また、これら抗体は、CD4とT細胞トロピックHIV-1のgp120、CXCR-4を介する細胞融合、T細胞トロピックHIV-1の細胞侵入を阻止した。2.HIV蛋白断片によってHIV-1特異的キラーT細胞(CTL)活性が抑制されることを見い出した。3.HIV-1のV3特異的CTLクローンより単離したTCRα鎖、β鎖を共に発現するトランスジェニックマウスを創出した。これは、CTLのHIV感染におけるin vivoでの役割の解明と、それに基づく制御法開発のための基礎研究に重要な動物モデルである。4.HIV感染におけるCD4陽性T細胞のアポトーシスに関与するFas-Fasリガンド系の発現調節に対するインターフェロンα,β,γの作用の差違を明らかにした。5.HIV複製に重要な宿主因子であるNF-κBの活性化調節に関与しているIκBαのC末端部分のリン酸化酵素を精製した。6.HIV感染におけるヒトメモリーT細胞抗原分子の役割を明らかにする目的で、血清中CD26/DPP IVを解析し、HIV感染者ではDDP IV活性が低下し、また、PPD刺激リンパ球増殖反応の低下例では、リコンビナント可溶型CD26が増殖亢進作用を示すことが明らかになった。7.エイズ患者に発生した肺腫瘍(B細胞リンパ腫?)において、PCR法によりKSHV(HHV8)を検出し、両者の関連が強く疑われた。

5.HIV感染者血清中でその活性が低下しているDPPIV(CD26に含まれる酵素)の生理的基質の一つがRANTESであることがわかった。6.エイズ患者に発生するKSHV関連リンパ腫より細胞株を樹立し、抗原タンパクの解析を行った。7.HIV感染者CD4陽性細胞のアポトーシスに関与している可能性が高いFasLのmRNAがARC期で高いことをRT-PCR法だ、さらに、FasLが可溶型として感染者血清中に存在していることを高感度ELISA法で証明した。
ジャンプ型マルコフ過程の再帰性の研究

r(x)>0となるものとする.確率微分方程式で定まる確率過程{X(t)}を在庫過程(storage process)という.本研究の主目的は在庫過程が再帰的になるための必要十分条件を求め,それを多次元の場合にも拡張することであった.必要十分の形では条件を与えられなかったが,かなり良い十分条件が2つ得られた.研究成果は以下の通りである.(a)まづ,在庫過程に対応する半群は(1)1/r(x)の[1,∞)での積分が発散し,(2)レヴィ測度の全測度が有限かまたはrが非減少であればバナッハ空間C_0で強連続であることを示した.つぎにレヴィ測度が有限な場合に生成作用素の定義域を決定した.さらにrが非減少の場合に生成作用素のコアを与えた.(b)また,在庫過程は正再帰的か零再帰的かまたは推移的であるかの3つの場合に場合分けできることを示し,再帰的(正再帰的または零再帰的)であるための十分条件および推移的であるための十分条件を得た.これらの条件ではrが非減少である事は仮定していない.これら二つの条件のどちらも適用できない場合があることを{A(t)}が安定過程でrがべき関数の場合に示した.しかし,特殊な場合(オルンシュタイン=ウーレンベック型過程になっている場合)には上記の推移的であるための十分条件の一部だけで十分条件になっていることがわかり,それはまた必要条件にもなっていることも示した.r(x)>0となるものとする.確率微分方程式で定まる確率過程{X(t)}を在庫過程(storage process)という.本研究の主目的は在庫過程が再帰的になるための必要十分条件を求め,それを多次元の場合にも拡張することであった.必要十分の形では条件を与えられなかったが,かなり良い十分条件が2つ得られた.研究成果は以下の通りである.(a)まづ,在庫過程に対応する半群は(1)1/r(x)の[1,∞)での積分が発散し,(2)レヴィ測度の全測度が有限かまたはrが非減少であればバナッハ空間C_0で強連続であることを示した.つぎにレヴィ測度が有限な場合に生成作用素の定義域を決定した.さらにrが非減少の場合に生成作用素のコアを与えた.(b)また,在庫過程は正再帰的か零再帰的かまたは推移的であるかの3つの場合に場合分けできることを示し,再帰的(正再帰的または零再帰的)であるための十分条件および推移的であるための十分条件を得た.これらの条件ではrが非減少である事は仮定していない.これら二つの条件のどちらも適用できない場合があることを{A(t)}が安定過程でrがべき関数の場合に示した.しかし,特殊な場合(オルンシュタイン=ウーレンベック型過程になっている場合)には上記の推移的であるための十分条件の一部だけで十分条件になっていることがわかり,それはまた必要条件にもなっていることも示した.本研究の目的は在庫過程やオルンシュタイン=ウーレンベック型過程を含む,次のような形の確立微分方程式で記述されるd次元確立過程{X_t}のエルゴード性,再帰性の条件をその局所的な量=生成作用素の量(ドリフト係数,拡散係数,レビ測度)で与えることである:ここで{Z_t}はd次元加法過程でfはR^dからR^dへの関数,今年度の目標は1次元の場合の結果を得ることであった.{Z_t}のレヴィ測度が半直線に集中している場合,すなわち{X_t}が在庫過程(ダム過程)の場合にはエルゴード性と再帰性のそれぞれについて非常にきれいな必要十分条件を導くことが出来た.再帰性の判定条件はオルンシュタイン=ウーレンベック型過程の場合にはすでに知られていたが,その場合にも我々が得た条件は知られている条件と同値ではあるが簡単なものになっている.エルゴード性の条件もオルンシュタイン=ウーレンベック型過程のエルゴード性の条件の拡張になっていて、簡単で自然な条件である.これらの結果は所期の目標を上回るものであり,来年度に国内各地や国外の研究集会で発表する予定である.これらの結果を得るのにいくつかの地域へ出張し,資料の収集や研究打ち合わせをし,各地域の研究者や共同研究者と議論できたことは多大な利益をもたらした.{A(t)}をドリフト項のないsubordinator (非減少1次元加法過程)とし,rを右連続,左極限を持つ[0,∞)から[0,∞)への関数でr(0)=0,x>oでr(x)>0となるものとする.確率微分方程式で定まる確率過程{x(t)}を在庫過程(storage process)という.本研究では(a)まづ,在庫過程に対応する半群は(1)1/r(x)の[1,∞)での積分が発散し,(2)レヴィ測度の全測度が有限かまたはrが非減少であればバナッハ空間C_Oで強連続であることを示した.つぎにレヴィ測度が有限な場合に生成作用素の定義域を決定した.さらにrが非減少の場合に生成作用素のコアを与えた.

(b)また,在庫過程は正再帰的か零再帰的かまたは推移的であるかの3つの場合に場合分けできることを示し,再帰的(正再帰的または零再帰的)であるための十分条件および推移的であるための十分条件を得た.これらの条件ではrが非減少である事は仮定していない.これら二つの条件のどちらも適用できない場合があることを{A(t)}が安定過程でrがべき関数の場合に示した.しかし,特殊な場合(オルンシュタイン=ウーレンベック型過程になっている場合)には上記の推移的であるための十分条件の一部だけで十分条件になっていることがわかり,それはまた必要条件にもなっていることも示した.