hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光学顕微鏡を用いたレトロウイルス可視化技術の樹立

HIV-1 Gagはウイルスの核であるコアを形成するタンパク質であり、感染細胞から出芽後、Proteaseにより6つの機能的なタンパク質に切断され、感染性を持った成熟ウイルス粒子が形成される。申請者は未成熟および成熟ウイルス粒子を蛍光の違いから区別できるウイルス可視化技術の樹立を目指し、本研究を始めた。GagのMA-CA間にFRETに適した蛍光タンパク質の組み合わせであるCFPとYFPをHIV-1 Proteasecleavage siteと共に組み込んだ。ウイルスは出芽後Proteaseにより、Gagを切断する際に、CFP, YFPもGagから切り離され、コアの内側に局在する。Protease欠損株(deltaPro)ではFRETシグナルが高感度で検出された(YFP/CFP=1.22)が、野生型ウイルスのFRETシグナルはdeltaProに比べて有為に低い値を示した(YFP/CFP=0.54)。また、野生型ウイルスでは出芽したウイルス粒子全体の4.5%が未成熟ウイルスである事がわかった。コアは一般的に密封されているが、一部のコアは閉じきっていない事が報告されている。Gagから切り離された蛍光タンパク質はコアの内側に局在するが、コアが閉じきっていないと外に漏れ出す。ウイルス粒子を界面活性剤で処理してもdeltaProウイルス粒子のほぼ全てでシグナルは維持された(0.3%消失)が、一方で野生型ウイルスでは50.6%の粒子がそのシグナルを消失し、結果半数近いウイルス粒子はコアが密封されていない事が示唆された。本研究により、成熟ウイルスの可視化及びコアの開閉率を検出するシステムの構築成功した。今後は本可視化技術を用いてコアの開閉率と感染性の間に相関性があるのかを調べる。26年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞外リン脂質代謝酵素による腸内細菌叢整備を介した疾患制御機構の解明

リン脂質代謝酵素であるホスホリパーゼA2(PLA2)の腸内細菌叢の制御を介した疾患制御機構の解明について研究を遂行した。腸管上皮細胞に高発現するアイソザイムであるsPLA2-Xの欠損マウスでは、炎症性腸疾患モデルで表現型を示すが、脂肪細胞には発現がほとんど認められないにも関わらず肥満や遠隔組織での表現型を示すことが示唆されている。本研究においてはこの点に関して、sPL2-Xが腸内細菌叢バランスに影響を及ぼし、腸管内での代謝物の変化または免疫バランスの変化等を引き起こすことが、遠隔組織での表現型につながることを想定し研究を進めている。平成30年度においては、初めに腸管特異的にsPLA2-X遺伝子(Pla2g10)をノックアウト(KO)したマウスを用いて、高脂肪食負荷による肥満モデルの実験を行なった。定量的PCRにて大腸上皮細胞のPla2g10の発現がほぼ消失していることを確認し、6ヶ月間に渡り高脂肪食(HFD)または通常食(LFD)を与えた。その間体重測定、耐糖能試験、インスリン抵抗性試験等で評価を行なった。その結果、HFD群、LFD群ともに野生型と腸管特異的KOマウスの間で有意な差は認められなかった。この結果より、肥満の表現型は大腸以外に発現するsPLA2-Xによるものである可能性も考えられた。今回はまだ実験に供したマウスの数が少なかったため、追加で実験を行いサンプル数を増やしていく予定である。また、腸管特異的KOマウスにおけるPla2g10の発現に関してはさらに検討していきたいと考えている。メインで行う予定であった、腸内細菌叢組成の精査がマウスの供給の問題により遂行できておらず、当初の予定よりもやや遅れている。平成30年度に行うことのできなかった、腸内細菌叢組成の精査(高脂肪食負荷前後の野生型とKOマウスの比較)を行う予定である。また、これと並行して大腸の炎症状態の評価、脂肪組織における遺伝子発現解析、糞便中脂溶性および水溶性代謝物の測定、大腸組織における脂質分子の網羅的解析(lipidomics)等も行う予定である。さらに、KOマウスが順調に得られれば、Co-housing等の腸内細菌の人為的操作により、sPLA2-Xの腸内細菌叢に及ぼす影響を検討していきたいと考えている。平成30年度においては、マウス繁殖状況の遅れ等の理由から、当初の計画よりも研究の進捗が遅れている状況である。それに伴い、実験に使用する試薬等に関する支出が少なくなっている。現在マウスの繁殖状況はやや改善し、進捗も期待できることから、平成31年度には平成30年度使用予定であった試薬代やマウス飼育費、解析にかかる費用等も支出予定である。
低速中性子の線量評価における反跳中性水素原子の寄与に関する研究

生物効果が大きくなる中速中性子線のエネルギー付与は、弾性散乱によって生成される反跳陽子によってその90%が与えられる。反跳陽子のエネルギー分布は0エネルギーまでの連続分布となり、特に低エネルギーの成分が主である。従って、中性子線の生物影響を扱う際には、陽子線のトラック端(陽子線止まりぎわ)が大きく寄与する。しかしながら、この陽子のトラック端における陽子線の振る舞いはよく知られておらず、特に、反跳された陽子が生体物質中において電子を捕獲し中性の水素原子核に変わる効果は、これまで考慮されてこなかった。中性化した水素原子では電離を起こせないと指摘されており、水素原子がどのように生体内でエネルギーを付与して行くかは線量評価、線量測定にも重要な現象である。中性子線の生物影響研究の基礎として、陽子線のトラック端での現象を正しく理解し、低中速中性子線量測定法を確立することが本研究の目的である。本研究においては、陽子線の電離、励起、電荷交換(陽子の中性化)反応を考慮し、陽子線のトラック端を取り扱える計算コードの製作を行なった。その結果、電化交換反応を取り入れた状態で、陽子線のエネルギー損失関数をよく再現し、低エネルギーの陽子線はエネルギーの半分を水素原子に変化した後に付与していることがわかった。また、中性子の生成する反跳核のエネルギー分布を計算するコードも合わせて製作し、このコードを用いて中性子の実効W値の計算を行った。中性子線の実効W値はkeVエネルギー領域で急激に大きくなり、電離箱を用いた線量測定では、この補正が(5keV中性子に対し)50%にも及ぶことを示した。更に、これらの結果を基に中性子の線量付与過程において中性水素原子のエネルギー付与率を計算し、1MeV中性子エネルギー付与過程においておよそ20%が電荷交換反応の過程によるという結果を得た。これらの結果は、次ページに示すように国際会議および論文発表している。本研究年度においては、陽子線の電離、励起、電荷交換(陽子の中性化)反応を考慮し、陽子線のトラック端を取り扱える計算コードの製作を行なった。その結果は英国雑誌Physics in Medicine and Biologyに投稿し現在in pressとなっている。

生物効果が大きくなる中速中性子線のエネルギー付与は、弾性散乱によって生成される反跳陽子によってその90%が与えられる。反跳陽子のエネルギー分布は0エネルギーまでの連続分布となり、特に低エネルギーの成分が主である。従って、中性子線の生物影響を扱う際には、陽子線のトラック端(陽子線止まりぎわ)が大きく寄与する。しかしながら、この陽子のトラック端における陽子線の振る舞いはよく知られておらず、特に、反跳された陽子が生体物質中において電子を捕獲し中性の水素原子核に変わる効果は、これまで考慮されてこなかった。中性化した水素原子では電離を起こせないと指摘されており、水素原子がどのように生体内でエネルギーを付与して行くかは線量評価、線量測定にも重要な現象である。中性子線の生物影響研究の基礎として、陽子線のトラック端での現象を正しく理解し、低中速中性子線量測定法を確立することが本研究の目的である。本研究年度においては、陽子線の電離、励起、電荷交換(陽子の中性化)反応を考慮し、陽子線のトラック端を取り扱える計算コードの製作を行なった。その結果、電化交換反応を取り入れた状態で、陽子線のエネルギー損失関数をよく再現し、低エネルギーの陽子線はエネルギーの半分を水素原子に変化した後に付与していることがわかった。また、中性子の生成する反跳核のエネルギー分布を計算するコードも合わせて製作し、このコードを用いて中性子の実効W値の計算を行った。中性子線の実効W値はkeVエネルギー領域で急激に大きくなり、電離箱を用いた線量測定では、この補正が(5keV中性子に対し)50%にも及ぶことを示した。更に、これらの結果を基に中性子の線量付与過程において中性水素原子のエネルギー付与率を計算し、1MeV中性子エネルギー付与過程においておよそ20%が電荷交換反応の過程によるという結果を得た。これらの結果は、次ページに示すように国際会議および論文発表している。生物効果が大きくなる中速中性子線のエネルギー付与は、弾性錯乱によって生成される反跳陽子によってその90%が与えられる。本研究年度においては、中性子線の線量評価への応用を行うために、生体組織中で反跳陽子の他に生成される反跳核のうち、炭素原子核に注目した。まず、放医研炭素ビームを用いてマイクロドシメトリスペクトルデータを収集し、解析した。
RFPによるLamin Aの分解制御機構とその腫瘍悪性化における意義の解析

RFPとLamin Aの相互作用について、欠失変異体を作製して検討したところ、RFPのC末端側のRfpドメインとLamin AのN末端側を介して両者が相互作用しているという結果が得られた。また、細胞周期ごとにRFP、Lamin Aの細胞内局在を検討したところ、G1/S、G2期にはRFPとLamin Aの部分的な共局在が認められる一方、M期おいてはLamin AとRFPとの共局在が見られなかった。細胞周期ごとのLamin Aの蛋白発現量を検討するとLamin AがM期に蛋白量が増え、G1/Sに移行すると減少することが分かった。これらの結果はRFPがG1/S期にLamin Aと相互作用してその分解を誘導していることを示唆している。現在までに細胞周期依存的なLamin Aの蛋白量の制御機構は報告されていないため、今回発見した機構について検討することで、核ラミナによる核内プロセスの制御機構を明らかにすることができると考えている。Lamin Aのubiquitin-proteasome系による分解を検討したところ、RFPの強制発現によってLamin Aのpoly-ubiquitin化の増加が見られた。このことから、RFPがLamin Aのpoly-ubiquitin化を誘導することでLamin Aのタンパク量の調節をしている可能性が示唆され、Lamin A蛋白の制御機構の解明につながると考えられる。しかしながら、現在のところ強制発現をした蛋白でしか検討できていないため、今後内在性の蛋白において検討をする必要がある。前年に引き続きLamin Aのubiquitin-proteasome系による分解を検討した。RFPの欠失変異体を用いた実験を行った結果、Lamin Aのpoly-ubiquitinationがRFPのRing fingerドメイン依存的に起こることが判明した。このことから2010年に他のグループから報告された通り、RFPがRing fingerタイプのubiquitin E3 ligase活性を持ち、Lamin Aのpoly-ubiquitinationを触媒していることが明らかとなった。そこで、内在性のRFPがLamin Aのタンパク量にどのような影響を与えるかをRFPのsiRNAを用いたノックダウンによって検討した。予想に反して、RFPの発現が低下してもLamin Aのタンパク量は影響を受けないという結果が得られた。このことから、RFPによるLamin Aのubiquitinationが、Lamin Aの分解以外に働いている可能性が考えられるため、今後の検討が必要である。RFPおよびLamin Aが癌細胞の悪性化に与える影響について検討するために、両者をノックダウンした癌細胞を用いてwoundhealingassayを行い、細胞の運動能について評価した。その結果、それぞれのノックダウンによって細胞の運動能の低下がみられた。このことから、当初想定していたようなRFPによるLamin Aの分解というネガティブな制御機構ではなく、RFPがLamin Aと協調的に機能して細胞運動を制御する機構が存在する可能性が出てきた。今後はRFPによるLamin Aのubiquitinationの意義とその細胞運動の制御における役割に着目して研究を推進する予定である。
レーザー誘起原子加熱法の構築と機能性単結晶パターニング

本研究は、LiNbO_3結晶等の機能性単結晶ラインをガラス表面にレーザー誘起原子加熱法で書き込み、形態、配向、光機能を明らかにすると共に、機能性材料創製に新たなブレイクスルーをもたらすことを目的とする。レーザー誘起原子加熱法におけるガラスの結晶化機構の解明、強弾性体β'-Sm_xGd_<2-x>(MoO_4)_3結晶ラインにおける周期的な屈折率変化現象の発見とその発現機構の解明、高配向LiNbO_3結晶ラインにおける光導波の実証、レーザー照射と簡便な化学エッチングの組合せによる新規なガラスの微細加工法の提案、高配向二次元平面結晶パターニング法の提案等を行い、本手法が機能性単結晶パターニングの一般的、汎用的技術として展開できることを実証した。酸化物ガラスは光ファイバーなど最先端技術やデバイスを支えるキーマテリアルである。一方、ガラスにおけるランダム構造は結晶学的には反転対称性を意味し、結晶の異方性に由来する二次の非線形光学効果や強誘電性などをガラスに求めることは原理的にできない。これらの効果は光の制御や電子デバイスにとって必須であることは言うまでもなく、もし、ガラスにこれらの効果を付与することが可能になれば、ガラスは21世紀の情報通信やエネルギー・環境時代を支える更なる魅力的な材料となりうる。本研究は、我々が開発したガラス表面の位置選択的結晶化法、すなわちレーザー誘起原子加熱法(希土類原子加熱法と遷移金属原子加熱法)を様々な機能を有する単結晶パターニング形成に展開し、一般的、汎用的技術として確立、構築すると共に、機能性材料創製に新たなブレイクスルーをもたらすことを目的とする。具体的な目的は以下の通りである。1.希土類原子加熱法および遷移金属原子加熱法というレーザー誘起原子加熱法による結晶成長機構を解明する。レーザーと加熱イオンの新規な組合わせによるレーザー誘起原子加熱法を検討する。2.次世代リチウム二次イオン電池用の高配向LiFePO_4結晶ライン集合体、ガラス基板上への高温超伝導回路パターニング、高機能ZnO単結晶ライン、酸フッ化物ガラスへのフッ化物単結晶ラインなどの形成、レーザー誘起構造変化と化学エッチング併用による新たな微細加工法の提案、について検討し、レーザー誘起原子加熱法の一般性、汎用性、波及性を実証する。本年度得られた結果を以下に示す。○レーザー誘起原子加熱法の適用によって、LiNbO_3,BaTiO_3,Sr_<1-x>Ba_xNb_2O_6,Gd_xBi<1-x>BO_3などの光非線形性/強誘電性を示す結晶化ラインパターニングを行い、X線回折、偏光ラマン散乱分光、第二高調波強度の方位依存性などの測定から、これらの結晶ラインはいずれも単結晶的な高い配向を示すことを明らかにした。○Nd:YAGレーザー以外の半導体レーザー(波長:795nm)およびYb:YVO_4(波長:1080nm)ファイバーレーザーもレーザー源として有効に働くことを明らかにした。特に、ファイバーレーザーはレーザービームを絞ることが可能であり、高配向性結晶ラインパターニングに向いていることを見出した。○レーザー誘起原子加熱法を次世代リチウム二次イオン電池用正極材料として期待されているLiFePO_4系に適用し、LiFePO_4結晶が高度に配向したライン形成に成功した。また、酸フッ化物ガラスにも適用し、フッ化物結晶を含むラインパターニングも可能であることを実証した。○レーザー照射による構造変化誘起と化学エッチングの組合せはガラス表面の微細加工に極めて有効であることを示し、実際にU字溝型構造のチャンネルやガラス表面上への機能性結晶ドット配列などに成功した。○光非線形性/強誘電性/強弾性β'-RE_2(MoO_4)_3結晶(RE:希土類)を生成する新規ガラスを開発し、レーザーによる結晶パターニングが可能であることを実証した。

特に、次の2つの特異な結晶化が起こることを明らかにし、その機構を強弾性による自発ひずみと関連させた。(1)Gd_2O_3-MoO_3-B_2O_3系ガラスを電気炉での熱処理によって結晶化させる場合、電気炉内で結晶化の進行と共に、微粉化することを見出した(自己微粉化現象と命名)。(2)自己微粉化粒子およびβ'-(Sm,Gd)_2(MoO_4)_3結晶ライン、いずれにおいても周期的ドメイン構造が出現していることを見出し、マイクロラマン散乱スペクトルや第二高調波強度もドメイン構造に従って周期的に変化することを明らかにした。周期構造出現のモデルを提案した。○酸フッ化物ガラスにレーザー誘起結晶化法を適用し、CaF_2のナノ結晶(粒径:20nm)から成る結晶ラインのパターニングに成功した。Er^<3+>やYb^<3+>がフッ化物ナノ結晶中に固溶し、非常に強い可視域での蛍光を示すことを明らかにし、蛍光強度の二次元マッピングや化学エッチングによる蛍光強度の変化により、レーザー照射領域での構造変化モデルを提案した。○ZnO単結晶ラインパターニングのためのZnOを多量に含むZnO-B_2O_3系ガラスを作製し、屈折率等の基本物性を明らかにした。電気炉での結晶化では、残念ながらZnO結晶は生成せず、さらなるガラス組成デザインを検討した。本研究は、我々が開発したガラス表面の位置選択的結晶化法、すなわちレーザー誘起原子加熱法(希土類原子加熱法と遷移金属原子加熱法)を様々な機能を有する単結晶パターニング形成に展開し、一般的、汎用的技術として確立、構築すると共に、機能性材料創製に新たなブレイクスルーをもたらすことを目的とする。本年度得られた結果を以下に示す。〇光非線形性/強弾性β'-RE_2(MoO_4)_3結晶(RE:希土類)のレーザーパターニングで出現する屈折率変化の周期構造形成をβ'-Gd_2(MoO_4)_3結晶に強弾性を低下させるEr^<3+>をドープすることによって、屈折率周期構造のサイズが大きくなることを確認し、周期構造出現の原因と機構を明らかにした。〇ZnOを多量に含む65.5ZnO-19B_2O_3-9.5SiO_2-6Sm_2O_3ガラスを作製し、Yb:YVO_4レーザーの照射によりガラス表面上にZnO結晶のレーザーパターニングに成功すると共に形態を明らかにした。また、La_2O_3-SrO-MnO_2-B_2O_3系ガラスにおいて、ペロプスガイド型La_<0.7>Sr_<0.3>MnO_3結晶のラインパターニングに成功し、磁気特性を明らかにした。〇レーザー照射領域のピッチを単一のライン幅よりも大幅に狭く(ラインの重ね合わせ状態)することによって、LiNbO_3およびβ'-Gd_2(MoO_4)_3において二次元平面状の結晶パターニングに成功した。マイクロラマン散乱スペクトルおよび第二高調波強度の角度依存性から、これらの結晶は、単一のラインの場合と同様に高配向を示すことを明らかにした。〇酸フッ化物ガラスにレーザー誘起結晶化法を適用し、CaF_2結晶から成る結晶ラインのパターニングに成功すると共に、簡単な化学エッチングを用いて、レーザー照射領域の構造変化をより明確にできることか明らかにした。
高脂肪食の網膜および視機能への影響の分子メカニズムの解析

生活習慣病は今や社会的な問題であり、失明原因の上位を占める糖尿病網膜症・加齢黄斑変性など、眼科領域でも注目される疾患を含む。生活習慣病の危険因子に肥満・高脂肪食があり、これらは糖尿病網膜症・加齢黄斑変性のリスクファクターとして知られるが、その網膜疾患との関連についてはまだあまりよくわかっていない。そこで、本研究では、マウスに高脂肪食を摂取させ網膜への影響を、分子レベルで解析した。全身血中および網膜における炎症性サイトカインシグナルについて、解析を行った。生活習慣病の危険因子に肥満・高脂肪食があるが、その網膜疾患との関連は、まだあまり知られていない。そこで、本研究では、マウスに高脂肪食を摂取させ網膜への影響を、分子レベルで解析している。申請者らは生後5週齢のマウスを購入し、高脂肪含有となるよう調合された餌を購入し、毎日摂取させ、体重、血糖等の全身状態を確認した。既報によれば、高脂肪食を摂取したマウスは摂取開始後早期から体重が増加するというが、申請者らも少なくとも2か月時点で明らかな肥満を認めることを確認した。また、高脂肪食を摂取させたマウスとコントロールマウスの網膜を採取し、各種炎症性サイトカインの発現を解析中である。この解析にはPCRを用いたmRNAレベルの解析とELISAやイムノブロット法を用いたタンパクレベルの解析の両方を含めている。解析するサイトカインの種類に関しては、これまでストレプトゾトシン誘導糖尿病モデルマウス等において行ってきた、申請者らの研究室の実績をもとに行っており、一部に有意差のあるサイトカインを見出している。今後は検索する分子をなるべく多くすることと、その生物学的意義を解析することとする。解析方法としては、網膜電図による視機能測定や組織学的解析、分子生物学的解析等を予定している。本研究の成果は最終的に眼生活習慣病の病態解明に役立つ情報をもたらす。申請者らは生後5週齢のマウスを購入し、高脂肪含有となるよう調合された餌を購入し、毎日摂取させた。そして、高脂肪食を摂取させたマウスとコントロールマウスの網膜を採取し、各種炎症性サイトカインの発現を解析した。この解析にはPCRを用いたmRNAレベルの解析とELISAやイムノブロット法を用いたタンパクレベルの解析の両方を含めた。解析するサイトカインの種類に関しては、これまでストレプトゾトシン誘導糖尿病モデルマウス等において行ってきた、申請者らの研究室の実績をもとに行った。また、全身的なデータも収集した。すなわち、血中の炎症性サイトカインの発現を測定した。網膜には血液網膜関門があるが、病的状態ではこれが障害され、全身血中の炎症性サイトカインが網膜に影響する可能性があると考えている。そして、これらの炎症性サイトカインの下流で働く分子についても解析し、網膜に病的な状態が引き起こされているかどうかを見た。また、網膜電図による視機能測定や組織学的解析も行なった。我々は生後5週齢のマウスを購入し、高脂肪含有となるよう調合された餌を購入し、毎日摂取させ、体重、血糖等の全身状態を確認した。既報によれば、高脂肪食を摂取したマウスは摂取開始後早期から体重が増加するというが、我々も少なくとも2か月時点で明らかな肥満を認めることを確認した。解析するサイトカインの種類に関しては、これまでストレプトゾトシン誘導糖尿病モデルマウス等において行ってきた、我々の研究室の実績をもとに行っており、一部に有意差のあるサイトカインを見出している。

本研究の成果は最終的に眼生活習慣病の病態解明に役立つ情報をもたらす。本研究は高脂肪食を継続的に摂取させたときの網膜病変を解析するものであり、少なくとも2か月以上の摂取が必要だと考えていることから、一回の実験のスパンが長いのが特徴である。しかし、申請者らは既に複数回の実験を行っており、全体としては順調に進んでいると考えている。得られた結果は、当初予測したものと合致しており、最終的な研究の達成(成功)を予感させるものである。しかし、我々は既に複数回の実験を行っており、全体としては順調に進んでいると考えている。申請者らは既に、2か月間の高脂肪食摂取で、少なくとも分子レベルでは網膜内に変化を生じていることを解析済みであり、網膜電図の測定も開始した。さらなる解析のために、各種測定法による解析を進めているところであり、これを継続する。今後は、少なくとも2か月以上の高脂肪食摂取をさせたマウスとコントロールマウスの網膜切片を作成し、そこに見られる網膜組織の変化、炎症性細胞の浸潤所見、細胞死マーカーの発現等を生化学的、分子生物学的に解析する。また、解析した炎症性サイトカインの中で、中心的役割を果たしていると考えられる分子に関しては、阻害剤等で介入する研究も行う予定でいる。我々は既に、2か月間の高脂肪食摂取で、少なくとも分子レベルでは網膜内に変化を生じていることを解析済みである。そこで、今後は免疫組織学的解析を交えて分子レベルでの解析をさらに進める予定である。また、最終的には網膜電図で測定する視機能解析も行う予定である。具体的には、少なくとも2か月以上の高脂肪食摂取をさせたマウスとコントロールマウスの網膜切片を作成し、そこに見られる網膜組織の変化、炎症性細胞の浸潤所見、細胞死マーカーの発現等を生化学的、分子生物学的に解析する。成果発表のための、論文校正料や学会参加のための旅費に使用する。また、試薬等の消耗品購入にも充てる予定である。研究費は、予定通り、実験動物、組織学用試薬・器具類、分子生物学試薬類および網膜電図測定に必要な電極等に用いる。なお未使用額の発生は効率的な物品調達を行った結果であり、翌年度の消耗品購入に充てる予定である。
EELSによる表面修飾と不活性小分子の活性化

固個触媒反応素過程の解明には単結晶清浄表面を研究の出発点とする表面科学的アプローチが有力である。本研究では現有の高分解能EELSを中心とする表面解析装置を改良し、構造,組成,電子状態のよく規定された遷移金属単結晶清浄表面〔Pd(110)など〕における表面修飾と不活性小分子の活性化との相関を解明した。修飾面としては清浄面をアルカリ金属(Csなど)を用いて得られる吸着粒子誘起表面超格子を主な対象とした。具体的研究実績を以下に列挙する。1.現有のEELS装置を改良し、実用エネルギー分解能△E=5mーVでS/N比のよい振動スペクトルを収集できるようにした。2.紫外光をエネルギー源として、修飾表面を効率よく活性化させるため、光源装置系を試作した。3.現有のEELS装置の試料処理室に金属蒸着機構を付加した。4.Pd(110)(1×2)ーCs表面におけるベンゼンの表面反応の研究を実施した。Pd(110)清浄表面での研究結果と比較すると、Cs修飾によりベンゼンーPd間結合は弱まるが、それにもかかわらずベンゼンの熱分解反応は促進されていることがわかる。特に、清浄表面では分解せずに安定に吸着する室温(300K)において、ベンゼンの分解反応が観測されている点は注目される。Cs修飾によりPd表面が“electronーrich"になっているため、ベンゼンからPdへの大電子供与は抑制されベンゼンーPd間結合は弱まると考えられる。一方、Pdからベンゼンへのπ電子逆供与は促進され、Pd表面から流れ込んだ電子は、ベンゼンの(CC結合に対して反結合性を持つ)1e_<2u>軌道を占めるため、CC切断過程が促進される。
光学活性ビナフチルジカルボン酸触媒の機能探究

環境調和型の効率的有機合成を可能とする有機酸触媒を利用した触媒的不斉合成においては、その水素結合供与体の酸性度が反応実現の鍵であるため、光学活性アルコール、チオ尿素、リン酸などのようにそれぞれ反応系に応じて使い分ける必然性が生じる。しかしながら、もっとも一般的な弱酸であるカルボン酸を有機酸触媒として用いた報告は、研究代表者らが本若手研究(スタートアップ)で達成した光学活性ビナフチルジカルボン酸を除いていまだほとんど報告例がない。研究代表者らによって明らかとなった光学活性ビナフチルジカルボン酸に特異的な新しい分子変換としては、ジアゾ化合物とN-Bocイミンとの不斉マンニッヒ型反応、ホルムアルデヒドおよび芳香族アルデヒド由来のアザエナミンを利用した不斉イミノアザエナミン反応、さらにジアゾアセトアミドの利用を鍵とするトランス選択的不斉アジリジン化反応が挙げられる。近年の環境調和を指向した有機合成の実践という観点から注目される有機酸触媒の新たな触媒系として、研究代表者らは光学活性ビナフチルジカルボン酸の開発に取り組んでいる。その特異な酸性度および不斉環境を利用した予備的な研究成果として、すでにジアゾ酢酸エステルのマンニッヒ反応が同触媒によって効率的に進行し、β-アミノ酸誘導体などに容易に変換可能な有用化合物が高いエナンチオ選択性で合成できることを見出していた。本研究期間(平成19年度)において代表者らは、ジアゾ化合物としてジアゾリン酸エステルを用いた類似の付加反応に着目し、研究を推進した。本反応によって得られるβ-アミノリン酸誘導体は、薬理活性などの観点から興味深い構造であるにもかかわらず有効な不斉合成法の存在しなかった化合物群である。検討の結果、種々のN-Bocイミンに対するジアゾリン酸エステルの付加が同触媒によって円滑に進行し、最大96%eeと良好な選択性の発現が確認された。なおこれら結果は併せてアメリカ化学会誌に掲載された。さらに、最新の研究成果としてジアゾアミドとN-Bocイミンを用いた不斉アジリジン化反応が光学活性ビナフチルジカルボン酸触媒によって高効率的に進行することも見出している。光学活性ルイス酸触媒によって達成される類似の不斉アジリジン化反応がシス体のアジリジンを主生成物として与える事実と異なり、今回我々が開発した反応系ではトランス体のアジリジンが選択的に得られるという興味深い知見も得られている。有機酸触媒を利用した触媒的不斉合成においては、その水素結合供与体の酸性度が反応実現の鍵であるため、光学活性アルコール、チオ尿素、リン酸などのようにそれぞれ反応系に応じて使い分ける必然性が生じる。しかしながら、もっとも一般的な弱酸であるカルボン酸を有機酸触媒として用いた報告は、研究代表者が平成19年度の若手スタートアップにおいて軸不斉ジカルボン酸の創製とさらに高エナンチオ選択的不斉マンニッヒ型反応に成功した例を除いてほとんど存在しない。そのような現状において、本触媒に特異的な新しい分子変換の開発を指向し平成20年度の研究を行った結果、そのひとつとして高エナンチオ選択的不斉イミノアザエナミン反応の開発に成功した。本反応系では他の有機酸触媒と比較し立体選択性に優れていることのみならず、芳香族由来のアザエナミンを利用することに初めて成功したことも特筆すべき点である。なお生成物はオゾン分解などの簡便な官能基変換により光学活性α-アミノケトンに変換可能であることから高い合成的価値を有する。またもう一つの重要な成果として、既存のルイス酸触媒においてはシス体が優先することが知られているジアゾ化合物とイミンとのアジリジン化反応において、軸不斉ジカルボン酸を触媒としてもちいることによりトランス体を高立体選択的に生成することに成功した。本研究成果はジアゾ化合物とイミンを用いて光学活性アジリジンを合成する触媒として有機分子が有効であることを初めて明らかにしている点でも興味深い。
数理的手法により生成された膜面皮膚センサを用いた上腕欠損者用電動義手の開発

全体を通じて,電圧値から安定的なひずみ値を出すための高感度調整技術の確立,多点同時計測の実現とそれを処理可能な回路の試作,柔軟変形物に貼付できるひずみセンサと評価用冶具システムの試作,計測データの可視化と機械学習を行った.最終年度では,まずその前年度に試作した評価用冶具システムを用いて得たデータを解析した.なお,CAE解析ソフトウェアを用いて皮膚センサを貼ったプラスチック基材の弾性解析を行い,評価対象として理想的なひずみ分布データが得られていることを確認した.解析の結果,皮膚センサは,その伸長方向または縮小方向に依存した電圧変化経路を辿るヒステリシスを持つことを発見した.このことは電圧情報だけでは曲率を一意に決定ができないことを意味し,そのままでは電動義手の動作と対応付けが困難となる課題が判明した.すなわち,得られた知見を基に綿密なデータ解析を行うことが喫緊の課題となりその課題解決が重要と判断し,当初計画を変更して新たな義手の製作を見送った.上記課題の対策として複数のセンサ出力電圧の時間変化を基に曲率計算し,各曲率半径が作り出す曲線同士の曲線近似を用いれば,個々のセンサが持つヒステリシスの影響を軽減することができると考えた.そこで,計測制御装置と制御系設計ツールを用いて,皮膚センサ信号に基づく形状変形の可視化を行った.その結果は,肩関節のような複雑な部位でも高度な曲線近似が実現できれば,これを新たな特徴量として機械学習を行うための定量的な入力情報を付与できることを示した.最後に,複数の皮膚センサ信号と教師データの間のニューラルネットワークによる機械学習を行った.学習の結果,比較的高い正答率が得られたため,特徴量抽出を適正な入力情報と学習パラメータ調整次第では複数の皮膚センサ信号を同時に用いた義手の操作が可能であることが示された.申請者らのこれまでの研究では,誤認識や誤動作など技術的問題が多くある筋電計測技術に対して,薄膜センサを用いた皮膚変形計測技術の確立,それを利用した電動義手開発,臨床実験を行ってきた.しかし,残存部位が少ない上腕欠損者は複雑な形状の肩関節を利用しなければならない為,本計測技術による計測が困難であった.そこで,本研究では皮下組織が複雑な部位でも皮膚変形計測が確実にできる複数の皮膚センサを組み合わせた膜面皮膚センサを学術的アプローチに基づいて生成する.構造の数理解析,曲面展開による特徴量抽出,肩関節運動と特徴量の間の機械学習を行って,皮膚変形計測技術を確立することを目的としている.そこで平成28年度は,長短2種類の皮膚センサ46枚で構成される膜面皮膚センサ構造の等張力曲面数理解析を実施し,生体曲面被覆可能な典型的な組み合わせの選択,膜面皮膚センサの製作,計測システムの構築と肩関節動作時の実測を行う計画であった.精度が高く安定して新たな計測可能なシステムの構築,および,それに基づく膜面皮膚センサ構造の選択を実施することができた.新たな計測可能なシステムにおいては,計測アンプ(差動増幅器)を従来の2個から3個へ増やしたことで増幅率を飛躍的に向上を実現させることができた.また,DA変換器を従来の1個から2個へ増やしたことで増幅率の向上に伴って飽和現象を完全に抑制するためにアナログ素子の基準電圧を正確に制御がすることが可能となり,安定な計測が可能になった.また,膜面皮膚センサ構造の選択においては,皮膚変形の皮膚センサに対する伝搬影響を見るため,皮膚センサを一定面積内に規則的に配置することを決定した.平成28年度は,長短2種類の皮膚センサ46枚で構成される膜面皮膚センサ構造の等張力曲面数理解析を実施し,生体曲面被覆可能な典型的な組み合わせの選択,膜面皮膚センサの製作,計測システムの構築と肩関節動作時の実測を行う計画に従い,精度が高く安定して新たな計測可能なシステムの構築,および,それに基づく膜面皮膚センサ構造の選択を実施することができたが,数理解析と肩関節動作の実測を実施するに至らなかった.その理由として,膜面皮膚センサ構造の決定するためには精度の高く安定した計測システムの構築を用いて,複数のセンサ出力を収集し表示するシステムが必要であることが事前実験を重ねて判明したためである.これまでに製作した計測システムに対して,精度が高く安定した新しい計測システムを構築するため,設計と開発に時間を要した.申請者らのこれまでの研究では,誤認識や誤動作など技術的問題が多くある筋電計測技術に対して,薄膜センサを用いた皮膚変形計測技術の確立,それを利用した電動義手開発,臨床実験を行ってきた.しかし,残存部位が少ない上腕欠損者は複雑な形状の肩関節を利用しなければならない為,本計測技術による計測が困難であった.そこで,本研究では皮下組織が複雑な部位でも皮膚変形計測が確実にできる複数の皮膚センサを組み合わせた膜面皮膚センサを学術的アプローチに基づいて生成する.構造の数理解析,曲面展開による特徴量抽出,肩関節運動と特徴量の間の機械学習を行って,皮膚変形計測技術を確立することを目的としている.そこで平成29年度では,実測値を2次元平面情報へ対応付け(特徴量の抽出)し,対応付けされた膜面の数理解析により形状最適度を定量化し,機械学習アルゴリズムを用いて肩関節運動と特徴量の相関を求め,特徴量抽出手法と機械学習の妥当性を評価する計画であった.

まず,平成28年度に決定した皮膚センサの配置に基づいて,連続的に曲率を変化できる評価用冶具システムを試作した.試作した評価用冶具システムを用いて皮膚センサシートの曲率変化を定量的に計測し,2次元平面情報へ対応付け(特徴量の抽出)をした.つぎに,機械学習アルゴリズムとしてGoogleのオープンソースTensorFlowの環境を構築した.しかし,評価用冶具システムの試作とTensorFlowの環境構築に想定以上の時間を要したため,数理解析により形状最適度を定量化および肩関節運動と特徴量の相関を求める段階には至らなかった.評価用冶具システムの試作とTensorFlowの環境構築に想定以上の時間を要したため.全体を通じて,電圧値から安定的なひずみ値を出すための高感度調整技術の確立,多点同時計測の実現とそれを処理可能な回路の試作,柔軟変形物に貼付できるひずみセンサと評価用冶具システムの試作,計測データの可視化と機械学習を行った.最終年度では,まずその前年度に試作した評価用冶具システムを用いて得たデータを解析した.なお,CAE解析ソフトウェアを用いて皮膚センサを貼ったプラスチック基材の弾性解析を行い,評価対象として理想的なひずみ分布データが得られていることを確認した.解析の結果,皮膚センサは,その伸長方向または縮小方向に依存した電圧変化経路を辿るヒステリシスを持つことを発見した.このことは電圧情報だけでは曲率を一意に決定ができないことを意味し,そのままでは電動義手の動作と対応付けが困難となる課題が判明した.すなわち,得られた知見を基に綿密なデータ解析を行うことが喫緊の課題となりその課題解決が重要と判断し,当初計画を変更して新たな義手の製作を見送った.上記課題の対策として複数のセンサ出力電圧の時間変化を基に曲率計算し,各曲率半径が作り出す曲線同士の曲線近似を用いれば,個々のセンサが持つヒステリシスの影響を軽減することができると考えた.そこで,計測制御装置と制御系設計ツールを用いて,皮膚センサ信号に基づく形状変形の可視化を行った.その結果は,肩関節のような複雑な部位でも高度な曲線近似が実現できれば,これを新たな特徴量として機械学習を行うための定量的な入力情報を付与できることを示した.最後に,複数の皮膚センサ信号と教師データの間のニューラルネットワークによる機械学習を行った.学習の結果,比較的高い正答率が得られたため,特徴量抽出を適正な入力情報と学習パラメータ調整次第では複数の皮膚センサ信号を同時に用いた義手の操作が可能であることが示された.平成28年度に複数の皮膚センサからなる膜面皮膚センサの出力値を精度が高く安定して計測可能なシステムを構築することができた.これを受けて,遅れている数理解析や組み合わせの選択を研究分担者と分担して早急に進める.数理解析は主に研究分担者が担い,組み合わせの選択は主に研究代表者が担う.数理解析実施が終わり次第,膜面皮膚センサ構造を確定させ,平成29年度の計画にある曲面展開による特徴量抽出を実施する.配置する皮膚センサの数を当初より減らすことで環境整備の完了まで時短が可能である.計測データが取得できれば,Matlabによる特徴量の抽出は研究代表者が得意であるためすぐ達成可能である.また,数理解析による形状最適度の定量化は研究分担者の専門分野であるため比較的早くできる.残す課題は肩関節運動と特徴量の相関となるが,目的達成にはTensorFlowの習熟が鍵となる.学内にいるAI研究の専門家に協力を仰いで進捗の遅れを取り戻す予定である.平成28年度研究代表者の消耗品費として計上した「計測回路設計・製作費」「センサ製作費」のうち,「センサ製作費」が計画通り使用できなかった.
聴覚障害者のためのデジタルコンテンツのデザインと評価

学習ユニットの主タスクをサブタスクとサブサブタスクに分解し、サブサブタスクを吹き出し式教示として提供するe-Learning教材を作成した。この教材では、学習者は、吹き出しによって提示される指示を読み、その内容に対応するムービーを見て、作業ウィンドウでそれを再現して、タスクを遂行するのに必要な知識を獲得できるようになっている。この教材を学習者がどのように利用するのかを計測する実験を実施して、学習時の視線データ、操作ログデータを収集した。収集された行動データを、手続き学習の認知モデルであるLICAIモデルに沿って捉え直し、教材の改善すべき点を検討した。その結果、タスクを完遂した学習者であっても、吹き出し式教示を読まなかった場合には、知識が適切に獲得されない可能性があることがわかった。このようなe-Learning教材で適切に知識が獲得されるようにするためには、吹き出し式教示とムービーの内容の理解の形成を、そこで得られた理解に基づいて実習をすることになる作業ウィンドウの情報とリンクさせながら行うことができるようにすることが必須である。これが確実に行えるようにするには、学習者に教材の適切な箇所に注意を向けさせることが有効である。e-Learning教材はそのような仕組みを取り入れる必要がある。実験用の教材として、タイムラインベースのアニメーションの基礎技術を教示し、簡単なアニメーションを制作する手順を示す教材を作成した。この教材では、手順を示す動画(動的コンテンツ)と動画に同期して内容を説明するコメントが提示される。動的コンテンツは、再生、停止、巻き戻しなどの動画再生の基本機能を備えているので、学習者は自分のペースに合わせて学習を行うことができる。学習者がどのように教材を利用して学習するのかを明らかにするために、教材利用過程の計測実験を実施した。被験者は、聴覚障害者20人、健聴者20人の合計40人であった。被験者は、教材で示された通りに、アニメーション基礎技術習得課題を遂行することが求められた。課題の制限時間は20分とした。被験者のうち、この教材の使用経験者は、聴覚障害者7名、健聴者0名であった。制限時間内で課題を達成できた被験者は、聴覚障害者群で11名(内7名はソフト使用経験者)、健聴者群で10名であった。課題遂行過程は、マウスポインター・キーボード入力や画面の内容を含む動画、ならびに、アイトラッカーにより計測される視点位置により記録された。記録されたデータについては、課題を達成できた者と達成できなかった者の差の同定、聴覚障害者と健聴者の操作の差の同定をすることを目的として、分析を進めている。次年度は、差の同定された箇所の課題達成時間、眼球運動、マウス操作等から操作特性を抽出する予定である。前年度に、実験用の教材として、タイムラインベースのアニメーションの基礎技術を教示し、簡単なアニメーションを制作する手順を示すe-learning教材を作成した。この教材は、デモ提示ウィンドウ、作業ウィンドウ、吹き出し教示の3つの部分から構成されている。学習者は、「再生」「停止」「巻き戻し」などの動画再生の基本機能を利用して、デモと吹き出し教示を自分のペースに合わせて提示させることによって手順を把握し、作業ウィンドウでそれを実行することによって、手順の学習を行うことができる。そして、学習者がどのように教材を利用して学習するのかを明らかにするための教材利用過程の計測実験を実施した。データは、20人の聴覚障害者、20人の健聴者が、5学習ユニットからなるe-learning教材を利用する時の視線データ、操作ログデータである。今年度は、全ての課題を遂行できた健聴者と聴覚障害者の教材利用過程を比較するためのデータ分析を実施した。その結果、健聴者は、課題ユニットのデモ提示とそれに伴う吹き出し教示を見て何をなすべきかを把握した後に、作業ウィンドウでそれを自身の手で行うという、e-learning教材の本来の利用方法に従って学習を進めていたことがわかった。一方、聴覚障害者は、たとえ、課題を完遂していたとしても、一部のデモや吹き出し教示は見ずに課題を達成していたことが判明した。このことは、e-learning教材の使用方法をまず正しく教える、あるいは、正しく利用できるように教材をデザインすることが必要であることを示している。

e-Learning教材では、学習ユニットの主タスクは、サブタスクとサブサブタスクに分解され、サブサブタスクが吹き出し式教示として提供される。学習者は、それを読み、その内容に対応するムービーを見て、作業ウィンドウでそれを再現する。前年度までに、実験用の教材(タイムラインベースのアニメーションの基礎技術を教示し、簡単なアニメーションを制作する手順を示す5学習ユニットからなるe-learning教材)を学習者がどのように利用するのかを計測する実験(被験者は、20人の聴覚障害者、20人の健聴者)を実施して、e-learning教材を利用時の視線データ、操作ログデータを収集した。今年度は、収集された行動データをこの認知プロセスを手続き学習の認知モデルであるLICAIモデルに沿って捉え直し、教材の改善すべき点を検討した。その結果、タスクを完遂した学習者であっても、吹き出し式教示を読まなかった場合には、知識が適切に獲得されない可能性があることがわかった。実験では、被験者の半数がタスクを完遂できなかったが、タスクを完遂した健聴者の教材利用過程のなかから、教材の適切な利用法のヒントが得られた。すなわち、吹き出し式教示とムービーの内容の理解の形成を、そこで得られた理解に基づいて実習をすることになる作業ウィンドウの情報とリンクさせながら、行う、ということである。これには、学習者に教材の適切な箇所に注意を向けさせることが有効と考えられる。e-Learning教材は学習者のペースで学習ができることが特長であるが、教材側が適切に学習者の注意を制御することも同時に重要であるという結論を得た。
スキルミオンなどの非共線的磁気構造の形成とダイナミクスの実空間観察

本年度はローレンツ透過型電子顕微鏡法及び電子線ホログラフィーによる磁気構造の実空間観察を主たる実験手法として、渦状のナノスケール磁気構造体であるスキルミオンの構造とその外場応答の解明に取り組んだ。海外渡航先のER-C, Juelichとの共同研究では高分解能の電子線ホログラフィーを用いてB20型FeGe中のスキルミオンの構造の実空間分析を行い、スキルミオンの構造の温度・磁場による変化を明らかにした。これは、カイラルな結晶構造を有する磁性体におけるスキルミオン構造についての基本的かつ重要な成果である。昨年度に発見した異方的な結晶歪によるB20型FeGe中のスキルミオンの大きな構造変形については、解析的計算とシミュレーションと比較して考察を行うことで、応力によりジャロシンスキー・守谷相互作用の異方的な変調が起こっている可能性を示した。この効果は、広くカイラル磁性体における磁気構造の制御原理として利用できる可能性がある。また、ローレンツ透過型電子顕微鏡法により得られた熱的に励起されたMタイプBaヘキサフェライト中の磁気バブルのヘリシティー反転の動画データについては、主成分分析法の適用によりダイナミクスの時間スケールとエネルギーを見積もった。更に磁気バブルを単純化したモデルにおいて磁気ダイナミクスのシミュレーションを行い比較することで、ヘリシティー反転が磁気バブル中のキンク対の熱的な生成・移動・消滅によって説明できることを示した。総じて本研究においては、スキルミオンの構造に着目して応力・温度・磁場などの外場に対する応答について包括的に研究を行うことで、応用に有用なスキルミオンの詳細構造とその制御法に関する重要な知見を得ることができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。空間反転対称性のない結晶構造を持つ一部の磁性体では、スキルミオンと呼ばれる渦状のスピン構造体が発現する。スキルミオンは、その特徴的な構造に由来する高い安定性や異常な電気輸送特性、低電流密度での高い駆動性など強磁性や反強磁性といった通常の磁気構造では見られない様々な特徴を有するため、学理・応用の両面で注目されている。本研究では、スキルミオン及びそれらが規則的に整列したスキルミオン結晶を様々な条件下で実空間観察することにより、スキルミオンの性質を調べ制御を行うことを目的としている。これまでスキルミオン結晶の応力応答は、静水圧下の等方的な応力印加についての報告があるのみで、異方的応力については検討されてこなかった。そこで、スキルミオン及びスキルミオン結晶の構造が異方的応力に対して示す変化を調べた。広い温度範囲でスキルミオンが発現するFeGeについて、材料間の熱応力により低温で一軸引張応力が印加される構造を作製し、ローレンツ透過型電子顕微鏡法で実空間観察を行った。スキルミオン結晶の構造と原子結晶の歪みの温度依存性を評価・分析した結果、微小な原子結晶の異方的な歪み(0.3%)により、スキルミオン結晶及び個々のスキルミオンの構造が大きく(15%程度)歪むことが明らかになった。また、磁気構造の大きな歪みの原因として、結晶構造の歪みによりジャロシンスキー・守谷相互作用が変調されたと仮定しシミュレーション・計算を行ったところ、実験を再現する結果が得られた。本成果はカイラルな結晶構造を有する磁性体中のスキルミオンの新たな性質とそれを利用した制御方法を提示するものである。本成果については学会発表と学術雑誌への投稿を行った。上記に加え、MnSiにおけるスキルミオン形成の結晶方位と膜厚依存性を実空間観察により調べた結果、スキルミオンの安定性への結晶磁気異方性と熱揺らぎの寄与を明らかにできた。異方的な応力がスキルミオンに与える影響について調べた結果、微小な結晶構造に加えられた異方的な歪みがスキルミオンの構造を非常に大きく歪ませることを明らかにすることができた。

本成果については国内学会で発表を行ったほか、解析的計算とシミュレーションにより起源の検討も合わせて論文にまとめ、学術雑誌に投稿した。本成果は、カイラルな結晶構造を有する磁性体中のスキルミオンの新たな性質とそれを利用した制御原理を提示するものであり、本研究の目的であるスキルミオンの制御法の確立において重要な進展である。また、MnSiにおけるスキルミオンの実空間観察を通じ、結晶磁気異方性と熱揺らぎの安定性への寄与を明らかにし、論文を発表した。上記に加え、ローレンツ透過型電子顕微鏡法によって撮影された磁気バブルのダイナミクスについての統計的解析、試料形状効果や電気測定を目的とした様々な微細試料加工、電子線ホログラフィーを用いた磁気構造の分析など、他の課題も並行実施しており全体として進展は順調である。27年度が最終年度であるため、記入しない。年度末に着手した電子線ホログラフィーを用いたスキルミオンの定量的な構造分析、及び磁気バブルのダイナミクスに関する分析を継続する。また、現在にまでに得られた実験や試料加工に関する知見を元に、スキルミオンの外場応答や微細加工試料におけるスキルミオンの形成とダイナミクスのローレンツ透過型電子顕微鏡法による実空間観察を行う。具体的には、絶縁体試料におけるスキルミオンの外場応答の実空間観察などを試みたい。また、実空間観察と共に、電気測定用微細試料の作製・測定などもスキルミオンの形成やダイナミクスを明らかにする相補的な手段として用いたい。後半では、最終年度の研究総括として、本研究を通じて得られた知見に基づいてスキルミオンの制御について包括的に検討する。