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抗真菌物質アンフィジノール3の全合成による立体化学の解明および構造活性相関

海洋微生物である渦鞭毛藻Amphidiniumklebsiiが生産する有機化合物アンフィジノール3は、抗真菌活性を持ち、新たな抗真菌薬開発への応用が期待される化合物である。しかし、その立体構造の一部には疑義が持たれ、全合成も達成されておらず、また巨大な分子のどの部分が活性発現に重要なのか明らかになっていなかった。我々は有機合成化学反応を駆使して、部分構造の合成と分光学的データ解析を行い、正しい構造を明らかにした。さらに全合成によって全立体構造の確認を行った。また、人工構造類縁体の合成と活性評価から、活性発現のためには2つのエーテル環の両方が必須であることが示唆された。抗真菌活性のある天然有機化合物アンフィジノール3の構造確認を目的として合成研究を行った。まず、これまでの研究から、アンフィジノール3の部分構造(C31-C67部分、C1-C29部分が欠如。このものをAとする)のNMRスペクトルは天然物と一致しないことが明らかになっていたため、今年度はC32-C38部分の立体化学が逆であるC31-C67部分(このものをBとする)の合成を行った。基本的にはAの合成経路を踏襲して、テトラヒドロピランをそれぞれ1つ含むC31-C42部分(C)およびC43-C52部分(D)、ポリエン部に相当するC53-C67部分(E)の3つのフラグメントを合成し、順次連結する方法をとった。フラグメントDおよびEはAと全く同じであるため、フラグメントCを新たに合成した。A合成時のフラグメントとはエナンチオマーの関係にあるテトラヒドロピラン中間体を合成し、C39位の立体化学を反転することで合成した。このようにして得たCEフラグメントを連結してC32-C38ジアステレオマーBを合成し、測定したNMRスペクトルを天然物およびAと比較した。その結果、BはAよりも天然物に近いが、Bと天然物との間にも優位な差が生じており、Bが天然物と一致するとは言い切れない結果となった。また、全合成に向けてポリオール部分(C1-C29部分に相当、Fとする)の合成研究およびC29-C30結合形成法に関する調査も行った。これまでの研究から、直鎖状で多数のシリル系保護機を有するFは、おそらくその分子の大きさと反応溶媒に対する溶解性の問題から反応性が低いことが示唆されていた。そのため、Fの保護機を一部変換し、より極性が高くコンフォメーションの固定が期待できるアセタール系保護基で保護した化合物F'の合成を行った。現在F'の合成が完了し、C29-C30結合形成法の確立を目指し研究中である。当初の予定では、平成27年度はC29-C30結合形成法を確立し、提出構造式ならびにC32-C38ジアステレオマーの全合成を行う予定であった。しかしながら、予想以上にC1-C29部分の反応性が低い事からC29-C30結合形成は思うように進んでおらず、改善の余地を残したままである。また「研究実績の概要」にも記したとおりアンフィジノール3の真の構造が提出構造式でもC32-C38ジアステレオマーでもない可能性が出てきたことから、研究の方向性を再考する必要が生じた。抗真菌活性を持つ海洋由来の天然有機化合物アンフィジノール3の構造を明らかにするために、合成研究を行った。これまでの研究からアンフィジノール3のC38-C39位の相対立体配置が正しくない可能性が高いと考えられ、前年度に全構造のおよそ三分の一に相当するC31-C67部分の合成を行ったが明確な結果が得られていなかった。そこで、合成中間体を利用して天然物の構造決定時と同様の分解実験を行い、全く同一の平面構造を持つ化合物同士の比較からアンフィジノール3のC38/C39位の立体化学を明らかにしようと考えた。合成したC38R/C39R体、C38S/C39R体と天然物の分解物の1H NMR化学シフトを比較したところ、C38S/C39Rと天然物の分解物のデータが一致し、天然物のC38/C39位の絶対立体化学を明らかにすることができた。一方、全合成に向けて解決すべきもう一つの問題点として、C29-C30位間の結合形成を挙げていた。これまで長鎖化合物と大型フラグメントとの連結を可能にする反応条件を見付けることができていなかったが、合成容易なモデル化合物を用いた実験により、塩基の濃度を工夫することで鈴木ー宮浦反応における連結効率が大きく変化することが分かってきた。実際の基質を用いた反応条件の最適化には今後の検討が必要であるが、本問題点を解決できる糸口が見つかったことで研究が大きく進展すると期待される。なお、C29-C30結合形成反応のモデルとして、鎖状ポリオール部分(C21-C29部分)と1つのテトラヒドロピラン環(C30-C40部分)の連結を行い、さらにポリエン鎖(C53-C67部分)を導入してアンフィジノール3の短縮型類縁体を合成した。抗真菌活性の測定を行った結果、当該化合物は抗真菌活性を発現しないことがわかり、抗真菌活性発現には2つの環状エーテルが必要であることが示唆された(論文投稿済)。

アンフィジノール3の提出構造と実際の構造が予想以上に異なっていたことがまず第一の理由であり、その解明に想定していた以上の時間と労力を費やす必要があった。しかし、正しい構造を明らかにすることは本研究課題の主要な目的の一つであるため、必要な時間であったと考えている。また、分子サイズが大きくなるに連れて観測された反応性の明らかな低下への対応が困難であったことが第二の理由であると感じている。これはおそらく反応点の制限や物性の変化等に由来する独特な性質ゆえであろうと推察され、小さな化合物に対する従来の条件検討法とは異なる、より広い視点で反応を見つめ個別に対応できる柔軟な発想と深い洞察力が必要であると感じている。本件に対する本質的な問題点の認識およびその解決策を導出することは容易ではないが、解決の糸口は掴みつつある。今後の研究により本件を解決できれば、今後の中分子合成戦略に応用可能な有用な知見や方法論が提供できると期待される。前年度までにアンフィジノール3のC38/C39位の立体配置の確認を行い、1999年に決定されたC38位の絶対立体配置(38R)は誤りであったことを明らかにしていた。既に合成していたC31-C67セグメントのうち正しい絶対配置(38S/39R)を持つ化合物のNMRデータが天然物と一致しなかった原因を探るべく、C38/C39位を含むAB環周辺部分に関して合成品と天然物のJ値を比較したが、大きな違いは見られなかった。このことから、当該合成品と天然物はNMR溶媒中で同じような配座を取っていることが示唆された。配座が同じであるのに化学シフトを再現しない理由として、合成品と天然物の構造の違いに着目した。C1-C30部分の欠損が最も明確な違いであるが、実際にAB環連結部の化学シフトに影響を及ぼしそうな原因として、C30-C31二重結合の磁気異方性効果が考えられた。この件に関して、今後計算科学実験を行い検証したいと考えている。以上の結果をまとめ論文投稿を行い受理された。C38位の絶対配置の改訂は、隣接するC32-C36位の絶対配置も同様に改訂されることを示しており、アンフィジノール3のA環とB環は互いに鏡像異性体の関係にあることが強く示唆された。本結果を受け、全合成により全立体構造を確認する必要があると考えられた。AB環セグメントをポリオール部分(C1-C29セグメント)と連結させるためには、既に合成済みのAB環部化合物(C31-C52部分)からC30-C52部分に相当するハロゲン化ビニルへと誘導する必要があるが、保護基や立体配置の違いからか、以前類似した基質で開拓した条件では思うような収率・再現性が得られなかった。そのため反応条件の再検討と最適化を行い、正しい立体配置であるC30-C52部分の合成の目途が立った。近い将来には全合成を達成できるものと期待される。海洋微生物である渦鞭毛藻Amphidiniumklebsiiが生産する有機化合物アンフィジノール3は、抗真菌活性を持ち、新たな抗真菌薬開発への応用が期待される化合物である。しかし、その立体構造の一部には疑義が持たれ、全合成も達成されておらず、また巨大な分子のどの部分が活性発現に重要なのか明らかになっていなかった。我々は有機合成化学反応を駆使して、部分構造の合成と分光学的データ解析を行い、正しい構造を明らかにした。さらに全合成によって全立体構造の確認を行った。また、人工構造類縁体の合成と活性評価から、活性発現のためには2つのエーテル環の両方が必須であることが示唆された。今回の結果の解釈として、大きく分けて2つの可能性が考えられる。
「ひきこもり」<医療化>の人類学的研究:当事者・支援・医療の包括的アプローチ

本研究では、医療人類学的視点から「ひきこもり」の<医療化>について検証を試みた。臨床現場における「ひきこもり」の<医療化>は限定的でありながらも、医療的な視点を含めた支援を必要とする「社会問題」として精神保健福祉システムに取り込まれ、その支援のありかたや、当事者のアイデンティティのありように精神保健・医療と密接につながっている点で、「ひきこもり」の<医療化>が確実に進んでいることが明らかとなった。本研究は、「ひきこもり」当事者(本人及び家族)・支援機関(公的及び民間)・医療機関へのインタビューを首都圏・名古屋周辺地域で行い、「ひきこもり」の医療とのかかわり、医師や支援者の(医療的)処置をめぐるジレンマ・混乱を明らかにしつつ、医療化の包括的検証を行うことを目的とした3年間のプロジェクトである。調査1年目の本年度は、まず両地域で「ひきこもり」関連の会・活動に参加し支援の動向を捉え、主に支援者・当事者にアプローチをした。また、共同研究を行っている名古屋の精神科医や支援者からの紹介で医師へのアプローチを進めた。夏からは、支援者・医師・当事者への聴き取り調査を両地域で-とくに名古屋周辺地域の医師・支援者に重点を置きながら-実施した。これまでの調査を通じ、1「ひきこもり」が診断名でなく多様な状態を表す概念であることから「ひきこもり」事例の診断は多岐にわたり、その診断は医師の背景や考え方、ジェンダー観などに大きく左右されうること。2支援が長期間にわたり、医師・支援者は対応に苦慮している場合が多いこと。3「ひきこもり」の中に発達障害とみられるタイプが多くみられ、発達障害の見立てが支援のありかたと関連していることなどが明らかとなった。こうした調査結果を、R Ronald & A.Alexy(eds)Home and Family in Japan(2011)所収論文"Coping with hikikomori: Socially withdrawn youth and the Japanesefamily"として、また、アジア研究学会大会(3月)「日本におけるメンタルヘルス」分科会において発表することができた。前年度は名古屋周辺地域の医師・民間支援者に重点を置いたのに対して、調査2年目の本年度は、首都圏の「ひきこもり」当事者や家族(親・きょうだい)及び公的支援従事者に対するアプローチを積極的に行い、聴き取り調査を実施した。今年度は、前年度得られた支援の地域差や診断名をめぐる揺らぎなどの知見の洞察が深まるとともに、さらに以下の知見が得られた。1公的支援の充実度の地域差が顕著であること。2当事者の中には、診断名ではなく「ひきこもり」カテゴリーに自己同定する者や、障害年金などの社会資源に繋がる戦略として診断名を受け入れる者がいること。3当事者には、公的ガイドラインで提示されているような段階的支援モデルに対して疑問を呈する者がいること。4「ひきこもり」本人、親、家族のニーズや必要とする支援はそれぞれ異なること。前年度でほぼインタビュー調査は終了したため、今年度は、さらなる分析を行い、「ひきこもり」支援機関における講演などの形で現場へフィードバック、同時に精神医学、哲学、カウンセリング、医療人類学、文化人類学などの学会発表や執筆に当った。今年度の考察の中で特記しておきたい点は以下の通りである。1「ひきこもり」当事者、そしてそれぞれの抱える当事者性には多様性があり、社会規範に対する違和感を抱くことがある一方、「普通」であることへのこだわりが強い者もみられ、そうしたジレンマが、医療・障害とのかかわりに対するアンビバレントな姿勢を生む側面があること2高年齢化が進み、長期的支援の必要性が高い「ひきこもり」支援の現状にあり、近年民間NPOへの委託などの形で拡充しつつある「ひきこもり」をめぐる公的支支援は、縦割組織や単年度予算、成果主義的視点から「ひきこもり」を捉えることの問題点を抱えている。研究成果について、日本精神神経学会(5月)、East Asian Anthropological Association学会(7月)、日本カウンセリング学会(10月)、Tribal Cultures and Health Communities Seminar (インド、1月、招聘講演)や全国引きこもり家族会・支援者代表交流研修会第8回京都大会(招聘講演)などにおいて報告を行い、『こころの科学』所収論文(「ひきこもり」ラベルをめぐるダイナミクスと戦略:「障害/非障害を超えて)などとして発信することができた。インタビュー調査をおおむね順調に進めることで、「ひきこもり」医療化について新たな知見が確実に得られてきている。

また、その成果について、人類学・精神医学の研究会・学会において報告とディスカッションを行う機会を持ち、研究成果を発信しながらさらに分析を深めることができている。現場に対する研究成果のフィードバックは現在のところ限定的であるものの、最終年度に十分に行う機会が得られる予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は最終年度であるため、これまでの調査の成果について、精神医学・人類学系の学会での報告を継続し、分析をさらに進めるとともに、1「ひきこもり」をめぐる言説及び政策2「ひきこもり」支援・当事者コミュニティ・精神医療・保健の現場における実践の2つに関して、特に英語論文による発信の準備を進める予定である。なお、当初の計画では研究成果をウェブ上で公開する予定であったが、研究者や調査対象者の方々からの助言も踏まえ、個人情報保護の観点から公開は取りやめることとする。平成24年度中には「ひきこもり」支援の現場(支援機関や家族会など)からの招聘で報告を行うことが決定しており、そうした場での報告を通して「ひきこもり」支援現場やコミュニティへの成果のフィードバックを通した実践に対する貢献をすることが可能となった。また、平成24年度後半には調査対象者に対して個別に調査結果のフィードバックを行う予定でもある。
高温における半導体表面のエッチング現象の解明

本研究では温度可変STMを用いてエッチング現象を高温で"その場観察"することによりエッチング現象における動的な脱璃過程の解明をおこなうためにこれまでに当研究室においてすすめられてきたUHV-STMやUHV-BEEMの開発技術、分子線エピタキシャル装置を用いた高品質のGaAs,SiC,GaNなどの化合物半導体の作成技術等の総合的な研究実績をベースにして温度可変高性能UHV-STMを設計・開発しようとするものであるが種々の事情を考慮して温度可変高性能UHV-STM装置本体はユニソク社に特注の仕様で発注しその制御用ソフトウエアーとしては定評のあるRHK社の最先端のものを用いることにした。温度可変高性能UHV-STM装置本体は昨年度末に納入されこれを立ち上げRHK社制御装置を用いて性能評価をおこなっているところである。装置立ち上げと平行して本研究では、MBE搭載の超高真空走査トンネル顕微鏡(UHV-STM)や反射高速電子回折(RHEED)・オージェ分析法をベースに、ウルツ鉱型GaN表面上でGa終端の場合とN終端の場合ついて、表面の最安定構造を明らかにしさらにはその諸表面におけるハロゲンガスの化学反応過程を調べた。そして塩素(Cl)のウルツ鉱型GaN表面上での化学反応を調べ、Ga終端面ではガス相GaCl2/N2形成によるエッチングが熱励起過程としておこるに対してN終端面ではN-2x2相の形成によりエッチングが抑制されることを明らかにした。
Cs原子を用いたMHz帯量子磁界センサの研究開発

本研究では、量子現象を利用し、原子の構造と基礎物理定数に基づいた次世代型電磁界センサの実現に関する研究を行った。なお、ここでは特に磁界と原子の相互作用を利用するため、磁界センサについて検討した。これまで、申請者自身らが行ってきた先行研究では、初期段階ではセシウム原子の基底準位の超微細構造間のエネルギー差のみに着目していたため、周波数が9.2 GHz付近にのみ限定されていた。そこで、昨年度はゼーマン副準位間のエネルギー差に注目する事で、測定対象となる磁界の周波数を任意に選択することに成功し、また本研究の最大の目的であった低周波化も成功した。しかしながら、引き続きより詳細な追加検証を実施するに当たり、使用しているレーザーの安定度が不十分であるという問題があった。以上を踏まえて、2018年度は使用しているDFBレーザーの安定性の改善に努めた。問題となっているのは、環境温度が要因と見られるレーザー強度と周波数の安定性である。そのため、レーザーの発信源を温度と湿度の環境がより安定して管理されている大型の電波暗室に移設し、そこから光ファイバーを敷設して使用する事にした。また、DFBレーザーの温度ドライバーも、これまでは1/10 °Cの分解能でしか制御できなかったが、これを1/100 °Cまでの制御を可能にした。この結果、レーザーの受光機器(PD)側の安定性の改善の余地は残るが、過去の測定結果と比較してさらなる安定化を見ることができた。また、被測定磁界の強度を変更した場合、それらの差異を検出する事にも成功した。なお、被測定磁界強度の絶対値化については、コイル型の磁界センサによる確認では、現時点で1/10 uTオーダーの磁界強度に対する感度もある事が分かった。また今年度は、本研究課題の研究成果に関連した、論文を2件、国際会議での発表を2件、国内学会での発表を2件、特許の申請を1件行った。本研究では、原子の構造と基礎物理定数に基づいた量子現象を利用する、次世代型電磁界センサの実現に関する研究を行っている。なお、ここでは特に磁界と原子の相互作用を利用するため、磁界センサについて検討している。これまで、申請者ら自身が実施してきた先行研究では、ホーンアンテナから放射する空間中の磁界に対し、量子現象を利用した磁界センサの実現可能性の検証を行い成功してきた。本研究では、セシウムの気体原子を封入したガラスセルにレーザー光と測定対象である磁界を同時に照射するが、これまでは測定対象となる磁界に位相変調を加えてパラメトリック励振を起こすことで、観測対象とある二重共鳴スペクトルの挙動を解析して、系の固有振動周波数を測定して磁界強度を決定する等価的な方法で検証を行ってきた。一方、本研究事業では、これまでの測定システムを改良及び応用し、測定対象である磁界ではなく、その測定に使用するレーザー光に振幅変調を加えたシステムの検証実験と実現の可能性を検証した。またさらに、測定の空間分解能の検討として、ガラスセルに対して、被測定磁界の他にポンプ光となるレーザー光とプローブ光となるレーザー光の2つのレーザー光を照射し、2つのレーザー光の交点の大きさを空間分解能とした測定システムの構築が可能であるかについての実験的な検証も行い、こちらの実現の可能性も確認した。またさらに、電磁界シミュレータを使用して、ガラス製セルの被測定磁界に対する侵襲性の検証や、今後さらに低侵襲性の磁界センサを研究開発する際に必要となるガラス製セルの形状、大きさ、ガラス厚に関する設計指針を検討した。この際、計算結果に関する妥当性の検証も行った。今年度は、本研究課題の研究成果に関連した、国際会議での発表を2件、国内学会での発表を1件、プレスリリースを1件、国際誌への論文の掲載を1件も行った。今年度は、先行研究において等価的な検討として行っていた様に、被測定磁界に対して変調を加えてしまう測定システムではなく、磁界の測定に使用するレーザー光側にのみに変調などの作用をさせて測定する手法や、空間分解能の向上に関する実験的な検討などを行うことができた。今年度実施したこれらの検討は、やや周辺技術に関する検討ではあるが、今後の研究では避けては通れない検討事項の検証であり、それらの実現可能性の確認をする事ができた。また、電磁界シミュレータを使用したガラス製セルの被測定磁界に対する侵襲性の検証についても、設計指針まで検討する事ができた。

そのため、レーザーの発信源を温度と湿度の環境がより安定して管理されている大型の電波暗室に移設し、そこから光ファイバーを敷設して使用する事にした。また、DFBレーザーの温度ドライバーも、これまでは1/10 °Cの分解能でしか制御できなかったが、これを1/100 °Cまでの制御を可能にした。この結果、レーザーの受光機器(PD)側の安定性の改善の余地は残るが、過去の測定結果と比較してさらなる安定化を見ることができた。また、被測定磁界の強度を変更した場合、それらの差異を検出する事にも成功した。なお、被測定磁界強度の絶対値化については、コイル型の磁界センサによる確認では、現時点で1/10 uTオーダーの磁界強度に対する感度もある事が分かった。また今年度は、本研究課題の研究成果に関連した、論文を2件、国際会議での発表を2件、国内学会での発表を2件、特許の申請を1件行った。MHz帯で動作する量子現象を用いた次世代型磁界センサの実現のため、MHz帯の磁界に対して理論的に原子の吸収スペクトルの観測が可能な、低いエネルギー遷移領域を検討して決定する。先行研究では、超微細構造準位のF3とF4の間の準位を利用して約9.2 GHzの周波数の磁界を観測していたが、MHz帯で対応可能な、より低いエネルギー遷移領域が存在すると考えられるゼーマン副準位を利用する事での吸収スペクトルの観測を目指す。また、次年度も本研究課題の研究成果を、学会などにおいて積極的に発表等を継続する。当初、一部の設備の製作に当たっては、業者に何度か試作を依頼して設計を行う予定であったが、予想よりも予算がオーバーすることが分かった。そのため、予算を有効活用するために、可能な物については、できるだけ直接部材を調達して自ら試作を行う方式に変更したためである。また、部材の調達に際しても、見積もり競争を行った結果、安価に調達することもできたため。前年度に購入や試作した設備でも、さらに追加、改良や仕様変更などが必要である部材もある。これらの追加、変更、改良による試作及び設計の他、学会参加などでの本研究の成果の発表や関連研究の調査のための旅費にも使用する計画である。
森田療法絶対臥褥期の精神生理学的意義に関する研究(女子神経症者を対象として)

本研究では,女子神経症者を対象として,森田療法絶対臥褥期における体温リズムの推移を検討した.対象は,浜松医科大学精神科病棟で入院森田療法を施行した女子神経症者8名(1929歳,平均年齢23.3歳:不安神経症者4名,強迫神経症者4名)と女子健常者5名(1921歳,平均年齢19.6歳)である.対象に研究の目的と方法を充分に説明し,同意を得て検査を施行した.生体リズムの指標として,体温リズムと睡眠・覚醒リズムを測定し,今回は体温リズムの結果を検討の対象とした.測定時の月経周期は基礎体温から決定し,健常者では全例卵肪期に,神経症者のうち不安神経症の2例では黄体期に,他の6例では卵肪期に測定を施行した.健常者では3日間,神経症者では絶対臥褥期間中それぞれ直腸温を連続測定して,直腸温が最低値(nadir)を示す時刻を視察法およびコサイナ-法により判定した.健常者におけるnadir出現時刻の平均は,第1夜が5:15,第2夜が3:57,第3夜が5:15で,3夜を通して著名な変動を認めなかった.不安神経症者4例におけるnadir出現時刻の平均は,第1日から2:20,0:30,1:25,2:20,0:45,2:50,3:15であり,臥褥期間を通して位相の変動と前進を認めたが,第6日,第7日では徐々に後退し,生体リズムの調節が始まる時期と考えられた.強迫神経症者4例のnadir出現時刻の平均は,第1日から3:08,4:04,3:23,3:30,3:00,4:00,4:38であり,不安神経症者と比較した場合,位相の前進,臥褥中の変動とも著明ではなかった.また,第6日,第7日では健常者と同様の結果示したことから,絶対臥褥期が生体リズムの調整に有効であったと思われた.以上の結果から森田療法における絶対臥褥期は,神経症者の生体リズムを調節する効果を有すると考えられた.本研究では,女子神経症者を対象として,森田療法絶対臥褥期における体温リズムの推移を検討した.対象は,浜松医科大学精神科病棟で入院森田療法を施行した女子神経症者8名(1929歳,平均年齢23.3歳:不安神経症者4名,強迫神経症者4名)と女子健常者5名(1921歳,平均年齢19.6歳)である.対象に研究の目的と方法を充分に説明し,同意を得て検査を施行した.生体リズムの指標として,体温リズムと睡眠・覚醒リズムを測定し,今回は体温リズムの結果を検討の対象とした.測定時の月経周期は基礎体温から決定し,健常者では全例卵肪期に,神経症者のうち不安神経症の2例では黄体期に,他の6例では卵肪期に測定を施行した.健常者では3日間,神経症者では絶対臥褥期間中それぞれ直腸温を連続測定して,直腸温が最低値(nadir)を示す時刻を視察法およびコサイナ-法により判定した.健常者におけるnadir出現時刻の平均は,第1夜が5:15,第2夜が3:57,第3夜が5:15で,3夜を通して著名な変動を認めなかった.不安神経症者4例におけるnadir出現時刻の平均は,第1日から2:20,0:30,1:25,2:20,0:45,2:50,3:15であり,臥褥期間を通して位相の変動と前進を認めたが,第6日,第7日では徐々に後退し,生体リズムの調節が始まる時期と考えられた.強迫神経症者4例のnadir出現時刻の平均は,第1日から3:08,4:04,3:23,3:30,3:00,4:00,4:38であり,不安神経症者と比較した場合,位相の前進,臥褥中の変動とも著明ではなかった.また,第6日,第7日では健常者と同様の結果示したことから,絶対臥褥期が生体リズムの調整に有効であったと思われた.以上の結果から森田療法における絶対臥褥期は,神経症者の生体リズムを調節する効果を有すると考えられた.
日独大蔵省の比較研究

80年代以降、先進国は、いずれも規制緩和や民営化を推進し、小さな政府の実現を図って財政赤字の削減などに努めている。このような動きを促進する要因としては、イギリスのサッチャリズムやアメリカのレーガノミクスというすぐれて政治的な次元の要因と、同じ時期に加速して進展した金融分野を初めとする市場のグローバル化が考えられる。日独の戦後国家は、アメリカによる占領から強い影響を受けて出発しながらも、英米国家とは異質の体制をとりつつ、常に高い経済的パフォーマンスと政治的安定を、70年代に至るまで維持した。しかし、それ以降、両国は、上記の二つの変化の中にあって国家と市場の関係や福祉国家のあり方をめぐって根本的な見直しを迫られている。アメリカとの比較の中において、また、常に両国に及ぼされたアメリカの影響に留意しながら、日独の国家が見せる変容の共通点と相違点を明らかにすることが目的であった。いずれの国家も、公的部門と民間部門とをどのように結びつけ、社会全体の富をいかにして再配分してきたか、を国家財政の中に端的に反映させている。実際、財政こそは、過去の政策の来歴を最も強くとどめると同時に、その決定過程は、さまざまな政治課程の中でも、とりわけ強い政治的対立の刻印を受けている。したがって、財政政策において質的変化が見られるとすれば、それこそが、国家変容の局面を表していると考えることができよう。本研究は、歴史的制度論(historical institutionalism)の立場から、戦後日独の経済運営の推移をフォローし、大蔵省と与党が、財政政策をどのように運営してきたか、財政運営に対し、中央銀行や経済関係省庁など、財政政策と密接な連関にある他の政策を遂行する主体がどのような影響を及ぼしてきたのか、を比較分析した。具体的には、日本において著しく拡大し続ける財政赤字に着目し、財政赤字を結果した日本の特質、すなわち包括的権限を有する大蔵省、大蔵省と与党との関係、従属的な中央銀行、中央集権的財政制度など、共通の対外的文脈におかれながらも、異なる制度的発展が積み重ねられることによって、異なる政策が帰結した過程を、ドイツとの比較を行いながら明らかにしようとした。本年度前半には、日本の事例につき、財政構造改革が提唱されるに至った歴史的沿革と政治的背景の理解に努めた。後半は、予定通り、ドイツ、ケルンにあるマックス・プランク社会研究滞在し(10月1日-3月31日)、80年代以降から今日に至るまでのドイツ財政政策の概要、制度的条件、政治的要因などについて、研究会で口頭発表しドイツの研究者のレヴィーユを受け、分析の一層の精緻化ができ、研究を進捗させた。しかし、当初から予想されていたことであるが、日独両国の大蔵省が、それぞれの政治行政システム全体の中で占める制度的地位、なかでも国家財政に直接の影響を及ぼす与党(と政党政治)の性格、両国がおかれた国際的な環境、財政政策を主導する政策理念、狭義の財政政策と金融政策、国際管理政策との連関などについて、質的な相違が余りにも大きいことを改めて理解するに至った。現在、日本の政策当局が、なしくずし的に金融ビックバンへの準備を早め、グローバル化した金融市場への適応を試みているのに対し、ドイツでは、EU通貨統合へのステップが着々進められている。

高度成長期に形成された財政システムの全般的な融解(日本)と戦後システムの漸進的適応(ドイツ)という対照が、有意な比較となるように、来年度は比較の枠組みを再考し、日本の大蔵省に関する資料収集と分析を行い、研究の取り纏めに進みたいと考えている。本研究の目的は、日本の国家財政の変化や大蔵省の機能変化が、日本に固有のものか、あるいは先進国に共通するものなのか、をドイツの事例と歴史的に比較することによって明らかにする点にあった。研究を進める過程において、問題の設定を具体化し、国家財政全般から、90年代以降に顕著となった財政赤字の累積に絞り込んだ。また、分析の対象を、大蔵省を中心としながら、他省庁、内閣、与党にも拡大し、それらが財政政策(毎年の予算編成と中期的戦略)において果たす役割を比較しつつ、日本において特に著しい累積赤字を生んだ経緯を明確にし、その制度的要因を摘出するよう努めた。日独を含む先進国全体にとり、80年代の「小さな政府」路線、90年代に進展した金融市場のグローバル化、あるいは迫りくる高齢化社会は共通の課題であるが、ドイツの国家統一、欧州通貨統合、そして日本のバブル経済崩壊とともに顕在化した金融機関の危機は、日独それぞれにとって固有の環境要因であった。本研究は、これらの要因を考慮した上でも、著しい財政赤字の膨張を招いた日本の政治経済に固有の要因として、高度成長期に制度化された与党・大蔵省の相互関係、大蔵省と中央銀行・金融機関との関係(公的信用、財政投融資と国債管理制度)、集権的税・財政システムの制度的硬直性を示唆する結論に至った。ドイツの事例との比較からは、分権国家と中央集権国家が、環境変化に対応する際の適応性の相違についていくつかの仮説的知見を得ることができた、と考えている。
森林火災管理によるCO2排出量取引のシナリオ

本研究では3つのルールによるシナリオを作成した。ツール1の開発により地球上のCO_2は確実に削減できる。ツール2により、現状で対象とするべきCO_2量の信頼性が高まる。ツール3により、人為的な原因による森林火災から発生したCO_2の削減はどの国にとっても共通の課題であるため我が国が国際貢献に寄与できる。さらに、ツール3の実施により、ツール1に拍車が掛かり森林火災によるCO_2の削減方法は安定する。その上、ツール3により、国際間の取引が活発になるので国際市場が形成される。本研究は地球温暖化の原因とされる温室効果ガス、特にCO2量の大幅な削減のために、現在は対象になっていない森林火災から排出される分を含めるとともに、森林火災を減少させることが、CO2量の大幅な削減に直接繋がり、しかも、森林火災を排出権取引の対象に入れることで、木材資源としての保護や有効利用が図れるという構想である。研究計画にあるように、国立環境研究所、森林総合研究所、IGES、JAXAなど本研究課題の遂行に関して国内の研究所等の専門家に本構想についての意見交換を行った。結果としては、現在のインベントリに追加するには難しい状況であることや第二期約束期間後の取り組みが不透明なため、本研究を積極的に推し進めようということにはならなかった。ここで、技術的な課題として、1.火災の早期発見・消火方法、2.森林火災から排出されるCO2量計測方法の信頼性、の2つを解消することが重要であることを再確認できた。一方、ロシア科学アカデミーシベリア支部(ノボシビルスク)でロシアの森林火災研究者を招集してセミナーを開催した。ここでは、森林火災から排出されるCO2量の論議までは至らなかったが、早期発見・消火の方法論については大いに論議された。火災の早期発見には現在衛星画像を用いた方法が主流になっているが、火災からの熱を検出する原理に基づいている。宇宙から森林の熱を検知した場合には既に大火になっているので初期消火活動に影響を及ぼす。そのため、本研究では火災から発生する煙の検出方法を開発した。この方法はまだ実際に活用されていないが、火災発生から1時間以内の消火活動の開始を可能にする方法と期待している。この研究は学術論文での公表および国際会議で報告した。人為起源の温室効果ガスとして森林火災から発生するCO2量の占める割合が大きいにもかかわらず、現状のIPCC(2007)第4次報告書で示されている測定値は信頼性が低い。発生した森林火災を大規模火災に延焼させないためには、出火から1時間以内に消火活動を行うツールの開発と、森林火災から発生するCO2量を測定するツールの開発が必要である。この2つのツールはいずれ遅くない時期に技術的な方法で解決できることを前提に、本課題の目的は、これらのツールを利用して、森林火災から発生するCO2量を取引するスキームを検討し、これを可能にするための要件を明らかにし、森林火災管理によるCO2排出量取引のシナリオ作成を目的とした。平成23年度は、まず、収集した情報を蓄積し、解析するためのデータベースシステムの構築を行った。収集した文献やインターネットからの情報をデータベースに蓄積し、海外等でも情報収を行った。次に、国立環境研究所、森林総合研究所、立命館大学、JAXAなど本研究課題の遂行に関して国内の研究所等の専門家を招集した会議を本学東京分室、筑波学園都市、名古屋市で開催した。また、計画外のこととして、モスクワに滞在する機会を得たので、文科省、外務省、JAXAで本研究に関連する専門家ともミーティングを開催して意見を徴収することができた。その結果、平成23年度の研究会議の開催は、ほぼ研究計画通りの進捗であったが、データベース構築は東日本大震災の影響で予定より遅れ気味であった。この分は次年度に挽回できる見込みである。平成23年度は4回会議を開催する計画であった。それに対して実際は4回開催することができた。さらに、モスクワ出張の際にも関係機関の担当者から情報収集やコメントを得ることができた。また、得られた情報を格納したり解析するためのデータベース構築は、当初計画よりも遅れたが年度内にはできたので、平成23年度はほぼ順調に進んでいると判断した。平成24年度は平成23年度に得られた結果を基にして、最終成果のシナリオ作成を行う。専門家からのコメント等が必要な場合はさらに会議を招集する。第一四半期(4月6月):シナリオ第1版を作成し、23年度にコメントを受けた専門から評価を受ける。また、評価によっては会議を招集して問題点を整理する。第二四半期(7月9月):シナリオ第1版を完成させ、環境省と林野庁から評価を受ける。また、このシナリオを実現するための研究費確保手段として、科研費等への申請を行う。この時期に昨年同様、外国へ調査および情報収集のための出張を行い、内容を充実させる。第三四半期(10月12月):環境省と林野庁からの評価を整理し、問題点を明確にする。

また、この期間内に問題点の解決が可能な場合は行う。第四四半期(H25年1月3月):シナリオ第1版を完成させる。この内容について国際会議等で報告する。また、海外の専門家からのコメントを受け、整理する。これを最終報告書とする。データベースシステムを増強する費用として、ディスク200千円分を消耗品として計上した。国内旅費は研究代表者が調査・研究用に200千円。研究協力者(10名分)が2回分の会議に出席する旅費として200千円を計上した。外国旅費は研究代表者が米国へ調査する研究費として300千円。謝金は大学院生1名がデータ入力のために10ヶ月分研究を補助するために150千円を計上した。会議費は2回分の使用料として20千円、成果報告書の印刷費330千円をその他に計上した。
WWWを用いたソフトウェア要求獲得の支援の研究

本研究では,WWW技術を融合したソフトウェア要求獲得方法論と,再利用可能な要求仕様パターン部品と方法論を支援するツールの開発を行った.具体的な研究成果を以下に示す.1.要求仕様のコンポーネント化・WWW化:ユースケース記述やシナリオ記述の事例研究をもとに,再利用可能なユースケースコンポーネント,ユースケースパターン,シナリオパターンの抽出を行った.抽出過程を分析し,どのようにしてコンポーネントやパターンを抽出するかの方法論(ユースケースのパラメータ化,汎化・特殊化関係や集約関係による構造化,データ依存・制御依存関係による構造化,格文法に基づくパターン化)を構築した.2パターンのオブジェクト指向的モデル化とその実動化:抽出した再利用可能なパターンをその構造と再利用する際の操作として捉え,それらをカプセル化しオブジェクト指向的にモデル化する手法を考案した.パターン同志の組み合わせや進化のモデル化のための形式的手法も考案した.さらにパターンをWWWからもアクセス可能なようにJavaを用いて記述し,パターンを使用した開発のための支援ツールのプロトタイプを作成し,その評価を行った.3.要求分析方法論の構築支援ツールと要求分析支援ツールの生成:要求分析方法論を部品化しておき,それらをWWW上で取り出して,組み合わせることにより,開発プロジェクトの性質にマッチした新しい分析方法論を構築するツールの開発を行った.方法論に合わせて要求分析支援ツールが生成され,要求獲得作業の支援はWWWのナビゲーションページが,プロダクトの入力編集支援は汎用ダイヤグラムエディタをカスタマイズした専用エディタが生成される.本研究では,WWW技術を融合したソフトウェア要求獲得方法論と,再利用可能な要求仕様パターン部品と方法論を支援するツールの開発を行った.具体的な研究成果を以下に示す.1.要求仕様のコンポーネント化・WWW化:ユースケース記述やシナリオ記述の事例研究をもとに,再利用可能なユースケースコンポーネント,ユースケースパターン,シナリオパターンの抽出を行った.抽出過程を分析し,どのようにしてコンポーネントやパターンを抽出するかの方法論(ユースケースのパラメータ化,汎化・特殊化関係や集約関係による構造化,データ依存・制御依存関係による構造化,格文法に基づくパターン化)を構築した.2パターンのオブジェクト指向的モデル化とその実動化:抽出した再利用可能なパターンをその構造と再利用する際の操作として捉え,それらをカプセル化しオブジェクト指向的にモデル化する手法を考案した.パターン同志の組み合わせや進化のモデル化のための形式的手法も考案した.さらにパターンをWWWからもアクセス可能なようにJavaを用いて記述し,パターンを使用した開発のための支援ツールのプロトタイプを作成し,その評価を行った.3.要求分析方法論の構築支援ツールと要求分析支援ツールの生成:要求分析方法論を部品化しておき,それらをWWW上で取り出して,組み合わせることにより,開発プロジェクトの性質にマッチした新しい分析方法論を構築するツールの開発を行った.方法論に合わせて要求分析支援ツールが生成され,要求獲得作業の支援はWWWのナビゲーションページが,プロダクトの入力編集支援は汎用ダイヤグラムエディタをカスタマイズした専用エディタが生成される.本研究では,過去開発されたソフトウェアの要求仕様を部品化しておき,WWWのネットワーク上でのリンク機構を使って,顧客の新規要求を獲得し,仕様作成支援を行うツールの開発を目指す.本年度の具体的な研究成果は,要求仕様の再利用可能な部品化に関するもので,下記に示す.1.要求仕様のコンポーネント化:学会の論文発表のプログラム作成業務を複数事例集め,ユースケースを用いて要求仕様を記述し,再利用可能なユースケースコンポーネント,ユースケースパターンの抽出を行った.抽出過程を分析し,どのようにしてコンポーネントやパターンを抽出するかの方法論(ユースケースのパラメータ化,汎化・特殊化関係や集約関係による構造化,データ依存・制御依存関係による構造化)を構築した.2.非機能要求の分離記述法:性能や信頼性などのシステムの非機能的な要求をアスペクトとして機能要求から分離して記述し,両者の記述を統合し,最終的な要求記述を得る手法を考案した.さらに再利用可能なアスペクトを上記の例題から抽出し,矛盾なく統合する規則と一体化して,再利用可能な部品に構造化した(アスペクトパターン).統合規則は,ユースケースの構造の変換規則として記述される.3.パターンのオブジェクト指向的モデル化とその実動化:抽出した再利用可能なパターンをその構造と再利用する際の操作として捉え,それらをカプセル化しオブジェクト指向的にモデル化する手法を考案した.さらにパターンをWWWからもアクセス可能なようにJavaを用いて記述し,パターンを使用した開発のための支援ツールのプロトタイプを作成し,その評価を行った.本年度は,WWWで要求分析者が適切な獲得・分析方法論を構築し,その方法論に従った支援ツールを生成するツールを開発した.このツールで生成される方法論と支援ツールは汎用的なものであり,領域固有のユースケースパターン(昨年度の研究成果)やシナリオパターンを蓄積,再利用することにより,要求獲得に大きな効果があると考え,分析者が支援ツールとともにWWWでこれらのパターンを組み合わせて使用する機構を開発した.具体的な研究成果を以下に示す.1.要求分析方法論の構築支援ツールと要求分析支援ツールの生成:要求分析方法論を部品化しておき,それらをWWW上で取り出して,組み合わせることにより,開発プロジェクトの性質にマッチした新しい分析方法論を構築するツールの開発を行った.構築された方法論を支援するツールも同時に作成する機構を持つ.方法論に合わせて要求分析支援ツールは,要求獲得作業の支援はWWWのナビゲーションページが,プロダクトの入力編集支援は汎用ダイヤグラムエディタをカスタマイズした専用エディタが生成される.2.パターンの組み合わせ

支援:ユースケースパターン,アスペクトパターン,デザインパターンをオブジェクト指向モデルを組み合わせて使用する際の無矛盾性チェックが行えるように,プロセス代数を用いてモデル化した.さらに,パターン上での進化規則(要求仕様から設計仕様へ),統合規則を,書き換え規則としてモデル化する手法を開発した.3.シナリオパターンのモデル化とシナリオ記述支援:要求獲得を行う為の領域固有のシナリオ部品を格文法を用いてテンプレート化し,これらのテンプレートとその組み合わせ規則を一体化してシナリオパターンとして蓄積した.実際に,レンタルビジネスドメインの要求獲得に使用し,70%以上が用意したパターンで構築できることを確認した.
マンガン酸化物の特異な金属相における軌道の自由度

科学研究費補助金交付時に平成11年度の研究計画として以下の2点を取り上げた。[1]金属相における有限温度の軌道状態と軌道の自由度のある系における相転移、[2]金属相におけるスピン、軌道励起。[1]については、昨年度開発した理論的計算手法をもとに有限温度、有限キャリアーにおける軌道状態について計算を行った。これにより(1)軌道秩序・無秩序転移は一般的に一次相転移であること、並びに(2)異方的なスピン構造に対する磁気転移温度は、軌道相転移温度より低いことが示された。これらのことはスピン構造の対称性と軌道空間の対称性から導かれる一般的な結論であり、現在までに知られている多くのマンガン酸化物の金属相の振る舞いを説明するものである。また巨大磁気抵抗効果(CMR)は軌道秩序・無秩序転移近傍で出現していることから、ここで示された一時相転移がCMRの起源に大きな寄与をするものと考えられる。以上の解析を更に層状構造を持つマンガン酸化物に適用し、その強磁性相の出現に対しては2つの軌道の混成が重要な役割を果たすことが理論的に示された。研究計画[2]については、上述の計算手法を用いて金属相における軌道の揺らぎ・励起と磁性との関係を調べた。温度の上昇に伴って層状反強磁性相から強磁性相への転移が見られるが、これは軌道の揺らぎにより生じるものであることが示された。これは最近なされたNd_<1-X>Sr_XMnO_3における中性子散乱実験の結果を説明するものである。さらに上記の2つの研究課題に関連して、軌道状態を直接観測する手段である共鳴X線散乱法に間する理論を発展させ、その結果は現在雑誌Physical Review Lettersに投稿中である。科学研究費補助金交付時に、平成10年度の研究計画として主に次の課題を取り上げた。[1]マンガン酸化物における強磁性金属相と絶縁相近傍の軌道状態の解明、[2]軌道状態を観測する手段である異常X線散乱法の理論の精密化と実験との比較。[1]に関しては、今年度有限温度、有限キャリアー濃度において軌道状態を計算する方法を開発し、これに基づいて相図の作成と物理量の計算を行った。得られた計算結果は、最近中性子散乱法等の実験により発見された絶縁相近傍の新規な強磁性相の出現と、この相における磁化等の振る舞いを説明するものである。また絶縁相と金属相の間で軌道の自由度に由来する相分離状態が理論計算から予言され、マンガン酸化物で見られる巨大磁気抵抗効果と密接な関係があるのではないかと現在考察を行っている。これらの結果は二つの論文にまとめられ、Physical Review LettersとPhysical Review Bに投稿中である。一方課題[2]に関してであるが、前年度に構築した観測の基礎理論を元にその精密化と拡張を行った。具体的には原子散乱因子をもとにX線の散乱強度の偏向依存性を求め、これを様々な軌道秩序状態で計算を行った。その結果、ある反射点においては偏極依存性を利用することで軌道秩序の型を同定することが可能であることが明らかとなった。この理論的な予想を実証すべく、現在実験グループとの密接な共同研究が進行中である。これら結果は雑誌論文並びに図書に発表済みである。(「11.研究発表」を参照)。
ヘテロナノ空間に束縛された水の構造と機能

本研究では雰囲気制御原子間力顕微鏡及びヘテロダイン検出和周波発生分光法を用い、シリカなど親水性基板と疎水性のグラフェンやグラファイトなどとの「ヘテロナノ界面」に形成される構造水の構造を明らかにする。「ヘテロナノ界面」は,親水性と疎水性がせめぎ合うナノ空間であり,その中で水がどのような秩序構造を取り得るかは,学術的に大変興味深いトピックスであるだけでなく,ナノ細孔での濡れや流れの制御,摩擦特性の制御においても重要な基礎的知見を与えるものである。
カベオリンの容量依存性カルシウム流入制御機構

本研究は"細胞小器官カベオラのCa^<2+>流入調節機構を明らかにすること"を目的とした。平成19年度は18年度で得た(1)Caveolin-1(Cav-1)遺伝子欠損(KO)マウス血管内皮細胞におけるCa^<2+>流入障害のメカニズム解析(2)Cav-1 KOマウスの心肺組織異常とその発症機構についての解析を行った。以下に詳細な実験結果を記載する。1免疫沈降法により野生型マウス肺動脈内皮細胞においてCav-1が内皮細胞の容量依存性Ca^<2+>チャネルTRPC4とそれを活性化するIP3受容体に直接結合しており、刺激時に観察される両タンパク質の相互作用を物理的に仲介していること、さらにCav-1 KO動物の肺内皮細胞において、このCav-1を中心とするCa^<2+>流入調節機構が障害されていることを明らかにした。2リコンビナント合成タンパク質を用いた検討によりCav-1におけるTRPC4結合部位(アミノ酸配列61-178)を特定した。3上に述べたCa^<2+>流入調節機構の他に、Cav-1は血管弛緩因子であるNOの合成酵素eNOSの活性抑制作用をもつ。このためCav-1 KOマウスでは血中へのNO産生亢進が観察され、抹消血圧が低下していることを示した。4抹消血圧とは逆にCav-1 KOマウスの肺動脈圧は亢進していた。その原因として肺組織内皮細胞がCav-1欠損により異常増殖し、肺動脈を圧迫していることを明らかにした。以上の結果について以下の2報の論文にまとめ公表した。本研究は"細胞小器官力ベオラのCa^<2+>流入調節機構を明らかにすること"を目的としている。平成18年度は、Caveolin-1(Cav-1)欠損マウス肺組織の特徴を正常動物と比較した後、肺動脈組織と肺から単離した内皮細胞を用いてCav-1欠損が内皮細胞の薬物刺激によるCa^<2+>流入と、それに伴う機能に障害を与えることを明らかにした。更に、免疫染色と分子生物学的手法を用いて、これら内皮細胞の障害がCav-1欠損によって起こる容量依存性Ca^<2+>チャネルTRPCsやIP3受容体の局在変化に起因することを示唆する結果を得た。以下に詳細な実験経過を記載する。1免疫染色、電子顕微鏡を用いた解析により、Cav-1欠損マウス肺動脈血管内皮細胞においてCav-1発現とカベオラ構造が消失していることを確認した。2 Cav-1欠損マウス肺動脈内皮細胞において、アセチルコリン刺激によるCa^<2+>流入と、同刺激時に観察されるプロスタサイクリンの産生量が減少していることを確認した。3更に詳細なCa^<2+>制御機構変化を検討するため、Cav-1欠損動物肺組織から内皮細胞を単離してCa^<2+>解析を行ない、Cav-1欠損が容量依存性Ca^<2+>チャネル活性を障害することを確認した。4ウェスタンブロット法を用いTRPCs(内皮細胞で機能を持っとされるサブタイプ1、4)、IP_3受容体(全サブタイプ1、2、3)の蛋白質発現量を正常細胞ならびにCav-1欠損内皮細胞において検討し、Cav-1の有無はこれらの蛋白質発現には影響を与えないことを確認した。5免疫蛍光染色法・ショ糖密度勾配細胞蛋白質分画法を用い、正常細胞で細胞膜(ラフト)に局在していたTRPCs、IP_3受容体蛋白質がCav-1欠損によって消失していることを発見した。平成19年度はCav-1とTRPCs、IP_3受容体蛋白質の直接相互作用について検討を進める。
高感度長周期多成分加速度計の開発

本研究は、地球深部特に核からの微弱な信号を検出する高感度多成分かつ長周期の加速度計の改良と開発を変極的な目標としている。当該年度は既存の広帯波地表計STS2型を基にして改造がえ、同時に加速度計測における基本的な諸問題点の整理を行い、個々に詳細な研究を行った。主として国立天文台の水沢観測センターの所有する江刺地球観測所の精実験室内に、改造したセンサーとSTS1の広帯域地表計を設置し、種々のテスト測定を行った。具体的にはリモートコントロールによりセンサーのキャリブレイションを行い、5ケタのダイナミックレンジでセンサーの線形性を確認した。またST51地表計の出力と改造センサーの出力を比較し、地表帯および潮汐帯での改造センサーの特性を議論した。さらに加速度出力に影響を与えるの環境因子、例えば気温・気圧等の変動について理論的に考さつした。これらの影響を軽減するには、10^<-3>経度以下に減圧した容器内にセンサーをおく必要がある。また加速度計測の極限を高める意味での超電導重力計とSTS1広帯波地表計の出力で比較検討した。潮汐帯およびサブサイヌミック帯での超電導重力計の動作性能は優れている事を確認した。超電導重力計の出力に長周期地表において、線形の気圧と引力の効果を補正したところ、約10ngalのノイズレベルの改善が得られることを見い出した。江刺での長周期のノイズレベルは従来の低ノイズモデルに比べて、同程度が、あるいはやや小さいという、やや意外な結果となった。これは、島弧における長周期ノイズがそれほど大きくないこと、また気圧補正が10000秒程度のも有効なことを示している。今年度は,試験用センサーとしてSTS2広帯域地震計を用い,温度,気圧湿度などの環境因子の影響や自由度拘束方式やフィードバック方式(回路・変位検出方式等)に関する検討を行った.まず,(1)江刺観測壕に並列して設置されている超伝導重力計やSTS1型地震計との出力の精密な比較を行った.また観測壕の中程に位置する精密観測室にリモート・コントロールシステムを整備して,壕の外からキャリブレーションはじめ各種のテストを行った.その結果,約100dbの信号レベルの範囲で出力の線形性がほぼ保たれていることが分かった.(2)センサー内部の温度変化をモニターし,出力との相関を調べた.その結果,センサー内外の温度変化と加速度出力に約千秒から1万秒の範囲で良い相関が見られ,内部の回路からの発熱が影響していることが分かった.(3)この回路発熱による温度変動などによる環境ノイズを抑えるため,センサーと回路を分離して収納する高剛性減圧容器について検討した.容器内に10^<-3>気圧程度の減圧空気やヘリウムガスを封入すれば環境ノイズを10^<-10>gal以下に抑えられることが分かり,具体的な設計と製作に着手した.(4)測定周波数帯域を狭めるためのアナログバンドパスフィルターの低ノイズ化(1mHz付近で1/6 decade当り1nV程度を目標)を行いつつある.(5)振子の自由度拘束方式としてクロスヒンジ・リーフスプリングの他に,たすきがけ対称吊り方式を検討している.今後は,計測室内の気温や気圧変化とのセンサー出力との関連のより詳細な検討,デジタル・フィードバックシステムの検討,極低温中で使用するスプリンブ材料の選定等,極低温化への準備をも行う.本研究の最終的な目標は0.15mHの周波数帯における多成分かつ高感度の加速度計測(分解能1ngal以下)を実現する地球物理学的な観測器機の開発と実用化にあるが、このためにフォースバランス・フィードバック方式のリ-フスプリング・センサーの改良とテストを行った。本研究の年度内に、

(1)既存の広帯域地震計を改造して常温近傍で環境を精密に制御することにより、100ngalレベボルの分解能の加速度計測を行っている。(2)気圧や温度などの環境変化とそれによるノイズを徹底的に考察とその軽減方法を再検討した結果をふまえて、センサーを収納して真空あるいは減圧軽ガスを封入する耐圧容器の設計開発を進めた。(3)これまでのセンサー内外の気温や気圧などの環境変化のモニターの結果、センサー内外の温度変化を加速度出力に約1秒から1万秒の範囲で非常に強い相関が見られた。そこで観測壕内から記録室に至る信号の伝送をテストし、センサー及び収録器の特に温度変化に敏感な部分を観測壕の奥に設置する準備を整えた。観測壕工事の都合により移設が遅れているが、これによって温度変動は千分の数度以下に抑えられることが期待される。さらに測定周波数帯域を狭めるためのアナログバンドパスフィルターの低ノイズ化(1mHz付近1/6decade当り1nV程度)を検討した。(4)前年度開発したリモートコントロール式キャリブレーション・システムを用いてセンサーの各種テストを行い、約100dbの信号レベルの範囲で出力の線形性がほぼ保たれていることを確認した。さらに、江刺観測隊に並列して設置とされている超伝導重力計やラコステ重力計の出力とのより精密な比較測定とデータ解析を通して感度や安定度あるいはノイズレベルの検討を行った。また各種のセンサー性能評価の際に重要となる江刺での超長周期地動ノイズモデルを作成した。(5)潮汐信号除去に用いるフイ-ドバック・システムのためのデジタル・フイルターを開発した。(6)上記センサーの開発においては,更にノイズを減少させるため将来的に極低温容器中にセンサーを収納する予定である。そこで極低温中で使用するスプリング材料の選定等そのための技術的諸問題を整理した。