hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高次な記憶情報の活用を実現する機能的神経回路の解析

昨年に引き続き、すでに確立している複数の高次記憶課題の訓練をさらに進めた。それらのうち、特に次の記憶課題遂行中の行動を詳細に解析し、正反応率と反応時間の変化を調べた。同時に、32チャンネルからのマルチニューロン活動を海馬や新皮質から記録し、各ニューロンの活動と複数ニューロン間の同期活動の変化を調べた。【メタ認知課題】LEDによる光刺激が右から提示された時は、3つの穴のうち右端の穴に反応すると正反応となり、左から提示された時は左端の穴に反応すると正反応となるが、光の強度が弱く弁別できない時は中央の穴に反応すると正反応となる。【交代複合弁別課題】2種類の音と2種類の匂いの組み合わせにより左右の穴を選ぶことを学習し(音A+匂いX→右、音B+匂いY→左)、さらに音と匂いの組み合わせを変えて再度学習する。【学習・再学習課題】高低2種類の音と左右の穴の対応(高音→右、低音→左)を数日間かけて学習した後(原学習)、異なる周波数の音で同様の学習をする(再学習)。これらの高次記憶課題中の記録実験の結果から、視覚野において高次記憶の意識化に関わるニューロン活動を検出することができた。また、嗅周囲皮質において異なるモダリティの組合せに応じて活動するニューロンを検出できた。さらに、原学習と再学習の違いが海馬と側頭皮質の同期活動すなわちセル・アセンブリの活動に現れることも分かった。これらの成果に加え、マルチニューロン活動の記録方法をさらに改良し、マイクロドライブの軽量化により64チャンネルからの安定した同時記録もできるようセットアップを進めた。データ解析方法もさらに改良し、多数ニューロン間の機能的結合の表示法の開発を進めた。また光遺伝学(オプトジェネティクス)の準備も引き続き進めており、新たなアデノ随伴ウイルスを用いた方法を開発している。実施計画のうち、ラットの高次記憶課題の訓練およびマルチニューロン活動の記録が予定より早く進展し、さらに記録データの新たな解析法も予定より早く確立できた。既に順序情報やメタ認知に関わる行動とニューロン活動をまとめた成果を国際誌に出版しており、複合弁別に関する成果も国際誌に投稿中である。これらの進展と成果を踏まえ、平成3132年度に実施予定であった光遺伝学(オプトジェネティクス)の実験もすでに前倒して開始している。引き続き、複数の高次記憶課題遂行中のラットからマルチニューロン活動を記録しデータを解析していく。これまでの結果をまとめ複数の論文を作成し国際誌に投稿する。また前倒しで開始したオプトジェネティクス法の開発もさらに進め、実際に活用していく。新たなアデノ随伴ウイルスによる遺伝子改変ラットをさらに作成し、また光刺激用の特殊電極も改良する。そして遺伝子改変ラットに特殊電極を埋め込むことで、光刺激により特定の神経回路を賦活する方法を、よりしっかりと確立する。1.高次記憶課題の決定:複数の高次記憶課題とそこで用いる変数のパラメーターについて検討し、次の高次記憶課題を決定した。【時間記憶課題】ラットがスタート側の穴に反応すると、スピーカーから2kHzの音が長短どちらかで提示される。長音が提示された時は、選択側にある左右の穴のうち右に反応すると正反応となり、短音が提示された時は左に反応すると正反応となる。【順序記憶課題】ラットがスタート側の穴に反応すると、スピーカーから高低2種類(4kHzと6kHz)の音が一定時間をあけて4回提示される。高音→高音→低音→低音の順序で提示された時は、選択側の壁にある左右の穴のうち右に反応すると正反応となり、高音→低音→高音→低音の順序で提示された時は左の穴に反応すると正反応となる。【確率記憶課題】ラットがスタート側の穴に反応すると、スピーカーから高低2種類(8kHzと10kHz)のどちらかが提示され、試行中鳴り続ける。高音の場合は、選択側の壁にある左右の穴のうち右に反応すると左よりも高い確率で報酬が得られ、低音の場合は左に反応すると右よりも高い確率で報酬が得られる。2.マルチニューロン活動の記録方法の改良:マルチニューロン活動を長期間安定して記録する方法を、研究分担者の眞部寛之(同志社大学研究開発推進機構・准教授)を中心に改良した。3.データ解析方法の改良:データ解析法の精度と処理速度を向上させ、多数ニューロン間の機能的結合の表示法も改良した。当初の予定通り、複数の高次記憶課題の具体的方法を決定し訓練を開始した。また、マルチニューロン活動の記録方法を改良し、実際の記録を開始したこと、およびデータ解析方法も改良したことから、今後の研究の道筋を作ることができた。昨年度までに確立した複数の高次記憶課題の訓練を進めた。それらのうち次の記憶課題遂行中の行動を詳細に解析し、同時に32チャンネルからのマルチニューロン活動を海馬や新皮質から記録することも開始した。【順序記憶課題】スピーカーから高音→高音→低音→低音の順序で提示された時は、左右の穴のうち右に反応すると正反応となり、高音→低音→高音→低音の順序で提示された時は左の穴に反応すると正反応となる。【確率記憶課題】スピーカーから高音が提示されている時は、左右の穴のうち右に反応すると左よりも高い確率で報酬が得られ、低音の場合は左に反応すると右よりも高い確率で報酬が得られる。【メタ認知課題】

LEDによる光刺激が右から提示された時は、3つの穴のうち右端の穴に反応すると正反応となり、左から提示された時は左端の穴に反応すると正反応となるが、光の強度が弱く弁別できない時は中央の穴に反応すると正反応となる。これらの記録実験のうち、順序情報という高次記憶の形成に前頭前野と海馬の相互作用が必要であるという成果を国際誌に出版した。また海馬における時間的符号化と視覚野における高次記憶の意識化に関する成果も出ている。同時にマルチニューロン活動の記録方法をさらに改良し、64チャンネルからの同時記録もできるようセットアップした。データ解析方法もさらに改良し、多数ニューロン間の機能的結合の表示法を複数確立した。また光遺伝学(オプトジェネティクス)の準備も開始し、新たなアデノ随伴ウイルスを用いた方法を開発している。実施計画のうち、ラットの高次記憶課題の訓練およびマルチニューロン活動の記録が予定より早く進展し、さらに記録データの新たな解析法も予定より早く確立できた。既に順序情報という高次記憶の形成に前頭前野と海馬の相互作用が必要であるという成果を国際誌に出版しており、海馬における時間的符号化と視覚野における高次記憶の意識化に関する成果も出ている。そこでこれらの進展と成果を踏まえ、平成31年度から実施予定であった光遺伝学(オプトジェネティクス)の準備を前倒してすでに開始している。昨年に引き続き、すでに確立している複数の高次記憶課題の訓練をさらに進めた。それらのうち、特に次の記憶課題遂行中の行動を詳細に解析し、正反応率と反応時間の変化を調べた。同時に、32チャンネルからのマルチニューロン活動を海馬や新皮質から記録し、各ニューロンの活動と複数ニューロン間の同期活動の変化を調べた。【メタ認知課題】LEDによる光刺激が右から提示された時は、3つの穴のうち右端の穴に反応すると正反応となり、左から提示された時は左端の穴に反応すると正反応となるが、光の強度が弱く弁別できない時は中央の穴に反応すると正反応となる。【交代複合弁別課題】2種類の音と2種類の匂いの組み合わせにより左右の穴を選ぶことを学習し(音A+匂いX→右、音B+匂いY→左)、さらに音と匂いの組み合わせを変えて再度学習する。【学習・再学習課題】高低2種類の音と左右の穴の対応(高音→右、低音→左)を数日間かけて学習した後(原学習)、異なる周波数の音で同様の学習をする(再学習)。これらの高次記憶課題中の記録実験の結果から、視覚野において高次記憶の意識化に関わるニューロン活動を検出することができた。また、嗅周囲皮質において異なるモダリティの組合せに応じて活動するニューロンを検出できた。さらに、原学習と再学習の違いが海馬と側頭皮質の同期活動すなわちセル・アセンブリの活動に現れることも分かった。これらの成果に加え、マルチニューロン活動の記録方法をさらに改良し、マイクロドライブの軽量化により64チャンネルからの安定した同時記録もできるようセットアップを進めた。データ解析方法もさらに改良し、多数ニューロン間の機能的結合の表示法の開発を進めた。また光遺伝学(オプトジェネティクス)の準備も引き続き進めており、新たなアデノ随伴ウイルスを用いた方法を開発している。
サッカーの各種配球に対するキック動作のバイオメカニクス的研究

本研究では,サッカーにおいて様々な条件で配球されるボールをダイレクトシュートした際のパフォーマンスの変容を分析した.その結果,転がるボールの速度が大きくなるほど,または飛んでくるボールの高さが高くなるほどキックの難易度は上昇し,ボール速度およびキックの正確性の両面でパフォーマンスが低下した.さらに,これらのパフォーマンス低下は,主にキックの最終局面であるボールインパクトの不正確さに起因していた.このことから,向かってくるボールの勢いを利用できるダイレクトシュートの場合,パフォーマンス改善のためには速度よりもインパクトの正確性を重視したスイング動作をとるべきであることが示唆された.本研究ではより実際のサッカーの試合に近い,様々な速度や高さで供給される「動いているボール」に対するキック動作について解明することを目的としている.平成25年度は「異なる速度で転がるボールに対するキック動作とパフォーマンスの変容の解明」を研究テーマとしていたが,使用予定のモーションキャプチャシステムの導入時期がやむを得ない事情で大幅に遅れたため,本実験を完了させることができなかった.ここでは本年度に実施した予備的実験の結果について述べる.大学体育会サッカー部に所属する熟練男子選手2名を対象とし,前方11m先から異なる速度で転がってくるボールを正面(高さ1.22mの的を目標)に全力で打ち返す(シュートする)動作を分析する実験を実施した.この実験は実際のサッカーにおいて,攻撃側の選手が相手ゴール前での競り合いからペナルティエリア外方向へ転がってきたこぼれ球をトラップせずに直接ミドルシュートするような場面を想定している.ボール供給は,キックポイント付近で低速(4m/s)高速(9m/s)の速度範囲でランダムとし,各被験者1718球のボールを供給した.サッカーのキックでは,衝突させる側(本研究の場合,蹴り足)と衝突される側(供給されるボール)の両速度が大きいほどキックされたボールの速度は大きくなる.すなわち,選手が同じように全力で蹴り脚をスイングさせていれば,高速供給条件の方がボール速度が大きくなる.しかしながら本実験では,低速から高速までの供給速度の違いによるボール速度の変化に一定の傾向は見られなかった(被験者A:24.0±4.4m/s,被験者B:24.8±3.2m/s).これは高速条件においてインパクトが乱れたことや,適切にインパクトするためにスイングの調整(減速)を行ったためと考えられる.これから実施される本実験ではこのような結果が生じた理由について明らかにしていく.前年度は,実験で使用するモーションキャプチャシステムの納品が遅れたために,予定していた「異なる速度で転がるボールに対するキック動作とパフォーマンスの変容の解明」の実験を実施できなかったが,平成26年度にこの実験を完了した.東北地区大学サッカー1部リーグのチームに所属する男子選手9名を対象とし,静止されたボールのキックと,前方13m先から異なる速度(低速45.5m/s,中速67.5m/s,高速89.5m/sの3条件)で転がってくるボールをサッカーゴールの中心を狙いつつ全力で正面に打ち返すキックについて分析した.申請段階ではゴムバンドを利用したボール供給方法を検討していたが,安定して供給するためにはかなりの熟練を要するため,熟練サッカー選手のキックによる供給に変更し,狙った速度条件のボールを供給することに成功した(低速4.74±0.35m/s,中速6.56±0.49m/s,高速8.57±0.47m/s).なお,同種の先行研究(Fabio et al., 2010)では,静止したボールと転がってくるボールのキックにボール速度や正確性の面で違いがみられなかったことを報告している.これは転がってくるボールの速度が遅すぎて(2.2m/s)課題が容易だったことが問題点として考えられたので,本研究では実際のサッカーの試合で起こりうるより速いボール速度領域での実験を設定した.的に対する正確性について,9名中8名の被験者においてキックされたボールは右肩上がりの分布を示していた.これは,静止したボールのキックの分布を調査した先行研究(Mizutani et al., 2013)と同様の結果であった.興味深いことに,仮説として考えられたボール供給速度増加と正確性減少のトレードオフは認められず,ゴール中心とゴールライン上でのボール位置との距離は,静止条件と中速および高速条件との間にのみ有意差が認められた(ともにp<.01).平成27年度は,前年度に実験を実施した「1異なる速度で転がるボールに対するキック動作とパフォーマンスの変容の解明」のデータ分析と成果の公表,ならびに「2異なる軌道と高さで飛翔するボールに対するボレーキック動作の測定」の実験実施とデータ分析を実施した.1の実験では,前方13mの位置から4つの速度条件(静止,低速,中速,高速)でボールを供給し,同じく前方のゴール中心を狙って全力でボールを蹴り返す課題を課した.その結果,蹴り足のスイング速度とボール速度については低・中・高速条件間で差は認められなかったが,反発係数(インパクト効率の指標)はボール供給速度の増加に伴い低下していく傾向が認められた.また,どの速度条件においても蹴られたボールは右肩上がりの分布を示しており,ゴール左上と右下にボールが飛ぶことは極めて稀であること(左利きの場合は左下と右上)や,供給速度が上がるにつれて正確性(ゴール中心からの距離)が低下する傾向がみられた.

これらの結果は,第28回日本トレーニング科学会大会および日本フットボール学会13th Congressにおいて発表され,前者ではトレーニング科学研究賞大賞を受賞する高い評価を得た.2の実験では,大学男子サッカー選手を対象にキック方向に対して右側方から市販のサッカーマシンを使用して様々な高さのボールを供給し,全力のボレーキックを実施させた.その際の動作をモーションキャプチャシステムとハイスピードカメラで記録し,高さの違いによるパフォーマンスの変容について分析を行った.本研究では,サッカーにおいて様々な条件で配球されるボールをダイレクトシュートした際のパフォーマンスの変容を分析した.その結果,転がるボールの速度が大きくなるほど,または飛んでくるボールの高さが高くなるほどキックの難易度は上昇し,ボール速度およびキックの正確性の両面でパフォーマンスが低下した.さらに,これらのパフォーマンス低下は,主にキックの最終局面であるボールインパクトの不正確さに起因していた.このことから,向かってくるボールの勢いを利用できるダイレクトシュートの場合,パフォーマンス改善のためには速度よりもインパクトの正確性を重視したスイング動作をとるべきであることが示唆された.本来平成25年度に予定されていた研究を実施することはできたが,本年度実施予定だった「異なる軌道と高さで飛翔するボールに対するボーレキック動作の測定」までは完了することができなかった.年度途中で所属大学が変更になり,それに伴って実験環境が変化してしまったことも遅れを取り戻しきれなかった要因として考えられる.現在は,実験に必要な機材や協力者(補助学生や被験者)などを整え,ボレーキック研究の予備実験を実施している段階である.予備実験が終了次第,直ちに本実験へと移行していく.トレーニング科学研究賞大賞(2015年11月15日,鹿屋体育大学)スポーツバイオメカニクス平成27年度序盤は,実施が遅れている「異なる軌道と高さで飛翔するボールに対するボーレキック動作の測定」を優先し,7月中を目処に実験の完了を目指す.ボレーキックの実験では,供給されたボールに対する打ち損じによってボールが赤外線カメラに直接当たってしまう可能性が僅かながら生じてしまう.直接の衝突によるカメラの破損を可能な限り回避するため,今後の予備実験の状況によってはカメラを保護するケースを作成することも検討している.平成26年度に行った研究「異なる速度で転がるボールに対するキック動作とパフォーマンスの変容の解明」の成果は今秋に開催予定の日本トレーニング科学会大会で発表し,併行して論文投稿も行う.これから実施する研究「異なる軌道と高さで飛翔するボールに対するボーレキック動作の測定」の成果は年度末に開催予定の日本フットボール学会大会で発表予定である.平成25年度は,転がるボールに対するキック動作の変容と,それに伴うパフォーマンス(ボール速度およびキックの正確性や再現性)の変化を明らかにする実験を実施する予定であった.しかしながら,実験の実施に不可欠なモーションキャプチャシステムの納品が2月中旬と当初の予定よりも大幅に遅れてしまったため,本実験を年度内に完了することができなかった.購入したモーションキャプチャシステムの選定にあたっては,「サッカーのキックという高速動作をキャプチャするに十分な撮影速度を有していること」「全身をキャプチャできるカメラ台数が確保できること(最低6台とした)」の2点を重視し,これらの条件を満たしつつ与えられた予算で購入可能な機器を探した.
貴金属化合物の物理化学的研究

白金(Pt),金(Au)およびロジウム(Rh)に亜鉛(Zn)蒸気を接触することで,これらの貴金属の酸溶液中における溶解を容易にする手法を探索した.貴金属のリサイクルにおいては水溶液への溶解が不可避であり,Zn蒸気を用いた処報によりこれらの貴金属の溶解性を高めることが可能となれば,リサイクルに伴う環境負荷を低減することが期待できる.本研究では,貴金属とZn蒸気との反応によって生成する化合物の種類(組成・結晶構造)を調査し,さらにこれらの化合物の溶解速度測定を行った.化合物の生成においては,密閉容器内で貴金属とZn蒸気源に温度差を設けて加熱することで,生成する貴金属-Zn化合物中のZn活量を制御した.この手法により,Pt-50%Zn,Pt-64%Zn,Pt-75%Zn,Au-50%Zn,Au-70%Zn,Au-75%Zn,Rh-75%Znが生成する加熱条件(温度および時間)を明らかにした.溶解速度測定では,チャンネルフロー二重電極法を用いて,これらの化合物から貴金属およびZnが溶解する速度を分離して評価した.同手法を用いることにより,どのような化合物とすれば貴金属の溶解が促進されるかを直接的に評価可能となった.Pt-Zn系では,比較的Zn濃度が高いPt-64%ZnおよびPt-75%ZnとしたときにPtの溶解速度が向上した.対照的に,Au-Zn系ではAu-50%ZnとしたときにAuの溶解速度が向上し,Au-70%ZnおよびAu-75%ZnとしたときにはAuの溶解が抑制された.化合物から貴金属およびZnが溶解する速度の電位・時間依存性を調査するとともに,溶解途中の化合物の形状・組成・構造の変化を観察し,化合物の溶解の機構の考察を行った.貴金属のリサイクルにおいて,貴金属を水溶液中へ溶解する工程は不可欠である.このとき,化学的に安定な貴金属を溶解するためには強力な酸化剤や錯化剤などの薬品を利用した処理が必要であるため,大きな環境負荷が伴われる.本研究ではこの問題を解決するために,浸出処理に先立って貴金属に亜鉛蒸気を接触し,溶解性の高い化合物にする方法を提案している.本年度は,貴金属を容易に溶解するための条件を明確にすることを目的とし,貴金属(白金・金・ロジウム)と亜鉛蒸気の接触反応および生成する化合物の溶解挙動について調査を行った.特に,白金とロジウムに関しては,亜鉛との化合物を形成するための反応条件に関する研究例が少ない.そこで,反応容器内に温度差を設けながら亜鉛蒸気を貴金属に接触することで,化合物形成に必要となる反応時間や亜鉛蒸気の圧力について調査した.得られた知見から,温度差の制御によって様々な組成の貴金属-亜鉛化合物を作製するための反応条件を明らかにした.つづいて,作製した貴金属-亜鉛化合物の溶解速度を電気化学的手法により測定し,溶解の挙動について考察した.この際,チャンネルフロー二重電極法を用いることで,化合物から貴金属と亜鉛が溶解する速度を分離して測定した.この結果,亜鉛濃度が高い化合物をアノード溶解した際には,化合物から貴金属が溶解する速度が時間の経過とともに増大することが示された.さらに,化合物の種類によっては,貴金属の溶解速度が貴金属単体の溶解時よりも二桁以上大きくなることが明らかとなった.貴金属の溶解速度が増大した要因の一つとして,亜鉛の優先的な溶解による表面積の増加が考えられる.溶解過程における化合物の形状変化について,考察を進めている.白金(Pt),金(Au)およびロジウム(Rh)に亜鉛(Zn)蒸気を接触することで,これらの貴金属の酸溶液中における溶解を容易にする手法を探索した.貴金属のリサイクルにおいては水溶液への溶解が不可避であり,Zn蒸気を用いた処報によりこれらの貴金属の溶解性を高めることが可能となれば,リサイクルに伴う環境負荷を低減することが期待できる.本研究では,貴金属とZn蒸気との反応によって生成する化合物の種類(組成・結晶構造)を調査し,さらにこれらの化合物の溶解速度測定を行った.化合物の生成においては,密閉容器内で貴金属とZn蒸気源に温度差を設けて加熱することで,生成する貴金属-Zn化合物中のZn活量を制御した.この手法により,Pt-50%Zn,Pt-64%Zn,Pt-75%Zn,Au-50%Zn,Au-70%Zn,Au-75%Zn,Rh-75%Znが生成する加熱条件(温度および時間)を明らかにした.溶解速度測定では,チャンネルフロー二重電極法を用いて,これらの化合物から貴金属およびZnが溶解する速度を分離して評価した.同手法を用いることにより,どのような化合物とすれば貴金属の溶解が促進されるかを直接的に評価可能となった.Pt-Zn系では,比較的Zn濃度が高いPt-64%ZnおよびPt-75%ZnとしたときにPtの溶解速度が向上した.対照的に,Au-Zn系ではAu-50%ZnとしたときにAuの溶解速度が向上し,Au-70%ZnおよびAu-75%ZnとしたときにはAuの溶解が抑制された.化合物から貴金属およびZnが溶解する速度の電位・時間依存性を調査するとともに,溶解途中の化合物の形状・組成・構造の変化を観察し,化合物の溶解の機構の考察を行った.
長鎖糖鎖を基質とする硫酸基転移酵素の検索と精製及びその性状解析

本研究は、3糖以上の長糖鎖の硫酸化修飾を触媒する新規の硫酸基転移酵素の検索と精製法の確立、およびその性状解析を目的としている。本年度はSM2b、SB2、或いはSM1aなど3糖以上の糖鎖を有する糖脂質糖鎖に硫酸基転移を触媒する酵素(Gg_3Cer sulfotransferase)の精製および性状解析、加えて昨年度に続きスルファチド(SM4)合成に関わるラット腎由来硫酸基転移酵素(GalCer sulfotransferase:CST)の精製、構造決定および性状をさらに詳細に解析した。ラット腎臓にはSM2bなど末端GalNAcが硫酸化された糖脂質が他の臓器に比べ豊富に存在する。先の酵素の精製法を検討し、さらにその部分精製標品を用いて酵素学的性状や基質特異性を確認した。この結果、本酵素が糖脂質糖鎖末端GalNAc(アセチルガラクトサミン)3位を硫酸化し、主にGg_3CerからSM2b、あるいはSM2aからSB2の生合成に関与する酵素であることを見い出した[Characterizaition of Gg_3Cer sulfotransferasefrom rat kidney.投稿準備中。第72回日本生化学会大会発表など]。また、CSTは末端Gal(ガラクトース)3位の硫酸基転移酵素であるが、Gg_3Cerの末端GalNAc3位はほとんど硫酸化しないこと、一方、本酵素はCSTの至適アッセイ条件では糖脂質糖鎖に硫酸基転移活性を示さないことを確認した。すなわち、本研究結果は本酵素がCSTとは明らかに酵素学的に異なる糖脂質糖鎖硫酸基転移酵素であることを示していた。なお、私は最近CSTラットおよびマウスのCSTのcDNA配列を一部決定している。今後この点を基盤としスルファチド合成や硫酸基転移酵素とその生物学的機能に関し遺伝子工学的アプローチからも解析をすすめる予定である。本年度は、私の開発したスルファチド(SM4)合成に関るラット腎由来硫酸基転移酵素(GalCer sulfotransferase:CST)の測定系や精製法[Purification and chracterization of GalCer sulfotransferasefrom rat Kidney.投稿中、第71回日本生化学会大会発表]を応用し、SM2、或いはSM1など3糖以上の糖鎖を有する糖脂質糖鎖に硫酸基転移を触媒する酵素群の有無をラット腎臓抽出溶液を用いて検索した。その結果、ラット腎臓中には先のスルファチド合成に関与するスルホトランスフェラーゼ(CST)とは明らかに性状と分子量の異なる新規硫酸基転移酵素が存在する可能性が示された[Characterizaition of Gg_3Cer sulfotransferasefrom rat Kidney.投稿準備中、第72回日本生化学会大会発表予定]。ラット腎臓にはSM2bなど末端GalN Acが硫酸化された糖脂質が他の種に比べ豊富に存在することが知られており、この酵素はGg_3Cerの糖鎖末端GalN Ac(アセチルガラクトサミン)3位を硫酸化し、Gg_3CerからSM2bの生合成に関与する酵素と考えられる。以前の報告で末端Gal(ガラクトース)3位の硫酸基転移酵素CSTはGg_3Cerの末端GalN Ac3位も硫酸化できること、すなわちCSTはGg_3CerからSM2bの合成可能であることが示されているが、私は本酵素がCSTとは明らかに異なる新規酵素であることを確認しつつある。本研究成果はCSTのみが糖脂質の硫酸基転移に関与する唯一の酵素であるか否かという議論に新しい答えと展開を与えるものと確信している。なお、硫酸化シアリルルイスXやSM1、SM2を有意に発現しているがん細胞株の検索をおこなっているが極めて発現の高い細胞株は本年度確認できなかった。硫酸化シアルルイスXの硫酸化修飾を触媒する硫酸基転移酵素は最近遺伝子が単離されており、上記のラット腎臓中の新規酵素の精製と性状解析等を現在早急に進めている。

すなわち、本研究結果は本酵素がCSTとは明らかに酵素学的に異なる糖脂質糖鎖硫酸基転移酵素であることを示していた。なお、私は最近CSTラットおよびマウスのCSTのcDNA配列を一部決定している。今後この点を基盤としスルファチド合成や硫酸基転移酵素とその生物学的機能に関し遺伝子工学的アプローチからも解析をすすめる予定である。
男女学生の認知機能における性差の統計的解析と科学教育への展開

標記研究課題に関し、研究計画書に基づき研究を遂行し、以下の結果を得ることができた。1.従来、ヒトの左右大脳半球での機能分化として定説化されている特徴は、右脳が視覚的、立体的空間認知を得意とし、全体的ではあるが拡散的な知能を有するのに対し左脳では言語機能や連続性と順序づけ、系列化を得意とする分析的、特殊的知能を有することである。これらの機能分担に基づき、右脳と左脳を各々特異的に作動させる問題として作成、報告されている設問のうち、50問からなる右脳左脳別IQテストを用意し、男女大学生に解答させた。文系大学の男子500人、女子250人に実施した結果、単純な数値比較では右脳左脳別IQテスト結果に性差は認められなかった。理系大学生にも実施したが、被検女子学生数が少ないため、性差の検定は実行できなかった。しかしながら、理系と文系男子学生間では、IQテスト結果に差異が認められる問題があるので、有意差か否かを、数種類の統計処理法により検討している。2.本年度は、文系大学生にIQテスト実施と同時に、理科嫌いのアンケート調査を実施した。アンケート内容は、どの理系科目が嫌いか、その理由は何か、嫌いになった時期はいつ頃か、どのようにしたら好きになれると思うかなどを、記述式で答えてもらった。これらの答えと、IQテスト結果との間の相関関係について現在分析中である。アンケート結果の全体的傾向としては、生物以外の理科科目が嫌いであり、理由は授業内容、あるいは教師の教授法に問題ありとしている。表記研究課題に関し、研究計画に基づき研究を実施し、以下の結果を得ることができた。1.従来、ヒトの左右大脳半球での機能分化として定説化されている特徴は、右脳が視覚的、立体的空間認知を得意とし、全体的ではあるが拡散的な知能を有するのに対し、左脳では言語機能や連続性と順序づけ、系列化を得意とする分析的、特殊的知能を有することである。これらの機能分担に基づき、右脳と左脳を各々特異的に作動させる問題として現在までに作成、報告されている設問のうち、50問からなる右脳左脳別IQテストを用意し、男女大学生に解答させた。男子500人、女子250人に実施し、右脳左脳別IQテスト結果に、男女による性差が認められるか否かを検討した。右脳用、左脳用IQテスト各々の正解率を、男女別に産出したところ、単純な数値比較では男女の性差は認められなかった。2.1での結果に対し、被検母集団数の違いや、個人のIQ値の相違がテスト成績に大きく影響する要因でもあることから、今後のデータ採集において以下の点を考慮する必要がある。(1)母集団数の男女同数化、(2)入試における偏差値の格差が少ない大学を被検者とする.(3)データへの適切な統計処理法の設定、(4)欧米研究者により作成された問題を数多く採用しているため、言語能力に関する問題には日本人学生に困難な問題もみられ、これが性差の認められない要因とも考えられるので、今後はより日本人に合った問題の開発を試みる。
巨大オキソクラスターの特長を利用した微空間反応場の創成

二核タングステンペルオキソ錯体K_2[{W(=O)(O_2)_2(H_2O)}_2(μ-O)]・2H_2O(W2)が、過酸化水素を酸化剤とする水中での種々のアリル型アルコールのエポキシ化反応に対し高い触媒活性を示すことを見出した。また、二核タングステンペルオキソ錯体はイオン性修飾シリカに担持することが可能であった。欠損型ポリオキソメタレート[γ-SiW_<110>O_<34>(H_2O)_2]^<4->が、過酸化水素を酸化剤としたオレフィン類のエポキシ化反応に対して、【greater than or equal】99%のエポキシド選択率・過酸化水素有効利用率、高い立体特異性を示し、再利用可能な触媒であった。二原子欠損型タングストケイ酸アニオン[γ-SiW_<10>O_<36>]^<8->の部分プロトン化体である[γ-SiW_<10>O_<34>(H_2O)_2]^<4->の有機溶媒中における二量体化により、20個のタングステンから構成される2種類の新規ポリオキソメタレートが生成することを見出し、それらの分子構造を決定した。この二量体化に際してプロトンを共存させた場合には末端アクア配位子を含みS字型の分子構造を有するクラスター[{γ-SiW_<10>O_<32>(H_2O)_2}_2(μ-O)_2]^<4->が生成するのに対し、プロトンが存在しなかった場合には閉環型分子構造を有するクラスター[(γ-SiW_<10>O_<32>)_2(μ-O)_4]^<8->が生成することが明らかとなった。さらに新規ポリオキソメタレートおよび[γ-SiW_<10>O_<34>(H_2O)_2]^<4->の触媒特性の比較を行い、S字型構造を有するクラスターのみが過酸化水素を酸化剤とするBaeyer-Villiger酸化に高い触媒活性を示すことを見出した。一方[γ-SiW_<10>O_<36>]^<8->に+4価チタン種を作用させることで、稜共有型二核金属活性点を有する新規なポリオキソメタレート触媒[{γ-SiTi_2W_<10>O_<36>(OH)_2}_2(μ-O)_2]^<8->の合成し、分子構造決定を決定した。このポリオキソメタレート触媒を用いた過酸化水素を酸化剤とするオレフィンエポキシ化反応は、立体特異的に進行した。

Keggin型ポリオキソメタレート[XW_<12>O_<40>]^<n-> (X=P,Si,B,Co, n=3,4,5,6:以下XWと略記)と三核Cr(III)-μ_3-オキソ錯体カチオン[Cr_3O(OOCH)_6(H_2O)_3]^+(以下Crあるいは"マクロカチオン"と表記)をアルカリ金属イオン(=M)共存下弱酸性水溶液中において混合すると、親水性微空間を有する結晶性固体M_<n-1>[Cr_3O(OOCH)_6(H_2O)_3]・[XW_<12>O_<40>] (=Cr-XW)が単一生成物として得られた。ここでアニオン電荷が低いポリオキソメタレートXWの固体ほど、カチオンとの間に働く相互作用が小さいために含有する微空間サイズは大きい。さらにこの結晶性固体より結晶水を除去して得られるゲストフリー相は、アルコールやニトリルなどの極性有機分子に対してイオン-双極子相互作用に基づく可逆的な識別収着(取り込み)能を示した。例えばCr-Siwはメタノール及びエタノールを固体中に収着する(取り込む)ことが出来るが、メタノールに対してより高い親和性を示すためにアルコール混合物中よりメタノールのみを選択的に収着する。また、このCr-Siw(-4価)は炭素鎖長2(=C2)までの有機極性分子を収着したが、よりアニオン電荷の低いCr-PW(-3価)はC4化合物までを収着し、逆にアニオン電荷の高いポリオキソメタレートを用いた場合には、Cr-BW(-5価)はC1化合物(CH_3OH)のみ収着可能であり、Cr-CoW(-6価)ではもはや有機分子を収着できない。以上のようにクロムカチオン錯体との複合化により得られる結晶性固体においては、用いるポリオキソメタレートのアニオン電荷に応じ、その有機分子に対する識別収着(取り込み)能を炭素数一個の精度で制御可能であることが明らかとなった。ポリオキソメタレートの主たる構成金属元素であるタングステンは、過酸化水素を酸化剤とする酸化反応触媒として有効な金属種であることが知られている。そこでクラスター中心部のヘテロ元素がケイ素である一連のポリオキソタングステート及びタングステン-ペルオキソ錯体について、過酸化水素を酸化剤とするオレフィン類のエポキシ化反応に対する触媒活性を比較検討した。305Kにおける1-オクテンのエポキシ化反応触媒活性を検討したところ、12個のタングステンから構成された原子欠損部のないクラスターや1個もしくは3個のタングステンが欠落したクラスターがほとんど活性を示さず、また従来よりオレフィン類のエポキシ化反応に有効な触媒であることが知られているタングステン-ペルオキソ錯体が中程度の活性しか示さなかったのに対し、2個のタングステン原子が欠損した酸化物クラスターは高い酸化触媒活性を示し、これまでに報告されているタングステン系分子触媒の中で最も高活性であることを見出した。またポリオキソメタレートを基本構成要素とする機能性固体の開発を目的として、アニオンであるポリオキソメタレートと分子サイズの大きな遷移金属錯体カチオンとを複合化させたイオン結晶固体を合成した。-6価アニオンであるゴバルト-タングステンクラスターを構成要素とすることで、対カチオンとして導入したクロム錯体イオン及びセシウムイオンと強く静電的に相互作用することで、単一組成を有するイオン性結晶固体が得られた。このイオン性結晶は外部分子に対する形状選択的な吸着特性を示し、エタノールと水の共沸混合物から水のみを選択的に吸着・除去することが明らかとなった。(1)二核タングステンペルオキソ錯体触媒による水中でのアリルアルコールエポキシ化反応二核タングステンペルオキソ錯体K_2[{W(=O)(O_2)_2(H_2O)}_2(μ-O)]・2H_2O (W2)が、過酸化水素を酸化剤とする水中での種々のアリル型アルコールのエポキシ化反応に対し高い触媒活性を示すことを見出した。W2を触媒として用い水中で種々のアリルアルコールのエポキシ化反応を行うと、オキシラン環の開環反応に伴うトリオールの生成はほとんど観察されなかった。
レーザー誘起蛍光分光法による喀痰中癌細胞の自動識別装置の開発に関する研究

[目的]本研究は肺癌の早期発見を目的とし、喀痰中肺癌細胞の自動識別装置の開発を意図して計画した.[成績](1)ポルフィリン誘導体と肺癌細胞反応後の特異蛍光波長:ポルフィリン誘導体であるPH1008は腫瘍細胞と親和性を有し、特殊励起波長により蛍光を発生する.この点を利用し、株化肺癌細胞(A549およびPC-1)、ヒト切除肺癌よりの分離肺癌細胞とをそれぞれPH1008と反応させ、He-Cd LASERによる励起波長441.8nmで励起した蛍光波長を分析した.これらの肺癌細胞では637nmと681nmにピークを有する特異蛍光波長パターンが観察された.50%アルコールまたは1%グルタールアルデヒドで固定後PH1008と反応させた場合も、肺癌生細胞でと同様の蛍光波長パターンが観察された.しかし、この検討ではPH1008を1mg/mlと高濃度で使用せざるを得なかった.(2)ポルフィリン誘導体と肺癌細胞の結合特異性:PBSに溶解したPH1008自体の吸収スペクトラムは378nmにピークを有することより、441.8nmより短波長の400nmを励起波長とした分析では、PH1008濃度を0.1-1μ/mlと極めて低濃度でも分析可能であり、肺癌細胞との結合特異性について、基礎的な検討を行った.A549とPH1008の結合は0-37°Cでは差がなく、数秒以内に飽和し、温度依存性はなかった.PH1008とA549とは強い結合性を示し、PC-1,線維芽細胞および好中球とは弱い結合性を示した.この結合はトリプシン処理によっても変化せず、細胞膜を含む脂質成分と結合すると推察された.(3)レーザ誘起超微細顕微分光装置の開発:He-Cd LASER発生装置、CCDカメラ、光学顕微鏡を構成し、顕微蛍光分光装置を試作し、PH1008と反応させたプレパラート上のA549細胞をHe-Cd LASER光で励起し、680nmでの特異波長の蛍光強度の分布を検討した.PH1008による特異波長は核部分でなく核周囲で際だって高いことが知られた.[結論」以上の検討より顕微分光装置の励起光源をHe-Cd LASERから励起波長が400nm前後の短波長を発生する半導体レーザーに変えることにより、実用化が可能と考えられる.[目的]本研究は肺癌の早期発見を目的とし、喀痰中肺癌細胞の自動識別装置の開発を意図して計画した.[成績](1)ポルフィリン誘導体と肺癌細胞反応後の特異蛍光波長:ポルフィリン誘導体であるPH1008は腫瘍細胞と親和性を有し、特殊励起波長により蛍光を発生する.この点を利用し、株化肺癌細胞(A549およびPC-1)、ヒト切除肺癌よりの分離肺癌細胞とをそれぞれPH1008と反応させ、He-Cd LASERによる励起波長441.8nmで励起した蛍光波長を分析した.これらの肺癌細胞では637nmと681nmにピークを有する特異蛍光波長パターンが観察された.50%アルコールまたは1%グルタールアルデヒドで固定後PH1008と反応させた場合も、肺癌生細胞でと同様の蛍光波長パターンが観察された.しかし、この検討ではPH1008を1mg/mlと高濃度で使用せざるを得なかった.(2)ポルフィリン誘導体と肺癌細胞の結合特異性:PBSに溶解したPH1008自体の吸収スペクトラムは378nmにピークを有することより、441.8nmより短波長の400nmを励起波長とした分析では、PH1008濃度を0.1-1μ/mlと極めて低濃度でも分析可能であり、肺癌細胞との結合特異性について、基礎的な検討を行った.A549とPH1008の結合は0-37°Cでは差がなく、数秒以内に飽和し、温度依存性はなかった.PH1008とA549とは強い結合性を示し、PC-1,線維芽細胞および好中球とは弱い結合性を示した.この結合はトリプシン処理によっても変化せず、細胞膜を含む脂質成分と結合すると推察された.(3)レーザ誘起超微細顕微分光装置の開発:He-Cd LASER発生装置、CCDカメラ、光学顕微鏡を構成し、顕微蛍光分光装置を試作し、PH1008と反応させたプレパラート上のA549細胞をHe-Cd LASER光で励起し、680nmでの特異波長の蛍光強度の分布を検討した.PH1008による特異波長は核部分でなく核周囲で際だって高いことが知られた.[結論」以上の検討より顕微分光装置の励起光源をHe-Cd LASERから励起波長が400nm前後の短波長を発生する半導体レーザーに変えることにより、実用化が可能と考えられる.
アミロイドベータのリンパ系クリアランス促進による認知症治療の萌芽的研究

アルツハイマー型認知症の原因物質であるアミロイドβ(Ab)の脳脊髄液を介する自浄・除去作用の減弱がその病態に関与することが示唆されている。脳脊髄液の一部は、頭頸部リンパ系を介して回収されることが知られているが、脳脊髄液-リンパ系輸送に対するAbの作用に関するエビデンスは皆無である。本研究は、頸部リンパ輸送系に対するAbの作用解明に挑戦し、そのメカニズムを基盤としたリンパ循環改善方法によって認知症治療を萌芽する研究を実施することである。本研究では、集合リンパ管の収縮制御機構に対するAbの作用についてex vivo実験を実施し、Abによる集合リンパ管収縮阻害効果をレスキューする手法を探索する。
日本語ゼロ代名詞の先行詞の自動同定アルゴリズムに関する基礎研究および機械翻訳等の文書処理への実装

「研究目的」日本語では「誰が何を」などの情報が往々にして表現されない。しかし、この情報は自動要約、質疑応答などの様々な言語処理アプリケーションの高度化に必要になる。特に、機械翻訳(日本語→英語)システム開発においては、それらの省略された情報(ゼロ代名詞)が英語で必須の情報であるため、その先行詞を同定する事は一つの大きな課題となっている。その解決策として、文法や文脈を考慮したアルゴリズムを考案したが、その実装と有用性評価が研究目的。「研究実績」新聞と雑誌のコーパス(言語データ)を分析した結果、さらに以下の改良点がみつかった。1.特殊構文に現れる省略一見省略がないように見える構文が2つある。「(Xに)山が見える」「(Xに)後継者ができた」のように「(Xは/に/が/で)Yが述語」の構文では、Xが省略されている。また、「(Xから)(Yに)電話があった。」の構文では、XとYが省略されている。新聞と雑誌のコーパスを分析した結果、12%の文がこの構文をとり、その内、X(またはY)が省略されるのは87%と頻度が高いことがわかった。よって、この2つの構文を他の文と見極める必要がある。動詞の意味属性が有益と考えられるが、他の要因も現在調査中。2.引用文引用文が文中に含まれる時、直接話法か間接話法かで先行詞が変化してしまう。3.省略の有無どこまでを省略(必須情報)とみなすか、厳格に見極めることは困難であるが必要である。4.表層に依存した手法の問題点自然言語は、人間が発するものであり必ず文法的に正しい文ではないこともある。また、複数の助詞が正しいとされる時があったり、反対に助詞が省略されていることもよくある。現手法は、表層(特に、助詞の種類)に依存し、表現されたものだけ頼りに文法で処理するため、このような問題への対処が不十分である。統計手法と兼ね合わせることに加え、何か、画期的な方法/視点が必要。今後の課題は、上記の点を考慮しアルゴリズムを改良することにある。そして、このアルゴリズムを実装したシステムを作り、種々のコーパスでその有用性をテストする。英語で必須の情報である「誰が何を」などの情報が日本語では往々にして表現されない。そのため機械翻訳(日本語→英語)システム開発において、ゼロ代名詞(誰が何をなどの省略)の先行詞を同定する事は一つの大きな問題となっている。新聞と雑誌のコーパス(言語データ)を分析した結果、アルゴリズムの精度の高さは確認できたが、以下の改良点もみつかった。1.文脈に出現しない先行詞現アルゴリズムは先行詞を同定するように構成されているが、一般的なことを述べた文には特定の先行詞が存在しない。例えば、「年をとると、忘れっぽくなる。」のような文でも、現アルゴリズムは先行詞を同定してしまう。これを原因とする誤りは、6.6%であった。この問題は新聞にはあまり出現しないが、雑誌には現れる。今後の対策としては、一般的なことを述べた文なのか、特定の先行詞が存在するのか、文型や文法面から区別する研究する予定。2.2つのtopicの出現現アルゴリズムは、話題の中心人物/出来事(topic)1つを要として構成されているが、時には同時に/交互に2つのtopicが現れる問題がある。この原因による誤りは、3.3%であった。何らかの対策が今後の課題である。3.数の不一致これは、機械翻訳の時問題になるが、英語では複数/単数の概念が文法化されているため、表示されなければならないが、日本語はそうではない。例えば、"I"しか文中に現れなくても、文脈から"we"の方が適訳のケースが3.9%あった。現アルゴリズムでは、主に文中に明記されたものだけ考慮するようにできているため、これも今後の課題である。今後の課題は、上記の点を考慮するようアルゴリズムを改良し、このアルゴリズムを搭載した自動翻訳システムを作り、種々のコーパスでその有用性をテストする。

よって、この2つの構文を他の文と見極める必要がある。動詞の意味属性が有益と考えられるが、他の要因も現在調査中。2.引用文引用文が文中に含まれる時、直接話法か間接話法かで先行詞が変化してしまう。3.省略の有無どこまでを省略(必須情報)とみなすか、厳格に見極めることは困難であるが必要である。4.表層に依存した手法の問題点自然言語は、人間が発するものであり必ず文法的に正しい文ではないこともある。また、複数の助詞が正しいとされる時があったり、反対に助詞が省略されていることもよくある。現手法は、表層(特に、助詞の種類)に依存し、表現されたものだけ頼りに文法で処理するため、このような問題への対処が不十分である。統計手法と兼ね合わせることに加え、何か、画期的な方法/視点が必要。今後の課題は、上記の点を考慮しアルゴリズムを改良することにある。そして、このアルゴリズムを実装したシステムを作り、種々のコーパスでその有用性をテストする。
高齢者に介護保険サービスを提供するNPOのアカウンタビリテイジレンマに関する研究

平成14年度は、介護保険サービスを提供する全国のNPO法人1254団体に郵送法によるアンケート調査を実施し、688団体(54.9%)から有効回答を得た。組織運営上の方針に関する質問で得られた回答について因子分析を行い、各団体の因子得点について、介護保険制度制定前から活動を行っていたNPO法人と介護保険後に活動を開始したNPO法人について比較したところ、新しく活動を開始したNPO法人ほど「採算性重視」の傾向が強い様子が明らかとなった。成果は論文として学術雑誌に発表した。平成15年度には、介護保険が組織運営に与えた影響を把握し、さらに得られた知見を一般化が可能な方法で検討するための調査枠組みを導出することを目的に、特別養護老人ホームを運営する施設長4人にインタビュー調査を実施した。その結果、現場ケアへの影響を把握する6つの視点と、それらの影響への組織的対応を把握するための5つの視点が把握され、さらに対応に影響する因子として、「施設長のバックグラウンド」があげられた。成果は、学術雑誌に論文として発表した。保健福祉サービスを提供する非営利組織は、民間の事業体として効率的な経営を求められると同時に、市民の立場からのサービス活動を行うことが期待されている。しかし、前者の目的のためには作業のマニュアル化、資金源の少数化によるシステムの簡素化、サービス利用者数や利用時間の増加等の客観的成果の追求、迅速な作業や意思決定のための組織構成(多くはトップダウン)が必要といわれる。いっぽう後者のためには、資金源多様化による独立性の保持、社会的に不利な立場にある人々の利益尊重、関係者の意見傾聴や対話重視の運営等が求められ、ひとつの組織内でこのふたつの特性を同時に備えることは不可能であると指摘されている。これを非営利組織のカウンタビリテイジレンマという。本研究は、わが国の保健福祉領域で活動する非営利組織のアカウンタビリテイジレンマの実態と広がりを明らかにし、その対応策を検討するために、以下の目的で調査を行なった。1)介護保険サービスを提供する全国のNPO団体(特定非営利活動法によってNPO法人格を取得した団体)に、郵送法による自記式アンケート調査を実施した。2)既存の非営利組織としての社会福祉法人(特別養護老人ホーム)の施設長を対象にインテンシブなインタビューを行った。1)については統計的分析、2)については質的分析を行い、いずれも分析作業は次年度に持ち越される。暫定的な結果としては、1)では、地元に密着した利用者の利益重視型の活動を試みる団体が大半を占めるいっぽう、利用者との関わりを「大切にしているとはいえない」という回答が20%、利益を「追求する」という回答が10%を占めるなど、NPOの二極分解の進行が伺われた。2)については、介護保険制度によって効率性向上と標準化のプレッシャーが増大し、「民間組織としての独自性や多様性を発揮しにくくなった」との見解が得られた。対人サービスを提供する非営利組織に固有の課題としてアカウンタビリティジレンマに着目し、介護保険サービスを提供する全国のNPO法人1254団体に郵送法によるアンケート調査を実施し、688団体(54.9%)から有効回答を得た。また、最終年度に計画している組織レベルの調査に向け、パイロットスタデイとして、特別養護老人ホームを運営する施設長4人にインタビュー調査を実施した。郵送調査では、組織運営上の方針に関する質問で得られた回答について因子分析を行った結果、「クライエントの利益尊重」「採算性重視」「シェア拡大重視」の3因子が抽出された。さらに因子分析にもとづいて各団体の因子得点を算出し、介護保険制度制定前より高齢者介護に関わる活動を行っていたNPO法人と介護保険後に活動を開始したNPO法人について比較したところ、「クライエントの利益尊重」「シェア拡大重視」では差は見られなかったものの、「採算性重視」の因子得点で有意差が検出された(p<0.00)。以上から、新しく活動を開始したNPO法人ほど「採算性重視」の傾向が強く、アカウンタビリテイジレンマのバランスのはかり方は変化しつつある様子が明らかとなった。パイロットスタデイでは、介護保険が組織運営に与えた影響を把握するための次元を明らかにすることを目的に、質的研究法に基づくインタビューデータの分析を行った。

その結果、現場ケアヘの影響は、「ケアの対象」「入居者との関係」「三大介護の比重」「職員に求められる技能」「歳入・歳出構造と人員配置」の視点から、組織的対応としては、「財政上の対応」「サービス向上の取り組み」「価値・理念」「職員のモラール維持・向上の取り組み」の視点から把握しうることがわかった。また、これら要因間の撹乱因子として、「施設長のバックグラウンド」と、介護保険後の体制について抱く「危機感の内容」があげられた。平成14年度には、介護保険サービスを提供する全国のNPO法人1254団体に郵送法によるアンケート調査を実施し、688団体(54.9%)から有効回答を得た。組織運営上の方針に関する質問で得られた回答について因子分析を行った結果、「クライエントの利益尊重」「採算性重視」「「シェア拡大重視」の3因子が抽出された。さらに因子分析にもとづいて各団体の因子得点を算出し、介護保険制度制定前より高齢者介護に関わる活動を行っていたNPO法人と介護保険後に活動を開始したNPO法人について比較したところ、「クライエントの利益尊重」「シェア拡大重視」では差は見られなかったものの、「採算性重視」の因子得点で有意差が検出された(p<0.00)。以上から、新しく活動を開始したNPO法人ほど「採算性重視」の傾向が強く、アカウンタビリテイジレンマのバランスのはかり方は変化しつつある様子が明らかとなった。成果は論文として学術雑誌に発表した。平成15年度には、介護保険が組織運営に与えた影響を把握するための次元を明らかにすることを目的に、特別養護老人ホームを運営する施設長4人にインタビュー調査を実施した。得られたデータは質的研究法に基づくインタビューデータの分析を行った。その結果、現場ケアへの影響は、「ケアの対象」「入居者との関係」「三大介護の比重」「職員に求められる技能」「歳入・歳出構造と人員配置」の視点から、組織的対応としては、「財政上の対応」「サービス向上の取り組み」「価値・理念」「職員のモラール維持・向上の取り組み」の視点から把握しうることがわかった。成果は、学術雑誌に論文として発表した。さらに、上記の郵送法による調査と質的研究では把握しきれなかった介護保険事業者の全体像を把握するために、東京都葛飾区と秋田県大館市・田代町で活動する介護保険指定事業者(行政と営利組織を服務)への電話調査を実施した。
走査型トンネル顕微鏡によるSiGe系微細ヘテロ構造のポテンシャル解析

[目的]本研究では、走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いてSiGe系ヘテロ構造やデバイス構造をナノスケールで評価することを目的としている。各微小領域におけるポテンシャルプロファイリングの実現を目差し、キャリア濃度・ポテンシャルについてナノメートルの空間分解能でプロファイリングを行う。[実績]1.走査型トンネル顕微鏡(STM)装置の改良ヘテロ構造領域など評価する位置へSTM探針を移動させるための試料面内移動機構として、アクチュエータ付き断面観察用ホルダの設計および部品製作を行った。Si基板上に多層Si/SiGeヘテロ構造(Si層:30nm、SiGe層:100-200nm)を分子線エピタキシャル法により作製した。断面から評価するために断面を鏡面研磨し、洗浄および熱硫酸による化学酸化膜形成後、断面を水素終端し超高真空中でSTM測定を行った。STMトポグラフ像においてSi領域とSiGe領域が明瞭に区別でき、測定バイアス電圧依存性により、STM像での違いが電気的性質に因ることを確認した。さらにトンネル電流-電圧特性を観察領域内でマッピングした結果、Si/SiGeヘテロ接合におけるバンドアライメントをよく反映した特性の分布が見られた。マッピング結果より、電気的特性に関しての空間分解能は3nmを超えるものだと推定できた。以上より、本手法はSi/SiGe系微細デバイス構造でのポテンシャルプロファイリングに適用可能であることが明らかとなった。[目的]本研究では、走査型トンネル顕微鏡を用いてSiGe系ヘテロ構造やデバイス構造をナノスケールで評価することを目的としている。[実績]1.走査型トンネル顕微鏡(STM)装置の改良ヘテロ構造領域など評価する位置へSTM探針を移動させるための試料面内移動機構として、断面観察用ホルダの設計を行った(継続中)。2.表面水素終端確認STMにより表面を通して結晶中の電気的性質を捉えるためのSiGe表面水素終端手法を確立した。SiGe表面を化学機械研磨により平坦化した後、熱硫酸によるケミカル酸化膜を導入することにより、ふっ酸+塩酸溶液による水素終端が可能となった。STMトンネル電流-電圧測定をp型SiGe表面について行い、その伝導型に対応する特性が得られることを確認した。SiGe上に電子線描画およびイオン注入法によりpn接合(ライン&スペース)を作製し、上記手法により水素終端した表面を評価した。STMトポグラフ像において空乏層領域が明瞭に観察され、これが電気的性質に因ることを測定バイアス電圧依存性より確認した。さらにトンネル電流-電圧特性を観察領域内でマッピングした結果、pn接合におけるポテンシャル分布をよく反映した特性の分布が見られた。すなわち、SiGe系ヘテロ構造でのポテンシャルプロファイリングへ向けての基礎的データが得られた。