hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
豚安寧フェロモン作用機序の解明:脳内糖代謝、ホルモン動態、行動からのアプローチ

動物福祉を配慮したブタの飼育法の一つとして、環境からのアプローチとして耕作放棄地での豚の分娩、育成、肥育はストレス軽減、免疫機能の上昇、肉のおいしさの向上が認められた。猫を用いて環境を変えずに安寧フェロモンに暴露した場合の行動と脳内糖代謝の変化をみた。猫の手術後はフェロモンに暴露した方が痛みとストレスの減少が認められる傾向にあったが、脳内糖代謝にはフェロモンによる影響は認められなかった。安寧フェロモンの効果に関して、本年度は供試動物として身近なネコをブタの代わりに用いて検証した。本年度はFeliwayという市販されているネコ安寧フェロモンを用いて実験を行った。ネコをFeliwayが噴霧されているケージに入れた状態でケージの戸を開け閉めするなどの軽度のストレスを与え、その際のネコの行動と血中コルチゾール濃度の変動を記録した。行動観察および血中コルチゾール濃度測定からFeliwayはネコの不安やストレスを軽減させる働きが見られないのではないかという事が示唆された。しかし、PET-CTを用いた脳の糖代謝をみる実験において、Feliwayを暴露したケージに入れて30分おいておいたネコの脳の糖代謝はFeliwayを噴霧していないケージに入れられた状態の時よりも低く、脳内のarousal(覚醒や興奮)をFeliwayが抑える働きがあるかもしれない事は示唆された。ブタを用いた実験においては、4週齢子ブタを用いて耳標を打った際の痛みストレス負荷時の血中および唾液中コルチゾール濃度を測定した。当初の予定では血中コルチゾール濃度のみの変動をストレス指標として用いる予定であったが、過剰なストレスをかけることなく子ブタの血液採取を行うことが困難である事が判明したため、唾液中コルチゾール濃度をストレス指標として用いる事の可能性を探っていった。本年度はブタの飼育環境の違いが同じストレス負荷時における生体反応に違いを及ぼすかを血中コルチゾール濃度と唾液中コルチゾール濃度療法を測定し、検討した。環境要因は動物のストレス耐性に大きな影響を与える事が今回結果として得られたため、次年度の研究ではフェロモンの効果と動物を飼育する環境要因に注目、検討しながら研究を進めていく必要があると考える。現在家畜生産の場で課題となっているアニマルウェルフェアを考慮した家畜生産を目指し、我々は、家畜のストレス軽減する事を目的として動物の安寧フェロモンを使用する事で家畜のストレス軽減が図れるか、家畜福祉への安寧フェロモンの利用の可能性と効果の検証を目的としていた。豚を用いて豚安寧フェロモンの効果とその生理学的影響を見たかったのであうが、豚の安寧フェロモン自体の入手困難、さらに脳の糖代謝測定が、技術的、法律の制限等の問題で測定できなかった。本問題に対しては、豚のストレス軽減の方法の検討の1つとして、豚の環境を変えた際の生理学的、行動学的変化を調査した。その結果豚本来の行動を発現できるよう屋外簡易施設で豚を放牧飼育したら、豚の貧血が無く、免疫機能も高く、不安行動もなく、ストレスに対する生理的反応にも違いがあった。安寧フェロモンのストレス緩和効果に関しては、豚ではなく、猫を用いた。不妊手術前後の動物病院ケージの中にいる猫に安寧フェロモンに暴露させた場合とさせない場合において、猫の行動の違いと見たところ、安寧フェロモンに暴露した猫の方が手術後によく動き、痛みが軽減されるほどストレス軽減があったのではないかと考えらる。また、安寧フェロモンを暴露させた時の脳の糖代謝に関しては、安寧フェロモンの影響は今回認められなかった。今年度の研究から動物のストレスを軽減する目的で安寧フェロモンの活用を考えたがフェロモン使用の前にまずは動物の飼育環境を見直してからプラスでフェロモンの使用を考えた方がより目的達成できると考えられる。動物の環境を変えず薬剤、サプリメント、フェロモンなどで簡単にストレスを下げるのは難しく、まずは動物の環境がより重要で畜産農家にも一番受け入れやすいと考える。今年度は、昨年度までの研究のデータを整理し、まとめて論文として提出することのみ行った。現在ネコを用いたフェロモンの脳への影響をPETで撮影し、行動と照らし合わせてみたデータを提出した。猫の安寧フェロモンといわれるネコフェイシャルフェロモンを不妊手術前後の猫のケージに噴霧し、ネコの行動を観察したところ、フェロモン暴露のあった猫の方が不安行動が低いと考得られた。しかし、PETから脳の糖代謝を診たところ、フェロモン暴露は脳の糖代謝に何ら他の変化は与えていなさそうである。本実験からは今後は解析度の高いより鮮明なPET画像を得る必要性があることが示唆された。また、ブタの飼育環境を操作し、ブタの飼育環境と行動を照らし合わせた研究結果もまとめて論文として提出している段階である。ブタは子豚を産むための母豚も、110キロを超えると肉となる肥育豚も狭い面積で飼育しているのが現状であるが、これは、豚の生産生と農家の経営を考えると崩せない現状がある。

そこで本実験では安寧フェロモンをブタに暴露することを含むブタの環境からのストレスを軽減させるようなアイディアに着目していた。本研究ではいま問題となっている耕作放棄地の有効活用として使われていない土地でのブタの屋外飼育の可能性を探ることから研究を行っていた。屋外の耕作放棄地を模した場所で妊娠、出産、育成させた豚のほうが身体的にも、生理的にも健康で免疫機能も高いことが示唆され、本研究内容を発表する段階にある。すべての実験は終了しており、本年度は予定通り論文として仕上げ、発表していく段階であるため、予定通りと言える。24年度が最終年度であるため、記入しない。予定通り本年度は結果をまとめて発表していくことを考えている。本研究は当初「安寧フェロモン」を使用して家畜のウェルフェアを推進していく試みとした研究であったが、研究を進める過程において、家畜の環境がストレスに大きな影響を与えている事、行動のみならず、生理学的にも予想を大きく上回るほど大きな影響を与えていた事が判明したため、今後「安寧フェロモン」や「薬剤」「サプリメント」などの添加物にたよらない方向のアニマルウェルフェアを考えた研究と畜産農家、消費者への啓発を考える方向の研究につなげていきたいと考える。また、「安寧フェロモン」は「痛み」の軽減に有効である可能性が今年度の研究で分かったため、「ストレス」だけに焦点を絞らないアプローチで「安寧フェロモン」に関して研究をすすめていきたい。
組込みシステム向け立体音響処理に関する研究とその実装

組込み向け立体音像定位システムの実現に向けて残された課題として、以下の研究に取り組んだ。頭部近傍における立体音像定位の向上多数の音源に対する立体音像定位の実現頭部伝達関数の補正による立体音像移動の移動感向上既存の立体音像定位手法では、距離の違いを全体の音量差のみで表現しており、頭部近傍で鳴る小さな音と、遠くで鳴る大きな音の区別がつかない問題があった。そこで、遠距離および頭部近傍における音像定位の違いについての考察から、頭部近傍における立体音像定位手法を実現する手法を提案した。頭部近傍では、頭部の存在による影響が無視できなくなるため、本手法では、この影響を再現することによって頭部近傍での立体音像定位を実現する。また、既存の立体音像定位手法では、多数の音源に対応する場合、音源の数に比例した演算量あるいは演算器を必要とするため、計算資源の制約から再現できる音像の数には限界が生じる。そこで本研究では、C-meansファジィクラスタリング法を用いて、限られた計算資源を用いて多音源に対応した立体音像定位処理を行う手法を提案した。本手法では、各音源に対してクラスタリングを行い、帰属度に応じて音声信号をミキシングした上で、それぞれのクラスタ重心位置に音像を定位させる。さらに、頭部伝達関数に補正を加え、周波数特性の変化を強調して再現することで、移動感を向上させる手法を提案した。頭部伝達関数の解析および音像の移動感に関する主観評価の結果、耳の真横付近において、水平角の移動に対して頭部伝達関数の変化が乏しく、このことに起因する音像の移動感の低下が見られた。そこで、本手法では耳の真横付近における頭部伝達関数の変化が顕著になるように、強調効果を付加した頭部伝達関数の再現を行うことで移動感の向上を図る。◆頭部近傍における立体音像定位の向上◆多数の音源に対する立体音像定位の実現◆頭部伝達関数の補正による立体音像移動の移動感向上既存の立体音像定位手法では、距離の違いを全体の音量差のみで表現しており、頭部近傍で鳴る小さな音と、遠くで鳴る大きな音の区別がつかない問題があった。そこで本研究では,C-meansファジィクラスタリング法を用いて、限られた計算資源を用いて多音源に対応した立体音像定位処理を行なう手法を提案した。本手法では、各音源に対してファジィクラスタリングを行い、帰属度に応じて音声信号をミキシングした上で、それぞれのクラスタ重心位置に音像を定位させる。そこで、本手法では、耳の真横付近における頭部伝達関数の変化が顕著になるように、耳に手を当てているような強調効果を付加した頭部伝達関数の再現を行うことで移動感の向上を図る。
銀ナノ粒子薄膜の発色機構の解明

特定の硫化物の存在下で、銀薄膜は黄、赤、青などに色を変える。この色変化をコントロールする因子として、硫化物の水への溶解度があることを確認した。また、この発色現象が、銀薄膜上に形成された硫化銀薄膜の薄膜干渉によるものであることを検証した。この銀薄膜の産業界における応用分野としては、硫化物をインクとして用いた画像形成材料が考えられる。静電インクジェットプリンターを用いて、銀薄膜上に線の書き込みが可能であることを確認した。平成24年度には銀薄膜の発色剤となる硫化物の成分を特定できたので、平成25年度は、計画通り、銀薄膜の発色機構の解明に注力した。まず、成分既知の硫化物を用いたときの、発色前後の銀薄膜表面の分析を、走査型電子顕微鏡、X線光電子分光装置、ゴニオフォトメータなどを用いて実施した。表面のモルフォロジーや化学組成と光学的特性や発色性との関係が定量的に明らかになった。特に、X線光電子分光装置による深さ方向への定量分析により、銀薄膜上に硫化銀の薄膜が形成されていることがわかった。これらの結果を解析し、銀薄膜上の硫化銀薄膜形成に起因する薄膜干渉が発色の主原因と考えるに至った。さらに上記の考えを確認するために、当初の研究計画外ではあったが、薄膜干渉による発色を起こすと一般に言われているニオブとニオブの酸化薄膜についても同様の実験および解析を行った。ニオブの酸化膜は、ニオブを陽極、白金を陰極としたときにクエン酸液を電気分解することによって作製した。印加電圧は0100Vまで10V刻みで行った。印加電圧の違いでニオブの上に形成される酸化ニオブ膜の膜厚が異なることを走査型電子顕微鏡による断面観察で確認した。この膜厚と酸化ニオブの屈折率をブラックの反射式に代入して計算により得た反射スペクトルとゴニオフォトメータにより実測した反射スペクトルがほぼ一致した。銀薄膜と硫化銀薄膜の系においても、計算と実測において同様の関係がみられることも明らかになり、薄膜干渉による発色であることが間違いないと考えられる。平成24年度は、銀薄膜の発色に影響する硫化物と影響しない硫化物を特定し、その性質を含めてデータベース化することにより、最終目標である発色機構解明の基礎を築くことを目的とした。まず硫化カリウム水溶液に銀薄膜を浸漬すると、温度や濃度などの条件のコントロールは必要であるが、様々な色に発色させることができた。一方、硫化ナトリウム水溶液の場合は、温度や濃度などの条件を変えても、いわゆるいぶし銀以外の色はでなかった。さらに、硫化バリウムや硫化カルシウム水溶液の場合は、発色は全く認められなかった。実験を行った温度(50°C)におけるそれぞれの硫化物の水100gに対する溶解度は、硫化カリウム、硫化ナトリウム、硫化バリウム、硫化カルシウムで、それぞれ、8.7g(= 0.079 mol)、15.2g(= 0.0.172 mol)、0g(= 0 mol)、0g(= 0 mol)であった。硫化物中のイオウのイオン濃度が発色に大きく影響していると考えられる。すなわち硫化ナトリウム水溶液ではイオン濃度が高すぎて、従来のいぶし銀しか出すことができず、硫化バリウムや硫化カルシウム水溶液では反対にイオン濃度が低過ぎて発色に全く関与できなかったものと考える。銀薄膜を様々な色に発色する硫化カリウム水溶液については、その温度、硫化カリウム濃度などをパラメータにした実験を行い、データベース化を行っている。また、硫化カリウムは水中で加水分解していると考えられるが、加水分解生成物である硫化水素カリウムと水酸化カリウムの中、発色に関与するのは硫化水素カリウムであることを確認した。平成24年度に銀薄膜の発色剤となる硫化物の成分を特定し、平成25年度に銀薄膜の発色機構の解明に注力しその主因が薄膜干渉にあると判断したので、平成26年度は、まず計画通り本技術の産業への応用を検討した。インクジェットプリンターを用いて、インクとなる硫化物の濃度、温度などをコントロールしながら、画像形成を行った。静電インクジェットプリンターを用いた際に、銀薄膜上に画像形成ができることがわかった。この画像形成は銀と硫化物との反応にもとづく色変化を利用している。しかし、画像形成できたものの、画像を形成する色が継時的に変化していくという問題が生じた。産業上の利用を考える場合には、致命的な欠陥である。そこで、平成26年度には、当初は予定していなかったが、画像形成後の色の保存性の向上についても検討した。まず、継時的な色変化の原因は、銀と硫化物との反応が継時的に徐々に進行し、これにより薄膜干渉を引き起こす硫化銀層の厚さも変わっていくことにあると推定した。

この考え方が正しければ、最初の段階で銀と硫化物を完全に反応させてしまえばそれ以上の変化はおきず、したがって継時的な色変化もないことになる。そこで、銀蒸着を用いてアルミ板上に20nmという薄い銀薄膜を形成し、これを硫化物(硫化カルシウムと硫化カリウムの混合物)と反応させた。本研究でこれまで行ってきた銀鏡反応でできる銀薄膜の厚さは200nm程度であったことから考えると、非常に薄い膜を形成したと言える。つまり、反応する銀の量を最小限におさえること(継時的に反応する余分な成分をなくすこと)により、色を一定に保とうという発想である。現状、一回の実験を行っただけであるが、継時的な色変化が緩和されたように見える。但し、結果次第では発色機構の再検討にも繋がる重要なことなので、再現試験および銀薄膜の厚みをパラメータとするさらに詳細な実験を計画している。イメージングマテリアル研究実績の概要に記載のように、平成25年度の目的である、銀薄膜の発色機構を明らかにすること、に成功している。研究実績の概要に記載のように、平成24年度の目的である、銀薄膜の発色に影響する硫化物と影響しない硫化物を特定しその性質を含めてデータベース化すること、に成功している。本技術の産業への応用を検討する。具体的にはインクジェットプリンターを用いて、インクとなる硫化物の濃度、温度などをコントロールしながら、画像形成を行う。特に、発色に至る時間が短いことや導電性を有するという特長を生かして、加飾分野やプリンティッドエレクトロニクスでの応用の可能性を検討する。この応用検討において、平成24年度に明らかにした発色に関わる硫化物の性質や平成25年度に明らかにした発色機構に関する知見が、大いに役立つと考える。今後は、平成24年度に発色剤として働くことを見出した硫化物ごとに、発色前後の銀薄膜の表面分析を実施する。薄膜表面の走査型電子顕微鏡(SEM)観察により、発色前後で薄膜表面の粒子の形状や大きさの変化を測定し、表面プラズモン共鳴吸収や構造色などによる発色の可能性を検討する。一方、X線光電子分光装置(XPS)による極表面の成分分析を行い、硫化銀などの薄膜が銀薄膜の上に形成されたことに起因する薄膜干渉の可能性についても検討する。これらの関係を解析した上で、銀薄膜の発色機構を解明する。さらに銀薄膜の画像形成材料としての応用を検討する。具体的には、インクジェットプリンター(IJ)による書込みによって、画像形成を行う。濃度、温度などを監理した硫化物水溶液をインクとして吐出することにより、銀薄膜上にカラー画像を形成することを目標とする。この応用検討においては、発色機構に関する知見が、大いに役立つと考える。平成25年度に購入予定だった画像処理装置一式の購入が、フリーソフトで対応できたため、必要なくなったから。平成26年度は、研究成果を広く公開したいと考えている。論文投稿に関わる費用、学会発表に関わる支出(参加費、旅費)などに充当したい。設備としては、銀粒子の形状や大きさを評価するための画像処理装置、画像表示材料としての応用を目指す上で印画手段となる産業用インクジェットプリンターなどが必要になる。また、研究成果も順調にでているので、国内外での学会活動も活発に行う予定である。消耗品以外は、上記の設備費や学会などへの参加費に研究費を充当したい。
原子炉圧力容器鋼中ナノ炭化物とその界面の3次元アトムプローブ観察

軽水炉発電の安全性を確保する上で最重要の問題の一つに、圧力容器の照射脆化が挙げられる。脆化による脆性破壊は、炭化物などが起点となって生じるが、その理解は未だ不十分である。本研究では、そのうちの微小炭化物およびその界面に焦点を絞り、3次元アトムプローブを用いて観察し、解析した。ベルギー炉の監視試験片中について、中性子照射により、炭化物-母相界面でのMn、Mo、Pなどの偏析が顕著になることを明らかにした。我が国電力の30%強を担う軽水炉型原子炉は、高経年化(当初の想定期間を超えて運転)時代を迎えつつある。その安全性を確保する上で最重要の問題の一つに、炉心を格納する圧力容器の照射脆化が挙げられる。脆化による脆性破壊は、材料中の不均一組織・界面(炭化物や結晶粒界)が起点となって生じるが、これらの研究例は世界的にも乏しくき理解は未だ不十分である。本研究では、そのうちの微小炭化物およびその界面に焦点を絞り、最先端の3次元アトムプローブ(3D-AP : Three Dimensional Atom Probe)を用いて原子レベルでこれを観察し、解析することを目的とした。今年度は、3D-AP試料の作製手法を工夫することにより、原子炉圧力容器鋼中の微小炭化物を3D-APで観察する手法を確立することを主目標とした。本研究では、照射済みRPV鋼試料について実験を行うが、これらの試料は機械試験後の残材として入手しており、不整形である。これを、放電加工機を用いて加工歪みが導入されないように切断・整形し、さらに、試料を先端径100nm以下の細い針状に加工して3D-AP試料とするが、針先端部には、観察対象となる炭化物が含まれていなければならない。これを、集束イオンビーム装置(FIB : Focused Ion Beam)を用いてマイクロサンプリングを行った。さらに、走査型電子顕微鏡が付属したDual-BeamのFIBを用いることにより、炭化物のコントラストを明瞭に観察して試料を作製することができた。脆化による脆性破壊は、材料中の不均一組織・界面(炭化物や結晶粒界)が起点となって生じるが、これらの研究例は世界的にも乏しく、理解は未だ不十分である。今年度は、昨年に確立した3D-AP試料の作製手法を用いて、原子炉圧力容器鋼中の微小炭化物を3D-APで観察することを主目標とした。これを、放電加工機を用いて加工歪みが導入されないように切断・整形し、さらに、試料を先端径100nm以下の細い針状に加工して3D-AP試料とした。ベルギー炉の監視試験片中の微小炭化物を3D-AP観察し、M6C型の炭化物を分析した。中性子照射により、炭化物-マトリックス界面でのMn、Mo、Pなどの偏析が顕著になることを明らかにした。このような界面は、前述のように圧力容器鋼中の破壊の起点の有力な候補であるから、照射による変化をナノ組織の立場から調べた本研究は、圧力容器鋼の照射脆化を理解する上で重要と考えられる。
メタマテリアルにおける空気の非線形性を利用したモノサイクルパルス電磁波の自励発振

メタマテリアルにおける局所電磁場増強効果を最大限に活かした非線形現象の高効率発生について研究を行った。メタマテリアル中におけるプラズマの生成・消滅を制御することにより、電磁波の周波数混合を発生させられることが明らかになった。また、メタマテリアル中のある部分に発生したプラズマによって異なる部分の絶縁破壊電場を大幅に低下させられるような条件が存在することを発見した。そのような条件下では、メタマテリアルにおける周波数混合の周波数変換効率を100倍程度大きくできるという結果が得られた。本研究では、極低群速度伝搬を実現するメタマテリアル中で発生する気体の絶縁破壊を利用した、パルス電磁波の自励発振を目的としている。今年度は、自励発振のための予備実験として、メタマテリアルに入射させる電磁波の振幅に変調をかけ、強制的にパルスを発生させる実験を行った。具体的には、2台の信号発生器からパワーが同じで周波数がわずかに異なる電磁波を発生させ、両者を重ね合わせてメタマテリアルに入射させた。すなわち、振幅が正弦波的にゆっくりと変化する電磁波をメタマテリアルに入射させた。そして、透過した電磁波を2つに分け、一方に対しては検波ダイオードとオシロスコープを用いることにより包絡線波形の観測を行い、もう一方に対してはスペクトラムアナライザを用いることにより周波数成分の測定を行った。さらに、メタマテリアル中に発生するプラズマからの発光強度の時間変化も同時にオシロスコープで観測した。その結果、入射波の振幅変化に応じてメタマテリアル中でプラズマの生成・消滅が発生し、それに応じて、メタマテリアルの透過特性が変化する様子が観測できた。ここで、条件によっては、プラズマ発生の瞬間に時間幅の短いパルスが発生する様子も確認できた。また、透過波のスペクトルは2つの入射波の周波数成分の他に多数のサイドバンドが等間隔で発生したようなものが得られるということもわかった。ここで、得られるサイドバンド成分のパワーのパラメーター依存性について検討したところ、1周期当たりのプラズマ生成時間の割合のみでおおよそ決まるということが明らかになった。今年度の目標としては、入射電磁波の振幅を時間的に変化させることにより、メタマテリアル中のプラズマ生成が制御できることを確認するとともに、プラズマ生成の瞬間にメタマテリアルに蓄えられたエネルギーが短時間で放出されるのを観測するというものであった。パワーが同じで周波数が異なる2つの電磁波を重ね合わせて入射波の振幅を正弦波的に変化させることにより、メタマテリアル中でプラズマの生成・消滅が周期的に繰り返されることを確認できている。ここで、プラズマの生成状態は透過波の包絡線波形とプラズマからの発光強度の時間変化の両面から矛盾のない形で確認できている。また、プラズマ生成の瞬間にメタマテリアルから時間幅の短いパルスが放出される現象についても、放出されたパルスの大きさは予想より小さいながらも、確かに観測できている。また、メタマテリアルの非線形応答の結果として生じるサイドバンド成分の大きさの入射パワーおよび気体圧力に対する依存性についても、簡単なモデルを用いて説明することに成功している。ここで行った実験において得られた結果を用いることにより、次年度に行う、メタマテリアルにおける電磁波パルスの自励発振実験のための実験系を設計することができる。それと同時に、これらの結果は、メタマテリアルにおける非線形現象の実現に関する研究という観点からも十分意義のあるものであると言うことができる。これらのことから、本研究は、おおよそ予定通り進んでいると考えている。極低群速度伝搬を実現するメタマテリアル中における気体の絶縁破壊を利用した非線形現象の実現について研究を行った。本年度は、前年度に発見した非常に強い非線形性を示す現象の解明を行った。前年度に、非常に高パワーの電磁波をメタマテリアルに照射したときにしか発生しないと考えていた現象が、比較的低パワーの電磁波を入射した際に観測されていた。この現象を、メタマテリアル周囲の気体に依存するものであると仮説を立て、気体の圧力や分圧比を変化させてメタマテリアルの非線形性について調べた。その結果、ある圧力範囲、分圧範囲において当該現象が発生することが確かめられた。この結果から、気体の絶縁破壊により生成したプラズマの影響で、その周囲の絶縁破壊電場が低下するため、予想していたものより低パワーの電磁波を入射するだけで、メタマテリアル中の複数箇所でプラズマが発生し、強い非線形現象が発生するということが明らかになった。当初の予定では、このメタマテリアルを利用して自励パルス発振を実現する予定であったが、上記の通り、メタマテリアル中に発生したプラズマによって支援される非線形現象という新しい現象を発見したため、そちらの解明を優先した。本研究は、メタマテリアル中における局所電磁場増強効果を最大限に活かした非線形現象の増強手法の確立につながるものであり、例えば種々の非線形現象を低消費電力で発生させるのに役立つ。また、本研究は、プラズマ生成のために必要な電力を大幅に低下させるという側面もあり、プラズマ応用分野のさらなる拡大にもつながると考える。今年度の実験を行っている最中に、当初の予測ではより高パワーの電磁波をメタマテリアルに入射させた場合にしか生じないと考えていた現象がしばしば観測された。

この現象は非常に強い非線形性を示したため、まずは、この現象の起源を明らかにし、再現性良く発生させるための手法を明らかにすることを行う。これは、電磁波パルスの自励発振に直接的にはつながりはないかもしれない。しかし、メタマテリアルを用いた非線形現象の高効率発生は世界的に見ても重要な研究課題である。この現象の発生条件とその物理を明らかにすることにより、新しい非線形現象の高効率発生手法が見出せると考えている。また、この実験を行うにはそれほど時間はかからないため、当初の研究計画の遂行に大きな影響を与えないと考えている。そのため、計画を変更して上記実験を追加で行う。その後に、元々行う予定であった電磁波パルスの自励発振の実現に取り組む。電磁波パルス自励発振実現のためには、メタマテリアルの応答にフィードバックをかけて、メタマテリアル中でのプラズマ生成状態を、ある種の不安定状態にさせる必要がある。本年度に得られた結果を基にして、フィードバックループのゲインを決定し、実験系の構築を行う。メタマテリアル周囲の気体圧力を変化させながら自励発振の特性、すなわち、メタマテリアルを透過する電磁波の包絡線波形、スペクトル、および、プラズマからの発光強度波形を観測することにより、短パルス発生が実現できる条件を見出す。電磁光学
応力緩和能を指標とする軟質裏装材の臨床選択基準

近年,総義歯装着者の高齢化に伴い,従来の床用レジンでは対応できずに軟質裏装材を必要とする症例は増加しつつある。しかしながら,各種軟質裏装材の臨床上の選択基準について,科学的裏付けのある指標は現在まで必ずしも明確にされていない。著者らはゴム硬度計試験法を用いて軟質裏装材の粘弾性特性を分析し得ることを報告した(広島大学歯学雑誌1993年,25巻に掲載)。さらに,有限要素法を用いた軟質裏装材の粘弾性挙動解析についても現在分析中である(広島大学歯学雑誌に印刷中)。そこで実際に軟質裏装材を裏装した義歯の粘弾性特性,とくに応力緩和能を定量的に評価し,さらに軟質裏装材の臨床選択基準を設定する目的で以下の実験を行った。1.検討した軟質裏装材はクレペ-トドゥとモルテノソフトとし,軟質裏装材の適応と判断された患者5名ずつに裏装した。2.ゴム硬度計を用いて,軟質裏装材裏装面の前歯部,臼歯部において初期値(G0),最終値(G300),応力緩和の大きさ(G0-G300)/G0の値を裏装直後,1ケ月後,3ケ月後,6ケ月後に測定した。以上の計測したデータを現在分析中であるが,クレペ-トドゥおよびモルテノソフトを裏装したいずれの義歯においても,初期値(G0),最終値(G300)とも著明な変化を示さない傾向が認められた。よって応力緩和の大きさ(G0-G300)/G0の値そのものも大きな変化を示さない傾向が認められた。すなわち,6ケ月後まではクレペ-トドゥおよびモルテノソフトは比較的安定した粘弾性特性を示すものと考えられる。現在さらに計測を継続しており,1年後でのデータの収集を行っているところである。今後は1年後のデータを含め,応力緩和能の大きさと変化率を分析し,有限要素法の結果とともに軟質裏装材の臨床選択基準を検討する予定である。
機能的有機銅錯体を用いたMenkes病に対する新しい治療法の開発

Menkes病は銅トランスポーターATP7Aの遺伝子異常による希少疾患である。銅の吸収・体内送達ができず銅依存性酵素群の致死的機能不全を来す。治療にはヒスチジン銅が用いられるが、十分な効果が得られず、また、皮下注射を継続する負担も大きい。そこで、Menkes病モデルマウスであるmacularマウスを用いて脂溶性銅錯体Cu-gtsmの経口投与の効果を検討した。Cu-gtsmの経口投与により罹患マウスの生存例が得られ、脳組織の銅濃度の上昇、脳内の銅依存性酵素群の活性の上昇、血清中セルロプラスミン活性の上昇が認められたが、一方、運動能には拙劣さが残存した。さらに、投与時期・量の検討を行う必要がある。Menkes病は銅トランスポーター(ATP7A)の遺伝子異常による重篤な疾患である。銅の消化管における吸収、血液脳関門の通過、細胞内小器官への移行など生体内の様々なレベルで銅の送達に障害が生じており、これを克服して体内各所に銅を供給する手段が望まれている。本申請研究は、Menkes病モデル動物であるmacular mouseに様々な有機銅錯体を投与し、治療に有効である構造を見出すことを目的とする。これまでの我々検討から、bis(tiosemicarbazone)銅錯体が有望であると考え、いくつかの誘導体を準備した。投与法については、すべての化合物を水溶液の形に調製するのは困難であったため、standard suspension vehicle (SSV)を用いて懸濁液とし、経口投与によるスクリーニングを行った。25年度の研究結果として、1)懸濁液による経口投与により、bis(tiosemicarbazone)銅錯体の一部でmacular mouseに生存例が得られた。臨床の場でも、ヒスチジン銅の皮下注射に代わる経口可能な銅製剤の要望は強く、経口投与ルートの可能性がひらかれたことは意義がある。2)bis(tiosemicarbazone)銅錯体の中で、酸化還元電位が高く還元されやすい錯体で高い効果が得られた。今後はこの条件を満たす化合物を選択して検討する。3)高い脂溶性を維持した錯体で生存例が得られたが、親水性の基を導入して水溶性を高めた錯体では、これまでのところ生存例がえられていない。高い脂溶性を保って細胞膜透過性を維持しながら製剤化する必要が示唆された。4)銅錯体の投与は、マウスの生後1ケ月まで行ったが、その後は投与を行わなくとも長期に亘って生存した。生後早期の銅の供給が重要であることと、1ケ月以降から機能する何らかの銅輸送の代償機構の存在が示唆された。1) macular mouseのヘミ接合体雄は未治療であれば生後1か月以内に全例死亡する。しかし日齢5よりCu-GTSMを投与することにより生後1ヵ月を超えて高率に生存した。一方、塩化銅の投与では生存できなかった。このことからCu-GTSMはその脂溶性により消化管より吸収され銅を遊離、その銅が各組織で利用されることが示唆された。生存する確率は用量依存性であったが、高用量では一過性に下痢の頻度が高まり、投与量には制限があった。2)脳組織において、Cu-GTSMは銅濃度、並びに銅依存性酵素であるcytochrome oxidaseの活性を未治療群に比較して有意に上昇させた。また、Cu-GTSM投与群ではnoradrenaline/dopamine比が未治療群よりも有意に高く、これは銅依存性酵素であるdopamine βhydoroxylaseの活性の部分的な回復を示唆する。これらの結果から、Cu-GTSMにより銅が血液脳関門を越えて脳内に送達され、利用されることが確認された。3)協調運動能を示唆するとされるrota-rod試験を月齢3ヵ月時に行った。正常対照には有為に劣るが、一定速度までrod上にとどまることができた。その値は、Cu-GTSM低用量、高用量群間で有意差がなく、用量依存性が認められなかった。以上から、Cu-GTSMはMenkes病の治療薬となる可能性が示唆された。しかし、本剤は各種溶媒に難溶であり、また高用量では下痢が見られる等の制約があり、誘導体の作成、ドラッグデリバリーシステム上の工夫などを今後検討する必要がある。平成27年度は、Menkes病モデルマウスにおいて、銅錯体(Cu-GTSM)経口投与の効果をさらに進め、以下の結果を得た。1.銅の体内動態を肝臓でも検討した。正常対照では日齢15において、肝組織中の銅濃度は脳など他の臓器より10倍以上の高濃度で蓄積されていた。これは、生後より離乳までは、母乳よりも肝臓から銅が供給されるとのこれまでの報告と合致する。一方、病態マウスではその蓄積が見られず、銅が枯渇した状態で生まれてくることが明らかとなり、早期からの銅錯体の投与の必要性が裏付けられた。2.血清中セルロプラスミン活性を日齢15で測定した。銅錯体非投与群では著しく低下していたが、銅錯体投与群では正常対照と有意差なく、速やかなセルロプラスミン活性の回復がみられた。消化管から吸収された銅錯体は門脈系から肝臓に到達して銅を解離し、生理的な銅送達系であるセルロプラスミンに組み込まれ体循環に放出されると考えられた。血液脳関門を超えて銅を脳内に送るためには、一定の割合で銅錯体ままで体循環に移行する必要がある。

吸収された銅の何割が解離せずに体循環に移行するか、その一次通過効果を今後検討する必要が生じた。3.銅と亜鉛は消化管の吸収において競合する。銅錯体の経口投与により亜鉛の吸収が抑制されないか日齢15で検討した。体内の主要臓器(大脳、小脳、肝臓、腎臓、心臓)において組織中亜鉛濃度を比較したが、銅製剤投与群、非投与群、正常対照間で有意な差は見られなかった。従って、銅製剤による亜鉛の吸収抑制は問題とはならないと考えられる。Menkes病は銅トランスポーターATP7Aの遺伝子異常による希少疾患である。銅の吸収・体内送達ができず銅依存性酵素群の致死的機能不全を来す。治療にはヒスチジン銅が用いられるが、十分な効果が得られず、また、皮下注射を継続する負担も大きい。そこで、Menkes病モデルマウスであるmacularマウスを用いて脂溶性銅錯体Cu-gtsmの経口投与の効果を検討した。Cu-gtsmの経口投与により罹患マウスの生存例が得られ、脳組織の銅濃度の上昇、脳内の銅依存性酵素群の活性の上昇、血清中セルロプラスミン活性の上昇が認められたが、一方、運動能には拙劣さが残存した。さらに、投与時期・量の検討を行う必要がある。小児神経学1)生後2週齢付近で一過性にみられる下痢を改善できないか検討する。この状態の腸管の病理組織像を観察する。また、マウスでは生後数週間は、消化管における銅の吸収の制御が未熟であることが知られている。そこで、生後1ヵ月を過ぎた成熟したマウスに本剤を投与し、下痢が誘発されるか観察する。さらに、製剤上の工夫から(リポゾーム化、徐放化等)下痢の頻度を下げられないか検討する。2)生存率は用量に依存したが、協調運動能は用量を増やしても改善されなかった。そこで、さらに早期から銅を補充すれば協調運動能の改善が見られないか検討する。Cu-GTSMは脂溶性が高く胎盤も受動的に通過できると想定される。そこで、妊娠母体にCu-GTSMを投与し、経胎盤的に胎仔に銅を供給しつつ出生させ、その後もCu-GTSMにより加療しつつ生育、運動能に改善が見られないか検討する。H25年度では、経口投与を行うための、製剤調製法、および投与手技の確立、macular mouseの生存に有効なbis(tiosemicarbazone)銅錯体の選別までを達成することができた。計画では、選別した銅錯体投与後、macular mouseの主要臓器から組織を採取し、銅濃度、銅依存性酵素活性を測定する予定であったが、現在、統計的検討にたる例数の測定に至っていない。若干の実験計画変更から、試薬の購入金額が想定していたよりも減少したため。H25年度では、経口投与でmacular mouseを生存させるbis(tiosemicarbazone)銅錯体を見出すことができた。H26年度は、計画に沿って、銅錯体投与後の組織サンプルから、銅濃度および銅依存性酵素活性の測定を行いたい。また、高度な脂溶性をたもったまま、体内への吸収効率を高める製剤上の工夫を検討したい。次年度予定の実験に組織染色の項目を追加することで有効に活用する。平成25年度実施予定であった組織サンプルの銅濃度および生化学計測(cytochrome oxidase活性等)が予定数に及ばず、計上していた試薬類の購入に至らなかった。
軌道自由度の臨界現象とダイナミクス

本研究では研究対象を次の2つに分類した。1.軌道自由度が他の自由度と強く結びついた系・3d遷移金属化合物.2.軌道自由度が、それらの間の相互作用によって秩序化する系・4f希土類金属化合物.第1の系では、層状Mn酸化物ペロフスカイトLa_<2-2x>Sr_<1+2x>Mn_2O_7に関して集中的に研究を行った。高ホール濃度領域(0.5. x. 0.6)でのFZ法による単結晶育成に成功し、基礎物性測定から、ホール濃度増加とともに急激に反強磁性金属状態が安定化することを見いだした。中性子回折実験から、A-type反強磁性(金属)相とCE-type反強磁性電荷秩序(絶縁)相が電子的相分離を起こし空間的に競合的に共存していること、またその競合状態が温度やホール濃度によって著しく変化することを発見した。また、La_<2-2x>Sr_<1+2x>Mn_2O_7の軌道状態を明らかにし、軌道状態の測定手法を開発するために、同一のロッドから得た単結晶により、共鳴X線散乱・偏極中性子回折・磁気コンプトンプロファイル法・スピン波分散とモデル計算の比較などの複数の実験手段を用いて相補的な研究を進め、x=0.3-0.5の範囲における軌道状態と磁性や伝導への影響を明らかにした。第2の系では、まず、共鳴X線散乱によりDyB_2C_2の反強四極子秩序の過程と構造に関する詳細を明らかにした。これは、4f電子系による四極子秩序の共鳴X線散乱の最初の観測例となった。また、HoB_2C_2についても、T_Q=5.0K以下で反強四極子・反強磁性転移が起きていることを確認し、さらに、中性子X線散乱により、T_Q以上の比較的高い温度まで、低温相とは異なる極めて特異な格子非整合な周期を持つ短距離磁気相関が残存していることを明らかにした。この磁気散乱は、格子非整合位置の8つ衛星反射とそれらを頂点とする直方体の内部を埋めるような散乱から成り立っていることが分かった。これらRB_2C_2系に続き、反強四極子秩序系の典型物質とされるCeB_6においても、共鳴X線散乱により反強四極子秩序の過程と構造に関する詳細を明らかにした。近年、強相関系における軌道自由度の重要性が広く認識されるようになってきた。本研究では、単に軌道自由度が磁性や伝導に及ぼす影響だけではなく、軌道自由度そのものが主役となる相転移現象に着目した。研究対象として、A.軌道自由度が他の自由度と強く結びついた系(3d遷移金属酸化物)、B.軌道自由度間の相互作用によって秩序化する系(4f希土類化合物)の2つを選んだ。A.に関しては、以下の通りである。1.層状Mn酸化物ペロブスカイトLa_<2-2x>Sr_<1+2x>Mn_2O_7について、これまで育成の行われていなかったx=0.5-0.6の高ホール濃度領域においてFZ法により単結晶を育成することに成功した。

2.高ホール濃度領域のLa_<2-2x>Sr_<1+2x>Mn_2O_7について基礎物性測定を行い、ホール濃度増加とともに、急激に反強磁性金属状態が安定化することを見いだした。3.高ホール濃度領域のLa_<2-2x>Sr_<1+2x>Mn_2O_7について中性子回折実験を行い、A-type反強磁性(金属)相とCE-type反強磁性電荷秩序(絶縁)相が、電子的相分離を起こし空間的に競合的に共存していること、またその競合状態が温度やホール濃度によって著しく変化することを発見した。また、B.に関しては、以下の通りである。4.反強四極子秩序を示すとされるDyB_2C_2とHoB_2C_2の単結晶をCzochlarski法で育成した。5.共鳴X線散乱によりDyB_2C_2の反強四極子秩序の過程と構造に関する詳細を明らかにしたとともに、HoB_2C_2についてもT_Q=5.0K以下で反強四極子・反強磁性転移が起きていることを確認した。6.中性子X線散乱により、T_Q以上の比較的高い温度(10K)まで、低温相とは異なる格子非整合な周期を持つ短距離磁気相関が残存していることを明らかにした。本研究では、単に軌道自由度が磁性や伝導に及ぼす影響でけではなく、軌道自由度そのものが主役となる相転移現象に着目し、A.軌道自由度が他の自由度と強く結びついた系(3d遷移金属酸化物)、B.軌道自由度間の相互作用によって秩序化する系(4f希土類化合物)の2つを選んだ。A.に関しては、以下の通りである。1.層状Mn酸化物ペロブスカイトLa_<2-2x>Sr_<1+2x>Mn_2O_7の軌道状態を明らかにし、また、軌道状態を測定する実験手法を開発するために、同一のロッドから得た単結晶を用いて、偏極中性子回折、磁気コンプトンプロファイル法、スピン波分散とモデル計算などの複数の実験手段を用いて相補的な研究を進めた。x=0.3-0.5の範囲における軌道状態を定量的に明らかにし、それが磁性や伝導にどのように影響を与えているかを明らかにした。2.ホール濃度がx=0.5を越える高ドープ領域において存在する複数の秩序構造に関して、ホール濃度・温度依存性を詳細に研究した。電荷秩序相と金属相という全く異なる相が共存し、金属相の中にある種の電荷密度の長周期構造と思われる状態の存在を明らかにした。B.に関しては、以下の通りである。3.中性子回折により、HoB_2C_2において、T_N=5.5K以上で極めて特異な短距離磁気相関が出現することを見いだした。この磁気散乱は、格子非整合位置の8つの衛星反射とそれらを頂点とする直方体の内部を埋めるような散乱から成り立っていることが分かった。4.DyB_2C_2、HoB_2C_2に続き、反強四極子秩序系の典型物質とされるCeB_6においても、共鳴X線散乱により反強四極子秩序の過程と構造に関する詳細を明らかにした。本研究では、単に軌道自由度が磁性や伝導に及ぼす影響だけではなく、軌道自由度そのものが主役となる相転移現象に着目し、A.軌道自由度が他の自由度と強く結びついた系(3d遷移金属酸化物)、B.軌道自由度間の相互作用によって秩序化する系(4f希土類化合物)の2つを選んだ。1.層状Mn酸化物ペロブスカイトLa_<2-2x>Sr_<1+2x>Mn_20_7(x=0.5)の共鳴・非共鳴X線散乱研究を行い、A型反強磁性・電荷秩序・軌道秩序に対応する3つの秩序変数の観測に成功した。観測結果から、電荷・軌道秩序は同一の相を形成し、A型反強磁性と電子的相分離していることが明らかになった。2.Lu_2V_2O_7の偏極中性子回折実験を行い、強磁性秩序と軌道秩序の関連について明らかにした。3.HoB_2C_2において中性子散乱および共鳴X線散乱研究を行い、反強磁性相関が極めて強い中での反強四極子秩序転移の詳細を明らかにした。
統合失調症モデル動物および死後脳における神経病理学的検討

今研究は、統合失調症の病態解明を目的とし、神経発達障害仮説を検証するために、統合失調症動物モデルおよびヒト死後脳を用いて、神経病理学的な側面から病態検討をおこなった。その結果、疾患モデルにおいて、神経線維の走行異常や、神経伝達に関わるタンパク発現の相違を見いだし、これらの神経伝達物質および神経修飾物質についての疾患における関与が強く示唆された。また、ヒト死後脳においても同様な現象が確認され病態にこういった現象が大きく関与することが明確になった。今研究の要旨は、統合失調症の病態解明のため、疾病モデル動物を用いてその脳において細胞構築像を観察し神経発達障害仮説を検証し、さらにそれらの観察成果に基づき統合失調症患者の死後脳においても神経病理学的検索をおこない、この疾患の脳組織学的側面から病態把握をすることにある。今年度の柱の一つは、統合失調症研究のゲノム研究で得られた成果を組織上の変化として捉えることである。現在報告されている統合失調症の有力なリスク遺伝子のひとつに14-3-3εがありこれは脳神経の発達に重要な役割を担っていることが分かっている。その14-3-3εのノックアウトマウスを用いてその脳においてどのような神経細胞構築の問題があるかを組織学的に検索した。ノックアウトマウスの脳を組織固定後取り出し20μm厚の薄切切片を作成した。免疫組織学的技法を用いて、GABA系ニューロンの指標としてCalbindinD28k (CaBp)ドーパミンニューロンの指標としてTyrosine Hydroxylase (TH)を染色した。その結果、CaBpは野生型マウスに比して、14-3-3εhetero KOマウスでは、前頭葉および辺縁系等の皮質部位でCaBp陽性細胞数の減少、軸索突起の減少が認められた。抑制系神経ネットワークの発達不全が示唆された。THは野生型マウスに比して14-3-3 εhetero KOマウスでは、ドーパミンの起始核において細胞密度の減少、樹状突起の減少が認められ、また投射経路である前頭葉皮質、辺縁系皮質においてもTH陽性線維は疎なネットワークを形成していた。これらの事実は、統合失調症の神経発達障害仮説を支持する所見と考えられ、ゲノム研究の成果が実際の組織上で検証された重要な所見である。今後これらの組織上での変化を、統計学的評価等の客観的指標を検討する予定である。前年度から引き続いて、統合失調症モデルマウス(14-3-3epsilonノックアウト(以下KO)マウスおよびPCP連続投与マウス)を用いて、神経病理学的な検討を行った。今年度は、1)14-3-3epsilonKOマウスの脳において、TH免疫染色をおこない、前頭葉皮質への投射線維を観察した。THは、主としてドーパミン作動性のニューロンのマーカーであり、統合失調症の病因としてドーパミン仮説が従来からいわれている。もし、統合失調症の前頭葉の機能不全が病因の背景にあるとすれば、神経病理学的に変化が観察されることが推量される。今回は、顕微鏡で観察された陽性線維を、コンピューター画像上でその長さを計測し、その長さごとのヒストグラムを作成した。その結果、モデルマウスの皮質におけるTH陽性線維は、野生型のそれと比較して、短小化あるいは細小化していた。また、ドーパミン作動神経の起始核の一つである青斑核におけるTH陽性細胞の観察において、野生型マウスと比較して陽性細胞の狭小化、細胞密度の現象が観察された。これらのことは、モデルマウスにおいて、ドーパミン神経系のネットワーク形成不全を示しているのではないかと考えられた。2)14-3-3epsilonKOマウスとPCP投与マウスの脳で、VMAT2免疫染色をおこない、海馬での発現について観察した。VMAT2はシナプス内でモノアミン神経伝達にかかわるタンパクであり、特に覚せい剤の連続投与によって低下することが知られている。その結果、対照と比較し14-3-3epsilonKOマウスではVMAT2の発現増加、PCP投与マウスでは発現の現象が観察された。このことは、統合失調症の病因にVMAT2が大きくかかわっているということとを示し、統合失調症のモデルマウスでもその病理背景は全く違うことが示唆された。(776字)統合失調症は、高い罹患率の疾患であるにもかかわらずいまだその病因、病態に関しては不明なことが多い。現時点では病因として、神経発達障害仮説が支持されている。この疾患の背景には胎生期以降の神経発達の障害がありその後の神経可塑性にも問題があるという仮説である。ゲノム研究から見いだされた多くのリスク遺伝子が神経の分化や伸長に関係することが示され、一方、神経画像研究などの報告では、この疾患が持続的に脳の形態に変化をきたしている事実等は、この仮説を支持している。しかしながら、脳臓器としての神経病理学的な病態解明についてはいまだ十分に検討されていない。今回の研究の目的は、この疾患の神経病理学的側面からの病態解明である。

本研究は、ゲノム研究の成果と神経画像および神経病理学研究成果を架橋しうる、従来になかった独創的研究である。このような背景のもと、神経病理学的な変化についての疾患特異性の明確化のために、まず始めに病態の生物学的な背景が分かっている疾病モデル動物を対象とした。疾病モデル動物として1)PCP投与マウス、2)14-3-3εKOマススを対象として主に神経伝達にかかわるタンパクについて免疫組織学的にその形態学的変化を観察/検討した。さらには疾患ヒト死後標本の観察も同時におこない、モデル動物脳での観察事実が実際のヒト疾患脳で確認できるかを検討することを目的とした。その結果、モデル動物で対照動物と比較して神経ネットワークの形成不全や、神経修飾タンパクの発現の変化が確認できた。また疾患ヒト死後脳においても、モデル動物でみられたと同様な現象が観察された。これら事実はこの疾患の神経発達障害仮説を支持し、その仮説の一側面が明らかとなった。
飛騨帯花崗岩類の特徴と大陸地殻基盤の花崗岩活動

隠岐島後の基盤岩中に,新たに典型的なS-type花崗岩を見出し,その産状と岩石学的性質を明らかにした.また飛騨片麻岩に伴うミグマタイト質花崗岩との性質を比較し,産状は同じでも,母岩の片麻岩の岩相構成と対応して両者に違いがあることを見出した.これにより,従来飛騨-隠岐帯として一括されてきたが,両者は異なる地質体に帰属する可能性が大きいことを示した.また併せて飛騨帯とダルワールクラトンの花崗岩類の温度構造や熱史について比較・検討した.隠岐島後の基盤岩中に,新たに典型的なS-type花崗岩を見出し,その産状と岩石学的性質を明らかにした.また飛騨片麻岩に伴うミグマタイト質花崗岩との性質を比較し,産状は同じでも,母岩の片麻岩の岩相構成と対応して両者に違いがあることを見出した.これにより,従来飛騨-隠岐帯として一括されてきたが,両者は異なる地質体に帰属する可能性が大きいことを示した.また併せて飛騨帯とダルワールクラトンの花崗岩類の温度構造や熱史について比較・検討した.本研究の目的は,(1)日本列島における代表的な大陸性基盤と考えられる飛騨帯(隠岐帯)および類似の地質体における花崗岩活動の特徴を明らかにし,(2)アジア大陸の先カンブリア時代基盤を構成する花崗岩との類似点と相違点を解明することである.この目的に沿って本年度は以下の研究を実施した.(1)-1飛騨山地の白亜紀後期第四紀にいたる比較的若い時代の花崗岩について,白川地域から黒部川北アルプス一円にかけて各岩体をほぼ網羅的にサンプリングを行い,記載岩石学的研究と全岩化学分析を実施した.この結果,飛騨山地の広範囲にわたって,約1億年前から100万年に至る期間で,ほぼ同様の性質の島弧的花崗岩の形成があったことが分った.また古生代中生代前期の花崗質岩についてもサンプリングと全岩化学分析を行った.飛騨帯に関しては古生代から第四紀まで,代表的な岩体の現物試料を手にすることができ,記載データを集積中である.また研究分担者(今岡)によって西南日本の花崗岩のAMS特性の解析が進んだ.(1)-2従来飛騨帯の西方延長と考えられてきた隠岐島後の花崗岩類を調査の結果,基盤の片麻岩類に伴って,これまで知られていなかったS-タイブ的花崗岩(珪線石や柘榴石を含む白雲母花崗岩)を発見した.(2)-1アジア大陸における代表的な先カンブリア時代地塊であるインドダルワールクラトンの花崗岩類について,地球化学的研究とともに鉱物の化学組成を知るためEPMA分析を行った.本年は研究代表者が渡印することができなかったので,共同研究者であるバンガロール大学のDr.Jayanandaをサンプル持参で山口大学に招聘し,特に始生代末のクロスペット花崗岩の性質とその周辺に見られる高温(超高温)変成作用について検討した.また研究分担者(大和田)によって,飛騨帯と良く似た地質的・時代的背景をもったベトナムコンツム地塊の花崗岩研究が進展した.本研究の目的は、(1)日本列島における代表的な大陸性基盤と考えられる飛騨帯および類似の地質体(例えば隠岐島後)における花崗岩活動の特徴を明らかにし、(2)アジア大陸の先カンブリア時代基盤を構成する花崗岩類との類似点と相違点を解明することである。この目的に沿って本年度は以下の研究を実施した。(1)-1飛騨山地の片麻岩類に伴うミグマタイト質の花崗岩類について、神岡・和田川・宮川の各地域の代表的岩相(いわゆる伊西ミグマタイト・灰色花崗岩・トーナル岩質ミグマタイト)のサンプリングを行い、産状・記載岩石学的性質と全岩化学組成を検討した。以上により、これまでの試料と合わせて、飛騨帯に関して古生代から第四紀まで、代表的な岩体の試料を入手し、記載的データを集積した。(1)-2隠岐島後において、昨年度見出したS-タイプ花崗岩(珪線石や柘榴石を含む白雲母花崗岩)について、野外調査をすすめ産状を明らかにし、記載岩石学的性質と全岩化学組成の検討を行った。これらは従来飛騨帯には知られていなかったもので、飛騨帯と隠岐島後との関連を考慮する際、重要な情報をあたえるものである。(2)-1インドダルワールクラトンは、花崗岩起源のTTGとグリーンストン帯からなり、アジア大陸における代表的な先カンブリア時代地塊である。昨年度に続いて同地域の地質研究の第一人者であるバンガロール大学のDr.Jayanandaを山口大学に招聰し、始生代末のクロスペット花崗岩およびその周辺に見られる高温(超高温)変成岩に関する研究発表(ゴンドワナシンポジウム)と今後の共同研究の方針について協議した。研究代表者の加納は,1.前年度に新たに見出した隠岐島後の基盤岩中のS-type花崗岩と,飛騨帯において同様の産状を示す花崗岩(ミグマタイト質花崗岩)との比較検討を行った.その結果,産状は同じでも母岩の片麻岩の岩相構成と対応して両者に違いがあること,飛騨帯は泥質岩に乏しく,また同じ泥質岩でも石灰質であるため,これらに伴うミグマタイト質花崗岩は全岩組成ではI-type的となることを見出した.

さらに,従来飛騨-隠岐帯として一括されてきたが,両者は異なる地質体に帰属する可能性が大きいことを示した.2.飛騨帯神岡鉱床の母岩として知られる,伊西ミグマタイト中に見られる変質現象を検討し,熱水変質に伴うカリ交代作用と鉱物変化を解明した.3.大陸基盤の火成活動の典型の1つとして,インドダルワールクラトンの花崗岩及び関連火成岩の野外調査を現地バンガロール大学の共同研究者とともに行い,シンプルトニック岩脈の存在と産状を明らかにした.これらは,始生代におけるマグマ混合現象を示唆するものであり,その産状は今岡らによる西南日本の白亜紀花崗岩に伴うものとよく類似することが分かった.また火成岩類の全岩分析等の結果をまとめて論文とした.研究分担者の今岡は,西南日本の花崗岩及び関連火成岩類の同位体組成と岩石学的性質について検討し,白亜紀-古第三紀火成活動における位置づけ・年代論を明確にした.これらは,飛騨帯における同時期の花崗岩活動との対比における基礎データとなる.