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パルスジェットメスによる末梢神経機能温存下拡大経蝶形骨洞腫瘍摘出法の開発

平成24年度に実施したホルミウムヤグ(Ho:YAG)レーザーのパルス発振で誘発した液体ジェットの組織選択性向上のため各パラメータの最適化を行った。平成25年度にはデバイス試作を行うとともに、ブタモデルを用いた動物実験の評価系を構築した。平成26年度は動物実験で病理学的、電気生理学的検討を行い、削開能力、末梢神経温存能と、手術操作性・安全性の確保等の諸因子の両立が可能な条件を明らかにした。当初計画していたよりも大幅に進捗したことから、倫理委員会の承認を得て臨床において申請に必要なデータの獲得を行った。本研究の目的は、末梢神経機能温存下に腫瘍を摘出する手術デバイス(パルスジェットメス)の開発である。初年度はホルミウムヤグ(Ho:YAG)レーザーのパルス発振で誘発した微小液体ジェットの流体制御に関する流体工学的な基礎実験を行い、模擬モデル実験と併せて、組織選択性向上のため各パラメータの最適化を行った。更には当初の計画を前倒しし、デバイスの試作を行い、拡大蝶形骨骨到達法下に摘出術を行い、視神経を巻き込む、あるいは近接する頭蓋底腫瘍21例において視覚誘発電位(visual evoked potential: VEP)モニタリング下にパルスジェットを使用した。その結果、19例において肉眼的全摘出が得られた。腫瘍残存が認められた2例はいずれも髄膜腫で、レンズ核線条体動脈の起始部に意図的残存を図った症例であった。16例で術中VEPの改善が得られ、2例は不変、3例は一時的に悪化したことから操作を中断した。術後は評価の困難であった1例を除く20例、40眼で術前と同等以上の状態が得られた。現在、東北大学病院倫理委員会の承認を得て、ヒト脳摘出病理標本における物性値ライブラリーを開発しており、今回得られた知見とあわせて、臨床応用の際に適切なパルスジェットの条件設定を行う上で、有用なデータとなるものと考えられる。次年度は、本年度の検討結果を踏まえ、デバイスの改良を進めるともに、視神経より細径の脳神経における神経機能温存下の組織切開に関する概念実証(proof of concept: POC)に取り組む。具体的には、ラット、ウサギ、ブタモデルを用いた動物実験の評価系を構築し、動物実験を用いて末梢神経温存下の脳摘出に関する非臨床POCを確立し、研究期間終了時に倫理委員会の承認を得て臨床応用に移行可能な知見を得る事を達成目標とする。本年度は、ホルミウムヤグ(Ho:YAG)レーザーのパルス発振で誘発した微小液体ジェットの流体制御に関する流体工学的な基礎実験を行い、模擬モデル実験と併せて、組織選択性向上のため各パラメータの最適化を行った。さらに、組織選択性の得られる根拠として、ブタにおける物性値ライブラリー開発を行った。その結果、ブタくも膜の破断強度は0.12 ±0.014 MPaで、灰白質(0.030 ±0.010 MPa)、白質(0.056 ±0.009 MPa)と比較して統計学的有意に高く(p < 0.05)、くも膜に被覆されている神経は、適切な強度のジェットの使用により組織選択性が得られる可能性が示唆された。さらに、模擬モデル実験では、3重量%ゼラチンが灰白質の破断強度に、また、白質の破断強度は3.5-4重量%のゼラチン相当で、破断強度は切除特性に反映することも明らかにした。さらに、現在、東北大学病院倫理委員会の承認を得て、ヒト脳摘出標本における物性値ライブラリーを開発しており、将来的な臨床応用の際に適切なパルスジェットの条件設定を行う上で、有用なデータとなるものと考えられる。当初、デバイスの試作は平成25年度を予定していたが、計画以上に開発が進展したため、予定を早め、試作に着手した。次年度は、本年度の実験結果を踏まえ、デバイス試作を進めるともに、ラット、ウサギ、ブタモデルを用いた動物実験の評価系を構築し、動物実験を用いて末梢神経温存下の脳腫瘍摘出に関する非臨床概念実証(proof of concept: POC)を確立し、研究期間終了時に倫理委員会の承認を得て臨床応用に移行可能な知見を得る事を達成目標とする。応募者は既に研究分担者との産学連携体制で組織選択性の向上により、細血管の温存が可能な手術デバイスの開発に成功した。難易度の高い拡大蝶形骨洞的到達法に適応し、historical controlと比較し、統計学的有意に病変摘出率増加、術中出血量減少、手術時間短縮効果を報告した。

本研究では、更に難易度の高い末梢神経の機能温存下の腫瘍摘出を目的とし、組織選択性を高めるための流体工学的基礎実験を行い、組織選択性向上のため各パラメータの最適化を行った。具体的には、使用レーザー条件(エネルギー・周波数)、装置形状(ノズル先端形状・ノズル先端間距離)、吸引管併用(併用の有無とその形状)の諸条件の組み合わせにより、切開能力(組織深達度と破砕範囲)、神経温存能と、手術操作性・安全性の確保等の諸因子の両立が可能な条件を明らかにした。続けて得られた結果を動物実験で検証した。また、当初の研究計画を大幅に先んじて研究が進捗したことから、本研究期間内に倫理委員会の承認を得て臨床応用を実施した。その結果、視神経周囲において電気生理学的モニタリング下に視神経周囲の腫瘍の剥離、破砕にパルスジェットメスを使用し、パルスジェットメスの使用による視機能悪化がなく、良好な手術成績が得られたことを報告した。本研究で得られた知見はさらに細径の神経でも同様の知見が得られるかについては継続して検討中である。さらに、本手術用治療器を細径内視鏡に導入することで、機器の有する利点を生かし、拡大蝶形骨骨洞的到達法をより安全、確実に行えるかに関しても検討を進めている。脳神経外科学間脳下垂体内分泌当初は、平成25年度は24年度で得られた基礎実験結果に基づき、神経温存下パルスジェットメスの試作、ならびに動物実験モデルを用いた神経機能温存評価系の構築を行う予定であったが、前年度に前倒しして施行することができたことから、当初平成26年度に予定していた倫理委員会申請を行い、臨床応用を開始し、非常に優れた臨床成績を示した。平成24年度は、パルスジェットの流体制御と組織選択性向上に関する工学的検討を行う計画とした。具体的には、1.臓器・組織物性値計測、2.流体制御に関する工学実験、3.模擬モデルによる組織選択性向上のための実験を計画し、1に関しては、当初予定していたブタにおける神経の物性値(破断強度)測定、神経周囲膜のそれとともに達成し、英文誌に投稿中である。また、2、3に関しては、同じく、研究分担者が担当し、理論解析もとくに飛沫を生じさせないための条件設定に関して、一定の知見が得られ、学会発表を行った。さらに、当初、デバイスの試作は平成25年度を予定していたが、計画以上に開発が進展したため、予定を早め、試作に着手した。視神経は脳神経中もっとも太い神経である。本手術用治療器の利点を生かし、さらにこれまで困難であった場面の課題解決を促進するものとするために、開発中の物性値ライブラリーの解析結果とあわせて、さらに細径の脳神経の温存下の組織切開に関する非臨床POCおよび臨床POCに向けた取り組みを行う。平成25年度は当初の計画通り、前年度に得られたデータを基に神経温存下手術用パルスジェットメスの試作、および、動物実験評価系の構築を行う。前者に関しては、今年度、計画を前倒しして着手したため、まず後者に着手する。動物実験モデルを用いた神経機能温存評価系の構築としては、具体的には、ラット坐骨神経を用いた検討、ブタ視神経を用いた検討を行う。電気的な伝導の有無を二点電極法で測定する。以上の結果をあわせて、年度末までに動物実験専門委員会申請を行い、動物実験を開始する。平成25年度はパルスジェットメスの試作および動物実験モデルを用いた神経機能温存評価系の構築を行う予定であったが、前年度にこれらの計画を前倒しして施行することができたことから、臨床応用を早くに開始することができ、当初の予定より実験に必要とする消耗品等の経費を効率的に使用することができた。
インターネットを利用した歴史的物理実験機器の研究ネットワーク構築に関する研究

(1)三高コレクションのHPの開設とHP改良の準備京都大学総合博物館のホームページのなかに、三高コレクションのホームページを開設した。熱学、光学、電磁気学、測量の4点の機器画像と機器データ、およびそれらの使用法、歴史的由来などの解説文を、和文及び英文で掲載した。今後、さらに多くの機器を公開し、機器史研究に活用する目的で、より良質の画像を得るために機器の清掃と補修を行い、一部の機器では4×6判カメラで撮影した。またより詳細な機器データを得るために、機器の内部にわたって詳細に大きさを測り、材質を調べ、構造と機能を調査した。(2)湯川資料リストのデジタル化基礎物理学研究所の湯川資料のリストは9冊の冊子(全部で236頁)に掲載されているが、それらすべてをデジタル化した。表計算とワープロに入力した。今後ホームページで公開し、ブラウザー上での検索を可能にし得る状態となった。(3)実験機器史研究の資料収集ホームページ上に掲載する各機器の歴史的由来や機器使用法を調査するための基本資料として19世紀末から20世紀はじめにかけての、物理図書、物理実験書、物理実験機器カタログを収集した。また三高コレクションについては、舎密局-三高資料室所蔵の古文書で機器の購入経路等の各機器に関する情報が得られるので、関連古文書を収集し、それらの解読を行った。(1)三高コレクションのHPの開設三高実験機器のサイズ、性能、材質等のデータをより詳細なものにするために、機器の再調査を行った。デジタルカメラを購入したので、これまで撮影出来なかった実験機器の内部や目盛、刻印等を撮影し、機器のデータをさらに詳しいものにしていった。これらのデータもとに、欧米の実験機器HPを参考にしながら、三高機器コレクションのHPを作成した。そして、2000年3月に京都大学総合博物館のサーバーに三高実験機器コレクションとしてHPを開設した。今年度はまず歴史的実験機器の重要性を啓蒙することが大切と考え、5ページのWeb Pageに4点の実験機器の写真とその解説記事を載せた。(2)湯川資料リストのデジタル化京都大学基礎物理学研究所の湯川資料室にある湯川資料のリストは活字化され、雑誌に発表されているが、今後HPで公開する可能性も視野に入れて、リストのデジタル化を進めた。リストが掲載された9冊の冊子(全部で236ページ)をデジタル化し、表計算ソフトExcel(容易にデータベースソフトAccessに転換できる)とワープロソフトWordの形式として入力した。(3)実験機器カタログの収集当時の実験機器商品カタログおよび各地の博物館の所蔵機器書は、歴史的実験機器の使用法、歴史的由来答を明らかにする重要な資料であり、欧米の古書店を中心に探索し、収集した。(1)実験機器史研究ネットワークのために昨年度開設したHPの改良昨年度に引き続き、京大総合博物館HPに載せる三高由来実験機器の良質な画像を得るために、汚れの付いた機器の清掃や補修を行い、機器の保存状態を良好な状態に回復させながら、写真撮影を行った。その際、機器の内部の構造を調べ、機器の細部にわたってサイズを測り、材質を調べ、その構造と機構を調査した。さらに将来の高画質HP時代に耐えられる画質を得るために、一部の歴史的に重要な機器は4×6判カメラで撮影した。これらのデータはHP上で公開し、研究ネットワークで情報交換する予定である。三高コレクションHPは、昨年度は和文のHPだけであったので、今年度は英文HPを追加した。(2)個別実験機器の歴史研究に関する基礎的資料の収集昨年度に引き続き、19世紀末から20世紀はじめにかけての実験機器商品カタログを収集するとともに、同時期の物理学図書、物理学実験書を収集した。これらによって、三高その他の機関で保存されている歴史的実験機器がどのような教育研究目的で、どのように使用されたかがわかる。種々の機器の歴史を明らかにするために、欧米の機器史書を収集した。また三高コレクションについては、舎密局-三高資料室所蔵の古文書で機器の購入経路が判明するので、機器関連古文書を収集し、その解読を行った。
新規触媒開発を目的とした硫黄架橋を含む貴金属 モリブデン錯体の合成と物性

本研究においては、新規の貴金属-硫黄結合をもつ多核金属錯体を合成し、その反応性の検討を行うことが目的であった。昨年度に、ロジウム-硫黄-モリブデン結合、およびイリジウム-硫黄-モリブデン結合をもつツインキュバン型混合金属クラスター錯体を合成し、その結晶構造を報告した。本年度はさらに、[{Mo_3RhCp^*S_4(H_2O)_7(O)}_2](CH_3C_6H_4SO_3H)_2(CH_3C_6H_4SO_3)_8・16H_2O、および[{Mo_3RhCp^*S_4(H_2O)_7(O)}_2](CH_3C_6H_4SO_3)_8・14H_2Oの結晶構造解析に成功した。これらの結晶は骨格の外圏に存在する分子や、結晶構造の温度依存性などに違いが見られたものの、中心のクラスター骨格はすべて同じ骨格であることを明らかにした。現在までのところ、本研究により合成したロジウム-硫黄-モリブデン錯体には、触媒としての反応活性が認められていない。そこで環状構造をもつジエン(例えば1,5-シクロオクタジエンなど)などを配位子にもつ有機ロジウム基を反応に用いて、より高い活性をもつロジウム-硫黄-モリブデン錯体の合成を行っている段階である。一方、本錯体に関連して興味深い点は、Mo_3S_4骨格に配位していた水分子のうち二つが、ロジウム基の導入に伴い、オキソ架橋へと変化し、二つのMo_3RhS_4骨格を架橋している点にある。これはCp^*Rh基の強いルイス酸性によるものと考えられるが、このような影響がロジウム-硫黄-モリブデン-酸素と長い結合を介して水分子に及んでいるとすると、非常に珍しい例である。現在このオキソ架橋形成のメカニズムに関しても注目して研究を進めている。今回新たにルテニウム-硫黄-モリブデン結合をもつMo_3RuS_4クラスター錯体の合成にも成功したが、詳細については研究を始めたところである。本研究の第一目的である新規の貴金属硫黄結合をもつ多核金属錯体の合成に成功した。本研究において合成したこれらの錯体について、構造解析以外の物性を測定した。本年度は特にRh-S-Moクラスター錯体錯体1を中心に研究を進めた。その結果、1の紫外・可視領域における電子スペクトルが、溶液中の塩化物イオン濃度に敏感に反応して、大きく変化する性質があることがわかった。この変化のメカニズムに関しては引き続き研究していく。有機小分子と1との反応に関しては、現在までのところ成功していない。原因として、ロジウム原子に配位しているシクロペンタジエニルが、きわめて安定であるため、反応サイトとなるロジウム部位がふさがれてしまっていることにあると考えている。
染色体特異的cDNA発現ライブラリーを用いた子宮内膜癌抑制遺伝子の単離

ヒト1番染色体特異的cDNA発現ライブラリーより、子宮内膜癌細胞株HHUAの増殖を抑制するcDNAクローンとして892N3およびBN2を得た。これらのクローンをプローブとしてサザンおよびノーザンブロットハイブリダイゼーションを、同一個体由来の子宮内膜癌組織と正常組織より抽出された核酸4組に対して行った。サザンブロットでは、大きな欠失、組み換えなどの変化は癌組織では観察されなかった。また我々が用いた制限酵素の範囲内ではヘテロ接合性の消失(LOH)もみられなかった。ノーザンブロットでは正常組織と癌組織の間でcDNAのサイズに一致するRNAの発現量に差はなかった。しかし、ノーザンおよびRT-PCRによる解析により、HHUAで正常組織にないサイズのRNAが発現していることが明らかになり、現在この変化のもつ意義について解析を行っている。また、CD-1マウスにDiethylstilbesterolを投与して得られた、内膜異形増殖症、adenocarcinoma in situ、進行子宮内膜癌、という子宮内膜癌発生のスペクトラムモデルにおいて、892N3およびBN2に相当する遺伝子の変化が存在するのか、存在するとすれば発生過程のいずれの時期に相当するのかについても検討を行っている。以上の癌組織における892N3、BN2遺伝子の変化の解析と並行してこれらの遺伝子の増殖抑制効果が、その過剰発現によってもたらされたものなのか、あるいは微小核融合による一番染色体の移入によるHHUA増殖抑制効果と同じく、1コピーゲノム相当の発現量でも引き起こされるものなのか否かを、レトロウイルスベクター(LXSHD)の感染系を用いて検討を行っている。(1)正常ヒト1番染色体が微小核融合により導入されたマウスA9線維芽細胞と、親株のA9細胞のcDNAライブラリーを発現ベクターであるpcDNA1を用いて作製した。それぞれのライブラリーから、R408ヘルパーファージの感染により一本鎖DNAを回収した。親株A9cDNAライブラリー由来の一本鎖をビオチン化し、両者の間でハイブリダイゼーションを行った。続いてavidinを添加し、フェノール抽出により、サブトラクションを行い、ヒト1番染色体特異的cDNAライブラリー(SL1)を得た。ライブラリースケールは5×10^3であった。このライブラリーをアイソトープ標識し、マウスおよびヒトゲノムDNAに対しサザンブロットを行った結果、ヒトゲノムDNAに対してのみシグナルが得られた。(2)SL1をリン酸カルシウム法によりHHUAにトランスフェクトし、BrdUとHochst33258添加後、UV照射を行い、増殖の極めて抑制された細胞クローンを得る。これらの細胞より(1)特に、cDNAがtandemに組み込まれている場合を想定し、ベクターのone cut enzymeであるBamHIにて細胞DNAを消化し、続いてライゲショーンを行う。これをコンピテントセル(MC1061P3)に導入する、(2)ベクターのcDNAクローニング部位の両端にはSP6およびT7プロモーターが配置されているため、両者のプライマーを用いて、細胞DNAのPCRを行った。(3)2の方法により現在3つのcDNAクローン892(0.5kb),B2(0.8kb),N16(1.5kb)が得られている。これらのクローンについて塩基配列を決定し、既知の遺伝子との相同性を検索した。その結果892はサイトカインの一種であるヒトマクロファージ遊走阻止因子(MIF)と高い相同性を示すことが明らかとなった。B2は既知の遺伝子の塩基配列の中では高い相同性をもつものは見出せなかった。しかし、蛋白コード領域を決定し、アミノ酸レベルでの相同性を検討したところ、N末側行100アミノ酸残基が転写調節因子であるPorin Thermoregulatory Protein(PTR)に類似していることが明らかとなった。N16は既知の遺伝子、蛋白質の中に相同性の高いものは見られなかった。(4)現在までに得られたクローンのうち892は子宮内膜癌細胞株であるHHUAおよびIshikawa株で発現の増大が観察されている。また892をpSV2neoとともにHHUAに再度トランスフェクトするとコントロールに比しsurvival colonyの減少がみられた。内膜癌細胞株での発現の増大が一義的なものであるか否か、そうだとすればいかなる機構によるものかを、正常内膜とHHUAでのシークエンスの比較、内膜癌症例のin vivo材料を用いた検討を継続している。B2では、子宮内膜癌細胞株で高率に発現の消失が見られている(7株中3株)。また発現のあるものの中でもSSCPのパターンも正常に比較し、変化しており、この変化が、point mutation等によるものなのか否かを現在検討中である。またB2はPTRと類似したドメインをもつことより、正常子宮内膜の増殖を転写調節因子としての機能を介して調節しており、この正常機能の破綻が子宮内膜癌化過程に関与している可能性が示唆された。N16に関しては現在塩基配列の解析を進めている。

ノーザンブロットでは正常組織と癌組織の間でcDNAのサイズに一致するRNAの発現量に差はなかった。しかし、ノーザンおよびRT-PCRによる解析により、HHUAで正常組織にないサイズのRNAが発現していることが明らかになり、現在この変化のもつ意義について解析を行っている。また、CD-1マウスにDiethylstilbesterolを投与して得られた、内膜異形増殖症、adenocarcinoma in situ、進行子宮内膜癌、という子宮内膜癌発生のスペクトラムモデルにおいて、892N3およびBN2に相当する遺伝子の変化が存在するのか、存在するとすれば発生過程のいずれの時期に相当するのかについても検討を行っている。以上の癌組織における892N3、BN2遺伝子の変化の解析と並行してこれらの遺伝子の増殖抑制効果が、その過剰発現によってもたらされたものなのか、あるいは微小核融合による一番染色体の移入によるHHUA増殖抑制効果と同じく、1コピーゲノム相当の発現量でも引き起こされるものなのか否かを、レトロウイルスベクター(LXSHD)の感染系を用いて検討を行っている。
酵素様活性を示す新規有機ホスト無機複合体による有害物質の高効率除去と無害化

本研究では、酵素様活性を示す新規有機ホスト無機複合体を調製し、これに有害物質を濃縮した後そのまま分解・無害化する高効率な環境浄化システムの構築を目指した。有害物質の例として有機リン系農薬(フェニトロチオン、ジクロルボス、パラオキソン)およびカーバメイト系農薬(カルバリル、プロポキスル)を取り上げ、水中からの除去と分解反応による神経毒性の低減を検討した。その結果、浄化材料を設計し実用的システムを構築する上で今後の指針となる有用な知見が得られた。近年のバイオ技術の発展に伴い、天然の酵素や微生物を環境浄化に利用する試みが数多く行われている。しかし、一般に生物分解は操作条件に敏感であり、処理時間も長い。また、微生物の場合はそれ自身が捕捉と分解の両方を行うが、酵素の場合は物質捕集能が殆ど無いため、汚染物質との接触効率が低いなどの問題点がある。酵素を固相吸着剤などの捕集媒体に固定するアプローチもあるが、固定化処理の際に酵素が失活することも多い。本研究では、これらの諸問題をバイオ技術とは別のアプローチで解決することを考え、酵素様活性を示す新規有機ホスト無機複合体を調製し、これに水中の汚染物質を捕集した後そのまま分解・無害化する高効率な環境浄化システムの構築を目指している。本年度は以下の事項について検討を進めた。有機ホスト分子チアカリックスアレーンは金属イオンと複核錯体を形成し、天然の金属酵素の活性中心と類似の構造を与える。Lewis酸性が高いセリウム(IV)の二核錯体はフォスファターゼ様活性を示し、フェニトロチオンやカルバリルなどの有機リン系およびカーバメイト系農薬のエステル部位の加水分解を促進した。これらの農薬の毒性はエステル部位による酵素阻害に起因するため、エステル部位が分解されると毒性は低減する。また、界面活性剤共存下ではフォスファターゼ様活性が増大し、イムノアッセイにおける発色反応にも応用できた。一方、イオン性界面活性剤は帯電した無機酸化物表面に吸着し、分子集合体アドミセルを形成する。通常のミセルと同様にアドミセルには疎水性化合物や金属錯体が取り込まれ、あらかじめチアカリックスアレーン錯体を取り込ませたアドミセルを用いると、有機リン系およびカーバメイト系農薬を捕集してそのまま分解できた。また、アドミセルは大量の水に分散させても起泡分離により容易かつ迅速に回収された。天然の酵素や微生物を環境浄化に利用する試みは数多いが、一般に生物分解は操作条件に敏感であり、また汚染物質との接触効率を高めることが難しく、長時間の処理を要するなどの問題点がある。本研究では、これらの諸問題をバイオ技術とは別のアプローチで解決することを考え、酵素様活性を示す新規有機ホスト無機複合体を調製し、これに水中の汚染物質を濃縮した後そのまま分解・低害化する高効率な環境浄化システムの構築を目指した。昨年度は有機ホスト分子チアカリックスアレーンのセリウム(IV)二核錯体がフォスファターゼ様活性を示すことから、これを界面活性剤一シリカゲル複合体(アドミセル)に組み込むと、フェニトロチオンやカルバリルなどの有機リン系およびカーバメイト系農薬をアドミセルの界面活性剤ミセル領域に濃縮し、そのまま加水分解できることを見出した。これらの農薬は、エステル部位が神経伝達系酵素を阻害することにより毒性を発揮するため、加水分解を受けると毒性が低減する。従って、水中からの有機リン系およびカーバメイト系農薬の捕集と低毒化について可能性が開けたため、本年度はその高効率化を目指して反応条件について検討を重ねた。その結果、チアカリックスアレーン錯体のアドミセル中含有量を増やしても、加水分解の効率は期待したほどは向上せず、アドミセルのみでも加水分解が促進されることが分った。即ち、チアカリックスアレーン錯体が無くとも、農薬の捕集と分解を行う浄化システムを設計することは可能だが、より高効率に分解反応を行うにはチアカリックスアレーン錯体の触媒能の向上が鍵となり、更なる検討が必要である。
IGBTを用いた電圧形インバ-タ・直列共振回路方式のコロナ放電処理システムの研究

ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂は、その化学構造上、極性基が少なく結昌化度も高いため、インキや接着剤に対して親和性のない構造をしている。このため、あらかじめ前処理を施して樹脂表面の親和性を向上させる必要がある。こうした前処理には、取り扱いが容易で処理装置の安定性とコストの点からコロナ放電処理装置が使用されている。これは電極間に絶縁物(誘電体)を介在させ、ギャップ部のコロナ放電により表面処理を行なおうとするもので、従来のコロナ放電処理装置の電源回路(3050kHz,520kW)には真空管が用いられていた。本研究は、新しい電力用半導体素子であるIGBT(Insulated Gate Bipolor Transistor)を用いた電圧形インバ-タ・直列共振回路方式のコロナ放電処理システム(3050kHz,5kW)の開発を目的として、以下の研究成果を得た。1.一般に欠点とされている、高周波昇圧トランスの漏れリアクタンスと浮遊容量を、本システムでは共振リアクトルと共振コンデンサとして逆用した。その結果、外付けのリアクトルやコンデンサが不要となり、システム構成を簡単化できた。2.ダイオ-ド整流回路を用い、力率制御(周波数制御)により出力調整を行う方式を採用したが、ロスレススナバ回路を接続することによって、インバ-タ効率は96%が得られた。3.制御回路に新たに開発したPLL回路を採用し、常に負荷状態に追従し、安定したコロナ放電を行なうことができた。4.無声放電理論に基づく電極の等価回路を導出し、従来は経験的に論じていた周波数とギャップ長の関係を定性的に説明することを可能にした。化学的に安定なポリエチレンなどの表面処理(coating)を施すには、3050kHz、1020kV、220kWの高周波、高電圧、かつ大電力の交流電源を必要とする。これは電極間に絶縁物(誘電体)を介在させ、ギャップ部のコロナ放電により表面処理を行なおうとするもので、従来はコロナ放電処理装置の電源回路に真空管が用いられていた。平成元年度は、次下について研究した。1.フォトカプラとパルストランスを用いて、コモンノイズに強く、信頼性の高いドライブ回路を開発した。その結果、50kHz動作時の消費電力は1素子当り3.2Wまで低減できた。2.500V、50AのIGBTを用いて7kVAの電圧形インバ-タを試作し、50kHz、5kWの安定した動作を抵抗負荷により確認した。平成2年度は以下の研究を行う予定である。1.電圧形インバ-タの出力端から見た負荷(昇圧回路とコロナ放電装置)の共振周波数は、コロナ放電の開始前後で数kHz変化することが知られている。そこで、このような周波数変動に対しても安定した周波数追尾が可能な制御回路を開発する。2.研究室所有のコロナ放電処理装置に試作した電圧形インバ-タを接続し、実験によりシステムの評価を行う。さらに、イオンの移動度に着目したコロナ放電装置の等価モデルを考察し、電極面積、ギャップ長などの基本的な設計指針を明らかにする。

本研究は、新しい電力用半導体素子であるIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を用いた電圧形インバ-タ・直列共振回路方式のコロナ放電処理システム(3050kHz,5kW)の開発を目的として、以下の研究成果を得た。1.一般に欠点とされている、高周波昇圧トランスの漏れリアクタンスと浮遊容量を、本システムでは共振リアクトルと共振コンデンサとして逆用した。その結果、外付けのリアクトルやコンデンサが不要となり、システム構成を簡単化できた。2.ダイオ-ド整流回路を用い、力率制御(周波数制御)により出力調整を行う方式を採用したが、ロスレススナバ回路を接続することによって、インバ-タ効率は96%が得られた。3.制御回路に新たに開発したPLL回路を採用し、常に負荷状態に追従し、安定したコロナ放電を行なうことができた。4.無声放電理論に基づく電極の等価回路を導出し、従来は経験的に論じていた周波数とギャップ長の関係を定性的に説明することを可能にした。
オリゴデンドロサイトの発生における移動と軸索との相互作用の解析

オリゴデンドロサイトは、発生の過程で脳や脊髄の限局した部位で分化し機能する場所に向かって移動する。その移動の様式については、ニワトリ胚の神経組織に単クローン抗体04を用いて免疫染色することにより示すことができる。軸索抗原に対する抗体と04とを用いて二重染色を行うと、移動中のオリゴデンドロサイト(の前駆細胞)は、しばしば軸索に沿って平行に配列していた。したがって、その移動に対して軸索が何らかのガイドの働きをしていることが形態学的に示唆された。そこで、オリゴデンドロサイトの移動における細胞表面分子を介した軸索との相互作用を調べることを目的として実験をおこなった。ふ卵6日目のニワトリ胚の後脳や脊髄の細胞を2-3日培養して04陽性(04+)細胞に発現している細胞表面分子を免疫組織化学的に調べた。その結果、90%以上の04+細胞にNCAMが発現しており、N-カドヘリンは80%程度の、β1インテグリンは70%程度の04+細胞にみられた。次に、ふ卵6日目のニワトリ胚脊髄の組織片をラミニン/フィブロネクチンをコートした上で培養すると3日後には突起の伸長とともに、多くの04+細胞が組織片から遊走して出てくる。この培養系に細胞接着分子に対する抗体を用いて、細胞移動や突起伸長に対する影響を調べた。その結果、β1インテグリンに対する抗体を加えた場合には、突起伸長や細胞の遊走がさまざまな程度で阻害されたが、NCAMやN-カドヘリンに対する抗体を加えた場合には、変化はわずかしか認められなかった。以上の結果より、オリゴデンドロサイトの移動にはβ1インテグリンが関与している可能性が示された。今後は、生体内(ニワトリ胚)への抗体注入による細胞移動への作用を調べる。
紛争後北アイルランド社会におけるオルタナティヴ・メディアの役割

本研究は、北アイルランドの「オルタナティヴ・メディア」の紛争後の「和解」プロセスにおける役割を明らかにすることを目指した。本研究は、既存のメディアが宗派集団やエスニック集団のプロパガンダに寄与していたのに対し、「オルタナティヴ・メディア」は、宗派対立から距離を取り、コミュニティ活動を通した市民社会の拡大とそれに伴う新たな公共圏の成立に伴い発展したことを明らかにした。そこでは、周縁化された人々が地域の問題に関して社会に意見を発することが可能となり、さらには紛争の記憶の共有や、対立するコミュニティの観点に立った視点の獲得、「共感のネットワーク」の構築などにつながったと考えられる。今年度は、北アイルランドのコミュニティ・セクターおよび映像メディアについての基礎的研究を行った。今年度の補助金は、主に上記の研究を遂行するための文献の購入費および文献収集の際の渡航費に充てられた。1、北アイルランドのコミュニティ・セクターについて現在論文を執筆中である。この論文では、北アイルランドのコミュニティ・セクターの発展の特徴を、英国全体と比較しながら明らかにするものである。北アイルランドのコミュニティ・セクターは、むろん英国全体の政策の変化によって左右されるが、その大きな特徴の一つとして、地理的なコミュニティを基盤としたコミュニティ活動が中心となっていること、またそのコミュニティ活動は、宗派対立によって前提づけられた北アイルランドの政治において現れることのない、宗派集団内の多様性を明らかにし、またエスニック集団によっても担われていることが大きな特徴となることが分かった。この論文を執筆するにあたって、英国および北アイルランドのボランタリー・コミュニティ・セクター関連の文献を多数購入した。2、北アイルランドのオルタナティヴ・メディアについては、現在論文を執筆中である。この論文では、北アイルランドにおけるボランタリー・コミュニティ・セクターの発展と、人々の経験とそこで得られた知がどのように発信され、地域を越えて共有されるのかを、北アイルランドに基盤を置くオルタナティヴ・メディアによる作品の分析を行うことによって分析する。とくに、ローカルテレビ局「ノーザンビジョン」による“Our Generation"というシリーズに焦点を当て、そこでの人々の語りがボランタリー・コミュニティ・セクターでの活動と、自らの紛争の経験をどのように関連付け、どのように意味づけているのか分析する。この論文を執筆するにあたって、関連する文献を多数購入した。本研究は、少し進捗状況が遅れ気味である。具体的には、本研究は、北アイルランドの1、オルタナティヴ・メディア、2、ボランタリー・コミュニティ・セクター、3、両者の紛争後社会における「和解」への貢献という3つの分析項目に分類できる。現在、1、2の全体像を把握することに手間取り、3への着手が遅れている状況である。その理由は以下のとおりである。ひとつには、昨年9月に調査から帰国後体調を崩していたという事情がある。9月は治療に専念し、体調は復帰した。もう一点は、上記の3点に加え、昨年度は分析枠組みとして「公共性」、「公共圏」の概念に関する近年の議論を確認していたが、それに時間をかけすぎたという理由がある。また、3については、「和解」に関する取り組みは多様なものがあるが、どういった取り組みを分析するか絞り切れていなかったという点がある。しかし、後述するように、3については都市における共生を目指す取り組みに絞り、限られた時間を有効に活用し、具体的な分析に取り組みたいと考えている。今年度は、北アイルランドのボランタリー・コミュニティ・セクター(VCS)および映像メディアについての基礎的研究および分析を行った。今年度の補助金は、主に上記の研究を遂行するための文献の購入費に充てられた。1、北アイルランドのVCSについて論文を執筆した。この論文では、北アイルランドのVCSの発展の特徴とその変化を、英国の他の地域と比較しながら明らかにした。北アイルランドのVCSの発展は、1970年代の紛争の勃発とその深刻化が大きな契機となっていること、そして北アイルランドの地方行政の停止に伴い、社会サービスの大部分を担うようになったことを明らかにした。また、90年代には、英国やアイルランド共和国、EUなどからの支援をもとにVCSは和解や社会の安定を目的とした活動を担うようになったことを指摘した。この論文を執筆するにあたって、英国および北アイルランドのVCS関連の文献を多数購入した。2、北アイルランドのオルタナティヴ・メディアにおけるVCSにまつわる語りを分析した論文を執筆した。この論文では、北アイルランドのVCSで活動してきた人々の経験とそこで得られた知がどのように発信され、地域を越えて共有されるのかを、北アイルランドに基盤を置くオルタナティヴ・メディアによる作品の分析を行うことによって分析した。ローカルテレビ局「ノーザンビジョン」による“Our Generation"というシリーズに焦点を当て、そこでの人々の語りがVCSの活動と、自らの紛争の経験をどのように関連付け、どのように意味づけているのか分析した。具体的には、本研究は、北アイルランドの1、オルタナティヴ・メディア、2、VCS、3、両者の紛争後社会における「和解」や「相互理解」への貢献という3つの分析項目に分類できる。現在、1、2の全体像の把握についてはすでにある程度進めることができた。一方で、現地での調査が健康上の理由により実施できていないため、3の点への着手が遅れている状況である。現時点では、日本にいながらにして入手できる資料および映像の分析に取り組んでいる。必要な現地調査を実施することにより、研究がさらに進むことと思われる。本研究は北アイルランドの紛争後社会の「和解」プロセスにおける「オルタナティヴ・メディア」の役割を解明することを目的として行われた。本研究では、ローカル・テレビ局およびパンフレット制作団体を主な調査対象とし、作品を分析するとともに、中心人物にインタビュー調査を実施した。

さらに、メディアに関わる複数のコミュニティ・グループにインタビュー調査を行った。また、紛争期のコミュニティ・セクターの発展を明らかにするために文献調査を行った。その結果、以下の点が明らかとなった。11970年代に北アイルランド紛争が起こると、非常時の地域のニーズに応える「コミュニティ・グループ」が多数生まれた。それらのグループは、女性たちや剥奪された地域の人々を中心に草の根の互助活動を行っていたが、北アイルランド地方議会の停止に伴い、人びとが多様な意見を共有する場となり、コミュニティの意見を英国政府やEUなど外部機関に発信する場としても機能するようになった。2分析の結果、当時の北アイルランド社会では公的に語られることのなかった言葉が、「コミュニティ・グループ」では語られ共有されたことが明らかとなった。そこでは、宗派対立や国家帰属については語られず、もっぱら「生活」や「家族」、「若者」、「紛争経験」などについて語られた。これらは「沈黙の文化」の中では長く公的には語られてこなかったテーマであった。3上記の「コミュニティ・グループ」の活動が、その後も形を変えて継続し、紛争後社会の「オルタナティヴ・メディア」の「和解」に向けた活動の土台となったことがわかった。以上のように、紛争後社会における「オルタナティヴ・メディア」は、コミュニティ活動を通した市民社会の拡大とそれに伴う新たな公共圏の成立を背景としていた。そして、紛争後の「和解」のみならず、周縁化された人々が社会に意見を発することを可能にしたと結論付けられる。本研究は、北アイルランドの「オルタナティヴ・メディア」の紛争後の「和解」プロセスにおける役割を明らかにすることを目指した。本研究は、既存のメディアが宗派集団やエスニック集団のプロパガンダに寄与していたのに対し、「オルタナティヴ・メディア」は、宗派対立から距離を取り、コミュニティ活動を通した市民社会の拡大とそれに伴う新たな公共圏の成立に伴い発展したことを明らかにした。そこでは、周縁化された人々が地域の問題に関して社会に意見を発することが可能となり、さらには紛争の記憶の共有や、対立するコミュニティの観点に立った視点の獲得、「共感のネットワーク」の構築などにつながったと考えられる。本研究は北アイルランドの和解のプロセスにおける、ボランタリー・コミュニティ・セクターの関わりと、それに伴うオルタナティヴなメディアの発展について分析することを目標としている。昨年度は研究の前提となる基礎的研究を行ったが、今年度はさらに焦点を絞り、具体的な事象に焦点を当てて研究を進める予定である。具体的には以下のとおりである。
糖非発酵性細菌ペプチダーゼ類を標的とした新規阻害剤配合剤の開発

糖非発酵性グラム陰性細菌は、ブドウ糖ではなく、蛋白質やペプチドをエネルギー源とする。近年同定されたS46型ペプチダーゼ類は、ヒトに存在しないジペプチジルペプチダーゼであり、細菌ペリプラズムにおいて他のペプチダーゼ類と協調的に種々のペプチドを分解する。本研究では、新規作用機序の抗菌剤を開発するため、歯周病原因菌あるいは多剤耐性菌等の糖非発酵性細菌が持つS46ペプチダーゼ類に関する生化学的解析や立体構造解析、in silico, in vitro両面での阻害剤探索と酵素/阻害剤複合体の立体構造解析に基づく阻害剤の構造最適化研究を展開する。
最適経路問題に関するアルゴリズムの開発とその応用

最適経路(optimum routes)とは施設内のある目標を巡回する最短経路のことを言う。ここに施設を多角形とみなす。本研究では警備員経路問題とサファリ経路問題を扱う。警備員経路(watchman routes)とは、与えられた多角形Pに対し、Pの任意の点が警備員の巡回路上の少なくとも1点から見えるような経路である。サファリ経路(safari routes)とは,多角形の中に何個かの小さな多角形(猟場)を配置し、猟師がそれらの猟場をすべて訪れる経路である。1987年、Chin-Ntafosは最適警備員経路を求めるO(N^4)のアルゴリズムを提案し、同時にこの問題をO(N^2)の計算量で解けると予測した。1991年、研究代表者の博士学位論文ではこの問題を取扱い、O(N^3)のアルゴリズムを提案した。本研究では分割統治法を導入し、O(n^3)の結果を更に(N^2)に改良した。われわれのアルゴリズムは、初期値として求めた(最短ではない)警備員経路を補正(adjusting)しながら徐々に最短警備員経路を構成する。分割統治法を補正過程に導入することによってO(N^2)の結果が得られた。この研究結果はLecture Notes on Computer Science誌に発表した。最適サファリ経路を求めるO(N^3)のアルゴリズムは1990年Ntafosによって提案され、O(N^2)の計算量で求められることが予想されている。本研究では、分割統治法をサファリ経路問題に用いてO(n^2)のアルゴリズムを得た。この研究結果もLecture Notes on Computer Science誌に発表した。それに、最短動物園巡回路(zoo-keeper routes)に関する効率的なアルゴリズムも得て、情報処理学会アルゴリズム研究会(43-2)に発表した。
有機起源鉱物の生成原理及び反応原理の解明

生物圏起源の有機物が岩石圏に固定されるプロセスとメカニズムを明らかにすることを目的として、代表的有機鉱物である芳香族炭化水素鉱物の生成原理に焦点を絞って研究を行った。炭化水素鉱物は、そのほとんどを多環芳香族炭化水素(PAH)を主成分とする鉱物が占める。その中でも今回はイドリアライト(米国カリフォルニア州産)の生成機構を考察するため、結晶構造解析と炭素同位体組成分析を行った。結晶構造解析の結果、イドリアライトはピセン分子(C_<24>H_<12>)がファンデルワールス力によって結合した有機分子結晶であることが判明した。ピセンは高い芳香族性をもつ有機分子であり、高い安定性をもつ。イドリアライト結晶がオパールや黒辰砂と共生して産出していることから、シリカ成分を含むような熱水活動によって生成されたことは明らかである。また、δ^<13>C=-24.429±0.090‰という値は海洋生物起源であることを示唆している。すなわち、海洋有機堆積物が熱水変質を受けてピセンとなったものが、その高い安定性のため、ほかの有機分子は分解・揮発し、最終的にカーパタイトとして結晶化したと結論づけた。カリフォルニア州沿岸部にみられるような、堆積物中の有機物が熱水活動によって有機鉱物へと変化するような状況は、日本列島においても見出せる可能性は高い。この観点から、カーパタイトが多産する水銀鉱床区に類似した、北海道イトムカ鉱山の水銀鉱石を詳細に観察、分析した。その結果、石英脈の表面にフィルム上に析出した固体状有機物を発見することができた。有機物の正確な同定および生成機構については目下検討中である。イトムカ鉱山の水銀鉱物は自然水銀の割合が高いことが特徴であるが、有機物による還元作用が寄与していることが示唆された。生物圏起源の有機物が岩石圏に固定されるプロセスとメカニズムを明らかにすることを目的として、代表的有機鉱物であるシュウ酸塩鉱物及び炭化水素鉱物に焦点を絞った研究を行った。シュウ酸イオン・種々の陽イオン・水分子で構成されているシュウ酸塩鉱物は、現在16種類が知られており(e.g.Gaines et al.,1997)、有機鉱物の中で最も多様性を持つ鉱物グループである。シュウ酸塩鉱物においては水和水の数や結晶構造中での位置がその安定性に大きく影響していることが知られている(Echigo et al.,2005)。しかし、その寄与について定量的な考察はされていない。シュウ酸塩鉱物における水分子の影響の定量的な考察を目的とし、M_2(C_2O_4)・nH_2O(M=Li^+,Na^+,K^+,Rb^+,NH4^+,Tl^+;n=0,1)に対して、結合原子価理論を適用、比較した。その結果、シュウ酸塩鉱物中の水分子は、陽イオンのLewis酸強度とシュウ酸イオンのLewis塩基強度の差を補償する能力を持つことが判明した。さらに、その差の大きさと水和水の数の間には強い正の相関があり、回帰直線から水分子が有する補償能力を0.086v.u.であると見積もることが出来た。従って、valence-matching plinciple(Brown,1981;2002)は無機鉱物だけでなく、有機鉱物にも適用出来ることが解明された。その中でも今回はカーパタイト(カリフォルニア州産)の生成機構を考察するため、結晶構造解析と炭素同位体組成の分析を行った。結晶構造解析の結果、カーパタイトはコロネン分子(C_<24>H_<12>)がファンデルワールス力によって結合した有機分子結晶であることが判明した。コロネンは高い芳香族性をもつ有機分子であり、高い安定性をもつ。カーパタイト結晶が石英脈に包有されていることから、シリカ成分を含むような熱水活動によって生成されたことは明らかである。また、δ^<13>C=-22.39±0.18%。という値は海洋生物起源であることを示唆している。すなわち、海洋有機堆積物が熱水変質を受けてコロネンとなったものが、その高い安定性のため、ほかの有機分子は分解・揮発し、最終的にカーパタイトとして結晶化したと結論づけた。その中でも今回はカーパタイト(米国カリフォルニア州産)の生成機構を考察するため、結晶構造解析と炭素同位体組成分析を行った。結晶構造解析の結果、カーパタイトはコロネン分子(C_<24>H_<12>)がファンデルワールスカによって結合した有機分子結晶であることが判明した。また、δ^<13>C=-22.39±0.18^0/_<00>という値は海洋生物起源であることを示唆している。

すなわち、海洋有機堆積物が熱水変質を受けてコロネンとなったものが、その高い安定性のため、ほかの有機分子は分解・揮発し、最終的にカーパタイトとして結晶化したと結論づけた。カリフォルニア州沿岸部にみられるような、堆積物中の有機物が熱水活動によって有機鉱物へと変化するような状況は、日本列島においても見出せる可能性は高い。この観点から、カーパタイトが多産する水銀鉱床区に類似した、北海道イトムカ鉱山の水銀鉱石を詳細に観察、分析した。その結果、石英脈の表面にフィルム上に析出した固体状有機物を発見することができた。有機物の正確な同定および生成機構については目下検討中である。イトムカ鉱山の水銀鉱物は自然水銀の割合が高いことが特徴であるが、有機物による還元作用が寄与していることが示唆された。生物圏起源の有機物が岩石圏に固定されるプロセスとメカニズムを明らかにすることを目的として、代表的有機鉱物である芳香族炭化水素鉱物の生成原理に焦点を絞って研究を行った。炭化水素鉱物は、そのほとんどを多環芳香族炭化水素(PAH)を主成分とする鉱物が占める。その中でも今回はイドリアライト(米国カリフォルニア州産)の生成機構を考察するため、結晶構造解析と炭素同位体組成分析を行った。結晶構造解析の結果、イドリアライトはピセン分子(C_<24>H_<12>)がファンデルワールス力によって結合した有機分子結晶であることが判明した。ピセンは高い芳香族性をもつ有機分子であり、高い安定性をもつ。イドリアライト結晶がオパールや黒辰砂と共生して産出していることから、シリカ成分を含むような熱水活動によって生成されたことは明らかである。また、δ^<13>C=-24.429±0.090‰という値は海洋生物起源であることを示唆している。すなわち、海洋有機堆積物が熱水変質を受けてピセンとなったものが、その高い安定性のため、ほかの有機分子は分解・揮発し、最終的にカーパタイトとして結晶化したと結論づけた。
触媒効果の差を利用する微量の臭素及びヨウ素の同時定量法

ピロカテコールバイオレット(PV)は強酸性下で赤色を呈するが、過酸化水素によって酸化され退色する。微量の臭素及びヨウ素は塩酸酸性下で触媒作用を行い、この退色を促進する。ヨウ素が10数分間にわたって作用するのに対して、臭素は反応初期においてのみ作用するので、この触媒挙動の差を利用した臭素及びヨウ素の同時定量法を確立した。反応の追跡は一定温度下でPVの吸光度変化を連続記録させて行った。PVは酸性溶液において二つの吸収極大をもつが、酸の濃度変化の影響を受けない492nm(等吸収点)によるのが適当であった。測定された吸光度の逆数を反応時間に対してプロットすると直線となり、その傾斜値はヨウ素濃度に応じて増大する。臭素が共存する場合、上記プロットは臭素が失活した以降直線となり、その傾斜値はヨウ素の作用のみに依存し、また縦軸上(反応時間0分)の切片値は臭素濃度に応じて上昇する。これらの傾斜値及び切片値をそれぞれヨウ素及び臭素定量のパラメーターとして利用した。臭素とヨウ素の同時定量を行うには、共存するヨウ素濃度にかかわらず切片値は各臭素濃度について一致し、同時に共存する臭素濃度にかかわらず傾斜値は各ヨウ素濃度で等しくなければならない。これらを満たす反応条件として、反応温度37°C,PV濃度8.3×【10^(-5)】M,塩酸及び過酸化水素濃度は共に0.84Mが適当であった。この定量条件によると、同時定量可能な濃度範囲が広く、同時に定量感度も高い。臭素及びヨウ素がそれぞれ00.1ppm及び00.05ppmの範囲で共存する場合、同時定量が可能である。臭素及びヨウ素を種々の濃度で共存させて同時定量を試みたが、各濃度での相対標準偏差の平均は臭素で10%,ヨウ素で6%であった。共存イオンの影響はヨウ素より臭素に対してやや大きく現れる。温泉水及び地下水に本法を適用し、良好な結果を得た。
有限群上のランダムウォークとその統計学への応用

1.有限群上のランダムウォークについて,有限群の表現論を使って,収束速度の評価を行った.2.上の成果を使って,対称群上のランダムウォークが分割表のランダムサンプリングを誘導することを示した.3.代数幾何的な手法で,金属考古学の問題(鉛同位体法による鉛の混合)を研究した.無関係に思えるが,2も3もマルコフ空間(高次元単体)内の力学系である.4.表現論におけるバーンサイド環やマッキー関手をマルコフ空間上で研究した.1.有限群上のランダムウォークについて,有限群の表現論を使って,収束速度の評価を行った.2.上の成果を使って,対称群上のランダムウォークが分割表のランダムサンプリングを誘導することを示した.3.代数幾何的な手法で,金属考古学の問題(鉛同位体法による鉛の混合)を研究した.無関係に思えるが,2も3もマルコフ空間(高次元単体)内の力学系である.4.表現論におけるバーンサイド環やマッキー関手をマルコフ空間上で研究した.1.有限群上のランダムウォークの基礎.代数的には,マルコフ連鎖を,マルコフ空間(有限確率空間を頂点集合とする単体)上のマルコフ作用素(アファイン写像または線形力学系)と見なすのが便利である.この観点から,有限群の作用する集合上のランダムウォークの理論の再構成を行った.2.表現論を使った,有限群上のランダムウォークの収束速度の評価.3分割表の列挙問題への代数的解釈.分割表は対称群のヤング部分群による両側剰余類の集合と見なせる.したがって大勝1群上のランダムウォークは分割表のランダムサンプリングを誘導する.フィシャーの並べ替え検定やイアコニスたちによるマルコフ基底を使った分割表のランダムサンプルイングとの関係が解明された.4.正方分割表の一致率検定の正確な有意確率の公式は分かっていたが,非線形な統計量については未解明である.ただ,カイ自乗統計量のについては,有向2部グラフにおけるサイクルの個数と関係することがわかった.5.青銅器製造の過程を解明するための新しい方法を得た.6.その他.マルコフ空間に関して,マッキー分解やフロベニウス相互律などを発見した.マッキー関手の基礎理論を整備した.1.有限群上のランダムウォークの基礎理論.代数的には,マルコフ連鎖は,マルコフ空間(有限確率空間を頂点集合とする単体)上のマルコフ作用素(アファイン写像または線形力学系)と見なせる.この観点から,有限群の作用する集合上のランダムウォークの理論の再構成を行った.得られた理論は「単位区間を係数体とする表現論」であする.応用として,有限群上のランダムウォークの収束速度の評価をおこなった.指標値と次数との比の重要性が分かった.対称群など具体的な群について計算した.2.分割表の列挙問題への代数的解釈.分割表は対称群のヤング部分群による両側剰余類の集合と見なせる.したがって対称群上のランダムウォークは分割表のランダムサンプリングを誘導する.フィシャーの並べ替え検定やダイアコニスたちによるマルコフ基底を使った分割表のランダムサンプルイングとの関係を解明した.4.鉛同位体法への応用.鉛の混合があるとこれまでの方法は鉛の産地推定に使えない.離散線型力学系と離散アファイン幾何に基づく新しい方法を開発した.今年度はこの分野に重点を置いた.5.その他.マルコフ空間に関して,マッキー分解やフロベニウス相互律などを発見した.有限群論や,代数的確率過程,代数統計の分野の基礎をなすバーンサイド環やマッキー関手の基礎理論について研究した.統計解析用ブログラム言語Rで,鉛同位体法関係のいくつかのプログラムを作成した.数式処理ソフトMapleで,有限群上のランダムウォーク関係の計算をおこなった.7.これらの研究成果をいくつかの研究集会で発表した.とくに,専門外の考古学関係の学会で,京都の古墳から出土した青銅器の製造の過程について講演したが,かなり強い関心を持たれた.報告集はあるが,論文はとりまとめ中である.斜バーンサイド環の最後の論文が代数の専門誌に掲載された.1.有限群上のランダムウォークの基礎.マルコフ連鎖は,マルコフ空間(有限確率空間を頂点集合とする単体)上のマルコフ作用素(アファイン写像または線形力学系)である.代数的には,単位区間を「系数体」とする線形代数の理論と見なせる.この観点から,有限群の作用する集合上のランダムウォークの理論を再構成した.例えば群環に相当する概念は,群を頂点集合とする単体群である.「系数体」が本当の「体」でないための困難さはあるが,線形代数や群の表現論同様の理論構成ができる.2.表現論を使った,有限群上のランダムウォークの収束速度の評価.とくに対称群上のランダムウォークについて,収束速度の詳しい評価ができた.対称性を持つ状態空間上のランダムウォークとヘッケ環の表現との関係もあきらかにした.3.分割表の列挙問題の代数的解釈.分割表は対称群のヤング部分群による両側剰余類の集合と見なせる.したがって対称群上のランダムウォークは分割表のランダムサンプリングを誘導する.フィシャーの並べ替え検定やダイアコニスたちによるマルコフ基底を使った分割表のランダムサンプルイングとの関係を解明した.4.統計解析用ブログラム言語Rでのいくつかのプログラムを作成した.ただし公表はしていない.5.青銅器製造の過程を解明するためのアファイン幾何に基づく新しい方法を得た.質量分析計の精度,鉛の混合を解明する方法,さらに古墳から出土した青銅鏡に含まれる鉛の混合の過程に関する発表をおこなった.6.代数統計の分野の基礎をなすバーン