hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
思春期のメンタルヘルスに関連する因子の縦断的検討

思春期の抑うつ症状と起立性調節障害などのメンタルヘルスの現状を把握し、その要因を縦断的に検討する。小学校4年生から中学校3年生までの児童生徒に心の健康、生活習慣についての調査を継続的に実施し、更に身長体重などのデータを蓄積した。その結果、思春期において、体型が抑うつ症状に影響を及ぼすこと、また、これらのデータを乳幼児健診データとリンケージを行い、幼少時の生活習慣が思春期の起立性調節障害と関連があることを明らかにした。思春期での抑うつ症状と起立性調節障害(OD)は、その後の青年期、成人期の生活習慣や健康状態に強く影響を与えることが明らかとなっている。近年、これらの有病率の上昇が報告されており、その対応が医療機関や学校保健において、重要な課題となっている。抑うつやODは、思春期での生活習慣や発育が関連要因として指摘されているが、結論は得られていない。本研究の目的は、生物学的要因・心理社会的要因・ひいては出生からの親子関係・養育環境・家庭環境といった要因を現在進行中のバースコホート研究を基礎に、新たな追跡調査を加え、多方面から検討することで、思春期の抑うつ症状とODに影響を及ぼす要因を明らかにすることである。今年度は、山梨県甲州市の小学4年生から中学3年を対象に、抑うつ状態やOD、生活習慣の調査を行い、学校保健簿から身体データの抽出を行った。横断データの解析により、睡眠やインターネットの使用方法とメンタルヘルスに関連があることが、明らかとなった。さらに、前回の調査のデータとリンケージすることにより、肥満傾向が抑うつ症状に及ぼす影響も明らかとなった。また、甲州市母子保健縦断調査の乳幼児健診時のデータとリンケージを行い、幼少期の生活習慣と思春期でのODの発症との検討を行った。その結果、3歳時の睡眠スタイルと思春期でのOD発症の間の関連が明らかとなった。就寝時刻が遅く、起床時刻も遅い児は、これらが早い児に比べて、OD発症のオッズ比が、約2倍となった。本研究では、先行研究で、交絡因子であると示唆されている母親のメンタルヘルスについての調査を行わなかったので、遺伝的影響等を考慮にいれていない。したがって、次回の調査においては、保護者への調査も考慮に入れて、計画を行っている。思春期での抑うつ症状と起立性調節障害は、その後の青年期、成人期の生活習慣や健康状態に強く影響を与えることが明らかとなっている。近年、これらの有病率の上昇が報告されており、その対応が重要な課題となっている。抑うつや起立性調節障害は、思春期での生活習慣や発育が関連要因として指摘されているが、結論は得られていない。本研究の目的は、生物学的要因・心理社会的要因・ひいては出生からの親子関係・養育環境・家庭環境といった要因を現在進行中のバースコホート研究を基礎に、新たな追跡調査を加え、多方面から検討することで、思春期の抑うつ症状と起立性調節障害に影響を及ぼす要因を明らかにすることである。これらは、登校拒否の原因になっているとも示唆されており、学校保健現場においても急務な課題となっている。今年度の調査では、引き続き、抑うつ、起立性調節障害、睡眠習慣、運動習慣や食事についての項目について自記式の質問紙調査を行った。平成21年度の起立性調節障害の発症率が極めて高く、この点についての検討も行ったが、前後2年度の結果を検討した結果、21年度特有の現象であることが明らかとなった。また、幼児期とのデータとリンケージを行い解析した結果、起立性調節障害は、幼少時の睡眠習慣との関連が認められた。また、思春期の抑うつ症状と生活習慣との関連も認められ、現在解析中である。これら思春期のメンタルヘルスに関して、教育現場と連携をとり、学校への結果報告、また児童生徒たちへの配布物などを作成した。幼少時データからの知見は、地域保健にも還元を行った。我が国では、近年ようやく小児のうつ病に関する認識が高まり、研究が行われるようになってきている。しかしながら、縦断的な研究はほとんど見当たらない。わが国の成人のうつ病の罹患率の高さを考えると成人での発症につながる小児のうつ病に関する検討は大変重要である。本研究では、コミュニティベースにおいて、小学校4年生から中学校3年生約2000人のメンタルヘルスに関する調査を3年間行った。また同時に生活習慣に関する質問、身長体重などのデータの抽出も行った。抑うつ症状については、海外で使用されており日本語版化されているBirleson depressionself-rating scale for children (DSRS-C)を用いた。3年間の調査の結果、中学生において、抑うつ症状を有する児は、10-20%存在し、学年が上がるに従って増加し、また、男子より女子の方が高い傾向にあった。これらは、日本で実施された郵送法による調査や欧米の先行研究での結果と同様の傾向であった。

抑うつ症状に関連する因子としては、ボディイメージ、体型、運動などであった。また、思春期のメンタルヘルスにおいて、抑うつ症状とともに、起立性調節障害の症状を持つ児が増加していることも懸念されている。これは、症状が抑うつ症状と判別が難しく、午前中の調子の悪さや不定愁訴などが主症状である。本調査では、起立性調節障害の診断の際に使用されている問診項目を使用して、症状の有無の判定を行った。3年間の結果によると顕著な増加は見られないものの増加傾向にあり、引き続き調査を実施する必要性がある。
ホルムアルデヒドを1炭素資源とした触媒的新規化学変換

本研究は、安価で安定係給可能な1炭素資源の一つであるホルムアルデヒドを、一酸化炭素(CO)や合成ガス(CO/H_2)の代替試薬として利用する新規化学変換の開発を目指した。これにより、従来一酸化炭素ガスの利用に頼っていたカルボニル化反応を、簡便にかつ安全に実施できることが期待された。1.ホルムアルデヒドの一酸化炭素(CO)代替としての利用ロジウム錯体触媒を用いた、アルキンとアリールボロン酸との環化カルボニル化反応において、一酸化炭素の代わりにホルムアルデヒドを用いると、ホルムアルデヒドがあたかも一酸化炭素のように振るまい、インデノン誘導体を与えることを見出した。この反応において、種々のアルキン類やアリールボロン酸が適用でき、インデノン誘導体の新しい簡便な合成法として確立した。2.ホルムアルデヒドの合成ガス(CO/H_2)代替としての利用ホルムアルデヒドを合成ガスの代替試薬とした、1-アルケン類のヒドロホルミル化反応において、ロジウム錯体触媒に対するリン配位子を適切に選択することにより、反応の位置選択性を高度に制御することに成功した。その選択性は95/597/3と極めて高く、直鎖アルデヒドを高収率で合成できる手法として確立した。以上、今年度の研究より、一酸化炭素ガスあるいは合成ガスを代替するという、ホルムアルデヒドの新しい化学的利用法を提供することができた。本研究は,廉価で安定供給可能な1炭素資源の一つであるホルムアルデヒドの,従来にはない化学変換法を開発することを目的として行われた.具体的には,ホルムアルデヒドを一酸化炭素(CO)や合成ガス(CO/H_2)の代替試薬として利用し,簡便に安全に実施できる新しいカルボニル化プロセス,一酸化炭素フリーカルボニル化法の創出を目指した.1.ホルムアルデヒドを一酸化炭素(CO)代替としたアルキン,ボロン酸との環化カルボニル化アルキンとアリールボロン酸を,ロジウム触媒存在下でホルムアルデヒドと反応させると,ホルムアルデヒドがあたかも一酸化炭素のように振るまい,環化カルボニル化が進行しインデノン誘導体を与えることを見出した.この反応において,種々のアルキン類やアリールボロン酸が適用でき,インデノン誘導体の新しい合成法として確立できた.2.ホルマリンを合成ガス(CO/H_2)代替としたアルケンのヒドロホルミル化ロジウム触媒による,ホルムアルデヒドを用いた1-アルケン類のヒドロホルミル化反応を開発した.触媒に対するリン配位子を適切に選択することにより,反応の位置選択性を制御することができ,極めて高い選択性(97/3-99/1)を持って,直鎖アルデヒドを合成できることが分かった.以上,今年度の研究より,一酸化炭素ガスあるいは合成ガスを代替するという,ホルムアルデヒドの新しい化学的利用法を提供することができた.本研究は、安価で安定係給可能な1炭素資源の一つであるホルムアルデヒドを、一酸化炭素(CO)や合成ガス(CO/H_2)の代替試薬として利用する新規化学変換の開発を目指した。
海中の濁りで荒廃した藻場の再生に関する研究

大型褐藻類によって形成される海藻群落(藻場)は、稚仔魚の生育場やアワビ・サザエ等の摂餌場として重要な役割をはたしているが、近年沿岸や内湾域では繁茂していた藻場の枯渇する現象が多くみられ、藻場の再生が必要となっている。これらの海域に共通した特徴は濁った河川水の流入量が多く、海水が非常に濁っている事である。すなわち、河川から放出された懸濁粒子が藻場の成育を疎害し、枯死させる原因となっていると考えられる。そこで本研究では海中の濁りにより荒廃した藻場の再生に資する事を目的として、第1に藻場荒廃海域の遊走子の分散について数値シミュレーションの方法より調べた。第2に濁りのある海水中で遊走子の着生に最適な基質の傾斜度について検討した。結果は以下のように要約される。1.清澄な海水中(SS;約0.2mg/1)に放出された遊走子の着底密度は、放出数を100%とすると、放出点直下で0.047%/cm、水平距離10mで0.020%/cmのようになった。これに対し、懸濁海水中では海水の濁り濃度の増加に伴って、遊走子は広範囲に分散し低密度で着底した。一方、藻場の形成範囲は濁り濃度の増加で著しく減少し、10mg/1の濁り濃度では濁りのない場合の約1/10となると推定された。2.ろ過海水中の遊走子の着生率は基質の傾斜度の増加に対して、ほぼ直線的に減少した。これに対し、懸濁海水中では濁り濃度の増加に伴って、傾斜度の違いによる着生率の差が小さくなった。また、基質上に堆積粒子のある場合の着生率は、わずかな粒子の堆積で著しく低下し、3mg/cm^2の量では各傾斜度の基質で皆無となった。ここで、傾斜した基質への粒子の積もりにくさの影響を考え合わせると、傾斜度が大きいほど着生率が高くなった。さらに、流水中での着生率は流れに対して傾斜度の大きな基質ほど高くなった。
多孔体を通過する流れの構成方程式に関する基礎研究

河川・海洋の透過性構造物中の流体運動をマクロの観たときの構成方程式に関する基礎研究を次の2点に着目して行った。(1)海洋の透過性構造物と波の干渉を調べる。(2)一様流が透過性構造物を過ぎるとき、その境界面の平均流の構成方程式を実験的に調べる。(1)に関しては、まず非定常透水実験を行い抵抗則の周波数依存性を広範囲のレイノルズ数域(Re=110000)で調べ、理論的に予測した構成方程式(複素非線形微分方程式)を具体的に決定した。次いで、その構成方程式を使って透過性構造物による水面波の反射および減衰を解析し実験と比較した。その結果、長波に関しては本方法で波の反射および減衰の予測可能であるが、長波からずれるにしたがって構造物境界の効果、すなわち剪断流と構造物の干渉を含めたモデル化が必要であることが判明した。(2)に関しては、河川の植生境界に発生する渦および植生内部の水面波との関係を解明するために、まず多孔体内部の剪断流によって励起される圧力勾配を実験的に調べた。植生内部の平均水位を上昇させ、水位変動を維持するメカニズムはこの圧力勾配であると考えられる。現在、このモデル化について検討中である。
準大気圧で伝導帯を精密測定する低エネルギー逆光電子分光法の開発

従来は超高真空でないと動作しなかった逆光電子分光法を大幅に改良し、準大気圧で測定できるようにするのが本研究である。中心となるのは電子源の開発である。通常の電子銃のカソードを酸化イットリウムに置き換え、これに差動排気装置を取り付けることで、準大気圧で動作する電子源を開発する。光検出器には、低エネルギー逆光電子分光装置にこれまで用いてきたものを採用する。これらを組み合わせることで、準大気圧での逆光電子分光を実現する。
量子・分子論の融合解析に基づいた膜構造制御による高プロトン伝導性電解質膜の開発

今年度は,「散逸粒子動力学法によるメゾスケール水チャンネル構造内プロトン輸送評価シミュレータ」の構築に取り組んできた.これまでの分子動力学法による計算結果を利用してボトムアップ的に散逸粒子動力学モデルを構築する独自に開発した手法を用いることで,メゾスケールの空間スケールにおいてナノスケール流動現象を正確に扱うことを実現した高解像度のメゾスケール水チャンネル構造内プロトン輸送評価シミュレータの構築を目指している.これまでの成果は,学術誌および国内・国際会議で発表した.散乱実験において電解質膜内には水チャンネル構造の数十nm数百nmの特徴的な周期構造長さに由来する散乱ピークが示されており,水チャンネル構造に関して実験的な観点から,シリンダー構造やラメラ構造など様々な水クラスターモデルが提唱されている.これら分子スケールと連続体スケールの中間的な空間スケールであるメゾスケール現象の解析に有効な手法として散逸粒子動力学法が挙げられる.本研究では,これまでのMD法による計算結果を利用してボトムアップ的に散逸粒子動力学モデルを構築する申請者の受入先研究室で独自に開発した手法を用いることで,メゾスケールの空間スケールにおいてナノスケール流動現象を正確に扱うことを実現した高解像度のメゾスケール水チャンネル構造内プロトン輸送評価シミュレータの構築に取り組んできた.これにより,電解質膜内部に形成されたメゾスケール水チャンネル形状を明確にし,プロトン伝導特性との相関を評価することが可能となる.また,水チャンネル構造特性を静的構造因子として評価することで,本シミュレータによって得られた計算結果を共同研究先によるSANS実験結果と比較を行い,妥当性の検証を行うとともに,シミュレータの改善を行ってきた.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
無限次元確率解析による量子情報論の新展開および力学系理論への応用

1実数高次ホワイトノイズ微分に結合する無限次元ブラウン運動を構成し,その生成作用素がexotic Laplacianであること,実数次の高次チェザロ和に関する定理, exotic Laplacianと実数高次ホワイトノイズ微分に関するLevy Laplacianとの同等性を証明した.2積について閉じた超関数空間を構成し,無限次元ブラウン運動の冪乗を繰り込み無しで定式化した.この冪乗に関して確率解析における伊藤の公式を拡張し,量子場の理論における発散量を数学的に定式化した.3移民付きのG-W分枝過程の推移確率行列の三角化分解法を与え,この確率過程の極限分布を得た.アルゴリズム開発も行った.平成25年度の助成金を受け、主に無限次元確率解析、量子情報論、力学系理論を中心に研究をすすめた。今回の研究において、特にホワイトノイズ高階微分の汎函数解析理論、レヴィラプラシアンの一般化であるexotic Laplaciansの生成する無限次元確率過程の校正において顕著な成果を得た。成果は国際論文誌IDAQP、COSAなどに掲載された。それらの成果を基にして引き続き、高次チェサロ平均の連続積分表現およびこれらのラプラシアンの連続積分表現に成功している。更に、超函数の積が定義できる超函数空間を構成することが出来、その空間内で無限次元ブラウン運動のベキ乗を繰り込み無しで得ることに成功し、これが無限次元確率微分方程式における伊藤の公式の拡張の成果に繋がった。無限次元ブラウン運動は超函数のため、ベキ乗を定義するためには繰り込みがホワイトノイズ解析では不可欠であったが、それを無くすことができ、本無限次元確率超過程の多項式を基盤とした汎函数解析の新展開ができるようになったのは、本研究において画期的な成果である。上記の国際論文誌を中心に投稿するため現在論文をまとめている。また応用面において、分枝過程を中心に確率過程のシミュレーション的な実験研究を続けている。極限分布に関してCOSAに掲載された論文を基に、更に研究を進め、特に、優臨界な移民付き分枝過程の極限分布に関して数式処理の実験を行い、具体的な存在を確かめている。現在理論的な存在証明を研究している。助成金は主にルイジアナ州立大学Kuo教授との共同研究、講演謝金、招聘旅費、イタリアローマ第II大学、韓国忠北国立大学への出張旅費(講演、研究発表)、共同研究、画像処理ソフト、書籍他に使用させていただいた。ローマ第II大学のAccardi教授とは本研究の無限次元確率解析と量子確率論の関連研究において共同論文の作成、共著専門書の執筆を継続している。1実数高次ホワイトノイズ微分に結合する無限次元ブラウン運動を構成し,その生成作用素がexotic Laplacianであること,実数次の高次チェザロ和に関する定理, exotic Laplacianと実数高次ホワイトノイズ微分に関するLevy Laplacianとの同等性を証明した.2積について閉じた超関数空間を構成し,無限次元ブラウン運動の冪乗を繰り込み無しで定式化した.この冪乗に関して確率解析における伊藤の公式を拡張し,量子場の理論における発散量を数学的に定式化した.3移民付きのG-W分枝過程の推移確率行列の三角化分解法を与え,この確率過程の極限分布を得た.アルゴリズム開発も行った.本研究の目的は,確率論,解析学,グラフ理論,数論,計算機科学のそれぞれの専門分野から総合的に応用に適した無限次元確率解析を共同研究し,その立場からの量子化法,さらに量情報解析として新しいアプローチを展開することにある.特に,レヴィのラプラシアンの一般化(Exotic Laplacians)に基づいた確率解析をもとに,量子情報解析を展開することにある.本年度はこのエキゾチック・ラプラシアン(EL)に基づいた確率解析を基にホワイトノイズ(WN)理論において新しい展開を行った.主な成果は以下の通りである.ELの働く空間はWNの高階微分の多項式によって生成されることがわかり、これが正にデルタ超関数の基底に対応していることも明らかにすることができた。成果は国際論文誌JFAに投稿している.この多項式はP.Levyの導入した正規汎関数とは異なり, ELが生成する無限次元確率過程の構成法に直結する.デルタ超関数を基底にした無限次元ブラウン運動のある種の微分がELによって生成される超確率過程となるという結果を得た.本内容はイタリアで開催された国際会議にて招待講演として発表し,国際論文誌QPWNAに掲載された.ローマ第2大学アカルディ教授とは,本成果を普及するため,共著の専門書作成を始めている.加えて共同研究として,高階チェサロ平均の連続化による関連したWN分理論の展開を続けている.この路線に沿った量子情報解析の構築が可能になったことは本課題の成果の大きな進展である.本無限次元確率解析を抽象ウィナー空間上にて展開する研究もルイジアナ州立大学郭教授と共同で続け,この方向で進展が得られている.計算機実験の成果として,充足可能性問題において部分割当てによる伝搬を利用した学習に基づく3-SAT論理式の簡単化法およびアルゴリズムを提案し,応用数理学会論文誌に投稿している.新しく構成した超関数空間上である種の無限次元ブラウン運動の冪が繰り込み無しで定義でき,この下で無限次元確率解析を構築することができた.本超関数空間においては積が自然に定義できる.その結果,無限次元ブラウン運動の冪乗を定式化し,この冪乗に関して確率解析における伊藤の公式を拡張することに成功した.

通常量子場の理論などで用いられる発散量δ(0)は本空間において数学的に定式化することができ,本ブラウン運動の生成作用素はδ(0)を介してLevy LaplacianとVolterra Laplacianを結合した形で表現される.本成果は国際論文誌Communications on Stochastic Analysisに掲載された.本理論構築の精密化,応用研究の展開を引き続き継続研究している.特に,量子確率過程論,量子ホワイトノイズ理論,量子力学系理論への展開の研究において発展が期待される.また,計算機実験に基づいて,移民のついたGalton-Watson分枝過程の漸近挙動について成果を得た.分枝過程の推移確率行列の三角化法の開発,アルゴリズムの作成,プログラミングによる実験的考察に加えて一般的な移民付きG-W分枝過程研究に適用できる証明法も発見することができた.本成果は国際論文誌Random Operators and Stochastic Equationsに掲載された.これらの成果は,他に類のないものであり,今後,グラフ上の確率過程,複雑ネットワークなどへの展開,発展も期待される.更に,高次チェザロ和に関する定理の連続版を定式化し,一般化することに成功した.本成果については論文が完成し,投稿する段階にある.この成果は一般化されたLevy Laplacianに基づいた無限次元確率解析の基盤となるものである.専門書の執筆も含め,本解析の量子確率論への応用展開を継続している.確率解析学超函数の積が定義できる超函数空間の構成に成功した。この結果により、無限次元ブラウン運動のベキ乗が空間内で定義でき、無限次元確率解析における伊藤の公式の一般化を得ることが出来た。この成果からいままでの研究の新展開が可能になり、かなりの進歩と言うことができる。高階ホワイトノイズ微分に基づいた確率解析の基礎理論において,エキゾチックラプラシアン(レヴィラプラシアンの一般化)の働く超汎関数空間の基底として,レヴィの正規汎関数とは異なるホワイトノイズ高階微分の単項式をとることができることを証明した.この成果を得られたことは大きい進展で,量子ホワイトノイズの高階微分理論へと具体的につなげる橋渡しが構築されたことになる.この基盤に基づいて確実に平成25年度はこれを更に進展させることが可能になった.研究協力者のアカルディ教授との間で今までの研究成果に基づいて専門書の執筆を共同で進行中である.新しいホワイトノイズ理論の展開として公表し,本研究を普及させることを目的としている.計算機実験においても,充足可能性問題に関する数値実験を行ない,部分割当てによる伝搬を利用した学習に基づく3-SAT論理式の簡単化法を提案することができ,応用数理学会論文誌に投稿している.この成果において新しいアルゴリズムも提案している.更に,節の総数と節内のリテラル数の変化に関する結果として,興味深い確率分布を得ることができ,詳細を調べ続けている.また,上記ホワイトノイズ理論との関連性も合わせて調べている.理論面・実験面双方において順調に進展している.今後,数論的確率論,力学系理論との関連性につなげる.新しい超函数論の展開も含み、無限次元確率解析を発展させる。
環状流における液膜界面波と気相乱流場の動的挙動と非定常相互干渉に関する研究

平成17年度における研究では,平成16年度で行なってきた一連の測定を継続し実験条件を拡張して行った.具体的には非定常現象としての液膜界面波の形成と気相乱流場との相互干渉を確実に実現・再現できるテーパー管テストセクション内を流動する,空気・水系の垂直上昇環状流を対象とし,高速度ビデオカメラならびに高性能デジタルカメラを用いて,非定常現象としての気液界面波の形成過程における動的挙動についてバックライト法により撮影し,その波長,界面形状などの構造や,それらの断面位置における変化を明らかにした.得られた画像より,画像速度計測法を用いて界面波移動速度ならびに加速度の測定を行った.また定温度型熱線流速計を用いた気相乱流場の詳細な計測を用いた液膜界面波の時系列測定を行った.これについては,テーパー管におけるノズル部,のど部,ディフューザー部の断面位置について行った.気相流速の時系列測定では,熱線プローブを管側壁から内部へ挿入し,トラバース装置を用いて断面内で半径方向の位置決めを精密に行うことにより,管断面内における速度や乱流強度分布の測定を行った.点電極型探針プローブによる液膜厚さ測定もあわせて行った.得られた気相流速ならびに液膜厚さの測定データより,その相似性や関連について定量評価を行った.またあわせて高速度カメラによる撮影動画像ならびに測定された界面波移動速度.加速度と総合的に照らし合わせることにより,非定常現象としての液膜界面波の動的挙動と気相乱流場との相互干渉について明らかにし現象を理解した.また得られた研究成果については,国内外を問わず関連学会等で発表を行った.垂直上昇円管内を流動する,空気・水系で形成される気液二相環状流を対象とし,壁面上を流動する界面波を有する液膜流により影響を受けた気相乱流場について,流速分布,乱流強度分布,乱流スペクトルや渦スケールについて詳細な測定を行い,その構造や特徴,気相単相乱流場との定量的な差異を明らかにしている.環状流における乱流構造の変化の直接的な因果関係となるのは,非定常現象としても液膜界面破(擾乱波やリップル波)の構造や流動特性と気相乱流の構造の変化との関連を明らかにしていくことが,気相乱流変調機構や界面波の形成を理解するうえで重要であることから,壁面を流動する液膜流上を移動する界面波についてもその構造の詳細な観察ならびに液膜厚さの測定を行う.研究対象としては,従来まで行ってきている単円管流路内の環状流とあわせ,流路断面積をテーパー形状にして,流路断面が縮小するノズル部,のど部,そして流路断面が拡大するディフューザー部からなる流路内を流動する環状流とする.流路断面積が変化する流路内を流動する環状流においては,気相ならびに液相見かけ流束が断面位置により変化するため一種の過渡流れを形成し,断面位置により液膜界面破の形成過程ならびに気相乱流の変化過程をノズル部,のど部,ディフューザー部のそれぞれの断面位置において気相乱流場ならびに液膜厚さの測定を行い,液膜界面破の形成過程ならびに気相乱流の変化過程について詳細に測定を行った.得られた研究結果は以下のとおりである.(1)環状流における気相乱流場の速度分布は中心軸付近の速度が増加し液膜流付近の速度が低下して先端の尖った速度分布に変化する.(2)気相乱流場の乱流強度は単相流の場合と比較して増大する.(3)上記1,2の傾向は気相流束に対する液相流束の割合が増加するに従い顕著になる.(4)環状流の気相乱流場はコヒーレントな構造を持つ.これは液膜流上の界面波の空間スケールと通過する際の時間スケールと関連がある.(5)ノズル部を通過する際にはノズルの整流効果により時間平均速度分布は平坦な速度分布となる.また乱流強度は小さくなるが,環状流の場合は液膜界面破の影響により単相流の場合と比較して2倍以上となる,(6)このとき界面波の波高は気相によるせん断力の増加により小さくなり,液膜界面破は平坦化する.(7)一方ディフューザー部を通過する際には界面波の波高はノズル部と比較してかなり大きくなり,またコヒーレントな構造を持つ界面波となる.これに伴い気相乱流強度もノズル部と比較して大きくなる.平成17年度における研究では,平成16年度で行なってきた一連の測定を継続し実験条件を拡張して行った.具体的には非定常現象としての液膜界面波の形成と気相乱流場との相互干渉を確実に実現・再現できるテーパー管テストセクション内を流動する,空気・水系の垂直上昇環状流を対象とし,高速度ビデオカメラならびに高性能デジタルカメラを用いて,非定常現象としての気液界面波の形成過程における動的挙動についてバックライト法により撮影し,その波長,界面形状などの構造や,それらの断面位置における変化を明らかにした.得られた画像より,画像速度計測法を用いて界面波移動速度ならびに加速度の測定を行った.また定温度型熱線流速計を用いた気相乱流場の詳細な計測を用いた液膜界面波の時系列測定を行った.これについては,テーパー管におけるノズル部,のど部,ディフューザー部の断面位置について行った.気相流速の時系列測定では,熱線プローブを管側壁から内部へ挿入し,トラバース装置を用いて断面内で半径方向の位置決めを精密に行うことにより,管断面内における速度や乱流強度分布の測定を行った.点電極型探針プローブによる液膜厚さ測定もあわせて行った.

得られた気相流速ならびに液膜厚さの測定データより,その相似性や関連について定量評価を行った.またあわせて高速度カメラによる撮影動画像ならびに測定された界面波移動速度.加速度と総合的に照らし合わせることにより,非定常現象としての液膜界面波の動的挙動と気相乱流場との相互干渉について明らかにし現象を理解した.また得られた研究成果については,国内外を問わず関連学会等で発表を行った.
触媒的環化アルケニル化反応を利用する生理活性天然物の効率合成

当研究室で開発された触媒的環化アルケニル化反応は,緩和な反応条件下で末端オレフィンを有するアルキル側鎖をもつ環状シリルエノラートからビシクロ[3.2.1]オクタンを与えることから,抗腫瘍活性天然物として知られるアフィディコリンをはじめ,生理活性分子の合成に利用されてきた.本研究では,この触媒的環化アルケニル化反応の汎用性の拡大を目指し,ビシクロ[3.3.0]オクタン骨格ならびに芳香環が融合したビシクロ[3.3.0]オクタン骨格の簡易合成法の開発を目的とする.なお,ビシクロ[3.3.0]オクタン骨格ならびに芳香環が融合したビシクロ[3.3.0]オクタン骨格は,それぞれ多様な生理活性を示す天然有機化合物の部分構造を成す.先ず,ビシクロ[3.3.0]オクタン骨格のワンポット合成を検討した.その結果,β位に置換基を持つシクロ-2-ペンテン-1-オンにGrignard試薬を1,4-付加させてin situにシリル化することにより生成するシリルエノラートを,触媒量の酢酸パラジウムで処理することによりビシクロ[3.3.0]オクタン骨格が中程度の収率で得られることが明らかとなった.さらに本触媒的環化アルケニル化反応の汎用性の向上を目的に,sp^2炭素同士のカップリング反応に適用した.その結果,シリルエノラートのsp^2炭素と芳香環のsp^2炭素が,緩和な反応条件下でカップリングすることが明らかとなった.これまでsp^2炭素同士のカップリング反応として,Heck反応などが知られているが,Heck反応の使用は,ハロゲン化ビニルや芳香族ハロゲン化物と不飽和化合物とのカップリングに限られていた.我々が今回開発したシリルエノラートのsp^2炭素と芳香環のsp^2炭素とのカップリング反応は,これまでに前例のない新しいタイプの反応であり,さらに中性条件下で容易に反応が進行することから,本反応のさらなる展開が期待される.当研究室で開発された触媒的環化アルケニル化反応は,緩和な反応条件下で末端オレフィンを有するアルキル側鎖をもつ環状シリルエノラートからビシクロ[3.2.1]オクタンを与えることから,抗腫瘍活性天然物として知られるアフィディコリンをはじめ,生理活性分子の合成に利用されてきた.本研究では,この触媒的環化アルケニル化反応の汎用性の拡大を目指し,ビシクロ[3.3.0]オクタン骨格ならびに芳香環が融合したビシクロ[3.3.0]オクタン骨格の簡易合成法の開発を目的とする.なお,ビシクロ[3.3.0]オクタン骨格ならびに芳香環が融合したビシクロ[3.3.0]オクタン骨格は,それぞれ多様な生理活性を示す天然有機化合物の部分構造を成す.先ず,ビシクロ[3.3.0]オクタン骨格のワンポット合成を検討した.その結果,β位に置換基を持つシクロ-2-ペンテン-1-オンにGrignard試薬を1,4-付加させてin situにシリル化することにより生成するシリルエノラートを,触媒量の酢酸パラジウムで処理することによりビシクロ[3.3.0]オクタン骨格が中程度の収率で得られることが明らかとなった.さらに本触媒的環化アルケニル化反応の汎用性の向上を目的に,sp^2炭素同士のカップリング反応に適用した.その結果,シリルエノラートのsp^2炭素と芳香環のsp^2炭素が,緩和な反応条件下でカップリングすることが明らかとなった.これまでsp^2炭素同士のカップリング反応として,Heck反応などが知られているが,Heck反応の使用は,ハロゲン化ビニルや芳香族ハロゲン化物と不飽和化合物とのカップリングに限られていた.我々が今回開発したシリルエノラートのsp^2炭素と芳香環のsp^2炭素とのカップリング反応は,これまでに前例のない新しいタイプの反応であり,さらに中性条件下で容易に反応が進行することから,本反応のさらなる展開が期待される.
生産・加工現場での高分解能観察を可能にする低コヒーレンス干渉型変調照明顕微鏡

これまでに,提案システムによる表面微細パターンの非蛍光観察を検証するにあたって,ラインアンドスペースおよびシリコンドットパターンを用いて実験を行い,表面微細パターンの非蛍光観察においても構造化照明顕微法が機能することを確認した.回折限界を超えて高分解能化が達成された一方で,アーチファクトの発生,パターンピッチの不均一性,明るさ(強度)の不均一性,が解像結果に現れた.これは,提案手法の実用化において,計測の観点から重大な問題である.原因として,ノイズや振動の影響の他に,光学パラメータの誤差や空間周波数スティッチングの誤差が考えられる.従来の空間周波数スティッチングでは画像コントラストに基づいた重み付き加算が用いられるが,計算コストが低い一方で重複部分に誤差が生じやすい.そこで,フーリエタイコグラフィーに基づいた空間周波数の逐次的更新アルゴリズムの導入を行った.これにより,パターンピッチの不均一性,明るさ(強度)の不均一性を大幅に低減することができたが,アーチファクト発生の問題は未解決であった.アーチファクト発生の原因は結像方式の違いにあり,部分コヒーレント結像でありながら従来の空間周波数再構成にはインコヒーレント結像モデルを使用しているという問題があった.そこで,従来の空間周波数再構成を一新し,結像方式によらず観察対象のライトフィールド(振幅と位相)の取得計算を行う「構造化照明によるライトフィールドデコンボリューション」を提案した.構造化照明によるライトフィールドデコンボリューションでは,正方向と逆方向のライトフィールドの伝搬計算を先験情報(構造化照明,レンズ瞳関数,取得画像)を用いて行い,それらの差分により推定した観察対象ライトフィールドを更新するという手法で,周波数外挿による高分解能化と位相回復を実現する手法である.これまでに,シミュレーションによる有効性を確認した.引き続き実用化にむけた検討を産学連携のもとで進めることができた.企業との共同開発には至っていないが,実用化への鍵となる応用として表面微細パターンの高分解能計測について大幅に研究を進めることができた.実用化にあたって,産業界からのもう一つの要求である100nmの空間分解能については未解決ではあるが,新たに提案した,構造化照明によるライトフィールドデコンボリューションにおける周波数外挿による高分解能化,が問題解決につながると考えられる.構造化照明によるライトフィールドデコンボリューションについてシミュレーションおよび実験により有効性の検討を行う.計測技術としての実用化を考慮し,周波数外挿による高分解能化と位相回復の実現の他,画質向上(アーチファクトの低減)を行う.実用化に向けて,新イメージング技術の開発を産学連携のもとで進める.平成28年度の研究実績を以下に示す.1.低コヒーレンス干渉型構造化照明顕微鏡のプロトタイプ試作および検証を行った.振動や温度ドリフトによりサブミクロンオーダの測定環境変動が存在する状況においても,計測した照明位相をフィードバックすることにより,超解像を実現した.これにより,参照ミラーの位置決め機構についても,低速なピエゾステージ(位置決め分解能1nm)から高速なステッピングモータステージ(位置決め分解能1um)への置換が可能となり,低コスト化を実現した.2.フーリエタイコグラフィーに基づいた空間周波数再構成アルゴリズムの開発と検証を行った.従来の構造化照明顕微法の空間周波数再構成において,分離した空間周波数成分を重ね合わせる際に生じる重複(オーバーラップ)部分によって,イメージング結果に誤差が生じる問題がある.適切な重み付けによる重ね合わせにより誤差を最小化できるが,環境変動や機器のアライメント誤差によって適切な重みを求めることは困難である.そこでコンピューテーショナルイメージングとして知られるフーリエタイコグラフィーに注目し,その再構成アルゴリズムを構造化照明顕微法に実装・導入した.計算時間を増大させることなく,オーバーラップの影響の少ない合成結果ならびに誤差の少ないイメージング結果を得た.3.更なるイメージングの高速化を目的として,偏光ピックアップを用いた多光束同時干渉照明光学系の開発を行った.提案した低コヒーレンス干渉型構造化照明顕微鏡について基本的な有効性を実験的に検証すると共に,低コスト化の実現可能性を示した.さらに,画像処理アルゴリズムについても,フーリエタイコグラフィーを導入することでイメージング誤差を低減することができた.イメージングの高速化に向けて偏光ピックアップを用いた多光束同時干渉照明光学系を構築することができた.定量的な評価の不足分は測定の自動化により補うことができる.平成29年度の研究実績を以下に示す.1.これまでの高分解能化はドットパターンの試験試料での検証に留まっていたが,本年度はラインアンドスペースパターンでの検証を行った.予備実験により,ラインアンドスペースは回折格子として働くため,モアレ信号取得のためには少なくとも2種類の1次回折光による結像必要があることがわかった.開発した顕微鏡は,対物レンズの外からの暗視野照明のため,効率良い回折光の取得を考えて,二光束を対向入射させる方式に変更した.結果として,回折限界およそ600nmの結像光学系を用いて400nmのラインアンドスペースを解像することができた.2.観察試料を回転させることにより,構造化照明の相対的なピッチを変化させることが可能であり,これにより,特に低開口数の対物レンズを使用した際に発生する空間周波数情報の不足の問題解決に有効であることを着想した.また観察試料の回転は全方向の空間分解能の向上に寄与することから,開発装置に観察試料の回転機構を導入した.これに関して,シミュレーションによる機能の確認を行った.3.本研究における観察(計測)対象のスパース性,構造化照明のスパース性,両方を考慮した新たな画像・信号処理の提案を行った.

製造業(工業)分野における観察(計測)対象は,マスクや配線のように疎(密ではない)なパターンを有する.また,構造化照明も2次元的な縞であり,疎(密ではない)なパターンである.このことからスパース性を過程したデコンボリューション処理が適用可能であると考え,シミュレーションによる検討を行った.結果として,90%程度のスパース性を確保できる試料条件においては,実現可能な空間サンプリングのピッチにおいて,100nmの空間分解能が可能であることを示すことができた.平成29年度は実用化にむけた検討を産学連携のもとで進めることができた.企業との共同開発には至っていないが,実用化への要求の1つである本イメージング手法の汎用性について実験により検証することができた.他の実用化への要求である100nmの空間分解能については未解決ではあるが,スパース性を利用することで見通しを立てることができた.これまでに,提案システムによる表面微細パターンの非蛍光観察を検証するにあたって,ラインアンドスペースおよびシリコンドットパターンを用いて実験を行い,表面微細パターンの非蛍光観察においても構造化照明顕微法が機能することを確認した.回折限界を超えて高分解能化が達成された一方で,アーチファクトの発生,パターンピッチの不均一性,明るさ(強度)の不均一性,が解像結果に現れた.これは,提案手法の実用化において,計測の観点から重大な問題である.原因として,ノイズや振動の影響の他に,光学パラメータの誤差や空間周波数スティッチングの誤差が考えられる.従来の空間周波数スティッチングでは画像コントラストに基づいた重み付き加算が用いられるが,計算コストが低い一方で重複部分に誤差が生じやすい.そこで,フーリエタイコグラフィーに基づいた空間周波数の逐次的更新アルゴリズムの導入を行った.これにより,パターンピッチの不均一性,明るさ(強度)の不均一性を大幅に低減することができたが,アーチファクト発生の問題は未解決であった.アーチファクト発生の原因は結像方式の違いにあり,部分コヒーレント結像でありながら従来の空間周波数再構成にはインコヒーレント結像モデルを使用しているという問題があった.そこで,従来の空間周波数再構成を一新し,結像方式によらず観察対象のライトフィールド(振幅と位相)の取得計算を行う「構造化照明によるライトフィールドデコンボリューション」を提案した.構造化照明によるライトフィールドデコンボリューションでは,正方向と逆方向のライトフィールドの伝搬計算を先験情報(構造化照明,レンズ瞳関数,取得画像)を用いて行い,それらの差分により推定した観察対象ライトフィールドを更新するという手法で,周波数外挿による高分解能化と位相回復を実現する手法である.これまでに,シミュレーションによる有効性を確認した.引き続き実用化にむけた検討を産学連携のもとで進めることができた.企業との共同開発には至っていないが,実用化への鍵となる応用として表面微細パターンの高分解能計測について大幅に研究を進めることができた.
Th1/Th2バランスの破綻として捉える薬剤性肝障害

Th1/Th2反応の異なる系統のマウスにおいて、アセトアミノフェン誘発肝障害の感受性の差異を見出した。TNF-α/IL-6発現比の上昇とTh1/Th2バランスのTh1への偏向が肝障害の重症化に寄与することを示した。このことを裏付けるフロセミド肝障害モデルを構築した。肝GSHの回復では説明できないN-アセチルシステインやグルタチオン(GSH)投与による薬剤性肝障害防御にTh1/Th2バランスの回復が関与することを明らかにした。薬剤性肝障害発症過程におけるTh1/Th2反応の役割を明らかにするため、薬剤性肝障害モデルを構築し、肝障害指標に加えて、肝障害発症に伴うTh1/Th2反応の推移についてサイトカインを指標に検討した。一般に、C57BL/6系はTh1優位、またBALB/c系はTh2優位な系統であり、寄生虫感染やエンドトキシンなどに対する反応性が大きく異なる。この2系統でアセトアミノフェン誘発肝障害を比較したところ、BALB/cに比べてC57BL/6系マウスで有意に高い感受性を示した。両系統では反応性代謝物の生成酵素であるCYP2E1含量には差がなく、生体高分子への共有結合の指標となる肝臓内グルタチオンの消費にも系統差は認められなかった。このことから肝障害感受性の差は薬物代謝によるものではなく、肝障害進展における炎症反応による可能性が考えられた。今回、Th1/Th2バランスの指標となるだけでなく、肝障害進展や逆に抑制に寄与すると考えられるTNF-αとIL-6の肝発現量をReal time RT-PCRで測定した。その結果、アセトアミノフェン肝障害に対し,て高い感受性を示したC57BL/6マウスでは、肝障害発症に伴いTNF-αが高い発現量を示し、肝障害抵抗性を示したBALB/cマウスではIL-6が高い発現量を示した。このことはTNF-α/IL-6発現比そのものが肝障害感受性を左右していること、すなわち、Th1/Th2バランスのTh1への偏向が、肝障害の重症化に寄与することが示唆された。本結果はこれまでの薬剤性肝障害とサイトカインの関連に関する知見を説明するとともに、Th1抑制薬による肝障害防御の可能性を示唆している。薬剤性肝障害のモデルにはアセトアミノフェン(APAP)が汎用されるが、実験事実の普遍化には他のモデルでの検証が必要である。今回、フロセミドによるマウス肝障害モデルを構築し、発症因子や防御因子に関するAPAPとの差異を考察した。また、APAPについても新たに雌性マウスで検討し、性差の要因としてのTh1/Th2反応の役割を調べた。雄性CD-1マウスに対するフロセミドによる肝障害は、ジエチルジチオカルバミン酸により顕著に阻害されAPAPと同様に代謝的活性化を要することが示された。一方、APAP投与と同程度の肝障害を惹起した実験条件において、フロセミド投与では、肝GSH濃度に顕著な変化は見られず、肝heme oxygenase-1(HO-1)発現の増加の程度も小さかった。このことから、フロセミドの反応性代謝物はGSHとの結合に優先して毒性ターゲットに結合することが示唆され、GSH低下が誘発する毒性発現機序を除外した肝障害モデルになりうると考えられた。フロセミド肝障害ではAPAPに比べて、TNF-α、IL-6など測定したいずれのサイトカインの増加も大きく、毒性の重篤度に影響しているものと考えられた。一方、雌性マウスでは雄に比べてAPAP肝障害の程度は小さかったが、雌雄間でTNF-α、IL-6発現の差異は小さく、Th1/Th2反応が性差の決定因子にはなっていないと考えられた。薬剤性肝障害発症過程におけるTh1/Th2反応の役割を明らかにするため、マウス薬剤性肝障害モデルを構築し、Th1/Th2反応の推移との対応を検討した。薬剤性肝障害モデルとしてアセトアミノフェン(APAP)に加えて、本研究で確立したフロセミド(FS)モデルを用いた。APAP誘発肝障害に関連して、過量摂取時の中毒解毒剤としてN-アセチルシステイン(NAC)が臨床使用されており、NACはグルタチオン(GSH)の前駆物質として働くとされるが、他の作用機序の重要性も示唆されている。今回、APAP投与による肝GSHレベルの低下に対して効果の異なるNAC、GSH、同エチルエステル(GSH-EE)ならびにシステイン(CYS)を用いて、APAP誘発肝障害に対する防御効果を比較し、肝GSHレベルに対する効果との関連を調べた。APAP肝障害に対して十分な防御効果が得られるNAC投与量と同量のチオール化合物をAPAPと併用投与したところ、いずれもAPAP肝障害を顕著に抑制した。用いたチオールのうち、GSH-EEのみがAPAPによる肝GSHの枯渇をほぼ完全に防御した。

GSH自身の投与では肝GSH量の増加には至らなかった。肝GSHに対してはNACの効果も不完全で、CYS投与に比べても効果は弱かった。APAP投与による肝障害発現に先立って種々のサイトカイン肝発現レベルが増加するが、防御に働くと考えられるインターロイキン-6がNACあるいはGSH併用によりさらに増加した。また、GSHの枯渇を伴わないFS誘発肝障害に対してもこれら2種のチオールは防御効果を示したことから、NACとGSHはTh1/Th2改善することにより肝障害を防御することが示された。以上、外因性チオールによる防御機構を検討する中で、Th1/Th2バランスの破綻が肝障害発症段階で重要な意味を持つことが明らかになった。
英文自動評価システムを用いたフィードバックの明示性に関する研究

「研究実績の概要」にも書いたように、当初予定したペースで研究発表・論文刊行ができたため、「おおむね順調に進展している」と判断する。2019年以降も、当初の予定にのっとり、英文の自動採点および自動フィードバックに関する研究を行う。その際、使用するデータセットは、これまでに用いたものよりも大きなものを使用し、より一般化できるモデルの構築を目指す。なお、データの収集自体は完了しているため、必要な前処理や頻度集計を行うことで、新たなデータが実験に使用可能である。2017年度は、申請書に記した研究計画に則り、ライティングおよび自動採点および自動フィードバックに関する先行研究の調査と整理にあたった。その作業の結果、本研究課題と関連し、学術的にも有用であるものを選定し、2018年度中にliterature review論文を投稿・発表する予定である。当初の計画であった先行研究の調査、データ収集、データ分析方法の策定に関して、おおむね順調に進展しているため。先行研究の調査に関しては、自動採点・自動フィードバック関連の最新の研究資料を網羅的に収集し、整理している。文献調査の結果については、今後研究ノートなどの文章にまとめる予定である。データ収集方法については学習者コーパス言語学の知見に基づく。また、データ分析方法については、これまでの申請者の研究で有効性が認められてきた機械学習の方法などを用いる。これらについては、次年度パイロット・スタディを国際会議に投稿予定である。校務の都合で、当初予定していた国際会議(Learner Corpus Research 2017)に参加できなくなっため。繰り越した分は、次年度以降、本研究課題の成果発表に使用する予定。本務校において避けられない業務が発生し、当初参加予定であった海外出張をキャンセルせざるをえなかったため。次年度に海外の学会発表に投稿し、成果を発表する計画である。
B型インフルエンザts変異株ノイラミニダーゼの性格づけ

インフルエンザウイルスのノイラミニダーゼ(NA)は糖蛋白の糖鎖末端部にあるNーアセチルノイラミン酸を解離する酵素である。NAは宿主細胞粗面小胞体で合成され、糖付加等のプロセシングを受けながらゴルジ体を経て細胞膜へ輸送され、酵素活性を獲得してウイルス粒子にとりこまれる。我々が分離したB型ウイルスの温度感受性変異株(ts)のなかに、NA遺伝子に変異をもつ株が含まれ、非許容温度下(37.5°C)ではNAは酵素活性を欠き、細胞膜へ輸送されないことがわかった。本研究はこのNAの細胞膜への輸送ブロックの機構を検討した。1 ts感染MDCK細胞は許容温度下(32°C)では、野生株ウイルス感染細胞と同程度ウイルスを産生するが、非許容温度下ではNA活性もなく、ウイルスの産生もない。2蛍光抗体法による観察から、ts感染細胞で合成されるNAの細胞内輸送パターンは、許容温度条件下では野生株ウイルス感染細胞の場合と同様で、粗面小胞体からゴルジ体を経て細胞膜へ移行した。非許容温度条件下では、ゴルジ体から細胞膜への輸送がブロックされ、このNAは許容温度にすると細胞膜へ移行した。3ポリアクリルアミドゲルの電気泳動により、ts感染細胞のNA量は、非許容温度下では減少していること、非還元条件下の泳動パターンから4量体を形成できないこと、野生株ウイルスNAと同一移動度であることから、糖付加の障害がないことがわかった。以上、非許容温度下でのts変異株NAの細胞への輸送ブロックは4量体形成不能と密接に相関した。遺伝子組換え技術により、NA遺伝子の変異を明らかにすることが、次の研究課題と思われる。
進化行動学からみたタウナギの性転換機構の解明

我々はこれまでのタウナギの繁殖性態の観察結果やタウナギの食性に着目し、次のような仮説をたてた。タウナギは魚類や水生動物をはじめ多種多様な動物を餌とする捕食者であり、共食いも頻繁に認められている。繁殖期雄は巣を構え訪問してくる雌には求愛するが、接近する雄には激しく噛み付き、それがもとで雄は死亡することもある。また、雄間での共食いも少なからず見られている。このような状況で、もし小型の雄の死亡率(雄間闘争や雄間での共食いによる)が高いなら、小型の時期は雄であることより雌でいることのほうが有利となるかも知れない。死亡率の性差による性転換を予測するモデルも出されている。この小型個体の雌雄での死亡率の差異が、本種の雌性先熟を引き起こす進化要因なのかも知れない。われわれは、タウナギの性転換を説明するために、「雌雄での死亡率の差異仮説」を考えた。本仮説のように小型魚の雄がいない場合,検証のための実験観察の実施は難しい。奈良県下で確認されているタウナギは、個体群毎で性転換サイズが大きく異なる。最小魚サイズの個体群では約30cmの小さな雄がいる一方、最大サイズの個体群では雄は60cmを超える。本実験ではこの特性を利用し、自然状態では共存していない大きさの異なる雄を用いることで実験を行った。水田を仕切った半自然状態の複数の実験池で、これらの大小の雄を入れ繁殖生態、なわばり行動、死亡率,共食いなどを観察した。仮説からの予想は(1)小型雄の高い死亡率と大型雄の低い死亡率、(2)雄間競争により小型雄が繁殖巣をもてないこと、(3)小型雄と同サイズの雌は産卵成功をあげること(4)小型雌の死亡率は高くはないこと、などであった。観察結果は、予想(1)大型の死亡率が10%であったのに対して小型のそれは10%と同様であった。予想(2)で小型雄が巣を持つことはなかった。予想(3)では、繁殖巣をつくった大型雄が2個体と少なく、しかも産卵できたのは1個体であり確認できなかった。予想(4)では、小型個体の性差が等しく著しい結果は得られなかった。この原因は、実験個体の雄が1m近い大型個体を使用した。そのため、広い縄張りが必要となり観察池が小さすぎた。そのため繁殖行動が大型雄2個体でしか観察できず、顕著な行動を観察できなかった。今後、観察池を改善し研究を進めたい。