hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
膵がん腫瘍浸潤による疼痛と悪液質に関わる脊髄アストロサイト活性化の分子機序

進行膵がん患者の特徴は、疼痛や体重減少であるが、その機序には不明な点が多い。我々はヒト膵癌細胞を用いた膵癌神経浸潤モデルマウスを作製し、神経浸潤による疼痛と体重減少を再現した。マウスモデルでは神経浸潤と接続する神経組織が活性化しており、神経組織の過度の活性化を抑制する薬剤の投与で疼痛および体重減少が抑制された。これらの発見は、膵癌患者のQOLを著しく低下させる疼痛や悪液質の機序解明や新規治療開発に寄与することが期待される。膵がんにおいて神経浸潤は疼痛や悪液質の発症に関わる重要な予後因子である。膵癌神経浸潤により疼痛や悪液質が発症する分子機序を解明するため、ヒト膵癌細胞株を重度複合免疫不全マウス(SCIDマウス)の座骨神経に注入して作製する神経浸潤モデルマウスを確立した。神経浸潤モデルの腫瘍周囲ではマクロファージ(Mφ)関連遺伝子が高発現しており、疼痛や悪液質にMφが関与している可能性が示唆された。ヒト膵癌神経浸潤部でもMφは集積するが、MφマーカーであるCD204陽性細胞が神経浸潤部に高度集積した症例は予後不良であった。膵がん神経浸潤により脊髄アストロサイトが活性化して疼痛や悪液質が発症する分子機序に、RAGE(receptor of adavanced glycation endoproducts)とそのligandによる炎症が関わるとの仮説の立証のため、本研究は立案された。具体的には、臨床検体を用いて有望なRAGE ligandを探索し、候補分子の機能および病態への関連について膵がんマウス神経浸潤モデルなどを用いた基礎実験にて確認することを予定した。58名の膵がん患者より腫瘍部および非癌部の生検を行ってmRNA発現を検討したところ、膵がん組織特異的に発現上昇するRAGE ligandはS100Pであり、非癌組織と比較して平均170倍の発現上昇を認めた。さらに、全身性炎症の指標である血中C反応性蛋白濃度(CRP)を用いて、患者をCRP高値(2.0mg/dL以上)とCRP低値の2群に分けて、炎症例の腫瘍組織で特徴的なmRNA発現上昇するRAGE ligandを検討したところ、S100A9であることがわかった(平均2.29倍)。剖検例を用いた免疫染色で蛋白発現を検討したところ、S100Pは原発巣、神経浸潤部、転移部位を問わず膵がん細胞にび慢性に強く発現し、S100A9は腫瘍周囲の間質細胞に強く発現していた。S100A9を高発現している細胞は、CD204と共発現しており、腫瘍関連マクロファージであると判断した。S100PおよびS100A9の血中濃度の測定をELISA法にて行い、神経浸潤との関連を検討している。膵がん神経浸潤モデルにおいては、疼痛や悪液質を引き起こすCapan-1細胞に、S100PおよびS100A9の明白なmRNA発現を認めた。現在、当該vivoモデルにおけるS100PおよびS100A9の発現と機能を評価中である。RAGE-ligand axisにおいて、注目するligandの選定および蛋白発現の分布の確認は行えたが、RAGEの発現確認に難渋している。原因として、抗ヒトおよび抗マウスRAGE抗体の染色性が不良であることが主要な原因と考えている。また、ligandの選定法として、文書にて研究に同意を得た膵がん患者の検体を用いて手法を採用しており、患者登録の進捗に時間がかかっているため、全体として研究の進捗に遅れがでている。本研究では、癌細胞とアストロサイトもしくはシュワン細胞の相互作用について検討するとしているが、実験に必要な細胞培養機器の購入が、遅延した事務手続きのため遅れているため、現在のところ断念している。よって、vivoモデルでの確認を優先する方針に切り替えた。上記の状況のため、全体として研究の進捗が遅れていると判断した。RAGE蛋白発現については、ウエスタンブロット法での確認で代用することも考慮しつつ、引き続き免疫染色法の改善に努める。改善する方法としては、違う一次抗体の使用、検体の固定法、発色を強化する試薬の使用を試す。臨床検体の収集については、現在は60名の患者から検体を収集したことから解析に充分な検体数を確保したと考えている。従って、平成25年度において、患者登録の状況は研究の進捗に影響を与えないと考える。In vitro実験に必要な細胞培養機器については、平成25年6月に納品が予定されている。しかしながら、当初予定していた神経浸潤vitroモデルは平成25年度中に確立することは困難と考えられる。したがって、in vitroの実験はS100PおよびS100A9の作用を細胞別に(癌細胞・シュワン細胞・アストロサイト)検討するのみとする。In vivoは順調に進捗しており、特に推進について考慮する必要はないと考える。該当なし
MEMスペクトル解析による咀嚼機能および顎口腔機能評価

まずは、現有システムのバージョンアップを図った。具体的には、現有パソコンにリアルタイム3次元座標計測ソフト(ライブラリー・Radish)を搭載することにより、3次元計測のリアルタイム化が可能となった。得られる計測値とこれまでの計測結果との精度検定を行ったところ、左右・上下方向成分で1/1000mm、前後方向成分で1/100mmオーダーの誤差が確認された。しかし、咀嚼運動解析結果の検証を行ったところ、これまでの報告と同様の結果が得られ、リアルタイム化に伴う影響は無かった。次に、咀嚼運動時の下顎運動と下顔面皮膚上の運動の時系列データに対して、MEMスペクトル解析(ジー・エム・エス・MemCalc/Win)を行った。1.下顎運動咀嚼運動のspectrumで最も大きなpowerを示すmaximum peakが出現する周波数は、これまでの時間領域における咀嚼周期の報告と比較検討した結果、ほぼ同じであった。このことから、maximum peakが出現する周波数は、咀嚼運動の最も基本的な周波数である咀嚼周期と考えられる。また、spectrumのpeakは、maximum peakの高周波域にみられたが、低周波域には認められなかった。2.下顔面皮膚上の運動下顎運動のspectrumとは異なり、maximum peakの低周波域と高周波域にたくさんの側帯域波が認められた。しかし、maximum peakが出現する周波数には一定の傾向があった。習慣性咀嚼側での咀嚼運動では、全ての測定点でmaximum peakの出現する周波数域が下顎運動のそれとほぼ一致した。一方、非習慣性咀嚼側では、全ての被験者において、上唇部の咀嚼側測定点の左右方向成分で下顎運動のそれとは明らかに全く異なる周波数域に出現した。今後、口唇周囲軟組織特有の運動成分を区分するためには、側帯域波のより詳細な検討が必要である。
光ファイバの加熱時における被覆材料物性の通信特性におよぼす影響

大容量の通信線として、最近利用が増加している光ファイバケ-ブルが、火災などの加熱環境に置かれた時に受ける影響について、実験により検討した。今回の実験では、無機系光ファイバの石英系光ファイバを取り上げ、種々の材料で被覆されたものについて、被覆材料の熱特性の影響について検討した。これらを、加熱装置中で種々の昇温速度で加熱し、その時の温度変化に対する、伝送信号光強度を測定し、光伝送特性について検討した。実験により以下のことが明らかになった。石英系光ファイバの透過率は、今回の室内の火災を模しておこなった500°C程度以下の実験では、最も低下の激しい材料でも加熱前の69%以上に保持される。一方、加熱に使用したヒ-タからの光がファイバ内に入り込む現象が観察された。侵入する外部光の強度は、200°C付近で極大となり、加熱前の光強度の10%100%以上にも達した。この透過率の低下および外部光の侵入は、心線の光学的歪により発生したものと考えられる。つまり,石英系光ファイバでは、心線の中心部と外周部の屈折率の違いにより光を光ファイバ内に閉じ込めているため、心線に歪が生じると光の漏洩や侵入が発生してくるわけである。この歪は、被覆と石英心線の熱膨張の差によって発生していると考えられる。このように、石英系光ファイバは、500°Cまで加熱しても69%以上の透過率を保持するが、200°C程度の温度で外部光の侵入が無視できなくなることがわかった。これらの現象は、被覆および石英ファイバ心線が加熱された時の、膨張や融解などの挙動に依るところが大きく、被覆材質選択において、材料の加熱時の挙動検討の重要性が確認された。
ソバ属(Fagopyrum spp.)植物の脱粒性に関する基礎的研究

脱粒性は、野生種から栽培種へ作物が進化する過程で変化する重要な形質の一つであり、脱粒性の研究は新作物の作出に必要不可欠である。ソバは数千年の栽培の歴史を持つが、脱粒し易い作物である。前年度はソバ属栽培種・野生種を材料に用い、脱粒性に関する種間差異を調査した。その結果、野生種は小枝に離層組織を形成し種子を容易に脱落するが、栽培種は離層を形成しないため野生種に比べると脱粒しにくかった。また、種子の大きさと脱粒性程度との間に相関が認められた。そこで本年度は、栽培ソバである普通ソバ(Fagopyrum esulentum)とダッタンソバ(F.Tataricum)について、種子の大きい4倍体系統を用い2倍体との比較や種内変異の調査を行った。また、肥料条件や播種時期などの環境条件が脱粒性に及ぼす影響についても調査した。普通ソバ4倍体は既存品種を用いたが、ダッタンソバについては4倍体系統を育成し実験に用いた。ダッタンソバ2倍体(2n=16)にコルヒチンを処理し、植物体や種子が大型化したF_4系統を育成した。根端分裂組織の染色体数を調査したところ約30本確認されたため、これらを4倍体として取り扱った。普通ソバならびにダッタンソバの2倍体と4倍体を比較したところ、4倍体の諸形質が2倍体よりも大きかった。脱粒性に関しては、両種とも2倍体の親品種・系統よりも4倍体品種・系統の方が有意に脱粒し難くかった。普通ソバとダッタンソバの間で、倍加により脱粒し難くなる程度を比較したところ、ダッタンソバで顕著であった。しかし、我が国で育成中の2倍体ダッタンソバには今回育成した4倍体ダッタンソバに匹敵する難脱粒程度の系統が存在した。肥料に対する脱粒性程度の変化をみると、施肥を行った方が無施肥の場合よりも脱粒し難かった。異なる播種時期で栽培した場合にも、栽培時期の間に脱粒性程度に差が認められた。普通ソバの脱粒性に関して広義の遺伝率を推定したところ0.20.5であり、環境の影響を受けやすいために選抜による脱粒性の改良が困難であることがわかった。作物の脱粒性は、野生種から栽培種へ作物が進化する過程で最も早く変化する農業形質の一つである。このため、脱粒性の研究は作物進化を解明する上で重要である。ソバ属(Fagopyrum spp.)には、栽培種として我が国や世界各国で広く栽培される普通ソバ(F.esculentum)と中国南部山岳地域などで栽培されるダッタンソバ(F.tattaricum)がある。ソバは、数千年以上の栽培の歴史があると考えられるが、脱粒しやすい作物の一つである。収穫条件の悪い場合は、脱粒によって40%以上もの収穫損失が生じる。そこで本研究では、ソバの脱粒性程度を小枝の抗張強度・抗曲強度を指標として、種・品種間差異を調査した。供試材料として、ソバ属野生種5種5系統、普通ソバ1種9品種・系統、ダッタンソバ1種6系統を用いた。普通ソバとダッタンソバには、その祖先野生種が各1系統ずつ含まれる。材料植物をガラス室内の風雨による衝撃を受けない条件で栽培し自然脱粒程度を調べた。その結果、栽培ソバ2種はいずれの品種・系統とも脱粒しなかったが、祖先種を含む野生種は、すべて自然脱粒した。脱離部位を調べたところ、自然脱粒する種・系統では離層組織が観察された。しかし、自然脱粒しない栽培ソバでは、離層のような特徴ある組織は見いだされなかった。また、小枝の強度を調べた結果、野生種<ダッタンソバ<2倍体普通ソバ<4倍体普通ソバ、の順に強度が強かった。自然脱粒しない栽培ソバの種・品種間差異の成因を明らかにするため、小枝の直径を測定したところ、脱粒強度と強い相関が見られた。小枝の単位面積当たり強度を推定し、普通ソバの2倍体品種と4倍体品種の間で比較したところ、有意な差は認められなかった。このことは、両品種間で見られる強度の向上が、細胞壁強度の向上といった質的な変化によるものではなく、主に小枝直径の増大によることが判った。小枝直径と他の形質との関連を見ると、種子の大きさと強い相関があった。以上の結果を考察すると、栽培化の第一段階で離層組織が消失し、質的に脱粒難の方向に変化し、さらに種子の大型化にともない小枝が太くなり、量的にも脱粒難の方向へ向かうことが推測された。

そこで本年度は、栽培ソバである普通ソバ(Fagopyrum esulentum)とダッタンソバ(F.Tataricum)について、種子の大きい4倍体系統を用い2倍体との比較や種内変異の調査を行った。また、肥料条件や播種時期などの環境条件が脱粒性に及ぼす影響についても調査した。普通ソバ4倍体は既存品種を用いたが、ダッタンソバについては4倍体系統を育成し実験に用いた。ダッタンソバ2倍体(2n=16)にコルヒチンを処理し、植物体や種子が大型化したF_4系統を育成した。根端分裂組織の染色体数を調査したところ約30本確認されたため、これらを4倍体として取り扱った。普通ソバならびにダッタンソバの2倍体と4倍体を比較したところ、4倍体の諸形質が2倍体よりも大きかった。脱粒性に関しては、両種とも2倍体の親品種・系統よりも4倍体品種・系統の方が有意に脱粒し難くかった。普通ソバとダッタンソバの間で、倍加により脱粒し難くなる程度を比較したところ、ダッタンソバで顕著であった。しかし、我が国で育成中の2倍体ダッタンソバには今回育成した4倍体ダッタンソバに匹敵する難脱粒程度の系統が存在した。肥料に対する脱粒性程度の変化をみると、施肥を行った方が無施肥の場合よりも脱粒し難かった。異なる播種時期で栽培した場合にも、栽培時期の間に脱粒性程度に差が認められた。普通ソバの脱粒性に関して広義の遺伝率を推定したところ0.20.5であり、環境の影響を受けやすいために選抜による脱粒性の改良が困難であることがわかった。
真の内部応力分布性状に基づくRC柱の力学的挙動の解明と応力-ひずみ関係の定式化

鉄筋コンクリート造建物において、柱や梁に様々な力が伝達するが、その内部の応力性状はまた不明な点が多く、合理的な設計方法を発展させるためには、それらの性状を解明する必要がある。本研究では研究代表者が開発してきた柱内部の応力分布を測定する方法を用い、それらを明らかにし,まだ解明されていない部材の挙動を解析的に解明するために、柱の内部の応力状態を反映できるコンクリートの応力ひずみ関係の定式化を行った。軸力,曲げ,せん断力を種々,組み合わせて加力される鉄筋コンクリート柱に関して,柱内部の応力分布と応カーひずみ関係を測定する実験の測定システムの開発を行い、予備実験を行った。これまで開発してきた大型の測定装置に合わせて、応力分布を測定する測定面の支持方法の改良と、コンクリート内部のひずみを直接測定する埋め込みゲージの検証を行った。(1)支持方法については、繰り返しのせん断力に適用できるように改良を行うことができた。(2)加力方法については、一部に問題は残っているが、繰り返しの多方向加力が可能な加カシステムを構築して、応力分布を測定できるようになった。(3)コンクリート内部のびずみの測定については超小型の埋め込みゲージを用いて、大変形までのひずみの測定を試みたが、2%が限界で、改良の余地が残っている。(4)現時点で構築された測定システムを用いて、一軸圧縮載荷を受ける鋼管コンクリート柱の応力分布と内部のひずみを測定した。鋼管から受ける横拘束力により、内部の応力分布は変化し、断面内の応カーひずみ関係に関するデータを測定できた。(5)柱断面内で曲げ解析用の応カーひずみ関係は,断面位置により変化して,断面中央ほど,その圧縮強度が大きく,延性的な応カーひずみ関係になる。(6)せん断力を受けると曲げ圧縮強度は増大し,曲げ圧縮域のせいも狭くなる。(7)平成19年度は今年度、構築されたシステムを用いて一軸圧縮を受ける柱と軸力・曲げ・せん断力を受ける柱の,曲げ圧縮域のコンクリートの応カーひずみ関係の相関メカニズムの解明を試みる。軸力・曲げ・せん断力が組み合わされて加力されるRC柱の断面内の直圧縮応力分布性状を明らかにする応力分布の測定実験を行い、測定された応力分布を基に,柱の内部の応力性状を反映できる直圧縮応力-ひずみ関係(以後,応力-ひずみ関係)のモデル化を試み,それを用いて繰り返し加力の曲げ解析を行い,柱の内部の応力分布性状とモーメントー曲率関係について実験結果との比較を行った。現時点での成果をまとめる。(1)カバーコンクリートとコアーコンクリートに分けて,それぞれに1種類の応力-ひずみ関係を仮定する従来の曲げ解析では,最大曲げ荷重後のモーメント-曲率関係を過小評価し,断面内の応力分布は実験の分布と異なった。(2)断面内の応力分布性状に基づく曲げ解析では,最大曲げ荷重が増大し,最大曲げ荷重後のモーメント-曲率関係の靭性も改善され,実験結果の傾向に近づいた。また断面内の応力分布も実験結果の分布に近づいた。これらのことから,高軸力を受けるRC柱の最大曲げ荷重やその後の弾塑性性状は断面内の応力分布性状に基づく応力-ひずみ関係を用いて解明できる可能性がある。軸力,曲げ,せん断力を種々,組み合わせて加力される鉄筋コンクリート柱に関して,柱内部の応力分布と応力-ひずみ関係を測定する実験の追加実験を行い,曲げ圧縮域のコンクリートの応力分布や応力-ひずみ関係に及ぼす,曲げひずみ勾配,部材のせん断力,せん断補強筋(帯筋)の拘束力,繰り返し加力による履歴,などの要因の影響量について検討した。(1)軸力とモーメントを受ける柱において、曲げひずみ勾配が、曲げ圧縮域のコンクリートの圧縮応力-ひずみ関係に対して及ぼす影響は、最外縁近傍ではほとんど影響はなく、断面中央では圧縮強度が増加することが確認された。しかし、軸力とモーメントにせん断力が加わり、柱にせん断ひび割れまたは曲げせん断ひび割れが生じると、その断面中央のコンクリートの圧縮強度の増加は生じなくなり、軸力だけを受ける場合の性状と同じになる。(2)せん断力の影響については、曲げ危険断面の曲げ圧縮縁のコンクリートに対して三軸の圧縮応力状態を生じさせ、そこのコンクリートの圧縮強度を増加させている可能性が明らかになった。そこの圧縮強度はコンクリートシリンダー強度の約2倍まで増加する。(3)せん断補強筋の影響については、せん断力により生じるせん断補強筋の引張力が曲げ危険断面の曲げ圧縮域のコンクリートに対して拘束力を与えるが、この拘束力はせん断力と釣り合う形で生じるため、これまで指摘されてきた一軸圧縮応力状態における横拘束筋の拘束力の発生メカニズムと異なり、その曲げ圧縮域のコンクリートの強度増加量は異なる。(4)一軸圧縮力の実験で得られる平均の圧縮応力-ひずみ関係は、柱断面内の圧縮応力-ひずみ関係とは異なり、特に柱断面内では断面中央で、コンクリートの圧縮強度より大きくなった以降で、その違いは大きくなる。
物理的環境(磁場、電場)の生体影響

本研究では人工物理環境の内でも特に磁場と電場を対象として取上げているが、本年度は生体系への影響について用量ー反応関係を定量的にしらべることを中心とした。伊達は超高磁場中の反磁性生体高分子の重合反応、すなわちフィブリン形成反応、について均一磁場強度と重合度ならびに時間経過との対応をしらべ、1テスラ程度の磁場強度でもフィブリン網目の配向に影響が現れることを実験的かつ理論的に示した。東は超高磁場中のフィブリン形成反応研究に参加したほか、脳血流に及ぼす磁場効果をしらべたが、結果は陰性であった。志賀は脱酸素化した赤血球の管内の流れが強い不均一磁場中で[帯磁率]・[磁場強度]・[磁場勾配]の積に比例して偏倚が生じることを示し、さらにヘマトクリット依存性を解析した。その結果、肺血流における磁場リスクは貧血かつ低血流のときにあり得るとした。谷本はビタミンB_2モデルの反応についてラジカル対経由の磁場効果が現れることを証明した。飯塚はペルオキシダーゼ反応において1テスラ以下では磁場効果がないことを示した。宮本は強い不均一磁場中で培養細胞の成長とDNA合成が変化しない事を示したが、次に温度環境と磁場を組合せた実験において高温では1価イオン輸送に磁場による変化が起ることを示した。法村は弱い振動磁場がヒト培養リンパ球に対して無害であることを示した。前田は生物の走磁性に重要なマグネタイトの合成とその磁気物性について解析した。松本は電場の生体刺激作用の中心となる「体毛への作用」について、電場中で体毛支配の神経に活動電位が誘発されること、またその程度が湿度に大きく依存することを確認した。次に体毛の誘電率を測る方法を考案し、上記の湿度依存性を高湿での誘電率上昇で説明した。
後脳セグメント・ホモログニューロン群の機能分化と機能結合

発生期後脳に現れる分節構造が,そこに発生するニューロンの性質と機能回路を如何に規定するのかを,成魚においても分節状に配列する硬骨魚網様体脊髄路(RS)ニューロンを用いて調べてきた.特に,第4分節には魚の逃避反射をトリガーするマウスナー(M)細胞と第5-6分節にあるM細胞の相同ニューロン(MiD2cm, MiD3cm)に注目し,電気生理学的手法と形態学的手法を用いて相同ニューロン間の機能分化および機能結合の様式を解析してきた.相同ニューロンは,(1)側方樹状突起と腹側樹状突起を有し,(2)聴神経から短潜時の興奮性入力を受けるという共通性が見出された.また,(3)M細胞からMiD2cm, MiD3cmへ一方向性の抑制性結合が存在した.さらに,(3)脱分極に対してM細胞は刺激開始時に単発発火するのみであるが,MiD2cmとMiD3cmは持続的な連続発火を示すという出力様式の相違点も明らかになった.以上の結果から後脳に存在する相同ニューロンが分節間で機能分化し、方向性を持って統合されていることが分かった.本年度は,(3)の知見に関連してM細胞の特殊な発火様式を生む機構を調べた.M細胞はグリシン作動性反回性抑制とデンドロトキシン感受性電位依存性カリウムチャネルという,抑制回路と内在的な膜の性質という2つの要素により連続発火が抑えられていることが分かった.これらの結果は,第25回神経科学大会にて発表し,また研究成果をまとめた論文を投稿するに至った.発生期後脳に現れる分節構造が,そこに発生するニューロンの性質と機能回路を如何に規定するのかを,成魚においても分節状に配列する硬骨魚網様体脊髄路(RS)ニューロンを用いて調べてきた.特に,第4分節には魚の逃避反射をトリガーするマウスナー(M)細胞と第5-6分節にあるM細胞の相同ニューロン(MiD2cm, MiD3cm)に注目し,電気生理学的手法と形態学的手法を用いて相同ニューロン間の機能分化および機能結合の様式を解析してきた.相同ニューロンは,(1)側方樹状突起と腹側樹状突起を有し,(2)聴神経から短潜時の興奮性入力を受けるという共通性が見出された.また,(3)M細胞からMiD2cm, MiD3cmへ一方向性の抑制性結合が存在した.さらに,(3)脱分極に対してM細胞は刺激開始時に単発発火するのみであるが,MiD2cmとMiD3cmは持続的な連続発火を示すという出力様式の相違点も明らかになった.以上の結果から後脳に存在する相同ニューロンが分節間で機能分化し、方向性を持って統合されていることが分かった.本年度は,(3)の知見に関連してM細胞の特殊な発火様式を生む機構を調べた.M細胞はグリシン作動性反回性抑制とデンドロトキシン感受性電位依存性カリウムチャネルという,抑制回路と内在的な膜の性質という2つの要素により連続発火が抑えられていることが分かった.これらの結果は,第25回神経科学大会にて発表し,また研究成果をまとめた論文を投稿するに至った.
授業の相互行為分析による学びの過程の研究-算数科と図画工作科を通して-

1.研究目的本研究は,授業の在り方や子どもが学ぶ意味を根本から捉え直すために,子どもの学びの過程を明らかにすることを目的とした。算数科では図形領域,図画工作科では対話による作品鑑賞授業における,子どもと教師とものとの間にある対話のつくられかた,図形・作品の知覚のされ方を分析することで,子どもの学びの過程を明らかにした。2.研究方法アートゲームを元にしたグループでの鑑賞活動を取り入れて,鑑賞学習,算数学習の活動構成をした。グループで1枚のワークシートに,算数科では図形の点対称問題、図画工作科では絵を提示した。問題や絵について,グループで話し合ったり.絵や図や文字を書き加えたりしながら,対話の媒介となっている図や道具,問題をつくり変えながら,知覚や行為,語りや経験をつくり変えていく学習過程を,ビデオカメラとICレコーダーを用いてグループを単位に事例収集した。トランスクリプトや画像を用いた相互行為分析により事例の記述分析をし,両事例の学習過程の共通点と相違点に着目して,対話のもつ学習過程の触発性を示す。3.おわりに鑑賞学習と算数学習活動のどちらにおいても,子どもたちは対話をとおして,自他の考え方,感じ方,見方,表し方をつくり変えていた。こうしたつくり変えは,作品や図形を媒介にして視線を送ったり,指さしたり,書き込んだり,写したり,回転したりする行為を通して,絵や図形の意味を間主観的に現象させ,それに対する知覚と語りや経験を自他間で相互に触発していた。対話が自分や他者の知覚や経験,語りをつくり変えて新たな世界を生成し,他者の知覚や経験や語りが,作品を見る者の知覚や経験や語りを触発していく,したがってここで触発し現象する学習過程は,作品や図形の意味内容ではなく,子どものかかわりとセットになって初めて現象する世界であり,その学習過程であるといえる。
床上の自立歩行訓練における、全方向型歩行訓練ロボットによる要訓練者の転倒防止方法

本研究には、バランス能力が低く歩行訓練を必要とする歩行弱者(高齢者・障害者)が、安全に床上での自立歩行訓練を受けることができるように、全方向型歩行訓練ロボットによる転倒防止方法を開発する。研究課題は以下の2つである。1歩行訓練における歩行動作の力学解析、及び、歩行情報の実時間計測システムの構築2力学モデルに基づく転倒条件の抽出及び、歩行訓練ロボットによる転倒防止法の開発本研究の成果は、リハビリロボットの実用化を通して、要歩行訓練者の自立歩行訓練促進やリハビリテーション従事者の負担軽減に貢献する。
平面p-n接合中の電気制御量子ドットにおける電子スピンから光子への量子状態変換

本研究では面内p-n接合とゲート制御(横型)量子ドットを融合した素子を実現し、量子ドットのスピン状態から、再結合によって放出される光子の偏光状態への量子状態変換を実現することが目的である。またその時の変換のコヒーレンスの保持など変換の物理を解明することも目指す。本年度は、まず面内p-n接合とゲート制御(横型)量子ドットを融合を目指した試料作製と測定系の構築に着手した。面内p-n接合を実現するために、不純物を添加していないアンドープGaAs量子井戸に、ゲート電圧でp型領域とn型領域を誘起し、その界面でp-n接合を実現する方針を選択した。アンドープ基板では横型量子ドットを形成する技術が確立しており、本研究の目標達成に適した方針である。そのためのアンドープ基板の成長を、協力研究者であるドイツルール大のWieck教授に依頼した。この時、通常一般的に用いられる(001)面上の量子井戸の他に、将来、量子状態転実現に必要と考えている(110)面上の量子井戸も成長を行った。一方で、アンドープ基板に対するオーミック接触作製技術の開発に重点を置き、p型とn型を制御する表面ゲート電極がオーミック電極に遮蔽されず、オーミック電極までまできちんと量子井戸中に2次元キャリアを誘起して、そことオーミック電極が電気的接触が確立できるよう、ウェットエッチングと電極材料の斜め蒸着を組み合わせたオーミック電極作製法を開発した。また回折格子を導入し、p-n接合からのエレクトロルミネッセンスの検出と分光のための測定系の構築に着手した。29年度が最終年度であるため、記入しない。
高圧下比熱・磁束の同時測定による有機ラジカル磁性の追究

研究結果と考察(1)反強磁性有機ラジカルの加圧効果S=1/2の磁性を示す有機ラジカル結晶の多くが反強磁性を示すことは良く知られている。我々は先ず、不対電子が局在しているTANOL、及びやや非局在しているトリフェニルフェルダジル(TVP)の加圧下比熱測定をおこない、圧力pが10kbar以下の範囲では図1に示すようにpの一次に比例して増加することを確認した。この結果をハバードモデルの立場から、分子間のトランスファー積分t、がpあるいは分子間距離rの関数としてt=〓〓となることを推定した2-4)。低温における圧縮率kの値がわかるとtが評価できる。(2)強磁性有機ラジカルの加圧効果相のp-NPNNは結晶の対称性まで知られている数少ない三次元有機強磁性ラジカルである。常圧下におけるキュリー温度Tc(p)=0.61±0.02Kは、p=7.2kbarでは、Tc(p)=0.35Kのように、大きく減少することを発見した。圧力を常圧に戻すと、現象は再現する。このように圧力とともに磁気転移温度が減少する例は、極めて珍しく、遷移金属を含む磁気異方性のある化合物で例がある程度である。S-1/2の有機ラジカルにおいては、電子の角運動量が消滅していて、遷移金属イオンのように結晶場の効果は感じない系になっていると考えられるので、キュリー温度の減少は、圧力による電子軌道の対称性の変化と、電子のトランスファー(t)からくる相互作用の変化によるものと考えられる。(1)の反強磁性の場合は、tが増すと反強磁性相互作用が助長する(ハーフフィルドの基底状態)ことを示していると解釈すれば、(2)の場合も加圧で増加した電子移動は、もともと存在している分子間強磁性相互作用に反強磁性的な相互作用を導入すると考えられる。
圧縮性粘性流体を記述する偏微分方程式系の解の構造の研究

圧縮性粘性流体を記述する非線形偏微分方程式系を中心に、数理物理学に現れる偏微分方程式及び系の解の構造を考察し、以下の様な成果を得た。1.松村は圧縮性粘性流体の一次元的運動を記述する方程式系のうちから等温モデルを取り上げ、論文〔Lect.Notes Num.Appl.Anal.〕において任意の有界な初期値及び外力に対し有界な時間大域解が存在すること及び外力が時間周期的であれば少なくとも一つ同周期の解が存在することを示した。さらに無限次元力学系の理論との関連においてこの系にも吸収集合や大域的アトラクターに対応する集合が存在すること、又外力が定常なある場合にはその定常解が大域的アトラクターであること等を示すことに成功し、国際会議堅田シンポジウム(1989,夏)に於いて論文〔Large time ...〕として発表した。又パーソナルコンピューターによる数値計算を行い周期解分岐について興味ある構造が存在することが明確となり今後の問題を定期することとなった。2.林田和也は多孔質媒質中の流体を記述する方程式を考察し、論文〔Proc.MAS〕において弱解のある滑らかさを示し、又発表予定の論文〔On a backward ...〕では、解の一意性に関する三線定理を示した。さらには平均曲率方程式のディリクレ問題に対しリプシッツ凸の境界の場合に解の存在を示した。3.一瀬孝は量子力学に現れるFeyman経路積分を考察し、論文〔Ann.Inst.H.Poincase〕において、電流ポテンシャルが必ずしも滑らかでないときにも相対論的Weyl量子化ハミルトニアンを定義しその本質的自己共役性を示した。田村博志は非線形電磁場の量子論において、Wilsonループの期待値が面積則に準ずる性質を持ったことを示した。これは論文〔Nonlinear electromagnetic ...〕に於いて発表予定である。
慢性下気道感染症の難治化要因の除去に関する研究

緑膿菌はマクロライド薬の最小発育阻止濃度以下の濃度(sub-MIC)との接触でアルギン酸産生及びglycocalyx産生が抑制され菌体周囲のbiofilm形成が減少することを明らかにした。ムコイド型緑膿菌及び非ムコイド型緑膿菌に対する好中球の貧食、殺菌能がマクロライド薬の作用によりbiofilm形成を減少させることによっていかなる影響をうけるかを研究した。非ムコイド型緑膿菌をsub-MICのエリスロマイシン及びdrug-free下のシリコン片上にそれぞれ培養し、各biofilm菌に対するヒト好中球貧食、殺菌能をFlow cytometry及びケミルミネッセンス反応により測定し比較検討を行った。Drug-free下に作成したbiofilm菌に比べ、sub-MICのエリスロマイシン下に作成したbiofilm菌は、Flow cytometryによる好中球貧食能、ケミルミネッセンス反応による好中球貧食、殺菌能ともに亢進することが明らかになった。さらにムコイド型緑膿菌でもsub-MICのエリスロマイシン及びdrug-free下にてbiofilmを形成し各biofilm菌に対するヒト好中球貧食、殺菌能を測定し比較したところ非ムコイド型緑膿菌と同様の結果が得られた。これまでの研究で緑膿菌はsub-MICのマクロライド薬との接触でglycocalyx及びアルギン酸産生性が減少し、電子顕微鏡による形態観察でもbiofilm形成が低下することが明らかにされている。今回の実験でムコイド型、非ムコイド型緑膿菌ともに低濃度のマクロライド薬との接触によるbiofilm形成の低下はbiofilmにより抑制されていた好中球の貧食、殺菌能を亢進させることが明らかになった。マクロライド薬の慢性下気道感染症に対する難治化予防効果の可能性が示唆された。マクロライド薬の最小発育阻止濃度以下の濃度(sub-MIC)との接触により、緑膿菌菌体周囲のbiofilm形成が減少することを明らかにした。Biofilm形成の減少に伴う好中球の貪食・殺菌能の影響を研究した。Biofilm形成緑膿菌をsub-MICのマクロライド薬とdrug-free下でそれぞれ作成し、それぞれのbiofilm菌に対するヒトの好中球の貪食・殺菌能をFlow cytometry及びケミルミネッセンス反応により測定し、比較検討を行なった。Drug-free下に作成したbiofilm菌に比べ、sub-MICのマクロライド薬下に作成したbiofilm菌は、Flow cytometryにおける好中球貪食能、ケミルミネッセンス反応による好中球貪食・殺菌能ともに亢進することが明らかになった。これまでの研究で緑膿菌はsub-MICのマクロライド薬との接触によりglycocalyx産生性の減少が認められ、電子顕微鏡による形態観察でも明らかにされているが、今回の実験により緑膿菌のbiofilmが好中球の貪食・殺菌能を抑制すること及び低濃度のマクロライド薬との接触により緑膿菌glycocalyxの産生が減少し、biofilm形成が低下することで好中球の貪食・殺菌能が亢進することが示唆された。動物での慢性肺感染症については、引き続きモデル作成を試み、in vivoでのbiofilm形成に対するマクロライド薬の影響を検討する予定である。ムコイド型緑膿菌及び非ムコイド型緑膿菌に対する好中球の貧食・殺菌能がマクロライド薬の作用によりbiofilm形成を減少させることによっていかなる影響をうけるかを研究した。非ムコイド型緑膿菌をsub-MICのマクロライド薬及びdrug-free下のシリコン片上にそれぞれ培養し、各biofilm菌に対するヒト好中球貧食・殺菌能をFlow cytometry及びケミルミネッセンス反応により測定し比較検討を行なった。

Drug-free下に作成したbiofilm菌は、flow cytometryによる好中球貧食能、ケミルミネッセンス反応による好中球貧食・殺菌能ともに亢進することが明らかになった。さらにムコイド型緑膿菌でもsub-MICのマクロライド薬及びdrug-free下にてbiofilmを形成し各biofilm菌に対するヒト好中球貧食・殺菌能を測定し比較したところ非ムコイド型緑膿菌と同様の結果が得られた。これまでの研究で緑膿菌はsub-MICのマクロライド薬との接触でglycocalyx及びアルギン酸産生性が減少し、電子顕微鏡による形態観察でもbiofilm形成が低下することが明らかにされている。今回の実験でムコイド型、非ムコイド型緑膿菌ともに低濃度のマクロライド薬との接触によるbiofilm形成の低下はbiofilmにより抑制されていた好中球の貧食・殺菌能を亢進させることが明らかになった。
個体的進化アルゴリズムに基づく階層型パーセプトロンの構造的学習に関する研究

階層型パーセプトロン(MLP)の構造的学習とは、結合系数だけではなく、階層数、中間節点数及び中間節点の入力数を同時に決定する学習方法である。従来の方法は、計算量が大きくて、大規模なシステムの学習に不向きである。本研究では、個体的進化アルゴリズム(IEA)に基づいて、最近傍MLP(NN-MLP)の進化的学習方法を提案した。IEAにおいては、大きいシステムが多数の個体に分解され、個体の進化によってシステム全体の進化を図る。基本操作として、競合、獲得、減損と再訓練がある。競合は今現在のシステムの機能と各個体の適応度を評価する。システム機能が低いとき、新しい個体を導入することによってシステムの機能を向上させる。これは、システムが新しい個体を獲得した、或はその新しい個体は仕事を獲得したことに相当する。システム機能が十分高いとき、適応度の低い個体を淘汰することによってシステムを縮小する。このとき、システムの機能は多少減損し、また淘汰された個体も仕事を失うことになる。獲得と減損の後、各個体を再訓練することによってシステムの機能を向上させる。このように、競合、獲得、減損と再訓練を繰り返して実行することによって、最少の個体を有するシステムが進化的に構成できる。システムをNN-MLP、個体を中間接点、仕事を訓練サンプルと定義すると、IEAは最少の中間接点を持つNN-MLPが設計できる。IEAを利用して構造的学習を行うためには、本研究では、特徴選択のできるニューロンモデルを提案した。このモデルにおいて、ニューロンが二種類の荷重、即ち、c-weight(細胞体荷重)とs-weight(シナプス荷重)がある。s-weightはシプナスの検出中心に対応し、c-weightは、細胞体の立場から見たシナプスの適応度である。正しい判別に対して重要なシナプスが大きい適応度を有する。各シナプスが一次元の円基底関数である。NN-MLPの進化においては、ある細胞が正しい判別を行ったとき、発火するシナプスの適応度が増加する。長期間進化の末、適応度の高いシナプスが保留し、低いものが淘汰される。従って、競合操作の中で、シナプスの適応度の評価も入れれば、IEAは中間接点数の少ない、且つ有用なシナプスだけを有するネットワークが設計できる。これは手書き数字認識の実験によって確かめている。
地域伝統芸能伝承のための「こころ・指導プロセス」をふまえた教材の開発

本研究では,郷土芸能の指導において,感覚的に教えている体重移動の技能について調査し,基本動作のうち「腰の落とし方」を対象とした定量取得方法について提案し,映像とセンサの同時取得・提示システムを開発した.本システムでは,被験者は半導体式加速度センサ1個を腰部に装着するだけで済む.実験の結果,腰がふわっと浮いた感覚を取得できていることが分かり,無駄な力の有無や力の入れ具合が見えることが分かった.本研究では,郷土芸能の指導において,感覚的に教えている体重移動の技能について調査し,基本動作のうち「腰の落とし方」を対象とした定量取得方法について提案し,映像とセンサの同時取得・提示システムを開発した.本システムでは,被験者は半導体式加速度センサ1個を腰部に装着するだけで済む.実験の結果,腰がふわっと浮いた感覚を取得できていることが分かり,無駄な力の有無や力の入れ具合が見えることが分かった.本研究では,地域伝統芸能における「わざ」を伝承する際に,指導者の動作や映像を見ただけでは「分かりにくい・伝えにくい」要素の抽出・伝達手法の確立を目的とし,意識によって変化しているが,客観的には判別しがたい要素の可視化を試みている.本年度は,ソーラン節の櫓漕ぎに着目し,その表現の中心となる体重移動について分析を行った.指導者は,「腰の充実感」という感覚的な表現で説明をしているが,その「充実感」を学習者が見ることは不可能である.この充実感とは,腰部の緩急に関係していることが議論の中で分かり,加速度センサを腰部に付けて数回踊り,過去に踊ったときの映像と加速度波形を比較した.映像だけを比較すると,指導者は,その違いにすぐに気づくことはできず,何度も繰り返し見ることで少しずつ違いに気づいたが,加速度波形にははっきりとした違いが出ており,「腰が充実」しているときは,瞬間的な移動によって非常に細く大きいパルス形状が出ており,細さがその瞬間的な鋭さを表し,大きさがその強さを表していることが分かった.取得したデータの傾向から2群に分類できたが,それは,「腰の充実感を重視して教えていたとき」,と,「体全体の動きを教えるために大げさに動いていて腰の意識がおざなりになっていた」という意識の違いであることが判明した.これは,指導者は,全く同じ踊りをしているつもりであったが,教えるときのシチュエーションの違いによって,見せるべきポイントが変化していることを示しており,それが数値的に測定できたことになる.以上の結果から,「腰の充実感」と,腰の緩急という物理的な動作の関係が分かり,また,波形の形状や位置を見ることで,舞踊の意味やタイミングの捉え方が異なる場合にも指摘できる可能性が示唆された.本研究では,地域伝統芸能における「わざ」を伝承する際に,指導者の動作や映像を見ただけでは「分かりにくい・伝えにくい」要素の抽出・伝達手法の確立を目標とし,意識によって変化しているが,客観的には判別しがたい要素の可視化を試みている.本年度は,ソーラン節の櫓漕ぎに着目し,その表現の中心となる体重移動について分析を行い,その比較評価方法について検討した.指導者は,「腰の充実感」という感覚的な表現で説明をしているが,その「充実感」を学習者が見ることは不可能である.この充実感とは,腰部の緩急に関係していることが議論の中で分かり,加速度センサを腰部に付けて数回踊り,過去に踊ったときの映像と加速度波形を比較した.映像だけを比較すると,指導者は,その違いにすぐに気づくことはできず,何度も繰り返し見ることで少しずつ違いに気づいたが,加速度波形にははっきりとした違いが出ていた.「腰が充実」しているときは,瞬間的な移動によって非常に細く大きいパルス形状が出ており,細さがその瞬間的な鋭さを表し,大きさがその強さを表していることが分かった.また,それらのデータを人ごとに自動的に抽出し比較するため,「腰が充実」する直前の脱力(ため)に着目した.この脱力は大きな力を出す際の準備で,拍と拍の間に存在し,これが加速度ベクトルの大きさによって判断できることが分かった.脱力を起点とし,次の脱力までの波形を切り出し,複数のデータの「腰が充実」しているタイミングの違いや相関係数によって比較を行う手法,およびその可視化方法を提案した.その結果,タイミングの捉え方の違いや充実の量などを比較することができた.本研究では,郷土芸能の習得における基礎となる動作の一つである「腰の落とし」における体重移動についての分析および,さんさ踊りにおける「体のひねり」の可視化について取り組んだ.体の前方向への「落とし」動作は,両足が着いた姿勢から片足を上げ,軸足のつま先で支え,「ふわっと」降りる,という動作から成る.これは感覚的に指導されるが,現象としては体重移動(落下)を意味する.本研究では,半導体式加速度センサが重力加速度も取得していることに着目し,被験者の腰部にセンサを装着し,被験者の腰の落とし方を定量化することを試みた.舞踊の研究生たちを被験者として実験を行った結果,見た目では分かりにくい,無駄な力の有無や,どのタイミングまで支えているかどうか,といった詳細な事象を定量的に取得できることが分かった,また,得られたデータから,落とし具合や無駄な力の度合いについて,最小値や周波数を見ることで,数値的な比較の可能性が示唆された.

さんさ踊りにおける体のひねりは,上半身と下半身の時間差による連動から生まれており,それらのタイミングが不適切な場合,次の動作の遅延につながり,団体で踊る際の統一感の欠如につながる.しかし,ひねりの指導においては,複数の指導者がそれぞれ感覚的に捉えて指導しているため,指導者によって指導内容が異なることや,的確に伝えられないことがある.本研究では,背中と腰に角速度センサを装着することでひねりの取得と可視化を試みた.取得した角速度は,その正負は回転方向を意味するため,比較したい2者のデータの差分を見るだけでは,イメージしているひねりの過不足が示せないことが分かった.そこで,正負の値を回転方向から過不足の概念に変換する式を提案し,タイミングのずれと大きさの過不足をひと目で理解できることが確認できた.
分枝形態形成における自己分泌型シグナル分子の役割

マウス胚の肺と唾液腺を用いて,上皮から分泌され上皮に作用する自己分泌型シグナル分子が分枝形態形成に関与するかを研究した。肺上皮を用いた培養実験により,外来性のFGF10は上皮のFGF1,FGF9の産生を促進し,これが自己分泌型で作用して最終的に分枝を誘導することを,また,唾液腺上皮を用いた培養実験により,上皮間には反発作用が働き,その強弱が分枝パターンを規定することを明らかにした。自己分泌型シグナル分子には,分枝形態形成に対して抑制的に働くものと,促進的に働くものとが存在すると推定される。平成22年度は,マウス胚顎下腺上皮を用いて,分枝形態形成に対して抑制的に働く機構に焦点を絞り,その関与の証拠を示し,その分子の実体に迫ることを目的とした。(1)抑制的に働く機構が存在する場合は,接近した上皮間に反発行動が観察されると予想し,単離した3つの上皮をそれぞれ約150μmまで接近させて三角形の頂点に配置し,上皮単独培養をおこなった。NRGI+LPA添加培地では,それぞれの上皮は盛んに分枝し,互いにさらに接近したが,FGFI添加培地では,それぞれの上皮は分枝よりも伸長が顕著で,互いに避け合い三角形の外側へと偏った成長をした。このことから,上皮間に働く反発作用が分枝パターン,特に分枝の疎密を制御する要因となり得ることを示せた。上皮単独での培養なので,この反発作用が上皮から自己分泌される未知の分子によって担われていることは明白である。この結果はDevelopmental Dynamics誌でも高く評価され,Highlightのコーナーで興味深い論文として取り上げられた。(2)次にこの反発作用を担っている分子の候補を探った。TGFβs,BMPs,SHHについてそれぞれの阻害剤であるSB431542,Noggin, Cyclopamineを入手して試してみたが,どれも反発作用を低下させることはなかった。反発作用分子の解明は現在も継続中である。自己分泌型シグナル分子には,分枝形態形成に対して抑制的に働くものと,促進的に働くものとが存在すると予想している。平成23年度は,マウス胚肺上皮を用いて,分枝形態形成に対して促進的に働く分子に焦点を絞り,研究を進めた。1.肺上皮で発現しているFGFsを調査した。FGFファミリー成長因子はマウスで22種存在するが,このうちFGF11-14の4種は細胞外に分泌されないので,自己分泌シグナル分子の候補とは成り得ない。そこで,これら4種を除いた18種についてプライマーを設計し,肺原基から単離した上皮について,その発現の有無をRT-PCR法により調査した。その結果,FGF1,-5,-9,-17,-18の5種が上皮で発現していることが判明した。2.上記のFGFsの発現がFGF10刺激された肺上皮で上昇するかを調査した。肺上皮の分枝は外因性のFGF10によって誘導されることが知られている。そこで,単離した肺上皮をFGF10添加濃度を変えて培養し,1で発現が判明した5種のFGFsの発現がFGF10濃度依存的であるかをRT-PCR法により調査した。その結果,FGF1,-9,-18の3種にFGF10濃度依存的な発現上昇が認められた。3.上記のFGFsに分枝誘導能があるかを調査した。ヒト組換え体FGF1,-5,-9,-17,-18を培養液に加えて,肺上皮を上皮単独培養し,各FGFの分枝誘導能の有無を調べた。その結果,FGF1とFGF9に分枝誘導能のあることが判明した。詰めの実験として,FGF1ならびにFGF9に対する中和抗体により,外因性FGF10による分枝が阻害されるかを調べる必要があるが,以上の結果は,外因性のFGF10が上皮に作用してFGF1とFGF9の産生・分泌を促し,これが自己分泌型で上皮に作用して分枝が進行するという仮説を支持するものである。平成24年度は,マウス胚唾液腺上皮を用いて,分枝形態形成に促進的に働く自己分泌型成長因子に焦点を絞り,研究を進めた。唾液腺上皮をFGF7添加培地で培養する際にLysophosphatidic Acid(LPA)を加えると分枝が増強されることを見つけた。LPAはEGFファミリー成長因子(EGFs)のシグナリングを増強する因子なので,FGF7刺激された上皮からEGFsが自己分泌され,これがLPAと協調して分枝を誘導するという機構が考えられる。そこで,この仮説を検証した。(1)マウスでは主要なEGFファミリー成長因子は6種存在する。そこで,これら6種のプライマーを設計し,唾液腺原基から単離した上皮について,その発現の有無をRT-PCR法により調査した。

その結果,TGFα,HB-EGF,NRG1の3種が上皮で発現していることが判明した。また,FGF7添加培養した上皮においてもこれら3種のEGFsの発現が確認できた。(2)上記で発現が判明した3種のEGFsの分枝誘導能がLPAによって増強されるかを調査した。その結果,どれも増強効果が認められた。(3)FGF7+LPA培養条件で誘導される分枝へのEGFシグナリング阻害剤の影響を調査した。その結果,EGFsを加えていないにもかかわらず,分枝が顕著に抑制された。以上の結果は,外因性のFGF7が上皮に作用してEGFsの産生・分泌を促し,これが自己分泌型で上皮に作用して分枝が進行するという仮説を強く支持している。研究成果を平成23年度中に論文投稿する予定であったが,平成24年6月にずれ込む予想となった。24年度が最終年度であるため、記入しない。自己分泌型シグナル分子によって分枝が誘導される機構は,分枝器官(肺,唾液腺,腎臓,乳腺など)に普遍的に存在するものと予想している。まずは肺と唾液腺でそのことを証明し,次に他の分枝器官にも研究を広げていく予定である。当面は肺と唾液腺を比較検討しながら研究を進めていき,平成23年度の「研究実績の概要」で述べたことと類似の実験を,平成24年度は唾液腺原基を用いて行っていく予定である。
原子力施設の耐震設計のための基準地震動策定手法に関する研究

原子力発電所の耐震設計のために新指針において要求された基準地震動の評価手法について検討した。まず、2007年に発生した新潟県中越沖地震(Mj6.8)時における東京電力株式会社の柏崎・刈羽原子力発電所(以下「KK原子力発電所」と言う。)での観測記録の再現を通じ、震源のモデル化や地震動の伝播特性について解析的検討を実施した。その結果、3つのアスペリティからなる震源モデルを提案するとともに、「強震動予測のレシピ」における震源のモデル化手法(特性化震源モデル)の有効性や地震波の伝播特性の評価の重要性を指摘した。また、2009年3月に発生した駿河湾の地震時の中部電力株式会社・浜岡原子力発電所における特異な観測記録(号機によって観測地震動の大きさが顕著に異なる)の分析を目的にまず震源モデルの構築を行った。その結果、スラブ内地震としてのやや高い応力降下量を有するアスペリティの存在を指摘した。その後、敷地内等での微動観測などによって敷地や敷地周辺の地盤構造を調査したが、微動観測からは敷地内の局所的な地盤構造の不均質性は抽出することができなかった。ただ、副次的に駿河湾の地震時の御前崎周辺の揺れ(被害)と表層地盤構造との関係を明らかにした。2007年新潟県中越沖地震(Mj6.8)が発生し、柏崎市やその周辺地域で最大震度6強が観測され、家屋の倒壊など甚大な被害が発生した。特に震源近傍に存在した東京電力株式会社の柏崎・刈羽原子力発電所(以下「KK原子力発電所」と言う。)において非常に大きな地震動が観測された。本研究では比較的良質な地盤(岩盤)上に立地する原子力発電所サイトでなぜ被害に結びつく強い地震動が観測されたのか、原子力発電所の耐震設計のための新指針においてこのような強震動が予測可能なのか、またレシピの有効性などを観測記録の分析や地震後精力的に実施されている各種調査結果などを参照した解析的検討によって明らかにすることを目的とする。平成20年度は、新潟県中越沖地震時の強震動生成メカニズムを解明するため、まず経験的グリーン関数法によるフォワードモデリングによって震源のモデル化を行い、3つのアスペリティからなる不均質震源モデルを提案した。また、特に柏崎・刈羽原子力発電所の南西側に位置するアスペリティからの地震動の影響が顕著であったが、その原因を3次元有限差分法を用いた理論的シミュレーションによって検討した結果、この地域における深部、浅部の褶曲構造による地震波のフォーカッシングが大きな原因であったことを確認した。また、特に柏崎・刈羽原子力発電所の南西側に位置するアスペリティからの地震動の影響が顕著であり、その原因を3次元有限差分法を用いた理論的シミュレーションによって検討した結果、この地域における深部、浅部の摺曲構造による地震波のフォーカッシングが大きな原因であったことを確認した。平成21年度は引き続き新潟県中越沖地震(Ml6.8)時の柏崎・刈羽原子力発電所における記録の分析などから、比較的良質な地盤(岩盤)上に立地する原子力発電所サイトでなぜ被害に結びっく強い地震動が観測されたのか、原子力発電所の耐震設計審査指針(以下、指針)においてこのような強震動が予測可能なのか、などの研究を実施する予定であった。そんな中、平成21年3月に駿河湾を震源とする地震が発生し、中部電力株式会社・浜岡原子力発電所において特異な観測記録(号機によって観測地震動の大きさが顕著に異なる)が得られ、一般に公開されたため、まずこの地震に対する研究計画を立てそれを優先することとした。研究内容にっいては本研究全体の目的に合致するものである。得られた成果や進捗状況としては、まず震源モデルを構築した。また今回の観測記録が地震波の伝播経路の影響によって得られた可能性を考え、地下構造調査の一環として浜岡原子力発電所やその近傍において多点微動観測を実施した。現在データ解析中である。