hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
3次元都市空間モデル構築に関する研究

本研究は,都市空間などの膨大な3次元幾何データの効率的な再構成手法の検討を目的としている.本年度の研究では,昨年度行った3次元幾何データデータベースに含まれる3次元幾何モデルの検索手法について,3次元幾何モデルの検索能力向上のための基礎的な検討を行った.昨年度の研究成果では,3次元幾何モデルをひとつの物体として,3次元幾何モデルどうしの類似度を計算し,検索を行う手法を提案した.しかし,この手法では,幾何学的変形に対して頑健であるという特徴があるが,3次元幾何モデルの部分的な欠落に対しては,類似度が低下してしまい,3次元幾何モデルの検索能力が低下してしまうという問題があった.本年度の研究では,このような3次元幾何モデルの部分的なデータの欠落に対しても頑健な手法の基礎的な検討として,3次元幾何モデルを特徴的な部分形状に分割する手法について検討を行った.具体的には,入力点群において幾何学的に近接する部分点群に対し、点群の平面性、凹凸性、周辺点群との特徴類似性をもとに、入力3次元幾何モデルの分割を行う手法を提案した.提案手法では、与えた分割数に基づき、幾何学的特長を反映した領域分割が行えた.しかし,機能あるいは意味を持つ部分領域に分割されているかどうかについては,評価が非常に困難であり,今後も検討を続けて行く予定である.また,天候や周囲の環境によって,屋外で撮影した画像に生じる陰影やハイライトを除去する手法の基礎検討も行った.3次元幾何モデル再構成における画像からのテクスチャ生成においては,入力画像が周囲の照明条件の変化に対して受ける影響を極力抑える必要がある.提案手法は,光の反射を考慮した色モデルから,陰影の影響を受けないカラーモデルについて検討を行った.本研究は,都市空間などの膨大な3次元幾何データの効率的な再構成手法の検討を目的としている.本年度の研究では,膨大なレンジデータから,3次元モデルを効率的に構築するための手法として単一のRBF(Radial Basis Function)を用いて複数物体の3次元モデルの表現が可能な手法を提案した.従来のBRFによる3次元モデル再構成手法では,対象物体として滑らかな曲面を持つ物体に限定されていた.しかし,都市空間に存在する建築物などの人工物体では,多くのものが滑らかな曲面だけではなく,鮮鋭な境界を持つという特徴がある.そこで,提案手法では,BRFの基底関数として,滑らかな曲面の表現が可能なbiharmonic spline関数とrectangular関数を組み合わせたPRBF(Parametric Radial Basis Function)を用いた3次元物体の表現手法を提案した.また,膨大な3次元幾何データから3次元モデルの表現に必要なデータだけを利用した高速なRBFパラメータ推定手法も提案している.また,作成した3次元データのレンダリングのための,2次元映像からのテクスチャ生成手法についての検討も行なった.提案手法では,隣接する領域の特徴を利用し,画像特徴が類似した一つの面を抽出するアルゴリズムを提案している.本研究は,都市空間などの膨大な3次元幾何データの効率的な再構成手法の検討を目的としている.本年度の研究では,3次元幾何データデータベースに含まれる3次元幾何モデルの検索手法について検討を行った.本研究では,3次元幾何モデルを球体にパラメータ化し,パラメータ化した球体からGeometry Imageを作成する.作成したGeometry Imageに対し,2次元画像どうしのマッチングを行うことで,3次元幾何モデルの類似度を計算する手法を提案した.提案手法では,従来手法と異なり多視点画像を必要としないため,適切な幾何特徴を得るためのカメラ位置の推定等の前処理の必要がない.また,最終的には2次元画像どうしの比較によって3次元モデルの類似度を計算するため,従来の2次元画像処理技術を応用可能であるという利点がある.さらに,3次元幾何データの取得だけではなく,デジタルカメラで撮影した画像から文字情報を抽出することによって,3次元データの付加情報を取得する方法についても検討を行った.提案手法では,文字の構造特徴を利用し,エッジ特徴と色特徴から段階的に文字を構成する字素を抽出することによって,情景画像から文字列を抽出する手法を提案した.エッジ画像からは,字素としての形状の単純さを満たす条件を用いてテクスチャやノイズを多く含む領域を削除した後,字素の形状特徴を利用して字素エッジの抽出を行う.次に,字素エツジに対する外接矩形を対象範囲とし,局所的な輝度分布から字素と背景の分離を行う.その後,抽出された字素領域の代表色を用いた色空間でのクラスタリングを行うことによって,画像全体の色分布の影響を受けにくい文字列領域の抽出を行うことができる.本研究は,都市空間などの膨大な3次元幾何データの効率的な再構成手法の検討を目的としている.本年度の研究では,昨年度行った3次元幾何データデータベースに含まれる3次元幾何モデルの検索手法について,3次元幾何モデルの検索能力向上のための基礎的な検討を行った.昨年度の研究成果では,3次元幾何モデルをひとつの物体として,3次元幾何モデルどうしの類似度を計算し,検索を行う手法を提案した.しかし,この手法では,幾何学的変形に対して頑健であるという特徴があるが,3次元幾何モデルの部分的な欠落に対しては,類似度が低下してしまい,3次元幾何モデルの検索能力が低下してしまうという問題があった.本年度の研究では,このような3次元幾何モデルの部分的なデータの欠落に対しても頑健な手法の基礎的な検討として,3次元幾何モデルを特徴的な部分形状に分割する手法について検討を行った.具体的には,入力点群において幾何学的に近接する部分点群に対し、点群の平面性、凹凸性、周辺点群との特徴類似性をもとに、入力

3次元幾何モデルの分割を行う手法を提案した.提案手法では、与えた分割数に基づき、幾何学的特長を反映した領域分割が行えた.しかし,機能あるいは意味を持つ部分領域に分割されているかどうかについては,評価が非常に困難であり,今後も検討を続けて行く予定である.また,天候や周囲の環境によって,屋外で撮影した画像に生じる陰影やハイライトを除去する手法の基礎検討も行った.3次元幾何モデル再構成における画像からのテクスチャ生成においては,入力画像が周囲の照明条件の変化に対して受ける影響を極力抑える必要がある.提案手法は,光の反射を考慮した色モデルから,陰影の影響を受けないカラーモデルについて検討を行った.
心筋CFTRクロライドチャネルによる細胞容量及び細胞質溶質濃度調節機能の解析

CCDカメラで撮影した細胞像をコンピュータで高速処理し、細胞輪郭の占める面積を経時的連続的に算出する方法により、モルモット心室筋細胞容積の変化を迅速に観測し、次のような成果を得た。1.細胞容積調節におけるCFTR Cl電流の役割の検討さまざまなK濃度の等張外液中で細胞にアドレナリンを作用させると、510mM Kの範囲では細胞容積が減少するが、40140mM Kの範囲では細胞が膨張することが判明した。これらの効果は外液からのClの除去やClチャネルブロッカー、またアセチルコリンによって阻害された。これらの結果は、CFTR電流は膜電位とClの平衡電位に依存して等浸透圧環境下において細胞容積を調節しうることを示す。すなわち内向きCFTR電流は細胞縮小を、外向きCFTR電流は細胞膨張をもたらす。またこのとき背景K電流がCFTR電流と協調的にはたらき、結果としてKClの移動が起きそれに水の移動が伴うのであることも示された。2.心筋におけるcation-anion cotransporterによる細胞容積調節低Na液または低Cl液を作用させると細胞容積が減少することが見出された。Na-K-2Cl cotransporter(NKCC)の遮断薬であるbumetanide(10μM)またはfurosemide(2mM)を作用させても同様な細胞の縮小がみられ、この細胞縮小は少なくとも部分的には細胞外Na依存性であった。よってNKCCが細胞容積調節に関与していると考えられた。いっぽうK-Cl cotransporter(KCC)は遮断しないとされるbumetanide存在下で低Cl液は細胞縮小効果を示した。このCl依存性の細胞縮小はK依存性、furosemide感受性、bumetanide非感受性を示すことが判明した。すなわちKCCの関与が考えられた。以上、心筋においてNKCCとKCCが細胞容積調節に関わっていることが示された。低張液により膨張させた細胞において、アドレナリンによりCFTR電流を活性化すると細胞の容積が減少すること(RVD)は知られていたが、今回CFTR電流は等浸透圧環境下においても細胞容積を変化させることが見出された。すなわち、さまざまなK濃度の等張外液中で細胞にアドレナリンを作用させると、510mMKの範囲では細胞容積が減少するが、40140mMKの範囲では細胞が膨張することが判明した。いっぽう、今回の研究でCFTR電流にも伸展活性化Cl電流にも依存しない等張性の細胞縮小機転が存在することが判明した。このメカニズムについても現在解析中であるが、Cl輸送関連のトランスポータが作動している可能性が高く、この機構の詳細について、またこの機構とCFTR電流との関連について鋭意実験中である。以上、CFTR Cl電流が心室筋細胞の容積調節に関与することが示された。今後は、虚血時の細胞膨化時に重要となるCFTRチャネルの不要有機陰イオン(乳酸等)

排泄機能についても検討を加えていく。心筋におけるcation-anion cotransporterによる細胞容積調節CCDカメラで撮影した細胞像をコンピュータで高速処理し、細胞輪郭の占める面積を経時的連続的に算出する方法により、モルモット心室筋細胞容積の変化を迅速に観測し、次のような成果を得た。低Na液または低Cl液を作用させるとわずかに細胞容積が減少することが見出された。bumetanide(10μM)またはfurosemide(2mM)を作用させても同様な細胞の縮小がみられたが、これらの利尿薬の存在下では低Na液は細胞縮小効果を示さなかったので、利尿薬感受性のNa-K-2Cl cotransporter(NKCC)が細胞容積調節に関与していると考えられた。しかし、bumetanide存在下においても低Cl液は細胞縮小効果を示したので、bumetanide非感受性であってNKCCとは異なるanion-transporterも細胞容積調節に関与すると考えられた。高K液中でアドレナリンを作用させるとCFTR電流の活性化にともなって細胞容積が増加(膨化)するが、この系を用いて上記のCl依存性の細胞縮小機構を調べた。膨化した細胞は低Cl液中で縮小したが、この縮小はfurosemideで抑制され、bumetanideでは抑制されなかった。いっぽう、膨化した細胞は高K液を低K高NaCl液または低K高NMDG-Cl液に置換しても縮小したので、Na非依存性でK依存性の細胞縮小機構が存在することがわかった。低K液による細胞縮小もfurosemideで抑制され、bumetanideでは抑制されなかった。これらの現象はCl依存性K依存性furosemide感受性bumetanide非感受性のtransporter、すなわちK-Cl cotransporter(KCC)の作動を仮定することによって統一的に説明できる。以上、心筋においてNKCCとKCCが細胞容積調節に関わっていることが示された。
体外での生体組織成長制御を目指すメカノ・ケミカルコントロール環境の構築

昨年度は唾液腺組織制御を目指したさらなる外部環境のコントロールとして、カドヘリン関連ペプチドの合成ならびにこれら残基数違いによる影響について検討を進めた。具体的な方法としては、基盤材料であるアルジネートゲルへの本ペプチドの共有結合による固定とその唾液腺組織培養への応用、ならびに、これまでに我々が示した唾液腺組織成長を抑制する堅いゲル上での組織培養とこの環境への液性ペプチドの添加による影響の検討である。その結果、このペプチドが唾液腺成長促進に重要な働きを示すこと、添加量の違いにより発芽促進や管腔形成促進など唾液腺組織成長において異なる働きを示すことが明らかとなった。現在、さらにこの分子メカニズムについて、特に上皮細胞系におけるシグナル伝達系を中心に検討を進めているところである。また、これまでに進めてきた外部刺激による組織形成制御については、複数の論文の成果をまとめる形で、日本バイオマテリアル学会発行の和文誌「バイオマテリアル」にて総説を発表した(2018年36巻2号)。また、硬組織制御については、昨年来進めているナノフラグメント石灰化の外部環境による影響についてさらに検討を進めた。特に、ナノフラグメント存在時におけるアルカリ環境下での高い石灰化促進を見出し、この関連結果について英科学誌に発表した。また、これまでのナノフラグメント関連の研究内容をまとめ、化学工業(69巻6号)、バイオマテリアル(2019年37巻1号)といった和文誌上に総説を発表した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、生体組織の自己組織化、成長、成熟を体外で制御できる新しいin vitro培養系の構築を目的としている。また、これにより、新たな生命現象の理解も目的の一つである。初年度は軟組織である唾液腺について、その化学的因子の影響について検討を進めた。化学的因子の1つはマクロファージコロニー刺激因子(MCSF)である。我々が構築した三次元自己組織化のin vitro培養系(マトリゲル中に分解単離した唾液腺細胞を凝集塊として存在させ、自己組織化を達成する実験系)において、MCSFを添加することで、その自己組織化が促進されること、また、この際、神経細胞の伸長、分布が有意に増加することが明らかとなった。そこで、この結果を確認するため、唾液腺組織成長抑制を達成する機械的堅さ制御培養系を構築し、使用したところ、本来、その成長が抑制される比較的堅いゲル上にも関わらず、MCSFの添加は唾液腺組織の成長を促進することが示され、また、in vivo腹腔内へのMCSF抗体の投与により唾液腺組織成長の抑制が認められた。以上のことからMCSFが唾液腺組織発生の初期において、その成長を促進する重要な働きを示すこと、ならびにその作用の結果、生成された唾液腺組織の周囲にマクロファージの分布が広がること、といった新しい知見を獲得するに至った。これら実験は、化学的、機械的に制御された培養系をもとに新規生命科学的知見を獲得するという、本研究の目的の一部を達成する大きな研究成果といえる。これについては、昨年度末にJ of Cell Sciにアクセプトされた。また、同様に、フィブロネクチンが唾液腺組織成長に及ぼす影響についての検討も同時に進めている。骨、軟骨組織については、その発生過程における石灰化部位の同定を行い、以降、その発生過程のより詳細な検討、再現を予定している。化学的、機械的に制御された培養系を構築し、その実験系をもとに新規生命科学的知見を獲得するという、本研究の目的の一部を達成する大きな研究成果を論文発表の形で示すことができており、本研究は概ね順調に進展しているといえる。昨年度は唾液腺自己組織化については、化学的刺激としてフィブロネクチン存在下での自己組織化検討を試み、この基質添加によりコントロールよりも有意に唾液腺組織の管腔形成が促進されることを発見した。この事実について、in vitroでの組織培養実験においても確認を進めた。また、この影響は濃度依存であることも確認している。同時にRGDペプチドを用いた実験を行い、このペプチドを導入したゲル上での唾液腺組織成長について評価を進めた。さらに、フィーダーレイヤーとしての間葉系幹細胞の有効性について検討を進め、細胞数の変化や細胞層を重ねたレイヤーバイレイヤーでの状態で唾液腺組織の成長を評価した。これら実験を通じ、間葉系幹細胞をフィーダーレイヤーとした唾液腺組織の成長制御を達成する新しい培養系構築に成功した。これら結果は2つの論文として、1つはアクセプトされ出版済み、1つはレビューの段階にある。また、硬組織石灰化過程の詳細な検討を進め、細胞膜断片がミネラル形成の核形成部位であることや、肥大化した軟骨細胞の小規模な破裂の結果、石灰化形成のためのスペースができることなどを明らかにした。この結果をもとに、実際に機械的な刺激を加える実験系を構築、それにともなう細胞の破裂数やミネラル形成スペースの変化などを検討した。また、この結果、生じる結晶形態、ならびに結晶成長についても評価を行った。これら成果は骨組織成長制御における機械的刺激の有効性を示しており、2つの論文として昨年度国際誌に発表すみである。軟組織、硬組織双方の物理科学的環境理解とその再現、さらにその結果生じる現象のメカニズム解明について、当初の予定どおり進めることができている。結果的に昨年度は本研究プロジェクトのコアとなる論文を複数発表することもできた。これらのことから、本研究は概ね順調に進展していると考える。

具体的な方法としては、基盤材料であるアルジネートゲルへの本ペプチドの共有結合による固定とその唾液腺組織培養への応用、ならびに、これまでに我々が示した唾液腺組織成長を抑制する堅いゲル上での組織培養とこの環境への液性ペプチドの添加による影響の検討である。その結果、このペプチドが唾液腺成長促進に重要な働きを示すこと、添加量の違いにより発芽促進や管腔形成促進など唾液腺組織成長において異なる働きを示すことが明らかとなった。現在、さらにこの分子メカニズムについて、特に上皮細胞系におけるシグナル伝達系を中心に検討を進めているところである。また、これまでに進めてきた外部刺激による組織形成制御については、複数の論文の成果をまとめる形で、日本バイオマテリアル学会発行の和文誌「バイオマテリアル」にて総説を発表した(2018年36巻2号)。また、硬組織制御については、昨年来進めているナノフラグメント石灰化の外部環境による影響についてさらに検討を進めた。特に、ナノフラグメント存在時におけるアルカリ環境下での高い石灰化促進を見出し、この関連結果について英科学誌に発表した。また、これまでのナノフラグメント関連の研究内容をまとめ、化学工業(69巻6号)、バイオマテリアル(2019年37巻1号)といった和文誌上に総説を発表した。今後は、これまでに得られた結果、特にフィブロネクチンが唾液腺組織成長に及ぼす影響について、フィブロネクチン単体、ならびにフィブロネクチンの機能性モチーフであるRGD配列を用いて検討する予定である。検討方法としての培養系の最適化を進める。自己組織化を助ける役割ともいえる、フィーダー細胞の影響についても同様の方法を用いて検討を進めていく予定である。さらに、それら自己組織化の過程をより詳細に定量的評価を進める予定である。骨、軟骨組織については、その石灰化過程のin vitroにおける再現系構築を目指し、in vivo、in vitro両方における微小石灰化部位の定性、鄭両評価をさらに進めていく予定である。唾液腺組織のin vitroでの再構成ならびに成長制御について、様々な方法が考案できたのでこれら手法の利点、欠点を明確にし総合的なレビューペーパーを執筆する予定である。また、基礎実験としては特に硬組織に特化して進め、特に細胞膜断片の有効利用を中心に刺激負荷と組織成長制御を目指した新しい培養系構築を進めていく。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
非侵襲的なオンデマンド培養細胞脱離技術の構築

本研究の目的は、顕微鏡観察下で任意の単一細胞を非侵襲的に脱離させる技術を確立することであった。そのために、透明な電極(ITO電極)上に接着した細胞を、短時間で電気化学的に脱離させる手法を確立した。次に、この電極をマイクロアレイ化し、顕微鏡下で位置特異的に電圧を印加できるシステムを構築し、シングル細胞の解像度で細胞を順次脱離できることを示した。本研究では、マイクロ電極アレイを利用して顕微鏡観察下で任意の単一細胞を非侵襲的に脱離させる技術を確立する。これにより、細胞集団の中から特定の細胞を単離することや、不要な細胞を培養系から除去可能となり、細胞培養を利用する幅広い分野の方法論を革新することができる。マイクロ電極アレイ上の細胞が顕微鏡下で鮮明に観察できるように、透明電極(ITO電極)を利用した。まず、ITO電極上にアルカンチオール分子の自己組織化単分子膜が形成可能かどうか評価するため、ITO電極をアルカンチオール分子のエタノール溶液中に浸漬し、表面を洗浄後に表面に電位を印加し流れる電流を計測した。その結果、自己組織化単分子膜の還元脱離に伴う電流が観測され、ITO電極表面にチオールを介した結合が生じること、および-1.0V(vs.Ag/AgCl)程度の電位印加で脱離可能であることが分かった。次に、アルカンチオール分子を修飾したITO電極上に線維芽細胞を接着させ、この分子の還元脱離に伴って細胞を脱離可能かどうか評価した。その結果、細胞は5分以内にほぼすべて脱離することが分かった。最後に、ITO電極のウェットエッティング技術を確立し、電極間距離50μmのアレイを作製した。そして、電極アレイを利用することで、シングル細胞スケールの空間分解能で、任意のタイミングで任意の位置の細胞を脱離可能であることを示した。この技術は、特定の細胞を顕微鏡下で回収または培養系から排除するのに有用である。本研究の目的は、マイクロ電極アレイを利用して顕微鏡観察下で任意の単一細胞を非侵襲的に脱離させる技術を確立することであった。これにより、細胞集団の中から特定の細胞を単離したり、不要な細胞を培養系から除去可能となることから、細胞培養を利用する幅広い分野の方法論を革新することができる。申請者らはこれまで金電極上における電気化学的な細胞脱離を検討してきた。一方、金電極をマイクロアレイすると光の透過性の差異に起因してハレーションが生じ、電極上の細胞の観察が困難であった。そこで、透明電極(ITO電極)を利用した電気化学細胞脱離技術を確立した。まずITO電極上にアルカンチオールの自己組織化単分子膜を形成させ、XPS分析およびサイクリックボルタンメトリーにより、自己組織化単分子膜が形成され、なおかつ電気化学的に脱離することを確認した。その結果、-1.OV(vs.Ag/AgCl)程度の電位印加で自己組織化単分子膜が素早く脱離可能であることが分かった。次に、アルカンチオール自己組織化単分子膜を修飾したITO電極上に線維芽細胞を接着させ、電気化学的な単分子膜の脱離に伴って細胞も脱離可能かどうか評価した。その結果、40秒おきに撮影した画像から、細胞周囲から脱離が始まり次第に丸まってくる様子が観察され、そして5分以内にほぼすべての細胞が脱離した。また、共焦点顕微鏡観察により、細胞形態の変化をより詳細に解析した。最後に、ITO電極のウェットエッティング技術を確立し、よりシャープなエッジを持った微小電極を電極間距離50μmでアレイする技術を確立した。そして、この電極アレイ上に線維芽細胞を接着させ、シングル細胞の空間分解能で、任意のタイミングで任意の位置の細胞を脱離できることを示した。
摂食障害予防および支援を目的とした心理教育プログラムの開発

本研究では,摂食障害および食行動異常を予防するための心理教育プログラムを開発し,特に大学や専門学校に所属する女子学生を対象に同プログラムを実施することで,プログラムの予防効果を検討することを目的とした。開発したプログラムを実施した結果,身体像不満足感を低減することが示された。また,身体像不満足感が低減した場合,過度のダイエット行動やBinge eatingに類似する食行動異常の出現を抑制することが示された。平成22年度は,摂食障害および食行動異常予防に係る心理的支援法(以下,プログラム)の開発とプログラム実施効果について予備的検討を行うことが目的であった。ここでは,(1)Acceptance and Commitment Therapy(以下,ACT)の方法論を採用し,先行研究を参考に“身体像不満足感の円環性"を断ち切ることを目的としたプログラを開発した。また,(2)開発したプログラムを予備的に実施し,問題点を改善するとともに身体像不満足感およびAEBの低減効果(短期的効果)を検討した。(1)では,複数のプログラムを開発し,これらの適用可能性について,支援対象者となる学生から評価を受け,修正しながら適正化した。また,実施内容や実施時間・回数,実施環境などについて精査・調整を行った。加えて,プログラムで利用する支援ツール(アプリケーションを用いた視覚的教材)を作成し利便性を検討した。(2)では,(1)で開発したプログラムおよび支援ツールを用い,実際に支援を実施することで,プログラムの効果を予備的に検討した。複数の女子学生グループを対象に,先行研究に基づき,身体像不満足感の強化に係る公的自己意識の変化や,公的自己意識と有意な関連性を有する不安状態について検討した結果,プログラム実施後,高い公的自己意識および状態不安は有意に低減する結果が認められた。この結果から,本プログラムを体験することで,摂食障害や食行動異常に影響を及ぼす強い身体像不満足感が低減する可能性が期待できる。現在,学校精神保健の場において,予防教育を実施する体系的・実証的な方法論は少なく,また,支援対象者の評価を受け開発されたプログラムも少ない。本研究の成果である開発プログラムは,より体系的であり心理的侵襲性も低く,今後,効果的支援の可能性を広げるものであるといえる。本研究では,摂食障害や食行動異常(摂食障害の前段階に位置づけられる食行動の問題)(以下,両者をあわせ食行動の問題)を予防するための心理教育プログラムを開発することを目的とした。なお,摂食障害および食行動異常の発現・維持に係る心理的メカニズム(科研費若手(B)課題番号20730455)(以下,心理的メカニズム)に基づき同プログラムを開発した。本研究では,心理的メカニズムを踏まえ,(1)高い公的自己意識を低減させる方法の開発し,(2)(1)で開発した方法を実施し,公的自己意識の変化および公的自己意識の低減に伴う身体像不満足感の変化を測定し(3)心理教育プログラムのパッケージ化した。なお,(3)では,知識教育の有無により,教育効果に相違が認められるか否かについて検討した。(1)では,心理教育プログラムの対象者となる女子学生に,教育内容の妥当性について評価を求め,より実施しやすいプログラム内容(視覚的教材)が開発された。また,(2)では,本心理教育プログラムを実施することで,高い公的自己意識が有意に低減することが示されるとともに,高い公的自己意識の有意な低減に伴い,特に身体に関する他者評価不満足感が有意に低減することが示された。こうした結果から,身体に関する他者評価不満足感が影響する過度のダイエット行動などを抑制する効果が期待できる。更に,(3)では,これまで心理教育を実施する際,知識教育を行い,予防意識などを啓発する必要性が指摘されていることから,本心理教育プログラムについて知識教育の有無における効果の相違について検討した。この結果,知識教育を用いない場合,公的自己意識や身体像不満足感の有意な低減が認められないことが明らかとなった。これらの結果を受けて,心理教育プログラムを体系化した。以上から,食行動の問題を予防することを目的とした心理教育プログラムが開発された。
リーマン面の等角不変量とテータ函数

窪田は有限次元複素空間においてRosay-Rudinにより得られた固定点をもつ正則自己同型写像のstable domainについての結果をBanach空間に拡張した。溝口は空間1次元での放物型方程式の解における零点の挙動を調べ,解の零点が有限時刻で無限遠には行かないことを証明した。増本は正種数閉リーマン面のホモロジー基底に関する極値的長さがある代数方程式を満足することを以前に示したが,その見通しのよい別証明を与えた。柳原は正規化された単位円内正則Bloch函数の一点での値域の形状を調べ,原点での微係数が十分小さなとき,その形状を決定した。今年度は,境界付きリーマン面でのアールフォース函数の度数分布についての研究と核函数の和の概念と密接な関係にあるde Brangesのcomplementary spaceの研究を遂行した.アールフォース函数については,特にダブルが超楕円的な場合についての山口大の郷間氏のconjectureにおいて,それを拡張した形での証明を得た.特に単位円の場合,奈良女子大の高橋氏によるいわゆるextended interpolationの場合の証明も(extendedでない)古典的場合の証明とほとんど平行に証明することができることを示した.窪田は有限次元複素空間においてRosay-Rudinにより得られた固定点をもつ正則自己同型写像のstabled domainについての結果をBanach空間に拡張した。
脳移植法を用いたサ-カディアンリズム機構の解析

我々はマウスにおいて、γ-アミノ酪酸(GABA)系薬物投与によってサ-カディアンリズムの位相が変化する系統(SK,DBA)と、全く変化を示さない系統(C57BL etc)を見出した。本研究では、これらの系統差が、視交叉上核(SCN)の機能的差異に基づくか否かを薬物の脳内微量注入法を用いて調べ、合わせてSCNペ-スメ-カ-説を検討するためにSCN移植法が適当であるか否かを調べた。1.SCN破壊が行動リズムに及ぼす影響SCNの破壊によって、回転輪活動のリズムが消失する事を示した。2.ぺントバルビタ-ルにする位相変位は行動の変化により生じるか?GABAの作用を増強する働きのあるペントバルビタ-ルは、投与時刻に応じて行動リズムの位相を前進ないし後退させるが、この位相変位が薬物投与後の急激な活動の上昇によって生じるか否かをDBAマウスを使って検討した。その結果、薬物投与による位相変位は行動を介していないことが示された。3.SCNあるいは外側膝状体へのペントバルビタ-ル微量注入による行動リズムへの影響ペントバルビタ-ルをDBAマウスのSCNあるいは外側膝状体へ微量注入し、リズムの位相変化を調べた。その結果、SCNへの注入では変化が生じなかったが、外側膝状体への注入例で位相変化を示すものがみられた。以上の結果から、ペントバルビタ-ルはサ-カディアン機構に作用していると思われるが、リズムのペ-スメ-カ-に直接作用しているのではないと考えられた。従って、今後は、ペ-スメ-カ-に直接作用していると考えられるメラトニンのリズムへの影響などを含め検討することとした。
トンネル切り羽における破壊のモデル実験と解析

本研究ではトンネル切り羽の崩壊メカニズムを把握し,その数値計算におけるモデル化を行う.具体的にはトンネル切り羽の安定に必要な最小トンネル内圧を求め,トンネル切り羽の安定を推定する予定である.切り羽の安定は,切り羽表面自体の変形だけでなく,地表面の沈下にも影響する.2年目の今年は,遠心模型実験を引き続き行い,より信頼性のある結果を得るためにトンネル模型に多少の改良を加えた.また一方で,地震時の数値計算を行うために,新しいトンネル模型を作成した.遠心模型実験は,50G場で行った.トンネル模型は半円筒状のメンブレンシートを用い,土圧とトンネル内圧が一致するように,遠心加速度に合わせてトンネル内部に圧力をかける.その後,徐々に内圧を低下させ,切り羽崩壊時のトンネル内圧の測定,トンネルの破壊性状の観察を行った.トンネル模型に使用したメンブレンは,昨年の経験の元により薄く,フレキシブルな材料を選定した.遠心模型実験の結果,地盤の土圧を支持し,トンネル切り羽を安定に保っために必要なトンネル内圧は比較的小さいことが分かった.しかしながら,トンネル内圧がある閾値を下まわると,破壊は微小な変形で一気に崩壊に至る.一旦破壊が生じると,トンネルクラウン部からトンネル径の約4倍の高さまで崩壊が広がっていき,予想以上の崩壊が生じる.有限要素法を用いた数値計算結果を比較し,計算値と実験値が整合するようパラメータを同定した.今回の研究期間は残り2ケ月残っており,その間に遠心振動台実験を予定している.地震時の切り羽の支持内圧は,平時に比べて小さいと予想される.動的と静的での切り羽支持に必要なトンネル内圧の差および変形モードの違いを計測し,地震時の安全率の算定法を提案したいと考えている.本研究ではトンネル切り羽の崩壊メカニズムを把握し,その数値計算におけるモデル化を行う.具体的にはトンネル切り羽の安定に必要な最小トンネル内圧を求め,トンネル切り羽の安定を推定する予定である.本年度は崩壊メカニズムを観察するための遠心模型実験システムの確立と,有限要素法を用いた数値解析による検討手法の開発に努めてきた.遠心模型実験については剛性容器の改良,トンネル模型の作製,水圧を用いて内圧のコントロールを行うシステムの構築を行ってきた.トンネル模型は半円筒状にしたメンブレンを用い,内部を脱気水で満たした.このトンネル模型はピストンの取り付けられたシリンダーとつながっており,ピストンを上下することによりトンネルボリュームを変化させることが出来る.このときの水圧,つまりトンネル内圧の変化を間隙水圧計で計測出来るようになっている.このシステムを確立し,トンネル切り羽の崩壊実験を行った.実験はこれまでに重力場での実験を2回,50Gの遠心場での実験を1回行っている.実験では使用したメンブレンが予想以上に堅く,切り羽の崩壊を模擬出来なかった.今後,トンネル模型の改良を行う必要がある.トンネル切り羽の崩壊を有限要素法によりシミュレートし,その安定性を評する試みを行った.今回用いた有限要素法では,斜面の安全率を求められるときに用いられるShear Reduction Methodをトンネル切り羽の安定問題に適用している.結果,トンネル内圧とトンネル切り羽の崩壊に対する安全率の関係を求めることが出来た.このFEM解析を用いて遠心模型実験結果を評価することが出来れば,設計における切り羽の安定性評価に有用であると考えている.本研究ではトンネル切り羽の崩壊メカニズムを把握し,その数値計算におけるモデル化を行う.具体的にはトンネル切り羽の安定に必要な最小トンネル内圧を求め,トンネル切り羽の安定を推定する予定である.切り羽の安定は,切り羽表面自体の変形だけでなく,地表面の沈下にも影響する.2年目の今年は,遠心模型実験を引き続き行い,より信頼性のある結果を得るためにトンネル模型に多少の改良を加えた.また一方で,地震時の数値計算を行うために,新しいトンネル模型を作成した.遠心模型実験は,50G場で行った.トンネル模型は半円筒状のメンブレンシートを用い,土圧とトンネル内圧が一致するように,遠心加速度に合わせてトンネル内部に圧力をかける.その後,徐々に内圧を低下させ,切り羽崩壊時のトンネル内圧の測定,トンネルの破壊性状の観察を行った.トンネル模型に使用したメンブレンは,昨年の経験の元により薄く,フレキシブルな材料を選定した.遠心模型実験の結果,地盤の土圧を支持し,トンネル切り羽を安定に保っために必要なトンネル内圧は比較的小さいことが分かった.しかしながら,トンネル内圧がある閾値を下まわると,破壊は微小な変形で一気に崩壊に至る.一旦破壊が生じると,トンネルクラウン部からトンネル径の約4倍の高さまで崩壊が広がっていき,予想以上の崩壊が生じる.有限要素法を用いた数値計算結果を比較し,計算値と実験値が整合するようパラメータを同定した.今回の研究期間は残り2ケ月残っており,その間に遠心振動台実験を予定している.地震時の切り羽の支持内圧は,平時に比べて小さいと予想される.動的と静的での切り羽支持に必要なトンネル内圧の差および変形モードの違いを計測し,地震時の安全率の算定法を提案したいと考えている.
看護必要度評価者養成のための教育研修体系の開発に関する研究

本研究では、看護必要度を正確にアセスメントすることができる看護師を養成するために、第1に、同一患者に対して、各評価者の判断が異なった事由に関する分析を行なった。第2に、分析結果をもとに評価者の一致度を高めるための教育研修の方法論を検討した。第3に、これらの方法論を基礎とした看護必要度評価者養成支援システムに係る資料の提示を行うことを目的とした。平成19年度は、前年度に行なった調査結果を踏まえ、看護必要度評価者養成支援システムのコンテンツ作成とその検証を行なった。具体的には、以下について行ってきた。1.看護必要度評価者システムに含めるべきコンテンツを選択するための研究委員会を設置し、2.患者を評価する際の手順を整理した。3.アセスメントに際して、看護師から、よく出される質問の内容を分類し、整理しアセスメントする上での注意点を整理した。4.アセスメント結果の分析から最も判断誤差が生じやすい調査項目を整理した。5.判断誤差が生じやすい調査項目および調査場面をコンテンツとし、これらの内容を繰り返し、見て判断することができる看護必要度評価者養成システムの結果のアウトプットについて検討を行った。以上の結果、患者の状態を実際にみることなく、思い込みや推測によって判断することが多い問題については、ビデオなどの映像を利用し、実際の患者を試験的に評価するという継続的な評価システムを構築することが必要であると考えられた。また、このような対応を講じることは、(1)適切なフィジカルアセスメントが出来る(2)主観的情報と客観的情報の区別を理解する(3)データに基づいた評価が出来る等といった看護師の能力を向上させる上で重要であることが示された。本研究では、看護必要度をアセスメントする看護師の評価者養成のために、まず、第1に評価者間の判断が異なった事由に関する分析を行ない、評価者の一致度を高めるための教育研修の方法論を検討することを目的とした。平成18年度は、システムの内容の検討を行なう上で評価者によって同一患者におけるアセスメント結果が異なる理由について分析した。具体的には、看護必要度のアセスメントが未経験の看護師群に対する評価者研修を行い、看護必要度の理解、看護必要度チェック項目における評価の視点に関する講義を行ったうえで、ビデオによる患者評価テストを研修中に2回行った。この研修の参加者は、各病院から推薦された看護婦を対象とし、看護部長、看護婦長、看護主任など指導的な役割を担っている看護師約600名分のデータを収集した。この結果、看護必要度の項目のうち、「血圧測定」、「蘇生術の施行」・「点滴ライン3本以上」などの医療処置に関する項目に関しては、一致率も正答率も高く、平均8割以上を示していた。しかし、「寝返り」、「起上り」、「移乗」、「食事摂取」、「衣服着脱」といった日常生活動作への介助を評価する項目は、一致率も正答率も低く、とくに「寝返り」は、5割以下の正答率であった。また、年齢階層別の分析の結果、年齢階層が高くなるほど、評価テストの点数は低くなっていた。これらの結果からは、看護必要度アセスメントに際しての基本的な問題点は、第1に、評価基準を理解していない。第2に、患者の状態をある動作をもとに推測してしまうことが多いことが明らかになった。またアセスメントに際して、日常生活動作に関する項目は、毎日の記録をした経験がほとんどなく、同じ場面をみても看護師の臨床経験によって、アセスメントの選択肢が異なってしまうことが明らかにされた。しかし、ビデオなどの実際の患者の映像を利用した評価を繰り返すことによって、8割以上の看護師は、アセスメントの正確さが増していくこともわかった。したがって、評価基準の理解のためには多くの患者を評価するという経験が必要であることがわかった。このため、評価基準の反復を行うことができるような学習システムを開発することがアセスメントの理解には不可欠であると考えられた。また、判断が一致しにくい項目に関しては、判断を間違えやすい疑義問題をシステムの問題として含み、解説を加えることが必要であると考えられた。

また、このような対応を講じることは、(1)適切なフィジカルアセスメントが出来る(2)主観的情報と客観的情報の区別を理解する(3)データに基づいた評価が出来る等といった看護師の能力を向上させる上で重要であることが示された。
蛍光ダイヤモンドを用いた1生体分子NMR観察法の確立

ダイヤモンド内の窒素ー格子空隙中心(NVC)の電子スピンの量子状態は、磁場によって変化する。この変化は、NVCが発する蛍光強度の変化として、光検出磁気共鳴(ODMR)分光法により測定することが可能である。このNVCを用いた局所磁場測定法を超高感度化することで、生体分子1個の核磁気共鳴(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)に挑戦する。本年度は測定手法の要素技術開発として、ダイヤモンド内のNVC配置の設計を行った。ダイヤモンド基板はNV軸の方位を揃え感度を最大化するために(111)面を使用する。これまでに表面に形成した厚さ3.5μmのCVD膜に面直方向に配向した高密度(1.6×10^16cm^-3)のNVセンタが形成されているダイヤモンド基板が作製された。磁気ビーズを用いた計測により、どの程度の磁場が計測可能であるのかを見積もった。現状では1&micro;m径磁性粒子検出に19s、500nm径磁性粒子検出に32sを要している。ダイヤモンド基板表面に近接した磁性粒子を検出するのにベストなNV層の厚さは磁性粒子径程度である。広範囲での高感度計測を行う場合には、NV数の絶対数が必要である。このために電子線照射により基板深度全体に高密度のNVセンタを作り込んだダイヤモンド基板を試作した。2mm×2mm×0.5mmのダイヤモンド基板に10^17cm^-2の電子線照射を行った。同基板により実験室中の環境磁場の計測を行った。日曜早朝の静寂な状態では環境磁場のレベルが最小となり、残りの磁場信号は2.3nT/√Hzとなった。NVCのODMRを用いて常温低磁場で核スピンを検出するには、現状20,000個の原子核からの信号が必要である。本研究では、まず既存の技術を極め2,000個の原子核を検出する方法を確立する。本年度はダイヤモンド基板の改良を行った。これまでに表面に形成した厚さ3.5μmのCVD膜に面直方向に配向した高密度(1.6×10^16cm^-3)のNVセンタが形成されているダイヤモンド基板、2mm×2mm×0.5mmのダイヤモンド基板に10^17cm^-2の電子線照射を照射することで、より基板深度全体に高密度のNVセンタを作り込んだダイヤモンド基板を試作した。10 nm立方に2,000個の^31P原子が含まれるDNAナノ構造の計測を想定した場合2,000個の^31Pが距離10 nmに生成する核磁化信号強度は約30 nTであるため核スピンを検出が期待できる。現在、NVCのODMRを用いて常温低磁場で核スピンを検出するには、20,000個の原子核からの信号が必要である。そのために、どのような実験条件が高感度化の鍵であるかを明らかにする。核スピンは、検出可能距離が10 nm程度と短いため、多数の原子をNVCから半径10 nmという狭い領域に閉じ込める必要がある。そこで、原子数を自在に操作しやすく、化学修飾も容易なDNAやDNAおりがみ技術で作製したDNAナノ構造(10 nm立方に1,000塩基対をパッキング可能)を観察対象に用いる。DNAには多数のリン原子(100%が核スピン1/2の31P同位体)が含まれるが、通常のタンパク質には31Pが含まれないことを利用し、ダイヤモンド基板に固定したタンパク質にDNAが相互作用する様子を可視化する。NVCの磁気感度は最新のダイナミックデカップリング技術を適用すれば検出帯域が従来法より2桁狭まることが確認されており、この程度の濃度であれば、0.1 μT/√Hzが期待できる。一方、2,000個の31Pが距離10 nmに生成する核磁化信号強度は約0.03 μTであるため、NVCの直上にDNAナノ構造が配置された場合でもその検出には10秒の積算が必要である。ODMR計測には十分に強い励起光をダイヤモンド基板に照射しつつ、長時間の積算中にDNAの活性を維持するためには、励起光をダイヤモンド基板内に閉じ込め、DNA自体の露光は最小となるよう、全反射照明での光励起を行う。

磁気ビーズを用いた計測により、どの程度の磁場が計測可能であるのかを見積もった。現状では1&micro;m径磁性粒子検出に19s、500nm径磁性粒子検出に32sを要している。ダイヤモンド基板表面に近接した磁性粒子を検出するのにベストなNV層の厚さは磁性粒子径程度である。広範囲での高感度計測を行う場合には、NV数の絶対数が必要である。このために電子線照射により基板深度全体に高密度のNVセンタを作り込んだダイヤモンド基板を試作した。2mm×2mm×0.5mmのダイヤモンド基板に10^17cm^-2の電子線照射を行った。同基板により実験室中の環境磁場の計測を行った。日曜早朝の静寂な状態では環境磁場のレベルが最小となり、残りの磁場信号は2.3nT/√Hzとなった。NVCのODMRを用いて常温低磁場で核スピンを検出するには、現状20,000個の原子核からの信号が必要である。本研究では、まず既存の技術を極め2,000個の原子核を検出する方法を確立する。本年度はダイヤモンド基板の改良を行った。ダイヤモンド基板はNV軸の方位を揃え感度を最大化するために(111)面を使用する。これまでに表面に形成した厚さ3.5μmのCVD膜に面直方向に配向した高密度(1.6×10^16cm^-3)のNVセンタが形成されているダイヤモンド基板、2mm×2mm×0.5mmのダイヤモンド基板に10^17cm^-2の電子線照射を照射することで、より基板深度全体に高密度のNVセンタを作り込んだダイヤモンド基板を試作した。10 nm立方に2,000個の^31P原子が含まれるDNAナノ構造の計測を想定した場合2,000個の^31Pが距離10 nmに生成する核磁化信号強度は約30 nTであるため核スピンを検出が期待できる。現在、NVCのODMRを用いて常温低磁場で核スピンを検出するには、20,000個の原子核からの信号が必要である。そのために、どのような実験条件が高感度化の鍵であるかを明らかにする。核スピンは、検出可能距離が10 nm程度と短いため、多数の原子をNVCから半径10 nmという狭い領域に閉じ込める必要がある。そこで、原子数を自在に操作しやすく、化学修飾も容易なDNAやDNAおりがみ技術で作製したDNAナノ構造(10 nm立方に1,000塩基対をパッキング可能)を観察対象に用いる。DNAには多数のリン原子(100%が核スピン1/2の31P同位体)が含まれるが、通常のタンパク質には31Pが含まれないことを利用し、ダイヤモンド基板に固定したタンパク質にDNAが相互作用する様子を可視化する。NVCの磁気感度は最新のダイナミックデカップリング技術を適用すれば検出帯域が従来法より2桁狭まることが確認されており、この程度の濃度であれば、0.1 μT/√Hzが期待できる。一方、2,000個の31Pが距離10 nmに生成する核磁化信号強度は約0.03 μTであるため、NVCの直上にDNAナノ構造が配置された場合でもその検出には10秒の積算が必要である。
第一期国定国語教科書の編集方針の決定過程についての調査研究

目的本調査研究は国語科成立時(明治33年)において国家が国語科に託したねらいを明らかにするための某礎作業として、第一期国定国語教科書に先行する教科書群について、選択された話題題材、出典、また文体などの観点からそれぞれの特色を明らかにし、相互の異同を鮮明にすることを目的とした。方法そのために小学校ノ学科及其程度(明治19年)以降、国定教科書に先行する検定教科書、文部省が編集・刊行した教科書(A類:小学校ノ学科及其程度のもとで刊行された教科書、B類:小学校教則大綱(明治23年)前期刊行、C類:同後期刊行、D類:国語科成立時刊行、E類:国語科の成立にあわせて改訂されたB類)、計47種、さらに中学校用教科書、また台湾における日本語教育のための教科書等における編集方針の広がりを国定教科書編集に際しての選択肢としてとらえることにした。調査項目としては文体、出典、題材(地理、歴史、理科等との関連のとり方)、そして検定方針の変化等を設定して所期の課題にこたえようとした。結論読書(国語)科用教科書における題材の選択方針についてはB類以降、尋常小学校では地理、歴史、理科等の内容を網羅し、高等小学校においては補完する方針でほぼ一定している。一方この間、口語文体の比率は増加し、近世以前の出典が占める比率は減少している。これは同時代に通用する普通文、また口語文が読書科(国語科)の教科内容としての比重を増したことを意味するものである。しかしそれぞれの変化が顕著な時期は、口語文体がD類、近世以前の出典がC類というずれが認められる。それらの要因は読書(国語)科内の問題の検討では解釈が困難であり、他教科の教科内容の確定、中学校国語及漢文科の教科課程改革、沖縄県、台湾等における国語(日本語)教育の課題等、教科外要因、また社会・文化状況要因との関連を視野におさめた解釈が必要であることが示唆された。国定国語教科書、とくに第一期教科書は、学習指導要領のなかった時代において、国家が国語科の教育課程を体現した存在であった。本研究はこの教科書における編纂方針の根拠を検討することによって、学科成立の起源における(1)他の学科と国語科の異同、(2)小学校と中学校との連続・非連続、(3)植民地と内地とにおける言語教育の関連を明らかにしようとしたものである。本年度はそれぞれ以下のような成果を挙げた。(1)についてはとくに国語教科書における文体選択の問題に着目した。具体的には国語科成立時の検定教科書における言文一致文の激増の根拠として国語科成立の前年に文部省が刊行した『沖縄県用尋常小学読本』の成立過程を検討し、それが「内地」における保科孝一等、教科書編集の論理を提言する立場の発言との同型性を持ち、しかも先行することを明らかにした。(2)については明治十年代の中学校における和漢文科の成立経緯、また和漢文から国語及漢文科への改編の経緯を調査し、とくに明治19年においては、中等教育において国語教育が成立する際の課題として、「文明の良導体」としての「国語」の創造が期待されていたことを明らかにした。(3)については国定教科書成立の直前に日本統治下の台湾で刊行された『台湾教科用書国民読本』における文体の特徴に着目し、国立中央図書館台湾分館所蔵の資料で、その編集方針を決定する立場にあった人物として、東京文科大学博言学科で上田万年の指導を受けた後、台湾総督府学務部で編集の任にあたっていた小川尚義であることを特定した。
西オーストラリアにおける地球最古生命の古環境の解明

本年度は、西オーストラリア・ピルバラ地塊の東部、地球最古の生命化石が産するノースボール地域(35億年前)及び類似の岩石が産するクリバービル地域(30億年前)、27億年前頃の大陸棚堆積物であるストロマトライトとその周辺の黒色頁岩層が産するレッドモンド地域の系統的な調査と試料の収集を行った。収集した試料は、岩石研摩片の作成、主成分・微量成分・希土類元素組成などの化学分析、地層のリズムの解析、年代測定、変成鉱物組み合わせの熱力学的解析、流体包有物の研究等を順次行った。以下に成果を挙げる。1.微化石含有層は太古代の付加体の一部であることを実証した。2微化石含有層の物理化学環境を復元した。3.微化石の記載を行った。それはシアノバクテリアではなく、化学合成細菌に酷似し、既(35億年前)に多様に分化していた。4.海底下800mに至る地下生物圏を形成していたことが判明した。5.30億年前の新たな微化石を発見したが、異常なほどに保存状態が良好である。6.35億年前の浅海堆積物(巨大海台の頂部)から微化石を発見した。既に有光層(<50m)内部で生物は光合成をしていた可能性を見いだした。7.27億年前のストロマトライト含有層の古環境の復元を完了した(2001年アメリカ地球物理学会で発表)。8.27億年前の浅海から深海にかけての古環境復元と微化石の発見(球菌コロニー状)。9.地球と生命の歴史の「要」的論文をまとめた。以下に成果を挙げる。西オーストラリアピルバラ地域の地質調査を予定通り実行した。採取した岩石試料に関し、岩石記載、研磨、分析を行った結果、以下の成果を得た。(1)最古生命化石は35億年前の中央海嶺熱水循環系の中に出現する。(2)とりわけ、パイライト、バライト、シリカ鉱物の三者が出現する狭い層準に限られる。(3)地下熱水脈は地下800m深度まで続き、そこで途切れるが、この脈の中にも炭質物が普遍的に存在する。これは35億年前の地下生物圏を構成したものであったと思われる。(4)これらの熱水系を構成するシリカ岩脈と周囲の変質を明らかにするために1/1000地質図を完成させ、バライトの分布、変質鉱物の出現と消滅、流体包有物の種類と組成を明らかにした。(5)その結果に基づいて、中央海嶺の水圧(2500m程度)、炭酸ガス濃度(現在の100-1000倍)、水素イオン濃度(異常に大きい)などを推定した。本年度はピルバラ地塊の東部、地球最古の生命化石の産地と類似の岩石が産するクリバービル地域東部等の3箇所の地質調査と試料(主27億年前頃の大陸棚堆積物であるストロマトライトとその周辺の黒色頁岩層)の系統的な収集を行った。既に過去8年の間、続けてきた地球最古生命化石を産する地域の詳細な地質図(15000)を最終的に仕上げること及び太古代付加体の海洋プレート層序の解明を目的に、あらかじめ選定された場所の集中的な調査を進めた。調査終了後、持ち帰った岩石試料を用い、岩石研摩片の作成、主成分・微量成分・希土類元素組成などの化学分析、地層のリズムの解析、年代測定、変性鉱物組み合わせの熱力学的解析、流体包有物の研究等を順次行った。そして35億年前に起きた中央海嶺の熱水活動の復元を試みた。その結果、数回以上(10数回)、繰り返して起きた脆性破壊運動(正断層運動)と新たな熱水循環経路の発達を復元することができた。

熱水の循環する割れ目のサイズ、三次元的な広がり、及びその割れ目を充填した物質、さらには、表層堆積物との関係、および、バライトを産する僅かな層準にだけ微化石が存在することなどが判明した。本年度は、西オーストラリア・ピルバラ地塊の東部、地球最古の生命化石が産するノースポール地域(35億年前)及び類似の岩石が産するクリバービル地域(30億年前)、27億年前頃の大陸棚堆積物であるストロマトライトとその周辺の黒色頁岩層が産するレッドモンド地域の系統的な調査と試料の収集を行った。収集した試料は、岩石研摩片の作成、主成分・微量成分・希土類元素組成などの化学分析、地層のリズムの解析、年代測定、変成鉱物組み合わせの熱力学的解析、流体包有物の研究等を順次行った。以下に成果を挙げる。1.微化石含有層は太古代の付加体の一部であることを実証した。微化石含有層の物理化学環境を復元した。微化石の記載を行った。それはシアノバクテリアではなく、化学合成細菌に酷似し、既(35億年前)に多様に分化していた。4.海底下800mに至る地下生物圏を形成していたことが判明した。5.30億年前の新たな微化石を発見したが、異常なほどに保存状態が良好である。6.35億年前の浅海堆積物(巨大海台の頂部)から微化石を発見した。既に有光層(<50m)内部で生物は光合成をしていた可能性を見いだした。7.27億年前のストロマトライト含有層の古環境の復元を完了した(2001年アメリカ地球物理学会で発表)。8.27億年前の浅海から深海にかけての古環境復元と微化石の発見(球菌コロニー状)。9.地球と生命の歴史の「要」的論文をまとめた。