hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
実験的脳梗塞の神経組織学的再構築における運動負荷の役割

脳梗塞に対する運動が効果を上げているが、その細胞学的基盤は明らかでない。本研究はラットを用いた中大脳動脈血栓法で梗塞形成後、BrdUを投与し、梗塞後1週(早期)、4週(中期)および8週(後期)に非運動群と運動群を比較した。その結果、脳室壁で新生する細胞が梗塞巣へ顕著で持続的に移動するのを確認したが、基本的な神経新生は両群で有意な差を認めなかった。しかし、梗塞巣と離れた大脳皮質でBrdU陽性細胞が運動群で有意に増加した。梗塞巣周辺に移動したBrdU陽性細胞は8週後にほとんど消失し、成熟ニューロンまで分化しない可能性が示唆された。梗塞巣周辺に集まる幼若神経系細胞の役割が今後の研究の課題である。近年、成体脳においても脳室上衣下層(SVZ)や海馬歯状回果粒層(SGZ)から神経発生が生ずることが明らかになってきた。一方、脳梗塞が運動によってその回復が促進されることが知られている。そこで本研究は、実験的脳梗塞のモデルを用いて、運動負荷が脳梗塞の回復過程に如何に影響をあたえるか、その細胞組織学的基盤を明らかにすることを目的とした。まず我々は、大脳半球に広範な梗塞巣を持つモデル動物では新たに惹起される現象の機序解明には有効であるが、特定の領野ごとに役割分担する大脳皮質ではどの領域の神経回路網再建が機能回復に貢献したのかについては分からないため、一次運動野を含む頭頂部(運動皮質)に梗塞巣が限局するモデル動物を確立し、その運動機能評価と新生神経幹細胞の分布について調査した。8週齢のWistar系雄ラットを3つの群(脳梗塞・運動群、脳梗塞・非運動群、非脳梗塞群)に分けてプレトレーニングを実施後、実験群に対して光化学刺激による中大脳動脈血栓により実験的脳梗塞を引き起こした。術後翌日から運動群についてはトレッドミルによる運動負荷を1日1回30分行った。運動評価はローターロッド試験により行った。また、脳梗塞や運動負荷と神経(幹)細胞の新生の関係について調査するため、BrdUを術後1週間腹腔内に投与後、実験終了時に免疫組織化学的に脳内のBrdU陽性細胞の分布を観察した。その結果、大脳皮質頭頂部(運動皮質部)に限局した梗塞巣を持つモデル動物を新たに確立することが出来た。この動物は四肢の単麻痺、あるいは片麻痺に相当する所見を呈するが、時間経過と共に回復していく様子が認められた。一方、回復の度合いを解析するためには、より適切な運動評価系を検討する必要があることが分かった。また、本モデル動物でも新規神経(幹)細胞が産生されることが明らかになり、神経回路網の再構成が起こる可能性が示された。近年、成体脳においても脳室上衣下層(SVZ)や海馬歯状回顆粒層(SGZ)から神経発生が生じることが明らかになってきた。一方、脳梗塞後に運動を課すと、運動機能の回復が促進されることが知られている、そこで本研究は、実験的脳梗塞のモデルラットを用いて、運動負荷が脳梗塞の回復過程に如何に影響をあたえるのか、その組織学的基盤を明らかにすることを目的とした。我々は、梗塞後に1週間の運動負荷を与えるとニューロンが新生し梗塞巣に向けて移動する事が促進される知見を見出している。そこで今回、さらに長期に運動負荷を与えた影響について調査した。方法としては、8週齢のWistar系雄ラットに対して、光刺激による中大脳動脈血栓により実験的脳梗塞を引き起こさせた。術後翌日からトレッドミルによる運動負荷を1日1回30分間行った。また、BrdUを術後1週間腹腔内に投与した。さらに、運動負荷により産生される乳酸に着目し、MRSによる脳内乳酸量を測定した。術後28日目に脳を摘出し、免疫組織化学的に脳内のBrdU陽性細胞とSox2陽性細胞の分布を観察した。BrdUとSox2の分布は現在定量解析中である。またMRSにより測定した乳酸値は、術後急激に上昇し、3週目には正常値まで減少したが、4週目に再度上昇する傾向がみられた。また、運動皮質に梗塞巣が限局するモデル動物を用いて、本モデルとの比較研究を行った。8週齢のWistar系雄ラットに対して、光刺激により運動皮質に脳梗塞を引き起こさせた。また、BrdUを術後1週間腹腔内に投与し、術後28日目に脳を摘出し、免疫組織化学的に脳内のBrdU陽性細胞の分布を観察した。その結果、運動負荷により梗塞巣周辺のBrdU陽性細胞の増加が観察された。これらの事より梗塞巣の場所(位置)によらず、ニューロン新生が起こる可能性が示唆された。脳梗塞に対するリハビリテーションが行われ一定の効果を上げているが、そのメカニズムに関する神経細胞学的基盤は十分に明らかにされていない。近年、脳梗塞の修復に際して、脳室壁上衣細胞下領域(SVZ)で生じた新生ニューロンが傷害部位へ移動し、既存の神経回路に組み込まれる可能性を示された。これまでに我々は梗塞後1週間で未分化な細胞がSVZから発生し梗塞巣へ移動する可能性を確認したが、これらの変化が梗塞後長期にわたり生じているのかは不明である。そこで、本研究はPIT法による中大脳動脈血栓モデルラットを用いて、脳梗塞後4週間の運動機能と神経新生に及ぼす影響について検討した。

神経幹細胞を標識するためBrdUを術後1週間目と,4週間目にそれぞれ腹腔内に投与した。術後4週間で脳のパラフィン切片を作製し、HE染色とBrdU、Sox2の免疫組織染色を行った。その結果、術後梗塞巣側に残された脳実質領域は1週間後と4週後で変化がなかったが、1週間と比べ梗塞巣の境界がより明瞭に観察された。また、術後4週間では,線状体に石灰化を伴うspongiosisが観察された。Sox2陽性細胞は,SVZや梗塞巣周辺で観察された。さらに、1週間目にBrdUを投与した群では、BrdU陽性細胞が梗塞から4週間後でも梗塞巣周辺で観察され、特にBrdU陽性細胞が運動を実施した群では梗塞が生じていない皮質領域に多く観察された。また,4週間目にBrdUを投与した群でもBrdU陽性細胞が観察されたことから、本モデルにおける脳梗塞では、梗塞後4週間でも神経幹細胞が生じていることが考えられた。運動機能については,梗塞側の脳実質が約50%減少したにも関わらず、ロータロッド試験による運動機能はシャムオペ群と有意な差がなく、強い代償機能が働いている可能性が示唆された。脳梗塞に対する運動が効果を上げているが、その細胞学的基盤は明らかでない。本研究はラットを用いた中大脳動脈血栓法で梗塞形成後、BrdUを投与し、梗塞後1週(早期)、4週(中期)および8週(後期)に非運動群と運動群を比較した。その結果、脳室壁で新生する細胞が梗塞巣へ顕著で持続的に移動するのを確認したが、基本的な神経新生は両群で有意な差を認めなかった。しかし、梗塞巣と離れた大脳皮質でBrdU陽性細胞が運動群で有意に増加した。梗塞巣周辺に移動したBrdU陽性細胞は8週後にほとんど消失し、成熟ニューロンまで分化しない可能性が示唆された。梗塞巣周辺に集まる幼若神経系細胞の役割が今後の研究の課題である。我々はヒト脳梗塞の病態モデルとして中大脳動脈の基部に血栓を作らせた動物を用いて運動負荷の役割について調べている。この動物では梗塞巣が広範であるため、ニューロン新生と運動機能の改善との関係性について分かりにくいという側面があった。そこで同時に梗塞巣を限局するモデルを作出して比較検討した。そのため、新たなモデルの確立と運動負荷が新生ニューロンの発生・分化・移動に与える影響を評価していたため、当初の研究計画から遅れが生じてしまった。27年度が最終年度であるため、記入しない。病理学新たに脳梗塞が限局するモデルも確立されたので、今後、中大脳動脈血栓による脳梗塞モデルとの比較研究を進め、運動負荷による運動機能の回復と新生ニューロンによる再構築のメカニズムの解明を目指す。研究当初に計画していた大脳半球に広範な梗塞巣を持つモデル動物では、新たに惹起される現象の機序解明には有効であるが、特定の領野ごとに役割分担する大脳皮質ではどの領域の神経回路網再建が機能回復に貢献したのかについては分からないため、一次運動野を含む頭頂部(運動皮質)に梗塞巣が限局するモデル動物を確立することにした。脳梗塞モデル動物を頭頂部(運動皮質)に梗塞巣が限局するモデル動物に変更したことにより、モデルの運動機能評価や組織学的な評価を行い、脳梗塞が頭頂部(運動皮質)に限局するモデル動物が確立された。しかし、このモデルの評価に時間がかかり当初の研究計画から遅れが生じてしまった。
アグリイノーベーションのための篤農技術の評価・普及に関する知識 創造手法の開発

農家が主体となって開発された農業技術を,技術特性・経営効果・普及可能性の3つの視点から総合的に評価した。具体的な成果は,次の通りである。1)篤農技術のデータベースの開発2)篤農技術の調査方法の開発3)農業技術の暗黙知の探索方法の開発4)経営管理能力,水稲代かき技術,大豆収穫技術,りんご剪定技術,知的財産管理技術,篤農技術の普及方法,新品種の普及ノウハウの整理。本年度は,日本農業のアグリイノベーションの担い手となる篤農の技術を発掘するとともに,その技術の特徴を体系的に評価する方法の評価,篤農データベースの構築を行い,次の成果を得た。(1)全国篤農技術データベースの開発:現在の全国の篤農家が保有する篤農技術の掘り起こしを行うための基礎的なデータベースを開発した。具体体には,我々がこれまで研究対象とした数多くの調査農家の技術を評価するとともに,農林水産省,国,県の試験研究機関,全国の普及センターからの情報をもとに全国篤農技術データベースを開発した。(2)データベース情報の解析:ここでは,主として篤農家ならびに優れた経営能力を有すると思われる農家のインタビューや講演記録データに基づき,その技術の特性ならびに経営管理ノウハウの把握を試みた。(3)研究メンバー全員による篤農技術の事例調査の実施:ここでは,篤農技術評価手法の特性を参加メンバー全員で解明するため,関東地方及び九州の篤農家を訪問し,篤農技術の特性を様々な角度から調査した。(4)研究メンバー個々による篤農技術の調査の実施:研究代表者を中心とする研究グループは,篤農データベースの開発とテキストマイニング手法による経営管理能力の評価,梅本を中心とするグループは水田作技術(特に水田代掻き技術の評価),関野を中心とするグループは果樹生産技術(特にりんごの剪定技術),安江は雨よけほうれんそう技術の普及を,後藤は試験研究機関が開発した品種や技術を活用した6次産業化,農商工連携推進技術の評価を実施した。本年度は,昨年度に引き続き篤農データベースの蓄積,共同調査による篤農技術の特性に関するメンバーの共通理解の醸成,メンバー個々による篤農技術の詳細な調査を実施した。共同調査では,青森県弘前市のリンゴ剪定技術で農業技術の匠に認定された篤農の技を視察するとともに,その内容の特性について聞き取り調査を実施した。また,同時に青森県で天皇杯を受賞した水田作経営農家2戸を調査し,大規模有機栽培技術の特徴,大規模水稲・大豆生産技術の特徴を調査した。メンバー個別の調査では,研究代表者らのグループでは,主として宮大工など農業以外の匠の技の特徴の分析,農業経営技術の匠の経営管理技術の特徴,茶園栽培・経営技術の特徴,知的財産の創造・管理技術について調査・分析を実施した。関野・磯島は,様々な特徴を有するリンゴ剪定技術の聞き取り,DVDによる把握(アイカメラの活用)を試みている。梅本は,これまで分析してきた水稲の代かき技術の特徴を多面的な角度から把握するとともに,その形式知化を試みている。また,大豆生産の篤農技術に関しても解析を試みている。後藤は,特定の篤農技術ではなく,農産物の生産・加工など複合技術として技術を組み立てることにより,6次産業化,農商工連携という事業の多角化を実現するための効果的なプロセスの解明を試みている。安江は,経営継承,特に無形資産の継承における普及員等の関与者の役割に焦点をあて,技術の伝承における外部の関係者の役割の解明を試みている。具体的には,養豚経営のネットワーク型の組織体,稲作における篤農技術の伝承を試みる組織を取り上げ,技術伝承における関与者の役割の把握を試みている。なお,研究代表者は,篤農技術の伝承を評価するための様々な手法の有効性に関する評価を行っている。本年度は研究の最終年度となるため,研究成果の映像での取りまとめ方法について主として検討した。具体的には,水稲生産,りんご生産,みかん生産,パインアップル生産に関する篤農家の技術を映像で記録して,その技術の特徴とポイントをインタビューで把握して,映像と文章情報を統合して篤農技術の准暗黙知,暗黙知の把握を試みた。具体的に解明を試みた技術は,次の通りである。1)水稲生産における粗植栽培技術のポイントと,その指導・普及方法の特徴を把握する,2)2人のりんご生産の篤農家を対象として,異なるタイプのりんご剪定技術の特徴の把握を試みる,3)沖縄における柑橘生産農家の剪定技術の特徴を把握する,4)沖縄における最高級パインアップル生産農家の土作り,苗作り,移植技術の特徴を把握する。これらの篤農家の生産技術の映像把握については,彼らの目線の位置に小型ビデオカメラを取り付け,一つ一つの技術について「なぜ,その技術を採用したか」を説明しながら実践してもらった。さらに,その映像記録を再生しながら,さらに詳細な説明をインタビューに基づいて把握するという方法を採用した。そのほかにも,本年度はお茶の篤農家(有機栽培農家と高級茶生産農家)における茶樹の剪定方法と茶葉の加工技術,プリザーブドフラワー用の特殊な花木の生産技術と加工技術の特徴の把握を試みた。

また,本年度が本研究の最終年度に当たるため,以上の研究成果以外にも研究代表者である門間は,モンゴルにおける耕種農家の生産技術の特徴,台湾におけるマンゴー農家の生産技術の特徴の把握を試みた。また,共同研究者の梅本は日米の大豆生産技術の特徴を,後藤は大豆の多様な用途需要と企業の製品戦略を,連携研究者である吉永は個別農家,生産組織,地域における知的財産であるオリジナル品種の開発と普及が,個別農業経営,生産組織さらに地域の発展に及ぼす効果を総合的にとりまとめた。東日本大震災の影響により,研究代表者を始めとしてメンバーの多くが震災対応の活動に多くの時間をとられ,本プロジェクトにかける時間が制約されたが,調査は順調に進みデータが蓄積されるとともに,学会論文としての発表も順調に行われた。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は研究の最終年度にあたるため,これまでの研究成果を集中的にとりまとめて学会論文を中心として成果の発信を行う。また,研究成果を集大成して公刊図書としてとりまとめて行きたいと考えている。なお,この場合は,篤農技術の解説付きDVDなど映像データも同時に公開することを計画している。また,これまで研究成果や技術の伝承手段として活用されている技術マニュアルの妥当性の評価に基づき,暗黙知をいかに効果的に形式知化していくか,その方法について解明を試みる。さらに,篤農が保有している多様な暗黙知を言語情報として聞き取るための有効な調査方法の解明を試みる。
光格子中のリドベルグ原子を用いた量子情報処理

本研究は光格子中のリドベルグ状態のレーザー冷却Rb(ルビジウム)原子を用いた量子情報処理の実現を目指して光格子トラップの生成および単一原子のトラップ技術の開発を行ったものである。格子間隔が大きな1次元および2次元光格子ポテンシャルを実現するため、空間位相変調器を用いた方法を開発し、約5μmの間隔で2100個のマイクロ光トラップが生成可能となった。また複数個のトラップに原子を1個ずつ捕捉するため、光誘起衝突効果を用いてトラップ内の原子数を制御する方法を開発し、60%以上の確率でトラップに原子1個を捕捉することが可能になった。本研究では、レーザー冷却ルビジウム(Rb)原子を微小な光双極子トラップおよび1次元のアレー状の光格子ポテンシャルにトラップし、これらの原子をレーザーを用いてリドベルグ状態と呼ばれる主量子数が数10以上の高い励起状態に励起することにより空間的に離れた複数の原子間に量子エンタングルメントを実現して量子コンピューターや量子シミュレーションなどの量子情報処理に応用することを目的としたものである。この実現のため、個々の原子を独立に観測および制御が可能な格子間隔が3μm以上の1次元光格子ポテンシャルを実現し、各ポテンシャルサイトに原子を高い効率で1個ずつトラップする方法を開発することが研究目標の一である。本年度(H24)は、既存の単一原子トラップ用の実験系を用いて磁気光学トラップによって1個から数個のレーザー冷却Rb原子を集め、これを微小な光双極子トラップおよび格子間隔が0.5μmの光格子トラップに移行することを確認した。その後、原子観測用のCCDカメラの交換に伴い、光双極子トラップ用レーザーの交換および格子間隔が広い光格子ポテンシャルの実現のための新しい光学系の準備を行った。一方、Rb原子を二光子吸収を用いてこれをリドベルグ状態に励起するため、既存の半導体レーザーを基にした波長780nmおよび480nmの周波数安定化レーザーの整備および開発を行った。また得られた2台のレーザー光源を用いてRb吸収セルによる二光子吸収分光を行い、n=75のリドベルグ状態への吸収スペクトルを確認し、レーザー光源の周波数安定度の評価を行った。平成25年度は既存の単一原子操作の実験装置の改良およびリドベルグ状態励起用レーザーの開発を中心に研究を進めた。単一原子操作の実験装置に関してはレーザー冷却用の半導体レーザー光源の改良、光トラップ用光学系の改良、単一原子観測用の高感度CCDカメラの改良等を行い、1個から数個の冷却Rb原子を高い効率で光トラップに捕捉することが可能になった。またRb原子をリドベルグ状態に励起するための波長480nmの励起レーザーに関しては電磁誘導透明化(EIT)現象を用いてリドベルグ状態への二光子吸収を観測する方法によりレーザーの周波数を高精度にリドベルグ状態への遷移周波数に安定化することが可能になった。また高フィネス光共振器を用いて励起レーザーの周波数安定化を行うことにより、スペクトル線幅を100kHz以下に狭くすることができ、励起用レーザーとして十分な性能が得られた。当初の計画では2次元空間位相変調器を新たに導入して複数の光トラップを実現して各トラップに原子を1個ずつ捕捉する実験を実現する予定であったが、既存の単一原子操作のための実験装置の改良が遅れたため、これを翌年度(平成26年度)に遅らすこととした。このためこれに代わって空間位相変調器を用いずに2つの微小光トラップを実現してこれに原子を1個ずつ安定に捕捉することが可能となり、この2個の原子をリドベルグ状態へ励起して2個同時の励起が抑圧されるリドベルグ・ブロッケード効果の観測のための実験系の準備および予備実験を行った。平成26年度(最終年度)はマイクロトラップ中の単一原子の操作と空間位相変調器を用いたマイクロ光トラップアレーの研究を中心に研究を行った。マイクロトラップ中の単一原子の操作の研究に関しては、短時間に高効率に単一のRb原子のみをマイクロトラップに捕捉するため、青色離調光による光誘紀衝突を用いたトラップ中の原子制御の研究を行った。通常の赤色離調光を用いた方法では1個の原子を得る効率は50%が最大であるが、これを青色離調光を用いることによりこれを63%まで向上することができた。今後さらに最適化を行って単一原子トラップ効率を向上することにより、210個のマイクロトラップに原子1個のみを捕捉する効率を大きく向上できる見通しが立った。一方、マイクロ光トラップアレーの実現に向けて研究は当初の計画より少々遅れていたが、空間位相変調器を用いて任意の空間パターンの光トラップを実現する光学系の開発を行った。波長850nmのレーザー光を2次元空間位相変調器を用いて任意の位相変調を行い、これを高NAレンズで集光することにより大きさ2ミクロン、間隔5ミクロンの220個の複数のマイクロトラップを実現することができた。

また任意の空間パターンのトラップを作成するプログラムを開発し、1次元から2次元の任意の個数の周期ポテンシャルを作成することが可能になった。今後は現在ある単一原子操作の実験系にこの空間位相変調器の光学系を組み込んでマイクロトラップアレーを実現して実際に冷却Rb原子をトラップする予定である。先の青色離調光による光誘紀衝突を用いたトラップ内の原子数制御法と組み合わせることにより高い効率で1次元または2次元の光格子を実現できる見通しが立ち、今後このような系とリドベルグブロッケード効果を用いることにより多数の原子間の量子もつれ状態の実現や量子シミュレーションなどの研究が可能になると期待される。26年度が最終年度であるため、記入しない。量子エレクトロニクス26年度が最終年度であるため、記入しない。実験の準備を進めている中、トラップ中の単一原子の蛍光像を観測するのに用いていた既存のEMCCDカメラが突然故障し、代替機種を新たに購入する必要が生じた。これに伴い、納品までの間、光双極子トラップおよび1次元光格子による原子のトラップの実験が中断してしまった。平成25年度に導入する予定であった2次元空間位相変調器を用いた複数トラップの実現に関しては平行して準備を進めていた実験装置の改良および開発が遅れたため翌年度(平成26年度)からスタートすることとした。次年度(H25)より単一原子トラップに関して多くの研究実績がある海外からのボスドク研究員が本研究に参加する予定で、これによって多少遅れ気味だった本研究の進行が大きく進展することが期待される。また大学院修士の学生も新たにこの研究に加わる予定で、リドベルグ状態励起用の周波数安定化レーザーの開発が進展すると期待される。平成25年度までの研究の進捗状況は多少遅れが生じたものの、おおむね予想通りに行われており、平成26年度においては当初の予定通り複数個の微小な光トラップに原子を1個ずつトラップしてリドベルグ状態に励起して量子相関を実現する実験を進める予定である。EMCCDカメラの故障による代替カメラの購入により、当初購入を予定していた空間位相変調器の購入を中止したため次年度に助成金の繰越分が生じた。このため当初の研究計画を多少変更し、空間位相変調器を用いず、別の光学系でこれを実現する方法を検討しており、これに必要な光学部品等の購入に充てる予定である。平成25年度に導入する予定であった空間位相変調器(2,160,000円)を研究の進捗状況を考慮してて翌年度(平成26年度)に購入することに計画を変更したため。平成26年度の初めに空間位相変調器の購入に充てる予定で、それ以外にも必要な実験機材を購入するに充当する。
歯周病患者に対するインプラント治療におけるインプラント周囲炎のリスク因子を探る

インプラント周囲炎発症のリスク因子解明のための実態調査を引き続き実施している.調査件数,ならびに対象患者数は確実に増加しておりデータベース化の作業を実施している.既に入力済みのデータを用い,インプラント埋入後からり定期的な周囲組織検査を解析し,特にインプラント周囲組織の健康状態とプロービングによる出血の有無について調査を継続しており,その結果,プロービング深さと出血頻度に正の相関が認められることが明らかとなってきた.また,その部位は今日舌側ではなく近遠心での出血について特に相関性が認められた.この内容については既に取り纏め,その論文を明海歯科医学雑誌に投稿し,査読中の段階である.また、年代別の疾患発症の実態と歯周疾患の実態とを照らし合わせ,現在解析を行っている。さらに、調査用紙の一部をさらに改良し、患者が有している全身及び局所のリスク因子を記入することで、インプラント周囲組織が健康な状態を維持している群、インプラント周囲粘膜炎発症群、インプラント周囲炎発症群と患者が有しているリスク因子との相関性について今後解析を行っていきたい。今後は、継続してインプラント治療後のインプラント周囲組織検査結果データの入力を行い、前述のリスク因子とインプラント周囲組織の健康状態の相関性を解析し、インプラント周囲炎発症のリスク因子からみた発症前診断やより有益なメインテナンスプログラムの開発を行いたいと考えている。平成29年度から平成32年度までの実験期間のうち、データベース化ならびにデータ入力作業の進捗状況はおおむね良好である。また、途中経過の段階においても多方面からの解析を実施しており、本データ蓄積に伴う業績が少しずつ公表されつつある(投稿中論文1編)。令和元年度は平成29,30年度に引き続き、実態調査を実施し、得られたデータの入力作業を継続する。被験者数、被験インプラント本数を増やすことによりより明確な傾向を見出したい。インプラント周囲組織の調査項目は昨年度と同様であるが、リスク因子については、糖尿病、骨粗鬆症、喫煙、ストレス、ブラキシズム、歯周病の存在、歯周病の既往、不良な口腔清掃状況、インプラント周囲の深いポケット、インプラント-補綴物の結合状態、清掃性に問題のあるインプラント上部構造、中空シリンダータイプのインプラント、剥離性歯肉炎、アルコールの過剰摂取にその項目を限定し、これらリスク因子と考えられている因子とインプラント周囲組織の健康がいかに相関するかを解析する予定である。インプラント周囲炎発症のリスク因子解明のための実態調査を引き続き実施している。調査件数、期間共に相当量になってきている。入力済のデータを用い、インプラント埋入後からの定期的なインプラント周囲組織検査解析し、特にインプラント周囲組織の健康状態とプロービングによる出血の有無について精査し、その結果プロービング深さと出血頻度に正の相関が得られた(2017年度日本歯周病学会秋季学術大会にて発表)。また、年代別の疾患発症の実態と歯周疾患の実態とを照らし合わせ現在解析を行っている。全身および局所のリスク因子としては、糖尿病、骨粗鬆症、喫煙、ストレス、ブラキシズム、歯周病の存在、歯周病の既往、不良な口腔清掃状況、インプラント周囲の深いポケット、インプラント-補綴物の結合状態、清掃性に問題のあるインプラント上部構造、中空シリンダータイプのインプラント、剥離性歯肉炎、アルコールの過剰摂取である。また、インプラント周囲組織検査項目として、1プラークコントロールの評価、2炎症の評価、3プロービング深さ、4排膿の有無、5インプラントの動揺、6インプラント周囲骨吸収量(marginal bone level)をそれぞれ測定しインプラント周囲組織の健康状態を評価する。は、継続してインプラント治療後のインプラント周囲組織検査結果データの入力を行い、前述のリスク因子とインプラント周囲組織の健康状態の相関性を解析し、インプラント周囲炎発症のリスク因子からみた発症前診断やより有益なメインテナンスプログラムの開発を行いたい。また、途中経過の段階においても多方面からの解析を実施しており、本データ蓄積に伴う業績が少しずつ公表されつつある。

今後は、継続してインプラント治療後のインプラント周囲組織検査結果データの入力を行い、前述のリスク因子とインプラント周囲組織の健康状態の相関性を解析し、インプラント周囲炎発症のリスク因子からみた発症前診断やより有益なメインテナンスプログラムの開発を行いたいと考えている。平成29年度から平成32年度までの実験期間のうち、データベース化ならびにデータ入力作業の進捗状況はおおむね良好である。また、途中経過の段階においても多方面からの解析を実施しており、本データ蓄積に伴う業績が少しずつ公表されつつある(投稿中論文1編)。平成30年度は平成29年度に引き続き、実態調査を実施し、得られたデータの入力作業を継続する。被験者数、被験インプラント本数を増やすことによりより明確な傾向を見出したい。インプラント周囲組織の調査項目は昨年度と同様であるが、リスク因子については、糖尿病、骨粗鬆症、喫煙、ストレス、ブラキシズム、歯周病の存在、歯周病の既往、不良な口腔清掃状況、インプラント周囲の深いポケット、インプラント-補綴物の結合状態、清掃性に問題のあるインプラント上部構造、中空シリンダータイプのインプラント、剥離性歯肉炎、アルコールの過剰摂取にその項目を限定し、これらリスク因子と考えられている因子とインプラント周囲組織の健康がいかに相関するかを解析する予定である。令和元年度は平成29,30年度に引き続き、実態調査を実施し、得られたデータの入力作業を継続する。昨年度まではデータの入力作業が主で、消耗品費としてはあまり費用が必要とならなかった。しかし、本年度から調査シートの印刷、解析ソフトを用いたデータベースの解析、周囲組織検査等に主に消耗品費の予算が必要となり、研究の進行は順調であるが予算の執行は今年度以降予定通りとなる。現在実施している調査研究のデータベース化には既存の機器で研究が賄えていたが,今後は消耗品が底をついており,消耗品費が急増するものと予想しているため,次年度に研究使用予算に回している.研究自体は順調に進行しているが,研究予算執行上その使用時期を善処する予定である.
単一シナプス小胞レベルでのシナプス後部から前部へのトランス型前終末制御機構の解析

シナプス伝達のメカニズム、さらに、シナプス後部に存在する細胞接着分子N-カドヘリン(NCad)による、シナプス間隙を越えた前終末における小胞リサイクリング制御機構を、個々の小胞の振舞いという新たな観点から解析可能とし、理解を前進させるため、光学的解析を行った。シナプス後部への特定分子の発現とその小胞リサイクリング制御機構に関し、個々の小胞が示すエキソ/エンドサイトーシス、更に滞留時間という詳細な観点から解析可能となった。そしてシナプス後部のDN-NCadにより、エキソサイトーシスに続く小胞膜の滞留時間が延長する傾向が観察され、エンドサイトーシス遅延化の更に深部を司る基礎的制御機構が示唆された。シナプス伝達のメカニズムを、1つ1つのシナプス小胞の振舞いという詳細なレベルから解明することは、脳高次機能や中枢神経疾患の病態生理を理解する上で、極めて重要である。私達研究チームは近年、単一活動電位に応じて1つの小胞が示す生理的な振舞いを詳細に測定することに成功した。そのため本研究は、単一シナプス小胞の振舞いというレベルから、シナプス伝達、および前終末依存的な短期可塑性のメカニズムを解明することを目的として、計画を実施した。1)シナプス小胞のエキソ/エンドサイトーシス、そして滞留時間を光学的に解析するため、pH感受性蛍光タンパクであるpHluorinをグルタミン酸トランスポーター1 (VGLUT1)と融合したVGLUT1-pHluorin(vGpH)を用いた。海馬初代培養細胞への発現効率を向上させるため、まずCaMKIIプロモーターを持つレンチウイルスベクターを作製し、感染効率の最適化を試みたが、培養細胞でのvGpH発現効率は低かった。そのため、プロモーターをUbiquitinに組み換えたベクターを構築し、発現効率の最適化を進めている。また、従来のトランスフェクション法による遺伝子導入の最適化も進め、その結果、次年度に計画しているvGpHとシナプス後部への特定分子との二重発現実験が可能となる導入効率へと向上することができた。2) vGpH発現細胞を電気刺激し、単一シナプス小胞のエキソ/エンドサイトーシス、滞留時間、そして放出確率に関する基礎的解析を行った。その結果、シナプス伝達の可塑性研究に汎用されている0.1Hzの刺激間隔よりも長い滞留時間を持つ小胞、さらに刺激に伴いエンドサイトーシスされない小胞が前終末表面に蓄積される例も観察された。また前終末依存的な短期可塑性を検討するため、Paired-pulse刺激を試みたが、放出確率の増加傾向は観察されなかった。1)シナプス小胞のエキソ/エンドサイトーシス、そして滞留時間を光学的に解析するため、pH感受性蛍光タンパクであるpHluorinをグルタミン酸トランスポーター1 (VGLUT1)と融合したVGLUT1-pHluorin (vGpH)を用いた。vGpH発現細胞を電気刺激して前終末依存的な短期可塑性を誘導し、単一小胞レベルから解析を試みた。二発刺激(Paired-pulse)の検討を行ったが、放出確率への変化は観察されなかった。2)そのため、放出確率を正しく評価し、以降の実験を最適化すべく、計画を変更して電気生理学的手法を導入し、解析を行った。基底状態における放出確率と前終末依存的な短期可塑性に関して、刺激回数と間隔という観点から検討を行うため、10発のパルス刺激を与え解析を行った。その結果、パルス刺激の1発目の興奮性シナプス後電流(EPSC)に対して、2発目以降のEPSCは抑圧された。さらに細胞外のCa2+濃度を下げて放出確率を低下させ、同様の解析を試みた。その結果、0.5mMにおいてパルス刺激により2発目以降のEPSCに促通が観察された。これらの結果は、前終末依存的な短期可塑性、およびトランス-シナプス型の小胞リサイクリング制御機構を、単一小胞の振舞いという未知なる視点から理解を試みる以降の実験を最適化する上で、重要かつ必須なデータとなった。前終末依存的な短期可塑性のメカニズムを、単一小胞の振舞いというレベルから理解するため、vGpHを発現した海馬培養神経細胞を用いて光学的に解析した結果、Paired-pulse刺激により放出確率が変化しない傾向が確認された。そのため、放出確率を正しく評価し、以降の実験を最適化すべく、計画を変更して電気生理学的手法を導入し、解析を行った。1)シナプス結合する2つの神経細胞からパッチクランプ法を用いてペア・レコーディングを行い、一方をシナプス前細胞として脱分極刺激を与えて開口放出を誘発し、他方をシナプス後細胞としてEPSCを記録した。基底状態における放出確率と前終末依存的な短期可塑性に関して、刺激回数と間隔という観点から検討するため、10発のパルス刺激を刺激間隔200, 100, 50 msecにて与え、解析を行った。その結果、刺激間隔100, 50 msecではパルスの回数を重ねるごとにEPSCが抑圧された。

200 msecでは、パルス刺激の後半において、EPSCの抑圧にプラトーなフェイズが観察された。この結果から、海馬培養細胞はパルス刺激に対して抑圧を示すことが示された。これは放出確率が高いシナプスの特性と考えられている。2)さらに放出確率について検討すべく、細胞外Ca2+濃度を下げて放出確率を低下させ、同様の解析を試みた。その結果、0.5 mMにおいてパルス刺激により2発目以降のEPSCが促通し、この促通はパルス刺激の期間中持続した。これらから、放出確率、前終末依存的な短期可塑性に関して、刺激回数と間隔、さらに細胞外Ca2+濃度という観点から、基礎的な理解を得ることができた。脳には異なる放出確率を持つ様々なニューロンが存在する。そのため本研究の成果を他の神経細胞へも適用できるよう、以降の計画に細胞外Ca2+濃度の効果に関する解析を導入することを検討している。シナプス伝達のメカニズムを、1つ1つのシナプス小胞の振舞いという詳細なレベルから解明することは、脳高次機能や中枢神経疾患の病態生理を理解する上で、極めて重要である。私達研究チームは近年、単一活動電位に応じて1つの小胞が示す生理的な振舞いを詳細に測定することに成功した。そのため本研究は、単一シナプス小胞の振舞いというレベルから、シナプス伝達のメカニズムを解明することを目的とし、計画を実施した。1)シナプス小胞のエキソ/エンドサイトーシス、そして滞留時間を光学的に解析するため、pH感受性蛍光タンパクであるpHluorinをグルタミン酸トランスポーター1 (VGLUT1)と融合したVGLUT1-pHluorinを用いた。さらに、私達研究グループによりエンドサイトーシスの遅延化が確認されている、細胞接着分子N-カドヘリン(NCad)のdominant negative (DN)体をシナプス後細胞へ発現させ、その前終末機能への効果を検討した。その結果、シナプス後部のDN-NCadの発現により、相対する前終末において放出確率の減少が観察された。さらにエンドサイトーシス遅延化の分子機構を解明するため、本研究課題において最適化を進めてきた単一小胞レベルでの光学的解析を行った結果、シナプス後部のDN-NCadにより、エキソサイトーシス後の小胞膜が前終末膜上に滞留する時間が増加している傾向を、単一小胞の振舞いとして初めて観察することができた。2)また本課題を通じて取組んできた、微弱蛍光を高画質にて高速イメージングする技術の開発・最適化により、前終末から隣接する前終末へと軸索内を移動する小胞の小集団が発する微弱蛍光を、高精度ムービーとして可視化可能となり、その結果、シナプス後部のDN-NCadにより、相対する軸索内において、可動性小胞クラスターの数が増加するという新たな発見へと繋がった。シナプス伝達のメカニズム、さらに、シナプス後部に存在する細胞接着分子N-カドヘリン(NCad)による、シナプス間隙を越えた前終末における小胞リサイクリング制御機構を、個々の小胞の振舞いという新たな観点から解析可能とし、理解を前進させるため、光学的解析を行った。シナプス後部への特定分子の発現とその小胞リサイクリング制御機構に関し、個々の小胞が示すエキソ/エンドサイトーシス、更に滞留時間という詳細な観点から解析可能となった。
植物-菌根菌共生系に特異的なリン酸獲得・濃縮・輸送メカニズムの解明

アーバスキュラー菌根共生系におけるリン酸の獲得・濃縮・輸送のメカニズムを解明する目的で、共生特異的に宿主の根から分泌される酸性ホスファターゼの全長cDNAの塩基配列決定および遺伝子発現解析を行うと共に、菌根菌のプロトプラスト作製のための予備検討を行った。1.共生特異的酸性ホスファターゼの全長cDNA塩基配列の決定および遺伝子発現解析精製された共生特異的酸性ホスファターゼのN末端アミノ酸配列15残基を基にPCRプライマーを設計し、3'/5'RACE法によりcDNA(TPAP1)の全長塩基配列を決定した。TPAP1は,1,8kbpからなり,N末端部分に34残基のシグナルペプチドを含む466残基のアミノ酸をコードしていた.また,TPAP1の5'端非翻訳領域は,同遺伝子の3'端非翻訳領域と相補的な40塩基ほどの配列を有していた.RT-PCRとそれに続くサザンハイブリダイゼーションにより,菌根形成によるTPAP1mRNA発現量の変化を調べた.TPAP1の発現量は菌根形成により310倍に増加した.また、TPAP1のC末端に対する抗体を用いたWestern blottingにより、TPAP1の定量を行ったところ、酵素活性の上昇と共にタンパク量も増加していたことから、本酵素の活性は遺伝子発現のレベルで制御されていることが示唆された。2.菌根菌プロトプラスト作製のための予備検討パッチクランプ法による菌根菌細胞膜上のリン酸輸送体の活性検出を目的として、アデレード大(オーストラリア)S. Tyerman教授のもとで菌根菌のプロトプラスト作製を試みた.高浸透液中で根細胞を酵素消化後、徐々に溶液の浸透圧を低下させると、菌糸の切断面からプロトプラストが突出してくる現象を認めた。今後はこの手法を用いて、Tyerman教授との共同研究でパッチクランプを行う予定である。アーバスキュラー菌根共生系におけるリン酸の獲得・濃縮・輸送のメカニズムを解明する目的で、共生特異的に宿主の根から分泌される酸性ホスファターゼの全長cDNAの塩基配列決定および遺伝子発現解析を行った。1.共生特異的酸性ホスファターゼの全長cDNA塩基配列の決定精製された共生特異的酸性ホスファターゼのN末端アミノ酸配列15残基を基にPCRプライマーを設計し、3'/5'RACE法によりcDNA(TPAP1)の全長塩基配列を決定した。TPAP1は,1,836bpからなり,N末端部分に34残基のシグナルペプチドを含む466残基のアミノ酸をコードしていた.また,TPAP1の5'端非翻訳領域は,同遺伝子の3'端非翻訳領域と相補的な40塩基ほどの配列を有していた.この3'端および5'端の相補配列は、TPAP1遺伝子の翻訳調節に関与していることが推察されるものの、そのメカニズムについては現在のところ不明である。2.共生特異的酸性ホスファターゼの活性検出とTPAP1遺伝子の発現解析oligo dTプライマーおよびリボソーム遺伝子特異的プライマーを用いて逆転写反応を行い、RT-PCRとそれに続くサザンハイブリダイゼーションにより,TPAP1断片の増幅カイネティックスを求め,菌根形成によるmRNA発現量の変化を調べた.このとき,宿主のリボソーム遺伝子に対するRT-PCRの増幅カイネティックスを同時に求め,それに基づいて処理区間の鋳型量の差を補正した.一方,根からの浸出液および磨砕液から粗酵素液を調製し,電気泳動後にホスファターゼ活性染色を行った.菌根形成により分泌型酸性ホスファターゼの活性は大きく上昇するものの,mRNA発現量の増加はわずかであった.このことから菌根形成による本酵素活性の上昇は,転写後調節のメカニズムが関与している可能性が示唆された。
胃発癌におけるオートファジーの機能解析と予防への応用

オートファジーは細胞内分解機構の一つであり、癌細胞に対しては腫瘍抑制・促進の両方の作用を有していることが明らかにされ、最近では治療応用への試みも行われてきている。本研究はヘリコバクターピロリ菌感染による炎症性発癌モデルの一つであるガストリントランスジェニックのINS-GASマウスを用いて胃発癌機序におけるオートファジーの作用機序を明らかにすることが目的である。平成29ー30年度はヘリコバクターピロリ感染雄INS-GASマウスを用いて、感染性成立期(4週)と異形成発症期(28週)における胃組織の評価を行った。28週にはヘリコバクターピロリ菌感染群の方が、非感染群と比較して有意に組織学的に高度な胃炎を呈し、胃底腺の萎縮・異形成が認められた。胃粘膜組織ではIFNーγやTNFーαのmRNAの発現上昇を認めた。またKi-67の免疫組織化学染色ではヘリコバクターピロリ感染群の方がラベリングインデックスが高値であり細胞増殖が亢進していた。オートファジーマーカーであるATG5とBeclin-1の発現を免疫組織化学で検討したところ、感染28週後では、ATG5とbeclin-1のいずれも胃粘膜組織の腺上皮細胞に発現しており、HP感染マウスの方が非感染マウスよりびまん性かつ強度である傾向が認められた。感染4週におけるATG5とBeclin-1の発現は軽度であった。以上よりヒトと同様にガストリントランスジェニックマウスを用いた炎症性胃発癌モデルにおいてオートファジーが誘導されることが確認できた。マウス胃組織におけるオートファジー関連遺伝子発現の評価が遅れているため。ヘリコバクターピロリ菌を感染させたINS-GASマウスにクロロキンの皮下埋め込みペレットを投与して、オートファジーを阻害した効果を評価する予定である。ヘリコバクターピロリ菌感染による炎症性発癌モデルの一つであるガストリントランスジェニックのINS-GASマウスを用いて、胃発癌機序におけるオートファジーの作用を明らかにし、その調節によって発癌抑制が可能かどうかについて明らかにすることが本研究の目的である。29年度は、INS-GASマウスにヘリコバクターピロリ菌を感染させ、4週後と28週後に解剖を行って胃組織の評価を行った。感染28週後のマウスは非感染マウスと比較して病理組織学的に高度の炎症細胞浸潤、過形成、胃底腺の萎縮ならびに高度異形成が認められた。一方、感染4週後においては感染と非感染マウスの間の組織学的な差は軽度の炎症細胞浸潤のみであった。オートファジーマーカーであるATG5とBeclin-1の発現を免疫組織化学で検討したところ、感染28週後では、ATG5とbeclin-1はいずれも胃粘膜組織の腺上皮細胞の細胞質内に発現しており、ヘリコバクターピロリ菌感染マウスの方が非感染マウスよりびまん性、かつ強度である傾向が認められた。また、感染4週におけるATG5とBeclin-1の発現は軽度であり、感染と非感染マウスでの差は乏しかった。以上よりINS-GASマウスにおいてヘリコバクターピロリ菌感染により前癌状態である高度異形成が発生し、感染の持続によって時間の経過とともに、オートファジーが胃粘膜の腺上皮細胞に強く誘導されるという結果が得られた。感染実験のサンプルを用いて、Q-PCR法でオートファジーマーカーの解析を行い、引き続きオートファジーの調節実験を行う予定。今後は、オートファジーの促進剤・抑制剤をマウスに投与した感染実験を遂行する予定。
「予感」の生起要因と潜在記憶に関する研究

本研究の目的は、ビジランス課題のようなイベント検出課題において、潜在記憶がイベント発生の予期を生起させる可能性およびそのメカニズムを解明することである(本研究では視覚世界で生起するイベントと視覚的注意との関連を調べる)。本年度はまず、潜在記憶がイベント発生の予期を生起させる可能性を明らかにするため、多物体追跡課題を用いて検討を行った。研究計画に記したとおり、本研究は従来に無いものであるため、まずは現象を的確に把握し、実験パラダイムを確立する必要があった。Pylyshynらによって従来から行われている多物体追跡課題をそのまま本研究に適用すると、考慮するべき実験変数が多くなり、統制が困難になると判った。そこで、物体の移動方向を制限することで、本研究の目的に必要な実験変数のみを確保した、シンプルな多物体追跡課題を開発した。実験条件そのものはシンプルに設定したが、有用なデータを取得するためには実験装置にも工夫が必要で、新たな実験装置を用意した。また、研究内容の妥当性を検討するために、日本心理学会助成の研究会に参加し、意見の交換を行った。開発した課題(シンプルな多物体追跡課題)を利用して、若干名を対象に予備実験を行った。その予備実験では、繰り返し生起するイベントに対する反応時間と、新たに生起するイベントに対する反応時間とを比較した。実験参加者ごとのデータを分析した結果、繰り返し生起したイベントに対する検出時間は短くなる傾向が見られた(また、実験参加者は繰り返されたイベントを顕在的には再認出来なかった)。ただし、参加者数が少ないために統計的検定は行わなかった。また、そのような結果にならない場合もあり、実験条件をもう少し調整する必要があるが、本格的なデータを取得するための実験パラダイムはほぼ確立出来たと言える。
分布形状の異なる荷重群が作用するRC部材のせん断挙動に対する解析的研究

本研究は、様々な荷重群が作用したときのRCはり部材のせん断破壊を対象としたものであるが、最終目的としては、実構造物のせん断に対する合理的な設計法を見いだすものである。本研究の一連の実験では、分布荷重が作用するはり部材、ラーメン構造の隅角部付近や連続はりの中間支点付近に反曲点のあるような部材のせん断破壊実験を行っている。また、せん断破壊の中でも特に脆性的である斜め引張破壊の耐荷機構を実験的に調査し、終局時のおける耐力の急速な減少の原因について検討を行った。その結果、斜め引張破壊を引き起こす要因は、斜めひび割れがある程度成長した段階で発生するダウエルひび割れであることが認められた。本研究では、斜め引張破壊を解析的に評価するにあたり、このダウエルひび割れ(斜めひび割れ面で鉄筋に作用するせん断力と引張力によって生ずる)の発生メカニズムを明らかにすることとした。現在、用いられている非線形有限要素解析プログラムはコンクリートのひび割れ後の性状を取り入れており、曲げによる破壊あるいは圧縮が支配的となるせん断破壊に対しては終局時までの挙動をほぼ追跡することが可能である。しかしながら、前述のようなダウエルひび割れを表す適切なモデルがなく、斜め引張破壊を解析的にとらえることは困難である。本研究では、鉄筋に作用する軸方向引張力とダウエル力を変数として実験を行い、上記の解析プログラムに適用できるダウエルひび割れの発生モデルを作成した。このモデルの性質は、二方向の力によって生ずる割裂作用の変形を表しており、ひび割れ発生後の力の伝達はほとんど無くなるものとなっている。このモデルを解析に取り入れることにより、斜め引張破壊の脆性的な性質を表すことが可能となる。現在、この解析プログラムの検証を行っている段階であるが、今後種々の荷重状態について解析を行い、得られた多くの情報からはりのせん断に対する設計法の検討を行う予定である。
等質空間上のラドン変換と調和解析への応用

我々は等質空間上のラドン変換とその調和解析への応用について研究し、以下の結果を得た。一般化されたマトリックスラドン変換の像がパフィアン型不変微分作用素により特徴付けられる事を証明した。更に、反転公式も得た。(2)コンパクト対称空間上のシュレディンガー方程式の基本解のサポートが、ある条件のもとでは、有理数時間において低次元集合となる事、そして、無理数時間においては、対称空間全体と一致する事を証明した。平成19年度における本研究の研究実績の概要は以下の通りである。(1)コンパクト対称空間上のシュレディンガー方程式について積分幾何および調和解析の視点から研究を行い、以下の結果を得た。コンパクト対称空間をMとし、Mは偶数重複度条件を満たすとする。そして、M上のシュレディンガー方程式の基本解をE(t,x)とする。(ここで、xはM上を動く変数、tは時間変数とする。)このとき、E(t,x)の台、及び特異台に関して次が成立する。(a)t/2πが有理数のとき。xの超関数としてE(t,・)の台は、ある低次元の部分多様体の有限個の和集合になる。(b)t/2πが無理数のとき。xの超関数としてE(t,・)の台及び特異台はM全体と一致する。更に、上記の低次元部分多様体も具体的に構成できた。対称空間上のシュレディンガー方程式の解の台に関する研究は、これまでほとんど存在しない。この点で、この結果は重要かつ独創的である。また、シュレディンガー方程式の解が粒子の量子力学的な運動を記述することを考えると、上記の結果は、対称空間上の粒子が有理数を認識し、かつ、t/2πが有理数であるときには、ある非常に狭い領域にしか存在できない、ということを意味している。なお、平成19年8月にアイスランドで開催された国際研究集会「Integral Geometry, Harmonic Analysis and Re-presentation Theory」および平成20年3月に開催されたアメリカ数学会の研究集会部分的な結果は得られたが、これに関しては、まだ、研究を継続中である。(1)前年度に引き続き、コンパクト対称空間上のシュレディンガー方程式の基本解について研究を行った。得られた結果は以下の通り。コンパクト対称空間のルート系は偶数重複度条件を満たすと仮定する。このとき、有理数時間においては、基本解の台は、ある数論的条件から定まる低次元部分多様体となる。そして、そこにおける特異性の強さは、ウェイト格子とコルート格子から定まるガウス和で記述される。また、特異点の動径成分がワイル領域の内点となるときは、特異性が最も強く、ワイル領域の境界上にあるときは、特異性が弱くなることも判明した。更に、偶数重複度条件を満たさないコンパクト対称空間上のシュレディンガー方程式についても、研究を行った。現在も引き続き研究を継続中である。2杉皮葺き奥多摩地方における杉皮を混ぜた茅葺きの現地調査を行い、杉皮葺きの分布と構法の詳細を明らかにした。前年度に引き続き、大分県日田地方における杉皮を混ぜた茅葺きの葺き替え現場調査を行い、道具、材料、葺き方の詳細を明らかにした。また、職人への聞き取りを行った。(2)前年度に引き続き、行列空間上のグラスマン多様体上のラドン変換についてタフツ大学のゴンザレス教授と共同研究を行った。扱った問題は、ラドン変換の像の微分方程式を用いた特徴づけ、及び、反転公式の構成である。現在のところ、ある程度まとまった結果は出ているが、これも研究を継続中である。平成21年度中には研究成果を論文としてまとめられるのではないかと期待している。(3)ラドン変換の調和解析への応用として、ノンコンパクト対称空間および平坦な等質空間上の多重時間波動方程式系について、タフツ大学のゴンザレス教授と共同研究を行った。基本解の表示などに関する部分的な結果は得られているが、まだ、論文としてまとめられる段階には至っていない。平成21年度は、引き続き、(1)コンパクト対称空間上のシュレディンガー方程式の研究、および(2)一般化されたマトリックスラドン変換の研究、を行った。まず、(1)について述べる。M=U/Kを偶数重複度条件を満たすコンパクト対称空間とする。すると、M上のシュレディンガー方程式の基本解の台はt/cが有理数の時、低次元部分集合となり、t/cが無理数の時、M全体と一致する。ここで、cはMの幾何学的構造から決まる定数である。また、有理数時間において、基本解は、一般化されたガウス和で表わされることも突き止めた。通常のシュレディンガー方程式の基本解はこのような性質をもたないという点で、これは極めて奇妙な現象であると言える。本研究も、出発点ではラドン変換の応用として解の構成を考えていたが、結果としてラドン変換を用いないやり方でこのような結果を得た。

しかし本研究は、シュレディンガー方程式の解を構成する新しい方法を与えたという点では意義がおる。尚、本結果を、論文「Support Theorem for the fundamental solution to the Schoedinger equation on a compact symmetric space]としてまとめ、昨年投稿した。しかし、現在も投稿中の状態である。(2)については、ラドン変換に対する反転公式および像を特徴づける微分作用素を具体的に構造するこが出来、予想されていた結果を証明することに成功した。現在、論文を準備中である。また、関連する多重時間波動方程式系への応用についても考察を行った。
環境分析標準用プルトニウムトレーサの調製技術の研究

環境中のプルトニウムを精度よく分析するためのスパイク試料として価値が高い^<236>Puを、京都大学原子炉実験所の電子ライナック(中性子発生装置)を用いて、^<237>Np(γ,n)^<236m>Np→^<236>Puの反応により、高純度で製造する方法について研究した。京大原子炉の電子ライナックによって計3回の照射を行った。同伴する中性子の熱化を抑制することを目的に、冷却水の流路を4cmX4cmとした細い冷却力ラムを制作して照射に使用した。その結果、以下の成果が確認された。1.石英2重封入ターゲットを用いたNpの制動放射線照射が問題なく行えることを確認した。2.約120μA/30MeVの平均電流の電子ビーム照射による^<237>Np(γ,n)^<236m>Npの反応率が最大3.6X10^<-12>(1/sec)であり、この条件での約1mgの^<237>Npの約5時間の照射により、^<236>Puを約0.65kBq製造することができることを確認した。3.生成した^<236>Pu中の^<238>Puの同伴量はα放射能比で0.06%以下と大変小さく、この方法で製造した^<236>Puの放射化学的な純度が十分に高いこを確認した。4.実測された^<236>Puの生成率から見ると、報告されている^<236m>Npの分岐崩壊割合およびこれに伴うγ線放出割合の数値は概ね妥当である。5.京大炉の電子ライナックを用いて、一回の照射(10mg^<237>Np、30時間照射)で約25kBqの高純度^<236>Puを製造することが可能と考えられる。本研究により、京大炉の電子ライナックを用いた制動放射線照射により、高純度の^<236>Puを製造できることを確認した。この方法は、ターゲットの製造から照射に至るまで比較的容易な作業で行える上、安全である。今後、この方法により安定かつ安全に環境Pu分析用の^<236>Puを製造できると考える。環境中のプルトニウムを精度よく分析するためのスパイク試料として価値が高い^<236>Puを、電子ライナックの制動放射γ線を用いて、^<237>Np(γ,n)^<236m>Npの反応によって効率的に製造する最適な方法を研究した。^<237>Npの照射ターゲット試料を、京大原子炉の電子ライナックによって2回照射した。第一回目は、照射ターゲットの製造方法の確立と照射の安全性を確認することを目的として行ったもので、石英2重管ターゲットの制動放射線照射での安全性を確認するために^<237>Np0.42μCiの試料2本を29MeV av.の電子線で短時間照射しその健全性を確認した。