hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
調和解析的手法による関数空間上の種々の作用素の研究

調和解析による関数空間上の作用素の研究は、偏微分方程式の研究にとっても有効である。更に、それらの作用素がどの関数空間で有界であるかは、大変重要である。本研究においては、特に、分数冪積分作用素をradial関数空間のモレー空間上での有界性の研究及び偏微分方程式の解空間として重要であるモジュレーション空間の研究を主として行った。前者においては、分担者との共同研究でこれまでの研究を一般化できた。後者については、調和解析における作用関数の研究を通して、連携研究者と共同研究を行い、これまでの研究を進展させた。本研究課題の一つである実数直線のLp空間上のフーリエマルチプライヤー作用素の単位円のLp空間上の作用素への制限が単位円のLp空間上のフーリエマルチプライヤー作用素となることは,ドリュー,スタイン,ワイス,ブルガンなど多くの研究者によって研究されてきている。このことについて最近は,線形作用素としての研究だけでなく重み付き空間や多重線形作用素への拡張として多くの研究があり,特に,2012年のカルロ,ロドリゲスの研究や2014年のロドリゲスの研究はその集大成ともいえる。研究代表者は,カルロ,ロドリゲスの結果を研究し,それまでの研究代表者の研究の観点から見直しし,整理した証明を論文として数学の専門雑誌に掲載予定である。研究代表者と分担者は,ラデアルな関数の空間において,分数冪積分作用素の有界性について,スタイン,ワイス,ドナポリ,ドレリッチマン,デュラン等の論文を研究し,セントラルモレー空間との関係で研究を進めている。この研究については,ハンケル変換の関数空間との関係で,その内容を2014年度の調和解析セミナーで発表した。更に,これまで分担者と進めてきたユークリッド空間の重み付き空間上の分数冪積分作用素の有界性に関するアダムスの研究,キアレンツア,フラスカの研究などとの関係の研究を共同研究として継続している。偏微分方程式への調和解析からのアプローチについての研究代表者の方向からの研究は,今後の研究課題である。本研究課題の一つは,ユークリッド空間上の関数空間の一つであるLp空間の上の作用素であるフーリエマルチプライヤーの研究であった.この研究については,ドリュー,スタイン,ワイス,ブルガンなど多くの研究者たちによって研究されてきている.研究代表者は,2012年のカルロとロドリゲスロペスによるユークリッド空間上のLp空間の上のフーリエマルチプライヤーの制限が単位円上のLp空間の上のマルチプライヤーになるという結果を簡単化する別証明を与え,専門誌に発表した.次に,分数冪積分作用素についての研究では,Lp空間において,ハーディ・リトルウッド・ソボレフの不等式は,重要であり,よく知られているが,その後,スタインとワイスが特別な重みを付加した場合に,このタイプの不等式を示している.この結果を2011年にドナポリたちが,扱われる関数をラデアル関数に制限するという条件を付けることで,この不等式を改良した.研究代表者と分担者は共同研究により,この不等式をLp空間の一般化であるモレー空間で考えることによりアダムス型の不等式を得ることで,ドナポリたちの不等式を拡張することができた.更に一般化できないかと研究を継続している.また,これを専門誌へ投稿すべく準備中である.更に,関数空間の一つであるモジュレーション空間は,偏微分方程式において重要な関数空間である.この空間において,2012年に,ある作用関数が作用するかという問題があった.これを2016年にビヒマニとラトナクマルが古典的調和解析の結果を用いて,ある場合に解決した.関連する問題については,研究代表者と連携研究者が共同研究を行い,同様の結果が成立することを示した.本研究課題の一つであるフーリエマルチプライヤーの性質の研究については,研究代表者は,2012年のカルロとロドリゲスロペスによるユークリッド空間上のLp空間の上のフーリエマルチプライヤーの制限が単位円上のLp空間の上のマルチプライーになるという結果を簡単化する別証明を与え,専門誌に発表した.次に,分数冪積分作用素については,研究代表者と分担者の共同研究により,2011年のドナポリたちの得た不等式について,Lp空間の一般化であるモレー空間で考えることによりアダムス型の不等式を得ることで,ドナポリたちの不等式を拡張することができた.更に一般化できないかと研究を継続している.これを専門誌へ投稿すべく準備中である.また,関数空間の一つであるモジュレーション空間においては,2012年に,ある作用関数が作用するかという問題があったが,これを2016年にビヒマニとラトナクマルが古典的調和解析の結果を用いてある場合に解決した.関連する問題については,研究代表者と連携研究者が共同研究を行い,同様の結果が成立することを示した.本研究の課題は、Lp空間の一般化された関数空間であるMorrey空間及び関連する関数空間上の作用素の研究である。Morrey空間における線形作用素の一つに分数冪積分作用素がある。これは、1938年のHady-Littlewood-Sobolevの定理によりLp空間からLq空間への有界な作用素であることが示され、1958年にStein-Weissにより重み付きLp空間から重み付きLq空間への有界な作用素であることが示された。2011年にDe Napoli達は、分数冪積分作用素が作用する関数をradial関数に限るときStein-Weissの結果を改良した。

分担者との共同研究によりこれをMorrey空間上で研究を行い、Morrey空間からMorrey空間への有界作用素であること示すことができ、その系として、Spanneの不等式とAdamsの不等式を導いた。この内容は、数学の専門誌に掲載予定である。重み付きMorrey空間でも同様な研究を行い、2011年のDe Napoli達の結果の一般化を得た。これについては、2016年3月の日本数学会で発表し、更に発展させた結果を2017年3月の「調和解析セミナー」で発表した。また、Morrey空間上の多重線形作用素の研究では、分数冪積分作用素について、分担者と共同研究を行い、双線形作用素についても、その有界性を示すことができた。これについては、分担者が、2017年3月の「調和解析セミナー」で発表した。また、Lp空間の場合、Fourier乗作用素が多重線形の場合に、移転定理について、Carro-Rodriguezが2012年に示しているが、これを研究代表者は、もう少し簡単な方法で示し、2015年に数学の専門誌に掲載された。他に、連携研究者とModulation空間について共同研究を行い、その成果を2016年3月の日本数学会で発表した。調和解析による関数空間上の作用素の研究は、偏微分方程式の研究にとっても有効である。更に、それらの作用素がどの関数空間で有界であるかは、大変重要である。本研究においては、特に、分数冪積分作用素をradial関数空間のモレー空間上での有界性の研究及び偏微分方程式の解空間として重要であるモジュレーション空間の研究を主として行った。前者においては、分担者との共同研究でこれまでの研究を一般化できた。後者については、調和解析における作用関数の研究を通して、連携研究者と共同研究を行い、これまでの研究を進展させた。本研究課題の一つであるフーリエマルチプライヤー作用素の性質の中でLp空間上については,これまで多くの研究があったが最近のカルロ,ロドリゲスの研究により発展し,研究代表者のこれまでの研究成果と併せて整理することができ,数学の専門誌に掲載予定になっている。また,スタイン,ワイス等のラデアル関数空間上の分数冪積分作用素の有界性の研究は,セントラルモレー空間上において分担者と共同で研究を進めている。これについては,ハンケル変換のなす空間上に発展させて研究を進めている。次の方針で研究課題を進める:(1)ユークリッド空間,トーラス空間の上のモレー空間,ローレンツ空間などの関数空間上の作用素の性質についての研究である.研究代表者は,調和解析の立場から偏微分方程式などの他の分野との研究交流により研究を進める.(2)研究代表者と分担者は引き続き共同研究を継続する.特に,首都大学東京,北海道大学などの研究者と研究交流を行う.(3)代表者・分担者は調和解析に関係する研究会で,関数空間上の作用素についての関連する分野の研究者たちと研究交流を行う.数物系科学次の方針で研究課題について進める予定である。1.ユークリッド空間,トーラスなどのモレー空間,ローレンツ空間等の関数空間上の作用素の性質についての研究である。研究代表者は,調和解析の立場から偏微分方程式などの他の分野との研究交流により研究を進める。2.研究代表者と分担者は引き続きこれまでの研究を続ける。
山地小流域における雨水の移動と流出現象に関する研究

1.山地小流域の流出特性試験流域での観測結果、確率一概念流出モデル及び確率システム理論によるシミュレーション結果、さらには他研究機関における試験地での観測結果を総合して考察すると、山地小流域の流出特性として次のことがいえる。1).河道付近斜面域は常に湿潤な状態にあり、降雨発生の際にはまず河道付近が流出発生域として寄与し、降雨の継続に伴って斜面上方に拡大する。2).山腹斜面域活性層の初期土壌水分の分布が流出発生域の消長過程を通じて流出特性に大きな影響を及ぼす。3).斜面特性値の空間的な不均一が洪水ピーク流量の低下を逓減時における流出量の増加をもたらす。2.部分寄与域と貯留量との関係部分寄与域の指標として、数値シミュレーションによって得られる地表流発生域の面積率を考え、その値と貯留量の関係を調べたところ密接な関係があることが分かった。3.降雨流出成分の水質による分離山地河川の基底流出成分を分離するための一方法として水質に注目し、水質の流出特性と出水現象との関連性を検討した。その結果、非定常型の水質モデルを用いた基底流出成分の分離法が合理的であることを明らかにした。4.流域特性の定量化流出現象に影響が大である流域の特性量として、斜面長・斜面勾配・有効間隔率・表層厚・透水係数を考え、試験流域におけるサンプリング結果から確率統計的特性を把握した。その結果、これらの特性量を確率分布や確率密度関数を用いて表現できることが分かった。
極低温強磁場下における低密度、相関電子系のマイクロ波吸収

本研究では、低密度・相関電子系である、(1)準2次元有機伝導体(BEDT-TTF)系および(BEDT-TSF)系、(2)半導体超格子の界面2次元電子系、(3)低密度キャリアーを有する重い電子系(希土類モノプニクタイトなど)のマイクロ波測定を行った。実験条件は、室温から0.5Kまで、磁場は10Tまでの範囲で、またマイクロ波周波数は10-200GHzである。成果は以下の通りである。1.希土類化合物超伝導体CeRu_2のゼロ磁場下表面インピーダンスの測定を行い、複素伝導率の温度依存性を詳しく調べた。転移温度直下でのコヒーレンスピーク、および磁場侵入長の温度依存性から、S波対称性を有するBCS超伝導体であることを検証した。2.低密度磁性金属Yb_4As_3のサイクロトロン共鳴と電子スピン共鳴を観測し、共鳴磁場からホールキャリアの有効質量(約0.7m_0)と求まり、バンド計算と矛盾がないことを確かめた。3.α-(BEDT-TTF)_2NX_4Hg(SCN)_4(X=H,D)のサイクロトロン共鳴を観測し、重水素化によるπ電子の有効質量に変化がないことを確かめ、またSdH、dHvA効果から得られる質量よりも小さく、コーンの定理とは矛盾していないことを検証した。4.その他、これらのマイクロ波測定と関連して、重水素核磁気共鳴、音響dHvA効果、等の実験を行った。本年度はマイクロ波測定系の立ち上げに重点を置いた。12テスラおよびテスラの磁場下、温度はヘリウム3冷凍機により0.5Kまで共振器と試料を冷却できる装置を完成した。クライオ系は周波数帯域ごとにつくり、現在16-200GHz帯の測定が可能である。本年度行った研究は、(1)第一種および第2種半導体超格子、(2)少数キャリアー密度を有する重い電子電子系Yb4As3である。(1)に関しては、InGaAs/InAlAs,InP/InAlAs系の量子振動効果をマイクロ波吸収測定で観測し、ヘテロ界面に閉じ込められた2次元電子状態、サイクロトロン質量、緩和時間を求めた。一方、(2)に関しては、キャビティ摂動法と透過法により測定し、電子スピン共鳴とサイクロトロン共鳴の双方を観測した。周波数依存性と温度依存性からこれら二つの共鳴を同定し、サイクロトロン質量が自由電子質量の0.72倍であること、g値が2.04となることを明らかにした。播磨によるバンド計算(LAPW法)と比較し、この質量をもつキャリアはAsの4pホールによる可能性が高いことを示した。この結果、これまで重い電子系と考えられていたこの物質は、111方向の1次元ハイゼンベルグ鎖のスピン励起を見出した中性子非弾性散乱の結果と相補的で、フェルミ準位近傍の電子状態は半金属的であることを主張した。従って、5d電子のサイクロトロン共鳴を実験的に検証することが、今後に残された。1.希土類化合物超伝導体CeRu2のゼロ磁場下表面インピーダンスの測定を行い、複素伝導率の温度依存性を詳しく調べた。

2.低密度磁性金属Yb4As3のサイクロトロン共鳴と電子スピン共鳴を観測し、共鳴磁場からホールキャリアの有効質量(約0.7m0)と求まり、バンド計算と矛盾がないことを確かめた。3. α-(BEDT-TTF)2NX4Hg(SCN)4(X=H,D)のサイクロトロン共鳴を観測し、重水素化によるπ電子の有効質量に変化がないことを確かめ、またSdH、dHvA効果から得られる質量よりも小さく、コーンの定理とは矛盾していないことを検証した。4.その他、これらのマイクロ波測定と関連して、重水素核磁気共鳴、音響dHvA効果、等の実験を行った。本研究では、低密度・相関電子系である、(1)準2次元有機伝導体(BEDT-TTF)系および(BEDT-TSF)系、(2)半導体超格子の界面2次元電子系、(3)低密度キャリアーを有する重い電子系(希土類モノプニクタイトなど)のマイクロ波測定を行った。実験条件は、室温から0.5Kまで、磁場は10Tまでの範囲で、またマイクロ波周波数は10-200GHzである。成果は以下の通りである。1.希土類化合物超伝導件CeRu_2のゼロ磁場下表面インピーダンスの測定を行い、複素伝導率の温度依存性を詳しく調べた。転移温度直下でのコヒーレンスピーク、および磁場侵入長の温度依存性から、S波対称性を有するBCS超伝導体であることを検証した。2.低密度磁性金属Yb_4As_3のサイクロトロン共鳴と電子スピン共鳴を観測し、共鳴磁場からホールキャリアの有効質量(約0.7m_0と求まり、バンド計算と矛盾がないことを確かめた。3.α-(BEDT-TTF)_2NX_4Hg(SCN)_4(X=H,D)のサイクロトロン共鳴を観測し、重水素化によるπ電子の有効質量に変化がないことを確かめ、またSdH、dHvA効果から得られる質量よりも小さく、コーンの定理とは矛盾していないことを検証した。
セミマクロスコピックスケールの巨大磁気モーメントイメージング

現在までに,ミクロンスケールの人工周期構造を有する強磁性パーマロイ(Fe_<20>Ni_<80>)の人工格子薄膜のX-band強磁性共鳴スペクトル測定により,2つの新しいモードが生じることを明らかにしてきた.このモードは,ミクロスコピックとマクロスコピックの中間領域であるセミマクロスコピックな量子機能と捉えることができ,このモードの詳細を解明することが目的である.そこで本研究ではESRイメージングという方法で,セミマクロスコピックスケールの新規量子磁気モードを可視化することを試みた.より大きな磁場勾配を作ることが,イメージングの分解能に直結する.高分解能ESRイメージングに必要な,大きな磁場勾配を作成するために,磁場勾配用コイルを検討した.単純なアンチヘルムホルツコイルでは勾配磁場の均一領域を稼ぐことができないことが明らかになった.つまり限られた空間のみを使用するためにイメージングを行うのに解像度が低くなるために不利である.そこで,MRIで開発された方法であるターゲットフィールド法を用いて最適な磁場勾配用コイルの形状を求めた.この方法を使用することで勾配磁場の均一な空間を大きく確保することに成功した.しかし,(1)ESR線幅が数百ガウス程度あること,(2)反磁場の影響でシグナルが大きく低磁場へシフトしてしまうという2点から,十分な分解能が得られない.これを回避するためには,高磁場ESRと高磁場勾配を組み合わせる高分解能ESRイメージングシステムの開発,もしくは,適当な物質を開拓する必要がある.そこで,高分解能ESRイメージングを目指して,Q-band ESRを使用した磁場勾配用コイルを開発へと発展させる予定である.現在までに、ミクロンスケールの人工周期構造を有する強磁性パーマロイ(Fe_<20>Ni_<80>)の人工格子薄膜のX-band強磁性共鳴スペクトル測定により、2つの新しいモードが生じることを明らかにしてきた。その2つの新規量子モードとは、微小磁性体間の磁気双極子相互作用を起源とした磁気双極子スピン波モードと、微小磁性体の幅方向がミクロンスケールになったことにより生じる横方向のWalkerモードである。本研究の最終目的はセミマクロスコピックスケールの新規量子磁気モードの可視化である。その一方で、上記2モードは、動的磁気特性であり周波数依存性があることが期待される。そこで、Q-band(35GHz)システムで、強磁性人工格子薄膜の強磁性共鳴スペクトル測定を行った。スペクトルの特徴は、X-bandスペクトルと同様であり、メインシグナルとその高磁場側に複数のサテライトシグナルを持つスペクトル構造であった。Q-bandスペクトルがX-bandと同様の特徴を示したことは、2種の新規量子磁気モードは、Q-band周波数と比べて十分に早い動的磁気特性であることを示唆している。また得られたスペクトルは全体的に高磁場側にシフトしており、高磁場にしたことによるゼーマン項の効果が現れていることが明らかになった。より大きな磁場勾配を作ることが、イメージングの分解能に直結する。現在、高分解能ESRイメージングに必要な、大きな磁場勾配を作成するために、磁場勾配用アンチヘルムホルツコイルを思考錯誤中である。磁場勾配コイルを作成の上、イメージングを行う。現在までに,ミクロンスケールの人工周期構造を有する強磁性パーマロイ(Fe_<20>Ni_<80>)の人工格子薄膜のX-band強磁性共鳴スペクトル測定により,2つの新しいモードが生じることを明らかにしてきた.このモードは,ミクロスコピックとマクロスコピックの中間領域であるセミマクロスコピックな量子機能と捉えることができ,このモードの詳細を解明することが目的である.そこで本研究ではESRイメージングという方法で,セミマクロスコピックスケールの新規量子磁気モードを可視化することを試みた.より大きな磁場勾配を作ることが,イメージングの分解能に直結する.高分解能ESRイメージングに必要な,大きな磁場勾配を作成するために,磁場勾配用コイルを検討した.単純なアンチヘルムホルツコイルでは勾配磁場の均一領域を稼ぐことができないことが明らかになった.つまり限られた空間のみを使用するためにイメージングを行うのに解像度が低くなるために不利である.そこで,MRIで開発された方法であるターゲットフィールド法を用いて最適な磁場勾配用コイルの形状を求めた.この方法を使用することで勾配磁場の均一な空間を大きく確保することに成功した.しかし,(1)ESR線幅が数百ガウス程度あること,(2)反磁場の影響でシグナルが大きく低磁場へシフトしてしまうという2点から,十分な分解能が得られない.これを回避するためには,高磁場ESRと高磁場勾配を組み合わせる高分解能ESRイメージングシステムの開発,もしくは,適当な物質を開拓する必要がある.そこで,高分解能ESRイメージングを目指して,Q-band ESRを使用した磁場勾配用コイルを開発へと発展させる予定である.
がん細胞における染色体ホモ欠失領域からの新規がん抑制遺伝子の単離

9p21、22q12という種々の、ヒトがんで高頻度に欠失する染色体領域を対象とし、9p21領域に関しては、染色体欠失の分子機構の研究、標的がん抑制遺伝子の同定、22q12領域に関しては、新規がん抑制遣伝子MYO18Bの不活化メカニズムの解析を行った。1.肺がん等の固形がんにおけるp16がん抑制遺伝子欠失の分子機構の追求53例のヒトがん細胞株(肺がん21例、他の9種の固形がん32例)における9p21欠失の切断点の分布、構造を明らかにした。その結果、欠失のきっかけとなる2本鎖DNA切断はp16遺伝子座周辺に頻発するが、特定の部位・配列内で発生してはいないことが示された。また、欠失は切断DNAのerror-proneな非相同末端再結合修復の結果発生することが推定された。2.肺がんにおける9p21欠失の標的がん抑制遺伝子の同定9p21領域にはalternative splicingにより異なる細胞増殖制御蛋白質をコードするp16、p14ARF遺伝子が存在する。しかし、肺非小細胞がんでは、p16遺伝子の方がp14遺伝子よりも高頻度にホモ欠失・変異・過メチル化により失活していることから、p16遺伝子が肺非小細胞がんにおける9p21欠失の主要な標的がん抑制遺伝子であることを明らかにした。3.がん抑制遺伝子MYO18B不活化メカニズムの解析肺がん細胞株について、MYO18B発現とプロモーター領域のヒストン蛋白質のアセチル化状態の関係を調べた。その結果、ヒストンH3、H4蛋白質のアセチル化状態とMYO18B発現に有意な正の相関が見られた。よって、欠失、変異、プロモーター領域のメチル化に加え、ヒストンH3、H4蛋白質の脱アセチル化が、肺がんにおけるMYO18B遺伝子失活の主要因のひとつであることが示された。
メゾスコピック系における測定の反作用とトポロジカルな準粒子

昨年度までの研究では、量子ドットを含むAharonov-Bohm(AB)干渉計に、量子ドット電荷計を静電的に結合させて、AB干渉計を環境と見なした場合の量子ドット電荷計における線形伝導に着目してきた。このような系では、量子ドット電荷計を通過する電子はAB位相を直接獲得していないにもかかわらず、電子間相互作用によって量子ドット電荷計における線形伝導にAB磁束に対する振動が現れる。特に、電子間相互作用が強い状況で、電子間相互作用によって誘起されたAB振動のvisibilityが電子・正孔対称点近傍において1になることを示した。この物理的なメカニズムはまだ明らかとなっていないが、電子間相互作用が強い極限で適用可能な運動方程式の切断近似を用いていることに原因があるのではないかと思い、別の近似法を試してみた。改良2次摂動理論と呼ばれる定性的には相互作用の強い領域から弱い領域までを広くカバーできる近似法で同様の計算を試みた。結果として、定性的には同じような振る舞いを得たため、近似のせいではなく何か物理的に意味のある結果ではないかと思われる。それと並行して、これまでの量子ドットを含むAB干渉計の量子ドットを含む経路側を量子ホール効果のエッジ状態を記述するカイラルな1次元電子系の有効理論であるカイラル朝永・ラッティンジャー液体理論を用いて記述するようなモデルの検討を開始した。より一般的なモデルを考えるために、相互作用する領域を量子ドットのように点ではなく、有限の広がりをもった領域とし、相互作用パラメータを階段関数的に与えるモデルを構築した。以前までの研究では、量子ドットを含むAharonov-Bohm(AB)干渉計に、量子ドット電荷計を環境として結合させた場合に、AB干渉計における電子に対する位相緩和の物理的な起源を明らかにすることで、量子ポイントコンタクト電荷計との違いを調べた。昨年度は見方を逆にして、AB干渉計を環境と見なして、量子ドット電荷計における線形伝導に着目することで新しい物理現象を見出した。通常のAB効果では、干渉計を通過する電子が直接AB磁束の影響を受けてAB位相を獲得することでその電気伝導特性がAB振動を示すことが良く知られている。今回我々が調べた系では、量子ドットを通過する電子は直接的にAB磁束の影響を受けておらず、電気伝導特性にAB振動が現れないように思われるが、AB干渉計に含まれる量子ドットとの間に静電的な結合があることで、AB干渉計の情報を間接的に取り込み、その結果としてAB干渉計との間に電子のやり取りが存在しないにも関わらず、電子間相互作用によって量子ドット電荷計における線形伝導にAB振動が現れることを示した。特に、電子間相互作用が弱い領域では、電子間相互作用によって誘起されるAB振動の起源が量子ドット電荷計の電荷感受率であることを明らかにした。また、メゾスコピック系における電気伝導特性に現れるAB振動のvisibilityは、電極などの環境系との結合による位相緩和のために通常は1(100%)よりもかなり低い値を示す。しかし、我々が調べた電子間相互作用によって誘起されるAB効果では、相互作用が強い領域において、元のAB干渉計における線形伝導のvisibilityが数%とかなり低いにも関わらず、電子間相互作用によって誘起されたAB振動においては、電子ー正孔対称点近傍においてvisibilityが1になることを示した。この物理的なメカニズムは今のところよく分かっていない。研究目的の1つである、アーベリアンなエニオンに対する測定の反作用を調べる際に、相互作用しているカイラルTomonaga-Luttinger液体のような系をいきなり扱わずに、まずは相互作用していない系での基本的な物理を調べておくことが重要であると判断し、これまでの研究で扱ってきた量子ドットを含むAB干渉計における議論を発展させた。その際、当初は全く予想していなかった非常に興味深い結果を得たことで、その物理的な解釈や起源を調べることに時間がかかり過ぎてしまったことが本研究が遅れている主な原因である。

そのため、本来の研究計画で予定していた、充填率が奇数分母の分数量子ホールエッジ状態をカイラルTomonaga-Luttinger液体理論に基づいて記述し、その系が量子ドット電荷計と静電的に結合することで誘起される位相緩和を調べることが出来ず、現在は研究が遅れている。昨年度は、相互作用によって誘起されたAB効果の議論と並行して、Chern-Simons有効理論を用いてカイラルTomonaga-Luttinger液体を記述する方法の議論を研究協力者とともに進めてきたので、今年度はそこで得た知見を活かして、充填率が奇数分母の分数量子ホールエッジ状態をカイラルTomonaga-Luttinger液体理論に基づいて記述し、量子ドット電荷計と静電的に結合することで誘起される位相緩和を非平衡2次摂動理論により計算する。位相緩和の物理的な起源を明らかにすることで、これまでに扱ってきた相互作用の無いAB干渉計と相互作用のあるカイラルTomonaga-Luttinger液体との間にどのような違いが生じるかを調べる。特に、カイラルTomonaga-Luttinger液体では後方散乱を伴わないために、これまでに調べてきた位相緩和とは異なるメカニズムが期待される。非平衡2次摂動理論による計算が進み次第、研究協力者であるスイスのETHのIhn教授と連絡を取り、1度訪問して実際に実験をすることを念頭に置いた議論をする予定である。また、並行して非アーベリアンなエニオンのエッジ状態を記述する有効理論の構築に向けて、アーベリアンなエニオンのエッジ状態に対する有効理論としてのChern-Simons理論の拡張を進める。研究が遅れているために、本来予定していた海外の研究協力者との打ち合わせのための出張が出来なかったことが大きな原因である。また、海外のアドバイザーを呼んでの議論も出来ず、予定していた謝金を支払うことが出来ていないために、次年度使用額が生じた。今年度は、昨年度の研究成果を論文として出版し、研究成果を国際会議で発表するための旅費とする。また、研究を進展させ、今年度は海外から研究協力者を呼んで研究打合せをしたり、こちらから海外のアドバイザーのもとへ行くための旅費として使用する予定である。また、論文を1つでも多く出版して、その出版費用にあてるつもりである。
超短パルスレーザー加工におけるパルス累積効果の新しい可視化方式による解明

短パルスレーザー加工における累積照射パルス数の影響について,高繰返し短パルスレーザーを光源とする高速度ビデオ撮影法,高速度レーザーストロボスコピックビデオ撮影法を開発,これによる可視化,解析を行った.加工屑の堆積挙動や粒子状の加工屑の間欠的な排出などの観察に成功した.パルスエネルギーやレーザー走査速度によって加工形状だけではなく,加工屑の形状や堆積挙動、堆積範囲などが変化した。加工パラメーターの影響の解明には,さらに系統的な研究が必要である.さらに,この手法を液中でのレーザー誘起衝撃現象におけるキャビテーションバブルの寄与や,液中での金属ナノ粒子生成現象の解明に応用する事が出来た.短パルスレーザー加工における累積照射パルス数の影響について,高繰返し短パルスレーザーを光源とする高速度ビデオ撮影法,高速度レーザーストロボスコピックビデオ撮影法を開発,これによる可視化,解析を行った.加工屑の堆積挙動や粒子状の加工屑の間欠的な排出などの観察に成功した.パルスエネルギーやレーザー走査速度によって加工形状だけではなく,加工屑の形状や堆積挙動、堆積範囲などが変化した。加工パラメーターの影響の解明には,さらに系統的な研究が必要である.さらに,この手法を液中でのレーザー誘起衝撃現象におけるキャビテーションバブルの寄与や,液中での金属ナノ粒子生成現象の解明に応用する事が出来た.高速度ビデオカメラと高繰返しのナノ秒パルスレーザーを同期させ、高時間分解能の撮影システムを構築した。これを、1kHzの繰返しの超短パルスレーザーによる、超硬合金のパーカッション穴あけ加工と、多層構造薄膜試料の加工過程の観察に適用した。パーカッション穴あけ加工の観察では、初期の計画通り、照射パルス数11000までの加工穴径の拡大の様子と、加工くずの排出挙動の観察に成功した。カメラと照明レーザーを30kHzで発振させたので、加工用レーザー1パルスあたり33μs間隔で30枚の画像を撮影することができ、これによって、30μm程度の大きさの加工くずの塊が、間欠的に加工穴から排出される様子をはじめて撮影することができた。また、パルスエネルギーの影響についても、初歩的ながら結果を得ることができた。多層構造薄膜(有機太陽電池)の加工においては、ビームを走査するライン加工を行い、膜の構成物質の差異やパルスのオーバーラップ率の影響を観察した。直接の画像からは変化が明確ではない場合でも、前後の画像の差分をとると、変化を明確にとらえることができることを示した。さらに、加工用レーザーと撮影用レーザーの発振タイミングにディレイをおくことによって、より短い時間間隔(今年度は5μsとした)での撮影にも成功した。上述のように、今年度の成果として、累積パルス数の効果を直接観察するための、新奇な可視化手法を確立することができた。側方からの撮影については、試料表面端からの回折の影響が大きく、十分な解像度が達成されておらず、試料形状や撮影光学系に関する工夫が必要である。本研究では、超短パルスレーザー加工における、同一箇所に照射されるパルス数、すなわち累積パルス数の影響について、パルスレーザー光源と高速度ビデオカメラを組み合わせた、新しい撮影方法によって可視化し、詳細に検討することを目的としている。これによって、加工速度や加工品質に大きく影響することが知られている、レーザーの走査速度や経路の役割について明らかにし、加工プロセスの最適化への指針を得る端緒を切り開きたいと考えている。本年度の研究では、超硬のパーカッション穴あけの際の試料表面の形状変化についての、パルスエネルギーや繰り返し率の影響を検討した。さらに、粒子状の加工くずが間欠的に放出される様子の観察に成功し、複数の撮影結果を統計的に処理、粒子の排出は累積パルス数がある程度以上になってから起こること、そのパルス数はパルスエネルギーが高いほど小さくなる傾向であること、など加工ごとに変動のある現象についての知見を得ることが出来た。これは、これまで報告例のない、新しい結果である。また、側面方向からの撮影にも成功し、衝撃波やプルームの挙動が照射パルス数によって、どのように変化するのかについても観察できた。シャドウグラフと合わせてシュリーレン法によるによる動画撮影も行ったが、得られた画像は鮮明度の改善が必要である。照射点が固定されているパーカッション加工だけではなく、試料を走査することで、溝加工における走査速度の影響を観察することが出来た。この場合にも、粒子状の加工くずが間欠的に放出される様子が観察された。ビームを回転させるトレパニング加工については、観察点の変動がピントのずれになって画質に悪影響を与えており、この点の改善が必要である。本年度の研究計画では、昨年度に明らかになった加工用レーザーと照明用レーザーの繰返し周波数のわずかな差(1パーセント以下)により照射パルス数が300を超えると顕著になる撮影タイミングのずれを解消し、加工レーザーの繰返し数とビームの走査速度の加工現象にあたえる影響を精確に観察することが大きな目標であった。レーザーの繰返し周波数の差は、各レーザーの制御システムでは修正できない程度のわずかなものであるため、全体の同期方法を考え直し、照明用レーザーのクロックを基準として、これをダウンカウンターで逓減した信号で加工用レーザーを発振させるように改良した。これによって、累積パルス数1000発程度までの間、安定した動画撮影が可能になった。このシステムを用いて、超硬を試料にした穴あけ加工と溝加工について、照射パルス数の影響を調べた。加工形状の深さがスポット径と比べてあまり大きくない場合には、加工屑は画像からは個別の粒子として観察できない微粉末になり、加工部周辺に堆積した。

加工深さが増大すると、間欠的に数十マイクロメータサイズのデブリが加工部から放出されるようになった。また、加工部周縁に堆積物が周期的に堆積する様子が観察された。どの程度の加工深さでこのような挙動の変化が生じるのかを、単一個所へ与えるレーザーエネルギーが一定という条件下で、走査速度、パルスエネルギー、走査回数を変えて検討したが、これらのパラメータの影響はかなり複雑であった。この条件では、加工された体積は一定になることが期待されたが、その結果は簡単には整理できず、加工部形状などの別の因子も考慮する必要があることが明らかになった。本研究では、短パルスレーザー加工における、同一箇所に照射されるパルス数、すなわち累積パルス数の影響について、パルスレーザー光源と高速度ビデオカメラを組み合わせた、新しい撮影方法によって可視化し、詳細に検討することを目的としている。超硬のパーカッション穴あけの際の試料表面の形状変化について、光学系を改良し画像の鮮明度を上げることができた。これに基づき、パルスエネルギーや繰り返し率の影響を、昨年度に引き続き検討した。これらの研究成果の一部は、国際学会等で発表を行った。加工用レーザーや照明用レーザーに不具合が発生したため、予定外の修理費の支出に迫られてしまった。また、加工用フェムト秒レーザーと照明用レーザーの繰り返し周波数とに、わずかな差が生じ、累積パルス数が300パルスより多くなるとこの影響が現れ始め、照射パルスと照明パルスとのずれが大きくなってしまった。そこで、これまでのタイミング回路を改良し、照明用レーザーのクロックを基準として、加工用レーザーを外部同期で発振させられるように、制御系の改良を行っている。これまでの研究で開発したシステムを、当初の研究計画に沿って、高速度光弾性ビデオ撮影法という新しい可視化方法に発展させた。これを用いて、短パルスレーザーによる水中でのレーザーピーニング過程を観察、レーザー照射後の衝撃波と圧力波の伝播挙動と、水深や表面コートがそれらに与える影響についてを、可視化することに成功した。また、水中でレーザーによって生じた気泡が膨張後に収縮、崩壊する過程とそれに伴う2次的な衝撃波、応力波の発生についても、明瞭に観察することに成功した。レーザーパルスエネルギーや水深、表面コートがこの2次的な応力発生にどのように影響するのかについても、詳細に検討可能なデータを得ることができた。開発したシステムの有効性を検証でき、レーザー加工において、間欠的に生じる現象を、統計的に解析することが出来た。また、側方からの撮影、ビームを走査した場合の撮影にも成功した。25年度が最終年度であるため、記入しない。計画に対して、若干の遅れが出ている面と進展している面がある。超短パルスレーザー加工における累積パルス数の影響の研究では、加工用のフェムト秒レーザーに何度か不具合が生じ、予定していた実験をすべて行うことはできなかった。原因の一部はレーザーメーカでも十分には解決できておらず、引き続き問題となっている。
離散型生産システムの挙動モデルと動作検証システムの開発

<研究目的>本研究では、離散型生産システムのために開発した挙動表現モデル「拡張時間ステートチャート」のモデル化手法、及び、そのモデルに基づく制御系設計手法を提案するとともに、そうして設計されたシステムが正しく動作するかどうかを検証するための手法を確立することを目的としている。<研究方法と成果>1.モデル化手法の開発に関しては、拡張時間ステートチャートの持つ自由度を一部制限し、その代わりに系統的に生成させるという方法を、生産システムが本来持っている「プロセスネットワーク型の構造」を生かすというアイディアに基づいて開発した。また、その妥当性・有効性を、計画の追加・取り消し・変更が頻繁に起こる現実規模の「特殊プラスティックフィルム製造プラント」を用いて確認した。(研究成果(雑誌論文)の2つ目)更に、本方法の有用性を、汎用ツール「UPPAAL」を用いた比較実験により確認した。(研究成果(雑誌論文)の3つ目)2.制御系設計手法の開発については、制御動作を実機上で実現するのに必要な様々な情報を、拡張時間ステートチャートから、いくつかの「テンプレート」を用いて系統的に抽出させる方法を開発し、その妥当性・有効性をフローショップ型のFA実験装置を用いて確認した。(SICE論文誌投稿中)3.拡張時間ステートチャートに基づく検証手法としては、モデルチェッキング手法に基づく論理的検証手法の開発を進めると共に、「詳細な部分検証がし辛い」という当該検証手法の弱点を補うための方法論の開発を行った。;具体的には、拡張時間ステートチャート上の性質検証を、そのモデルの中間モデルとして得られるプロセスネットワーク型モデル上で間接的に行わせるような方法論として、汎用ツール「SPIN」の利用を前提とした手法を開発し、その妥当性・有効性を、FA実験装置を用いて確認した。(研究成果(雑誌論文)の1つ目)<研究目的>本研究では、離散型生産システムのために開発した挙動表現モデル「拡張時間ステートチャート」のモデル化手法、及び、そのモデルに基づく制御系設計手法を提案するとともに、そうして設計されたシステムが正しく動作するかどうかを検証するための手法を確立することを目的としている。(研究成果(雑誌論文)の1つ目)
爆接機構に及ぼす素材諸物性の影響に関する研究

本研究は、爆接機構に影響を及ぼす素材物性要因のうち、特に変形能に関係した爆接素材の初期温度および硬度を取り上げ、それら要因と臨界爆薬荷重(接合界面全体にわたり完全な接合が得られる最小爆薬荷重)、接合波形(振幅、波長)等との関係を検討し、次の知見を得た。1.本研究を通し、何れの飛翔板と母板の組合せにおいても、接合面積比は、爆薬荷重のある値以上で急激に増大して臨界爆薬荷重に達する。2.臨界爆薬荷重は、飛翔板が銅、オ-ステナイト系ステンレス鋼、アルミニュ-ムの何れの場合においても母板軟鋼の初期温度の上昇と共に減少する。又同一爆薬荷重における接合面積比(接合部面積/試験片表面積)および接合波形の振幅・波長は、母材初期温度の上昇と共に増大する。但し、アルミニュ-ムが飛翔板のときは、波状結合はほとんど発生せず、溶融接合ないしは直接結合の形態を示す。3.同一爆薬荷重における接合面積比は、飛翔板材料の密度の減少とともに減少する。4.臨界爆薬荷重(R_c)は、母板(SS41,S45C,高Mn鋼)のビッカ-ス硬さ(H_v)の上昇と共に増大し、次式の関係を示した。5.接合波形の振幅および波長と母板硬度との関係は次式で示しうる。6.臨界爆薬荷重(R_c)と母板の引張強さ(σ_T)および降伏強さ(σ_Y)との関係は、SUS304-S45Cの爆接時は次式で示しうる。研究室内での爆接実験の可能な真空耐圧火薬試験器を購入し、その使用性能の確認および爆接条件の認定のための種々の予備実験を行った後、次にのべる本研究に入った。研究に使用した爆接素材は、合せ材はSUS304オーステナイト系ステンレス鋼板(板厚1mm)であり、爆接母材は、板厚15mmの構造用圧延鋼板SS41および機械構造用炭素鋼S45Cの2種類である。爆接方法は、何れの場合も平行法を採用し、使用爆薬は、ダイナマイトとした。爆接機構ないしは挙動に影響を与える素材物性要因の重要なものとして、その動的な降伏強さや延性などが考えられる。本研究では、それらの要因と大きな関連性をもつ硬度を取上げ、母板となる炭素鋼板の硬度を、レーザー照射や燒入れ・燒もどしによる熱処理により種々変化させて、それらと爆接挙動との関係を検討した。現在までに得られた主な知見は、次のとおりである。1.爆発荷重、接合面積比と母板炭素鋼板の硬さとの関係本研究での母板炭素鋼板の硬さの変化範囲(Hv=149677)では、硬さの如何にかかわらず、ある爆発荷重(爆薬の質量/合せ材の質量)以上では、100%の接合面積比(接合面積/母板の表面積)が得られるが、母板の硬さの上昇とともに、爆接面の一部に接合が観察されはじめる爆発荷重および100%の接合面積比が得られる最小爆発荷重(Rc)は増大する。このRcは、母板硬さHvの関数として、次式であらわしうる。Rc=A(Hv)^2+B A,Bは定数で、本研究の場合A=7.57×10^<-7>,B=0.59であった。2.接合波形と母板炭素鋼の硬さおよび爆発荷重との関係接合波形の波長・振巾は、爆発荷重の増大により直線的に増大するが、その直線の傾斜は、母板炭素鋼板の硬さの増大とともに減少する。

本研究は、爆接機構に影響を及ぼす素材物性要因のうち、特に変形能に関連した爆接素材の初期温度および硬度を取り上げ、それら要因と臨界爆薬荷重(接合界面全体にわたり完全な接合が得られる最小爆薬荷重)、接合波形(波長、振幅)等との関係を検討し、次の知見を得た。1.本研究を通し、何れの飛翔板と母板の組合せにおいても、接合面積比は、爆薬荷重のある値以上で急激に増大して臨界爆薬荷重に達する。2.臨界爆薬荷重は、飛翔板が銅、オ-ステナイト系ステンレス鋼、アルミニュ-ムの何れの場合においても母板軟鋼の初期温度の上昇と共に減少する。又同一爆薬荷重における接合面積比(接合部面積/試験片表面積)および接合波形の振幅・波長は、母板初期温度の上昇と共に増大する。但し、アルミニュ-ムが飛翔板のときは、波状結合はほとんど発生せず、溶融結合ないしは直接結合の形態を示す。3.同一爆薬荷重における接合面積比は、飛翔板材料の密度の減少と共に減少する。4.臨界爆薬荷重(R_c)は、母板(SS41、S45C、高Mn鋼)のビッカ-ス硬度(Hv)の上昇と共に増大し、次式の関係を示した。5.接合波形の振幅および波長と母板硬度との関係は次式で示しうる。6.臨界爆薬荷重(R_c)と引張強さ(σ_Υ)および降伏強さ(σ_Υ)との関係は、SUS304-S45Cの爆接時は次式で示しうる。
五感による視覚障害者のための歩行訓練の手法に関する研究

今年度は視覚障害者の嗅覚に関して、晴眼者との比較実験を中心として活動を行った。視覚障害者の被験者3名、晴眼者の被験者6名の計9名に対して実施した。本年度の研究では、視覚障害者と健常者との嗅覚の比較について、パネル選定試験の試薬である、T&Tオルファクトメーター試薬の5種類のにおい物質と濃度を基準臭として使用した。においの質について、Aはβ-フェニルエチルアルコールで「花のにおい」、Bはメチルシクロペンテノロンで「甘い焦げ臭」、Cはイソ吉草酸で「腐敗臭」、Dはγ-ウンデカラクトンで「熟した果実臭」、Eはスカトールで「糞臭」、となっている。これらのにおいに関して、5本のにおい紙の中から、においの付いた2本のにおい紙を選び出すという「5-2法」を利用した。すべて正解の場合は「〇」、1試薬間違いの場合には再試験を実施し、再試験で、間違えた基準臭で2回試験を行い、2回とも正解だった場合には「〇(合格)」として取り扱っている。また、2試薬以上間違いだった場合には「×(不合格)」とした。被験者は視覚障害者であるが、全員が5つの基準臭に関して「〇(合格)」となっている。しかも、すべて正解で合格した。一方、晴眼者の被験者は、再試験で合格したケースもあり、特にDのγ-ウンデカラクトン「熟した果実臭」に関しては、被験者6人中5人が不合格という結果だった。その他、Bのメチルシクロペンテノロンに関しても、晴眼者の被験者は不合格が2名おり、腐敗臭や糞臭に関する、イソ吉草酸やスカトールでも不合格者が出る結果となった。今回の結果では、視覚障害者の被験者は少数ながらも、晴眼者の被験者より嗅覚の感度が高い結果となっていた。研究目的は、視覚障害者の五感を利用した総合的な歩行訓練の手法について構築していくことであり、現状の歩行訓練の課題を整理することが研究計画の柱であるが、平成27年度は社会適応訓練の現状整理と課題の抽出を中心に行った。関係機関への調査に関しては、日本盲人会連合や盲学校を中心に聞き取り調査を行った。研究の初段階で、研究の性質上、眼科医との連携が必須であることが明らかとなり、眼科医を中心に視覚障害者の社会適応訓練等に関して研究活動を実施している研究会にも参加し、現在の課題について調査を行った。その結果、先ず、歩行訓練に関しては特にその制度がしっかりと確立していないこと、盲学校は生徒の人数が減少傾向にあるのに対して、少子高齢化に伴い、高齢者をはじめ中途失明者が増加傾向にあることで、中途失明者向けの歩行訓練も含めた社会適応訓練の必要性が明らかとなった。また、歩行訓練士の制度自体が確立しておらず、青森県内に限っては、歩行訓練士の有資格者は2名のみであること、歩行訓練士が盲学校の生徒以外に歩行訓練を実施することは可能であるが、授業時間以外に実施しなければならないことや、歩行訓練士の負担も多いことが分かった。よって、中途失明の視覚障害者は歩行訓練の受け入れ先が確立されておらず、社会復帰するための制度を整備していくことが必要であるといえる。歩行訓練士に対する調査からは、日常的に外出する際の歩行訓練も重要であるが、非常時、特に震災時などへの対応が必要性があり、防災訓練に関する調査も重要であることが明らかとなり、盲学校における避難訓練の実態などを調査した。そこで新たな課題も明らかとなったので、次年度の研究で検討したい。視覚障害者の社会適応訓練の現状整理と課題の抽出については、根本的な課題が解決されていないことが明らかとなり、国内の歩行訓練の制度に関して、さらに掘り下げて現状整理と課題抽出を実施しなければならないことが分かった。よって海外における視覚障害者の社会適応訓練の実態調査については次年度以降に実施することとした。国内の社会適応訓練の実態について、単に歩行訓練の整備の必要性について明らかとなっただけではなく、防災としての視点も重要と分かり、その実態について調査研究を進めることができたことから、進捗状況としては、おおむね順調といえる。当該度は、研究計画にある社会適応訓練(歩行訓練)の現状整理と課題の抽出及び聴覚及び嗅覚による歩行訓練手法構築のための実験・検討を重点に研究を行った。現状整理と課題の抽出において、眼科医に対するヒアリング調査を行ったところ、現在、中途失明者は視覚障害者の90%以上を占めており、中途失明者へのケアが必要であることが分かった。視覚障害がはじめに診断される場が眼科なので、眼科医を通して歩行訓練のリハビリ機関に紹介等をしてもらう必要があり、それに関しては地域の盲学校等がその役割を果たしていくことが考えられる。その後、歩行訓練士の指導のもと、歩行訓練のプログラムを受けていくというプロセスである。しかし、歩行訓練士は例えば青森県には数名しか在しておらず、殆どが盲学校の教員を兼ねていることから、十分なサポートをしていくことが難しいのが現状である。聴覚及び嗅覚による歩行訓練手法構築のための実験・検討については、視覚障害者を被験者とした方向定位に関する実験室での実験を行った。4名の視覚障害者を対象として、無響室にて特定の周波数を聴取した場合に方向定位に錯誤がみられ、歩行中に事故に遭う可能性などが明らかとなった。また、嗅覚による実験・検討については、晴眼者を中心とした匂いを検知する歩行実験を行った。

匂いに関して、2種類匂いについて、廊下などの空間を想定した模擬の歩行空間を設定し、20名の被験者を対象として歩行実験を行った。その結果、被験者の半数以上が匂いを感じ取ることができた。これで歩行訓練に匂いを使用した匂いサイン等の実現の可能性があることが分かった。さらに、五感による総合的歩行訓練手法の構築については、先端技術を利用した歩行訓練について模索中である。研究計画にある項目はほぼ順調に進んでおり、研究発表や論文執筆までの準備も整っている。しかしながら、海外への実態調査が進まなかったので、今後実施する予定である。当該年度は、主に聴覚と嗅覚に関する研究を行い、研究発表も活発に実施することができた。これまで実施してきた聴覚に関する歩行訓練の可能性として、その基礎的研究内容である聴覚錯誤のメカニズムについて「方向定位への反射壁面の影響に関する基礎的検討」に関して、日本建築学会大会にて発表を行った。会場では、同じ専門分野の研究者と活発な議論を行うことができた。その結果、今後も視覚障害者と聴覚錯誤に関しては研究を継続していく必要性があることを確認した。また、嗅覚を利用した歩行訓練に関しては、視覚障害者の歩行訓練の能率性の向上を目的として、嗅覚を利用した歩行実験を実施し、歩行中にどの程度匂いを感知または判別できるか基礎的かつ応用にも繋がる実験検討を行った。実験では、擬似的な通路において、壁に匂いを設置して歩行実験を行った。実験の結果、殆どの被験者が匂いの直近でかぎ分けることができていた。様々な課題はあるものの、匂いの判別もできていたことから、嗅覚も歩行訓練に利用できる可能性があることが分かった。その研究結果に関して、人間の嗅覚やにおい等を専門とした研究者が集まり議論を行っている、人間-生活環境系学会にて本研究の基本的な概要について発表した。発表題目は「匂いによる空間及びサイン等の認知に関する基礎的検討について」である。発表した結果、嗅覚を専門としている研究者より、嗅覚の閾値に関する議論を交わし、それを受けて、視覚障害者と健常者の嗅覚の閾値の違いに関する調査をする必要があることが明らかとなった。このため、海外の社会適応訓練の実態調査を予定していたが、その計画分について、嗅覚に関する実験・検討を割り当てることとし、補助事業期間の延長を申請し、許可を得た。研究計画通りに研究活動を進めてきたが、嗅覚に関する歩行訓練の内容に関して、別の視点として、視覚障害者と健常者の嗅覚の閾値に関する比較検討を行わなければならないことが分かったため、海外への実態調査を変更して実験・検討を進めることとし、研究の延長申請を行った。そのため、研究の進捗状況は「やや遅れている」としている。今年度は視覚障害者の嗅覚に関して、晴眼者との比較実験を中心として活動を行った。視覚障害者の被験者3名、晴眼者の被験者6名の計9名に対して実施した。本年度の研究では、視覚障害者と健常者との嗅覚の比較について、パネル選定試験の試薬である、T&Tオルファクトメーター試薬の5種類のにおい物質と濃度を基準臭として使用した。においの質について、Aはβ-フェニルエチルアルコールで「花のにおい」、Bはメチルシクロペンテノロンで「甘い焦げ臭」、Cはイソ吉草酸で「腐敗臭」、Dはγ-ウンデカラクトンで「熟した果実臭」、Eはスカトールで「糞臭」、となっている。これらのにおいに関して、5本のにおい紙の中から、においの付いた2本のにおい紙を選び出すという「5-2法」を利用した。
脊椎動物頭部形態形成の遺伝発生学的解析

Otx,Emxファミリーの遺伝子に関連して種々の変異体を作成することなどにより、哺乳動物の頭部形成に関し以下の点等を明らかにした。(1)卵筒胚期原始内胚葉は胚体部分と胚体外部分で異なる性格を持つが、着床直後の原始内胚葉はすべて胚体外原始内胚葉の性質を持つ。胚体外胚葉でOtx2とCriptoは相補的に働き、原始内胚葉にOtx2陽性遠位部(DVE)と胚体部を誘導し、形成されたDVEは近接する胚体外胚葉に働き、Otx2の働きによって後方マーカーを抑制、後方マーカーが近位部胚体外胚葉のみで発現することによって、前後軸はまず遠近軸と一致して形成される。(2)この前後軸形成が起こらないと、発生する胚r1/2領域のみよりなり、この領域は哺乳動物のボディプランにおける基底状態と考えられる。(3)ついで嚢胚形成に先立ちOtx2陽性DVE細胞が将来の吻側に移動し、吻側原始内胚葉(AVE)を形成、これに伴って近位部胚体外胚葉で発現する後方マーカーは予定原条領域で発現するようになり、この軸回転によって前後軸は遠近軸に直交するようになる。Otx2はこの軸回転のためのDVEの移動に必須に働く。(4)AVEは原条からの後方化シグナルを抑制することによって、原条形成後ノードより形成される吻側胚体内中胚葉は誘導シグナルを送ることによって、2段階で外胚葉に吻側部が誘導される。Otx2はこれらの過程に働く.(5)誘導された吻側神経外胚葉でOtx2は将来前脳、中脳となる領域(原脳)の確立に働く。(6)原脳領域でOtx1とOtx2は協働して中脳の形成に働く。(7)原脳領域でEmx2とOtx2は協働して原皮質、間脳(視床、pretectum吻側部)の形成に働く。但しpretectum尾側部(交連領域)の形成にはEmx2発現の抑制を必要とする。(8)Emx2はEmx1とも協働して天井板及び新皮質領域に対する原皮質領域の形成に働く。(10)Otx2は頭部神経堤細胞形成にも必須で、その欠損は神経頭蓋、三叉神経視神経枝の欠損に至る。前年度迄に0tx2遺伝子は嚢胚期ヘッドオヘガナイザー因子として働き、ロンボメア-3より吻側の頭部形成に必須の役割をはたすこと、引き続く咽頭胚期中脳背側部、及び第2次前脳最吻側部の形成に必須の役割を果たすことを変異マウスの作成・解析により明らかにした。中脳背側部に由来する主な構造は神経堤細胞で、中脳神経堤細胞は脊椎動物での頭部の進化・形成に重要な役割を果している。そこで本年度は1)0tx2遺伝子の中脳神経堤細胞での発現を規定するシスエレメントの同定を試みた。lacZ遺伝子をレポーター遺伝子としてトランスジェニックスマウス胚を作成し、マウスとフグゲノムで保存されているシスエレメントを探索することにより、Snail,bHLH因子のコンセンサス結合配列の他に3つの未知配列を同定した。