hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地層処分における岩盤の透水特性評価を可能とする連成数値解析モデルの開発

また、構築したシミュレータを用いた廃棄体周辺岩盤の長期透水性変化予測解析の結果より、廃棄体処分坑道掘削時に発生した亀裂により岩盤の透水性が顕著に増加するが、その後、亀裂内部での圧力溶解により亀裂の透水性が時間の経過とともに低下していき、最終的には損傷のない健岩部の値とほとんど等しい値まで低下するというシナリオが確認された。初年度は、まず、岩盤内の亀裂の発生・進展とその亀裂内での透水性変化プロセスを記述可能な新たな損傷(Damage)モデルを提案した。このモデルは、従来の損傷理論をはじめとする既存の理論を土台とした理論的検討と岩石亀裂への長期透水試験より得られた観察結果を土台とした実験的検討に基づいている。力学実験装置の故障等もあり岩石供試体を用いた三軸圧縮試験を透水試験と併せて実施することが出来ず、当初の研究計画で予定していた実験体系とのずれが一部生じることになったが、損傷(Damage)モデルの提案については、おおむね当初の予定通り進展したといえる。続いて、提案した損傷(Damage)モデルを熱・水・応力・化学(T-H-M-C)連成に組み込んだ熱・水・応力・化学・損傷(T-H-M-C-D)連成解析モデルを汎用連成数値解析ソフトCOMSOL MULTIPHYSICSに実装することにより、T-H-M-C-D連成数値シミュレーションを行った。これも当初の予定通りである。上記のように、検討はおおむね順調に進展したが、初年度での実施を予定していた連成シミュレータを用いた幌延深地層研究所での原位置試験の再現解析については、日本原子力開発機構からの試験データの提供時期が予定より遅れたこともあり、2年目での実施を予定している。初年度は、高レベル放射性廃棄物地層処分時の廃棄体処分坑道掘削過程から掘削後の長期処分期間における岩盤内亀裂の透水性変化を評価する連成数値シミュレータを提案するとともに、それを用いて地層処分時に想定される複雑な実地盤環境を一部単純化した条件の下、長期予測解析を実施した。これに対し、2年目は、初年度に実施出来なかった幌延深地層研究所で実施された原位置試験結果の再現解析を行い、実地盤環境及び実地盤スケールでのシミュレータの妥当性を検証する。また、シミュレータの妥当性が確認された後、日本原子力開発機構より提供された実地盤環境条件を導入した長期予測解析を実施し、想定される実際の地層処分条件下での岩盤内亀裂の長期透水性変化を予測するとともに、地層処分システムの長期健全性を検討する。
分子ビ-ム・イオンビ-ム法による炭化水素分子と固体表面の反応過程の研究

アセチレンビ-ムをシリコン単結晶表面(001)上に照射し、シリコンカ-バイド薄膜の形成過程について研究した。超高真空中で加熱して清浄化したシリコン表面は、780°C以上でアセチレンと反応して、シリコンカ-バイド膜を形成することがオ-ジェ電子分光法などで確認された。膜形成機構は入射ビ-ムの濃度および表面温度に依存して二つに区別される。ビ-ム濃度が小さいか表面温度が高い場合は、成長表面上に常にシリコン原子が内部から拡散して過剰に存在し、外部から到達するアセチレン分子数が律速になって、表面反応が成長速度を支配している。この場合は、エピタキシ-成長が起こっており、面方位に沿って単結晶膜ができる。これは表面反射エックス線回折、電子線回折、走査形電子顕微鏡などによって確認された。それに対して、表面温度が820°Cで、入射ビ-ム濃度が高い場合は、表面は熱分解したカ-ボン膜によって覆われ、走査顕微鏡でみるとクレ-タ状のでこぼこしたものが一面に広がっている。このような場合には、反応物(シリコン原子および炭素原子とその化合物)の生成膜中の拡散が律速になり、成長速度は時間と共に遅くなる。表面反応が律速になっているときの反応確率は、入射ビ-ム濃度にあまり依存せず、表面温度が高くなると減少する傾向にある。反応確率は0.005から0.02までの範囲にあった。しかし、表面温度が比較的低い場合は、入射ビ-ム濃度をあげてゆくと拡散が律速する領域に入るので、反応確率は急速に減少した。成長膜の断面を透過型電子顕微鏡で観測すると、元の基板の上にはほぼ一様にシリコンカ-バイド膜が成長しているが、基板内部にはピラミッド状の浸食がみられる。この浸食部にはアモルファス状または多結晶状のシリコンカ-バイドが形成されているように見える。
リーマン面上の射影構造の研究とその双曲多様体・複素力学系への応用

穴あき曲面のタイヒミュラー空間に導入されたR.C.Pennerの座標系を、複素射影構造のホロノミーが定める曲面群の複素2次特殊射影線形群への表現空間に拡張し、この座標系を用いると写像類群が有理変換のつくる群として表わされることを示した。その結果をクライン群論、円周上の曲面束の構造を持つ3次元多様体の双曲化問題や不定方程式の整数解、写像類群の複素力学系に応用し、多くの興味ある例を得ることができた。曲面上の複素射影構造が定めるホロノミー表現は曲面の基本群のSL(2,C)表現について研究を行なった。とくに重点をおいたのは曲画の基本群のSL(2,C)表現の空間上の写像類群の作用に関する研究である。研究の目標は、穴あき曲面群のSL(2,C)表現の空間に座標系を導入し、その座標系のもとで写像類群の作用を記述することである。そのためにR.C.Pennerによる(装飾付き)タイヒミュラー空間の座標系をSL(2,C)表現空間上の指標関数を用いて複素化することを考えた。Penner座標によって写像類群は有理写像からなる変換群として表現できるが、その証明において中心的役割を果たすのが「トレミー型恒等式」である。我々の複素化された座標系については双曲幾何的手法が使えないが、SL(2,C)に属する行列のトレースについて成立する初等的な関係式のみを用いて「トレミー型恒等式」を証明することができた。これにより穴あき曲面群のSL(2,C)表現空間上でも写像類群は有理写像からなる変換群として記述することが可能となった。このことが本年度の研究の成果である。ただし我々が導入した座標は、正確には表現空間上の多価関数となるので、大域的座標系を与えるようにうまく分枝を定める作業が課題として残っている。写像類群のSL(2,C)表現空間上の作用が有理写像として作用することはさまざまな応用をもたらす。円周上のファイバー構造を持つ絡み目補空間の双曲化は擬アノソフ的写像類の作用に関する不動点を見つけることに帰着できるので、このプログラムに沿っていくつかの具体例を計算した。穴あき曲面上の複素射影構造が定めるホロノミー表現は曲面の基本群のSL(2,C)表現を定めるが、その表現空間の幾何的・解析的構造について研究を行なった。昨年度は、R.C.Pennerによるタイヒミュラー空間の座標系をSL(2,C)表現空間上の指標関数を用いて複素化することに成功したが、複素化されたPenner座標は多価関数であったため、表現空間で一価な分枝を見つけることが課題であったが、解決をみることができた。該当年度に得られた結果としては、Penner座標を用いると写像類の作用が有理写像によって表現されるが、その有理写像の成分である有理関数のさまざまな特徴づけが得られたことである。例えばそれが、分母が単項式であるような既約有理式で表されること、分母に現れる変数のべきが幾何学的な意味を持つことなどである。この観察はいくつかの不定方程式の整数解への応用が期待される。また前年度の研究を継続して放物元を含むトレース恒等式の研究を組織的に行なった。これらはタイヒミュラー空間の代数多様体としての表現に応用される。またこの研究に付随して、いくつかの円周上のファイバー構造を持つ絡み目の補空間の基本群のSL(2,C)表現の計算を行ない、さらに具体的に有理写像として表現できる写像類の力学的についての考察を行なった。穴あき曲面上の複素射影構造のホロノミーが定める曲面の基本群のSL(2,C)表現について研究を行なった。前年度までの研究で得られた基本群のSL(2,C)表現空間に拡張したタイヒミュラー空間上のPenner座標の複素化を双曲的3次元多様体、複素力学系、不定方程式の整数解などの問題に応用して様々な結果を得ることができた。今年度の研究結果としては、Penner座標を用いると写像類の作用が有理写像によって表現されるが、その有理写像の成分である有理関数のさまざまな特徴づけが得られたことである。例えば,それが分母が単項式であるような有理式で表されること、分母に現れる変数のべきが幾何学的な意味を持つことなどである。この観察によってマルコフ方程式の整数解の一般化であるいくつかの不定方程式の整数解への応用を与えることができた。

またこの研究に付随して、いくつかの円周上のファイバー構造を持つ絡み目の補空間の基本群のSL(2,C)表現の計算を行ない、さらに有理写像として表現された写像類の力学系についての考察を行なった。
魚類内臓感覚神経回路の解明と摂食制御ペプチドニューロンとの連関

キンギョにおいて、一次内臓感覚核の線維連絡をまず明らかとして、論文として公表済みである。二次内臓感覚核の線維連絡の調査も終了した。重要な発見は、二次内臓感覚核から摂食制御関連ペプチドニューロンの周辺への投射である。論文原稿はほぼ完成していて、まもなく投稿する。間脳の内臓感覚核も同定し、終脳への投射も突き止めた。この成果も論文原稿がほぼ完成している。キンギョの脳アトラスは完成して、それに対応する本文原稿を準備中である。ティラピアについては、間脳の内臓感覚核から終脳への投射を明らかとしており原稿準備中である。また、視床下部の内臓感覚性部位と終脳との連絡も明らかとなり、論文として報告した。今年度はキンギョの1次内臓感覚核の線維連絡に関して結果を取りまとめ、論文の作成を行った。原稿が完成し、まもなく学術雑誌に投稿する。2次感覚核の線維連絡の調査が終了した。予想していなかった回路の存在が明らかとなった。成果を学会において報告し、論文を現在作成中である。間脳の内臓感覚核については、さらに実験を行う必要がある。また、内臓感覚が大脳に到達するか否かが本課題の重要なポイントの1つであるが、魚類を含む脊椎動物の大脳に関して総説を書いた。ティラピアにおいては、間脳の内臓感覚核の線維連絡の原稿の論文原稿は完成に近づいている。また今年度、視床下部の内臓感覚領域の線維連絡を調べた結果、終脳との連絡が明らかとなった。この成果を学会において発表し、また論文にまとめ雑誌に発表した。キンギョの脳アトラスについては、アトラスそのものについては図が完成し、論文原稿を作成している。しかしながら、より完全なものとするため、嗅覚投射のデータと組み合わせるなど、さらにデータを追加する必要がある。キンギョの脳形態について、分担執筆の本において紹介した。水産学的に重要な種の脳アトラスとして、マアジの標本作製を開始した。免疫組織化学による摂食関連ぺプチドの分布の調査は、最近作成された抗体をしようしたものの、やはり特異的な標識は得られていないため、内臓感覚神経路そのものと脳アトラスに重点をおいて研究を進めた。本年度は、キンギョの1次内臓感覚核の線維連絡の調査がほぼ終了し、2次内臓感覚核の線維連絡を引き続き調査継続している状態である。一次感覚核の結果については、学術雑誌への投稿論文の作成を開始した。これらの成果の一部は、学会において報告した。ティラピアの間脳の内臓感覚核の連絡は実験がほぼ終了し、やはり学術雑誌への投稿論文の作成を開始した。この成果についても、学会において発表した。魚類の内臓感覚系に関する知見を整理した総説を出版した。執筆した教科書や本の章にも魚類の内臓感覚神経系に関する知見を紹介した。内臓感覚上行路と視床下部の摂食制御関ぺプチドニューロンとの形態学的連関の調査については、文献的調査は終わり、二重標識実験を行った。しかしながら、いまのところ狙った結果は得られていない。使用した抗体の結合が弱いためと判断された。キンギョ脳の連続切片を全て観察し、同定できる神経核は全てピックアップした。その後、学術雑誌への投稿に向けて写真や線画の作成を実施中である。脳アトラスに関連する成果についても、学会で報告した。今回、神経回路に関する知見がキンギョにおいてもっとも豊富であるため、脳アトラス作成の最初の対象とした。しかしながら、水産学的に重要な種を含む、ほとんどの魚種について脳アトラスは存在しない。実際、他の水産学研究者から脳アトラス作成の依頼を多数受けている。そのため、今年度はいくつかの他魚種の切片作成にも着手した。平成26年度は、延髄のキンギョの一次内臓感覚核(commissural nucleus of Cajal)が形成する神経回路についての論文を投稿し、受理・出版された(神経解剖学の雑誌で最も著名なThe Journal of Comparative Neurology)。なお、延髄の内臓感覚と味覚の一次感覚核群から菱脳峡部の二次内臓・味覚核群にいたる、かなり精密な局所対応的投射が存在することも明らかとしたため、この論文中で報告している。菱脳峡部の二次内臓感覚核の回路については、2系統の神経路が並列していることがわかった。このような事実は、魚類において最初の発見であり、重要な知見であると考えている。論文原稿はほぼ完成しており、近日中に投稿し、平成27年度中には受理・出版にいたる予定である。また平成26年度に実施した実験によって、間脳から大脳に上行する回路の同定も終了し、現在投稿準備中である。この成果によって、全ての感覚が大脳のどこに至るのかが、魚類で初めてキンギョにおいて判明した。

すなわち、それぞれの感覚は、大脳背側野の異なる領域に到達しており、哺乳類と類似した性質の感覚地図が存在することが明らかになった。富山大学理工学研究部に招待されたセミナーにおいて、感覚地図の存在について講演を行った。ティラピアについては、研究分担者の多忙もあり論文投稿に至っていないが、平成27年度中には投稿する予定である。なお現在準備中の論文原稿は全て上記The Journal of Comparative Neurologyに投稿予定である。脳アトラスについては、マアジが完成に近付いており、また同じく水産学的に重要なフグ類のものを作成しつつある。神経科学摂食関連ぺプチドニューロンの脳内分布の調査については、使用に耐える抗体がなく、一時中断とせざるを得ない。電気生理学的な研究の装置の準備/整備が進んでいないこと、好適な抗体がないため二重標識実験が実施できないこと、の2点において予定よりも若干遅れている。しかしながら他の目的については、順調に進んでおり、学会発表を行っただけでなく、3つの投稿論文を準備している点に関しては、予定どおりあるいは当初計画よりも進んでいる状態である。平成26年度が本課題の最終年度であり、これまでに得られた成果については、作成途上の論文を完成させて学術誌への投稿を行う。キンギョの間脳の内臓感覚核については、まだ十分なデータが得られておらず、早急に実験を遂行していく。幸い、最大の焦点である終脳との連絡については、その手がかりとなるデータが得られており、方向性ははっきりしている。内臓感覚神経路そのものと脳アトラスに重点をおいて研究を推進し、年度内にさらに得られた成果について学会で報告すると共に、論文原稿の作成を進行させる予定である。現在順調に進んでいる内容を重視して、それを特に進めることを考えている.すなわち神経回路の調査をさらに進める。現在執筆中の論文を投稿すれば、また実験に集中できるようになるのでさらに進展することが予想される。抗体については、新たなものが入手できる見込みがあり、それを試してみて、好適な結果が得られれば、それを使用して二重標識実験を実施する。電気生理実験については、予想していたよりも準備に時間がかかることがわかったので、今年度は系の立ち上げの下準備を目標とする。また今年度の調査によって、魚類の内臓感覚神経系のあらましがわかったので、時間的余裕がある時期に今後の発展の土台となるよう他の魚種についても基礎的な調査を実施することを計画している。線維連絡調査に必要なトレーサーがもっと多く必要になることを予測していたが、使用量が以外に少なかったことやガラス器具などの消耗品の破損などがほとんどなかったため、若干の残額が生じた。トレーサーや反応キットなど比較的金額が大きい消耗品を今後購入していくことになるので、適切に使用可能である。電気生理学の立ち上げが可能となった場合、関連物品の購入を行う可能性がある。それ以外については、当初予定していた、神経回路の調査に必要な試薬やその他消耗品が中心となる。
FOCUSS を用いた MRI 高速撮像法の画質改善

Focal Underdetermined System Solver (FOCUSS)というアルゴリズムをいくつかのMRI高速撮像法に適用することにより、画質の改善を目的とする研究を行なった。各撮像法ではデータの収集方法が異なるため、それぞれ適用の仕方を工夫する必要がある。本研究では、いずれの撮像法でもデータ不足によるアーチファクトを低減させることを可能にした。本研究ではMRI高速撮像法において、画質の改善やさらなる撮像時間の短縮化を目指すものである。画像を再構成する手段としてFocal Underdetermined System Solver (FOCUSS)というアルゴリズムを用い、アーチファクトの軽減をはかる。本年度は、Partial Fourier (PF)法と体動補正のそれぞれにおいて新しい撮像技術、画像再構成法を開発したので、それらを記述する。PF法とは撮像時間短縮のため一部のデータのみ収集する撮像法である。従来のPF法では本来必要なデータ数の6570%を収集している。これらの方法では画質の劣化は目立たないが、これ以上の撮像時間の短縮は不可能である。本研究では、50%あるいはそれ以下のデータしか収集せず、さらに目立ったアーチファクトを出現させることなく画像を再構成することに成功した。この方法はPF-FOCUSSと名づけられた。体動補正に関しては、以前よりPROPELLERという方法がよく知られており、この方法は被写体の移動、回転をともに補正できる。ただし、この方法は一般的な高速スピンエコー法に比べ少なくとも1.5倍の撮像時間を要する。本研究ではk-spaceの軌道を蝶ネクタイ様の形状に変え、FOCUSSを用いて画像を再構成することで、画質の劣化をほとんど招くことなく、被写体の移動、回転の補正と撮像時間の短縮(従来の高速スピンエコー法の約0.75倍)を可能にした。この方法はbowtie PROPELLERと名づけられた。PF-FOCUSS、bowtie PROPELLERともに従来の撮像法の長所を引き継ぎ、撮像時間の短縮に成功したものであり、これらが臨床応用されれば、MRI画像の質を落とすことなく、患者への負担は著しく軽減されるであろう。画像を再構成する手段としてFocal Underdetermined System Solver(FOCUSS)というアルゴリズムを用いる。本年度は、Bunched Phase Encoding(BPE)とspiral MRIに関し、新たな技術を開発したので以下に記述する。BPEはMRIのデータをジグザグの軌道に沿って収集する方法である。この結果データ収集の繰り返しの回数を減らすことができ、撮像時間は短縮される。ただし、BPEでは画像の信号雑音比(SNR)がしばしば低下し、これがBPEの最大の難点であった。本研究では、BPEの画像再構成法にFOCUSSを組み入れることにより、目立ったアーチファクトを出現させることなく、大幅にSNRを改善することができた。具体的には4倍速のBPEを使用した時、FOCUSSを利用して再構成した画像のSNRは、従来の方法にて再構成した画像のそれと比べ実測値にておよそ5倍15倍であった。Spiral MRIは現在MRIで最速の撮像法の一つである。ただしこの方法では、磁場強度が不均一な場合、画像上その部分にボケが生ずる。これはoff-resonance効果と言われ、spiral MRIの最大の難点である。現在存在するボケの補正方法は、そのほとんどが周波数のmapを必要としており、このmapを作るには少しパラメータを変えて同じ撮像を2度繰り返さなければならない。つまり撮像時間は2倍となる。本研究ではFOCUSSの基礎となるL1最小化という概念を用い、一度の撮像でmapを作ることに成功した。上記いずれの研究も現在代表的な高速撮像法の短所を克服したものであり、臨床の現場で大いに役立つものと期待される。画像を再構成する手段としてFocal Underdetermined System Solver (FOCUSS)というアルゴリズムを用いる。本年度はBunched Phase Encoding (BPE)とspiral MRIの画像再構成に「仮想データ」の概念を導入することにより、新たな手法を開発したので以下に記述する。BPEはMRIのデータをジグザグの軌道に沿って収集することにより、データ収集の繰り返しの回数を減らす撮像法である。ただし、BPEでは画像の信号雑音比(SNR)がしばしば低下する。前年度はFOCUSSをBPEに直接適用することにより画質改善を図ったのに対し、本年度は「仮想データ」の概念を導入することにより使用できるデータの数を実際の収集データの増やし、その後FOCUSSを用いて再構成を行った。この結果2倍速のBPEを使用した時、実測値にてSNRを約3倍に改善することができた。ただし、2倍速を超えたBPEでは画像上にアーチファクトが出現することを観察した。これは、現在のところ仮想データを推定する際の誤差によるものと考えているが、今後の研究課題である。Spiral MRIはデータをらせん軌道に沿って収集する方法で、現在MRIで最速の撮像法の一つである。さらなる高速化のために収集するデータを減らした場合画質は劣化する。本年度は「仮想データ」を用いることにより、画質の改善を図った。

その結果FOCUSSのみを用いて再構成を行なった場合よりも、データ不足によるアーチファクトは顕著に減少することを確認できた。上記いずれの研究も代表的な高速撮像法の更なる高速化の可能性を示唆するものである。本研究を通し、MRIの画像のアーチファクトの低減やSNRの改善にFOCUSSが役立つことが当初の予想以上に明らかになってきているため。例えば、上記「研究実績の概要」で記載したspiral MRIのボケの補正法などは、交付申請書の研究計画にはなかった全く新しいFOCUSSの応用法である。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題は本来、FOCUSSというアルゴリズムのみを取り扱い、それを様々な形でMRIの画像再構成に応用することをよって画質の改善を図ろうとしたものである。ただし、今後の研究ではFOCUSS以外のアルゴリズムにも着目し、これらとFOCUSSを組み合わせることにより、さらなる画質の向上を目指していくこととする。それぞれのアルゴリズムには長所ど短所があるため、互いの短所を補い長所を活かす方法を模索していく。
各種脳病巣の修復・治癒過程のメカニズムに関する病態細胞生物学的研究

脳神経組織が変性に陥った後,病巣は如何にして最小の機能喪失をもって修復されるか,その修復機序を明らかにすることを目標とし,昭和60年当初から,以下の計画が進められてきた.即ち, 1.虚血性,中毒性,外傷性等,各種脳病巣の修復機序の比較. 2.胎仔脳とその病巣の検討. 3.細胞外浮腫液等の酵素抗体法. 4.病巣内新生血管の検討. 5.病巣電顕. 6.胎仔脳の動的観察. 7.浮腫液と反応細胞の関連. 8.アストロサイトの細胞分裂.9.浮腫液の性状. 10.頭蓋内圧. 11.髄液の産生循環吸収.上記各項目につき3年間で多数の知見が得られたが,特記すべき第1は, A.各種脳病巣修復機序の比較で,それが虚血性,外傷,中毒等に関わらず,単位面積当たりの神経細胞壊死が強烈,急速な程早期に浮腫液が出現する事. B.ウイルス性脳疾患で神経細胞が一時性原発性に壊死に陥る場合でも,神経壊死に引き続きアストロサイトの腫脹が生じ,それに付随して,血脳関門が開放され,浮腫液が貯溜することを認めた.これはあらゆる脳疾患の根底に共通する病巣修復機序のあることを示す極めて重要な結論と考えたい.第2は,第11項の髄液産生の脈絡叢の発生を検討し,その起始部で最も強い細胞分裂が生ずる点等を明らかにした.第3は第8項のアストロサイトの細胞分裂についてで,これはヒトの脳膿痕を検索し,アストロサイトの分裂が病巣の外周より中央部の浮腫残存部に向けて病巣を修復しつつ進むことを明らかにした点と思う.第4は第2項の新生仔脳血管の新生について,神経管形成の初期には脳血管は脳表にのみ限局し神経細胞形成と同時に実質中に出現する事,そして早期には有窓血管が認められ,中枢神経血管としての特性は後に発現すること等を明らかにした.また脳病変修復時に出現する反応性血管の形態は胎生期の脳血管新生の機序を模倣していること等を指摘した点に, 3年間の重要な結論があると考えている.脳神経組織が変性に陥った後,病巣は如何にして最小の機能喪失をもって修復されるか,その修復機序を明らかにすることを目標とし,昭和60年当初から,以下の計画が進められてきた.即ち, 1.虚血性,中毒性,外傷性等,各種脳病巣の修復機序の比較. 2.胎仔脳とその病巣の検討. 3.細胞外浮腫液等の酵素抗体法. 4.病巣内新生血管の検討. 5.病巣電顕. 6.胎仔脳の動的観察. 7.浮腫液と反応細胞の関連. 8.アストロサイトの細胞分裂.9.浮腫液の性状. 10.頭蓋内圧. 11.髄液の産生循環吸収.上記各項目につき3年間で多数の知見が得られたが,特記すべき第1は, A.各種脳病巣修復機序の比較で,それが虚血性,外傷,中毒等に関わらず,単位面積当たりの神経細胞壊死が強烈,急速な程早期に浮腫液が出現する事. B.ウイルス性脳疾患で神経細胞が一時性原発性に壊死に陥る場合でも,神経壊死に引き続きアストロサイトの腫脹が生じ,それに付随して,血脳関門が開放され,浮腫液が貯溜することを認めた.これはあらゆる脳疾患の根底に共通する病巣修復機序のあることを示す極めて重要な結論と考えたい.第2は,第11項の髄液産生の脈絡叢の発生を検討し,その起始部で最も強い細胞分裂が生ずる点等を明らかにした.第3は第8項のアストロサイトの細胞分裂についてで,これはヒトの脳膿痕を検索し,アストロサイトの分裂が病巣の外周より中央部の浮腫残存部に向けて病巣を修復しつつ進むことを明らかにした点と思う.第4は第2項の新生仔脳血管の新生について,神経管形成の初期には脳血管は脳表にのみ限局し神経細胞形成と同時に実質中に出現する事,そして早期には有窓血管が認められ,中枢神経血管としての特性は後に発現すること等を明らかにした.また脳病変修復時に出現する反応性血管の形態は胎生期の脳血管新生の機序を模倣していること等を指摘した点に, 3年間の重要な結論があると考えている.本研究は変性に陥った脳組織が如何にして、最小の機能喪失をもって修復、治癒されうるか、その連続的修復機序を解明し、コントロールすべき至摘条件を求めることを目標としている。即ち、我々が浮腫性脳病巣を経時的に観察した結果から、壊死細胞を除去する喰細胞やグリア細胞の移動運動、浮腫液出現の機序、血液関門の消長等を胎児脳のそれと比較しつつ研究を進めている。1.予定通り、虚血性脳病巣、有機水銀、3-APによって中毒性病巣を、またアレルギー性脳神経病巣を実験的に作成し、経時的に観察中。2.ヒトと動物脳には広大な細胞外間隙があり、そこは血清とほぼ同性状の脈絡叢由来の液体で満たされている。3.胎児脳内細胞の移動運動の生きている脳組織内での観察:母獣血清中に胎児脳割断面を落射蛍光顕微鏡下におき、映画が撮影された。試行錯誤の末、神経芽細胞の大脳皮質への活発な移動をキャッチ。

4.脳腫瘍でも常に細胞外液の充満する細胞外間隙がみられた。5.病巣内の血管新生の血管鋳型法による観察:ほぼ細胞移動運動の静止した時点で脳内血管はくも膜下腔から伸展する。その際の血管は網状、輪状などの吻合、血管内中隔等々の特徴を示し、それは腫瘍内血管と極めて類似している。現在虚血性病巣の血管再生を検討中。6.胎児脳における病巣修復の特異性について:元来、広い細胞外間隙をもつ胎児脳では成人脳と異なる特異な修復が認められた。即ち、喰細胞は本来の細胞外液中で移動し、修復された病巣は反応性細胞のみられない、即ち奇型となる、という極めて重要な知見を得た。7.末梢神経浮腫病巣では、血管が有窓血管に変化し浮腫を生ずること、清掃細胞としての喰細胞と線維細胞との接触周皮細胞が浮腫と大きな関連を持つことなどを知った。脳神経組織が変性に陥った後、病巣は如何にして最小の機能喪失をもって修復されるか、その修復機序を明らかにすることを目標とし、昭和60年当初から、以下の項目が計画され、進められてきた。即ち、1.虚血性,中毒性,外傷性等,各種脳病巣の修復機序の比較。2.胎仔脳とその病巣の検討。3.細胞外浮腫液等の酵素抗体法。4.病巣内における新生血管の検討。5.病巣電顕。6.胎仔脳の動的観察。7.浮腫液と反応細胞の関連。8.アストロサイトの細胞分裂。9.浮腫液の性状。10.頭蓋内圧。11.髄液の産生循環吸収。上記各項目はそれぞれ同時的に進められているが,昭和61年度は特に1.虚血性脳病巣等を比較し、浮腫液の出現は単位面積当りの神経細胞壊死が強烈な程早期に出現するのを認めた。2.正常胎仔脳血管の新生について。A.神経管形成の初期に脳血管は脳表に限局し、神経細胞が形成されると同時に実質内に出現する。B.胎生のごく早期には、有窓血管が認められた。これは中枢神経系血管も初めは他臓器血管と同一で後に、その特異性を発現することを示している。病巣内血管の解析に重要と考えられた。4項:脳病巣内新生血管の観察。A.実験的脳梗塞における反応性血管新生像も体積における血管新生様式と類似構造が観察された。こうした病的状態における病変内血管には超徴構造の上からも、有窓血管がやはり形成されていた。病巣内新生血管の解決は脳発生時の血管新生を明確にさせる事が不可欠に重要と考えられた。11項:髄液の産生について、ラット脈絡叢の形成機序を細胞分裂部位との関連で検討し、神経管より上皮に移行する起始部で常に分裂増生されていること等を明らかにした。脈絡叢上皮腫の発生,その他に重要な点と考えられた。
量子ビームによる銅酸化物高温超伝導体のスピン格子相関の研究

銅酸化物高温超伝導体における高エネルギー領域までの磁気励起の全貌を、中性子と放射光X線の複数の量子ビームを用いることで調べ、超伝導に直接は関係せず、スピンの局所的な相互作用を反映する高エネルギー領域と、系の遍歴性を反映する低エネルギー領域の2成分により、磁気励起が理解されることを見出した。また、中性子による低エネルギー領域成分と格子振動を調べた結果、遍歴的な磁気励起は格子振動と相互作用し、磁気励起が増大することを明らかにした。これらの結果は超伝導に如何に磁気励起が関与するかを明らかにする上で重要な情報となる。過剰ホールドープ領域に位置するLa2-xSrxCuO4について、米国オークリッジ研究所のパルス中性子源SNSに設置されたチョッパー型中性子分光器SEQUOIAを用いた高エネルギー中性子散乱実験と、欧州放射光施設ESRFのID08AXESを用いたCu-L3吸収端共鳴X線非弾性散乱実験を行い、300 meV付近までの高エネルギー磁気励起の全貌について調べた。その結果、150 meV以上の高エネルギー部分における磁気分散関係は、反強磁性絶縁体である母物質La2CuO4のスピン波分散と一致していることを明らかにした。このことから、磁気励起はホール濃度依存性の少ない高エネルギー部分と、ホール濃度依存性の非常に強い低エネルギー部分にわかれる階層構造を持つ可能性が示された。また、最適ドープ近傍のLa2-xSrxCuO4を用いて、J-PARC MLFに設置されたチョッパー分光器「四季」を用いた中性子散乱実験から、18 meV付近の低エネルギー磁気励起がそこを横切るフォノンと強くカップルしている可能性を示すデータが得られた。これらの結果を総合すると、低エネルギー部分は動的ストライプ現象に起因する磁気揺らぎであり、電荷の揺らぎを通して格子と結合する可能性が示唆される。極低ホール濃度領域の磁気電気効果を調べるため、母物質La2CuO4の単結晶育成を行い、電気化学的手法による過剰酸素の制御により極低ホール濃度領域の試料調整を試みたが、現在のところ、目的とする組成試料は得られていない。過剰ドープした高温超伝導体La2-xSrxCO4 (x=0.30)について、前年度に欧州放射光施設ESRFのID08AXESで測定したCu-L3吸収端共鳴非弾性X線散乱データの解析を進め、物性を担うCuO2正方格子の辺方向の磁気分散関係は母物質反強磁性体La2CuO4のスピン波分散に良く一致するのに対し、CuO2正方格子の対角線方向には明瞭な分散関係をもたない励起が観測された。過剰ドープ領域ではスピンと電荷の励起が同様なエネルギー領域に重なっており、それらの相関が方向により異なるためであると推察される。J-PARC物質生命科学実験施設に設置された中性子分光器「四季」を用いて、超伝導を示すLa2-xSrxCO4系の磁気揺らぎと格子振動が15meV付近で結合する可能性を示すデータが超伝導を示す低温で得られたのに対し、高温のデータや、超伝導を示さない母物質のLa2CuO4やLa2-xSrxNiO4ではこのような結合が見られないことから、磁気揺らぎと格子振動の15meV付近の結合が超伝導に関与することが示唆された。銅酸化物高温超伝導体である、La2-xSrxCuO4の良質単結晶を育成し、同一単結晶資料を用いて中性子散乱手法と共鳴X線非弾性散乱手法を相補的に用いて、高エネルギー領域までの磁気励起の全貌解明を行った。この結果、超伝導が消える過剰ドープ領域までにわたって、150meV以上で、母物質反強磁性体であるLa2CuO4のスピン波と同じ分散関係を持つことが明らかとなった。その一方で100meV以下の低エネルギー領域ではドーピング量に依存して磁気励起が大きく変化することが知られており、研究代表者の以前の研究から、過剰ドープ領域での超伝導の消失と同時に100meV以下の磁気励起も消滅することが明らかとなっている。これらの結果を総合して、ホールドープ系銅酸化物高温超伝導体における磁気励起には階層性が存在し、超伝導を誘起する低エネルギー領域の磁気励起と、超伝導には直接関与せず、局所的な磁気相関を反映した高エネルギー領域の2成分からなることを明らかにした。La2-xSrxCuO4におけるスピン格子相関の組成依存性および温度依存性を明らかにできたことから、おおむね順調に進展している。磁気励起の階層性については偏極中性子実験課題が採択され、27年度中に実施予定である。固体物性これまでの研究から明らかとなった超伝導体La2-xSrxCuO4の磁気励起の階層性について、パルス中性子を用いた精密測定で検証するとともに、偏極中性子を用いて揺らぎの偏極性をしらべることで、2成分の分離が可能であるかを検証し、砂時計型磁気励起の起源を明らかにする。

また低エネルギーでの磁気励起と格子振動の結合について、中性子・放射光実験によりその結合の詳細について明らかにする。最適ドープ付近の組成での実験から低エネルギー磁気励起とフォノンの結合を示唆する結果を得られたこと、過剰ドープ組成による実験から、磁気励起の階層性が示せたことから、概ね順調に進展している。極低ホール濃度領域については試料調整が困難であるが、平成26年度には実験が可能なものと考えている。また、低濃度領域組成についても研究協力者から資料提供を受けることが決まっており、平成26年度に実験を行う予定である。前年度に偏極中性子散乱の実験課題提案が採択されず、実験に必要な旅費、試料ホルダー作成費用、結晶作成に必要な消耗品費を使用しなかったため。最適ドープ付近で確認された低エネルギー磁気励起とフォノンの結合について、組成依存性、温度依存性を調べることでその詳細を明らかにしていく。また過剰ドープでの実験から明らかになった階層性と合わせて考えると、低エネルギー領域の磁気励起が動的ストライプ現象に起因する可能性を示唆しており、これらの解明を目指す。低ホール濃度領域については偏極中性子散乱を用いて磁気秩序と磁気揺らぎの偏極性をしらべ、階層性をまたいでどのような差があるかを明らかにすることで、階層性の起源の理解に資するデータを得る。極低ホール濃度領域については、誘電測定を行い、磁気電気効果の観測を行う。これらのホール濃度横断的な研究を通してスピン格子相関を明らかにすることを目指す。27年度に偏極中性子散乱の実験課題提案が米国オークリッジ研究所の研究用原子炉HFIRで採択されたため、その旅費、試料ホルダー作成、結晶作成に必要な消耗品費として使用する。極低ホール濃度組成の調整が難航したため、誘電測定用機器を購入できなかったため。平成26年度に誘電測定機器購入に充てる。
ホヤ類における精子一卵相互作用の分子機構

系統発生上重要な位置を占めるホヤ類における精子一卵相互作用の分子機構につき,以下の諸点を研究した。世界に広く分布し,古くから良く研究されているカタユウレイボヤCionaintestinalisと,日本近海の特産種で生化学的研究に適したマボヤHalocynthia roretziとを主な材料とした。両種ともに自家不稔性であり,ホヤ綱を2分する内性ホヤ目,側性ホヤ目をそれぞれ代表するものである。1.精子一卵黄膜結合カタユウレイボヤでは,精子α-L-フコシダーゼが卵黄膜上の精子受容体糖タンパク質の末端フコースを認織しているという我々の仮説はほぼ確立した。この仮説が,マボヤにおいても成り立たつことが示唆されたので,マボヤ精子からも同酵素の精製を試みた。ユウレイボヤの場合とは異なり,マボヤ精子の酵素は極めて不安定で,酵素化学的な解析を行うのに充分な量の精製標品を得ることは出来なかった。ヘキソサミニダーゼは比較的容易に精製出来たが,精子結合に直接的には関与しなかった。精子の結合能と運動能とを完全に区別して測定することによって,この酵素の合成基質がマボヤ精子の運動を昂進することが明かとなった。2.精子受容体タンパク質マボヤ卵黄膜の主要成分で,末端フコースを持ち精子受容体として働くと予想される70kGPを精製した。この糖タンパク質はプロリン,疎水性アミノ酸を多く含んでいた。アミノ酸配列の決定を試みたが,N-末側4残基以上は読めなかったので,リジルエンドペプチダーゼ消化により45kおよび25kの断片にし,45k断片のN-末側13残基までを決定した。これらを手掛りに,70kGP遺伝子の解析を開始した。3.精子の卵黄膜通過マボヤでは,精子の卵黄膜通過にトリプシン様活性(スペルモシンおよびアクロシン)とキモトリプシン様活性がともに必要であるのに対し,カタユウレイボヤでは後者のみが要求されることは既に明らかにした。その後マボヤ精子のキモトリプシン様活性は,プロテアソームに由来することが横沢らによって明らかにされた。カタユウレイボヤ精子の卵黄膜ライシンであるキモトリプシン様プロテアーゼを精製し,酵素学的性質を詳しく調べたところ,本酵素はプロテアソームではなく,その基質は卵成熟過程で付加されるタンニン酸好染性の卵黄膜最外層であると判明した。4.細胞膜融合カタユウレイボヤ精子のライシンを検索する過程で,金属プロテアーゼの阻害剤が,正常卵のみならず裸卵の受精をも阻害することが明かとなり,この酵素が精子と卵の膜融合に関与していることが示唆された。未受精卵に負荷した核染色性蛍光色素による精子核の染色,および膜電位の変化を指標として両配偶子の細胞膜融合を調べ,この過程にはZn^<2+>依存性金属プロテアーゼが関与していることを示した。ついで,カタユウレイボヤ精子にそのような活性があることを見出し,精製したところ,驚くべきことにその実体はライシンとして働くキモトリプシン様酵素そのものであると結論された。5.自家不稔性の獲得カタユウレイボヤの卵巣より単離した一次卵母細胞は,十分成長したものでも受精能はないが,海水中で培養すると10数分で卵核胞が崩壊し,自他の区別無く受精可能となる。さらに1-2時間培養すると他家の精子では完全に受精するが,自家のものでは受精しなくなる。この自家不稔性の獲得には瀘胞細胞の存在が必須であるが,瀘胞細胞は必ずしも卵黄膜に結合している必要はない。自家不稔性の獲得に対応して,瀘胞細胞由来のタンニン酸好染性物質が卵黄膜外表面に沈着し薄層を形成する。3.で述べたように,この層は受精に際しライシンによって分解されるので自家不稔性とライシン,言換えれば,卵の自家不稔性と精子の先体反応とが密接な関係にあることが予想される。カタユイレイボヤでは精子一卵黄膜結合においても自他の識別が認められるのに対し,マボヤではこの過程で自他の区別がされていない。おそらく,自家不稔性の一般的な機構は,アロ認識の結果,自家であると先体反応の誘起が阻止されることにあるのではないかと予想される。

精子の結合能と運動能とを完全に区別して測定することによって,この酵素の合成基質がマボヤ精子の運動を昂進することが明かとなった。2.精子受容体タンパク質マボヤ卵黄膜の主要成分で,末端フコースを持ち精子受容体として働くと予想される70kGPを精製した。この糖タンパク質はプロリン,疎水性アミノ酸を多く含んでいた。アミノ酸配列の決定を試みたが,N-末側4残基以上は読めなかったので,リジルエンドペプチダーゼ消化により45kおよび25kの断片にし,45k断片のN-末側13残基までを決定した。これらを手掛りに,70kGP遺伝子の解析を開始した。3.精子の卵黄膜通過マボヤでは,精子の卵黄膜通過にトリプシン様活性(スペルモシンおよびアクロシン)とキモトリプシン様活性がともに必要であるのに対し,カタユウレイボヤでは後者のみが要求されることは既に明らかにした。その後マボヤ精子のキモトリプシン様活性は,プロテアソームに由来することが横沢らによって明らかにされた。カタユウレイボヤ精子の卵黄膜ライシンであるキモトリプシン様プロテアーゼを精製し,酵素学的性質を詳しく調べたところ,本酵素はプロテアソームではなく,その基質は卵成熟過程で付加されるタンニン酸好染性の卵黄膜最外層であると判明した。4.細胞膜融合カタユウレイボヤ精子のライシンを検索する過程で,金属プロテアーゼの阻害剤が,正常卵のみならず裸卵の受精をも阻害することが明かとなり,この酵素が精子と卵の膜融合に関与していることが示唆された。未受精卵に負荷した核染色性蛍光色素による精子核の染色,および膜電位の変化を指標として両配偶子の細胞膜融合を調べ,この過程にはZn^<2+>依存性金属プロテアーゼが関与していることを示した。ついで,カタユウレイボヤ精子にそのような活性があることを見出し,精製したところ,驚くべきことにその実体はライシンとして働くキモトリプシン様酵素そのものであると結論された。5.自家不稔性の獲得カタユウレイボヤの卵巣より単離した一次卵母細胞は,十分成長したものでも受精能はないが,海水中で培養すると10数分で卵核胞が崩壊し,自他の区別無く受精可能となる。さらに1-2時間培養すると他家の精子では完全に受精するが,自家のものでは受精しなくなる。この自家不稔性の獲得には瀘胞細胞の存在が必須であるが,瀘胞細胞は必ずしも卵黄膜に結合している必要はない。自家不稔性の獲得に対応して,瀘胞細胞由来のタンニン酸好染性物質が卵黄膜外表面に沈着し薄層を形成する。3.で述べたように,この層は受精に際しライシンによって分解されるので自家不稔性とライシン,言換えれば,卵の自家不稔性と精子の先体反応とが密接な関係にあることが予想される。カタユイレイボヤでは精子一卵黄膜結合においても自他の識別が認められるのに対し,マボヤではこの過程で自他の区別がされていない。おそらく,自家不稔性の一般的な機構は,アロ認識の結果,自家であると先体反応の誘起が阻止されることにあるのではないかと予想される。本年度得た主な知見、成果は以下の通りである。1.マボヤでは、卵巣より得た一次卵母細胞を海水中で培養すると、先ずテスト細胞が分離し、ついで卵核胞が崩壊するが、受精能はない。さらに培養を続けると、自家、他家の区別無く受精可能となり、やがてさらに数時間たつと初めて自家不稔性となる。しかし、培養開始前に濾胞細胞を除いておくと、自家不稔性にならない。カタユウレイボヤでは、これらの変化は遥かに早く起り、培養開始後3時間の内に自家不稔性が完成する。2.ユウレイボヤ
日本語の談話におけるスタイル交替の実態とその効果についての分析

(1)社会的身分や年齢に差がある話者間の会話やテレビのインタビュー番組など公開を目的とした会話のデータを収集し、文字化を行なった。次に文字化したデータをタイプ1(ある程度親しいが上下関係のある対話者間の会話(大学教授と学生等)、タイプ2(医者が患者を診察してる場面の会話)、タイプ3(テレビのインタビュー番組における女性司会者と客の会話)に分類した。(2)次に、日本語における丁寧さの基準とは何かを考察するために各々のタイプのデータを分析した。その結果、日本語のポライトネスには、ポライトネス・レベルの基準となる言わばポライトネス・レジスターを決める「わきまえ」を示す部分と、そのレジスターの枠内で会話を成功させるために用いられる「ストラテジー」が存在することが分かった。井出(1989)はアンケートに基づいて「わきまえ」は話者の意図的選択ではなく社会的慣習によって決まってくるものであると論じたが、本研究では実際の会話の綿密なデータ分析を行なった結果、「わきまえ」の表現は会話参加者の相対的地位によって決まっていること、また使用されるストラテジーの種類や頻度も会話参加者の相対的地位や状況によって左右されていることを示した。(3)最後に、日本人および日本語学習者がそのポライトネスの基準をどの程度認識しているかの調査を行い、日本人と学習者の間の意識のずれを特定した。収集したデータやアンケート結果を基盤にして、日本語会話における丁寧さの実態を日本語学習者に合理的に提示するための資料・教材を作成した。1データ収集および入力(1)先ず、予備調査として、テレビのインタビュー番組[徹子の部屋」およびラジオのインタビュー番組「ラジオ談話室」をテープに録音録画し、そこで行なわれている会話を10件、文字化して入力した.この文宇化されたデータを分析した結果、話者は明らかに対話者の社会的地位、年齢、性別に応じてスタイルのレベルを設定し、そのレベル内で様々のポライトネス・ストラテジーを用いながら、対話者との会話を成功させようとしていることが明らかになった.(2) (1)の調査を踏まえて、日本人が実際の会話で相手の地位、年齢、性別に応じてどのようなスタイル交替を行なっているかを調査するため、6名の話者(医師、大学教師、小学校教諭、大学職員)に社会的地位、年齢、性別の異なる数名の人物との対話を録音してもらった.(3)次に、録音されたテープを研究補助員4名に文字化してもらった.この最初の文字化資料にはミスが数多くあり、また表記の統一が守られていないこともあるため、松村・因が資料の修正、書式統一を行なって文字化資料を完成させた.文字化にあたっては宇佐見(1996)を参考にさせてもらった.2データ分析結果と今後の研究課題データを分析した結果、日本人会話における敬語行動はBrown & Levinson(1987)では十分には記述できないことが分かった(松村(1999)参照).今後は日本のように上下関係を前提とした社会における敬語行動の原則を考察し、それを日本語学習者がどの位理解しているか調査し、指導法を考案していく.1データの分類:平成11年4月7月前年度に収集、文字化した日本語会話のデータの書式を統一し、項目別に分類した。タイプ1:大学教師・学生間の会話(男性大学教師(2名)女性大学教師(2名)と年齢・性別の異なった学生との会話)タイプ2:医者・患者間の会話(年齢、社会的地位、性別の異なる患者との会話)タイプ3:テレビ番組「徹子の部屋」における黒柳徹子と様々のゲストとの会話その他:男女大学教師間の会話、社会的地位の高い男性間の会話)2データ分析:平成11年8月10月上記の分類されたデータの詳細な談話分析を行い、「日本語会話における丁寧さは、会話場面における自分お立場をわきまえながらポライトネス・ストラテジーを使い分けることによって達成される」という日本式のポイトネスの実態を明らかにした。3国際学会での発表:平成11年11月・12月

4アンケート作製・実施:平成12年1月3月世代の異なる日本人に対してどのような言語行動が丁寧または無礼に感じられるかのアンケートを行う。学習者に対しても同様の調査を行い日本人とのずれを特定した。平成12年度は、平成10年度・11年度に収集したデータ・分析結果を基盤にして、日本語会話における丁寧さの実態を日本語学習者に合理的に提示するための資料・教材の作成を行なった。(1)データ整理:平成12年4月9月前年度までに収集したデータの整理収集したデータの書式の最終チェック、さらに最終的に印刷できるように整理・分類を行なった。(2)データ分析結果の整理:平成12年10月12月前年度までに行なった日本語会話における丁寧さの分析結果の整理昨年度行なったデータ分析結果の最終チェックを行なった。(3)アンケート結果の整理:平成13年1月世代の異なる日本人及び日本語学習者の丁寧さについての意識調査結果の整埋(4)資料・教材作成及び印刷:平成13年2月平成13年3月資料・教材の作成、印刷・簡易製本、日本語教育機関への発送
都市環境が住民の日常身体活動に及ぼす影響に関する調査研究

本研究は、国内で初めて客観的な物理的環境指標による居住地域環境が人々の身体活動行動に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。研究初年度の文献研究の結果、複数地域の複数集団を対象とすること、居住地域環境因子としては客観的、主観的な種々の因子についての検討が必要であること、身体活動については各種構成要素(移動・余暇・総身体活動)を包括的に網羅した検討が必要であることが明らかになった。身体活動に影響を及ぼす可能性のある居住地域環境の評価法としては、物理的環境をGIS(Geographic Information System)を用いた客観的な方法による実測で評価する方法と、住民の主観的認知指標調査法によって評価する方法を提案することができた。作成したGISデータベースによって、地域環境指標(世帯数、道路総延長、土地利用状況など)を対象者ごとに数値化することが可能であった。住民側の環境認知を評価する質問紙としてはAbbreviated Neighborhood Environment Walkability Scale(ANEWS)日本語版を作成し、国際比較も可能とした。住民の日常身体活動量は加速度計、歩数計等を用いた客観的な測定と、身体活動量調査票(International Physical Activity Questionnaire)による方法を用いて、その妥当性を検討した。文化的・社会的背景の異なる国内地域として、都心部1ヶ所、地方都市2ヶ所において、身体活動を推進する物理的環境要因について検討した。居住地域環境と身体活動との関連は、地域や性別による違いがみられた。住民の身体活動を推進する都市基盤整備には、地域の特性を活かした進め方が必要と考えられた。さらに、個人の行動パターンを時間、位置、身体活動レベルの3つの側面から関連づけて分析するために、小型GPS(汎地球測位システム)と加速度計を同時に装着し、GISとともに3つのデータを統合する方法を提案した。今後はこのシステムを利用することで都市の土地利用分類ごとの身体活動パターンの特徴を明らかにし、健康増進につながる都市空間創造の基礎データを蓄積することが可能になる。健康増進のために身体活動量を増加させることは広く勧められてきたが、推奨される身体活動量を満たす割合は低い。身体活動量に関連する要因として人口統計的・心理社会的要因が注目されてきたが、最近では居住地域環境などの物理的環境要因(施設への近接性、歩道・道路整備状況、人口・住宅密度などととらえる)や住民側の周辺環境認知の影響が大きいのではないかと考えられてきている。本研究は、国内で初めて居住地域環境が身体活動に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。H17年度には住民調査方法を確立することを目的とし、パイロット研究としての住民調査を行った。(1)空間情報(Geographic Information System (GIS))によるデータベースを構築するために、文献研究と国内で利用できるGISデータ検討から環境指標を選定し、各対象住民の居住地をアドレスマッチングサービスにより位置情報を取得し、日常的な行動範囲圏域をそれぞれ半径500m、1kmとした周辺環境指標を算出した。周辺環境指標は、世帯数・道路総延長・交差点数・商業施設の建坪率と容積率・駅・バス停・標高の他に30種の土地利用面積を計量したものとし、データベース化した。(2)住民の物理的環境の認知に関する調査票を作成するために、アメリカとオーストラリアの先行研究の文献研究から項目を選定し、日本語に翻訳・英語に逆翻訳後、専門家による文化的見直しを経て、実際のパイロット調査に用いた。(3)身体活動量やその他の関連要因に関する調査票を作成するために、国際的に用いられている調査項目選定とともに歩数計による歩数の記録、一部対象者に加速度計による記録データを取得した。

今年度の主な研究成果は、H18年度以降の多数地域の大規模住民調査に向けて、GISデータベースの構築を行ったことと、各種調査項目を選定した上で実際一般住民の調査に用いたことにより、さらに項目の見直し・修正が可能となった点である。健康増進のための身体活動量推奨量を満たす人の割合は未だ低い。身体活動量に関連する要因として人口統計的・心理社会的要因が注目されてきたが、最近では居住地域の物理的環境要因(施設への近接性、歩道・道路整備状況、住宅密度など)や住民側の周辺環境認知の影響が大きいのではないかと考えられてきている。本研究は、国内で初めて居住地域環境が身体活動に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。研究初年度には都内区を対象として客観的な環境指標としてGeographic Information System(GIS)による空間情報データベースを構築した。また、居住環境認知に関する住民調査票を作成し、区民を対象としたパイロット調査を行い、GISから計量した土地利用度と日常生活における住民の歩数等の身体活動量調査との関連を検討した。さらに、調査結果を踏まえ、作成した調査票の改善を図った。引き続き今年度には、日常身体活動量と関連する居住地域の物理的環境要因を特定する最終目的に向けて、対象地域を地方都市(山口県、山形県)に拡大し、下記通りGISデータベースを構築するための調査と地域住民調査を行った。(1)すでに選定した物理的環境の各種指標が地方都市でも計量可能にするために、住宅地図情報をもとにしながらの現地観測調査を行い、GIS用のデータベースの作成を行い、地域間の共通指標の選定を行った。(2)居住環境の認知、日常身体活動量、身体活動に関する自己効力感、身体活動を行う際のバリアー、社会的サポート、人口統計学的属性等に関する住民調査票を作成した。(3)調査対象地域の住民基本台帳を用い、居住住民を性別・年齢層別に層化無作為抽出を行い、調査票と加速度計による住民調査を実施した。また、昨年度に続き、都内区民の調査も行った。本研究は国内で初めて客観的な物理的環境指標による居住地域環境が人々の身体活動行動に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。研究初年度から継続して行った文献研究の結果,複数地域の複数集団を対象とし,居住地域環境因子としては客観的,主観的な種々の因子についての検討が必要であること,身体活動については各種構成要素(移動,余暇,総身体活動)を包括的に網羅した検討が必要であることが明らかになった。身体活動に影響を及ぼす可能性のある居住地域環境の評価法として,物理的環境をGIS(Geographic Information System)を用いた客観的な方法による実測で行う方法と,住民の主観的認知指標による調査法を提案することができた。