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17世紀初期ローマ宗教画における庶民の期待と民衆表現

16世紀末から17世紀初頭のローマでは多くの修道会や世俗同信会が庶民への教理教育に力を入れ、また「七大教会巡礼行」や「四十時間聖体拝礼」などもあって、庶民が「聖なる物語」を、かつてない関心を持って見たことが確認された。当時の宗教画に見られる庶民表現ではカラヴァッジォが注目され、多くの画家が彼の追随者とされるが、現実的な庶民表現は、当時のローマ絵画ではより一般的な要請であり、ドメニキーノなど「古典的傾向」の画家たちも独自の庶民表現を生み出していた。初年度である本年は計画通り、まず、17世紀ローマの庶民と宗教の関係について文献調査を行った。具体的には、昨年11月、ローマに出張し、16世紀末から17世紀初頭、民衆向けに出版されたパンフレット類を百点以上、調査した。そのほとんどは、小さな用紙を二つ折りで8頁に仕立てた簡便なもので、内容的には、カトリック信徒として生きる基本的道徳を、キリスト伝、聖人伝などの具体例に即して教えていた。また、大部分は、覚えやすいように、韻を踏んだ4行詩の形式によって物語が構成されていた。これらのパンフレットは、つまり、読解および暗記の両方に資するよう意図して制作されたもので、ローマにおける庶民向け識字教育と宗教的知識の普及が密接に結びついていたことが確認された。この成果を受けて、本年3月にはドイツに出張し、特にドレスデン絵画館において、同館が所蔵する、ドメニキーノが《聖女チェチリアの施し》を描くに際して手本とした、アンニーバレ・カラッチ作《聖ロクスの施し》を調査した。両作品はともに庶民が主役として登場するのだが、実地調査に基づく比較検討によって、ドメニキーノがローマのサン・ルイジ・デイ・フランチェージ聖堂に描いた《聖女チェチリアの施し》では、カラッチの先行作より、はるかに現実的で説得力のある民衆表現が行われているのを確認した。当時のローマで庶民を意識した絵画制作が行われたのは間違いなく、この観点から当時のローマ宗教画を考察する妥当性が再確認された。庶民のドメニキーノだけでなくカラヴァッジォの民衆表現も宗教教育との関連から検討される可能性が出てきたのも、本年度の調査研究の収穫であった。本科研研究の一貫した目的は、画家ドメニキーノの作品を取り上げ、「庶民の期待」と「民衆表現」の観点から、17世紀初頭のローマにおける彼の絵画の特質を明らかにすることである。この目的に即して昨年度は、1)16世紀から17世紀にかけてのローマで暮らす庶民(手工業者や商人など)が宗教美術と具体的にどのように関わっていたのかを明らかにする、2)ドメニキーノの民衆表現の特質を師アンニーバレ・カラッチ、同世代の有力画家カラヴァッジォとグイド・レニらのそれと比較検討して明らかにする、の二点を具体的テーマとして調査研究を行った。第一項に関して、ローマに多数存在した世俗同信会(Confraternita laica)が、社会階層を縦断して会員を集めており、民衆の宗教活動、宗教美術との関わりを具体的に考察する上でその調査が有効と判断された。特に、同時期にローマで活躍した聖フィリッポ・ネリが創立に関与した聖三位一体同信会(Confraternita della SS Trinita)および同聖人が企画し、多くの庶民も参加して定期開催された教会巡礼についてはさまざまな資料が残っており、その調査によってローマの庶民と宗教文化の関わりについて具体的な知見を多く獲得した。第二項に関しては、ドレスデン絵画館に保存される師アンニーバレの作品だけでなく、ローマ近郊グロッタフェッラータにあるドメニキーノの先行作品を実地調査した。さらに長年、修復中だったローマのサンタ・チェチリア聖堂に残る、聖女の浴室(聖女殉教の場とされる)に設けられた礼拝堂を調査し、ドメニキーノがサン・ルイジ・デイ・フランチェージ聖堂に描いた聖女伝との関連について知見を深めることができた。これによってドメニキーノが聖女殉教場面を描くに際してどのような工夫をしたのか、観衆(ローマの住民であり、聖女チェチリアは身近な存在だった)との関わりから解明する手がかりが獲得された。さらに、カラヴァッジォやレニの庶民表現についても先行研究から多くの手がかりを得た。本研究は、16世紀末から17世紀初頭のローマにおける庶民の美術に対する関心を、同時代の聖堂に描かれた宗教画の受容という観点から解明することをめざした。このために、まず当時のローマ庶民の宗教観を、庶民向けに作成されたパンフレットを調査し、当時のローマでは庶民向けの識字教育と宗教的知識の普及が広く及んでいたことを確認した。さらに16世紀から17世紀に描かれた庶民が登場する宗教画の作例を比較検討したが、17世紀初頭のローマで描かれた宗教画では、ドメニキーノなどカラッチの弟子たちでも、かつてなく現実的で説得力のある民衆表現が行われたと知られた。

カラヴァッジォは「庶民が大騒ぎした」と批判されたが、他の画家たちも庶民表現を工夫していたのである。また、16世紀半ばから、ローマでは、多様な社会階層の人びとを集めた世俗同信会が多く活動しており、特に聖三位一体同信会は1575年および1600年の聖年に極めて活発な巡礼支援活動を行った。これは聖フィリッポ・ネリが中心になって設立された世俗同信会であり、カラヴァッジォについては、この同信会との関係が比較的よく考察されている。だが、ドメニキーノは聖フィリッポ・ネリが長く活動し、聖三位一体同信会の本部からほど近いサン・ジロラモ聖堂の祭壇画を描いており、また画家が描いた《聖女チェチリアの施し》を含む連作の依頼人ピエール・ポレもこの同信会と結びつきがあった。この画家が同じ頃、壁画を描いたサンタンドレア祈祷所は聖フィリッポ・ネリに近いチェーザレ・バロニオ枢機卿が再建を請け負っていた。聖フィリッポの周辺では、ローマ7大聖堂巡礼行や40時間聖体拝礼など庶民を巻き込んだ宗教行事が多く企画されており、この聖人の活動と、16世紀から17世紀にかけてのローマにおける聖堂装飾の変遷を「庶民の美術受容」の観点から再検討する意義が再確認された。ローマの諸図書館における文献調査は3月に行った。また、当該研究に関連する遺跡や絵画作品の調査も順調に進んだ。3月のローマ訪問は主に文献調査が目的だったが、カラヴァッジォとその周辺の画家たちの宗教作品を一堂に集めた展覧会で調査することができた。これによって、当該時期のローマにおける宗教美術の広がりについて貴重な知見を得ることもできた。24年度が最終年度であるため、記入しない。1599年、遺体が発見され一大センセーションを引き起こした聖女チェチリアは、画家ドメニキーノが活動した時期のローマ住民たちに極めて身近な存在であり、画家はそれを承知したうえで聖女伝壁画を描いた。庶民がこの聖女に求めるイメージを尊重することは作業が成功する必要不可欠な前提条件だった。フィリッポ・ネリに代表されるローマでの庶民向けの宗教活動によって庶民はそれまで以上の知識を持って聖堂の宗教画を眺めたのだ。こうしたことを念頭に置きつつ、本年度は、サン・ルイジ・デイ・フランチェージ聖堂にドメニキーノが描いた聖女チェチリア伝をとりあげ、多角的に分析して、当時のローマにおける宗教絵画の特質について解明する。
がん細胞のDNA複製における二重鎖DNAひねり因子の機能に関する研究

申請者らは、ツメガエル卵抽出液からDNA複製開始に必要なDNAひねり因子を精製した。この因子は、分子量140kDa(Cdc68タンパク質の類似体)と87kDa(hSSRP1の類自体)のポリペプチド鎖から成り、二重鎖DNAに負のねじれを導入する活性を持つ。本研究では、培養ヒトがん細胞のDNAひねり因子の発現と精製を行い、二重鎖DNAおよびヌクレオソームの構造に対する影響を調べる。さらに、DNAひねり因子と相互作用する因子を探索し、これら因子の、細胞のがん化に伴う動態と機能の変化を調べる。以上の実験により、がん細胞のDNA複製機構の特異性を明らかにすることを目的とした。DNAひねり因子の140kDaサブユニットにHisタグを付加したクローンと、hSSRP1のクローンをバキュロウイルスに組み込み、両サブユニットを共発現させ、Niキレートカラム、SP、およびHAカラムを用いて精製した。今後、クロマチン構造をとったSV40 DNAのin vitroでの複製に対するDNAひねり因子の作用を解析する予定である。両サブユニットに対する抗体を用いて、HeLa細胞とヒト二倍体繊維芽細胞を染色したところ、核全体、特に、核小体が染色された。HeLa細胞から単離された核にはDNAひねり因子が結合しており、高塩濃度溶液によって抽出された。抗体を用いてDNAひねり因子を除いたツメガエル卵抽出液中で形成されたクロマチンと、DNAひねり因子を含む卵抽出液中で形成されたクロマチンとに対するヌクレアーゼ感受性を調べたところ、前者よりも後者のほうが感受性が高かった。さらに、精製DNAひねり因子は、二重鎖DNAのみならず、ヒストンを固定化させたカラムに結合した。以上の結果から、DNAひねり因子は、DNAおよびヒストンに結合してクロマチン構造をゆるめ、DNA複製が起こりやすくする働きがある考えられる。
網膜色素上皮細胞の機能分化と形態

ニワトリ及びウシ網膜色素上皮(RPF)細胞を抗原としてマウスを免疫し、得られた単クローン抗体(S5D8、RPE)を用いて、それらの抗原蛋白質の分子細胞学的性格を解析した。1):S5D8抗原蛋白質は63kDaの分子量、cDNA全長は2510bp、open reading frameは1599bp、polyadenylation siteは2カ所、アミノ酸残基数は533、glycosylationは3カ所あった。Signal peptideは存在せず、膜貫通部位も存在しなかった。メッセンジャーRNAのサイズは約2.9kbであった。線維芽細胞にopen reading frameをtransfectし、発現した蛋白質は抗SSD8抗体で染色され、その局材はRPE同様に、小胞体であった。S5D8蛋白質は動物種を越え網膜色素上皮に出現する蛋白質として、その機能が注目される。2):抗体RPE7抗体の認識する蛋白質RPE7はRPE細胞のみならず、ミューラー細胞にも存在し、網膜における支持機能への関与が予想された。RPE7は分子量4045kDa、cDNAクローンには271個のアミノ酸残基からなるopenreading frameを含み、糖鎖結合部位を3か所にもつ、膜貫通型蛋白質であることが判明した。ホモロジー検索の結果、RPE7はimmunoglobulin superfamilyに属する新しい蛋白質であった。この蛋白質群に属するもののうち、EMMPRINは細胞外基質のリモデリングにも関与するといわれる。そこで、ウシRPE培養系をもちいて、その上清中のメタロプロテアーゼ活性を調べたところ、培養上清中にはgelatinaseAの活性が認められ、培養液中に抗RPE抗体を添加すると、その活性が増強されること示された。従って、RPE7は網膜において、外節処理機構やRPEの病的状態における移動に関与することが示唆された。ニワトリ及びウシ網膜色素上皮(RPE)細胞を抗原としてマウスを免疫し、下記12種の単クローン抗体を作成した。1.ニワトリRPE細胞を抗原として得られたもの。(1),(2)S5D8,SH8:RPE細胞内の小胞体膜上に局在する、分子量約63kDの抗原タンパクを認識する。この抗原タンパクはRPE細胞にのみ存在し、かつ、多くの他種の動物RPE細胞にも存在する。(3)S3D10:RPE細胞頂部及び視細胞外節部に存在する抗原分子を認識する。(4)S5F4:神経網膜内の内網状層に特異的反応を示す。2.ウシRPE細胞を抗原として得られたもの。(1)1G11:網膜下腔に存在する分子量140から150kDの分子と強く反応する。(2),(3)4A11,2P11:RPE細胞内の分子量約65kDの分子を認識する。その反応性より、上記S5D8、S5H8と同じ分子を認識すると思われる。(4),(5)2E7,6G2:RPE細胞表面膜及び神経網膜中のミュラー細胞表面膜上に存在する。分子量約41kDの分子を認識する。(6),(7)25F5,33A11:RPE細胞表面のみに特異的反応を示す。(8)27D1:RPE細胞基底部及びミュラー細胞終足部と強く反応する。これらの単クローン抗体をプローブとしてウシRPE及び神経網膜より作成したcDNAライブラリーをスクリーニングし、抗原分子のアミノ酸配列を指定した結果、1G11(2-(1))の認識抗原分子は、すでに知られている。

Interphotoreceptor retinoid-binding protein(IRBP)と同一であった。また、2E7(2-(4))の認識抗原はimmunogloblin super-familyに属する分子であり、ニワトリ、マウス、ラット等で血液・脳関門を形成する内皮細胞の表面に存在することが知られている。HT7、Basigin等のウシにおける相同分子であると思われた。他の単クローン抗体についても、同様の分子遺伝学的解析が進行中である。ニワトリ及びウシ網膜色素上皮(RPE)細胞を抗原としてマウスを免疫し、得られた単クローン抗体のうちS5D8並びにRPE7を用いて、抗原蛋白質の分子細胞生物学的性格を解析した。1):S5D8抗原蛋白質は63kDaの分子量を持ち、そのcDNA全長は2510bp(ポリA14bpを含む)、open reading frame1599bp、polyadenylation signalは2カ所に存在した。アミノ酸配列では、アミノ酸残基数は533、分子量は60.9kD、glycosylation siteは3カ所あった。Signal peptideは存在せず、膜貫通部位も存在しなかった。MRNAのサイズはnorthern blottingで約2.9kbaseであり、得られたクローンの2510bpに比してやや長い。線維芽細胞にopen reading frameをtransfectし、発現した蛋白質をS5D8抗体で染色すると、小胞体に局在した。S5D8の認識する蛋白質は動物種を越え網膜色素上皮に出現する蛋白質として注目される。2):抗RPE7抗体の認識する蛋白質RPE7はRPE細胞のみならず、ミューラー細胞にも存在し、網膜における支持機能への深い関与が予想された。Western blotによると、4045kDaの幅広いバンドが出現し、糖鎖の存在が予想された。ウシ網膜から作成したcDNAランブラリーによりcDNAクローンを得たところ、RPE7は271個のアミノ酸残基からなるopen reading frameを含み、糖鎖結合部位を3カ所にもつ、膜貫通型蛋白質であることが判明した。このopen reading frameを発現ベクターに組み込み、COS細胞に発現させ、immunoscreeningで得られたRPEcDNAは抗原蛋白質をコードすることが示された。ホモロジー検索の結果、RPE7はimmunoglobulin superfamilyに属する新しい蛋白質であることが判明した。この蛋白質群に属するもののうち、EMMPRINは細胞外基質のリモデリングにも作用しているといわれる。そこで、ウシRPE培養系を用いて、その上清中のメタロプロテアーゼ活性を調べたところ、培養上清中にはgelatinaseAの活性が見られ、培養液中に抗RPE7抗体を添加すると、その活性が増強されることが示された。したがって、RPE7は網膜において、外節処理機構やRPEの病的状況における移動に深く関与することが示唆された。
病棟看護師を対象とした骨盤底筋運動指導技術修得のための教育プログラムの開発

本研究の目的は,Soft Systems Methodologyを活用し看護師の尿失禁ケアに関する振り返りを向上させることを通して指導技術を修得できる、骨盤底筋運動指導技術教育プログラムを作成することである.文献の分析ならびに専門家チェックにより内的妥当性を確保して完全習得学習を基盤としたプログラム案を作成した。評価用具は正答率80%を到達基準とし作成した.2つの病院で段階的に予備調査を行い外的妥当性と教育の信憑性を確保した.プログラムは5回のワークショップで教育時間合計12時間、教育期間8週間で構成された.最後に1施設で学習効果を検証した結果、学習者全員が到達基準に達したことを確認した。作成した理論モデルを実際に病棟看護師に適用し、妥当性の低い教育内容を修正したプログラム(案)を、さらに1病院に適用して妥当性を検証し、「骨盤底筋運動指導技術教育プログラム」を完成させた。完成した本プログラムは、延べ時間12時間、合計5回のワークショップ形式となっており、初回は、Soft Systems Methodologyを活用した振り返り、2回目は尿失禁に関する認知領域の学習、3回目は指導技術の学習、4回目は指導技術の振り返りと練習、5回目は学習効果の確認と学習全体の振り返りで構成されている。学習対象者である23年目の病棟看護師は、患者に排尿を我慢させることを躊躇し、頻回に排尿誘導する傾向があるために、却って患者の膀胱容量を減少させてしまう可能性のあることに気づいていても、行動修正が困難であった。Soft Systems Methodologyを導入することによって、病棟看護師がおかれている状況や辛さを本音で看護師同士で語ることができるようになり、根拠をもった尿失禁ケアを実践することが看護師の専門性であることをお互いに再確認する過程を経て、患者への指導技術を高めていくことの重要性への気づきと当事者意識の強化と連動して指導技術が高まることが確認できた。本プログラムを用いて23年目の病棟看護師を教育することによって、患者への尿失禁ケアが充実し、より多くの患者がより早期に尿失禁をセルフケアできるようになると考えられた。SSM理論とビデオ画像を用いた技術教育を併用して、病棟看護師を対象とした骨盤底筋運動の指導技術修得のための理論モデルを作成した。理論モデルは、毎週1回2時間、全5回のワークショップ形式で構成された。第1回目にSSMに基づくグループディスカッションを実施、第2回目に尿失禁ケアならびに骨盤底筋運動の講義と演習、第3回目に骨盤底筋運動の演習をビデオ撮影し、第4回目に撮影されたビデオを学習者自らが見て指導技術を振り返り、第5回目に学習全体について振り返って学習の不足部分を補足した。2つの病院の看護師、各10名に理論モデルを実施した。プログラムの実施前後で、認知領域、精神運動領域、情意領域に関する教育評価を行った。認知領域は9割の正答率であった。精神運動領域は8割の実施率であった。情意領域はパフォーマンスとして8割の実施率があり、構成面接の結果、振り返りのすべてのプロセスが強化され、内省が深まったことが確認できた。学習者の主観的評価は、尿失禁ケアを振り返ることができ、業務に生かすことができる、指導技術について学習することは初めてで、様々な指導に生かすことができる、無理なく学習でき楽しかった、など概ね良好な評価が得られた。部分的に学習が不足していた教育内容を修正し、過密になっていた学習量を減らした。また作成した認知領域の評価表について、問題の意図が明確になるよう事例を精選するなどの修正を行い、骨盤底筋運動の指導技術修得教育プログラムを完成させた。病棟看護師を対象とした骨盤底筋運動の指導技術に関する教育プログラムの検証作業を終え、分析結果をまとめ学会で報告した。プログラムの外的妥当性の検討は、2つの病院の18名の看護師を対象として、段階的にプログラム原案を実施することによって行い、その結果からプログラム原案を修正してプログラムを完成させた。プログラムは、認知領域76目標、精神運動領域90目標、情意領域45目標、合計211の行動目標を達成するための教育内容となり、1回2時間、5回のワークショップで構成された。完成したプログラムは、認知領域、精神運動領域、情意領域の3領域の到達基準を参加者全員が到達できる高い妥当性を確保できた。(第34回日本看護科学学会学術集会発表)。完成したプログラムを9名の看護師に実施し、学習効果を検証した。認知領域における学習効果は、筆記試験の中央値の得点が学習前49点から学習後93点へ有意に上昇した(p<0.01)。到達率は学習前0%から100%へと変化し、全員が到達基準(正答率80%)に達した。S-P表では、全体の解答においてバランスのとれた得点配置を示し、学習前には注意係数が0.75以上の異質性の高い学習者2名についても学習後は注意係数が0に変化し、異質性の高い学習者であっても認知領域の十分な学習効果が得られた(第34回日本看護科学学会学術集会発表)。プログラムの情意領域における振り返りに関する学習効果は、振り返りのプロセス、振り返りのスキルと学習習慣に関するインタビューガイドに基づき構成面接した逐語録をデータとし、Berelsonの内容分析を用いて分析した。その結果、総記録単位数は394から453へと15%増加し、振り返りのプロセス、振り返りのスキル、学習習慣の振り返りが促進されたことが示された(日本看護技術学会第13回学術集会発表)。

看護スタッフに『PFMT指導技術教育プログラム』を実施し、対象者のPFMT(Pelvic floor muscle training)の指導技術に関連する、認知領域、精神運動領域、情意領域の変化を、教育プログラムの実施前と実施直後に測定し、その差で、対象者の教育プログラムの教育効果を評価した。また、対象者の病棟教育担当者に、対象者のPFMT指導に関連する看護行為の変化ならびに病棟の他のスタッフへの影響や組織上の変化など、教育プログラム実施後のPFMT指導に関連する変化について、インタビューにより確認した。23年目の病棟看護師10名の対象者のうち、最後までプログラムを実施した対象者は9名、1年後に同じ職場に勤務し続けていた対象者は3名であった。9名の対象者の教育プログラムの実施前後の得点変化は、認知領域においては100点満点の筆記試験で、49点から93点(Wilcoxonの順位和検定p<0.01)、精神運動領域においては指導場面を観察法で採点し満点72点で、19.2点から70.4点(同じくp<0.01)と有意に高まった。情意領域の振り返りに関しては、Berelson内容分析の手法を活用してプログラム実施前後の記録単位数の変化を分析したところ、Gibbsによるリフレクションサイクルのうち、「分析」のリフレクションサイクルが記録単位数の出現率14.9%から19.1%へと増加、「総合」が3.5%から15.8%へと増加した。全体の記録単位数も実施前が114、実施後は152と増加していた。対象者の病棟教育担当者にインタビューした結果、対象者は、カンファレンスでの発言回数が増え、問題提起を自ら行うようになり、後輩に対してリーダーシップを発揮できるようになったと評価されていた。本研究の目的は,Soft Systems Methodologyを活用し看護師の尿失禁ケアに関する振り返りを向上させることを通して指導技術を修得できる、骨盤底筋運動指導技術教育プログラムを作成することである.文献の分析ならびに専門家チェックにより内的妥当性を確保して完全習得学習を基盤としたプログラム案を作成した。評価用具は正答率80%を到達基準とし作成した.2つの病院で段階的に予備調査を行い外的妥当性と教育の信憑性を確保した.プログラムは5回のワークショップで教育時間合計12時間、教育期間8週間で構成された.最後に1施設で学習効果を検証した結果、学習者全員が到達基準に達したことを確認した。完成したプログラムの学習効果の検証のうち、精神運動領域の結果が未発表になっている。当初の研究目的そのものは概ね達成したが、情意領域の評価方法を現在のインタビュー方式から、さらに簡便に評価できる方法に改善したい。看護学完成したプログラムの学習効果の検証のうち、精神運動領域の結果発表を平成27年6月にソウルで開催される国際看護師協会学術集会で行う予定である。情意領域の評価方法は、インタビューの分析を追加し、評価表原案を作成する予定である。計画通り、プログラム案の妥当性を検討し、「骨盤底筋運動指導技術教育プログラム」を完成させることができた。計画通りの進展であり、プログラムの修正まで進み、プログラムを完成させることができた。情意領域の評価方法の改善のための分析を行う。精神運動領域の学会発表と学術論文の作成を残している。
脳内ネットワークの機能的結合を選択的に強化する人工皮質間接続法の開発

本研究の目的は、重度脊髄損傷に対するリハビリテーションを指向して、特定の随意運動に関わる神経経路を選択的かつ活動依存的に強化するための人工皮質間接続法を開発することである。本年度の目標は、人工皮質間接続のin vivo実証評価であった。霊長類モデル動物であるコモンマーモセットにおいて運動課題時の頭頂野の脳波を記録し、その活動依存的に運動前野を電気刺激する人工皮質間接続を予定していたが、その効果を検証する評価系の確立に多くの時間を要したため、至適パラメータを見つけるまでに至らず、人工皮質間接続を用いた神経経路の選択的強化を実証することはできなかった。しかし、昨年度までに開発した皮質脳波記録と皮質電気刺激を同時におこなうことが可能な実験系によって多くの知見を得ることができ、その成果について論文投稿並びに学会発表をおこなった。皮質脳波電極と皮質電気刺激を用いて覚醒下マーモセットの一次運動野を再現性よくマッピングするための新規アルゴリズムを考案し、コンピュータシミュレーションとin vivo電気生理実験をもって実現可能性を実証した。また、同様の電極を用いてマーモセットの運動野、体性感覚野から記録した把持到達運動中の皮質脳波から、把持運動を司る皮質内神経機構がマーモセットとマカクザルやヒトとで霊長類の種間差を超え広く維持されていることを明らかにした。さらに、皮質誘発電位、皮質に連発刺激法を用いて運動野内の局所神経回路の機能結合を電気生理学的に評価する方法を開発した。29年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、人工皮質間接続法を構築するため、霊長類モデル動物であるコモンマーモセット健常個体において、皮質脳波記録と皮質電気刺激が同時に可能な実験系を構築した。初めに、皮質脳波記録と皮質電気刺激が同時に可能な実験系は、コモンマーモセット大脳皮質における慢性電極留置の手技を確立することによって達成した。術後の電極抵抗値が安定していたことや、術後感染や脳圧亢進が見られず個体の体調が良好に維持されていたことにより、慢性的に皮質電極留置する最低限の手技は確立したと言える。次に、皮質脳波記録と皮質電気刺激に関する妥当性は、大脳皮質運動野を電気刺激して得られる運動野マップや、末梢神経を電気刺激して体性感覚野の活動を記録することで得られる体性感覚野マップを描くことによって検証した。結果的に、神経生理学・神経解剖学的に予想される運動野・体性感覚野マップと近いマップを得ることができたことから、人工皮質間接続をおこなう上で十分な皮質脳波記録、皮質電気刺激系が構築できたと言えた。さらに、実験系構築の過程で、強すぎる電気刺激は電極や組織にダメージを与えるだけでなく、記録アンプを飽和させてしまい、記録が一時できなくなってしまうという問題を引き起こすことが判明した。そこで、本年度は上記に加えて皮質脳波記録や皮質電気刺激のパラメータの検証もおこなった。これにより、本研究の最終目標である、人工皮質間接続をおこなう上での技術的基盤が確立した。慢性留置した電極に対して電気刺激をおこなうことで、電極が破損してしまうケースが度々見られたため、電極の留置方法や電気刺激のパラメータ、実験スケジュールの検討に時間を要した。本年度の研究目的であった皮質脳波記録と皮質電気刺激が同時に可能な実験系の構築は概ね完了した。この目標を達成するため、本年度は、人工皮質間接続法を用いた際に生じると考えられる神経経路の強化を定量する評価法の確立を行った。具体的には、昨年度確立した皮質脳波記録と皮質電気刺激を同時におこなうことが可能な実験条件のもとで、大脳皮質を硬膜外から電気刺激し、刺激箇所とは別の領域で観測される誘発電位を測定する実験系を確立した。市販のアンプと自作の回路を結合することで、測定に影響を及ぼす電気刺激によるアーチファクトを軽減し、また、刺激、記録箇所を任意に変更することが可能になったことから、技術的な問題が解消され、実験系が確立したと言える。また、測定した誘発電位が生理学的に妥当なものかを評価するために、当初予定されていなかった皮質二連発刺激法を用いた検証を新たにおこなった。その結果、誘発電位の潜時が生理学的に妥当であることが明らかになり、興奮性の入力が生じている可能性が示唆された。また、霊長類モデル動物であるコモンマーモセット用の新規オペラント運動課題装置を開発し、課題中に人工皮質間接続のトリガー信号となる運動関連脳波反応を観察できることを確認した。当初の計画で予定していなかった皮質二連発刺激法を用いた検証とその準備をおこなったため、皮質誘発電位を測定する実験系の構築に時間を要した。そのため、本年度予定していた人工皮質間接続の条件検討までおこなうことができなかった。しかし、新たにおこなった検証によって皮質誘発電位が生理学的に妥当であることが明らかになったため、次年度、最終目標である人工皮質間接続を検討する上での評価法を確立することができた。

本研究の目的は、重度脊髄損傷に対するリハビリテーションを指向して、特定の随意運動に関わる神経経路を選択的かつ活動依存的に強化するための人工皮質間接続法を開発することである。本年度の目標は、人工皮質間接続のin vivo実証評価であった。霊長類モデル動物であるコモンマーモセットにおいて運動課題時の頭頂野の脳波を記録し、その活動依存的に運動前野を電気刺激する人工皮質間接続を予定していたが、その効果を検証する評価系の確立に多くの時間を要したため、至適パラメータを見つけるまでに至らず、人工皮質間接続を用いた神経経路の選択的強化を実証することはできなかった。しかし、昨年度までに開発した皮質脳波記録と皮質電気刺激を同時におこなうことが可能な実験系によって多くの知見を得ることができ、その成果について論文投稿並びに学会発表をおこなった。皮質脳波電極と皮質電気刺激を用いて覚醒下マーモセットの一次運動野を再現性よくマッピングするための新規アルゴリズムを考案し、コンピュータシミュレーションとin vivo電気生理実験をもって実現可能性を実証した。また、同様の電極を用いてマーモセットの運動野、体性感覚野から記録した把持到達運動中の皮質脳波から、把持運動を司る皮質内神経機構がマーモセットとマカクザルやヒトとで霊長類の種間差を超え広く維持されていることを明らかにした。さらに、皮質誘発電位、皮質に連発刺激法を用いて運動野内の局所神経回路の機能結合を電気生理学的に評価する方法を開発した。次年度は、今年度構築した実験系を用いて人工皮質間接続の検討を進める予定である。まずは、神経経路を強化する手法としてすでに知られている連合刺激(paired associative stimulation)を皮質内でおこない、この際に生じる誘発電位の大きさを評価する。神経経路が強化されれば、誘発電位の大きさは介入前に比べ大きくなるはずであり、本実験を通じて、人工皮質間接続による神経経路の強化を定量する評価法を確立する。その後、連合刺激よりも効果的に神経経路を強化できると予想される、皮質活動依存的電気刺激法による人工皮質間接続の条件検討をおこなう。運動課題時のコモンマーモセットの頭頂野の脳波を記録してリアルタイムで信号処理をし、その活動依存的に運動前野を電気刺激することで、頭頂野ー運動前野間の神経経路を選択的に強化することができるかを検討する。神経経路が強化されれば、頭頂野を電気刺激し運動前野で記録される誘発電位の大きさは、介入前に比べ大きくなるはずである。また、人工皮質間接続にともなう行動の変化を、モーションキャプチャシステムを用いて定量的に解析する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
リン原子が関与する新しい化学発光系の開発と基礎的研究

昨年度に引き続き、アクリダン系ホスホネートの化学発光に関する研究を行った。これまでに、化学発光の高エネルギー物質が不安定なホスファー1,2-ジオキセタンであることを強く示唆する結果を得ているが、この中間体を形成する前段階としてラジカルの形成が行われていることをESRスペクトルおよびコンピュータシュミレーションによる詳細な解析から明らかになった。この解析によって、未だ例の少ないリン原子に隣接するラジカルの挙動が理解されるようになった。さらに、ホスファー1,2-ジオキセタンの発光効率を調べるため、類似の構造を有するアクリダン系カルボン酸エステルを新たに合成し、同条件下で発光強度を比較したところ、ジオキセタノンを経由する後者の方が、かなり強い発光を示すことが明らかとなった。現在のところでは定性的な比較であるので今後精密な量子収率を測定することより定量的な比較を行う必要がある。一方、含水系のアクリジン系ホスホネートに関しては、リン原子上の置換基の発光強度への影響をさらに詳細に検討したところ立体的に大きな置換基ほど発光強度が増加するという興味ある結果を得た。このことは発光強度が立体構造に依存することを意味しており、一連の化学発光が分子内電子移動によるCIEEL機構によるものであるとともに、さらにホスファー1,2-ジオキセタンを経由していることを示している。以上、約2年間にわたる本研究によってリン原子を含む四員環過酸化物であるホスファー1,2-ジオキセタンが化学発光を示すのに十分なエネルギーを有すること、またその発光機構が明かとなった。今後、これらの基礎的な結果をもとに応用面への展開が待たれる。アクリダン系ホスホネートを各種合成し、塩基存在下での酸素酸化における化学発光およびその反応機構について検討を行なった。いずれも暗所にて発光が観測されたこと、また反応後の生成物の同定により高エネルギー中間体としてホスファー1、2-ジオキセタンを経由していることを強く示唆した。この反応の初期段階では炭素陰イオンから酸素分子への一電子移動によるラジカル生成を含むことをESRスペクトル測定より明らかにした。一方、この化学発光系を含水系に適用するために数種のアクリジンホスホネートを新たに合成し検討したところ、過酸化水素を酸化剤として使用することが可能であることが分かった。この実験においてリン原子の置換基により発光強度が変化することが示された。これらの一連の研究により、リン原子を含む中間体が高エネルギー状態を形成することが明らかとなり、リン原子が関与する化学発光の確立という目的の一つを達成することができた。上記研究と並行して、アクリンダンホスホネートより導かれるケテンイミン誘導体の酸化による化学発光についても検討した。この酸化反応によりイミノジオキサタンを経由する化学発光が観測された。これはイミノジオキサタンの分解により生成した励起カルボニルの蛍光が直接視認できるという始めてのものである。ただし、発光強度はかなり弱く、その理由を分子軌道計算により理論づけた。この成果はすでに複素環化学専門誌において発表予定である。以上のように、本研究において新しい化学発光系の確立とその基礎的な知見が得られ、一応の成果を収めることができた。今後、さらに精密な実験を重ねて、詳細を明らかにするとともに、より実用的な反応系を確立したいと考えている。これまでに、化学発光の高エネルギー物質が不安定なホスファー1,2-ジオキセタンであることを強く示唆する結果を得ているが、この中間体を形成する前段階としてラジカルの形成が行われていることをESRスペクトルおよびコンピュータシミュレーションによる詳細な解析から明らかになった。

さらに、ホスファー1,2-ジオキセタンの発光効率を調べるため、類似の構造を有するアクリダン系カルボン酸エステルを新たに合成し、同条件下で発光強度を比較したところ、ジオキセタノンを経由する後者の方が、かなり強い発光を示すことが明らかとなった。現在のところでは定性的な比較であるので今後精密な量子収率を測定することより定量的な比較を行う必要がある。一方、含水系のアクリジン系ホスホネートに関しては、リン原子上の置換基の発光強度への影響をさらに詳細に検討したところ立体的に大きな置換基ほど発光強度が増加するという興味ある結果を得た。このことは発光強度が立体構造に依存することを意味しており、一連の化学発光が分子内電子移動によるCIEEL機構によるものであるとともに、さらにホスファ1,2-ジオキセタンを経由していることを示している。以上、約2年間にわたる本研究によってリン原子を含む四員環過酸化物であるホスファー1,2-ジオキセタンが化学発光を示すのに十分なエネルギーを有すること、またその発光機構が明かとなった。今後、これらの基礎的な結果をもとに応用面への展開が待たれる。
プロスタグランジン受容体に関する有機化学的研究

プロスタグランジンF_2α(PGF_2α)受容体探索子の分子設計に用いるPGF_2αの中間体の効果的供給法の開発は、有機化学的新手法を駆使して開発した3成分連結PG合成法を用いることにより達成することができた。具体的には、受容体探索に必要な機能を持つ官能基を導入したω側鎖とα側鎖を、母核であるシクロペンテノン環に一挙に結合させ、目的とする探索分子の中間体をわずか数工程で合成する手法を開発した。この中間体からは種々のPGF_2α誘導体を短工程で合成することが可能である。この手法を応用し、PGF_2α受容体の精製および同定のためのリガンドとして光親和性標識能を分子内に持たせた人口PGF_2α類縁体を設計し、その合成を行った。この探索分子を用いてPGF_2α細胞膜受容体で観察される脱感作機構の解明のため、受容体との結合能や生物活性の測定、さらには光親和性標識による受容体タンパク質の同定などの生化学的活用がはかられる予定である。また、眼圧低下作用を有することが知られているPGF_2α人口類縁体のラタノプロストの構造修飾により、眼内組織の受容体探索子として超高感度被検出能を持つ化合物を設計した。PGF_2αは脳内にも結合部位があることが最近報告されたが、その機能解析のためには従来の標識化合物よりも感度の高い探索子が必要となる。本研究で創製された超高感度探索子を用いてこれら組織での受容体の局所解析や機能解析が行われる予定である。
細胞接着による細胞質型チロシンホスファターゼの制御

我々は、細胞質型チロシンホスファターゼ相同性分子PTP36の構造をはじめて明らかにし、さらに、PTP36自身がリン酸化されることを見い出した。細胞接着の剥離やSrcキナーゼは、PTP36の脱リン酸化を引き起こす。本研究では、PTP36のリン酸化制御機構の解析とPTP36の機能について検討した。PTP36のリン酸化の解析PTP36が、これをリン酸化するセリン/スレオニンキナーゼと複合体を形成する事を明らかにした。スタウロスポリンはin vivoとin vitroの両方でPTP36のリン酸化を抑制した。一方、ML-9(MLCKの阻害剤)やW-7(カルモジュリンの阻害剤)は、in vivoリン酸化のみを抑制し、リン酸化制御過程のより上流に影響を及ぼすと考えられた。PTP36の機能解析(1)PTP36の細胞内局在の検討。接着した線維芽細胞では、PTP36は細胞質に存在した。一方、接着の剥離やv-srcキナーゼの導入は、PTP36の細胞骨格へのトランスロケーションを引き起こした。(2)リン酸化がPTP36に及ぼす影響の検討。オガタ酸は、PTP36の脱リン酸化と同時にトランスロケーションを完全に抑制し、PTP36の脱リン酸化がトランスロケーションの引き金となることを明らかにした。(3)PTP36と会合する分子の検討。酵母のtwo-hybrid systemを利用して、PTP36と結合する分子を検索し、PTP36と細胞内で結合する分子を複数クローニングした。今後、これらの分子の機能とPTP36との関連を検討する。(4)PTP36の細胞死への影響。PTP36の過剰発現は、細胞形態の変化やアクチンからなる細胞骨格の減少、さらに、接着性や増殖性の減少を引き起こしたが、同時に抗Fas抗体による細胞死を増強することを見い出した。今後、PTP36の、細胞死の過程における役割についても検討する。我々は、細胞質型チロシンホスファターゼPTP36の構造をはじめて明らかにし、さらに、PTP36が細胞骨格に結合すること、興味深いこと、自身がリン酸化されることを見い出した。PTP36のリン酸化レベルは細胞接着やv-Srcの過剰発現で影響をうける。PTP36はSrcと会合していたが、PTP36のリン酸化はセリン残基に認められるのでチロシンキナーゼによる直接のリン酸化ではない。即ち、チロシンキナーゼ→セリン/スレオニンキナーゼ・ホスファターゼ→チロシンホスファターゼ(PTP36)という未知のリン酸化制御機構が存在すると考えられる。本研究では、これらの知見に立ってPTP36のリン酸化制御機構を検討した。(1)PTP36のリン酸化の検討。培養器に付着した3T3線維芽細胞を^<32>Pでin vivo標識し、リン酸化アミノ酸マッピングを行ったところ、PTP36は、セリンのみリン酸化されていた。さらにPTP36とセリン/スレオニンキナーゼが複合体を形成すること、このキナーゼでPTP36がリン酸化されることを明らかにした。リン酸化はstaurosporineで抑制されたがGenistein(チロシンキナーゼ阻害剤)、Calphostin C、H-89、KN-62(各々、PKC、PKA、Ca2+/カルモジューリン依存性キナーゼIIの阻害剤)、ML-9(myosin light chain kinase(MLCK)阻害剤)、W-7(カルモジュリン阻害剤)は抑制効果がなかった。PTP36のリン酸化の意義として、これがPTP36の細胞内での局在を調節することを明らかにした。

(2)PTP36の機能の解析。テトラサイクリンで調節可能なプロモーターを利用して、PTP36の発現が調節可能な遺伝子細胞を樹立した。この細胞でPTP36の過剰発現を誘導すると、形態変化と増殖性の低下が認められた。我々は、細胞質型チロシンホスファターゼ相同性分子PTP36の構造をはじめて明らかにし、さらに、PTP36自身がリン酸化されることを見い出した。細胞接着の剥離やSrcキナーゼは、PTP36の脱リン酸化を引き起こす。本研究では、PTP36のリン酸化制御機構の解析とPTP36の機能について検討した。PTP36のリン酸化の解析PTP36が、これをリン酸化するセリン/スレオニンキナーゼと複合体を形成する事を明らかにした。スタウロスポリンはin vivoとin vitroの両方でPTP36のリン酸化を抑制した。一方、ML-9(MLCKの阻害剤)やW-7(カルモジュリンの阻害剤)は、in vivoリン酸化のみを抑制し、リン酸化制御過程のより上流に影響を及ぼすと考えられた。PTP36の機能解析(1)PTP36の細胞内局在の検討。接着した線維芽細胞では、PTP36は細胞質に存在した。一方、接着の剥離やv-srcキナーゼの導入は、PTP36の細胞骨格へのトランスロケーションを引き起こした。(2)リン酸化がPTP36に及ぼす影響の検討。オカダ酸は、PTP36の脱リン酸化と同時にトランスロケーションを完全に抑制し、PTP36の脱リン酸化がトランスロケーションの引き金となることを明らかにした。(3)PTP36と会合する分子の検討。酵母のtwo-hybrid systemを利用してPTP36と結合する分子を検索し、PTP36と細胞内で結合する分子を複数クローニングした。今後、これらの分子の機能とPTP36との関連を検討する。(4)PTP36の細胞死への影響。PTP36の過剰発現は、細胞形態の変化やアクチンからなる細胞骨格の減少、さらに、接着性や増殖性の減少を引き起こしたが、同時に抗Fas抗体による細胞死を増強することを見い出した。今後、PTP36の、細胞死の過程における役割についても検討する。
感性的な非言語的手がかりの認知システム:eラーニング改良のために

このプロジェクトの目的は、eラーニング環境における動作からの感情を認識するためのシステムを構築することであった。目的は下記の2つの異なった方面において達成された。a)人間が動作からどのように感情を認識するかについての理解の構築1.オンラインラーニングでの動作、担当教員と面談の様子、ゲーム中の学生の様子がビデオ録画された。このビデオは、参加者に頻繁にあらわれる状態を推論するために使用可能なボデイランゲージの分析のために使われた。結果として顔の表情よりも動作における変化がより多かった。このことは、効果的なコミュニケーションのチャンネルとしての動作に関連したこの研究の仮説を支持している。更に、コンピュータゲームをコントロールする体全体を使ったコントローラーは感情的、社会的あるいはロールプレーレベルにおいて特に体を使うことがわかった。コーディングシステムが動作の分析や数量化を助長するために計画された。2.3Dアバターの動作から感情を認識する際に男性と女性の違いがあるかどうか、この点における性差の研究が行われた。結果として、女性は身体的動作から認識するのがより速い傾向にある。3.人間が、影響力のあるディメンジョンスケール:覚醒、原子価、力、回避などを使って、アバターの静止動作によって受けた感情を区別できるかどうかを理解するために111のアバターが使われた。統計的方法により、参加者の評価間で高い一致がみられた:初めの3ディメンジョンにおいては約80%、回避ディメンジョンにおいては約70%である。b)効果的動作認識のためのコンピュータを基盤としたシステムのデザインと実行システムの2つのバージョンを実行、テストした。第1のバージョンはモーションカプチャーシステムを使い集められた動作を処理するために使われた。第2のバージョンはコンピュータビジョンを基本としたシステムである。2つのシステムは、違ったセットの感情分類や人間と比較できる認識率を持った感情ディメンジョンでテストされた。当該研究は、以下の三点を中心に進められた。1心理状態が表れる動作(body expression)についてのデータ収集:指導教員と共にオンラインで学習、あるいは会議に参加する学生の様子と、ゲームをしている時の様子を数時間撮影した。これらの映像の中から、学生の心理状態を推測するために利用できる動作を抽出し、分析をおこなった。この準備段階での分析において、表情の変化と動作の変化を比べた場合、動作の変化の方が大きいことが明らかになった。これは、身体動作は効果的な意思疎通経路であるという、我々の仮定を裏付けるものである。現在は、更に具体的かつ量的な分析を行っている。2コンピュータビジョンを用いた、心理状態が表れている動作を認知するシステム:このシステムを用いて、"集中"と"退屈"という二つの心理状態の認識に関するテストを行った。"集中"の度合いは2段階とし、それぞれにモデルとなるしぐさを作成した。その評価として、上述二段階の心理状態の区別においては、良好な結果が得られたが、心理状態の度合いを更に細分化すると、その認識は更に難しくなった。しかしながら、人間の目による観察でも同様の結果であった。3心理状態認知実験のためのジェスチャー(動的)刺激の作成:運動解析システムとモデリングのソフトウェアを用いて、様々な心理状態を表す動作をしているアバター(人形)を作成した。このようなジェスチャーによる刺激は、ある種の心理状態を認識する際の、動作の特徴(ジェスチャー)の役割を調査するために用いる計画である。事前実験結果により、例えば"恐れ"のような、ある種の心理状態を正確に認識するためには、動作の傾向をつかむことが必要であることが分かった。

このようなジェスチャーによる刺激は、心理状態を表す動作を認識する際の脳の活動を理解するためのFMRI(脳内代謝測定)の研究にも利用できる。今年度は主に2つの方向で研究が進められた。a)人間がどのように動作から感情を認識するかについての理解の構築1.3Dアバターの動作から感情をどのように認識するかの点において、男女の性差があるかどうかの研究が行われた。結果として、女性は身体的動作から認識するのがより速い傾向にある。更なるFMRI画像による実験が脳の活性化を知るために行われる。2.人間が、影響力のあるディメンジョンスケール:覚醒、原子価、力、回避などを使って、アバターの静止動作によって受けた感情を区別できるかどうかを理解するために111のアバターが使われた。繰り返し測定することにより。参加者の評価間で高い一致がみられた:初めの3ディメンジョンにおいては約80%、回避ディメンジョンにおいては約70%である。3.人間がコンピュータゲームにおいて、感情や社会的関わりをどのように表すかを理解するためにビデオ分析が行われた。私たちの実験では、より多くの体の部分(手以上の)と関わるコントローラー(例えば、ギターヒーローやウィー)は感情的あるいは社会的、ロールプレイレベルにおいて体の使用をより関係づけることがわかった。これらの体の動きの分析、数量化を助長するためにコーディングシステムが計画された。b)効果あるディメンジョン認識のための当システムの実験動作における効果的ディメンジョンのレベルを認識するために、当動作認識システムで実験した。私たちが使用した運動動作描写ソフトは、モーションカプチャーシステムを使い111の動作からなる1セットを作成し、上記で論じられた調査により評価した(b2参照)。描写するのに応用されたMDA(Mixed Discriminant Analysis)は、私たちのソフトが人間についての動作区別割合を測定することに見込みがあることがわかった(b2参照)。そのシステムは現在VR環境において教育的トレーニング中の人間の動作をテスト中である。
ロヒンギャ難民女性における多元的医療体系：包括的な「健康」に関する研究

2017年8月下旬から数カ月の間に、約60万人のイスラム少数民族ロヒンギャがミャンマーから隣国バングラデシュに流出した。長期的には、難民キャンプにおいて近代医療ケアを享受することは、難民の身体的健康の改善に寄与するであろう。一方、伝統的社会に生きてきた彼らが避難先において短期間で近代医療サービスへ接触する際、どのように適応、あるいは不適応のプロセスを経験することになるのだろうか。本研究の目的は、医療人類学及び疫学的アプローチを合わせた混合研究法により、彼らの「健康」を身体的だけではなく、精神的、社会的観点からも包括的に理解することである。
場の理論に基づくマルチスケール多結晶塑性モデリングに関する研究

本課題での研究では,塑性の場の理論という新しい独自の視点自身を提案,かつ同視点に基づいてマルチスケール多結晶塑性問題を捉え直し,これまでほとんど明らかにされてこなかった,あるいは指摘すらされてこなかった複雑機構の発見および解明を,一歩踏み込んだレベルで試みた.多数の新規かつ重要な知見を得たが,主なものを記す.まず,多数の結晶粒の集合体としての多結晶材には,結晶粒の集団挙動としての特徴が大きく3つあることを明らかにした.すなわち(a)粒数増加に伴い応カ-ひずみ場のゆらぎが顕著になるとともに,それぞれ"応力支持構造"および"流動伝達構造"を形成する,(b)(a)の両構造を介して非局所性が発現する(遠隔効果),および(c)応力場とひずみ場のゆらぎは相補的な関係にあり,局所的なエネルギのやり取り(とくにひずみエネルギの局所的塑性変形への散逸)が不均質場の発展を駆動する(場のゆらぎの"双対性").つぎに,こうした不均質場を"記述"するための数理手法として微分幾何学的場の理論に基づく不適合度テンソルの適用法を提案し,結晶塑性構成モデルに組み込むことで,結晶粒内における不均質場の発展も含めて簡易かつ効果的に取り扱えることを示した.さらに同手法に基づき相互作用場の概念を提案し,複数の階層における不均質場が相互作用しながら発展する過程を表現する方法論を確立した.これらの手法をいくつかの実践的課題,すなわち自動車用高強度鋼板のバウジンガ挙動およびCu添茄鋼の疲労特性に対し一部適用し,その有効性について検討を加えた.不適合度に基づく相互作用場の方法は汎用性があり,材料を複雑なシステムと捉えた場合のその安定性を含めた各種統合的評価法に適用できる可能性についても検討を加えた.本課題での研究では,塑性の場の理論という新しい独自の視点自身を提案,かつ同視点に基づいてマルチスケール多結晶塑性問題を捉え直し,これまでほとんど明らかにされてこなかった,あるいは指摘すらされてこなかった複雑機構の発見および解明を,一歩踏み込んだレベルで試みた.多数の新規かつ重要な知見を得たが,主なものを記す.まず,多数の結晶粒の集合体としての多結晶材には,結晶粒の集団挙動としての特徴が大きく3つあることを明らかにした.すなわち(a)粒数増加に伴い応カ-ひずみ場のゆらぎが顕著になるとともに,それぞれ"応力支持構造"および"流動伝達構造"を形成する,(b)(a)の両構造を介して非局所性が発現する(遠隔効果),および(c)応力場とひずみ場のゆらぎは相補的な関係にあり,局所的なエネルギのやり取り(とくにひずみエネルギの局所的塑性変形への散逸)が不均質場の発展を駆動する(場のゆらぎの"双対性").つぎに,こうした不均質場を"記述"するための数理手法として微分幾何学的場の理論に基づく不適合度テンソルの適用法を提案し,結晶塑性構成モデルに組み込むことで,結晶粒内における不均質場の発展も含めて簡易かつ効果的に取り扱えることを示した.さらに同手法に基づき相互作用場の概念を提案し,複数の階層における不均質場が相互作用しながら発展する過程を表現する方法論を確立した.これらの手法をいくつかの実践的課題,すなわち自動車用高強度鋼板のバウジンガ挙動およびCu添茄鋼の疲労特性に対し一部適用し,その有効性について検討を加えた.不適合度に基づく相互作用場の方法は汎用性があり,材料を複雑なシステムと捉えた場合のその安定性を含めた各種統合的評価法に適用できる可能性についても検討を加えた.多結晶モデルにおいて最も基本的な単相材について,結晶粒の数が多結晶材の変形挙動に及ぼす影響を明らかにした.解析手法には有限要素法を用い,中心部に23個の粒を含む代表領域を設定して同領域を囲む粒数を系統的に増加させた.すなわち,23個モデルを基準に,77,163,613,および1661個のモデルを考え,30%の引張り変形を与えた.要素には2次元Cross Triangle要素を用い,FCC金属を模擬した2あるいは複数すべり系に対する結晶塑性モデルを適用した.まず解析の第一段階として結晶粒形状を六角形とすることで形状等の形態因子を排除し,また優先方位等も導入せずランダム方位を仮定して純粋に粒数の影響を調べた.粒数の増加に伴い,粒ごとの応力-ひずみ応答には大きな"ゆらぎ"が発達することが明らかとなった.さらに応力,ひずみを偏差成分および静水圧(体積)成分に分解し,それぞれのゆらぎに及ぼす寄与を詳細に調べた結果,応力では静水圧成分,ひずみでは主として偏差成分のゆらぎが主であることがわかった.上記解析結果およびグラフ理論に基づく考察から,場のゆらぎを支配する新たなパラメータとして応力関数テンソルおよび不適合度テンソルを提案した.