hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
保健師等による自閉症スペクトラム障害の直接観察スクリーニングの開発

(1)直接観察可能なASDスクリーニング項目の抽出および(2)抽出項目の信頼性妥当性評価、運動評価項目の抽出・・・2017年度に行った統計学的処理により導き出したSRS-2対人応答尺度のカットオフ値43.5点を3歳児健診に導入し、2018年4月からSRS-2で44点以上を示した児を精密検診対象児として実際に抽出を開始した。抽出された児に対してMovement Assessment Battery for Children2(MABC-2)、日本版感覚プロファイル、WISC-IV、日本版ミラー幼児発達スクリーニング検査簡易版、Vineland-2適応行動尺度、自閉症診断観察検査(ADOS)等を用いて精密検診を行い医師による確定診断が行っている。ADOSに関しては臨床使用資格を取得し、データの蓄積を行っているほか、研究ライセンス取得に向けて研修を受講した。また、2017年度の以下の成果13歳においてはSRS-2のカットオフ値を43.5点とすると感度良く何らかの発達障害を抽出することが可能であったこと、2協調運動機能には位置覚や筋緊張・耐久性などの感覚処理、言語理解や注意力、視覚認知などの認知機能の問題が影響を与えていることを重回帰分析にて確認したことを学会にて報告した。(3)ASD児およびその家族への介入・支援・・・自閉症の診断を受けた児に対する超早期療育であるEarly Start Denver Modelの認定セラピストの資格を取得。自閉症児に対する介入を継続している。(1)直接観察可能なASDスクリーニング項目の抽出および(2)抽出項目の信頼性妥当性評価、運動項目の抽出・・・5歳児発達健診の中で自閉症スペクトラム障害(ASD)を直接観察可能な項目を抽出する基礎となる自閉症診断面接改訂版(ADI-R)、自閉症診断観察検査(ADOS)、The Diagnostic Interview for Social and Communication Disorders(DISCO)などの養育者からの聞き取りによるスクリーニングツール、本人に対しての知能検査(WISC-IV)、運動検査(MABC-2)を実施し、5歳児のデータを述べ80名以上蓄積した。3歳児健診でもPARSーTRの短縮版を用いてスクリーニングを行っており、更なるデータ蓄積がなされている。(3)ASD児およびその家族への介入・支援・・・ASD児の介入・支援については、自閉症の早期療育プログラム研修を受講し、認定セラピストの資格を取得するためにスーパーバイズを受けながらASD診断を受けた3歳の2児に対し週1回のセラピー、家族への助言を行った。(4)保健師の発達障害に関する知識の普及・・・市の保健師に対しPARS-TRなどのスクリーニングを自立して行えるよう、またスクリーニング項目を通じて発達障害児の特徴を的確にキャッチできるように講習会を行い知識の普及に努めた。なおデータ解析ではMABC-2とWISC-IVの相関関係を調査し、粗大運動や微細運動の不器用さが視覚的な推理判断力や単純作業を素早く正確に行う力など知能にも影響する可能性があることを確認した。自閉症スペクトラム障害(ASD)を直接観察可能な項目を抽出する基礎となる自閉症診断面接改訂版(ADI-R)、自閉症診断観察検査(ADOS)、DISCOなどのスクリーニングツール、本人に対しての知能検査(WISC-IV)、運動検査(MABC-2)を使用し5歳児のデータを述べ80名以上蓄積した。ASD児の介入・支援については、自閉症の早期療育プログラム研修を受講し、認定セラピストの資格を取得するためにスーパーバイズを受けながら2児に対しセラピー・助言を行った。市の保健師に対しPARS-TRなどのスクリーニングを通じて発達障害児の特徴を的確にキャッチできるように講習会を行い知識の普及に努めた。(1)直接観察可能なASDスクリーニング項目の抽出および(2)抽出項目の信頼性妥当性評価、運動評価項目の抽出・・・3歳児健診で発達スクリーニング導入のための予備調査として2017年13月に123名の3歳児に対してSDQ子どもの強さと困難さアンケート、SRS-2対人応答尺度、保健師による親へのPARSーTR短縮版を行い、使用するスクリーニングツールおよびカットオフ値の妥当性の検証を行った。その結果尺度の度数分布はSRS-2がスクリーニング基準となる48.5点以上は8.1%と偽陰性が多く、PARS-TRでは5点以上が17.1%と疑陽性が多く認められた。また統計解析(ロジステイック回帰及びROC分析)の結果、SRS-2とSDQの組み合わせが使用尺度として妥当であり、SRS-2はカットオフ値を下げて感度を挙げ、>43.5点(12.2%)とすることが統計学上妥当と判断した。また、自閉症スペクトラムに多く併存する発達性協調運動障害のスクリーニングであるMovement Assessment Battery for Children2(MABC-2)に影響を与える因子の探索を日本版感覚プロファイル、WISC-IV、日本版ミラー幼児発達スクリーニング検査簡易版を用いて行った。その結果位置覚や筋緊張・耐久性などの感覚処理、言語理解や注意力、視覚認知などの認知機能の問題が協調運動機能に影響を与えていることを確認した。平成29年度も5歳児発達健診が継続され、SRS-2、SDQ、PARS-TR、WISC-IV、自閉症診断面接改訂版(ADI-R)、自閉症診断観察検査(ADOS)など自閉症スペクトラム障害(ASD)のスクリーニングを始めとするデータがさらに蓄積されている。

また、3歳児健診においても予備調査を行い異なる年齢のデータが蓄積されているほか、保健師によるスクリーニングも導入された。平成30年度からは3歳児健診への発達健診が本格的に導入されている。ASD児の介入・支援については自閉症を超早期から療育プログラムであるEarly Start Denver Model(ESDM)認定セラピストのトレーニングを受け、現在は資格取得の最終ステップに来ている。(1)直接観察可能なASDスクリーニング項目の抽出および(2)抽出項目の信頼性妥当性評価、運動評価項目の抽出・・・2017年度に行った統計学的処理により導き出したSRS-2対人応答尺度のカットオフ値43.5点を3歳児健診に導入し、2018年4月からSRS-2で44点以上を示した児を精密検診対象児として実際に抽出を開始した。抽出された児に対してMovement Assessment Battery for Children2(MABC-2)、日本版感覚プロファイル、WISC-IV、日本版ミラー幼児発達スクリーニング検査簡易版、Vineland-2適応行動尺度、自閉症診断観察検査(ADOS)等を用いて精密検診を行い医師による確定診断が行っている。ADOSに関しては臨床使用資格を取得し、データの蓄積を行っているほか、研究ライセンス取得に向けて研修を受講した。また、2017年度の以下の成果13歳においてはSRS-2のカットオフ値を43.5点とすると感度良く何らかの発達障害を抽出することが可能であったこと、2協調運動機能には位置覚や筋緊張・耐久性などの感覚処理、言語理解や注意力、視覚認知などの認知機能の問題が影響を与えていることを重回帰分析にて確認したことを学会にて報告した。(3)ASD児およびその家族への介入・支援・・・自閉症の診断を受けた児に対する超早期療育であるEarly Start Denver Modelの認定セラピストの資格を取得。自閉症児に対する介入を継続している。自閉症スペクトラム障害(ASD)を直接観察可能な項目を抽出する基礎となる自閉症診断面接改訂版(ADI-R)、自閉症診断観察検査(ADOS)、DISCOなどのスクリーニングツール、本人に対しての知能検査(WISC-IV)、運動検査(MABC-2)を使用し5歳児および3歳児のさらなるデータ蓄積を行う。蓄積したデータから直接観察可能な項目の抽出を行う。ASD児の介入・支援については、認定セラピストの資格取得を続けながらASD診断を受けた乳幼児へのセラピーを行っていく。市の保健師に対し発達障害児の特徴をさらに的確にキャッチできるように講習会や意見交換をを行い知識の普及に努める。保健師のPARS-TRの特異度をあげるべく保健師を対象とした研修、講習、意見交換を行う。ESDMを用いてASD診断を受けた児の介入、支援を行う。健診など地域でのデータ収集を優先したため国内、または国際学会発表などに行く回数が少なかった。使用した検査用具はすでにある用具を使用する機会が多かった。
神経活動の可視化と可逆的抑制によるマーモセット養育行動の神経基盤の解明

平成30年度は、子の養育行動における内側視索前野の役割を検討するため、マーモセット9個体に対して内側視索前野もしくは中隔(対照)の機能抑制実験を実施した。家族単位で飼育しているマーモセットの母親の出産後、新生児が12日齢の時点で、被験体となる上のきょうだい個体の内側視索前野もしくは中隔にN-メチル-D-アスパラギン酸溶液を微量注入した。これにより、注入部位の神経細胞が脱落し、機能が抑制されることが期待された。この手術の前後で子の回収テストを実施し、養育行動の変化を検討した。前年度までと合わせて合計15個体に対してこの実験を実施した結果、内側視索前野の機能抑制を受けた個体では、子の回収までの潜時は影響を受けないが、回収後の子の背負い行動が顕著に減少することが明らかとなった。このことから、マーモセットの内側視索前野は、子に対する感受性よりも寛容性に重要であることが示唆された。上記のように、非可逆的機能抑制については十分な成果を得ることができた。一方、可逆的機能抑制については、Tet-ONシステムを利用したテタヌストキシンの発現による機能抑制実験を、2種類のウイルスベクターを用いて前年度までに合計14個体に実施したが、養育行動に対する有意な効果は認められなかった。実験後の組織学的検討では、内側視索前野を含む領域にテタヌストキシンが発現していることは確認できたが、十分な機能抑制に足りる発現量が得られなかったもの考えられた。このため、現在別の手法として、ムシモールの注入やDREADDsを用いた実験を検討しており、本研究期間の終了後も継続して実施する予定である。平成28年度は、子の養育中のマーモセットの脳標本を作製し、c-fosの発現解析を実施した。平成29年度に実施予定の内側視索前野の可逆的抑制実験を前倒しして実施し、実験個体の脳サンプルをc-fos解析にも用いることで、研究の効率化と省サンプル化を図った。家族で飼育しているマーモセットのうち、上のきょうだい個体を被験体とし、新生児の誕生から20日齢程度までに、内側視索前野の可逆的抑制実験を実施した。その後、被験体を2日間家族から隔離してから新生児を提示し、養育行動を25分間観察した。25分経過後、被験体を深麻酔・灌流し、養育行動中の脳サンプルを得た。この脳サンプルにおけるc-fos mRNAの発現を、in situハイブリダイゼーション法で検討した。これまでに6個体の養育中マーモセットの脳標本を得て、c-fosの発現解析およびマウスで明らかとなっている内側視索前野周辺で発現する各種マーカータンパクの免疫染色を行った。これにより、マーモセット内側視索前野周辺で、マウスと機能的・化学物質的に対応する下位領域を推定した。結果、マウスの養育行動の発現に重要である内側視索前野中心部(cMPOA)や前交連核(ACN)に対応すると考えられる領域が、マーモセット視床下部においても見いだされた。このことから、げっ歯類で明らかとなっている養育行動に関わる視床下部の神経核は、霊長類においても保存されていることが示唆された。ヒトの親子関係の理解と問題解決に向けて、げっ歯類で得た知見を霊長類に敷衍するための基礎的データを得ることができた。すでに6個体の養育中マーモセットの脳サンプルを得ることができ、順調に進展していると考えられる。平成29年度は、子の養育行動における内側視索前野の役割を検討するため、マーモセット4個体に対して内側視索前野の機能抑制実験を実施した。家族単位で飼育しているマーモセットの上のきょうだい個体に対して、母親の出産予定日のおよそ1カ月前に、内側視索前野にウイルスベクターを注入した。ウイルスベクターはAAV-DJ8-TRE-eTeNT.EGFPとAAV-DJ8-CMV-rtTAV16を等量混合したものを用いた。これにより、内側視索前野でドキシサイクリン依存性にテタヌストキシンが発現し、機能が抑制されることが期待された。母親の出産後に、きょうだい個体に対して新生児を刺激とした子の回収テストを実施した。始めの5日間は、被験体に対して操作を加えずテストを実施し(DOX-)、その後の5日間はドキシサイクリンを連日経口投与してテストを実施した(DOX+)。子の回収までの潜時と回収後の背負い行動の程度を検討したところ、ドキシサイクリン投与の有無による明確な変化は認められなかった。このため、DOX+期間の終了後に、被験体の内側視索前野にN-メチル-D-アスパラギン酸(NMDA)を注入し、不可逆的に機能を抑制する手術を実施した。子の回収テストを再度5日間実施したところ、子の回収までの潜時は変化せず、回収後に子を背負う時間が顕著に減少した。以上のことから、霊長類においても、内側視索前野が養育行動の正常な発現に重要であることが明らかとなった。また、子の回収までの潜時は変化せず、回収後の背負い行動のみが減少したことから、内側視索前野は特に子に対する寛容性と関連することが示唆された。可逆的抑制の効果は認められなかったが、実験後に内側視索前野でテタヌストキシンが発現していることは確認できたため、行動に影響する程度の機能抑制が生じなかったものと考えられた。すでに4個体の内側視

索前野の機能抑制のサンプルを得ることができており、おおむね順調に進展していると考えられる。平成30年度は、子の養育行動における内側視索前野の役割を検討するため、マーモセット9個体に対して内側視索前野もしくは中隔(対照)の機能抑制実験を実施した。家族単位で飼育しているマーモセットの母親の出産後、新生児が12日齢の時点で、被験体となる上のきょうだい個体の内側視索前野もしくは中隔にN-メチル-D-アスパラギン酸溶液を微量注入した。これにより、注入部位の神経細胞が脱落し、機能が抑制されることが期待された。この手術の前後で子の回収テストを実施し、養育行動の変化を検討した。前年度までと合わせて合計15個体に対してこの実験を実施した結果、内側視索前野の機能抑制を受けた個体では、子の回収までの潜時は影響を受けないが、回収後の子の背負い行動が顕著に減少することが明らかとなった。このことから、マーモセットの内側視索前野は、子に対する感受性よりも寛容性に重要であることが示唆された。上記のように、非可逆的機能抑制については十分な成果を得ることができた。一方、可逆的機能抑制については、Tet-ONシステムを利用したテタヌストキシンの発現による機能抑制実験を、2種類のウイルスベクターを用いて前年度までに合計14個体に実施したが、養育行動に対する有意な効果は認められなかった。実験後の組織学的検討では、内側視索前野を含む領域にテタヌストキシンが発現していることは確認できたが、十分な機能抑制に足りる発現量が得られなかったもの考えられた。このため、現在別の手法として、ムシモールの注入やDREADDsを用いた実験を検討しており、本研究期間の終了後も継続して実施する予定である。平成28年度はin situハイブリダイゼーション法によるc-fos mRNAの染色を行ってきたが、染色がやや弱かったため、平成29年度にはc-fosタンパクの染色を試みる予定である。このため、新生児を30分提示し、さらに90分後に灌流固定した脳サンプルを得る予定である。加えて、内側視索前野の機能抑制実験を進め、内側視索前野と養育行動の因果的関係を検討する予定である。平成30年度は、ウイルスベクターや他の技術を用いた可逆的機能抑制が可能かどうかを引き続き検討する予定である。また、内側視索前野以外の領域でも機能抑制実験を行い、対照個体を作成する予定である。平成29年度実施予定の実験と、被験体を共通化するなどの効率化によって次年度使用額が生じた。気化麻酔器等、計画していた物品が当研究費とは別に研究室に導入され、それを共用したために次年度使用額が生じた。より精度の高い薬液微量注入のため、電動マイクロインジェクターを導入する計画である。平成29年度には新たにc-fosの抗体染色などを行う予定であり、抗体の購入費などに充てる予定である。
初期天体の輻射による宇宙論的種磁場形成の研究

2次元の輻射流体計算によって初代星のホストであるミニハロー近傍に発生する磁場の強度を計算した。その結果、これらの星からの輻射によって出来る種磁場の大きさは10^-17-10^-18G程度であることがわかった。またこれに加えて、原始初代星の回りに生まれる降着円盤上で発生する磁場を見積もった。その結果、上記の磁場強度よりもさらに一桁程度強い磁場が生まれることがあきらかとなった。初期宇宙に存在する微弱な種磁場はやがて増幅されてその後の星形成に重要な役割を果たすことが期待される。我々は、初期宇宙での星形成プロセスを理解する為に、金属量の少ない分子雲コアが収縮していく過程で、ガスと磁場の結合の様子をしらべた。その結果、金属量が太陽の1000万分の1以下であれば、磁場はガスと常に結合しているが、それ以上の金属量では星形成途中のある範囲の密度で磁場が散逸することがわかった。1.初期宇宙に存在するはずの種磁場の大きさを見積もるため、2次元の輻射流体計算によって初代星の近傍に発生する磁場の強度を計算した。その結果、輻射によって初代星の周りに出来る種磁場の大きさは10^<-17>-10^<-18>G程度以下であることが分かった。またこの強度は、その後の星形成過程に直ちに影響を及ぼすほど強くはないことが明らかとなった。この研究に関してはすでに輻射の効果のみを考慮した結果を雑誌論文に発表した。また、流体効果、すなわちビアマン・バッテリー効果も考慮した計算を実行した。その結果、この効果は輻射の力によるものに比べておよそ一桁強く働くことが明らかとなった。この結果は論文にまとめている段階である。2. 1.で求めたような、初期宇宙に存在する微弱な種磁場はやがて増幅されてその後の星形成に重要な役割を果たすことが期待される。そこでまず我々は、初期宇宙の環境、すなわち金属の少ない環境で磁場とガスの結合の様子を調べた。またこの結合の様子が宇宙の進化とともにどのように変化していくかを調べるために、様々な金属量で計算を行った。その結果、金属量が太陽の1000万分の1以下であれば、磁場はガスと常に結合していることが分かった。一方、10万分の1-百分の1程度では星の形成時に結合が切れて磁場が散逸してしまい、現在の星形成領域で見られるような双極分子流などがあらわれない可能性があることが分かってきた。現在この結果は投稿論文にまとめているところである。22年度、2次元輻射流体計算で磁場がどの程度生成れるかに関る研究をまとめた論文を出版した。23年度は、さらにビアマン・バッテリー効果を含んだ2次元輻射流体計算による磁場生成の研究を出版した。これに加えて初期宇宙の環境(初代の銀河中など低金属量の環境)での磁場とガスのカップリングを調べる研究を進めている。万全を期するためにダストのサイズ分布の効果を取り入れ、再計算を行った。結果は昨年度得られた臨界金属量を大きく変えるものではなかった。まずはこの論文を完成し、論文を出版することを目指している。また23年度は22年度に引き続き、これまでの研究でわかってきた初代星形成時や初代銀河形成時の種磁場の大きさが与えられたときに、ガスと磁場のカップリングを考慮して、実際に星形成に初期磁場がどの程度重要な役割を果たすのかを、非理想磁気流体計算によって明らかにする試みを行ってきた。まだロバストな結果は得られていないが、24年度中に論文として出版することを目指す。また、輻射で磁場が生成するメカニズムは、これまで計算してきたような大質量星が近傍のハロー周辺を電離するような状況設定以外にも、大質量星が生まれるときにその周りで出来る円盤でも働くことが予想される。このときにはスケールがずっと小さいために、大きな磁場が生まれ得ることが期待される。この問題の研究には新たに大学院生1名をすでに配置して研究を行ってきた。降着円盤周りの電離構造はすでにNASAの細川氏らによって2次元の計算で得られているので、細川氏に協力を得、計算データを再処理することで磁場の成長を計算している途中である。前年度に引き続き、初期宇宙の星形成領域において、低金属量のガスと磁場がカップルする条件を広いパラメータ空間で調べてきた。また同時に非理想磁気流体計算を行うことによって、星形成のダイナミクスに金属量と磁場がどのようにかかわるのかを調べてきた。

これらの研究成果は最終年度中に査読付論文誌に投稿・出版する予定で研究を進めていたが、いくつかの問題があり、まだ投稿直前の段階である。本研究ではガス中の様々な微量元素・分子の化学反応を非平衡に解き、その結果から電離度を得てレジスティビティを計算し、それを磁気流体計算に落とし込むという流れで計算を行う。特に問題となっているのは、低い金属量で計算を行う際に、非常に高密度の領域になると、非平衡で解いている化学反応が不安定となり、収束が困難となるという点である。このような高密度の領域での結果はそれほどこれまで得た結果を大きく変えるものではないものの、科学研究としての精密性を考慮していまだ投稿の直前でとどまっている。いずれにせよ25年度中に必ず出版しなければならないと考えている。もう一つ進めてきた研究は、初代星の形成時に降着円盤周りで発生する磁場の見積もりである。この問題の研究には大学院生1名を配置し研究を行った。降着円盤周りの電離構造はすでに東京大学の細川氏らによって2次元の計算で得られているので、細川氏に協力を得、計算データを再処理することで磁場の成長を計算した。その結果、1降着円盤の付近で10のマイナス7乗ガウス程度の磁場が発生すること、2発生した磁場は極方向のアウトフローに乗って低密度領域に拡散し、銀河間空間の値ではこれまで調べられてきた宇宙の種磁場の値を一桁程度上回ることをしめした。この研究は完全に計算も終了し、大学院生の修士論文となり、現在投稿の直前の段階となっている。初代星の輻射による種磁場生成に関する論文を2本出版しており、まずまず成果は上がっているが、それに続く磁場とガスのカップリングの研究はやや遅れている。おおむね結果は出ているが、万全を期して精密化しているためである。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度であるので、今年度にこれまでの研究をまとめて発表することが最優先となる。
高誘電率基板上のアンテナとマイクロストリップ線路の設計法の研究

本研究は高誘電率の誘導体基板上のアンテナとマイクロストリップ線路の設計法を確立することを目的として行った.具体的には,ガラーキン・モーメント法及びスペクトル領域法を用いて解析を行い,精度の向上を図った.また,FDTD法を高い誘電率の誘電体に適応したときに精度が低下する原因を調べ,その改善を図った.1.ガラーキン・モーメント法およびスペクトル領域法を用いて,高誘電率の誘電体基板上のマイクロストリップ線路の解析を行った.二つの手法を適用する際,表面波を表すポールにおける波数に対する積分の収束問題を解決した.また,波数に対する無限積分にも収束しにくい部分を取り除き,解析的に求めることにより,収束性を改善しました.2. FDTD法を用いて同様な解析を行い,従来のセルサイズの基準に代わる新たな基準を明らかにした.高誘電率の基板を有するマイクロストリップ線路を解析する場合は,マイクロストリップラインの形状によってセルの大きさの基準は変わり,最も短い波長の約1/100以下に分割しなければならないことがわかった.3.数値解析の妥当性を示すため,実験を行った.高誘電率の誘電体基板上にアンテナを試作し,アンテナの入力インピーダンスと放射指向性を測定した.得られた実験結果を数値解析結果と比較し,各解析法の解析精度を明らかにした.4.FDTD法を用いて超伝導アンテナおよび高周波デバイスの設計用の数値シミュレーションCADを完成した.本CADは任意形状を持つ超伝導アンテナに適用ができ,しかも任意分散性の媒質にも使用できる.また,ガラーキン・モーメント法およびスペクトル領域法を用いたCADは平行素子を持つアンテナアレーなどの数値計算できる段階に至っている.本研究は高誘電率の誘導体基板上のアンテナとマイクロストリップ線路の設計法を確立することを目的として行った.具体的には,ガラーキン・モーメント法及びスペクトル領域法を用いて解析を行い,精度の向上を図った.また,FDTD法を高い誘電率の誘電体に適応したときに精度が低下する原因を調べ,その改善を図った.1.ガラーキン・モーメント法およびスペクトル領域法を用いて,高誘電率の誘電体基板上のマイクロストリップ線路の解析を行った.二つの手法を適用する際,表面波を表すポールにおける波数に対する積分の収束問題を解決した.また,波数に対する無限積分にも収束しにくい部分を取り除き,解析的に求めることにより,収束性を改善しました.2. FDTD法を用いて同様な解析を行い,従来のセルサイズの基準に代わる新たな基準を明らかにした.高誘電率の基板を有するマイクロストリップ線路を解析する場合は,マイクロストリップラインの形状によってセルの大きさの基準は変わり,最も短い波長の約1/100以下に分割しなければならないことがわかった.3.数値解析の妥当性を示すため,実験を行った.高誘電率の誘電体基板上にアンテナを試作し,アンテナの入力インピーダンスと放射指向性を測定した.得られた実験結果を数値解析結果と比較し,各解析法の解析精度を明らかにした.4.FDTD法を用いて超伝導アンテナおよび高周波デバイスの設計用の数値シミュレーションCADを完成した.本CADは任意形状を持つ超伝導アンテナに適用ができ,しかも任意分散性の媒質にも使用できる.また,ガラーキン・モーメント法およびスペクトル領域法を用いたCADは平行素子を持つアンテナアレーなどの数値計算できる段階に至っている.
弦理論における電弱対称性の自発的破れの起源

電弱対称性の自発的破れは全ての素粒子の質量の起源であり、そのメカニズムの解明は現在の素粒子物理学の最重要課題のひとつである。この問題は場の量子論や弦理論における静的な問題として研究されてきた。すなわち、電弱対称性が自発的に破れた状態が基底状態として実現されるべきであると信じられてきた。この信念のもとでの研究に発展性がないことに鑑み、電弱対称性が自発的に破れた状態は弦理論の動的平衡状態において実現されるという可能性を探求する。これにより、電弱対称性の自発的破れのメカニズムは暗黒物質の起源や宇宙のインフレーションのメカニズムと関連することになる。
文字列組み合わせ論による情報学へのアプローチ

「回文の数学的性質の解明」に加え、「アーベル文字列の性質解明」に取り組んだ。連長圧縮文字列上でのアーベル文字列の性質の計算を行うアルゴリズムを提案した.2つの文字列がアーベル同値であるとは、一方の文字列がもう一方の文字列の順列になっていることである。アーベル同値は音楽の性質分類や遺伝子の類似指標等に用いられるため、様々な研究がなされている。また、連長圧縮(RLE)とは文字とその繰り返しの回数で文字列を圧縮表現する手法であり、同じ文字の繰り返しの多い文字列に対しては、高い圧縮率が得られる。連長圧縮は実データに対しても多く用いられており、連長圧縮で圧縮した文字列上で動作する文字列アルゴリズムの開発が数多く行われている。本研究では,連長圧縮文字列上で、アーベル平方をO(nm)時間、アーベル周期をO(nm)時間、最長共通アーベル文字列をO(nm^2)時間で計算するアルゴリズムを提案した。この成果をまとめた論文は国際会議IWOCA 2017に採択された。また,国際論文誌Journal of Discrete Algorothmsの特集号(Special Issue for extended IWOCA 2017 paper)にも投稿済みである。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
凍結保存歯の歯周組織は再生するか

私達は、凍結操作や保存温度が凍結保存歯の歯周組織再生に及ぼす影響を明らかにする目的で、ラット臼歯を抜歯後、これを腹部皮下に即時に移植する群と凍結操作や保存温度を変えて4週間凍結保存して、解凍後に移植する群を作成し、組織学的に比較検討した。-80°Cで凍結保存した移植歯は、即時移植歯と比較して、移植後1、2週は歯根表面の無細胞セメント質の若干の粗造化やセメント芽細胞数が少ない傾向が認められたが、4週になると即時移植歯と同様に均一な無細胞セメント質とセメント芽細胞が観察された。また、即時移植歯と同様に移植2週目より歯槽骨の形成が認められ、4週目には、一定の厚さの歯根膜を介して大量の歯槽骨が形成された。なお、プログラムフリーザで緩速凍結をした場合の方が、より即時移植歯に近い再生過程を示した。-20°Cで凍結保存した移植歯は、プログラムフリーザによる緩速凍結併用の有無に関わらず、移植後4週経過後も無細胞セメント質の粗造化やセメント芽細胞数が少ない傾向が続き、歯槽骨の形成が認められなかった。以上の結果より、-80°Cで保存すれば歯周組織を再生させることが可能であり、プログラムフリーザによる緩速凍結を併用すればより有効であることが明らかになった。また、プログラムフリーザによる緩速凍結の併用の有無によらず、保存温度が-20°Cでは有効に歯周組織を再生させることは出来ないことが示唆された。この結果は、7th Asian Congress on Oral and Maxillofacial Surgery(Hong Kong)で発表した。上記の結果より、凍結保存歯移植でも歯周組織は再生することは明らかになった。しかし再生過程の遅延が認められる。これは凍結操作による歯根膜の損傷が原因であると考えられるため、凍結保存歯を解凍後すぐに移植せず、1週間器官培養した後、腹部皮下へ移植する実験群を作成した。新潟大学医歯学総合病院では、現在までに多数の歯の移植術を施行しており、成功率は90%を超えている。しかし、その対象のほとんどが移植歯の抜歯と移植を同時に行う「即時移植」である。即時移植は、健康な移植歯と移植床が同時に存在する必要があり、これが歯の移植の適応症を制限している。そのため私達は、歯を一時的に保存して移植する「歯の凍結保存と凍結保存歯の移植」について研究を進めている。その研究の一環として、凍結保存をした移植歯の歯周組織再生機構を明らかにするため、ラット臼歯を4週間凍結保存して腹部の皮下に移植し組織化学的に観察した。その結果、凍結保存歯は、抜歯直後に腹部皮下へ移植した歯と比較すると、若干の遅延はあるがほぼ同様な歯槽骨を含めた歯周組織の再生過程を示すことが明らかとなった。この結果は、現在論文投稿準備中である。上記の研究結果をもとにして、実際の臨床に即し、より長期間凍結保存したラット移植歯のモデルを用いて、歯周組織の再生機構を形態学的に検索した。4週齢のWistar系雄ラットの上顎第一、第二臼歯を抜歯後、プログラムフリーザにて緩速凍結した後、ディープフリーザ(-80度)に6ヶ月凍結保存した。その後解凍し、腹部の皮下に移植した。皮下に移植後、1、2、4週目に摘出、固定した。対照群は、抜歯後すぐに腹部の皮下に移植し、1、2、4週後に摘出、固定した。パラフィン切片を用いて、ヘマトキシリン、エオジン染色を施して観察したところ、6ヶ月凍結保存した移植歯は、抜歯直後に腹部皮下へ移植した歯と比較すると、遅延はあるが歯槽骨を含めた歯周組織の再生を示した。しかし、4週間凍結保存した移植歯と比較しても、若干の遅延を示していた。この結果は、6th Asian Congress on Oral and Maxillofacial Surgery・第49日本口腔外科学会総会(千葉)で発表した。私達は1997年より移植を前提とした歯の凍結保存の臨床応用を行い、良好な結果を得ているが、凍結保存歯はプログラムフリーザによる緩速凍結後に超低温ディープフリーザ(-152°C)に保存するため、操作が煩雑であり特別な施設を必要なことから汎用性に問題がある。歯の凍結保存がより簡便になれば凍結保存歯移植の適応拡大につながると思われる。そこで今回私達は、凍結操作や保存温度が凍結保存歯の歯周組織再生に及ぼす影響を明らかにする目的で、ラット臼歯を抜歯後、これを腹部皮下に即時に移植する群と凍結操作や保存温度を変えて4週間凍結保存して、解凍後に移植する群を作成し、組織学的に比較検討した。

-20°Cで凍結保存した移植歯は、プログラムフリーザによる緩速凍結併用の有無に関わらず、移植後4週経過後も無細胞セメント質の粗造化やセメント芽細胞数が少ない傾向が続き、歯槽骨の形成が認められなかった。以上の結果より、-80°Cで保存すれば歯周組織を再生させることが可能であり、プログラムフリーザによる緩速凍結を併用すればより有効であることが明らかになった。また、プログラムフリーザによる緩速凍結の併用の有無によらず、保存温度が-20°Cでは有効に歯周組織を再生させることは出来ないことが示唆された。この結果は、第50日本口腔外科学会総会(大阪)で発表した。私達は、凍結操作や保存温度が凍結保存歯の歯周組織再生に及ぼす影響を明らかにする目的で、ラット臼歯を抜歯後、これを腹部皮下に即時に移植する群と凍結操作や保存温度を変えて4週間凍結保存して、解凍後に移植する群を作成し、組織学的に比較検討した。-80°Cで凍結保存した移植歯は、即時移植歯と比較して、移植後1、2週は歯根表面の無細胞セメント質の若干の粗造化やセメント芽細胞数が少ない傾向が認められたが、4週になると即時移植歯と同様に均一な無細胞セメント質とセメント芽細胞が観察された。また、即時移植歯と同様に移植2週目より歯槽骨の形成が認められ、4週目には、一定の厚さの歯根膜を介して大量の歯槽骨が形成された。なお、プログラムフリーザで緩速凍結をした場合の方が、より即時移植歯に近い再生過程を示した。この結果は、7th Asian Congress on Oral and Maxillofacial Surgery(Hong Kong)で発表した。上記の結果より、凍結保存歯移植でも歯周組織は再生することは明らかになった。しかし再生過程の遅延が認められる。これは凍結操作による歯根膜の損傷が原因であると考えられるため、凍結保存歯を解凍後すぐに移植せず、1週間器官培養した後、腹部皮下へ移植する実験群を作成した。
理論計算に基づく固体酸触媒による環構築反応に関する研究

本研究は、中・大員環化合物の渡環反応による新しい環構築法の開発を目的とし、エナンチオ選択的Diels-Alder反応(図1)、酸触媒によるエポキシド/オレフィンの渡環反応(図2)について検討した。同時に、分子力場計算による立体選択性の予測、構造決定についても検討した。14員環エノン1のDiels-Alder反応行い、高い選択性(27:1)でエンド体2が得られた。この結果、MM2遷移状態モデルを計算するのに必要な電子的(効果(エンド効果)を1.22Kcal/molと見積もることができた。この補正項を考慮し、エノン3の計算を行うとエナンチオ選択性は7:3と予想できた。現在、不斉Diels-Alder反応について検討を行っている。アリルアルコ-ル5のエポキシ化で得られた6の相対立体化学をMM2を用いた配座解析により決定した。すなわち、プロトン間の二面角からNMRの結合定数を算出し、実測値との比較からβエポキシド6であることが分かった。この構造はX線解析でも確かめらさた。さらに、酸触媒による渡環反応について検討し、ビシクロ環7が生成することが明らかになった。6のMM2計算の結果(図3)、反応点間の距離、π軌道の方向がこの渡環反応の選択性に重要な役割をしていることが分かった。現在、種々の酸及び固体触媒により、この反応の検討を行っている。
キノコからの生体機能調節物質の探索と活性発現機構

本研究では多くのキノコを入手し,その抽出物から様々なバイオアッセイを駆使して生体調節物質の単離を目指し,また,既に精製されているアルツハイマー病の治療への応用が期待される神経成長因子(nerve growth factor ; NGF)合成促進物質の活性発現機構の解明を中心に展開した。NGF合成促進物質としてはヤマブシタケ(Hericium erinaceum)子実体から得られたヘリセノン類と同じキノコの培養菌糸体から得られたエリナシン類を用いた。結果を以下に箇条書きした。(1)キノコの収集:約150種類以上のキノコを確保した。さらに活性物質精製のために数種のキノコについては大量に入手した。これらのキノコは含水エタノール中で抽出し,その抽出液を酢酸エチル可溶部と水可溶部に分画した。これらの画分について血小板凝集阻害,in vitroにおいてACAT阻害やHMG-CoA還元酵素阻害,ACE阻害,in vivoにおける血中コレステロール低下活性などのアッセイを行った。活性画分についてクロマトグラフィーを駆使して活性物質の単離を試みた。(2)NGF合成促進物質の活性発現機構:ヘリセノン類とエリナシン類の活性発現機構について検討を行い,ポジティブコントロールであるエピネフリンはアドレナジックレセプターを介して活性を示すのに対し,ヘリセノンとエリナシンはアドレナリンレセプターのアンタゴニストの共存下でも活性を示したことから,違う作用機構をもっていることを証明した。また,エリナシンは未発表のものも含めて10種得られたので,それらの構造活性相関を解析を試み,結果について解析中である。さらに,ヘリセノン類とエリナシンAについては動物レベルの実験が進行中である。
従来の微生物培養法の特性解析と未培養微生物単離培養法の開発

従来の微生物培養法では、自然界に存在する微生物の1%程度しか培養できない事が明らかとなり、限界が指摘されている。残された99%の未培養微生物(Dark matter微生物)の活用を目指し、環境ゲノム解析が盛んに行われているが、塩基配列だけでは分からない未知の機能の解明や実利用を行う場合、未培養微生物の単離培養が必須となり、従来の微生物培養法の問題点を排除した新規培養法の開発が求められている。本研究では、申請者が微生物のスクリーニング実験の過程で偶然、見出した新奇現象を解析し、解析結果から新たな方法論(培養条件や培養法)を提案し、多様な未培養微生物の培養化とライブラリー化をおこなう。
数理科学に現われる力学系の研究

主たる研究は,数理科学に現われる偏微分方程式の定性的性質の考察である.研究代表者および分担者は非線形偏微分方程式の解の構造を関数解析的位相数学的立場から研究し,一方ではそのような方程式を無限次元力学系としてとらえることから解の時間発展を調べている.具体的に生物学に現われる個体群の集合形態を記述する偏微分方程式モデルの解の漸近挙動,流体力学に関連するNavier-Stokes方程式の弱解の大域的性質,非線形楕円型方程式の正値解の有界性,確率過程としてみた力学系の研究等が主な研究実結である.本年度の研究は残念ながら,短期間であったために,微分方程式,トポロジー,関数解析,数値解析,確率論の個々の分野での研究に留まってしまったが,今後これらの分野で開発された手法を応用上有効であるような形で総合的に研究していく方向が残されている.主たる研究は,数理科学に現われる偏微分方程式の定性的性質の考察である.研究代表者および分担者は非線形偏微分方程式の解の構造を関数解析的位相数学的立場から研究し,一方ではそのような方程式を無限次元力学系としてとらえることから解の時間発展を調べている.具体的に生物学に現われる個体群の集合形態を記述する偏微分方程式モデルの解の漸近挙動,流体力学に関連するNavier-Stokes方程式の弱解の大域的性質,非線形楕円型方程式の正値解の有界性,確率過程としてみた力学系の研究等が主な研究実結である.本年度の研究は残念ながら,短期間であったために,微分方程式,トポロジー,関数解析,数値解析,確率論の個々の分野での研究に留まってしまったが,今後これらの分野で開発された手法を応用上有効であるような形で総合的に研究していく方向が残されている.
多能性造血幹細胞の単離・増幅・保存と新しい臨床対応への発展

造血組織にわずかにふくまれる多能性幹細胞を濃縮純化し,増殖因子に対する反応性等をふくめた増殖能,分化能の調節機構を解明し,臨床的応用に資することが本研究の目的である.1)ヒト幹細胞については,幹細胞に主として表現されるCD34抗原,又分化した造血細胞に発現するCD33等の分化抗原の発現をモノクロ-ナル抗体と蛍光励起細胞分離装置を用いて分離したところCD34^+CD33^-の細胞は未分化な幹細胞を含み,これにILー3を加えるとCD34^-CD33^+の形質に変化ののち他のサイトカインの作用により成熟血球へと分化することがわかった.分離した細胞の自己骨髄移植等への応用を検討した.2)マウスでは多くの基礎実験ののち,cーKit+,SCA-1+,分化抗原陰性の細胞分割に最も未熟な幹細胞が含まれ,それらの少数を致死量放射線照射マウスに移植すると造血組織を再構成出来ることがわかった.3)ヒト,マウス共幹細胞は円型中型で未熟な核をもち,少量の顆粒を含む好塩基性の細胞質の細胞であることが実体として証明された.4)ヒト巨核球性白血病から樹立した株細胞UTー7はGMーCSF,ILー3,エリスロポエチン,ILー6などのサイトカインに受容体をもち増殖依頼性で巨核球系,および赤芽球系へと分化することから,幹細胞のモデルとしても興味深い.この細胞のエリトロポエチン受容体の機能につき詳しく検討した.また分化したUTー7細胞より抽出したムコ多糖を精製して親株細胞に加えるとUTー7の分化がおこることが明らかになった.5)Bリンパ球,破骨細胞の起源につき上述の培養系を用いて検討し,又ILー7や支持細胞の役割についても検討した.6)新しく入手した糖鎖抗体からヒト白血病細胞は認識し,未分化な正常幹細胞は認識しないものを見出し,臨床的応用への可能性も検討した.以上3年間の研究は順調に進んだ.造血組織にわずかにふくまれる多能性幹細胞を濃縮純化し,増殖因子に対する反応性等をふくめた増殖能,分化能の調節機構を解明し,臨床的応用に資することが本研究の目的である.1)ヒト幹細胞については,幹細胞に主として表現されるCD34抗原,又分化した造血細胞に発現するCD33等の分化抗原の発現をモノクロ-ナル抗体と蛍光励起細胞分離装置を用いて分離したところCD34^+CD33^-の細胞は未分化な幹細胞を含み,これにILー3を加えるとCD34^-CD33^+の形質に変化ののち他のサイトカインの作用により成熟血球へと分化することがわかった.分離した細胞の自己骨髄移植等への応用を検討した.2)マウスでは多くの基礎実験ののち,cーKit+,SCA-1+,分化抗原陰性の細胞分割に最も未熟な幹細胞が含まれ,それらの少数を致死量放射線照射マウスに移植すると造血組織を再構成出来ることがわかった.3)ヒト,マウス共幹細胞は円型中型で未熟な核をもち,少量の顆粒を含む好塩基性の細胞質の細胞であることが実体として証明された.4)ヒト巨核球性白血病から樹立した株細胞UTー7はGMーCSF,ILー3,エリスロポエチン,ILー6などのサイトカインに受容体をもち増殖依頼性で巨核球系,および赤芽球系へと分化することから,幹細胞のモデルとしても興味深い.この細胞のエリトロポエチン受容体の機能につき詳しく検討した.また分化したUTー7細胞より抽出したムコ多糖を精製して親株細胞に加えるとUTー7の分化がおこることが明らかになった.5)Bリンパ球,破骨細胞の起源につき上述の培養系を用いて検討し,又ILー7や支持細胞の役割についても検討した.6)新しく入手した糖鎖抗体からヒト白血病細胞は認識し,未分化な正常幹細胞は認識しないものを見出し,臨床的応用への可能性も検討した.以上3年間の研究は順調に進んだ.1)未熟なヒト幹細胞に表現されるCD_<34>モノクロ-ナル抗体と、やゝ分化の進んだ顆粒球系細胞に表現されるCD_<33>等を組合せ細胞分離装置を用いて細胞分化にともなう形質の変化を検討した。未熟なCD_<34>陽性細胞は各造血因子に反応して各種コロニ-をつくる。又ILー3等の造血因子の存在下ではCD_<34>^+、CD33^+細胞は培養してゆくうちにCD_<34>^-CD_<33>^+又は等表面形質が変化してゆくことがわかった。ILー5による好酸球の分化ではマウスの場合と同様に、CD_<34>^+細胞がまずILー3又はGーCSFの作用によりやゝ成熟した幹細胞になり、そこにILー5が働くことが示唆された。2)5FU処理マウスの骨髄および脾細胞を支持細胞株PAー6の上で培養したのち放射線照射マウスに移植し、脾コロニ-形成能があることを証明し細胞の増殖制御につき詳細を検討した。3)Bリンパ球、NK細胞が、骨髄系幹細胞と共通の祖先をもつことを証明した。この場合にフィダ-層が必要である。この方法を応用してマウス胎児肝の血球産生について観察した。胎生15日よりBリンパ球コロニ-形成細胞が検出されること。

13日目肝細胞を間質細胞株STー2細胞と5日間培養するとそれらの細胞はILー7に反応して増殖し、B細胞になることを見出した。4)ヒト巨核球コロニ-株細胞UTー7を樹立した。細胞はGM-CSF、ILー3、エリトロポエチン、ILー6にそれぞれ依存し、細胞にはレセプタ-を発現している。このうちエリトロポエチンレセプタ-について詳細に検討した。6)破骨細胞も骨髄系幹細胞と共通の祖先をもつことを証明した。以上、当初の目標にそって着実に研究が進んでいる。本年度の計画に従い,造血幹細胞の単離をすゝめ,単離した幹細胞が造血因子によりどのように性質を変化させて行くかを検討した.1)マウス造血幹細胞はwheat germagglutinin陽性,各系血統マ-カ-陰性(WGA^+Lin^-)の分画に約130倍濃縮された.5FU処理をして成熟造血細胞を除去したマウス脾細胞のWGA^+Lin^-分画にはILー3に反応してコロニ-を作る未分化な幹細胞(脾コロニ-形成細胞CFUーS等)を含んでいた.2)cーkit遺伝子産物は,未分化な幹細胞に働くstem cell factorの受容体として注目される.マウスcーkitに対するモノクロ-ナル抗体(ACKー2)を入手し幹細胞上の表現を調べたところ,WGA^+Lin^-細胞分画にcーkit^+細胞が多く含まれていることがわかった.細胞分離装置で集めたWGA^+Lin^-cーkit^+Thy1 low細胞分画では2ケに1ケが顆粒球マクロファ-ジコロニ-形成細胞であり,4ケに1ケがCFUーSであった.またこの抗体の注射により脾コロニ-形成を抑制した.3)未熟なヒト幹細胞に表現されるCD34^+CD33^-細胞はILー3またはGーCSFの存在下でCD34^-CD33^+細胞が一旦出現し,その後ILー5又はGーCSF添加により好酸球または好中球へと分化することがわかった.4)濃縮したヒト幹細胞の臨床応用の基礎的検討として新たにCD34に対するモノクロ-ナル抗体を作成し,その機能をしらべたところ,細胞分離装置によって幹細胞を約100倍濃縮できることがわかった.この抗体は大量入手出来るので,骨髄移植に応用できると考えている.5)ヒト抗白血病細胞モノクロ-ナル抗体を数種入手し,正常CD34陽性細胞には反応せず,患者より採取した急性骨髄性白血病には反応する事を突止めた.腫瘍細胞を除去した自己骨髄移植に応用の可能性がある.以上研究は新しい展開をみせ乍ら進んでおり,次年度これらをまとめた集大成が出来るものと思われる.本年度の計画に従い,造血幹細胞の単離をすゝめ,単離した幹細胞が造血因子によりどのように性質を変化させて行くかを検討した。ヒトまたはマウス造血細胞につき次の研究を行う。1)未熟な造血幹細胞に関連したモノクロ-ナル抗体(CD34,Thy1,SCA1,抗cーkit抗体等)と細胞分離装置を用いて幹細胞の濃縮をすゝめた。この結果マウスではcーkit^+,lineage^-,SCAー1^+の細胞分割に最も未熟な幹細胞があり,それらの2ケに1ケはin vitroでコロニ-をつくり,又,放射線照射マウスの造血を長期間再構築できることがわかった。2)マウスCD34抗原の遺伝子クロ-ニングを行い,CD34は造血支持細胞側にも発現し幹細胞の培養にも関係している可能性を示した。3)造血幹細胞を支持する株細胞(PA6,STー2等)と造血細胞の分化を幹細胞因子(SCF)と組合せて使用した幹細胞の自己複製,細胞分裂,増殖を検討した。4)赤血球の性質を発現している幹細胞の性質を持つ株細胞として巨核球系株細胞UTー7でエリスロポエチンのレセプタ-の発現,および分化に伴う未知の蛋白の出現を検討した。
可視光変動から探るブラックホール降着流とジェットの物理

1.ブラックホール連星系と同様の近接連星系における降着円盤の再構成2005年1月にチリにある世界最大級の光学望遠鏡「VLT」を用いて、矮新星「Z Cha」の高速分光観測測を行い、本年度はその観測で取得された降着円盤スペクトルの解析を行った。その結果、非等方な放射領域を発見した。降着円盤の理論モデルではこれまで一般にケプラー回転と等方的な放射が仮定されているが、観測的にその仮定が正しくないことが明らかになった。この非等方な成分は円盤の渦状腕構造を反映していると考えられる。2.ブラックホール連星系の静穏時光度曲線のモデル化ブラックホールX線連星「V4641 Sgr」の静穏時光度曲線を解析し、連星パラメータから極大光度やジェット速度を決定した。連星パラメータはこれまで報告されていた値とは全く異なるもので、その結果、これまで極めて異常とされてきた超高光度やブレーザー的高速ジェット速度などが通常の値になった。新しい連星パラメータは伴星が低質量ながら1万度の有効温度をもつ特異な天体であることを示唆するが、これはヘリウム核と水素シェルが共に燃焼している天体で説明できる。3.活動期のブラックホール連星系の光度曲線を用いた統計的解析1999年から2005年までに得られた「V4641 Sgr」の5回のアウトバーストを解析し、全てのアウトバーストは、円盤外縁が熱的に高温になる「1.増光初期」、磁場にエネルギーが転化される「2.短時間変動期」、アウトバースト最後の「3.超高光度フレア」、アウトバースト後にも短時間変動が続く「4.後期活動期」、伴星からの楕円変光のみが観測される「5.静穏期」、の5つのフェーズで説明できることが明らかになった。これまでこのブラックホールX線連星の挙動は現象論的にさえも理解されていなかったが、今回の発見によって、今後は物理状態を研究することができる。1.特異な振る舞いを見せるブラックホールX線連星V4641Sgrの活動の観測に成功V4641 Sgrは1999年にブラックホールX線連星として発見され、その後も活動(アウトバースト)が観測されている。本研究ではチリ共和国において小型望遠鏡を使用してその天体の長期モニター観測を実施し、2004年7月にアウトバーストを捉えた。今回の観測によって、2002年にも存在が示唆されていた、アウトバースト直後の非常に短時間の変動期がこれまでにない精度で確認された。特に数十秒の間に0.5等級以上も増光する現象は、X線光度が低い状態で起きる傾向があることが明らかになった。このような状態では、ブラックホール近傍で磁場の圧力が重要になることが知られており、短時間の変動が磁場の活動性に関連した現象であることが、より確かになった。2.ブラックホールX線連星V4641Sgrの静穏時の観測ブラックホールX線連星は静穏時には降着流でなく、連星系の伴星が見えていることが多い。静穏時の可視光度曲線からは連星の質量費と傾斜角の情報を得ることができるため、その精密な観測が重要である。本研究では、上記と同様、チリ共和国におけるモニター観測によって、V4641 Sgrにおいては最も正確な静穏時光度曲線を得ることに成功した。その結果は、従来信じられていた連星系パラメータでは全く説明できないものであり、このブラックホール連星系のこれまでの描像を変える可能性のあるものだった。3.矮新星を用いた降着円盤外縁付近の物理天体への降着流を考える上で、矮新星の降着円盤はその多くを可視光で観測できるため、以前から「自然の実験場」として研究されてきた。本研究では、円盤が楕円形に変形し、その楕円モードが円盤内を伝播する現象について、降着円盤のサイズが影響を及ぼしていることを発見した。3.活動期のブラックホール連星系の光度曲線を用いた統計的解析1999年から2005年までに得られた「V4641 Sgr」の5回のアウトバーストを解析し、全てのアウトバーストは、円盤外縁が熱的に高温になる「1.増光初期」、磁場にエネルギーが転化される

「2.短時間変動期」、アウトバースト最後の「3.超高光度フレア」、アウトバースト後にも短時間変動が続く「4.後期活動期」、伴星からの楕円変光のみが観測される「5.静穏期」、の5つのフェーズで説明できることが明らかになった。これまでこのブラックホールX線連星の挙動は現象論的にさえも理解されていなかったが、今回の発見によって、今後は物理状態を研究することができる。
二相密閉型熱サイフオン内の熱伝達に関する研究

内径16mm,蒸発部および凝縮部の長さがいずれも500mmの密閉型熱サイフォン管を用いて,熱サイフォン管内に沸騰と凝縮が発生する場合の熱伝達係数および限界熱流束に関する研究を行った。熱サイフォン管内の作動液体として水,エタノール,メタノール,フロン123,フロン134a,ペンタンおよびヘキサンを用い,作動温度はすべての液体で40°C90°Cに変化させて実験を行った。実験は管内を真空に引いた後,作動液体を蒸発部内容積の約40%封入し,熱負荷を階段的に増加させながら行った。しかし,メタノールの場合は封入量の影響を調べるために3060%に変化させた。得られた結果は以下の通りである。1.蒸発部内の熱伝達係数に関して,アルコールの実験結果は井村らの式で良く整理されるが,水およびフロンはGrossの式で,炭化水素は神永・岡本の式でほぼ整理できる。このように,液体の種類によって異なった結果となるのは熱伝達係数と熱流束の関係が異なった指数を持つ関係となっているためである。2.蒸発部壁温は低温流束の場合,蒸発部下部で高い温度を示した。この部分は液体プールに浸漬していると思われる部分であり,沸騰の発生が高いため温度が高くなったと考えられる。また,メタノールの封入量を変えた実験によれば,蒸発部壁温分布から判断して,50%程度の封入量が最適であると予測された。3.凝縮部内の熱伝達係数は凝縮膜上に波が発生する場合の式でほぼ整理することができる。しかし,水の場合はすべてのデータが,アルコールおよび炭化水素で管内温度が低いか,または低熱流束の場合,凝縮熱伝達係数は小さな値を示した。4.限界熱流束の実験値はImura et al.および深野らの実験式,および甲藤らの理論計算式によって比較的良く整理される。しかし,フロン123,ペンタンおよびヘキサンのデータは水,エタノール,メタノールおよびフロン113のデータよりも約50%大きな値を示した。本研究の目的は二相密閉型熱サイフォン内の熱伝達に関して、熱流束、圧力および作動液体を広範囲に変えて実験的研究を行い、より広範囲に適用できる熱伝達係数および限界熱流束の整理式を提出することである。また、二相熱サイフォンの作動液体として、フロンもよく使用されるが、オゾン層の破壊のために特定フロンは1995年以降生産と使用が禁止される。したがって、二相熱サイフォン内の作動液体も代替フロンまたはフロン以外の液体に切り替える必要がある。本研究は代替フロンに関するデータを提出することも研究の目的である。6年度は上記の目的を達成できる実験装置として、加熱部に内径16mm、厚さ1mmのステンレス管を用い、直流による直接通電加熱によって、限界熱流束まで加熱できるようにした。冷却部には内径16mm、厚さ3mmの銅管を用い、冷却ジャケットとの間に冷却水を流し、できるだけ等温壁が得られるようにした。熱サイフォン管製作後、真空保持試験を行った。そのほか、壁面および管内温度測定用熱電対、補償用ヒ-タ等を設置して、周辺機器も含めた実験装置を製作した。次に、予備実験として、エタノールを用いた実験を行い、従来のデータと比較して良い一致を示したので、信頼できるデータが得られたことを確認した。