hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
画像による言語的意味のグランディングの可能性の探求

本研究は,言語的な概念を画像により表現する可能性を探求することを目的とする.本研究期間においては,ある具体的概念が有する意味特徴を適切に表すための画像をWebから収集するためのクエリパターンについて検討するとともに,どのような概念と意味特徴の組み合わせ(複合概念)に対して適切なWeb画像が収集できるかの調査を行った.その結果,クエリにおいて動詞の進行形を利用することが有効であること,動物の摂食行動や,物理的動作に対するWeb画像が比較的高い適合度を示すことが分かった.また,適合画像に対して独立に付与した言語注釈と複合概念表現の間の類似度と画像適合度の間に中程度の相関関係があることを確認した.言語表現が担う意味を言語独立性の高い非言語メディア情報を用いて適切に表現することができれば,インタラクティブな情報アクセスにおける有用な手がかりとして利用できるほか,コミュニケーション支援や言語学習などにも適用が可能である.本研究では,非言語メディア情報として画像を取り上げ,ある概念(例:beaver)に対して心理言語学的な手法により導かれた概念意味特徴(例:beaver builds dams;beaver chews on woords)がどの程度Web画像検索により収集できる画像(以下,Web画像)により表現されうるかを調査した.この結果,動物の摂食行動や,主に物理的な動き・移動に関した基本行動がWeb画像により表現されやすいことを確認した.また,英語による概念意味特徴において,より良い画像検索結果を得るためのクエリ生成手法について評価を行い,動詞の-ing形を用いることが有用であることを確認した.さらに,上記で収集したWeb画像,および,それらの概念意味特徴に対する適合度(以下,Web画像適合度)に関するデータを用い,Web画像適合度の評定を行った評定者とは異なる評定者2名により言語注釈を付与し,画像検索におけるクエリとして用いた概念意味特徴と第三者の評定者による言語注釈との間の類似度と,Web画像適合度の間の関連性の分析を試みた.その結果,両者の間には中程度の相関関係が認められることを確認した.これは,「難しい」画像は様々に解釈される可能性があることを示す.また,適合度の予測においては,とくに動詞の類似度が重要な役割を果たすことが分かった.本研究は,言語的な概念を画像により表現する可能性を探求することを目的とする.本研究期間においては,ある具体的概念が有する意味特徴を適切に表すための画像をWebから収集するためのクエリパターンについて検討するとともに,どのような概念と意味特徴の組み合わせ(複合概念)に対して適切なWeb画像が収集できるかの調査を行った.その結果,クエリにおいて動詞の進行形を利用することが有効であること,動物の摂食行動や,物理的動作に対するWeb画像が比較的高い適合度を示すことが分かった.また,適合画像に対して独立に付与した言語注釈と複合概念表現の間の類似度と画像適合度の間に中程度の相関関係があることを確認した.本研究は,特に画像による言語的意味概念のグランディングの可能性の探求を究極の目的とし,どのような意味概念が画像により想起・説明されうるかを探索的に研究する.また,言語で表現された意味概念を想起・説明する画像をWeb情報空間から検索する手法について知見を得ることも目的である.平成24年度は,(1)複合的な概念を表す日本語言語表現の集合を定める,(2) Web画像検索の結果に対して適合性を評定する,(3)画像による想起・説明が行いやすい/行いにくい意味概念の意味的な性質を明らかにする,という3つの研究項目を挙げていた.まず,(1)については,心理言語学の分野において公開されている,英語の概念・意味属性体系(McRaeら, 2005)に着目することとしたため,英語の複合概念に基づくことに方向転換した.次に,(2)この体系の中で示される複合概念の中で視覚的なもの,視覚的でないもの,それぞれ約270種類,計535種類の複合概念から約2,400種類の概念記述表現を生成し,これをクエリとしてWeb画像検索を行うことにより画像を収集(異なりで約30,000点)し,これらに対して,人手により適合性評定を行った.現在(3)についての分析を進めているところであるが,(a)視覚的な複合概念はWeb検索により画像を得やすい,(b)生物の意図的な行動に関わる複合概念が無生物の動きに比べて画像を得やすい,(c)動詞原形を用いた平叙文の表現よりも進行形を用いた表現の方が適合画像を得やすいといった傾向がすでに明らかとなっており,さらに,主語に位置するオブジェクトの意味特性,動詞の意味特性などとの関連について,分析・調査を進めている.計画当初は日本語の複合的概念表現を対象とすることとしていたが,【研究実績の概要】の項に述べたように,英語の概念属性規定表現(約2,400種)に対し,Web画像検索を行い,得られた画像(異なり件数で約30,000点)に対し,適合性評価を付与したデータを作成したが,その詳細な分析については,完了させることができなかった.平成24年度に作成した,Web画像の適合性データに対し,詳細な意味的な分析を加える.さらに,適合性が高いとされた画像データに対し,自然言語(できれば複数言語)によるアノテーションを付与し,もともとの概念属性記述(クエリ)との差異を詳細に分析し,画像によってグランディングされる意味・概念の特性の解明にチャレンジする.(1)適合性が高いと評定された画像(約5,000点程度を想定)に対し,複数の言語(英語,日本語,中国語など)によるアノテーションを付与する役務作業を行う.(約1,200千円)
インプラント上部構造に用いたポーセレンの破折に関する研究

チタニウム製インプラントを模した3倍大モデルで鋼球落下衝突試験をおこない、上部構造周囲、インプラントネック部の2カ所の歪み計測の結果と有限要素法モデルとの解析結果との比較から、妥当な解析が行えることがあきらかとなった.そこで下顎骨に埋入されたチタニウムインプラントにポーセレンで作製した上部構造を装着したモデルを有限要素法でモデルモデル化した.計算上、真上から鋼球を落下させたときの各部の応力履歴を得た.また下記に示す各パラメータが上部構造(ポーセレン)や骨内応力に及ぼす影響を明らかにした.解析1:インプラント材質の影響:インプラントを銅、チタニウム、ハイドロキシアパタイト、に変えた場合にはポーセレン内の応力に変化は見られなかった.象牙質とした場合にはポーセレン内応力は7%減少した.一方インプラント周囲の骨内応力はチタニウムの場合にもっとも小さく、象牙質の場合にもっとも大きくなった.解析2:骨質の影響:海綿骨の弾性率が高いほど、上部構造内の応力は大きく、インプラント周囲皮質骨部では小さかった.解析3:インプラント周囲軟組織の影響:インプラント周囲に天然歯の歯根膜と同様なペリインプランチウムを想定した.ペリインプランチウムの弾性率が小さいほどポーセレン内部の応力、骨内応力ともに小さくなった.解析4:セメント層の影響:セメント層が厚いほど上部構造内部の応力は小さくなったが、骨内応力には変化は見られなかった.以上より歯根膜を持たない骨結合型のインプラントでは、ポーセレン内部の応力はセメント層の有無、骨質、インプラント周囲軟組織の存在により影響を受けることが明らかとなったことにインプラント周囲軟組織の存在は大きく影響し、天然歯に装着したポーセレン冠よりも破折する可能性が高いことを示唆するものである.チタニウム製インプラントを模した3倍大モデルで鋼球落下衝突試験をおこない、上部構造周囲、インプラントネック部の2カ所の歪み計測の結果と有限要素法モデルとの解析結果との比較から、妥当な解析が行えることがあきらかとなった.そこで下顎骨に埋入されたチタニウムインプラントにポーセレンで作製した上部構造を装着したモデルを有限要素法でモデルモデル化した.計算上、真上から鋼球を落下させたときの各部の応力履歴を得た.また下記に示す各パラメータが上部構造(ポーセレン)や骨内応力に及ぼす影響を明らかにした.解析1:インプラント材質の影響:インプラントを銅、チタニウム、ハイドロキシアパタイト、に変えた場合にはポーセレン内の応力に変化は見られなかった.象牙質とした場合にはポーセレン内応力は7%減少した.一方インプラント周囲の骨内応力はチタニウムの場合にもっとも小さく、象牙質の場合にもっとも大きくなった.解析2:骨質の影響:海綿骨の弾性率が高いほど、上部構造内の応力は大きく、インプラント周囲皮質骨部では小さかった.解析3:インプラント周囲軟組織の影響:インプラント周囲に天然歯の歯根膜と同様なペリインプランチウムを想定した.ペリインプランチウムの弾性率が小さいほどポーセレン内部の応力、骨内応力ともに小さくなった.解析4:セメント層の影響:セメント層が厚いほど上部構造内部の応力は小さくなったが、骨内応力には変化は見られなかった.以上より歯根膜を持たない骨結合型のインプラントでは、ポーセレン内部の応力はセメント層の有無、骨質、インプラント周囲軟組織の存在により影響を受けることが明らかとなったことにインプラント周囲軟組織の存在は大きく影響し、天然歯に装着したポーセレン冠よりも破折する可能性が高いことを示唆するものである.チタニウム製インプラントを模した3倍大モデルを製作し,アラルダイトに埋入した.コントロールとしてインプラント周囲にシリコン印象材を0.2mmの厚みで塗布したモデルを作製した.その上に焼付ポーセレンクラウンと硬質レジンクラウン(Conquest),およびメタルクラウン(白金加金)を作製し,スーパーボンドにてセットした.これらの上部構造の咬合面上に金属球(直径10mm,重さg)を落下させた.クラウン側面とインプラントネック部側面にストレンゲージを貼付し,インプラントの長軸方向の動的歪みを測定,記録した.その結果,クラウン側面では硬質レジンの方が軸方向の延び縮みが大きかった.しかし最大の歪みを示すまでの時間はポーセレンクラウンの方が早かった.インプラントネック部ではポーセレンの場合に大きな歪みを示した(硬質レジンに比べ,約2倍).またポーセレンではインプラントネック部での振動が速やかに消失していくのが認められたが,硬質レジンでは消失までに長い時間を要した.これらのことから硬質レジンでは咬合面に加えられた衝撃力が上部構造内で幾分吸収され,インプラントを通じて骨内に伝わる衝撃波を緩衝していることが明らかとなった.次に,インプラント周囲にシリコンラバー(厚さ0.2mm)を介在させて,上部構造にポーセレンクラウンを装着したモデルにおいて,同様の鋼球落下試験を行った.その結果,オッセオインティグレーションを模したインプラントでポーセレンクラウンを装着したモデルで比較すると,ポーセレン部の歪みは両モデルで違いが認められなかったが,インプラント部ではラバーが介在した場合に,やや大きくなった.現在得られた衝撃に対するデータを3次元有限要素法モデルへトランスファーし、咀嚼時の上部構造と骨内部の応力を比較検討しているところである.チタニウム製インプラントを模した

3倍大モデルで鋼球落下衝突試験をおこない、上部構造周囲、インプラントネック部の2カ所の歪み計測の結果と有限要素法モデルとの解析結果との比較から、妥当な解析が行えることがあきらかとなった.そこで下顎骨に埋入されたチタニウムインプラントにポーセレンで作製した上部構造を装着したモデルを有限要素法でモデルモデル化した.計算上、真上から鋼球を落下させたときの各部の応力履歴を得た.また下記に示す各パラメータが上部構造(ポーセレン)や骨内応力に及ぼす影響を明らかにした.解析1:インプラント材質の影響:インプラントをチタニウム、ハイドロキシアパタイト、象牙質に変えた場合にはポーセレン内の応力に変化は見られなかった.一方インプラント周囲の骨内応力はチタニウムの場合にもっとも小さく、象牙質の場合にもっとも大きくなった.解析2:骨質の影響:海綿骨の弾性率が高いほど、上部構造内の応力は大きく、インプラント周囲皮質骨部では小さかった.解析3:インプラント周囲軟組織の影響:インプラント周囲に天然歯の歯根膜と同様なペリインプランチウムを想定した.ペリインプランチウムの弾性率が小さいほどポーセレン内部の応力、骨内応力ともに小さくなった.解析4:加速度の影響:加速度が小さいほどポーセレン内部の応力、骨内応力ともにちいさくなった.解析5:セメント層の影響:セメント層が厚いほど上部構造内部の応力は小さくなったが、骨内応力には変化は見られなかった.以上より、歯根膜を持たない骨結合型のインプラントではポーセレン内部の応力はセメント層の有無、骨質、インプラント周囲軟組織の存在により影響を受けることが明らかとなった.ことにインプラント周囲軟組織の存在は大きく影響し、天然歯に装着したポーセレン冠よりも破折する可能性が高いことそ示唆するものである.
折紙幾何学設計を用いた空気圧駆動超軽量・柔軟アクチュエータの開発

極低質量化を実現するために、プリーツと呼ばれる折り込み構造を有するフィルム製アクチュエータの形状設計手法をモデル化及び実験的検討により導出した。プリーツは単純な折り込み構造であるが、その折り込み量や折り込みピッチを変化させることで容易にアクチュエータ形状が幾何学的に設計できることを示した。また,プリーツ構造を持つ屈曲型アクチュエータのサイズの異なるものを製作し,変位や力,発生力特性測定実験を実施した.さらに本アクチュエータの応用例として3自由度機構、巻き付き型アクチュエータなどを実験的に示した。最終年度となる本年度における申請時の計画は,前半:数種類の超軽量アクチュエータの製作と特性実験による評価,後半:多自由度ソフトメカニクスへの応用であった。また,前年報告書において得られた成果を踏まえた実施項目は,1製作手法の改善による耐圧性の向上,2発生力のモデル化,3多自由度ソフトメカトロニクスの例示であった。本年度において,申請時の計画にある数種類の超軽量アクチュエータの試作について,プリーツ構造を持つ屈曲型アクチュエータのサイズの異なるものを製作し,特性測定実験を実施した.細くしたものを並列に並べることによる薄型化,1m程度の長さを持つ大型化について,それぞれの特性を測定し,設計可能なサイズの限界幅を実験的に検討した.特性としては,変位特性,ヒステリシス特性,発生力特性について実施した.本実績に関して国内学会2件(連名者)を発表済みである.本実績では,昨年度挙げていた項目2に該当する.また,製作方法を改善することによる耐圧性の強化を実施した.フィルム2枚を溶着する際の張り合わせ面について,加圧時に働く力の方向が変わるように貼り付け方法を変更した.これにより耐圧性能が向上した.本実績に関しては,上記にも挙げた国内学会1件の内容に含まれる.本実績は項目1に該当する.また,前年度に成果として挙げられた本アクチュエータの設計手法に関して,さらに力学条件を加えることによる発展が見られた.本成果を加えて,現在学会誌への論文を準備中である.前年度に引き続き,本研究課題の最も重要な成果であるといえる.項目3に関して,ロボットハンドへの応用を予定していた.しかし,本申請課題では上記3点について重点を置き,実施したため,多自由度ソフトメカニクスへの応用については別課題で実施することとした.これは,申請時における「計画通りに進まないときの対応」にも記載している.極低質量化を実現するために、プリーツと呼ばれる折り込み構造を有するフィルム製アクチュエータの形状設計手法をモデル化及び実験的検討により導出した。本年度において1折紙幾何学と熱溶着を用いた「極低質量化」を実現する設計理論の確立、及び2様々な動作を実現する数種類のアクチュエータの設計を計画していた。極低質量化を実現するために、プリーツと呼ばれる折り込み構造を有するアクチュエータの形状設計手法をモデル化及び実験的検討により導出した。本実績に関連して、国内学会3件、国際学会1件を発表済み(連名含む)であり、現在投稿論文への準備を進めている。また、国内学会1件を予定している。本プリーツ構造に焦点を当て、複数のタイプを試作した。上記の実験的検討では、ピッチを変化させたものだけでなく、細型のものも試作している。また、斜め折りを行うことによる螺旋運動の実現、2つのアクチュエータの拮抗駆動による連続的な位置決め、及び他自由度ハンドへの応用検証などについても実施した。後者の拮抗駆動に関しては国内学会にて1件発表済であり、国際学会1件が査読中である。また、折紙幾何学を用いていないものの、同じ材料・手法による袋構造アクチュエータも試作しており、ロボットアームへ応用を進めた。2次元的な幾何形状であるが、本年度目標としていた設計手法については導出した。容易にアクチュエータの柔軟な屈曲形状が設計できることは、大きな成果であると考えられる。また、次年度前半における特性評価に関しては、プリーツ構造を持つ指の様な形状の1種類に焦点を当て、一部実施済みである。さらに、次年度後半における他自由度ソフトメカトロニクスへの応用に関しても、ハンドとしての1例を試作済みであることなどが理由として挙げられる。一方で、制作手法に関して熱溶着手法・材料の選定に不十分な点がある。熱溶着機はインパルス式を使用しているが、折り込み部より内圧が40kPa程度以上になると漏れの発生が確認されている。これは溶着機械だけでなく、材料のヒートシール性も関わってくると考えられる。耐圧性が高くなれば発生力の向上も見込めるといった課題が残っている。以上のことから、一部計画より早く進んでいるが、新たな課題も確認された。本課題に関しては当初の計画における「不測時の対応」欄で記載していたが、メーカ調査の段階で次年度へ持ち越しとなった。上記のとおり本年度、一部来年度の計画について検討・実施済であるが、より詳細な検討は必要である。

特に発生力に関してはモデル化及び、測定についても不十分である。分布圧センサを利用し、本アクチュエータの力を計測する。計測した実験結果とモデリングにより、力の発生メカニズムについても明らかにする。また、確立した設計手法を用いた多自由度ソフトメカトロニクスとしてロボットアームやロボットハンドなどについて検討する。これらと並行して耐圧性の向上に関しては、申請書に記載の通り、高分子材料メーカ関連と適宜技術相談や製作委託を実施する。また、本年度ではプリーツ構造を持つアクチュエータに焦点を当てていたが、進捗度合によっては他の折り込み方法を持つアクチュエータに関しても検討を進める。以上より、次年度に関して、1制作手法の改善による耐圧性の向上、2発生力のモデル化、3多自由度ソフトメカトロニクスの例示といった項目を進める。本申請課題の段階では特に2を重点的に進める。その後、3についてもアプリケーション例として示す。1は2及び3と並行して進める。前年度における未使用額が\10,000程度生じており、次年度においては本未使用額を合わせた研究費を使用する。より溶着性の高い高分子材料及び、溶着機器が必要である。ただし、メーカと技術相談の結果次第では製作委託をする。その際には試作委託費が必要となる。力のモデル化のための、分散的な発生力を計測するための分布圧センサが必要である。当初は予定していなかったが、設計手法が本課題の主となる部分であり必要と判断する。予算としてはゴム材料、型成形材料、カメラに計上していた予算を一部代用する。本年度において本アクチュエータを利用したソフトメカトロニクスは、軽量な高分子材料が適当と判断したためである。また、低圧域で制御するための、精密電空レギュレータが必要である。国内学会3件、国際学会1件など、研究発表・情報収集のための旅費(申請者、研究協力者)が必要である。また、本成果を論文に投稿するための費用が必要である。
睡眠調査票(OSA睡眠感尺度)の改訂と標準化

生理現象としての睡眠は、否応なく、自覚的体験という社会的・心理的な影響を受ける。睡眠ポリグラフデータと自覚的体験としての「睡眠感」とは表裏一体であり、睡眠研究では相補的に必要不可欠である。そこで、筆者らは「OSA睡眠調査票」を、1985年に標準尺度として作成した。しかし、臨床や基礎研究に長く多用されたものの検査の簡素化をはじめ、改良が要請されていた。今回の目的は、その改訂により時代的な要請に見合った新しい睡眠感の尺度化にある。平成9年度は、調査項目の収集と統計的な項目分析を行った。健常者1320名のうち有効な650名から得た記述より予備項目を作成し、3回にわたる項目分析を経て、重みづけた反応分布に基づいて、弁別力のない項目を削除して34項目を選定した。平成10年度は、各項目の反応カテゴリーを4件法に改め、それぞれの反応分布にシグマ値法により正規化し、反応得点としての睡眠感の「自覚的距離」を算出した。さらに、検査の構造的な保証をうるため因子分析、信頼性、妥当性を吟味して、最終的に21項目、5因子からなるテストバッテリーとした。この尺度の応用の結果、高齢者では反応に偏りが見られるものの簡便な標準尺度として有効であることが示された。平成9年度の研究目的は、適切な反応集団についての反復的な予備調査により、(1)項目を収集、作成し、その反応得点に基づいて起床時睡眠感の統計的尺度値を算出すること、および(2)短時間に行える臨床時調査と起床時調査に検査を簡素化する方式に改善することである。方法としては、測定対象の決定から尺度化理論の吟味をへて項目選択、弁別力ある項目のための統計分析を繰り返しおこない、よりよい項目群に統計的に選別、収斂させることである。測定対象としてまず健常者(大学生、1320名中有効反応数650名)を予備調査の対象とした。各項目の反応得点を得る尺度化理論として、母集団分布に正規化をほどこすシグマ値法を採用し、尺度値を算出した。項目の各反応カテゴリーに対して、それぞれの反応比率をベースにした変数変換をおこなって重み(weight)をつけ、心理的距離とした。次に、この重みづけられたカテゴリーに対する反応値にもとづいて、各項目が睡眠感の高低反応を識別できる弁別力の有無を統計的に検定(t検定)した。その結果、現在のところ、起床時に、睡眠感を問える項目として16項目が健常者用に選別できた。それら各項目は両極性の4件法カテゴリーで構成されている。しかしまだ睡眠感全体をカバーしている保証はなく、平成10年度の因子分析等の特性分析によって補充、修正をする必要がある。平成10年度の目的は、検査全体についての吟味として、この新尺度がいつどこで何度測っても同じ対象を測定しているかどうかの指標、すなわち検査の信頼性と妥当性を検証することにある。具体的方法としては、前年度までに行った項目分析を経て残った34項目について、各項目の反応カテゴリーを4件法に改め、それぞれの反応分布にシグマ値法により正規化し、反応得点としての睡眠感の「自覚的距離」を算出した。さらに、検査をこうせいする要因の構造的な保証をうるため因子分析(バリマックス回転)により、5因子を得た。そして、検査項目の表現、内容の信頼性、妥当性を考慮して、最終的に21項目、5因子からなるテストバッテリーとした。この睡眠感評定尺度は、起床直後にその直前の自分の睡眠を5つの側面から自己評定するものであり、個々の反応は母集団での位置に自分の心理的距離が変換されて統計処理されるシステムである。最後に、この尺度の応用の結果、高齢者では反応に偏りが見られるものの簡便な標準尺度として有効であることが示された。
FGF受容体阻害剤を用いた食道扁平上皮癌幹細胞を標的とした新規治療法の開発

CD44の発現の高い腫瘍細胞が食道扁平上皮癌(ESCC)における癌幹細胞(CSC)であることが明らかとなった。CSCを標的とした新たな治療法の開発はESCC患者の予後を飛躍的に向上させることが期待される。我々はESCCのCSCにおいて高発現しているFGF2に着目した。FGF2はCSCを増幅させ、逆にFGFR阻害剤はCSCを抑制した。更に、FGFR経路の下流であるMek/Erk経路がESCCのCSC維持、増幅に重要な役割を担っていることを明らかにした。動物実験においてもFGFR阻害剤、Mek阻害剤は腫瘍増殖を有意に抑制した。FGFR/Mek/Erk経路は新たな治療標的となることが期待される。【FGF2、FGFR阻害剤がESCC癌幹細胞に及ぼす影響】1癌幹細胞であるCD44High/CD24Low細胞を分離すると、FGF2の発現が有意に亢進していた。2FGF2を添加するとCD44High/CD24Low細胞は有意に増加し、逆にFGFR阻害剤を添加するとCD44High/CD24Low細胞は有意に減少した。3CD44High/CD24Low細胞の増減に一致して、FGF2の添加によりコロニー形成能は有意に増加した。逆にFGFR阻害剤であるAZD4547はコロニー形成を著明に抑制した。これらの結果は、ESCCにおいてはFGF2及びFGFRが癌幹細胞の制御において重要な役割を担っていることを示唆している。【ESCC癌幹細胞におけるFGF2-FGFR経路】FGF2-FGFR経路の下流の解析を行い、以下の結果が得られた。1FGF2添加により下流のAkt、Erkのリン酸化が亢進し、逆にAZD阻害剤によりAkt、Erkのリン酸化は有意に抑制された。2Akt阻害剤ではCD44High/CD24Low細胞は抑制されなかったが、MEK阻害剤を用いることでCD44High/CD24Low細胞は抑制された。3RASに変異を有する細胞株ではFGFR阻害剤を用いてもCD44High/CD24Low細胞を抑制できなかった。これらの結果は、FGF2-FGFR経路の中でも下流のRAS-MAPK経路がESCC癌幹細胞の制御において重要であることを示唆している。【ESCC癌幹細胞における各FGFR isoformの役割】FGFRにはFGFR1FGFR4のisofomrがあり、さらに各々のisoformでsplicing variantが存在する。ESCC癌幹細胞にける各FGFRの役割に関して、以下の結果が得られた。1各FGFRに特異的なプライマーを設計し、real time PCRにてmRNA発現を解析した。間葉系のESCC癌幹細胞であるCD44High/CD24Low細胞ではFGFR1cが、上皮系の非癌幹細胞においてはFGFR2bの発現が著明に亢進していた。2FGFR2をsiRNAでノックダウンすることで、ESCC癌幹細胞であるCD44High/CD24Low細胞は有意に増加した。これらの結果はESCC癌幹細胞においてFGFR2が重要な役割を担っていることを示唆している。FGFRの下流シグナルを含めた詳細な解析が行えた点は、当初の計画以上に本プロジェクトが順調に進んでいることを示している。ただ、予定していた3次元培養を用いた解析が行えなかったため、「おおむね順調に進展している」と評価した。平成27年度に得られた多くの結果は、FGFR阻害剤、MEK阻害剤がESCC癌幹細胞を標的とした新規治療法になり得ることを強く支持するものである。【FGF阻害剤の抗腫瘍効果に関する検討】ヌードマウスにTE8細胞を移植し、AZD4547、MEK阻害剤を投与した。AZD4547、MEK阻害剤ともに有意に腫瘍増殖を抑制した。しかし、ヌードマウスに移植された腫瘍から腫瘍細胞を分離し、CD44High/CD24Low細胞分画をFACSにて解析したが、平成28年度の動物実験においてはFGF阻害剤による有意な変化は認められなかった。当初の実験計画通り、FGF2がFGFR/RAS/MEK/ERK経路を介して食道扁平上皮癌幹細胞(CD44High/CD24Low)を制御していることをin vitroの実験で明らかにした。動物実験がやや遅れていることから、おおむね順調に進行しているとした。In vitroの実験系で複数の細胞株、阻害剤を用いてFGF阻害剤が食道扁平上皮癌(ESCC)癌幹細胞に及ぼす影響を検討した。ESCC細胞株はTE8、HCE4、T-TeRAS細胞を用い、FGF阻害剤はAZD4547、BGJ398、SU5402を用いた。何れの阻害剤もTE8、HCE4においてはCD44High/CD24Low癌幹細胞を有意に抑制したが、RAS変異体であるT-TeRAS細胞には無効であった。この結果からFGFシグナルの下流においてRAS/MEK/ERK経路がCD44High/CD24Low癌幹細胞の制御において重要であることが示唆された。MEK阻害剤を用いることでT-TeRAS細胞においてもCD44High/CD24Low癌幹細胞は有意に抑制された。逆に、EGF経路の下流であるAKT経路を阻害しても、何れの細胞株においてもCD44High/CD24Low癌幹細胞は抑制されなかった。これらの結果からCD44High/CD24Low癌

幹細胞はFGFR/RAS/MEK/ERK経路により制御されていることが明らかになった。CD44の発現の高い腫瘍細胞が食道扁平上皮癌(ESCC)における癌幹細胞(CSC)であることが明らかとなった。CSCを標的とした新たな治療法の開発はESCC患者の予後を飛躍的に向上させることが期待される。我々はESCCのCSCにおいて高発現しているFGF2に着目した。FGF2はCSCを増幅させ、逆にFGFR阻害剤はCSCを抑制した。更に、FGFR経路の下流であるMek/Erk経路がESCCのCSC維持、増幅に重要な役割を担っていることを明らかにした。動物実験においてもFGFR阻害剤、Mek阻害剤は腫瘍増殖を有意に抑制した。FGFR/Mek/Erk経路は新たな治療標的となることが期待される。平成28年度は3次元培養系、動物実験系を主に用いて以下の通り解析を遂行していく。【3次元培養】複数のESCC細胞株TE8、TE11、EPC2-T、OKF6-Tを用いて3次元培養(Nat Protoc. 7;235:2012)を行う。腫瘍細胞をフィーダーの線維芽細胞、I型コラーゲン、マトリジェル等から形成されるマトリックス上に蒔いた2日後よりFGF受容体阻害剤を添加する。FGF受容体阻害剤添加7日後に以下の項目に関してサンプルを解析する。13次元培養組織から腫瘍細胞のみを分離し、癌幹細胞表面マーカー、ALDH活性をFACSにより解析する。23次元培養組織を用いて癌幹細胞表面マーカー(CD24、CD44)、FGF受容体のリン酸化を免疫組織染色で評価する。また、腫瘍増殖をKi67染色、アポトーシスをTunel染色により評価する。【FGF受容体阻害剤のESCC癌幹細胞に対する有効性の検討(in vivo)】ESCC細胞株TE8をヌードマウスへ皮下移植する。移植2週間後よりFGF受容体阻害剤を投与する。また、ESCCに対して現在臨床で使用されている抗癌剤(5FU、CDDP)との併用投与も行う。移植68週後にマウスをと殺し、以下の項目を評価する。1腫瘍サイズの経時的変化を測定。2FGF受容体活性をリン酸化抗体を用いて免疫染色により評価し、阻害剤の効果を確認する。3腫瘍の病理学的悪性度(分化度、浸潤傾向)を評価する。4腫瘍細胞を分離し(マウス由来の細胞は抗H2k[d]抗体、死細胞は7AADを用いて除外する)、CD24Low/CD44High細胞の割合をFACSにより測定する。5FGF受容体阻害剤が、5FU、CDDDPの抗癌剤感受性に与える影響を腫瘍サイズ、CD24Low/CD44High細胞の割合で評価する。癌幹細胞が抑制されることで、腫瘍増殖の抑制、抗癌剤感受性の回復が期待される。平成29年度は動物実験を主に実施する。【FGF阻害剤の抗腫瘍効果に関する検討】ヌードマウスに移植する腫瘍細胞をTE8細胞のみならず、T-TeRAS細胞、TE11細胞も使用する。AZD4547、MEK阻害剤とともに現在ESCCに実臨床で使用されているCDDP、5FUを組み合わせた併用療法を行う。形成された腫瘍から腫瘍細胞を分離し、in vivoでの癌幹細胞に及ぼすFGF阻害剤の影響を検討する。
MAPKカスケードのスカフォールドタンパク質による選択的伝達機構とクロストーク

本研究は、哺乳類細胞における増殖、分化、細胞死といった広範囲な現象の細胞内シグナル伝達に重要な機能を担うMAPKカスケードの選択的伝達機構とカスケード間のクロストークの分子機構を解明することを主な目的として、JNK(MAPK)カスケードのスカフォールドタンパク質JSAPおよびJNKBPファミリーの解析を行った。JNKおよびp38(MAPK)カスケードのMAPキナーゼキナーゼキナーゼ(MAPKKK)には、JNK、p38以外に生存シグナルNFκBをIκBキナーゼのリン酸化を介して活性化させる種類がある。ストレス応答や細胞死だけでなく生存のシグナルNFκB活性化のシグナル伝達制御に、JNKカスケードスカフォールドタンパク質JSAPあるいはJNKBPの関与を調べたところ、JSAP1ファミリーでは、神経系発現が特徴的なJSAP1、ユビキタスな発現が認められるJSAP2、いずれもMAPKKKであるMEKK1の過剰発現によるJNKとNFκBの活性化に、それぞれ正と負に制御していることが明らかとなった。また、JNKBP1は、MAPKKKであるMEKK1あるいはTAK1による生存シグナルNFκBの活性化を、正あるいは負に制御している可能性が示唆された。すなわち、これらのJNKカスケードのスカフォールドタンパク質は、ストレス応答性のMAPKKKによるプロアポトッチックシグナルJNKと生存シグナルNFκBの両活性化を制御する、すなわち、カスケード間のクロストークを担う全く新しいタイプの多機能アダプタータンパク質である司能性が示唆された。また、本研究期間中に新たに単離したJNKBPファミリーのメンバーJNKBP2は、精巣で特異的な発現、さらにJNK2との結合親和性が認められた。JNKBP2の生死シグナル調節機構は今後の課題である。本研究は、哺乳類細胞における増殖、分化あるいは細胞死の細胞内シグナル伝達に重要な機能を担うMAPKカスケードの選択的伝達機構とカスケード間のクロストーク機構を解明することを目的として、本年度は、アポトーシスやストレス応答に関与するMAPKカスケードの1つJNKカスケードにおいて、そのキナーゼメンバーと結合し足場となるスカフォールドタンパク質(JSAP1およびJNKBPファミリー)の解析を行ったので以下に記す。1.マウスJSAP1の解析.JSAP1は細胞への遺伝子導入による一過的発現系において、JNKカスケードのシグナル伝達を正に、ERKカスケードのそれを負に調節している。そこで実際にJSAP1の発現が認められるマウス脳やP19EC細胞において、内在性JSAP1と相互作用している因子を同定するために抗JSAP1抗体を用いた免疫沈降を行った。現在、特異的にJSAP1と共沈する何種類かのタンパク質を精製しプロテオーム解析を行っている。平成14年度にはさらに増殖、分化あるいはアポトーシス刺激に伴うJSAP1複合体の構成員の変化を調べ、それらの情報をもとにMAPKの選択的活性化やカスケード間のクロストークにおける機能解析を行う予定である。2.マウスJNKBPの解析,JNKおよびp38両カスケードのスカフォールドタンパク質と機能している可能性があるJNKBP1のファミリーメンバー(JNKBP2)の単離を試みた。cDNAクローンの単離、解析からJNKBP2はアミノ酸配列でJNKBP1と50%程度の相同性があり、またそのmRNAは精巣特異的に発現が認められ、発現時期の解析から精子形成に関与する可能性が示唆された。平成14年度には、アポトーシスやストレスの際に流れるJNK、p38カスケードのシグナル伝達におけるJNKBP1とJNKBP2の機能を比較検討する予定である。本研究は、動物細胞における増殖、分化、細胞死といった広範囲な現象の細胞内シグナル伝達に重要な機能を担う

MAPKカスケードの選択的伝達機構とカスケード間のクロストーク機構を解明することを目的として、昨年度に引き続き、アポトーシスやストレス応答に関与するMAPKカスケードの1つJNKカスケードにおいて、そのキナーゼメンバーと結合し足場となるスカフォールドタンパク質(JSAP1およびJNKBPファミリー)の解析を行ったので以下に記す。1.マウスJSAP1の解析:我々がJNK結合タンパク質として単離、解析しているJSAP1は、培養細胞への遺伝子導入による一過的発現系において、JNK(MAPK)カスケードのシグナル伝達を正に、増殖、分化に関与するERK(MAPK)カスケードのそれを負に調節し、さらに他のグループの解析からニューロンにおいては軸索輸送のドライバーとして機能するという、マルチタレントのアダプタータンパク質である。そこで神経突起の伸長が可能な培養細胞であるラットPC12細胞株を用いて、ERKカスケードの活性化を引き起こす神経成長因子(NGF)あるいはERK, JNKの両カスケードの活性化を引き起こす上皮成長因子(EGF)による細胞内シグナル伝達において、JSAP1の影響を調べた。その結果NGF処理ではJSAP1によるERKの活性化が阻害されたが、EGF処理ではその阻害は認められなかった。これらから、JSAP1は刺激特異的なERKカスケードの阻審すなわち選択的阻害機構に関与する可能性が示唆される。一方、JNKカスケードに関しては現在までに有為な違いは認められていない。2.マウスJNKBP1/2の解析:哺乳類培養細胞への過剰発現系において、JNKBP1は、JNKだけでなく、MAPKKKであるTAK1あるいはMEKK1とも相互作用することが明らかとなり、JNKカスケードのスカフォールドタンパク質の1つである可能性が示唆された。また、平成13年度に新たに単離したJNKBPファミリーのメンバーJNKBP2は、in vitro結合実験において、MAPキナーゼファミリーメンバーの中でJNK2とより高い親和性があることが明らかとなった。本研究は、哺乳類細胞における増殖、分化、細胞死といった広範囲な現象の細胞内シグナル伝達に重要な機能を担うMAPKカスケードの選択的伝達機構とカスケード間のクロストーク機構を解明することを主な目的として、最終年度の本年度は、JNK(MAPキナーゼ)カスケードのスカフォールドタンパク質(JSAPファミリーJSAP1/2およびJNKBP1)に関して、MAPキナーゼキナーゼキナーゼ(MAPKKK)からのもう1つのシグナルである生存シグナルNFκBの活性化の制御の関与を調べた。その結果、JSAP1ファミリーに関しては、神経細胞で特徴的な発現が認められるJSAP1とユビキタスな発現が認められるJSAP2いずれも、MAPKKKであるMEKK1の過剰発現によって、JNKの活性化の促進だけではなく、生存シグナルNFκBの活性化の抑制に関わっていることがわかった。
既掘前期古墳資料の総合的再検討

1)大成古墳墳丘の実測図・古墳周辺の地形図を作成。これによって尾根先端に築造された35×37m,高5.3mの方形墳の外様を明らかにした。2)石室は墳丘のほぼ中央に位置する。石室を構築するための室間である墓拡の一部を調査。これが南側に開口部をもつことを確認した。3)内部主体である扁平割石積の竪穴式石室の墳丘内の位置・構築状況を図化し検討した。4)下幅1mの石室床面中央には素掘りの排水溝があり、その上部は大きな平石で蓋し,その上に円礫を敷き床面を構成する。5)石室内の空気を採取しその組成を検討,また床面の床面のpH値の測定を行った。その結果は目下検討中である。6)1911年の既掘孔内から出土した土師器の図化。石室内出上の博物館藏品と同型式のもののみであることを確認。7)赤色顔料を奥壁面・床面から採取。スペクトル分、分析等の検討を行った。壁面のものはFe_2O_3を床面のものはHgSを使用。用途による使いわけがあることを確認。7)既掘時の排土中から鉄剣片1が出土したが、これは既掘の鉄剣片と接合しうるものであることを確認。分光分析の結果では砂鉄を原料とすることが判明。あわせて朝鮮半島の古墳出土の同時期の鉄器も同様の検討を行った。この結果これからは岩鉄鉱系のものである。8)墳丘北側斜面等から特殊円筒埴輪片を検出。これによって山陰地方における初現期古相互間の関連を知る有力な手がかりを得るにいたった。以上の成果に基づき、出雲地域の前期古墳について検討中である。1)前半期古墳の標識遺物の代表的なものの一である肥後・江田船山古墳の出土遺物の全ての図面を作成した。一時期の埋納品との解釈があるがこれを3時期のものと区分し.追葬に伴う副葬品の集合体と考えた。(東博紀要に掲載予定)2)出雲・大成古墳の墳形図・周辺地形図を作成した。併せて明治期の盗掘孔を清掃し,石室規模・内部主体の構築法,墓孔の実体の一部を確認するとともに,墳丘の構築状況の一部を検討しえた。また遺物としては、盗掘時以降の新らしいものもあるが、古墳構築時の土師器片(壺・器台片等),鉄刀片等を採集しえた。墳丘は一辺40m余の方墳で,丘尾を切断しその土を盛土している。墓壙は南方方向に開口しており、石室構築の石材のみならず遺骼の搬入路として当初から設計してあったものと思われる。同様の構造のものは,当地域の造山古墳,宇都宮市の愛宕塚古墳でも確認している。堅穴式石室は最下面に小型礫を敷きつめ、その上面に厚さ10cm余の粘土を敷きつめる。その上に木棺が置かれた訳であるが、木棺の構造が割竹型のものであるか、箱型のものであるかは断定し得なかった。石室側壁沿いになだらかなカ-ブをもつ部分があることから考えて、割竹形木棺が置かれていた可能性は大きい。壁面の一部,床面の礫から赤色顔料が検出された。目下分析中。石室内空気の採集も調査の目的の一としたが、突如開口したため充分には目的を達成しえたとは思われない。目下分析中である。また石室内から細菌類も採集し目下培養中である。これらの作業に基づいて今後の保存科学の基礎デ-タ-としたい。

以上の成果に基づき、出雲地域の前期古墳について検討中である。本年度は(1)周辺地区の地形図の作成,2)墳丘裾端部の調査,3)排水溝出口部の確認調査の3点を目標とした。1)は古墳北側地区28.2mコンターラインまでを作図。さらに北側へと試みたがブッシュが激しく不可能であった。墳丘南側は幅10mほどの削平面をはさんでさらに丘陵が続く状態の作図を行った。これは41.5mコンターまでの作図を行った。2)墳墳裾部は北側斜面にトレンチを設定し発掘調査を行った。北側斜面には葺石の遺存状態は北較的良好で、少量の土師器片等の遺物も採集された。3)排水溝は南側で検出した。竪穴式石室内部で確認した部分は素掘りのものであったが、この部分では板石を斜にたてかけて側面を講成する。溝は上面幅25cm,下底部幅15cm,深約15cm。上面には厚5cmほどの平石で蓋をするが、床石は認められなかった。3)排土(明治期のもの)の中から鉄刀片1が出土。これは博物館蔵品と接合された。しかしなお完品とはならない。分析の結果、砂鉄鉄を原料とするものであることが判明した。赤色顔料なスペクトル分光分析等を行った。石室壁面のものはベンザラ(Fe_2O_3)、床面のものは(HgS)である。石室構築の石材はカンラン石玄武岩,床面の檪等は流紋岩であり,周縁地域で容易に入手しうるものである。顕著な遺物としては特殊円筒埴輪片がある。これによってこの地区の発生期の古墳がともに共通の要素を呈することが明瞭となった。
骨粗鬆症が硬口蓋骨組織の動態に及ぼす影響に関する病理組織学的並びに組織計測的研究

6週齢のウイスター系雌性ラット20匹を10匹ずつの骨粗鬆症群ならびに対照群に分けた.骨粗鬆症群は両側の卵巣を摘出して,低カルシウム食(Ca:0.02%)と蒸留水を与えることによって骨粗鬆症を発症させた.対照群に対しては偽手術を行って,通常食(Ca:1.15%)と蒸留水を与えた.観察期間は術後12および32週(18および38週齢)とし,屠殺の10日前にテトラサイクリン(体重100gあたり5.0mg)を,3日前にカルセイン(体重100gあたり0.8mg)を投与した.各観察期間毎に各群の5匹ずつを屠殺して,臼歯部口蓋組織を採取し,Villanuevaの骨染色を施した後,MMA樹脂に包理し,頬舌的に約50μmの未脱灰研磨標本を作製した.落射蛍光顕微鏡を用いて,病理組織学的に観察するとともに,二次元画像解析装置を用いて単位骨量,分画形成面率,分画吸収面率および石灰化速度を計測した.これらの結果とを併せて,骨粗鬆症が硬口蓋骨組織に及ぼす影響に関して検討を加えた.その結果,骨粗鬆症群では対照群に比べて,両観察期間を通じて骨量の明らかな減少がみられ,骨表面には破骨細胞による骨吸収と骨芽細胞による骨添加が生じている部位が多く認められた.単位骨量は対照群に比べて減少し,分画形成面率,分画吸収面率および石灰化速度は対照群に比べて増加した.以上の結果から,本研究で得られた骨粗鬆症の硬口蓋骨組織は,骨吸収と骨添加を増加させる高代謝回転型の変化を示すことが明らかになった.6週齢のウイスター系雌性ラット20匹を10匹ずつの骨粗鬆症群ならびに対照群に分けた.骨粗鬆症群は両側の卵巣を摘出して,低カルシウム食(Ca:0.02%)と蒸留水を与えることによって骨粗鬆症を発症させた.対照群に対しては偽手術を行って,通常食(Ca:1.15%)と蒸留水を与えた.観察期間は術後12および32週(18および38週齢)とし,屠殺の10日前にテトラサイクリン(体重100gあたり5.0mg)を,3日前にカルセイン(体重100gあたり0.8mg)を投与した.各観察期間毎に各群の5匹ずつを屠殺して,臼歯部口蓋組織を採取し,Villanuevaの骨染色を施した後,MMA樹脂に包理し,頬舌的に約50μmの未脱灰研磨標本を作製した.落射蛍光顕微鏡を用いて,病理組織学的に観察するとともに,二次元画像解析装置を用いて単位骨量,分画形成面率,分画吸収面率および石灰化速度を計測した.これらの結果とを併せて,骨粗鬆症が硬口蓋骨組織に及ぼす影響に関して検討を加えた.その結果,骨粗鬆症群では対照群に比べて,両観察期間を通じて骨量の明らかな減少がみられ,骨表面には破骨細胞による骨吸収と骨芽細胞による骨添加が生じている部位が多く認められた.単位骨量は対照群に比べて減少し,分画形成面率,分画吸収面率および石灰化速度は対照群に比べて増加した.以上の結果から,本研究で得られた骨粗鬆症の硬口蓋骨組織は,骨吸収と骨添加を増加させる高代謝回転型の変化を示すことが明らかになった.
AE発生時系列の原位置解析による岩盤破壊監視装置の開発

本研究は,地下資源の開発や地下を有効に利用するための岩盤開発において,地下空洞の開さくや維持にあたり,岩盤内のAEの監視によって破壊を予知し,適切な安全たいさくを科学的に探究することを目的としている.そこで,原位置の地下岩盤内の環境条件下での使用に耐え,微小地震やAEの定常的発生からの逸脱を定量的に検知することのできる岩盤破壊監視装置の試作に目標をおき,その装置のハードウェアおよびソフトウェアの開発のための基礎的研究と,微小地震やAEの発生を自動的に検知し,その時系列を計測してパラメータ化する監視システム構築の準備研究を行った.まず, AE振幅弁別器(8段階),時計,データ記録用補助メモリ,マイクロコンピュータからなる時系列計測装置を試作した.この装置を用いて,大島花崗岩の円柱形試料(直径455mm,高さ110mm)を用い,破壊強度の約80%の一軸圧縮応力下でクリープ破壊実験を行い,その間の岩石試料内におけるAEの発生レート,規模,時刻を自動記録して, AE発生時系列の特徴とその変化状況を調べた.その結果,一定応力下の岩石が主破壊に先行してAEの発生時系列の特徴が変化することをつきとめた.さらに, AEのランダム性をX^2検定により各クリープ領域でポアッソン過程とみなせるかどうかを調べたところ,その規則性を見出すには至らなかった.しかし,主破壊に近ずくに従い,すべてのAE発生過程と大きなAE発生過程は定常ポアッソン過程とみなせないことがわかった.さらに主破壊直前には大きな規模のAEがその後に続くAEを抑圧するように発生していることがわかった.本研究の2年目には試作した計測機器類を地下掘さく現場に持ち込んで原位置での微小震動の事例研究を実施する予定であったが,適当な現場を見つけることができず,実験室における改良研究を行った.本研究は,地下資源の開発や地下を有効に利用するための岩盤開発において,地下空洞の開さくや維持にあたり,岩盤内のAEの監視によって破壊を予知し,適切な安全たいさくを科学的に探究することを目的としている.そこで,原位置の地下岩盤内の環境条件下での使用に耐え,微小地震やAEの定常的発生からの逸脱を定量的に検知することのできる岩盤破壊監視装置の試作に目標をおき,その装置のハードウェアおよびソフトウェアの開発のための基礎的研究と,微小地震やAEの発生を自動的に検知し,その時系列を計測してパラメータ化する監視システム構築の準備研究を行った.まず, AE振幅弁別器(8段階),時計,データ記録用補助メモリ,マイクロコンピュータからなる時系列計測装置を試作した.この装置を用いて,大島花崗岩の円柱形試料(直径455mm,高さ110mm)を用い,破壊強度の約80%の一軸圧縮応力下でクリープ破壊実験を行い,その間の岩石試料内におけるAEの発生レート,規模,時刻を自動記録して, AE発生時系列の特徴とその変化状況を調べた.その結果,一定応力下の岩石が主破壊に先行してAEの発生時系列の特徴が変化することをつきとめた.さらに, AEのランダム性をX^2検定により各クリープ領域でポアッソン過程とみなせるかどうかを調べたところ,その規則性を見出すには至らなかった.しかし,主破壊に近ずくに従い,すべてのAE発生過程と大きなAE発生過程は定常ポアッソン過程とみなせないことがわかった.さらに主破壊直前には大きな規模のAEがその後に続くAEを抑圧するように発生していることがわかった.本研究の2年目には試作した計測機器類を地下掘さく現場に持ち込んで原位置での微小震動の事例研究を実施する予定であったが,適当な現場を見つけることができず,実験室における改良研究を行った.本研究は、地下資源の開発や地下を有効に利用するための岩盤開発において、地下空洞の開さくや維持にあたり、岩盤内のAEの監視によって破壊を予知し、適切な安全対策を科学的に探究することを目的としている。本年度は原位置の地下岩盤内の環境条件下での使用に耐え、微小地震やAEの定常的発生からの逸脱を定量的に検知することのできる岩盤破壊監視装置の試作に目標をおき、その装置のハードウェアおよびソフトウェアの開発のための基礎的研究と微小地震やAEの発生を自動的に検知し、その時系列を計測してパラメータ化する監視システム構築の準備研究を行った。まずAE振幅弁別器(8段階),時計,データ記録用補助メモリー,マイクロコンピューターから構成される時系列計測装置を試作した。基礎実験として、大島花岡岩の円柱形試料(直径45.5mm,高さ110mm)を用い、破壊強度の約80%の一軸圧縮応力を加え、約15000秒間にわたるクリープ破壊実験を行い、試作した装置によって岩石試料内のAEの発生レート,規模,時刻を自動記録して、AE発生時系列の特徴とその変化状況を調べた。その結果、大きなAEにともなって小さなAEが余震・前震的に発生するパターンはみられず、AEはランダムに発生しているように思われた。そこで、AEランダム性を定量的に検討するため、時系列を【X^2】によって調べたところ、荷重増加時と1,2および3次クリープの各領域で、ポアッソン過程とみなせたり、みなせなかったりし、それが大きなAEと小さなAEによって異なることがわかった。また、大きなAEだけを使って発生時間間隔のワイブル分布へのあてはめを行ったところ、その均一性係数の値から主破壊直前に時系列に急激な変化が生じて、ポアッソン過程に従わなくなり、AEがそのあとに続くAEを抑圧するように発生していることがわかった。
Hα画像をもとにした太陽活動の観測教材の開発と安全性の検証

1.Hα画像をもとにした太陽活動の数値化の検討(a)画像処理方法の検討撮影された画像は,相対的なレベル補正を行うことにより比較的同質な画像に仕上げることができた。また輝度・コントラストが大きく異なる彩層面とプロミネンスは,異なるレベル補正を行い合成することにより1枚の画像に描出した。(b)太陽活動の数値化の検討プロミネンスは,太陽の外縁を36区画に区切り,プロミネンスの高さを0,太陽半径の1/10以下,1/101/5,1/5以上として記録した。また,集計は太陽の自転を考慮し,太陽の東側半円と西側半円に区別して行った。ダークフィラメントの長さは,印刷したHα太陽画像に格子線(方眼)を描いた透明シートを重ね,ダークフィラメントがこの格子線を横切る数で測定した。プラージュは,本研究期間の開始から終了まで太陽活動の極小期と重なり目立ったプラージュは観測されなかった。そこで,他の彩層面よりやや明るい部分を活動領域として測定した。活動領域の面積は,印刷したHα太陽画像に格子線(方眼)を描いた透明シートを重ね,活動領域に存在する格子線の交点の数で測定した。これらの数値化の方法は比較的容易に習得・測定でき,太陽活動の時間変化に重点をおいた体験的な実習を容易にした。今後,太陽が活動期に向かう。撮影を続けながらさらに検討・改良を加えていきたい。2.減光フィルターの安全性の検証フィルム状の「アストロソーラーフィルター」に,グランドの砂・チョークの粉・指紋・だ液などを塗布し,太陽光へ暴露した。その結果,すべての場合において,何も塗布しなかった場合に比べ小孔の発生・拡大が増加した。このことは,他のフィルターに比べて観測前の安全確認を慎重に行わなければならないことを示唆している。