hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
野球投手の身体における深層筋と浅層筋の形態的特性と投球パフォーマンスの関係

本研究では野球投手の投球側と非投球側の筋厚を比較した。その結果、前腕部(深指屈筋)、胸部(大胸筋、小胸筋)、背部(広背筋、僧帽筋)の筋厚は投球側において有意に高い値を示した。一方、腹部(外腹斜筋、内腹斜筋)の筋厚は非投球側において有意に高い値を示した。また、投球速度の高い投手と低い投手の筋厚を比較すると、投球速度の高い投手の方が股関節伸展筋(大殿筋や大腿二頭筋)や体幹回旋筋(腹直筋、内腹斜筋、脊柱起立筋)の筋厚が大きいことが示された。本研究の目的は、野球投手の身体各部の筋厚を浅層筋と深層筋に分けて分析し、1一般成人との比較から浅層筋が発達しやすく、相対的に深層筋/浅層筋比率が低下しやすい身体部位を明らかにすること、2発育期における横断的研究から深層筋/浅層筋比率の低下過程を明らかにすること、3高い投球パフォーマンスを示す投手にみられる身体各部の深層筋/浅層筋比率の特徴を明らかにすることである。研究期間の初年度(2015年)は上記1について野球投手群(n=15)、コントロール群(n=15)を対象に身体4部位(上腕前部、側腹部、大腿前部、下腿後部)における筋厚をBモード超音波法により計測し、各群における投球側と非投球側(利き腕側と非利き腕側)の比較を行った。各部位における浅層筋と深層筋は上腕部では上腕二頭筋と上腕筋、側腹部では外腹斜筋、内腹斜筋と腹横筋、大腿前部では大腿直筋と中間広筋、下腿後部では腓腹筋とヒラメ筋とした。その結果、野球投手の身体部位別の筋厚の比較では、側腹部、大腿前部において非投球側が有意に高い値を示し、筋別では内腹斜筋、中間広筋が非投球側において高い値を示した。一方、コントロール群では部位別の筋厚、筋別の筋厚のいずれにおいても利き腕側と非利き腕側の間に差は見られなかった。また、浅層筋に対する深層筋の筋厚を深層筋比率として比較したところ、コントロール群では利き腕側と非利き腕側に深層筋比率の差は見られなかったが、野球投手では大腿前部において非投球側の深層筋比率が投球側に対して高い値を示した。これらの知見より、野球投手では踏込み脚側において深層筋の発達による深層筋比率の変化が生じることが示唆された。研究計画書では身体10部位(深層筋10、浅層筋12)を対象としていたが、既発表の論文、学会発表では身体4部位(深層筋4、浅層筋4)が対象となっている。しかし、他の6部位についても既に撮像方法の決定がなされ、野球投手20名、コントロール群15名のデータ収集は済んでいる。今後も同様の方法によりデータ取得を継続していく方針である。本研究課題の目的は野球投手の身体各部の筋厚を浅層筋と深層筋に分けて分析し、1一般成人との比較において野球投手の浅層筋が発達しやすく、相対的に深層筋/浅層筋比率が低下しやすい身体部位を明らかにすること、2発育期における横断的研究から深層筋/浅層筋比率の変化過程を明らかにすること、3高い投球パフォーマンス(高速投球)を示す野球投手にみられる身体各部の深層筋/浅層筋比率の特徴を明らかにすることである。研究期間2年目(2016年)は上記1について野球投手20名を対象に身体11部位(前腕前部、上腕前部、胸部、側腹部、大腿前部、肩甲棘上部、肩甲棘下部、背部、腰部、臀部、下腿後部)の筋厚を測定し、投球側と非投球側の比較を行った。その結果、前腕部、上腕部、胸部の筋厚は投球側が高値を示し、腹部、腰部の筋厚では非投球側が高値を示したことを報告した(第66回日本体育学会大会にて発表)。また、野球投手の前腕部において屈曲回内筋群(円回内筋、橈側手根屈筋、長掌筋、尺側手根屈筋、浅指屈筋、深指屈筋)、伸展回外筋群(尺側手根伸筋、小指伸筋、総指伸筋、回外筋)の筋厚について、投球側と非投球側の比較から、深指屈筋が投球側において有意に高い値を示すことを報告した(九州共立大学研究紀要第7巻1号にて発表)。同様に野球投手の体幹部において胸部、前腹部、側腹部、腰部、肩甲棘上部、肩甲棘下部、肩甲骨内側部、肩甲骨下部の筋厚について、投球側と非投球側の比較から、胸部の大胸筋と小胸筋、肩甲骨内側部の僧帽筋下部、肩甲骨下部(広背筋)は投球側において有意に高い値を示すこと、側腹部の外腹斜筋、内腹斜筋では非投球側が有意に高い値を示すことを報告した(九州共立大学研究紀要第7巻2号にて発表)。研究目的2に示した発育期における横断的研究については、被験者の確保が進んでおらず、着手できていないため。しかし、その他の目的13については既にデータを取得済みであり、今後の学会発表、論文作成の準備を行っている。研究計画最終年にあたる平成29年度は、投球パフォーマンスと身体各部の筋厚の関係を明らかにすることを目標とした。2016-17年の春季オープン戦に登板し、50球以上の投球を行った大学生野球投手を対象に投球速度の最高値、上位20%の平均値を算出した。

その中から球速の上位20%の平均値が140km/hを上回るものを高速群(n=7)、130km/h未満の者を低速群(n=9)として分類した。筋厚は超音波診断装置を使用して測定し、全身16部位から30の筋の筋厚を測定した。測定部位とそこに含まれる筋は以下の通りである[1前腕部(橈側手根屈筋、浅指屈筋、深指屈筋)、2上腕前部(上腕二頭筋、上腕筋)、3上腕後部(上腕三頭筋)、4胸部(大胸筋、小胸筋)、5腹部(腹直筋)、6側腹部(外腹斜筋、内腹斜筋、腹横筋)、7肩甲棘上部(僧帽筋上部、棘上筋)、8肩甲棘下部(棘下筋)、9肩甲骨内側部(僧帽筋中部、菱形筋)、10肩甲下部(広背筋)、11腰部(脊柱起立筋、腰方形筋、大腰筋)、12臀部(大臀筋、中臀筋)、13大腿前部(大腿直筋、内側広筋)、14大腿後部(大腿二頭筋、大内転筋)、15下腿前部(前脛骨筋)、16下腿後部(腓腹筋、ヒラメ筋)]。測定結果は投球側と非投球側に分けてまとめ、高速群と低速群の筋厚の比較を行った。その結果、部位別の筋厚では投球側の前腕前部、腰部、臀部、大腿後部、下腿後部、非投球側の腹部、側腹部、腰部、臀部、大腿前部、大腿後部、下腿後部において高速群が有意に高い値を示した。また、筋別の筋厚でみると、投球側の脊柱起立筋、大殿筋、非投球側の腹直筋、内腹斜筋、脊柱起立筋、大殿筋、大腿二頭筋において高速群が有意に高い値を示した。これらの結果から、投球速度の高い投手は四肢では臀部や大腿部など下肢三関節の伸筋群、体幹部では腹背部の筋量が大きいという特徴が明らかになった。本研究では野球投手の投球側と非投球側の筋厚を比較した。その結果、前腕部(深指屈筋)、胸部(大胸筋、小胸筋)、背部(広背筋、僧帽筋)の筋厚は投球側において有意に高い値を示した。一方、腹部(外腹斜筋、内腹斜筋)の筋厚は非投球側において有意に高い値を示した。また、投球速度の高い投手と低い投手の筋厚を比較すると、投球速度の高い投手の方が股関節伸展筋(大殿筋や大腿二頭筋)や体幹回旋筋(腹直筋、内腹斜筋、脊柱起立筋)の筋厚が大きいことが示された。2年目は野球投手の身体の浅層筋と深層筋の筋厚に関する横断的研究を行う期間と位置けている。今後は1年目で取りかかっている大学生のデータ数を増やすとともに系列高校等の協力を得て、高校生野球投手の筋厚測定に取り掛かることを計画している。本年度の第68回日本体育学会大会にて「投球速度の高い野球投手の四肢、体幹の筋厚からみた形態的特徴」とうテーマで投球速度の高速群(平均球速140km/h以上)と低速群(平均球速130km/h未満)の比較からみた投球速度の高い投手の筋の形態的特徴位に関する発表を計画している。また、現在までに大学生野球投手30名(右投げ20名、左投げ10名)の筋厚データ、球速データを取得済みであるが、被験者数を50名程度まで増やし、投球速度と筋厚の関係に関する論文作成を行うことを予定している。トレーニング科学深層筋の筋厚の撮像のため、専用の低周波数のプローブを購入する予定であったが、他の研究者より同機能を持つ機器を借用することができたため、購入を見合わせていたものである。横断的研究に使用する目的で携帯型超音波診断装置の購入を検討していたが、実験への着手が遅れたため購入を見合わせていたため。研究協力者からのプローブ借用は2年目も可能であり、現在使用しているプローブに不具合が生じなければ、画像分析を行うソフトウエアの購入に充当したい。携帯型超音波診断装置の購入を計画しており、機種の選定中。
成人吃音の包括的評価法と治療・支援法に関する研究

成人吃音の包括的評価法を確立するために、(1)面接調査に基づく質問紙(NBAS)の開発、(2)海外既存の質問紙の日本語版(OASES-A-J)の作成・標準化を行なった。両質問紙を吃音のある成人118名を対象に実施した結果、成人期以前の、いじめ・からかいへの支援、自助グループの紹介、何かに打ち込める経験のサポートが、成人期における吃音による困難度を軽減しうる可能性が示唆された。予備調査として、4つのセクション(全113項目)から構成される質問紙(評価法試案)を20名の吃音成人に対し実施した。4セクションの得点傾向から対象者を群分けするために、クラスタ分析を行った結果、4つのクラスタに分類された。クラスタごとの各セクション得点の平均プロフィールを作成したところ、I群は全般的に困難度が高い群、II群は特定の場面で症状が顕著な群、III群は困難度が軽度で比較的適応している群、IV群は回避により生活上の困難を感じている群と推測された。この結果から、評価法試案は、吃音のある成人を発話、心理、行動、社会参加等の総合評価によって下位分類できることが示され、それをもって支援法の選択補助ツールとして機能し得ると判断した。質問項目については、一部表現を改め、標準化されている心理領域の質問紙等の項目を追加するなどの修正を行った。修正を行った改訂版(全123項目)を116名の吃音のある成人を対象に実施した。各下位セクションについて信頼性係数(α係数)を算出したところ16の下位セクション中13下位セクションにおいて、α> 0.7となり内的整合性が確認された。多くの下位セクションにおいて信頼性が確認されたが、想定したセクションを超えた項目間の相関を調べることとし、全123項目に対するクラスタ分析を行った。その結果、発話・対人関係に関しては「フォーマル」と「インフォーマル」なクラスタに分かれること、また吃音への対処と心理については、「回避・憂鬱型」「欲求不満・疲労型」「不安・マイナス思考型」に分類されることが示され、本質問紙によって吃音による困難を新しい視点から把握できる可能性が示された。成人吃音を包括的に評価する質問紙を作成し、支援につなげることを目指し研究を進めた。昨年度は、質問紙の作成、調査の実施、一部のデータ分析(有効回答数102)まで進めた。今年度は、さらにデータ分析を進め、再テスト法による信頼性の確認、併存的妥当性や構成概念的妥当性の検討を行った。質問紙の施行間の相関は、各セクションにおいてr = 0.670.89となり、概ね信頼性があると判断された。妥当性については、質問紙の各セクションが改訂版エリクソン・コミュニケーション態度尺度(S-24, Andrews & Cutler, 1974)や自身の発話に対する10段階評価(SAスコア, Huinck & Rietveld, 2007)と有意に相関していること(r = 0.4 0.82)、また、セクション間の相関よりセクション内の内的整合性が高い値を示していることを示し、併存的妥当性、構成概念的妥当性を確認した。内的整合性が低かった下位セクション(α= 0.44)については、別のセクションへ項目を移すなどの調整を行い、臨床場面にて実施可能な形とした。さらに、102名の対象者に対してクラスター分析を実施し、吃音のある成人を類型化できる可能性を示した。質問紙を実際の臨床場面へ導入するため、各項目、下位セクション、セクションに対応する形で、現行の吃音治療・支援法を整理した。吃音臨床の歴史において古くから使用されている流暢形成法や吃音緩和法に加え、認知行動療法の要素を取り入れた。完成した質問紙を実際の臨床場面へ導入し、治療・支援を開始した。当初の予定では、1年目に評価法(調査用紙)を完成させ、2年目に実際の支援をある程度終了させる予定であったが、質問紙の完成が2年目に達成されたことで、臨床応用の開始が多少遅れた。その結果、臨床介入が3年目も続く予定である。しかしながら、3年目の前半には介入を終え、後半に介入終了者に対する面接調査とその分析を実施できると見込んでいるため、概ね順調であると評価できる。平成28年度の研究計画では、平成27年度までに作成した成人吃音を包括的に評価する質問紙を臨床場面に導入し、その評価に基づいて実施した介入の効果を質的に分析する予定であった。実際に5名に導入し臨床的介入を行ったが、1質問項目が多く実施に時間がかかるという質問紙自体の問題、2介入の進捗やケースの個人的事情で介入効果の分析まで到達しないという研究遂行上の問題が生じた。加えて、評価法に基づく介入方法が多岐に渡り複雑であるため、介入効果の分析が困難であることが、介入を進める中で明らかとなった。2の問題や介入方法の複雑さの問題については、介入内容をパッケージ化した短期のグループセラピーを実施することで解消できると考え、次年度の課題とした。他の研究課題(日本医療研究開発機構の助成金によるプロジェクト)の業務量が多く、本研究課題の進行が遅れた。

また、本研究実施中にいくつかの問題が生じたこと、加えて他の研究結果(海外既存の包括的評価法の日本語版作成後、日本人データの妥当性・信頼性が確認された(Sakai et al., 2017))が示されたことから、目標を補足的な評価法の作成にするなどの研究計画に変更が生じた結果、進捗が遅れた。本研究の目的は、当事者の生活全般に及ぶ吃音の影響を軽減する吃音治療・支援方法を日本において普及させることである。そのために、1吃音の包括的評価法を確立すること、2その評価法に基づき、科学的根拠を有する治療法・支援法を確立することを目標として研究を進めた。まず、吃音のある成人を対象にした面接調査結果に基づき、質問紙を作成した。吃音のある成人に実施し、全123項目の質問紙の信頼性・妥当性が確認された。同時に、海外既存の包括的評価法(質問紙OASES-A, Yaruss and Quesal, 2010)の日本語翻訳版の作成にも取り組んだ。翻訳版にて吃音のある成人200名のデータを収集し、質問紙の妥当性・信頼性を確認した。自作の質問紙は項目数が多いため、臨床現場ではOASES-Aを成人吃音の評価法の軸に位置付けることとし、自作の質問紙はOASES-Aの補助的役割となるよう項目を厳選した。その後、この質問紙を臨床に導入し、対象者間の回答の相違が集団訓練の効果に与える影響を調査したが、対象の9名の回答は類似しており、全員が介入後に問題の改善を認めたことから、対象者の相違と効果的な支援法に関する分析ができなかった。そこで方法を修正し、自作の質問紙における過去の経験に関する質問と、OASES-A(現在の吃音による困難さ)との関連を明らかにし、成人期以前の望ましい支援について検討した。その結果、いじめられる経験、またいじめられた際に庇ってもらえない経験が、成人期の吃音による困難度の高さと相関し、また自助グループへの参加経験、人に認められる経験、何かを頑張る経験が、成人期の吃音による困難度の低さと相関することが示された。いじめ・からかいへの支援、自助グループの紹介、何かに打ち込める経験のサポートが、吃音のある児童・青年への有効な支援として機能する可能性が示唆された。成人吃音の包括的評価法を確立するために、(1)面接調査に基づく質問紙(NBAS)の開発、(2)海外既存の質問紙の日本語版(OASES-A-J)の作成・標準化を行なった。両質問紙を吃音のある成人118名を対象に実施した結果、成人期以前の、いじめ・からかいへの支援、自助グループの紹介、何かに打ち込める経験のサポートが、成人期における吃音による困難度を軽減しうる可能性が示唆された。本研究の目的は、QOLのような当事者の生活全般に及ぶ吃音の影響を軽減する吃音治療・支援方法を日本において普及させることである。そのために、1成人の吃音を、発話症状、心理・認知、社会参加など多側面から、包括的に評価する方法を確立すること、2その評価法に基づき、科学的根拠を有する治療法・支援法を確立することを目標としている。当初の予定では、26年度に質問紙の完成と治療法・支援法の整理がなされる予定であったが、現在は質問紙完成に向け最終的な体裁を整えている段階である。進捗は少し遅れているように見えるが、質問紙の結果から新しい支援方法に関する知見が示されたり、支援につなげやすい質問紙構成に関して見通しがたってきたことから、本研究の目標達成に近づきつつあると評価できる。1.評価法の結果に基づいた支援の実施前年度から引き続き、臨床場面における評価法(質問紙)の実施と、それに基づく臨床的介入・支援を実施する。2.症例に対する質問紙の有用性と治療効果の測定臨床的介入・支援が終了した症例、あるいはある程度の改善が認められた症例について、終了時あるいは改善が認められた時点で、面接調査を実施する。
江戸～現代に至る階層的マトリクス構造の変化と熱・風環境評価に関する研究

地球温暖化現象と合わせ、ヒートアイランド現象やエネルギー負荷の増大による都市環境問題が顕著となっている今日、都市形成の歴史的経緯を読み解き、水や緑を骨格として自然共生型の都市空間を形成していくことは、21世紀の根幹的な課題である。本研究では、東京都心部を対象に、地球環境時代における自然共生型の都市環境計画に対し、基礎的知見を得ることを目的とし、以下の5点の研究を行った。(I)階層性を踏まえた研究の枠組みの設定,都市緑地構造と熱・風環境、計画・設計の共通フレームとして3つの階層スケールの設定と既往研究の整理を行った。(II)都市・緑地の構造と変化の分析(江戸現代) :江戸明治期と現代における詳細GISデータの構築を行い、都心部7.5km四方での都市・緑地構造の変化を分析した。微地形分類と土地被覆(建築・緑地環境)の分類を行い、代表的タイプを基礎的単位(ランドスケープ・ユニット)として設定した。(III)熱・風環境評価:海洋研究開発機構との共同研究により、地球シミュレータを活用し、熱・風環境の高解像度シミュレーションを実施・解析を行った。上空部(大気境界層下部)での海風の侵入に伴う渦構造と、地上付近(接地境界層内部)の熱環境を可視化し、ランドスケープ・ユニット別に評価を行った。また熱環境に有意な影響を持つ要因を、ユニットの内部環境と、ユニット外部との移流効果(上空との熱交換や隣接ユニット同士の熱交換)の観点から、気温・風速・湿度との回帰分析により抽出し、ユニットの計画単位としての有効性を検証した。(IV)都市環境計画論への展開:ランドスケープ・ユニットとその他の要因(上空や隣接ユニットとの熱交換)の熱・風環境評価に基づき、計画の指針図を設定した。さらに現行政策との比較分析により施策の展開を例示した。これらの成果を、(V)行政・地域との連携・情報共有を行った。以上、本研究は、時間軸の導入により、東京都心部におけるランドスケープ・ユニットを設定し、地球環境時代における都市環境計画の計画原単位としての有効性が示された。本研究において当初目的としていた、1.マトリクス構造(ランドスケープ・ユニット)の設定、2.熱・風環境評価、3.都市環境計画方法論の提示までは行った。しかしながら、それら一連の方法論に基づき将来シナリオの代替案を設定し、それらを数値シミュレーションにより比較検証することまでは達成できておらず、今後の課題である。今後の課題としては、以下の五点が挙げられる。・解析結果の実測値との比較による精度検証・ランドスケープ・ユニットの精緻化と他地域への適用・計画図の数値シミュレーションによる評価・海風侵入の方向を変えた場合に鉛直流の妥当性評価・メソスケールモデルとの連携による温暖化シナリオ等の初期値の変化に対する頑健性の検証地球温暖化現象と合わせ、ヒートアイランド現象やエネルギー負荷の増大による都市環境問題が顕著となっている今日、都市形成の歴史的経緯を読み解き、水や緑を骨格として自然共生型の都市空間を形成していくことは、21世紀の根幹的な課題である。・解析結果の実測値との比較による精度検証・ランドスケープ・ユニットの精緻化と他地域への適用・計画図の数値シミュレーションによる評価

・海風侵入の方向を変えた場合に鉛直流の妥当性評価・メソスケールモデルとの連携による温暖化シナリオ等の初期値の変化に対する頑健性の検証
共鳴格子を用いた高感度・広範囲屈折率センサの開発

金属薄膜上誘電体格子を用いた屈折率センサを設計・作製し,食塩水の濃度,すなわち屈折率を測定することで,従来のセンサよりも高感度測定が可能なことを確かめた.また,他の応用として,金属膜にパラジウムを用いた水素ガスセンサの検討を行った.水素ガス濃度を0%から爆発下限界の4%に変化させると,パラジウムの屈折率が変化し,その結果引き起こされる0.04°の共鳴角度変化を測定することで,水素ガスを検知することに成功した.金属薄膜上誘電体格子を用いた屈折率センサを設計・作製し,食塩水の濃度,すなわち屈折率を測定することで,従来のセンサよりも高感度測定が可能なことを確かめた.また,他の応用として,金属膜にパラジウムを用いた水素ガスセンサの検討を行った.水素ガス濃度を0%から爆発下限界の4%に変化させると,パラジウムの屈折率が変化し,その結果引き起こされる0.04°の共鳴角度変化を測定することで,水素ガスを検知することに成功した.光の波長より微細な周期構造による共鳴格子を用いた,高感度・広範囲測定可能な屈折率センサに関する研究を行った.今年度は,マルチモード共鳴格子型屈折率センサによる測定範囲拡大・高感度化の検討を行う予定であったが,コンパクトな装置を実現するための測定系として,新たに方位角回転型構成を考案したので,まずこの方式について検討を行った.共鳴格子型屈折率センサは,屈折率変化によって,波長または入射角または方位角の変化に対する共鳴反射ピークがシフトするので,ピークのシフト量を測定することで,屈折率変化を同定する方式である.波長の変化を利用する場合は,分光器などの高額な装置が必要である.また,入射角を変化させる場合は,レンズで広いビームを集光することで,広範囲の入射角ビームを一括で入射し,反射光をレンズでCCDなどの受光素子上に結像させ,反射強度ピークの画素位置を用いて角度検出する方法があるが,この方法では,画素サイズ・レンズにより角度が制限され,高感度化が難しい.あるいは,入射角をステージで回転させる方法では,ステージ精度によって感度を上げることができるが,反射角もともに変化するので,装置構成が複雑になってしまう.これらに対して,方位角回転型では,入射角と反射角の位置関係は保たれ,レーザなどの単一光源を利用でき,設置も容易となることが期待できる.設計の一例では,屈折率変化0.03に対し,共鳴反射方位角が8.95度シフトした.0.01度の回転精度を実現できた場合,屈折率分解能はおよそ10^<-5>となる.測定範囲としては,1.3から1.9程度であり,従来の表面プラズモン屈折率センサと比較して大きくすることができた.屈折率分解能をさらに向上させるには,位相変化の測定などが考えられる.今後は,既存のセンサとの優位性を探りながら設計を行い,実際に素子を試作し,屈折率センサの実証実験まで行う予定である.光の波長より微細な周期構造による共鳴格子を用いた高感度屈折率センサの実現を目標とした.新たに,金属薄膜上誘電体格子構造に着目し,従来の高屈折率導波層を必要とする共鳴格子型センサよりも,低屈折率導波層を実現できることから,屈折率が低い物質でも,導波層の屈折率変化が相対的に大きくなることで,高感度測定が可能なことを計算と実験で確かめた.具体的には,金属膜に金を用い,格子部分に屈折率1.5のPMMAを用いた1次元周期格子を作製した.作製したセンサを用いて,食塩水の濃度を測定した.屈折率変化Δn[R.I.U.(屈折率単位)]に対する共鳴角度変化Δθ[deg.]を感度と表すと,計算値165[deg./R.I.U],実験値140[deg./R.I.U]を得た.この値は,プリズムに金薄膜をつけた表面プラズモン共鳴センサの感度110[deg./R.I.U]を上回るものである.また,表面プラズモン共鳴よりも,共鳴格子型は角度半値幅を1/10程度小さくできることから,わずかな角度変化でも検知しやすくなる.角度分解能を0.005度とすると,検出可能な屈折率変化は,4×10^<-5>であった.さらに,位相測定を行うことで,より高感度になる可能性がある.また,その他の応用として,金属膜にパラジウムを用いた光学式水素ガスセンサへの応用について検討した.パラジウムは,水素ガスを吸収・排出する性質を持ち,水素濃度変化に依存して,屈折率が変化する.そのパラジウムの屈折率変化によって,センサの共鳴角度が変化する.実際に,水素ガス濃度を0vol.%から爆発下限界の4vol.%に変化させると,共鳴角度は約0.04°変化し,水素ガスを検知することに成功した.しかし,この変化量は計算結果と比較して,40%ほど小さかった.この原因は,作製した格子の不均一性によるものであり,作製精度は今後の課題である.
協調型情報システムの研究

本研究はネットワーク上に分散した多様な情報資源を統合して利用するための分散協調作業環境の実現を目標とし、分散した異種マルチメディア情報の協調的な相互運用とオブジェクト指向モデルの拡張による協調型情報システムのモデル化を具体的なテーマとした。初年度では仮想オフィスを応用例とした動的環境更新メカニズムの設計を行った。協調型システムにおけるトランザクションは従来のトランザクションに比べ細密さと柔軟性が要求される。これを実現する新しい手法を開発した。また、データウェアハウスに関する技術動向の調査、コミュニティに対する今後の研究方針に関する提言、ビュー更新処理問題において従来解法を効率で上回る手法の開発、ハイパーメディアシステムにおける動作履歴ビュー機能の設計と実装を行った。平成11年度は遠隔教育や仮想オフィス等の応用システムを構築するための基盤となるマルチメディア協調処理システムの開発を進め、さらに利用実験を行うことにより利用者からのフィードバックを得た。また、利用者ごとのパーソナライゼーションを考慮したマルチメディアデータベースの相互運用方式の拡張を行った。さらにオブジェクト指向データベースのビュー機能の拡張によるマルチメディナ情報システムのモデルに関する研究を進め、その成果を協調型ハイパーメディアシステムのアーキテクチャに反映させた。このほか、協調型システムにおけるデータウェアハウスの利用、協調処理の効率化および正当性の保証のための並行処理に関する研究も進めた。平成12年はこれまでの協調型情報システムに関する研究成果を統合することにより、実用的な協調型システムの開発の基礎技術としてのとりまとめと、いくつかの具体的なシステムの設計・開発・実装・評価等を行った。まず協調型ハイパーメディアシステムにおける作業状態の遷移の管理を行うためのメカニズムの設計と実装および評価を行った。これによって高度な協調作業を行う場合の問題点とされる作業管理者の操作負担を軽減し、作業状態が複雑になった場合もシステムで支援することが可能であることが分かった。また、教育支援システムに動作ビュー機構を統合し実際に利用することによって、実際の応用の場面においても動作ビュー機構が有効に利用できることが分かった。さらに、WWWにおけるキャッシングの効率を上げるための研究を進めたほか、WWW上に従来のデータウェアハウスの手法を統合することによりウェブウェアハウスという概念を提唱し、より高度なWWWの利用方法の提案を行った。使いやすい協調型システムを構築するには、各ユーザーの作業環境に対し、状況に応じた動的更新をサポートすることが不可欠である。それにむけて今年度はまず仮想オフィスを応用例とした動的環境更新メカニズムの設計を行った。協調型システムにおけるトランザクション(協調トランザクション)は、従来(非協調)型システムでのそれに比べてより細密、柔軟な処理を要求する。我々は協調型と従来型のトランザクションが混在する状況での処理手続きに関し、新しい手法を開発した。協調型システムにおいては各ユーザーはシステムが持つデータ全体(ベースデータ)のうち、自分の作業に必要な部分(ビュー)のみを持つ。ベースデータ管理の手法として近年データウェアハウスが有力視されている。我々は本研究のシステムへの応用という観点から最新の技術動向の調査を行い、併せてコミュニティに対し今後の研究方針についての提言を行った。また、ビューを用いるシステムにおける中心的課題であるベースデータ更新に伴うビュー更新の処理問題について、従来解法を効率で上回る新解法を開発した。協調型システムにおいて各ユーザーの動作履歴を記憶参照することは、一般にセキュリティやシステム改善に有効である。

また、とりわけ遠隔教育システムにおいては・教師の講義の再生による復習を可能にする・生徒の動作履歴のチェックによる学習達成度評価を可能にする、というようにアプリケーションの目的に大きく関わっている。今年度我々はハイパーメディアを用いたシステムにおける動作履歴ビュー機能の設計および実装を行った。昨年度、我々はハイパーメディアを用いたシステムにおける動作履歴ビュー機能の設計および実装を行った。これによっていくつかの協調型システムの問題点が明らかになった。今年度はこれらの問題点について具体的な研究を進めた。まずマルチメディアを用いた協調処理型システムの応用として、遠隔教育と仮想オフィスに応用できる一般的なシステムの開発を進め、このJavaによって試作したシステムの利用実験を行うことにより利用者からのフィードバックを得た。また開放型マルチメディアデータベースの開発経験に基づき、分散したマルチメディアデータの協調利用という観点から、このようなデータのオーサリング、検索、プレゼンテーションの手法の研究を進めた。ここでは協調作業における個別化を考慮して柔軟なマルチメディアデータベースの相互運用方式の拡張を行った。さらに、オブジェクト指向データベースのビュー機能の拡張によるマルチメディア情報システムのモデルについての研究を進め、この成果を協調型ハイパーメディアシステムのアーキテクチャに反映させた。一方、協調型システムにおけるデータウェアハウスの利用という観点から、ビュー機能及びオブジェクト代行モデルに基づく方式と効率化手法に関する研究も進めた。協調処理の効率化及び正当性の保証という点から重要である並行処理に関する研究も進め、協調型システムの安定した運用のための基礎とした。今年度得られたこれらの成果を統合することにより、実用的な協調型システムの開発の基礎技術が得られるものと考えられる。本年度は、これまでの協調型情報システムに関する研究成果を統合することにより、実用的な協調型システムの開発の基礎技術としてのとりまとめ、いくつかの具体的なシステムの設計・開発・実装・評価等を行った。まずこれまで開発を進めてきた分散協調作業支援システム構築のための基盤となる協調型ハイパーメディアシステムにおいて作業状態の遷移の管理を行うためのメカニズムの設計と実装および評価を行った。これによって高度な協調作業を行う場合の問題点とされる作業管理者の操作負担を軽減し、作業状態が複雑になった場合もシステムで支援することが可能であることが分かった。
皮膚表面からの末梢神経電気刺激におけるバースト内高周波刺激効果の理解

麻痺した手足の制御を行う機能的電気刺激において,刺激される神経軸索が太いほど電気刺激に反応する閾値が低いこと(逆サイズ原理)が知られており,収縮力の制御性を低下させる要因になっている。本研究は,周波数や振幅の異なる2つのバースト波を継時的に組み合わせて数10ms程度の周期で繰り返す刺激方法を提案し,その逆サイズ原理克服に対する有効性を示唆したものである。ホジキン・ハクスレーモデル,軸索ケーブルモデル,前腕皮膚電気刺激を用いて検討した。本研究は,間欠的な皮膚電気刺激パルス列中の個々のパルスの直前に高周波バースト波形を前置して,神経ブロックを利用した選択的神経刺激方法の開発を目指すものである。しかし,高周波バーストの立上りと立ち下がりに1ms程度の時間をかけると,本研究申請時に予備実験結果に基づき計画していた高周波前置刺激による神経ブロックが有意には生じないことが判明した。よって本研究では,高周波ではなくまず超低周波刺激のブロック効果について調べることとした。これはHenningsらが,ランプ波形をブロッカーとして用いる皮膚電気刺激で,ブロック効果は太い神経ほど大きいことを報告し,Mortimerらは,台形波をブロッカーとして用いたカフ電極による神経束の選択的電気刺激について報告しているためである。これらの先行研究を参考にして,被験者5名の上肢皮膚への種々の電気刺激実験を行い,ブロッキングによる選択的皮膚電気刺激の可能性を探った。皮膚電気刺激の波形は,感覚閾値よりもやや低振幅の双極性三角波1周期分(800ms)の様々な位相において,感覚閾値よりもやや大振幅の双極性矩形波1周期分(1ms)の主刺激を加算的に重畳して作成し,定電流駆動または定電圧駆動で電極に印加した。結果として,いづれの駆動方式でも主刺激を三角波(ブロッカー)にどの時刻で重畳するかに応じて,主刺激に対する感覚閾値は有意に変化することが明らかになった。しかし,生じた電気刺激感覚の質には有意な差が生じず,選択的神経刺激という目的に使える現象であるとは確認できなかった。この他本研究では,申請書の「研究が当初計画どおりに進まない時の対応」で記していた,皮膚電気刺激による人間への感覚情報呈示にブロッキング効果を利用する方向に方針変更するための検討として,時系列的な振幅変調を行った皮膚電気刺激による情報伝達の速度を向上させるための基礎的検討を行った。本研究は,間欠的な皮膚電気刺激パルス列中の個々の主刺激パルスの直前に高周波バースト波形を挿入して,神経ブロックを利用した選択的神経刺激法の開発を目指すものである。しかしこの方法による神経ブロックは有効ではないことと,超低周波刺激の重畳にはブロック効果があるものの主刺激パルスの周波数をブロック刺激の超低周波以上に上げらず実用的な筋収縮力を得られないことが,前年度の研究において分かった。よって今年度は,通常の刺激パルス列に高周波の連続波を重畳する方法の検討に切り替えた。まず予備的実験において,基準電極を共有する計3枚または4枚の電極により二対の刺激を皮下で空間的に重畳させる手法をとったが,再現性あるブロック効果は得られなかった。次に,二つの刺激波形を加算合成し,2枚一対の電極での刺激を試みた。その結果以下のようなブロック効果および深層の運動神経への選択的刺激と思われる効果が確認された。刺激位置は前腕外側皮膚上,主刺激はバースト幅を2ms,バースト内方形波周波数を500Hz,バースト繰り返し周期を20msとし,刺激強度は手掌背屈が確認でき,かつ痛みが生じない範囲内とした。高周波ブロック刺激は20kHzの正弦波で最大刺激強度を46mAp-pとし,周期5秒の正弦関数で振幅を増減させた。それぞれの刺激の最大振幅は被験者が調整し,痛みや発熱が感じられない範囲内とした。この実験では,高周波ブロック刺激の振幅の増大に同期して手首の背屈角度が減少する場合(電極貼付位置と主刺激振幅に依存)があることが確認された。次に,2枚一対の電極を総指伸筋・小指伸筋,短母指伸筋上の皮膚に配置して同様な実験を行ったところ,被験者4名中3名において,浅部にある総指伸筋・小指伸筋への刺激が高周波ブロックされ,深部に神経筋接合部がある短母指伸筋のみが主刺激の効果で収縮したと推測される選択的刺激効果が確認された。今年度に実施予定であったブロック用刺激と興奮用刺激を異なる電極対で印加する方法の開発については,種々の配置による二対の電極でブロック刺激の効果を探索したが有効な配置を見出すことはできなかった。これについては二対の電極のサイズを変えるなどして実効的な刺激深度を主刺激とブロック刺激で変化させる試みであったが,さらなる試行が必要であると考えられる。一方,当初の計画にはなかったが2枚一対の電極を使ってブロック用刺激と興奮用刺激の加算波形を印加する方法では新しい知見を見出すことができた。この意味では期待される成果が得られたと考えられる。皮膚表面電極による機能的電気刺激(sFES)において,刺激効果は電極付近が最も強いため,電極から離れた深部の運動神経だけを選択的に刺激することは一般に困難である。そこで本研究では,浅部の神経発火をできるだけ抑制し,深部の神経を効果的に刺激する手法の開発を目指した。神経発火の抑制には,交流電流などで発火閾値下の刺激を神経に与えた際に生じる閾値の上昇を使うこととした。

さらに,電極に印加する電流が皮下につくる電位の空間的2次勾配は交流電流の周波数によって異なり,高周波ほど深い部分にまで大きな刺激が届くことが知られているため,この効果も利用した。これらのことに注目し,閾値下のバースト状高周波による神経の不活性化刺激と,閾値上の低周波バースト刺激を連続的に発生させ,それらを運動神経の発火が追随できる程度の周期で繰り返せば,完全な選択性ではないものの,新しい原理による選択的な神経刺激ができる可能性があることを指摘した。また,この原理の有効性を,刺激実験を行って確認した。刺激実験では,手掌の背屈および手指の伸展が十分に生じるような前腕上の位置に,7cm×9cmの導電性ゴム電極2枚を配置した。また,手の甲と中指中節骨上皮膚に傾斜角度センサを装着して,sFESによって生じた手掌と手指の運動を個別に記録した。結果として,周期的に繰り返される抑制用高周波第一刺激と興奮用低周波第二刺激の周波数のさまざまな組み合わせにおいて,第二刺激だけによる運動とは異なる結果,つまり選択的運動神経刺激の傾向が確認された。ただし,この効果が生じるためには,両刺激を繰り返す周期を約70ms以上とする必要があることも確認された。新しい原理による選択的運動神経刺激を提案し,その有効性を示唆する実験結果を得ることができたが,この原理の有効性と限界をさらに明確に検証できる実験方法の開発には至っていない。皮膚表面電極による機能的電気刺激(sFES)において,刺激効果は電極直下が最も強いため,皮下深部の運動神経を選択的に刺激することは一般に困難である。本研究では,浅部の神経発火をできるだけ不活性化しつつ,深部の神経を効果的に刺激する新しい手法の開発を目指した。発火閾値下の交流刺激を神経軸索に与えた際に生じる閾値上昇効果によって,皮下浅部の神経軸索を不活性化できる可能性がある。また神経軸索への刺激効果は,刺激電流が皮下に作る電位の空間的2次微分に近似的に比例するが,その皮下深度依存性は交流刺激電流の周波数によって異なり,高周波ほど深い部分にまで刺激効果が届くため,この周波数依存性も利用できる可能性がある。これらの効果に加え,神経軸索の発火閾値はその太さに応じた刺激周波数依存性をもつことに注目し,深部において特定の太さ以上または以下の神経軸索を選択的に発火させる刺激方式を提案し,その実証実験を試みた。刺激実験では,閾値下のバースト状高周波または低周波による不活性化刺激と,閾値上のバースト状低周波または高周波刺激を継時的に発生させ,このペアを神経発火が追随可能な周期で繰り返すことで,自由な選択性ではないものの,新しい原理による選択的な神経刺激ができるという仮説をたて,刺激条件の探索を行った。刺激には,手掌の背屈および手指の伸展が十分に生じるような前腕上の位置に配置した導電性ゴム電極2枚を使用した。また,手の甲と中指中節骨上に傾斜角度センサを装着し,sFESによって生じた手掌と手指の運動を個別に記録した。結果として,周期的に繰り返される不活性化用第一刺激と興奮用第二刺激の周波数の種々の組み合わせにおいて,第二刺激だけによる運動とは異なる結果,つまり選択的運動神経刺激の可能性が確認された。
急性膵炎における膵腺房細胞内空胞形成の分子機構の解析

急性膵炎発症のメカニズムは未だ不明な点が多いが、膵腺房細胞内において酵素顆粒とライソゾームが異常融合することにより酵素顆粒内の蛋白分解酵素がライソゾーム酵素により細胞内で活性化、その活性化された蛋白分解酵素が腺房細胞傷害を惹起することが膵炎発症主たるメカニズムであると考えられている。しかし、その酵素顆粒とライソゾームの異常融合を来す分子機構は未だ明らかではない。そこで、今回我々は、この異常融合の分子メカニズムを明らかにする目的で本研究を行った。酵素顆粒やライソゾームなどの細胞内膜小胞器官の生理的融合は細胞内小胞輸送機構により司られている。それより、酵素顆粒とライソゾームの異常融合にも細胞内小胞輸送機構が関与していると考えられる。そこで、まず膵腺房細胞内における酵素顆粒の輸送機構を検討したところ、酵素顆粒上にはキネシンやダイナミンなどの分子モーター蛋白質が存在し、これら蛋白が酵素顆粒の細胞内輸送を担っていることを明らかにした。また、初代培養系を使った研究と平行して、Helicobacter pylori菌産生VacA毒素による培養HeLa細胞内の空胞形成を病理学的細胞内空胞形成のモデルシステムとして用い、細胞内小胞輸送にかかわるmechanoenzymeであるダイナミンがその細胞内空胞形成に不可欠であることを見い出し、さらにはそのダイナミンの機能を抑制すると細胞内空胞形成が抑制され、なおかつ細胞傷害も軽減されることを見い出し報告した(Journal of Clinical Investigation;16:363-370,2001)。本研究は急性膵炎における膵腺房細胞内空胞形成に、いかなる細胞内小胞輸送分子機構が関与しているかを明らかにする目的で行っている。まず、その膵炎発症時に細胞内に形成される空胞は膵腺房酵素顆粒とライソゾームの融合体であることより、正常細胞内での酵素顆粒の輸送機構を検討し、分子モータータンパク質であるキネシンが細胞内で直接酵素顆粒を輸送し、その輸送は細胞内cyclicAMPにより調節されることを遺伝子組み換えキネシン蛋白を使って明らかにし、報告した(Gastroenterology;119:1123-1131,2000)。現在は更に、膵炎を生じた腺房細胞内の空胞形成にこのキネシン蛋白が関与しているか否かを明らかにするために、膵腺房細胞初代培養系を樹立し遺伝子工学的手法を用いて検討中である。また、初代培養系を使った研究と平行して、Helicobacter pylori菌産生VacA毒素による培養HeLa細胞内の空胞形成を病理学的細胞内空胞形成のモデルシステムとして用い、細胞内小胞輸送にかかわるもう一つのmechanoenzymeであるダイナミンがその細胞内空胞形成に不可欠であることを見い出し、さらにはそのダイナミンの機能を抑制すると細胞内空胞形成が抑制され、なおかつ細胞傷害も軽減されることを見い出し報告した(Journal of Clinical Investigation;16:363-370,2000)。現在は、このダイナミンが膵炎における腺房細胞内空胞形成にも同様に強く関与しているか否かをラット単離膵腺房を用いて検討中である。それより、酵素穎粒とライソゾームの異常融合にも細胞内小胞輸送機構が関与していると考えられる。

そこで、まず膵腺房細胞内における酵素顆粒の輸送機構を検討したところ、酵素顆粒上にはキネシンやダイナミンなどの分子モーター蛋白質が存在し、これら蛋白が酵素顆粒の細胞内輸送を担っていることを明らかにした。また、初代培養系を使った研究と平行して、Helicobacter pylori菌産生VacA毒素による培養HeLa細胞内の空胞形成を病理学的細胞内空胞形成のモデルシステムとして用い、細胞内小胞輸送にかかわるmechanoenzymeであるダイナミンがその細胞内空胞形成に不可欠であることを見い出し、さらにはそのダイナミンの機能を抑制すると細胞内空胞形成が抑制され、なおかつ細胞傷害も軽減されることを見い出し報告した(Journal of Clinical Investigation ; 16 : 363-370, 2001)。
技術システムの安全目標と保安力評価指標の検討

巨大技術システムにおける安全確保のためには従来から工学的手法によるリスクの同定,発生頻度や影響規模の評価などが行われており,こうしたリスク評価の結果に基づいて安全性向上のための対策が施され,さらにその対策の効果についても工学的な評価が行われつつある。技術システムにおける安全確保のための一連の活動の重要な課題のひとつは,安全目標の設定,すなわち,「どこまで安全性を追求すれば十分なのか(How safe is safe enough?)」という問題である。本研究では,巨大技術システムが受容される安全水準を決定する要因を総合的・定量的に検討する方法論・手法を提案するとともに,企業の安全達成能力としての「保安力」を図る指標(performance indicator)についての提案を行い,横浜地域の企業へのアンケートや保安担当者へのインタビューにより,その指標の妥当性と合理性について考察することを目標とした。本研究では,特に,重大産業災害について,社会受容と経済活動がバランスする合理的な安全水準の検討に役立てるため,以下の点について検討を行い,重大産業災害と社会受容性に関する仮説モデルを作成し,社会の設定すべき安全目標についての知見を得た。(1)災害発生に伴いどの程度の社会コスト(人・経済・自然環境)が発生しているか。(2)この現状を一般市民は受容しているかどうか。(3)受容していない場合,社会はどの程度の経済コスト増を負担することが妥当か。(4)不必要な復旧対策コストを発生させないための事業者にとっての安全対策上の要点は何が。本研究では,受容される安全水準を決定する要因を総合的・定量的に検討する方法論・手法を提案するとともに,企業の安全達成能力としての「保安力」を図る指標(performance indicator)についての調査を行い,複数の企業へのアンケートや保安担当者へのインタビューによりその指標の妥当性と合理性について考察することを目標として調査研究を行った。初年度にあたる平成21年度には,まず文献等による基礎調査を行い,重大産業災害の社会受容性(Public acceptance)に関する仮説モデルについて検討した。また,並行して海外の主に総合化学,石油化学系企業を訪問し,産業災害「に対する組織の取り組みならびに組織のあり方,企業の安全文化等に関する調査を行い,欧米と日本の企業の相違点について整理した。今後は,基礎調査の成果を踏まえ,重大産業災害と社会受容性に関する幾つかの仮説モデルを作成し,これらモデルを,今後実施するインタビュー及びアンケート調査によって立証・定量化していく予定である。
単一細胞レベルで解き明かす、左右非対称なホヤ幼生脳にある神経細胞の発生プログラム

中枢神経系の細胞が数百個しかないホヤ幼生は、神経系の発生メカニズムを細胞レベルで理解できる優れたモデルである。ホヤ幼生の左右非対称な脳を生み出す発生メカニズムを解明するために、本研究では、まず脳の発生過程で働くすべての転写因子の発現パターンを単一細胞レベルで明らかにする。次に、脳の神経細胞に注目し、その発生に必須な転写因子およびその因子間ではたらく遺伝子発現制御ネットワークの解明を目指す。本研究の完遂は、脊椎動物の脳の起源を探る研究の発展を促す。
Mesp1,Mesp2遺伝子エンハンサー特異的欠損マウスの作成と解析

昨年度に引き続きエンハンサー解析をおこなった。その結果Mesp1遺伝子の上流約3.5kbに初期の中胚葉特異的なエンハンサーが、また、Mesp2の上流約150bp以内に体節における発現を制御するエンハンサーが存在していることが明らかになった。そこでまずこれらのエンハンサーがそれぞれの遺伝子に特異的に働いているものなのか、それとも両者が共通に使用しているものなのかという点を明らかにするため、それぞれのエンハンサーを含みMesp1あるいはMesp2を欠損しているマウスを作成し解析した。まず、Mesp1遺伝子およびその上流のエンハンサーを欠損したマウスに関して、その表現形を調べた結果、Mesp1遺伝子単独のノックアウト(KO)マウスに較べて非常に重篤な表現形を示した。さらにMesp2遺伝子の発現を調べてみたところ、単独のMesp1KOマウスでは、その代償として、Mesp2の発現が上昇していたが、エンハンサーを除いたマウスでは、そのような発現上昇はみられなかったものの、わずかではあるがMesp2の発現は観察された。したがって、Mesp2はMesp1と同じエンハンサーを使用しているが、我々が同定したエンハンサー以外にも、初期中胚葉に働くエンハンサーが存在する可能性が示唆された。一方、Mesp2遺伝子とともに、その上流にあり、体節形成で働くエンハンサーを欠損させたマウスは、形態的にはMesp2遺伝子単独のKOマウスと全く同じ表現形をしめした。さらにMesp1の発現は、全く正常であることから、Mesp1はMesp2と異なるエンハンサーを使用していることが明らかになった。したがって、我々が目論んでいた、エンハンサー特異的なKOマウスを作成しても体節形成過程のみにMesp1,Mesp2両遺伝子を欠損するマウスは作成できないことが明らかになった。そこで別の方法をとることにした。まず我々がすでに作成したMesp1,Mesp2ダブルKOマウスは、これら両者が欠けるために、発生初期の中胚葉の形成が正常におこらず、体節形成期以前に致死となる。そこで、今年度同定した、初期中胚葉特異的なエンハンサーを利用して、初期Mesp1を発現させることにより、初期の欠陥をレスキューできる可能性がある。現在同定している約300bpのfragmentは後期に筋肉系における異所的発現があるため、さらに短くする、あるいは長くすることにより、初期特異的なエンハンサー活性を確定し、トランスジェニックマウスの作成に使用することを考えている。
軽い核におけるクラスターガス的状態の構造研究

クラスターガス状態という新しい原子核の存在形態の拡がりと深さを解明するために、典型的なガス状態である12Cホイル状態に中性子が結合した13Cと、Λ粒子が結合した13ΛCの構造分析を中心に、関連課題も含めて研究を進めた。通常核とハイパー核における4体系(13C=3α+nおよび13ΛC=3α+Λ)の動力学的考察により、クラスターガス状態が両者に出現することを発見した。後者ではΛが一つのαに結合した「5ΛHe+2α」3体ガス状態が、前者では「3α+n」4体ガス状態が出現することを見出した。さらに、クラスター自由度の考慮により、13Cの1/2-状態間のC0遷移強度の問題が解決されることを明らかにした。強相関系である原子核には、平均場描像では理解できない様々な多粒子相関が現れるが、クラスター状態はその代表例である。最近クラスターガス状態という新しい存在形態が明らかにされ、12Cのホイル状態は3αガス的構造を持ち、さらに凝縮的様相を有していることが確定している。このクラスターガス状態の拡がりと深さを追究するために、それぞれ非4n核とsd殻核の代表例である13Cと20Neに焦点を当てて、クラスター模型で構造分析を行った。13Cでは、理論的な説明が困難であった基底状態から第1・第2励起1/2-状態への単極子遷移強度が他の物理量も含めて初めて説明できることを示し、これらの励起状態がクラスター構造を持つことを明らかにした。さらに、クラスターガス状態が1/2+状態に存在することを明らかにした。20Neでは、12C+α+α閾値近傍までの6個の0+状態のうち、4番目の状態まで実験データと良い対応が得られた:基底状態、殻模型的(4,2)状態、16O+αの高次節状態、12C+8Be的状態。この他にクラスターガス状態の候補と思われるものを初めて発見し、27年度以降の研究で詳細を明らかにする。ハイパー核研究にHyper-THSRという新しい理論の枠組みを提唱し、Be-9-Lambdaの基底回転帯状態が単一のHyper-THSR波動関数で良く記述できることを示した。さらに、20Neと9Beの構造分析を行い、前者の反転2重項および後者の基底回転帯がそれぞれ単一のTHSR波動関数で良く記述できることを見出した。ハイパー核を含めて軽い核ではContainer描像が良く成立していることを明らかにした。212Poにおけるα崩壊の問題について、新しいアプローチで分析を進めた。2014年5月に原子核クラスター物理学に関する国際会議(SOTANCP3)を関東学院大学で開催し、成功裡に終えた。最近クラスターガス状態という新しい存在形態が明らかにされ、宇宙における元素合成で重要な役割をしている12Cホイル状態はその典型例である。このクラスターガス状態の拡がりと深さを追究することが本研究の目的であるが、本年度は13Cに関する論文発表を至上課題とし、20Neや10Beの構造、212Poにおけるα崩壊、C-13-Λハイパー核、さらに核物質の研究を進めた。13Cでは、従来の理論で説明が困難な第1・第2励起1/2-状態への単極子遷移強度が他の物理量も含めてクラスター模型で初めて説明できることを示し、さらにクラスターガス状態が1/2+状態に存在することを明らかにした。これらの成果は本論文として学術雑誌に掲載された。一方、新物理探究と関連した13Cにおける電気双極子モーメントの研究を新たに進展させた。また、Hyper-THSR波動関数をC-13-Λに適用してハイパー核におけるガス状態についての新しい知見が得られた。20Neにおける12C+α+αガス状態の研究に関しては、12Cの角運動量(0+,2+,4+)との結合を考慮し、ガス的状態の記述に必要不可欠なチャンネル結合型ガウス関数展開法による定式化を完成させた。この事により12C+α+α閾値エネルギー近傍までのガス状態を含む0+状態の構造研究を進展させることが可能となり、予備的な計算を始めた。非局在型のクラスター波動関数であるTHSR波動関数を用いた10Beの構造研究を進めて、10Beにおいても単一のTHSR波動関数で良く記述できることが分かり、非局在的描像がよく成立することを示した。また、212Poに対して、4体相関を顕に含む理論的枠組みを発展させ、α崩壊幅の実験値を良く再現することを示した。13Cについては、「3α+n」直交条件模型での研究成果が本論文として学術雑誌「Physical Review C」の92巻に掲載された。この成果は「単極子遷移強度がクラスター状態同定に有効な物理量である」という申請者らが最近提唱している理論を支持するものである。さらに、13Cにおける電気双極子モーメントの研究を進め、この成果は論文としてまとめて投稿中である。一方、Hyper-THSR波動関数によるC-13-Lambdaハイパー核の構造研究が大きく進展し、ガス状態や鎖状態など興味深い知見が数多く得られた。20Neにおける12C+α+αガス状態の研究については、チャンネル結合型ガウス関数展開法による定式化を終了し、次年度での本格的な数値計算を進める足場を構築することができた。