hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
記録用高機能磁性材料の設計と評価

さらにはヘッド用ソフト材料作製についても引き続き検討を加え、総合的な高機能磁性材の作製と評価を行った。また、各成膜プロセスに応じた最適設計に関して研究会を開き、超高密度記録デバイスの設計指針等を探索した。
評価的状況の前後における認知的・行動的対処に関する社会心理学的研究

最終年度は、評価的状況において失敗体験をした後、どのような認知的対処方略を用いて自尊心の低下を最小限にとどめようとするかを実験的に検討した。この実験においては、女子大学生を被験者とし、まずアナグラム課題を行わせ、偽のフィ-ドバックを与えることによって失敗感を生起させた。この後Snyderの弁解理論に基づいてBasgall&Snyder(1988)が行った研究で用いられた尺度を参考にして作成した6つの尺度上に評定を求めた。これらは、それぞれの被験者が、(1)他者も同じような失敗をしていると認知する、(2)アナグラム以外の課題だったら失敗の可能性は低いと認知する。(3)別の機会(状況)に行えば成績がもっと良かったはずと認知することによって、自らの自尊感情を保護しようとするか否かを調べるためのものであった。結果は以下の通りであった。(1) 6項目の合計得点を「弁解得点」とした場合、被験者の自尊感情の水準と弁解得点の間に有意な正の相関が認められた。これは、自尊感情の高い人の方が、全体的に弁解方略を用いる傾向が強いことを意味している。(2)この傾向は「他の人はどれくらいできると思いますか」「他の人は課題にどのように解答していたと思いますか」という2つの尺度で特に顕著であった。すなわち、自尊心の高い被験者が前述3つの方略のうち“consensus raising"を用いたことが明らかになった。本研究は、評価的状況を予期している時点で人々がどのような認知的・行動的対処を行うかについて、「セルフ・ハンディ・キャッピング」(課題の遂行に失敗した場合のために、あらかじめ弁解の材料〔努力の抑制・身体的不調の主張など〕を準備しようとすること)の枠組から実験・調査を行うものであった。その準備段階として本年度は次の研究を行った。(1)各種測定尺度の信頼性・妥当性の検討、次年度に実施される実験・および調査研究では、自尊心尺度、自己概念尺度、セルフ・ハンディ・キャッピング尺度などは使用する予定であるので、これらの尺度の項目の選定および項目分析を実施した。その結果、SH尺度を除いてはおおむね満足のゆく結果が得られた。(2)調査用紙作成のための面接次年度は教育実習に参加する学生を対象にした調査を実施するが、その準備として今年度実習に参加した学生約20名に面接調査を行い、実習参加前の不安の程度やその対処法に関して多くの資料を得た。現在、これらの資料をもとに、具体的な質問項目の作成を進めている。本年度は、評価的状況において失敗体験をした後、どのような認知的対処方略を用いて自尊心の低下を最小限にどどめようとするかを実験的に検討した。この実験は女子大学生を被験者とし、まずアナグラム課題を行わせ、偽のフィ-ドバックを与えることによって失敗感を生起させた。この後Snyderの弁解理論に基づいてBasgall & Snyder(1988)が行った研究で用いられた尺度を参考にして作成した6つの尺度上に評定を求めた。これらは、それぞれの被験者が(1)他者も同じような失敗をしていると認知する、(2)アナグラム以外の課題だったら失敗の可能性は低いと認知する、(3)別の機会(状況)で行えば成績がもっと良かったはずと認知することによって、自らの自尊感情を高めようとするか否を調べるためのものであった。以下の結果が得られた。(1)6項目の合計点を「弁解得点」とした場合、被験者の自尊感情の水準と弁解得点の間に有意な正の相関(.5)が認められた。これは、自尊感情の高い人の方が全体的に弁解方略を用いる傾向が強いことを意味している。

(2)この傾向は「他の人はどれくらいできると思いますか」「他の人は課題をどのように解答していたと思いますか」という2つの尺度で特に顕著であった。すなわち、自尊心の高い被験者が上記3つの方略のうち“consensus raising"を用いたことが見出された。
アルコール依存症者のQOL向上とピアサポートの役割

本研究においては、まず、社会福祉における質的研究の意義を検討した。質的研究とは、質的データの分析を通して、現象の記述、仮説あるいはモデル生成を目的とする研究のことである。質的研究の認識論では、真実は唯一無二に存在するのではなく、社会的、文化的、歴史的な文脈に依存し、一定変わりうると考える。また研究者はデータと積極的に関わっていくのであって、データが外在しているとはとらえられない。質的研究の意義は、実践者から物の見方を生産できることである。以上のような方法論的枠組みにそって、アルコール依存症者のピアサポートの場であるAA(アルコホーリクス・アノニマス)の参加者に対してインタビューと質的分析を行うことを通して、AAのメンバーがどのようにAAのプログラムを用いながら回復を実現しているのかを明らかにすることを試みた。とりわけ、AAの参加者のQOLのスピリチュアルな側面に焦点をあてて分析を行った。調査結果を通して、AAの参加者の回復の過程において、AAのプログラムだけでなく、グループ内でのパワーゲームが肯定的な役割を果たしていることが見えてきた。「完壁であることの不可能性」や「ハイヤパワー」の概念が回復の鍵となっていることが見えてきた。AAでは、メンバー一人ひとりが「ハイヤーパワー」と呼ばれる存在を通して、自己の有限性、人間の能力の限界や不可能性を受け入れ、断酒を可能にする。ハイヤーパワーとは、それ自体決して現前することはないにもかかわらず、メンバーの生き方を決定的な仕方で基礎づけるものである。現れないものであるハイヤーパワーは、常にメタファでしか表現できない。また、AAにおいて展開されているピアサポートは参加者のQOLを高めるだけでなく、援助専門職者の援助を変形させうることが、ソーシャルワーカーからのインタビュー調査の質的分析を通して明らかになった。アルロール依存症者のQOLに影響を及ぼしているピアサポートの重要な場の一つとして、セルフヘルプ・グループである、アルコホーリクス・アノニマス(Alcoholics Anonymous ; AA)をあげることができる。今年度においては、AAにおいて回復のための言説が生み出されるプロセスに焦点をあて、そのようなプロセスを分析する方法を検討するための以下の作業をおこなった。(1)AAにおけるミーティングやAAの運営において用いられる言説を分析するために必要だと考えられる文献や情報の収集をおこない、分析のための枠組みの作成をおこなった。また、(2)AAの活動への関わりを通して自らの実践のありようを変化させたソーシャルワーカーに対するインタビュー調査を分析することによって、AAにおける回復のための言説と援助専門職者による援助のための言説との間にどのような関係があるのかを明らかにした。加えて、(3)カナダのオンタリオ州における精神障害者によるピアサポート活動の実態を調査することを通して、ピアサポート活動を支える言説が生み出されるプロセスが、専門職者主導の精神保健システムとどのような関係にあるのかを把握した。このような作業を通して、(1)AAにおける回復のための言説は、援助専門職者による援助のための言説とは異質なものであり、AAにおける言説を分析するためには援助専門職者による援助の言説を分析するのとは異質な分析方法を用いる必要があること、(2)2種類の言説の間に政治的な関係があり、AAにおける回復のための言説が援助専門職者が用いる援助のための言説を揺るがすことがあること、が浮かび上がってきた。昨年度に引き続き、アルコール依存症者のQOLに影響を及ぼしているピアサポートの重要な場である、アルコホーリクス・アノニマス(Alcoholics Anonymous;AA)に焦点をあてて研究をおこなった。

今年度においては、AAにおいてメンバーが体験する回復のプロセスに焦点をあて、そのようなプロセスを可能にしているAAの文化の分析をおこない、同時に、そのような文化が援助専門職者に対してどのような影響を与えているのかを分析するために以下の作業をおこなった。(1)AAのメンバーに対して非構造化されたインタビューをおこない、AAのメンバーがAAにおける活動に参加することを通して、どのようにして回復を実現しているのかを明らかにした。そしてその際にAAの文化のなかで用いられている「ハイヤーパワー」の概念が回復においてどのような役割を果たしてるのかを明らかにした。また、(2)AAなどのセルフヘルプ・グループに関わるなかでセルフヘルプ・グループの影響を受けたソーシャルワーカーに非構造化されたインタビューをおこなった。逐語記録に対してコーディングをおこなうことで、セルフヘルプ・グループの文化がそのメンバーのみならず、援助専門職者に対しても影響を及ぼしうることを明らかにし、影響を受けた援助専門職者がどのような新たな実践を生み出しているのかを明らかにした。加えて、(3)アメリカ合衆国マサチューセッツ州において展開されている精神障害者が運営する当事者団体を訪問し、聞き取り調査をおこなった。また、来日中の団体メンバーにインタビューをおこなった。それらによって、活動において共有されているrecoveryの概念とピアサポートとの関係を明らかにした。昨年度に引き続き、アルコール依存症者のQOLに大きな影響を及ぼしているピアサポートの重要な場であるアルコホーリクス・アノニマス(Alcoholics Anonymous ; AA)に焦点をあてて研究をおこなった。今年度は、質的研究そのものに関する理論的研究に加えて、AAの参加者に対するインタビューの質的分析を通して、AAの参加者がどのようにAAのプログラムを使用しているのかを明らかにすることを試みた。その結果、(1)参加者はかならずしも参加当初からAAの多様なプログラムを使えるようになっているわけではないこと、(2)グループ内でのパワーゲームがプログラムの使用の障壁となることがあること、しかしながら、(3)使える限りのプログラムを使うことでパワー・ゲームに対処できるようになること、が明らかになった。そして、さらに、パワーゲームに対処する際に、「12ステップ」プログラムにおける「ハイヤーパワー」の概念が重要な位置を占めていることが明らかになった。加えて、プログラムの実践における「完壁であることの不可能性」が回復を可能にしていることもわかった。昨年度までの研究において、援助専門職者が、AAから影響を受けて自らの実践の形を変えることがあることがわかったが、以上を通して、そのような影響の核となる過程が明らかになり、昨年度の研究成果をさらに深めることが可能となった。以上の成果を踏まえて、「ハイヤーパワー」がAAのメンバーにとってどのような意義を持つのかについての理論的研究をおこない、「ハイヤーパワー」という概念を中心としたAAのプログラムがアルコール依存症者のQOLに及ぼす影響が明らかにされた。
スンクス扁桃性病巣感染症の病態とリンパ球ホ-ミング機構との関連性の検索

今年度、本研究課題に交付された補助金で実施された以下の研究により、スンクス扁桃でのリンパ球ホ-ミング機構と病巣感染症の病態との関連について次に示す新知見ガ明らかにされた。1.正常スンクスのリンパ節よりリンパ球を分離し、それらを培養系で蛍光標識した後に静脈内移入した。その結果、スンクス扁桃においては濾胞周辺に位置し超微形態学的に高内皮細静脈の特徴を保有する血管を経由して標識リンパ球のホ-ミングが認められ、それらは経時的に濾胞を取り囲むパターンで組織内に分散した。このような標識リンパ球の動態はリンパ節、脾臓でも同様に認められ、スンクス扁桃は末梢性リンパ器官と同等のリンパ球ホ-ミング調節機構を備えていることが示唆された。2.スンクスのリンパ球をモノクローナル抗体を用いてT細胞、B細胞に分離し、扁桃、リンパ節、パイエル板の凍結切片上でそれらのリンパ球とのWoodruff assayを行い、高内皮細静脈との接着特異性について検討した。その結果、扁桃の高内皮細静脈には粘膜系リンパ器官であるパイエル板と同様にB細胞が優位な接着を示した。しかしながら、末梢(非粘膜系)リンパ節に由来するリンパ球の接着はパイエル板に比し扁桃で有意に高く認められた。スンクス扁桃において示された上記リンパ球ホ-ミングパターンから、同扁桃は解剖、組織学的には消化管に付随する粘膜系リンパ器官の特性を具備する一方で、末梢リンパ器官を循環するリンパ球も受け入れることで非粘膜系抗原にも応答する可能性が推察され、皮膚局所抗原の扁桃における交差反応性が発症機序のひとつとされる掌蹠膿疱症の病態と相関性をもつ知見が明らかにされた。
新規バイオデバイス構築に向けた酵素電極界面電子移動へのタンパク質工学的アプローチ

酸化還元酵素と電極が直接反応する直接電子移動(DET)型反応は,バイオ電池やバイオセンサへの展開において種々のメリットを持つ.本研究は,DET型触媒活性が非常に高い酢酸菌由来の膜結合型酵素であるフルクトース脱水素酵素(FDH)に注目し,実用化に向けた酵素の改良と,反応メカニズムの解明を目指した.以下の2点について研究した.1.変異導入によるFDHの最小化FDHのDET型触媒反応において,電子は酵素内部に3つ存在するヘムcを経由して電極へ移動する.昨年度の研究で,酵素内部の電子移動経路を明らかにした.そこでFDHの3つのヘムcのうち最も酸化還元電位が低いと考えられるものを除いた2つを欠損した変異体を構築した.この変異により,DET型触媒活性を維持できる範囲で最小と考えられる変異体(Δ1c2c)を作製し,より低電位での酵素電極間電子移動を試みた.結果,Δ1c2cはDET型触媒活性を示した.またFDHに比べ非常に低い電位でのDET型触媒反応が可能であった.これは,バイオ電池の高出力化に繋がり,非常に有用な変異導入といえる.一方で電流密度は大きく低下した.この原因についてはさらなる検討が必要である.2.変異体のDET型触媒反応の速度論的解析による考察これまでに導入した各変異がDET型触媒反応へおよぼす影響の定量的な評価を目指して,電極上に吸着した酵素のDET型触媒反応についての既存のモデルを使用し,DET型触媒反応を速度論的に解析した.解析の結果,過去に導入した変異では,狙い通りヘムcの酸化還元電位の低下が起きていることが示唆された.また、酵素電極間の電子移動速度定数が増大する傾向が見られ,これは,酵素の電極への吸着配向性がよりDET型触媒反応に適した配向となっているものと推測した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。酸化還元酵素と電極が直接反応する直接電子移動(DET)型反応は,デバイスへの展開において種々のメリットを持つ.一方で,酵素の安定性や電流密度の低さが原因で実用化には至っていない.そこで本研究は,DET型触媒活性が非常に高い酢酸菌由来の膜結合型酵素であるフルクトース脱水素酵素(FDH)に注目し,実用化に向けた酵素の改良と,反応メカニズムの解明を目指した.平成29年度は,変異導入によるモデル酵素の高性能化に取り組んだ.DET型触媒反応は酵素が電極上に吸着し,電子が酵素内部の酸化還元中心(コファクター)から電極へと移動することで進行する.また酵素の大きさは一般にnmオーダーで,一般的な無機触媒に比べ非常に大きい.それゆえ,無機触媒に比べて酵素の電極表面への単位面積当たりの吸着量は小さくなり,低電流密度の一因となっている.そこで,酸化還元電位を変化させることでより低い電極電位でのフルクトース酸化を図るコファクターへの部位特異的変異と,酵素サイズの縮小による単位面積あたりの吸着量上昇に伴う電流密度の上昇を図る部位欠損変異を同時にFDHに導入した.その結果,従来に比べ1.3倍高い電流密度と,およそ0.15V低い電極電位でのDET型触媒反応という性質を併せ持った変異体の構築に成功した.両性質は,バイオ電池に応用した場合出力の向上に繋がるものであり,応用面できわめて有用といえる.一方で,酵素の安定性は著しく低下した.測定時の温度や緩衝液のpHの検討を行ったが,安定性の改善は見られなかった.当初,酵素-電極間電子移動反応律速の解消を目指して,2種類の変異体を作製する予定であった.しかし,片方は変異体の構築自体には成功し,酵素活性も保持していたものの,期待した特性の変化の観察には至らなかった.また,もう片方については変異体をデザインする前段階としてFDHのX線結晶構造解析に取り組んでいたが,こちらも期待した成果を得るには至らなかった.そこで,これら変異体で酵素の性能向上を実現した後に行う予定であった,独立した複数の変異を同時に導入する試みについて,実験を行った.その結果,酵素の性能を飛躍的に向上させることに成功した.本研究の目的は,実用化に向けたモデル酵素の改良と,反応メカニズムの解明である.目的達成のための戦略の一部は実現に至らなかったものの,一定の進展を見せているといえる.酸化還元酵素と電極が直接反応する直接電子移動(DET)型反応は,バイオ電池やバイオセンサへの展開において種々のメリットを持つ.本研究は,DET型触媒活性が非常に高い酢酸菌由来の膜結合型酵素であるフルクトース脱水素酵素(FDH)に注目し,実用化に向けた酵素の改良と,反応メカニズムの解明を目指した.以下の2点について研究した.1.変異導入によるFDHの最小化FDHのDET型触媒反応において,電子は酵素内部に3つ存在するヘムcを経由して電極へ移動する.昨年度の研究で,酵素内部の電子移動経路を明らかにした.そこでFDHの3つのヘムcのうち最も酸化還元電位が低いと考えられるものを除いた2つを欠損した変異体を構築した.この変異により,DET型触媒活性を維持できる範囲で最小と考えられる変異体(Δ1c2c)を作製し,より低電位での酵素電極間電子移動を試みた.結果,Δ1c2cはDET型触媒活性を示した.またFDHに比べ非常に低い電位でのDET型触媒反応が可能であった.これは,バイオ電池の高出力化に繋がり,非常に有用な変異導入といえる.一方で電流密度は大きく低下した.この原因についてはさらなる検討が必要である.2.変異体のDET型触媒反応の速度論的解析による考察

これまでに導入した各変異がDET型触媒反応へおよぼす影響の定量的な評価を目指して,電極上に吸着した酵素のDET型触媒反応についての既存のモデルを使用し,DET型触媒反応を速度論的に解析した.解析の結果,過去に導入した変異では,狙い通りヘムcの酸化還元電位の低下が起きていることが示唆された.また、酵素電極間の電子移動速度定数が増大する傾向が見られ,これは,酵素の電極への吸着配向性がよりDET型触媒反応に適した配向となっているものと推測した.まずは,作製した変異体の特性評価を行う.DET型触媒反応は酵素の反応速度定数とコファクターの酸化還元電位以外にも,酵素の単位面積当たりの吸着量,コファクターと酵素表面の距離,酵素が電極表面に吸着する向きといった要素に支配される.これまでDET型反応の実用化において有用な変異体を複数構築した.しかし,それらの評価は定性的なものにとどまっており,各変異導入によるこれらの要素への寄与の定量的な評価には至っていない.そこで,電極上に吸着した酵素をモデル化しDET型触媒反応を速度論的に解析することで,変異導入がDET型反応に与えた影響をより詳しく検討する予定である.また,作製した変異体は従来のFDHに比べ,より速度論的解析に適した性質をもつことが示唆されている.そこで,この変異体を用いてさらに膜結合型酵素の電極表面への吸着特性についての研究を予定している.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
From Active Classroom Learning to Extracurricular Informal Language Learning: The Role of Virtual Cultural Context

本研究では、オンラインコミュニケーションツールを用いて、教室内の活動を教室外のインフォーマルラーニングへと導くための教育方法の開発およびその有効性を検証した。英語学習者と日本語学習者間でのオンライン上の交流プロジェクトをブログやFacebookで試み、プロジェクトを通して得たデータを質的量的に分析した。調査の結果、オンライン交流ツールを用いることによって、学習者は従来の教室活動の枠を超えて自主的に学び、実践的に学習言語を使用していたことが確認された。外国語教育
口腔癌の転移形質発現における細胞外マトリックスレセプターの免疫組織化学的研究

癌細胞の転移性は局所における増殖性とともに悪性度の指標のひとつとして重要なものである。今回,転移性の因子として癌細胞と細胞外マトリックスとの接着相互作用に着目し,口腔癌におけるVLAを中心としたインテグリン分子の免疫組織化学的標識を行い,頚部リンパ節転移や遠隔臓器転移との関連性につき検討した。生検あるいは手術摘出により得られた口腔癌組織の新鮮凍結標本を作成し,フィブロネクチンやラミニンのレセプターであるインテグリンに対する抗体を免疫組織化学的に反応させ,転移性の指標とした。使用した抗体はIMMUNOTECH社製,抗alpha_4beta_1(VLA4),alpha_6beta_1(VLA6)インテグリンモノクロナール抗体で,正常皮膚,粘膜から癌にいたる過程において,発現性の変化が認められた。また神経鞘腫や悪性リンパ腫といった非上皮系の腫瘍には陰性であった。VLA4は正常粘膜では上皮内の顆粒細胞層と棘細胞層に陽性を示し,VLA6が基底膜付近に陽性であるのとは明らかに局在部位が異なっていた。やや低分化で浸潤傾向の強い扁平上皮癌では,VLA4は腫瘍内の一部と腫瘍周囲のリンパ球表面の両方に陽性を示しており,VLA6は癌胞巣の周囲に陽性であった。舌口底扁平上皮癌におけるVLA4と分化度に基づくGrade分類との関係をみると,80%の症例において腫瘍細胞の一部に陽性の所見が認められ,腫瘍の分化度が高くなるほど強陽性を示す傾向があった。スピアマンの順位相関係数は-0.794で,Grade分類との間に有意な負の相関関係を認めた。今回の検討結果からは転移性との関連は明確には認められなかったが,VLA4は上皮における分化の過程や悪性化に関わりをもつことが示唆され,さらには上皮の病的変化に対する免疫反応に関与する可能性があると思われた。
定量測定実験を考慮した高校現場で役立つ実践マイクロスケール実験教材の開発

【研究目的】高校化学で定量測定実験の導入は、分析機器購入等の経済的な問題により困難である。その結果、高校の化学分野の授業では精密器具で行える中和実験等の一部の実験を除き、反応を色やにおい等の五感に頼る定性的な確認を中心とした授業内容に終始しがちである。しかし、定量測定ができれば実験結果の再現性が確認できるので、高校の理科実験室で仮説に対する検証が可能になる。その結果、探究過程を導入した授業の実現が容易になり、生徒の「科学的な見方・考え方」の効果的な育成が期待できると考える。そこで、これまでの研究である自作定量測定器具の開発を踏襲しつつ、作成した簡易測定器を用いたマイクロスケール実験教材の開発をして普及することである。【研究成果】1.目的に関連する自作定量測定器具の開発やマイクロスケール実験教材の開発に関する情報はインターネット検索や学術雑誌等の文献調査を行って収集した。2.市販の小型ガラス器具用に開発した簡易加熱器具に改良を加え、それを用いた加熱操作を伴うマイクロスケール有機化学反応実験教材を開発し、自作の簡易水分測定計を用いたエステル合成反応の定量測定実験教材をマイクロスケール実験教材へと改良した。3.開発した簡易比色計を濁度計として兼用したマイクロスケール反応速度測定実験教材を開発し、自作定量測定器具の汎用性の高さを明らかにした。4.比色計の原理説明用モデル実験器具(可視・可聴化タイプと定量化タイプ)を開発し、定性的観察実験を体験した後に定量測定実験で追行する手法の段階的認知プロセスを用いた定量実験学習の教授法を開発した。また、改良型簡易比色計を用いた塩化銅(II)水溶液のマイクロスケール電気分解の定量測定実験を開発し、高校生を対象とした授業実践のアンケート結果を基にこれらの有効性を明らかにした。5.研究成果をまとめた小冊子を作成し、研究会等で配布して普及活動に努めた。
医療気功(アストカイロ気功)が癌遺伝子の発現および癌の治療効果に与える影響

申請者は、医療気功(アストカイロ気功)が癌患者の癌組織に与える影響を臨床的および分子病理学的に検証し、治療経過、治療効果、生命予後、癌末期の疼痛、合併症に与える効果およびQuality of Life(QOL)に与える影響の研究を行った。消化器癌(胃癌および大腸癌)を中心に気功治療前の癌組織生検と気功治療後に手術によって得られた癌組織を用いて、癌遺伝子の発現や癌の増殖に関与しているサイトカインおよびアポトーシス誘導効果について、気功治療の前後で比較しながら検索を行い、気功治療による癌の増殖抑制およびアポトーシスの誘導についてのメカニズムを検証するとともに、熱ショック蛋白の発現についても検証し、気功治療によって熱ショック蛋白の発現が誘導されることを報告した。この報告はアストカイロ気功の癌に対する治療効果を分子病理学的に検証した研究であり、治療効果のメカニズムの一つとして重要である。また、術後の治療経過や合併症の予防および癌患者のQOLの向上に対する効果の検討を試みて、良好な治療効果が得られた。さらに、高価な医療機器や合成薬物を使用せずに疾患を治療することができるアストカイロ気功を適用した癌ならびに循環障害、炎症、良性腫瘍および視力、握力に対する治療効果等の臨床的効果についてはこれまでに多くの知見が得られており、これらの研究成果を含めてこれまでの成果はアストカイロ気功が現代医学と併用することにより癌患者の治療経過および治療効果に有用であることを示唆している。研究者は高価な医療機器や合成薬物を使用せずに疾患を治療することができる医療気功(アストカイロ気功)を用いて癌を含むいくつかの疾患について治療を行い、その臨床効果をこれまでに報告してきた。特に癌に対する効果は悪性腫瘍が重要な死亡原因である現代においては重要であり、本研究では、アストカイロ気功が癌患者の癌組織に与える影響を臨床的および分子病理学的に検証し、治療経過、治療効果、生命予後、癌末期の疼痛、合併症に与える効果およびQuality of Life(QOL)に与える影響の研究を行ってきた。本年度は消化器癌(胃癌および大腸癌)を中心に気功治療前の癌組織生検と気功治療後に手術によって得られた癌組織において、分子病理学的手法を用いて、癌遺伝子の発現や癌の増殖に関与しているサイトカインおよびアポトーシスの誘導効果について気功治療の前後で比較しながら検索を行い、気功治療によって癌の増殖抑制およびアポトーシスの誘導が起こっていることが判明した。また、この気功治療は術後の良好な治療経過や合併症の予防にも有用であり癌患者のQOLの向上に効果的であった。癌の治療は放射線治療、抗癌剤および破壊的な手術を含めて過酷な治療が多く、誰もが積極的には望まない治療方法が主流となっているが、本年度の研究成果において、アストカイロ気功は患者に対する肉体的、精神的負担がほとんどない治療であり、癌細包に対して分子病理学的なレベルでの作用機序を有し、現代医学と併用することで癌患者の良好な治療経過および治療効果を得ることに有用であることが示唆された。申請者は、医療気功(アストカイロ気功)が癌患者の癌組織に与える影響を臨床的および分子病理学的に検証し、治療経過、治療効果、生命予後、癌末期の疼痛、合併症に与える効果およびQuality of Life (QOL)に与える影響の研究を行っている。本年度は、前年度に引き続いて消化器癌(胃癌および大腸癌)を中心に気功治療前の癌組織生検と気功治療後に手術によって得られた癌組織を用いて、癌遺伝子の発現や癌の増殖に関与しているサイトカインおよびアポトーシス誘導効果について気功治療の前後で比較しながら検索を行い、気功治療による癌の増殖抑制およびアポトーシスの誘導についてのメカニズムに関する知見を得た。また、術後の治療経過や合併症の予防および癌患者のQOLの向上に対する効果を検討するとともに癌そのものだけではなく消化器癌の発生頻度が上昇するとされる慢性炎症性腸疾患に対しても治療を試みて良好な治療効果が得られた。

さらに、高価な医療機器や合成薬物を使用せずに疾患を治療することができるアストカイロ気功を適用した癌を含むいくつかの疾患に対する臨床的治療効果についてはこれまでに多くの知見が得られており、本年度の癌に対する研究成果をはじめとして循環障害、炎症、良性腫瘍および視力、握力に対する治療効果をも含めて報告した。本年度の研究成果を含めてこれまでの成果はアストカイロ気功が現代医学と併用することにより癌患者の治療経過および治療効果に有用であることを示唆している。申請者は、医療気功(アストカイロ気功)が癌患者の癌組識に与える影響を臨床的および分子病理学的に検証し、治療経過、治療効果、生命予後、癌末期の疼痛、合併症に与える効果およびQualitiy of Life(QOL)に与える影響の研究を行っている。本年度は、前年度に引き続いて消化器癌(胃癌および大腸癌)を中心に気功治療前の癌組織生検と気功治療後に手術によって得られた癌組織を用いて、癌遺伝子の発現や癌の増殖に関与しているサイトカインおよびアポトーシス誘導効果について、気功治療の前後で比較しながら検索を行い、気功治療による癌の増殖抑制およびアポトーシスの誘導についてのメカニズムを検証するとともに、熱ショック蛋白の発現についても検証し、気功治療によって熱ショック蛋白の発現が誘導されることを報告した。この報告はアストカイロ気功の癌に対する治療効果を分子病理学的に検証した研究であり、治療効果のメカニズムの一つとして重要である。また、術後の治療経過や合併症の予防および癌患者のQOLの向上に対する効果の検討を試みて、良好な治療効果が得られた。さらに、高価な医療機器や合成薬物を使用せずに疾患を治療することができるアストカイロ気功を適用した癌ならびに循環障害、炎症、良性腫瘍および視力、握力に対する治療効果等の臨床的効果についてはこれまでに多くの知見が得られており、本年度の研究成果を含めてこれまでの成果はアストカイロ気功が現代医学と併用することにより癌患者の治療経過および治療効果に有用であることを示唆している。
コンピュータ利用による栽培環境計測のための教材開発

栽培実習教育において学生の関心は栽培試験区を設けることで高まることが分かった。また,コンピュータの普及に対応して独自に開発したコンピュータ利用による気象観測システムを用いた実習を行い,教育効果を上げつつある。そこで,これら二つの事例を融合して実習を行えばさらに教育効果が増すものと期待できる。この観点から栽培実習教育の現場で使用可能なコンピュータによる環境計測のためのシステムの開発を進めた。コンピュータは,普及率が高いことと圃場での計測を考慮して、日本電気製のノートパソコンPC9801NS/Aを用いた。このコンピュータで栽培環境の計測を行うために必要なA/D変換器とセンサ(温度、湿度、光)について検討した。A/D変換器はコンピュータとのインターフェースが異なる2種類を市販製品の中から選定し,精度および信頼性などについて標準電圧電流発生器を用いて評価した。いずれの製品も十分な精度であったが,汎用性を考慮して多くのコンピュータで標準装備のRS-232Cによるシリアルインターフェース製品を使用することにした。また,センサはいずれも回路構成が簡単で安価なものに絞り,多くの製品の中から適切なものを選んだ。すなわち,温度はサーミスタとIC化温度センサ,湿度は抵抗変化型湿度センサ,光はCdSとフォトダイオードとした。また,プログラム言語はBASICを用いた。なお,これらセンサの基準測器には英弘精機製温湿度計と現有の日射計を用いた。これらを組み合わせたシステムは安価なセンサの測定精度に若干の難点があるものの,実用的な環境計測システムとして有効であることが分かった。さらに,播種期を変えたホウレンソウを栽培し,生育期間中の環境計測を行った。この結果,初年度で準備不足の感はあったものの,教育効果は認められたように思う。しかし,問題点も多く残されたことから,今後,時間をかけた改善が必要と考える。
酸化LDL受容体CD36の構造と機能に関する研究-CD36欠損細胞および分子生物学的手技を用いた検討-

われわれは、血小板輸血不応例の検討からCD36欠損者の存在を初めて示すと共に、その遺伝子異常を明らかにしてきた。CD36は近年、新しい酸化LDL受容体の一つとして注目されているため、本研究では上記のようなわれわれの研究成果に基づき、CD36欠損細胞を用いることによりCD36の酸化LDL受容体機能をより詳細に解析することを目的とした。本研究においては2例のCD36Type1欠損者を対象とした。まず、これら2例の遺伝子異常を解析すると2例ともCD36の翻訳領域に2塩基欠失を有するalleleと1塩基挿入を有するalleleのcompound heterozygoteであった。どちらの異常でも早期にストップコドンが出現し、さらにそのmRAN量も減少していることが明らかとなった。これらCD36TypeI欠損者のマクロファージを用いて酸化LDLの結果実験を行うと、CD36陽性マクロファージに比べて酸化LDLの親和性はほぼ同程度であったが、その結合量は約40%減少していた。さらにCD36欠損マクロファージを酸化LDL存在下24時間培養し細胞内のエステル化コレステロール量を測定すると、CD36陽性マクロファージでは約2倍にまで増加したが、CD36欠損では1.2倍の増加に留まった。以上のように、本研究で得られた知見よりCD36が酸化LDL受容体の約40%の機能を担っており細胞の泡沫化に重要な役割を果たすことが初めて明らかになった。CD36欠損が動脈硬化に抑制的に作用するか否かは、今後の大きな課題であると考えられる。
模擬微小重力環境下での革新的細胞挙動観察技術の開発

人類の宇宙空間での活動は、科学技術の進歩により拡大しつつある。そのような状況において、宇宙が生命にもたらす影響を解明・理解しておくことは不可欠であり、そのような知見は、生命の仕組みの多様さを解明することにもつながる。このようなことから、本研究では、既存の方法では不可能であった、模擬微少重力のもと、三次元的に細胞間相互作用が存在する培養環境下での細胞挙動の連続観察を可能とする技術の開発を目的としている。平成30年度は、簡易な観察装置の作製に関する検討および、細胞を閉じ込めるための容器の開発に関する検討を行った。観察装置については、微少重力発生装置に搭載可能なサイズである手の平に載る大きさのカメラ付きデバイスに、拡大鏡を取り付け、細胞培養皿に接着した細胞を連続観察行うことを試みた。倍率を任意の値に制御することはできないものの、観察することに成功した。細胞を閉じ込めるための容器に関しては、前年度に引き続いて、細胞を包括する半球状のドームをスライドガラス上に形成させることに関する検討を実施し、前年度はアルギン酸カルシウムゲルのドームのみしか作製に成功しなかったのを、西洋わさび由来ペルオキシダーゼの酵素反応を利用したプロセスを開発することで、ゼラチンやヒアルロン酸などさまざまな材料から同様の半球状のドームを作製する方法の開発に成功した。また、より細胞に穏和にドームを形成する方法の開発にも成功した。以上のように、当初予定していた検討項目の主要な事項を達成することができた。平成29年度は、細胞を閉じ込める容器およびその固定法に関する検討を行った。当初の予定では、球状のマイクロカプセルを作製すること、また、そのマイクロカプセルの皮膜の透過性と透明性を維持したまま機械的強度を向上させることを実施することとしていた。また、このカプセルを固定するための固定具の開発も目的としていた。研究開始当初はこれらに取り組んだが、よりよいシステムを考える中で、ガラス基板上に、細胞を封じ込める半球状のドームを形成させ、このドームをはがれにくくすることで、当初予定したものよりも優れたものができるとのアイデアが浮かんだ。このため、それに関する検討を実施した。その結果、アルギン酸ナトリウム水溶液のカルシウムイオンとの接触によるゲル形成や、西洋わさび由来ペルオキシダーゼの酵素反応によるフェノール性水酸基導入高分子水溶液のゲル形成を利用することにより、細胞を生きたまま封入可能なドームの作製法の開発に成功した。また、それらをガラス基板に強固に固定するための方法の開発にも成功することができた。当初予定していた方法(マイクロカプセル+独自の固定具)とは異なるものの、より容易に作製可能であるとともに、観察も容易になると予想される細胞封じ込め容器の開発に成功することができた。このため、おおむね順調に進展しているものとした。新たに開発した細胞封じ込め容器に内で、大腸菌およびヒト由来浮遊細胞の生存は確認することができている。今年度は、さらに複数の種類の細胞の増殖および、ゲルドームの最適化を行う。また、このドームの内部の細胞を疑似微少重力下で連続的に観察できるシステムの開発を行う。疑似微少重力発生装置を購入予定であったが、複数検討したが適当なものを見つけることができなかった。このため、継続してその装置を探すもしくは、新たに自作を試みる。また、マイクロカプセル固定具の開発に関する費用として執行を計画していたものが、より優れた方法を見出したことから、支出する必要がなくなった。これらにより次年度使用額が生じた。

なお、カプセル固定具の開発が不要となったことにより生じた差額については、平成30年度に、ドームを固定するガラス基板の固定や、ドームの高機能化など新たに生じる見当課題について使用予定である。
Arsインスレーター作用機構の解明

Arsインスレーターの作用機構を解明するために、ArsインスレーターにおけるDNA立体構造、クロマチン構造(ヌクレオソーム形成能)、インスレーター活性に必要なコア領域を解析したところ、それらには相関がみられた。したがって、Arsインスレーター中央部分における特殊なDNA立体構造がヌクレオソームの形成を阻害し、それによって生じる開かれたクロマチン構造がArsインスレーターの活性に重要であることが示唆された。Arsインスレーター結合因子の網羅的解析を行うため、ウニ胚からの核抽出液Arsインスレーター全長をプローブとしたゲルシフト解析を行った。その結果、Arインスレーター結合因子がDNA上に特異的な複合体を形成する条件および複合体を解離させることのできる塩濃度を決定した。Arsインスレーターが形成するDNAの立体構造を解析するために、Arsインスレーターを含むプラスミドDNAを二次元アガロースゲル電気泳動により解析し、超らせん依存的な立体構造が形成されないことを確認した。また、直鎖状DNAおよび超らせんDNAを用いて、ジェチルピロカーボネート(DEPC・塩基修飾剤)を用いたケミカルプローブ法によりDNA構造を解析したところ、Arsインスレーター中にDEPC高感受性部位が検出された。さらに、Arsインスレーターを鋳型としたプライマー伸長反応を行ったところ、DNAポリメラーゼによる合成反応が停止しやすい部位が検出された。Arsインスレーターのクロマチン構造形成能を解析するために、リコンビナントヴニヒストンを作成してin vitroクロマチン再構成系を確立した。この再構成クロマチンを用いてArsインスレーターのヌクレアーゼ感受性を調べたところ、クロマチン構造によりヌクレアーゼ感受性を示す部分とヌクレアーゼによる切断から保護される部分が検出された。以上の結果を総合的に解析すると、ArsインスレーターのDEPC高感受性部位・DNAポリメラーゼによる合成反応が停止しやすい部位・クロマチン構造によりヌクレアーゼ感受性を示す部位には相関がみられた。これらの結果を踏まえ、来年度は上記部位とArsインスレーター活性との関連についてさらに解析を進めたい。また、Arsインスレーター機能における結合タンパク質の役割についても検討したい。Arsインスレーターのクロマチン構造形成能を解析するために、バフンウニ初期型ヒストン遺伝子を用いて、リコンビナントウニヒストンを調製した。その際、合成効率の低かったH2AとH4については、コドンを大腸菌に最適化した人工遺伝子を作製して、リコンビナントウニヒストンの調製に用いた。これらのリコンビナントウニヒストンを用いてArsインスレーター断片上にクロマチンを再構成し、またポジティブコントロールとして、ウニLytechinus variegatusの5S rDNA断片(208bp)を3個連結したものを用いた。再構成されたことを確認した後、マイクロコッカルヌクレアーゼ(MNase)に対する感受性を調べたところ、Arsインスレーターの中央部分から下流側領域においてMNaseに対する高い感受性が検出された。また、Arsインスレーターの上流側領域においてはヌクレオソームのポジショニングによりMNaseによる切断から保護される領域が検出された。Arsインスレーターの活性中心領域を検索するために、Arsインスレーターの欠失変異体を作製し、エンハンサーとプロモーターの間に挿入したレポーター遺伝子を構築した。これを用いてArsインスレーター欠失変異体のインスレーター活性を測定したところ、Arsインスレーターの中央部付近にインスレーター活性に重要なコア領域が存在することが示唆された。以上の結果を総合的に解析すると、Arsインスレーターのヌクレアーゼ感受性を示す部位とArsインスレーター活性のコア領域には相関がみられたことから、この領域における開かれたクロマチン構造がArsインスレーターの活性に重要であることが示唆された。今後、Arsインスレーター機能における結合タンパク質の役割についても検討したい。
数学および統合化された教科の、コンピュータ支援教育のための教材開発の研究

本研究の目的、計画に基き昨年春より分担者と共にいろいろ検討を加えてきた。まず、主目的である「コンピュータ支援による能動的学習」のための学習内容・項目の選択を検討し、次のテーマを選択した。I.関数とグラフ(曲線と曲面)II.微分法の応用(Taylar展開、Laurent展開)III.積分法の応用(定積分、数値積分)IV.行列と行列式の応用(行列の対角化)V.微分方程式(数値解法、Laplace変換)更に、これらのテーマを学習する上で本研究の目的に有効に機能しうる数式処理等の機能を備えたソフトの選択に入った。「メイプル」か「マセティカ」が目的にあったソフトとして候補にあがり、機能としては大差がなく「メイプル」の方が数式の表示が綺麗ではあったが、本学「マセマティカ」のサイト・ライセンスを取り全学生に使用可能となったことから、「マセマティカ」により上記の内容を学習させることした。次に、一学期間で消化できる内容を配慮し18個のラボに細分化し、「マセマティカ」利用によって、複雑な計算がいかに速やかにできるか、いかに綺麗に可視的に問題と結果を把握できるか、いかに楽しい学習ができるかを利用者が理解できるよう配慮した教材開発に入った。分担者と検討を重ね昨年末には18個のラボの内容と原稿ができあがり、その後数式用ワープロ「LaTeX」を使いテキストの編纂に入り、図やグラフを挿入し、現在ほぼ完成し校正を加えテストラン中である。今回開発した教材を使用し秋学期(9月)から「コンピュータによる数学」という科目を開講し、利用者の声を聞き改良を加える。今後は、工学のための数学の教育により重点をおいた教材を開発し数学・理学・工学を統合した教育法の研究を続ける計画である。
非弾性効果を考慮した電子・イオンスオーム過程とその応用

電子・イオンの衝突過程を集団として統計的に扱う研究は、多くの現象、応用と関わりを持つ点で極めて基礎的、かつ実際的である。得られる計量値の多くは、精度の高い積分値であり、絶対値である。よって個々の単一的衝突過程と多数の電子・イオンの多数回衝突との間をつなぎ、統計的平均値として現れる現象を個々の衝突に関する様々な事象から説明することがこの研究に求められる。これまで個々の弾性衝突に関して多くの研究がなされ、衝突断面積とスウォームパラメータとの関係は次第に明らかになりつつある。しかし弾性衝突で解明しうる範囲は極めて狭く、実際の現象に対して次に考慮すべき大きな課題は非弾性衝突である。この衝突によって現れる問題を明らかにすることをこの総合研究の目的とした。具体的には、本研究グループを3つの班に分けた。第一班は電子・イオンの理論グループで、非弾性効果を取り入れた輸送方程式を解析し、ボルツマン方程式との関連を明確にした。またRF電場中での数値解法や、モンテカルロ法、FTI法等との関連を詳細に比較検討した。第二班は電子・イオンスウォームの中の非弾性、特に反応を含む系の拡散、移動について実験的な研究を行い、電子付着、多原子分子中の電子輸送、イオン・電子の再結合、イオン輸送における気体温度の影響等について多くの成果を収めた。第三班は主として応用に関わる光イオン化や放電プラズマの非弾性効果を実験的に研究し、励起分子の分布、緩和過程、表面吸着原子の励起状態、電子付着性気体中の電子の熱平衡過程、レーザー同位体分離におけるプラズマ中のイオン回収過程、気体放電中のクローン結晶等の研究を行った。電子輸送の理論的解析では非弾性効果を考慮した輸送方程式とBoltzmann方程式との関係が希ガス中の電子について明らかにすることができた。また計算手法に於て均質,非均質RF電場中での電子輸送に関する数値解法の問題点をモンテカルロ法との比較によって解かれ,多様な放電処理中の電子の挙動を明らかにした。電子輸送の非弾性効果のひとつである電子付着がスオーム現象の解明に重要であることが実験的に明らかになった。今後はこの過程を理論,数値計算にとり入れ,電子輸送の定量的な把握を試みる。中性原子,イオン過程の研究では,従来計測が困難であった励起原子と中性原子との非弾性衝突に関して実験手法を確立するとともに、その反応過程反応断面積の測定を行った。また高密度状態でのイオン・電子再結合の過程を明らかにし,非弾性過程の重要な部分を計算シミュレーションを行う準備が整った。またこの過程の中で超励起状態の果す役割も明らかとなった。放射線計測,同位体分離等の応用面で,輸送発展特性を高速に行う計算手法が開発されたことで今後期待ができる。また非等方散乱をとり入れたFTI計算も多様な偵件での検記がすすめられ,応用面での利用も考えられる。研究計画に基づいて、第1班(理論)、第2班(実験)、第3班(応用研究)の3班が、他の班との密接な連携をとりつつ、以下の研究課題に取り組んだ。○第1班:土手、田頭、生田、真壁、佐藤、近藤。非弾性及び非等方性効果を取り入れたボルツマン方程式の解について積極的な議論を行い、実験結果解析の具体的方針を決定した。これに従って、マトリクス数値解析法による希ガス中の電子速度分布の緩和過程、混合希ガス中の電子輸送計数の拡張ブランの法則、シランガス中の非平衡電子輸送のモデル化等の研究を行った。○第2班:武部、旗野、中村。イオンの移動度における非弾性効果の影響を、可変温度型ドリフチューブ実験により確認した。電子の移動度及び拡散計数を、酸素、酸素/アルゴン混合系、CF_4の3種類のガス中で測定し、第1班の成果を基礎に非弾性衝突断面積のエネルギー依存性を決定した。

高密度キセノン気体中での電子の移動度、及び電子/イオンの再結合係数の測定を行い、従来の理論では説明不可能な再結合機構が存在することを指摘した。○第3班:藤本、橘、桜井、嶋森、柴田、藤井。パルスレーザー光、電子ビームを計測手段として、放電プラズマ中準安定原子の温度測定、その誘電体表面近傍での振舞い、電子付着気体中での電子の熱平衡化過程等の研究を行った。更に、原子法レーザ同位体分離をガドリニウムに適用しイオン回収効率を上げる研究や、気体放電下で生成されるクーロン結晶の研究を行った。以上の、理論、実験、応用の有機的連携のもとに組織的に行われた研究の成果は、非弾性効果を考慮した電子・イオンスウォーム過程理解のために、今後少なからず貢献するものと思われる。
相互作用する場の量子論の系のスペクトル解析・散乱理論

[研究成果の具体的内容]ボーズ場が相互作用する系で、一般化された相互作用項を持つハミルトニアンの基底状態の多重度について考察した。ハミルトニアンはあるヒルベルト空間とボソンフォック空間のテンソル積空間上の下に有界な自己共役作用素となっている。導入する条件としては、相互作用項とボーズ場の消滅作用素の交換関係に関する条件と、相互作用の項に関する正則性に関する条件である。通常、基底状態の存在と赤外切断条件は関連していることが知られているが、今回の交換関係に関する条件と正則性に関する条件も赤外発散条件と関連している。これらの条件の下で、基底状態が存在すれば、その多重度は任意の結合定数で有限となることを示した。またその応用として、一般化されたスピン・ボソンモデルについて考察した。前述の条件に対応する仮定の下で、基底状態が存在すれば、任意の結合定数で多重度は有限となることを示した。[研究成果の意義・重要性]ヒルベルト空間上の線形作用素の多重度については、空間の次元が無限次元の場合には、その固有値の多重度が無限となる作用素も存在する。そのため、ハミルトニアンの基底状態の多重度が有限であるということは全く自明な性質でなく、そのようなことを明らかにできた点に意義がある。また物理的には、基底状態の多重度が有限であるということは、最低エネルギーを取る状態は、任意の結合定数で高々有限個しかないということを示している点にも重要性がある。[得られた研究成果題目]量子化されたKlein-Gordon場が静的な源と相互作用する系の古典場の方程式の解の構成について[内容]表題にある通り、量子化されたKlein-Gordon場が静的な源と相互作用する系について研究を行い、以下の研究結果が得られた。ここで静的な源とは、時間に依存しない密度分布を持つ源のことである。また、量子化されたKlein-Gordon場とはKlein-Gordon方程式に従う粒子が生成・消滅する場である。量子化された場のハミルトニアンはボソン・フォック空間上の自己共役作用素となるが、物理的には粒子が生成・消滅しながら相互作用している系を記述している。主結果として、系のハミルトニアンと紫外切断が加わっていない場の作用素を用いて、量子化する前の古典場の方程式の解を構成した。[意義・重要性など]1.一般的に量子化された場ともとの古典場の方程式の解の関係は明らかでない。今回はフォック空間上で数学的に厳密に定義されたハミルトニアンと場の作用素から作用素論的な手法で解を構成できた。このことは、場の量子論に関連する古典場の方程式が、作用素論的な手法で構成できることを示唆している点に意義がある。2.通常、相互作用する場の量子論の数学的な研究においては、粒子の運動量の大きな効果を考慮に入れない紫外切断関数を導入する。今回は、ハミルトニアンにはその紫外切断条件が課されているが、場の作用素に紫外切断関数を導入していない。そのため場の作用素に関しては、運動量の大きな効果に関する評価が必要となるが、古典場の方程式を導出する以外でも応用が可能であるノルム不等式を得ることができた。相互作用する場の量子論の研究成果として、研究実績の概要に記載したKlein-Gordon場が静的な源と相互作用する系の古典場の方程式の解が得られたためである。[研究成果の具体的内容]前年度から取り組んでいた量子化されたKlein-Gordon場と静的な源が相互作用する系の古典場の方程式の解を構成する研究についての論文「Construction of solutions of the classical field equation fora massless Klein-Gordon field coupled toa static source,(arxiv:1708.06167)」を完成させた(現在投稿中)。前年度までにできていた内容と今年度論文として完成させた版の内容の相違点は以下の通りである。前年度の段階では赤外正則条件を課さずに古典場の方程式の解を構成することが主な内容であった。しかしその場合、Klein-Gordon場の生成・消滅作用素の運動量変数に関する正則性を示さねばならず、そのために状態ベクトルに関するいくつかの条件を課していた。しかし今年度に完成させた版の内容は、Klein-Gordon場に赤外正則条件を仮定し、その条件から定義できるユニタリー変換を用いて、古典場の方程式を構成することが主な内容となっている。このユニタリー変換を用いる手法では生成・消滅作用素の運動量変数に関する正則性の問題はなくなり、古典場の方程式の解となるものが見通しよく導出される。[研究成果の意義・重要性]赤外正則条件は、物理的には低エネルギーのボーズ粒子が引き起こす赤外発散と関係する条件である。この条件が基底状態の存在・非存在と深く関係していることはすでによく知られていることである。今回のボーズ場であるKlein-Gordon場が相互作用する系の古典場の方程式の解を構成する証明のなかでも、低エネルギーのボーズ粒子の影響で問題になる箇所があり、それは基底状態の解析の場合とは異なるタイプのものであることがわかった点が重要な点である。

ハミルトニアンはあるヒルベルト空間とボソンフォック空間のテンソル積空間上の下に有界な自己共役作用素となっている。導入する条件としては、相互作用項とボーズ場の消滅作用素の交換関係に関する条件と、相互作用の項に関する正則性に関する条件である。通常、基底状態の存在と赤外切断条件は関連していることが知られているが、今回の交換関係に関する条件と正則性に関する条件も赤外発散条件と関連している。これらの条件の下で、基底状態が存在すれば、その多重度は任意の結合定数で有限となることを示した。またその応用として、一般化されたスピン・ボソンモデルについて考察した。前述の条件に対応する仮定の下で、基底状態が存在すれば、任意の結合定数で多重度は有限となることを示した。[研究成果の意義・重要性]ヒルベルト空間上の線形作用素の多重度については、空間の次元が無限次元の場合には、その固有値の多重度が無限となる作用素も存在する。そのため、ハミルトニアンの基底状態の多重度が有限であるということは全く自明な性質でなく、そのようなことを明らかにできた点に意義がある。また物理的には、基底状態の多重度が有限であるということは、最低エネルギーを取る状態は、任意の結合定数で高々有限個しかないということを示している点にも重要性がある。他の量子場のモデルでも、量子かされた場からもとの古典場の方程式の解が得られると予想しており、引き続き量子化された場と古典場の双方に関連する研究を進めていきたい。また、量子場の作用素自体も作用素値方程式を満たすことは知られており、異なる量子場同士が相互作用する場合の作用素値方程式の研究も進めていきたい。相対論的量子電磁力学の系はフェルミ場であるディラック場とボーズ場である量子輻射場が相互作用する系である。このような量子場と量子場が相互作用する系についても、それぞれ二つの古典場の方程式が導出できるとかという推進方策で進めていきたい。報告者の都合のため、文房具などを購入するための次年度使用額金が生じた。報告者の都合で幾冊かの書籍の購入が遅れ、当該年度内の購入を取りやめたためである。そのため、次年度にそれらの書籍を購入する計画である。前年度に余った金額分は文房具などの消耗品の購入に当てる予定であり、当初から今年度分に割り当てられる金額分は申請通りに使用する予定である