hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
認知症と腸内フローラ―腸内細菌叢を改善する生薬由来認知症治療薬の探索

本研究の目的は、認知症モデルマウスと抗認知症作用を示す生薬抽出物Ekc-1を用いて、認知症と腸内フローラの関係を明らかにすることである。認知症マウスに抗生物質を1カ月間飲ませる、あるいは認知症マウスと野生型マウスの糞抽出液(腸内細菌)を互いに移植することで認知機能が変化するかどうか、認知症マウスにEkc-1を1カ月間経口投与して腸内細菌が変化するかどうかを調べた。この結果、認知症マウスの認知機能は腸内細菌の影響を受けていること、Ekc-1の抗認知症作用の少なくとも一部は腸内細菌を介したものであることが示唆された。将来は、腸内環境を改善することで作用を示す抗認知症薬の開発につなげたい。本研究の目的は、認知症と腸内フローラの関係を明らかにし、将来の治療薬開発へつなげることである。平成28年度は、認知症モデルマウスと野生型マウスの腸内細菌を比較するとともに、認知機能改善作用のある生薬抽出物Ekc-1をモデルマウスに投与して、Ekc-1の腸内フローラに与える影響を調べることであった。モデルマウスには、当初、当研究室で作製したAPP Osaka変異ノックインマウスを使う予定であったが、計画を変更して、同じく当研究室で作製したOsaka変異APPと野生型ヒトタウを共発現するダブルトランスジェニックマウスを使うことにした。後者のモデルマウスの方が、アルツハイマー病の病態をよりよく再現していると考えられたからである。14カ月齢のダブルTgマウスを2群に分け、一方にはEkc-1を、もう一方には水を1カ月間毎日経口投与した。野生型マウス(ダブルTgのlittermate)には水を1カ月間経口投与した。投与終了後、糞を採取し凍結保存した。モリス水迷路により、マウスの空間参照記憶を測定したところ、ダブルTgマウスは明らかな記憶障害を示したが、この記憶障害はEkc-1投与により野生型マウスと同レベルにまで改善した。行動試験終了後、盲腸内容物を回収して凍結保存するとともに、脳を取り出し、脳切片を作製した。組織化学により脳の病理を調べたところ、Ekc-1投与により、脳のアミロイド病理、タウ病理は顕著に改善した。糞および盲腸内容物の細菌叢解析はこれから行う予定である。計画では、採取した糞を外部の検査会社に送付し、そこで腸内フローラの解析をしてもらう予定であったが、交付された研究費が少なく、必要な額を外注費に充てることができないため、これは断念した。かわりに、他大学の腸内フローラの専門家と共同研究の可能性について話し合い、糞の解析はその研究者にお願いできることになった。凍結保存中の糞と盲腸内容物は、今年度(平成29年度)に実施する実験で回収されるサンプルと合わせて、その研究者に送付し解析してもらう予定である。本研究の目的は、認知症と腸内フローラーの関係を明らかにし、将来の治療薬開発へつなげることである。認知症モデルマウスと野生型マウスの腸内細菌を比較するとともに、認知症機能改善作用のある生薬抽出物Ekc-1をモデルマウスに投与して、Ekc-1の腸内フローラに与える影響を調べた。投与終了後、モリス水迷路によりマウスの空間参照記憶を測定したところ、ダブルTgマウスは明らかな記憶障害を示したが、この記憶障害はEkc-1により野生型マウスと同レベルにまで改善した。行動試験終了後、組織化学により脳の病理を調べたところ、Ekc-1投与により、脳のアミロイド病理、タウ病理は顕著に改善していた。行動試験終了後回収した糞および盲腸内容物の細菌叢を解析したところ、ダブルTgマウスと野生型マウスである程度の差がみられ、この差はEkc-1投与により縮小していることがわかった。認知症の発症が腸内フローラの影響を受けるものならば、モデルマウスに野生型マウスの正常な腸内細菌を移植すれば症状は改善するであろうし、逆に、野生型マウスにモデルマウスの異常な腸内細菌を移植すれば何らかの認知症の症候を示すであろう。今年度はこの実験を行う予定である。

また、抗生物質の経口投与が、おそらくは腸内フローラの変化を介して、脳のアミロイド病理を減少させることがモデルマウスで報告されている。今年度はこの実験結果の確認も我々のモデルマウスで行う予定である。昨年度に行った実験と今年度に行う実験で得られる知見を総合的に判断して、認知症と腸内フローラの関係を明らかにしたいと考えている。神経科学
糖脂質による受容体活性制御機構の高精度1分子観察による解明

生きている細胞の形質膜上において、ラフト親和性の糖脂質やGPIアンカー型受容体を高精度1分子観察した結果に基づいて、我々は次のラフト仮説を提案している。GPIアンカー型受容体や糖脂質は、特異的ホモダイマーを形成し、ラフトの基本ユニットとなる。GPIアンカー型受容体基本ユニットは、刺激後に脂質の協同的相互作用によって、安定なGPIアンカー型受容体会合体ラフトを形成し、シグナル変換のプラットフォームとなる。糖脂質の基本ユニットは、膜受容体の活性制御を行なう。前年度までに、様々なGPIアンカー型受容体や糖脂質ガングリオシドが、コレステロールにより安定化された短寿命のホモダイマーを形成することを発見し、GPIアンカー型受容体やガングリオシドのホモダイマー形成に一般性があることを見出した。当該年度、ガングリオシドのシアル酸のないアシアロガングリオシドや、さらに糖鎖の短い糖脂質はホモダイマーの寿命が短くなっていくため、どの糖鎖もホモダイマー形成に重要であることが示唆された。また、EGF受容体のN型糖鎖を欠損させたミュータントの1分子観察後に輝点強度分布を測定したり、N型糖鎖ミュータントとGM3プローブとの2色同時1分子観察を行った。結果、N型糖鎖のうちの2か所がないと、EGF受容体のダイマーの割合が有意に増加し、GM3ホモダイマーとの相互作用時間も短くなった。この結果から、EGF受容体のN型糖鎖のどれが、GM3との相互作用やEGF受容体ダイマー形成の制御に必要であるかを明らかにすることができた。GPIアンカー型受容体や糖脂質のホモダイマーの一般性を検証するのが、本研究の最初の目標であった。多種類の分子についてホモダイマー形成を確認でき、目標を達成できた。また、GM1やGM2などは糖鎖が分岐しているが、シアル酸の方に蛍光プローブを結合させたものと、逆の分岐の先端に蛍光プローブを結合させたものとが、それほど違わないホモダイマー寿命を示していた。さらに蛍光プローブがATTO594でもATTO488でもホモダイマー寿命には違いがみられないことも明らかになった。これらは、蛍光プローブの標識が糖脂質のホモダイマー形成にあまり影響を与えていないことを示唆している。また、糖脂質のどの糖鎖が重要かを同定する実験も順調に進んでいる。さらに、糖鎖の中の官能基を一つづつ欠損したアナログ体を合成することと、どの官能基がホモダイマー形成に重要かを同定する実験も順調に進んでいる。この実験結果と分子動力学シミュレーションの結果がマッチするかどうかを検証していく予定である。EGF受容体のどのN型糖鎖がGM3との相互作用に必須であるかを同定することにも成功した。また、このN型糖鎖は、EGF刺激後の受容体のダイマー形成や活性化制御にも重要であることが明らかとなった。これまでのところ、当初の実験計画通りに進んでおり、順当だと言える。今後のさらなる研究により、糖鎖相互作用や協同的なラフト相互作用の理解が急速に進むかもしれない。今後は、さらにGPIアンカー型受容体や糖脂質のホモダイマー形成機構の詳細を明らかにし、ホモダイマーによる受容体活性化機構、あるいは受容体活性化制御機構を解明していく。そのため、まず、GM3の官能基が欠損したアナログ体のダイマー形成能を調べ、ホモダイマー形成に必須な官能基を決定していく。次に、GM3ホモダイマーによるEGF受容体活性制御の詳細をさらに解明していく。GM3のシアル酸の中のカルボン酸をヒドロキシメチル基に変換しても、EGF受容体との相互作用期間の寿命に違いは見られず、逆にEGF受容体のjuxtamembraneのリジンをグリシンに変換しても、GM3との相互作用期間の寿命に有意な違いは見られなかった。この結果は、GM3のシアル酸のアニオンとEGF受容体のカチオンとの静電的な相互作用がGM3とEGF受容体との相互作用の駆動力とはなっていないことを示唆している。この実験結果を受けて、さらにEGF受容体とGM3の相互作用で、GM3中のシアル酸の中のどの官能基が重要かを、2色同時1分子観察で探っていく。GM3のどの官能基がEGF受容体との相互作用に重要であるかを同定できたら、GM3との相互作用に重要であると同定されたEGF受容体のN型糖鎖の構造も考慮しながら、分子動力学シミュレーションを行っていく。これにより、GM3ホモダイマーの糖鎖とEGF受容体のN型糖鎖との相互作用の詳細を明らかにしていく。

当該年度、ガングリオシドのシアル酸のないアシアロガングリオシドや、さらに糖鎖の短い糖脂質はホモダイマーの寿命が短くなっていくため、どの糖鎖もホモダイマー形成に重要であることが示唆された。また、EGF受容体のN型糖鎖を欠損させたミュータントの1分子観察後に輝点強度分布を測定したり、N型糖鎖ミュータントとGM3プローブとの2色同時1分子観察を行った。結果、N型糖鎖のうちの2か所がないと、EGF受容体のダイマーの割合が有意に増加し、GM3ホモダイマーとの相互作用時間も短くなった。この結果から、EGF受容体のN型糖鎖のどれが、GM3との相互作用やEGF受容体ダイマー形成の制御に必要であるかを明らかにすることができた。GPIアンカー型受容体や糖脂質のホモダイマーの一般性を検証するのが、本研究の最初の目標であった。多種類の分子についてホモダイマー形成を確認でき、目標を達成できた。また、GM1やGM2などは糖鎖が分岐しているが、シアル酸の方に蛍光プローブを結合させたものと、逆の分岐の先端に蛍光プローブを結合させたものとが、それほど違わないホモダイマー寿命を示していた。さらに蛍光プローブがATTO594でもATTO488でもホモダイマー寿命には違いがみられないことも明らかになった。これらは、蛍光プローブの標識が糖脂質のホモダイマー形成にあまり影響を与えていないことを示唆している。また、糖脂質のどの糖鎖が重要かを同定する実験も順調に進んでいる。さらに、糖鎖の中の官能基を一つづつ欠損したアナログ体を合成することと、どの官能基がホモダイマー形成に重要かを同定する実験も順調に進んでいる。この実験結果と分子動力学シミュレーションの結果がマッチするかどうかを検証していく予定である。EGF受容体のどのN型糖鎖がGM3との相互作用に必須であるかを同定することにも成功した。また、このN型糖鎖は、EGF刺激後の受容体のダイマー形成や活性化制御にも重要であることが明らかとなった。これまでのところ、当初の実験計画通りに進んでおり、順当だと言える。今後のさらなる研究により、糖鎖相互作用や協同的なラフト相互作用の理解が急速に進むかもしれない。今後は、さらにGPIアンカー型受容体や糖脂質のホモダイマー形成機構の詳細を明らかにし、ホモダイマーによる受容体活性化機構、あるいは受容体活性化制御機構を解明していく。そのため、まず、GM3の官能基が欠損したアナログ体のダイマー形成能を調べ、ホモダイマー形成に必須な官能基を決定していく。次に、GM3ホモダイマーによるEGF受容体活性制御の詳細をさらに解明していく。GM3のシアル酸の中のカルボン酸をヒドロキシメチル基に変換しても、EGF受容体との相互作用期間の寿命に違いは見られず、逆にEGF受容体のjuxtamembraneのリジンをグリシンに変換しても、GM3との相互作用期間の寿命に有意な違いは見られなかった。この結果は、GM3のシアル酸のアニオンとEGF受容体のカチオンとの静電的な相互作用がGM3とEGF受容体との相互作用の駆動力とはなっていないことを示唆している。この実験結果を受けて、さらにEGF受容体とGM3の相互作用で、GM3中のシアル酸の中のどの官能基が重要かを、2色同時1分子観察で探っていく。GM3のどの官能基がEGF受容体との相互作用に重要であるかを同定できたら、GM3との相互作用に重要であると同定されたEGF受容体のN型糖鎖の構造も考慮しながら、分子動力学シミュレーションを行っていく。
三相嫌気性消化方式による嫌気性活性汚泥プロセスの高効率化と実用化に関する開発研究

本研究では嫌気性活性汚泥法の高効率化および実用化を目指すために、人工廃水と実物廃水を用いて実験を行い、二相消化方式によるバルキングの防止、処理効率の向上およびプロセスの安定化について検討した。本研究より得られた主な結果は次の通りである。(1)嫌気性活性汚泥防におけるバルキング現象の解明人工廃水中の小麦デンプンの含有率を変化させた基質を用いて嫌気性活性汚泥プロセス実験装置を運転した結果、小麦デンプンの比率が高い場合には、嫌気性系状細菌が異常に増殖し、SVI値が250を越えるいわゆるバルキング現象を生じた。また、一旦バルキング現象を生じた実験プロセスに対して酢酸,プロピオン酸,乳酸の含有量を増大させた人工廃水を供給することによって系状細菌の増殖は抑制され、結果的にバルキング現象は消滅することができた。本研究より、嫌気性系状細菌の増殖を引き越す基質を含む廃水を嫌気性活性汚泥法によって処理する場合酸生成増を導入する二相消化方式が有効であることが知られた。(2)単相消化と二相消化プロセスの性能比較可溶性デンプンを基質として35°Cで連続実験を行い、単相および二相消化プロセスにおけるCOD除去率、メタン生成率および細菌群の分布について比較検討を行った。二相消化プロセスにおけるCOD除去率およびメタン生成率は単相消化と比較してそれぞれ高かった。また,酸生成とメタン生成相の二相分離を行なうことにより、酸生成菌およびメタン生成菌の濃度がそれぞれの相で高められ、二相消化のメタン生成相における酢酸資化性メタン生成菌の生菌数は単相消化プロセスにおけるそれの210倍であった。1.食品工場廃水処理実験食品工場廃水を模擬した人工廃水を用いて、嫌気性活性汚泥処理における生物汚泥のバルキングの発生要因を明らかにした。人工廃水のBOD源として、小麦デンプンの比率を4段階に変化させた基質を用いて、ベンチスケ-ル嫌気性活性汚泥実験装置(メタン発酵槽6l)を運転し、基質除去、メタン生成、汚泥沈降特性などの各特性に関するデ-タを得た。その結果、人工廃水中の小麦デンプンの比率が高い場合には、嫌気性の糸状細菌が異常増殖し、SVI値が250を越えるいわゆるバルキング現象を生じた。また、一旦、バルキング現象を生じた実験プロセスに対し、小麦デンプンを含まないか、あるいは含有量が少なく(12.5%以下)、それに代って酢酸、プロピオン酸、乳酸の含有量を増大させた人工廃水を供給することによって、糸状細菌の増殖は抑制され結果的にバルキング現象は消減し、正常な汚泥状態に戻ることが可能であった。また、バルキングからの回復は人工廃水中の小麦デンプン濃度が低い程速かに進行した。これらの結果より、嫌気性糸状細菌の増殖を促進させる基質成分を含む廃水を嫌気性活性汚泥法によって処理する場合には、前段において基質成分を有機酸に変換するための酸発酵槽を設置した二相消化方式とすることが有効であることが知られた。2.ラボ実験嫌気性活性汚泥法に及ぼすSRTの影響について、35°Cにおける連続実験を行い、下水汚泥の分解率、消化汚泥の沈降特性および嫌気性細菌群の分布特性に関する検討を行い、(1)初沈汚泥の分解可能な部分はSRT10日以内でほとんど分解される(2)消化汚泥の沈降特性は、SRT3日以上の場合SV_<60>が50%以上に達するが、SRT12日では汚泥の浮上現象が生じる。(3)細菌群の分布特性より判断して、初沈汚泥に対しては二相分離が可能である。1.単相消化と二相消化における物質分解および細菌群分布の比較可溶性デンプンを基質として35°Cで連続実験を行い、単相および二相消化プロセスにおけるCOD除去率、メタン生成率および細菌群の分布について比較検討を行った。

二相消化プロセスにおけるCOD除去率およびメタン生成率は単相消化と比較してそれぞれ310%および49%ほど高かった。また酸生成相とメタン生成相の二相分離を行うことにより、酸生成菌およびメタン生成菌の濃度がそれぞれの相で高められ、二相消化のメタン生成相における酢酸資化性メタン生成菌の生菌数は単相消化プロセスにおけるそれの210倍であった。2.バルキング原因生物についてデンプン廃水を処理する嫌気性活性汚泥法プロセスで発生するバルキング現象は連鎖状かん菌の糸状性細菌の大量増殖によるもので、その優先菌種は生デンプンを利用して低分子有機酸アルコ-ルを生成するものである。3.固形物を多く含む初沈汚泥の二相消化について固形物を多く含む廃水や汚泥の二相消化の可能性を探るために、初沈汚泥を基質として用い、35°Cで連続実験を行い、汚泥の各成分の分解率、酸生成とメタン生成率および酸生成菌とメタン生成菌の分布に及ぼすSRTの影響を調べた。SRT1日の条件で揮発性脂肪酸が多く蓄積したこと、メタン生成がほとんど進んでいないこと、また酸生成菌は10^8MPN/mlと多いのにたいしてメタン生成菌は10^5MPN/ml程度と少ないことなどの点から判断して二相消化は可能であるが、酸生成相での酸生成率が低く、また固液分離も困難であるというような問題点が残る。
自己免疫疾患におけるLipid raftを介した細胞活性化の解析とその制御法の開発

本研究は,全身性エリテマトーデスにおける免疫異常を細胞活性化シグナル伝達の中心である細胞膜lipid raft(ラフト)の面から明らかにすることにある.基礎的検討として,ラフトのアポトーシスシグナルにおける重要性を検討した.このために,Fas発現WR19L細胞よりスフィンゴミエリン欠損株WR/Fas-SM(-)を樹立し,我々がクローニングしたsphingomyelin synthase gene (SMS-1) (J.B.C.279:18688-18693,2000)を遺伝子導入したスフィンゴミエリン合成回復株(WR/Fas-SMS1)を樹立した.両細胞におけるFas誘導アポトーシスの差異を検討した結果,Fas抗体架橋刺激により,SMS1細胞はSM(-)細胞に比べ,有意にFasの凝集,アポトーシスシグナルが誘導された.ラフトへのFasの移動およびラフトでのセラミド合成能は,WR/Fas-SMS1細胞で有意に増加していた.このことは細胞膜におけるスフィンゴミエリンが,ラフトの形成およびアポトーシスシグナル伝達に重要であることを示唆している.臨床的検討として,全身性エリテマトーデス患者リンパ球のラフト発現の解析を行った.SLE患者T細胞およびB細胞ではラフト発現が有意に増強していることを認めた.さらに,T細胞分画では,制御性T細胞と思われるCD25陽性分画およびメモリーT細胞であるCD45陽性分画におけるラフト発現が著明に増強していた.これらのラフト発現増強はSLE患者における異常な免疫活性化と良く相関していた.このことは,SLEにおける自己反応性リンパ球がラフト発現により同定出来る可能性があること,このラフトを制御すれば自己免疫異常を制御出来る可能性を示唆している.本研究は,全身性エリテマトーデスにおける免疫異常を細胞活性化シグナル伝達の中心である細胞lipid raft(ラフト)の面から明らかにすることにある.基礎的検討として,ラフトのアポトーシスシグナルにおける重要性を検討した.このために,Fas発現WR19L細胞よりスフィンゴミエリン欠損株WR/Fas-SM(-)を樹立し,我々がクローニングしたsphingomyelin synthase gene(SMS-1)(J.B.C.279:18688-18693,2000)を遺伝子導入したスフィンゴミエリン合成回復株(WR/Fas-SMS1)を樹立した.両細胞におけるFas誘導アポトーシスの差異を検討した結果,Fas抗体架橋刺激により,SMS1細胞はSM(-)細胞に比べ,有意にFasの凝集,アポトーシスシグナルが誘導された.ラフトへのFasの移動およびラフトでのセラミド合成能は,WR/Fas-SMS1細胞で有意に増加していた.このことは細胞膜におけるスフィンゴミエリンが,ラフトの形成およびアポトーシスシグナル伝達に重要であることを示唆している.臨床的検討として,全身性エリテマトーデス患者リンパ球のラフト発現の解析を行った.SLE患者T細胞およびB細胞ではラフト発現が有意に増強していることを認めた.さらに,T細胞分画では,制御性T細胞と思われるCD25陽性分画およびメモリーT細胞であるCD45陽性分画におけるラフト発現が著明に増強していた.これらのラフト発現増強はSLE患者における異常な免疫活性化と良く相関していた.このことは,SLEにおける自己反応性リンパ球がラフト発現により同定出来る可能性があること,このラフトを制御すれば自己免疫異常を制御出来る可能性を示唆している.本研究は,全身性エリテマトーデスにおける免疫異常を細胞活性化シグナル伝達の中心である細胞膜lipid raft(ラフト)の面から明らかにすることにある.基礎的検討として,ラフトのアポトーシスシグナルにおける重要性を検討した.このために,Fas発現WR19L細胞よりスフィンゴミエリン欠損株WR/Fas-SM(-)を樹立し,我々がクローニングしたsphingomyelin synthase gene (SMS-1) (J.B.C.279:18688-18693,2000)を遺伝子導入したスフィンゴミエリン合成回復株(WR/Fas-SMS1)を樹立した.両細胞におけるFas誘導アポトーシスの差異を検討した結果,Fas抗体架橋刺激により,SMS1細胞はSM(-)細胞に比べ,有意にFasの凝集,アポトーシスシグナルが誘導された.ラフトへのFasの移動およびラフトでのセラミド合成能は,WR/Fas-SMS1細胞で有意に増加していた.このことは細胞膜におけるスフィンゴミエリンが,ラフトの形成およびアポトーシスシグナル伝達に重要であることを示唆している.臨床的検討として,全身性エリテマトーデス患者リンパ球のラフト発現の解析を行った.SLE患者T細胞およびB細胞ではラフト発現が有意に増強していることを認めた.さらに,T細胞分画では,制御性T細胞と思われるCD25陽性分画およびメモリーT細胞であるCD45陽性分画におけるラフト発現が著明に増強していた.これらのラフト発現増強はSLE患者における異常な免疫活性化と良く相関していた.このことは,SLEにおける自己反応性リンパ球がラフト発現により同定出来る可能性があること,このラフトを制御すれば自己免疫異常を制御出来る可能性を示唆している.
統計デ-タ解析チュ-タ-システムの開発

本研究の目的はデ-タ解析の初心者や学生に入門的なデ-タ解析を教育するツ-ルを開発することである。対象者は必ずしも統計学や情報科学を専攻していなくともよい。デ-タ解析の知識の教育は従来は書物を用いて行われてきたが、書物では全ての知識が順に並んでいるだけで、関連知識を参照しにくい、読者のレベルに合せた提示が難しい、実習ができないなどの欠点がある。デ-タ解析の実習はコンピュ-タと統計パッケ-ジを用いて行われてきたが、初心者はその操作がうまくできないし、人数が多いと教師の目が届かない。知識内容と実習内容を1つにまとめた教育用のソフトウェアがあればよい。現時点でそのようなソフトは存在していない。このチュ-タ-はデ-タ解析教育に関する専門家の知識をコンピュ-タ化したエキスパ-トシステムでもある。エキスパ-トシステム構築のためのツ-ルは概に様々なものが発表されているが、実際の構築はそれほど進んでいない。それは、コンピュ-タ化すべき内容が整理・体系化されていないからである。その内容は当該専門分野に関わる知識や体験であり、それらを収集しコンピュ-タ化できるような形で体系化するのは困難な作業である。3年間の研究期間のほとんどを知識・経験の収集と体系化にかけ、1991年秋に試作システムを完成させた。後期の授業で実際に使った。その成果は日本計算機統計学会シンポジウム1991/11、日本社会学会1991/11、文部省統計数理研究所「ソフトウェアを用いた統計教育のための基礎研究」研究会1992/3などで発表した。チュ-タ-作成にあたってはいろいろなシステムを検討したが、最終的に、コンピュ-タはツ-ルが容易に入手でき、GUI環境も優れているMacintosh(MacSE/30)、ハイパ-テキストとしてはHyperCard、統計パッケ-ジとしてはSPSSーEducationを用いた。1.開発に用いるコンピュ-タを購入した。(1)ワ-クステ-ション;日本電気(株)のEWS4800、1式。(2)パソコン;アップル社のMacSE/30、2式。2.実験セミナ-を開催し、チュ-タシステム構築に必要なデ-タを収集した。3.大学、研究所、図書館などで関係資料を収集した。4.これをまでに得られた知見は次のとおりである。(1)システム構築にあたっては、機材の選定が難しい。【○!1】汎用コンピュ-タではレスポンスや使いやすさの点で構築は難しい。【○!2】パソコン(Mac)はとても使いやすいが高価であり普及の度合いが低い。本格的なマルチウインドが実現していないなど機能的に不十分である。【○!3】パソコン(PC9801)はよく普及しており価格も安いが、ソフト・ハ-ドとも性能的にMacに劣る。【○!4】EWSは高価だか高性能で機能的には本研究の要求をみたす。使いやすさの点ではパソコンに劣り、ソフト開発も困難である。(2)そこで価格や普及度は考えず、また1機種で全て実現するのではなく、システムの部分にをそれに最も適した機材で開発することにした。【○!1】ブラウジングシステムとテキスト作成はMacで、【○!2】カラ-イメ-ジ処理及びLISPによるエキスパ-トシステム構築はPC9801で、【○!3】マルチウインドによるシステム構築及びS言語による処理系、エキスパ-トシステムのテストはEWS4800で、それぞれ試みている。

(3)機能的には不十分ではあるが、手軽に使える各種パソコンで試作し、最終的にEWS上に完成させる予定である。1デ-タ解析チュ-タ-システム開発のための要求分析を行った。使用者は誰か、必要とされる状況はどうか、水準や内容や提示方法はどうあるべきか、例示デ-タの収集・整理はどのように行うべきかなどを明確にした。2研究成果を学会、論文等で発表して専門家の意見をきいた。3実験セミナ-については予定会場(東北大学大型計算機センタ-)で機材が年度末にならないて揃わないことが判明したことと、EWS上でのチュ-タ-の開発が遅れているため、今年度はやむなく中止した。4EWSは当初の予想に反し、使いやすいソフトウェアが余り発表されず、現時点ではEWS上での開発は困難であるという結論に達した。5チュ-タ-を次の方針で作成することにした。(1)パソコン(Mac)とハイパ-カ-ドで作る。(2)シミュレ-ションについては既存の統計パッケ-ジを利用する。(3)既存パッケ-ジにない手法はPascalなどで自作する。(4)デザインや機能を統一して手分けして作る。(5)函館分校(Macのシステムが30台まとまっている)で、実際のデ-タ解析法の授業の教材として使えるように設計する。(6)各分析手法のチェック項目や要件(その手法を使う際の必要条件)が満たされないとき、どうすベきかをチュ-タ-にする。「○○ならば問題である、○○ならば使えない」という場合、もしもその「○○」ったとき、ユ-ザ-はどうすべきかの指示を、「××とした方がよい、普通は××することが多い」などとしてチュ-タ-にとりこむ。」このような専門家の勘や経験を整理体系化することが、本研究の中心的テ-マである。1テキストの作成;統計デ-タ解析チュ-タ-システムの作成に必要なテキスト部分の内主要なものを完成させた。出来上がった部分は(1)概論、(2)デ-タ解析の基礎、(3)回帰分析、(4)因子分析、(5)数量化I類、(6)数量化II類、(7)数量化III類である。2チュ-タ-の試作;パソコン上でチュ-タ-システムを試作した。パソコンはマッキントッシュSE/30、ハイパ-テキストはHyperCard、シミュレ-ション用の統計パッケ-ジはSPSS-Airを用いた。3テスト;試作システムを10月からの授業で実際に使用した。学生の興味感心を大いに引くことができた。学習意欲は大変高かった。課題に対する回答も大変優れていた。1、2年生とは思えないほどデ-タ解析に対する理解を深めることができた。4成果の発表;研究成果、チュ-タ-システムの概要、テスト結果などを第5回日本計算機統計学会シンポジウム(11月)、第64回日本社会学会大会、及び文部省統計数理研究所「ソフトウェアを用いた統計教育のための基礎研究」研究会などで発表した。好評であった。学会、研究会の会場の内外で、あるいは個人的に使用、試用、あるいは購入の申込を受けた。5今後の課題;今後の課題としては、(1)チュ-タ-の残りの部分を完成させる、(2)統計パッケ-ジが市販品である、(3)開発機種があまり普及していないこと、
動力伝達用生分解性潤滑油の負荷性能向上に関する研究

試験歯車としてはガス浸炭を施したクロムモリブデン鋼(SCM415H)歯車を使用した.試験方法としては,試験は動力循環式歯車試験機を用いて,小歯車の回転数を6000rpm一定とし,荷重漸増方式で行った.試験油として,3種類の植物油(なたね油,大豆油およびコーン油)にホスホン酸ジブチル(DBPo)を添加した試油およびタービン油を使用し,各潤滑油とも試験開始時の動粘度は一定(η=25mm^2/s)になるよう,歯車箱内に設置したヒーターを自動温度調節器により加熱・制御した.試験開始時の油温は,タービン油:55±1°C,なたね油:47±1°C,コーン油:46±1°C,大豆油:44±1°Cとした.主な実験結果を以下に示す.(1)各試油に対する大歯車の本体温度θbは歯面荷重の増加に伴って徐々に上昇する.また,DBPo添加油の場合のθbが基油に比べて12°C低く現れており,DBPo添加剤による摩擦特性の改善効果が認められる.(2)添加油の耐スコーリング性能に関しては,設定した荷重段階内でスコーリングが発生しなかったため,スコーリングに対する最終的な限界荷重を評価できない.しかしながら,DBPoの添加により,なたね油の耐スコーリング性能は約78N/mm(単位歯幅当たりの歯面荷重)以上,コーン油の場合は378N/mm以上,大豆油の場合は449N/mm以上,それぞれ増加した.(3)DBPo添加油に対するスコーリング臨界温度θcrは各植物油とも約400°C以上となる.試験歯車としてはガス浸炭を施したクロムモリブデン鋼(SCM415H)歯車を使用した.試験方法としては,試験は動力循環式歯車試験機を用いて,小歯車の回転数を6000rpm一定とし,荷重漸増方式で行った.試験油として,3種類の植物油(なたね油,大豆油およびコーン油)にホスホン酸ジブチル(DBPo)を添加した試油およびタービン油を使用し,各潤滑油とも試験開始時の動粘度は一定(η=25mm^2/s)になるよう,歯車箱内に設置したヒーターを自動温度調節器により加熱・制御した.試験開始時の油温は,タービン油:55±1°C,なたね油:47±1°C,コーン油:46±1°C,大豆油:44±1°Cとした.主な実験結果を以下に示す.(1)各試油に対する大歯車の本体温度θbは歯面荷重の増加に伴って徐々に上昇する.また,DBPo添加油の場合のθbが基油に比べて12°C低く現れており,DBPo添加剤による摩擦特性の改善効果が認められる.(2)添加油の耐スコーリング性能に関しては,設定した荷重段階内でスコーリングが発生しなかったため,スコーリングに対する最終的な限界荷重を評価できない.しかしながら,DBPoの添加により,なたね油の耐スコーリング性能は約78N/mm(単位歯幅当たりの歯面荷重)以上,コーン油の場合は378N/mm以上,大豆油の場合は449N/mm以上,それぞれ増加した.(3)DBPo添加油に対するスコーリング臨界温度θcrは各植物油とも約400°C以上となる.試験歯車としてはガス浸炭を施したクロムモリブデン鋼(SCM415H)歯車を使用した.試験方法としては,試験は動力循環式歯車試験機を用いて,小歯車の回転数を6000rpm一定とし,荷重漸増方式で行った.試験油として,3種類の植物油(なたね油,大豆油およびコーン油)およびタービン油を使用し,各潤滑油とも試験開始時の動粘度は一定(η=25mm^2/s)になるよう,歯車箱内に設置したヒーターを自動温度調節器により加熱・制御した.試験開始時の油温は,タービン油:55±1°C,なたね油:47±1°C,コーン油:46±1°C,大豆油:44±1°Cとした.主な実験結果を以下に示す.(1)大歯車の本体温度および飛散潤滑油温度は歯面荷重の増加に伴って徐々に上昇し,タービン油の場合が植物油に比べて高い.(2)潤滑油の耐スコーリング性能(スコーリング発生時の単位歯幅当たりの歯面荷重)は,なたね油>コーン油>大豆油>タービン油となり,なたね油の耐スコーリング性能はタービン油の約1.7倍である.(3)タービン油に対するθcrは約280°Cとなる.なたね油に対するθcrは約400°Cとなり,この場合のスコーリング臨界温度は植物油のうち,最も高い.(4)タービン油に対する音圧レベルおよび振動加速度αは植物油の場合に比して高い.スコーリング

発生時にαは一時的に増加したため,歯車箱の振動加速度の計測により,スコーリング発生が感知できる.試験歯車としてはガス浸炭を施したクロムモリブデン鋼(SCM415H)歯車を使用した.試験方法としては,試験は動力循環式歯車試験機を用いて,小歯車の回転数を6000rpm一定とし,荷重漸増方式で行った.試験油として,3種類の植物油(なたね油,大豆油およびコーン油)にホスホン酸ジブチル(DBPo)を添加した試油およびタービン油を使用し,各潤滑油とも試験開始時の動粘度は一定(η=25mrn^2/s)になるよう,歯車箱内に設置したヒーターを自動温度調節器により加熱・制御した.試験開始時の油温は,タービン油:55±1°C,なたね油:47±1°C,コーン油:46±1°C,大豆油:44±1°Cとした.主な実験結果を以下に示す.(1)各試油に対する大歯車の本体温度θbは歯面荷重の増加に伴って徐々に上昇する.また,DBPo添加油の場合のθbが基油に比べて12°C低く現れており,DBPo添加剤による摩擦特性の改善効果が認められる.(2)添加油の耐スコーリング性能に関しては,設定した荷重段階内でスコーリングが発生しなかったため,スコーリングに対する最終的な限界荷重を評価できない.しかしながら,DBPoの添加により,なたね油の耐スコーリング性能は約78N/mm(単位歯幅当たりの歯面荷重)以上,コーン油の場合は378N/mm以上,大豆油の場合は449N/mm以上,それぞれ増加した.(3)DBPo添加油に対するスコーリング臨界温度θcrは各植物油とも約400°C以上となる.
Foodshed概念を用いた都市空間の再評価と計画論への展開

本研究では「生産地から消費地まで食糧が移動する地理的範囲」を示す「Foodshed」(食域圏)概念を用いて、日本の都市の農住混在空間にみられる小規模分散型のローカルフードシステムの空間的広がりを視覚化する方法を構築し、資源循環の観点からその有効性を検証する。それを通じて日本の都市空間の再評価を行うとともに、持続可能な都市・コミュニティを再構築していく上での計画論的課題の提示を目指す。
接着分子遺伝子導入による腫瘍特異的細胞障害生T細胞誘導に関する分子免疫学的検討

抗原特異的CTLの誘導には、抗原を提示しているMHCとT細胞受容体の結合によるシグナル以外にco-stimulatory分子のCD80(B7-1)或いはCD86(B7-2)分子とT細胞上のCD28分子の結合による第2のシグナルが必要である。しかし、腫瘍細胞はB7-1或いはB7-2の発現は欠如しており、たとえ腫瘍細胞上に抗原が呈示されていたとしても免疫学的不応答になる可能性が推測されている。そこで本研究では、遺伝子導入効率の優れているアデノウイルスベクターを使ってco-stimulatory分子を腫瘍細胞へ遺伝子導入し腫瘍特異的CTLが誘導されるか検討し、養子免疫療法への応用の可能性についても検討した。本研究により明らかとなった点について以下にしめす。1).co-stimulatory分子遺伝子ヒトB7-1 cDNA、B7-2)cDNA,ICAM-I cDNAをcytomegalovirus(CMV)promoter,アデノウイルス5型major late promoter(MLP)でdriveするそれぞれ2組のアデノウイルスベクターを作成した。またE.coli lacZ遺伝子をCMV promoterを使って発現するアデノウイルスベクターを2種類作成した。これらはSV40核移行シグナルをもたないAdCMVLacZと核移行シグナルをもつAdCMVnLaczである。コントロールアデノウイルスとして全く外来遺伝子を発現しないAdNullを作成した。2).アデノウイルスベクターを用いて肺癌細胞への遺伝子導入は正常気道上皮細胞に比し優れていることが示唆された。3).co-stimulatory分子遺伝子導入後の肺癌細胞におけるco-stimulatory分子発現はMLPとCMVプロモーターで比較した場合CMVの方が100倍以上高いことが示された。4).アデノウイルスベクターを使ったB7-1,B7-2分子遺伝子導入後5日間でメラノーマ細胞、肺癌細胞にたいする腫瘍特異的CTLの誘導の可能性がしめされた。メラノーマ細胞にたいするCTLはE/T40で平均60%の抗腫瘍活性をしめしたが肺癌の場合は平均45%で最大62%であった。また、誘導されたCTLは親株以外の腫瘍細胞には抗腫瘍活性を示さず腫瘍特異的であることが示唆された。更にIL12添加により抗腫瘍活性が10%高まった。5).CTLの抗腫瘍活性は最低15%から最大62%と幅をもっている。γ-インターフェロン添加においても抗腫瘍活性に変化はないことから腫瘍よりTGF βのようなリンパ球抑制因子の分泌により抗腫瘍活性が低下している可能性が考えられた。6).co-stimulatory分子の一つであるICAM-IについてはCTLは誘導されず、アデノウイルスベクター自体の感染でICAM-Iの発現が増強した。遺伝子導入後7日以内で比較的容易に腫瘍特的CTLが誘導可能なことは養子免疫療法の可能性を示唆する。更に養子免疫療法とすることでアデノウイルスベクターのin vivo遺伝子導入の欠点とされる免疫反応を克服できる点でもその応用が期待される。γ-

インターフェロン添加においても抗腫瘍活性に変化はないことから腫瘍よりTGF βのようなリンパ球抑制因子の分泌により抗腫瘍活性が低下している可能性が考えられた。6).co-stimulatory分子の一つであるICAM-IについてはCTLは誘導されず、アデノウイルスベクター自体の感染でICAM-Iの発現が増強した。遺伝子導入後7日以内で比較的容易に腫瘍特的CTLが誘導可能なことは養子免疫療法の可能性を示唆する。更に養子免疫療法とすることでアデノウイルスベクターのin vivo遺伝子導入の欠点とされる免疫反応を克服できる点でもその応用が期待される。抗原特異的cytotoxic Tlymphocyte(CTL)の誘導に抗原提示細胞、Tリンパ球の間にMHC-抗原-TCRを介するシグナルに加えco-stimulatory分子を介するシグナルが必要であることが明らかになっている。この現象を基に腫瘍細胞へco-stimulatory分子遺伝子導入を行い腫瘍特異的CTLの誘導の可能性を検討する目的でco-stimulatory分子(B7,B70,ICAM-I)遺伝子導入のために2種類のプロモーターcytomegalovirus immeadiate early promoter(CMV)、アデノウイルス5型major late promoter(MLP)をそれぞれ使った非増殖性アデノウイルスベクターを相同性組換えにより作成した。非増殖性アデノウイルスベクターを用いた腫瘍細胞への遺伝子導入効率を評価するためにリポーター遺伝子E.coliLacZ遺伝子(β-galactosidase:β-galをコード)を組み込んだ非増殖性アデノウイルスベクターを作成し、腫瘍細胞へ1,10,40multiplicity of infection(MOI)で感染させた標的細胞で発現したβ-gal活性の検討を行った。悪性黒色腫細胞株SK-me15,SK-mel28,肺癌細胞株A549,PC14,肺癌患者手術検体より得られた肺腺癌細胞のような接着性細胞では10MOIで90%以上のβ-gal活性が認められた。一方肺小細胞癌細胞株のような非接着性細胞では同じ10MOIで10-20%のβ-gal活性にとどまった。この結果はアデノウイルスの感染に必要な標的細胞のインテグリンの発現が非接着細胞では少ないことと関連していることが推測された。10MOIで腫瘍細胞へB7,B70,ICAM-Iの遺伝子導入した場合、CMVプロモーターを用いた方がMLPプロモーターでdriveした場合に比較して10^2倍導入遺伝子発現が強いことがmRNAレベル,抗B7,抗B70,抗ICAM-I抗体を使ったflowcytometry解析で明かとなった。
仮想現実感データベースシステムのデータモデルに関する研究

マルチメディアデータベースシステムは各メディアが統合されていなければならない。しかし現在に至るまでその統合の方法が分からなかった。世界で始めて,この統合の方法を提案した。その方法は,概念スキーマの記述レベルとして仮想現実感データモデルを用いる方法である。即ち各メディアで記述されたものを一次情報と考えるのではなく,それはあるメディアによるビューにすぎないと考える。真の情報はそのメディアで記述されている人物,物,其の行動等のイベントであるとする。種々のメディアで入力されると,ビデオや写真では構図解析,被写体認識,イベント認識を行い,仮想現実感世界を更新する。データベースを検索した結果の表示は,この仮想世界の事物やイベントに対してなされ,その結果は,ビデオで要求されれば,仮想世界中のカメラを望みの経路に従って動かしながら撮影した物を見せる。写真を要求されたら,適当な位置に仮想カメラを置いて撮影した画像を見せる。このように処理することにより,例えば写真で入力された内容はビデオでも提示出来るようになり,究極のマルチメディアデータベースシステムの構築法が示された。昨年度設計された仮想現実感データベースシステムに関しては,BNFで定義された仮想現実感世界を生成し,同時にデータベースに蓄積するシステムを試作した。表駆動方式で試作したが,第一版として静止物の部分は出来た。動く物,イベントの部分は別システムとして作成した。これらの統合は今後の課題として残されている。
タンパク質長格子結晶のパルス中性子回折データの強度分離法の開発

茨城県東海村の大強度陽子加速器施設にあるiBIXは、国内で唯一利用できる生体高分子用中性子回折装置である。iBIXは膜タンパク質を含むほとんどのタンパク質で水素原子やプロトンの位置を決定できる。しかし、135オングストロームを超える格子定数の大きな単結晶の回折データ収集時には中性子の波長、散乱角、測定方位により回折斑点が重なることがあり、それらの回折斑点の個々の強度を決定することができない。そこで、本研究では重なった回折斑点で個々の強度を決定する方法を開発する。本研究により、プロトン輸送機構の解明などタンパク質の詳細な反応機構が解明され、人工光合成の実現などの波及効果が期待できる。
畑作農業の構造変化と新たな経営体の形成

2カ年にわたる調査研究で得られた知見は以下の通りである。1.農家労働力の高齢化のもとで、農地利用は急速に後退しつつある。とりわけ畑作地帯では、農業労働力の脆弱化が農業構造の変化にストレートに結びついている。2.上記の点は畑地の流動化を促進する条件ともなる。旺盛な農地流動化を巧みに利用しながら、ごく短期間に急速な規模拡大を達成した農家が少なくないのもこうした理由による。しかし借地型規模拡大が可能となるには、耕地基盤の整備、担い手農家の存在、農地流動化を促進・斡旋する仲介機関の存在などが不可欠である。3.しかし畑作地帯にはこのような条件を欠く地域が多い。こうした地域では、高齢化が即農地利用の後退に結びつくことになる。それゆえ畑作地帯の農業再編には、多様な経営体が用意されなければならない。4.畑作農業組織化の代表的なシステムが農業管理センターである。農協が設立主体になるケースが多いが、大型機械を整備しそのリ-ス事業や農作業受託、流通・加工対応、経営情報の提供など、個別経営の展開を支援し補完するという機能を果たしている。また近年では、農外企業が農作業受託業を始めるケースも珍しくなくなったが、その経営上のノウハウには学ぶべき点が多い。5.個別経営を補完するだけではもはや地域農業の空洞化を防げない地域も多い。こうした地域では個別経営に代替する新たな経営体の模索が始まっている。農協直営事業はその代表的実践である。農協が耕作放棄地を受託し、スカウトした管理者の身分保障をしながら経営管理を行っている。農地の荒廃を防ぎながら、新規参入型の担い手を育成する試みとして注目に値する。今年度行った作業は、(1)農林水産省での関連資料の収集・ヒヤリング、(2)全国的状況の統計的・資料的検討、(3)鹿児島県における実態調査、(4)北海道十勝農業の調査と資料収集であった。農家労働力の高齢化のもとで農地利用は急速に後退しつつある。農業就業人口の高齢者比率と農地利用後退率との間には明瞭な照応関係が存在する。畑作地帯では農業労働力の脆弱化が農業構造の変化にストレートに結びつく。当地帯では農地流動化率の水準も高く、旺盛な農地流動化を巧みに利用しながら、ごく短期間に急速な規模拡大を達成した農家が少なくない。しかし畑作地帯では、個別経営がダイナミックな経営展開を実現できる条件を欠く地域が多い。こうした地域では農業の組織化が課題となる。農協を核とした農業管理センター構想はその代表的なシステムである。十勝地域ではこうした農協の補完機能が充実している。大型機械の整備・リース、流通・加工対応、農家への各種情報の提供など、個別経営の存在を前堤にその組織化が高度のレベルに達している。一方、南九州の畑作地帯では個別農家の空洞化が著しく進行したため、個別経営に代替する新たな経営体の模索が始まっている。鹿児島県加世田市はその典型的地域である。農協直営事業はこうした危機状況の下に生み出された。事業は1989年に開始された。耕作放棄地を農協が経営受託し、ハウスかぼちゃ・メロンの栽培を行っている。施設は管理責任者が配置され、農協嘱託の身分が保証されている。そして経営が軌道にのれば、管理責任者を経営者として一人立ちさせたいと期待している。南九州にはこうした農協直営または第3セクター方式による経営体が次々に設立されている。同時に、産地集荷業者や卸売業者による生産事業への参入も目立ってきた。畑作農業は多様な経営体によって担われようとしている。今年度は、【.encircled1.】北海道釧路地域での草地酪農を中心とした調査、【.encircled2.】千葉県茂原市での合併農協の畑作農家支援システムの調査、【.encircled3.】

農家鹿児島県有明町、宮崎県川南町での農業管理センターや農業サービス事業体の実態調査、【.encircled4.】農林水産省での関連資料の収集・ヒヤリング、の4つの作業を行つた。農家労働力の高齢化のもとで農地利用は急速に後退しつつあるのだが、畑作地帯では農業労働力の脆弱化が農業構造の変化にストレートに結びつく。とりわけ北海道のような農業専業型の経営が多い地域では、労働力的な制約が離農に直結することとなる。しかし北海道酪農には、膨大な資金がこれまでに投資されてきたし、その多くの部分を政府補助金が占めてきた。離農はこうした投資蓄積を無にする事を意味する。そこで案出されたのが、農地開発公社を媒介としたリース農場制である。農業への新規参入者の初期投資を軽減しながら、同時に離農農家が蓄積してきた資本を再活用しようというのがその狙いである。農業管理センター(有明町)や農作業サービス事業体(川南町)もまた全国的に急増している。労働力的に困難をきたしている農家を中心にニーズが高まっているからである。とりわけ畑作部門では、農協や業者が直接作業を請け負うタイプのサービス事業体が目立っている。農業管理センターでは、こうした作業受委託事業を出発点として、さらに農地利用調査や経営・財務管理面にまで踏み込んだサービスを提案しようとしている(JA千葉長生)。地域農業の管制センターとして位置づけられようとしているのである。営農継承をめぐる規範意識や集落機能が相対的に弱い畑作部門では、リース制度による新規参入者の受け入れや、農業管理センターなどによる個別経営支援システムの構築は重要な課題だといえよう。
三次元比抵抗探査の有効性評価に関する研究

最初に比抵抗三次元逆解析について次の3点の改良を行った。その第一は、フォワード計算における反復解法をSOR法からICCG法に変え、収束判定のしきい値を十分小さくして計算精度の向上を図った。第二は、逆解析の反復ごとに複数回のフォワード計算を行って最適なラグランジ乗数を探索するように改良し逆解析の安定化を図った。第三は、先験的情報を逆解析課程に導入するため、従来の平滑化拘束に加えて初期値拘束を組み入れた。これにより三次元逆解析の精度を従来より大幅に改善することができた。次にこの解析プログラムを用いて、現実に近い三次元構造を模擬した三次元探査の数値実験を行った。その結果、二次元探査により浅部の比抵抗境界や三次元異常体を把握することは可能であるが、浅部の比抵抗分布が複雑な場合には深部に偽像が現れ、深部構造の解釈を誤る可能性が大きく、したがって一般的な三次元構造のもとでは三次元探査の方が解析精度・分解能とも二次元探査よりもはるかに優れていることが明らかになった。三次元探査のデータ取得方式に関して、実験により明らかになった点は次の通りである。1.地表近くの比抵抗異常はアンダーサンプリングでなければ電極配置にあまり関係なくほぼ完全に再現することができる。しかし埋没異常体に対する分解能については電極配置によってかなりの差が認められる。2.データの誤差が同じ程度であれば、ダイポール・ダイポール配置の方が二極法配置よりも優れている。3.二極法配置の場合、埋没異常体に対する分解能を向上させるため、主要測線の他にそれと直交する測線を加えることが望ましい。複雑な地下構造モデルを想定して有限要素法による三次元モデリングを行い、種々の測定方式に対応した“測定データ"を作成した。電極配置はダイポール・ダイポール配置、ポール・ダイポール配置、ポール・ポール配置である。今年度は主に一方向に測線を並行して配置した測定方式についてモデリングをおこなった。モデリングにあたっては数値誤差の影響を検討するため、1つのモデルに対して複数のグリッドを用いて計算した。グリッドが異なってもモデリング結果の相対誤差は2%以下であり、モデリングの精度が三次元比抵抗探査のシミュレーションに影響を与えないことを確認した。一方、三次元逆解析プログラムについて次の3点について改良をおこなった。第三は、先験的情報を逆解析過程に導入するため、従来の平滑化拘束に加えて初期値拘束を組み入れた。これらの改良により三次元逆解析の精度は従来より大幅に改善されることがシミュレーションにより確認された。また、従来逆解析の前段階として解析領域をセルに分割する作業が必要であったが、この作業を自動化するプログラムを加えたことにより、解析の全作業をパソコンにより行うことができるようになった。三次元比抵抗探査の有効性を評価するため、現実に近い三次元構造を模擬した数値実験を行った。その結果、一般的な三次元構造のもとでは三次元探査の方が解析精度・分解能とも二次元探査よりもはるかに優れていることが明らかになった。二次元探査により浅部の比抵抗境界や三次元異常体を把握することは可能であるが、浅部の比抵抗分布が複雑な場合には深部に偽像が現れ、深部構造の解釈を誤る可能性が大きい。比抵抗法探査では地表近くよりもある程度深部を調査対象にする場合が多いので、三次元探査を実施することが望ましいケースは多いと考えられる。本実験では三次元探査のデータ取得方式として主に'並行複線型'を想定した。

この方式は二次元探査方式を三次元に拡張したもので、従来の測定方式をそのまま継承できるので、一般的に受け入れられやすいと思われる。この方式に関して、実験により明らかになった点は次の通りである。1.地表近くの比抵抗異常はアンダーサンプリングでなければ電極配置にあまり関係なくほぼ完全に再現することができる。しかし埋没異常体に対する分解能については電極配置によってかなりの差が認められる。2.データの誤差が同じ程度であれば、ダイポール・ダイポール配置の方が二極法配置よりも優れている。3.二極法配置の場合、埋没異常体に対する分解能を向上させるため、主要測線の他にそれと直交する測線を加えることが望ましい。