hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歩行者と混在・協調する次世代車両の自動運転

本研究は,1人乗りの小型車両であるパーソナルモビリティビークル(PMV)と歩行者が高密度に混合して安全に移動するために必要な,PMVの挙動および道路環境の要件を明らかにすることを目的とする.バーチャルリアリティ(VR)環境に,VR内のPMV・歩行者と被験者がインタラクティブに回避可能な歩行シミュレータを実装し,VR実験を通じてPMVの挙動や歩道幅員,歩行者密度と歩行者がPMVから受ける主観的危険度との関係を定量化した.研究代表者らがこれまでに実施した,セグウェイ等のパーソナルモビリティ(PMV)と歩行者・自転車との回避実験の結果等を用いて,PMVの挙動モデルに必要なパラメータの基礎分析を行った.追従時の反応時間が急停止時と通常の追従時とで異なることや,歩行者・自転車それぞれに対する車間距離などの情報を得た.その後,既存の歩行者シミュレーションモデルのパラメータをチューニングすることでPMVの挙動モデルを作成した.追従,追い越し,対向者との回避等の基本挙動について,歩行者モデルのチューニングによる簡便なモデルでも再現が可能であることを示した.しかし,より歩行者交通量の多い環境下では観測値に比べてモデルでは急制動を行う傾向もあるため,PMVの機械的な挙動の制約条件を与えたモデルの改良が望まれる.導出したモデルを用いて,歩行者が対向方向から向かってくる場合のセグウェイの回避行動の感度分析を行った.既存の被験者実験とシミュレーションとで,接近速度と回避距離との相関関係の傾向が類似していることを確認したうえで,被験者実験では安全上実施が困難な条件においてもシミュレータによる解析を行った.バーチャルリアリティ(VR)空間実験については,歩行者を対象としたVR空間での挙動実験の既往事例が極めて限られることから,まず手法のfeasibility studyを行うこととした.具体的には,歩行者が接近するPMVとの認知距離や不快感の感じ方について,現実空間の実験とヘッドマウントディスプレイを用いたVR空間内での実験とを比較することにより,VR空間と現実空間との認知特性の違いを調べるものである.今年度はこの実験の実施のほか,VRソフトウェアの使用方法の習熟,被験者の歩行時の位置や進行方向の情報をVR上に反映するためのセンサの検討を行った.当初計画で予定していたPMVの挙動モデル構築・交通流評価については,VR空間にも反映可能なPMV挙動の基礎モデルを構築し,それを用いてPMVの交通流への影響の机上検討を行っており,予定通りの進捗といえる.VR空間の改良については,歩行者VR実験についての既往研究を整理した結果として,VRと実空間との乖離を十分に精査する必要があることが見込まれたため,認知機能の評価に特化した予備実験を行った.VR実験では,挙動モデルをVRシステムに組み込むのみならず,被験者がVR上の移動体とインタラクティブに反応するために,被験者の位置情報をVR空間上に反映するためのセンサの検討が特に重要である.必要なモーションセンサを導入し,その特性やVRとの接続方法について検討を進めているところであり,次年度の本実験に向けた準備は十分に進められているといえる.本研究では,バーチャルリアリティ(VR)空間を用いた被験者実験を通じて,パーソナルモビリティビークル(PMV)が歩行者流と安全に混在して走行できるための要件の検証を行った.(1)インタラクティブVR歩行システムの構築:VR空間に歩行者およびPMVの動きを再現し,ヘッドマウントディスプレイを装着した被験者がVR空間内を歩き,周辺の仮想の歩行者やPMVと相互にリアルタイムに回避して通行することのできるシステムを構築した.現実とVR空間とで接近するPMVに対する被験者の危険度や安心感の評価を行い,VR空間では接近距離に対する感度は低いものの,被験者の主観的危険度が現実と同様の傾向を示すことを明らかにした.(2)PMVに対する歩行者の主観的危険度モデルの構築:仮想空間において被験者(歩行者)とPMVや周辺歩行者が混在して移動する歩行実験を行い,PMVの性能や歩行者交通量,道路幅員に応じた歩行者の主観的危険度のデータを取得した.歩行者密度やPMVの速度,角速度が主観的危険度に影響を与えることを明らかにした.この結果を用いて,歩行者の行動モデルの1つであるSocial Forceモデルを改良し,PMVの速度や移動方向,相対距離に応じた歩行者の主観的危険度を説明するモデルを作成した.(3)歩行者と共存可能なPMVの要件整理:構築した主観的危険度モデルを活用し,歩行者への接近時に歩行者の主観的危険度の閾値を超えないようなPMVの速度抑制方法や,歩行者交通量と道路幅員を考慮したPMVの速度規制方法についてケーススタディによる検討を行い,歩行者空間に対して追加的にPMVが導入される場合に必要なPMVの機能および道路環境の条件を整理した.本研究は,1人乗りの小型車両であるパーソナルモビリティビークル(PMV)と歩行者が高密度に混合して安全に移動するために必要な,PMVの挙動および道路環境の要件を明らかにすることを目的とする.バーチャルリアリティ(VR)環境に,VR内のPMV・歩行者と被験者がインタラクティブに回避可能な歩行シミュレータを実装し,VR実験を通じてPMVの挙動や歩道幅員,歩行者密度と歩行者がPMVから受ける主観的危険度との関係を定量化した.これまでに作成したPMV挙動モデルと,被験者の挙動をVRに反映させるためのモーションセンサを統合して,歩行者としての被験者と周辺PMV,歩行者とがインタラクティブに反応するVRシステムを構築する.

これを用いて,周辺PMV車両の挙動パラメータやアルゴリズムを変化させたときの歩行者の反応を計測する.被験者の反応を歩行者の交通シミュレーションモデルに反映させることで,様々な挙動を持つPMVに対する人間の行動を考慮したPMV・歩行者混在交通シミュレーションを作成することができる.この交通シミュレーションによる感度分析を通じて,PMVの挙動が歩行者交通流の円滑・安全性に及ぼす影響を評価し,望ましいPMVの挙動アルゴリズムを提案する.なお,PMV挙動モデルについては,PMVの機械的な挙動の制約条件を与えてモデルを改良することが課題として挙げられる.本課題が研究全体に与えるインパクトを精査したうえで,必要に応じて上述の研究計画と並行して改良を加える.土木計画学・交通工学パーソナルモビリティの挙動モデル構築に必要なデータの解析にかかる人件費を計上していたが,データの一部を日本大学から貸与することができた結果,データ取得・分析に要する人件費が当初予定よりも少なくなった.また,パーソナルモビリティの形状モデルをVR空間上に組み込む作業を外注することで,当初想定よりも少ない費用でのモデル構築が可能となったため.平成28年度にシステム改良作業に従事して内容を熟知している大学院学生に,継続して協力してもらう予定であるが,研究代表者の異動に伴い当該学生との研究打合せのための旅費が追加的に必要となった.そこで,次年度使用額は上記の旅費に充当することを予定している.他は当初予定通り,研究分担者との研究打合せおよび成果発表旅費,VRシステム構築のためのプログラミングや実験実施補助,被験者謝金にかかる人件費を主たる経費とし,併せて実験にかかる消耗品購入や英文校閲費用として使用する計画である.
自然炎症がアトピー性皮膚炎の発症と慢性化に果たす役割の分子機構の解明

TLR3-ノックアウトマウスにハプテン塗布による遅延型過敏反応や刺激性皮膚炎反応などのアトピー性皮膚炎のモデル反応を惹起して、皮膚での炎症反応を養子移入実験なども含めて詳細に検討するとともに病理組織学的に検討を行ったところ、TLR3-ノックアウトマウスでは野生型に比べて反応の減弱がみられた。アレルギー性皮膚炎、刺激性皮膚炎の反応に表皮角化細胞や線維芽細胞に発現するTLR3を介した炎症増強反応が深く関与していることが示唆された。本研究は、自己由来の内因性リガンドと病原体センサーの相互作用による非感染性慢性炎症である「自然炎症」がアトピー性皮膚炎の発症と慢性化に果たす役割と分子機構を究明することが目的である。今年度行った検討では、1TLR3-KOマウスにハプテン塗布による遅延型過敏反応や刺激性皮膚炎反応などのアトピー性皮膚炎のモデル反応を惹起して、皮膚での炎症反応を養子移入実験なども含めて詳細に検討するとともに病理組織学的に検討を行ったところ、TLR3-KOマウスでは野生型に比べて反応の減弱ががみられた。また、肥満細胞、樹状細胞、リンパ球、マクロファージなどの機能解析、掻き行動、表皮角化細胞や線維芽細胞が産生するサイトカインについて詳細な解析を行った。その結果、これらの反応増強の機序として、樹状細胞やリンパ球の関与は否定的で、表皮角化細胞や線維芽細胞の関与が考えられた。特に表皮角化細胞が産生するIP-10やRANTESなどのケモカインが、TLR3を介する接触過敏反応の増幅に重要であることが明らかになった。これらの結果から、アレルギー性皮膚炎、刺激性皮膚炎の反応に表皮角化細胞や線維芽細胞に発現するTLR3を介した炎症増強反応が深く関与していることが示唆された。また、アレルギー反応への内因性リガンドの関与の検討を行うため皮膚炎組織のホモジネートを超遠心で分離した抽出液を用いて、表皮角化細胞やマクロファージなどTLR3を発現する細胞の活性化機構を転写因子IRF3のリン酸化やIFN-γやTSLP, IL-33の産生、TLR3の発現を指標にin vitroで解析したが、有意な変化は見られず、内因性リガンドの同定には至っていない。今年度行った検討では、1TLR3-Tgマウスでみられる自然発症皮膚炎について評価を行ったところ、生後3週目から掻破行為、皮膚炎がみられ、浸潤細胞は好中球、リンパ球、好酸球が主体で、アトピー性皮膚炎に類似した組織像を呈した。2TLR3-Tg, TLR3-KOマウスにハプテン塗布による遅延型過敏反応や刺激性皮膚炎反応などのアトピー性皮膚炎のモデル反応を惹起して、皮膚での炎症反応を養子移入実験なども含めて詳細に検討するとともに病理組織学的に検討を行ったところ、TLR3-KOマウスでは野生型に比べて反応の減弱が、TLR3-Tgでは反応の増強がみられた。TLR3-KOマウスにハプテン塗布による遅延型過敏反応や刺激性皮膚炎反応などのアトピー性皮膚炎のモデル反応を惹起して、皮膚での炎症反応を養子移入実験なども含めて詳細に検討するとともに病理組織学的に検討を行ったところ、TLR3-KOマウスでは野生型に比べて反応の減弱がみられた。その結果、これらの反応増強の機序として、表皮角化細胞や線維芽細胞の関与が考えられた。

また、既報に基づいてTLR3を介する刺激がかき行動を誘導する可能性について、poly (I:C)を用いて検討したが、かき行動は誘発されず、既報での現象は再現されなかった。現在、TLR3アンタゴニストによって皮膚アレルギー反応が減弱する可能性について詳細に検討をしている。皮膚免疫学TLR3を介する皮膚接触過敏反応の増幅機構については分子レベルでの解析がさらに進み、現在論文を投稿中である。一定の成果が得られたと考える。特に、表皮角化細胞が産生するケモカインの増幅作用への関わりを明らかにできたことは、TLR3を介する炎症増幅機構の解明の上で大きな進歩と考える。一方で、皮膚過敏反応の皮膚組織における内因性リガンドの同定には至っておらず、今後さらなる検討が必要と考える。以上の結果は、当初の目標をほぼ達成しており、次年度以降のさらなる詳細な検討を展開する上で、十分な進展と考えている。・TLR3-Tgマウスでみられる自然発症皮膚炎について評価を行ったところ、生後3週目から掻破行為、皮膚炎がみられた。浸潤細胞は、好中球、リンパ球、好酸球が主体で、アトピー性皮膚炎に類似した組織像を呈した。・TLR3-Tg, TLR3-KOマウスにハプテン塗布による遅延型過敏反応や刺激性皮膚炎反応などのアトピー性皮膚炎のモデル反応を惹起して、皮膚での炎症反応を養子移入実験なども含めて詳細に検討するとともに病理組織学的に検討を行ったところ、TLR3-KOマウスでは野生型に比べて反応の減弱が、TLR3-Tgでは反応の増強がみられた。また、肥満細胞、樹状細胞、リンパ球、マクロファージなどの機能解析、掻き行動、表皮角化細胞や線維芽細胞が産生するサイトカインについて詳細な解析を行った。その結果、これらの反応増強の機序として、樹状細胞やリンパ球の関与は否定的で、表皮角化細胞や線維芽細胞の関与が考えられた。これらの結果から、アレルギー性皮膚炎、刺激性皮膚炎の反応に表皮角化細胞や線維芽細胞に発現するTLR3を介した炎症増強反応が深く関与していることが示唆された。1アトピー性皮膚炎患者でのTLR3の発現と機能の検討アトピー性皮膚炎患者においてTLR3を介するシグナルが増強して自然炎症を惹起している可能性を探求するため、同意を得て採取した患者の組織や細胞を用いて、表皮角化細胞のTLR3の発現を免疫組織化学で評価するとともに、末梢血単球のTLR3発現をFACSで解析するとともに、Poly(I:C)刺激による単球のIFN-γやTSLPなどの産生能と疾患活動性の指標となるバイオマーカーや重症度との関連を検討する。すでに、テープストリッピング検体を同意を得たアトピー性皮膚炎患者から多数採取しており、今後測定、解析に供する予定である。2自然炎症の制御による慢性炎症性疾患の新たな発症予防法や治療法に関する検討TLR3シグナルの阻害による自然発症皮膚炎やアレルギー炎症とその慢性化への効果を評価するため、TLR3のアンタゴニストや抗体を用いて、TLR3-Tgマウスの自然発症皮膚炎や野生型マウスに惹起した上記アトピー性皮膚炎のモデル反応への効果を検討する。すでにTLR3アンタゴニストを購入し、予備実験を開始している。1アレルギー反応への内因性リガンドの関与の検討
薬剤吸入による心停止後移植肺グラフト保護に関する前臨床研究

ビーグル犬左肺移植モデルにて、4時間の温虚血を与えた肺を移植し、再灌流後の移植肺機能を評価した。温虚血中、最後の1時間のみに純酸素換気を行うことにより良好な肺機能を維持することが判明した。次に、温虚血時間を5時間に延長し、最後の1時間に換気を行った対照群と、この間に、β2-刺激剤のプロカテロール吸入を追加した群と比較した。再灌流後肺機能は吸入群が有意に優れており、心停止後移植肺グラフト保護におけるプロカテロール吸入と陽圧換気の有効性と安全性が確認された。ミニブタ供給元のブタの予定外のサルモネラ感染による、供給困難のため、前臨床大動物実験モデルとして、実験動物を予定のミニブタからビーグル犬に変更して肺移植実験を開始した。実験方法は、実験動物の変更以外は、研究計画に従って施行した。しかしながら、実験動物の温虚血傷害が予想以上に強く表れ、研究計画で予測されたデータは充分には得られなかった。一方、本年度のイヌ肺移植実験の結果から、心停止の方法の違いにより、肺傷害の出方に差異が認められることが、判明したため、プロトコールの修正を目的とした予備実験として、ラット肺を用いて、心停止法の違いによる保存肺の状態を検討した。実験は、心停止の方法の違いにより、ラットを(1)KCl投与群、(2)心室細動群、(3)換気停止群の3群に分け、それぞれの方法で心停止を起こした後、60分間の温虚血を与え、虚血後の肺の状態の比較検討を行った。評価は虚血後肺の肺動脈から50mlのトリパンブルー色素を投与し、組織灌流状態を評価した。また、虚血後肺を体外循環回路に接続し、60分間の再灌流を行い、肺機能の評価を行った。その結果、KCl投与群、換気停止群では、心室細動群に比べ、有意に肺の再灌流が不均一であり、微小循環の傷害が推測された。この研究成果は、本年度の日本移植学会総会等で報告した。また、来年度パリで開催予定の国際心肺移植で発表予定である。この予備実験の結果を基に、実験プロトコールに修正を加え、イヌ肺を用いた肺移植実験を再開し、薬剤吸入効果の検討を施行中である。昨年度に行ったラット肺を用いた、心停止法の違いによる肺傷害の相違に関する研究の結果、保存肺の生理機能、病理学的所見、肺組織のエネルギー状態において、KCl投与群、換気停止群では心室細動群に比べ、有意に傷害が強いことが判明した。また、この相違は、血管内皮だけではなく、肺サーフアクタント機能へり影響に起因することが示唆された。この研究成果は、本年度の国際心肺移植学会、日本移植学会、日本胸部外科学会などで報告した。また、英論文として国際誌に投稿予定である。本年度は、これらの実験結果を基に当初の実験プロトコールに大幅な修正を加えてビーグル犬肺を用いた肺移植実験を再開した。イヌ肺への温虚血傷害の程度に応じて、温虚血時間や肺換気時間の長さ、移植肺機能評価方法、移植後観察時間などの点において、実験プロトコールにさるに細かい修正を加えて、実験系の確立を試みた。その結果、イヌ肺の温虚血を4時間に延長し、3時間の肺冷却保存後にイヌ左肺同種移植を行い、再灌流後1時間目に対側の右肺門をクランヲし、肺機能が移植肺のみに依存する状態で再灌流後6時間まで肺機能を評価する系が確立した。この修正実験プロトコールによる予備実験では、4時間の温虚血の問、無換気のまま放置された肺は、移植後に明らかな傷害を示した。一方、温虚血4時間のうち、最後の1時間のみに人工呼吸器による換気を行った肺では、無換気肺に比べて有意に良好な移植肺機能を示した。今後、当初の目的通り、この換気時間に薬剤吸入を加えて、肺保存効果の改善か得られるかどりかを検討評価する予定である。昨年度は、ビーグル犬肺を用いた肺移植モデルの実験系を確立した。本年度は、この系を用いて、イヌ肺に4時間の温虚血を与えた後、さらに2時間の冷却保存後にイヌ左肺移植を行い、再灌流1時間後に対側の右肺門をクランプして、肺機能が移植肺のみに依存する状態で再灌流後4時間まで肺機能を評価した。その結果、4時間の温虚血の間、無換気のまま放置された対照群(n=8)では、移植後に明らかな肺障害を示し、4頭が高度の肺水腫のため再灌流を完遂できなかった。

一方、温虚血4時間のうち、最後の1時間のみに人工呼吸器による純酸素換気を行った換気群(n=6)では、6頭とも再灌流を完遂し、有意に良好な肺機能を示し、肺組織内の高エネルギーリン酸化合物が保持され、アポトーシスの軽減が認められた。また、対照群では組織学的に高度の出血や炎症所見を認め、炎症性サイトカイン(TNF-α、IL-8、IL-6)の高値を伴っており、温虚血中の陽圧換気に肺保護効果があることが判明した。次に、当初の目的である薬剤吸入効果を検討するため、上記の実験プロトコールに修正を加えて、温虚血時間を5時間に延長し、このうち最後の1時間のみに陽圧換気を行った群を対照群(n=5)として、この陽圧換気に加えて、サルメテロールと同様の市販のβ2-刺激剤であるプロカテロールの吸入を行った吸入群(n=5)と比較検討した。その結果、対照群では1頭が肺水腫のため脱落したのに対し、吸入群では5頭とも4時間の再灌流を完遂した。再灌流後の酸素化能、肺コンプライアンス、肺血管抵抗は、吸入群が対照群に比べて有意に優れていた。以上の結果から、心停止後移植肺グラフト保護におけるプロテカロール吸入と陽圧換気の有効性と安全性が臨床に即した形で確認された。以上の成果は、本年度の国内外の学会で報告し、英論文として国際誌に投稿中である。
精神分裂病におけるドーパミンD4受容体遺伝子の多型と抗精神病薬の治療反応性の検討

患者に研究の目的と方法、および予期される問題点、研究に参加しなくても不利益を受けないこと、同意しても随時撤回できることなどについて、十分な説明を行い、同意書に署名を得た後、治療を開始した。最終的にDSM-IVの精神分裂病の診断基準を満たす患者10名の同意を得ることができた。治療薬としては、D4受容体に強い親和性を持つ抗精神病薬であるネモナプリドを使用し、併用薬はベンゾジアゼピンのみとし、他の抗精神病薬は使用しなかった。薬物治療開始8週間後に、PΛNSS評価尺度を用いて、開始前の総点の20%以上低下がみられたものを有効と判断した。脱落例はなく、有効例、無効例ともに5名ずつであった。その後採血を行い、DNAを抽出し、PCR法を用いてドーパミンD4受容体遺伝子の第3エクソンの48塩基繰り返し配列の多型性を調べたところ、有効例5名のドーパミンD4受容体遺伝子のtypeは4/4 2名、4/2 2名、及び4/5 1名であったのに対して、無効例5名のtypeは4/4 3名及び4/2 2名であった。有効例、無効例2群間のドーパミンD4受容体遺伝子の48塩基繰り返し配列のtypeにはほとんど差異がなかった。ネモナプリドの精神分裂病患者に対する治療反応性とドーパミンD4受容体遺伝子の48塩基繰り返し配列の多型性との間に関連は見出せなかった。今回サンプル数が合計で10と十分でなかったため有意な差がでなかった可能性がある。さらに症例数を増やし、検討を加えていきたいと考えている。ドーパミンD4受容体の第3エクソンの48塩基繰り返し配列には2-10回の多型性が存在することが知られている。我々は、このドーパミンD4受容体遺伝子の多型を、抗精神病薬を含めた精神分裂病治療薬への反応性を予測する生物学的マーカーとして検討しようと考えている。実際に用いる治療薬としては、D4受容体に強い親和性を持つ抗精神病薬であるネモナプリドを使用している。患者に十分な説明を行い、同意書を得たのち治療を開始し、薬物治療開始4および8週間後にPANSS評価尺度を用いて陽性症状の推移を評価している。各患者の血液から抽出したDNAを、PCR法を用いてドーパミンD4受容体遺伝子の多型性を調べ、このドーパミンD4受容体遺伝子のtypeと陽性症状の推移との関連を検討しているが、現在のところ、有意な結果は得られていない。この研究に参加可能な症例をさらに集積し、続けて検討を加えていく予定である。
半導体量子ドットにおける双極子-双極子相互作用のコヒーレント効果

半導体量子ドット間の相関を実現するために、量子ドット間における励起子-励起子(双極子-双極子)相互作用(ローカルフィールド効果)について着目し、以下の2点について研究を進め成果を得た。(1)ドット密度の異なる3つのInAs量子ドット中の励起子状態において巨視的な測定法である四光波混合法により位相緩和時間を評価し、3つのサンプルにおいてラビ振動の観測に成功した。3つのサンプルの位相緩和時間は4.2K下で2.6nsと長いものであり、位相緩和時間のドット密度依存性は認められず、ローカルフィールド効果は位相緩和過程に影響しないという知見を得た。また、観測されたラビ振動の形状は、密度依存性があることが示された。低密度サンプルにおいてはラビ振動の形状は通常のサイン曲線に近いが、高密度になるにつれ、振動の周期が短くなり振幅も入射強度と共に増大する結果を得た。これらの傾向はローカルフィールド効果により定性的に説明できることを示した。(2)微視的な側面からローカルフィールド効果を明らかにするための顕微ヘテロダインポンプアンドプローブ分光法の開発に成功した。サンプルにGaAs量子ドットを用い、単一ドット中の単一励起子のエネルギー緩和時間の評価とラビ振動の測定に成功し、微小領域における数個のドットの電子状態を制御する有力な手法であることを示した。また単一量子ドットの量子状態を時間領域から制御することにより半導体量子ドットが量子力学的なデバイスとして機能することを示した。半導体量子ドット間の相関を実現するために、量子ドット間における励起子-励起子(双極子-双極子)相互作用(ローカルフイールド効果)について着目し、以下の2点について研究を進めた。(1)高密度InAs量子ドット中の励起子状態において巨視的な測定法である四光波混合法により位相緩和時間を評価し、さらにラビ振動の観測に成功した。位相緩和時間は4.2K下で2.6nsと非常に長いものであった。また、観測されたラビ振動の形状は、通常の正弦関数的形状から大きく異なり、第1パルスの励起電場の関数として観測した場合と、第2パルスによるものでは大きく形状が異なることが観測された。また励起強度により振動の周期、振幅が変化することも観測された。これらの実験結果はローカルフィールド効果により定性的に説明できることを示した。(2)微視的な側面からローカルフィールド効果を明らかにするための顕微ヘテロダインポンプアンドプローブ分光法の開発を行った。半導体量子ドット1個の光学的時間応答を調べるためには、非常に微弱なプローブ光の反射率変化の測定を行うことが必須条件である。この実験上の困難を克服するためにヘテロダイン干渉計を用いて、プローブ光を光学的に増幅して測定するシステムの構築に成功した。テストサンプルとしてGaAs量子ドットの単一量子ドット中に生成された励起子の時間応答の測定に成功し、この分光法が時間分解単一量子ドット分光において非常に有効な手法であることを示した。他に電子状態の効率的な制御を行うためのフェーズロックパルス対の発生にも成功した。
1930-40年代の教育学の新動向とその社会的基盤に関する研究―<教育と社会>の学の形成に注目―

本研究は、1930-40年代に現れた教育学の新しい動向をそれを生み出した社会過程との関係で捉えることで、日本における教育と教育学の関係構造を歴史的に位置づけるための基礎的な研究を実施した。その際に、社会のあり方に対応した教育の実践を総括する教育の言説の組み立て、理論と実践の関係構造の再構築など新しい動向に対して、教育と社会の関係を子どものあり方を媒介にして調整しようとする営為の現れを捉えようとした。そしてそれを<教育と社会>の学というカテゴリーのもとに捉え、その諸相を押さえようとした。実際には、新しい教育課題の出現を若年労働市場と教育というカテゴリーで総括しようとした動きに注目した。その社会過程を高等小学校新規学卒者の農村からの流出、都市への流入の実態のなかでマクロとミクロを見据えながら押さえた。また、それを捉える政策的な言説の生成、教育実践の展開、さらに学の形成のそれぞれの場の実際を検討した。さらに科学や労働の領域の議論の展開を踏まえて、この時期の教育学が抱えた課題について考察した。それを通して、当時の日本における政策や在野の教育運動を貫いて人々の生活やフォークペダゴジーと様々な形で切り結びながら展開する必要があったこと、なかでも「教育科学」の主張が<教育と社会>の学に基づき、周辺の諸学問領域の知見と通底しながら、広義の教育実践を総括する枠組みを示していた点を確認した。同時にその過程は、戦時社会の構築のなかに枠づけられ矛盾的な現れをした点を指摘した。本年は、農村社会から都市、重工業地域への移動を課題(地域社会の外で生きる力の形成を課題)とした地域、さらに逆に受け入れを課題とした地域に注目して、その社会動態と<教育と社会>の学を生み出す形成基盤について以下のような検討を中心に行った。(1)文部省年報、府県学事統計書に基づき地域別学校別の進学に統計的データを収集・整理し、基礎資料として全国的な就学・学歴統計のデーターベース化を実施。この作業を通しての日本社会全体レベルでの仮説的な類型化を踏まえながら事例検討を行う予定。(2)上記に関連する諸雑誌記事、単行本などの収集と分析。(3)各地の社会過程とそれとの関連で顕在化する教育問題の検討のための府県史、郷土史など地域収集の収集分析。(4) 1960年代の動向と比較の観点を持ち、そのもとで30-40年代の連続性と固有性の問題に切り込むための文献研究と基礎調査。特に家族の子育て戦略の転換という点に注目した聞き取り調査を実施した。なお、<教育と社会>の学の形成という視点から教育学の諸動向の検討としては、教育科学運動、新興教育運動などにおける<教育と社会>の学の程度とする議論の整理を行い、特に後者の史資料の収集と検討を行った。また、制作学の形成という観点から学会レベル、運動レベル、政策レベルの動向を通した整理を行った。前年に引き続文部省年報、府県学事統計書に基づき地域別学校別の進学に関する統計データーを収集・整理し、基礎資料として全国的な就学・学歴統計のデーターベース化を実施すると同時に、30-40年代の社会動態、とりわけ小学校新規学卒者動向、労働力(人口)移動、にかかわるの諸資料の収集整理を行い、社会変動のなかで浮上した教育課題を明らかにしようとした。上記の社会変動のなかで、教育運動ならびに教育研究の近接領域での教育論やそれを支える基礎概念の新たな展開を明らかにする作業を研究会を組織して進めた。すなわち(1)唯物論研究会では、主として戸坂潤の科学論を検討した。戸坂の議論は当時の教育論に根拠を与えた橋田邦彦を意識したものであり、特に1941年の諸論考での展開が極めて重要な意味合いを持った点を明らかにした。(2)新興教育運動の社会史的検討を行うために諸資料を収集した。同時に聞き取り調査の予備調査を行った。

(3)労働科学研究所の桐原葆見を主たる対象として、心理学研究の新しい動向を押さえ、それが教育科学運動の接点を持っていく点に注目してその質の検討を行った。(4)さらに木下竹二(奈良女高師附小)、及川平治(明石女子師範附小)さらに浅草尋常小学校の実践を検討し教育認識の新たな展開を小学校現場の実情を踏まえて検討した。以上、社会変動の実態を押さえながら拠点となる地点を設置し、30-40年代の教育学の変容の現場に即した検討を中心に進めた。本年度はそれらを統合して研究を総括することが課題である。本年は、農村社会から都市、重工業地域への移動を課題(地域社会の外で生きる力の形成を課題)とした地域に注目して、さらに受け入れを課題とした地域に注目して、その社会動態と<教育と社会>の学を生み出す形成基盤について以下のような検討を中心に行った。(1)昨年に続き文部省年報、府県学事統計書に基づき地域別学校別の進学に関する統計的データーを収集・整理し、基礎資料として全国的な就学・学歴統計のデーターベース化を実施した。この作業を通しての日本社会全体レベルでの仮説的な類型化を踏まえながら事例検討を行っている。(2)上記に関連する諸雑誌記事、単行本などの収集と分析。(3)1960年代の動向と比較の観点を持ち、そのもとで30-40年代の連続性と固有性の問題に切り込むための文献研究を実施した。同時に、教育科学運動、唯物論研究会、新興教育運動さらに労働科学研究所に絞りをかけて、<教育と社会>の学の形成の土壌と成立の過程について検討を行った。労働科学研究所の動きでは、作業心理学者桐原葆見に注目して、彼の思想形成を社会動向との関係で押さえ、教育の隣接領域においてなどにおける<教育と社会>の学の射程とする議論の整理を行い雑誌に報告した。唯物論研究会のなかで戸坂潤の科学-技術論の議論を深めると同時に当時の国民学校論との関係で仮説的な構図を構築した。新興教育運動の史資料の収集と検討を行った。また、1930年代の制作学の形成という観点から社会過程の変動と学会レベル、運動レベル、政策レベルの動向の関係に関する枠組みの整理を行い学会報告を行った。
凝縮相と大気圧二酸化炭素プラズマ界面で生じる励起化学種の分光測定と反応プロセス

本年度は,昨年度に引き続き発光スペクトル測定によるプラズマ活性化学種の同定,水界面での反応による生成物の特定を中心に研究を進めた。特に,大気圧レーザーブレークダウンプラズマにより生成する活性種を水界面で反応させ,水中に生成する活性種や進行する酸化生および還元性反応について明らかとした。レーザーブレークダウンプラズマで生成する活性種を,発光スペクトルを測定することにより特定を試みた。大気圧マイクロ波励起プラズマでは,「窒素分子の電子励起状態」からの発光による第一励起状態および第二励起状態からの発光が観測された。しかしながら,レーザーブレークダウンプラズマで生成する活性種からの発光スペクトルは,大気圧マイクロ波励起プラズマのスペクトルとは全く異なっていることを見出した。レーザーブレークダウンプラズマで生成するプラズマからの発光は,「窒素原子イオンの電子励起状態」からの発光であることが分かった。したがって,レーザーブレークダウンでは,原子状態まで窒素分子が分断されるような高いエネルギーが与えられることが明らかとなった。大気圧プラズマ活性粒子を水界面と反応させるために,水ミストをキャリアーガスに導入した。水ミストの導入により,ブレークダウンに必要なレーザーエネルギーが劇的に減少し,ミスト無しの場合の1/3のエネルギーでプラズマ生成が可能であることを見出した。ミストの存在により,ミストの水界面から2次電子が大量に放出されるためと考えられるが,詳細はさらに検討が必要である。本年度は,発光スペクトル測定によるプラズマ活性化学種の同定,水界面での反応による生成物の特定を中心に研究を進めた。特に,2種類の大気圧CO_2プラズマ(マイクロ波励起及びレーザーブレークダウン)により生成する活性種を水界面で反応させ,水中に生成する活性種や進行する酸化生および還元性反応について明らかとした。マイクロ波誘起大気圧CO_2プラズマおよびレーザーブレークダウンCO_2プラズマで生成する活性種を,発光スペクトルを測定することにより特定した。主な生成活性種は,CO^+,CO_2^+,O,COなどであることを明らかとした。また,それら活性種の電子励起状態が,マイクロ波励起およびレーザーブレークダウンとで異なる事を初めて見出した。大気圧CO_2プラズマ活性粒子を水界面と反応させた。水にラジカル捕捉剤を添加して,プラズマ粒子との反応の生成物を確認することにより,酸化反応および還元反応の進行について確認した。例えば,ヨウ素イオンを溶解した溶液中では,I_3^-の生成が確認された。つまり,酸化性反応が進行する事が明らかとなった。プラズマ中の生成活性種を考えると,以下の反応が進行する事が示唆された。1)水界面でのO原子ラジカルによるI^-の直接酸化反応2)水界面で生成したOHラジカルによる酸化反応3)過酸化水素によるバルク中での酸化反応一方,還元性反応として,CO_2^-による還元反応が進行する事をニトロブルーテトラゾリウムをラジカル捕捉剤として用いた実験により見出した。
３次元多様体の例外的手術を用いた特殊な４次元多様体の構成

3次元球面内の双曲的結び目(knot)に沿うデーン手術(Dehn surgery)で双曲的ではない3次元多様体が生じる現象は「例外的手術」と呼ばれ、低次元多様体論の研究課題である。本研究は、例外的手術を利用して特殊な性質をもつ4次元多様体を構成できないか、という発想で研究を進めている。主な成果は次の3つ:異なるknotから同じレンズ空間が生じる組についての研究を進めた。Mazur linkに沿う例外的手術の「地理学的考察」を提案した。2000年代(2010)に登場し急発展したHeegaard Floer homologyにも取り組み、研究集会を開催した。デーン手術によって双曲的な結び目からでも“例外的に"双曲的でない3次元多様体が生じる現象は「例外的手術」と呼ばれ、低次元多様体論の一分野である。筆者はこの現象を利用して特殊な4次元多様体を構成することを研究目標としている。採択2年度目の大きな反省点は、公式な口頭発表ができなかったことである。ただし、共同研究を進めている丹下基生氏(筑波大学)が中心になって立ち上げた「ハンドルセミナー」にほぼ毎回参加して、非公式な解説講演を3回行った。海外の研究集会に参加して貴重な情報交換をすることもできた。年度内の論文掲載は1件(共著)だった。以下、具体的に研究活動実績を述べる:1.門上氏(華東師範大学(中国))との共著論文(S1×S2からのレンズ空間手術にTorsion理論を適用)が学術誌に掲載された。年度内に2回、最終的な見直しの機会が与えられた。2.国際研究集会"Geometry and topology of smooth 4-manifolds"(ドイツMax Planck Institute)に参加して貴重な情報交換を行った。J.Greene氏との意思疎通は特に刺激的だった。3.12月には丹下氏(筑波大)との共著論文が掲載誌のTop20アクセスに挙った。その続編にあたる研究を少しずつ続けている。採択初年度の反省として、準備不足などのため海外の研究集会に参加できなかったことが挙げられる。ただし第9回東アジアKnot School(1月東大数理)の現地世話人を務めたことで研究分野への国際的な貢献を果たせたとは感じている。国内での研究成果報告と情報収集には力を入れ、講演3件、論文の投稿1件、掲載1件(共著)、掲載内定1件(共著)となった。具体的には:1.レンズ空間手術の中で最も稀少な族のdivideknot表示を考察した。これについて論文を執筆・投稿し、秋の数学会(九州大)と東北結び目セミナーで講演した。2.丹下氏(筑波大)との共著論文が学術誌に掲載された。その続編の紹介も含めて研究集会「4次元トポロジー」(広島大学)で講演した。標準的な多様体へのレンズ空間の埋め込み、という視点からも展開が期待できる。3.門上氏(華東師範大学(中国))との共著論文(2成分のレンズ空間手術へのTorsion理論の適用)が掲載内定となった。投稿後の海外からの問合せなどを反映した最終版を議論している。研究分担者の山口氏は、実射影空間から実(あるいは複素)射影空間への連続写像全体のなす写像空間を(ホモトピー型の意味で)多項式で表現される代数的写像のなす有限次元空間でどれくらい近似できるか(Atiyah=Jones予想)関連の研究とその応用を研究した。筆者は無限次元空間の扱いには疎かったがゲージ理論以降の低次元多様体論では必要性があり大いに励まされた。今後の発展に期待できる。デーン手術によって双曲的な結び目から“例外的に"双曲的でない3次元多様体が生じる現象は「例外的手術」と呼ばれ、低次元多様体論の1つの課題である。筆者はこの現象を用いて特殊な4次元多様体を構成したり分析したりすることを研究目標としている。採択3年目の当該年度は、講演活動の観点からは充分活躍できた。論文も完成目前である。研究内容としては、異なる族のレンズ空間手術で同じレンズ空間を生じる組についての丹下基生氏(筑波大学)との共同研究と、11月のKen.Baker氏の来日をきっかけにMazur linkとその拡張族に沿うレンズ空間手術の族を考察したこと、の2つが挙げられる。以下具体的に述べる:1.丹下氏との共同研究の成果を、海外(釜山)と国内の研究集会「4次元のトポロジー」(大阪市大)で講演した。2.Mazur linkとAkbulut-Yasui linkに沿うレンズ空間手術について、研究集会「多様体のトポロジーの展望」(東大)と「微分トポロジー15」(京大)で講演した。後者ではその手術に対応するAlexander Polynomialの合同式の確認についても触れた。3.丹下氏と安部氏が運営している「ハンドルセミナー」(東工大)にほぼ毎回参加し、講演を3回行った。

研究分担者の山口氏は、実代数的多様体M,Nに対して、多項式で表現されるMからNへの代数的写像(正則写像)のなす空間Alg(M,N)が、対応する連続写像全体のなす無限次元空間Map(M,N)をどの程度の次元までそのホモトピー型を近似するかの問題(Atiyah-Jones-Segal型予想)を研究した。特に、Mがm次元実射影空間(m>1)でNが非特異コンパクトトーリック多様体の場合に、この近似次元を具体的に評価することに成功した。今後の関連研究に期待できる。デーン手術によって双曲的な結び目から“例外的に"双曲的でない3次元多様体が生じる現象は「例外的手術」と呼ばれ、低次元多様体論の1つの課題である。筆者はこの現象に関連する特殊な4次元多様体を分析したり構成したりすることを研究目標としている。H27年度中には、前年度秋に見つけた課題が進んだのでその成果を各地で講演したが、論文の執筆が計画通りに進まなかった。特に、丹下基生氏(筑波大学)との共著論文を仕上げられなかったことは痛恨である。以下、研究活動を具体的に述べる:1,Mazur linkとAkbulut-Yasui linkについて蒲谷祐一氏(当時、数理研)の指摘を完遂した:Minimally Twisted 4 chain linkに関する結果を利用して例外的手術をすべて分類し、「地理的考察」を提案した。この成果を国際集会(開催地は阪市大)の招待講演で講演した他、学習院大、研究集会「4次元トポロジー」、「瀬戸内結び目セミナー」で講演した。2,これまでの研究のsurveyをトポロジー火曜セミナー(東大数理)で講演した。3,丹下氏が運営している「ハンドルセミナー」に毎回参加し講演を1回行った。4,丹下氏、安部哲哉氏(大阪市立大)と研究集会「微分トポロジー'16」(筑波大)を開催した。研究分担者の山口氏は、複素多様体Mから複素多様体Nへの連続写像全体のなす無現次元である写像空間Map(M,N)のホモトピー型を、多項式で表現される代数的写像(正則写像)のなす有限次元部分空間Hol(M,N)でどの程度まで近似できるかを調べる研究を継続した。特に、Mが複素1次元舎衛空間CP1で、Nがnon-singular smooth toric多様体の場合にこの問題を研究した。今後への期待が高まっている。やや遅れていると言わざるを得ない。そのように判断する理由は次の一点である:丹下氏(筑波大)との共著論文:異なる族のレンズ空間手術で同じレンズ空間を生じる組に関する研究を年度内に仕上げることができなかった。その理由として、所属大学の改組準備で仕事の変化に苦心したことを挙げられる。新年度で改組が実現した今、状況が一段落することに期待している。上記の理由を述べ、前述の共著論文の仕上げを具体的な目標・区切りと設定して、1年間の研究期間延長を申請して承認を受けている。論文はほとんど完成しており、少しまとまった時間があれば完成できるはずである。H27年度内に、国際集会The East Asian School of Knots and Relatedtopicsの招待講演を含む6回もの講演を行なったことにたいへん満足している。むしろ講演準備に時間をかけすぎたと言えるかも知れない。内容はMazur linkとAkbulut-Yasui linkの整数係数の例外的手術をすべて分類して「地理的考察」を展開するもので、前年度の秋に取り組み始めた研究である。
DNA修復阻害に基づいた悪性グリオーマに対する新規放射線治療の確立

悪性グリオーマは極めて難治性で予後不良の脳腫瘍であり、その要因の一つに放射線治療抵抗性があげられている。電離放射線の細胞毒性は細胞内のDNA傷害、特にDNA二本鎖切断にあるといわれているが、この修復には、ほ乳類細胞では一般にKu70を中心とした非相同末端結合が中心的な役割を演じている。そこで、悪性グリオーマにおいて、Ku70の発現を抑制すれば、腫瘍細胞の放射線感受性が高まる可能性がある。我々は、悪性グリオーマ細胞を用いてKu70の発現をsiRNAにて抑制し、細胞増殖およびin vitroならびにin vivoでの放射線感受性への効果について検討した。本研究では、将来の臨床応用を考慮し、siRNAの細胞内導入には臨床使用が可能なHVJ-Eベクターを用いた。結果:ヒト悪性グリオーマ細胞へのKu70 siRNAの導入により、Ku70のRNA、蛋白質ともに著明な発現抑制がみられた。また、Ku70 siRNA導入細胞では、その対照と比べ、有意に放射線感受性が亢進した。さらに、ヌードマウスへのグリオーマ移植モデルでは、HVJ-Eをベクターとして導入したKu70 siRNA投与群での放射線照射は、その対照群と比べ、有意に腫瘍増殖を抑制し、腫瘍縮小効果が得られ、マウスはより長期生存した。結論:Ku70の発現抑制によるDNA修復阻害は、悪性グリオーマにおいて放射線感受性を高め、新たな放射線治療法の開発につながる可能性が示唆された。悪性グリオーマは放射線抵抗性の難治性脳腫瘍であり、その生命予後は極めて不良である。一方、ほ乳類細胞でのDNA二本鎖切断の修復にはKuを中心とした非相同末端結合が中心的な役割を演じていることが示されている。今回、ヒト悪性グリオーマ摘出組織におけるKu70の発現を調べるとともに、Ku70に対するRNA interferenceを用いてヒトグリオーマ細胞におけるKu70の発現抑制を行い、グリオーマ細胞の放射線感受性への効果を検討した。ヒトグリオーマ細胞としてU251,U87,T98Gの3種類の細胞株を用い、siRNAの細胞内導入にはHVJ-Eをベクターとして用いた。Ku70の発現はPCRおよびWestern blottingにより解析し、放射線感受性はclonogenic assayにて評価した。結果:(1)ヒト悪性グリオーマでは、大部分の症例でKu70の発現が強く見られた。(2)HVJ-Eをベクターとした遺伝子の細胞内導入はグリオーマ細胞のviabilityおよび増殖に影響を与えなかった。(3)Ku70に対するsiRNAの細胞内導入によりKu70のRNA、蛋白質はともに著明な発現抑制をきたした。(4)Ku70-siRNA導入細胞への放射線照射は対照に比べ、有意に放射線感受性が亢進した。以上より、グリオーマ細胞において、Ku70が放射線によるDNA二本鎖切断の修復に関与していること、また、グリオーマ細胞においてKu70の発現抑制は、放射線感受性を高め、より効果的な治療法として応用し得ることが示唆された。これまでの研究により、悪性グリオーマではDNA二本鎖切断修復分子であるKu70の発現亢進がみられ、Ku70が放射線治療抵抗性の一因となっている可能性が示された。また、siRNAを細胞導入するために、本実験で用いたHVJ-Eベクターは低濃度では細胞毒性がなく、また十分なgenesilencing効果があることが示された。これまでin vitroの実験にて、悪性グリオーマ細胞におけるKu70の発現抑制は放射線感受性を有意に高めることを示してきた。今回、ヌードマウス皮下にU251MGグリオーマ細胞を移植し、ある一定サイズの腫瘍塊が形成された後、Ku70のsiRNAを封入したHVJ-Eを腫瘍内投与し、腫瘍増殖における放射線照射の効果について検討した。本皮下腫瘍モデルにおいて、Ku70 siRNA投与+放射線照射は対照に比べ、有意に腫瘍増殖は抑制され、腫瘍縮小効果がみられた。今後、脳内腫瘍移植モデルで同様の検討を行う予定である。
ミリングによるNiTi基合金のナノ結晶化・非晶質化とガラス遷移域での固化成形性

メカニカルグラインディングによりアモルファス化したTi_<41>Ni_<48>Zr_<11>合金の固化成型条件について検討した。実験の結果、Arガスが透過しない、完全に緻密な成型体を得るには、800°C以上の熱処理が必要なことが分かった。この温度は結晶化温度(約670K)より高いので、アモルファス状態での固化は困難である。Arガスを透過しないような緻密な結晶性成型体に対して水素透過試験を行ったところ、水素の透過が観察された。溶解・凝固法で作製した合金は、全く水素を透過しないので、ミリングによるアモルファス化→結晶化と固化成型のプロセスを経ることで、新たな機能が発現したと言える。この合金の水素透過度は、純Pdのそれより1桁小さく、水素透過合金としては不十分である。次に、以上の知見を基に、高い水素透過度と良好な耐水素脆化性を有するNb-Ti-Ni合金に粉末冶金プロセスを適用した。なお、粉末冶金プロセスは、最終形状に近い形で製品が得られる効率的な方法である。Nb、Ti、Niの純金属粉末を真空中で圧粉し、高温で熱処理したところ、固相反応が進行して鋳造材と同様にTiNi相と(Nb,Ti)相が生成した。熱処理条件を適切に選定すれば、緻密な合金が得られることが明らかとなった。この成型体は水素中で破壊することなく、純Pdの2倍程度の水素透過度を示した。以上より、粉末冶金プロセスにより水素透過合金を作製することが明らかになり、今後、組成や熱処理条件の最適化により更なる特性改善が期待できる。Ni-Ti-Zr系合金の粗粉砕および引き続いてのメカニカルグラインデイング(MG)による構造変化をX線回折法、透過型電子顕微鏡を用いて調べた。X線回折の結果、溶製したままの合金には明瞭なブラッグピークが観察されたが、5分程度の粗粉砕によって♯150以下に粉砕すると、ブラッグピーク強度が弱くなるとともにブロードになった。粗粉砕後の粉末試料を透過型電子顕微鏡で観察すると、アモルファス相と10nm程度のナノ結晶相との混相であることが分かった。したがって、Ni-Ti-Zr合金は、ごく短時間の粉砕、つまり少量の機械的ひずみを導入することでアモルファス化が起こると言える。この粉末に1時間のMGを施すと、X線回折図形および電子顕微鏡観察より、ナノ結晶相が消失しアモルファス単相へと変化することが分かった。MGにより生成したアモルファス相の結晶化温度は約450°Cであり、液体急冷法により作製したアモルファス相のそれとほぼ一致した。Ni-Ti-V合金でも同様の実験を行い、粗粉砕によりアモルファス化およびナノ結晶化が起こり、その後のMGによりアモルファス化が進行することが分かった。粗粉砕によるアモルファス化はNi-Ti二元系合金でも観察されるので、この現象が添加元素によらないNiTi合金本来の特性であることが示唆される。Ni-Ti-Zr系およびNi-Ti-V系合金の溶製後におけるNiTi相の構造はそれぞれマルテンサイト(monoclinic)、B2であり、ナノ結晶化およびアモルファス化が粉砕前の構造に依存しないことが分かった。前年までにTi_<41>Ni_<48>Zr_<11>合金が粗粉砕によりナノ結晶化・アモルファス化することを明らかにした。複数の合金における構造変化を調べた結果、Ni濃度が4548at%、Zr濃度が015at%の範囲で粗粉砕によりアモルファス相が生成することが分かった。また、Ni-Ti-V系合金についてもNi-Ti-Zr系とほぼ同組成でアモルファス相が生成することが分かった。Ti_<41>Ni_<48>Zr_<11>合金にMGを24時間施して、完全にアモルファス化した試料は680Kで結晶化する。結晶化後の構造についてXRDを用いて調べたところ、TiNi相の他に未同定相の存在が明らかになった。現在、この未同定相の構造解析を行っている。MG後のTi_<41>Ni_<48>Zr_<11>アモルファス粉末をΦ10mmの成型器に充填し、真空中25MPaの圧力下で予備成型を行った。その後、真空中で所定の温度で熱処理を行った。得られた成型体の表面を研磨後、スパッタ装置を用いてパラジウムを190nm被覆し、水素透過試験に装填した。結晶化温度直下(650K)で熱処理を行った場合、水素透過試験機を用いたリークテストの際にArガスの透過が観察された。従って、この試料には多数の空隙が存在し、完全に緻密な成型体ではないと考えられる。Arガスを透過しない完全な成型体を得るには、さらに高温での熱処理が必要と考えられる。現在は、完全緻密な成型体を得るための熱処理条件の決定を行っている。

Arガスを透過しないような緻密な結晶性成型体に対して水素透過試験を行ったところ、水素の透過が観察された。溶解・凝固法で作製した合金は、全く水素を透過しないので、ミリングによるアモルファス化→結晶化と固化成型のプロセスを経ることで、新たな機能が発現したと言える。この合金の水素透過度は、純Pdのそれより1桁小さく、水素透過合金としては不十分である。次に、以上の知見を基に、高い水素透過度と良好な耐水素脆化性を有するNb-Ti-Ni合金に粉末冶金プロセスを適用した。なお、粉末冶金プロセスは、最終形状に近い形で製品が得られる効率的な方法である。Nb、Ti、Niの純金属粉末を真空中で圧粉し、高温で熱処理したところ、固相反応が進行して鋳造材と同様にTiNi相と(Nb,Ti)相が生成した。熱処理条件を適切に選定すれば、緻密な合金が得られることが明らかとなった。この成型体は水素中で破壊することなく、純Pdの2倍程度の水素透過度を示した。以上より、粉末冶金プロセスにより水素透過合金を作製することが明らかになり、今後、組成や熱処理条件の最適化により更なる特性改善が期待できる。
運動のタイミングを制御する皮質下信号の探索

眼球運動系において基底核と小脳はいずれもフィードフォワード経路を構成し、大脳から脳幹に至る運動信号を修飾・調節していると考えられている。しかし一方、基底核と小脳外側部は視床を介して大脳皮質に信号を送っており、体性運動系ではこの上行経路が運動の企画や意思決定に関与していることが症例研究や機能画像研究によって示されている。中でも運動のタイミングの調節にこれらの経路が重要であることがよく知られており、皮質下病変における自発運動の開始異常の神経基盤として注目されている。本研究では眼球運動の計画段階における皮質下信号の役割をサルを用いて調べた。これまでの研究で、運動性視床の不活化により、反対側にむかう記憶誘導性サッカードの潜時が延長することを見いだした。とくに、固視点を消すことによって運動を開始させる従来の課題よりも、手がかり刺激が提示された後、一定時間の後に自発的に記憶誘導性サッカードをおこなわせるinternally triggered課題で障害効果が大きかった。このことは視床を経由する信号が自発性眼球運動の発現、特にその時間的調節に関与する可能性を示唆する。本年度はこの現象の再現性を確認した上で専門誌に発表し、さらには不活化実験の前後に得られた神経活動を詳細に解析した。サッカードに先行したburst activityの大きさは視覚刺激に応じて運動をおこなったときと自発的におこなったときで多くの場合違いがなく、その一方で遅延期間中にみられたbuildup activityの潜時はinternally triggered課題でのサッカードの潜時によく相関した。このことから運動性視床は運動信号そのものというよりも、自発運動のタイミングを決定するための時間情報を大脳皮質に供給していることが示唆される。