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クンマー曲面上の楕円ファイブレーションの研究

K3曲面上には楕円曲面の構造が複数存在し得るが、一つの曲面上の複数の楕円曲面の構造を知ることは数論的性質などの詳しい性質を知る大きな手がかりとなる。本研究の目的はK3曲面上の楕円曲面の構造を分類し,なるべく具体的に記述することがであったが、種数2の曲線のヤコビ多様体から得られるクンマー曲面の場合について大きな進展があった。また,楕円曲線のモジュライ空間と関連するK3曲面についても興味ある結果を得た。本研究の目的はK3曲面上に複数存在し得る楕円曲面の構造を分類し,その構造を詳細に調べることである.平成20年度は種数2の曲線CのJacobian J(C)から得られるKummer曲面上の楕円面の構造についての考察に重点をおいた.Cから得られるKummer曲面X=Km(J(C))はP^5内の3つの2次曲面の交わりとして得られるが,古典的な方程式は数論的研究には役にたたないものが多かった.これについて,橋本喜一朗氏との共同研究により,J(C)の2等分点に由来するKm(J(C))に含まれる32の直線がすべて基礎体上で定義される族を具体的に書き表すことに成功した.これにより,Km(J(C))上に楕円曲面の構造を構成する際に必要となる因子の所在が明確であるモデルが得られたことになり,様々な楕円曲面を構成することが可能になる.これで,Km(J(C))上の楕円曲面の構造の分類に大きな一歩を踏み出したことになる,また,射影平面の6次曲線で分岐する二重被覆として得られるK3曲面の楕円曲面の構造に詳しいR.Kloosterman氏とカナダBanffで開かれた研究集会で討論し,Km(J(C))との関連について理解を深めた.6次曲線が6つの直線に分解される場合がKummer曲面の場合と深く関わっているが,その6本の直線の配置をいろいろ変えることにより,様々な楕円曲面が得られることが明らかになりつつある.本研究の主たる目標は与えられたK3曲面上の楕円曲面の構造を分類し,その構造を具体的かつ詳細に調べることである.平成21年度は平成20年度に引き続き種数2の曲線CのJacobian J(C)から得られるKummer曲面Km(J(C))上の楕円曲面の構造についての考察に重点をおいた.Km(J(C))はP^5内の3つの2次曲面の完全交叉としてのモデルを持つが,この曲面には32本の直線が含まれることが知られている.4月から5月にかけて招聘したAlessandra Sarti氏や同時に来日していたSamuel Boissier氏は曲面内に含まれる直線について詳しい研究を行っているが,二人との討論を通じこれら32本の直線の性質がさらに明らかになってきた.これらの直線の所在を正確に把握することが楕円曲面の構造を表す楕円パラメータを具体的に求めることにとって極めて重要であり,わらわれの目標にとって一里塚となる.また,9月に招聘したMatthias Scritt氏はK3楕円曲面の構造についての専門家であるが,氏とはKm(J(C))上の楕円曲面の構造の分類の可能性や具体的に楕円パラメータを構成する方法について討論した.とくに,1つの楕円パラメータからべつの楕円パラメータを構成する方法に関する氏のアイディアは今後の研究にとって重要な役割を果たすことは間違いない.氏とは,もう一つの重要な研究対象である射影平面の6次曲線で分岐する2重被覆に関するの昨年度から共同研究についても討論し,さらなる進展をみた.本研究の主たる目標は与えられたK3曲面上の楕円曲面の構造を分類し,その構造を具体的かつ詳細に調べることである.平成22年度は平成21年度に引き続き種数2の曲線CのJacobian J(C)から得られるKummer曲面Km(J(C))上の楕円曲面の構造についての考察に重点をおいた.平成22年7月にベルリン・フンボルト大学で行われた"Workshop onelliptic fibrations and K3 surfaces"で,種数2の曲線CのJacobian J(C)の3等分点に関連した楕円曲面のMordell-Weil格子に関連する研究を発表した.このとき,本研究に関して協力をしてくれていたAbinav Kumar氏が,Km(J(C))上の楕円曲面でO-切断をもつものについての分類に成功したという発表があった.氏の方法は,複数の楕円曲面の構造の間に"2-neighbor"という概念を導入し,2-neighborの連鎖を用いる新しい方法である.氏の結果はO-切断をもつものに限っていたので,O-切断をもたない楕円曲面の構造で応用上重要なものについて,氏と共同の研究に着手した.9月には招聘したRemke Kloosterman氏は楕円曲面の構造についての専門家であるが,氏の最近の研究では,楕円ファイプレーションをもつ3次元多様体についての興味ある結果を得ている.氏との集中討論で,その結果がJ(C)の3等分点に関連した楕円曲面のMordell-Weil格子の生成元を求めることに応用できることがわかった.この結果については発表の準備を進めている.
ブラックホールX線星特有のスペクトル状態変化の解明

連星系あるいは銀河中心核にあるブラックホールは降着円盤に囲まれている。そしてこの降着円盤からジェットが吹き出ることもある。その観測例がSS433やブレーザーのジェットではないかと考えられている。最近、ASCA衛星のX線観測により、SS433の観測的研究が著しい進展をみせている。このような状況に接し、SS433のジェットの構造や放射が本研究の中心課題となった。主な研究成果は以下のようなものである。1.ジェットの速度を一定と仮定したとき、ジェットの温度分布ついて解析解を導くことができた。この解析解によれば、ジェットの外側は一温度(電子とイオンが同じ温度)で光学的に透明な構造になるが、内側に移るにつれ二温度(電子とイオンが異なる温度)でコンプトン散乱に対し、不透明な構造となる。2.ジェットの形状は、中心天体の近くでは円錐状、遠方ではその断面積が中心天体からの距離に比例するようなものが適当である。3.中心天体から音速点までの距離は9×10^7cmである。音速点での自由落下速度はジェットの速度に比べ小さい。したがって、ジェットのガス圧による加速の可能性はないといえる。4.ジェットの内側の部分は不透明であるので輻射圧による加速の可能性も除外される。5.音速点の外側から放射されるガンマ線の光度は10^<39>erg/sにも達する。このガンマ線が検出されていないことから、ジェットの内部は幾何学的に厚い円盤で覆われていると考えられる。以上の研究成果には、本研究の途中で病死した蓬茨霊運の寄与も含まれている。ブラックホール候補と考えられる9個のX線新星と中性子星と考えられる4個のX線新星をASCA衛星で観測した.得られた重要な結果の一つは、静穏期では中性子星新星のグループがブラックホール新星のグループより明るいことであった.X線強度は中性子星のグループはL10^<13>ergs/sであり、ブラックホールのグループではL=10^<10>-10^<13>ergs/sである.X線放射の原因はこれらの高密度天体に物質が降着するためである.特にブラックホールへ降着する物質はそのままブラックホールへ飲み込まれてしまいX線の放射は極端に弱くなる.中性子星は硬い表面をもつため降着する物質の重力エネルギーの大部分がX線に転換される.先の観測結果を良く説明できる.上記の観測から推定される物質降着率は10^<12>-10^<13>g/sの程度である.この程度の降着率であっても降着円盤の外側(温度にして3×10^3-10^4Kの領域)は不安定であり、リミットサイクル的なX線強度の変動が起こり、観測されるような安定したX線放射は得られない.低温での吸収係数を丁寧に調べ、どの程度の降着率以下で円盤は安定に存在できるかを研究中である.ブラックホールX線新星は新星爆発時期には軟X線が優勢なソフト状態と硬X線が優勢なハード状態が交互に観測される.これはブラックホールをとりまく降着円盤が幾何学的に薄く光学的に厚い状態と幾何学的に厚く光学的に薄い状態間の転移が起こることによると考えられている.この転移の機構を研究中である.最近の研究によると降着円盤では、差動回転による巻き込みで強い磁場ができることが分がってきた.この磁場の効果を粘性に取り入れ、通常のα-粘性とは異なる粘性を導入することにより新しい円盤モデルを計算中である.このモデルから上の転移を説明できる性質がでてくることを期待している.SS433でみられる宇宙ジェットの構造と放射について研究を行い、次のようなことを明らかにすることができた。(1)ジェットの速度を一定と仮定すると、エネルギーの式は解析的に解ける。

外側は一温度で透明なジェットであるが、内側に移るにつれ2温度でコンプトン散乱に対し不透明なジェットとなる。解の性質は無次元のパラメーター(断熱冷却の時間と放射冷却の時間の比)によってきまる。(2)速度一定の近似は音速点までは許されるであろう。音速点の位置は中心天体から約2x10^∧(10)cmあたりである。音速点での自由落下速度はジェットの速度に比べ、大変に小さい。したがって、ジェットのガス圧による加速の可能性はないといえる。(3)ジェットの内側の部分は不透明であるので、光子が外からジェット内に入れない。したがって、輻射による加速の可能性も除外される。(4)音速点より外側の領域から放射されるエネルギーは^-4x10^∧(39)erg/sにもなり、観測されているX線光度を約3桁も上回る。したがって、この放射エネルギーを隠すものが必要である。(5)磁気圧による加速が可能性として残る。磁気圧による加速では、工藤&柴田(APJ,1997)によれば、ジェットの最終速度はジェットの根元あたりのケプラー速度で与えられる。するとSS433の場合、ジェットの根元は中心天体のすぐそば(^-10^∧(6)cm)ということになる。また、音速点での温度(4x10^∧(11)K)は、高密度星のまわりで実現可能な最高温度に近い。根元から音速点までのジェットの形状や温度、密度は断熱冷却や放射冷却が効かないようなものでなければならない。連星系あるいは銀河中心核にあるブラックホールは降着円盤に囲まれている。そしてこの降着円盤からジェットが吹き出ることもある。その観測例がSS433やブレーザーのジェットではないかと考えられている。今年度もSS433のジェットについて研究し、その構造について新たな知見を得ることができた。今年度は、また、ガンマ線バーストにみられる残光現象、特に光度曲線にみられる折れ曲がりをジェットモデルの観点から調べ、観測を説明することができた。主な研究成果を以下に列挙する。SS433のジェット:・ジェットの形状は、中心天体の近くではコニカル、遠方ではその断面積が距離に比例するようなものになっている。・中心天体から音速点までの距離は^9x10^∧(7)cmである。また、音速点の外側の領域から放射される高エネルギー光子の光度は^10^∧(39)erg/sである。ガンマ線バーストの残光現象:・残光の光度曲線にみられるいくつかの波長で同時に起こる折れ曲がりを再現することができた。・ジェットの開き角は0.14度、ジェットの軸と視線方向との角度は0.05度、そしてジェットのエネルギーは^9x10^∧(46)ergである。
ラム加速装置の燃焼流れ場の直接数値シミュレーション

1.数値計算法の開発従来までに開発した計算プログラムを大幅に改良した。第一に、極めて細かい差分格子を火炎付近にだけ生成することのできる解適合多重レベル格子生成法を改良して、燃焼反応に重要なラジカル生成領域を細分化できるようにし、安定に解くことができるようになった。ラジカルの濃度勾配が極めて高い領域を正確に計算できるようになり、得られる火炎構造が実験との良い一致を確認できた。第二に反応速度方程式の積分法を改善して、安定な時間差分の判断法の開発、計算速度の向上、及び反応系の一般化を行なった。燃焼反応の積分は全体の計算時間の中で占める割合が大きいのでこの改善は大きな意味がある。第三に振動の発生し易い衝撃波など不連続面を含む流れ場でありながら、差分法を高精度化することに成功し、数値拡散を十分小さくすることができるようになった。火炎伝播は拡散と熱伝導に基本的に支配されるため、この改善によって、実験とよく対応した火炎伝播をシミュレートできるようになった。本研究で衝撃波を含む高速燃焼流の直接数値シミュレーションを行なう準備が基本的にできた。この計算コードの正当性の確認のため実験と比較できる計算を行なっており、その一部は学会等で発表している。本研究課題名に即したラム加速装置の流れ場の計算は、現在の計算コードでも一応可能ではあるが、境界条件の巌密さが不十分と考えられ現在改良中である。さらに複雑形状周りの流れが解けるように計画している。2.図形ソフトの開発本数値計算コードで用いている差分格子系は従来にないもので、これに適した図形出力用ソフトは完全に独自に開発する必要があった。本研究では状態量の等高線を極めて高速に描くソフトを開発できた。現在、カラー出力用に改良中である。
項目制御機構をそなえた診断用生体成分監視装置の試作

目的を重症糖尿病ケトアシドーシス状態の監視に設定した。この病態を把握するデータベースとして、血中グルコース値の判定には、病歴、病状、徴候に関する10項目の要素が問診情報として初期設定がなされる必要があることが示された。病態診断論理にもとづいて項目選択するプログラムは、枝分かれ理論を採用した。グルコース測定に続いて、電解質(Na,K)血液pH、重炭酸イオン値の判定を経て血中ケトン体、乳酸測定をおこなうのが最も合理的とされたが、本研究ではグルコース、乳酸およびケトン体測定用ユニットの開発をおこなった。装置は血液サンプリング制御ユニット、生体成分計測ユニットおよび制御ユニットからなる。グルコース測定用電極及び乳酸測定用電極は当該物質の血中内濃度を検出するにたる感度を示したので、両者を組合せそれぞれの電極から発信される信号をチャネル切り替え装置を介してポテンシオメータへ導き、この結果を項目制御部で判定した。血液を試料とした連続計測実験で項目切り替えが可能なことを確かめえた。試料採取において時間差計測を短時間内に完了させる機構は検討中であるが、所期の目標には到達していない。血中ケトン体特にヒドロキシ酪酸濃度の計測用反応器はカラム型の固定化酵素リアクターを試作した。生体中のヒドロキシ酪酸濃度範囲を検出しえるが、血液中の測定防害因子の除去が課題として残った。固定化NADH酸化酵素リアクターの導入によって高感度計測の可能性が明らかにされた。今後実用化の検討を行う。
唇顎、口蓋裂患者における顎顔面形態の予後予測に関する研究

口蓋形成術後の歯槽弓形態の変化を術前の歯槽弓や破裂の形態から予測することを目的として、当科で初回口蓋形成術を行った片側性唇顎口蓋裂患者27名に対し、術直前ならびに術後2年目の上顎石膏模型を採取して三次元的計測を行い、術後の歯槽弓形態の変化について検討した。計測項目は、各部位の歯槽弓長径、幅径、術前における破裂幅等とし、各計測相について破裂側と非破裂側に分けて術前と術後を比較検討し、さらに、その変化量と術前の各計測値との相関を検索した。その結果、歯槽弓全体の長径は、術前と術後に有意な差は認められなかった。乳犬歯部、第一乳臼歯部では破裂側、非破裂側とも術後が有意に大きく、長径の増大がみられ、その増加量は非破裂側が大きかった。歯槽弓幅径は、上顎結節部において有意な増大が認められたが、乳犬歯部、第一乳臼歯部では有意に減少し、非破裂側に比べて破裂側において大きな減少が認められた。また、破裂幅と術後の歯槽弓幅径の減少量の相関では、破裂幅と破裂側乳犬歯部の歯槽弓幅径の減少量と有意な正の相関があり、歯列弓幅径に対する破裂幅の比(CPI:Cleft Palate Index)と幅径の減少量においても同様の結果であった。さらに目蓋粘膜幅の実長と破裂幅の比をRCPI(Real Cleft Palate Index)とし、これと幅径の減少量の相関を検索するとCPIと同様の結果であり、相関係数もほぼ同等であった。また、歯列弓長径と破裂幅の比(破裂幅・長径比)を求めると、術前の破裂幅、長径比は破裂側乳犬歯部、第一乳臼歯部の歯槽弓幅径の減少量と有意な正の相関がみられ、相関係数は前二者より大きかった。今回の研究結果より、術前のCPI、PCPI、破裂幅・長径比は術後の歯槽弓形態を予測するうえで有用な指標となりうることが示唆された。
結晶構造変態の逐次測定による動的解析

地球科学現象を把握するために地球内部物質の物質科学や物性研究は欠くことができない。地球を構成する鉱物結晶の構造や組識の研究は長年にわたって行われてきた。しかし鉱物は静的な物質ではなく、外界の環境変化(温度、圧力、化学ポテンシャル、等)に伴って転移・分解・融解・再結晶等の変態を生じる。また固体ー固体反応、液体ー固体反応等を行う。これらの構造変化の機構を知るために原子レベルでの挙動を逐次観察・測定することや、またそれらの運動機構のカイネティクスの研究は地球科学のダイナミックを理解する上で重要である。この目的のため(1)X線回折法を用いた動的構造研究の装置開発をおこない、秒単位での逐次測定を行なうシステムを開発した。(2)既存の装置でないため諸々の性能テストも行った。(3)特殊条件下での実験のため、鉱物試料の環境変化や物理条件付けを行うため高温発生装置や油圧制御ダイヤモンドアンビル装置開発を行った。これらの開発した装置を用いて、以下の実験を行った。I.GeO_2は室温で6GPaで非晶質転移をする。より高圧な25GPaでも結晶化しない。ラマン分光実験と、EXAFS実験から非晶質相の中で低圧領域では四配位分子のポリマ-であるが更に晶圧すると六配位分子の存在比が徐々に増す事が明らかになった。85°Cに加熱すると1GPa以下の低圧でも高圧相のルチル構造に容易に転移する。II.Ca(OH)_2はCdI_2型構造を持つが室温で11GPa以上では非晶質相に転移する。8.8GPa、458Kで新しい高圧相が発見された。両構造とも降圧すると初期状態に戻る事から高圧でも脱水反応は確認されなかった。III.ZrO_2の高圧相の構造を粉末回折実験デ-タからリ-テフェルト法で解析した。表題の研究を行うに当たり、今年度は主要装置の設置と、データー処理システムの開発を計画した。高精度湾曲型位置敏感X線検出器とOFFCENTER四軸型自動回折計に強力X線発生装置を備えた新しいX線回折システムを完成させることがまず必要であるが、本装置は新規開発部分が多いため発注先の株式会社リガクからの納品が決初計画より著しく遅れたため、本研究主題である温度や圧力に誘起されて生じる結晶構造の変化の逐次測定を行う事が出来なかった。初めに計画した研究は実験に必要な主要設置が遅れているため具体的な当初研究が遅れているが、しかし周辺機器については開発を順調に進めている。特に圧力誘起による構造変態の研究のための圧力可変の油圧式高圧発生装置を使用した予備テスト実験を行ってきた。ダイアモンドアンビルを用いた高圧装置では加圧部での試料容器は小さくX線のビーム径は50μmφ以下にする必要があり、またコリメートに十分留意した測定要求される事が判明した。半導体検出器を用いたエネルギー分散法による測定から推察すると、予想された以下に長い転移の前駆現象としての転移相の核形成誘導期が存在することが明らかになった。位置敏河X線検出装置の精度テストを行い、これらの装置の設置後高速強度データ転送、処理システムとして高速ADC(450MHz)を用いた。CAMACシステムを接続して実験を行った。現在諸々の解析計算プログラムの開発を行っている。これらのシステムを用いて以下の実験を行った。Ca(OH)

2,Mg(OH)2の脱水反応の速度を母相と分解相のモル分率を回折強度比から測定しまた色々な温度で反応速度を測定し活性化エネルギーの計算並びに其の反応機構の研究について諸々なモデルに基づいて行う。昨年度は本研究の初年度であるため装置の設置とデ-タ処理システムの開発を行った。本装置は強力X線源(回転対陰極発生装置)を用いて四軸型自動回折計上に置かれた単結晶のX線回折強度を高精度湾曲型位置敏感X線検出器で短時間で測定することを目的に開発した。(1)そのため新規開発部分が多く本年度は検出器の空間分解能や強度検出の直線性などの精度テストをまず初めに行った。その結果それぞれ1%以内の精度で測定できることが解った。(2)結晶構造の時間変化を調べるためCAMACシステムを用いてX線回折の逐次測定をし高速デ-タ処理を行うように設計した。そのシステムの性能テストを兼ねてSiの粉末回折実験を行った。測定時間1秒でも解析に充分可能な精度で粉末回折デ-タを測定できることが明らかになった。従来の粉末回折計での測定時間がほぼ1時間要することを考えると著しい成果である。現在数十数百ミリセカンドでも測定できるように改良している。(3)構造変化の過途現象や前駆現象また原子変位の時間分割解析を単結晶試料を用いて回折実験で行うことを目的に四軸型自動回折計を設置した。この実験を行うためには結晶軸方位を正確に設定する必要がある。そのため回折線の位置の検出、および方位マトリックスを精密化する計算機制御システムを作成している。現在任意の目的の逆格子二次元平面での回折強度測定が可能になった。その結果色々な散漫散乱の測定が容易に出来るようになり、既存の方法では測定困難であった構造変化の過渡期に生じる諸現象の解明が可能になった。(4)結晶構造変態の一つとして圧力誘起構造転移の観察をダイアモンドアンビル圧力発生装置を用いて圧力を関数としたX線回折実験が現在進行中である。高圧相への転移の前駆現象と考えられる非晶質転移が存在することがGe02やCa(OH)2に見いだされた。本研究は地球内部物質の環境を再現し、その環境の変化に即応した結晶構造の変化を温度・圧力を変数にして解析することである。X線回折実験を用いて結晶の構造、組織の変化を逐次測定してその機構とカイネティクスを論ずる。本実験を行うためには高温・高圧条件を設定するシステムが必要である。又秒単位での構造の変化を測定する時間分割回折実験装置が必要である。本研究に充当する既成の装置がなく、まず始めに装置開発を行い、その後性能テスト等を行った。今年度はこの装置を使用し以下の実験成果を得た。(1)<GeO_2の圧力誘起非晶質実験>___ー石英(SiO_2)と同構造である本試料を用いて高圧下での多形構造の前駆現象の解明を行った。GeO_2は室温で圧力6GPaで非晶質転移をする。より高圧な25GPaでも結晶化しない。ラマン分光実験と、EXAFS実験から非晶質相の中で低圧領域では四配位分子のポリマ-であるが更に晶圧すると六配位分子の存在比が徐々に増す事が明らかになった。非晶質だがそれを構成する分子の構造が徐々に変化する。85°Cに加熱すると1GPa以下の低圧でも高圧相のルチル構造に容易に転移する。非晶質中の分子は僅かな熱活性により秩序配列し結晶相に転移することが明らかになった。
テンソル空間を利用したパターン特徴抽出・識別方式の研究

多チャンネルのマルチメディアデータや脳波(EEG)のように,空間(多チャンネル)-時間-周波数のテンソル構造を持つ信号解析は重要なテーマである.近年はDeep Neural Network(DNN)を用いる研究開発が盛んであるが,脳波のように未だデータ蓄積の少ない分野では,データの本質的な性質を利用して解析を進める手法が望まれる.本研究では,合成写像に基づくベクトル-ベクトル変換を実現する圏論(category theoy)の考えに基づいて,写像を引き起こす機能(関手(functor))を分析,特徴抽出,音素/音節分類の各ステージで設計・評価することを目指している.これまで脳波解析を対象に,雑音除去手法,線形予測分析(Linear Predictive Analysis; LPA)に基づく「合成による分析」手法を開発した.続いて,脳波の言語表象を線スペクトル群と考え,これらの抽出方法を検討した。現在は,多チャンネルEEG信号から音素kを抽出する汎関数f(ψ(k,m))を構成する固有ベクトルセットの設計を通して,脳の言語表象を抽出する手法の改良を進めている.多チャンネル脳波(EEG)信号から雑音を除去すると共に,線形予測分析により原初的言語表象を見出すことができた.これにより脳波に音節ラベルを付す作業を進められるようになった.音声想起(speech imagery)時の脳波(EEG)信号から言語情報を抽出して,脳波-言語デコーディング実験を行い成果をまとめる.Deep Neural Network(DNN)によりデータが持つ本質的な構造を漸近的に求めることができるようになった。一方,脳波解析のように,DNN学習に必要なビッグデータを用意できない分野は少なくないため,適度な量のデータを利用するだけで,同様の解析を可能にする新しい計算モデルの開発は大変有用であろう。まず,DNNと同様のベクトル-ベクトル変換は,汎関数(functional)を用いる双対空間,あるいは多重線形写像(Multiple linear map; MLM)を用いるテンソル空間で可能であると考えた。近年,合成写像に基づくベクトル-ベクトル変換を実現する手法として,圏論(category theory)と呼ばれる新しい数学分野が発展しつつある。一方,圏論はデータ処理全体の鳥瞰図を与えるが,写像を引き起こす具体的な機能(関手functor)は,個々の応用分野に任される。そこで,我々は多チャンネル脳波(EEG信号)の解析に的を絞って,特徴抽出および音節認識の研究を進めた。脳波解析では雑音下における微小信号を対象とするため,今期は(1)60電極のEEG信号から雑音を取り除くこと,および(2)時間-空間(電極空間)に亘る特徴を抽出することをテーマに検討した。具体的には,(1)でスペクトル領域におけるnoise subtractionと処理パラメータの最適化,(2)では主成分分析(PCA)に基づく時空間全体の分析(holistic pattern analysis)とパラメータの最適化を進めた。(2)では60チャンネルの実効値系列から固有ベクトルを求めて汎関数f(φ(m))を構成すると共に,結果のスカラー値からベクトルを再構成することで,クラス(音素)毎に脳全体に亘る特徴を抽出できることを明らかにした。また,この手法の有用性を数字音声認識で実証した。多チャンネル脳波信号解析にターゲットを絞り,合成写像(圏論)に基づく新しい解析手法を考案すると共に,その有効性を実験から確認することができた。現在は,多チャンネルEEG信号から音素kを抽出する汎関数f(ψ(k,m))を構成する固有ベクトルセットの設計を通して,脳の言語表象を抽出する手法の改良を進めている.多チャンネル脳波(EEG)信号から雑音を除去すると共に,線形予測分析により原初的言語表象を見出すことができた.これにより脳波に音節ラベルを付す作業を進められるようになった.Deep Neural Network(DNN)によりデータの持つ本質的な構造を漸近的に求めることができるようになった。一方,脳波解析のように,DNNに必要なビッグデータを用意できない分野も少なくないため,適度な量のデータから内部構造の解析を進めることを可能にする新しい計算モデルの開発は大変有用であろう。DNNと同様のベクトル-ベクトル変換は,汎関数(functional)を用いる双対空間,あるいは多重線形写像(Multiple linear mapping; MLM)を用いるテンソル空間で可能であると考えた。近年,合成写像に基づくベクトル-ベクトル変換を実現する手法として,圏論(category theory)と呼ばれる新しい数学の枠組みが発展しつある。我々は,多チャンネル脳波(EEG信号)の解析に的を絞って分析手法,特徴抽出手法,音節分類手法の研究を進めている。

脳波解析では雑音下における微小信号を対象とするため,昨年度の雑音除去手法に続いて,今年度はEEG信号解析に特化した線形予測分析(Linear predictive analysis; LPA)を考案し種々のパラメータ最適化を通して,高精度にスペクトル分析を行う手法を開発した。この手法を多チャンネルEEG信号に適用し,続いて逆フィルタ計算により得たスペクトル系列に対して主成分分析(PCA)を行い,固有ベクトルを求めて汎関数f(φ(k,m)),(クラス番号k,固有ベクトル軸数m)を構成することで,EEG信号が持つ準備電位(Readiness potential;RP)と事象関連電位(Event related potential; ERP)の構造を解析した。これら一連の解析により,RPとERPが持つ言語情報が明確になりつつある。多チャンネル脳波(EEG)信号解析に線形予測分析(LPA)の手法を導入すると共に,合成写像に基づく特徴抽出を考案して有効性を実験から確認できた。脳波(EEG)信号から言語音声情報を識別する数理モデルの開発と,シミュレーション実験を行う。数理モデル研究では,圏論の枠組みでベクトル圏およびテンソル圏における関手の開発と合成写像能力の改良を進め,脳波解析と脳波-言語デコーディングでの有効性を示す。音声想起(speech imagery)時の脳波(EEG)信号から言語情報を抽出して,脳波-言語デコーディング実験を行い成果をまとめる.脳波(EEG)信号から言語音声情報を抽出し,言語想起の結果を取り出す数理モデルを開発してシミュレーション実験を行う。前年度に開発した線形予測分析(LPA)を適用し,ベクトル圏およびテンソル圏における合成写像の改良を通して,脳波-言語デコーディングでの有効性を示す。今年度で基本方式の構築を終え,シミュレーションに移っているが,データ処理に時間を要しており,事業期間を延長することで,当初の方式開発と精緻な有効性実証を共に終了することを目指したい。(理由)(使用計画)脳波データを収集可能な豊橋技術科学大学へ出張した。これらのデータを活用することで,研究を加速することができる。脳波データを収集可能な豊橋技術科学大学へ出張した。なお2017年度はこれらのデータを有効に利用して研究を加速する計画である。
せん断ボックス試験に基づくフレッシュコンクリートのレオロジーモデルの構築・定量化

本研究では、今回の申請期間である3年間で、高濃度サスペンションの基本的なレオロジーモデルの構築を完了することを目的として研究を進めてきた。本研究では、レオロジー試験装置として、セメントペーストおよびモルタル用に試作された定ひずみ式単純せん断試験装置の一種であるせん断ボックス試験を用い、各種セメントペースト、モルタルおよびコンクリートのレオロジー性質の測定を行った。その結果、上記のような高濃度サスペンションのレオロジー性質には、ダイラタンシーの影響が非常に大きく、せん断ひずみの増大とともにせん断応力が増大する性質があることが明らかとなった。また、この試験結果を基に、せん断ひずみ依存型粘塑性モデルを構築・提案した。さらに、上記提案モデルの適用性の確認およびパラメータの定量化のための詳細な検討を試みた。その結果、モデル化に関しては概ね妥当であるという結果が得られたが、パラメータの定量化に関しては、正確な値が得られていない可能性が示された。これは、せん断ボックス試験装置の測定時に、せん断ボックス試験装置の試料容器の側圧および試料の間隙水圧の変化を測定した結果、容器の側圧が測定値に影響を及ぼしていることが明らかとなったためである。このような問題を解決するために、本年度は、上記の誤差要因を排除できる新たな外円筒回転型回転粘度計の試作を試みた。均質粘性体を用いたキャリブレーションの結果、試作された回転粘度計により、試料の正確なせん断抵抗が測定できる事が確認された。また、セメントペーストおよびモルタルを用いた測定結果からは、内円筒半径が小さい場合には内円筒表面での滑りの影響で正確な測定値が得られない場合があることが明らかとなった。本研究では、今回の申請期間である3年間で、高濃度サスペンションの基本的なレオロジーモデルの構築を完了することを目的としている。レオロジー性質のモデル化を行う際には、測定方法の選定が非常に重要となる。これに対して本研究では、これまでの研究結果を基に、試験方法としてせん断ボックス試験を採用し、より高精度な測定を実現するため、同試験装置の改良を本年度の目標として研究を進めてきた。以下に本年度に行われた研究内容と得られた結果を示す。1.高せん断ひずみ用せん断ボックス試験装置の試作小型の鉛直型せん断ボックス試験装置を試作した。本装置は、これまでの装置と比較して最大ひずみが1.8倍程度に増加し、また作業性や動作の自由度なども改善されている。均質粘性体を試料として、B型回転粘度計の測定結果と比較することにより、本装置の測定結果の妥当性の検証を行った。その結果、均質粘性体の測定に関してはほぼ正しい値が測定できることを確認した。2.モデル材料を用いたせん断ボックス試験モデル材料を試料としたせん断ボックス試験を行い、サスペンションに対する本装置の適用性に関して検討を行った。その結果、モデル細骨材を用いたサスペンションでせん断ひずみ依存性が確認され、サスペンションに対しても適用可能であることが明らかとなった。3.標準砂および軽量粗骨材を用いたせん断ボックス試験比較的性状の把握が容易な高濃度サスペンションである飽和標準砂を試料としてせん断ボックス試験を行い、そのレオロジー性質と試験装置の性能を検討した。その結果、正のダイラタンシーと液状化といった高濃度サスペンショシ特有の性質が観察された。本研究では、これまでの研究結果を基に、せん断ボックス試験によるフレッシュモルタルおよびフレッシュコンクリートのレオロジー定数の測定を進めてきた。1.各種混和材料を用いたセメントペーストに関する実験各種混和材量を混入したセメントペーストを試料として、せん断ボックス試験を行った。その結果、セメントペーストにおいてもせん断ひずみ依存性が確認され、高性能AE減水剤を添加した場合、および、高炉スラグやフライアッシュといった混和材料でセメントを置換した場合には、せん断ひずみ依存性が減少することがわかった。2.モデル粗骨材を用いたフレッシュコンクリートに関する実験形状の異なるモデル粗骨材を用いたフレッシュコンクリートを試料として、せん断ボックス試験を行った。その結果、粗骨材形状および粗骨材容積比がレオロジー定数のせん断ひずみ依存性に及ぼす影響が明らかとなった。3.せん断ボックス試験装置の問題点の把握とせん断ひずみが測定可能な回転粘度計の試作せん断ボックス試験時の容器側圧および試料の間隙水圧の変化を測定した結果、容器の側圧が測定値に影響を及ぼしていることが明らかとなった。また、与えられるせん断ひずみの量も現在の装置では1.5以下と小さいことも、流動性の把握には問題とされている。このため、現在はこれらの問題点を解消するために新たな外円筒回転型回転粘度計の試作を試みている。

また、この試験結果を基に、せん断ひずみ依存型粘塑性モデルを構築・提案した。さらに、上記提案モデルの適用性の確認およびパラメータの定量化のための詳細な検討を試みた。その結果、モデル化に関しては概ね妥当であるという結果が得られたが、パラメータの定量化に関しては、正確な値が得られていない可能性が示された。これは、せん断ボックス試験装置の測定時に、せん断ボックス試験装置の試料容器の側圧および試料の間隙水圧の変化を測定した結果、容器の側圧が測定値に影響を及ぼしていることが明らかとなったためである。このような問題を解決するために、本年度は、上記の誤差要因を排除できる新たな外円筒回転型回転粘度計の試作を試みた。均質粘性体を用いたキャリブレーションの結果、試作された回転粘度計により、試料の正確なせん断抵抗が測定できる事が確認された。また、セメントペーストおよびモルタルを用いた測定結果からは、内円筒半径が小さい場合には内円筒表面での滑りの影響で正確な測定値が得られない場合があることが明らかとなった。
光集積レーザージャイロ回転センサに関する研究

本研究は、光ファイバを用いたレーザージャイロの光学系を光導波路を用いた光集積回路に置き換えて一体化し、小型・高安定・高信頼性で経済的な高性能のレーザージャイロ回転センサを実現するとともに、その性能限界と適用領域を追求することを目的とする基礎研究である。得られた成果は次のように要約される。1.光集積レーザージャイロ回転センサの構成に必要な導波型受動素子として、導波光平行化・集光のための導波路フレネルレンズ,レンズ・ビームスプリッタ用の端面結合反射型ブラッググレーティング,光ファイバ結合のための集光グレーティングカップラ等をとりあげ、理論解析を行なってその設計法を確立するとともに理論的性能限界を明らかにした。また電子ビーム直接描画やドライエッチング等による作製技術を確立し、これら素子を個別に作製し、その特性を評価した。2.ビームスプリッタや位相変調器,光周波数シフタとして用いるための導波型音響光学ブラッグセルの設計法を確立し、実際に素子を作製して、光集積レーザージャイロに必要な性能を実現した。3.レーザージャイロ回転センサ用光集積回路として、受動サグナック干渉計,周波数変化法サグナック干渉計,ヘテロダイン検出法サグナック干渉計のそれぞれにつき、グレーティング素子を用いた集積化の具体的構成法を提案し、理論的に検討し、各構成要素に要求される性能を明らかにした。4.周波数変化法を採用したプロトタイプの光集積レーザージャイロ回転センサを実際に試作して、基礎実験測定により光集積回路の特性を評価した。またこの試作光集積回路に偏波保存単一モードファイバセンシングコイルを結合し、実験により干渉計の動作と周波数変化法による検出の可能性を確認した。
昆虫の加齢に伴う記憶障害の神経機構の解明

本研究ではコオロギの嗅覚学習、視覚学習、色覚学習のいずれについても、長期記憶の形成のみに加齢性記憶障害(ボケ)がおこり、そのボケは一酸化窒素(NO)-cGMPシグナル伝達系の作動薬の投与により完全に回復することを行動学的解析により明らかにした。またコオロギの長期記憶の形成過程において、NO-cGMP系の上流でニコチン型アセチルコリン受容体が働いていることを明らかにした。さらに薬理行動学的手法により「コオロギのボケは加齢に伴うNO-cGMP系の活性低下に起因する」という研究代表者の仮説を検証した。加齢に伴う記憶力の低下(加齢性記憶障害:ボケ)の神経機構は学習・記憶の形成機構の解明につながるため、動物生理学分野においても重要な課題となりうる。本研究では昆虫(フタホシコオロギ)のボケを薬理行動学的に調べた。成虫脱皮して1週間のコオロギを若齢コオロギ、3週間のコオロギを加齢コオロギとし、まず若齢コオロギと加齢コオロギ群に各種の学習訓練(嗅覚学習、視覚学習、色覚学習)パラダイムをそれぞれ行い、訓練1時間後の短期記憶、訓練1日後の長期記憶を調べた。その結果、若齢コオロギ群では長期記億が形成されるのに対し、加齢コオロギ群ではいずれの学習訓練においても長期記憶が全く形成されなかった。すなわち嗅覚学習、視覚学習、色覚学習のいずれにおいてもボケが観察できたといえる。昆虫の視覚学習、色覚学習においてボケがみられるというのは本研究が初めての知見である。さらに訓練前にNO-cGMP系の促進剤やcAMP-PKA系の促進剤を投与することで、嗅覚学習や色覚学習のボケが完全に回復できることがわかった。すなわち嗅覚学習や色覚学習のボケにはNO-cGMP系やcAMP-PKA系が関わっていることが示唆された。cAMP系の賦活によるボケの回復や、色覚学習のボケの回復についての報告は本研究が初めてである。また、コオロギの生育環境とボケの関係についても調べた。成虫脱皮してから雌と一緒に飼育した雄コオロギと比べ、雄だけで飼育した雄コオロギではボケが早く観察されることがわかった。ボケがみられるコオロギの脳内においてNO-cGMP系やcAMP-PKA系の低下が示唆されるが、それを生化学的手法などで検証することがこれからの課題である。加齢に伴う記憶力の低下(加齢性記憶障害:ボケ)の神経機構は学習・記憶の形成機構の解明につながるため、動物生理学分野においても重要な課題である。本研究ではバッタ目昆虫であるフタホシコオロギのボケを薬理行動学的に調べた。前年度、成虫脱皮3週間目の加齢コオロギにおいて視覚学習を行った場合、訓練1時間後の短期記憶は正常だが、訓練1日後の長期記憶が全く形成されないことを報告した。今回、加齢コオロギに視覚学習訓練前にNO-cGMP系の促進剤を投与することで長期記憶のボケが完全に回復することを示した。すなわち、嗅覚学習、色覚学習だけでなく、昆虫の視覚学習のボケにもNO-cGMP系が関わっていることが示唆された。昆虫の視覚学習のボケの回復は本研究がはじめての知見である。これまでの結果から申請者は「コオロギの加齢依存の長期記憶の低下は加齢に伴うNO-cGMP系の活性の低下によって引き起こされる」という作業仮説を立てた。NO-cGMP系の活性の低下とはNO合成酵素の量の減少もしくは活性の低下が考えられるが、それを調べるために、加齢コオロギと成虫脱皮1週間目の若成体コオロギの脳におけるNO合成酵素(NOS)の発現をNADPH免疫組織化学法で調べてみた。その結果、キノコ体の葉部において加齢コオロギと若成体コオロギとでNOSの発現に差は見られなかったが、傘部においては加齢コオロギの方が若成体コオロギと比べNOSの発現量が低い傾向が見られた。この問題をさらに詳しく調べるため、今後は免疫抗体染色法を用い、加齢コオロギと若成体コオロギの脳のNOSの発現パターンを比べる。前年度までに申請者はコオロギの嗅覚学習、視覚学習、色覚学習のいずれにおいても長期記憶の形成にのみ加齢性記憶障害(ボケ)がみられ、またいずれも学習訓練前にNO-cGMP系の促進剤を投与することでこの長期記憶のボケが完全に回復することを示した。これらの結果から申請者は「コオロギの加齢依存の長期記憶の低下は加齢に伴うNO-cGMP系の活性の低下によって引き起こされる」という作業仮説を立てた。しかし、加齢による影響を受けるのはNO-cGMP系そのものではなくその上流のシグナル伝達系であるという可能性が残されていた。そこで本年度は長期記憶形成過程においてNO-cGMP系の上流で働く生体分子を薬理行動学的に探索した。

その候補分子としてニコチン型アセチルコリン受容体(nAChR)、ムスカリン型アセチルコリン受容体(mAChR)、グルタミン酸受容体、セロトニン受容体、プロテインキナーゼC(PKC)、DNAメチルトランスフェラーゼ、セリンプロテアーゼ、チロシンキナーゼに注目した。これらの阻害剤を若い成虫コオロギに投与し、嗅覚学習の記憶の諸過程(短期記憶の形成、長期記憶の形成、記憶の保持、記憶の想起)のいずれに影響を与えるのかを調べたところ、これらの候補分子は全て記憶の諸過程のいずれかに関わっていることがわかった。その中でnAChRが長期記憶の形成のみに関与することがわかった。そしてnAChRの活性化剤または阻害剤とNO-cGMP系の活性化剤または阻害剤の同時投与実験により、長期記憶形成過程においてnAChRがNO-cGMP系の上流で働いていることが示唆された。さらに加齢コオロギにnAChRの活性化剤剤を投与したところ、ボケの回復効果が全くみられなかった。以上の結果から、コオロギの長期記憶のボケは、NO-cGMP系の上流ではなく、NO-cGMP系そのものの加齢による機能低下によることが示唆された。
動物および植物に作用する生理活性ペプチド

カゼインの酵素消化物から、チャ花粉管の伸長を促進する活性をもとにして単離したAla-Met-Lys-Pro-Trpはラットに対する静脈内投与により弱い血圧上昇作用を示した。その血圧上昇作用はangiotensin AT1アンタゴニストでブロックされることからangiotensin AT1 receptorを介したものであるが、花粉管伸長作用はangiotensin AT1アンタゴニストでブロックされなかった。大豆蛋白質の酵素消化物からヒト好中球によるファゴサイトーシスを促進するペプチドとして単離したsoymetideは白血球走化性ペプチドfMLPのreceptorを介して作用するが、その免疫促進活性発現に最小限必要な構造に相当するMet-Ile-Thr-Leu(soymetide-4)はチャ花粉管の伸長を促進する活性を示し、コマツナの根に対しては10^<-7>Mという低濃度で伸長促進作用を示した。さらに高濃度では根伸長促進作用は低下することから、その作用は単なる栄養効果によるものではないと考えられる。種々の長さのsoymetideのうちsoymetide-4が最も強力な花粉管および根伸長促進活性を示した。カゼインから派生する前記MKPWもコマツナの根に対して伸長促進活性を示した。一方、fMLPは弱い花粉管伸長促進作用を示したが、根伸長促進作用は示さなかった。soymetide-4のMet残基は免疫促進、花粉管伸長促進および根伸長促進活性のいずれにとっても必須であった。これらの活性にはいずれも細胞内Ca^<2+>の上昇が関与することが示唆されているが、最大の活性を示すペプチドは各々の活性について異なっており、免疫促進にはMIWL、花粉管伸長促進にはMRGG、根の伸長促進にはM(O)ITLがそれぞれ最大活性を示した。以上の結果はこれら3種類の活性発現にはそれぞれ別のレセプターが関与していることを示唆している。以前に大豆蛋白質の酵素消化物からヒト好中球によるファゴサイトーシスを促進ペプチドとして単離したsoymetide(Met-Ile-Thr-Leu-Ala-Ile-Pro-Val-Asn-Lys-Pro-Gly-Arg)のN末端Metは免疫促進活性に必須であり、活性発現に最小限必要な構造はN末端4残基に相当するMet-Ile-Thr-Leuである。本ペプチドは白血球走化性ペプチドとして知られているfMLP receptorを介して作用することが判明している。一方、Met-Ile-Thr-Leuはチャ花粉管の伸長を促進する活性を有することもわかった。しかし、fMLPは花粉管伸長促進作用は示さなかったことから、動物および植物に対する作用機構上の共通性はないと考えられる。花粉管伸長促進活性についてはN末端Metから始まる種々の長さのsoymetideのうちMet-Ile-Thr-Leuが最も強力な作用を示した。また、本ペプチドをもとにして種々の誘導体を合成したところ、Met-Ile-Gly-Glyが最も強力な花粉管伸長促進す活性を示した。本ペプチドをコマツナの発芽培地に添加したところ、10^<-7>Mという低濃度で成長促進作用を示したが、さらに高濃度では作用は低下することから、その作用は単なる栄養素ではないと考えられる。一方、カゼインの酵素消化物から、チャ花粉管の伸長を促進する活性をもとにして単離したAla-Met-Lys-Pro-Trpをラットに静脈内投与したところ、弱い血圧上昇作用を示した。その血圧上昇作用はangiotensin AT1アンタゴニストでブロックされることからangiotensin AT1 receptorを介したものであることがわかった。

しかしながら、花粉管伸長作用はangiotensin AT1アンタゴニストでブロックされなかったことから、この場合も動物および植物に対する作用機構上の共通性はないと考えられる。ダイズタンパク質のトリプシン消化物からファゴサイトシス促進活性を指標にして単離したsoymetide(MITLAIP VNKPGR)はβ-conglycinin α'subunitに由来するペプチドである。本ペプチドの免疫促進作用はfMLPレセプターを介したものであるが、その活性発現に最小限必要なN-末端フラグメントペプチドsoymetide-4(MITL)は経口投与の際にマウスにおける腫瘍壊死因子(TNF)の産生を促進し、また抗癌剤によるラットの脱毛を阻止する作用を示した。一方、植物に対しては花粉管伸長促進作用を示した。本ペプチドはまた、10^<-7>-10^<-5>Mという低濃度でコマツナの根の伸長を促進することを新たに見出した。本ペプチドは10^<-4>M以上では根の伸長をむしろ阻害することから、単なる肥料として作用しているのではないと考えられる。本ペプチドの各種誘導体を合成し、構造活性相関を検討したところ、免疫促進、花粉管伸長促進および根伸長促進活性のいずれにとってもMet残基は必須であった。また、これらの活性にはいずれも細胞内Ca^<2+>の上昇が関与することが示唆されている。しかしながら、最大の活性を示すペプチドは各々の活性について異なっており、免疫促進にはMIWL、花粉管伸長促進にはMRGG、根の伸長促進にはM(O)ITLがそれぞれ最大活性を示したことから、soymetide-4が示す3種類の活性はそれぞれ別のレセプターを介して発現されるものと考えられる。カゼイン消化物から花粉管伸長促進活性をもとにして単離したMKPWもコマツナの根に対しては伸長促進活性を示し、動物に対してはアンジオテンシンAT4レセプターに対する親和性と静脈内投与の際の弱い血圧上昇作用を示した。
考古学教育の理論と方法 〜考古資料の教材化を中心に〜

本年度は3年計画の研究の最終年度であり、当初の計画通り、国内外の実地調査・教材開発に努めるとともに、収集した情報を整理・分析し、その成果をもとに研究報告を行った。考古学教育に関する諸外国の研究事例や研究方法論を調査するために、2つの大きな国際学会に参加した。はじめは9月に英国で行なわれた英国考古学協会主催「考古学と教育」であり、英国内の多くの教育実践例を収集するとともに、日本の考古学教育に関する研究発表を行なった。また、1月に大阪で所属組織が主催した世界考古学会議中間会議大阪大会(27ヶ国370名の参加)では、「考古学と教育」、「文化遺産の継承」のセッションのチェアを行ない。世界各地の情報を収集し、意見交換することができた。この2つの国際会議で、考古学教育についての多様な実践例を得るだけでなく、教育方針の作成方法、学校教育のカリキュラムとの関連付け、ワークショップの進め方、グループ学習の有効性、学習キットの開発、助成制度(英国の宝くじファンド)のあり方など、考古学教育を支える諸条件についても認識が深まった。また、日英の比較によって、実際には多くの「考古学教育」が存在するにも関わらず、「歴史教育」や「体験学習」として認識されていることや、考古学解釈のもつ多様な視点についての教育学的な認識の不十分さなど、日本の考古学教育に関する課題も明確となってきた。以上、課題研究を深化させるとともに、これまで収集した考古学教育の資料収集・調査の成果については、パブリック考古学に関する2本の論文として公刊した。今年度は国内外の考古資料を用いた展示、教育普及活動、ワークシートなど、研究の基礎資料の蓄積に努めた。具体的には博物館一覧やインターネットを利用しつつ、現地へおもむき、教育的な展示、ハンズオン資料やワークシートなどの資料を収集した。研究発表としては、世界最大の考古学の国際学会であり、考古学教育に関する発表・ワークショップが多いことで有名な「世界考古学会議」(第5回ワシントン大会)に参加した。ここで、"Bridging Archaeology, Heritage and the Public : the Naniwa Archaeological Resource Centre"と題して、大阪歴史博物館の考古学教育の取り組みについて報告をおこなった。この報告は同セッションの中心的な問題提起として行なわれ、世界各地の関係者から、活発な議論が広げられた。会議後には、カナダ、ブラジルなどの研究者から、資料提供を求められると同時に、情報・資料提供を受けた。なお、報告については雑誌"Public Archaeology"への投稿を準備している。また、今回の世界考古学会議参加の副産物として、委員会から日本での中間会議開催を打診され、2005年末2006年初めに実施される予定である。このことによって、世界数十カ国の考古学教育に関する事例が収集されるものと期待される。また、国内では中西裕見子(ケンブリッジ大学)とともに、日本遺跡学会第1回大会発表で「英国文化遺産研究の理論と実践」と題して報告した。この発表の中で、英国の考古学教育の取り組みについて紹介し、文化財研究・担当者から、大きな反響を得た。この報告については『遺跡学研究』第1号に投稿を予定している。今年度は考古学教育実践例の効率的な収集について、国内外ともに見通しが得られ、今後の理論化に向けての基盤整備をおこなうことができた。本年度は3年計画の研究の第二年目であり、考古学教育の実地調査を行ない、国内外のケーススタディの蓄積に努め、その成果をもとに研究報告を行った。今年度当初の目標では、実践的な教材開発のために、いくつかの作品(ハンズオン)を試作、教材のテスト・評価をする予定であったが、残念ながら十分行なうことができなかった。ただ、類似例を実地調査で蓄積しており、現時点でも有効な教材化の見通しを得ている。考古学教育に関する諸外国の研究事例や研究方法論を調査するために、10月にソウルで行なわれた国際博物館会議(ICOM)の2つの委員会に出席した。海外の多くの事例を収集するとともに、日本の考古学教育に関する研究発表(「考古学、文化遺産、教育とつなぐ-なにわ考古研究所-」、「文化遺産の歴史の応用-大阪歴史博物館」)を2度行ない、各地の考古学者・博物館教育担当者と情報交換することができた。その結果、これまで考古学教育と呼ばれているものも、「普及啓発的・教育的な内容」と「多様な視点からの解釈・活動を促進する内容」という二つの指向性が存在しており、それに相応した取り組み・実践が存在するという見通しを得ることができた。前者は文化財の価値を一方的に伝える、伝統的な考古学・文化財教育であるが、後者は近年、話題にされた「考える力」や「総合的学習」に通じる指向性である。以上の点を次年度の資料の類型化、統一したフォーマットに生かし、研究成果の充実に努めたい。また、これまでの英国の考古学教育の資料収集・調査をまとめて、「英国における文化遺産研究の理論と実践」として公刊した。

この2つの国際会議で、考古学教育についての多様な実践例を得るだけでなく、教育方針の作成方法、学校教育のカリキュラムとの関連付け、ワークショップの進め方、グループ学習の有効性、学習キットの開発、助成制度(英国の宝くじファンド)のあり方など、考古学教育を支える諸条件についても認識が深まった。また、日英の比較によって、実際には多くの「考古学教育」が存在するにも関わらず、「歴史教育」や「体験学習」として認識されていることや、考古学解釈のもつ多様な視点についての教育学的な認識の不十分さなど、日本の考古学教育に関する課題も明確となってきた。以上、課題研究を深化させるとともに、これまで収集した考古学教育の資料収集・調査の成果については、パブリック考古学に関する2本の論文として公刊した。
生体模倣反応や特異物性を分子設計の基盤とするカテプシン類阻害剤の合成開発

筆者らはα-アルキニルマロン酸ジエチルエステル体が酵素によりあるいは非酵素的に加水分解・脱炭酸反応を経由して共役アレニルエステル体に誘導されることを期待し、パパインタイプのSH酵素カテプシンB、Lの特異的阻害剤の開発を試みた。デザイン合成した各種α-アルキニルマロン酸ジエチルエテル体はアルカリ加水分解条件下に期待通りのカスケード様反応が極めて容易に進行することが明らかとなった。認識部位としてL-Pro-L-Ileが結合しているカスケード様反応生成物であるピロリノン誘導体は人肝臓カテプシンBを特異的かつ強力に阻害した。筆者らは最近S・・・X(X=N,O,S,ハロゲン)、CH・・・π、CH・・・O相互作用を有する分子の合成開発及びその証明と生物活性への寄与ならびに応用研究に興味をいだいている。3つのアンジオテンシンII受容体拮抗作用物質のX線結晶解析を行ったところ全ての化合物においてS・・・O closecontact(2.542-2.610Å)が観察された。S・・・O相互作用の安定性は簡単なモデル化合物を合成し、それらのX線結晶解析と種々のレベルでのab initio MO計算によって証明した。現在この様な相互作用を有する分子のカテプシン類阻害剤開発への応用研究を展開している。