hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
視細胞における未知の情報変換システムの解析

光受容タンパク質オプシンはそのアミノ酸配列からいくつかのグループに分類できる。その中でもOpn5グループは脊椎動物が広くもつオプシンとして最後に見つかり、解析が遅れている。脊椎動物のOpn5は4つのサブタイプに分かれ、そのうちOpn5nサブタイプは可視光感受性であることがわかっている。さらに、Opn5サブタイプは哺乳類以外の脊椎動物の網膜の視細胞に発現することを見いだしている。そこで、視細胞に存在する視物質以外のオプシンの分子特性やそれが関わる生理機能を明らかにすることを目的とする。1.Opn5nの関わる生理機能を明らかにするために、ノックアウトメダカの解析を行っている。メダカの錐体視細胞は受容する光波長の異なる錐体視物質によって分類できる一方、可視光感受性のOpn5nは共通して発現する。そこで、光波長を選択しOpn5nには光が当たるが錐体視物質には光が当たらない条件で解析を行ったところ、Opn5nは光依存的な視細胞の形態変化(網膜運動現象)に関わることが明らかとなった。2.Opn5グループでOpn5nとは別のサブタイプのノックアウトメダカにおいて行動観察を行ったところ、周りで縞模様を回転させた時に自由遊泳のメダカが回転に追従して泳ぐoptomotor response(OMR)に異常がでた。さらに、固定したメダカの周りで縞模様を回転させると眼球運動するoptokinetic responseを観察したところ、これは正常であった。これらの結果は、眼以外に発現するOpn5が正常なOMRを制御することを示している。3.脊椎動物のOpn5の中には、分子特性が他のオプシンと大きく異なり、光サイクルで活性が制御されるものが存在する。この光サイクルを形成する分子内の詳細なメカニズムを明らかにし、さらに、光サイクルの時定数が大きく異なるいくつかのOpn5を同定することにも成功した。1.メダカはOpn5n遺伝子を2つもつ。これらの発現部位の詳細について検討を行った。その結果、1つは桿体・錐体視細胞の両方に発現し、もう一方はいずれかの視細胞のみに発現することがわかった。2.視細胞に広く発現するというユニークな発現パターンを示すOpn5nの関わる生理機能に迫るため、2つのOpn5n遺伝子を両方ノックアウトしたメダカを作製した。暗順応・明順応した網膜の形態を比較したところ、ダブルノックアウトでは光依存的に視細胞と網膜色素上皮との位置関係が変化する網膜運動現象に異常をきたしていることがわかった。詳細な解析では、特に暗順応した網膜で野生型と比べて視細胞の動きに影響がでていることがわかった。3.遺伝子組換えメダカの行動解析を行うことを目的として、実験系の確立を行った。具体的には、周りで縞模様を回転させた時に自由遊泳のメダカが回転に追従して泳ぐoptomotor response (OMR)を1時間以上継続して観察できる系を確立した。Opn5n遺伝子のダブルノックアウトで顕著な表現型が観察できたため、次年度以降に、シングルノックアウトの解析により2つのOpn5n遺伝子の機能分担・重複を詳細に解析できることになった。また、OMRの実験系を確立したことにより、次年度以降に遺伝子組換えメダカの解析を行いOpn5nの生理機能の解明が可能となった。前年度にダブルノックアウトの解析を行い、顕著な表現型が観察できた。そして、Opn5nのシングルノックアウトメダカの解析を行ったところ、1遺伝子の欠損でも網膜運動現象に影響がでることがわかった。2.遺伝子組換えメダカの行動解析を行うことを目的として、メダカの周りで縞模様を回転させた時に自由遊泳のメダカが回転に追従して泳ぐoptomotor response (OMR)を1時間以上継続して観察できる系を確立した。そして、実際にメダカの観察を行ったところ、Opn5nとは別のOpn5サブタイプのノックアウト個体において、OMRに異常がでることがわかった。3.脊椎動物のOpn5は、その祖先型は紫外光感受性であり、その後の多様化の過程で可視光感受性のものができたと考えている。この分子進化プロセスを検証するため、Opn5の変異体を解析した結果、可視光受容のために重要なアミノ酸の同定とその変遷を明らかにすることができた。Opn5n遺伝子のシングルノックアウトとダブルノックアウトで表現型の比較をすることができた。

また、他のOpn5サブタイプについて、確立した行動実験系を用いて、行動に異常がでることが確認できた。最終年度に向けて、視覚に関わる別の行動実験系での検証を行うベースができた。光受容タンパク質オプシンはそのアミノ酸配列からいくつかのグループに分類できる。その中でもOpn5グループは脊椎動物が広くもつオプシンとして最後に見つかり、解析が遅れている。脊椎動物のOpn5は4つのサブタイプに分かれ、そのうちOpn5nサブタイプは可視光感受性であることがわかっている。さらに、Opn5サブタイプは哺乳類以外の脊椎動物の網膜の視細胞に発現することを見いだしている。そこで、視細胞に存在する視物質以外のオプシンの分子特性やそれが関わる生理機能を明らかにすることを目的とする。1.Opn5nの関わる生理機能を明らかにするために、ノックアウトメダカの解析を行っている。メダカの錐体視細胞は受容する光波長の異なる錐体視物質によって分類できる一方、可視光感受性のOpn5nは共通して発現する。そこで、光波長を選択しOpn5nには光が当たるが錐体視物質には光が当たらない条件で解析を行ったところ、Opn5nは光依存的な視細胞の形態変化(網膜運動現象)に関わることが明らかとなった。2.Opn5グループでOpn5nとは別のサブタイプのノックアウトメダカにおいて行動観察を行ったところ、周りで縞模様を回転させた時に自由遊泳のメダカが回転に追従して泳ぐoptomotor response(OMR)に異常がでた。さらに、固定したメダカの周りで縞模様を回転させると眼球運動するoptokinetic responseを観察したところ、これは正常であった。これらの結果は、眼以外に発現するOpn5が正常なOMRを制御することを示している。3.脊椎動物のOpn5の中には、分子特性が他のオプシンと大きく異なり、光サイクルで活性が制御されるものが存在する。この光サイクルを形成する分子内の詳細なメカニズムを明らかにし、さらに、光サイクルの時定数が大きく異なるいくつかのOpn5を同定することにも成功した。1.Opn5nのシングルノックアウトメダカについて、網膜運動現象を解析する。そして、2つのOpn5n遺伝子の機能分担・重複を明らかにする。2.確立したメダカの行動実験システムを用いて、Opn5ノックアウトメダカの解析を行う。3.脊椎動物のOpn5は、その祖先型は紫外光感受性であり、その後の多様化の過程で可視光感受性のものができたと考えている。この分子進化プロセスをトレースするような変異体を作製し、上記の多様化モデルを検証する。1.魚類の網膜運動現象を制御する光波長とOpn5nとの関わりを解析する。2.OMR以外にメダカの視覚機能を評価する行動実験系を確立し、Opn5ノックアウトメダカを用いて解析を行う。3.脊椎動物のOpn5の中には、分子特性が他のオプシンを大きく異なっているものがある。その分子メカニズムの詳細を明らかにする。共同研究者との研究打ち合わせの回数が少なくなったため、残額が生じた。
ABCA1による高密度リポタンパク質(HDL)の形成機構の研究

ABCA1は脂質受容体のapoA-Iに結合し、結合したapoA-Iに細胞の脂質を受け渡すことで、善玉コレステロールとして知られるHDLを作り出す。ABCA1はATPの加水分解を駆動力として機能するが、ATP加水分解のエネルギーをどのように利用するか不明であった。NaN_3と2-deoxyglucoseによりATP合成を阻害すると、ABCA1発現細胞への蛍光標識したapoA-Iの結合が抑制された。この結果より、apoA-Iとの結合にABCA1のATP加水分解活性が必要であることが示された。そこで、ATP加水分解に依存した構造変化により、ABCA1の細胞外領域にapoA-I結合部位が形成されるという仮説を立てた。ABCA1の細胞外領域の9か所にHAタグを挿入し、抗HA抗体によるHAタグの認識が変化するかを調べることにより、ABCA1の構造変化を検出することにした。作成した9個の変異体の内、6個は野生型と同様に細胞膜に発現し、apoA-Iとの結合活性を保持していた。機能的に発現した6個の変異体の内、443番目のアルギニン残基の直後に挿入したHAタグの認識は細胞内ATPをNaN_3と2-deoxyglucoseにより枯渇させると低下した。この結果より、ABCA1の細胞外領域の構造がATPに依存して変化することが示された。ABCトランスポーターであるABCA1は細胞の過剰なコレステロールを血中のapolipoproteinA-1(apoA-I)に受け渡すことで、善玉コレステロールとして知られる高密度リポタンパク質(HDL)を形成する。本研究課題では、HDL形成の第一段階であるABCA1とapoA-Iの結合の機構を明らかにすることを目的としている。2010年度の研究により、ABCA1とapoA-Iの結合が細胞内ATP量に依存することを明らかにした。そこで、2011年度はABCA1の2つのヌクレオチド結合領域(NBD)において、どのようにATPを加水分解するのか、そしてATP加水分解のエネルギーをapoA-Iとの結合にどのように利用するのかを解析した。2つのNBDでのATP加水分解をそれぞれ解析するために、一つ目のNBDの直後にTEVプロテアーゼ認識配列を挿入し、2つのNBDを分離できる系を確立した。また、他のABCタンパク質においてATP加水分解に必須なWalker A配列のリシン残基をメチオニン残基に置換したKM変異体を作成した。[・32P]8N3-ATPを用いた光親和性標識実験から、(1)ABCA1の2つのNBDにATPが結合し、結合したATPが加水分解されること、(2)KM変異はATP結合には影響しないが、ATP加水分解を抑制することを明らかにした。ABCA1とapoA-1との結合は片方のNBDにKM変異を導入することで完全に観察されなくなった。また、ABCA1の細胞外領域の443番目の残基に挿入したHAタグ(YPYDVPDYA)の抗HA抗体による認識も、片方のNBDにKM変異を導入することで劇的に低下した。以上の結果より、2つのNBDでのATP加水分解により、ABCA1の細胞外領域の構造が変化し、apoA-Iとの結合部位が形成されることが明らかになった。
植物プランクトンの種間競争に及ぼす窒素:リン比の影響に関する研究

栄養を十分に与えた植物プランクトンの窒素(N):リン(P)比と、実際に増殖に影響が生じる増殖制限NP比を検討したところ、どの分類群においても、ゆとりとして貯蔵できる量はNに比べPが多く、増殖制限となるNP比は、制限栄養塩の目安として使われてきたレッドフィールド比より大きなNP比となった。したがって、従来考えられていたより植物プランクトンはN制限の影響を受けやすいことが示唆された。琵琶湖南湖における溶存態リンと溶存態窒素の供給パターンには相違があり、これにより供給NP比も変動する。このことが植物プランクトンの種組成と優占状況に影響していると推察された。(1)琵琶湖から分離した様々な分類群(緑藻類、珪藻類、ラン藻類)の代表的な植物プランクトンに関して、最適窒素(N)リン(P)比と実際に増殖に影響が生じるNP比を培養実験から明らかにし、琵琶湖における植物プランクトン各種の現存量の変化や種間競争を説明できるかどうか野外調査で検証する。その結果を踏まえて、琵琶湖における長期的な植物プランクトン優占種の変遷と、NP濃度とその比の変動との関係について見解を示す。本研究では、琵琶湖から分離した様々な分類群(緑藻類、珪藻類、ラン藻類)の代表的な植物プランクトンに関して最適NP比と実際に増殖に影響が生じるNP比を培養実験から明らかにすること、培養実験から得られた結果によって琵琶湖における植物プランクトン各種の現存量の変化や種間競争を説明できるかどうか野外調査で検証すること、琵琶湖における長期的な植物プランクトン優占種の変遷とNP濃度とその比の変動との関係について見解を示すこと、の3つを目的としている。本年度は、植物プランクトン優占種の変遷と、NP濃度とその比の変動との経時的な関係についてのデータ採取のため、施設前の桟橋(琵琶湖南湖)を定点として野外調査を実施した。1週間に1回程度の類度で採水を行い、検鏡による植物プランクトン計数とクロロフィル濃度の測定、フローサイトメーターによるピコ植物プランクトンと細菌の計数、PAMを用いたクロロフィル励起蛍光法による光合成活性と電子伝達速度の測定、蛍光光度法によるアルカリフォスファターゼ活性の測定、オートアナライザーと分光光度計による全N・P濃度、無機態N・P濃度の測定、炭素窒素分析装置によるセストンC・N濃度の測定を実施した。また、クロロフィル濁度計を投入し連続自動観測を行った。室内培養実験では、栄養を十分に与えた培地で対数増殖期にある細胞の細胞内CNP含量とその栄養比の測定、ならびに、N欠乏またはP欠乏培地を用いたバッチ培養で、経時的な細胞内CNP含量の測定と、増殖が停止したときの細胎内最小含量の測定を実施した。本研究では、琵琶湖から分離した様々な分類群(緑藻類、珪藻類、ラン藻類)の代表的な植物プランクトンに関して最適NP比と実際に増殖に影響が生じるNP比を培養実験から明らかにすること、培養実験から得られた結果によって琵琶湖における植物プランクトン各種の現存量め変花や種間競争を説明できるかどうか野外調査で検証すること、琵琶湖における長期的な植物プランクトン優占種の変遷とNP濃度とその比の変動との関係について見解を示すこと、の3つを目的としている。本年度は、植物プランクトン優占種の変遷と、NP濃度とその比の変動との経時的な関係についてのデータ採取のための野外調査を、昨年度に引き続き施設前の桟橋(琵琶湖南湖)を定点として実施した。1週間に1回程度の頻度で採水を行い、検鏡による植物プランクトン計数とクロロフィル濃度の測定、フローサイトメーターによるピコ植物プランクトンと細菌の計数、PAMを用いたクロロフィル励起蛍光法による光合成活性と電子伝達速度の測定、蛍光光度法によるアルカリフォスファターゼ活性の測定、オートアナライザーと分光光度計による全N・P濃度、無機態N・P濃度の測定、炭素窒素分析装置によるセストンC・N濃度の測定を実施した。これまでに得られた3年間の定期観測データからクロロフィル変動と光合成活性の変動の同調性が見えてきており、特に春季(水温上昇期)の珪藻増殖期、夏季のラン藻増殖期、秋季の緑藻増殖期が集中観測を行う時期として適当であることが明らかとなった。平成21年度には、これらの時期を対象として、室内培養実験で得られた栄養十分な時の細胞内CNP比と栄養枯渇時の細胞内CNP比と、野外における優占植物プランクトンの細胞内CNP含量とその比の実測値との関係を明らかにするための集中調査を行う計画である。前年度に引き続き、プランクトン優占種の変遷と、NP濃度とその比の変動との経時的な関係についてのデータ採取のための野外調査を施設前の桟橋(琵琶湖南湖)を定点として実施した。

1週間に1回程度の頻度で採水を行い、検鏡による植物プランクトン計数とクロロフィル濃度の測定、フローサイトメーターによるピコ植物プランクトンと細菌の計数、PAMを用いたクロロフィル励起蛍光法による光合成活性と電子伝達速度の測定、蛍光光度法によるアルカリフォスファターゼ活性の測定、オートアナライザーと分光光度計による全N・P濃度、無機態N・P濃度の測定、炭素窒素分析装置によるセストンC・N濃度の測定を実施した。また、クロロフィル濁度計を投入連続自動観測を行った。さらに琵琶湖北湖においても月1回程度の頻度で同様のデータ採取を行った。この北湖でのデータは解析を進める上での検証データとして活用していく。試料分析が遅れ気味であるため十分な解析ができていないが、主に緑藻類、珪藻類、ラン藻類から構成される優占種の増殖速度に対するNP濃度とその比の影響について、日照量と気温による複合的な作用を考慮することによりある程度明らかにできるものと考えている。ただデータを得ていない動物プランクトンによる捕食圧が各種の現存量に及ぼす影響について、どのように評価を行っていくかが課題となっている。平成22年度は本研究の最終年度になることから、野外調査を12月頃まで行いつつ試料分析を進め、室内培養によって得られた情報と野外でのデータを合わせて解析し,最終報告書のとりまとめを行う予定である。植物プランクトン各分類群の最適NP比と実際に増殖に影響が生じる増殖制限NP比に関する室内実験で得られた結果を検討したところ、どの分類群においても、ゆとりとして貯蔵できる量はNに比べPが多く、増殖制限となるNP比は、最適NP比や制限栄養塩の目安として使われてきたレッドフィールド比より大きなNP比となった。したがって、従来考えられていたより植物プランクトンはN制限になりやすいことが示された。Microcystisの増殖制限NP比は他の分類群に比べ高いことが多く、近年の琵琶湖におけるNP比の上昇がラン藻類にとって有利に働く可能性が示唆された。ただし、緑藻類では種によって様々な増殖制限NP比がみられ、NP比の影響は分類群ではなく種レベルで検討する必要のあることが明らかとなった。最近、琵琶湖で秋季に増殖がみられるDimorphococcusは最適NP比、増殖制限NP比ともに他の植物プランクトンに比べて低く、N制限の影響を受けにくいことが示唆された。野外調査は前年度に引き続き、施設前の桟橋(琵琶湖南湖)を定点として1週間に1回程度の採水を11月まで実施し、植物プランクトン計数、クロロフィル濃度の測定、PAMを用いたクロロフィル励起蛍光法による光合成活性と電子伝達速度の測定、蛍光光度法によるアルカリフォスファターゼ活性の測定、オートアナライザーと分光光度計による全N・P濃度、無機態N・P濃度の測定、炭素窒素分析装置によるセストンC・N濃度の測定などを行った。溶存態リン濃度は夏期におそらく底泥からの供給で上昇するのに対し、溶存態窒素は夏から秋に枯渇状態となることが4年間ともに観測されたが、この変動のタイミングの違いが毎年の供給NP比の変化を生み出しており、このことが植物プランクトンの種組成と優占状況に影響していると推察された。
超微粒子の液相中における凝集分散性

液相中のナノメーターオーダーの超微粒子の凝集・安定性を知るために、その凝集速度を測定し、超微粒子の凝集が、ミクロンオーダーの粒子の凝集をよく表すとされているDLVO理論、スモルコフスキー理論で推定可能かどうかを検討した。用いた超微粒子はシリカ粒子、ジルコニア粒子、ポリスチレンラテックス粒子の5nmから200nmまでの12種類の粒子である。凝集速度は、ストップトフロー法により超微粒子コロイド水溶液と電解質、pH水溶液、高分子溶液を混合し、小角散乱法による散乱の経時変化より算出される凝集速度定数で評価した。凝集速度の電解質の種類、濃度、粒子の種類、濃度、粒径依存性を検討するとともに、高分子凝集剤のサイズ効果も検討し、次の結果を得た。1)粒径約100nm以下の超微粒子の凝集速度定数は、粒径の減少と共に減少する。2)粒径約100nm以下の超微粒子の凝集速度定数は、陽イオンの場合には水和エンタルピーの増加とともに減少し、陰イオンの場合には逆に増加する。3)超微粒子の凝集速度は高濃度領域において電解質濃度とともに減少する。4)超微粒子のフロックは再分散され易い。5)これらの結果は、粒径約100nm以下の粒子の場合は粒子表面のイオンの吸着層厚さが凝集速度、安定性に影響することを示唆し、従来のDLVO理論やスモルコフスキー理論では予測できないことを示す。6)高分子凝集剤による凝集の場合は、粒径、高分子分子量によらず、粒径に対する高分子サイズの比の増加とともに大きくなり、これは凝集半径が増加したことに依ると解釈出来る。液相中の超微粒子の凝集・安定性を知るために,その凝集速度を測定し,超微粒子の凝集速度が,ミクロンオーダーの粒子の凝集速度をよく表すとされているSmoluchowski理論で推定可能かどうかを検討した.用いた超微粒子は,シリカ粒子,ジルコニア粒子,ポリスチレンラテックス粒子の50〓から2000〓までの12種類の球形粒子である.凝集速度は,散乱が粒子の形状には依存しないレーザー小角光散乱法にて測定し,動的光散乱法でその信頼性を確認した.超微粒子コロイド水溶液と,混合後所定の媒体になるように調製された電解質またはpH水溶液を,それぞれのシリンヂから混合器を通して混合し,散乱セル中で凝集を開始し,その散乱強度の経時変化から凝集速度定数を算出した.測定された凝集速度は,入射光強度,散乱小角度に依存せず,十分信頼できる値であることを確かめると共に,多重散乱の影響を無視できる粒子濃度領域で実験を行った.現在までに次の結果を得た.1.凝集速度定数は粒子濃度には依存せず, 1000〓以上の粒子に於いては,従来報告されている実験結果と同様,修正Smoluchowski理論による推定値と良好な一致する.しかし, 1000〓以下の超微粒子の凝集速度定数は,粒子径の減少と共に理論値より極端に小さくなってゆくこと見い出した.2.1000〓以上の粒子では凝集速度定数のpH依存性は見られないが, 1000〓以下の粒子ではその凝集速度定数のpH依存性が見られた.3.凝集フロックの超音波による分散実験で1000〓以下の粒子によるフロックは分散され易いことが明らかになり, 1000〓以下の粒子の凝集速度の低下は粒子の再分散によることが示唆された.今後は, 1000〓以下の粒子の凝集速度の粒子径依存性についてさらに詳細な実験を行い,その機構を明らかにすると共に,高分子による凝集についても検討する.

液相中のナノメーターオーダーの超微粒子凝集・安定性を知るために、その凝集速度を測定し、超微粒子の凝集が、ミクロンオーダーの粒子の凝集をよく表すとされているDLVO理論、スモルコフスキー理論で推定可能かどうかを検討した。用いた超微粒子は、昨年度と同様、シリカ粒子、ジルコニア粒子、ポリスチレンラテックス粒子の5nmから200nmまでの12種類の粒子である。凝集速度は、昨年同様ストップトフロー法により、超微粒子コロイド水溶液と電解質またはpH水溶液を混合し、その散乱の経時変化を小角光散乱法にて測定し、算出される凝集速度定数により評価した。今年度は、水和エンタルピーの異なる10種類の電解質を用い、凝集速度の電解質の種類、濃度依存性を検討するとともに、高分子凝集剤のサイズ効果も検討し、次の結果を得た。1.粒径が100nmでは凝集速度は電解質の種類には依存しないが、それ以下になると、陽イオンの場合には水和エンタルピーの増加とともに減少し、陰イオンの場合にはエンタルピーとともに増加する。2.電解質を限界凝集濃度以上に添加した場合、200nmの粒子の場合は理論的に予測される通り、電解質濃度に依らずほぼ一定の凝集速度を示す。しかし、38nmの粒子の場合は電解質濃度とともに凝集速度が減少する。3.これらの結果は、粒径が100nm以下の粒子の場合は粒子表面イオンの吸着層厚さが凝集速度、安定性に影響することを示唆し、従来のDLVO理論やスモルコフスキー理論では予測できないことを示す。4.高分子凝集剤による凝集の場合は、粒径、高分子分子量によらず、粒径に対する高分子サイズの比の増加とともに大きくなり、これは凝集半径が増加したことに依ると解釈出来ることが明らかになった。
取調べにおける新たな制度に関する実証的検討

平成29年度では研究1、司法取引が冤罪に与える影響の実験的検討および研究2、裁判員への最適な映像提示手法の検討とを計画した。研究1、司法取引が冤罪に与える影響の実験的検討は、昨年度に準備を行った実験室実験実施を行った。米国においては質問紙調査と実験室実験による、2つの手法を用いて司法取引に関する先行研究がある。どちらの手法にでも、無罪であったとしても、取引に応じることが明らかになっている。昨年度実施した質問紙調査では米国での先行研究とは大きく異なる結果となった。この結果から、実験室実験においても、米国と異なる結果になる可能性が示唆されたため、実験室実験を実施した。実験室実験では、有罪・無罪の際にそれぞれどの程度司法取引に応じるのかを検討した。また応じた際に、サクラが主導としたのか、本人が主導したと回答するのかを調査した。サクラ関与(あり・なし)×応じなかった際に有罪とされる罰の重さ(重・軽)の2要因被験者間計画で、大学生29名に実施した。その結果、虚偽の自白についての選択は、米国の先行研究と同様であった。さらには事前に提示した有罪となった場合での罰の軽重も同様に影響していた。一方で、虚偽の自白以降では不正を認めた条件において、自身が不正を主導したという選択が4割で見られた。これは他国ではほとんど見られなかった選択であり、今後さらなる検討が必要である。研究2、裁判員への最適な映像提示手法の検討と研究においては、映像編集の効果について検証するために実験の実施を行った。証拠映像において、再生速度とフレームレートが視聴者の判断に影響があるのかを明らかにするために実験を実施した。大学生・大学院生60名を対象に、映像のフレームレートと再生速度を操作した6つの映像のうち1つを視聴してもらい、判断を行ってもらった。その結果、全ての判断指標で、条件による有意な差は見られなかった。29年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度は研究1.裁判員への最適な映像提示手法の検討と、研究2.司法取引が冤罪に与える影響の検討について、実証的研究を行った。中田ら(2016)の先行研究では、ピクチャー・イン・ピクチャー方式での映像提示は、単一の映像提示よりも供述の任意性が高いと評価されることが明らかにされている。しかし若林ら(2012)では、ピクチャー・イン・ピクチャーでの小さい画面はほとんど見られていないことから影響がないことを示唆していた。そこで、アイトラッカーを用いて40名の大学生を対象として実験を実施した。その結果、中田ら(2016)の映像刺激でも若林ら(2012)と同様の視聴時間であった。つまりピクチャー・イン・ピクチャー方式での提示で小さい画面に提示する映像によっては供述の任意性判断に影響を及ぼすことが示された。そこで質問方法により、供述の任意性判断にバイアスを低減できるか検証するために欧州での基準を元に質問項目を作成した。日本で導入される予定の司法取引制度は、米国においては既に実施されており、また実験的にも多くの検証がなされている。それらの先行研究では、司法取引は無罪であっても有罪であることを供述することを示唆するものである。しかし司法制度や制度への信頼感が異なるため、日本においては異なる結果になる可能性がある。そこで、当該年度では質問紙調査による検討を行った。大学生38名に対して、場面想定法による質問紙調査を行った結果、米国での質問紙調査研究と異なり、取引に応じないという結果が示された。以上より実験室実験においても、米国との結果が異なることが示唆された。共同研究先との調整や倫理審査などにより、当初計画していた実験は遂行できていないが、代替手段により取調べ録画映像提示や司法取引についてよりメカニズムや文化差異について明らかにすることができた。取調べ録画映像の提示に関して、日本で導入されている映像同時提示方式についての影響について模擬裁判実施前にさらに明らかにする必要があったため、アイトラッカーを用いて実験を実施した。次年度、この結果で得た知見をもとに模擬裁判を実施する予定である。また司法取引研究に関しては、共同研究先との調整や倫理審査で時間を要したため、実験室実験を行う前に質問紙を用いた実験を行った。これにより先行研究との差異が明らかになり、実験室実験を行う意義がより明確なものとなった。

サクラ関与(あり・なし)×応じなかった際に有罪とされる罰の重さ(重・軽)の2要因被験者間計画で、大学生29名に実施した。その結果、虚偽の自白についての選択は、米国の先行研究と同様であった。さらには事前に提示した有罪となった場合での罰の軽重も同様に影響していた。一方で、虚偽の自白以降では不正を認めた条件において、自身が不正を主導したという選択が4割で見られた。これは他国ではほとんど見られなかった選択であり、今後さらなる検討が必要である。研究2、裁判員への最適な映像提示手法の検討と研究においては、映像編集の効果について検証するために実験の実施を行った。証拠映像において、再生速度とフレームレートが視聴者の判断に影響があるのかを明らかにするために実験を実施した。大学生・大学院生60名を対象に、映像のフレームレートと再生速度を操作した6つの映像のうち1つを視聴してもらい、判断を行ってもらった。その結果、全ての判断指標で、条件による有意な差は見られなかった。2016年度の研究活動において得られた知見を踏まえ、今後は取調べ録画および司法取引についてより実証的に検討を進めていきたい。まず取調べ録画映像提示に関しては、昨年度作成した評価項目を元に実験を行い、供述の任意性評価をより客観的な指標になるか検証を行う。また模擬裁判を行い、より現実場面に近い場合においての有効性の検証する。司法取引に関しては、倫理審査が通過次第、実験室実験を実施し、その結果を元に共同研究先との比較を行う予定である。これらで得た知見を、最終的に博士論文として執筆することを目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。
がんと認知症を併せもつ高齢がん患者の緩和ケアと認知症ケアの統合ケアモデルの開発

本研究の目的は、〔がんと認知症を併せもつ高齢がん患者への緩和ケアと認知症ケアの統合ケアモデル〕をがん患者の緩和ケアおよび高齢者の認知症ケアに携わるがん看護専門看護師、老人看護専門看護師、在宅看護専門看護師、精神看護専門看護師の臨床実践の知と既存文献を基に作成し、作成した〔がんと認知症を併せもつ高齢がん患者への緩和ケアと認知症ケアの統合ケアモデル〕を専門看護師の所属する施設に導入し、評価を得て、妥当性・有用性の検証を行ない、専門看護師ともに洗練化し、開発することである。平成30年度は、平成29年度に引き続き高齢がん患者の緩和ケア及び認知症のある患者のケアに関する調査を継続し、25名の専門看護師、認定看護師の調査を終えた。調査協力者は、がん看護専門看護師11名、老人看護専門看護師5名、在宅看護専門看護師4名、精神看護専門看護師1名、地域看護専門看護師1名、認知症看護認定看護師3名であり、18か所の病院、4か所の訪問看護ステーション、在宅療養支援センター1名、無床診療所1名、認知症看護認定看護師教育課程の所属1名であった。認定後の期間は、1年から13年であった。これらの調査結果を分析し、前年度の内容に追加し、〔認知症を併せもつ高齢がん患者への緩和ケアと認知症ケアに統合モデル〕原案を5名の専門看護師と作成し評価を得た。調査協力者の意向および職場の状況に合わせてインタビューをすすめ、連携研究者の専門看護師との会議調整に遅れが生じた。研究分担者2名のエフォートを増やして対応していく。本研究は、研究者らと高齢がん患者の緩和ケアおよび認知症ケアに携わるがん看護専門看護師、老人看護専門看護師,在宅看護専門看護師,精神看護専門看護師が協働して、1〔がんと認知症を併せもつ高齢がん患者への緩和ケアと認知症ケアの統合ケアモデル〕を既存文献とがん患者の緩和ケアおよび高齢者の認知症ケアに携わる専門看護師の臨床実践の知を基に作成し、2作成した〔がんと認知症をもつ高齢がん患者への緩和ケアと認知症ケアの統合ケアモデル〕を専門看護師の所属する施設に導入し、評価を得て、妥当性・有用性の検証を行い、3がん看護、老人看護、在宅看護、精神看護の4領域の専門看護師とともに洗練化し、開発することである。平成28年度は、高齢がん患者の緩和ケア、高齢者の認知症ケアについて国内外の書籍や文献を収集し、314文献を概観した後、高齢がん患者の緩和ケアと高齢認知症患者のケアの視点で分析し、患者の状況や、ケア内容(たとえば、患者の体験世界の理解、認知症疾患の種類とステージに応じた症状の理解、認知症のアセスメント方法と対応の原則など)とケアの要素を抽出した。また、高齢がん患者の特性、高齢認知症患者の特性の共通点と相違点、緩和ケアと認知症ケアの共通点と相違点を明らかにした。これらの結果をもとに、研究者らと専門看護師が協働してインタビューガイドを作成し、がん看護、老人看護、在宅看護、精神看護の4領域の専門看護師を対象とする調査の準備を行なっている。現在のところ、予定より12ヶ月程度遅れている部分があるが、平成29年度に倫理審査を受審できる予定である。本研究の目的は、1〔がんと認知症を併せもつ高齢がん患者への緩和ケアと認知症ケアの統合ケアモデル〕をがん患者の緩和ケアおよび高齢者の認知症ケアに携わるがん看護専門看護師、老人看護専門看護師、在宅看護専門看護師、精神看護専門看護師の臨床実践の知と既存文献を基に作成し、2作成した〔がんと認知症を併せもつ高齢がん患者への緩和ケアと認知症ケアの統合ケアモデル〕を専門看護師の所属する施設に導入し、評価を得て、妥当性・有用性の検証を行ない、3がん看護、老人看護、在宅看護、精神看護の4領域の専門看護師ともに洗練化し、開発することである。平成29年度は、がん看護専門看護師および老人看護専門看護師のインタビューの結果から、【緩和ケア】として、《身体的ケア》《精神的ケア》《社会的ケア》《スピリチュアルケア》《家族へのケア》の実践内容、【認知症ケア】として、《認知機能障害(中核症状)に対するケア》《行動・心理症状(BPSD)と生活障害へのケア》《治療を受ける認知症患者へのケア(意向を捉える、説明や意思決定)》《家族へのケア》の実践内容、【高齢者ケア】として、《身体的機能・構造、心理・精神機能の加齢変化と生活への影響へのケア》《老年期特有な健康障害に対するケア(老人症候群)》《家族へのケア》の実践内容が明らかになった。さらに、在宅看護専門看護師、精神看護専門看護師へのインタビューを継続し、〔がんと認知症を併せもつ高齢がん患者への緩和ケアと認知症ケアの統合ケアモデル〕原案を作成する。研究分担者の退職に伴い後任の補充が遅れ、インタビューに遅れが生じたため、研究分担者を追加して対応する。

平成30年度は、平成29年度に引き続き高齢がん患者の緩和ケア及び認知症のある患者のケアに関する調査を継続し、25名の専門看護師、認定看護師の調査を終えた。調査協力者は、がん看護専門看護師11名、老人看護専門看護師5名、在宅看護専門看護師4名、精神看護専門看護師1名、地域看護専門看護師1名、認知症看護認定看護師3名であり、18か所の病院、4か所の訪問看護ステーション、在宅療養支援センター1名、無床診療所1名、認知症看護認定看護師教育課程の所属1名であった。認定後の期間は、1年から13年であった。これらの調査結果を分析し、前年度の内容に追加し、〔認知症を併せもつ高齢がん患者への緩和ケアと認知症ケアに統合モデル〕原案を5名の専門看護師と作成し評価を得た。調査協力者の意向および職場の状況に合わせてインタビューをすすめ、連携研究者の専門看護師との会議調整に遅れが生じた。今後は、研究者らと専門看護師が協働してインタビューガイドを作成し、がん看護、老人看護、在宅看護、精神看護の4領域の専門看護師を対象とする調査の準備を行い、倫理審査の受審、協力施設への依頼をスムーズにできるように進め、平成29年度の計画を実施していく予定である。今後は、研究エフォートを高くして平成30年度の計画を遂行していく予定である。研究分担者2名のエフォートを増やして対応していく。
多重電極・電流源解析によるサル前頭葉層構造マップの作成

形操作課題遂行中のサル外側前頭前野(lPFC)及び背側運動前野(PMd)より多重電極で記録された局所電場電位(LFP)に対し電流源(CSD)解析を行った。lPFCでは深層において第一視覚刺激(サンプル刺激)提示直前に興奮性シナプス入力と考えられる電流の流れ込みが見られた。また、この入力は一過性のα-θ-δ波(133Hz)成分と対応していた。一方、PMdでは中層において、第二視覚刺激(テスト刺激)提示期に電流の流れ込みが見られた。この成分は、持続性の低いβ波(<20Hz)であった。本研究の成果は、2つの領野の局所神経回路動態及び機能分担の解明に大きく資するものと言える。最新の多重電極(1本の電極に多数の記録点が正確な間隔で配置された電極)を用い、覚醒ザル前頭葉諸領野から脳波と同じ比較的遅い周波数成分(数Hz数百Hz)の神経活動である局所電場電位(以下LFP)を多点記録し、隣り合う記録点間でLFPの2階差分を計算すると、電流源密度(CSD)推定することができる。電流の流れ込みは、主にその部位へのシナプス入力を反映していると考えられているが、本研究では、流れ込み位置を同定することにより、これまで行われたことのない“入力"に基づく生理学的3次元マッピングを行う。これにより、これまで知られていなかった新たな皮質領野の区分が発見されると期待され、今後の前頭葉機能解明の大きな基盤になると期待される。大脳の領野区分を明らかにするには、それらの領野の機能と関連する行動課題遂行中の脳活動を解析する必要がある。前頭葉は作業記憶や予測、意思決定、行動準備等に関わっていると考えられているが、これらの認知・行動要因を要求する形操作課題遂行中のLFPについて解析を行った。平成26年度は、特に、外側前頭前野から記録されたLFPについて解析した。その結果、最初に提示される形(サンプル形状)の出現直前に、皮質層構造の深い層で興奮性のシナプス入力を反映すると考えられる電流の流れ込みが観察された。これは、サンプル形状出現を予測していることと関連すると思われる。さらに、この電流の流れ込みのウェーブレット解析を行うと、この成分はδθα帯域の成分を持つことが明らかとなった。記録した部位は、腹外側前頭前野の8野、46野、45野にまたがる領域であったが、上記のLFP-CSDパタンは、これらの領野を明瞭に区別した。最新の多重電極(記録点が正確な間隔で配置された電極)を用い、覚醒ザル前頭葉諸領野から脳波と同じ比較的遅い周波数成分(数Hz数百Hz)の神経活動である局所電場電位(以下LFP)を多点記録し、隣り合う記録点間でLFPの2階差分を計算すると、電流源密度(CSD)推定することができる。平成27年度は、1背側運動前野から記録されたLFPの周波数成分の特徴的な時間変化の解析、2その特徴的変化と行動課題との関連性の解明、3新規・内視鏡型脳活動イメージングシステムの立ち上げを行った。背側運動前野は、外側前頭前野とは全く異なるLFPの周波数ー時間特性を示した。具体的には、課題開始時から意思決定可能な時期まで、ゆっくりした周波数(γ→β→θ帯域へ)の低下が見られた(1)。特に、試行開始直後のγ→β変化では、γ帯域が課題遂行の認知的側面に関連する状態から運動遂行に関連する状態へ変化する様(機能的シフト)や、運動遂行に関連する周波数成分がγ帯域からβ帯域への変化する様(周波数シフト)が特徴的な所見として見られた(2)。また、3については内因性脳活動信号を覚醒ザル前頭葉において記録することに成功した。現在まで、前頭前野におけるシナプス入力に基づく生理学的3次元マップを得ることに成功した。また、LFPについてのウェーブレット解析を行うことで、記録領野に特徴的な周波数ー時間変化が見られることが明らかとなった。具体的には、外側前頭前野では、課題開始時に、α→θ→δという変化が、背側運動前野には、課題開始時から意思決定可能な時期までゆっくりした周波数(γ→β→θ帯域へ)の低下が見られた。LFPは体積伝導により大脳皮質内を広く拡散すると考えられている。本研究を通じ、それは錐体細胞が皮質層構造を縦貫していることによる垂直方向の拡散についてはあてはまるが、水平方向には必ずしも当てはまらない、ということが明らかとなりつつある。つまり、外側前頭前野と背側前頭前野は、皮質上の位置としても比較的近隣にあり、また、解剖学的には密接に関連する領野だが、LFPの課題依存性の周波数時間変化は全く異なり、明瞭に区別できるのである。

これまで、大脳皮質の領野の区別は、神経細胞活動の課題依存性の空間分布がある境界で不連続になることを生理学的な基準としてきた。しかしながら、個々の神経細胞活動の性質は非常にバラつきがあり、領野の境界の確定が容易でない場合も多々ある。LFPの課題依存性周波数ー時間スペクトルは、これまでの細胞活動に基づく手法を大きく補い、今後、更なる皮質領野の機能マッピングを推し進めるのに有用であると期待できる。また、更なる機能マッピングを推し進めるため、光ファイバを用いた微小内視鏡により、脳の内因性活動を記録した。具体的には、第一次運動野に刺入した内視鏡より、刺入部位特異的なフラビンタンパクイメージを得た。この結果は予備的なものであるが、今後は、微小電極法と内視鏡によるイメージングを組み合わせることで、より詳細な皮質機能マップを作成できる大きな展望が広がった。本研究は、課題遂行中のサル前頭葉より多重電極で記録された局所電場電位(local field potential, LFP)へ電流源(current source density, CSD)解析を施すことにより、前頭葉層構造機能マップを生成することを目的とした。多重電極とは、一本の電極に多数の記録点が正確な間隔で配置された電極である。ある記録点で記録されたLFPの値から上下のLFPを引いた値は、近似的にLFPを発生させる電流に比例する。ある記録点における電流の流れ込みは、近傍の錐体細胞への興奮性シナプス入力を反映していると考えられている。つまり、皮質のどの深さにいつどのような入力があったかを推定することが可能となる。一方、CSD波形にウェーブレット解析を施すことで、ある周波数成分が層構造のいつどこで生じたかも推定できる。LFPは経頭蓋に記録される脳波の元となる信号であるが、CSDとウェーブレット解析を組み合わせることで脳波の発生源を特定できるのである。課題は形操作課題と呼ばれ、先に提示されたサンプル図形のサイズと向きに合うようにテスト図形に順序だった操作を加えることを要求する。解析の結果、外側前頭前野(lPFC)では深層において(皮質表面から2mm付近)サンプル刺激提示直前に電流の流れ込み(興奮性シナプス入力)が見られた。また、ウェーブレット解析により、この入力成分は一過性のα-θ-δ波(133Hz)成分であることも判明した。一方、背側運動前野(PMd)では中層(皮質表面から1mm付近)において、テスト刺激提示期に電流の流れ込みが見られた。この成分は、持続性の低いβ波(<20Hz)であった。lPFCとPMdは解剖学的に密接な関係があり神経細胞発火活動にも共通性があるが、本研究の成果は、2つの領野の機能分担の解明に大きく資するものと言える。形操作課題遂行中のサル外側前頭前野(lPFC)及び背側運動前野(PMd)より多重電極で記録された局所電場電位(LFP)に対し電流源(CSD)解析を行った。lPFCでは深層において第一視覚刺激(サンプル刺激)提示直前に興奮性シナプス入力と考えられる電流の流れ込みが見られた。また、この入力は一過性のα-θ-δ波(133Hz)成分と対応していた。一方、PMdでは中層において、第二視覚刺激(テスト刺激)提示期に電流の流れ込みが見られた。本研究の成果は、2つの領野の局所神経回路動態及び機能分担の解明に大きく資するものと言える。現在まで、前頭前野におけるシナプス入力に基づく生理学的3次元マップを得ることに成功した。
ニトロキシドラジカルを有するジフェニルカルベン誘導体の合成と高次集積化および磁性

本研究において配位子としてt-ブチルニトロキシドラジカルだけでなく、ニトロニルニトロキシドラジカルを有するジフェニルジアゾメタン誘導体を合成した。これらの合成はヒドロキシルアミン部分と、ヒドラゾン部分を同時に酸化し、ニトロキシドラジカルとジアゾ基を同時に得るという手法を用いた。得られたモノラジカル-ジアゾ化合物をMTHFマトリクス中極低温下光照射し、光分解によって得られたカルベン-ニトロキシドラジカルのハイブリッド系をESRによって解析した。ESRスペクトルはt-ブチルニトロキシドラジカル、ニトロニルニトロキシドラジカルどちらの場合も4重項のシグナルを示し、D値は約0.115cm^<-1>であった。シグナル強度の温度依存性により、この4重項は基底状態であることが示唆された。これらのラジカルを(ヘキサフルオロアセチルアセトン)マンガン(II)と錯形成させ、SQUID中光分解反応を行った。その結果、光分解前後でχ_<mol>Tの値が変化し、光照射によって磁性が影響を受けていることが明らかとなった。
cーkitレセプタ-を介した細胞間相互作用ーマウスとラットの突然変異の比較ー

1)cーkit癌原遺伝子はマウスではW遺伝子座にマップされている。W(cーkit)遺伝子座は1種のレセプタ-タイロシンカイネ-スをコ-ドしており、そのレセプタ-のリガンドはSI遺伝子座にコ-ドされている。W(cーkit)遺伝子に2個の突然変異遺伝子を持つマウスも,SI遺伝子座に2個の突然変異遺伝子を持つマウスもメラノサイトを欠損するために毛の色は白いが,目の虹彩には色素上皮が存在するため目のみは黒い。最近日本で上記の突然変異マウスに酷似した白色黒眼の突然変異ラットが発見された。このWsと名ずけらけられたラットのミュ-タントがマウスのWにあたるものかSIにあたるものかをしらべるため、皮膚の移植実験を行った。Wミュ-タントマウスの皮膚を正常マウスに移植すると、もともとマスト細胞を欠損するWミュ-タントマウスの皮膚にマスト細胞が出現するが,同じようにマスト細胞を欠損するSIミュ-タントマウスの皮膚を正常マウスに移植してもマスト細胞は出現しない。そこでWs/Wsラットの皮膚を正常ラットに移植するとマスト細胞が出現したので、WsはマウスのWに相当すると考えられた。つぎにWs/Wsラットと正常ラットのcーkitのcDNAを比べるとWs/Wsラットでは12塩基の欠失がタイロシンカイネ-ス領域にみつかった。この12塩基によってコ-ドされる4個のアミノ酸はラット,マウス,ヒトのcーkit蛋白質で保存されるばかりでなく,マウスとヒトのCSFー1レセプタ-でも保存されており、タイロシンカイネ-ス活性に重要な役割をはたすと考えられた。2)マウスのW(cーkit)遺伝子には多くのミュ-タントが知られているが,今までに報告されていないいくつかのミュ-タントを解析した。古く名古屋大で発見されていたW^nと最近実中研で発見されたW^<JIC>はともにタイロシンカイネ-ス領域の点突然変異であるが、W^<JIC>では安定な蛋白質が形成されるのに、W^nは不安定な蛋白質を形成した。
極最表面分析を目的とした斜入射・斜出射蛍光X線分析装置の開発

今回の科学研究費補助金により斜入射・斜出射-X線分析用ゴニオメーターをメーカーと協力しながら試作できた。このX線分析装置はW/Cのモノクロメーターを有し、X線の入射角度と蛍光X線の出射角度を数mradという非常に小さい角度である全反射臨界角近傍で精度良く独立に制御できることが大きな特徴である。さらに、試料ステージの回転と入射X線と検出X線のなす角度も自在に変えることができる。全ての角度走査はステッピングモーターを用いて制御し、X線測定も含めてパソコンによる自動測定とした。このゴニオメーターは通常のX線発生装置に簡単に設置できるので汎用性も兼ね備えている。この装置を用いて金属薄膜やバルク試料の表面解析を行い、これらの研究成果について研究期間内に20編程度の学術論文と2度の海外での国際会議を含む20回程度の学会発表を行うことができた。入射角と出射角の2つの角度で分析領域を制限することにより表面敏感な測定が可能であることが分かった。特に、薄膜や固体表面の密度決定(日本応用物理学会講演奨励賞を受賞)と全反射現象下でのX線侵入深さの評価は大きな成果であった。現在もプラズマプロセスのその場測定にこの方法を応用し、研究を継続中である。また、この研究から派生した関連研究としてX線全反射条件下でのX線励起-STM探針電流の検出やグリム型グロー放電管からのX線分析に関する研究も行った。これらはいずれも世界で初めて行われた研究であり、これから将来性のある研究のテーマであると確信している。平成7年度は斜入射・斜出射X線分析用精密ゴニオメーターの設計開発をメーカーの研究者と話し合いながら行った。その結果、このゴニオメーターに入射角と出射角の精密制御、および、散乱角の制御も可能な装置にすることとした。よって、従来行ってきた斜入射・斜出射-蛍光X線分析に加え、表面X線解析の測定も可能な複合的な装置となる。また、湾曲型の多層膜モノクロメーターを備えているので、入射角依存測定も精密に行えるはずである。無事、開発が終わり、平成8年2月に東北大学金属材料研究所に設置され、設計どうしの性能を有していることを確認した。現在、この装置をパソコンを用いて自動測定可能なような改良中である。このような装置の開発と平行して、従来の試作的な装置を用いて斜入射・斜出射-蛍光X線分析の測定を行った。この実験は予備実験として重要な意味を有している。本測定では全反射現象を利用するため、表面のラフネスが蛍光X線の角度依存測定に影響を与える可能性があるため、これについて調べた。その結果、サブミクロンオーダのラフネスでも試料全体として平行であれば、測定可能であることがわかった。そこで、Fe-Cr合金を切り出しその表面を精密研磨し、斜入射・斜出射-蛍光X線分析により表面分析した。高温酸化を行うと共にCr酸化物が表面を覆うことを確認した。今までこのような測定は超高真空下での電子分光法で行われてきたものである。今回、斜入射・斜射出-蛍光X線分析法によっても大気圧下で非破壊的に表面分析が可能であることが示された。また、本方法によるAu-Si界面反応の解析や多層膜試料の分析も行った。以上の結果については、5つの論文として掲載されているか、もしくは印刷中である。

全ての角度走査はステッピングモーターを用いて制御し、X線測定も含めてパソコンによる自動測定とした。このゴニオメーターは通常のX線発生装置に簡単に設置できるので汎用性も兼ね備えている。この装置を用いて金属薄膜やバルク試料の表面解析を行い、これらの研究成果について研究期間内に20編程度の学術論文と2度の海外での国際会議を含む20回程度の学会発表を行うことができた。入射角と出射角の2つの角度で分析領域を制限することにより表面敏感な測定が可能であることが分かった。特に、薄膜や個体表面の密度決定(日本応用物理学会講演奨励賞を受賞)と全反射現象下でのX線侵入深さの評価は大きな成果であった。現在もプラズマプロセスのその場測定にこの方法を応用し、研究を継続中である。また、この研究から派生した関連研究としてX線全反射条件下でのX線励起-STM深針電流の検出やグリム型グロー放電管からのX線分析に関する研究も行った。これらはいずれも世界で初めて行われた研究であり、これから将来性のある研究テーマであると確信している。
街区の住宅敷地分割特性に関する数理形態学研究

世田谷区における住宅地の一部(北沢地区)を対象地区として、その敷地を全てデータベース化し、その敷地の形状特性を分析した。この地区の戸建住宅は60%、集合住宅は23%、住商併用住宅は7%であった。これらの平均敷地面積はすべて統計的に有意な差があり、集合住宅、戸建住宅、住商併用住宅の順で敷地面積は小さくなる傾向が見られた。形状指標として円形度をとると、やはりすべて統計的に有意差が見られた。従って、戸建住宅、集合住宅、住商併用住宅の順で不整形度が高くなる傾向がある。土地利用遷移状況を調べると、円形度は元の土地利用の平均値よりも遷移先の土地利用の平均値に近い値を示すことが多い。敷地面積と敷地の頂点の数には正の有意な相関が見られた。敷地規模が小さく分割されるほど効率的な形状とする必要があり、長方形に近いことを示唆している。敷地の接道条件も分析した。建築基準法では敷地は4m以上の道路に接することを義務づけられている。従って、4m未満の道路に接する敷地の方が、建物の建替を必要とすると思われる土地利用遷移が少ないことが予想される。しかし、分析してみると、4m以上の場合と4m未満の場合の土地利用遷移率はほとんど差がなかった。このことは建替が同法42条2項の例外規定を多用しているか、または確認申請をせずに行われている状況を示唆している。また、土地利用遷移パターンによって、敷地の接している道路の幅員に違いがあるかどうかを、ウィルコクソン検定で調べたが、総じて土地利用遷移の方向に影響を与えていないことが判明した。土地利用による街区形状の分析も行った。その結果、街区規模は住商併用住宅が多い街区が小さい傾向があるものの、円形度は有意差が見られなかった。
ソレー係数測定による温度勾配を外場とするソフトマテリアルの非平衡物性解析

本研究では、ソフトマテリアルの非平衡物性の解析から現象の普遍性を理解することを目指し、レーザー干渉法を用いた実験により基本的かつ挑戦的なテーマまでを包括する研究活動を行った。物理的に制御可能な非平衡系として、安定な温度勾配をつくり、温度勾配をドライビングフォースとする濃度勾配形成現象についての一連のデータ取得が本研究の主要な内容である。臨界現象やガラス転移現象などとのカップリングに着目しながら、ソフトマテリアルの分子レベルでの相互作用が、温度勾配下におけるマクロな濃度勾配形成の大きさと方向を決定している分子論的メカニズムを系統的に理解することが各実験系においてほぼ達成できた。これは、ソフトマテリアル研究および非平衡熱力学の発展に寄与する事を意味する。2年間の研究期間内に設定していた個々のサブテーマにおいて、データ取得は計画通り進んだと言える。得られた成果の論文や国際会議等の業績は次項以降に記した。成果発表に至っていないデータや知見は、今後国際会議発表および論文投稿していく。また、本新学術領域の班友としてこの研究領域の発展に寄与していく所存である。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、ソフトマテリアルの非平衡物性を解析するために、熱拡散型強制レイリー散乱法(TDFRS法)を用いて、物理的に制御可能な非平衡系として安定した温度勾配をつくり、温度勾配をドライビングフォースとする濃度勾配形成現象(ルードヴィッヒ・ソレー効果)を調べる。ソフトマテリアルにおける分子レベルでの相互作用が、温度勾配下におけるマクロな濃度勾配の大きさと方向を決定しているメカニズムを非平衡系の実験研究として系統的に調べることで、ソフトマテリアル研究および非平衡熱力学の発展へ寄与することを目的とする。これは新学術領域「ゆらぎと構造の協奏:非平衡系における普遍法則の確立」に実験データを提供し普遍性を明らかにしていくための基礎となる研究である。初年度は、アクリル系高分子、エチレングリコール類、アセチル化デキストランを溶質として、種々の溶液を調製しデータ取得を行った。また、非常に挑戦的なサブテーマを設定しており、これを実施するための研究装置の試作を予定通り進めた。初年度の研究はおおむね計画通り順調に進展している。それは、測定を計画していたサンプルについてのデータ取得は一通り済んでいるためで、今後は再現性を確認するための追加実験をする予定である。また、非平衡系の実験に加えて、熱平衡系での高分子のキャラクタリゼーションも適宜実施することができた。受精卵を用いたチャレンジングなテーマとして、研究対象としては最も複雑であるが、非平衡熱力学により生命現象の理解を深められる可能性のある実験テーマを設定してあった。これについては、装置の試作、および予備実験段階ではあるがデータ取得が達成された。今後の推進方策としては、ソフトマテリアルを対象とする非平衡系実験のデータ取得をさらに実施する。また受精卵を用いたチャレンジングなテーマは本実験へと移行する。研究計画の変更の必要性は無い。領域の研究目的達成のために、基礎データを取得し新たな情報を提供していくが、領域研究者との共同研究を立案するなどして、本課題の目的達成と領域への貢献を意識して研究活動を実施していく。