hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
陽子線治療時の治療患者線量分布確認法の基礎的研究-発生音響パルスを検出する方法

1.音響パルス受信のための水中マイクロフォン及び増幅器の雑音対策を改良し、パルス陽子線により治療中の患者体内で発生した音響パルスを世界で初めて検出した。この結果を米国の学術雑誌Radiation Oncoiogy Investigationに発表した。2.患者体内で発生した音響パルスを治療計画画像を用いたシミュレーション計算により予想するプログラムを開発し、実際の患者から得られた信号と比較して、定性的に一致することを確認した。さらに進んだ定量的な確認のためには超音波の生体内での吸収を考慮にいれる必要があると思われる。3.水中で発生した音響パルスについて実験し、音響パルスの周波数が比較的低いので、約1cmの骨を透過することを実験的に確認した。4.均一でない線量分布の場合、多数の水中マイクロフォンを用いて音響パルスを測定し、これから逆に線量分布を求めるさいに必要となる開口合成法につきコンピューター・シミュレーションを行った。用いた方法はX線CTの画像再構成で用いられる逆投影法をヒントにした方法である。点状の音源について計算を行い得られた結果では、音源の周囲にぼんやりした偽像が現れていた。1.パルス陽子線照射により水中で発生する音響パルスの音波波形が陽子線の線量分布(陽子線のビーム方向と垂直な方向について線量分布が均一な場合)と若干食い違いがあることが以前から判っていたが、この原因は陽子線が水中で静止したあと熱運動により拡散し、これを水中マイクロフォンが電気信号として検出しているためであることが判った。そこで水中マイクロフォンの静電遮蔽をさらに改善することにより、この効果が少なくなり、音響パルスの波形と線量分布がよりよく一致するようになった。2.音響パルスの信号/雑音比の改良を行った。この改良は主として次に3点による。(1)水中マイクロフォンの静電遮蔽を改良したこと。(2)その前置増幅器までの信号線を短縮したこと。(3)用いられていた前置増幅器がかなりの雑音源になっていたことが判明したためこれをさらに性能の良いものに置き換えたことである。信号/雑音比はさらに改良しうると思われるので、引き続きこの改良を行う予定である。兎を用いた実験によりパルス当り0.3cGyのパルス陽子線100パルスの信号の平均で兎の出す雑音より充分強い強度の音響パルス信号が得られることが判った。ただし音響パルスの波形は兎の腸管内のガスの影響を強く受け、きたない信号であった。また人体の出す雑音も予想される音響パルス強度に比較して充分小さいことが実験により判った。これらの結果につき米国の医学物理学会誌Medical physicsに論文を投稿中である。4.均一でない線量分布を測定するさいに必要となる開口合成法の理論につき文献調査が行われた。近日中にコンピューター・シミュレーションを開始する予定である。(1)ファントム及び動物(兎)を用いた実験を行った。また陽子線治療患者から発生する音響パルスを実測した。X線コンピュータ断層像を用いたコンピュタ・シミュレーションにより治療計画から理論的に予想される音響パルスの信号波形を計算し、ファントム実験の結果とほぼ一致すること及び患者さんからの音響パルス信号と定性的に一致することを確認した。なお兎や患者さんからの信号測定は世界で初めてと思われる。(2)牛の骨を水中で用いた実験を行い、音響パルスは周波数が低いので約1cmの骨を透過することを実験的に確認した。この実験は頭蓋骨に囲まれた、脳の動靜脈奇形の陽子線による治療への応用では特に大切と思われる。(3)音響パルス発生の中性子捕捉療法への応用に付いて調査及び考察を行った。この結果パルス中性子源でも熱中性子では分解能が出ないため、パルス熱外中性子を用い、インジウム等の共鳴吸収を行う物質を併用することが必要であることが分かった。(4)実際の臨床応用では3次元状の線量分布であるので、発生した音響パルスを平面状に並んだ多数の水中マイクロフォンで検出し、これからパルス放射線入射の際に生じた圧力分布(これは線量分布に比例する)を計算することが必要である。このためには境界値問題を解くことが必要であることが分かっている。コンピューターシミュレーションを行いある程度の結果を得た。

2.患者体内で発生した音響パルスを治療計画画像を用いたシミュレーション計算により予想するプログラムを開発し、実際の患者から得られた信号と比較して、定性的に一致することを確認した。さらに進んだ定量的な確認のためには超音波の生体内での吸収を考慮にいれる必要があると思われる。3.水中で発生した音響パルスについて実験し、音響パルスの周波数が比較的低いので、約1cmの骨を透過することを実験的に確認した。4.均一でない線量分布の場合、多数の水中マイクロフォンを用いて音響パルスを測定し、これから逆に線量分布を求めるさいに必要となる開口合成法につきコンピューター・シミュレーションを行った。用いた方法はX線CTの画像再構成で用いられる逆投影法をヒントにした方法である。点状の音源について計算を行い得られた結果では、音源の周囲にぼんやりした偽像が現れており、分解能を臨床上意味があると思われる5mm以上に高めるためにはこのプログラムをさらに改良する必要であることが分かった。
ビッグデータを考慮した高速演算型ファジィ推論モデルの構築

1入力1出力のルール群から構成される単一入力型ファジィ推論モデルは従来のファジィ推論モデルよりも大幅に規則数を少なくすることが可能であり,ビッグデータ解析に対して有効であると期待されるが,得られる推論結果は単調であるという問題点も存在する.本研究では,単一入力型ファジィ推論モデルの拡張モデルを提案し,理論的性質の解明を行った.また,それらの学習アルゴリズムを提案し,実システムへの応用として医療診断の提案を行った.また,不精密ルールやOR型IF-THENルールの提案も行い,その高速演算手法についても言及した.その結果,ビッグデータ解析への適用可能性を示した.最初に、対象とするビッグデータとして、医療系と経済系ビッグデータの収集と傾向解析を行った。本研究では膨大な量のデータに対応するためのモデルとして、規則数を大幅に削減することで知られる単一入力結合型ファジィ推論モデル(以後、簡単にSICモデル)を中心に用いる。SIC推論モデルのルールはは従来法よりも大幅に削減可能であるが、それに伴い得られる推論結果も単調になりやすいことが指摘されている。このことから、様々な関数や演算を用いることが可能な適合度関数型SICモデルが提案されている。本研究では適合度関数型SIC推論モデルが複雑な関数や演算を用いることにより、幅広い推論結果を得ることができることを示した。また、モデルが複雑であったとしても、後件部の重心と面積から簡単に推論結果を導くことができることをも示した。本モデルを精度よくデータに対応させるため、データの単調性について解析した。その結果、用いるデータに関して、医療系については単調増加性の傾向にあり、経済系については全体としては不規則であることがわかった。また、通常、ファジィ推論の規則はIf-thenルールで記述されるが、前件部はandで結合される。しかしながら、実際の医師が診断する場合、入力項目を必ずしもandで診断しているとは限らない。このことから、本研究では前件部をorで結合したOR演算型ファジィ推論モデルの提案も行った。また、本提案モデルは、ラフ集合により縮約で得られた規則を用いたファジィ推論モデルと等価な推論結果を得ることが可能であることをも示した。ビッグデータの収集と解析が順調に行えた。また、本研究でビッグデータの解析に使用するモデルの提案も行うことができ、計画も順調である。今年度はビッグデータに有効なモデルである関数型SIRMsファジィ推論モデルに焦点を当て研究を行った。関数型SIRMsファジィ推論モデルはルールが1入力1出力で記述されるものを統合して推論を行うため、従来のファジィ推論モデルよりもルール数を大幅に削減することが可能であることで知られている。後件部関数は任意の関数を用いてよいが、1次元のものを使用する場合が多い。このことから推論空間としては非常に狭く限定される。本研究では後件部を1次関数から多次元関数へ拡張した拡張型SIRMs推論モデルを提案した。本モデルではパラメータ数をそれほど多く増加させることなく推論空間を拡張できることが期待される。また、医療診断へ応用することによりその有効性の検討を行った。次に、ファジィ推論モデルのIf-Thenモデルにおけるorでの統合について検討した。If-Thenルールでは各属性間についてはandで統合される。しかしながら、現実問題を考えた際にすべてをandで統合することは必ずしも妥当とはいえない。そこで本研究ではandをorに置き換えたOR型ファジィ推論モデルの性質を明らかにした。また、If-Thenルールでandとorを併用することにより、ラフ集合による知識獲得と同様の効用が得られることをも示した。このことから矛盾を含んだデータにおいてORの概念は有用であることも明らかになった。OR型演算はファジィ推論の等価性の性質を利用することにより高速演算が可能であるため、ビッグデータにも有用であることが期待される。ビッグデータに対する有用なモデルの提案が行えた。また、等価性を利用することによる高速演算も可能なため、次元数やデータ数の多いデータにも対応できることが期待される。今年度はビッグデータに有効なモデルである後件関数を1次式から多項式へ拡張したSIRMsファジィ推論モデル(以後、拡張型SIRMs推論モデル)の理論的性質の解明を行った。性質としては、代表的な従来モデルの一つであるT-S推論モデルと拡張型SIRMs推論モデルの等価条件を明らかにした。その結果、拡張型SIRMs推論モデルは関数型SIRMs推論モデルよりもT-S推論モデルと等価になる条件が緩和され、推論性能としても非常に高くなっていることが示された。また等価条件を明らかにすることにより、その条件から単調性も容易に示すことができることも明らかとなった。一方、通常のファジィ推論モデルを考える場合、多入力1出力のファジィ推論モデルが最も使用されている。しかしながら、現実問題を考える場合、後件部ファジィ集合が1つではなく、orで結合された不精密なルールを考慮することが必要になる場合が存在する。このことから、本研究では不精密ルールを考慮したファジィ推論モデルを提案した。さらに、不精密ルールに使用する重みを後件部ファジィ集合の面積と見なすことにより、知識的にも理解しやすくすることが可能であることが示された。また後件部のファジィ集合を面積法で計算することにより高速演算が可能であることをも示した。データがビッグデータであるほど、曖昧さや不確実な情報を有するため不精密なルールを考慮する必要がある。

したがって本提案モデルでは不精密ルールをファジィ集合で表現できるため、その意味合いを理解しやすく、かつ面積法による高速演算で推論を行えることから、ビッグデータの判別分析およびそのルールによる意味の解明も可能とすることが期待される。1入力1出力のルール群から構成される単一入力型ファジィ推論モデルは従来のファジィ推論モデルよりも大幅に規則数を少なくすることが可能であり,ビッグデータ解析に対して有効であると期待されるが,得られる推論結果は単調であるという問題点も存在する.本研究では,単一入力型ファジィ推論モデルの拡張モデルを提案し,理論的性質の解明を行った.また,それらの学習アルゴリズムを提案し,実システムへの応用として医療診断の提案を行った.また,不精密ルールやOR型IF-THENルールの提案も行い,その高速演算手法についても言及した.その結果,ビッグデータ解析への適用可能性を示した.ファジィ推論モデルを単調増加傾向にあるビッグデータに精度よく対応させるために、使用するモデルの単調性を証明する。単調性が保障されることで、単調増加傾向にあるビッグデータ解析でも良好な結果が得られることが考えられる。また、遺伝子データなどは非常に次元数が多いデータとして知られるが、このような高次元データに対応でき、かつ複雑な推論結果を得るために、従来のSICファジィ推論モデルを拡張したモデルを提案する。ファジィ推論モデルの拡張として適合度関数を用いるものが提案されているが、SIC推論モデルでも同様に、適合度関数を適用することにより、規則数が少なく、かつ複雑な推論結果も得られることが期待される。しかしながら、適合度関数を用いたファジィ推論モデルの性質はいまだ完全に解明されていたないため、ビッグデータに対応するために、単調性をはじめとした基礎的性質の解明を行う。推論モデルの重要な性質である単調性の解明を行う。複雑なモデルの等価性の証明は困難であるが、等価性を利用することにより証明が可能であると考えられえる。また、提案モデルをビッグデータへ応用することによりその精度を従来法と比較・検討する。ソフトコンピューティング2015年度に参加を予定していた国際会議の一つに参加できなかったため。2016年度は多数の国内・国際会議に参加を予定しているため、その参加費に充てることを予定している。
アミロイド線維の構造形成における基本的共通原理の解明と検出技術への応用

病原性アミロイド線維形成性のアミロイドβ等の複数のタンパク質について、そのアミノ酸配列から選んだ2つの配列部分と人工的な屈曲部分とを組み合わせた形の新規ペプチドを設計し、その系統的な合成とアミロイド形成能の評価から、アミロイド線維形成に必須の配列領域と共通の基本的相互作用様式を明らかにした。さらに線維形成に必要な幹領域を有するが線維形成しない単一変異を見いだし検出技術への応用可能性を示した。アルツハイマー病アミロイドベータタンパク質に関して、アミロイド形成傾向性の高い領域を独自開発の予測プログラムを使用して抽出した結果、分子内ターン構造を形成しうる2つのベータストランドが42残基の分子中央部とC端側領域に存在することが推測された。またこれらストランドの組み合わせは複数の可能性が予想された。そこで、2つの7残基ストランドを有し、その間の4-5残基ループ部分をターン誘導性の2残基に変換した「ストランド-ターン-ストランド」型の分子を約50種類系統的に設計合成してアミロイド形成性を調べた。色素結合性等の解析結果を総合すると、合成したペプチドのうち特定の1種のみが分子内ターン構造に基づくと考えられる顕著なアミロイド性を示した。この結果は予測結果のひとつと一致し、これらストランド間で疎水性のアミノ酸残基側鎖間相互作用が効率的に実現していた。さらに正負荷電性の残基がストランド間で静電相互作用していることが予想された。これらの相互作用がアミロイド形成時の主要な相互作用である可能性が高く、見出した2つのストランド部分が全長配列においてもアミロイド形成時の幹構造になることが強く示唆された。加えて、蛍光性のチロシン残基を系統的に導入した20数種の変異体アミロイドベータタンパク質の分光学的解析から、予想されるアミロイドの幹構造部分に近接する領域においてチロシン残基への変異がアミロイド指向性の蛍光色素の結合量あるいは蛍光強度に影響を与えることを見出した。このことは上記の分子内ターン構造に基づくアミロイド構造モデルを支持するとともに、幹構造以外のコイル部分とループ部分がともにアミロイド線維に沿ったグループ壁を構成していることを示唆している。これらの結果は従来の報告モデルに比べより詳細な残基間の相互作用に関する知見を含んでおり、アミロイド構造解明に大きく貢献するものである。アルツハイマー病のアミロイドベータタンパク質42残基について、ストランド長を短くした「ストランド-ターン-ストランド」型設計分子を系統的に作成してコア領域のより精密な絞り込みを行った。その結果、分子内でペアとなってコア領域を形成する2本のベータ構造ストランドのうち1本は(16-21)部分で共通であるが、もう1本のストランドは、最もアミロイド形成性の高い特定の残基配列部分の他に、これより1あるいは2残基分をシフトさせた残基配列部分においても、ある程度のアミロイド形成性が認められた。このことは本タンパク質が形成するアミロイド性凝集体が、線維状及び顆粒状などの多様な形態をとりうることとの関連性を示唆しており、アミロイド化の分子基盤解明において重要な発見である。また同手法によるベータ2ミクログロブリンの系統的解析では、高アミロイド形成性領域として20番残基付近から始まる2本のストランドペアを特定することに成功し、さらに単一ストランド型のアミロイド形成が2か所の残基領域で可能であることを見いだした。これはタンパク質変性の程度に応じて異なるアミロイド線維が形成される現象を説明する上で重要な知見である。これらの実験結果から構築されるアミロイド構造モデルは「N端部-ストランド-ループ-ストランド-C端部」型にまとめることができ、そのストランド部以外の領域はコア領域のサイズ的制約を強く受けるために、タンパク質残基長の増大に伴ってベータシート積層数が減少し、ついには線維形成が困難になる可能性があることが理論的に導かれた。このことは線維化しない異常プリオンの構造特性を支持する。さらに、独自の構造モデルに基づいて設計したアミロイド性ペプチドにおいて、そのターン部分にプロリンを導入すると自己単独アミロイド化能が著しく低下することを明らかにした。これはアミロイド認識分子として応用が期待される。
単一種ルーメンプロトゾアのlysA遺伝子のDNA塩基配列の決定

研究代表者がルーメンプロトゾアのジアミノピメリン酸(DAP)からのリジン合成能を発見したことに関連して、本研究では同プロトゾアの一種Entodinium caudatumを用いて、リジン合成時に作用するDAP脱炭酸酵素が本当にプロトゾア自体のものかどうかを確認するため、その酵素をコードする遺伝子(lysA)をE.caudatumのcDNAライブラリーからスクリーニングし、塩基配列を決定することを目的とした。まず、ルーメンにE.caudatumのみが生息するモノフォーネート山羊を作成し、このプロトゾアのcDNAライブラリーを作成して、大腸菌のリジン要求株によるlysAのスクリーニングを試みたが、ポジテイブプラークは得られなかった。次に、すでにlysAの塩基配列が決定されている6類のバクテリアのホモロジーの高い塩基配列部分をプローブとして、ディゴキシゲニンによりlysAのスクリーニングを試みた結果、ポジテイブプラークを得、その塩基配列を決定した。その結果、これはlysAとは無縁で、精子尾部特異タンパク質やパラメシウムの表面抗原タンパク質の遺伝子と高いホモロジーをもつことがわかった。続いて、上記の6種類のバクテリアのホモロジーの高い塩基配列部分をプライマーとし、E.caudatumのcDNAをテンプレートにして、ランダムプライマー法によりPCR産物の生成を検討した結果、PCR産物は得られなかった。このように、すべての試みが失敗したので、おそらくcDNAライブラリーにはlysAが存在しないと考えられた。そこで、E.caudatum胞内に共生するエソドシンビオントに目を向け、DAP脱炭酸酵素活性の細胞内の分布を検討した結果、E.caudatumホモジェネートの遠心分離による8,000および37,000g沈殿画分に高い活性が存佐子ることが示された。透過型電子顕微鏡による沈殿画分の観察では、卵形のバクテリア様顆粒が存在し、これはE.caudatum細胞内でも小胞に包まれた形で存在した。これらの顆粒からはDNA(20,000bp)が回収された。目下、このDNAからのlysAのスクリーニングを開始し、まもなく当初の目的を達成する結果が得られるものと期待している。平成8年度は以下の研究を行った。(1)必要なとき何度でも単一種のルーメンプロトゾアEntodinium caudatumのcDNAライブラリーが作成できるように、同プロトゾアのみが生息する実験動物(山羊)を作成し、隔離室で飼育管理している。(2)現在保有している上記プロトゾアのcDNAライブラリー(λファージ)をin vivo excision法(ヘルパーファージ使用)によりプラスミッド(pBluescript)の形に変え、これを大腸菌のリジン要求株(ME5358,ME8445)と混合し、氷中に30分、42°Cに2分、そして、再度氷中に2分間浸けることにより、このプラスミドを大腸菌に挿入して形質転換を行った後、リジンを含まない最少培地(M9)にDAPを加えて調製した寒天培地にて増殖するコロニーをスクリーニングする予定であったが、この点は、まだ成功していない。(3)再度、cDNAを作成し、同様のスクリーニングを行なった。しかし、結果は、同じだった。これらの点は、次年度、早急に確認する。

(4)原因を探る意味もあり、ルーメンプロトゾア体内のジアミノピメリン酸脱炭酸酵素の分布を見るために、ポッターの手動式ホモジナイザーでホモジェネートを調製し、遠心分離をした結果、上清液には活性がなく、沈殿物の超音波破壊液の遠心上清液に活性が現れることが分かり、プロトゾア細胞内の顆粒(おそらくはエンドシンビオント)にその酵素が存在するのではないかとの疑いが出てきた。したがって、これからは、DNA等の存在の確認などによりエンドシンビオントの確認をするとともに、もしあれば、そのDNAを集めて、その中に、lyaA遺伝子があるかどうかについても検討する。本研究により、新たな事実が発見される可能性が出てきた。(5)当初計画にあったスクリーニングした大腸菌の培養液上清中またはこの大腸菌のホモジェネート中のジアミノピメリン酸脱炭素酵素活性の測定は、上記の新たな事実の解明後、次年度に検討する。研究代表者は,ルーメンプロトゾアがルーメンバクテリアの細胞壁ププチドグリカンに含まれる2,6-ジアミノピメリン酸(DAP)からリジンを合成することを発見し,プロトゾアのルーメン内生息の意義の一つを解明した。本研究では,ルーメンプロトゾアの一種Entodinium caudatumを用いて,DAP脱炭酸酵素(DDCase)が本当にプロトゾア自体のものかどうかを確認するため,DAP脱炭酸酵素をコードする遺伝子(lysA)をE.caudatumのcDNAライブラリーからスクリーニングし,その塩基配列を決定し,細菌のものと比較検討することを目的とする.平成9年度は,大腸菌のリジン要求株を用いて,リジンの代りにDAPを培地に添加した際に増殖するかどうかによりlysAをcDNAライブラリーからスクリーニングすることにして,これを繰り返し検討したが,結果は,いつもネガティブであった.また,平成8年度と同様にして,新調製したE.caudatumのcDNAライブラリーから5種類のバクテリアの既知のlysAのホモロジーの高い部分をプローブとしてジゴキシゲニン法でスクリーニングした際のポジティブプラークのインサート(約1.7kb)の塩基配列を最終的に決定した.その結果,これは,プラスミドの一部の塩基を除いた全長1609bpのインサートであり,明らかにポリ(A)テ-ルを含んでいた.また,プラスミドへのインサート結合時のリストリクションサイト(EcoRI,Xho I)やプローブの配列も確認された.しかし,このインサートにはORFが見られず,また,lysAとのホモロジーも見られなかった.このような経緯の中で,今年度は同時に,検討範囲を広げて,ルーメンプロトゾア体内のエンドシンビオントにも注目して,そのDNAを集め,上記のようにしてリジン要求株によるスクリーニングを行なうことにし,やや遅れ気味ではあるが,目下検討中である.次年度中には,lysAの細胞内の所在を確認し,その遺伝子を捉え,塩基配列を決定する予定である.研究代表者は,ルーメンプロトゾアがルーメンバクテリアの細胞壁ペプチドグリカンに含まれる2,6-ジアミノピメリン酸(DAP)からリジンを合成することを発見し,プロトゾアのルーメン内生息の意義の一つを解明した。
白川郷合掌造民家の保存と活用の研究

本研究は、茅葺き民家の保存と活用を計るうえでの問題点を探るために、白川郷の合掌造り民家を対象に、その増改築の実態調査と、住民の意識調査を行なったものである。研究の前提として、まず第1章で、白川郷における合掌造り民家の残存状況と転用およぴ村内外への移築の実態を把握した。その結果昭和30年代から50年代にかけて37棟の合掌造り民家が村外に転用されていることが明らかとなった。第2章では合掌造り民家の住み方と増改築の実態を調査し、民宿を営むものと専用住宅に分けて分析を行なった結果、民宿においては、別棟を増築して生活している実態が明らかとなった。第3章では合掌造りの住人に対して、合掌造りでの生活と合掌造り集落の観光、及ぴ合掌造り民家の保存に関してアンケート調査を行い、それらに対する住民の意識を調べた。その結果次のような点が明らかとなった。1。荻町への定住の意向は総じて強いが、合掌造りに住みつずけることに対しては、民宿を営む家でその意向が強く、専用住宅ではきわめて薄いという対照的な傾向を示した2。合掌造りの居住性については、民宿を営む家では評価が高く、専用住宅では低いという傾向を示した。これは民宿では別棟を生活空間としていることと関係している。3。合掌造りへの愛着や保存の意欲についても民宿を営む家では強く、専用住宅では弱いという対照的な傾向を示した。4。茅葺きのユイについても、民宿を営む家で存続を望む傾向が強い。以上をまとめると専用住宅に関しては、現代的な改造モデルの提案が求められ、民宿においては合掌造り本来の構造と空間に戻した改造方法が望まれているといえる。最後に研究のまとめとして合掌造りの現代生活空間への改造案を作成した。1。3。4。岐阜県白川郷の合掌造民家の保存と活用の方策を探るために以下のような調査を行った。1。合掌造民家の住民に対するアンケート調査2。茅葺技能者に対するヒアリング調査その結果以下のような問題点が明らかになった。1。合掌造民家そのものには愛着をもつ所有者が多いが、茅葺屋根の維持を相当な負担と感じるため、次の世代に残せると考えている所有者は少い。茅葺きのエイに代わり請負で葺き替えを希望する所有者が増えておりユイの存続が危ぶまれる状況にある。3。請負による葺替えが増えると茅葺技能の継承は一部の専門家に留りその専門職人の後継者が〓少い現状では.茅葺技能の継承は危まれる事態となる。4。合掌民家の活用策としては、従来、民宿が主体であったが、高速道路の整備により、滞在客が大幅に減少し.民宿が成立しにくくなっているのが現状であり.新な活用策が求められている。5。これからの活用策としては、都市住民との交流を計るなかで.地域の文化施設として活用する方法が考えられる。白川郷の合掌造民家の活用の方策を探るために、合掌造民家の改造モデル案を3案作成した。第1案は外観を保存し、内部空間と設備を改造するもの。第2案は内部のみならず外観も改造するもの。第3案は合掌造民家に新たに増築する部分を加え改造案とするもの。以上3案について図面と模型を作成し、地域住民と行政側に説明し、ヒアリングを行った。そこで論議された問題点を整理し、それぞれの案について評価を加えた。その結果をそれぞれの案に反映させた合掌造改造のモデル案を3案提案し、それぞれについての特徴や実現するにあたっての問題点を整理分析した。

以上のような作業を通じて明らかになったことは以下のようにまとめられる。1.合掌造民家の居住者は世代交替の時期を迎えており、その活用の方向については世代間にギャップがある。従来の伝統的建造物群保存地区の制度での合掌造民家の保全には限界があり、新たに住民の合意形成が求められている。2.主たる生計を観光に依存している現状では博物館的活用の方向に傾くが、合掌造民家を現代生活の器として再評価する視点も重要である。
半磁性半導体中のスピンダイナミックス

磁性イオンを含む半導体においては局在磁性イオンと電子、正孔間の大きな交換相互作用により、巨大ファラデー効果などのスピンが関係した興味ある現象が観測できる。母体の半導体の次元を下げて量子井戸構造や量子箱構造を取らせたときに、量子閉じ込め効果により電子、正孔が磁性イオン間の相互作用がどのように変化し、かつ電子、正孔のダイナミックスに影響するかに興味を持って研究を行なった。まず半導体中のスピンダイナミックスを調べる新しい方法であるスピンビート法の有効性を調べるために、磁性イオンを含まない低次元系であるGaSeにこの方法を適用した。その結果、この方法は半導体中のスピンダイナミックスを調べる有効な方法であることが判明した。次にCdMnTe量子ドット中のスピンダイナミックスを調べるために、顕微分光法と時間分解分光法を組み合わせた測定系を作成した。その結果、磁性イオンであるMnがCdTe中に存在するとこの系の励起子系の位相緩和時間は十分低温でも著しく短いことが判明した。この原因としては、磁性イオンのスピンの遥動により励起子系のスピンも揺らぎその結果位相緩和が速やかに起こってしまうことが考えられる。さらにより直接的に電子、正孔が磁性イオン間の相互作用を調べる方法として有望であると思えるフェムト秒光パルスを用いた2パルス干渉法および時間分解ファラデー回転分光法の開発も試み、実際にZnSe、ZnMnSeやCdMnTeで励起緩和過程の研究にこれらの方法を使用した。また、GaMnAsのMCDの測定も行い、この系の電子状態がGaAsのバンド構造を基にしては解釈が難しいことを示した。
ブランドマネジメントに資する管理会計情報の役割の検討

ブランドマネジメントにおいて会計情報は有用でないという声がある。マーケターにとって「会計」にかかわる業務は必ずしも好ましいものではないという調査結果もある。本研究は、ブランドマネジメントに対する会計、とくに管理会計の役立ちを検討するものである。本研究の成果として、ブランドマネジメントの一形態であるブランドマネジャー制において、ブランド別の損益管理が有用であることが明らかとなった。たとえば、ブランドマネジャーに製造原価に関する予算権限を与えるなど流動性の高い予算管理を行うことで、ブランド別の意思決定や業績評価に役立つことが明らかとなった。本年度は、研究実施計画に基づき、企業へのヒアリング調査および文献研究を平行して行い、次年度に行うアンケート調査の調査票の作成を行った。まず、先行研究のサーベイに加え、前年度までのヒアリング調査をベースにさらに調査を進めることで、各社のブランドマネジメントの管理者の階層の相違、および管理プロセスの多様性(種類)を理解することができた。また、アンケート調査を行うにあたって、調査対象とすべき、ブランドマネジメントを支援する部門の絞り込みを行うことができた。先行研究のサーベイおよびヒアリング調査に関する本年度の研究成果の一部は、学会報告および論文として発表した。また、上記の研究成果をもとに、特定の部門を想定して調査票のドラフトを作成した。調査票のドラフトは、複数の企業の協力を得てパイロットテストを行った。パイロットテストの目的は、回答にどの程度の時間を要するか、各調査項目の意図が正確に回答者に伝わっているか、回答者によって意図と異なる意味で取られる表現・用語がないか等を把握するところにあり、質問項目に関して表現・用語を修正することができた。また、協力企業として、製造業とサービス業、上場企業と非上場企業に回答をお願いすることで、特定の企業(産業区分)においては理解しがたい用語等があることがわかった。パイロットテストの結果、調査票をおおむね完成させ、次年度のアンケート調査における対象企業(産業)および部門について一定程度の絞り込みを行うことができた。平成26年度は、木村(2012)、木村・堺(2013)における知見をベースにインタビューを重ねた調査結果をケーススタディとして国内外で学会発表し、論文を執筆した。研究成果として、従来アメリカで必ずしも定着しなかったブランドマネジャー制が日本企業で円滑に運用されている理由を論じた。ブランドマネジャー制を開発したP&Gではブランドマネジャーは製造部門や販売部門など他部門に対する水平的な権限を有していないが、他部門からの協力を得てブランドマネジメント活動を行っていることが指摘されるものの、その理由は必ずしも明示されてこなかった。木村・堺(2015)では、ブランドマネジャー制を40年以上にわたって効果的に運用する日本企業の特性を管理会計の視点から考察した。その結果、ブランドマネジャー制の導入・運用を支援する可能性の高い理由として、管理会計担当部署がブランド別の売上高・営業利益を週次に近い形でブランドマネジャーに提供することで利益志向を高めていること、また半期の業績に応じて流動的に執行可能な予算が増額されることなどがブランド別の損益計算を行うための会計システムが整備されていること、ブランドマネジャーが販売促進用の追加的商品の製造原価に関する予算を有していることなどが挙げられた。当該研究成果は、ケースをもとに先行研究では明らかにされなかった点を論じ、管理会計情報のブランドマネジャー制への貢献を指摘をした数少ない定性的研究であるというところに意義がある。ただし、特定企業についての考察であり、一般化されていないというところが限界と言える。本件に関しては平成27年度にアンケート調査を行うことで補う予定である。本研究の目的は、日本企業のブランド・マネジメントに資する管理会計情報の役割を明らかにすることである。この目的を達成するための手段として、ブランド・マネジメントを実行するための予算編成および予算統制に関する日本企業の実態をケースから明らかにし、管理会計情報がブランド・マネジメント専門部署あるいは担当者の意思決定および業績評価にどのように貢献するかを論じた。ケースとしては特定の企業を考察するシングルケーススタディの手法を採った。これまでの研究において、当該企業の先行研究をもとにインタビューを行い、現在のブランドマネジメントシステムについて考察し、管理会計情報が社内の他ブランドとの関係の中で意思決定を行う一助となっていること、および業績評価指標としても効果的に用いられていることが明らかとなった。そこで、本年度は当該企業の過去にさかのぼり、当該企業が現在のブランドマネジメントシステムを構築するにいたった背景や、構築のためのファクターを抽出することを目的に検討を重ねた。理論的フレームワークとしては制度論(Institutional Theory)を用い、当該企業がブランドマネジメントシステムを構築するまでの過程を考察した。その結果、会計担当者(アカウンタント)が、当該企業にマーケティング部門にブランドマネジメントシステムを定着させ、なかでもブランドマネジャーが利益管理を重視するよう方向付けたことが明らかとなった。また、当該企業が1960年代当時において、直接原価計算が導入されており、ブランド別の損益管理を行う土壌のあったことが重要な役割を果たしていた。ブランドマネジメントの一形態であるブランドマネジャー制が、管理会計情報と適切に結びつき、有効に活用されることが明らかとなった。

平成26年度はインタビュー調査の成果を国内外のConferenceにて発表し、そのうちの一本を国内の学会誌に公表した。海外で報告した内容については、建設的なコメントを得られたので、現在修正中である。平成26年度の計画としてはアンケート調査を行う予定であったが、ケーススタディを論文としてまとめることを優先し、またそのための国内外での発表に予算の多くを割くことになったため、年度内での実行ができなかった。その意味ではやや遅れているが、質問項目自体は完成しており、平成27年度の前期に調査を実施する予定である。管理会計今年度は予算の大半をアンケート調査の実施に用いることを予定している。調査結果は早々に集計し、分析して国内の学会にて発表したい。また、引き続きインタビュー調査を継続しながら平成26年度に英文で執筆した論文を投稿することを検討している。本年度の実施計画は、主として調査票の作成を行い、また企業にてプレ調査を行うことであった。当初は年度の早い段階でまず調査票設計前に企業への聞き取り調査を行うことであった。しかしながら、校務および先方の都合もあり、ドラフト作成前の聞き取りの日程が当初の予定よりも少し遅くなった。そのため、その後のドラフトの作成およびプレテストの日程も年度後期に行うこととなった。しかしながら、複数の協力企業が迅速にプレテストへのフィードバックをメールおよび聞き取り調査によって回答してくれたため、調査票はおおむね完成した。ただし、調査票は再度プレテストを行う予定であるため、まだ多少の文言の修正を行う必要があると思われるため「おおむね順調に進展」としている。平成26年度は研究成果を海外のConferenceで発表することとした。発表にあたっては査読をパスする必要があったため、査読結果を得てから航空チケットの予約等を行い、平成26年度の交付決定額の多くを旅費に費やすこととなった。ゆえに、予算上の制約から平成26年度の研究計画であったアンケート調査を行うことができず、平成27年度に計画を繰り延べることとしたため、次年度使用額が生じた。修正した調査票に関して、再度、企業の協力を得てプレテストをお願いする。再度プレテストを行うのは、調査票の文言に不具合がないかを確認するためである。また、調査票は、上場製造業を対象に郵送調査として行う。また、回収した調査票の入力・整理および簡単な分析までを行う。また、郵送調査と平行して、文献サーベイも引き続き行う。平成27年度に繰り越した金額は、アンケート調査に用いる予定である。
水溶性タキソ-ル誘導体の合成研究

タキソ-ルは水への溶解度が極めて低いため、点滴として使うためには可溶化剤の使用が不可欠であること、またその可溶化剤の副作用が問題であることなど、克服すべき課題は多い。タキソ-ルの水溶性を上げる手法として、水酸基に糖を連結する方法が考えられる。しかし、一般的な配糖化法では糖の1位の水酸基を他の官能基に変換して活性化しなければならないうえに、各種のルイス酸を使用する必要がある。ルイス酸を使うことによって、酸に不安定なオキセタン骨格が開裂したり、バッカチン骨格の転位等が起こる恐れがあることから直接的な配糖化法を回避し、タキソ-ルの水酸基をエステル化することによって糖を連結する新規配糖化法を採用することとした。糖を有するグリコール酸(アシル化剤)は短工程で収率良く調製できる。グルコースの他に、ガラクトース、マンノース、キシロースからも同様のアシル化剤を調製した。つぎにエステル化でパクリタクセルの7位に連結することによって7-GLG-PT,7-GAG-PT,7-MAG-PT、7-XYG-PTを合成した。また、側鎖の2′位にグルコース由来のアシル化剤を連結した2′-GLG-PT,2′,7-GLG-PTも合成した。いずれのタキソ-ル誘導体の水溶性は、タキソ-ルを上回る結果を示した。特に、7-MAG-PTはタキソ-ルに比べて260倍の水溶性を示すことが判った。
活性化ヒトグリア細胞による神経毒性の研究

ヒトグリアの神経毒性を導く炎症性活性化の解析と、その神経毒性を抑制する薬物同定を行った。ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤が、インターフェロン-γによって活性化されたアストロサイトの神経毒性を有意に抑制した。またL型カルシウム拮抗剤は活性化アストロサイトのみならず活性化ミクログリアの神経毒性も有意に抑制した。これらの薬物は、活性化アストロサイト内の炎症性転写因子STAT3の705チロシン残基のリン酸化を抑制した。以上より、活性化ヒトアストロサイトの神経毒性は、STAT3のリン酸化の阻害によって抑制され、上記薬物が、活性化グリア細胞が関与している神経変性疾患の治療に応用できる可能性が示唆された。アストロサイトの様々な機能発現において、細胞内Caシグナリングが重要な役割を果たしていることが知られている。また内因性のP2プリン受容体アゴニストであるATPは、ミクログリアを活性化させ、炎症毒性を引き起こすことが報告されている。そこで我々は、ATP、3′-O-(4-benzoyl)benzoyl-ATP (Bz-ATP)を用いて、成人ヒト初代培養アストロサイトにおけるP2プリン受容体活性化による細胞内Caシグナリングの特徴を蛍光分光測定法で調べた。ATPで刺激したヒトアストロサイトは、既に他細胞で報告されている、P2Y受容体が活性された際に呈する2相性の波形を呈した。この内、第2相を形成する細胞内Ca濃度の遅延減衰は、Caを含まない生理食塩水で実験した際、およびガドリニウムを投与した際には認められなかったため、このCaシグナリングの第2相は、細胞外Caの流入、およびstore-operated channelの活性化によるものと考えられた。P2X7受容体アゴニストBz-ATPで刺激したヒトアストロサイトは、ATPに対する反応とは異なり、緩やかな細胞内Ca濃度の上昇を示し、プラトーがしばらく持続した。リポポリサッカライドはBz-ATP刺激によるヒトミクログリアのCaシグナリングを増強することが報告されているが、ヒトアストロサイトにおいては、リポポリサッカライドによる増強は見られなかった。またRT-PCR法を用いて、培養ヒトアストロサイトがP2Y1受容体、P2Y2受容体、P2X7受容体をコードするmRNAを恒常的に発現することを確認した。以上の結果から、成人ヒトアストロサイトのプリン体によるCaシグナリングには、代謝型のP2Y1受容体、P2Y2受容体、イオンチャネル型のP2X7受容体が関与していることが示唆された。ヒト初代培養グリア細胞を用いて、ヒトグリア細胞の神経毒性を導く炎症性活性化プロセスの解析、ならびにヒトグリア細胞の神経毒性を抑制する薬物の同定を行った。具体的にはMTT法およびLDH法による神経毒性評価を行い、ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤が、interferon(IFN)-γによって活性化されたヒトアストロサイトの神経毒性を有意に抑制することが明らかになった。またL型カルシウム拮抗剤は活性化ヒトアストロサイトのみならず活性化ヒトミクログリアの神経毒性をも有意に抑制することが明らかになった。ウェスタンブロット解析により、これらの薬物は活性化ヒトアストロサイト内における症性転写因子STAT3の705チロシン残基のリン酸化を抑制することが分かった。またELISAにより、これらの薬物は活性化ヒトアストロサイトが産生する炎症性物質IFN-γ-inducible T cell alpha chemoattractant(I-TAC)を有意に抑制することが分かった。この結果、活性化ヒトアストロサイトの神経毒性およびI-TAC産生は、STAT3リン酸化を阻害することによって抑制されることが示唆された。以上により、ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤およびL型カルシウム拮抗剤が、活性化グリア細胞が病理的に関与している神経変性疾患の治療に応用できる可能性が見出されたのは言を待たないが、神経変性疾患の治療薬を開発する上で、STAT3の705チロシン残基が分子ターゲットになり得る可能性も見出された。神経炎症は様々な神経変性疾患の病因に関わっているため、抗炎症作的治療が、神経変性疾患の発症を遅らせる可能性が指摘されている。そこで、リウマチの治療に用いられる金製剤の、ミクログリアに対する抗炎症作用、神経保護作用についてMTT法およびLDH法を用いて検討した。毒性のない濃度(0.1-1-1 micro M)において、auranofinは有意に、ヒトミクログリアおよびヒト単球系細胞(THP-1)の神経毒性を抑制した。また、auranofinは活性化したTHP-1によるNADPH-oxidase依存的なrespiratory burstや、TNF-alphaおよびNitric Oxideの産生を有意に抑制することが明らかになった。これらの結果からauranofinは神経炎症に関連する神経変性疾患の治療に応用できる可能性が示唆された。

精神神経免疫in vitro系の解析は順調に進展させることができているが、ヒト死後脳を用いたin vivo系の解析は進んでおらず、これは今後の課題である。H24年度は主にin vitro系の解析を行い、上記のように順調に進展させることができた。ただ、ヒト死後脳を用いたin vivo系の解析は進んでおらず、これはH25年度以降の課題である。メタボローム解析を用いて、in vitro系で明らかになっているヒトアストロサイトの神経毒性因子の同定を行う。またH26年度はヒト死後脳を用いたin vivo系の解析も行い、ヒトグリア細胞の神経毒性・活性化プロセスの解明する。上述の通りin vitro系解析の結果をふまえ、H25年度以降はヒト死後脳を用いたin vivo系の解析を中心に、ヒトグリア細胞の神経毒性・活性化プロセスの解明を行っていく予定である。H25年度は、共同研究機関であるカナダのブリティッシュコロンビア大学への出張、および海外での学会発表を行わなかったた。また試薬類も前年度購入したものが、品質を保ったまま、本年度も使用することができた。以上の理由により次年度使用額が生じた。H26年度は、in vitro解析を更に推進し、ヒトアストロサイトの神経毒性因子を同定するため、メタボローム解析を外部委託する予定である。またin vivo解析を推進するため、試薬類の購入、共同研究機関であるカナダのブリティッシュコロンビア大学への出張、および研究成果の海外での学会発表も予定している。H24年度は学会出張を控えたため約13万円に繰越金が生じたが、おおむね計画通りの使用状況と思われる。H25年度以降も、繰越金を合わせカナダでの共同研究費、薬品代等に使用する予定である。
振動を用いた37℃秒速DNA増幅装置の開発

一般には、DNAを増幅させるには、PCR(ポリメラーゼ連鎖反応)法が用いられるが、この手法では、通常、i)94°C:熱変性、ii)54°C:アニーリング、iii)72°C:伸長の3種の温度間で熱サイクルを実施する。とくに、DNAを変性(二本鎖から一本鎖に解離)させるために、94°Cという高温加熱を必須としている点が問題となっている。具体的には、a)高温下で、多数回の熱サイクルによりDNAの損傷や酵素の失活が生じ、b)熱サイクル自体も、理想的な矩形波ではなく、裾を引き、実際にはかなり歪んだサイクルを実施している。その結果、本来のターゲット以外に余分な増幅部分(非特異性)や断片由来のスメアが生じることで、DNA解析の結果に不正確さが引き起こされる。本研究では、DNA水溶液の入ったプラスチックチューブ全体を100500Hzの可聴周波数で高速に振動させることにより、DNA増幅を1分以内かつ37°C恒温下で実施可能な新技術を開発することを目的としている。従来の熱サイクルPCR法で用いられている高温加熱によるDNAの熱変性に替わり、申請者が見出した振動によるDNAの変性技術を500bpサイズのDNAでまず実施し、アニーリング・伸長反応と併せて1サイクルとする新しいDNA増幅を部分的に実現した。増幅進行温度は、37°Cという生細胞が生存し得る温度での恒温条件で実施し、使用した振動源は、自作によるコイルを用いた振動子であるが、振幅は、電圧一定であっても、周波数依存性があるため、レーザー変位計により、振動子の変位を実測し、依存性を構成した。1サイクル当たりの増幅度は、最大1.7となった。チューブ内のDNA溶液の構成は、酵素、バッファ、dNTP等の混合液を用いた。また、自作の振動子の改良を行い、滑らかに振動を実現することで、増幅の再現性を高めることに成功した。振動させたDNA溶液をアガロースゲル電気泳動、キャピラリー電気泳動、およびリアルタイムPCR法にかけ、全ての測定においてDNAの増幅が確認できた。アガロース電気泳動では、SYBRGreenIおよびIIによる蛍光強度によりDNAの振動変性の条件を予め調べた上、増幅実験を実施した。最も増幅した条件は、電圧5V、振動10s、無振動30s、5サイクルでの1.7倍であった。なお、このときにDNAに加えられたエネルギーは2.45×10-7[J]であった。これまで使用する酵素は、37°Cで至適活性を有する大腸菌由来のKlenow Fragmentであったが、特性的に振動に弱いという弱点を有する。そこで、酵素の安定性と活性のバランスを取るため、[Mg2+]をキレートするEDTA(エチレンジアミン四酢酸)を調整したバッファを使用する。また、振動によるDNAのダメージと塩基配列のズレで生じる効率の低下を補償するため、細胞中でDNA修復に用いられている校正機能である、3'→5'エキソヌクレアーゼ活性を持つBSM酵素をKlenowと混合することでDNA増幅の効率を高める。以上の組み合わせにより、より忠実な増幅かつ秒速でのDNA増幅法を目標とする。DNA増幅法では、二本鎖から一本鎖への解離を利用するが、視点を変えれば、DNAを不安定にする効果が必要であることを意味する。このため、外部条件である振動によりDNAを不安定化することはもちろん、内部条件である緩衝液等の溶液構成により不安定性を適度に導く配合を探ることが不可欠である。

振動させたDNA溶液をアガロースゲル電気泳動、キャピラリー電気泳動、およびリアルタイムPCR法にかけ、全ての測定においてDNAの増幅が確認できた。アガロース電気泳動では、SYBRGreenIおよびIIによる蛍光強度によりDNAの振動変性の条件を予め調べた上、増幅実験を実施した。最も増幅した条件は、電圧5V、振動10s、無振動30s、5サイクルでの1.7倍であった。なお、このときにDNAに加えられたエネルギーは2.45×10-7[J]であった。これまで使用する酵素は、37°Cで至適活性を有する大腸菌由来のKlenow Fragmentであったが、特性的に振動に弱いという弱点を有する。そこで、酵素の安定性と活性のバランスを取るため、[Mg2+]をキレートするEDTA(エチレンジアミン四酢酸)を調整したバッファを使用する。また、振動によるDNAのダメージと塩基配列のズレで生じる効率の低下を補償するため、細胞中でDNA修復に用いられている校正機能である、3'→5'エキソヌクレアーゼ活性を持つBSM酵素をKlenowと混合することでDNA増幅の効率を高める。以上の組み合わせにより、より忠実な増幅かつ秒速でのDNA増幅法を目標とする。DNA増幅法では、二本鎖から一本鎖への解離を利用するが、視点を変えれば、DNAを不安定にする効果が必要であることを意味する。このため、外部条件である振動によりDNAを不安定化することはもちろん、内部条件である緩衝液等の溶液構成により不安定性を適度に導く配合を探ることが不可欠である。
原始惑星系円盤のダストと氷昇華線の統合進化モデル

前年度までに実施した、原始惑星系円盤の降着加熱に関する非理想磁気流体シミュレーションの結果を論文にまとめ、論文を学術誌に掲載した(Mori, Bai, & Okuzumi 2019)。また、磁気的な降着による円盤の加熱は非効率であるという我々の新しい知見にもとづいて、原始惑星系円盤における氷昇華線の時間進化を理論的に計算した。その結果、旧来の粘性円盤モデルにもとづく理解と大きく異なり、氷昇華線の移動は基本的に中心星の高度の時間進化によって引き起こされること、氷昇華線は原始惑星系円盤が形成してから数十万年のうちに地球軌道に到達するこを明らかにした。このことは、水に乏しい我々の地球が現在の軌道で形成されたのではなく、太陽に近い領域で形成されてから現在の軌道に移動してきたことを1つの可能性として示唆する。さらに、前年度から実施してきたダスト成長と円盤温度進化の同時シミュレーションをより体系的に実施し、ダスト進化の傾向を詳しく調べた。前年度のテスト計算から、氷昇華線の外側では円盤表面に中心星の光が当たらない「影」が形成され、これによって氷昇華線の外側のガス温度が著しく低下することまでを突き止めていた。このような環境でのダストの成長を長時間にわたって追跡したところ、氷昇華線より外側のダストが中心星へ落下するよりも速く成長し、微惑星を形成することを発見した。これは、円盤温度が低下したことによって、ダストの落下を引き起こす円盤ガスの圧力も低下したことによる。このような微惑星形成のメカニズムはこれまで知られておらず、本研究でダストと氷昇華線の連動した進化を考慮したことによって初めて明らかになったものである。以上の研究成果は日本天文学会2018年秋季年会で発表済みであり、さらに2019年内の論文化を目指している。本研究課題の目的は、惑星形成の現場である原始惑星系円盤において、惑星の組成を決定付ける氷昇華線(スノーライン)の位置が惑星形成とともにどのように進化するかを解明することである。本年度は、この研究課題の重要な基礎となる、円盤内の磁場による円盤ガスの加熱のモデル化に着手した。具体的には、原始惑星系円盤の弱電離性に起因する非理想磁気流体力学の3効果(オーム抵抗、ホール効果、両極性拡散)をすべて取り入れた準1次元の磁気流体数値シミュレーションを複数実施し、電離度の分布とジュール加熱の分布がどのように関係しているかを調べた。その結果、ホール効果が卓越する場合は円盤の赤道面に強い磁場が生成され、この磁場のジュール散逸によって円盤赤道面のガスが強く加熱されることを明らかにした。この結果は、原始惑星系円盤の温度構造、ひいては円盤内の氷昇華線の配置が、非理想磁気流体力学の3効果の大小関係に大きく依存することを示唆している。非理想効果の大小関係は、円盤ガスの局所的な物理量、具体的には密度や磁場の強さによって決まる。我々の研究成果は、円盤のスノーラインがガスの密度・磁場分布とともにどのように時間進化するかを、磁気流体力学に根ざした形で正確に予言することを可能にするものである。本研究内容をまとめた論文は、次年度に共著論文として発表する予定である。上記の理論研究に加えて、電波望遠鏡アルマを用いた原始惑星系円盤の観測に対して理論的な解釈を提供する研究も行った。具体的には、うみへび座TW星の周囲の原始惑星系円盤に、星を中心とする軸対称性なダストリングが複数存在することがアルマの観測によって明らかになった。我々は、昇華線近傍で起こるダストの焼結と呼ばれる現象に着目し、うみへび座TW星のダストリングのうちの1つが窒素氷の昇華線によって形成された可能性があることを指摘した。磁場による原始惑星系円盤ガスの加熱のシミュレーションについては、計画時に期待した通りの結果が得られつつある。今年度中の論文の出版は叶わなかったが、研究自体は順調に進捗していると言うことができる。前年度に着手した、非理想磁気流体力学の3効果(オーム抵抗、ホール効果、両極性拡散)を取り入れた原始惑星系円盤の磁気流体シミュレーションをより系統的に実施し、円盤の電離度分布から円盤の内部加熱率を決定するモデルを構築することを目指した。パラメータサーベイの結果、昨年度の計算で見られたホール効果を介した赤道面の強い加熱は、実際には特定のパラメータ範囲でしか起こらず、現実的なほどんどのケースで円盤の赤道面の温度が低く抑えられることがわかった。このように円盤の降着加熱が非効率になるのは、降着が基本的に円盤表面で起こることと、降着によって解放されたエネルギーの多くが円盤風によって持ち去られることが効いている。並行して、ダストの合体成長と円盤の温度構造進化を同時に追跡するシミュレーションコードの開発を行った。特に、中心星からの照射による円盤加熱をダストの分布と同時にシミュレートできるよう、円盤表面での光吸収・再放射を解析的に取り扱う手法を採用した。この手法を用いると、円盤表面に照射光の影ができる場合も取り扱うことができる。本研究によって、ダストの成長に伴う影の形成を世界で初めて無矛盾に計算することが可能になった。テスト計算の結果、円盤のスノーラインの後方では、岩石と氷の成長効率の違いによって大きな影が形成されることがわかり、しかもこの影はスノーライン周囲の温度構造を非常に複雑にすることを明らかにした。この現象のメカニズムは完全には理解できておらず、次年度の研究で詳細に調査する予定である。磁気流体計算については、大規模なパラメータサーベイの結果の解釈に時間がかかり、出版が遅れている。