hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超大出力パルスパワー実験装置による核融合研究のための高密度状態測定への挑戦

固体からプラズマへ相変化していく段階で,物質が通過することになる特異な領域では,従来の固体物理の理論あるいはプラズマ科学の常識が通用せず,物性が良くわかっていない.慣性核融合方式では,固体の燃料ペレットを爆縮し,高温・高密度プラズマを形成して核融合反応を起こす.このため,固体からプラズマへ通過する領域・過程の理解が重要である.本研究では,超大出力パルスパワー実験装置を用いて慣性核融合爆縮過程を模擬した高密度状態の物質を生成および計測する実験系を構築し,試料の特異な高密度状態での様々な物性値(電気伝導率,熱伝導率,比熱,状態方程式など)を測定可能な基盤および計測法を構築・検討した.固体からプラズマへ相変化していく段階で,物質が通過することになる特異な領域では,従来の固体物理の理論あるいはプラズマ科学の常識が通用せず,物性が良くわかっていない.慣性核融合方式では,固体の燃料ペレットを爆縮し,高温・高密度プラズマを形成して核融合反応を起こす.このため,固体からプラズマへ通過する領域・過程の理解が重要である.本研究では,超大出力パルスパワー実験装置を用いて慣性核融合爆縮過程を模擬した高密度状態の物質を生成および計測する実験系を構築し,試料の特異な高密度状態での様々な物性値(電気伝導率,熱伝導率,比熱,状態方程式など)を測定可能な基盤および計測法を構築・検討した.固体からプラズマへ相変化する領域では,固体物性やプラズマ科学のセオリーが通用せず,状態方程式や輸送特性が不明確である.この領域は,Warm Dense Matterと呼ばれているが,非常に高い圧力下にあるため,人工的に良く定義された状況で維持することは困難である.このため,定式化されていない情報が多く,慣性核融合の研究にとって重要な要素を含んでいる.本研究では,超大出力パルスパワー装置を用いて,慣性核融合の爆縮過程と同等の時間スケールでWarm Dense Matter状態を生成し,その状態を良く計測して物性データの収集を行う.得られたデータから,数値解析へ適用できる物理モデルやデータベースを構築し,慣性核融合の爆縮過程をより精度良く解析できるようにする.長岡技術科学大学・極限エネルギー密度工学研究センターに設置されている,国内最大の大出力パルスパワー発生装置ETIGO-IIを利用し,パルスパワー放電定積加熱により高密度状態を作り出すためのセットアップを構築している.このため,平成25年度は専用の真空容器を設計し,本予算により購入した.また,パルスパワー放電によるWarm Dense Matter生成のため,電子ビームダイオードを用いた試料への投入エネルギー制御法を新たに提案した.購入した真空チャンバーと提案した電子ビームダイオードによる投入電力制御を組み合わせ,試料を想定した模擬負荷へ極短時間にエネルギー投入を行い,Warm Dense Matter生成の実験系を構築した.同時に,試料への投入エネルギー評価のために,負荷部での電圧・電流波形計測を試みている.さらに,実験と比較した数値解析のための非定常熱伝導と放射輸送を考慮した計算コードを開発した.別の実験装置で行われたパルスパワー放電定積加熱の実験結果と良い一致を見ているため,本研究課題にも適用可能であると考えている.慣性核融合研究にとって重要なWarm Dense Matterと呼ばれる領域での不明確な状態方程式や輸送特性など,定式化されていない情報を,超大出力パルスパワー装置を用い,慣性核融合の爆縮過程と同等の時間スケールで生成し,その状態を良く計測して物性データの収集を行う手法を構築する.得られたデータを数値解析へ適用できる物理モデルやデータベースを構築し,慣性核融合の爆縮過程をより精度良く解析できるようにする.長岡技術科学大学・極限エネルギー密度工学研究センターに設置されている,国内最大の大出力パルスパワー発生装置ETIGO-IIを利用し,パルスパワー放電定積加熱により高密度状態を作り出すためのセットアップを構築している.このため,専用の真空容器を設計し,本予算により購入した.また,パルスパワー放電によるWarm Dense Matter生成のため,電子ビームダイオードを用いた試料への投入エネルギー制御法を新たに提案した.提案した投入エネルギー制御法を高度化するため,電極材料の材質および表面粗さについて実験的に検討し,本研究用途としてはロバストな性能を発揮できることがわかった.購入した真空チャンバーと提案した電子ビームダイオードによる投入エネルギー制御を組み合わせ,試料を想定した模擬負荷へ極短時間にエネルギー投入を行い,Warm Dense Matter生成の実験系を構築した.パルス高電圧(100ns,MV)が印加される環境のため,正確な計測のためには十分な絶縁・高周波への対策が必須である.試料への投入エネルギー評価のために,上記の対策を踏まえた環境下での電圧・電流波形計測系を構築した.さらに,実験と比較した数値解析のための非定常熱伝導と放射輸送を考慮した計算コードを開発した.以前に行われたパルスパワー放電定積加熱の実験結果と良い一致を見ているため,本研究課題にも適用可能であり,光学計測系へ要求される時間・波長分解能を明らかにした.重イオン慣性核融合超大出力パルスパワー発生装置ETIGO-IIは設置済みであるが,本研究課題に合わせた動作を可能にするため,メンテナンスを行いつつ実験条件に合わせた設定・準備を行った.次に,本研究課題の実験に合わせた真空容器の設計を行うため,従来の設備を用いて予備実験を行った.この予備実験結果に基づき,計測系も考慮した新しい真空チャンバーを設計し,本予算により購入・設置を行った.

新規チャンバーを用いて,試料を想定した模擬負荷へ電力投入を行い,電圧・電流波形取得のための計測系を思案している.上記の結果より,Warm Dense Matter生成実験のセットアップ構築は,ルビーを用いた中空円筒剛体の導入を除いて,研究実施計画に基づき進められている.新たに電子ビームダイオードによる投入エネルギー制御法の提案・実験的検討も行っており,当初計画よりも成果が出ている部分もある.数値解析のための計算コード開発は次年度の計画であったが,前倒しで進めており,実験結果と比較できる状態になっている.このため,この点に関しては,当初の研究実施計画よりも進展している.上記の理由により,現在までの達成度としては,おおむね順調に進展していると自己評価している.前年度に引き続き,Warm Dense Matter生成のために投入したエネルギー評価のための電圧・電流波形計測を確立させる.極短時間で高電圧・大電流を計測するため,電磁ノイズ対策を含め,容易ではないことがこれまでの実験で経験している.また,本研究課題の遂行のために,新たに提案した電子ビームダイオードを用いた投入電力制御法について,数値シミュレーションも含めて詳細を検討し,一つの手法として確立することも検討する.次に,当初は予定されていなかった,照射実験室の改修工事が行われることになり,長期間に渡り実験ができない状況が想定される.このため,当初の研究実施計画を変更せざるを得ない状況となってきている.この実験実施が不可の期間に,今後の実験計画の再考も視野に入れ,当初の実験計画にあったルビー中空円筒剛体を用いた状態計測系の設計,数値シミュレーションによる検討を進める予定である.交付申請書に記載していた物品費については予定よりも多くなったが,当初予定し交付申請書に記載していた出張旅費については他の財源・予算で執行することができ,結果として次年度使用額が生じることとなった.当初予定し交付申請書に記載していた通り,出張旅費として執行することを計画している.
皮膚感覚上行路の神経網内でのシナプス結合を決定する要因の研究

ラットの吻部の長いヒゲは洞毛と呼ばれ、極めて鋭敏な機械的受容器を持った感覚神経の支配を受けている。この感覚神経からの入力を受ける中枢の感覚ニューロンは極めて選択性が高く、単一の洞毛の刺激に対してのみ反応するとされている。我々は、ラット三叉神経感覚核と視床腹内側核の単一ニューロン活動を微小電極を用いて記録し、洞毛の機械的刺激に対する反応を調べた。単一の洞毛刺激に比べて、多数の洞毛を同時刺激した場合には、反応が増強される場合があるのみならず、逆に、抑制されることがしばしば観察された。反応の増強がみられた場合でも、反応の潜伏時間が短縮すると共に、反応持続時間も短縮し、その直後に長期間にわたる強い抑制が生じた。即ち、比較的持続的であった反応が一過性の相的反応に転換された。また、複数洞毛同時刺激では、単一洞毛刺激ではみられなかった反応が新たに付け加えられるようになることもあった。そして、より強い刺激下では、この新たな反応の大きさの増大と共に、単一洞毛に対する反応が次第に減弱し、遂には消失することがあった。これらの事実は、中枢内の単一ニューロンの働き方はそのニューロンへの末梢からの主要な入力の増減だけで決まるものではなく、むしろ、より重要な決定要因は、同時に働いている他のニューロンからの入力であることを意味している。即ち、真に感覚神経系を理解するためには、背景雑音の無い、純粋培養のような状態下での単一ニューロン活動を如何に多数観察しても駄目である。活動している系の中に置かれたニューロンのみが正しい回答を与えて呉れる、と結論される。1。シナプス結合関忠実に係にある上下位の感覚ニュ-ロンの反応特性が互にどの程度似ているかを調べることは、感覚上行路中を感覚情報が転送される間に情報がどの程度保存されているか、又は変質しているのか、或は情報の符号化様式が変化するのか、などの問題に答えうる、極めて重要な研究課題である。我々はこの課題の追求のために、麻酔下のラットを用いて、シナプス結合関係にある、顔面吻部洞毛の機械的刺激に反応する2個のニュ-ロン同時記録を行った。単シナプス結合関係にあるかどうかの検定の基準としては、下位ニュ-ロンのスパイク発生後に佐定した潜時で上位ニュ-ロンこの活動が得られることヽした。この方法により、下位ニュ-ロ位ニュ-ロンを駆動しうる確率を求めることが出来た。単シナプス結合している2個のニュ-ロンの反応時性は極めてよく似ていたので、上行路内での情報の保存は良好であると結論した。2。単一の感覚ニュ-ロンが情報を符号化する場合に、2つの対照的な手段が考えられる:(1)短時間内に高密度のスパイク発射を示す場合、(2)比較的長時間にわたって反応を続け、スパイク総数の変化が情報となっていると考えられる場合。我々はラット洞毛の機械的刺激の速度と振幅とを様々に変えて、反応性を調べた結果、以下の結論を得た。1)速度に関する情報は主として反応密度として符号化されている。2)振幅に関する情報は主としてスパイク総数として符号化されている。麻酔したウイスター系ラットを用いて吻部の洞毛の機械的刺激に応答する三叉神経感覚核の単一ニューロン活動を記録した。主な目的は、洞毛の変位速度を各ニューロンがどのように符号化しているかを調ベることにあった。洞毛の機械的刺激は変位量0.5-2.0mm、刺激時間0.1-0.6秒の間で行なった。ニューロンの反応強度は単位時間内のスパイク発射頻度で評価した。

1.最も感受性の高い方向へ向って刺激した場合の、変位速度と反応強度との関係は、記録されたニューロンの半数において、一次関数で極めて良く近似された。変位速度がある程度以上にならないと著明な反応を示さない低感度のものが25%あった。刺激速度が高くなると反って反応強度が低下するものが10%あった。これらのニューロンでは抑制性の介在ニューロンが付属しており、その活性化の結果であると想像される。2.最適刺激方向とは180°異なった反応方向への刺激でも、変位速度/反応強度の関係が直線的であるものが最も多く、50%を占めたが、最適方向の刺激の場合も同様に直線的であったものはその半数であった。反対方向への刺激には全く応答しないものは10%であった。結論:洞毛への機械的刺激の速度の判定は、第二次の単一ニューロンのレベルで既に可能であり、複数の上位感覚ニューロンの興奮の時間差として符号化されている必要は必ずしも無い。ラットの吻部の長いヒゲは洞毛と呼ばれ、極めて鋭敏な機械的受容器を持った感覚神経の支配を受けている。この感覚神経からの入力を受ける中枢の感覚ニューロンは極めて選択性が高く、単一の洞毛の刺激に対してのみ反応するとされている。我々は、ラット三叉神経感覚核と視床腹内側核の単一ニューロン活動を微小電極を用いて記録し、洞毛の機械的刺激に対する反応を調べた。単一の洞毛刺激に比べて、多数の洞毛を同時刺激した場合には、反応が増強される場合があるのみならず、逆に、抑制されることがしばしば観察された。反応の増強がみられた場合でも、反応の潜伏時間が短縮すると共に、反応持続時間も短縮し、その直後に長期間にわたる強い抑制が生じた。即ち、比較的持続的であった反応が一過性の相的反応に転換された。また、複数洞毛同時刺激では、単一洞毛刺激ではみられなかった反応が新たに付け加えられるようになることもあった。そして、より強い刺激下では、この新たな反応の大きさの増大と共に、単一洞毛に対する反応が次第に減弱し、遂には消失することがあった。これらの事実は、中枢内の単一ニューロンの働き方はそのニューロンへの末梢からの主要な入力の増減だけで決るものではなく、むしろ、より重要な決定要因は、同時に働いている他のニューロンからの入力であることを意味している。即ち、真に感覚神経系を理解するためには、背景雑音の無い、純粋培養のような状態下での単一ニューロン活動を如何に多数観察しても駄目である。活動している系の中に置かれたニューロンのみが正しい解答を与えて呉れる、と結論される。
イスラムとマイノリティについての総合的研究

1補助金交付内定の通知を受け、6月20日に研究方針を話し合う第1回会合が開かれた。最初に竹下が、前年度の研究実績の総括を行い、ついで、エジプトにおけるマイノリティ問題の事例として、コブト教徒ならびにヌビア系住民の問題について概観する基調報告を行い、現代イスラム世界におけるマイノリティの問題が、国国家や社会の統合や安定をはかる上で、きわめて重要な問題となっていることを指摘した。その後の共同討議では、この指摘を受けて共通の関心を培うとともに、秋までに各自が個別研究を行い、9月以降、報告と共同討議を行う方針を確認した。2 9月からは以下のような研究発表が順次行われた。まず、柳橋がイスラム法に規定されたマイノリティの法的地位についての報告を行い、マイノリティに対する「保護」の概念が、欧米風の実定法と伝統的なイスラム法とでは大きく異なっており、そのことが、今日のイスラム諸国において深刻な法摩擦を引き起こしているとの指摘を行った。ついで、鎌田がイランにおけるマイノリティの実状について報告した。さらに、イスラム教徒がマイノリティである社会として、内藤がイタリアの事例を中心に、在欧イスラム教徒の人権問題について、それぞれ報告した。鎌田、内藤の発表は、それぞれ、現地等での豊富な体験に基づいたもので、文献だけでは得られない貴重な情報を数多く含んでいた。3以上のような個別の研究成果をふまえ、当面の共同研究のテーマとして、クルド人問題を中心に、現代イスラム世界のマイノリティついてより多面的に考察することとし、一月以降も討議を続けている。討議の中では、マイノリティ問題の基本である身分法・家族法についての基礎的な研究の蓄積が不十分との指摘もなされているが、いずれにせよ、このテーマは巨大なものであり、今後も私的研究会による研究を継続したい。なお、成果は二三年後をめどに公表する予定である。最初に竹下が、エジプトにおけるマイノリティ問題の事例として、コプト教徒ならびにヌビア系住民の問題について概観する基調報告を行い、現代イスラム世界におけるマイノリティの問題が、国家や社会の統合や安定をはかる上で、きわめて重要な問題となっていることを指摘した。さらに、イスラム教徒がマイノリティである社会として、山内が欧米社会におけるイスラム教徒の現状を、内藤が在日イスラム教徒の人権問題について、それぞれ報告した。鎌田、山内、内藤の発表は、それぞれ、現地等での豊富な体験に基づいたもので、文献だけでは得られない貴重な情報を数多く含んでいた。新年度より始まる研究期間の後半では、今年度に得た研究成果をもとに、より議論を深め、実りある最終報告を作成できるよう、努力したい。

最初に竹下が、前年度の研究実績の総括を行い、ついで、エジプトにおけるマイノリティ問題の事例として、コブト教徒ならびにヌビア系住民の問題について概観する基調報告を行い、現代イスラム世界におけるマイノリティの問題が、国国家や社会の統合や安定をはかる上で、きわめて重要な問題となっていることを指摘した。その後の共同討議では、この指摘を受けて共通の関心を培うとともに、秋までに各自が個別研究を行い、9月以降、報告と共同討議を行う方針を確認した。2 9月からは以下のような研究発表が順次行われた。まず、柳橋がイスラム法に規定されたマイノリティの法的地位についての報告を行い、マイノリティに対する「保護」の概念が、欧米風の実定法と伝統的なイスラム法とでは大きく異なっており、そのことが、今日のイスラム諸国において深刻な法摩擦を引き起こしているとの指摘を行った。ついで、鎌田がイランにおけるマイノリティの実状について報告した。さらに、イスラム教徒がマイノリティである社会として、内藤がイタリアの事例を中心に、在欧イスラム教徒の人権問題について、それぞれ報告した。鎌田、内藤の発表は、それぞれ、現地等での豊富な体験に基づいたもので、文献だけでは得られない貴重な情報を数多く含んでいた。3以上のような個別の研究成果をふまえ、当面の共同研究のテーマとして、クルド人問題を中心に、現代イスラム世界のマイノリティついてより多面的に考察することとし、一月以降も討議を続けている。討議の中では、マイノリティ問題の基本である身分法・家族法についての基礎的な研究の蓄積が不十分との指摘もなされているが、いずれにせよ、このテーマは巨大なものであり、今後も私的研究会による研究を継続したい。なお、成果は二三年後をめどに公表する予定である。
メダカ突然変異体jaodoriを用いた運動性繊毛の機能解析

運動性繊毛(鞭毛)は脳室、気管上皮、精子などに存在し、その機能喪失は、水頭症、慢性気管支炎、男性不妊、内臓逆位などを引き起こす。これらの表現型は脊椎動物間で共通であり、モデル生物を使った研究が有用である。そこで運動性繊毛に異常を持つメダカ変異体jaodoriを用い、その原因遺伝子dynein axonemal intermediate 2(dnai2)の異常が繊毛運動に必須のモータータンパク質複合体であるダイニン腕の欠損を引き起こし、その結果左右軸決定に必須なクッペル胞内での水流の喪失、更には内蔵逆位を引き起こしていることを明らかにした。左右軸の決定に異常を示すメダカ突然変異体jaodori(joi)の原因遺伝子としてdynein axonemal intermediate chain 2(dnai2)を同定した。変異はトランスポゾンの挿入により引き起こされており、この遺伝子産物の機能喪失をもたらしているものと考えられた。dnai2は繊毛運動を司るダイニン腕の構成タンパク質として知られている。そこで本年度は、この遺伝子の機能喪失が運動性繊毛にどのような異常をもたらしているのかについて解析を行った。魚類では、発生時期の尾部腹側に存在するクッペル胞と呼ばれる器官に運動性繊毛が存在し、その運動によって引き起こされるクッペル胞内の水流が左右軸の決定に必須であることが知られている。このクッペル胞内の運動性繊毛を材料に、dnai2の機能喪失が繊毛の構造および機能にどのような影響をもたらしているのかについて検討した。野生型胚にdnai2に対するアンチセンスオリゴを導入すると、joi変異体と同様に左右軸のランダマイズが観察された。そこでこの胚を用い、透過型電子顕微鏡による繊毛微細構造の観察を行ったところ、ダイニン腕の欠損が観察された。更にこのアンチセンスオリゴ導入胚を用いてクッペル胞内の水流を観察したところ、野生型で観察されるクッペル胞内の水流が失われていた。以上のことから、dnai2の機能喪失はダイニン腕の欠損を引き起こし、その結果繊毛が運動能を失うことによりクッペル胞内の水流が失われ、左右軸の決定機構に異常を来していることが明らかとなった。これまでの研究により、メダカ突然変異体jaodori(joi)で観察される左右軸の異常は、左右軸決定に必須な、クッペル胞(KV)上皮に存在する繊毛の運動阻害によることを解明した。更に原因遺伝子としてdynein axonemal intermediate chain 2(dnai2)を同定し、KVの繊毛において、繊毛運動に必須なダイニン腕が欠失していることも明らかにした。しかしながら、繊毛運動の阻害は、水頭症や嚢胞腎等を伴うことが報告されており、joiにおいて、なぜ左右軸の異常のみが観察されるのかは不明であった。この問題に対し、もう一つのdnai2遺伝子が一部で冗長的に機能しているためではないか仮説を立て解析を行った。データベース検索の結果、新たなDANI2メダカホモログ(dnai2b)を同定した(以下joiの原因遺伝子をdnai2aとする)。これら2つのdani2は耳胞、腎臓といった器官で共通に発現しているが、KVにおいては、joi/dnai2aのみが発現し、dnai2bの発現は認められなかった。このことから、両遺伝子は機能的に相同で、発現パターンの違いがjoiにおける左右軸の異常を説明できると考えられた。そこで、両遺伝子が機能的に相同であるか否かを確かめるために以下の2つに実験を行い、仮説を検証した。(1) dnai2bの野生型mRNAを用いてdnai2のアンチセンス阻害胚の表現型は回復するか?(2) 2つのdnai2遺伝子を同時に阻害したときに、嚢胞腎等の表現型が観察されるか?解析の結果、両実験の結果ともに両遺伝子が機能的に相同であることを示し、仮説が正しいことが検証された。これまでの研究により、メダカ突然変異体jaodori(joi)で観察される左右軸の異常が、左右軸決定に必須な、クッペル胞(KV)上皮に存在する繊毛の運動阻害に起因することを明らかにした。更に原因遺伝子としてdynein axonemal intermediate chain 2(dnai2)を同定し、KVの繊毛において繊毛運動に必須なダイニン腕の欠失が、繊毛運動能阻害の原因であることも明らかにした。本年度は、joiの成魚において観察される体軸の著しい屈曲異常に関する詳細な観察や、その原因の解析を行った。体軸の著しい屈曲異常は、本来均等であるべき左右および背腹軸の発達バランスの異常に起因すると考えられる。

そこで、joiで観察された初期胚における繊毛運動能阻害に起因する左右軸決定の異常が、成魚で観察される体軸の屈曲異常の原因であるか否かを調べるために、アンチセンスオリゴを用いて初期胚におけるdnai2の機能を阻害した。その結果、胚においては変異体の表現型を再現したが、同固体を成魚まで育てたところ、体軸の屈曲異常は観察されなかった。また変異体胚を野生型のdnai2でレスキューしたところ、孵化時には左右軸決定の異常は回復し、野生型とまったく区別がつかなかったにもかかわらず、成長するにしたがって体軸の著しい屈曲異常を示した。以上のことから、体軸の著しい屈曲異常は発生初期の左右軸異常とは異なった機構で引き起こされることが明らかとなった。また体軸の屈曲異常に伴って観察される堆骨の融合に関して、成長段階を追って観察を行った。その結果、初期の堆骨形成過程では、堆骨の一つ一つの形成には異常が観察されなかった。また成魚の組織切片の観察からも、骨、筋肉の明らかな異常は観察されなかった。
外部磁場を用いた高品質・高効率GMA溶接の研究

初年度は、ECMP溶接法をGMA溶接に適用するにあたり、治具や移動台車等の実験装置を大幅に改良する。実験装置の改修後、はじめに外部磁場がアークや溶融池の流動に及ぼす影響を調べるために、レーザー光源と高速度カメラを用いて詳細に溶融池表面の流れを詳細に観測する。またPIV解析手法により、溶融池流動を定量的に解析する。2年目、3年目も溶融池表面流れの流動解析を引き続き行う。さらに2色法による溶融池表面の温度分布測定、磁場解析および外部磁場によるアークの制御を試みる。これらの結果より、磁場が溶融池の流動および最終的なビード形状に及ぼす影響を明らかにし、新たな高効率・高品質溶接法の実用化を目指す。
摩擦撹拌接合による塑性加工性ハニカム構造材の創製

塑性加工性を付与したアルミニウム合金ハニカム構造体作製の主要技術であるFSWについて、平成19年度は、箔用FSW装置を試作し、FSW実験を行うことができた。平成20年度は、試作した箔用FSW装置を用いて、系統的な箔材FSW実験を行い、押込み量、送り速度、主軸回転数の影響を明らかにするとともに、接合に最適な条件範囲が明らかとなった。本研究では、次世代輸送機器用構造材として、室温および高温における塑性加工性を付与したアルミニウム合金ハニカム構造体を作製し、軽量高剛性のみならず二次加工可能な構造材を開発することを目的とする。さらに、このハニカム構造材のコア材およびコア材/表面材間接合にFSWを適用し、その条件の最適化を行う。また、作製したハニカム材の特性を評価する。平成19年度は、箔用FSW装置の作製を行った。箔用FSW装置は、構造用フレーム、高速モーター、駆動装置ユニットおよびXおよびY方向の位置決め装置よりなる。構造用フレームに高速モーターを固定し、被接合材は位置決め装置に取り付けた材料支持台に固定する。この際、位置決め装置により、ビード間隔(Y)と接合速度(X)を制御できるように設計した。また、ツール押し込み方向(垂直方向Z)を10μmの精度で設定できるようにした。これにより、最適なFSW条件を精度よく探索できると考えられる。材料は、工業的に最も頻繁に使用されている箔厚約100μmの5052A1箔を用いた。FSWは、箔を2枚重ね、押し込み量約100μmとして良好に接合できることが確認された。本研究では、次世代輸送機器用構造材として、室温および高温における塑性加工性を付与したアルミニウム合金ハニカム構造体を作製し、軽量高剛性のみならず二次加工可能な構造材を蘭発することを目的とする。さらに、このハニカム構造材のコア材およびコア材俵面材間接合にFSWを適用し、その条件の最適化を行う。平成20年度は、試作した箔用FSW装置を用いて、系統的な箔材FSW実験を行った。主軸回転数を変化させて実験した結果、本実験の範囲では90,000rpmで最も良好な接合状態が得られた。また、押込み量は30μmから60μmで良好な接合が得られた。送り速度の影響は、主軸回転数によって大きくことなり、90,000rpmでは60から180mm/minの範囲で良好な接合がなされた。以上のように、ハニカムコア作製のための接合最適条件の一部を得ることができた。今後、材料、箔厚の効果等も含め、より良いFSW条件の探索が期待される。
光による霊長類側頭葉記憶ニューロンのリアルタイム操作

霊長類内側側頭葉記憶システムの時空間的な神経活動を光遺伝学手法と多チャンネル皮質脳波(ECoG)記録とを組み合わせて解析することを目指した。これに向けた下位課題として、ラット視覚野にウイルスベクターによってチャネル・ロドプシンを発現させ、光刺激とECoG電極による記録を同時に行うことに成功し、光遺伝学手法によって誘導された皮質脳波の時空間的なダイナミクスが明らかとなった。さらに、ニホンザルが記憶課題を行う間、内側側頭葉からの多チャンネルECoG記録に成功し、内側側頭葉における神経オシレーションが記憶の想起において何らかの役割を果たすことを示す結果を得た。本計画は、アデノ随伴ウイルスベクター(AAV)によってチャネルロドプシン(ChR2)またはハロロドプシン(NpHR)を霊長類個体の大脳皮質神経細胞に発現させ、光を用いて霊長類個体の神経細胞活動や行動をリアルタイムに実験的に操作する系の確立を目指し、さらにこの新技術をマカクサル下側頭葉連合野に存在する視覚性対連合記憶を担う神経細胞ネットワークに適用し、記憶の神経回路メカニズムを解明することを目指すものである。今年度はCAGプロモーター制御下にChR2を発現する組み換えAAV9を作製し、ラット、およびマカクザルの一次運動野の上肢領域に注入し、発現させた。AAV9はほぼ神経細胞特異的に遺伝子導入することが我々の研究により確認されているものである。これらにおいて、麻酔下にて光照射を行い、同時に微小電極による神経細胞活動の記録を行った。その結果、光照射に応じた神経活動を誘導することに成功した。さらにECoG電極を用いてAAV注入部位周囲において多点電極記録を行い、光刺激による神経活動誘発の空間的分布を計測した。光照射によって上肢運動が誘発されることが期待されたが、確認できなかった。しかし、サルにおいて光刺激時、上肢筋電図を同時記録したところ、光刺激に応じた筋電の変化を認めた。したがって何らかの原因により、光刺激による神経活動の誘導が運動誘発の閾値に達しなかったと考えられる。以上より、研究計画の予備的結果を得るとともに、技術的問題もまた明らかとなった。これらの結果を受け、現在問題点の改善を進めている。AAV8型及び9型が霊長類脳への遺伝子導入に特に適することを見出したので、これらベクターの霊長類脳における感染様式を詳細に検討した。ユビキタス・プロモーター下にEGFP遺伝子を組み込んだAAV8および9を、マカクザル及びマーモセットの一次視覚野及び線条体に注入したのち、組織学的解析を行った。その結果、これらベクターは霊長類脳においてほぼ神経細胞特異的に遺伝子を導入すること、さらに神経細胞への感染様式として樹状突起及び細胞体からの順行性感染に加えて、軸索終末からの逆行性感染を示すことが明らかとなった。霊長類内側側頭葉記憶システムの時空間的な神経活動を、光遺伝学手法と多チャンネル皮質脳波(ECoG)記録法とを組み合わせて解析することを目指した。予備実験としてラット視覚野にウイルスベクターによってチャネル・ロドプシンを発現させ、光刺激とECoG電極による記録を同時に行うことに成功した。この結果、光刺激の周波数を上げることによって、最高140Hz程度までの皮質脳波を誘導できること、また皮質上の一点を光刺激したとき、誘導される皮質脳波の時空間的な伝播パターンを解析することに成功した。以上の結果を学会発表し、さらに論文発表を準備中である。また、サルにおけるECoG記録において大きな進展が得られた。128チャネルのECoG電極をニホンザルの内側側頭葉に慢性留置し、図形の対連合記憶課題を行う間のECoG記録に成功した。手がかり刺激(cue)呈示期間に視覚性のECoG応答が複数のチャネルにおいて得られ、このcue-related応答の中には、図形の対連合に有意な選択性を持つものが見られた。また遅延期間には限局したチャネルにおいてガンマ帯域のパワーが漸増し、かつ局所のシータ波とcross-frequency couplingを示すことを見出した。この他に複数の新たな知見が得られたので、学会及び論文発表を準備中である。霊長類脳に対するAAV8及びAAV9による効果的な遺伝子導入法の開発に成功し、新たに論文2報の発表に至ったことから、おおむね順調に進展しているものと考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。

光遺伝学手法を霊長類側頭葉記憶システムに適用することを目指す。その際、光遺伝学手法と多点電極による皮質脳波記録とを組み合わせることによって、記憶システムの神経活動を時空間的な広がりをもって操作するとの着想を得たので、この方向性で研究を推進する。24年度が最終年度であるため、記入しない。
看護師が必要とする学術情報における電子カルテとの連携

Evidence-based practice (EBP)を推進するために,看護師の学術情報リテラシーの強化は重要な課題である。本研究では,電子カルテに蓄積された症例データと,学術情報データとの連携可能性を確認した。その結果,看護師個人の情報リテラシーや所属する機関の情報環境のばらつきを補完する支援方法の開発に向けて,既存のシソーラス用語体系の活用や,電子カルテのインタフェース向上が重要であることが示された。1研究の目的:保健医療の現場でEBP(evidence-based practice)を推進するためには,看護師が質の高い学術情報に適切にアクセスできることが不可欠である。本研究では,看護師個々の情報リテラシーや所属機関の情報利用環境の格差を補完する支援の在り方を考究し,看護師の情報探索を支援するツールの有用性ならびに汎用性を検証することである。2平成26年度の研究実施計画:すでに概念モデルとして提案した学術情報マップについて,特定の学術文献データベースを用いて,症例報告に関する要素の分析を進め,その精緻化を図る。これまでの研究において,ある特定主題について作成してきたリソースマップ(resource map)及びインディビジュアルマップ(individual map)について,他の主題における学術情報マップとしての適用可能性を検証する。さらに,テキストマイニング等の手法により,電子カルテ上の症例要素とのマッチングに向けた予備実験を実施する。3平成26年度における研究成果:国内の症例報告を収集するために,看護に特化した症例報告に関連した検索における留意点について整理した。すでに作成済みの「摂食障害」の学術情報マップについて,さらに適用可能性を検証するための検索主題として「摂食・嚥下障害」を選定し,検索上の留意点を整理した。また,テキストマイニングのための分析ツールとしてTextMiningStudioを選定し,分析のための同義語処理について着手を始めた。電子カルテ上の症例要素とのマッチングに向けて,学術文献との項目における整合性を検討していく予定である。2平成27年度の研究実施計画:すでに概念モデルとして提案した学術情報マップについて,平成26年度に引き続き,特定の学術情報データベースを用いて,症例報告に関する要素の分析を進め,その精緻化を図る。さらに,テキストマイニング等の手法により,電子カルテ上の症例要素とのマッチングに向けた予備実験を行う。電子カルテデータと学術文献データベースとのマッチングを検討し,オートマティックかつシームレスな相互認識を図るための条件を明確にする。3平成27年度における研究成果:すでに作成済みの学術情報マップの適用可能性について,「摂食・嚥下障害」分野の症例検索結果から同義語処理の方針について整理した。その結果,看護師の電子カルテ利用場面における情報ニーズとの整合性を検討する必要性が明らかとなった。一方,看護師の情報ニーズにおけるもっともシンプルな検索ニーズに特化した設定での検証も課題となった。なお,電子カルテデータとのマッチングについては,臨床データ利活用に係る手続きに着手した。平成26年度に,電子カルテにおける症例要素とのマッチング過程における専門職連携に関する観点について検討を行った結果,看護師における情報ニーズの適用範囲の設定に時間を要することとなったため。2平成28年度の研究実施計画:看護師が必要とする学術情報における電子カルテとの連携について,前年度までに取り組んだ結果を,関連学会で発表するとともに,看護師の学術情報探索に関する基礎教育の在り方を看護学教育的観点から総括する。さらに,これらの成果を学術情報の提供者側に還元するための方策についても考究し,成果発表を行う。3平成28年度における研究成果:電子カルテにおける学術情報リンキングの実現に関連して,オックスフォードやロンドンの関連諸機関を訪問し,英国における保健医療専門職に対するライブラリーサービスの観点から,看護師の電子情報利用状況について重要な示唆を得ることができた。また,電子カルテにおける学術情報リンキング環境因子として,医療事故分析における電子カルテ介在の関連を分析した結果が,The 16th World Congress on Medical and Health Informatics (Medinfo2017)に採択され,平成29年8月に発表予定である。前年度までに行った,電子カルテにおける症例要素とのマッチング過程における専門職連携に関する観点についての検討において,看護師における情報ニーズの適用範囲の設定に時間を要することとなったため。1研究の目的:保健医療の現場でエビデンスに基づく実践(EBP; evidence-based practice)を推進するためには,看護師が質の高い学術情報に適切にアクセスできることが不可欠である。本研究では,看護師個々の情報リテラシーや所属機関の情報利用環境の格差を補完する支援の在り方を考究し,看護師の情報探索を支援するツールの有用性ならびに汎用性を検証することを研究の目的としている。2平成29年度の研究実施計画:看護師が必要とする学術情報における電子カルテとの連携について,前年度までに取り組んだ結果を,関連学会で発表するとともに,看護師の学術情報探索に関する基礎教育の在り方を看護学教育的観点から総括する。

さらに,これらの成果を学術情報の提供者側に還元するための方策についても考究し,成果発表を行う。3平成29年度における研究成果:The 16th World Congress on Medical and Health Informatics (Medinfo2017,国際医療情報学会)において,電子カルテシステムの看護業務利用における医療事故との関連要因について,公益財団法人日本医療機能評価機構による「医療事故/ヒヤリ・ハット報告事例」データベースのデータを内容分析した結果を報告した。電子カルテにおける学術情報リンキングの実現に関連して,国内外のライブラリーサービスの観点をふまえ,学術情報資料と電子カルテ記載項目との関連について最終総括を行っている。Evidence-based practice (EBP)を推進するために,看護師の学術情報リテラシーの強化は重要な課題である。本研究では,電子カルテに蓄積された症例データと,学術情報データとの連携可能性を確認した。その結果,看護師個人の情報リテラシーや所属する機関の情報環境のばらつきを補完する支援方法の開発に向けて,既存のシソーラス用語体系の活用や,電子カルテのインタフェース向上が重要であることが示された。電子カルテ上の症例要素とのマッチングを検討する過程において,専門職連携に関する観点をどのように含めていくかについて検討する必要性が生じた。そのため,看護師に必要な学術情報の範囲について,先行研究をさらに広く調査することとなり,テキストマイニングによる分析等,当初の年度計画に到達することができていない。電子カルテ利用場面における情報ニーズとの整合性を検討するとともに,看護師の情報ニーズにおけるシンプルな検索ニーズに特化した設定での検証を行い,電子カルテデータとのマッチングについて進めていく。基礎看護学適用可能性を検証するための検索主題について,看護に特化した症例報告に関連した検索フィルタを確定させるとともに,電子カルテ上の症例要素を整理する。それらの結果を学術情報マップのモデルに照らして,テキストマイニングによる予備実験を実施する。予備実験が当初の計画通りに実施できなかったことや,当初計画していたブラジルでの国際学会発表について安全上の理由から参加を取りやめたことによる。研究成果の総括にさらなる時間が必要であり,補助事業期間延長の承認を得ることとなったため。予備実験及び成果発表が計画通りに実施できなかったため。チーム医療に関する国際学会(英国)への出席や,英国の大学における電子情報利用サービスの調査等を追加実施する。それらの知見も取り入れて,遅れている研究計画を修正し,最終的な成果発表につなげていく。
ハロゲンフリープロセスのための触媒反応場設計

アンモニア昇温脱離(TPD)と赤外分光(IR)を組み合わせ、酸点を構造やBronsted・Lewisの種別によって区別した上で酸量・酸強度・酸強度分布を一度に測定する方法を開発した。装置を試作し、いくつかのゼオライトで測定を行った。アンモニアの吸着種にはBronsted酸点上のNH_4^+(1450cm^<-1>)、Lewis酸点上のNH_3(1620)、水素結合したNH_3(1650)に加えて、従来見過ごされてきた13201420cm^<-1>の未同定の種が存在した。モルデナイトなど構造と酸性質の関係が確立されているゼオライトを用いて、骨格内Alによって強いBronsted酸点が発現し、これとは別に弱い水素結合種が見られることを、脱離温度の違いによって明確に区別した。酸性水酸基にも複数種があり、これらを区別して正確に調べると、酸強度と吸収波数には相関があった。このことは、従来のIRと触媒反応の間の矛盾を解き明かす進歩であった。EDTA処理USYなどを用いて、骨格外Alに起因する非常に強い酸点の観察に成功した。非常に強い酸点には複数種があり、強いけれども触媒反応に関与しない酸点は周囲を水酸基で囲まれているようである。一方、アルカン分解などに有用な非常に強い酸点そのものである水酸基や、その上のNH_4^+の観察と定量に成功した。これらによって前年度までに見出したハロゲンフリープロセスに用いる優れた触媒の作用機構を説明できるであろう。一方、このような実験の過程でWO_3/ZrO_2が水蒸気存在下でBronsted酸性を示すことを見出し、NO還元のためのPd触媒の担体として用いたところ、実用条件である水蒸気共存下で優れた性能を示した。また、分子を鋳型とするシリカの化学蒸着(CVD)法を開発し、分子の形の細孔を残したシリカ層で固体酸触媒活性点の周囲を覆うことに成功し、形状選択的な吸着能を得た。本年度は触媒または中間体として使われるハロゲン化合物を置き換える固体酸触媒反応のうち、重要なつぎの2つの反応について分子反応工学的考察を加え、高性能な触媒を設計した。1.フェノールのアミノ化によるアニリン合成において、従来の触媒上での反応機構を調べた。アニリン生成速度はフェノール分圧に依存せず、アンモニア分圧に1次であった。赤外分光法によると酸型ゼオライト上にはフェノールがフェノキシドとなって吸着した。赤外および昇温脱離法から、アンモニアは酸点上にNH_3またはNH_4^+として吸着するが、高活性な触媒上では特定の条件でNH_2種となることがわかった。以上から、ブレンステッド酸点上にフェノキシドが生成し、これをNH_2種が求核攻撃する時アニリンの生成が容易に起きることを見出し、NH_2種を生成する能力のあるガリウム酸化物種とブレンステッド酸点の共存するGa/ZSM-5触媒を設計し用いたところ、極めて高い活性、長い寿命が見られた。2.アニリンと炭酸ジメチルからのカーバメート合成に対して、低転化率でのスクリーニングを行い、塩基も強酸もブレンステッド酸も副反応を引き起こすので、弱いルイス酸のみが活性であることを見出し、アルミニウム含浸シリカ触媒を設計した。これを用いて実用条件で試験したところ、メソポーラスシリカを担体とすると高活性となること、メソポーラスシリカの構造規則性が活性と選択性に影響を及ぼすことなどを見出した。本年度は触媒または中間体として使われるハロゲン化合物を置き換える固体酸触媒反応のうち、重要なつぎの2つの反応について高性能な触媒を設計した。1.アニリンと炭酸ジメチルからのカーバメート合成に対して、低転化率のスクリーニングで見出されたアルミニウム含有メソポーラスシリカが、実用条件ではN-メチルアニリンを副生することがわかった。さらに、孤立SiOHが少なく、Al0Hあるいはアルミニウムの影響を受けたSiOHが多いほど選択性が高いことを見出し、高い選択性を発現させる触媒調製法を開発した。アルミニウム含浸時に水を溶媒とするとメソポーラス構造が破壊しやすいため、アルコールを溶媒とする手法をすでに開発している。メタノールを溶媒とするとアルミニウムは骨格に入りにくい。おそらく、表面に結合してアルミニウム種が多いと推測される。炭素数の多いアルコールを溶媒とすると骨格に導入されるアルミニウム量が多くなるが、オクタノール程度になるとアルミニウム源の塩の溶解度が低下するため、再び骨格に導入されるアルミニウム量は低下する。これらの溶媒を用いて調製されたアルミニウム含有メソポーラスシリカの本反応に対する活性と選択性を比較したところ、ペンタノールを用いた試料の選択性が最も高く、骨格に導入されたアルミニウムが多いほど選択性が高い傾向が見られた。本反応では塩基触媒が副反応を促進することがわかっているので、骨格外アルミナ種が塩基点を発現し、選択性を下げるので、アルミニウムをメソポーラスシリカ骨格に導入することが重要であると結論される。今後は酸性質の検討と酸塩基点上での反応物の振る舞いの観察を試み、高性能な触媒設計の指針を確立する。2.カルボン酸無水物をアシル化剤とするフリーデルクラフツ反応に対し、従来知られていたベータゼオライトに強酸点を付与するためアルミニウムを添加し、より活性の高い触媒を開発した。アンモニア昇温脱離法で酸量と強度を測定したが、活性を説明できる因子は見つからなかった。そこでアンモニア吸着種の量と種類を同時に測定できるin-situ観察法を開発し、活性点の性質を明らかにできるよう試みている。

アンモニア昇温脱離(TPD)と赤外分光(IR)を組み合わせ、酸点を構造やBronsted・Lewisの種別によって区別した上で酸量・酸強度・酸強度分布を一度に測定する方法を開発した。装置を試作し、いくつかのゼオライトで測定を行った。アンモニアの吸着種にはBronsted酸点上のNH_4^+(1450cm^<-1>)、Lewis酸点上のNH_3(1620)、水素結合したNH_3(1650)に加えて、従来見過ごされてきた13201420cm^<-1>の未同定の種が存在した。モルデナイトなど構造と酸性質の関係が確立されているゼオライトを用いて、骨格内Alによって強いBronsted酸点が発現し、これとは別に弱い水素結合種が見られることを、脱離温度の違いによって明確に区別した。酸性水酸基にも複数種があり、これらを区別して正確に調べると、酸強度と吸収波数には相関があった。このことは、従来のIRと触媒反応の間の矛盾を解き明かす進歩であった。EDTA処理USYなどを用いて、骨格外Alに起因する非常に強い酸点の観察に成功した。非常に強い酸点には複数種があり、強いけれども触媒反応に関与しない酸点は周囲を水酸基で囲まれているようである。一方、アルカン分解などに有用な非常に強い酸点そのものである水酸基や、その上のNH_4^+の観察と定量に成功した。これらによって前年度までに見出したハロゲンフリープロセスに用いる優れた触媒の作用機構を説明できるであろう。一方、このような実験の過程でWO_3/ZrO_2が水蒸気存在下でBronsted酸性を示すことを見出し、NO還元のためのPd触媒の担体として用いたところ、実用条件である水蒸気共存下で優れた性能を示した。また、分子を鋳型とするシリカの化学蒸着(CVD)法を開発し、分子の形の細孔を残したシリカ層で固体酸触媒活性点の周囲を覆うことに成功し、形状選択的な吸着能を得た。
木質の形成に及ぼす膨圧の周期変動の影響

樹木の成長応力は発生機構に関係する二次成長のひきがねとなる生細胞の膨圧の日変動を樹幹に貼付したストレインゲージによって内樹皮のひずみ変動から推定する方法を確立し、生細胞の成長を動的に連続的にとらえることを目的に実験的研究を行った。1、環境制御を行わない条件下での生育では、樹幹は14時頃最大収縮を示し、午後から夜にかけて緩やかな伸長をする。夜明け前に最大の膨張を示し、日照が開始されると同時に急激な収縮を示す日周期を持つ。光を人工的に制御した人工気象室内での測定から、この接線ひずみは光照射に対応することが明らかとなった。2、さらに、接線ひずみの動きは、葉の水分ポテンシャルの実測値と高い相関があることを明らかとした。3、光照射中には最大の収縮を示す時点で、シュートおよび葉を切断すると当時に、接線ひずみは急激に伸長に向かうこと。水ストレスに対応して接線ひずみは収縮すること。枯死過程の測定では、土壌のしおれ点である水ポテンシャルが-1.5MPa以下になった場合には、水の再供給によっても接線ひずみは回復しなくなる。また、接線ひずみが収縮する段階は2段階あることが解った。すなわち、原形質分離がおこると思われる時点まで収縮したひずみは、いったんおちつき、さらに乾燥させられたら乾燥による収縮が現れる。4、これらのことから、接線ひずみは、葉の蒸散による水ポテンシャルの低下と根からの吸水による樹幹の水分負圧と、新生細胞の水分負圧の差によって生じた新生細胞内の膨圧による新生細胞壁の伸長と収縮により発現することが明らかとなった。5、以上から、新生細胞内の膨圧の絶対値は役0.30.4MPa程度であり、これが光照射によって1688KPaの日変動を示していると推定された。以上から、樹木の膨圧および水ポテンシャルが連続的に測定されることが明確になった。今後、樹木の細胞壁の形成と物質沈着過程をこの力学的作用と関連させて理解することがその物性発現過程を明らかにするために重要であり研究を続行する予定である。樹木の成長応力発生機構に関係する二次成長のひきがねとなる水分負圧の連続測定を試みた。外樹皮を取り除いた内樹皮の接線方向ひずみの変化を環境制御室の中で光照射条件を変化させて自動測定を行った。1、環境制御を行わない自然な条件下での測定では、14時ごろが最も低い値(最大収縮)を示す。午後から夜にかけてゆるやかに伸張をはじめ、夜明け前に最大ののびの値に達する。夜明けで明るくなると同時に収縮をはじめ、日光が照射されると急激に収縮を始める。すなわち、ひずみ変化は日光によく対応した周期を示す。光照射時間を人工的に変化させた場合も接線ひずみの周期は照射の長短にかかわらず光照射とよく対応した周期をしめす。2、接線ひずみは照度の対数にほぼ直線的に低下(収縮)する。最大照度になり最大の収縮を示したあと、ゆるやかに上昇しはじめる。その応答はゆるやかで、収縮と伸張の日周期には明らかなヒステリシスがみられる。3、枝の切断と同時に接線ひずみは非常に早い対応で回復し、最大伸びと同じ値かそれ以上の値に戻った。

光照射及び光遮断にもひずみはよく対応するが、最も早く応答が現れるのが、頂部切断後ののびひずみである。4、内樹皮の接線ひずみの日周期量から細胞内圧の日変動は、1688KPaの大きさと推定された。この値は、変動値であると考えられ、次年度では絶対的な圧力を推定する予定である。昨年に引き続き、樹木苗の生細胞の膨圧の連続測定を行なった。今年度は、膨圧と水分ポテンシャルとの関係を明らかにすること、及び膨圧の絶対値を推定することを主眼において実験を行なった。その結果つぎの結論を得た。(1)接線ひずみの日変動と、葉の水分ポテンシャルを同時に実測したところ、両者には非常よい相関が見られた。直線で回帰され、Y=5.30×10^<-4>X-1.09(Y:ポテンシャル、X:接線ひずみ)でr=0.88^<**>の相関がみられた。このことから、接線ひずみは水ポテンシャル変動による新生細胞の膨圧の変動を連続的に測定したものであることが明らかになった。(2)スギ苗の接線ひずみを、水欠損条件下で測定した。照度228W/m^2、温度25°C、湿度70%の条件のグロースチャンバー内で、ひずみの日周期振幅が810x10^<-6>と一定になった時点で、給水を止めた。給水停止後6日ほどひずみは収縮に向かい、振幅が10日で最大を示した。その後、接線ひずみは-2500x10^<-6>まで急速に収縮し、30日まではゆるい傾斜の直線状に収縮を続けた。ここまでの現象は明らかに木部及び生細胞の水ポテンシャルの低下とにともなう細胞直径の減少に起因すると考えられた。しかしながら、その減少は連続的であり生細胞内の膨圧は完全にはゼロにはなっていないと考えるべきである。ところが、給水停止後、30日の時点で接線ひずみは急速な収縮を始め-4500x10^<-6>に達して安定した。これは、明らかに細胞の枯死による水分損失による細胞壁の乾燥に伴う収縮である。以上のことら、給水停止後30日の時点で細胞内の膨圧がゼロになったものと推定される。この減少から、膨圧の絶対値を推定した。すなわち、給水停止前の最大接線ひずみと原形質分離が生じたと考える30日でのひずみの差{810-(2500)}x10^<-6>が膨圧にともなう細胞の膨張、すなわち接線ひずみと考えられる。内樹皮のヤング率0.6GPaと直径および内樹皮の厚さを勘案して膨圧を計算したところ約230KPaとの値が得られた。この値は、豆植物の胚軸の伸長過程で実測される300400KPaと同じオーダーである。次年度では、さらにこの膨圧の大きさが細胞の成長に影響していることを明らかにする予定である。樹木の成長応力の発生機構に関係する二次成長のひきがねとなる生細胞の膨圧の日変動を樹幹に貼付したストレインゲージによって内樹皮のひずみ変動から推定する方法を確立し、生細胞の成長を動的に連続的にとらえることを目的に実験的研究を行った。1、環境制御を行わない条件下での生育では、樹幹は14時頃最大収縮を示し、午後から夜にかけて緩やかな伸長をする。夜明け前に最大の膨張を示し、日照が開始されると同時に急激な収縮を示す日周期を持つ。光を人工的に制御した人工気象室内での測定から、この接線ひずみは光照射に対応することが明らかとなった。2、さらに、接線ひずみの動きは、葉の水分ポテンシャルの実測値と高い相関があることを明らかにした。3、光照射中に最大の収縮を示す時点で、シュートおよび葉を切断すると当時に、接線ひずみは急激に伸長に向かうこと。
臓器移植における多臓器保存の確立と評価方法に関する研究

多臓器保存方法の開発にあたって新しい心保存液HTKを臨床的に用いて、その保存効果について検討を加えた。今回、われわれは、心保存液HTK灌流後120分単純遮断法を弁膜症開心術に導入し、従来のGIK液と比較検討したので報告する。1992年5月より9月までに施行された開心術22例に対し、HTK液を導入し、従来のGIKを使用した34例と比較した。大動脈遮断時間はHTK群121.6±40.5分、GIK群114±41.1分であった(NS)。術前心係数(CI)は、HTK群2.53±0.64、GIK群2.93±0.87(NS)、%shortening fraction(%SF)(%)は、HTK群31.4±6.8、GIK群29.3±6.5であった(NS)。HTK群では、大動脈遮断後HTK液(3L)により初回冠灌流を行い、その後120分間局所冷却のみとし、120分以上では、60分毎にHTK11を11を追加した。術後CIはHTK群3.67±0.76、GIK群4.34±1.04(NS)、%shortening fraction(%SF)はHTK群26.0±5.26、GIK群25.6±9.2(NS)であった。遮断解除から180分までの冠静脈洞から採取した血液のCK-MB値はHTK群では遮断解除後60、180分でHTK群で有意に低値を示した(p<0.05)。術中生検による電顕所見では、GIK群では、虚血40分後よりミトコンドリアの浮腫化を認め、虚血180分では更に心筋障害は進行している。これに対して、HTK群では虚血180分においても心筋細胞の構築は良好に保持されており、正常心筋像を示した。術後カテコラミン(DOA+DOB)量(gamma)はHTK群2.65±1.3、GIK群10.3±3.4とHTK群で有意に低血を示した(p<0.01)。HTK液を用いた心筋保護法は、120分単純遮断を可能とし、手術操作の簡略化と共に、心筋保存効果においても形態学的、酵素学的にGIK液と比較し、有意な改善を認めた。