hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肺organoidを用いた肺細胞・組織移植による肺再生の試み

ラット/マウスを用いて、pluripotent embryonic stem cellsから3次元培養による肺のorganoidを作成し、肺の組織修復・再生実験を行う研究である。我々は、胎生期肺組織に着目し、ラット/マウス/豚を用いて胎生期肺組織移植による肺の修復・再生の実験的検討を行い、移植した胎生期肺組織が成体肺内で生着し、増殖・分化することを明らかにしてきた。この研究では肺の細胞や組織の構成を模倣できる肺organoidを検討し、肺の再生・修復を試みている。マウスES細胞、iPS細胞から肺origanoidを作成し、マウス成体肺内への移植を行い、移植肺細胞・組織の分化・生着について検討する予定である。マウス成体肺内への移植手技の確立のため、小動物用麻酔器、小人工呼吸器をマウスにストレスを与えない観点からも器機選定を慎重に行い、Harvard社の人工呼吸器とUniventor社の麻酔器、手術用のマイクロスコープを選定し、随時購入し完備してきた。麻酔回路の設定や安定したマウスの気管内挿管の準備と麻酔管理をトレーニングし、オルガノイドの移植にはいつでも可能な状況を当該年度に整えた。organoidの作成に関しては、進行している論文や、他施設において肺のorganoidが進行しておらず、やや困難である。その作成は引き続き検討中である。ips細胞は現在、当科グループにおいて培養、継代中であり、今後の培養のための培養器のチェックや、ips細胞の保管のチェックは共同研究者とともに進めているが、ips細胞が、培養器の故障もあり、継代が滞っており、安定した継代培養のに向けて研究を継続している。今後、肺におけるオルガノイド組織をどのように安定して作成できるかを早急に検討を進めている。マウス成体肺内への移植手技の確立のため、小動物用麻酔器、人工呼吸器の器機選定を慎重に行い、Harvard社の人工呼吸器とUniventor社の麻酔器を発注しマウスの麻酔器、小動物用人工呼吸器、手術用のマイクロスコープを随時購入し完備してきた。麻酔回路の設定や安定したマウスの気管内挿管の準備と麻酔管理をトレーニングし、オルガノイドの移植にはいつでも可能な状況が整った。organoidの作成に関しては、進行している論文や、他施設において肺のorganoidが進行しておらず困難である。ips細胞は現在、当科グループにおいて培養、継代中であり、培養器のチェックや,ips細胞の保管のチェックは共同研究者とともに進めているが、培養器の不具合もあり、継代が滞っており、安定した継代培養のに向けて研究を継続している。今後、肺におけるオルガノイド組織をES細胞から作成することがどこまで可能なのか、また、この研究期間中に、日本において多臓器のオルガノイドを研究している施設へのコンサルトや見学などを予定し、その作成の研究につとめる。引き続き、ips細胞の継代培養を継続し、安定した分化を確認できるよう、努めている。また、マウスの手術手技やマウスにストレスを与えない麻酔回路と処置の安定した手技と管理は現在整っており、いつでも手術への実験にはとりかかれる状況にある。本年度の目標では、ラット胎生期肺からsingle cellペレットとし、培養により肺organoidを作成し、成体肺内への移植を行い、移植肺細胞・組織の分化・生着について検討することであった。現時点で、肺organoid作成の論文など、また他施設での進行状況などを確認し検討中である。肺organoid作成に関して、我々の施設はかなり古い時期の小動物(ラットのみ)麻酔器が存在しているが、老朽化し稼働しにくい状態である。マウスの処置もマイクロスコープ下に必要であることから、現時点では同麻酔器、処置台では十分にできないことが、初年度の欠点として挙げられた。よって、H28年度は肺organoid作成に関する現在の論文や、実際に肺organoid作成に取り掛かっている施設への見学などを検討しながら、次年度での科学研究費に、マウス、ラット両方が処置できる、または挿管し呼吸管理をしながら手術のできる麻酔器とマイクロスコープ、処置の器具類を本年度の科学研究費を足して購入させていただく予定で、本年度の物品購入を控えている。今後の培養のための培養器のチェックやips細胞の保管のチェックは共同研究者とともに進めている。次年度での科学研究費に、マウス、ラット両方が処置できる、または挿管し呼吸管理をしながらの手術のできる麻酔器とマイクロスコープ、処置の器具類を本年度の科学研究費を足して購入させていただきたい予定で、本年度の物品購入を控えているため、実験を少し遅らせて、今後使用予定の器具、装置の確認をしている。ラット/マウスを用いて、pluripotent embryonic stem cellsから3次元培養による肺のorganoid(細胞組織体)を作成し、この組織を用いて肺の組織修復・再生実験を行う。これまで我々は、胎生期肺組織に着目して、ラット/マウス/豚を用いて胎生期肺組織移植による肺の修復・再生の実験的検討を行い、移植した胎生期肺組織が成体肺内で生着し、増殖・分化することを明らかにしてきた。しかし、臨床応用の視点からは胎生期肺組織を得るのが難しく、そのブレークスルーが必要であると考えていた。そうしたところ、最近になりES細胞/iPS細胞から肺のorganoidを作成する技術が注目された。肺organoidは胎生期肺組織に類似した細胞構成と組織構成を模倣している。そこで今回は、肺organoidに着目して、肺organoidを利用した肺の再生・修復を試みる。

本年度の目標では,マウスES細胞から肺origanoidを作成し、マウス成体肺内への移植を行い、移植肺細胞・組織の分化・生着について検討する予定と、マウスiPS細胞から肺origanoidを作成し、マウス成体肺内への移植を行い、移植肺細胞・組織の分化・生着について検討する予定であった。現時点で、マウス成体肺内への移植手技の確立のため、小動物用麻酔器、小人工呼吸器をマウスにストレスを与えない観点からも器機選定を慎重に行っており、Harvard社の人工呼吸器とUniventor社の麻酔器を選定し発注している段階である.organoidの作成に関しては、進行している論文や、他施設において肺のorganoidが進行しておらず、その作成は引き続き検討中である。ips細胞は現在、当科グループにおいて培養、継代中であり、今後の培養のための培養器のチェックや,ips細胞の保管のチェックは共同研究者とともに進めている。遅れている理由として、肺オルガノイドの作成と培養継代について、調査検討しているが、参考となる論文が少ないこと、施設見学、共同研究なども考慮しているが、進行している事項が少ないことがあげられる。マウスへの移植手技の技術的側面では、手術器具、器機の老朽化も伴い、新たに、マウスに負担をかけない麻酔器、人工呼吸器を選定したため、その搬入が遅れていることもある。ips細胞の継代は当科にて引き続き継続しており、注意して培養継代している。ラット/マウスを用いて、pluripotent embryonic stem cellsから3次元培養による肺のorganoidを作成し、肺の組織修復・再生実験を行う研究である。我々は、胎生期肺組織に着目し、ラット/マウス/豚を用いて胎生期肺組織移植による肺の修復・再生の実験的検討を行い、移植した胎生期肺組織が成体肺内で生着し、増殖・分化することを明らかにしてきた。この研究では肺の細胞や組織の構成を模倣できる肺organoidを検討し、肺の再生・修復を試みている。マウスES細胞、iPS細胞から肺origanoidを作成し、マウス成体肺内への移植を行い、移植肺細胞・組織の分化・生着について検討する予定である。マウス成体肺内への移植手技の確立のため、小動物用麻酔器、小人工呼吸器をマウスにストレスを与えない観点からも器機選定を慎重に行い、Harvard社の人工呼吸器とUniventor社の麻酔器、手術用のマイクロスコープを選定し、随時購入し完備してきた。麻酔回路の設定や安定したマウスの気管内挿管の準備と麻酔管理をトレーニングし、オルガノイドの移植にはいつでも可能な状況を当該年度に整えた。organoidの作成に関しては、進行している論文や、他施設において肺のorganoidが進行しておらず、やや困難である。その作成は引き続き検討中である。ips細胞は現在、当科グループにおいて培養、継代中であり、今後の培養のための培養器のチェックや、ips細胞の保管のチェックは共同研究者とともに進めているが、ips細胞が、培養器の故障もあり、継代が滞っており、安定した継代培養のに向けて研究を継続している。
多次元脳機能ダイナミクスの個人間同調と主観的経験の個人間同調との対応

最近の研究で,申請者らは主観的な経験が脳の領域活動度,その振動的変動の位相情報,機能的結合などの多次元・多時間スケールのダイナミクスに反映されることを見出した.本研究は,この知見を近年発展している個人間脳活動同調の研究分野に適用し,個別脳領域の同調を越えた「主観的経験=多次元脳機能ダイナミクスの同調」というシステム的理解の枠組みをもたすことを狙うものである.H30年度は前年度に引き続き,(A)メディア視聴を通じたコミュニケーションへの擬似的参加時の主観的体験と,(B)実際の対話時の経験ダイナミクスが,多次元脳機能ダイナミクスで読み取れることを確立するfNIRS実験研究を遂行した.(A)の実験では,問題解決に向けたコミュニケーション動画を視聴してもらいながら,脳活動ダイナミクスをfNIRS装置で計測するとともに頭部の動きを加速度センサで,眼球運動をアイトラッキングで計測した.動画の最中に不規則な間隔で多次元経験サンプリングにより主観的な経験をレーティングさせ,脳活動ダイナミクスとの関係を分析した.その結果,メディア視聴を通じた体験変動をデコードする脳活動特徴量として,集団にわたり共有される特徴量を同定した.その成果を国際会議で発表した.(B)の実験では,グループ創造的コミュニケーション課題時の脳活動と頭部運動,眼球運動,コミュニケーション活動を同時計測した.課題後の主観的経験の心理評価および周辺センシングデータから定量化したコミュニケーションのダイナミクスと,集団脳活動ダイナミクスとの関係を分析した.その結果,創造的コミュニケーションにおける議論の発散/収束ダイナミクスやグループ内での一体感が,個人間同調の特徴量に相関することを明らかにした.その成果を国内学会で発表した.おおむね当初の計画どおりに研究項目を実施している.前年度に計測装置・同期システムの拡張・再設計・性能評価で要した追加の時間も挽回できた.これまでの研究を推し進め,コミュニケーションおよび自発的思考時の主観的経験ダイナミクスが,多次元脳機能ダイナミクスを中心としたマルチモーダル計測でデコーディングできることの確立を目指す.すでに基本的な解析で結果を出し成果を発表してきているが,更に実験,周辺センシングデータの活用,先進の解析手法の適用,成果発表を推し進める.加えて,補助的センサを活用したfNIRSデータからのノイズ分離手法と,脳活動同調の定量化手法の改善を進め,その成果を発表する.最近の研究で,申請者らは主観的な経験が脳の領域活動度,その振動的変動の位相情報,機能的結合などの多次元・多時間スケールのダイナミクスに反映されることを見出した.本研究は,この知見を近年発展している個人間脳活動同調の研究分野に適用し,個別脳領域の同調を越えた「主観的経験=多次元脳機能ダイナミクスの同調」というシステム的理解の枠組みをもたすことを狙うものである.H30年度は前年度に引き続き,(A)メディア視聴を通じたコミュニケーションへの擬似的参加時の主観的体験と,(B)実際の対話時の経験ダイナミクスが,多次元脳機能ダイナミクスで読み取れることを確立するfNIRS実験研究を遂行した.(A)の実験では,問題解決に向けたコミュニケーション動画を視聴してもらいながら,脳活動ダイナミクスをfNIRS装置で計測するとともに頭部の動きを加速度センサで,眼球運動をアイトラッキングで計測した.動画の最中に不規則な間隔で多次元経験サンプリングにより主観的な経験をレーティングさせ,脳活動ダイナミクスとの関係を分析した.その結果,メディア視聴を通じた体験変動をデコードする脳活動特徴量として,集団にわたり共有される特徴量を同定した.その成果を国際会議で発表した.(B)の実験では,グループ創造的コミュニケーション課題時の脳活動と頭部運動,眼球運動,コミュニケーション活動を同時計測した.課題後の主観的経験の心理評価および周辺センシングデータから定量化したコミュニケーションのダイナミクスと,集団脳活動ダイナミクスとの関係を分析した.その結果,創造的コミュニケーションにおける議論の発散/収束ダイナミクスやグループ内での一体感が,個人間同調の特徴量に相関することを明らかにした.その成果を国内学会で発表した.おおむね当初の計画どおりに研究項目を実施している.前年度に計測装置・同期システムの拡張・再設計・性能評価で要した追加の時間も挽回できた.最近の研究で,申請者らは主観的な経験が脳の多次元・多時間スケールのダイナミクスに反映されることを見出した.本研究はこの知見を,近年発展している個人間脳活動同調の研究分野に適用し,個別脳領域の同調を越えた「主観的経験=多次元脳機能ダイナミクスの同調」というシステム的理解の枠組みをもたすことを狙うものである.計画初年度のH29年度は,これまでの安静時の内的経験と多次元脳機能ダイナミクスについての研究を拡張し,(A)メディア視聴を通じたコミュニケーションへの擬似的参加時の主観的体験と,(B)

実際の対話時の経験ダイナミクスが,多次元脳機能ダイナミクスで読み取れることを確立するための,以下の準備と実験を実施した.準備として,個人を対象とする実験(A)のため,複数の脳内ネットワークをカバーする多チャネルfNIRS装置の導入と実験課題プログラム作成を行った.また対話する複数人を対象とする実験(B)のため,複数のfNIRS装置および頭部運動や眼球活動などの周辺計測で時刻を同期し,個人間多次元同調を評価するためのシステムを構築した.(A)(B)それぞれ人を対象とする研究倫理委員会の承認を得た.(A)の実験では,問題解決に向けたコミュニケーション動画を視聴してもらいながら,脳活動ダイナミクスをfNIRS装置で計測した.多次元経験サンプリングによりメディア視聴中の主観的な経験の変動をレーティングさせ,脳活動ダイナミクスとの関係を分析した.(B)の実験では,グループ創造的コミュニケーション課題時の脳活動と周辺活動を同時計測した.課題後の主観的経験の心理評価および周辺センシングデータから定量化したコミュニケーションのダイナミクスと,集団脳活動ダイナミクスとの関係を分析した.提唱する集団主観ダイナミクスのシステム論的理解の枠組みと予備的結果について,国際ワークショップ招待講演および国内学会で発表した.個人実験計測を行った結果,当初計画のfNIRS脳計測装置では複数同時計測にプローブ拡張した際のデータ同期通信の問題で,脳ダイナミクス同調解析において精度に不足がある可能性が判明したため,カスタム版計測装置の拡張とデータ同期通信の再設計及び性能評価を行う必要が生じたことで,準備に計画していた以上の時間を要した.これまでの研究を推し進め,コミュニケーションおよび自発的思考時の主観的経験ダイナミクスが,多次元脳機能ダイナミクスを中心としたマルチモーダル計測でデコーディングできることの確立を目指す.すでに基本的な解析で結果を出し成果を発表してきているが,更に実験,周辺センシングデータの活用,先進の解析手法の適用,成果発表を推し進める.加えて,補助的センサを活用したfNIRSデータからのノイズ分離手法と,脳活動同調の定量化手法の改善を進め,その成果を発表する.前年度に引き続き,(A)メディア視聴時の個人内経験ダイナミクスと(B)対話時の集団経験ダイナミクスが,多次元脳機能ダイナミクスでデコードできることを確立する研究を遂行する.頭部運動,眼球運動,コミュニケーション活動など周辺計測データの活用もさらに進め,脳機能ダイナミクスのシンクロ度合いに注目した経験ダイナミクス共有の評価の有効性を検証する.第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2018)優秀講演賞第18回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2017)優秀講演賞
高周波加熱と電流駆動におけるプラズマ輸送と制御

1.研究会活動:(1)高周波電磁場によるプラズマの加熱と制御に関する理論・シミュレーション研究ワークショップ。(2)高周波加熱におけるプラズマ輸送と制御に関する理論・シミュレーション研究会。(3)プラズマ加熱技術研究会。(4)研究成果報告会の4研究会が開催され、それぞれに報告書が作成された。2.研究活動及び成果:(1)理論とシミュレーションの研究:輸送現象と波動現象を統一的に解析する体系を整備した。高密度のICRF電流駆動の可能性、定常炉心の整合性、低域混成波電流駆動(LHCD)の解析を行った。基礎過程では、ECH電流駆動(ECCD)効率の解析、半整数共鳴加熱の提案、新しいアルフヴェン固有モードの発見、HIDMのECHへの応用が行われた。粒子シミュレーションでは高密度プラズマのECH、ECCD、半整数共鳴加熱、フルートモードのRF安定化などが研究された。(2)高周波電流駆動プラズマの制御と輸送過程:WTー3のLHCDまたはECCDプラズマを対象に研究が行われた。ジュール加熱プラズマに現れる鋸歯状振動のLHCDまたはECHによる抑制、軟X線CTによる鋸歯状振動の崩壊過程の解明、LHCDの重畳による粒子閉じ込めの改善、新プラズマ分光法による水素分子密度の径方向分布測定、計測用サブミリ波ジャイロトロンの開発が行われた。(3)高周波加熱プラズマにおける粒子輸送:カイネチックアルフヴェン波の励起の実証、ポロイダルモード制御ICRF波による不純物輸送制御の可能性が示された。(4)駆動散乱計測法の開発:CW注入ロック方式による隣接縦2モード同時発振の実証とパルス注入ロック方式による長パルス化に成功した。(5)高電力アンテナ周辺技術の拡張:ICRF用改良型アンテナ、ECH用改良型ホイスパリングギャラリーモード反射鏡アンテナの試作と特性評価を行った。(6)サブミリ波検出器:製作法の改良により高感度、低雑音のダイオードの製作に成功した。
ケニア海岸地方ミジケンダ諸族における「病気の文化」の比較研究

本研究は、「病気」の経験が文化的に構築されたものであるとの認識に基づき、ケニアのコースト・プロビンスのバントゥ系民族集団ミジケンダにおいて、病気の経験がさまざまな社会・文化的慣行といかに関連しているかを明らかにしようとするものである。本研究チームは、ミジケンダを構成する9の下位集団のうち人口規模の大きいディゴ、ドゥルマ、ギリアマの3つのグループにおいて3年度にわたって計14ヶ月を越える集中的なフィールド・リサーチを行った。この3集団は文化的にきわめて近接しており、共通の起源伝承をもち、それぞれの言語も相互に理解可能である。しかしこの3集団は、その社会制度、生態学的、宗教的環境において大きな対照を見せている。ディゴは海岸沿いの換金作物に恵まれた肥沃な土地に居住し、出自は最近までもっぱら母系で、宗教的にはほぼ完全にイスラム化されている。ドゥルマはその後背地の乾燥したブッシュ地帯に居住し、トウモロコシ栽培とわずかなヤギやウシの牧畜に依存しているが、頻繁な飢饉のため若年者の都市での賃労働が重要な経済的活動になっている。出自は父系、母系の両集団に基づく2重単系制をもち、伝統的宗教と並んでキリスト教、イスラム教への改宗者も多く見られる。ギリアマはモンバサ北部の換金作物中心の海岸地帯から内陸の牛牧中心の乾燥地帯にまで広く分布し、その経済的基盤も多様である。出自はもっぱら父系のみを認め、宗教的にも伝統的な色彩が強く、キリスト教、イスラム教の影響はきわめて限られている。各研究者は特定の対象集団を分担し、小田はディゴを、慶田と上田はギリアマの北東部および南西部を、浜本はドゥルマをそれぞれ中心にしてフィールド・リサーチを行った。吉田は研究代表者として各研究者の調査を調整するとともに、小田とともにディゴでのフィールド・リサーチに従事した。第2年度においては各研究者は他の研究者の担当地域における短期の調査を行い、調査者個人の資質によるデータの偏りを抑えるべく努めた。これら3年度を通しての調査によって、各研究者は全体地域についての概括的な把握に加えて、当該担当集団における病気の認知とその治療に関する知識の体系や文化的慣行についての体系的な記述と分析に必要かつ十分な詳細な民族誌的データと多くの具体的事例を蓄積している。これら研究成果は、それぞれ別個の刊行物として今後にわたっても順次公表していく予定である。こうした個別集団についての記述と分析の進行と並行して、本研究の目的である各集団間に見られる類似性と差異の評価、およびこれらの差異を各集団に特有の社会・文化的、および経済的諸変数に関連づけて説明しようとする作業も着手されている。例えば、対象とする集団のいずれにおいても、病気や不幸の分類、主要な症状の記述、その可能な原因の同定、治療法の分類に、ほとんど同一の概念群が用いられているが、これらの諸概念の具体的な意味内容は各集団毎にしばしば大きな相違を見せることがわかっている。またいずれの集団も、病気や不幸を引き起こすさまざまなエージェントとして同じ種類のエージェントを認めているが(祖霊、憑依霊、妖術あるいは邪術、規範の侵犯、呪詛など)、どの種類のエージェントが実際の病気において最も引き合いに出されるかは、各集団毎に大きな対照を見せている。ギリアマにおいては妖術あるいは邪術がもっともしばしば言及されるのに対し、ディゴでは憑依霊が最も主要なエージェントの位置を与えられており、ドゥルマでは、憑依霊も頻繁に言及されるとはいえ、それと並んで屋敷内の親族規範の侵犯が病気や不幸の原因としてしばしば問題にされる。現在、こうした差異を各集団の置かれている文化的・社会的状況と関連させる作業が残されている。これらの分析の結果は近々のうちに、本研究分担者全員による共同出版物の形で執筆、刊行される予定である。

第2年度においては各研究者は他の研究者の担当地域における短期の調査を行い、調査者個人の資質によるデータの偏りを抑えるべく努めた。これら3年度を通しての調査によって、各研究者は全体地域についての概括的な把握に加えて、当該担当集団における病気の認知とその治療に関する知識の体系や文化的慣行についての体系的な記述と分析に必要かつ十分な詳細な民族誌的データと多くの具体的事例を蓄積している。これら研究成果は、それぞれ別個の刊行物として今後にわたっても順次公表していく予定である。こうした個別集団についての記述と分析の進行と並行して、本研究の目的である各集団間に見られる類似性と差異の評価、およびこれらの差異を各集団に特有の社会・文化的、および経済的諸変数に関連づけて説明しようとする作業も着手されている。例えば、対象とする集団のいずれにおいても、病気や不幸の分類、主要な症状の記述、その可能な原因の同定、治療法の分類に、ほとんど同一の概念群が用いられているが、これらの諸概念の具体的な意味内容は各集団毎にしばしば大きな相違を見せることがわかっている。またいずれの集団も、病気や不幸を引き起こすさまざまなエージェントとして同じ種類のエージェントを認めているが(祖霊、憑依霊、妖術あるいは邪術、規範の侵犯、呪詛など)、どの種類のエージェントが実際の病気において最も引き合いに出されるかは、各集団毎に大きな対照を見せている。ギリアマにおいては妖術あるいは邪術がもっともしばしば言及されるのに対し、ディゴでは憑依霊が最も主要なエージェントの位置を与えられており、ドゥルマでは、憑依霊も頻繁に言及されるとはいえ、それと並んで屋敷内の親族規範の侵犯が病気や不幸の原因としてしばしば問題にされる。現在、こうした差異を各集団の置かれている文化的・社会的状況と関連させる作業が残されている。これらの分析の結果は近々のうちに、本研究分担者全員による共同出版物の形で執筆、刊行される予定である。平成3年度の調査研究は当初の実施計画通り遂行された。各研究分担者は予定通り各々の担当地域において、綿密な参与観察ならびに入念な聞き取り調査を実施し、目標としていた各担当地域の網羅的な民族誌的デ-タ(生業形態・社会構造・歴史伝承など)の収集を行った。また研究分担者全員に共通の調査項目として掲げておいた「病気の文化」を構成する以下の基礎的デ-タ群の収集についても予想を上回充実した成果が得られた。1:病気ならびにその諸症状の民族的分類2:病因としての妖術・邪術・憑依霊の分類とメカニズム3:病因究明の手段としての卜占とその実例4:呪医の知識と伝統的治療システム5:近代医療機関の活動とその利用状況6:死や性についての諸観念とその解釈とりわけ1については吉田が、4と6については上田、慶田が、また3と5については浜本が、そして2については小田が、それぞれ豊富なデ-タを収集することに成功した。こうした各々のデ-タは調査期間中に現地で実施された定例ミ-ティングの場でただちに報告され、当該地域間での「病気の文化」の差異や共通性などが活発に討議された結果、地域間の相互的な比較研究の可能性とその重要性とが改めて指摘された。
多様な水辺空間を保存・創生する技術に関する研究

河道内の動植物の生息空間の多様性を保存・創生するためには,河道内の物理的環境の多様性を保存・創生する技術の確立が不可欠である.本研究では,河道内の物理的環境を決定する重要な要素として砂州の動態と河床材料の粒度を考え,次の課題に焦点を絞って検討を進めた.1.砂礫の分級現象が河床縦横断形の決定機構に与える影響,2.複数の低水流路を有する河床の形成機構,3.植生繁茂が砂州の形状特性に与える影響.これらの課題の内,課題1と課題2については,平成13年度までに一定レベルの知見が得られている.平成14年度は,以下のように,これまでの研究と課題1と課題2の成果をもとに課題3を実施するとともに,低水流路内の河床材料の粗粒化,低水流路本数の減少,低水流路の固定化など,河道内の物理的環境の多様性を喪失していると考えられる現象のメカニズムを明らかにするとともに,多様な水辺空間を創生するための一方法を提案した.1.植生繁茂が砂州の形状特性に与える影響植生繁茂が砂州及び流路の時空間的な変動特性に与える影響を水路実験と数値解析により明らかにした.また,砂州の発達が顕著な徳島県・那賀川を対象として,これまでの植生群落分布の実態調査に加えて,河床材料の粒度の平面分布について現地調査を行うとともに,植生繁茂が河床材料の粒度の平面分布と河床形状与える影響を明らかにした.2.多様な水辺空間を有した河床縦横断形の予測と制御近年,多くの日本の河川に見られる,流路本数の減少及び流路安定化現象を,ダム貯水池等による洪水ピーク流量の減少,供給土砂量の減少,砂州上の植生繁茂,河道内の砂利採取に着目し,数値解析により再現するとともに,これらの現象のメカニズムを明らかにした.また,流路本数の減少及び流路安定化現象により,河道内の物理環境が単調化することを明らかにした.さらに,網状流路の時空間的な変動特性を利用した河道内の物理環境の多様性の創生方法を提案した.これにより,局所的な多自然型河川工法や植生の管理などをほとんど行わないでよいメンテナンスフリーの多様な水辺空間づくりが可能になると考えられる.1.砂礫の分級現象が河床縦横断形の決定機構に与える影響徳島県・那賀川下流域及び京都府・木津川中流域を対象として,河床材料の粒度の平面分布と河床形状との関係及び低水流路の変動特性について現地調査を行った.さらに,平面二次元流れによる河床変動解析を行った.その結果,低水流路内に形成される瀬と淵の河床材料の平均粒径は,出水時は河床洗掘地点の淵で粗粒化し,瀬で細粒化することが明らかにされた.さらに,平水時は瀬の細粒土が掃流力の小さい淵に流れ込むため,瀬で粗粒化,淵で細粒化することが明らかにされた.2.網状流路(低水流路網)の形成機構川幅/水深をパラメータとして,網状流路の流路本数について,数値解析により検討した.その結果,網状流路の流路本数は,砂州の横断方向のモードと同様に,川幅/水深が大きくなるにつれて増えることが明らかにされた.また,浮州の単位面積当たりの数と面積の関係がフラクタルとなるとともに,流路の時間的な変動過程はケイオティックであることが見いだされ,網状流路によって形成される場が多様な水辺空間を形成していることが明らかにされた.さらに,植生繁茂および洪水ピーク流量の減少が河床形状に与える影響について数値解析により検討を行い,洪水ピーク流量の減少と砂州への植生の進入は,砂州の固定化に非常に大きな役割果たしていることが明らかにされた.また,ここで用いられた数値解析法は,植生の動的管理計画を作成する上で非常に有用と考えられる.一方,地形学的に重要な知見も得られた.まず,平水時に一本の蛇行流路を有する河道に形成されている砂州は,従来,交互砂州と考えられているが,それらの多くの動態はケイオティックであり,川幅/水深の小さい領域の網状流路であることが明らかにされた.河道内の動植物の生息空間の多様性を保存・創生するためには,河道内の物理的環境の多様性を保存・創生する技術の確立が不可欠である.本研究では,河道内の物理的環境を決定する重要な要素として砂州の動態と河床材料の粒度を考え,次の課題に焦点を絞って検討を進めた.1.砂礫の分級現象が河床縦横断形の決定機構に与える影響,2.複数の低水流路を有する河床の形成機構,3.植生繁茂が砂州の形状特性に与える影響.これらの課題の内,課題1と課題2については,平成13年度までに一定レベルの知見が得られている.平成14年度は,以下のように,これまでの研究と課題1と課題2の成果をもとに課題3を実施するとともに,低水流路内の河床材料の粗粒化,低水流路本数の減少,低水流路の固定化など,河道内の物理的環境の多様性を喪失していると考えられる現象のメカニズムを明らかにするとともに,多様な水辺空間を創生するための一方法を提案した.

1.植生繁茂が砂州の形状特性に与える影響植生繁茂が砂州及び流路の時空間的な変動特性に与える影響を水路実験と数値解析により明らかにした.また,砂州の発達が顕著な徳島県・那賀川を対象として,これまでの植生群落分布の実態調査に加えて,河床材料の粒度の平面分布について現地調査を行うとともに,植生繁茂が河床材料の粒度の平面分布と河床形状与える影響を明らかにした.2.多様な水辺空間を有した河床縦横断形の予測と制御近年,多くの日本の河川に見られる,流路本数の減少及び流路安定化現象を,ダム貯水池等による洪水ピーク流量の減少,供給土砂量の減少,砂州上の植生繁茂,河道内の砂利採取に着目し,数値解析により再現するとともに,これらの現象のメカニズムを明らかにした.また,流路本数の減少及び流路安定化現象により,河道内の物理環境が単調化することを明らかにした.さらに,網状流路の時空間的な変動特性を利用した河道内の物理環境の多様性の創生方法を提案した.これにより,局所的な多自然型河川工法や植生の管理などをほとんど行わないでよいメンテナンスフリーの多様な水辺空間づくりが可能になると考えられる.
特異な包接モチーフを用いた超分子らせんポリマーの構築と高度分子配列制御

ビスポルフィリンクレフト分子とトリニトロフルオレノン(TNF)の会合により生じる超分子ポリマーは非共有結合で形成されているにもかかわらず,溶液中において絡み合いに由来する粘度応答を示した。テトラキスポルフィリンは自己会合により超分子ポリマーを形成し,ゲスト分子であるTNFの添加により容易に分解する刺激応答性を示した。また,このポリマーは固体状態でらせんナノ構造を形成していることが明らかになった。ポリフェニルアセチレンに少量グラフトされたフラーレンはホモジトピックなカリックス[ 5]アレーンホストにより選択的に包接された。この包接によりポリマーが架橋され,分子量の増加が確認された。また,フラーレンをグラフトされているポリマーはナノ粒子様のナノ構造を与えたのに対し,超分子架橋されたポリマーは高度に配列制御されたナノ構造を与えたビスポルフィリンクレフト分子とトリニトロフルオレノン(TNF)の会合により生じる超分子ポリマーは非共有結合で形成されているにもかかわらず,溶液中において絡み合いに由来する粘度応答を示した。また,フラーレンをグラフトされているポリマーはナノ粒子様のナノ構造を与えたのに対し,超分子架橋されたポリマーは高度に配列制御されたナノ構造を与えた我々はカリックス[5]アレーンとフラーレンの包接を用いてフラーレンをもつポリマーを架橋することにより,物性を制御しようと考えた。フェニルアセチレン誘導体を用いた重合反応により,フラーレンを含むポリマー(M_n=13000, M_w=18000, M_w/M_n=1.4)を得た。テトラキスカリックス[5]アレーン誘導体をこのポリマーを加え,サイズ排除クロマトグラフィーの測定を行った。ポリマーの分子量(M_n=13000, M_w=18000, M_w/M_n=1.4)に比べ,テトラキスカリックス[5]アレーン誘導体を添加したときのポリマーの分子量(M_n=32000, M_w=90000, M_w/M_n=2.8)は大きく増加した。このことはフラーレンを側鎖にもつポリマーがテトラキスカリックス[5]アレーン誘導体とフラーレン部位の非共有結合により架橋されたことを示している。また,走査型電子顕微鏡を用いてガラス表面上に調整したフラーレンを含むポリマーの形態を観察した。フラーレンを含むポリマーのみから調整したフィルムでは,凝集したモルフォロジーが観察された。これは,フラーレンの強い凝集力によるものと示唆される。一方,フラーレンを含むポリマーとホストの混合溶液をキャストし観察すると,フラーレンの凝集はほどけ,ネットワーク構造が観察された。以上のように,フラーレンの分子認識を利用した超分子架橋は固体状態における形態の制御に有効であることが分かった。この様な非共有結合を利用したポリマーの架橋は共有結合を利用した架橋に比べ弱いにもかかわらずポリマーの分子量や形態を制御できることを明らかにした。我々はこれまでカリックス[5]アレーンとフラーレンの包接現象やポルフィリンの自己相補的会合を駆動力に超分子ポリマーの開発を行ってきた。これらに高次のらせんキラリティーを付与するため新たなキラルホスト分子やゲスト分子を合成し,これらの会合により超分子ポリマーを開発した結果について報告する。ポルフィリンを四つ連結したテトラキスポルフィリンを合成し,この化合物の超分子形成を駆動力とした超分子ポリマーを合成した。この分子は14kcal/molと非常に高い会合力で重合し,ポリマーを与えた。また,原子間力顕微鏡から,ポリマーの集積構造に由来するらせん構造が形成していた。また,ホモジトピックなキラルカリックスアレーンホスト分子も合成しており,ダンベルフラーレンとこのホストの集積化により,超分子フラーレンポリマーが生成することがわかった。原子間力顕微鏡測定からホスト分子のらせん構造が誘起したと思われる超分子らせんポリマーの生成が示唆されている。フラーレンを含むポリマーの超分子架橋を利用したポリマーの配列制御にも成功している。ポリアセチレンにフラーレンをグラフトしたポリマーにカリックスアレーンホスト分子を作用させると配向制御された超分子配列構造が生成することを見いだした。溶液中で非共有結合により架橋したにもかかわらず,ポリマーの分子量の増加が確認された、原子間力顕微鏡から,ポリマーは凝集したナノ粒子を形成した。これにホスト分子を添加すると,ポリマーのらせんが配列することで高度なポリマーの配列構造が形成されていることが明らかになった。

また,ホモジトピックなキラルカリックスアレーンホスト分子も合成しており,ダンベルフラーレンとこのホストの集積化により,超分子フラーレンポリマーが生成することがわかった。原子間力顕微鏡測定からホスト分子のらせん構造が誘起したと思われる超分子らせんポリマーの生成が示唆されている。フラーレンを含むポリマーの超分子架橋を利用したポリマーの配列制御にも成功している。ポリアセチレンにフラーレンをグラフトしたポリマーにカリックスアレーンホスト分子を作用させると配向制御された超分子配列構造が生成することを見いだした。溶液中で非共有結合により架橋したにもかかわらず,ポリマーの分子量の増加が確認された。原子間力顕微鏡から,ポリマーは凝集したナノ粒子を形成した。これにホスト分子を添加すると,ポリマーのらせんが配列することで高度なポリマーの配列構造が形成されていることが明らかになった。さらに,ポルフィリンと電子不足芳香族ゲスト分子を連結したモノマーが超分子ポリマーを形成し,あたかも共有結合でつながったポリマーのように絡み合いに由来する溶液物性を示した。このことから,非共有結合により形成される超分子ポリマーがポリマー材料として利用できる可能性を示唆している。
破局的ストレス下における不確実性に対する認知的情動処理過程の解明

一部の初期がんを除いては未だ根治不能であり、そのため、いわゆる「がん告知」は多くの人にとって衝撃である。がんの経過は個別性が大きく、がん告知時に提供されるがんに関する情報は不確実性が高い。疫学調査によって、がん告知後のがん患者は不安や抑うつを主訴とする適応障害、大うつ病が5-40%と高いことが示されている。また情報処理研究から、不安が高いあるいは不安喚起状況下で人は、認知的バイアスにより曖味な情報をネガティブに評価することが示唆されている。また認知的情報処理過程の脳内機序は、これまでの研究から扁桃体、及び帯状回のネットワークが関与していることが推測されているが、未だ不明である。そこで本研究では、(1)不確実性の高い情報提示後のがん患者の不安・抑うつと認知的バイアスの関連を検討すること、(2)がん患者の不安・抑うつの低減するために、認知的バイアスの改善に焦点を当てた介入法を開発することを目的とした。平成21年度は、難治がんの告知の際の患者との情報伝達に焦点を当てた、医師を対象としたCSTプログラムを開発し、がん専門医を対象に無作為化比較試験を行い、統制群と比して介入群は介入後に医師の望ましい行動が増加し、介入群の医師が担当する患者の抑うつ・不安が低くなることが示された。さらに、難治がんの告知に焦点を当てた介入プログラムを開発し、難治がんを有する患者を対象とした無作為化比較試験を行い、患者の評価による有用性の評価を検討した結果、統制群と比して介入群の評価が有意に高いことが示された。また、予備的に評価した家族の評価においても患者による評価同様、統制群に比して、介入群の有用性の評価が高いことが示唆された。以上の結果より、開発された介入プログラムは患者の抑うつ低減、および情報整理に有用であると考えられた。また情報処理研究から、不安が高いあるいは不安喚起状況下で人は、認知的バイアスにより曖昧な情報をネガティブに評価することが示唆されている。そこで本研究では、(1)不確実性の高い情報提示後のがん患者の不安・抑うつと認知的バイアスの関連を検討すること、(2)がん患者の不安・抑うつの低減するために、認知的バイアスの改善に焦点を当てた介入法を開発することを目的とする。平成19年度は、研究目的(1)について、ストレス負荷時の認知的バイアスを脳機能の側面から明らかにすることを目指し、MRIを用いた実験研究計画を作成した。また、実験系を確立するために、脳形態測定のための基礎的パラメータの設定とfunctional MRI実験で用いる課題の実施可能性を検討した。健常成人10名を対象に、GE社製3Tesla MRIを用いて、脳機能及び脳形態を撮像した。脳形態の基礎パラメータとして、Flip角度、Prep timeを決定した。また、functional MRI課題の妥当性、信頼性を検証した。平成20年度は、難治がんの告知の際の患者との情報伝達に焦点を当てた、医師を対象としたCSTプログラムを開発し,がん専門医を対象に無作為化比較試験を行い、統制群と比して介入群は介入後に医師の望ましい行動が増加し、介入群の医師が患者に対して共感的対応が多くなることが示された。さらに、患者に対する医師のコミュニケーションへの意向調査の結果から、患者は医師に対して、患者に質問を促し、患者の質問に十分対応することを求めていることが示されたことから、難治がんの告知に焦点を当てた介入プログラムを開発した。

また認知的情報処理過程の脳内機序は、これまでの研究から扁桃体、及び帯状回のネットワークが関与していることが推測されているが、未だ不明である。そこで本研究では、(1)不確実性の高い情報提示後のがん患者の不安・抑うつと認知的バイアスの関連を検討すること、(2)がん患者の不安・抑うつの低減するために、認知的バイアスの改善に焦点を当てた介入法を開発することを目的とした。平成21年度は、難治がんの告知の際の患者との情報伝達に焦点を当てた、医師を対象としたCSTプログラムを開発し、がん専門医を対象に無作為化比較試験を行い、統制群と比して介入群は介入後に医師の望ましい行動が増加し、介入群の医師が担当する患者の抑うつ・不安が低くなることが示された。さらに、難治がんの告知に焦点を当てた介入プログラムを開発し、難治がんを有する患者を対象とした無作為化比較試験を行い、患者の評価による有用性の評価を検討した結果、統制群と比して介入群の評価が有意に高いことが示された。また、予備的に評価した家族の評価においても患者による評価同様、統制群に比して、介入群の有用性の評価が高いことが示唆された。以上の結果より、開発された介入プログラムは患者の抑うつ低減、および情報整理に有用であると考えられた。
Barrett上皮発生におけるCDX2の役割解析の研究-CDX2遺伝子導入によるヒト食道上皮の腸上皮化生の試みとCDX2 transgenic mouseの作成-

1.培養細胞へのCDX-2強制発現ベクター導入を目指し、ヒト正常大腸組織から得たcDNAをもとにCDX2遺伝子のサブクローニングを行ったが、正常食道上皮細胞の培養に必要な牛下垂体抽出物を含む特殊な培養液が狂牛病対策によって入手が困難となり、実験の中断を余儀なくされた。1)正常食道上皮培養細胞(NEKとHEEC)に対する胆汁酸負荷実験では、胆汁酸負荷濃度による細胞障害性を検討し10micro Mに決定した。RT-PCRによる検討では負荷前はHEEC,NEKともにCDX2の発現を認めなかった。負荷後はHEECではCDX2の発現が誘導されたのに対し、NEKでは発現の誘導は認めなかった。今後さらに多種類の食道上皮培養細胞を用いて胆汁酸を負荷すると同時に酸やトリプシンを負荷してCDX2発現の誘導を検討する予定である。またCDX2の発現が誘導された細胞においては腸上皮分化マーカーの発現を検討する予定である。2)ヒト正常大腸組織から得たcDNAをもとにCDX2遺伝子のサブクローニングを試みているが現時点では全長の正確な配列が得られず、細胞への導入には至っていない。今後PFUポリメレースを用いるなど方法を改善する予定である。3)マウスCDX2遺伝子コンストラクトはPennsylvania大学からの供与が決まり、CK14promotorやCK13promotorの入手についても準備を進めている。CK14は幹細胞を含む食道上皮基底層で発現しているが腸上皮化生では発現が見られなぐなる可能性が指摘され、CK14promotor支配下でのCDX2強制発現のみでは腸上皮化生に至らない可能性が考えられた。今後腸上皮およびBarrett上皮におけるCK14およびCk13の発現を詳細に検討する予定であり、また扁平上皮幹細胞に特異的に発現し、腸上皮化生においても発現が持続する最適な発現支配promotorについて検討中である。(694文字)1.培養細胞へのCDX-2強制発現ベクター導入を目指し、ヒト正常大腸組織から得たcDNAをもとにCDX2遺伝子のサブクローニングを行ったが、正常食道上皮細胞の培養に必要な牛下垂体抽出物を含む特殊な培養液が狂牛病対策によって入手が困難となり、実験の中断を余儀なくされた。
超電導破壊の早期予測と超電導コイルの高度安定化に関する熱工学的研究

本研究の目的は、強制冷却型および浸漬冷却型超電導コイルにおけるクエンチ発生機構を解明し、常電導転移の早期予測法に関する理論を確立し、クエンチ抑制に優れた超電導コイルの高度安定化法を確立することである。以下に3年間にわたる本研究で得られた成果を要約する。1.平成3年度は、強制冷却型および浸漬冷却型超電導コイルのクエンチ発生機構と過渡安定性の数値解析を行った。関連諸因子の影響を定量的に明らかにし、常電導転移とクエンチ発生の早期予測法の基礎を構築した。2.平成4年度では、超電導破壊(クエンチ)の早期予測に関して、以下の成果が得られた。(1)液体ヘリウム中で浸漬冷却さらるパンケーキ巻き超電導コイルについて、クエンチの高速伝播を可視化した結果、常電導転移域の伝播に先駆けた、クエンチが誘起する熱衝撃による圧力波の発生が明らかとなった。この熱衝撃による圧力波を検知することによって、常電導転移をその前段状態で検出できる可能性を示唆した。(2)超電導体の熱的安定性を精密に解析するためには、冷却剤である液体ヘリウムの急速過渡沸騰熱伝達特性について、信頼性の高いデータを得ることが必要である。そこで、実用超電導導線に近い状態を実現するため、ステンレス箔ヒータにPVF絶縁層及び温度測定用カーボンペーストを被覆したテストピースを作成し、過渡沸騰熱伝達特性について実験を行った。得られた測定値を数値解析し、被覆層の熱容量と温度分布も考慮した補正を加え、ヒータにステップ状の熱入力を印加した場合の急速過渡沸騰熱伝達特性を詳細に明らかにした。3.今年度においては、平成3、4年度に行った理論計算と実験の結果を分析し、超電導コイルにおける常電導転移を初生段階で早期予測し、超電導マグネットを安全に運転するための熱的安定化法の基礎を固めた。本研究の目的は、強制冷却形および浸漬冷却形超電導コイルにおいて、数十の因子が関与するクエンチ発生機構を解明し、常電導転移の早期予測法に関する理論を確立し、超電導コイルの安定性に及ぼす諸因子の影響について継続的研究を行ない、クエンチ抑制に優れた超電導コイルの高度安定化法を確立することである。初年度では、まず超電導コイルにおけるクエンチ発生機構と過渡安定性を解明するため、数値解析を行ない、関連諸因子の影響を定量的に明らかにし、常電導転移とクエンチの発生を熱工学的に極めて早期に予測する方法の基礎を構築した。更に平成3年度に購入した精密恒温槽と平成4年度購入する予定であった精密熱擾乱印加用温度コントロ-ルユニットの一部を今年度予算で購入・設置し、性能検証と超電導コイルの非定常伝熱に関する予備実験を行なった。得られた結果を要約すると、以下のようになる。(1)超電導コイルの安定限界は、導体の内部発熱量と流体による冷却熱量の影響を受け、電流密度比、磁束密度、擾乱印加長さ、並びに絶縁被膜の熱抵抗が大きくなると低下し、擾乱持続時間の増大と共に安定限界は向上する。(2)導体物性値の温度依存性は、超電導コイルの熱的安定性に関与するジュ-ル発熱率、導体温度、ヘリウム冷却率、および導体温度の経時変化率に大きく影響を与え、導体物性値の温度依存性を考慮した超電導コイルの安定限界は、定物性値より約1.5倍以上大きくなる。

(3)擾乱の空間分布形状が長方形と放物線形の2ケ-スの解析によれば、いずれの場合も、擾乱終了直後の過渡的導体温度分布における極大値は、常に擾乱中心に生じ、両者ともほぼ同じ時間変化をたどる。以上要するに、総合的な自己評価として、本年度の研究目標はほぼ達成されたものと考えられる。超電導コイルの高度安定化に最も重要な超電導破壊(クエンチ)の早期予測に関して、本年度は極めて重要な成果が得られた。以下にそれらを要約する。(1)クライオスタットにおいて液体ヘリウム中で浸漬冷却されるパンケーキ巻き超電導コイルについて、その超電導破壊(クエンチ)の高速伝播を可視化することに成功した。超電導破壊に伴うジュール熱の発生によって液体ヘリウムに急激な温度変化が生じ、ヘリウムの光学特性に不均一が発生するためである。この現象を利用して、超電導コイルに人為的な熱擾乱を加えて超電導破壊を発生させ、これを高速度ビデオを用いて撮影した。この結果、超電導コイルの微小部分に発生した常電導転移が主としてコイルの円周方向に拡大してゆき、これに先駆けて熱的な衝撃波が発生することが明らかとなった。この熱衝撃波を検知することによって、常電導転移をその前段状態で検出することができるものと考えられるが、その発生原理については今後解析を継続する必要がある。(2)超電導体の熱的安定性を精密に解析するためには、冷却材である液体ヘリウムの過渡沸騰熱伝達特性について信頼性の高いデータを得ることが必要である。そこで、実用超電導線に近い状態を実現するため、ステンレス箔ヒータにPVF絶縁層及び温度測定用カーボンペーストを被覆したテストピースを作成し、過渡沸騰熱伝達特性について実験を行った。得られた測定値を数値解析し、被覆層の熱容量と温度分布を考慮した補正を加え、ヒータにステップ状の熱入力を印加した場合の急速過渡沸騰熱伝達特性の詳細を明らかにした。本研究の目的は、強制冷却型および浸漬冷却型超電導コイルにおけるクエンチ発生機構を解明し、常電導転移の早期予測法に関する理論を確立し、クエンチ抑制に優れた超電導コイルの高度安定化法を確立することである。以下に3年間にわたる本研究で得られた成果を要約する。1.平成3年度は、強制冷却型および浸漬冷却型超電導コイルのクエンチ発生機構と過渡安定性の数値解析を行った。関連諸因子の影響を定量的に明らかにし、常電導転移とクエンチ発生の早期予測法の基礎を構築した。2.平成4年度では、超電導破壊(クエンチ)の早期予測に関して、以下の成果が得られた。(1)液体ヘリウム中で浸漬冷却されるパンケーキ巻き超電導コイルについて、クエンチの高速伝播を可視化した結果、常電導転移域の伝播に先駆けた、クエンチが誘起する熱衝撃による圧力波の発生が明らかとなった。この熱衝撃による圧力波を検知することによって、常電導転移をその前段状態で検出できる可能性を示唆した。(2)超電導体の熱的安定性を精密に解析するためには、冷却剤である液体ヘリウムの急速過渡沸騰熱伝達特性について、信頼性の高いデータを得ることが必要である。そこで、実用超電導導線に近い状態を実現するため、ステンレス箔ヒータにPVF絶縁層及び温度測定用カーボンペーストを被覆したテストピースを作成し、過渡沸騰熱伝達特性について実験を行った。得られた測定値を数値解析し、被覆層の熱容量と温度分布も考慮した補正を加え、ヒータにステップ状の熱入力を印加した場合の急速過渡沸騰熱伝達特性を詳細に明らかにした。3.今年度においては、平成3、4年度に行った理論計算と実験の結果を分析し、超電導コイルにおける常電導転移を初生段階で早期予測し、超電導マグネットを安全に運転するための熱的安定化法の基礎を固めた。
都市水害の解析・防御のための地理情報システムとリモートセンシングの応用

本研究では、都市水害の解析・防御を目的として、最新のGISとリモートセンシング(RS)データを研究の過程で利用している。以下に本研究の成果を要約する。(1)宝は、庄内川流域のリモートセンシング(RS)画像をもとにさらに空間分解能の粗いRSデータを模擬生成し土地被覆分類、植生指標NDVI、蒸発散推定に及ぼす空間分解能の影響を定量的に明らかにした。また、矢田川流域において、50m及び250mメッシュの数値標高データと10mメッシュの土地利用数値地図、レーダー雨量を用いた分布型流出モデルを構成し、洪水予測精度を検討した。(2)岡・宝・近森は、巨椋池流域においてこれまで蓄積されてきた河川水位、雨量データを整理するとともに、流域の状態を地形図、航空写真、現地踏査によって精査し、河川、排水路、地中の上下水道管、道路、用途地域の区画、等高線などのベクタ情報をGISを利用して入力・整備した。(3)中北は、近畿及び九州のレーダー雨量データを整理するとともに、九州国見山レーダー雨量計に関し、鹿児島豪雨の生起した都市の年間の5分毎のレーダー情報のデータベースを用いた分析により、降雨分布と地形標高との強い線形関係を見出し、降雨布の確率モデルを提案した。(4)堀は、水害避難行動ミクロモデルとGISをリンクすることにより、洪水-氾濫-避難の一元的なシミュレーションを行い、都市部における地形・浸水条件と、避難行動及び適切な情報提供の時期や形態との関係を明らかにした。(5)近森は、内水排除のための排水機の最適運用を機場における洪水位予測に基づいて行う方法を示し、GISを用いた内水排除計画・施設管理の意志決定支援システムの基礎を構築した。(6)大石は、気象庁の数値予報出力値(GPV:Grid Point Value)及びアメダス情報をGISに導入するとともに、定性推論及びモデルベース推論と呼ばれる情報工学的手法を用いて、都市水害を生起させるような局地的な降雨に対する短時間予測手法を開発した。本研究では、都市水害の解析・防御のために、実際に最新のGISとリモートセンシングデータを研究の過程で利用しながら、都市水害を対象とするGISが具備すべきハードウェア、ソフトウェア、データベースなどについて考究し、それらを体系的に整理して今後の応用の道しるべとすることを目的とする。分担者ごとに本年度の成果を要約する。(1)宝は、矢田川流域内の多様な土地利用の混在する地域を対象として、航空機MSS(空間分解能6.25m)、JERS-1 OPS(18m)、SPOT-2HRV(20m)、Landsat-5TM(30m)による4種の異なる空間分解能を持つリモートセンシング画像を用いて土地被覆分類を行い、その分類精度を定量的に比較評価した。次に、位置合わせの誤差、使用するバンドの微妙な違いなどを排除するため、6.25mのAMSS画像から低分解能画像を生成するアルゴリズムを開発し、10m30mの空間分解能の模擬画像を生成して分解能の差のみによる分類精度の比較を行った。また、1996年打ち上げ予定のADEOS-AVNIRに近い模擬画像(分解能16m)を生成して、AVNIRの分類精度の予測を行った。(2)岡は、巨椋池流域においてこれまで蓄積されてきた河川流量、河川水位、地下水位、雨量データを整理した。(3)中北は、近畿地方のレーダー雨量データを整理した。(4)堀は、これまで検討を重ねてきた水害避難行動ミクロモデルとGISをリンクすることにより、洪水-氾濫-避難を一元的にシミュレーションできるシステムを検討した。(5)近森は、流域の状態を地形図、航空写真、現地踏査によって精査し、河川、排水路、地中の上下水道管、道路、用途地域の区画、等高線などのベクタ情報を入力・整備するとともに、内水氾濫域の予測モデルを開発した。(6)大石は、気象庁の数値予報出力値(GPV:Grid Point Value)およびアメダス情報をGISに導入し、都市水害時の気象条件の解析への応用を検討した。