hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マグマ水蒸気爆発の発生機構に関する実験的研究(衝撃波によるマグマの破砕)

本研究では、天然における火山噴火のメカニズムと考えられているマグマ水蒸気爆発の発生環境と詳細なメカニズムを明らかにすることを目的とした。工学的な金属融体と水との反応による蒸気爆発現象から、天然のマグマ水蒸気爆発もマグマの一次破砕(粗混合)と粉砕されたマグマと水の接触による爆発の2つの素過程からなると推定される。昨年度行った実験から直径1cm以上のマグマ球は水と接触しても爆発に至らないことが明らかになっており、上記の素過程がマグマ水蒸気爆発に必要である。具体的に実験室では以下のことを明らかにした。(1)マグマの一次破砕に要する衝撃波の圧力の測定。前年度の実験研究によりまず1cm以下に一次的にマグマを破砕しなければならないことが明らかである。これまでにマグマの破壊強度を調べた例は動的にも静的にもほとんど皆無であったため、装置を開発して圧縮強度、引張強度を測定する必要があった。マグマを金属板に衝突させ圧縮強度を推定したところ10MPa程度であるという結果を得た。これは天然の蒸気爆発に必要な衝撃波強度の下限を与える。(2)マグマと水との接触による爆発のメカニズムを知るため水中落下実験を行った。5mm程度以下のマグマは水中に落下させると容易に爆発する。高速度ビデオカメラを用いて水中でのマグマの挙動を観察した。水中に落下した後、マグマ球は0.5秒程度の間、表面が振動を繰り返し、(その振幅は2mm程度と大きく)やがて爆発する。これは爆発のメカニズムが熱応力によるものではなく、力学的な不安定(例えばテイラー不安定)によるものであることを強く示唆する。また、回収した爆発破砕片を調べ、粒径分布を明らかにした。マグマの場合は溶融金属の爆発に比べ、サイズは一桁以上大きこともわかった。しかし、どの物性がこの差をもたらしているのかはまだ不明であり、今後の課題である。
水田生態系保全に向けての国内外産ドジョウのDNA判別手法の開発

ミトコンドリアと核DNAを利用して,水田水域のドジョウとカラドジョウを判別できることを明示した.ミトコンドリアDNAにより,ドジョウはヨーロッパ系,中国系,韓国系,在来系,カラドジョウは単一のカラドジョウ系に分けられた.核DNAにより,ドジョウとカラドジョウの交雑個体は確認されなかった.髭長と体高による種判別式を利用すれば,DNA分析に用いる検体数を減らせることを指摘した.ミトコンドリアと核DNAを利用して,水田水域のドジョウとカラドジョウを判別できることを明示した.ミトコンドリアDNAにより,ドジョウはヨーロッパ系,中国系,韓国系,在来系,カラドジョウは単一のカラドジョウ系に分けられた.核DNAにより,ドジョウとカラドジョウの交雑個体は確認されなかった.髭長と体高による種判別式を利用すれば,DNA分析に用いる検体数を減らせることを指摘した.本研究の目的は国内外産ドジョウのDNA判別マーカーを開発し、水田生態系の保全に向けて国内におけるドジョウの遺伝的分布の実態を解明することである。平成20年度の主な実績は次の2つである。1.ミトコンドリアDNAマーカーの開発:チトクロームb遺伝子について全国124市町村で採集された457個体の塩基配列(1,131塩基、遺伝子配列の99%)を決定し、判別マーカーとしての利用可能性について分析を開始した。各個体の配列には塩基の欠失や挿入は特定されず、配列中の341部位で塩基置換(転位数286、転換数81、両者の同時置換部位26)が確認された。これらの塩基置換をコドン(3塩基単位)でみた場合、第3部位の269(78.9%)置換が最大となり、第1と第2部位ではそれぞれ67(19.6%)と5(1.5%)置換にとどまった。全体で31部位(8.2%)のアミノ酸が変化していた。また、全個体の配列からは154ハプロタイプが出現し、ハプロタイプ多様度は平均0.9731±標準偏差0.0033、塩基多様度は0.0435±0.0208と推定された。市町村別のハプロタイプ数は新潟県新潟市で最多となり(8ハプロタイプ)、22市町村の計48個体によるハプロタイプが最大のものとなった。系統解析に基づく樹形図の構築と分岐群の推定、ハプロタイプを利用した種判別の妥当性について分析を進めている。2.栃木県におけるサンプル収集:栃木県内のドジョウについて遺伝的特性を明らかにするため、那珂川、鬼怒川、思川水系等を基幹とする45地点で分析サンプルを採捕した。各地点ではタモ網、サデ網を用いて1020個体を採捕し、採捕個体については100%エタノールで固定した後、遺伝分析用に-30°Cで保管した。本研究の目的は国内外産ドジョウのDNA判別マーカーを開発し,水田生態系の保全に向けて国内におけるドジョウの遺伝特性の実態を解明することである。平成21年度の主な実績は次のとおりである。1.ミトコンドリアDNAマーカーの開発:全国123市町村で採捕された444個体のサンプルについて,ミトコンドリアDNAにおけるチトクロームb遺伝子の塩基配列(1,131塩基)を解析した.特定された123個のハプロタイプの塩基配列(GenBank照会番号:AB473261AB473407)を用いて,最節約法による系統樹を構築した結果,3つの遺伝的クレード(分岐群)が確認された.各クレードは関東北部から北に点在するヨーロッパドジョウ系,東北南部から西に分布する中国ドジョウ系,地域的または全国的に分布し,7つのサブクレードから構成される在来ドジョウ系と推定された.さらに,ドジョウとカラドジョウ間には170塩基(全体の約15%)程度の違いも確認された.チトクロームb遺伝子の塩基配列は種判別マーカーとして利用できる可能性が示唆された.2.栃木県サンプルの分析:渡良瀬川,鬼怒川,那珂川の各水系で採捕された計45地点,384個体のサンプルについて,体長計測と同時に外部形態を目視確認した.全個体の体長mmは平均60.6±標準偏差18.9(最小24最大140)となり,そのうち,カラドジョウの特徴(ドジョウと比べて体高が大きく,尾柄部が短い)をもった個体が52(全体の14%),不明が51(13%)となった.全個体のDNAを抽出し,シトクロームb遺伝子の塩基配列の決定とその塩基配列を用いた系統解析を進めている.本課題の目的は国内外産ドジョウのDNA判別マーカーを開発し,水田生態系の保全に向けて国内におけるドジョウの遺伝特性の実態を解明することである.平成22年度の主な実績は次のとおりであり,これをもって本課題を終了する1.DNA解析:栃木県内で採捕したサンプルについて,ミトコンドリアDNAのシトクロームb-遺伝子を分析した.計45地点384個体のサンプルからは74ハプロタイプが特定され,そのうち55ハプロタイプが新たに出現した.これらのハプロタイプを用いて系統樹を作成した結果,県内のドジョウはヨーロッパ系,中国系,韓国系(新規出現),在来系,カラドジョウ系によって構成されていることを明らかにした.チトクローム

b遺伝子はドジョウとカラドジョウの種判別マーカーとして利用でき,今後はカラドジョウ系の由来先等について,中国や韓国産サンプルの分析が必要と推察された2.形態データによる種判別式:DNA分析に使用したサンプルの形態データを用いて,野外フィールドでも利用可能なドジョウとカラドジョウの種判別式を作成した.形態データは標準体長,頭長等の7計測部位からなり,それぞれを標準体長で除して標準化した.ドジョウとカラドジョウを外的基準Y,標準化したデータを独立変数Xとし,マハラノビスの距離による判別式を構築した.得られた式は統計的に意味があり,髭最大長と尾柄高によって95.3%の確率で判別できる.これまでの結果をまとめると,ドジョウとカラドジョウの判別は,フィールドで本式による予備判別を実施し,不明な個体についてDNA解析を行うことが,調査コスト等を削減する上で妥当であると考えられた
細胞外マトリックス制御による脳梗塞後の内在性神経再生能の促進

脳梗塞後には、脳室下帯に存在する神経幹細胞から多数の新生ニューロンが産生され、傷害部へと向かって移動し、その一部が成熟ニューロンとなる。この内在する神経再生の機序を、細胞外環境の主要な構成因子である細胞外マトリックスと、新生ニューロンに発現する接着因子受容体であるインテグリンに着目し、明らかにすることで、脳梗塞再生治療の基礎的知見となることを目指している。マウス胎仔脳室下帯を平面培養、およびコラーゲンゲル包埋による培養のタイムラプス撮像を行い、コラーゲン、およびラミミンが新生ニューロンの挙動にどのように関わるかを検討している。平面培養においては、マイクロプリンティング技術を用いて培養法を行っている。コラーゲンゲル包埋培養では、他の蛋白を添加することによるコラーゲン繊維の密度への影響、ゲル強度の変化が実験をすすめる上で支障となったため、コラーゲン糖化、あるいは他の基材によるゲルの安定化等の手法を検討している。アストロサイトと新生ニューロンの共培養を行い、介在する細胞外マトリックス蛋白の作用につき解析をしている。新生ニューロンに発現する細胞外マトリックスの受容体として想定されるβ1インテグリンにつき、神経系特異的ノックアウトマウスを作成し、その表現型を免疫組織化学染色にて検討している。細胞種特異的なβ1インテグリンノックアウトマウスを実験に用いるために、マウスの交配を行い準備をしている。コラーゲンゲル包埋培養法の手法の見直しを行っており、コラーゲン、ラミニン以外の細胞外マトリックス蛋白が新生ニューロンの挙動に与える影響については、今後検討する予定である。平面培養、およびコラーゲンゲル包埋培養にて、新生ニューロンの挙動に関わる細胞外マトリックス蛋白、および新生ニューロンに発現する受容体を明らかにする。また新生ニューロン、血管内皮細胞、アストロサイト等の共培養を行い、そこに介在する細胞外マトリックスと、作用を解析する(平成31年度目標)。培養実験で得られた知見をもとに、脳梗塞モデルマウスを用いて、細胞外マトリックスを含むバイオマテリアルをマウス脳内に投与し、新生ニューロンの挙動に作用するかを明らかにする(平成32年度目標)。培養実験の手法の見直しのため、実験に必要な物品の一部の購入を見合わせたため。差額は平成31年度に物品購入費として使用する予定である。
チベット自治区ラサ市における観光産業発展の動態

本研究の目的はチベット自治区ラサ市における観光産業の就業状況、観光スポットの入場料収入の使途を現地調査と資料調査により明らかにすることにある。調査対象とする観光産業は旅行会社、ホテル、土産物屋とし、観光スポットは大昭寺、セラ寺、デプン寺、ポタラ宮とする。資料調査はチベット自治区とラサ市の旅游局にて実施する。平成22年度では、12月下旬1月初旬の約2週間をかけて現地調査を実施した。2008年3月のラサ騒動以降、町中に公安や武装警察が配備されているため、アンケート調査は困難な面が多かったが、聞き取り調査によってその不足を補った。その結果、旅行会社、ホテルなどの経営者には確かに漢族出身者が多いが、その実情は独占的というわけではなく、チベット族経営者も相当数存在することがわかった。また、小規模な土産屋の経営者はチベット族が大多数であるが、彼らの出身地はラサや他のチベット自治区の地域よりも、四川や甘粛、青海の方が多く、ラサがチベット族にとって出稼ぎの目的地の一つになっている現状も見えてきた。以上の調査から、単なる漢族対チベット族という構図だけではなく、民族内格差の存在も視野に置いた検討が必要なことがわかった。当初、経済格差と民族間格差の実情の一端が明らかになると想定していたが、さらにチベット問題の重層化が見えてきたのは大きな収穫であった。
ミッドカインを標的にした口腔癌の新規診断法の確立と治療法の開発

悪性腫瘍組織で過剰発現が認められるミッドカイン蛋白が、口腔扁平上皮癌患者の腫瘍組織や血中でも過剰発現が見られ、口腔扁平上皮癌の腫瘍マーカーとして有効な検査法であることを証明した。さらに口腔扁平上皮癌患者の血中ミッドカイン値は生命予後とも相関することを発見した。その作用機序としてはミッドカインが細胞周期を抑制し血管新生を促進することで抗癌剤耐性に強く関与している事が考えられた。ミッドカイン発現抑制による薬剤耐性の変化は癌治療の新たな治療戦略となる可能性を秘めていると推察される。本研究の目的は悪性腫瘍組織で過剰発現が認められるミッドカイン蛋白(MK)の口腔扁平上皮癌の腫瘍マーカーとしでの可能性を探ること、およびMK発現と薬剤耐性に対する病態解析である。本年度はMKの腫瘍マーカーとしての有用性を検討するため良性腫瘍や前癌病変を有する患者の血清MK値の測定、健常人の血清MK値と年齢における検討を行った。その結果、常人より良性腫瘍や前癌病変患者での血清ミッドカイン値は高以事が判明した。さらに健常人においても加齢に従い血清MK値は上昇する傾向にあることが判明した。以上より、MKの腫瘍マーカーとしての活用については疾患の既往や年齢が重要であり、今後はマルチマーカーとしての有用性について検討を行い診断率の向上にむけて実験を行っていく予定である。さらに本年度はシスプラチン耐性ヒト口腔扁平上皮癌細胞株(Sa-3R)を用いて、MK発現の抑制と抗癌剤による治療効果の検討を行った。その結果、親株である口腔扁平上皮癌細胞株(Sa-3)よりSa-3RのほうがMKmRNAの発現量は少なく細胞上清中のMK蛋白量も少ないことが判明した。その理由を解明するためSa-3よりsiRNAを用いてMKの発現を抑制したところCell cycleを促進するcyclin D、cyclin EのmRNA発現が減少し、Cell cycleを抑制するp21、p15、p19のmRNA発現が増加していた。さらにsiRNAでMK発現を抑制したSa-3にCDDPを投与したところMTSアッセイで有意に増殖抑制がみられた。以上の結果を総括すると、Sa-3Rでは、Sa-3がCDDP耐性を獲得するに当たりMKを減少させ細胞周期を抑制し細胞増殖を抑えCDDPの細胞内への取り込み量を減少することでSa-3Rは耐性を獲得しているのではないかと考えちれた。今後は他の抗癌剤耐性口腔扁平上皮癌細胞株において検討を行っていく予定である。本研究の目的は悪性腫瘍組織で過剰発現が認められるミッドカイン蛋白(MK)の口腔扁平上皮癌の腫瘍マーカーとしての可能性を探ること、およびMK発現と薬剤耐性に対する病態解析である。本年度はMKのマルチマーカーとしての有用性を検討するため、口腔癌患者と健常人の血清を用いて既存の腫瘍マーカー(SCC抗原、CYFRA21-1)を計測した。その結果をMK血中濃度と組み合わせることで診断率の向上が得られるか検討したが、SCC抗原、CYFRA21-1で高値を示す検体のほとんどがMK血中濃度も高値を示した。この結果は腫瘍マーカーとして特異度の上昇には寄与したが感度を低下させる結果であった。そのためより精度の高い診断マーカーとしての可能性を模索するには、口腔癌患者と健常人の血清を用いてSELDI-TOFーMSでプロファイリング解析を行い、新たなマーカー候補因子について検討する必要があると考えられた。さらにこれまでの研究によりMKが抗癌剤耐性に強く関与していることが示唆されてきたため、口腔癌の新規治療法の開発としてシスプラチン耐性ヒト口腔扁平上皮癌細胞株(Sa-3R)を用いて実験を行った。これまでの実験でSa-3Rでは、親株であるSa-3がCDDP耐性を獲得するに当たりMKを減少させ細胞周期を抑制し細胞増殖を抑えCDDPの細胞内への取り込み量を減少することでSa-3Rは耐性を獲得しているのではないかと考えられた。そのためMKが細胞周期のどの部位で作用するかフローサイトメトリーを行い、MKを作用させた細胞ではG0/G1期の割合よりもS期の割合は高くなる結果がえられた。この結果は抗癌剤耐性癌に対してMKを作用させると細胞周期が活性化し、抗癌剤の効力向上につながるのではないかと推察された。本研究の目的は悪性腫瘍組織で過剰発現が見られるミッドカイン蛋白(MK)の口腔扁平上皮癌の腫瘍マーカーとしての可能性を探ること、およびMK発現と薬剤耐性に関する病態解析を行うことである。これまでの結果で口腔扁平上皮癌患者の血中MK濃度は健常人に比較し有意に高値を示すことがわかったが、より鋭敏なマーカーを目指してマルチマーカーとしての有用性をSELDI-TOF-MSを用いて検討した。その結果、口腔癌患者の血中では健常人と比較し多くの炎症性蛋白や癌関連蛋白の過剰発現が見られたが、プロファイリングの結果、MKと組み合わせることで有意に診断率の向上、特異度の向上につながるような蛋白はなかった。

これまでの結果より血中MK濃度は、感度の高いマーカーとして一次検査での単独使用が最も適当だろうと考えられた。また、これまでの研究によりMKが細胞周期を抑制することで抗癌剤耐性に強く関与していることが示唆された。そこでシスプラチン耐性ヒト口腔扁平上皮癌細胞株(Sa-3R)をヌードマウスの皮下に移植し抗癌剤(シスプラチン)とMK siRNAを腹腔内に投与した。その結果、MK siRNA+シスプラチン投与群ではシスプラチン単独投与群に比較し、腫瘍の縮小傾向が得られたが有意差はなかった。そこで実験で得られた腫瘍組織の免疫染色を行うと、Ki-67、p53、pRB、cyclinDでは両群間に明らかな差は見られず、VEGFのMK免疫染色においてシスプラチン単独投与群に比較しMK siRNA+シスプラチン投与群では陽性率がやや低い結果が得られた。これらの結果は、MKは抗癌剤耐性扁平上皮癌において細胞周期を抑制するだけではなく血管新生を抑制することでも腫瘍を抑制したと考えられ、ミッドカイン発現抑制による薬剤耐性の変化は癌治療の新たな治療戦略となる可能性を秘めていると推察される。MKの腫瘍マーカーとしての研究、抗癌剤耐性口腔扁平上皮癌に対するミッドカインの病態解析は計画どおり進行していると考えられるが、治療法の開発までには至っていない。24年度が最終年度であるため、記入しない。上記のようにMKの腫瘍マーカーとしての研究は順調であり、臨床応用に向け最終調整を行っていく予定である。さらにMKを用いた治療法開発においては、MKが抗癌剤耐性に深く関与していることより、今後はMK導入抗癌剤耐性株を作成し抗癌剤の効力の変化を検討していく予定である。
ホウライシダにおける光応答反応の解析

本研究の目標は、葉緑体光定位運動おいて、光受容体から発せられ葉緑体に到達する信号物質の細胞内の伝播速度を割り出し、どのような物質の可能性があるか、どのような伝播様式であるかを推定することであった。そこでまず葉緑体が光に対して移動していく際の詳細な動き方を明らかにするため、ホウライシダ前葉体細胞を用いて、逃避反応を詳細に解析した。暗順応させた細胞の中央部に残っている一つの葉緑体全体に光が当たるように、直径15μm、10Wm^<-2>以上の様々な光強度の青色微光束を短時間(15秒1分)照射した。葉緑体は照射開始後約3分以内に微光束照射部位からの逃避を開始し、微光束の照射域外にまで逃避した。微光束照射終了後も数分間逃げ続け、逃避停止後は微光束照射部位へ向かう動きを示した。葉緑体が逃避し続ける時間や、最初の位置から逃げた距離、逃避速度は照射した総光量に比例した。また葉緑体の逃避方向は、ほぼ葉緑体が強光から最短距離で逃げられる方向であった。葉緑体の約半分に強光微光束を照射すると葉緑体は照射されていない側へ逃避する。同じ葉緑体の異なった部位に連続して光照射をした場合、葉緑体が逃避開始するまでの時間や移動速度には、葉緑体全体に強光微光束を照射した場合と同じ傾向が見られた。その際、葉緑体はほとんど回転せず違う方向へと動き始めた。以上のことから逃避反応をする場合、葉緑体は細胞内のどの方向へも動くことができ、動きに関する極性はないことがわかった。一方シダ植物における形質転換体の作成技術の開発も目標の一つであった。今までに様々な方法を講じているが現時点では未だ良好な結果は得られていない。現在シダ前葉体から作成したプロトプラストの再生系を構築し、プロトプラストを形質転換するために実験中である。本年度の目標は、葉緑体光定位運動おいて、光受容体から発せられ葉緑体に到達する信号物質の細胞内の伝播速度を割り出し、どのような物質の可能性があるか、どのような伝播様式であるかを推定することであった。そこでまず葉緑体が光に対して移動していく際の詳細な動き方を明らかにするため、ホウライシダ前葉体を用いて実験を行った。暗順応させたホウライシダ前葉体細胞において葉緑体集合運動を微光束照射によって誘導し、その運動様式を解析した。その結果、葉緑体はどちらの方向へも回転を伴わず滑って動くこと、移動に関して極性を持たないことがわかった。次に細胞内における信号物質の伝播速度を調べた。ホウライシダの原糸体・前葉体細胞の一部へ様々な波長・光強度の微光束を照射し、光照射を受けなかった部分の葉緑体が光照射部位へと動き出すまでの時間と照射部位から葉緑体までの距離の関係を測定した。その結果、信号が細胞内を伝わる速さは波長や光強度によらず一定でることがわかった。また、信号が伝わる速さは原糸体の根元方向と先端方向とでは異なりそれぞれ約2.3μm min^<-1>、0.7μm min^<-1>程度であり、前葉体細胞では約1.0μm min^<-1>程度と推測された。この実験によりシダ植物の原糸体細胞および前葉体細胞に於ける信号伝達速度が明らかになり、原糸体の細胞内では細胞の極性に依存して信号伝達速度が異なるが前葉体内ではそのような極性が存在しないことなどがわかった。一方シダ植物に於ける形質転換体の作成技術の開発も目標の一つであった。ただこの問題はシダ、コケ植物に共通な難問であり、多くの研究者が挑戦しているが確実と言える方法はまだ確立されていない。シダに於ける形質転換体の作成に関しても、今までとは全く異なる方法を考案し、現在実験中である。

同じ葉緑体の異なった部位に連続して光照射をした場合、葉緑体が逃避開始するまでの時間や移動速度には、葉緑体全体に強光微光束を照射した場合と同じ傾向が見られた。その際、葉緑体はほとんど回転せず違う方向へと動き始めた。以上のことから逃避反応をする場合、葉緑体は細胞内のどの方向へも動くことができ、動きに関する極性はないことがわかった。一方シダ植物における形質転換体の作成技術の開発も目標の一つであった。今までに様々な方法を講じているが現時点では未だ良好な結果は得られていない。現在シダ前葉体から作成したプロトプラストの再生系を構築し、プロトプラストを形質転換するために実験中である。
多孔質内の対流伝熱とマイクロチャンネル冷却法の開発

本研究は次世代VLSIチップに代表されるような、高熱流束でしかも厳しい温度制約条件が課された伝熱面の冷却について、実験および解析の両面から検討を加えたものである。このような伝熱面の冷却に際しては、熱伝達率が10^5W/m^2Kから、時には10^6W/m^2Kに及ぶ非常に高い値を、しかも確実に得ることが必要不可欠である。そのような高熱伝達率が実現しうる冷却法の一つとして、本研究ではマイクロチャンネル冷却法を取り上げた。このマイクロチャンネル冷却法については、従来の研究によって優れた除熱能力が有ることが確認されているが、より一般的な条件下における流動・伝熱特性の把握はなされていない。またこの冷却法では、微細な溝や空孔に冷却材を流すが、これによって圧力損失が必然的に増大することが問題となっている。したがって、与えられた除熱性能を発揮しつつ、しかも圧力損失を可能な限り低減するようなマイクロチャンネルの最適設計を行なう必要が有る。このことから、本研究では、多孔質発泡金属および直線フィン型マイクロチャンネルについて実験を行ない、その伝熱・流動特性を把握することにした。また同時に解析によって、より一般的な条件下におけるチャンネルの最適化を試みた。以上の検討により得られた主要な結果を列挙すると以下のとおりである。(1)最高許容温度が課された伝熱面の冷却性能は、熱伝達率よりも最大除熱量で評価すべきである。(2)所定の除熱量を得るには、ある限界値以上の圧力損失を必要とする。(3)所定の除熱量に対し、圧力損失を最小にする最適チャンネル形状が存在する。本研究で得られた成果を利用することにより、今後種々の諸元、発熱密度、温度制約条件を有するVLSIチップの最適冷却設計が可能になるものと思われる。本年度は、マイクロチャンネル冷却法の基礎となる伝熱・流動特性を把握するために、チャンネル内の流れが層流の場合について数値計算をおこなった。解析はマイクロチャンネル構成材の熱伝導と、チャンネル内を流れる流体の対流熱伝達を連成して解いたもので、チャンネル内の流れは簡単のため流力的に完全に発達した状態にあると仮定した。解析の対象として、面積20X20mm^2の銅製マイクロチャンネルに、微細な長方形スリットを等間隔で多数あけ、この中に冷却材として水を流した場合を想定した。また、マイクロチャンネルの厚みを0.5ー1.5mm、スリット幅を25ー250μ、チャンネル骨格厚さを25ー500μの範囲で変化させ、マイクロチャンネルの熱通過率および圧力損失におよぼす、スリット幅、スリットアスペクト比、骨格厚さ、ベ-ス厚さなどの影響を調べ、併せてこれらのデ-タをもとにマイクロチャンネル冷却法の最適設計基準を探った。その結果、マイクロチャンネルの大きさ、すなわち幅、長さ、厚みを固定し、圧力損失を一定値に保持した場合、熱通過率を最大にする最適スリット幅が存在することが明らかになった。その値はマイクロチャンネルの厚みが小さいほど、圧力損失が大きいほど、低下するが、本解析範囲内では50μー400μ程度となった。また、骨格厚さ、およびベ-ス厚さが薄くなるほど熱通過率が向上することが解った。これらの結果を参考にしてマイクロチャンネルの製作を行った。製作したマイクロチャンネルは20x20mm^2、厚さ1.5mmの銅板に200ー400μの溝を切ったもので、チャンネル肉厚は200ー600μである。現在このマイクロチャンネルを使用して伝熱・流動実験を行っており、近日中に成果が得られる見込みである。

本研究は次世代VLSIチップに代表されるような、高熱流束でしかも厳しい温度制約条件が課された伝熱面の冷却について、実験および解析の両面から検討を加えたものである。このような伝熱面の冷却に際しては、熱伝達率が10^5W/m^2Kから、時には10^6W/m^2Kに及ぶ非常に高い値を、しかも確実に得ることが必要不可欠である。そのような高熱伝達率が実現しうる冷却法の一つとして、本研究ではマイクロチャンネル冷却法を取り上げた。このマイクロチャンネル冷却法については、従来の研究によつて優れた除熱能力が有ることが確認されているが、より一般的な条件下における流動・伝熱特性の把握はなされていない。またこの冷却法では、微細な溝や空孔に冷却材を流すが、これによって圧力損失が必然的に増大することが問題となっている。したがって、与えられた除熱性能を発揮しつつ、しかも圧力損失を可能な限り低減するようなマイクロチャンネルの最適設計を行なう必要が有る。このことから、本研究では、多孔質発泡金属および直線フィン型マイクロチャンネルについて実験を行ない、その伝熱・流動特性を把握することにした。また同時に解析によって、より一般的な条件下におけるチャンネルの最適化を試みた。以上の検討により得られた主要な結果を列挙すると以下のとおりである。(1)最高許容温度が課された伝熱面の冷却性能は、熱伝達率よりも最大除熱量で評価すべきてある。(2)所定の除熱量を得るには、ある限界値以上の圧力損失を必要とする。(3)所定の除熱量に対し、圧力損失を最小にする最適チャンネル形状が存在する。本研究で得られた成果を利用することにより、今後種々の諸元、発熱密度、温度制約条件を有するVLSIチップの最適冷却設計が可能になるものと思われる。
モラルモチベーションと環境政策

本研究では、人々のモラルモチベーションに基づく自発的行動のモデル化を行い、環境政策に関する様々な分析を行った。分析の結果、人々がカント道徳的なモラルモチベーションを持つ場合、これまで想定していたよりも効率的な資源配分が可能であることが示された。さらに、このようなモラルモチベーションに基づく自発的環境配慮行動を促進するような政策の有効性も示された。また、独自の要因分解手法や貧困指標を用いて、価格インセンティブの有効性と副次的影響に関する様々な実証分析を行った。本研究の目的は、モラルモチベーションに基づく人々の自発的行動を政策分析可能な形でモデル化すること、加えて、独自に開発した要因分解手法等を用いて、環境モラルに基づく自発的行動を促進するような政策や価格インセンティブ政策の有効性を評価することである。平成24年度は、モラルモチベーションに基づく人々の自発的行動のモデル化及び分析を中心に行い、主に以下のような成果を得た。第一に、Roemer(2010)、Brekke et al. (2003)等を参考に、包括的評価関数を用いて、カント的道徳に則したモラルモチベーションの存在を考慮したモデルを構築し、分析を行った。すなわち、本モデルにおいては、いわゆる定言命法的な考えに基づいて行動しようとする個人を想定し、標準的な経済人モデルによる結果との差異について分析した。まず、共有地経済における稀少資源の乱獲消費問題について、人々が前述のようなモラルモチベーションに基づいて行動する場合には、「共有地の悲劇」問題は改善することが示された。また、協同的生産経済における平等主義的分配ルールについても、人々がカント的道徳に基づいて行動する場合には、過少生産の問題は改善することが示された。結果から、人々がカント道徳的なモラルモチベーションを持つ場合、共有地経済や非成果主義的報酬体系等の経済メカニズムにおいて、これまで想定していたよりも効率的な資源配分が可能であることが示された。第二に、東日本大震災後のエネルギー価格上昇に伴い懸念される「エネルギー貧困」問題について、現状分析とシミュレーション分析を行った。この研究では、特に、社会福祉料金制度の有効性について定量的に考察した。本研究の目的は、モラルモチベーションに基づく人々の自発的行動を政策分析可能な形でモデル化すること、加えて、環境モラルに基づく自発的行動を促進するような政策や価格インセンティブ政策の有効性を評価することである。平成25年度は、主に以下のような成果を得た。第一に、モラルモチベーションに基づく人々の自発的行動に関して、これまでとは別のアプローチからのモデル化を行い、その政策的含意について考察した。これまでは、包括的評価関数W=u+vを用いて、ある種の道徳的評価(カント的道徳)から効用を得るといったモデルを想定した。平成25年度は、それとは別に、環境財(いわゆる「環境にやさしい財」)と通常財に対する選好の違いを人々の環境モラルの違いと解釈するタイプのモデルを構築した。今後、双方のモデルを用いて、環境政策(炭素税等)導入の影響などについて、結果を比較考察する予定である。第二に、エネルギー貧困問題について、評価手法の開発、現状分析、シミュレーション分析を行った。特に、気候変動政策における価格インセンティブ政策を考える上で、東日本大震災後のエネルギー価格の上昇は極めて重要な問題となりつつある。そこで、平成25年度においては、主に10%指標により、我が国のエネルギー貧困について事後分析、事前分析を行った。今後、環境モラルに基づく自発的行動の影響や価格インセンティブ政策の有効性を考えるにあたって、経済効率性に加えて、エネルギー貧困という概念からも分析を進めていく予定である。また、環境政策分析を行うにあたっての方法論について考察した論文を発表した。本研究の目的は、モラルモチベーションに基づく人々の自発的な環境配慮行動を政策分析可能な形でモデル化すること、加えて、独自に開発した要因分解手法等を用いて、環境モラルに基づく自発的行動を促進するような政策や価格インセンティブ政策の有効性を評価することである。平成23年度は、独自に開発した要因分解手法(多時点カリブレーション分解分析、MCDA)の再評価、また、モラルモチベーションに基づく人々の自発的環境配慮行動のモデル化及び分析を中心に行い、以下のような成果を得た。第一に、独自に開発した要因分解手法(MCDA)について、より一般的な要因分解手法としての観点から、再評価を行った。具体的には、他の一般的な要因分解手法と自らの手法を理論的、実証的に比較することで、その特徴や優劣について評価した。また、過去の我が国のデータを用いて実証分析を行い、各手法の結果の出方、傾向性と、価格要因の評価に関するMCDAの優位性について再検討した。第二に、モラルモチベーションに基づく人々の自発的環境配慮行動のモデル化と政策的含意について考察した。本研究では、現状、包括的評価関数W=u+vを用いて、効用(厚生)を得る対象を環境水準(帰結志向型v)まで拡張したモデルを想定している。

そこで、当モデルを用いて、発展途上国におけるPESやREDD等の開発プロジェクトの報酬体系を評価し、非成果主義的報酬体系が優位になるための条件について考察した。さらに、v関数の形状により結果が異なるため、Brekke et al. (2003)のセルフイメージモデルに基づく定式化など、様々な観点からのモデル化を検討し、分析を行った。本研究の目的は、モラルモチベーションに基づく人々の自発的行動を政策分析可能な形でモデル化すること、加えて、環境モラルに基づく自発的行動を促進するような政策や価格インセンティブ政策の有効性を評価することである。本研究では、主に以下のような成果を得た。第一に、包括的評価関数を用いて、カント道徳的なモラルモチベーションの存在を考慮したモデルを構築し、それを用いて分析を行った。結果から、人々がこのようなタイプのモラルモチベーションを持つ場合、いわゆる「共有地の悲劇」的な問題は標準的な経済人モデルを想定した場合よりも改善し、より効率的な資源配分が可能であることが示された。第二に、具体的な政策設計について考えるために、家計の環境モラルに基づく自発的行動を促進するための情報提示手法について、実験等の手段を用いて考察した。実験においては、独立した小規模グリッドモデルを想定し、1金銭的動機からの行動を促すような情報、2環境モラルによる自発的行動を促すような情報、3感情に訴えかけるような情報、を提示した際の、家計の節電行動について評価した。特に2においては、単純に自らの行動が環境に与える負荷を提示したケースと、自らの行動ルールを他者も採用した場合の状況を提示したケースの二種類を用意した。結果によれば、1や3と比べると程度はやや低いものの、2の情報提示によって家計の節電行動が生じた。加えて、カント道徳的なモラルモチベーションと親和的な情報提示手法の有効性(より一層の節電)が確認できた。これらの分析結果は、モラルモチベーションに基づく自発的環境配慮行動を促進するような政策を具体的に考える際の有用な知見になると考えられる。他の成果としては、価格インセンティブ政策の副次的影響を評価するための新指標に関する論文、また環境政策分析を行うにあたっての方法論について考察した論文を出版した。環境経済学、政策分析平成24年度は、主に、モラルモチベーションに基づく人々の自発的行動のモデル化及び分析を進める予定であった。この点に関しては、概ね予定通りであり、学術雑誌に成果を発表した。平成25年度は、政策分析用モデルの構築と分析、また、東日本大震災後のエネルギー問題について、省エネルギーとエネルギー貧困の観点から分析を進める予定であった。これらの点に関しては、概ね予定通りであり、国際学会等において成果を発表した。平成23年度は、独自に開発した要因分解手法(MCDA)の再評価、また、モラルモチベーションに基づく人々の自発的環境配慮行動のモデル化及び分析を進める予定であった。前者の要因分解手法(MCDA)の再評価については、予定通りに終了し、国際学術雑誌等に成果を発表した。後者のモデル化、分析についても、現在進行中であり、概ね予定通りである。
GABA合成酵素欠損マウスを用いた全身麻酔薬作用の電気生理学的・行動学的解析

近年、麻酔科学分野において、遺伝子改変マウスを用いた麻酔薬の分子・シナプス・個体レベルでの作用に関する研究が注目されている。全身麻酔薬の作用は、興奮性シナプスの抑制、あるいは抑制系の賦活と考えられる。その作用機序において重要な作用部位の一つにGABAAレセプターがあげられ、それを介した抑制性後シナプス電流(phasic inhibition)の増強が麻酔作用の発現に関与していることが明らかになっている。しかしながら、最近の研究ではシナプス外に存在するGABAAレセプターによる持続的な抑制電流(tonic inhibition)の調節が麻酔薬の作用機序に関与しているとの発表も多くなされている。さらに、中枢神経系は末梢神経から入力された侵害刺激を大脳皮質に投射する際の情報を制御している。その過程で脊髄内におけるGABA作動性抑制電流が侵害情報を修飾していると考えられている。この研究の目的は、中枢神経系の抑制性神経回路における重要な伝達物質の一つであるGABAを合成する酵素、グルタミン酸デカルボキシラーゼ(glutamate decarboxylase:GAD)の遺伝子を操作し、発現を抑えたGAD65ノックアウトマウスを用いて麻酔薬の中枢神経作用ならびに抗侵害作用を解明することである。本研究の特徴は、このノックアウトマウスを用いて、麻酔薬の中枢神経作用のなかで、神経終末からのGABAの放出(プレシナプス)の関与やGAD65合成GABA mediated tonic currentの役割が解析できる点である。第1の研究目的は、GAD65ノックアウトマウスに対し麻酔薬投与による行動実験を行い、麻酔作用発現にGABAがどう関与するか、我々の研究室で行っている脳スライスパッチクランプ法を使って解析し、麻酔薬の中枢神経作用におけるGABAの役割を行動実験・電気生理学的に解析し明らかにすることである。第2の目的は、神経因性疼痛などGABAの脱抑制が関与する病態におけるGABAの役割を明らかにすることである。<目的>麻酔薬の中枢抑制にはGABA受容体が重要であるが、神経終末からのGABA放出過程の麻酔における役割については議論が多い。研究目的は、抑制性神経回路における重要な伝達物質の一つであるGABAの合成酵素であるグルタミン酸デカルボキシラーゼ(glutamate decarboxylase : GAD)の発現を抑えたGAD65ノックアウトマウスを用いて、麻酔薬の中枢神経作用における神経終末からのGABAの放出の役割を解明することである。<方法>行動実験:野生型(WT)とGABA65ノックアウトマウスにおいて、吸入麻酔薬(セボフルラン)、静脈麻酔薬(プロポフォール、ケタミン)の腹腔内投与後、麻酔に至るまでの時間、麻酔持続時間、回復時間を立ち直り反射の消失(Loss of righting reflex)で評価・スコア化して比較した。電気生理実験:脳海馬スライス標本を用いて、CA3-CA1シナプスでの興奮性シナプス後電位(field EPSP)、集合電位(population spike : PS)、長期増強現象(long-term potentiation : LTP)、抑制シナプス電流(IPSC)を記録し、麻酔薬の存在下でどのような影響があるかを検討した。<結果>GAD65(-/-)においてプロポフォール腹腔内投与(100mg/kg)後の麻酔持続時間に有意な短縮が観察されたが(WT22:1460s KO16:910s)、ケタミンでは差がなかった(WT15:1639s KO10:1664s)。GAD65(-/-)マウスでは、興奮性シナプス伝達や抑制シナプス伝達ともWTと差はないが、プロポフォールによる抑制の程度に有意差がみられた。いままでの抑制性ニューロンに対する麻酔薬の作用機序の研究の多くはポストシナプスに存在するGABAレセプターに関するものが多く、当研究室からも報告例が多くあるが、プレシナプスからのGABA放出に注目した研究は多くありません。このマウスではいままでの解析によりGABAレセプターの密度にワイルドタイプとの差はなく、また、カリウム刺激に対するGABA放出の抑制も報告されている。よってこのマウスに対する麻酔薬の反応を解析することにより麻酔薬の中枢神経作用発現機序のなかで神経終末からのGABA放出の関与と役割が解明することが実験の目的であった。GABA合成能を低下させたマウス(GAD65ノックアウトマウス)に対し、麻酔薬を作用させた行動実験、電気生理学的解析を行い、その両面から麻酔薬の個体レベルの作用におけるGABAの放出の関与を明らかにする。麻酔薬の作用発現に大きなかかわりがあると考えられているGABAの合成能を低下させたノックアウトマウスを用いて実験した。GADには別の遺伝子にコードされた分子量の異なる二つのアイソフォーム、つまり、65KDのGAD65と67kdのGAD67が存在し、それぞれ分布や性質が異なる。GAD65ノックアウトマウスでは解剖学的な異常は報告されておらず脳内GABA含量は生後4週より減少が見られ、それと同様にけいれん発作のため死亡率が増加していくことが報告されている。また、不安行動の増加、抗不安薬に対する抵抗性などが行動実験により報告されている。以上をまとめるとGAD65ノックアウトマウスにおいては神経終末からのGABA放出の抑制、GABAの神経内含有量の低下が考えられ、麻酔薬の作用発現に影響を与えることが予想され、麻酔薬のプレシナプスに対する作用のモデルになることが分かった。

その作用機序において重要な作用部位の一つにGABAAレセプターがあげられ、それを介した抑制性後シナプス電流(phasic inhibition)の増強が麻酔作用の発現に関与していることが明らかになっている。しかしながら、最近の研究ではシナプス外に存在するGABAAレセプターによる持続的な抑制電流(tonic inhibition)の調節が麻酔薬の作用機序に関与しているとの発表も多くなされている。さらに、中枢神経系は末梢神経から入力された侵害刺激を大脳皮質に投射する際の情報を制御している。その過程で脊髄内におけるGABA作動性抑制電流が侵害情報を修飾していると考えられている。この研究の目的は、中枢神経系の抑制性神経回路における重要な伝達物質の一つであるGABAを合成する酵素、グルタミン酸デカルボキシラーゼ(glutamate decarboxylase:GAD)の遺伝子を操作し、発現を抑えたGAD65ノックアウトマウスを用いて麻酔薬の中枢神経作用ならびに抗侵害作用を解明することである。本研究の特徴は、このノックアウトマウスを用いて、麻酔薬の中枢神経作用のなかで、神経終末からのGABAの放出(プレシナプス)の関与やGAD65合成GABA mediated tonic currentの役割が解析できる点である。第1の研究目的は、GAD65ノックアウトマウスに対し麻酔薬投与による行動実験を行い、麻酔作用発現にGABAがどう関与するか、我々の研究室で行っている脳スライスパッチクランプ法を使って解析し、麻酔薬の中枢神経作用におけるGABAの役割を行動実験・電気生理学的に解析し明らかにすることである。第2の目的は、神経因性疼痛などGABAの脱抑制が関与する病態におけるGABAの役割を明らかにすることである。
期待効果の数理モデルの開発：材質感の評価を用いた検証

期待は,知覚経験を変える.期待によるバイアスを期待効果とよぶ.期待効果には,同化と対比の二つのパターンがある.対比は期待不一致を過大評価し,同化は期待不一致を過小評価する知覚上のバイアスである.本研究では,脳神経の符号化原理を用いて,期待効果の同化と対比の条件を説明する数理モデルを開発した.このモデルを用いた計算機シミュレーションから,1)予測誤差の増加に伴い同化から対比に遷移する,2)不確実性の減少により同化と対比のいずれにおいてもバイアス量が大きくなる,3)外乱の増加により同化が生じやすくなる,を明らかにした.大きさ重さ錯覚を用いた実験から数理モデルの妥当性を確認した.神経コーディングの知見を応用して、期待効果を説明する数理モデルを定式化した.まず、事前の予測、事後の感覚を、それぞれ事前分布、および尤度関数として確率分布を定義した。ベイズの定理にもとづく復号化理論(ベイジアンでコーディング)を参考として、事前分布と尤度関数の積に比例する事後分布を、期待効果を含む知覚の事後分布とした。さらに、感覚入力に対する情報量を最大化する符号化理論Efficient cording hypothesis(ECH)を応用し、事前分布が尤度関数に与える影響を定式化した。以上を統合して、期待効果を、予測誤差、不確実性(事前分布の分散)、および外乱(尤度関数の分散に影響するノイズ)を変数とする関数として定式化した。定式化した期待効果のモデルについて、上記三つの変数を操作した計算機シミュレーションを実施した。その結果、以下の知見を得た。1)予測誤差の増加に伴い、同化から対比へと推移する、2)不確実性の増加に比例して予測誤差の絶対値は減少する、3)外乱の増加に伴って同化の領域が増大する。以上の結果を、神経科学的、生態学的な妥当性の観点から考察した。シミュレーション結果の妥当性を検証するために、大きさ重さ錯覚を用いた被験者実験を行った。すなわち、物体の密度を段階的に操作することで、予測誤差を操作し、その際の錯覚量を評価した。その結果、上記のシミュレーション結果との一致性、すなわち予測誤差の増大に伴う同化から対比への遷移を確認した。当初の予定通り、期待効果の数理モデルを構築し、数値シミュレーションによりその性質を明らかにした。また、SWIを期待効果の事例として評価実験を実施し、シミュレーション結果の妥当性を示した。昨年度構築した期待効果の数理モデルの一般性を検証するために、クロスモーダルに関する分野横断的な文献調査、およびクロスモーダル研究者へのインタビューを実施した。その結果、多くの実験結果から帰納的に提案されている同化-対比仮説モデルとの一致性を確認した。すなわち、予測誤差(期待と実際との差)が小さいときに同化が生じ、その増加と共に対比が生じるという仮説モデルである。期待効果が、昨年度検討した「重さ」などの感覚次元だけでなく、材質の認識(金属か、プラスチックかなど)などの高次の認知に与える影響を調べるために、見た目、触感、重さを仮想的に合成可能な実験装置を開発した。具体的には、ハーフミラーを用いて実物とは異なる見た目を合成した。この装置を用いて、アルミニウムとアクリルの、見た目、触感、重さについての組合せ(2×3=)6通りを作成した。これらを被験者に提示し、素材の認識を回答させた。その結果、見た目・触感・重さの組合せにおいて、アルミ・アルミ・アクリルの場合はアルミと認識された。これは、見て触った際の情報にもとづく素材予測の確信度が高く、重さが実際よりも軽くてもアルミと認識される「同化」によるものであると考えられる。一方、触感がアクリルで、見た目または重さがアルミの場合、既存の素材のどれにも当てはまらない素材感であるとの回答が有意に多かった。これらのケースでは、感覚次元における予測誤差が大きい組合せであった。大きな予測誤差から「対比」が生じ、既存の素材にはない素材感であると判断されたと考えられる。この様に、異なる感覚モダリティの感覚次元において期待効果が生じ、予測誤差の増大に伴って同化から対比へと推移することで、材質認識も変化することを確認した。このことから、昨年度提案した期待効果の数理モデルが、材質の認識という高次の処理においても適用可能であることを示した。昨年度の実施状況報告書の推進方策で示したとおりに、クロスモーダル実験結果の網羅的な調査による期待効果モデルの一般性検証、材質感の視覚ー体性感覚の合成装置の開発、および材質認識における期待効果の影響の実験までを実施し、提案モデルの妥当性を示している。H28年度は、H27年度に構築した期待効果の数理モデルにもとづき、期待効果が材質の認識に及ぼす影響を視覚と体性感覚(触覚や重さ)の組合せについて調べた。H29年度は、合成するモダリティとして視覚と聴覚の組合せについて調べた。すなわち、ある素材からなる物体をたたいたときの音を合成し、見た目の素材と異なる音を呈示することで、素材認識がどのように変化するかを明らかにした。具体的には、真鍮とアルミニウムの打撃音についてシャープネス(音の高さ)と減衰率を段階的に操作した音を合成呈示した。実験の結果、シャープネスと減衰率を独立に操作した場合、素材認識に有意な変化は見られなかった。一方、シャープネスと減衰率を同時に操作した場合、オリジナルの音から離れるにつれて素材認識が変化し、Void素材認識が認められた。

このことから、シャープネスと減衰率を独立に操作した場合は見た目の期待に同化し、同時に操作した場合には対比が生じたと考えられる。この結果は、H27で構築した数理モデルにもとづく仮説を支持した。仮説では、外乱が大きい場合には同化が生じやすく、感覚の外乱が小さい場合には対比が生じやすいとしていた。シャープネスと減衰率を独立に操作した場合の音は、自然界に存在する材料にはあり得ない打音であり、不確実な感覚、すなわち外乱が大きい状態であるといえる。そのため、同化が生じたと考えられる。一方、シャープネスと減衰率を同時に操作した場合の音は自然界に存在する材料の音が存在する領域であったため、外乱が少ない音であるといえる。そのため対比が生じたと考えられる。以上から、H27年度に定式化した期待効果の数理モデルが、視覚、聴覚、体性感覚の組合せによる材質認識において有効であることが示された。このことは、提案した期待効果モデルが、素材の知覚と認識のクロスモーダルについて一般的に説明しうることを意味する。期待は,知覚経験を変える.期待によるバイアスを期待効果とよぶ.期待効果には,同化と対比の二つのパターンがある.対比は期待不一致を過大評価し,同化は期待不一致を過小評価する知覚上のバイアスである.本研究では,脳神経の符号化原理を用いて,期待効果の同化と対比の条件を説明する数理モデルを開発した.このモデルを用いた計算機シミュレーションから,1)予測誤差の増加に伴い同化から対比に遷移する,2)不確実性の減少により同化と対比のいずれにおいてもバイアス量が大きくなる,3)外乱の増加により同化が生じやすくなる,を明らかにした.大きさ重さ錯覚を用いた実験から数理モデルの妥当性を確認した.構築した期待効果モデルの一般性を検証するために、クロスモーダル効果の実験結果とその傾向を網羅的に調査し、それらと、本シミュレーション結果との一致性を議論する。構築した期待効果モデルが、重さなどの知覚レベルだけでなく、対象の認識などの高次の認知にも適用可能かを検討する。具体的には、材質認識における期待効果の影響を検討する。すなわち、視覚、触覚を仮想的に合成した際に期待効果が認識される材質に与える影響をモデル化する。そのために、視覚、触覚、および聴覚を仮想的に合成する装置を開発する。材質感の合成として、ハーフミラーを用いて二つの実物体を合成する方法、および3Dアニメーションまたは合成映像を用いた方法を検討する。ただし、質感の合成法についてはそのリアリティの確保について試行錯誤を要する。計画している方法に固執せず、周辺研究を参考にしながら柔軟な発想でアジャイル開発の要領で合成方法を検討する。素材認識において、既存のどの材質とも認識されない感覚次元の組合せ(=Void素材認識)が、期待効果における対比で説明できる可能性を今年度の実験結果から示した。来年度は、合成する感覚モダリティを、視覚、体性感覚(触覚、重さ)だけでなく、聴覚まで拡張した実験を計画・実施し、期待効果が素材認識に与える影響を調べる。すなわち、物体を叩いた時の音を合成し、見た目の素材と異なる音を付加することで、材質認識がどの様に変化するかを明らかにする。
市町村合併の困難な農村地域における公的サービスの供給システム構築に関する研究

本課題は、平成の大合併が進んだ中でも、広域的な市町村合併を進めることが困難な農山村地域において、不足しがちな公的サービスを賄う体制をいかに構築するかを研究するものであった。筆者は、非営利組織(農業集落から生まれたアソシエーション、農業協同組合、NPO等)の参画・ネットワーク形成によって、行政と連携しつつ公的サービスの供給システムを構築できると仮説を立てた。行政による公的サービス提供に代わる「もう一つの解」を理論面の研究に加え、事例分析によって明らかにすることができた。研究の理論的基盤となるセクター論・福祉国家論・農政問題・農村社会問題については、3本の論文としてまとめ、発表することが出来た。現地調査を進めた長野県上小地区(上田市、小県郡)および愛知県知多半島は、共に行政合併が急速に進んだ西日本と、合併進度が緩慢な東日本の境界に位置し、両県内における行政合併が顕著に進んでいる地区とそうでない地区がまだら模様になっているところから、選定した。長野県上田市においては、旧来の農村コミュニティが地域づくりの意思決定と実践を行うアソシエーションに発展しつつ、農業協同組合(JAグループ)との協働を進め、医療保健福祉機能の整った地区形成に成功した事例を確認した。また、愛知県知多半島においては、福祉サービスを供給するNPO法人等がネットワークを形成、中心となった組織は中間支援NPOとして発展し、各地の行政との協働にイニシアティブを発揮している事例を確認した。以上の研究により、広域的な市町村合併を進めることが困難な農山村地域においても、農業協同組合やNPO法人などの非営利組織の活動次第では、医療・保健・福祉に関わる公的サービスを確保することが可能になることを明らかにし、仮説を証明することが出来た。本研究では、(1)理論的問題の整理を「非営利組織論におけるセクター論」「福祉国家論における『新しい公共論』」「農業経済学・農村社会学における中山間地域振興策」といった複眼的観点から行う計画であった。日本協同組合学会第25回大会シンポジウムテーマは「現代社会における地域福祉と協同組合セクター」であり、筆者はこのシンポジウムのコメンターとして参加し、非営利セクター論・福祉国家論についての知見を深めることができた。筆者は協同組合の福祉活動・事業が、コミュニティの再建・地域での生活そのものの尊重にとって重要であるとコメントし、研究上、意義深いものとなった。また、本研究の特徴は、(2)現地聞き取り調査・資料収集に重点を置き、地方自治体の連合組織である「広域連合」の機能や協同組合・ワーカーズコレクティブ・NPO等の非営利組織が、新たな形態と理念で提供する「公的サービス」について実証することであった。複数の調査地を想定していたが、研究者の健康上の理由により現地調査が1回しか行えなかったことは、不十分であった。調査地として選定した長野県上小地区(上田市・小県郡)は、24市町村毎の散発的な合併を行っているのみであり、最大の新上田市も16万人の人口にとどまり、一方で人口5000人の小村も維持されている他、郡越えの町村合併がある等、広域合併が順調に進んだとは言いがたい地域である。こうした地域で、農協(JA)グループ(県厚生農協連・JA信州うえだ・農協グループ出資の社会福祉法人)が研修や人事交流を含む「医療保健福祉複合体」を形成し、公益の提供に成功しており、次年度の研究に発展させる基礎的知見を得ることが出来た。当初計画では、非営利組織一般につき、幅広い「広義の公的サービス」の機能提供や、非営利組織の組織・経営について調査する予定であった。しかし、本人の健康問題により、十分な研究が出来なかったことは、反省点である。本研究では、(1)理論的問題の整理を「非営利組織論におけるセクター論」「福祉国家論における『新しい公共論』」「農業経済学・農村社会学における中山間地域振興策」といった複眼的観点から行った。