hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
組積造構造物の経済性を考慮した効果的耐震補強手法の開発

まず,非補強組積構造(壁構造)と本研究で提案する新しい簡便かつ経済的な耐震補強工法(安価なポリエチレン製の荷造りひもで作成したメッシュで壁を挟み込む方法)を施した補強積組積造(壁構造)の静的載荷実験と,実験に用いたブロックやモルタル,補強材(ポリエチレン製の荷造りひも:PPバンド)の材料特性に関する実験結果から,数値解析に用いるパラメータの整備を行った.次にこれらのデータを基に,応用要素法(AEM)を組積造構造物の破壊解析法として用いるために必要な改良を手がけた.後者について具体的な説明をすると,レンガやブロックなどの挙動をAEMで取り扱うために必要な材料モデルや破壊基準などに関して詳細な検討を行い,まず無補強組積造壁構造の破壊実験を対象として,AEMの適用性を吟味し,十分高い精度で破壊挙動を追跡できることを証明した.次に,本研究で補強材として用いるPPバンドのメッシュの効果を解析に取り込むための新しいアイデアを提案し,これを無補強組積造構造物解析プログラムに組み込む方法について検討した.そして提案した数値解析法によって,昨年度に行った破壊実験の結果が高精度に再現できることを確認した上で,各種の材料特性や境界条件が組積造構造物の破壊挙動にどのような影響を与えるのかを,それぞれの材料パラメータや境界条件を変化させた数値シミュレーションによって確認した.本研究では,組積造構造物に対する安価で効率的な耐震補強方法として,ポリエチレン製の荷造りひもで作成したメッシュで壁を挟みこむ手法を提案している.本年度は,震動台を用いたスケール供試体の破壊実験による耐震補強手法の強度実験を行った.用いた震動台は研究代表者の所属する東京大学生産技術研究所の地震工学研究グループが所有する電動式3時元6自由度震動台である.スケール供試体とは,用いる震動台の性能から,実物大の供試体では破壊現象を再現できないために,小型サイズのレンガやアドベ(日干しレンガ)を用いて作成した供試体であり,概ね1/4程度の縮小率のものとした.破壊実験を行うにあたり,まずはレンガおよびアドベの材料特性の検証を行い,簡易な1階建て家屋を模擬した供試体を作成した.震動台の挙動を検証するためのキャリブレーションも繰り返し実施した.本研究で扱うような極端に弱い構造物の破壊挙動の比較実験を行うには,入力地震動の再現性が高いことが非常に重要であり,今年度は震動台自体の制御の検証実験にも力点を置いた.その後,耐震補強済みモデル家屋に対する破壊実験を行い,破壊挙動に関するデータを蓄積した.実験の様子はビデオに記録しており,今後,家屋の耐震化に対する啓蒙教材として広く世界で利用できるものと考える.また,破壊挙動を数値解析により再現するための組積造対応型応用要素法(AEM)の開発も合わせて進めた.
2016年ミャンマー地震における文化財建築の耐震補強効果の検証と都市防災への応用

平成30年度はミャンマーの都市部の建物の耐震安全性と地盤の特性を調査するため,ヤンゴン市およびマンダレー市の鉄筋コンクリート造建物の構造詳細調査と常時微動計測,およびマンダレー市の地盤の常時微動計測を実施した。建物の詳細調査および常時微動計測は計11棟の中低層建物および高層建物において実施した。建物の詳細調査では現地の構造設計者へのヒアリングを実施し,ヤンゴン市における建物の設計手法について調査を行った。さらに,構造図面の入手や現地建物の構造詳細の調査を実施した。高層建物においては,連層耐震壁を有するものもあった。鉄筋コンクリート造建物の常時微動計測の結果から,各建物の固有周期の推定を行った。固有周期は概ね建物高さとの比例関係にあり,固有周期Tと建物の高さHの関係はT=0.012H0.019Hであった。我が国の建物の例(T=0.02H)と比較してやや剛性が低いと考えられるものの,著しく耐震性能が低い建物は確認されなかった。地盤の常時微動計測では,マンダレー市内の寺院やパゴダ周辺で単点での微動観測を行った。計47地点で微動観測を行い,H/Vスペクトル比から卓越周期の分布を把握した。各微動観測地点で得られた微動H/Vスペクトル比を用いて,拡散波動場理論に基づいて逆解析を行い,観測値を説明できるS波速度構造モデルを推定した。推定したS波速度構造モデルから地盤増幅率を求め,周期ごとの地盤増幅率の分布を算出した.分布図から地盤増幅率は北部の方が大きく,特に周期0.6-0.8秒程度の増幅が大きいことが推定された。これまでの現地調査により,歴史的建造物の耐震性能や耐震補強工法の調査および,都市部にある鉄筋コンクリート造建物の耐震性能評価を実施し,ミャンマーの建物の特徴を概ね把握した。また,バガン市およびマンダレー市において地盤の常時微動計測を実施し,現地の地盤増幅特性を明らかにした。現在までに収集した知見を元に,本研究の目的であるミャンマーの建物の耐震補強や地震災害リスク評価を実施することが可能であると考えており,本研究は概ね計画どおりに進展している。令和元年度においては,昨年度までに収集した知見を元に建物の非線形解析を実施し,建物の構造性能の把握を行う。また,耐震性能を向上させるための補強方法についての提案を行う。補強前後の都市の地震被害想定を比較し,普及効果が高い補強工法を導くことを目指している。普及効果検証の精度を向上させるためにミャンマーにおいて現地調査を実施し,現地の建物のオーナーに対して,本研究で提案する補強工法に対するヒアリングを行う。現地調査では,提案するミャンマーの現代建物に対する耐震補強工法の普及性を都市部の地震災害想定を元に定量的に評価する。耐震設計要求の変化や経済的な効果が及ぼす影響をリスク評価に組み込むことや,本研究の問題点などについて議論を行い最終的な評価手法をまとめる。平成29年度は2016年ミャンマー地震による被害が多く確認されたミャンマーのバガン市で被害を受けた仏教遺跡群の調査を主として行った。ミャンマー地震で被害を受けた建物の損傷状況や補強状況の調査,常時微動の計測,3Dスキャンを用いた建物の形状調査,地盤の常時微動計測や現地のレンガの材料特性の把握のための要素実験を実施した。調査と実験から次の知見を得た。1)寺院形の建物の場合,建物の高さが大きくなるにつれ固有周期が長くなり,建物高さと固有周期に比例関係が見られた。ステューパ形の建物の場合も同様であったが,一定の高さ以上の場合に比例関係が見られなかった。2)損傷のレベルが大きい建物の固有周期は地震波の卓越周期と概ね一致し,固有周期と損傷レベルの間に相関が見られた。3)補強前後の固有周期を比較したところ,補強後の建物で固有周期が短かった。しかしながら,補強による顕著な固有周期の変化(耐震性能の向上)は見られなかった。4) 3Dスキャンによる実測結果を用いて作成した解析モデルに材料特性値を与え固有値解析を行った結果,解析結果の固有周期は常時微動計測による実測値と概ね一致した。5)微動H/Vスペクトル比を用いて地盤モデルを推定し,2016年ミャンマー地震の地震動の推定,最大加速度の分布の推定を行い,建物の被害レベルの分布図との比較を行った。しかしながら,地震の最大加速度と被害レベルの間において明瞭な関係性は見られなかった。以上の結果から,本研究ではミャンマーの文化財建築物の基本的な構造特性や地盤の特徴を把握し,ミャンマーの建物に対する耐震補強工法の適用とその方向性の決定に繋がる有益な知見を得た。当初の計画通りの調査が実施できており順調に研究が進展している。調査や実験においても期待した成果が得られている。

固有周期は概ね建物高さとの比例関係にあり,固有周期Tと建物の高さHの関係はT=0.012H0.019Hであった。我が国の建物の例(T=0.02H)と比較してやや剛性が低いと考えられるものの,著しく耐震性能が低い建物は確認されなかった。地盤の常時微動計測では,マンダレー市内の寺院やパゴダ周辺で単点での微動観測を行った。計47地点で微動観測を行い,H/Vスペクトル比から卓越周期の分布を把握した。各微動観測地点で得られた微動H/Vスペクトル比を用いて,拡散波動場理論に基づいて逆解析を行い,観測値を説明できるS波速度構造モデルを推定した。推定したS波速度構造モデルから地盤増幅率を求め,周期ごとの地盤増幅率の分布を算出した.分布図から地盤増幅率は北部の方が大きく,特に周期0.6-0.8秒程度の増幅が大きいことが推定された。これまでの現地調査により,歴史的建造物の耐震性能や耐震補強工法の調査および,都市部にある鉄筋コンクリート造建物の耐震性能評価を実施し,ミャンマーの建物の特徴を概ね把握した。また,バガン市およびマンダレー市において地盤の常時微動計測を実施し,現地の地盤増幅特性を明らかにした。現在までに収集した知見を元に,本研究の目的であるミャンマーの建物の耐震補強や地震災害リスク評価を実施することが可能であると考えており,本研究は概ね計画どおりに進展している。今後も当初の計画に沿って研究を実施する予定である。平成30年度は平成29年度に実施したバガンの寺院の構造性能を解析的に明らかにするとともに,ミャンマー都市部の建物の耐震性能および地盤特性を主として調査する。バガンと同様に都市部においても微動計測や建物の構造性能調査を実施し,ミャンマーの建物の基本的な耐震性能や耐震補強の必要性を明らかにすることを目的とする。さらに,建物の微動計測に加え,加速度計等を用いて建物の地震時の応答を把握することも検討する。令和元年度においては,昨年度までに収集した知見を元に建物の非線形解析を実施し,建物の構造性能の把握を行う。また,耐震性能を向上させるための補強方法についての提案を行う。補強前後の都市の地震被害想定を比較し,普及効果が高い補強工法を導くことを目指している。普及効果検証の精度を向上させるためにミャンマーにおいて現地調査を実施し,現地の建物のオーナーに対して,本研究で提案する補強工法に対するヒアリングを行う。現地調査では,提案するミャンマーの現代建物に対する耐震補強工法の普及性を都市部の地震災害想定を元に定量的に評価する。耐震設計要求の変化や経済的な効果が及ぼす影響をリスク評価に組み込むことや,本研究の問題点などについて議論を行い最終的な評価手法をまとめる。
試験管内胚性幹細胞分化システムを用いた脂肪細胞の起源の研究

1.本研究は、マウス発生における脂肪細胞の起源について、神経上皮由来のものが存在するかについて、従来とは違った遺伝子工学を用いた新しいin vivoでの細胞追跡システムを構築し、明らかとすることが目的である。。神経上皮の特異的マーカーであるSox1にGFP遺伝子をKnock-in法にて導入したES細胞からテトラプロイド・キメラと、Cre-LoxPシステムを利用してSox1が発現するとYFPが恒常的に発現するマウス(Sox1-Cre X Rosa26-STOP-YFP mice)を作成した。作成したマウスでは、GFPがSox1+の神経上皮細胞で特異的に発現したり、あるいは発現し続けるので容易に区別・分離することができる。これらのマウスの解析から、E9.5のマウス胚では、試験管内で増殖可能で多分化能を持つ脂肪細胞の前駆細胞である間葉系幹細胞の活性は、Sox1+の神経上皮細胞のみに存在し、中胚葉や内胚葉細胞に存在しないことが判明した。さらにE14.5の胎仔では、間葉系幹細胞の活性は体幹部においてはPDGFRα+細胞に限定され、このPDGFRα+細胞は少なくとも、Sox1+神経上皮とそれ以外の細胞由来に分けられることが明らかとなった。また、神経上皮由来の細胞の分化経路をより詳しく調べるために、神経堤細胞マーカーであるPOを発現した細胞を追跡できるマウス(PO-Cre X Rosa 26-STOP-YFP)を用いた実験から、体幹部において間葉系幹細胞は神経上皮細胞から神経堤細胞を経て分化する経路があることが明らかとなった。2.この研究の結果、脂肪細胞分化では、その前駆細胞にあたる間葉系幹細胞として神経上皮由来の幹細胞が最も早く出現し、その後にそれ以外(おそらく中胚葉)の細胞からも出現してくるといった、2つの発生のWaveが存在することが明らかとなった。ES細胞の分化誘導のシステムを用いて、2つの脂肪細胞の前駆細胞を明らかとした。1つはES細胞由来の中胚葉細胞である。誘導開始後4日目のPDGFRα^+FLK1^-分画が沿軸中胚葉に相当し、この分画は、頻度は低いながらも脂肪細胞へと分化させることが可能である。もう1つは、間葉系細胞である。間葉系幹細胞が培養開始9日目のPDGFRα+細胞に含まれることを明らかとした。レチノイン酸を分化誘導開始後の2日目から5日日まで加えた誘導条件では、4日目の中胚葉細胞の出現は完全に消失する。代わりに、培養開始9日目にピークとなるPDGFRα+細胞の出現が観察される。このPDGFRα+細胞は、純化・培養後の観察で、形態は線維芽細胞様で、試験管内で高い増殖力を示す。中胚葉、神経系、内胚葉系特異的マーカーの発現は見られず、間葉系マーカーの発現が見られる。また、この細胞は高い効率で脂肪細胞へ分化する。分画の中には、自己複製能と多分化能(脂肪・骨・軟骨細胞へ分化)を有する間葉系幹細胞が存在することも明らかとなった。次に、この間葉系幹細胞がどのような細胞系列から分化するのかについて解析を行った。その結果、間葉系幹細胞はES細胞の分化誘導システムでは、Soxl+の神経上皮細胞由来であることが明らかとなった。一方、脂肪細胞分化過程を司る分子メカニズムを明らかとするために、DNAマイクロアレイ法にて、分化の中間段階にある細胞1つ1つについて、網羅的遺伝子発現プロファイルの作成を行った。このプロファイルを用いて、機能不明分子ARID3Bを単離した。作成したノックアウト・マウスは、胎生致死を示し、致死直前のマウスでは頭部間葉系細胞がほとんど消失していた。以上から、この分子は脂肪前駆細胞である間葉系細胞の維持に必須の分子であることが明らかとなった。。

2.この研究の結果、脂肪細胞分化では、その前駆細胞にあたる間葉系幹細胞として神経上皮由来の幹細胞が最も早く出現し、その後にそれ以外(おそらく中胚葉)の細胞からも出現してくるといった、2つの発生のWaveが存在することが明らかとなった。
外部刺激応答分子の構造変化が誘起する自然光学分割法に関する研究

本研究でラセミ体の外部刺激応答分子(アゾベンゼン誘導体)の結晶化を行い,外微刺激(本研究では光照射)による分子の構造変化を利用して溶液中の分子のホモキラルまたはヘテロキラル相互作用をコントロールすることで,自然光学分割を誘起する方法を確立することを目的とする.今年度は昨年度合成したアゾベンゼン誘導体の第二高調波発生(SHG)測定を行った.SHG陽性であることは,結晶中にキラルな分子の集合が規則的に配置していることを示唆する.優先富化現象を示す化合物では,SHGが陽性であることがわかってきている.今回,20種類のアゾベンゼン化合物を合成した.このうち3種類の化合物がSHG陽性であった.これらの化合物の溶液から結晶が析出する過程を明らかにするために,その場粉末X線回折測定(in situ PXRD)を行った(フランス,ルーアン大学を訪問して測定を行った).In situ PXRD測定を光照射と無照射溶液で温度を変化させて行った.-20°Cでの測定では析出結晶が,光照射下では無照射と異なる回折パターンを与えることが明らかとなった.この析出結晶は,-20°Cでは長時間安定に存在することもわかった.温度を上げると無照射時に得られた結晶と同じ回折パターンを与え,相転移することが明らかとなった.また,結晶がコングロメレートとして存在する化合物を見いだした.これにより優先晶出法により光学分割するめどがたったIn situ PXRD測定はフランス,ルーアン大学で行ったが,当初9月に行う予定が,装置の故障により5ヶ月ほど遅れた.これに伴い,結晶化の過程を測定するのが遅れた.候補化合物の合成は適切に進んでおり光物性等の基礎データの測定は終了している.また,コングロメレートとして存在する化合物が得られたことにより,優先晶出法により光学分割を行う目処がたった.また,SHG陽性化合物に光学分割実験を集中して行うことが可能になった.相転移を示したか化合物について:今後,溶媒や温度等の測定条件を変更して,in situ PXRD測定を行う.光照射を行い低温条件で単結晶作成を試みる.また,この化合物の共結晶を作成する.コングロメレートとして得られた化合物:優先晶出法による光学分割を行う.また,この化合物の類縁体の合成を行い,コングロメレートであるか調べる.結晶構造から,隣接する分子間の相互作用を調べ,計算化学によってどのような相互作用が,結晶化に影響を与えるか考察を行う.光照射下での光学分割をおこない,優先晶出法が適用できるか否かを検討する.本研究では有機化合物の自然光学分割法である,コングロメレートの優先晶出法とある種の条件を満たしたラセミ混晶またはラセミ化合物に適応可能な優先富化現象の関係を溶液中での分子間相互作用を基に明らかにすることを目指している.優先晶出法は結晶中に,優先富化では溶液中に一方のエナンチオマーが濃縮する見かけは全く逆の現象であるが,溶液中で分子は優先的にホモキラル相互作用を形成している.両現象の違いは,結晶化の過程で起こるホモキラルな会合状態からヘテロキラルな会合状態への多形転移の有無であると考えられる.本研究でラセミ体の外部刺激応答分子を用いて外部刺激による分子の構造変化を利用して溶液中の分子相互作用をホモキラルまたはヘテロキラル相互作用と多形転移をコントロールすることで,自然光学分割を誘起する方法を確立することを目的とする.現在,外部刺激応答部位として紫外線照射によって異性化するアゾベンゼン誘導体を,キラル部位としてプロピオン酸またはグリセロールをもつ分子を合成し,結晶構造の解析を行った.また,各種溶媒に対する溶解度,光異性化反応の温度依存性を調べ,光学分割を行うための最適な結晶条件を検討した.キラル部位がグリセロール部位の化合物は,全般に溶解度が高く結晶化するためには,他の置換基を導入して溶解度を低下させる必要があることが分かった.具体的にはハロゲンを導入した化合物の合成を行っている.予備的な実験において溶液中での光照射時と照射後で異なる赤外分光スペクトルを得ることが出来た.これを基に,さらに結晶化条件の最適化を行い,紫外線照射時に溶液中で発生する分子種の結晶を得ることが期待される.また,一部化合物において,共結晶化をおこない,超過飽和溶液からも安定して同じモル比で共結晶が得られることができ,当初の目的はほぼ達成できたと考えている.本研究でラセミ体の外部刺激応答分子(アゾベンゼン誘導体)の結晶化を行い,外微刺激(本研究では光照射)による分子の構造変化を利用して溶液中の分子のホモキラルまたはヘテロキラル相互作用をコントロールすることで,自然光学分割を誘起する方法を確立することを目的とする.今年度は昨年度合成したアゾベンゼン誘導体の第二高調波発生(SHG)測定を行った.SHG陽性であることは,結晶中にキラルな分子の集合が規則的に配置していることを示唆する.優先富化現象を示す化合物では,SHGが陽性であることがわかってきている.今回,20種類のアゾベンゼン化合物を合成した.このうち3種類の化合物がSHG陽性であった.

これらの化合物の溶液から結晶が析出する過程を明らかにするために,その場粉末X線回折測定(in situ PXRD)を行った(フランス,ルーアン大学を訪問して測定を行った).In situ PXRD測定を光照射と無照射溶液で温度を変化させて行った.-20°Cでの測定では析出結晶が,光照射下では無照射と異なる回折パターンを与えることが明らかとなった.この析出結晶は,-20°Cでは長時間安定に存在することもわかった.温度を上げると無照射時に得られた結晶と同じ回折パターンを与え,相転移することが明らかとなった.また,結晶がコングロメレートとして存在する化合物を見いだした.これにより優先晶出法により光学分割するめどがたったIn situ PXRD測定はフランス,ルーアン大学で行ったが,当初9月に行う予定が,装置の故障により5ヶ月ほど遅れた.これに伴い,結晶化の過程を測定するのが遅れた.候補化合物の合成は適切に進んでおり光物性等の基礎データの測定は終了している.また,コングロメレートとして存在する化合物が得られたことにより,優先晶出法により光学分割を行う目処がたった.また,SHG陽性化合物に光学分割実験を集中して行うことが可能になった.合成したいくつかの化合物は,溶解度が高いため単結晶構造解析に用いる良質な結晶が得られていない.溶媒と結晶化温度の最適化を行い単結晶の作成を行う.赤外線レーザーを用いたSHG測定では,予備的な実験で,ラセミ化合物でも, SHG陽性のものが存在することが明らかとなった.平成30年度は引き続き種々の試料を測定して,分子,結晶構造とSHGシグナルの関係性を検討し,コングロメレートの探索を行う.相転移を示したか化合物について:今後,溶媒や温度等の測定条件を変更して,in situ PXRD測定を行う.光照射を行い低温条件で単結晶作成を試みる.また,この化合物の共結晶を作成する.コングロメレートとして得られた化合物:優先晶出法による光学分割を行う.また,この化合物の類縁体の合成を行い,コングロメレートであるか調べる.結晶構造から,隣接する分子間の相互作用を調べ,計算化学によってどのような相互作用が,結晶化に影響を与えるか考察を行う.光照射下での光学分割をおこない,優先晶出法が適用できるか否かを検討する.
近世の知行制と給人財政に関する研究

私は、日本近世の地方知行制の歴史的本質は「物成詰知行」にあり、諸藩の地方知行制も時則的・地域的・階層的にそれぞれ多様な展開の様相をとりながら趨勢な物成詰知行を志向するものと考える。その際に次の二点に注目したい。第1に、「物成詰」知行という大名と家臣との知行関係が「物成」を軸にとり結ばれている事実である。つまり知行制編成の重心が「高」(知行高)から「物成」に移り、「高」と「物成」とを一定の照応関係に置こうとするところに物成詰知行が生まれる。いわば「高」の形成化、擬制化というものに帰結していくものと思える。第2に、知行制における「高」と「物成」の関係=予分を問題化させるのが知行割替であり、この家臣知行他の割替えこそが地方知行制の意味・内容を変えていく原動力をなしている。すなわち、漢利初期、国替や家臣団構成の変動などによって頻繁に知行割替がくり返されるが、知行他の割替はとくに家臣の例に先知と替知の知行内容の差異を意識させ、これを集約する「物成」への関心を呼ぶ。大名権力としても家臣との関係を安定化し、知行割替をスムーズに展開するには家臣側の合意をとりつけておく必要があった。先知と替知の知行内容に配慮した対応が求められ、ここに「物成」に重点を置いた知行割替、さらには「高」と「物成」とを照応させた知行形態をとるようになる。九州諸藩の大名家、なかんずく細川家(豊前小倉、肥後熊本)の史料調査をふまえて、「幕藩制初期における『物成』の機能」(熊本大学『文学部論叢』45)、「近世初頭大名家家臣の知行形態と財政構造」(『九州文化史研究所紀要』39)という二つの論文を成果として発表した。前者は幕藩体制下の「石〓」と「物成」との関係、つまり、いったん決定されるとその後固定化され現実の生産力と〓離していく傾向を示す「石〓」と、生産力と相対しこれを一定度反映する「物成」との関係に着目し、「物成」が家臣に対する知行宛行の基準として、また年貢収取の基準として機能していく過程を明らかにしたものである。私は、日本近世の知行制の特質とは、給人が一定割合の物成額を収納できることを前提に知行高を設定し、これを宛て行う物成諸知行であると考えており、本稿によつて物成諸知行論に対して一定の理論的、実証的見通しを立て得たものと考えている。後者は全国的にも研究事例の少ない個別大名家臣の知行形態と財政構造について検討したものであり、物成諸知行への移行期における藩主権力と家臣の知行関係、財政的関係を考える上で好個の素材を提供している。この他に、まだ活字化するにいたっていないが、私の知行制研究の一応の総括として、近世初期(17世紀)の地方知行制と知行政策についてまとめており、また知行制と相即の関係にある給人財政の実態研究についてもとりまとめつつある。さらに本年度は、こうした知行制、給人財政のありようが、藩の政治形態をどのように規定したのかについて少し考えてみたい。
伝達効率を指標とした運動・立体視覚情報の統合過程の特性

これまでの、視覚初期過程の研究では、視覚主経路に沿った各レベルでの処理演算は、そのレベルでの受容野特性として記述されることが多かった。しかしながら、個々の受容野特性は独立的なものではなく、レベル間でいわば累積的な影響を及ぼしあっており単純に個々の受容野特性に帰因することは難しい。視覚情報の統合過程においては、なおさらである。そこで、心理物理学的方法による他の指標を用いて、各レベルでの情報処理・変換の特性の検討を踏まえ、統合過程での情報の変換・処理の特性を明確にすることが望まれる。本研究では、その指標として、信号検出理論で用いられる伝達効率を用いることを考えた。特に、〔両眼立体視〕及び〔運動による3次元構造復元〕における伝達効率を導出し、立体情報・運動情報の統合過程の仕組みを明らかにすることを目的とした。しかしながら、伝達効率を求めるためには、まず基本的なデータとして、両眼立体視成立過程における視覚情報への感度を測定することが求められる。特に注目されるのが、基本的な空間構造としての、3次元対称構造の検出感度である。さらに、空間構造検出の基礎となる、視覚系の処理の線形性(周波数分析)も検討しなくてはならない。研究成果としては、「3次元対称構造の検出」、「2次元・3次元対称構造とノイズ処理」、「Orientation of illusory oblique lines on Hermann grids」としてまとめられた。一方、当初の予定であった、伝達効率の比較検討は、平成5・6年度では、3次元対称構造の検出およびバイオロジカルモーションの知覚過程における統計的効率が算出されたにとどまった。しかしながら、基礎的なデータは十分蓄積されたので、視覚情報処理における伝達効率の比較検討に関して、これから発展的な研究が期待できよう。これまでの、視覚初期過程の研究では、視覚主経路に沿った各レベルでの処理演算は、そのレベルでの受容野特性として記述されることが多い。しかしながら、個々の受容野特性は独立なものではなく、レベル間でいわば累積的な影響を及ぼしあっており、単純に個々の受容野特性に帰因することは難しい。そこで、心理物理学的方法による他の指標を用いて、各レベルでの情報処理・変換の特性の検討を踏まえ、統合過程での情報の変換・処理の特性を明確にすることが望まれる本研究では、その指標として、信号検出理論で用いられる伝達効率を用いる。特に、[両眼立体視]及び[運動による3次元構造復元]における伝達効率を導出し、立体情報・運動情報の統合過程の仕組みを明らかにすることを目的とする。本年度はまず、基本的なデータとして、両眼立体視成立過程における視覚情報への感度と伝達効率を求めた。刺激はランダムドット・ステレオグラムとし、左右両画像のコントラスト比、空間周波数領域でのノイズ特性、順応状態などの影響を見た。さらに、先行研究との比較のために、両眼立体視における対称性(シンメトリー)の知覚における、視覚情報の伝達効率を求めた。計画では、運動による3次元構造復元過程における視覚情報の伝達効率を求める予定であったが、機器の搬入の遅れなどが重なり、まだそこまで至っていない。さらに、被験者間の両眼立体視に関する個人差があり、それを統制する点に予想以上の時間がかかった。それらの点を除けば、特に両眼立体視における対称性の知覚における伝達効率を検討したことは、日常場面の視覚処理特性を検討することにつながり、意義ある研究となったと考えられる。

そこで、心理物理学的方法による他の指標を用いて、各レベルでの情報処理・変換の特性の検討を踏まえ、統合過程での情報の変換・処理の特性を明確にすることが望まれる本研究では、その指標として、信号検出理論で用いられる伝達効率を用いる。信号検出理論の見地から、検出課題や識別課題で最適な決定を行う理想的観察者(Idea【.vertically divided circle.】bserver)と、実際の被験者の課題達成を比較することで、特に、[両眼立体視]及び[運動による3次元構造復元]における伝達効率を導出し、立体情報・運動情報の統合過程の仕組みを明らかにする。今年度は、平成5年度に引き続き、視覚系における3次元対称構造の検出感度とノイズ処理の特性を検討した。結果は、「2次元・3次元対称構造とノイズ処理」というタイトルで、学会誌心理学研究に投稿中であり、また、「3次元視空間における対称構造の検出:(1)ノイズ平面の分離」というタイトルで、平成7年度の心理学会大会で発表予定である。さらに、3次元対称構造を構成するドットパターンに、奥行き方向のガウスノイズ(標準偏差が可変)をかけ、統計的効率を算出する研究を行った。この研究に関しては、「3次元視空間における対称構造の検出:(2)統計的効率」というタイトルで、平成7年度の心理学会大会で発表予定である。一方、運動による3次元構造の復元に関しては、バイオロジカル運動の構成要素である運動ドットにガウスノイズをかけ、統計的効率を検討した。これらをまとめて、立体情報・運動情報の統合過程の仕組みの解明に着手した。
中枢神経系の形態学的解析に役立つウィルスベクターを開発する

大脳皮質などの中枢神経系の神経回路網についてはその詳細が未だに明らかにされておらず、そのことが中枢神経系の作動原理を理解する際に最も大きな障害となっている。具体的に述べると、従来の神経解剖学的実験法により神経核あるいは皮質の間の神経伝導路の構成についてはある程度判明しているが、それらの内部の神経連絡(局所神経回路)および情報処理に関する多くのことが未知の部分として残っている。例外的に小脳皮質や海馬などのように、旧い技法であるゴルジ染色法によって局所回路のアウトラインを個々のニューロンレベルで描けた部位についてのみ局所回路網の記載が見られるに過ぎず、中枢神経系の作動原理を解明するには、ニューロンの局所連絡を、従来のゴルジ染色法を超える手法によって、個々のニューロンレベルで解析する必要がある。我々は、最近ウィルスベクターを用いたニューロンのゴルジ染色様標識を開発・利用したが、その際ウィルスベクターの有用性を実感した。今年は、我々の研究室で開発・確立してきた遺伝子工学技術を用いて中枢神経系の形態学的研究に有用なベクターを開発することを目的とした。(1)ニューロンに感染しやすく感染ニューロンの長期生存が可能なレンチウィルスを用いてレポーター蛋白質を検討し、ニコ.ーロンの情報入力部位である樹状突起を選択的に標識するリポーター蛋白質として、myristoylation siteとLDL受容体のC末端を付加したGFPが有用であることを見出した。応用としてトランスジェニックマウスを作製したが、トランスジェニックマウスにおいても樹状突起の選択的標識を確認できた。(2)経シナプス的に運ばれるリポーター蛋白質をレンチウィルスを用いてニューロンに長期に発現させ、1個の感染ニューロンへ入力する全てのニューロンあるいは1個の感染ニューロンが投射する全てのニューロンを標識することを可能にするウィルスベクター作成の試みについては、CMV enhancer+human synapsin I promoterの組み合わせによりニューロン特異的に長期に渡る強いレポーター蛋白質発現を実現できることを確認できた。(3)偽狂犬病ウィルスを用いて逆行性にニューロンをゴルジ染色様に標識するベクターを開発したが、感染効率の面でさらに開発をする必要がある。我々は、最近ウィルスベクターを用いたニューロンのゴルジ染色様標識を開発・利用したが、その際ウイルスベクターの有用性を実感した。(1)ニューロンに感染しやすく感染ニューロンの長期生存が可能なレンチウィルスを用いてレポーター蛋白質を検討し、ニューロンの情報入力部位である樹状突起を選択的に標識するリポーター蛋白質として、myristoylation siteとLDL受容体のC末端を付加したGFPが有用であることを見出した。(2)経シナプス的に運ばれるリポーター蛋白質をレンチウィルスを用いてニューロンに長期に発現させ、1個の感染ニューロンへ入力する全てのニューロンあるいは1個の感染ニューロンが投射する全てのニューロンを標識することを可能にするウィルスベクター作成の試みについては,CMV enhancgr+human synapsin I promoterの組み合わせによりニューロン特異的に長期に渡る強いレポーター蛋白質発現を実現できることを確認できた。

応用としてトランスジェニックマウスを作製したが、トランスジェニックマウスにおいても樹状突起の選択的標識を確認できた。(2)経シナプス的に運ばれるリポーター蛋白質をレンチウィルスを用いてニューロンに長期に発現させ、1個の感染ニューロンへ入力する全てのニューロンあるいは1個の感染ニューロンが投射する全てのニューロンを標識することを可能にするウィルスベクター作成の試みについては、CMV enhancer+human synapsin I promoterの組み合わせによりニューロン特異的に長期に渡る強いレポーター蛋白質発現を実現できることを確認できた。(3)偽狂犬病ウィルスを用いて逆行性にニューロンをゴルジ染色様に標識するベクターを開発したが、感染効率の面でさらに開発をする必要がある。
固液界面レーザー誘起反応を利用した透明樹脂上への微細周期構造付加技術の開発

近年、ナノサイズの構造体を基材表面上に作製することで、構造に起因する特異な機能を付与する技術が注目されている。このような技術を発展させれば基材上に、蛾の目の構造を模したモスアイ構造による反射防止フィルム等を作製することも可能である。本研究では、レーザー光の干渉と光重合技術を組み合わせることで、金型やフォトマスクを必要としない微細構造体の新規作製手法の確立を目指した。ナノサイズの構造体を利用して、表面に機能を付与する技術が注目を集めている。特に光の波長以下のサイズの微細な突起を無数に並べた周期構造体は基材表面で光の反射を抑制することができるため、テレビや太陽電池、LED等の表面に応用されている。このような微細構造体を作製する方法として、ナノインプリント法が活用されている。ナノインプリント法はナノサイズの構造をもつ精密な金型を利用して、微細な構造体を作製する手法である。一方、光を用いる直接描画法による微細構造体の作製手法では、光強度の空間分布を制御して構造体を作製するため金型が不要である。金型は作製コストが高く、一度作製してしまうと微調整が難しいことが問題視されている。また、金型から抜くときに微細構造体が破壊する問題点も抱えているため、作製方法の改善が求められていた。本研究では、鋳型を用いることなく微細な構造体を作製可能な方法の開発を目指して、レーザー光の干渉と光重合反応を組み合わせた、金型やフォトマスクを必要としない直接描画型の微細構造体の作製手法の開発を目標としている。このような作製手法の確立を目指して、405 nm半導体レーザーによる4光束・干渉光学系を開発し、その光を基材と反応溶液の界面に照射した。光学系はシャッターを用いて、1光束から4光束までの光を選択的に基材と反応溶液の界面に照射できるようにした。このような新規開発した装置を用いて、基材の表面に微細な構造体を形成することを試みた。反応溶液には、アクリル系のモノマーと光ラジカル開始剤を混合させたものを採用した。その結果、2光束を干渉させた場合は縞状の構造体を、また3光束もしくは4光束を干渉させた場合はドットアレイ状の構造体を形成することができた。構造形成の際、反応液に含まれる開始剤濃度を高くするほど、周期構造体を容易に形成できることが明らかとなった。金型を用いることなく微細構造体を作製可能な手法の開発を目指して、本研究ではレーザー光を用いた4光束・干渉光学系を新規に構築し、構造体の形成を試みた。光源には安価で汎用性が高い波長405nmの半導体レーザーを採用した。4光束・光学系では、1つのレーザー光を4つに分岐し、基材表面でそれぞれの光を重ね合わせることでレーザー光を干渉させた。新規開発した装置は、1光束から4光束のレーザー光を選択的に反応溶液に照射することができる。2光束を干渉させた場合には縞状の光パターンを、また3光束もしくは4光束を干渉させた場合にはドットアレイ状の光パターンを形成することができる。反応溶液には多官能のアクリル系モノマーに、光ラジカル開始剤(2-イソプロピルチオキサントン)を添加したものを用いて検討を行った。基材側から光を照射することで、反応溶液はシランカップリング剤で修飾されたガラス基材上で重合反応が進み構造体を形成した。詳細な検討を行った結果、構造形成には反応液に含まれる開始剤濃度の影響が大きいことが明らかとなった。開始剤濃度が飽和濃度に近い場合にのみ、数100nm周期の縞状・ドットアレイ状の構造体を形成させることができた。構造体の確認には、レーザー顕微鏡を用いた。また、本研究で得られた知見をフューズドシリカ基材に応用することで、内壁表面に機能性薄膜を作製することにも成功した。微細構造を作製する際には鋳型を用いる方法が一般的であるが、鋳型のコストが非常に高いこと、また鋳型を抜く際に微細構造物が壊れやすいなどの問題点があった。また一度鋳型を作製してしまうと、改良することが難しいなどの問題点を抱えていた。本研究では、鋳型を用いることなく微細構造体を簡便に作製可能な手法の開発を目指して、レーザー光を用いた4光束・干渉光学系を構築し構造体が形成できるか検討を行った。開発した装置は、1光束から4光束のレーザー光を選択的に反応溶液に照射することができる。2光束を干渉させた場合には縞状の光パターンを、また3光束もしくは4光束を干渉させた場合にはドットアレイ状の光パターンを形成することができた。開始剤濃度が飽和濃度に近い場合にのみ、数100nm周期の縞状・ドットアレイ状の構造体を形成することができた。また、ここで得られた表面処理技術を応用して、キャピラリー内壁にあるフューズドシリカの表面処理についても検討を行った。

本検討で得られた表面処理方法を応用することで、表面コーティング可能なことを確認した。処理したキャピラリーに電圧を印加したところ、表面コーティングなしでは分離できない、DNAの分離もキャピラリー内で行うことができた。今後は得られた知見を、様々な分野に応用していく。近年、ナノサイズの構造体を基材表面上に作製することで、構造に起因する特異な機能を付与する技術が注目されている。このような技術を発展させれば基材上に、蛾の目の構造を模したモスアイ構造による反射防止フィルム等を作製することも可能である。本研究では、レーザー光の干渉と光重合技術を組み合わせることで、金型やフォトマスクを必要としない微細構造体の新規作製手法の確立を目指した。今後は、反応溶液組成の最適化を図ることで、光の干渉を利用した周期構造体の制御因子を探る。また、周期構造体のゲル化検討も行うことで、多様な微細構造を作製できないか検討を行う。ゲル化検討については、安価で汎用性がある波長405 nmの半導体レーザーを用いて反応溶液の組成検討を行う。次にマッハツェンダ型の干渉光学系を用いて、縞状周期構造体で構造体の周期の縮小を図り、数ミクロンメートル周期の構造体の形成が可能な条件を検討する。さらに本研究で構築した光学系を用いて、数百ナノメートル周期までサイズダウンできるかについても検討を行う。また、これらの知見を活かして、フューズドシリカ内壁へ表面被覆方法が転用できないかについても検討を行う。フェーズドシリカを内壁とするキャピラリーは分析用途で多用されているが、表面被覆によりゼータ電位の制御が求められている。本研究で得られた知見が、ゼータ電位の制御に活かせないかについても引き続き検討を行っていくとともに、分析用途に活用できないか検討を行う。本検討で得られた知見については、学会発表等を通して広く公表するとともに、国際論文誌等に詳細を積極的に報告していく予定である。表面光化学
新生殖技術の倫理的妥当性に関する基礎的研究-生殖意識のジェンダー差異調査を中心に

本研究は、新生殖技術の倫理的妥当性を検討するために、主として新生殖技術に対する男性の意識を「自然」という指標で問う調査を行った。この調査結果とこれまで行ってきた女性の意識とを比較検討し、新生殖技術が「自然/自然でない」と認識されている要因を検討している。さらに、生殖技術の倫理性を検討するにあたり、「生まれること」の存在論的検討を行った。前者の600名の男性に対して行われた調査から、男性は女性に比べて「技術による生殖」に対して「自然でない」と意識していることがわかった。さらに男性にとって生殖が「女性の問題」とされていることを確認した。後者の研究結果は論考に譲る。日本における新生殖技術の臨床実施に対しては法的規制はない。とりわけ、体外受精における提供胚や代理懐胎などは親子関係を複雑にすることから日本産科婦人科学会では会告での実施を否定しでいる。しかし、かなりの日本人が海外でこれらの生殖を行っている。日本国内でも一医師が提供卵による生殖や代理懐胎・出産を実施している。法的規制のないまま実施され続けることは、これまで生きられてきた親子関係に混乱と変更を迫るようになることが予測される。本研究では、新生殖技術の実施がどのように受けいれられているのかを「自然」という指標で検証し、その倫理的妥当性を探ることを目的として行っている。代表の浅井は過去、新生殖技術に対する女性の意識をその「自然観」とう調査を4回行った。この研究では初めて、新生殖技術に対する男性の「自然観」を問う調査を行った。調査は、日本全国の600名の男性の回答を得た(インターネットによる調査)。調査結果は現在集計中であるが、有意な結果が予測される。まず、体外受精を行った人、その結果子どもを得た人が67パーセントいた。現在、日本における出生数は100万人ほどであるが、その2パーセント以上が体外受精児であることから、今回の調査は妥当な結果であることが了解される。また、提供配偶子、代理懐胎に関しては概ね否定的であった。これは過去の調査した女性の意識と合致する。生殖における近代家族の性愛に対する意識が強く現われていると見ることができるだろう。この調査では、同性のパートナーかいる被検者がいた。海外ではホモセクシュアルの人々が新生殖技術を使って子どもを得ている。今後日本でも、このような人々の生殖への回路が開かれるかどうか検討する必要があると思われ、新たな課題を見出した。平成23年2月に行った「男性不妊調査(回答数600)」の集計を終了し、分析を行ってきたが、一部調査結果に納得のできないところが生じたため追跡調査を行うべく繰越申請を行った。その間、調査結果の分析において統計学および本調査研究に適格な協力者(梅田直美)を得ることができたため、再分析を行い極めて有意義な分析結果を得たので再調査は行わずに既存の調査結果の再分析に集中した。23年度に明らかになったことは、以前に行った不妊治療に対する女性の意識と比較した結果、男性は、女性に比べて「不妊」すなわち「子どものいない人生」を受け入れる傾向があることがわかった。また、パートナーをもたない男性は、もっている男性に比べて「生殖補助医療:ART」を否定的に捉える傾向が見られた。しかし、総合的みれば、人工授精や体外受精・顕微授精に対する自然観については、「自然でない」とする否定的意識は女性に比べて低いという結果を得られた。つまり、不妊治療としてどのようなARTを受け入れるかはパートナーである女性が主導権をもっており、男性はパートナーの女性の選択に協力しているという姿勢が見られた。とはいえ、記述回答からは、不妊治療に積極的な男性の意識も読み取ることができた。さらに、第三者が介入するARTに対する自然観に影響を与えている因子は「夫婦」であった。つまり、子どもは「夫婦」の遺伝的つながりを必須要件としているといえる。これは、女性の意識調査と同様であり、夫婦の遺伝的子どもを得ることが第一であり、第三者の卵や子宮を借りることが第二の問題であることがわかった。また、同性パートナーのいる男性は3名いたが、遺伝的子どもをもつという選択肢全員もっていなかった。同性パートナーのいる人々が自分の遺伝的子どもをもつことを可能とする生殖補助医療を受けていくことのあるアメリカの事情とは異なる結果であり、今後の検討課題とした。現在、日本には先端生殖技術の臨床に対する法的規制はない。体外受精児が年間2万人以上誕生している状況において、この技術が惹起する倫理的問題は放置されたままである。たしかに「不妊治療」に対する女性の意識は明らかにされつつある。しかし、命の誕生を根本的に問う視点は不問に付されたままである。

本研究は、先端生殖技術がどのように運用されるかは、まずもって私たちの社会が命の誕生に対してどのような倫理的意識をもっているかを明らかにする必要があると考えた。それは、「和田心臓移植」問題が明示化した、命を対象とする科学技術への倫理的問いが真摯に問われる必要があるという認識に基づいている。筆者らはこれまで先端生殖医療(生殖補助技術)に対する女性の意識を「自然」という指標において捉え、命の誕生とそれに介入する科学技術のあり様を検討してきた。この研究では、先端生殖技術に対する男性の意識を同じく「自然」という指標において捉える調査を行い、私たちの社会が先端生殖技術をどのような倫理的水準で捉えているかを明らかにすることを目的としてきた。結論としては、まず、先端生殖技術に対する倫理的意識は男女ともにそれほどの差異はなく、男女とも遺伝的につながった子どもをもつことを倫理的であると意識していることが明らかとなった。また、不妊治療は、妊娠・出産を担う女性がおおむねリードしているように理解されてきたが、体外受精は「命をつくる」ことに対する男女の意識差を捨象する方向に向かっていることが理解された。すなわち、女性が自らの身体内で「命を芽生えさせる」という意識はみられず、男性と同様に命を「つくる」という意識をもっていることが男性の意識との比較において明らかとなった。「命をつくる」という意識がもつ倫理的水準について検討し、日本における新生殖技術に対する法的規制の可能性について考察することができた。調査結果の精密な分析を行うことにより、当初目的をおおむね達成することができた。予測しない新たな研究成果としては、新生殖技術に対する男性の意識は、女性に比べてより客観的な傾向を示していることがわかった。つまり、当事者性が低いということである。ただ、第三者がかかわる生殖に対しては、女性と同様、消極的傾向を示した。男性の不妊治療に対する意識に影響を与えている要因をより精密に分析する方向で研究を進めている。24年度が最終年度であるため、記入しない。600名の男性に行ったARTの自然観に対する調査の結果については、ほぼ分析を終了することができた。唯一残っているのは、自由記述の分析である。平成24年度は、本研究で得られた、ARTに対する男性の自由記述と過去に行った同様の調査で得られた女性の自由記述を丹念に比較考察する予定である。
骨粗鬆症患者の転倒を予防する運動療法

高齢の骨粗鬆症患者に多く見られる円背は、歩行姿勢に変化をもたらし歩行時の下肢の負担も変える。この研究では、脊柱の前弯によって引き起こる歩行の変化と下肢の筋力低下の関係を検討した。研究はカナダのカルガリー大学(平成12年)と広島大学(平成13年)の2施設で行った。カルガリー大学では、骨粗鬆症患者を含む50歳以上の女性13名(骨粗鬆症患者6名、健常人7名)を対象にした。広島大学では60歳以上の健康な高齢者20名(男性9名、女性11名)を対象にした。計測は、施設によって機器の違いはあるものの、脊柱の前弯、最大膝伸展筋力、下肢関節可動域、動作解析装置を用いた下肢関節モーメントの計測を行った。計測の結果、歩行時に体幹が前傾姿勢をとる者ほど、膝伸展モーメントが増大することがわかった。また、これは脊柱の前弯の程度や骨粗鬆症の有無に影響を受けないばかりではなく、股関節、膝関節、足関節の関節可動域とも、最大膝伸展筋力とも関係なく独立して起きていた。膝関節の負担を増大させるような、歩行時の体幹の前傾がなぜ起こるのか、その原因は今回の研究では明らかにできなかった。しかし、筋力の低下や脊柱の変形とは関係がないという今回の結果から予測すると、中枢による運動制御の関わりが強いのではないかと考えられた。以上の考察から転倒を予防する運動療法を考えた場合、一般的に行われている筋力強化運動では歩行時の姿勢を改善する効果は得られないと思われる。むしろ、直立した姿勢を意識して歩かせたり、適切なフィードバックを与えるなどして行う歩行練習の方が、歩行姿勢の改善には有効であるかもしれない。高齢の骨粗鬆症患者に多く見られる円背は,歩行姿勢に変化をもたらし歩行時の下肢の負担も変える.この研究では,脊柱の前弯によって引き起こる歩行の変化と下肢の筋力低下との関係を,シミュレーションと臨床例の測定から検討した.シミュレーション実験では,屈曲姿勢での歩行と,脊柱を伸展した歩行を作成し逆動力学的に関節モーメントを計算した.臨床例の検討では,50歳以上の女性13名(骨粗鬆症患者6名,健常人7名)を対象にした.脊柱の前弯は,自由定規を使い脊柱の彎曲を計ることで定量化した.大腿四頭筋の伸展筋力はバイオデックスを用いて計測し,最大値を体重で補正した値で最大筋力を評価した.歩行の計測は三次元動作解析装置(モーションアナリシスシステム)と床反力計(キスラー)を使い,得られたデータより関節モーメントを計算した.シミュレーション実験の結果では,屈曲姿勢での歩行の場合,伸展歩行に比較して歩行時の伸展モーメントが大きかった.臨床例で調べた結果も同様に,前弯の程度が大きい群で膝の伸展モーメントが大きかったが有意差は見られなかった(前弯の大きいグループの平均:0.71Nm/kg,前弯の小さいグループの平均:0.67Nm/kg).前弯の程度が異なる2群で大腿四頭筋の最大筋力を比較すると,前弯の大きいグループの方の平均が1.41Nm/kgで小さいグループの平均1.69Nm/kgを下回っていた.シミュレーションの結果から屈曲姿勢の歩行では大腿四頭筋への負荷が増すと考えられるので,前弯の大きい群で見られた筋力の低下は,歩行時の負担の増加による歩行習慣の縮小により生じた可能性が示唆された.今回,被験者を用いた実験で有意な差が見られなかったのは,被験者の前弯の程度にそれほど大きな差がなかったことが一因として考えられる.今後,前弯の程度の大きい被験者を増やして検討する必要がある.高齢の骨粗鬆症患者に多く見られる円背は、歩行姿勢に変化をもたらし歩行時の下肢の負担も変える。
サブサハラ・アフリカに適した「低投入環境保全型グリーンレボリューション」の構築

ウガンダで実施された農家調査、栽培試験、湿地開田試験より、天水及び簡易灌漑による稲作が低投入持続型であり、小農の所得向上に寄与するものであることを検証した。さらに、サブサハラにおける農業活動の進展が周辺の河川湖沼湿地等の環境に与える影響を明らかにするため、これらの水的環境の質の変化をクロロフィル-a、全リン、全窒素より推定するモデルをヨーロッパ大陸の湖のデータより構築した。これらの結果を総合することにより「低投入環境保全型」農業モデルの要件を明らかにする。サブサハラ・アフリカ(SSA)における緑の革命を実現するための諸条件を明らかにするため、本年度は以下の研究を計画し、実施した。(1)SSAの農業を生産・消費の両面から精査し、主幹的作物であるコメについて、SSA農業におけるその位置づけ並びに緑の革命の必要性を明らかにする、(2)灌漑開発は、SSAの緑の革命においても同様な役割を期待されているが、アジアと大きく異なる環境の下で、いかなる灌漑開発が社会経済的並びに環境保全的な観点から適切であるかを明らかにする、(3)SSAの畑作作付体系の中に新作物としてネリカ米(陸稲)を導入する可能性並びにそれがもたらす社会経済的・環境的帰結を明らかにする、(4)畑作作付体系の中でコメの最適栽培方法を明らかにする、(5)開発された低投入環境保全型陸稲技術を農家に普及する効果的方法を明らかにする、(6)SSAで進んでいるネリカ米を含む食料作物、野菜や花卉等の園芸作物作付の拡大が環境に与える影響を明らかにする。(1)については、既往研究の整理、二次資料の収集を終わり、SSA各国においてコメは極めてマイナーな作物であるが、都市部を中心とする需要が急増しており、現金作物として農家にとって重要な作物となっていることが明らかとなった。(2)に関しては既往文献、一次資料、二次資料を用い、SSAにとって適した灌漑開発は大規模プロジェクトではなく、雨水収穫、圃場における土壌水分の活用を図るマイクロ灌漑を含む小規模灌漑開発であることを明らかにした。(3)についてはパイロット農家調査より、ネリカ技術が小農に適したものであり、農家所得の向上、農村における貧富の格差の縮小に貢献することが明らかになった。これらの結果をさらに検証するために、より大きな規模で調査を実施する準備を進めた。(4)については圃場試験を開始し、(5)については予備調査を実施した。(6)については、ビクトリア湖の水質変化から農業の環境負荷の変化を推定するための資料収集を行った。・昨年度実施したベンチマーク・サーベイ及び農家調査について、データのとりまとめと分析を行い、農家の作付体系、陸稲栽培の生産構造を明らかにし、ネリカ米の収量が従来の品種に比較して高いこと、特に窒素肥料反応性がアジアの緑の革命を担った改良品種と比肩しうる高さにあること、連作は収量を有意に減少させること、有機質肥料を使用することで稲作を含む畑作作付体系の持続性を高めうる可能性を明らかにし、論文として公表した。また収量の規定要因を確定することにより示すとともに、ネリカ米技術が小規模農家に適したものであり、その導入が農村における貧富の差の縮小にも貢献することを明らかにした。さらにウガンダ全土を対象に行われた天水依存型稲作農家の調査結果を利用して、稲作の地域的普及の実態、その生産構造を分析し、稲栽培のエコロジカル・タイプとして西部は陸稲、東部が水稲主体となっていること、どちらのタイプにおいても降水量が重要な収量規定要因となっていることを確認した。・ウガンダを始めとするサブサハラ・アフリカにおける緑の革命にとって先導的要因である灌漑のあり方について、大規模な灌漑システムから小規模灌漑システム、天水地域における環境保全型各種雨水ハーベスト法、土壌水分保全利用法までを含む、多様な開発の可能性について現地調査並びに文献調査を行い、この地域に必要とされ同時に適切な灌漑開発は大規模な灌漑プロジェクトではなく小規模・極小規模の灌漑開発・水利用プロジェクトであることを明らかにし、論文として公表した。・首都圏周辺における畑作農業・大規模エステート型園芸農業の展開がビクトリア湖の水質にいかなる負荷を与えているかを明らかにするため、ヨーロッパの湖沼についてchlorophyllと総窒素、総リン酸の関係について解析し、水中の窒素並びにリン酸がchlorophyllを規定するモデルを同定し、そのモデルが日本の湖沼についても適用可能であることを明らかにした。さらに、このモデルをGISデータと連携させることにより、GISデータよりビクトリア湖の水質変化を同定する方法を開発した。NERICAの14期連作試験データより、1無肥料では稔実歩合、1000粒重の減少により収量は減少するが、連作障害は生じず、長期連作が可能であること、2化学肥料を堆肥とともに施用すれば収量の低下も生じないこと、従って3陸稲栽培の持続性が高いことを明らかにした。