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CERN加速器を用いて行う基本物質の相転移と新素粒子の研究

CERNの加速器で世界最高のエネルギー200A GeVまで加速される^<16>Oおよび^<32>Sイオンビームと原子核との衝突の中心部において瞬間的に発生する超高温・超高圧状態で実現すると考えられる核物質のクォークグルーオンプラズマへの相転移の有無を検出し,その性質に関する新しい知見を得ると共に,この反応で生成されるチャーム粒子等の重いフレーバークォークを含む新素粒子の生成率の変化を調べ,物質の基本的階層における物理法則を探ることを目的とする.7月に日本から送付した富士写真フイルム社製の原子核乳剤を用いて, 8月からCERNの塗布室で原子核乾板を製作して, 17個の標的チェンバーを組み立てた.これらを用いて9月下旬にCERNーSPS加速器からの200A GeVの高エネルギー^<32>Sイオンビームを照射する実験を行い,約百万個の反応を記録した. 10月上・中旬にCERNの現像室で規定の処方に従って照射剤の原子核乾板を現像し,名古屋大学に返送した.これらの乾板は,自動解析装置に適合するように5cm×5cmのミニプレートに切断し,同一標的の同一部分に属する各8枚のミニプレートを各1枚の透明プラスチック板に展開接着した.測定解析の約半分をヨーロッパ側が引き受けることになったので,その分のミニプレートを12月上旬にCERNに送付した. ^<32>Sイオン反応の測定解析は,標的と組み合わせたカウンターの情報処理(ヨーロッパ側の分担)結果を受け取った後に本格的に開始する.本研究の予備実験として1986年度にCERNで収集記録した^<16>Oイオン・原子核反応約百万個の測定解析を本年度に行っている. 200個以上の二次粒子の生成を含む激しい中心衝突と考えられる反応を優先的に解析した結果,このような反応ではチャーム粒子の生成率が普通の反応に比較して大きい可能性が示唆された.また,生成粒子の方位角分布にある種の特徴が有ることが示唆された.これらの傾向が本物であることを確かめるには,統計を増すと共に普通のイオン反応及び陽子・原子核反応との比較が必要である.同じエネルギーの陽子の照射実験を行う可能性についてCERN当局に打診したところ, 1988年4月に実施することを認められたので,実施計画を修正し, 3月にそのための準備を行い, 4月に照射実験を行うことを追加した.^<16>O, ^<32>S,陽子反応の解析結果は, 1988年度以降まとまり次第順次共同研究論文として出版する.CERNの加速器で世界最高のエネルギー200A GeVまで加速される^<16>Oおよび^<32>Sイオンビームと原子核との衝突の中心部において瞬間的に発生する超高温・超高圧状態で実現すると考えられる核物質のクォークグルーオンプラズマへの相転移の有無を検出し,その性質に関する新しい知見を得ると共に,この反応で生成されるチャーム粒子等の重いフレーバークォークを含む新素粒子の生成率の変化を調べ,物質の基本的階層における物理法則を探ることを目的とする.7月に日本から送付した富士写真フイルム社製の原子核乳剤を用いて, 8月からCERNの塗布室で原子核乾板を製作して, 17個の標的チェンバーを組み立てた.これらを用いて9月下旬にCERNーSPS加速器からの200A GeVの高エネルギー^<32>Sイオンビームを照射する実験を行い,約百万個の反応を記録した. 10月上・中旬にCERNの現像室で規定の処方に従って照射剤の原子核乾板を現像し,名古屋大学に返送した.これらの乾板は,自動解析装置に適合するように5cm×5cmのミニプレートに切断し,同一標的の同一部分に属する各8枚のミニプレートを各1枚の透明プラスチック板に展開接着した.測定解析の約半分をヨーロッパ側が引き受けることになったので,その分のミニプレートを12月上旬にCERNに送付した. ^<32>Sイオン反応の測定解析は,標的と組み合わせたカウンターの情報処理(ヨーロッパ側の分担)結果を受け取った後に本格的に開始する.本研究の予備実験として1986年度にCERNで収集記録した^<16>Oイオン・原子核反応約百万個の測定解析を本年度に行っている. 200個以上の二次粒子の生成を含む激しい中心衝突と考えられる反応を優先的に解析した結果,このような反応ではチャーム粒子の生成率が普通の反応に比較して大きい可能性が示唆された.また,生成粒子の方位角分布にある種の特徴が有ることが示唆された.これらの傾向が本物であることを確かめるには,統計を増すと共に普通のイオン反応及び陽子・原子核反応との比較が必要である.同じエネルギーの陽子の照射実験を行う可能性についてCERN当局に打診したところ, 1988年4月に実施することを認められたので,実施計画を修正し, 3月にそのための準備を行い, 4月に照射実験を行うことを追加した.^<16>O, ^<32>S,陽子反応の解析結果は, 1988年度以降まとまり次第順次共同研究論文として出版する.
幾何学的力学系理論の進展と量子系のトポロジー

量子系のパラメータ変化に伴うエネルギー固有値の変化を研究した。具体的には、2次元Kramers-Dirac oscillatorと称する4x4行列の形で表されるディラック作用素を定義し、その固有値、固有状態を具体的に計算した。エネルギー固有値の族は、パラメータ変化に拘わらずに常正の値をとる固有値からなるバンドと、常に負の値をとる固有値からなるバンド、そして、パラメータ変化に伴って正から負に変わるエネルギー固有値とに分割される。この作用素は、Quantum spin Hall効果を説明するモデルとなりうる。また、自由(外場のない)3次元ディラック方程式を半径Rのボールの中で考えて、境界の2次元球にAPSさらにchiral bagと呼ばれる境界条件を課したものに対して、やはりパラメータ変化に伴うエネルギー固有値の変化を研究した。固有値の全体は、正のバンド、負のバンド、そして正から負、負から正に変化する2つの固有値の族とに分割される。また、半径が十分大きいときには、正または負のバンドの属するエネルギー固有値は互いに接近していて、総体として、古典的に取り扱うことが可能となる。その結果、3次元古典的運動量空間上で定義されるエルミート行列が導かれる。その固有値の固有空間に関連して、ある写像の写像度が定義でき、それが、パラメータ変化に伴って、臨界点の前後で不連続的に変化する。その変化量が、元の量子系のエネルギー固有の変化度を表す量であるスペクトル流と一致することを示した。これは、関連する個体物理の分野では、バルク・エッヂ対応と呼ばれるものに相当する。研究実績の項目で書いたように、パラメータ変化に伴うエネルギー固有値の変化についてすでに2件の研究成果を得ている。今後とも、同様の方針で、パラメータ変化に伴うエネルギー固有値変化について、モデルを色々と変えながら、研究を続ける。特に、バルク・エッヂ対応は、物理学でもホットな話題なので、数学としての議論を具体的に推進したい。残額が少額なので,次年度に繰り越すことに問題はないと考える。この額を消耗品に使う予定。
新たな口蓋形成手術法の開発のために必要な口蓋帆挙筋の支配神経と筋線維構成の解析

本研究は生理学的および解剖学的な事実に立脚した口蓋形成手術の改良あるいは開発を行うために、ラットを用いて口蓋帆挙筋の機能特性を明確にすることを目的としている。平成11、12年度には口蓋帆挙筋の運動および感覚ニューロンの機能特性や形態学的特徴について、電気生理学的手法およびhorseradish peroxidase神経標識法を用いて検討した。ラットの口蓋帆挙筋支配する運動神経細胞は、同側の疑核内で吻尾的レベルの異なる2つの細胞集団として観察され、吻側の細胞集団はBotzinger Complexに相当し、尾側の細胞集団はrostral ventral respiration groupに位置していた。これらの結果は、口蓋帆挙筋が呼吸に関連して活動するとした電気生理学的実験結果と一致した。また口蓋帆挙筋の感覚神経細胞体は同側舌咽迷走神経複合神経節に観察され、その一次求心線維は同側の孤側核に投射した。これらの結果は、口蓋帆挙筋が孤側核で統合される咽頭や喉頭からの感覚情報の影響を受けることを示唆した。平成13年度は免疫組織学的手法を用いて、口蓋帆挙筋の筋線維構成について検討した。その結果、口蓋帆挙筋の筋線維は抗fast抗体および抗slow抗体陽性の筋線維が混在する領域と、抗fast抗体のみ陽性の筋線維で構成される領域の2つの領域に区分されることが明らかとなった。以上平成1113年度の研究成果より、ラットの口蓋帆挙筋が筋繊維の免疫学的特性から2つの領域に区分されたことは、同筋が疑核内の局在の異なる2つの細胞集団によって運動支配されることと対応していると考えられ、また弧側核で収斂する感覚情報も相まって、口蓋帆挙筋が呼吸や嚥下などの多様な動作に対応して活動していると考えられた。本研究は、生理学的および解剖学的な事実に立脚した口蓋形成手術の改良あるいは開発を行うための基礎研究として、口蓋帆挙筋の機能特性を明確にすることを目的としている。今年度は、疑核における運動神経細胞の局在を詳細に分析するとともに、一次求心線維の細胞体の局在および中枢投射部位についてHRP神経標識法を用いて検討した。実験にはwistar系ラットを用いた。口蓋帆挙筋を支配する神経枝にHRP-WGAを注入後、灌流固定を行い、脳幹と舌咽迷走複合神経節を摘出した。凍結横断連続切片を作製し、HRPを可視化した後に、光学顕徴鏡で観察し以下の結果が得られた。1,運動神経細胞の中枢局在HRP標識細胞は注入部同側の疑核に観察され、吻尾的に2つの独立した細胞集団を形成していた。吻側の細胞集団は、obexから吻側へ約2.6mm2.9mmの範囲に観察され、平均細胞数は4.2個、平均細胞直径は17.1士2.0μmであった。尾側の細胞集団はobexから吻側へ約1.3mm1.9mm、平均細胞数は13個、平均細胞直径は18.3±1.6μmであった。なお、両者の平均細胞直径には統計学的有意差を認めた。この結果は口蓋帆挙筋の複雑な機能を反映するものと思われるが、この点については次年度以降に明らかにしていく予定である。2.一次求心線維の細胞体の局在および中枢投射部位HRPに標識された一次求心線維の細胞体は、注入部同側の舌咽迷走神経複合神経節に平均3.5個観察された。

HRP標識終末は、obexから吻側へ約0.24mm0.72mmの範囲で両側の孤束核に観察された。この投射様式は、筋線維の約半数が正中を越えて重なり合うことによってmuscle slingを形成する口蓋帆挙筋の解剖学的特徴に起因すると思われた。本研究は、生理学的および解剖学的な事実に立脚した口蓋形成手術の改良あるいは開発を行うために、ラットを用いて口蓋帆挙筋の機能特性を明確にすることを目的としている。今年度は口蓋帆挙筋筋紡錘求心線維の口蓋帆挙筋運動ニューロンへの入力様式について電子顕微鏡により観察するとともに、口蓋帆挙筋運動ニューロンの機能特性について電気生理学的な検討を加えた。実験には10週齢のWistar系ラットを用いた。塩酸ケタミン0.10.2mg/gの腹腔内麻酔下でラットの口蓋帆挙筋と同筋を支配する口蓋帆挙筋枝を剖出し、10%horseradish peroxidase-wheat germ agglutinin(HRP-WGA)を注入した。ラットを48時間生存させた後に灌流固定を行い、脳幹を摘出した。マイクロスライサーで厚さ80μmの連続切片を作製し、tetramethylbenzidine(TMB)反応にてHRPを可視化した。光学顕微鏡により、HRP標識細胞の分布部位を確認し、疑核内にHRP標識細胞を含む標本を1%オスミウム酸で固定後、エポン樹脂で包埋した。ウルトラミクロトームで超薄連続切片(40nm)を作製し、酢酸ウラニルとクエン酸鉛による2重染色を行い、電子顕微鏡にて観察した。その結果、HRPに標識された口蓋帆挙筋運動ニューロンとHRPに標識された一次求心線維軸索終末とのシナプス接合が認められた。電気生理学的には口蓋帆挙筋運動ニューロンからの吸気に同期した神経放電が観察された。本研究は生理学的および解剖学的な事実に立脚した口蓋形成手術の改良あるいは開発を行うために、ラットを用いて口蓋帆挙筋の機能特性を明確にすることを目的としている。平成11、12年度には口蓋帆挙筋の運動および感覚ニューロンについて電気生理学的特性や形態学的特徴を明らかにした。本年度は免疫組織学的手法を用いて、口蓋帆挙筋の筋線維構成およびその加齢変化について検討した。実験には1、3、10週齢のWistar系ラットを用いた。手術用顕微鏡下で口蓋帆挙筋を摘出し、急速凍結した後にクライオスタットで厚さ10μmの横断連続切片を作製した。固定後、3%過酸化水素水-0.05M Tris-HCl bufferと5%ウシ血清アルブミンで前処理を行い、一次抗体として抗ミオシン重鎖マウスモノクロナール抗体(抗fast、抗slow、抗neonatal)、二次抗体としてビオチン標識抗マウスイムノグロブリン・ヤギ抗体を用いて免疫組織染色を行った。メチルグリーンで核染色を施した後、光学顕微鏡像をデジタルカメラシステムを介してコンピューターに取り込み、各筋線維の構成比率を計測した。その結果、口蓋帆挙筋の筋線維は抗fast抗体および抗slow抗体陽性の筋線維が混在する領域と、抗fast抗体のみ陽性の筋線維で構成される領域の2つの領域に区分された。また、筋線維構成比率は1、3、10週齢の間で有意差を認めなかった。この結果は、口蓋帆挙筋が呼吸や嚥下機能と深く関わっているため、出生時にはすでに筋線維が分化しているものと考えられた。
静脈と動脈化することによる切断組織再接着術の生着メカニズムの解明

本年度の研究により次のことがわかった.(1)移植組織への血液の流入、流出血管を共に静脈にとっても良好な条件下の移植組織内では動脈系にも毛細血管にも血流は存在している。(2)流入流出血管をともに静脈に取った移植組織内では、流入流出静脈間の交通静脈をシャントする経路が最も抵抗が小さいと考えられる。流出静脈を1本よりも2本にしたときのはうが当然抵抗の少ない交通静脈の数も増え、チェンバーのついている耳介遠位部まで到達する血流量は減少すると考えられる。言い換えれば、流入静脈より準出静脈ヘシャントしてしまうような経路は少なく細い方が末梢循環には良いといえる。従って、静脈皮弁の中でも通過静脈型(flow-though type)は、流入した血液のほとんどが短絡して流出してしまうため基本的に末梢循環の悪い皮弁といえるだろう。(3)流入静脈、流出静脈を同一にしても、チェンバー内に観衆される血流が、1.血流安定群、2.血流不安定群、3.血流を全く認めない群に分かれてしまったのは何故だろうか。流入動脈圧の個体差、静脈分布(走行)パターンの個体差が考えられるが、振り替えって考えると、特に前者が大きな原因の1つではないかと考えている。(4)流入静脈を移植組織内で結紮しても遠位部まで血液は流れ得る。このことはすなわち静脈弁が正常に機能して血液の逆流を完全に遮断していても血液はそれを迂回して遠位部まで到達しうることを示唆している本年度の研究により次のことがわかった.(1)移植組織への血液の流入、流出血管を共に静脈にとっても良好な条件下の移植組織内では動脈系にも毛細血管にも血流は存在している。このことはすなわち静脈弁が正常に機能して血液の逆流を完全に遮断していても血液はそれを迂回して遠位部まで到達しうることを示唆している
医療用、非平衡大気圧マイクロセルプラズマのモデリング

マイクロサイズのプラズマが工学的に利用される時代をむかえている。本研究のゴールはバイオ医療技術に使用するためのマイクロセルプラズマの数値シミュレーションコードの開発にあった。非平衡RFプラズマのプラズマ特性とその機能は、偏微分方程式で記述した数密度保存、運動量とエネルギーの緩和、ならびに、マクスウェル方程式からなる支配方程式系の数値解法から研究する手法が慣用的である。この方法は歴史もあり確立されている反面、任意の複雑な境界を有するリアクター内のプラズマ特性を解明するためには課題もある。本研究課題、マイクロサイズのプラズマ特性は境界条件の影響を強く受けながら実現されるものであり、境界条件の取り扱いが鍵となる。そこで、本研究では先の偏微分方程式で記述できる支配方程式系を、積分方程式系に変換した後、これを数値解法する新しい手法を提案している。本研究で対象とするバイオ医療用マイクロセルプラズマは熱の影響を極力減じた非平衡性の高いプラズマ機能を発現させるのがデザイン原理である。そこで、この積分手法から、容量結合型Ar,13.56MHzマイクロセルプラズマをモデリングし、大気圧、最低維持状態におけるプラズマ特性を初めてシミュレーションすることに成功している。具体的には、最低維持状態におけるRFプラズマは1012cm^<-3>の数密度を有し、プラズマの維持は主に、準安定励起原子(Ar^*)と電子との電離衝突によりおこなわれる、いわゆる2段階過程で実現されることなどを明らかにしている。今後はさらにガス温度分布などの制御をモデリングから実現し、安全なバイオプラズマ医療機器を実現したい。マイクロサイズのプラズマが工学的に利用される時代が到来しようとしている。受け入れ研究員(真壁)は一個のマイクロセルに効率よく高密度プラズマを維持する研究を継続している。本研究は大気圧プラズマのモデリングの専門家であるvan Dijk博士とともに、大気圧で動作するマイクロセルプラズマの構造とその動作を解明し、内視鏡と整合性がいい医療用多目的マイクロセルプラズマを開発することを目的としている。H14.12月から慶応大学で研究に参加したvan Dijk博士は、1)まず慶応大学で開発した緩和連続モデルによる低温プラズマモデリング手法を修得している(H14.12-H15.2)。2)マイクロセルの基礎過程からセル自身が高温となることが予想されるために、現在、ガス温度と中性ガス流れを解明すべく、原料ガスの温度とガス流れをモデルに取り入れる作業を行なっている(van Dijk)。3)マイクロセル内に効率よくプラズマを生成し維持するためには、プラズマ駆動周波数をHFからVHF帯へ上げ、しかも容器壁損失を減少させるデザインが必要である。真壁はこのデザインをセルの幾何形状を電子を溜め込む構造にして実施した。現状での課題は超高周波電源の維持電圧が未だ高いことである。今後、最適化とガス温度の効果を明らかにし、当初の目的を達成したい。
国際環境と戦後日本

五十嵐班の1994年度の活動においては、1994年度研究実施計画に従い、アジア・太平洋地域の戦後の国際秩序の形成・定着過程が実証的に分析され、これまでの研究成果と合わせて総合的な考察がなされた。その第一は、国際政治経済体制の主流の側面であるブレトン・ウッズ体制の形成および定着、冷戦の起源およびアジアへの波及に関する理論枠組みの完成である。これに加え第二に、東・東南アジアの独立と独立後の発展および極東委員会に関する実証的検証が行われた。最終的に、これらの研究結果が総合的に把握され、日本が戦後適応していった国際環境が、いかに形成され定着していったかが明らかにされた。研究会は次の通り実施された。9月23日「戦後初期における『日本要因』-ソ連・中国からみた日本」石井明(東京大学)1月20日「戦後外交と戦後構想-重光葵を中心に」波多野澄雄(筑波大学)「国連と戦後外交-国連加盟への道」井上寿一(学習院大学)2月15日「スティムソンの国際主義理念の再検討」中野博文(広島大学)「日本社会党と対外経済関係」中北浩爾(東京大学大学院)3月22-23日「占領下日本の国際的地位」五十嵐武士(東京大学)合評『岸信介』(原彬久著)五十嵐班の1992年における活動は以下のとおりである。最初に提出した研究計画にもあるとおり、研究初年度にあたる本年は各メンバーがそれぞれの分担範囲に関する先行業績の検討および資料の収集を行い、個別に研究を進めていった。資料収集に関しては、特に1950年代に重点をおいた。これは、アメリカを中心とする現在の資料の公開状況からみても、先行業績のカバーする範囲が主として50年代以前にとどまっていることから考えても妥当なところであろう。研究会については、上述の活動をふまえて、現在最も研究が進んでいる戦後アメリカの外交政策の研究状況を把握することに重点をおき、主要な研究の著者を招いて議論を行った。研究会は三回開催した。第一回目は、日本大学国際関係学部助教授の加藤洋子氏による「アメリカの世界戦略とココム」という報告である。加藤氏の議論は、戦後アメリカの政治経済体制の形成を共産圏に対する戦略物資の貿易統制という観点から分析した斬新なものである。第二回目は、成蹊大学法学部助教授の西崎文子氏による「アメリカと国際秩序」という報告で、西崎氏は戦後世界秩序の中心といってよい国際連合の形成にアメリカがどのようにかかわったかという分析を行った。両氏の研究は共に、我々の目指している「国際政治経済体制の形成および展開」の分析における、形成の部分に関する重要な議論を提供してくれた。そして第3回目は、代表者の五十嵐武士が対日講和の過程にみられる日米関係の人種・民族問題を報告した。さらに、五十嵐班は研究内容の近い北岡班と、研究会において相互の交流をはかっている。92年は京都産業大学の吉川洋子氏による「日比賠償交渉の展開」という研究会に出席し、国際政治経済体制と日本の関りについて貴重な示唆を得た。五十嵐班の1993年度における活動は、1993年度研究実施計画に従い、戦後日本をとりまいていた国際環境の分析に関して以下のとおり行なわれた。第一に、前年度に引き続き、ブレトン・ウッズ体制および冷戦のアジアへの波及に関する理論的枠組み完成のための研究を進展させた。第二に、東側陣営の対アジア政策に関する理論枠組みについても検討を進めた。本年度の中心的課題である東・東南アジア諸国の独立およびその後の発展については、国際秩序の周辺的な側面から分析がなされた。各国の国内政治・経済・社会構造の実証的分析、およびこれらの構造と国際政治体制との関連、域外大国との関係に関する総合的研究が行なわれた。さらにアジア太平洋地域の地域的国際秩序の形成と発展については、予定通り継続的な資料収集が行なわれた。極東委員会に関する実証的分析も進められた。研究会は本年度中に5回開かれた。研究活動における相互交流をはかるため、研究会は研究内容の近い北岡班と合同で開催された。これらの研究会の報告者と題目は次のとおりである。7月2日「日本のGATT加入とその国際環境」赤根谷達雄(筑波大学社会科学系)10月22日「アメリカの封じ込め政策」佐々木卓也(関東学院大学法学部)12月17日「日ソ国交回復をめぐる国際政治過程」田中孝彦(一橋大学法学部)2月4日「沖縄返還をめぐる政治と外交」河野康子(法政大学法学部)以上五十嵐班の1994年度の活動においては、1994年度研究実施計画に従い、アジア・太平洋地域の戦後の国際秩序の形成・定着過程が実証的に分析され、これまでの研究成果と合わせて総合的な考察がなされた。9月23日「戦後初期における『日本要因』-ソ連・中国からみた日本」石井明(東京大学)1月20日「戦後外交と戦後構想-重光葵を中心に」波多野澄雄(筑波大学)

「国連と戦後外交-国連加盟への道」井上寿一(学習院大学)2月15日「スティムソンの国際主義理念の再検討」中野博文(広島大学)「日本社会党と対外経済関係」中北浩爾(東京大学大学院)3月22-23日「占領下日本の国際的地位」五十嵐武士(東京大学)合評『岸信介』(原彬久著)
アマダイ科魚類の雌雄性と採卵技術

まず本研究ではシロアマダイとキアマダイの天然標本について、雌雄の別、体長、年齢、成長を比較した。その結果、これらの2種のアマダイ科においても雄が大型であること、雌と雄の中間の体長の雄個体で精巣卵が高頻度で出現することが判明した。これらのことから雌から雄への性転換が示唆されたが、周年にわたり比較的多数の生殖腺を調べたにも関わらず、機能的な卵巣から精巣へと転換中の組織像を示すものや、もと卵巣であったことを示す二次精巣は認められなかった。すなわち、これらの2種のアマダイ科魚類が性転換している可能性は低いと考えられる。次に雌雄による体長差であるが、耳石による年齢査定と成長についての検討を行った。アマダイ科魚類の耳石は年齢形質が読みとりにくく、正確にはさらに検討が必要であるが、現在までのところ雄の方が明らかに成長が早いことが明らかになった。すなわち、この両種で雄の方が大型であるという結果が得られたのは、雌雄の成長差によるものと思われる。さらに、精巣卵の出現であるが、日本栽培漁業協会若狭湾宮津事業場で種苗生産されたアカアマダイ稚魚の生殖腺を追跡調査した結果、アカアマダイは幼時にはすべて卵巣様生殖腺持つことが明らかになった(奥村・中園、未発表)。その後、一部の個体で卵巣組織にかわって精巣組織が発達し、残りの個体ではそのまま卵巣組織が成熟するものと考えられる。すなわち、アカアマダイでは雌雄同体性は見られるが、それは幼時のみである。比較的小型の雄で精巣卵が高頻度で認められるのは、恐らく幼時の卵巣の卵母細胞が発達しつつある精巣内に取り残されたものではないだろうか。事実、精巣卵は退化的傾向が強く分裂像や成熟している像は認められなかった。本研究の重要な成果は、アカアマダイの産卵行動を観察できたことである。アカアマダイは夜明け前に雌雄がペアになり産卵した。さらに、従来分離浮性卵とされていた本種の卵は、産卵直後には粘液に包まれていることが判明した。申請者らは研究発表の欄に記載したように、多くの魚の産卵行動を調べているが、アカアマダイのように粘液に包まれた浮性卵は極めて稀である。この粘液は2、30分の内に消失したが、この粘液が受精にどの様に関与するか詳細に検討することにより、受精率向上につながるものと思われる。(1)アマダイ科魚類の雌雄性長崎県深浦漁協よりシロアマダイ、鹿児島市魚市場よりキアマダイ、京都府宮津魚市場よりアカアマダイの標本を購入し、その生殖腺の組織切片を作り検討中である。今までの結果によると、いずれの魚種でも雄は大型で小型個体が得られない、雌雄の体長が重複する範囲内で両性生殖腺を持った個体が出現することなどから雌から雄に性転換している可能性がある。

しかしながら、決定的な性転換の証拠である二次精巣や卵巣から精巣への転換を示す組織像は未だ得られていない。現在、雌雄の体長差が何故生じるか明らかにするため、それぞれの魚種について年齢査定を行っている。(2)採卵技術日本栽培漁業公社若狭湾宮津支所では100トン水槽にアカアマダイ親魚約200尾(性比不明)を飼育し採卵を試みてきたが、大量の卵が得られるにもかかわらず、受精率が1%以下と低く、種苗生産を行うには不十分であった。そこで、研究代表者は若狭湾に赴き、飼育状況と飼育魚の行動を観察するとともに、アマダイ科魚類の雌雄性からみて適当と思われる雄1尾、雌5尾の組み合わせを作った。その結果、受精率は約20%まで向上した。しかしながら、何故受精率が20%以上(すなわち雌1尾分以上)にならないのか現在のところ不明であり、水槽で飼育することの雄成熟への影響、卵の成熟状況および夜間に産卵するアカアマダイの産卵行動の観察方法について現在検討中である。また、飼育下のアカアマダイの性転換を明らかにするため、日本栽培漁業公社若狭湾宮津支所で性別のはっきりした個体に標識を付けて継続して飼育中である。長崎県深堀漁協より求めたシロアマダイ、鹿児島市魚市場より求めたキアマダイ、京都府宮津魚市場より求めたアカアマダイの雌雄性について検討を行った。その結果、これらの3種ではいずれも雄の方が最大体長が大きいこと、生殖腺には卵母細胞と精巣組織の両方を持つ両性生殖腺が高い頻度で出現することが明きらかとなった。これらの雌雄による体長差と両性生殖腺の出現は、これらの3種が雌性先熟の雄雌同体である可能性を示唆していた。しかしながら、今回これらの生殖腺を精査した結果、精巣は二次構造を持たないこと、また両性生殖腺の卵母細胞の成熟程度はいずれも周辺仁期に留まっており、より成熟した卵母細胞の崩壊像を示す真の転換像ではないことが判明した。よって、アマダイ科魚類でみられる両性生殖腺の卵母細胞は、偶発的に精巣中に出現する精巣卵と判断された。さらに、雄雌による体長差は、耳石による年齢査定の結果、雌雄の成長と年齢の違い、すなわち雄の方が高齢または成長が早いことによることが判明した。よって、当初に仮定したアマダイ科魚類が雄雌同体で雌から雄へと性転換するという説は、妥当ではないと結論された。さらに、日本栽培漁業協会若狭湾宮津支所で飼育中のアカアマダイでも性の転換は確認されなかった。前年度に水槽内での産卵を確認したが、本年度は夜間の観察を行い、産卵行動がペア産卵であることを確認した。卵は粘液に包まれた浮性卵であるが、約1時間で分散してしまう。このような粘液に包まれた浮性卵をアカアマダイが持つことは初記録である。しかしながら、水槽で飼育したアカアマダイが産卵した卵は受精率が非常に低く、種苗生産上不都合である。よって現在この粘液物質の受精への役割も含めて、検討中である。まず本研究ではシロアマダイとキアマダイの天然標本について、雌雄の別、体長、年齢、成長を比較した。その結果、これらの2種のアマダイ科においても雄が大型であること、雌と雄の中間の体長の雄個体で精巣卵が高頻度で出現することが判明した。これらのことから雌から雄への性転換が示唆されたが、周年にわたり比較的多数の生殖腺を調べたにも関わらず、機能的な卵巣から精巣へと転換中の組織像を示すものや、もと卵巣であったことを二次精巣は認められなかった。すなわち、これら2種のアマダイ科魚類が性転換している可能性は低いと考えられる。次に雌雄による体長差であるが、耳石による年齢査定と成長についての検討を行った。アマダイ科
ヘルスリテラシーとストレス対処力の形成により生涯学び成長する介入モデルの開発

平成30年度は、以下6つのことに取り組んだ。1.理論的基盤の整理:ヘルスリテラシー(以下、HL)向上に有望とされる介入について、IROHLAが開発した包括的なHL介入モデルを中心に、理論的基盤の整理を行った。2.コミュニティカフェを対象とした調査:HLを向上する可能性が高い介入の一つであるコミュニティカフェに着目し、コミュニティカフェの活動内容とヘルスリテラシーの関連について文献検討を行い、コミュニティカフェを対象にインタビューを実施した。質問紙調査を計画している。3.女性のセルフヘルプグループ(以下、SG)を対象とした調査:女性のHLを向上する可能性が高い介入の一つとしてSGに着目し、SGとエンパワメントについて文献検討を行い、質問紙調査を計画した。4.高校生を対象とした調査:高校生のHLの獲得に関連する経験及び資源に関する文献検討を行い、質問紙調査を計画した。5.HL及び健康生成力SOCのWebアンケート調査:Webサイト「健康を決める力」のトップページやSNSなど各種メディアから調査協力への案内を見た人を対象に、HL・SOCと意思決定のスキルや情報の信頼性の確認の実施有無、健康や医療の情報源に関する利用意向並びに既存のコンテンツの閲覧状況との関連を明らかにし、HL・SOC向上のためのコンテンツ開発の資料とする調査を計画した。6.HLと情報源、サポート資源、健康情報の見極め方に関する質問紙調査:実施した質問紙調査について前年度から引き続き分析を行い、学会にて成果発表を行った。調査や介入モデルの開発に着手している。1.理論的基盤の整理:2019年度も継続して実施を予定している。2.コミュニティカフェを対象とした調査:質問紙調査により、コミュニティカフェの活動内容とヘルスリテラシーについて調査を行う。3.女性のセルフヘルプグループを対象とした調査:質問紙調査により、女性のセルフヘルプグループとエンパワメントについて調査を行う。4.高校生を対象とした調査:インタビュー調査及び質問紙調査により、高校生のヘルスリテラシーの獲得に関連する経験と資源について調査を行う。5.HL及び健康生成力SOCのWebアンケート調査:2019年度の実施を予定している。平成28年度は、1.文献検討、2.高いヘルスリテラシーとストレス対処力を持つ人々(高齢者)へのインタビューの実施及び調査票の作成、3.ニュメラシーとリスク情報に関するWeb調査の実施に取り組んだ。1.文献検討:ヘルスリテラシーの向上のために国際プロジェクトIROHLAで、今後有望としてリストに挙げられている海外の介入について文献を収集し、介入プログラムとして検討を行った。また国内で行われている既存の介入(カフェやグループでの学びあう場)について、ヘルスリテラシーの観点からリスト化を行った。2.高いヘルスリテラシーとストレス対処力を持つ人々(高齢者)へのインタビューの実施及び調査票の作成:特に介入を受けなくても学び自立している高齢者が、人生で培った知恵や経験を社会に還元する活動を行っている一般財団法人ライフ・プランニング・センターの「新老人の会」の会員を対象にHLS-EU-QとSOCへの回答とインタビューを実施した。高いヘルスリテラシーやストレス対処力を有している人々が、どのような技やノウハウ、学び方、資源・ネットワークを活用しているかについて尋ねた。知識の習得方法としては、かかりつけ医とのやりとり、人生のライフイベント(自身の健康問題や人生の節目)、他者とのやりとり、社会問題(戦中戦後の出来事)などが確認され、これらの得られた項目を含め、調査票を作成した。3.ニュメラシーとリスク情報に関するWeb調査の実施:リスク情報を理解できるためには、どのような条件があればよいかを明らかにする目的で、ニュメラシーとリスク情報の理解度をWeb調査で測定した。リスク情報に対する情報理解(Verbatim understanding、Gist understanding)とニュメラシーを測定し、ヘルスリテラシー(HLS-EU-Q)、SOC、健康度自己評価、健康生活習慣との関連を分析中である。平成29年度は、1.ヘルスリテラシー向上のために有望とされる海外の介入の理論的分析、2.日本で実施されている既存の介入について調査の実施、3.高いヘルスリテラシーとストレス対処力の人々を対象とした調査の実施、4.ヘルスリテラシーと情報源、サポート資源、健康情報の見極め方について実施した質問紙調査の分析に取り組んだ。1.ヘルスリテラシー向上のために有望とされる海外の介入の理論的分析:EUでは2012年にHLS-EU-Qという世界初の包括的な質問紙を開発し、国際比較調査を実施している。翌年にはWHO欧州事務局から"Health literacy: The solid facts"でエビデンスをまとめて発刊し世界をリードしている。国際プロジェクトIROHLAはその一環で、介入を検討する材料として最適である。さらに、介入の幅広い普及を目的としており、日本での普及について検討した。2.日本で実施されている既存の介入について調査の実施:日本で既存の介入として、セルフマネジメントプログラムを実施している、日本慢性疾患セルフマネジメント協会に調査を実施した。3.高いヘルスリテラシーとストレス対処力の人々を対象とした調査の実施:特に介入を受けずとも、学び自立している高齢者が、人生で培った知恵や経験を社会に還元する活動を行っている、一般財団法人ライフ・プランニング・センターの『新老人の会』の会員を対象に、インタビュー調査及び質問紙調査を実施した。4.ヘルスリテラシーと情報源、サポート資源、健康情報の見極め方について実施した質問紙調査の分析:人がどのような情報源から、どのような資源を活用し、健康情報を見極めているか、ヘルスリテラシーとの関連を明らかにするため質問紙調査を実施した結果の分析を行った。

1.理論的基盤の整理:ヘルスリテラシー(以下、HL)向上に有望とされる介入について、IROHLAが開発した包括的なHL介入モデルを中心に、理論的基盤の整理を行った。2.コミュニティカフェを対象とした調査:HLを向上する可能性が高い介入の一つであるコミュニティカフェに着目し、コミュニティカフェの活動内容とヘルスリテラシーの関連について文献検討を行い、コミュニティカフェを対象にインタビューを実施した。質問紙調査を計画している。3.女性のセルフヘルプグループ(以下、SG)を対象とした調査:女性のHLを向上する可能性が高い介入の一つとしてSGに着目し、SGとエンパワメントについて文献検討を行い、質問紙調査を計画した。4.高校生を対象とした調査:高校生のHLの獲得に関連する経験及び資源に関する文献検討を行い、質問紙調査を計画した。5.HL及び健康生成力SOCのWebアンケート調査:Webサイト「健康を決める力」のトップページやSNSなど各種メディアから調査協力への案内を見た人を対象に、HL・SOCと意思決定のスキルや情報の信頼性の確認の実施有無、健康や医療の情報源に関する利用意向並びに既存のコンテンツの閲覧状況との関連を明らかにし、HL・SOC向上のためのコンテンツ開発の資料とする調査を計画した。6.HLと情報源、サポート資源、健康情報の見極め方に関する質問紙調査:実施した質問紙調査について前年度から引き続き分析を行い、学会にて成果発表を行った。調査や介入モデルの開発に着手している。平成29年度は、インタビュー調査により得られた項目から質問紙調査を実施する。それにより、介入によらずとも高いヘルスリテラシーやストレス対処力を有している人々の、その技やノウハウ、学び方、資源・ネットワークが明らかとなり、人々が生涯を通じて学び成長できる介入モデルの開発を推進することができる。1)ヘルスリテラシー向上のために有望とされる海外の介入の理論的分析:日本での普及について今年度も継続して検討する。2)日本で実施されている既存の介入について実施した調査結果の分析:H29年度に実施した調査について、今年度も引き続き、新規ベースライン及びフォローの調査を継続する。3)高いヘルスリテラシーとストレス対処力の人々を対象とした調査結果の分析:H29年度に実施した質問紙調査の結果を分析する。4)女性の健康関連学習グループへのヘルスリテラシー向上に関するインタビュー調査:女性の健康関連について主体的に学習するグループに対し、ヘルスリテラシー向上に関するインタビュー調査を実施する。5)ヘルスリテラシーと情報源、サポート資源、健康情報の見極め方について質問紙調査:実施した質問紙調査について、今年度も引き続き、分析を実施する。
大腸菌のDNA複製阻害薬の分子デザインに関する研究

本研究の目的は、試験管内oriCDNA複製系に対する新規阻害剤の探索を目指すものであった。すでに、研究代表者らは、大腸菌粗抽出液中に。複製開始タンパク特異的に阻害作用を示す活性を見いだしていたが、本研究においては、その精製を行った。その結果、阻害活性の実体の少なくとも一部は、DNAポリメラーゼIIIホロ酵素であることが明らかとなった。この結果は、DNA合成に預かるDNA複製酵素が、DNA複製開始を制御する活性を有することを初めて示したものである。さらに生化学的、このDNA複製阻害因子の作用は、DnaAタンパクのATP結合型からADP結合型への不活性化を促進することであることが分かった。それに加え、遺伝学的解析の結果、dnaN遺伝子の温度感受性株では、ATP結合型DnaAタンパクが蓄積することが示された。すなわち、本研究においては、生化学及び遺伝学のふたつの手法が同じ結論を導いたことになる。本研究で見いだされたoriC複製の阻害剤は、DNAポリメラーゼという高分子量の蛋白質であり、直接医薬品の候補として取り扱うことはできない。今後本研究で得られた基本概念を応用して、医薬品としてのoriC複製の阻害剤の探索を行うことが重要である。DnaAタンパクは、大腸菌の染色体DNAの複製開始因子である。研究代表者らは、DnaAがATP及びADPに対して、高い親和性を持つこと、並びに、ATP結合型は活性を持つが、ADP結合型は不活性であること、さらにDnaAタンパクに結合したATPは加水分解、されてADP結合型DnaAタンパクが形成されることを示している。本研究では、このDnaAタンパクへのATP結合を阻害することにより、大腸菌のDNA複製を止めるという作用を持つ抗菌剤の開発を目指した。それに先立って本年度においては、ATP結合活性を欠く変異DnaAタンパクを部位変異導入法により構築し、そのin vitro及びin vivoでの活性の有無を検討した。ATP結合タンパク質の研究によりすでに共通配列として同定されている、Walkerモチーフと呼ばれるアミノ酸配列に対して部位特異的変異を導入した。その結果、ATPに対する親和性が消失した変異タンパクを得ることができた。この変異タンパクは、複製開始部位への結合活性は、野生型DnaAタンパクと同様であったが、試験管内のoriC系での複製活性は、消失していた。さらに、この変異タンパクの発現によっては、温度感受性dnaA変異株の増殖を温度耐性とすることはできなかった。これらの結果は、変異を導入したアミノ酸残基がATP結合ばかりでなく、試験管内oriC複製系での活性ひいては細胞内でのDNA複製活性に必要であることを示唆している。したがって、DnaAタンパクへのATP結合は、、細胞内でのDnaAタンパクの複製活性に必要であると考えられる。ここで得られた成果は、DnaAタンパクのATP結合活性の阻害薬が細胞のDNA複製の阻害薬となることを示している。すでに、研究代表者らは、大腸菌粗抽出液中に、複製開始タンパク特異的に阻害作用を示す活性を見いだしていたが、本研究においては、その精製を行った。その結果、阻害活性の実体の少なくとも一部は、DNAポリメラーゼIIIホロ酵素であることが明かとなった。
PD-1欠損マウスを用いた自己免疫疾患の多重遺伝子変異解析

自己免疫疾患は多遺伝子疾患であるため、一つの遺伝子に注目するのではなく、複数の遺伝子による協調的な制御機構を解明することが必須である。最近我々は、免疫抑制受容体PD-1を欠損させたマウスが、マウスの遺伝背景により様々な種類の自己免疫疾患を発症することを見出した。そこで免疫制御に関与する分子を欠損させたマウスにPD-1欠損を導入することにより、各免疫制御分子の機能不全が自己免疫疾患発症に与える影響を増強し、効果的に解析できると予測した。昨年度までに、抗体のFc部分に結合する抑制性受容体FcγRIIBとPD-1の二重欠損マウスを作成したところ、約30%のマウスが両側性の水腎症を発症することを見出した。今年度は、FcγRIIB・PD-1二重欠損マウスにおける血清免疫グロブリン値の変化、T・B細胞活性化の変化等を解析し、これまでのデータとあわせて論文報告した(研究発表-2)。抑制性サイトカインであるIL-10を欠損させたマウスとPD-1欠損マウスを交配してIL-10・PD-1二重欠損マウスを、C57BL/6系統、及びBALB/c系統において作成した。これまでに他のグループからIL-10欠損マウスはコンベンショナル環境下においてのみ自己免疫性の腸炎を発症し、SPF環境下では自己免疫症状を示さないと報告されていたが、BALB/c-IL-10・PD-1二重欠損マウスはSPF環境下において激しい腸炎を発症し、15週齢までに全てが死亡した。腸内細菌に対する免疫寛容がPD-1欠損により破綻したために、腸内細菌に対して免疫応答が惹起され、SPF環境下でも腸炎が発症したものと考えられる。一方、C57BL/6-IL-10・PD-1二重欠損マウスは腸炎を発症しなかった。来年度は、腸内細菌に対する免疫応答を観察することにより、腸炎発症機序を詳細に検討する予定である。そこで免疫制御に関与する分子を欠損させたマウスにPD-1欠損を導入することにより、各免疫制御分子の自己免疫疾患発症制御における役割を増強し、効果的に解析できると予測した。抗体のFc部分に結合する抑制性受容体FcγRIIBとPD-1の二重欠損マウスを作成したところ、約30%のマウスが両側性の水腎症を発症した。水腎症を発症したマウスでは腎盂から尿管、膀胱にかけて激しい炎症を認めた。また、水腎症を発症したマウスの血清中には尿路上皮に対する自己抗体が検出された。そこで自己抗原の同定を試みたところ、自己抗原の分子量と組織特異性から、尿路上皮の進展性に必須の分子であるUroplakinIIIaが自己抗原の1つとして同定された。FcγRIIB・PD-1二重欠損マウスでは水腎症の他に抗壁細胞抗体の産生を伴う胃炎と、抗核抗体の産生が認められた。胃炎の発症はPD-1欠損単独でもみられ、FcγRIIBとの二重欠損で有為な差はみられなかったが、水腎症と胃炎の発症はFcγRIIB欠損にPD-1の機能不全が合わさった時に初めて認められた。これらのことから、ある種の自己免疫疾患ではPD-1とFcγRIIBが協調的に発症を制御していることが示唆された。複数遺伝子による自己免疫疾患制御機構を解明する上で、PD-1そのものの機能をより詳細に解析することは重要である。自己寛容成立・維持におけるPD-1の機能を解析し、PD-1がCTLA-4と協調してCD8陽性T細胞の自己寛容成立に必須の役割を果たしていることを解明し、論文報告した(研究発表-1)。

腸内細菌に対する免疫寛容がPD-1欠損により破綻したために、腸内細菌に対して免疫応答が惹起され、SPF環境下でも腸炎が発症したものと考えられる。一方、C57BL/6-IL-10・PD-1二重欠損マウスは腸炎を発症しなかった。来年度は、腸内細菌に対する免疫応答を観察することにより、腸炎発症機序を詳細に検討する予定である。
函数方程式の解の大域的研究

函数方程式の解の大域的研究を行った。とくに平均値,差分型函数方程式の解析的および代数的な解を求め解の分類問題とその応用の研究を行った。平均値型方程式は従来の方法では解けない方程式を多く含む。それ等の解析的,代数的な解法が要求されるが、その統一的な取り扱いが因難で著しい進展はみられなかった。そこで、問題をある方程式に限定して研究を行い、弱い解析的仮定のもとでの解法と解が得られた。さらに代数的な解法と一般解も得た。既知の平均値型方程式において、解析解までは求められていたが、代数的な一般解を得た。一方、差分型方程式においては、幾つかの方程式の解法を得、解の存在性と一意性について調べ、知られていた結果を改良した。また平均値型方程式と差分型方程式とも若干の新しい関連性を得、そして平均値型方程式の統一的解法と解の分類も若干の進展がみられたが、みるべき結果に達していない。応用面も含めて今後の研究課題としたい。実領域における函数微分方程式の解の漸近的性質の研究および与えられた微分方程式とその極限方程式の解の相互関係の研究を行った。特に極限方程式の解の全安定性に関連した常微分方程式における結果を、無限の遅れを持つ函数微分方程式に拡張し、望ましい結果が得られた。この結果は非自励系の安定性や概周期系の解の漸近的性質の研究に有効である。パターン認識の分野では一般逆行列が用いられる。この行列は非正則であるため、数値解析において安定性の考察が重要である。今回土器復元のモデルを用いて、大域的安定性について検討し、幾つかの成果が得られた。代数幾何学の見地から、可換環の成果を用いて代数方程式の局所解を大域化させる研究がなされ幾つかの成果が得られた。その他の分担者、協力者も各々の得意とする分野において関連する研究を進めて少なからぬ成果を得た。
寛解後炎症性腸疾患患者に残存する消化器症状発現メカニズムの解明

炎症性腸疾患(IBD:Inflammatory Bowel Diseaes)と過敏性腸症候群(IBS:Irritable Bowel Syndrome)は、腸管の器質的障害を伴うか否かの違いにより全く異なる疾患と考えられている。しかし、臨床的寛解期もしくは粘膜潰瘍が治癒している状態のIBD患者において、下痢、腹痛のようなIBS様症状を呈することが報告されており、腸管粘膜において透過性亢進や微小炎症の持続が生じていることがIBS様症状に寄与していることが示唆されている。また腸内細菌叢の異常や腸管透過性の亢進やIBDおよびIBSの病態に関連していることが示唆されている。本研究では、IBDの非活動期にIBS様症状を呈する患者における腸内細菌叢および腸管透過性の変化を明らかにすることを目的とし、それらの変化とIBS様症状の関連性を検討したいと考えている。本年度は腸内細菌叢と腸管粘膜透過性測定のためのシステム作りに着手した。加えて実際に本研究を行うために、兵庫医科大学倫理審査委員会での承認を完了した(2019年3月22日受付番号3158)。一方で動物実験では、大腸炎治癒後モデルを作成し、腸炎が肉眼的に寛解した様に見えても、組織気学的に微小炎症が残存している治験を得た。この成果はMol Med Rep. 2018で発表した。臨床研究開始の準備は整い、一方で動物実験での検証も済み、概ね研究は計画通りに進んでいる。既に兵庫医科大学倫理審査委員会の承認が完了したので、これから実際に患者をリクルートし、さらには研究を進めていく予定である。倫理審査の承認が予想以上に長引き、臨床研究の開始が遅くなたっため、予定していた経費の使用が少なくなった。しかしながら次年度は研究が確実に開始されるので、本年度使用されなかった経費は予程度通り使用される見込みである。
陽.陰両イオン記憶イオン交換体の創製

海水のように化学的に類似なイオンが多量に存在するイオン系(Na^+,Cl^ー)から価数の等しい同符号微量イオン(K^+,Br^ー)を選択的に分離採取することは容易ではない。そこで本研究において我々はK^+あるいはBr^ーイオンを選択的に採取するために,これら両イオンだけを記憶させた無機系イオン交換体を創製することを目的とした。1.トンネル構造を有するK_2W_4O_<13>を固相反応法で合成し,トンネル内のK^+イオンの一部をプロトンでイオン交換させたH_X^+K^+_<1ーX>W_4O_<13>中のH_X^+はNa^+,K^+イオン共存水溶液中のK^+イオンに対して選択性を有することを見出した。2.1000°Cの溶融反応により合成したタングステンブロンズ型構造のKNbWO_6中のK^+イオンをH^+でイオン交換した各種試料についてK^+記憶能を種々検討した結果,TーH_XK_<1ーX>NbWO_6に優れた特性のある事が判明した。かなわち,例えばTーH_<0.17>K_<0.83>NbWO_60.1gをK^+,Na^+共存水溶液40cm^3に加え25°Cで24時間反応させた結果,液中に共存するNa^+の量が増加しても,ほぼ一定量0.1mmol/lのK^+がイオン交換除去されること,換言すればTーH_XK_<1ーX>NbWO_6にはK^+に対する高選択性,すなわち,目的とするK^+記憶能という特性が秘められている事が判明した。3.我々が研究を進めている水酸アパタイト〔Ca_<10>(PO_4)_6(OH)_2〕の合成法を応用して,ブロムアパタイト〔Ca_<10>(PO_4)_6Br_2〕,鉛ブロムアパタイト〔Pb_<10>(PO_4)_6Br_2〕の合成に成功した。合成物中のBr^ーイオンを一部Cl^ーイオンでイオン交換させた試料(例えばPb_<10>(PO_4)_6Cl_<0.8>Br_<1.2>)中のCl^ーイオンが水溶液中のBr^ーイオンに対して選択性を有することを見出した。以上,本研究は萌芽的研究であり未だ十分な成果は得られていないが2.で述べた系はK^+記憶イオン交換体としておおいに有望であるし,3.の系も今後十分検討すればBr^ー記憶イオン交換体に発展可能と考えている。
高速光無線LANシステムを用いた次世代教育スタイルの提案と実証実験

本研究は21世紀型理数系教育のバーチャルユニバーシティの構築を目的として、以下の課題に取り組んだ。詳細を以下に示す。【平成16年度】(1)物理の講義と実験の連携をはかるための教材のコンテンツ化マルチメディアコンテンツのオーサリングツールAPSEMを用いて「ホログラフィ実験」の補助教材用コンテンツ開発を行った。これを用いて実証実験を行った結果、装置の取り扱いの質問が激減し、少人数のスタッフで丁寧な実験教育の可能性を示した。アンケート結果から、自分たちで実験を進められた達成感が得られたことがわかった。(2)光無線通信システムの性能検討ためのデータ収集日本女子大学と早稲田大学間(800m)の既設の光無線システムにおいて,視程データ、降水量などを継続的に取得し,天候依存性に対して検討を行った。その結果、年間を通し、99.9%の回線稼働率が得られ、0.1%の不稼動は年間を通じて断絶的に生じたものであった。また、光無線LANを用いて早稲田大学教授による通信の概要をライブによる形態の遠隔講義を行った。【平成17年度】(1)作成分散コンテンツの実運用化「光センシング」コンテンツを作成し、電気通信大学大学院とのeラーニングによる単位互換でも使用した。単なる個人学習にならないよう、共同作業、双方向性を有したコンテンツ構成とした。WebCTの検索機能を活用することで、書きこみ式キーワード集を作成し、ディスカッション機能を活用しながら、小グループによるコンテンツ作成を行った。また、素材をデータベース化し、複数の講義で共有できるシステムを構築した。(2)光無線を活用した3次元映像配信・動画像配信実証実験学内の別棟間(50m)に敷設されている光無線LANと日女大-早大間に敷設されている光無線LANを活用し、遠隔講義を実施した。また、学内の有線LANとも組み合わせたネットワークでの遠隔講義配信も行った。いずれも、映像の乱れがなく臨場感ある映像が配信でき、受講者からも大変好評であった。さらに、光無線の大容量配信の特徴を活かして、開発した3次元映像コンテンツ表示システムを用いた3次元映像の実時間配信を行った。詳細を以下に示す。(1)物理の講義と実験の連携をはかるための教材のコンテンツ化マルチメディアコンテンツのオーサリングツールAPSEMを用いて物作り実験として学生に人気のある「ホログラフィ実験」のコンテンツ開発を行い、これを用いて実証実験を行った。今回の対象は、物理情報分野の学生38名であり、1回の授業人数は8名(2グループ;@4人)で行った。実験授業は、物に触れること、共同作業することから学ぶことも多いため、対面授業とe-ラーニングを効果的に組み合わせたスタイルを提案した。テキストは、Web上に公開しているため、授業前に予習を促すために各自ダウンロードし、授業は、原理説明及び実験装置の取扱いのデモンストレーションは、対面式で行った。実験は、各グループのペースで進めることができる、e-ラーニングで授業を進めていった。しかし、補助教材だけでは解決できない問題については、助手が対応した。この提案したスタイルで実験授業を行うことにより、装置の取り扱いの質問が激減した。これは、少人数のスタッフで丁寧な実験教育の可能性を示したと言える。実験終了後、学生の原理・技術的理解度を調べるために、理解度チェックテストを実施した。