hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人間と情報メディア環境の相互作用の可視化とモデル化

コンピュータと通信ネットワーク技術の発展により、大量のかつ多様な情報が、人々の間で交換されるようになってきている。さまざまなメッセージを獲得しそして発信する人々は、「情報」で構成された世界が、自分たちの周りに広がっていることを感じている。コンピュータ・スクリーン上のダイナミックでインタラクティブな言葉の広がりによって作り出される、その世界を、本研究では「情報メディア空間」と呼ぶことにした。しかし、スクリーンと対面し仕事をする人々が、その「情報メディア空間」の仕組みを把握しそこで豊かな知的活動をすることは決して容易なことではない。そこには「わかること」に関するさまざまな問題が存在している。情報技術が実現するその空間を、人間の知的活動が自由に活力をもって結びつき広がる場、つまり人間の「環境」として形を与えることが不可欠となっている。本研究では、「情報メディア環境」をデザインするための枠組みを明らかにするために、人間と環境のインタラクション(相互作用)のモデル化を試みた。(1)人間と環境の相互作用に関する先行研究の可視化を行った。J.J,ギブソンが生態学的視覚論で展開した、物理空間における見え、つまり人間と環境の相互作用を中心に関連する議論をコンピュータに可視化した。その応用として、人間と情報メディア空間の相互作用のモデル化を行った。(2)実際の活動体験を可現化する研究では,人々の活動体験が情報メディア空間に翻訳されるときの表現特性を明らかにした。(3)協調活動の可視化研究では、コンピュータを利用する協調活動支援ツールのデザイン事例の分析から、情報メディア空間の構成要素の特性「主体,対象オブジェクト,場」それらの状態遷移のモデルが導かれた。身体をもった人間が、自己の認識と対象情報との言語的なインタラクションを遂行しながら、現実世界としての活動に言語活動を結びつけている場こそ、情報メディア環境であるということを考察することができた。人間とインタラクトする「情報メディア環境」とは、決してコンピュータ・スクリーンに閉じた世界ではない。物理空間と情報メディア空間が統合するモデルとしてそれをデザインする方法を築いていくことが今後の研究課題である。ネットワークの発展やシステムの多様化により、大量の情報がやりとりされるようになってきている。そこでさまざまな情報を獲得し発信する人間は、情報で構成された世界が周囲に広がっていることを知覚することが可能となっている。しかし、その世界は、そこに集い仕事をする環境として、われわれにとって分かりやすく使いやすいものとはなっていない。技術によって作り上げられる情報メデイア空間が、目的をもった環境としてどのようなかたちでわれわれに知覚され、人間がその環境の中でどのように振る舞い活動することができるのかを探索するために、人間と環境の相互作用の可視化、そして相互作用の動的な図式表現としてのモデル化についての研究を行った。情報メディア空間でのデザインを行うため、物理空間での物質と身体の相互作用の要素を、相互作用の可視化とモデル化を行うことで明らかにし、情報と認識の相互作用のありかたを探ることが本研究の目的である。本研究では物理空間および情報メディア空間内の活動の体験者自身が、環境と自分との相互作用の可視化表現を行い、実験者がその表現結果と表現過程を分析する。そこから活動体験の表現特性を一般化することによって、2種類の環境内にいる人間の視点から相互作用のモデル化を試みる方法をとる。平成9年度は物理空間と情報メディア空間における人間と環境の相互作用の可視化とモデル化を行った。

そこでさまざまな情報を獲得し発信する人間は、情報で構成された世界が周囲に広がっていることを知覚することが可能となっている。しかし、その世界は、そこに集い仕事をする環境として、われわれにとってわかりやすく使いやすいものとはなっていない。技術によって作り上げられる情報メディア空間が、目的をもった環境としてどのようなかたちでわれわれに知覚され、人間がその環境の中でどのように振る舞い活動することができるのかを探索するために、人間と環境の相互作用の可視化、そして相互作用の動的な図式表現としてのモデル化についての研究を行った。情報メディア空間のデザインを行うため、物理空間での物質と身体の相互作用の要素を、相互作用の可視化とモデル化を行うことで明らかにし、情報と認識の相互作用のありかたを探ることが本研究の目的である。本研究では、物理空間、及び情報メディア空間における活動の体験者自身が、環境と自分との相互作用の可視化表現を行い、実権者がその表現結果と表現過程を分析する。そこから、活動体験の表現特性を一般化することによって、二種類の環境内にいる人間の視点から相互作用のモデル化を試みる方法をとる。平成9年度は人間と環境の相互作用に関する先行研究の可視化とモデル化を行った。平成9-10年に、活動体験の可視化、協調活動の可視化、を行い、平成10年度はそれぞれに関してモデル化を行った。また、3つの可視化、モデル化を通して情報メディア空間のデザイン要素に関する考察を行った。
航空写真の色情報に基づいた森林管理計画

本研究の目的は、航空写真の色情報から森林の林分情報を推定することによって、森林を今後の管理方針別に、環境の均一なサイト単位でゾーニングすることである。まず、カラー空中写真の色情報を活用するため、バルーンを色指標とした斜面方位、傾斜度の輝度補正を試みた。まず、バルーンを写真に撮影したとき、バルーン上の任意の点が写真平面上のどの点に投影されるかを表現する幾何変換式を導出した。また実際に、白、緑、赤のバルーンを撮影し、その色濃度分布にどのような傾向があるかを分析した。その結果、バルーン上の点の法線と太陽方向のなす角、および法線とカメラ方向のなす角を変数とし、日射状況や画像レベルを4個のパラメータとする推定式により、寄与率74.798.7%の精度で、バルーン上の濃度分布が推定できることがわかった。次に、実際の空中写真に写し込んだバルーンの輝度分布をこの式に適用、パラメータを推定し、写真撮影時の日射環境や現像時の色変換の影響を評価することにより、斜面形状に応じた空中写真の輝度補正を行った。2mメッシュのDEMおよびデジタルオルソフォトマップにこれを適用したところ、斜面方位および斜面傾斜による日射環境が消去され、ほぼ適切な輝度のオルソ画像を作成することができた。また、そのRGB値と林分因子(林相・樹種・密度・林齢・胸高直径・断面積・材積・地位)を比較したところ、補正前のオルソ画像に比べて高い相関が得られた。以上の研究成果から、斜面方位等の地形条件をバルーン輝度に関するパラメーターに用いて航空写真の濃度を補正することにより、広範囲にわたって森林の林分情報を推定できることが示唆された。本研究の目的は、航空写真の色情報から森林の活性度を読みとる手法を確立し、森林を管理方針別にゾーニングすることである。研究は平成8年度および9年度の2カ年にわたって、バルーンによる航空写真の色濃度の補正、補正された色指標に基づく森林現況の評価、および森林管理への応用に関する調査、試験を計画している。平成8年度は1.バルーン表面の色濃度分布の評価方法に関する検討、2.GIS情報に基づく既存固定標準地の評価、3.既存固定標準地の類型化と森林管理方針の決定、の各種の試験を行った。1では様々な日射条件下において試験を行う予定であったが、第一回目の試験の際にバルーンが破裂し、追加試験ができなかった。第一回目の写真のみを用いた分析では、ピクセル単位の評価ではバルーン表面の色ムラと思われるノイズにより、日射環境による色濃度分布が正確に抽出されなかった。そこでバルーン表面をいくつかのゾーンに区切り、その区域内のピクセルの平均値で評価したところ、ある程度妥当な色濃度分布を得ることができた。今回はこのゾーニングに関する基準を特に設けなかったが、次年度に立体角に基づいたバルーン表面のゾーニング手法を一般化する。2では、固定標準地の位置を現地測量により計測、GISを用いて固定標準地の色濃度およびDEMを採取し、毎木調査結果と比較した。なお色濃度は、影や土の部分を除去するプログラムを作成、閾値レベルを検討した上で抽出、統計処理した。その結果、各標準地上の色濃度レベルは、特に斜面方位の太陽からの偏差角に対して相関が認められ(r=0.89)、また同一斜面においては地位と相関も認められた。すなわち、斜面方位別色濃度補正による全域的な林地生産力評価の可能性が示唆された。3については、固定標準地を林種別に地位、林道到達距離、樹齢、材質それぞれをパラメータとして10種余りにグループ化し、グループごとに今後の管理計画を策定した。これらの結果を基に次年度は、4.航空写真の色調の規準化、5.輝度補正式の導出、6.森林管理計画への応用手順、についての研究を行う予定である。
樹冠層における光合成推定モデルの評価に関する研究

樹冠層レベルの生理機能の評価:巨大な樹冠の光合成量、蒸散量のモデリングにおいて、重要な生理特性の空間分布を精度良く推定するため、野外において実験を行った。樹高22mを超える70年生ブナ樹冠を対象に、垂直、放射方向、方位に対して4分割し、生理特性と形態特性、光環境の変異を調べ、それらの関連性を生態生理学的な立場から解析した。光合成特性は樹冠の位置に関わらず相対的な光環境と高い相関があった。比葉重量と窒素利用効率は南北で大きく異なった。この実験と平行して、ブナ樹冠最上層の葉が強光時に日中低下を起こす原因を生化学的に考察した。葉面飽差の増大による気孔閉鎖が主な原因であることがわかった。この気孔閉鎖は細胞間隙内CO_2濃度の低下を引き起こし、光阻害の危険性を増大させるが、光呼吸の増加とキサントフィルサイクルによる熱放散によって光阻害を回避していると考えられる。林床レベルによる生理機能の評価:暗所に生育しているブナ苗木を順次明所に移して、ブナ苗木の光合成の光順応をしらべた。暗い環境で展開した葉は、明るい環境へと変化することで起こる光阻害とその回復過程が確認された。光阻害の程度は明るい光環境の勾配によって異なり、中程度の光環境ではP_<Nmax>が増加したのに対し、強すぎる光環境ではP_<Nmax>が低下した。P_<Nmax>が低下することなく光合成適応が起こるには適切な光環境があることがわかった。光合成モデリング:モデルの構成要素として生態生理情報(SLA、相対的な光量子量、(光合成)蒸散速度、葉の空間分布など)と個体の空間関係を取り込んだモデルに手を加え、それぞれのコンパートメントを構成するパラメーターの充実をはかった。千葉はFarquerモデルのチューニングを実施した。斉藤は樹皮呼吸の研究を進展させた。向井は樹冠レベル・林床レベルの生化学的な解析に必要な色素分析を通してキサントフィルサイクルのプールサイズを明らかにして解析を大きく進展させた。陽樹冠において、光や飽差が大きくなる日中に光合成速度が低下する原因については光阻害よりも飽差の増加による気孔閉鎖が原因であることがわかった。今後立地条件の違いなどを考慮したモデル作りへの対応が期待される。樹冠層レベルの生理機能の評価:新規に購入予定の物品の入手が遅れたため(9月下旬)、同様の機能を持つ装置を用いて切断法によって行った。葉内炭酸ガス濃度(Ci)と光合成速度の関係は400-450ppmで飽和する。海抜高、陽葉、陰葉に差がなかった。光合成速度と飽差の関係は、標高、陽葉・陰葉別、季節によって影響度合いが異なる。生育初期は明瞭ではない。開葉1ヶ月を経ると飽差に対して光合成速度は顕著に低下する傾向がある。生育後期には影響は小さくなることがわかった。林床レベルによる生理機能の評価:苗場山標高700mのブナ林床のgapとunderstoryに生育するブナを対象とした。模擬的なsunfleck(lightfleck)を再現し、sunfleckに対する光合成応答について調べた。background

PPFDが同じ場合、lightfleckに対する光合成応答はunderstoryの方がgapよりすみやかであり、understoryの方がgapより低いbackground PPFDですみやかに応答する。自然条件下において、このbackground PPFDに相当する散乱光強度はunderstoryの方がgapより低く、sunfleckに対する光合成応答は最大光合成速度に対する相対値で、ほぼ同じであると考えられる。光合成モデリング:モデルの構成要素として生態生理情報(SLA、相対照度、(光合成)蒸散速度、葉の空間分布など)を取り込んだモデルを考え、それぞれのコンパートメントを構成するパラメーターの取得を試みた。陽樹冠において、光や飽差が大きくなる日中に光合成速度は大幅に低下した。最大量子収率が低下せず気孔コンダクタンスが光合成とともに低下することから、光合成の低下の原因は光阻害ではなく飽差の増加による気孔閉鎖が原因であることがわかった。光合成速度の日変化を推定するためには、飽差が非常に重要であることがわかった。今後は継続していく気象データのパラメータ化およびそれらのチューニングの調整が重要となる。樹冠層レベルにおける光環境変化の評価:樹冠内部における空間的な光分布と葉の分布をサンスキャンを用いて調べた。光の分布と光合成速度の関係が指数関係で表現できることが判った。樹冠層レベルの生理機能の評価:巨大な樹冠の光合成量、蒸散量を推定する過程において、生理特性の空間分布を精度良く推定することは樹冠光合成の変異を考慮したアップスケーリングをおこなう上で極めて重要である。樹高22mを超える70年生ブナ樹冠を対象に、垂直、放射方向、方位に対して4分割し、生理特性と形態特性、光環境の変異を調べ、それらの関連性を生態生理学的な立場から解析した。光合成特性は樹冠の位置に関わらず相対的な光環境と高い相関があった。比葉重量と窒素利用効率は南北で大きく異なった。この実験と平行して、ブナ樹冠最上層の葉が強光時に日中低下を起こす原因を生化学的に考察した。葉面飽差の増大による気孔閉鎖が主な原因であることがわかった。この気孔閉鎖は細胞間隙内CO_2濃度の低下を引き起こし、光阻害め危険性を増大させるが、光呼吸の増加とキサントフィルサイクルによる熱放散によって光阻害を回避していると考えられる。林床レベルによる生理機能の評価:光合成モデリング:昨年に引き続き、モデルの構成要素として生態生理情報(SLA、相対的な光量子量、(光合成)蒸散速度、葉の空間分布など)と個体の空間関係を取り込んだモデルに手を加え、それぞれのコンパートメントを構成するパラメーターの充実をはかった。最終的な結果をにらんで、千葉はすでにFarquerモデルのチューニングを実施した。斉藤は樹皮呼吸の研究を進展させた。向井は樹冠レベル・林床レベルの生化学的な解析に必要な色素分析を通してキサントフィルサイクルのプールサイズを明らかにして解析を大きく進展させた。陽樹冠において、光や飽差が大きくなる日中に光合成速度が低下する原因については光阻害よりも飽差の増加による気孔閉鎖が原因であることがわかった。今後立地条件の違いなどを考慮したモデル作りへの対応が期待される。
タイにおける国民的官僚制の成立: 農業省官僚3000名の人事記録が物語ること

本研究はタイの農務省官僚の人事記録に基づいて、1940年以前のタイにおいて官僚制の徴募基盤が全国に拡大していたのかどうかを調べ、当時のタイにおいて国民が形成されていたかどうかを考察した。この人事記録には1921年時点の在職者並びにその後1940年までの入省者3022名分が含まれている。人事記録を使って、農務省官僚の出生地、父親の職業、学歴を調べた。出身地分布は、中部83.5%(総人口に占める割合は41.3%)、南部8.3%(人口12.9%)、東北5.1%(人口32.3%)、北部1.8%(人口13.5%)であることが分かった。大きな不均衡が看取される。とりわけ首都2県出身者は41.9%(人口6.4%)を占めていた。また高等官子息は24.9%とほぼ4分の1を占めていた。学歴の面では、(1)留学組、(2)国内高等教育組、(3)中等以下組に分けてみると、(1)は91名、(2)は130名であり、圧倒的多数は(3)であった。(1)のうち60%が首都出身、68%が高等官子息であり、(2)は51%が首都出身、36%が高等官子息であった。とくにエリートコースに乗った欧米留学組に限ってみると、首都出身者79.7%、高等官子息79.7%であった。高等官は男性人口の0.2%にも満たなかった。ここから、全体として中部、とりわけ首都の出身者が多く、地位が高くなるほど首都出身者と高等官子息の割合が高いことが分かる。しかも地位の高いものほど首都出身者が多かった。東北や北部が20世紀に入ってから首都の支配下に取り込まれたことを想起するなら、総人口の半分近くを占めるこれらの周辺地域住民にはまだ国民意識が生まれていなかったといえる。1940年のタイでは、官僚制はまだ国民化しておらず、国民形成も終わっていなかったのである。20世紀前半のタイ農務省官僚の人事記録データをタイ語版Excelを用いてパソコンに入力した。1921年時点での在職者ならびに1921年から1940年にかけての入省者であり、総数は3,026名であった。入力したデータは氏名、位階官等、父親の氏名、生年月日、出身地、最終学歴、入省の日付・ポスト・賃金、最終的なポスト・賃金(退職時あるいは1940年時点)である。データ入力作業と並行して、近代国家の形成に関する研究書を読み進めた。これにより、当時の官僚は半数近くが首都の出身者であることが判明した。また、学歴では中等教育を受けたものが圧倒的多数を占めており、中等教育の最終学年を修了したものは少なく、高等教育を受けたものも少ないことが分かった。ポストが高くなるほど、官僚の子弟で首都出身のものの割合が増えている。一握りの留学経験者にも同様な傾向がみられる。学校制度を通じて全国から有為な人材を徴募した明治日本よりも、白人が要職を握り中堅以下には現地人を登用した植民地官僚制に近いことが分かってきた。その一部については、東南アジア史学会全国大会(平成9年6月18日)とタイ・セミナー(同年7月20日)で報告した他、木村・広岡編『国家・民族・文明システム』(仮称、ミネルヴァ書房、編集作業中)の1章として寄稿した。

目下のところは、教育のデータは最終学歴しか入力しておらず不十分であるため、中等教育以上の学歴補足入力しつつある。今後は、これらのデータを用いて、タイにおける近代国家や国民国家の形成について考察を進める予定である。本研究は3022名の農務省官僚の人事記録に基づいて、1940年以前のタイにおいて官僚制の徴募基盤が全国に拡大していたのかどうかを調べ、当時のタイにおいて国民が形成されていたかどうかを考察した。その結果、官僚の徴募基盤には著しい偏りがあり、国民形成はとうていおぼつかない状況にあったことが分かった。総人口の6.4%を占める首都2県から全体の41.9%もの官僚が輩出されていた。逆に、総人口の32.3%を占める東北地方の出身者は5.1%、総人口の13.5%の北部出身者は1.8%にとどまっていた。出身地は入省時期が下るにつれて分散する傾向をみせたものの、1930年代になっても首都出身者が33.3%を占める一方、東北は4.8%、北部は5.4%にとどまっていた。しかも地位の高いものほど首都出身者が多かった。東北や北部が20世紀に入ってから首都の支配下に取り込まれたことを想起するなら、これらの周辺地域にはまだ国民意識が生まれていなかったといえる。次に、全体のほぼ4分の1が高等官(今日でいえば大卒以上の官僚)であった。当時高等官は官僚の5分の1にすぎず、男性人口の0.2%にも満たなかった。しかも高等官の中でもより地位の高いものの割合が多かった。このことは、出身階層にも著しい偏りがあったことを意味している。こうした偏りは教育に起因するところがあった。おおむね学歴が高くなるほど、首都出身者と高等官子息の割合が高まることが分かった。選り抜きのエリートである欧米留学者43名についてみると、79.1%が高等官子息、79.7%が首都出身であった。これは学校教育の整備が不十分であり、教育の機会に偏りが大きかったことによっている。
マラリア原虫ミトコンドリア特異的呼吸酵素群の分子構築と生理機能

本研究では寄生適応に必須な基本要素である各種代謝系のなかでも特にエネルギー代謝系に焦点を絞り、マラリア原虫ミトコンドリア電子伝達系の特異性を解析することにより、最終的に化学療法の標的として捉えたいと考えている。最近、活性を保持したミトコンドリアの単離法を確立し、これまで不可能とされていた生化学的アプローチを可能にした成果をふまえ、熱帯熱マラリア原虫におけるエネルギー代謝系を先端的なエネルギー転換系研究の視点から追求し、細胞質とオルガネラの協調的役割、また生活環におけるその変動を解析しマラリア原虫、ひいては寄生現象全般に共通する適応戦略の分子基盤とその多様性を明らかにする事を目的としている。平成13年度は以下の成果をあげる事ができた。(1)マラリア原虫複合体II(コハク酸脱水素酵素複合体)の酵素学的性質:複合体IIはTCA回路の酵素であると同時に呼吸鎖の脱水素酵素であり、両者を直接結ぶ重要な酵素である。また、ミトコンドリアのマーカー酵素としても知られている。単離したミトコンドリアを用いて哺乳類複合体IIとの酵素学的相違を解析した結果、阻害剤に対する感受性が大きく異なっている事が明らかになった。(2)マラリア原虫複合体IIの細胞内局在:鉄-イオウクラスターサブユニットに対する特異抗体を用いて行った蛍光抗体法による解析から、核、食胞そして細胞質と明らかに異なり、ミトコンドリアの局在を示すと考えられるシグナルが観察された。(3)マラリア原虫DHODH(ジヒドロオロト酸脱水素酵素)の酵素学的性質:通常、ピリミジン合成系の第4酵素であるDHODHはその還元力を呼吸鎖に伝達している。しかし、これまでその詳細な生化学的解析は行われていなかった。そこで、我々の方法で調製したミトコンドリアを用いて調べた結果、極めて高い活性が観察され、またスクリーニングにより天然物由来の特異的阻害剤を見い出す事ができた。
タロイモ類における酸性土壌耐性機構の解明

タロイモ類の中で主にサトイモ品種土垂(愛知早生)および品種〓芋におけるアルミニウム(Al)障害発現および耐性の機構に関する検討を進めた。その結果、〓芋は、土垂よりもAl耐性を有していることが示された。Alによる障害発現は、地上部よりも根において著しく認められた。根では、冠根の崩壊や特に根先端部の表皮組織の開裂が走査電顕で観察され、また、エバンスブルー染色により原形質膜損傷が根の先端部で顕著に発生することが明らかになった。根におけるAl含量は、〓芋よりも土垂で多かった。特に根の先端部では、Alが多量に集積されていた。さらに、Alが集積している根の先端部では、脂質過酸化が顕著に発生していることがシッフ試薬染色により示され、活性酸素が障害発現の一要因として強く関わっていることが推察された。本研究では、サトイモの根の先端部に限定して発達するシュウ酸カルシウム結晶を含む異型細胞(結晶細胞)が、皮層内の周辺部に管状に配置している構造「結晶細胞管状帯」を見出した。エリオクロムシアニン染色およびAl高感度標識蛍光試薬であるルモガリオンの処理により、根先端部内のAlは、この結晶細胞管状帯を境界に外側で多く、その内側では少なかった。また、結晶細胞内にもAlの集積が認められた。このことから、結晶細胞管状帯が、Alの根内部への進入を制限し、Al耐性機構に関与している可能性が示された。シュウ酸、リンゴ酸、クエン酸などの有機酸は、生体内外においてAlとキレートしてAlを無毒化させることが知られている。土垂と〓芋の根内部および根から分泌された各種有機酸の量は、両品種ともシュウ酸が顕著に多く、かつ、土垂よりも〓芋においてシュウ酸が多かった。サトイモではAl耐性にシュウ酸が強く関与していることが示された。本年度においては、下記の通り本課題を進展させるために有用な知見と改良点が得られた。タロイモ類は、根から根圏へアルミニウムイオンをキレートする蓚酸を分泌することでアルミニウムの毒性を回避していることが示唆されている。本研究で供試した各サトイモ品種の根の皮層では、発達した蓚酸カルシウムの結晶体を形成する異型細胞が多数存在する基本的形質が示された。これらの異型細胞において蓚酸の合成場所と考えられているプラスチドは、アルミニウム処理により対照区と比較して微細構造的差異が顕著に観察された。また、蓚酸カルシウム結晶体の形成は、アルミニウム処理により対照区と比較して抑制されることが認められた。根に多数存在する異型細胞は、蓚酸の合成に関与し、酸性土壌耐性に寄与している可能性が本研究から見出された。また、根におけるアルミニウムイオンの局在を検出する上で、急速凍結-真空凍結乾燥法とX線分析法を組み合わせる手法の確立を検討した。その結果、この手法は、微細構造レベルに至るアルミニウム局在の調査をする上で有効であることが判明した。さらに本年度では、アルミニウム処理がサトイモの根における蓚酸の分泌程度へ及ぼす影響に関する調査を試みた。しかしながら、計測機器の不具合もあり有用な結果は得られなかった。計測機器を調整した後、放射線同位体^<14>Cを用いた蓚酸を含む有機酸の局在場所の特定と共に来年度も引き続き調査の進行を図る予定である。タロイモ類の中で主にサトイモ品種土垂および品種〓芋におけるアルミニウムストレス障害発現およびアルミニウム耐性の機構に関する検討を進めた。その結果、〓芋は、土垂よりも顕著にアルミニウム耐性を有していることが示された。土垂におけるアルミニウムストレスによる障害発現は、地上部よりも根において著しく認められた。根では、冠根の崩壊や特に根の先端部において表皮組織の開裂が走査電顕で観察され、また、エバンスブルー染色により原形質膜損傷が根の先端部で顕著に発生することが明らかになった。根におけるアルミニウム含量は、〓芋よりも土垂で多かった。特に根の先端部では、アルミニウムが多量に集積されていた。さらに、アルミニウムが集積している根の先端部では、脂質過酸化が顕著に発生していることがシッフ試薬染色により示され、活性酸素が障害発現の一要因として強く関わっていることが推察された。本研究では、サトイモの根の先端部に限定して発達したシュウ酸カルシウム結晶を含む異型細胞が、皮層の周辺に管状に配置している構造「結晶異型細胞管状帯」を見出した。アルミニウムは、この結晶異型細胞管状帯の外側で多く、その内側では少なかった。このことから、結晶異型細胞管状帯が、アルミニウムの根内部への進入を一時的に制限している可能性が示された。土垂と〓芋の根における各種有機酸含量を測定したところ、両品種ともシュウ酸が多く含まれ、かつ、土垂よりも〓芋においてシュウ酸が多く含まれていた。根からのシュウ酸分泌量を検討する必要があるが、サトイモではアルミニウム耐性にシュウ酸が強く関与していると考えられた。今後は、結晶異型細胞管状帯の機能の検討や上記2品種を用いた遺伝子解析なども行う予定である。

その結果、〓芋は、土垂よりもAl耐性を有していることが示された。Alによる障害発現は、地上部よりも根において著しく認められた。根では、冠根の崩壊や特に根先端部の表皮組織の開裂が走査電顕で観察され、また、エバンスブルー染色により原形質膜損傷が根の先端部で顕著に発生することが明らかになった。根におけるAl含量は、〓芋よりも土垂で多かった。特に根の先端部では、Alが多量に集積されていた。さらに、Alが集積している根の先端部では、脂質過酸化が顕著に発生していることがシッフ試薬染色により示され、活性酸素が障害発現の一要因として強く関わっていることが推察された。本研究では、サトイモの根の先端部に限定して発達するシュウ酸カルシウム結晶を含む異型細胞(結晶細胞)が、皮層内の周辺部に管状に配置している構造「結晶細胞管状帯」を見出した。エリオクロムシアニン染色およびAl高感度標識蛍光試薬であるルモガリオンの処理により、根先端部内のAlは、この結晶細胞管状帯を境界に外側で多く、その内側では少なかった。また、結晶細胞内にもAlの集積が認められた。このことから、結晶細胞管状帯が、Alの根内部への進入を制限し、Al耐性機構に関与している可能性が示された。シュウ酸、リンゴ酸、クエン酸などの有機酸は、生体内外においてAlとキレートしてAlを無毒化させることが知られている。土垂と〓芋の根内部および根から分泌された各種有機酸の量は、両品種ともシュウ酸が顕著に多く、かつ、土垂よりも〓芋においてシュウ酸が多かった。サトイモではAl耐性にシュウ酸が強く関与していることが示された。
MAPキナーゼ系を構成するシグナル分子を標的とした細胞機能制御物質の開発

1.多くの癌細胞においてERK-MAPキナーゼ系の恒常的活性化が認められることより、ERK-MAPキナーゼ系を構成するシグナル分の機能を選択的に阻害する化合物が新しいタイプの「抗癌剤」となり得る可能性を検討した。その結果、MEK阻害剤、PD98059はERK-MAPキナーゼ系が恒常的に活性化されている癌細胞に対して選択的に、顕著なG1期集積に伴う増殖停止、さらに低頻度ではあるが癌細胞によってはアポトーシスの誘導を認めた。PD98059はヒト2倍体繊維芽細胞に対してもある程度の増殖抑制作用を示したが、それは薬物の除去によってすみやかに回復した。また、肝細胞増殖因子/MDCK細胞系を利用した解析より、ERK-MAPキナーゼ系はMatrix metalloproteinase (MMP)-9遺伝子の発現を介して、細胞運動亢進作用の制御にも深く関与していることを見出した。MMP-9は癌細胞に基底膜浸潤において重要な役割を演じていること、ERK-MAPキナーゼ系が恒常的に活性化されている多くの癌細胞においてはMMP-9の発現亢進が認められると同時にその運動性も亢進していることなどを考え併せた際、ERK-MAPキナーゼ系の選択的遮断は癌細胞の増殖抑制だけで無く、転移抑制にもつながる可能性が示唆された。2.茶葉から単離したポリフェノールの一種、(-)-epigallocatechin-3-gallate (EGCG)およびその類似化合物が、ERK-MAPキナーゼ系を選択的に遮断することを見出した。なお、EGCGなどの標的はMEK以外の分子である可能性が高い。また、既知のMEK阻害剤、PD98059の基本骨格をもとにして合成した誘導体の中では、2-(2-amino-3-methoxyphenyl) thiochromone、2-(2-amino-3-chlorophenyl) thiochromone等のチオフラボン誘導体がPD98059に比して有意に高いMEK阻害活性を有することを見出した。1.今年度は特にERK-MAPキナーゼ系遮断薬に注目し、まずERK-MAPキナーゼ系の特異的遮断が実際に「制癌」につながる可能性を検討する目的で、様々な癌細胞の増殖性に対するMEK阻害剤、PD98059の影響を調べた。その結果、PD98059はERK-MAPキナーゼ系が恒常的に活性化されている癌細胞株に対して選択的に、その増殖をほぼ完全に抑制することを見出した。周期動態の解析より、上記癌細胞においてはPD98059添加24時間でほぼ完全なG1期停止、48時間以降ではDNA含量の少ないSub-G1細胞の出現を認め、さらに96時間後ではアポトーシスに特徴的な核の分断化、クロマチンの凝縮、さらに核DNAのヌクレオソ-ム単位への断片化を確認した。PD98059はヒト二倍体繊維芽細胞に対してもある程度の増殖阻害作用を示したが、それは薬物の除去によって速やかに回復し、またアポトーシス様細胞の出現は決して認められなかった。これらの結果は、ERK-MAPキナーゼ活性が顕著に上昇している癌細胞に対して、それを特異的遮断する薬剤が実際に「制癌」につながる可能性を示唆するものである。2.茶葉より単離した種々のエピガロカテキンについてERK-MAPキナーゼ系、p38MAPキナーゼ系への影響を調べたが、現時点ではそれらを選択的に阻害する物質を見出すに至っていない。

1.ERK-MAPキナーゼ系が恒常的に活性化されている癌細胞株において、MEK阻害剤(PD98059、U0126等)処理でそれを選択的に遮断した際、顕著なG1期集積に伴う増殖停止を認めた。なお、上記細胞においてはDNA含量の少ないSub-G1細胞が出現し、そこではアポトーシスに特徴的な幾つかの現象(核の分断化、クロマチンの凝縮、核DNAのヌクレオソーム単位への断片化)が誘導されていることを見出した。MEK阻害剤はヒト二倍体繊維芽細胞に対してもある程度の増殖阻害作用を示したが、それは薬物の除去によって速やかに回復し、またアポトーシスを誘導することはなかった。すなわち、ERK-MAPキナーゼ活性が顕著に上昇している癌細胞に対して、その特異的遮が実際に「制がん」につながることを明らかにした。2.PD98059処理による上記癌細胞の増殖停止、アポトーシス誘導においては、CDK阻害蛋白質の一種であるp27^<Kip1>の発現量上昇が本質的な役割を果たしていることを明らかにした。3.茶葉より単離した種々のエピガロカテキンについてERK-MAPキナーゼ系、p38MAPキナーゼ系への影響を調べたが、現時点ではそれらを選択的に阻害する新規化合物を見出すに至っていない。1.HGF/MDCK細胞系を利用した解析より、ERK-MAPキナーゼ系がMMP-9遺伝子の発現制御を介して、細胞運動亢進作用の発現において必須の役割を果たしていることを見出した。MMP-9は癌細胞の基底膜浸潤において重要な役割を演じていること、ERK-MAPキナーゼ系が恒常的に活性化されている多くの癌細胞においてはMMP-9の発現亢進が認められると同時にその運動性も亢進していること等を考え合わせた際、ERK-MAPキナーゼ系の選択的遮断は癌細胞の転移制御にもつながる可能性が示唆され、これよりもERK-MAPキナーゼ系を構成するシグナル分子が今後の抗癌剤開発における絶好の標的分子であることを確認した。2.ERK-MAPキナーゼ系が恒常的に活性化されている癌細胞株において、MEK阻害剤でそれを選択的に遮断した際、顕著なG1期集積に伴う増殖停止を認めたが、それだけでは有意なアポトーシス誘導に至らなかった。そこで、他の作用機構を持つ薬剤と併用することでその抗癌作用が増強される可能性を検討した結果、MEK阻害剤とチューブリン重合阻害剤と組み合わせた際のみ、極めて顕著なアポトーシス誘導の増強を認めた。上記薬剤の組み合わせが癌細胞に対して顕著なアポトーシスを誘導する分子機構など、今後解明されるべき点も多く残されているが、本研究によりERK-MAPキナーゼ系遮断剤を基盤とした新規癌化学療法の開発に向けて大きな契機をつかむことができた。3.茶葉から単離したポリフェノールの一種、(-)-epigallocatechin-3-gallate (EGCG)およびその類似化合物が、ERK-MAPキナーゼ系を選択的に遮断することを見出した。なお、EGCGなどの標的はMEK以外の分子である可能性が高い。4.c-Jun N-terminal kinase (JNK)に対する特異的阻害剤として報告されたanthrapyrazolone誘導体、SP600125を合成し、その有効性を様々な培養細胞系において確認した。なお、SP600125が極めて難溶性であることにより、親水性基の導入、アミノ基の修飾等によってその水溶性の向上を図ったが、現時点では有効な誘導体の開発に至っていない。
在宅認知症高齢者に対するテレビ電話を用いた音楽療法に関する研究

認知症高齢者に対する非薬物療法は様々に行われており、患者のQOL向上や心理・行動症状(BPSD)の緩和に効果があると報告されている。我々は非薬物療法の中でも多数の効果が報告されている音楽療法に注目した。我々は患者の音楽の好みと音楽能力を考慮してオーダーメイドの音楽CDを作成し、そのCDを基にテレビ電話(Skype)を用いて、慣れ親しんだ在宅において音楽療法的介入を行った。テレビ電話による介入の前後で笑顔度(スマイルスキャン)やBPSD(BEHAVE-AD)の数値に改善傾向がみられた。研究代表者は2007年からインターネットのテレビ電話を利用して、在宅生活をおくる認知症高齢者とその家族へのコミュニケーション支援を行ってきた。その経験を活かし、本研究では介入内容として音楽に焦点を当て、音楽療法士の監修の下、馴染みのある在宅空間での音楽療法的介入を行ってきた。音声と画像を同時に送受信できるテレビ電話の特性は、本研究を実施するのに最適のものであり、我々チームはテレビ電話における音声・画像情報の遅延に対しても工夫し、対面式により近い音楽療法的介入の実施を可能にした。本研究での参加対象者は、認知症と診断されて通院治療中の高齢者で、介護者と同居しており、自宅においてインターネットのテレビ電話を接続し操作が可能な家庭とした。また必要に応じて機器の貸与と操作方法の説明を行った。介入は看護師である研究代表者が行った。対象者の選定は研究協力機関病院において行い、認知症の重症度で層分けし、割付を行った。群分けした介入方法の内容は、週1回約30分間のテレビ電話による音楽療法的介入を8週間行う群と、音楽CDの鑑賞を8週間行う群とした。音楽CDの介入を行ったのは研究代表者で、音楽CDは対象者の好みを音楽療法士が聞き取りを行い、オーダーメイドで作成した物を用いた。テレビ電話での介入を行う群にもオーダーメイドの音楽CDを作成し、各群共に自分の好きな時間に週1回以上の鑑賞を行い、鑑賞した時間を用紙に記入していただいた。各群の介入前後には認知機能テスト、認知症の行動・心理症状の程度等の測定を行った。研究代表者は在宅療養をおくっている認知症がある高齢者に対して、テレビ電話を用いて遠隔で音楽療法的介入を行った。介入の内容は、各々の高齢者の好みに合わせて作成した音楽CDを基に、介入者(研究代表者)と高齢者が遠隔で一緒に歌唱を行うものであった。週1回30分のテレビ電話による音楽療法の交信を8週間継続し、その後4週間の休止期をおき、その後は対照として音楽CDを8週間鑑賞するのみの期間をとった。各期間の前後にはBPSDや笑顔度(スマイルスキャン)の評価と、自己記入式のアンケート調査を行った。介入の結果、テレビ電話による音楽療法はBPSDを減少させる傾向や、笑顔度が上昇する効果が示唆された。しかし休止・対照期間を経ると元に戻る傾向がみられた。アンケート調査では、認知症がある高齢者・介護者ともに気分が晴れる効果と満足感が得られており、認知症の進行抑制効果も期待されており、必要性が感じられていた。テレビ電話による音楽療法は、認知症がある高齢者にとって慣れ親しんだ自宅で受けられる利点があり、患者・介護者の満足感を得られたが、認知症がある高齢者・介護者のwell-beingを保つには継続した介入が必要であるといえる。26年度が最終年度であるため、記入しない。在宅看護26年度が最終年度であるため、記入しない。初年度の目的は研究協力機関病院からの患者登録と音楽療法士との連携によりスムーズな音楽療法的介入への流れを確立し、テレビ電話を通した新たな音楽療法的介入を確立することであり、試行の上、音声と画像遅延の問題を減らした介入もできるようになり、概ね予定通りに進行しているといえる。初年度と同様に研究協力機関病院からの患者登録と介入を行い、データの収集と解析を進めていく。また、その結果を学会や論文により発表していく予定である。
利他性の進化-「思いやり」を支える情動メカニズムに着目して-

近年、他者の行動に無意識的に同じ行動を取る同調行動が、他者への思いやりや円滑な関係づくりに重要な役割を果たしていることが指摘されている。そこで、本年度は行動の性質が同調行動に与える影響について調べた。6個体のチンパンジーを対象に、2選択の見本刺激課題を学習させた後、選択刺激が提示される直前にヒトが刺激に対していくつかの異なる働きかけ((1)選択する(Choose)、(2)払いのける(flip)、(3)手を引っ込める(withdraw))のビデオを提示し、ビデオ観察が刺激選択に与える影響を調べた。その結果、(1)選択する(Choose)の効果のみ、妨害効果として反応時間に影響することがわかった。このことから、チンパンジーは、他者の手の動きを観察した際に、ターゲットへの近接性を超えて、細かな手による表現についても影響を受けることが示唆された。同調行動については、ヒトを対象にした研究では、これまでタッピング行動を用いて自己のリズムがどのように外部刺激によって変化するのか調べられてきた。しかしながら、ヒト以外の霊長類では、こうした個体が持つリズムの特性についてはほとんど明らかになっていない。そこで、チンパンジーを対象に、電子キーボードを用いて、連続的にタッピングすることを学習させ、そのリズムについて調べた。3個体のチンパンジーを対象に、点燈した2つのキーを交互にタッピングすることを学習させ、タッピング間の時間(Inter Tap Interval)を分析した。その結果、ITIはほぼヒトのオトナが示す範囲(550ms-750ms)に類似することが示唆された。本年度は、利他性を促す情動メカニズムの基礎と考えられる「他者への同調傾向」に着目した実験を行った。7個体のチンパンジーを対象にまず、色・形の異なる5種類の刺激を用いて遅延弁別課題を訓練した。その後テスト試行では、見本刺激提示後、比較刺激が提示される前に、同種他個体もしくは棒が比較刺激を選択するビデオ画像(1000ms)を提示した(図1)。行動指標は、比較刺激選択の際の正答率および反応時間を計測した。ビデオ画像は、後に被験体が選択するべき刺激に対して同種他個体もしくは棒が(1)刺激も位置も同じ(Both)、(2)刺激のみ同じ(Target only)、(3)位置のみ同じ(Location only)、(4)両方異なる刺激(No)を選択している場面、(5)刺激のみ提示(Control)を用いた。観察する動作主が同種他個体と棒(非生物)で受ける同調効果が異なるのかどうか、また、行動の目的(選択刺激)と位置のどちらにより強く影響を受けるのかについて分析を行った。正答率について分析を行ったところ、全体的にオトナの方がコドモよりも正答率が高いことがわかった。また、(1)よりも(3)および(4)を提示した場合の方が正答率は有意に高かった。さらに、(2)のほうが(4)よりも正答率が高いことがわかった。このことから、チンパンジーは同種他個体もしくは非生物の行動を観察した場合、動きの行き先(場所)ではなく選択した対象(刺激)により注意を向け、同じ刺激を選択する傾向にあることが示唆された。さらに反応時間について分析を行った結果、棒による映像よりも同種他個体による映像の方がよりその効果が強いことが示された。これらの結果から、チンパンジーはヒトと同様に他者の行動を観察した際、他者と同じ目的を行う同調傾向があり、自分と同じ種の行動を観察した際にその効果がより強く見られることが示唆された。本年度は、利他行動に影響を与える潜在的行動傾向を調べるために、チンパンジーを対象にヒトの様々な動作に対する同調傾向の分析を行った。具体的には、ヒトモデルを用いて、様々な異なる動きを提示し、行動の性質が同調行動に与える影響について調べた。7個体のチンパンジー(オトナ4個体、コドモ3個体)2選択の見本刺激課題を学習させた後、選択刺激が提示される直前にヒトが刺激に対していくつかの異なる働きかけ((1)選択する(Choose)、(2)払いのける(flip)、(3)手を引っ込める(withdraw))のビデオを提示し、ビデオ観察が刺激選択に与える影響を調べた。全体的に(1)選択する行為を観察した時の方が、他の行為を観察した時よりも刺激選択の潜時が短くなる傾向にあった。また、視線計測器を用いて、他者の身振りに対する注視行動についても計測した。8個体のチンパンジー(オトナ5個体、コドモ3個体)と8人のヒトを対象にチンパンジーモデルとヒトモデルが物体に向かおうとする身振りを3秒間提示し、それらに対する視線探索パターンを調べた。刺激は(1)正面を向いている(Control)、(2)物体を見ている(Look)、(3)物体に手を伸ばす(Reach)をヒトもしくはチンパンジーのモデルで作成した。モデルが向かっている物体を標的物体、もう一方の物体を妨害物体と定義し、それぞれに対する注視時間を分析した。その結果、チンパンジーは(2)Look条件ではチンパンジーモデルを見たときには標的刺激に対する注視時間が妨害刺激よりも高かったが、ヒトモデルを見たときにはそうした違いは見られなかった。一方ヒトはどちらのモデルに対しても対象刺激の方をよく見ていたことがわかった。顔および手に対する注視時間も分析したところ、チンパンジーでは、初めて顔を見た際にチンパンジーの顔の方がヒトの顔より長く見る傾向があったことから、チンパンジーは同種他個体の顔からより多くの参照的情報を抽出し、その結果チンパンジーモデルが向かおうとしている対象物へ視線がより強く引き付けられた可能性が考えられる。

近年、他者の行動に無意識的に同じ行動を取る同調行動が、他者への思いやりや円滑な関係づくりに重要な役割を果たしていることが指摘されている。そこで、本年度は行動の性質が同調行動に与える影響について調べた。6個体のチンパンジーを対象に、2選択の見本刺激課題を学習させた後、選択刺激が提示される直前にヒトが刺激に対していくつかの異なる働きかけ((1)選択する(Choose)、(2)払いのける(flip)、(3)手を引っ込める(withdraw))のビデオを提示し、ビデオ観察が刺激選択に与える影響を調べた。その結果、(1)選択する(Choose)の効果のみ、妨害効果として反応時間に影響することがわかった。このことから、チンパンジーは、他者の手の動きを観察した際に、ターゲットへの近接性を超えて、細かな手による表現についても影響を受けることが示唆された。同調行動については、ヒトを対象にした研究では、これまでタッピング行動を用いて自己のリズムがどのように外部刺激によって変化するのか調べられてきた。しかしながら、ヒト以外の霊長類では、こうした個体が持つリズムの特性についてはほとんど明らかになっていない。そこで、チンパンジーを対象に、電子キーボードを用いて、連続的にタッピングすることを学習させ、そのリズムについて調べた。3個体のチンパンジーを対象に、点燈した2つのキーを交互にタッピングすることを学習させ、タッピング間の時間(Inter Tap Interval)を分析した。その結果、ITIはほぼヒトのオトナが示す範囲(550ms-750ms)に類似することが示唆された。
クォーク模型から得られるバリオン間相互作用の短距離部分と原子核に現れるその影響

本研究では、正負パリティのバリオン単体系の励起状態と2バリオン系の性質を同時に記述できるクォーク模型を用い、そこから得られた2ハドロン間の相互作用について調べた。また、ハドロン少数多体系に対する構造計算を行い、クォーク模型に特徴的な性質は何かを、以下の通りに調べた。1.クォーク内部自由度に由来するハドロン間ポテンシャルの非局所性の影響を、逆散乱問題より得られるオンシェル同等局所ポテンシャルと、核子散乱の波動関数を比較して明らかにした。2.ストレンジネスが+1のバリオンであるペンタクォ一クを、4クォーク1反クォークの複合粒子と仮定し、2クォーク相関の影響を取り入れたクォーク模型を用いて調べた。一番軽い質量になると予想される全角運動量が1/2の状態は、核子-K中間子散乱状態との重なりが大きく、クォーク相関の影響を加えても崩壊幅が大きくなり、観測される狭いピークを説明できない一方、次に軽いと予想される全角運動量が3/2の状態は、崩壊にテンソル力が必要で崩壊幅が狭くなると予想され、観測される状態に対応する可能性があること等を明らかにした。更に、インスタントンに起因するクォーク間相互作用を導入すれば、観測された軽い質量が再現される可能性を示した。3.X(3872)中間子に、正パリティ、スピン1の2クォーク2反クォーク状態(qqbar-ccbar)を仮定し、同様にクォーク模型を用いて調べ、2中間子の分子的状態と短距離部分の引力的なクォーク多体系状態の重ね合わせとして表せることを示した。4.A(1405)、及び、他の負パリティのバリオンを、バリオンーメソンの散乱問題における共鳴状態として調べた。軌道部分が励起したクォーク3個の状態を「連続状態に埋め込まれた極」として散乱状態に混合させたクォーク模型を用いて解くと、観測されるA(1405)に対応する共鳴状態が得られることを明らかにした。この研究の目的は、正負パリティのバリオン単体系の励起状態と2バリオン系の性質を同時に記述できるようにしたクォーク模型を用いて、そこから得られた2バリオン間の相互作用の短距離部分について、特にそのオフシェルの振る舞いと非中心力部分の性質を中心に調べること、更に、その相互作用を用いて原子核およびハイパー核に対する構造計算を行い、クォーク模型から得られる相互作用に特徴的な部分がどの様な影響を核の性質に及ぼしているかを調べることにある。本年度は、まず、クォーククラスター模型からバリオン間相互作用を求め、また、クォークに対するパウリ排他律による禁止状態のない系については、逆散乱問題の方法を用いて、散乱の観測量を再現する局所ポテンシャルを求めた。また、ANとΣNのチャネル結合を無視する近似の下で、G行列の方法を用いて核内での有効バリオン間相互作用を得、^4_ΣHe核の性質を調べた。その結果、この核では、クォークに対するパウリ排他律の影響が小さく、従って、相互作用の非局所性も小さいにもかかわらず、オフシェルに現れる非局所性の違いが観測できる程度の違いとなって束縛エネルギーに現れることがわかった。更に、チャネル結合があり、禁止状態が現れる場合についても、エネルギーに依らないバリオン間相互作用を求める方法を開発し、現在、それから導いたG行列を用いてハイパー核の性質を調べている。また、近年発見された、ストレンジネスが+1のバリオン、いわゆる、ペンタクォーク状態に対して、構成子クォーク模型の立場から予測計算を行い、インスタントンに起因するクォーク間相互作用を導入すれば、観測される様な軽い質量を再現できることを示した。

この研究の目的は、正負パリティのバリオン単体系の励起状態と2バリオン系の性質を同時に記述できるようにしたクォーク模型を用いて、そこから得られた2バリオン間の相互作用の短距離部分について、特にそのオフシェルの振る舞いと非中心力部分の性質を中心に調べること、更に、その相互作用を用いて原子核およびハイパー核に対する構造計算を行い、クォーク模型から得られる相互作用に特徴的な部分がどの様な影響を核の性質に及ぼしているかを調べることにある。本年度は、近年発見された、ストレンジネスが+1のバリオン、いわゆる、ペンタクォークに対して、構成子クォーク模型の立場から、前年度より詳しく調べた。まず、ペンタクォーク状態をクォーク4個と反クォーク1個よりなる複合粒子であると仮定する。通常のクォーク3体系、および、2バリオン系を記述できる上記のクォーク間相互作用を採用し、2クォーク相関の影響を取り入れたクォーク模型を用いて、ペンタクォークの質量、その中でのクォーク相関の強さと、クォーク相関がペンタクォーク崩壊に及ぼす影響を調べた。その結果、負パリティ状態の中では一番軽い質量になると予想される全角運動量が1/2の状態は、クォーク相関の影響を加えても核子とK中間子の散乱状態との重なりが大きく、崩壊幅が非常に大きくなり、観測される狭いピークを説明できないこと、次に軽いと予想される全角運動量が3/2の状態は、崩壊にテンソル力が必要であることから崩壊幅が狭くなると予想され、観測される状態に対応する可能性があること等を明らかにした。この研究の目的は、正負パリティのバリオン単体系の励起状態と2バリオン系の性質を同時に記述できるようにしたクォーク模型を用いて、種々の原子核やハイパー核に対する構造計算を行い、クォーク模型から得られる相互作用に特徴的な部分がどの様な影響を核の性質に及ぼしているかを調べることにある。本年度は、まず、近年B中間子の崩壊から発見されたX(3872)中間子が単純なクォーク反クォーク対(cc^^-)の状態ではなく、軽いクォークのクォーク反クォーク対を加えた正パリティ、スピン1の状態(qq^^-cc^^-)であることを仮定し、その状態をクォーク模型を用いて調べた。その結果、この状態は、2中間子の分子的状態と引力的な2クォーク2反クォーク状態の重ね合わせとして表せることがわかった。また、フレーバー1重項のラムダ粒子を含む、負パリティの重粒子について、質量を計算した。実際に観測されている質量には、例えばシグマ粒子が1670MeV程度より重い状態しかないのに対し、もっとも軽い負パリティのラムダ粒子は1406MeVであって、ラムダ粒子だけに非常に軽いものがあることの説明が求められている。今回の研究により、まず、負パリティの重粒子に4クォーク1反クォーク状態を仮定すると、対称性により、ラムダ粒子およびシグマ粒子に非常に軽い状態が存在すること、しかし、重粒子-中間子散乱を計算すると、共にピークとしては現れず、観測されている状態そのものではないであろうことを明らかにした。しかし、軌道部分が励起した3クォーク状態との混合を考慮すると、ラムダ粒子は、実際に観測される質量のものが得られる可能性のあることを示した。本研究の目的は、正負パリティのバリオン単体系の励起状態と2バリオン系の性質を同時に記述できるようにしたクォーク模型を用いて、種々の原子核やハイパー核に対する構造計算を行い、クォーク模型から得られる相互作用に特徴的な部分がどの様な影響を核の性質に及ぼしているかを調べることにある。