hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
運動中の体性感覚フィードバック処理のメカニズム

本研究は、自己の運動の結果が自己に帰属する運動主体感の神経基盤を明らかにすることを目的とし、運動中の体性感覚フィードバックに外乱を与えて神経活動がどのように変化するかを調べた。サルが右手でレバーを動かすと左の手掌を筆で体性感覚刺激をする実験装置を使って、筆の動きがレバー動きより遅れる場合とそうで無いときでサルの一次体性感覚野の神経活動を記録した。この結果、遅延がある場合に、遅延がない場合よりも神経活動が増加するものと、弱くなるものが見つかった。こうした反応は、一次体性感覚野が運動の信号によって影響を受け、運動主体感のもととなるネットワークの一部であることを示している。自分で自分の体をくすぐるときにくすぐったさの感覚が鈍くなる現象は,運動制御のシステムによって感覚を予測し,感覚フィードバックを抑制するいうメカニズムが考えられている.本研究は世界で初めて動物実験により自己くすぐりの神経基盤を明らかにすることが目的である.この研究によってその神経基盤が明らかになれば,自らの運動を自らの運動として感じる運動主体感の脳内機構の解明にもつながると考えられる.これまでにサル自身が手を動かして、自らの身体に触覚刺激を与える実験装置本体が完成していたが,平成26年度は,制御プログラムも出来上がった.この実験装置は、Blakemoreのヒトの自己くすぐりの実験に使った物とほぼ同様である.今年度は実験装置の調整とサルの訓練を行った.サルは,モニターを見ながら視覚刺激にしたがって右手でレバーを前後に動かす訓練を行っている最中である.装置は,レバーの動きに応じて左手の上に置かれたブラシが左手をこする.この際,ブラシの動きは右手の動きと同期する場合と遅延が起こる場合があり,遅延の程度は100msから500ms程度まで100msおきに変えられるようになっている.これによって,ヒトのくすぐりの実験と同様の実験が動物で再現されることとなる.ヒトでMEGを用いた研究では自己の運動によって感覚が予測される場合には,第一次体性感覚野の活動が抑えられることが明らかになっているが,体性感覚野の個々のニューロンの振る舞いは明らかではない.今後,第一次体性感野のみならず,第二次体性感覚野あるいはその他の体性感覚刺激にて反応する領域を記録する予定である.また,ヒトでは社会的認知や脳内の身体の表象に側頭ー頭頂移行部(TPJ)が重要な役割をしている言われているが,サルのTPJの候補としてあげられている領域からも記録を目指す.脳内での自己表象のメカニズムの解明に近づくと考える.自分で自分の身体をくすぐるときにくすぐったさの感覚鈍くなる現象は、運動制御のシステムによって感覚フィードバックを予測し、感覚フィードバックを抑制するというメカニズムが考えられている。本研究では、世界で初めて動物を用いて自己くすぐりの神経基盤を明らかにすることが目的である。平成27年度は、サルがモニタースクリーンに提示されたカーソルに従って、右手でレバーを動かす課題を訓練した。この装置は、レバーを動かすとそのレバーの動きに応じて、サルの左手掌の上を筆がこするように動くようになっている。この筆の動きは、右手の動きと同期したり、時間的に遅延を与えたりすることもできるようになっている。時間の遅延の程度は100msから500msまで100msおきに変えられる。また、この他の実験の条件として、他動的に筆が動く場合、あるいはレバーを動かすが手掌に対して体性感覚刺激を与えない条件も設定した。27年度には、サルに頭部固定用のシリンダーの装着、記録用のチャンバーを手術的に装着し、現在右の体性感覚野の手の領域から、上記課題遂行中の単一ニューロン活動を記録中である。一部のニューロンは、体性感覚刺激に対する反応が、自己くすぐりでは、抑制が見られるのものが存在した。またこの他、レバーを動かす右手の動きに関連して見られる活動が見られており、これが左半球の運動領野からの入力であるのか、あるいは左半球の体性感覚野からの入力であるのか検討が必要である。今後更に記録を継続するとともに、もう一頭のサルを訓練して記録を行う予定である。27年度には、一頭のサルに対して、頭部固定装置、記録用チャンバーを手術的に装着した。現在、一次体性感覚野から単一ニューロンの記録実験を行っている。チャンバー内のマッピングにより、当初のチャンバー位置を前方に移し替える手術を行ったが、記録実験は現在順調に推移している。脳内には、自己と他者の身体が多種の感覚情報や運動の情報をもとに表現されていると考えられている。我々の以前の研究では、その自己と他者の身体は、脳内に共有されて表現されていることを明らかにした。一方、意識の上では、自他の身体は明確に区別されうる。自己の身体を自ら操作して動かしているという運動主体感は、運動指令のコピー(遠心性コピー)から予測される感覚フィードバック(随伴発射)と実際の身体運動に伴う感覚フィードバックとの整合性によって起こると考えられている。本研究では、体性感覚をもとにした運動主体感の神経基盤を明らかにすることを目的とした。そのために、Blakemore等がヒトで行なった自己くすぐりの実験と同様に、右手でレバーを動かし、左の手掌を筆で体性感覚刺激をする装置をサル用に設計した。この装置を使って、レバーの動きと筆の間に時間遅延があるときと無いときでサルの一次体性感覚野の単一神経活動を記録して比較した。その結果、遅延がない場合と比較して、遅延がある場合にはその程度によって神経活動が増加するものと、遅延がない場合の方が活動が弱くなるものが見つかった。

前者は、予測される感覚フィードバックと実際の感覚フィードバックが一致する場合には、感覚フィードバックが抑制されいると考えられ、予測誤差を反映するものと思われる。また、後者は運動と感覚フィードバックの一致性を反映する。ニューロンの数では、遅延によっても反応に変化がないものが多数認められるが、遅延によって反応が大きくなるものが、小さくなるものよりも数は多く認められた。このことは、ヒトのイメージングの研究において、実際の運動中には、一次体性感覚野の感覚フィードバックに対する反応が抑制される現象を説明すると思われる。こうした反応は、一次体性感覚野が運動主体感のもととなるネットワークの一部であることを示している。本研究は、自己の運動の結果が自己に帰属する運動主体感の神経基盤を明らかにすることを目的とし、運動中の体性感覚フィードバックに外乱を与えて神経活動がどのように変化するかを調べた。サルが右手でレバーを動かすと左の手掌を筆で体性感覚刺激をする実験装置を使って、筆の動きがレバー動きより遅れる場合とそうで無いときでサルの一次体性感覚野の神経活動を記録した。この結果、遅延がある場合に、遅延がない場合よりも神経活動が増加するものと、弱くなるものが見つかった。こうした反応は、一次体性感覚野が運動の信号によって影響を受け、運動主体感のもととなるネットワークの一部であることを示している。平成26年度は,装置の制御プログラムも出来上がった.また,実験装置の調整とサルの訓練を行った.装置,レバーの動きとブラシの動きがうまく同期し,スムースに動くことが重要であるが,サーボモーターの特性により,実験に必要な適当な速度でうまく作動するように調節することが難しく,調整に時間を要した.また,時間遅延を得るための装置の開発にもやや時間が必要であった.しかしながら,それらの問題もほぼ解決し,現在サルは,モニターを見ながら視覚刺激にしたがって右手でレバーを前後に動かす訓練を行っている最中である.装置は,レバーの動きに応じて左手の上に置かれたブラシが左手をこする.この際,ブラシの動きは右手の動きと同期する場合と遅延が起こる場合があり,遅延の程度は100msから500ms程度まで100msおきに変えられるようになっている.26年度の研究計画では,第一次体性感覚野からの上記の装置を使って神経活動の記録をする予定であったが,上記の理由により記録実験には至っていない.サルの訓練は順調である.平成28年度には、現在記録している半球の実験を終了し、もう一頭のサルの訓練を開始、記録のために必要な手術を施したのち、再度記録実験に入る。また、時間的余裕がある場合には、第2次体性感覚野あるいは上側頭溝の中にあるTOCaなどの領域からの記録実験も目指す。また、より広範囲での神経活動の同時記録を可能とするため、単一ニューロン記録だけでなく、ECOGなどの手法を用いてより広い範囲からの神経活動の記録を目指す。神経生理学平成27年度では,サルの訓練を早い時期に終了し,頭部の固定用のシリンダーの装着や記録用のチャンバーの装着などの手術を行う.その後,まずは第一次体性感覚
地域貿易協定進展下における東アジア農業の競争と協調条件の解明

第1に、東アジアの相互依存関係と農業の展開方向を明らかにした。日本、中国、韓国、台湾を対象として、農業統計、経済統計、貿易統計の収集整理を進め、農産物・食品の関税、相互の貿易量・金額、食品安全制度に関するデータベースを作成し、東アジア農業・食料経済の基本構造を明らかにした。また、それぞれの農業政策に関する資料の解析を通じて、農業政策の転換過程を明らかにするとともに、それと東アジアの経済発展との関係を論じた。第2に、東アジア農業の構造問題を実態把握に基づいて明らかにした。実態把握のための現地調査を、日本、中国、韓国、台湾において実施した。とくに、韓国における調査においては、研究代表者、共同研究者が参加した研究会を開催し、野菜輸出企業および農業クラスターのモデル地域の調査分析を実施した。各地域の調査のテーマとしては、農業クラスターの形成、製品差別化・ブランド化、コメの消費者による評価、農産物輸出の可能性、FTAの経済効果、都市近郊農業、条件不利地域政策、食品安全性、環境保全型農業、流通制度改革など多岐にわたり、それぞれの論点の提示を行った。第3に、東アジア農業をめぐる競争条件と協調条件の解明をおこなった。実態調査分析による結果を基礎として、東アジア農業をめぐる競争条件と協調条件を提示した。競争条件に関しては、競争力の源泉である要素賦存条件に基づく比較優位とともに、競争戦略に基づく競争優位の重要性が指摘される。とくに、産業集積によるイノベーションの誘発などのクラスター形成による競争優位の役割が大きくなっていることが明らかにされた。協調条件に関しては、相互の補完関係の形成が重要となり、日本から東アジア諸国への農産物の輸出の可能性が明らかにされた。また、相互に協力可能な領域を提示することが可能となった。さらに、各国農業の持続可能性の規定要因を明らかにした。初年度に当たる今年度は以下の3つの分野において研究を進めた。第一は、東アジアにおける農産物貿易に関するデータベースの構築である。日本、中国、韓国、台湾を対象として、農業統計、貿易統計等を収集整理し、農産物の関税率、国内生産、相互の貿易量・金額等のデータベースを作成し、東アジア農業の基本条件を明らかにした。第二は、東アジア農業の基本問題の実態把握である。実態把握のための現地調査を、中国、韓国、台湾において実施した。第三は、農産物をめぐる競争条件と協調条件を探る上での論点の解明である。各国の当該分野の専門家による研究報告とそれに基づく討議を行い、以下の主要な論点を提示した。1.各国の共通点と相違点。各国とも一人当たり耕地面積が極めて小さく、FTAの進展の中で農業先進国からの市場開放を強く求められている点で共通している。日本は農地の荒廃や農業労働力の高齢化等の様々な問題を抱えているものの、農業政策の改革によって新しい展開ができること。韓国は後継者不足や国際的に見て高関税品目を多く抱えている等日本と共通する部分が多いが、専業農家率が高く、水稲への所得依存率が高い等の異なる条件を持つこと。中国は膨大な農村人口を抱えており、都市住民との間の所得格差問題、経済発展に伴い増加する土地収用への補償問題が課題となっている。2.WTO農業交渉における問題点。中国がWTOで存在感を増していること。日本と韓国では高率関税への上限導入が与える影響が大きすぎること。農業の多面的機能についての分析が必要であること。農業生産減少下での調和の取れたFTAの実現が必要であること。3.農政改革の可能性。とくに日本の農政改革の内容について、ヨーロッパ並みの経営を東アジアにおいて実現することの困難性が指摘された。4.各国に特有の問題への配慮。日本と韓国は環境問題、中国では貧困問題についての配慮が必要であること。

第2年度に当たる今年度は、主に以下の3つの分野において研究を進めた。第1は、東アジアにおける農業構造および農産物貿易に関わるデータベースの構築である。日本、中国、韓国、台湾を対象として、農業統計、経済統計、貿易統計の収集整理を進め、農産物・食晶の関税、相互の貿易量・金額、食品安全制度に関するデータベースを作成し、東アジア農業・食料経済の基本構造を明らかにした。第2は、東アジア農業の基本問題の実態把握である。実態把握のための現地調査を、日本、中国、韓国、台湾において実施した。とくに、中国においては、現地の研究者を交えた研究会の開催と野菜輸出基地の調査分析を実施した。農業クラスターの形成、製品差別化・ブランド化、コメに対する嗜好、農産物輸出の可能性、FTAの経済効果、都市近郊農業、条件不利地域政策、食品安全性などに関する論点の提示を行った。第3は、東アジア農業をめぐる競争条件と協調条件の解明である。実態調査分析と経済学理論、経営学理論を基礎とする分析を基に、競争条件と協調条件を解明する論点が明らかにされた。競争条件に関しては、競争力の源泉である要素賦存条件に基づく比較優位とともに、競争戦略に基づく競争優位の重要性が指摘される。とくに、産業集積によるイノベーションの誘発などのクラスター形成による競争優位の役割が大きくなっていることが明らかにされた。協調条件に関しては、相互の補完関係の形成が重要となり、日本から東アジア諸国への農産物の輸出の可能性が明らかにされた。また、相互に協力可能な領域を提示することが可能となった。第1に、東アジアの相互依存関係と農業の展開方向を明らかにした。日本、中国、韓国、台湾を対象として、農業統計、経済統計、貿易統計の収集整理を進め、農産物・食品の関税、相互の貿易量・金額、食品安全制度に関するデータベースを作成し、東アジア農業・食料経済の基本構造を明らかにした。また、それぞれの農業政策に関する資料の解析を通じて、農業政策の転換過程を明らかにするとともに、それと東アジアの経済発展との関係を論じた。第2に、東アジア農業の構造問題を実態把握に基づいて明らかにした。とくに、韓国における調査においては、研究代表者、共同研究者が参加した研究会を開催し、野菜輸出企業および農業クラスターのモデル地域の調査分析を実施した。各地域の調査のテーマとしては、農業クラスターの形成、製品差別化・ブランド化、コメの消費者による評価、農産物輸出の可能性、FTAの経済効果、都市近郊農業、条件不利地域政策、食品安全性、環境保全型農業、流通制度改革など多岐にわたり、それぞれの論点の提示を行った。第3に、東アジア農業をめぐる競争条件と協調条件の解明をおこなった。実態調査分析による結果を基礎として、東アジア農業をめぐる競争条件と協調条件を提示した。
内部欠陥構造発展の大規模計算によるバルクナノメタルの力学特性解析

バルクナノメタル(結晶粒径がサブミクロン以下の金属材料)は,通常の粗大粒材料とは異なる力学特性を示すことが知られている.そこで,バルクナノメタル中の複雑な格子欠陥の発展を,大規模な分子動力学計算と結晶塑性理論を用いて表現し,以下の現象について検討を行った.1粒界が持つ固有の転位源能力とその静水圧依存性を検討し,バルクナノメタルの塑性変形能力を検討した.2転位と粒界の相互作用が及ぼすき裂先端力学場に対する影響の粒径依存性を調査し,バルクナノメタルの破壊特性を検討した.3内部欠陥構造の生成と消滅に基づく塑性変形伝ぱプロセスの粒径依存性を調査し,バルクナノメタルの強度ー延性特性を検討した.バルクナノメタル(結晶粒径がサブミクロン以下の金属材料)は,通常の粗大粒材料とは異なる力学特性を示すことが知られている.そこで,バルクナノメタル中の複雑な格子欠陥の発展を,大規模な分子動力学計算と結晶塑性理論を用いて表現し,以下の現象について検討を行った.1粒界が持つ固有の転位源能力とその静水圧依存性を検討し,バルクナノメタルの塑性変形能力を検討した.2転位と粒界の相互作用が及ぼすき裂先端力学場に対する影響の粒径依存性を調査し,バルクナノメタルの破壊特性を検討した.3内部欠陥構造の生成と消滅に基づく塑性変形伝ぱプロセスの粒径依存性を調査し,バルクナノメタルの強度ー延性特性を検討した.発足初年度にあたる平成22年度は,粒界の転位源としての役割に注目し以下の事項について研究を進めた.【1】原子モデルにより得られた<112>傾角粒界構造に対してDSC格子を用いてその粒界に含まれる粒界転位を見出し,粒界転位源能力に対して粒界転位の成分が強く関与していることを明らかにした.【2】破壊じん性値に対する粒界の役割を検討するために,き裂近傍に粒界を含む解析モデルに対して分子動力学シミュレーションを実施し,得られる結果と転位論や遮蔽理論を用いて多角的に解析し,粒界から転位が放出する現象と,それに伴う粒界構造の遷移現象が結晶粒微細化微細化に伴う破壊じん性値の向上を説明できる可能性を示した.【3】粒径が小さくなるほど粒界会合部の領域も増加するため,粒界会合部近傍の塑性現象を分子動力学シミュレーションにより検討を始めた.低温において粒界すべりは粒界転位のすべり運動により生じることを確認し,それらの転位が粒界会合部に蓄積することで,応力集中を形成し,粒界会合部から転位が放出することを確認した.このとき,粒界会合都の自由体積が転位放出能力に強く関与していることを確認した.【4】結晶粒径がサブミクロン化に伴い初期降伏応力は増加するが延性が低下することが確認されているが,そのメカニズムは明らかになっていない.そこで転位源としての粒界の役割を考慮し,転位密度が極めて低い結晶粒において流れ応力が増加することを表現できる臨界分解せん断応力モデルを構築し,FEM解析を実行し粒径に依存した変形挙動の違いを検討した.平成23年度は,昨年度に引き続き粒界の転位源としての役割に注目し,さらに粒界の破壊や格子転位の力学場に対する粒界の影響について注目し,以下の事項について研究を進めた.【1】準安定構造の粒界転位源能力や余分な格子転位を含む粒界の転位ピンニング効果について検討し,準安定構造は最安定構造に比べて転位源能力が高いことを示した.また,原子モデルにより双結晶モデルに対して様々な応力状態下における粒界から転位が放出する現象を検討することで,超微細粒材の示す引張/圧縮降伏応力の違いは粒界から転位が放出する現象の静水圧依存性,さらには起動しようとするすべり面の垂直応力依存性,に起因している可能性があることを示した.【2】バルクナノメタルの破壊現象を理解するために,粒界き裂の破壊現象を分子動力学シミュレーションにより解析を行い,粒界き裂の破壊現象を検討し,き裂先端の粒界領域から転位が放出する現象が破壊じん性値を向上させる可能性を示した.また,粒界型応力腐食割れを表現する結晶塑性モデルを用いて,結晶塑性有限要素法(FEM)解析および酸素反応-拡散有限差分法(FDM)解析を連成して行い,結晶粒径に依存した粒界型応力腐食割れ挙動について検討し,材料の力学特性および粒径は,き裂進展の開始のタイミングおよび速度に影響を与えることが示唆された.【3】結晶粒サイズと転位の自己エネルギーの関係を調べるために,転位の応力場に対して,その近傍に存在する粒界の影響について準連続体法を用いて検討した.粒界の弾性定数が結晶相の弾性定数よりも十分小さい場合(約20%程度),転位の応力場は粒界領域により遮蔽され,転位の自己エネルギーは粒径に依存することが理解できた.しかしながら,金属材料中の粒界の弾性定数は今回検討したような小さな値を持つことはないため,原子モデルにより,粒界における応力緩和を今後考慮する必要がある.平成25年度は,昨年度に引き続きバルクナノメタルの変形・力学特性に対する粒内転位源と粒界転位源の関係に注目し,以下の事項について研究を進めた.Frank-Read源による転位の増殖過程を原子モデルにより表現した.張り出し間隔をLとしたとき,L=4nmという微小FR源においても臨界せん断応力は,LlnL^-1で表現できた.

また,粒内転位源と粒界転位源の臨界せん断応力について,その非すべり応力依存性について比較した.粒界から転位が放出する現象の方が,強い非すべり応力依存性を示した.この現象は,すべり面間距離の変化に注目することで整理できることを見出した.三次元多結晶モデルを用いた引張解析を大規模原子シミュレーションを用いて実施し,転位密度が初期降伏応力に大きく影響することがわかった.そして,粒内転位の方位による偏りが粒毎のSchmid因子を低下させ,不均質性を示す要因となり降伏点降下などのBNM特有の機械特性に大きく影響することを明らかにした.金属における間欠的な塑性変形を調べるために,Cu, Ni, Al金属の単結晶モデルの引張シミュレーションを実行し,べき乗則をともなう間欠的な塑性変形現象を再現した.CuおよびNiでは,Alよりも大きなべき指数がえられた.原子スケールでの観察から,CuおよびNiでは転位雪崩運動が観察されたが,対称的に,Alでは結晶内に自己形成された欠陥構造クラスターに転位がトラップ/リリースされる挙動が見られた.転位源の情報を考慮した結晶塑性モデルを用いたFEM解析をARB加工によって創製された超微細結晶粒金属を想定して行い,結晶方位や粒形状が降伏挙動に与える影響について検討した.結晶方位および粒形状は超微細結晶粒材料の降伏挙動(上降伏点,下降伏点)に影響を与え,また,加工硬化やマイクロバンド形成にも影響を与えることを示した.最終年度の平成26年度は,昨年度までに得られた成果を踏まえバルクナノメタルの変形・破壊特性に対する粒内転位源と粒界転位源の関係に注目し,以下の事項について研究を進めた.1)有効な転位源として機能する粒界に存在する界面亀裂近傍の塑性現象を,線形破壊力学理論と原子シミュレーションにより調査した.亀裂先端前方の粒界から転位が放出する現象をモデル化し,その臨界応力拡大係数を導出した.2)大規模原子シミュレーションを用いて,BNMが示す特異な力学特性の検討を行った.初期転位密度が降伏点降下現象に強く影響を与え,また,粒毎の応力分布に不均質性が強く表れることで塑性異方性が生じる要因となることがわかった.同様に,Bauschinger効果は順方向と逆方向または繰り返し負荷による転位密度の変化によって生じると考えられる.Alでは引張り・圧縮異方性が顕著になり,これはすべり面方向の垂直応力にSFEが大きく影響されることを見出した.3)転位源および転位源としての結晶粒界の情報を考慮した結晶塑性モデルに破壊条件を導入し,有限要素解析によって引張り試験における多結晶アルミニウムの破断に対する転位挙動の影響を考察した.破壊条件式を適用した結晶塑性有限要素解析を行った結果,亀裂の進展開始には初期転位密度が影響することがわかった.また,亀裂進展時には切欠き周辺で集中的に転位が増加し,ひずみの増加に伴い亀裂先端だけでなく試験片全体的に転位密度が増加することがわかった.4)複数の粒界構造をもつ結晶系における間欠的な塑性変形の統計性を,分子動力学シミュレーションによって明らかにした.結晶が粒界構造を含んでいる場合においてもベキ的な間欠性は残存するが,その変形の最大規模は結晶粒サイズと強い相関をもち,塑性の雪崩的な伝搬が粒界によって極めて強く抑制されることが確かめられた.平成24年度は,バルクナノメタルの変形・力学特性に対する粒内転位源と粒界転位源の関係に注目し,以下の事項について研究を進めた.【1】パイルアップモデルに対して粒内転位源と粒界転位源の寸法・構造依存性を考慮し,実験で報告されている強度と粒径の関係を表現できるモデル化を行った.
3次元の共有結合ネットワークを有する新規炭素ナノクラスターの励起状態解明及び光機能性探索

申請者のグループはこれまでに3次元の共有結合ネットワークを有する新規炭素ナノクラスターの開発に取り組んできた。本研究では、3次元の共有結合ネットワークを有する新規炭素ナノクラスターと同一励起状態を有すると考えられる誘導体を合成し、それらの光学スペクトルを調べることにより、3次元の共有結合ネットワークを有する新規炭素ナノクラスターの励起状態を解明するとともに光機能性を探索することを研究目的とする。本年度には3次元の共有結合ネットワークを有する新規炭素ナノクラスターの励起状態を解明することに重点を置き、3次元の共有結合ネットワークを有する新規炭素ナノクラスターの構成単位分子と考えられるC_<60>のHexa-Pyrrolidine誘導体を合成し、それらの吸収スペクトルと3次元の共有結合ネットワークを有する新規炭素ナノクラスターのそれを実験的に比較した。具体的には、Pyrrolidine反応基がついた誘導体を色々な条件で合成し、ついた反応基の数と吸収スペクトルを測定し、3次元の共有結合ネットワークを有する新規炭素ナノクラスターのそれと比較し、励起状態を調べた。その結果、誘導体の反応時間やdimethylglycineの量の制御により、ついたPyrrolidne反応基の数が制御できることがわかった。また、ついた反応基の数が5以下では、吸収スペクトルは1次元や2次元の共有結合ネットワークを持つC_<60>関連ポリマーとほぼ同様であるのに対し、ついた反応基の数が6の場合は、3次元の共有結合ネットワークを有する新規炭素ナノクラスターのそれと同様なエネルギー領域に現れることが判った。この結果は、3次元の共有結合ネットワークを有する新規炭素ナノクラスターの励起状態の起源が主に構成単位分子の励起状態に関係することを示唆するものである。
母親としての自信獲得を目指したエンパワメント向上の為の看護介入プログラムの構築

出産後からの母親は、自身を取り巻く様々な状況の変化によって、新たな役割を担うことが始まりその役割が自身におおよそなじんでいくというトランジッションとと考えられる。その母親が新たな役割を担いなじむことを伝統的母親役割は阻害するのではないかと考える。それは、伝統的母親役割は「女性には本能的に愛情が備わっている」という母性神話のもとに、自己犠牲や献身を母親の愛情の証とみなし、育児を母子関係に限定した問題として取り扱うような考えでもあり、母親は自己主張を抑制し、自分を犠牲にして他者の期待に沿おうと努力するという過剰適応に近い状況になっているのではないかと考える。また、妊娠・出産のネガティブな思いは周囲より修正、排除されやすい傾向もあることから、母親は伝統的母親役割に支配され、周囲もそして母親自身もそれをよしとする傾向にもなっている可能性もあり得る。しかし、母親としてなじんでいくことは、母親としての役割を担っている自身に対して持つ、主観的な安寧、熟達、よい関係性であるという自己の認識とは、自身と他者と比較したり、基準に当てはめたりするものではなく、母親自身の各々においての自分なりの母親であると捉えられることであると考える。よって、このような母親の支援を検討するためにも、今回の研究においては初産婦が出産後において新たな役割が加わることでの経験、自己の振る舞い、子どもと及び周囲との関係を通して自己をどのように認識し、エンパワーメントできているかを目的としている。現在インタビューの対象者をリクルート、インタビューを行いながら、得られたデータの分析を行っている。リクルート先と研究者のスケジュールが合わず、リクルートに時間をようしていること、及び分析をして、新しい対象者へのインタビューを行うため、分析に時間を要していることもやや進捗が遅れている原因である。今後は、更なるリクルートを行い対象者を得、データを収集し、分析を進めていくこととする。出産後、母親になっていくことは、子どもがいない生活からの推移が求められる。これは、Meleisの中範囲理論であるトランジションの定義である「ひとつのかなり安定した状態から次の安定した状態に移るまでの期間のことであり、人生の時期や状況、地位あるいはその他のものが推移すること」あるいは、「比較的安定した一つの状態から別の比較的安定した状態への道筋であり、変化が引き金になる過程」である。トランジッションは発達的、状況的、健康/疾病、組織的のタイプがあり、発達的なタイプにおいて、親になることは最も注目をうけたトランジッションと言われている。本研究で着目していることは、出産後に子どもがいない生活からの母親としての生活への推移の結果、以前とは別の比較的安定している状態を母親がどのように捉えているかということで、その人なりの母親としての自分自身の状況としての比較的安定した状態である。その以前とは別の比較的安定している状態を質的記述的研究により明らかにすることかできる。また、母親の役割獲得の状況を母親役割の自信、満足感、自己効力感などで測定しているものはあるが、これらは一様に母親の状況を母親として最上級であるベストであることを測定するものであり、トランジッションの結果のその人なりの母親としての比較的安定した状態を測定することとは異なる。よって、トランジッションを経てその人なりの母親としての比較的安定した状態を測定する尺度の開発は必要であることを確認し、そらにより産後パワーレスな状態にある母親自身がエンパワーできることにつながるのではないかと考えている。このよう平成29年度は、文献検討及び共同研究者及び母性看護学の専門家らとの意見交換により検討し、研究の方向性を固めていった。平成29年度は、文献検討及び共同研究者及び母性看護学の専門家らとの意見交換により検討し、研究の方向性を固めていていくという段階であった、母親役割に関する文献は多数あり、文献検討に時間を要したこと、専門家との意見交換も複数回に及び綿密におこなっていたことが時間を要した原因である。しかし、この文献検討及び意見交換は極めて重要なものであり、時間をかけても厳密にすることは研究を進める上で重要なことであったと捉えている。平成29年度に検討したことで次年度からの研究の進捗によい影響がでてくることを推察している。

よって、このような母親の支援を検討するためにも、今回の研究においては初産婦が出産後において新たな役割が加わることでの経験、自己の振る舞い、子どもと及び周囲との関係を通して自己をどのように認識し、エンパワーメントできているかを目的としている。現在インタビューの対象者をリクルート、インタビューを行いながら、得られたデータの分析を行っている。リクルート先と研究者のスケジュールが合わず、リクルートに時間をようしていること、及び分析をして、新しい対象者へのインタビューを行うため、分析に時間を要していることもやや進捗が遅れている原因である。平成30年度は、専門家との意見交換の最終段階であり、研究の方向性の確定をしていく。その後、母親へのインタビュー内容をデータとした質的記述的研究にてトランジッションを経てのその人なりの母親ということを明らかにする。その後、平成31.32.33年度で明らかになったことをトランジッションを経てのその人なりの母親になったことを測定する尺度項目とし、尺度の項目の検討を量的研究にて行っていく。また、トランジッションを経てのその人なりの母親になった状態が、エンパワーされた状態であるかも考察していくこととする。今後は、更なるリクルートを行い対象者を得、データを収集し、分析を進めていくこととする。本研究が進捗が遅れているため、差額が生じた。当該年度は、文献検討及び意見交換を行いそれに必要であった経費を使用している。差額については次年度に研究を遂行するときに使用する予定である。本年度は、リクルート先と研究者のスケジュールが合わず、リクルートに時間を要してしまったため、次年度に繰り下げてリクルート、分析を進めることになるため、それに伴い、対象者への謝礼及び交通費、データの分析、データ収集時の人件費に使用予定である。
活性酸素を介した新奇ストレス応答機構の解明

本研究では、葉緑体由来の活性酸素種(ROS)の下流において、転写因子であるHDおよびbZipが酸化的ストレス応答に重要な働きを持つことを明らかにした。また、両転写因子は植物の病原菌に対する応答にも関与することをつきとめた。さらに、新規シグナリング因子として複数の転写因子を同定するとともに、葉緑体ROSがアントシアニンの蓄積および光酸化的ストレス防御に必要であることを明らかにした。このように、本研究は葉緑体由来のROSシグナリングの転写因子ネットワークと生理学的意義を明らかにした。本研究では葉緑体由来の活性酸素種(ROS)シグナリングを明らかにすることを目的として、その分子機構に関与する2つの候補転写因子(HAT1およびbZip65)の生理機能解明と、新規シグナル伝達因子の同定を試みた。過剰発現株や遺伝子破壊株を用いた分子遺伝学的解析に加え、生理生化学および分子生物学的解析を駆使し、HAT1およびbZip65は葉緑体由来のROSの下流において、酸化的ストレス応答に関与することを明らかにした。両転写因子の発現はレドックス制御を受けるが、興味深いことに、HAT1の核局在性もまたレドックスにより制御され、ROSセンサーとしての機能が示された。HAT1の下流遺伝子には成長に関与する遺伝子が含まれた。また、bZip65は病原菌応答においてもコアな役割を持つことが分かり、生物的および非生物的ストレス応答のバランス制御に関与することが示された。また、葉緑体由来のROS応答性遺伝子群の包括的な逆遺伝学的解析により、新たにNACやbHLH転写因子が酸化的ストレス応答に関与することを明らかにした。特に、bHLH転写因子の標的遺伝子の多くは、葉緑体ROSに応答性を持つことから、本転写因子はシグナル伝達系においてコアな働きを持つことが示された。これらは上述のHAT1やbZip65とは独立して機能しており、葉緑体ROSシグナリングの複雑さが示唆された。さらに、新規シグナル伝達因子の探索の過程で、フェニルプロパノイド合成遺伝子の発現が葉緑体由来のROSによって活性化されること、そしてそれは光酸化的ストレス下でのアントシアニンの蓄積に必要であることが分かった。以上の研究成果から、原著論文を一報発表し、現在HAT1およびbZip65に関する原著論文(二報)を執筆中である。本研究では葉緑体由来の活性酸素種(ROS)シグナリングの解明を目的として、そのコンポーネントとしての役割が示唆されている2つの新奇シロイヌナズナ転写因子(HAT1およびbZIP65)およびタンパク質キナーゼ(MAPKKK16)の生理機能の解析を試みている。H24年度の計画は、各タンパク質の細胞内局在性、過剰発現株の作出、下流遺伝子の同定を試みるものであった。GFP融合タンパク質を用いた解析から、HAT1およびbZIP65は核に局在することが示唆された。興味深いことに、HAT1の核局在性は酸化ストレスによって阻害された。この事実は、HAT1のROSセンサーとしての役割を示唆した。また、HAT1およびbZIP65の過剰発現株の作出も終えることができ、それらが酸化ストレスに高い耐性能を有することも明らかにした。さらに、HAT1欠損株を用いたマイクロアレイ解析により、下流遺伝子候補を約50個同定することができた。興味深いことに、それらには成長や発達に関連する因子が多く、HAT1は防御遺伝子の発現ではなく、酸化ストレス下での植物体の成長制御に関与することが示唆された。一方、これまでにMAPKKK16の欠損株が酸化ストレスに高感受性を示すことを明らかにしていたが、詳細な解析の結果、その表現型は別遺伝子へのT-DN挿入によって引き起こされている可能性が示唆された。この予想外の事態に対応するため、MAPKKK16の機能解析を本研究計画から除外し、代替措置としてH25年度に予定していた「新たな変異株の選抜」を繰り上げて行った。その結果、いくつかの転写因子の破壊株が酸化ストレス高感受性を示すことが分かった。さらに、フェニルプロパノイド系酵素の破壊株でアントシアニンの蓄積が抑制されており、酸化的シグナリングとアントシアニン代謝との関連が示唆された。上述の通り、HAT1およびbZIP65の機能解析は概ね研究計画通りに進んでいる。加えて、HAT1の細胞内局在性のレドックス制御が示唆されたことにより、当該転写因子のROSセンサーとしての可能性が考えられ、本研究の学術的価値がおおいに高まった。そのため、HAT1のレドックス制御に関する実験を当初の計画に上乗せする必要があり、bZIP65のマイクロアレイ解析は今年度への持ち越しとした。しかしながら、本研究の学術的価値を考慮すると、bZIP65研究の遅延はHAT1研究の進展で相殺される。また、MAPKKK16の研究を断念せざるを得ない不足の事態に陥ったが、代替措置としての新奇変異株の選抜が功を奏し、MAPKKK16以上に興味深い遺伝子を複数得ることができた。

具体的には、bHLH101、ANAC036、ANAC074などの転写因子である。HAT1、bZIP65に加え、これらの機能を明らかにすることにより、本研究は、当初の計画よりも高いレベルでROSシグナリングの全容解明に貢献できると確信している。よって、現在までの達成度を「おおむね順調に進展している」とした。まず、本年度に持ち越したbZIP65の標的遺伝子の同定を早急に実施し、下流遺伝子を同定する。その後、当初の計画どおり、トランジェント法による転写活性調節能の解析を行う。また、H24年度に明らかになったHAT1のレドックス制御について詳細に解析するため、HAT1のシステイン置換変異体を用いたゲルシフト法や細胞内局在性解析を追加して行い、論文を執筆する。既に、各実験に用いるコンストラクトは作製済みであり、秋までには解析が終了する。MAPKKK16のターゲットタンパク質の探索を行う予定であったが、上述のとおりMAPKKK16を研究対象から除外したため、新たに選抜した新奇の転写因子の機能解析を計画に追加する。具体的な内容は、HAT1やbZIP65の解析で行ったとおり、細胞内局在性、過剰発現株の作出、下流遺伝子の同定、トランジェント法である。既に、実験に必要なコンストラクトの作製を進めており、今年度中にいくつかの転写因子の標的遺伝子を同定できると考えている。それらは解析終了後、順次論文を執筆し、投稿する。マイクロアレイにより、各転写因子の標的遺伝子が明らかになり次第、それらのアレイデータの比較解析を行い、それぞれの酸化的シグナリングにおける位置づけを明確にし、酸的シグナリングを介したストレス応答機構のアウトラインを明らかにする。上述のとおり、H24年度はMAPKKK16の機能解析を断念した経緯から、新奇変異株の選抜を繰り上げて実施した。標的遺伝子の同定や遺伝子発現解析などは研究にかかる試薬が高額であるのに対し、変異株選抜では高額な試薬類を必要としなかった。さらに、新たに同定した転写因子の機能解析(標的遺伝子の同定や遺伝子発現解析)を今年度の計画に追加したため、それにかかる費用をH24年度の研究費から繰り越した。HAT1およびbZIP65の機能解析およびかかる費用に関しては、当初の計画どおりである。H25年度に実施予定であった新奇変異株選抜にかかる費用、ならびにH24年度からの繰り越し研究費を、新たな転写因子の機能解析にかかる生化学および分子生物学用試薬、プラスチックおよびガラス器具に充当する。
宇宙マイクロ波背景放射偏光観測実験「QUIET」によるインフレーション理論の検証

QUIET (Q/U Imaging ExperimenT)実験で、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)偏光を高精度で測定した。QUIET実験では、CMB偏光B-modeを観測することで、宇宙の極初期に起こったとされる急速膨張(インフレーション)の検証が可能である。QUIET実験は、チリ共和国の北部にあるアタカマ砂漠、標高5,080mで観測を行っており、この世界で最もCMB観測に適した場所で、2008年10月から2010年12月迄、Q-band及びW-band(周波数43GHz帯及び95GHz帯)併せ、延べ10,000時間のデータを取得した。本研究では、Q-band 3,500時間のデータ解析を行い、角度スケール25≦l≦475(l=180度/偏光の角度スケール)にわたりE-mode, B-mode及びEBパワースペクトルを得た。E-modeはファーストピーク周辺で6σの検出レベルであり、これは低周波数帯(<100GHz)で初である。B-modeは有意なシグナルを検出しておらず、これより原始重力波の強度(インフレーション時のエネルギースケールに対応)を表すテンソル・スカラー比の上限、r<2.2(95%C.L.)を得た。これらの結果は先行研究と無矛盾であり、また低周波数帯で最もよい測定である。更に、Q-bandでの銀河系からの前景放射を、数度スケールで世界で初めて検出した。これより、前景放射の影響が最も少ないと考えられるW-bandに於いて、r=0.02レベルまで前景放射の影響を考える必要が無いことを明らかにした。我々の解析、特に較正、時系列、データセレクションは、「Null test」と呼ばれる手法により最適化・検証が、最終的なパワースペクトルの導出前に行われている。同時に系統誤差の推定も行っており、その大きさは統計誤差に比べて十分小さく、r=0.1レベルまで無視できることを確認した。宇宙マイクロ波背景放射(CMB)偏光観測実験「QUIET」は、チリのアタカマ砂漠に設置されたチャナントール観測所(標高5,080m)でCMB偏光B-modeの検出を目指し、観測を行っている。QUIETでは2008年10月からQ-band(40GHz帯)の観測をはじめ、2009年8月までにおよそ3,000時間の観測を行った。またQ-band終了後は、新たに設置したW-band(90GHz帯)で2009年8月から観測をはじめ、2010年3月現在で2,000時間の観測を終え、現在も観測中である。私もW-bandの観測について、実際に2ヶ月弱チリに滞在し観測を行った。現在はW-bandの観測をチェックしながら、Q-bandデータの解析を精力的に行っている。解析ではデータのリダクション、ノイズ解析、キャリブレーション(較正)、マップメイキングプログラムの開発・解析を行った。本年度はこれらに加え、データセレクション、宇宙論的解析に関するソフトの開発・解析も行った。以上のうちで特に重要で、成果が得られたものは以下の二つである。ひとつは較正である。較正の精度は、最終的なパワースペクトラムの解析に直接影響を与えるため、最新の注意を払い誤差、特に系統誤差を抑える必要がある。QUIETでは空、月、TauA(蟹星雲、超新星残骸)の観測・解析を組み合わせることで、系統誤差を抑えた較正を実現した。次はデータのセレクションである。データを多角的に解析し、データの質を落とす原因を突き止め、可能ならば復旧を試み無理ならばカットすることで、データの質を高めることに成功した。我々は上記の解析を順調に進めており、最終的な結果を来年度の早い時期に発表する計画である。

我々の解析、特に較正、時系列、データセレクションは、「Null test」と呼ばれる手法により最適化・検証が、最終的なパワースペクトルの導出前に行われている。同時に系統誤差の推定も行っており、その大きさは統計誤差に比べて十分小さく、r=0.1レベルまで無視できることを確認した。
X線透過性素材（PEEK材)を用いた手術器具の開発

近年循環器系疾患の血管内治療(IVR)が急速に発展しつつある。心臓血管外科領域に於いては、胸部ならびに腹部大動脈瘤に対するステントグラフト内挿術(EVAR, TEVAR)や経カテーテル式大動脈弁置換術(TAVR)など、ハイブリッド手術室での透視を併用した手術が増加している。この際に用いる開創器などの従来の鋼製手術器具ではX線不透過であり、視野障害の原因となり手術手技上の安全性や手術進行の妨げとなりうる。そこでX線透過性の高い鋼製素材であるPEEK (Poly Ether Ether Keton)材を用いた鋼製手術器具を作製し、その利便性と実用性を検証して臨床使用に耐えうる手術器具を開発することが必要であると考えた。29年度までにPEEK材のX線透視下における視野確保、細径ガイドワイヤー等の視認性での優位性を確認し、これに基づきPEEK材開創器(Weitlaner型開創器;株式会社シャルマン(鯖江市)で製作)を開発し臨床試験においても満足できる結果で、製品として上市された。30年度はこれまでの研究に引き続きPEEK材を使用した開胸器の作成及び動物実験による評価を目的に実験を施行したが、開創器と異なり開胸器においてはより強度を確保する必要があり従来型の開胸器をモデルにした試作器では鋼製手術器具と比較して強度的に安全を確保するに至らなかった。この為TAVR手術の心尖部アプローチに使用することを前提とした肋間開胸に用いる小開胸器の開発を行うも同様に強度的に安全を確保することが出来なかった。これまで開創器はPEEK材を削り出すことで作製していたが、この結果を踏まえ材料もしくは製法の見直しが必要と判断した。本研究はハイブリッド手術室での血管内治療に使用する、X線透過性剛性素材を用いた新しい手術器具の開発を目的とする。近年、循環器系疾患の血管内治療が急速に発展しつつある。心臓血管外科領域に於いては、胸部ならびに腹部大動脈瘤に対するステントグラフト術や経カテーテル式大動脈弁置換術など、ハイブリッド手術室での透視を併用した手術が増加しており、この際胸部大動脈や大動脈弁まで到達し、拡張した場合30mm径にもおよぶステントグラフトや人工弁を留置するためには7-9mm径のシースを大腿動脈や腸骨動脈を直接露出して挿入する手技が必須となる。この際に用いる開創器などの鋼製手術器具は透視下でガイドワイヤー操作を行う場合、X線不透過でありこれ自体が視野障害となり手技上の安全性や手術進行の点で問題と成り得る。そこで今回X線透過性の高い鋼製素材であるPEEK(Poly Ether Ether Keton;ポリエーテルエーテルケトン)材を用いた鋼製手術器具を作製し、その利便性と実用性を検証して臨床使用に耐えうる器具を開発することを目的とした。PEEK材はその特性(非常に高い耐熱性及び剛性、吸水性が低い、寸法安定性が高い、高い表面硬度及び機械的強度、耐薬品性に優れる等)から鋼製手術器具の材料に適していると考えられ、また安全性の高い素材であり、実際に医療用材料として生体に使用されている実績がある。以上を踏まえ本研究では先ず基礎実験としてPEEK材のX線透視下における視野確保、細径ガイドワイヤー等の視認性での優位性を確認した。本結果より開創器の試作品を株式会社シャルマンに委託・作成し、動物実験にてX線透視下における視野確保、細径ガイドワイヤー等の視認性、創展開状況、器具破損の有無、使用後の洗浄、滅菌の利便性について評価し、結果臨床使用に耐えうると判断した。平成27年度は動物実験に先がけて、通常使用しているハイブリッド手術室においてPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)材プレート(3.95mm厚及び19mm厚)、ステンレスプレート(1mm厚)、アクリルプレート(2mm厚)、及び各種ガイドワイヤー(0.018、0.032、0.035inch)、マーカー付きカテーテル、造影剤を使用し、各種プレート下でのX線透視下における視認性及び操作性に関する基礎研究を施行した。その結果、ステンレスプレートでは1mm×2枚以上の厚さにおいて視認性が著しく低下し、各種ガイドワイヤー及びマーカーの視認が困難であったのに対し、PEEK材では3.95mm×4枚(15.80mm)及び19mm厚でも視認性は保たれており、各種ガイドワイヤーやマーカー及び造影剤の視認性は良好であった。この結果を踏まえ、先端部分のみならず、ヒンジ及びラチェット部以外の全体ををPEEK材で作成した開創器の試作品を作製した。動物実験では試作品は上記の通りヒンジ及びラチェット部は金属で構成されているためこの部分のX線透視下での視認性は低下するものの、従来品と比べ明らかに視野障害は軽減され、各種ガイドワイヤーやマーカー及び造影剤の視認性は良好であった。また開創器の本体の目的である創の展開については従来品と比べ劣性は認めず確実に創展開が可能であり強度的に問題なく破損は認めなかった。また創部への侵襲性(皮膚障害や出血)も認めず、洗浄・滅菌(オートクレーブ)に関する不具合も認めず、臨床使用にも使用可能と判断した。この結果を元に開胸器に関してもデザインを決定し、現在試作品を作成中である。本研究は、ハイブリッド手術室での血管内治療に使用する、X線透過性剛性素材(PEEK;Poly Ether Ether Keton)を用いた新しい手術器具の開発を目的とする。

近年、循環器系疾患の血管内治療(IVR)が低侵襲手術として全世界で急速に発展しつつある。心臓血管外科領域に於いては、胸部ならびに腹部大動脈瘤に対するステントグラフト内挿術(EVAR, TEVAR)や経カテーテル式大動脈弁置換術(TAVR)など、ハイブリッド手術室での透視を併用した手術が増加しており、この際胸部大動脈まで到達し拡張径30mmにもおよぶステントグラフトや人工弁を留置するためには7-9mm径のシースを大腿動脈や腸骨動脈を直接露出して挿入する手技が必須となる。この際に用いる開創器などの従来の鋼製手術器具では透視下でガイドワイヤー操作などを行う場合、X線不透過であり、これ自体が視野障害の原因となり手術手技上の安全性や手術進行の妨げとなりうる。そこで、このような透視手術環境で使用する目的で、X線透過性の高い鋼製素材であるPEEK (Poly Ether Ether Keton)材を用いた鋼製手術器具を作製し、その利便性と実用性を検証して臨床使用に耐えうる手術器具を開発することが必要であると考えた。前年度、基礎実験としてPEEK材のX線透視下における視野確保、細径ガイドワイヤー等の視認性での優位性を確認し、これに基づき作製したPEEK材開創器(Weitlaner型開創器;株式会社シャルマン(鯖江市)で製作)について動物実験にて臨床使用に耐えうると判断した。これを踏まえ本年度は腹部大動脈瘤に対するステントグラフト内挿術や閉塞性動脈硬化症、急性下肢動脈閉塞症例のうちハイブリッド手術室でX線透視下に手術治療を行う症例に対し先述のPEEK材開創器を用いた臨床研究を行い、その結果利便性と実用性を実証した。これを踏まえ、本年度は福井大学医学系研究倫理審査委員会承認の下、臨床研究として腹部大動脈瘤に対するステントグラフト内挿術や閉塞性動脈硬化症、急性下肢動脈閉塞症例のうちハイブリッド手術室でX線透視下に手術治療を行う症例に対し先述のPEEK材開創器を用いてその安全性と利便性を評価した。本臨床試験では総大腿動脈または外腸骨動脈を露出させる際にPEEK材開創器を使用し、以下の項目について5段階に評価した(1X線透視下における視野確保2細径ガイドワイヤー等の視認性3創展開状況4器具破損の有無5使用後の洗浄、滅菌の利便性)。その結果、有効性においてX線透過性に関しては期待された通り優れており、細径ガイドワイヤー等の視認性は良好であった。その他開創器としての機能に関しては既存のものと比較して明らかな差は認めなかった。安全性においても機器使用中の破損は認めず、また使用による明らかな有害事象も確認されなかった。また開胸器についても株式会社シャルマンに作成を依頼したが、強度の部分で満足するものが得られず現段階作成中である。近年循環器系疾患の血管内治療(IVR)が低侵襲手術として全世界で急速に発展しつつある。心臓血管外科領域に於いては、胸部ならびに腹部大動脈瘤に対するステントグラフト内挿術(EVAR, TEVAR)や経カテーテル式大動脈弁置換術(TAVR)など、ハイブリッド手術室での透視を併用した手術が増加している。
プローブ顕微鏡による表面微細加工とそのレプリケーション

まず,プローブ顕微鏡により,表面微細加工及びその構造の安定性について調べた.グラファイトを試作基板とした場合,表面加工の再現性は乏しかった.金では,加工は比較的容易であった.径,高さともサブミクロンオーダーの隆起の形成が可能であった.しかし,隆起が表面拡張により徐々に消失することが確認された.最後にSiでは,再現性よく良好な加工が可能であった.右図にその一例を示す.これは,シリコン基板表面にSIという文字を描いた様子を示すものである.加工文字はくぼみでできているのがわかる.図のスケールは2μm四方であり,文字の線幅はここでは約30nmとなっている.シリコンを試料基板に用いることにより,任意の形状の加工が可能であり,また構造も安定であることがわかった.次にこのSiを試料に用いて,表面加工を行った箇所を再び基板上から探し出すことが可能かどうかを調べた.加工サイズがナノメーターレベルでは困難であった.しかしながら,加工部位近傍に目印として,数十ミクロン程度の,第二の加工部位を形成しておくことにより,これは可能となることがわかった.以上の結果をもとに,加工部位の構造転写について,目下研究続行中である.まず,プローブ顕微鏡により,表面微細加工及びその構造の安定性について調べた.グラファイトを試作基板とした場合,表面加工の再現性は乏しかった.金では,加工は比較的容易であった.径,高さともサブミクロンオーダーの隆起の形成が可能であった.しかし,隆起が表面拡張により徐々に消失することが確認された.最後にSiでは,再現性よく良好な加工が可能であった.右図にその一例を示す.これは,シリコン基板表面にSIという文字を描いた様子を示すものである.加工文字はくぼみでできているのがわかる.図のスケールは2μm四方であり,文字の線幅はここでは約30nmとなっている.シリコンを試料基板に用いることにより,任意の形状の加工が可能であり,また構造も安定であることがわかった.次にこのSiを試料に用いて,表面加工を行った箇所を再び基板上から探し出すことが可能かどうかを調べた.加工サイズがナノメーターレベルでは困難であった.しかしながら,加工部位近傍に目印として,数十ミクロン程度の,第二の加工部位を形成しておくことにより,これは可能となることがわかった.以上の結果をもとに,加工部位の構造転写について,目下研究続行中である.