hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大学生の学生生活の充実化に向けた学生相談活動の改善方法に関する実証的研究

平成18年度は,学生相談機関のオリエンテーションの手法の差異が学生相談機関の周知度,来談意思にどのような効果を与えるかについて明らかにすることを目的として、同一の大学で時期を変えて調査を行い,学生の学生相談機関へのイメージの変化の要因を差くぐることを目的に調査研究を行った。被験者は私立A大学14年生(事前調査297人,事後調査210人)であり、調査時期は、事前調査:2006年5月,事後調査:2006年7月であった。被験者は学生相談機関の説明の手法により4群に分けられた。4群の周知度得点の事前-事後の変化を見るために対応のあるサンプルのt検定を行ったところ,少人数・口頭説明群,多人数・視覚情報説明群,多人数・口頭説明群の3群でいずれも事後得点が有意に高かった。次に,事前-事後の変化量の群間差について明らかにするために分散分析を行ったところ,統計的に有意であり、少人数・口頭説明群が統制群より有意に変化量が大きかった。4群の来談意思得点の事前-事後の変化を見るために対応のあるサンプルのt検定を行ったところ,少人数・口頭説明群,統制群で事後得点が有意に高かった。多人数・視覚情報説明群については事後得点が有意に高い傾向が見られた。次に,事前-事後の変化量の群間差について明らかにするために分散分析を行ったところ,統計的に有意な傾向が,少人数・口頭説明群が他の3群に比べて有意に変化量が大きかった。アメリカでの研究と同様,オリエンテーションの手法は学生相談機関の周知度,来談意思に影響を与え,多人数より少人数,また,口頭のみの説明より視覚情報を活用した説明の方が効果的であることが示唆された。なお、研究の成果の一部は、心理臨床学会(2007年9月)で発表される予定である。平成16年度は,(1)国内外における大学生の学生相談への認知,態度,期待,イメージに関する文献研究,(2)アメリカの大学における学生相談の状況の視察,の2点を中心に研究を行った。(1)国内外における研究論文の文献研究についてアメリカの文献を中心に研究論文約120文献を収集し,文献研究を行った。この結果,アメリカでは,特に,大学内における学生相談機関の位置づけを学内外に強くアピールすることを意識し,マイノリティに属する学生の来談を促進するための方法を含め,学生をいかに学生相談機関への来談に結びつけるかというテーマに関する研究が強い関心を持って行われていることが明らかになった。これに対し,日本では,学生の来談を促進するための具体的な方法を見いだすための系統だった研究が不足しているという問題点と,学生の来談を促進させることに対する目的意識が不明確であるという問題点が見いだされた。(2)アメリカの大学における学生相談の状況の視察についてアメリカ・ハワイ大学マノア校のCounseling and Student Development Centerを訪問し,ディレクターのDr.Allyson Tanouyeに面接調査を実施した。その結果,ハワイ大学の学生相談のあり方には,地域的・歴史的な背景,大学の教職員・学生の人種的な構成比の要因,学生相談にかかわるスタッフの考え方の影響などが深く関わっていることがうかがえた。そして,これらの点についての理解抜きにしては,ハワイ大学め学生相談活動に対する理解も表面的なものとなると感じられた。日本においても,各大学の学生相談のあり方に影響を及ぼしている背景・要因を分析し,その大学の学生相談のあり方を相対的に捉えなおす試みの必要性が示唆された。平成17年度は,日本国内における大学の学生相談機関の相談員に面接調査を実施し,学生の来談を促進するための工夫について実践例を収集することを目的として研究を行った。調査の対象となったのは,北海道から九州までの12大学(国立3,私立9)の学生相談機関の相談担当者,相談関連業務担当者である。まず,面接のための準備として,各大学の概要,学生相談室の位置づけについて,大学案内,インターネット等を活用して調べた。次に,研究への協力が得られた相談員に面接調査を実施した。その結果,以下のことが明らかになった。第一に,多くの大学で相談担当者の個人的な信念・臨床スタイルが学生相談機関の活動の大きな方向性の決定に深く関わっており,それぞれ独自の活動が展開されていた。第二に,いくつかの大学で,学生相談機関をめぐる危機的な状況に直面した後,相談活動の方針に大きな変化が見られた。"危機"への対処により,累積された"課題"の解消と活動の新たな展開が見られるように思われた。第三に,学生相談を巡るハード面(予算等含む)はほとんどの大学で不足している状況であるが,相談活動の実質的な部分は,そうしたハンディにかかわらず,それぞれの大学の条件にあわせて展開されているような印象を受けた。日常の活動の中にある実践知を掘り起こし,集約するためには,学生相談機関を事例的,了解的に理解していく必要があると考えられた。その方法を洗練し,開発していくことが今後の課題と考えられる。

被験者は私立A大学14年生(事前調査297人,事後調査210人)であり、調査時期は、事前調査:2006年5月,事後調査:2006年7月であった。被験者は学生相談機関の説明の手法により4群に分けられた。4群の周知度得点の事前-事後の変化を見るために対応のあるサンプルのt検定を行ったところ,少人数・口頭説明群,多人数・視覚情報説明群,多人数・口頭説明群の3群でいずれも事後得点が有意に高かった。次に,事前-事後の変化量の群間差について明らかにするために分散分析を行ったところ,統計的に有意であり、少人数・口頭説明群が統制群より有意に変化量が大きかった。4群の来談意思得点の事前-事後の変化を見るために対応のあるサンプルのt検定を行ったところ,少人数・口頭説明群,統制群で事後得点が有意に高かった。多人数・視覚情報説明群については事後得点が有意に高い傾向が見られた。次に,事前-事後の変化量の群間差について明らかにするために分散分析を行ったところ,統計的に有意な傾向が,少人数・口頭説明群が他の3群に比べて有意に変化量が大きかった。アメリカでの研究と同様,オリエンテーションの手法は学生相談機関の周知度,来談意思に影響を与え,多人数より少人数,また,口頭のみの説明より視覚情報を活用した説明の方が効果的であることが示唆された。なお、研究の成果の一部は、心理臨床学会(2007年9月)で発表される予定である。
位置情報の認識による領域の区画化とその形態形成における役割の解明

発生過程における基本メカニズムの1つは、モルフォゲンの濃度もしくは活性依存的に領域特異的な転写因子の発現が誘導され、それによって均一な細胞集団が性質の異なる集団に分割されること(領域の区画化)である。領域の区画化は一度に起こるのではなく、初めは比較的大きな区画が形成されそれが次第に小さく区画化されてゆき、最終構造に対応する小さな区画が形成されていく。本研究では、ショウジョウバエ成虫肢形成過程において、モルフォゲンの濃度もしくは活性の勾配が転写因子の発現領域に変換される具体的な機構や、段階的に小さな区画が形成される機構について、ホメオボックス遺伝子Barの発現制御機構を中心に解析した。前年度までに、Barとその隣の領域で発現するホメオボックス遺伝子al, Lim1との間の相互抑制作用によって、モルフォゲンにより大まかに決定された領域が厳密に区画化されることを明らかにしているが、その相互作用にはal, Lim1だけでは不十分である事も分かっていた。突然変異体のスクリーニング及びその解析から、今回、もう1つのホメオボックス遺伝子cllがこの相互作用に重要な働きをしている事、cllとalは協調的に働いている事、初期にはモルフォゲンによりこれらの遺伝子の発現が誘導されるが、後期にはこれらの遺伝子問の相互作用によりモルフォゲンに非依存的になっている事等を明らかにした。また、Barの発現は初めは比較的広い領域で発現し、その後より狭い領域に限定される。Barの発現制御領域の解析から、これはエンハンサーが初期と後期で切り替わる事によっていることがわかった。さらに、Bar自身が初期エンハンサ-にはネガティブに、後期エンハンサーにはポジティブに働いていること、後期エンハンサーの活性が初期にはなく、後期になって表れるのは、bHLH-PAS蛋白質をコードするssの働きによる事も明らかになった。
魚類のω-3型高度不飽和脂肪酸代謝における核内レセプターの機能解析

ω-3型高度不飽和脂肪酸(PUFA)は海産魚類の必須脂肪酸として働くが、その生理的な作用機構は不明である。近年、ω-3型PUFAが核内レセプターファミリーであるperoxisome proliferator activated receptor(PPAR)のリガンドとして働くことが明らかとなった。PPARは脂質代謝に重要な働きをもつことから、海産魚類ではω-3型PUFAがPPARを活性化させ、種々の代謝調節を行っている可能性が考えられる。そこで、本研究は水産上重要魚種であるトラフグを対象にPPARの機能解析を行うことを目的とした。哺乳類および両生類のPPARについては、高度不飽和脂肪酸および関連物質のほか様々な物質がその転写活性を促進する。一方、トラフグは4種類のPPAR、α1、α2、βおよびγを持っていたが、これらが他生物種PPARと同じ物質に対して反応するかどうかは不明であった。そこで、魚類培養細胞を用い、トラフグPPARのリガンド依存的な転写調節能を調べた。キンギョ培養細胞にトラフグPPAR発現プラスミド、および別途供与されたPPAR調節領域を組み込んだルシフェラーゼレポータープラスミドを導入し、他生物種のPPARα、βおよびγの活性化剤であるそれぞれWy-14643、ETYAおよびロシグリタゾンを含む培地中で一晩培養した。培養後、ルシフェラーゼ活性を測定したところ、トラフグPPARα1およびα2を導入した細胞でETYAの添加によりルシフェラーゼ活性が著しく上昇した。これらの細胞はWy-14643の添加によってもルシフェラーゼ活性が上昇したが、その応答はETYAに対するものより弱かった。また、トラフグPPARβおよびγは、上記3種類のPPAR活性化剤に対して反応しなかった。哺乳類のPPARにはα、βおよびγの3種類が存在する。トラフグにおいても同様に3種類のPPARが存在するが、トラフグPPARαでは2種類のアイソフォームが同定された。その中の一つは、脳および成熟した卵巣でのみ発現がみられたが、この結果は、トラフグPPARがすべての組織で発現し準というMaglichら(2003)の報告と矛盾した。現在、トラフグ両PPARの発現部位の詳細を解析中である。また、トラフグPPARがω-3型PUFAをリガンドとするかどうかに疑問がもたれた。そこで、Kreyら(1997)のリガンド結合試験を習得するため、スイス・ローザンヌ大学において4週間、関連の実験を行った。現在、組み替えタンパク質を調製するためのベクターを構築中である。血中の脂質運搬タンパク質であるアポリポタンパク質遺伝子がPPARにより発現変動することが報告されている。そこで、トラフグ・アポリポタンパク質遺伝子のcDNAクローニングを行い、発現部位を同定した。今後、種々のPPAR活性化剤などを用いて、トラフグ血中の脂質運搬に及ぼすPPARの役割を明らかとする。
知覚・認知の階層的情報処理

本研究の目的は感覚情報から外界のイメージを再構築する脳の階層的情報処理のプロセスを実験的研究と理論的研究の両面から分析し解明することである。実験的研究では視覚系を中心に網膜から連合野にいたる各レベルでの処理内容の分析とトップダウン的修飾の研究が進められた。網膜では金子章道が双極細胞のカルシウムチャンネルに一過性と持続性の2種類があることを示し、視覚野では佐藤宏道が運動方向選択性が皮質内の制御過程で起こることを示し、光学的計測法により200ms以上続く促通現象を見つけた。藤田一郎は連合野で記憶の基礎となるシナプス長期増強を発見した。田中啓治は光学的計測法で側頭葉(TE野)の図形コラムの配列を調べ、複数のコラムが重複して複雑な図形特徴を表現していることを示し、酒田英夫は頭頂連合野後部で3Dコンピュータグラフィックスを使って立体視によって平面の傾きや凹凸などの三次元的特徴を識別するニューロンを調べた。三上章允は上側頭溝周辺で形と回転方向の組合せを識別するニューロンを見つけ、岩村吉晃は体性感覚野後部の多感覚ニューロンの視覚受容野がエサを取る道具の先まで広がることを見つけた。理論的研究では杉江昇が動く物体を追跡し、図と地を分離するシステムを構築し、石井直宏は注視機能を導入して顔を背景から分離するニューラルネットを構築した。乾敏郎は顔の類似性と男女の識別で心理物理的な類似性空間の主成分表現とニューラルネットの内部表現が一致することを示した。永野俊は空間的配置の認知モデルとして局所的な視知覚空間を組み合わせて広い空間の認知地図を記憶し想起するシステムを構築した。石川真澄は視覚認知の文脈依存性の研究で、情景から文脈を抽出するモデルを構築し、岩田彰は低次認識回路網から入力を受ける高次連想回路網で概念を連想するシステムを構築した。星宮望はランダムで対称的な相互結合を持つ神経回路網で時系列の作業記憶の機能を実現した。実験的研究では主に覚醒したサルを使って、大脳皮質の感覚野と連合野のニューロン活動を分析し、平行するいくつかのシステムの階層的な情報処理のプロセスを調べた。視覚系では対象の認知に関係する下側頭回には同じような図形に反応するニューロンのコラム構造があり、訓練によって学習した図形のコラムが増加することがわかった(田中)。さらに高次の上側頭溝周辺には見慣れた対象の間の違いを識別する細胞があることがわかった(三上)。空間認知に関与する頭頂連合野には物体の三次元的特徴を識別する細胞群があり特に長軸の傾きを識別する細胞群が発見された(酒田)。またMST野では、広い視野の動きに反応するfieldタイプと小さなスポットにも反応するobjectタイプの処理様式の違いがわかった(斎藤)。体性感覚野の高次の領域で左右の手に対称的な受容野を持つ細胞群が発見された(岩村)。この他、公募班員によって網膜、視覚伝導路、第一次視覚野などにおける特徴抽出のメカニズムについて詳細な研究が行われた。理論的研究も視覚系を中心に行われた。三次元図形の認知に関しては動く物体の輪郭をHopfield型ネットワークで抽出するモデルを組立て(杉江)、少数の違う角度から見た像から三次元物体を認知するモデルを心理物理学的実験で検証した(乾)。さらに複数の対象の位置関係を眼球運動によってマップするシステムをモデル化し(永野)、また出来事の記憶と認知に必要な時系列パターンを発生するモデルを組立てた(星宮)。この他公募班によって注視点の移動による複雑な図形の認知システム(石井)、味覚のニューラルネットワーク(山本)、明暗と色の相互作用(江島)、両眼視野闘争(小林)などの研究が行われた。実験的研究ではサルの大脳皮質における感覚情報の階層的処理に関していくつかの重要な発見があった。酒田は運動視の高次領域であるMST野周辺にある回転運動感受性ニューロンが運動方向の連続的変化から回転方向を検出していることを発表し、三次元コンピューターグラフィックスを使って頭頂連合野が立体視による平面の傾きや立体図形の識別をしていることを明らかにした。田中は下側頭回に二次元図形を識別するニューロンのコラム構造があることを光計測法で示した。斎藤は側頭連合野の視覚ニューロンの反応がトップダウン処理の影響で変動することを示した。三上は側頭葉尖端部に見慣れた対象の複雑なパターンに選択的に反応するニューロンを発見し、それが対象の部分から全体を認知する能力を持つことを明らかにした。岩村は体性感覚系の高次領域(5野)では、両側の肩や股関節の情報を脳梁を介して統合していることを明らかにした。この他公募班員によって網膜、視覚伝導路などの情報処理機構が研究され、チンパンジーの道具使用や人間の計算機能の局在のPETによる研究などが行われた。理論的研究では杉江が両眼立体視による輪郭の検出や陰影からの形状復元のモデルを構成し、乾は両眼立体視による面の復元と三次元形状の認知の神経回路モデルを構成し、顔パターンの類似度を評価する神経回路モデルのシミュレーションを行った。永野は空間情報を連続的に想起するモデルを構成し、森は異なる視点から見た三次元対象の認知は中心視野の方が周辺視野よりよくできることを心理物理的に証明し、江島はネオンカラー現象に着目して色彩処理系と明暗処理系の間に協調的な統合が行われていることを心理物理学的に示した。星宮は音の時系列を発声の運動プランに変換するモデルを構成した。この他文脈依存性の認知や多重相互結合神経回路による複合連想モデルなどの研究が行われた。

本研究の目的は感覚情報から外界のイメージを再構築する脳の階層的情報処理のプロセスを実験的研究と理論的研究の両面から分析し解明することである。実験的研究では視覚系を中心に網膜から連合野にいたる各レベルでの処理内容の分析とトップダウン的修飾の研究が進められた。網膜では金子章道が双極細胞のカルシウムチャンネルに一過性と持続性の2種類があることを示し、視覚野では佐藤宏道が運動方向選択性が皮質内の制御過程で起こることを示し、光学的計測法により200ms以上続く促通現象を見つけた。藤田一郎は連合野で記憶の基礎となるシナプス長期増強を発見した。田中啓治は光学的計測法で側頭葉(TE野)の図形コラムの配列を調べ、複数のコラムが重複して複雑な図形特徴を表現していることを示し、酒田英夫は頭頂連合野後部で3Dコンピュータグラフィックスを使って立体視によって平面の傾きや凹凸などの三次元的特徴を識別するニューロンを調べた。三上章允は上側頭溝周辺で形と回転方向の組合せを識別するニューロンを見つけ、岩村吉晃は体性感覚野後部の多感覚ニューロンの視覚受容野がエサを取る道具の先まで広がることを見つけた。理論的研究では杉江昇が動く物体を追跡し、図と地を分離するシステムを構築し、石井直宏は注視機能を導入して顔を背景から分離するニューラルネットを構築した。乾敏郎は顔の類似性と男女の識別で心理物理的な類似性空間の主成分表現とニューラルネットの内部表現が一致することを示した。永野俊は空間的配置の認知モデルとして局所的な視知覚空間を組み合わせて広い空間の認知地図を記憶し想起するシステムを構築した。石川真澄は視覚認知の文脈依存性の研究で、情景から文脈を抽出するモデルを構築し、岩田彰は低次認識回路網から入力を受ける高次連想回路網で概念を連想するシステムを構築した。星宮望はランダムで対称的な相互結合を持つ神経回路網で時系列の作業記憶の機能を実現した。
南インドにおける多発癌の発生要因についての疫学的研究

【研究の背景及び目的】南インドは、宗教の関係で肉を食しないベジタリアンが多いことが知られているが、インド国内でもより香辛料の強い食品を好むベジタリアンの頻度が多いという特徴がみられる。南インドの中心都市であるマドラスのCancer Instituteが行っている地域がん登録資料によれば、1989年の胃がんの死亡率は、男では第一位である。女では子宮がん、乳がんに次いで高い頻度である。これらの頻度は、日本に比べれば半分以下であるが、感染症死亡の減少により平均寿命が延長傾向にあるインドでは今後重大な問題になることが予測されている。一方、肺がんの頻度は、男では胃がんに次いで第二位であるが、女では極めて低い頻度てある。インドでは、噛みタバコの習慣など日本の喫煙習慣とは異なる独特の習慣がある。インドで肺癌との関連を検討した疫学研究はほとんどないのが現状である。そこで、本研究では、日本でも重要な部位のがんである胃がん、肺がんの関連要因を探る目的で疫学的研究を行うこととした。今回検証する目的とした仮説は、食習慣、喫煙習慣などの生活習慣との関連、心理要因との関連、がんとの関連が疑われているビタミン類について血清中の濃度との関連、胃がんについてはヘリコバクター感染との関連、及び肺がんについては遺伝的要因との関連の5つの分野についてである。【対象及び方法】研究の対象としたのは、マドラスのCancer Instituteで新たに診断した両疾患の患者である。研究方法は、患者対照研究である。対照は、それぞれの患者に対して2人とった。1人は、マドラス市内に居住する一般住民の中から、無作為に性、年齢を一致させた者をえらび、住民対照とした。また、Cancer Instituteに患者と同時期に新たに受診した対象疾患以外の疾患を持つ患者の中から、性、年齢を一致させた者1人を無作為に選び病院対照とした。したがって、胃がん、肺がんそれぞれの疾患について、患者200人、対照400人の計600人の患者対照研究を二組完成することを目標とした。検討の対象とした要因の中で、生活習慣など一般的な情報の収集は、訓練した疫学面接者の面接によって収集した。心理学的な情報の収集は、2人の専門の心理学者の面接によって収集した。また、採血は空腹時に行い、-70°Cで冷凍保存し、日本へ移送し、ビタミン類など目的とする成分の測定に用いた。なお、胃がん研究におけるヘリコパクターの抗体価の測定は、現地でキットを用いて測定した。また肺がん患者で可能な者については肺がん組織を日本へ運び遺伝子研究に供した。【進捗状況及び中間結果】現在両部位についての患者対照研究は進行中であるので、検討に値するべき結果はまだ得られていない。これまでに研究の対象とした肺がん患者について、日本での肺がん患者との臨床所見の比較結果が明らかになっている。患者の平均年齢は、インドの患者の方が若いという結果が得られた。また、レントゲン所見からみると、インドの患者では、日本の肺がん患者と比べ、(1)初診患者に占める進行癌の割合は、南インドが極めて多いこと、(2)肺がん患者の組織像をみると、小細胞癌の割合が日本人に比べて高いこと、の二点が明らかになった。今回検証する目的としたその他の仮説、即ち、食習慣、喫煙習慣などの生活習慣との関連、心理要因との関連、がんとの関連が疑われているビタミン類について血清中の濃度との関連、胃がんについてはヘリコバクター感染との関連、及び肺がんについては遺伝的要因との関連については、現在検討中である。

また、Cancer Instituteに患者と同時期に新たに受診した対象疾患以外の疾患を持つ患者の中から、性、年齢を一致させた者1人を無作為に選び病院対照とした。したがって、胃がん、肺がんそれぞれの疾患について、患者200人、対照400人の計600人の患者対照研究を二組完成することを目標とした。検討の対象とした要因の中で、生活習慣など一般的な情報の収集は、訓練した疫学面接者の面接によって収集した。心理学的な情報の収集は、2人の専門の心理学者の面接によって収集した。また、採血は空腹時に行い、-70°Cで冷凍保存し、日本へ移送し、ビタミン類など目的とする成分の測定に用いた。なお、胃がん研究におけるヘリコパクターの抗体価の測定は、現地でキットを用いて測定した。また肺がん患者で可能な者については肺がん組織を日本へ運び遺伝子研究に供した。【進捗状況及び中間結果】現在両部位についての患者対照研究は進行中であるので、検討に値するべき結果はまだ得られていない。これまでに研究の対象とした肺がん患者について、日本での肺がん患者との臨床所見の比較結果が明らかになっている。患者の平均年齢は、インドの患者の方が若いという結果が得られた。また、レントゲン所見からみると、インドの患者では、日本の肺がん患者と比べ、(1)初診患者に占める進行癌の割合は、南インドが極めて多いこと、(2)肺がん患者の組織像をみると、小細胞癌の割合が日本人に比べて高いこと、の二点が明らかになった。今回検証する目的としたその他の仮説、即ち、食習慣、喫煙習慣などの生活習慣との関連、心理要因との関連、がんとの関連が疑われているビタミン類について血清中の濃度との関連、胃がんについてはヘリコバクター感染との関連、及び肺がんについては遺伝的要因との関連については、現在検討中である。
中等教育化学における資質・能力育成を志向する文脈を基盤としたカリキュラムの開発

本研究は中等教育化学における資質・能力育成を志向し文脈を基盤としたカリキュラム開発し評価する。申請者らか明らかにした中等教育化学における基本概念ごとの獲得すべき資質・能力を明らかにする。これらを抽出・集積・結合・再編することによりカリキュラム全体で育成する力を設定する。さら,資質・能力を埋め込む文脈は興味・関心や真正性に加え学習者とその学習対象との関係性を明確にするレリバンスに基づき開発する。多様な学習者に適した多様な授業デザインを中等教育教員と共生的実践方略をとり開発し,これを公開し研修会を実施する。並行して本カリキュラムやその開発方法を評価する。
薄膜成長初期過程における二次元核の形状制御による薄膜の三次元構造の制御

本研究では、原子の層間移動(原子がステップエッジを乗り越えて一つ下の原子層へ移動する過程)が薄膜成長に与える影響について調べた。ステップ方位によりステップエッジバリア(原子が層間移動する際のエネルギー障壁)が異なる可能性が最近の研究で指摘されているが、このことは二次元核の形状を制御することでステップエッジの方位をコントロールし、膜の三次元構造(表面粗さ等)を制御できることを示唆している。したがって、成長中の原子の層間移動について詳細に調べることは、膜構造の制御手法の指針を得るために非常に重要となる。ここでは、これまで電界イオン顕微鏡(FIM)により表面拡散等の結晶成長中の素過程がよく観察されているPt(111)上のPt原子、Ir(111)上のIr原子をモデルとして、膜の表面粗さに影響する層間物質移動のシミュレーションを行った。Pt(111)やIr(111)上の二次元核の表面上ではステップエッジの内側にもエネルギー障壁が存在し、原子を核の上に閉じ込める働きをしている。シミュレーションの結果、この内側の障壁により層間移動の頻度がかなり減少することが明らかとなり、結晶成長に大きく影響していることがわかった。また、フレキシブルディスプレイ用の薄膜トランジスタ材料として期待されているペンタセン分子の薄膜成長についても調べた。表面粗さの成膜温度依存性を調べたところ、基板温度を上げるに従って、層間移動が活発になり-50°C付近までは表面ラフネスが減少するが、これ以後は増加することがわかった。これは従来の金属、半導体では見られない現象である。核生成密度の基板温度依存性を詳細に調べた結果、ラフネスの増加はペンタセン分子のダイマー(2分子のクラスター)の解離に起因していることが明らかになった。本研究の結果、膜構造に対する層間移動の重要性が明らかとなり、始めに指摘したように二次元核の形を制御することで膜構造を制御できることが示唆される。アイランドの形を決めているのは、ステップエッジに沿った拡散(エッジ拡散)であり、今後、エッジ拡散を調べることが重要であると考えている。本研究では、薄膜成長中の原子、分子レベルの成長機構を用いて、薄膜成長をコントロールすることを目的としている。具体的には、単原子層厚の二次元成長核の形を制御することによる、薄膜の成長様式(層状成長or三次元成長)の制御を試みる。この種の研究は国内外でも例が無く、成功すれば、薄膜の構造制御法に対する全く新しい視点を提供することとなる。本年度は現在開発中の改良型STM装置に走査型電子顕微鏡の取り付けを行った。改良型STM装置では、針状に成型された試料の先端をSTM観察することで原子の表面拡散の直接観察を行う。本装置ではある一定時間、探針を遠ざけた状態で原子を自由に拡散させ、その後、試料を20Kまで冷却し、すべての表面上のプロセスを凍結した上で、探針を近づけ原子の位置を観察する。この過程の繰り返しにより、観察の影響を受けない原子の自由な運動を調べることができる。このため、試料の加熱、冷却を繰り返すこととなるが、試料の熱膨張、熱収縮によりSTM探針と試料の位置がずれてしまう。本年度は、STMチャンバーへの走査型電子顕微鏡の取り付け、立ち上げを行った。これにより試料の望みの位置へSTM探針を効率的に移動させることが可能となった。また、これと並行してベンゼンジチオール分子の成長機構の観察を行った。

この分子は金表面上で単分子膜を形成することが知られており、この薄膜を用いた超微細な分子トランジスタの形成が報告されている。観察の結果、良好な単分子膜の形成が確認され、分子は表面に対して垂直方向を向いていることが確認されたものの、面内方向での規則性は観測されなかった。今後は、上記装置により成長機構を詳しく調べ、規則性の高い分子膜の形成を目指す。本研究では、原子の層間移動(原子がステップエッジを乗り越えて一つ下の原子層へ移動する過程)が薄膜成長に与える影響について調べた。ステップ方位によりステップエッジバリア(原子が層間移動する際のエネルギー障壁)が異なる可能性が最近の研究で指摘されているが、このことは二次元核の形状を制御することでステップエッジの方位をコントロールし、膜の三次元構造(表面粗さ等)を制御できることを示唆している。したがって、成長中の原子の層間移動について詳細に調べることは、膜構造の制御手法の指針を得るために非常に重要となる。ここでは、これまで電界イオン顕微鏡(FIM)により表面拡散等の結晶成長中の素過程がよく観察されているPt(111)上のPt原子、Ir(111)上のIr原子をモデルとして、膜の表面粗さに影響する層間物質移動のシミュレーションを行った。Pt(111)やIr(111)上の二次元核の表面上ではステップエッジの内側にもエネルギー障壁が存在し、原子を核の上に閉じ込める働きをしている。シミュレーションの結果、この内側の障壁により層間移動の頻度がかなり減少することが明らかとなり、結晶成長に大きく影響していることがわかった。また、フレキシブルディスプレイ用の薄膜トランジスタ材料として期待されているペンタセン分子の薄膜成長についても調べた。表面粗さの成膜温度依存性を調べたところ、基板温度を上げるに従って、層間移動が活発になり-50°C付近までは表面ラフネスが減少するが、これ以後は増加することがわかった。これは従来の金属、半導体では見られない現象であり、分子の場合、核生成のための活性化エネルギーがかなり大きいことが示唆される。本研究の結果、膜構造に対する層間移動の重要性が明らかなり、始めに指摘したように二次元核の形を制御することで膜構造を制御できることが示唆される。アイランドの形を決めているのは、ステップエッジに沿った拡散(エッジ拡散)であり、今後、エッジ拡散を調べることが重要であると考えている。
方形波配電システムの実用化研究

方形波配電システムについて、解析と実験を通して実用化の際のメリット・デメリットを研究した。その結果、従来の配電システムで問題であった電源の力率の悪化や電源電流の高調波電流の抑制に効果がある事や整流器出力直流電圧の変動率が低い事や直流フィルタキャパシタの容量が削減できる事が分かった。本研究は『廉価な負荷装置を用いつつも線路損失と電流容量を低減できる三相方形波配電システムの実用化という新たな産業分野を創出する事』を目的としており、初年度(平成21年度)では、1.「整流方式と変圧器結線方式の組合せの実験的および理論的な評価」のうち、「キャパシタインプット形ダイオード整流器」と「1次側Δ結線・2次側Y結線の変圧器」の組合せについて2.「整流器と三相変圧器の利用率の評価」のうち、「キャパシタインプット形ダイオード整流器」と「1次側Δ結線・2次側Y結線の変圧器」の組合せについてを計画し、実施した。実験の結果、この整流方式と変圧器結線方式の組合せで初期の目的(整流器負荷の入力側に於ける高い力率とそれに伴う高い効率、および直流出力側電圧の脈動低減とそれに伴う直流平滑化キャパシタの小型化)が実現できる事を実証でき、実験では98%程度の高い力率を得た。また、理論的解析も行い、実験結果と理論解析結果の良好な一致も確認した。この実験的・理論的検討では、負荷変動による直流出力電圧の過渡変動も評価した。本システムでは動作周波数を400Hzに上げられる事もあって、直流出力電圧の整定時間は従来の商用電源を用いた場合に比べて著しく短く、負荷の変動による擾乱が小さい事も実証できた。本システムで用いるインダクタやキャパシタについて、定常状態および過渡状態の双方を考慮しながら適切な定数設計法を検討し、設計指針を明らかにした。本研究は『廉価な負荷装置を用いつつも線路損失と電流容量を低減できる三相方形波配電システムの実用化という新たな産業分野を創出する事』を目的としておいる。平成22年度(第2年度)では、まず、「整流器と三相変圧器の利用率の評価」(平成21年度からの継続課題)を行い、理論的および実験的に三相方形波配電システムおける整流器と三相変圧器の利用率が従来の正弦波配電システムの場合より勝っている事を明らかにした。さらに22年度(第2年度)では、「整流器出力側への波及効果」(平成22年度開始の課題)を行った。本課題では、直流フィルタ用キャパシタ・インダクタの定格やストレスに関する理論的および実験的検討を行った。具体的には、従来の正弦波電圧配電システムに於けるPWM整流器の場合と提案する方形波電圧配電システムに於けるダイオード整流器の直流フィルタ用キャパシタ・インダクタについて、必要とされる定数,定格,電圧・電流ストレスを比較・吟味し、方形波電圧配電システムの有用性を定量的に明らかにした。また、チョークインプット形ダイオード整流器負荷の場合について、方形波電源の周波数が動作特性に与える影響を検討した。同成果は平成23年度中の国際会議等で発表の準備中(投稿中)である。本研究は『廉価な負荷装置を用いつつも線路損失と電流容量を低減できる三相方形波配電システムの実用化という新たな産業分野を創出する事』を目的としている。さらに平成22年度(第2年度)では、「整流器出力側への波及効果」(平成22年度開始の課題)を行った。平成23年度(第3年度・最終年度)では、商用周波数(50Hz)での実験を継続して回路各部の挙動を分析すると共に、運転周波数(方形波インバータの運転周波数、即ち負荷整流器の入力電圧の周波数)を商用周波数より上げて変圧器,インダクタ,直流キャパシタの小型・軽量化を行う場合についての提案システムの動作についての解析と実験的検討を行い、提案システムがもくろみ通りに動作する事を確認した。
朝鮮総督府の文化政策に対する人類学的研究

当該テーマに対する調査・研究を進展させ、今後のより本格的な調査・研究の展開と成果の発表に向けて基礎的な枠組みを組み立てることができた。当初の目的に関連して、特に次の二点の問題に対する暫定的結論を導きだした。第一に、朝鮮総督府中枢院が組織的中心となってすすめた調査事業の学問的方法論には、機能主義や柳田民俗学の他に、実定法のパラダイムが色濃い影響を与えていることが分かった。つまり、当時の文化研究の支配的パラダイムとともに、支配と社会改良に動機づけられた法学の実戦的枠組みが強く作用していたのである。第二に、朝鮮総督府の1930年代の文化政策は、朝鮮全体の資本主義化と社会変容の進行を背景に、農村振興運動に代表されるような地域社会へのより柔軟かつ徹底した介入と深い関連をもつことがはっきりした。こうした「文化と権力」との微妙な結び付きは、セマウル運動を始めとして、解放後の韓国にも顕著に認められる。本研究の反省点は、予想していたこととはいえ、調査事業の直接の関係者に会うことができず、文献調査を超える発見がほとんどなかったことである。文化や慣習を植民地政府が調査することの意味を自分なりに捉えている生存者に巡り会うことはついにできず、この方向からの検証は見通しが立たなかった。今後は、未公刊の中枢院の資料までを調査の対象に含め、より徹底した実証研究と理論的探究を踏まえ、博士論文の完成へとつなげたい。
シグナル伝達異常による先天奇形症候群の分子遺伝学的解明

本研究の研究代表者および分担研究者は、これまでに、複数の先天奇形と精神遅滞を合併する奇形症候群-連の症候群が、これまで癌遺伝子としてよく知られていた遺伝子の変異によってひきおこされるシグナル伝達異常症であることを世界に先駆けて報告した。本研究の目的は、以上の研究成果をもとに、シグナル伝達系の異常によってひきおこされるMCA/MRの原因遺伝子を新たに同定し、遺伝子診断法を確立すると共に、その機能解析を行うことによって病態発症のメカニズムを解明することにあった。1)症例の収集と遺伝子変異のスクリーニングと遺伝子のコピー数の検討(松原、青木、呉)まず、国内外のヌーナン症候群、コステロ症候群、CFC症候群患者からの検体収集をおこなった。病因遺伝子変異が不明の症例について候補遺伝子検索を行い、これまでに報告されていない変異を同定した。これまでに同定された遺伝子変異のスペクトラムを包括的に解析し、データベースを作成、総説として発表した(Human Mutation誌、印刷中)2)変異蛋白の細胞内発現による機能解析(青木)同定された変異蛋白に関する生化学的・細胞生物学的な機能解析をおこない、シグナル伝達系に及ぼす影響を検討した。3)変異蛋白を導入したトランスジェニックマウスの作成と表現型解析(青木、呉)コステロ症候群の変異蛋白を過剰発現するトランスジェニックマウスの作成を開始した。本研究における遺伝子解析研究は3省庁の「ヒトゲノム・遺伝子解析研究に関する倫理指針」に沿って行われ、東北大学医学部倫理委員会の承認を得た(承認番号#2001-217)。先天奇形症候群を正しく診断することは、予後の推定、合併症の予防と早期発見、遺伝カウンセリングなどにとって重要であり、それぞれの原因遺伝子を同定して遺伝子診断法を確立することが必要と考えられる。私たちはこれまでに、先天奇形症侯群のひとつであるコステロ症候群が、これまで癌遺伝子としてよく知られていたHRAS遺伝子の変異によってひきおこされるシグナル伝達異常症であることを世界に先駆けて報告した(Nature Genet 37:1038-1040,2005)。本研究の目的は、シグナル伝達系の異常によってひきおこされる先天奇形症候群の原因遺伝子を新たに同定し、遺伝子診断法を確立すると共に、その機能解析を行うことによって病態発症のメカニズムを解明することにある。本年度はまず、国内外の臨床遺伝専門医を通じて、ヌーナン症候群、コステロ症候群、CFC症候群患者の検体を収集した。つぎに、RAS/ERKシグナル伝達に関与する主な分子の中から、候補遺伝子を選定した。選定した候補遺伝子について、順次、遺伝子変異の検索を行った。遺伝子変異の検索に当たっては、遺伝子の各エクソンと近傍イントロンのPCR増幅を行い、シークエンスを行うとともに、シークエンスにより遺伝子変異が確定しなかった症例については、Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA)法を用いて、候補遺伝子のコピー数の増減の有無を検索した。さらに、同定された変異蛋白を発現させ、シグナル伝達系の下流にあたる転写因子の転写活性をルシフェラーゼ活性として測定し、変異蛋白がシグナル伝達系におよぼす影響を検討した。また、次年度に向けて、変異蛋白を過剰発現させたトランスジェニックマウスを作成するための準備をおこなった。本研究の研究代表者および分担研究者は、これまでに、複数の先天奇形と精神遅滞を合併する奇形症候群一連の症候群が、これまで癌遺伝子としてよく知られていた遺伝子の変異によってひきおこされるシグナル伝達異常症であることを世界に先駆けて報告した。本研究の目的は、以上の研究成果をもとに、シグナル伝達系の異常によってひきおこされるMCA/MRの原因遺伝子を新たに同定し、遺伝子診断法を確立すると共に、その機能解析を行うことによって病態発症のメカニズムを解明することにある。1)症例の収集(松原)国内外のヌーナン症候群、コステロ症候群、CFC症候群患者からの検体収集をおこなった。2)遺伝子変異のスクリーニングと遺伝子のコピー数の検討(青木、呉)病因遺伝子変異が不明の症例について候補遺伝子検索を行い、これまでに報告されていない変異を同定した。

3)変異蛋白の細胞内発現による機能解析(青木)同定された変異蛋白に関する生化学的・細胞生物学的な機能解析をおこない、シグナル伝達系に及ぼす影響を検討した。4)変異蛋白を導入したトランスジェニックマウスの作成と表現型解析(呉、青木)コステロ症候群の変異蛋白を過剰発現するトランスジェニックマウスの作成を開始した。本研究における遺伝子解析研究は3省庁の「ヒトゲノム・遺伝子解析研究に関する倫理指針」に沿って行われた。また本研究は、すでに東北大学医学部倫理委員会の承認を得ている(承認番号#2001-217)。
エンテロウイルスD68による小児急性弛緩性麻痺の病態解明と治療法の確立

急性弛緩性脊髄炎(AFM)はポリオ様の弛緩性麻痺を呈する稀な神経疾患である。MRIでは脊髄前角に長大な病変を認める。エンテロウイルスD68 (EV-D68)流行期にAFMの発生が重なること、AFM患者の気道からEV-D68が検出されたことから、AFMの原因の一つとしてEV-D68が挙げられている。乳飲みマウスへのEV-D68感染により麻痺を来すことも根拠の一つとなっている。しかし、ヒトではAFM患者の脳脊髄液からEV-D68が検出されることは例外的であることから、EV-D68が直接脊髄前角に感染するのか、免疫学的反応等を介した二次的な機序による神経障害なのか不明であった。本研究の成果は、主に以下の2点である。1)AFM患者において、脳脊髄液中の炎症性サイトカインを解析し、急性期にインターフェロンγ(IFN-γ)とインターロイキン6 (IL-6)が著明に上昇していることを発見し、報告した(Pediatr Neurol)。過去の報告と同様、EV-D68は咽頭から検出されたが脳脊髄液では検出されていない。IFN-γはウイルス感染時における宿主防御に重要な役割を果たしており、中枢神経系への直接的なウイルス侵襲時に上昇する。AFMはEV-D68が直接神経へ感染することで生じることが示唆された。このことは急性期において、免疫反応を抑制する治療を行うかどうかに関わる重要な所見である。2)遠隔期に神経移行術を行ったAFM患者について、手術時に得られた末梢神経の病理学的解析、ウイルス検出を試みた。神経束内での神経の萎縮性変化、軸索の脱落、脱髄所見が示唆された。蛍光免疫染色では、病側神経のごく一部の軸索にEV-D68陽性所見を認めた。PCRでもEV-D68検出を試みている。現時点で急性期治療法や予防法は確立されておらず、並行してマウスモデルを用いた解析の準備を進めている。2015年に全国で小児急性弛緩性麻痺患者が報告され、同時期に流行のあったエンテロウイルスD68が原因と推測されている。流行の発生時期や地域、同一患者での感染症前駆症状から麻痺の出現と気道からのウイルス検出の時間的一致などが大きな根拠となっていた。一方で、症状のある中枢神経系でウイルスがほとんど検出されないことや傷害組織の病理学的データが少ないこと、細胞レベル及び個体レベルでの科学的根拠に乏しいことが問題点だった。その後、最近1-2年でエンテロウイルスD68の侵入に必要な神経細胞の受容体が発見され、急性弛緩性脊髄炎モデルマウス作成の成功が報告された。しかし、これらはヒトにおける感染経路を十分説明できるかどうか明らかでない。また、同一ウイルスでなぜ呼吸器症状のみの患者と急性弛緩性麻痺を来す患者に分かれるのかなど臨床的疑問は解決できておらず、治療法や予防法は未だ確立していない。本研究では、研究協力施設に依頼し、山口県で2015年に発生したエンテロウイルスD68感染症患者からウイルスの分離に成功した。実験室内では気道上皮細胞、神経細胞、グリア細胞等で、エンテロウイルスD68感染に必要となる受容体が認められるか、感染が成立するかを確認中である。また、急性弛緩性脊髄炎モデルマウス作成の準備を進めている。臨床研究として、神経移植術を行った急性弛緩性麻痺患者のデータ収集や組織学的検討について準備を進めている。受容体の発現について確認するための工程が遅れている。培養細胞もしくは抗体に問題がある可能性がある。急性弛緩性脊髄炎患者の新規手術件数が予想より少なく、保存検体が少ない。

神経束内での神経の萎縮性変化、軸索の脱落、脱髄所見が示唆された。蛍光免疫染色では、病側神経のごく一部の軸索にEV-D68陽性所見を認めた。PCRでもEV-D68検出を試みている。現時点で急性期治療法や予防法は確立されておらず、並行してマウスモデルを用いた解析の準備を進めている。複数の細胞で受容体発現と感染成立を確認する。複数の条件下で免疫反応や感染しやすさを確認する。急性弛緩性脊髄炎モデルマウスを作成し、複数の条件下で症状発現のしやすさや重症度を調べる。急性弛緩性脊髄炎の患者検体を用いて、病理学的特徴を明らかにする。
動脈壁における酸素輸送に関するバイオメカニクス的研究

動脈硬化をはじめとする血管病変は、太い動脈において特定な部位に生ずるため、血液流との関連が指摘され、とくに血液と直接接触する動脈内皮細胞の物質透過性が壁面せん断応力によって影響を受ける事実が最近知られて来た。とくに動脈硬化症と血管壁の低酸素状態との関連が以前から指摘され、血流と血管壁との間の酸素輸送が、初期病変発生において重要な役割を演じていると考えられている。そこで本研究では、内皮細胞及び血管壁内の酸素輸送機能が、血流によってどのような影響を受けるかを調べるため、数値計算による血管壁における酸素輸送の解析、培養内皮細胞における酸素透過率の測定、微小酸素電極を用いて実際の動脈壁の酸素濃度測定を行い、血管壁内の酸素輸送に関するバイオメカニクス的性質及び血管病変発生に関する病態生理的性質を明らかにする事を目的とする。数値計算に関しては、病変が多発する部位である大動脈弓の血管壁の酸素輸送に着目し、酸素濃度分布を見積もった。その結果、曲がり管である大動脈弓の曲がりの内側の血管壁内の酸素濃度が最小となることが解った。この結果は曲がりの内側で病変が多発するという従来の臨床医学的知見と一致しており、低酸素状態と病変発生との相関を示すものとして注目される結果である。さらに培養内皮細胞の酸素透過の測定では、酸素透過率は壁面のせん断応力に依存しないが,エネルギ代謝を司るミトコンドリアの分布状態が流れの負荷によって変化するという極めて興味深い知見が得られた。微小酸素電極に関しては、先端がミクロンオーダーの電極の開発に成功し、ラットの細動脈内の酸素濃度の測定を行い、血管内外の酸素輸送量の見積を行った。以上本年度では、数値計算及び実験的にこれまでに報告されなかった様々な知見が得られ、動脈のバイオメカニクスの発展に貢献すると思われる。
植物におけるプラスチドバイオジェネシスの制御メカニズムの解析

プラスチドを構成する蛋白質の多くは核ゲノムにコードされており、前駆体として細胞質ゾルで合成された後、プラスチドへと輸送される。この輸送にはプラスチド包膜に存在する蛋白質輸送装置やそれと協同的に働くプラスチド内外の分子シャペロン蛋白質が関与している。輸送制御に働くと予想されるプラスチド内包膜の蛋白質輸送装置Ticのコンポーネントについては、これまで多くの因子がその候補として同定されてきたが、実際にこれらがTicとしてどのような機能を担っているのか、どのような組み合わせで働いているのか、よくわかっていないだけでなく、それが本当にTicの構成因子なのか、すら確定していない状況にある。われわれの研究室ではこの問題に取り組むため、まず、アイソトープラベルされた前駆体蛋白質を用いて、内包膜のTicに蓄積するような輸送中間体をin vitroで形成させ、そのキャラクリゼーションを行うことに成功した。この輸送中間体を含むおよそ1MDaもの巨大な複合体には、これまでTicの中心的コンポーンネントとして考えられてきたTic110は含まれておらず、まったく新規の複合体である可能性が高い。現在、さらにこの1MDa複合体に関してのキャラクラリゼーションを進めている。一方、鉄硫黄クラスターを有し、輸送制御を担うと提唱されているTicのコンポーネント、Tic55に関して、トウモロコシのミュータントライブラリーを用いてその欠損変異ラインを単離して、そのTic複合体のアセンブリー状態や表現型を調べたが、ネガティブな結果が得られ、Tic55が、Ticの中心的コンポーネントして機能する可能性は低いと考えている。一方、プラスチドバイオジェネシスに必須である鉄硫黄クラスターそのものの生合成に関しては、そのキー蛋白質のひとつで進化的によく保存されたIscAについて、鉄硫黄クラスター中間体がチャージされた状態の結晶構造を、世界で初めて決定することに成功した。植物プラスチドを構成する蛋白質の多くは核ゲノムにコードされており、前駆体として細胞質ゾルで合成された後、プラスチドへと輸送される。これまでの解析から、葉緑体が、光照射および葉緑体内のレドックス状態に迅速に反応して、取り込む前駆体蛋白質の種類と量をコントローする過程には、内包膜の輸送装置Ticコンポーネントのいずれかが葉緑体の光照射やレドックス変化に応じて何らかの制御を行っている可能性が高いと考えられる。実際、これまで同定されたTic(Ti110, Tic55, Tic40, Tic20, Tic22)の中には、レドックスの影響を受ける可能性のあるものが知られているが、その機能の詳細は明らかではない。今回、われわれは、膜蛋白質複合体の解析に有効なBlue-Native PAGEや、単離葉緑体への前駆体蛋白質のin vitro輸送実験系を用いて、Tic複合体の構成因子の存在様式の解析やToc複合体との関係、および、Tocを通過してきた前駆体が内包膜でどのような複合体に相互作用しているのかを解析した。さらに、トウモロコシのMuトランスポゾン挿入ライブラリーから、内包膜のレドックス制御を担う因子の候補と提唱されているTic55(Rieskeタイプの鉄硫黄クラスターを結合する)に関するNull mutantを単離し、その形質およびTic複合体の存在様式を調べた。これらの解析から得られた結果は、これまで、Tic膜透過装置やその構成因子として提唱されているモデルは、大幅に修正する必要がある事を示している。さらに最近、葉緑体の分子シャペロンのひとつの欠損により、シロイヌナズナの胚発生が途中で停止することが分かった。この結果は、胚発生過程には正常な葉緑体の発達が必須であることを示しているのと同時に、胚発生過程における制御された葉緑体分化・発達の分子メカニズムが存在することを示唆している。

一方、プラスチドバイオジェネシスに必須である鉄硫黄クラスターそのものの生合成に関しては、そのキー蛋白質のひとつで進化的によく保存されたIscAについて、鉄硫黄クラスター中間体がチャージされた状態の結晶構造を、世界で初めて決定することに成功した。
佐藤超函数論に基づく数値解析

佐藤超函数論は佐藤幹夫により提案された複素関数論に基づく一般化関数の理論であり,「(佐藤)超函数」は複素解析関数を用いて表される.超函数には不連続性,極,デルタ関数といった特異性をもつ関数が含まれ,これらは数値計算において扱いが厄介であるが,これらが数値的に扱いやすい解析関数で表されるということは,佐藤超函数論が特異関数を含む数値計算に有用であると期待できる.この観点から,佐藤超函数論の数値計算への応用を研究した.第1年度は,数値積分法の研究を行った.これは平山弘の数値積分法に端緒を持つ研究である.平山の方法は,実積分を複素周回積分で表し台形則で計算するというものである.本研究ではこの数値積分法は佐藤超函数の積分であることを見抜き,この数値積分法を検証した.その結果,この数値積分は指数関数的収束し,さらに被積分関数が積分区間端点にベキ的特異性を持つ場合に特に有効であることがわかった.第2年度には,第2種Fredholm積分方程式の数値解法の研究を行った.これは,佐藤超函数論に基づく数値積分法を積分方程式に応用したものである.数値実験によりこの方法の有用性が示された.ただし,積分方程式の離散化で得られる連立一次方程式が極めて悪条件であるという問題点も見られた.第3年度(最終年度)には,Fourier変換の数値計算法の研究を行った.Fourier変換は科学技術計算で重要であるが,減衰の遅い関数に対しては積分計算が困難であるという問題がある.これに対し本研究では,佐藤超函数論におけるFourier変換の定義に従い,Fourier-Laplace変換により表されるある解析関数を計算し,その実軸上への解析接続によりFourier変換を計算する方法を提案した.数値実験により,この方法の有用性がわかった.以上により,佐藤超函数論の数値計算における有用性が示された.本研究課題は佐藤超函数論に基づく数値解析を目的とする。佐藤超函数論は複素関数論に基づく一般化関数論であり、極・不連続・デルタ関数といった特異性をもつ関数を複素解析関数で表すものである。平成28年度は、佐藤超函数論に基づく数値積分法の構築を課題とした。実解析関数の積分は佐藤超函数論を用いれば複素周回積分を用いて表すことができ、この複素積分を数値的に計算することにより求める積分の近似値が得られる。これまでの研究で有限区間積分に対する計算法はすでに確立されていたが、当年度はこれを拡張し、半無限区間積分およびHadamardの有限部分積分に対する数値計算法を構築した。半無限区間(正の実軸とする)積分に対する数値計算法は基本的には有限区間積分の場合と同様で、佐藤超函数論により求める積分を正の実軸の周りを周回する積分路上の複素積分に変換し、それを台形則で近似計算する。ただし、無限区間積分の場合それを変換した複素積分も無限積分となるので、DE公式の手法を併用した。この数値積分法は、理論解析により分点数に対し指数関数的に収束し、数値実験によりとくに端点特異性をもつ積分に対して有効であることが示された。Hadamardの有限部分積分とは、例えばf(x)/x(f(x)はx=0で有限値を取る関数)を区間(0,a)で積分すると発散するが、発散する項を取り除いた有限値の部分のことを指す。これは元来極限操作を用いて定義されるので数値計算が面倒であるが、佐藤超函数論を用いると通常の積分と同様の扱いが可能となるので、本研究の数値積分法が簡単に応用できる。そして、実際に数値積分法を構成し、数値実験によりその有効性を確かめた。当年度の研究成果は、2件の国際会議講演(そのうち1件は招待講演)、1件の国内会議講演で発表し、論文を執筆・投稿した。本研究は佐藤超函数論に基づく数値解析を目的とし、当初各年度において次の数値計算に対し佐藤超函数論に基づく数値計算法を構築するという研究計画を立てた。平成28年度:無限区間積分及び特異積分の計算。平成29年度:Laplace変換・Fourier変換などの積分変換。平成30年度:積分方程式の数値解法。これに対し、平成28年度は研究実績の概要に記した通り、無限区間積分およびHadamardの有限部分積分に対し佐藤超函数論に基づく数値計算法を構築し、その有効性を理論・実験両面から示した。そして、その研究結果を国内外の研究集会で発表し、論文を執筆・投稿した。そのことから、現時点においてはおおむね当初の研究計画通り研究が進捗していると判断する。本研究は佐藤超函数論という複素関数論に基づく一般化関数論を用いた数値計算法の研究であり、前年度は主に数値積分の研究を行った。当年度はこれに引き続き、Hadamard有限部分積分の数値計算法、第2種Fredholm型積分方程式の数値解法、および、Fourier変換の数値計算法についての研究を行い、成果を発表した。Hadamard有限部分積分とは、被積分関数が積分区間端点に特異性をもち本来なら発散する積分に対し有限値を対応させ意味付けを行ったものである。佐藤超函数論によればこの有限部分積分は複素積分で表示でき、通常の積分と同等と見なせる。そこで、前年度に研究した数値積分法を応用することにより数値計算を行う方法を考案した。理論誤差解析と数値実験により、本方法による積分近似値は高精度であり、真値に指数関数的に収束することがわかった。第2種Fredholm型積分方程式の数値解法もまた、前年度に研究した数値積分法の応用である。