hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ニューラルネットを用いた交差点における事例分類の精度向上に関する研究

本研究では、事故事例や危険事例を監視カメラに記録させる際のきっかけとなる音の認識精度の向上を目的とする。音の音色の性質である周波数分析した結果を用い、その特徴をニューラルネットワークにより学習する。さらに、集団学習を適用することで、ネットワーク構成やパラメータ調整の試行錯誤を十分行うことなく、識別性能が向上すると期待できる。そこで、ニューラルネットを用いた集団学習により交差点で発生する環境音の音源識別する方法を提案した。集団学習には、代表的な手法であるバギングとアダブーストをニューラルネットと共に用いた。集団学習を取り入れることで、識別性能向上を目指している。昨年度までに、基本的なニューラルネットワークを識別器とした2種類の集団学習プログラムを作成し、簡単な実験により集団学習の特徴を検討した。しかしながら、基本的にデータが不足しているため実用に耐えうるだけの認識精度を提供することができるかどうかの検証はできていなかった。そこで、学習用の入力データ不足に対応するために、1つの事例から複数の学習用データを採取する方法を検討した。既存の方法では1つの事例に対し鳴り始めのデータのみを用いていたが、音を発している区間で複数のデータの採取を試みた。これに伴い、認識方法として、鳴り始め時点での認識ではなく、音が発生している間判定を逐次行い総合的に認識する方法の検討をした。また、入力とする1つデータにどの程度の長さの音を含めるか再検討を行い、既存の方法で用いた約0.1秒が最も認識率が良くなることを確認した。交差点内における環境音の識別方法について検討している。ニューラルネットワークは、パターン識別等に用いられる代表的な識別器であり、実装も容易である。しかし、満足のいく性能を得るためには、多くの試行錯誤やパラメータの調整が要求される。近年、識別器の性能を向上させる方法として、一つの識別器だけを用いるのではなく、複数の識別器を組み合わせることにより、最終的な識別を行う集団学習の手法が注目されている。ニューラルネットを集団学習に用いる識別器とすると、ネットワーク構成やパラメータ調整の試行錯誤を十分行うことなく、識別性能が向上すると期待できる。集団学習を取り入れることで、識別性能向上を目指す。また、識別性能を確認するために比較実験を行った。実験の結果、以下のことが明らかになった。(1)何の音であるかという細かい分類のカテゴリレベルでは、識別率は55%57%であり、バギングがやや識別性能が良い。(2)危険か、そうでないかといった大まかな分類グループレベルでは、識別率は7780%であり、ニューラルネットとバギングの組み合わせが、識別性能が最も良い。(3)カテゴリレベルで学習を行い、グループレベルで識別を行った場合には、3つ場合で識別率が80%になり、性能の差はほとんどない。(4)(1)(3)すべての場合において、識別性能の差はわずかな場合もあるが、ニューラルネットとバギングを組み合わせた方法が最も良い識別性能を示すことがわかった。
チベット空気シャワー観測装置による高・超高エネルギー宇宙放射線の研究

日中共同実験のチベット空気シャワー観測装置は、高度4300メートルの中国チベット高原に789台のシンチレーションカウンターを7.5m間隔の碁盤目状に配置した37000平方メートル空気シャワーアレイであり、TeV領域以上の宇宙線及び宇宙ガンマ線の広視野連続観測を世界最高感度で行っている。チベット空気シャワー観測装置はTeV領域の空気シャワーの到来方向を1度以上の精度で決定できる世界で唯一の装置である。この観測装置により、高エネルギー宇宙ガンマ線点源の探索、ガンマ線バーストの探索、カニ星雲からのガンマ線スペクトルの精密測定、超高エネルギー一次宇宙線の化学組成及びエネルギースペクトルの測定、銀河一次宇宙線の異方性の観測等と通じて、宇宙線の起源・加速機構に関する極めてユニークな研究を行う。チベット実験では10TeV領域の宇宙ガンマ線エネルギースペクトルの精密測定が可能であり、かに星雲からのガンマ線の起源が電子加速による逆コンプトン効果起源か陽子加速による中性パイ中間子起源かの判別が出来る可能性がある。本年度においては、Kneeエネルギー領域の陽子エネルギースペクトルを高精度測定できる空気シャワーコア観測装置YAC-I検出器100台の製作を開始し、来年度には空気シャワー観測装置との連動データ取得開始予定である。また、申請者及び共同研究者の監督の下で、本年度の12月に鉄筋コンクリート製地下プールの躯体が完成した。来年度は、地下プール内に光センサーである20インチ光電子増倍管、信号・高電圧ケーブル等の装着を行い、データ取得システムの調整、測定器の時間・エネルギー校正を経て、地下プールへの注水が完了すれば、100TeV領域ガンマ線観測用としては過去現在を通して世界一の有効面積を持つミューオン観測装置が稼働を開始する。日中共同実験のチベット空気シャワー観測装置は、高度4300メートルの中国チベット高原に789台のシンチレーションカウンターを7.5m間隔の碁盤目状に配置した37000平方メートル空気シャワーアレイであり、TeV領域以上の宇宙線及び宇宙カンマ線の広視野連続観測を世界最高感度で行っている。この観測装置により、高エネルギー宇宙カンマ線点源の探索、カンマ線バーストの探索、カニ星雲からのカンマ線スペクトルの精密測定、超高エネルギー一次宇宙線の化学組成及びエネルギースペクトルの測定、銀河一次宇宙線の異方性の観測等と通じて、宇宙線の起源・加速機構に関する極めてユニークな研究を行う。チベット実験では10TeV領域の宇宙カンマ線エネルギースペクトルの精密測定が可能であり、かに星雲からのカンマ線の起源が電子加速による逆コンプトン効果起源か陽子加速による中性パイ中間子起源かの判別が出来る可能性がある。チベット実験では、宇宙線中の月の影が観測されているが、地球磁場による月の影の移動を用いて、観測装置のエネルギースケールの絶対校正を行った。その校正結果を用いて信頼性の高いカンマ線エネルギースペクトルが観測可能であり、本年度はかに星雲からのカンマ線エネルギースペクトルの精密測定をおこなった。さらに、一次宇宙線の化学組成により空気シャワーでは電子の数(Ne)とミューオンの数(Nμ)に違いがあることに注目し、既設のTibet-III空気シャワー観測装置と平成19年度に完成したプロトタイプ地下水チェレンコフミューオン観測装置を連動して、NeとNμ分布からArtificial Neural Networkの手法により一次粒子を識別することにより、Kneeエネルギー領域宇宙線の化学組成を研究を開始した。米国のMILAGRO実験が代表エネルギー6TeVで恒星時宇宙線異方性を観測したところ、LOSS CONEと呼ばれる0.1%程度の凹みの深さが年変化(2000年の0.1%から2007年の0.35%へ増加)しており、太陽活動と相関があるとの論文を発表した。しかし、Tibet ASγ実験(5TeV)やsub-TeV領域の宇宙線異方性を長期観測している松代地下ミューオン観測装置ともに、そのような変化は観測されなかった。Fermi高輝度天体リストに基づき、Tibet ASγ実験の視野内にある27個の銀河系内天体からのTeV領域ガンマ線放射の探索を行った。27個の候補天体中2σ以上の超過事例を持つ背景雑音天体の数は0.61個と予想されるが、実際には7天体から2σ以上の信号が観測された。偶然このような観測結果となる確率を計算すると3.8x10-6と大変低い確率になるので、この相関は統計的に有意と判定される。相関のあった7天体は全てパルサーであった。

日中共同実験のチベット空気シャワー観測装置は、高度4300メートルの中国チベット高原に789台のシンチレーションカウンターを7.5m間隔の碁盤目状に配置した37000平方メートル空気シャワーアレイであり、TeV領域以上の宇宙線及び宇宙ガンマ線の広視野連続観測を世界最高感度で行っている。チベット空気シャワー観測装置はTeV領域の空気シャワーの到来方向を1度以上の精度で決定できる世界で唯一の装置である。この観測装置により、高エネルギー宇宙ガンマ線点源の探索、ガンマ線バーストの探索、カニ星雲からのガンマ線スペクトルの精密測定、超高エネルギー一次宇宙線の化学組成及びエネルギースペクトルの測定、銀河一次宇宙線の異方性の観測等と通じて、宇宙線の起源・加速機構に関する極めてユニークな研究を行う。チベット実験では10TeV領域の宇宙ガンマ線エネルギースペクトルの精密測定が可能であり、かに星雲からのガンマ線の起源が電子加速による逆コンプトン効果起源か陽子加速による中性パイ中間子起源かの判別が出来る可能性がある。本年度においては、Kneeエネルギー領域の陽子エネルギースペクトルを高精度測定できる空気シャワーコア観測装置YAC-I検出器100台の製作を開始し、来年度には空気シャワー観測装置との連動データ取得開始予定である。また、申請者及び共同研究者の監督の下で、本年度の12月に鉄筋コンクリート製地下プールの躯体が完成した。来年度は、地下プール内に光センサーである20インチ光電子増倍管、信号・高電圧ケーブル等の装着を行い、データ取得システムの調整、測定器の時間・エネルギー校正を経て、地下プールへの注水が完了すれば、100TeV領域ガンマ線観測用としては過去現在を通して世界一の有効面積を持つミューオン観測装置が稼働を開始する。
北海道における近代スポーツの興隆-高等・中等教育機関のスポーツ活動-

北海道における近代スポーツの成立・展開過程を明らかにする為に、明治・大正期の高等教育機関及び中等教育機関を対象に、学校スポーツの興隆について追求しようと試みた。1)校友会雑誌の探索-学校スポーツの実相を明らかにする上で校友会誌の収集は不可欠である。今回この時期に設立された高等教育機関(2校)、中等教育機関(25校)の校友会誌の実態把握を行った結果、以下の如き成果を得た。高等教育機関(2校)、中等教育機関(18校)-内訳、師範学校(3校)、中学校(7校)、商業学校(2校)、高等女学校(2校)、商船学校(1校)水産学校(1校)、農業学校(2校)2)校友会運動部の定立状況-北海道における近代スポーツの流入は札幌農学校の設立と共に始まるが、同校では本格的なスポーツの組織化は明治40年頃であった。一方、中等教育機関では明治29年の方立函館、札幌中学校開設後間もなく、両校ともに校友会の組織化がはかられ、文芸・運動の二部を定立していた。だが、この運動部の内実は、生徒にスポーツの機会を提供するための、いわゆる事業部としての性格が強く、単一スポーツによる独立体としての運動部の組織化は明治40年代以降と考えられる。今回得られた資料発掘をもとに、学校スポーツの成立、展開過程について実証的に解明し、北海道における近代スポーツの展開上、高等、中等教育機関のスポーツが果たした歴史的役割を明らかにしたい。
超音波パルスドプラ法による分娩時の子宮・胎児・胎盤循環の検討

説明し同意を得た産婦が分娩第I期,第II期にあるとき,B・Mモード法,カラードプラ法及びパルスドプラ法を備えた超音波検査装置により,陣痛発作時・間歇期の臍帯動脈血流速度波形を可及的に連続して計測し記録した.胎児徐脈のない場合,陣痛発作時と間歇字の臍帯動脈血流速度波形のresistance index (UmA-RI)の平均値には有意差がみられなかった.次いで一過性胎児徐脈を認める場合,徐脈の前後でUmA-RIを比較すると,早発一過性徐脈では徐脈の前後でその平均値に有意差がなかった.これに対し変動一過性徐脈では,徐脈発生時のUmA-RIは高値をとる場合が多く,その平均値は徐脈発生前のUmA-RIの平均値に比し有意に高値となった.一般的には早発一過性徐脈の原因は児頭圧迫による神経反射で,変動一過性徐脈の原因は臍帯圧迫によるものと考えられているが,この結果はそれらとよく合致する.次いで,変動一過性徐脈の発生前・中・後の胎児心拍数の変化とUmA-RIの変化との関係を検討するため,変動一過性徐脈を1.発生前,2.児心拍数加工期,3.再徐脈期,4.回復期,5.回復直後の5期に分けた.それぞれの期のUmA-RIの平均値は1.期,4.期に比し3.期が有意に高値であるだけでなく,2.期と4.期は児心拍数の平均値には有意差がないのに,UmA-RIは4.期に比し2.期が有意に高かった.このことは,臍帯圧迫が発生しUmA-RIが上昇することに,神経反射である徐脈の発生がやや遅れて起こり,さらに臍帯圧迫が解除されてUmA-RIは既に元の値に復する時に,徐脈の回復がやや遅れることを示しているものと考えた.このようにパルスドプラ法によるUmA-RIの観察は,分娩時に胎児仮死の主要な原因とされている臍帯圧迫の存在を検出する良い手段になりうるものと考えられた.説明し同意を得た産婦が分娩第I期,第II期にあるとき,B・Mモード法,カラードプラ法及びパルスドプラ法を備えた超音波検査装置により,陣痛発作時・間歇期の臍帯動脈血流速度波形を可及的に連続して計測し記録した.胎児徐脈のない場合,陣痛発作時と間歇字の臍帯動脈血流速度波形のresistance index (UmA-RI)の平均値には有意差がみられなかった.次いで一過性胎児徐脈を認める場合,徐脈の前後でUmA-RIを比較すると,早発一過性徐脈では徐脈の前後でその平均値に有意差がなかった.これに対し変動一過性徐脈では,徐脈発生時のUmA-RIは高値をとる場合が多く,その平均値は徐脈発生前のUmA-RIの平均値に比し有意に高値となった.一般的には早発一過性徐脈の原因は児頭圧迫による神経反射で,変動一過性徐脈の原因は臍帯圧迫によるものと考えられているが,この結果はそれらとよく合致する.次いで,変動一過性徐脈の発生前・中・後の胎児心拍数の変化とUmA-RIの変化との関係を検討するため,変動一過性徐脈を1.発生前,2.児心拍数加工期,3.再徐脈期,4.回復期,5.回復直後の5期に分けた.それぞれの期のUmA-RIの平均値は1.期,4.期に比し3.期が有意に高値であるだけでなく,2.期と4.期は児心拍数の平均値には有意差がないのに,UmA-RIは4.期に比し2.期が有意に高かった.このことは,臍帯圧迫が発生しUmA-RIが上昇することに,神経反射である徐脈の発生がやや遅れて起こり,さらに臍帯圧迫が解除されてUmA-RIは既に元の値に復する時に,徐脈の回復がやや遅れることを示しているものと考えた.このようにパルスドプラ法によるUmA-RIの観察は,分娩時に胎児仮死の主要な原因とされている臍帯圧迫の存在を検出する良い手段になりうるものと考えられた.
感覚フィードバックを備えた筋電義手の開発

本研究の目的は、既に開発したヒトの筋運動制御の特性を取り入れた筋電義手に感覚フィードバック装置を追加し、その有効性を限界を示し、実用化の可能性を明らかにすることである。以下、実施した研究項目について成果をまとめる。1.感覚フィードバックの情報伝達方式の決定本研究で試作した感覚フィードバック装置では、義手の把握力を、皮膚に対する振動刺激で義手装着者に伝達する。そのために変調方式、振幅、刺激を与える部位などの情報伝達方式を決定した。変調方式は振幅変調を採用し、刺激提示部位は前腕義手のソケット内に収まるように前腕屈側中央部とした。2.振動刺激周波数の決定振動刺激を行う周波数は、その振動に対して最も敏感な周波数を選択することが必要である。健康成人男子3名の前腕部に1700Hzの振動刺激を提示し、各周波数で、振動を感知できる最小の振幅を測定した。その結果、250350Hz付近で最も振動刺激に対する閾値が低かった。しかし、この周波数で振動刺激を行うと、振動音が発生し、義手装着者に不快感を与える。そこで、可聴周波数以下の領域で、振動刺激に対する閾値の低い10Hzを採用した。3.感覚フィードバック装置を備えた筋電義手の試作試作した義手は、日常生活において携帯可能なものとするため、電子制御回路の小型化をはかった。4.感覚フィードバック装置を備えた筋電義手による物体把握実験開発した筋電義手を健常者に装着し、義手を監視できない状況で物体把握実験を行った。その結果、感覚フィードバック義手の制御性を向上することが明らかとなった。申請者らは,振動刺激を用いた感覚フィードバックを備えた筋電義手を試作し,その有用性と限界を示すとともに,実用化の可能性を明らかにすることを目的とし,研究を行ってきた.具体的には,以下の項目について研究を行った.1.感覚フィードバックの情報伝達方式の決定本研究で試作した感覚フィードバック装置では,義手の把握力を,振動刺激を用いて義手の使用者に伝達する.そのために,変調方式,振幅,刺激を与える部位などの情報伝達方法を決定した.本装置は,義手の把握力に応じて使用者に提示する振動刺激が大きくなるように振幅変調を用いた.また,振動刺激の提示位置は前腕義手で用いられるソケット内におさまる右腕前腕屈側中央部とした.試作した感覚フィードバック装置は,信号処理回路と振動子から構成される.振動子は,小型スピーカに接触子とフレームを付加し,改造したものである.2.感覚フィードバックを備えた筋電義手の試作本研究で開発した感覚フィードバックを備えた義手を試作するとした.試作した義手は日常生活において携帯可能なものとするため,義手で用いられている電子制御回路の小型化(200×150×100[mm])をはかり,連続3時間の動作が可能となった.3.健常者を用いた義手の制御実験研究室段階において,健常者を用いた義手の制御実験を行い,本研究で開発した感覚フィードバックが義手の制御性の向上に効果があることを確認した.また,問題点として,個人や体調によりヒトの振動感覚の閾値が異なることが明らかになった.今後,各個人に適した感覚フィードバックの装置のゲインなどのパラメータを決定する必要がある.本研究の目的は、既に開発したヒトの筋運動制御の特性を取り入れた筋電義手に感覚フィードバック装置を追加し、その有効性と限界を示し、実用化の可能性を明らかにすることである。本研究で開発した感覚フィードバックは、筋電義手の把握力を、皮膚に対する振動刺激で義手装着者に伝達するものである。1.皮膚振動感覚閾値の計測と振動刺激周波数の決定振動刺激を行う周波数は、その振動に対して最も敏感な周波数を選択することが必要である。

健康成人男子3名の前腕部に1700Hzの振動刺激を提示し、各周波数で、振動を感知できる最小の振幅を測定した。その結果、250350Hz付近で最も振動刺激に対する閾値が低かった。しかし、この周波数で振動刺激を行うと、振動音が発生し、義手装着者に不快感を与える。そこで、可聴周波数以下の領域で、振動刺激に対する閾値の低い10Hzを採用した。2.感覚フィードバック装置を備えた義手による物体把握実験開発した筋電義手を健常者に装着し、義手を監視できない状況で物体把握実験を行った。その結果、感覚フィードバックが義手の制御性を向上することが明らかとなった。3.義手エミュレータの開発のためのモデル化切断者が開発した義手を使用する際、義手制御部、筋電図処理部、感覚フィードバック装置などのパラメータを各切断者に最適化しなければならない。このために筋電義手エミュレータを開発する必要がある。エミュレータ開発に必要な筋電義手モデル化のために、動特性の計測を行った。その結果、義手機構部の制御特性に、非線型性があることが明らかとなった。
深い溶込みを目指した低真空下における２波長レーザーマイクロ接合システムの開発

本研究では、超短光パルスマイクロ接合法に材料が線形吸収する波長の連続発振光を組み込み、高速かつ高品位に大面積を接合可能な低真空下における2波長レーザーマイクロ接合システムを開発した。2波長レーザーマイクロ接合システムの光源としては、超短光パルス光源としてフェムト秒レーザーシステム(波長:1.064 μm、パルス幅:250 fs(f:フェムト)、繰返し周波数:1 MHz、最大出力:2 W)、連続発振光用の光源として炭酸ガスレーザーシステム(波長:10.6 μm、連続発振)を使用した。また、各加工条件においてガラス間のマイクロ接合を実施し、高速度カメラによりにプラズマの時間発展を計測した。プラズマの時間発展を計測に関しては、数十枚の画像を手動でセグメンテーション(ピクセル単位での領域抽出)することにより、オーギュメンテーション(その画像を回転、左右反転すること)処理により1600枚の教師データを準備し、U-Netによる機械学習により、フェムト秒レーザーパルスによる加工痕を検出するシステムを構築した。さらに、真空ポンプにて任意の雰囲気圧力を印加できる真空チャンバーをシステム内に組み込み、開口数0.25、倍率10倍の対物レンズにより、フェムト秒レーザーを低真空条件下に置かれたガラス材料に集光照射し、ステージにより集光点を走査速度0.1 mm/sにて50 mm移動させ、線状の加工痕を作成した。低真空条件下における加工により、大気圧下ではランダムにアブレーションが生じるが、真空条件下では連続的にアブレーションが生じることが明らかになった。このように、低真空条件下におけるレーザー加工に関する知見を得ることができた。本研究では、超短光パルスマイクロ接合法に材料が線形吸収する波長の連続発振光を組み込み、高速かつ高品位に大面積を接合可能な低真空下における2波長レーザーマイクロ接合システムを開発する。平成28年度には、低真空下における2波長レーザーマイクロ接合システムの構築を行った。超短光パルス光源としては、フェムト秒レーザーシステム(波長:1.064 μm、パルス幅:250 fs、繰返し周波数:1 MHz、最大出力:2 W)を用いた。さらに、連続発振光用の光源としては、炭酸ガスレーザーシステム(波長:10.6 μm、連続発振)を使用した。フェムト秒レーザーシステムから出射された超短光パルスは、減光フィルター、および、半波長板と偏光板を通過し、また、炭酸ガスレーザーシステムから出射された連続発振光は、Siウェハを通過することにより、それぞれの光強度を調整することができる。その後、波長1.064 μmの超短光パルスを反射させ、10.6 μmの連続発振光を透過できる光学特性を有するSiウェハにより、各光ビームを時間的、空間的に重ね合わせた。さらに、両波長を透過帯域とするブラックダイヤモンド製のレンズにより、共軸にて、被接合材料境界面に集光照射した。被接合試料としてはガラス試料を用い、真空ポンプにて任意の雰囲気圧力を印加できる真空チャンバー内にガラスを設置した。真空チャンバーの窓材には、ZnSe製の平板を用いた。また、真空チャンバーが固定されている自動三次元ステージを走査することにより、被接合材料境界において集光点(溶融部)を移動させ、三次元的な溶融領域を形成させた。平成28年度に目的としていた、低真空下における2波長レーザーマイクロ接合システムの構築を行うことができ、また、各種加工パラメーターにおける各加工特性の評価についても進めることができているため。本研究では、超短光パルスマイクロ接合法に材料が線形吸収する波長の連続発振光を組み込み、高速かつ高品位に大面積を接合可能な低真空下における2波長レーザーマイクロ接合システムを開発している。本システムを用いれば、加工時の圧力制御、および、超短光パルス、または、連続発振光の出力制御により、従来の超短光パルスマイクロ接合法における溶融領域の大きさ、深さを自在に調整することが可能となる。平成29年度は、構築された2波長レーザーマイクロ接合システムによりガラス間のマイクロ接合を行い、各加工パラメーター(超短光パルス、および、炭酸ガスレーザー光の出力、超短光パルスが照射されてから連続発振光が照射されるまでの時間間隔、雰囲気圧力など)における、接合の可否、接合強度について評価した。さらに、マイクロ接合した場合に接合強度を評価するために必要となる引張試験機について、ジグを設計・製作し、自動ステージを制御することにより自作した。さらに、高速度カメラを導入し、加工中のプラズマの時間発展の捕捉についても検討を行った。現在、構築された2波長レーザーマイクロ接合システムによりガラス間のマイクロ接合を行い、各加工パラメーター(超短光パルス、および、炭酸ガスレーザー光の出力、超短光パルスが照射されてから連続発振光が照射されるまでの時間間隔、雰囲気圧力など)における、接合の可否、接合強度を評価している。

プラズマの時間発展を計測に関しては、数十枚の画像を手動でセグメンテーション(ピクセル単位での領域抽出)することにより、オーギュメンテーション(その画像を回転、左右反転すること)処理により1600枚の教師データを準備し、U-Netによる機械学習により、フェムト秒レーザーパルスによる加工痕を検出するシステムを構築した。さらに、真空ポンプにて任意の雰囲気圧力を印加できる真空チャンバーをシステム内に組み込み、開口数0.25、倍率10倍の対物レンズにより、フェムト秒レーザーを低真空条件下に置かれたガラス材料に集光照射し、ステージにより集光点を走査速度0.1 mm/sにて50 mm移動させ、線状の加工痕を作成した。低真空条件下における加工により、大気圧下ではランダムにアブレーションが生じるが、真空条件下では連続的にアブレーションが生じることが明らかになった。このように、低真空条件下におけるレーザー加工に関する知見を得ることができた。今後は、平成28年度に構築した低真空下における2波長レーザーマイクロ接合システムを利用し、各種加工パラメーターにおける各加工特性の評価をさらに進展させる。さらに、高速度カメラを導入し、加工時におけるプラズマの時間発展の捕捉、および、熱伝導に関する過渡現象の解明を進める。構築された2波長レーザーマイクロ接合システムによりガラス間のマイクロ接合を行い、各加工パラメーターにおける各加工特性の評価を引き続き行う。さらに、平成29年度に導入した高速度カメラにより、加工中のプラズマの時間発展の捕捉、および、熱伝導に関する過渡現象の解明を進めていく。平成28年度に購入予定であった圧力制御用機器等の選定における検討に時間を要しているため高速度カメラの選定をするために時間を要し、高速度カメラ用プログラムの購入が平成30年度に繰越しとなったため。平成29年度中に製品の選定を終え、購入する。
海洋への微量金属の散布による植物プランクトン産有機物のサイズと生分解性への影響

海洋表層で植物プランクトンが生産した有機物がバクテリアにより利用され無機化される過程は、海洋による炭素隔離の効果を正しく評価するための重要なパラメーターである。バクテリアによる有機物の利用と無機化の比を「無機化効率」と呼ぶことにする。本研究では、水温が年間を通じて1526°C程度で変動する駿河湾で四季を通じて表層水を採水し、5、20、30または35°Cの3段階で培養を行ってバクテリアの無機化効率に対する水温の影響を直接評価した。その結果、対象となる全5例中5例で、無機化効率は20°Cに比べて5°Cで高い値を示し、全体では無機化効率が20°Cで極小をとる傾向が見られた。Rivkin & Legendre(Science,2001)は、採水時の水温でバクテリアの成長効率(=1-無機化効率)を求めた複数の観測結果から、水温とバクテリアの成長効率の関係の問に、-128°Cの範囲で負の相関があることを報告している。彼らの結果は、水温とバクテリアの無機化効率に正の相関があることを意味しており、5-20°C間における本研究の結果はこれと矛盾した。そこで、低温域における彼らのデータが海水中の有機物濃度が比較的高い極域のものが主体であることに注目し、海水に炭水化物、アミノ酸、有機酸といった有機物を添加し、水温と有機物の両者によるバクテリアの無機化効率への影響について調べた。その結果、5°Cでは20°Cまたは35°Cに比べて、有機物の添加により無機化効率が著しく減少することが明らかになり、Rivkin & Legendreの結果が水温だけでなく海水中の有機物の生物利用能を反映していることが示された。本研究の結果は、水温の急激な変化がバクテリアの無機化効率を上げることで海洋による炭素隔離の効果に負の効果をもたらす可能性を示しており、前年度に有光層下の沈降フラックスと生物ポンプの維持に亜鉛が関与しているという新しい仮説を示したのに続き、植物プランクトン産有機物の無機化の制御因子解明に貢献した。高分子化合物の取り込み機構を持たないバクテリアや植物プランクトンなどの微生物にとって、細胞外加水分解酵素による高分子化合物の断片化は必要な栄養素を得るための重要なプロセスである。単離されたバクテリアなどの培養から、細胞外加水分解酵素には活性中心に亜鉛などの微量金属イオンを含むものが多数報告されているが、海洋で機能している加水分解酵素と微量金属の関わりを直接示した例は殆どない。そこで、海水中の溶存の鉄イオン濃度が低いことが報告されており、他の微量金属濃度も低いことが予想される中部太平洋(西経160度、南緯10度北緯53度)において、表層海水に微量金属イオン(亜鉛・マンガン・コバルト)を添加し、細胞外加水分解酵素の変化を調べた。その結果、3種の細胞外加水分解酵素(アミノペプチダーゼ、β-グルコシダーゼ、アルカリホスファターゼ)で、亜鉛・マンガン・コバルトを同時に添加した系においてのみ活性の上昇が見られ、中部北太平洋の細胞外加水分解酵素が複数の微量金属によるcolimitationの状態にあることが示唆された。また、実験を暗所で行った場合に植物プランクトン生物量の指標であるクロロフィルa濃度の低下が確認されたが、亜鉛を同時に添加した系では無添加に比べて減少の程度が半減した。このことから、亜鉛が植物プランクトンのアポトーシスの抑制に寄与している可能性が考えられた。一般に、海水中の溶存亜鉛濃度は表層で低く深度と共に高くなる傾向があることから、この結果は有光層下の沈降フラックスと生物ポンプの維持に亜鉛が関与しているという新しい仮説を示した。

本研究の結果は、水温の急激な変化がバクテリアの無機化効率を上げることで海洋による炭素隔離の効果に負の効果をもたらす可能性を示しており、前年度に有光層下の沈降フラックスと生物ポンプの維持に亜鉛が関与しているという新しい仮説を示したのに続き、植物プランクトン産有機物の無機化の制御因子解明に貢献した。
若年女性の骨量獲得における環境要因と遺伝要因との相互作用に関する縦断研究

【目的】著者らが2001年に実施した若年女性の骨量と運動・栄養疫学研究の結果を基礎として、断面的および縦断的(3年間)に環境要因(栄養、運動、成長)と遺伝要因およびその相互作用と骨量との関連性を検討した。【方法】新潟医療福祉大学の女子学生を対象(解析対象者:ベースライン調査88人、フォローアップ調査59人)とした。腰椎、大腿骨頸部、大腿骨近位部の骨塩量と骨密度はdual X-ray absorptiometryを用いて測定した。遺伝子多型は、ビタミンD受容体遺伝子(ApaI、TaqI)をRFLP法にて解析した。現在の身長と体重は標準測定装置を用いて測定、0から3歳時の身長と体重は母子手帳から、6から18歳までの身長と体重は学校検診の記録から入手した。その他、血液検査(血清中のカルシウム代謝関連ホルモン)、カルシウム摂取量調査、過去および現在の運動に関する調査、握力および下肢の最大筋力(脚筋力)測定を行った。【結果】1)Peak bonemassの予測要因として、体重、握力、血中副甲状腺ホルモン濃度が見出された。2)乳児期および思春期前成長期の体重増加がPeak bone massの予測要因であった。3)ビタミンD受容体Apa1多型におけるAA型が大腿骨頸部骨密度の低下と関連していた。4)ビタミンD受容体遺伝子多型と骨量の維持に関して相互作用は見られなかった。【結論】1)体重の維持、適切な運動および栄養の全てがPeak bonemassの最大化に重要である、2)乳児期および思春期前成長期の適切な体重増加がPeak bone massの最大化に重要である、3)ビタミンD受容体Apa1多型におけるAA型を持つ者は、運動およびカルシウム摂取を積極的に行うことが大腿骨頸部骨密度維持のために効果的である。腰椎骨量の関連要因に関しては十分に明らかにされなかったため、今後さらなる研究が必要である。【目的】申請者らは、2001年11月から2002年3月に青年期女性(新潟医療福祉大学4年生)を対象として、骨量と環境要因(運動・栄養)及び身体の発育に関する基礎調査(横断研究)を実施した。その結果、運動量(活動量)の減少とカルシウム、ビタミンDの摂取不足が明らかとなり、それらが低骨量に関連していることが示唆された。そこで本研究は、この横断研究による事実を検証するため、骨量と環境要因の縦断研究を計画した。また、骨量増加に対しては環境要因のみならず遺伝要因の寄与も大きいため、骨量増加における環境要因と遺伝要因との相互作用も検討し、食事、活動量、体格、骨粗鬆症関連遺伝子多型の最大骨量への相対寄与及び相互作用を明らかにすることを目的とした。【方法】対象は新潟医療福祉大学の女子学生4年生215人中、基礎調査に参加した92人とした。92人のうち63人(68%)が本研究に参加した。骨密度測定、採血、身体計測、問診調査は、2004年11月から2005年1月に行った。腰椎、大腿骨頸部、大腿骨近位部の骨塩量(BMC)と骨密度(BMD)はdual energy X-ray absorptiometry(QDR-4500C)を用いて測定した。

遺伝子多型については、血液中のリンパ球よりエストロジェン受容体遺伝子、ビタミンD受容体遺伝子(BsmI、TaqI、ApaI、FokI)遺伝子、COLIA1遺伝子をPCR-RFLP法にて解析する予定である。体重、体脂肪量、筋肉量は体組成計(BC118D)を用いて測定した。現在の身体活動、現在のカルシウム摂取量などについても聞き取り法により調査した。【結果】それぞれの調査結果ついては、現在解析中である。【目的】著者らが2001年に実施した若年女性の骨量と運動・栄養疫学研究の結果を基礎として、断面的および縦断的(3年間)に環境要因(栄養、運動、成長)と遺伝要因およびその相互作用と骨量との関連性を検討した。【方法】新潟医療福祉大学の女子学生を対象(解析対象者:ベースライン調査88人、フォローアップ調査59人)とした。腰椎、大腿骨頸部、大腿骨近位部の骨塩量と骨密度はdual X-ray absorptiometryを用いて測定した。遺伝子多型は、ビタミンD受容体遺伝子(ApaI、TaqI)をRFLP法にて解析した。現在の身長と体重は標準測定装置を用いて測定、0から3歳時の身長と体重は母子手帳から、6から18歳までの身長と体重は学校検診の記録から入手した。その他、血液検査(血清中のカルシウム代謝関連ホルモン)、カルシウム摂取量調査、過去および現在の運動に関する調査、握力および下肢の最大筋力(脚筋力)測定を行った。【結果】1)Peak bonemassの予測要因として、体重、握力、血中副甲状線ホルモン濃度が見出された。2)乳児期および思春期前成長期の体重増加がPeak bone massの予測要因であった。3)ビタミンD受容体Apa1多型におけるAA型が大腿骨頸部骨密度の低下と関連していた。4)ビタミンD受容体遺伝子多型と骨量の維持に関して相互作用は見られなかった。【結論】1)体重の維持、適切な運動および栄養の全てがPeak bonemassの最大化に重要である、2)乳児期および思春期前成長期の適切な体重増加がPeak bone massの最大化に重要である、3)ビタミンD受容体Apa1多型におけるAA型を持つ者は、運動およびカルシウム摂取を積極的に行うことが大腿骨頸部骨密度維持のために効果的である。腰椎骨量の関連要因に関しては十分に明らかにされなかったため、今後さらなる研究が必要である。
小胞体膜リボソーム受容体の同定と機能

リボソームに親和性のある膜蛋白質画分(R-fr)からp34リボソーム結合蛋白質(以下p34)を抗体を用いて除去し、そのリボソーム結合活性にあたえる効果を解析した。その結果、R-frのリボソーム結合活性はp34の除去される程度に比例して減少し、80%以上の活性が消失することが分かった。これと同様の結果はさまざまな方法で調製したR-frを用いた場合にも観察された。また精製したp34をこの系に添加しリボソーム結合活性を測定したところ、加えたp34の量に依存した活性の回復が認められた。次いで、精製したp34のリボソーム結合活性が天然の小胞体膜においてどの程度の活性を担えるのかを調査した。その結果p34は、最も少なく見積っても小胞体膜の活性の30%を占める主要なリボソーム結合蛋白質であると考えられた。この結果はp34の抗体が小胞体膜のリボソームの再結合を90%以上阻害することからも確かめられた。以上の結果から、p34は小胞体膜のリボソーム結合部位を構成する蛋白質の1つであると考えられた。リボソーム結合部位は蛋白質の小胞体膜透過部位と機能的に関係していることが予想されたので、p34と小胞体膜透過系との関係を調査した。その結果p34のIgG分子に、膜透過を阻害する活性のあることが見いだされた。現在この効果を抗体のFabフラグメントを用いて検討しているところである。またcDNAクローニングによって、p34の構造を決定した。それによると、p34は細胞質側に大きなドメインをもつ典型的なタイプ2型の膜蛋白質であることが予想された。この細胞質ドメインはに"leucine-rich-repeat(LRR)"と総称されている蛋白質-蛋白質相互作用に関係する構造単位が存在していた。LRRはヒトから酵母にいたるさまざまな蛋白質に見いだされており、p34はこのLRR蛋白質のスーパーファミリーで一員であると考えられた(投稿中)。
臨床応用を目指した膵癌におけるエスシンのNF-κBを介した抗腫瘍効果の解明

膵癌は消化器癌のなかでも悪性度の最も高い癌である.根治手術を行っても5年生存率は20%に満たず,抗癌剤や放射線治療の効果も十分ではない.膵癌に抗癌剤が効きにくい理由として,癌細胞内のNF-κBの活性が高く,血管新生能が高いことが言われている.NF-κBの抑制により,腫瘍の血管新生因子のVEGFやIL-8の産生は低下し,腫瘍増殖にかかわる血管新生は抑制される.NF-κBは新規分子標的薬剤のターゲットになりうると考えられる.低用量でNF-κBの活性を抑える新規薬剤の開発を求めて西洋トチノキ由来の天然化合物エスシンに着目した.各種実験にてその抗腫瘍効果を確認していく.膵癌は消化器癌のなかでも悪性度の最も高い癌である.根治手術を行っても5年生存率は20%に満たず,抗癌剤や放射線治療の効果も十分ではない.膵癌に抗癌剤が効きにくい理由として,癌細胞内のNF-κBの活性が高く,血管新生能が高いことが言われている.NF-κBの抑制により,腫瘍の血管新生因子のVEGFやIL-8の産生は低下し,腫瘍増殖にかかわる血管新生は抑制される.NF-κBは新規分子標的薬剤のターゲットになりうると考えられる.低用量でNF-κBの活性を抑える新規薬剤の開発を求めて西洋トチノキ由来の天然化合物エスシンに着目した.各種実験にてその抗腫瘍効果を確認していく.
歯周炎患者血清中のLPSならびにLPSが誘導する物質の定量と免疫学的解析

近年歯周病と全身疾患、との関連性が指摘され、歯周病原性細菌のLPSの体内への進入がその一因と推測されている。そこ歯周炎羅患患者の末梢血清中のLPSの存在と歯周病原細菌のLPSの生物学的活性に関して一連の研究を行った。健常人では血清LPS量をリムルス活性を指標にして測定したところ、5.1±5.7pg/mlであったのに対して、早期発症型歯周炎14.8±14.6pg/ml、成人性歯周炎2.5±2.4pg/mlであった。血清LPS量はEOP患者で血清LPS濃度が高かったものの、個人差によるばらつきが大きく、APと比較してのみ有意差が認められ、健常人との間には有意な差は認められなかった。またP. gingivalis, A. actinomycetemcomitans, F. nucleatum, C. ochracea LPSのリムルス活性はそれぞれ2.1,30.5,8.6,23.1EU/ngと菌種によって大きく異なっていた。一方歯周病原細菌のLPSのユニークな特徴も明らかになった。P. gingivalisとA. actinomycetemcomitansのLPSをマウス歯肉に連続投与すると、歯肉の炎症と引き続く歯槽骨吸収が起こるが、その程度はP. gingivalisよりA. actinomycetemycetemcomitansが強いことが明らかになった。また歯槽骨吸収の経時的変化は歯肉IL-1α/β量の変動と関連していた。一方、腸内細菌などの通常のグラム陰性細菌のLPSはtoll-like receptor (TLR)4を刺激し、細胞を活性化することが知られている。しかしP. gingivalisやC. ochracea LPSはTLR2を刺激するとともに、TLR4のantagonistとして作用し、他のLPSによる刺激を抑制することを明らかにした。今回、EOP患者で血清LPS濃度が上昇した。歯周病原細菌の菌種によってリムルス活性が異なっていたことから、LPS濃度はEOPに関連した細菌の違いによる可能性が示唆された。過去に報告されたP. gingivalis LPSの生物学的活性の弱さは結合する受容体の種類と関連しているかもしれない。さらにP. gingivalis LPSは他のLPSの生物学的活性をブロックした。このことは歯周病の局所のみならず全身に引き起こす免疫応答の複雑さも示唆している。歯周病患者血清のLPSの量のみならず、血清の生物学的活性も検討する必要があると思われる。近年歯周病と全身疾患との関連性が指摘され、歯周病原性細菌のLPSの体内への進入がその一因と推測されている。本研究では歯周炎罹患患者の末梢血血清中にLPSが存在するか否かを明らかにするため、以下の実験を行った。歯周炎患者を1986年のAAPの分類によって早期発症型歯周炎(EOP,22人)、成人性歯周炎(AP,12人)に分類し、インフォームドコンセントを得た後、採血し血清を採取した。同年齢の健常人をおのおのコントロールとした(EC,AC,それぞれ5人と8人)。血清中のLPS量はEndospacy^<TM>(生化学工業)を用いてリムルス活性を測定することによって得た。今回の結果からEOP患者で血清LPS濃度が上昇している可能性が示唆された。LPS量の増加はEOPに関連した細菌の違いによるものかも知れない。今後は患者数を増やし、またリムルス活性は血清蛋白質の影響も受けやすいことが報告されているため、歯周病患者血清がもつ生物学的活性(単球のTNF,IL-1,6産生能)に関しても測定する予定である近年歯周病と全身疾患、との関連性が指摘され、歯周病原性細菌のLPSの体内への進入がその一因と推測されている。

しかしP. gingivalisやC. ochracea LPSはTLR2を刺激するとともに、TLR4のantagonistとして作用し、他のLPSによる刺激を抑制することを明らかにした。今回、EOP患者で血清LPS濃度が上昇した。歯周病原細菌の菌種によってリムルス活性が異なっていたことから、LPS濃度はEOPに関連した細菌の違いによる可能性が示唆された。過去に報告されたP. gingivalis LPSの生物学的活性の弱さは結合する受容体の種類と関連しているかもしれない。さらにP. gingivalis LPSは他のLPSの生物学的活性をブロックした。このことは歯周病の局所のみならず全身に引き起こす免疫応答の複雑さも示唆している。歯周病患者血清のLPSの量のみならず、血清の生物学的活性も検討する必要があると思われる。
子どもに対する不快感情についての母親の語りにみられる親への適応プロセスの検討

本研究は、母親が子育てのなかで当たり前に経験する感情として、子どもに対する不快感情を取り上げ、親としての適応プロセスについて検討することを目的としている。研究の対象となるのは、東京都および近郊に在住の母親42名で、3ヶ月ごとに、各家庭を訪問し、母親への面接を行った。本研究ではおもに生後2年目までに得られたデータを中心に検討する。分析のおもな対象となるのは、面接における質問「お子さんのことをイヤになることがありますか」に対する母親の語りである。前年度は生後2年目の「イヤになること」の語りの特徴として、子どもの自己主張・反抗に関する語りがあることを指摘した。2004年度は、母親が子どもの自己主張・反抗をどのようにとらえているのかについて検討するために、36ヶ月時に行った反抗期に関する質問に対する語りを分析した。まず反抗期のとらえ方について分類し、面接時の自己主張・反抗の状態との関連から、反抗期のとらえ方の変化(プロセス)とイヤになることとの関連について検討した。母親は子どもの反抗期を、「今だけ」などと発達のプロセスの中の一時点としてとらえたり、他児の様子、育児書などで一般にいわれていること、過去の我が子の様子など何かと比較してとらえたりしていた。この分析の結果を、2004年9月に行われた、日本心理学会第68回大会にて発表した。また、フォローアップの調査を、2004年5月6月にかけて行った。調査の内容は、小学校に入学前後の子どもの変化、母親自身の変化などについてである。今回得たデータは、分析の補助資料として使用する。<予算との関係>逐語録作成のテープ起しのためのアルバイト代、分析のためのパソコンソフト、ダビング用ビデオテープ、カセットテープ、質問紙の郵送代などとして計上、使用した。本研究では生後2年目までに得られたデータを中心に検討する。2003年度は主に、得られた面接の逐語録作成を行った。逐語録をもとに、生後2年目の不快感情の内容などについて分析した。その結果、この時期の母親の語りの特徴として、子どもの自己主張に関する語りがあることが明らかとなった。さらにその語りは、内容的に、15ヶ月から18ヶ月あたりにみられる"自己主張の芽生え"に関する語りと、18ヶ月以降にみられる"はっきりとした自己主張"に関する語りというふたつに分けることができた。子どもの自己主張は、おとなの真似をしたり、自分ひとりで何でもしようとしたりする、子ども自身の興味関心のあらわれ、または自分のしたいことがかなえられないと駄々をこねることとして語られ、その後「これがしたい」「それはイヤだ」というはっきりとした子どもの意思表示として語られるようになった。分析の結果を、2003年9月に行われた、日本心理学会第67回大会にて発表した。また、フォローアップの質問紙を、対象児が6歳を迎える前後に郵送、回収を行った。質問紙の内容は、最近の育児状況、子どもの変化、家族の変化などである。
各種疾患におけるゲノムDNAのグローバルメチレーションの解析

遺伝子変異によらない遺伝子発現制御(epigenetics)として、近年、DNAのメチル化による転写抑制が重要視されてきている。筆者はアイソトープを用いない、ゲノムDNA全体のCpG island特異的なメチレーションの定量法、non-isotopic cytosine extension assay(NICEA)を開発した。この方法はメチレーションの解析を安全、安価に行い、さらに微量の組織でも解析を可能にし、応用範囲を格段に広げるものである。今年度は、NICEAの感度の向上、計測を行い、代表的な自己免疫性疾患である全身性エリテマトーデス(SLE)の末梢血リンパ球からgenomic DNAを分離,CpG island特異的なメチレーションの定量を行った。その結果、1、NICEAは通常genome DNA数マイクログラムまでの範囲で定量的解析が可能である。また、genome DNAが10ナノグラム以下でも濃縮操作により解析可能であることがわかった。2、SLE、皮膚限局型エリテマトーデス(CLE)、コントロールの末梢血リンパ球から抽出したDNAを用い、NICEAを行った。BssHII/MspIではSLE-CLE間で、BssHII/HpaIIではSLE-control間で統計学的に有意差がみられた。HpaII/MspIでは、各群間に差はなかった。以上の結果から、3、NICEAは、その広い範囲での定量性から、応用範囲の広い研究法であり、また、DNA arrayによる大規模解析に移る前段階としての、スクリーニングにもなりうる。4、SLEでの解析では、コントロール、CLEに比べ、CpG island methylationが亢進してると考えられ、SLEのリンパ球機能異常の病態の解明にせまる可能性があると考えられた。
複合ストレスの包括的評価・予測とサンゴ礁生態系応答モデル解析

複合的な環境ストレスがサンゴ礁生態系に波及するプロセスを包括的に評価するモデル体系を開発するとともに,複合ストレスに対するサンゴ礁生態系の応答過程に関わるサンゴ礁内における炭酸系動態や有機物・栄養塩動態に関するモデルを開発し,関連するさまざまな現地調査を実施した.さらに,サンゴ礁生態系応答モデル開発のキーとなる複合ストレス下でのサンゴ群体内部の応答素過程を表すことが出来る「サンゴポリプモデル」の開発に成功した.また,適切な環境負荷制御スキームの提示に不可欠となる陸源負荷発生過程と地域の社会経済的な特性構造の関連性を明らかにした.(1)陸域からの表層土壌・過剰栄養塩流入等のローカルなストレス要因の負荷構造や,外洋での水温・CO_2上昇,酸性化等のグローバルストレス要因のサンゴ礁生態系への生化学・熱的プロセスを介しての波及過程を解明することによって,それらの統合評価・予測システムを開発する.(2)サンゴ礁生態系の維持・変遷過程を定量的に評価する上で不可欠となる物質循環・炭酸系動態の解明を行い,それに基づいて,極浅海域複雑地形としてのサンゴ礁における流動構造を高精度評価可能な流動モデル(開発済み)をベースとしたサンゴ礁物質循環・炭酸系動態モデルを構築する.(3)上記(2)のモデルをベースとしてA01,A02,C01による複合ストレス下におけるサンゴの生物的・化学的応答素過程に関する知見を組み込むとともに,サンゴ以外の基本的な海底被覆要素である藻場,干潟といった要素も含んだ形で,サンゴ礁内の物理・化学・生物的連成過程を統合することにより,生態系全体としての応答過程を定量評価可能なモデルの開発を行う.(4)ローカルな土地利用形態やグローバルな温暖化ガス排出等に関する様々な将来シナリオのもとで,(1)に基づく複合ストレスの統合予測を行い,そのもとで(3)による生態系応答モデル評価を行うことでサンゴ礁生態系が維持可能なストレスレベルの同定を行い,ストレス制御のための科学的指針を提供する.複合的な環境ストレスがサンゴ礁生態系に波及するプロセスを包括的に評価するモデル体系を開発するとともに,複合ストレスに対するサンゴ礁生態系の応答過程に関わるサンゴ礁内における炭酸系動態や有機物・栄養塩動態に関するモデルを開発し,関連するさまざまな現地調査を実施した.さらに,サンゴ礁生態系応答モデル開発のキーとなる複合ストレス下でのサンゴ群体内部の応答素過程を表すことが出来る「サンゴポリプモデル」の開発に成功した.また,適切な環境負荷制御スキームの提示に不可欠となる陸源負荷発生過程と地域の社会経済的な特性構造の関連性を明らかにした.1)サンゴ礁に対するストレスの中で,未解明な点が多い地下水経由の淡水・栄養塩負荷について,ラドンと栄養塩の連続計測法による評価手法を確立した.海草帯に対する地下水由来の硝酸の影響を定量化するための培養実験も行った。また外洋→サンゴ礁域への水温,炭酸系,懸濁態・溶存態有機物(炭素・窒素・リン),栄養塩等水質特性の変化過程に関する現地調査を,石垣島東海岸のサンゴ礁海域周辺を対象に行った.得られた試料の定量分析・同位体比分析を来年度初頭に実施する計画である.2)サンゴ礁生態系における物質循環・炭酸系動態の解明のための現地調査を, 1)と同様に石垣島東海岸サンゴ礁海域周辺を対象に行った.その際,従来の群集代謝計測(停留法もしくは流れ法)に代表されるようなサンゴ礁内のきわめて限られた測定点での炭酸系動態評価の限界を打破するために,サンゴ礁およびその周辺海域での多点多時点計測に基づく新たな計測スキームによる測定によって,サンゴ礁の空間構造や海底被覆分布特性を陽に反映させた調査を行った.現在は得られた試料の定量分析・同位体比分析を進めるとともに,得られた結果をもとに群集代謝特性を非線形最適値問題として解くスキームの開発を進めている.さらに,石垣島・白保サンゴ礁内外における懸濁態・溶存態有機物(炭素・窒素・リン)の動態を評価するための時系列採水を3箇所で計4回行った.得られた試料の定量分析・同位体比分析を来年度初頭に実施する計画である.3)地下水由来の硝酸がサンゴ礁生物に与える影響を評価する目的で,海草帯において硝酸の窒素・酸素安定同位体比を測定するための採水を実施するとともに,海草による同位体分別を定量するための培養実験を実施した.これらの試料の定量分析は終了しており,同位体比分析は来年度前半中に実施する予定である.4)次年度以降での本格的モデル開発に向けて,サンゴ礁生態系応答モデルのあるべき基本構成について, A01, A02, C01の計画研究担当者らとの議論等を通じて検討を進めた.具体的にはモデルに不可欠な構成要素,素過程の抽出と,それを検証するためのフィールド選定について議論を進めた.1)石垣島東海岸ならびに石西礁湖内の黒島において,昨年度に引き続いて,サンゴ礁への地下水経由淡水・栄養塩負荷について,ラドンと栄養塩,塩分等の連続計測に基づく評価を行った.また外洋→サンゴ礁域への水温,炭酸系,懸濁態・溶存態有機物(炭素・窒素・リン),栄養塩等水質特性の変化過程に関する現地調査を,石垣島東海岸のサンゴ礁海域周辺を対象に行った.