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ZnSeおよびZnSe-GaAs混晶のLPE成長と応用

ならびにZnーGaーAsーSe四元混晶のLPE成長(1)前述したPVD法によって友成したZnSe基板を用い、Inを溶媒金属としてZnSe成長をおこなった結果、PVD法による成長層が基板として充分使用できることが確認できた。これにGaならびにAs成分を供給することによる四元混晶の成長実験が進行中である。(2)GaAsに近い混晶領域の成長層を得るため、GaAsを基板とする実験を行った。その結果、InあるいはGaを金属溶媒として、ZnーGaーAsーSe四元混晶の成長が確認できた。今後、成長混晶の評価、物性制御等の発光素子材料としての確立を図る。ZnSe系デバイスの工業的発展のためには、1)開管スライド式液相成長法の開発、2)格子整合系ヘテロ材料の開発、3)成長用基板の開発と液相成長への応用の三点が基本的に重要と考え、これらの開発研究をおこなった。まず、液相エピタキシャル成長や多層成長に不可欠のスライドボート摺動部をB_2O_3の融液で封止し、開管式スライドボートでありながら成分蒸気をボート内に閉じこめて逃がさない疑似密閉型のボートを考案した。これによって成分蒸気圧の高いZnSe系の液相成長がスライドボートでおこなえるようになった。この新型ボートを用いたIn溶媒によるZnSeの成長実験をおこない、ZnSe飽和のIn溶液の徐冷するとZnSe成分は上方へ運ばれること、したがって、本研究者らが開発した比重差利用の液相成長法である“yo-yo溶質供給法"がこの系にも適用できることを示した。次に、格子整合ヘテロ系であるZnSe-GaAs混晶、およびZnSe-GaP混晶の成長実験をおこない、GaAsおよびGaP基板上にこれらの混晶を成長させることができた。これらの混晶系はZnSe系ヘテロデバイスの開発に大きな自由度と広範な機能付加の可能性をもたらすものである。さらに、現在入手不可能なZnSe結晶基板の問題については、ZnやSeの蒸気圧が高い性質を利用した物理的気相成長法による基板結晶の作製を図った。その結果、1mm近い厚さの単結晶基板をGaAs上に作製できるようになった。そして、このZnSe結晶基板を液相成長に用い、その上へのZnSeの成長が実際に可能であることを示した。この成果はZnSe系の研究の展開に一つの画期をもたらすものである。今後はこうしたZnSe基板を用いた開発研究を進展させることができるものと思う。同時にこの実験からは新しい物性の発現とより広い制御性の期待できるIII-V族混晶とZnSeとの混晶の成長が可能であることも見い出すことができ、材料分野においても新しい領域の端緒を開くことができた。
犬の脱分化脂肪細胞の神経再生医療応用へ向けた基礎的研究

本研究は,これまで報告のない犬の脱分化脂肪細胞(DFAT)の多分化能を調査し,これを神経細胞へと分化誘導させた細胞が神経細胞マーカーを発現するのか否かを,遺伝子学的,細胞形態学的に確認することを目的とした。これまでに,犬の皮下脂肪から調製したDFATが,脂肪由来幹細胞や骨髄由来幹細胞と同様に,幹細胞関連マーカーに対して陽性となり,未分化細胞であることを確認した。また,このDFATを骨,軟骨,脂肪細胞へと分化することを,それぞれに対して特殊染色および遺伝子学的に確認を行なった。この未分化で多分化能を有する細胞であることを確認したDFATを,神経細胞誘導前培地と神経細胞誘導培地で培養したところ,線維芽細胞様の形態から多数の突起を持つ神経細胞様へと形態が変化することを確認した。また,この神経細胞様へと形態変化した細胞について,神経細胞特異マーカーを用いた蛍光免疫染色,および神経細胞マーカーの遺伝子発現を,誘導前後で比較検討を行なっている。DFATが神経細胞へと分化することを確認後,DFATの細胞塊から神経細胞塊を作成し,同様に神経細胞マーカーの発現の有無を調査し,神経再生医療応用を目指した研究を継続していく。本研究は,これまで報告のない犬の脱分化脂肪細胞(DFAT)の多分化能を調査し,また神経細胞へと分化させた細胞が神経細胞マーカー等を発現するのかを遺伝子学的,形態学的に確認することを目的としている。これまでに犬のDFATが,脂肪由来幹細胞や骨髄由来幹細胞と同様に幹細胞関連マーカー陽性となり,未分化細胞であることの確認を行い,また骨,軟骨,脂肪細胞へと分化することを,特殊染色および遺伝子学的に確認した。この未分化細胞であることを確認したDFATを神経細胞誘導前培地と神経細胞誘導培地で培養したところ,線維芽細胞様の形態から多数の突起を持つ神経細胞用へと形態が変化することを確認した。現在,この神経細胞様へと形態変化した細胞について,神経細胞特異マーカーを用いた蛍光免疫染色および神経細胞マーカーの遺伝子発現の有無を調査している段階である。DFATが神経細胞へと分化することを遺伝子学的,組織学的に確認後,DFATの細胞塊から神経細胞塊を作成して,同様に神経細胞マーカーの発現の有無を調査する予定である。現在,当初の研究計画とさほど遅滞もなく,順調に遂行できている状況である。平成26年度は,犬のDFATの多分化能と幹細胞関連マーカーの発現の有無を調査することを計画していた。現在,当初の研究計画に則り,おおむね計画通りに順調に進んでいるところである。今後も当初の研究計画に則り,研究を行っていく予定である。具体的には,DFATから神経細胞様へと形態変化した細胞の遺伝子発現を調査し,神経細胞であることの確認を行なったのち,DFAT塊から神経細胞塊を作成して遺伝子学的,組織学的に調査し,将来的に神経組織再生医療への応用を見据えた神経細胞塊作製技術を確立する。本年度は当初の予定よりもDFATの幹細胞関連マーカーの発現確認,分化能の調査が可能であり,また実験動物の購入費と飼育費を計上していたが,以前採取した脂肪組織からDFATを精製できたため,消耗品費を節約しながら研究が遂行できた。そのため,本年度に予定していた使用額よりも大幅に節約できたため,次年度使用額が生じることとなった。次年度は,DFATから神経細胞へと分化させ,さらにその遺伝子学的確認や神経細胞関連マーカーの発現の確認を行なう予定であるため,これまで以上に消耗品費,試薬費が必要となることが予想される。特に細胞培養用のフラスコや培地,幹細胞関連マーカーの抗体や染色液など,比較的高価な消耗品を購入する必要があるため,適切に使用額を用いて研究を遂行していく予定である。
オスマン帝国における義務教育の実施過程

本研究の目的は、オスマン帝国(ca.1300-1922)における義務教育の実施過程を実証的に明らかにすることである。研究代表者は、その法制化過程を、従来の説を覆すかたちですでに明らかにしているので、本研究では、その実施過程を検討する。たとえば、実施の主体、実現の程度、反発の有無、性差や地域差、宗教共同体の反応、などである。本研究では、こうした点を、歴史学の手法により明らかにする。すなわち、オスマン語(アラビア文字で記されたトルコ語の文語)の一次史料を、刊行・未刊行を問わず収集・閲読し、こうした点を実証的に解明する。刊行史料としては、『官報』『国家年鑑』『公教育省年鑑』などのほか、種々の「学事統計」を用いる。未刊行史料としては、トルコ共和国大統領府オスマン文書館(於イスタンブル)に収蔵されている手書きのものを用いる。具体的には、勅旨分類、ユルドゥズ分類、大宰相府分類、公教育省分類などを使用する。こうした文書史料を収集するために、研究代表者は、平成31年2月下旬から3月中旬にかけてイスタンブルに滞在し、同文書館において研究を進めた。また、現地の多数の研究者と知り合う機会を得た。また、市内の書店・古書店においても、刊行史料や研究文献を購入した。他方、研究成果の一部は、"The 1869 Ottoman Public Education Act: Proceedings and Participants"と題する論文を、オスマン史研究の国際的な査読付き雑誌であるThe Journal of Ottoman Studiesに掲載した。申請書に記した研究計画に照らして、平成30年度の進捗状況を自己点検する。海外調査については、計画では、イスタンブルにおいて、本研究に必要な史料や研究文献を収集する予定であった。そして実際に、同地においてそれらを収集した。国内学会への参加および和文論文の投稿については、計画では、教育史学会の年次大会で報告し、それに基づく論文を、同学会の『日本の教育史学』に投稿する予定であった。それは実現できなかったものの、それに代わる以下の成果を得た。オスマン史研究の国際的な査読付き雑誌であるThe Journal of Ottoman Studiesに、"The 1869 Ottoman Public Education Act: Proceedings and Participants"と題する論文を掲載した。また、イスタンブル大学法学部の要請により、日本とトルコの外国投資法に関する国際シンポジウムを組織し、平成31年3月、それを同大学において開催した。そこにおいて、「トルコ共和国初期における日本資本ーアンカラとブルサにおける大谷光瑞の活動」と題するトルコ語の基調講演を行った。また、それに基づき、「大谷光瑞のトルコ投資ー共和国初期のアンカラとブルサにおける日本資本」と題する日本語の研究ノートを『イスラーム地域研究ジャーナル』(早稲田大学)に掲載した。以上を総合すると、本研究は、概ね順調に進展しているといえよう。平成31年度は、研究期間を延長したために生じた一年であり、当初の計画にはなかったが、現在のところ以下のような方策を考えている。海外調査については、本科研の資金と、別の科研の資金により、二度イスタンブルに渡航し、資料の収集と現地の研究者との交流を進める。英文論文については、トルコ人研究者との共同研究「近代オスマン帝国の軍事・教育・福祉」の英文論集に、論文を寄稿する。すなわち、オスマン語(アラビア文字で記されたトルコ語の文語)の一次史料を刊行・未刊行を問わず収集・閲読し、こうした点を実証的に解明したい。未刊行史料としては、トルコ共和国首相府オスマン文書館(於イスタンブル)に収蔵されている手書きのものを用いる。こうした文書史料を収集するために、研究代表者は、平成29年2月上旬から3月上旬にかけてイスタンブルに滞在し、同文書館において研究を進めた。奇しくも館長のウール・ユナル氏は、研究代表者と同じくオスマン教育史を専門とされているので、情報を交換することもできた。また、ユナル氏からは同館所蔵の「近代教育」関連の文書を収録した史料集を頂戴したが、研究代表者は、まさにその史料集の書評を、所属先の機関誌である『イスラーム地域研究ジャーナル』に投稿したところであった。イスタンブル滞在中は、ユナル氏以外にも、現地の数名の研究者と知り合う機会を得た。また、オスマン文書館以外にも、イスラーム研究センター・スレイマニエ図書館・アタテュルク図書館において、刊行史料の電子データや研究文献の複写を入手した。申請書に記した研究計画に照らして、平成28年度の進捗状況を自己点検する。海外調査についていえば、研究代表者は、上述のように、かつてのオスマン帝国の都イスタンブルにおいて、本研究に必要な史料や研究文献を収集し得た。英文論文の投稿については、研究代表者は、計画どおり、The Journal of Ottoman Studiesにオスマン教育史に関する英文論文を投稿した。

他方、和文論文の投稿は、実現できなかった。国際学会への参加については、報告はかなわなかったが、所属する早稲田大学イスラーム地域研究機構が主催した国際セミナーの一部会において司会をつとめた。国内学会への参加については、史学会、日本中東学会、大学史研究会の年次大会に参加した。以上を総合すると、本研究は、概ね順調に進展しているといえよう。本研究の目的は、オスマン帝国(ca.1300-1922)における義務教育の実施過程を実証的に明らかにすることである。研究代表者は、その法制化過程を、従来の説を覆すかたちですでに明らかにしているので、本研究では、その実施過程を検討する。たとえば、実施の主体、実現の程度、反発の有無、性差や地域差、宗教共同体の反応、などである。本研究では、こうした点を、歴史学の手法により明らかにする。すなわち、オスマン語(アラビア文字で記されたトルコ語の文語)の一次史料を、刊行・未刊行を問わず収集・閲読し、こうした点を実証的に解明する。刊行史料としては、『官報』『国家年鑑』『公教育省年鑑』などのほか、種々の「学事統計」を用いる。未刊行史料としては、トルコ共和国首相府オスマン文書館(於イスタンブル)に収蔵されている手書きのものを用いる。具体的には、勅旨分類、ユルドゥズ分類、大宰相府分類、公教育省分類などを使用する。こうした文書史料を収集するために、研究代表者は、平成30年2月下旬から3月中旬にかけてイスタンブルに滞在し、同文書館において研究を進めた。また、現地の多数の研究者と知り合う機会を得た。また、市内の書店・古書店においても、刊行史料や研究文献を購入した。他方、研究成果の一部は、研究代表者が組織した国際シンポジウム「近代オスマン帝国の軍事と教育」(早稲田大学、10月1日)において、"Two Introductions of Compulsory Education: The Ottoman Empire and Meiji Japan"というタイトルで公表した。また、上記の「学事統計」については、『イスラーム地域研究ジャーナル』10号において紹介した。申請書に記した研究計画に照らして、平成29年度の進捗状況を自己点検する。海外調査については、計画では、イスタンブルにおいて、本研究に必要な史料や研究文献を収集する予定であった。そして実際に、同地においてそれらを収集した。国内学会については、計画では、国内学会に数回参加する予定であった。そして実際に、日本中東学会(5月)、史学会(11月)、大学史研究会(11月)の年次大会に参加した。大学史研究会では、オスマン帝国の法曹の養成に関する報告も行った。史料の精読と論文執筆については、計画では、十分な時間をこれに充てる予定であった。しかし実際は、十分とは言い難い時間しか充てられなかった。研究計画にはなかったが、平成29年度は、以下の成果を得た。
多利用者・多状況に共通する特性の抽出による情報転移BMI

脳活動パターンは、同一の認知課題であっても利用者間で異なる上、同一利用者でも状況により揺れが存在する。このような脳計測データの不均質性を把握する解析手法を開発し、fMRIや脳波の実データに適用した。また、利用者や計測状況に共通した特徴を発見するために、変動の軽減に役立つノイズ除去法の評価、およびロバストな特徴抽出法の構築を行った。さらに、利用者への負担が軽いブレインマシンインタフェース(BMI)をめざして、辞書学習法や多変量自己回帰モデルなどに基づく転移学習法の枠組みを提案し、30日間分の筋電データを用いて転移学習法の有効性を検証した。本研究は、脳活動から意図を読み取るBMIは、安定して使えるようになるまでに数時間の訓練が必要であることに加え、経験者でも利用直前に数十分間の較正用の計測実験をしなければ精度を発揮できないという実用上の難点を解消するため、日常生活をおくっているヒトから計測された、複数人・長時間の脳活動データを用い、脳活動に共通して現れる成分のモデリングと安静時計測の利用により、都度の較正を必要としないBMIとそれに用いる機械学習法の確立を目的としている。本年度は、以下の4点に取り組んだ。第1に、脳波時系列の統計的モデリングを行い、測定エラーや不定期的に混入するアーチファクトに対応するための欠測推定に応用した(金子ら2015)。ここで個人ごとに推定された脳波の生成モデルは転移学習に役立てることも可能である。第2に、個人差を低減するためには個人特性などの補助情報が活用できる可能性があり、デモグラフィック特徴などに対応して不均質な部分グループから構成されるデータセットを統合的にカテゴリー化するためのベイズ情報量規準を用いた方法論を開発した(Kanemura et al., 2015)。第3に、近年安静時にも課題遂行時と同様の安定した脳内ネットワーク構造が見られ、その間の関係が個人間および状況間で異なることが知られている。ネットワーク結合の変動の理解を容易にするための成分分析法(Hyvaerinen et al., 2015,平山ら, 2015)の研究に参画し、これを転移学習BMIに応用するための方法論を検討した。第4に、脳以外のセンサ情報を使ったHybrid BMIが注目されているので、確率的CCAにもとづいた一人称映像と加速度データの統合解析法(Miyanishi et al., 2016)をさらに進展させ、情報転移BMIへの応用について検討した。脳波の統計モデルや、個人特性やMRIなどの補助データを用いるための方法論を開発・応用し、転移学習BMIを改善するための研究を多角的に進められたため。本研究は、脳活動から意図を読み取るBMIは、最初に数時間の訓練が必要であることに加え、経験者でも利用直前に数十分間の較正用データ収集が精度維持のため不可欠という実用上の難点を解消するため、実環境脳活動データに共通して現れる成分のモデリングと安静時計測の利用により、都度の較正を必要としないBMIとそれに用いる機械学習法の確立を目的としている。本年度は、以下の3点に取り組んだ。第1に、脳内ネットワーク結合の個人間および状況間の変動の理解を容易にするために開発した直交結合因子法(OCF, Hyvaerinen et al., 2015)をさらに改良して、モジュール構造およびそのモジュール間結合の変動を同時推定するモジュール結合因子法(MCF, Hirayama et al., 2016)を開発した。本手法を大規模安静時fMRIデータに適用したところ、モジュール構造として1安静時に活動するDefault Mode Network (DMN)、2外部刺激を処理する感覚系ネットワーク、3Saliencyネットワークが抽出され、1-3間と2-3間の結合が反対に変動するという結果も3が1と2のネットワークを切り替えているという知見に合致した。第2に、本研究の転移学習アプローチ(Morioka et al., 2015)で用いている辞書学習法に基づき、近赤外分光画像(NIRS)データから日常生活行動を判別するための時空間解析法を開発した。実データで従来法と同等の性能を保ちつつ、課題関連脳活動とアーチファクトのパターンが分離でき、容易に解釈できる結果が得られた(星野他、2017)。第3に、少数データかつ高ノイズの複数の脳波データに対してさまざまな深層学習法を適用し、従来法の性能を上回ることを示した。特に時間情報がある課題に対してはLSTMが有効であることがわかった(野沢他、2017)。これまでに開発した手法をNIRSデータに適用するとともに、深層学習法による新しい脳活動解読法を開発し、複数の脳波データに対して良好な結果を得た。さらに、直交結合因子法を改良したモジュール結合因子法により、安静時脳機能ネットワークの既知のモジュールや、これまでの知見に合致するモジュール間の依存関係を同定することができ、神経科学の知識を転移学習に取り入れる準備も整いつつある。以上を総合して、転移学習BMIを拡張・高度化する研究を多角的に進められたと考える。脳活動から意図を読み取るBMIにおける実用上の難点として、安定して使えるようになるまでに必要な長い訓練時間、および精度を保証するために必要となる利用直前の較正用データ計測があげられる。本研究では、多人数の脳活動データを用い、脳活動に共通して現れる成分のモデリングと安静時計測の利用により、都度の較正を必要としないBMIとそれに用いる機械学習法の確立を目的としている。

最終年度は、異なる状況間で汎化する脳波・生体信号の特徴量解析法に関して研究を進め、以下の5点に取り組んだ。第1に、安静時脳機能ネットワーク状態の推測に適した脳波特徴量を構築するため、生成モデルが陽に計算できる深層学習法SPLICEを提案した(Hirayama et al., ICML2017)。脳波-fMRI同時計測データに適用したところ、うつ病に対するfMRIニューロフィードバックで用いられている信号に相関するSPLICE成分が得られ(Hirayama et al., rtfin2017)、共同研究者が脳波フィードバックにおける有用性検証を始めている。第2に、脳波信号の共分散行列の揺らぎを表現する確率モデルを導入し、情報幾何学に基づくロバストなBMI特徴量抽出法を構築した(Samek et al., 2017)。第3に、筋電データの日間変動の較正を行う転移学習法を開発し、運動の認識精度が向上することを示した(Kanoga et al., ICIT2018, EMBC2018b)。第4に、準シミュレーションを用いて、信号再現性の高い筋電由来ノイズ除去法を適用することでかえってBCIの識別精度が落ちる可能性があることを示した(Kanoga et al., EMBC2018a)。第5に、多変量自己回帰モデルを用いた脳波信号の欠損値補間法を提案した(Kanemura et al., EMBC2018)。脳活動パターンは、同一の認知課題であっても利用者間で異なる上、同一利用者でも状況により揺れが存在する。このような脳計測データの不均質性を把握する解析手法を開発し、fMRIや脳波の実データに適用した。また、利用者や計測状況に共通した特徴を発見するために、変動の軽減に役立つノイズ除去法の評価、およびロバストな特徴抽出法の構築を行った。さらに、利用者への負担が軽いブレインマシンインタフェース(BMI)をめざして、辞書学習法や多変量自己回帰モデルなどに基づく転移学習法の枠組みを提案し、30日間分の筋電データを用いて転移学習法の有効性を検証した。継続して方法論開発および応用を推進する。特に教師データやさまざまな補助情報を活用できるようにこれまでの教師なし成分分析法を高度化する。安静時較正を用いた転移学習BMI(Morioka et al., 2015)で用いたデータが最近公開されたので、テストベットとして活用する。本年度開発した特徴量抽出法や時空間パターン解析法などを組み込み転移学習法を高度化する。ATRが所持する複数モダリティの脳活動データベースや、外部で公開されている脳計測データベースに適用してその性能や利便性を評価する。29年度が最終年度であるため、記入しない。医用工学・機械学習29年度が最終年度であるため、記入しない。
回帰数列族の乗法構造の考究と指数型ディオファントス方程式

まず、二項あるいは三項の指数型不定方程式について研究を行った。ピタゴラス数に関するJesmanowiczの予想について、寺井伸浩氏(大分大学)と共同研究を行い、寺井氏が以前に得た重要な研究成果を広く拡張することに成功した。この結果を査読付き論文として出版させることが出来た。また、連立ぺル方程式と深く関係するディオファントスの組について、藤田育嗣氏(日本大学)と共同研究を行った。ディオファントスの組とは、自然数の集合で、その任意の二要素の積に1を加えたものが完全平方数になるという性質を持つものを指す。任意のディオファントスの3組は4組へ拡張されることが知られているが、その方法が一意的であるという予想があり、これはこの分野の最大の未解決問題である。藤田氏との共同研究では、この問題において研究対象になる特別な連立ぺル方程式の基本解を完全に決定し、任意の3組の4組への拡張可能性が高々11通りであることを示すことが出来た。さらに、多項式と指数関数が混合する不定方程式について研究を行った。特に、Ramanujanが提起し、Nagellによって解かれたRamanujan-Nagell方程式の一つの拡張族を考察し研究結果を得た。この研究では、それまで余り注目されることがなかった、V.A.Dem'janenko(1965年)による2変数2次不定方程式の解構造に関する先行研究を積極的に利用している。本研究については、Salzburg大学で行われた国際研究集会Computational Aspects of Diophantine Equationsにて口頭発表を行った。27年度が最終年度であるため、記入しない。特別な指数型ディオファントス方程式a^x+b^y=c^zについて研究を行った。特に、Jesmanowicz予想とその一般化問題であるTerai予想についてである。Jesmanowicz予想は、a, b, cがピタゴラスの三つ組みを成すときに、方程式は非自明な自然数解を持たないことを主張する。研究員は、ディオファントス問題に精通するPingzhi Yuan氏(華南師範大学)と共同研究を行い、研究員の以前のJesmanowicz予想に関する研究結果を広く拡張した。また、藤田育嗣氏(日本大学)との共同研究では、研究員と氏の以前のJesmanowicz予想に関する共同研究の成果を広く拡張した。Terai予想は、1より大の自然数の中に解を持つ指数型ディオファントス方程式は、いつくかの例外を除いて非自明な自然数解を持たないことを主張する。既知の研究の多くは、ある「特殊」な場合において予想が部分的に成立することが考察されていたが、Florian Luca氏(メキシコ自治国立大学モレリア数学研究所)は、その場合においては本質的に無条件で予想が成立することを証明した。彼は以前の研究手法と、Bakerの理論のp進類似を組み合わせ巧みな計算を行い、予想はa, b, cが十分に大ならば成立することを証明した。Luca氏の結果はエフェクティブに記述されるが、Luca氏はそれを行っていなかった。研究員はその計算を明示的に実行し、かつLuca氏の手法を一般化した。本研究について、筑波大学で行われた研究集会Diophantine Analysis and Related Fields 2014および学習院大学で行われた日本数学会において発表した。その他の関連する研究として、寺井伸浩氏(足利工業大学)との共同研究では、a, b, cが多項式の形で表現される場合を扱い、研究結果を得た。まず特別な指数型ディオファントス方程式について研究を行った。A.Togbe氏(Purdue大学)とP.Yuan氏(華南師範大学)との共同研究では、以前にTogbe氏と得た共同研究の結果における定理の仮定を外すことに成功し、拡張した。F.Luca氏(Witwatersrand大学)との共同研究では、以前にLuca氏が寺井の予想において確立したBaker理論を用いる新しい手法を、別の指数方程式の族に適用し、結果を得た。それは、特別研究員の以前の研究結果の一つの拡張とみなせる。この結果を査読付き論文として出版させることができた。また関連する研究として、多項式型と指数型の混合型ディオファントス方程式について研究を行った。ハンガリーのDebrecen大学に研究訪問を行い、A.Berczes氏、L.Hajdu氏、I.Pink氏と共同研究を行った。Schafferによって提起された連続するk乗数の和の累乗性に関する問題を扱い、その部分的な結果を得た。本研究については、桐生市市民文化会館で行われた研究集会Diophantine Analysis and Related Fields 2015および明治大学で行われた日本数学会において発表した。さらに、平田典子氏(日本大学)、T. Kovacs氏(ブダペスト工科経済大学)とNagell-Lguennren方程式に関する共同研究を行った。それは、有名なカタラン予想を含む問題であり、等比級数の和の累乗性に関する問題である。共同研究では、Y.Bugeaud氏、M.Mignotte氏、R.Roy氏、T.N.Shorey氏によって得られていた重要な研究結果の類似とみなせる結果を得た。

この結果を査読付き論文として出版させることが出来た。また、連立ぺル方程式と深く関係するディオファントスの組について、藤田育嗣氏(日本大学)と共同研究を行った。ディオファントスの組とは、自然数の集合で、その任意の二要素の積に1を加えたものが完全平方数になるという性質を持つものを指す。任意のディオファントスの3組は4組へ拡張されることが知られているが、その方法が一意的であるという予想があり、これはこの分野の最大の未解決問題である。藤田氏との共同研究では、この問題において研究対象になる特別な連立ぺル方程式の基本解を完全に決定し、任意の3組の4組への拡張可能性が高々11通りであることを示すことが出来た。さらに、多項式と指数関数が混合する不定方程式について研究を行った。特に、Ramanujanが提起し、Nagellによって解かれたRamanujan-Nagell方程式の一つの拡張族を考察し研究結果を得た。この研究では、それまで余り注目されることがなかった、V.A.Dem'janenko(1965年)による2変数2次不定方程式の解構造に関する先行研究を積極的に利用している。本研究については、Salzburg大学で行われた国際研究集会Computational Aspects of Diophantine Equationsにて口頭発表を行った。一般的にBakerの理論が適用されない多項式型と指数型の混合型のディオファントス方程式について、当初の計画以上に多くの研究機会と結果を得ることが出来た。さらには、F. Luca氏のBaker理論を用いた新しい手法を、それまで扱いが困難であった指数方程式の族に適用し、解の決定問題について成果を得ることができた。また、当初の予定に無かった国内外の研究者らと共同研究を行う機会を得ることができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。多項式型と指数型の混合型のディオファントス方程式における他の様々な未解決問題に関する研究を行い、Bakerの理論の汎用性等に関するより深い考察をすることおよび研究結果を得ることを目指す。特に、項数が最小の場合であるRamanujan-Nagell方程式や一般化されたフェルマー方程式について研究を行いたい。また、指数型ディオファントス方程式に関連が深い、ディオファントス集合の分野の研究を行いたい。特にその分野の最大の未解決問題であるディオファントス四組の正則性に関して研究結果を得たい。F. Lucaによる、Terai予想のある特殊な場合を部分的に解決した研究の証明を修正し、Bakerの理論で保障された方程式の例外パラメータの上限を明示的に書き表すことに成功した。さらには、Lucaの手法を広く拡張することが出来た。また、当初の予定に無かった海外研究者らと共同研究を行う機会を得て、研究成果を得ることができた。
温然トレーニングによるHSP 70の誘導と運動能力向上への挑戦

ストレス環境から生体を防御するため、細胞はストレスタンパク(Heat shock protein : HSP 70)を誘導し、ストレスによる細胞傷害を素早く修復し、細胞を防御(生体防御)している。我々は従来より、HSP 70の生体防御作用を検討してきた。そして予め加温してHSP 70を誘導しておくことにより、次に来る大きなストレスによる傷害を防御できることを平成10、11年度の科研費基盤研究(C)の援助を得て報告した。そして、予備加温により筋肉疲労を防御する結果を得た。この結果は、まさしく運動能力向上を意味し、温熱療法によるHSP 70のスポーツ界への貢献の基盤となった。一方、スポーツもストレスであり、我々は、スポーツというストレスの場に自らを置き、HSP 70を誘導して健康維持に役立てている。そこで、我々は、実際の運動トレーニングに更に、要所に温熱療法を取り入れ誘導されるHSP 70によって競技能力のレベルアップを図ることを目的とした。この温熱療法を取り入れた運動トレーニングを温熱トレーニングと名づけた。そして、低温ミストサウナでの連続加温の条件決定をマウスで検討し、血中リンパ球中HSP 70は、39°C加温2週間で、下肢筋肉中HSP 70は39°C加温3週間で最大となった。よって、レスリング選手に2週間のトレーニングと終了後ミストサウナで39°C10-15分加温し、体力テスト2日前にマイルド加温を実施し、運動トレーニングのみと温熱トレーニング群で体力テストを比較した。その結果、温熱トレーニング群は、体力テスト、HSP 70、NK活性すべてで有意に勝っており、乳酸値も低下しており疲労からの回復も勝っていた。よって、従来の運動トレーニングの考えに、HSP 70の概念を導入し、様々な競技に対する練習・訓練の効果の評価にさいしてHSP 70も指標の1つとして評価する科学的トレーニングが必要と思われた。更に、スポーツを行うに際して、誰もが経験する筋肉痛に対し、これを予防する手段として、マイルド加温による予備加温を検討し有効であることが実証された。医学部学生5人に腕立て伏せ100回、スクワット100回を時間の制限無く実施させ筋肉痛実験を実施したところ、2日前にマイルド加温した予備加温群は自己評価での筋肉痛は有意に減少しており、筋硬度、CPK活性も有意に低下していた。マイルド加温によりHSP 70が誘導され、運動能力が向上することがオリンピックでも、レスリング選手によっても明らかとなった。マイルド加温をスポーツに取り入れた温熱トレーニングは、21世紀のトレーニングとして、HSP 70を指標とした科学的な最先端のトレーニングングである。また、マイルド加温の利用により21世紀のスポーツは、筋肉痛なくスポーツが楽しめる。しかし、このマイルド加温およびマイルド加温によって誘導されるHSP 70の効果は殆ど知られていないのが現況である。多くの人々にHSP 70を知っていただき、自分自身でHSP 70を高め、より健康的にスポーツを楽しんでいただきたい。

マイルド加温によりHSP 70が誘導され、運動能力が向上することがオリンピックでも、レスリング選手によっても明らかとなった。マイルド加温をスポーツに取り入れた温熱トレーニングは、21世紀のトレーニングとして、HSP 70を指標とした科学的な最先端のトレーニングングである。また、マイルド加温の利用により21世紀のスポーツは、筋肉痛なくスポーツが楽しめる。しかし、このマイルド加温およびマイルド加温によって誘導されるHSP 70の効果は殆ど知られていないのが現況である。多くの人々にHSP 70を知っていただき、自分自身でHSP 70を高め、より健康的にスポーツを楽しんでいただきたい。我々は既に、温熱により誘導されるHeat Shock Protein(HSP 70)の生体防御作用を検討し、予め、2日前に加温することにより誘導されたHSP 70により、マウス下肢筋疲労を防御することが出来ることを報告した。また、この疲労の防御は、HSP 70が疲労物質としての乳酸の産生を遅延させることによる結果を得ている。この乳酸産生の遅延は、運動能力の向上につながり、温熱療法によるスポーツ界への大きな貢献である。本年は、温熱療法をトレーニングに取りいれ、温熱トレーニング法を確立することを目的とした。1.低温ミストサウナでの連続加温の条件決定-マウスでの検討1)マウスを38,39,40°Cのミストサウナで15-20分/日を1回、1,2,3週間と連続加温してHSP 70の発現が最大となる条件を検討した。その結果、血中リンパ球のHSP 70は39°C加温2週間で最大となり、下肢筋肉中HSP 70は、39°C加温3週間で最大となった。2.レスリング部トレーニングにおける温熱トレーニング導入による運動能力の向上の検討1)日々の運動トレーニングのみの群とこれに温熱トレーニングを取りいれた群による運動能力の比較、温熱トレーニング群には、日々の運動トレーニング後2.5週間毎日低温ミストサウナ39-40°Cで15分間加温すると共に、運動能力テスト2日前に遠赤外線加温装置で40分間加温した、2)レスリング部員に対する運動能力テストとして、腕立て伏せ、無酸素パワーテスト、3分間ペダリングテストおよび、各テスト後の「乳酸値を測定し比較した。その結果、日々の運動トレーニング群に比し、練習後2.5週間ミストサウナで加温した群はHSP 70の発現、NK活性ともに有意に増加した。更に、遠赤外線加温装置での加温により、HSP 70の発現、NK活性はより有意に増加した。また、運動能力テストについては、腕立て伏せは有意に増加、3分間ペタリングテスト、加温トレーニング群の方が、運動終了後の乳酸値は有意ぶ低く、また、翌日の乳酸値も低値であったことから、疲労の回復がはやいことが示された。腕立て伏せの回数も増加、3分間ペダリングテスト後の心拍数が減少するなど温熱トレーニングで有意に運動能力の向上が認められた。我々は従来より、熱ストレスにより誘導されるHeat shock protein 70(HSP 70)の生体防御効果を検討し、予め加温(予備加温)してHSP 70を誘導させておくことにより、マウスの下肢筋疲労を防御できることを報告した。
音響信号記号変換に基づいたセマンティックインタラクション

情報爆発という特定領域テーマに対して、音情報、すなわち、i-explosion_soundという観点から、(1)あまり使用されていない音響信号(単音音声に加えて、混合音声や音楽や環境音から音情報を取得することによる情報爆発の促進、(2)ディジタル音響信号処理による爆発する音情報から質的複雑化の軽減、という2つの側面について取り組んだ。主な研究項目は以下の通りである。(1)混合音の認識:「三話者同時発話認識の高性能化・高速化」これまで開発してきたシステムは,音源定位(steered beamforer)、音源分離(GSS,ICA)、ミッシングマスク生成、ミッシングフィーチャ理論による音声認識から構成されており、三話者が同時に発話した後、分離・認識して、応答するまでに約8秒かかっていた。これに対して、RASP-2信号処理装置を使用したシステム再構成、Flow Designerによるシステム内のモジュールインタフェースの統一、および、GAによる多数のシステムパラメータのチューニングを行い、認識応答速度の高速化(1.9秒と約4倍の高速化)、および,認識率の向上が達成できた。(2)実環境への対応と実時間処理:上記の三話者同時発話認識では、マルチメディア実験室(5m*7m)で実際の人を用いて実験が行えるレベルまで性能が向上した。また、混合音声だけでなく、ドラム音を含むポリフォニー音楽音響信号に対しても、ドラムパターンを認識し、実時間でドラム音を編集できるオーディオプレイヤーを開発した。これにより、ロボットが音楽からビートを聴き分け、トラックできるシステムの基礎技術を確立することができた。
予防接種におけるELISA(酵素抗体法)の評価に関する研究

予防接種の実施にあたっては、各ワクチンについてのたえざる評価が必要である。我が国においては、昭和22年以来百日咳ワクチンが定期接種として接種されてきた。昭和56年に世界にさきがけて改良百日咳ワクチンが導入された頃より我が国の百日咳は減少しているが、改良百日咳の有効成分である百日咳毒素の含有量がメ-カ-によって一定していないところが近年問題となっている。改良百日咳ワクチンは、従来の全菌体ワクチンと比較して、高い免疫原性を有していると考えられるところから、ジフテリア破傷風百日咳三種混合ワクチン(DPT)を従来のI期3回からI期2回に減らす方向での行政上の検討もなされている。また、平成元年4月より、従来の麻疹単独ワクチンの定期接種のかわりに、麻疹おたふくかぜ風疹三種混合ワクチン(MMR)が使用されることとなった。インフルエンザワクチンについては、従来の皮下接種法が必ずしも十分な効果を示さないという評価から、その接種率が急速に低下している。局所免疫を付与することのできる方法として、インフルエンザワクチンの経鼻接種法がある。このような状況のもとで、各ワクチンについてのより信頼性のある評価法が求められてきた。本研究においては、現在最も感度の高い抗体測定法であるELISA(酵素抗体法)が上記の各ワクチンの評価法として、適切な方法であることを明らかとした。麻疹,風疹,おたふくかぜ三種混合生ワクチン接種前後の血清抗体価について我が国において,麻疹,風疹,おたふくかぜ三種混合生ワクチン(MMR)の歴史は長く,昭和49年に最初の野外接種試験が行われている.昭和55年および,昭和56年に予研の指導により,統一株MMRの野外接種試験が行われ,昭和61年には,ふたたび統一株の実用化に向けての野外接種試験が予研を中心に行われた.これらの接種試験は,すべて, 1回法で行われたが,既にMMR接種を実施している欧米諸国では, 2回法を採用しているところもある.本年度の研究においては,昭和62年度の東海大学病院小児科予防接種外来を受診した小児について,統一株MMRの接種回数に関する検討を行った.麻疹ワクチンについては, 1回接種で100%の陽転率が得られ,風疹ワクチンについても1回接種で100%の陽転率が得られた. 6週間後に行った追加接種の抗体価でブースター効果が得られたのは,麻疹では, 41例中4例,風疹では, 42例中2例であった.ムンプスワクチンについては, 1回法ではその効果が十分ではなく, 44例中1回で中和抗体陽転したのは, 44例中37例だけであった. 1回にて陽転しなかった7例中6例において, 2回接種後に陽転した.1回接種後と2回接種後の血清ムンプス中和抗体価とELSA単位とを比較したところ,感度および測定の再現性に関して, ELISA法の方が優れていた.以上の結果から, 2回接種を行えば, MMRの三種すべてについて確実に免疫を付与することができると結論した.また, 2回接種を行ったことによって副作用が増強することはなかった.ELISA法は予防接種の効果判定法として優れていると結論した.1.インフルエンザ不活化ワクチン経鼻接種前後の鼻腔スワブ液中のIgA抗体の測定市販インフルエンザ不活化ワクチンの経鼻接種を行い、接種前後の上気道局所の特異IgA抗体をELISA法により測定した。本法は、鼻腔局所の特異抗体を測定するに十分な感度を有することがわかった。さらに、インフルエンザ生ワクチンの経鼻接種も試み、鼻腔スワブ液の保存を行った。2.百日咳ワクチン接種前後の血清抗体について健康小児を対象として、市販百日咳ワクチン接種を行い、血中抗PT抗体、抗FHA抗体をELISA法により測定した。百日咳ワクチンは、1期3回、11期1回の計4回接種されているが、今回の成績によれば、1期は、2回でも十分な抗体上昇が得られることがわかった。

このことは、今後の我が国ならびに諸外国における百日咳ワクチン接種方法の改良につながる可能性のある重要な知見である。3.MMRワクチン被接種者の罹患調査について東海大学病院において過去10年間にMMRワクチンの接種を行った児について罹患調査を施行中である。ELISA法で得られた抗体価と感染率との相関の有無につき検討する予定である。1.インフルエンザ生ワクチンおよび不活化ワクチン経鼻接種前後の血清中および鼻腔スワブ液中のlgA抗体の測定。インフルエンザ生ワクチンおよび不活化ワクチンの経鼻接種を行い、接種前後の血清抗体価および上気道局所の特異lgA抗体をELISA法により測定した。その結果、ELISA法は、鼻腔局所の特異抗体を測定するに十分な感度を有することがわかった。また、ELISA法により、血清中のインフルエンザ特異lgG,lgA,lgM抗体を測定できることが明らかとなった。従来より用いられてきた血清抗体価測定法であるHI法では、血清中に存在する特異抗体の種類を知ることができなかったが、ELISA法によれば、皮下接種と経鼻接種の際の血清中の抗体の種類を比較することができる。2.百日咳ワクチン接種前後の血清抗体について現在市販されている百日咳ワクチンは、百日咳菌の培養濾液から、感染防御と関係あるフランクションをとり出したものである。近年、副作用と関連して、その毒性復帰が問題となっている。毒性復帰の程度が非常に低いワクチンとして、カラムで精製した百日咳毒素を無毒化して作るワクチンができた。その実用化に向けて、野外接種試験を行い、接種前後の血清抗体価をELISA法で測定した。ELISA法は、百日咳ワクチンの免疫原性を評価する上で重要な方法である。3.MMRワクチン被接種者の罹患調査について東海大学病院において過去10年間にMMRワクチンの接種を行った児について罹患調査を行い、希望者には、長期経過後の血清抗体検査を行った。おたふくかぜについては、抗体価をELISA法により測定した。罹患調査は、保護者の申告によって行うため、確実ではない。ELISA法による血清抗体価の測定により、ワクチン接種以後今回の時点までに、おたふくかぜに罹患したかどうかをより確実に知ることができることが明かとなった。
１９世紀末イギリスの進化社会理論における〈機会の平等〉概念の展開

1890年代のイギリスにおける進化社会理論と政治思想のコンテクストで、『社会進化』で展開されたキッドの社会進化論における〈機会の平等〉概念の位置づけを分析し、〈機会の平等〉を中心理念に据えたウォレスの進化社会主義と比較対照した。両者の特徴的な共通点は、〈機会の平等〉をダーウィンの生物進化メカニズムと結びつけている点である。また、1890年代前後に雑誌や新聞に掲載された社会問題をめぐる議論を調査し、進化社会理論において〈機会の平等〉概念が展開したコンテクストを探究した。以上の分析を通じて、同時代のイギリスにおける〈機会の平等〉概念の勃興に進化理論が一定の役割を演じたという仮説が導き出された。当時の学術研究を取り入れながら生物進化論の観点から社会進化を論じたベンジャミン・キッド『社会進化』の分析を進めた。キッドは社会進化の進展に伴って宗教が大きな役割を果たすようになると同時に個人と社会が調和し平等が進展すると考えたが、彼の社会進化論における〈機会の平等〉概念をウォレスやスペンサーの理論との関わりで検討した。また、ウォレス、キッド、スペンサーに関する研究文献を検討し、研究史との関連で〈機会の平等〉概念に関わる彼らの理論を分析した。6月に予定されている学会報告に向けて、キッドの『社会進化』において人口圧と生存競争という概念がどのような機能を果たしているかも分析している。人口圧と社会進化の関係、そして両者が〈機会の平等〉概念とどのようにつながっていくのかを考察しているところである。当時の雑誌や新聞における〈機会の平等〉概念の展開を分析するために、日本国内で可能な範囲で雑誌論文と新聞記事の確認を進めた。まだ確認途上ではあるが、1890年代の新聞記事に「equal opportunity」が登場するのは、リベラリズムや社会保障との関連で議論される〈機会の平等〉よりも、主に中国市場の門戸開放を求める文脈であることが現時点では確認された。数は少ないものの本研究と同じコンテクストで「機会の平等」が使われている記事もあり、細かくコンテクストを確認していく必要性があることが確認された。平成26年度は、ウォレスの進化社会主義における〈機会の平等〉という理念の位置づけと比較しながら、ベンジャミン・キッドの社会進化理論における〈機会の平等〉概念を分析した。特徴的なことは、両者とも〈機会の平等〉をダーウィンの進化メカニズムと結びつけている点である。キッドは機会の平等が実現していくことで生存競争の裾野が広がり、競争が苛烈になることでますます社会進化が進展すると論じている。一方、ウォレスは、機会の平等を生存競争を通じて人間性が進化する前提条件ととらえ、機会の平等を実現するために土地国有化を中心とする社会改革を求めた。このように、ウォレスとキッドがどのように〈機会の平等〉と進化のメカニズムを結びつけているかを分析し、両者の理論における〈機会の平等〉の位置づけがどのように異なるのかを明らかにした。また、キッドの社会進化論において、人口という概念がどのような機能を果たしているかを分析した。キッドは、人口増加の圧力が社会進化の原動力だと考えるとともに、人口増加を社会進化の結果とみなしている。また、人口増加の圧力があるため平等社会は不可能だと論じ、人口理論を武器に社会主義を批判している。このような分析を通じて、キッドの社会進化論において人口が重要な機能を果たしていることを明らかにした。19世紀終わりから20世紀初頭にかけての新聞や雑誌などの調査では、キッドが『社会進化』を出版する前から、そして出版した後も、社会主義者たちが〈機会の平等〉という理念を提起していることが明らかになった。この調査結果から、〈機会の平等〉という理念が社会主義からニュー・リベラリズムに取り入れられる過程で、進化社会理論が一定の役割を果たしていたという仮説が導き出される。しかしながら、この仮説を論証するためには、更なる思想テクストの分析と新聞や雑誌における言説の分析が必要である。26年度が最終年度であるため、記入しない。近代イギリス思想史26年度が最終年度であるため、記入しない。研究の進展が予定よりも遅れているのは、まず対象となる思想家の一次テクストを読む時間が想定していたよりも確保できなかったためである。また、当時の雑誌と新聞の調査については、所属研究機関ではアクセスするのが難しく、大都市圏の国内研究機関に出かけなければならないので、一回の出張で調査できる範囲に限界があることも要因である。今年度は効率よく時間配分を行ってスペンサー思想との対抗関係に焦点を合わせてキッドとウォレスの理論における〈機会の平等〉概念の展開を探っていく。今年度前半は1890年代における社会進化論の展開というコンテクストでベンジャミン・キッドの社会進化論を位置づけることを目指す。特に、主著『社会進化』における〈機会の平等〉概念に注目しながら、スペンサー思想との関係とウォレス思想とのつながりを探究する。

雑誌や新聞の分析については、国内における調査を継続しつつ夏に予定しているロンドンでの調査で集中的に資料収集と資料分析を進められるように調査計画を立てるようにする。今年度後半には、思想テクストの分析と雑誌や新聞での議論の分析を関連づけて、18090年代の進化社会理論における〈機会の平等〉概念の展開について独自の見解を提起することを目指し、今年度末に研究成果を発表する。
微細針状材料と細菌の相互作用およびその原理応用

微細針状材料と細菌から成るコロイド溶液をハイドロゲル界面の摩擦場に置くと、穿刺中間体が形成される。この現象をヨシダ効果と呼ぶ。本研究によりヨシダ効果のアスベスト検知への応用と自然界における意義が明らかにされた。シランカップリング剤で処理することにより、検知感度は向上させることができた。ヨシダ効果は誘因子を選択することにより、地震発生時に起こる可能性を示した。地震刺激は蛇紋岩中のバイオフィルムの細菌進化原動力の一要因であると考えられる。クリソタイルあるいはクロシドライトのコロイド溶液中に遺伝子pUC18を加えた後、宿主細胞である大腸菌をそれにけん濁させ弾性体曝露させると、大腸菌はpUC18を取り込んで、抗生物質耐性に形質転換することを明らかにしている。クリソタイル、クロシドライト以外の粘土鉱物にpUC18を大腸菌に導入させる効果があるのか調べたところ、まったくそのような効果はなかった。したがって大腸菌に遺伝子を運搬できるのはクリソタイルとクロシドライトだけであった。クリソタイルコロイド溶液の濃度を様々に変化させて、大腸菌の形質転換数を調べた。クリソタイル濃度40ng^1000ng/mlの間で、大腸菌の形質転換体数とクリソタイル濃度には相関があった。砂礫中のアスベスト濃度を算出するモデル実験として、海砂中にクリソタイルが混在する場合を想定した。海砂1g中にクリソタイルが0.15-15mg含まれている場合、クリソタイル濃度と得られた大腸菌の形質転換体数には相関が認められたことにより、砂礫中のアスベスト濃度の予想は可能であるといえる。蛍光顕微鏡観察によると、クリソタイルは長繊維を除いて針状結晶として観察することはできず、直径5-9μm付近の不定な凝集体として観察された。この凝集体は幅約0.1μm、長さ約0.5-3μmの針状結晶が集まって形成されたものである。したがって形質転換数は、5-9μm付近の大きさの凝集体の数と相関があると思われる。微細針状材料と細菌を含むコロイド溶液をハイドロゲル上で曝露させると、滑り摩擦により穿刺中間体を形成する。この現象による遺伝子導入技術はハイドロゲル曝露法と呼ばれ、アスベスト検知にも応用されている。本年度では、クリソタイル以外のアスベストの検知感度向上を課題とし、アミノ基を有し、水溶性に富んだシランカップリング剤6種を用いてアスベストの検知感度域を比較した。シランカップリング剤で処理したアスベスト、大腸菌JM109、pUC18DNAを2.8%寒天、LB成分、抗生物質(アンピシリン)を含むハイドロゲル上で曝露させた。この際アスベストは細菌への遺伝子導入の為の微細針状材料として機能する為、曝露により得られた形質転換体数からアスベスト検知を行った。さらに様々な工業材料サンプルで本法によるクリソタイル検知を試み、公定法での結果と比較した。これまで検知が困難であったアモサイト、トレモライト、クロシドライトは、シランカップリング剤(aminoethyl aminopropyl triethoxysilane)で処理することで濃度2575ug/mlでの検知を達成した。しかし、アクチノライト、アンソフィライトは100ug/ml以下での検知感度の向上は見られなかった。一方では、ハイドロゲル曝露法は工業材料サンプルからのクリソタイル検知には公定法での検知結果と一致し、含有量0.1%以上を判別可能な鋭敏な感度を示した。今後、本法を用いたアスベスト検知技術の確立の為には、アクチノライト、アンソフィライトの検知感度向上の達成が必要であると思われる。微細針状材料と細菌細胞から成るコロイド溶液をハイドロゲル界面の摩擦場に置くと、微細針状材料-細菌穿刺中間体が形成される(ヨシダ効果)。穿刺中間体には外来プラスミドを取込む性質が見いだされていた。自然界においては、本現象は地震発生時に起こると仮定している。受容細胞であるみPseudomonas sp.またはBacillus subtilisと供与プラスミドとクリソタイルを含むコロイド溶液を、バイオフィルムを想定したジェランの表面に広げた。ジェラン表面に変成岩を想定したシリカビーズをのせ、地震を想定した横揺れ振動(50130ガル)を与えて、シリカビーズをバイオフィルム表面でころがした。その結果、受容細胞は供与プラスミドを取込んで抗生物質耐性に形質転換することが確かめられた。コロイド溶液中のクリソタイルをカオリナイトまたはベントナイトに置換して横揺れ振動を与えたところ、受容細胞はプラスミドを獲得することはできなかった。固いジェランはPseudomonas sp.のプラスミド取込みを促進したが、やわらかいジェランは促進しなかった。バイオフィルム表面での細菌の遺伝子の取込みはクリソタイルといった針状粘土鉱物をともなった地震摩擦が必須である。

これらの実験結果は、蛇紋岩の亀裂中に形成されたバイオフィルムが地震刺激を受けた場合、バイオフィルム表面の細菌は遺伝的変化が生じ易いことが示された。蛇紋岩層における地震刺激は蛇紋岩亀裂中のバイオフィルムの細菌進化原動力の一要因であると考えている。