hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リーリンシグナルと神経栄養因子が関与する疑核ニューロンの腹方移動制御機構の解析

脳幹の鰓弓運動ニューロンの腹方移動に関与するリーリンシグナル系の機能を明らかとするため,リーラーマウスおよびDab1変異ヨタリマウスの顔面神経核と疑核ニューロンの分布を比較した.その結果,両変異マウスで同じ表現型を示すと思われた顔面神経核ニューロンの移動は,ヨタリマウスでより顕著に障害されていることが判明した.一方,疑核ニューロンは両者とも延髄背側で異所性に分布しており,同じ表現型を示したことから,疑核ニューロンはリーリン依存性に移動するが,顔面神経核ニューロンの移動はリーリンシグナル伝達系の他,Dab1を介する別のシグナル経路によって時期特異的に調節・修飾を受けている可能性が示唆された.脳幹の運動性脳神経核ニューロン、特に発生段階において特に長い距離を移動する疑核ニューロンの腹方移動および位置決定におけるリーリンシグナル系の機能を明らかとするため、リーラーおよびDab1変異ヨタリマウスの顔面神経核および疑核ニューロンの分布パターンについて比較した。その結果、顔面神経核ではリーラーよりもヨタリマウスでより多数のニューロンが背方に異所性に分布するなど、移動障害の程度に顕著な差異が認められた。一方、疑核ニューロンは、両変異動物のいずれにおいも移動経路の途上でニューロンが鎖状にとどまっており、明らかな差異を認めなかった。また、これらニューロンにおけるリーリン-Dab1シグナルの発現様式を調べるため、腹部食道にコレラトキシン(CTB)を注入し、逆行性に疑核ニューロンのcompact formation(AmC)を標識するとともに、抗リーリンマウスモノクローナル抗体との蛍光二重免疫組織化学を行った。その結果、ほぼ全てのCTB標識AmCニューロンがリーリン陽性であることが判明した。しかし、顔面神経核はリーリン陽性を示さずDab1陽性であったことから、顔面神経核の移動にはリーリン-Dab1系とは別のシグナル経路によって修飾を受ける一方で、疑核ニューロンの移動はリーリンシグナル系依存的である可能性を指摘した。現在、BrdUを用いた異所性ニューロンのBirthdate-labelingを行うとともに、リーリン-Dab1シグナル系と相互作用するシグナル経路の候補として、皮質ニューロンの移動に影響を与える神経栄養因子BDNF-TrkBシグナル系、およびVEGF/ニューロピリンシグナル系などの関与を仮説立て、顔面神経核および疑核ニューロンにおけるこれら分子の時期特異的な発現様式について、免疫組織化学法等により解析中である。脳幹の鰓弓運動性脳神経核ニューロン,特に発生段階において長い距離を移動する顔面神経核および疑核ニューロンの腹方移動おけるリーリンシグナル系の機能を明らかとするため,リーラーマウスおよびリーリン下流の細胞内アダプター蛋白Dab1を変異するヨタリマウスの顔面神経核と疑核のコンパクトフォーメーション(AmC)のニューロン分布について,ChAT免疫染色および高感度トレーサCTBを用いた逆行性標識法により詳細に比較した.その結果,これら変異マウスで同じ表現型を示すと思われた顔面神経核ニューロンの細胞移動は,リーラーよりもヨタリマウスで顕著に障害されていることが判明した.特に吻側レベルでは内側亜核群と副顔面神経核が,尾側レベルでは外側亜核群のニューロン移動が顕著に障害されていた.一方,疑核AmCニューロンはリーラー,ヨタリマウスとも延髄背側の孤束近傍で連鎖状の異所性細胞集団が分布しており,両者において同じ表現型を示したことから,疑核ニューロンはリーリン依存性に移動するが,顔面神経核ニューロンの移動は,リーリンシグナル伝達系の他,Dab1を介する別のシグナル経路によって時期特異的に調節・修飾を受けている可能性が示唆された.さらに,胎生(E)12日齢から15日齢に至るまでのニューロン移動を時系列的に追跡したところ,ヨタリ顔面神経核は正常マウスと同様E13からE15にかけてほぼ移動を終えていたが,その軟膜側には正常マウスでは見られない,細胞が極めて乏しい一定の広さを持った領域が一過性に存在することが判明した.Dab1を欠損するヨタリではリーラーと異なり,この領域における過剰なリーリンの蓄積,あるいは何らかの反発性因子の過剰発現によって腹方移動が障害される可能性を指摘するとともに,腹方移動時期に一致して発現する神経栄養因子等液性因子の関与が示唆された.脳幹の鰓弓運動ニューロンの腹方移動に関与するリーリンシグナル系の機能を明らかとするため,リーラーマウスおよびDab1変異ヨタリマウスの顔面神経核と疑核ニューロンの分布を比較した.その結果,両変異マウスで同じ表現型を示すと思われた顔面神経核ニューロンの移動は,ヨタリマウスでより顕著に障害されていることが判明した.一方,疑核ニューロンは両者とも延髄背側で異所性に分布しており,同じ表現型を示したことから,疑核ニューロンはリーリン依存性に移動するが,顔面神経核ニューロンの移動はリーリンシグナル伝達系の他,Dab1を介する別のシグナル経路によって時期特異的に調節・修飾を受けている可能性が示唆された.リーリンシグナル系は大脳皮質ニューロン位置決定に重要な役割を果たすが、本研究では、脳幹の運動性脳神経核ニューロン、特に発生段階において特に長い距離を移動する疑核ニューロンの腹方移動・位置決定におけるリーリンシグナル系の機能を明らかとするため、本年度はその第1段階として、リーリンシグナル系変異動物であるリーラーおよびヨタリマウスの顔面神経核および疑核ニューロンの分布様式の違いについて詳細に検証することを目的とした。

そのため、ChAT免疫組織化学法および逆行性トレーサであるコレラトキシンサブユニットB(CTB)を顔面筋および腹部食道に注入することにより、それぞれの神経核を構成するニューロンを特異的に標識した。その結果、リーラー顔面神経核では正常マウスに比べ神経核全体が背方に軽度に偏位しており、細胞移動障害の程度はごく軽微であった。一方、Dab1変異ヨタリマウスでは、外側亜核を構成するcheek regionの顔面筋支配ニューロンは移動経路のほぼ全長に沿って異所性に分布し、さらに内側亜核を構成する耳介後方領域の顔面筋支配ニューロンの多くは顔面神経膝の近傍で散在的に分布するなど、リーラーマウスより顕著な移動障害を示したことから、顔面神経核ニューロンの腹方移動にリーリンは必須でないことが示唆された。また、CTBで逆行性に標識される食道腹部を支配する疑核ニューロンの分布をリーラー・ヨタリマウスで比較したところ、両者に明らかな差異を認めることはできなかった。すなわち、移動経路の途中で孤束近傍にとどまる異所性ニューロン集団が多数認められると同時に、正常位置まで腹方移動を完了したと思われるニューロンも少数ながら認められた。以上のことから、疑核ニューロンの移動にリーリンは必須であるが、別のシグナル経路によって調節を受けている可能性も示唆された。リーリンシグナル系変異動物であるリーラー・ヨタリマウス顔面神経核および疑核ニューロンが移動障害により異所性に分布すること、および正常マウスにおけるこれらニューロンのリーリン-Dab1シグナルの発現様式については前述の通り解析を終えることができたが、当初の計画より解析がやや遅れている。その理由として、前年度より進行中の逆行性トレーサおよびBrdUを用いた二重標識による異所性ニューロンのBirthdate-labelingに関して、変異動物が術後に死亡する、あるいはトレーサの標識が不充分なため、二重標識されない等の実験例が散見され、各発生ステージのサンプル数が充足されていないためである。そのため、次の実験段階であるニューロンの腹方移動メカニズムの解析に関しても、連鎖的に進行が遅れている。リーリンシグナル系変異動物であるリーラー・ヨタリマウス顔面神経核および疑核ニューロンの生後解析については、過去の予備実験結果ともよく一致し、今回その検証をほぼ終えることができた。しかし、これらニューロンの産生・分化および移動中における発生時系列的な解析については、これまでのところ順調に進行しているとは言い難い。すなわち、異所性ニューロンの誕生日を決定するために、発生の各ステージ(E10.5からE18.5日)の妊娠動物にブロモデオキシウリジン(BrdU)を腹腔内投与した後、得られた生後離乳期の各遺伝子型マウスに対し、逆行性トレーサであるコレラトキシンサブユニットB(CTB)を食道腹部の筋層に注入し、2448時間後に動物を灌流固定した後、作成した脳幹の切片に対し、抗BrdU抗体および抗CTB抗体を用いた蛍光二重免疫染色を試みたが、いずれか一方しか標識されない、あるいは術後に予期せず変異動物が死亡した実験例が散見されるなど、当初の予定より解析がやや遅れている。前年度より進行中の異所性疑核ニューロン誕生日決定に関しては、各発生ステージのサンプル数が充足されていないため、今後も引き続き解析を進めていく。また、
多元的価値と公共政策が両立する日本型市民社会の成立条件

本研究は、非営利セクターが公共用地の管理運営に参加する条件を解明し、日本型市民社会の成立条件を明らかにすることにある。平成30年度は、非営利セクターが公共用地の管理運営に参加する条件を確認するためのアンケート調査を実施した。平成28年度の作業成果では、「公共用地」を特定の用途が予め決まっている「特定用途型公共用地」と未利用地のように特定の用途が定まっていない「不特定用途型公共用地」に分類できた。その上で、全ての公共用地をアンケート調査対象とすることは現実的ではないことから、本研究では「特定用途型公共用地」の典型である「公園」を対象とすることとした。次に、調査の依頼先を再検討した。当初は非営利セクターを調査の依頼先とすることを考えていた。しかし、非営利セクターに対するアンケート調査では回収率が低くなる恐れがあること、また、公園の管理運営を誰に任せるかの決定は公園の所有管理者である行政であること、から今回の調査対象を市区町村が管理する公園とし、全国の市区町村の公園管理担当部課、および、政令指定都市については本庁だけでなく区を調査の依頼先とした。調査期間は2018年8月10月で、調査方法は郵送での調査票の送付および回収、有効回答数は1,063票、有効回答率は58.4%であった。今回のアンケート調査において、各自治体の公園で主に管理を担っている団体組織を確認すると、932自治体の内、地縁団体が260(29.7%)、NPOが108(12.3%)、行政が297(33.9%)、民間企業が180(20.6%)、そして、その他が30(3.4%)と、多様な団体組織が公園の管理運営を担っていることを確認した。平成28年度に予定していた作業は、1)日本および海外の既存研究で明らかにされている公共用地の管理運営の現状と非営利セクターの参加動向の確認、および、2)公共用地の管理運営の分類、であった。作業1)では、既存研究をレビューし、日本および海外における公共用地を巡る課題内容の整理を行うことができた。また、非営利セクターの参加動向を確認することができた。作業2)では、東京都・神奈川県・千葉県・埼玉県の市区を対象に絞り電話調査を実施した。結果、公共用地の管理運営の大まかな分類を行うことができた。平成29年度に予定していた作業は、3)公共用地の用途に基づく事例の類型化、および、4)非営利セクターによる公共用地の管理運営への参加を担保する制度と公共用地の物理的および環境的条件の確認、であった。作業3)では、公共用地を研究対象とした既存研究をレビューし、公共用地を類型化した。作業4)では、当初、アンケート調査を実施予定であった。しかし、調査予定時期が各市区町村の議会の会期と重なり、アンケートの回収率が低くなる可能性が高まったことから、アンケート調査票の発送は平成30年度に繰り越すこととした。そこで、代替として、公共用地の物理的および環境的条件と非営利セクターの参加傾向との関係を確認するため、東京都調布市にあるくすのき第1児童遊園を対象としたインタビュー調査を実施した。結果、児童遊園を取り巻く物理的および社会的環境が管理運営に影響を及ぼす可能性を確認した。平成30年度では、当初平成29年度に予定していたアンケート調査を実施した。また、当初平成30年度には、作業5)非営利セクターの参加条件に対する総合的検討、を予定しており、調査より得たデータを下に統計分析を行った。ただし、平成30年度中に統計分析を完了させることができなかったため、31年度に繰り越すこととした。平成31年度では、平成30年度に引き続き、データを元に統計分析を行い非営利セクターが公共用地(特に、公園)の管理運営に参加する条件の総合的な検討を行う。また、必要に応じて、統計分析の結果の妥当性を検証するため、市区町村に対するインタビュー調査を実施する。平成28年度は、1)日本および海外の既存研究で明らかにされている公共用地の管理運営の現状と非営利セクターの参加動向の確認、および、2)公共用地の管理運営の分類、を行なった。「公共用地」の定義は必ずしも明確ではない。そこで本研究では、「公共用地の管理運営」を「更地であることで機能する空間において、空間の機能を維持および促進させるための行為」とする。更地であることで機能する空間には、機能があらかじめ想定されている場合と、想定外ではあるが近隣住民等からの需要がある場合、とが考えられる。1)公共用地の管理運営の状況について既存研究のレビューにもとづき、想定される機能の典型として都市公園を取り上げた。都市公園では、整備されても利用されない問題が存在することから、利用を引き出す管理運営が求められると考える。想定外ではあるが近隣住民等から需要がある典型として道路予定地等の未利用公共用地を取り上げた。未利用公共用地は、一時的に、コミュニティ・ガーデンや広場に転用され管理運営が行われることがある。また非営利セクターの参加動向について、非営利セクタは、NPO法人、自治会町内会、公共用地の利用する団体(例えば、スポーツ団体)に整理できた。2)公共用地の管理運営の分類を、東京都、神奈川県、千葉県、埼玉県の市区に対する電話調査を実施した。結果、管理運営には、直轄と委託があり、委託には、随意契約、指定管理者、その他条例や規則に基づく仕組み、を確認できた。

平成28年度に予定していた作業は、1)日本および海外の既存研究で明らかにされている公共用地の管理運営の現状と非営利セクターの参加動向の確認、および、2)公共用地の管理運営の分類、であった。作業1)は、既存研究をレビューし、日本および海外における公共用地をめぐる課題内容の整理を行うことができた。また、非営利セクターの参加動向を確認することができた。作業2)に関しては、当初の研究計画では、全国の市区町村を対象とした網羅的な調査を予定していた。しかし、調査準備のための事前の電話によるインタビューを進めるうちに、公共用地の管理運営状況を総括している部課を有していないことが明らかになった。そこで、東京都・神奈川県・千葉県・埼玉県の市区に対象を絞り電話調査を実施した。対象を限定したものの、公共用地の管理運営のおおまかな分類を行なうことができた。本研究は、非営利セクターが公共用地の管理運営に参加する条件を解明し、日本型市民社会の成立条件を明らかにすることにある。平成29年度は、1)公共用地の用途に基づく事例の類型化、および、2)非営利セクターによる公共用地の管理運営への参加を担保する制度と公共用地の物理的および環境的条件の確認のための作業を行った。1)公共用地の用途に基づく事例の類型化では、公共用地の管理運営を行う非営利セクターの特徴を確認するために必要である。「公共用地」は国や地方自治体のような公共主体が所有している土地という点で共通しているものの、その用途や規制は様々と考えられるためである。そこで、既存研究をレビューした結果、都市公園等のように特定の用途が予め決まっている「特定用途型公共用地」と未利用地のように特定の用途が定まっていない「不特定用途型公共用地」に分類できた。2)非営利セクターによる公共用地の管理運営に参加を担保する制度と公共用地の物理的および環境的条件の確認では、ボール遊びが許可されている東京都調布市にある「くすのき第1児童遊園」において、児童館、保育園、そして、PTAの代表者を対象とした対面式の聞き取りを行った。結果、くすのき第1児童遊園は公営住宅の敷地内にあり、ボール遊びを迷惑と感じる可能性がある公営住宅の住民を代表する自治会と公園で子どもを遊ばせる保育園、児童館、小学校の交流を可能としていた。児童遊園を取り巻く物理的および社会的環境が一律の場合は、公共用地の管理運営が容易となる可能性があるのに対し、多様な場合は困難となる可能性があることを示唆していることを確認した。作業1)では、既存研究をレビューし、日本および海外における公共用地を巡る課題内容の整理を行うことができた。作業2)では、東京都・神奈川県・千葉県・埼玉県の市区を対象に絞り電話調査を実施した。結果、公共用地の管理運営の大まかな分類を行うことができた。平成29年度に予定していた作業は、3)公共用地の用途に基づく事例の類型化、および、4)非営利セクターによる公共用地の管理運営への参加を担保する制度と公共用地の物理的および環境的条件の確認、であった。
マルチメディアコンテンツを利用した受聴者参加型高臨場感再生の実現手法に関する研究

マルチメディア信号による高臨場感が得られる音場再生研究の一つに、頭部伝達関数(head-related transfer function ; HRTF)を利用した立体音場再生システムがある。受聴者はこの関数を変更することにより、将来的には、高臨場感が得られる音場を自分で自由に制御できる音場再現が可能となる。通常、この処理には、FIRフィルタを用いるのが一般的である。しかし、実時間処理やフィルタ係数の切り替えが困難であるという問題があり、本研究では、フィルタ構成次数が少なく、かつ、係数の変更が容易なIIRフィルタで近似したHRTFによる音像定位の実現手法を提案した。しかし、後方に定位させた音像が、前方へ折り返してしまう現象が増大し、定位が曖昧になる結果となった。そこで、さらに本研究では、IIRフィルタを用いた音像定位の精度向上を目的とし、HRTFを近似する際に、後方に定位し易い周波数帯域である500Hz2kHz及び8kHz-12.5kHzを考慮した条件を設定し、それらの設計条件に従って近似したHRTFを用いて、2スピーカ再生による音像定位実験を行った。その結果、これらの帯域の近似精度を高めることによって、後方における音像定位の精度向上の可能性を得た。さらに、スピーカ数を増やすことによる音像定位の再現精度向上についてシミュレーション実験で検討し、音源を増やすことにより、より高い周波数帯域まで音場の再現精度が向上する、との結果を得た。また、一方で、臨場感のある空問の再生においては、映像の提示位置と音像の定位位置の一致性は、重要な要素の1つであることに着目し、実際に移動する音源や映像を用いて、動的な状況下における中心視及び周辺視領域での視覚と聴覚の相互作用を明らかにすることを目的とした研究を行った。コンテンツとして、パトカーの走る映像とそのサイレン音を様々に組合せた提示実験を行い、結果として、音像は刺激の提示開始時に最も強く映像の影響を受けるとの知見を得た。さらに、周辺視領域においては、その効果が注視点から離れるほど強く働くグループと、注視点に近い位置で強く働くグループとの2つのタイプに分けることができる、との知見を得た。マルチメディアを中心とする情報化時代の現在、音声信号には、より臨場感あふれる再生音場を創り出すために、高品質で、良好な音像定位感や奥行き感の再現ができる信号処理方法が期待されている。この研究遂行に必要となる重要技術は、ディジタルフィルタ(DF)を利用したバイノーラル情報処理の実現手法である。この処理手法は、再生信号を処理し、あたかもある場所から聞こえてくるかのように音源を定位する処理技術である。しかし従来この処理には、FIR型DFが利用されていたため、その複雑な構造に起因する問題があり、フィルタの特性変更などの実時間制御ができず、実時間対応は困難であった。そこで本研究グループでは、IIRフィルタを用いた新たな設計手法、特性変更方法などを既にシミュレーションを中心に研究開発し、実現の可能性を確認した。しかし、音像定位の曖昧性が見られ、このため、今年度の研究では、後方の定位感の向上を目指し、IIRフィルタでHRTFを近似するときの設計条件について検討した。その結果、後方における定位の正確さが向上できる指標として、500Hz2kHz、8kHz12.5kHzを重点的に近似することでそれが達成できることを見出した。

また、試聴実験の方法として、感性的評価を行う技術の手がかりとして、自動車運転中における人間のAV信号認知の処理能力を実験的に確認する方法の検討を行った。これは、より実際の運転状況に近い環境で自動車運転時を想定した実験であり、視覚聴覚(AV)の認知的負荷を情報として被験者に提示した時の処理能力の測定である。この実験を通して、AV信号に対する人間の感性的評価に基づく試聴実験の手がかりを把握した。マルチメディア信号による高臨場感が得られる音場再生研究の一つに、頭部伝達関数(head-related transfer function ; HRTF)を利用した立体音場再生システムがある。受聴者はこの関数を変更することにより、将来的には、高臨場感が得られる音場を自分で自由に制御できる音場再現が可能となる。通常,、の処理には、FIRフィルタを用いるのが一般的である。しかし、実時間処理やフィルタ係数の切り替えが困難であるという問題があり、本研究では、フィルタ構成次数が少なく、かつ、係数の変更が容易なIIRフィルタで近似したHRTFによる音像定位の実現手法を提案した。しかし、後方に定位させた音像が、前方へ折り返してしまう現象が増大し、定位が曖昧になる結果となった。そこで、さらに本研究では、IIRフィルタを用いた音像定位の精度向上を目的とし、HRTFを近似する際に、後方に定位し易い周波数帯域である500Hz2kHz及び8.kHz12.5kHzを考慮した条件を設定し、それらの設計条件に従って近似したHRTFを用いて、2スピーカ再生による音像定位実験を行った。その結果、これらの帯域の近似精度を高めることによって、後方における音像定位の精度向上の可能性を得た。さらに、スピーカ数を増やすことによる音像定位の再現精度向上についてシミュレーション実験で検討し、音源を増やすことにより、より高い周波数帯域まで音場の再現精度が向上する、との結果を得た。また、一方で、臨場感のある空間の再生においては、映像の提示位置と音像の定位位置の一致性は、重要な要素の1つであることに着目し、実際に移動する音源や映像を用いて、動的な状況下における中心視及び周辺視領域での視覚と聴覚の相互作用を明らかにすることを目的とした研究を行った。コンテンツとして、パトカーの走る映像とそのサイレン音を様々に組合せた提示実験を行い、結果として、音像は刺激の提示開始時に最も強く映像の影響を受けるとの知見を得た。さらに、周辺視領域においては、その効果が注視点から離れるほど強く働くグループと、注視点に近い位置で強く働くグループとの2つのタイプに分けることができる、との知見を得た。
セキュアIoTデバイスに向けたMEMS自壊設計技術の開発

本研究では,微小可動配線の振動疲労破壊モデルを構築し,マイクロ機械構造と電気回路の設計技術を用いて,小型IoT(Internet of Things)デバイスの自壊時限(使用寿命)をハードウェア構造のみ(破壊命令不要)で決定可能とします。例えば,環境埋込型IoTセンサの大量利用が予想される将来社会において,小型IoTデバイスのメンテナンスフリーかつ回収不要な自律的セキュリティ対策が必要です。しかしながら,現在では,ソフトウェアのセキュリティ強化手法が主に検討されています。そのため,ハードウェアの自律的なセキュリティ対策を実現する本研究手法は国内外で実施例がなく,世界に先駆けた研究です。
新しい天然医薬素材を用いた分子探索による新化学療法剤の創出

新しい天然医薬素材の開拓ならびに天然素材からの抗腫瘍性新分子の探索を行い,以下の諸結果を得た.1)熱帯植物成分からの活性天然物の探索:タイおよびインドネシア産熱帯植物(77種)の抽出物について,(i)マウスリンパ球を用いたMTT法による細胞増殖抑制活性試験,および(ii)細胞毒性試験と同等の一次スクリーニング法と見なされているアルテミア・サリナに対する毒性に関するスクリーニングを行った.その結果,(i)では15種,(ii)では20種の良好な活性を示す植物種を選別した.その中から,数種のセンダン科,トウダイグサ科,ショウガ科,ならびにキョウチクトウ科植物の成分研究を行った.その結果,センダン科植物Sandoricum indicumより細胞毒性をもつ新規トリテルペン酸sandoric acid A-Cを単離した.トウダイグサ科植物Bridelia siamensisの葉部のメタノール抽出物からは,2種の新規化合物を含む8種のクマリン型化合物を単離した.これらのうち主要成分はリンパ球増殖抑制活性(IC50値,12および8μg/mL)を示した.また,ショウガ科植物Catimbium speciosumからは,4種のフラボノイドと1種のピロン化合物を単離した.このうち,フラボノイド化合物であるpinocembrinにはアルテミア・サリナに対する毒性が認められた.2)抗腫瘍性新分子探索のための薬用資源の開発:抗腫瘍活性分子探索のための新しい天然医薬素材の開発のために,変形菌(真性粘菌)を取り上げ,その人工培養に関する基礎研究を行った.全国各地で採取した変形菌の子実体および菌核24属83種168株について胞子の発芽実験を行った結果,60株に発芽が溶菌斑(アメーバ細胞)もしくは変形体として観察された.このうちの数種の菌株が実験室での大量培養が可能となり,予備培養並びに成分スクリーニングを行った.新しい天然医薬素材の開拓ならびに天然素材からの抗腫瘍性新分子の探索を行い,以下の諸結果を得た.1)熱帯植物成分からの活性天然物の探索:タイおよびインドネシア産熱帯植物(77種)の抽出物について,(i)マウスリンパ球を用いたMTT法による細胞増殖抑制活性試験,および(ii)細胞毒性試験と同等の一次スクリーニング法と見なされているアルテミア・サリナに対する毒性に関するスクリーニングを行った.その結果,(i)では15種,(ii)では20種の良好な活性を示す植物種を選別した.その中から,数種のセンダン科,トウダイグサ科,ショウガ科,ならびにキョウチクトウ科植物の成分研究を行った.その結果,センダン科植物Sandoricum indicumより細胞毒性をもつ新規トリテルペン酸sandoric acid A-Cを単離した.トウダイグサ科植物Bridelia siamensisの葉部のメタノール抽出物からは,2種の新規化合物を含む8種のクマリン型化合物を単離した.これらのうち主要成分はリンパ球増殖抑制活性(IC50値,12および8μg/mL)を示した.また,ショウガ科植物Catimbium speciosumからは,4種のフラボノイドと1種のピロン化合物を単離した.このうち,フラボノイド化合物であるpinocembrinにはアルテミア・サリナに対する毒性が認められた.2)抗腫瘍性新分子探索のための薬用資源の開発:抗腫瘍活性分子探索のための新しい天然医薬素材の開発のために,変形菌(真性粘菌)を取り上げ,その人工培養に関する基礎研究を行った.全国各地で採取した変形菌の子実体および菌核24属83種168株について胞子の発芽実験を行った結果,60株に発芽が溶菌斑(アメーバ細胞)もしくは変形体として観察された.このうちの数種の菌株が実験室での大量培養が可能となり,予備培養並びに成分スクリーニングを行った.
梗塞心および不全心におけるToll-like receptor4の機能解析

心筋梗塞及び心不全患者で血中及び心筋の炎症性サイトカイン濃度が上昇していることが報告され、サイトカイン自身が心筋収縮抑制作用を持ちさらにiNOSやperoxynitriteを産生し心筋収縮力を低下させ心不全の成因や遷延化に関与していることが解明されて来た。しかしどのようにサイトカインが産生されるか、またその機序については不明であった。近年グラム陰性菌菌体成分LPSの受容体であるTLR4が正常心と比較し梗塞心や不全心において過剰に発現している事が報告され、この受容体は単に感染時における宿主側の免疫応答を司るだけでは無く、非感染時に於いても炎症を惹起する役割を担っている可能性が注目されている。LPS以外にも細胞壊死により放出される熱ショック蛋白等をTLR4はリガンドとすることが明らかになりつつあり、感染が存在しない状況でもシグナル伝達の下流に存在するサイトカイン及びケモカイン産生の窓口になっている可能性が示唆される。本研究の目的は梗塞心におけるTLR4発現の機序と役割について明らかにすることである。まず、TLR4欠損マウスを用いて心筋虚血再還流モデルを確立し、梗塞サイズ、炎症細胞の浸潤の程度、酸化ストレス、補体活性について検討を行った。結果として正常マウスと比較してTLR4欠損マウスにおいて心筋梗塞サイズが減少し、また組織学的検索では炎症細胞浸潤及び補体活性が減少していることが明らかになった。さらに、酸化ストレスの指標となる脂質過酸化はTLR4欠損マウスにおいて低下していた。則ち、TLR4が梗塞心において炎症を惹起し炎症細胞の浸潤を促す役割を果たしていうことが明らかになった。さらに梗塞心にてTLR4がどのような機序で過剰発現しているかを検討する為にラット培養心筋を用いて、1)低酸素、2)アンギオテンシン2、3)カテコールアミン下にて、TLR4mRNA発現が増加するか、real-time PCRを行った。結果として、いずれの条件下においてもTLR4mRNAの増加は認められなかった。(背景)グラム陰性菌菌体成分リポポリサッカライドの受容体であるToll-like receptor(TLR)-4が梗塞心や不全心において過剰に発現している事が報告され、この受容体は単に細菌感染時における宿主側の免疫応答を司るだけでは無く心筋壊死を認識する受容体としての可能性が注目されている。それは、同時にこの受容体の細胞内シグナル伝達の下流の存在する炎症性サイトカイン及び免疫細胞の浸潤や接着を誘導するケモカインの産生の窓口になっている可能性が示唆される知見である。(目的)本研究の目的は、TLR-4の梗塞心及び不全心における発現の機序と役割について明らかにする。(研究実績)今回申請者は海外における研究を継続し、TLR-4欠損マウスを用いて実験的心筋虚血再灌流モデルを確立、通常マウスと比較し炎症免疫細胞の浸潤が減弱し、補体活性及び酸化ストレスが抑制され、最終的に梗塞サイズが減少する事を報告した。この新たな知見により、TLR-4が梗塞心において炎症を惹起し炎症細胞の浸潤を促す役割を果たしていることが明らかになった。この事は、今まで不明であった心筋梗塞患者等に於ける炎症性サイトカイン及びケモカインの発現のメカニズムを明らかにする知見と成り得る。また梗塞後の左心室リモデリングに影響を与えるサイトカインやケモカインの発現が抑制されることにより、心筋被薄化、繊維化に影響を与えるMMPの産生が抑制されることで左心室リモデリングが予防され、最終的には予後の改善も期待される。すなわち壊死心筋を認識しさらなる炎症を惹起する最初の関門(Toll)を抑える事により以降の増悪因子を根本的に抑制することを意味する。このことは心筋壊死後に発生する一連の事象に対し、個々に研究が行われて来た今までの治療研究とは明らかに一戦を画す根本的な新たな免疫学的な論点からの治療法が期待される。

則ち、TLR4が梗塞心において炎症を惹起し炎症細胞の浸潤を促す役割を果たしていうことが明らかになった。さらに梗塞心にてTLR4がどのような機序で過剰発現しているかを検討する為にラット培養心筋を用いて、1)低酸素、2)アンギオテンシン2、3)カテコールアミン下にて、TLR4mRNA発現が増加するか、real-time PCRを行った。結果として、いずれの条件下においてもTLR4mRNAの増加は認められなかった。
対向発散磁界を印加した誘導結合型プロセスプラズマ中の反応性粒子流の計算機解析

誘導結合型プロセスプラズマに対向発散磁界を印加すると電子拡散が抑えられプラズマが濃淡2領域に分かれる。この働きを電子運動の計算機シミュレーションにより解析した。磁力線が電子を捉え磁界分界面を境に電子を閉じ込める仕組みを確認した。また、励起源アンテナから遠くても共鳴磁界域で電子エネルギー利得が顕著なことを新たに見出した。閉じ込めは強磁界下ほど強く、分界面電子通過には電子エネルギー依存性が見られた。共鳴磁界域外の分界面通過は高エネルギー電子に起こり易かった。共鳴磁界域内弱磁界域は磁気的開口部となり低エネルギー電子も通過した。磁界強度を変化させ分界面の開口径を制御する磁気シャッタ応用技術を提案した。対向発散磁界が誘導結合型プロセスプラズマ中の電子の行動を制限し分界面でプラズマを強弱2領域に分ける。計算機シミュレーションによりこの働きを解析し、低損傷材料プロセスなどへの応用可能性を検討することが目的である。第1年次はまず、先行研究で使用した電磁界下電子運動追跡プログラムを、上部に平面型螺旋アンテナ、外側に同軸2段コイルを持つ円筒容器における対向発散磁界向けに改造し、電磁界計算とアルゴンガス中対向発散磁界下の電子運動解析を行った。また、多数電子の追跡によりプラズマ形成初期の電子空間分布、平均電子エネルギー分布、電離分布、電子へのエネルギー投入分布を得るプログラムを作成した。計算負荷に対応するため複数コア分散並列処理機能を有する高速計算機(備品)を購入し、シミュレーションを行った。第1年次の解析により次の結果を得た。1、分界面での電子数密度急減が再現された(基本モデル妥当性確認)。2、側壁際上部アンテナ近傍で電離が多い傾向が見られた(電離分布取得)。3、電子の分界面通過は高エネルギー電子が先行し、磁力線が分界面に接近する外縁部で分界面を通過する電子の平均エネルギーが高い傾向が見られた(フィルタ効果基礎観察)。4、電子の分界面通過は、共鳴磁界域内側の零磁界点周辺の弱磁界下では連続的、外側の強磁界下ではプラズマ駆動用高周波電界と同期して脈動的となった(電子拡散過程詳細観察)。5、電子へのエネルギー投入は上部アンテナ近傍だけでなく容器中心の零磁界点を囲む共鳴磁界域でも顕著であった(プラズマ構造新知見)。これら電子輸送過程とプラズマ構造に関する知見はプラズマ諸特性を理解する上で必須の基礎であり、続く研究で反応性粒子の生成輸送を解析しプラズマ制御と装置設計の指針を得ようとする上で有用である。第1年次の解析結果は学会発表欄に記した国内外の学会で発表した。対向発散磁界を印加した誘導結合型プラズマが磁界分界面で上下の強弱2領域に分かれる仕組みを解析し、低損傷材料プロセスへの応用可能性を検討することが目的である。初年次購入備品の並列計算機にCPUとメモリを増設し、主に次の3点を実施した。1.解析モデル拡張。電離で生じた正イオンとプラズマ容器内壁付着電子が作る空間電荷電界の効果を取り入れ反応活性種生成への影響を検討した。電子がエネルギーを得易い領域に向かう力が働き正イオン生成を促進する傾向が示唆された。計画後段の反応活性種輸送過程解析に用いるイオン生成位置分布を算出した。2.プラズマ領域分離効果・分界面電子通過特性解析。分界面を通過し下方拡散する電子の面密度とエネルギー特性は外縁部強磁界下と中心付近弱磁界下とで異なった。上下両領域の磁力線が近づく外縁部では電子は衝突散乱時の磁力線乗換で分界面を越え拡散すると考えられる。旋回径が大きい高エネルギー電子ほど乗換時の変位が大きく先行拡散する傾向が見られた。中心付近では磁界の束縛が弱く低エネルギー電子も容易に下方拡散した。中心付近は電子通過面密度が高く通過電子の平均エネルギーは低かった。磁界構造に依拠した電子拡散過程の説明が与えられ、電子に対するフィルタ効果としてエネルギー選択性が指摘された。3.実験結果再現。水素の電子衝突断面積をプログラムに組み込み、実験報告例のある水素プラズマを解析した。実験の観測法に合わせ諸量分布にアーベル変換(円筒対称分布の投影)を施した。プラズマ発光強度分布との相関が考えられる電子エネルギー密度(電子数密度×平均電子エネルギー)分布には、プラズマの外見的特徴と共通する分界面での急減、容器上面アンテナ直下の最大値、分界面中心付近を通る下部領域への拡散が再現された。これら成果と新知見は論文と国内外学会等で発表した。第3年度は,計画に沿って,初年度に解析した電子運動と,第2年度に解析した反応活性種の生成・輸送過程を基に,実際的なプラズマ駆動の際に制御可能と見込まれるいくつかの条件を変化させ,荷電粒子輸送に及ぼす効果を解析した。次の傾向が観察された。・磁界強度変化の効果:対向発散磁界中心部零磁界X点の周囲の弱磁界域が電子の分界面通過経路となり,磁気シャッターとしての働きが見られた。磁界を強めると磁気シャッター開口部が縮み,弱めると広がった。分界面を越えて拡散する電子の量を変えることでプラズマの拡散範囲が制御でき,基板へのプラズマ照射量を加減する遠隔プラズマの仕組みを短距離で実現する可能性が示された。・コイル位置上下平行移動の効果:対向発散磁界の分界面高さに応じてプラズマ閉じ込め領域の体積が変わり,プラズマ密度,容器上部高周波アンテナと電子の距離,エネルギー授受の頻度・程度が大きく変わることが示された。

閉じ込め領域が狭いとエネルギー供給が強まり電子数密度が高まることで,プラズマのエネルギー密度が一層高まることが指摘された。アンテナやコイルがプラズマに近い小型容器の場合はその効果が顕著に表れることが予想された。また,磁界が短距離で変化することから磁界強度勾配が新たな評価対象量として考慮された。励起源アンテナと分界面が離れた配置では,分界面を越えた電子にエネルギー供給がなされなくなるため,逆方向の分界面通過が起こり難くなり,一方通行・逆阻止の効果が分界面の働きとして見出された。・イオン流に対するバイアスの効果:励起源アンテナ付近に正イオン生成域が集中し正の空間電位が形成された。そこから拡散する正イオンは多くが容器天井と側壁に到達し失なわれると予想されるが,容器底部基板への負バイアス印加と容器側壁への正バイアス印加により,基板に到達する正イオンを増加させられることが示された。誘導結合型プロセスプラズマに対向発散磁界を印加すると電子拡散が抑えられプラズマが濃淡2領域に分かれる。この働きを電子運動の計算機シミュレーションにより解析した。磁力線が電子を捉え磁界分界面を境に電子を閉じ込める仕組みを確認した。また、励起源アンテナから遠くても共鳴磁界域で電子エネルギー利得が顕著なことを新たに見出した。閉じ込めは強磁界下ほど強く、分界面電子通過には電子エネルギー依存性が見られた。共鳴磁界域外の分界面通過は高エネルギー電子に起こり易かった。共鳴磁界域内弱磁界域は磁気的開口部となり低エネルギー電子も通過した。磁界強度を変化させ分界面の開口径を制御する磁気シャッタ応用技術を提案した。計画初年次に構築したプログラムに空間電荷電界と器壁での電子反射・付着の効果を取り入れ、考慮条件を拡張して反応活性種生成に与える影響を解析した。また、反応活性種輸送過程解析(基本動作確認済みのプログラムを改造中)に用いるイオン生成位置分布を算出した。電子が誘導電界からエネルギー供給を受ける過程に影響を与える諸条件が検討された。また、実験的に観察される特徴が再現された。本研究の中核であるプラズマ領域分離効果をもたらす対向発散磁界のエネルギー選択性(フィルタ効果)や拡散路形成の仕組みについて理解が進んだ。得られた知見は論文および国内外の学会等で発表した。プラズマエレクトロニクス第2年次までの解析により、電子へのエネルギー供給やプラズマの維持に影響を与える諸条件の定性的傾向、共鳴磁界域付近での顕著な電子エネルギー利得、対向発散磁界分界面を通過する電子の特徴的拡散過程などについて知見が得られた。最終年次は、諸条件の範囲を広げて計算機解析を行い、フィルタ効果の定量評価を試みる。プログラム改造を進めている反応活性種生成・輸送過程の解析を行うとともに、低損傷材料プロセスへの応用可能性検討のための知見を抽出・整理し、好ましい制御のための指針を示す。第1年次の取り組みとして計画した通り、シミュレーションモデルの設定とプログラムの構築・拡張、電磁界計算、対向発散磁界下の電子運動の解析、プラズマ基本構造の再現を行ない、得られた知見について発表した。
大規模データからの多種の時間概念が混在するシーケンシャルパターン高速抽出技術

本研究では、継続時間を持つイベントからなるシーケンスデータから多種の時間概念を考慮したイベントの順序パターンを抽出する手法を検討した。実応用に基づいて時間概念とパターンを検討し、頻度ではなく、継続時間によってパターンを評価することが重要であることがわかったため、長い時間を占めたパターンである長時間パターンを定義した。さらに、イベントの継続時間と開始時刻を考慮したパターンに拡張することで多種の時間概念を含む長時間パターンの抽出を実現した。長時間パターン抽出は冗長なカウントを省略することで処理性能を向上させた。実データを用いた実験によって提案手法の有効性を確認できた。26年度は時間情報として時間間隔、継続時間、繰り返し、ゆらぎ、時間帯をシーケンシャルパターンに導入し、これら時間情報が混在するシーケンシャルパターン(パターンと呼ぶ)抽出の基本手法を提案した。時間間隔は前のイベントの終了日時から後のイベントの開始日時までの時間差、継続時間はイベントの開始日時から終了日時までの時間差、繰り返しは各オブジェクトのシーケンスデータにおけるそのパターンの重複なく現れた回数、ゆらぎは所定の時間窓の中に現れるイベントの組合せ、時間帯はイベントが継続していた時刻を所定の単位で区切った時間幅とした。パターンは先頭と末尾がイベントアイテムセットであり、連続する2つのイベントアイテムセットの間に時間間隔アイテムセットが挟まれた形式とした。ここで、イベントアイテムセットはイベントの種類、継続時間の分割範囲、時間帯のセグメントの組からなるイベントアイテムの集合、時間間隔アイテムは時間間隔の分割範囲である。ユーザは抽出したいパターンの制約条件として、時間間隔の最大値、継続時間の範囲、繰り返し回数の最小値、時間窓のサイズ、時間帯の範囲を指定することが出来る。基本手法はデータ射影によりパターンを後方向と前方向に成長させて探索し、数え上げ時に制約条件を考慮することで条件を満たすパターンを抽出する。また、人工的に作成したデータセットと実データであるライフログに適用し、有用なパターンが抽出出来ることを確認した。しかし、パターンの継続時間を考慮すべきであること、頻度が高いだけでなく多くの時間を費やしたパターンも重要であることを見出し、パターンの継続時間を閾値とするための総継続時間の概念を提案した。さらに、27年度に予定している分散処理方式の検討を行うための小規模クラスタ環境として、4ノードからなるApache Hadoopのクラスタを構築した。27年度は時間情報を導入したシーケンシャルパターンにおいて、総継続時間を閾値とするシーケンシャルパターンを抽出する手法とその処理性能向上手法を提案した。時間情報を考慮した場合、従来のように頻度が高いシーケンシャルパターンだけではなく、多くの時間を費やしたシーケンシャルパターン(長時間シーケンシャルパターン)も重要である。人の生活などにおいては時間が限られており、1つの行動に長時間を要する場合には頻度は小さくなってしまう。シーケンシャルパターン毎にデータの中で当てはまる部分の継続時間の総和を総継続時とし、頻度が小さくとも総継続時間が長いシーケンシャルパターンを抽出することで、長時間シーケンシャルパターンの抽出を実現した。しかし、総継続時間はパターン長に対する単調減少性が成り立たないため、従来のような探索候補の枝刈りができず、処理負荷が高くなってしまう。探索候補の枝刈りではなく、頻度と総継続時間のカウント処理を部分的に省略する手法を検討し、基礎実験によって有効性を確認した。また、26年度に検討した時間間隔、継続時間、繰り返し、ゆらぎ、時間帯を導入した多種の時間概念が混在するシーケンシャルパターン抽出の基礎手法を拡張した分散処理方式の検討を進めた。処理対象のデータを所定の時間単位で部分的に重複した形で複数に分割し、分割されたデータ単位で時間情報が混在するシーケンシャルパターン抽出を行い、時間軸上で連続するデータ分割間にまたがるシーケンシャルパターンを探索する。4ノードからなるApache Hadoopのクラスタ上に実装した評価実験を進めている段階である。多種の時間概念が混在するシーケンシャルパターンを高速に抽出するための技術として、シーケンシャルパターンへの時間間隔、継続時間、繰り返し、ゆらぎ、時間帯を導入したシーケンシャルパターンを抽出する基礎手法を拡張した分散処理方式を検討した。データを時間軸方向で分割すること、時間軸上で連続するデータ分割間にまたがるシーケンシャルパターンを調べることによる分散処理を実現した。手法の設計と実装に時間を要したたため、実マシン上での性能評価実験を終えることができていない。しかし、時間情報を考慮したシーケンシャルパターンにおいてより重要である総継続時間を閾値とする長時間シーケンシャルパターン抽出手法の検討を進め、処理性能を向上させる手法を提案できた。以上から、おおむね順調な進展と判断できる。28年度は総継続時間を閾値とする長時間シーケンシャルパターン抽出方式の高速化、および、多種の時間概念が混在するシーケンシャルパターン抽出の総継続時間を閾値とする長時間シーケンシャルパターンへの拡張を進めた。また、小規模なデータを用いた基礎実験を行った。時間情報を考慮する場合、従来のように頻度が高いシーケンシャルパターンだけではなく、多くの時間を費やしたシーケンシャルパターンである長時間シーケンシャルパターンも重要である。長時間シーケンシャルパターンの総継続時間はパターン長に対する単調減少性が成り立たないため、探索候補の枝刈りではなく、候補パターンに対する総継続時間を調べる処理を部分的に省略する手法を確立した。候補パターンに対して総継続時間を調べるときに、既に調べたシーケンスデータにおける総継続時間から残りのシーケンスデータすべてを調べたときに最小総継続時間の閾値を満たす可能性があるかどうかを判定する戦略をとることで、不要なシーケンスデータに対する処理を省略した。これによって、高速化を実現した。

また、この総継続時間を閾値として長時間シーケンシャルパターンを抽出する手法を時間間隔、継続時間、繰り返し、ゆらぎ、時間帯を導入したシーケンシャルパターン抽出に拡張した。多種の時間情報はアイテムの条件として付与したため、長時間シーケンシャルパターン抽出手法を適用することが可能であった。これら手法を分散処理化し、8ノードからなるApache Hadoopクラスタへ実装した。小規模なデータを用いた基礎実験に続き、大規模なデータを用いた詳細な評価実験を進めている段階である。総継続時間を閾値とするシーケンシャルパターン抽出方式の高速化、および、多種の時間概念が混在するシーケンシャルパターン抽出の総継続時間を閾値とする形への拡張を進め、これら手法を確立させ、分散処理化を行った。しかし、分散処理方式の実装による評価において、継続時間が長いイベントが密となるまれなケースにおいて総継続時間の重なりを過小評価したことですべてのパターンを正しく見つけ出すことができていないことを発見した。この修正を行ったため、大規模なデータにおける実験を完了させることが出来ず、成果発表を断念せざるを得なかった。そのため、やや遅れていると判断した。29年度は多種の時間情報が混在するシーケンシャルパターンを総継続時間を閾値とする長時間シーケンシャルパターンに拡張した抽出手法に対する詳細な実験を行い、抽出手法の評価を行った。時間情報を考慮する場合には多くの時間を費やしたシーケンシャルパターンが重要となるため、シーケンシャルパターンを抽出する閾値に頻度ではなく、総継続時間を採用した。総継続時間はシーケンシャルパターンが現れた区間の総和であるが、総継続時間はパターン長に対して単調減少性が成り立たない。そこで、探索候補の枝刈りではなく候補パターンの総継続時間を調べる処理を部分的に省略することで高速化を図った。1つのパターンが現れたと認める発生区間の継続時間長とイベント間の発生時間間隔に制約条件を付加すること、および、既に調べたデータでの総継続時間と残りの区間から総継続時間の閾値を満たす可能性があるかどうかを判定することで、意味のないパターンの抽出を回避するとともに処理の高速化を実現した。さらに、継続時間、時間間隔、時間帯の情報をアイテムに付加することで、多種の時間情報を考慮した長時間シーケンシャルパターンの抽出を実現した。イベントが発生日時ではなく、開始日時と終了日時を持つデータを処理対象としたため、アイテムに継続時間、時間帯の情報を付加することと、アイテム間の発生の時間間隔を考慮したパターン抽出を可能とした。また、人工的に作成したイベントが継続時間を持つデータを用いた評価実験により抽出手法の性能を確認するとともに、ライフログの実データを用いた実験により有用なパターンを抽出できることを確認した。
世界各地の特異な海溝-海嶺の深部地下構造と、微小地震から見た「活動のいま」の解明

本研究の目的は、プレートの誕生の場とプレートの沈み込みなどプレート境界の「いま」の活動(微小地震活動)と、その活動を可能にしている「舞台」(つまり地下構造)を解き明かすことであった。地震活動や地下構造を詳しく調べるためは、その問題の現場に行き、受信器としての地震計を多数展開して自然地震観測を行ったり、人工地震(制御震源地震学)実験を行うのに勝る方法はない。こうして、毎年、世界各地で本研究を行ってきた。世界のプレート境界のほとんどがある海底で、この種の研究をするためには、島村英紀らが196年代の終わりから四半世紀かかって開発した高感度で信頼性が高い海底地震計が必須であった。主としてこの海底地震計を使って、世界各地で4年間にわたる研究を行ってきた。2001年度は、2回の大規模な海底地震観測を行った。ひとつはトルコのマルマラ海であり、もう一つはカリブ海である。2002年度の観測は北大西洋・北極海の大西洋中央海嶺とその周辺で海底地震計と人工震源を組み合わせて大規模な実験を行い、地下構造を探った。2003年度の観測は、ノルウェーの大西洋岸沖のノルウェー海で、やはり大規模な実験を行い大西洋の「歴史」や「現在」を解き明かす研究を行った。2004年度は、アルゼンチン国立南極研究所などとの共同研究を組織して、アルゼンチン南部のスコシアプレートの境界で継続的な自然地震観測を行って、プレート境界の現在のありさまや地震活動を解明した。こうして4年間にわたって、世界各地で本研究を行って成功を収め、多くの科学的な成果を得た。今年度は、2回の大規模な海底地震観測を行った。実験期間は、トルコは7月から10月まで、カリブ海は11月から2月までであった。この実験のために北海道大学の海底地震計32台を欧州まで運び、現地で製作させた海底地震計用バラスト錘を組み付けて整備したあと、ともにフランスの海洋観測船(と前者はトルコの観測船)を借りて海底に設置した。実験はパリ大学地球物理学部やトルコ・イスタンブール工科大などの研究者と共同で行った。同時にフランスなど欧州の科学者側では周辺の陸地や島の陸上に約160台(トルコ)50台(カリブ海)の陸上用の地震計をこの共同研究のために臨時に展開した。海底地震計を海底に設置した後、フランスの観測船が持つ強力なエアガン群列で人工地震を行い、マルチチャンネル反射法地震探査も行った。これらの研究は、それぞれの海底に起きている微小地震の震源分布や震源メカニズムを調べることと海底面から地下30-40kmまでの深部の地下構造を精密に研究するのが目的であった。また、地球トモグラフィーも行えるデータを取得することが出来た。トモグラフィーは日常的に起きている無数の微小地震から出る地震波の走時(到達時間)を使って、三次元的な地下構造を求める研究手法で、人体に使うCTスキャンを地球に応用したものである。カリブ海にあるバルバドス海嶺付近は、プレートが海嶺の下に(日本近海のようには海溝を作らずに)沈み込んでいるという(日本近海とは全く違った)特異な場所である。また、マルマラ海は、トルコを横断している北アナトリア断層の延長部分が延びていると考えられているところで、さらに先では、ギリシャで数々の地震を起こしているヘレニック海溝からのプレート沈み込みとも密接に関係していて、地球科学の謎が深い場所である。グリーンランドとノルウェーは地続きのひとつの大陸だったが、約6000万年前から大西洋は拡がっていっている。グリーンランドの大陸棚から南東に向かってグリーンランド断裂帯が延びている。本研究の目的のひとつは、この断裂帯が、海陸、どちらの起源のものかを解明することだった。起源を決めるには地下構造が決め手になる。

もし大陸起源ならば、大陸の割れ始めに、今まで知られていなかった複雑な事件が起きていたことになり、海起源ならば、海底が拡がって以後に、別の事件が起きていたことになるからである。本研究には別の目的もあった。(大西洋中央海嶺の一部である)クニポビッチ海嶺が、一様な海洋底拡大をしていない理由であった。海底が拡大して行く方向は海嶺が走っている方向とは斜行しているが、その拡大方向に沿って、海底に多くの海山が並んでいるところと、海山が全くなくてのっぺらぼうなところが、数十キロメートル離れて隣り合っているのである。海嶺では普通はプレートは一様に拡がっていくと思われており、このように近傍でムラがあるのは異例なことである。この双方の地下構造を精査して比較する研究を行った。海山にどのくらいの「根」が生えているのか、また海山がないところの海底下には、もしかして、「出来かけの、あるいは出来損ないの」海山が隠れているのではないか、というのが研究だったのである。このように本研究の観測は2002年の8月から9月にかけて行われた。観測の手法としては、北海道大学から運んだ海底地震計と、ノルウェーの大学が持つエアガンという人工震源を組み合わせて、地下構造を探るものだった。海底地震計で記録されたデータは膨大なので解析を終わるまでに1-2年かかるが、大西洋の「歴史」や「現在」について、貴重な知見が得られるはずである。グリーンランドとノルウェーは地続きのひとつの大陸だったが、約6000万年前から大西洋は突然、拡がりはじめて現在に至っている。もともとの大陸の下にプリュームというマグマの上昇流が上がってきて大陸を割ったのが、大西洋が誕生して拡大していく最初の段階だと考えられている。また、大西洋の拡大が始まった後は、現在、大西洋のほぼ中央を南北に走っている大西洋中央海嶺から、継続的にマグマが出てきていて、それが次々に固まりながら、新しい海底を作っていっているのである。本研究では、ノルウェー沖の北部大西洋の海底に、私たちが開発した海底地震計を臨時に設置することによって、大陸から大西洋中央海嶺までの海域の地下構造を精密に調べた。じつは、大西洋が誕生した直後には、極めて大量のマグマが上がってきて、当時の「割れたばかりの大陸」を完全に覆ってしまった。いわゆる洪水玄武岩である。この洪水玄武岩より下の地下構造を研究するためには、通常、海域で使われている反射法の地震探査では不可能で、人工震源と海底地震計を遣った屈折法地震探査が不可欠なのである。本年度の観測は2003年の5月から7月にかけて、日本とノルウェーの共同研究として行われた。観測の手法としては、北海道大学から運んだ海底地震計と、ノルウェーの大学が持つエアガンという人工震源をノルウェー側が用意した海洋観測船を使って行った。本研究の目的は、プレートの誕生の場とプレートの沈み込みなどプレート境界の「いま」の活動(微小地震活動)と、その活動を可能にしている「舞台」(つまり地下構造)を解き明かすことである。地震活動や地下構造を詳しく調べるには、その現場に行き、受信器としての地震計を多数展開して自然地震観測を行ったり、人工地震(制御震源地震学)実験を行うのに勝る方法はない。