hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
混合導電性半導体のショットキー接合とイオン/電子輸送

SrTiO3にNbを0.02mol%ドープした系について、導電率の酸素分圧依存性を詳細に解析し、酸化還元平衡定数,電子の易動度などの物性値を算出することができた。この系では,電子濃度は通常,ドープしたNbの量でほぼ決定されるが,高温,還元雰囲気で酸素空孔の生成によりキャリア濃度が増大することが分かった。これらの異なる起源のキャリアはどちらも同様の易動度を示した。また,より高温では荷電子帯からの熱励起によるキャリアの生成も見られた。ここからバンドギャップを算出すると約3.2eV程度であった。さらに,酸素同位体拡散の実験を行い,酸素の同位体拡散定数を得た。これらを総合的に解析し,この系の酸素イオン空孔濃度および酸化物イオン導電率を酸素分圧の関数として見積もった。また,上記試料の単結晶と白金との界面でのSchottky障壁の形成について,I-V測定,およびC-V測定を行った。この結果,600°Cまでの挙動は,emissionモデルと拡散モデルの中間的な挙動として記述できることがわかった。このとき,C-V法によって障壁高さを求めたところ,約1.2eV前後となった。また,この障壁高さは平衡酸素分圧の変化に伴って可逆的に変化した。この原因がSrTi(Nb)O3表面近傍の酸素空孔等に起因するものか,あるいは白金側の表面の酸化還元に起因するものかは明らかになっていない。この試料に大きな電圧を印可すると,場合によって,電流値が非常に長い緩和時間をもって変化する現象がみられた。これは試料内部での酸素空孔分布の変化とそれに伴う表面近傍の電子状態の変化を反映すると考えられる。本研究は,高温で混合導電性を示す酸化物半導体と金属電極との界面において,ショットキー障壁が電子やイオンの移動に及ぼす影響を明らかにすることを目的とする。本年度は,酸素分圧を制御するための混合ガス供給系を作製し,SrTiO3およびドナーとしてNbをドープしたSr(Ti,Nb)O3の単結晶試料について,導電率,酸素不定比性などの基礎データを取得した。さらに,これらの表面にレーザーアブレーション法によってPt電極を接合し,界面での高温ショットキー整流特性を測定した。これまでに,以下の成果が得られている。1. Nbをドープしていない試料は,従来報告されているものと同様に,高酸素分圧領域で酸素分圧の1/4乗に比例するp型導電性を,低酸素分圧領域では酸素分圧の-1/4乗に比例するn型導電性を示した。これは試料中に一定量の酸素欠損が存在する示している。これに対し,Nbを0.02%ドープした試料では,ドナー濃度に比例したn型導電性を示し,さらに高温/低酸素分圧領域では,酸素空孔の生成に伴って導電率が酸素分圧の-1/6乗に比例して変化した。この導電率から,酸素不定比量を見積もった。2. Sr(Ti,Nb)O3の単結晶上に白金電極を作製し,その界面のI-V特性の測定を行った。当初の計画では今年度は室温での特性を測定する予定であったが,障壁(抵抗)が予想以上に高く,現有の設備では計測が不可能であったため,高温での測定を行った。この結果,ショットキー障壁によると思われる非線形挙動が,600°C程度まで観察された.このとき,障壁高さは雰囲気の酸素分圧によって変化した。ただし,データの再現性に問題があり,現在,対極や参照極の材質を変更するなど,測定法の改良を試みている。
微分形式で特徴付けられる部分多様体の変形理論

研究成果その1:2017年度に得られた2つの結果「4次元球面におけるあるポワソン構造のなす空間の決定」と「複素接触多様体における交代ベクトル場の分解定理、及びそのコホモロジーの消滅定理」について発表、講演を行った。特に「複素接触多様体における交代ベクトル場の分解定理、及びそのコホモロジーの消滅定理」についての論文がInternational Journal of Mathematicsにおいて2018年12月に掲載された。講演においてはこのポワソン構造の具体例におけるランクの考察の重要性の指摘などの研究の新しい問題に繋がる指摘をもらった。ポワソン構造は交代2ベクトルにより定まる。交代ベクトル場は微分形式の双対であり本研究の「微分形式により特徴付けられる幾何構造」を拡張した対象であることからその集合や変形を考えるのは本研究の目的に即している。また、4次元多様体における幾何学構造は数学のみならず物理学的にも非常に重要な研究対象であると捉えられており、様々な分野への応用、関係性の発見が期待できる。研究成果その2:4次元球面は四元数ケーラー・アインシュタイン多様体の最も基本的かつ重要な例である。我々が用いた手法であるツイスター空間の技法は四元数ケーラー・アインシュタイン多様体においても適応可能であることに着目し、上記の「4次元球面におけるあるポワソン構造」の結果の四元数ケーラー・アインシュタイン多様体(スカラー曲率が非零)への拡張を考察した。そこでいくつかの結果を得られた。前年度に得られた結果を講演や雑誌で公表することができた。また、その際にコメント、アドバイスをもらい議論を活発に行った。更に発展させた内容の結果をいくつか得ることが出来た。得られた結果「4次元球面におけるあるポワソン構造のなす空間を決定」における「あるポワソン構造」とはツイスター空間の正則なポワソン構造に対応するものとして定めていたが、それを4次元球面自身における幾何学の言葉で翻訳することを目標とする。また、この結果の四元数ケーラー多様体への拡張を行う。研究成果その1「4次元球面におけるあるポワソン構造のなす空間を決定した。」これはある幾何構造のなす空間の研究であり、その幾何学構造の変形の研究でもある。交代ベクトル場は微分形式の双対であり本研究の「微分形式により特徴付けられる幾何構造」を拡張した対象であることからその変形を考えるのは本研究の目的に即している。具体的な結果として、ポワソン構造のなす空間は非特異な代数多様体であり、定数倍を同一視した空間は射影代数多様体になることが分かった。これはある意味でモジュライ空間が得られ、それが滑らか(変形が非障害)であることを意味している。研究成果その2「複素接触多様体における交代ベクトル場の分解定理、及びそのコホモロジーの消滅定理を示した。」より正確に述べると交代ベクトル場の空間をある特殊な交代ベクトル場のなす空間とある線束値交代ベクトル場のなす空間とに分解した。応用としてこの特殊な交代ベクトル場のなすコホモロジーの消滅定理が得られる。このコホモロジーは複素接触多様体に付随する幾何構造のコホモロジーであるため、その幾何構造の変形、及びモジュライ理論を展開する上で自己同型の空間、無限小変形空間、障害の空間として現れる。よって、そのコホモロジーの消滅定理は複素接触多様体に付随する幾何学構造の変形の非障害、剛性、安定性における結果の重要な道具となりうる。研究初年度の目標として剛性の判定を挙げていたが、剛性とは変形のモジュライ空間の次元(これはあるコホモロジーの次元で記述される)が消えることを意味する。今年度得られた結果の1つである複素接触多様体のベクトル場の分解定理、及びそのコホモロジーの消滅は複素接触に付随する幾何構造の剛性に直結する結果である。特に四元数ケーラー多様体のツイスター空間は複素接触構造を持つため、四元数ケーラー多様体上の幾何構造の変形、剛性の判定のための道具が準備できたことになる。安定性についての結果を得ることができなかったが、4次元球面上の特定のポワソン構造の集合が滑らかな多様体であるという結果はその変形の非障害性を意味し、これは次年度以降に予定していた非障害性の研究が前倒しとなった形である。

我々が用いた手法であるツイスター空間の技法は四元数ケーラー・アインシュタイン多様体においても適応可能であることに着目し、上記の「4次元球面におけるあるポワソン構造」の結果の四元数ケーラー・アインシュタイン多様体(スカラー曲率が非零)への拡張を考察した。そこでいくつかの結果を得られた。前年度に得られた結果を講演や雑誌で公表することができた。また、その際にコメント、アドバイスをもらい議論を活発に行った。更に発展させた内容の結果をいくつか得ることが出来た。様々な幾何構造の変形の非障害性、剛性についての条件を調べる。特に4次元球面上の特定のポワソン構造の集合が滑らかな多様体であるという今年度得られた結果はある意味で変形の非障害性を表しているが、更に微分同相群で同一視した変形が非障害か、剛性を持つかといったことが今後の課題となる。4次元球面は四元数ケーラー多様体となることが知られており、そのツイスター空間は複素接触多様体となることから、複素接触多様体におけるコホモロジーの消滅定理が変形の非障害性、剛性に応用できると考えている。更にそれらの結果を四元数ケーラー多様体上のポワソン構造の変形、及びモジュライ理論にまで拡張するというのが次年度の目標である。得られた結果「4次元球面におけるあるポワソン構造のなす空間を決定」における「あるポワソン構造」とはツイスター空間の正則なポワソン構造に対応するものとして定めていたが、それを4次元球面自身における幾何学の言葉で翻訳することを目標とする。また、この結果の四元数ケーラー多様体への拡張を行う。3月1日に行った研究打ち合わせを当初は3月2日も行う予定であったが先方の都合により1日のみとなった。このため1泊2日の出張が日帰り出張となったしまったため1日分の宿泊費及び日当が余る形となった。次年度に同じ方とこの分の打ち合わせを行う予定である。
痙攣発作に基づく精神障害発症動物におけるニコチン受容体の関与

痙攣発作に伴う長時間持続する精神障害の発症メカニズムを神経化学的、免疫組織学的ならびに行動薬理学的見地から明らかにする事を目的とした。まず、電気痙攣を継続して負荷するモデル動物においては、自発的交替行動率の低下の抑制には運動野2,帯状領域1,前辺縁領域および海馬CA3領域の神経活動が関与している可能性が考えられた。また、てんかんに伴う短期記憶障害に対してα7受容体ではなく,α4β2ニコチン性アセチルコリン受容体を介したアセチルコリン神経系の関与が示唆され,α4β2ニコチン性アセチルコリン受容体作動薬が新たな短期記憶障害治療薬に結びつく可能性を示唆した。さらにペンチレンテトラゾールキンドリング(化学痙攣)モデルマウスでは長期記憶が障害されている可能性があることを明らかにし、電撃痙攣モデル動物と薬物痙攣モデル動物では記憶障害に違いがあるものの,てんかん患者における学習障害を反映する動物モデルとして有用である事が示唆されたるものの,てんかん患者における学習障害を反映する動物モデルとしていずれも有用である事が示唆された。小児におけるてんかん患者は、記憶、注意、行動、あるいは意識などの認知機能障害や注意欠陥多動性障害の発症率が高く、てんかんに併発する精神障害をいかに防ぐかは、予防あるいは治療的にも極めて重要なことと考えられる。本研究では、ラットならびにマウスに電気痙攣またはペンチレンテトラゾールによる薬物誘発痙攣を惹起させて反復痙攣動物モデルを作製し、その精神機能と運動機能を行動薬理学的手法により評価した。まず、ラットに電気痙攣を連日負荷して強直間代性痙攣を惹起させると、長期間持続する自発運動亢進(open-field試験)と学習障害(Y-maze試験)が発生した。これらの障害は、抗てんかん薬(バルプロ酸)の前投与により痙攣を抑制することで抑制された。次に、マウスに単回投与では全般発作を示さない低用量のペンチレンテトラゾール(40mg/kg)を2日毎に反復投与して慢性のてんかん原生を獲得した「キンドリングモデル」を作製した。このキンドリングモデルでは、自発運動亢進や学習障害(Y-maze試験)はみられなかったが、協調運動障害(rota-rod試験)、不安関連行動の変動(高架式十字迷路試験)および認知機能障害(物体認識試験)が認められた。これらの障害は、ペンチレンテトラゾール最終投与の48および72時間後でも継続していた。以上の結果より、痙攣動物モデルの相違によって運動障害や精神機能障害の種類は異なるものの、様々な中枢神経の機能障害が惹起されることが明らかになった。今後は、これらの動物モデルを用いて精神機能障害の発症機序の解明を行うとともに、治療候補薬の探索を行う予定である。てんかん患者では認知機能障害や注意欠陥多動性障害など発症率が高く、てんかんに併発する精神障害をいかに治療するかが、患者のQOL向上に重要である。これらの障害は、ドパミン(D2)受容体遮断作用とセロトニン(5-HT2)受容体遮断作用を有するrisperidoneで改善された(Epilepsy Res.2010)。次に、マウスに単回投与では全般発作を示さない低用量のペンチレンテトラゾール(40 mg/kg)を2日毎に反復投与して慢性のてんかん原生を獲得した「キンドリングモデル」を作製した。このキンドリングモデルでは、自発運動亢進や学習障害(Y-maze試験)はみられなかったが、協調運動障害(rota-rod試験)、不安関連行動の変動(高架式十字迷路試験)および社会性行動障害(three chamber social試験)が認められた。これらの障害は、アセチルコリンα4β2型ニコチン受容体作動薬のABT-418により改善された。以上の結果より、痙攣動物モデルの相違によって運動障害や精神機能障害の種類は異なるものの、ドパミンD2、5-HT2、ならびにα4β2型ニコチン受容体が関与することが明らかになった。今後は、これらの動物モデルを用いて免疫組織学的手法により精神機能障害の発症機序を解明する予定である。

てんかん患者における記憶、注意、行動、あるいは意識などの認知機能障害や注意欠如多動性障害の発症率が高いが、電気痙攣を継続して負荷することで安定して長時間持続する運動亢進ならびに学習障害が惹起されることをすでにこれまでの研究から明らかにしてきた。今回の研究目的は、この痙攣発作に伴う長時間持続する精神障害の発症メカニズムを神経化学的、免疫組織学的ならびに行動薬理学的見地から明らかにする事である。痙攣モデルとして新たに化学痙攣(薬物誘発)によるキンドリングモデルを用いて詳細な検討を加えた。まず、電気痙攣負荷ラットのBDNF量に関しては前頭前野あるいは海馬のいずれにおいてもBDNF量が有意に増加した。しかし,抗てんかん薬であるバルプロ酸投与で全く影響は見られなかった。電気痙攣を継続して負荷するモデル動物においては、自発的交替行動率の低下の抑制には運動野2,帯状領域1,前辺縁領域および海馬CA3領域の神経活動が関与している可能性が考えられた。一方、電気痙攣負荷による脳組織学変化としては前頭前野あるいは海馬において細胞の脱落や変性は全く見られなかった。また、電気痙攣負荷ラットにおける自発的交替行動率に対するABT-418(α4β2ニコチン性アセチルコリン受容体刺激薬)およびアナバシン(α7ニコチン性アセチルコリン受容体刺激薬)の影響を検討したところ,ABT-418 0.5mg/kg腹腔内投与で反復ECS負荷により低下した自発的交替行動は有意に増加した。一方,アナバシン3mg/kgの腹腔内投与では何ら影響が見られなかった。従って、てんかんに伴う短期記憶障害に対してα7受容体ではなく,α4β2ニコチン性アセチルコリン受容体を介したアセチルコリン神経系の関与が示唆され,α4β2ニコチン性アセチルコリン受容体作動薬が新たな短期記憶障害治療薬に結びつく可能性を示唆した。さらにペンチレンテトラゾールキンドリング(化学痙攣)モデルマウスでは長期記憶が障害されている可能性があることを明らかにし、電撃痙攣モデル動物と薬物痙攣モデル動物では記憶障害に違いがあるものの,てんかん患者における学習障害を反映する動物モデルとして有用である事が示唆された。
発話動態観測に基づく連続音声生成メカニズムに関する研究

本研究課題では,連続音声の発話運動の観測法と子音の生成メカニズムに関して研究を行った.子音の発話運動を観測するために高い時間分解能をもつ3次元MRI動画撮像法を開発したり,子音生成時の声門開閉の様子を非侵襲に観測するために非侵襲光電グロトグラフ装置を開発したりするなど,発話運動観測のための様々な新技術を開発した.さらに,得られたデータに基づいて,発話運動の解析や声道音響特性のシミュレーションを行った.本研究課題では,連続音声の発話運動の観測法と子音の生成メカニズムに関して研究を行った.子音の発話運動を観測するために高い時間分解能をもつ3次元MRI動画撮像法を開発したり,子音生成時の声門開閉の様子を非侵襲に観測するために非侵襲光電グロトグラフ装置を開発したりするなど,発話運動観測のための様々な新技術を開発した.さらに,得られたデータに基づいて,発話運動の解析や声道音響特性のシミュレーションを行った.本研究では連続音声の生成原理に関する観測法の開発,シミュレーションによる現象の理解,それらの知見を活かした音声合成技術の開発を目指している.初年度は以下の検討を行った.1.磁気共鳴画像法(MRI)による発話形態撮像法の検討:普段の発話に近い状態を計測するための短時間撮像法について検討し,いくつかの測定を行った.2.磁気センサ方式(EMA)による発話動態計測:MRIよりも時間分解能が高い(ただし空間分解能は低い)観測手法であるEMAを用い,連続音声の発話動態を計測した.今後,MRIとEMAのお互いの利点を活かす観測法を検討する.3.External lighting and sensing photoglottography(ePGG)の試作及び改良:頸部の皮膚を介して声門上部に光を入力し,声帯開閉により透過する光を再び頸部の皮膚を介して測定することにより声門振動の観測を行うePGGの試作を行った.光源,受光センサ,回路について改良を続けている.4.時間領域差分法(FDTD)による声道音響解析:3次元FDTDによる声道音響解析プログラムを作成し,研究代表者が先に行った声道実体模型の音響計測結果を用いて精度を評価した.また,マルチコアCPUとGPGPUの利用によるプログラムの高速化も検討した.5.Navier-Stokes方程式に基づく摩擦音生成過程のシミュレーション:Navier-Stokes方程式に基づく2次元平面上の流体音響解析プログラムを開発し,摩擦音生成時の声道形状を簡略化した解析空間を対象にしてシミュレーションを行った.今後,より精密な2次元声道形状,さらには3次元声道形状を対象にした解析を行う.6.音響音声学研究会の開催:StevensのAcoustic Phonetics(1998)に関して議論を行う研究会を8回開催し,音響音声学における理論の現状について討論した.本年度は,第1に,空間分解能の高いMRIと時間分解能の高い磁気センサ方式を組み合わせ,空間分解能と時間分解能を有する発話動態観測法を検討した.基礎的なアルゴリズムの開発を終了し,実験に成功した.第2に,MRIデータから声道断面積関数を抽出するフリーソフトウェアの開発を行った.これは世界的に利用者の多い画像処理ソフトウェアImageJのプラグイン(拡張機能)として作成した.従来,音声生成研究を支援するこのようなソフトウェアが存在しなかったが,本研究によってこの分野の研究の促進が期待できる.第3に,時間領域差分法に基づく声道音響シミュレーションを行い,過去に測定された声道模型の音響特性と極めてよく一致することを示した.この成果は,世界的に権威のある米国音響学会誌に掲載された.また,画像処理ユニット(GPU)を用いた並列計算により,一般的なCPUを用いた場合の数十倍の速度でシミュレーションできるシステムを開発した.第4に,流体方程式による空力音響モデルの構築を目指して,これに係わる物理的および数値解析的な諸要因を検討した.今年度は新たに境界適合格子と有限体積法を用いた2次元直接数値シミュレーションのプログラムを開発し,これによる数値実験を行いつつそれらを検証した.第5に,従来の光電グロトグラフィ法(PGG)の問題点を解決すべく外部光源を経皮的に投光する非侵襲のPGG法(ePGG:external lighting and sensing PGG)を検討した.赤外線LED(880nm)を光源に用いてS/N性能を改善し,語頭の無声子音で声門開大が顕著になる現象を観測した.第6に,動画MRIで観測された舌運動の効率的な解析手法を開発し,有声・無声子音の調音運動を比較した.本年度は子音を含む音声の発話運動解析に注力した.まず,MRI画像から声道断面積関数(声門から口唇まで引いた声道中心線に直交する断面の面積)を抽出するソフトウェアを開発した.このソフトウェアはオープンソースでパブリックドメインの画像処理ソフトウェアImageJのプラグインとして作成した.ImageJは米国国立衛生研究所(NIH)で開発されたソフトウェアである.このプラグインは本研究の成果として無料公開されている.次に,動きの速い子音の発話運動を観測するため,超高フレームレートのMRI動画撮像法を開発した.この技術は,従来法で撮像したMRI動画と磁気センサ方式で計測した発話運動データを融合したもので,フレームレート250 HzのMRI動画を生成することができる.このフレームレートは従来法の3倍から4倍である.さらに,子音の発話運動解析を行った.有声・無声閉鎖子音を含む音声のMRI動画撮像を行い,得られたデータから舌の運動を計測した.

舌形状を多項式近似し,舌の上下運動の時間軌跡を解析した結果,これらの子音の発話運動には違いがあることを明らかにした.このMRI撮像では同じタイミングでの発話を要求したにもかかわらず,/k/を発話する準備が/g/と比べて早く生じていた.これは,無声閉鎖子音において閉鎖形成時の口腔内圧力を高めるためではないかと考えられる.また,ウィスコンシン大学で構築されたX線マイクロビームデータベースを用いて,日米母語話者の発話運動を調査した.特に,shuwaと呼ばれる弱化母音に注目して舌形状を解析し,話者間の違いを明らかにした.この他,レーザードップラ振動計を用いて発話時の顔表面の皮膚振動計測を行い,世界で初めて発話時の皮膚振動速度のカラーマップを示すことに成功した.最終年度も発話運動観測に関する新しい試みとそこから得られたデータの解析を行った.まず,発話時の声門開閉パターンを計測できる非侵襲光電グロトグラフ装置(ePGG)が完成し,製品として発売されるに至った.従来の光電グロトグラフは,内視鏡を用いて喉頭に光を入れ,声門を通過した光を皮膚上で検出することによって声門の開閉を観測するものであった.それに対して,ePGGは内視鏡を用いず皮膚を介して喉頭に光を入れる.これによって,医師による作業を必要としないシステムが完成した.また,発話運動観測システムNDI Waveのセンサの改良を試みた.NDI Waveは磁気を用いて舌や口唇などに貼り付けた複数のセンサの動きを追跡するシステムである.このシステムのセンサに接続されているワイヤは太く柔軟性に欠けるため,細く柔軟性の高いワイヤで交換し,その影響を調査した.新たに開発されたセンサは発話への影響が極めて小さく,自然な発話運動を観測できることが明らかになった.このセンサも実用化され,販売されるに至っている.MRI動画を用いた新しい計測も試みた.有声子音を発声する際には声帯振動を維持するため,何らかの方法で声道容積が拡大すると考えられてきたが,その容積変化が測定されたことはなかった.そこで,高速なMRI動画を用いて声道容積の時間変化を測定し,有声子音の発声原理の一部を明らかにした.さらに,MRIにより観測された3次元声道形状に基づきNavier-Stokes方程式の数値計算によって無声歯茎音[s]の生成も試みた.声道形状を単純化したモデルを用いたシミュレーションから,Helmholtz共鳴の条件を満たす単純化したモデルを提案した.[s]の発音には歯列が必須とされてきた従来の説に対して,必ずしも歯列は必要ではないことを示した.従来のMRI動画のフレームレートを大きく上回る超高フレームレートのMRI動画撮像法の開発に成功し,子音を含む音声の発話運動を詳細に観測することができるようになった.また,MRI動画を用いて子音の発話運動を解析し,発音方法や調音位置の違いによる発話運動の違いを明らかにすることができた.
一般児童における多動・注意障害の経年的変化とそれを修飾する因子に関する研究

注意欠陥多動障害は、幼児期にすでに明らかになる障害であるとみなされている。しかし多くは子どもが集団生活に参加するようになる時に、初めて問題として受け止められるようになる。同時に、この障害は、反抗・挑戦的などの行動の問題や、反社会的行動としての行為障害、不安、抑うつなどの情緒の障害、学業不振などを伴いやすい。この障害はそれ自身はもとより、2次的な障害としても、児童期に限らず成人にまで持ち越すことのあり、適切な理解と対応が求められている。まず、DSM-III-Rに記載されている注意欠陥多動障害の14の行動について、一般児童における実態を調査した。対象は4歳から15歳までの一般児童1507人である。男児では7-9歳児でもっとも高い出現率が認められ、13.6%、女児では4-6歳で最も高い8.3%であった。その後年齢とともに、出現率は低下していた。この結果は、これらの行動の発達的な減少が、女児の方が男児よりも2-3年ほど早く生じることを示唆するものであった。ついで、経年的な変化を知るために、上記調査の2年後に、初回調査時で4-12歳のを対象に再調査を実施し、651人からの回答を得た。その結果、2回を通じてのADHD高得点児は、6.8%であった。多動・衝動性因子得点と不注意因子得点とも高い群には有意な変化が認められなかった。経年的に変化を認めたのは、不注意因子得点で、これは、減少したもの・持続していたもの、増加したものがあり、複数の要因が関与する行動であることを示唆していた。教室での適応状況一般・家族・友達との関係・学業などを巡る問題とこれらの行動は密接な関連があった。子どもの問題行動を捉えるにあたっては常に考慮に入れることが重要であるといえる。平成4年度までに4才から12才までの児童を対象に第1回の「多動と注意の障害に関する調査」を行った。その後平成6年度までに2年後の追跡調査を行い、651名の有効回答が得られた。初回調査と第2回調査で得られた、多動と注意に関する行動評価の3つの因子得点を用いてクラスター分析を行い、以下の5群を区別した。第I群:1・2回とも不注意・多動衝動性得点がともに高い群21名(3%)第II群:1回目のみ不注意得点が高い群86名(13%)第III群:1・2回ともいずれも低い群396名(60%)第IV群:1・2回とも不注意得点のみ高い群111名(17%)第V群:2回目のみ不注意得点が高い群46名(7%)第I群は多動衝動性得点・不注意得点が2年間にわたって高く、社会生活面では、友達が少ない、友達や親とうまくやっていくことが難しい、自分から進んで行動することが少ない、学習面では苦手科目が多い(国語・算数に加えて体育・美術も含まれている)など、サブクリニカルな要因がみられた。第II群は初回調査の不注意得点は高いが、教師からの問題の指摘も少なく、生活面での問題もないことから、発達にともなって自然と落ち着いてくる群と思われる。第IV群は「不注意」という特徴が持続する群であり、学習面では問題はないが、生活面では友達が少ない、友達や親とうまくやっていくことが難しいなどの特徴がみられた。第V群は、生活面では友達も多く、対人関係もうまくやっているが、学業面で国語・算数が苦手という児童の割合が高かった。また、他の群と比較して、教師からの指摘として「反抗性」があげられることが多かった。

今回の一般児童を対象にした調査で、注意欠陥多動障害の診断基準を満たす高得点児の出現率は8.8%であった。クラスターでは第I・II・IV・V群のなかに高得点児が含まれているが、臨床像として注意欠陥多動障害を考えている際には、多動と注意の行動評価得点だけでなく、社会生活面、学習面も重要なファクターであること、また、それらを含めた際に、一般児童のなかにも約3%の出現率で注意欠陥多動障害と考えられる子どもがいることが示唆された。注意欠陥多動障害は、幼児期まで明らかになる障害であるが、これをできるだけ早期に診断し、養育にあたって適切な配慮をすることが、2次的な情緒や行動の障害をひきおこさないためにも重要である。幼児期あるいは学童前期にみられる不注意や多動衝動性などが、発達的に改善していくものであるか否かを知る手がかりを得ることがこの研究の目的である。平成4年度までに2次に分けて、4才から12才までの児童を対象に、第1回の「多動と注意の障害に関する調査を行った。この調査の回答者を対象に、それぞれ2年後に追跡調査を行った。不注意と多動衝動性の変化により、2回の調査とも不注意と多動衝動性が高い得点を示したもの(第1群)、初回調査で多動衝動性は高くないが、不注意であったもののうち、2年後になお不注意である群(第2群)と2年後には不注意を示さなくなっている群(第3群)をクラスター分析により区分した。これらについて、胎生期、周産期の合併症、既往歴、家族構成などを検討した。第1群は11人、妊娠中あるいは周産期に特記すべき異常をみとめたものはなかったが、6人に代謝異常、先天性心疾患ほかの先天異常あるいはけいれんの既往を認めた。第2群は70人、妊娠中・周産期の異常(妊娠中の感染症1人、早産2人、新生児黄疸1人、骨盤位1人、帝王切開3人など)が8件認められた。既往歴では髄膜炎・けいれん・甲状腺腫、など7人で記載があった。第3群は44人であった。帝王切開での出産、逆子であってものが1名、既往では低血糖発作甲状腺腫が3名で認められた。家族構成では核家族・拡大家族あるいは父母の同居・同胞数などについて検討したが群間に特徴的な差は認められなかった。1群は臨床的な注意欠陥多動障害に匹敵する群であり、背景に既往疾患として認められた生物学的疾患の関与が濃厚である。3群はこれらの要因が最も少なく、発達的に改善している群と見なされる。これらの要因が児の注意と多動衝動性の問題とどのような関連があるかは、今後事例を詳細に検討することが必要である。注意欠陥多動障害は、幼児期にすでに明らかになる疾患であると見なされている。多くは子どもが学校生活になって初めて問題として受け止められるようになる。しかしこの障害は、反抗挑戦的など行動の問題や、不安・抑うつなど情緒の問題や学業不振を伴いやすく、2次的な問題が、児童期にかぎらず成人にまで続く、適応の問題となることが少なくない。この障害については、こうした2次障害を防止するために、できるだけ早期に発見し、教育と日常の養育において適切に配慮することが求められる。しかし日常的には、この問題行動が、年齢とともに改善すると期待され、放置されることが少なくない。今年度は、一般児童を対象にした2年の間隔をおいた2回の調査で問題が持続している、1群を取り上げ、臨床例と比較し、事例化する要因について検討した。2回の調査資料がある651人中、2回の調査時において不注意・多動衝動性とも高得点である第1群に属する者は34人(5.2%)であった。
各種サッケードの三次元解析

【目的】サッケードはトリガーの差異により視覚誘導性サッケード(REFLEX)、記憶誘導性サッケード(REM)、antisaccade(ANTI)、また方向により水平、垂直、斜向性サッケードに分けられ、各々神経機構が異なることが推測される。さらには眼球内外上下転、正中位から側方位(向側方位)か側方位から正中位に戻る(向正中位)方向などによっても影響を受ける。本研究の目的はこのような各種サッケードにおける特徴を明らかにすることである。【方法】正常被験者を対象にして、サーチコイル法により眼球運動を記録しコンピュータで解析した。REFLEX、REM、ANTIを各々誘発し、これを振幅と速度との関係からその差異を検討し、また内外上下転、向正中位、向側方位のサッケードを抽出しその特徴を検討した。【結果】サッケード速度は、REFLEX、ANTI、REMの順に低下したがREFLEXとANTIは値の分散が少なくREMは著しく分散し,3様の特徴を示した。サッケードは狭い視標振幅では外転が速く、広い視標振幅では正中位に戻る場合に速度が上昇した。垂直性サッケードでは上転のみが速かった。水平成分の斜向性サッケード速度は同一ではなく、傾きの増大にしたがい速度が低下し、垂直成分は逆の傾向を示した。【結論】REFLEXは実際の指標に向かう急速眼球運動であるがREM、ANTIは存在しない指標がに向かう急速眼球運動である。一方、REFLEXとANTIは網膜上の視覚情報をトリガー(外部トリガー)とする急速眼球運動であるが、REMは記憶された視標位置情報をトリガー(内部トリガー)とする急速眼球運動である。今回の結果はこれらの差異に起因する。内外転などの影響は狭い視標振幅に限られる。広い視標振幅ではむしろ眼位の影響も強く受ける。斜向性サッケードは水平、垂直眼球運動機構が独立して構成されているのではなく、両者の機構は相互に干渉している。今年度は、正常被験者を対象にして、反射性サッケード(以下サッケード)に関して、水平、垂直、回旋の3次元的な軸に対する眼球運動のうち、水平、垂直軸の眼球運動の解析を中心に検討を行った。スクリーン上の正中、左右10、20、30度の位置に配置された7点のスポットを随時点灯させ、被験者がその視標を固視することによりサッケードを惹起させた。スクリーンを水平、水平から30度、45度、60度、垂直に傾け、水平性、垂直性および斜向性サッケードを観察し、その水平および垂直眼球運動を比較検討した。その生理学的な特徴として以下の新知見を得た。1.垂直性サッケードは水平性サッケードに比べ、有意に速度の低下が見られた。2.水平性サッケードと斜向性サッケードの水平眼球運動解析では、スクリーンの傾きが垂直に近づくにつれ、速度の低下が認められた。3.垂直性サッケードと斜向性サッケードの垂直眼球運動解析では、スクリーンの傾きが水平に近づくにつれ、速度の上昇を認めた。

眼球運動は水平軸および垂直軸の2系統の神経回路機構の存在が知られており、斜向性眼球運動はこれら2系統のベクトル合成により形成されると考えられていたが、今回の検討では斜向性サッケードの水平軸、垂直軸の眼球運動速度はその傾きに従い有意に変化することがわかった。この知見によれば、斜向性眼球運動は水平軸、垂直軸の神経回路の単純ベクトル合成により構成されているのでなく、ならかの調整回路あるいは独立した神経回路の必要性を示唆するものである。今後は回旋性眼球運動の検討も加え、かつ急速眼球運動のみならず緩徐な眼球運動に関しても同様の検討を行う予定である。【目的】サッケードはトリガーの差異により視覚誘導性サッケード(REFLEX)、記憶誘導性サッケード(REM)、antisaccade(ANTI)、また方向により水平、垂直、斜向性サッケードに分けられ、各々神経機構が異なることが推測される。さらには眼球内外上下転、正中位から側方位(向側方位)か側方位から正中位に戻る(向正中位)方向などによっても影響を受ける。本研究の目的はこのような各種サッケードにおける特徴を明らかにすることである。【方法】正常被験者を対象にして、サーチコイル法により眼球運動を記録しコンピュータで解析した。REFLEX、REM、ANTIを各々誘発し、これを振幅と速度との関係からその差異を検討し、また内外上下転、向正中位、向側方位のサッケードを抽出しその特徴を検討した。【結果】サッケード速度は、REFLEX、ANTI、REMの順に低下したがREFLEXとANTIは値の分散が少なくREMは著しく分散し、3様の特徴を示した。サッケードは狭い視標振幅では外転が速く、広い視標振幅では正中位に戻る場合に速度が上昇した。垂直性サッケードでは上転のみが速かった。水平成分の斜向性サッケード速度は同一ではなく、傾きの増大にしたがい速度が低下し、垂直成分は逆の傾向を示した。【結論】、REFLEXは実際の指標に向かう急速眼球運動であるがREM、ANTIは存在しない視標が向かう急速眼球運動である。一方、REFLEXとANTIは網膜上の視覚情報をトリガー(外部トリガー)とする急速眼球運動であるが、REMは記憶された視標位置情報をトリガー(内部トリガー)とする急速眼球運動である。今回の結果はこれらの差異に起因する。内外転などの影響は狭い視標振幅に限られる。広い視標振幅ではむしろ眼位の影響も強く受ける。斜向性サッケードは水平、垂直眼球運動機構が独立して構成されているのではなく、両者の機構は相互に干渉している。
創造性育成のためのワークショップにおける熟練実践者のファシリテーション方略

様々な領域でワークショップを行っている実践者を対象にファシリテーションにおいて何を困難に感じているかについて明らかにするために質問紙調査とインタビュー調査の結果,ワークショップのファシリテーションの主な困難さは(1)動機付け・場の空気作り,(2)適切な説明・教示,(3)コミュニケーションの支援,(4)参加者の状態把握,(5)不測の事態への対応,(6)プログラムの調整,に類型化することができた.また,ワークショップの実践領域の違いによって困難さの傾向は異なること,また熟達するにつれて困難さは軽減されていくが,初心者には見えていなかった新たな困難さが認識されることが明らかになった.本研究の目的は、創造性育成のためのワークショップにおける効果的なファシリテーションの方略を明らかにすることである。ファシリテーションとは、当日の状況に応じて指示を変更したり、学習者に問いかけや助言をしたりすることで、学習者のグループ活動を柔軟に支援することである。その即興的な性格からファシリテーションに関する実証研究は乏しく、現場の勘に頼らざるを得ないという課題がある。熟練者のファシリテーションの技術の多くは本人も言語化しにくい暗黙知で構成されている。そこで、ものづくりにおける技術伝承など、暗黙知の抽出が課題となっている領域の先行研究のレビューを行い、暗黙知を調査するための方法論について整理を行った。熟練者の多くは、ワークショップのプログラムの導入段階は綿密なシミュレーションを行い、ファシリテーションのイメージを持っているが、プログラムの後半につれて計画の度合いが下がり、その場に応じて臨機応変に対応していることがみえてきた。他方で、初心者に対する聞き取り調査からは、状況が読みにくいプログラムの後半だけでなく、場の雰囲気作りにおいて重要な導入段階に対してもファシリテーションの困難感を感じていることが仮説としてみえてきた。今後は、プログラムの各フェーズにおけるファシリテーション方略を明らかにすべく、具体的な聞き取り調査と参与観察の調査を進めていく予定である。計画では、熟練したファシリテーターにはプログラムの設計段階から予定されていた「計画されたファシリテーション」と、当日の現場の状況に応じてなされた「状況に応じたファシリテーション」が存在することを想定しており、聞き取り調査では前者をあぶり出す予定だった。プレ調査的に聞き取り調査を実施したところ、想像していた以上に「計画されたファシリテーション」が言語化されず、「その場に応じてやる」といった発言に集約されてしまうことがわかった。改めて技術伝承領域などで行われてきた暗黙知調査の手法を再レビューし、聞き取り調査の工夫の仕方などを再整理し、現在は聞き取り調査を随時進めている。また、実際のワークショップを見学可能な協力者がなかなか見つからず、3名程度に人数を減らして調査することも検討している。(先行研究では、2名程度の熟練者を対象にするやり方でも問題ないと思われれる)創造性育成のためのワークショップにおける効果的なファシリテーション方略を探るべく、様々な領域でワークショップを行っている実践者(初心者熟達者)を対象に、ファシリテーションにおいて何を困難に感じているかについて明らかにする調査を行った。具体的には、152名を対象とした質問紙調査と16名を対象としたインタビュー調査の結果、ワークショップのファシリテーションの主な困難さは(1)動機付け・場の空気作り、(2)適切な説明・教示、(3)コミュニケーションの支援、(4)参加者の状態把握、(5)不測の事態への対応、(6)プログラムの調整、に類型化することができた。また、ワークショップの実践領域の違いによって困難さの傾向は異なること、また熟達するにつれて困難さは軽減されていくが、初心者から中堅には見えていなかった新たな困難さが認識されることが明らかになった。また、熟練者5名を対象にワークショップのファシリテーション場面の参与観察、事前インタビュー、再生刺激による事後インタビューの調査の結果、熟練者に共通する暗黙知として、動機付けのための練られた儀式、タイミングを見計らった考えの枠組みの情報提供、焦点化された観察と情報収集、優先順位に基づくプログラム調整などの技が明らかになった。様々な領域でワークショップを行っている実践者を対象にファシリテーションにおいて何を困難に感じているかについて明らかにするために質問紙調査とインタビュー調査の結果,ワークショップのファシリテーションの主な困難さは(1)動機付け・場の空気作り,(2)適切な説明・教示,(3)コミュニケーションの支援,(4)参加者の状態把握,(5)不測の事態への対応,(6)プログラムの調整,に類型化することができた.また,ワークショップの実践領域の違いによって困難さの傾向は異なること,また熟達するにつれて困難さは軽減されていくが,初心者には見えていなかった新たな困難さが認識されることが明らかになった.上記の課題から、対象者の人数を絞り、具体的な実践に対する参与観察を通して調査を進めていく計画を立てている。参与観察を踏まえて、事例をもとに具体的な聞き取り調査を実施し、具体的な知見が出せるように努めていく予定である。教育工学プレ調査で不測の結果が起きたことから調査の計画が遅れ、本調査に進むことができなかったため、本調査にかかる予定だった人件費や、学会発表費の支出が今年度はなかったため。次年度は具体的に本調査を進めるため、本調査の人件費や、成果発表のための旅費として支出する計画である。
内臓脂肪の潜在能力：循環と免疫賦活におけるhyper 2-way player

形成外科領域では以前からその豊富な血流と形態から複雑な欠損の再建材料として大網組織の移植を行ってきた。リンパ組織を多く含むことから免疫賦活効果が期待され、縦隔炎などの重症感染症に対する有用性が報告されてきた。リンパ浮腫に対する効果も報告され,循環系の改善効果についても示唆されている。一方,これらの組織移植は,採取の侵襲が大きく,治療効果がその犠牲を上回る必要があるが,他の組織移植と比べ内臓脂肪組織中にリンパ組織を多く含み,他の組織移植にはない効果が期待される。未だ解明されていないこれらの組織移植の循環改善・免疫賦活効果を証明することで,組織移植として内臓脂肪が有する新たな可能性を模索する。
家族性脳血管性白質脳症の病因遺伝子の解析

家族性脳梗塞性痴呆症CADASIL(cerebral autosomaldominant arteriopathy with subcortical infarctsand leukoencephalopathy)は臨床的には中年期以降に発症し、反復性卒中発作、片頭痛、仮性球麻痺、感情障害、皮質下痴呆を呈し、病理学的に大脳白質の多発性脳梗塞と好酸性・PAS陽性顆粒沈着を特徴とする細・小動脈中膜変性を認める常染色体優生遺伝の脳血管障害性痴呆症である。さらに、本症は原因遺伝子が発見された唯一の症例である。本研究ではこのCADASIL原因遺伝子Notch3に焦点をあて、CADASIL様症状を呈する患者の遺伝子スクリーニングを行った。スクリーニングの対象者は次のように選別した。家族性痴呆患者の中から先ず優性遺伝様式を示す家系でMRI画像診断により白質病変を認めた患者を選び、さらに上記CADASIL臨床症状のうち2種類以上を呈する場合をCADASIL様患者とした。変異解析はNotch3遺伝子エクソンをPCR増幅した後、SSCP法および塩基配列の検索により行った。調べた患者12人のうち3人に欧米家系と同じ変異-日本人2患者にArg133Cysが、イラン人患者にArg90Cysが見いだされ、また日本人1患者にArg213Lys新しい変異が認められた。この結果は欧米患者以外で発見された初めての例であり、Notch3が人種を越えて疾患原因となっていることを証明したものである。一方、劣性遺伝のCARASILについてNotch3遺伝子の解析を行ったが、変異は認められなかった。従って、CARASILの場合は異なる遺伝子異常によることが判明した。進行性脳血管性白質脳症には弧発症例の他に常染色体優生遺伝様式(CADASIL)及び常染色体劣性遺伝様式(CARASIL)を示す家族例が見いだされ、その病気の発症・進行に遺伝的要因が重要な役割を果たしていることが判明している。従って、その病因遺伝子を解明は本症発症機序を明らかにすめ重要な鍵である。最近の欧米のCADASIL家系の調査では19番染色体短腕のNotch3受容体遺伝子に点突然変異が発見され、本遺伝子が疾患原因であることが報告されているが、Notch3に連鎖が認められない家系も存在する。そこで、本研究では現在までに集めた日本人CADASIL及びCARASIL家系についてNotch3が病因遺伝子となっているか否かを検討した。Notch3遺伝子の解析は次の様に行った。先ずcDNAをプローブとしてゲノムクローンを分離して遺伝子のexon/intron境界を決定した。得られた塩基配列を基にプライマーを作成して各exonをPCR増幅した後、PCR産物についてSSCP法及び塩基配列決定法により突然変異を検索した。その結果、調査したCADASIL7家系のうち1家系にミスセンス変異(Arg133Cys)が見出され本遺伝子が人種を越えて病気の原因となっていることが明らかとなった(投稿中)。しかし、残りの6家系及びCARASIL1家系にはNotch3遺伝子の変異は認められず、新しい遺伝子の存在が確認された。また、CARASIL家系では染色体の広範囲な欠失は見出されずフィンガープリント解析から病因遺伝子座位は同定できなかった。おそらく点突然変異或いは数塩基の欠失等の遺伝子異常がCARASILの原因となっていると考えらる。今後、これら家系についてはNotch3シグナル伝達に関与する遺伝子についても解析することを計画している。家族性脳梗塞性痴呆症CADASIL(cerebral autosomaldominant arteriopathy with subcortical infarcts

andleukoencephalopathy)は臨床的には中年期以降に発症し、反復性卒中発作、片頭痛、仮性球麻痺、感情障害、皮質下痴呆を呈し、病理学的に大脳白質の多発性脳梗塞と好酸性・PAS陽性顆粒沈着を特徴とする細・小動脈中膜変性を認める常染色体優生遺伝の脳血管障害性痴呆症である。さらに、本症は原因遺伝子が発見された唯一の症例である。本研究ではこのCADASIL原因遺伝子Notch3に焦点をあて、CADASIL様症状を呈する患者の遺伝子スクリーニングを行った。スクリーニングの対象者は次のように選別した。家族性痴呆患者の中から先ず優性遺伝様式を示す家系でMRI画像診断により白質病変を認めた患者を選び、さらに上記CADASIL臨床症状のうち2種類以上を呈する場合をCADASIL様患者とした。変異解析はNotch3遺伝子エクソンをPCR増幅した後、SSCP法および塩基配列の検索により行った。調べた患者12人のうち3人に欧米家系と同じ変異-日本人2患者にArg133Cysが、イラン人患者にArg90Cysが-見いだされ、また日本人1患者にArg213Lys新しい変異が認められた。この結果は欧米患者以外で発見された初めての例であり、Notch3が人種を越えて疾患原因となっていることを証明したものである。一方、劣性遺伝のCARASILについてNotch3遺伝子の解析を行ったが、変異は認められなかった。従って、CARASILの場合は異なる遺伝子異常によることが判明した。
ニュートリノ質量と高次元ゲージ理論

かつて研究代表者が標準模型を超える理論の候補として提唱したゲージ・ヒッグス統一理論(GHU)では、ヒッグス粒子の起源は高次元的なゲージ・ボソンであるため、フェルミオン質量を記述する湯川結合は本来ゲージ結合定数である。これは、フェルミオン質量が世代に依らず普遍的に成るという、現実と全く合わない予言に導くことを意味し、一見GHUシナリオの致命的な欠点である様に思える。しかし、実際にはGHUはクォーク等の階層的質量の構造を自然に(パラメターの微調整の必要無く)説明する枠組みを提供する事が分かる。具体的には、実測されているクォーク質量の対数を世代数の関数としてプロットすると、ほぼ直線上に乗ることが分かるが、これはクォーク質量が本来世代に依らず普遍的であり、それに世代数に比例した(“量子化"された)指数を持つ指数的抑制因子が作用して現実の質量階層性が生まれる事を強く示唆している。GHUは正にこうした性質を自然に説明し得るのである。実際、GHUではフェルミオン質量は上述の様に本来普遍的であり、また指数関数的抑制因子における指数の量子化も、余剰次元のトーラス中に磁気単極子を置くことによって、良く知られた磁荷の量子化により自然に実現されることが分かる。当該年度の研究では、上で述べた階層的質量をGHUの枠内で自然に説明する機構の提唱、またそれを具現化する6次元時空上のGHU模型の構築を学術論文において行い、論文を専門誌に掲載すると共に、国内外の研究集会、ワークショップ等で、その成果について講演を行った。更に、ニュートリノに特徴的な非常に小さな質量をGHUの範疇でいかに実現するかというテーマに関しても研究を行い、いわゆるシーソー機構がGHUではType 1とType 3の混合したものになる、といった興味深い知見が得られ、これについても専門誌に学術論文を掲載した。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。研究代表者はかつて、ゲージ・ヒッグス統一理論(GHU)を「標準模型を超える理論」の魅力的な候補として提唱した。このシナリオではヒッグス粒子の起源は高次元的なゲージ・ボソンであり、そのために湯川結合は本来ゲージ結合定数である。これは、フェルミオン質量が世代に依らず普遍的に成ることを意味し、この特性はGHUシナリオの致命的な欠点である様に思える。当該研究課題の主目的の一つは、実はGHUはクォーク等の階層的質量の構造を自然に説明する枠組みを提供する可能性がある事を指摘し、それを具現化するモデルの構築を試みる事である。実測されているクォーク質量の対数を世代数の関数としてプロットすると、ほぼ直線に乗る。これは、クォーク質量が本来は世代に依らず一律であり、それに世代数に比例した指数を持つ指数的抑制因子が作用して現実の質量階層性が生まれる事を示唆している。実際、GHUではフェルミオン質量は上述の様に本来普遍的であり、また指数関数的抑制因子も、余剰次元としてオービフォールドを採用する際に導入される“Z_2-odd"質量項により実現される。残る課題はZ_2-odd質量の量子化を実現する事である。代表者の以前の予備的研究で、6次元時空上のGHU理論において、余剰次元のトーラス中に磁気単極子を置くことでZ_2-odd質量項と同等の振る舞いが得られることを確認している。当該年度の研究では、こうして導入される磁気単極子により、Z_2-odd質量項の量子化が実際に実現されるのかを具体的なモード関数の計算に依り確かめる事に精力を注いだ。その結果、未だ確定してはいないものの、有名なDiracによる磁荷の量子化条件に起因して、望ましい質量の量子化が実現される可能性、また量子化条件から世代数が導かれるという興味深い可能性が見えて来ている。当該研究課題は年度途中で追加採択となったものである事もあり、研究の実質的な始動が遅れた。そうした事情もあり、当初の研究計画どうりには進捗していない面があり、まだその成果を論文としてまとめるまでには至っていない。しかしながら、「研究実績の概要」で述べた様に、実測されているフェルミオン質量の階層的構造をGHUシナリオに基づいて自然に説明する、という意欲的な試みが実現する可能性に一定の目途がついたことは大きな収穫であった。更に、当該課題のもう一つのキーワードでもあるニュートリノ質量に関しても、GHUシナリオでマヨラナ質量をどの様に記述出来るか、またシーソー機構をGHUシナリオの枠組みの中でどの様に実現するか、といった基本的問題点について、研究協力者の神戸大学・研究員の長谷川氏との共同研究により理解を深めることが出来た。

具体的には、実測されているクォーク質量の対数を世代数の関数としてプロットすると、ほぼ直線上に乗ることが分かるが、これはクォーク質量が本来世代に依らず普遍的であり、それに世代数に比例した(“量子化"された)指数を持つ指数的抑制因子が作用して現実の質量階層性が生まれる事を強く示唆している。GHUは正にこうした性質を自然に説明し得るのである。実際、GHUではフェルミオン質量は上述の様に本来普遍的であり、また指数関数的抑制因子における指数の量子化も、余剰次元のトーラス中に磁気単極子を置くことによって、良く知られた磁荷の量子化により自然に実現されることが分かる。当該年度の研究では、上で述べた階層的質量をGHUの枠内で自然に説明する機構の提唱、またそれを具現化する6次元時空上のGHU模型の構築を学術論文において行い、論文を専門誌に掲載すると共に、国内外の研究集会、ワークショップ等で、その成果について講演を行った。更に、ニュートリノに特徴的な非常に小さな質量をGHUの範疇でいかに実現するかというテーマに関しても研究を行い、いわゆるシーソー機構がGHUではType 1とType 3の混合したものになる、といった興味深い知見が得られ、これについても専門誌に学術論文を掲載した。まずは「研究実績の概要」、「現在までの進捗状況」で述べた、フェルミオン質量の階層的構造をGHUシナリオに基づいて自然に説明する、というプロジェクトを完成させたい。具体的には、6次元時空上のGHUモデルにおいて余剰次元として導入するトーラス中に磁気単極子を置き、それにより生じるゲージ場のベクトル・ポテンシャルの下でフェルミオンのKaluza-Kleinゼロ・モードのモード関数を具体的に求め、期待している“量子化された"指数関数的抑制が実現されるのかを確かめたい。更には、ニュートリノ質量において重要なマヨラナ質量項をGHUの枠内で生成するメカニズムの開発を行い、それに上記の階層的フェルミオン質量生成のメカニズムを応用する可能性についても挑戦したいと思っている。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。