hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
次世代MRI/NMR用無絶縁高温超伝導コイルのためのクエンチ検出と保護技術の開発

本研究により,無絶縁コイルシステムは,安定性と信頼性の面で従来の絶縁コイルシステムに代替されない特性が多いとわかった。そこで,メーター級大口径MRIへの応用を向ける高安定性・高信頼性高温超電導マグネットシステムの設計には,無絶縁コイルの高熱的安定性を活かしながら,充放電時の遅れ,電流バイパスおよび発熱を許容範囲内に抑制することが重要となる。その目標を実現するために,様々な技術課題が直面されている。まず,無絶縁コイルシステムの設計用プログラムおよび特性評価用プログラムの開発は重要である。その課題に対して我々はこれまで開発された「field-circuit coupled FE analysis」というアプローチを具体な需要に応じる改良を行った。設計時においては簡易等価回路を導入,温度特性評価時においては熱計算を重視するメッシュを導入することにより,解析容量と負荷を減らし設計効率を向上することに成功した。次に,高インダクタンス無絶縁コイルシステムの励磁不能という技術的課題に対して,我々は開発された解析プログラムを用いて,無絶縁コイルシステムの励磁時における子コイルの電流の振る舞いを解明し,そしてその電流の振る舞いを影響する要素を抽出した。また,メーター級大口径MRI用マグネットへ適用することに目指し,無絶縁コイルシステムが励磁可能となる条件,すなわち,自己インダクタンスと接触抵抗の比について数値解析で計算した。最後に,メーター級大口径MRI用無絶縁コイルシステムの励磁時における発熱を評価し,各子コイルに必要とする冷却負荷について検討した。高温超伝導コイルの高信頼化を達成するために,コイル自身の高熱的安定性化が不可欠となる同時に,適切な保護手段でクエンチ・焼損を防ぐ必要がある。そのため,運転中の高温超伝導コイルで常伝導転移を検出した直後に,速やかにコイルの遮断を行いコイルに蓄えられた電磁エネルギーを安全に引き出すことが要求される。しかし,常伝導転移の検出およびコイル保護方法は,従来の高温超伝導コイルにとって大きな課題である。そこで,本研究では,以下の課題について検討した。1)常伝導転移検出方法の設計:以前の研究で開発された部分要素等価回路に基づいた回路解析,有限要素法に基づいた温度分布解析およびビオ・サバール方に基づいた磁場解析の3つを連成した数値解析により,無絶縁コイルの常伝導転移時における特異的な電流分布を再現し,局所的電流分布の変化による常伝導転移時の局所的磁束変化を解析した。その解析結果に基づいて今回は局所的常伝導転移を検出できるピックアップコイルの構造を設計できるようになった。また,小型無絶縁コイルによる検証実験により,ピックアップコイルによる常伝導転移検出が極めて有効であることが確認された。2)3ーTMRI用m級大口径無絶縁コイル保護方法の設計:今回はPEECと熱の連成解析を用いて,m級大口径無絶縁コイルに蓄える電磁的エネルギーを回収できる外部抵抗値の区間について解析した。また,算出した抵抗値の区間を持った可変電気抵抗を使用することにより,可変抵抗値は無絶縁コイルの電源遮断時における磁場減衰時定数を制御できるようになった。このような可動的保護手法は,複数なコイルで積層したコイルシステムにある一個の子コイルが故障で電源遮断を行った場合,周りの子コイルを瞬的な磁束変化によるクエンチ波及効果を最大限に抑制することができると期待される。本年度は,以前の研究で開発されたPEEC-熱の連成解析に,ビオ・サバールに基づいた磁場解析との連成を達成し,無絶縁コイルの局所的常伝導転移を検出するピックアップコイルの構造設計をできる数値解析コードを確立した。その解析コードにより,常伝導転移を検出できる円形ピックアップコイル,および常伝導転移部の位置を特定できるスキャニングピックアップコイルの設計ができるようになった。そして,常伝導転移時にピックアップコイルの電圧感度についても解析で調べた。また,PEEC-熱の連成解析により,電源遮断時のMRI用m級大口径無絶縁コイルの蓄蔵エネルギーを安全回収できる外部保護抵抗の設計および保護抵抗値の可変区間について検討した。結果として,可変保護抵抗値は,無絶縁コイルの電源遮断時における磁場減衰時定数を制御することが可能であるとわかった。そして,可変保護抵抗値と電源遮断時の無絶縁コイルの両端電圧との関係を明らかにした。これまで無絶縁シングルパンケーキーコイルの成立性と有効性について,数値解析および検証実験により色々な検討を行ってきた。しかし,MRIやサイクロトロン加速器などのラージスケール応用を目指す無絶縁コイルの適用可能性については,積層無絶縁コイルシステムの特性を有効に解析できる数値解析手法を開発する必要がある。そこで我々は以下の成果を取り上げた。1)積層型高温超電導コイルシステムモデルの確立:この解析モデルは等価回路分析に基づく電流解析,ビオ・サバールに基づく磁場解析および温度解析で構成された。電流解析では,積層型パンケーキコイルシステムを,垂直方向に若干個のサブコイルが直列した回路システムとして考えた。サブコイルに流す電流は,自己インダクタンス(L)だけではなく相互インダクタンス(M)にも影響されるとした。磁場解析では,磁場が回路方程式で求められた各サブコイルの電流を用いてビオ・サバール法により計算した。また,温度解析は,冷媒温度,温度依存性を考慮した比熱とREBCO線材の密度,およびサブコイルの巻線体積を考慮しながら行った。解析の妥当性確認においては、「Multi-Width winding technique」を解析例として,解析方法から始め,実験値と比較しながら本数値解析の妥当性を確認した。

2)積層型高温超電導コイルシステムの局所的インダクタンスの計算:積層型高温超電導コイルシステムの常電転移特性解析性能を向上するため,我々は非対称なメッシュを提案し,数値計算の負荷を低減することを目指した。それに伴う局所的インダクタンスの計算方法を確立した。3)積層型高温超電導コイルシステムがラージスケール応用時の適用条件の抽出:積層型無絶縁コイルシステムの励磁時における子コイルの電流の振舞を解明し,コイルシステム内の逆流抑制方法について数値シミュレーションで検討した。今年度では,積層型高温超電導コイルシステムの特性評価用数値解析モデルとその効率化にするためのアルゴリズムを確立した。無絶縁コイルが積層コイルシステムに構成すると,層間接触により励磁時層間方向の電流分流がコイルシステムの成立性を破壊する。そのため,開発された数値解析で実験用積層型無絶縁高温超電導モデルコイルシステムが励磁可能となる設計を行った。それと共に,高インダクタンス無絶縁コイルシステムの励磁が困難なる原因,例えば,積層型無絶縁高温超電導コイルシステム励磁時の層間逆流や,励磁時のコイルシステムの非均一な発熱特性などについて数値シミュレーションにより検討を行った。当初の研究計画では,無絶縁高温超伝導コイルシステムの子コイル間の磁気カプリングが励磁特性に強く影響する(逆流発生)ことに対して考えが甘かったが,今回の研究により,積層型無絶縁高温超電導コイルシステム基礎特性評価用解析プログラムを作成し,無絶縁高温超伝導コイルシステムに直面した課題は従来の高温超伝導コイルシステムにより更に複雑であるとわかった。また,解析に基づいてそれらの課題,特に,積層型無絶縁高温超伝導コイルシステムの成立性に関わる励磁問題を解決するための技術対策について検討した。その原因で,本来設計した実験用積層型無絶縁モデルコイルシステムの見直しが必要となり,その保護システムについても再検討を行った。本研究により,無絶縁コイルシステムは,安定性と信頼性の面で従来の絶縁コイルシステムに代替されない特性が多いとわかった。そこで,メーター級大口径MRIへの応用を向ける高安定性・高信頼性高温超電導マグネットシステムの設計には,無絶縁コイルの高熱的安定性を活かしながら,充放電時の遅れ,電流バイパスおよび発熱を許容範囲内に抑制することが重要となる。その目標を実現するために,様々な技術課題が直面されている。まず,無絶縁コイルシステムの設計用プログラムおよび特性評価用プログラムの開発は重要である。その課題に対して我々はこれまで開発された「field-circuit coupled FE analysis」というアプローチを具体な需要に応じる改良を行った。設計時においては簡易等価回路を導入,温度特性評価時においては熱計算を重視するメッシュを導入することにより,解析容量と負荷を減らし設計効率を向上することに成功した。
衛星データと高解像度気象データを用いた実時間洪水予測手法の高度化に関する研究

実時間洪水予測モデルの高度化を目的とし,衛星データによる植生分布の季節変動を加味した分布型降雨遮断モデルにより,豪雨時の降雨損失推定精度の向上を図った. MODISデータを用いた植生の季節変動情報を加えた分布型遮断モデルを構築し,その推定精度を検討したところ,残念ながら植生の季節変動を考慮しない解析結果よりも推定精度が悪くなるという結果となった.豪雨時に生じる降雨損失は,植生の季節変動による影響とは別の要因に大きく依存していることが示唆された.一方で,樹冠疎密度分布の年平均を用いた遮断率の推定結果は良好な精度を示し,本研究の提案手法は,流域の代表的な降雨損失の推定に有効であることが示された.研究計画1:樹冠遮断現象の現地観測と解析継続観測を実施している岐阜県高山市の大八賀川流域に加え,岐阜市内の安食谷川(30ha)において新たな観測サイト(スギ林,樹冠疎密度73%)を設置し,樹冠による降雨遮断現象の現地観測を開始した.平成25年11月平成26年1月までの観測結果を解析したところ,樹冠による降雨遮断率は約18%であった.継続観測を実施している高山市のスギ林は樹冠の閉塞度を示す樹冠疎密度は59%,観測された遮断率は27%であり,安食谷川サイトは,樹冠疎密度に対して高山サイトより遮断率が低い林分であった.ただし解析したデータの観測期間は蒸発量が少ない冬季であり,林分による降雨遮断の相違のより詳細な解析には,今後の継続観測が必要である.また同じく岐阜県高山市の落葉広葉樹林において樹冠通過雨量の観測を継続して実施している.研究計画2:衛星リモートセンシングデータによる植生情報の解析1.樹冠遮断現象の現地観測と解析岐阜市安食谷川(30ha)における観測サイトでの現地観測を継続して実施した.高山市の落葉広葉樹サイト,常緑針葉樹サイトでは,これまで継続観測を実施していた簡易型雨量計(Devis社, 0.2mm精度)を廃止し,新たに気象庁検定と同形の雨量計(クリマテック社, 0.5mm精度)を設置し,樹冠遮断現象の観測を開始するとともに,これまでの観測データの解析を行った.簡易型雨量計は降雨を受ける漏斗の口が狭く閉塞しやすいため,データ欠損が多いという欠点があったが,新しい雨量計ではデータ欠損は多少改善した.しかしながら平成26年度の豪雪により特に常緑針葉樹林サイトに設置した雨量計に大きな被害を受けた.雨量計の復旧については今年度検討を行うが,今年度の研究はこれまで蓄積された観測データを用いて研究を進めることとする.2.遮断モデルの改良と植生タイプ別モデルパラメタの同定落葉広葉樹林と常緑針葉樹林の2つの植生タイプ別のモデルパラメタの同定を行った.常緑針葉樹林に対しては,推定誤差も少なく良好な推定モデルを構築することができた.一方,落葉広葉樹林に対しては,短時間の集中豪雨が発生した際に推定誤差の発生が顕著という結果が得られた.集中豪雨時には針葉樹林においても推定誤差が発生する傾向があったが,落葉広葉樹では得に顕著であった.常緑樹では葉の量の季節変動は無く,葉の量のパラメタ値の不確実性は他のモデルパラメタにより調節できていたが,葉量の季節変動がある落葉広葉樹では,葉量のパラメタの不確実性を他のモデルパラメタでうまく調整できていないと思われる.最終年度もこの点を考慮して落葉広葉樹のモデルパラメタの調整を行う.最終年度に実施した研究成果最終年度では,以下の13についての検討を実施した.1高山市の観測サイトにおいて樹冠遮断現象の観測を継続した.2MODISNDVI値データと高分解能Lidarデータとの比較結果を利用して,降雨遮断モデルへの入力データとして利用する解析対象降雨イベント時の樹冠疎密度分布データをMODIS10日間コンポジットデータより作成した.3分布型降雨遮断モデルにMODISデータより作成した樹冠疎密度分布データを入力し,解析対象降雨イベントにおける流域平均降雨遮断量を推定した.推定降雨遮断量と流域下端での観測流量ハイドログラフより作成した直接流出量を比較し,推定降雨遮断率と直接流出率,すなわち有効降雨量と比較し分布型遮断降雨遮断モデルの推定精度を評価したところ,あまり精度の向上が見られなかった.そこで,追加の検討として,降雨遮断蒸発現象のメカニズムを解明するため,樹冠への雨滴衝突前後の飛沫サイズの変化とその蒸発効率について室内実験を実施した.研究期間全体を通じて実施した研究成果実時間洪水予測モデルの高度化を目的とし,衛星データによる植生分布の季節変動を加味した分布型降雨遮断モデルにより,豪雨時の降雨損失の推定精度の向上を図った.前述の通りMODISデータを用いた植生の季節変動情報を加えた分布型遮断モデルを構築し,その推定精度を検討したところ,残念ながら先行研究よりも推定精度が悪くなるという結果となった.豪雨時に生じる降雨損失は,植生の季節変動による影響,気温上昇による蒸発効率の変化とは傾向が大きく異なり,別の要因に大きく依存していることが示唆された.一方,樹冠遮断現象の室内実験の結果,樹冠への雨滴衝突による飛沫は遮断蒸発の原因では無いことが示唆された.降雨遮断量の実時間予測のために,遮断現象のメカニズムの解明と遮断モデルの改良が必要であることが確認できた.実時間洪水予測モデルの高度化を目的とし,衛星データによる植生分布の季節変動を加味した分布型降雨遮断モデルにより,豪雨時の降雨損失推定精度の向上を図った. MODIS

データを用いた植生の季節変動情報を加えた分布型遮断モデルを構築し,その推定精度を検討したところ,残念ながら植生の季節変動を考慮しない解析結果よりも推定精度が悪くなるという結果となった.豪雨時に生じる降雨損失は,植生の季節変動による影響とは別の要因に大きく依存していることが示唆された.一方で,樹冠疎密度分布の年平均を用いた遮断率の推定結果は良好な精度を示し,本研究の提案手法は,流域の代表的な降雨損失の推定に有効であることが示された.1.長期観測へ対応するために高山市の広葉樹林,針葉樹林サイトに新規に雨量計の増設を行った.残念ながら平成26年度冬季の豪雪による倒木により,主に針葉樹林サイトの新規雨量計に被害が生じたが,広葉樹林サイトでは概ね順調に観測が実施されている.本研究課題での解析には,研究代表者がこれまで蓄積した観測データを用いるため,課題達成には大きな影響は無いと考える.2.植生の季節変動を考慮した遮断モデルのモデルパラメタの同定を行ない,概ね良好な結果を得た.水文学平成27年度は以下の項目について研究を推進する.1)落葉広葉樹林に対する遮断モデルのパラメタの改良2)各植生タイプ別遮断モデルを用いた分布型遮断モデルの構築と精度検証また,今後の観測継続を念頭に置き,予算と時間の許す限り高山市の針葉樹林サイトの雨量計の改修を実施する.1)研究開始時より高山市の広葉樹,針葉樹観測サイトにおいて降雨遮断現象の観測を継続し,また新たに岐阜市安食谷川の針葉樹林に観測サイトを設置し,降雨遮断現象の観測を開始し,針葉樹サイトにおいては順調に遮断現象の観測,解析を実施している.一方で広葉樹林への雨量計増設については,長期の観測に耐えるため,雨量計設置台の改良を行ったため,雨量計設置に適した夏季をはずしたため,本年度は改良設置台を作成したのみで現地への雨量計設置は行わず,従来設置の雨量計のみで観測を行った.2)分布型樹冠遮断モデルに使用する分布データとして,樹冠疎密度の季節変動データ,及び高解像度植生分布図を作成した.特に多用な最新データを複合的に利用したことにより,植生分布図の分類精度は従前よりも若干向上し,植生タイプごとの遮断モデルの開発を目指す本研究での分布型遮断モデルへの適用性が向上した.平成26年度は主に以下の項目について研究を推進する.1)広葉樹観測サイトへの雨量計の増設を行う.2)MODISより作成された1kmと粗い解像度の樹冠疎密度の季節変動データと高解像度植生分布データを合成により,高解像度樹冠疎密度データの生成を行う.3)前述の高解像度樹冠疎密度データと高解像度気象データ(気圧,気温,風速,湿度)を利用した分布型遮断モデルの改良を行う.広葉樹サイトへの雨量計増設について,本年度は雨量計設置台の改良及び作成を行った.雨量計は夏季の設置が望ましく,設置台作成が遅れたため,雨量計の設置は次年度に行う事として,設置費用を繰り越しした.雨量計設置に関する経費として使用する.
低線量撮影したX線CTの画質向上を達成するための画像処理フィルタ設計法

低線量撮影したX線CT像を改善する画像処理を試みた.使用機器は日立X線CT装置CT-W400,京都化学社製JCT特型CTテストファントム(高コントラスト分解能用.アクリル樹脂製.孔には空気が封入.),東芝社製医用画像処理装置GMS-550Uであった.サンプル画像は,テストファントムにおいて直径1.0mmの孔が3個並んだ部分を含む12.5×12.5mmの範囲とした.CT像は管電流を変化させて撮像した.1.空間フィルタの設計法の開発空間フィルタの特性はウィナーフィルタに類似した形とした.原則としては変調伝達関数の逆フィルタ型となる.管電流100mAのCTの振幅スペクトルを測定した.その極大値の存在する空間周波数は0.30cycles/mmであった.故に0.30cycles/mmまでが逆フィルタ,それ以降が定数とした.定数値は管電流300mAと100mAのナイキスト周波数上での振幅スペクトル強度比から求めた.値は0.676であった.管電流100mAの像に空間フィルタ処理した画像と,管電流200mAで撮像した原画像を比較した.雑音の大きさは原画像で1.65%,フィルタ処理像で1.59%となり雑音は抑制された.原画像ではアクリル部分と孔のCT値の差は498.6であった.空間フィルタを施した管電流100mAの画像は5751.1となり,コントラストが改善した.2.新しい関数系の開発この関数系は符号がオリジナルの三角関数と同じであるが,振幅の絶対値が三角関数の平方となっている.この関数系と従来の三角関数を比較した.スムージングは同じ特性とした.従来の三角関数におけるスムージングではアクリル部分と孔のCT値の差は405.0であったが,新しい関数系は472.8でありコントラストが保たれた.低線量撮影したX線CTの画質を改善する目的で空間フィルタ処理を試みた.使用したフィルタはウィナーフィルタ理論に基づいて設計した。使用機器は日立X線CT装置CT-W400,京都科学社製JCT特型CTテストファントム(高コントラスト分解能用,アクリル樹脂製で穴には空気が封入),東芝社製医用画像処理装置GMS-550Uであった.サンプル画像は直径1.0mmの穴3個並んだ部分を含む12.5×12.5mmの範囲とし,管電流100mAおよび200mAで撮像した.初めにアクリルで均一な部分のCT画像から雑音のパワースペクトルを推定した.局所領域16×16画素の範囲だけになるようにブラックマン-ハリスの窓関数を施した.ただしスペクトルの計算自体は128×128で行うことで空間周波数分解能を向上させた.そして動径方向のスペクトルを求めることで1次元化した.次にサンプル画像に雑音成分の分布の逆数をフィルタとして施し,雑音補正画像を求めた.この画像の動径方向パワースペクトルから,高周波成分が雑音の強さであると仮定してウィナーフィルタを設計した.そのウィナーフィルタと雑音成分の分布を掛け合わせたフィルタを雑音補正画像に施行した.2.管電流200mAの原画像ではアクリル部分と穴のCT値の差は542.6であった.空間フィルタを施した管電流100mAの画像は575.3となり,コントラストが改善した.3.管電流200mAの原画像ではアクリル部分の変動係数(標準偏差/平均×100)は7.0%であった.空間フィルタを施した管電流100mAの画像は5.8%となり,雑音が抑制された.低線量撮影で雑音が増加した画像を本手法で,コントラストを保ちつつ雑音を抑制できる可能性が示唆された.低線量撮影したX線CT像を改善する画像処理を試みた.使用機器は日立X線CT装置CT-W400,京都化学社製JCT特型CTテストファントム(高コントラスト分解能用.アクリル樹脂製.孔には空気が封入.),東芝社製医用画像処理装置GMS-550Uであった.サンプル画像は,テストファントムにおいて直径1.0mmの孔が3個並んだ部分を含む12.5×12.5mmの範囲とした.CT像は管電流を変化させて撮像した.1.空間フィルタの設計法の開発空間フィルタの特性はウィナーフィルタに類似した形とした.原則としては変調伝達関数の逆フィルタ型となる.管電流100mAのCTの振幅スペクトルを測定した.その極大値の存在する空間周波数は0.30cycles/mmであった.故に0.30cycles/mmまでが逆フィルタ,それ以降が定数とした.定数値は管電流300mAと100mAのナイキスト周波数上での振幅スペクトル強度比から求めた.値は0.676であった.管電流100mAの像に空間フィルタ処理した画像と,管電流200mAで撮像した原画像を比較した.雑音の大きさは原画像で1.65%,フィルタ処理像で1.59%となり雑音は抑制された.原画像ではアクリル部分と孔のCT値の差は498.6であった.空間フィルタを施した管電流100mAの画像は5751.1となり,コントラストが改善した.2.新しい関数系の開発この関数系は符号がオリジナルの三角関数と同じであるが,振幅の絶対値が三角関数の平方となっている.この関数系と従来の三角関数を比較した.

スムージングは同じ特性とした.従来の三角関数におけるスムージングではアクリル部分と孔のCT値の差は405.0であったが,新しい関数系は472.8でありコントラストが保たれた.
光造型技術と胎児肝細胞を用いた血管構造を持つin vitro肝組織再構築

(1)複雑な内部構造を持つ生体吸収性樹脂の三次元微細造型,および,(2)胎児肝細胞の増殖と分化の制御,の2つの側面から検討を行った.(1)については,前年度までに確立したポリ乳酸多孔質シート積層・流路切削加工法によってマウスの全肝とほぼ同じ1.3mLの担体を作成し,それを用いてin vitroでヒト肝ガン由来Hep G2細胞の灌流培養を行った.その結果,マクロな流路を切削加工することで,細胞の増殖と機能発現を大きく向上させることを確かめた.(2)については,前年度までに確立した胎児マウス肝細胞の培養条件下(ニコチンアミド・DMSO・オンコスタチンMの三因子共存)でポリ乳酸三次元担体を用いて作成した組織を,70%肝切除同系マウスに移植,そのin vivoでの性能を評価した.その結果,2週間程度のin vitro分化誘導にて肝前駆細胞集団を格段に増幅していくことが,移植1ヵ月後の肝組織の再構築を大幅に改善することが明らかとなった.(2)については,確立したin vitro分化誘導条件のラット胎児肝細胞・購入した継代ヒト胎児肝細胞について,その適用可能性を調べた.その結果,ラットに関してはマウスと同様の培養条件が,同じくin vitroでの肝前駆細胞の分化誘導にとって極めて効果的であった.一方,ヒトについては,オンコスタチンMと三次元培養との組み合わせが有効であった.以上,マウスやラット胎児肝由来の肝前駆細胞を利用した新規in vitro再構築型肝組織開発にとって,重要な基礎的知見を得ることができた.微細な流路構造を持つ生体吸収性樹脂三次元担体の作製プロセスについては,当初は光三次元樹脂の適用を想定し,光感受性の生体吸収性樹脂と光発泡するアゾ化合物による同時発泡重合プロセスを二次元平面内にて確立した.しかしながら,この手法を三次元に適用すると,光照射を行っていない微細流路内に残存した高粘度樹脂を造型後に除去することが困難であり,目的物を作製し得ないことが明らかとなった.そこで,確実に流路構造を形成するために,ポリ乳酸多孔質シートを積層しつつ,多軸微細加工機にて切削を行うことで,細胞を担時するランダム多孔質部(平均孔径約100μm,空隙率90%以上)とマクロな流路ネットワーク(孔径500μm)とを確実に形成することができた.このプロセスを用いて,実際の臓器とほぼ同様な出口と入口とが1つで,内部でマクロ流路が分岐・合流するといった複雑な構造を持つ生体吸収性樹脂担体を形成し得た.一方,胎児肝細胞のin vitroによる増殖・成熟化促進については,マウス胎児肝を用いて検討を行った.その結果,培地成分として,ニコチンアミド・ジメティルスルフォキシド・オンコスタチンMの三者を共存させることで,播種した細胞集団からの肝前駆細胞(小型肝細胞)の増殖を著しく促進できることを見出した(Cell Transplantation誌に掲載).また.この培地条件とポリ乳酸多孔質担体を用いた三次元培養とを用いることで,その分化機能をさらに高めることができ,たとえばアルブミン分泌能については成熟マウスと同程度の機能を誘導することが可能となった(Cell Transplantation誌掲載,Material Science and Engineering C誌掲載).以上の2つの成果を元に,次年度においては,ラット胎児肝細胞を材料として用い,血流を導入可能な再構築型肝組織の作製と移植実験を進める.(1)複雑な内部構造を持つ生体吸収性樹脂の三次元微細造型,および,(2)胎児肝細胞の増殖と分化の制御,の2つの側面から検討を行った.(1)については,前年度までに確立したポリ乳酸多孔質シート積層・流路切削加工法によってマウスの全肝とほぼ同じ1.3mLの担体を作成し,それを用いてin vitroでヒト肝ガン由来Hep G2細胞の灌流培養を行った.その結果,マクロな流路を切削加工することで,細胞の増殖と機能発現を大きく向上させることを確かめた.(2)については,前年度までに確立した胎児マウス肝細胞の培養条件下(ニコチンアミド・DMSO・オンコスタチンMの三因子共存)でポリ乳酸三次元担体を用いて作成した組織を,70%肝切除同系マウスに移植,そのin vivoでの性能を評価した.その結果,2週間程度のin vitro分化誘導にて肝前駆細胞集団を格段に増幅していくことが,移植1ヵ月後の肝組織の再構築を大幅に改善することが明らかとなった.(2)については,確立したin vitro分化誘導条件のラット胎児肝細胞・購入した継代ヒト胎児肝細胞について,その適用可能性を調べた.その結果,ラットに関してはマウスと同様の培養条件が,同じくin vitroでの肝前駆細胞の分化誘導にとって極めて効果的であった.一方,ヒトについては,オンコスタチンMと三次元培養との組み合わせが有効であった.以上,マウスやラット胎児肝由来の肝前駆細胞を利用した新規in vitro再構築型肝組織開発にとって,重要な基礎的知見を得ることができた.
過排卵が難しい疾患モデル動物の系統保存に向けたその原因因子の探索と胚保存法の開発

本研究では、これまでの過排卵誘起に代わる新たな卵巣内の卵母細胞を用いた成熟卵子の獲得法およびそこから得られた胚の保存法の開発を目的とした。まず、近交系・クローズドコロニーなどいくつかのラット系統を用いて、過排卵処理(PMSG/hCG)により胚採取を行ったところ、採取される平均採卵数には違いが見られ、ホルモン投与に対する感受性に違いがあることが分かった。過排卵誘起に対する非感受性の違いは、Wistarラット、F344ラット、BNラット間だけでなく、系統間において差が出る結果となった。しかし、Wistarラット、F344ラット、BNラットにおいて、PMSGを投与し48時間後に卵巣より採取した未成熟な卵母細胞数(GV卵母細胞)に有意な差は見られなかった。採取した未成熟な卵母細胞を4つの培養液(HTF、αMEM、HTF+αMEM、TYH+αMEM)を用いて16時間体外成熟すると、成熟する卵母細胞が観察され、体外成熟した卵母細胞と同系統の凍結保存した精子を受精したところ、系統による産仔数に差は見られたが、産仔へと発生した。発達段階の異なる胚(前核期胚、2細胞期胚、桑実胚)を凍結保存し融解後、移植すると発達段階の低い胚ほど、産仔への発生率が低いことが示された。そこで、前核期胚を凍結保存する前に培養し、凍結保存後の胚の発生率を検討したところ、培養した前核期胚で高い産仔率が得られた。また、ホルモン投与(PMSG/hCG)後に前核期胚を採取する時間を変えて、体内で発達した前核期胚においても、体外培養したときと同様に、時間経過とともに上昇する傾向が見られた。このことから、同じ前核期胚であっても発達の進んだ前核期胚ほど凍結保存に対する耐凍性が高くなることが示唆された。本研究の目的は、過排卵誘起による卵母細胞採取が困難なラット系統の新たな過排卵誘起法および胚保存法の開発にある。3系統のラット(Wistarラット、F344ラット、BNラット)を用いて、過排卵誘起への感受性の違いを調べ、卵巣内の卵母細胞を体外で培養した。また、Wistarラットを用いて、過排卵処理後に採取した前核期胚・桑実胚の凍結保存法を検討し、以下の結果を得た。1)PMSG/hCGを腹腔内投与により過排卵処理後、成熟した卵母細胞を卵巣より採取した場合、3系統間に有意な差が見られた。しかし、PMSGを投与し48時間後に卵巣より採取した未成熟な卵母細胞数(GV卵母細胞)に有意な差は見られなかった。2)PMSGを投与し、48時間後に採取した未成熟な卵母細胞を4つの培養液(HTF、αMEM、HTF+αMEM、TYH+αMEM)を用いて16時間体外成熟すると、成熟する卵母細胞が観察された。その後、ストロンチウムを用いて体外成熟した卵母細胞を活性化すると、αMEMを用いて体外成熟させた卵母細胞で多くの卵母細胞の活性化が観察された。3)さらに、体外成熟した卵母細胞の受精能力を調べるために、体外成熟した卵母細胞と同系統の凍結保存した精子を受精(顕微授精)したところ、系統による産仔数に差は見られたが、産仔へと発生した。4)ラットの2細胞期胚で実績のある凍結保存法(PEPeS)を用いて、前核期胚および桑実胚の凍結保存を行った。融解後、前核期胚および桑実胚とも正常な胚(外見上)が多く見られ、前核期胚は培養後、2細胞期胚へと発達した胚を偽妊娠雌に移植した。いずれの発達段階の胚からも凍結・融解後、胚移植によって産仔を得られた。BNラットの過排卵誘起に対する非感受性の原因を調べるために、Wistarラット、F344ラット、BNラットの腹腔内にPMSG(妊馬血清性性腺刺激ホルモン)を投与し、48時間後に開腹したところ3系統における卵胞の発達に差は見られなかった。これにより過排卵誘起に対する非感受性の原因は、hCG(ヒト絨毛性ゴナドトロピン)投与により誘発されるはずの排卵作用に問題があるのではないかと推察した。PMSGの効果が示されたので、3系統のラットそれぞれにPMSGを投与後、開腹し、未成熟な卵母細胞を採取した。採取した卵母細胞を4つの培養液(HTF、αMEM、HTF+αMEM、TYH+αMEM)を用いて培養し、卵母細胞が成熟するかについて調べた。αMEMを用いて成熟させた場合に成熟した卵母細胞が多く観察された。次に、成熟した卵母細胞と凍結保存した精子を用いて顕微授精を行い、胚移植後、産仔を得ることに成功した。また、受精卵の凍結保存にも取り組み、主にWistarラットを用いた結果だが、凍結保存した前核期胚、2細胞期胚、桑実胚から産仔の作出に成功している。本年度は、様々な発達段階における胚の保存法の開発を目的とした。まずラットにおける系統差を調べるために、いくつかのラット系統(ACI/NKyo、F344/Stm、BN/SsNSlc、Jcl: Wistar)を用いて、ホルモン投与(PMSG/hCG)による過排卵処理に対する感受性、胚の凍結保存に対する耐凍性、凍結保存した胚の移植後の発生率について検討した。

また、Wistarラットを用いて、過排卵処理後に採取した前核期胚・2細胞期胚・桑実胚を凍結保存すると、発達段階の低い胚ほど融解後の発生率が低くなる傾向が見られた。そのため、凍結保存前に前核期胚を培養することで発生率に違いがあるか検討し、以下の結果を得た。1)PMSG/hCG投与後の系統ごとの平均排卵数には差が見られた(ACI/NKyo: 7.0、F344/Stm: 31.0、BN/SsNSlc: 2.4、Jcl: Wistar: 17.0)。2)凍結ー融解後の胚の生存率は、いずれの系統においても65%以上と高く維持されていた。3)凍結ー融解後の生存胚を移植した際の産仔率に違いは見られたが、本研究で用いた凍結保存法により過排卵処理後に採取された胚を凍結保存することが可能であり、移植したすべての系統より産仔を得られた(ACI/NKyo: 20%、F344/Stm: 50%、BN/SsNSlc: ND、Jcl: Wistar: 54%)。4)胚の発達段階によって凍結保存に対する耐凍性が異なるが、凍結前に前核期胚を培養することで、凍結ー融解後の産仔率が上昇する傾向が見られた(0時間培養: 12%、4時間培養: 25%、7時間培養: 24%)。近交系・クローズドコロニーなどいくつかのラット系統を用いて、過排卵処理(PMSG/hCG)により胚採取を行ったところ、採取される平均採卵数には違いが見られ、ホルモン投与に対する感受性に違いがあることが分かってきた。平成28年度に得られた過排卵誘起に対する非感受性の違いは、Wistarラット、F344ラット、BNラット間だけでなく、系統間において差が出る結果となった。採取した胚を凍結保存した際の耐凍性に差は見られなかったが、凍結保存した胚の移植後の発生率について、系統間で差が見られた。これは凍結保存した胚には見た目では確認できないダメージを負っているためと推測される。また、発達段階の異なる胚(前核期胚、2細胞期胚、桑実胚)を凍結保存し融解後、移植すると発達段階の低い胚ほど、産仔への発生率が低いことが示された。そこで、前核期胚を凍結保存する前に培養し、凍結保存後の胚の発生率を検討したところ、培養した前核期胚で高い産仔率が得られた。このことから、同じ前核期胚であっても発達の進んだ前核期胚ほど凍結保存に対する耐凍性が高くなることが示唆された。本研究では、これまでの過排卵誘起に代わる新たな卵巣内の卵母細胞を用いた成熟卵子の獲得法およびそこから得られた胚の保存法の開発を目的とした。まず、近交系・クローズドコロニーなどいくつかのラット系統を用いて、過排卵処理(PMSG/hCG)により胚採取を行ったところ、採取される平均採卵数には違いが見られ、ホルモン投与に対する感受性に違いがあることが分かった。過排卵誘起に対する非感受性の違いは、Wistarラット、F344ラット、BNラット間だけでなく、系統間において差が出る結果となった。しかし、Wistarラット、F344ラット、BNラットにおいて、PMSGを投与し48時間後に卵巣より採取した未成熟な卵母細胞数(GV卵母細胞)に有意な差は見られなかった。採取した未成熟な卵母細胞を4つの培養液(HTF、αMEM、HTF+αMEM、TYH+αMEM)を用いて16時間体外成熟すると、成熟する卵母細胞が観察され、体外成熟した卵母細胞と同系統の凍結保存した精子を受精したところ、系統による産仔数に差は見られたが、産仔へと発生した。発達段階の異なる胚(前核期胚、2細胞期胚、桑実胚)を凍結保存し融解後、移植すると発達段階の低い胚ほど、産仔への発生率が低いことが示された。
シナプスの可塑性

海馬体における長期増強の起源を探るため,単シナプス性に結合している顆粒細胞とCA3野ニューロンからそれぞれ活動電位とEPSPを記録する手技の開発に成功した.これによって同シナプス伝達について素量解析を行い,上記の問に答え得ると期待される(山本).運動線維の伝導遮断による線維末端の発芽はCGRPによって抑制されるが,同じ操作によって生じた伝達物質放出増加はCGRPによって抑制されないことが見出された(久野).したがって伝達物質放出の増加は,発芽の結果おこるのではないと結論できた.交感神経節前線維の高頻度刺戟によって生ずるシナプス前性の長期増強に伴い,微小シナプス後電位の頻度が上昇することを見出した(久場).またQuinzによって細胞内カルシウムイオン濃度を緩衝すればこの種の長期増強が発生しなくなることから,シナプス前性の交感神経の長期増強が細胞内カルシウムイオン濃度の定常的な上昇によると結論した.成熟ラットの中側中隔野のシナプスは,エストロゲン投与によって数を増す.したがって成熟した神経系もホルモンに対する可塑性を有すると結論できる(新井).また成体の第3脳室に移植した胎仔の黒質では,神経成長因子の脳室内慢性注入がドーパミン作動ニューロンの発育を促進することが見出された.カルモデュリン依存性キナーゼIIは,カルシウムイオンとカルモデュリン依存性にそれ自身を基質としてリン酸化し,その活性を低下せしめる(藤沢).また反応のごく初期の段階で,この反応はカルシウムイオンとカルモデュリンに非依存性に変化することが見出された.4週齢のネコにおいて, 1側の体性感覚運動野(SM)の切除数週間後に反対側のSMにレクチンを注入し,切除側赤核への対側SMからの投射を調べた(村上).その結果,対照群に較べて手術側において交叉性線維の多いことを見出し,観察している現象が真の発芽であることを証明した.海馬体における長期増強の起源を探るため,単シナプス性に結合している顆粒細胞とCA3野ニューロンからそれぞれ活動電位とEPSPを記録する手技の開発に成功した.これによって同シナプス伝達について素量解析を行い,上記の問に答え得ると期待される(山本).運動線維の伝導遮断による線維末端の発芽はCGRPによって抑制されるが,同じ操作によって生じた伝達物質放出増加はCGRPによって抑制されないことが見出された(久野).したがって伝達物質放出の増加は,発芽の結果おこるのではないと結論できた.交感神経節前線維の高頻度刺戟によって生ずるシナプス前性の長期増強に伴い,微小シナプス後電位の頻度が上昇することを見出した(久場).またQuinzによって細胞内カルシウムイオン濃度を緩衝すればこの種の長期増強が発生しなくなることから,シナプス前性の交感神経の長期増強が細胞内カルシウムイオン濃度の定常的な上昇によると結論した.成熟ラットの中側中隔野のシナプスは,エストロゲン投与によって数を増す.したがって成熟した神経系もホルモンに対する可塑性を有すると結論できる(新井).また成体の第3脳室に移植した胎仔の黒質では,神経成長因子の脳室内慢性注入がドーパミン作動ニューロンの発育を促進することが見出された.カルモデュリン依存性キナーゼIIは,カルシウムイオンとカルモデュリン依存性にそれ自身を基質としてリン酸化し,その活性を低下せしめる(藤沢).また反応のごく初期の段階で,この反応はカルシウムイオンとカルモデュリンに非依存性に変化することが見出された.4週齢のネコにおいて, 1側の体性感覚運動野(SM)の切除数週間後に反対側のSMにレクチンを注入し,切除側赤核への対側SMからの投射を調べた(村上).その結果,対照群に較べて手術側において交叉性線維の多いことを見出し,観察している現象が真の発芽であることを証明した.
特殊流動様式を利用した節水式洗浄に関する研究

本研究では、特殊流動様式中(特異三相流動層:液添加・軽量大径粒子流動層)に置かれた物体の洗浄特性を明らかにすることを目的として、おもに以下の4項目にわたり実験的検討を行い結果を得た。(1)先ず、産業的洗浄への応用を考えた場合に現れる汚れ粒子(小径重粒子)などが混合した2成分系流動層における小径重粒子の流動化状態に及ぼす影響や、小径重粒子の分離・排出の方法を検討し、小径重粒子が流動化特性に悪影響を及ぼさない適正運転範囲を特定するとともに、分散版構造を適正に構成することで粒子循環を制御し小径粒子を効果的に分離できることを明らかにした。(2)次に、この流れの中に置かれた物体の洗浄メカニズムに関する検討を行った。固体粒子と液体の両方が洗浄媒体として作用する本流動様式では、農産物などの泥落としのような荒い洗浄が主となる洗浄様式と、工業製品の油膜落としのような緩やかな流体移動が支配的な洗浄の2種類の洗浄様式が複合して優れた洗浄性能をあたえているとの洗浄メカニズムを提案した。そのためここでは、荒い洗浄に関して粒子衝突力とモデル洗浄体(石膏円筒)の摩耗度との関係を調査し、緩やかな洗浄に関しては人工汚染布の白色化の調査を行った。(3)粒子衝突力と摩耗特性との関連の検討では、始めに粒子衝突力の物体周りの衝突力分布や空気速度への依存度、水添加や小径重粒子の添加の影響などを明らかにした。それらと同一の条件におけるモデル洗浄物体(石膏円筒)の摩耗度や粒子の存在しない気泡流中における摩耗度の調査結果との突き合わせから、泥落としなどの荒い洗浄様式には粒子衝突が第一次要因として直接関わっていることを明らかにした。(4)一方、人工汚染布を利用した洗浄実験より、粒子衝突とは直接的には関わらない緩い洗浄様式が存在することを実験的に明らかにでき、(2)で掲げた2種類の洗浄様式が相乗的に作用することで、優れた洗浄性能が実現できているメカニズムを特定することができた。これらの研究成果は、この流動様式を利用した洗浄装置の開発に有益な設計指針を与えるものとなっている。本研究では,研究項目として(1)本特殊流動様式中に置かれた物体への粒子衝突力や物体周りの粒子・流体流れと汚れ落としの関係の検討,(2)洗浄媒体である軽量大径粒子の流動層へ洗浄排出物である泥などが混入した場合の流動層の特性の変化の検討,(3)工業化を考えた場合の洗浄排出物の効果的な排出機構の構築,などが挙げられる.平成18年度はそのうちの,(2)の項目のうちの汚れ落としと(3)の洗浄排出物の排出手段に関して主に検討した.(2)に関して,この特殊流動層中に洗浄モデル物体を配置し,その汚れ落とし状態を運転条件との関係から調査検討した.アクリル円筒の表面に1mm厚さで焼き石膏を塗布した物体や,円筒表面に汚染布を張り付けた物体などをモデル洗浄体として,石膏の摩滅状態や汚染布の白色度の変化などから洗浄性能を評価した.石膏洗浄体の実験からは,洗浄に効果的と思われる高速域(無次元速度U/Umf>2.5)では円筒上下端で汚れ落ち度最大となり側面ではその値が落ちる,などの結果を得た.

人口汚染布を用いた実験からは,結果としては,石膏摩滅度の傾向とほぼ同様の結果を得たが,この場合には特に円筒下端部での汚れ落ちが際立つといった結果を得た.(3)に関しては,まず洗浄排出物である泥などが混入した場合に本特殊流動層のメリットである水が含まれた状態でも活発な流動化が維持されるかの検討を行い,次いで洗浄媒体である軽くて大きな径のポリスチレン粒子と泥との分離が可能な構造・機構について検討した.結果として,流速が低くなり過ぎない限り,また洗浄排出物に見立てた微少重粒子(ガラスビーズ)が多くならない限り(10 vol%)流動状態は良好を維持し,一方,粒子の分離・排出には,低速域でそれが効果的となる分散板構造を特定し,設計指針として整備した.当該年度(H19年度)に実施した研究の成果としては、(1)本洗浄方式の有効性を実際の農産物の洗浄で実証し、併せて洗浄排出物の取り出しに効果的な装置構造を特定できたこと、(2)本洗浄方式の洗浄特性の骨子を明らかに出来たこと、の二点が挙げられる。(1)に関しては、本特殊流動様式「液添加・軽量大径粒子流動層」中に実際の農産物(芋,生姜)を投入・設置し、表皮を傷付けない節水式の洗浄が短時間(56分)で良好に達成できることを確認するとともに、流動状態の検討から洗浄排出物(泥など)の取り出しに効果的な分散板構造が特定できた。(2)に関しては、この特殊流動様式中での物体表面の洗浄特性を明らかにするために、モデル洗浄物体であるアクリル円筒の表面に塗布し乾燥固着させた焼き石膏の摩耗量調査、同じくアクリル円筒上に貼り付けた人工汚染布の汚れ落とし評価(以上、前年度実施の実験結果をもとに)、さちには同円筒上に取り付けた力のセンサーによる粒子衝突力の測定などの結果を突き合わせ総合的に解析した。結果として、(1)粒子衝突の効果が支配的な泥落としなどの「荒い洗浄様式」と、(2)油膜落とし、揉み洗いなど流体移動の効果が支配的な「穏やかな洗浄様式」の2種類の複合した洗浄様式から成り立っていることを明らかにした。以上の成果より、工学の面ではこの特殊流動様式における粒子循環・運動制御に関する新しい知見を得たこと、また複合された洗浄メカニズムを特定できたことは意義有ることといえ、さらに産業・応用面ではこの特殊流動様式を利用した効果的な洗浄条件(運転条件,洗浄媒体(粒子)条件,分散板含む装置構造)を決定できたことか意義深く、実用性が高まったと考えている。
プリオン生成の新分子機構提案:膜インターフェースにおけるノネナール修飾を軸に

プリオン病の病態は異常プリオン蛋白質(PrP^<Sc>)の蓄積から始まるが、内因性PrP^CからPrP^<Sc>が形成される機序は未だに謎である。本研究では脂質過酸化産物=アルデヒドにより生じるHNEの分子修飾の関与を想定した解析を行った。その結果、PrP^CはHNE修飾を受けることが示されたが、生体における修飾の有無やPrP^<Sc>形成との関係の実証には至らなかった。プリオン病の病態には異常プリオン蛋白質(PrPSc)の蓄積が中心的な役割を果たすが、内因性PrPCからPrPScが形成される機序は未だに謎である。本研究は、申請者らが赤血球膜で偶然に見出し再認識したヒドロキシノネナールによる分子修飾という従来にない視点に立ち、脂質過酸化産物=アルデヒドによる分子修飾を起点にしたPrPCからPrPScへの構造変化という新たな仮説を設定し、その検証を目的とする。本年度は、まずPrPCに対するHNE修飾の有無の検証を行った。健常マウスとPrPSc接種スクレイピーマウスから脳乳剤を調製し、ならびにプロテアーゼ分解フラグメントのFT-MS、あるいはMALDI-TOFMS解析を行ったが、明らかなHNE付加を示唆する質量変化は認められず、また抗HNE抗体でのイムノブロットではいくつかのシグナルが認められたが、PrPに相当するポリペプチドとの一致は認められなかった。一方、N2a細胞、ならびにマウスPrPCを安定過剰発現するN2a-MoPrP細胞について上記と同様の手法によりPrPCへのHNE付加を調べたところ、PrPに一致したHNE付加ポリペプチドのシグナルが低レベルながら認められた。また、同細胞に脂質過酸化を誘発したところ、これを含む複数のシグナルの増強が認められた。これらについてFT-MS解析を行ったがPrPへの明瞭なHNE付加を同定するには至ってない。次年度には、試料量を増やす、あるいは直接HNEを作用させる等を行い、PrPCへのHNE付加の有無とPrPScの形成を検証する。本年度は、組換えPrPCを安定発現するN2a細胞におけるHNE修飾を検討した。健常マウスとPrPSc接種スクレイピーマウスから得た脳乳剤をN2a細胞に添加し1215回の継代後にPrPに一致したHNE付加ポリペプチドのシグナルが検出された。これはPrPSc摂取マウス脳乳剤を添加した細胞に特異的であったが、シグナルは低レベルであり、FT-MSによる修飾部位の解析はできなかった。そこで同細胞にHNEを直接作用させたところ、シグナル強度は著しく増加し、FT-MSによる解析から複数箇所のLys、His、Cys各残基へのNHE付加が推定された。Cu2+結合領域を含むN末端領域内の複数のHis、Lys残基における付加はキレート剤添加により増加傾向を示したが、特定のアミノ酸残基に限定した選択的な修飾は認められなかった。また、C末端側のヘリックス構造部分にも複数のLys、His、Cys各残基にも同様に非選択的なHNE付加が推定された。このHNE修飾を受けたPrPCはproteinase Kを作用させると消失し、PrPSc形成との関連性は実証できなかった。なお、この実験条件下で、HNE修飾を受ける複数のポリペプチドについても、その同定を行っている。
混合型選挙制度の比較研究

本研究は,混合型選挙制度(Mixed-member Systems, MMS)に着目し,政治制度の設計者が当初企図した帰結と,実際の政治現象との間に,何故乖離が生まれるのかを解き明かすものである.より具体的に本研究は,以下の問題の解明を試みる.(1)小選挙区制ではデュヴェルジェの法則により候補者数が2となると理論的に予測されるのに対し,MMSを導入した国(日本,韓国,ニュージーランド等)において2に収斂しているわけではなく,選挙区ごと・選挙年度ごとのばらつきも激しい.これは何故か.(2)小選挙区選出議員ほど地元志向で,比例代表選出議員ほど政党志向であると理論的に予測されるのに対し,必ずしもこのような役割分担があらゆるMMSでなされているわけではなく,例えばニュージーランドでは比例代表選出議員も選挙区選出議員とは遜色ないほどの割合で,地域利害の代弁者となっている.これは何故か.本研究では,比例代表選出議員のlocalization(地域志向性)に着目する.選挙区にlocalizationが高い候補が多く立つと,そうした候補に個人票が集まり戦略的投票が阻害され,デュヴェルジェの法則からの乖離が強くなるだろう.例えば,localizationを促進する要因の一つとして,重複立候補制が挙げられる.この制度では,小選挙区で敗れても比例代表で当選が可能である.本研究は,比例復活議員(「ゾンビ議員」)が,次の選挙での当選を目指し,あたかも当該小選挙区の現職議員であるかのようにふるまうと予測する.2018年度は,ニュージーランド,スコットランド,ウェールズの各選挙区に関するデータを収集し,ゾンビ議員が多く立候補した選挙区ほど,デュヴェルジェの法則からの乖離が強くなっているという知見を得た.これをヨーロッパ政治学会にて発表した.本研究の独自性は,選挙区レベルでデュヴェルジェの法則を阻害・促進する要因として,(1)重複立候補制等,見過ごされがちであったMMS特有の各種制度や,(2)当選後の議員の行動(特に議会における発言)に着目することである.そこで,本研究では,2018年度,MMSを採用している3つの議会(ニュージーランド,スコットランド,ウェールズ)に関する包括的なデータを収集した.つまり,これら3つの議会について,ニュージーランドについては1975-2017年,スコットランドとウェールズについては1999-2016年に行われてきた全選挙に関し,全ての選挙区で立候補した全候補の得票数と重複立候補の有無について収集・整理した.これを元に行った分析においては,ゾンビ議員が多く立候補した選挙区ほど,デュヴェルジェの法則からの乖離が強くなっているという知見を得た.これをヨーロッパ政治学会にて発表した.また,localizationを計測する際に独自の指標として議会における発言を使用する.1996年に小選挙区制からMMSへと選挙制度を改革したニュージーランドについては,1987-2016年の議会内における全発言をスクレイピングした.このデータを,sentiment analysis(感情分析)の手法を用いて分析を行ったところ,(1)二大政党制により議会内の対立が非常に激しかった1996年以前では議員の発言が敵対的であったが,MMSの導入により多党制となった1996年以降,議員の発言がより中立的となっていったこと,(2)特に,連立政権や法案を可決させるために小政党の協力が必要となったため,小政党への発言がより中立的になったこと,が発見された.この発見を,アメリカ政治学会とアジア政治方法論学会で発表した.2019年度は,引き続き,データの収集・整理に努めつつ,既に学会で発表した論文について修正を加えてジャーナルへと投稿する予定である.現在,Amy Catalinac教授(ニューヨーク大学)等,共著者・研究協力者と連携しつつ,各国議会に関して議会の会議録をスクレイピングし,データとして収集・整理しているところである.2018年度は,日本の47の都道府県議会について,収集できうる限りの議事録のスクレイピングが完了した.また,やはり都道府県議会について,1999-2017年の選挙のデータを完了した.2019年度は,これを分析可能な形に整形しなおし,分析を開始する予定である.MMSを使っている他の日本の議会,すなわち衆議院と参議院にも分析の範囲を拡張していきたい.また,2018年度は,既に収集したデータを元に,ヨーロッパ政治学会,アメリカ政治学会,アジア政治方法論学会にて発表を行った.2019年度は,これらの論文について,修正を加えてジャーナルへと投稿する予定である.投稿先のジャーナルとして,選挙関連のジャーナルであるElectoral Studies等や,議会関連のジャーナルであるLegislative Studies Quarterly等を予定している.本研究は,混合型選挙制度(Mixed-member Systems, MMS)に着目し,政治制度の設計者が当初企図した帰結と,実際の政治現象との間に,何故乖離が生まれるのかを解き明かすものである.より具体的に本研究は,以下の問題の解明を試みる.(1)小選挙区制ではデュヴェルジェの法則により候補者数が2となると理論的に予測されるのに対し,MMSを導入した国(日本,韓国,ニュージーランド等)において2に収斂しているわけではなく,選挙区ごと・選挙年度ごとのばらつきも激しい.これは何故か.(2)小選挙区選出議員ほど地元志向で,比例代表選出議員ほど政党志向であると理論的に予測されるのに対し,必ずしもこのような役割分担があらゆるMMSでなされているわけではなく,例えばニュージーランドでは比例代表選出議員も選挙区選出議員とは遜色ないほどの割合で,地域利害の代弁者となっている.