hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マイクロ波・ミリ波帯アダプティブデバイス応用に向けた強誘電体薄膜移相器の開発

誘電率推定プログラムを作成し、標準サンプルでの測定、Sパラメータからの誘電率推定を試みた。材料定数の評価に関しては、マイクロ波・ミリ波帯よりさらに高い周波数である光の周波数においても、分光エリプソメトリにより誘電率推定を試みた。今年度は強誘電体チタン酸ジルコン酸バリウム薄膜の作製及び、CPW構造を有するマイクロストリップパッチアンテナの設計、動作シミュレーションおよび試作を中心に行った。薄膜作製は化学溶液堆積法及びスパッタ法により行い、高品質な薄膜作製に必要な条件の最適化を行った。また、材料定数の評価については、誘電率の評価についてはミリ波帯および光の周波数領域で、実際の測定及びSパラメータから誘電率を算定するプログラムの作成、分光エリプソメトリによる誘電関数モデルを用いた屈折率推定を行った。高周波特性の評価を中心に行う。高周波特性の結果にあわせて、素子設計、薄膜の作製条件の再検討を互いにフィードバックしながら研究を行う。さらに、強誘電体薄膜移相器を用いたリニアアレイアンテナの動作解析を電磁界シミュレータにより行い、アダプティブデバイスの形にした際のビームチルト角などを求め実用化の検討を行う。次年度は、事業のまとめとして、研究結果についての学会発表や論文投稿を中心に行う。最も大きな理由は、導入を予定していた設備備品費である高周波測定プローブ用マイクロポジショナーが予定していた価格より安価であったことによる。また、一部機材が別予算で購入した機材で転用できる可能性があった為、助成金の効率的運用を図る為、転用による実装を試験している。海外旅費の繰越も1つの理由として挙げられる。研究成果を発表する場として計画していた国際会議が本年度は6月と早い時期の開催であった為、翌年度に開催される次回の会議を成果発表の場とする事にした。その為、渡航費用及び会議参加費用の未使用分が発生し、それを次年度へと繰り越すこととなった。導入を予定していた設備備品費である高周波測定装置が予定していた価格より安価であった為。また、一部機材が別予算で購入した機材で転用できる可能性があり、助成金の効率的運用を図る為、転用による実装を試験している。研究成果を発表する場として計画していた国際会議について業務の都合上参加を見送った為、翌年度に開催される別の国際会議を成果発表の場とする事にした。次年度はデバイス作製に必要な消耗品購入や、研究業績発表に必要な機器の備品購入及び、出張に必要な旅費、参加費、論文投稿費等で使用する予定である。
隔離飼育ラットの社会性障害に対するオキシトシンの治療効果

本研究ではこれまでに、雌性ラットの幼若期における社会的隔離が成熟後の社会的嗜好性を消失させることを行動学的に明らかにした。さらに脳の組織学的解析において社会的隔離による視床下部オキシトシン産生細胞の活動性の低下を認めたことから、同モデルの社会行動異常に脳内オキシトシン系が関わっている可能性が示唆された。そこで本年度はこれまでの知見に基づき、同モデルの社会行動異常がオキシトシンの補充によってリカバリーされるかどうかについて行動試験を用いて評価した。幼若期隔離飼育ラットの社会行動異常に対するオキシトシンの治療効果を検証するために、単独飼育群に対して合成オキシトシン(0.1 mg/kgまたは1 mg/kg)を腹腔内投与し30分後に社会不安行動を測定した。しかしながら、オキシトシンによる明らかな治療効果は認められなかった。また同様に社会的嗜好性試験を行ったが、有意な効果は認められなかった。これらの結果を受けて現在、実験条件の再検討を行っている。オキシトシンによる社会行動の制御は同ペプチドの中枢神経作用であると考えられている。そこでオキシトシンを脳室内に投与し、隔離ラットの社会行動異常への治療効果を評価する。また隔離飼育による慢性的なオキシトシンの欠乏は脳の発達に伴う構造的な変化を損なわせる可能性がある。すなわち脳内オキシトシン系が未熟なまま発達を終えた場合、外因性のオキシトシンによる急性的な効果は得られないかもしれない。したがって隔離飼育中にオキシトシンを継続的に補充しなければ治療効果を得られない可能性がある。今後はそれらの点を踏まえて実験条件を調整していく予定である。本研究では離乳後にケージメイトから引き離す社会的隔離が社会性の発達に及ぼす影響について、ラットを用いて解析がなされた。社会性は新奇物体よりも新奇動物を好む傾向(社会的嗜好性)を社会的嗜好性試験によって、また新奇動物に対する不安(社会不安)を社会的回避試験によって行動学的に評価された。離乳後の隔離はこれらの社会行動に性特異的な影響を及ぼした。オスの隔離飼育群では集団飼育群に比べて社会的嗜好性が高く、メスでは低下していた。また社会不安はオスでは両群間に有意な差は見られなかったが、メスでは隔離飼育群において亢進していた。これらはラットの社会性が離乳後は未発達で周囲の環境の影響を受けて成熟していくものであること、またその経過には性差があることを示唆している。しかしながら、その生理的メカニズムは不明である。そこで本研究ではさらに、ラットを見知らぬ他個体に曝露した後、視床下部オキシトシン産生細胞の活動レベルをFos蛋白質の発現を指標として免疫組織化学法により解析した。オスの視床下部オキシトシン産生細胞におけるFos発現数および割合は集団飼育群と隔離飼育群の間に有意な差は見られなかった。一方、メスの隔離飼育群におけるオキシトシン産生細胞のFos発現数は集団飼育群のものと比べて有意に少なく、またその割合も低かった。これらは社会行動の発達において下垂体後葉ホルモンのひとつであるオキシトシンが関わっている可能性を示唆するものであり、今後の研究にとって極めて有用な足掛かりとなった。本研究はこれまでに幼若ラットの社会的隔離が社会的嗜好性の変化や社会不安の亢進といった社会行動の異常を引き起こすことを明らかにした。さらに組織学的解析から、隔離ラットの行動学的性質に視床下部オキシトシン細胞の活動性の低下が関わっている可能性を示した。実験は研究の目的に沿って行われ一定の成果が挙げられていることから、本研究は順調に進んでいると言える。本研究では今後、これまでに得られた知見に基づいて、幼若ラットの社会的隔離による社会行動の異常がオキシトシンの補充によってリカバリーされるかどうかについて同様の行動試験を用いて評価する。これによって社会性障害に対するオキシトシンの治療効果を検証し、病態解明や治療法開発に貢献する。

今後はそれらの点を踏まえて実験条件を調整していく予定である。国際誌へ投稿した論文の審査が想定よりも遅れているため、今年度に掲載費として計上していた予算を次年度に持ち越すこととした。
雅楽古楽器の総合的調査研究

1.実地調査初年度に調査できなかった石上神宮(天理市)蔵の鼓胴5点と鞨鼓、厳島神社(広島県宮島町)蔵の鶏婁鼓と振鼓、朝護孫子寺(奈良県平群町)蔵の二ノ鼓と三ノ鼓と鶏婁鼓、丹生都比売神社蔵和歌山県立博物館(和歌山市)寄託の鼓胴3点、東京国立博物館蔵の壱鼓と二ノ鼓、神谷神社(坂出市)蔵の鼓胴、福岡市美術館蔵の鼓胴、紀州徳川家旧蔵国立歴史民俗博物館現蔵の壱鼓と鞨鼓、国立音楽大学楽器学資料館蔵の三ノ鼓、鞨鼓の調査を行った。調査内容は初年度と同じで、熟覧、計測、写真撮影、X線写真撮影などである。2.研究初年度の調査と併せて、合計21機関が所蔵する57点の雅楽打楽器を調査することができた。その結果と文献資料にもとづき、音楽学の側面からは、楽器ごとに歴史、名称、用法などを考察した。そして、とくに壱鼓、二ノ鼓、三ノ鼓をめぐっては、その名称と規格の関係についての定説に問題があることが分かった。美術史学の側面からは、品質、形状・製作技法、保存状態、などを明らかにし、製作時期を推定した。3.研究成果報告書の編集と刊行報告書刊行のために、計測結果を法量表としてまとめ、楽器1点ごとのセクション図または見取り図を作成した。さらに美術的所見と、楽器の種類ごとの音楽的考察をまとめた。その結果は、B5判164ページの報告書となった。1.雅楽古楽器の所在目録を作成するため、つぎのことを行った。ア)重要文化財目録、楽器展の図録等から、雅楽古楽器を摘出してカード化した。イ)全国約80の神社・寺院に対し、楽器所蔵についてのアンケート調査を行い、約30の回答を得た。2.打楽器について精密調査することにし、下記の楽器を実地に調査した。調査では、熟覧、計測、写真撮影、X線撮影などを行った。ア)(唐招提寺蔵)鼓胴、鞨鼓胴、鶏婁鼓胴。イ)(東京国立博物館蔵)鶏婁鼓胴、振鼓、一鼓、三鼓胴。ウ)(宮内庁楽部蔵)鶏婁鼓、振鼓、一鼓、二鼓、三鼓。エ)(手向山神社蔵)三鼓、鉦鼓。オ)(薬師寺蔵)細腰鼓胴。カ)(春日大社蔵)一鼓、二鼓、三鼓、鼓胴、競馬の太鼓、楽太鼓、筝。キ)(竜田神社蔵)鶏婁鼓胴。ク)(朝護孫子寺蔵)鶏婁鼓胴、振鼓、二鼓胴、三鼓胴、鞨鼓。ケ)(誉田八幡宮蔵)鞨鼓胴、鞨鼓台。コ)(東大寺蔵)鼓胴a、鼓胴b、鶏婁鼓、振鼓a、振鼓b、細腰鼓胴。サ)(教王護国寺蔵)鼓胴a、鼓胴b、鶏婁鼓、振鼓、鞨鼓。第2年次に調査データを追加し、古楽鼓の規格の変遷をあとづける予定である。1.平成5年度に引き続き、とくに打楽器についての精密調査、すなわち熟覧、計測、写真撮影、X線撮影などを行った。調査した楽器は下記のとおりである。ア)(厳島神社蔵)鶏婁鼓、振鼓イ)(石上神宮蔵)鼓胴5点、鞨鼓ウ)(教王護国寺蔵)三ノ鼓、一鼓、鶏婁鼓、振鼓エ)(福岡市美術館蔵)鼓胴オ)(国立音楽大学蔵)鞨鼓カ)(国立歴史民俗博物館蔵)鞨鼓、一鼓キ

)(神谷神社蔵)鼓胴ク)(丹生都比売神社蔵)鼓胴3点、鶏婁鼓、一鼓2.平成5年度の調査結果と総合して、各楽器ごとの法量表、セクション図等を作成し、それぞれの構造上・製作上の特徴、形状の時代的変遷、材質などを考察した。X線写真によって、革つきの鶏婁鼓なども、胴内部の刳り方まで考察することができた。また、とくに鼓胴については、調査した点数が多く、従来、明確さを欠いていた規格と各称(一鼓、二ノ鼓、三ノ鼓)との関係について、新しい見解を得ることができた。福岡市美術館蔵の鼓胴は、音楽学の分野には紹介されたことのない、特異な形状のものであることが判明した。3.上記のデータや考察の結果をまとめて報告書を編集発行した。
GaAsガン効果電子源を用いたマイクロ波・ミリ波帯デバイス

電子源から直接、変調電子ビーム(電子のパルス列)の発生が可能な微小電子源の開発を目指し、GaAsのガン効果を利用したGaAsガン効果微小電子源の研究を行った。このような、電子源が実現できれば、マイクロ波、ミリ波帯領域で高効率な電磁波を発生できる新規なデバイスを開発できる。以下に得られた研究成果を記述する。1.GaAsガン効果ダイオードを製作し、その素子構造と発振特性の関係の詳細な解析を行った。その結果、エミッタ構造でGaAsのガン効果を起こすためには、アスペクト比が10以上のGaAsエミッタを製作する必要があることがわかった。この結果から、GaAsガン効果ダイオード用の基板を製作し、この基板を電子サイクロトロン共鳴(ECR)ドライエッチングとウエットエッチングを組み合わせて加工し、アスペクト比が10以上の1ティップのGaAsエミッタを製作することに成功した。2.1ティップのGaAsエミッタの電子放射特性を測定し、電流の飽和特性を観察した。この飽和特性は、GaAsのガン効果によるものと考えられ、このGaAsエミッタがガン効果を起こしている(変調電子ビームが出ている)間接証拠を得た。3.1ティップのGaAsエミッタから変調電子ビームが出ていることを直接検証するため、変調電子ビームの周波数計測システムを設計し、測定装置を完成させた。4.GaAsエミッタから得られた変調電子ビームと回折格子のカップリングにより、ミリ波・サブミリ波を発生させる真空チャンバーを完成させた。マイクロ波、ミリ波帯領域の変調電子ビームが発生できる微小電子源の開発を目指し、GaAsのガン効果を用いた微小電子源の開発を行った。1.横型ウエッジGaAs微小電子源で、ガン効果に特徴付けられる電子放射を観測した。2.縦型ウエッジGaAs微小電子源を製作し、放射電流特性に飽和現象を見出した。この飽和現象がガン効果によるものであることを、確認するための実験を開始した。3.縦型で先端が尖ったGaAs微小電子源をECRドライエッチングとウエットエッチングで製作した。この試料の放射電流特性にも飽和現象を見出したため、変調電子ビームの放射に起因する電磁波の発生の検出を試みている。4.縦型でより先端が尖ったGaAs微小電子源の製作をICPドライエッチングとウエットエッチングで試みている。5.エミッタから直接得られる変調電子ビームの周波数計測システムの設計を終了し、実験装置の製作に取りかかった。6.GaAs微小電子源アレイをトランジスタ制御することによる変調電子ビーム発生実験を開始した。7.GaAs微小電子源アレイと市販のガンダイオードを直列に接続した、GaAsのガン効果電子源の検討を開始した。微小電子源から直接変調電子ビーム(電子のパルス列)が発生できる微小電子源の開発を目指し、GaAsのガン効果を利用した微小電子源の開発を行った。またこれは、真空・半導体デバイスの融合である。2.1ティップのGaAsエミッタの電子放射特性を測定し、電流の飽和を観察した。

3.1ティップのGaAsエミッタから変調電子ビームが出ていることを直接検証するため、変調電子ビームの周波数計測システムを設計し、測定装置を完成させた。現在、変調電子ビームの直接検証実験を行なっている。4.1ティップのGaAsエミッタでは放射電流量が小さいため、より実用に近い電子源を開発することを目指し、アレイ構造を持つGaAsガン効果エミッタの製作を進めている。
日光火山群噴出物のK-Ar年代およびNd同位体比の測定

日光火山群のうち女峰赤薙山から日光白根山まで、ほぼ東西に山体が配列する地域を東部地域、栃木県-群馬県境にほぼ南北に山体が配列する地域を西部地域と呼ぶ。今回西部地域の活動年代が不明であった諸火山、根名草山、四郎岳、錫ヶ岳、笠ヶ岳、三ヶ峰、沼上山、皇海山、庚申山、袈裟丸山の試料について、K-Ar年代測定をおこなった。これらのうち大気Ar混入率が100%を越えた根名草山、袈裟丸山の試料を除く12試料について年代値が決定された。測定結果は以下の通りである:四郎岳:2.219±0.057Ma;錫ヶ岳:2.102±0.124Ma;2.696±0.169Ma;笠ヶ岳:2.372±0.240Ma,1.320±0.476Ma;三ヶ峰:2.291±0.140Ma,2.163±0.097Ma;沼上山:0.558±0.888Ma,1.140±0.143Ma;皇海山:0.916±0.042Ma;庚申山:0.905±0.108Ma,1.065±0.148Ma;これらのデータと、日光火山群東部地域の既存の年代から、日光火山群の活動史は以下のようにまとめられる:32Ma:西部地域北部におけるの安山岳デイサイトの活動1Ma前後:西部地域南部における玄武岩安山岳の活動0.5Ma0.3?Ma:東部地域東部女峰赤薙山の活動(玄武岩デイサイト)0.3Ma前後?:東部地域中央部の旧期溶岩円頂丘群(デイサイト)の活動0.20.1Ma:東部地域中央部の男体山(玄武岩デイサイト)0.1Ma以降:東部地域西部の三ツ岳、日光白根山の活動(デイサイト)以上のように時間と共に活動の位置、マグマの性質が変化したことが明らかになった。なお、東部地域のK-Ar年代測定、およびNd同位体比の測定については、試料の調製まで終了しており、近日中に測定をおこなう予定である。
中世スペイン語諸方言・写本の系統学研究

本年度の研究実績は以下の四点である:1.中近世スペイン語古文書コーパスCODEA(Corpus de Documentos Espan/oles Anteriores a 1700)に含まれる文書の作成年代と作成場所を推定するアルゴリズムを完成させた。文献学的手法と工学的手法を融合させ,比較的小さい誤差で文書の作成年代・作成場所を推定することが可能となった。2.中世スペイン語訳聖書コーパスBiblia Medievalのテキストデータ整理と語彙的変異の研究を行った。語彙的変異として注目したのは,スペイン語では通常単数形でのみ用いられるが,原典のヘブライ語では常に複数形で用いられる単語(たとえば,damim「血」やpenim「表面」などの,いわゆるplurare tantum)である。これらの単語が,中世スペイン語訳聖書で単数(sangre, faz)と複数(sangres, fazes)のどちらで現われるかを調査した。予備的調査では,聖書の翻訳時期や用いられた原典(ヘブライ語聖書・ラテン語聖書)により,単数形・複数形の出現頻度に大きな差異があることを確認している。3.シミュレーション技法による言語変化の研究に関連する先行研究の調査,数理的基礎の習得を行った。また,先行研究では無視されている言語の内部構造(特に音韻的側面)のモデル化に取り組んだ。4.言語データ分析を行うために必要となる計算言語学と自然言語処理の理論・技術を学んだ。研究成果は,国内・国際学会で口頭発表を行った。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本研究の目的は、作成年代や作成場所が不明な中近世スペイン語文書の作成年代と作成場所を言語的特徴に基づき統計的に推定する方法を開発することである。データセットには、中近世スペイン語古文書コーパスCODEA(Corpus de Documentos Espanoles Anteriores a 1700)を使用している。本研究では、文書の作成年代の推定を年代推定、文書の作成場所の推定を場所推定と呼ぶ。今年度の研究内容は、以下の四点である。一つ目は、コーパスの新バージョンのデータ整理を行ったことである。二つ目は、年代推定に加え、場所推定に取り組んだことである。文書の作成年代と作成場所を推定するために、これら二つの属性を同時に推定する方法を提案した。三つ目は、時間軸におけるカーネル平滑化と空間軸におけるカーネル平滑化を組み合わせることで、データセットに点在する欠損値補間と頑健な推定を可能にしたことである。四つ目は、n-gram言語モデルとJS情報量に基づいた年代推定・場所推定のアルゴリズムを実装し、様々なパラメータのもとで実験を行ったことである。今年度の成果は、上述の同時推定により、文書の作成年代と作成場所を個別に推定する場合に比べ、推定誤差を2割以上減少させることができたことである。時間軸と空間軸を同時に考慮することで、言語の時空間変異をより良く捉えることができることを実証した。研究成果は、国内・国外の学会で発表した。・中世スペイン語訳聖書の系統関係の研究とシミュレーション技法による言語変化の研究に着手できていないため。・中世スペイン語訳聖書に関する関連研究の調査とデータ分析。・言語変化に関する関連研究の調査とモデル化。
漁業資源に関する多国間交渉を事例とする新しい協力・非協力混成型ゲームモデルの開発

漁業資源に関する各種の国際交渉を具体的な事例として捉えて,国際交渉の特徴である「協力的行動と非協力的行動とが混在する状況」や「選好の性質の異なるプレイヤー(国)が存在する状況」が表現可能であるようなゲームモデルの開発と分析を行った。ゲーム理論の分析技術面でいくつかの解概念(特に安定集合に関連するもの)の性質を明らかにするとともに,具体的な漁業資源をめぐる国際交渉の分析では交渉の帰結の有する効率性や安定性等の性質を明らかにした。近年,国際経済・社会上の重要課題として,資源・環境問題に対する関心が高くなっているが,その焦点は,特に環境汚染問題とその対応に当てられている。しかし,アジェンダ21に目標として記されているように,漁業・水産資源等の天然資源保護もまた資源・環境の持続的利用のための重要な課題である。漁業・水産資源は海という多くの国と接する領域に存在することから,特定国による全体的管理が不可能あるいは困難であり,しかも個別国による資源利用の様相が他国の利害に影響を及ぼす「外部性」という特徴を持つ点で大気汚染等の問題と共通した性質を有している。実際,各国個別の管理では資源の世界的有効利用のためには不十分であるとの認識から,資源を保護し,長期的に利用することを目的として,国連海洋法条約改正や各種の国連決議等がなされ,海洋資源に関する制度的枠組や国際ル-ルが形成されてきた。わが国は消費・生産両面において世界でも有数の漁業国であり,漁業資源利用に関する国際的制度・ル-ル形成により大きな影響を受ける。この点を鑑みるとき,現存する制度・ル-ルのワ-キングを解明することのみならず,効率性・公平性の観点から望ましい制度・ル-ルとは何か,そうした制度・ル-ルは設計・実施可能か否か,制度・ル-ルに対する各国の参加誘因は存在するか,そして参加誘因構造は安定的か,などを解明していくことは極めて重要な作業である。本研究の目的は,漁業・海洋資源利用についての制度・ル-ル策定に関する複数国による交渉状況を適切に表現できるモデルを構築し,そのモデルを用いて望ましい制度・ル-ルの諸性質(設計・実施可能性,参加誘因と安定性等)を解明することである。1.協力・非協力混成型ゲームモデル構築の一環として,貿易自由化をめぐる政府・企業間の交渉問題に関するゲームモデルを構築して分析を行った。政府と企業による共同行動は許容されないが両者間のコミュニケーションは可能であるとの想定の下で,外部安定性・定常性・最小性・非空性を満たす解が一意に存在し,しかもそれは(交渉のどの時点から先を見ても)社会的最適状態を達成することを示した。この解は,従来型の解概念である部分ゲーム完全均衡を精緻化するものでもある(研究成果〔雑誌論文〕中西2007参照)。2.1資源保有国・2漁業国の間で行われる資源国の排他的経済水域への入漁権獲交渉に関するモデル分析を行った(これは,資源国であるパプアニューギニアと漁業国である日本,米国,フィリピン,台湾との交渉を具体事例とする)。モデルは2段階ゲームであり,第1段階では入漁権獲得交渉が行われ,第2段階で漁業国による漁獲競争が行われる。決定された入漁料水準によって,2漁業国が共に入漁権を獲得する均衡とどちらか一方の漁業国のみが入漁権を獲得する均衡という複数均衡の生じる可能性が示された(研究成果〔雑誌論文〕柴田2007参照)。3.実際の漁業関連の国際交渉に関して文献による事例調査を行った。大洋州諸国と日本との漁業交渉,大洋州諸国と米国との漁業交渉がそれぞれ全く異なる形式で実行されていることが判明した。すなわち,前者においては日本と大洋州の各国が個別に双務的交渉を行うのに対して,後者においては大洋州諸国が全体を統括するフォーラムを形成し,そのフォーラムが大洋州諸国を代表して米国との交渉を一括して執り行うというものである。

さらに,これらの異なる交渉プロトコルが交渉に臨む各国の経済厚生にどのような影響を及ぼすのかについて,交渉ゲームモデルを構築して理論的な観点から比較検討を行った(検討継続中:論文は未公刊)。1.協力・非協力混成型ゲームモデルの展開に関わる研究の-環として,ソーシャル・シチュエーション理論の枠組みにおいて「個別条件付き威嚇状況(Individual Contingent Threats Situation)」と呼ばれる多数プレイヤーの交渉ゲームモデルについての分析行った。個別条件付き威嚇状況は,プレイヤー間のコミュニケーションは可能であるものの拘束的契約の締結は不可能であるような状況を数理的に表現したものである。多数のプレイヤーのうち,ある一人のプレイヤーの反応関数が他のプレイヤーの戦略変数に関して単調であるとき,その反応関数のグラフがフォン・ノイマン=モルゲンシュテルン安定集合となることを論証した。(研究成果[雑誌論文]中西2007参照。)2.漁業交渉・条約のネットワーク的側面に関する研究の一環として,コミュニケーションネットワークの有する,いわゆる「ネットワーク外部性」が貿易に関する比較優位構造に及ぼす影響について2国・3部門モデルを用いて分析した。(研究成果[雑誌論文]菊地2007参照。)3.1遠洋漁業国・2資源保有沿岸国からなる漁業交渉モデルを構築して,個別並行交渉,2段階交渉,および一括交渉という3つの異なる交渉シナリオのそれぞれが,各沿岸国の排他的経済水域内での漁獲高,遠洋漁業国から沿岸国へ支払われる入漁料率,各国の経済厚生等に対していかなる影響を及ぼすのかについて検討を行った。資源保有沿岸国の漁業資源賦存状況の差異に応じて,各交渉シナリオの持つ厚生的な意義(各国がどのような交渉シナリオを選好するのか)が大きく異なってくることが明らかになりつつある。(検討継続中:論文未公刊。)1.協力・非協力混成形ゲームモデルの展開に関わる研究の一環として,プレイヤー間のコミュニケーションが可能で、すべてのプレイヤーが十分に先見的(farsighted)であるような環境における「社会的ジレンマ」に関する分析を行った。非協力先見安定集合(NFSS)を解概念として採用し,その存在と一意性を証明した。さらに,非協力先見安定集合と,Harsanyiの狭義安定集合(Strictly Stable Set), Chweの最大整合集合(Largest Consistent Set),およびSuzuki and Mutoによる協力先見安定集合(CFSS)など他の解概念との関係についても解明した。(研究発表〔雑誌論文〕中西2009参照。)2.昨年度に引き一続き,1遠洋漁業国・2資源保有沿岸国からなる漁業交渉モデルを構築して,個別並行交渉,2段階交渉,および一括交渉という3つの異なる交渉シナリオのそれぞれが、各沿岸国の排他の経済水域内での漁獲高,遠洋漁業国から沿岸国へ支払われる入漁料率,各国の経済厚生等に対していかなる影響を及ぼすのかについて検討を行った。資源保有沿岸国の漁業資源賦存状況の差異に応じて、各交渉シナリオの持つ厚生的な意義(各国がどのような交渉シナリオを選好するのか)が大きく異なってくることを解明した。これらの結果については、国際学会において研究報告を行った。(研究発表
市場型間接金融とリスクの市場化：銀行・保険・企業金融の統合アプローチ

グローバル化と少子高齢化が進むわが国においては、資本の効率的な運用・管理は不可避である。市場型間接金融は、リスクの分解化・標準化を図ると共に、幅広い経済主体間でのリスクの最適配分を実現するための重要な手段である。本研究では、市場型間接金融を形成する具体的な金融手段(シンジケート・ローン、不動産リート、天候デリバティブ)やイベント(企業の破綻・再生、自社株買い、カタストロフィ)を分析対象に、リスクの市場化がどのように行われるのか、効率的な値付けが行われているか、市場と仲介機関の境界はどこか、金融システム全体やその作動特性に及ぼす影響は、といった事柄について、理論・実証的に分析を行った。本研究のテーマは、市場型の間接金融の手段(天候デリバティブ(証券化)、シンジケート・ローン、不動産リート)や各種のイベント(企業破たん、自社株買い、カタストロフィ)を分析対象として、市場と仲介機関の境界はどこか、金融システム全体に及ぼす含意について理論的・実証的観点から考察することにある。平成22年度は、上記の分析を行うために必要な各種のデータの購入・整備をおこなうともに、研究代表者および分担者が、研究実施計画に沿って、下記のような研究を行った。1)市場型間接金融を阻害する要因として問題となる金融機関の横並び行動に注目し、銀行業における横並び行動について実証研究を行った。結果は、日本では横並び行動が存在し、それによって銀行市場全体のリスク分散が十分に行われない可能性がある。2)債務超過企業におけるリスク・インセンティブを回避する手段として、銀行と企業の間で合意される債務免除の有効性(条件)について理論的に明らかにするとともに、関連する実証分析を行った。この分析は、債務超過・免除といったイベントに注目して貸出リスクの負担調整を分析したものである。3)伝統的な保険理論に行動経済学のアプローチを援用し、保険とオプションの対応関係について考察し、保険金融機関とリスクの評価・吸収システムとしての派生市場の役割について考察を行った。本研究もリスクの市場化および金融機関と市場との境界について一定の知見を与えるものである。4)市場型間接金融の重要な手段であるシンジケート・ローンについて、その組成構造と借り手企業の関係について検証した。わが国では、ジンジケート・ローンの組成は既存のメインバンクが行うことが多く、参加行との間で情報の非対称性の問題が存在しうること、それを緩和するために組成構造(貸出額割合等)に影響していることを見出した。この研究は伝統的な貸出と市場型間接金融(シンジケートローン)のリスク負担のあり方を比較をするうえで有益であると思われる。平成23年度は、研究実施計画書にあるように、本研究テーマに関するデータの収集や先行研究の展望を行うと共に、具体的に、個別研究テーマについて、下記のような研究を行った。藤原賢哉:証券化と金融危機との関係性(因果性、破綻処理への影響)に焦点を当て、シンジケートローンとCDSについて、基礎的データの収集と実証研究を行った。具体的には、日本でもシンジケートローンと景気循環には因果関係が若干見られること、また、CDSの存在が企業の破綻処理および事前の投資行動にバイアス的な影響を及ぼす可能性があることについて考察した。砂川伸幸:企業のIR活動と株式市場の評価について,日本IR協議会の項目別データ(IR優良賞の決定要因)を用いた実証研究を行った。その結果,企業業績に関するネガティブな情報を迅速かつ正確に開示する企業の株式が高く評価されていることを発見した。ネガティブな情報開示は,リスク情報の開示とリスクマネジメントの代理指標と考えることができる。内田浩史:融資における担保の役割について理論研究を展望した。また、金融政策の効果が財政当局との関係において、とりわけ地方政府の債務への影響について理論的に考察した。高尾厚・山崎尚:東北大震災による損保株への影響についてイベント・スタディのアプローチから検証し、潤沢な資本バッファーを抱える損保ほど相対的にリターンの戻りが高いこと。生保との違いが大きいことなどを見出した。畠田敬:自社株買いに伴う利益マネジメントおよび収益性の推移について分析し、結論として、自社株買いをする前には高い(低い)利益を実現している企業では負(正)の利益マネジメントを行うことを見た。自社株買いについては、将来の収益シグナルというよりは、企業の成熟性・ライフサイクルのシグナルと見たほうが良い。平成25年度は、最終年度でもあり、これまでの各自の研究テーマに関してさらに掘り下げた分析を行うとともに、内外の学会・雑誌等に研究成果を発表した。また、将来、同様の研究課題に取り組むうえでの課題等についても考察を行った。藤原賢哉:シンジケート・ローンローンの締結アナウンスメントと株価の反応に関してイベントスタディの手法を用いて実証分析を行った。

また、将来の分析課題に関連して、借り手が破たんした際の債権回収の在り方(ABL等も含む)についてインタビュー調査や論点整理を行った。砂川伸幸:新興国でのビジネスには成長機会があると同時にカントリーリスクやビジネスリスクなどハイリスクが存在する。本年度の研究では、成長機会が企業価値を高めるためには、ハイリスクに見合う高い資本利益率を上げることが必要であることを理論的に明らかにした。その上で,資本市場のデータを分析し、カントリーリスクの指標であるソブリンスプレッドと、新興国のビジネスリスクの指標である相対的ボラティリティの数値を算出した。内田浩史:企業と銀行の間の融資の重要性を明らかにするために、東日本大震災時の企業銀行間関係に関して企業倒産に与える影響を分析した。畠田敬:企業の社会的価値(環境面を考慮した研究開発投資)および自社株買いについて研究を行った。山崎尚:カタストロフィと保険会社の企業価値の関係、およびわが国株式市場における季節効果(アノマリー)に関する研究を行った(3本の論文が査読雑誌に掲載された)。また、台風が損害会社の株価に及ぼす影響についても分析を始めている。平成24年度は、引き続き、各自の研究テーマの掘り下げを行うともに、各自の研究テーマの成果を内外の学会・雑誌で発表し、相互関連の研究領域についての共同研究についても一部着手している。藤原賢哉:証券化と金融危機との関係性(因果性、破綻処理への影響)に焦点を当て、証券化商品やシンジケート・ローン等の金融手段が、信用面でマクロ経済の循環を増幅させているのではないかという観点から実証分析を行った。砂川伸幸:企業の不動産保有が当該株式のリスクとリターンに及ぼす影響について実証研究を行った。また、証券アナリストの独立性に関する規制が市場のリスク・リターン関係の形成にプラスに影響しているか検証した。内田浩史:融資関係における企業と銀行間の交渉力を銀行の訪問費用の分担という観点から分析した。高尾厚:近年の生命保険会社の相互会社から株式会社への移行について、将来逆方向への動きが起こる可能性について考察した。山崎尚:昨年度に引き続き、震災等のカタストロフィが損害保険会社の企業価値に及ぼす影響について検証した。畠田敬:企業の多角化と研究開発投資のスムージングに有効かどうかについて分析を行った。来年度掲載予定の論文や現在投稿中の論文等があり、各研究者ごとで理論・実証研究の蓄積が進みつつある。25年度が最終年度であるため、記入しない。各自の研究テーマに関する論文発表(査読付き雑誌含む)および学会発表等が比較的順調に行われている。また、現時点で、査読付き雑誌に投稿中の論文もいくつか存在する。来年度および再来年度で、本研究課題の研究期間が終了予定のため、今後は、各自の研究成果を有機的に結びつける(分析結果や結論・解釈、補完性・代替性等について吟味を行う)作業、あるいは、全体のテーマとの整合性を向上させる作業を行う。研究者間での連絡・コミュニケーションを密接とするとともに、予算配分等の弾力化についても検討する,補助作業に従事するものの雇用等も行う。
長波長赤外線カメラによるナイトステレオビジョンの構築

環境認識センサとしてのカメラの特徴を考えると.夜間(暗所)への対応が難しいという欠点を有する.その一方で,カメラをベースとした自動車の安全装備が急速に普及し始めており,この欠点は早急に克服すべきといえる.そこで,本研究では夜間撮影可能な長波長赤外線カメラの導入と,3次元的に高度な認識処理を行うためのステレオビジョン構築を行い,昼夜問わず利用可能な環境認識の実現を目指す.ただし,長波長赤外線カメラは物体の放射温度を画像化するためにテクスチャが乏しい画像しか得られず,視差計算などの処理が非常に難しい.本研究では,このような画像においても安定した各種処理を可能とする要素技術を新たに提案し,ナイトステレオビジョンの構築と評価を行うことを目的とする.初年度では,長波長赤外線カメラで使用可能なキャリブレーションターゲットの作成,ステレオビジョンとして使用するためのシステムセットアップ,テクスチャに乏しい画像で使用する視差計算手法の検討を行う予定であった.このうち,キャリブレーションターゲットの作成については,発熱素子を利用することで長波長赤外線カメラでの撮影可能なものを作成した.また,長波長赤外線カメラの納入が予定よりも大きく遅れたものの,同期撮影が可能なステレオビジョンシステムの構築を完了した.しかし,この段階で一身上の都合により事業継続が困難となったため,やむなく事業廃止の申請を行い承認を受けた.環境認識センサとしてのカメラの特徴を考えると.夜間(暗所)への対応が難しいという欠点を有する.その一方で,カメラをベースとした自動車の安全装備が急速に普及し始めており,この欠点は早急に克服すべきといえる.そこで,本研究では夜間撮影可能な長波長赤外線カメラの導入と,3次元的に高度な認識処理を行うためのステレオビジョン構築を行い,昼夜問わず利用可能な環境認識の実現を目指す.ただし,長波長赤外線カメラは物体の放射温度を画像化するためにテクスチャが乏しい画像しか得られず,視差計算などの処理が非常に難しい.本研究では,このような画像においても安定した各種処理を可能とする要素技術を新たに提案し,ナイトステレオビジョンの構築と評価を行うことを目的とする.初年度では,長波長赤外線カメラで使用可能なキャリブレーションターゲットの作成,ステレオビジョンとして使用するためのシステムセットアップ,テクスチャに乏しい画像で使用する視差計算手法の検討を行う予定であった.このうち,キャリブレーションターゲットの作成については,発熱素子を利用することで長波長赤外線カメラでの撮影可能なものを作成した.また,長波長赤外線カメラの納入が予定よりも大きく遅れたものの,同期撮影が可能なステレオビジョンシステムの構築を完了した.しかし,この段階で一身上の都合により事業継続が困難となったため,やむなく事業廃止の申請を行い承認を受けた.
固有脳リズム反応の検出と感性やストレスに関わる内的状態の抽出

ヒトの内的な状態の変化を脳のリズム的活動の計測により調べる研究を行った.好き嫌いの情動価が確立した画像を被験者に見せ,その間,光(明暗)や音刺激を各々の感覚皮質のもつ活動リズムに合わせた繰り返し周期で与え,誘起される定常反応を脳磁図計測により観察した.その結果,いずれの感覚刺激とも負の情動画像が正のものより有意に定常反応を増加させることを確認した.以上から,情動や認知的負荷が脳のリズム的活動に影響を与えること,リズム的反応の計測が内的状態の客観的な推定に役立つ可能性が示唆された.ヒトの内的な状態の変化を脳のリズム的活動の計測により調べる研究を行った.好き嫌いの情動価が確立した画像を被験者に見せ,その間,光(明暗)や音刺激を各々の感覚皮質のもつ活動リズムに合わせた繰り返し周期で与え,誘起される定常反応を脳磁図計測により観察した.その結果,いずれの感覚刺激とも負の情動画像が正のものより有意に定常反応を増加させることを確認した.以上から,情動や認知的負荷が脳のリズム的活動に影響を与えること,リズム的反応の計測が内的状態の客観的な推定に役立つ可能性が示唆された.好き嫌いなどの感性やストレスによる緊張などの内的状態を,脳神経の感覚/運動系の固有脳リズムに同調する刺激により生じる定常反応の変調・変化から評価することを目的としている.まず,聴覚皮質と皮質下の構造において40Hzリズム活動が変化を受ける可能性をfMRIで調べた.一定周波数のAM音を刺激として定常応答を誘発させるとき,左右耳で変調周波数を変えて錯聴(競合)状態での賦活を調べた結果,錯聴生成時には左の聴覚野の他に運動野・運動前野,左右頭頂小葉の関与が認められた.しかし,視床や脳幹の賦活は観測されなかった.以上から,内的な認知状態(錯聴)と感覚皮質や運動系領野の活動の関係を確認することができた.視覚対象による生じる心理状態(好悪感情やnegative/positiveな印象)の推定を目的として,種々の情動画像(IAPS)を刺激とし,周辺視野に与えたフリッカ刺激(15Hz)による視覚誘発定常反応を計測した.その結果,negativeとpositiveな画像間で定常反応の振幅が有意に異なることが分かり,視覚リズム活動に被験者の情動ないしストレス的心理状態が反映されると推察された.また,コミュニケーション時のストレスを評価する実験方法を開発するために,MRI環境において,被験者と実験者が疑似的な対面を行いながら会話を行うシステムを構築した.パイロット実験を遂行した結果,対面質問条件では被験者の発汗量が上がると同時に,脳の賦活も上がる傾向が見られた.さらに,MEGを用いた対面会話のために実験環境の整備を行った.磁気シールドルームのドアを開放したまま計測が可能であるため,実験者との対面状態を保ったまま,口の動きによるアーチファクトを抑えながら被験者が「ええ」,「いいえ」を答える予備的な実験を開始した.好き嫌いなどの情動や各種の認知的緊張(ストレス)と脳のリズム的活動の関係を調べるため,昨年度の視覚反応に続き聴覚と体性感覚のリズム的刺激による定常応答の変化を調べた.快/不快の情動を誘因する刺激として,異なる情動価をもつ画像(覚醒価を統制)を呈示してMEG反応を計測し,その後に画像を再認させて被験者ごとの判断による快/不快の弁別結果と対照した.聴覚定常応答は,聴覚刺激を2 sの画像呈示時間に同期させたチャープ音(繰り返し周波数20 Hz,片耳刺激)として計測した結果,側頭聴覚野の活動が不快画像において快画像より有意に大きい(p<0.05, n=10)ことを見出した.体性感覚刺激では,ピエゾ素子による10 Hz振動を指先に与える2 sの触覚刺激とし,刺激と反対側の1次感覚野SIの反応と同側の2次感覚野SIIの反応の両者を評価した結果,SIIの反応において10名中8名の被験者で不快画像が快画像より振幅が大きいことが認められた.昨年度の視覚反応を加えた一連の実験結果は,情動を与える感覚様式を超えて,視覚,聴覚,体性感覚の固有脳リズムに関連する定常応答が不快>快となる神経活動を示すこと,被験者の心理状態(ストレス)に依存することを示唆している.さらに,神経活動の変化は不快画像に対する注意効果(聴覚・体性感覚反応では減衰することが期待される)ではなく,情動ストレスにより,持続反応に生じる順応効果が抑制されることが考えられる.また,情動とは異なる認知ストレスの効果を調べるため,作業記憶の負荷が大きいN-back課題を遂行中にfMRIにより脳の賦活状態を計測した.その結果,課題負荷の増大によりSIの反応が抑制される現象が観察された.このことから,情動ストレスと認知ストレスでは感覚系の活動に与える作用が異なることが示唆された.情動価をコントロールした視覚刺激として,IAP画像(国際情動画像システム)の覚醒度の値を一定の範囲内(4.35.3)に揃え,かつ輝度を一定として情動価のみを変化させた(09)画像を200枚用意した.定常反応の刺激には,IAP画像の枠(周辺部)を15 Hzでフリッカさせて輝度変調したものを使用し,MEG(脳磁図)によりランダムな順で画像を呈示しながら視覚定常反応を計測した.ここで情動価は,被験者毎に計測後に再認評価を行い,数値化結果によりpositive,neutral,negativeの3種に画像を分別した.

その結果,negative画像の定常反応振幅がpositive画像より有意に大きい(p<0.05, n = 10)ことを確認し,画像の好き嫌いの情動価を定常誘発反応から推測できる可能性が得られた.聴覚定常反応は視床・聴覚皮質の活動を反映する40 Hz応答のための刺激について種々検討し,刺激に対する慣れ(hanituation)による振幅低下を防ぐ短時間(1音の持続時間<1s)音列刺激を考案した.1音毎に周波数が変化する音刺激として連続した定常反応をEEG(脳波)信号で検出した結果,約400100 Hzの範囲では振幅が一定となることを確認した.また,被験者の覚醒を保つために無声のアニメーション呈示の効果を調べ,定常応答の振幅に変化を与えないことが分かった.聴覚刺激に加え,皮膚の変位刺激による体性感覚誘発定常反応を内的状態の検出に使うことを目指してピエゾ素子の振動刺激装置と測定条件の検討を行った.その結果,1020 Hzの一定振幅で指先を振動させることでMEG定常反応の検出が可能になった.また,fMRI計測を行い,複数の被験者に対して体性感覚野に賦活領域が認められる条件を確立した.本研究で得られた成果は,論文誌,国際会議報告,国内学会等で発表を行った.無意識的で個人多様性をもち客観化が困難な内的状態を脳リズムから検出する目的に対して,初年度に得られた成果は十分と考える.特に視覚系の定常反応で有意な差異が観測されたことは大きな成果である.他方,辺縁系・大脳皮質・視床間の連絡により定常反応が変化を受けるという着想(仮説)は,聴覚リズムを用いたfMRI実験では視床などの賦活が観測されなかったために検証されていない、理由のおもなものは,使用したfMRI機の性能(視床のように神経核が小さくて強度が低い信号に対する感度が足りない)によると思われる.25年度が最終年度であるため、記入しない。感覚系の固有リズムに一致する周期の反復刺激により定常応答を得る手法として,これまでにフリッカ刺激の視覚応答(15 Hz),振幅変調短音刺激の聴覚応答(40 Hz),手指の皮膚刺激感覚応答(10, 20 Hz)が観測できるようになった.視覚応答では,情動価の異なる刺激画像の周辺をフリッカさせてnegative画像による定常応答の有意な増大を確認したが,画像の輝度を一定とし,覚醒レベルを統制した条件でも生じることが示されたので,内的な状態の変化を抽出できたと考えられる.体性感覚と聴覚に関する計測実験は次年度の課題となるが,刺激条件が確定したので実験結果を得る上での問題点はないと思われる.上の達成度で述べた仮説の検証は,実験機器(高額)に依存する可能性が大であることと,研究の目的達成に必要不可欠ではないので,こだわらずに内的状態の検出に重点を置いて今後の研究を進める所存である.25年度が最終年度であるため、記入しない。どのような内的状態により聴覚野体性感覚定常応答が変化を受けるかを調べるのが主題となる.情動価の異なるIAP画像刺激に加え応答感覚と関係した状態として,体性感覚定常応答には生理的ストレス刺激や,聴覚定常応答には認知的ストレス刺激を試行する予定である.
エクソーム解析によるゲノムプロファイリングに基づいた乳癌個別化治療の開発

本研究は、乳癌に対する抗癌剤治療で汎用されているアンスラサイクリン系とタキサン系抗癌剤の逐次療法であるpaclitaxel-FEC (5FU, epirubicin, cyclophosphamide)療法による術前化学療法を施行した乳癌患者において、化学療法施行前に採取した癌組織を用いて全エクソームシークエンスを行い、乳癌の遺伝子変異プロファイルを行い、抗癌剤感受性および予後との関係を検討する。2018年に大阪大学ゲノム審査委員会にて本研究の承認をえた。本研究に必要なサンプルは、過去に組織・血液採取に関する包括同意の基、乳癌組織および血液ともすでに採取し当科で保管している。しかし、本研究にそれらサンプルを使用するために、あらためて本研究に参加する同意書を取り直している。また、すでに死亡した患者においては、可能な限り血縁者(夫、両親、あるいは成人した子供)から同意を取っている。2019年3月末までにおよそ150人の患者あるいは家族から同意を得ることができた。同意をえた症例から、乳癌組織、血液からそれぞれDNAを抽出し、whole exome sequenceを行っている。2018年度に解析に提出したのは50例で、うち20例で解析が終了している。20例の解析結果から、現在施行しているsequence条件で問題ないと判断している。保管してあるサンプルのおよそ6割(約150例)の患者から同意書をえることができた。また、そのうち全エクソーム解析を終了したのは20例だが、解析結果を見る限り、当初設定した解析条件で問題がないことを確認した。今年度は、順次、全エクソームシークエンスを行い、同意が取れている症例に関してはシークエンスを上半期におえる予定である。また、それと並行して、まだ同意が取れていない症例に関しても同意取得の努力を引き続き行う。下半期には、解析データから、乳癌の抗癌剤感受性や予後との相関などを検討する予定である。
クロロエチレン類の好気的微生物分解のための高効率バイオリアクターシステムの開発

アガロースゲルに包括した組み換えPseudomonas putida KF715-P6株によるTCE分解に適した高効率バイオリアクターシステムを開発する目的で,菌体の活性と安定性を高く維持し得る分解条件並びに賦活条件の最適化を行った.得られた結果を以下に列挙する.分解温度としては,分解活性の至適温度は30°Cであったが,その場合より高い安定性を与える15°Cに設定した.最適な賦活条件は,pH6.5,温度4°Cにおいて,0.2mMグルコース及び5mMギ酸を含む無機塩培地(BSM)中において6時間振盪することであった.この条件下における菌体の賦活によって,残存活性は、30°Cにおける賦活なしの場合と比較すると、約30%から60%へとほぼ倍増した.分解培地として水の代わりに上記の最適化されたBSMGを使用することによって,分解活性及び残存活性は,それぞれ,50%及び10%増加した.また,振盪速度や集菌までの培養時間などの培養条件が,その後のTCE分解に対する菌体の性能に大きな影響を及ぼすことが明かとなった.つまり,生菌密度,TCE分解初期活性,残存活性並びに分解容量は,振盪速度80rpmで培養し,菌体同収の増殖のフェーズが対数増殖期である菌体が最も高い値を示した.しかし、対数増殖期の菌体量は静止期の約80%のため,最適な菌体回収の増殖のフェーズは静止期とした.この条件下で分解培地を精製水からBSMGにし,さらに賦活を18時間行うと約90%の残存活性を示した.これらの実験結果に基づいて,疎水性のホローファイバー膜モジュールによるTCEの分離と上記の最適培地中でアガロースミクロゲルビーズ包括菌体によるTCE分解を組み合わせたバイオリアクターシステムを提案した.アガロースゲルに包括した組み換えPseudomonas putida KF715-P6株によるTCE分解に適した高効率バイオリアクターシステムを開発する目的で,菌体の活性と安定性を高く維持し得る分解条件並びに賦活条件の最適化を行った.得られた結果を以下に列挙する.分解温度としては,分解活性の至適温度は30°Cであったが,その場合より高い安定性を与える15°Cに設定した.最適な賦活条件は,pH6.5,温度4°Cにおいて,0.2mMグルコース及び5mMギ酸を含む無機塩培地(BSM)中において6時間振盪することであった.この条件下における菌体の賦活によって,残存活性は、30°Cにおける賦活なしの場合と比較すると、約30%から60%へとほぼ倍増した.分解培地として水の代わりに上記の最適化されたBSMGを使用することによって,分解活性及び残存活性は,それぞれ,50%及び10%増加した.また,振盪速度や集菌までの培養時間などの培養条件が,その後のTCE分解に対する菌体の性能に大きな影響を及ぼすことが明かとなった.つまり,生菌密度,TCE分解初期活性,残存活性並びに分解容量は,振盪速度80rpmで培養し,菌体同収の増殖のフェーズが対数増殖期である菌体が最も高い値を示した.しかし、対数増殖期の菌体量は静止期の約80%のため,最適な菌体回収の増殖のフェーズは静止期とした.この条件下で分解培地を精製水からBSMGにし,さらに賦活を18時間行うと約90%の残存活性を示した.これらの実験結果に基づいて,疎水性のホローファイバー膜モジュールによるTCEの分離と上記の最適培地中でアガロースミクロゲルビーズ包括菌体によるTCE分解を組み合わせたバイオリアクターシステムを提案した.これまでに,Pseudomonas putida KF715-D6株を用いて,W/Oエマルション法で調製したκ-カラギーナンもしくはアガロースのミクロビーズ包括菌体が遊離菌体と同程度かむしろ高いTCE分解活性を与えること,反応培地としては,単なる純水中より,グルコースを含む無機塩培地(BSMG)中の方が固定化菌体のTCE分解活性は高く,安定性(残存活性)にも優ることを見い出している.しかし,実用面においては,TCE汚染地下水に直接反応培地成分やグルコースを添加することはプロセスの複雑化につながり現実的ではない.そこで,水中のTCEの分解とBSMG中での活性の賦活を交互に繰り返す二段階操作が必要となる.本年度は,分解活性および反復使用時の残存活性に及ぼす賦活培地の成分と組成,賦活温度,pH並びに賦活時間などの効果をより詳細に検討し,以下の結果を得た.1.BSMにグルコースを1mMを添加すると固定化菌体の残存活性が約20%向上したが,それ以上の添加は効果が認められなかった.BSMG賦活培地中の無機塩類のなかでは,第二鉄イオンが残存活性に最も大きな効果を与えた.2.1030°CのTCE分解温度にかかわらず,30°Cにおける賦活は,賦活を行わなかった場合より約25%高い残存活性を与えた.3.TCE分解の至適温度は30°Cであった.この場合,賦活温度を低下するほど固定化菌体の残存活性は向上した.4°Cにおける賦活は,賦活を行わない場合に較べて1.8倍高い残存活性を与えた.TCEの分解温度が地下水温度に近い15°C以下では,それ以下の賦活温度の効果は小さい.4.TCE分解の至適pHは6.5である.

BSMG賦活培地のpHも6.5で最も高い残存活性を与えた.5.賦活時間は612時間で最大の残存活性を与えた.疎水性の膜型バイオリアクターを用いると,汚染水からのTCE分離とBSMG中での分解を同時に達成でき,前述の反応媒体としてのBSMG使用の利点を生かすことができる.純水中と同様な条件でBSMG中でTCEの分解を行うと,固体化菌体の初期活性は2倍,反復使用後の残存活性は1.5倍向上した.【1】トリクロロエチレン(TCEと略称)の分解活性と安定性に及ぼすPseudomonas putida KF715-D6株の培養条件の効果について検討を行い,以下の知見を得た.本組み換え菌は物理的な剪断によって障害を受けることが明らかとなり,振盪速度80rpmで撹拌し,対数増殖期後期まで培養後集菌した菌体が最大のTCE分解活性と安定性を示した.【2】分解-賦活-分解からなる一連の回分操作において,分解活性の賦活の効果を検討し,以下の最適条件を見い出した.a)水中の分解において,BSMG賦活培地の至適pHは6.5であった.賦活温度を低下させると残存活性は向上し,4°Cで無賦活の場合より50%向上した.残存活性の最大の向上を得るには約12時間の賦活操作が必要であった.賦活培地中の無機塩成分のなかでは,鉄イオンの存在が最も重要であった.b)分解培地にもBSMGを用いると,水中の分解よりもTCE分解初期活性は50%,残存活性は無賦活の場合60%,賦活を行った場合20%向上した.また所要賦活時間は6時間に短縮された.c)BSMG分解及び賦活培地にNADH再生のためにギ酸を添加すると,無添加の場合よりTCE分解活性及び残存活性は各々10%及び5%向上した.【3】水中からのTCEの分離と分解を伴うバイオリアクターシステムの設計と性能評価に関する予備的検討を行った.a)ポリオレフィン,テフロン,シリコーンなどの疎水性平膜を用いたH型バイオリアクターを試作し,TCEの膜透過速度,膜吸着速度などについて検討した.b)ホローファイバー膜型バイオリアクターシステムの可能性について予備的検討を行った.ポッティング材へのTCEの吸着がおこったが,ホローファイバー膜によるTCEの分離と分解槽中に懸濁させた固定化菌体による分解とを組み合わせたシステムにより,70ppm程度のTCEが効果的に除去された.前年度の研究計画実施の過程において,Pseudomonas putida KF715-D6株の前培養条件が、集菌後の菌体のTCE分解性能に大きな影響を及ぽすことを見い出した.そこで,TCE分解活性,残存活性(OD8の菌体濃度で,10ppmのTCE分解を6時間毎に繰り返し行った場合の初速度の比として定義),並びに分解容量に及ぽす前培養時の振盪速度及び培養時間(集菌のフェーズ)の効果に関して詳細な検討を行った.得られた結果を以下に示す.1)TCE分解の初期活性,残存活性並びに分解容量は,振盪速度80rpmで18時間培養し,対数増殖期に集菌した菌体を使用した場合に最大となった.2)水中におけるTCE分解活性は,130rpmより80rpmで培養した菌体の方が約2.5倍高い値を与えたが,無機塩を含む基本培地(BSM)中のTCE分解活性は130rpmでは水中より約3倍増加したが,80rpmでは約25%の増加に過ぎず,結果的にBSM中ではいずれの振盪速度で培養した菌体もほぼ等しい活性を示した.但し,残存活性は80rpmで培養した菌体の方が優っていた.3)130rpmで培養した菌体の水中におけるTCE分解の残存活性は10%程度であったが,80rpmで培養した菌体を分解培地としてBSM中で使用し,さらにBSM中で1218時間の賦活を行うことによって残存活性は8095%まで大幅に向上した.4)以上の諸条件下における遊離菌体のTCE分解性能は,アガロースミクロゲルビーズに固定化して使用した場合,ほぽ同じかむしろ若干向上する傾向を示した.