hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
写像の特異点と低次元多様体の研究

1.安定写像のStein分解については、値域が曲面の場合(定義域の次元は何でも良い)、常に多面体になることを示し、更に各点での局所的な様子の完全な記述も与えた。値域が3次元以上の場合は今後の研究課題である。2.写像の特異点の消去について:(1)値域が曲面の場合、定義域の微分同相類を変えず、写像を変えてStein分解を簡単にする操作を発見した。(2)次元が2倍のユークリッド空間に埋め込まれた多様体を、1次元低いユークリッド空間に射影したときに現れる特異点の消去を、ホイットニ-アンブレラの符号で完全に記述した。(3)多様体間の連続写像が位相的埋め込みにホモトピックになる(つまり位相的特異点を消去できる)ための障害類を定義し、そのボルディズム不変性を使って、射影空間上の写像についての応用を幾つか与えた。(4)次元多様体間の安定写像の特異点の消去は、トム多項式で完全に記述出来ることを示した。3.安定写像の、Stein分解を使った多様体の分解について:(1)値域が曲面の場合に、2.(1)によって簡単にされたStein分解を使って定義域多様体の自然な分解を考え、4次元多様体の場合にその微分同相類に関する新しい結果を得た。(2)4次元多様体から3次元多様体への写像について具体的に考察し、微分構造に関する新しい結果を得た。4.定義域が3次元のとき、ある性質を持った安定写像の存在と、定義域がグラフ多様体であることとの同値性を示し、そのような写像の同値類がグラフ絡み目と対応することを示した。以上により、安定写像を使って(低次元)多様体の大域的構造を調べるための理論がかなり構築出来たと言える。
ミクロポーラス材料の合成及び触媒反応への応用

2002年10月21日から2004年10月15日まで外国人特別研究員として当研究室に在籍し、ミクロポーラス材料の合成及び触媒反応への応用に関する研究を従事してきた。以下滞在中に行った研究概要を記す。1)有機合成において非常に重要な反応であるヘック反応用のパラジウム錯体をメソポーラスシリカに固定化する研究を行った。配位子として空気中に安定な窒素錯体を設計し、それらの合成を行うと共に、その錯体のキャラクタリゼーションを行った。反応は、常圧下、窒素気流中で行い、非常に高活性な触媒であることを見いだした。また、金属担持触媒との比較を行い、反応中、触媒の溶解は非常に少なく、繰り返し使用が可能であることを見いだした。2)上記反応には、パラジウム錯体の活性が最も高いことが知られている。本研究では、パラジウム以外の金属錯体の活性を検討し、Ru, Ptがパラジウムに匹敵する活性を有することを見いだした。3)有機合成化学上重要な反応の一つであるアミンとオレフィンのヒドロアミノ化における触媒研究を行った。反応は従来金属錯体が使用されてきたが、本研究では本反応を酸塩基反応の観点からとらえゼオライトの触媒活性を検討した。アニリンとアクリル酸メチルの反応を取り上げ、触媒活性に及ぼす生成物の構造、ゼオライトの種類、基質構造等の検討を行った。その結果、BEA及びFAU等の3次元構造を有するゼオライトが高い活性を示し、高収率でN-フェニル-β-アラニンメチルエステル及び少量のN-フェニル-ビス(β-アラニンメチルエステル)が生成した。
円形断面放電室をもつ微小電力ホールスラスタの開発研究と内部物理過程

電気推進機の1つであるホール型推進機は他の電気推進機と比べて比推力,推進効率が高く,推力密度も大きく,コンパクトかつ高性能の推進機として小型衛星への使用が期待されている.このような背景から,ホール型推進機を小型・低電力する試みは各所で行われてきた.本研究は,新しいタイプの円形断面放電室をもつホール型推進機の推進剤の電離・加速過程を明らかにし,低電力域においても高い性能を発揮できる推進機の開発を目的としたものである.まず円形断面放電室をもつホール型推進機の磁場分布による推進性能の変化が調べられた.そめ結果,下流領域において中心軸から半径方向に離れるに従って半径方向磁束密度が単調に増加するような磁場分布を形成することが推進効率の向上につながることを明らかにした.次に、推進性能に大きな影響を及ぼす放電室内の電離・加速領域を把握することを目的とし,静電ダブルプローブを用いて放電室内の電子温度,電子数密度分布,プラズマ電位の測定を行った。その結果,陽極近傍において大きな電子温度及びプラズマ電位勾配が観測され,この領域で推進剤の電離とイオンの加速が行われていることが推測された。またこの領域には大きな半径方向磁束密度が存在していることから,電離・加速領域は半径方向磁束密度のピークが存在している箇所に形成されると推測した.さらに、リング状永久磁石を用いて下流側に半径方向磁場のピークを形成することによって電離・加速領域を下流側に形成し,壁面へのイオン損失の低減を試みた.その結果,半径方向磁場のピーク位置によって推進性能が変化し,推進性能の面で最適なピーク位置があることを明らかにした.リング状磁石を用いた小型ホール型推進機では35-130Wの電力域で18-39%の推進効率が得られ,世界各国の研究機関のホール型推進機と比べても高い推進効率が得られた.電気推進機の1つであるホール型推進機は他の電気推進機と比べて比推力,推進効率が高く,推力密度も大きく,コンパクトかつ高性能の推進機として小型衛星への使用が期待されている.このような背景から,ホール型推進機を小型・低電力する試みは各所で行われてきた.本研究は,新しいタイプの円形断面放電室をもつホール型推進機の推進剤の電離・加速過程を明らかにし,低電力域においても高い性能を発揮できる推進機の開発を目的としたものである.まず円形断面放電室をもつホール型推進機の磁場分布による推進性能の変化が調べられた.そめ結果,下流領域において中心軸から半径方向に離れるに従って半径方向磁束密度が単調に増加するような磁場分布を形成することが推進効率の向上につながることを明らかにした.次に、推進性能に大きな影響を及ぼす放電室内の電離・加速領域を把握することを目的とし,静電ダブルプローブを用いて放電室内の電子温度,電子数密度分布,プラズマ電位の測定を行った。またこの領域には大きな半径方向磁束密度が存在していることから,電離・加速領域は半径方向磁束密度のピークが存在している箇所に形成されると推測した.さらに、リング状永久磁石を用いて下流側に半径方向磁場のピークを形成することによって電離・加速領域を下流側に形成し,壁面へのイオン損失の低減を試みた.その結果,半径方向磁場のピーク位置によって推進性能が変化し,推進性能の面で最適なピーク位置があることを明らかにした.リング状磁石を用いた小型ホール型推進機では35-130Wの電力域で18-39%の推進効率が得られ,世界各国の研究機関のホール型推進機と比べても高い推進効率が得られた.本研究の目的は、高性能の微小電力ホールスラスタの開発を目指し、新しい円形断面放電室をもつホールスラスタを設計・製作し、性能特性を調べると共に、プラズマ生成・イオン加速過程を明らかにすることである。そして、それらの研究結果から、スラスタ設計のための相似則を構築する。本年度は、従来の円環状チャンネル構造の中心部を取り払い(上流方向に引っ込め)、円形断面の放電室をもつ微小電力・小型ホールスラスタを開発研究した。磁場形成には永久磁石を用い、強磁場を発生させる。これは、これまでの電磁石を用いた小型化がその必要な強度と空間のために困難になることによる。さらに、チャンネル中心部を無くすことによって、プラズマ体積/壁面積比が大きくなり、磁石配置が容易になる。このスラスタでは、磁力線の集中する磁石近傍・中心軸上でのエネルギー損失、イオンビーム軌道の湾曲損失などが考えられるが、主放電空間をできる限り径方向外側に形成させ、磁場形状を工夫することにより、これらの損失を低減させる。投入電力レベルは5Wから100Wであった。まずホールスラスタの作動特性に与える加速チャネル壁材料の影響を調べるため、加速チャネル壁にBN、BNSiN、BNAlNを用いて作動実験を行った。その結果、多くの作動条件においてBNAlNを用いた場合に高い推力が得られ、BN、BNAlNを用いた場合に放電電流が低く抑えられた。これらから、BNAlNを用いた場合に推進効率が最も高くなった。放電電圧300V、推進剤流量2.0mg/sにおけるそれぞれの加速

チャネル壁における推進性能は、BNを用いた場合、推力33.3mN、比推力1703秒、推進効率40.9%、BNSiNを用いた場合、推力33.5mN、比推力1715秒、推進効率38.5%、BNAlNを用いた場合、推力36.9mN、比推力1887秒、推進効率49.8%を得た。円形断面放電室をもつホールスラスタTCHTシリーズの性能特性が調べられた。またイオンコレクタ、RPA及びダブルプローブを用いてプラズマ測定、イオンビーム測定を行った。さらに小型のスラスタを製作し、性能の変化を調べた。以下に得られた結果を示す。(1)TCHT-2の実験結果から、放電室を円形断面部のみで構成した場合も安定に作動することがわかった。また円環状断面部をもつ場合と比べてより高い比推力・推進効率が得られた。(2)TCHT-2のイオン電流分布測定から0.5mg/sの場合と1.0mg/sの場合のビーム発散角は等しいが、算出した推進剤利用効率は1.0mg/sの場合により高いことがわかった。RPA測定からイオンビームのピーク及び平均エネルギーは0.5mg/sの場合1.0mg/sに比べて若干低いことがわかった。(3)ダブルプローブ測定より陽極付近で電子温度は高くなることがわかった。また放電室内に印加されたノズル状磁場の磁束が収束する箇所付近で電子数密度が増加することがわかった。(4)より小型のTCHT-3AにおいてV/S比の低下によるものと思われる比推力・推進効率の低下が見られた。(6)TCHTシリーズホールスラスタは電力100Wにおいて約25%の推進効率を示し、低電力域においてSPTタイプより高い推進性能が得られることがわかった。宇宙用推進機として期待されているホール型推進機の低電力化を目指して円筒断面推進機の作動特性を調べた。ホール型推進機において放電電流振動、特に数10kHzの低周波振動は推進効率の低下、耐久性の低下などを引き起こすと言われている。長時間の連続作動が要求される宇宙機への搭載を考える際には、この放電電流振動の抑制が必要となる。円形断面放電室をもつホール型推進機の放電電流振動については放電電圧等の作動パラメータを変化させた場合の放電電流振動の挙動に関する詳細な研究は行われていない。本研究では円形断面放電室をもつホール型推進機を用いて推進剤流量、放電電圧、磁束密度を変化させた場合の放電電流振動の挙動について調べた。実験には寸法の異なる大小二つの円形断面放電室をもつホール型推進機TCHT-2及びTCHT-3を用いた。TCHT-3の放電室口径はTCHT-2の半分の14mmである。いずれの推進機も放電室壁に窒化ホウ素焼結体(BN)が用いられている。放電電流はカレントプローブによって測定した。得られた結果を以下に示す。(1)円形断面放電室をもつホール型推進機において数10kHzの放電電流振動が生じることがわかった。推進剤流量の減少及び放電電圧の増加とともに放電電流振動の強度は増大し、この傾向は大小2っの推進機に共通する性質であった。(2)大振幅の放電電流振動の主要な要因は拡張されたPredetor-Preyモデルの解析から中性粒子の電離領域への供給とイオンの噴出速度の差及び中性粒子とイオン数密度の勾配によるものと推察された。
タンパク結晶の酸化還元反応に対する直接的電気化学検出法の開発

タンパク質の構造を同定するための有力な手法の一つにX線結晶構造解析があるが,そのためにはタンパクを結晶化するための技術が必要不可欠となる.結晶化されたレドックス活性なタンパクを電気化学者の立場でみると,タンパク分子が高い配向性をもって極めて高密度に集合したデバイスであると言える.そこで,結晶化タンパクの酸化還元挙動を電気化学的に直接計測する手法を確立することができれば,極めて優れた特性を持つタンパクデバイスを作成するための足がかりになると考えられる.本研究では0.11mm程度のレドックス活性タンパク結晶に適合したサイズの微小電極を作成し,電位を印加した際の酸化還元に伴う電流を観測した.その結果,血糖計などに広く用いられているグルコースオキシダーゼの結晶中に微小電極を接触させ,基質であるグルコースと電子メディエータのフェロセンメタノールを加えるとこれらが結晶内に拡散していき,タンパクが結晶状態を保った状態のままで酸化還元応答を示すことが確認された。また,電子移動タンパクの一種であるマビシアニンを用いて測定を行ったところ,分子が非常に高密度・高配向であるため,溶液中では不可能なマビシアニン-電極間の直接電子移動を観測することに成功した.さらに,銅タンパクの一種であるCuNiRに対して2-メチル-1,4-ベンゾキノンを電子メディエータに用いて電気化学・顕微分光の同時測定を行ったところ,電気化学的な酸化還元に伴って結晶の光吸収スペクトルが変化することが確かめられた.タンパク質の構造を同定するための有力な手法の一つにX線結晶構造解析があるが,そのためにはタンパクを結晶化するための技術が必要不可欠となる.結晶化されたレドックス活性なタンパクを電気化学者の立場でみると,タンパク分子が高い配向性をもって極めて高密度に集合したデバイスであると言える.そこで,結晶化タンパクの酸化還元挙動を電気化学的に直接計測する手法を確立することができれば,極めて優れた特性を持つタンパクデバイスを作成するための足がかりになると考えられる.本研究では0.11mm程度のレドックス活性タンパク結晶に適合したサイズの微小電極を作成し,電位を印加した際の酸化還元に伴う電流を観測した.その結果,血糖計などに広く用いられているグルコースオキシダーゼの結晶中に微小電極を接触させ,基質であるグルコースと電子メディエータのフェロセンメタノールを加えるとこれらが結晶内に拡散していき,タンパクが結晶状態を保った状態のままで酸化還元応答を示すことが確認された。また,電子移動タンパクの一種であるマビシアニンを用いて測定を行ったところ,分子が非常に高密度・高配向であるため,溶液中では不可能なマビシアニン-電極間の直接電子移動を観測することに成功した.さらに,銅タンパクの一種であるCuNiRに対して2-メチル-1,4-ベンゾキノンを電子メディエータに用いて電気化学・顕微分光の同時測定を行ったところ,電気化学的な酸化還元に伴って結晶の光吸収スペクトルが変化することが確かめられた.
難培養性の ポストコッホ微生物の可培養化

本研究では、ポストコッホ微生物の獲得を目的として、古典的なコッホの培養法の抜本的再考を通じて得た培養ノウハウをポストコッホ技術の開発(評価・改良)に活かし、微生物の培養技術の革新を図る。特に、微生物の培養化効率の向上に関わる3つの研究、具体的には項目1「コッホの微生物学技術の問題点の抽出」、項目2「フィールドオリエンテッドな情報に基づく培養条件の最適化」、および項目3「ポストコッホ技術の融合で導く標的微生物の選択培養」を領域内の有機的な連携によって推進するとともに、本領域が設定するモデル圃場からのメタ細菌の獲得と機能開拓の達成を図る。
臨床薬理学的ツールとしての新規血管内皮機能評価法の確立

反応性充血を利用した血管内皮機能評価法は、動脈硬化性早期変化の検出に有用である。慢性閉塞性動脈硬化症などの動脈硬化性変化は上肢より下肢に圧倒的に多くみられるにもかかわらず臨床現場での血管内皮機能評価法は技術的理由から上肢のみである。我々は、近赤外時間分解分光法の応用によって下肢の反応性充血を測定することに成功した。上肢の反応性充血は20歳代群、50歳代群、70歳代群において群間の差は見られなかったが、下肢反応性充血は20歳代群と比較し50歳代群、70歳代群で低下していた。近赤外時間分解分光法による下肢反応性充血測定は、既存の上肢反応性充血測定法よりも早期に加齢による血管機能変化を検出でき、その変化に対する薬物治療効果判定のバイオマーカーとなる可能性が示された。本研究の目的は、近赤外時間分解分光法を用い下肢の反応性充血測定法を確立することである。反応性充血測定は、駆血帯を用いた駆血・解放によって生ずる血流増加量により評価され、血管内皮機能測定法として用いられている。近赤外時間分解分光法は、3波長(760nm、800nm、830nm)の半導体パルス光源を用いて、生体深部組織内の酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビン、全ヘモグロビン濃度を定量的に評価することが可能であり、酸素化ヘモグロビン濃度の変化を測定することにより組織内動脈血流の変化を連続的に計測することができる。平成22年度は新規反応性充血測定法の安定性・再現性に重点を置いた検討を行った。血圧脈波検査装置にてABI(Ankle Brachial Pressure Index、足関節上腕血圧比)が1.0以上の男性を対象として、近赤外線時間分解分光法による上肢および下肢の反応性充血測定を行った。上肢に比較し下肢反応性充血測定はやや安定を欠いたため、駆血位置、測定プローブ位置について再検討を要したが、現在、細部に渡る測定条件がほぼ決まり再度データの蓄積に取り掛かっている。現時点でのデータ解析では、下肢反応性充血は、上肢と比べ反応性充血の立ち上がりやピークが緩やかとなる傾向がみられる。この上肢と下肢の反応性充血パターンの相違が年齢や動脈硬化リスク因子の有無でどう変化するのかを今後検討していく予定である。血圧脈波検査装置にてABI (Ankle Brachial Pressure Index、足関節上腕血圧比)が1.0以上の男性を対象として、近赤外線時間分解分光法による上肢および下肢の反応性充血測定を行った。上肢に比較し下肢反応性充血測定はやや安定を欠いたため、駆血位置、測定プローブ位置について再検討を要した。平成23年度は細部に渡る測定条件がほぼ決まり再度データの蓄積に取り掛かり、下肢反応性充血は、上肢と比べ反応性充血の立ち上がりやピークが緩やかとなる傾向がみられた。この上肢と下肢の反応性充血パターンの相違が年齢や動脈硬化リスク因子の有無でどう変化するのかを更にデータを蓄積して検討していく予定である。近赤外時間分解分光法を用いた反応性充血測定法が血管内皮機能を反映しているかを示すためには、NO合成酵素阻害薬L-NMMAの前投与により反応性充血が抑制されることを示す必要がある。昨年度は、ヒト投与可能なNO合成酵素阻害薬の入手が、製造会社(スイス)の閉鎖により困難な状況であったが、最近ドイツBachem社より入手可能となったことからL-NMMAを用いた実験も並行して行う予定である。

反応性充血測定は、駆血帯を用いた駆血・解放によって生ずる血流増加量により評価され、血管内皮機能測定法として用いられている。近赤外時間分解分光法は、3波長(760nm、800nm、830nm)の半導体パルス光源を用いて、生体深部組織内の酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビン、全ヘモグロビン濃度を定量的に評価することが可能であり、酸素化ヘモグロビン濃度の変化を測定することにより組織内動脈血流の変化を連続的に計測することができる。平成22年度は新規反応性充血測定法の安定性・再現性に重点を置いた検討を行った。血圧脈波検査装置にてABI(Ankle Brachial Pressure Index、足関節上腕血圧比)が1.0以上の男性を対象として、近赤外線時間分解分光法による上肢および下肢の反応性充血測定を行った。上肢に比較し下肢反応性充血測定はやや安定を欠いたため、駆血位置、測定プローブ位置について再検討を要した。平成23年度は細部に渡る測定条件がほぼ決まり再度データの蓄積に取り掛かり、下肢反応性充血は、上肢と比べ反応性充血の立ち上がりやピークが緩やかとなる傾向がみられた。平成24年度は20歳代、50歳代、70歳代の男性を対象に上下肢の反応性充血のデータ収集を行った。20歳代群、50歳代群、70歳代群において上肢の反応性充血応答は群間の差異は見られなかったが、下肢反応性充血応答は20歳代群と比較し50歳代群、70歳代群で低下していた。血管機能低下の早期検出には、下肢反応性充血応答が有用である可能性が示唆された。今後30歳代、40歳代について下肢反応性充血応答を測定し、下肢反応性充血応答の低下が始まる時期について検討しする予定である。昨年度は、ヒト投与可能なNO合成酵素阻害薬の入手が、製造会社(スイス)の閉鎖により困難な状況であったことから、近赤外時間分解分光法を用いた反応性充血測定法が血管内皮機能を明らかにする実験ができなかったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度は、ヒト投与可能なNO合成酵素阻害薬の入手が、製造会社(スイス)の閉鎖により困難な状況であったため、近赤外時間分解分光法を用いた反応性充血測定法が血管内皮機能を明らかにする実験ができなかったが、最近ドイツBachem社より入手可能となりたことからL-NMMAを用いた実験も並行して行う予定である。また、上肢と下肢の反応性充血パターンの相違が年齢や動脈硬化リスク因子の有無でどう変化するのかを検討するためのデータを蓄積していく予定である。
富士火山と周辺湖沼群における自然環境の複合システムの解明

富士山を中心としその周囲の富士五湖を含む地域の自然変動のシステムを理解するため,五湖の湖水位変動資料の収集,富士山麓地域での現地調査,主に山中湖の湖底ボーリングコアのテフラ分析,年代測定,古環境解析等を行って検討し,以下のような結果を得た.1.富士五湖の長期にわたる水位及び降水量記録の解析から,水位変動のメカニズムを次の様に検討した.a.水位の平均年変化より精進湖,本栖湖,西湖は降雨時のピークより約3ヶ月遅れて水位のピークを迎える.従って湖沼から富士山頂までの流域に降った雨は3ヶ月にわたり連続して各湖沼に流出する.b.地下物浸量は,西湖,本栖湖.河口湖,精進湖の順に高い値を示す.ただし,山中湖は異なるメカニズムの下にあると考えられる.c.精進湖の長期間の観測資料からその安定水位を検討すると,湖水位が899.70mに達する迄の漏水量は平均30mm/day,これ以下に低下すると漏水量は急激に減少し,約10mm/dayとなる.原因として,湖水位上昇に伴う地下水の動水匂配の増加が流出量増加を促進する,地質条件の差などが考えられる.2.富士山北麓・北東麓部でのテフラ層序を詳しく検討し,完新世の富士火山の活動史の中で山中湖等の富士五湖の成立時期を現定することができた.3.山中湖で得たボーリングコアについて,花粉,珪藻,プラントオパール分析,テフラ分析,加速器を用いた14C年代測定を進め,最近20002500年間の環境変遷について明らかにした.特に,山中湖の湖沼化の年代は1800年前と決定され,珪藻分析から1800年前のテフラの降下直後,水路の発達する湿地的環境から,現在と同じ水深のある湖の環境に変化した.またこの間の花粉組成,特に,スギ属花粉の増加・減少から平安期の温暖化や江戸時代の寒冷化等を含む過去2000年間の環境の推移が明らかとなった.富士山を中心にしその周囲の富士五湖を含む地域の自然変動のシステムを理解するため,五湖の湖水位変動資料の収集,富士山麓地域での現地調査,主に山中湖の湖底ボ-リングコアの古環境解析等を行って検討した.1.富士五湖の水位記録について近年の分を除きほぼ収集することができた.これらと気候デ-タや湧水資料との関係を検討した.水収支諸量変遷過程との関連において湖水位変動のメカニズム解明を図る必要がある.2.富士山麓部でのテラフを主とする調査から,完新世の富士火山の従来の詳細な活動史(上杉他,1978;宮地,1989等)に対して,さらに新しい知見を加えることができた.3.山中湖で既に得ているボ-リングコアについて,花粉,珪藻,テフラ分析を進め,最近20002500年間の環境変還について新たな知見が得られた.特に,山中湖のボ-リングコアの分析から,新富士火山宝永噴火(1707年)のテフラを初め,延暦・貞観噴火(AD 800ー864年)のテフラなどが発見され,コアの年代が明確となった.以上を総合して,富士山周囲の自然変動のシステムを検討した.特に新たな知見として,山中湖の成立の過程が初めて証拠づけられた.珪藻分析からは延暦・貞観と推定されるテフラの降下直後から浮遊性種が急増し,このテフラを狭んで,水路の発達するような湿地的環境から,現在と同じ水深のある湖の環境に変化したことが明らかとなった.またこの間の花粉組成は周囲で得られたこの時期のものと矛盾がないが,特に,スギ属花粉の増加・減少から過去2000年間の環境の推移が明らかとなった.それは富士山東麓の御殿場地区と同様の傾向を示した.平成3年度以後さらに多くの地点で検討を進める必要がある.また,湖沼への土砂流入過程を明らかにする地表踏査も加えていく必要がある.富士山を中心にしその周囲の富士五湖を含む地域の自然変動のシステムを理解するため,五湖の湖水位変動資料の収集,富士山麓地域での現地調査,主に山中湖の湖底ボ-リングコアのテフラ分析,年代測定,古環境解析等を行って検討した.1.富士五湖の水位記録について解析を行い,水位変動の変化パタ-ンを検討した.これらと気候デ-タや湧水資料との関係も検討した.水収支諸量の変遷過程との関連において湖水位変動のメカニズム解明を図るための基礎資料が得られた.2.富士山北麓・北東麓部でのテフラ層序を詳しく検討し,完新世の富士火山の活動史(上杉他,1978;宮地,1986等)に対して,さらに新しい知見を加えることができた.3.山中湖で既に得ているボ-リングコアについて,昨年度に続き,花粉,珪藻,テフラ分析を進めた結果,昨年の予察的な検討結果を一部修正する必要が生じた.最近20002500年間の環境変遷については,特に,加速器を用いた新たな14C年代測定により,山中湖の湖沼化の年代は1800年前と決定された.すなわち,珪藻分析から1800年前のテフラの降下直後から浮遊性種が急増し,このテフラを挟んで,水路の発達するような湿地的環境から,現在と同じ水深のある湖の環境に変化したことが明らかとなった.またこの間の花粉組成は周囲で得られたこの時期のものと矛盾がないが,特に,スギ属花粉の増加・減少から過去2000年間の環境の推移が明らかとなった.

それは富士山東麓の御殿場地区と同様の傾向を示した.以上を総合して,富士山周囲の自然変動システムを検討した.特に新たな知見として,山中湖の成立の過程,年代,鷹丸尾溶岩流の流下の関係が初めて証拠づけられた.さらに多くの地点で検討を進める必要がある.富士山を中心としその周囲の富士五湖を含む地域の自然変動のシステムを理解するため,五湖の湖水位変動資料の収集,富士山麓地域での現地調査,主に山中湖の湖底ボーリングコアのテフラ分析,年代測定,古環境解析等を行って検討し,以下のような結果を得た.1.富士五湖の長期にわたる水位及び降水量記録の解析から,水位変動のメカニズムを次の様に検討した.a.水位の平均年変化より精進湖,本栖湖,西湖は降雨時のピークより約3ヶ月遅れて水位のピークを迎える.従って湖沼から富士山頂までの流域に降った雨は3ヶ月にわたり連続して各湖沼に流出する.b.地下物浸量は,西湖,本栖湖.河口湖,精進湖の順に高い値を示す.ただし,山中湖は異なるメカニズムの下にあると考えられる.c.精進湖の長期間の観測資料からその安定水位を検討すると,湖水位が899.70mに達する迄の漏水量は平均30mm/day,これ以下に低下すると漏水量は急激に減少し,約10mm/dayとなる.原因として,湖水位上昇に伴う地下水の動水匂配の増加が流出量増加を促進する,地質条件の差などが考えられる.2.富士山北麓・北東麓部でのテフラ層序を詳しく検討し,完新世の富士火山の活動史の中で山中湖等の富士五湖の成立時期を現定することができた.3.山中湖で得たボーリングコアについて,花粉,珪藻,プラントオパール分析,テフラ分析,加速器を用いた14C年代測定を進め,最近20002500年間の環境変遷について明らかにした.特に,山中湖の湖沼化の年代は1800年前と決定され,珪藻分析から1800年前のテフラの降下直後,水路の発達する湿地的環境から,現在と同じ水深のある湖の環境に変化した.またこの間の花粉組成,特に,スギ属花粉の増加・減少から平安期の温暖化や江戸時代の寒冷化等を含む過去2000年間の環境の推移が明らかとなった.
非晶質からの結晶化と超多周期人工積層構造創製技術を融合利用したFeNi磁石の開発

非晶質からの結晶化と超多周期人工積層構造創製技術を融合利用して,薄片(1030μm厚程度)のL10Fe-Ni規則化合金の作製を試みた。その結果,薄片の表面2μm程度の部分に,高保磁力層を作製することができた。軟磁性層も含めた薄片全体の平均保磁力は15kA/m程度となった。作製した試料に対するX線回折では,L10規則相からの回折線と指数付けできるピークが観測された。今後,高保磁力層の厚さを増加させて行く必要がある。Fe-Ni合金に添加物を加えた三種類の非晶質合金(以後,合金A,合金B,合金Cと呼ぶ)を用意し, 310°C,330°C,350°Cで等温熱処理を行い,L1_0規則相Fe-Niへの結晶化条件を探索した。(1)合金Aおよび合金Bはいずれの温度においてもfcc構造へと結晶化したが,結晶化領域は合金表面から13μm程度までに限られていた。合金Cについては,330°C以上の温度での熱処理では多相状態へと結晶化した。(2)合金Aについては,結晶化によって,異方性磁界の増加が見られた。結晶化部分の異方性磁界は1015 kA/mと見積もられ,L1_0規則相Fe-Niの異方性磁界に比べて遙かに小さい値であった。また,350°Cで8×10^4 min熱処理を施した試料においても,X線回折によるL1_0規則構造の同定には至らなかった。(3)合金Bに対する350°Cでの熱処理では,熱処理時間の増加と共に保磁力が増加し,9×10^4 minの熱処理では,800A/mを超えた。結晶化した合金の表面10μm程度を剥ぎ取り,その部分のみの磁気特性を評価したところ,10kA/m程度の保磁力が得られた。350°Cで9×10^4 minの熱処理を経験した合金Bにおいては,X線回折により,L1_0規則相の(001),(110)からの反射と指数付けできるピークを確認できた。今後,結晶化した部分のみの磁気特性の評価と詳細な構造解析を進める必要がある。(4)合金中に占める結晶化部分の割合を増加させるために,PLD(Pulsed Laser Deposition)法を用いて,超多周期人工積層構造非晶質薄膜を作製する装置を完成させた。この装置を利用して,結晶化部分の割合を増加させる予定である。昨年度の研究においてFe-Ni合金に添加物を加えた非晶質薄帯(昨年度の呼称:B非晶質薄帯)に350°Cの熱処理を加え,その表面を単相状態(X線ではfcc状態)に結晶化することができた。また,その表面10μm程度を削りだした粉末の保磁力は10 kA/m程度であった。そこで本年度は,まず,Bの組成を基礎にFe,Ni組成の異なる非晶質薄帯(非晶質薄帯D及びE),添加物の異なる非晶質薄帯(非晶質薄帯F)も作製し,B薄帯と併せて,等温熱処理を行った。その結果,B薄帯では,330°Cの熱処理により,薄帯の状態で15 kA/mの保磁力を得た。昨年度,薄帯の状態で得られた保磁力が,800 A/m程度であったことを考慮すると,この保磁力は約20倍の大きさである。さらに,結晶化部分の体積比を増加させるために,PLD (Pulsed Laser Deposition)法を用いて,B薄帯と同じ組成を有する非晶質層(厚さ10nm程度)とTa金属層(厚さ5 nm程度)を交互に1000層程度積層した,超多周期積層構造を作製し,300-350°Cで等温熱処理を施した。しかしながら,対象の膜は,複雑な多相構造へと結晶化し,目的とするL10相を得ることはできなかった。10nm程度の極薄膜では,非晶質からの結晶化過程が,バルク試料とは異なると考えられる。電子・電気材料工学平成25年度の研究で計画した3つの合金について,熱処理温度,結晶化時間と析出結晶相の関係について明らかにすることができた。また,少量ではあるが,本研究の目的物質であるL1_0規則構造Fe-Ni合金と考えられる物質の合成に成功している。さらに,合成量の増加に向けて,超多周期人工積層構造非晶質薄膜をPLD(Pulsed Laser Deposition)法を用いて作製する装置を完成させている。

平成25年度の研究において,の合成が期待される添加物を絞り込むことができたので,平成26年度の研究においては,合金B系に絞って,より短時間でL1_0規則相を合成できる条件を明らかにすると共に,結晶化部分だけの磁気特性を明らかにする。さらに,平成25年度に完成させた超多周期人工積層構造非晶質薄膜作製装置を用いて,全体がL1_0規則相に結晶化した,Fe-Ni合金の創製を目指す。必要経費を支出する際に端数が生じたが,年度末に端数調整のための物品を購入しなかったため。前年度からの繰り越し額は,今年度の資金と合算して使用する。繰越額は4,438円と少額であるので,研究の進捗に影響を及ぼすことはない
広帯域超音波トランスジューサ実現のための圧電傾斜機能材料の基礎的研究

1.複合V溝構造による傾斜化圧電トランスジューサの提案と試作圧電板の片面に多数の微細なV字状の溝を刻み、これに非圧電性の高分子ポリマーを充填した構造の超音波トランスジューサを提案した。このような構造を用いれば、板面に平行な断面内での圧電体の占める割合が厚さ方向に対して徐々に変化するため、等価的に圧電定数が傾斜化され、トランスジューサの広帯域化が期待できる。これを検証するため、厚み方向に分極処理されたPb (Zr, Ti) O_3系セラミックスの角板(TOKIN製NEPEC-6, 20mmx20mmx0.7mm)にダイシング・ソ-で一方向に微細な楔状の溝を形成し、トランスジューサの試作を行った。用いた楔形ブレ-ドは特注により製作されたもので、厚さ200μm、刃先角29.8°である。形成した溝は、深さ約390μm、ピッチ約250μm、本数71本であり、これにエポキシ系のポリマーであるアラルダイトを充填した。このトランスジューサを水中に入れてスパイク状の電気パルスで駆動し、広帯域ハイドロホンで受信した音圧波形の周波数特性を調べた結果、従来のトランスジューサに見られる基本および高次の厚み共振周波数付近での鋭いピークが緩和されることが確かめられ、広帯域化の可能性が検証された。2.強誘電体のドメイン反転現象を利用した傾斜化圧電材料の検討短波長帯での広帯域超音波トランスジューサを実現するため、強誘電体のドメイン反転現象を利用した傾斜化圧電材料について検討した。第一段階として本年度は、多分域化したLiTaO_3結晶板の片面に微細な櫛状のメタルマスクを形成してプロトン交換を行った後、キュリー点直下で熱処理を行えば、領域断面積が深さ方向に変化した周期的な単分域領域が形成されることを確かめた。
体性感覚情報に着目した高齢者の転倒予防方法の解明

本研究は、体性感覚の感度を高めるという点に着目したバランス補助器具の検討を目的とした。若年者における基礎検討では、被験者は手すりに手指先で微小な力(2N以下)で触れながら(ライトタッチ)16mの直線歩行を実施した。その結果、ライトタッチにより左右への身体動揺が減少すること、身体動揺情報が指先体性感覚に先行して入力され、フィードバックされることが示された。高齢者においても同様の効果が認められた。そこで、ノイズ刺激により体性感覚機能を向上させるバランス補助器具の検討を行い、手指先に人工的ノイズ刺激が入力される杖を試作した。今後、刺激の周波数・強度・種類を変数とした体系的な検討を行う必要がある。本研究の目的は、これまで見過ごされてきた体性感覚情報(触覚・固有感覚)の歩行バランスに対する効果及びそのフィードバック制御則を明らかにし、その上で神経生理学的観点に着目した新たなバランス補助器具を考案することである。まず基礎的知見を得るため、健常若年者を対象とし、身体動揺情報を体性感覚から得た場合の歩行バランスの変調を明らかにする実験を昨年度行った。具体的には、通路に長さ16mの手すりを被験者の腰の高さに設置した。被験者は、上肢の示指腹側で手すりに軽く触れながら(ライトタッチ)歩行を行った。本年度に詳細なデータ解析を行った結果、指先タッチ力の鉛直方向の平均値は約1Nであった一方で、ライトタッチにより、歩行時の腰部加速度の左右方向成分が有意に減少した。このことから、体性感覚情報の歩行バランス向上への応用の可能性が示唆された。さらにこの知見を応用に向けて発展させるための検証を本年度は行った。まず、歩行における視覚情報とライトタッチからの体性感覚情報の貢献を比較検討した。その結果、閉眼時においてもライトタッチからの体性感覚情報を得ることで、腰部加速度の左右方向成分が有意に減少することが明らかとなり、ライトタッチによる体性感覚情報が視覚情報のバランス調節機構への貢献を補うことが示唆された。以上の結果は、手指先体性感覚の歩行バランス制御機構に対する新たな貢献を示唆するものであり、今後の応用研究に対して重要な示唆を与えるものである。本年度はさらに、若年者と高齢者の一致点及び相違点を明らかにすることを目的とし、高齢者に対しても同様の測定を行った。本実験を終え、現在解析を進めている。本研究の目的は、体性感覚情報(触覚・固有感覚)の歩行バランスへの貢献について基礎的検討を行った上で、「人工的に体性感覚の感度を高めることによる歩行バランスの安定」という点に着目したバランス補助器具を検討することであった。まず基礎的検討では、若年者を対象とし、手指先から身体動揺に関する体性感覚情報を入力した際の、歩行動作の変調を検討した。実験では被験者は16mの歩行を行った。その際、歩行路に沿って作成した手すりに手指先で微小な力(2N)で触れながら歩行を実施した。その結果、体性感覚情報の入力により、左右方向の腰部加速度の減少、並びに頭頂部の左右方向の動揺の減少が認められた。この効果は開眼条件、閉眼条件どちらにおいても認められた。さらに詳細な解析により、身体動揺情報が指先体性感覚において先行して入力され、フィードバックされていることが示唆された。高齢者においても体性感覚の入力によって頭頂部の左右方向の動揺が減少した。以上の結果は、体性感覚情報に着目した、歩行バランス向上器具の開発を期待させるものである。そこで最終年度では、体性感覚にノイズ刺激を印加し、確率共振の効果から体性感覚を向上させ、歩行バランスを高めることを目的とした補助器具の検討を行った。指先にノイズ様の振動が入力される杖を試作した。試作した杖について、ノイズ印加時の歩行動作の変調から、効果検証を行った。今後さらに、刺激の周波数、強度、種類を変数とした体系的な検討を行う必要がある。本研究では、これまで見過ごされてきた体性感覚情報(触覚・固有感覚)の歩行バランスに対する効果及びそのフィードバック制御則を明らかにし、その上で神経生理学的観点に着目した新たなバランス補助器具を考案する。初年度は基礎的知見を得るため、健常若年者を対象とし、身体動揺情報を体性感覚から得た場合の歩行バランスの変調とその神経生理学的メカニズムを明らかにする実験を行った。実験は、通路に長さ16mの手すりを被験者の腰の高さに設置した。指先腹側に薄いロードセルを貼付し、ライトタッチが力学的な姿勢支持とならないよう、接触力の上限を2Nと設定した。

この実験条件で、身体動揺情報を手指先体性感覚から得た際の歩行動作の変調を計測した。具体的に、重心動揺(腰部3軸加速度センサー)、関節運動(中間6mでの区間でのモーションキャプチャ測定)、左右肢の踏力(フットスイッチ)、左右の各活動筋の筋電図を記録した。一方で、指先腹側のロードセルから指先の得る圧覚の変動を記録した。実験装置の作成、パイロット実験、本実験を終え、現在、ライトタッチによる歩行時の身体動揺の変調、指先感覚から歩行制御までのフィードバック制御則・入出力特性を検討する解析に取り組んでいる。さらに触覚情報に焦点を絞り追加実験を行った。実験条件は上述の実験系において、手すりの代わりに長さ16mの水路を被験者の腰の高さに設置した。被験者は上肢の示指指先を水中に入れながら歩行を行った。即ち、被験者は示指触覚から身体動揺に関するフィードバック情報を得ることができる。こちらの実験に関しても、同様の解析を現在進めている。この一連の研究は、指先体性感覚の歩行バランス制御機構に対する貢献とそのメカニズムを明らかにするものであり、基礎的知見として重要である。高齢者に対する実験において、より安全に正確なデータを取得するために、実験環境の変更(歩行路の長さ、使用するセンサの変更)を行ったが、交付申請書に記載した「研究の目的」に合致した実験を順調に進めることができている。また、当初の計画通り、各分野(神経生理学、バイオメカニクス、生体医工学)の研究協力者の助言を効果的に仰ぎ、研究を遂行することができている。パイロット実験の過程で、より正確なデータを取得するために、実験環境の変更(歩行路の長さ、使用するセンサの変更)を若干行ったが、交付申請書に記載した「研究の目的」、「研究実施計画」に合致した実験を順調に進めることができている。実験装置の作成・プロトコル作成の際に、各分野(神経生理学、バイオメカニクス、生体医工学)の研究協力者の助言を仰ぎ、より正確なデータを取得することができた。また、現在進めているデータ解析においても研究協力者とのディスカッションを行っている。2年目までの基礎的検討を踏まえた応用研究を行う。具体的には、人工的に体性感覚の感度を高めた場合の歩行バランスへの効果を検証する。そして、神経生理学的観点に基づいた補助器具を確立する。また、これまでの研究成果を学会・論文にて発表する。本年度の研究(研究(1))で得られた基礎的知見を、応用に向けてさらに発展させるための具体的検証を行う。また、研究成果を学会・論文にて発表する。<研究(2)>研究(1)で得られた基礎的知見の高齢者での検討高齢者に対して研究(1)と同様の測定を行うことにより、歩行時の体性感覚フィードバック制御則に関して、若年者と高齢者の一致点及び相違点を明らかにし、応用研究につなげる。<研究(3)>視覚情報と体性感覚情報の効果の比較、及び両フィードバック情報の相乗効果の検討さらに、若年者を対象とし、視覚の遮断条件で研究(1)と同様の測定を行う。その結果から、体性感覚情報と視覚情報、それぞれの歩行バランスに対する効果に関して比較を行う。さらに、体性感覚情報と視覚情報が同時に得られる場合の相乗効果について検証する。
多次元神経イメージング技術による視覚・聴覚障害者の神経可塑性研究

申請者は、平成29年度に実施した言語・計算・ワーキングメモリ課題の機能的MRI実験データに基づく解析を平成30年度に続行した。被験者を30名の非右利き被験者と17名の右利き被験者に分けて解析を実施した。両方の被験者群において、言語課題と計算課題に共通して左右下前頭回(ブローカ野)に有意な神経活動がみられた。これらの活動はワーキングメモリ負荷を取り除いても観測された。右利き被験者群に対し、左右下前頭回を中心とした機能的結合の様態を解析した。その結果、言語課題中に左下前頭回と左側頭葉との間に有意な機能的結合がみられ、また計算課題中に左下前頭回と右頭頂葉との間に有意な機能的結合があることを見出した。この結果は、左の下前頭回が言語と計算に共通した脳ネットワークのハブとして機能していることを示唆している。現在、この結果を論文にまとめ投稿中である。非右利き被験者群において、言語と計算課題による脳活動パターンの左右側性化を検討した。脳の各領域において側性化指標を計算したところ、下前頭回を含むシルヴィウス溝を中心とした言語関連領域において、言語と計算に共通して脳活動パターンが側性化することが明らかになった。現在、この結果をまとめた論文を執筆中である。申請者はさらに多次元イメージング技術の一環として、30名の被験者を対象として磁気共鳴スペクトロスコピーによる計測を実施し、聴覚野における神経伝達物質GABAの濃度を測定した。その結果、聴覚野におけるGABA濃度と、被験者の絶対音感能力が相関することが明らかになった。この結果をNeuroReport誌に投稿し、受理された。実験参加者のパーソナルデータは、情報通信研究機構の規定に従い厳重に管理し、参加者のプライバシーを侵害するおそれのあることは一切行わないよう配慮した。申請者は、申請者は平成30年度の実施計画として、申請者は磁気共鳴スペクトロスコピーを用いて非侵襲的に神経伝達物質含有量を測定する実験を実施する計画を立てていた。磁気共鳴スペクトロスコピーは多次元イメージング技術の一環として、機能的MRIと相補的な役割を果たすと考えられる。申請者は当初の計画に従い、ヒトの行動指標との関連が多く報告されているγ-アミノ酪酸(GABA)分子に注目し、GABAを測定できる手法であるMEGA-PRESS法を用いた(Mullins 2014)。30名の被験者を対象に聴覚野におけるGABA濃度を測定し、被験者の音楽能力と聴覚野のGABA濃度が相関することを報告し、NeuroReport誌に論文として発表した。平成30年度において、申請者は当初の計画通りの言語・計算・ワーキングメモリという3種類の課題を用いた、47名の被験者群に関する機能的MRIデータを解析した。右利き群と非右利き群双方において、言語課題および計算課題とワーキングメモリ課題の差分と取ることにより、両半球の下前頭回に言語と計算課題共通した神経活動を見出した。右利き被験者群において、下前頭回を中心とする機能的結合解析を実施し、非右利き被験者群に対して、側性化指標に基づく言語と計算の半球優位性の共通性に関する解析を実施した。これらの結果は現在2種類の論文としてまとめており、健常群の言語・計算能力の脳基盤に関する研究は当初計画していた通りに進んでいる。平成30年度はさらに言語と計算の脳活動における相互作用が下前頭回で生じることを発見し、論文としてScientific Reports誌に発表した。この結果は言語と計算に共通する神経基盤があることを示唆するものであり、現在実施している言語・計算・ワーキングメモリ課題の脳機能解析結果をさらに支持するものである。申請者の今後の推進方策は、主に2点からなる。1点目として、平成29・30年度に実験および解析を実施した言語・計算・ワーキングメモリ課題を用いた機能的MRIデータの解析結果をまとめ、論文として公表することである。本研究では、当初予定とは異なり、半球優位性に注目して被験者群を右利き群と非右利き群に分けることにより、下前頭回を中心として機能的結合と、側性化パターンに関する異なる側面を明らかにすることに成功した。今後は、これらの結果を2種類の論文として個別に出版する予定である。2点目は、言語機能および計算機能と脳神経基盤の対応関係を、より詳細に明らかにすることである。平成29・30年度の研究においては、言語と計算の共通性を調査してきたが、言語機能には構造、意味、音韻といった多様な特徴量が含まれ、また計算には構造、数処理や演算処理など、異なる複数の特徴量が含まれており、これまでの機能的MRI実験ではそれら下位機能の詳細を明らかにしてこなかった。今後は、下前頭回を中心として言語・計算関連領域の脳機能の詳細を明らかにするための手段として、近年注目されているエンコーディングおよびデコーディングモデルを用いた定量モデルを取り入れる予定である(NIshimoto et al., 2011)。申請者はこれまで、音楽機能に関して音響特徴量を刺激から抽出することにより、音楽カテゴリーに関わる脳活動パターンを説明する定量モデルを構築することに成功しており(Nakai et al., IEEE SMC 2018)、本研究は言語・計算機能にその手法を適用するものである。申請者は実験に用いた言語・計算・ワーキングメモリ課題から特徴量を抽出することにより、平成30年度までに取得した機能的MRIデータの活動パターンを定量的にモデル化することを目指す。申請者は、当初の計画通り、先行研究に基づく言語・計算・ワーキングメモリ課題を作成した。

言語課題では文章が文節ごとに画面中央に呈示され、最後に文章内容に関する質問に答えさせた。計算課題では数字および演算子が画面中央に呈示され、最後に計算結果を答えさせた。ワーキングメモリ課題ではひらがなで呈示した数詞を覚えてもらい、最後に呈示していた数詞の列を答えさせた。健常者46名を対象とした機能的MRI法による実験データに対し、解析を行った。その結果、言語課題と計算課題に共通して左右下前頭回に有意な神経活動がみられた。また、言語課題においては計算課題と比べより左半球側頭葉がより活動し、計算課題においては両半球頭頂葉がより活動を示した。これらの結果は、言語や計算の先行研究結果と整合的であった。申請者はNeurosynthのデータベースを用いて、過去の言語課題と計算課題を用いた実験のデータを調査し、そこにおいてもやはり言語課題と計算課題に共通して左下前頭回に活動を見出し、その結果を2017年7月にThe 40th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Societyにおいて発表した。さらに申請者は、言語課題中に左下前頭回と左側頭葉との間に有意な機能的結合がみられ、また計算課題中に左下前頭回と右頭頂葉との間に有意な機能的結合があることを見出した。被験者の中には右利きおよび左利きの被験者群を含んでいたが、下前頭回の活動結果は両方の被験者群において共通してみられた活動パターンであった。申請者は、この結果を2017年9月1日のヒト脳イメージング研究会において発表した。実験参加者のパーソナルデータは、情報通信研究機構の規定に従い厳重に管理し、参加者のプライバシーを侵害するおそれのあることは一切行わないよう配慮した。申請者は、平成29年度の実施計画として健常者を対象とした言語・計算・ワーキングメモリ課題を用いたMRI実験を行うことを計画していた。平成29年度において、申請者は当初の計画通りの3種類の課題を作成することに成功した。研究実施計画に従い、Makuuchi (2012)およびFedorenko (2010)で用いられた計算・言語・ワーキングメモリ課題を参照し、予備的行動実験により作成した課題の実行可能性、および最適な刺激呈示条件を確認した。先行研究と比較検討し、呈示する刺激の長さを調整することにより、言語・計算・ワーキングメモリにおいて負荷をコントロールした。先行研究では、計算におけるワーキングメモリの効果が懸念されていたが(Nakai 2014)、本研究ではワーキングメモリ課題を統制条件とすることにより、より計算や言語能力に特異的な神経活動を測定することを可能とした。申請者は、作成した言語・計算・ワーキングメモリ課題を用いて、当初の計画に従い健常者群に対する機能的MRIデータを解析した。得られたデータをMATLAB上でSPM12を用いて解析し、計算課題と差分を取った状態で両半球の下前頭回に限局した神経活動を見出した。下前頭回は、ヒト脳において高次認知機能をつかさどる連合野と呼ばれる領域の一つであり、この結果は、健常者において言語・計算機能による神経活動が共通して連合野でみられるという予測と一致するものであった。