hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コンピュータ・プログラミングを文化系大学生に教える新しい教育方法の研究

研究の情報化にともない、文科系学科においても、コンピュータ言語によるプログラミング、特にC言語学習の要請が必須になりつつあるところがある。ところが、プログラミングの学習はもともと理科系の科目であるため、文科系の学生に適したテキストも教育方法も整備されていないのが現状である。この研究では、新しい教育方法として、(1).1回完結の調理実習のスタイルを取る、(2).フローチャートによる処理の流れを書く部分と、それをC言語の文法・用法に従ってコーディングする部分に分けさせる、(3).ポインタなどの情報の内部表現を理解しないと利用しにくい概念は最大限避けるなどを導入し、ほとんどコンピュータ初歩の学生(東京大学・文学部の3年生)に11時間講義した。授業の前に、コンピュータやプログラミングに対する予備知識の程度を調べ、毎回の授業では課題を提出させて、学習の進度を見た。また、最後には自由なプログラミングをさせて、学習をどの程度応用できるかを調べるとともに、アンケートをとって教育方法への評価をさせた。その結果、半数程度の学生がC言語で100行程度の面接調査のプログラムが書けるようになった。また、ほとんど全員講義の形式を評価し、コンピュータに対する恐怖感を軽減したことが分かり、新しい教育方法が効果を上げていることが示された。
量子常誘電体における量子揺らぎダイナミクスの研究

量子常誘電体SrTiO_3が示す同位体誘起強誘電性は、量子揺らぎの制御による強誘電性の誘起に成功した初めての例として非常に多くの注目を集めている。同位体誘起強誘電性のメカニズムを解明することは、これまで熱揺らぎの範疇で議論されてきた誘電物性において、量子揺らぎと強誘電性の協力的相互作用の拮抗という新たな図式を与えることになり、極めて意義深い。本研究では平成16年度において、^3He蒸発冷凍光学セルを用いた極低温光学測定系を構築し、600mkに至るまでの極低温光散乱測定を可能にした。その結果、低温領域において同位体置換による強誘電性ソフトモード振動数の低下を観測し、同位体誘起強誘電性の誘起機構としてソフトモードに対する質量効果を示した。同時に、前駆現象として局所対称性の低下した非強誘電性の領域(LSBR)の成長を明らかにし、同位体置換したSrTiO_3の誘電物性において系の不均一性が本質的な役割を担っていることを示した。その結果に基づいて本年度は、臨界置換率直下の同位体置換試料を作成し、ソフトモードのダイナミクスをラマン散乱測定によって観測することで、同位体誘起強誘電性の発現初期段階を系の不均一性との関連から調べた。その結果、同位体誘起強誘電性の発現初期過程においてソフトモードが局所的に凍結することによって局所的な強誘電性の領域が発生することを明らかにした。これによって、"ソフトモードが凍結しない量子常誘電性⇒ソフトモードの非一様な凍結による局所強誘電性⇒ソフトモードの一様な凍結による長距離強誘電性"という酸素同位体誘起強誘電性の全体像を示した。量子常誘電体SrTiO_3は極低温領域において、量子揺らぎが強誘電性の秩序化を抑制するという量子常誘電性を示す。また、このSrTiO_3は酸素同位体置換によって強誘電性を示すようになる。この現象はこれまで熱揺らぎの範疇で議論されてきた強誘電体において、量子揺らぎの効果が顕著に観測され、且つそれが同位体置換によって制御されるという非常に新奇な現象であり、そのメカニズムの解明は急務である。本研究では、熱揺らぎを極限まで抑制して量子揺らぎの効果を直接的に観測する為に、液体ヘリウム冷却型の光学クライオスタットを特別に設計・製作して1K以下の極低温領域における光散乱測定を実現した。また、高品質のSrTiO_3単結晶を購入し、それを酸素同位体置換して同位体置換試料を製作した。これらを用いて極低温領域における量子常誘電体SrTiO_3のラマン散乱スペクトルの温度変化と、その同位体置換率依存性を調べた。その結果、極低温領域の量子常誘電体中で生じた局所的に対称性の低下した領域(LSBR)が、同位体置換によって顕著に発達することを明らかにした。これは、LSBRの成長をプローブとして同位体置換による量子揺らぎの抑制を観測した新たな結果である。また、同位体置換によるLSBRの成長によって、通常ラマン散乱では観測できないソフトモードが極低温領域で明瞭に観測されるようになることが明らかになった。それを用いて、ソフトモードのダイナミクスにおける同位体置換効果を調べた結果、同位体置換による質量効果によってソフトEuモードの振動数が低下し、モードの振動が不安定になっていくことが明らかになった。これによって、SrTiO_3における同位体誘起強誘電相転移が、強誘電性ソフトEuモードのソフト化によって生じる変位型の強誘電性相転移であることを明らかにした。
ヒト月経黄体から妊娠黄体への分化機構の総合的解析-免疫系による新しい分化誘導機構-に関する研究

ヒト黄体はひとたび妊娠が成立すれば妊娠黄体へと分化しプロゲステロンを分泌する。プロゲステロンは子宮内膜に作用し胚の着床を維持するが、もし妊娠黄体の機能低下がおこれば、妊娠の継続は困難となる。胚着床時に妊娠黄体の適切な形成が誘導されるためには、妊娠成立の情報が胚から黄体へ正確に伝達される必要がある。言い換えると、子宮内の胚と卵巣内の黄体、すなわち遠隔臓器間の胚と母体の相互作用の重要性を示しており、血流を介した胚-母体間の対話(クロストーク)が妊娠成立・維持過程に不可欠であると推論される。この情報伝達には着床期前後の胚から分泌されるhCGが主役を演じているとされているが、それ以外の機構の存在が示唆されているもののその実体はこれまで明らかにされなかった。このような背景の中で本研究従事者らがヒト妊娠黄体を対象にして分析を進めてきたところ、systemicなクロストークの新しい担い手として末梢血中の細胞成分である免疫細胞が、胚から母体へ、または母体から胚への相互作用に重要な役割を演じている可能性が提示された。またこれらの末梢血免疫細胞が妊娠初期より胚着床維持に有利な機能変化をきたしていることが示され、胚がまだ卵管内に存在する時期より免疫細胞は妊娠成立の情報を既に認識しており、リンパ流や血流を介して黄体をはじめとする遠隔臓器にいち早くその情報を伝達し、さらには子宮にも作用して子宮内膜の分化や胚浸潤を促進して胚着床成立・維持に積極的に関与するという新しい概念が導き出された。さらにhCGはその糖鎖の多い特徴を生かし、いわゆるLH/hCG受容体とは別に免疫系のprimitiveな情報伝達分子と考えられているレクチン関連受容体を介して免疫細胞に特異的に作用し、生理活性物質の産生を促して妊娠維持に有利に働く可能性も認められ、妊娠初期には内分泌と免疫系とが協調しあった巧妙なネットワークが存在することが示唆された。プロゲステロンは黄体から分泌されるホルモンであり、子宮内での胚の着床維持に必須の因子である。ヒト月経黄体は妊娠が成立すると分泌活動を冗進して妊娠黄体へと分化し、初期胎盤からのプロゲステロン分泌が高まる妊娠79週まではその活動を維持している。妊娠黄体への分化には、少なくとも胚から分泌されるhCGが重要な役割を演じていることは明らかではあるが、hCG以外の因子については未だに同定されておらず、ヒト妊娠黄体への分化機構はミステリアスなテーマとして長年放置されたままになっている。本研究では、我々はヒト末梢血リンパ球が妊娠黄体の機能維持に関与している可能性をin vitroで示し、妊娠成立の情報を血清成分のみでなく、血球成分であるリンパ球もhCGとともに胚存在のシグナルを黄体に伝達して妊娠黄体への分化とその機能を維持するという新しい概念を提示した。また月経黄体が妊娠黄体にスムースに移行するためには、分化を誘導するシグナルに対して黄体細胞が適切に反応することが必要であり、胚着床期の黄体にはこれらのシグナルの応答に関係する分子が既に発現していると考えられる。そこで本研究では単クローン抗体作成法およびサブトラクション法を用いて月経黄体や妊娠黄体に特異的に発現している分子を検索したが、その結果数種類の分子が黄体の分化に沿って発現変化をしていることを見いだし、新しい黄体分化調節機構を提示することが可能となった。これらの成果は黄体機能不全や原因不明の不妊症・不育症の患者の診断や治療法の開発に貢献するものと期待される。

ヒト黄体はひとたび妊娠が成立すれば妊娠黄体へと分化しプロゲステロンを分泌する。プロゲステロンは子宮内膜に作用し胚の着床を維持するが、もし妊娠黄体の機能低下がおこれば、妊娠の継続は困難となる。胚着床時に妊娠黄体の適切な形成が誘導されるためには、妊娠成立の情報が胚から黄体へ正確に伝達される必要がある。言い換えると、子宮内の胚と卵巣内の黄体、すなわち遠隔臓器間の胚と母体の相互作用の重要性を示しており、血流を介した胚-母体間の対話(クロストーク)が妊娠成立・維持過程に不可欠であると推論される。この情報伝達には着床期前後の胚から分泌されるhCGが主役を演じているとされているが、それ以外の機構の存在が示唆されているもののその実体はこれまで明らかにされなかった。このような背景の中で本研究従事者らがヒト妊娠黄体を対象にして分析を進めてきたところ、systemicなクロストークの新しい担い手として末梢血中の細胞成分である免疫細胞が、胚から母体へ、または母体から胚への相互作用に重要な役割を演じている可能性が提示された。またこれらの末梢血免疫細胞が妊娠初期より胚着床維持に有利な機能変化をきたしていることが示され、胚がまだ卵管内に存在する時期より免疫細胞は妊娠成立の情報を既に認識しており、リンパ流や血流を介して黄体をはじめとする遠隔臓器にいち早くその情報を伝達し、さらには子宮にも作用して子宮内膜の分化や胚浸潤を促進して胚着床成立・維持に積極的に関与するという新しい概念が導き出された。さらにhCGはその糖鎖の多い特徴を生かし、いわゆるLH/hCG受容体とは別に免疫系のPrimitiveな情報伝達分子と考えられているレクチン関連受容体を介して免疫細胞に特異的に作用し、生理活性物質の産生を促して妊娠維持に有利に働く可能性も認められ、妊娠初期には内分泌と免疫系とが協調しあった巧妙なネットワークが存在することが示唆された。
アガロフラン構造類縁体の全合成戦略開発と生物活性制御

ジヒドロ-β-アガロフラン骨格を中心骨格に持つセスキテルペン類は、わずかな分子構造の違いによって抗多剤耐性(MDR)活性・抗ガン活性・免疫抑制活性・抗HIV活性などの異なる生物活性を示す。すなわち本骨格は多様な生物活性を合成化学的に制御しうる魅力的な化合物であるため、一般性の高い効率的合成法の確立が望まれている。本研究では、生物活性制御を視野に入れたアガロフラン骨格の新規構築法の確立を目的とする。研究実施計画として、安価な芳香族化合物から酸化的脱芳香環化とDiels-Alder反応を鍵反応としてアガロフラン骨格を構築する合成計画を立案した。計画に従い、1,5-ジヒドロキシナフタレンから17工程で鍵反応に設定した酸化的脱芳香環化を行う化合物を合成できた。この過程で、計画通り合成初期段階に不斉1,4付加反応を組み込むことに成功し、研究計画上困難が予想された各酸素官能基導入における立体選択性の制御についても、検討の結果ほぼ完全に制御することができた。続いて酸化的脱芳香環化について種々検討を行った結果、原料である化合物の構造を精密に調整することによって、望む四置換炭素を含むジエンを高収率で合成できた。続く二つ目の鍵反応であるDiels-Alder反応によって四級炭素の構築を達成した。さらに3工程を経てエーテル環を形成し、アガロフラン骨格の合成に成功した。以上のように本年度の研究実施計画で設定した目標を達成した。なお本手法によるアガロフラン骨格合成は世界初の例であり、合成化学的に意義深い。
統合失調症個別化治療アルゴリズム構築に向けた第2世代抗精神病薬の無作為比較試験

日本人統合失調症患者に対してperospironeとaripiprazoleの有効性及び忍容性の比較検討を行うことを目的とした。12週間可変用量、無作為割付オープンラベル試験を行った結果、Perospirone群には51例、aripiprazole群には49例が割付けられ、58例の患者が試験を完遂した。両群共に開始時と12週時を比較すると、PANSS合計点、陽性症状、陰性症状、総合病理、興奮要素評価尺度など各項目、CGI-Sの有意な低下が見られた(両群ともp<0.0001)。また、両群間ではPANSS合計点、陽性症状、陰性症状、総合病理、興奮要素評価尺度など各項目、CGI-Sに有意差は認めなかった。本研究の目的は、統合失調症治療においてしばしば用いられているアリピプラゾール(APZ)とペロスピロン(PER)両薬剤の有用性、安全性の比較、薬物動態学/薬力学的指標を調べることで、統合失調症の薬物療法における個別化適正医療の基盤確立に貢献することである。計画していた具体的な研究項目は1. APZとPER両薬剤の有用性、安全性の比較、2.両薬剤の薬効に関係した遺伝子多型を含む患者背景と1との関連、3. 2から抽出された臨床予測因子に基づく統合失調症治療におけるアルゴリズムの構築であった。現在計画の2.段階にあり、薬効に関連した遺伝子多型の抽出、解析については終了しており、研究成果について投稿準備中である。統合失調症は全世界で約2400万人、我が国においても約73万人が罹患する妄想、幻覚、まとまりのない会話、緊張病性の行動、陰性症状を特徴症状とする精神疾患である。現在、統合失調症患者に対する薬物治療では第2世代抗精神病薬が第一選択薬として用いられている。このうちペロスピロンとアリピプラゾールは幻覚・妄想を減弱する作用に加えて、共に鎮静作用が少ない点や統合失調症の不安や抑うつを改善する点などの臨床上多くの似通った治療効果を有する。これは両者の薬力学的プロフィールで説明が可能な点も多い。しかし、一方の薬剤では効果が不十分であるにもかかわらず、他方の薬剤では十分な治療効果が認められたり、副作用の発現も治療薬剤により異なることはよく経験するが、現状ではその使い分けにおいて客観的な指標は存在しない。本研究では、統合失調症治療においてしばしば用いられているアリピプラゾールとペロスピロン両薬剤の有用性、安全性の比較、薬物動態学/薬力学的指標を調べることで、統合失調症の薬物療法におけるテーラード医療の基盤確立に貢献することである。当該年度に実施した研究の成果は以下のものである。1.アリピプラゾールとペロスピロン両薬剤の有用性、安全性の比較2.両薬剤の薬効に関係した遺伝子多型を含む患者背景と1との関連1.についての解析は終了しており、現在2.の解析を本助成金を基に解析中である。今後は2.から抽出された臨床予測因子に基づく統合失調症治療におけるアルゴリズムの構築を行っていく予定である。本研究の目的として、研究当初より以下の3項目を挙げていた。1.アリピプラゾールとペロスピロン両薬剤の有用性、安全性の比較2.両薬剤の薬効に関係した遺伝子多型を含む患者背景と1との関連3. 2から抽出された臨床予測因子に基づく統合失調症治療におけるアルゴリズムの構築1.についての解析は終了しており、現在2.の解析を本助成金を基に解析中である。今後は3.を行っていく予定である。これらの事から、研究はおおむね順調に経過しているものと考えられる。当初の予定通り、上記に挙げた2.の残務及び3.の施行を行っていく事とする。今後は解析に必要な物品の購入や国外及び国内研究者との積極的な交流を通じて、より有用な臨床予測因子に基づく統合失調症治療におけるアルゴリズムの構築を行っていく。
ザクロ石-単斜輝石地質温度計の再構築

大陸衝突帯には3 GPa以上の圧力下(地下100 km以深)まで沈み込んだ岩石が広く地表に露出している。そうした大陸衝突帯で起きている現象を解明することが大きな課題である。それには、そういった岩石が到達した温度圧力条件を精確に推定することが重要となる。ザクロ石-単斜輝石温度計はそうした推定手法の一つであるが、単斜輝石の熱力学的特性がまだよく知られていない。そこで、天然の岩石の解析や実験データの統計学的処理からより高精度の温度計の構築を目指した。しかし、天然物質からのデータと実験データが互いに反駁する結果を与え、最終的な構築には至っていない。実験データのコンパイルでは単斜輝石中のヒスイ輝石成分が推定温度に与える影響はほとんど認められなかったものの、天然の岩石の分析結果では単斜輝石中のヒスイ輝石成分量が増えるにつれ推定温度が高くなる傾向が認められた。また天然の岩石の分析データでは単斜輝石中のMg/(Fe+Mg)も推定温度に影響を与えることが認められた。よって、ヒスイ輝石成分だけでなく他の成分の影響も考慮した温度計の再構築を試みている。一方、既存の地質温度圧力計のモデルと近年の熱力学的モデリング手法を中国東部大別山地域に産する岩石(超高圧変成岩のエクロジャイト)へ適用した結果、両者とも約800°C、5 GPaの条件を与えた。このことは少なくとも今回分析した岩石が地下150 km以深まで沈み込み、再び地表まで上昇してきたことを表している。プレート収斂帯において厚くて軽い地殻は沈みにくいと考えられるが、そのような地殻でも地下深部まで沈み込み得ることを意味している。こうした地殻変動のプロセスの解明は大規模地震発生のメカニズム解明にもつながる研究である。プレートの収斂帯では、しばしば高圧超高圧変成作用を受けた岩石が産出する。そうした岩石の温度圧力履歴を解読することはプレート収斂帯の構造発達史等を解明する上で重要な束縛条件となる。そうした温度圧力履歴を解読するツールの一つとしてザクロ石ー単斜輝石地質温度計があり、古くから提案・改良が行なわれてきている。しかし、そうした改良は主にザクロ石固溶体の持つ非理想性に焦点が当てられてきたが、単斜輝石固溶体が持つ非理想性はあまり注目されてきていないのが現状である。本研究課題では単斜輝石固溶体の非理想性に注目して、ザクロ石ー単斜輝石地質温度計の新たなキャリブレーションを行なうことを第一目的としている。そこで、初年度は既存の高温高圧実験データをコンパイルして、新たなモデルの構築を行なった。また、チェコ共和国のボヘミア山塊のエクロジャイト(高温高圧変成岩)や中国東部蘇魯地域のエクロジャイトの履歴の解明も試みた。モデル構築では、合計600ペア程の実験データをコンパイルし、理想固溶体を仮定した暫定モデルを作成した上で、ザクロ石および単斜輝石固溶体の持つ非理想性を評価した。その結果、まずザクロ石固溶体には若干の非理想性があることが確認されたが、それが温度推定に与える影響は小さく、既存の固溶体モデルを使用しても問題ないと判断した。一方、単斜輝石固溶体はヒスイ輝石成分量の変化が温度推定に与える影響はほとんど見られないものの、Ca+Na含有量が減少する(フェロシライト・エンスタタイト成分量が増える)と、算出される温度が実際の温度より高くなる傾向があることが確認された。また、単斜輝石固溶体にもFe-Mg間の非理想性が若干あることも確認された。そのため、それらの単斜輝石固溶体の非理想性を考慮したモデルを再構築した。このモデルを天然のエクロジャイトに適用したところ、全体的な推定温度のバラつきが軽減された。ザクロ石ー単斜輝石地質温度計について、その再構築を行い、おおむね順調に進んでいる。ただし、今回、コンパイルしたのは苦鉄質(玄武岩質)や泥岩質の系に限られており、超苦鉄質(カンラン岩質)系での実験を含んでいない。これは適用対象を玄武岩質のエクロジャイトに絞ったためであるが、やはり適用範囲を広げるため超苦鉄質な系の実験データも含めて、再度、コンパイルし統計処理を行なう必要があると判断する。また、得られたモデルの適用も現時点では限られているため、その有効性や適用した場合の意義については、まだ十分な議論がされていない。その一方で、今回、より明瞭になった結果は単斜輝石固溶体中のヒスイ輝石成分の影響の評価についてである。天然の岩石の観察結果では、ヒスイ輝石成分量が増えると推定温度が過剰に高くなってしまうケースがあることが指摘されてきている。これまでの温度計構築の研究ではヒスイ輝石成分量の多い実験データがほとんど用いられておらず、上記のような非理想性の存在の有無についてはよく分っていなかった。しかし、今回、コンパイルした実験結果では泥岩質系などのヒスイ輝石成分含有量の多い単斜輝石のデータも含んでいるが、上記のような傾向が全く見られなかった。これは単斜輝石固溶体では、Al-Fe間の非理想性の程度とAl-Mg間の非理想性の程度がほぼ同じであるという実験データと矛盾しない結果である。

天然の岩石で観察された結果は、おそらく単斜輝石中へフェロシライト成分が過度に入ったことが原因と考えているが、これに関しては引き続き検証が必要である。かつての大陸と大陸の衝突帯では、しばしば超高圧の変成作用を受けた岩石が地表に露出している。そうした岩石がどのような温度圧力履歴を経て地表まで上昇し、露出してきたかはプレート収斂帯の地下で起きている現象を解明するための一つの束縛条件となる。そのような岩石の温度圧力履歴を解読するツールの一つとして地質温度圧力計がある。その代表的な地質温度計の一つとしてザクロ石ー単斜輝石地質温度計があり、高圧変成岩の変成温度の見積もりに古くから利用されている。しかし、この地質温度計は、単斜輝石のヒスイ輝石成分が多くなると見積り温度が見掛け上高くなることが指摘されている。そこで、本研究では単斜輝石の非理想性の振る舞いに注目して、新たな温度計の式を提案することを第一目標としている。前年度の研究では合計600ペア程の実験データを収集し、単斜輝石の非理想性の振る舞いを吟味して、キャリブレーションを行ったが、個々の実験データのクオリティーの吟味を行わなかった。本年度は一つ一つの実験で得られている単斜輝石の化学組成を慎重に吟味した。その結果、実験で得られている単斜輝石の化学組成式を化学量論的に計算するとFe3+の量が著しい負の値を示すことが明らかになった。またCa+Na量が理想値(1.0 apfu)より著しく少ないデータも多く存在した。よって、本研究では単斜輝石の組成が-0.1<Fe3+/Fe(total)<0.1となり、かつCa+Na値が0.85 apfu以上のデータを選別してキャリブレーションを行い、新しい温度計の式を構築した。そこで、新しく得られた温度計の式を中国山東半島の蘇魯超高圧変成帯の変成岩へ適用して、その地域の温度構造の解析を試みている。現時点での解析結果では、北東部の栄成地区と南西部の東海地区の超高圧変成岩の変成温度を比較しても大きな差は生じていない。前年度は既存の実験データのコンパイルとキャリブレーションを中心に行い、本年度は天然の超高圧変成岩の詳細な分析と既存の地質温度計の評価を行い、おおむね順調に進展している。前年度に行った実験データによる解析では単斜輝石のヒスイ輝石成分の含有量はFe-Mg分配係数に影響を与えないという結果になった。本年度の天然試料の化学分析とそのデータ解析においても単斜輝石のヒスイ輝石成分量とFe-Mg分配係数の間には明瞭な相関性は見られなかった。特に今回注意した点はザクロ石と単斜輝石の組成累帯構造の有無を丁寧に確認したところである。まず偏光顕微鏡でザクロ石と単斜輝石が直接接している場所を探し、電子線プローブマイクロアナライザー(EPMA)で、その境界からの両鉱物の化学組成を数十ミクロン間隔で線状に分析し、各鉱物粒子のラインプロファイルを作成した。その結果、境界面近傍では減圧期の化学組成の改変が起きているものの、その少し内側で最高圧力期の化学組成が残っている昇温型の化学組成累帯構造が示すことが分かった。そうしたラインプロファイルの確認を含めた分析を合計600ポイント、30ペア程の粒子について行った。そうして得られた組成対に既存の地質温度計を適用してもヒスイ輝石含有量の増加による見積り温度の上昇は確認されなかった。以上のことから単斜輝石の非理想性はFe-Mg間の非理想性のみを考慮して、新たなキャリブレーションを行う事とした。
感熱応答性高分子の相転移・相分離過程のナノ秒・ミリ秒ダイナミクス

ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PIPAと略記)やポリビニルメチルエーテルは代表的な感熱応答性高分子である。水溶液中では室温では均一に溶解しているが、10K程度の温度上昇により、コイル→グロビュール型の構造変化を起こし(相転移)、水相/高分子相へと相分離する。このような相転移と引き続く相分離のダイナミックスを明らかにする(時定数を計測する)のが本研究の目的である。1)相分離時定数と分子量の相関関係を解明した。この結果に基づき、「水溶液中で絡み合っいる高分子鎖は、あたかも架橋したゲルのように振舞う」と考えれば、「水溶液の相分離」は「架橋ゲルの体積相転移(収縮)」と同様のモデル(式)で既述できることを明らかにした。この成果は、Y. Tsuboi et al.: J. Phys. Chem. B 2008;112(9);2562-2565にて、速報として掲載された。2)蛍光ラベルしたPIPAを試料として用い、コイル型からグロビュール型への相転移のダイナミクスを計測した。この蛍光プローブは、水和の程度に応じて蛍光極大波数が鋭敏にシフトするという性質を有している。構築したレーザー温度ジャンプ型時間分解分光システムを駆使し、温度ジャンプ後の蛍光ダイナミックストークスシフトを追跡し、相転移を時定数を始めて決定できた(35μs)。この成果は、第57回高分子学会年次大会にて発表する(2Pf096)。ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)やポリビニルメチルエーテルは代表的な感熱応答性高分子である。今年度は、以下の成果を得た。色素増感レーザー温度ジャンプ法により、各種試料の相分離時定数を決定した。興味深いことに、相分時定数に影響を与える色素と、影響を与えない色素の二種類が存在することがあかり、両者は試料水溶液の電子スペクトル(吸収スペクトル)から判別できることも明らかにした。近赤外ラマンレーザー温度ジャンプ計測法を開発した。YAGレーザー基本波1064nmは、水を弱くしか励起できず、見込める上昇温度も小さい。そこで、非線形光学結晶をラマンシフターに用い、波長を1300nmに変換した。この光を用いると、色素増感法に拠らなくても、温度ジャンプ計測が可能になる。これにより、一連の試料の相分離時間を系統的に決定することが出来た。相分離時定数と分子量の相関関係を解明した。上記1)2)の計測法は、同じ時定数を与え、本手法が有効であることが示された。さらに、相分離速度は試料高分子の2乗に比例することがわかり、そのモデリングも行なった。

この成果は、Y. Tsuboi, et. al.: J.Phys. Chem. B 2008; 112(9); 2562-2565にて、速報として掲載された。2)蛍光ラベルしたPIPAを試料として用い、コイル型からグロビュール型への相転移のダイナミクスを計測した。この蛍光プローブは、水和の程度に応じて蛍光極大波数が鋭敏にシフトするという性質を有している。構築したレーザー温度ジャンプ型時間分解分光システムを駆使し、温度ジャンプ後の蛍光ダイナミックストークスシフトを追跡し、相転移を時定数を始めて決定できた(35μs)。この成果は、第57回高分子学会年次大会にて発表する(2Pf096)。
Caveolin-Cavinシステムの機能解析による肺高血圧症発症機序の解明

細胞膜カベオラ構成蛋白であるCaveolin-1 (Cav1)は肺動脈性肺高血圧症(PAH)の原因遺伝子の一つである。Cav1はPAHの遺伝子異常として最も頻度の高いBMPR2と密接な関係しているが、肺高血圧症における役割は明らかではない。Cav1はBMPR2を介して肺動脈血管内皮細胞におけるSmad1/5/9、Aktのリン酸化を調節し、またCavinファミリーはこのCav1とBMPR2の関連を制御し、肺高血圧症発症に重要な役割を持つ可能性が示唆された。本研究結果は、Caveolin-Cavinシステムが肺高血圧症の進展抑制に対する治療ターゲットとなる可能性を示しているものと考える。肺動脈性肺高血圧症(PAH)患者において細胞膜カベオラ構成タンパクであるCaveolin-1の遺伝子変異が報告され、遺伝性PAHの原因遺伝子の一つとして位置付けられた。我々は、Caveolinとともにカベオラを構成しているCavinファミリーの一つであるCavin-4が、肺動脈血管平滑筋細胞においてGα13/p115RhoGEF/Rho/ROCKシグナルを介して肺高血圧症の発症・進展に重要な役割を果たしていることを報告した。Caveolin-1は遺伝性PAHの原因として最も頻度の高いBMPR2と血管平滑筋細胞で直接結合しSmadへの下流シグナリングに重要な役割を果たしていることが報告されている。そこで本研究では、Cavin-CaveolinシステムのTGF-β/BMPスーパーファミリーに対する役割およびPAH発症・進展の関係に関して検討した。近年、免疫抑制薬であるFK506の少量投与がBMPR2を介さずSmadシグナルを活性化しPAH発症を抑制することが報告された。Caveolin-1ノックアウトマウスでは肺高血圧症が起こるが、浸透圧ポンプで少量FK506を持続投与すると肺高血圧症・右室肥大が抑制されることを見出した。ヒト肺動脈血管内皮細胞でCaveolin-1をノックダウンするとSmad 1/5/9のリン酸化が抑制されていた。ヒト肺動脈血管平滑筋細胞においてもCaveolin-1をノックダウンするとSmad 1/5/9のリン酸化が抑制されていたが、FK506投与にてその抑制効果が打ち消されることが判明した。FK506投与にてCaveolin-1ノックアウトマウスの肺高血圧症が抑制されることを明らかにしたが、その分子メカニズムに関してはまだ十分解明できていない。肺動脈性肺高血圧症(PAH)患者において細胞膜カベオラ構成蛋白であるCaveolin-1 (Cav1)の遺伝子変異が報告され、遺伝性PAHの原因遺伝子の一つとして位置付けられた。以前我々は、Caveolinとともにカベオラを構成しているCavinファミリーの一つであるCavin-4/MURCが肺動脈血管平滑筋細胞において、Cav1を介して肺高血圧症の発症・進展に重要な役割を果たしていることを報告した。Cav1は遺伝性PAHの原因として最も頻度の高いBMPR2と直接結合し、Smadへの下流シグナルに重要な役割を果たしていることが報告されている。そこで本研究では、Cavin-CaveolinシステムのTGF-β/BMPスーパーファミリーに対する役割およびPAH発症・進展の関係に関して検討を行った。Cav1ノックアウトマウスでは肺高血圧症が起こるが、浸透圧ポンプで少量FK506を持続投与すると肺高血圧症・右室肥大・肺動脈リモデリングが抑制されていた。ヒト肺動脈血管内皮細胞Cav1をsiRNAを用いてノックダウンするとSmad1/5/9のリン酸化、ERKのリン酸化、Aktのリン酸化が抑制されたが、少量FK506投与にてその抑制効果が打ち消されていた。CavinファミリーはカベオラにてCaveolinと結合し複合体を形成していることが知られている。そこでCavin-CaveolinファミリーとBMPR2の関係を調べたところ、Cav1を発現させるとBMPR2の発現量が著明に減少したが、Cavin-1/PTRFならびにCavin-2/SDPRを共発現させるとBMPR2の発現量は改善することを見出した。ヒト肺動脈血管内皮細胞においてもFK506がSmadシグナルを改善させることができるかを検討し、その分子メカニズムや下流シグナルに関して検討を行う。また同様に細胞の増殖・遊走やアポトーシスに与える影響に関して評価を行う。動物実験においては、Caveolin-1ノックアウトマウスに浸透圧ポンプを用いてTGF-β/BMPスーパーファミリーの阻害薬を投与し、肺高血圧の程度や肺動脈における内膜肥厚の程度を比較検討する。肺高血圧症
高エネルギー加速器用高磁場超伝導磁石の基礎研究

セルンで建設中のLHC加速器建設協力として、10テスラ級高磁場超伝導マグネットの開発研究を行った。対象マグネットは、双極ならびに四極超伝導マグネットである。双極超伝導マグネットでは、運転定格磁場8.4テスラを目標とし、セルンの開発研究と相補的になるよう緊密に連絡を取り計画を進めた。平成9年度は、昨年製作・試験を行った1m長のモデルマグネットについて、常温に戻したときのクエンチ特性への影響を主眼に引き続き試験した。その結果、今回開発されたマグネットでは比較的影響が少なく、良好であることが分かった。実験衝突点最近傍の四極超伝導マグネットでは、70mmのコイル内径で、240T/mの世界最大級の磁場勾配を得ることが目標である。コイル内最大磁場も9.6テスラを越える。平成9年度は、昨年度までの設計を基にモデルマグネット1号機の製作・試験に主眼を置いた。製作においては、コイルや電磁力支持構造物の機械特性等や試験に関してセルンの担当者と緊密に連絡を取りつつ開発研究を行ってきた。1号機の製作によって、強磁場勾配四極マグネットの開発に必要な寸法、応力などの基本データが得られた。さらに、このマグネットを試験し、定格運転磁場勾配205T/mを最初のクエンチで得ることができた。トレーニング(クエンチ電流が徐々に上昇すること)により設計磁場勾配240T/mを超え、最終的には250T/mを発生できた。このコイル内径のマグネットとして最強の磁場勾配である。この成果を実機製作に反映する。これ等の開発研究を進めるために、両研究所から担当研究者が夫々派遣され、5回に及ぶ研究打合わせのための会議が持たれた。また、3月にはこの研究成果をまとめるための技術会議がセルンで持たれた。高エネルギーハドロン加速器用10テスラ級高磁場超伝導マグネットの開発研究を行った。研究を行ったマグネットは、双極ならびに四極マグネットである。双極マグネットは、定格磁場8.4テスラを目標とし、クエンチなしに定格磁場を発生することを主眼においた。そのために、設計ならびに製作における新しい工夫を取り入れ、モデルマグネットでの実験を目指した。新概念の導入において、両研究機関の担当者と緊密に連絡を取り、計画を進めた。この研究による成果は、モデルマグネットによる最高磁場10.3テスラを達成したが、最初のクエンチ磁場が8.4テスラに達しなかった点で、未だ今後の開発課題を残している。四極マグネットでは、70mmのコイル内径で、240T/mの磁場勾配を得ることを目標とした。臨界磁場勾配は270T/mであり、コイル内最大磁場も9.6テスラを越えるマグネットである。今年度は主としてマグネットの設計研究を主眼に置いた。最適コイル配置、超伝導ケーブル最適寸法、マグネット最適断面形状等の基本的形状についての設計研究を担当者と緊密に連絡を取りつつ進めた。強磁場勾配四極マグネットの開発にとって必要な基本データを得る目的で、既存の超伝導四極マグネットを改造し、励磁試験を行った。その結果、本研究所で目標としている240T/mの磁場勾配に相当する磁場の発生に成功し、今後の開発にとって貴重なデータを得た。これ等の研究ならびに今後の開発研究を進めるために、両研究所から担当研究者が夫々派遣され、5回に及ぶ打合せ会議が開催された。研究を行ったマグネットは、双極ならびに四極超伝導マグネットである。

双極超伝導マグネットは、定格磁場8.4テスラを目標とし、クエンチなしに定格磁場を発生することを主眼においた。また、セルンで行われている開発研究と相補的になるように配慮し、かつ両研究機関の担当者と緊密に連絡を取りつつ計画を進めた。この研究では、設計ならびに製作において新しい工夫を取り入れた。1m長のモデルマグネットを製作し、試験した結果、最初のクエンチで定格磁場8.4テスラを越える8.8Tを達成し、最終的に臨界磁場の99%を越える励磁ができた。この結果は、今後の双極マグネットの開発にフィードバックされる。四極超伝導マグネットでは、70mmのコイル内径で、240T/Mの磁場勾配を得ることを目標としている。磁場勾配が強く、コイル内最大磁場も9.6テスラを越えるマグネットである。今年度は、主として昨年度の設計を基にモデルマグネットの製作に主眼に置いた。最適端部形状、製作治工具、コイルやカラーの機械特性等についてセルンの担当者と緊密に連絡を取りつつ作業を進めた。強磁場勾配四極マグネットの開発にとって必要な基本データとして、冷却特性を知るうえで重要な超流動ヘリウム下での熱伝導特性、コイル寸法精度に密接に関係するコイルのヤング率などの基本的な研究を行った。その結果、今後の開発にとって貴要なデータを得ることができた。これ等の開発研究を進めるために、両研究所から担当研究者が夫々派遣され、8回に及ぶ研究打合せのための会議が持たれた。セルンで建設中のLHC加速器建設協力として、10テスラ級高磁場超伝導マグネットの開発研究を行った。対象マグネットは、双極ならびに四極超伝導マグネットである。双極超伝導マグネットでは、運転定格磁場8.4テスラを目標とし、セルンの開発研究と相補的になるよう緊密に連絡を取り計画を進めた。平成9年度は、昨年製作・試験を行った1m長のモデルマグネットについて、常温に戻したときのクエンチ特性への影響を主眼に引き続き試験した。その結果、今回開発されたマグネットでは比較的影響が少なく、良好であることが分かった。実験衝突点最近傍の四極超伝導マグネットでは、70mmのコイル内径で、240T/mの世界最大級の磁場勾配を得ることが目標である。コイル内最大磁場も9.6テスラを越える。平成9年度は、昨年度までの設計を基にモデルマグネット1号機の製作・試験に主眼を置いた。製作においては、コイルや電磁力支持構造物の機械特性等や試験に関してセルンの担当者と緊密に連絡を取りつつ開発研究行ってきた。1号機の製作によって、強磁場勾配四極マグネットの開発に必要な寸法、応力などの基本データが得られた。さらに、このマグネットを試験し、定格運転磁場勾配205T/mを最初のクエンチで得ることができた。トレーニング(クエンチ電流が徐々に上昇すること)により設計磁場勾配240T/mを超え、最終的には250T/mを発生できた。このコイル内径のマグネットとして最強の磁場勾配である。この成果を実機製作に反映する。これ等の開発研究を進めるために、両研究所から担当研究者が夫々派遣され、5回に及ぶ研究打合せのための会議が持たれた。また、3月にはこの研究成果をまとめるための技術会議がセルンで持たれた。
放射線暴露によって動作不能になった集積回路のその場回復技術に関する研究

福島第一原子力発電所の廃炉推進のために,強力な放射線(主にガンマ線)のもとでも継続的に使えるセンサが必須であるが,このような過酷環境では,集積回路は短期間のうちに機能不全に陥る。これはガンマ線に晒されるイメージャで特に深刻な問題である。集積回路にガンマ線が入射すると電子-ホールペアができ,移動度の小さいホールがゲート酸化膜にトラップされて絶縁膜,および絶縁膜/半導体界面チャージアップする。その結果,トランジスタの閾値がシフトし,集積回路が動作不能になる。ガンマ線暴露による電子回路の動作不良は,材料的または構造的破壊によるものではなく,チャージを逃がすことができれば,回復が期待できる。本研究では,集積回路にダイヤフラム構造とマイクロヒータを形成し,局所加熱によるディスチャージによって,ガンマ線暴露による動作不良から回復させられるかどうかを調べる。平成30年度には,マイクロヒータと断熱のためのダイヤフラム構造を有するテストデバイスを有限要素法によって設計し,フォトマスクを用意して,本学クリーンルームにて作製に取り掛かった。また,マイクロヒータのためのいくつかの金属薄膜のスパッタ成膜条件の最適化を行った。さらに,ガンマ線への集積回路の暴露試験を行うため,Cs-137密封線源を学内で探し,本学サイクロトロン・ラジオアイソトープセンターに実験への協力を依頼した。研究協力機関である廃炉国際共同研究センターとは情報交換を行っている。コンセプト実証のためのテストデバイスの設計を,本研究に参画する学生を教育しながら進めていたため,これに時間を要し,作製開始が遅れた。テストデバイスの作製を急いで進め,計画通り試験を行う。テストデバイスの作製を進め,コンセプト実証のための実験を行う。集積回路上に後工程によって形成するテストデバイスの作製は必ずしも容易ではないので,これを進めつつ,一方でマイクロヒーターを用いず,集積回路チップ全体を加熱する方法で実験を行うことも検討している。現在までの進捗状況の欄に述べた通り,テストデバイスの作製開始が遅れたため,次年度使用額が生じた。今後,当初計画にあるテストデバイスの作製,および評価実験を行うので,次年度使用額はそのための消耗品や施設使用料に充てる。
カルバ糖を基盤としたヒト型擬似糖鎖の系統的合成法の開発

DOIから合成した6-O-Ac-カルバ-β-D-グルコースに対するランダムピバロイル化反応により一挙に得られる部分保護体を鍵原料として、5a-カルバ-β-D-ガラクトース、5a-カルバ-β-D-マンノース、5a-カルバ-β-D-アロース、5a-カルバ-N-アセチル-β-D-マンノサミンの合成を達成した。さらに、DOIより誘導したカルバ-β-D-グルコース供与体と受容体を、高濃度条件下、0°Cでカップリング反応することで、ジカルバ-β-D-イソマルトース誘導体(47%)、ジカルバ-β-D-マルトース誘導体(3%)、ジカルバ-α,β-D-トレハロース誘導体(37%)の合成に成功した。本課題の目的は、組換え大腸菌より数百グラムスケールにて生産可能である2-デオキシ-scyllo-イノソース(DOI)を鍵原料に、高効率的・系統的なカルバ糖の合成法を確立して、カルバ糖を有する擬似糖鎖を構築することである。そのために、平成24年度は以下に示す3つの課題に取り組んだ。(1) DOIから合成した6-O-Ac-カルバ-β-D-グルコースの有する4つのエクアトリアル位のOH基に対してピバロイル化反応を試み、ヒドロキシ基の部分保護反応を検討した。その結果、-20°Cにて反応を行うと1,3-di-O-Piv体が主生成物として得られることが判明した(65%)。一方、80°Cにて反応を試みると主生成物はtri-O-Piv体となり、1,2,3-Piv体、1,3,4-Piv体、1,2,4-Piv体の収率がそれぞれ35%, 21%, 21%となることがわかった。これらの部分保護体より5a-カルバ-β-D-ガラクトース、5a-カルバ-β-D-マンノース、5a-カルバ-β-D-アロースの合成を達成した。(2)上記(1)にて得られた6-O-Ac-1,3-di-O-Piv体の2位OH基にTf基を導入後、4位のOH基をアセチル化し、最後にNaN3にて2位のアジド化を試みた。次いでアジド基をアセトアミド基に変換し脱保護することで、5a-カルバ-N-アセチル-β-D-マンノサミンの合成を達成した。(3) DOIより10グラムスケールで合成したカルバ-β-D-グルコースを原料に1位に活性基を有するカルバグルコース供与体(Ts体、CMs体、Tf体)を合成した。またカルバ-β-D-グルコースの4位と6位をベンジリデン基で保護後、1位から3位OH基をベンジル化し、次いでベンジリデンアセタールの還元開裂反応を試みた。その結果、4位もしくは6位にヒドロキシ基を有するカルバグルコース受容体を合成できた。本課題の目的は、組換え大腸菌より数百グラムスケールにて生産できるようになった2-デオキシ-scyllo-イノソース(DOI)を原料に、カルバ糖を有する擬似糖鎖を構築することである。そのために、平成25年度は、DOIより数十グラムスケールで合成したカルバ-β-D-グルコースを鍵原料として、6種類のカルバ-β-D-グルコース供与体(Ms体、CMs体、Ts体、Bs体、Ns体、Tf体)と3種類のカルバ-β-D-グルコース受容体(1-OH体、4-OH体、6-OH体)を合成し、それらによる分子間カップリング反応を検討した。はじめに、最も脱離能の高いTf体と反応性の高い1級ヒドロキシ基を有する6-OH体の組み合わせを試みた。種々検討した結果、NaHを塩基として用い、供与体と受容体を高濃度条件下(それぞれ680 mM, 1.7 M)にてカップリング反応することで、ジカルバ-β-D-イソマルトースを40%の収率にて合成することができた。本反応が低収率であった原因は、供与体がβ脱離してオレフィン体を生成することにあった。そのため、より脱離能の低い供与体を用い、高濃度条件下でのカップリング反応を検討することとした。しかしながら、全てのケースにおいて目的物を得ることはできなかった。Ms体、CMs体、Ts体を用いた場合の副生成物は、上記同様オレフィン体であった。またBs体およびNs体を用いた際の副生成物は、パラ位のブロモ基とニトロ基が脱離基として働き、そこに受容体が求核攻撃した生成物であった。これらの結果より、β脱離が起こるもののTf体が最も良い供与体であることが示唆された。最終的に、反応温度を0°Cにすることで、収率を47%まで向上させることに成功した。その後、最適化した反応条件を用いることで、ジカルバ-β-D-マルトース(3%)とジカルバ-α,β-D-トレハロース(37%)の合成にも成功した。

さらに、DOIより誘導したカルバ-β-D-グルコース供与体と受容体を、高濃度条件下、0°Cでカップリング反応することで、ジカルバ-β-D-イソマルトース誘導体(47%)、ジカルバ-β-D-マルトース誘導体(3%)、ジカルバ-α,β-D-トレハロース誘導体(37%)の合成に成功した。本課題では、「組換え大腸菌による物質変換技術」と「有機化学的手法」を組み合わせることにより、高効率的・系統的なカルバ糖合成法を確立することを目指して研究を進めている。本目的のために、平成23年度は3つの課題を検討した。(1) DOIの有する4つのエクアトリアル結合のヒドロキシ基の部分保護反応を確立するために、DOIジメチルケタール体のアシル化反応(アセチル化、ベンゾイル化、ピバロイル化)を検討した。その結果、その嵩高さのために比較的反応速度の遅いピバロイル化反応の制御がもっとも容易く、部分保護反応に適していることが判明した。具体的には、10当量のピバロイルクロライドを用い0°Cにて反応を行うことで、一挙にジピバロイル体とトリピバロイル体を併せて7種類合成できることがわかった。また、ピバロイルクロライドを5.5当量、反応温度を-20°Cにすることで、1,3-O-ジピバロイル体を収率76 %で合成できた。その際、他の3種類のジピバロイル体も同時に得られることがわかった。一方、ピバロイルクロライドを1当量、-10°Cにて反応を行うと、3種類のモノピバロイル体が合成可能であった。これらの結果より、DOIのピバロイル化反応が、1位、3位、2位、4位の順番に進行することを見出せた。(2)上記(1)の反応で主生成物として得られる1,3-ジピバロイル体を原料に、4位、若しくは2位に遊離のヒドロキシ基をひとつだけ有するDOI保護体を合成し、CsOAcによるヒドロキシ基の反転反応を試みた。その結果、相当する2-epi-DOI誘導体と4-epi-DOI誘導体の合成を達成した。(3)上記(2)より得られるそれぞれの誘導体より、良好な収率にてカルバ-β-D-ガラクトース(10%, 13工程)とカルバ-β-D-マンノース(18%, 12工程)の合成を達成した。研究計画において平成24年度以降の課題は、(1) α結合を有するカルバ糖の合成を試みること、(2)カルバ-β-D-ガラクトースとカルバ-α-D-ガラクトースを原料として用い、求核的反転反応により糖鎖末端部分にカルバ糖を組み込み、ヒト型擬似糖鎖の合成を検討すること、(3)カルバ-β-D-GlcNAcとカルバ-β-D-GalNAcの合成、以上の3つを設定している。(1)に関しては、α結合を有するカルバ糖を合成する上での原料となるβ結合を有するカルバ糖の新たな合成ルートを立案し、5a-カルバ-β-D-ガラクトース、5a-カルバ-β-D-マンノース、5a-カルバ-β-D-アロースの合成を達成した。さらに平成23年度に合成したカルバ-β-D-グルコースを原料に、2,3位と4,6位にイソプロピリデン基を導入し、次いで1位のヒドロキシ基を反転させる合成ルートによりカルバ-α-D-グルコースの合成を達成した。(2)に関しては、原料となるカルバ-β-D-ガラクトースとカルバ-α-D-ガラクトースの効率的な合成ルートが、現在なお検討中であるため、カルバ糖を糖鎖末端部分に組み込むためのモデル実験として、効率的な合成法が確立できたカルバ-β-D-グルコースを原料に、そのカップリング反応を検討することとした。現時点で、3種類のカルバグルコース供与体と3種類のカルバグルコース受容体の合成を達成している。(3)に関しては、平成23年度に合成予定であった5a-カルバ-N-アセチル-β-D-マンノサミンが合成できた。この合成を種々検討した結果として、アミノ糖のカルバ糖を合成する場合は、Wittig反応とヒドロホウ素化反応による6位のヒドロキシメチル基の構築を先とし、その後、アセトアミド基を導入する手法が好ましいことが判明した。
非行少年の絵画欲求不満テストに対するテキストマイニングを用いた分析法の提案

相談意欲が稀薄な非行少年に動機や背景を語らせることは難しく, P-Fスタディなどの心理テストから推測せざるをえない臨床現場の状況がある。しかし動機付けの低い非行少年は,そもそも言語反応に乏しく, P-Fスタディに記入された回答が判定不可能となる事例も多い。本研究の目的は,乏しい言語反応を最大限に活かし, 1対象者を査定するための新たな分析法の提案,並びに, 2非行少年に関する新しい知見の導出,以上2点であった。研究目的に照らして, P-Fスタディに自由記述された回答に対してテキストマイニングを用いて探索的な分析を実施した。児童相談所の児童記録から,非行群115名と対照群166名が記入したP-Fスタディのデータを抽出した。テキストマイニングの結果を整理すると, 17の単語が選出されており,選出された単語に基づくカテゴリ主成分分析の結果, 4つの場面(1全場面, 2自我/超自我阻害場面, 3前半/後半場面, 4対大人/子ども場面)ごとに2次元の主成分が抽出された。非行群と対照群の結果を比較分析したところ, 1言葉での自己主張が苦手, 2不信と期待感の薄さから,特に大人と対話しようとしない傾向, 3(P-Fスタディの)前半部では社会的に望ましい反応を記述しがち,以上3つの特徴が非行少年に特異的であった。従来の方法論では捨象せざるをえなかった(非行少年の)言語反応も包含した形で分析が実行可能となったことから,貴重な臨床データを最大限に活用する手法を提案できた。今回の研究ではテキストマイニングによる方法を駆使することで,極めて短い語句であっても,その用いられ方を深く分析できる可能性が示唆された。研究デザインの関係から今回は見送ったものの,攻撃性の指標を分析に取り込むことで,それ単独では解釈不可能な言語反応にもどういった心理が反映されているのかを推測可能となる。そうした研究の礎となるデータを示せた点に本研究の意義がある。
低負荷・高精度な爆発シミュレータの開発

低負荷・高精度な爆発シミュレータの開発のために,漏洩拡散モジュールおよび火炎伝播モジュールの開発そして各モデルの妥当性の確認を行った.漏洩拡散モジュールでは,配管等から漏洩した可燃性液体が微粒化,蒸発して生じた可燃性気体が空気と混合し,爆発性の混合気が形成される過程をモデル化した.火炎伝播モジュールでは,不安定性による火炎伝播速度の上昇をフラクタル次元を用いて表現するモデルを構築した.また,フラクタル次元を容易に求める方法について検討した.低負荷・高精度な爆発シミュレータの開発のために,漏洩拡散モジュールおよび火炎伝播モジュールの開発そして各モデルの妥当性の確認を行った.漏洩拡散モジュールでは,配管等から漏洩した可燃性液体が微粒化,蒸発して生じた可燃性気体が空気と混合し,爆発性の混合気が形成される過程をモデル化した.火炎伝播モジュールでは,不安定性による火炎伝播速度の上昇をフラクタル次元を用いて表現するモデルを構築した.また,フラクタル次元を容易に求める方法について検討した.可燃性物質の漏洩拡散シナリオを検討し、漏洩拡散をシミュレーションするモデルの検討を行った。気体や粉塵が直接漏洩・拡散する場合と、可燃性液体が配管等から漏洩し微粒化・蒸発等の過程を経て可燃性ガスが形成される場合を考慮した。シミュレータの低負荷化のためには、特に可燃性液体の噴出・微粒化をモデル化することが重要であるため、微粒化モデルについて詳細に検討した。可燃性液体の噴出を液滴の噴出として取り扱い、液滴挙動をLagrange的にシミュレーションするモデルを構築した。このモデルでは、液体の表面張力等をパラメータとした微粒化メカニズムが考慮されている。シミュレータ低負荷化のためには、爆発時の火炎伝ぱにおける、火炎の不安定性による火炎伝ぱ速度の上昇を予測できるモデル構築も不可欠である。本年度は、火炎の不安定性機構を詳細に理解するために理論解析および数値流体力学(CFD)シミュレーションを行った。非線形不安定性解析やCFD計算結果から、流体力学的不安定性の影響下にある火炎がフラクタル性を示すことを確認した。火炎形状のフーリエ解析や火炎伝ぱ速度のスケール依存性などからフラクタル次元を求められることを明らかにした。可燃性液体の漏洩・蒸発および燃焼実験を行い、蒸発速度および燃焼時の火炎形状の関係について検討した。さらに、可燃性固体中の高速度火炎伝ぱ実験を行い、可燃性固体の分散状況と火炎伝ぱ速度の関係を明らかにした。本研究の目的である、計算負荷が小さく、爆発被害を正確に予測できる実用的な爆発シミュレータの開発を達成するために、漏洩拡散モジュールの開発、火炎伝播モジュールの開発、および、これらのモデルの妥当性の確認の各項目を実施した。漏洩拡散モジュールに関しては、配管等から漏洩した可燃性液体が微粒化、蒸発して生じた可燃性気体が空気と混合し、爆発性の混合気が形成される過程を記述するモデルを検討した。具体的には、液滴が形成される様子をLagrange的に追跡するモデルについて検討した。このモデルでは、液滴の分裂や合一を考慮することができ、液体の表面張力などを物性値として用いる。火炎伝播モジュールに関しては、CFDにおける計算格子間隔が大きい場合でも、火炎の不安定性による火炎伝播速度の上昇を予測できるモデルを検討した。具体的には、火炎のフラクタル次元を用いて火炎伝播挙動を記述するモデルを構築した。また、火炎伝播挙動の理論解析を実施し、フラクタル次元を求める方法について検討した。さらに、これらのモデルによる予測結果を過去の実験データおよび本研究で実施した実験の結果と比較し、モデルの妥当性を検証した。漏洩拡散モジュールに関しては、漏洩した液体の微粒化挙動を表すモデルパラメータの値の決定方法について、実験データと比較しながら検討した。火炎伝播モジュールに関しては、火炎の不安定性による火炎伝播速度の加速現象をシミュレーションで再現できることを確認した。また、各種実験結果から求められた火炎のフラクタル次元を理論解析の結果と比較し、本研究で実施した理論解析で予測される火炎のフラクタル次元が実験結果と矛盾しないことを確認した。