hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マイクロボルテックスを用いた微小領域における混合・分離デバイスの開発

電気絶縁性の媒質中に誘電体である固体粒子を分散させたコロイド溶液に電場を印可することで形成される特異な流動の一つである回転流動により形成される渦群をマイクロボルテックスとして着目し,混合・分離デバイスに必要不可欠なマイクロボルテックス形成に関する流れの基本特性を解明するとともにその諸条件を明らかにした.16年度に得られた知見を基本とし,誘電体である電気絶縁性の媒質としてシリコンオイル,固体粒子としてダイヤモンド粒子を用い,電場強度・電場周波数の印加電場条件,粒子濃度・溶媒濃度の共試流体条件,電極間距離などの流路条件などの各条件に関して詳細に検討し,電場印加後のマイクロボルテックス形成までの詳細な時間的な流動特性変化を流動観察,マイクロPIV計測により明らかにした.電場印加によりいくつかの流動が形成され,特に中でもマイクロボルテックスとして利用可能な回転流動形成のために必要な条件を詳細に整理した.また,電場印加と流動特性との関係を詳細に評価するために,流動形成時の流れ場を計測位相を任意に制御することにより時系列的に取得することで,電場印加直後から流動形成までに時間差が存在し,さらにこれらの時間は最大の渦度を有する回転流動の形成は電場印加周波数の影響によらず整理可能であることを明らかにした.これらの詳細な実験結果をふまえ,これらの流動のマイクロデバイスへの応用に向けた検証を行うとともにさらに,本現象を数値的に表現するための数値モデルに関する検討も行い,基礎的な評価モデルを示した.様々なマイクロ流体デバイスへの応用を視野に入れた流動形成条件の拡張ならびに数値モデルの確立を行っていくための基本的な知見を得た.電気絶縁性の媒質中に誘電体である固体粒子を分散させたコロイド溶液に電場を印可することで形成される特異な流動の一つである回転流動により形成される渦群をマイクロボルテックスとして着目し,混合・分離デバイスに必要不可欠なマイクロボルテックス形成に関する流れの基本特性を解明するとともにその諸条件を明らかにした.顕微鏡とCCDカメラを併用したマイクロPIV計測と動画観察によりマイクロボルテックスは高電場強度,低電場周波数条件下において形成されることが明らかにされ,特に形成に対して電場印可時に誘起される電極方向に向かう流動がこれらの形成条件を左右することが明らかにされた.また,流動特性に及ぼす粒子分散型機能性流体粒子濃度および粘度の影響を明らかにしマイクロボルテックス形成と共試流体の特性に関して明らかにした.粒子濃度変化は,c=18wt.%では流動様相,クラスタ形成様相へ及ぼす影響は小さく,マイクロボルテックス形成に与える影響は小さいことが明らかになった.ただし,極低粒子濃度0.2wt.%ではマイクロボルテックス流動形成に必要な十分な速度のせん断流を有する往復流動が形成されにくいため,c=18wt.%とは異なる形成条件やクラスタ形成様相となる.溶媒濃度変化に関しては,溶媒粘度増加にともないその形成条件がより高い印可電場条件へと移行することから,電場印可時初期に形成される流動は溶媒粘度特性に依存し,マイクロボルテックス形成条件も溶媒粘度変化に影響を受けることが明らかにされた.電気絶縁性の媒質中に誘電体である固体粒子を分散させたコロイド溶液に電場を印可することで形成される特異な流動の一つである回転流動により形成される渦群をマイクロボルテックスとして着目し,混合・分離デバイスに必要不可欠なマイクロボルテックス形成に関する流れの基本特性を解明するとともにその諸条件を明らかにした.16年度に得られた知見を基本とし,誘電体である電気絶縁性の媒質としてシリコンオイル,固体粒子としてダイヤモンド粒子を用い,電場強度・電場周波数の印加電場条件,粒子濃度・溶媒濃度の共試流体条件,電極間距離などの流路条件などの各条件に関して詳細に検討し,電場印加後のマイクロボルテックス形成までの詳細な時間的な流動特性変化を流動観察,マイクロPIV計測により明らかにした.電場印加によりいくつかの流動が形成され,特に中でもマイクロボルテックスとして利用可能な回転流動形成のために必要な条件を詳細に整理した.また,電場印加と流動特性との関係を詳細に評価するために,流動形成時の流れ場を計測位相を任意に制御することにより時系列的に取得することで,電場印加直後から流動形成までに時間差が存在し,さらにこれらの時間は最大の渦度を有する回転流動の形成は電場印加周波数の影響によらず整理可能であることを明らかにした.これらの詳細な実験結果をふまえ,これらの流動のマイクロデバイスへの応用に向けた検証を行うとともにさらに,本現象を数値的に表現するための数値モデルに関する検討も行い,基礎的な評価モデルを示した.様々なマイクロ流体デバイスへの応用を視野に入れた流動形成条件の拡張ならびに数値モデルの確立を行っていくための基本的な知見を得た.
比較解剖学的・組織学的手法による古生物の嘴の復元

骨と角質からなり、さまざまな形態と機能を持つ脊椎動物のクチバシを、化石分類群でより確からしく復元することを目指し、平成30年度に(1)角質部の微細構造の解析、(2)紫外線蛍光撮影による角質部の分布の調査を行った。まず角質部の形態の成因を探るべく、現生鳥類のクチバシを用いてその微細構造の解析を1)薄片の偏光顕微鏡観察、2)走査型電子顕微鏡観察、3) X線小角散乱法の3手法により行った。1)の結果、クチバシの角質部は外層、中間層、内層の3層に分かれること、2)より、外層はさらに微細な薄層の重なりからなること、3)の結果、層ごとに薄層の傾きが異なることが明らかとなった。また紫外線蛍光撮影により、古生物のクチバシの復元を試みた。現生鳥類の頭骨を紫外線照射下で撮影したところ、嘴の角質部に覆われる領域は概ね一つの色を呈し、その後端付近において、色の異なる領域との境界が見られた。続いて化石鳥類である漸新統杵島層群産骨質歯鳥類の左歯骨(下顎の骨)標本の紫外線蛍光撮影を行ったところ、表面に色の異なる領域が確認された。骨質歯鳥類のクチバシには、骨質歯と呼ばれる円錐状の骨が歯のように並んでおり、この標本の前端および骨質歯を含む上端は同じ色の領域であることから、現生鳥類と同様に前者に角質が分布していた場合、骨質歯も角質に覆われていたと考えられる。この調査によって、古生物のクチバシにおける角質部の分布を、紫外線蛍光撮影により検証できる可能性が示唆された。クチバシの角質部の微細構造解析において、偏光顕微鏡を用いクロスニコルで現生鳥類のクチバシの正中断面の薄片観察を行うと、角質部で消光位が異なる三層(外層、中間層、内層)の層構造を確認できた。また、走査型電子顕微鏡下観察においては、外層内に更に微細な層構造があることが確認でき、この層の向きが偏光顕微鏡下観察での消光位と関係することが分かった。さらにX線小角散乱法によって、外層では背腹軸で一定間隔の繰り返し構造があることと、外層と中間層では微細構造が異なることも示された。この結果を平成30年6月の日本古生物学会年会にて報告した。紫外線蛍光撮影による角質部の分布調査では、まず現生鳥類の頭骨標本の紫外線蛍光撮影を行った。複数の標本で角質部に覆われる領域は概ね一つの色を呈し、その後端付近において、色の異なる領域との境界が見られた。なお、クチバシを持たない現生哺乳類のアライグマ、ハツカネズミ、鱗竜類のシマヘビの頭骨標本でも同様の撮影を行い、吻部のみ色が異なるものは無いことを確認した。続いて漸新統杵島層群より産出した、化石鳥類である骨質歯鳥類の左歯骨(下顎の骨)標本の紫外線蛍光撮影を行った。現生のいかなる鳥類とも異なり、骨質歯鳥類のクチバシには円錐状の骨(骨質歯)が歯のように並んでいる。撮影の結果、表面に色の異なる領域が確認された。本標本の前端と骨質歯を含む上端は同じ色の領域である。現生鳥類では例外なく頭部の前端は角質部で覆われており、本標本の前端に角質が分布していた場合、骨質歯も同様に角質に覆われていたと考えられる。以上より、可視光では確認できない角質部の分布を、紫外線蛍光撮影により調査できる可能性が示唆される。本調査の結果を、平成31年3月に日本地質学会西日本支部例会にて報告した。クチバシの角質部の微細構造解析では、角質部が3層構造であること、また外層がさらに微細な薄層の重なりからなることが明らかとなったものの、中間層と内層の微細構造は未解明のままである。また、本調査は主にニワトリを用いて、4種の鳥類のみを対象に行った。今後は他のクチバシを持つ分類群でも同様の層状構造が見られるか否か、また中間層と内層の微細構造が外層とどのように異なるかを検証する予定である。さらに、角質の形成領域を特定するべく、バイオマーカーを用いた角質部の成長解析も試みる。紫外線蛍光撮影による角質部の分布調査は、鳥類では現生標本と化石標本を比較できる点で、今後も有望であると考えられる。ただ現生カメ類標本はこれまで調査できた数が少なく明瞭な結果も出なかったため、今後撮影を継続し、鳥類と同様の結果を得られるか確認する。またクチバシを持っていたと考えられる化石標本に関しても、撮影の許可を頂いたものより紫外線照射下撮影を進め、現生標本と比較しつつ、角質部の分布を検証する予定である。さらに、紫外線蛍光撮影での色の違いをもたらす要因を、現生標本と化石標本に分けて確認する必要がある。

1)の結果、クチバシの角質部は外層、中間層、内層の3層に分かれること、2)より、外層はさらに微細な薄層の重なりからなること、3)の結果、層ごとに薄層の傾きが異なることが明らかとなった。また紫外線蛍光撮影により、古生物のクチバシの復元を試みた。現生鳥類の頭骨を紫外線照射下で撮影したところ、嘴の角質部に覆われる領域は概ね一つの色を呈し、その後端付近において、色の異なる領域との境界が見られた。続いて化石鳥類である漸新統杵島層群産骨質歯鳥類の左歯骨(下顎の骨)標本の紫外線蛍光撮影を行ったところ、表面に色の異なる領域が確認された。骨質歯鳥類のクチバシには、骨質歯と呼ばれる円錐状の骨が歯のように並んでおり、この標本の前端および骨質歯を含む上端は同じ色の領域であることから、現生鳥類と同様に前者に角質が分布していた場合、骨質歯も角質に覆われていたと考えられる。この調査によって、古生物のクチバシにおける角質部の分布を、紫外線蛍光撮影により検証できる可能性が示唆された。クチバシの角質部の微細構造解析において、偏光顕微鏡を用いクロスニコルで現生鳥類のクチバシの正中断面の薄片観察を行うと、角質部で消光位が異なる三層(外層、中間層、内層)の層構造を確認できた。また、走査型電子顕微鏡下観察においては、外層内に更に微細な層構造があることが確認でき、この層の向きが偏光顕微鏡下観察での消光位と関係することが分かった。さらにX線小角散乱法によって、外層では背腹軸で一定間隔の繰り返し構造があることと、外層と中間層では微細構造が異なることも示された。この結果を平成30年6月の日本古生物学会年会にて報告した。紫外線蛍光撮影による角質部の分布調査では、まず現生鳥類の頭骨標本の紫外線蛍光撮影を行った。複数の標本で角質部に覆われる領域は概ね一つの色を呈し、その後端付近において、色の異なる領域との境界が見られた。なお、クチバシを持たない現生哺乳類のアライグマ、ハツカネズミ、鱗竜類のシマヘビの頭骨標本でも同様の撮影を行い、吻部のみ色が異なるものは無いことを確認した。続いて漸新統杵島層群より産出した、化石鳥類である骨質歯鳥類の左歯骨(下顎の骨)標本の紫外線蛍光撮影を行った。現生のいかなる鳥類とも異なり、骨質歯鳥類のクチバシには円錐状の骨(骨質歯)が歯のように並んでいる。撮影の結果、表面に色の異なる領域が確認された。本標本の前端と骨質歯を含む上端は同じ色の領域である。現生鳥類では例外なく頭部の前端は角質部で覆われており、本標本の前端に角質が分布していた場合、骨質歯も同様に角質に覆われていたと考えられる。以上より、可視光では確認できない角質部の分布を、紫外線蛍光撮影により調査できる可能性が示唆される。本調査の結果を、平成31年3月に日本地質学会西日本支部例会にて報告した。クチバシの角質部の微細構造解析では、角質部が3層構造であること、また外層がさらに微細な薄層の重なりからなることが明らかとなったものの、中間層と内層の微細構造は未解明のままである。また、本調査は主にニワトリを用いて、4種の鳥類のみを対象に行った。今後は他のクチバシを持つ分類群でも同様の層状構造が見られるか否か、また中間層と内層の微細構造が外層とどのように異なるかを検証する予定である。さらに、角質の形成領域を特定するべく、バイオマーカーを用いた角質部の成長解析も試みる。紫外線蛍光撮影による角質部の分布調査は、鳥類では現生標本と化石標本を比較できる点で、今後も有望であると考えられる。ただ現生カメ類標本はこれまで調査できた数が少なく明瞭な結果も出なかったため、今後撮影を継続し、鳥類と同様の結果を得られるか確認する。またクチバシを持っていたと考えられる化石標本に関しても、撮影の許可を頂いたものより紫外線照射下撮影を進め、現生標本と比較しつつ、角質部の分布を検証する予定である。
ランダム性を考慮した多機能コールセンターのモデル化と評価手法の研究

多機能コールセンターの性能評価手法を提案した。多機能コールセンターを多段階の損失系から構成される待ち行列ネットワークとしてモデル化を行った。文献調査等によって得られた先行研究に関する知見を踏まえ、待ち行列ネットワークに対しモデル記述分布の確率順序関係が性能評価指標に与える影響を数学的解析および計算機を用いた数値計算等の手法を用いて評価した。その結果、記述分布の順序関係に対しいくつかの指標については単調性といった比較的整った性質を持つことが確認された。多機能コールセンターを確率モデルを用いて分析を行うために、その性質について基礎的な文献調査を行った。多機能コールセンターの特徴的な事柄として、コールを担当するオペレータがあい異なるスキルを持つこと、またスキルに応じて多様な契約を結んでいることがわかった。そこでコールセンターの性能評価においては、スキルを取り込んだモデル化が必要であることが明らかになった。そこで研究代表者は、オペレータをサーバ、客からのコールを呼とした待ち行列モデルを構成した。その際、呼を複数のクラスに分類し、サーバをいくつかの特定のクラスのみを処理できるグループに分割し、呼は処理できるグループを順に探索することで、オペレータの多様なスキルを表現することを提案した。この待ち行列モデルはグループ毎に即時系を持つ非循環型待ち行列ネットワークとなる。研究代表者は、提案モデルにおける呼が処理を受けることが出来ない確率といった指標の数値的な計算手法について、従来の電話交換機に対する既存の成果と対照しながら、検討を行った。その結果、呼の発生としてボアソンないし断続ポアソン過程を用いること。およびネットワークの非循環敵名構造を利用して、上流のグループから順に処理を受けることが出来ない客の発生過程を近似し、逐次的に全てのグループにおける指標を近似計算する手法を提案するに至った。提案された近似計算手法は、シミュレーションに比べ高速に指標の近似値を導出しうることを明らかにしたが、その精度は一般的なパラメータ設定において十分であるとはいえないため、次年度に引き続き手法の検討を進める予定である。多段階のサービス施設で客を処理する確率モデルとして待ち行列ネットワークの解析に取り組んだ。待ち行列モデルでは、客の到着や処理に要する時間のばらつきについて、適当な確率分布を用いた確率モデルとして取り扱うことが多い。以下では客の到着間隔と処理時間分布を総称してモデル記述分布と呼ぶことにする。本研究では2段の待ち行列ネットワークを考えた。一般に、モデル記述分布を任意としたときに待ち行列ネットワークの性能を評価する指標を求めることは困難であり、指数分布に代表される解析的に取り扱いやすい分布を仮定することが多い。一方、待ち行列に関する既存の研究では、モデル記述分布のランダムネスに関しある順序関係を仮定すると、いくつかの評価指標の順序関係を決定することができることが知られている。そこで本研究では、文献調査等によって得られた先行研究に関する知見を踏まえ、待ち行列ネットワークに対しモデル記述分布の確率順序関係が性能評価指標に与える影響を数学的解析および計算機を用いた数値計算等の手法を用いて評価した。この知見から、モデル記述分布が一般の分布である待ち行列ネットワークに対しても、平均待ち時間や待ち確率といった評価指標の評価が可能となることが期待される。研究成果を待ち行列シンポジウムおよび日本オペレーションズ・リサーチ学会待ち行列研究部会にて発表した。
肺特異的遺伝子翻訳阻害モデルを用いた肺気腫の病態解明と治療開発

遺伝子の肺特異的翻訳阻害モデルをマウスで作製することに成功した。具体的にはサーファクタント蛋白を担体としてVEGF siRNAをマウス鼻腔より投与することで肺気腫様の形態学的変化を得ることができ、この変化がVEGFタンパク発現の低下と相関していることやDCI投与により救済できるということが明らかとなった。肺気腫の病態におけるVEGFの役割や肺気腫治療開発の第一歩となる可能性がある。平成22年度は肺気腫モデルの確立を目指し、VEGF,VEGFR,などのノックダウンをc57/BL6マウスに対して、それぞれの遺伝子に対するsiRNAをInfasurfと混合したのちマウス鼻腔より投与した。H.E.標本を作製し、組織学的変化の詳細を画像解析ソフトを用いたmorphometryを行ってその経時的変化を検討した。また、siRNAの作用期間と考えられる48-72時間と形態学的変化が合致するか否かを検討し、またInfasurf単独投与群をコントロールとして、その比較によって肺特異的遺伝子翻訳阻害モデルとしての妥当性を評価した。その結果、肺気腫に類似する形態学的変化、つまり肺胞壁の破壊と気腔拡大が起こっていることが明らかとなった。一方で、組織学的には炎症は起こっておらず、その原因が炎症によるものではないと考えられた。さらに、肺気腫に類似する形態学的変化が一過性のものであり、その経時的変化がsiRNAの作用期間とほぼ一致していること、Infasurf単独ではこれらの形態学的変化が起こりえないことが明らかとなった。マウスの鼻腔への、Infasurfを担体としたsiRNA投与により、一過性に肺気腫に類似する組織形態を得ることができた。本年度は各因子のmRNA量およびタンパク発現量と形態像との経時的変化を解析して、各因子と形態学的変化の関連を明らかにする必要があると考えられる。さらにレチノイン酸やDCI投与を同時に行うことによって救済実験を試みたい。肺気腫の病態解明と治療開発の第一歩となる研究と成り得ると考えている。平成22年度は肺気腫モデルの確立を目指し、VEGFのノックダウンをc57/BL6マウスに対して、VEGF遺伝子に対するsiRNAをInfasurfと混合したのちマウス鼻腔より投与した。また、siRNAの作用期間と考えられる48-72時間と形態学的変化が合致するか否かを検討し、またlnfasurf単独投与群をコントロールとして、その比較によって肺特異的遺伝子翻訳阻害モデルとしての妥当性を評価した。平成23年度は各因子のmRNA量およびタンパク発現量と形態像との経時的変化を解析した。Westernblotting法を用いた解析によって、VEGFタンパク発現と形態学的変化の時間的な相関が明らかとなった。DCI(dexamethason,c-AMP,isobutylmehylxanthine)またはレチノイン酸投与を同時に行うことによって形態学的変化を抑制できるかの救済実験を試みた。上記と同様のmorphometryによってDCI投与群ではVEGFsiRNA投与群で起こる形態学的変化が起こらないことが分かった。これらの知見は肺気腫の病態におけるVEGFの役割や肺気腫治療開発の第一歩となる研究と成り得ると考えている。
密度非一様性のある非定常界面の非線形発展に関する数理的研究

密度が異なった2つの流体の間に生じる界面(渦層)の非定常な大変形を、数理モデルを構成して理論的に調べた。通常の流体界面の研究からはじめて、本研究の後半では、流体を電磁流体(MHD)に拡張し、2種のプラズマが存在する系に界面に平行に磁場をかけたときに界面がどのように発展していくかが理論的に詳しく調べられた。密度非一様性のある高次元界面の複雑な形状を高精度で数値計算できる支配方程式および数値計算スキームを開発するという研究目的を掲げ研究を遂行している。本研究では、これまで行ってきた2次元密度非一様流体界面(渦層)の研究を3次元へと拡張し、界面の運動を記述する支配方程式の構築と、それを数値計算できるスキームの開発を目指した。現在までに、円筒、ヘリカル(らせん)型について、その支配方程式の導出と数値計算に成功した。この研究により、密度非一様性があると、完全な軸対称円筒界面から出発しても、時間がたつと、方位角方向に回転運動が生じることがわかった。密度が界面を挟んで同じ場合にはこのような回転運動は生じない。従って、この解析により、今まで知られていない全く新しい現象が発見されたことになる。また、上記研究の応用として、磁気流体(MHD)中に生じる電流渦層の時間発展に関する研究も開始した。最近、高速で運動する密度界面に磁場を作用させると、流体界面の近傍で非常に強い磁気的エネルギーが発生することが阪大のグループによる直接数値シミュレーション(DNS)によって見出された。これは超新星爆発時に放出されるガンマ線バーストの物理モデルとして研究されたもので、これにより、従来の理論では説明できなかった放出ガンマ線の異常な強さを説明することが可能となり、観測とよく合う結果が得られた。私はこのグループと共同研究を行い、その物理的機構の解明をめざしている。具体的な研究実績としては、平成24年度中に2回の国際会議、6回の研究会・学会発表を行い、研究成果を内外に発信することができた。また、この年度中に4本の学術論文(1本はaccept, 25年6月雑誌掲載予定)を上梓した(このうち3本は筆頭著者)。流体の密度が一様な場合の3次元流体中に生じる界面の運動を解析した研究は(数は少ないが)ゼロではない。それに対し、密度非一様性のある3次元界面の数値計算は、その支配方程式の導出すら行われていないのが現状である。前年度からの界面についての研究を磁気流体(MHD)に拡張し、磁場が存在する流体中における渦層の運動の理論的研究を行った。これは超新星爆発残留物(SNR)における異常磁場増幅を記述できるモデルともなっており、界面の研究のMHDバージョンと云える。流体の方程式を磁気流体の方程式に拡張して、SNRの界面を単純な流体界面ではなく、かなり強い電流が流れる“電流渦層"(電流シート+渦シート)とみなすことにより、界面近傍に強い磁場が誘導されることや、ケルビン・ヘルムホルツ不安定性が抑えられることなどががわかってきた。これまでの研究から、磁場に流体不安定性を抑制する効果があることがわかってきたが、これは慣性核融合において非常に重要である。この年度で、それまでいくつかの点であいまいさのあったモデル方程式および数値計算スキームを完全に確立することができた。これにより、初期磁場を界面に平行にかけると、時間がたって界面が大変形しても、磁場は界面に平行であり続ける理由や、ローレンツ力の効果、純粋な渦層との違い等、既存の流体力学の分野では知られていなかった様々な事柄が明らかになってきた。また、本研究開始時にはDNSによる結果と理論モデルによる結果にかなりの差異が存在したが、現在は定量的に比べても様々なパラメータ領域で非常によい一致を見ており、DNSでは困難ないくつかの数学的な計算を理論モデルが補うことができている。以上の結果はこの年度に上梓された論文および、国際会議を含むいくつかの研究会および学会で口頭発表できている。

平成27年度では、本研究の主題である密度非一様性のある非定常界面の非線形発展を磁気流体(MHD)に拡張し、密度の異なった2種の流体が存在する領域に磁場をかけると界面がどのように発展していくかを詳細に調べた。既存の直接数値シミュレーションデータ(DNS)と本研究で構築した理論から数値計算を行った結果を比較し、磁場が存在する場合でもモデル計算がDNSとよく合うことを確かめた。ある領域において境界条件を与えたときにその領域全体におけるポテンシャル場を復元する、というポテンシャル問題があるが、任意形状の界面においてこのような問題を解く一般的な手法は知られていない。本研究で構築したモデルでは、界面における情報だけから一価性を破る、渦層のような複雑な界面形状をもった領域におけるすべての物理量が復元できることが示されている。任意形状の境界でポテンシャル問題を解く、というのは有限要素法、境界要素法といった数値計算分野でも行われていない非常に新しい概念であり、応用において多くの需要があることが知られている。これらの結果は、流体をMHDに拡張したことにより得られたもので、新たな数値計算法の開発につながるものと期待される。以上の結果は等の論文にまとめられている。本研究の開始時にはMHD flowまで拡張できると思っていなかったので、通常の流体の密度非一様界面の非線形発展を調べることを目的としていた。それが途中でこの分野における実験的研究の発展等もあり、磁場を入れたものにまで対象を広げることができた。順調に論文も上梓できている。本研究の主題である密度非一様界面の非線形発展を磁気流体(MHD)における電流渦層に拡張し、2種のプラズマが存在する系に界面に平行に磁場をかけたときに界面がどのように発展していくかを理論的に詳しく調べた。その結果、磁場の法線成分がゼロという境界条件が設定されているMHDにおいては、速度場のみならず磁場が界面情報だけから復元できることを示すことに世界で初めて成功した。今後はこの研究結果をさらに発展させ、3次元MHDにおける界面の時間発展や、相対論的界面の運動の解析に着手する予定である。最終年度および研究期間全体を通した研究結果は、主として以下の論文にまとめられていある。密度が異なった2つの流体の間に生じる界面(渦層)の非定常な大変形を、数理モデルを構成して理論的に調べた。通常の流体界面の研究からはじめて、本研究の後半では、流体を電磁流体(MHD)に拡張し、2種のプラズマが存在する系に界面に平行に磁場をかけたときに界面がどのように発展していくかが理論的に詳しく調べられた。研究開始当初は磁気流体(MHD)における界面運動までモデルの拡張が可能だとは思っていなかったが、その後、様々な実験データや直接数値シミュレーション(DNS)によるMHD中における渦運動に関する研究が立て続けに発表され、これらのデータを持つ研究者たちと交流することにより、渦層モデルの磁気流体への拡張に成功しつつある。これは本研究開始時には全く予期しなかった方向であるが、現在、世界的に活発となってきた分野であり、将来的にはやりたいと考えていた方向に合致する。また、この年度で磁気流体の研究が開始できたことにより、次年度以降の研究にスムーズに移行できることが予測される。このことから、交付申請書に記載した「研究の目的」達成度以上に研究が進んでいると考えている。
ヒト白血病における染色体の異常と発癌遺伝子

白血病細胞および前白血病状態にあるMDSの細胞を材料として、トランスフォーミング遺伝子同定の感度を上げる目的で、in vivo selectionアッセイを試みた。1.各種白血病細胞DNAについて検討した結果、27例中18例が陽性であり、うち9例がN-ras,1例がK-rasであることが明らかになった。non-rasである8例については、secondary assayを行った結果、少なくとも3例についてはsecondary transformantにおいてAlu-sequenceが保存されていることから、ヒト由来トランスフォーミング遺伝子の存在が示された。すなわち、この系によりnon-ras遺伝子が検出され得ることが判明した。2.MDS患者骨髄細胞DNAを用いて検討した結果、18例中10例が陽性であり、うち3例はN-rasであった。これらの3例は、6ケ月12ケ月後に白血病化を認めた。MDSにおけるN-rasの活性化機構と臨床的な白血病化との密接な関連を強く示唆するものと考えられる。3.このように臨床経過とトランスフォーミング遺伝子の活性化との関連を検討することは前白血病から白血病への移行の分子機構を解析する上で意義あるものと考えられた。
日本の植民地教育実態に関する国際共同研究企画

従来のこのテーマについての研究は、教育政策・制度史、あるいは日本人教員史や教科書統制といった、民地支配を行った側の視点から実態分析を行ってきたといわれ、占領下・植民地教育の全貌を反映するには至らなかった。それは受けた側には、実施側と同等、あるいはそれに相当する資料が欠如していることに由来する。日本の植民地教育の実態分析を深める事を目的として、本企画では以下の作業を通じて、中国、韓国その他の国々の研究者との信頼関係を醸成しつつ、彼らの協力を得た国際共同研究及び調査実施をして、従来の研究の弱点の克服を試みた。第一に、(1)植民地教育の実態的側面を分析するために、各種史料の所在とその内容の調査。そのために、遼寧省歴史文書史料保存館、上海市図書館をはじめとする主要な史料保存先、学説史に関する基礎的調査のために、黒龍江省社会科学院、ハルピン工業大学、吉林省歴史文書史料保存館、東北大学、北京大学、中国社会科学院日本研究所、沈陽師範大学、天津市社会科学院、南開大学、復旦大学など主要な研究機関を訪問し、学説史に関する基礎的調査をし、意見交換をした。さらに、福岡と上海において、中国・日本及び韓国の研究者と研究調整会議を実施し、研究について打ち合わせ、調整を行った。(2)上記の研究を進めるなか、特に植民地支配を受けた側からみた、植民地教育の実態に関する学説史についての予備的調査。未邦訳及び日本での紹介が未だなされていない史料・文献・論文及び体験者の回想・オーラル・ヒストリーなどを中心にして、学校教育関連だけではなく、教育文化的な視点をもつ素材を視野に収めつつ、その体系的な収集・整理を行ってきた。第二に、第一の成果を踏まえ、今後の国際共同研究の方向性を明確にしていくための意見交換と成果発表のため、2003年12月、中国・重慶(西南師範大学)において、開催される第六回植民地教育研究国際シンポに参加し、韓国、アメリカ、台湾・香港、マカオを含む中国の研究者及び体験者と意見交換を通じて、本企画調査の成果と課題を総括しながら、本研究の到達点と克服しなければならぬ問題点を課題として明らかにし、今後の国際共同研究の基盤を固め、展開する企画をした。
脳卒中者の心理社会面への援助モデルの開発に関する研究

脳卒中者の心理社会面に対する作業療法で使用できる援助モデル開発に関する研究を行った。先行研究で、脳卒中者は過去を拠り所としながら将来を予測するようにして過去との連続性(私らしさ)を回復することが分かっているが、今回当事者への質問紙調査(回答数110件)から内容的妥当性が確かめられた。うち37名への聞き取り調査より、当事者の視点から在宅復帰後に継続して必要なリハ支援は、1地域性と専門性、2埋蔵資源を見出す、3生活習慣を作り出すための参加、4身体面・生活面・参加面にまたがる相談機能の充実、であることが明らかになった。筆者は「脳卒中者の心理社会面への援助モデルの開発に関する研究」という研究名で、研究1)と2)について進めた.研究目的は1)「脳卒中者による病前との生活認識の連続性回復プロセス」モデル(先行モデル)を量的手法で検証すること、2)リハビリテーションの視点からみた在宅復帰後の脳卒中者に対する継続支援に必要なことを当事者の聞き取りを通して明らかにすることであった.先行研究で、在宅生活を送る脳卒中者への聞き取りから、質的手法を用いて先行モデルを作成した.研究1)については、先行モデルを構成する各概念の定義を質問項目に改変し、基本情報の質問を加えた質問紙を作成した。その後、識者の助言を得て質問紙を修正した。25年度に移行する時期に質問紙調査を開始した。研究2)については、半構造化インタビュー実施のためのインタビューガイドや、実施ガイドラインなどを作成した。研究1)の質問紙調査に回答し、インタビューへの返答を書面にて了承くださった方を対象とするため、24年度には調査自体は実施できなかった。筆者は「脳卒中者の心理社会面への援助モデルの開発に関する研究」という研究名で、研究1)と2)について進めた.研究目的は1)「脳卒中者による病前との生活認識の連続性回復プロセス」モデル(先行モデル)を量的手法で検証すること、2)リハビリテーションの視点からみた在宅復帰後の脳卒中者に対する継続支援に必要なことを当事者の聞き取りを通して明らかにすることであった.先行研究で、在宅生活を送る脳卒中者への聞き取りから、質的手法を用いて先行モデルを作成した.研究1)は計44か所の医療機関に対し、地域在住脳卒中者に回答して頂く用に440通の質問紙を郵送し回答を依頼した.110通の回答を得た.質問紙は、基本情報および先行モデルを構成していた概念を質問形式に改編して作成した.先行モデルの中で、個人に当てはまる要素が多いと思われた質問項目は、今回当てはまると回答した率は低かったが、それ以外の多くは該当することが示され、一部修正の必要性が示唆されたが基本的に先行モデルは内容的に妥当と思われた.研究2)は1)への回答者のうちインタビューへの回答を了承された脳卒中者に訪問聞き取りを行った.37名の方が了承された.この結果は、1地域性と専門性、2埋蔵資源を見出す、3生活習慣をつくりだすための参加、4身体面・生活面・参加面にまたがる相談機能の充実、が見出された.1は取り巻く環境の中で地域性が大きい一方で、どのような生活を支援するか専門的見地から支援内容を検討することの重要性、2一方的にケアを受けるだけでなく、参加の形態を工夫すれば自らを生き生きとさせ社会貢献につなげられるような能力を持っている方が多くいること、3外出し他者と交流する場としての通所サービスの役割が大きいこと、4リハビリテーションの特色を生かした、身体面・生活面・参加面の多方面から健康に関連した相談ができることが重要であることが示された.研究1)の質問紙回答者からの回答が十分集まらず、計3回に分けて追加して募集してようやく100件以上の回答を得ることができた。第23回日本作業行動学会において研究1の結果報告の発表を予定していたが、この際の発表は途中経過の発表に内容を変更して行った。そのため研究2)についてもインタビュー調査の了承返答書の戻りが遅れたため、調査の進捗に遅れが生じている。25年度が最終年度であるため、記入しない。研究1)研究2)ともに関連専門学術団体の主催する学会において、平成26年度に発表を行います。またこれらの成果をそうした団体の専門誌に論文発表を行います。これらの成果については、次の研究に引き継がれます。それは、研究成果を臨床および教育で活用する方法を検討する研究です。平成26年度より、まず臨床で活用するための研究を開始する予定です。今回の成果を、臨床現場の作業療法士向けの研修テキストに含めていきます。教育で活用する方法についても、同様に作業療法士養成教育機関(大学・専門学校)むけの副教材として作成して配布するとともに、授業で使用してもらう方法を検討する研究へと引き継いでいきます。
太平洋東西両縁の火山のタイプの比較研究

太平洋東西両緑地域の火山のタイプの差違について検討し、その要因を考察した。資料入手などの制約もあって、調査地域は北太平洋両縁に限定された。火山のタイプなどの違いを以下にまとめる1成層火山は日本列島・フィリピン・千島弧では1発達系列上にのる。一方USA、メキシコでは山頂を通る弱線に沿って流紋岩質熔岩ドームと玄武岩質スコリア丘が並ぶもの、デイサイト質熔岩ドームを玄武岩一安山岩質熔岩流・火砕物が覆うもの、浸食された成層火山頂を玄武岩質楯状火山が覆うもの、など多様である。2中米地域は日本の成層火山と類似し、1発達系列上にすべての成層火山が乗るように見える。3カルデラ火山は千島・日本列島・フィリピン・中米では「漏斗型」、メキシコでは「Valles型」USAでは両者混在する。「漏斗型」は沈み込み帯、「Valles型」は非沈み込み帯のカルデラと考えるとよい分布を示す。4千島のカルデラの大部分は外輪山を持ち、カルデラ火山でなく後期型成層火山に属する。径6-10kmと成層火山頂のカルデラとしては大きすぎ、海水一マグマの接触による大爆発でカルデラが拡大したものと考えたい。5玄武岩質熔岩原・小楯状火山・小成層火山はUSA、メキシコで広く分布し、中米・千島・日本・フィリピンで少ない。フィリピンでは沈み込み帯内に存在する拡大軸に関連した小楯状火山がかなり分布する。6火山のタイプには沈み込むプレートの性質、縁海の拡大など、プレート運動規模の要因が直接関わっているのでなく、マントル-地殻下部付近の応力場・温度がより直接的に関連するらしい。中米諸国の火山の地形発達史を明らかにすることを目的として研究を行った。メキシコの火山についてはすでに報告済みであること、グアテマラに関しては資料がわずかしか入手できていないとの理由から本年度は除外し、研究対象をニカラグア・エルサルバドル・コスタリカ・パナマの火山に限った。これら地域の火山の地形分類図を作成するなどの調査・研究をおこなった結果、下記の事実が見い出された。1.ニカラグア・エルサルバドル・コスタリカ・パナマにまたがって70余個の火山があり、成層火山は49個、カルデラ火山が7個、溶岩ドーム・スコリア丘火山が22個で、日本列島に似た火山のタイプが多い地域である。2.成層火山は前期型と後期型とがほぼ半々に存在し、セグメント毎に一方が集中する場合が一部に見られるが、日本列島に見られる会合部に後期型が、弧状部に前期型が集中するような特徴的な傾向は見られない。3.成層火山、特に後期型成層火山には島弧の伸びに斜交する寄生火山列が顕著に見られる。これが沈み込みプレートのセグメンテーションと関係しているかは明らかでない。4.島弧にはめずらしいハワイ型のカルデラを持つ楯状火山がニカラグアのマナグア市の南東部にある。5.コスタリカアレナル火山の苦鉄安山岩質溶岩流の先端部崩壊でできる火砕流中の岩塊はパン皮状火山弾に似た独特の表面形態をもつ。6.アレナル火山の溶岩流は火口縁から静かに溢れ出たことが目撃されているが、溶岩は成層構造をもたず、やはり火口縁から溢れ出たことを観察されている秋田駒岳の197071年溶岩流の構造を酷似していることがわかった。太平洋東西両縁地域の火山のタイプの差違について検討し、その要因を考察した。火山のタイプなどの違いを以下のまとめる

1成層火山は日本列島弧では1発達系列上にのる。フィリピン・千島弧でもほぼ同様であるらしい。一方USA、メキシコでは山頂を通る弱線に沿って流紋岩質熔岩ドームと玄武岩質スコリア丘が並ぶもの、デイサイト質熔岩ドームを玄武岩ー安山岩質熔岩流・火砕物が覆うもの、浸食された成層火山頂を玄武岩質楯状火山が覆うもの、など多様である。これはマントル-地殻下部付近の応力場・温度状態の差違に起因すると考える。2中米地域は日本の成層火山と類似し、1発達系列にすべての火山が属するように見え、USA、メキシコの火山と異なる。3カルデラ火山は千島・日本列島・フィリピン・中米では「漏斗型」、メキシコでは「Valles型」、USAでは両者混在する。「漏斗型」は沈み込み帯、「Valles型」は非沈み込み帯のカルデラと考えるとよい分布を示す。4千島のカルデラの大部分は外輪山を持ち、カルデラ火山でなく後期型成層火山に属すると見る。径6-10kmと成層火山頂のカルデラとしては大きすぎる。これは海水ーマグマの接触による大爆発でカルデラが拡大したものと考えたい。5玄武岩質熔岩原・小楯状火山・小成層火山はUSA、メキシコで広く分布し、中米・千島・日本・フィリピンで少ない。フィリピンでは沈み込み帯の中にいくつかの拡大軸が輻輳して存在し、それに関連した小楯状火山がかなり分布する。6火山のタイプには沈み込むプレートの性質、縁海の拡大など、プレート運動規模の要因が直接関わっているのでなく、マントル-地殻下部付近の状態とより直接的に関連するらしい。
ＴＤＰ－４３プロテイノパチー発症機序の解明

筋萎縮性側索硬化症(ALS)や前頭側頭葉変性症(FTLD)等の、TDP-43タンパク質の神経細胞内蓄積を伴う神経変性疾患の発症機序解明を目的とした検討を行い、以下の成果をあげた。(1)前年度までに、家族性ALS変異型profilin 1がTDP-43の細胞内局在を核から細胞質へ移行させることを示した。そこで、家族性ALS変異型profilin 1の発現がTDP-43の機能に与える影響を検討した。その結果、哺乳類培養細胞において、家族性ALS変異型profilin 1の発現により、TDP-43のRNAプロセシング機能の低下が導かれることを示した。(2)マウス神経系培養細胞であるNeuro-2a細胞において、TDP-43の発現抑制によりUlk1タンパク質の発現低下がみられることを示していた。CRISPR/Cas9システムを用いたゲノム編集により、Ulk1 mRNAの非翻訳領域内に存在する、TDP-43の結合が予測される配列をゲノム上から欠損させた細胞株を樹立し、TDP-43とUlk1 mRNAの結合がUlk1タンパク質の発現制御に必要である可能性を示した。(3)前年度までに、アデノ随伴ウイルス9型(AAV9)ベクターを用い、ヒト野生型TDP-43を神経細胞に過剰発現するマウスを作出し、運動機能障害がみられることを示した。TDP-43を過剰発現するマウス脊髄において、Ulk1タンパク質の発現が有意に低下していることが分かった。そこで、Ulk1の機能喪失の意義を検討するため、Ulk1ノックアウトマウスを用いた検討を行った。その結果、Ulk1の欠損は運動機能の障害を導かなかったが、TDP-43過剰発現による致死性や運動機能障害を増悪させることが分かった。このことから、TDP-43過剰発現による神経機能障害に対して、Ulk1は防御的な機能を持つことが示唆された。28年度が最終年度であるため、記入しない。現在までに根本治療法の存在しないTDP-43プロテイノパチーの発症機序を解明するため、TDP-43トランスジェニックショウジョウバエ(TG fly)を用いて以下の検討を行った。第一に、TDP-43による神経変性に関わる遺伝子として、これまでに同定していたAtg1 (Autophagy-specific gene 1)による神経変性機序を検討した。まずTDP-43 TG flyにおいて、レポーターとして発現させたGFP-Atg8aのPE化によりオートファジーが亢進していることを確認した。さらに、Atg3, 6, 13のAtg1以外のオートファジー関連遺伝子のノックダウンによってもTDP-43による神経変性が回復したことから、TDP-43はオートファジーを亢進させることにより神経変性を引き起こすという可能性が示唆された。第二に、新規ALS原因遺伝子であるProfilin 1 (PFN1)がTDP-43による神経変性に及ぼす影響を検討した。野生型およびALS変異型PFN1の複眼特異的TG flyを作出したところ、そのいずれもが僅かな複眼変性を呈した。更に、TDP-43 TG flyとの交配を行った所、ALS変異型PFN1のみがTDP-43 TG flyの複眼変性を増悪させることが分かった。この機序を検討するため、免疫染色法によりTDP-43の細胞内局在を検討した所、TDP-43/ALS変異型PFN1 double TG flyではTDP-43 single TG flyやTDP-43/野生型PFN1 double TG flyと比較して、TDP-43の細胞質局在が増加していることが示唆された。これらのことから、ALS変異型PFN1はTDP-43の細胞質局在を増加させてTDP-43による神経変性を増悪させる可能性が示唆された。TDP-43タンパク質の細胞内封入体の出現がみられる筋萎縮性側索硬化症(ALS)や前頭側頭葉変性症(FTLD)などの神経変性疾患をTDP-43プロテイノパチーと総称するが、その発症機序は未だ明らかではない。これまでモデル動物としてトランスジェニックショウジョウバエを用い、TDP-43の過剰発現による神経変性機構の検討を行ってきたが、本年は得られた知見を哺乳類培養細胞、マウスモデルを用いた実験系に発展させた。(1)新規のALS原因遺伝子であるProfilin1 (PFN1)と、TDP-43の相互作用に関する検討を行った。ヒト由来の培養細胞を用いて、家族性ALS変異型PFN1が内因性TDP-43の細胞内局在を核内から細胞質に移行させる事を示した。ショウジョウバエでみられた現象と同一のメカニズムが働いていると考えられた。(2)トランスジェニックショウジョウバエを用いた検討から、TDP-43の結合標的であり、その神経変性に関与する因子としてAtg1/Ulk1を同定していた。そこで哺乳類培養細胞を用いて、TDP-43がAtg1/Ulk1の発現を制御する詳細なメカニズムを検討した。TDP-43の発現抑制により、Atg1/Ulk1タンパク質の発現が低下し、さらにその下流に存在するオートファジーの低下がみられる事を明らかにした。また、TDP-43によるUlk1の発現制御が、TDP-43のRNA結合能に依存する事を示した。(3) TDP-43プロテイノパチーの哺乳類モデルの樹立を試みた。

アデノ随伴ウイルス9型ベクターを用いて、TDP-43を神経細胞特異的に過剰発現するマウスモデルの確立を目指した。また、TDP-43と同様にALSの原因遺伝子であり、RNA結合性のタンパク質であるFUSの過剰発現マウスの樹立を同時に試みた。その結果、TDP-43およびFUSいずれもの過剰発現により、体重低下や運動機能障害を呈するモデルマウスの樹立に成功した。TDP-43トランスジェニックショウジョウバエの解析により得られた知見を、哺乳類培養細胞などを用いた実験において再現する事に成功した。また、TDP-43プロテイノパチーモデルマウスの樹立に成功した。さらに、当初の予定に加えて、以下の2点に関して新たな進展があった。(a) TDP-43によるAtg1/Ulk1の発現制御メカニズムをマウス神経芽細胞腫であるNeuro-2a細胞を用いて検討し、TDP-43がAtg1/Ulk1のmRNAに結合し、その発現を調節している事を示した。この結果をさらに検証し、TDP-43とAtg1/Ulk1 mRNAの結合配列を同定するため、新たな実験を開始している。新規のゲノム編集技術であるCrispr/Cas9システムを用いて、マウスUlk1の転写産物の3'非翻訳領域上に存在する、"TDP-43が結合し得る配列(UGリピート)"を含む領域をゲノム上から欠損させたNeuro-2a細胞株の樹立を試み、成功している。この細胞株を用いて、TDP-43とUlk1 mRNAとの結合の意義を検討していく。(b)また、ウイルスベクターを用いてTDP-43やFUSを過剰発現するマウスモデルを作出し、ALS様の運動機能障害を呈するモデルマウスの樹立に成功した。さらに、TDP-43やFUSが細胞間伝播する可能性を検討した。その結果、免疫組織化学法により、FUSを発現するウイルスベクターの感染がみられた細胞の周囲においても、FUSが陽性となる神経細胞が存在することが示された。このことから、FUSタンパク質は神経細胞間で伝播したと考えられた。これは、先例のない新しい発見である。筋萎縮性側索硬化症(ALS)や前頭側頭葉変性症(FTLD)等の、TDP-43タンパク質の神経細胞内蓄積を伴う神経変性疾患の発症機序解明を目的とした検討を行い、以下の成果をあげた。(1)前年度までに、家族性ALS変異型profilin 1がTDP-43の細胞内局在を核から細胞質へ移行させることを示した。そこで、家族性ALS変異型profilin 1の発現がTDP-43の機能に与える影響を検討した。その結果、哺乳類培養細胞において、家族性ALS変異型profilin 1の発現により、TDP-43のRNAプロセシング機能の低下が導かれることを示した。(2)マウス神経系培養細胞であるNeuro-2a細胞において、TDP-43の発現抑制によりUlk1タンパク質の発現低下がみられることを示していた。CRISPR/Cas9システムを用いたゲノム編集により、Ulk1 mRNAの非翻訳領域内に存在する、TDP-43の結合が予測される配列をゲノム上から欠損させた細胞株を樹立し、TDP-43とUlk1 mRNAの結合がUlk1タンパク質の発現制御に必要である可能性を示した。(3)前年度までに、アデノ随伴ウイルス9型(AAV9)ベクターを用い、ヒト野生型TDP-43を神経細胞に過剰発現するマウスを作出し、運動機能障害がみられることを示した。
希ガス同位体を用いて爆発的噴火の準備過程が熱水活動に与える影響の検討

代表の佐藤及び研究分担者の伴氏、山崎氏、連携研究者の武部氏が所蔵している、蔵王火山などの火山噴出物や火山岩等の試料を用いて、岩石記載や化学分析を含め、精密カリウム定量・精密希ガス同位体測定を行ってきた。また、下記の点に力を入れており、伴ら(2016)の火山噴火履歴のまとめである、最新の火山地質図を元に、ケーススタディをより詳細に行い、現在研究協力者の武部を筆頭として論文としてまとめつつある。ここでは、主にK-Ar法のうち若い火山岩試料に特化した感度法による年代測定結果について、議論を行ってきた。一方、K-Ar年代測定法についてもスコリア質の溶岩の発泡度や緻密度の岩石学的影響が希ガス同位体の脱ガス作用、希ガスなどのマグマの溶解度などの影響を反映していることが考えられるため、火山噴火準備過程の解明に役立てられるように、データ整理を進めている。また、武部他(2011)におけるマグマミキシングの際の証拠として記載されている、薄片上での包有物や累帯構造について、局所レーザーによる希ガス分析の応用をも検討してきた。新たに2016年以降から、カルデラ湖の蔵王御釜湖の水を採水し、周辺の噴気を湖水の中に反映されているかどうか、希ガス同位体比測定によって確かめ、軽い質量数の希ガスにわずかな同位体異常を検出したため、これらについて、先行的に採取した蔵王周辺の温泉水・湧水などと共に、同位体によるマグマ起源物質の寄与の検討を行っており、現在特集号への論文を準備中である。前年から引き続き希ガス同位体測定装置の制御系の安定性と精度向上のため、最新鋭のデータ処理系と連結しつつ、さらなる高精度分析を目指し連携研究者の熊谷氏と共に運用を行っている。代表の佐藤および、研究分担者の伴氏・山崎氏および連携研究者の武部氏が所蔵している蔵王火山での噴火試料を用い、記載や化学分析等を含め、精密カリウム定量及び希ガス同位体測定を開始する。特に下記の点に力を入れた。伴ら(2016)のまとめた最新の火山地質図を元に、ケーススタディを、C14法、感度法によるK-Ar法での年代測定の結果と合わせ、年代に関して、問題点などについて、議論を行った。また、K-Ar法におけるスコリア質熔岩の発泡度の違いに対して、希ガス同位体の見地から同位体分別の問題を再検討し、最適な試料についての吟味し、火山噴火準備過程に関しての議論を行った(佐藤他;火山学会2016、佐藤他:巨大火山シンポ2016)。また、武部ほか2011におけるマグマミキシングの際の証拠の一つである、薄片状での累帯構造などや包有物に対し、それらの中から、局所希ガス分析の必要のある包有物等を選定する議論を行った。本件に関しては、代表者が他の所属に変わったため、2017年度に改めて、レーザーでの局所希ガス分析を試みる予定である。2016年7月に採水した、カルデラ湖である蔵王山頂のお釜の湖の水、周辺の噴気を伴う温泉水を採取して、希ガス分析からマグマや温泉といった熱水の特徴を明らかにするため、実験を行った。これらは、先行的に採取した、蔵王周辺のかみのやま温泉からの温泉水と共に測定を行っている。また、2011年の東日本大震災以降のヘリウム同位体、ネオン同位体に関して検討を行った。一方、希ガス同位体測定に先立ち、レーザー溶融による微少領域測定に備え、質量分析装置の安定性を向上させるため、制御系の調整改良と前処理装置の改造(アップグレード)を行い、連携研究者の熊谷と共にデータとの比較解析も行った。代表者の佐藤の所属の変更、研究分担者の山崎の海外への長期出張などが有り、主軸となる、実験的な質量分析を用いた年代測定分野の研究が遅れている。従って、研究分担者の伴ら、および、連携研究者の熊谷、武部、両氏と連携を取って、火山層序や、野外調査を含めたサンプリング、分析解析といった方向を先に進めている。代表の佐藤及び研究分担者の伴氏、山崎氏、連携研究者の武部氏が所蔵している、蔵王火山などの火山噴出物や火山岩等の試料を用いて、岩石記載や化学分析を含め、精密カリウム定量・精密希ガス同位体測定を開始している。特に下記の点に力を入れている。伴ら(2016)の火山噴火履歴のまとめである、最新の火山地質図を元に、ケーススタディをより詳細に行った。主にK-Ar法のうち若い火山岩試料に特化した感度法による年代測定結果について、議論を行ってきた。K-Ar年代測定法についてもスコリア質の溶岩の発泡度や緻密度の岩石学的影響が希ガス同位体の脱ガス作用、希ガスなどのマグマの溶解度などの影響を反映していることが伺える。これらは、火山噴火準備過程の解明に役立てられるように、データ整理を進めている。また、武部他(2011)におけるマグマミキシングの際の証拠として記載されている、薄片上での包有物や累帯構造について、局所レーザーによる希ガス分析の応用を検討している。一方、2016年以降から、カルデラ湖の蔵王御釜湖の水を採水し、周辺の噴気を湖水の中に反映されているかどうか、希ガス同位体比測定によって確かめ、軽い方の希ガスにわずかなアノマリーを検出した。これらについて、先行的に採取した蔵王周辺の温泉水・湧水などと共に、同位体によるマグマ起源物質の寄与の検討を行う。