hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
音受容機構に加齢変化に関する生物学的研究とその臨床応用

研究代表者の高坂は、研究分担者の小林、大山、稲村、池田、朴沢、川瀬、大島らとともに音受容機構における加齢変化について、基礎的かつ臨床的研究を行い、その成果は、世界初の高齢者のためのディジタル補聴器の実用化によって結実した。平成3年の研究開始から2年間は、主として音受容機構の生物学的基礎研究を遂行し、その成果については、アメリカのフロリダ州セントピタ-スバ-クビ-チにて開催される、全米耳鼻咽喉科基礎研究学会において報告された。また、国内では、日本耳科学会、日本聴覚医学会、日本音響学会、仙台耳科学シンポジウム等で報告されている。平成7年7月には、本プロジェクトの一環として開発に力を注いできた、世界初の高齢者用ディジタル補聴器の携帯型が完成し、厚生省の認可を得たので実用化に踏切り、現在も、その臨床試験が継続されている。これらの成果は、平成7年9月にベテスダのNIHで開催された、補聴器に関する国際シンポジウムで発表され、海外においての評価も得る事が出来た。平成7年9月にベテスダのNIHで開催された、補聴器に関する国際シンポジウムで発表され、海外においての評価も得る事が出来た。以上のように、学術活動並びに論文等の出版活動において、多大な貢献をすることが出来たが、これは平成5年度から3年間にわたり交付された、文部省科学研究費(一般研究A)課題番号05404018に負うところが大きい。今後は、本研究によって得られた、基礎的・臨床的結果を応用して、さらなる発展を期したいと、研究グループ一同は、次の将来計画に全力投球を行っている。モンゴリアン・ジャービルを用いて、加齢に伴う蝸牛の変化を研究する目的にて、まず6カ月未満の若いジャービルの歪成分耳音響放射を測定した。全麻下にて耳骨胞を開放し外耳道にプローブを挿入後入力音圧の周波数比をf2/f1=1.2、f1,f2のそれぞれの音圧をp1=p2に固定しf2を500Hzから16kHzまで78点で離散的に変化させて歪成分耳音響放射を測定し、DP-gramとして表示した。若いジャービル20耳のDP-レベルをコントロールとして加齢による変化を求め、蝸牛の形態的変化と対応させた。初期の研究成果は、京都で開催された国際シンポジウムで発表され、外有毛細胞の変性脱落とDP-レベルの低下に相関のあることを報告した。ひき続いて12カ月から24カ月齢のジャービル、さらに28カ月齢のものまで60耳以上の歪成分耳音響放射測定を行い、さまざまなDP-レベルを得た後、形態的に蝸牛の全回転にわたって電顕的に検索した。現在までに得られたデーターによると12ケ月齢まではDP-レベル上の変化は認められず形態的にも1-2%の外有毛細胞損失が見られる程度であったが、24カ月齢に達するとほぼ正常レベルに留まるものから特に一定の周波数域ではなくさまざまな周波数域にてDP-レベルの低下を示す蝸牛が出現し、同じ動物の左右耳でもレベルの違いが出るなど個体差や蝸牛による差が顕著に現れた。形態的変化との対比によって外有毛細胞損失率が10%未満ではDP-レベルに影響しないが、10%を越えると低下が明らかになる傾向が認められた。28カ月齢から30カ月齢の老齢ジャービルではDP-レベルの低下がさらに著しくなり殆どノイズレベルに達するものも認められた。これらの動物では外有毛細胞の変性が著しくリポフスチン顆粒を多数含み空胞化も随所に見られた。今後はレーザー共焦点顕微鏡を用いて外有毛細胞の機能的側面も検索していく。さらに、歪成分耳音響放射の臨床応用を具体化するために人間における加齢による変化の標準になるDP-gramの作成を急ぐ予定である。平成5年度から6年度にかけての研究は主として聴覚の加齢変化に関する評価方法の検討に主力が注がれた。

特に、歪成分耳音響放射に関して多角的な研究が進められ、ジャービルにおける外有毛細胞の加齢による減少との相関について、フランスのモンペリエで開催されたInner Ear Biology学会、並びに日本聴覚医学会で発表した。その他、聴力レベと歪成分耳音響放射の関係、音響障害例での歪成分耳音響放射、シスプラチン投与の歪成分耳音響放射に与える影響、麻酔剤による中耳動特性の変化と歪成分耳音響放射に与える影響、などについて日本聴覚医学会で発表しAudiology Japan誌に掲載予定である。その他、基礎研究においては、蝸牛血管条の辺縁細胞の細胞内カルシウムイオン濃度動態に関する研究、Na-H exchangeの細胞内pH回復に与える影響など、イオン交換を指標にした研究が行われた。これらの研究は、全米基礎耳鼻咽喉科学会(ARO)において発表された。研究代表者の高坂は、研究分担者の小林、大山、稲村、池田、朴沢、川瀬、大島らとともに音受容機構における加齢変化について、基礎的かつ臨床的研究を行い、その成果は、世界初の高齢者のためのディジタル補聴器の実用化によって結実した。平成3年の研究開始から2年間は、主として音受容機構の生物学的基礎研究を遂行し、その成果については、アメリカのフロリダ州セントピタ-スバ-クビ-チにて開催される、全米耳鼻咽喉科基礎研究学会において報告された。また、国内では、日本耳科学会、日本聴覚医学会、日本音響学会、仙台耳科学シンポジウム等で報告されている。平成7年7月には、本プロジェクトの一環として開発に力を注いできた、世界初の高齢者用ディジタル補聴器(クレイダシステムによる補聴器)の携帯型が完成し、厚生省の認可を得て実用化に踏切った。現在も、その臨床試験が継続されているが、老人性難聴のタイプによってクレイダシステムが良好に適合するものとしないものとがあることなどが解析されつつある。本補聴器は、老人性難聴において特に顕著にみられる補充現象をラウドネス補償によって解消させるもので、どのような環境音の中でも、快適な音として入力させることができる。これらの成果は、平成7年9月のベテスダのNIHで開催された、補聴器に関する国際シンポジウムで発表され、海外においての評価も得る事が出来た。以上のように、学術活動並びに論文等の出版活動において、多大な貢献をすることが出来たが、これは平成5年度から3年間にわたり交付された、文部省科学研究費(一般研究A)課題番号05404018に負うところが大きい。今後は、本研究によって得られた、基礎的・臨床的結果を応用して、さらなる発展を期したいと、研究グループ一同は、次の将来計画に全力投球を行っている。
小児心肺補助システムを長期間、安全に使用するための新提案

長期間の安全な小児心肺補助法の確立のため、遠心血液ポンプによる低流量域での安定した駆動状態の実現と、ポンプ、人工肺および血液回路の長期耐久性の獲得を目指し動物実験モデルにて検証を行った。人工肺ガス出口への温風吹送で人工肺耐久性の向上を目指し、中空糸膜の親水化防止への有効性を認めた。人工肺-血液ポンプ間逆流シャントは、血液ポンプの低流量時駆動安定化、人工肺ガス交換能向上、血栓抑制効果に対し有効であることが確認できた。本研究では、安全に長期にわたる小児心肺補助を施行する方法の確立のため、遠心血液ポンプによる低流量域での安定した駆動状態を実現と、長期耐久性を獲得する。この目的のため、人工肺-血液ポンプシャント(L-Pシャント)による低流量域での血液ポンプ駆動安定化と、人工肺への吹送ガスによる中空糸膜の親水化防止ならびに人工肺血漿漏出の防止効果に注目し検証する。本年度は、模擬循環回路試験によるL-Pシャントの効果および基本性能の確認と、成ヤギを用いたPCPS実験モデルによるL-Pシャントの洗い流し効果と吹送ガスの効果を検討した。模擬回路試験にてシャント流量を変化させたどき、シャント流量が送血流量と同等かそれ以上で人工肺酸素化能が1030%向上した。このことから、十分なシャント流量の確保の必要性が認識された。安全で効果的に使用できるシャント長・径を確定するため、さらなる検討が必要である。動物実験では、L-Pシャントの有無で各連続6日間補助を行った比較を行い、シャントにより回路内、特に血液ポンプの回転軸受周囲の血栓形成が抑制できることが明らかとなった。動物実験中は、血栓形成の有無によらず遊離ヘモグロビンの増加を認めず、シャントによる溶血への影響は認められなかった。次にPCPS回路内に人工肺を2基並列に接続し、吹送ガス効果による結露に対する影響をみるため人工肺への酸素送気圧を比較した。24時間の補助で、対策ありで酸素送気圧が2から10mmHgへの増加に対し、対策なしで47mmHgにまで増加した。これは人工肺膜有効面積が結露により、対策ありで約40%に、対策なしではさらに低下していることを示している。今回の結果から、吹送ガスによる結露対策は一定の効果が認められた。今後、吹送ガスの至適な流量、時間、波形等を探索し、吹送ガスによる結露対策の有効を確認し、人工肺の耐久性向上を目指す予定である。安全に長期にわたる小児心肺補助を施行する方法の確立のため、遠心血液ポンプによる低流量域での安定した駆動状態の実現と、長期耐久性の獲得が本研究の主題である。この目的のため、人工肺出口-血液ポンプ入口シャントによる低流量域での血液ポンプ駆動安定化と、人工肺への吹送ガスによる中空糸膜の親水化防止ならびに人工肺血漿漏出の防止効果に注目し検証する。本年度は、成ヤギによる左心バイパス慢性実験モデルを用いて人工肺-血液ポンプシャントの洗い流し効果と人工肺への吹送ガスの効果の検討を行った。人工肺-血液ポンプシャントの有無で各連続6日間補助による効果の比較を行うため、2例の実験モデルの作製を行った。人工肺-血液ポンプシャントによる血液ポンプ内の血栓形成抑制へめ影響は、血液ポンプ下流に設置した血液フィルタでの凝血塊の量と性状が、シャント無に比して有で著明に少なく、高い有効性を有する可能性が示された。しかし、1例目の動物実験では、2週間を経過して重症感染症を発症し、治療に反応せず急死に至った。また、2例目は術後3週間目に急性動脈出血を来し実験継続が困難となり中止にいたった。いずれもモデルでも予定外の中止であったため、人工肺への吹送ガスに検討および臓器摘出標本による評価は行えなかった。今回の結果から、当初目標としたサンプル数が得られておらず有意差判定には至っていないが、人工肺-血液ポンプシャントによる血栓抑制効果の有効性を示す傾向を認めた。本研究の主題は、安全に長期にわたる小児心肺補助を施行する方法の確立であり、遠心血液ポンプによる低流量域での安定した駆動状態の実現と、長期耐久性の獲得を目的としている。低流量域での血液ポンプ駆動安定化に対して人工肺出口ー血液ポンプ入口への逆行シャント追加の効果ならびに、中空糸膜の親水化防止ならびに人工肺血漿漏出の防止効果に対して人工肺への吹送ガス方式の工夫による影響の検証を行っている。本年度は、成ヤギによる左心バイパス慢性実験モデルを用いて血液ポンプの血栓形成抑制効果の検討を計画した。血液ポンプ一検体毎に連続6日間補助を行い多数の検体を比較検討するため、2例の実験モデルの作製を行った。血液ポンプ内の血栓形成抑制への影響は、血液ポンプ下流に設置した血液フィルタでの捕捉凝血塊で評価した。

今回、使用後の血液フィルタを画像解析し、捕捉血栓の定量化を試みた。補助血流量1.0L/分に対しシャント流量4.0L/分に設定し、シャント無では、ポンプ流量1.0L/分、シャント有で5.0L/分となるように維持できた。その結果、シャント無に比してシャント有で血栓形成量は約1/18と著明に抑制していた。この研究により、ポンプ内血栓の抑制には軸周りでの血流停滞を減少させることが重要であることが示され、そのためにはポンプ内を環流する血流量の多寡が影響することが分かった。小児の補助循環のような補助血流量を少なく維持しなければならない際には、人工肺-血液ポンプシャントを配置することによって高い抗血栓性が発揮される可能性が示された。予定外の重症感染症および急性出血による実験中止に至ったため本年度目標サンプル数が不足した。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の主題のうち、遠心血液ポンプの低流量補助時の安定した駆動状態の実現法に対して概ね良好な成績を得ており、結果のまとめに入る予定である。また、PCPSシステムの長期耐久性の獲得のためには、慢性実験が不可欠であり次年度にて必要なサンプル数を、確保する。本年度実施した慢性実験を考察し、実験手順、感染症対策、安全管理を再考査した。今後管理手順を遵守し、実験を施行する。
曲面π共役分子と金属の融合による機能性アシンメトリック空間の構築

曲面をもつ有機化合物と金属を組み合わせることで、これまで構築できなかったソレノイドやUFOキャッチャー型の構造を創成する。有機分子の得意とする発光・光吸収の性質と金属錯体の集合する性質・可逆的に繋がる性質を利用するとともに、立体的な構造特性を付与することで、ナノサイズの電子部品の開発に繋げるとともに炭素材料の効率的な合成を行う、新たな機能性の創出を目指す。
製品デザインが企業の競争力に与える効果およびそのマネジメント方法の実証分析

『製品デザインが企業の競争力に与える効果およびそのマネジメント方法の実証分析』というテーマに関し、消費者の観点・企業の観点両面より取り組んだ。1つ目は企業サイドからの研究である。デザインの重要性が指摘される一方、企業が戦略を考える上で技術も重要な要素である。そのため、デザイン部門と技術部門(研究・開発部門)と如何に関連させるかが重要なテーマとなる。この点に関していくつか既存研究の知見も存在していたが、「如何に戦略的に両者の関連させていくことが優れたデザインの創出につながるのか」という点の分析が不十分であると考えた。そこで、デジタルカメラを対象に意匠・特許分析及びケーススタディを行い、企業の技術開発が活発な際には技術者のデザインへの関与が、あまり活発でない場合にはデザイナーが技術への関与をすることで、インパクトのある(のちに追随されるような)デザインが創出されうるということを明らかとした。こちらの成果は共著として『一橋ビジネスレビュー』誌の論文として掲載された。また本年度は消費者サイドからデザインのもたらす効果について分析を行った。既存研究におけるデザインが消費者に影響をもたらす要素をとりまとめ、スマートフォンを対象に4つのデザイン案を学生に対し提示し、評価してもらったうえで、そのデザイン案に対する購買意向を回答してもらった。その結果、Novelというデザインイメージに関しては消費者の購買意向に対し正の効果をもたらしたのに対して、Uniqueというイメージに関しては、消費者の購買意向に負の効果となっていた。この結果から、消費者を総体的に見た際に、必ずしもUniqueさが評価されるわけではないということが明らかとなった。こちらは、国際学会において共同発表された。このように消費者サイドと企業サイド両面よりデザインについて捉えることで幅広い知見を得た。26年度が最終年度であるため、記入しない。「製品デザインが企業の競争力に与える効果およびそのマネジメント方法の実証分析」という研究課題に対して、「技術と外観・使いやすさの間の関係」に関して、その実態、マネジメント方法について研究を行ってきた。まず、実態の把握・効果については携帯電話市場を対象に分析を行った。その結果として、日本市場において、携帯電話メーカー携帯電話のテレビ機能導入期(2005-2007)には外観を犠牲にして、TV機能を導入していることが明らかとなった。また、マネジメント方法については、いくつかの企業へのインタビューから得られた知見を基に、デジタルカメラ市場や掃除機市場における、技術特許と意匠特許の関係性に着目し分析したところ、優れた外観の創出に関しては、技術の知識を保持していることが重要であることが明らかとなった。ただし、その効果は技術の成熟とともに減少が見られた。現在、技術的な要素での差別化が難しく、工業デザイン・工業デザイナーの活用が重要であるといわれている中で本研究では、技術と外観・使いやすさなどの要素を同時に検討していく必要がある。優れた外観や・使いやすさを達成するためには、工業デザイナー・工業デザイン部門だけでは完結せず、技術部門との関係性・技術の知識も重要であり、その関係性も技術の成熟とともに変化していくのである。このように、技術と外観・使いやすさを同時に加味した経営が企業には求められることを示した点に貢献があるといえよう。デザインと技術の関係性に関して、日本企業でどのような現状となっているかの現状の把握を行うことができた。また、マネジメント方法に関しても優れた意匠の創出のための技術的要素の重要性を示すことができた。製品の外観や使いやすさが技術的な要素と比較した際に企業がどのような効果をもたらすのか、それが技術の成熟の中で、どのような変化をするのかという観点に関して、消費者アンケートなどを実施することで、消費者サイドから明らかにしていきたい。
小中学生のいじめ場面の行動における罪悪感と共感性に関する検討

本研究は、いじめ場面の行動を加害、観衆および傍観行動と分類し、その行動を犯してしまった際における罪の気持ちである罪悪感を明らかにし、また罪悪感と他者への感情移入である共感性との関連を検討するものであった。小中学生を対象として質問紙調査を行った結果、小学校から中学校にかけて、子どもはいじめ行動による罪悪感を感じることが少なくなるという学年による発達的変化が示された。また、小中学生のいじめを抑制するには、豊かな共感性を育み、いじめ行動による罪悪感を高めることが重要であると示唆された。本研究の目的は、小中学生を対象として、いじめ場面の行動における罪悪感と共感性を質問紙調査により測定し、以下の2点について検討することである。第1点目は、いじめ場面において加害、観衆および傍観行動をしてしまった際に、小学生と中学生の罪悪感がどのように喚起されるかについて明らかにする。第2点目は、いじめ場面の行動において喚起された罪悪感と共感性との関連について、小学生から中学生までの発達的変化の様相を詳細に分析することである。これらの目的により、いじめ場面の行動を加害、観衆および傍観と分類し、罪悪感と共感性の視点から解明することができ、従来展開してきたわが国のいじめ研究に新たな知見を提供できる。また、本邦での罪悪感研究は数少なく、学術的に高い意味をもつ。当該年度は、本研究の目的にもとづき第I段階として、小学生を対象とした質問紙調査を実施した。研究対象者は小学校4年生、6年生であり、男女あわせて500名であった。対象者には、いじめ場面の加害、観衆および傍観行動における罪悪感質問紙と共感性質問紙を配布し、回答を求めた。いじめ場面については、現場の小学校教諭と検討を重ね、身体的いじめ、言語的いじめ、仲間外れおよびネットいじめに関する場面を設定した。質問紙調査の回答を分析した結果、各いじめ場面の行動における罪悪感得点については、すべての場面、行動において、小学校4年生が小学校6年生よりも高く、女子が男子よりも高いことが明らかになった。また、各いじめ場面において、罪悪感と共感性の関連を検討したところ、加害、観衆および傍観行動をしてしまった際に感じる罪悪感に共感性が関連していることが明らかになった。これにより、児童の共感性を育成することで、いじめ場面における罪悪感を高め、いじめ行動を抑制できることが推測された。本研究は小中学生を対象として、いじめ場面の行動における罪悪感と共感性を質問紙により測定し、いじめ場面の行動による罪悪感と共感性の関連を検討することが目的である。当該年度は、本研究の目的にもとづき、研究の第II段階として中学生を対象とした質問紙調査を実施した。研究対象者は中学校1年生、中学校3年生であり、男女あわせて760名であった。対象者には、いじめ場面の加害、観衆および傍観行動における罪悪感を測定する質問紙と共感性を測定する質問紙を配布し、回答を求めた。いじめ場面については、研究の第I段階である小学校調査と同様、身体的いじめ、言語的いじめ、仲間外れおよびメールでの悪口場面を設定した。中学校1年生と3年生を対象として質問紙調査を実施し、得られた回答を分析した結果、いじめ場面の行動における罪悪感については、加害行動による罪悪感において女子の殴る場面の罪悪感得点が最も高く、傍観行動による罪悪感については、中学校3年生において男女ともに悪口場面の罪悪感得点が最も低かった。さらに、観衆行動における罪悪感において、中学校1年生の殴る場面の罪悪感得点が最も高かった。また、罪悪感と共感性の関連を検討したところ、すべてのいじめ場面において共感的関心と気持ちの想像との間に有意な正の相関関係が認められた。これにより、中学生ではいじめ場面において学年や性別によって罪悪感の喚起が異なること、また共感性における共感的関心と気持ちの想像を育むことによって、いじめ行動を抑制できることが示唆された。本研究の目的は,小中学生を対象として,いじめ場面の行動における罪悪感と共感性を質問紙調査により測定し,以下の2点について検討することである。第1点目は,いじめ場面において加害,観衆および傍観行動をしてしまった際に,小学生と中学生の罪悪感がどのように喚起されるかについて明らかにする。第2点目は,いじめ場面の行動において喚起された罪悪感と共感性との関連について,小学生から中学生までの発達的変化の様相を詳細に分析することである。これらの目的より,いじめ場面の行動を加害,観衆および傍観と分類し,罪悪感と共感性の観点から解明することができ,従来展開してきたわが国のいじめ研究に新たな知見を提供できる。当該年度は,本研究の目的にもとづき第I,第II段階における小中学生の質問回答をあわせ,いじめ場面の行動における罪悪感の特徴,罪悪感と共感性との関連を総合的に分析,検討した。その結果,加害,観衆および傍観行動における罪悪感については小学生の得点が中学生の得点よりも高いことが明らかになった。また,性差についてはすべてのいじめ場面の行動において,小中学生の女子が男子よりも罪悪感得点が高かった。一方,罪悪感と共感性の関連については,いじめ場面のいずれの行動にも共感的関心と視点取得が関連することが小学生,中学生において明らかになった。しかしながら,共感性を構成する個人的苦痛といじめ場面の行動における罪悪感については,小学生において負の相関関係,中学生において正の相関関係が認められた。

以上の結果より,児童期から青年期へと発達する過程で,いじめ場面における加害,観衆および傍観行動の罪悪感は低下し,また,苦痛や不安を感じることがいじめ行動の罪悪感に異なって機能することが示唆された。本研究は、いじめ場面の行動を加害、観衆および傍観行動と分類し、その行動を犯してしまった際における罪の気持ちである罪悪感を明らかにし、また罪悪感と他者への感情移入である共感性との関連を検討するものであった。小中学生を対象として質問紙調査を行った結果、小学校から中学校にかけて、子どもはいじめ行動による罪悪感を感じることが少なくなるという学年による発達的変化が示された。また、小中学生のいじめを抑制するには、豊かな共感性を育み、いじめ行動による罪悪感を高めることが重要であると示唆された。当該年度の予定としていた研究の第II段階である中学校における質問紙調査を実施できた。発達心理学次年度については、当初の研究実施計画にもとづき、研究の第III段階である小学校調査(第I段階)と中学校調査(第II段階)をあわせた総合的な分析、検討を実施する。これにより、いじめ場面の罪悪感と共感性について、小学校から中学校までの発達的変化の様相を明らかにできる。当該年度の予定としていた研究の第I段階である小学校における質問紙調査を実施できた。次年度については、当初の研究実施計画にもとづき、研究の第II段階である中学生を対象とした研究を実施する。これにより、第I段階の小学生調査と同様、中学生のいじめ場面の行動における罪悪感と共感性を解明できる。
我が国における中絶医療実態の調査研究

日本では「掻爬」(D & C)法が主流とされながら、その実態は不明であった。我々は日本の中絶実態を明らかにするため、産婦人科医および看護者を対象に調査を実施した。その結果、D & Cが今でも最も使われている方法であること、WHOが標準的だとする2つの初期中絶法(吸引と薬物)のいずれも、日本ではあまり使われていないこと等が初めて明らかになった。より安全で信頼のおける医療を提供するため、知識を広め認識を改める必要がある。本研究の目的は、わが国で中絶に採用されている術式やケアの内容、医療者の意識等、中絶医療の実態を把握することであり、平成22年度は医師および看護職者を対象とした2件の調査票調査を実施した。医師を対象とした調査は、全国1,000箇所の産婦人科医療施設の代表者宛に調査票を送付し、343票(34.3%)の回答が得られた。妊娠初期の中絶手術法として掻爬法と回答した者は35.0%、常にエコー下で実施している者は12.5%であった。この他、RU486の関心や薬剤中絶への意見など貴重なデータが得られた。看護職者を対象とした調査は、全国1,025カ所の医療施設の産婦人科看護管理者宛に調査票を送付し、208票(20.3%)の回答が得られた。回答者の背景として、平均年齢48.6歳、産婦人科勤務平均年数18.9年、助産師は46.7%、看護師は29.4%、准看護師20.8%であった。中絶手術時に女性へのカウンセリングが提供されている施設は31.1%であり、ケアのガイドラインのない施設が43.7%であった。また、妊娠初期中絶に関し、十分なケアが提供されていると回答した者は20.4%、中期中絶に関しては14.3%であった。この他、中絶手術前後の看護の実態、中絶ケアを提供する看護職者への支援内容など貴重なデータが得られた。次年度は、本調査で得られたデータから医療施設規模別比較、医師・看護職者の背景別比較などの分析を行い、中絶医療の実態を明らかにしていく予定である。本研究の目的は、わが国で中絶に採用されている術式やケアの内容、医療者の意識等、中絶医療の実態を把握することで、平成22年度に実施された医師および看護職者を対象とした2件の調査票調査を纏め、学会で発表した。以下に学会発表内容の概要を記す。<医師を対象とした調査概要>全国1,000箇所の産婦人科医療施設の代表者宛に調査票を送付し、343票(34.3%)の回答が得られた。この他、RU486の関心や薬剤中絶への意見など貴重なデータを発表した。<看護職者を対象とした調査概要>全国1,025カ所の医療施設の産婦人科看護管理者宛に調査票を送付し、208票(20.3%)の回答が得られた。この他、中絶手術前後の看護の実態、中絶ケアを提供する看護職者への支援内容など貴重なデータを発表した。以上の発表内容の一部が、平成24年4月19日の朝日新聞第三面に紹介された。
古代中国における呪術系医療文化の基礎的研究

本研究は古代中国の呪術系医療を前漢中期に淮南王劉安によって編纂された『淮南萬畢術』を手掛かりとして行うものである。27年度。継続中の『淮南萬畢術』訳注を完成させ、本書の全体を概観した論文を発表した。28年度。それに基づいて臺灣の政治大学で開催された国際学会で口頭発表を行った。さらに『淮南萬畢術』の拾遺作成作業に着手した。29年度。九州中国学会において本研究のまとめとなる発表を行い、それに修正を加えた論文を査読付雑誌『東方宗教』に掲載した。また『淮南萬畢術』の拾遺作業も継続した。以上の成果により、本研究が当初設定していた成果は十分に得られた。また次の課題も明瞭な形で示すことができた。本研究は古代中国における呪術系医療文化の研究を、前漢時代に『淮南子』を編纂したことで知られる淮南王劉安が、一方で編纂したとされる『淮南萬畢術』を手掛かりに、行おうとするものである。そして、『淮南萬畢術』に散見される中国古代における民間レベルの呪術系医療文化、とりわけ子供のひきつけ・夜泣きなどに対する当時の理解と、その治療方法を明らかにし、呪術系医療の解明をめざしている。ただし『淮南萬畢術』は唐代以降に滅んでしまい、現在ではその集本しか存在していない状態である。したがって、本研究は、そのテキストの再考から始めなければならない状況にあった。平成27年度については、現在『東洋古典学研究』に連載中である葉徳輝本『淮南萬畢術』の訳注を終了させることを計画していた。予定通り39号に訳注(6)を、40号に訳注(7)を掲載して葉徳輝本『淮南萬畢術』の訳注を完成させることができた。と同時に、同40号には「『淮南萬畢術』研究序説」を掲載し、本研究の基本的立場と方法を明らかにした。また、葉徳輝本『淮南萬畢術』が収録する全116条の文章の分類・整理もある程度行うことができた。ただし、これについては再検討の余地がある。さらに、『淮南萬畢術』と同系統の呪術系医療行為を載せる『医心方』『本草綱目』『物理小識』等の著作を精読し、葉徳輝が見落とした逸文の収集作業も開始することができ、今後「『淮南萬畢術』拾遺」という形で連載を開始する準備を整えることができた。当初の計画では葉徳輝本『淮南萬畢術』の訳注を完成させることを平成27年度の目標としていたが、その計画通り葉徳輝本『淮南萬畢術』の訳注を下記の雑誌に掲載して終了させることができた。ー『淮南萬畢術』訳注(六)(2015.5東洋古典学研究39、105-127)、『淮南萬畢術』訳注(七)(2015.10東洋古典学研究40、79-99)加えて、本研究の序に相当する部分を「『淮南萬畢術』研究序説」という形で、下記の雑誌に発表することができた。ー『淮南萬畢術』研究序説(2015.10東洋古典学研究40、1-19)さらに、翌年度に開始する予定であった葉徳輝本に収録されていない逸文の収集作業に入ることができた。申請時に研究の目的として提示した呪術系医療行為の検証を、『淮南萬畢術』を中心として、さらにそれに『醫心方』を関連付けて継続研究を行った。とりわけ28年度は既に中国では滅びてしまった『如意方』が平安時代に編纂された『醫心方』に数多く残っている(全80条)ことに着目して、『淮南萬畢術』と『如意方』の相互関係の調査を重点的に行った。成果としては、研究実施計画において予定していた通りの進捗状況である。昨年度に葉徳輝本『淮南萬畢術』の訳注を修了させたので、今年度はその続編として葉徳輝本に収められていない佚文の拾遺作業を行い、その成果を2本の論文(「『淮南萬畢術』拾遺(その1):東洋古典学研究41、115132頁、2016/5」及び「『淮南萬畢術』拾遺(その2):東洋古典学研究42、4158頁、2016/10」)として発表した。(その1)では『博物志(4条)』『神異経(1条)』『斉民要術(14条)』『開元占経(4条)』『典術(異術)(9条)』に見える『淮南萬畢術』と思われる文章を、(その2)では『如意方』に見える『淮南萬畢術』と思われる文章(81条中の41条)を提示した。また国際学会での発表(於台湾台北市政治大学:第十回漢代文學與思想學術研討会、2016/11/27・28)を「『淮南萬畢術』研究序説」という題目で行った。

これらはいずれも『淮南萬畢術』と『醫心方』との関連を取り扱ったものである。以上の実績により、最終年度である本年度の総括へとスムーズに移行できる準備が整ったと言える。これを基盤に今年度の研究を展開させる予定である。当初予定していた論文2本(「『淮南萬畢術』拾遺(その1):東洋古典学研究41、115132頁、2016/5」及び「『淮南萬畢術』拾遺(その2):東洋古典学研究42、4158頁、2016/10」)を発表し、さらに国際学会での研究発表(於台湾台北市政治大学:第十回漢代文學與思想學術研討会):「『淮南萬畢術』研究序説」)を行うことができた。最終年度においては、「『淮南萬畢術』拾遺(その三)」(東洋古典学研究43号)及び「『淮南萬畢術』拾遺(その四)」(東洋古典学研究44号)を発表した。(その三)では『如意方』の中に見える『淮南萬畢術』と同質のもの(42条80条)を、(その四)では『霊奇方』(全36条)と『得富貴方』(全6条)と同質のものを、それぞれ抽出する作業を行った。そして、本研究のまとめとして、九州中国学会平成29年度大会(5月13日、於佐賀大学)において「中国古代呪術系医療の一端ー「驚」の予防を中心にー」と題する研究発表を行い、その成果を査読付き雑誌『東方宗教』第130号(日本道教学会)に「呪術系予防医療の一端ー『淮南萬畢術』解析試論ー」として掲載した。本研究が申請当初に予定していたものは、本論文を以て概ね完了し得たと言える。以上の実績により、中国古代における呪術系医療行為の一端(とくに「驚」の予防)を明らかにすることができると同時に、本研究が次にアプローチしなければならない諸問題を明確にすることもできた。最終年度における本課題への研究実績は以上であるが、さらに上にも言及したように、今後の課題を明確化することも同時に行った。特に呪術系医療の中でも心の病や心を操作するものが今後の課題として浮上した。これは、通常「心」を言わずもがなのものとして処理してきた中国古代思想史研究に一石を投ずるテーマであり、「心」という文字が使用される夥しい文献の再検討を要するものとなる。本研究は古代中国の呪術系医療を前漢中期に淮南王劉安によって編纂された『淮南萬畢術』を手掛かりとして行うものである。27年度。継続中の『淮南萬畢術』訳注を完成させ、本書の全体を概観した論文を発表した。28年度。それに基づいて臺灣の政治大学で開催された国際学会で口頭発表を行った。さらに『淮南萬畢術』の拾遺作成作業に着手した。29年度。九州中国学会において本研究のまとめとなる発表を行い、それに修正を加えた論文を査読付雑誌『東方宗教』に掲載した。また『淮南萬畢術』の拾遺作業も継続した。以上の成果により、本研究が当初設定していた成果は十分に得られた。また次の課題も明瞭な形で示すことができた。今後は各書に残存する葉徳輝が見落とした『淮南萬畢術』の拾遺を作製し、ひき続き『東洋古典学研究』(41号)に掲載する。さらに現在収集した資料の中から、本課題のテーマである呪術系医療に相当するものを抽出し、その分析を開始する。と同時に、そこに見られる療法が『五十二病方』などの出土文献や、日本で編纂された『医心方』などとどのような繋がりを持つのかという点の点検も行う。さらに、現時点で明らかとなったことを、今年11月26・27日に台湾の政治大学で開催される漢代文学与思想国際学術研討会において発表する予定である。『淮南萬畢術』拾遺の論文を2本を提出する予定である。この内、1本(『淮南萬畢術』拾遺(その3):東洋古典学研究43)は印刷中であり、『如意方』の残り(80条中の39条)を提示する。またもう1本(『淮南萬畢術』拾遺(その4):東洋古典学研究44)では『霊奇方』『枕中方』などとの関わりを提示する予定である。ほか、これまでの研究を総括する論文を査読付きの学術雑誌に投稿する予定である。また、5月に開催される九州中国学会(於佐賀大学)での発表を予定している(題目は「中国古代呪術系医療の一端ー「驚」の予防を中心にー」)。中国思想史購入予定の中国書籍の在庫が国内になく、取り寄せに時間がかかったため。
既存膜性能限界を打破する挑戦的異型構造中空糸膜の創製

本研究では新規な異型構造膜(中空糸膜および平膜)を新規に作製し、その有機物ファウリングやバイオファウリングに及ぼす影響を明らかとした。凹凸構造を有する中空糸膜を作製し、アルギン酸ナトリウムを用いたファウリング実験を行ったところ、このような凹凸構造の付与はファウリングの抑制に非常に効果的であることがわかった。またPDMSの鋳型を用い、異型構造として規則的なナノパターンを有するPES平膜の作製を行った。Pillar, Hole, Lineの3種類のパターン形成について検討を行った。Pillar構造を有する膜において最も効果的にバイオフィルムの形成が抑制できることを見出した。膜技術は、グリーン・イノベーションを達成するキーテクノロジーとして注目されている。膜分離は原理的に膜を挟んで相変化が起こらないため、相界面での不可逆的損失を大幅に低減可能な省エネルギー的手法である。しかし現状の膜性能は、構造が理想的で無いことや汚れ物質の付着のため、その理論的最高性能には及ばない。本研究では、異型構造膜を世界に先駆けて創製し、理論的最高性能への到達度を高めることで、既存膜の性能限界のブレークスルーに挑戦したい。1数値流体力学による解析:中空糸膜の異型形状は膜表面近傍での流速分布に影響を及ぼすことから、平滑膜と比較した流速分布の変化がファウリング挙動に作用するものと考えられる。そこで、外圧式ファウリングモジュール内における凸部の形状とせん断応力の関係について、流速分布の詳細なシミュレーションを行った。凸部広さ、凸部高さ、凸部の間隔や数についてパラメータを変化させた流路を設計し、CFD解析から流速分布を得た。特に凸部の高さはせん断応力に顕著な影響を与えることがわかった。従ってこのようなシミュレーションを通して、異型構造の中空糸膜の構造設計に関する指針得たと言える。2異型構造を有する膜の作製およびバイオフィルム形成に及ぼす表面構造の影響:ポリエーテルスルホン(PES)を用い、フォトリソグラフィーにより0.5ミクロン、1.0ミクロン、2.0ミクロンの直径またはピッチ幅を有するPillar、Hole、Line状の規則的なナノパターンを付与した異型構造フィルムを作製し、表面構造が微生物の付着およびバイオフィルム形成に及ぼす影響について評価を行った。これら3種類のナノパターン中では、Pillar構造を有するフィルムにおいて最も微生物の付着が抑制され、Pillarの直径はより小さい0.5ミクロンのナノパターンが最も効果的であることを見出した。しかし現状の膜性能は、構造が理想的で無いことや汚れ物質の付着のために、その理論的最高性能には及ばない。平成24年度の成果を下記に示す。数値流体力学ソフトを購入し、外圧式ファウリングモジュール内の流速分布のCFD解析を行った。凸部の形状とせん断応力の関係について、詳細なシミュレーション行った。凸部広さ,凸部の高さ,凸部の間隔や数についてパラメータを変化させた流路を設計し、CFDシミュレーションから流速分布を得た。従ってこのようなシミュレーションを通して、異型構造の中空糸膜の構造設計に関する指針を得たと言える。2異型構造を有す膜の作製:耐薬品性が高く、機械的強度も高いポリエーテルスルホン(PES)をポリマーとして用いた。異型構造として規則的なナノパターンを有する表面の形成を試みた。つまりPDMSの鋳型を用い、0.5ミクロン, 1.0ミクロン, 2.0ミクロンの直径またはピッチ幅を有するPillar, Hole, Lineの3種類のパターン形成に成功した。平成24年度は研究計画通り、異型構造を有する中空糸膜周りの流れ計算について、数値流体力学解析を行った。またやはり計画通り、ポリエーテルスルホンを選択し、種々の異型構造を有する膜の作製にも成功した。このように、概ね順調に研究が進行していると言える。平成25年度は前年度により得られた異型構造膜について、その膜ファウリング挙動を集中的に検討予定である。実プロセスにおいては、処理水中に存在する微生物が膜表面に付着し、細胞外多糖(EPS)を分泌しながらバイオフィルムと呼ばれる微生物集合体を形成することで分離性能が低下するバイオファウリングが深刻な問題となっている。

バイオフィルムの形成には膜の表面構造が影響すると考えられるが、膜材料の表面構造を系統的に検討している研究はない。そこで25年度は、バイオファウリングに及ぼす異型表面構造の影響について検討を行う。研究費は、膜ファウリングの評価のための消耗品費(化学薬品、ガラス器具等)に主に用いる予定である。また成果発表の旅費としても使用予定である。
単一ヒスタミン・ニューロンからの遊離ヒスタミンのリアルタイム計測:遺伝子組換えヒスタミンオキシダーゼを用いた超微量ヒスタミンセンサの開発

生理活性アミンの一つであるヒスタミンは、アレルギー性疾患、胃酸分泌、神経伝達に関与しており、その遊離機構の検討はヒスタミンの生理的かつ病態における役割を解明する上で重要である。遊離ヒスタミンをリアルタイムで検出する目的でArthrobacter globiformis由来の遺伝子組換えヒスタミンオキシダーゼ(HAO)と電気化学検出法を組み合わせたヒスタミンマイクロセンサを開発した。測定原理は、HAOによってヒスタミンが酸化された結果生じる過酸化水素を西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)/オスミウムポリマーを介して還元電流として検出することである。【方法】HAOのcDNAを大腸菌に導入してHAOを過剰発現させた。1枚のガラス基板上に3つの薄膜炭素電極を作製し、作用電極上にHRPを含むオスミウムポリマーを固定し、その上流にHAOを固定した。流路の両端にヒューズドシリカキャピラリを固定し、シリンジポンプ(流速2μl/min)にてサンプル溶液を吸引し、-50mVの電位を印加して、還元電流をポテンシオスタットで検出した。【結果と考察】(1)HAOを24.7倍まで精製し、比活性6.56μmol/min/mg prtの最終標品を得た。マイクロセンサによるヒスタミンの検出限界は、11.3nMであった。HAOはジアミン、ポリアミン、N^τ-メチルヒスタミン、ヒスチジンに対してほとんと触媒作用を示さなかった。一方、カテコラミンやセロトニンに対してはヒスタミンと同程度またはそれ以上の活性を示した。今後、基質チャネルの部位特異的変異の導入によりHAOの基質特異性を向上を計る。(2)本法を用いて、マスト細胞腫瘍株であるラット好塩基球性白血病(RBL-2H3)細胞から遊離されるヒスタミンをリアルタイムで測定した。本細胞を抗原(DNP-BSA)20ng/mlで刺激した時、最大の遊離反応を示し、遊離ヒスタミン濃度は2.7μMであった。1.ヒスタミンオキシダーゼ(HAO)の精製(前山・谷澤・小笠原):ヒスタミン・センサーの理論は、ヒスタミンが酸化酵素により酸化的脱アミノ反応を受ける時に生じる過酸化水素を測定することにある。コリネバクテリウムArthrobacter globiformisのHAOをクローニング後、そのcDNAをpET-14bベクターに組み込み、カタラーゼ非産生株の大腸菌に導入した。HAOを過剰発現させた後、ニッケルカラムを用いて24.7倍にまで精製しヒスチジンタグ標識HAO(比活性は6.56μmol/min/mg prt)を得た。2.ヒスタミン・マイクロセンサの開発(丹羽・前山):1枚のガラス基板上に3つの薄膜炭素電極を作製し、上流側から対向電極、作用電極、参照電極とした。作用電極上に西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)を含むオスミウムポリマーを固定し、HAOを作用電極の上流に固定した。もう1枚のガラス基板には幅400μm、深さ100μmの流路を作製し、上記の電極基板と向かい合わせに接着し、流路の上流端、下流端にヒューズドシリカキャピラリを固定した。このマイクロセンサにシリンジポンプを接続して流速2μl/minにてサンプル溶液を吸引し、生じた還元電流をポテンシオスタットを用いて検出した。

3.肥満細胞からのヒスタミン遊離測定(前山):マスト細胞腫瘍株であるRBL-2H3細胞(0.5x10^6個/ml)をIgE抗体で一晩感作した後、抗原(DNP-BSA)、または小胞体のCa-ATPase阻害薬であるthapsigarginを添加して、ヒスタミン遊離を測定した。DNP-BSA、20ng/mlの刺激により最大反応を示した(遊離ヒスタミン濃度は2.7μM)。またthapsigargin刺激により濃度依存性にヒスタミン遊離は増加し、500nMで遊離ヒスタミン濃度は2.7μMであった。生理活性アミンの一つであるヒスタミンは、アレルギー性疾患、胃酸分泌、神経伝達に関与しており、その遊離機構の検討はヒスタミンの生理的かつ病態における役割を解明する上で重要である。遊離ヒスタミンをリアルタイムで検出する目的でArthrobacter globiformis由来の遺伝子組換えヒスタミンオキシダーゼ(HAO)と電気化学検出法を組み合わせたヒスタミンマイクロセンサを開発した。測定原理は、HAOによってヒスタミンが酸化された結果生じる過酸化水素を西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)/オスミウムポリマーを介して還元電流として検出することである。【方法】HAOのcDNAを大腸菌に導入してHAOを過剰発現させた。1枚のガラス基板上に3つの薄膜炭素電極を作製し、作用電極上にHRPを含むオスミウムポリマーを固定し、その上流にHAOを固定した。流路の両端にヒューズドシリカキャピラリを固定し、シリンジポンプ(流速2μl/min)にてサンプル溶液を吸引し、-50mVの電位を印加して、還元電流をポテンシオスタットで検出した。【結果と考察】(1)HAOを24.7倍まで精製し、比活性6.56μmol/min/mg prtの最終標品を得た。マイクロセンサによるヒスタミンの検出限界は、11.3nMであった。HAOはジアミン、ポリアミン、N^τ-メチルヒスタミン、ヒスチジンに対してほとんど触媒作用を示さなかった。一方、カテコラミンやセロトニンに対してはヒスタミンと同程度またはそれ以上の活性を示した。今後、基質チャネルの部位特異的変異の導入によりHAOの基質特異性を向上を計る。(2)本法を用いて、マスト細胞腫瘍株であるラット好塩基球性白血病(RBL-2H3)細胞から遊離されるヒスタミンをリアルタイムで測定した。本細胞を抗原(DNP-BSA)20ng/mlで刺激した時、最大の遊離反応を示し、遊離ヒスタミン濃度は2.7μMであった。
大自由度系及び非平衡系の熱的量子純粋状態

一つの量子純粋状態による量子統計力学定式化を研究した。その結果、以下に述べる3つのトピックにおいて進展があった。(1)熱的量子純粋状態のエンタングルメントエントロピーの関数形を進め、フォンノイマンエントロピーについても近似的な関数系を求めた(2)Shortcut to adiabaticityと呼ばれる、断熱時間発展と同様の状態へと収束する高速な時間発展の研究を行い、近似的には局所的な物理量で構成できる領域がある事を発見した(3)熱的純粋状態を基底に用いた経路積分表式を精緻化し、この経路積分表式に表れる負符号問題を解決した。これらは全て、非平衡系の熱的量子純粋状態の研究である。(1)は純粋状態が熱化するか、という問いを、局所的な物理を超えて非局所的な物理量にまで拡張するものである。昨年、レニーエントロピーに対する普遍性を示したものの、その後の研究によりレニーエントロピーは全系のエネルギー揺らぎの影響を受けることが分かった。しかし、その影響を計算するのは簡単では無い。一方フォンノイマンエントロピーはエネルギー揺らぎの影響を受け無いため、この応用は重要である。(2)は非平衡状態において量子純粋状態をどの程度早く効率よく運ぶことができるかについての研究である。局所的な外場を加える事で、散逸をどこまで少なくできるかを研究した結果、エネルギー固有状態熱化仮説が成立する場合においても、散逸が指数関数的に少ない時間発展が存在する領域がある事を発見した。(3)は熱的量子純粋状態による定式化を、非平衡系の経路積分へと応用した研究である。昨年導出した経路積分表式では、ランダムな位相の影響が残り、実際に具体的な問題で計算することは難しかった。そこで定式化をより精緻化し、ランダムな位相の影響のない定式化を完成させた。これにより具体的な系で我々の経路積分を用いた状態の遷移確率の計算が可能となる。29年度が最終年度であるため、記入しない。一つの熱的な量子純粋状態による量子統計力学定式化を研究した。特に、モンテカルロ法による効率的な計算法を追求する中で、以下に述べる2点の発見があった。(1)パラメータ空間上で近くにある熱的純粋状態同士の距離を比べることにより、熱力学の幾何学的表現を得られることを発見した。(2)熱的純粋状態の時間発展を計算した結果、電気伝導、スピン伝導などの伝導度や、エンタングルメントの時間発展が計算できることが分かった。(1)は熱的な量子純粋状態による定式化の、重力理論を含む素粒子・宇宙理論への応用を拓く発見であり、開発中の熱的な量子純粋状態を用いた数値計算法のインパクトを大きく押し上げると期待される。(2)においては、従来熱的な量子純粋状態により計算できる物理量は磁化や圧力といった平衡値に限られていたが、伝導度やエンタングルメントの変化といった動的な量を測る事が可能となる発見である。この発見は、ある制限の元では非平衡定常状態の熱的量子純粋状態が存在することを意味しており、この状態の開発に大きく寄与すると期待される。また(2)の発見を数値的に検証した結果、特に不純物が含まれたMany-Body Localizationと呼ばれる系において、系のエンタングルメントが低く保たれる事が分かった。系のエンタングルメントは数値計算によるシミュレーションの効率に直結している事から、効率的な計算法の開発にも大きな示唆を与えると期待される。大規模な数値計算法の開発については、開発自体は進展しているものの、まだ完成していない。しかし、28年度までに達成予定であったスピン伝導、さらには当初計画を超えたエンタングルメントの輸送現象についての研究を行っており、トータルで見て順調に推移していると言う事ができる。一つの典型的な量子純粋状態による量子統計力学定式化を研究した。その結果、以下に述べる2点の発見があった。(1)熱的量子純粋状態のエンタングルメントエントロピーの関数形を決定し、その関数が他の様々な量子純粋状態のエンタングルメントエントロピーを定量的に説明する普遍的な式である事を示した(2)熱的純粋状態を基底に用いた経路積分表式を開発し、その系が非平衡条件下でエントロピーを変数に持つ有効作用によって駆動される事、及び、十分にゆっくり動かした時に系の熱力学エントロピーが保存する事を示した。(1)は純粋状態が熱化するか、という問いを、局所的な物理を超えて非局所的な物理量に拡張するものである。従来、熱化という現象は小さな部分系の中で起こると考えられていたが、我々の示した普遍的な関係式によればエンタングルメントエントロピーを測った場合、部分系の大きさは任意の大きさに取れる。これは量子統計力学における原理的な進展のみならず、応用上も、a)我々の導いた関数が、非平衡状態から系が熱化したかの判定方法と使える点(非平衡系の熱的量子純粋状態の研究)比較的小さい系での計算でも熱平衡状態に対して従来よりも多くの情報が得られる事を示している点(大自由度系の熱的量子純粋状態の研究)、から有用である。(2)は熱的量子純粋状態による定式化を、非平衡状態へと応用した研究である。熱力学第二法則によれば、系を動かした時にエントロピーは一定か増大するかのどちらかである。

しかし第二法則のミクロな起源は明らかでなく、また、量子力学における時間発展との関係は全く分かっていない。これらの課題に対し我々は、熱的量子純粋状態を基底に用いた経路積分を定式化し、エントロピーを変数にもつ量子力学的時間発展方程式を得、そして、系のパラメータをゆっくり動かした時にエントロピー保存することを示した。(非平衡系の熱的量子純粋状態の研究)熱的量子純粋状態を用いて、多体の複雑な物理量であるエンタングルメントエントロピーの物理と、非平衡条件下のエントロピー保存則の物理という2つの物理現象を明らかにした。この2つは、共に多体系の物理において重要なテーマであり、本研究は、これら2つのテーマを孤立量子系のセットアップ下で研究した点に新規性がある。どちらの研究も、系をある模型などに絞らない一般的な孤立量子系のセットアップで研究をしており、今後具体的な系への応用が期待される事から順調に進展しているといえる。一つの量子純粋状態による量子統計力学定式化を研究した。その結果、以下に述べる3つのトピックにおいて進展があった。(1)熱的量子純粋状態のエンタングルメントエントロピーの関数形を進め、フォンノイマンエントロピーについても近似的な関数系を求めた(2)Shortcut to adiabaticityと呼ばれる、断熱時間発展と同様の状態へと収束する高速な時間発展の研究を行い、近似的には局所的な物理量で構成できる領域がある事を発見した(3)熱的純粋状態を基底に用いた経路積分表式を精緻化し、この経路積分表式に表れる負符号問題を解決した。これらは全て、非平衡系の熱的量子純粋状態の研究である。(1)は純粋状態が熱化するか、という問いを、局所的な物理を超えて非局所的な物理量にまで拡張するものである。昨年、レニーエントロピーに対する普遍性を示したものの、その後の研究によりレニーエントロピーは全系のエネルギー揺らぎの影響を受けることが分かった。しかし、その影響を計算するのは簡単では無い。一方フォンノイマンエントロピーはエネルギー揺らぎの影響を受け無いため、この応用は重要である。(2)は非平衡状態において量子純粋状態をどの程度早く効率よく運ぶことができるかについての研究である。局所的な外場を加える事で、散逸をどこまで少なくできるかを研究した結果、エネルギー固有状態熱化仮説が成立する場合においても、散逸が指数関数的に少ない時間発展が存在する領域がある事を発見した。(3)は熱的量子純粋状態による定式化を、非平衡系の経路積分へと応用した研究である。昨年導出した経路積分表式では、ランダムな位相の影響が残り、実際に具体的な問題で計算することは難しかった。そこで定式化をより精緻化し、ランダムな位相の影響のない定式化を完成させた。これにより具体的な系で我々の経路積分を用いた状態の遷移確率の計算が可能となる。成果を確実に出す観点から、熱力学の幾何学的表現の開発をまず集中して行う。その次に、非平衡過程における熱的量子純粋状態の研究を、特に不純物が含まれたMany-Body Localizationと呼ばれる系において、集中的に調べる。これまでの研究をさらに推し進める。特に、非平衡系についての研究をより深める。具体的には、非平衡状態における量子純粋状態のダイナミクスに即した研究を行う。
海洋生物研究のアウトリーチ活動用3D模型の開発

本研究課題では微小な「海洋生物」から3D模型教材を作製する技術の開発を目指して研究を展開した。我々は海洋研究のアウトリーチ活動用教材としてタカラガイの殻を材料に「その場で作れる3D模型キット」を開発している。このキットは「連続切断した断面写真を透明フィルムに印刷し、間隔をあけて組み上げたもの」である。したがって内部構造が透けた立体像を観察できる。また任意のフィルムを使って特定の断面を詳細に観察することもできる。このキットを使うことで巻貝の内部構造に対して強い興味を抱かせることができており、応用すれば海洋生物研究への関心も高められると期待している。しかし、生物試料で高解像度の3Dデータを取得する手法は確立できていない。そこで研究は3D模型用の試料の選定、試料作製の前処理条件の検討、画像取得条件の検討、樹脂連続切片の作製条件の検討をおこった。試料には小学生にも人気があり、自宅でも簡単に飼育できることからヌマエビを選定した。特にその生態に不明な点が多い孵化後数日のゾエア幼生を試料とし、生理生態学研究導入用の素材としての活用を目指した。本研究で選択したヌマエビは河口域の淡水環境で抱卵し、孵化後は汽水域で生活する。そのため浸透圧調節能があると推測できる。微細構造を保存する化学固定には最適な浸透圧濃度の把握が必須である。抱卵したヌマエビについてゾエアの孵化直後に濃度の異なる海水に移して、数日間の飼育をおこない生残率を算出することで最適な塩分濃度を判断した。明らかにした浸透圧濃度に調整した化学固定液で処理し、ウルトラミクロトームで準超薄切片を作製した。作製した切片は導電処理を施し走査型電子顕微鏡での観察条件を明らかにした。樹脂連続切片は切削環境を改善し、トリミングを高精度に実施することで回収できる条件を検討した。今後、本研究成果をもとにアウトリーチ用教材が完成できると期待される。