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言語獲得における談話文法と文文法の発現とその理論的意義に関する研究

本研究は英語を対象として談話文法の原理に支配される同一指示(coreference)解釈と文文法の原理に支配される束縛変項(bound variable)解釈の言語獲得過程における発現を実証的に調査することによって、談話文法と文文法の区別の正当性を実証し、その2つの知識の相互作用について理論的検討を加えることをその目的とする。近年の文法獲得に関する理論的・実証的研究により、その過程はヒトに生物学的に組み込まれた普遍文法(Universal Grammar,UG)と生後子どもが外界から取り込む経験の相互作用の過程であることが明らかになった。これらの研究の対象となっている「文法」とは厳密には単一文内の規則性に係わる文文法を指すが、言うまでもなく言語知識は文文法以外に談話に関する規則性に係わる談話文法を含む。本研究では、談話文法と文文法の接点に係わる言語現象を取り上げ、その獲得を調査した。具体的には、(1)のような動詞句省略(VP Ellipsis)の解釈を研究対象とする。(1) John likes his teacher,and Bill does too.(1)における動詞句省略部は少なくとも(2)の解釈(厳密な同一性)と(3)の解釈(略式の同一性)を許容する。(2) Bill likes John's teacher.(3) Bill likeshis ownteacher. Reinhart (1983)などにしたがい、厳密な同一性の解釈は談話文法の原理にしたがう同一指示解釈の機構により得られ、略式の同一性の解釈は文文法の原理にしたがう束縛変項解釈の機構により得られると考えると、2つの解釈は別々の原理に支配されているのであるから、それらの原理が偶然同時に発現するのでなければ、言語獲得過程における2つの解釈の発現の時期は異なるはずである。本研究では、実験資料と発話資料の両者を検討することによって、この点を実証した。
符号化入力方式を用いた重度肢体不自由者における視線入力の検討

本研究は重度肢体不自由者における視線入力を用いた意思伝達支援装置の開発を目的としている.視線入力では直接入力方式を用いることが多く,50音の中から入力をしたい文字を一定時間注視することで,文字が選択される.50音をすべて表示すると選択項目が小さくなり,高い精度の視線入力が要求される.一方,符号化入力方式では長点もしくは短点のみとなり,選択項目を大きく表示することが可能である.しかし,符号化入力方式では符号を覚える必要があり,事前に学習や訓練する必要がある.そのため,直感的に利用することができず,直接入力方式が主流となっている.符号化入力方式では,入力動作一回あたりの入力bit数を上げることができ,操作に十分慣れた重度肢体不自由者であれば,入力方式として有効な方式となる.また,表示項目を大きくすることが可能であり,入力成功率などの向上が考えられ,誤入力,誤操作を低減することが可能であると考える.そこで本研究は符号化入力を用いた視線入力の検討を行った.その結果,符号化入力方式は直接入力方式と比較し文字の入力速度は低下するが,項目選択の精度は高いことが確認された.また,入力項目が大きくなることで十分なキャリブレーションがなくとも利用できることが確認された.長点および短点の二つの符号を用いた符号化入力方式であるが,符号数を増やすことも可能である.視線の精度と選択項目の大きさに関連があり,今後検討を行う必要がある.身体障害者の中で特に重度肢体不自由者は,日常生活を介護者の手に委ねられているのが実状である.しかし,他の障害者と同様に可能な限り自立生活を送ることや,社会参加などに対する願望が強い.これらを支援するためには,障害者自身による機器操作が必要となり,病状の進行に影響を受けない残存機能を用いた操作手段が必要となる.眼球運動は病状末期においても機能低下が少なく,技術的確立がなされれば普及が可能である.そこで本研究は,残存機能である眼球運動を用いたアクセシビリティ機器の提案を目的とする.これまで,画像処理による眼球運動を用いた入力方式としては直接入力方式が主流である.直接入力方式では画面に表示された多数の選択項目から目的の文字やメニューを選択する必要がある.そのため,選択項目が小さくなり,精度の高い視線入力および操作が求められる.一方,符号化入力方式では表示する選択項目を大きく表示することが可能である.しかし,符号化入力方式では符号を覚える必要があり訓練する必要がある,など問題点があり利用されていなかった.符号化入力方式では,入力動作一回あたりの入力bit数を上げることができる.操作に十分慣れた重度肢体不自由者であれば,入力方式として有効な方式となる.また,表示項目を大きくすることが可能であり,入力成功率などの向上が考えられ,誤入力,誤操作を低減することが可能であると考える.そこで本研究は符号化入力を用いた視線入力の検討を行った.平成28年度においては符号化の検討および視線入力による符号化入力システムの構築としていた.符号化の検討としては,視線入力を用いた適切な符号化の検討はなされていないため,視線入力の特徴を考慮し符号化の検討を行った.個人による精度などが影響すると考えられ,符号化に関しては継続して検討する必要がある.また,視線入力による符号化入力システムの構築では,画像解析を用いた視線入力による符号化入力システムの構築を行うことを目標としていた.すでにシステム構築が済んでおり,全体としておおむね順調に進展していると考えられる.本研究は重度肢体不自由者における視線入力を用いた意思伝達支援装置の開発を目的としている.他の障害者と同様に可能な限り自立生活を送ることや,社会参加などに対する願望が強い.また,障害者自身による機器操作が必要となり,病状の進行に影響を受けない残存機能を用いた操作手段が必要となる.眼球運動は病状末期においても機能低下が少なく,技術的確立がなされれば普及が可能である.視線入力では直接入力方式を用いることが多く,50音の中から目的の文字を注視することで,文字が選択される.したがって,選択項目が小さくなり,高い精度の視線入力が要求される.一方,符号化入力方式では表示する選択項目を大きく表示することが可能である.しかし,符号化入力方式では符号を覚える必要があり,事前に学習や訓練する必要がある.そのため,直感的に利用することができず,直接入力方式が主流となっている.しかし,符号化入力方式では,入力動作一回あたりの入力bit数を上げることができ,操作に十分慣れた重度肢体不自由者であれば,入力方式として有効な方式となる.また,表示項目を大きくすることが可能であり,入力成功率などの向上が考えられ,誤入力,誤操作を低減することが可能であると考える.そこで本研究は符号化入力を用いた視線入力の検討を行った.その結果,符号化入力方式は直接入力方式と比較し文字の入力速度は低下するが,項目選択の精度は高いことが確認された.また,十分なキャリブレーションを実施せずとも利用することが確認された.当該年次においては符号化入力の入力に関する問題点を解決することを目的としていた.符号化入力方式においては符号を記憶する必要がある.したがって,重度肢体不自由者が符号化を新たに学習し,利用するまでは多くの時間が必要であると考えられる.そのため,符号化入力を支援するシステムの検討が必要である.

次にどのような符号を入力することでどのような文字が入力されるか,など予測機能を検討する必要が考えれられる.本研究では次にどのような符号を入力するとどんな文字が入力されるかを入力項目上に表示することで,ある程度の知識を身につけた方が利用しやすい用に検討を行っている.そのため,おおむね順調に進展していると考えられる.しかし,予測機能の表示方法など検討する必要がある.本研究は重度肢体不自由者における視線入力を用いた意思伝達支援装置の開発を目的としている.視線入力では直接入力方式を用いることが多く,50音の中から入力をしたい文字を一定時間注視することで,文字が選択される.50音をすべて表示すると選択項目が小さくなり,高い精度の視線入力が要求される.一方,符号化入力方式では長点もしくは短点のみとなり,選択項目を大きく表示することが可能である.しかし,符号化入力方式では符号を覚える必要があり,事前に学習や訓練する必要がある.そのため,直感的に利用することができず,直接入力方式が主流となっている.符号化入力方式では,入力動作一回あたりの入力bit数を上げることができ,操作に十分慣れた重度肢体不自由者であれば,入力方式として有効な方式となる.また,表示項目を大きくすることが可能であり,入力成功率などの向上が考えられ,誤入力,誤操作を低減することが可能であると考える.そこで本研究は符号化入力を用いた視線入力の検討を行った.その結果,符号化入力方式は直接入力方式と比較し文字の入力速度は低下するが,項目選択の精度は高いことが確認された.また,入力項目が大きくなることで十分なキャリブレーションがなくとも利用できることが確認された.長点および短点の二つの符号を用いた符号化入力方式であるが,符号数を増やすことも可能である.視線の精度と選択項目の大きさに関連があり,今後検討を行う必要がある.符号化入力方式の問題として,符号を記憶しなければ操作することができない点が挙げられる.重度肢体不自由者が符号化を新たに学習し,利用するまでは多くの時間が必要であると考えられる.そのため,符号化入力を支援するシステムの検討が必要である.次にどのような符号を入力することでどのような文字が入力されるか,など予測機能を検討する必要が考えれられる.また,これまで視線入力では直接入力方式が主流であり,符号化入力方式との比較検討はなされていない.そこで,直接入力方式や申請者がこれまで提案を行った走査入力方式との比較検討を行う.さまざまな利用者がいることを想定すると,多くの入力方式を提案することが出来れば,利用者にあった入力方式の提案も可能となる.符号化入力方式の精度や入力に要する時間を他の入力方式と比較し検討を行う.今後の研究については以下のように進める.1.視線入力を用いた符号化入力方式によるアクセシビリティ機器の構築:平成29年度までの結果を受け,視線入力を用いた符号化入力方式によるアクセシビリティ機器の構築を行う.ここでは問題点を解決し,実用に適したアクセシビリティ機器の提案を行う.2.アクセシビリティ機器のフィールド実験:実際に構築をしたアクセシビリティ機器を用いたフィールド実験を行う.実験では家族や介護者に意思伝達を行う実験を実施する.実験を実施する際には,ALS患者の体調維持を十分に考慮する.符号化入力方式による意思伝達支援のフィールド実験を行う.また,患者の個人差や病状の進行により入力成功率や入力に要する時間が異なることも考えられるため,それらに対応する手法を確立することを目指す
確率モデルのスケーリング極限の観点から見た対称群の表現の漸近理論の研究

対称群やそれに類似した離散群の表現におけるいろいろな特性量が群のサイズを大きくするにつれてどのような漸近挙動を示し、極限の描像として何が浮かび上がってくるかについて、確率論や統計力学におけるスケーリング極限の観点からアプローチを行うのが、本研究の全体的な主旨であった。量子、確率論の極限定理の方法を有効に活用することと、自由確率論やランダム行列とのつながりを重視することは、本研究の特徴と言える。具体的な成果の概要を列挙する。1.グラフの次数と温度がある種のスケーリングを保ちながら変化する低温・無限体積極限において、ギッブス状態に関するラプラシアンのスペクトル分布の研究を行った。相互作用フォック空間上の生成・消滅作用素を用いた量子中心極限定理の定式化によって、漸近的なふるまいを詳しく計算した。2.ユツィス・マーフィー元のモーメントの組合せ論的な特性を深く追究した解析を行い、リトルウッド・リチャードソン係数など対称群の表現の既約分解から生じるものを始めとして、ヤング図形から成るさまざまな統計集団(アンサンブル)における集中現象を統一的に理解する見方を得た。それは、ある種のヤンググラフ上のランダムウォークの性質に多くが帰着される。ここでも量子確率論の手法を積極的に活用した。3.研究協力者である平井武氏、および平井悦子氏との共同研究により、コンパクト群の無限対称群との環積の指標を行列要素として表す良い因子表現を構成した。この表現は、一般的なゲルファント・ライコフ表現の枠組を超えて、指標を特徴づけるパラメータの性質が直接反映されるものになっている。対称群の表現におけるいろいろな特性量が群のサイズを大きくするにつれてどのような漸近挙動を示し、極限の描像として何が浮かび上がってくるかについて、確率論や統計力学におけるスケーリング極限の観点からアプローチを行うのが、本研究の全体的な主旨であった。量子確率論の極限定理の方法を有効に活用するのが、本研究の1つの特徴と言える。今年度の研究成果は、おおむね次の事項にまとめられる。1.距離正則グラフの重要な例であるジョンソングラフは、対称群の等質空間の構造を持っている。その上にギッブス状態を導入することによって、グラフの温度の概念を持ち込める。このようなグラフのスペクトル構造の漸近挙動は、確率モデルとしても、表現論的にも興味深い。グラフの次数と温度がある種のスケーリングを保ちながら変化する低温・無限体積極限において、ギッブス状態に関するラプラシアンのスペクトル分布の研究を行い、相互作用フォック空問上の生成・消滅作用素を用いた量子確率論の方法によって、漸近的なふるまいを詳しく計算した。なお、これらの成果を含む研究書を準備中である。2.ヤング図形の極限形状の問題は、対称群の表現の既約分解における集中現象の1つの現れとみなされる。このような現象の解明には、ユツィス・マーフィー作用素の漸近的な性質の研究が有効である。主として組合せ論の方法によって、いろいろな表現が定める状態に関するユツィス・マーフィー作用素のモーメントの漸近的な解析を行い、確率論の極限定理の枠組の中で、表現の既約分解の集中現象を調べた。これは、対称群の表現の漸近理論と自由確率論とのつながりに深く関わっている。これらの成果については、数編の論文を投稿中および準備中である。本研究の主旨は、確率論や統計力学におけるスケーリング極限の観点からアプローチすることにより、対称群とそれに類似した離散群の表現にまつわる諸量の漸近挙動を解析し、サイズを大きくしたときの極限描像を調べることである。本年度は、対称群の群環のいろいろな状態に関し、ユツィス・マーフィー作用素に対するモーメント解析と中心極限定理の手法を発展させた。それを用いて、対称群の表現の既約分解の漸近挙動の解析を行った。具体的には、ビアンの漸近的指標公式やリトルウッド・リチャードソン係数の集中現象などを扱った。ヴォイクレスクの自由確率論およびランダム行列とのつながりを重視した。

対称群の表現の漸近挙動を扱うためのヴェルシック・ケロフのエルゴード的方法、およびイワノフ・オルシャンスキーの対称関数論的方法との関連性を見出した。これにより、無限対称群による環積型の群上の調和解析への道筋を見定めた。また、このような対称群の漸近理論と密接に関係するグラフのスペクトルの漸近解析においても、一定の結果を得た。グラフの大局的な構造と直交多項式のヤコビ係数および相互作用フォック空間とのつながりを定量的に調べ、興味あるグラフの実例を構成した。本研究に直接関係する研究がとりわけヨーロッパで盛んに行われている。研究代表者および研究協力者によるヨーロッパ訪問を含むさまざまな機会を通じたこれらの研究者たちとの活発な学術交流は、本研究においてたいへん有益であった。先の2年間の当該研究において、リトルウッド・リチャードソン係数など、対称群の表現の既約分解から生じるものを始めとして、ヤング図形から成るさまざまな統計集団(アンサンブル)を扱ってきた。その過程で、エルゴード理論的なアイデアや対称関数の方法とのかかわりを通して、無限対称群およびそれとの環積群上の調和解析に発展する道を見出してきた。最終年度である本年は、ランダムヤング図形の議論をさらに深めるとともに、漸近理論とつながるこのような巨大な群の表現論、調和解析に力を注いだ。,また、本研究の底流にある量子確率論のアイデアおよび関連するグラフのスペクトルの漸近解析についても、成果がまとまりつつある。具体的には、次のような研究成果を発表した。1.研究協力者である平井武氏、および平井悦子氏との共同研究により、コンパクト群の無限対称群との環積の指標を行列要素として表す良い因子表現を構成した。この表現は、一般的なゲルファント・ライコフ表現の枠組を超えて、指標を特徴づけるパラメータの性質が直接反映されるものになっている。2.ユツィス・マーフィー元のモーメントの組合せ論的な特性を深く追究し、多くの種類のランダムヤング図形における集中現象を統一的に理解する見方を得た。それは、ある種のヤンググラフ上のランダムウォークの性質に多くが帰着される。ここでも量子確率論の手法を積極的に活用した。このような成果は、国内外での研究集会、セミナー、講演会などの場で発表した。
筋収縮をトリガーとしたＤＮＡ脱メチル化による筋特異的遺伝子発現制御

骨格筋形成機構を解明することは、骨格筋特性(サイズ、筋線維タイプなど)の操作を可能とし、その結果食肉生産技術や医療・スポーツ科学分野への貢献が期待される.我々は筋特異的脱アミノ化酵素APOBEC2骨格筋での役割について検討した。その結果、1APOBEC2は筋管を形成すると、筋核から筋サルコメアのZ線上に移行する。2APOBEC2欠損マウスの筋組織には筋疾患特有の縁取り空胞、ミトコンドリア形態異常が観察される。3APOBEC2欠損マウスから単離した筋衛星細胞の筋分化は野生型と比べが早い。以上の結果から、APOBEC2の分子機能は依然不明であるが、正常な筋形成に関与している可能性が示唆された。申請者らはこれまでの研究から、脱アミノ化酵素APOBEC2が筋サルコメア内のZ線上に局在することを明らかにしている。初年度(平成23年度)の計画では、筋サルコメアZ線上に局在するAPOBEC2がその構造維持に関与するかどうかを検討することであった。申請者らは、APOBEC2欠損が筋サルコメアにおぼす影響を、各種抗体(α-アクチニン、ミオシン重鎖速筋型および遅筋型、コネクチン/タイチン、リアノジンレセプター)による蛍光免疫染色法により調べた。野生型およびAPOBEC2欠損型の両マウスの後肢筋(ヒラメ筋、長趾伸筋)に対する免疫染色の結果、筋サルコメア構造に差は認められなかった。さらに透過型電子顕微鏡により筋サルコメアの超微細構造を観察したが、野生型およびAPOBEC2欠損型の両マウスで差は見られなかった。以上の結果から、筋サルコメアZ線上に局在するAPOBEC2それ自体はその構造の維持には関与していないと考えられる。一方、透過型電子顕微鏡観察から、APOBEC2欠損筋では多数のオートファゴソームと巨大化した異常なミトコンドリアが観察された。また、APOBEC2欠損筋では速筋型である長趾伸筋でも、野生型に比べ多数のミトコンドリアの存在が認められた。さらに、オートファゴソームの二重膜の多くがミトコンドリアを包み込んでいる様子が観察された。APOBEC2欠損筋ではミトコンドリアのオートファジーであるマイトファジーが起こっている可能性が示唆されたことから、APOBEC2がミトコンドリア傷害の蓄積に起因する筋疾患と関係があると考えられる。最終年度(平成25年度)の研究計画では、in vivoレベルでAPOBEC2がDNA脱メチル化に関与するかを検討することである。昨年度の研究から、APOBEC2欠損マウスから単離した筋芽細胞が野生型の筋芽細胞よりも早く分化することを明らかにした。もし、APOBEC2がDNA脱メチル化機構の一部を担っていれば、その欠損(DNA脱メチル化機構の破綻)は筋分化の抑制に繋がるはずである(他のAPOBECファミリー分子は代償的に発現していない)。この筋分化の促進という現象は、in vitro環境で特異的に起こった可能性も考えられるため、in vivoでも同様にAPOBEC2欠損が筋分化を促進するか、検討することにした。野生型及びAPOBEC2欠損マウスの後肢筋にカーディオトキシンを注入し、筋損傷を誘導後、筋組織観察及び複数のマーカー分子の定量により筋再生を評価した。その結果、APOBEC2欠損マウスの方が野生型マウスよりも早く筋再生が起こっていた。これは、in vitro実験の結果と一致する。特に、APOBEC2欠損マウスでは、筋損傷からの再生時に筋分化マーカーであるmyogeninの発現が増加していた。そこで次に、APOBEC2欠損によるmyogeninの発現増加が直接的な影響か検討するため、培養筋芽細胞に対し、APOBEC2特異的siRNAを用いてノックダウン実験を行った。その結果、APOBEC2をノックダウンした筋芽細胞では、myogeninの発現が顕著に増加していた。以上の結果から、APOBEC2欠損は、筋細胞の分化を促進する可能性が示唆された。一方で、APOBEC2欠損マウスで筋疾患様の表現型と軽度の筋萎縮が確認されていることから、APOBEC2は未知の経路により、筋分化や筋萎縮を制御している可能性が考えられる。するかを検討することである。一昨年筋芽細胞株を用いた研究から、APOBEC2のノックダウンが筋分化マーカーの発現を抑制することが報告された(Vonica et al, Dev.Biol., 2011)。この事は、APOBEC2が筋分化の制御に関わることを示しており、申請者らが予想しているDNA脱メチル化への関与も期待できる。

一方、筋芽細胞から筋管への正常な分化にはDNA脱メチル化が必須であり(Jost, PNAS, 1993)、APOBEC2を欠損した筋芽細胞から筋管を作製できるのか不明である。そこで、APOBEC2欠損マウス由来の初代培養筋芽細胞を用いて、APOBEC2欠損が筋分化に及ぼす影響を検討した。野生型およびAPOBEC2欠損型マウスの後肢筋から筋芽細胞を単離し、低血清培地で分化誘導し、筋管を作製した。意外にもAPOBEC2欠損型の筋芽細胞の方が野生型より早く筋管を形成していた。そこで、各細胞の筋分化マーカー遺伝子及びタンパク質の発現量を時系列的に定量した結果、APOBEC2欠損型の筋芽細胞の方が野生型より早い段階で高い値を示した。筋分化マーカーであるミオシンの抗体を用いた免疫染色法を行った結果も、APOBEC2欠損型の方が野生型よりも早くミオシン陽性の筋管を形成していた。次に正常なサルコメア構造を有した筋管を形成しているか、α-アクチニン、ミオシンの抗体を用いて免疫染色した。その結果、APOBEC2欠損型の筋管は野生型と同様に正常なサルコメアを形成しており、培養液中で筋収縮することを確認した。APOBEC2欠損型の培養筋管は筋収縮可能であることがわかったため、野生型と比べDNAの総メチル化量に差があるか検討する予定である。農学初年度の「研究の目的」は、APOBEC2が筋サルコメアのZ線の構造維持に関与するかを明らかにすることであった。交付申請書に記載した通り、蛍光免疫染色法と透過型電子顕微鏡による解析を行ったところ、APOBEC2を欠損しても筋サルコメアの構造が変化しないことを明らかになった。一方で、透過型電子顕微鏡による解析結果から、APOBEC2欠損が筋ミトコンドリアのオートファジーを惹起する可能性があることを見出した。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の「研究の目的」は、APOBEC2がin vitroでDNA脱メチル化に関与しているかを明らかにすることであった。しかし、DNA脱メチル化に関与するはずのAPOBEC2を欠損した筋管が野生型よりも早く分化したため、原因の追求と正常な筋管であるかの検討を行っており、予想外に時間が経過してしまった。今後は、交付申請書に記載した通り、DNAの総メチル化量等を早急に測定し、計画に従い研究を遂行する。初年度は、APOBEC2が筋サルコメア構造の維持には関与しないことを明らかにした。次年度(平成24年度)は、APOBEC2が筋特異的遺伝子のDNA脱メチル化に関与するかどうかを検討する予定である。昨年、筋芽細胞株C2C12を用いた研究から、APOBEC2のノックダウンが筋分化マーカーの発現を抑制することが報告された(Vonica et al, Dev.Biol,2011)。この報告は、APOBEC2が筋分化の制御に関わることを示していることから、申請者はAPOBEC2が筋分化遺伝子のDNA脱メチル化に関与していると予想している。そこで、まずAPOBEC2欠損マウス由来の初代培養筋芽細胞を用いて、APOBEC2欠損により筋分化が抑制されるかどうか検討する。筋分化の抑制が確認できればAPOBEC2による筋分化特異的遺伝子の特定とDNA脱メチル化を定量的に調べる。
体脂肪の蓄積と燃焼を制御する食品の機能に関する研究

1.培養前駆脂肪細胞の脂肪細胞への分化、脂肪の蓄積に及ぼすビタミンKの影響前駆脂肪細胞のモデルとして3T3-L1細胞を用い、ビタミンKが脂肪細胞形成の過程におる前駆脂肪細胞から脂肪細胞への分化の過程、未成熟脂肪細胞の成熟の過程にどのように作用するかについて検討を行った結果、ビタミンK5は、前駆脂肪細胞から脂肪細胞への分化の過程を抑制し、未成熟脂肪細胞の成熟即ち未成熟脂肪細胞への脂肪の蓄積の過程は抑制しないことを明らかとした。2.ショウガの体熱産生効果漢方で身体を温める効果があると言われているショウガについて、ヒトを対象として摂取後の体表温を中心とした生理機能に及ぼす影響を検討した。その結果、生ショウガは摂取後額、腕、首で水と比較して体表温の上昇傾向が認められ、その効果は摂取後10分前後から現れ、約30分以上持続した。血圧ではやや上昇する傾向にあり、血流量は減少する傾向にあった。3.トウガラシによる脂肪燃焼制御トウガラシがヒトの脂質代謝及び糖質代謝に及ぼす影響を運動持久能力評価指標の視点から検討した。日常レベル(0.5g)トウガラシ摂取は運動強度50%VO_<2max>持久運動で、脂質代謝亢進及び糖質の節約を誘発し、その一因はカテコールアミン分泌量の減少と示唆した。4.外因性糖質で誘発されるインシュリンの脂質燃焼の制御インシュリン分泌を制御することにより、脂質の燃焼をコントロールできる可能性がある。そこで日常摂取する糖質食品として米飯およびバナナがヒト運動時の脂肪燃焼の制御に及ぼす影響について検討を行った結果、米飯やバナナは血糖を急激に上昇させず、インシュリンショックも引き起こさず、更に米飯は、脂質の動員・利用も良好であった。また、血糖値110-120mg/dl、インシュリン値15-20μU/mlで脂肪利用の境界があることを示唆した。ヒトを対象とした、エネルギー代謝と脂肪の燃焼を制御する食餌性因子の検索を目的とし、8年度は、エネルギー代謝解析のための指標・評価系の検討を行った.1.実験方法;健康な男子学生7名を被検者とし、エネルギー代謝亢進効果のあるトウガラシをメルクマ-ルとして、これを0g・1g・2g・5g投与し、投与2時間後における安静時のエネルギー状態を呼気ガス分析装置を用いて測定した(昨年度摂取後1時間での検討は行った).2.結果;トウガラシを摂取した場合、2時間後の安静時では、酸素摂取量および呼吸商がコントロール(0g)に比べ低下し、個人差はみられるものの、炭水化物燃焼割合は減少して、反対に脂肪燃焼割合は増大した.また代謝当量も低下した.ラット等の研究や昨年度の摂取1時間の結果でも、トウガラシ摂取は酸素摂取量を増大させ、エネルギー代謝を亢進したのに対し、今回のトウガラシ摂取後2時間では、むしろ少ない酸素消費となった.以上のことは今回の投与量でトウガラシのエネルギー代謝亢進は2時間までに消失するがなお脂肪燃焼の効果は続いていたと考えられる.心拍数はトウガラシ摂取量に反比例して減少し、呼吸数も減少、酸素脈でも低下と、従来から考えられているエネルギー代謝への影響だけでなく、呼吸中枢への影響も示唆された.3.考察とまとめ;トウガラシ

摂取後2時間で、エネルギー代謝が減少し、1時間経過での結果と異なり、摂取後の経過時間がエネルギー代謝を制御するものとして重要と考えられ、これについては9年度検討を行う.また、その際、体熱産生・血流量・酸素運搬能・自律神経活動等の測定を行うものとする.ヒトのエネルギー代謝と脂肪の燃焼を制御する食餌性因子の検索を目的とし、安静時エネルギー代謝に引き続き、9年度は運動時におけるエネルギー代謝解析のための指標・評価系を検討した。1.トウガラシが運動時のエネルギー代謝に及ぼす影響(1)制御因子としての運動強度(トウガラシ5g投与)運動強度は生理的運動指標として、個人の最大酸素摂取量を基準とした相対的割合を用いた。緩い運動(35%)と中程度の運動(50%)を40分間負荷した場合、35%負荷では、トウガラシ摂取により、エネルギー消費量が減少し、対照群で見られた糖質から脂質供給への移行はなく、糖質代謝が持続した。50%負荷では、エネルギー消費には影響を与えなかったが、運動後半に脂質の代謝が亢進した。また、VO2maxの20%-35%-50-%-65%の4段階20分負荷では、エネルギー消費は、トウガラシ群で有意に低下、脂質の代謝にはほとんど差が認められなかった。(2)制御因子としての投与量トウガラシ投与量を0g、1g、2g、5gとし、投与2時間後VO2max50%/30分と60%、70%、80%各3分の負荷の場合、トウガラシ群でエネルギー消費は減少し、減少の程度は1g>2g>5gであった。脂質代謝は1g投与でコントロールを上回ったが、2gと5g投与では、むしろ糖質代謝が亢進した。(3)制御因子としての摂取タイミングトウガラシ5g投与1時間後と2時間後に50%の運動を30分間負荷した場合、1時間では、エネルギー代謝に影響を与えなかったが、2時間では、エネルギー代謝を減少させ、そのエネルギー源は脂質よりむしろ糖質であった。2.まとめトウガラシがヒトの運動時に与えるエネルギー代謝への影響を検討したところ、少なくとも摂取タイミング、投与量および運動強度の因子がエネルギー代謝や脂質代謝を複合的に制御することが示唆された。肥満は脂肪細胞の増加とそこへの脂肪の過剰蓄積によって起こる。成熟脂肪細胞の形成過程は、少なくとも前駆脂肪細胞の増殖する過程、前駆脂肪細胞が未成熟な脂肪細胞に分化する過程、未成熟な脂肪細胞に脂肪が蓄積する成熟過程に分けて考えることができる。これまで各種の脂溶性ビタミンが脂肪細胞の形成を抑制することを明らかにし、その内のビタミンA酸(レチノイン酸)、活性型ビタミンDの作用が、核内レセプターと結合して脂肪細胞への分化に関わる遺伝子の転写を制御することにより、脂肪細胞への分化を抑制していることを明らかにしてきた。そこで、本研究では、前駆脂肪細胞のモデルとして3T3-L1細胞を用い、ビタミンKが脂肪細胞形成の過程における前駆脂肪細胞から脂肪細胞への分化の過程、未成熟脂肪細胞の成熟の過程にどのように作用するかについて検討を行った。実験材料および方法前駆脂肪細胞のモデルとしては、マウス胎児由来の3T3-L1細胞を用いた。『分化誘導期』『分化誘導後の成熟期』の細胞は、脂肪細胞形成の程度を示す指標としてグリセロリン酸脱水素酵素(GPDH)活性およびトリグリセリド(TG)含量を測定した。結果ビタミンK5は、脂肪細胞形成過程において、前駆脂肪細胞から脂肪細胞への分化の過程を抑制し、未成熟脂肪細胞の成熟即ち未成熟脂肪細胞への脂肪の蓄積の過程は抑制しないことが明らかとなった。
アルカリ金属及び3d遷移金属コンプトンプロファイルにおける電子相関効果

この研究課題では、アルカリ金属、3d遷移金属に見られる高分解能(0.1a.u.以上)コンプトンプロファイル(CP)の測定値と、密度汎関数法(DFM)に基づく局所密度近似(LDA)での電子状態の記述との不一致を、多電子効果を取り込むことで説明することであった。その方法として、(1)3d電子系に対しては自己相互作用補正(SIC)の効果を調べること。(2)アルカリ金属にたいしては自己エネルギー補正の評価をRPA内で動的に遮蔽したクーロン相互作用を取り扱う(GWA)ことで調べる。ことであった。(1)の評価は貴金属Cu、半導体Si、絶縁体ダイアモンドに対して試みた。SICの評価は各単位胞内の角運動量量子数で区別される軌道のみに行う近似(原子に対して適用され成功している)を用いた。この方法でSi、ダイアモンドについてはエネルギーギャップが良く再現される。これらのCPへの適用の結果は、ダイアモンドについてはかなり改良が見られたがSiについてはほとんど効果は見られなかった。Cuに対して3d電子の束縛性を反映してCPの実験とLDAとの不一致を改良することがわかった。(2)の評価はLiについて、LDAによるFLAPW法の電子状態を基底として、GWAにより準粒子状態を計算し、電子占有関数(N(p))の評価からCPの計算を行った。得られた(N(p))は電子気体モデルのものとはかなり異なり、かなり異方性も見られた。この(N(p))を使って計算したCPは実測値を非常に良く再現することがわかった。今後は基底状態の表現を改良し、この方法を遷移金属へ適用し、3d電子系の(N(p))を評価することをめざす。ことであった。局所密度近似(LDA)による束縛性の強い電子状態の記述の欠点を補う方向として自己相互作用補正(SIC)の効果を調べた。電子系は絶縁体ダイアモンド、半導体Si、貴金属Cuを対象とした。SICの評価は各単位胞内の角運動量量子数で区別される軌道のみに行う近似を用いた。この方法は以前、絶縁体、半導体のエネルギーギャップの検討に用いられ有効性が指摘されている。まず、FLAPW法によりLDA内で電子状態の計算を行い、コンプトンプロファイル(CP)を求め実験値と比較する。さらに、SICを取り込んだ電子状態の計算をFLAPW法で行い、CPを求めた。これらLDA-CPとSIC-CPと実験値との比較から、これら電子系へのSICの効果を吟味した。ダイアモンド、SiにSICを考慮した場合、それらのエネルギーギャップはLDAでの結果にくらべ両者にたいしかなりの改良が見られる。しかし、CPへのSICの効果はダイヤモンドの場合には有効に作用するが、Siの場合には小さいことがわかった。この結果は1994年日本物理学会秋の分科会で発表した。一方、Cuの場合はLDAでのd-軌道の記述が良くないことが光電子分光の測定値との比較から指摘されている。すなわち、LDAで求めたd-バンドは拡がりすぎている。これにSICを取り込むと、d-バンドは狭くなるが、その効果がCPにどのように反映するかは興味が持たれる。実際、SIC-CPはLDA-CPと実験値の不一致を半分程度改良することがわかった。この結果は1994年日本物理学会年会、国際会議(SAGAMORE-XI“charge,spin and momentum densities",Workshop on Density Matrices;Brest, France:August(1994)で発表した。電子状態の計算において、LDAを越える第一ステップとして電子相関の効果をGWAで取り込むプログラムを現在開発中である。アルカリ金属、3d遷移金属の高分解能(0.1a.u.以上)

コンプトンプロファイル(CP)の測定値と、局所密度近似(LDA)によるFLAPW法での計算値に見られる不一致が、LDAを越えた多電子効果{自己相互作用補正(SIC)、電子占有関数の評価)をCPの計算に取り込むことで、どの程度改良できるかを明らかにするのがこの研究課題の目的であった。前年度はS1Cの効果を調べ、そのCPへの寄与を明らかにした。今年度はコンプトン散乱系の電子状態“準粒子状態"を直接扱うことを試みた。すなわち、動的にスクリーニングされた電子状態を記述をするGW近似をFLAPW法で取り扱うプログラムを開発し、アルカリ金属Liへ適用した。Liは電子系は簡単であるが、閉殻にp-電子が存在しないため、価電子状態が不均一で、電子気体モデルがうまく適用できない物質である。実際、実際、精度の良いCPの測定値は、多電子効果を考慮した電子気体モデル、LDA内でのバンドモデルで求めた結果と大きく異なり、結晶内電子系への電子相関効果をきちんと取り扱うことが指摘されていた。今回の研究で、Liの電子状態をFLAPW法で計算し、GW近似内で自己エネルギーを評価し、電子占有数(N(p))を求めた。期待されるように、LiのN(p)は大きな異方性が見られ、フェルミモーメンタムでの分布の変化が電子気体モデルで予想される値より小さいことが指摘された。これらの結果から得られたCPは測定値を驚くほど良く再現することがわかった。この結果は国際会議(Second International Workshop on Compton Scattering and Fermiology, Tokyo, August 1995)で発表し、論文にまとめた。
超薄膜メカニカル光波検出素子に関する研究

本研究の目的は、波長分割多重化通信技術を活用した次世代大容量アクセスネットワーク実現に資する光波検出素子の創出である。本研究では、ナノメカニカル振動子とプラズモニック構造を活用した波長計測に関する研究を行った。また、超高分解能な波長計測を達成するために、ナノメカニカル振動子の高Q値化に関する研究も進めた。結果として、支持部の曲げを利用した歪印加手法が振動子の高Q値化に有効であることを示した。また、U型キャビティ構造を有するナノメカニカル振動子により2.2 pmの波長分解能で光の波長計測ができることを示した。今年度は、研究目的であるナノ機械振動子による光波長検出達成に向けて、ナノ機械振動子の新構造材料に関する検討と、フォトニック結晶を有する振動子の波長検出特性の評価を行った。ナノ機械振動子の構造材料については、超薄膜構造が光により励起される熱に対し敏感であると推測されるため、原子層厚さの材料であるグラフェンの利用を検討した。具体的には、両もち張り構造のグラフェンメカニカル振動子の作製とその性能向上に関する研究を行った。グラフェンメカニカル振動子は、キッシュグラファイトから剥離法を用いて作製したグラフェンを用いて作製した。また、昨年度獲得した知見(引張応力印可によるQ値向上)を活用し、グラフェンメカニカル振動子のQ値向上を試みた。結果として、レジストの熱収縮を利用して、振動子に約1GPaの引張応力を加えることで、室温環境においてQ値約7000を達成した。また、プラズモンアンテナ型ナノ周期構造を有する振動子の波長検出特性の評価を行った。ナノ周期構造、振動子の構造設計は、前年度の数値解析,実験で獲得した成果を基に行った。最終的に、直径161μm,厚さ120nmの円形薄膜振動子上に、ピッチ1340-1700 nmの同心円状プラズモンアンテナ構造を有する振動子を作製した。材質は、薄膜振動子がシリコン、ナノ周期構造がダイアモンドライクカーボンであり、その上にPt薄膜を70nm製膜したものである。この振動子に対し、波長1535-1565 nmの光を波長可変レーザーを用いて照射し、その波長変化に伴う共振変化を計測することで、波長検出特性を評価した。結果として、作製した振動子が0.024nmの波長検出分解能を有することが分かった。本研究目的であるナノメカニカル振動子による高分解能な光波長計測に向け、その鍵となる振動子高Q値化手法の確立と振動子上に配置するプラズモニック構造の光波長に対する高感度化の研究を進め、波長計測の高分解能化を行った。ナノメカニカル振動子の高Q値化手法については、特に、素子化に向けた振動の電気的検出を念頭におき研究を進めた。振動子の構造材料としては、グラフェンを用いた。結果として、レジスト(HSQ)/金属(Au/Cr電極)の2層構造を振動子固定端に配置,そのアンダーカット部を熱処理により屈曲させ振動子に歪を与える方法を考案し、電気的振動検出が可能な振動子構造での振動子の高Q値化を達成した。得られた最高Q値は10411であり、本年度考案した手法により、振動子の一層の高Q化(昨年度Q値:約7000)を行えることを確認した。光波長計測については、振動子上に配置するプラズモニック構造をU-shaped cavity構造とすることにより、光波長に対する高感度化を試みた。U-shaped cavity構造の特徴は、形状・材質により共鳴波長範囲を任意に設計できること,反射率をほぼ0%まで制御できることである。本研究では、Au/DLC2層構造からなるU-shaped cavityを組み込んだメカニカル振動子を作製した。結果として、その波長計測分解能は、2.2 pmであった。昨年試作したブルズアイ構造を活用した場合の波長計測分解能が24pmであったことと比較し、本構造を活用することによりおよそ10倍の高分解能化を達成した。以上により、本研究により獲得した知見・技術は、ナノメカニカル素子を活用したpm分解能の波長計測素子作製の基盤となるものであり、本研究目的の光通信技術への応用に加え、分光器など先端科学計測機器の高度化に貢献するものと考えられる。本年度は、研究目的であるナノ機械振動子による光波長検出達成に向けて、ナノ機械振動子の作製法及びこれを利用した検出原理に関する研究を行った。ナノ機械振動子の形状については、超薄膜構造、及びフォトニック結晶を有する振動構造が、光照射効果(放射圧,熱等)の高感度検出に対し有効であると考えられる。今年度は、ダイアモンドライクカーボン(DLC)及びシリコン(Si)製の超薄膜両持ち梁型振動子の作製を行いその共振特性を評価した。加えて、光検出の高感度化を目的として、それぞれの振動子への歪印可による高Q値化手法の適用性を検討した。

結果として、DLC振動子或いはSi振動子を600°C700°Cの温度で熱処理することにより、熱処理に伴う再結晶化により振動子に引張応力を効果的に印可し(最大印可応力: 875 MPa)、高Q値化できることを実証した。なお本研究では、最大約1.5倍の高Q値化を達成した。また、より高感度な光検出達成に向けて、光と強く結合するフォトニック結晶の形状・材質を設計するとともに、超薄膜振動子への組み込み方法を検討した。具体的には、1.5μm帯の光に対し吸収率が波長選択的に増加するフォトニック結晶を有限差分時間領域法(FDTD)解析を用いて設計し、フォトニック結晶(ナノホールアレイ型)を振動子振動部に有する振動子を試作した。直径約430nm,周期約1570nmのナノホールアレイが波長選択的な光検出に有効であることがわかった。これを基に、ナノホールアレイを有するナノ機械振動子を作製した。結果として、ナノホールが組み込まれていない振動子と比較し、特定の波長に対し光に対する感度がおよそ4.2倍となることがわかった。光検出に対するナノホールアレイの有効性を確認した。上記のように、H24年度は、超薄膜振動子の新構造材料の検討とその高Q値化とナノ周期構造を有する振動子の光波長検出分解能の評価を行った。各研究における達成度の自己評価は以下の通りである。【新構造材料の検討とその高Q値化】超額膜振動子の構造材料については、前述したようにグラフェンを採用し、その振動特性Q値の向上を試みた。また、このQ値向上については、昨年度獲得された成果である引張応力印可による手法を適用した。結果として得られたQ値(7000)は、これまで様々な研究者により報告されてきた室温で動作するグラフェンレゾネータと比較し、極めて高いものである。グラフェン振動子の共振周波数シフトを利用した光波長の高分解能センシングへの応用が期待される。【ナノ周期構造を有する振動子の光波長検出分解能の評価】本研究では、プラズモンアンテナ型ナノ周期構造を有する振動子の光波長検出分解能の評価を行い、結果として、0.024nmの波長検出分解能を得た。本研究では、ナノ機械振動子による波長検出をDWDM技術で適用すること目的としている。DWDMで用いられる光の波長間隔は0.8 nmであり、本研究の成果の波長検出分解能はそれと比較し十分小さく、DWDM技術への応用可能性を秘めていると期待できる。以上により、本研究は概ね順調に進展していると評価できる。上記のように、H23年度は、超薄膜振動子の高Q値化とフォトニック結晶(ナノホールアレイ)の光検出高感度化への有効性の確認を行った。【超薄膜子振動子の高Q値化】超薄膜振動子の高Q値化は、前述したように過去の研究で獲得していた引張歪印可による手法を適用した。この高Q値化について、本研究では、光検出振動子作製プロセスと親和性の高い手法で引張応力を印可する必要があり、熱処理に伴う振動子構造材料の再結晶化を利用する新しい手法を考案した。本手法は、熱処理のみで引張応力印可及びそれによる振動子の高Q値化が達成できるため、本研究における光検出振動子作製に有効であると考えられる。なお、ナノホールアレイ機械振動子についても本手法を用いて作製を行っている。
コロイド包括ゲル化反応を利用した難処理懸濁質の新規除去プロセスに関する研究

天然高分子であるアルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンのゲル化反応を利用し,コロイド粒子をゲル内に包括させ懸濁系から除去する新規な難処理懸濁質分離プロセスについて検討を加えた。本研究で得られた結果は以下のとおりである。1.アルギン酸ナトリウム水溶液を塩化カルシウム水溶液に滴下し,球状ゲルを生成させた。ゲル化に要する時間は,液滴の直径の二乗に比例する。従って,迅速なゲル化のためには,アルギン酸液滴の直径をできるだけ小さくする必要があることが明らかとなった。2.コロイド粒子としてナトリウム型ベントナイトを用い,これとアルギン酸ナトリウム水溶液の混合液を塩化カルシウム水溶液に滴下し,コロイド包括ゲルを調製した。ゲル中にベントナイト粒子が包括されている場合,ナトリウムベントナイトの層間にあるナトリウムイオンがカルシウムイオンと交換され,ゲル中のベントナイトは全てカルシウム型に変わっていることが明らかとなった。3.ベントナイト包括アルギン酸ゲルの圧搾速度は,カルシウムベントナイトの圧搾速度とベントナイト未包括のアルギン酸カルシウムゲルの中間に位置し,ゲル中のアルギン酸の割合が小さいほどカルシウムベントナイトの値に近づく傾向を示した。アルギン酸の組成が増えるとともに圧搾速度が低下するのは,アルギン酸の保水性によるものと考えられる。4.泥水シールド工法におけるベントナイト泥水安定剤であるカルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC)が本手法に与える影響について検討した。ゲルが生成するか否か,およびゲルの形態は,液滴中のアルギン酸濃度のみで定まり,液滴に含まれるCMCの濃度には無関係であることが分かった。圧搾速度は,ゲル中のCMCの割合が多いほど低下した。従って,迅速な泥水の処理のためには,CMCの使用をできるだけ少なくすることが望ましい。搾液の粘度は,水の粘度と同じであったため,圧搾速度の低下は,CMCの保水力に起因するものと考えられる。本研究で得られた結論は以下の通りである。1.アルギン酸ナトリウム水溶液に難処理コロイド粒子としてナトリウムベントナイトを懸濁させ,この混合液を塩化カルシウム水溶液に滴下し,コロイド包括ゲルを生成させた。内径60mmの圧縮セルにベントナイト包括ゲル懸濁液を挿入し,圧搾脱水した。ベントナイト包括ゲルの圧搾速度は,未処理のナトリウムベントナイトの圧搾速度より速くなっていた。また,単にアルギン酸ナトリウムとベントナイトを混合しただけで,カルシウムによるゲル化を行わない場合には,逆にベントナイト単独の圧搾速度より遅くなった。2.ゲル調製前後の上澄み液およびゲル内自由水の分析を行い,アルギン酸カルシウムゲルの骨格に束縛されているカルシウム量を測定した結果,アルギン酸中のカルボキシル基には全てカルシウムイオンが配位していることが明らかとなった。ゲル中にベントナイト粒子が包括されている場合,ナトリウムベントナイトの層間にあるナトリウムイオンがカルシウムイオンと交換されるが,このベントナイトのイオン交換容量はゲル中のアルギン酸の割合が増すほど小さいことが判明した。3.ナトリウムベントナイトとカルシウムベントナイトの圧搾脱水速度を比較したところ,カルシウムベントナイトの方が格段に圧搾速度が大きかった。ベントナイト包括アルギン酸ゲルの圧搾速度は,両者の中間に位置し,ゲル中のアルギン酸の割合が小さいほどカルシウムベントナイトの値に近づく傾向を示した。

このことと1,2の結果を総合すると,ベントナイト包括アルギン酸ゲルの圧搾速度が未処理のナトリウムベントナイトより大きくなるのは,ゲル中のベントナイトの一部がカルシウム型に変わっているためと考えられる。天然高分子であるアルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンのゲル化反応を利用し,コロイド粒子をゲル内に包括させ懸濁系から除去する新規な難処理懸濁質分離プロセスについて検討を加えた。本年度はアルギン酸液滴へのカルシウムイオンの取り込み速度を中心に調査し,以下の結果を得た。1.アルギン酸ナトリウム水溶液を塩化カルシウム水溶液に滴下し,球状ゲルを生成させた。種々の直径,種々の網目密度の球状ゲルを調製し,ゲル周囲のカルシウムイオン濃度の経時変化を測定した。アルギン酸液滴へのカルシウムイオンの取り込み速度は,放物型の拡散方程式で記述することができた。従って,ゲル化に要する時間は,液滴の直径の二乗に比例する。迅速なゲル化のためには,アルギン酸液滴の直径をできるだけ小さくする必要があることが明らかとなった。2.コロイド粒子としてナトリウム型ベントナイトを用い,これとアルギン酸ナトリウム水溶液の混合液を塩化カルシウム水溶液に滴下し,コロイド包括ゲルを調製した。ゲル中にベントナイト粒子が包括されている場合,ナトリウムベントナイトの層間にあるナトリウムイオンがカルシウムイオンと交換されるが,このベントナイト単位質量あたりのイオン交換容量は未包括のベントナイト粒子の値と同じであり,ゲル中のベントナイトは全てカルシウム型に変わっていることが明らかとなった。3.ナトリウムベントナイトとカルシウムベントナイトの圧搾脱水速度では,カルシウムベントナイトの方が格段に圧搾速度が大きかった。ベントナイト包括アルギン酸ゲルの圧搾速度は,カルシウムベントナイトの圧搾速度とベントナイト未包括のアルギン酸カルシウムゲルの中間に位置し,ゲル中のアルギン酸の割合が小さいほどカルシウムベントナイトの値に近づく傾向を示した。アルギン酸の組成が増えるとともに圧搾速度が低下するのは,アルギン酸の保水性によるものと考えられる。この新規なコロイド懸濁質処理プロセスは,泥水シールド工法を用いたトンネル掘削,杭打ち工事において発生する泥水の処理に実用されている。本年度は,泥水シールド工法において泥水安定剤として用いられるカルボキシメチルセルロースナトリウム(CMCと略記)の本手法に対する影響を調査した。CMCをコロイド粒子であるベントナイトに対し種々の量添加し,さらにアルギン酸ナトリウムと混合した。この混合液を塩化カルシウム水溶液(10000ppm)に滴下し,生じたコロイド包括アルギン酸カルシウムゲルの形状,圧搾脱水性を調査した。
オホーツク文化期における北海道東部と千島列島の技術交流

本研究では、オホーツク文化期における北海道東部と千島列島の技術交流について、棒状骨器の分布や属性を探ることで明らかにする目的で、以下の点の調査を実施した。本研究で扱う棒状骨器とはクジラ骨で作られたもので、中央付近に13カ所の突起を有し、両端が鋭く尖るものや使用により磨滅しているものを指す。1.北海道東部と千島列島のオホーツク文化期資料は戦前に発掘された資料が多くあるので、それらの所在調査を行い内容把握の上、対象資料の実測、写真撮影を行った。特に北海道大学フィールド科学センター植物園・博物館の所蔵の弁天島貝塚遺跡(北海道根室市)出土資料には、当該研究対象の骨器が多く所蔵されているため、その図化を中心に行った。2.棒状骨器は砕氷用具の可能性がこれまでの研究で指摘されていたため、骨器の機能を探るため、クジラ類の骨で作った棒状骨器で氷の破砕実験を行った。3.用途推定にあたり民族例についても考慮する必要があることからイヌイットの砕氷用具や北極圏における骨器出土例についてUBC人類学博物館(カナダ・バンクーバー)、バンクーバー市立図書館(同)、マニトバ博物館(同・ウィニペグ)で資料調査や文献調査を行った。以上の調査の結果、この棒状骨器が南千島、根室地方のオホーツク文化期遺跡に限定的に見られることが確認された。先行研究で紹介された北千島出土とされる遺物に類似の棒状骨器が含まれることも考えると、定型的な骨器を使用した生業技術が北海道東部から千島列島で共有されていた可能性が指摘できた。今回の砕氷実験では、当該骨器の用途特定に至る成果は得られなかったが、実験の条件設定等、今後の検討課題が明らかになった。また、民族資料の中でアイスピックとして使われた骨器資料には、当該研究で扱った資料と類似の骨器があることも確認できたため、骨器の用途推定に向け研究の見通しをつけることができた。
DNAマイクロアレイ法を用いた小児期発症の骨髄異形成症候群の分子生物学的検討

乳児期発症の若年型骨髄単球性白血病(JMML)と診断された症例のなかには、ウィルス感染による類白血病反応と考えられる症例が混在している可能性があるが、両者の鑑別に有用な診断方法は現在のところ確立されていない。本年度は、長期経過観察され、その予後が明らかで、診断が確定したJMML患者検体を対象にDNAマイクロアレイ法を用いて遺伝子発現パターンを比検討した。次年度はウィルス感染による類白血病反応における遺伝子発現とJMML治療前における遺伝子発現の相違を検討し、鑑別に有用な遺伝子を同定し、診断に応用可能な簡便な遺伝子チップの作成を目指す。
ゲージ場の特異点によるＱＣＤのカラー閉じ込め機構と非摂動効果の研究

原子核を構成する陽子や中性子は、分数電荷を持つクォークと呼ばれる粒子から構成されていることがわかっているが、現実の実験では直接観測されておらず、閉じ込めという現象が起こっている。クォークの力学は、力を媒介するグルオンとクォークで構成される量子色力学(QCD)で記述されるが、ほぼ半世紀にわたって、どのような機構でクォークの閉じ込めが起こっているかということは、わかっておらず、QCDでの最大の未解決問題となっている。この問題を、よく知られた物質の超電導現象と類似の機構で、グルオン場の異常性に起因して現れる磁気的なモノポールの真空凝縮で起こっているという考えの正しさを検証しようとしている。