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地方都市における交通計画手法に関する研究

昭和62年6月24・25日の二日間にわたって,「地方都市の交通を考える」と題したシンポジウムを土木学会土木計画学委員会の主催で開催した.その論文集を添付する.このシンポジウムは,昭和61年度研究実績報告において示した企画・計画集に基づいて開催された.開催両日におこなわれたパネルディスカッションでは,地方都市の交通計画の実情と問題点およびその解決法について討論がなされ,意義深いものであった.討議項目を次に示す.1.地方都市の概念,あるいは定義は可能か.また,分類や類型化が可能か.2.地方都市の特殊性とは何か.大都市での風土や文化との違いは.3.地方都市交通の特殊性とは.特殊性をだす計画はどのようにしたらできるのか.4.地方都市交通の構造の変化.5.従来の交通計画法(需要に基づいた交通計画手法)では取り扱えなかった側面をどのように分析するのか.6.交通計画,または交通政策の改善.これらについてのとりまとめは,研究成果報告書(別添)に整理した.研究成果報告書には次の諸論文が納められている.1交通基盤整備は地域振興の起爆剤になりうるか(樗木), 2地方都市交通にいま求められているもの(稲村,徳永), 3交通計画対象地域の設定と道路網整備の理論(清水,佐藤), 4地方都市に公共交通は可能か(竹内), 5わが国における戦後の都市交通政策の展開(加藤), 6地方都市における交通計画システムの不備をどう克服するか(山形), 7地域性を考慮した交通計画づくりの必要性(本多), 8地方都市と計画についての考察(花岡), 9地方都市・地方都市交通とは(シンポジウム), 10地方都市の交通計画に求められているもの.(1)地方都市の概念:大都市以外の都市を地方都市と呼ぶ.(論文3,8,9,10)(2)地方都市の空間構造:大都市が市街地の連続する空間から成立するのに対し,地方都市は都市部,都市近郊部,農村部,山村部から成立して都市の空間概念が拡大している.(論文3,8,10)(3)地方都市交通計画論:1)空間対応計画論;地方都市の空間計画と対応した一体的な交通計画が必要である.(論文1,2). 2)機能特性分析・評価論;地方都市の交通現象を把握・分析して,それに立脚した交通計画法の確立が必要である.(論文3,4,5).3)計画策定論;地方都市の交通計画策定のために総合的調整機関,そのための組織および人材の育成,計画権限の自治体レベルへの委譲,一括補助制度への移行などが必要である.(論文6,7, 8).昭和62年6月24・25日の二日間にわたって,「地方都市の交通を考える」と題したシンポジウムを土木学会土木計画学委員会の主催で開催した.その論文集を添付する.このシンポジウムは,昭和61年度研究実績報告において示した企画・計画集に基づいて開催された.開催両日におこなわれたパネルディスカッションでは,地方都市の交通計画の実情と問題点およびその解決法について討論がなされ,意義深いものであった.討議項目を次に示す.1.地方都市の概念,あるいは定義は可能か.また,分類や類型化が可能か.2.地方都市の特殊性とは何か.大都市での風土や文化との違いは.3.地方都市交通の特殊性とは.特殊性をだす計画はどのようにしたらできるのか.4.地方都市交通の構造の変化.5.従来の交通計画法(需要に基づいた交通計画手法)では取り扱えなかった側面をどのように分析するのか.6.交通計画,または交通政策の改善.これらについてのとりまとめは,研究成果報告書(別添)に整理した.地方都市の交通計画手法の研究を進めるに当り、今年度もその体系化の方向を昨年度に継続して行なった。研究担当者は主として地方都市の交通問題の把握と解決策の検討に努めた。一方、地方都市の現状として、交通計画がどのように行われているかの事例研究を進めた。交通問題把握と解決策に関しては、O地方都市の交通ニーズの視点から発っしたテーマ:「地方都市に公共交通は可能か」,O土地利用と交通計画リンケージの視点からのテーマ:「交通は地域振興の起爆剤になり得るか」,O交通政策論の視点からのテーマ:「地方都市における交通計画システムの不備をどう克服するか」,O地方都市の独自性と交通の視点からのテーマ:「地域性を考慮した交通計画づくりの必要性」が取り上げられた。事例研究では研究分担者が担当地区の交通計画関連諸分野での行政・計画担当者や研究者とのコンタクトを取りながら交通計画の実態を把握した。取り上げた事例は、松山市:高齢者のための交通計画,小樽市:シェイプアップマイタウン計画,長野市:交通セル方式による都心部交通計画,秋田市:地方都市における新交通システム,鳥取県:地方道路網の整備計画,沖縄県:沖縄における交通計画。その成果を持ち寄って発表し、討論すべく本年6月に土木学会において、「地方都市の交通を考える」と題した土木計画学シンポジウムを開催する予定である。その企画・計画は別添プログラムのようである。この討論を通じて地方都市の交通計画法確立へ向けて一歩前進したいと考えている。
リポクオリティと膜蛋白質の相互作用のNMR解析法の開発

電位依存性プロトンチャネルHv1は、膜の脱分極や細胞内外のpH差を感受して活性化し、細胞内からH+を排出することで細胞内pHや膜電位を調節する。Hv1は、アラキドン酸(AA)やアナンダミドなどの多価不飽和脂肪酸が直接結合することで活性が調節され、貪食細胞における異物の排除や精子鞭毛運動の活性化に寄与している。しかし、これらの脂質がHv1の活性を調節する分子機構は分かっていない。本研究では、脂質のアシル基とタンパク質との相互作用を直接観測できる溶液NMR法を用いることで、AAによるHv1の活性調節機構の原子レベルでの解明を試みた。N、C末端細胞内領域の一部を切除したマウスHv1を大腸菌で発現し、界面活性剤存在下で精製した。ゲルろ過と分子間架橋試薬により会合状態を調べた結果、精製したHv1は二量体であることが分かった。Hv1の機能構造は二量体であるが、二量体中の各サブユニットの相対配向は明らかでない。そこで、溶液NMR法による分子間NOE測定と部位特異的架橋実験により、サブユニット間の近接残基対を同定し、Hv1の二量体モデルを作成した。次に、AAとHv1の結合様式を等温滴定型カロリメトリー(ITC)により調べた。測定条件を最適化することで、AAの結合に伴う遅い発熱反応の検出に成功し、Hv1二量体に対して2分子のAAが約1 μMの解離定数で結合することが分かった。さらに、相互作用に関わるHv1とAAの原子対を決定するため、Hv1二量体に対して2等量のAAを添加した条件で溶液NMR法による分子間NOE測定を行った結果、AAはHv1の細胞外側の二量体界面に結合することが分かった。29年度が最終年度であるため、記入しない。膜蛋白質の構造・機能は、しばしばアラキドン酸(AA)などの脂質二重層内の微量脂質により調節される。その機構の解明には、機能発現の場である脂質二重膜内での構造生物学的解析が必須であるが、従来法では困難であった。我々は、脂質二重膜中の蛋白質の溶液NMR解析のために、MSP1というリポ蛋白質で脂質二重膜を円盤状に取り囲んだナノディスクへ膜蛋白質を再構成したNMR試料調製法を確立したが、MSP1のサイズがディスクサイズを規定するため、特定のサイズの蛋白質しか再構成できなかった。そこで本研究では、複数分子が会合することによってサイズ可変のナノディスクを形成できるNanodisc Scaffold Peptide (NSP)を用いて、個々の蛋白質に適した各種サイズを有し特定の微量脂質を目的の量を含有するナノディスク調製法を確立することを目的とした。本年は、37残基からなるNSPのN末端にHisタグと、HRV3C酵素切断部位を付加した発現系を作成し、大腸菌を宿主として大量発現・精製法の確立を試みた。その結果、目的タンパク質は不溶性画分に発現していたため、界面活性剤を添加したところ、不溶画分から可溶画分に移行したことから、大腸菌で発現させたNSPは脂質結合活性をもつことが示唆された。この可溶画分をNi-アフィニティカラムに吸着させ、界面活性剤を除去した上でカラムから溶出させたところ、高純度のHis-NSPが、大腸菌1L培養あたり約5 mgと非常に高い収量で得られた。この試料を濃縮し、HRV3Cプロテアーゼで切断した上で、HPLC精製を行い、高純度のNSPを得ることに成功した。得られたNSPを用いて、8回膜貫通型膜タンパク質複合体をナノディスクに再構成した。その結果、ゲルろ過によりディスクの形成は確認できたものの、膜タンパク質が再構成されたディスクの割合が非常に低かった。NSPは、これまで化学合成により調製されていたが、膜タンパク質の再構成には大量のNSPを必要とするため、また、NMR解析には重水素標識を施す必要があるため、低コストで十分量のNSPを得るために大腸菌での大量発現・精製法の確立を試みた。しかし、脂質結合能を有するNSPは、大腸菌を破砕して取り出そうとすると、大腸菌由来の脂質と結合してしまい、精製が困難を極めた。脂質除去法を確立したことで収量がある程度確保できるようになり、最終的にナノディスクの再構成に成功したことから、紆余曲折はあったものの、初年度は概ね順調に進展したと言える。

Hv1の機能構造は二量体であるが、二量体中の各サブユニットの相対配向は明らかでない。そこで、溶液NMR法による分子間NOE測定と部位特異的架橋実験により、サブユニット間の近接残基対を同定し、Hv1の二量体モデルを作成した。次に、AAとHv1の結合様式を等温滴定型カロリメトリー(ITC)により調べた。測定条件を最適化することで、AAの結合に伴う遅い発熱反応の検出に成功し、Hv1二量体に対して2分子のAAが約1 μMの解離定数で結合することが分かった。さらに、相互作用に関わるHv1とAAの原子対を決定するため、Hv1二量体に対して2等量のAAを添加した条件で溶液NMR法による分子間NOE測定を行った結果、AAはHv1の細胞外側の二量体界面に結合することが分かった。まず、大腸菌で発現したNSPの精製時に、脂質除去法の改善を行い、収率を最大化する。その上で、各種サイズの膜タンパク質を再構成し、再構成効率、粒子サイズの均一性、ナノディスクの安定性、NMRスペクトルの質などの性状解析を行う。また、調製したナノディスク内の脂質組成を分析し、膜タンパク質と相互作用する微量脂質が、目的量含まれているかどうか解析することにより、目的の脂質組成のナノディスク調製法を確立する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
AGB期における変光及び質量放出現象の観測的研究

本研究では、AGB変光星の探査及びその変光、質量放出現象を解明するため、南アフリカ天文台に設置されたIRSF望遠鏡+近赤外カメラSIRIUSを用い、大小マゼラン雲の中心領域と球状星団及び我々の銀河系の球状星団に対し長期にわたり反復観測を行った。AGB変光星の周期・光度関係には幾つかの系列が存在することが知られていたが、我々の均質かつ膨大なデータから得られた周期・光度(K等級)関係から、それらの系列がさらに細分化されることを明らかにした。これら系列がより鮮明になったことで、ミラ型と呼ばれる長周期脈動変光星には、基底振動モードにある星と第1陪振動モードにある星の2種が存在すること、周期が短く振幅の小さい系列は、ミラ型の陪振動モードの星ではないこと、また、暗い系列の星はAGB星ではなくRGBにある変光星であることを発見した。これら変光星の系列は大マゼラン雲のみで知られていたが、小マゼラン雲の変光星でも同様な並列が存在すること、さらに周期・光度関係が金属量に依存し、金属量の少ない小マゼラン雲ではミラ型変光星の光度が明るくなることを発見した。さらに、これら変光星の周期と近赤外の色(J-K)の関係において、上記ミラ型変光星は他のタイプの変光星とは全く異なる振る舞いを示し、また、振動モードによっても異なる関係を示すことが判った。このことはミラ型変光星の周期と色が判れば振動モードが明らかにでき、これを用いて逆に距離を決定できることを示している。またマゼラン雲球状星団の観測からAGB段階の星は進化とともに光度を増すが、AGB末期の最高到達光度付近の星は全て変光現象を示すこと、以後質量放出量が増大して星は赤くなるが、その変光の振幅が進化とともに増大すること明らかにした。このことから、ミラ型変光星はAGB期最末期の変光星であるということが判った。中・小質量星は、その進化末期にAGB星となり、変光現象を起こしさらに自らの質量を失う質量放出を起こし、星の周りにダストが形成され可視域では見えない赤外線星になると考えられている。しかし、このような赤外AGB星は寿命が短く、サンプル数が極めて少ないため、その変光及び質量放出については未だ判っていないことが多い。本研究では、AGB変光星の探査及びその変光現象を解明するため、南アフリカ天文台に設置されたIRSF望遠鏡+近赤外カメラSIRIUSを用い、大小マゼラン雲の中心領域を広範囲にわたって反復観測を行っている。大小マゼラン雲は距離が判っており、星の絶対等級が推定できるため、恒星進化の研究には理想的な天体である。これまで幾つかのグループが、重力レンズ天体探査のため可視光領域で反復観測を行い、その副産物として多くの変光星を検出したが、今年度はこれら可視域データと我々の近赤外データを合わせ、変光星の周期・光度(K等級)関係を得た。従来よりAGB星のような赤色変光星には、周期・光度関係が存在し、またそれが1つではなく幾つかの系列があることが指摘されてきたが、我々は、均質かつ膨大なデータにより、それらの系列をより明らかにするとともに、今まで知られていなかった新たな系列も発見した。また、これらの系列が、大マゼラン雲、小マゼラン雲という異なる2つの銀河にある変光星で共通であることを示した。

これら系列がより鮮明になったことで、ミラ型と呼ばれる長周期脈動変光星には、基底板動モードにある星と第1陪振動モードにある星の2種が存在すること、周期が短く振幅の小さい系列は、ミラ型の陪振動モードの星ではないこと、また、暗い系列の星はAGB星ではなくRGBにある変光星であることを発見した。中・小質量星は、その進化末期にAGB星となり、変光現象を起こし、さらに自らの質量を失う質量放出を起こし、星の周りにダストが形成され可視域では見えない赤外線星になると考えられている。しかし、このような赤外AGB星は寿命が短く、サンプル数が極めて少ないため、その変光及び質量放出については未だ判っていないことが多い。本研究では、AGB変光星の探査及びその変光現象を解明するため、南アフリカ天文台に設置されたIRSF望遠鏡+近赤外カメラSIRIUSを用い、大小マゼラン雲の中心領域を広範囲にわたって反復観測を行っている。大小マゼラン雲は距離が判っており、星の絶対等級が推定できるため、恒星進化の研究には理想的な天体である。我々は昨年、大小マゼラン雲中の変光星の周期・光度(K等級)関係における系列を確定し、これら系列の幾つかがミラ型変光星の振動モードの違いによることを明らかにしたが、今年度はこれら変光星の周期と近赤外の色(J-K)の関係について調べた。その結果、周期・色関係において、上記ミラ型変光星は他のタイプの変光星とは全く異なる振る舞いを示し、また、振動モードによっても異なる関係を示すことが判った。一般に距離の判らないミラ型変光星は周期・光度関係の上にのせることができず、振動モードが判らないが、このことは、距離の判らないミラであっても周期と色が判れば振動モードが明らかにでき、これを用いて逆に距離を決定できることを示している。本研究では南アフリカ天文台に設置されたIRSF望遠鏡+近赤外カメラSIRIUSを用い、大小マゼラン雲及び我々の銀河系の球状星団を系統的に観測することにより、中・小質量星の進化末期、特にAGB期における進化を観測的に研究してきた。本年度は、球状星団のAGB星に対してSiOメーザーの探査を行い、6つの星がメーザー源であることをつきとめた。AGB末期においては激しい質量放出が起こり、それに伴いメーザー現象が予想され、銀河系内の多くのAGB星でSiOメーザー源が見つかっているが、球状星団においては初めての発見であり、金属量が少なく、質量の小さい星においても同様の現象が起こることが示された。また、金属量の少ない種族IIの星においては、AGB期の幾つかの段階でセファイド不安定帯を通過することにより種族IIセファイドとなることが予想されていたが、我々は球状星団の反復観測から26の球状星団で46の種族IIセファイドを同定した。このうち10星が新たな発見であった。これらセファイド型変光星の周期を確定し、近赤外における周期・光度関係を調べたところ、周期1日から100日にわたってきれいな直線関係があり、さらにこの関係がもっと周期の短いRRLyr型変光星の領域までも適用されることを見出した。またこの結果を大マゼラン雲中の種族IIセファイドと比較したところ、周期が40日までは同様の周期・光度関係に従うが、これより周期の長いRVTau型変光星においては、球状星団の種族IIセファイドより明るい側にずれることが判った。現在のところ原因は不明であるが、RVTau型星はAGB末期の質量放出現象後に出現すると考えられており、質量放出現象が関係していることを示唆していると思われる。
理想化陽解法を用いた流体構造連成問題解析手法の開発

流体構造連成問題の数値解析は最適な構造設計を行うために産業界でニーズが高まっている。本研究では理想化陽解法FEMの高速・小メモリ性に着目し、その計算手法の考え方を流体構造連成解析に取り入れた数値解法の開発を行った。流体構造連成解析のための流体計算については大変形する自由表面の表現が容易で、かつ高精度な界面追跡が可能なCIP-CUP法をベースにする。ここで本手法では計算時間の大半を占める圧力のポアソン方程式を陰的解法で解くのではなく、動的陽解法の一種である理想化陽解法の考え方を導入する。ここでは対象とする方程式に仮想の慣性項および減衰項を付加した減衰振動方程式を作成し、付加した慣性項と減衰項が無視できる程度に小さくなり、かつ静的平衡状態を満たすまで仮想時間上を減衰振動させることで物理量を決定する。構造計算については理想化陽解法FEMをベースにする。これらの手法を弱連成させることで流体構造連成解析の数値解析手法を開発した。また、当初計画していた小規模タンク内の流体運動と弾性体を用いた模型実験では、弾性体の変形や応力を精度よく計測することが困難であったことから、計算手法の検証は流体運動の計算と弾性体の計算を切り分けて検証した。流体解析については、スロッシングや水柱崩壊の実験結果と比較した結果、本計算手法は十分な精度で計算可能であることを確認した。ただし、条件によっては圧力計算部分が不安定になったり、計算の高速化が図られないなどの問題があり、仮想的な慣性項、減衰項の決定方法についてさらなる検討が必要である。一方、構造解析の計算精度について、MSC.Nastranをベンチマークに静的な構造解析を行った結果、本計算手法は高い精度で計算できることを確認した。以上より、幾つかの問題点が残っているものの本研究で構築した数値計算手法は流体構造連成問題に対して有用であると考えられる。流体構造連成問題の数値解析は最適な構造設計を行うために産業界でニーズが高まっており、理想化陽解法FEMの高速・省メモリ性に着目し、その計算手法の考え方を流体構造連成解析に取り入れた新しい数値解析手法の開発を行う。流体領域の計算には高精度な移流計算が可能なCIP-CUP法を適用した計算プログラムの構築を行った。本研究では計算時間の大半を占める圧力のポアソン方程式の解法に陰解法ではなく動的陽解法の一種である理想化陽解法の考え方を導入した。これは収束性を高めるために調整を行った慣性項および減衰項を付加した減衰振動を行う方程式を作成し、付加した慣性項と減衰項の影響が無視できる程度に小さくなり,かつ,静的平衡状態を満たすまで仮想時間上を減衰振動させたうえで物理量の更新を行うものである。現在、ポアソン方程式を陰解法で計算する通常のCIP-CUP法との比較計算を行っているが、計算の高速化などについて十分な成果が得られていない。そのため理想化された慣性項および減衰項の作成方法や収束判定方法などについて再検討を行っているところである。構造領域の計算には理想化陽解法FEMをベースにした計算プログラムの構築を行った。構築した計算プログラムの検証のためにL字型構造部材の端部に力をかけた簡単な静的解析モデルを対象に計算を行い、市販のFEMソルバーであるMSC.Nastranを用いた計算結果との比較を行った。その結果、両者の計算結果は定量的に一致し、構築した構造領域の計算プログラムは高い精度での構造解析が可能であることを確認した。また、検証のための模型実験として、スロッシングを起こすタンク内に一端固定で設置された弾性板の挙動および弾性板に作用する応力の計測を試みた。しかしながら、実験設備の関係で正面からのビデオ撮影が困難であったため、問題の装置を使う必要がない実験で検証する計画を立てている。平成27年度の目標は、まず流体領域と構造領域の解析プログラムを構築し、個別の精度検証および必要な修正を行うことで完成度を高める。また、これらのプログラムを用いて弱連成型の流体構造連成解析プログラムの開発および検証実験を開始することである。まず、流体領域の計算法について、移流計算にはCIP法を、圧力のポアソン方程式の解法には理想化陽解法を用いた計算プログラムを構築した。構築した流体解析プログラムについてはテストケースとしてダム崩壊問題の計算を行っているが、解くべきポアソン方程式が同じであるにもかかわらず陰解法を用いたCIP-CUP法を用いた計算結果と完全には一致しない。この問題に対して計算手法の違いに起因するものなのか、理想化陽解法の減衰計算が不十分なのか検証を行っているところである。また、圧力を求める計算に時間がかかっており、陰解法を用いたCIP-CUP法と比べて想定していたほどの計算時間短縮にはなっていない。この問題に対しては理想化陽解法を開発した柴原らの報告を参考に、最適な減衰項の求め方を検討しているところである。一方、構造領域の計算法については理想化陽解法FEMをベースとしたプログラムを構築した。構築した構造解析プログラムについては簡単なテストモデルを用いた試計算を行い、市販のFEMソルバーであるMSC.Nastranを用いた計算結果と定量的に同等の計算結果が得られた。このことから高い精度での構造解析が可能であることを確認した。これらのことから構造解析プログラムは完成しているものの流体解析プログラムの完成度は満足できるところまで達しておらず、流体構造連成解析プログラムの開発に若干の遅れが生じている。

検証実験の準備については予備的な検討を実施していることや、水槽の作り直しを除けば機材の準備は概ね終わっており、概ね予定通りである。流体構造連成問題の数値解析は最適な構造設計を行うために産業界でニーズが高まっている。本研究では理想化陽解法FEMの高速・小メモリ性に着目し、その計算手法の考え方を流体構造連成解析に取り入れた数値解法の開発を行った。流体構造連成解析のための流体計算については大変形する自由表面の表現が容易で、かつ高精度な界面追跡が可能なCIP-CUP法をベースにする。ここで本手法では計算時間の大半を占める圧力のポアソン方程式を陰的解法で解くのではなく、動的陽解法の一種である理想化陽解法の考え方を導入する。ここでは対象とする方程式に仮想の慣性項および減衰項を付加した減衰振動方程式を作成し、付加した慣性項と減衰項が無視できる程度に小さくなり、かつ静的平衡状態を満たすまで仮想時間上を減衰振動させることで物理量を決定する。構造計算については理想化陽解法FEMをベースにする。これらの手法を弱連成させることで流体構造連成解析の数値解析手法を開発した。また、当初計画していた小規模タンク内の流体運動と弾性体を用いた模型実験では、弾性体の変形や応力を精度よく計測することが困難であったことから、計算手法の検証は流体運動の計算と弾性体の計算を切り分けて検証した。流体解析については、スロッシングや水柱崩壊の実験結果と比較した結果、本計算手法は十分な精度で計算可能であることを確認した。ただし、条件によっては圧力計算部分が不安定になったり、計算の高速化が図られないなどの問題があり、仮想的な慣性項、減衰項の決定方法についてさらなる検討が必要である。一方、構造解析の計算精度について、MSC.Nastranをベンチマークに静的な構造解析を行った結果、本計算手法は高い精度で計算できることを確認した。以上より、幾つかの問題点が残っているものの本研究で構築した数値計算手法は流体構造連成問題に対して有用であると考えられる。流体領域の計算プログラム開発に若干の遅れが生じているため、これに重点的に取り組む。まず、理想化陽解法の計算における仮想時間上の減衰計算について、収束までに時間がかかっている問題に対しては、理想化された減衰項の作成にあたって、柴原らの論文を参考に臨界減衰よりも若干小さめの値となるようにし、幾つかの流体計算を通して最適な求め方を探索する。ポアソン方程式の解法に陰解法を用いたときと理想化陽解法を用いた時の計算結果の誤差については、解法の問題なのか、減衰計算における収束が不十分なのかを検証するために、理想化陽解法の減衰時間や収束条件について変化させ、結果の変化を確認する。また、計算プログラムや用いている計算式についても再確認を行う。仮に解法の問題ということになれば、既出の実験結果などをベンチマークとして、精度検証を実施する。これと並行して、本研究の目的の一つである流体構造連成問題を計算するために、弱連成型の流体構造連成解析プログラムを構築する。さらに計算高速化のためにGPGPU等についても導入のための検討を始める。検証のための模型実験については準備が整い次第、模型実験を実施して、開発した計算プログラムとの比較・検証を行う。
注意障害に対するリハビリテーションアプローチに関する研究

18年度報告近年,注意障害に対する認知リハにおいてパーソナルコンピュータ(PC)を利用する報告が散見される(Woodら1987,Ponsfordら1988)が,その妥当性及び効果について充分な検討を行った報告は意外に乏しいのが現状である.このような中で筆者らは,注意障害に市販のPC用ソフトを利用した認知リハを実施した結果,比較的良好な結果を得たことを報告した(窪田ら2006).しかし市販のソフトは,訓練の難易度設定が画一的になる傾向にあり,学習効果が生じ易くなる等の問題があった.そこで今回は,それらの諸問題を改善する目的で筆者は新たに独自にPC用プログラムComputer-assisted Attention Training(CAT)を作成し,それを利用した認知リハをABA'designで実施した結果,ある程度の注意と日常生活動作の改善が認められた.今回筆者が独自に作成したCATの特徴をまとめると次のようになる.1.PC操作自体は知的機能検査の境界域症例でも実施可能であった.2.対象者の重症度は,注意障害が重度であっても担当者が同席すれば実施可能であり,また中等度軽度であれば自主訓練が可能であった.3.各課題において難易度設定や患者の反応の記録が容易で,段階付けされた訓練と訓練直後のフィードバックが可能であった.これは訓練への動機づけと訓練時間の短縮にもつながったと思われる.4.欠点として,PCを設置する専用の部屋の確保及びPCの台数の確保が必要と思われた.以上,今回注意障害患者に対する独自に作成したPC用プログラムCATは,PC利用の認知リハとしてある程度の有効性が示唆された.今後さらにこの方面の知見を蓄積し,効果的な認知リハの開発に寄与したいと考える.脳卒中患者の臨床において,患者やその家族から「ぼんやりしている」,「仕事や作業を行う際,集中できず長続きしない」など日常生活動作上の注意障害の訴えを聞くことが多々ある.また,実際のリハビリテーション(以下,リハと略す)実施中においても注意障害の要因は見逃すことができない.しかしながら,注意障害に関する効果的な認知リハビリテーション(以下,認知リハ)が確立していない.そこで今回,近年認知リハとして脚光を浴びている,コンピュータを用いた認知リハに着目し,注意障害患者用の訓練ソフトを開発し,その開発した新たなソフトを使用しながら注意障害患者の行動分析,病態分析を行い,注意障害患者の新たな認知リハプログラムの検討を行う.本年度の実施状況1.近隣の協力病院にて注意障害を合併する右脳損傷患者4列に対し,注意障害の机上検査(評価)と従来の認知リハを実施した.なお,従来の認知リハとしては,認知過特異的アプローチの理論を元にユニコシステム社製ステップタッチ(Mac版)を用いて実施し,データの蓄積を行った.(注意障害の評価は,訓練前1回,訓練中1回,訓練終了直後1回,終了2w後に実施し,認知リハは,2030分/1回,23回/1w,1ヵ月間実施した.)2.新たなコンピュータを用いた,認知リハソフトプログラムの作成従来の認知リハソフト(前述のステップタッチ)を一モデルとして,臨床で簡便かつ有効なソフトを作成する.現在45個のプログラム案を作成中なので,次年度以降にその試作を用いて,臨床応用を行い,従来のソフトプログラムと比較検討を行う予定である.17年度報告脳卒中患者の臨床において,患者やその家族から「ぼんやりしている」,「仕事や作業を行う際,集中できず長続きしない」など日常生活動作上の注意障害の訴えを聞くことが多々ある.また,実際のリハビリテーション(以下,リハと略す)実施中においても注意障害の要因は見逃すことができない.しかしながら,注意障害に関する効果的な認知リハビリテーション(以下,認知リハ)が確立していない.そこで今回,近年認知リハとして脚光を浴びている,コンピュータを用いた認知リハに着目し,注意障害患者用の訓練ソフトを開発し,その開発した新たなソフトを使用しながら注意障害患者の行動分析,病態分析を行い,注意障害患者の新たな認知リハプログラムの検討を行う.本年度の実施状況1.近隣の協力病院にて注意障害を合併する右脳損傷患者5例に対し,注意障害の机上検査(評価)と従来の認知リハを実施した.なお,従来の認知リハとしては,認知過特異的アプローチの理論を元にユニコシステム社製ステップタッチ(Mac版)を用いて実施し,データの蓄積を行った.(注意障害の評価は,訓練前1回,訓練中1回,訓練終了直後1回,終了2w後に実施し,認知リハは,2030分/1回,23回/1w,1ヵ月間実施した).その結果は,2005年12月17日に第15回認知リハビリテーション研究会(東京)で報告した.来年度に論文になる予定である.2.新たなコンピュータソフトを用いた,認知リハソフトプログラムの作成従来の認知リハソフト(前述のステップタッチ)を一モデルとして,臨床で簡便かつ有効なソフトを作成した.プログラムの内容は,注意の特異的機能である,注意の持続性・選択性・転動性・容量を反映する内容であり,6パタンーンからなり,さらに重症度に応じた内容となっている.新たなコンピュータソフトを用いた本研究に関しては,2005年11月に鹿児島大学医学部臨床倫理委員会に研究計画書等を提出し,承認を得た.その後現在に至るまでに協力病院で3例の臨床データを蓄積している.今後はさらに症例数を増やし,学会発表および論文にまとめる予定である.18年度報告

近年,注意障害に対する認知リハにおいてパーソナルコンピュータ(PC)を利用する報告が散見される(Woodら1987,Ponsfordら1988)が,その妥当性及び効果について充分な検討を行った報告は意外に乏しいのが現状である.このような中で筆者らは,注意障害に市販のPC用ソフトを利用した認知リハを実施した結果,比較的良好な結果を得たことを報告した(窪田ら2006).しかし市販のソフトは,訓練の難易度設定が画一的になる傾向にあり,学習効果が生じ易くなる等の問題があった.そこで今回は,それらの諸問題を改善する目的で筆者は新たに独自にPC用プログラムComputer-assisted Attention Training(CAT)を作成し,それを利用した認知リハをABA'designで実施した結果,ある程度の注意と日常生活動作の改善が認められた.今回筆者が独自に作成したCATの特徴をまとめると次のようになる.1.PC操作自体は知的機能検査の境界域症例でも実施可能であった.2.対象者の重症度は,注意障害が重度であっても担当者が同席すれば実施可能であり,また中等度軽度であれば自主訓練が可能であった.3.各課題において難易度設定や患者の反応の記録が容易で,段階付けされた訓練と訓練直後のフィードバックが可能であった.これは訓練への動機づけと訓練時間の短縮にもつながったと思われる.4.欠点として,PCを設置する専用の部屋の確保及びPCの台数の確保が必要と思われた.以上,今回注意障害患者に対する独自に作成したPC用プログラムCATは,PC利用の認知リハとしてある程度の有効性が示唆された.今後さらにこの方面の知見を蓄積し,効果的な認知リハの開発に寄与したいと考える.
B細胞分化過程における活性化とアポトーシスの制御機構

リンパ球の活性化と細胞死の制御は、正常な免疫系の維持に極めて重要である。B細胞の活性化と細胞死は、細胞表面の抗原レセプターからのシグナルおよびCD40を代表する補助受容体からのシグナルによって誘導される分子群によって高度に制御されている。このような制御メカニズムの破綻は、免疫不全や自己免疫疾患などの発症の原因となる。そこで本研究は、シグナル伝達分子であるLynのノックアウトマウスにおける免疫応答の熟成と未成熟B細胞株WEHI-231を用いて、抗原受容体を介したアポトーシスの制御メカニズムを解析した。(1) Lyn欠損マウスにおける免疫応答の解析胚中心の形成が生じないLyn欠損マウスにおいて、抗体の親和性の上昇が認められるかどうかを検討した結果、野生型マウスと同程度に抗体の親和性の上昇および抗体遺伝子の体細胞突然変異が認められた。これらの結果は、免疫応答の成熟における胚中心の機能に関して新たな問題を提起している。(2)抗原レセプターを介したB細胞のアポトーシス未成熟B細胞株であるWEHI-231は、抗原レセプターからのシグナルによってアポトーシスが引き起こされる。B細胞抗原レセプターを介したアポトーシスにおいてミトコンドリアの変化およびCaspaseの関与を検討した。刺激後24時間でCaspaseの活性化が認められた。また、同様にミトコンドリアの膜電位の低下および活性酸素の上昇が認められた。Caspaseの阻害剤でCaspaseの活性を阻害するDNAの断片化は抑制されたが、細胞膜の膜透過性の変化およびミトコンドリアの膜電位の低下は抑制できなかった。以上の結果より、B細胞抗原受容体を介した細胞死では、ミトコンドリア上で変化が起こり、Caspaseの活性化を介したアポトーシスと膜電位の低下によるネクローシスが誘導されることが明らかになった。細胞死(アポトーシス)は、多細胞生物の細胞数、発生分化、形態および恒常性の維持において重要であり、この制御機構の破綻は、細胞のがん化などの原因となる。種々のアポトーシス制御分子がクローニングされてきたが、その制御機構については不明な点が多い。ウイルスのアポトーシス阻害分子の一つであるIAP(Inhibitor of Apoptosis Protein)のほ乳類ホモログがTNFレセプターのシグナル伝達分子として発見された。TNFレセプターはファミリーを形成しており、他のファミリーのシグナル伝達にもIAP様分子が介在してアポトーシスを制御していると考えられたので、未知のIAP様分子のクローニングを試みた結果、マウスX-linked IAPをクローニングした。149lbpからなるORFが認められ、496個のアミノ酸から構成される約60kDaの蛋白をコードしていた。他のIAPファミリー同様、N末端に3つのBIR (Baculovirus Inhibitor of Apoptosis Protein Repeat)とC末端にRINGフィンガーを持っていた。マウスX-linked IAPは、検討したすべての組織で発現が認められ、胎生期7日目には既に発現していた。胚性がん細胞株P19における発現をノザンブロットで検討したところ未分化状態の細胞増殖期にはほとんど発現しておらず、レチノイン酸により脱がん誘導を行い神経細胞に分化させると、分化に伴い発現してくることが明らかになった。X-linked IAPのゲノムDNAを129/Sv由来のライブラリーより単離した。4つのオーバーラップしたファージクローンを単離し解析した結果、約20kbp内に全てのコーディングエクソンが存在していることが明らかになった。第一コーディングエクソンには、847bpが含まれていて2つのBIRドメインを含んでいた。現在、X-limked IAPの生理学的機能を明らかにするためにノックアウトマウスの作成を進めている。

リンパ球の活性化と細胞死の制御は、正常な免疫系の維持に極めて重要である。B細胞の活性化と細胞死は、細胞表面の抗原レセプターからのシグナルおよびCD40を代表とする補助受容体からのシグナルによって誘導される分子群によって高度に制御されている。このような制御メカニズムの破綻は、免疫不全や自己免疫疾患などの発症の原因となる。そこで本研究では、シグナル伝達分子であるLynのノックアウトマウスにおける免疫応答の熟成と未成熟B細胞株WEHI-231を用いて、抗原受容体を介したアポトーシスの制御メカニズムを解析した.(1) Lyn欠損マウスにおける免疫応答の解析胚中心の形成が生じないLyn欠損マウスにおいて、抗体の親和性の上昇が認められるかどうかを検討した結果、野生型マウスと同程度に抗体の親和性の上昇および抗体遺伝子の体細胞突然変異が認められた。これらの結果は、免疫応答の成熟における胚中心の機能に関して新たな問題を提起している。(2)抗原レセプターを介したB細胞のアポトーシス未成熟B細胞株であるWEHI-231は、抗原レセプターからのシグナルによってアポトーシスが引き起こされる。B細胞抗原レセプターを介したアポトーシスにおいてミトコンドリアの変化およびCaspaseの関与を検討した.刺激後24時間でCaspaseの活性化が認められた.また、同様にミトコンドリアの膜電位の低下および活性酸素の上昇が認められた.Caspaseの阻害剤でCaspaseの活性を阻害するとDNAの断片化は抑制されたが、細胞膜の膜透過性の変化およびミトコンドリアの膜電位の低下は抑制できなかった.以上の結果より、B細胞抗原受容体を介した細胞死では、ミトコンドリア上で変化が起こり、Caspaseの活性化を介したアポトーシスと膜電位の低下によるネクローシスが誘導されることが明らかになった.
カルシウムイオン受容タン白質の機能とその発現機構

横紋筋が平滑筋の収縮、原形質流動,細胞分裂,ゾル-ゲル変化などは何れもアクチン、ミオシンと呼ばれる収縮性蛋白質によって起こり、細胞内ではその活性が【10^(-6)】M程度の【Ca^(2+)】によって調節されている。我国においてこれらの細胞機能を調節する【Ca^(2+)】受容蛋白質が多数発見されているが、その調節機構については不明な点が多い。本研究班では本年度次のような研究を行った。江橋はライオトニンによる平滑筋の収縮調節とミオシン輕鎖燐酸化による調節の関係を研究し、それぞれが別々に機能していることを示した。尾西はミオシン輕鎖の燐酸化に件って、ミオシン分子の形態が変化することを示した。祖父江はすでに平滑筋で見出されているカルデスモンが、非筋細胞にも存在し、その分子量は77KDであることを示した。浅野はアクチノゲリンのF-アクチンのゲル化作用が【Ca^(2+)】がない時著しく高く、生じたF-アクチンゲルではF-アクチンの放射状構造物が形成されることを示した。黒田はアメーバG-アクチンが燐酸化されると重合性をなくすことを発見した。秦野は変形体の収縮に件う【Ca^(2+)】濃度の変化について調べ、【Ca^(2+)】が【10^(-6)】Mあたりで増加する時収縮することを示した。安楽は酵母のCa依存性変異種を単離し、その遺伝的解析によってそれがColi1-1遺伝子の変異によること、またその産物がカルモジュリンと相互作用して機能を発現することを明らかにした。酒井はウニ卵から分子量が15KDと100KDの蛋白質を精製した。15KD蛋白質はアクチン重合を阻害すること、また有系分裂中は紡鐘体に局在することを示した。この様にCa結合蛋白質は種々あり、細胞内で多様な機能の発現を調節していることが明らかにされた。何れも【Ca^(2+)】と【10^(-6)】M程度の解離定数をもち、【Ca^(2+)】のあるなしでその機能が調節されている。
バーミキュライトの低次元磁性

静帯磁率や交流磁化率の温度変化の測定および低温における強磁場磁化過程の測定等物性物理学的方法を用いて粘土鉱物(層状珪酸塩)の局所構造および磁気的性質を調べた。試料としては天然の粘土鉱物のうち比較的大きな単結晶(8mmx8mmx3mm程度)で産出し層間陽イオンの置換が比較的容易に行えその密度も高いバーミキュライトを選んだ。主な結果は次のとうりである。1.米国テキサス州ヤーノ産の天然バーミキュライトに少量含まれるFe原子の状態が大部分Fe^<3+>であることを決定した。2.天然のバーミキュライト中の層間のMgイオンを磁性イオンで置換する処理を行いそれらの帯磁率の温度変化を測定した。Mn、CoおよびCu-VICの静帯磁率の温度変化はほぼキュリー則であらわされ磁性イオン間の相互作用は非常に弱かったがNi-VICにおいては静帯磁率の温度変化がキュリーワイス則となりワイス温度にして1020K程度の強磁性相互作用のあることを見いだした。さらにNi-VICで交流帯磁率の温度変化を測定しグラファト層間化合物におけるのと同様の逐次磁気転移によるものと思われる異常を観測した。そなわちワイス温度でわかる平均の相互作用は強磁性であるにもかからず系全体の磁気秩序は反強磁性的であり、まず2次元面(あるいは1次元鎖)が強磁性相互作用でつながりそれらが弱い反強磁性相互作用で逆向きに並ぶという低次元磁性体でよくある帯磁率のふるまいとして解釈した。3.いくつかの試料について4.2Kで最大270kOeまでの強磁場磁化過程を調べ分子場近似で解析し、上記の帯磁率の温度変化のふるまいと一致する結果を得た。磁性イオンの含有量xを評価して磁性イオンの配置や相互作用の経路の模型を提出した。天然の粘土鉱物(層状珪酸塩)のうち比較的大きな単結晶(8mm×8mm×3mm)で産出し,層間陽イオンの置換が比較的容易に行なえその密度も比較的高いバーミキュライトを選んで,液体ヘリウム温度から室温までの静磁化率の測定および液体ヘリウム温度域(1.54.2K)での交流磁化率の温度依存性の測定を行ないその磁性を研究した.バーミキュライトはMg原子を中心に持ち酸素原子を頂点とする八面体が二次元的に層状に連なりその層をSi原子またはAl原子を中心に持ち酸素原子を頂点とする四面体の層が上下からサンドイッチのようにはさんだ構造を持ちそれが間隔をあけて重なってその層間に陽イオンや水分子(一層または二層)がインターカレイトされているような構造となっている.米国テキサス州ヤーノ産バーミキュライトでは層間陽イオンはMgであるが八面体位置に3%程度のFe原子が含まれている.この試料の静帯磁率の温度変化をキュリーワイス則にあてはめることによりFe原子の状態がFe3+であることを決定した.この天然の結晶の層間のMgをCo, NiあるいはCuで置換する処理を行ないそれらの磁化率を測定した. CoあるいはCuをインターカレイトした試料では磁性イオン間の相互作用は非常に弱いことが判明したがNiをインターカレイトした試料の場合のみかなりの大きさの相互作用(ワイス温度にして磁場がC軸およびそれに垂直な方向でそれぞれ12±3Kおよび10±2K)が存在し層間の水分子を減らすことにより相互作用が強まる(ワイス温度がそれぞれ19±2Kおよび16±3K)ことを見出した.

これは水分子を減らすことにより層間が近くなり相互作用が強くなるためと考えられる. Niの場合交流帯磁率の温度変化においてグラファイト層間化合物におけるのと同様の逐次磁気相転移によるものと思われる異常を観測した.今後この系の強磁場磁化過程を調べ相互作用の性質をさらに明確にしたい.前年度は主として層状粘土鉱物(層状珪酸塩)の帯磁率の温度変化について報告をしたが本年度はそれに加えていくつかの試料について低温(4.2K)で、270kOeまでの強磁場磁化過程を東北大学金属材料研究所の強磁場グループの協力をいただき測定した。Mn-VICおよびCu-VICでの磁化過程はそれぞれスピン量子数がS=5/2およびS=1/2の単純なブリルアン関数で記述でき、MnおよびCuが2+の状態にあると言ってよい。Ni-VICの場合の強磁場磁化過程は単純なブリルアン関数ではなかったが、S=1(Ni^<2+>)の2部分格子を考え各部分格子内のやや強い強磁性相互作用と部分格子間の弱い反強磁性相互作用が存在するという低次元磁性体の模型を用いると分子場近似で説明できた。3つの場合とも前年度の帯磁率の温度変化のふるまいと一致する結果を得た。これらの試料については磁性イオンの含有量xの化学分析も試み、帯磁率の温度変化や低温での磁化過程から決めた含有量と比較して磁性イオンの配置や相互作用の経路について模型を提出した。結局磁性イオンの濃度は標準的な分子式で電荷中性の原理を満たすものであり、以前に提出された濃度の低い模型は磁性イオンの距離が離れすぎて相互作用が大きくなりえないことからも電荷中性の原理からも間違いであろうというのが結論である。
スクラップ素材の高度分別のための変調測光レーザ誘起プラズマ発光分析装置の開発

スクラップ素材を構成する元素組成に注目して高度分別を行うために、レーザ誘起プラズマ発光分析装置を開発し、実際試料への分析応用を行った。試料に含まれる合金元素、ニッケル、クロム及びモリブデン、あるいは銅の発光線について、時間分解測光および変調測光によりその強度を解析して、最適な測定条件の検討を行った。本法を、ステンレス鋼の合金成分毎の分別および鋼中に微量含まれる銅の定量分析に応用した。電気炉製鋼法は主に鋼スクラップを原材料とし、鋼のリサイクルに対して非常に重要な役割を担っている。鋼スクラップ材は一般に銅やスズなどの鉄鋼の性能を低下させるトランプエレメントを混入することが多く、また鋼スクラップの中でも特にステンレススクラップは有価な資源であるニッケル及びクロムを含有しているが、これらのスクラップは現在鉄源として電気炉に再投入されているのが現状である。これらの現状に鑑み、本課題は金属表面にレーザーを照射してレーザー誘起プラズマを発生させ、その発光から元素分析を行うことでスクラップの事前分別を試みるものである。本年度はスクラップの母材である鉄とトランプエレメントの代表である銅について、発光特性の経過時間およびガス雰囲気における変化を具に解析した。その結果として、特に鉄原子の減圧下の励起については高速電子の衝突によるものの他に、アルゴン雰囲気下では電荷移動励起が、ネオン雰囲気下ではペニング衝突による励起が主要な励起機構であることを明らかにした。また、銅については5s-4p遷移による特異なイオン線による発光を観測し、発光特性の経時変化が主要な共鳴線である4p-4s遷移によるものと大きく異なることを明らかにし、これらの成果を13に挙げる2編の論文として投稿し、受理された。またこれらの情報を元に分析線の検討を行い、上記と同様の減圧雰囲気に加えてよりハンドリングが容易な大気雰囲気下における検量線の作成を試みており、これらの成果は来年度以降に報告する予定である。2011-2012年に組み立てたレーザー誘起プラズマ発光分析装置を使用して、鉄基合金中の微量合金元素の定量を行い、元素情報に基づくスクラップ素材の高度分別装置に開発指針を得た。ステンレス合金の分別に関しては、クロム、ニッケル、モリブデンの元素識別のためにCr I 427.480nm、Ni I 352.454 nm、及びMo I 536.056 nmの発光線を用い、6種類のステンレス鋼及び純鉄(4N)について検討を行った。まずクロムについては純鉄以外のステンレス鋼についてクロムからの発光線が明瞭に観測をされた。ニッケルについては300番台のオーステナイト系ステンレスについてのみ観測をされ、モリブデンについてはSUS316及びSUS440Cのみに発光ピークが明瞭に見られた。ステンレス鋼のように鉄を母相とする合金についてはバックグラウンド発光が高くなる傾向が見られたため、明確に発光線を判別できる程度のS/N比を得るためにレーザーショット数は10発、1秒間照射とした。測定する波長範囲は320-540 nmと設定したため内部演算に0.4秒程度を要し、総測定時間は1.4秒程度であった。低合金鋼中の微量の銅の検出を検討した。FXS350(Cu:0.2 wt%)標準試料を用い、銅原子の共鳴線、Cu I 324.753nmとCu I 327.396 nmの発光強度について純鉄(4N)と比較して測定した。レーザー1発、0.2秒の測定時間による発光スペクトルと10発照射、1.4秒の測定時間によるスペクトルについて、10発照射するとS/N比が改善するために明瞭に銅の発光線が観測をされるが、1発照射による測定においても含有をしている銅を識別することが可能であることが分かった。本年度はスクラップの母材である鉄とトランプエレメントの代表である銅について、大気圧下における検量線の作成を試みた。減圧を用いない雰囲気でレーザー誘起プラズマの発光による検量線を作成することは迅速性を要求される実際のスクラップ選別の現場において非常に重要であり、今年度は日本鉄鋼連盟の標準試料、JISF FXSシリーズのFe-Cu二元系合金を用いて検量線の作成を試みた。

これらの二元系合金中の銅濃度はそれぞれ0.2、0.5、1.0wwt%であり、この濃度範囲において強度の高い銅の発光線である324.753nm及び327.396nmの2つの波長の発光強度を用いて検量線を作成したところ、分散0.99、5快速艇における相対標準偏差で10%程度の概ね良好な結果を得ており、実際に銅濃度が0.2wt%以上である鋼スクラップの分別は十分に可能であるものと考えられた。またステンレススクラップの選別に用いるクロム及びニッケルの検量線についても同様の知見を得ることができた。9の研究実績の概要に記した通り、鉄スクラップ中の有価元素およびトランプエレメントのプラズマ発光による元素分析を行う上で重要となる鉄及び銅の発光挙動については明らかにすることができたが、東日本大震災の発災以降、主要な装置であるCCDカメラの故障に代表される対策に時間を費やしたため、当初計画より若干の遅れが出ているのが現状である。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の目標は鋼スクラップ中に含まれる選別目的元素に対して大気圧下でその濃度測定のための良好な検量線を得ることであったが、その目的は概ね達成できたものと考えられる。特にステンレスの選別については実際に4種類のステンレス鋼板、SUS304(18Cr-8Ni)、SUS316(18Cr-12Ni-2.5Mo)、SUS420J2(13Cr-0Ni)、SUS430(18Cr-0Ni)については、そのクロム及びニッケルの含有量の違いから、1サンプルにつき25秒程度で十分に組成判定を行うことが可能であった。前述のCCDカメラの補修、装置の耐震固定化に加えて、位置決めなどの操作をより精密に一括して行うことができるように光学系を改造した。これらの改造によって得られるデータの量および確度、精度がより一層向上するものと考えられる。また次年度からは2台のパルスレーザーを用いたダブルパルスによってターゲットとする元素(有価元素およびトランプエレメント)の選択励起について取り組む予定である。最終年度である平成25年度においては、実際に鋼スクラップの選別システムの試作を予定している。これまでに使用してきたレーザー誘起プラズマ発光分光システムに加えて、ベルトコンベアを用いてスクラップの可搬システムを試作し、及びその動きを制御する光位置センサやプログラマブルロジックコントローラ等による制御回路の自作を行う。試作したシステムによる分別を予定しているのは、前述の銅含有鋼スクラップ、ステンレススクラップに加えて、超硬工具などに用いられるタングステンを含有する鋼スクラップなどを予定している。