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スポーツ・メガイベントが震災復興過程に及ぼす影響の研究：釜石市を事例として

本研究の目的は、ラグビーワールドカップ釜石開催を事例として、ラグビーワールドカップと震災復興の接合から開催に至るまでの過程を多様な被災住民の立場から重層的に解明することである。本研究は、スポーツ・メガイベントと震災復興の関係性を被災地の文脈からとらえる数少ない研究のひとつである。また、被災地でのスポーツ・メガイベント開催という現在進行形の事例を対象とする本研究は、「スポーツ・メガイベントを契機とする震災復興」という今日的課題を是正するための知見を浮き彫りにできると考えられる。今年度は、論理的サンプリングを用いて複数の組織や個人へのインタビューを実施した。特に行政(釜石市市役所)やスタジアムが整備される鵜住居地区住民に対する調査を重点的におこなった。調査の結果、震災復興途上にある都市がスポーツ・メガイベントに抱く価値とその価値に基づいた行為を明らかにできた。具体的には次の通りである。まず、行政はラグビーワールドカップ開催のために必要なインフラ整備を、大会成功のためだけでなく、釜石市における「縮小社会」に対応するための(復興)基盤を整備するためにも活用した。次に、行政はラグビーワールドカップ招致活動を、大災害によって顕在化した釜石市の歴史的な人的ネットワークを介しながら進めた。具体的には、震災後も残された地域の表象と震災によって生まれた新しい表象をたよりに、開催意義が紡がれた。一方で、被災後という特殊な状況の中でRWC開催都市としての立候補構想の検討を住民と深めることが、行政にとって技術的に非常に困難であったことを本研究を通じて浮き彫りにできた。本研究の目的は、ラグビーワールドカップ釜石開催を対象として、ラグビーワールドカップと震災復興の接合から開催に至るまでの過程を多様な被災住民の立場から重層的に解明することである。本年度は被災地の現状を俯瞰しながら多様な住民の位置取りを確認するために、ラグビーワールドカップ釜石開催に関わる組織の担当者に対するインタビュー調査を実施した。具体的なインタビュー協力者は、復興庁、岩手県庁、釜石市役所、ラグビーワールドカップ組織委員会、NPO法人スクラム釜石ならびに鵜住居地区まちづくり協議会の担当者である。インタビュー調査の結果、ラグビーワールドカップ釜石開催構想が、新日鉄釜石ラグビー部員OBを中心として設立されたNPO法人スクラム釜石によって釜石市に持ち込まれた実態が明らかとなった。また、被災後の釜石市が復旧に向けた作業に資源を集中させながらも、釜石市の中長期的な発展を見据えてラグビーワールドカップ開催を検討した姿が明らかとなった。くわえて、ラグビーワールドカップ開催が釜石市へ及ぼす影響を、NPO法人スクラム釜石と釜石市役所が被災住民よりも長い時間軸と空間軸を用いて検討したことが明らかかとなった。ラグビーワールドカップを進める側と被災住民の間にある検討軸の異なりによって生まれた溝は、ワールドカップを進める側の被災住民への遠慮もあり克服されることなく取り残されていた。以上の研究結果を国内外の3学会で発表した。復興庁、岩手県庁、釜石市役所、ラグビーワールドカップ組織委員会、NPO法人スクラム釜石、鵜住居地区まちづくり委員会などに対して当初の予定通りインタビュー調査を実施した。インタビュー協力者の同意を得て録音されたインタビューデータを文字起こしを行った上で質的分析ソフト(MAXqda)を用いて分析した。データを分析した結果、ラグビーワールドカップ釜石開催にかかわる組織の位置取りを理解することができた。また、これまでの調査結果を国内外の学会で発表し、学術研究者から有益なコメントを得ることができた。また、被災地でのスポーツ・メガイベント開催という現在進行形の事例を対象とする本研究は、「スポーツ・メガイベントを契機とする震災復興」という今日的課題を是正するために欠かせない知見を浮き彫りにできると考えられる。被災地の現状を俯瞰しながら多様な住民の位置取りを確認した昨年度の調査をもとに、本年度は複数の組織や個人へのインタビュー調査を実施した。特に、行政(釜石市役所)へのインタビュー調査を集中的に重ねた。調査の結果、次の点が明らかとなった。まず、行政が復旧・復興のための資源を獲得するひとつの選択肢として釜石固有の文脈から紡ぎだされたラグビーワールドカップ開催を目指したこと。次に、行政がラグビーワールドカップ開催を目指す中で、理念的かつ感情的な開催意義を紡ぎだすことで、より多くの共感を獲得していったこと。すなわち、行政の復興戦略のが具体化されたひとつの事例が、「震災復興」が正当性となるラグビーワールドカップの開催であったことが明らかとなった。しかしながら、自然災害によって破壊された社会構造や生活構造が、ラグビーワールドカップ開催に関する議論を難しくする点にラグビーワールドカップと震災復興の関係性における課題があるように見受けられた。2015年3月にラグビーワールドカップ開催都市のひとつとして釜石市が決定した今、ラグビーワールドカップ開催をめぐる行政と住民の意識の溝を乗り越える作業が、行政だけでなく住民にとっても喫緊の課題となると考えられる。昨年度の調査をもとにしたフィールドワーク調査を順調に実施できた。具体的には、釜石市の組織(行政、まちづくり協議会)や個人(仮設住宅住民、ラグビーワールドカップ開催を応援する有志)へのインタビュー調査を実施できた。くわえて、定期的に開催する研究会で研究分担者や連携研究者とともにこれまでの調査結果の分析を進めることができた。その内容を関連学会で発表し、学術研究者から有益なコメントを得ることもできた。なお、これまでの調査結果を国際ジャーナルへ投稿するための準備を進めている。

本研究の目的は、ラグビーワールドカップ釜石開催を事例として、ラグビーワールドカップと震災復興の接合から開催に至るまでの過程を多様な被災住民の立場から重層的に解明することである。本研究は、スポーツ・メガイベントと震災復興の関係性を被災地の文脈からとらえる数少ない研究のひとつである。また、被災地でのスポーツ・メガイベント開催という現在進行形の事例を対象とする本研究は、「スポーツ・メガイベントを契機とする震災復興」という今日的課題を是正するための知見を浮き彫りにできると考えられる。今年度は、論理的サンプリングを用いて複数の組織や個人へのインタビューを実施した。特に行政(釜石市市役所)やスタジアムが整備される鵜住居地区住民に対する調査を重点的におこなった。調査の結果、震災復興途上にある都市がスポーツ・メガイベントに抱く価値とその価値に基づいた行為を明らかにできた。具体的には次の通りである。まず、行政はラグビーワールドカップ開催のために必要なインフラ整備を、大会成功のためだけでなく、釜石市における「縮小社会」に対応するための(復興)基盤を整備するためにも活用した。次に、行政はラグビーワールドカップ招致活動を、大災害によって顕在化した釜石市の歴史的な人的ネットワークを介しながら進めた。具体的には、震災後も残された地域の表象と震災によって生まれた新しい表象をたよりに、開催意義が紡がれた。一方で、被災後という特殊な状況の中でRWC開催都市としての立候補構想の検討を住民と深めることが、行政にとって技術的に非常に困難であったことを本研究を通じて浮き彫りにできた。本研究は、課題の克服が早急に求められる災害復興に関する事象を対象としているため、これまでの調査結果を論文としてまとめ国内外に公表する。また、これまでのインタビュー調査結果をもとに改めて理論的サンプリングをおこない補足的インタビュー調査を実施する。くわえて、ラグビーワールドカップを進める側と被災住民との間のラグビーワールドカップ開催に関するコミュニケーション不足という、これまでの調査によって浮き彫りとなった課題を克服することを目的として復興まちづくり委員会とアクションリサーチを進める予定である。来年度に迫るラグビーワールドカップ開催を前に、メガイベント開催を評価するために欠かせない開催前の地域状況を詳細に記録する。本年度は特に、被災住民のラグビーワールドカップ開催に対する意識を浮き彫りにするためのインタビュー調査を重点的に進める。具体的には、スタジアムが建設されれる鵜住居地区住民へのインタビュー調査である。
蛍光バイオイメージング用小型光源をめざした超短パルス半導体レーザの要素技術開発

“2光子顕微鏡を使った蛍光バイオイメージング"は、生体深部のがん細胞などの特定細胞を標識し、「生きたまま」高分解能で可視化することで、その活動状況を観察できることから、がん根絶につながる本態解明をはじめとした病気の原因究明、生命現象の理解に対する強力な手法である。しかしながら、メンテフリーな小型光源が欠如しているために、その利用は一部の研究機関に限られている。そこで、これまでに確立した光パルス発生技術と、コンパクトディスク用光源として利用されているガリウムヒ素系半導体レーザの作製技術を融合することで、生体深部の蛍光タンパク質を励起可能な発振波長800nmの小型パルス光源の要素技術を開発する。
航空管制の安全を脅かす母語話者の発音の乱れと対策の研究

航空管制は原則として英語で行われる。管制官と操縦士との間で意思の疎通に混乱や誤解が生じないように語彙や表現が一定範囲内に統一された英語であるが、航空管制の現場では日本人管制官や操縦士は英語の母語話者の通話に対してリスニングに問題を抱えている。この原因は母語話者の発音が日本人が学習してきた発音と一致しないほど標準的な発音から外れているがゆえと考えられる。この発音の崩れに対する対応力を養うシステム作り(Eラーニング)が本年度の主たる課題であった。同時に昨年度よりの繰り越し事業であるサンプル音声の作成も並行して進めてきた。サンプル音声の作成は、収録担当の母語話者を増やしても崩れ音の再現率が上がらなかったためプロのナレーターに依頼することで対処した。プロのナレーターでも再現できない崩れ音も多々存在したが、結果的に約6000種のサンプル音声を得ることができた。これらの音声はEラーニングシステムの中に組み込まれた。Eラーニングシステムの開発における留意点は次の通りである。(1)自分の苦手な発音パターンを検知する仕組み、(2)苦手な音を学習する仕組み。母語話者の発音が崩れているためにリスニングに問題が生じる場合、どれほどの崩れが自分のリスニングに影響を与えているかを知る方法がない。同じ表現でも聞き取れる場合もあれば聞き取れない場合もあるなど発音のバリエーションによって結果が異なってくる。また個人差も大きい。(1)はこれに対処する仕組みであり、ディテーション形式、穴埋め形式の検知機能を実装した。(2)に関しては、発音パターンのバリエーションを提示し、その中から自分が苦手とする音声パターンを探し出し、その音を学習する機能を実装した。これらの機能をもつシステムが現実の学習の中でどのように働くのか。効果の有無、効率性、問題点の洗い出しなど実際の授業で用いることで検証を行っている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。航空管制の現場において、英語の母語話者との通話を日本人管制官や操縦士が正確に聞き取るのは容易ではない。その一方で、母語話者が比較的ゆっくりと話すような通話ではリスニングにほとんど問題が生じない。これらのことから、我々は航空管制のリスニング問題を、日本人側に原因を求めず、母語話者側が高速に通話することにより発音に崩れが生じ、またその崩れの種類が多岐に渡るのであろうと、主因をむしろ母語話者側に求めている。この観点より研究を進めるために必要なものは、口語音データベースであるが、まずこれを整備し、それを用いて母語話者の発音の崩れや広がりを解析する、という手順を想定している。また最終的には解析結果に基づきリスニング訓練のシステムを設計作成する。本年度はこのうち口語音のデータベースの整備に力を入れてきた。その結果、研究開始時に約100万語ほどであったデータベースは現在220万語となっている。・このデータベースを用いて基本語彙2000語を調査した。約500語ほどは崩れを探るに十分であったが、それ以外の語彙では現データベースではまだ力不足のようである。よって次年度も引き続きデータベースの整備を続けていく予定である。・英語の上級者の協力を仰ぎ、崩れのリスニング難易度の調査を行った。調査対象にしたのは頻出度順で200語ほどである。この難易度調査も引き続き次年度で行っていく。リスニング訓練用のシステムはWEBを用いたものになるが、本年度はその土台となるEラーニングシステムのプラットフォームの制作を行った。次年度はこのプラットフォームに学習に必要な制御システムを実装していく予定である。研究実績の概要で述べた口語音データベースを用いて基本語彙2000語を解析する予定であった。200万語ほどのデータベースがあれば解析には十分であると想定していたが、実際には力不足であることが分かった。本来であればデータベースをさらに大きくすることで対策とするべきであろうが、解析結果から判断すると、2000語すべてを解析できるデータベースは非常に巨大なものになることが想定された。そのようなデータベースの構築は時間的にも資金的にも現実的ではない。我々はこれを基本語彙の調整を行うことで対処することとした。200万語のデータベースの中にさほど登場しない語彙まで解析対象とする必要はないとの判断である。どのような語彙を解析対象から外すかはこれから検討していくが、基本語彙を調整しても使用頻度の高い語彙はすべて網羅されており大きな問題とはならないであろう。このような意味で研究の進捗には影響を受けておらず順調と言える。語彙のみでなく熟語やフレーズの問題もあるので、今後継続してデータベースの整備は行っていく。発音の崩れの頻出度や難易度の解析と同時に著作権フリーの音声作成を行えるためこの面でも遅れはなく予定通りである。サンプル音声の作成は、収録担当の母語

話者を増やしても崩れ音の再現率が上がらなかったためプロのナレーターに依頼することで対処した。プロのナレーターでも再現できない崩れ音も多々存在したが、結果的に約6000種のサンプル音声を得ることができた。これらの音声はEラーニングシステムの中に組み込まれた。Eラーニングシステムの開発における留意点は次の通りである。(1)自分の苦手な発音パターンを検知する仕組み、(2)苦手な音を学習する仕組み。母語話者の発音が崩れているためにリスニングに問題が生じる場合、どれほどの崩れが自分のリスニングに影響を与えているかを知る方法がない。同じ表現でも聞き取れる場合もあれば聞き取れない場合もあるなど発音のバリエーションによって結果が異なってくる。また個人差も大きい。(1)はこれに対処する仕組みであり、ディテーション形式、穴埋め形式の検知機能を実装した。(2)に関しては、発音パターンのバリエーションを提示し、その中から自分が苦手とする音声パターンを探し出し、その音を学習する機能を実装した。これらの機能をもつシステムが現実の学習の中でどのように働くのか。効果の有無、効率性、問題点の洗い出しなど実際の授業で用いることで検証を行っている。昨年度に続き口語音のデータベースの積み増しを行った。その結果、220万語であったデータベースは約240万語となった。このデータベースを用いて語彙の頻出度調査及びそれらの語彙が使われたフレーズの頻出度を調査した。そして頻出度の高い順に発音の崩れのバリエーションを調査した。これらの結果、リスニングを阻害するのは語彙レベルでは発話時間の短さが要因である可能性が高いことが判明した。つまり既知の語彙であってもコンマ何秒という短い時間で発話されると認識できなくなる。そしてこれらの現象がフレーズに組み込まれるとさらにリスニングを難しくする。テキストで見れば非常に易しいフレーズでもあっても音となると認識できなく要因の説明となる。これらのことから難易度の調査は語彙単位ではなくフレーズ単位で行うことが効率的と判断し難易度調査の方向をフレーズ単位とした。本年度の課題は、前述したように(1)口語音データベースの積み増し、(2)そのデータベースを用いて基本語彙及びフレーズの音の崩れを探ること。(3)それらの崩れと日本人のリスニング障害の関係を調査すること、そして、(4)日本人にとって聞き取りにくい崩れた音を再現するサンプル音声を作成することである。このサンプル音声は、次年度に作成予定のリスニング力を養成するためのシステムに用いることになる。本年度の研究では(1)から(3)までは計画通りに進んだが(4)のサンプル音声の作成で予期せぬ問題が発生した。この点については「現在までの進捗状況」にて後述する。概要で述べた(4)のサンプル音声作成が予定通りに進んでいない。難易度分析に用いた原音は誰もがアクセスできる学習素材として用いることができないため、我々は著作権フリーのオリジナル表現を準備しようとしている。
日米欧多国籍企業における国際マーケティング複合化の研究

本年度は国際マーケティング複合化の理論的研究をまとめることと、アンケート調査を行うための項目立てに多大の時間を取られた。理論的研究の方は角松正雄・大石芳裕編著『国際マーケティング体系』ミネルヴァ書房(1996年3月)の拙稿・第6章「国際マーケティング複合化戦略」に成果発表している。そこでは従来の国際マーケティング標準化論争をサーベイし、現在の国際マーケティングが「標準化か適合化か」という問題設定では処理しきれないことを理論的に説明している。そして、それに代わるものとして複合化概念の重要性を強調している。そればかりでなく、複合化を把握する新しい理論的枠組と具体的な方策についても言及した。アンケート調査項目立てはやや難航した。それは色々な企業のヒヤリングや内外の研究者との議論の中で、従来の国際マーケティング標準化あるいは適合化を調べる調査とはかなり異なる項目立てが必要であることが明らかになったからである。とりわけ、平成7年11月から平成8年2月にかけての海外研究者からのコメントで項目立てをかなり修正した。その結果、アンケート発送がかなり遅れることになり年度末になってしまった。計画ではアンケート調査結果のまとめまで今年度に完了する予定であったが、実際にその作業ができるのは平成8年度になる。ただ項目立ての作業の中で、(1)企業全体を対象とするのでなく、対象製品と対象市場を絞って調査すること、(2)意思決定の集権化・分権化とは別に、どの国籍の人間が意思決定するかが複合化にとって重要であること、(3)国際比較のためには第三国市場でのマーケティングを比較すること、が大切なことが分かった。(3)についてはタイでの調査を加えている。調査結果が得られれば、順次、世界的に発表していく予定である。
液体の低速電子衝突によるラジカルイオンおよび溶媒和電子の生成

液体界面付近にある分子の微視的挙動を明らかにすることを目的とし、安定した連続液体流(層流)を真空中に導入する方法を開発した(液体分子線)。この方法と、共鳴多光子イオン化法や質量分析法とを組み合わせることにより、液体界面付近における溶質分子の不均一な溶媒和構造な反応過程を明らかにした。まず、ヨウ化ナトリウム-エタノール溶液の液体分子線に、紫外レーザーを照射すると、光吸収によるヨウ素負イオンからの電子脱離が起こり、その結果クーロン放出によって液体からイオンが放出される現象が観測された。これら放出イオンは、ナトリウムにアルコールの溶媒和したクラスターイオン、ヨウ化ナトリウム会合体にナトリウムイオンの付着したクラスターイオンなどである。ヨウ化ナトリウムの濃度が上昇するに従って(0.2-0.8M)、ヨウ化ナトリウム会合体クラスターイオン強度は増加するなどの結果は、溶液界面付近でヨウ化ナトリウムが会合体を形成していることを示唆している。一方、同様な実験手法を用いることにより、光イオン化によって生成するイオンと溶媒分子との液体界面におけるイオン-分子反応が起こっていることが明らかになった。アセトフェノン-アルコール溶液の液体分子線に紫外レーザーを照射すると、1つのイオン種が選択的に生成する。このイオン種の溶媒依存性及び励起波長依存性から、光励起によって3重厚状態に励起されたアセトフェノンは、溶媒のアルコール分子から水素を引き抜き、さらに光を吸収してイオン化される。このイオン種に対して、周囲の溶媒分子が求核的に反応し、アセトフェノンにアルコールの付加したイオン種が選択的に生成していると考えることによって、このイオンの生成機構は説明される。
π共役分子ゲルからなるアニソトロピック有機相を用いた高選択的HPLC固定相の開発

本研究は多様化する分離対象物質に対して広範に適用し、高い選択性とそのチューニングが可能なメカニズムを有し、かつ逆相モードやHILICモード等に適用できるマルチモードでの分離を実現するための分有機・無機ハイブリッドの開発を行うものである。本年度は、(1)N末端を保護したリシン修飾固定相の開発、および(2)ペプチド修飾固定相の調製と評価を行った。(1)9-フルオレニルメチルオキシカルボニル基でN末端を保護したリシンを合成し、これをGraft-to法を用いてシリカ粒子に固定化した。この固定相の分離能については、ホスト・ゲスト型分子認識剤以上に選択的に分離すると推察される。我々の知る限りにおいて、逆相モードおよびHILICモード等の条件下で現在調査中である。(2)トリペプチド修飾シリカ粒子をGraft-to法によって調製し、HPLCおよび廃水処理のための吸着剤ツールとしての利用の可能性を調査した。調製した様々なペプチド修飾シリカ粒子をカラムに充填し、色素と界面活性剤の水溶液に対して逆相モードによって保持時間を調査した。ペプチド修飾シリカは溶媒から効果的に色素及びアニオン性界面活性剤を吸着することを確認した。π-π相互作用や静電相互作用がアニオン性色素の吸着に対して大きな駆動力となり、さらに界面活性剤のアルキル鎖による疎水性効果はアニオン性界面活性剤の吸着に対しても大きな駆動力になったと推察された。なお、同固定相のHPLCへの展開についても継続して検討中である。当初の目的であるHPLC用充填剤の開発に加え、廃水処理用の吸着剤ツールとしての展開に結びつけ、良好の結果を得た。研究成果の一部は現在学術論文として投稿中。当初研究計画に対して大幅な見直しはないが、廃水処理用の吸着剤ツールとしての展開を継続して実施する予定である。本研究は、多様化する分離対象物質に対して広範に適用し、高い選択性とそのチューニングが可能なメカニズムを有するマルチモードHPLCを実現するための分離剤の開発を行うものである。本年度は、弱い相互作用点の集積と、ミクロ環境(一次構造、二次構造)の制御による選択性の増幅・変換を目指し、(1)相互作用点を芳香族性側鎖とするトリペプチド、および(2)相互作用点をカルボニル基(アミド結合)とし、これをポリマー主鎖上に集積する2種類のアプローチで検討を進めた。(1)具体的には、芳香属性アミノ酸としてチロシンを選択し、Boc-Try-Ala-Tyr-OHおよびBoc-Phe-Aib-Phe-OHの2種類のトリペプチドを合成し、これらのペプチドをGraft-to法を用いてシリカ粒子に固定化して、Sil-YAYおよびSil-FUFをそれぞれ得た。これらをカラムに充填し、芳香族炭化水素やステロイド、ヌクレオチドに対して逆相モードで保持挙動を調査したところ、sil-YAYとsil-FUFは、市販のODSより疎水性が小さいにもかかわらず、水含有量の高い移動相で高い保持係数および選択性を示すことが明らかになった。この機構については現在調査中であるが、これらの開発固定相がHILICモードで利用可能なことが明らかになった。研究目的を達成するために、新たなアプローチとしてイオン液体を有機相とする分離剤の開発を追加したが、それ以外は当初の計画通り、π共役系側鎖を有するペプチドをグラフト化したシリカを合成し、HPLCにおける基本性能を調査し、想定内の結果を得た。とくに研究計画の大きな見直しはない。前年度に合成したペプチドグラフト化シリカ、Sil-poly(ODVIm)-alt-(OMI)を用いて、逆相クロマトグラフィーや親水性相互作用クロマトグラフィーを行う。また、チロシン脂質を修飾したシリカ粒子(Silica-DYS)を固定相とした場合の挙動についても調査を行う。
蛍光CTの基礎となる輸送方程式の逆問題の解の数値的再構成

本課題研究では、次世代医用CTの候補として近赤外光を利用した新たな断層撮影法としての「光トモグライー」を視野に入れ、この現象の基礎方程式である「輸送方程式」の逆問題解析に焦点を当てた。光トモグラフィーは、X線トモグラフィーと比べて生体透過性と直進性では著しく劣るもの発生装置が簡単であってしかも生体への被曝がないことから、新たな医用技術としての期待が持たれている。しかし、基礎方程式の輸送方程式の数学的な解析が困難なことから、全般的には研究が遅れていると考えられる。この状況下で、この問題を応用解析の進展から研究を行ない、将来の開発研究の基礎の可否を検討することが本研究の意義であった。さらに、医療の現場ではこのトモグラフィー技術を高解像度の画像として扱うことが必要があるため、数値解析、特に逆問題の高精度数値計算についての研究を並列して行なった。輸送方程式の逆問題解析の研究では、海洋探査の非破壊検査で輸送方程式が用いられて事例に目をつけ、先行研究の精査を行なったが、順問題の場合とは逆に、解に特異性があって方程式の拡散方程式近似ができない場合の方が、逆問題解析が容易であるという知見を得た。しかし数値解析面では、この場合の数値計算は通常の順問題の場合であっても未解決問題が多いことが分り、今後の研究の道筋をつける程度の成果しか得られていない。一方で、逆問題の高精度数値解析の研究では、これまでに代表者と分担者で開発研究を行なっていた高速多倍長数値計算環境の整備を行ない、Bessel関数などの特殊函数の組み込み化に成功するなど、大いに成果をあげることができた。この成果により、特異性を持つ輸送方程式も、安定した数値計算法が確立すれば、高精度数値計算が可能となった。さらに、最終ゴール考えていた、光トモグラフィーから派生する不連続性・特異性を持つ輸送方程式の逆問題解解析も、解の構造の研究が進めば、高精度数値計算を容易に行なえる数値計算環境が整備された。本課題研究では、将来の新たな医用CTの開発を視野に入れ、輸送方程式で記述される現象の数学解析と数値解析の研究を行っている。X線のような高エネルギー光線の利用は、解像度の高いデータを与える一方、生体に対する影響も甚大である。ここでは、エネルギーレベルの低い電磁波(光)の利用を想定し、基礎方程式としては方向性を考慮する輸送方程式を利用した問題の定式化と解析を行おうとするものである。研究初年度の平成17年度は、輸送方程式を利用した断層撮影技術に関する先行研究を再検討することに主眼を置き、主として数学解析からの調査と研究を行った。これによって、輸送方程式の係数にいわゆる「飛び」の不連続性がある場合の方が逆問題解析が容易であり、逆問題の解の再構成の観点からは、滑らかな係数の場合の方が解析が困難であることが分った。この知見は、係数の滑らかな偏微分方程式の逆問題解析を常に端緒とする現在の逆問題解析の研究方向に対して、一石を投ずる重要な視点である。またこの成果は、光CTに関する幾つかの先行研究においては対象の平均化による第1近似を利用しているが、このアプローチを根本的に反省する数学的な根拠になっているともいえよう。さらに本研究では、数値計算面において、代表者とその研究グループの開発している高速多倍長数値計算環境を輸送方程式の利用を計画している。これと関連して、平成17年度にはFortran90のインターフェースの設計と実装をおこなった。数値計算の現場ではFortranの利用は根強く、将来の高速多倍長数値計算環境の適用を視野に入れた場合、スーパーコンピュータ上で動作する高速多倍長数値計算環境の整備は極めて有意義である。また、高速多倍長数値計算環境上での関数方程式の高精度離散化法を目指し、スペクトル要素法においても新たな知見を得た。平成18年度迄の輸送方程式を利用した断層撮影技術に関する先行研究の検討に加え、平成18年度はこの方法の医用への応用についての調査研究を行った。一般に輸送方程式の係数にいわゆる「飛び」の不連続性がある場合の方が逆問題解析が容易であり、逆問題の解の再構成の観点からは、滑らかな係数の場合の方が解析が困難である。この知見を生体の問題に適用する場合、周波数毎の吸収も考慮する必要があることが分かった。これと関連して、平成18年度にはBessel函数等の特殊函数の組み込み函数化について、設計と実装をおこなった。数値計算の現場では特殊函数の利用は多く、将来の高速多倍長数値計算環境の適用を視野に入れた場合、これをスーパーコンピュータ上で動作する高速多倍長数値計算環境の整備は極めて有意義である。

本課題研究では、次世代医用CTの候補として近赤外光を利用した新たな断層撮影法としての「光トモグライー」を視野に入れ、この現象の基礎方程式である「輸送方程式」の逆問題解析に焦点を当てた。光トモグラフィーは、X線トモグラフィーと比べて生体透過性と直進性では著しく劣るもの発生装置が簡単であってしかも生体への被曝がないことから、新たな医用技術としての期待が持たれている。しかし、基礎方程式の輸送方程式の数学的な解析が困難なことから、全般的には研究が遅れていると考えられる。この状況下で、この問題を応用解析の進展から研究を行ない、将来の開発研究の基礎の可否を検討することが本研究の意義であった。さらに、医療の現場ではこのトモグラフィー技術を高解像度の画像として扱うことが必要があるため、数値解析、特に逆問題の高精度数値計算についての研究を並列して行なった。輸送方程式の逆問題解析の研究では、海洋探査の非破壊検査で輸送方程式が用いられて事例に目をつけ、先行研究の精査を行なったが、順問題の場合とは逆に、解に特異性があって方程式の拡散方程式近似ができない場合の方が、逆問題解析が容易であるという知見を得た。しかし数値解析面では、この場合の数値計算は通常の順問題の場合であっても未解決問題が多いことが分り、今後の研究の道筋をつける程度の成果しか得られていない。一方で、逆問題の高精度数値解析の研究では、これまでに代表者と分担者で開発研究を行なっていた高速多倍長数値計算環境の整備を行ない、Bessel関数などの特殊函数の組み込み化に成功するなど、大いに成果をあげることができた。この成果により、特異性を持つ輸送方程式も、安定した数値計算法が確立すれば、高精度数値計算が可能となった。さらに、最終ゴール考えていた、光トモグラフィーから派生する不連続性・特異性を持つ輸送方程式の逆問題解解析も、解の構造の研究が進めば、高精度数値計算を容易に行なえる数値計算環境が整備された。
科学的・合理的な学生相談手法を確立するための情報科学的研究

学生相談を支援し,知見を引き出す手法を情報科学からアプローチした。学生相談事例のデータとしての構造を人間関係のネットワークの時系列と見なし,これを記録するデータベース構築,表現形式の整備,事例を検索・分類するための基礎的尺度である類似度の定義を行った。心理カウンセラーの協力を得て模擬事例に適用し,評価を行った。実業務へのシステム整備は今後の課題であるが,実用化に向けた基礎が整備された。学生相談の社会的・教育的観点での重要性に鑑み、学生相談の効果的実施方法を探り、そのための知見を引き出すための情報科学的手法の開発を進めてきた。代表者らは実践として、所属大学の学生相談などで利用する学生相談記録システムの構築をすでに手掛けている。23年度中、これらの経験を活かし、学生相談を扱うための要素技術を開発してきており、24年度はそのうえで、学生相談を分析・活用するための技術の開発と分析が課題であった。23年度の知見に基づき、事例に現れる人物間のネットワークが相談の進行に応じて変化することに注目し、人物間の関係ネットワークの時系列を学生相談の骨格構造とすることを提案した。この構造を数学モデルとして、事例の分析法と操作法の構築を試みた。関係ネットワークを構成する関係として人物を特定させる客観的人間関係と心理的立場を扱う主観的関係を明確化した。特に主観的人間関係を定量的に扱うため、いくつかの属性を定めた。実際の事例に近い模擬的事例で試行的に適用を試み、属性の変化を定量的にすることで相談の進展、悪化が明確になることを示した。また、事例の基本操作として提案の構造によって事例と事例の間の類似度を測る計算方法を提案した。人物、関係、関係ネットワークの変化を対応付け、その対応の良さによってどれだけ近いかを与える方法である。これらの成果を国際会議論文、国内への報告等にまとめている。成果を多くの状況に適用するなど、実際の分析に活かすには、手法の細緻な検証が必要である。ここでの経験を生かし、情報工学的技術を活用するための要素的技術開発が23年度の実施内容である。研究対象の技術は記録システムはすでに実用化している相談記録システムの扱う記録の構造に基づき、より高度な分析を行うためのものである。23年度中、学生相談に関して知識表現の観点からの形式化を、データ構造、オントロジーの観点から検討した。データの表現に関しては次の検討を行った。相談事例を繰り返されるセッションの集まりからなる点と、相談事例に含まれる関係する人物の集まり関連する点に注目し、これを形式化した。相談者の所属、学年や相談の種別などの詳細を捨象し、相談の大まかな構造をデータの構造の点で検討し、データベースのスキーマとして与えている。これらについてはデータベースに実装し、模擬的データでその可能性を検討した。またオントロジーの観点から相談に関する検討を行った。オントロジーは概念を明示的に分類する技術であり、これを与えることで詳細な分析が可能となる。相談に含まれる人間関係に注目し、これを扱うための概念のオントロジー分析を行った。相談に必要な人間関係を、人物を位置づける客観的な関係と、心理的関係などの主観的関係に分析し、これらのそれぞれを詳細に分類する枠組みを与えた。これらの項目によって学生相談を情報科学的観点から扱う手法を与え、詳細な情報分析を行うための基礎を与えることができた。23年度中、学生相談に関する事例の収集・整備、事例表現形式の設計、データベースの設計、事例検索技術の開発、周辺知識の整備を行うことを計画した。これらの5項目の内、4項目は十分に進展があり、周辺知識の整備に関して進められていないためこの達成度とした。表現におけるオントロジー手法による研究が特に新手インしている。この手法がよく適していることが判明し、研究計画段階では予定していなかった進展があった。本研究の主目的は、学生相談に関する人工知能・知識発見の観点からの研究の枠組みを開発し、相談分野での知識の分析に利用可能なことを示してゆくことである。この点で2年目のデータ分析研究のための準備を1年目に整備することができたと考えられる。24年度は、整備してきた相談事例表現に関する研究をより一層進めるとともに、これ基づいたデータ分析について研究を進める。このため、相談に関する表現手法をシステムとしての構築方法、相談に関する知識分析手法について進める。後者について社会ネットワーク分析、帰納学習法、特に帰納論理プログラミングの方法を中心に検討する。当初の計画に従って使用する。23年度においては事例等の整理のために謝金を計上したが、オントロジー等の理論的枠組みに進展があったためこの整備を優先することとし、この謝金を使用しなかった。

24年度研究においては、23年度研究未使用額を含めて、物品費としてシステム構築用計算機、関連図書等、また情報収集と研究成果発表に国内外の旅費を利用する。システム構築とデータ分析の補助として謝金を利用する。その他成果発表等のための学会参加費として使用する。
ダウン症者の加齢に伴う運動機能の変化 : 心理面と生理面からの検討

ダウン症者においては,10歳代半ば頃から早期老化の兆候が見られるという報告に加えて,日常生活の動作・行動の基礎となる青年期までに発達する基礎的運動機能が,同年齢の健常児やダウン症児以外の知的障害児と比較して劣っていることが指摘されながら,青年期以後における運動機能の実態については殆ど明らかになっていない。そこで,本研究では,養護学校高等部から50歳代までのダウン症者を対象にして,加齢に伴う運動機能の実態と脳幹部の機能的変化を年代別に明らかにし,また,ダウン症者以外の知的障害者の結果と比較することを通して,その特性を検討しようとするものである。方法対象者と測定場所:養護学校(高等部),知的障害者更生施設,通所施設,教護施設などに在籍し,承諾が得られたダウン症者58名および知的障害者48名の計106名である。測定場所は,学校や施設にある体育館,プレイルーム,または保健室等で行われた。検査:運動機能の検査項目として,握力,背筋力,タッピング,パチンコ玉つまみ,全身反応運動,片足立ち(開眼)を実施した。また,右側面の立位姿勢も記録した。聴性脳幹反応では,刺激音としてクリック音(70dBnHL)を使用し,ヘッドホーンにより両耳呈示した。全対象者に対して1000回加算平均の測定を2試行以上行い,波形の再現性を確認した。結果1)ダウン症者群における身長と体重は,知的障害者群と比較して,身長は各年代で著しく劣っていたが,体重では,やや劣っている程度であった。2)運動項目の測定結果では,ダウン症者群は,全ての項目において,知的障害者群の結果より低く,30歳代,40-50歳代でその差が大きくなる傾向が見られた。3)立位姿勢は,ダウン症者では,10歳代から,首が前に出て,前かがみで,膝の曲がっている状態が多く,知的障害者とは異なる様子がうかがわれた。4)聴性脳幹反応については,ダウン症者群では,III波とV波の頂点潜時とI-V波頂点間潜時が加齢に従って有意に延長した。一方,知的障害者群では,いずれの指標においても加齢と有意な相関を認めなかった。5)ダウン症者群は,知的障害者群に比べて,10歳代ではV波潜時は短いが,加齢に従って逆転し,40-50歳代では延長する傾向が認められた。本研究は,平成8年度より3年間文部省科学研究費補助金(基盤研究C-2)を受け,「ダウン症者の加齢に伴う運動機能の変化:心理面と生理面からの検討」の課題のもとで行った第1年目の報告である。今年度は,養護学校中学部・高等部に在籍する生徒及び精神薄弱収容施設成人棟に在園する園生のうち,10歳代から40歳代までのダウン症者を対象として,青年期以降のダウン症者の心理的特性,特に生活を送るための基盤になると考えられる運動機能を脳幹部の機能との関連で,年齢の増加に伴う機能の測定を実施した。

<方法>1)対象者:北海道と新潟県の養護学校中学部,高等養護学校及び精神薄弱者収容施設成人棟に在籍・在園するダウン症者34名のうち,承諾が得られ測定が可能であった23名(男13名,女10名)を対象とした。2)検査内容と手続き:検査項目は,握力,背筋力,タッピング,パチンコ玉つまみ,片足立ち,歩行姿勢の測定を行った。また,脳幹部の機能について,聴性脳幹誘発反応(ABR)を用いて測定した。<結果と考察>今回の調査では,協力を得られたダウン症者の年齢層は,10歳代(13-18歳)と30歳前後の層(23-31歳)に偏っていたことから,この2つの年齢別にグル-ピング化して検査項目を分析した。1)運動機能の各検査項目の平均値を概してみると,握力と背筋力では,両グループの成績はほぼ同様な傾向がみられた。しかし,タッピングやパチンコ玉つまみでは,10歳代グループの方が価が高い傾向を示した。小筋群の機能は,加齢に伴い緩やかに下降する傾向がうかがわれた。2)聴性脳幹誘発反応の結果では,10歳代グループの方がABR波形の出現及び再現性が良好であり,30歳代グループではABR波形が再現性を持て出現しない者が多かった。この差異については,加齢の影響だけではなく知的レベル等の他の要因が関与している可能性があり,今後標本集団を増やし,知的レベルをある程度揃えた上で検討する必要がある。今回の調査では,20歳代,30歳代後半,40歳代が含まれていないので,2年目ではこれらのグループを中心に調査を実施・継続する計画である。本研究は,今年度が2年目で昨年から継続して,ダウン症者とダウン症以外の精神遅滞者の運動機能と聴性脳幹誘発反応のデータ収集を各年代ごとに行った。特に,昨年,十分ではなかった20歳代,30歳代,40歳代のグループを中心に測定を実施した。今年度,協力が得られたのは,精神薄弱養護学校の中学部・高等部と高等養護学校および精神薄弱者施設成人棟に在籍・在園するダウン症者32名(男性19名,女性13名),ダウン症以外の精神遅滞者32名(男性16名,女性13名〉の計64名である。しかしながら,40歳代以上のダウン症者の数が少なく,対象者として協力を得ることが困難であったことから,3年目もこのグループの測定が必要である。2年目の研究成果:(1)心理面;収集した基礎的運動機能のデータを分析してみると,ダウン症者は,加齢とともに,各機能の平均得点が低くなることが観察された。とりわけ,40歳代にあっては,10歳代から30歳代に比較して著しく低下していることが認められた。一方,対照群である精神遅滞者では,10歳代から40歳代の間において,加齢とともに得点の低くなる傾向がみられるが大きな差異は認めらなかった。つまり,ダウン症者は,40歳代に入ると筋力(握力,背筋力)の衰えが激しく,それに伴い持久力(タッピング)や手指の協応性(パチンコ玉つまみ,全身反応)の機能の衰えが想定される。(2)生理面;聴性脳幹反応の結果では,全般的にいって,10歳代で明瞭に認められた再現性が,加齢に従い消失していく傾向が認められた。再現性が確認されたダウン症者では,若年者はV波潜時の短縮傾向が,加齢に伴いV波潜時の延長傾向がみられた。このような,基礎的運動機能にみられる特性を考慮して,ダウン症者の機能を高める指導が今後の大きな課題であろう。本研究は,今年度が3年目であるが,昨年から引き続き,ダウン症者及び知的障害者において,年代別グループで対象者が十分に得られていない40-50歳代と20歳代の測定を中心に実施した。
細胞内1分子計測顕微鏡の開発と細胞内情報伝達研究への応用

生きている細胞内を顕微操作しつつ、生体分子や分子複合体の反応を1分子・実時間計測するための光学顕微鏡「細胞内1分子計測顕微鏡」を開発することが本研究の目的である。作成した装置を実際の細胞システムに応用しながら装置の最適化を図った。最初の応用例として、上皮成長因子(EGF)による細胞情報伝達系の1分子イメージングを行った。上皮成長因子の細胞膜受容体への結合は細胞内カルシウム濃度の上昇をもたらす。蛍光EGFの結合を1分子計測し、カルシウム応答(蛍光カルシウム指示薬で測定する)とEGF結合の相関を解析した。すべての細胞に応答をもたらすのに十分な結合量は細胞当たり150分子であり、応答の大きさは結合数に無相関であった。細胞(HeLa)は数万分子の受容体を発現しているから、1%程度の受容体の反応で細胞応答がOn/Off的に起こることになる。現在、情報伝達反応回路のどの段階がこのスイッチングを行っているか明らかにするため、受容体下流で働きカルシウム応答のセカンドメッセンジャーIP3産生をおこなう酵素PLCγと受容体の相互作用を一分子計測している。また、昨年作製した装置に光褪色実験用の光学系を組み込んだ、これは、細胞内の一部の場所で蛍光色素標識分子を褪色させ、その後の分子の交換反応を解析することにより、分子運動や分子集積の機構を研究するためのものである。細胞内情報伝達の仲介分子である低分子量G蛋白質Rasは、EGF刺激後の細胞では局所に濃縮しているが、個々の分子はブラウン運動で激しく入れ替わっている。Ras集積の動的平衡を維持する機構を光褪色法で研究する予定である。本年度は、細胞内1分子計測顕微鏡のプロトタイプの組み立てを行った。組み立てた装置は以下のような特徴を持っている。(1)細胞内1分子可視化のため対物レンズ型の全反射光学顕微鏡法を用いている。(3)検出形に新たに設計したtriple-view光学系を組み込んでおり、上記(2)と合わせて様々な蛍光色素の同時観察に対応できるようになっている。(3)長時間イメージングのためタイムラプスカメラシステムをもつ。(4)ハロゲンランプによる通常の落射照明系とレーザーによる全反射照明系を同時に使用することができる。これによって、例えば落射照明系で細胞内カルシウム濃度を測定しながら、全反射系で情報伝達分子の1分子観察をおこなうことができる。あるいは、落射照明系をケージド化合物の光解除に使うなどの応用も可能である。現在、培養細胞を用いて、細胞内情報伝達測定を行うための基礎データを集積している段階である。

現在、情報伝達反応回路のどの段階がこのスイッチングを行っているか明らかにするため、受容体下流で働きカルシウム応答のセカンドメッセンジャーIP3産生をおこなう酵素PLCγと受容体の相互作用を一分子計測している。また、昨年作製した装置に光褪色実験用の光学系を組み込んだ、これは、細胞内の一部の場所で蛍光色素標識分子を褪色させ、その後の分子の交換反応を解析することにより、分子運動や分子集積の機構を研究するためのものである。細胞内情報伝達の仲介分子である低分子量G蛋白質Rasは、EGF刺激後の細胞では局所に濃縮しているが、個々の分子はブラウン運動で激しく入れ替わっている。Ras集積の動的平衡を維持する機構を光褪色法で研究する予定である。
浸水に伴う室内環境と健康への影響解明及び被害低減方策に関する研究

本研究では,水害被害のあった住宅において,住宅の物理的被害及び居住者の健康影響に関して,アンケート調査を行うことにより,被害状況について把握を行った。更に,被災住宅において室内及び床下の温湿度状況と共に,浮遊微生物,揮発性有機化合物の測定,及び床下基礎表面に付着した微生物についても測定も行い,住宅の被害状況について明らかにした。また,浸水被害のメカニズムを把握するために,実大住宅を用いて浸水試験を行い,浸水後の床下湿度環境の実態の一端を明らかにするとともに,今後のシミュレーションを行うための基礎データとすることとした。地球温暖化に伴う気候激化や治水力の限界から、各地で洪水(浸水)災害が頻発し、それに伴って住宅においても居住環境の被害の深刻化と健康影響の増加が懸念されている。一方、我国では省エネ性・居住性や耐震性の改善をめざした工法・設備・建材技術の革新が進み、断熱気密性をはじめとする諸性能は、目覚ましい進歩を続けている。しかし、これら技術革新や設計配慮は必ずしも防災を意図したものでなく、水害等の非常時には却って様々な被害を招く懸念が申請者らの調査研究により明らかになった。本研究は,水害対策に係る技術動向、浸水時及びその後に生じる居住環境上の被害と居住者への健康影響について蓄積した知見を活用して、被害・健康影響メカニズムと関連する建築技術の影響を、実態調査と実験研究により明らかにし、評価と対策方法について提案を行うことを目的とする。本年度は,2地域において直前に浸水被害のあった住宅について,アンケートと温湿度及び空気環境測定を併用した試行調査を実施した。健康影響については,環境調査との関連性を検討するために,更なる蓄積を行う必要がある。また今後の調査対象の確保するために,保健所などのネットワークを通じて新たな協力者の確保を図った。また,床下の木材の吸放湿(含水・乾燥)が床下環境に及ぼす影響を実験的に明らかにするために,基礎的な予備実験を行い,浸水後の乾燥過程も含めた効果検証実験の準備を行った。地球温暖化に伴う気候激化や治水力の限界から,各地で洪水(浸水)災害が頻発し,それに伴って住宅においても居住環境の被害の深刻化と健康影響の増加が懸念されている。一方,我国では省エネ性・居住性や耐震性の改善をめざした工法・設備・建材技術の革新が進み,断熱気密性をはじめとする諸性能は,目覚ましい進歩を続けている。しかし,これら技術革新や設計配慮は必ずしも防災を意図したものでなく,水害等の非常時には却って様々な被害を招く懸念が申請者らの調査研究により明らかになった。本研究は,水害対策に係る技術動向,浸水時及びその後に生じる居住環境上の被害と居住者への健康影響について蓄積した知見を活用して,被害・健康影響メカニズムと関連する建築技術の影響を,実態調査と実験研究により明らかにし,評価と対策方法について提案を行うことを目的とする。実態調査については,水害にあった居住環境の調査及び居住者への健康に関するアンケート調査を行うことで,水害後の環境及び健康に関する状況の把握を行う。また,実験研究においては,モデル住宅を対象に基礎部分を浸水させ,その後の基礎及び室内の環境の変化及び基礎における湿気の変化をモニタリングすることで,湿気発生モデルの構築を目指す。更に,これらの知見から対策方法の提案を行うものである。まず,水害のあった地域において,現場の実地調査を行い,浸水による住宅環境変化について床下及び室内の温湿度,化学物質及び微生物の空気環境項目について測定を行った。それと共に居住者に対する健康影響に関するアンケート調査を行い,浸水による住宅環境変化と健康影響要因との関係について検討を行った。また,実モデル住宅において浸水実験を行い,浸水による基礎の湿気状況,室内における温湿度環境及び浮遊及び付着微生物を始めとする空気環境について測定を行うことで,水害の強度や継続時間の変化を加味して,浸水・乾燥過程をモデル化することで,数値解析を中心に住宅の浸水被害による室内環境の変化について,検討を行った。これらを元に,浸水による室内環境悪化を低減する住宅仕様・部品及び復旧措置などの効果について検討を行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。建築環境・建築設備26年度が最終年度であるため、記入しない。

浸水被害の住宅の環境調査については,試行調査としていたものの,10件程度を対象とした調査が実施できた。さらに床下環境の実験準備についても,来年度行うための準備として,順調に計画・実行することができた。前年度行った水害被害建物の実態調査において,水害直後の環境調査を行ったが,その後冬期にかけての中期的な測定を行い,データの収集を行うことができた。実態調査については,毎年の水害被害状況によるため,対象住宅を確保するのが困難ではあるが,被害の状況をみながら,実行している状況である。また,モデル住宅において,基礎での浸水実験を実施し,その後の床下及び室内環境において温湿度や空気質のモニタリングを行い,床下温湿度環境の水分収支などについて検討を行うことができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。実態調査については,当年度の被害状況を鑑み,柔軟に準備を行い,実施する。また健康影響との関連性について,データがそろい次第検討を行う。床下環境の実験についても,梅雨時期に実大住宅において実施する。実態調査については,引き続き,夏期の水害被害状況をみながら,室内環境の実測及び居住者へのアンケート調査の実施の準備を行い,実行する。また,実験研究においては,浸水させた実験住宅の中期的な床下及び室内環境のモニタリングを行い,基礎的なデータの収集を進める。更に,湿気移動モデルを作成し,基礎から床下,室内環境への湿気移送に関して解析し,そのメカニズムについて検討を行う。更に対策・評価技術の提案を目標に,床下・室内環境を改善する手法について,検討する。実態調査の件数に応じて調整を行ったため,調査費用を次年度に繰り越しを行った。今年度の実態調査として計画した件数に満たなかったため,その分の経費が計画よりも低くなった。また,浸水実験後の環境調査においても,開始が遅れたため,年度をまたいでの環境測定となったため,その分の経費も計画よりも低くなったことが要因である。実態調査については,計画通り実行できるように準備を進め,浸水住宅の調査を行うこととする。更に,モデル住宅での実験を引き続き進め,解析モデルとの整合性について検討を行う。
海洋における混合栄養生物が物質循環に果たす役割の解明

光合成と粒子食の両方を同一生物がおこなう混合栄養は海洋プランクトンにおいては極めて普遍的な現象である。本研究は、種々の手法を用いて研究例の少なかった外洋における混合栄養性プランクトンを定量した。古典的な蛍光標識細菌添加法、および食胞の染色とフローサイトメトリーの組み合わせによる結果は互いによく相関しており、後者の有用性が明らかになった。また、混合栄養生物は貧栄養な亜熱帯海域で相対的な重要性が高まっており、栄養獲得戦略として粒子食が有効にはたらいてる可能性がある。また、同位体標識した餌生物を取り込ませ、超高解像度二次イオン質量分析で観察することにより混合栄養生物を定量する条件を検討した。白鳳丸KH-13-7次航海に乗船し、蛍光標識細菌および現場群集を同位体標識した餌を用いて、摂餌実験を行った。前者のサンプルはすでに解析を終え、南太平洋亜熱帯域において、ナノサイズの鞭毛藻のうち、68%が摂餌能をもつことが明らかになった。しかし、その割合の空間的な変動は明確ではなかった。同位体標識実験のサンプルはフィルターとして保存しており、来年度以降解析を進める予定である。食胞を染色する蛍光プローブLysoTracker Greenを用いて、フローサイトメトリーにより植物プランクトン群集の摂餌能を評価する条件の最適化を試みた。研究室において維持培養している亜寒帯外洋性クリプト藻の株を用い検討したところ、プローブ濃度10 μM、染色時間10分で染色群集の分解能が高く、かつ効率的であることが明らかになった。さらに、窒素欠乏、リン欠乏、および窒素リン充足下で同じ株を培養し、LysoTracker蛍光強度をモニタリングしたところ、栄養塩条件および増殖段階に関わらず全生細胞の80100%がプローブにより染色されることが明らかになった。染色される細胞の割合は対数増殖開始直後にやや低下したが、その後は高く維持された。一方、細胞あたりの蛍光強度は対数増殖開始とともに低下し、対数増殖後期に有意に増加した。これはリン制限、窒素制限に共通して見られた。これらのことより、この外洋性クリプト藻は培養下では常に食胞を維持しているものの、栄養塩制限下で摂餌能を高めていることが示唆された。外洋における混合栄養生物の定量とその摂餌圧の見積もりのため、古典的に用いられてきた蛍光標識細菌添加(FLB)法と蛍光プローブを用いた食胞の染色(FCM)を同時に用い、比較検討を行った。栄養塩環境が劇的に変化する中部北太平洋南北横断測線を白鳳丸KH-14-3次航海を利用して観測した。FLB法とFCM法により推定された混合栄養生物密度はFCM法のほうが数倍高かったが、両者には相関が見られた。絶対値の違いは手法の原理の違いによるものと考えられ、FCM法は潜在的な摂餌能力を見積もっているのに対し、FLB法は実際摂餌を行っている生物を計数しているためであると考えられる。混合栄養生物が全植物プランクトンに占める割合は亜熱帯循環域の内部で有意に高く、窒素やリンといった栄養塩の欠乏が混合栄養生物に相対的に有利な環境を作っている可能性がある。反面、鉄が不足する亜寒帯循環内では混合栄養生物の寄与は小さく、鉄の獲得において混合栄養生物の優位性は大きくない可能性がある。摂餌速度で比較すると、混合栄養生物と従属栄養生物の寄与は全海域でほぼ同等であり、海域ごとの差は見られなかった。今後は両者の摂餌速度を制御する因子の解明が課題となるであろう。なお、これらの成果は論文として投稿準備中である。同位体標識と超高解像度二次イオン質量分析を組み合わせによる混合栄養生物をめぐる物質循環の直接測定実験は、KH-13-7次航海及びKH-14-3次航海の2航海において、南北太平洋で数回実施することができた。現在、サンプルを処理し、測定条件の検討を行っている。年度中に成果を報告することはできなかったが、測定を継続し、全成果と併せて混合栄養生物をめぐる物質循環とそれを制御する要因の一端が解明されるものと期待する。生物海洋学白鳳丸KH-13-7次航海で予定していた実験をすべて遂行することができた。同位体標識サンプルについては、まだ解析を行っていないが、これも近々行う予定であり、ほぼ計画通りに進行している。これに加えて、食胞染色という手法を取り入れることによって、現場での固定や濾過を必要としない摂餌能の評価への道が開けた。これは研究開始時には予期しなかった成果であり、当初の研究の目的の主柱である同位体標識法を補強する手法として極めて有力である。以上より、当初の初年度の計画はほぼ履行されており、研究は順調に進展していると評価する。