hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
教育現場における高機能自閉症の実態と対応方法に関する検討

1.高機能自閉症に対する学校教師の意識を明らかにした。「広汎性発達障害」、「高機能自閉症」の用語の通常学校教師の認知度は37%前後であり、両用語の認知度には比例関係が認められた。「高機能自閉症」の用語を知っている場合、約90%の人は正しい認識を有していた。知識を得た場としては、卒後研修の場が一番多くあげられていた。通常学校教師の自閉症に対する認識は、対人関係の問題というものが多く、その他の自閉症児の多様な状態像に関する認識度は高くなかった。2.教育現場を対象とした高機能自閉症に関する啓発活動を実施し、その有効性を検討した。高機能自閉症に関する研修セミナー及び事例検討会を実施し、最大150人前後の教師の参加を得た。研修セミナー参加者の約6割が、自閉性障害の多様性を理解したという望ましい方向の変化を示しており、セミナーの有効性が伺われた。通常学校の教師を対象とした研修会は高機能自閉症への理解を増し、事例検討会は実際の対応能力を高める可能性が伺われた。3.教育現場における高機能自閉症児の実態とその問題点を明らかにした。研修セミナー・事例検討会参加者の約5070%の教師が高機能自閉症が疑われる児童生徒を経験していた。高機能自閉症が疑われる児童生徒で、適切な評価・診断を受けていたものは28%に過ぎなかった。高機能自閉症が疑われる児童生徒では、全例が学校適応上何らかの問題を呈していた。示された問題には、特定の学年で問題にされやすいものと、どの学年でも共通して問題とされるものがあった。高機能自閉症が疑われる児童生徒が示す問題に関しては、学年があがるにつれて精神障害と見なされやすいことが示された。4.高機能自閉症児を対象とした社会的スキルに関する訓練プログラムを検討した。高機能自閉症児であっても、視覚的手がかりを用い、活動の流れを一貫させた構造化された場がグループ指導に有効であった。パニックに対しては、共感的な対応が有効であった。個々の自閉症児が理解しやすいキーワードを見つけることが、こだわりへの対応で有効であった。通常学校教師を対象として高機能自閉症に関する研修セミナーを実施し、その有効性を検討した。併せて、セミナー参加者の意識と学校における高機能自閉症児の状況を調査した。また、高機能自閉症児を対象とした小グルーブ指導の試みも行った。研修セミナーに参加した通常学校教師55人中47人(85.5%)から回答が得られた。自閉症に関する意識では、80%の人は部分的に正しい知識を有していたが、「変わった子」など不適当な認識もみられた。セミナーにより、自閉症のイメージがよく変化したと答えた人が57%みられた。高機能自閉症については、用語を知っているとの回答は17人36%に過ぎなかった。この17人中15人が実際に高機能自閉症児を経験していた。一方、セミナーにより思い当たる児童・生徒がいるとの回答が17人みられた。結局、32人68%の教師が通常学校において高機能自閉症児と接していることが伺われた。この高機能自閉症児達は、学校では本人の性格の問題、親の育て方の問題などととらえられ、自閉症と理解されていたのは34%であった。グループ指導は、高機能自閉症児10人を対象として、1か月に1回、1回90分で行った。

規則に従った遊びを中心に行った。ことばによる指示を中心とした対応では勝手な行動が多く、課題の遂行が困難であった。それに対して、指示やヒントなどの中で視覚的情報に変換できるものは可能な限り転換した対応を行ったところ、指示に従った行動が増加した。以上より、通常学校の中にいる高機能自閉症児は少なくないことが推察された。しかしながら、自閉症であることに気付かれていることは少なく、多くは不適切な認識がされていることが伺われた。高機能自閉症に関する研修の場を設けることで、こうした状況を改善できる可能性が示された。さらに、高機能自閉症児自身に対しては、視覚的手がかりなど自閉症としての認知特性に配慮した指導が有効と思われた。昨年度有効性を検討した教師に対する研修セミナーを発展させ、今年度は、教師による事例検討会を実施し、その有効性を検討した。事例検討会は1学期に1回開催し、毎回、3例前後の事例検討を行った。150名前後の教師が参加したが、ほとんどの教師が事例検討会形式を高く評価していた。同時に、通常学級にいる高機能広汎性発達障害児の実態を調査した。対象は、セミナー参加の教師である。通常学級にいる高機能広汎性発達障害児と思われる生徒の約半数は、自閉症、高機能自閉症、アスペルガー症候群など、ほぼ正しい診断をすでに受けていた。一方、学習障害として、異なる診断名を受けている生徒も少数見られた。問題点は、ある年代によく認められるものと、年代を共通してみられるものに分けられた。前者では、小学生年代では「友人と遊べない」が、中学・高校生年代では「会話の噛みあわなさ」があげられた。共通する問題は、「友人からの孤立」、「集団行動困難」「こだわりに基づくトラブル」などであった。そうした問題行動に対して有効な働きかけは、『本人の特性を認めながら個別に対応する』というものであった。一方、有効でなかった働きかけとして、『注意・叱責に留まる対応や本人への直接的働きかけをせずに一般的な注意を与える』ということがあげられた。さらに、高機能自閉症児を対象としたグループ指導で対応する上での留意点を検討した。その結果、訓練・指導の構造的側面として、活動ごとに場所を変える、視覚的手がかりを豊富に用いる、見通しを立てられるよう時間の流れをあらかじめ示す、などが有効と思われた。また、こだわり・パニックへの対応としては、本人の気持ちを共感的に受け止める、本人が納得できるキーワードを探し使用する、タイムアウトとして他の場面に連れ出す、事前にやることの確認ときちんとやること約束をしそのことを途中で何度も確認する、などの対応が有効であった。2年間の研究により、事例検討会形式の研修会が有効であることと、高機能広汎性発達障害児への有効な対応方法の一部を明らかにできた。
逐次問題の並列計算の数理とフレームワーク研究開発・実証

これまでの研究で、次の3つの成果を得ている。1)逐次問題の並列化の数理的な性質は「逐次計算を反復計算へ変換し、反復を重ね合わせて並列に計算すること」にあり、収束性は「粗視化積分演算と細かい積分演算の位相誤差に起因すること」を明らかにした。2)フレームワークの要件として、Parareal法の汎用化と多種多様な個別問題への応用の困難性への対応という2つの異なる特性を満たすことが必要であることが分かった。このことから、基本的な方程式の逐次処理部の並列コード化の詳細な手順書(導入編:チュートリアル,具体的テンプレート)と個別代表例(応用編)の整備の必要性)を整備することにした。(c)ムシの群れの行動のような相互作用が複雑(離散的、非線形、条件分岐、非連続等)な計算においても加速は可能であるが、より困難なものとなり、連続関数以外の変数を計算する問題への応用では課題があることが分かった。これらの成果により、逐次計算の並列計算化のための数理・フレームワークの指針を明らかにし、また応用面の拡大における課題も明らかにした。数理的には、並列計算する領域長さのスケールと反復処理の多重性を利用することにより、さらに加速性を向上できる可能性があることが分かった。例えば,非線形現象の時間発展問題を陽解法にて細かい積分演算を実施している場合を考える。この時、粗視化積分演算を陰的時間積分とNewton-Raphson法を使う場合、分割された時間領域の長さのスケールでのParareal法の反復計算と粗視化された時間刻み幅のスケールでのNewton-Raphson法の反復計算の2つの反復があり、異なるスケールでの2重の並列性を利用できることを意味している。またこの2つの並列性は直交しており、並列加速は相乗効果で効く。これは、逐次問題の並列計算化を進める上で有益な指針となる。当初の研究計画では、初年度(H29年度)に数理の検討を、H30年度にフレームワークの開発と応用事例の検討を、最終年度(H31年)に実装・評価・実証、幅広い実応用のための準備を中心に進めていくことなっており、進捗はおおむね計画通りである。数理検討においては、すでに逐次問題の並列計算化の原理を明らかにし、さらに数理の拡張を目指しているところである。そこで、数理の要として明らかにした逐次計算の反復計算化、細かい・粗視化積分間の位相差対応、直交する複数の反復計算の拾い上げを基に、最終年度へ向けより多くの応用候補を分析し、その知見により数理の検討をさらに推し進める状況である。フレームワーク開発においては、当初は固定されたソフトウェアのフレームワークを構想していたが、時間並列計算の特性研究から、以下に述べるように柔軟なものへと方針を変更し開発を進めている状況である。具体的には、フレームワークの要件が大枠としてParareal法的な反復処理を汎用的に支援することであるが、個別には多様な対応が必要なことから、固定フレームワークは利用者にとって扱い難いものとなると判断した。そこで、構築・実装方法は、利用者の利便性を優先し、(a)基本的な方程式の逐次処理部の並列コード化の詳細な手順書と個別の代表例を整備し、書籍としてまとめつつある。開発フレームワークの具体的な逐次計算問題への適用・実証(応用研究)においては、これまでムシの群れの行動のような相互作用が複雑(離散的、非線形、条件分岐、非連続等)で加速が極めて困難であることが推測される問題を中心に研究を進め、解が連続関数的でないもの加速は困難になる傾向があることを明らかにしてきた。このような知見及び数理、フレームワークの知見も含め、再度幅広い応用範囲を再検討し、研究全体を推進する段階と考えている。H31(最終)年度はフレームワーク・応用グループでの実装・評価・実証を進め、数理・フレームワークグループも含め全体で幅広い実応用のための準備を行う。具体的には以下の推進方法を取る。幅広い実応用のための準備のため、数理・フレームワーク・応用グループでこれまでに得られた知見をもとに、再度、幅広い応用を分析し、応用の可能性を分析する。その時、多重スケール問題、反復法による固有値解析手法,、最適化法、カルマンフィルターなどシステム系の分野、ニューラルネットワーク学習、グラフ探索などの情報系分野等を対象にする。そして少数の応用を選び、実装・評価する。これらの研究により応用性の高い分野を明らかにすると共に今後の研究開発の挑戦的課題を抽出する。以上の応用拡大の研究開発の成果から汎用的に有益である技術をチュートリアル、基本的なフレームワークへ取り込み機能を向上させる。またその成果から数理の要である逐次計算の反復計算化、細かい・粗視化積分間の位相差対応、直交する複数の反復計算の抽出の内容を検討し向上させる。最後に成果を今後の発展方向の観点からまとめ、本分野の研究開発の発展を促進するともに成果を広めるものとする。時間発展計算を含む逐次計算を並列化する計算法の数理研究に基づき、その計算アルゴリズムを汎用的なフレームワークとして開発し、これを多くの種類の逐次問題に応用する。H29年度はの主な議論・検討結果は以下の3点である。1)逐次計算問題を並列化するための数理の検討:数理の汎用的な枠組みの方向性は「逐次処理の反復処理化」にあり、反復の重ね合わせが並列可能性を生む。従って、その反復処理を少ない反復数で収束させることにある。数値実験調査の過程で、現象の線形性・非線形性、また現象の支配方程式の型が、粗視化積分法の反復処理の収束に大きく影響を与えることも分かった。

2)並列アプリ構築のための汎用フレームワークの検討・実装:様々な応用の数理・データとプログラムの構造を調査し、フレームワークの要件は反復処理を汎用的にサポートすること、個別の応用は多様な要件をサポートすることが必要であることが分かった。この点とParareal法の試験の情報からフレームワークの要件を検討した結果、フレームワークは利用者にとって扱い難いものとなる可能性があると推測された。そのため、基本的な方程式の逐次処理部の並列コード化の詳細な手順書(チュートリアル、具体手なテンプレート・導入編)と個別の事例(応用編)を整備する方向とした。その準備として、基本的な連続体力学の線形・非線形のフレームワークのプロトタイプを作成した。3)開発フレームワークを具体的な逐次計算問題への適用と実証:これまで時間並列化が適用されていない計算として、自己駆動粒子系(Boidモデル)の数値計算を実施し、近似的にオーダーN解法を実現した上で、時間方向マルチグリッドとして時間並列計算を適用した。さらに、粗視化した表現の検討の必要性について検討した。当初の計画に沿って、検討と研究が進んでいる。放物型方程式(楕円型を含む)の基礎的な知見が得られ、その実用問題への応用としてフェーズフィールド法のプログラムに時間並列計算を適用し、10倍以上の加速率を得た。また、双曲型への適用については、位相精度の問題が大きく、この問題を解決することが重要であることがわかり、具体的な取り組みとして位相に対して高精度な移流スキームの検討を実施している。国外との連携も進め、Leeds大、Jurichスーパーコンピューティングセンターと定期的な情報交換、およびSIAM Conference Parallel Processing 2018において、共同でオーガナイズドセッションを開催し、24件の講演・意見交換によりコミュニティの醸成に寄与した。また、アウトリーチへ向けて、フレームワーク化については、より広範囲な問題へ対応することと、時間並列計算法のアイデアを理解してもらうために、参考コードを付したテキストブックを作成する方針とした。また、産業界からも期待を寄せられ、具体的な課題を通したコラボレーションが進んでいる。これまでの研究で、次の3つの成果を得ている。1)逐次問題の並列化の数理的な性質は「逐次計算を反復計算へ変換し、反復を重ね合わせて並列に計算すること」にあり、収束性は「粗視化積分演算と細かい積分演算の位相誤差に起因すること」を明らかにした。2)フレームワークの要件として、Parareal法の汎用化と多種多様な個別問題への応用の困難性への対応という2つの異なる特性を満たすことが必要であることが分かった。このことから、基本的な方程式の逐次処理部の並列コード化の詳細な手順書(導入編:チュートリアル,具体的テンプレート)と個別代表例(応用編)の整備の必要性)を整備することにした。(c)ムシの群れの行動のような相互作用が複雑(離散的、非線形、条件分岐、非連続等)な計算においても加速は可能であるが、より困難なものとなり、連続関数以外の変数を計算する問題への応用では課題があることが分かった。
全方向移動車椅子の操作性・走行快適性向上に関する研究

高齢社会の到来により,日常生活で介護を必要とする高齢者及び加齢による障害者の増加は不可避である。代表者のグループでは,狭い屋内環境での移動,ベッドへの幅寄せ,軽作業中の移動等に有効な全方向移動車椅子の開発を行った。快適走行制御に関しては,乗り心地,快適性に悪影響を与える周波数帯域(車椅子の固有振動数及び人の内臓の固有振動数)の振動を抑制することにより,定速走行時のみではなく,身体の弱った搭乗者にとって危険な加減速時においても極力負担にならない走行制御法を検討した。その定式化には研究分担者らによって開発されたハイブリッド整形法を用いている。全方向パワーアシストに関しては,介護者の入力を車椅子のハンドグリップに加えられた力及びモーメントで求めた。計測したハンドグリップ入力に応じて,介護者が意図する動作を求め,その運動を実現するよう,車椅子の駆動モータの入力を生成した。その際,入力信号の変動を抑制するための一次遅れコントローラ及び移動方向を決定するためのファジィ方向推論器を設計した半自律衝突回避に関しては,車椅子の誤動作による障害物との衝突を回避する際に,車椅子が検出した環境情報(車椅子周囲の危険度分布)を搭乗者にダイレクトに伝えることにより,違和感のない操作性を実現した。具体的には,障害物を検出した方向に対して,その危険度を計算し,計算した危険度に応じた負荷を入力用ジョイスティックの対応する方向にかけるというハプティックフィードバックを用いることにより,搭乗者の操作指令と車椅子の動きが異なった場合に生じる違和感及び危険性を回避した。代表者のグループでは,狭い屋内環境での移動,ベッドへの幅寄せ,軽作業中の移動等に有効な全方向移動車椅子の開発を行っている。今年度は,搭乗者に不快感を与えない快適走行制御,及び介護者にとって小さな力で違和感のない操作を可能にする全方向パワーアシストに関する研究を行った。SD法,加速度センサによる揺れの測定において,提案方式の有効性が確認された。さらに,全方向パワーアシストに関しては,介護者の入力を力覚センサで計測できるよう,車椅子のハンドグリップを改造し,実際に車椅子をあらゆる方向に押す実験を行い,加えられた力及びモーメントを求めた。この際,介護者による力の個人差が予想されるので,十人程度のデータを採取した。その後,計測したハンドグリップ入力に応じて,介護者が意図する動作を求め,その運動を実現するよう,車椅子の駆動モータの入力を生成した。その際,入力信号の変動を抑制するための一次遅れコントローラ及び移動方向を決定するためのファジィ方向推論器を設計した。比較実験により,提案方式の有効性が確認された。また本科学研究費補助金により,平成14年度には搭乗者に不快感を与えない快適走行制御,及び介護者にとって小さな力で違和感のない操作を可能にする全方向パワーアシストに関する研究を行い,製作した全方向移動車椅子を用いた実験によりその有効性を確認している。平成15年度には,車椅子の誤動作による障害物との衝突を回避する際に,車椅子が検出した環境情報(車椅子周囲の危険度分布)を搭乗者にダイレクトに伝えることにより,違和感のない操作性を実現した。

具体的には,障害物を検出した方向に対して,その危険度を計算し,計算した危険度に応じた負荷を入力用ジョイスティックの対応する方向にかけるというハプティックフィードバックを用いることにより,搭乗者の操作指令と車椅子の動きが異なった場合に生じる違和感及び危険性を回避した。計測した環境計測データに基づいて,製作したジョイスティックのインピーダンスを変化させた。搭乗者がジョイスティックを倒そうとした瞬間にその方向を検出して,移動方向の車椅子の速度成分及び障害物との距離から,ジョイスティックのインピーダンスを決定し,モータに指令を与えた。これにより,障害物のある方向に対しては移動指令を出すことが困難になる。実験及びシミュレーションによりインピーダンスの調整方法を検討した。
有機三角格子磁性体における新奇基底状態とその低エネルギー励起の研究

スピンの量子性により低温極限でもスピンが秩序化しないスピン液体状態は理論的に30年以上前から提案されてきたが、実際にスピン液体が実現しているとされる物質はほとんど知られてこなかった。本研究では、ある種の三角格子を持つ有機物質でこのようなスピン液体状態が実現していることを証明し、さらにこのスピン液体状態において特異な対称性の破れがおきることを見出した。又、超伝導状態はスピンが秩序化した絶縁体近傍で実現すると従来考えられてきたが、上記スピン液体物質と類似の有機物において、スピンの秩序化を伴わない相の近傍で超伝導が現れることを見出した。量子効果の大きなS=1/2スピン系は、高フラストレーション下では、量子揺らぎによりスピンの秩序化が抑制された量子スピン液体状態が実現する可能性が従来より指摘されている。しかしながら、この量子スピン液体が実現しているという現実の物質はほとんど知られていなかった。本研究(18年度)では、二次元三角格子S=1/2スピン系である、[Pd(dmit)_2]_2X;X=(C_2H_5)(CH_3)_3Sbに対し、1.3Kまでの温度域のNMR測定を行うことにより、この物質において量子スピン液体が実現している可能性が極めて高いことを明らかとした。具体的には以下のようなことを行った。まず、実験準備として、完全非磁性NMRプローブの開発を行った。このプローブにより、試料にかける外部磁場の不均一を1Gauss以下に抑えることに成功した。この完全非磁性プローブを用いて、上記物質の^<13>C-NMR測定を行い、以下の点を明らかとした。1.磁気秩序が生じると、秩序化したスピンによる大きな内部磁場が生じるはずである。しかしながら上記物質においては、1.3Kという低温領域まで冷やしても、^<13>Cサイトにおける内部磁場はせいぜい10Gaussオーダーである。2.スピンの秩序化に伴う核磁気緩和率の臨界発散が生じない。上記2点より、この物質においては1.3Kという低温域まで、スピンの秩序化が起きていないことが明らかとなった。1.3Kという温度は、スピン間相互作用(250K程度)の100分の1以下の温度であり、熱揺らぎの影響は十分に排除できている。従って、このことより、量子スピン液体状態がこの系で実現していると結論付けられる。さらにこの量子スピン液体において、3.低温極限において、核磁気緩和率は、指数関数的に減少するのでなく、ほぼ一定である。という点を明らかとした。これは、このスピン液体の励起スペクトルがギャップレスであるということを強く示唆するものである。このような状況下でスピン液体物質の探索が強く望まれていたわけであるが、本研究課題の平成18年度成果により、[Pd(dmit)2]2X;X=(C2H5)(CH3)3Sbにおいて、1.3Kまでスピンギャップ・磁気秩序を持たず、量子スピン液体状態が形成されていることが明らかとなった。(この結果は平成19年度にPhysical Review Bに発表した。)このような量子液体状態において、低温極限で波動関数の対称性の低下があるかどうか、又励起スペクトルはどのようなものになるか等を調べるべく、希釈冷凍機を用いて20mKまでのNMR測定を平成19年度に行った。その結果以下のことが明らかとなった。(1)20mKまで古典的な磁気秩序は存在せず、スピン系は量子力学的液体状態にある。(2)1Kでスピン-格子緩和率に顕著な異常が見られ、この温度で2次相転移(即ち何がしかの対称性の破れ)がある。(3)低温極限のスピン-格子緩和率は温度の2乗に比例しており、1K以下の低温相においてはnode gapが開いている可能性がある。スピン液体状態における対称性の破れは、理論サイドからいくつかの可能性が指摘されていたが、実験的に観測した例は今回が初めてであり、以上の結果はスピン液体の物理に大きな進歩をもたらすものである。本研究課題の昨年度までの成果として、dmit分子上の外側^13CサイトNMR測定により、上記物質は20mKまで磁気秩序は生じないことを明らかとし、基底状態はスピン液体状態であると考えられることを示してきた。また、スピン-格子緩和率の温度依存性に1Kで異常が見られることを見出してきた。ただし、外側^<13>Cサイトは超微細結合が小さく、この異常がスピン系の性質を反映しているかどうかを確定できていなかった。

今年度はこの点を確定するため、dmit分子上の内側Cサイトを^<13>Cに置換した試料を準備し、超微細結合の大きな内側^<13>CサイトにおけるMR測定を希釈冷凍機下で20mKまで行った。この結果、内側^<13>Cサイトでも1Kで緩和率の温度依存性に急激な変化があることを見出し、この異常が間違いなくスピン系の性質を反映していることを明らかとした。この温度でスピン系に2次相転移、即ち何らかの対称性の破れが生じていると考えられる。内側^<13>Cスペクトルでも、線幅の増大は全く見られず、この相転移が古典的磁気秩序で無いことが確認された。また、緩和率の低温極限での温度依存性は温度の2乗に比例しており、相転移以下の低温相では、ノードギャップが開いている可能性があると思われる。昨年までの^<13>C-NMRの実験結果を詳細に解析し、上記物質の圧力-温度相図を完全に確定させ、圧力下超伝導相がスピンギャップ相に隣接していることを示した。この結果は、強相関電子系超伝導は反強磁性秩序相に隣接して出現するという従来の常識を覆すものであり、超伝導発現機構に一石を投じるものである。(この結果はPhys.Rev.BのEditors' Suggestionに選出された。)
マイクロ流路を用いた高次形状を有する中空糸膜の作製方法の開発

中空糸膜はその優れた空間効率から、水処理技術の一つとして広く用いられている。本研究では、マイクロ流路を用いて、形状が精密に制御された中空糸膜を作製する方法について検討した。マイクロ流路内で非溶媒相中に膜材料のポリマー溶液を注入し、管状層流状態を形成させ、非溶媒誘起相分離法によりポリマーを固化させることで、膜材料である疎水性ポリマーのマイクロファイバーを形成することができた。また、ポリマー溶液の内部にさらにポリマーを含まない内部液を注入し、内部液、ポリマー溶液、非溶媒相の三相からなる管状層流を形成させることで、中空ファイバーを形成させることにも成功した。膜分離において、中空糸膜は平膜と比べて空間効率が非常に優れており、産業的にも水処理などで広く用いられている。しかしながら、中空糸膜の作製は内部液、ポリマー溶液、凝固液といった複数の液体を制御する必要があり、既存のマクロな作製装置では微小化や複雑な断面形状をといった高次形状を有する中空糸膜の作製は困難である。本研究では、流体を精密に制御することが可能なマイクロ流路を用いて高次形状を有する中空糸膜の作製方法を開発する。本年度は中空糸膜を作製するためのマイクロ流路構造の設計・作製を行った。中空糸の形成には三相を管状の層流状態に保つ必要があると考えられる。そこで、その前段階として、はじめに、非溶媒誘起層分離(NIPS)法により二相流からマイクロファイバーを作製するための検討を行った。マイクロ流路はソフトリソグラフィーによりPDMSを用いて作製した。流路表面を親水化した十字状の流路構造を用いることで、マイクロ流路中で安定な油中水型の二相流を形成させることができた。また、NIPS法により、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)からなるマイクロファイバーを形成させることができた。流量比により、ファイバーの直径が制御できることも確認できた。マイクロ中空ファイバーを作製するための予備検討として、十字状の流路構造を二つ組み合わせることで、三相流を安定に形成させることができた。以上より、マイクロ流路内でファイバーを作製するための重要な知見が得られた。しかしながら、中空糸膜の作製は内部液、ポリマー溶液、凝固液といった複数の液体を制御する必要があり、既存のマクロな作製装置では中空糸膜の高度な構造制御は困難である。本研究では、流体を精密に制御することが可能なマイクロ流路を用いた、微小構造を有する中空糸膜の作製方法に関する検討を行った。前年度は、フォトリソグラフィーにより十字状の流路構造を設計・作製し、非溶媒誘起相分離法(NIPS)法によるマイクロファイバーの形成に関する検討を行った。本年度は、中空糸膜を作製するためのマイクロ流路構造の設計・作製を行った。内部液と膜材料のポリマー溶液を合流させるための第一合流部、及びポリマー溶液と凝固液を合流させるための第二合流部からなるマイクロ流路を作製した。作製したマイクロ流路を用いて、内部液、ポリマー溶媒、凝固液の三相からなる管状流を形成させることができた。続いて、ポリマーに水処理用中空糸膜の作製に用いられるポリエーテルスルホン(PES)を用いて、NIPS法による中空糸膜の形成を試みた。流量、ポリマー濃度、凝固液組成を適切な条件に設定することで、中空マイクロファイバー構造を形成させることができた。本研究の成果により、マイクロ流路を用いた中空糸膜の作製に関する重要な知見が得られた。今後、従来の手法で作製した中空糸膜との構造や分離膜としての性能の比較評価を行う予定である。当初は外部機関のマイクロ流路加工設備を使用する予定であったが、実験効率の観点から申請者の所属する機関において加工設備の立ち上げを行った。設備の立ち上げに時間がかかり、マイクロ流路の設計・作製に遅れが生じたが、次年度以降は所属機関においてより効率的に実験を進めることができると考えられる。マイクロ流路内での中空糸膜の形成についての検討は、おおむね順調に進んでいる。25年度が最終年度であるため、記入しない。申請者の所属機関においてマイクロ流路や中空糸の形状を制御するためのマイクロノズルなどを設計・作製し、中空糸膜の形成を検討していく。また、形成される中空糸膜の直径の制御や、膜性能の評価・制御を行う。
耳管腺の分泌機構の解明とその制御　＝難治性中耳疾患の治療戦略＝

中耳・耳管粘膜の分泌制御は中耳炎発症機序の解明、そして、その治療および予防戦略に重要である。本研究では、組織学的に粘膜下に豊富な耳管腺の存在を確認した。さらに、耳管組織の初代培養を行い、豊富な分泌顆粒をもつ耳管腺房細胞を分離できた。耳管組織では水チャネルであるアクアポリンの発現を認め、耳管腺分泌に関与していることが示唆された。また、臨床的には耳管開放症を診断するために、耳管開放症(疑い例を含む)301耳でインピーダンス法の波形を解析し、TTAG波形と比較検討し3タイプの波形を耳管閉鎖不全の所見として提示することができた。中耳・耳管粘膜の分泌を制御することは中耳炎発症機序の解明、そしてその治療および予防戦略に重要である。耳管粘膜から分泌される粘液に含まれる高分子糖タンパクのムチン、水チャネルであるアクアポリン、界面活性作用を持つサーファクタントタンパクなどが続々と同定され、耳管における分泌機構の解明が進みつつある。本研究ではマウスを用いて耳管腺の分泌を詳細に解析するとともに、臨床的に耳管障害を有する患者の耳管機能を解析することにより総合的に耳管粘膜の分泌機構を解明しようとするものである。耳管開放症は耳管周囲の組織圧減少がその一因となるが、単に組織のボリュームの減少だけでなく、その背景に耳管分泌の変化が示唆される。耳管開放症の診断基準はまだ確立していなかったが、多くの症例の耳管機能を検討することにより診断基準案を作成し、これを用いてフィードバックを行った。また、耳科開放症治療の第一選択は生理食塩水点鼻療法である。このメカニズムは液体による耳管内腔の物理的閉塞であるが、耳管分泌による耳管粘膜の表面の性状の変化も示唆される。これと耳管分泌との関連について検討を行い、臨床的な症例を集積している。マウスの耳管はヒトに比べ相対的に短いが、耳管腺はヒトと同様に存在する。組織を脱灰後染色し連続切片で耳管腺の分布を検討している。耳管腺培養については採取される組織量が少ないため、安定した培養を行うための条件を設定中である。真珠種性中耳炎、癒着性中耳炎などの難治性中耳疾患の治療はいまなお重要な課題である。中耳・耳管粘膜の分泌に関する研究は中耳炎発症機序の解明に重要である。粘液分泌の本体である高分子糖タンパクのムチンや、水チャネルであるアクアポリン、界面活性作用をもつサーファクタント蛋白などが続々と同定され、現在、耳管における分泌の解明に向けて研究が進みつつある。本研究ではマウスを用いて耳管腺の分泌を詳細に解析するとともに、臨床的に耳管開放症患者での耳管機能を解析することにより総合的に耳管の機能を明らかにしようとするものである。本研究では臨床的には主に耳管開放症患者を対象にして耳管機能を評価するとともにその発症に耳管分泌がどのように関連しているかを検討した。耳管開放症は耳管周囲の組織圧の減少により発症する。単に組織量の減少だけでなく、耳管分泌の変化が示唆される。耳管開放症の診断基準はまだ確立しておらず、多くの症例の耳管機能などを詳細に検討することにより診断基準案を作製した。現在、耳管開放症治療の第一選択は生理食塩水点鼻療法であるが、その効果にはばらつきがみられることがわかった。これに基づいて耳管開放症患者を分類し、耳管周囲軟部組織の容量変化に加え耳管分泌との関連について検討中である。マウスによる耳管腺培養については、まず、耳管の連続切片を作製し耳管全長にわたる耳管腺の構造を明らかにすることとした。耳管腺の培養については条件検討中である。ラットから耳管組織を採取し、組織学的に粘膜下に豊富な耳管腺の存在を確認した。耳管分泌の低下は耳管粘膜表面の粘液線毛機能を低下させ、中耳の感染防御に支障をきたすとともに、耳管峡部での耳管閉鎖不全の一因となると考えられる。耳管開放症の原因として最も多いのはるいそうに伴う耳管周囲組織のボリューム減少であるが、耳管分泌障害も耳管閉鎖障害に関連していることが示唆される。臨床症例での検討では、分泌異常による口腔乾燥をきたすシェーグレン症候群では耳管開放症を合併することがあることもこれを支持する所見である。

耳管機能検査として耳管鼓室気流動態法(TTAG法)は耳管閉鎖不全を検出するのに優れた方法であり、耳管開放症の所見が間欠的に発現することを考慮しても約70%の陽性率を示す。しかし、臨床的にはその機能が搭載された機種は十分に普及していない。それを補完する方法としてインピーダンス法があるが、その波形については現在まで明確な診断基準がなかった。本研究では耳管開放症(疑い例を含む)301耳でインピーダンス法の波形を解析し、TTAG波形と比較検討し3タイプの波形を耳管閉鎖不全の所見として提示することができた。医学マウスの耳管腺培養実験では、採取される耳管組織の質、量が安定せず、条件を再検討中である。臨床的にヒトの耳管異常の解析は順調に症例集積されている。マウスを用いた実験では組織量が少ないため、安定的に耳管腺組織を扱うための条件を検討中である。臨床的に耳管機能を解析することについてはデータは順調に収集できている。マウスとヒトでは耳管構造に著しい差があり、臨床データの集積は基礎実験を補完する意味でも重要である。これまで以上に、動物実験と並行して耳管機能検査などの臨床データの解析を進めていく必要があると考えられた。マウスとヒトでは耳管の構造に差があるため、臨床データの集積は重要である。動物実験と並行して耳管機能検査などの臨床データの解析を進めていく必要があると考えられた。マウス耳管腺の培養の条件設定を確立させること、また、分泌や病的状態に関与するタンパクの局在なども調べる必要があると考えられた。今後は耳管腺の培養に関する実験だけでなく、生理的、病的状態における分泌タンパクや炎症関連タンパクの局在の変化なども並行して進めていく。また、耳管疾患患者の生理機能データの解析も行っていく。本年度は耳管腺の病態を調べるため臨床データの集積を積極的に行った。マウスの耳管腺実験は遅れることとなった。次年度使用額は、当初計画していたマウス耳管腺生理実験を次年度に延期することによって生じたものである。延期した動物実験に必要な経費として平成26年度請求額とあわせて使用する予定である。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成25年度請求額とあわせ、平成25年度の研究遂行に使用する予定である。
溶液の物理化学に基づくタンパク質立体構造予測法の開発

近年我々の研究グループで開発した自由エネルギー関数は水和に着目している。その関数を用いて、従来から一般によく用いられている構造サンプリング法と組み合わせ、蛋白質の立体構造予測を実施した。11種類の蛋白質に対して、フラグメントアッセンブリ法(FA法)およびモデル比較法(CM法)を用いて、試験的に計算を実行した。挑戦した蛋白に関する限り、主鎖炭素(Cα)のRMSDで、約2. 0Å程度の範囲内で構造予測に成功した。さらに粗視化モデルによる天然構造近傍(RMSD<3Å)の局所的な構造サンプリングを実施したところ、直線的な正の相関が得られたので、更なる予測精度の向上には、サンプリング方法に改善の余地が残されている結果となった。ポストゲノム計画の中心課題は、タンパク質の立体構造と機能との相関を明らかにし、タンパク質を主役とする生命現象発現の分子機構を解明することである。その際、克服するべき課題は大きく2つ存在する。膨大にある蛋白質立体構造を検索できる効率的方法と、構造に対する何らかの精密なエネルギー関数の開発である。我々のスコア関数は、系の自由エネルギーを正確に記述できれば、蛋白質の天然構造の予測が可能になるとの立場から、溶媒である水に積分方程式理論を用い統計力学的に系の熱力学量を計算しており、蛋白質を粗視化することなく水の分子描像を密度分布関数という形で残したまま、熱力学量を厳密に得ることができるという利点がある。研究代表者は、タンパク質が存在する環境である水に着目することによって、タンパク質立体構造形成における主要な物理化学的因子を理論的に見出しており、本研究は、その物理化学的因子に基づき、タンパク質の立体構造をそのアミノ酸の一次配列から決定する計算化学的な方法論を確立することを目的としている。研究代表者らは、タンパク質が存在する環境である水に着目することによって、タンパク質立体構造形成における主要な物理化学的因子を理論的に見出している。本研究は、その物理化学的因子に基づき、タンパク質の立体構造をそのアミノ酸の一次配列から決定する計算化学的な方法論を確立することを目的としている。今年度は、京都大学の木下正弘教授とともに、その因子の効果が顕著になる水溶媒の高圧条件を理論上構築し、タンパク質の立体構造に与える影響を観察した。その結果、タンパク質の圧力変性のメカニズムに関して、液体論的立場から新たな知見を与えるとともに、溶媒和エントロピーがタンパク質の立体構造を決定する支配的因子であることを見いだした。詳細な結果は査読付き論文、Journal of Chemical PhysicsおよびPhysical Review Eに掲載済みである。以上のような知見をもとに、タンパク質立体構造を予測するためのエネルギー関数の最適化を行い、現存するタンパク質の偽物構造群から天然構造を見いだすことに成功し、天然構造が与えるエネルギーの値の偏差値から判断すると、さらにエネルギー関数の精度が増したことを確認した。この関数を用い慶応大学の光武亜代理助教とともに構造サンプリングの手法を組み合わせ、新たなソフトウェアを開発した。これらの成果の詳細は生物物理学会第46回年会にて発表した。この知見をもとに、タンパク質立体構造を予測するためのエネルギー関数の最適化を行い、現存するタンパク質の偽物構造群から天然構造を見いだすことに成功し、天然構造が与えるエネルギーの値の偏差値から判断すると、さらにエネルギー関数の精度が増したことを確認した。この関数を用い東京工業大学の櫻井実教授とともに構造サンプリングの手法を組み合わせ、新たなソフトウェアを開発した。今年度は、その因子の効果が顕著になる水溶媒の高圧条件を理論上構築し、タンパク質の立体構造に与える影響を観察した。

この知見をもとに、タンパク質立体構造を予測するためのエネルギー関数の最適化を行い、現存するタンパク質の偽物構造群から天然構造を見いだすことに成功し、天然構造が与えるエネルギーの値の偏差値から判断すると、さらにエネルギー関数の精度が増したことを確認した。この関数を用い構造サンプリングの手法を組み合わせ、新たなソフトウェアを開発した。その結果、200残基程度以下の蛋白質に関して、RMSD<2Åの精度で予測が可能になった。ポストゲノム計画の中心課題は、タンパク質の立体構造と機能との相関を明らかにし、タンパク質を主役とする生命現象発現の分子機構を解明することである。その際、克服するべき課題は大きく2つ存在する。膨大にある蛋白質立体構造を検索できる効率的方法と、構造に対する何らかの精密なエネルギー関数の開発である。我々のスコア関数は、系の自由エネルギーを正確に記述できれば、蛋白質の天然構造の予測が可能になるとの立場から、溶媒である水に積分方程式理論を用い統計力学的に系の熱力学量を計算しており、蛋白質を粗視化することなく水の分子描像を密度分布関数という形で残したまま、熱力学量を厳密に得ることができるという利点がある。研究代表者は、タンパク質が存在する環境である水に着目することによって、タンパク質立体構造形成における主要な物理化学的因子を理論的に見出しており、本研究は、その物理化学的因子に基づき、タンパク質の立体構造をそのアミノ酸の一次配列から決定する計算化学的な方法論を確立することを目的としている。様々な理論解析から、エネルギー関数は水和エントロピーと蛋白質折り畳みに伴う脱水和のペナルティーという形式で表現できることを示した。さらに、そのエネルギー関数を用い、従来の構造検索法と統合を計ることで、比較的小さな(200残基以下)の蛋白質に関し、主鎖炭素の位置標準偏差で3A以下の精度で立体構造予測に成功した
陽イオン比および面内歪制御に基づく新規強誘電体複合酸化物薄膜の開発

次世代の不揮発性メモリの候補の一つとして、強誘電体薄膜を利用した強誘電体メモリの実用化が期待されている。本研究では全く新しい着想点から、PZT薄膜の自発分極を超える強誘電性を発現させる事を目的とする。本研究は常誘電体であるSrTiO_3 (STO)ホモエピタキシャル薄膜から陽イオン比の化学量論組成比からのずれに起因した強誘電特性を発現させ、さらに基板との格子不整合性による面内歪を利用する事で今までにない大きな自発分極の達成を目指した。最終年度として下記の項目を達成した。1. STO薄膜中に陽イオンの組成比変化に起因した欠陥導入と制御を確立した。2.任意の欠陥構造を簿膜中に導入することにより電気伝導性の向上及び強誘電性の発現を達成した。SrTiO3薄膜中に陽イオン不定比性に起因した欠陥構造を導入することに成功した。さらに、この欠陥構造に関して、製膜条件を精密に制御することにより、変化させる事に成功した。すなわち、この任意に制御を行った欠陥構造を、本研究目的である強誘電性発現、そして派生成果として電気伝導性の向上に応用した。その結果、欠陥構造制御を行ったTi過剰STO薄膜において、量子常誘電体であるSTOから強誘電性を発現させ、さらに電子ドープを行ったSTOにおいて報告されている中で最も大きな電子移動度約53,000cm^2V^<-1>s^<-1>を達成した。これらの物性発現は、不定比性に起因した欠陥構造創出する応力場と密接に関係しているものと考えられる。つまり、この欠陥構造に起因した応力場を制御することにより物性の発現及び向上を達成した。このことは、本研究成果は今後、ペロブスカイト型酸化物における新たな物性制御の指針を示す事に繋がる成果であると言える。(抄録なし)次世代の不揮発性メモリの候補の一つとして、強誘電体薄膜を利用した強誘電体メモリの実用化が期待されている。本研究は常誘電体であるSrTio3(STO)ホモエピタキシャル薄膜から陽イオン比の化学量論組成比からのずれに起因した強誘電特性を発現させ、さらに基板との格子不整合性による面内歪を利用する事で今までにない大きな自発分極の達成を目指す。目標達成の為、下記の項目を初年度計画とした。それぞれの進捗状況に関して状況を述べる。初年度研究計画1.高品質な薄膜を作製する為に装置の改良を行う。2.Sr過剰からTi過剰までのSTO薄膜を作製する。3.強誘電性測定方法の確立(4.強誘電性発現機構解明の為の手法を確立(10pmオーダーにおける原子位置変位の可視化))1.現行のパルスドレーザー堆積法装置の改良を行った。具体的には、薄膜中の組成制御をより精密に行う為に、レーザー照射系の改良を行った。また、さらに高品質な薄膜を作製する為、現状の成膜温度1000°Cよりも高温にて成膜を行えるよう基板ホルダーの工夫を行い1150°Cまで成膜温度を上げることに成功した。2.薄膜中の欠陥構造はTi過剰側では理論的に予測されている均質分散化したSr空孔を形成させ、Sr過剰側では過剰なSrO層を形成させた薄膜の作製に成功した。3.計測装置の立ち上げを行った。現在、強誘電性測定の為の電極作製に取り組んでいる段階である。4.本項目は次年度(平成24年度)の研究計画に含まれている課題であるが、研究の進行上、上記3の課題を達成する前に取り組んだ。成果としては、強誘電性発現のメカニズムを明らかにする手法を確立させるために、走査型電子顕微鏡像から原子変位及び空孔の情報のみを抽出することにより欠陥近傍の陽イオンの僅か10pm程度の変位を可視化する事に成功した。現在、本研究成果を論文として投稿している段階である。本研究は常誘電体であるSrTiO3(STO)ホモエピタキシャル薄膜から陽イオン比の化学量論組成比からのずれに起因した強誘電特性を発現させ、さらに基板との格子不整合性による面内歪を利用する事で今までにない大きな自発分極の達成を目指す。目標達成の為、下記の項目を本年度計画とした。本年度研究計画1.STO薄膜中に陽イオンの組成比変化に起因した欠陥導入と制御を確立する。2.欠陥構造に起因した電気伝導性の測定3.強誘電性測定方法の確立1.昨年度取り組んだ薄膜の高品質化(具体的には適切な雰囲気制御と高温性膜)により、Sr過剰側では過剰なSrO層を形成させ、Ti過剰側でにおいてユニークな欠陥構造であるSrクラスタリングを形成させた。さらに、成膜条件を詳細に検討することにより、欠陥密度をも制御する事に成功した。

2.誘電特性を測定する前段階として欠陥構造が電子移動度に与える影響を検証した。薄膜にNbによりキャリアドープした種々の欠陥構造を含むSTO薄膜を作製した。その結果、Sr過剰STO薄膜では絶縁体となり、Ti過剰STO薄膜ではSTO単結晶の3倍以上もの大きな移動度が測定された。この非常に大きな移動度は薄膜中の誘電率異常と密接に関係していると考えられる。このことはSTO強誘電性薄膜を検証する上で非常に重要な知見を与える可能性がある。3.強誘電性測定を確立する為、次の課題を一つ一つ達成した。下部電極となる高品質SrRuO3薄膜の作製。上部電極の形状及び材質選定。測定手法の正しさを確認するための高品質BaTiO3薄膜の作製。以上の課題を達成することにより、代表的な強誘電体であるBaTiO3薄膜のP-Eヒステリシスを測定する事に成功した。次世代の不揮発性メモリの候補の一つとして、強誘電体薄膜を利用した強誘電体メモリの実用化が期待されている。本研究では全く新しい着想点から、PZT薄膜の自発分極を超える強誘電性を発現させる事を目的とする。本研究は常誘電体であるSrTiO_3 (STO)ホモエピタキシャル薄膜から陽イオン比の化学量論組成比からのずれに起因した強誘電特性を発現させ、さらに基板との格子不整合性による面内歪を利用する事で今までにない大きな自発分極の達成を目指した。最終年度として下記の項目を達成した。1. STO薄膜中に陽イオンの組成比変化に起因した欠陥導入と制御を確立した。2.任意の欠陥構造を簿膜中に導入することにより電気伝導性の向上及び強誘電性の発現を達成した。SrTiO3薄膜中に陽イオン不定比性に起因した欠陥構造を導入することに成功した。さらに、この欠陥構造に関して、製膜条件を精密に制御することにより、変化させる事に成功した。すなわち、この任意に制御を行った欠陥構造を、本研究目的である強誘電性発現、そして派生成果として電気伝導性の向上に応用した。その結果、欠陥構造制御を行ったTi過剰STO薄膜において、量子常誘電体であるSTOから強誘電性を発現させ、さらに電子ドープを行ったSTOにおいて報告されている中で最も大きな電子移動度約53,000cm^2V^<-1>s^<-1>を達成した。これらの物性発現は、不定比性に起因した欠陥構造創出する応力場と密接に関係しているものと考えられる。つまり、この欠陥構造に起因した応力場を制御することにより物性の発現及び向上を達成した。このことは、本研究成果は今後、ペロブスカイト型酸化物における新たな物性制御の指針を示す事に繋がる成果であると言える。交付申請書に記載した研究計画の一部は計画からやや遅れている。しかしながら、次年度に計画していた研究が既に成果が出ており(9.研究実績の概要にて記載済み)、さらに、研究成果として論文を投稿中である。このことから、全体としてはおおむね順調に研究は進展していると言える。当初の目的である非化学量論組成STO薄膜の強誘電性をまだ測定するに至っていない。しかしながら、非化学量論組成STO薄膜において誘電率変化に起因していると考えられる物性変化が確認された。さらに、その変化は単結晶から得られる値の数倍向上した結果を得るに至った。また、本研究で用いる強誘電性測定の正確性を確認することに成功した。
海棲哺乳類の資源管理と生息環境に関する基礎的研究

本研究では、海棲哺乳動物の生活史(分類、成長、繁殖、行動、食性など)のデータをもとに合理的な資源管理を模索するとともに、海棲哺乳類を指標とした有害化学物質(有機塩素系化合物、有機スズ化合物、重金属類など)による海洋汚染のモニタリング研究を実施した。特に、有害化学物質による生息環境の汚染は、海棲哺乳類の繁殖や生存に影響を与えることから、その生物影響についても言及した。本研究課題で得られた研究成果をもとに学術論文37編、報告書・総説36編を発表すると同時に、国内外の学会発表49回、および一般講演28回を行った。イシイルカ、バイカルアザラシ、カスピカイアザラシに関する生活史研究と彼らを指標とした環境モニタリング研究は国際的にも高い関心を持たれている。なかでも、イシイルカが餌生物のバイオマスの変化に応じて主要な餌生物の種類をスイッチさせている現象を明らかにした論文は、国際的評価が高い。バイカル湖に生息しているバイカルアザラシの生活史を正確な年齢査定の方法を用いて解析した論文は、国内外の研究者からも注目されている。同時に、バイカルアザラシを通じてバイカル湖の環境汚染を推察し、バイカル湖南部のパルプ工場排水がバイカル湖を汚染し、バイカルアザラシの生存を危うくしているとの私たちの調査結果は、世界の人々に驚きをもって受け入れられた。また、カスピカイアザラシを指標としたカスピ海における環境汚染の研究は、国際的に注目されている。平成11年12月にマウイで開催された国際海棲哺乳学会では「カスピカイアザラシの危機」、平成12年4月に国立マレーシア大学で開催された「内分泌攪乱化学物質の国際会議」では「海棲哺乳類の生活史に基づいた有害化学物質の蓄積特性」、平成12年5月に開催されたUNESCO主催の会議「カスピ海とその周辺域の環境」では「カスピカイアザラシの生活史特性値と有害化学物質の蓄積特性」、平成13年3月に日本で開催された日米専門家による「内分泌化学物質の汚染とその環境評価に関する会議」では「海棲哺乳類に蓄積する有機塩素系化合物とその生物影響」を紹介した。このように、本研究課題で得られた知見をもとに、さまざまな国際会議で招待講演を行ってきた。これらの活動を通じて、海洋環境に配慮した新しいタイプの資源管理システム確立の重要性を説くとともに、彼らの生息環境の保全の必要性を国内外にアピールしてきた。今年度実施した研究内容は以下の4つの課題に集約できる。(1)海棲哺乳類の形態的特徴をもとにした系統群判別研究、(2)年齢査定や生殖線調査の結果をもとにした生物学的特性値の研究、(3)イルカの胃内容物を用いた食性の研究、および(4)イルカに蓄積している有機塩素系化合物、重金属類、有機スズなどの化学物質による海洋汚染の研究。その研究成果と今後の課題を以下に記す。(1)カマイルカの頭骨形態や成長様式の比較から、日本近海に生息しているカマイルカには、日本海系統群と北西太平洋系統群の少なくとも2つの系統群が存在することを明らかにした。今後、漁業管理を各系統群ごとに実施できるような管理システムを試行する。

(2)和歌山県太地で捕獲されたサラワクイルカの生物学的調査から、本種の性成熟年齢は雄では7-10歳、雌では5-8歳、寿命は17.5歳、繁殖周期は約2年と推定された。この生物学的特性値を他のマイルカ科の種類と比較すると、本種の再生産率が極めて低いことが明らかになった。今後、本種の漁業管理に必要な他の情報も収集する。(3)北太平洋の寒冷海域に生息するイシイルカの食性解析から、北太平洋の系統群では、夜間から明け方に中深層性の魚類やイカ類を捕食しており、オホーツク・日本海系統群では、日中、表層性の魚類やイカ類を捕食していることが明らかになった。現在、イシイルカの捕食戦略を解明中である。(4)東アジアに生息するイルカ類の体内に蓄積している有機塩素系化合物(PCBs,DDTs,HCHsなど)や有機スズを分析した結果、近年、この海域における有害化学物質による汚染が深刻な状況であることが明らかになった。現在、この予備調査の結果をもとに、東アジア諸国の研究者との国際共同研究を実施中である。今年度実施した研究内容は以下の4課題に集約できる。(1)海棲哺乳類の形態的特徴をもとにした分類学的研究、(2)年齢査定や生殖腺調査の結果をもとにした生物学的特性値の研究、(3)海棲哺乳類の胃内容物を用いた食性の研究、および(4)海棲哺乳類に蓄積している有機塩素系化合物、重金属類、有機スズ化合物、および放射性化学物質による海洋汚染研究。その研究成果と今後の課題を以下に記す。(1)カマイルカ属(Lagenorhynchus)6種の外部形態、体色、頭骨形態を比較して、これら6種の類縁関係を明らかにした。同時に、北太平洋に生息しているカマイルカの系統群判別研究を行い、日本近海に日本海系群と北西北太平洋系群の2系統群が存在することを明らかにした。(2)宮崎県青島海岸に漂着したカズハゴンドウ119頭の生物学的調査から、本種の性成熟年齢は雄で15歳、雌で11.5歳であり、最大年齢は45.5歳であった。雌は全体の39.5%を占め、性成熟率は87.2%であった。雌の年間排卵数は0.28個で、1繁殖周期は3.5年と推定された。(3)北太平洋、日本海、オホーツク海に生息するイシイルカの食性解析から、イルカの捕食戦略を解明した。生息環境により摂餌戦略が異なり、北西北太平洋では夜間から明け方に中深層の魚やイカを捕食するが、オホーツク海では日中に表層性の魚やイカを捕食していることが明らかになった。餌生物の生物量に対応して、主要餌生物種が変化することも明らかになった。(4)東アジアに生息するイルカ類の体内に蓄積している有機塩素系化合物や有機スズ化合物の分析結果をもとに、海洋汚染の状況を把握し、今後の対応策を検討した。1998年10-11月には海洋汚染に関する国際シンポジウムを開催し、国内外の研究者と情報交換を行うと同時に、今後の国際共同研究の打ち合わせを行った。平成11年度の本研究実績の概要を以下に報告する。1.日本近海には少なくとも3系統群のイシイルカが生息しているが、体色の特徴から明らかになった。2.イシイルカのmtDNAによる解析から、日本海・オホーツク海系統群は、太平洋岸の系統群に比較して、ハプロタイプの多様性に富んでいることが明らかになった。