hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
失われゆく石蔵の歴史的、技術的特徴と再生活用に関する研究

明治までの石蔵は、土蔵の表面に石を貼り付け、鉄釘で留めるなまこ壁形式であり、表面には薄く加工した凝灰岩の他、鉄平石のような自然の石も使われた。特に後者の蔵は長野地方などに残るが、調査研究が不十分であり、詳しい実測の必要性が認識された。また伊豆下田や大谷では加工された薄石を貼り付ける形式から石を積み重ねる構造に変化したことが分かっており、明治末から大正期に日本における組積造の技術が習熟していく過程を知る資料として興味深い。石蔵が数多く残る栃木県宇都宮市大谷地区を中心に、石蔵集積地域の悉皆調査を行ってきた。大谷は現在でも「大谷石」の採掘が行われ、日本を代表する凝灰岩の産地である。これらの石蔵の保存や、景観を配慮した利活用などについて検討してきた。また石蔵の細部技術についても考察を進めている。特に屋根に石を用いる技術に着目し、大谷地、伊豆、福井の石蔵や、新島のコーガ石、対馬の石屋根について現地調査を実施してきた。下地板を一面に敷く瓦屋根と違い、石屋根は母屋桁に直接載せられる。そのため架構が複雑であることがわかった。屋根架構を担当する大工と、壁の石積みや石屋根を準備する石工との間でどのように作業が分担されていたのかを探っている。平成28年度はこれまでに実施した調査の成果をまとめるとともに、補足調査として宇都宮市の大谷地区、千葉県の鋸山、山形県高畠町において現地調査を実施した。栃木県宇都宮市には地元産の大谷石を利用した石蔵が多数残され、石の町に相応しい景観を生み出している。だが生活スタイルの変化に伴って、単なる物置と化した石蔵が多いのが実情だ。そのため傷みが生じ不要となると取り壊しに直結するおそれが強い。住民にその価値を伝えるため、地元のNPOや宇都宮大学は石蔵集積地区の調査を進めており、研究の一環としてその活動に参画した。平成28年度は調査結果を住民に提示し、石蔵を残すための意見交換会を実施した。山形県で産出される高畠石は加工が容易な凝灰岩で、古墳の石室や石鳥居、石橋や駅舎など古代から近代に至るまで幅広く使われてきた。同じ凝灰岩の大谷石との比較を進めるため、現地で調査を行った。平成28年4月に熊本地方で大地震が発生した。熊本城の石垣が崩れ落ち、甚大な被害をもたらしたことは記憶に新しい。肥後の石工で知られるように熊本は石造文化が発達した地域で、凝灰岩系の石橋や石蔵、石塀が多数作られている。そこで被害の状況を把握するために熊本で調査を行った。石蔵や石橋が特に多く残る人吉地方では震度が4程度だったこともあり、被害は皆無に近く、石を積み重ねた組積造は中程度の揺れに対して充分耐えうると感じられた。震源地に近い熊本市内や益城町では石塀の倒壊が認められ、細かな彫刻が崩落によって割れたり欠けたりしていた。だが、修理を施すにも石塀を築いた石工は既に世を去り、また修復を行うことができる熟練の石工もほとんどいないことが判明した。危険な状況を放置するわけにもいかず、修復可能であっても撤去、廃棄された石塀も見られた。修理や修復を要する伝統的な石造建築は今後増えると予想され、修復を担う人材の育成が急務である。栃木県宇都宮市大谷地区を中心に、石蔵が集積する地域を対象に地元のNPOと協力しながら悉皆的な調査を実施した。この調査を通じて石蔵の変遷を追うことができ、石蔵の指標になり得ることが期待される。また石蔵を所有する住民と石蔵の利用や保存について意見交換会を実施し、石蔵の重要性や景観保存を共有することができた。海外の安価な石材に追われ、また組積造は地震に弱いとされることから、凝灰岩の需要は大きく減った。
神経活動におけるホスホリパーゼA_2活性化の生理的意義

モルモット回腸壁内神経叢からの受容体刺激によるアセチルコリン放出が、ホスホリパーゼA_2(PLA_2)の活性化により遊離されるアラキドン酸から生合成されるプロスタグランジンにより、神経細胞内のcyclic AMPの増加、それに続くprotein kinase Aの活性化を介して調節されていることを示唆した。更に、シナプス前膜に存在するムスカリン受容体の活性化によるアセチルコリン放出の抑制にはホスホリパーゼC-protein kinase Cの抑制が一部関与していること、アトロピン存在下での遊離やprotein kinase Cの活性化により生じる遊離がPLA_2阻害剤により著しく抑制されることからprotein kinase CがPLA_2の活性を調節していることを示した。これらの結果より、PLA_2の活性化と結果としての代謝産物が神経伝達物質放出機構の重要な因子であり、生体内活性物質による遊離調節の一部はこの酵素活性を制御することによることが明らかとなった。また、ラット脳からシナプス前膜とシナプス顆粒をそれぞれ別々に単離し、膜標本にCa^<2+>存在下にPLA_2を処理しシナプス顆粒と混ぜ合わせたところ、膜融合とアセチルコリン遊離がCa^<2+>非依存性に生じるが、無処置の膜標本を単純に混ぜ合わせただけでは反応が認められないことを明らかにした。更にアラキドン酸はPLA_2の作用に相乗的に働くことも認めた。内分泌組織である耳下腺標本でも膜融合とアミラーゼ分泌にPLA_2の活性化が関与していることを示した。これらの結果は、PLA_2は神経伝達物質の遊離や分泌において、その最終段階である膜融合時に機能していること、Ca^<2+>の活性化に必要であることを示唆している。以上、神経伝達物質放出から内分泌に至る生体内の物質遊離機構に、PLA_2の活性化およびその代謝系が広く関わっていることが明らかになった。モルモット回腸壁内神経叢を用い、ホスホリパーゼA2(PLA2)の活性化により膜から遊離してくるアラキドン酸から生合成されるプロスタグランジン(PGs)が、細胞内のcyclic AMPレベルを調節することにより、アセチルコリン(ACh)放出を調節していることを明らかにした。すなわち、ニコチン刺激によるACh放出がプロテインキナーゼA活性を抑制するH-89により抑制されること、また、PGs合成阻害剤により抑制されたACh放出のPGsによる回復がH-89により濃度依存性に抑制されることから示された。また、PGsによる調節を受けていない電気刺激やセロトニンによるACh放出に対してはH-89は全く作用を示さなかった。更に、単離した腸壁内神経叢にPGsを作用させたところ細胞内cyclic AMPレベルが増加することも確認した。ラット唾液腺より、膜標本と分泌顆粒を別々に単離した。両標本を単純に混ぜ合わせただけでは反応は全くみとめられないが、膜標本をPLA2処理したところ、膜融合とアミラーゼ分泌がCa2+非存在下に生じ、分泌系において、PLA2は分泌の最終段階、膜融合時に作用していることを明らかにした。また、この時アラキドン酸は相乗的に作用していること、その代謝産物は影響していないことも示した。平成7年度において、モルモット回腸壁内神経叢からのアセチルコリン放出が、ホスホリパーゼA_2の活性化により遊離されるアラキドン酸から生合成されるプロスタグランジンにより、神経細胞内のcyclic AMPを介して調節されていることを報告した。この組織からのアセチルコリン放出には強いautoinhibitionが存在することが知られているが、その細胞内調節機構は明らかとなっていない。

本年度はこのautoinhibitionの細胞内機構を調べたところ、アトロピン存在下においてのみホスホリパーゼC-protein kinase C系の阻害剤が効果を示すことから、シナプス前膜に存在するムスカリン受容体の活性化によるアセチルコリン放出の抑制にホスホリパーゼC-protein kinase Cの抑制が一部関与していること、更にアトロピン存在下での遊離やprotein kinase Cの活性化により生じる遊離がホスホリパーゼA_2阻害剤により著しく抑制されることからprotein kinase CがホスホリパーゼA_2の活性化を調節していることを明らかとした。一方、ラット脳からシナプス前膜とシナプス顆粒をそれぞれ別々に単離し、膜標本にCa^<2+>存在下にホスホリパーゼA_2を処理しシナプス顆粒と混ぜ合わせたところ、膜融合とアセチルコリン遊離がCa^<2+>非依存性に生じるが、両標本を単純に混ぜ合わせただけでは反応が認められないことを明らかにした。この結果は、平成7年に報告した耳下腺標本での結果と同じであり、神経伝達物質放出から内分泌に至る生体内の物質遊離機構にホスホリパーゼA_2系が広く関わっており、Ca^<2+>はホスホリパーゼA_2の活性化に必要であることを明らかにしたといえる。
約半数のヒストン遺伝子を欠失したニワトリDT40変異株の解析

合計44コピーのニワトリヒストン遺伝子の中、39コピーは約110kbのクラスター内に存在し、また、H1,H2A,H2B,H3には、それぞれ6種、3種、4種、2種のバリアントが存在する。ジーンノックアウト法を用いて、ニワトリBリンパ細胞株DT40で21コピーを含む約57kbの領域を欠失した変異株(Δ57kb)を作製した。4種のH1バリアント、2種のH2Bバリアントを同時に欠失しているこの変異株を解析し、以下のような結果を得た。1、H1遺伝子群の特定メンバーに特異的なアンチセンスRNAプローブを用いたRNase protection assayで、野生株および変異株における、その転写産物と残りのメンバー転写産物量を測定し、自己補償機構の存在を明らかにした。2、H2A,H2B,H3,H4遺伝子群に関しても、それぞれ、特定のメンバーのアンチセンスRNAプローブを用意し、野生株、変異株における残りの遺伝子の転写産物量を定量した結果、H2A,H2B,H3,H4全てのコアヒストン遺伝子群でも自己補償機構が作動することを明らかに出来た。3、Actinomycin D存在下で同様に解析した結果、ヒストンmRNAの安定性に変化は認められなかった。4、ヒストン画分を得、SDS-PAGEおよびacid-urea-PAGEで分析、定量した結果、蛋白質レベルでも、各ヒストンサブタイプが化学量論的に一定に保たれていることが明らかに出来た。5、約半分のヒストン遺伝子数が欠失しても、増殖速度に変化は認められなかった。6、この欠失変異株の2D-PAGEでの蛋白質パターンが野生株のそれと異なることから、各ヒストンバリアントは特定遺伝子の発現制御に係わっていることが示唆された。
近代口語文翻訳小説コーパスの構築と計量的文体研究

本研究では明治20年代に発表された言文一致体翻訳小説(6作品)のコーパス構築を行った。本コーパスには、形態素情報・節情報が付与されている。いわゆる「言文一致体」を生み、近代口語体の確立にいたる過程で重要な役割を果たしたと考えられる明治20年代の翻訳小説に着目し、形態素情報をもとに統計的な分析を行った。比較には明治末期から大正期に創作された長編小説と短編小説を用いた。その結果、形態素情報レベルのn-gramは近似の値を示すという結果が得られた。初年度となる本年度は,以下の3点を行った。(1)明治期に出版・刊行された西洋文学翻訳資料の整理を『明治翻訳文学全集』(1294作品/篇)・国立国会図書館所蔵資料の近代デジタルライブラリー(914作品)中心に行い,言文一致体(口語文体)テキストの選定について再評価・再選定を行った。その結果として翻訳小説資料の選定は,当初の計画通りの資料で問題ないと判断した。(2)コーパスサンプルとして明治20年代に発表された言文一致体翻訳小説(二葉亭四迷・森鴎外・内田魯庵の計7作品)をテキストデータ化・形態素解析し,文節情報を付与した。解析ミスについては,人手で順次修正中である。コーパス構築が本研究の主眼でもあるため,工数の大部分を本作業に費やしている。引き続きコーパスの精度向上と本コーパスのメインデータと対照予定のデータ拡充を図る予定である。現時点でおおよその作業が完了している『罪と罰』については,日本語学会にて中間的な発表及び論文による成果発表を行った。(3)節情報の認定基準について日本語話し言葉コーパスに用いられた節分類基準をベースとしながらも,書き言葉の節分類並びに近代語に用いられる節分類を類型化し,先行研究との関連の中で基準策定を行っている。近代語のみならず,今後の通時的な文体研究に適当とされるアノテーション情報を考慮している。文体特徴を抽出するため,付与したアノテーションを用いてクラスター分析や主成分分析等統計手法を用いた分析を試みに行った。研究計画2年目となる本年度は,以下の3点を行った。(1)初年度に選定した資料についてテキストデータ化・形態素解析したデータの短単位人手修正が完了した。当初予定していた『国定教科書第1期・第2期』のコーパス化については、所属機関でのコーパス化が検討されていたため、予定を変更して別作品1作品を新たに選定しなおした。この1作品については前述の検討時期の関係上、構築が遅れているため来年度前半の整備となる。(2)節情報の認定基準について、各先行研究をベースとしながら基準を90種に仮策定し、全データのうち半数についてそれらを元にした節情報のアノテーションをおこなった。分類については近代語に現れる節境界の認定等検討の余地があるため、残り半数について付与を行いながら、より網羅的な基準を策定していく。(3)言文一致体の文体特徴を明らかにするための統計的手法の試みとして、本予算にて構築中の「近代口語文翻訳小説コーパス」コーパスと国立国語研究所による『太陽コーパス』『近代女性雑誌コーパス』と文書間類似度(コサイン類似度)を用いて比較した分析結果を「第7回コーパス日本語学ワークショップ」にて発表し、有意義な意見交換をすることができた。構築したコーパスには、形態素情報・文節情報・係り受け情報・節情報を付与した。当該資料が翻訳される過程はいわゆる「言文一致体」の創始に影響を与え、近代口語体の確立にいたる過程で重要な役割を果たしたと考えられる。そこで言文一致体翻訳小説の文体に着目し、形態素情報をもとに統計的な分析を行った。比較には明治末期から大正期に【創作】された長編小説と短編小説を用いた。一方で、接続助詞を指標とした一文中の連用節数では、言文一致体翻訳小説には非常に長い文が数文出現し、それら数文が全体を特徴づけていることがわかった。平成25年度から行っている近代口語文翻訳小説コーパスの構築は、7割ほど完了している。しかし、平成26年度に構築を予定していた国定教科書データの整備と所属機関のプロジェクトで実施するデータ整備内容について重複の可能性があり、一時的に作業を中断し、計画変更の必要性を検討したために、研究計画にわずかながらの遅れが発生している。そのため、本プロジェクトの補助事業期間延長承認申請を行い、来年度にかけて研究計画の変更を行った。以上のことより、現時点で当該研究計画はやや遅延していた状況ではあるが、補助事業期間の延長と研究計画の変更により、目標としていた達成度に到達する予定となっている。日本語学

(1)今年度構築予定だった残り1作品のコーパスデータの整備ならびにアノテーション(精度98%)を完了させる。(2)本研究計画で構築したデータならびに明治30・40年代のコーパスデータをもとに、節アノテーションをベースとした統計的分析手法による文体分析を試みる。(3)多くの人がアクセスしやすいWeb上にてコーパスデータの公開を行い、利用性の高い高品質なデータを提供する。研究実績の概要でも述べている通り,(1)本研究の重要な位置を占めるコーパスの構築・作業作業がおおむね順調に進行している。節情報付与の認定基準についてはまだ検討中の箇所もあるが,次年度へのコーパス完成へ向けてスムースに移行することが可能である。(2)すでに構築がほぼ終わっている『罪と罰』については,日本語学会2013秋季大会において調査報告発表をおこなった。(3)パイロット版の予備構築と調査については多少の遅れがみられるが,作業者の増加によってリカバリーが可能な範囲となっている。以上の点から,現時点で当該研究計画は概ね順調に進展していると言える。近代口語文翻訳小説コーパスの構築中であるが、今年度科研費で予定していた国定教科書の整備と所属機関のプロジェクトで実施する部分に重複の可能性があり、一時的に作業を中断し計画変更の必要性を検討するために未使用額が生じた。(1)初年度コーパスのデータ資料選定について充分な内省を行ったため,コーパスサンプルの充実をより図る予定である。またコーパスのアノテーション精度98%を目指す。(2)統計的手法に特化した文体研究のみならず,原文を重視した分析手法もあわせ,より分析手法を精緻化していく。具体的には文・節・文節・語の各レベルでの情報を有効に用い,マトリクスな分析手法を研究する。そこから不足しているアノテーションについても明らかにし,次の研究につなげていく。(3)SQLデータベースの設計と公開への準備が充分に行えるか懸念があるため,適宜専門とする研究者に助言をもらいながら遂行することとする.必要に応じて迅速に外部へ作業を委託する。所属機関で実施するプロジェクトとは、重複しない部分を整備することとし、未使用額はその経費に充てることとしたい。次年度使用額が生じた理由については,作業者の確保の問題が最も大きかった。そのため,次年度に繰り越す必要性が発生した。人手修正作業の謝金・人件費及びそのための物品費として用いることが主となる。
骨髄間質細胞移植による癒着性くも膜炎及び難治性神経障害性疼痛に対する治療法の確立

脊髄癒着性くも膜炎は,くも膜・軟膜に慢性炎症性変化をきたし,慢性進行性に脊髄を障害する.確立された治療法はなく,きわめて治療困難である.難治性疼痛を認めることは稀ではなく,患者の日常生活を著しく損なう.本研究は脊髄損傷後の脊髄癒着性くも膜炎に起因する難治性疼痛の治療法の確立を目的とした.本実験の前に安定した脊髄損傷動物実験モデルを作製することとした.既存の動物脊髄損傷用の脳動脈瘤クリップは高価で継続的な実験が困難であったため,本邦の企業に依頼し動物脊髄損傷用の脳動脈瘤クリップを作製した.既存のクリップと比較して統計学的にも有意差のない脊髄損傷モデルを作製することできた.本研究の目的は,脊髄損傷後に続発する癒着性くも膜炎および脊髄空洞症の病態の解明とこれに起因する難治性疼痛(異痛症)に対する治療法を確立することにある.当初,動物脊髄損傷の作製には外国製の改良型脳動脈瘤クリップを使用する予定であった.しかし,高価で,さらに100匹毎の使用で製造元へ郵送し,メンテナンスを行うことが必要であった.そのため,本邦の企業に協力を要請し,独自の動物脊髄損傷用脳動脈瘤クリップを作製することとした.通常の脳動脈瘤クリップの閉鎖圧は150gであり,これでは脊髄は離断してしまい完全脊髄損傷となってしまう.そのため,クリップの閉鎖圧を35gに調節し脊髄損傷を作製した.しかし,完全脊髄損傷に近い状態であったため,クリップ閉鎖圧を30gに下げ,さらにスリップ防止のためにブレード内側面に加工されている窪みを取り除き,脊髄との接触面をスムースにした.これによって過度の脊髄損傷を回避することが可能となり,中等度の脊髄損傷の作製が可能になると考えている.現在,このクリップを使用した脊髄損傷ラットを作製し経過観察中である.中等度脊髄損傷の指標は後肢運動機能評価(BBBスコア)で89点であるが,現在のところ脊髄損傷後のBBBスコアは損傷後4週間で6点と,まだ手技の修練と多少の改良は必要あるが,安定した動物脊髄損傷ができつつあると考えている.また,異痛症に関しては,von Frey hairsキットを用いて評価を行っている.動物脊髄損傷モデルでは,脊髄損傷2週目から異痛症を認め,週を追うごとに疼痛閾値の低下を認めている.このことからも安定した動物脊髄損傷モデルが確立されつつあると考えている.動物脊髄損傷の作製には,外国製の動物脊髄損傷用に改良した脳動脈瘤クリップを使用する予定であったが,高価で,メンテナンスにも費用と時間がかかるため(製造元へ郵送する必要がある),本邦の企業に協力を依頼し,独自の動物脊髄損傷用脳動脈瘤クリップを作製することとした.これには,大掛かりな装置を必要としない,安価で入手しやすい,さらに国産でありメンテナンスが容易である,といった利点がある.通常の脳動脈瘤クリップの閉鎖圧は150gであり,これでは脊髄は離断してしまい完全脊髄損傷となってしまう.そのため,クリップの閉鎖圧を35gに調節し脊髄損傷を作製した.しかし,完全脊髄損傷に近い状態であった.そのため,クリップ閉鎖圧を30gにし,さらにスリップ防止のためにブレード内側面に加工されている窪みを取り除き,脊髄との接触面をスムースにした.これによって過度の脊髄損傷を回避することが可能となり,中等度の脊髄損傷の作製が可能になると考えている.中等度脊髄損傷モデルの指標であるが,協調運動はできないが,何とか歩行が可能なレベルで,後肢運動機能評価(BBBスコア)で89点を基準に考えている.現在のところ脊髄損傷後のBBBスコアは損傷後4週間で6点と,まだ手技の修練と多少の改良は必要あるが,安定した動物脊髄損傷ができつつあると考えている.また,本研究の目的である異痛症治療に関しては,von Frey hairsキットを用いて異痛症の評価を行っている.現在作製中の動物脊髄損傷モデルでは,脊髄損傷2週目から異痛症を認め,週を追うごとに疼痛閾値の低下を認めている.このことからも安定した動物脊髄損傷モデルが確立されつつあると考えている.本研究の目的は,脊髄損傷後に続発する脊髄癒着性くも膜炎および外層性脊髄空洞症の病態の解明とこれに起因する難治性疼痛(異痛症)に対する治療法を確立することにある.当初,脊髄損傷の作製には外国製の改良型脳動脈瘤クリップを使用する予定であった.しかし,高価でメンテナスにも時間と費用が必要であった.そのため本邦の企業に依頼し独自の動物脊髄損傷用脳動脈クリップを作製することとした.通常の脳動脈瘤の閉鎖圧は150gであり,この圧のまま脊髄損傷を作製すると脊髄は離断してしまい完全損傷となってしまう.そのため閉鎖圧を30gに調節し,さらにスリップ防止のためにプレード内側面に加工されている窪みを取り除き脊髄との接触面をスムースにして脊髄損傷を作製することとした.これによって過度の脊髄損傷を回避することが可能となり中等度の脊髄損傷の作製が可能になると考えている.現在も安定したラット脊髄損傷モデルを作製するために経過観察中である.中等度脊髄損傷の指標は後肢運動機能評価(BBBスコア)で89点であるが,現在のところ脊髄損傷4週後のBBBスコアは6点であり,手技の修練と改良が必要である.また,異痛症に関してはvon Frey hairsキットを用いて行っている.動物脊髄損傷モデルでは脊髄損傷後2週目から異痛症を認め,週を追うごとに疼痛閾値の低下を認めている.

このことからも安定した動物脊髄損傷モデルが確立されつつあると考えている.動物脊髄損傷の作製には本邦の企業に依頼し独自の改良型動物脊髄損傷用脳動脈瘤クリップを作製中である.機能評価をより明確にするためには中等度の脊髄損傷を作製する必要がある.過去の経験から至適クリップ閉鎖圧は30g前後と考えている.現在のところ後肢運動機能(BBBスコア)は6点で目標の89点には届いておらず,手術手技の修練と改良が必要である.一方,異痛症に関しては週ごとに疼痛閾値の低下を認めている.このことから安定した動物脊髄損傷モデルが確立されつつあると考えられるため,概ね順調に進展しているといえる.本研究の目的は,脊髄続発する脊髄癒着性くも膜炎および外傷性脊髄空洞症の病態の解明と難治性疼痛(異痛症)に対する治療法を確立することにある.当初脊髄損傷の作製にはカナダのトロントで使用している改良型脳動脈瘤クリップを使用する予定であった.しかし,高価で,さらに100匹毎の使用に対してトロントへ郵送しメンテナンスをする必要があることが判明した.そのため本邦の企業へ依頼し独自の動物脊髄損傷用脳動脈瘤クリップを作製することとした.通常ヒトへ使用する脳動脈瘤クリップの閉鎖圧は150gであり,この圧のまま脊髄損傷を作製した場合,脊髄を離断し完全損傷になってしまう.そのため閉鎖圧を30gに調節し,さらにスリップ防止のためにブレードの内側面に加工されている窪みを取り除き脊髄との接触面をスムースにして脊髄損傷を作製した.これによって過度の脊髄損傷を回避することが可能となり,中等度の脊髄損傷作製が可能となった.中等度脊髄損傷の目安は後肢運動機能評価(BBBスコア)で21点満点中8点前後であるが,6週間の経過観察でBBBスコアが7.4点と理想的な脊髄損傷モデルが作製できた.これは既存のトロントで使用しているクリップを使用した脊髄損傷とほとんど差がなかった(BBBスコア; 7.5点).また異痛症の評価はvon Fray hairsキットを使用した.異痛症は脊髄損傷翌日から認められ,6週間の経過観察中で疼痛閾値の低下を認めた.これも既存のクリップと似たような経過をたどっており安定した脊髄損傷モデルが完成したと考えている.しかし,残念ながら治療実験までには至らなかった.この,本邦で開発した改良型脳動脈瘤クリップを使用したラット脊髄損傷モデルは2018年にトロントで開催されるNeuroTrauma2018で報告する予定である.脊髄癒着性くも膜炎は,くも膜・軟膜に慢性炎症性変化をきたし,慢性進行性に脊髄を障害する.確立された治療法はなく,きわめて治療困難である.難治性疼痛を認めることは稀ではなく,患者の日常生活を著しく損なう.本研究は脊髄損傷後の脊髄癒着性くも膜炎に起因する難治性疼痛の治療法の確立を目的とした.本実験の前に安定した脊髄損傷動物実験モデルを作製することとした.既存の動物脊髄損傷用の脳動脈瘤クリップは高価で継続的な実験が困難であったため,本邦の企業に依頼し動物脊髄損傷用の脳動脈瘤クリップを作製した.既存のクリップと比較して統計学的にも有意差のない脊髄損傷モデルを作製することできた.
計算機シミュレーションによるゲージ場のカオス研究

本研究の目的は、素粒子論の基礎を与えるゲージ場方程式のトポロジカルな解が持つカオス構造を系統的に調べることであった。この1年間に、次の2つのテーマを研究した。(1)スファレロン解のカオスの構造解明。(2)可換ゲージ場の場合のトポロジカルな解のカオス構造の解明。(1)に関しては、フェルミ・パスタ・ウラムの方法をヤンミルズ・ヒッグス場方程式に適用して、スファレロン解の性質を調べた。解に摂動を与えて、解の長時間発展を数値シミュレーションで調べた。主に、最大リヤプノフ指数の解析から、この系が摂動や結合定数の大きさに依存して、オーダー相からカオス相へのオーダー・カオス相転移を起こす事を示した(論文:Onset of chaos in Yang-Mills-Higgs systems)。(2)に関しては、アーベリアン・ヒッグス場方程式のボルテックス解を、場が空間依存性を持たないモデルで調べた。主に、ポアンカレ断面やリヤプノフ指数の解析から、この系もオーダー・カオス相転移を示す事が分かった(論文:Deterministic chaos in spatially homogeneous model of Abelian-Higgs theory)。ただし、この分析は、今後、時空依存性を考慮した、より一般的な場合の解析が必要である。以上の結果から、私達が以前、モノポール解で見い出したオーダー・カオス相転移が、ゲージ場方程式のトポロジカルな解すべてに現れるユニバーサルな現象である可能性が高い事が分かった。この現象が、宇宙論、素粒子論、物性論の具体的な現象とどの様に結び付いているかを調べる事、及び、古典場理論の枠内で行ってきたこれまでの研究を、量子論へ拡張し量子カオスとの関係を明らかにする事、等が今後の重要な課題である。
日本近代文学と絵画のジャンル横断的交流に関する総合的研究

平成30年度には、出口・荒井・松本の三者が共同で、石井鶴三宛北沢楽天書簡(信州大学蔵)の調査研究を行い、全95点の書簡について翻印および簡単な注釈を附し、紹介を行った。これにより、鶴三と楽天がともに参加していた日本初の多色刷漫画雑誌『東京パック』の編集事情、同誌廃刊後の両者の交友などが、一次資料によって明らかになった。これに加え、出口は『東京朝日新聞』に掲載された宮崎三昧「塙団右衛門」「鉄牛遺事」の二篇について検討を加え、明治中期の絵入り新聞小説の執筆方法や挿絵の活用、および挿絵と本文の進捗をあわせることの困難について明らかにした。また、同誌で活躍した饗庭篁村と、『読売新聞』に属した尾崎紅葉がともに、挿絵を不要とする態度を取っていたことを手がかりに、篁村が見出していた挿絵の問題と、紅葉が打出した挿絵活用の新機軸について明らかにした。さらに、第二次『新小説』掲載の口絵・挿絵を網羅的に調査し、雑誌における絵画の機能や作家による活用の諸相について解明した。荒井は、おなじく信州大学蔵にかかる石井鶴三に宛てた上司小剣の新出書簡を紹介しつつ、それをもとに小剣の代表作「東京」の出版状況について解明を進めた。また、菊池幽芳「百合子」について、鏑木清方による挿絵との協働の状況を出発点とし、挿絵が話題を呼んだことで芝居化されるにいたった経緯を検討し、小説の劇化において挿絵が果した役割について考察した。松本は、洋画家・中村研一が挿絵を描いた新聞小説について網羅的に調査し、その挿絵の特質、制作の方法、特に火野葦平「花と兵隊」における報道的側面などについて明らかにした。これにより、従来看過されてきた中村の挿絵画家としての一面が明らかになるとともに、印刷技術・戦争表象など、昭和初期という時代における新聞小説挿絵の問題が明確化された。近代日本の文学と美術の関係を考察することを目的とする本研究は、おもに明治期(出口智之)・大正期(荒井真理亜)・昭和期(松本和也)の形で、時代ごとに分担している。まず、出口は明治期の小説作者が自作の口絵や挿絵を描く画家に出した指示の状況と、そうした絵画と小説との関係を探るため、樋口一葉に焦点を絞った論考を発表した。また、絵画における描写と文学を接続させるため、明治期の小説や紀行における風景描写を問題とし、学会発表を行ったり論考を発表したりした。続いて荒井は、大正期の小説・挿絵・芝居の協働の事例として、菊池幽芳が『大阪毎日新聞』に連載した「百合子」の調査・分析を行った。「百合子」の成功には、鏑木清方による挿絵の存在が大きかったこと、さらに芝居化においても挿絵の影響が見られたことを研究会で報告した。松本は火野葦平作・中村研一画「花と兵隊」を対象とし、昭和戦前期の新聞小説における挿絵の役割について考察した。特に、ルポルタージュの側面を持つ戦争文学において、挿絵がどのような役割を持っていたのかという点で、考究を進めた。さらに三者の共同研究として、信州大学蔵「石井鶴三関連資料」の調査研究を進め、多田蔵人氏・高野奈保氏の協力のもと、おもに「大菩薩峠」の挿絵をめぐる中里介山からの来信全四十通を翻刻し、註釈を附して発表した。あわせて、出口は同作の挿絵制作の状況と、後に介山・鶴三間で巻き起った「挿絵事件」の性格について考察した論考を、また松本は同「石井鶴三関連資料」を用いて、別に歌集『靉日』をめぐる歌人・石原純と鶴三との交流を考察した論考を発表した。各研究者がそれぞれ複数の論考を発表し、明治・大正・昭和戦前それぞれの時代について、従来知られていなかった文学作品と絵画との関係との関係を明らかにしつつある。これまでの先行研究では、文学と挿絵の関係はほとんど光を当てられてこなかった分野だけに、いずれも領域開拓的な論考であり、新しい知見を提出することができたと言えよう。当初の計画では、平成29年度以降の研究として予定していた火野葦平作・中村研一画「花と兵隊」の研究が本年度に行われたり、逆に平成28年度に行うはずであった明治期の雑誌の研究が翌年以降に繰下げられたりといった順序の変更はあるものの、総合的に見れば、いずれの時代に関しても研究は着実に進展していると見てよいはずである。また、当初予定していた様々な新聞・雑誌等の媒体の調査、「石井鶴三関連資料」をはじめとする資料群の調査は、着手はしているものの、数が膨大であるだけに網羅的な成果として発表することは現時点では困難である。しかし、その一端は三者それぞれの論考、あるいは共著による石井鶴三宛中里介山書簡の翻刻・註釈などに反映され、具体的な論文に結びついている。以上のような状況にかんがみれば、研究計画はおおむね順調に進展していると見てよいだろう。

まず出口は、明治期に広く行われていた、小説作者が自作の口絵や挿絵を描く画家に指示を出す慣習がいつごろまで続き、同時代的にはそこにいかなる問題が見出されていたのかを考察するため、中里介山「大菩薩峠」に石井鶴三が描いた挿絵の扱いをめぐって昭和九年に起った、いわゆる「挿絵事件」に関する考察を発表した。これは、鶴三が自分の挿絵を挿絵集として刊行したところ、介山が著作権の侵害だとして告訴に踏切った事件で、結局は介山が訴えを取下げることで終結した。しかしながら、当時発表された法律家たちの見解を精査し、また条文・判例とも照らしあわせたところ、司法の判断としては介山の訴えが認められた可能性が高く、そこに鶴三ら挿絵画家たちが自身の権利と社会的立場を確立するため、乗越えねばならないハードルがあったことを明らかにした。続いて荒井は昨年度に続き、菊池幽芳の新聞連載小説を中心に大正期の『大阪毎日新聞』の調査を進めた。また、信州大学所蔵石井鶴三関連資料から新たに発見された石井鶴三宛上司小剣書簡を端緒として、上司小剣「森の家」の挿絵とその発表誌である『婦人公論』について検討し、挿絵の掲載の中絶が小説家や画家の事情ではなく、雑誌の編集方針の転換によるものではないかと考察した。松本は、吉川英治作・石井鶴三画「宮本武蔵」を対象とし、小説としての同時代受容のポイントを探った上で、挿絵の効果について検討し、研究会で発表した後、論文化した。また、松本市美術館所蔵「宮本武蔵」挿絵の所蔵調査を行った。各研究者がそれぞれ論考を公にし、また学会・研究会等での発表も行っており、明治・大正・昭和戦前を通じた文学作品と絵画との関係の解明が着実に進んでいる。また、本年度の実績報告書には記載されないが、三者とも、平成30年度中に論文を発表すべく調査研究を進めており、そのうちいくつかはすでに投稿直前の段階にあって、年度をまたぐ研究課題としては順調な進捗をみせている。当初、明治期の雑誌についての研究は平成28年度に行われるはずであったが、出口が行っている第二次『新小説』の調査が非常に厖大であり、主に本年度行われることになった。しかしながら、これもすでに調査にかかる作業は終了しており、論文化を進めているなど、若干の前後はあるものの、全体として遅疑しているわけではない。「石井鶴三関連資料」の調査も、すでに中里介山と「大菩薩峠」関係・上司小剣関係の書簡の調査を終了し、すでに北澤楽天関係の書簡の調査に入っている。平成29年度はまだ調査段階で、年度内に成果として発表することはできなかったが、平成30年度に調査を終えて論文化でできる見込みが立つまでには進んでおり、こちらもおおむね順調であると見てよいだろう。平成30年度には、出口・荒井・松本の三者が共同で、石井鶴三宛北沢楽天書簡(信州大学蔵)の調査研究を行い、全95点の書簡について翻印および簡単な注釈を附し、紹介を行った。これにより、鶴三と楽天がともに参加していた日本初の多色刷漫画雑誌『東京パック』の編集事情、同誌廃刊後の両者の交友などが、一次資料によって明らかになった。これに加え、出口は『東京朝日新聞』に掲載された宮崎三昧「塙団右衛門」「鉄牛遺事」の二篇について検討を加え、明治中期の絵入り新聞小説の執筆方法や挿絵の活用、および挿絵と本文の進捗をあわせることの困難について明らかにした。また、同誌で活躍した饗庭篁村と、『読売新聞』に属した尾崎紅葉がともに、挿絵を不要とする態度を取っていたことを手がかりに、篁村が見出していた挿絵の問題と、紅葉が打出した挿絵活用の新機軸について明らかにした。さらに、第二次『新小説』掲載の口絵・挿絵を網羅的に調査し、雑誌における絵画の機能や作家による活用の諸相について解明した。荒井は、おなじく信州大学蔵にかかる石井鶴三に宛てた上司小剣の新出書簡を紹介しつつ、それをもとに小剣の代表作「東京」の出版状況について解明を進めた。
国際分業における取引関係の構築及びそのマネジメント

エネルギー分野における日本企業の中国市場参入及び現地企業との分業に焦点をあて、協力的な企業間関係を構築する際に起こりうる問題について調査した。生産現場レベルで生じる細かい問題が提携における協力関係の形成に大きな影響を与えることが明らかになった。また、提携発展を阻害した駐在員の行動は、異文化理解への不足ではなく、本社支援体制の不備に原因があり、支援のあり方が駐在員の行動を左右していた。よって、国際分業体制構築には、生産現場段階における協力的な関係形成が必要となる。『経営と情報』に掲載した論文では、日本企業による生産の海外シフトと国際分業に関する先行研究を検討することによって、これまでの先行研究で扱われていない論点を指摘し、今後の研究課題を明らかにした。欧米企業であれ日本企業であれ、これまでの国際分業についての研究では、主に企業内における立地分散に関心を置いている傾向が強く見られた。すなわち、企業が競争優位を持つため、立地優位性が失われた事業活動をそれに適した海外に移転する事によって経営資源を国内事業の高度化や新規事業の創出に転用するなど、国内拠点と海外拠点を棲み分け方に関する議論が多かった。しかし現状は、グローバルな生産や流通のネットワークの形成が進むにつれ、生産工程や開発段階において、より細かい機能分化や分散立地も目立つようになっている。同時に、ライバルである海外企業との企業間分業も急速に進展するようになった。そういう意味で、今後は、これまで焦点が当てられてこなかった海外企業との企業間国際分業に分析視点を置き、国際提携関係の構築とそのマネジメントを検討する研究が必要となることを示した。このようなことを踏まえ、海外企業との国際分業において生じる問題について、企業の本社と国内拠点でのインタビュー調査を行い、海外拠点での参与観察とインタビュー調査も行った。文献レビュー及び企業調査の結果から仮説を構築し、学会での報告を行った。現在、事例研究の論文を作成し、学術雑誌に投稿している。2年間をわたってA社本社とその中国拠点、そして提携先の中国パートナー企業でインタビュー調査を行った。それまでの調査内容に基づき、日本国内外の学会報告を行い、論文を作成した。まず、これまでの調査内容を学会報告した際に議論された問題点を整理し、取引関係の構築とマネジメントをするための課題に関する英語論文を作成し、2011年4月に行われた査読付き国際会議(IPSERA Conference)で報告した。そこで頂いたコメントを反映した上で論文を再構成し、2011年6月に査読付き国際学術雑誌に投稿し、11月に改訂要求を受け、2012年3月に改訂した第二稿を提出した。『経営と情報(第24巻第1号)』に掲載した論文では、企業間取引の構築についての国際比較を行った。グローバルな生産や流通のネットワークの形成が進むにつれ、欧米企業であれ日本企業であれ、競争優位を維持するために、立地優位性が失われた事業活動をそれに適した海外に移転し、移転によって余った経営資源を国内事業の高度化や新規事業の創出に転用することで、国内拠点と海外拠点の棲み分けを行っている。これら国際分業構造において、意思決定や本社側のサポート体制などの現状を把握し、その際に生じる問題点を明らかにした。『経営と情報(第24巻第2号)』に掲載した論文では、産業集積に焦点をあて、中核企業は国内外拠点のそれぞれの強みを生かす国際分業を行うことによって競争優位性を維持・強化するとともに、中小企業の創出・育成の機能を発揮することによって産業集積の新陳代謝と地域経済の活性化を進めていくことが重要であることを指摘した。本研究の目的は、日本大手のA社と中国企業との取引関係に焦点をあて、取引関係の構築及びそのマネジメントについて問題点を明らかにすることである。本年度は、米国B社の中国拠点でインタビュー調査を行い、中国ローカル企業と協力的な企業間関係の構築及びそのための本社の支援体制についての日米比較を行った。まず、これまでの調査内容を学会報告した際に議論された問題点を整理し、取引関係の構築とマネジメントをするための課題に関する論文を作成し、国際ビジネス研究学会中部部会で報告した。そこで頂いたコメントを反映した上で論文を再構成し、『国際ビジネス研究』に投稿し、改訂要求を受け、2013年3月に改訂した第二稿を提出した。『アジア経営研究(No.19)』に掲載される論文では、企業間取引の構築及び本国本社の役割についての国際比較を行った。事例研究を通じて、米国系企業は本社による現地人材育成システムとローテーションの仕組みを整備することによって、米国人駐在員を支援し、円滑に国際分業を展開していることを明らかにした。そこで、日米企業の駐在員の行動と、その背景にある本社の支援の違いを検討した。『経営と情報(第25巻第1号)』と『Proceedings of the 22

th Annual IPSERA Conference』に掲載した論文では、3年間の研究成果を踏まえて、海外進出のために必要とされる人材育成システムの形成における本社の役割の重要性が浮き彫りとなったため、中国サプライヤーの開拓や安定した供給体制と品質の確保など、グローバル調達における取引関係構築に重要な役割を果たす多国籍企業の国際購買オフィスの役割、本社の支援体制についての先行研究を検討し、今後の研究課題を明らかにした。学会での研究報告を予定通り行い、有益なコメントをいただくこともできた。企業側からインタビューへの協力を得ることができたため、追加調査も行うことができた。これらの作業が予定通り進んだため、論文を作成することできた。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでは国際提携現場に焦点をあてて、そこで起こった問題点を考察する論文を作成し投稿した。今年度は、投稿中の論文についての改訂などに対応するとともに、国際分業における取引関係の構築に影響する本社の支援体制に焦点をあて、日本本社の支援体制の仕組みを明らかにし、その国際比較を行い、そこでの課題について検討する予定である。そのため、日本本社のインタビュー調査を行うとともに、海外の研究者との連携を強化し、欧米企業の本社機能について調査を進めることを予定している。これらの作業が順調に行えれば、この調査結果を踏まえた論文の作成も行う予定である。
細胞膜イオンチャネルを介した軟骨細胞レベルからの変形性関節症治療戦略の構築

申請者のグループでは変形性関節症の発症予防の観点から軟骨細胞の恒常性維持機構に着目し、イオンチャネルを軸とした解析を行ってきた。また研究期間を通じて細胞のアポトーシス誘導物質である炎症性サイトカイン(TNF-alphaとIL-1beta)を併用し疑似OAモデルを作成する事により実験を行ってきた。結果として細胞容積感受性に関わる陰イオンチャネル(特にClイオンチャネル群)についてはいくつかのチャネル分子の複合体である事が明らかとなり、今後は未だ構築途中である細胞シュミレーションモデル完成に向け更なる研究継続を行っていく。現在の変形性関節症(Osteoarthritis: OA)の治療戦略として、変性軟骨組織の修復と発症の予防といった大きく2つのアプローチが存在する。現在申請者のグループでは後者について軟骨細胞の恒常性維持機構に着目し、イオンチャネルを軸とした解析により疾患の予防や軟骨再生医療を軸とした新規治療法開発のための基盤形成を行う事を目標とする。申請者が以前に軟骨細胞において存在を明らかにした容積感受性Clイオンチャネルに加え、現在は軟骨細胞のみならず細胞様滑膜細胞(fibroblast-like synoviocyte: FLS)についても電気生理学アプローチ(Whole cell patch clamp法ならびにSingle cell attached patch clamp法)を用いて様々なイオンチャネルについて研究解析を行っている。中でも軟骨細胞における陰イオンチャネル群に関しては炎症性サイトカインを用いた疑似OAモデルを作成し、電気生理学的アプローチだけでなく、PCR法やWestern blotting法を併用し多方面からターゲットとするイオンチャネルの解析を行っている。特にClイオンチャネルに関しては低浸透圧環境暴露により炎症性サイトカイン暴露群と非暴露群(コントロール群)で電流増大や遺伝子/タンパク質発現量の有意差が認められており、今後同手法で他のイオンチャネルや関節構成成分に関しても解析を拡大していく予定である。これらの結果がOA発症の原因解析の一端となる可能性があり、今後も継続して解析を行う必要がある。さらには並行して現在までの関節構成成分に関する細胞容積感受性に対する文献検索を行い、今後の研究に対し(一部実験に関しては自施設にてこれまでの実験と条件を同じくして)応用/解析を行っていく。現時点では変形性関節症(Osteoarthrithis: OA)の治療戦略として変性軟骨組織の修復と発症予防という大きく2つのアプローチが存在する。申請者のグループでは昨年同様後者について軟骨細胞の恒常性維持機構に着目し、イオンチャネルを軸とした解析を行ってきた。特に今年度は細胞のアポトーシス誘導物質である炎症性サイトカイン(TNF-alphaとIL-1beta)を併用し疑似OAモデルを作成する事により実験を行ってきた。研究におけるターゲットとして軟骨細胞のみならず関節構成組織である線維芽細胞様滑膜細胞(fibroblast-like synoviocyte: FLS)をも利用し電気生理学アプローチだけではなく関与イオンチャネルの分子実体を明らかとする為に細胞容積変化やPCR、ELISAを併用し機能解析を行ってきた。昨年度までに陰イオンチャネル(特にClイオンチャネル群)については電流変化を中心に低浸透圧環境暴露により炎症性サイトカイン群と非暴露群(コントロール群)間で有意差を認めており、現時点ではさらに研究対象を昨年度の軟骨細胞のみからFLSにまで拡大し、陽イオンチャネルも含め(特にTRP-familyやBKチャネルを中心に)解析を行っている。すでに陽イオンチャネルにおいても電流増大や遺伝子/タンパク質発現量に一部有意差を認めており、これらがOA初期の段階で(画像所見上関節変形が確認出来ない段階で)実際のところどのように相関しているかをリアルタイムで計測出来ないかとその実験手法について思案中である。一部実験に関しては文献を参考にsiRNAの使用や各種イオンチャネル阻害剤を用いて細胞容積変化を中心に測定をする方法を検討中である。軟骨細胞とFLSに関して、申請者のかねてからの標的である容積感受性Clチャネル(ICl,vol)に加え、細胞の容積調節に関与が示唆されているTRP familyやBK channelにおいても解析を行い、電気生理学アプローチにおいては既に結果を得る事が出来ているため。また一部の遺伝子/タンパク質に関してはPCR/Westernblotting法によりその発現量の差を確認している。しかしながらICl,vol自体の分子実体に関しては未だ不明な点が多く、今後は過去の文献等を参考にまず分子実体の解明に挑戦し、その後浸透圧変化等の外的刺激に対しどのようなアプローチでリアルタイム解析を行うかを検討し、次年度以降の研究に反映を行う予定である。申請者のグループではこれまで同様に変形性関節症の発症予防について軟骨細胞の恒常性維持機構に着目し、イオンチャネルを軸とした解析を行ってきた。今年度も前年に引き続き細胞のアポトーシス誘導物質である炎症性サイトカイン(TNF-alphaとIL-1beta)を併用し疑似OAモデルを作成する事により実験を行ってきた。本研究を通じて容積感受性に関わる陰イオンチャネル(特にClイオンチャネル群)の分子実体解明にあたってきたが、結果としてはいくつかのチャネル分子の複合体である事が明らかとなってきた。今後は現在も構築途中である細胞シミュレーションモデルの完成に向け研究を継続していく予定である。さらには今回得られた結果を動物実験のみならず、臨床に応用すべく検討を行っていく予定である。また研究期間を通じて細胞のアポトーシス誘導物質である炎症性サイトカイン(TNF-alphaとIL-

1beta)を併用し疑似OAモデルを作成する事により実験を行ってきた。結果として細胞容積感受性に関わる陰イオンチャネル(特にClイオンチャネル群)についてはいくつかのチャネル分子の複合体である事が明らかとなり、今後は未だ構築途中である細胞シュミレーションモデル完成に向け更なる研究継続を行っていく。現在は申請者自身のかねてからの標的であるICl,volに加えて、細胞のvolume regulationに関与していると考えられているTRPV4 channelおよびBK channelにおいても解析を行い、いくつかの手法において既に結果を得る事が出来ているため。例えばClイオンチャネルにおいては細胞外溶液浸透圧変化および炎症性サイトカイン暴露による電流変化をpatch clamp実験を通じて確認し、PCR法を用いて遺伝子発現量の有意差も確認し得た。またTRPV4/BK channelに関してはwesternblotting法によりタンパク発現量の有意差を確認し得た。上記のように種々の解析法を用いて、さらには軟骨細胞のみならず細胞様滑膜細胞(fibroblast-like synoviocyte: FLS)に関しても同実験を通じて一部結果を得られている。このように多方面から軟骨細胞(一部はFLSも含め)の細胞容積感受性変化/炎症性サイトカイン変化による疑似変形性関節症(Osteoarthritis: OA)モデルの解析を行っている。上記結果を用いて次年度以降の研究に反映を行う。今後は現在までに明らかにした各種イオンチャネルの容積変化(浸透圧変化)に対する反応結果を解析し、炎症性サイトカインによる疑似OAモデルの使用、それに対するsiRNAやチャネル阻害剤等各種薬剤に対する反応を数値化し、客観的且つ定量的に評価し(シミュレーション)モデル化を目指す。細胞シュミレーションは滋賀医科大学整形外科学講座・細胞機能生理学講座の協力の下、申請者自身が行う予定である。またLiverpool大学のRichard Barrett-Jolley博士のグループと協力しデータの解析、他施設を含めた研究者間での共用化に関してシステム構築を行っていく(一部に関してはまだクロースドな状態であるもののFileMaker等のソフトを用いてオープンソースとしての仕様を構築中である)。これらのデータを集計しシミュレーションモデルに応用を行う予定である。
火星気候史解明に向けてのサイクリックステップの実験的研究

火星北極冠の上部には周期的なステップ地形が形成されており,これらの形成条件は北極冠の形成史ひいては火星の気候史と深く関連していると考えられる.そこでこれらの形成機構を探る為に,氷を用いたアナログ実験や,それと酷似した内部構造を持つ海底のステップ地形のアナログ実験を行った.また氷と流体の間にできる界面波形成の理論モデルを作成した.アナログ実験では,氷と流体との界面に発達する界面波を流速が大きい流れで形成する事に成功し,これらのステップの挙動は理論モデルによって予測されるそれと一致した.平成25年度は以下の事を行った.1.深海海底谷でのみ観測されていた混濁流によるサイクリックステップの形成と同じ現象が,カナダ・ブリティッシュコロンビアのスコーミッシュ河口のデルタ上で観測された.実際に,デルタ面状を流れ下る混濁流によってステップが上流へ移動している様子を現地で観測した.海底地形データからこれらのステップ地形の形態を解析し,デルタ面の傾斜の違いに応じて形態が変化する事,また深海のサイクリックステップに比べて波形勾配が大きい事がわかった.2.(a)氷面上の界面波の実験を今年度はより火星北極冠に近い状況を再現するような新たな実験装置を作成し北海道大学で行った.装置はアルミニウム製のタンク(長さ100cmまたは200cm,幅10cm,高さ10cm)で,恒温循環装置から約-15°C(または-34°C)に冷却したアルコールをタンク内に循環させ,タンク上面を冷却した.室温との温度差によって重力風が生じ,水蒸気が凝固してタンク上面に堆積する.今年度の条件では,タンクの上面に氷が凝結しステップらしき凹凸が観察されたケースもあったが,ステップは下流に進行した.今後さらに実験材料や温度分布を変えて,火星北極冠と同じく上流側へ累重する構造を作る事を試みたい.(b)一方,昨年度までの実験でできた氷上の界面波の形状について解析した結果,温度条件が周囲大気>流体>氷でできた上流進行の界面波の波形は,砂で形成されるサイクリックステップの形状に非常に近い事がわかった.また,温度条件が周囲大気氷<流体の時に形成された下流進行のそれは,サイクリックステップよりはむしろアンティデューンに近わかった.3.平成24年度に作成した理論モデルをさらに発展させて,氷上を流れる流体が乱流状態である場合のモデルを作成した.この場合も不安定解が存在し,界面波が形成される領域がある事がわかった.火星北極冠の上部には周期的なステップ地形が形成されており,これらの形成条件は北極冠の形成史ひいては火星の気候史と深く関連していると考えられる.そこでこれらの形成機構を探る為に,氷を用いたアナログ実験や,それと酷似した内部構造を持つ海底のステップ地形のアナログ実験を行った.また氷と流体の間にできる界面波形成の理論モデルを作成した.アナログ実験では,氷と流体との界面に発達する界面波を流速が大きい流れで形成する事に成功し,これらのステップの挙動は理論モデルによって予測されるそれと一致した.火星北極冠に海底谷の自然堤防上に発達するサイクリックステップ(以下,CS)と酷似する内部構造をもつステップ地形があることが知られている.本研究は,両者の形成に関するアナログ実験を行い,それを基に従来のCS形成の理論モデルを拡張し,火星北極冠の形成機構の解明に資することを目的とする.平成24年度の研究実績は以下の通りである.海底谷上のCS形成のアナログ(実験1)として3種類の実験,(a)混濁流による侵食過程,(b)軽量粒子を用いたCSの累重,(c)勾配変化を伴う堆積過程でのベッドフォーム形成,を行った.侵食型CSを塩水密度流(混濁流のアナログ)で形成させることは出来なかった(a)が,塩水密度流による輸送型CSの形成には成功し(b,c),背景堆積のアナログとしてカオリナイトが有効な実験材料である事(b), CSのみならず様々なベッドフォームを砂床勾配の変化によって再現できる事(c)がわかった.火星北極冠のアナログとして,実験2では,周囲気体>流体>氷という温度分布で,氷上を流れる流体によるステップ地形の形成実験を行った.今回は侵食卓越型の実験となったが,(1)フルード数が1より大きい場合にステップ地形が形成される,(2)ステップの代表波長は初期平坦床水深が深いほど長い,(3)一般にステップは下流端から形成されて上流へ発達していく,事がわかった.理論解析は,下面から冷却される氷の上に上面から暖められる水が流れている状況(氷<流体<周囲気体)という温度分布で,水の流れを表すNavie-Stokes方程式,流れと氷の中の熱の移動を表す熱伝導方程式,流れー氷界面の移動を表す熱フラックスバランスの方程式を用いて線形安定解析を行い,界面の安定性を明らかにした.その結果,不安定領域が存在し,その領域では界面波が上流へ進行する事が明らかになった.これは,(2)の実験結果と調和的である.平成24年度の研究計画は以下のようなものであった.1.実験1(混濁流によるサイクリックステップのアナログ実験)で用いるアクリル水路(2台)を含む実験システムを作成し, CS形成条件を調べる実験を行う.これが順調に進んだ場合は,さらに“背景堆積"を加えて,累重条件を探る実験を行う.2.実験2(氷上のサイクリックステップのアナログ実験)で用いるアクリル水路(2台)と氷の温度を流体より低く保つための冷媒液冷却装置を含む実験システムを作成し,実験を行う.