hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
X線CT装置による三次元再構築および骨塩定量を用いた成長発育研究

そして2)のCT値補正精度についても、材質の均一性、形状によるア-チファクトの除去、適正な断層厚の設定により測定誤差を5%以内に抑えることができた。次に、3)、4)の生体における骨密度変化の観察については、現在資料を集収中である。中間報告として一部の横断的資料の解析結果を発表したが、頭頚部における骨密度は、年令と共に増加し、その三次元的分布を見ても増令的に高密度領域を拡大してきていることが判明した。また、運動機能と骨密度は密接な関係を有していると考えられているが、顎骨においては、とくに咀嚼状態の変化と深く関わっているものと推察された。したがって、これらの実績をもとにして、今後は以下の事項を追求していく必要があると考えられる。1)三次元的な力学エネルギ-の分布を計測する。2)エネルギ-の変動と骨密度の変化とを比較する。本研究において開発されたCT撮影方法によって以下に示す結果が得られた。1)断層部位再現性について;2度の断層撮影における同一計測点間の距離の差を比較した結果、一度目と二度目の計測誤差は、最大誤差率1.6%、最小誤差率0.7%となった。2)ファントムのCT値補正精度について;いずれの条件下においても、Ca濃度とCT値との間には、高い相関性(1%有意水準)が認められた。また、それぞれの相関係数には有意な差は見られず、撮影条件による影響は示されなかった。CT装置間における誤差は、X線減弱係数表示レベルの差から約10%となった。とくに、Ca_<10>(PO_4)_6OH_2を用いたファントムはCaCO_3に比べて装置間の誤差を小さくすることが可能であることが判明した。したがって、本方法により、顎顔面骨における骨密度の変化が形態変化ともに三次元的に観察することが可能となった。さらに、本研究で開発された補正ファントムおよび三次元独構築時の基準とする顔面マスクを用いて、6歳から16歳までの男子20名を被験者として下顎骨の骨密度分布を測定した結果、骨密度は頬側皮質骨が舌側皮質骨よりも高い値を示し、年令の増加に伴ってCT値も増加していることが認められた。また、三次元的には、臼歯部骨体、筋突起部、下顎枝後縁に高密度領域の集中が見られた。しかし、従来、骨添加が旺盛とされる顎角部には、他に比して高い領域が確認されず、従来定説とされている点に疑問が残された。今後は、さらに、被験者数を増やすとともに縦断的な資料を採得したうえで、考察する必要があるものと考えられる。
パラフィンワックス・水系エマルジョンを用いた潜熱蓄熱に関する研究

潜熱蓄熱は,蓄熱密度が高いうえに,一定温度出力が得られるという利点を持ち,有望視れているものの,低熱移動速度,過冷却などの問題がある。この解決策の一つとして,有力な潜熱蓄熱材であるパラフィンワックスを乳化剤にて水に分散させたパラフィンワックス・水系エマルジョンの使用が考えられ,その場合,固液分散系の持つ流動性に基ずく好ハンドリング性,さらに熱移動速度の改善が期待できる。そこで,本研究では,パラフィンワックス・水系エマルジョンを用いた潜熱蓄熱について基礎的観点からその特性,有用性を検討することにした。昨年度においては,各種温度グレードのノルマルパラフィンワックスやイソパラフィンワックスより調製したエマルジョンについて,それらの粘度,融解熱,比熱などの物性を調べ,また安定性も調べた。いずれのワックスでもそれを45.5wt%含む比較的高濃度なエマルジョンまで流動性,安定性があることが判った。本年度は,多管式蓄熱槽にてエマルジョンの蓄熱・放熱特性を調べることを計画した。流動性,安定性の他に融解熱の大きさを考慮して,融点範囲が47.5-53.5°C,融解熱が65.8kj/kgの45.5wt%ノルマルパラフィンワックス・水系エマルジョン,および融点範囲が42.5-50.0°C,融解熱が62.8kj/kgの45.5wt%イソパラフィンワックス・水系エマルジョンを選んだ。蓄熱槽内にエマルジョンを入れ,管(銅製)内に加熱あるいは熱回収媒体として一定入口温度の水を一定質量流量で流通(上向き,下向き)させて,蓄熱・放熱実験を行った。また,水を蓄熱材とした顕熱蓄熱も行った。その結果,エマルジョンの蓄熱・放熱特性は蓄熱材単位質量ベースで熱移動速度の改善を明確に示し,また,顕熱蓄熱材(水)よりもかなり優れていることが明らかになった。さらに,加熱あるいは熱回収媒体の入口温度,質量流量,流通方向が蓄熱あるいは放熱特性に及ぼす影響も明らかにした。潜熱蓄熱は,蓄熱密度が高い上に,一定温度出力が得られるという利点を持ち,有望視されているものの,とくに熱移動速度と過冷却に問題点があり,フィンの設置,カプセル化,発核剤の使用など様々なアプロ-チが行われている。熱移動速度はとりわけ蓄熱時の固相において低く,蓄熱・放熱効率に対して顕著な負因子となっている。この解決策の一つとして,有力な潜熱蓄熱材であるパラフィンワックスを乳化剤にて水に分散させたパラフィンワックス・水系エマルジョンの使用が考えられ,その場合,固液分散系の持つ流動性,さらに熱移動速度の改善が期待できる。そこで本研究では,各種温度グレ-ドのパラフィンワックスと水とのエマルジョンの中から,融解温度域45.154.7°Cのパラフィンワックスをエマルジョン化の上限濃度である45.5wt%含むパラフィンワックス・水系エマルジョンを用い,蓄熱・放熱実験を行った。実験では,蓄熱槽には多管式を用い,胴側に蓄熱媒体としてエマルジョンを入れ,管内に加熱・熱回収媒体として一定入口温度の水を流通させた。なお,水を蓄熱媒体とした場合についても同様な実験を行った。

その結果,加熱・熱回収媒体の質量流量等の実験範囲内であるが,エマルジョンの蓄熱・放熱特性は,潜熱蓄熱材の単位質量ベ-スで熱移動速度の改善を明確に示し,顕熱蓄熱材(水)よりも優れていることが明らかとなった。この結果は,化学工学会第57年会(平成4年4月)にて発表する予定である。なお,他の温度グレ-ドのエマルジョンも含め,粘度,比熱等の物性について,温度依存性を含め検討を行った。これらの知見に基づき,今後は,エマルジョンの温度グレ-ド,パラフィンワックス分の濃度,熱回収媒体の流通方法などの蓄熱・放熱特性に及ぼす影響ついて検討を行い,さらに,理論解析も試みる予定である。潜熱蓄熱は,蓄熱密度が高いうえに,一定温度出力が得られるという利点を持ち,有望視れているものの,低熱移動速度,過冷却などの問題がある。この解決策の一つとして.有力な潜熱蓄熱材であるパラフィンワックスを乳化剤にて水に分散させたパラフィンワックス・水系エマルジョンの使用が考えられ,その場合,固液分散系の持つ流動性に基ずく好ハンドリング性,さらに熱移動速度の改善が期待できる。そこで,本研究では,パラフィンワックス・水系エマルジョンを用いた潜熱蓄熱について基礎的観点からその特性,有用性を検討することとした。昨年度においては,各種温度グレードのノルマルパラフィンワックスやイソパラフィンワックスより調製したエマルジョンについて,それらの粘度,融解熱,比熱などの物性を調べ,また安定性も調べた。いずれのワックスでもそれを45.5wt%含む比較的高濃度なエマルジョンまで流動性,安定性があることが判った。本年度は,多管式蓄熱槽にてエマルジョンの蓄熱・放熱特性を調べることを計画した。流動性,安定性の他に融解熱の大きさを考慮して,融点範囲が47.5-53.5°C,融解熱が65.8kj/kgの45.5wt%ノルマルパラフィンワックス・水系エマルジョン,および融点範囲が42.5-50.0°C,融解熱が62.8kj/kgの45.5wt%イソパラフィンワックス・水系エマルジョンを選んだ。蓄熱槽内にエマルジョンを入れ,管(銅製)内に加熱あるいは熱回収媒体として一定入口温度の水を一定質量流量で流通(上向き,下向き)させて,蓄熱・放熱実験を行った。また,水を蓄熱材とした顕熱蓄熱も行った。その結果,エマルジョンの蓄熱・放熱特性は蓄熱材単位質量ベースで熱移動速度の改善を明確に示し,また,顕熱蓄熱材(水)よりもかなり優れていることが明らかになった。さらに,加熱あるいは熱回収媒体の入口温度,質量流量,流通方向が蓄熱あるいは放熱特性に及ぼす影響も明らかにした。
スピンダイナミクスと熱スピン注入の融合によるワイヤレス・スピン流生成とその応用

エレクトロニクスデバイスの更なる高性能化・高機能化の観点から、磁性体中のスピンの特性を積極的に活用したスピンデバイスが注目されている。スピンデバイスを動作させるうえで、最も重要な物理量はスピン角運動量の流れに対応するスピン流であるため、これまでに様々なスピン流の生成・制御手法が開発されている。近年、スピン流と熱との相互作用に進展があり、磁性体/非磁性体の接合界面に温度勾配を設けると熱を駆動力としたスピン流が生じることが分かってきた。更に、これまでの研究から磁性薄膜にマイクロ波を照射して磁化の共鳴歳差運動現象を誘起することで、磁性体を加熱できることを明らかとした。このことは、このマイクロ波による磁性体加熱効果を、磁性体/非磁性体複合構造に適用することで、ワイヤレスにスピン流を制御可能なため、新奇なワイヤレス・スピンデバイスの創生が期待される。本研究プロジェクトの最終年度である本年度は、昨年度までに得られた研究成果である、発熱効果の高い磁性体の探索、熱励起スピン流の評価手法の開発等を活用し、ワイヤレス・スピンデバイスで重要となる熱スピン注入技術の更なる高効率化を目指したので、下記に報告する。素子(A)磁性体/白金/基板と素子(B)白金/磁性体/基板の類似の構造を持つ2つの素子を作製し、白金へ注入されるスピン流量を比較した。その結果、素子(A)のスピン流の注入量は素子(B)と比較して、3倍近く大きい結果が得られた。これは、磁性体で発生した熱が、試料Aでは白金を介して、基板に逃げるため、効果的な温度勾配が形成されるのに対して、試料Bでは、主に基板に逃げるため、白金に流入する熱が小さくなる。その結果、観測されたスピン流生成量に大きな差が生じたことが考えられる。今回得られた結果は、構造のみでスピン流生成量の増大が可能なため、多種多様なスピンデバイスへの応用が期待できる。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究プロジェクトで提案するワイヤレス・スピンデバイスの開発には、熱励起スピン流の高効率生成が必要不可欠である。そこで、これまでに開発した強磁性共鳴時の強磁性金属の温度測定手法を用いて、各種強磁性金属の温度の精密測定を実施し、熱スピン注入に適した強磁性金属を探索した。その際に、照射するマイクロ波のパワー依存性や角度依存性などから、効率的な発熱手法も開発した。共鳴時の発熱量は、照射するマイクロ波のパワーと共に増大した。更に、低ダンピング定数を有する強磁性金属ほど、発熱効率が増大する結果が得られた。そこで、これらの結果を考慮し、低ダンピング定数を有する強磁性合金CoFeBに高強度なマイクロ波を照射した際の磁性加熱効果による発熱量を評価したところ、最大で15 K近くもの温度上昇が観測された。この結果は、先行研究と比較して、約1.5倍程度の発熱量が得られており、低ダンピング強磁性金属を用いることで発熱量の増大に成功した。上記で得られた研究成果を熱スピン注入技術に適用して、CoFeBと非磁性金属Taからなる積層構造を作製し、マイクロ波を照射した際のスピン流の生成強度の磁場依存性を逆スピンホール電圧から評価した。得られた逆スピンホール電圧の信号強度は、高ダンピング定数を有する強磁性体とTaの積層構造での信号強度に比べて、明らかに増大した。この結果は、低ダンピング定数を有する強磁性金属が本プロジェクトで提案するワイヤレス・スピンデバイスに適していることを示唆している。本研究プロジェクトで提案するワイヤレス・スピンデバイスの実現に向けて、初年度である平成28年度は熱スピン注入の高効率化を目指し、下記の研究成果を得た。1.低ダンピングを有する強磁性金属を用いることで、磁性加熱効果による強磁性体の発熱量が向上した。更に、得られた研究成果を熱スピン注入技術に適用することで、生成される熱励起スピン流の高効率化を達成した。2.熱スピン注入の生成強度は、強磁性体と非磁性体の接合界面での温度勾配に比例することが予測される。そこで、素子構造を改良することで、より大きな熱勾配が形成できるデバイスを作製した。実際に、改良したデバイスと先行研究での素子構造による実験結果を比較したところ、同様の物質を使用したにも関わらず、今回作製したデバイスの方が、スピン流の生成強度が5倍近く増大した。次年度は、これまでに得られた高効率熱スピン注入技術をワイヤレス・スピンデバイスに適用し、ワイヤレス・スピンデバイスの実現を目指す。

本研究プロジェクトの最終年度である本年度は、昨年度までに得られた研究成果である、発熱効果の高い磁性体の探索、熱励起スピン流の評価手法の開発等を活用し、ワイヤレス・スピンデバイスで重要となる熱スピン注入技術の更なる高効率化を目指したので、下記に報告する。素子(A)磁性体/白金/基板と素子(B)白金/磁性体/基板の類似の構造を持つ2つの素子を作製し、白金へ注入されるスピン流量を比較した。その結果、素子(A)のスピン流の注入量は素子(B)と比較して、3倍近く大きい結果が得られた。これは、磁性体で発生した熱が、試料Aでは白金を介して、基板に逃げるため、効果的な温度勾配が形成されるのに対して、試料Bでは、主に基板に逃げるため、白金に流入する熱が小さくなる。その結果、観測されたスピン流生成量に大きな差が生じたことが考えられる。今回得られた結果は、構造のみでスピン流生成量の増大が可能なため、多種多様なスピンデバイスへの応用が期待できる。前年度に強磁性共鳴を駆動力とした熱スピン注入の高効率化に成功しているが、素子界面やマテリアルの最適化により、生成効率の更なる向上が期待できる。そこで、次年度も前年度に引き続き、ワイヤレス熱励起スピン流の更なる高効率化を目指す。上記の高効率化と並行して、これまでに達成した高効率熱スピン注入技術とナノ磁性体における共鳴特性の周波数選択技術を組み合わせた周波数選択的ワイヤレス・スピンデバイスを試作し、選択的スピン流生成技術の動作を実証する。その後、得られた純スピン流によるワイヤレス磁化反転やワイヤレス自励発信などが可能であることを確かめる。29年度が最終年度であるため、記入しない。
ゲル中の薬物拡散と網目の巨視的運動による薬物放出制御に関する物理化学的研究

本研究では、ゲルの動的過程中の巨視的運動が溶質放出速度に与える効果を明らかにし、新規の応答機能性薬物放出制御システム開発の基礎とする事が目的である。本研究で次のような知見を得た。(1)ゲルのメッシュサイズの評価法が確立された。メッシュサイズ、溶質の粒径と拡散係数との関係がスケーリングされた。また、溶質の形が拡散に重要な影響を与えた。(2)高分子の網目形成により溶質拡散は抑制された。(3)ゲルの応力緩和およびクリープ過程は、溶質放出に顕著な効果を与えなかった。(4)ゲル網目の巨視的運動が溶質放出速度に与える効果の研究では、外部溶液の添加物質濃度の増加に伴い、ゲルからの溶質放出が抑制された。浸透圧変化による、網目の動的過程が放出抑制の主要因子であると考え、研究を進めた。しかしながら、添加物質濃度の増加に伴う溶液密度の増加が溶液攪拌に重要な影響を与え、見掛け上放出抑制が起こることが判明した。添加物質濃度の増加効果は交叉拡散の影響が主である事が分かった。これらの研究成果より、ゲル網目の巨視的運動による放出制御に関する研究をさらに進めるためには、添加濃度効果以外の因子(例えば、電場、磁場、pH、界面活性剤等)によるゲルの膨潤-収縮過程を用い研究を進める必要がある。以上のように、本研究は科学研究費の補助金を受け、成果をあげることができた。アルギン酸ゲルおよび皮膜アルギン酸ゲルからの薬物放出に関する研究の中で、外部溶液の浸透圧変化により薬物の放出抑制が起こることを見出した。この薬物放出抑制はアルギン酸ゲルのみならず、ゼラチンゲル、PVMEなどの合成高分子ゲルでも起こり、ゲルに一般的な性質であることが分かった。薬物放出抑制がゲルの収縮過程で起こると考えられたので、平成6年度主要備品として入手したテクノマイクロスコープを用い、浸透圧変化によるゲルの膨閏-収縮を検討した。一般的には、外部溶液の浸透圧の増加によって、ゲルは収縮するが、グルコース添加の場合は膨閏することが分かった。ゲルの架橋密度により、膨閏-収縮度を調節することができる。薬物放出抑制と膨閏-収縮度の関係を検討した。これらの結果より、薬物放出抑制はゲルの膨閏過程でも収縮過程でも起こることが分かった。浸透圧変化による薬物放出抑制の機構はまだ解明されていないが、交叉拡散で説明されるか今後検討しなければならない。外部溶液の浸透圧変化により薬物の放出抑制が起こる。この現象は、モレキュラーシ-ブなどの無機ゲルでは起こらず、アルギン酸ゲル、ゼラチンゲルゲル、PVMEゲルなどハイドロゲルに一般的な性質である。この放出抑制を引き起こす要因は、ゲルの変形に伴う網目構造の揺らぎが重要な因子であると考えられた。本年度は、初期浸透圧と放出抑制の関係を詳細に検討し、放出抑制を引き起こす臨界浸透圧が存在することを明らかにした。また、ゲルの強度により、臨界浸透圧が増大し、抑制効果が減少することが分かった。しかしながら、放出抑制はゲルが収縮する場合も膨潤する場合も起こり、機構解明には、さらに浸透圧の経時変化、網目の変形、それに伴う放出抑制機構を解明する必要がある。別の要因として、添加濃度の増加に伴う外部溶液の密度増加が不攪拌層に影響している可能性を、昨年指摘した。理論解析により、不攪拌層では説明できないことが分かった。
細胞接着分子を用いた新しい歯周疾患治療法の開発

昨年度は歯肉上皮細胞および歯肉線維芽細胞とで接着能に差が見られる細胞外基質を検索するために、インフォームドコンセントが得られた患者の遊離歯肉から歯肉上皮細胞および歯肉線維芽細胞の分離・培養を行った。インテグリンなどの細胞接着因子の発現様式からVCAM-1に対して歯肉線維芽細胞が特異的に接着する可能性が考えられたため、今年度はVCAM-1を基質とした細胞接着アッセイ系の構築、および歯肉線維芽細胞と歯肉上皮細胞との間でVCAM-1に対する接着能に差があるか否かを検討した。また、歯肉線維芽細胞および歯肉上皮細胞の両者が接着する基質としてフィブロネクチンを陽性対照とした。予備実験として、歯肉線維芽細胞を使用してフィブロネクチンおよびVCAM-1を基質として細胞接着アッセイを行った。予備実験の結果からVCAM-1とフィブロネクチンの濃度を5μg/mlとして、歯肉線維芽細胞および歯肉上皮細胞で接着アッセイを行った。歯肉線維芽細胞の接着率は、コーティングなしでは約15%であったが、VCAM-1あるいはフィブロネクチンでコーティングした場合には約30%と有意に増加した(いずれもp<0.001)。一方、歯肉上皮細胞の接着率は、コーティングなしでは20%程度であった。VCAM-1でコーティングした場合には約30%(p=0.353)と増加傾向はみられたが統計学的に有意差は認められなかった。フィブロネクチンでコーティングした場合には約40%(p<0.05)と有意に増加した。以上の結果から、歯肉上皮細胞はVCAM-1に対して接着するがその程度は弱く、一方、歯肉線維芽細胞はVCAM-1に強く接着することが示された。歯肉上皮細胞および歯肉線維芽細胞とで接着能に差が見られる細胞外基質を検索するために、まず始めに歯肉上皮細胞および歯肉線維芽細胞の分離・培養を行った。インフォームドコンセントが得られた患者の埋伏智歯抜去時の遊離歯肉を用いて歯肉上皮細胞および歯肉線維芽細胞を培養した。(1)歯肉上皮細胞および歯肉線維芽細胞における細胞接着分子の発現解析両細胞に発現している細胞接着分子としてインテグリン鎖の発現様式を解析したところ、それぞれの細胞で多数の種類のインテグリンが発現していた。上皮細胞ではインテグリンのα_2鎖、α_3鎖、β_1鎖、β_4鎖が強く、α_5鎖、α_v鎖が弱く発現し、α_1鎖、α_4鎖が発現していなかった。一方、歯肉線維芽細胞ではα_1α_5鎖およびβ_1鎖が発現していた。したがって歯肉線維芽細胞で選択的に発現が見られる分子としてα_4β_1インテグリンが、上皮細胞でも発現が見られるが歯肉線維芽細胞の発現が強い分子としてα_5β_1インテグリン、α_vβ_3インテグリンがその候補として考えられた。(2)細胞接着アッセイによるリガンドの特異性の解析α_4β_1インテグリン、α_5β_1インテグリンのリガンドとしてVCAM-1が、α_vβ_3インテグリンのリガンドとしてオステオポンチンが知られている。したがってVCAM-1、オステオポンチン、また、歯肉線維芽細胞に特異的ではないが実験的に広く使用されているフィブロネクチンを本研究の目的に合致した細胞外基質の候補として選択し、細胞接着アッセイ系を確立している。
高エネルギー重イオン核反応による超高密度物質の研究

本研究では,世界で初めての,エマルショテープ2層とカウンターとのハイブリッド検出器を使い,200A・GeV^<32>S原子核中心衝突反応における,チャーム粒子の生成状況を調べ,超高エネルギー密度物質の研究を行った。クォーク・グルーオンの集団としての物質の存在様式の研究は,高エネルギー原子核の中心衝突反応で作る超高密度物質によるのが,現在,最も有力な方法である。我々の目的は,チャームクォークの生成を,素過程である核子・核子反応と比較する事で,これに迫ろうとするものである。CERN(ヨーロッパ原子核研究所)のSPS加速器で200A・GeVに加速した^<32>S原子核ビームを,厚さ100μmのAgとPbの2種類の標的に照射し,中心衝突反応を発生させた。中心衝突反応は,全反応の1割程度しかないので,エマルションテープの下流に置いたリングカウンターで,荷電2次粒子の多重度を測定し,中心衝突反応の選別を行った。また,選別した中心衝突反応が,エマルションテープ上のどこにあるかを知るために,標的の上流に置いたPSDで,反応をおこした^<32>Sビームの位置を測定し,同時に,エマルションテープ上に,フィデュシャルマーマを焼き付けた。PSDは,^<32>Sビームによる放射線損傷に耐えられる様に,特別に改良したものを使用した。1990年8月に行った照射実験は成功し,3組のエマルションテープ中に合計2×10^4の中心衝突反応を記録した。我々が前回の実験で得た^<16>O原子核中心衝突反応でのチャーム粒子生成率から,この中には,500程度のチャーム粒子生成を伴う中心衝突反応が含まれていると推定できる。この実験では,標的と上流側のエマルションテープの間で崩壊するチャーム粒子を検出する。^<32>S原子核中心衝突反応では400以上もの荷電2次粒子が発生する。これらの飛跡の中に,1次反応点より下流で空間的に交わる,つまり,崩壊点からでている飛跡があるかどうかを調べて行くわけであるが,全ての飛跡について調べようとしても,測定誤差のために1次反応点の近傍に見かけ上の崩壊点が多数できてしまい,本物との区別がつかなくなってしまう。そこで,チャーム粒子の崩壊娘粒子が1次反応点に対して100μm程度の衝突係数を持つ事を利用し,測定誤差以上の衝突係数を持つ飛跡だけを使って,崩壊点の再構成を行う。しかし,従来,我々が使用してきた顕微鏡ステージは数μmの測定精度しかなく,チャーム粒子の検出効率が非常に悪くなってしまうため,この実験の解析には使えなかった。このため,顕微鏡ステージの精度向上に着手し,約1年をかけて,測定精度0.3μmを達成した。この顕微鏡ステージでは,1次反応点からの飛跡の衝突係数の誤差を4μm程度に抑える事ができ,衝突係数20μm以上の飛跡を使っての崩壊点の探索が可能である。この場合のチャーム粒子生成を伴う反応の検出効率は40%程度であり,1反応の測定は約2.5時間で終了する。この顕微鏡ステージ2台を使っての解析を約1年間行った。約600の中心衝突反応を解析し,11例のチャーム粒子生成を伴う反応の検出に成功した。これから、チャーム粒子の生成断面積は15μb程度となる。現在までに得られた結果からは,^<32>S中心衝突反応におけるチャーム粒子生成の,核子・核子反応からの統計的に有為なズレは見えていない。この研究から得た成果の中で,PSDに関する技術的論文は既に出版されている。また,エマルション-テープに関する技術的論文は,Nuclear Instrumemts and Methodsに投稿する準備を進めている。物理的成果に関しては,今後,統計を最低2陪に増やしてからまとめて投稿する。また,エマルションテープ解析に使用している高精度顕微鏡ステージを開発する過程で得た経験と知識は,E653実験でのDs→γの検出など,精密測定が必要不可欠な物理に応用されつつあり,今後の成果が期待できる。

1990年8月に行った照射実験は成功し,3組のエマルションテープ中に合計2×10^4の中心衝突反応を記録した。我々が前回の実験で得た^<16>O原子核中心衝突反応でのチャーム粒子生成率から,この中には,500程度のチャーム粒子生成を伴う中心衝突反応が含まれていると推定できる。この実験では,標的と上流側のエマルションテープの間で崩壊するチャーム粒子を検出する。^<32>S原子核中心衝突反応では400以上もの荷電2次粒子が発生する。これらの飛跡の中に,1次反応点より下流で空間的に交わる,つまり,崩壊点からでている飛跡があるかどうかを調べて行くわけであるが,全ての飛跡について調べようとしても,測定誤差のために1次反応点の近傍に見かけ上の崩壊点が多数できてしまい,本物との区別がつかなくなってしまう。そこで,チャーム粒子の崩壊娘粒子が1次反応点に対して100μm程度の衝突係数を持つ事を利用し,測定誤差以上の衝突係数を持つ飛跡だけを使って,崩壊点の再構成を行う。しかし,従来,我々が使用してきた顕微鏡ステージは数μmの測定精度しかなく,チャーム粒子の検出効率が非常に悪くなってしまうため,この実験の解析には使えなかった。このため,顕微鏡ステージの精度向上に着手し,約1年をかけて,測定精度0.3μmを達成した。この顕微鏡ステージでは,1次反応点からの飛跡の衝突係数の誤差を4μm程度に抑える事ができ,衝突係数20μm以上の飛跡を使っての崩壊点の探索が可能である。この場合のチャーム粒子生成を伴う反応の検出効率は40%程度であり,1反応の測定は約2.5時間で終了する。この顕微鏡ステージ2台を使っての解析を約1年間行った。約600の中心衝突反応を解析し,11例のチャーム粒子生成を伴う反応の検出に成功した。これから、チャーム粒子の生成断面積は15μb程度となる。現在までに得られた結果からは,^<32>S中心衝突反応におけるチャーム粒子生成の,核子・核子反応からの統計的に有為なズレは見えていない。この研究から得た成果の中で,PSDに関する技術的論文は既に出版されている。また,エマルション-テープに関する技術的論文は,Nuclear Instrumemts and Methodsに投稿する準備を進めている。物理的成果に関しては,今後,統計を最低2陪に増やしてからまとめて投稿する。また,エマルションテープ解析に使用している高精度顕微鏡ステージを開発する過程で得た経験と知識は,E653実験でのDs→γの検出など,精密測定が必要不可欠な物理に応用されつつあり,今後の成果が期待できる。本研究では、200A・GeVに加速した硫黄原子核の中心衝突におけるチャ-ム粒子生成の状況を調べ、超高エネルギ-密度物質の研究を行う。数百μmで崩壊するチャ-ム粒子を、400以上の荷電2次粒子の発生する硫黄原子核中心衝突中で捉えるために、エマルションテ-プ(ET)2層を使い、標的箔とETの間の空間でチャ-ム粒子崩壊点を再構成するという独自の手法を開発し用いる。本年度は、中心衝突をETに蓄積する照射実験とカウンタ-系のデ-タ処理、更に今後本格的な解析をどの様に進めるかを決定するためのETの予備的な解析を行った。照射実験はCERN SPS加速器を使って8月に行い、銀と鉛標的それぞれ2セットのETを照射し、現地で現像を行った。
反射型X線リソグラフィ-法によるパタ-ン縮小転写のためのX線光学系

将来の微細加工技術としてX線を用いたパタ-ン転写法、すなわちX線リソグラフィ-法が注目されている。しかし、従来は、パタ-ンの描かれた厚み2,3ミクロンの薄膜マスクを試料に近接して置き、これにX線を透過させることにより原寸でパタ-ンの転写を行なっていたため、1)薄膜マスクの製作とその安定な維持が容易でない、2)パタ-ンが微細化するに従いマスクの位置合わせが困難となる、などの問題も指摘されていた。本研究は、パタ-ンの描かれた厚板パタ-ン反射板からの反射X線をミラ-により収束し、試料面上に2次元に縮小されたパタ-ンを投影転写するという、反射型X線リソグラフィ-法と名付けた新しい方法を開発し、従来法の持つ問題点を克服することを目標としたもので、当面は、反射縮小光学系に関する基礎的知見を得ることを目的としている。反射縮小光学系としてはシュワルツシルド型など2枚のミラ-を用いる系が知られていたが、試料面に到達するX線強度を減衰させないため、特に1枚のミラ-による2次元縮小光学系の開発を目指した。その結果、1)楕円の長軸、短軸から離し、かつ傾けた線を回転軸とする変則的な回転楕円体ミラ-を用いることにより、わずか1枚のミラ-によっても、250ミクロン×20ミクロンの狭い領域にではあるが、ボケ巾0.03ミクロン以内でパタ-ンの2次元縮小転写が可能なこと、2)同種のミラ-の並列配置により縮小転写領域を等価的に拡大できる可能性のあることをまず理論的に明らかにした。また、短波長レ-ザ-を光源として、この系によるパタ-ンの2次元縮小転写の実験的検証も試みている。
チューイングによるストレス性記憶障害修復回路の賦活化

最初にマウスを用いてストレス指標を微量血液で経時的測定する手法の開発を試みた。拘束ストレス負荷では白血球数減少、フィブリン凝固時間の短縮が認められたが、固体間のばらつきが顕著であった。いずれのストレス指標の測定でも全血を必要とし、1固体で経時的なストレス応答確認と行動科学的解析の実施は不可能であった。軽度拘束ストレスでは自発性チューイング行動を誘発し、学習効果の向上が認められた。4月からの勤務地移動により、動物施設、実験設備環境が激変し、研究計画に大幅な遅れが生じているのが現状である。本年度における第一の目標は実験動物の各個体におけるストレス応答の有無および程度を確認するための、動物個体に負荷が少なく、経時的測定が可能な、簡便な方法の確立である。本年度中の主な成果と今後の課題を以下に要約する:1.研究代表者らがこれまで実施していた30分間の拘束ストレスでは、血球動態に顕著な変化は認められなかった。2.若年マウスでストレス拘束の負荷時間を30分から1.5時間もしくは2時間に延長することで、急性ストレス負荷による比較的明らかな顆粒球減少の変動傾向が認められた。3.血球動態の検査に必要な血液量が現法では深麻酔下の採血と多量の血液量を必要とする。そのため、現法ではストレス負荷後に血球動態変化を検査するとその個体はモリス迷路学習には使用できなくなり、採血による負荷を考慮しなければならず経時的測定には向かない。ストレス負荷による個体のストレス程度の指標とするには検査に必要な血液量を数マイクロリットルの単位で可能にする必要がある。現在、その方法を検討中である。4.ストレス実験ではさまざまな要因が実験結果の変動を生む。拘束ストレスをプラスチックチューブ固定から、マウスのボディにフィットする動物拘束袋に変更することで、マウスをプラスチックチューブに入れる際に発生しやすかった準備段階でのストレス性要因をより小さくすることに成功した。5.ストレス拘束時間を長くすると、若齢でも個体によっては、抗ストレス応答であるチューイングを途中で中止してしまうものがあり、月齢も考慮したストレス拘束時間の選定を検討中である。実験動物各個体におけるストレス応答の指標応答を確認する簡便法の確立が目的であった。本研究における成果と今後の課題を以下に要約する。1.拘束ストレス時間を1時間、1.5時間、2時間で血球動態の変化を検討したが、顕著な変動は得られなかった。2.その理由として、拘束時間が長くなると、動物に「あきらめ現象(仮称)」が認められるようになり、ストレス効果が減弱しているように思われる。「あきらめ現象」は一種の動物のストレス防御応答であるように思われ、この現象を出現させないための均等にストレス性の刺激を加重する必要が生じている。3.本研究の目的はchewingによるストレス予防応答のメカニズム解析であり、負荷時の動物に小木片のchewingが可能な状態を確保する必要がある。現在、拘束ストレスに下半身水ストレスを加える装置を作成し、その効果を検討中である。4.ストレス応答指標の一つとして、血中ストレスホルモン測定を実施しているが、血液検査を外注するため、結果が出るのに時間がかかる。ストレスが血液凝固システムにも影響を与えることから、研究室ですぐに結果を出せる血液凝固分析測定装置(COAG2V)を購入し(主要な物品明細書に記載)、血液凝固因子の変動の観察も開始した。5.ストレス負荷が多大になることから、学習効果検定にモリス水迷路学習を予定していたが、水負荷を加える場合、モリス水迷路学習においてもよりストレスを受けやすい可能性が示唆されることから、ホールボード検索を認知機能検定に加えることにした。近年、ガムチューイングがストレス減弱効果を有し、ストレス性記憶抑制に効果があることが示唆されている。チューイングによるストレス性認知機能低下予防効果の科学的実証を示すことを目的として、マウスを使って、急性拘束ストレス条件下におけるチューイング効果を検討した。ストレス応答には個体差が顕著であり、チューイングによる予防効果およびその脳内メカニズムを明らかにするには、各固体におけるストレス応答状況を正確に把握する必要がある。そのため、本研究ではまず、各固体におけるストレス負荷強度に対応するストレス応答の指標化を検討してきた。本年度はストレスが血液凝固因子に影響を与えることが知られていることから、ストレスによる血液凝固因子の動態変化を検討したが、採取血液量の少量化はできなかった。フィブリンの凝固時間は中等度(2.5時間拘束ストレス)および高度ストレス(2.5時間水浸拘束ストレス)暴露時に短縮する傾向が認められた。しかし、個体の殆どにストレス適応様行動(無動化)が出現したため、定期的軽度触刺激を追加し、ストレス群、チューイング群、非ストレス群で因子測定をしたが、チューイング群にも無動化が出現し、チューイングを中断してしまい、結果、血液凝固因子の動態変化の要因を確定できない結果となった。同様の条件下で行動科学的解析と免疫化学的解析を実施した結果、チューイングによるストレス減弱効果は、ストレス強度が強すぎる場合、ストレス適応反応が生じ、その効果はマスクされる可能性が示唆された。
摂食・嚥下機能低下に対応した米飯調製に関する研究

(目的)高齢者および嚥下機能が低下している場合には誤嚥の危険性が高いために、咀嚼・嚥下しやすいように調整した食品の開発が社会的ニーズとなっている。本研究では、ゲル化剤の組み合わせによる物性の変化を調べ、米飯調製への応用について検討を行うことを目的とした。(方法)微生物産生粘出物キサンタンガム(0-0.2%)(三栄源エフ・エフ・アイ株式会社)と植物種子粘出物であるグァーガム(0-1.0%)(三栄源エフ・エフ・アイ株式会社)を混合した際の破断特性、テクスチャー特性をレオメーター(株式会社山電RE2-33005S)を用いて測定した。さらに、荷重・除重時間は各々60秒とし、クリープ測定を行った。試料荷重は各試料の線形性の範囲内荷重で行い、得られたクリープ曲線を一般化フォークト模型に近似させ、粘性率、弾性率を求めた。(結果)キサンタンガム0.07%にグァーガムを0.67%添加したもののテクスチャー特性を調べた結果、キサンタンガム0.2%使用またはグァーガム1%使用に比べ、凝集性は0.85とやや低下するものの硬さは約2倍となり、強度の増加が見られた。キサンタンガム:グァーガムの添加濃度が0.04%:0.80%および0.02%:0.90%においても破断応力は300Pa程度と単独よりも高い値を示した。混合液のクリープ曲線を一般化したフォークトモデルに近似させ解析したところ、いずれも全粥と米飯食塊と同様に6要素型モデルとして近似された。弾性率E0はグァーガムの添加割合が高いほど、粘性率ηNはキサンタンガムの添加割合が高いほど、高い値を示す傾向であった。キサンタンガムとグァーガム混合することによりクリープ曲線の特徴は理想的な嚥下食のそれに近づいた。今後、さらに米飯物性に及ぼす各種ゲル化剤の影響を検討し、摂食・嚥下しやすい物性条件の探究が必要である。(目的)高齢者及び嚥下機能が低下している場合には、誤嚥の危険性があり、咀嚼・嚥下しやすい食品の開発が望まれている。主食となる米飯においては、流動食にするのではなく米飯のテクスチャーを保つことがのぞまれている。そこで、本年度は、水分量を変えて炊飯した米飯及び食塊の物性を調べ、咀嚼・嚥下しやすい条件の検討を行った。(方法)白飯、全粥、七分粥、五分粥の4種類と白飯食塊を調製した。各種条件で調製した米飯の破断特性、テクスチャー特性をレオメーター(株式会社山電RE2-33005S)を用いて測定した。さらに、荷重・除重時間は各々60秒とし、クリープ特性の測定を行った。(結果)全粥および七分粥の破断応力は、白飯の破断応力の約1/9および約1/24程度であった。五分粥と白飯食塊の破断応力は同程度であり、全粥の約1/5、白飯の約1/401/45の値を示し、「ゾルの中に固形物がある状態」(厚生労働省高齢者用食品の基準)の範囲内であった。テクスチャー特性において、全粥のかたさ荷重は白飯の約1/7程度であった。全粥のガム性荷重は白飯の約1/6、付着性は約1/2の値を示したのに対し、凝集性は白飯より全粥の方が大きな値を示した。加水量が増えるほど、かたさ荷重、ガム性荷重、付着性は低下したが、凝集性は増加する傾向が見られた。クリープ解析の結果、いずれも6要素型モデルとして近似することができた。白飯食塊の弾性率E0は全粥に比べ同等または高い値を示すものもあるが、粘性率ηNはかなり小さな値を示すことが明らかとなった。咀嚼・嚥下しやすい条件についてはさらに検討が必要である。

(結果)キサンタンガム0.07%にグァーガムを0.67%添加したもののテクスチャー特性を調べた結果、キサンタンガム0.2%使用またはグァーガム1%使用に比べ、凝集性は0.85とやや低下するものの硬さは約2倍となり、強度の増加が見られた。キサンタンガム:グァーガムの添加濃度が0.04%:0.80%および0.02%:0.90%においても破断応力は300Pa程度と単独よりも高い値を示した。混合液のクリープ曲線を一般化したフォークトモデルに近似させ解析したところ、いずれも全粥と米飯食塊と同様に6要素型モデルとして近似された。弾性率E0はグァーガムの添加割合が高いほど、粘性率ηNはキサンタンガムの添加割合が高いほど、高い値を示す傾向であった。キサンタンガムとグァーガム混合することによりクリープ曲線の特徴は理想的な嚥下食のそれに近づいた。今後、さらに米飯物性に及ぼす各種ゲル化剤の影響を検討し、摂食・嚥下しやすい物性条件の探究が必要である。
TIMP1とHIFを応用した象牙質-歯髄複合体創傷治癒機構解析モデルの開発

TIMP1は細胞外基質の分解に中心的な働きをするMMPの阻害作用を持つが、歯髄細胞に対して、創傷治癒に関係する細胞機能を促進することが明らかとなり、第三象牙質を誘導することが明らかとなった。TIMP1の作用メカニズムとして、HIF1αにより調節を受ける遺伝子群が考えらえたため、疑似的なHIF促進剤であるDFOを作用させるとTIMP1と同様に第三象牙質形成を誘導した。これらの作用はラパマイシンを投与することで阻害されるため、歯髄の創傷治癒においてラパマイシンをの標的であるmTORやHIFは重要な働きをしていることが示され、生物学的覆髄剤開発の標的となりうる可能性が示唆された。歯髄の創傷治癒機構はいまだに解明されておらず、現在、覆髄剤として用いられている薬剤はその治癒機転に基づいているものではない。窩洞形成後のラット歯髄組織において特異的な発現をしているTissue Inhibitor of Metalloproteinase 1 (TIMP-1)は全身の組織において創傷治癒に関わっており、その機構の一端を低酸素誘導因子, Hypoxia inducible factor (HIF)が担っていることが報告されている。しかし、TIMP-1およびHIFの歯髄の創傷治癒過程におけるは役割はいまだ明らかにされていない。そこで、本研究ではTIMP-1およびHIF分子が歯髄の創傷治癒に与える影響を詳細に検討し、さらにsiRNAを応用したin vivo直接覆髄モデルを開発し、TIMP-1およびHIF1分子の機能解析方法を確立することで、第三象牙質形成機構の解明および生物学的覆髄剤開発を目的としている。平成28年度は、TIMP-1が歯髄の創傷治癒に与える影響について評価をおこなった。すなわち、TIMP-1がヒト歯髄幹細胞の増殖能、遊走能、分化能、ならびに石灰化基質形成能に与える影響を評価した。その結果、ヒト歯髄幹細胞の増殖能、遊走能、分化能、ならびに石灰化基質形成能が促進することが明らかとなった。続いて、TIMP-1と低酸素誘導因子の関係性を明らかにするため、ラット臼歯にTIMP-1、HIF-1安定剤であるDFOを用いて直接覆髄実験をおこない、マイクロCTによる画像解析、病理組織学的評価を行った。コラーゲンスポンジに含浸したTIMP-1、DFOともに歯髄の被蓋硬組織を誘導することが明らかとなり、歯髄の創傷治癒メカニズムにおいてもTIMP-1、低酸素誘導因子が重要な役割を果たすことが明らかとなった。平成28年度の研究実施計画に基づき、TIMP-1および低酸素誘導因子が歯髄の創傷治癒過程に与える影響の検討を行った。2.8週齢雄性Wistar系ラットの臼歯に実験的窩洞を形成し、TIMP-1およびHIF-1α安定剤と考えれているDFOを直接覆髄材として応用し、歯髄の創傷治癒に与える影響を検討した。TIMP-1およびDFOは市販の直接覆髄剤であるProRoot MTAと比較して硬組織形成量は少ないものの、露髄面を完全に覆う、緻密度の高い被蓋硬組織を誘導することが組織学的な検討およびマイクロCTを用いた画像解析により明らかになった。前年度の研究成果から窩洞形成後の歯髄組織において、遺伝子発現の変化が認められたTIMP-1分子が歯髄組織に与える影響を、ラットを用いた直接覆髄モデルにて評価を行ったところ、覆髄部直下の歯髄組織に硬組織が誘導されることが明らかとなった。TIMP-1は低酸素誘導因子の発現を調節していることが報告がされているため、本年度ではTIMP-1の硬組織誘導能は低酸素誘導因子(HIF-1α)によるものであるという仮説の下、TIMPと低酸素誘導因子ならびに歯髄の創傷治癒の関係を明らかにすることを目的し検討を行った。まずsiRNAにより、HIF-1αをノックダウンさせ、歯髄細胞に与える影響を評価したところ、TIMP-1による歯髄細胞の分化能、石灰化物形成能は有意に阻害されることが明らかとなった。さらに、ラットを用いた直接覆髄モデルにsiRNAをアテロコラーゲンとともに尾静脈注にて投与し、ノックダウンモデルを作成を試みるも、窩洞形成を行った歯髄腔内へのsiRNA到達を確認できなかったため、実験方法を変更した。変更後は低酸素誘導因子阻害剤として広く受け入れられているラパマイシンを腹腔内投与するモデルとした。ラパマイシンを投与することで、TIMP-1による硬組織形成は阻害され、さらに現在歯科臨床で使用されているMTAを応用した場合でも、硬組織形成を阻害することが明らかとなった。MTAが歯髄組織に対してどのように硬組織誘導を行っているか、いまだに明らかになっておらず、本研究により得られた知見は歯髄の創傷メカニズムの足掛かりとなりえるため、意義のある結果である。また、阻害剤を投与する覆髄モデルの確立できたことは、当該領域の研究の幅を広げ、in vitroからin vivoへの応用を加速するものとして、重要な結果である。今後、今後これらの結果を歯髄の創傷治癒に基づく覆髄剤開発につなげていく予定である。

TIMP1の作用メカニズムとして、HIF1αにより調節を受ける遺伝子群が考えらえたため、疑似的なHIF促進剤であるDFOを作用させるとTIMP1と同様に第三象牙質形成を誘導した。これらの作用はラパマイシンを投与することで阻害されるため、歯髄の創傷治癒においてラパマイシンをの標的であるmTORやHIFは重要な働きをしていることが示され、生物学的覆髄剤開発の標的となりうる可能性が示唆された。今後はHIF-1αのsiRNAを用いて、TIMP-1刺激により活性化されたヒト歯髄細胞の機能がどのような影響を受けるか検討する。さらに上記の結果をin vivoの覆髄モデルに応用することで、TIMP-1、HIF1α、歯髄の創傷治癒の関係性を明らかにし、siRNAを用いた覆髄実験モデルの開発を行う予定である。保存治療系歯学生じた次年度使用額は実験動物の値段変動に起因するものである。生じた次年度使用額は引き続き実験動物の使用に用いる予定である。
パルスESR測定法を用いた光伝導性ポリマーにおける電荷分離状態のスピン相関距離

本研究は、アクセプター機能を持つ低分子をドープした伝導性ポリマー(ポリビニルカルバゾール、PVCz)を対象とし、光励起で導入される電荷分離状熊についてスピン間の相関に着目し、特にスピン間の距離をバルスESR法を用いて解析しようとするものである。初年度に引き続き、PVCzにTCNQ(テトラシアノキノジメタン)あるいはC_<60>(フラーレン)をドープした試料について、室温から10Kにわたって、定常(CW)ESR測定、パルスESR測定を実施し、スピン間距離測定法(DEER法)による測定を試みた。低温(1060K)においてPVCz-TCNQで450650nmにわたる電荷移動吸収帯を光励起すると、新たなESR信号が得られ、パルスESR法でもg=1.997にエコー信号が得られた。2パルスエコー法から見積もったスピン緩和時間(T_2)は2μs程度で、緩和時間の観点からはDEER法が適用可能な系であったが、電子と正孔の信号が分解できない状況であり、両者を区別して励起・観測することができず、有意な結果が得られなかった。PVCz-C_<60>ではアクセプター準位を光励起すると、g=2.002のESR信号に加え、g=1.998に新たなESR信号が得られた。それぞれT_2は3.0μs、3.4μsと見積もられた。これらを電子、正孔由来の信号と見なし、DEER法を実施したが、有意な結果は得られなかった。通常スピンラベル法ではg値の差が0.74%程度のスピンを選択しそれらの相互作用を得るが、PVCz-C_<60>の場合この差は0.20%にすぎず、選択的マイクロ波パルスを用いても十分分解できなかった可能性がある。本研究は、強力なアクセプター機能を持つ低分子をドープした伝導性ポリマー(ポリビニルカルバゾール、PVCz)を対象とし、光励起で導入される電荷分離状態についてスピン間の相関に着目し、特にスピン間の距離をパルスESR法を用いて解析しようとするものである。初年度は、PVCzにアクセプターとしてTCNQ(テトラシアノキノジメタン)をドープした試料について、幾つかのドープ濃度の試料を用意し、室温から10Kにわたって、基礎光学スペクトル、定常(CW)ESR測定、パルスESR測定を実施した。1)カルバゾール基からTCNQへの電荷移動吸収帯(500800nm)を励起すると、ESR信号が発生することを確認した。CW-ESRでは15mol%の範囲でドープ濃度による信号強度の著しい変化は確認されなかった。2)電荷移動吸収帯を励起し、パルスESR法によりスピンエコー(ESE)検出を行った。40Kの低温でCW-ESR信号と同一のエコー信号によるESR信号を確認し、2P-,3P-ESEEM測定を行った。3mol%の試料では、緩和時間Tm(T_2)840ns, T_122μsが得られ、さらに変調信号のフーリエ解析により水素核との相互作用による変調(15MHz)と幾つかの核による変調(15MHz)を確認した。3)異なる周波数のパルスマイクロ波を用いる電子-電子二重共鳴法(DEER法)を、CW励起下で試みたが、まだ信号を得るには至っていない。緩和時間Tm(T_2)が1μs以下であることが原因かもしれないので、濃度の違う試料について測定する必要がある。4)高磁場下での測定への拡張を考え、現有の超伝導マグネット(Oxford, SpectroMag)へ導入できるパルス用マイクロ波キャビティの設計・加工を行った。一方で、補助金で購入したコールドユニットを用い、より簡便に低温での測定ができるように装置整備の設計を行った。

通常スピンラベル法ではg値の差が0.74%程度のスピンを選択しそれらの相互作用を得るが、PVCz-C_<60>の場合この差は0.20%にすぎず、選択的マイクロ波パルスを用いても十分分解できなかった可能性がある。
会計技術転移に関する基礎的研究-フランス語圏の事例にもとづいて-

標記研究テーマについて、フランス・モロッコ間の事例にもとづいて会計制度の「移転」を研究した。取り上げた仮説は「各国の会計制度の基底には各国の社会的な価値観があるという解釈はモロッコにあてはまるのかどうか。もし、両者を切り放して理解すべきというなら、それを正当化する論拠をどこに求めるべきか」というものである。会計制度形成の基礎には、経済体制や政治体制の違いが存在するのは疑うべくもないが、先進工業国と開発途上国との経済的関係や歴史的関係は、会計制度形成過程に関する文化的影響という視点を複雑にしている。本研究では、モロッコ社会の特徴と経済環境、脱モロッコ化、民営化政策、証券取引所の状況を検討した上で、会計制度改革以前のモロッコ企業会計制度の考察とフランスの影響、会計制度改革に関する王令(一般企業の経理に係わる1992年12月25日適用王令および会計専門家および専門会計士協会の設立に関する1993年1月8日王令)と会計基礎原則.モロッコ・プランの編纂方針を考察した。その結果、会計制度を見る限り、モロッコの制度は先進国の水準と比較して全く遜色がなく、土着の慣習や文化的影響を発見することはできないことがわかった。モロッコの事例は、フランス会計制度という「親」の制度を受け入れることで国際的な水準に達成しようとし、「移転」された会計制度に「順応」してきたという経済社会の変化を示している。
電気探査法と生物的適応アルゴリズムによる3次元海中センシングシステムの構築

これまでの研究実績において製作した水中電気探査装置を利用して、電気探査センサから得られたデータを解釈してより高い精度でセンサ周囲に存在する物体の形状や電気的特性を推定するための解析方法について検討を行い、前年度の研究実績において開発した順解析手法のための3次元有限要素モデルの改良を行った。データ解釈のための逆解析に必要なアルゴリズムについては、生物的適応アルゴリズムについては、高次元の状態入力と行動出力の環境においてより効率良く強化学習を行うため、割引報酬合計の期待値に関して、今までのように1次微分だけでなく2次微分の方向まで考慮に入れた「自然勾配」の方向へ政策を改善していく自然勾配Actor-Critic法に注目し、これと「適正度の履歴」を組み合わせることで、状態観測が不完全なためマルコフ性が保障されない環境下においても頑健に強化学習を行うことが可能な新しいアルゴリズムを提案した。また、前年度の研究実績において提案したランダムタイリングによる特徴量ベクトル生成方法において、ランダムタイルの個数と、任意の2入力によって生成される特徴ベクトルの線形独立性との関係を定量的に示し、空間をグリッド分割した場合との比較を行うことで、提案手法が高次元の入力空間において特徴量の爆発を防ぎつつ極めて高い汎化性能を示す理由についての定量的解析を行った。このランダムタイリングによる状態-行動空間汎化とGibbsサンプリングを用いた行動選択による高次元状態-行動空間における強化学習アルゴリズムは、ロボティクス分野において定評のある国際会議IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems(IROSO7採択率49%)において研究発表を行い、新しい生物的適応アルゴリズムとして高く評価された。電気探査法によって水中に存在する物体の位置や大きさを検出し、その形や材質について判別できるかどうかを評価するため、水中電気探査装置を設計・製作し、試験水槽中での計測実験を行った。センサ部分となる電極として約30mmのステンレスネジを16mm間隔で16×16の格子状に配置し、水面に接触させる。制御回路により電流計および電圧計を電極に順次接続することで、電極下の水中に存在する物体を計測する。実験の結果、以下のような知見が得られた。1)物体の比抵抗が水と大きく異なる金属のような導体あるいはプラスチックのような絶縁体は、おおよその位置や大きさが判別可能。逆に物体の比抵抗が水と同じ場合、全く検出できない。2)物体が検出可能となる距離は、センサとなる電極間隔と同程度までであり、また判別可能となる大きさも、球や棒などの形状にも依存するが球の場合は電極間隔の2倍以上の直径が必要。3)検出可能となるためには、物体にある程度まとまった体積が必要。金属やプラスチックの薄い板や中空の物体は検出できない。検出可能な板の厚みはおよそ電極間隔の半分以上である。また、棒状の物体についても検出するためには棒の直径が電極間隔の75%以上必要である。4)センサに流す電流や計測する電圧の方向を複数パターンにすることにより、ある程度複雑な形状を識別可能である。例えばパイプと単なる円柱の形状とを区別することが可能。5)水が濁っていて視界ゼロでも使用可能。6)金属と絶縁体が混在している場合でも、それぞれを識別可能以上より、電気探査法は近接センサとして有望な特徴を有することが分かった。また、より精度の高い物体検出を行うため、モデルを用いた逆解析が必要だが、その際どの程度のノイズを考慮すべきかの定量的なデータが得られた。装置をより実用に近づけるため装置の改良を要することが判明した。前年度の研究実績において製作した水中電気探査装置による実験データを基にして、センサから得られたデータを解釈してより高い精度でセンサ周囲に存在する物体の形状と電気的特性を推定するための解析手法の基礎となる順解析法およびその処理を具体化した計算機プログラムを作成した。従来、差分法を用いた集中定数系のモデルを作成して順解析を試みたが、解析精度や計算時間に問題があり、実験データを説明するには至らなかった。そこで3次元有限要素法による電気回路モデルを作成し、これを変分法を利用して離散化等価回路へ変換する方法によって順解析を試みた。有限要素法モデルから自動的に電気回路モデルへ変換して順解析を実行するような計算機プログラムを開発し、比抵抗が完全に均一な場合における理論的に計算される電流・電圧のパターンと計算機プログラムによる計算結果とを比較し、まずは離散分割を細かくしていくと計算精度が向上するという有限要素法の一般的な特徴を確認した。次に、前年度の水中電気探査装置によって水中に沈んだ塩化ビニルパイプを計測した実験データと、パイプ状の高比抵抗物体を水に沈めた状態をモデル化した有限要素モデルによる計算結果を比較し、両者に見られる計測データのパターンや数値がよく一致することを検証した。また、逆解析に必要とされる生物的適応アルゴリズムについては、高次元の状態入力と行動出力を扱うことが可能な強化学習アルゴリズムを実現するため、高次元の状態-行動価値関数の近似のためにランダムタイリングによる特徴量生成方法を用い、高次元の行動空間において少ない計算量で上記状態-行動価値関数に依存した確率で行動を選択するための方法としてGibbs-samplingを利用する行動選択法を組み合わせた方法を提案し、いくつかの強化学習のベンチマーク問題において有用性を示した。