hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
極非平衡流れへの高次流体力学方程式の応用に関する研究

35モーメント方程式の解析を行ったが、予想に反してランキンユゴニオ条件を満足する解を得ることが出来なかった。4次のモーメント量を低次モーメント量で準線形の形に近似して、上流及び下流側からの積分を行ったが、ナビエストークス方程式の場合と異なり、ランキン・ユゴニオ条件を満足する解はやはり得られなかった。(2)モーメント方程式に近似が主として移流項に対して行われる。モーメント方程式の近似度を調べるために、元のボルツマン方程式のディスクリートオーディネイト法による数値解析を行った。この方法では3次元速度空間を30×15×15に等間隔に分割して、各速度の分点に対する分布関数の値を差分法で求めた。分布関数と衝撃波の構造は一応求めることが出来た。速度分点の数をモーメントの数と考えると、巨大モーメント方程式系に相当するので今後ガウス積分の分点を用いて、分割速度分点を減少させ、51分点程度の数値解析を行い各モーメント量の衝撃波中の振る舞いを調べる必要がある。(3)高次流体力学方程式に対する境界条件として、51モーメント方程式に対する、壁面に垂直な速度成分が存在する場合に境界条件を求めた。液面からの蒸発凝縮、熱伝達のような1次元問題に対して、7個の未知量含む解が5個の境界条件を満足することから、蒸発量と熱流を与えると表面における温度と圧力の跳びが与えられる条件式が導かれた。この結果は、従来ミクロに分布関数を用いて求められてきたクヌッセン層の解析が高次流体力学方程式で記述されることを示している。(1)平面衝撃波の解析を定常問題として取り扱ったときに、その解を求めることが出来なかった、4次及び5次の全てを含むモーメント方程式を非定常方程式の形で解析し解を求めることが出来た。衝撃波管問題に応用して、圧力比が大きくない場合(p_4/p_1【less thanor equal】6)は衝撃波、接触面、膨張波の全領域で滑らかな解が求められた。本解析で得られた各領域における非平衡現象を表すモーメント量をバーネット、スーパーバーネット各方程式のそれらと比較することでこれらの方程式の評価をすることが可能になった。発生する衝撃波が強くなるに従って方程式の解析に人工粘性項の導入が必要であった。得られた衝撃波の構造をモンテカルロ法の結果と比較すると、超音速部分の圧力分布等にかなりの差異が見られ、衝撃波の強さによって更にモーメント方程式を増やす必要があることが分かった。更に強い衝撃波に対しては著しく小さいクーラン数が必要であった。近似の程度との関係は今後の検討課題である。(2)境界条件を非線形の場合にまで拡張し、気液界面の熱的非平衡によって生じる蒸発流が作る非定常、非線形の流れ場の解析を行った。液体ヘリウムに界面からの非定常な蒸発流の実験結果との比較を行った。両者の結果は充分十分良好な一致を見た。本解析で、蒸発速度が大きい場合にはやはり数値的振動が問題となり、CFDの面からの検討が必要である。(3)モーメント方程式の打ち切り法については2つの方法を検討したが、最高次のモーメント中の更に高次のメーメント量について、緩和方程式を用いる方法が単純な打ち切り法よりも合理的な解を与えることが分かった。緩和方程式を何個利用するのが良いかは更に計算例を増やして検討する必要がある。
小分子化合物を用いた高機能シュワン細胞誘導技術の開発と再生医療への展開

今年度はシュワン細胞のダイレクト・リプログラミングを誘導する小分子化合物として、Krox20の機能を代替する小分子化合物の探索を行った。まずヒト線維芽細胞に、Sox10を単独で遺伝子導入し、小分子化合物Core Libraryの化合物を網羅的手法で添加し、培養後、シュワンマーカーS100bを蛍光染色し、蛍光プレートリーダーで蛍光強度を定量した。S100b発現定量による数値化をスクリーニング系としてKrox20の代替え化合物としてCompound Aを同定した。線維芽細胞をシュワン細胞誘導培地で培養したところ、約72時間後には、位相差顕微鏡で明るく見える類円形の細胞体と数本の長い突起を有した(双極性形態)SC様の細胞を認め、1週間後には多くの細胞が同様の形態に変化しているのが確認された。同様にS100bにおいても8日目に約3倍、14日目に27倍、21日目に16倍の発現の上昇がみられ、シュワン誘導培地を用いたがCompound Aを用いていない細胞に対しても約2.5倍の発現が見られた。しかしながら、これらの発現はdSCの発現と比較すると、はるかに低いものあり、またSOX10の発現は14日目には発現の上昇が確認されたが、その他のTime Pointでは確認されなかった。線維芽細胞からシュワン細胞への直接転換の計画において本研究の主旨となる導入遺伝子SOX10とKrox20の代替え化合物の探索において、おおよそKrox20と類似した作用を持つ化合物が同定されたため。次に、Sox10の機能を代替する小分子化合物を見出す。今年度とは逆に、ヒト線維芽細胞にKrox20を単独で遺伝子導入し、この細胞を用いて同様のスクリーニングを行う。今年と同様に、S100b染色強度とS100bとP75NTRのmRNA定量を指標として、最も効率よく高品質なシュワン細胞を誘導できる2つの化合物の組み合わせを決定する。誘導したシュワン細胞(chemically converted Schwann cells=ccSC)についてGFAP、GAP43、NG2、SOX10の発現を免疫染色、mRNA定量を行う。また網羅的遺伝子発現プロファイルをDNAマイクロアレイ解析で調べ、遺伝子導入により導入したシュワン細胞と比較検討する。次年度に追加実験に必要な物品を購入する必要性が生じたため。
ミリ波・サブミリ波の導波管転送による蛋白質変性の定量化

本研究の平成13年度における目標は、(1)昨年度製作したXYZおよびヨー・ピッチ可変の5軸光学台とインパットオシレーター(94GHz、300mW)を用いて、その出力について範囲と強度を調べ、(2)さらに、スライスした試料(ウシ肝臓肉片)に電磁波を照射し、熱効果による変性の様子を調べることであった。(1)の研究に関しては、テフロンロッドアンテナと水負荷による出力測定装置を製作し、これによる出力測定を行った。これによる実験結果は、先年調査した福井大学ジャイロトロンFU-IV(302GHzロッドアンテナ使用時、23W)で得られたものとほぼ同様であり、大出力ミリ波・サブミリ波光源を用いた生体照射の基礎実験として、低出力ながら簡便な装置を用いて実験可能であるとわかった。(2)の研究に関しては、最初テフロンロッドアンテナによる照射を試みたが、低出力なために、試料をわずかに熱変性させるのに30分以上かかり効率が悪かった。このため、試料表面を厚さ0.3mm3mmのテフロンシートでカバーして導波管出口部を密着させて照射し、さらに試料を温度コントロールしながら、テフロンの厚みと時間、ならびに周辺温度による熱変性について実験した。この方法によると、最短15秒程度で試料を変性させることが可能であった。これと並行して計算機シミュレーションにより、誘電率の変化によるサブミリ波の光路と熱変性の関係を検討した。また、電磁波の生体内進入を理論的に把握するために、ミリ波における生体の誘電率測定を開始した。本研究の平成12年度における目標は、1)ガンオシレーターを用いて、ホーンアンテナ、ロッドアンテナの試作とその組み合わせによる照射範囲、照射強度について光学台装置を自作し、照射範囲を求める、2)照射強度についてはパイロディテクターを用いて電圧変化を求める、3)ホーンアンテナ、ロッドアンテナについては各数種類用意し、単独での測定と組み合わせによる測定を行う、ことであった。これらの研究に関しては、3段階に長さが調節可能なホ-ン・アンテナを製作し、市販品との比較を行った。ロッド・アンテナについては、各種形状のものを10種以上製作し、ガンオシレーターと検波器によっておおまかな強度を調べ、より高出力が得られる条件を検討した。(文献(1)(2))さらにX,Y,Z軸の移動とヨー角可変の光学台を製作し、広範囲な照射を可能にした。ガンオシレーターに関しては、低出力なガンオシレーターだけでなく、より高出力が得られるインパット・オシレーターを整備した。ホーン・アンテナとロッド・アンテナについては、幾何光学的な光路をコンピュータを用いて計算し、オシレーターの90GHzと、最終的な目的である、ジャイロトロンによる高出力サブミリ波の300GHzについて検討した。今後は照射対象として、肉片を用い、各種試料の温度上昇について調べていく予定である。
六朝隋唐精神史の研究

当研究は、六朝隋唐期における精神史の総合的な解明をめざしたものである。具体的には、分担者10名、協力者7名によるテキスト会読(具体的な経緯については報告書「論考篇」参照)の研究会、という形態をとって行われた。具体的には、この時代の儒仏道三教の交錯する、複雑な、かつ実り豊かな精神史を考察するための題材として、六朝宋の顔延之が書いた「庭誥」(『宋書』巻七十三「顔延之伝」所載)を選び、ほぼ毎月、年間11回の頻度で会読研究会を三年間にわたって行った(二年次には、庭誥の会読がひとわたり終了し、一時的に梁の沈約の文集の会読研究会を行ったが、最終年度には再び「庭誥」訳注の再検討のための研究会を行った)。この会読研究会は、毎回、分担者・協力者のほとんどが参加し、分担を決めて訳注稿を作成し、研究会の場に於いて検討するというものである。毎回、十行ほどの原文に関する訳注を三時間以上に渉って検討し精密な訳を作成するとともに、これまでの工具書などでは典拠が見いだせなかった部分について、近来の電子テキストの普及という状況の下で、綿密に出典を調べ上げることに留意し、その成果を最終的に報告書の形で『庭誥訳注』として出版した。また、この『庭誥訳注』に加えて、各分担者、協力者あわせて十七名すべてが行ったそれぞれの六朝階唐精神史に関する研究成果をもとにして、各自が研究報告論文を作成し、それを論文集の形でまとめ、『六朝隋唐精神史の研究』を編集制作し、印刷出版した。本年度は、当初の研究計画に従い、顔延之の「庭誥」の会読をすすめた。具体的には、計十回の研究会を開催して、分担者ならびに研究協力者四名の参加を得て、毎回訳注作成担当者が訳注を作成するという形で読み進めた。その際には各分担者の専門的見地から検討が加えられ、かつ、購入したパーソナルコンピュータを使って、各種電子テキストや購入した四部叢刊CD-Romなどを駆使して、出典・用例の検討にあたった。結果として、この六朝隋唐という時代がもっている思想的複雑性をある意味で代表する作品である「庭誥」という著作を読みほぐすことにより、この時代の精神史について、各分担者の専門領域における新たな知見と新たな問題点を見いだすことができたと同時に、具体的には「庭誥」のほぼ全体にわたる下訳と注釈を作成することができた。また、注釈においては、これまでの工具書の使用のみによっては見い出し得なかった多くの用例を、注釈作業の過程で集めることができた。なお、用例については再度の検討が必要であり、各自が作成した訳注を全体にまとめた上で、再検討中である。なお、この訳注作業の中で、以下のような知見が得られたことも特記すべきであろうと思われる。それは、このような古典の読解を行っていく際に、古典に高度に習熟した研究者を前にしては、そのレベルに達していない学者がいかなる電子的レベルを駆使しても到達できない「知のレベル」あるいは「知の有機的体系」というものが存在することを「実証」できた、という事実である。本年度は、三年計画の二年次にあたっている。本年度は、主たる研究対象であった、宋の顔延之「庭話」の訳注作業が終了したのに引き続き、研究対象となる時期の三教交渉史に於ける重要な思想家である梁の沈訳の文集(書・論・記・序の部分)の会読を開始し、ほぼ毎月のペースで、計九回の会読研究会を開催した。今年度は8名の研究分担者に加え、7名の協力者を得て行われた。

(今年度より協力者に新潟大学の仏教研究者一名と、京都大学大学院文学研究科博士後期課程の学生二名を増員した。)研究会は、毎回三時間にわたって行われ、常時123名の参加者により、担当者の提出した訳注稿の検討を行ない、あわせて会読の対象となった文章の用語、あるいはそこに見える思想について活発な討論を行ない、おもに当時の精神史における仏教の持つ意味を中心に、新たな知見を得ることができた。また、同時に「庭話」の訳注稿について、上記会読研究会と平行して、最終的な内容の再検討を開始した。訳の再検討をするばかりでなく、会読開始時には購入できていなかった電子版四部叢刊による注釈の増補も行っている。また、各自は研究分担に応じた個別研究をすすめており、報告書を載せる研究論文作成の準備にはいっている。最終年度は、上記「庭話」訳注の再検討と決定稿の作成、ならびに各個別研究の研究発表を行っていく予定である。今年度は三年間にわたる研究の最終年度にあたっており、研究のまとめの作業を行うこととなった。具体的には、六朝階唐精神史研究の研究計画の中で、そのテキストの出典調査、訳注稿作成の作業を通じて、この時代の儒仏道三教の交錯する、複雑な、かつ実り豊かな精神史を考察するための主な題材として取り上げた、六朝宋の顔延之が書いた「庭誥」(『宋書』巻七十三「顔延之伝」所載)に関する訳注を作成した。この一年間は、これまでの会読研究会(分担者が分担して訳注を作成、それを研究会に於いて会読し、検討を行った)を通じて既に作成されていた「庭諾」の訳注稿について、その一回目の会読研究会に於いて作成された「原」訳注稿の作成後に入手することが出来た電子テキスト群(科研費によって購入した電子版四部叢刊など)により、再度の全面的な出典調査を行った。これについては、分担者のみならず、数名の研究協力者による調査も行われた。また、その出典調査の成果に基づき、全編に渉って、研究分担者、研究協力者による庭誥訳稿の再検討を行った。(研究協力者については、それぞれの分担を再配置し、最終稿を作成した。)これについては、この一年間でほぼ毎月、全11回にわたって分担者、協力者のほぼ全員の出席のもと、会読研究会を行って検討を重ねてきた。結果として、報告書の形で『庭誥訳注』という冊子を制作し、印刷出版した。また、この『庭誥訳注』に加えて、各分担者、協力者がこの三年間の研究において行ったそれぞれの六朝隋唐精神史に関する研究成果をもとにして、各自が研究報告論文を作成したので、それを論文集の形でまとめ、『六朝隋唐精神史の研究』を編集制作し、印刷出版した。
土地・水資源およびエネルギーの有効利用からみた農業循環システムに関する基礎的研究

ハウスにおいて、陸稲を栽培し、灌漑水量を3段階とした試験を実施した。その結果は、(1)標準区(消費水量対応区) :水分量は十分に供給され、陸稲の生育、収量が多い結果であった。(2)中間区(3/4水量区) :消費水量は計画用水量に近似し、陸稲に必要な水分は供給された。(3)節水区(1/2水量区) :消費水量が少なく、水分不足が発生した。生育・収量からみて低い。以上の結果から標準灌漑水量の75%(3/4)水量で灌漑効果を維持しつつ用水の節減につながる。ヒトの必要栄養素に基づいたメニューを作成し、ヒトのエネルギー所要量を満たすだけでなく、ビタミン・ミネラルなどの栄養要素を十分充足するメニューを作成し、主食としては米および小麦を、畑作物としては芋、豆、トマト、イチゴなどタンパク源としては卵および水田養魚によるドジョウを採用し、静岡県における作物別収量から信頼度50%で目標収量を確保する農地面積を算出し、農業循環システムモデルの一端として成人の栄養充足に基づいた農地面積、必要水量等の検討を行った。循環モデルの要素としては水田、畑地のほか、水源および肥料源としての林地を設定した。農業用ハウスによる雨水の集水・貯留と多目的利用を想定した貯留水の水質環境について、東京農業大学世田谷キャンパス内に建設されたハウスを利用して検討を行った。降雨量とハウス内貯水槽の貯留効率を検討したところ1降雨期間中10mm以上になると貯留効率は50%を下回る結果となった。貯水槽内の水温については、底部において年間を通じて1025°Cと安定していた。さらに、雨水と貯留水の水質について検討したところ、雨水が貯水槽内に流入することで全窒素濃度が上昇する傾向にあった。なお、貯留水の多目的利用を行う上でpHと窒素を除いてほぼ適正な水質環境にあった。そこで、pHと窒素の水質改善を図るために貯留水を戸室石に接触させて循環させたところ、pHの調整機能と窒素の吸着機能による水質改善効果のあることがわかった。また、ハウス内において灌概水量を変化させて節水灌概によるヤツガシラの生育試験を行い、土壌の強熱減量を測定した結果、灌概水量の最も少ない区に比べて標準的な灌概を行った区において強熱減量が低くなり、有機物が分解されやすいことが明らかとなった。また、複合化学肥料の施用後の化学成分分布は灌概範囲の最外縁部に塩化物イオン、ナトリウムイオンをはじめとしたイオン類が集積する傾向があった。本研究では「人の生活・生命を支える安全で安心な作物の生産」を農業の目的と考え、そのため、(1)ヒトの栄養所要量を基準とした食物摂取量に基づいた農地面積および必要水量の算出、(2)雨水利用小規模節水灌漑システムを利用した水および土地資源の有効利用の検討、(3)循環システムの運営に必要な肥料成分の補給やエネルギー使用量など物質・エネルギー収支の観点からの評価を行う。本年は主として畑地における雨水利用小規模節水灌漑システムにおける水収支について検討した。1.雨水利用節水灌漑システムにおける降雨の水収支の検討農業循環システムモデルに基づいて算出した用水量および作物・栽培面積を使用し、雨水利用節水灌漑システムにおける水収支についての検討結果から水使用量を推算し、実際の試験結果から有効性を検討した。その結果では、過去30年間の降雨記録から、一部の干ばつ年以外では十分に必要水量をまかなうことが可能であった。さらに不足する時期にはより節水灌漑による対応を提案した。2.水循環システムの構築と水質浄化策の検討雨水貯留および農業用排水の循環においては、用水・排水中に含まれる窒素等の移動が無視できないと考えられていることから、雨水の水質変化の検討を行い、貯留による水質保持を確認した。3.投入エネルギー量の検討ヒトの生存のための農地等の面積から、一般的と考えられる農業機械および施設設備の導入に伴うエネルギーおよびヒトの労働負荷を算出し、これに基づいて作成した農業循環システムモデルの評価を行い、労働に伴う生活運動強度についても検討した。その結果、わが国の農地面積からみて人口約3,200万人の食料供給が可能であり、江戸時代の自給生活可能であったことと対応している。1.雨水利用節水灌漑システムにおける降雨の水収支の検討

農業循環システムモデルに基づいて算出した用水量および作物・栽培面積を使用し、雨水利用節水灌漑システムにおける水収支についての検討結果から水使用量を推算し、実際の試験結果から有効性を検討した。その結果では、過去30年間の降雨記録から、一部の干ばつ年以外では十分に必要水量をまかなうことが可能であった。さらに不足する時期にはより節水灌漑による対応を提案した。2.ハウスでの節水灌漑の可能性ハウスの陸稲に対して、節水灌漑のための灌漑水量を以下の3段階に設計し、灌漑試験を実施した。その結果は、以下のとおりである。(1)標準区:消費水量相当量の灌漑により、土壌水分量は十分に供給され、陸稲の生育、収量とも多い結果であった。(2)中間区:標準区の75%の灌漑水量区では、消費水量は計画用水量に近似し、収量についても標準区を遜色が無く、陸稲に必要な水分が供給された。(3)節水区:標準区の50%の灌漑水量区では、消費水量が少なく、水分不足が発生した。生育・収量からみて他の2つの区に比べて非常に低い結果であった。この結果から標準灌漑水量の75%(3/4)水量で灌漑効果を維持しつつ用水の節減につながるものと判断される。
ダウン症候群に合併する急性白血病に生じているゲノム異常に関する研究

Down症候群では、高率に急性白血病を合併することが知られている。本研究では、高密度マイクロアレイなどの最新のゲノム解析技術を用いて、Down症候群に合併する急性リンパ白血病(ALL)に生じているゲノム異常の詳細を明らかにし、発症に関与する標的分子の同定を目指す。これまでに我々は、Down-ALLのゲノム異常を明らかにするために、Down-ALL6例につき高密度SNPアレイ(Affymetrix社GeneChip250k)を用いた網羅的ゲノムコピー数の解析を行った。その結果、2例で22q11のホモ欠失が検出された。この2例の共通欠失領域は約116kbであり、この領域内には唯一免疫グロブリンラムダ鎖をコードするIGLC1遺伝子が存在することが判明した。そこで、本年度はDown-ALL6例を含む非Down-ALL50例の検体を用いてIGLC1のサンガーシークエンスを行った。また、小児ALLの発症に関与する既知の遺伝子群IKZF1、IKZF2、IKZF3、ABL、NOTCH1、FBXW7につきDown-ALL6例を用いてdeep sequencingを行った。IGLC1の変異解析では既知のSNPは複数検出されたものの、Downおよび非Down症例いずれにおいても有意な変異は検出されなかった。IGLC1は、薬剤抵抗性慢性骨髄性白血病でもIGLC1の欠失が報告されているが、一部のDown-ALLにおいてもこの遺伝子の欠失による機能喪失が、発症・進展に関与する可能性が考えられた。またDeep sequencingの結果、Down-ALLにおいて、小児ALL関連遺伝子群の変異は検出されなかったことから、Down-ALLの発症・進展には非Down-ALLとは異なる分子メカニズムが存在する可能性が示唆された。Down症候群に合併する急性リンパ白血病に生じているゲノム異常の詳細を明らかにし、発症に関与する候補遺伝子の同定ならびに変異解析ができている。Down-ALLの症例を更に収集し、次世代シークエンサーを用いたエクソーム解析による新たな標的分子の同定を試みる。また、非Down症候群の小児ALLとDown-ALLのゲノム異常との詳細な比較を行い、Down-ALL特有の分子病態を明らかにする。解析できた症例数が少なかったため、未使用額が生じた。次世代シークエンサーを用いたエクソーム解析に必要な消耗品一式を来年度分と繰り越し分を合わせた研究費によって購入する。Down症候群は過剰な21番染色体によって発症する先天奇形症候群であり、一般人口より高頻度に急性白血病を合併することが知られている。本研究では、高密度マイクロアレイなどの最新のゲノム解析技術を用いて、Down症候群に合併する急性白血病に生じているゲノム異常の詳細を明らかにし、発症に関与する標的分子の同定を目指す。Down症候群に合併する白血病で最も頻度が高いのは急性巨核芽球性白血病であり、既にGATA1がその発症に関与することが判明している。一方で、Down症候群に合併する急性リンパ性白血病(Down-ALL)の分子病態は十分に解明されていない。そこで、本年度はまずDown-ALLのゲノム異常を明らかにするために、Down-ALL6例につき高密度SNPアレイ(Affymetrix社GeneChip250k)を用いた網羅的ゲノムコピー数の解析を行った。その結果、20qの欠失、22q11の微小欠失が6例中2例で検出され、他に7番染色体の欠失および増加、8番染色体の増加がそれぞれ1例ずつで検出された。いずれのコピー数の異常も非Down症候群の小児ALLでみられるゲノム異常の中では比較的頻度の少ないものあった。22q11の欠失が見出された2例のうち1例ではホモ欠失が検出された。この2例の共通欠失領域は約116kbであり、この領域内には唯一IGLC1遺伝子が存在することが判明した。IGLC

1は免疫グロブリンラムダ鎖をコードする遺伝子であるが、興味深いことに薬剤抵抗性慢性骨髄性白血病(CML)でもIGLC1の欠失が報告されている。従って、IGLC1の機能喪失はCMLの薬剤耐性獲得のメカニズムに関与するのみならず、Down-ALLの発症・進展にも関与する可能性が考えられた。Down症候群に合併する急性リンパ白血病に生じているゲノム異常の詳細を明らかにし、発症に関与する候補遺伝子の同定ならびに変異解析ができている。Down症候群に合併する急性リンパ白血病に生じているゲノム異常の詳細を明らかにし、発症に関与する候補遺伝子の同定ができている。Down-ALLの症例を更に収集し、次世代シークエンサーを用いたエクソーム解析による新たな標的分子の同定を試みる。また、非Down症候群の小児ALLとDown-ALLのゲノム異常との詳細な比較を行い、Down-ALL特有の分子病態を明らかにする。今回解析したDown症候群に合併する急性リンパ白血病症(Down-ALL)例6例につき、さらに次世代シークエンサーを用いたエクソーム解析を行い、新たな標的分子の同定を試みる。解析できた症例数が少なかったため、未使用額が生じた。次世代シークエンサーを用いたエクソーム解析に必要な消耗品一式を来年度分と繰り越し分を合わせた研究費によって購入する。次年度も本研究を継続的に行い、高密度マイクロアレイなどの最新のゲノム解析技術を用いて、Down症候群に合併する急性白血病に生じているゲノム異常の詳細を明らかにし、発症に関与する標的分子の同定を目指す。また、今回解析したDown症候群に合併する急性リンパ白血病症(Down-ALL)例6例につき、さらに次世代シークエンサーを用いたエクソーム解析を行い、新たな標的分子の同定を試みる。そして、非Down症候群の小児ALLとDown-ALLのゲノム異常との詳細な比較を行い、Down-ALL特有の分子病態を明らかにする予定であるが、主にそれらの実験にかかる物品費ならびに調査研究や成果発表のための旅費として使用する計画である。
遠隔地における高齢者の自立生活支援のためのスマート介護住宅の計画要件

本課題は、子世帯の経済的事情や高齢者の自立生活支援の観点から、遠隔介護システムを用いた高齢者住宅のあり方について、a)高齢者世帯と子世帯との離隔距離、介助訪問頻度、移動時間、移動手段についてのアンケート調査により立地要件の最適解を求めるとともに、b)遠隔地にて上記遠隔介護システムを高齢者が自立して操作できる住宅の計画要件を実験を通して明らかにすることを目的としており、平成30年度は、東京都内に在住の任意世帯に対し、遠隔地居住・介護に関する基本意識調査とあわせ、高齢者世帯と子世帯との日常的なやりとりを9種類のIoTスマートデバイスを用いて実行させ、初頭に回答した許容しうる離隔距離、介助訪問頻度、移動時間について補正モデルとして推定し、住宅計画要件への指針とした。またこの成果を発表すべく、JECAおよびJAR国際論文誌に投稿中である。上記のIoTスマートデバイス機器とは、1)手書きペンシル対応型タブレット端末、2)睡眠センサー、3)ドアセンサー、4)防犯対策用振動センサー、5)対話AI「BOCCO」センサー、6)生理状態計測可能なスマートウォッチ、7)通信型ヘルスメータ、8)身体機能スケジューラ、9)ヴィデオフォン端末をさすが、これらの複合利用の形態について、3サンプルにおいて定常的な実態ハイアラーキが見られた。通話を主とするサンプルケースにおいては、文字情報通信より、相互の生活気配をデータログとして明示・現示する方がよいという結果が得られた。また手書き文字による通信を主とするケースでは、ヴィデオフォンによるリアルタイム動画像での通信頻度が高く、結果、時間費用モデルの補正値も大とする結果が見られた。昨年度までの修正計画で予定していた通り、東京都及び大阪市内の独居高齢者住宅(及びその子世帯)を3サンプル抽出し、Iot機器を併用した遠隔地家族介助の実施と意識調査を行うことが無事遂行できたため順調に進展しているといえる。また、定位置設置型デュアルオムニスコープカメラを高齢者の生活空間に設置し、脚部・腕等の位置から生活パターンを遠隔監視できる方法を構築し、その成果のまとめも順次済んでいる。最終年度は、H30年度の成果である、Iot機器を併用した遠隔地家族介助の実施手法と時間費用補正モデルの提示をメインに、論文投稿を終え、予定していた研究計画を終了することとする。本課題は、子世帯の経済的事情や高齢者の自立生活支援の観点から、遠隔介護システムを用いた高齢者住宅のあり方について、a)高齢者世帯と子世帯との離隔距離、介助訪問頻度、移動時間、移動手段についてのアンケート調査により立地要件の最適解を求めるとともに、b)遠隔地にて上記遠隔介護システムを高齢者が自立して操作できる住宅の計画要件を実験を通して明らかにすることを目的としており、平成29年度は、東京都内に在住の任意世帯(全サンプル数220)に対し、遠隔地居住・介護に関する意識調査を行い、高齢者世帯と子世帯との離隔距離、介助訪問頻度、移動時間、移動手段等をコストモデルとして推定し、各都市における立地要件の特性とその最適モデル解を求めた。またこの成果を、テレナーシングにかかる時間-費用モデルの関東圏・関西圏の比較検証として取りまとめ、日本建築学会計画系論文集及びJAR国際論文誌に投稿中である。H29年度は東京圏域に在住の300世帯分の意識調査データ採取を計画しており、うち220世帯分が集まった。次年度は引き続きサンプル数を増大させるべく継続調査を行うこととする。サンプル数が不足しているものの、東京圏域すなわち、東京都(諸島部分を除く)・神奈川県・千葉県・埼玉県・茨城県・群馬県・栃木県・山梨県・の1都7県から均質に被験者調査ができており、テレナーシングにおける時間・費用にかかり、偏りなく録取できた。

また、定位置設置型デュアルオムニスコープカメラを高齢者の生活空間に設置し、脚部・腕等の位置から生活パターンを遠隔監視できる方法を構築し、その成果のまとめも順次済んでいる。H30年度は、東魚沼郡湯沢町の未分譲リゾートマンションを借り受け、高齢者の遠隔地居住の社会実験を行う予定であったが、経済状況の変化等により、候補物件が全て売却されたため、東京都及び大阪市内の独居高齢者住宅(及びその子世帯)を3サンプル程度抽出し、Iot機器を併用した遠隔地家族介助の実施と意識調査を行うこととする。また、当初計画で用いる予定としていたリンパ浮腫の症状看取のための3Dスキャナについては、型式が古くなり現行のネットワーク及びPCのオペレーティング・システムに対応しておらず、事実上稼働させることが困難であるため、定位置設置型デュアル・オムニスコープカメラを高齢者の生活空間に設置し、脚部・腕等の位置から生活パターンを遠隔監視できる方法を構築した。よってH30年度はその成果を纏ることとする。最終年度は、H30年度の成果である、Iot機器を併用した遠隔地家族介助の実施手法と時間費用補正モデルの提示をメインに、論文投稿を終え、予定していた研究計画を終了することとする。H29年度報告書に記載の通り、当初予定のH30年度の分譲型住戸のリース借受けによる実験が不可能になったため、Iot機器併用での時間費用補正モデルの策定を行った。結果、H30年度およびH31年度(令和元年度)に次年度使用額が発生しているが、現時点の予定では、国際論文投稿およびデータ精査の費用にそれらを使い切ることとする。
皮膚における抑制性免疫受容体アラジン－１を介したＴｈ２応答制御機構の解明

皮膚は微生物の侵入を防ぐバリア機能を有し、微生物感染時には1型ヘルパーT細胞(Th1)による応答が生体防御に働く一方、2型ヘルパーT細胞(Th2)による応答はアレルギーの発症に関わる。しかし、皮膚におけるTh2応答がどのように誘導及び制御されるかについての全容は未解明である。以上の結果より、アラジン-1が皮膚のTh2型CHS反応の抑制に関わるが、Th1型CHS反応の抑制には働かないことを明らかにした。接触型過敏症モデルマウスを用いてアラジン-1が皮膚のTh2型CHS反応の抑制に関わるが、Th1型CHS反応の抑制には働かないことを明らかにした。Th2型CHSにおける肥満細胞または樹状細胞上のアラジン-1の機能を明らかにするには、肥満細胞または樹状細胞のみでアラジン-1を欠損したマウスが必要である。既にアラジン-1の遺伝子にloxP配列を挿入したマウス(Allergin-1flox/flox)及びAllergin-1flox/floxマウスと肥満細胞または樹状細胞特異的Cre発現マウス(Mcpt5-CreまたはCD11c-Cre)を交配させたコンディショナルノックアウトマウスも樹立しており、解析はすぐに行える状態である。
骨髄由来樹状細胞の心筋梗塞後左室リモデリングに及ぼす影響

心筋梗塞後の過剰な炎症反応は、その後の心機能の低下や不良な生命予後と関連することが知られている。しかしながら炎症反応を制御する機構の詳細は明らかにされていない。本研究では、骨髄由来の樹状細胞が梗塞後のマクロファージや炎症性単球による過剰な炎症反応を抑制し、細胞外マトリックスの分解を抑制するとともにアポトーシスも軽減し、梗塞後の左室機能を保持する役割を有することが明らかとなった。CD11c-DTR Tgマウスの骨髄を野生型マウスに移植したマウスにおいて、脾細胞のFACSにて、12%程存在する樹状細胞をジフテリア毒素(4ng/kg)投与でほぼ完全にアブレーションできることを確認した。また、ジフテリア毒素が樹状細胞以外の白血球細胞(CD4陽性Tリンパ球、CD8陽性Tリンパ球、Bリンパ球、マクロファージ、NK細胞)には影響を与えないことを、同様の脾細胞のFACSを用いて確認した。骨髄移植後、生着のため8週間の期間をおいた移植マウスにおいて心筋梗塞を作成し、4週間後の心機能、血行動態を評価した。その結果、ジフテリア毒素によって選択的に樹状細胞をアブレーションしたマウスで、心エコーにおいて左室リモデリングが抑制され(LVEDD,4.1±0.1vs.4.4±0.1mm,p=0.03;%FS,28.3±0.8vs.23.7±1.3%,p<0.01)、カテ先マノメーターによる解析でも左室収縮能の改善が示された(LVdP/dtmax,8340±532vs.5924±810mmHg/sec,p=0.01)。樹状細胞をアブレーションすることで、心筋梗塞後心不全を改善させる可能性が示唆されたことから、そのメカニズムを追求するために、心筋梗塞後1週間において、梗塞部及び境界領域の組織よりmRNAを抽出し、microarrayによる網羅的遺伝子解析を行った。その結果、IL-6、TNF-αなどのproinflam matory cytokineの遺伝子発現に明らかな有意差はなかったものの、心筋梗塞においてprotectiveとされるIL-10、IL-1R antagonistの発現が樹状細胞をアブレーションした群にて有意に高いことが明らかとなった(Fold Change:IL-10,2.08;IL-1Rantagonist,3.12)。樹状細胞のマーカーであるCD11cのプロモーター下流にサルのジフテリア毒素受容体(DTR)とGFPを組み込んだ遺伝子改変マウス(CD11c-DTRマウス)を用いて、心筋梗塞後左室リモデリングにおける骨髄由来樹状細胞の役割につい検討を行った。その結果、樹状細胞をアブレーションした群とコントロール群間で、梗塞サイズ、生存率に差を認めなかった。梗塞4週後に、左室のmRNAを抽出し、各種サイトカインの発現をreal time RT-PCRにより検討したところ、IL-6、TNF-αなどのproinflammatory cytokineの遺伝子発現には有意差を認めなかったが、CD68、CCL2の発現が樹状細胞をアブレーションした群においてコントロールの梗塞群に比較して高いことが明らかとなった。免疫組織染色を行うと、Mac-3陽性のマクロファージの浸潤が、樹状細胞アブレーション群で有意に増加していた。心エコーにおいて左室機能を評価したところ、左室リモデリングはむしろ樹状細胞のアブレーションによって増悪し、カテ先マノメーターによる解析でも左室収縮能の悪化が示された。ごく最近、肝臓の虚血再灌流モデルに対して、樹状細胞をアブレーションした際の効果が検討され、樹状細胞かIL-10の放出などを介して、単球・マクロファージ系の炎症を制御している可能性が示唆されている(J Clin Invest 2010Feb ; 120(2) : 559-69)。心臓においても、樹状細胞による単球・マクロファージ系への制御機構が存在している可能性が考えられる。骨髄由来樹状細胞を除去した群において、コントロール群に比べ、左室リモデリングが増悪するとともに、Mac3陽性マクロファージの梗塞部への浸潤が増加し、IL-6やTNF-αといった炎症性サイトカインの発現上昇を認めることが明らかになった。さらに炎症性単球であるLy6c^<high>単球が末梢血ならびに梗塞部心筋で増加すること、これに伴い、梗塞部心筋での細胞外マトリックス分解酵素の活性が上昇すること、心筋細胞のアポトーシスが亢進することも明らかとなった。樹状細胞を除去した群では、抗炎症性サイトカインであるIL-10の発現が低下し、さらに血管新生や治癒過程に重要な役割を果たすことが知られている抗炎症性Ly6c^<low>単球が低下することも明らかになった。

骨髄由来樹状細胞を除去したマウスに対して、wild typeの骨髄由来樹状細胞を移植したところ、マクロファージ、炎症性Ly6c^<high>単球が低下し、同時に左室機能が改善することも示された。骨髄由来樹状細胞が、単球ならびにマクロファージのsubpopulationに影響を及ぼすとともに、梗塞後治癒過程で重要な役割を果たしていることが明らかになった。これらの結果より、樹状細胞をターゲットとした梗塞後左室リモデリングに対する新たな治療法の開発が期待された。
乾燥地の水分動態と緑化に関する研究

樹木の蒸散流速と通水抵抗18年生ヒノキの成木を材料に、茎熱収支法による樹液流量の測定値と立木の切断面からの吸水量との比較から、茎熱収支法の測定装置であるダイナゲ-ジの精度を検定した。この結果、樹液流量と吸水量の日変化パタ-ンはよく対応したが、吸水量の少ない時間帯は、樹液流量は過大に、逆に多い時間帯には約1/2と過小に測定し、誤差の大きいことを明らかになった。しかしこの原因について検討し幹断面に占める通水断面積の比を係数に補正する方法によって毎時に測定される吸水量と蒸散流量とは1:1で対応し、高い精度で樹液流量を測定できることを明らかにした。また、この方法で測定したヒノキの根系、幹、樹冠の3器官の通水抵抗を推定した結果、根系の通水抵抗は46ー56%と大きく、幹は0ー6%と小さいことを明らかにした。海岸砂地植生の耐塩性海岸砂地の代表的な植生であるハマゴウおよびモクマオウの耐塩性を他の非塩性樹木と比較した。耐塩性は濃度の異なる人工海水の葉への塗布処理試験と根系への潅水処理の2つの方法で比較検討した。塩水塗布試験では、ハマゴウは常緑広葉樹と比較すると特に耐塩性が大きいとはいえないが、他の落葉広葉樹と比較すると耐塩性が大きいことが明らかになった。また、根系への塩水潅水試験から、ハマゴウは根系の塩分の吸収抑制能力は小さく、葉へのナトリウム、塩素の集積は大きいこと、処理水の海水濃度に対して葉の水分特性はモクマオウより大きく変化することなどを明らかにした。1.乾燥・塩生条件下での樹木群の水ストレスヒノキを材料とし乾燥に伴う光合成・蒸散速度を同化箱で、樹液流量をダイナゲ-ジ法によって測定し、相互の関係を明らかにした。樹液流量は野外条件で測定しうるので樹木反応の実際を最もよく反映するが、従来のヒ-トパルス法では樹液通過部の傷つけや測定が一部に限定されることから問題があった。ここでははじめて木本にダイナゲ-ジを使用し、測定に成功した。小さな苗木でも樹液流量と蒸散・光合成速度との間には大きな時間のずれがあることが明らかとなり、樹体の水ストック機能が乾燥との関係で有効に働くことを認めた。2.風衝砂土における樹木群の養分動態海岸クロマツ林の養分循環を、落葉の分解、降雨を主収入、樹木の吸収、土壌からの流亡を主支出として養分動態を測定した。その結果を窒素についてみると、分解はかなり早く、6キロ/haと重要な収入であり期待された落葉・土壌寄生の微生物による空中窒素固定は見られなかった。一方、クロマツによる吸収はかなり大きく、分解窒素に降雨分を加えても、支出を補うことはできず、結局年間haあたり19キロの窒素量不足と計算された。クロマツ林は健全な林でも養分的には余裕なく循環させていることがわかった。3.乾生樹木の水分特性海岸砂地に生育するハマゴウ群落について、砂地、塩分、夏期高温、乾燥、砂移動と堆積などの乾生条件に対し、形態的、生理的にどのような適応戦略を示すかを研究した。その結果、水分、光合成特性の異なる二種類の葉(直立葉と葡匐葉)を展開させ、盛んな同化能を示すこと、葡匐枝は水分通導性に、形態的にすぐれ、潜伏芽を多く用意して直立二次葉の発生を容易にするなどの適応がみられた。
微小領域の弾塑性評価技術の構築と環境助長割れ機構解析への適用

本研究では,微小圧子力学(剛体圧子接触による材料の変形と破壊の力学)に基づいた局所弾塑性特性(応力ひずみの構成則)の評価技術を開発した.この技術は,従来の引張試験などと比較して,簡便かつ短時間で実施できるうえ,微小な圧子を利用することから,所望の局所領域を非破壊的に測定できる特徴を有する.本研究では,新しい評価法を開発し,様々な力学現象の解明や材料・製品評価への応用を試みた.すなわち,弾塑性特性ならびにその異方性の評価技術を開発し,微小薄膜材料や塑性加工品の評価と環境助長割れ機構解析へ適用した.本報告では,開発内容を要約するとともに,その適用例と今後の展望を示す.本研究では,微小圧子力学(剛体圧子接触による材料の変形と破壊の力学)に基づいた局所弾塑性特性(応力ひずみの構成則)の評価技術を開発した.この技術は,従来の引張試験などと比較して,簡便かつ短時間で実施できるうえ,微小な圧子を利用することから,所望の局所領域を非破壊的に測定できる特徴を有する.本研究では,新しい評価法を開発し,様々な力学現象の解明や材料・製品評価への応用を試みた.すなわち,弾塑性特性ならびにその異方性の評価技術を開発し,微小薄膜材料や塑性加工品の評価と環境助長割れ機構解析へ適用した.本報告では,開発内容を要約するとともに,その適用例と今後の展望を示す.本研究では,押込み法(インデンテーション法)による新しい弾塑性評価を開発することを第一の目的としている.押込み法は,局所的に材料の力学特性を測定できるため,薄膜などの微小材料や微小領域の特性評価を行えるとともに,その特性の分布も把握することが可能である.平成19年年度は,新規な弾塑性評価手法の開発を目的とし,有限要素法のパラメトリック解析から広範囲な材料特性に対する押込み曲線を計算した.そして,得られた結果を整理するために新たな次元解析を提案した.これは,押込み曲線と材料の弾塑性特性を関連付ける無次元関数をあらかじめ構築することで,実際の試験から得られる押込み曲線の結果をこの関数に代入し,材料の塑性特性を逆解析的に推定するというアルゴリズムに基づいている.本提案手法は,一つの圧子で行えること,圧子先端の磨耗などの問題は無い(先端Rに依存しない)鋭利な圧子に適用できること,再現良く取得できる押込み負荷過程から塑性特性を逆解析的に推定することなど,新規な評価法とともに実材料に対しても従来の研究では見られないロバストな測定法になっている.さらに本開発手法を薄膜材料(ダイヤモンドライクカーボンDLC膜)の評価ならびに塑性加工材の塑性特性分布測定へと応用した.DLC膜では,変形特性ならびに破壊特性の評価が実用上重要であるが,本手法を用いることによって,DLC膜の変形特性を定量的に評価することを可能にし,破壊特性を調べる上で重要な知見を得ることができた.一方,塑性加工材では材料の加工硬化による機械的性質の変化を調べることが塑性加工プロセスの最適化において重要であるが,本手法により局所的な塑性特性(降伏応力加工硬化指数,引張強度,予ひずみ量)を推定することを可能にした.また,同一材料に対して複数箇所の特性を評価できるので,本手法は塑性特性の分布(マッピング)測定技術として展開できた.本研究では,押込み法(インデンテーション法)による新しい弾塑性評価法を開発するとともに,その手法を様々な材料評価研究へ適用することを目的とした.押込み法は,材料の力学特性を局所的に測定できるため,薄膜などの微小材料や所望の局所領域の特性評価を行えるとともに,その特性の分布(マッピング)も把握することが可能である.平成19年度は,有限要素法のパラメトリック解析から広範囲な材料特性に対応できる評価手法を確立し,微小薄膜材料や塑性加工材の塑性特性分布測定へと応用してきだ.本年度(平成20年度)は,研究実施計画どおり環境助長割れ(腐食や水素ぜい化)の問題に本手法を適用し,割れメカニズムを押込み法で推定した塑性変形特性結果に基づいて検討した。このような環境助長割れの発生および進展メカニズムを議論するためには,き裂先端の変形特性(弾塑性特性)を定量的に明らかにする必要があるが,本手法はき裂先端のような局所領域における変形や破壊特性を実験的に評価できるため有用であった.本研究の一部の成果としては,水素ぜい化割れの端緒となるナノ変形特性に着目し,吸蔵水素量とナノ塑性特性の関係を定量的に導くとともに,水素ぜい化を引き起こす下限界吸蔵水素量を押込み試験結果から予測した.以上のように,本研究では研究計画とおり,等方等質材料の弾塑性特性評価研究を実施してきたが,本手法をさらに塑性異方性を有する材料に対しても適用できるように拡張した.塑性加工材や複合材料などを対象とし,通常の評価方法は各方向へ引張試験を実施するが,本手法では1回の押込み試験で各方向の弾塑性特性評価が行える特長を有している.具体的には,試験後の圧痕変形形状の異方性を利用し,その変形量から材料の弾塑性特性を推定する.今年度は方法の確立と数値実験上での手法の有効性を検証したので,今後は実際の塑性異方性材料へ適用する予定である.
自閉症児における動作の認知と模倣に関与する脳機能

自閉症に共通して認められる社会的相互交渉の困難のメカニズムの本質を客観的に評価することを目指して,動作の認知と模倣に関与する脳機能の探索という観点から研究を行った。具体的には、高機能自閉症児、者を参加者として,(1)表情弁別、模倣課題,(2)視線認知課題などのパフォーマンス課題と,(3)新しい脳機能測定法であるNIRS(近赤外線分光法)を用いた(3)動作のイメージに関与する脳機能の評価を実施した。以下のことが明らかとなった:(1)高機能自閉症児・者は,定型児と同程度に基本6感情の表情弁別が可能であった,(2)高機能自閉症児・者は定型児と同様に視線を手がかりにして他者が何をほしがっているのかを推測することができたが,視線と矢印を同時に提示すると,高機能自閉症児は定型児よりも矢印を手がかりにする傾向が有意に高かった,(3)NIRSにより動作のイメージ中の脳血行動態を測定すると,ほとんどの定型児・者で背外側前頭前野領域,及び運動前野を含む下前頭領域で課題に同期した明瞭な反応が認められた。ただし反応パタンには個人差があり,成人では22中17名ではオキシ・ヘモグロビン濃度の増加,デオキシ・ヘモグロビン濃度の減少が認められたが,残りの5名は,それとは反対のパタンが示された,(4)高機能自閉症児・者では,3名で有効なデータが得られ,いずれも背外側前頭前野領域,及び運動前野を含む下前頭領域でオキシ・ヘモグロビン濃度の減少,デオキシ・ヘモグロビン濃度の増加が認められた。これは一部の定型児・者のNIRSの反応パタンと類似していた。本年度は次の3点のことを実施した.(2)自閉症,及びアスペルガーの子どもの行動観察:自由遊びや課題中の自閉症児の行動を観察した.課題では,特に,視線理解や簡単な表情理解に焦点をあてた.顔刺激として,市販の表情カード(スクールカウンセリング研究会監修)を一部修正して用いた.アスペルガーの子どもは,キャラクターの示す視線の方向(何をみているか),及び,喜びや嫌悪などの単純な表情を理解できることがわかった.しかし,表情と視線から,キャラクターが「好き」なもの,あるいは「嫌い」なものを推測することは難しいようであった.またキャラクターがみているものをキャラクターが「好き」かどうか,あるは「嫌い」かどうかを判断することも難しいようであった.アスペルガーの子どもは,表情が生起する理由を,視線を参照して推測するといったような社会的参照に大きなつまずきがあることが示唆された.(3)NIRSによる脳機能の測定:成人を参加者として,次の3つの課題による脳機能の測定を実施している:(a)単語読み課題,(b)視線知覚課題,(c)興味の選択課題.単語読み課題では,下前頭回,及び上側頭回の賦活が認められた.視線知覚課題では,すべての対象者ではないが,上側頭回が賦活するケースが認められた.興味あるものの選択においては,前頭野の活性が認められた.平成18年度は以下のことを実施した.(1)Baron-Cohen, et al.(1995)の課題(視線の方向から他者が何を欲しがっているかを判断する課題)を利用して,高機能の自閉症児(あるいは,アスペルガー障害児)においても視線理解に困難があるかを検討した.小学生の子どもにおいては,視線と同時に矢印を提示すると,矢印の方向のものを選択した.中学生,成人においては,矢印を適切に抑制して,視線の方向にあるものを選択した.また,この課題の通過は,2次の心の理論課題の通過と関係していた.これらのことは,高機能の自閉症児においても視線から心を読むことに困難をもっていること,また,このような心の読み取りの能力は,心の理論課題とともに発達していくことを示唆している.(2)視線シフトの知覚に関連する側頭領域の脳血行動態を近赤外線分光法を用いて検討した.実験1では,イラスト刺激に対する他者の視線シフトの検出が,右側側頭の後方領域の賦活と関連することが示唆された.しかし,実験2で,視線シフトと矢印に対する反応の違いを比較したが,個人差が大きく有意な差は認められなかった.子どもを対象とした実験においても同様の結果が得られた.(3)一般的によく利用されている語流暢課題を利用して,近赤外分光法(near-infrared spectroscopy : NIRS)により測定される脳血行動態の反応特性を調べた.その結果,多くの人は,課題に同期して酸化ヘモグロビンが増加したが,およそ3割の人は課題に同期して酸化ヘモグロビンが低下することが示された.このような近赤外分光法の反応特性を考慮した分析・解釈の枠組みが必要であることが示唆された.自閉症に共通して認められる社会的相互交渉の困難のメカニズムの本質を客観的に評価することを目指して,動作の認知と模倣に関与する脳機能の探索という観点から研究を行った。以下のことが明らかとなった:(1)高機能自閉症児・者は,定型児と同程度に基本6感情の表情弁別が可能であった,

(2)高機能自閉症児・者は定型児と同様に視線を手がかりにして他者が何をほしがっているのかを推測することができたが,視線と矢印を同時に提示すると,高機能自閉症児は定型児よりも矢印を手がかりにする傾向が有意に高かった,(3)NIRSにより動作のイメージ中の脳血行動態を測定すると,ほとんどの定型児・者で背外側前頭前野領域,及び運動前野を含む下前頭領域で課題に同期した明瞭な反応が認められた。ただし反応パタンには個人差があり,成人では22中17名ではオキシ・ヘモグロビン濃度の増加,デオキシ・ヘモグロビン濃度の減少が認められたが,残りの5名は,それとは反対のパタンが示された,(4)高機能自閉症児・者では,3名で有効なデータが得られ,いずれも背外側前頭前野領域,及び運動前野を含む下前頭領域でオキシ・ヘモグロビン濃度の減少,デオキシ・ヘモグロビン濃度の増加が認められた。これは一部の定型児・者のNIRSの反応パタンと類似していた。
ヘテロ界面相互作用を利用した新規イオン伝導体の創成と電気化学デバイスへの展開

リン酸塩と酸化物マトリックスとのヘテロ界面に形成される界面相の形成について研究を進め、界面相互作用による高い伝導性を示す薄膜複合体を開発し、200300°Cで作動する中温作動型燃料電池へと適用した。シリカマトリックスをリン酸処理することにより、界面伝導相が形成され伝導度が向上した。CsH5(PO4)2/SiO2膜(膜厚70、150μm)を作製した。薄膜化により面積抵抗を0.32Ωcm2まで低減させることに成功した。さらにこの電解質を用いた燃料電池は、最大出力密度105mWcm-2を示し、200°Cにおいて100mAcm-2の負荷で50時間安定して発電することが可能であった。本研究では、特定の無機酸素酸塩と酸化物マトリックス材料とのヘテロ界面に形成される界面相の形成機構と、このような界面相の伝導度が飛躍的に上昇する機構について研究を進め、伝導相/マトリックス界面相互作用による高い伝導性を示す薄膜複合体を開発し、200300°Cで作動する中温作動型燃料電池や電気化学デバイスへと応用することを目的としている。本年度は界面伝導相による伝導度向上の機構解明を目的として、球状単分散SiO_2にリン酸処理を行うことにより表面にSiP_2O_7相を形成させ、これとCsH_2PO_4を混合し熱処理することにより、圧粉体電解質を作製し伝導度の測定を行った。粒径の異なるSiO_2をリン酸処理しCsH_2PO_4と複合化した圧粉体電解質では、同じ体積比で混合した場合でも、粒径が小さいSiO_2を用いた場合に伝導度の向上が大きく、このことから界面が多い場合に伝導度が増加する割合が大きいことが分かった。また、リン酸処理したSiO_2とCsH_2PO_4の混合比を変えて調製した複合体の伝導度を測定し、測定結果に有効媒質近似を適用したところ、界面相厚みとSiO_2粒径の比が2程度と予測され、またSiO_2粒径が大きくなるとこの比が小さくなる傾向が見られた。また、有効媒質近似適用の結果、複合体電解質の伝導度が最大になる混合比が存在することが示唆されたが、今回調製した方法では圧粉体の強度が維持できず、予想される高伝導度の電解質を作製することができなかった。今後はSiO_2のリン酸処理方法や処理温度、伝導相との複合化の方法を検討し、高い伝導度の複合体の開発を進める。本年度は界面伝導相による伝導度向上の機構解明を目的として、球状単分散SiO2にリン酸処理を施したマトリクス(以下P-SiO2)と処理なしのSiO2を用いて、界面伝導相の伝導度への影響を比較した。昨年度までに、SiO2をリン酸処理しCsH2PO4と複合化した圧粉体電解質では、有効媒質近似適用の結果、複合体電解質の伝導度が最大になる混合比が存在することが示唆されている。リン酸処理を施さないSiO2をマトリクスに用いた場合には、混合比に対して、単調に伝導度が低下し、有効媒質近似により界面相がないとして計算した伝導度の予測結果と一致することから、リン酸処理が界面伝導相の形成には必須であることが分かった。また、SiO2のリン酸処理方法について、H3PO4/SiO2モル比が1より大きい場合はSiO2の形状が崩れたが、0.4より小さい場合には形状を維持してP-SiO2が調製できた。このようなリン酸処理によりファイバー状のシリカ膜にリン酸処理を施し、伝導相と複合化した高い伝導度の複合体の開発を進める。昨年度までにSiO2のリン酸処理方法について、H3PO4/SiO2モル比が0.4より小さい場合には形状を維持してリン酸処理をしたSiO2が調製できた。