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人工言語の共創課題を用いたことばへの気づきの獲得と言語学習効果の検証

平成30年度は,ことばの気づきを得るための実験課題である人工言語の共創実験について,ことばの意味を共有するプロセスのメカニズム的解明に迫る研究と,より複雑な課題への発展可能性を模索する研究を進展させることができた.他方,より複雑な表現を定量的に観察することのできる実験課題の開発として,我々はタブレット端末を用いた石置きゲームを考案し,その最初の成果を1件の国内会議(日本認知科学会第35回大会)にて報告した.この成果は,ことばへの気づきの中でも文法的な要素への気づきに発展させることができる課題の開発へとつながる成果であると考えられる.また,我々が開発する実験課題を実際の教育現場に適用するための調査として,三重県四日市市にて開催された第15回全国小学校英語教育実践研究大会へと参加した.平成28年度は,これまでに成人を対象にして実施してきた人工言語の共創実験の結果をことばへの気づきの観点から再分析し,その気づきの程度と課題成績(意思疎通できる人工言語作成の成功度合い)との関連性を分析することを目標とした.本研究計画が開始される前年(平成27年)の10月に,中学生を対象として人工言語の共創課題を用いたワークショップの実施により得られたデータおよび知見を論文にまとめ,これを第6回知識共創フォーラム(平成28年3月開催)にて報告した.そこでの議論を元に,本研究計画の開始と共に論文の結果および考察を見直し,論文の改訂版を提出したところ,優秀論文賞を受賞することができた(平成28年3月に受賞).本論文では,萌芽的ながら,中学生においても実験課題を通じてことばへの興味や気づきを引き出し得ることが確認された.また,人の記号コミュニケーション時の認知活動を推定するための計算モデルの構築を進め,その最新の知見を第33回日本認知科学会(北海道大学にて9月に開催された)にて口頭発表した.さらに,共同研究者との実績として,人工言語の共創実験における行動分析のための計算モデルの発展と脳活動計測データの分析結果の各種学会での発表・報告を挙げることができる.これらの共同研究により得られた知見は,課題に取り組む参加者の認知活動をメカニズム的な観点から理解することを助け,本研究課題が目標とする「ことばへの気づき」の内実を明らかにすることに貢献するものと考えられる.研究の報告としては,共同研究者との発表も含めて7件を実施することができている.また,研究の進捗としては,当初の計画通り,成人を対象にした実験課題中の参加者のつぶやきのデータ(12ペア24名ぶん)をテキストデータにし,ことばへの気づきについての言語報告と,課題成績との関連性を分析するための準備を整えた.また,ワークショップ形式で人工言語の共創課題に多人数が一斉に取り組むことができるようにするため,設備として,平成28年度には8台のiPadを導入することができた.同時に,端末を10台まで収納できるケースも2台購入した.これらを使って,多人数が同時に課題に取り組むことができるシステムの開発を進め,予備テストとして50名および100名の大学生を対象にしたシステムの動作確認を実施した(端末は学生のPCを使用).予備テストの結果,システムに不具合があることが判明したが,共同研究者である静岡大学の森田純哉氏と共に,不具合箇所の特定・修正を進めているため,この問題が致命的な研究の遅れにはならないと考えられる.平成29年度は,ことばの気づきを得るための実験課題に位置付けている人工言語の共創実験について,ことばの意味を二者間で共有するプロセスのメカニズムの解明に迫る研究報告を重点的に行なうことができた.計算モデルの構築とその分析に関しては1件の国内会議(日本認知科学会第34回大会)と1件の国際会議(15th International Conference on Cognitive Modeling: ICCM2017)にて発表を行なった.また,構築した計算モデルと人とのインタラクション実験を実施し,未だ人と十分な人工言語の共創は行なえないながらも,課題の成功にはことばに明示されない意味を仮説的に推定し,それに基づいて字義通りの意味を他者と取り決め,それにより仮説が確定あるいは修正されるという循環的サイクルが必要とされることを明らかしつつある.この成果は2つの国内会議(HRIシンポジウム2017,日本認知科学会第34回大会)にて発表した.また,こういったプロセス中の脳活動に見られる特徴についても,2件の国内会議(第8回知識共創フォーラム,第27回日本神経回路学会全国大会: JNNS2017)および2件の国際会議(6th International Conference on Cognitive Neurodynamics 2017: ICCN2017, 39th annual meeting of the cognitive science society: CogSci2017)にて発表した.また,アウトリーチ活動の1つとして,石川県立鹿西高校にて高校生12名を対象にして「人の通信方式はどこが特殊か?人工知能実現の難しさを知ろう」というタイトルで,人工言語の共創課題に取り組む模擬授業を実施した.研究実績の概要の最後に書いた,高校生を対象とした模擬講義において,人どうし及び人と計算機のペアを混在させた状態で,複数人を対象にした人工言語の共創課題を実施するシステムを運用することができた.また,共同研究者である静岡大学の森田純哉氏の研究において,数十人規模の大学教室での実験課題を昨年に引き続き実施することで,システム不具合の発見及び修正が行なえた.設備面では最大30人までの個人参加が可能なタブレット端末及び通信設備と,それらを運用するためのサーバ機器を整えることができた.

平成30年度は,ことばの気づきを得るための実験課題である人工言語の共創実験について,ことばの意味を共有するプロセスのメカニズム的解明に迫る研究と,より複雑な課題への発展可能性を模索する研究を進展させることができた.他方,より複雑な表現を定量的に観察することのできる実験課題の開発として,我々はタブレット端末を用いた石置きゲームを考案し,その最初の成果を1件の国内会議(日本認知科学会第35回大会)にて報告した.この成果は,ことばへの気づきの中でも文法的な要素への気づきに発展させることができる課題の開発へとつながる成果であると考えられる.また,我々が開発する実験課題を実際の教育現場に適用するための調査として,三重県四日市市にて開催された第15回全国小学校英語教育実践研究大会へと参加した.多人数で人工言語の共創課題を実施することのできるシステムの開発を進める.現在はまだ不具合がある状態のため,これを修正する.また,小・中学生が取り組むことのできる課題内容を探るため,課題の簡易化を実施する.大学生向けには静岡大学の森田純哉氏の協力により,100人規模での実験実施を予定する.小・中学生向けのワークショップについては,研究代表者が昨年度から所属を変更したことに伴い,近隣の小・中学校とのコネクションを構築する必要がある.平成29年度はこの点についての重点的な活動を予定する.タブレット端末を利用した多人数での実験課題の実施システムが,大学・高校生を対象に運用できることは確認できたため,今年度は中学生や小学生を対象にしたワークショップの開催を目指す.これと同時に,人と計算モデルがペアになった実験においてうまく課題をこなすことができない原因についての分析を進め,計算モデルに実装するメカニズムを修正しながら,人と計算モデルをペアにした実験室実験を継続する.また,これまでの人工言語の共創課題が着目してきた単語の意味の恣意性に加えて,文法要素(特に構造依存性)を取り入れた課題の開発を進める.これは,平成29年度に採択された新学術領域研究(課題番号17H06383「共創言語進化」)と連携して進めることになるものである.発話をテキスト化したデータを分析するために計算機(Apple社製MacPro)の導入を計画していたが,まだ大規模な分析の実施には至らなかったこともあり,既存の計算機資源で充分に対応できたことから導入を見送ったことが大きく影響した.また,テープ起こしのために見込んでいた費用についても,別の予算で実施することができたため,その点についても予算を節減することができた.多人数参加の実験において支払う予定にしていた謝金が,学内イベント及び大学関連イベントと連携する形で進めることができたことで不要になった.
スクランブリングの比較研究

統語論:G.Grewendorf氏、J.sabel氏(ゲルマン系言語)、Z.Boskovic氏(スラヴ系言語)、宮川繁氏(アルタイ系言語)、J.Jayaseelan氏(ドラヴィダ系言語)と協同研究を進め、日本語スクランブリングの特質を明らかにした。特に、この比較研究を通して、日本語スクランブリングが、意味表示に反映されないという特殊な性質をもつ移動規則であることが確認された。また、この成果に基づいて、日本語スクランブリングの具体的分析を極小主義理論を発展させる形で示した。この分析は、素性削除により、連鎖を循環的に解釈することを提案し、日本語スクランブリングの主要な性質(移動された要素のLFにおける全的再構築、着地点のA/A'位置としての性質、痕跡の適正束縛原理による制限)に統一的な説明を与えるものである。さらに、日本語スクランブリングの存在根拠をより基本的な句構造形成のメカニズムに求め、日本語が、純粋な形で「併合」を適用することにより句構造を形成することから、スクランブリングを許容するとの仮説を提示した。言語獲得:スクランブリングの獲得について、24才児を対象とした実証研究を行ない、スクランブリングが極めて早い段階(2才)ですでに獲得されていることを示すデータを得た。これは、スクランブリングの獲得が言語獲得の後期においてなされるとする先行研究の結論を覆すものである。特に、より遅い時期に獲得される受動化との対比が鮮明に示されたことにより、日本語スクランブリングが素性照合を伴わない移動現象であるとする統語分析を支持する結果となった。この実証研究の結論は、日本語スクランブリングの存在理由を句構造形成のメカニズムに求める統語研究の結論と合致するものである。統語論:Gunther Grewendorf氏、Joachim Sabel氏(ゲルマン系言語)、Zeljko Boskovic氏(スラヴ系言語)、宮川繁氏(アルタイ系言語)と協同研究を進め、日本語スクランプリングの特質を明らかにしてきた。特に、比較研究を通して、日本語スクランブリングが、意味表示に反映されない特殊な性質をもつ移動規則であることが確認された。この成果を基に、斎藤が、日本語スクランブリングの具体的分析を学会招待講演として発表した(Formal Approaches to Japanese Linguistics 3、2001年5月、MIT)。この分析によれば、日本語スクランブリングは、いわゆる移動のメカニズムによってではなく、より基本的な句構造形成のメカニズムによって説明されるべき現象となる。また、アジア理論言語学会における招待講演(Asian GLOW 3,2002年1月、台湾国立清華大学)では、なぜ日本語にこのような移動規則が存在するのかというより根本的な問題をとりあげ、句構造形成に関するパラメターによる説明を提示した。言語獲得:村杉を中心に、スクランブリングの獲得について、24才児を対象とした実証研究を進めた。8月には、村杉、斎藤が,客員研究員としてオランダ・マックスプランク心理言語学研究所に二週間滞在し、予備実験の結果を報告するとともに、同研究所の言語獲得研究グループと協同研究を開始した。また、本実験の結果は、村杉が、アジア理論言語学会(Asian GLOW 3,2002年1月、台湾国立清華大学)において発表した。この実証研究は、先行研究とは異なり、スクランブリングが極めて早い段階(2才)ですでに獲得されていることを明確に示した。特に、移動のメカニズムが典型的に適用される受動化との対比は、鮮明であった。この結果は、スクランブリングが、移動のメカニズムではなく、より基本的な句構造形成のメカニズムによるものであるとする統語研究の結論と合致するものである。

統語論:昨年度に引き続いて協同研究を進め、7月27日28日には、Gunther Grewendorf氏、Joachim Sabel氏、Zeljko Boskovic氏、宮川繁氏、および国内の研究者数名を招いて、スクランブリングに関するワークショップを開催した。この成果は、後日、Mouton de Gruyter社(ベルリン)から論文集の形で出版される予定である。協同比較研究を通して日本語スクランブリングの特殊性が明らかになり、これを基にして、より一般的な日本語文法の特殊性を解明する研究が開始された。まず、日本語の特徴である「省略」とスクランブリングに共通した説明を与える試みがなされ、この成果は、斎藤が、東アジア言語学国際ワークショップ(9月、同志社大学)およびアメリカ・メリーランド大学言語学コロキュアム(11月)において発表した。また、複合動詞の多用をも含めた日本語文法の特質を分析し、日英語の基本的相違を、句構造形成のプロセスに関わるパラメターによって説明する仮説を提示するに至った。この内容は、斎藤が第33回アメリカ北東部言語学会における招待講演(11月)の中で明らかにし、今後論文として発表する予定である。言語獲得:昨年度と同様に、8月に、村杉、斎藤が、客員研究員としてオランダ・マックスプランク心理言語学研究所に二週問滞在し、同研究所の言語獲得研究グループと協同研究を行なった。また、昨年3月には、村杉がアメリカ・コネチカット大学言語学科において、日本語スクランブリングの獲得に関する研究発表を行ない、同大学の言語獲得研究者との協同研究を開始した。同大学では、大規模な言語獲得研究が行なわれており、これとタイアップした形でデータベースを作成し分析を遂行するために、南山大学においても言語学実験室を含む必要な設備・施設が整えられた。来年度から、この施設・設備を利用した本格的な研究を開始する予定である。本年度は、研究プロジェクトの最終年度であり、統語論、言語獲得の両領域において研究の成果を発表すると共に、今後の研究のさらなる展開に向けて準備を行なった。統語論:(1)スクランブリングの比較研究:Gunther Grewendorf氏、Joachim Sabel氏、Zeljko Boskovic氏、宮川繁氏との共同研究をまとめ、Mouton de Gruyter社(ベルリン)から論文集を出版する準備を進めた。(2)日本語スクランプリングの特殊性に基づいて、より一般的な日本語文法の特質の解明をめざす研究:斎藤がNELS 33(アメリカ北東部言語学会機関誌)に論文を発表し、アメリカ言語学会夏期講座(ミシガン州立大学)において分析の詳細を講義した。(3)スクランブリングとの関係において、日本語の他の現象(Wh解釈や削除等)を捉え直す研究:斎藤が、第4回アジア理論言語学会(ソウル国立大学)および韓国現代文法学会国際シンポジウム(キョンプック国立大学)において、研究成果を発表した。(4)日韓語の詳細な比較研究、スクランブリングとヨーロッパ諸語の左方転移規則の文法的意味的相違をより明確にするための研究:Keun-Won Sohn氏、Dae-Ho Chung氏、Alessandra Giorgi氏、James Higginbotham氏との共同研究を開始した。言語獲得:
地域乳幼児歯科保健管理に関する研究

調査目的は,幼児の1日の飲み物摂取状況を調査し齲蝕予防に役立てることにある.歯科保健管理を受診している小児のうち1歳6ヵ月健診と3歳6ヵ月健診を受診した小児に対し飲み物調査用紙を示し,氏名,年齢,1日に飲む飲み物の種類,量,時間帯を記録する.口腔内検診では,齲蝕活動性試験(カリオスタット)の結果,萌出歯数,dmft,dmfs,を記録する.以上の調査用紙に不備のないもの,1歳6ヵ月児127人,3歳6ヵ月児164人を調査対象とした.カリオスタットの結果,1歳6ヵ月児はCAT値の低いものが多く,3歳6ヵ月児はCAT値2以上のものが多かった.各年齢の萌出歯数であるが,1歳6ヵ月児の萌出歯数は520本とばらつきがあり,3歳6ヵ月児は1820歯であった.18,19歯のものは先天性欠如歯や癒合歯を持つものである.齲蝕有病者率は,1歳6ヵ月児で3.1%,3歳6ヵ月児で36.0%であった.各年齢の1人平均1日飲み物量は,1歳6ヵ月児で657.4mlで,3歳6ヵ月児では700mlであった.飲み物を非齲蝕誘発飲料である茶,水,牛乳とその他の齲蝕誘発飲料とに分けた.1歳6ヵ月児では,飲み物の種類と時間帯に有意差はなかった.3歳6ヵ月児において,午前の間食時,夕食時に齲蝕誘発飲料を摂取しているものが5%の危険率で有意に齲蝕保有者が多かった.牛乳は1日を通して最も良く飲まれていた.麦茶は食事中に最も良く飲まれていた.我々は、1986年から徳島県名西郡石井町において地域乳幼児歯科保健管理に関する研究を行っている。その主な活動は、齲蝕活動性試験、口腔内検診、口腔衛生指導、歯磨指導、フッ化物塗布である。口腔内検診時には齲蝕活動性試験(カリオスタット)を行なっている。昨年度の齲蝕有病者率は1.5歳児で4.9%。3.5歳時で47%であった。事業開始当時よりかなりの低下が見られるが、齲蝕予防先進国からすると十分予防できているとはいえない。齲蝕の要因は周知の通り,糖質,歯質,細菌と時間の関与である.保護者は,齲蝕の原因は間食と仕上げ磨きが不充分であることであると考えている。しかし仕上げ磨きは寝る前に一度が大部分であり間食後に磨く事はほとんどない。また,子供の発熱や下痢の時,小児科医は,イオン飲料水を薦めている事が多いが,それが間違えて伝わり毎日飲んでいる人がいる。以上のことより,間食時の飲み物について保護者は無関心である。今回は齲蝕要因の中の糖質,特に飲み物に焦点を合わせている。対象年齢は1.5歳児と3.5歳児である。各幼児に飲み物調査用紙を作成した。1日に飲む飲み物の種類、量、時間帯を問診する。飲み物の種類は、水、お茶、スポーツ飲料、乳酸飲料、炭酸飲料、牛乳、市販ジュース、ミルク、その他に分類した。時間帯は、朝食時、午前間食時、昼食時、午後間食時、夕食時、就寝前に分け、何cc飲むか調査する。齲蝕活動性試験の結果と萌出歯数、dmf歯数、dmf歯面数から齲蝕との相関性を見る。これをもとに齲蝕予防プログラムの一助とする。調査目的は,幼児の1日の飲み物摂取状況を調査し齲蝕予防に役立てることにある.歯科保健管理を受診している小児のうち1歳6ヵ月健診と3歳6ヵ月健診を受診した小児に対し飲み物調査用紙を示し,氏名,年齢,1日に飲む飲み物の種類,量,時間帯を記録する.口腔内検診では,齲蝕活動性試験(カリオスタット)の結果,萌出歯数,dmft,dmfs,を記録する.以上の調査用紙に不備のないもの,1歳6ヵ月児127人,3歳6ヵ月児164人を調査対象とした.カリオスタットの結果,1歳6ヵ月児はCAT値の低いものが多く,3歳6ヵ月児はCAT値2以上のものが多かった.各年齢の萌出歯数であるが,1歳6ヵ月児の萌出歯数は520本とばらつきがあり,3歳6ヵ月児は1820歯であった.18,19歯のものは先天性欠如歯や癒合歯を持つものである.齲蝕有病者率は,1歳6ヵ月児で3.1%,3歳6ヵ月児で36.0%であった.各年齢の1人平均1日飲み物量は,1歳6ヵ月児で657.4mlで,3歳6ヵ月児では700mlであった.飲み物を非齲蝕誘発飲料である茶,水,牛乳とその他の齲蝕誘発飲料とに分けた.1歳6ヵ月児では,飲み物の種類と時間帯に有意差はなかった.3歳6ヵ月児において,午前の間食時,夕食時に齲蝕誘発飲料を摂取しているものが5%の危険率で有意に齲蝕保有者が多かった.牛乳は1日を通して最も良く飲まれていた.麦茶は食事中に最も良く飲まれていた.
放線菌の新規生命現象の解明

放線菌の好気的に生産する膜結合型硝酸還元酵素(dNar)の生理的意義について解析した。本酵素がStreptomyces coelicolorゲノム中に3つ存在することを見出し、破壊株を作成した。破壊株を解析した結果、これまでに報告例のない新規な表現型を示した。また同条件で生産される亜硝酸とdNarとの関連も検証した。さらにFlavohemoglobinについて、既知の知見とは異なる発現条件を見出し、新規な活性も明らかにした。放線菌の3つの異化型硝酸塩還元酵素(dNar)について、発現解析を行った結果、好気的に、かつ、硝酸添加しない条件で2つnar operonの発現を確認した。それぞれの破壊株、同時破壊株を取得し、表現型を解析したところ、本酵素が、非脱膣条件下で菌の生育に関与していることを明らかとした。また、有機体窒素から放線菌が生産する亜硝酸は本酵素の触媒によることを明らかとし、更に生産される亜硝酸そのものに意義があることも明らかとした。即ち、本菌においてdNarは呼吸というエネルギー生産代謝以外の生理的意義を持ち、生育に影響を与える亜硝酸を硝酸から作り出すために使用されている。これは未だ報告されておらず、非常に有意義な発見である。Flavohemoglobinは、一酸化窒素を硝酸に酸化する酵素でnitrosative stressに対する防御酵素であることが知られているが、放線菌に見出した特微的配列、及び発現条件を持つFlavohemoglobinに新規な酵素活性を見出した。即ち、superoxideを電子供与体とし、NAD(P)+を還元する。この活性は、エネルギーに逆らい電子を逆流させる反応で、報告例のない極めて珍しい反応であった。本活性と遺伝子発現条件とは整合性があることも見出した。一方、本酵素をコードする遺伝子はS.coelicolorには3つあり、その発現解析の結果、2つが恒常的に発現していることを明らかとした。そのうち一方が、上述の有機体窒素からの亜硝酸生産代謝系に関与している可能性を示唆する結果を得た。申請時の新規窒素代謝系の作業仮説を支持する結果が得られている一方で、報告例のない新規な発見もいくつかあり、非常に有意義な結果が多く得られた。本研究は抗生物質一抗癌剤、免疫抑制剤など人類にとうて非常に有用な微生である放線菌の新規な窒素代謝系を分子レベルで明らかにし、各種発酵生産において本菌群の通気制御などの生育制御や、また本代謝系を利用した排水処理技術の開発などの応用面での目的と、さらには地球上の窒素サイクルの新たなが記述的知見を得ることを目的としている。放線菌の3つの異化型硝酸塩還元酵素(dNar)のそれぞれの破壊株について好気条件下及び嫌気条件下での役割について解析した結果、本酵素群はそれぞれの条件下において、菌の生育に対しその存在意義に明確な違いをを有していることを明らかにした。また、本新規代謝系に関与すると考えられるFlavohemoglobinは、一般的には一酸化窒素を硝酸に酸化する酵素でnitrosative stressに対する防御酵素であることが知られており、単量体で機能することが知られている。放線菌に見出した特徴的配列を持つFlavohemoglohinは発現条件が既知のものと異なることを前年度までに明らかとしたが、さらに本年度では本酵素が多量体を形成している可能性を示唆する結果が得られた。さらに、本酵素においてこれまで例のない新規な発見をいくつかできた。これらの結果は、新規なFlavohemoglobinの生理機能を十分示唆しており、今後の興味深い課題を提供した。
ほ乳類大脳皮質における神経活性依存的な樹状突起の形態制御に関わるメカニズムの解明

マウスのバレル皮質では、生後に第4層神経細胞はヒゲからの刺激に応じて樹状突起の形態を変化させる。これまでの研究でバレル皮質に特異的に発現するBtbd3が神経活性依存的な樹状突起の形態制御に必要であることを明らかにした。本研究では、Btbd3が神経活性依存的にリン酸化され、Plexinと共にRho活性を上昇させることを明らかにした。またBtbd3はさらに神経活性を受けると、細胞内局在を変え、細胞骨格へ移動することも見出した。以上の結果から、Btbd3は神経活性によって異なる状態をとり、この状態の違いが樹状突起の除去または維持の選択性に重要である可能性が示唆された。生後の脳発達では、外部刺激に応じて必要な樹状突起やシナプスを維持し、不要な樹状突起とシナプスを除去することで、より効率的な神経回路へ再編成する過程がある。この過程は無脊椎動物から脊椎動物の神経回路形成において、普遍的な現象であるにも関わらず、そのメカニズムは不明である。我々のこれまでの研究で、マウスでヒゲからの感覚情報を処理する、大脳皮質の第一次体性感覚野のバレルフィールドをモデル系とし、バレルに発現する遺伝子Btbd3が神経入力依存的な樹状突起の形態制御に関わることを明らかにした。より詳細なメカニズムの解明を目的とし、Btbd3の3つの機能ドメインのうちどのドメインが樹状突起の形態制御に重要であるかを同定するため、それぞれのドメインを欠損したベクターを作製し、ノックダウンベクターと共にin utero electroporation法を用いて、マウス胎児脳に導入した。その結果、不要な樹状突起の除去に関わるドメインもわかってきた。また大脳皮質初代分散培養系を用いた実験から、神経活性に応じたBtbd3タンパク質の局在変化に必要なドメインについても明らかにできた。さらにこの局在変化にはタンパク質のリン酸化が関わる事もわかった。Btbd3は樹状突起の形態を制御するようなドメインを持たない。このため、Btbd3と共に樹状突起の形態制御に関わる分子を探索することも行った。protein-protein chipから得られた候補分子、また過去にBtbd3と相互作用することが報告された分子の発現解析を行った。いくつかの分子は樹状突起の形態変化が起こる時期に大脳皮質で発現することを確認した。メカニズムの全容解明には至っていないが、少なくともBtbd3のどのドメインが樹状突起の形態制御に関わるのか、明らかにすることは出来た。マウスの第一次体性感覚野に存在するバレル皮質の第4層神経細胞は、生後直後は四方八方に樹状突起を伸ばしているが、生後1週目にかけてヒゲからの刺激に応じて樹状突起の形態を変化させ、最終的にバレルの内側(hollow)に向かってのみ樹状突起を伸ばす。我々のこれまでの研究でバレル皮質に特異的に発現するBtbd3が外部刺激依存的な樹状突起の形態制御に必要であることを明らかにした。しかしBtbd3がどのように樹状突起の除去または維持を決定するのか、そのメカニズムは不明なままである。本研究の目的は、Btbd3を介した樹状突起の形態制御に関わる分子メカニズムを明らかにすることである。これまでの研究でBtbd3は神経活性によってmRNA発現量や総タンパク質量に変化が生じないことがわかっている。そこで、神経活性によってBtbd3のタンパク質修飾の状態が変わる可能性を考えた。その結果、Btbd3は神経細胞でリン酸化される可能性を見出した。またBtbd3は神経活性に応じてRho活性を上昇させることを見出し、このRho活性の上昇はリン酸化阻害剤によって抑制されることがわかった。さらにBtbd3とplexinが結合し、Rho活性を制御していることを明らかにした。またBtbd3は神経活性を受け続けると、細胞内局在を変え、細胞骨格へ移動することも見出した。以上の結果から、Btbd3は神経細胞内でタンパク質修飾の状態や細胞内局在、結合するタンパク質に違いがあり、この状態の違いが樹状突起の除去または維持の選択性に重要である可能性が示唆された。Btbd3の各ドメイン欠損型ベクターを用いて、樹状突起の形態制御及び局在変化に重要なドメインを同定することが出来た。当初はBtbd3を介した樹状突起の形態制御に関わる分子メカニズムの解明のために、まずBtbd3の各ドメインに相互作用しうる分子の同定を目指して、候補分子の探索に重きをおいた実験を予定していた。しかし、初年度でBtbd3と共に機能すると思われる候補分子を見つけることができ、また大脳皮質分散培養系を用いて、神経活性依存的なBtbd3の局在変化にはタンパク質のリン酸化が重要なことを見出した。今後はさらなる候補分子の同定、解析よりも、現在ある候補分子とBtbd3を中心とした、解析を進めていく。

神経科学当初の予定では、分散培養系を用いて、視床軸索に存在する樹状突起の形態制御に関わる分子の網羅的な探索にも着手する予定であったが、別の方法でBtbd3と共に樹状突起の制御に関わると予測される候補分子が取れてきたので、今後は、この候補分子とBtbd3がどのようにして樹状突起の形態制御に関わるのかを明らかにするための解析を進める。神経活性依存的なBtbd3の局在変化にはリン酸化が重要であることがわかったので、まずはリン酸化がBtbd3自身、または候補分子に起こるのかを二次元電気泳動法など生化学的手法を用いて調べる。また、バレルフィールドでの樹状突起の形態解析から、視床軸索の入力を多く受け取る樹状突起(hollow側)が残り、septa側にはみ出た樹状突起は除去されていくことがわかっている。このため、神経活性の頻度や強さが実際に樹状突起の形態やBtbd3の局在変化にどのような変化を及ぼすのか、を生きている細胞で観察する必要がある。in vivoで観察を行うことは技術的に非常に困難であるため、大脳皮質分散培養系を用いて、live imagingを行う。神経活動の状態を観察するためにGCaMP6、Btbd3の局在は蛍光タンパク質を融合させたBtbd3、また樹状突起の形態は蛍光タンパク質を導入することで観察を行う。
農業の生物多様性保全機能を活用した山村経済振興策に関する日中比較研究

本研究は、(1)二次的自然(水田・里山)の農業生態環境をトキが生息可能なレベルに維持するためにいかなる農林業経営と地域振興策が必要であるかを、中国・洋県と日本・佐渡の双方において、政策、当該地域の農業と環境保全の実態把握の調査を行った。二次的自然の維持は農林業的土地利用(概乱)を通してしか実現されない。農林業振興と農業生態環境保全の観点からは中国も日本も同じ課題に直面していることを明らかにした。(2)中国と佐渡での実態調査から、生物多様性保全を通して農林業・農村が活性化されるプロセスとして、食べ物の安全・安心を求める都市の消費者との連携を強化し、差別化した有機栽培農産物の生産に転換することが有効であり、モデルとして提示した。大型水鳥の野生復帰、放鳥に成功した兵庫県豊岡市のコウノトリの場合においても差別化された有機栽培米生産による農業生態環境保全と農林業との共存である。トキ(コウノトリ)は、日本の水田生態系の豊かさを示す指標種であり、事例から得られた成果は、今日、高まりつつある里山・河川保全研究、保全運動にも広く有益なリファレンスを与えることができる。(3)広域の情報を定量的に把握するために、衛生写真のデジタル情報(GIS)から農業的土地利用、農作物、河川、湖沼等における生物多様性を解析する手法を模索した。トキの生息可能な農業生態環境を広域に把握し、土地利用の修復計画の基礎データを提供しうる見通しを得た。(4)また、佐渡で野生トキの生息地保全運動を担った「新穂とき愛護会」の活動記録である故川上敬久教育長が残したトキの生息地保護に関する文書類「川上文書」の整理を進め、文書目録を作成した。『朱鷺の現在・過去・未来-朱鷺と生息地の保護資料集-』(第二号)として発行した。川上文書から「新穂とき愛護会」のトキ保護活動は、今日中国で行われている地域住民参加型の自然環境保護と多くの共通点を持つことが明らかになった。4年計画の初年度にあたるため佐渡では、15年10月にリモートセンシングによる衛星データを補足する目的で植生、土地利用、水生生物調査を実施した。また、16年3月下旬、中国洋県で野生トキ繁殖期に現地調査を実施した。中国国家林業局に勤務していた研究分担者蘇は、今後の調査のための協力体制づくりと資料収集の目的で、先に出発し林業局及び北京農業科学院、北京林業大学の研究者に面接し、資料収集を行った。国家級自然保護区の制度改革の内容、野生生物保護目的で地域住民を積極的に参加させる生息地保護重視の保護・監視制度の実態が明らかになった。また、トキ生息地の集落ではWWFによる減農薬水稲栽培実験、畑地では商品作物である梨の減農薬栽培を集落全体が一括して国と契約し、認証を受けて販売する制度を開始していることが分かった。減農薬のプロセスや農薬等に関する資料を収集した。集落組織がこうした農法の導入、普及に大きな役割を果たしている。村民委員会の長や書記等から聞き取り調査を行うと同時に、土地所有、主要農作物、農法等に関する委員会が保有する文書資料からの複写を行った。集落単位での生態農業(有機農業)の実態と政府の補償制度に関する情報が得られた。野生復帰を目指す佐渡の生息地(予定地)と比較する目的で、衛星データ解析のための植生、土地利用の地上でのデータを携帯可能な器具で位置(緯度・経度)を測定しながら実施した。

佐渡の生息予定地と中国野生トキ生息地に関する衛星データを比較する準備が整った。本研究は、トキ生息地である二次的自然(水田、里山)の生態環境をトキの生息が可能なレベルに維持するためには、いかなる農林業経営と地域振興策が必要であるかを、中国・洋県と日本・佐渡の双方における現地調査結果の比較を通して明らかにすることを目的としている。4年計画の第2年度、初年度と同様、研究分担者である蘇雲山氏と合同で、野生トキ生息地である中国洋県及び国産種最後のトキ生息地であった佐渡で現地調査と資料収集を行った。また、トキが生息可能な二次的自然を数値化して把握すること、広域で類似する環境の存在を探るために、中国洋県と佐渡での土地利用、植生等のデータを基に衛星データを地図情報化(GIS)する作業を進めた。(1)中国政府が推進する「生態農業」奨励政策に関して、トキ生息地である洋県の草バ村を調査した。減農薬と施肥などに関して所定の肥培管理方法に基づいて栽培し、政府の認証を受ける有機米栽培が始まった。この有機米栽培と減農薬梨栽培により農民所得の向上と環境保全型農業への転換が始まったことを明らかにして、研究論文を発表した。(2)佐渡の野生トキの生息地保全運動を担った「新穂とき愛護会」の活動記録である「川上文書」の整理を進め、文書目録を作成した。中国のトキ保護の成功した要因として、地域住民をトキ保護活動に組み込んだ「社区共管」方式を紹介し、1960年代の佐渡における「新穂とき愛護会」の活動の再評価を試み、上記に論文にまとめた。(3)昨年度に続いて、平成17年1月に佐渡調査を実施し、衛星写真のデジタル情報を利用してトキ生息環境を把握する作業を続けた。4年計画の第3年度で、中国と佐渡での調査と二つの研究報告会を実施した。研究協力者である蘇雲山氏は、平成17年11月12日から同月22日まで、中国洋県で1981年に野生トキを発見した元中国社会科学院劉氏から当時の中山間農村経済の事情、農業生態系等に関して長時間の聞き取りを行った。また当時のスライド等の資料を収集した。蘇氏は、18年2月に大型水鳥の個体増殖及び生息地修復で一歩先んじている兵庫県豊岡市・コウノトリ郷公園を訪ね、現場視察と県立大学の専門家と意見交換した。平成17年6月18日さいたま市産業文化センターで放送大学埼玉学習センター主催の公開講座として「トキ保護を軸とした共生と循環の地域社会づくり」を開催し、1960年代に佐渡で生息地保護運動に携った須田中夫氏等の講演を中心にして議論した。日本産トキ最後の生息地・佐渡市新穂において、平成17年12月に3日間冬季水田の生物調査(主に珪藻類)と衛星データによる水田生態系の地図上への図示作業を進める目的で地目等のデータ収集を行った。同時に、トキ交流会会館においてトキが生息しうる水田作りを始めた農家や、新潟大学の研究グループ等の集まりで中国トキの野生復帰について蘇氏が講演し、活発な意見交換を行った。佐渡で野生トキの生息地保全運動を担った「新穂とき愛護会」の活動記録である「川上文書」の整理を進め、文書目録を作成した。これを印刷し『朱鷺の現在・過去・未来-朱鷺と生息地の保護資料集-』(第二号)として発行する(再校終了)。
ペロブスカイト型強誘電体の高電界下における結晶構造と物性との相関

本研究は、試料に高い電界を印可しながら測定できる粉末X線回析計を試作し、ペロブスカイト型強誘電体について高電界下での結晶学構造変化を明らかにすることを目的としている。試料としてマグネシウムニオブ酸鉛(PMN)、チタン酸鉛-ジルコン酸鉛固溶体(PZT)を選び、1mmあたり約1.5kVまでの電界を印可しながら回析強度を測定する。さらに、得られたデータを、同じ電界、温度条件で測定した、圧電定数、電界誘起歪みなどの物性値と対応する。本年度は昨年試作した装置を用いてPMN、PZTについての測定を行った。PMNはX線的には立方晶系の結晶であり、高電界を印可しても結晶学的な対称性の低下なく結晶構造の変化は認められなかった。しかしながら、電界を印可することにより電歪効果に基づく回析角の変化が認められ、この変化から歪みを計算したところ、別に測定した電界誘起歪み量と誤差の範囲内で一致し、電歪効果による結晶の歪みをX線で初めて検出することができた。一方、PZTについても同様の測定を行ったが、やはり電荷印可による結晶構造の変化を有為な差として検出することはできなかった。PMNの場合には回析角の変化として歪み量を算出できたが、PZTでは回析角の変化は顕著ではなく、00lとh00反射の強度比の変化が認められた。PZTは正方晶系に属する強誘電体であり、00lとh00の強度比の変化は、焼結体中の強誘電的90度ドメインの回転が生じていることを示している。ドメインの回転量からそれにともなう歪み量を計算したところ、圧電歪みの実測値と極めて良い一致を示した。この90度ドメインの回転は圧電体の電界誘起歪み特性に非常に大きな影響を及ぼすことは従来まで推察されていたが、本研究により初めてそれを実証することができた。本研究は、高電界による結晶構造の変化を明らかにすることを目的として検討を行った。結果的には構成原子の位置の変化はあまり顕著ではなく、PMNの場合には結晶格子の変形、PZTの場合には結晶の配向性の変化により、電界誘起歪など物性量が説明されることを明らかにした。本研究は、試料に高い電界を印可しながら測定できる粉末X線回折計を試作し、ペロブスカイト型強誘電体について高電界下での結晶構造変化を明らかにすることを第一の目的としている。試料としてマグネシウムニオブ酸鉛を選び、1mmあたり約1.5kVまでの電界を印可しながら温度を変化させて回折強度を測定する。さらに、得られたデータをもとに粉末X線リートベルト法を用いて結晶構造解析を行い、同じ電界、温度条件で測定した誘電率、圧電定数、電界誘起歪などの物性値と対応することで、高電界印加が物性に及ぼす影響を結晶化学的に考察する。本年度は主に装置の試作を行った。基本となる粉末X線回折計はマックサイエンス社製MPXシステムである。

試料温度は-100°Cから200°Cの範囲で変化できること、および、電界はX線の照射される面に垂直、水平方向に印可できることを条件として設計を行った。試料の加熱は、セラミックス試料の裏面に小型の電気ヒータを取り付けこれに通電することにより、また、試料の冷却は試料表面に液体窒素から蒸発した冷却ガスを吹き付けることにより行った。セラミックス試料には銀ペーストあるいは金スパッタにより電極を取り付け、高圧電源により電界を印可した。試料温度のモニター、温度、電圧の制御などは全てコンピュータを介して行った。本装置の試作にあたり最も困難な点は、試料近傍での高電圧のリーク放電であり、これは時として制御装置の破損をもたらした。これらの問題はサージアブソーバを各所に配置し、信号は絶縁アンプを通してからコンピュータに取り込むことで解決し、最終的に設計条件を満たす装置を試作することができた。本研究は、試料に高い電界を印可しながら測定できる粉末X線回折計を試作し、ペロブスカイト型強誘電体について高電界下での結晶学的構造変化を明らかにすることを目的としている。試料としてマグネシウムニオブ酸鉛(PMN)、チタン酸鉛-ジルコン酸鉛固溶体(PZT)を選び、1mmあたり約1.5kVまでの電界を印可しながら回折強度を測定する。さらに、得られたデータを、同じ電界、温度条件で測定した、圧電定数、電界誘起歪みなどの物性値と対応する。本年度は昨年試作した装置を用いてPMN、PZTについての測定を行った。PMNはX線的には立方晶系の結晶であり、高電界を印可しても結晶学的な対称性の低下なく結晶構造の変化は認めらなかった。しかしながら、電界を印可することにより電歪効果に基づく回折角の変化が認められ、この変化から歪みを計算したところ、別に測定した電界誘起歪み量と誤差の範囲内で一致し、電歪効果による結晶の歪みをX線で初めて検出することができた。一方、PZTについても同様の測定を行ったが、やはり電荷印可による結晶構造の変化を有為な差として検出することはできなかった。PMNの場合には回折角の変化として歪み量を算出できたが、PZTでは回折角の変化は顕著ではなく、001とh00反射の強度比の変化が認められた。PZTは正方晶系に属する強誘電体であり、001とh00の強度比の変化は、焼結体中の強誘電的90度ドメインの回転が生じていることを示している。ドメインの回転量からそれにともなう歪み量を計算したところ、圧電歪みの実測値と極めて良い一致を示した。この90度ドメインの回転は圧電体の電界誘起歪み特性に非常に大きな影響を及ぼすことは従来まで推察されていたが、本研究により初めてそれを実証することができた。本研究は、高電界による結晶構造の変化を明らかにすることを目的として検討を行った。結果的には構成原子の位置の変化はあまり顕著ではなく、PMNの場合には結晶格子の変形、PZTの場合には結晶の配向性の変化により、電界誘起歪など物性量が説明されることを明らかにした。
ナノスケールで制御された凝集構造を有する25nmサイズの微細レジストパターン開発

原子間力顕微鏡を用いて、ナノスケールのレジストパターンの凝集構造制御を実験的に試み、理想的な凝集構造の構築を目指した。実験では、レジストパターンへTipを近づけることにより非接触変形させて歪みを測定した。よって、微細レジストパターンを密に配置すると、それだけで変形が生じることを実証にした。また、レジストパターンの吸着水を変化させることで、表面の凝集構造を変化させることに成功した。また、現像および液浸リソグラフィに重要となるナノバブル検出および特性解析が可能となった。以上の成果により、25nmサイズの微小レジストパターンデザインの最適化を行った。近年、システムLSIおよびNAND型Flashメモリに代表されるULSIは、その高集積化と高機能化が加速され、2012年には設計ルールが25nmである微細デバイスの実用化が期待されている。今後は、25nmサイズといった、高分子材料としては極限に近いサイズでのパターン形成が求められており、ナノスケールでの凝集構造の制御が重要視されている。このような背景に基づき、本研究では、AFM等を用いて、これらのナノスケールの凝集構造の制御を実験的に試み、理想的な凝集構造を有する微細レジストパターンの構築を目的としている。Hl9年度49月にかけては、レジストパターン表面へTipを押込むことにより、表面硬化層の検出と膜内の凝集性の測定を実施した。また、レジストパターン内の存在する高分子集合体のvacancyの検出を、H19年10月12月に実施した。H20年13月には、細分化した高分子集合体の再配列と凝集実験に取り組んだ。これらにより、vacancy内への溶液の浸入などの新たな情報を得ることができ、高分子集合体の凝集挙動が明確になった。成果として、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて、レジストパターンの付着性を支配する要因、個々の高分子集合体間の相互作用力を実験的に明確にした。これらにより、加工精度が高く付着性も良好なレジスト材料の設計モデルを構築し、25nmサイズの微小レジストパターンの最適化を実施してきた。今後、この技術により、分離した高分子集合体をナノスケールで移動できることにより、パターン内の任意の位置に再凝集させて、パターン全体の凝集性を改良する。このような背景に基づき、本研究では、原子間力顕微鏡(AFM)等を用いて、これらのナノスケールの凝集構造の制御を実験的に試み、理想的な凝集構造を有する微細レジストパターンの構築を目的としている。H20年度49月にかけては、レジストパターン表面へTipを押込むことにより、表面硬化層の検出と膜内の凝集性の測定を実施した。また、レジストパターン表面に付着するナノバブルの基礎特性を解析した。特に、レジスト膜表面に付着したナノバブルは、比較的平坦な形状を有することを確認した。20年10月12月に実施したナノバブルの剥離試験においては、約3nNといった極めて小さい力で剥離できることを確認した。これらは、ナノバブル周辺の線張力から概算した付着力に相当する。H21年13月には、細分化した高分子集合体のvacancy内へのナノバブルの付着について検討を実施した。これにより、成果として、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて、レジストパターン上へのナノバブルの付着性を支配する要因を実験的に明確にした。
イメージングプレートの重粒子線治療におけるクォリティコントロールへの応用

診療で広く使われているイメージングプレート(IP)の重粒子線治療における病巣の位置・形状等の確認を目的としたクォリティコントロールへの応用に関する基礎的検討を行った。平成14年度は,放射線医学総合研究所の重荷電粒子線加速装置HIMACにより400MeV/nに加速された^<12>Cを用いて、IPを用いた重荷電粒子線ラジオグラフィの画質特性を検討した。重荷電粒子線^<12>Cに対するIPの特性曲線は、残留飛程に応じて傾きは異なるが、X線に対する場合と同様に直線となった。また、散乱体厚と深さに依存する多重散乱によるボケが近似的にガウス関数で表されることが示された。ボケの効果は散乱体厚とともに大きくなった。平成15年度は,重粒子線の線量分布に影響を与える電子密度分布と密接に関係する残留飛程について、IPを用いた重粒子線の飛程分布測定法について検討を行なった。IPを用いて得られた残留飛程分布が増感紙-CCDカメラシステムとほぼ等しい結果が得られた。また、残留飛程分布揺らぎから評価した電子密度分解能が重粒子線CTによる再構成画像から直接求めた分解能とほぼ一致した。よって、IPを用いた残留飛程分布測定の有用性が示唆された。平成16年度は,被写体による散乱の結果生じるエッジ強調を利用するIPを用いた散乱ラジオグラフィについて基礎的検討を行った。コントラスト伝達関数(CTF)は、被写体-検出器間距離が大きくなるに従い大きくなり、被写体と検出器との距離に依存したエッジ強調効果が生じることが示された。よって密度分解能に優れている重荷電粒子線ラジオグラフィに散乱ラジオグラフィを応用することにより密度分解能だけでなく空間分解能にも優れた画像が得られることが期待される。1.研究目的重粒子線治療における病巣の位置・形状・線量分布等の確認を目的としたクォリティコントロールの高精度でかつ簡便な手法として、診療で広く使われているイメージングプレートなどのデジタル画像の検出器を用いる手法の有用性を検討する。本年度は,放射線医学総合研究所の重荷電粒子線加速装置HIMACにより400MeV/nに加速された^<12>Cを用いて、イメージングプレートを用いた重荷電粒子線ラジオグラフィの画質特性を検討した。2.研究方法2.1イメージングプレートの応答特性重荷電粒子線ビームのモニタカウント数を変化させ、様々な残留飛程を有する重荷電粒子線に対するイメージングプレートの応答特性を測定した。2.2多重散乱と解像力特性解像力の周波数特性を求めるために、アクリルスリットとイメージングプレートの間に散乱体を設け、重荷電粒子線と物質との多重散乱が解像力特性に与える影響を線広がり関数から定量的に評価し、イメージングプレートを用いた重粒子線ラジオグラフィの解像力特性の解析を行った。3.研究結果3.1イメージングプレートの応答特性重荷電粒子線^<12>Cに対するイメージングプレートの特性曲線は、残留飛程に応じて傾きは異なるが、X線に対する場合と同様に直線となった。3.2多重散乱と解像力特性散乱体厚と深さに依存する多重散乱によるボケが近似的にガウス関数で表されることが示された。4.考察(結論)イメージングプレートを用いた重荷電粒子線ラジオグラフィの解像力特性を明らかにすることができた。今後、画質特性と線量との関係を明らかにする必要がある。また、多重散乱によるボケの関数形を求めたことにより、重粒子線治療において高精度化の手法の一つとして研究されている重荷電粒子線CTにおいて、ボケ補正を取り入れた再構成法による解像力高上への応用が可能になると思われる。

1.研究目的重粒子線治療における病巣の位置・形状・線量分布等の確認を目的としたクォリティコントロールの高精度でかつ簡便な手法として、診療で広く使われているイメージングプレートなどのデジタル画像の検出器を用いる手法の有用性を検討する。本年度は,重粒子線の線量分布に影響を与える電子密度分布と密接に関係する残留飛程について、イメージングプレートおよびCCDカメラを用いた重粒子線の飛程分布測定法について検討を行なった。2.研究方法実験は放射線医学総合研究所の重荷電粒子線加速装置HIMACにより400MeV/nに加速された^<12>Cを用いて行なった。2.1イメージングプレートの飛程分布測定アクリル板で挟んだイメージングプレートをビームに対して平行に配置してファントム通過後のビームを検出し、ビーム方向に関する応答特性と残留飛程分布データを測定した。2.2 CCDカメラを用いた飛程分布測定レンジシフタと増感紙-CCDカメラシステムを組み合わせて、レンジの変化に対するCCDのピクセル値の特性からファントム通過後の飛程分布を測定した。3.研究結果イメージングプレートを用いて得られた残留飛程分布がCCDカメラとほぼ等しい結果が得られた。また、残留飛程分布揺らぎから評価した電子密度分解能が重粒子線CTによる再構成画像から直接求めた分解能とほぼ一致した。4.考察(結論)イメージングプレートおよびCCDカメラを用いた残留飛程分布の測定が可能であることを明らかにすることができた。また、残留飛程分布揺らぎから電子密度分解能が評価できることも示された。よって、重粒子線治療において高精度化の手法の一つとして研究されている重荷電粒子線CTにおける電子密度分解能の画質評価への応用が可能になると思われる。今後、イメージングプレートを用いた飛程分布測定において、ビーム方向に関する画質特性を明らかにする必要がある。本年度は,被写体による散乱の結果生じるエッジ強調を利用するイメージングプレートを用いた散乱ラジオグラフィについて基礎的検討を行った。2000Countsの線量で、レンジをプラトー領域に合わせて矩形チャート(type1、Kyokko Co.Ltd)の撮影を行った。チャート-IP間距離を0cm25cmまで変化させ、コントラスト伝達関数(CTF)により解像力の周波数特性を評価した。また、被写体としてくぎを撮影しエッジ強調の効果を定性的に調べた。3.結果及び考察コントラスト伝達関数(CTF)の被写体-検出器間距離依存性は、距離が大きくなるに従いCTFは大きくなり、その最大値となる周波数がより低周波数側にシフトして行くことがわった。このことは、距離に応じてくぎを配列した被写体を撮影して得られた画像からも確認できた。
溶液の非平衡過程の分子論的アプロ-チ・拡散過程のダイナミックス

[1]高圧NMR大型NMR装置を使って、560°Cの範囲、13000気圧の範囲で、水(重水)分子の回転相関時間の測定に成功した。水の回転運動が、他の液体の場合と違って、どの測定温度でも加圧により加速される。また、プロピルアルコ-ルのメチル、メチレン、水酸基プロトンのケミカルシフトとプロトン間のカップリングに対する圧力効果を測定し、装置の高分解能性を確かめた。2次元NMR測定にも挑戦したが、感度がまだ不十分であった。重水中の硝酸イオンの^<14>Nのスピンー格子緩和時間の測定から、硝酸イオンの回転運動に対する圧力効果が非常に小さいことが分かった。高圧2次元NMRの研究は継続。(中原)[2]有機溶媒中の微量水の構造とダイナミックスNMRによる溶液研究の濃度限界はこれまで0.1Mとされてきたが、我々はこれを約数ミリモルにまで拡大することに成功した。"水と油の関係"にある、水ー四塩化炭素、水ーベンゼン、水ークロロホルム中での"孤立"水分子が100200フェムト秒で高速回転しており、この運動が慣性項と(無視されてきた)分子間引力に支配されていることを見つけた。さらに、低温条件下では水分子のクラスタ-も生成することが分かった。(中原)[3]拡散過程と科学反応導入した高圧ダイアモンドアンビルセルとピコ秒レ-ザ-システムを使って、種々のアントラセン誘導体の溶液中での蛍光消光過程に対する温度・圧力効果を研究し、溶媒の粘度、溶質の拡散係数を用いて、スモルコフスキ-理論の有効性と問題点、ならびに粘度の指数則の成立条件を明らかにした。(平山・中原)[4]水のゆらぎのダイナミックス水分子の構造とエネルギ-のゆらぎのミクロなメカニズムを計算機によって研究し、ゆらぎの周波数依存性を明らかにした。購入したワ-クステ-ションの計算能力をフルに発揮して、溶媒和電子、プロトンジャンプの計算が進行中。(大峰)[1]高圧NMR大型NMR装置を使って、560°Cの範囲、13000気圧の範囲で、水(重水)分子の回転相関時間の測定に成功した。(大峰)