hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
造血幹細胞の増殖・分化とその異常に関する研究

造血幹細胞の発生、性状、増殖・分化機構とその異常、サイトカイン受容体の異常と白血病発症との因果関係、白血病発症の分子機構が明らかにすることを目的に研究を行い以下の成果が得られた。(1)ヒト造血幹細胞を容易に受け入れるNOD/SCID/γ_c^<-/->(NOG)マウスを開発した。このマウスに移植したヒト臍帯血CD34+細胞からサイトカインの投与なしに顆粒球、赤芽球、マクロファージ、巨核球、血小板、T, B, NK, NKT, DC,肥満細胞を含む全てのヒト型血球分化が認められた。ヒトT細胞の初期分化は主に胸腺内で行われ、一部胸腺外分化も認められ、血清中にヒト型のIgM, IgG, IgAが観察された。(2)造血幹細胞増殖支持能を持つストローマ細胞株を樹立した。このストローマ細胞株上でサルES細胞を培養すると非常に多くの血球が出現することから造血幹細胞を生み出すのに必要な分子も発現している可能性が示唆された。(3)G-CSFR遺伝子異常を持ちKostmann症候群のモデルとなる2種類のTgマウスを作成した。変異G-CSFR-TgマウスへG-CSFを1年間連日皮下すると、3血球系とも著明に増加した状態が続いたが、白血病の発生は見られなかった。(4)サルES細胞から胎児型の血液細胞と成体型の血液細胞の両者および血管内皮細胞を誘導することが可能となった。サルでもマウスと同様、血液と血管内皮の共通の母細胞であるhemangioblastの存在が明らかとなった。成体マウスの造血幹細胞はCD34-細胞分画に存在するが、胎生期、新生児マウスの幹細胞はCD34抗原を強発現しており、造血幹細胞上のCD34抗原は陽性から陰性に年齢とともに変化していくことが初めて明らかとなった。再移植実験などの結果、この変化は環境によるのではなく、造血幹細胞自身に内蔵するtime clockがその発現を規定していると考えられた。造血幹細胞が初めて検出できる胎生10.5日のマウス胚のAGM領域から造血幹細胞の増殖支持能を持つストローマ細胞株を樹立した。このストローマ細胞株上で造血幹細胞が発生する以前の卵黄嚢や胚体を共培養すると、長期骨髄再構築能を持った造血幹細胞が出現してくることが示された。すなわちこのストローマ細胞は造血幹細胞を生み出す(stem cell genesis)のに必要な分子も発現していると考えられた。今後この分子の同定を行う予定である。wild typeおよびKostmann症候群患者で見られるG-CSF受容体(G-CSFR)遺伝子異常と同様の2種類の遺伝子異常(マウス717,730)を持つDNA fragmentを作成し、LDプロモーターに組み込み、型のごとくトランスジェニックマウス(Tgマウス)を作成した。Wild type G-CSFR Tgマウスでは末梢血に全く異常は見られなかった。一方、C末端を欠失した2種類の変異G-CSFR-Tgマウスでは共に好中球減少が見られ、Kostmann症候群のモデルとなることが明らかとなった。1種類の変異G-CSFR-TgマウスヘG-CSFを3ヶ月間、連日皮下すると、3血球系とも著明に増加した状態が続いているが、今のところ白血病の発生は見られていない。造血幹細胞の発生、増殖・分化に関与するサイトカイン受容体、細胞内シグナル伝達分子とその異常を解明することは、白血病の発症機構を解明、治療法の開発につながる重要なテーマである。本研究ではマウス胎生期における造血幹細胞の発生に関与するサイトカイン受容体を明らかにするとともに、その異常について解析した。さらにG-CSF投与により白血病が誘発されるKostmann症候群で見られるG-CSFR遺伝子の異常を持ちC末端を欠失した変異G-CSFRを発現するトランスジェニックマウス(Tgマウス)を作製し、変異G-CSFRを有する個体へのG-CSFの長期投与が急性白血病発症の原因となるか否か検討した。1.EPOR^<-/->マウスは胎生14日前後に貧血で死亡した。赤芽球産生における必須と考えられていたEPORのシグナルはhGM-CSFRからのシグナルによって代用できることが、EPOR^<-/->hGM-CSFR-Tgマウス胎児肝細胞を用いることにより証明された。2.NOD/SCID/γ_c^<-/->マウスを開発し、より鋭敏なヒト造血幹細胞の測定系を開発した。このマウスを用いることにより従来不可能であったTリンパ球を含むすべてのヒト型血球を造血幹細胞からin vivoで誘導することが可能となった。3.マウスAGM領域から樹立したストローマ細胞株から造血幹細胞を発生させる分子の遺伝子クローニングを開始した。5.Wild type G-CSFR-Tgマウス及び2種類の変異G-CSFR-TgマウスへG-CSFを100日間連日皮下すると、3血球系とも著明に増加した状態が続いているが、今のところ白血病の発生は見られていない。マウス胎生期における造血幹細胞の発生とその異常を明らかにするとともに、様々な方法を用いてヒト造血幹細胞の性状、増殖・分化過程を明らかにすることを目的として研究が行われ、以下の研究成果が得られた。貧血のため胎生致死となるEPOR^<-/+>

マウスとhGM-CSFR-Tgマウスを交配したマウス胎児肝細胞をGM-CSFで刺激すると多数の赤芽球コロニーが無血清下で形成された。赤芽球産生において必須と考えられていたEPORシグナルはhGM-CSFRシグナルによって完全に代用できることが明らかとなった。サイトカインの造血における主たる作用は細胞の増殖と生存であり、分化の特異性は極めて低いと考えられた。造血幹細胞の発生する胎生10.5日のAGM領域から造血幹細胞自己複製支持能を持つストローマ細胞株を樹立した。現在までにこのストローマ細胞株から20を超える新規遺伝子が同定され機能解析が進行中である。現在その内の1つのリコンビナント蛋白に対する抗体が作成され、造血幹細胞のある分画を認識している可能性を示すデータが得られつつある。ここ研究は造血幹細胞の生物学的研究にとって有用であるばかりでなく、臨床応用される可能性も示している。Wild typeおよびKostmann症候群患者で見られるG-CSFR遺伝子異常と同様の2種類の遺伝子異常(マウス718,731)を持つTgマウスを作成した。C末端を欠失した2種類の変異G-CSFR-Tgマウスでは共に好中球減少が見られ、本症候群のモデルとなることが明らかとなった。wild typeおよび2種類の変異G-CSFR-TgマウスにG-CSFを1年間投与した。変異G-CSFR-TgマウスへG-CSFの投与により、3血球系とも著明に増加した状態が続いているが、今のところ白血病の発生は見られていない。現在、2^<nd>ヒットとなる刺激を加え、白血病発症の有無を検討中である。本研究ではマウス胎生期における造血幹細胞の発生とその異常を明らかにするとともに、様々な方法を用いてヒト造血幹細胞の性状・増殖・分化過程を明らかにすることを一つの目的としている。さらに、サイトカイン受容体の異常と白血病発症との因果関係、白血病発症の分子機構が明らかにすることを目的に行い以下の成果が得られた.(1)造血幹細胞は移植後、長管骨では骨端に近くの骨組織に接してhomingすることが明らかになり、造血幹細胞ニッチが存在することを示した。(2)造血幹細胞が血液ばかりでなく骨格筋、肝臓、網膜などに一部転換できることが明らかとなった。(3)ヒト造血幹細胞からのT細胞を含む全ての血球分化をin vivoで観察できるNOGマウスを開発した。ヒトT細胞の初期分化は主に胸腺内で行われ、一部胸腺外分化していると考えられた。ヒト造血幹細胞を移植したNOGマウスでのみ血清中にヒト型のIgM,IgG,IgAが観察された。(4)造血幹細胞増殖支持能を持つストローマ細胞株を樹立し、特異的に発現している遺伝子のクローニングを行った。候補遺伝子の絞り込みを行い、一つの遺伝子産物に対する抗体は造血幹細胞の一部を認識していた。このストローマ細胞株上でサルES細胞を培養すると非常に多くの血球が出現することから造血幹細胞を生み出すのに必要な分子も発現している可能性が示唆された。(5)G-CSFR遺伝子異常を持ちKostmann症候群のモデルとなる2種類のTgマウスを作成した。Wild type、G-CSFR-Tgマウス及び2種類の変異G-CSFR-
ダウン症候群精神遅滞の発症におけるOLIGの役割の検証

ダウン症候群は、精神遅滞や特有な顔貌を主な特徴とする疾患で、ヒト21番染色体の全てまたは一部が3倍体となることで発症する。本研究課題では、オリゴデンドロサイト形成に関わるOlig遺伝子に着目し、ダウン症候群モデルを用いトリソミー領域内のolig遺伝子のみを3倍体から2倍体に戻すことにより、精神遅滞様症状が改善されるかどうかを検討した。その結果、Olig遺伝子が精神発達遅滞の原因遺伝子の一つである可能性が示唆された。ダウン症候群精神遅滞の発症には、ヒト21番染色体上の遺伝子の過剰発現が関わっていると考えられているが、実際にどの遺伝子の過剰発現が関与しているのかは明らかになっていない。本研究課題では、ダウン症候群マウスモデル(16番染色体部分トリソミーマウス)で観察される精神遅滞様症状について、トリソミー領域内の01な遺伝子のみを3倍体から2倍体に戻すことにより症状が改善されるかどうかを検討し、OLIG過剰発現による影響について総合的に判断をする。本年度は、まず、ダウン症候群モデルマウス(Ts1Cjeマウス)の脳におけるオリゴデンドロサイト形成について検討し、Ts1Cjeマウスにおいてオリゴデンドロサイトが減少していることを確認した。また、Ts1Cjeマウスとolig遺伝子ヘテロマウスを交配し、Ts1Cjeマウス、Ts1Cj-o1ig1(+/+/-)/o1ig2(+/+/-)マウス、正常マウスの3種の遺伝型をもつマウスー群を準備した。これら一群のマウスを用いオリゴデンドロサイト形成の評価を行い、Ts1Cjeマウスにおいてolig遺伝子を3倍体から2倍体に戻すことによりオリゴデンドロサイト形成の改善傾向が見られた。さらに、これらのマウス群は行動解析においても、Ts1Cjeマウスについてolig遺伝子を2倍体に戻すことにより行動異常の改善傾向が見られた。現状では予備実験的データであるため、今後、更にサンプル数を増やし解析を進める必要がある。本研究課題では、精神遅滞様の記憶学習障害症状を示すヒト21番染色体に相同なマウス16番染色体部分トリソミーであるダウン症候群マウスモデルを用い、申請者が候補遺伝子と考えている21番染色体上の遺伝子oligodendrocyte lineage transcription factor (olig1及びolig2)のヘテロマウスと交配を行い、トリソミー領域内のolig遺伝子のみを3倍体から2倍体に戻すことにより、精神遅滞様症状が改善されるかどうかを明らかにすることを目的とする。まず、3か月齢のダウン症候群マウスモデル(Ts1Cje及びTs2Cje)を準備した。同時に、Ts1CjeマウスとOlig遺伝子欠損マウスを交配させて、Olig遺伝子のみを3倍体から2倍体に戻したダウン症候群マウスモデルTs1Cje-Olig(+/+/-)を準備した。ダウン症候群マウスモデル脳におけるオリゴデンドロサイト形成について検討した。興味深いことに、ダウン症候群モデルマウスの線条体、海馬、大脳皮質において成熟したオリゴデンドロサイトの数が減少していた。Olig遺伝子はオリゴデンドロサイトの形成に重要な役割を持つことが知られている。そこで、Ts1Cje-Olig(+/+/-)の脳におけるオリゴデンドロサイト形成を検討した。線条体、大脳皮質および海馬において、Olig遺伝子を2倍体に戻すことにより、CNPase陽性オリゴデンドロサイトの数が部分的に改善された。更に、Y迷路試験を行ったところ、Ts1Cjeマウスでは自発的選択行動に異常が生じていたが、Olig遺伝子を2倍体に戻したTs1Cjeマウスでは、その行動異常に若干の改善傾向が認められた。以上の結果から、Olig遺伝子がダウン症候群における精神発達遅滞の原因遺伝子の一つであることが示唆された。
保育所における防犯・防災性能の向上に関する研究

本研究は保育所の防災・防犯における問題点を整理し,解決策を探るものである.防災に関しては,日常災害,地震災害と火災を主に扱い防犯に関しては部外者侵入の抑制に関して検討を加えた.16年度から引き続き,保育所における災害・犯罪に関して,医療現場や建設現場で良く用いられる事故には至らない「ひやり・はっと」事象の収集を行った.父兄からは,直接入力ではなく,紙ベースでのアンケート形式によりヒヤリハットデータの回収協力を得られた.その中でも,事故に至らずとも,非常に危険な事例が多く見られた.今年度はさらに,実際に事故に至った事例も収集した.防災・防犯対策に固執することで,ソフト・ハードの両面が無機的なものとならないよう,園児の知育発達の側面から保育所施設・運営計画を研究した事例等を参考にするべきであるが,昨年度,新築保育所の計画・設計に立ち会う機会を設け,内容を保育士・父兄と議論する機会を得ることができた.その新築保育園の完成に伴い,新築保育園における,育児環境,児童行動状況の把握を行うことを試みた.新築保育園における調査は主に,保育士からのアンケート・ヒアリングにより,事故事例・ひやりはっと事例の収集を行った.それにより,高学年児童と低学年児童のゾーニングが反映された平面計画は非常に保育環境としては優れているものの,全体の集中管理に関しては若干の課題を残していることが判明した.このことは,他の事例からも,ハード的は解決が得られていくものであると考えられる.収集事例の保育士へのフィードバックを行った結果,事故事例の収集においては,幸い大事には至らなかったものの,子供特有の行動パターンから,ハード的解決をもっても限界が存在する事例に関し,ソフト的(教育的)な解決を得なければ,将来的にも起こりうるであろうとの,保育士からのコメントを得ることが出来た.本研究は保育所の防災・防犯における問題点を整理し,解決策を探るものである.防災に関しては,日常災害,地震災害と火災を主に扱い防犯に関しては部外者侵入の抑制に関して検討を加えた.初年度の16年度は保育所における災害・犯罪に関して,医療現場や建設現場で良く用いられる事故には至らない「ひやり・はっと」事象の収集を行う環境を整え,試験的なデータ収集を実施した.第1にデータ収集用WEBデータベースシステムの構築を試み,第2に協力保育所において,意見を収集する対象である保育士および父兄に本研究の理解を求めた.保育所に対しては入力端末を設置し,保育士から自由にデータ入力が可能となるようにした.理解は得られたものの,限られた時間の中で,データ入力に関しては十分な量は得られなかったが,父兄からは,直接入力ではなく,紙ベースでのアンケート形式によりヒヤリハットデータの回収協力を得られた.その中でも,事故に至らずとも,非常に危険な事例が多く見られた.防犯・防災性能向上の対策は大きくソフト的対策とハード的対策に区分可能であると思われるが,それぞれの対策を講じられる可能性を保育現場に即して選択することで,より実現性・有効性の高い対策となるような柔軟性の高い最終提示を行う必要がある.その際,防災・防犯に固執することで,ソフト・ハードの両面が無機的なものとならないよう,園児の知育発達の側面から保育所施設・運営計画を研究した事例等を参考にするべきであるが,今年度はデータ収集に加え,新築保育所の設計に立ち会う機会を設け,内容を保育士・父兄と議論する機会を得ることができた.その上で,防犯・防災に関しての意識調査および,計画への反映の提案を行った.本研究は保育所の防災・防犯における問題点を整理し,解決策を探るものである.防災に関しては,日常災害,地震災害と火災を主に扱い防犯に関しては部外者侵入の抑制に関して検討を加えた.16年度から引き続き,保育所における災害・犯罪に関して,医療現場や建設現場で良く用いられる事故には至らない「ひやり・はっと」事象の収集を行った.父兄からは,直接入力ではなく,紙ベースでのアンケート形式によりヒヤリハットデータの回収協力を得られた.その中でも,事故に至らずとも,非常に危険な事例が多く見られた.今年度はさらに,実際に事故に至った事例も収集した.防災・防犯対策に固執することで,ソフト・ハードの両面が無機的なものとならないよう,園児の知育発達の側面から保育所施設・運営計画を研究した事例等を参考にするべきであるが,昨年度,新築保育所の計画・設計に立ち会う機会を設け,内容を保育士・父兄と議論する機会を得ることができた.その新築保育園の完成に伴い,新築保育園における,育児環境,児童行動状況の把握を行うことを試みた.新築保育園における調査は主に,保育士からのアンケート・ヒアリングにより,事故事例・ひやりはっと事例の収集を行った.それにより,高学年児童と低学年児童のゾーニングが反映された平面計画は非常に保育環境としては優れているものの,全体の集中管理に関しては若干の課題を残していることが判明した.このことは,他の事例からも,ハード的は解決が得られていくものであると考えられる.収集事例の保育士へのフィードバックを行った結果,事故事例の収集においては,幸い大事には至らなかったものの,子供特有の行動パターンから,ハード的解決をもっても限界が存在する事例に関し,ソフト的(教育的)な解決を得なければ,将来的にも起こりうるであろうとの,保育士からのコメントを得ることが出来た.
生存時間解析に対するセミパラメトリック推測法の開発と応用

臨床試験において治療効果を推定する際には、何らかの統計的モデルの仮定が必要となる。その仮定が満たされない場合には結果の解釈が困難となる。本研究では、生存時間データに対して、モデルの仮定が誤っていても常に解釈可能な統計手法を開発した。また、患者の背景情報を用いて、治療効果をより精度よく推定することが望ましいが、どのように背景情報を解析に組み込むのが効果的かを判定する方法を与えた。今年度は、頑健推測に関する基礎的な知識の習得と、生存時間解析分野における外れ値に対する頑健推測のレビューを行った。これらをもとに、来年度以降の研究を推進する。Cox比例ハザードモデルは誤特定するとその回帰係数の推定値は対数ハザードとしての意味をなさない。最近の頑健推測の発展をレビューする過程で、誤特定下でも推定量が解釈可能となるような推定法の開発が示唆された。この問題もセミパラメトリックモデルの頑健性を議論するものであり、応用上重要な問題であることから、本研究にて遂行した。先行研究は、打ち切りが治療群の割り付けに無関係に生じる場合にのみ妥当であるが、新たに治療群により打ち切り分布が異なる場合にも妥当となる推定法を開発し、その理論的正当性を調べた。プログラムコードを作成し、数値実験を現在進めている。予備的な検討の段階ではあるが、新たに開発した方法は、打ち切り分布が治療群間で異なる場合にバイアスの少ない推定量を与え、更に、打ち切り分布が同一の場合でも、先行研究の方法よりも推定精度を大きく改善できることがわかった。提案法は生存時間に対しては比例ハザード性などのモデルの仮定を一切置いておらず、提案法は先行研究の方法よりも少ない症例で妥当な推測を可能とするものであり、応用上の意義があると考えられる。また、生存時間解析におけるモデル選択法に関しては、Cp規準による方法の可能性を探った。直接Cp規準を用いる方法の構成を見出すことは現在まで成功しておらず、来年度以降に検討を継続する。一方で、異なる観点から、予測分布に基づく方法を見出し、その理論的検討ならびに数値的検討を行った。提案した方法は簡明で直観的に極めて理解しやすい方法と考えられ、統計的モデルに基づく生存期間の予測法の評価法として意義あるものと考えられ、今後、本研究内で検討を継続していく。今年度は、昨年度行った誤特定を前提としたCox回帰の推測法の研究を進め、誤特定下でも解釈が可能となる推定量の構成とその理論的・数値的性質の解明を行った。研究成果を学会等で発表し、専門誌に投稿した。この研究は最近提案されたセミパラメトリック理論に基ずく共変量調整法に深く関連するものであるが、研究の過程で共変量による効率の改良の度合いを示す簡明な公式を得た。この量は推定可能であり、適応的に調整する共変量を選択しても第1種の過誤を増大させないことが示される。通常、無作為化臨床試験においては調整する共変量はデータに基づいて選択しないが、この方法により妥当性を損なうことなくデータ依存的に効率を改良することが可能となると考えられる。この方法の応用として、臨床試験の目標症例数を削減することが考えられ、今後検討すべきテーマである。この問題は当初意図したモデル選択の問題とは異なるものであるが、同様の問題意識によるものであり、本研究の中で実施した。計画していたセミパラメトリックモデルに対する情報量規準の構成に関する研究については、プロファイル尤度に基づく情報量規準を構成するための鍵となる条件が明確となった。生存時間解析に現れる重要なモデルがその性質を満たすか否かが、プロファイル尤度による情報量規準が意義あるものとなるかという観点で重要となる。生存時間解析の代表的なモデルであるCox比例ハザードモデルならびに比例オッズモデルはその性質を満たすが、加法ハザードモデルについては明確でなく、何らかの理論の修正を検討する必要があることが分かった。今年度は、昨年度までに行っていた、誤特定したCox回帰モデルを前提とした治療効果の推定法の開発について、論文投稿ならびに改訂作業を行った。通常の部分尤度を最大化する推定量は、比例ハザード性が成立しない場合には、解釈ができなくなるが、逆確率重み付け法による重み付き部分尤度最大化による推定法を提案した。この推定量は比例ハザード性が成り立たない場合にも、対数ハザード比の時間平均と解釈され、解析手法を事前に指定する無作為化試験での応用の可能性を持っていると考えられる。さらに、セミパラメトリック理論による共変量情報を用いた推定精度を改良する方法を導入した。比例ハザード性が成り立つ場合には、一般論の帰結より効率が上昇する。比例ハザード性が成り立たない場合にも、一致性や漸近正規性を示すことが可能であるので、妥当な推測が可能であるが、実際に効率が改良するかは未知である。シミュレーション実験によると、実際に効率が上昇すると考えられるが、理論的な考察は未知のまま残されており、今後の課題である。この研究結果はLifetime Data Analysisに掲載が決定している。

関連する研究として、無作為化臨床試験において、上述の共変量調整法によりどの程度効率が改良されるかをデータから推定するための簡明な公式を導出した。この式は割り付けの情報を知ることなく計算可能であり、ブラインドレビュー下で計算が可能である。この性質から、ブラインドレビュー下で調整する共変量を選択する手続きを構成することができる。一般に無作為化試験ではモデルの選択を避けるが、妥当性を損なうことなくモデルを選択する1つの方法と提案法は与えている。この研究結果については、2011年度の統計関連学会で発表し、専門誌に論文を投稿中である。
情報化社会におけるコミュニケーションと対人不安に関する臨床社会心理学的研究

本研究では,対人不安における非対面型コミュニケーションと認知の歪みについて,以下の検討を行った。(1)対人不安と非対面型コミュニケーション対人不安と携帯電話による非対面でのコミュニケーションとの関係について検討した。その結果,対人不安が高く社会的スキルが低いと,非対面型コミュニケーション・ツールである携帯電話によるメール(携帯メール)を使用する割合が高いことがわかった。特に苦手な人とのコミュニケーションにおいて,その傾向が顕著であった。これは,携帯メールが嫌悪的な対人場面を避けることができるからだと考えられる。(2)対面場面における非言語情報の解釈の歪みスピーチ中に相手の動作という非言語情報への気づきやその解釈に,対人不安による違いが認められるかの検討を行った。相手の動作への気づきに対人不安による違いは認められなかったが,対人不安高者は,相手の動作を否定的であると評価し,その原因が自分にあると見なすことがわかった。相手の動作という視覚的な非言語情報には回避的になること考えられる。(3)対人不安と抑うつにおける自己注目と反すう対人不安における自己注目と抑うつにおける反すうは,機能的に類似点が認められることから,自己注目と反すうの関連について検討した。自己注目と反すうには正の関連が認められ,しかも自己注目と反すうは,対人不安と抑うつのいずれとも正の関連が認められたことから,自己注目と反すうは機能的に類似していると考えられる。平成16年度は,携帯電話やメールの使用と対人不安との関係に関する調査研究とスピーチ場面における対人不安者の示す注意の方向性と解釈バイアスおよび不安との関係を検討する実験研究を行った。(1)近年,携帯電話や電子メールは急速に普及し,コミュニケーション・ツールとして欠かせないものになっている。社会的スキルの高い人にとっては,コミュニケーション・ツールが増え,必要に応じて携帯電話や電子メールを用いることができる。しかしその一方で,対人不安が高く,社会的スキルのない人にとって携帯電話,特に電子メールは,相手と直接対面することなくコミュニケーションができることから,必要以上に携帯電話や電子メールに依存すると考えられる。本研究では,対人不安と社会的スキルが携帯電話や電子メールの使用や社会的ネットワーク数,精神的健康に与える影響について検討した。その結果,対人不安が高く社会的スキルの低い人は,回避的手段として携帯メールを使用する傾向があることが示された。また,対人不安の高い人は社会的ネットワーク数が少なく,精神的健康状態が悪く,友人関係に満足していないことが示された。(2)スピーチ場面のように他者から評価される状況では,他者からの評価が気になる反面,ドキドキして思うように話せないといった自己に関連する情報にも注意が向く。本研究では,スピーチ場面において,自己に関連する情報と他者の動作といった他者からの情報のどちらに注意が向きやすいのかを,対人不安の高低で比較した。その結果,対人不安が高い人は一貫して自己に関連した内的情報に注意を向けやすく,不安が高く,自己をネガティブに評価していることがわかった。また,評価者の動作をネガティブに評価しやすく,それが対人場面の解釈バイアスに結びついている可能性のあることが示された。平成17年度は,携帯メールやインターネット(電子メール)といったコミュニケーション・ツールの使用が,社会的ネットワークや精神的健康に及ぼす影響についての調査を行った。携帯電話やインターネットは,生活に欠かせないコミュニケーション・ツールとなっているが,これらのツールは,対人スキルが低い人にとって相手と直接相互作用をせずにコミュニケーションすることが可能であることから,対人不安者は相手と直接会うことを避けるために,これらのコミュニケーション・ツールを使用しやすいと考えられる。しかし,形態やインターネットの使用が,直接的相互作用からの回避手段として機能するとなると,友人ネットワークの形成や維持が難しくなると考えられる。本研究では,大学入学直後の新入生に対して,4月と7月にパネル調査を行い,対人不安と社会的スキルが友人ネットワーク数や精神的健康に及ぼす影響について検討した。相手に意志を伝える際に使用する手段として,対人不安が高く社会的スキルが低いと携帯メールを選択する割合が高く,対人不安が低いと社会的スキルにかかわらず直接相手に会うことを選択することが示された。

対人不安が高くても,社会的スキルがあると,電話を用いる割合が直接あうこととほぼ同数になることがわかった。4月から7月にかけての社会的ネットワークの変化には,コミュニケーションの手段による違いがあり,対人不安が高く社会的スキルの低い人が,直接会うという手段を選択した場合,友人数の増加が少ないことがわかった。また,対人不安が高いと,コミュニケーション手段に関係なく,抑うつ傾向や怒り,引きこもり傾向が高く,生活満足感が低いことが示された。
空間位置知覚における感覚統合を行う脳機能の解明

人間は両眼視や上肢の運動によって,対象物の空間的な位置や配置を知り,これに基づく平行や等距離を判断することができるが,その際には物理的に正確な平行や等距離から一定の傾向をもったずれを生じる.本研究では,これらのずれの傾向から空間位置の感覚統合における脳の適応機能の特性を解明することを試みた.このために,感覚量を脳が後天的に獲得する際の学習法則を一般化して,感覚信号から高次概念の形成に至る情報処理の過程においてその学習法の普遍性と適応範囲を,心理物理的現象との対応から検証し,空間位置知覚の統合における脳の情報処理の構造を解明した.まず,人間が両眼視や上肢運動によって空間位置を捉らえる際に用いている生体信号を同定し,これらの感覚に基づいて平行や等距離を判断させる心理物理実験を行って,この際の眼球運動,上肢運動等の各信号を計測した.次に,生理学的知見から想定される感覚量統合過程のモデルを構造的に分類し,計算機上で各モデルに対して心理物理実験をシミュレーションを行い,人間の被験者を用いた実験結果と比較して,各モデルの妥当性を検討した.この過程で得られた学習の一般化モデルがスカラ学習則である.この学習則を用いたスカラ加算モデルによって,両眼視及び上肢先端位置知覚による平面及び等距離面の知覚にみられるずれの傾向を統一的に説明することができた.また,平行と等距離の概念の違いが,このモデルの学習に用いた規範関数との対応関係から,規範関数の測定水準の違いとして定義されることが明らかになった.この結果,人間が平行や等距離をその発達過程において学習する際にどのような感覚上の手掛かりを利用しているかについて,数理的に厳密に定義することができる.人間は両眼視や上肢の運動によって,対象物の空間的な位置や配置を知り,これに基づく平行や等距離を判断することができるが,その際には物理的に正確な平行や等距離から一定の傾向をもったずれを生じる.本研究では,これらのずれの傾向から空間位置の感覚統合における脳の適応機能の特性を解明することを試みた.このために,感覚量を脳が後天的に獲得する際の学習法則を一般化して,感覚信号から高次概念の形成に至る情報処理の過程においてその学習法の普遍性と適応範囲を,心理物理的現象との対応から検証し,空間位置知覚の統合における脳の情報処理の構造を解明した.まず,人間が両眼視や上肢運動によって空間位置を捉らえる際に用いている生体信号を同定し,これらの感覚に基づいて平行や等距離を判断させる心理物理実験を行って,この際の眼球運動,上肢運動等の各信号を計測した.次に,生理学的知見から想定される感覚量統合過程のモデルを構造的に分類し,計算機上で各モデルに対して心理物理実験をシミュレーションを行い,人間の被験者を用いた実験結果と比較して,各モデルの妥当性を検討した.この過程で得られた学習の一般化モデルがスカラ学習則である.この学習則を用いたスカラ加算モデルによって,両眼視及び上肢先端位置知覚による平面及び等距離面の知覚にみられるずれの傾向を統一的に説明することができた.また,平行と等距離の概念の違いが,このモデルの学習に用いた規範関数との対応関係から,規範関数の測定水準の違いとして定義されることが明らかになった.この結果,人間が平行や等距離をその発達過程において学習する際にどのような感覚上の手掛かりを利用しているかについて,数理的に厳密に定義することができる.
胎盤性ラクトゲンの生理作用に関する研究

羊胎盤性ラクトゲン(oPL)の生理的作用を検討するため、oPLを生後二か月の子羊に投与し、以下の項目について成長ホルモン(GH)投与群と比較した。検討項目は体重増加、蛋白代謝として体蛋白崩壊率の指標であるNet protein catabolism(NPC)、糖代謝として血糖、血中インスリン濃度、脂質代謝として血中遊離脂肪酸濃度、さらにGH依存性の血中IGH-1濃度、肝ミクロゾーム分画におけるGH結合能である。治療グループとして、(1)oPL単独投与群、(2)bGH単独投与′、(3)oPL+bGH併用投与群、(4)生食投与群(対照)の4群に分けた。投与量は0.3mg/kg/dayで一日二回五日間筋肉内に投与した。結果:治療中の体重増加はbGH単独投与群及びoPL+bGH併用投与群で多い傾向はあったが有意差はみられなかった。NPCはbGH単独投与群及びoPL+bGH併用投与群でその他の2群に比べて有意に低値で、すなわち蛋白分解抑制効果がみられたが、oPL単独投与群では対照と差がなかった。血中遊離脂肪酸濃度は各群間で有意差はみられなかった。血糖、血中インスリン濃度、血中IGF-1濃度はbGH単独投与群で有意に増加したが、oPL単独投与群では対照と差がなかった。しかしoPL+bGH併用投与群ではbGH単独投与群に比べてこれらの指標はより増加していた。肝ミクロゾーム分画におけるGH結合能はbGH単独投与群及びoPL+bGH併用投与群で大きい傾向はあったが統計学的に有意ではなかった。結論:oPL単独ではこれまで推測されているようなGH様作用はみらなれなかった。しかし併用投与の結果から、oPLはGH作用を増強する可能性があることが示唆された。
里山における災害被災者支援のための遠隔ケアシステム構築に関する研究

1.遠隔ケアシテム「サラス」を「Salus Vision」として特許庁に登録商標出願(商願2012-096915)、2.被災高齢者のICT利活用のニーズ把握、3.在宅療養者のスマートフォン等による24時間見守りシステム開発、4.災害時安否確認一斉配信システム(サラスシーファイ)の開発、5.多様な保健医療福祉従事者による患者情報の電子化/共有化、6.高齢者オリエンティッドなタッチタイプのメニュー画面(サラスライフ)の開発、7.サラスのLive Surgeryへの応用、8.ビジネスモデル化、等を試行し、被災高齢者等の簡易・安価・安全・innovativeな総合生活支援ネットワークの構築を実現した。本研究は、2011.3.11の東日本大震災以降喫緊の課題となっている、過疎・高齢化に直面しているわが国の中山間地域の里山における災害被災者支援のための遠隔ケアシステムの構築を目的としている。平成24年度は、主として、以下の項目を実施した。1)2011.3.12長野県北部地震の被災地である栄村をフィールドとするため、村役場等に出向いて協力をお願いした。2)長野県北部地震被災地(栄村)の実地踏査と高齢者のニーズ調査のため、被災高齢者28名について、独自の調査票をもとに聞き取り調査を実施し、タブレット型携帯端末タッチパネルの個別メニュー画面作成の基礎資料を得た。3)村役場職員、社会福祉協議会、復興支援機構(結い)等の関係者から、タブレット型携帯端末を活用した被災者データの電子化/共有化を図るために、どのようなデータを必要とするのか等に関して聞き取り調査を実施した。4)遠隔ケアシステム「サラス」のソフトがインストールされているPC6台を社会福祉協議会、復興支援機構等に配置した。5)遠隔ケアシステム「サラス」の活動拠点を復興支援機構(結い)施設内に構築し、パート労働者(3回/週)を配置した(2012.8.7)。6)遠隔ケアシステム「サラス」を「Salus Vision」として特許庁に登録商標出願(商願2012-096915)した。7)本研究の進捗状況と成果を広報するために、ホームページを随時更新している。上記の成果によって、次年度以降の研究基盤を整備することが出来た。2011.3.12長野県北部地震の被災地(栄村)をフィールドとして、以下の項目に取り組んだ。1)聞き取り調査の分析とモニタリングの解析については、平成24年度に実施した高齢被災者28名の生活ニーズ及び通信端末利活用状況の聞き取り調査から得られた結果から、高齢被災者の中にも通信端末を使いこなせる者が約3割いた。サラスICTボランティア人材育成の準備段階として、高齢被災者1名について「栄村サラスサテライト」常駐職員と3回/週、貸与タブレット型PCを介して交流してもらい、サラスICTサポータとしての研修方法、条件等を明らかにした。加えて、社協、栄村復興支援機構「結い」等に設置したサラスシステムの有効性も明らかとなったが、利用料負担約4,800円/月(通信利用料以外で約1,800円/月)等の課題も明確化された。2)個別ニーズに対応した、カスタマイズされたタブレット型PCの開発については、上記1)の高齢被災者の聞き取り調査結果をもとに、タッチパネル操作で選択実行できるタブレット型PCを開発した。加えて、緊急連絡等のために、一度に複数個所に連絡できる「マルチコーリング(Malti-calling)」方式を開発した。3)在宅療養者等見守りシステムの更新・開発については、従来開発してきた見守りシステムを、WindowsOSの進化や低コスト化等に対応するために、更新・開発に着手した。4)地域等との連携については、遠隔ケアシステム「サラス」の応用は極めて多領域に及ぶ。新たな産業の創生を視野に、買い物弱者対策のために地元のコンビニエンスストアや生活協同組合との連携を模索するとともに、ホームページ等を活用して随時情報発信に努めた。1)独居高齢者宅の見守りについては、独居高齢者宅に、平成25年度に開発したタッチパネル操作で選択実行できるタブレット型PCを設置して遠隔ケアシステム「サラス」の見守り機能としての評価を実施した。概ね良好であったが、更なる操作の簡便さやセキュリティの強化に課題が認められたため改良を加えた。2)ICTボランティア人材育成については、昨年度に引き続き、被災地栄村のボランティア組織「げたばきヘルパー」等の協力を得て、更にもう1名の高齢者をサラスICTサポータとして育成した。3)個別ニーズに対応してカスタマイズできるタッチパネルの開発については、タッチパネルに容易に通信相手の写真等が添付できるように改良を加えた。4)Vital情報の収集システムの開発については、独居高齢者宅に設置した遠隔ケアシステム「サラス」を通して、血圧についてWiFi無線を通して情報収集が可能となった。今後、Bluetoothによる、血圧、脈拍、体温、心電図、血糖値、血中酸素濃度等の生体情報を収集するシステムを開発する予定である。5)iMAC,iOSへの対応については、従来、遠隔看護システム「サラス」はWindows、Androidにのみ対応していたが、平成26年10月からiMACでWindowsが動くソフトでも正常に動くようになり、iOS対応のタブレット型PCやスマホでも平成27年1月から対応するように改良・開発した。

その他、遠隔看護システム「サラス」の応用は極めて多領域に及ぶことから、新たな産業の創生を視野に、県商工労働部や地元自治体等と利活用の話し合いを行ってきた。加えて、ホームページ等を活用して随時情報発信に努めてきた。本研究は、2011.3.11の東日本大震災以降喫緊の課題となっている、過疎・高齢化に直面しているわが国の中山間地域の里山における災害被災者支援のための遠隔ケアシステムの構築を目的としている。本年度は研究の最終年度に当たり、研究実績の概要は以下のとおりである。1)遠隔ケアシステム「サラス」をベースに遠隔講義システム「サラスSEラーニング(Salus Smart E-learning)」を開発し、本学大学院「修士論文コース」の「里山・遠隔看護学分野」、「専門看護師コース」の「精神看護学分野」等で試用しビジネスモデル化した。2)被災地域の住民ニーズにより、遠隔ケアシステム「サラス」の付加機能として、災害時安否確認システム「サラスシーファイ(Salus Signal-fire)」を開発し、ビジネスモデル化した。3)遠隔ケアシステム「サラス」運用のための高齢者用お助けキーボード機器「サラスライフ(Salus Life)」を開発し、臨床試験を進めている。4)本研究の進捗状況と成果を広報するために、ホームページを随時更新し情報発信に努めている。1.遠隔ケアシテム「サラス」を「Salus Vision」として特許庁に登録商標出願(商願2012-096915)、2.被災高齢者のICT利活用のニーズ把握、3.在宅療養者のスマートフォン等による24時間見守りシステム開発、4.災害時安否確認一斉配信システム(サラスシーファイ)の開発、5.多様な保健医療福祉従事者による患者情報の電子化/共有化、6.高齢者オリエンティッドなタッチタイプのメニュー画面(サラスライフ)の開発、7.サラスのLive Surgeryへの応用、8.ビジネスモデル化、等を試行し、被災高齢者等の簡易・安価・安全・innovativeな総合生活支援ネットワークの構築を実現した。平成25年度に着手した、在宅療養者等見守りシステムの更新・開発について、タッチパネル操作で選択実行できるタブレット型PCの開発と緊急連絡等のため一度に複数個所に連絡できる「マルチコーリング(Malti-calling)」方式の開発に予定外に手間取り、年度内完成が不可能となった。平成25年度に着手し改良完成できなかった「在宅療養者等見守りシステム(サラスシーファイ)」を、セキュリティ強化と操作性・簡便性向上を図って、平成26年度にほぼ完成した。27年度が最終年度であるため、記入しない。システム看護学平成25年度予定していた開発に係る経費1,625,000円(直接経費1,250,000+間接経費375,000円)を次年度に繰り越して、平成26年度に引き続き開発・評価を行うこととする。遠隔看護システム「サラス」の応用は極めて多領域に及ぶことから、新たな生活産業の創生を視野に、県商工労働部や地元自治体等と利活用の話し合いを推進する。本研究は、平成24年度から平成27年度までの4年間である。研究対象地域である栄村は、震災復旧途上で多くの事業が並行して進行しているため、当初は村役場の協力を得ることが困難な状況であった。
高分解能オーロラデータによるサブストーム発生メカニズムの研究

イメージャやイメージングリオメータで観測された複数のオーロラ単色光画像、銀河雑音電波の電離層吸収データ等から、オーロラの3次元分布を考慮して、降り込み電子の空間分布、エネルギー分布を推定する新たな手法を開発した。この手法をスカンジナビア半島北部、米国アラスカ州で観測された高空間分解能のオーロラ総合観測データに応用し、サブストーム中の降下電子エネルギー分布の変化や、降下電子が磁気圏電離圏結合過程に与える影響についての新たな知見を得た。これまでに開発した全天イメージャとイメージングリオメータで観測された多波長のオーロラ画像と銀河雑音吸収(CNA)データから入射電子のエネルギー分布を推定する手法について、情報通信研究機構季報にまとめた。この報告書の中で,2つのサブストームイベントについて解析を行い,サブストーム中のエネルギー分布の時間変化,並びに,この手法の有効性を示した。さらに,上記の手法を改良し,オーロラの三次元空間構造を考慮したオーロラ入射電子のエネルギー分布再構成法の開発に着手した。観測値と理論計算値間の残差を最小化する問題として定式化を行い,オーロラ画像データのみを扱う場合は電子ディファレンシャルフラックスについての線形連立方程式,CANを組み合わせた場合は非線形連立方程式となることを示した。オーロラ光とCANそれぞれのデータの重みを表すハイパーパラメータは,交差検定法を使って観測データから決定することにした。上記手法について、基礎となる解析プログラムを開発し,数値シミュレーションによるテストを行った。入射電子フラックスの空間分布とエネルギー分布を仮定して順問題を解き,得られた模擬観測データから逆問題を解いたところ,比較的良い再構成結果が得られることがわかった。これらの解析結果について,国内外で学会発表を行った。オーロラの三次元空間構造を考慮し,且つ,複数の異種データを組み合わせて入射電子エネルギー分布を推定する手法は,これまで使用例がなく,複数観測機器による総合観測が主流になりつつある昨今,オーロラ研究の主要なツールになると期待される。全天イメージャーで観測された多波長オーロラ画像に加えてイメージングリオメータで観測された銀河雑音吸収(CAN)等のデータを使い、オーロラの三次元空間構造を考慮して、入射電子フラックスのエネルギー・空間分布を復元する手法の開発・改良を行った。逆問題解析は、拘束条件付き最小二乗法を利用した。さらに、入射電子フラックスが常に0以上であるという拘束条件を加え、得られた非線形最小二乗問題をガウス・ニュートン法により解くプログラムを開発した。各種データの重みは、交差検定法を使って観測データを最も良く再現するように決定した。この手法の可能性や誤差を調査するために、入射電子フラックスのエネルギー・空間分布、観測点配置、観測データのノイズレベル等を様々に変化させて数値シミュレーションを行った。得られた解析結果について国内外で学会発表を行い、論文としてまとめ、電子情報通信学会論文誌に投稿した。これにより、今後この手法を実際の観測データに応用した際に、誤差を定量的に評価することが可能となった。上記解析ツールを、スカンジナビア半島北部で実際に観測されたサブストームイベントに適用し、オーロラ入射電子のエネルギー分布を求めた。さらに、欧州非干渉散乱レーダーで同時観測された電子密度高度分布から求めた入射電子のエネルギー分布との比較を行った。その結果、両者のエネルギーピークには比較的良い一致が見られたが、観測装置の時間分解能の違いや観測位置のずれのため未だ曖昧さが残っている。今後さらにイベントを増やし、統計解析を行う予定である。イメージャで観測された複数のオーロラ画像、並びに、レーダーやイメージングリオメータで観測された電離圏電子密度、銀河雑音吸収(CNA)データに対して、オーロラの三次元空間構造を考慮してオーロラ降下電子のエネルギー・空間分布を復元する解析手法の開発・改良を進めた。この解析手法について学会発表を行い、電子情報通信学会論文誌に投稿し出版された。さらに、数値シミュレーションを利用し、様々なオーロラ降下電子エネルギー分布、観測ノイズ分布の条件に対してこの手法の有効性をテストした。結果を学会で発表し、論文としてまとめ、国際誌Annales Geophysicaeに投稿した。これにより、この手法を実際の観測データに応用した際に、誤差を定量的に評価することが可能となった。天候等による光学観測ノイズや低い太陽活動度によるオーロラ観測データの不足から、上記手法を用いた統計解析は困難であると判断し、比較的条件の良いオーロラのみを数イベント選択してデータ解析を行った。特に、オーロラ発生時の磁気圏電離圏結合過程に注目し、オーロラの空間・時間変動の調査を行った。その結果、磁気圏からの電子降り込みによる電離圏電気伝導度の空間分布・時間変動がオーロラ帯の磁気圏電離圏結合過程に強い影響を与えることが推測された。さらに、オーロラ電子降り込みを含めた磁気圏電離圏結合系のモデリング、数値シミュレーションコードの開発を行った。これらの新しいデータ解析手法と数値シミュレーションを組み合わせることで、今後、オーロラ発生時の磁気圏電離圏結合過程が明らかになることが期待される。
湖沼底泥中の細菌-原生動物系の物質代謝機能

本研究は、琵琶湖および近隣の内湖(曽根沼)を対象として、その底泥における細菌・原生動物の物質代謝機能を明らかにすることを目的としている。今年度は特徴的な地点に於ける原生動物の計数を行うとともに微生物活動の及ぼす原生動物の影響を検討した。また、堆積有機物の炭素・窒素安定同位体比を測定し、分解される有機物の起源を推定した。琵琶湖と曽根沼の堆積物中の原生動物(繊毛虫)数を直接顕微鏡法によって計数した。堆積有機物の炭素含量と極めて高い正の相関が認められた。表層数mmの酸化層に比べてそれより下層の還元層の繊毛虫数は1けた程度低かったが、有機物含量が高い(TotalC=7.5%)曽根沼の堆積物の還元層では、琵琶湖堆積物の酸化層(TotalC=4%)と同程度の繊毛虫が観察された。このことから、繊毛虫の生息環境の律速要因として有機物量と酸素濃度の両方があると推察された。琵琶湖堆積物の脱窒活性に及ぼす原生動物の影響を検討した。すなわち、アセチレン阻害法による堆積物スラリーの脱窒活性を測定し、その際スラリーに真核生物の阻害剤であるシクロヘキシミドを添加した。脱窒活性は、シクロヘキシミドの有無による影響を受けず、短期的に見た場合原生動物の脱窒への関与はほとんどないと考えられた。堆積有機物の窒素安定同位体比は表層で高く下層ほど低くなる傾向が認められた。外来性の有機物は、内生有機物に比べて窒素安定同位体比が低いことから、分解される有機物は主に湖内の一次生産に由来することが示された。本研究は、琵琶湖および近隣の内湖を対象として、その底泥における細菌・原生動物の物質代謝機能を明らかにすることを目的としている。今年度は、直接検鏡による底泥中の原生動物の定性的把握を行うとともに、原生動物の迅速な定量を目的とした堆積物からの抽出・計数法の確立を目指した。また、底泥中の原生動物の個体数は有機物含量と高い相関があることがこれまでの研究により明らかにされているので、琵琶湖内で比較対象となる地点を決定するために底泥の全域調査を行った。琵琶湖底泥で観察された繊毛虫類は、Prostomatida、Hymenostomata、Gymnostomatida、Hypotrichia、Peritrichia、Oligotrichia類と多岐にわたっており、特に優占している種は認められなかった。底泥の有機物含量が高い近隣の内湖(曽根沼)と比較すると、内湖では数100μm以上の大型繊毛虫が多数観察されたのに対し、琵琶湖底泥では80μm以下の小型繊毛虫しか観察されなかった。鞭毛虫も観察されたが、体長が5μm程度であるので種の同定は困難であった。また、底泥粒子による妨害のため直接検鏡による鞭毛虫類の計数は不可能であった。底泥からの原生動物の抽出法確立の前段階として、水中の鞭毛虫類をPercollを用いた密度勾配遠心により分離し、フィルター上に濃縮した後に染色し蛍光顕微鏡下で観察・計数した。その結果、本法が鞭毛虫の分離濃縮に有効であることが明らかとなった。現在、底泥からの原生動物の分散法および染色法の改良に取り組んでいる。底泥の全域的調査により、湖岸から湖心にかけての堆積有機物の増加が確認された。また、湖底有機物は表層数cmにおいて活発に分解されていることが明らかになった。以上の知見をもとに、来年度は特徴的な地点における原生動物の計数を行うとともに微生物活動に及ぼす原生動物の影響を検討する。
ナノ絶縁体薄膜-金属界面の制御および界面ポテンシャルの起源の解明

熱力学に基づいた界面終端制御とバンドアライメントAlを少量添加したCu単結晶、Alを添加したNi単結晶をそれぞれ基板とした場合に、基板と単結晶アルミナ界面がどのようになり、それが基板のフェルミレベルとアルミナのバレンスバンドとの位置関係にどのように影響を与えるかを検討した。α-アルミナ(0001)面とCu(111)面、Ni(111)面とは酸素原子を界面終端として界面が形成されることが、複数の実験から知られている。Ab-initio計算によると、Cu-Al、Ni-Alの金属間化合物とアルミナの界面はアルミ原子になることが予想されている。界面原子の種類は、基板中のAlアクティビティーに依存するというこの結果から、我々は、Alを含むCu合金(111)やNiAl(110)を基板として、超高真空中高温にて酸素分圧5x10-8Torrで1024Lの酸素を導入してエピタキシャルアルミナ膜を成長させた。X線光電子分光(XPS)装置を用いて、Al2pスペクトルを取得したところ、界面原子がAlになっていることが判明した。また、UPSによるO2pスペクトル、フェルミレベル近傍及び価電子帯のスペクトル測定を行い、基板のフェルミレベルとアルミナのバレンスバンドトップとのエネルギー差(バンドオフセット)を計測した。汎密度関数を用いた第一原理計算によると、界面が酸素原子の場合のバンドオフセットは小さく、界面がアルミ原子の場合は大きいことが知られている。実験結果は計算とよい一致を示した。結論として、界面ポテンシャルは界面終端原子の種類によって支配されており、金属にAlを添加することにより、界面の原子の種類を酸素からアルミに変えることができ、それによりバンドオフセットの値を大きく変えることに成功した。この方法は界面偏析の熱力学に基づくもので、広く様々な系に応用可能である。(1)界面ポテンシャルに対する界面での原子配列の周期性の影響基板金属として、アルミナがエピタキシャル成長するNiAl(110)およびCu-9at%Al(111)を用いて実験を行った。基板を910Kに加熱し、酸素分圧5x10-8Torrで256Lの酸素を導入してエピタキシャルアルミナ膜を成長させた。X線光電子分光(XPS)装置を用いて、基板からのCu2pまたはNi3p、Al2pスペクトル、アルミナ膜からの01s、Al2pスペクトル、OKLLオージェスペクトルを取得した。また、酸化とともにケルビンプローブによる表面ポテンシャルの測定値がどのように変化するかも調べた。同時に、ヘリウム放電による紫外光を励起源とする紫外光電子分光スペクトル(UPS)を、試料をアースポテンシャルにした状態と試料にマイナス10Vの電圧を印加した状態で測定した。XPSによる結合エネルギーの変化とケルビンプローブによる表面ポテンシャルの変化、UPSによる価電子帯のエネルギー準位と仕事関数の値を比較して、基板とアルミナ膜とのポテンシャルの違いを計算した。Cu-9at%Al(111)を超高真空中、650Kに加熱し、酸素分圧5x10-8Torrで512Lの酸素を導入した。この条件で酸化すると、上のエピタキシャル膜と同じ膜厚でアモルファス構造のアルミナ膜が成長する。エピタキシャル膜の場合と同様に、XPSによる結合エネルギーの変化とケルビンプローブによる表面ポテンシャルの変化、UPSによる価電子帯のエネルギー準位と仕事関数の値を比較して、基板とアルミナ膜とのポテンシャルの違いを計算した。この結果を、エピタキシャル膜の場合と比較し、界面ポテンシャルに対する界面での原子配列の周期性の影響を明らかにした。(1)界面ポテンシャルに対する基板金属の種類の影響