hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
圧電アクチュエ-タ(超音波モ-タ/直線移動素子/変位素子)の開発と体系化の研究

上記研究課題について以下のような成果が得られた。1.超音波モ-タ:(1)超音波モ-タの構成、変位の楕円運動の形成につてい一般的に考察し、3種類に大別される事を明らかにした(研究発表:5)。(2)屈曲-屈曲・多重モ-ド振動子利用モ-タ、構成の具体例として主に円板の面内屈曲・同形振動モ-ド利用モ-タを検討し、軽負荷モ-タ並びに重負荷モ-タを開発した。また、この振動モ-ドにつてい孔あき円板をも含めた詳細な振動解析を行った。薄型モ-タも実現でき今後の応用が期待される(報告:16)。(3)縦-屈曲・多重モ-ド振動子利用モ-タ,平板状モ-タが構成でき新しい構成とその特性を明らかにした(報告:8)。(4)縦-捩り・振動モ-ド利用モ-タ、主に13kg・cmの大トルクを得るモ-タとして検討した。すなわち、多重モ-ド振動子構成、単一共振子組合わせ構成の2種を検討し特性を明らかにした(報告:18)。2.直線移動素子:(1)自走式アクチュエ-タ、縦-屈曲振動モ-ド利用構成ならびに(R、1)-((1、1))モ-ド孔あき円板利用構成について検討し、薄型で応答特性のよいアクチュエ-タを開発した。細管中を走行できるロボット素子としての実用化が期待される(報告:3 )。(2)紙・カ-ド転送デバイスとしての応用、平板状モ-タの応用として給紙デバイスやカ-ド読取り装置への応用を検討しその実用性を明らかにした(報告:3)。3.微小変位素子:(1)高速動作のための過渡応答防止対策(報告:5)ならびに(2)高精度角変位制御方式を検討し、それぞれ新しい方法を見いだした。とくに後者は超音波モ-タを時計として応用可能な道を開くものとしてそのモジュ-ル化と実用化が期待される。上記成果の詳細については別添付冊子・実績報告書に示される。1.超音波モータについて(1)円形板の面内多重モード振動子利用による薄型の各種モータの開発を行い、((1、1))モード利用構成の特性を明らかにした。すなわち、高出力用モータも可能な事を示した。また、挿し付け型構成も安定な動作の得られる事が判った。また、孔あき形状とした場合の各モードについて楕円運動や結合係数等を計算した。その結果((2、1))モード、((3、1))モードが低周波化に好ましい事をたしかめ、一部実験的にもたしかめた。(2)定在波利用モータ、については先ず円環型モータの特性を明らかにした。円板型ではモード回転型ではない新しい構成を提案した。本構成は軽負荷モータとして好ましい。2.直線移動素子について(1)平板状モータ利用による紙ならびにカード転送デバイスの開発を行った。紙送りのメカニズムや動力とりだし用モータの特性を明らかにし、特価回路表示も試みた。

(2)自走式アクチュエータとしては、縦一屈曲振動モード利用構成、(R,1)-((1、1))モード構成について検討した。今後の実用化が期待される。(3)粉体輪送デバイスとしての進行波励振を検討した。直線線路での進行波も可能な事を検証し、さらに特性の改善が必要である。3.微小変位素子について(1)高速動作のための過渡応答防止対策を検討した。その結果、新しい駆動電圧波形を求める事が出来た。また、逆に、振動を急激に停止させる事も可能なことをたしかめた。上記研究課題について以下のような成果が得られた。1.超音波モ-タ:(1)超音波モ-タの構成、変位の楕円運動の形式についてさらに考察し、3種類に大別される新しい構成を考案した。(2)屈曲-屈曲・多重モ-ド振動子利用モ-タ、構成の具体例として主に円板の面内屈曲・同形振動モ-ド利用モ-タを検討し、本年度は重負荷モ-タを開発した。また、この振動モ-ドについて孔あき円板をも含めた詳細な振動解析を行った。さらに、面垂直振動モ-ド利用の重負荷モ-タも実現でき今後の応用の期待されることが分かった。(3)縦-屈曲・多重モ-ド振動子利用モ-タ、平板状モ-タを構成しその特性を明らかにした。特に、ロ-ラによる外部動力とりだし構成とすると有効であることを確かめた。(4)縦-捩り・振動モ-ド利用モ-タ、主に13kg・cmの大トルクを得るモ-タとして検討した。すなわち、多重モ-ド振動子構成、単一共振子組合わせ構成の2種を検討し、特性を明らかにした。2.直線移動素子:(1)自走式アクチュエ-タ、縦-屈曲振動モ-ド利用構成ならびに(R,1)-(1,1)モ-ド孔あき円板利用構成について検討し、薄型で応答特性のよいアクチュエ-タを開発した。(2)紙・カ-ド転送デバイスとしての応用、平板状モ-タの応用として給紙デバイスやカ-ド読取り装置への応用を検討し、その動作機構を明らかにした。3.微小変位素子:(1)高速動作のための過渡応答防止対策ならびに(2)高精度角変位制御方式を検討し、それぞれ新しい方法を見いだした。とくに後者は超音波モ-タを時計として応用可能な道を開くものとしてそのモジュ-ル化と実用化が期待される。今後もこれら体系化と実用化にさらに寄与したいと願っている。
サイトカイン産生を誘導する自己抗体を用いた骨髄不全モデルマウスの作成

モエシンKOマウスは以下の表現型異常が認められた。末梢血白血球減少、貧血、体重減少と脾腫大、骨髄造血幹細胞の減少、骨髄・脾臓のB細胞・形質細胞の減少とT細胞の増加、脾臓の濾胞構造の不明瞭化である。一方、モエシンKOマウスにモエシン蛋白質を免疫したところ、抗モエシン抗体が産生された。前処置後の野生型マウスに抗モエシン抗体を産生する脾臓・骨髄細胞を骨髄内移植したところ、野生型マウスに抗モエシン抗体産生、TNFαとIFNγ濃度の上昇、白血球減少がみとめられたが、血小板減少と貧血は認められなかった。抗モエシン抗体を用いた骨髄不全マウス作成のためのモエシンノックアウトマウスによる抗モエシンモノクローナル抗体とポリクローナル抗体の作成これまでの報告(J Biol Chem 1999)のように、既にモエシンノックアウトマウスは作成されており、研究に必要となるモエシンノックアウトマウス受精卵を入手して繁殖を行った。モエシンノックアウトマウスと野生型マウスでは表現型は同じとされていた(J Biol Chem 1999)が、血算を調べてみたところ統計学的有意差をもってモエシンノックアウトマウスでは白血球減少や貧血が認められた。その原因については骨髄検査や血清学的検査にて精査中である。一方、免疫に使用するマウスモエシン組換え蛋白を大量に作成し、そのマウスモエシンを用いてモエシンノックアウトマウスを免役することにより、抗モエシンポリクローナル抗体を含む血清を得た。次にその血清からモエシン蛋白質固定化アフィニティーカラムを使用して抗モエシンポリクローナル抗体を精製し、その抗体価と特異性についてウエスタンブロットとELISAで確認した。さらに、モエシンを免役したモエシンノックアウトマウス由来脾臓細胞やリンパ節細胞とマウスミエローマを細胞融合させることにより作成したハイブリドーマを用いて抗モエシンモノクローナル抗体作製を試みている。また、抗モエシン抗体を得るためにモエシンノックアウトマウスをマウスモエシンで免疫したところ、白血球減少と貧血が認められた。以上からモエシンは造血に何らかの関与をもつ蛋白であると考えられた。来年度はこの抗モエシン抗体をマウスに投与して骨髄不全が生じるか否かなどを検討していく予定である。抗モエシン抗体を用いた骨髄不全マウス作成のためのモエシンノックアウトマウスによる抗モエシンモノクローナル抗体とポリクローナル抗体の作成これまでの報告ではモエシンノックアウトヤウスと野生型マウスでは表現型は同じとされていた(J Biol Chem 1999)が、血算を調べてみたところ統計学的有意差をもってモエシンノックアウトマウスでは白血球減少や貧血が認められた。その原因について精査したところ、モエシンノックアウトマウスでは加齢とともに体重減少や脾腫大が顕在化し、骨髄は正形成であったがLin-Sca-1+c-kit+マウス造血幹細胞が減少し、免疫染色にてCD79α陽性、Igκ陽性のB細胞、形質細胞の減少が認められた。一方、免疫に使用するマウスモエシン組換え蛋白を大量に作成し、そのマウスモエシンを用いてモエシンノックアウトマウスを免役することにより、抗モエシンポリクローナル抗体を含む血消を得た。次にその血情からモエシン蛋白質固定化アフィニティーカラムを使用して抗モエシンポリクローナル抗体を精製し、その抗体価と特異性についてウエスタンブロットとELISAで確認した。また、抗モエシン抗体を得るためにモエシンノックアウトマウスをマウスモエシンで免疫し、その脾臓細胞を野生型マウスに移植したが生着しなかったため、移植条件について検討している。来年度はこの抗モニシン抗体やその産生脾臓・リンパ節・骨髄をマウスに投与して骨髄不金が生じるか否かなどを検討していく予定である。抗モエシン抗体を用いた骨髄不全マウスの作製:モエシンノックアウトマウスを用いた抗モエシンモノクローナル抗体・ポリクローナル抗体の産生とその抗モエシン抗体を用いた造血不全モデルマウスの作製これまでの報告ではモエシンノックアウトマウスと野生型マウスでは表現型は同じとされていた(J Biol Chem 1999)が、血算を調べてみたところ統計学的有意差をもってモエシンノックアウトマウスでは白血球減少や貧血が認められた。

その原因について精査したところ、モエシンノックアウトマウスでは加齢とともに体重減少や脾腫大が顕在化し、骨髄は正形成であったがLin-Sca-1+c-kit+マウス造血幹細胞が減少し、免疫染色にてCD79α陽性、Igκ陽性のB細胞、形質細胞の減少とCD3陽性細胞の増加が認められた。さらに、モエシンKOマウスでは脾臓の濾胞構造が不明瞭化し、骨髄同様にCD79α陽性のB細胞の減少とCD3陽性細胞の増加が認められた。前述の論文(J Biol Chem 1999)と異なり、今回使用したモエシンKOマウスは8代以上B6マウスと交配したB6マウスのバックグラウンドを有するマウスであるために、このようなKOマウスでの表現型の違いが生じたと推定した。一方、モエシンKOマウスにモエシン蛋白質を免疫したところ、予想通り抗モエシン抗体の産生が確認された。3GyのTBIで前処置した野生型マウスに抗モエシン抗体を産生する脾臓細胞と骨髄細胞を骨髄内移植したところ、野生型マウスに抗モエシン抗体産生が認められた。さらに、その野生型マウスのTNFαとIFNγ濃度が上昇し、白血球減少がみとめられたが、血小板減少と貧血は認められなかった。以上から、モエシンはマウス造血で重要な役割があると考えられた。
骨代謝転写因子に着目した癌転移メカニズムの解明

我々はアダプター蛋白質3BP2がチロシンキナーゼABLを活性化、活性化ABLが下流の骨芽細胞必須転写因子RUNX2や転写共役因子TAZをチロシンリン酸化、骨芽細胞分化を促進する事を解明した。RUNX2はMMP産生を制御する転写因子でもあり、MMPを介して乳癌浸潤を促進するとの既報がある。RUNX2によるMMP転写活性をABLやTAZが制御しているのではないか、ABL、TAZ、RUNX2の関係が癌研究にも生かせるのではないかと考えた。遠隔転移を伴うステージ4乳癌の5年生存率は約40%と高く、乳癌浸潤メカニズムの解明は新たな治療法開発、患者の生命予後改善、ひいては乳癌克服の大きな一歩となる。
アレン構造を有する植物ホルモンABA関連化合物の生物的意義の解明

乾燥ストレス条件下での植物ホルモンABAの生合成経路は、カロチノイド経路(C_<10>経路)による。ジオキシゲナーゼによってC_<40>前駆体ネオキサンチンからC_<15>のキサントキシンがABA生合成中間体として切り出される際、副生が予想される一連のアレン型化合物の効率的な不斉合成法の確立を目指し鋭意検討を行った。草食昆虫由来の代謝物として単離されたグラスホッパー・ケトンについての合成例がいくつか報告されているが、どれもアレン構造構築の際の反応収率が低く充分量のサンプルを供給する方法となっていない。当該研究対象のアレン型化合物の合成についても従来のアプローチを試みたが、低収率であること、生成物としてジアステレオ混合物を与えること、工程が煩雑であることなどの欠点が認められた。しかし、例外的にSmI_2によるプロパルギル・アセテートの還元法(Tetrahedron Lett.,27,5237-5240,1986)が古い報告であるにもかかわらず、当該研究に比較的適した反応であることが判明した。しかも、微生物酵素あるいはSharpless不斉エポキシ化などによって調製されるシクロセキサノン誘導体が、一連のアレン型化合物の合成における共通で有用なキラル・ビルディング・ブロックとなり得ることが判明した。すなわち、共通のシクロセキサノン誘導体に対し、種々のアセチレン側鎖を付加した後、アセチル化、次いでSmI_2で還元することによって、一連のアレン型化合物の合成が本質的に同じ手法で調製可能となる見込みが得られた。また本研究では、アレン型化合物以外にも、ABA生合成に関連の深い一連のC_<15>-アルコール類の合成や代謝実験なども試みた。
肺炎球菌のマクロライド・ケトライド耐性機構ならびに伝播の遺伝学的背景の解明

肺炎球菌による呼吸器感染症にはマクロライド系抗菌薬が繁用されているが、近年耐性菌が増加している。この薬剤耐性菌に対する有効策としてケトライド系抗菌薬のテリスロマイシンTELが開発されたが、既に海外では高度耐性菌が報告されている。国内の肺炎球菌のTELに対する耐性化の現況を明らかにし、耐性機構の検討を行った。国内の医療機関より20062007年に分離された肺炎球菌について、TELに対する耐性を検討したところ、120株中7株が低感受性を示した。TEL低感受性化の要因としては、薬剤結合部位(23SrRNA)の変異や外来性耐性遺伝子が知られているが、それらがどの程度TEL低感受性化に寄与しているかは明らかにされていない。そこで3株のTEL低感受性株について、まず23SrRNAの変異の有無について検討した。その結果いくつかの変異が検出されたものの、TEL結合部位付近は野生株と同様の配列であった。次に外来性耐性遺伝子の有無について検討した結果、mefEとermB保有株が3株、mefE保有株が4株であった。TEL低感受性化におけるこれらの寄与を検討するため、mefE欠損株およびermB欠損株を構築し、それぞれのMICを測定した。その結果、両欠損株ともMICは二三段階低下した。したがってmefEもermBもTEL低感受性化の要因であると考えられた。次に2重欠損株を構築し、両因子のTEL感受性低下への寄与を検討した。その結果、二重欠損株のMICは感受性株と同等まで低下した。したがって、mefEとermBの獲得がTEL低感受性化をもたらすと考えられた。又、mefE-ermBはTn2010に、mefEはTn2009により獲得されたと考えられた。肺炎球菌感染症にはマクロライド系抗菌薬が繁用されているが、近年耐性菌が増加している。国内の医療機関より分離された肺炎球菌について、TELに対する耐性を検討したところ、120株中3株が低感受性を示した。次に外来性耐性遺伝子の有無について検討した結果、mefEとermBが検出された。又、mefE-ermBはTn2010に存在すると考えられた。
生体分子の機能発揮機構における水和構造の役割の解明

本研究課題は、「蛋白質の構造変化過程における水和構造の役割の解明」、「蛋白質の基質認識過程における水和構造の役割の解明」を目的としている。その目的のモデル系として、昨年度から、IgG抗体における抗体認識ドメインであるFvフラグメントの溶媒分子を露わに含んだ全原子分子動力学(MD)シミュレーションを行っている。Fvフラグメントの構造はVHとVLドメインの2つサブユニットから構成され、そのドメイン境界には抗体結合部位を有する。抗体結合部位は疎水性ポケットと、10残基程度のループからなるCDRH3領域から構成され、CDRH3領域の柔らかい構造が多様な抗体認識機構を可能にする。さらに、近年、X線結晶構造解析によりCDRH3領域が疎水性ポケットに蓋をしている構造(閉構造)が明らかにされ、その構造がIgG抗体の抗体結合抑制状態に相当しているのではないかと提案されている。本MDシミュレーションでは、CDRH3領域が閉まる構造変化が溶液中において実際に自発的に起きるか、また、そのメカニズムを明らかにすることを目的として、CDRH3領域が疎水性ポケットに蓋をしていない構造(開構造)と閉構造の両方に対して1 usのMDシミュレーションをそれぞれ4本行った。その結果、CDRH3領域が、自発的に開構造から閉構造、もしくは閉構造から開構造へ構造変化を起こすイベントが数回観察することに成功した。詳細な解析により、2つのドメイン間が開閉するドメイン運動が起きており、そのドメイン運動とCDRH3領域の構造変化が強く相関していることが明らかになった。また水分子の運動も含めて解析したところ、ドメイン間の構造変化に伴い、CDRH3領域が持つループ構造の表裏の水和構造が変化しており、それによりCDRH3領域が開閉の構造変化を自発的に行うことを明らかにした。研究実績の概要に記したように、本年度はFvフラグメントの全原子MDシミュレーションを行い、その抗体結合抑制を制御する構造変化、およびに、その動作メカニズムに水和構造が深く関わることを明らかにしている。現在、さらなる解析と並行して、論文執筆作業を行っている。また、電子顕微鏡実験によって得られている酵素構造中の二次構造安定性を再現する、水分子力場モデルと蛋白質力場モデルの組み合わせを見出しており、その結果についても論文執筆作業を行っている。したがって、現時点では研究は順調に進展している。Fvフラグメントについては、抗体結合型のX線結晶構造が得られているため、今後はCDRH3領域の開構造について抗体結合過程のMDシミュレーションを行い、結合における水和構造変化とその役割を解析する予定である。自然なMDシミュレーションでは抗体結合を引き起こすことは困難が予想されるため、MD手法の開発を行う必要もあると考えている。また、初年度において開発した力場モデルは、アミノ酸側鎖の電荷パラメータに対しては最適化を行ったものの、主鎖の電荷パラメータに対しては、結晶構造解析データの整理が不十分であったため行っていない。アミノ酸主鎖は2次構造形成等、蛋白質の構造形成において重要な役割を果たすため、その電荷パラメータの決定も重要である。本年度は、結晶構造解析データを再整理することにより、アミノ酸主鎖に対して実験水和構造を構築し、それを用いてアミノ酸側鎖の電荷パラメータを決定する。また、電荷決定の計算プロトコルにおいては、真空中での量子化学計算から決めた静電ポテンシャルを用いたため、窒素原子に対する実験水和構造を一部再現することができなかった。今年度は、陰溶媒を用いた量子化学計算を電荷決定の計算プロトコルに採用することで、この問題についても改善を行う。本研究課題は、「水和構造を厳密に考慮した分子間相互作用の理論構築」、「蛋白質の構造変化過程における水和構造の役割の解明」、「蛋白質の基質認識過程における水和構造の役割の解明」の3つを目的としている。その目的のために、本年度は以下の2つの研究項目を推進した。(1)実験の水和構造を再現する力場モデルの開発研究代表者はこれまでの研究において、溶液X線散乱(SAXS)と分子動力学(MD)シミュレーションを用いた手法を開発することにより、生体分子周りの水は一様な媒質として近似する従来の考え方では説明できない、分子表面の性質に依存した特異的な水和構造の形があることを明らかにしてきた。このことは、生体分子間の相互作用は水和構造を介して行われることを示しており、したがって、その相互作用を理論的に厳密に取り扱えるようにするためには、実験データを再現できる厳密な水和構造を計算で得る必要がある。昨年度は、水和構造の実験データとして低温X線結晶構造データベースから構築した実験水和構造を用いて、量子化学計算とMD計算の併用によって得られる計算水和構造との比較を行った。これにより、理論計算において水和構造を正しく取り扱うためには、極性原子の非共有電子対を点電荷として導入した力場モデルが有効であることを明らかにした。この成果は学術論文として発表した(Sci. Rep. (2017))。(2)抗体Fvフラグメントの抗原認識過程における水和構造の役割の解明本項目では、蛋白質の基質認識過程において水和構造が果たす役割について知見を得ることを目的として、抗体Fvフラグメントが抗原を認識する過程についてMD計算とSAXSを用いて調べた。それにより、抗原が結合する際にFvフラグメントが経る構造変化において水和構造が重要な役割を果たすことが分かりつつある。この成果について、現在、学術論文として投稿準備中である。

従来のMD計算で用いられてきた力場モデルでは、極性原子を単一点電荷として近似するものが主流であり、そのような力場モデルでは、極性原子が生体分子構造内もしくは分子間相互作用において形成する水素結合様式を正しく再現できない可能性が量子化学計算を用いた研究によって示唆されてきた。本研究の研究項目(1)においては、非共有電子対を表す電荷点を極性原子内に付加する力場モデルを開発した。これにより、開発した力場モデルでなければ水素結合を正しく取り扱えないため、従来の力場モデルでは、蛋白質表面と主に水素結合を通して相互作用をする水分子が形成する水和構造を再現できないことが明らかになった。特に、極性原子をその側鎖に持つグルタミン酸やヒスチジンにおいてその傾向は顕著であった。したがって、今年度行った力場モデルの開発により、本研究の目的の一つである「水和構造を厳密に考慮した分子間相互作用の理論構築」に向けて確実にステップを進めていると考えている。また、研究項目(2)において行ったFvフラグメントの研究において、蛋白質の構造変化と水和構造が重要な役割を果たすことを明らかにしたことは、本研究項目におけるもう一つの研究目的「蛋白質の基質認識過程における水和構造の役割の解明」を達成するために必要な熱力学的解析を行える系を得たと考えている。本研究課題は、「蛋白質の構造変化過程における水和構造の役割の解明」、「蛋白質の基質認識過程における水和構造の役割の解明」を目的としている。その目的のモデル系として、昨年度から、IgG抗体における抗体認識ドメインであるFvフラグメントの溶媒分子を露わに含んだ全原子分子動力学(MD)シミュレーションを行っている。Fvフラグメントの構造はVHとVLドメインの2つサブユニットから構成され、そのドメイン境界には抗体結合部位を有する。抗体結合部位は疎水性ポケットと、10残基程度のループからなるCDRH3領域から構成され、CDRH3領域の柔らかい構造が多様な抗体認識機構を可能にする。さらに、近年、X線結晶構造解析によりCDRH3領域が疎水性ポケットに蓋をしている構造(閉構造)が明らかにされ、その構造がIgG抗体の抗体結合抑制状態に相当しているのではないかと提案されている。本MDシミュレーションでは、CDRH3領域が閉まる構造変化が溶液中において実際に自発的に起きるか、また、そのメカニズムを明らかにすることを目的として、CDRH3領域が疎水性ポケットに蓋をしていない構造(開構造)と閉構造の両方に対して1 usのMDシミュレーションをそれぞれ4本行った。その結果、CDRH3領域が、自発的に開構造から閉構造、もしくは閉構造から開構造へ構造変化を起こすイベントが数回観察することに成功した。詳細な解析により、2つのドメイン間が開閉するドメイン運動が起きており、そのドメイン運動とCDRH3領域の構造変化が強く相関していることが明らかになった。また水分子の運動も含めて解析したところ、ドメイン間の構造変化に伴い、CDRH3領域が持つループ構造の表裏の水和構造が変化しており、それによりCDRH3領域が開閉の構造変化を自発的に行うことを明らかにした。
内耳虚血に対する人工酸素運搬体投与の臨床応用に向けた研究

人工酸素運搬体の一つであるLiposome-encapsulated hemoglobin(以下、LEH)は、輸血用赤血球の代用品として開発されたものだが、その優れた酸素運搬能・供給能のため、虚血性疾患への応用が検討されている。今回、LEHを内耳虚血前、もしくは虚血1時間後に投与すると、虚血によって生じる難聴や有毛細胞の脱落に対する保護効果を発揮することが判明した。本研究において、人工酸素運搬体の一つである、Liposome-encapsulated hemoglobin(LEH)を用い、内耳虚血時における内有毛細胞に対する保護効果を検討している。すでに虚血前投与、虚血1時間後投与での有用性は証明されており、さらに投与タイミングの設定や投与量の検討、さらには作用機序の解明を行い、臨床応用に向けた検討を行っている。実験にはスナネズミ一過性内耳虚血モデルを用いた。本モデルでは、後天的に後交通動脈が欠損しており、頚部の椎骨動脈の血流を一過性に遮断することで内耳虚血を導入することが可能となっている。そのため、内耳虚血後に長期生存が可能であり、虚血後の経時的な内耳機能が観察できる。生理学的検討として、聴性脳幹反応(ABR)を用いて虚血前、虚血1日後、4日後、7日後の聴力閾値を測定し、経時的な聴力経過を検討下。また、組織学的な検討として、虚血7日後にコルチ器を採取し、Rhodamin-Phalloidin・Hoechst33342の二重染色を用いて有毛細胞を観察し、内有毛細胞の脱落割合を算出することで内耳障害の程度を評価している。これまでの結果から、虚血前のみならず、虚血1時間後に2.0ml/kgのLEHを投与しても、聴力閾値の上昇や内有毛細胞の脱落を抑制することが判明している。これらの結果をもとに、至適投与量の設定や虚血後どの程度の時間まで有効に作用するのかを検討する予定としている。人工酸素運搬体は輸血用赤血球の代用品として開発されたものが、その優れた酸素運搬能のため、虚血性疾患への応用が検討されていた。一方、突発性難聴は原因不明な疾患であるが、内耳虚血が原因として有力視されている。人工酸素運搬体が内耳虚血に対し有効であれば、突発性難聴のあらたな治療法として確立できる可能性がある。今回、人工酸素運搬体の一つであるLiposome-encapsulated hemoglpbin(LEH)の一過性内耳虚血よる内耳障害に対する保護効果の検討を行った。LEHを、虚血前1時間、虚血後1時間に投与し、ABRの閾値変化および、内有毛細胞の脱落割合について検討した。LEHの投与は一過性内耳虚血後の聴力閾値の上昇や内有毛細胞の脱落を有意に抑制した。この効果は、虚血後1時間の投与でもみられた。つまり、虚血前投与、虚血後投与いずれにおいても一過性内耳虚血による内耳障害に対し、LEHの投与は内耳保護効果を有することが示された。内耳虚血後に低酸素状態によりHIF-1が誘導され、HIF-1によりiNOSが産生され、内耳障害を引き起こすが、LEHの投与により速やかに内耳の低酸素状態が緩和され、HIF-1の誘導を減少させ、iNOS産生、NOによる組織障害を低減させることで、内耳保護効果を示すことが示唆された。このLEHが突発性難聴に対する新たな治療薬として有効である可能性が示唆される結果となった。スナネズミを購入していた業者がスナネズミを販売しなくなったため、他の業者から購入している。これまで購入してきたスナネズミの種とは異なるため、そのための基礎実験のために時間を費やしている。耳鼻咽喉科学新しいスナネズミの基礎実験は概ね終了しており、今後は予定通りに実験が遂行できると思われる。今後も実験動物の購入や消耗品の購入が必要である。主に実験動物の購入や消耗品の購入、学会発表などに使用する予定である。
個人・集落ベースの小規模企業発展による農村開発:アセアン諸国におけるタイ戦略モデルの普及可能性

本研究は、3カ国の農村を対象に、困難を抱えながらの実施調査を踏まえて行うものである。2005年夏にカンボジアを、同年の09月から10月にかけバングラデシュの4地区を調査した(地域の選択された調査協力者によって行った)。又は、2005年12月から2006年1月にかけ(約4週間)バングラデシュの4地域区を再調査した。全調査は、農村地域の社会経済的実情を踏まえ農民の生産生活実態を調査するものであった。そして、2005年8月に(12日間)日本の分多県内の一村一品運動に関する調査を、又は、2006年2月27日3月12日にかけ同分多県内に再調査や福岡県内の同運動に関する(一村一品モデルの複写)調査を行った。2年目の研究の成果は、2つ論文を仕上げ印刷予定となっている(又、二つの論文を作成中)。ポスター発表一つを含め、4つの研究集会で報告している。それらの内容は、次のとおりである:1.農村開発プログラムへの参加及びその能力構築:グラミン銀行の参加型訓練及び草の根レベルでの経営からの教訓,2005年度日本国際地域開発学会、春季大会東京農業大学(4月23日)。3.農民生活向上への活動参加の動機つけ:農村におけるカンボジアの実体験からの教訓、第75回中部農業経済学会2005年6月26日(岐阜大学)。本研究は、3カ国の農村を対象に、困難を抱えながらの実地調査を踏まえて行うものである。既に2004年夏にバングラデシュを、同年の9月から11月にかけカンボジアの2地区を調査した。バングラデシュの調査は深刻な洪水被害に会っている地区の調査であったため、現地調査員に多くを頼ることになった。カンボジアでは、数地区を対象とした調査を行い、地域の実情を踏まえ村民の生産生活実態を調査するものであった。2004年11月のカンボジア訪問では、2論文を国際学術集会で報告し、数ヶ村で農民たちの聞き取りを行った。またカンボジアにおける2005年の調査に向け、調査協力者の選考を行った。初年度の研究の成果は、2つ論文を仕上げ印刷予定となっている。また著書の1章になる予定の論稿を仕上げた。ポスター発表一つを含め、5つの研究集会で報告している。それらの内容は、次のとおりである:1)農村の貧困軽減と女性の地位向上のためのICTs(情報交流技術)□グラミン村落支払携帯電話(VPP)を事例にして-、日本国際地域開発学会、2004年12月14日(名古屋大学)2)農村開発の一手法としての社会活性化:カンボジア農村におけるモデル村アプローチ、ポスター発表、AAACU(アジア農科系大学連合第15回隔年大会)(名古屋大学)3)タイにおける持続的農村生活と一村一品(OTOP)プログラム:いくつかの予備調査から74回中部農業経済学会、2004年6月19日(三重大学)我々は、初年度は予備調査を含め、計画に沿って行動した。海外のフィールド調査では往々遭遇する自然災害やコミュニケーション・ギャップなどの制約、さらには適切な調査協力者が不足してタイではフィールド調査はまだ行われていない。またJSPSの海外での滞在合計日数の制約は、もう一つの障害である。
表情認知および視覚プロセスに焦点をあてたざ瘡と社交不安の関連性についての検討

本研究の目的は,大学生を対象にざ瘡と社交不安症状の関連について表情認知に焦点をあて検討することであった。調査の結果,ざ瘡を有する大学生の約半数は,社交不安と抑うつ症状を抱えていることが明らかとなった。結果をふまえ,ざ瘡を有する者を対象に表情刺激に対する注意(回避)についてアイトラッカーを用いた実験を行った。その結果,社交不安症状の中でも「回避行動」が重要であり,回避行動は「他者表情」が誘発刺激となっていることが明らかとなった。このことから,社交不安患者と同様に表情への曝露や表情の感情価に対する適切な評価のためのトレーニングなどを実施することで,日常生活上の問題が改善する可能性が示唆された。本研究の目的は,ざ瘡患者の心理的問題の中でも社交不安に焦点をあて両者の関連性を明らかにすることを目的として調査およびアイトラッカーを用いた表情認知に関する実験を行うことであった。まず27年度は,わが国におけるざ瘡と社交不安との関連性について明らかにすることを目的として調査を行った。本調査では,自己申告によるざ瘡を有する者とそうでない者を対象として調査を行い,ざ瘡と社交不安の関連性について検討を行った。本調査の意義としては,従来医師による重症度評定が重視されてきたこととは別に自身にとってのざ瘡の重要度を加え調査を行ったことがあげられる。他者から確認される皮膚科症状の研究には,自己の満足度が非常に重要となるため,上記のような視点を加えた本研究はざ瘡を有する者の視点に立った研究といった点において重要であると考えられる。本調査では,ざ瘡を有する者の方が社交不安が強く示され,また自身の外見に対する満足度評定も低い傾向にあると仮説を立てている。さらに,ざ瘡を有する者のみでは,ざ瘡に対する自身の重症度評定が高い者,そしてざ瘡から強く影響を受けている者の方が社交不安が強まるとも仮説を立てた。調査の結果,ざ瘡を有すると申告した者は全体の7割を超える結果となった。全体を対象として分析を行ったところ,ざ瘡の有無では社交不安や外見に対する満足度評価に有意な差は認められないということが示された。ざ瘡を有する者のみでの結果としては,自身のざ瘡に対する重症度評価が重症である者の方がそうでない者よりも社交不安の一因子である社会的場面でのふるまいに対する恐怖や不安が有意に強くなるといった結果が得られた。以上の結果は,一部の仮説を支持するにすぎないものの,ざ瘡を有する者にとって自身の重症度評価が社会的場面でのふるまいに関連する要因である可能性を示した点では重要な役割を果たしたといえる。平成27年度は,平成28年度のアイトラッカーを用いた表情認知の実験の基礎となるデータを示すことを目的としていたが,以下の理由から現在やや遅れている状況にある。やや遅れている理由としては,対象者の確保が計画よりも遅れていることがあげられる。現在も多くの大学生に協力を求め調査を実施しているものの,調査のタイミングや調査環境を整えることを考慮しながらの実施のため当初予定の人数に達していない状況にある。本研究の目的は,ざ瘡を有する者の心理的問題の中でも社交不安に焦点をあて両者の関連性を明らかにすることであった。平成28年度は27年度に引き続き,ざ瘡と社交不安との関連性について明らかにすることを目的として調査を行った。本調査の意義としては,先行研究結果から重要であるとされている「自身にとってのざ瘡の重要度」といった要因を加え調査を行ったことがあげられる。他者から確認される皮膚科症状の研究には,自己の満足度が非常に重要となるため,上記のような視点を加えた本研究はざ瘡を有する者の視点に立った研究といった点において重要である。上記の要因を加え行った調査の結果,ざ瘡を有すると申告した者は全体の7割を超える結果となった。ざ瘡を有する者のみを対象として分析を行ったところ,自身のざ瘡に対する重症度評価が重症である者の方がそうでない者よりも社交不安の一因子である社会的場面でのふるまいに対する恐怖や不安が有意に強くなるといった結果が得られた。さらに,社交不安に関連するとされている非機能的な態度との関係性についても分析を行った結果,非機能的態度の中でも達成動機が社交不安での効力感に強く影響を与えていることが示された。以上の結果は,ざ瘡を有する者にとって自身の重症度評価や非機能的な態度が社会的場面でのふるまいに関連する要因である可能性を示した点では重要な役割を果たしたといえる。また,平成28年度は調査結果を踏まえながら,ざ瘡を有する者の表情認知が社交不安患者と同様であるか明らかにするため,アイトラッカーを用いた実験も開始している。社交不安患者の視線追跡に関する実験結果は多く示されているが,ざ瘡を有する者についてのデータは全く示されていない。そのため,本実験データが示されることで,ざ瘡に対する新しい支援方法の開発につながると考えられ重要な研究であるといえる。平成28年度は,ざ瘡を有する者と対象にアイトラッカーを用いて表情刺激に対する視線追跡実験を終えていることを目的としていたが,以下の理由から現在やや遅れている状況にある。その理由としては,実験で対象となるざ瘡を有する者の認知的・行動的特徴を明らかにするための調査が遅れたことがあげられる。平成27年度から調査は行っていたものの,実験データを分析する際に必要となる要因を明確にすることが困難であったため,調査時間を延長することとなった。

調査期間を延長したことにより,ざ瘡の自己評定による重症度,ざ瘡への認知,ざ瘡跡の自覚といった要因がざ瘡を有する者の心理的問題に影響している可能性を示すことができたといえる。現在では,上記のような実験で考慮する必要がある要因が明らかになったため,実験を開始し,すでに実験データを用いた研究発表も予定している。最終年度である平成29年度は,以下の2点を目的としていた。まず,アイトラッカーを用いてざ瘡を有する大学生の表情刺激に対する視線追跡と社交不安の関連性について実験を実施することが1点目の目的であった。さらに,本研究全体の成果であるざ瘡を有する者の認知的・行動的特徴,さらには表情刺激の処理についてまとめたリーフレットを作成し,皮膚科へ送付することを2点目の目的としていた。平成29年度の実験の結果,ざ瘡を有する者はそうでない者と比較して社交場面に不安を抱き,そして回避するといった行動を選択している者が多いことが明らかとなった。アイトラッカーを用いた表情刺激への視線追跡に関する実験からは,ざ瘡を有する者の中でも回避行動が多い者(高回避者)は回避行動が少ない者(低回避者)よりも怒り表情提示直後はその表情を避けており,しかし時間の経過とともに両者の差は認められず,高回避者の怒り表情への注意が弱まることが示された。さらに,高回避者は低回避者よりも悲しみの表情の眉および目領域の視線移動が少ないことも示され,社交不安患者を対象としたStaugaard & Rosenberg (2011)の結果と一致するものであった。本研究結果から,ざ瘡を有する者の中には社交不安の症状を抱えている者が存在しており,その中でも特に回避行動を強く示す者は日常生活のみならず通常の対人関係においても苦痛を経験している可能性を指摘することができる。以上のことから意義としては,ざ瘡を有する者の中でも特に回避行動を強く示す者には,通常の皮膚科的治療に加えて心理的な支援を行う必要性を示した点にあるといえる。さらに,ざ瘡を有する者の認知的・行動的特徴に加えて,他者表情の捉え方についてリーフレットとしてまとめ,皮膚科(270院)へと送付し,ざ瘡を有する者への心理的支援の必要性についての理解を求めた点は本研究の重要な点である。本研究の目的は,大学生を対象にざ瘡と社交不安症状の関連について表情認知に焦点をあて検討することであった。調査の結果,ざ瘡を有する大学生の約半数は,社交不安と抑うつ症状を抱えていることが明らかとなった。結果をふまえ,ざ瘡を有する者を対象に表情刺激に対する注意(回避)についてアイトラッカーを用いた実験を行った。その結果,社交不安症状の中でも「回避行動」が重要であり,回避行動は「他者表情」が誘発刺激となっていることが明らかとなった。このことから,社交不安患者と同様に表情への曝露や表情の感情価に対する適切な評価のためのトレーニングなどを実施することで,日常生活上の問題が改善する可能性が示唆された。現在は本科研費のみの研究を進めていることから,平成28年度も引き続き本研究を中心に実施していく。今年度は,4月からアイトラッカーを用いてざ瘡を有する者の表情認知と社交不安の関連性について実験を実施する予定であったが,調査対象者の確保の難しさから調査が遅れている状況にある。そこで,調査対象者の人数を変更し進めることを予定している。
前頭前野における情報の抽象化と演繹的情報創生の神経メカニズムの研究

推移的推論課題をニホンザルに学習させ、課題遂行中に前頭前野外側部と大脳基底核線条体から、単一ニューロン活動と局所場電位を同時記録した。その結果、サルの行動と前頭前野外側部ニューロンの活動には、推移的推論を行っている証拠が見られたが、線条体ニューロンの活動には、推論とは異なる、より単純な形の連合学習機能しか見られなかった。より詳細な解析から、前頭前野外側部ニューロンは、刺激をカテゴリー的にコードしており、それに報酬情報が結びつくことによって推論を行っていることが示唆された(演繹的推論)。線条体ニューロンにはこのようなカテゴリー的なコードは見られなかった。また、1頭のサルについて、推論課題遂行中に前頭前野外側部にムシモルを注入し、一時的に前頭前野機能を抑制する実験を行った。この時、単純な報酬予測や課題遂行能力に変化は見られなかったが、推移的推論が必要な報酬予測はできなくなった。これらの結果を現在まとめて論文作成中である。また、前頭前野外側部のカテゴリー情報処理の詳細を明らかにするための実験も開始した。ここでは、2頭のニホンザルに、条件性見本合わせ課題を学習させ、数組の刺激ペアの対連合を形成させることができた(A1->A0, A2->A0, B1->B0, B3->B0など)。この課題を学習したサルを使って、今年度は、学習に伴う前頭前野外側部ニューロンネットワークの活動変化を電気生理学的に観察する予定である。さらに、昨年度は、ウイルスベクターを使って、前頭前野外側部ニューロンにGCaMP6を発現させることによって、前頭前野ニューロンネットワークの活動を観察するための予備実験も行った。今後、この手法を使って課題遂行中のサルの前頭前野外側部ニューロンのネットワーク活動を観察する予定である。推移的推論課題遂行中のサルの前頭前野外側部と大脳基底核線条体から記録した単一ニューロン活動と局所場電位の解析は、現在最終段階を迎えていて、まもなく論文化する予定である。この論文によって、前頭前野の推移的推論機能が、情報のカテゴリーを通した演繹的推論により実現されているということを明らかにする。前頭前野外側部のカテゴリー情報処理の詳細についての研究では、課題が複雑なため、サルに課題を学習させるのに時間がかかったが、すぐにでもユターアレー電極を使って記録実験ができる状態にはなった。カルシウムイメージングについては、世界的にもマカクザルで成功している例は少なく、現在、どのウイルスベクターが適切か?、その量は?などのテストを行っている段階である。今年中には課題を遂行しているサルに適用したい。そのためのサルの訓練等は終了している。推移的推論課題遂行中のニホンザルの前頭前野外側部と線条体から単一ニューロン活動と局所場電位を記録したデータの解析は、ほぼ終了しており、あと1-2か月で論文投稿する予定である。これにより、前頭前野外側部と線条体の推論機能の違いは、情報のカテゴリー化にあるということを示し、カテゴリー推論という形で情報の演繹的処理が行われるため、推移的推論が可能になることを明らかにする。前頭前野外側部ニューロンネットワークが、どのようにカテゴリー情報をコードしているかの詳細を明らかにするため、条件性見本合わせ課題遂行中のサルからユタアレー電極を使って、100本の電極から単一ニューロン活動と局所場電位の同時記録を行う。この課題では、数組の刺激ペアの対連合を形成させており(A1->A0, A2->A0, B1->B0, B3->B0など)、記録開始後、個別に学習したペア刺激を2つの刺激グループ(A0グループとB0グループ)に分ける訓練を施し、学習に伴う前頭前野外側部ニューロンネットワークの活動変化を観察する。サルへの条件性に門合わせ課題の訓練はすでに終了しており、今年度前半にはユタアレー電極による記録も開始できる。現在テスト段階にある、サルを使ったカルシウムイメージング法の開発も今年度前半にはテストを完了し、課題遂行中のサルに適用する予定である。我々はこれまで、経験したことを再現するモデルフリー機能と、経験に基づきながらも、それらを組み合わせることにより、全く新しい環境にも柔軟に適応できるモデルベース機能が、脳でどのように実現されているかについて調べてきた。そのために、推論課題遂行中のサル前頭前野外側部、並びに大脳基底核線条体から、単一ニューロン活動の記録を行い、前者が大脳基底核線条体、後者が前頭前野で実現されていることを明らかにした。平成28年度は、モデルフリー機能とモデルベース機能がどのように脳内で相互作用しているかを調べるために、ウイルスベクターの2重感染を使って2つの領域間の情報伝達を遮断するための実験を行った。この実験では、サルの前頭前野に、Cre依存的な人工受容体(DREADD)を発現させるAAVウイルスベクターを感染させ、その投射先である大脳基底核線条体に、逆行性に軸索をさかのぼってCreを運ぶ別のレンチウイルスベクターを感染させた。DREADDを発現したサルが、非対称性報酬遅延反応課題を遂行している最中に、クロザピン-N-オキシド(CNO)を静脈から全身投与することにより、前頭前野外側部-線条体にこの回路の活動を選択的に遮断し、その行動の変化を調べるとともに、神経活動の記録を行った。行動的には、CNOの投与は、短期記憶には影響が見られなかったが、特に、小報酬試行での正答率に有意な低下が見られた。

運動自体には変化が見られなかったことから、この回路が遮断されることによって、報酬予測に伴う行動の適切な制御ができなくなったと考えられる。神経活動の記録からも、このような結論が裏付けられた。本研究では、ニホンザルを被験体として、意思決定の脳メカニズムを明らかにすることが目的である。前述したように、経験したことを再現する形で行動選択を行うモデルフリー機能は、主に大脳基底核線条体の働きで実現されており、外部環境の内部モデルに依拠しながら柔軟な判断を可能にするモデルベース機能は、主に前頭前野が実行していることは、すでに明らかにしてきた。昨年度は、モデルフリー、モデルベースの二つの機能を担う、大脳基底核線条体と前頭前野がどのように相互作用しているかを明らかにするために、ウイルスベクターの2重感染により、前頭前野外側部の線条体投射ニューロンにDREADDsを発現させ、DREADDsをCNOによって活性化させることにより、前頭前野から線条体への入力を遮断し、行動・神経情報の伝達の変化を観察した。さらに、前頭前野の推移的推論機能がどのような神経メカニズムで実現されているかを明らかにするために、推論課題をサルに学習させる訓練も開始した。本提案では、霊長類の脳の高次機能、特にモデルベース的機能を理解するために、ニホンザルを被験体として、推移的推論課題を学習させ、その課題遂行中の前頭前野ニューロンの複数同時記録をファイバーマイクロスコピー法により行う。平成29年度は、推論実験のための課題の開発、その課題を使ったサルの訓練、ニューロン活動記録の準備を行った。課題は、視覚刺激を使った遅延見本合わせ課題で、A->BかつB->C、ならばA->Cを予測できるかどうか調べる課題である(推移的推論)。また、B->Aの関係をA->Bの学習から推測できるかどうかも調べる(対称性推論)。現在、2頭のサルにこの課題を訓練し、遅延見本合わせ課題が遂行できるようになった。同時にファイバーマイクロスコピー法によるニューロン活動記録の予備実験も始めた。ここでは、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを使ってサル前頭前野外側部ニューロンにGCaMP6sあるいはGFPを発現させ、その領域直上の頭蓋を貫通する形でgrinレンズを埋め込んだ。このレンズを介して、前頭前野外側部ニューロンを観察した。GFPの発現を観察することによりニューロンへのAAVの感染を確認することができた。また、GCaMP6sを発現したニューロンの観察にも成功した。このようなニューロンは、grinレンズを介して神経活動を反映したと思われる点滅が確認できた。現在、モンキーチェアに座らせたサルに視覚刺激を提示し、GCaMP6sを発現したニューロンの点滅が、視覚刺激呈示に同期しているかどうかを調べている。予定より多少時間がかかったが、2頭のサルに、予定通り遅延見本合わせ課題を学習させることができた。また、ファイバーマイクロスコピー法の予備実験も順調に進んでいる。しかし、1回の観察で記録できるニューロンの数が少ないことは問題であり、今後この点については改良の余地があると考える。1つの改良は、感染率を上げることであり、そのためにより感染率の高いウイルスベクターを使用することを考えている。もう1つも感染率を上げることに関係するが、ウイルスベクターを注入する際の空間感覚を狭めることを考えている。
直列絞りを有するポペットの特性解析とそのロジック弁への応用に関する研究

本年度の研究実施計画に沿った研究を行い、以下に示す成果を得た。1.種々の形状を有する実用サイズの"直列絞りを有するポペット弁"の静特性についての解析と実験を行い、(1)主弁の変位および総流量がパイロット流量に比例すること,(2)主弁から離れたパイロット弁による遠隔制御が可能なこと,(3)新しく提案した補償法、すなわち主弁ポペットの受圧面積比を適切に設定する面積補償法によって、弁の総流量の負荷特性がかなり改善されること,(4)主弁ポペット側面の制御絞り口の油溝が深いほど制御領域が広いことを明らかとした。以上の成果は、直列絞りを有するポペット弁に関する研究(第1報静特性の解析および実験)と題し、日本機械学会論文集に掲載予定である。2.直列校りを有するポペット弁を方向・流量制御弁として使用した場合の動特性についての解析と実験を行い、(1)主弁ポペットの応答速度は十分速く、閉止速度は開放速度より速いこと,(2)負荷回路の容積は主弁ポペットの動特性に大きく関与することを明らかとした。以上の成果は、前掲と同題名の論文(第2報方向・流量制御弁とした場合の動特性の解析と実験)として、日本機械学会論文集に掲載予定である。3.直列校りを有するポペット弁を用いた新しいロジック弁の構成法を提案し、(1)パイロット絞り弁の制御方式を変えることにより、様々な性能を有するロジック弁が構成できること,(2)本研究で新しく構成した2種類のリリーフロジック弁は従来のリリーフロジック弁に比べてオーバーライド圧力が小さいこと,(3)新形の弁は低パイロット圧力による高圧の制御が可能であることを明らかにした。以上の成果は、前掲と同題名の論文(第3報新形ロジック弁の構成法の提案および構成したリリーフロジックの静特性)として、日本機械学会に投稿中である。
舶用超電導モータ用高温超電導体バルクのパルス着磁の最適化研究

溶融法により作られた高温超電導バルクは高いピン止め効果を得ることができる。近年になって実用段階に入りつつある高温超電導バルク磁石の、舶用超電導同期電動機を始めとする産業機等への磁気応用のためには、パルス着磁法による磁化が適している。しかし、静磁場着磁と比べて、パルス着磁によって得られる最大捕捉磁束密度は小さく、磁場分布が不均一に歪みやすく、総磁束も小さい。パルス磁場による超電導体への着磁特性の向上が求められていることから、外部印加パルス波形を適切に制御することによってバルクの磁気特性を静磁場着磁法並に向上させることを目的として研究を行った。従来のパルス着磁では、鋭いピークと指数関数的な変化を伴うパルス磁場が用いられてきた。本研究では半導体スイッチの連続的な開閉によって見かけ上のライズタイムを長く緩やかにを制御した単一パルスを用いてバルク材料への着磁を行い、そのときに測定した捕捉磁束密度を評価した。試料には直径45mm、厚さ19mmのGd-Ba-Cu-O(GdBa2Cu306.9 70.9wt%,Gd2BaCuO5 19.2wt%,Ag9.4wt%,Pt0.5wt%)高温超電導バルクを用いた。現在東京海洋大学等と共同で開発中の高温超電導モータ内部に用いる電機子配置と同様に、1.3mHの渦巻型多層円筒ソレノイドゴイル2個によってバルクを着磁した。従来方式のパルス着磁によって最大の捕捉磁束密度と対称性の高い磁場分布が得られた条件を元に、同一の試料を同一配置のままで放電電圧とスイッチ開閉のデューティ比を変えて捕捉磁束密度を測定した。その結果、バルク磁石に捕捉された磁場分布の中心軸対称性を保ちながらも、その捕捉磁束密度の大きさを同じ静電エネルギーの従来方式パルス波形よりも140%大きく向上させることができた。前年度までに直径60mm、厚さ19mmのバルク磁石に関しても同様の結果を得ていることから、本研究において提唱した新しいパルス着磁法が大型のバルク高温超電導材料に対して有用であることが示された。モータを始めとする産業機器へ高温超電導バルク材料を組み込む用途において、パルス着磁法はバルクを磁化するために適しているが、実用化のためにはバルクの発熱に起因する磁束線の捕捉性能の低下という問題を解決する必要がある。この磁気特性の向上には、バルク材料の改良と着磁法自体の改良という二つの方法が考えられるが、本研究では外部印加パルス波形を適切に制御することによってバルクの磁気特性を静磁場着磁法並に向上させることを目的としている。着磁のためのパルス磁場は、コンデンサに蓄電した電気エネルギーの過渡放電によって生成するパルス電流から発生させた。放電回路のインピーダンスを変化させることでパルス波形を変化させることができた。本研究ではさらに、複数個に分割したコンデンサバンクから流す電流の位相をずらすことによって、パルス波形を変化させることを試みた。また、着磁コイルに対して電流を断続的に流すことで、パルス波形を大きく変化させることを試みた。試料には主に溶融法で作成したφ60×19mm、φ44×19mmのGd-Ba-Cu-Oバルクを用いた。現在東京海洋大学等との共同研究で開発中の高温超電導モータ内部での条件を考慮して、バルクは電機子と同じ形状で1.3mHの渦巻型多層円筒ソレノイドコイル2個によって挟み込む形に配置した。本研究では放電回路にコンデンサバンクと電流位相制御用のインダクタを増設し、それぞれのコンデンサから流れる電流から生成したパルス磁場によってバルクの着磁を試みた。パルス波形の制御を行わなかった場合の立ち上がり時間4.2msに対し、立ち上がり時間が8.4msへと変化するように波形を制御したところ、0.3T程度であった捕捉磁束密度を0.8T程度にまで増加させることができた。この時の最大外部印加磁束密度は4.4Tであった。この結果から、パルス波形の制御によって高温超電導体バルクの捕捉磁束密度の向上と最適化が可能であることが示された。溶融法により作られたRE-Ba-Cu-O(REは希土類元素)高温超電導バルクは高いピン止め効果を得ることができる.近年になって実用段階に入りつつある高温超電導バルク磁石を、東京海洋大学等と共同で開発を進めている舶用超電導同期モータや、他の産業機器へ組み込み、効率よく使用するためには、静磁場着磁よりもパルス着磁が適している。パルス磁場による超電導体への着磁特性の向上が求められていることから、本研究は外部印加パルス波形を適切に制御することによってバルクの磁気特性を静磁場着磁法並に向上させることを目的としている。本研究では、従来の鋭いピークを持つパルス磁場(RLCパルス磁場)と異なり、最大磁束密度を占める時間が長い台形状のパルス磁場(台形パルス磁場)と、侵入磁束の運動を抑えることを意図して、連続的なスイッチングによって見かけ上のライズタイムが長く緩やかとなったパルス磁場(スイッチング制御パルス磁場)による着磁を試み、その磁気特性を比較した。