hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
熱帯林における炭酸ガス固定能の測定および評価

本研究では、樹木の内部において年輪方向における水分ならびに元素動態から、特に年輪を形成しない樹木の生育期間を推定し、生育地における炭素固定能を求めようとする試みである。昨年に引き続き、微量元素と微量放射能の測定を中心に実験を進めている。インドネシアから伐採された、年輪を形成しない熱帯樹種(Alstonia)に加え、日本の材ではスギとイチョウを用い、年輪に沿って測定試料を切り出した。数十年生育していると推定される樹木について、木口材の中心から外側に向けて各々約10の材(各48g)を切り分け、500°Cで灰化させ、超高純度ポリビニル袋に封入することにより放射化分析用試料とした。標準試料は各々の元素の試薬をろしにしみ込ませ樹木試料と同様に調製した。短期放射化分析および長期放射化分析により約20種類の元素を検出し、定量することができた。これらの元素の中でMgが心材形成と共に直線的に濃度が増加することが示され、スギの場合には各年ごとの増加率を求めることができた。また、年報を形成しない熱帯樹種でもMg濃度の増加率が生育指標となることが示唆された。これらの研究結果は論文として纏めるに至った(J.Radioanal. and Nucl.Chem.)。また、他の元素ではAlとFeの挙動が年輪を越えて最大ならびに最小値を示すという類似の傾向が示された。環境放射能についての測定では、年輪に沿った試料を灰化し、半導体検出器による長時間測定を行った。フォールアウトとして最も期待された核種、^<137>Csは殆ど検出されず、測定は^<210>Pbからのγ線測定に絞られたが、年輪ごとの放射能値には大きな変化はみられなかった。なお^<137>Csについては各試料の測定時間が約1ヶ月かかるため、現在もまだ測定中である。本研究は、熱帯雨林における樹木の内部において半径方向における水分分布の測定、微量元素分布の測定ならびに微量放射能の測定から樹木の年齢を推定し、樹木の育成している土地の炭素固定能を算出することを目的に実験を開始している。本年度は主に、微量元素の測定と微量放射能の測定をターゲットに実験を進めた。分析には、日本原子力研究所研究炉、JRR-3Mを用いた。樹木の小口材を半径に沿ってサンプリングし、約100mgの試料を用いると、Na,Mg,Al,Cl,K,Caが、短時間(5秒間)照射の放射化分析により、また、Fe,Znなどの遷移元素が長時間(20分)照射の放射化分析で定量できることが判った。そこで、小口材を半径方向に約0.5mmの厚さで削りだし、分析準備を進めている。微量放射能測定については、まず、日本のスギの小口材を用い、心材部と辺材部でどのような種類の環境放射能が検出されるかを確かめた。その結果、数日間の長期測定で、^<137>Csならびに^<40>Kが最もよく測定できることがわかった。着目していた^<210>Pbは、γ線のエネルギーが低いこともあり、当初、機器が設置されるまで借りていた半導体検出器では測定できないことがわかり、急遽、購入予定機器の仕様を見直し、超低レベルバックグラウンド用に変更した。その後、^<210>Pbを検出するためには、少なくとも試料が100g以上必要なことが判ったので、測定時の容積を小さくするため、試料を灰化して測定を行った。灰化

試料約50100mgを用いてGe検出器で約1週間測定すると、23%の誤差で約1cpm/g(灰)=約0.0030.004cpm/g(fresh wt.)のカウントが得られることが判った。そこで、予備実験として、年輪が存在しているメタセコイアの小口材を2年ごとに切り出して灰化し、10年づつ纏めて測定を開始している。本研究では、樹木の内部において年輪方向における水分ならびに元素動態から、特に年輪を形成しない樹木の生育期間を推定し、生育地における炭素固定能を求めようとする試みである。昨年に引き続き、微量元素と微量放射能の測定を中心に実験を進めている。インドネシアから伐採された年輪を形成しない熱帯樹種(Alstonia)と日本のスギ材を用い、木口材の中心から外側に向けて切り分け、各48gの材を灰化、させて放射化分析に供したところ、16元素を分析することができた。スギでは心材形成と共にK, Mgなどのアルカリ金属・アルカリ土類金属濃度の増加が検出されたが、AlstoniaではMgがスギと同様、木口材中心部に向かい、濃度が高くなる傾向が見られた。また、スギではCo、FeおよびSnなどの重金属濃度が一定年年数ごとに濃度の最大値を示すことが判り、現在Alstoniaでも調べている最中である。^<210>Pb(半減期:22年)の放射能は非常に低いため、1070mgの灰を長期間測定することによりやっと測定できるようになったところである。^<210>Pbの放射能はAlstoniaがスギよりも5から10倍以上高い傾向を示し、スギでは放射能濃度が約20年で1/2となることが判った。Alstoniaは現在測定中である。これらの結果は昨年10月国際会議で発表するに至った。木口材中の水分分布については既に中性子照射を行ったので、得られた画像の解析を始めている。以上、年輪を形成しない樹木中の何が年ごとの生育指標となるかを評価し始めたところである。本研究では、掛木の内部において年輪方向における水分ならびに元素動態から、特に年輪を形成しない樹木の生育期間を推定し、生育地における炭素固定能を求めようとする試みである。インドネシアから伐採された、年輪を形成しない熱帯樹種(Alstonia)に加え、日本の材ではスギとイチョウを用い、年輪に沿って測定試料を切り出した。数十年生育していると推定される樹木について、木口材の中心から外側に向けて各々約10の材(各48g)を切り分け、500°Cで灰化させ、超高純度ポリビニル袋に封入することにより放射化分析用試料とした。標準試料は各々の元素の試薬をろしにしみ込ませ樹木試料と同様に調製した。短期放射化分析および長期放射化分析により約20種類の元素を検出し、定量することができた。これらの元素の中でMgが心材形成と共に直線的に濃度が増加することが示され、スギの場合には各年ごとの増加率を求めることができた。また、年輪を形成しない熱帯樹種でもMg濃度の増加率が生育指標となることが示唆された。これらの研究結果は論文として纏めるに至った(J. Radioanal. and Nncl. Chem.)。また、他の元素ではAlとFeの挙動が年輪を越えて最大ならびに最小値を示すという類似の傾向が示された。環境放射能についての測定では、年輪に沿った試料を灰化し、半導体検出器による長時間測定を行った。フォールアウトとして最も期待された核種^<137>Csは殆ど検出されず、測定は^<210>
微生物由来生体分子がもたらす核種移行モデルの新展開

本研究では、これまで殆ど注目されて来なかった微生物が放出する“細胞外"生体分子のうち、錯体を形成しアクチノイドの可溶化を促進する物質、及び電子授受により還元反応を促進する物質(電子メディエーター)の二つに着目している。本研究の目的はこれらの物質が1)どのような微生物種により放出されるのか、2)どのような物質であるのか、そして3)アクチノイドの移行挙動にどの程度の影響を与えるのかを具体的に明らかにすることである。これまでに、微生物がウラン還元反応に与える影響を調べるために、生体分子誘導体である電子メディエーターによるウラン還元反応の速度論的評価を行って来た。本年度は、酵母を嫌気培養し、六価ウランを添加して還元反応を追跡した。その結果、微生物の増殖(代謝)とウラン還元反応量に相間が見られた。しかし、微生物の成長が止まった後は、ウランの還元は進まず、全てのウランは還元されなかった。このため、環境水の条件よりも微生物の代謝の際に生じる電子がウランの反応に重要な寄与を果たす可能性が示唆された。微生物由来生体分子によるアクチノイドの可溶化にどの程度影響を与えるのかを評価するために生物性マンガン酸化物(生体分子ありの系)と合成マンガン酸化物(生体分子なしの系)でウラン・トリウムの吸着実験を行い比較した。その結果、合成マンガン酸化物ではウラン・トリウムが非常に強く吸着された。これに対して、生物性マンガン酸化物では生体分子が水溶液中に排出されるに従い、マンガン酸化物表面に吸着していたトリウムの50%程度が水溶液中に脱離して可溶化していくことが分かった。また、ウランに関してはマンガン酸化物から脱離していく様子は明瞭には認められなかった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。環境中における放射性核種の移行挙動を評価するにあたってはこれまでに鉱物ー水反応について精力的に研究が行われてきた。微生物もまた鉱物と同様に放射性核種を吸着し固定することにより移行遅延をもたらすと考えられている。一方で、微生物細胞からは様々な有機分子が分泌されるが、そのような微生物由来生体分子と放射性核種の相互作用についてはほとんど研究がなされていない。本研究課題では、これまでほとんど注目されてこなかった微生物が放出する“細胞外"生体分子のうち錯体を形成しアクチノイドの可溶化を促進する物質、及び電子授受により還元反応を促進する物質(電子メディエーター)の二つに着目した。本研究計画の目的はこれらの物質が1)どのような微生物種により放出されるのか、2)どのような物質であるのか、そして3)アクチノイドの移行挙動にどの程度の影響を与えるのかを具体的に明らかにすることである。マンガン酸化真菌を用いて層状マンガン酸化物を形成させた。マンガン酸化物と微生物細胞を分離せずにそのままアクチノイド(U,Th)の吸着実験を行った。微生物の活性状態の有無により吸着挙動に影響がでるかどうかを調べるために、滅菌処理した場合と滅菌処理をしない場合のそれぞれにおいて吸着実験を行った。未滅菌のマンガン酸化物を用いた実験系では、Th(IV)が時間とともに脱着していく様子が観察された。一方で、滅菌処理を行った系ではこのようなTh(IV)の脱着は見られなかった。溶存炭素濃度の分析からいずれの系においても微生物細胞から有機物が分泌されていることを確認した。これらのことは微生物が活性状態(生きている)においてのみ、特異的な有機分子を分泌し水溶液中においてTh(IV)と安定な錯体を形成したことを示唆している。今年度の研究計画ではアクチノイドと錯体を形成する有機物を放出する微生物を用いてアクチノイド吸着実験を行い基礎データを取得することを目標としていた。研究実績の概要でも述べたとおり、微生物の活性状態の有無等の微生物がアクチノイド吸着に与える影響について重要な成果を得ることができた。以上のことから、研究計画をおおむね順調に進んでいると言える。これまで微生物とアクチノイドの相互作用は核種移行の観点から主に“細胞表面"で起こる吸着や還元反応による固定について議論されることが多かった。本研究課題では、これまでほとんど注目されてこなかった微生物が放出する“細胞外"生体分子のうち錯体を形成しアクチノイドの可溶化を促進する物質、及び電子授受により還元反応を促進する物質(電子メディエーター)の二つに着目する。前年度の結果から示唆された水溶液中における微生物由来の生体分子とTh(IV)の錯体の形成を調べるために、サイズ排除型カラムを用いたHPLC-ICP-MS分析を行った。その結果、有機物とThが同じ保持時間に検出され、水溶液中において微生物由来の有機分子とTh(IV)が結合していることが明らかとなった。また、生物性マンガン酸化物へのPu(IV)吸着実験を行った。その結果、マンガン酸化物によってPu(IV)がPu(VI)に酸化されることが示唆された。一方で、菌体のみを用いてPu(IV)吸着実験を行った場合には、Th(IV)と同様に水溶液中でPu(IV)と微生物由来の有機分子が錯体を形成していることを示唆する結果が得られた。

微生物が代謝の過程で利用するフラビン類を電子メディエーターとして、ウランへの電子供与速度を、電気化学的手法を用いて定量した。フラビン類似体3種を用いて比較したところ、標準酸化還元電位と供与速度に負の相間が見られた。また、フラビンが存在することで見かけのウラン還元電位が0.2V上昇することが分かり、嫌気状態において微生物に由来する有機物によりウラン還元反応が促進されることが示唆された。サイズ排除型カラムを用いたICP-MS分析により、微生物由来の生体分子とTh(IV)が水溶液中で錯体を形成し安定化することを明らかにした。また、電気化学的手法を用いて、フラビンが存在することで見かけのウラン還元電位が0.2V上昇し、嫌気状態において微生物由来の有機物によりウラン還元反応が促進される可能性を示すことが出来た。以上のことから、研究計画をおおむね順調に進めることが出来たと言える。本研究では、これまでほとんど注目されてこなかった微生物が放出する“細胞外"生体分子のうち錯体を形成しアクチノイドの可溶化を促進する物質、及び電子授受により還元反応を促進する物質(電子メディエーター)の二つに着目している。本研究の目的はこれらの物質が1)どのような微生物種により放出されるのか、2)どのような物質であるのか、そして3)アクチノイドの移行挙動にどの程度の影響を与えるのかを具体的に明らかにすることである。前年度までの成果から、微生物がTh(IV)やPu(IV)を錯体を形成する有機物を排出することが明らかとなった。また、Th(IV)に関しては微生物が非活性状態(死んでいる)ではこうした有機物を排出しないことが明らかとなっていた。今年度は、Pu(IV)に関しても同様のことを調べた。その結果、Pu(IV)に関してもTh(IV)と同様に微生物が活性状態(生きている)においてのみ錯体を形成する有機物を排出していることが明らかとなった。これまでの実験では真菌(カビの仲間)を用いていたが、今年度はさらにバクテリアを用いて同様の実験を行った。その結果、真菌と同様にバクテリアが四価セリウムや四価アクチノイドを可溶化させる有機物を細胞外に排出していることが分かった。さらに、低温での実験や滅菌処理を行った後の同様の実験においてはそれらの有機物の効果が低下することも明らかとなった。キノン類がウランの酸化還元反応に与える影響を検討した。電気化学的手法を用いてアントラキノン誘導体4種およびベンゾキノン、ナフトキノン誘導体を用いて比較したところ、キノン類の標準酸化還元電位とウランの還元反応の速度に負の相間が見られた。これらの実験から、嫌気状態において微生物に由来するキノン類もウラン還元反応が促進されることが新たに明らかとなった。本年度は、アクチノイドの可溶化を促進する有機物、及び電子授受により還元反応を促進する有機物(電子メディエーター)のそれぞれに関して研究を進めた。研究実績で述べたように、それぞれ着実に研究成果が得られており、研究計画はおおむね順調に進展していると言える。本研究では、これまで殆ど注目されて来なかった微生物が放出する“細胞外"生体分子のうち、錯体を形成しアクチノイドの可溶化を促進する物質、及び電子授受により還元反応を促進する物質(電子メディエーター)の二つに着目している。
スーサ博物館のエラムおよびエリュマイス資料研究

エリュマイス貨幣のうち読みが確定していない小規格貨の銘文をいくつか検討した。ヤズド所蔵の貨幣カタログNo.287については、mnybn'n hwrsynという仮の読みを与え、Kbnshkyr-wrwd王の即位前の名および称号ではないかと推察した。マスジェデ・ソレイマーン出土スーサ博物館所蔵の四柱神に対する解釈については、女神像とされてきた像に口髭を確認し男神であることを明らかにした。国内所蔵新エラム語銘文入り金属器についても従来の研究で知られていなかった表記例を指摘した。本研究全体の目的として、イラン・イスラーム共和国スーサ博物館に所蔵される新エラム王国時代の資料およびエリュマイス王国の資料を研究調査し、また現状ではまったく国際的に知られることのない日本に所蔵される新エラム時代の銘文付き資料にもついても研究し、発表することを挙げた。そして2年目である平成25年度は、イランにおける所蔵資料の実見等や遺跡の現地確認し、研究者との関係維持、スーサ資料の研究を進めるとともに、日本国内所蔵の新エラム語資料についてあらためて確認し調査すること、を計画として掲げた。このような計画に沿って研究を行ない、以下のような成果を得た。2013年12月2014年1月の年末年始にはイラン・イスラーム共和国に出張し、テヘランの考古学博物館における資料の調査およびヤズド州での遺跡遺構の実見調査およびヤズド市内の貨幣博物館でのエリュマイス貨幣実見調査を行なった。また、6月には英文のハンドブックに寄稿したエリュマイス王国資料を含む総説が発行されている。日本国内においては、ヘレニズムイスラーム考古学研究会においてエリュマイス王国とも密接に関連するパルティア語の書かれた銀製鉢の銘文を解読、発表している。そして初年度である平成24年度は、まずスーサ博物館との関係を確立すること、平行して所蔵資料の実見等も行なうこと、エリュマイス王国の遺跡を現地で確認し、撮影等も行なこと、日本国内においては関係書籍の充実を図るとともに日本国内所蔵の新エラム語資料についてあらためて確認し調査すること、を計画として掲げた。まず、2012年12月にはイラン・イスラーム共和国に出張し、スーサ博物館を含む各所を訪問し実見調査を行なった。エリュマイス王国については、ペルシア語のごく簡単な短報以外にほとんど知られることのなかったゲラーラク遺跡を実見して現状を確認することができた。日本国内においては、5月にシュメール研究会において、伝キャルマーキャッラ出土銀製品の碑文について報告を行ない、これまで全く存在が知られなかった資料を紹介できた。研究を始める前提ともなるアラム語アラム文字資料について、国内の資料を改めて再検討し、銀のリュトン1点の銘文をあらたに解釈することができ発表した。また、また、古代西アジア文字資料集をまとめる作業にも参画し、成果を発表することができた。2014年度の資料収集および現地等実見について。国内でのさらなる資料収集に努めるとともに、補充的な外国出張を2回行なった。イラン出張ではスーサ博物館およびマスジェデ・ソレイマーンやタッレ・マルヤーンなど近隣地域において実見し、フランス出張ではルーヴル所蔵のスーサおよびエリュマイス出土品を実見調査した。2014年度の研究成果の発表。2013年度のイラン出張のうちヤズド地域での文化遺産に関して学会発表および論文を1本ずつ、文字について学会発表1本、そして古代イランの宗教に関する論文を1本、さらにエラム時代の地理について学会発表を1本行なった。3年間全体の研究成果として研究成果報告書に含まれる内容のうち、主要なものは以下の通りである。1.エリュマイス貨幣の銘文の読みについて。近年の貨幣学者の研究はエリュマイス文字とパルティア文字の銘文を峻別しておらず不正確さが生じており、それを正した。併せて、ヤズドの博物館に所蔵されている1枚のエリュマイス貨幣の読みが定まっていなかったが、その解読案を得た。2.スーサ博物館所蔵マスジェデ・ソレイマーン出土柱頭の四神像について。マスジェデ・ソレイマーンから出土したエリュマイス時代の柱頭の四面に彫られた神像については、フランス隊の発掘報告書やパルティア時代の彫刻全体を論じた書物の中で簡単に触れられるのみであったが、実見を通して詳しく分析した。3.国内に所蔵される新エラム語銘文を有する金属器について。その銘文の解読案を得た。古代イラン史

まずイラン・イスラーム共和国へは当初2回の出張を予定していたがビザ手続きの関係で夏の出張は見送り、またもう一回も春ではなく冬に行ない、地方の出張地もファールス州からヤズド州に変更した。しかし、テヘランの博物館での実見調査およびエリュマイス貨幣のイラン国内での有数のコレクションを所蔵しているヤズド市内の貨幣博物館での実見調査などは滞りなく行なえた。スーサ博物館での調査を今年度は見送ったが、その他の点においてはほぼ順調に進展している。日本国内において、日本国内所蔵の新エラム語資料について調査する、という計画については、新たな成果発表こそないが未解読碑文の研究を進めており成果発表の目途は立った。その他の研究成果と合わせて、こちらもおおむね順調に進展していると評価できる。まずスーサ博物館との関係確立については、申請時イラン国立博物館の館長であったアクバルザーデ氏が退官されたことで、当初予定した程度までの関係は構築途上であるが、スーサ博物館ほかに2012年12月に訪問し、実見調査などを行なうことはできた。さらにエリュマイス王国の遺跡については、ペルシア語のごく簡単な短報以外にほとんど知られることのなかったゲラーラク遺跡を実見調査することができた。いくらかの想定外もあったが、ほぼ順調にできている。日本国内において関係書籍の充実を図り、日本国内所蔵の新エラム語資料について調査する、という計画については、5月にシュメール研究会において、伝キャルマーキャッラ出土銀製品の碑文について報告を行ない、これまで全く存在が知られなかった資料を紹介できた。平成26年度は最終年度であり調査研究を継続するとともにその成果も発表する。すなわち、博物館所蔵資料等の実見調査や日本国内で作業できないその他諸作業、をイランにおいて行なう。日本国内においては、現地資料の解釈解読等研究を進めて、成果を発表する。日本国内所蔵の新エラム語資料についても、MIHO MUSEUM、古代オリエント博物館、平山郁夫シルクロード美術館所蔵資料について館と密接な連絡を取りながら成果を還元する。平成24年度の調査研究を継続する。すなわち、スーサ博物館所蔵資料の実見、撮影、計測等も行なう。また、日本国内で作業できないその他諸作業、をイランにおいて行なう。エリュマイス王国の遺跡、とくに磨崖浮彫が現地で残るイーゼ平野などで資料を現地で確認し、撮影等も行なう。海外とくにイランにおける研究者と連絡を保ち協力関係を築く(これは平成26年度も同様)。日本国内においては、スーサ博物館所蔵資料の解釈解読等研究を進めていく。関係書籍の充実を図ることも継続する。日本国内所蔵の新エラム語資料についても、MIHO MUSEUM、古代オリエント博物館、平山郁夫シルクロード美術館などとで、以上のような調査を行なう。外国出張2回を予定していたのが1回しか行なわなかったことなどの結果、約18万円の次年度使用額が生じた。次年度使用額ならびに請求した助成金は、一部は関連書籍購入(消耗品費)にあて、一部は外国旅費に充当する予定である。今夏期にはイランに出張し関係資料を調査収集する予定である。また、国内旅費として1回は資料文献調査、もう1回は成果研究発表にあてる予定で、以上あわせて、次年度使用額および請求助成金を消化する。
高齢者・障がい者・子どもが互いに支え合う複合地域拠点モデルの提案

2015年9月の関東東北豪雨で被災した常総市において、高齢者、障がい者、子どもなど支援が必要な人々が気軽に集える複合地域拠点の整備を進めている地元NPO法人や地域住民と連携し、空き診療所と空き家を活用した拠点整備に取り組み、計画検討の基礎調査として、以下の3点を行った。1)既往研究レビューから、複合地域拠点を整備する際の視点を整理し、視点1相互支援を誘発する条件・運営(ソフト)、視点2相互支援を誘発する空間デザイン(ハード)、視点3法制度との整合性・課題の3つの視点での検討が必要なことを明らかにした。2)視点12に関連して、利用者として想定される地域住民とのワークショップや意見交換会を行い、拠点に求められる機能や空間要件を整理した。3)視点3に関連して、建築基準法に関わる法的整合性確保の課題を検討した。多様な主体が集まる拠点整備に求められる建築基準法上の条件をクリアするためのは、過去の建築確認情報の探索、代替できる詳細な建物構造調査、もしくは建築確認の再申請が必要であるが、地方都市では建築確認申請書や検査済書が入手できない建物も多く、拠点整備の際の大きな障壁であることが明らかになった。必要な条件を満たすためには、高度な専門知識に精通した情報収集能力が求められる。さらに、現行法の基準を満たすための改修には多額の費用を要し、収益性の低い地域拠点活動だけで賄うのは難しいため、収益性のある事業との組み合わせを検討する必要があることが明らかになった。本研究では、地域拠点整備を進めている事例の整備過程に参与観察しながら調査を行っており、調査の進捗は拠点整備の進捗に左右される。2018年度は、拠点整備を可能とするための土地・建物取得、補助金や融資による費用の捻出、融資を受けるための事業計画の検討、建築基準法との整合性を図るための建物調査や申請書類獲得に時間を要したため、複合地域拠点における活動条件や空間デザインは部分的な検討にとどまった。前述した問題については概ね解消し、拠点整備を進める目途が立ったため、今後の調査は順調に進められる見込みである。1)先行事例調査:地域拠点整備の手がかりとなる先行事例の調査を行う。2)相互支援プログラム(ソフト)と空間デザイン(ハード)の検討:常総市での地域拠点整備に引き続き参与観察しながら、両者に必要な条件抽出を行う。参与観察している複合地域拠点整備の進捗が遅れたことから、2018年度に予定していた国内事例調査を2019年度実施に変更したため。
認知柔軟性実行に関与する神経回路網転移の生理心理学的研究

線条体コリン作動性介在神経細胞は、行動柔軟性について中心的な役割を果たしているものと考えられてきています。そこで、我々の研究では、この細胞が行動柔軟性にどのような役割を果たしているのかを、イムノトキシン細胞標的法によって検討しました。その結果、ラット背内側線条体コリン作動性介在神経細胞が、学習の試行間間隔が短い場合には反応弁別学習での行動柔軟性を促進する役割を持つのに対し、試行間間隔が長い場合には行動柔軟性を抑制する役割をもつことがわかりました。この結果により、学習条件の違いによって、行動柔軟性が背内側線条体コリン作動性介在神経細胞から双方向的な制御を受けることが示されました。本研究では、いずれも認知柔軟性に関与することが報告されている前頭前皮質、線条体、海馬等の領域について、それらが形成する神経ネットワークが認知柔軟性の機能をどのように果たしているのかを、損傷法や神経活動測定などの手法を用いて解明することを目標としている。今年度は、主に場所課題の逆転学習や手掛かり課題と場所課題のセットシフト学習、反応課題と場所課題のセットシフト学習における当該神経ネットワークの役割を、損傷法や組織学的手法によって検討した。結果、課題の要求する解決方略によって、線条体背内側部の果たす役割が異なる可能性が示唆された。特に、場所課題の逆転学習とセットシフト学習では、線条体背内側部損傷によって課題成績が著しく異なった。これは、課題の要求する解決方略によって認知柔軟性に係る神経ネットワークの詳細が異なっており、その線条体と海馬の前頭前野を仲立ちとした神経ネットワークのバランスが、認知柔軟性を亢進する方へも損傷する方へも傾くことがあることを示唆するものである。また、逆転学習遂行後の動物の海馬歯状回に、特徴的な遺伝時発現の見られる可能性のあることが、組織学的手法によって示された。逆転学習障害を示す動物では、そのような発現はみられなかった。更に、迷路課題遂行中の神経活動計測のために、機器のセットアップ準備と電極埋め込み手術を行った。来年度はこのセットアップを用いて、認知柔軟性を要する行動中のラットの神経活動に関しての検討を進める。行動実験と神経活動測定を可能にする実験室を準備し、ラットを用いて水中グリット迷路や修正型T字迷路における逆転学習やセットシフト学習を行った。更に、逆転学習やセットシフト後の脳内の遺伝子発現を標的神経ネットワーク内において探索的に検討するため、免疫染色を行った。結果、報酬獲得型の課題と回避学習型の課題のタイプの別に変らず、線条体のコリン作動性神経細胞が逆転学習の抑制に関与していることがわかった。この抑制機能は分散学習スケジュールによる逆転学習では明らかであったが、集中学習スケジュールによる逆転学習ではこの機能が消失することが示唆された。また、セットシフト学習において、反応学習課題を行ってから場所学習課題を行うと、線条体コリン作動型神経細胞損傷ラットでは場所学習が障害される一方で、場所学習を行ってから反応課題を行うと、線条体コリン作動型神経細胞損傷ラットでは反応学習が促進されることが示唆された。これらの結果は、認知柔軟性における標的神経ネットワークの役割が、課題依存的に変化することを示唆するものである。また、逆転学習やセットシフト学習における線条体の役割には、線条体のレジリエンスにおける役割が関係している可能性が見出された。免疫染色における逆転学習やセットシフト後の脳内の遺伝子発現の検討では、いくつかの検討に適する標的遺伝子を選定した。以上のようなことから、ほぼ予定通りに研究が進行しているものと思われる。前年度までの研究では、主に場所課題の逆転学習や手掛かり課題と場所課題のセットシフト学習、反応課題と場所課題のセットシフト学習における当該神経ネットワークの役割を、損傷法や組織学的手法によって検討した。結果、(1)空間逆転学習に関しては回避型学習(水中グリッド迷路)と報酬型学習(修正丁字迷路)の別に関わらず線条体背内側コリン作動性神経細胞損傷によって亢進される。(2)空間課題と手掛り学課題を用いたセットシフト学習では、回避型学習ではセットシフト後が空間課題であっても手掛り課題であっても同損傷によって学習が亢進した。一方、報酬型のセット学習では、手掛り課題の獲得とセットシフト学習がともに成立しなかった。手掛り課題失敗後の空間課題では損傷ラットの成績が統制ラットよりも悪かった。今年度はまず、修正丁字迷路を用いて、空間課題と反応課題からなるセットシフト学習と短期、中期、長期の試行間間隔を設けた反応学習の逆転学習に対する線条体背内側コリン作動性神経細胞損傷の効果を検討した。同時に、共鳴特性を持ち、場所細胞の柔軟性やワーキングメモリに関与していることが示唆されているHCN1チャネル(非選択的な過分極活性型陽イオンチャネル)がオペラントによる聴覚性弁別課題においてどのような役割を果たしているかを検討した。その結果、中期、長期の試行間間隔の実験条件下では、空間学習だけでなく反応学習での逆転学習においても線条体背内側コリン作動性神経細胞の関与が存在することが認められた。セットシフト学習に関しては、同神経細胞の関与が見られなかった。

今年度の研究では、行動の認知柔軟性に係る神経機構の詳細を明らかにするため、イムノトキシン細胞標的法によってラットの背内側線条体コリン作動性介在神経細胞を選択的に損傷し、空間課題と反応課題からなるセットシフト学習を行うとともに、短い試行間間隔と中間の試行間間隔、長い試行間間隔の訓練スケジュールを用いて、修正丁字迷路における反応学習及びその逆転学習における、学習成績とエラーの性質を検討した。先行研究では認知柔軟性の調節の方向性に関しては議論が分かれており、研究者によって、当該コリン作動性介在神経細胞が逆転学習の遂行を促進しているとしているものと、逆に空間記憶の逆転学習の遂行を抑制していると主張しているものがあるのだが、我々は、この不一致の原因に、試行間間隔の長さや扱う学習の種類の違いがある可能性があると考えたため、試行間間隔を3種類設けるとともに、これまで研究で主に用いられてきた空間課題ではなく反応課題における逆転学習を更なる検討の対象とした。さらに、これまでコリン作動系の関与に関しての結果があまり報告されてこなかったセットシフト学習に関しても検討を行った。結果、線条体背内側コリン作動性神経細胞は空間課題と反応課題からなるセットシフト学習への関与を示す証拠は得られなかった。更に、短期の試行間間隔の反応課題では同損傷によって獲得段階で障害が見られた。中期および長期の試行間間隔では、獲得学習は正常に成立したが、逆転学習段階では学習が亢進した。これは、反応学習とその変更過程において、3段階の時間的に異なる過程が進行しており、その3段階に関して視床ー線条体間の神経ネットワークに関わるコリン作動系がそれぞれ異なる方向性で関与していることを示唆するものであった。場所細胞の柔軟性やワーキングメモリに関与が考えられているHCN1チャネルの聴覚性弁別課題における役割を検討した。本研究では、いずれも認知柔軟性に関与することが報告されている前頭前皮質、線条体、海馬等の領域について、それらが形成する神経ネットワークが認知柔軟性の機能をどのように果たしているのかを、損傷法や神経活動測定などの手法を用いて解明することを目標としている。前年度までの研究では、主に反応課題の逆転学習や手掛かり課題と場所課題のセットシフト学習、反応課題と場所課題のセットシフト学習における当該神経ネットワークの役割を、損傷法や組織学的手法によって検討した。結果、空間課題と手掛り学課題を用いたセットシフト学習では、回避型学習ではセットシフト後が空間課題であっても手掛り課題であっても同損傷によって学習が亢進した。一方、報酬型のセットシフト学習では、手掛り課題の獲得とセットシフト学習がともに成立しなかった。手掛り課題失敗後の空間課題では損傷ラットの成績が統制ラットよりも悪かった。今年度は前年度に引き続き、修正丁字迷路を用いて期の試行間間隔を設けた反応学習の逆転学習に対する線条体背内側コリン作動性神経細胞損傷の効果を検討するとともに、行動遂行中の標的部位の細胞外神経活動を計測した。結果、短期、中期、長期の試行間間隔それぞれにおいて、異なる様相の逆転学習の遂行結果を得られた。
浸潤性肺腺癌組織亜型に関わるエピジェネティクス変化の解明と個別化治療への応用

本研究では、浸潤性肺腺癌の組織亜型ごとのヒストン修飾パターンの違いを明らかにすることで、組織亜型形成メカニズムを解明し、予後不良なhigh grade亜型を標的とした新規治療法開発を目指すことを目的として研究を実施した。Stage Iの浸潤性肺腺癌492例について、優勢組織亜型解析を行ったところLPが87例(17.7%)、APが272例(55.3%)、PPが73例(14.8%)、MPPが4例(0.8%)、SPが56例(11.4%)であった。さらに、low grade亜型(LP, AP, PP)とhigh grade亜型(MPP, SP)に分類した結果、high grade亜型を有する患者は、全生存期間、無再発生存期間ともに有意に短いことが明らかとなった。また、各亜型におけるヒストン修飾を検出し、特徴的な修飾パターンを同定するために、病理標本を用いたイメージング質量分析を試みた。2種類のイメージング質量分析計(rapifleX MALDI Tissuetyper, Solarix XR)を用いて病理標本及び標品におけるヒストンH3、ヒストンH4における各修飾の検出を行ったが、目的とする質量を示すピークは検出できなかった。今後、サンプル前処理に使用する条件を更に詳細に最適化する必要があると考えられた。形成メカニズムを検証するための評価モデルとしてin vitro発癌モデルに着目し、マウス肺細胞を用いた肺オルガノイドの作成を行った。マウスより採取した肺上皮細胞と肺線維芽細胞や肺線維芽細胞株(MLg)とマトリゲル内で3次元培養することで肺オルガノイドが形成されること、オルガノイド内に肺構成細胞特異的なマーカー遺伝子(Cgrp, Krt5, Muc5ac, Foxj1, Scgb1a1, Pdpn, Sftpc)を発現する細胞が存在することを確認した。本研究は、浸潤性肺腺癌内に混在している病理組織亜型の各癌細胞内におけるエピジェネティクス修飾に着目した解析を行うことで、各組織亜型に特異的なヒストン修飾を明らかにして、各組織亜型の形成メカニズムを解明し、予後不良なhigh grade亜型を標的とした治療法の開発を行うことを目的としている。Stage Iの浸潤性肺腺癌において、micropapillary亜型を一定量以上含む検体は少なく、特に一つの腫瘍内にmicropapillaryとsolidの両方のhigh grade亜型を一定割合以上含んだ検体が稀であったため、症例の見直しによる質量イメージング解析に適したサンプルの選択に時間を要してしまい研究実施に遅れが生じてしまった。本研究は、肺腺癌内に混在する組織亜型のヒストン修飾を解析することで、組織亜型ごとのヒストン修飾パターンの違いを明らかにして、組織亜型の形成メカニズムを解明し、予後不良なhigh grade亜型(micropapillary, solid)を標的とした新規治療法開発を行うことを目的としている。平成29年度は、各亜型におけるヒストン修飾パターンを検出する為に、肺腺癌病理標本を用いたイメージング質量分析を実施した。具体的には、浸潤性肺腺癌のホルマリン固定パラフィン包埋標本より組織切片(10 μm)を作製し、ITOコートスライドガラスに貼り付けた。作製したサンプルは、脱パラ、水和後にマトリックスとしてsuper 2,5-dihydroxybenzoic acid (sDHB)を噴霧し、rapifleX MALDI Tissuetyperによる測定を行った。しかし、今回のサンプル前処理、測定条件では、目的としたヒストンタンパクや他のタンパクのピークを検出することは出来なかった。今後は、タンパクのメチレン架橋を解離させる賦活化処理やトリプシンによる酵素処理など、サンプル前処理における条件の最適化をする必要があると考えている。また、組織亜型形成におけるより詳細な検証を行う為の組織亜型評価モデルとして、in vitro肺腺癌発癌モデルの樹立を実施している。マウス肺より採取した肺上皮細胞と肺線維芽細胞をマトリゲル内で3次元培養することで肺オルガノイドの作製に成功した。このオルガノイド内にはPDPN陽性のI型肺胞上皮細胞、SFTPC陽性のII型肺上皮細胞、CC10陽性のクララ細胞などの肺組織構成細胞が存在していることが確認された。今後、このオルガノイドに対して肺腺癌ドライバー変異導入などを行うことで、in vitro肺腺癌発癌モデルを樹立する予定である。肺腺癌病理標本を用いたイメージング質量分析を実施したが、今回のサンプル処理、測定条件ではヒストン修飾及び他のタンパクを検出できなかった。ホルマリン固定パラフィン包埋標本は、凍結標本と異なり、ホルマリン固定によるメチレン架橋などが生じており、これがサンプルのイオン化を阻害していると推測される。その為、ホルマリン固定パラフィン包埋標本を用いたヒストン修飾のイメージング質量分析に適したサンプル準備条件の検討に時間がかかっており、研究実施に遅れが生じてしまった。

さらに、low grade亜型(LP, AP, PP)とhigh grade亜型(MPP, SP)に分類した結果、high grade亜型を有する患者は、全生存期間、無再発生存期間ともに有意に短いことが明らかとなった。また、各亜型におけるヒストン修飾を検出し、特徴的な修飾パターンを同定するために、病理標本を用いたイメージング質量分析を試みた。2種類のイメージング質量分析計(rapifleX MALDI Tissuetyper, Solarix XR)を用いて病理標本及び標品におけるヒストンH3、ヒストンH4における各修飾の検出を行ったが、目的とする質量を示すピークは検出できなかった。今後、サンプル前処理に使用する条件を更に詳細に最適化する必要があると考えられた。形成メカニズムを検証するための評価モデルとしてin vitro発癌モデルに着目し、マウス肺細胞を用いた肺オルガノイドの作成を行った。マウスより採取した肺上皮細胞と肺線維芽細胞や肺線維芽細胞株(MLg)とマトリゲル内で3次元培養することで肺オルガノイドが形成されること、オルガノイド内に肺構成細胞特異的なマーカー遺伝子(Cgrp, Krt5, Muc5ac, Foxj1, Scgb1a1, Pdpn, Sftpc)を発現する細胞が存在することを確認した。平成29年度前半は、これまでに選定したhigh grade亜型を含んだ検体を用いてイメージング質量顕微鏡によるヒストン修飾解析を行うことで、各組織亜型に特徴的なヒストン修飾を同定する。また、同定したhigh grade亜型に特長的なヒストン修飾については、クロマチン免疫沈降と次世代シークエンサーを組み合わせたChIP-Seqによって、ヒストン修飾が生じるゲノム領域や修飾酵素を特定する予定である。ChIP-Seqでの解析には、多量のサンプルボリュームが必要になることが予想されるので、平成29年度後半は、ChIP-Seq用サンプルの回収と並行して、同定したhigh grade亜型形成に関わる因子のin vitro、in vivoでの検証実験に必要になるヒト/マウス肺腺癌細胞株や発癌モデルの準備も同時に進めていく予定である。平成30年度前半は、肺腺癌組織亜型内のヒストン修飾パターンを明らかにする為に、昨年度のサンプル前処理に、賦活化処理によるメチレン架橋を解離やトリプシンによる酵素処理を追加することで、検出条件を最適化してイメージング質量分析を実施する。また、肺オルガノイドにドライバー変異などを導入することで、in vitro肺腺癌発癌モデルを作製し、組織亜型評価モデルを確立する。平成30年度後半は、同定したhigh grade亜型に特長的なヒストン修飾について、ChIP-Seqによる解析を用いてヒストン修飾が生じるゲノム領域や修飾酵素を特定する予定であり、同定したhigh grade亜型形成に関わる因子のin vitro、in vivoでの検証実験については、in vitro肺腺癌発癌モデルを用いて検証する予定である。質量イメージング解析に適したhigh grade亜型を一定割合以上含んだ検体を集めるのに時間を要してしまったために、イメージング解析、ChIP-Seq解析が出来ず、使用額が予定より下回った。
固液界面に吸着した分子膜に起因する層構造の成長過程と潤滑への寄与の解明

(1)溶剤系における分子膜が吸着した電極表面における局所粘度の評価が可能な水晶振動子測定システムのセットアップ溶液中での水晶振動子のアドミタンスの周波数特性から、電極近傍での流体粘度(吸着分子膜から流体へのエネルギー散逸量)を定量することが可能である。これまで利用してきたネットワークアナライザでは装置由来の位相のずれが存在することが解析の障壁となっていた。新たに導入したネットワークアナライザを既存装置に組み込み、アルカン溶液に浸漬した水晶振動子のレゾネータ測定のためのセットアップを行った。その結果、これまで見られていた共振ピークにおける位相のずれが解消され、対照的なコンダクタンス曲線が得られるようになった。これにより、本課題で研究対象としている金属ー流体界面の局所粘度に焦点を当てた解析の信頼性が向上した。基油にヘキサデカンあるいはテトラデカンを用い飽和脂肪酸を添加した場合、脂肪酸の鎖長および濃度に依存して局所粘度の増大が観測された。ヘキサデカン酸を0.2 wt%添加したヘキサデカン中で共振を継続すると、浸漬直後の局所粘度が24時間後には29倍にまで増大した。(2)周波数変調原子間力顕微鏡観察(FM-AFM)による電極近傍の吸着分子膜の可視化水晶振動子の電極近傍に形成される吸着分子層のFM-AFMにより観察した。ヘキサデカン酸を0.10.2 wt%添加した場合にCu電極近傍の局所粘度増加が顕著であったため、この系において界面に形成される層構造をFM-AFM観察を行った。流体を電極に接触させた直後から、電極表面にバルク相よりも強い相互作用を示す吸着層が観察された。30分1時間の短時間領域では電極から数nmの範囲で吸着構造の緻密化が進行した。水晶振動子のずり変形を継続すると、相互作用の低い層構造が少なくとも300 nmまで成長していることを観測した。溶剤系における分子膜が吸着した電極表面における局所粘度の評価が可能な水晶振動子測定システムのセットアップは当初計画通り完了し、脂肪酸のアルカン溶液についてのデータ蓄積が順調に進んでいる。研究協力者と連携して、局所粘度が増大した際に膜厚300 nm以上の層構造が成長していることを観察できた。柔軟なアルカン溶液でこのような大きな膜厚の層構造形成を観測したことは大きな進展である。水晶振動子の共振周波数減少に対して、粘度増加に伴う周波数シフト分を補正し、金属に強く吸着した分子層の重量を見積もることも検討しているが、現状では共振周波数の測定精度が不足している。この点が当初計画より遅れている部分ではあるが、層構造の観察において予定以上の成果が得られたため、全体としては概ね順調に進展していると言える。当初計画に従って以下のとおり推進していく方針である。<QCM測定における粘度効果の補正>水晶振動子を空気中から流体中に移動したときの共振周波数の変化には、電極表面への物質吸着による項と電極表面の局所粘度の変化による項の和で表される。我々の測定では水晶振動子の共振抵抗から高周波数領域での局所粘度から粘度による共振周波数変化を見積もることができるため、粘度の影響を排除した物質吸着量を見積もることを検討する。<多様な添加分子による吸着層の形成と局所粘度変化の相関>金属ー流体界面に介在する吸着層の集合構造や運動性によって金属ー流体間相互作用が変化すると考えられる。そこで、添加剤の分子構造ならびに吸着層の形成法を変えて水晶振動子のアドミッタンス解析ならびにFM-AFM観察を行い、流体相と吸着層の間の相互作用に関して網羅的に解析する。<表面性試験機と水平力顕微鏡(LFM)による摩擦力測定>水晶振動子測定に用いたのと同じ組成の流体層(アルカン+添加剤)を潤滑剤としたときの潤滑特性(摩擦係数および破断強度)を、走査プローブ顕微鏡の一種である水平力顕微鏡(LFM)ならびに機械工学分野で使用される表面性試験機を用いて測定する。これら二つの測定手法を用いた潤滑特性と前項で明らかにした吸着層の構造および流体との相互作用の相関をとり、金属表面近傍で形成される吸着層がいかにトライボ特性に影響するかを明らかにする。<温度可変水晶振動子アドミッタンス解析>流体に溶解している鎖状分子の金属界面への吸着は、界面活性剤の気水界面への吸着と同様に界面とバルクで平衡状態にあると考えている。そこで、水晶振動子アドミッタンス解析により求められる局所粘度や吸着量の温度依存性から、吸着層形成の熱力学パラメータ(ΔHおよびΔS)を求め、吸着層の形成メカニズムについて考察する。

ヘキサデカン酸を0.2 wt%添加したヘキサデカン中で共振を継続すると、浸漬直後の局所粘度が24時間後には29倍にまで増大した。(2)周波数変調原子間力顕微鏡観察(FM-AFM)による電極近傍の吸着分子膜の可視化水晶振動子の電極近傍に形成される吸着分子層のFM-AFMにより観察した。ヘキサデカン酸を0.10.2 wt%添加した場合にCu電極近傍の局所粘度増加が顕著であったため、この系において界面に形成される層構造をFM-AFM観察を行った。流体を電極に接触させた直後から、電極表面にバルク相よりも強い相互作用を示す吸着層が観察された。30分1時間の短時間領域では電極から数nmの範囲で吸着構造の緻密化が進行した。水晶振動子のずり変形を継続すると、相互作用の低い層構造が少なくとも300 nmまで成長していることを観測した。溶剤系における分子膜が吸着した電極表面における局所粘度の評価が可能な水晶振動子測定システムのセットアップは当初計画通り完了し、脂肪酸のアルカン溶液についてのデータ蓄積が順調に進んでいる。研究協力者と連携して、局所粘度が増大した際に膜厚300 nm以上の層構造が成長していることを観察できた。柔軟なアルカン溶液でこのような大きな膜厚の層構造形成を観測したことは大きな進展である。水晶振動子の共振周波数減少に対して、粘度増加に伴う周波数シフト分を補正し、金属に強く吸着した分子層の重量を見積もることも検討しているが、現状では共振周波数の測定精度が不足している。この点が当初計画より遅れている部分ではあるが、層構造の観察において予定以上の成果が得られたため、全体としては概ね順調に進展していると言える。当初計画に従って以下のとおり推進していく方針である。<QCM測定における粘度効果の補正>水晶振動子を空気中から流体中に移動したときの共振周波数の変化には、電極表面への物質吸着による項と電極表面の局所粘度の変化による項の和で表される。我々の測定では水晶振動子の共振抵抗から高周波数領域での局所粘度から粘度による共振周波数変化を見積もることができるため、粘度の影響を排除した物質吸着量を見積もることを検討する。<多様な添加分子による吸着層の形成と局所粘度変化の相関>金属ー流体界面に介在する吸着層の集合構造や運動性によって金属ー流体間相互作用が変化すると考えられる。そこで、添加剤の分子構造ならびに吸着層の形成法を変えて水晶振動子のアドミッタンス解析ならびにFM-AFM観察を行い、流体相と吸着層の間の相互作用に関して網羅的に解析する。<表面性試験機と水平力顕微鏡(LFM)による摩擦力測定>水晶振動子測定に用いたのと同じ組成の流体層(アルカン+添加剤)を潤滑剤としたときの潤滑特性(摩擦係数および破断強度)を、走査プローブ顕微鏡の一種である水平力顕微鏡(LFM)ならびに機械工学分野で使用される表面性試験機を用いて測定する。これら二つの測定手法を用いた潤滑特性と前項で明らかにした吸着層の構造および流体との相互作用の相関をとり、金属表面近傍で形成される吸着層がいかにトライボ特性に影響するかを明らかにする。<温度可変水晶振動子アドミッタンス解析>
液状化した土の変形特性・流動性の評価－液状化研究の第２ステージへの展開－

液状化過程やその後の土の変形特性や靭性を評価できる新しい要素試験方法を提案した.また,土の繰返しせん断後に収縮できる最小の間隙比を,細粒分含有率の異なる様々な土に対して実験的に検討した.その結果,細粒分を多く含む砂質土ほど圧縮性が高くなるとともに,液状化後のせん断ひずみ増大に伴う強度回復が小さいことを明らかにした.また,給排水条件下での土の変形挙動も実験的に検討した.以上は要素試験に関する成果である.室内調査法に関しては,液状化時の土のベーンせん断試験装置・ドラム式回転試験装置を開発し,土の流動性を検討した.また,限定的残留変形から脆性的破壊までを連続的に表現できる弾塑性構成モデルを検討した.液状化過程やその後の土の変形特性や靭性を評価できる新しい要素試験方法を提案した.また,土の繰返しせん断後に収縮できる最小の間隙比を,細粒分含有率の異なる様々な土に対して実験的に検討した.その結果,細粒分を多く含む砂質土ほど圧縮性が高くなるとともに,液状化後のせん断ひずみ増大に伴う強度回復が小さいことを明らかにした.また,給排水条件下での土の変形挙動も実験的に検討した.以上は要素試験に関する成果である.室内調査法に関しては,液状化時の土のベーンせん断試験装置・ドラム式回転試験装置を開発し,土の流動性を検討した.また,限定的残留変形から脆性的破壊までを連続的に表現できる弾塑性構成モデルを検討した.土の液状化に関する研究は1964年新潟地震以来,液状化が発生するまでのメカニズムやその対策工まで一通りの1stステージの研究が済んだ感がある.しかし,液状化した後の土の残留変形特性やその後の流動性については,本格的体系的な研究が行われておらず,数値解析コードでの残留変形予測結果の信頼性に大きな疑問が残されている.本研究の目的は,液状化した後の変形特性や流動性を明らかにすることである.平成23年度の研究実績としては、(1)要素試験:せん断中に間隙水の流入流出がある場合の要素試験を実施した。また、ひずみ制御により,せん断履歴を変化させた非排水繰返し試験中の残留せん断ひずみと,過剰間隙水圧が消散し,元の応力状態に戻るまでの残留変形を,土の種類・間隙比・拘束圧を変化させて,変形特性を調べた.(2)流動性に関する実験:(1)振動台での加震後に,時間をおいてベーン試験を行うための装置を製作した.(2)また、土砂流動性を評価するための回転式の試験装置の試設計を行った.(3)2011年3月11日の地震において液状化した細粒分を多く含む浦安の埋立砂を用いて、液状化後の噴砂特性に関して実験的に検討した。(3)数値解析研究:(1)弾塑性モデルの基礎的研究,(2)原位置での物性評価も見据えた物性パラメータの設定方法(3)液状化過程における固体から流動的挙動を粒子法(MPM)によって表現する研究を進めた.(4)東日本大震災において東北地方で発生した液状化事例を調査し、その特徴をまとめた。以上の研究成果は、順次、学会発表・研究論文として投稿している。(投稿中のものが約10件ほど)液状化した後の土の残留変形特性やその後の流動性について以下の成果を得た。1)現状の液状化強度の決定法である一定応力振幅の非排水繰返しせん断試験に変えて,液状化してからの材料の粘りや変形特性を調べる新しい試験法を提案した。この方法は、現状の一定応力振幅繰返し試験の後に、ひずみ振幅一定試験、単調載荷試験、排水試験を行うもので、直接的にその地盤材料の液状化後の変形ポテンシャルを評価することができるスキームである。これによって、液状化後にカタストロフィックに壊れる脆性的な破壊とある程度の変形で止まる材料の区別が明確になる。この成果は、国際ジャーナル誌に投稿中である。2)地盤材料の液状化後の流動性に大きく関係する細粒分の質と量について系統的に検討を行った。まず、6種類ほどの細粒分をそれぞれ異なる割合で含む土質材料の圧縮性を系統的に調べ、細粒分を含む土の圧縮性が何に支配されるかを検討した。実験では、機械式の最小密度試験機を開発し、拘束圧をかけた状態や水浸状態で圧縮性を調べた。その結果、細粒分の質と量および圧密応力によって初期の余裕間隙(せん断によって収縮できる体積変化量)が異なるが、この値が0.2以上になるとカタストロフィックな破壊が起こりやすくなることが見出された。また、要素試験によって、礫の混入やこれらの結果も、国際ジャーナルに投稿予定である。3)地盤材料の流動性を試験するための回転式の装置を用いて、系統的な実験を開始し、結果を取りまとめ中である。4)数値解析モデルによる液状化後の変形特性・流動性のモデル化については、原位置試験シミュレーションによる材料パラメータの設定、弾塑性モデルの改良、粒子法によるシミュレーションを実施中である。平成24年度の研究実績としては、(1)要素試験:地震前から液状化に至り、さらに流動性が保持されるような力学特性を、一定応力繰返しせん断試験→一定ひずみ繰り返しせん断試験→単調せん断試験→せん断応力の除荷→圧密排水試験から評価する方法を提案し、液状化の発生から流動変形特性まで連続的に評価できる試験法としての有効であることを示した。