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弥生時代鉄器の研究

本研究は弥生時代鉄器地名表の作成と鉄器資料収集(鉄器実測図の収集)が中心で、その内容は、1,平成9年度までに刊行された発掘報告書から弥生時代鉄器資料を抽出して、遺跡カード、鉄器カードに写し、出土遺構ごとにデータ・ベースに入力した。2,各地の埋蔵文化財センターや大学等研究機関において、近年出土資料、未発表資料や、報告書未記載資料の調査である。これらは、実測図の作成、写真撮影等をおこなって同様のカードにまとめ、入力した。3,これまでに作成した地名表原稿を各地の研究者に送付して諸種の点検をおこない、新資料を追加して「弥生時代鉄器地名表」を作成した。4,このうち、予算の制約上、全国の約半数にあたる九州地域のみを「弥生時代鉄器出土地地名表」(九州地方編)として印刷し、「研究成果報告書」とすることとした。全国的なものは『弥生時代鉄器総覧』として科学研究費研究成果公開促進費を申請し、平成11年度中に刊行予定である。本研究の研究成果をまとめてみると、1,弥生時代の鉄器出土遺跡は、1800遺跡、鉄器数は約8000点以上になり、研究代表者が1970年に集成した201遺跡、542点にくらべると、大幅な増加である。2,とくに、3世紀(後期後半、終末期)の鉄器資料が多く、この時期に全国的に鉄器化が進展したといえる。3,出土分布は北部九州が最多で、東にいくほど希薄になり、国内の鉄器やその技術の伝播が北部九州を基点に東方へ拡大したことが明らかである。4,北部九州は弥生時代の開始時期(前期初頭)から鉄器が導入され、中国・四国・近畿地方は前期後半、中部・関東以北は中期後半に導入されるが、本州北端までは及ばなかった。5,弥生時代の鉄器の大部分は鍛造品であるが、西日本では前期から中国戦国時代の燕、斉の系譜を引く舶載鋳造鉄器やその一部分を加工した国産鉄工具があり、鋳造品は関東まで伝えられた。6,生産用具の鉄器化は工具から始まり、農具の鉄器化は遅れて進行したが、7,鉄器化の段階には地域性があり、後期になると各地で鉄器の形態、種類、組成に地域性が生じた。8,鉄製武器は中国前漢の馬弩関の制約から解放された舶載品が中期中葉に北部九州に出現したが、国産の大型鉄剣、鉄刀は後期後半終末期に日本海沿岸部に多く、後期後半には関東でも国産小型武器が生産された。平成7年度は本研究の第1年目にあたり、九州各県出土の弥生鉄器資料の収集に努めた。主として(1)1992年度以降発行の報告書から新資料約2000点を抜き出し、個々の資料ごとにカード化して、データベースに入力する作業を実行した。予測を遙に上まわる資料の多さで、他の研究調査機関所蔵の報告書はほとんど手がつけられず、来年度以降に継続の予定。

また、データベースも来年度画像入力可能な新ソフトを導入して入力しなおすことにした。(2)各地の研究機関における現地調査で既出資料の補正や新出土資料を調査して、とくに前期中期の鋳造鉄斧資料が増加し、初期の鉄器生産が輸入鋳造鉄斧の破片を再加工した段階から、鋳造鉄斧片を集めて錬鉄や鋼鉄の鉄素材に変える段階へ移行する設定が可能になった。(3)中国・朝鮮半島の鉄器との比較研究は鉄製武器の資料を中心に、その系譜関係を明らかにすることを実行した結果、弥生終末期の鉄刀には中国製の刀身に日本風の拵えにするため、環頭を折取ったものがあり、これが古墳時代の直刀の起源にせまる資料として位置づけることが可能になった。(4)弥生鉄器の金属学的調査は専門分野の研究者に依頼しているがいまのところ結果は得ていない。(5)九州弥生鉄器資料の膨大さからみてこの地域の鉄器化が予想より早く進展したことがわかってきたが、地名表はまだ完成できず、各地の研究者の協力が不可欠になってきている。昨年度に引き続き、中国・四国・近畿地方各府県の弥生時代鉄器出土地地名表と鉄器実測図の集成を実施した。その方法は、(1)平成7年度までに刊行された発掘調査報告書から弥生時代鉄器資料を抜き出して遺跡カード、鉄器カードに写し、出土遺構ごとにデータベースに入力することと、(2)各府県の埋蔵文化財センターや研究機関等において、近年の出土新資料、未発表資料や、報告書未記載資料の調査である。これらは実測図等の作成、写真撮影等をおこなって、同様のカードにまとめ、入力する。本年度の研究成果の一部をまとめてみると、(1)中国・近畿地方では弥生時代終末期の鉄製武器が日本海沿岸部に集中することがあきらかになり、この地域の鉄製武器が九州を経ないで、朝鮮半島から直接舶載されるルートが想定されるようになったこと、(2)農工具鉄器化の地域性については研究代表者の従来の学説を大幅に変更することなく、かえって強化されたこと、(3)弥生時代前期中期には舶載鋳造鉄器の一部を加工して製作した鉄製工具(板状鉄斧、鉄鑿など)の例が増加し、西日本ではスクラップ利用がかなり普遍的であり、スクラップ輸入と供給システムが確立していたことが想定できること、(4)弥生時代中期の段階で北関東までに舶載鋳造鉄斧が出回っていたことがあきらかになり、東日本では鉄器の種類が限られるものの、終末期には、地域首長は国産短剣を佩川し、鉄製腕輪を着用していたことが想定されるようになったこと、(5)弥生時代鉄器出土例は年々増加しており、従来空白であった地域でも鉄器化が進展していたことが明らかになった。昨年度に引き続き、中部・関東以北各都県の弥生時代鉄器出土地名表の作成と鉄器資料収集(鉄器実測図の収集)を実施した。その方法は(1)平成8年度までに刊行された発掘報告書から弥生時代鉄器資料を抜き出して、遺跡カード、鉄器カードに写し、出土遺構ごとにデータ・ベースに入力すること、(2)各都府県の埋蔵文化財センターや教育委員会や研究機関において、近年の出土資料、未発表資料や報告未記載資料の調査である。これらは、実測図の作成、写真撮影等をおこなって同様のカードにまとめ、入力する。(3)平成8年度に刊行された報告書から西日本の鉄器資料を抽出してカード化し、補遺とする。本年度の研究成果をまとめてみると、(1)弥生時代における鉄器の普及の北限がほぼあきらかになったことで、新潟県北部群馬県栃木県宮城県仙台湾を結ぶ線の以南である。(2)各地域ごとに鉄器化の進展状況が異なり、中部地方の内陸部(長野・群馬)では後期以降鉄器化が進展するのに対して、東海地方は出土鉄器数、遺跡数、鉄器種類とも極めて少なく、進展しない。この地域の特異性か検証すべきである。(3)鉄器生産工房が東海地域まで明らかになったが、どこまで遡るか、また関東地方の鉄器が西方からの移入品か自家製が問題である。
発達期大脳視覚野の機能再編における中枢アミン系の役割

発達初期にケオリンの大槽内注入によって、ネコの水頭症モデルを作成した。脳室の拡大、大脳皮質の薄層化は顕著であったが、脳室-腹腔内シャント手術を施行することによって、脳の解剖学的異常を維持した状態で、成獣まで維持することができた。内因性信号の光計測法を用いて、第一次・第二次視覚野における方位選択性カラムを視覚化する実験を繰り返した。全体的なカラム形成パターンはほぼ正常に維持されていたが、イメージデータの詳細な解析によって、すべての方位選択的ドメインの収束するピンフィール構造の空間周波数が、モデル動物の視覚野で低下していることが明らかになった。また、生後開眼前より暗室飼育された先天盲のモデルをロングエバンス系ラットを用いて作製した。このモデル動物を短時間光照射することによって、大脳皮質視覚関連領野で、特異的に神経フィラメント-Lのリン酸化が誘導されることが明らかになった。暗室飼育によって、視覚野ニューロンの方位選択性が失われ、その後の短時間の視覚刺激によって、その選択性が回復することが知られているが、本研究結果は、この機能再編過程で、神経フィラメント-Lのリン酸化による神経突起の構造変化が重要な役割をしていることが示唆された。以上の結果から、発達異常脳において、如何なる機能再編が誘導されるか?機能カラム構造が如何に可塑的で、冗長性を有しているかが明らかになった。後者のモデルにおける機能再編にノルアドレナリン系が関与している可能性については、さらなる検討が必要である。
消滅危機方言のプロソディーに関する実証的・理論的研究と音声データベースの構築

日本には他の言語に例を見ないほど多様なアクセント体系が存在し、近年の調査研究によってその一部が解明されつつあるが、研究の進度をはるかに超える速度で伝統的な方言が失われてきている。本研究はこのような状況を踏まえて、失われつつある日本語・琉球語の消滅危機方言のプロソディー(アクセント、イントネーション)を記録・分析し、その成果を英文論文集およびデジタル音声データベースとして広く国内外および未来に向けて発信しようとするものである。日本語および琉球語(旧琉球方言)の「消滅危機方言」に焦点を絞り、そのプロソディーの諸相を明らかにする。現地調査によるデータ収集と理論的分析を両輪として、対照言語学・言語類型論の視点も交えて分析を行い、その成果を英文研究論文集として公刊すると同時に、消滅しつつある諸方言の音声をデジタルデータベース化する。消滅危機方言の音声の収集とデータベース化に大きな学術的な意義がある。特に呼びかけ文や各種疑問文のイントネーション(文プロソディー)についてほとんど調査が行われないまま消滅しつつある方言を対象として、語アクセント体系、イントネーション、アクセントとイントネーションの相互干渉、統語構造や情報構造との関係等が明らかにされることが期待される。
超軽量Ｘ線望遠鏡を用いた木星磁気圏における粒子加速の探索

本研究の目的は、木星磁気圏からの広がったX線放射という日本のX線天文衛星「すざく」で見つかってきた新しい放射を「その場」観測で探るものである。そのために、(1)探査衛星に搭載できる超軽量・広視野X線望遠鏡を開発し、近地球軌道の超小型衛星で宇宙実証を進めるとともに、(2)「すざく」など天文衛星で得られたデータを解析し、木星磁気圏からのX線放射モデルを構築することを目指す。(1)本望遠鏡はマイクロマシン技術を複合的に用いることで完成する。本年度は引き続き望遠鏡の要素技術改良に取り組み、角度分解能を向上させることに成功した。ドライエッチングでシリコン基板に微細穴を開け、アニールで側壁を加工することで反射鏡とする手法であり、側壁の面粗さ(形状精度)と、鏡の配置精度が課題である。私はグループメンバーと共に、水素アニールによる側壁の平坦化に取り組んだ。今年度は100時間の超長時間加工を実施し、形状精度については目標を満足しうる十分な改善を達成した。微細穴の側壁に発生した側壁の端に形成されてしまうバリやくぼみといった特徴的な構造が、異なる角度成分をもつために像が広がってしまうことを突き止めた。これらの構造に対して有効な技術として様々なの新プロセスを試した。(2) X線天文衛星「すざく」を用いた太陽活動極大における木星放射線帯からの広がったX線の研究を進めた。2006年の「すざく」観測で発見された木星の周りに広がった硬X線放射について、その後の2012年、2014年の「すざく」による観測データを空間・エネルギー分布の両面から解析し、木星磁気圏内の数十MeV電子による逆コンプトン散乱という仮説を支持する結果を得た。2014年の観測結果については査読付き主著論文などで発信している他、口頭にて発表した地球電磁気・地球惑星圏学会では学生発表賞の優秀発表者に選出された。本研究の目的は、日本の「すざく」衛星によってその存在が示唆されている木星磁気圏からの広がったX線について、「すざく」等の系統的なデータ解析によって、その放射機構を含む性質を明らかにすると共に、我々の研究グループが開発する独自の超軽量X線望遠鏡を将来衛星に向けて完成させることである。申請者は「すざく」衛星の複数の時期における木星観測に着目し、太陽活動に対する広がったX線の光度およびスペクトル形状の変動を調べ、既に報告されている2006年の太陽活動極小期に対して、2014年の太陽活動極大期において、スペクトル形状は似通っているが、広がりがより大きくなり、光度も増加傾向にあることを明らかにして、主著者として論文投稿し、学会発表を行って発表賞も受賞した。さらに2012年のデータも解析中であり、次年度に博士論文および投稿論文としてまとめる予定である。並行して超軽量X線望遠鏡についても、超長時間アニール、原子層堆積法によるPt膜付け等をチームと共に行い、形状精度と表面粗さに改善をもたらした。開発に関連して主著者として1本、共著者として1本論文を発表し、1つはEditor's choiceに選定された。さらに共著者として論文投稿予定である。なお本望遠鏡は当初、大質量ブラックホール観測計画ORBISに搭載しての宇宙実証が見込まれていたが、当計画のスケジュールの変更により、現在提案中の地球磁気圏可視化計画GEO-Xでの宇宙実証を目指すこととなった。GEO-X計画は2022年度以降の打ち上げを目指す超小型衛星計画で、X線観測により地球磁気圏の主要な構造であるカスプやシースの時間・空間変動を捉えることを目標としている。角度分解能目標はORBISと同じ<10分角であり、開発スケジュールは特に変更しない。次年度は本研究計画の最終年度となる。「すざく」の木星観測データの解析については、これまでに得た結果をもとに、太陽活動や木星磁気圏の粒子分布に注目した議論を加え、博士論文としてまとめる。私が特に注目している木星磁気圏からの広がった放射の他、オーロラ領域や低中緯度領域からのX線放射も含めて、木星からのX線放射を体系的にまとめることは、将来の木星探査における科学的根拠となりうるため非常に重要であると考えている。太陽活動との相関については、太陽X線などの情報に加え、SUSANOOによる太陽風粒子シミュレーションを組み合わせる。SUSANOOは地球周辺の太陽風観測情報をもとに木星近傍での粒子情報を見積もるもので、この結果をX線変動と比較することは広がった硬X線放射の放射メカニズムに関する有益な情報となる。並行して望遠鏡の開発も進める。次年度には角度分解能を改善した上で、本格的な搭載を目指してWolter I型に組み上げた性能評価を行う。角度分解能に関しては、形状精度だけでなく配置精度の向上も期待する。高温塑性変形プロセスで用いる治具と光学系デザインの改良を検討しており、これによって配置精度目標を達成できる見通しである。本年度はまず望遠鏡の要素技術改良に取り組み、角度分解能を向上させることに成功した。

ドライエッチングでシリコン基板に微細穴を開け、アニールで側壁を加工することで反射鏡とする手法であり、側壁の面粗さ(形状精度)と、配置精度が課題である。私はグループメンバーと共に、水素アニールによる側壁の平坦化に取り組んだ。シリコン原子の拡散長に注目することで、本望遠鏡におけるアニール効果の時間依存性を見出した。結果として、100時間を超える長時間のアニール処理によって、目標とする形状精度の達成が期待できる示唆を得た。また、鏡を一括して集光系に配置する高温塑性変形プロセスの評価方法を改良し、基板形状の理想曲面に対する揺らぎから望遠鏡の配置精度を推定する手法を考案し、X線試験と比較することで確かめた。この手法は望遠鏡の製作・評価のサイクルを飛躍的に向上させ、今後の要素技術改良に大きく役立つと考えられる。(2) X線天文衛星「すざく」を用いた太陽活動極大における木星放射線帯からの広がったX線の研究を進め、木星磁気圏内の数十MeV電子による逆コンプトン散乱説を支持する結果を得た。さらには海外の研究者とも交流して研究を進めつつある。関連する成果は、国際会議での口頭発表、査読付き主著論文を始め、様々な場で発信しており、研究は順調に推移していると言える。X線望遠鏡の開発については、十分な成果があったと言える。望遠鏡の反射面を平滑化するアニールにおいては、東北大学金森研の大型アニール装置を用いて10時間の長時間プロセスを実施することで、我々の光学系における平滑効果の時間依存性について調べた。同装置を用いた長時間のプロセスは初めてであり、約100時間の超長時間のプロセスによって我々の目標とする形状精度を達成できる見込みを得た。望遠鏡を一括に配置する変形においては、温度と荷重条件に注目して条件だしを行い、これを最適化した。現在は、基板厚みや保持時間に着目して条件だしを進めている。さらにこれと並行して、宇宙研のX線ビームラインを用いて行う照射試験に代わる評価方法として、非接触式形状測定器(NH-3)を用いた手法を新しく検討し、その妥当性について従来のX線照射による手法と比較することで確認した。これらの結果については、共著者としてMNC国際会議などで発表し、主著者として論文を投稿、受理された。木星データの天体解析については、計画と異なったものの全体として進展があったといえる。すでに解析済みの2014年「すざく」木星観測の結果について、2017年6月にThe X-ray Universe 2017(ローマ、イタリア)で口頭発表し、その際の議論を通して解析手法に若干の修正が必要と判断した。その後、マラード宇宙科学研究所(ドーキング、イギリス)に赴き、木星研究の専門家らと論文執筆に向けた議論を行い、再解析の方針を検討した。この成果をもとに現在投稿論文を執筆中であり、国際会議への参加も検討している。また同研究所とレスター大学(レスター、イギリス)のそれぞれで、本研究に関する講演を行った。ESAが主導する地球観測衛星SMILE計画の会議(2017年10月)にも参加し、同じく衛星計画を進める立場として、組織体系を学んだ。本研究の目的は、木星磁気圏からの広がったX線放射という日本のX線天文衛星「すざく」で見つかってきた新しい放射を「その場」観測で探るものである。
微小重力環境を利用した金属ナノ微粒子を含有する高分子フォトニック結晶の創製

我々は高分子ブロック共重合体の自己組織構造を利用した3次元フォトニック結晶の創製を試みた。一般に、高分子ブロック共重合体を構成する高分子同士は互いに非相溶であり、相分離して成分間に界面が存在する。しかし高分子間の共有結合の為に巨視的には相分離できず、分子サイズと同等の大きさの周期構造を自己組織的に形成する(ミクロ相分離構造)。非常に大きな分子量の高分子ブロック共重合体を用いて、光の波長オーダーの周期構造を得ることができた。しかしながら、超高分子量のために絡み合い点間密度が高くなり、バルクでは構造の緩和時間が長く、数ミリメートルの厚みのキャストフィルムでは高秩序の構造が得られなかった。そこで、我々は溶媒を添加して系の粘度を下げることを考えた。実際、ポリマー濃度の低下とともに、分光スペクトルのピーク幅が著しく減少する事を確認した。しかし、フォトニック結晶として利用できるほどに十分高秩序構造を得るために、さらに低濃度(数%)にしたところ、分子量が非常に高いと言えども相分離構造が消滅し無秩序状態に至ってしまった。大変興味ある事には、この溶液に貧溶媒を添加するとミクロ相分離が誘起される事を発見した。さらに、貧溶媒添加による秩序-無秩序転移領域の近傍において、グレイン構造(配向の揃ったミクロドメイン構浩の集合体)のサイズが非常に大きくなり、数センチメートルの大きさにまで成長する事を発見した。また、その分光スペクトルのピーク幅は数ナノメートル以下となり、非常に高秩序な構造を得られた。そこで、これらの構造をフォトニック結晶として利用し、光スイッチ用非線形光学材料と分布帰還型レーザーの作製に成功した。本研究では、金微粒子を超高分子量ブロック共重合体試料に複合することにより高屈折率の高品質のフォトニック結晶(PC)を作製し、光スイッチング素子へ応用することを目的として研究した。金微粒子のサイズの制御、金微粒子の被覆条件決定、超高分子量ブロック共重合体の作製、ブロック共重合体の配向制御、そして得られる複合体の機能評価を行った。これらに対して今までに以下の成果が得られている。金微粒子作製に関して、まずリビングアニオン重合法により合成したスチレンオリゴマーの活性末端にエチレンスルフィドを反応させてチオール末端スチレンオリゴマーを作製した。このオリゴマーの被覆により金微粒子のサイズの制御を行った。電子顕微鏡での観察により、数ナノメートル程度のサイズを有する微粒子の作製ができた。またシリカ層によるコートは、塩化金酸をクエン酸ナトリウムの存在下テトラヒドロホウ酸ナトリウムで還元することにより、クエン酸で被覆された金微粒子が得られた。これにアミノプロピルトリメトキシシランとケイ酸ナトリウムを逐次的に添加することにより、シリカ被覆金微粒子を作製した。同様に、酸化鉄微粒子も作成した。アニオンリビング重合法により、ポリスチレン-ポリイソプレンなどの5種類のジブロック共重合体の作製を行った。小角散乱測定および電子顕微鏡観察により、これらの試料はラメラ状およびシリンダー状ミクロドメイン構造を有していることが分かった。その分子量は約100万、分子量分布は1.1程度に制御することができ、超高分子量試料の調製に成功した。上記、金微粒子と高分子試料の複合物を作成し、光学機能評価を行い予備的ではあるが良好な結果が得られた。しかし、酸化鉄微粒子は吸光度が大きく、磁気光学特性評価が困難であった。我々は高重合度のブロック共重合体を用いて、同様のミクロ相分離構造を作製した。それがフォトニック結晶へ応用が期待できるほどの秩序の高いものであることを確認した。さらに、ポリマー濃度を非常に薄くすることで、視認可能な大きなグレイン(ジャイアントグレインの形成が可能な事を発見した。ジャイアントグレインの2次元小角X散乱測定パターン測定した。4個の格子散乱と2個の粒子散乱が観察され、非常に構造の秩序性が高いことが分かった。

しかしながら、液体であるため振動、温度変化などにより容易に構造破壊が起こってしまう事が問題となった。そのためこの高規則性の溶液の性質をそのまま固定化する必要がでてきた。そこで我々はブロック共重合体を架橋することで構造固定を行った。架橋することにより若干構造周期が小さくなるものの、構造の秩序高さは保持したまま固定できることが分かった。さらに本研究において超高分子量ブロック共重合体の各ブロック鎖に対する溶媒の選択性および温度が、構造形態や構造周期に及ぼす影響を観察し、溶液中での構造変化の機構を明らかにした。超高分子暑ブロック共重合体を両溶媒に溶解し、構造周期の温度依存性を測定したところ良く知られた温度の-1/3程度の依存性があることが確認できた。ここに貧溶媒を添加することにより、劇的に温度変化を示す領域を発見した。これにより、チューナビリティの非常に高いフォトニック結晶用材料の基礎ができたと考えられる。我々は高分子ブロック共重合体の自己組織構造を利用した3次元フォトニック結晶の創製を試みた。一般に,高分子ブロック共重合体を構成する高分子同士は互いに非相溶であり,相分離して成分間に界面が存在する。しかし高分子間の共有結合の為に巨視的には相分離できず,分子サイズと同等の大きさの周期構造を自己組織的に形成する(ミクロ相分離構造)。非常に大きな分子量の高分子ブロック共重合体を用いて,光の波長オーダーの周期構造を得ることができた。しかしながら,超高分子量のために絡み合い点間密度が高くなり,バルクでは構造の緩和時間が長く,数ミリメートルの厚みのキャストフィルムでは高秩序の構造が得られなかった。そこで,我々は溶媒を添加して系の粘度を下げることを考えた。実際,ポリマー濃度の低下とともに,分光スペクトルのピーク幅が著しく減少する事を確認した。しかし,フォトニック結晶として利用できるほどに十分高秩序構造を得るために,さらに低濃度(数%)にしたところ,分子量が非常に高いと言えども相分離構造が消滅し無秩序状態に至ってしまった。大変興味ある事には,この溶液に貧溶媒を添加するとミクロ相分離が誘起される事を発見した。さらに,貧溶媒添加による秩序-無秩序転移領域の近傍において,グレイン構造(配向の揃ったミクロドメイン構造の集合体)のサイズが非常に大きくなり,数センチメートルの大きさにまで成長する事を発見した。また,その分光スペクトルのピーク幅は数ナノメートル以下となり,非常に高秩序な構造を得られた。そこで,これらの構造をフォトニック結晶として利用し,光スイッチ用非線形光学材料と分布帰還型レーザーの作製に成功した。
宇宙論理論の檢証と銀河形成の研究

當該期間の研究活動は二部に分かれる。第一はSloan Digital Sky Survey (SDSS)の觀測データの解析であり[研究目的I-(1)]、第二はSDSS及び他の觀測データを活用した宇宙論の研究である。報告者は本格觀測の開始される2000年迄SDSSの建設に八年間に亘り深く携って来たが現在當研究は収獲期を迎へてゐると云へる。従って其データの解析に大きな時間を割いてきた。研究内容は準星の天文學(2001-2003年3月迄發表論文5編)、銀河天文學(同12編)宇宙の大規模構造(同6編)、銀河内星分布を手段とした銀河力学の研究(同1編)、太陽系内小惑星分布の研究(同1編)である。此他に分光標的撰定、測光校正に關する3編の論文を作製出版した。SDSS関連の研究論文は一次データより天文學的量を導出する事を第一目標としてゐるので結果の物理的内容の検討には殆どの場合手が附いてゐない。尚2001年6月には予備的な編纂校正乍ら一般の利用に供すべく一次データを公開した。また同時にSDSSの取扱う範囲のサイエンスの概説をSky Serverとしてweb上で公開してゐる。SDSSに據り作成された銀河型録を用い宇宙論理論の構築検証に必要とする星生成率、重元素量等の算出[研究目的I-(2)]は本報告作製時點で研究継続中であり結果を報告出来る段階に達してゐない。宇宙論的試験[研究目的I-(3)]の研究はWMAPの観測公開により據り大きく進歩した。試験の現状の聰合的評価に関する論文1編及び銀河形成時期との係りを考察した論文1編(印刷中)を作製した。更にSuper-Kamiokandeの宇宙中性微子觀測と銀河進化の情報とを関係付ける研究結果を論文として公表した。宇宙シミュレーションを用いたCDM模型の検証に関する研究[研究目的II]は尚も継續中であり期間中一編の論文を公表した(投稿中,web上公開)丈である。當該研究期間中發表した論文は計37編であるが、研究目的に對する達成率は低く30%程度に留まるものと考えている。初年度の研究成果中間状況を先の計画調書3頁に記したる「研究目的」に則して述べる。I-(1)SDSSの初期データ公開に鑑み以前より作業を行ってきた測光校正の仕事を進めその中心をなす測光標準星の部分を出版した。亦データ公開に必須となる銀河分光標的の撰定基準に関する論文の内高輝度赤色銀河に関するものを先に出版し通常銀河に関するものは現在投稿中である。これにて約十年に亘り続けて来た準備作業の主要部分が発表された事になる。

SDSSのデータを用いたサイエンスは日米の各メンバーが分担協力して行っているが報告者が現在中心になって進めているのは銀河の形態分類とその結果を利用した銀河の性質(特に星形成史とその進化の問題)でありこのうち光度函数、楕円銀河の星生成活動可能性、及び渦巻銀河の星生成に拠る輝線生成率に関する研究は畧仕上っており論文を纏めつつある。これらは敦れもI-(2)に属する研究と考えられる。I-(3)の研究に関しては未だ手が着いていない。II.Ostriker氏等との共同研究としてCen-Ostrikerシミュレーションを援用しCDM宇宙に於ける銀河光度函数及び色函数の進化を計算し現在得られている対応する観測量と矛盾しないことを示し論文を出版した。現在この仕事を一歩進め銀河の諸性質の進化の様相殊に星生成史の問題の研究を継続中である。またCDM模型とは整合しない伝統的立場に基づく銀河進化の描線が観測と矛盾しないか否かに関した研究も併行して進めている(共同研究者Peebles氏の中間報告(astro-ph/021015を参照)。IIIに関する研究は現在中断している。1.本年度の研究もSDSSチームとしての共同研究が可成大きな重みを占める。本年一月には中間報告として「The Sloan Digital Sky Survey, Research Results 1999-2002SDSS/Japanese Participation Group」を印刷出版した。此報告には學術雑誌に出版された52編の論文を含むが、其内15編が報告者が2002年に出版した論文である。之に加へて2003年には7編の論文を出版したが、特に申請者が力を注いだものゝ例として形態分類された銀河の光度函数の決定及び楕円銀河の分光學的性質と銀河の相對年齢化學組成に関する論文を(11)項に掲げておいた。2.CDM模型より導かれる結果をOstriker及び彼の學生(Nagamine)との共同研究として継続してゐる。今回は銀河分布と質量分布との間の関係を示しρ=<M/L>Lに基づくΩ決定への補正項を明かにした論文を纏め投稿の為の最終段階に入ってゐる。4.WMAPの宇宙背景輻射觀測はCosmological Test、特にCDM模型の妥當性を示す試験に於いて重要な役割を果す。Nature誌編集部の依頼に應じ暗黒物質存在の必然性とCDM模型に基く宇宙理解の現状を總覧解説した。
図像イメージ・リーディングを導入し、論理的思考力を発達させる歴史学習の教材開発

1.研究目的:現在の生徒の学力には、思考力・判断力・表現力等が弱い傾向があるという指摘があり、新指導要領も、歴史学習における歴史的思考力の育成を強調している。しかし、現在日本の多くの生徒が陥っている「用語の単なる暗記」をのりこえてどのように歴史的思考力を育成するかに取り組んだ現場教員の実践的研究はまだまだ少ない。今回は、この課題に、絵画・映像などの図像資料を中心教材として、「目で見る→考察する→議論する」(「図像イメージリーディング」と命名)という学習方法で取り組んだ研究を行った。2.研究方法:(1)歴史学における図像資料・絵画資料の学問的位置づけについて、歴史研究に学ぶとともに、歴史教育における先進的な実践者の授業視察を行った。(2)自分自身の歴史学習における「図像イメージリーディング」の授業実践の分析・総括を行うとともに、実際の授業において、図像資料やデジカメ撮影した現地図像のプロジェクター投影を行い、授業の活性化を図った。(3)生徒にとっての意味を「日本史授業日誌」の分析を通じて行った。(4)研究成果を、社会科教育学会、歴史教育者協議会などで発表し、批判検討していただいた。3.研究成果:歴史教育における図像・映像資料の効果的な使用は、(1)遺跡・遺物、(2)絵画資料(絵巻物、肖像画)、(3)写真、(4)映像資料の4分野に大別できること、またそれぞれの分野の特質(推論体験、学説形成体験、メディアリテラシーなど)を生かした学習ができることが明らかになった。また、絵画資料の歴史学習にとっての魅力は、「目で見てわかるため、多くの生徒が学習に積極的に参加できる(興味。関心の育成)」、「描かれているものを考察することにより、時代の特質にせまることができる(思考、判断力の育成)」、「学習集団として議論を組織しやすい(表現力の育成)」の3点に集約でき、そうした学習を繰り返すことで、「歴史における論理的思考力」(=歴史的思考力)を高めることができるという仮説を証明できた。
海洋天然物の薬理資源としての開発

本研究は、海洋生物由来の新規天然生理活性物質を探索し、その生理・薬理活性を調べ、これによって新たな医薬、農薬、研究試薬創出のための基盤とすることを目的としている。4カ年にわたる研究の中で、様々な海洋由来の新規生理活性物質を発見し、その薬理作用を明らかにしてきた。また、薬理活性が明らかでない既知の化合物についても検討を行った。ここでは新たに明らかにした薬理活性の主なものについての知見をまとめる。1.ペクテノトキシン2(PCTX-2):ホタテ貝の中毒物質であるPCTX-2は、forcal adhesionを形成するアクチン線維に影響することなく、apical側のアクチン線維を特異的に断裂させた。アクチン重合への影響を生化学的に検討したところ、PCTX-2は隔離作用によりアクチン繊維の脱重合を生じさせた。2.ステレッタマイド類(ST):STファミリーのCaM阻害作用における構造活性相関について検討し、1)CaM阻害作用の発現にとって最も重要な官能基条件はイソプレノイド鎖-アルカロイド部位の立体配置である、2)アルカロイド部位の正電荷の増大は活性化段階に対する阻害作用を増強する、3)短いイソプレノイド鎖は「結合段階」に対する阻害作用を増強する、などを明らかにした、3.ペトロシノール:Petrosynolは、八丈島近海に生息する海綿の一種Petrosia spp.より単離精製された、ポリアセチレン鎖を骨格とする新規化合物である。petrosynolが電位依存性L型Ca^<2+>チャネルを抑制することを明らかにした。4.ゼストスポンジン:Xestosongin-Cは心筋skinned fiberで見られるIP3による収縮を特異的に抑制した。さらに、αアドレナリン受容体で増強した部分をxestosongin-Cは特異的に抑制したことから、心筋におけるIP3の生理的関与をはじめて明らかにした。さらに、肥満細胞における抗原刺激による細胞内Ca濃度上昇作用の機序についても、xestosongin-Cを用い証明できた。一方、平滑筋に対しては、電位依存性のCaならびにKチャネルを抑制し、IP3受容体以外のチャネルに作用することが明らかにされた。本研究は、対象を海洋生物由来の天然生理活性物質に絞り、その生理・薬理活性を体系的に検索し、これによって新たな医薬、農薬、研究試薬創出のための資源ライブラリーを構築することを目的としている。本年は以下の研究成果をあげることが出来た。1)海綿由来アクチン脱重合剤であるミカロライドBの血小板凝集に対する作用を、サイトカラシンDの作用と比較した。ミカロライドBは細胞レベルでもより強力なアクチン脱重合作用を持つことが明らかとなった。2)ミカロライドB以外のマクロライド系アクチン脱重合阻害剤として、ビステオネライドA、スウィンフォライドA、アプリロニンAを発見した。前2者は2両体構造をしており、それぞれアクチ2分子ずつを結合することが明らかとなった。3)新たなアクチン脱重合剤として毒化したホタテ貝由来のペクテノトキシンIIを発見した。アクチン4分子を結合させる性質を持つ、特異な活性をもつ化合物と思われる。4) Naチャネル阻害剤、μコノトキシンの構造活性相関から、13位のアルギニンの中のグアニジウム基のフレキシビリティーが活性に重要であることを明らかにした。

5)新規細胞毒性物質として、海綿Mycale sp.から2種のミカロライドのグルタチオン抱合体を単離、構造決定した。6)新規ミカロライド類縁体3種の構造決定を行った。本研究は、海洋生物由来の新規天然生理活性物質を探索し、その生理・薬理活性を調べ、これによって新たな医薬、農薬、研究試薬創出のための資源ライブラリーを構築することを目的としている。本年度は、薬理活性の研究としてはペクテノトキシン-2(PCTX-2)とμコノトキシンを取り上げた。また新規活性物質の探索では、幾種類かの新規生理活性物質を海洋生物から採取した。1.生物活性についてホタテ貝の中毒物質であるPCTX-2は、血管平滑筋由来細胞の細胞形態には大きな変化を与えなかったが、アクチンを主成分とするストレスファイバー形成を抑制した。さらに、単離骨格筋アクチン標品を用いたアクチン重合への影響を検討したところ、PCTX-2にはアクチン線維を切断することなく、アクチンモノマーと結合してこれを隔離することによりアクチン繊維の脱重合を生じさせた。さらに、従来から知られているサイトカラシン類のようなcapping機構も持たないことが示唆され、PCTX-2が新規のアクチン脱重合剤であることが明らかとなった。さらに、μコノトキシンが筋型のNaチャネルを抑制すること、またその抑制にアルギニン残基が重要であることを明らかにした。2.新規生理活性物質の探索本研究は、海洋生物由来の新規天然生理活性物質を探索し、その生理・薬理活性を調べ、これによって新たな医薬、農薬、研究試薬創出のための資源ライブラリーを構築することを目的としている。本年度は海綿由来の、イソプレン化合物stelletamide(ST)ファミリーとペトロシノールを取り上げ、その生物作用機序を解明した。ST-Aは、海綿Stelletta sp.由来の生理活性物質である。1997年、カルモジュリン(CaM)阻害作用を持つことが見い出され、また複数の誘導体の化学構造が決定された。本研究では、STファミリーのCaM阻害作用における構造活性相関について検討し、1)CaM阻害作用の発現にとって最も重要な官能基条件はイソプレノイド鎖-アルカロイド部位の立体配置である、2)アルカロイド部位の正電荷の増大は活性化段階に対する阻害作用を増強する、3)短いイソプレノイド鎖は「結合段階」に対する阻害作用を増強する。さらに、STファミリーのL型Ca^<2+>チャネルに対する抑制作用についても明らかにすることが出来た。STファミリーは海綿由来のイソプレノイド化合物であるが、本研究を契機に、内因性の生理機能制御という観点からイソプレノイドの生物学が始まることが期待される。Petrosynolは、八丈島近海に生息する海綿の一種Petrosia spp.より単離精製された、ポリアセチレン鎖を骨格とする新規化合物である。Petrosynolは細胞毒性を示すが、その生理活性作用の詳細は不明である。本研究により、petrosynolが各種の平滑筋に対して収縮抑制作用を持ち、その抑制は主に電位依存性L型Ca^<2+>チャネルの抑制によることが明らかとなった。
腸管膜腸液・粘液分泌が関わる排便機構の解明：遺伝要因を考慮した便秘の分類と改善

2017年に発刊された'慢性便秘症診療ガイドライン'において、治療としての食事の有効性は現時点ではそれほど評価されておらず、エビデンスレベルの向上に資する研究や解析が望まれている。便秘のなり易さは遺伝的背景も影響していると考え、そのターゲットの一つとして腸液・粘液分泌に関わるcystic fibrosis transmembrane conductance regulator Cl-チャネルに着目し、その遺伝子多型及び機能と便秘との関連性についての研究を進めている。本研究では、便秘改善法を選択する上でCFTR機能が考慮すべき項目なのかを明らかにし、エビデンスレベルの高い有効な食事を探求する。
X線回折を利用したPDF解析によるセメント硬化体のナノ構造変形挙動の解明

一般的に、セメント硬化体は、カルシウムシリケート(CSH)、水酸化カルシウム(CH)、AFt及びAFm相や未水和反応セメント鉱物で構成される。その中でも全体の50%近くを占めるCSH相は、セメント硬化体あるいはコンクリートの強度発現および変形挙動においても最も重要なファクターであると考えられている。そのため、その構造や変形挙動の解明を目的とした研究が活発に行われ、メソ・ミクロレベルからナノレベルまで様々なCSH構造モデルが提案されてきた。CSH相はセメント硬化体中の他の相に比べ、低結晶質物質であるため、天然CSH鉱物及びCHの結晶構造をベースにした混合構造モデル[1, 2]や、モンテカルロ法や分子動力学を活用した原子レベルの構造モデル[3]などが提案されているが、未だCSHの性質、構造および変形挙動については不明な点が多い。また、CSH相の物理化学物性に大きな影響を与える様々な環境や劣化要因がCSH相の変形挙動へ与える影響は検討されていない。特に、CSH相の変形挙動を効果的に評価できる手段がなく、セメント硬化体の変形メカニズムは未だに明らかにされてない。このような背景の中、申請者は、2015年にSpring8のX線回折を利用し原子対相関関数(PDF)解析法により、セメントクリンカー硬化体のナノ構造に生じるひずみの評価を試みた。PDF解析法は原子対相関関数を測定することにより、結晶周期性をもたない物質の局所構造を定量的に評価できる手法で、この試行実験により、セメント硬化体から得られた回折ピークの位置変化から、圧縮負荷に伴うセメント硬化体内部の結晶相であるCH相の弾性ひずみ変化を定量的に評価できることが分かった。
助産適正技術の国際的検討:日本の昭和期の出産支援状況と途上国の現状

<佐世保助産院における出生体位に関するデータの分析>本年度は、1962年から1988年の間に佐世保助産院で出生した健常新生児6,563人(男3,402人、女3,161人)の体重・身長・頭囲・胸囲の計測値を用いて日本における出生時体位の推移について検討した。結果及び考察は以下の通りである。1.結果(1)母親の平均年齢は27.1歳であり、88%が主婦であった。(2)60年代、70年代、80年代の3集団間で、主婦の割合および平均年齢について比較を行ったが、3集団間に差は認められなかった。(3)対象の初産・経産の割合は、3集団とも第1子および第2子で全体の2/3を占めていた。しかし、初産婦の割合は60年代・70年代に比べて80年代で減少していた。(4)体重・身長・頭囲・胸囲の男女別移動平均は、全てにおいて男児が女児を上回っていた。(5)体重・身長は男女とも60年代から70年代にかけて明らかに増加していたが、70年代と80年代との間には差は認められなかった。(6)頭囲・胸囲は男女とも60年代から70年代にかけて有意な増加が認められた。一方、70年代から80年代では有意に減少していた。(7)頭囲・胸囲を60年代と80年代間で比較した結果、頭囲では差を認めなかったが、胸囲では差を認めた。2.考察(1)60年代から70年代にかけての出生時体位(体重・身長・頭囲・胸囲)の増加は、60年代に見られた社会経済状況の改善に伴う栄養摂取状況の改善が関与している可能性が示唆された。(2)世界中の種々の地域における報告と同様に、出生時体位は、男児が女児を上回っていた。3.結論社会経済状況の改善といった環境要因の変化は胎児期の成長に影響を及ぼすことが示唆された。1佐世保助産院のデータ入力佐世保助産院(長崎県佐世保市)の助産録(19601988年、8226例)から助産に関連する項目(出産前・時・後のケア等)を抽出してデータ入力を行い、入力を完了した。2バングラデシュでの予備調査の実施2002年12月にバングラデシュの農村で出産に関する予備調査を実施した。予備調査では妊婦、乳児をもつ母親、TBA(Traditional Birth Attendant)および産科看護師の4つのグループを対象に、出産に関するフォーカスグループデスカッションを実施した。この予備調査によりバングラデシュ農村で現在実施されている出産について以下の現状が把握できた。(1)自宅分娩が90%を超え、TBAと家族・親戚のみが分娩に立ち合っていた。(2)出産年齢は一般に非常に低かった。(3)母乳栄養がほとんどであり、水分補給には水が、離乳食には米が用いられていた。ダッカで病院出産に立ち合った経験では日本と比較して以下の違いがあった。(1)出産はすべて看護職によって行われていた。(2)出産時のケアは分娩介助以外は殆ど提供されていなかった。(3)安全だけは確保できる環境であったが、産婦は孤独で、出産は非人間的なものであった.<バングラデシュでの出産支援の現状に関するデータ収集と分析>これについては、調査地の準備が整わず、今年度は調査を実施することができなかった。そのため、海外共同研究者から入手した調査地(バングラデシュ・ダムライ郡)の既存のデータを用いて分析した。データの解析は外部専門家の助言を得て行った。主な解析結果は以下の通りである。1)出産環境ダムライ郡での分娩の95%以上は家庭分娩である。2)出産前ケア医療施設での妊婦健診カバー率は40%である。妊娠中の指導はFWA(地域家庭福祉補助員)が家庭訪問で行う。TBAは4ヶ月から毎月訪問しケア(妊婦健診と保健指導)を行う、医療施設の看護師が妊娠時のケアに関わることはほとんどない。3)出産時ケア医療施設での分娩介助者は看護師であり、出産による入院から分娩後24時間までケアする。医療施設での周産では医療介入が多い。家庭分娩ではTBA(伝統的産婆)か分娩介助者である。家庭分娩ではTBAの手に負えない状況が発生し、救急処置が遅延することがある。4)産褥期ケアTBAは出産後7日間毎日家庭訪問し、分娩介助した褥婦のケア(健康診査と指導)を行う。FWAは産後の母親に離乳の指導および産後の避妊指導を行う。5)医療資源スタッフ数および分娩で使用する器具、消耗品、医薬品か不足している。6)母子保健統計乳児死亡率は出生1000対51(1999-2000)、妊産婦死亡率は出生10万対400(1985-2000)である。

(2)60年代、70年代、80年代の3集団間で、主婦の割合および平均年齢について比較を行ったが、3集団間に差は認められなかった。(3)対象の初産・経産の割合は、3集団とも第1子および第2子で全体の2/3を占めていた。しかし、初産婦の割合は60年代・70年代に比べて80年代で減少していた。(4)体重・身長・頭囲・胸囲の男女別移動平均は、全てにおいて男児が女児を上回っていた。(5)体重・身長は男女とも60年代から70年代にかけて明らかに増加していたが、70年代と80年代との間には差は認められなかった。(6)頭囲・胸囲は男女とも60年代から70年代にかけて有意な増加が認められた。一方、70年代から80年代では有意に減少していた。(7)頭囲・胸囲を60年代と80年代間で比較した結果、頭囲では差を認めなかったが、胸囲では差を認めた。2.考察(1)60年代から70年代にかけての出生時体位(体重・身長・頭囲・胸囲)の増加は、60年代に見られた社会経済状況の改善に伴う栄養摂取状況の改善が関与している可能性が示唆された。(2)世界中の種々の地域における報告と同様に、出生時体位は、男児が女児を上回っていた。3.結論社会経済状況の改善といった環境要因の変化は胎児期の成長に影響を及ぼすことが示唆された。
レーザーフリージング過程の動的特性解析と光散乱微粒子計測への応用

コロイドや高分子溶液のように多数の粒子が溶媒中に分散する試料と光の相互作用のうち,光の力学的作用(放射圧)によって誘起される微粒子分散系のフリージング現象(微粒子のランダムな熱運動、すなわちブラウン運動が抑制される現象)の形成および消滅過程,およびそのような状態にある微粒子分散系からの散乱光波の時空間的振る舞いについて,理論および計算機シミュレーションにより解析するとともに実験的に解析して,この現象を支配する特徴的なパラメータを調べた.以下にその具体的な成果を示す.1.理論解析:レーザー光の放射圧による外力場を考慮した微粒子分散媒質密度の時空間的変動を記述する運動方程式(Fokker-Planck方程式)を導出し,その近似解を求めるとともに,その媒質からの散乱光波の時空間的特性(散乱光強度ゆらぎの時間相関関数)記述する理論を確立した.そこでは,照射レーザー光のビームプロファイル,放射パワー,微粒子の粒径,屈折率,溶媒の熱的特性が密接に関連していることが示された.これらのパラメータのいずれか一つ(例えば,微粒子粒径)を除いて全てが固定された条件であるならば,散乱光強度ゆらぎの時間相関関数の形状から,その一つのパラメータを決定できることを示した.2.計算機シミュレーション:照射レーザー光の放射圧に対応するポテンシャル場によって動きが制限されたブラウン運動粒子からの散乱光を計算機によって生成し,その強度ゆらぎの時間相関関数を解析して,上述の理論による近似解の有効性を確かめた.3.実験的解析:現有の光子相関分光システムとアルゴンイオンレーザー光源,ならびに本補助金によるマルチチャンネルケーラーを用いて実験系を構成し,ポリスチレン標準粒子の蒸留水懸濁液を試料とした実験によって,レーザーフリージング過程での散乱光波の時空間的な振る舞いを解析し,上記の理論ならびにシミュレーション解析の有効性を実験的に示した.コロイドや高分子溶液のように多数の粒子が溶媒中に分散する試料と光の相互作用のうち,光の力学的作用(放射圧)によって誘起される微粒子分散系のフリージング現象(微粒子のランダムな熱運動、すなわちブラウン運動が抑制される現象)の形成および消滅過程,およびそのような状態にある微粒子分散系からの散乱光波の時空間的振る舞いについて,理論および計算機シミュレーションにより解析するとともに実験的に解析して,この現象を支配する特徴的なパラメータを調べた.以下にその具体的な成果を示す.1.理論解析:レーザー光の放射圧による外力場を考慮した微粒子分散媒質密度の時空間的変動を記述する運動方程式(Fokker-Planck方程式)を導出し,その近似解を求めるとともに,その媒質からの散乱光波の時空間的特性(散乱光強度ゆらぎの時間相関関数)記述する理論を確立した.そこでは,照射レーザー光のビームプロファイル,放射パワー,微粒子の粒径,屈折率,溶媒の熱的特性が密接に関連していることが示された.これらのパラメータのいずれか一つ(例えば,微粒子粒径)を除いて全てが固定された条件であるならば,散乱光強度ゆらぎの時間相関関数の形状から,その一つのパラメータを決定できることを示した.2.計算機シミュレーション:照射レーザー光の放射圧に対応するポテンシャル場によって動きが制限されたブラウン運動粒子からの散乱光を計算機によって生成し,その強度ゆらぎの時間相関関数を解析して,上述の理論による近似解の有効性を確かめた.3.実験的解析:現有の光子相関分光システムとアルゴンイオンレーザー光源,ならびに本補助金によるマルチチャンネルケーラーを用いて実験系を構成し,ポリスチレン標準粒子の蒸留水懸濁液を試料とした実験によって,レーザーフリージング過程での散乱光波の時空間的な振る舞いを解析し,上記の理論ならびにシミュレーション解析の有効性を実験的に示した.
二者の機能的MRI-脳波-視線同時計測による社会的相互作用のシステムダイナミクス

本研究において、リアルなコミュニケーション場面での二者の視線や脳活動を視線・脳波(EEG)および機能的磁気共鳴画像(fMRI)すべて同時計測することにより実現し、現実場面に近い社会的相互作用時の両者の関係性を脳機能と行動から解析する枠組みを確立した。これにより真の意味での二者の社会的やりとりを1つのダイナミカルシステムとして、しかも意味合いの異なる三種類の異なるデータを複合的に用いて解析できる環境を整えることが出来た。本研究は、「現実の対面コミュニケーション場面では視線のやりとりはダイナミックで相互作用的であり今までの視線認識の研究ではとらえきれない本質が残されている」と考え、リアルなコミュニケーション場面での視線や脳活動を計測する系を構築し、二者間の視線・脳波(EEG)および機能的磁気共鳴画像(fMRI)すべて同時計測することにより、現実場面に近い社会的相互作用時の両者の関係性を脳機能と行動から解析する手法の確立を目指した。昨年度に同時計測に用いる各機器の交絡による取得データへのノイズ混入の原因を同定し計測の目処を立てたが、今年度本格的に同時計測をスタートするとまた新たなノイズ混入がみつかり前半はその対処に追われた。また途中で視線計測装置の故障がみつかり大幅な装置の改修がおこなわれたため、その間はEEGとfMRIを用いた見つめ合い時の脳活動の同時計測実験をおこなった。視線計測装置の復帰を待って、最終的に互いが見つめ合っている二者の視線・脳波(EEG)および機能的磁気共鳴画像(fMRI)すべて同時計測することに成功した。この同時計測系の確立は世界初で今後の社会脳研究に新たな地平を開くものと考える。一方、今後の課題も見つかった。1つは実験セッティングに時間がかかりすぎ(実験開始までに約2時間半)、被験者に多大な負担をかけてしまうことである。もう1つは解析において時間スケールの違うデータを扱うことになり、その対処が難しいことである。ここは今後の検討課題として残った。研究の費用対効果を含めて今後は何を目的とした実験かによって組合せを変えるなど可変的な対応をするべきであるという示唆が得られた。またここで得られたノウハウを公開・情報共有し今後のこの分野の発展に寄与できればと考えている。現実の対面コミュニケーション場面では、視線のやりとりはダイナミックで相互作用的であり、今までの視線認識の研究ではとらえきれない本質が残されていると考えられる。しかしながらリアルなコミュニケーション場面での視線や脳活動を計測する研究は、装置上の制約や困難性・解析手法の複雑さなどからほとんどなされていない。本研究では、二者間の視線・脳波(EEG)および機能的磁気共鳴画像(fMRI)すべてを二者同時に同時計測することにより、より現実場面に近い社会的相互作用時の時系列データを取得し、視線を介した対人コミュニケーションを1つの社会的相互作用のダイナミカルシステムとして取り扱う系の確立を目指している。本年度は、同時計測によるそれぞれの機器のデータ干渉について洗い出しを行い、各機器で取得できるデータに混入するノイズの低減を目指した。まず、MRIと視線の二個体同時計測とEEG-MRI同時計測を行い信号二度の程度ノイズが混入するか、その原因に関して調査を行った。MRIについてはノイズ源を特定し対処したことで、取得画像へのノイズを大幅に低減させることが出来た。EEGに関しては、EEG-fMRIの同時計測によるEEG信号へのノイズ低減に関する実験、眼球運動(視線の動き)がどの程度EEG信号、特に前頭部への生理的ノイズとして混入するかの実験を行い、現在解析中である。上記ノイズ調査と平行し、今年度はfMRI-視線計測の二個体同時計測実験を行い、リアルタイムでお互いの顔を見ているときの脳活動や注意の共有課題を行っている際の神経基盤の特定を行った。これらの結果に関しては、現在論文化を進めており、結果の一部に関しては学会発表を行った。まずfMRI・EEG・視線計測それぞれの系を立ち上げ、それぞれが単独で計測出来ることを確認した。さらにこれを二個体の同時計測が出来るようにセッティングしシステムの構築を進めた。その結果、同時スキャンできるようにMRI機器同士を繋いだだけでも二個体同時計測時にはそれぞれ単独で動かしていたときには見られなかった画像へのノイズが見られることが判明した。さらに視線計測用機器を立ち上げると、それに伴いノイズが倍増していくことが確認された。主なノイズ源を探るため、主に電気系・ケーブル系のチェックを行い、MRI室内に持ち込んだ顔カメラ周辺の機器がノイズ発生源になっていること、また耳の保護ならびに音声伝達のためのヘッドフォンケーブルがそのノイズを収集するアンテナになってしまっていることを明らかにした。そのためカメラ周辺の新たなノイズ対策、ヘッドフォンケーブルのシールドを行ったところ、大幅なノイズの減少をみた。また、EEG-fMRI同時計測実験において、EEG側にMRI装置由来のノイズの混入を確認した。ノイズ源として液体ヘリウムを循環させるポンプ由来のものがあるが、今回使用するMRI装置は従来機と異なりヘリウムポンプを停止させるという手段が使えないことが判明した。そこで加速度センサを用いてこのポンプによる振動を計測し、EEG信号に混入するノイズを低減させる手法の開発に取り組んでいる。