hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
火星におけるダストストームの爆発的拡大機構の研究

前年度に作成したダストストーム拡大地域マップに見られるダスト拡大地域の分布や季節変化に着目し、ダストの爆発的拡大を担っている気象現象の候補を上げる作業を行った。研究目的はマップ作成ではなく、作成したマップを足がかりにダストストームの拡大機構を明らかにすることである。一つ一つのダストストーム拡大地域に着目し、その周辺の地形を除去したり、ダストを放射的に不活性にするなどして、感度実験を通してダストストームの拡大を担う気象現象を特定した。その結果、いくつかのダストストーム拡大地域が特定され、その多くにおいて、水平風の鉛直シアーと太陽放射過熱がダストストームの拡大に大きく影響することがわかった。研究の主な部分は前期中に終わらせ、後期はその成果をまとめる作業を行った。博士論文は通常より早い9月に提出した。また、後期にはNASAで火星におけるダストサイクルの研究会が、神戸では惑星科学関連のウインタースクールがあったため、それらに参加し、成果を発表し、海外の研究者と情報交換を行った。ダストストームの拡大機構解明のダスト拡大地域マップ作成に当たり、二酸化炭素相変化過程の風速への影響の大きさをあらかじめ知っておく必要がある。なぜなら、大気主成分の相変化によってもたらされた地表気圧変化は、水平風に影響し、ひいてはダストストームの拡大にも影響するかもしれないからである。したがって、拡大地域マップを作成し、いざダストストーム拡大の原因となる気象現象を特定しようとしたとき、二酸化炭素の相変化の水平風に対する影響の大きさを知らないことは、問題の切り分けにとって致命的となりうるのである。私は二酸化炭素の昇華、凝結によって地表気圧が変化するスキームと、温度だけを補正し地表気圧が変化しない簡単なスキームによる計算結果を比較し、二酸化炭素の相変化による地表気圧変化が、大気の運動に対してどれほどの影響を与えるのかを評価した。その結果、少なくとも北半球夏においては二酸化炭素の昇華、凝結は下層の水平風速場に対してほとんど影響がないことがわかった。平均水平風が変化したのはダストが到達しないような上空であって、下層は、たとえ地表第一層であっても、高低気圧や日変化に対して1桁以上小さい影響でしかなかった。したがって、北半球夏においては二酸化炭素の相変化の、ダストの輸送に対する影響は非常に小さく、ダストストーム拡大地域マップ作成の際には、場合によっては複雑な二酸化炭素相変化スキームを用いなくてもよいと考えられる。現在、ほかの季節に関して実験中である。平成20年度の前半は、火星におけるダストストームの拡大に対して、火星大気の凝結、すなわち大気質量の季節変化がどれほど影響を与えるかを調査した。これは、火星におけるダストストーム拡大地域マップを作成する上て、モデルに備え付けるべき物理過程を選定するために行った。その結果、火星の極地方における大気質量の変化は、中緯度地上1km以下の高度範囲において、極向きの風を大き、く増大させることがわかった。したがって、私が用いるモデルには火星大気の凝結に対応する、大気質量の変化を組み込まなくてはならないと言える。そこで、モデルに大気質量の変化を表す地表気圧変化項を組み込み、年度の後半で火星におけるダストストーム拡大地域マップを作成した。その結果、北半球春分においては1)高地、2)中緯度、で早く拡大する傾向があった。一方、大盆地や3方を高地に囲まれた地域では、あまり広がらない傾向があった。このことは、1)火星にはダストストーム拡大地域というものかおる、2)発生した小さなダストストームが運良く拡大地域に入ることができたダストストームは発達することができ、拡大地域に入ることができなかったダストストームはそのまま収束する、ということを示唆している。あまり論じられてこなかった、大規模ダストストームの拡大原因に直接迫る数値計算であるという点で、意義があると考える。
ヨウシュヤマゴボウを用いた低濃度重金属汚染土壌の浄化と有価金属回収システムの構築

近年、鉄鋼工場跡地や原料炭集積場での重金属による土壌汚染は、比較的低濃度であるために有効な浄化方法がなく、深刻な環境汚染問題となっている。本研究では、ヨウシュヤマゴボウが低濃度重金属を吸収・蓄積する能力を利用して重金属汚染土壌を浄化した後、水蒸気爆砕と抽出操作から成る環境保全型技術を用いてヨウシュヤマゴボウ中に蓄えられた有価金属を迅速かつ高効率で分離・回収するまでの一連のシステムの開発を試みた。草本中に蓄えられた有価金属を迅速かつ高効率で分離・回収するために鉄汚染土壌で生育させたヨウシュヤマゴボウを高温高圧水蒸気を用いた爆砕法によって処理し、水とメタノール抽出および硫酸処理によって水可溶性成分(ヘミセルロース成分)、メタノール可溶性成分(低分子リグニン成分)、硫酸可溶性成分(セルロース成分)、硫酸不溶性成分(高分子リグニン成分)に分離した。次に、各抽出成分中から鉄を分離・回収し、有価金属量を測定した結果、ヨウシュヤマゴボウの葉と茎の部分では主に水可溶成分、根の部分では主に水可溶成分と硫酸不溶性成分の中に鉄が含まれることがわかった。また、鉄をほとんど含まないメタノール可溶性成分は比較的均一性に富み、多量のフェノール性水酸基を含有する天然ポリマーなので、メタノール可溶性成分を原料として環境ホルモン作用を持たないエポキシ樹脂の合成を行った。さらに、鉄をほとんど含まない硫酸可溶性成分は主成分がグルコースであるので、酵母や乳酸菌を用いて迅速かつ高効率でアルコール、メタンや乳酸に変換する方法を確立した。さらに、鉄をほとんど含まない硫酸可溶性成分は主成分がグルコースであるので、酵母や乳酸菌を用いて迅速かつ高効率でアルコール、メタンや乳酸に変換する研究を現在遂行中である。
SLEに対する抗炎症性脂質メディエーターOEA、PEAの機能解明と有用性の検討

2015年度2017年度若手研究(B)「膠原病様モデルマウスを用いたT細胞活性化をもたらす新規脂質メディエータの同定」において、SLEモデルマウスではパルミトイルエタノールアミド(PEA)及びオレオイルエタノールアミド(OEA)の濃度が野生型マウスに比べて血中及び脾臓内で低値となっていることを見出した。さらに、PEA及びOEAは、SLEの病態形成機序に関わっているToll様受容体9(TLR9)刺激による炎症性サイトカイン産生をタンパク質レベルで抑制することを、in vitro(骨髄由来樹状細胞、脾臓B細胞、マクロファージ細胞株(Raw 264.7細胞))とin vivo実験において見出した。そこで、本年度はPEA及びOEAの炎症抑制機能の解明を進めることを目的とした。PEAとOEAのTLR9刺激に対する抗炎症作用は、in vitroとin vivoのいずれにもおいても、PEAのほうがOEAに比べて顕著であった。そこで、研究のターゲットをPEAに絞って研究を進めることとした。まず、炎症性サイトカイン産生の抑制機序を追求した。骨髄由来樹状細胞、脾臓B細胞、Raw 264.7細胞において、PEAはTLR9刺激によるIL-6mRNA発現を抑制していることを見出した。骨髄由来樹状細胞では、IL-12とIL-23のmRNA発現も抑制されていた。このことより、PEAによる炎症性サイトカイン産生の抑制は、転写あるいは細胞内シグナル伝達レベルにおいて作用している可能性が示唆された。また、前年度までの研究において、PEAは骨髄樹状細胞においてTLR9刺激によるCD86発現を抑制することが判明したが、本年度新たにCD40とMHC ClassIIの発現も抑制することを見出した。また、PEAによるCD86とCD40の発現抑制作用は、B細胞においてもみられることも見出した。本年度はPEA及びOEAの炎症抑制機能の解明を進めることを目的とした。PEAはOEAよりもTLR9刺激による骨髄由来樹状細胞からのIL-6, IL-12, IL-23の産生を強く抑制した。また、CpG-ODNとD-ガラクトサミン投与によるマウス生体内のIL-6産生においも、PEAはOEAよりも強く抑制した。骨髄由来樹状細胞、脾臓B細胞、Raw 264.7細胞において、PEAはTLR9刺激によるIL-6の発現をmRNAレベルで抑制していた。骨髄由来樹状細胞では、IL-12とIL-23のmRNA発現も抑制していた。また、FACS解析により、PEAは骨髄樹状細胞においてTLR9刺激によるCD40とMHC ClassIIの発現を抑制することを見出した。また、B細胞においても、PEAはCD86とCD40の発現を抑制することが明らかになった。今後、PEAによる炎症性サイトカイン産生抑制のさらなる詳細な分子メカニズムの解明が必要である。例えば、PEAがTLR9シグナルを抑制するか検証するため、細胞内シグナル伝達分子(JNK, ERK, p38, IκBなど)の活性化レベルをウエスタンブロット法で解析する。また、PEAがTLR9刺激による形質細胞様樹状細胞からのIFN-α産生を抑制するか検証する。また、PEAがTLR刺激によるB細胞の免疫グロブリン産生を抑制するかどうかについても検討する。さらに、B細胞の増殖抑制への影響も解析を行う。また、個体レベルの解析では、PEAがMRL/lprマウスの腎炎を抑制するか検討する。以上の解析を進め、SLEの病態形成機序と関連する炎症や自己免疫反応におけるPEAの新たな役割を明らかにする。さらに、SLE患者血清中のPEA濃度をLC-MSを用いて測定し、健常者と比べて違いがあるか検討する。SLEモデルマウス同様にPEA濃度に違いがあれば、SLEの疾患バイオマーカーとして利用できるか検討する。骨髄由来樹状細胞、脾臓B細胞、Raw 264.7細胞において、PEAはTLR9刺激によるIL-6mRNA

発現を抑制していることを見出した。骨髄由来樹状細胞では、IL-12とIL-23のmRNA発現も抑制されていた。このことより、PEAによる炎症性サイトカイン産生の抑制は、転写あるいは細胞内シグナル伝達レベルにおいて作用している可能性が示唆された。また、前年度までの研究において、PEAは骨髄樹状細胞においてTLR9刺激によるCD86発現を抑制することが判明したが、本年度新たにCD40とMHC ClassIIの発現も抑制することを見出した。また、PEAによるCD86とCD40の発現抑制作用は、B細胞においてもみられることも見出した。本年度はPEA及びOEAの炎症抑制機能の解明を進めることを目的とした。PEAはOEAよりもTLR9刺激による骨髄由来樹状細胞からのIL-6, IL-12, IL-23の産生を強く抑制した。また、CpG-ODNとD-ガラクトサミン投与によるマウス生体内のIL-6産生においも、PEAはOEAよりも強く抑制した。そこで、研究のターゲットをPEAに絞って研究を進めることとした。まず、炎症性サイトカイン産生の抑制機序を追求した。骨髄由来樹状細胞、脾臓B細胞、Raw 264.7細胞において、PEAはTLR9刺激によるIL-6の発現をmRNAレベルで抑制していた。骨髄由来樹状細胞では、IL-12とIL-23のmRNA発現も抑制していた。また、FACS解析により、PEAは骨髄樹状細胞においてTLR9刺激によるCD40とMHC ClassIIの発現を抑制することを見出した。また、B細胞においても、PEAはCD86とCD40の発現を抑制することが明らかになった。今後、PEAによる炎症性サイトカイン産生抑制のさらなる詳細な分子メカニズムの解明が必要である。例えば、PEAがTLR9シグナルを抑制するか検証するため、細胞内シグナル伝達分子(JNK, ERK, p38, IκBなど)の活性化レベルをウエスタンブロット法で解析する。また、PEAがTLR9刺激による形質細胞様樹状細胞からのIFN-α産生を抑制するか検証する。また、PEAがTLR刺激によるB細胞の免疫グロブリン産生を抑制するかどうかについても検討する。さらに、B細胞の増殖抑制への影響も解析を行う。また、個体レベルの解析では、PEAがMRL/lprマウスの腎炎を抑制するか検討する。以上の解析を進め、SLEの病態形成機序と関連する炎症や自己免疫反応におけるPEAの新たな役割を明らかにする。さらに、SLE患者血清中のPEA濃度をLC-MSを用いて測定し、健常者と比べて違いがあるか検討する。SLEモデルマウス同様にPEA濃度に違いがあれば、SLEの疾患バイオマーカーとして利用できるか検討する。本年度の研究の一部は、前年度までの研究課題の延長として取り組んだ実験系が多く、実験工程が比較的スムーズに進行した結果、消耗品の発注が想定より少なく済んだことが一因と考えられる。次年度使用額は主として消耗品として使用予定である。
新しい角膜内皮移植（DMEK/DMAEK/PDEK）の確立とドナー接着機構の解明

1研究期間中にDSAEK/DMEK/PDEKにおける新しい挿入器具の開発に成功し、アシコ社から世界において販売を開始した。その器具を使用した実際のDSAEK/DMEKの臨床結果を角膜カンファランス2018(広島)において発表した。本器具を使用することにより、DMEK手術時間が有意に短縮し、更に角膜内皮細胞に対する障害性が従来法よりも少なく、内皮細胞温存率が高いことが判明した。これらの新しい知見を、2019年の日本臨床眼科学会総会や米国の最大の臨床眼科学会(AmericanAcademy of Ophthalmology Meeting)において発表を行った。また、これらの結果をCase Report of Ophthalmology誌に投稿し掲載された。2DMEKにおける上皮を温存する有用性に研究中に気がつき、それについてもOCTと共焦点顕微鏡を用いた新たな研究を開始した。具体的には、術中に角膜上皮を温存したほうが、術後の角膜厚が正常に近く、更に角膜神経が温存されるデータが蓄積されつつある。これらのデータは現在角膜専門雑誌であるCORNEAに既に投稿中である。3confocal microscopyを用いた角膜内皮移植後のデータは順調にそろいつつあり、現在、ソフトウェアを用いてデータを解析中である。また、DSAEK/DMEK/DMAEK後の視機能(術後視力、角膜内皮細胞密度、コントラスト感度測定、高次収差)の解析にも着手している。4DSAEK/DMEKと硝子体手術を同時に行う新しい手術手技を開発し、Cornea誌に報告した。今年の研究の目的は、デスメ膜と角膜内皮細胞層のみからなる角膜内皮シートを移植する角膜内皮移植術(DMEK)、ドナー角膜の周辺部のみにわずかな実質を残すDMAEK術式の確立である。レーザー共焦点顕微鏡を用いたDMEK/DMAEK術後角膜の2次元構造の解析として、10人のDSAEK後患者、DMEK後患者を対象とし、レーザー共焦点顕微鏡を用いて、角膜中央の生体観察を角膜上皮、実質、ホストードナー層間、ドナー角膜実質、ドナー内皮の各レベルにおいて広範囲に行った。対象眼を塩酸オキシブプロカインで表面麻酔した後、角膜にHRT2-RCMのレンズキャップを接触させ、角膜中央部における前述した様々な深さで、可能な限り広範囲にスキャニングを行った。得られた多数の2次元画像をコンピュータプログラム(Adobe Photoshop; Adobe Systems, San Jose, CA, USA)を用いて結合し、広範囲モンタージュを作成した。ホスト、ドナーそれぞれの実質、内皮、点状層間高輝度沈着物、巨大層間高輝度沈着物の密度を計算した。その結果、DSAEK手術後あるいはDMEK手術後のドナーホスト層間には高貴度点状物質が見られることを確認した。さらに、DSAEK術式やDMEK術式に有用な専用器具も作成した。具体的には、DMEK専用セッシを開発し、デスメ膜の剥離除去、デスメ膜ドナー内皮細胞の把持と移動に極めて有用と思われた。この点について、現在臨床的に検証中である。角膜内皮移植(DSAEK/DMEK)を希望する患者は順調に増加し、本臨床研究を円滑に遂行している。また、DSAEK/DMEK専用の角膜内皮移植器具の作成も予定通り進行している。さらに、confocal microscopyを用いた角膜生体組織検査も既に機器がそろっているため順調にデータを取得することが可能である。本年はDSAEK/DMEK/PDEKにおける新しい挿入器具の開発に成功し、アシコ社から世界において販売を開始した。その器具を使用した実際のDSAEK/DMEKの臨床結果を角膜カンファランス2018(広島)において既に発表した。これらの新しい知見を、2019年の日本臨床眼科学会総会や米国の最大の臨床眼科学会(American Academy of Ophthalmology Meeting)においても10月に発表を行う予定である。また、これらの結果を角膜専門雑誌であるCORNEAに既に投稿を行い現在査読中である。また、DMEKにおける上皮を温存する有用性に研究中に気がつき、それについてもOCTと共焦点顕微鏡を用いた新たな研究を開始した。これらのデータは現在角膜専門雑誌であるCORNEAに既に投稿を行いreviseしている最中である。また、confocal microscopyを用いた角膜内皮移植後のデータは順調にそろいつつあり、現在、ソフトウェアを用いてデータを解析中である。また、DSAEK/DMEK/DMAEK後の視機能(術後視力、角膜内皮細胞密度、コントラスト感度測定、高次収差)の解析にも着手した。また、動物眼(ウサギ)を用いた角膜内皮移植モデルの作成についても準備か完了し、内皮接着機構の解明に向けてこれから実験を行っていく予定である。

これらの新しい知見を、2019年の日本臨床眼科学会総会や米国の最大の臨床眼科学会(AmericanAcademy of Ophthalmology Meeting)において発表を行った。また、これらの結果をCase Report of Ophthalmology誌に投稿し掲載された。2DMEKにおける上皮を温存する有用性に研究中に気がつき、それについてもOCTと共焦点顕微鏡を用いた新たな研究を開始した。具体的には、術中に角膜上皮を温存したほうが、術後の角膜厚が正常に近く、更に角膜神経が温存されるデータが蓄積されつつある。これらのデータは現在角膜専門雑誌であるCORNEAに既に投稿中である。3confocal microscopyを用いた角膜内皮移植後のデータは順調にそろいつつあり、現在、ソフトウェアを用いてデータを解析中である。また、DSAEK/DMEK/DMAEK後の視機能(術後視力、角膜内皮細胞密度、コントラスト感度測定、高次収差)の解析にも着手している。4DSAEK/DMEKと硝子体手術を同時に行う新しい手術手技を開発し、Cornea誌に報告した。今後は、DMEK/DMAEK術後角膜におけるホストードナー層間境界面付近の3次元構造の解析を予定している。具体的には、10人のDSAEK後患者、DMEK後患者に対して、レーザー共焦点顕微鏡の画像取り込みモードのうち、ボリュームモードを使用することによって、40枚の連続した焦点面のシリーズ画像を約2μmの間隔で取り込む。各対象について、ホストードナー層間境界面を含むレベルにおいて、角膜中央、周辺部(輪部)でそれぞれ連続画像のスタック(積み重ね)を作成し、コンピュータプログラム(NIH imageとAMIRA software)を用いて3-D構造を再構築し、残存したデスメ膜の厚さや輝度、高輝度点状・巨大沈着物の密度など、各種スペックについて解析を行う。また、前眼部光干渉断層計を用いたDMEK後角膜の断層像の解析も行う。さらに、DMEK/DMAEK専用器具の作成を引き続き行い市販化を目指す。最終年度の計画としては、実際の臨床において、OCT手術顕微鏡を用いDSAEK/DMEK/DMAEK/PDEKにおける生体観察を計画している。対象はそれぞれ10人のDSAEK後患者、DMEK後患者、DMAEK後患者、PDEK後患者である。これらの患者において、OCT手術顕微鏡を用いて手術を行い、ドナーが接着されるまでの様子を全ての術式について生体観察し、デジタルビデオにて保存する。DSAEK/DMEK/DMAEK/PDEKドナーの前房内での動きを詳細に観察し、内皮細胞への影響、より接着しやすい術式は無いかどうか検討する。また、術終了時に残存する層間水分に対して、角膜マッサージの有効性を検討する。さらに、OCT手術顕微鏡にて観察される残存層間水分の量をフォトショップソフトウェアにて定量化を試みる。これらのデータは世界でも最新のデータである可能性があり、データが揃い次第、臨床系眼科海外雑誌(Ophthalmologyを予定)へ投稿する予定である。
プロセッサ性能カウンタを用いたアダプティブ電源制御による計算機電源の効率改善

計算機の実運用環境下でのプロセッサ電源における電力損失の削減を研究の目的とする。特に発生時間比率が高い低負荷での電源効率悪化の改善を目指す。そのために、プロセッサ電源において、プロセッサの負荷状況に応じた効率制御を行うアダプティブ電源制御方式を提案する。また、プロセッサ電力消費の迅速な推定のためにプロセッサに内蔵される性能カウンタを応用する。電力推定精度向上のため、最適な性能カウンタ計測項目を検討する。さらに、アダプティブ電源制御の回路シミュレーションおよび試作ハードウェアでの検証を行い、各種情報システムの省電力化に向け、本方式が有効に寄与することを明らかにする。
宇宙線の加速機構に迫るＸ線ＳＯＩピクセル検出器の開発

今年度は、超新星残骸IC 443の天体解析および、イベント駆動型SOIピクセル検出器XRPIXのエネルギー分解能向上のための素子開発を行った。昨年度の研究により、超新星残骸G166.0+4.3の分子雲が相互作用している領域から再結合優勢な過電離プラズマを発見し、過電離プラズマの生成起源が冷たい分子雲との熱伝導であると結論付けた。他の超新星残骸も同様に調査するため、IC 443に着目した。IC 443は分子雲と相互作用している超新星残骸であり、先行研究より中心領域から過電離プラズマが発見されている。しかし、分子雲と接触している領域のプラズマの状態は調査されていない。私の解析によって、この領域もプラズマが過電離状態であることを確認た。また、期待していた通りこのプラズマの電子温度は、他の領域よりも優位に低い値であった。G166.0+4.3の結果と同じく、過電離プラズマの起源が分子雲との熱伝導であることを強く示唆する結果である。本研究については、国際学会の口頭発表および主著論文としてで報告した。素子開発については、素子の大面積化とエネルギー分解能の向上に務めた。サイズが15.3 mm x 21.9 mm (二枚並べることで衛星搭載要求性能達成)の大面積素子を開発し、性能評価を行った。素子の全ての領域から正常なスペクトルが取得できることを確認した。また、エネルギー分解能の向上を目的としてDoble SOI構造を導入し、回路層とセンサー層の容量結合を遮断した素子の開発を行った。この素子でイベント駆動読み出しにてエネルギー分解能346 eV at 6.4 keVのスペクトル性能を達成し衛星搭載の要求性能300 eV at 6 keVに大きく近づいた。これらの結果は国際学会の口頭発表で報告し、共著論文にて執筆中である。29年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、電波のシェルと中心集中のX線放射を持つMixed-morphorogy超新星残骸G166.0+4.3の天体解析および、イベント駆動型SOIピクセル検出器XRPIXのエネルギー分解能および量子効率向上のための素子開発を行った。はじめに天体解析について述べる。G166.0+4.3はROSAT、ASCA、XMM-Newtonの3つの過去のX線観測がある超新星残骸であり、これらの結果では超新星残骸内のプラズマは電離平衡または電離進行であるとされてきた。我々は、X線天文衛星Suzakuを用いて計230 ksの観測を行い、領域を分割してG166.0+4.3内の様々な場所のプラズマ状態を調査した。その結果、西の領域は電離進行プラズマであるのに対し、東の領域では再結合(過電離)プラズマであることを初めて発見した。再結合プラズマの生成起源はいまだ分かっていないが、有力な説の一つとして冷たい分子雲と熱接触することによりプラズマの電子温度が低下する分子雲衝突説がある。G166.0+4.3はFermi衛星の観測結果から東の領域はGeVガンマ線で明るいことが知られている。これは、東に分子雲が存在することを示唆し、熱接触で東の領域のみが再結合プラズマになったとすれば我々の解析結果をサポートする。また、各元素の存在比を調査した結果、鉄の分布が西側に偏っていることが分かった。これは、爆発の中心が西側であることを示唆する。素子開発について、エネルギー分解能向上のために読み出し回路の初段にCharge-sensitiveアンプを搭載した素子XRPIX3bの性能評価を行った。この結果、読み出しノイズが35 electron (rms)とエネルギー分解能320 eV @ 6 keVという過去最高の結果を得た。また、低エネルギー側の量子効率の向上のため、新しい裏面プロセスを施した素子XRPIX2b-Pizzaを開発した。性能評価の結果、裏面の不感層の厚みが0.9-1.0 umを達成し衛星計画の要求性能に大きく近づいた。超新星残骸について新発見があり、主著として論文を執筆中である。検出器の論文を主著で一つ作成、共著でもう一つ執筆した。学会発表を多数回行い、うち1回は招待講演だった。これらは進捗予定より進んでいると見なしている。今年度は、超新星残骸(SNR) G166.0+4.3、IC 443の天体解析および、イベント駆動型X線SOIピクセル検出器XRPIXの素子開発を行った。一般的なSNRのプラズマは電離が優勢だが、幾つかの天体からは再結合優勢な過電離プラズマが発見されている。過電離プラズマの生成起源は分かっていないが、二つの有力な説がある。一つはガス密度の差による断熱膨張による冷却説、もう一つは分子雲との熱接触起源説である。起源が後者であるとすると、過電離プラズマは分子雲とSNRの衝撃波がまさに相互作用しているときのプラズマを見ていることとなる。G166.0+4.3、IC 443は共に東西で形状の異なる電波シェルを持つSNRである。双方ともその広がった形状から西側で希薄なガス環境が期待できる。G166.0+4.3は北東に、IC 443は南東にGeV/TeV放射が見られる。これらの放射がパイ0の崩壊によるものだとするとその場所に分子雲があることを意味する。

これらのSNRから過電離プラズマを観測し、空間分布をしらべることで過電離プラズマの生成起源に迫る。素子開発について述べる。XRPIXは2020年代打ち上げを目標とするFORCE衛星計画に搭載予定の検出器である。FORCEの科学目標にはSNRにおける宇宙線加速メカニズムの解明も含まれる。XRPIXは、シリコンのセンサー層、絶縁のための酸化膜層、回路層を一枚のシリコンウェハ内で形成している。各ピクセルに読み出し回路、トリガー回路を搭載することにより、X線が入射したピクセルのみを読み出すことができる。X線天文衛星の主要検出器であるX線CCDの読み出しが数秒であるのに対し、数マイクロ秒の読み出しが可能となる。今年度はXRPIXのX線入射面感度の向上、素子の大面積化についての研究を実施した。はじめに天体解析について述べる。超新星残骸(SNR) G166.0+4.3の北東の領域で過電離プラズマを発見した。一方で、西側は電離優勢のプラズマであった。X線の放射量から見積もった星間空間のガス密度は北東の方が高く分子雲の存在が期待できる。北東のプラズマが分子雲に冷却されたとすると結果を簡単に説明する。これらの結果は国際学会で2回発表、その後主著論文にしPASJへ提出、受諾された。また野辺山電波観測所へG166.0+4.3に付随する分子雲の観測を目的にプロポーザルを提出、受諾され2017年4月に観測予定である。SNR IC 443について先行研究で北東からしか観測されていない過電離プラズマをすべての領域から発見した。これらの空間分布を調べたところ分子雲とSNR衝撃波が相互作用している南東領域で電子温度が優位に低いことが分かった。この結果は、過電離プラズマの起源が分子雲による熱冷却である可能性を示す。この結果は2017年春の天文学会で報告し、主著論文を執筆中である。次に検出器開発について述べる。本年度のXRPIXの開発の成果としてX線入射面感度の向上、素子大面積化がある。0.5 keVの低エネルギーのX線の検出効率は入射面にある不感層の厚みに大きく依存する。0.5 keVのX線に対する検出効率は、不感層厚が1umのとき10%である。この1umを要求性能とし開発している。入射面のイオンインプラとレーザーアニール処理を新しくした素子を性能評価した結果、不感層厚は0.5umと要求性能を達成した。この結果は共著論文としてNIM Aに提出、受諾された。また素子面積21.9mm x 13.8mmの大きさを持つ大面積素子の開発を行った。これを2枚並べると衛星搭載の要求性能となる。素子でのスペクトル取得も成功し、XRPIXが大面積化可能であることを実証した。今年度は、超新星残骸IC 443の天体解析および、イベント駆動型SOIピクセル検出器XRPIXのエネルギー分解能向上のための素子開発を行った。昨年度の研究により、超新星残骸G166.0+4.3の分子雲が相互作用している領域から再結合優勢な過電離プラズマを発見し、過電離プラズマの生成起源が冷たい分子雲との熱伝導であると結論付けた。他の超新星残骸も同様に調査するため、IC 443に着目した。IC 443は分子雲と相互作用している超新星残骸であり、先行研究より中心領域から過電離プラズマが発見されている。
メゾスコピック系の非平衡状態における電子相関効果・干渉効果の理論的研究

本年度は強相関電子系における非平衡輸送について、以下に記す研究を行い、その内容を学位論文にまとめた。[1]直列二重量子ドット系における非線形輸送直列二重量子ドット系は、各ドットが奇数個の電子を持つとき、近藤効果と2つのドット間の交換相互作用との競合が輸送現象に現れることが知られている。特に、両者の競合のクロスオーバー領域で完全伝導を示すことがスレーブボゾン平均場理論及び数値繰り込み群法によって明らかにされている。また、共鳴幅と比べてドット間のホッピングが大きいとき、各ドット・リードの近藤一重項の間に結合・反結合状態が形成され、微分コンダクタンスにこれを反映したダブルピーク構造が現れることがnoncrossing approximation(NCA)などによって指摘されている。我々はこの系の非線型伝導を調べるため、時間依存密度行列繰り込み群による精密計算を行い、このピーク分裂が実際に現れることを示した。また、NCAで得られた微分コンダクタンスの異常な増大が、スレーブボゾンの導入による人為的なものであり、時間依存密度行列繰り込み群からは得られないことを見出した。[2]一次元Mott絶縁体の絶縁破壊Half filledの一次元Hubbard模型では、有限の斥力相互作用Uによって電荷ギャップが生じ、基底状態がMott絶縁体となることが知られている。我々は前年度より、この状態に局所的な電圧降下を加えることで絶縁破壊のプロセスを数値的にシミュレートし、絶縁破壊後に形成される非平衡定常状態の性質を調べてきた。その結果、(a)バイアス電圧が電荷ギャップ以下のときは定常的な電流は生じないのに対し、バイアス電圧が電荷ギャップを上回ると定常電流が流れること、(b)バンド幅・クーロン相互作用といったエネルギースケールにくらべて電圧が小さい領域では、電流・電圧特性が電荷ギャップだけでスケールされることがわかった。これらの結果を論文(JPSJ Letter)として発表するとともに、国際学会(SCES 2010)において発表を行った。[3]近藤絶縁体の絶縁破壊一次元周期的Anderson模型のhalf-fillingでの基底状態は、有限の電荷ギャップを持つ近藤絶縁体であることが知られている。本研究では一次元Mott絶縁体の場合と同様に、局所的な電圧効果による近藤絶縁体の絶縁破壊をシミュレートし、電流・電圧特性を調べた。一次元Mott絶縁体と近藤絶縁体及びバンド絶縁体の非線形電流を比べると、二つのスケーリング変数を使ってユニバーサルな関数となることが(数値計算の範囲ではあるが)示すことができた。中でも電圧依存性は3つのモデルで同じ形になっており、個々の一次元絶縁体の性質の違いからは容易に想像できない興味深い共通点となっている。2009年度は非平衡定常状態における電子相関効果を対象とし、以下の3種類の系について研究を行った。[1]単一量子ドット系2009年4月以前から継続的に研究を行ってきた単一量子ドット系については、ドット内の電子間相互作用が大きい場合に近藤温度が小さくなるために非平衡定常状態への緩和時間が長くなり、数値的なシミュレーションが困難になるという課題があった。我々は鈴木・Trotter分解の次数を2次から4次にし、最適な計算パラメータを注意深く選ぶとともに、計算プログラムの最適化を施して、より長い時間のシミュレーションを可能にした。その結果、以前論文に掲載したWilson比Rw<1.71から、Rw<1.97までの強相関領域を数値的に扱えることを示した。この結果をEP2DSにおいて発表し、そのProceedingが出版された。[2]直列二重量子ドット系直列二重量子ドット系は、二不純物の近藤問題と同等のモデルで記述され、近藤問題の知見から「不純物サイト間でスピン1重項を作る固定点」と「2つの近藤1重項を形成する固定点」とのクロスオーバーが存在することがわかっている。我々は直列二重量子ドット系に有限のバイアス電圧を印加したときの非平衡定常状態の性質が、これらの固定点とどのように関わっているかを調べてきた。系が完全な反転対称性を持つときは様々な振動成分が定常状態を見えにくくするという点があったが、わずかに非対称性を導入することでこの振動成分が抑制し定常状態を判別しやすくなることがわかった。[3]一次元Hubbard模型Half-filledの一次元Hubbard模型では、有限の斥力相互作用Uによって電荷ギャップが生じ、基底状態がMott絶縁体となることが知られている。我々はこの状態にバイアス電圧を加えることで絶縁破壊のプロセスを数値的にシミュレートし、絶縁破壊後に形成される非平衡定常状態の性質を調べた。その結果、バイアス電圧が電荷ギャップ以下のときは定常的な電流は生じないのに対し、バイアス電圧が電荷ギャップを上回ると定常電流が流れるという直感的に自然な結果が得られた。また電流・電圧特性を見ると、絶縁破壊を超えた高電圧領域に電流が電圧の関数としてほぼ線形になる領域があり、Uが大きくなるにつれてその傾きが小さくなることがわかった。これは本質的に新しい発見であり、その物理的な起源はわかっていない。一方、電子間の相互作用が引力の場合、基底状態は超伝導と電荷密度波の長距離相関を持つことを反映して、線形コンダクタンスはUに依らず完全伝導のそれと一致し、朝永-Luttinger液体の理論とも整合することを示した。[1]直列二重量子ドット系における非線形

輸送直列二重量子ドット系は、各ドットが奇数個の電子を持つとき、近藤効果と2つのドット間の交換相互作用との競合が輸送現象に現れることが知られている。特に、両者の競合のクロスオーバー領域で完全伝導を示すことがスレーブボゾン平均場理論及び数値繰り込み群法によって明らかにされている。また、共鳴幅と比べてドット間のホッピングが大きいとき、各ドット・リードの近藤一重項の間に結合・反結合状態が形成され、微分コンダクタンスにこれを反映したダブルピーク構造が現れることがnoncrossing approximation(NCA)などによって指摘されている。我々はこの系の非線型伝導を調べるため、時間依存密度行列繰り込み群による精密計算を行い、このピーク分裂が実際に現れることを示した。また、NCAで得られた微分コンダクタンスの異常な増大が、スレーブボゾンの導入による人為的なものであり、時間依存密度行列繰り込み群からは得られないことを見出した。[2]一次元Mott絶縁体の絶縁破壊Half filledの一次元Hubbard模型では、有限の斥力相互作用Uによって電荷ギャップが生じ、基底状態がMott絶縁体となることが知られている。我々は前年度より、この状態に局所的な電圧降下を加えることで絶縁破壊のプロセスを数値的にシミュレートし、絶縁破壊後に形成される非平衡定常状態の性質を調べてきた。その結果、(a)バイアス電圧が電荷ギャップ以下のときは定常的な電流は生じないのに対し、バイアス電圧が電荷ギャップを上回ると定常電流が流れること、(b)バンド幅・クーロン相互作用といったエネルギースケールにくらべて電圧が小さい領域では、電流・電圧特性が電荷ギャップだけでスケールされることがわかった。これらの結果を論文(JPSJ Letter)として発表するとともに、国際学会(SCES 2010)において発表を行った。[3]近藤絶縁体の絶縁破壊一次元周期的Anderson模型のhalf-fillingでの基底状態は、有限の電荷ギャップを持つ近藤絶縁体であることが知られている。本研究では一次元Mott絶縁体の場合と同様に、局所的な電圧効果による近藤絶縁体の絶縁破壊をシミュレートし、電流・電圧特性を調べた。一次元Mott絶縁体と近藤絶縁体及びバンド絶縁体の非線形電流を比べると、二つのスケーリング変数を使ってユニバーサルな関数となることが(数値計算の範囲ではあるが)示すことができた。中でも電圧依存性は3つのモデルで同じ形になっており、個々の一次元絶縁体の性質の違いからは容易に想像できない興味深い共通点となっている。
養殖・畜養マグロにおける水銀汚染および有機塩素系化合物汚染の実態調査

日本でわれている養殖クロマグロの水銀汚染と有機塩素系化合物汚染を分析し、天然マグロの場合と比較した。養殖クロマグロの水銀濃度は厚生労働省の定めた基準を越えるものが少なく、一般に天然のクロマグロより低かった。一方、脂溶性の高い有機塩素系化合物濃度は天然クロマグロより高く、多食者には健康被害が心配される。地中海で行われている畜養マグロの場合の水銀および有機塩素系化合物濃度は日本国内の養殖マグロに比べて著しく高いものが多く、これは魚体の大きさを反映していると思われる。日本国内で販売されている養殖・畜養マグロの水銀濃度とPCBなどの有機塩素系化合物の濃度を分析した。我が国の魚介類の総水銀の規制値は0.4ppmであり、原則としてこれより高濃度の総水銀を含むものは食品としての販売は禁止されている。しかし常に高濃度の水銀を蓄積しているマグロ類、サメ、鯨などはこの規制の適用除外となっている。一方PCBの規制値は0.5ppmである。日本の南西地域で行なわれているクロマグロの養殖は幼魚を2-3年間飼育したもので、小型のマグロ(30-50kg)である。これらの赤身肉に含まれている総水銀濃度は0.4ppmを超えるものは少なく、これはマグロの年齢(魚体の大きさ)を反映したものと思われる。養殖地域で比較すると南の地域で養殖したマグロほど総水銀濃度が高く、一番南の沖縄のマグロでは0.4ppmを超えるものが含まれていた。トロの部分の総水銀濃度は赤身に比べて低く、これはメチル水銀が脂肪に蓄積しにくいことが原因と思われる。これらの結果は我々が既に報告している鯨類の水銀汚染の結果と一致している。PCBなどの脂溶性化合物は赤身よりトロに高濃度に蓄積し、トロとして販売されていたもの大部分は0.5ppmを超えていた。北の地域で養殖したマグロほどPCB濃度が高かったが、PCB濃度を脂肪量当りで比較した場合には一定の地域差が認められなかった。地域差の原因として北の地域のマグロほど脂肪量が多いことが考えられる。現在、DDTの代謝物であるDDEとトランスノナクロールの分析も行ない、その結果を鯨類の結果と比較している。我が国でのクロマグロの養殖は、幼魚を2-3年間飼育したもので、小型のマグロである。我々の行なった調査では魚介類の基準である総水銀としての0.4ppmを越えるマグロの赤身肉(刺身)は極めて少なかった。その理由として、市販されている養殖マグロ魚体が小さいことが挙げられる。近年、某大学はマグロの魚卵からの完全養殖マグロに成功し、そのマグロが市場で販売されている。この赤身肉の総水銀濃度を分析したところ、検査したものすべてが水銀の基準値を越えており、平均は0.65ppmであった。PCBなどの有機塩素系化合物についても分析したが、トロの揚合にはPCBの基準である0.5ppmを越えるものが多数認められたが、完全養殖マグロの場合では基準よりかなり低い値であった。これらの結果は、養殖マグロの水銀とPCBの汚染度は餌に含まれている水銀とPCB濃度により強く影響を受けていることを示唆している。水銀は赤身で高く、PCBはトロで高い値で、両汚染物質の分布には脂肪含量が影響していると思われる。水銀は海生生物の肝臓に蓄積するが、脂肪の多い組織には蓄積しない傾向がある。このことを証明するため、脂肪を肝臓に蓄積しているサメの肝臓と筋肉の水銀濃度を分析した。未成熟のサメの場合には筋肉中の水銀濃度は肝臓より高く、一方、成熟したサメの揚合では肝臓での水銀濃度が顕著に高いものが認められた。水銀は加齢とともに蓄積する典型的な汚染物質であるが、肝臓への蓄積には脂肪含量が影響していると思われる。食の安全に関する問題で、産地の特定(産地偽装)と言う言葉をよく耳にする。脂ののっている養殖・畜養マグロは安価な天然マグロのトロの代用品としてその販売量を飛躍的に増やしてきたが、天然マグロと表示されて販売されている場合(不正表示)や、その捕獲が禁止あるいは制限されている海域からの不正捕獲が後を絶たない(産地偽装)。養殖・畜養マグロと天然マグロとでは水銀汚染や有機塩素系化合物による汚染度も異なる。安定同位体(^<15>Nと^<13>C)を分析することで両者を識別できるか否かを検討した。また安定同位体による捕獲地域の特定についても検討した。日本産養殖マグロ(クロマグロ)は小型であるが、同じ大きさの天然のクロマグロと比較すると安定同位体の蓄積量が高い。日本近海で捕獲されている天然のマグロ類(クロマグロ、キハダマグロ、ビンナガマグロ)の^<15>N値は北の地域で捕獲したものほど高く^<13>C値は低い傾向であった。

日本近海で捕獲したキハダバグロの安定同位体の分析値は、グアムやパラオで捕獲したキハダマグロ、またオセアニアで捕獲したキハダマグロの分析値とは異なり、これらの分析値で捕獲地域をある程度の区別できることを示唆した。残留性が高く地域により汚染度が異なる有機塩素系化合物の分析結果も併せると、キハダマグロの捕獲(生息)地域を明らかに特定できると思われる。
脂肪乳剤投与と血中トリグリセライド値との関連性および採血時間に関する検討

脂肪乳剤の投与速度と,採血タイミング,そして血清TG値との関連性を検討した.同意が取得でき,研究の対象となった症例は11例(男性9例,女性2例.平均年齢75.4歳)であった.脂肪乳剤の投与速度と血清TG値の間の相関については,通常の朝採血と投与終了時採血のいずれのポイントにおいても明らかな相関性は認められなかった(相関係数r=0.023, 0.12).脂肪乳剤投与による血清TG値の上昇(投与終了時の血清TG値と朝採血の血清TG値との差)についても,投与速度との間には明らかな相関性は認められなかった(r=0.14).通常の朝採血から得られた血清TG値の平均は65.5±31.0mg/dLであり,脂肪乳剤の投与速度に関わらず当院の基準値(150mg/dL未満)を超えた例はなかった.通常の朝採血時の血清TG値については過去2年間のカルテ情報による後ろ向き調査(対象50例)も行ったが,同様の結果であった.一方,投与終了時採血から得られた血清TG値の平均は133.1±65.0mg/dLで, 11例中5例で基準値を超えており,そのすべての例で脂肪乳剤の投与速度は上限である0.1g/kg/hrを超えていた.なお,対象の11例中10例で脂肪乳剤の投与速度の上限を超えた速度で投与されていた.認知症や状態不良により直接本人から同意を得られないだけでなく,予定家族の面会もない例が多かったことから症例数よりも対象症例数が少なくなった.投与終了時の採血から得られる血清TG値と脂肪乳剤の投与速度との関連性については明らかにすることはできなかったが,通常の朝の採血から得られる血清TG値は脂肪乳剤投与時の安全性の指標にはなりえないことが明らかとなった,更に症例数を増やし,血清TG値が脂肪乳剤投与時の安全性の指標となりうる採血タイミングを明らかにしていきたい.脂肪乳剤の投与速度と,採血タイミング,そして血清TG値との関連性を検討した.同意が取得でき,研究の対象となった症例は11例(男性9例,女性2例.平均年齢75.4歳)であった.脂肪乳剤の投与速度と血清TG値の間の相関については,通常の朝採血と投与終了時採血のいずれのポイントにおいても明らかな相関性は認められなかった(相関係数r=0.023, 0.12).脂肪乳剤投与による血清TG値の上昇(投与終了時の血清TG値と朝採血の血清TG値との差)についても,投与速度との間には明らかな相関性は認められなかった(r=0.14).通常の朝採血から得られた血清TG値の平均は65.5±31.0mg/dLであり,脂肪乳剤の投与速度に関わらず当院の基準値(150mg/dL未満)を超えた例はなかった.通常の朝採血時の血清TG値については過去2年間のカルテ情報による後ろ向き調査(対象50例)も行ったが,同様の結果であった.一方,投与終了時採血から得られた血清TG値の平均は133.1±65.0mg/dLで, 11例中5例で基準値を超えており,そのすべての例で脂肪乳剤の投与速度は上限である0.1g/kg/hrを超えていた.なお,対象の11例中10例で脂肪乳剤の投与速度の上限を超えた速度で投与されていた.認知症や状態不良により直接本人から同意を得られないだけでなく,予定家族の面会もない例が多かったことから症例数よりも対象症例数が少なくなった.投与終了時の採血から得られる血清TG値と脂肪乳剤の投与速度との関連性については明らかにすることはできなかったが,通常の朝の採血から得られる血清TG値は脂肪乳剤投与時の安全性の指標にはなりえないことが明らかとなった,更に症例数を増やし,血清TG値が脂肪乳剤投与時の安全性の指標となりうる採血タイミングを明らかにしていきたい.
一過性局所脳虚血/再灌流モデルを用いた遠隔虚血コンディショニングの効果

脳血管障害は歯科医療の分野においても影響力は多大であり神経機能の回復は重要な研究課題である。本研究は、虚血により誘導される内在性神経幹細胞の動向に主眼を起き神経再生機転の観点から研究を行う点ではこれまでにない着眼点であり、脳血管以外の血管に対する遠隔虚血操作により大腿動脈血流を一時的に遮断することで神経再生能が亢進することが明らかとなれば虚血再灌流後の合併症防止に重要なstrategyを提供すると考えられ、臨床上極めて重要な研究課題であり国民の有益性に大きく寄与すると思われる。
非平衡環境下における化学反応の理論的研究

本研究は、環境が非平衡状態にある場合の凝縮相反応について、その動的な側面を統一的に扱える理論の構築を最終的な目的とし、本年度は以下の研究を行なった。1)1/f型揺らぎを受ける系の反応ダイナミックス:昨年の研究により、準安定領域から粒子が逃散する系に1/f型のパワー・スペクトルを持つノイズが作用している場合、平均逃散率が白色ノイズの場合より数倍大きくかつ非定常的になることが見い出された。今年度は駆動ノイズのパワー・スペクトルと反応ダイナミックスの関係を定量的に調べるため詳細なシミュレーションを行った。非白色ノイズ源としては相沢らにより詳細に調べられた変形ベルヌ-イ写像を用い、散逸揺動定理を近似的に満たすため5倍の振幅を持つ白色ノイズを同時に作用させた。この結果、準安定領域に留まる確率が、短時間領域を除いて、Stretched Exponential型緩和P(t)=P_0exp(-(κt)^z)で良く記述できることが見い出された。緩和の速度を特徴付けるパラメータκはノイズのパワー・スペクトルが1/f^α型(α>0)になると急速に大きくなり最大白色ノイズの場合の3倍くらいになり、指数緩和からのずれを特徴付けるパラメータzはパワー・スペクトルが1/f型に近づくと1より小さくなり最小0.8程度になることが分かった。この結果は、1/f型ノイズでは一方向への力がある時間にわたって連続的に生成され、両方向の力がほぼ交互に生成される白色ノイズに比べ準安定状態から逃散し易くなるためと考えられるが、定量的な説明を行うにはより詳しい理論が必要である。2)非平衡状態に関する原理的研究:昨年に続き、多重パイこね変換と呼ばれる数理モデルにおいて、拡散過程と密度分布関数の発展演算子の関係、Fick則に従う非平衡定常状態の研究を行った。そして、1)可逆な力学と非可逆変化に伴う非平衡状態を両立させるためにフラクタルな分布が重要な役割を果たしていること、2)このような状態を取り扱うにはより進んだ数学的枠組みが必要であることを見い出した。
外国産鳥類の野生化による土着鳥類群集の撹乱に関する研究

人為的に移入された地域での外来種鳥類の定着・帰化は19世紀以来世界各地で繰り返され,生物の分布に影響を与えている.日本国内でも移入種の帰化の例は増えているが,その実態についてはほとんど研究がない.本研究では,外来種のソウシチョウが九州各地の自然林で急速に個体数の増加させ,分布を拡大している原因および在来鳥類群集(とくにウグイス)への影響を明らかした.ソウシチョウの繁殖密度は森林性鳥類群集の中でも優占しており,ウグイスの23倍に達していた.両種のみが林床のスズタケ群落内に営巣し,ウグイスの巣はスズタケ密度の高い地域に限られ,ソウシチョウはスズタケの密度によらず広い範囲に分布していた.ソウシチョウが高密度に営巣可能な理由の一つは営巣場所の選択幅の広さにあると考えられる.両種の分布の重なりは大きかったが,営巣場所に関する競争を示す証拠は得られなかった.繁殖期間はソウシチョウが4月8月、ウグイスは4月7月で,同所するシジュウカラ類等他の分類群に比べて長かった。両種とも繁殖成功が非常に低かった.失敗の原因のほとんどは補食であり,カケス,ヘビ類による補食が確認された.ソウシチョウは森林の中下層部の樹木の枝葉部分で多く採餌していた.主要な餌となっている鱗翅目の幼虫,成虫,大型飛翔性昆虫などは季節的な消長が大きかったが,採餌空間の季節的な変化はみられなかった.ソウシチョウはシジュウカラ類との垂直的な採餌空間の重複が大きかったが,主にスズタケ群落上で採餌する事が多く,スズタケ群落から離れて採餌することの多いシジュウカラ類とは採餌場所を分けていた.ウグイスは主にスズタケ群落内で採餌しており,ソウシチョウとの重複は少なかった.ソウシチョウはスズタケ群落内で他種の占有しない空いたニッチを占有することで自然林内に定着し,個体数を増加させていると考えられる.国内の落葉広葉樹林帯は現在ニホンジカによる林床植物の食害が急速に進んでいる.ソウシチョウやウグイスの生息場所も急速な改変が進んでいる.今後,シカによる植生改変の鳥類群集への影響を評価する研究を推進する.人為的に移入された地域での外来種鳥類の定着・帰化は19世紀以来世界各地で繰り返され,生物の分布に影響を与えている.日本国内でも移入種の帰化の例は増えているが,その実態についてはほとんど研究がない.本研究では,外来種のソウシチョウが九州各地の自然林で急速に個体数の増加させ,分布を拡大している原因および在来鳥類群集(とくにウグイス)への影響を明らかした.ソウシチョウの繁殖密度は森林性鳥類群集の中でも優占しており,ウグイスの23倍に達していた.両種のみが林床のスズタケ群落内に営巣し,ウグイスの巣はスズタケ密度の高い地域に限られ,ソウシチョウはスズタケの密度によらず広い範囲に分布していた.ソウシチョウが高密度に営巣可能な理由の一つは営巣場所の選択幅の広さにあると考えられる.両種の分布の重なりは大きかったが,営巣場所に関する競争を示す証拠は得られなかった.繁殖期間はソウシチョウが4月8月、ウグイスは4月7月で,同所するシジュウカラ類等他の分類群に比べて長かった。両種とも繁殖成功が非常に低かった.失敗の原因のほとんどは補食であり,カケス,ヘビ類による補食が確認された.ソウシチョウは森林の中下層部の樹木の枝葉部分で多く採餌していた.主要な餌となっている鱗翅目の幼虫,成虫,大型飛翔性昆虫などは季節的な消長が大きかったが,採餌空間の季節的な変化はみられなかった.ソウシチョウはシジュウカラ類との垂直的な採餌空間の重複が大きかったが,主にスズタケ群落上で採餌する事が多く,スズタケ群落から離れて採餌することの多いシジュウカラ類とは採餌場所を分けていた.ウグイスは主にスズタケ群落内で採餌しており,ソウシチョウとの重複は少なかった.ソウシチョウはスズタケ群落内で他種の占有しない空いたニッチを占有することで自然林内に定着し,個体数を増加させていると考えられる.国内の落葉広葉樹林帯は現在ニホンジカによる林床植物の食害が急速に進んでいる.ソウシチョウやウグイスの生息場所も急速な改変が進んでいる.今後,シカによる植生改変の鳥類群集への影響を評価する研究を推進する.野生化鳥類であるソウシチョウが九州各地の森林で、急速に分布を広げつつある理由を明らかにするために、えびの高原(宮崎県)と油山(福岡県)において繁殖生態,営巣環境などの調査を行った。本年度は来年度以降行う野外実験の準備のために,主に繁殖生態の予備的な研究を行った。主調査地のえびの高原においては,ソウシチョウのなわばり分布、生息密度の調査,巣のマッピング,巣の計測および周辺環境の記載,個体識別のための捕獲標識を行った.調査地域内では26巣,地域外で12巣を発見した.潜在競争種と考えられるウグイスの巣は調査地域内では発見されず,地域外で6巣を発見した.調査地域内で29個体のソウシチョウ成鳥を捕獲し,計測,採血,標識を行った.血液標本は血縁および性判定を行うために保存している.個体毎のさえずりの特徴を明らかにするため,9個体についてさえずりを録音した。