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咀嚼の中枢神経機構における抑制性ニューロンの重要性の解明 (単一神経内染色法と免疫電顕法を併用して)

13年度は、咀嚼を制御しうる抑制性介在ニューロンの三叉神経運動ニューロンへの入力様態を明らかにするため、三叉神経吻側核(Vo.r)ニューロンを標識し観察した。その結果、単一Vo.rニューロンは単一閉口筋運動ニューロン(JCM)および単一開口筋運動ニューロン(JOM)の細胞体および近位樹状突起にそれぞれ平均5個および4個のシナプスを形成した。この結果は、単一Vo.rニューロンは、全JCMの約54%または全JOMの約23%と接合し、その抑制効果は、JOM群に対するよりもJCM群に対する方が2.3倍の効力を持つことを示唆する。以上より、抑制性のVo.rニューロンが介在する感覚-運動反射回路は、顎運動のパターン形成や歯周組織の保護に働くことが解明された。そこで14年度の研究では、これらの抑制性入力を受けるJCMとJOM間の差異の解明を試みた。Neurolucidaを用いた三次元分析の結果、JCMの樹状突起の大部分は三叉神経運動核背外側亜核内に留まるが、JOMの樹状突起遠位部は網様体に進入した。樹状突起近位部の分岐はJCMよりもJOMの方が多かった。JOMとJCMの細胞1個当たりの幹樹状突起の計測値は両者に差はなかった。樹状突起1本当たりの分岐数と終止数、表面積はJOMの方がJCMよりも高い値を示した。JOMとJCMの幹樹状突起の直径と終止数、総樹状突起長、表面積との間には有意な正相関が認められたが、この相関はJCM-JOM間で差はなかった。以上より、JCMとJOMの樹状突起の形態は、その全形に拘わらずその直径に左右され、樹状突起形態の計測値は、樹状突起毎の値には違いがあるがニューロン毎の値には差がなく、また1個の運動ニューロンの樹状突起形態を支配する機構は、運動ニューロンの種類に拘わらず拮抗筋を支配するα運動ニューロン間で類似することが解明された。顎運動の特徴である両側性協調運動に関与する神経機構を解明するため、単一ニューロンの細胞内電位記録・標識法、薬理学的研究法を用いて以下の結果を得た。1)三叉神経吻側核(Vo. r)ニューロンをNbで標識したところ、両側の三叉神経運動核(Vmo)の中の閉口筋運動核に投射するもの(biVo. r-dlニューロン)と、両側の開口筋運動核に投射するもの(biVo. r-vmニューロン)が存在した。2)これらのbiVo. r-dlニューロンとbiVo. r-vmニユーロンは、歯根膜または歯肉の低閾値機械刺激に、応答した2次ニューロンであった。3)閉口筋筋紡錘の感覚を伝えるbiVo. r-vmニューロンも存在した。4)口腔内の電気刺激により、両側の開口筋運動ニューロンにはdisynaptic EPSPのみでなく、disynaptic IPSPが誘発された。5)口腔内の電気刺激により、両側の閉口筋運動ニューロンにはdisynaptic IPSPのみでなく、disynaptic EPSPが誘発された。6)両側の開口筋運動ニューロンおよび閉口筋運動ニューロンに誘発されたIPSPは、glycinergicおよびGABAergicな2次ニューロンを介するものであった。

本年度の上記の研究により、両側性協調運動を特徴とする顎運動には2次ニューロンの両側性投射が重要な働きを成していること、特に、これまで全く不明であった抑制性の両側性支配機構の一端を解明する事ができた。この結果は、顎運動は脊髄系の運動とは全く異なる神経機構で制御されていることを意味しており、今後の研究によってその差違とその生物学的意義が解明されねばならない。昨年度の研究で、単一三叉神経吻側核ニューロンが両側の閉口筋運動ニューロン(JCM)または開口筋運動ニューロン(JOM)のいずれかを抑制し、顎運動の特徴である両側性運動を支配していることが示された。そこで本年度の研究では、これらの抑制性入力を受けるJCMとJOM間の差異の解明を試みた。Neurolucidaを用いた三次元分析の結果、1)JCMの樹状突起の大部分は三叉神経運動核背外側亜核(Vmo.dl)内に留まり、腹内側亜核内には伸びなかった。2)JOMの樹状突起は、遠位部が網様体に進入したがVmo. dlには進入しなかった。3)樹状突起の近位部における分岐はJCMよりもJOMの方が多かった。4)ニューロン1個当たりの幹樹状突起の数と直径の合計、分岐数、終止数、総樹状突起長は、JCM-JOM間で差はなかった。5)JOMはJCMと比べ、樹状突起1本当たりの幹樹状突起の直径、終止までの経路長、最長の経路長、表面積は小さかった。6)経路長分析で樹状突起の近位部に存在する樹状突起の分岐数と終止数、表面積はJOMの方がJCMよりも高い値を示した。7)JOMとJCMの幹樹状突起の直径と、樹状突起の終止数、総樹状突起長、表面積との間には有意な正相関が認められたが、この相関はJCM-JOM間で差はなかった。本年度の研究により、三叉神経運動ニューロンの樹状突起の形態は、その全形に拘わらずその直径に左右され、JCMとJOMの樹状突起形態の計測値は、樹状突起毎の値には違いがあるがニューロン毎の値には差がないこと、また1個の運動ニューロンの樹状突起の形態を支配する機構は、運動ニューロンの種類に拘わらず拮抗筋を支配するα運動ニューロン間で類似することが解明された。
三次元仮想操作環境による創造的形状設計システムの開発に関する研究

仮想操作環境を利用した創造的形状設計においては、まず設計者・デザイナ-が思い浮かべた形状設計のイメージをあたかも実世界における粘土の作業や積木の作業のように、容易に3次元モデルとして構築できなければならない。さらに、仮想操作環境での直接操作が形状モデルに対して自由に行なうことができると、形状の変形・加工・修正といった操作がきわめて容易かつ自然に行なうことができる。このような仮想操作環境を実現するためのインタフェース装置として、研究代表者がすでに提案している空間インタフェース装置SPIDARを用いることにした。この装置は、操作者の指先を4本の糸で吊ることにより操作者の作業意図を計算機に入力するとともに、作業中の形状モデルからの触覚・力覚を指先にフィードバックすることができる.本研究では、このような3次元形状測定機と仮想操作環境による形状変形加工機能、さらに近年急速に実用化されつつある3次元形状加工機等を有機的に統合した形状設計システムの開発のための技術的課題を解決することを目的とした。本研究により得られた研究成果は以下の通りである.1.仮想環境における3次元自由形状の直接操作を実現するための空間インタフェース装置SPIDARの基本性能の向上を計り、操作性の評価を明らかにしたこと。2.仮想環境における3次元自由形状の加工・設計のための両手協調作業を実現する新しいインタフェース装置の提案とその開発を行なったこと。3.互いに遠隔地にいる設計者やデザイナ-同志があたかも同一の作業環境にいるような形で設計作業のできる遠隔仮想環境のシステム構成を提案し、そのシステム開発を行なったこと。4.3次元形状測定機により測定した自由形状の測定データ群から、仮想環境での加工・設計作業に適した自由形状モデルを半自動的に生成する方法とアルゴリズムを開発したこと。創造的形状設計においては,まず設計者・デザイナ-が思い浮かべた形状設計のイメージを容易に3次元モデルとして構築できなければならない.ちょうど,実世界における粘土の作業や積木の作業のように,3次元空間内を直接操作することにより,3次元モデルを構築することができるとよい.このためには,いわゆる仮想操作環境の下での形状モデルの入力が不可欠である.本研究では,このような観点に立って,3次元形状モデルを直接操作できる形状設計システムを開発・試作することを目的としている.創造的形状設計システムは,(1)形状設計支援プロセッサ部(2)形状入力部(3)形状設計加工部の3つの部分からなり,全体で仮想操作環境を構成している.本年度はこれら3つのサブシステムについて個別に設計・開発のための基本技術を検討した.さらにサブシステム間を接合する通信ソフトウェアの開発を検討し、システム全体の設計方針の骨格を明らかにした.各サブシステムの研究項目は以下の通りである.(1)形状設計支援プロセッサ部・形状設計システム全体のシステム制御プログラムの研究開発・形状入力のためのプランニング,計測制御,測定解析プログラムの研究開発・形状設計・形状加工のための形状変形操作プログラムの研究開発(2)形状入力部・光切断法に基づく3次元形状測定機と形状設計支援プロセッサのインタフェース設計・3次元形状測定機への能動的測定機能の追加(インテリジェント化)(3)形状設計加工部・形状設計システムのための空間インタフェース装置SPIDARの設計・開発・実時間の3次元形状表示装置の開発・直接操作環境の構築創造的形状設計においては、設計者・デザイナ-が思い浮かべた形状設計のイメージを容易に3次元モデルとして構築できなければならない。ちょうど、実世界における粘土細工や積木のように、3次元空間内の自由形状物体を直接操作することにより、3次元モデルを構築することができる必要がある。このためには、いわゆる仮想操作環境の下での形状モデルの入力が不可欠である。本研究では、このような観点に立って、3次元形状モデルを直接操作で入力することのできる形状設計システムを開発・試作することを目的として研究を行なった。

創造的形状設計システムは、(1)形状設計支援プロセッサ部(2)形状入力部(3)形状設計加工部の3つの部分からなり、全体で仮想操作環境を構成している。昨年度はこれら3つのサブシステムについて個別に設計・開発のための以下の基本技術を検討した。(1)形状設計支援プロセッサ部・形状設計システム全体のシステム制御プログラムの研究開発・形状入力のためのプランニング、計測制御、測定解析プログラムの研究開発・形状設計・形状加工のための形状変化操作プログラムの研究開発(2)形状入力部・光切断法に基づく3次元形状測定機と形状設計支援プロセッサのインターフェース設計3次元形状測定機への能動的測定機能の追加(インテリジェント化)・(3)形状設計加工部・形状設計システムのための空間インターフェース装置SPIDARの設計・開発・実時間の3次元形状表示装置の開発・直接操作環境の構築これらの基本技術に基づいて、本年度は創造的形状設計のためのシステム開発を行なった。特に、形状入力に有効となる両手協調作業とネットワークを介した遠隔共同作業が可能なシステム開発を行ない、その有効性を評価した。
ラット大脳半球梗塞における拡散テンソル

<目的>脳梗塞において水拡散は超早期から低下するが、本来水拡散は三次元的に生じており、数学的に3×3行列であるテンソルtensorで表されるべきである。通常一軸のみに運動検出傾斜磁場(motion probing gradient:MPG)を加える拡散強調画像(diffusion weighted imaging:DWI)は、tensorの一軸に対する投影成分のみを画像化したものであり、磁気共鳴装置(magnetic resonance imaging:MRI)固有のx、y、z軸に対する被検体の向きにより、得られる画像情報が変化してしまう。拡散tensorを求めることで、見かけの拡散係数(apparent diffusion coefficient:ADC)を本来の絶対値として扱うことが可能になり、数値により脳組織の可逆性を判定することができるようになることが期待される。また脳および脊髄の白質神経線維においては,ミエリン鞘の細胞膜が水分子の透過を制限するために生じる拡散異方性に変化についても検討する。<方法>使用装置はVarian社製水平型7.05T超伝導MR装置と送受信兼用内径3.08cmのプロトン用円筒型quadrature coilである。Phantomおよび正常ラット(n=8)を用いて拡散tensor測定の最適化した後、大脳半球梗塞ラット(n=10)における梗塞及び非梗塞半球の拡散tensorを求め、ADCおよびFA値を算出した。拡散tensor測定に使用したparameterはTR/TE=3000/40msec、Δ/δ=19/12msec、撮像視野3cm×3cm、matrix256×128、スライス厚2mm、加算回数2回であり、撮像時間は約90分となる。MPGの印加パターンは、(x、y、z)=(0、0、0)(1、0、1)(-1、0、1)(0、1、1)(0、1、-1)(1、1、0)(-1、1、0)である。一軸あたりに加えられたMPGの大きさは6gauss/cmであり、b値は一軸あたり557s/mm^2となる。<結果と考察>phantomではADC=2.10±0.04×10^<-3>mm^2/s、FA=0.060±0.029。健常ラットにおける脳内ADCは右、左の順に、灰白質0.76±0.15、0.73±0.17、白質0.72±0.14、0.74±0.13、基底核0.72±0.12、0.75±0.13×10^<-3>mm^2/s、脳内FAは右、左の順に、灰白質0.38±0.18、0.35±0.16、白質0.52±0.13、0.55±0.15、基底核0.32±0.15、0.37±0.18であった。左側大脳半球梗塞ラットにおける脳内ADCは右、左の順に、灰白質0.73±0.16、0.48±0.21、白質0.75±0.18、0.55±0.19、基底核0.73±0.12、0.44±0.22×10^<-3>mm^2/sと左側における有意な低下がみられた。脳内FAは右、左の順に、灰白質0.36±0.17、0.38±0.18、白質0.51±0.18、0.45±0.22、基底核0.37±0.15、0.35±0.19であり、灰白質及び基底核には明らかな左右差はみられなかったが、白質においては左梗塞半球では右側に比べて、FAは有意に低下しており、細胞構築の違いや虚血に対する反応の違いなどが示唆された。非梗塞半球における各部位のFAには健常ラットのFAと有意差はみられなかった。ラット大脳半球梗塞における拡散tensorを用いた超急性期脳梗塞の評価は神経組織の微小拡散環境を正確に評価することが可能で、今後超急性期梗塞の診断及び治療法の選択に対して大きなインパクトを与えることが期待される。

拡散tensor測定に使用したparameterはTR/TE=3000/40msec、Δ/δ=19/12msec、撮像視野3cm×3cm、matrix256×128、スライス厚2mm、加算回数2回であり、撮像時間は約90分となる。MPGの印加パターンは、(x、y、z)=(0、0、0)(1、0、1)(-1、0、1)(0、1、1)(0、1、-1)(1、1、0)(-1、1、0)である。一軸あたりに加えられたMPGの大きさは6gauss/cmであり、b値は一軸あたり557s/mm^2となる。<結果と考察>phantomではADC=2.10±0.04×10^<-3>mm^2/s、FA=0.060±0.029。健常ラットにおける脳内ADCは右、左の順に、灰白質0.76±0.15、0.73±0.17、白質0.72±0.14、0.74±0.13、基底核0.72±0.12、0.75±0.13×10^<-3>mm^2/s、脳内FAは右、左の順に、灰白質0.38±0.18、0.35±0.16、白質0.52±0.13、0.55±0.15、基底核0.32±0.15、0.37±0.18であった。左側大脳半球梗塞ラットにおける脳内ADCは右、左の順に、灰白質0.73±0.16、0.48±0.21、白質0.75±0.18、0.55±0.19、基底核0.73±0.12、0.44±0.22×10^<-3>mm^2/sと左側における有意な低下がみられた。脳内FAは右、左の順に、灰白質0.36±0.17、0.38±0.18、白質0.51±0.18、0.45±0.22、基底核0.37±0.15、0.35±0.19であり、灰白質及び基底核には明らかな左右差はみられなかったが、白質においては左梗塞半球では右側に比べて、FAは有意に低下しており、細胞構築の違いや虚血に対する反応の違いなどが示唆された。非梗塞半球における各部位のFAには健常ラットのFAと有意差はみられなかった。ラット大脳半球梗塞における拡散tensorを用いた超急性期脳梗塞の評価は神経組織の微小拡散環境を正確に評価することが可能で、今後超急性期梗塞の診断及び治療法の選択に対して大きなインパクトを与えることが期待される。〈目的〉脳梗塞において、自由水の拡散は超早期から低下するが、本来自由水の拡散は三次元的に生じており、数学的には三×三行列である、テンソルtensorで表わされるべきである。通常の一軸のみに拡散検出傾斜磁場motion probing gradient(MPG)を加える拡散強調画像diffusionweightedimaging(DWI)は、テンソルの一軸に対する投影成分のみを画像化したものであり、磁気共鳴装置magnetic resonanceimaging(MRI)固有のx、y、z軸に対する被検体の向きにより、得られる画像情報が変化してしまう。拡散テンソルを求めることで、見かけの拡散係数apparent diffusion coefficient(ADC)を本来の絶対値として扱うことが可能になり、数値による脳組織損傷の可逆性の判定が可能になることが期待される。今年度はラット脳組織の正常拡散テンソルを求め、神経伝達路における自由水拡散の状態を把握することを目的とする。〈方法〉
機能性近赤外蛍光分子プローブの創製と医療診断への展開

これまでに当研究グループで開発したタンパク質分析用蛍光試薬の開発において得られた知見を基に、ターゲットとなるタンパク質を標識化するための蛍光ラベル化試薬の設計・合成、性能評価を行った。その結果、二次元電気泳動によって分離されたマウスの脳由来のタンパク質混合物と、開発した分析試薬を反応させたところ、既存方法よりも簡易的かつ高感度に明瞭なタンパク質スポットを確認することが出来た。本年度は、これまでに開発したタンパク質検出用試薬を改良した近赤外領域に光の吸収帯および蛍光発光を持つ新規分析試薬の設計・合成し、その特性について評価した。今回開発した化合物は、分子内の電子共鳴を広げるためのスクアリン酸骨格と、水溶性を付与するためにフェノール性水酸基を併せ持っている。開発した化合物とタンパク質のひとつであるウシ血清アルブミンとの相互作用について、吸収スペクトル測定および蛍光スペクトル測定を用いて評価した。今回、開発した分析試薬単独の水溶液の色は、薄いピンク色を呈しているが、ウシ血清アルブミンと室温で反応させると、瞬時に水溶液の色が紫色に変化した。これは、分析試薬がウシ血清アルブミンと複合体を形成した際、分析試薬がウシ血清アルブミン中に存在する疎水場に入り込むことにより、分析試薬を取り巻く環境が親水場から疎水場になったため、ソルバトクロミズム効果が誘起されたためであると考えられる。この時の吸収スペクトル変化を観察したところ、ウシ血清アルブミンの濃度の増加と共に、550nm650nmに存在する吸収帯の増加が観察された。同時に、蛍光スペクトルも観察したところ、ウシ血清アルブミン添加前は無蛍光であるが、ウシ血清アルブミンの濃度が増加するにつれて、650nm750nmの蛍光強度の増加が観察された。検量線については、ウシ血清アルブミン濃度と吸光度および蛍光強度との間には良好な直線関係が成立した。また、妨害物質の影響について検討したところ、無機塩、還元剤、有機溶媒などは、分析試薬とウシ血清アルブミンとの反応に影響を与えないことが分かった。平成20年度は、合成が終了した蛍光分子プローブの性能評価を行った。合成が終了した分子プローブの特性評価として、まず緩衝液中で、蛍光分子プローブとウシ血清アルブミン(BSA)を混合した後、吸収スペクトルと蛍光スペクトルを測定した。その結果、蛍光分子プローブ単独では蛍光を発しないが、BSAと複合体を形成することによって近赤外領域近傍に蛍光を発し、蛍光強度の大幅な増加が観察された。次に、BSAと蛍光分子プローブの複合体が、タンパク質以外の妨害物質にどの程度影響を受けるかを確認した。妨害物質として、無機塩、還元剤、界面活性剤、核酸、糖、有機溶媒を使用し、これらの妨害物質を、複合体に過剰量添加した。その結果、蛍光強度はほとんど変化しなかったことから、開発した蛍光分子プローブとBSAとの複合体は非常に安定であることが示唆された。また、BSA以外のタンパク質にラベル化した場合にも、BSAと同様、複合体を形成することによって強い蛍光を発することを確認し、タンパク質の構造の違いに依存することなく、性能を発揮していることを確認した。さらに、二次元電気泳動によって分離されたマウスの脳由来のタンパク質混合物と、開発した新規蛍光分子プローブをゲル中で反応させたところ、先の結果と同様、複合体を形成することによって蛍光を発し、明瞭なタンパク質スポットを確認することが出来た。しかも、市販品よりも高感度かつ簡易的に扱うことが出来る分子プローブであることが実証された。
１１Ｃ－ＭＥＴ－ＰＥＴによる悪性神経膠腫の治療効果判定法についての検討

非造影神経膠腫20例を対象として術前のMET-PETと腫瘍のMGMTプロモーターのメチル化について検証した。MET-PETのT/N比が1.6以上の症例のMGMTプロモーターのメチル化は平均28.0±26.3%で1.6未満の0.68±0.89%と比較し、有意に高かった(p=0.02)。またT/N比が1.6以上の場合、MGMTプロモーターのメチル化は有意に3%以上であることが示された(p=0.01)。非造影gliomaでMET-PETの取り込みからMGMTプロモーターのメチル化率が予測できる可能性が示唆された。脳腫瘍Grade2、grade3での遺伝子解析とMET-PETの解析を行い症例の集積ができている。今後、長期生存者での解析を進めていく予定である。神経膠腫の長期生存者においてMET-PETの経時的な変化を解析していく。化学療法や放射線治療の有無、遺伝子変異の違いによりMET-PETの取り込みがどのように変化するかを観察し、長期生存者の予測因子を検討する。対象をgrade2、grade3だけでなくgrade4も含む予定である。悪性神経膠腫の中でも組織型や遺伝子変異により化学療法への反応性や予後が異なるため、LOH, MGMT等の遺伝子解析を行い、TMZの投与回数や、遺伝子変異の違いによりMET-PETの取り込み(T/N比)がどう変化するかを経時的に検討し、MET-PETが悪性神経膠腫の治療効果判定法に有用かどうかを検証する。神経膠腫の11C-MET-PETの経時的解析を行っていたが、2年以上の長期生存者の化学療法後の画像上の変化に対して、当初の予定より長期的解析が重要となった。今後さらに1年の経過を追加で解析していくため、当初の研究計画を変更する必要が生じた。また解析の進行により、長期生存者の新たな遺伝子解析が必要となった。遺伝子解析用のDNA抽出・シークエンスの試薬、免疫染色抗体、画像データ保存用ハードディスク、論文英文校正・論文印刷費、学会発表に使用する予定である。TMZ維持療法期間に経時的にMET-PETを行い集積の変化を評価する。1p/19q LOH, MGMT等の遺伝子解析を行い、遺伝子変異の違いによるTMZ維持療法投与期間検証のための治療効果判定をMET-PETで評価する。
実代数幾何学のモデル理論的研究

実数体上の順序極小溝をもつ関数の研究,特に解体的関数のなす環の代数的性質の研究をおこない以下の成果を得た.1.ピザだのAcquistapace氏とBoglia氏を招いて定義可能な大域的解析集合の族の共同研究をおこなった.その族が有限和,有限共通部分,補集合,連結成分をとるという作業で閉じていることを証明しようとした.そして4次元まで解決した.その部分はロン部として発表する予定である.2.代表者がレンヌ大学に出張し,Coste氏と定義可能な距離関数のコンパクト化の共同研究をおこなった.順序極小構造ではコンパクトと非コンパクトの差がないという考えがあり,この研究はその1つの具体化である.解決し論文に書いた.発表する予定である.3.パリだのJ.Bolte氏を招いて,定義可能関数のLojasiewicz不等式に関する共同研究をおこなった.その不等式はLojasiwicsが局所的に証明した.そのあと多くの人がその拡張を研究したが,得られた結果は本質的に局所的なものであった.それを大域的かつ一般の順序極小構造で定義可能な関数の場合に拡張し,論文を書いた.雑誌に発表する.4.ダラ大学のLa Le Loi氏を招いて定義可能な解析的関数のなす環の共同研究をおこなった.一般の順序極小構造では論じる手法がないと結論に達し,定義可能な解造を考えた.そのとき定義可能な解析的関数のなす環は色々な重要な代数的性質をもつことを証明した.特に環がネーター環になること,Hilbertの17問題が解けること,実零点定理がなりたつことを証明した.これも論文にまとめる予定である.実数体上の順序極小溝をもつ関数の研究,特に解体的関数のなす環の代数的性質の研究をおこない以下の成果を得た.1.ピザだのAcquistapace氏とBoglia氏を招いて定義可能な大域的解析集合の族の共同研究をおこなった.その族が有限和,有限共通部分,補集合,連結成分をとるという作業で閉じていることを証明しようとした.そして4次元まで解決した.その部分はロン部として発表する予定である.2.代表者がレンヌ大学に出張し,Coste氏と定義可能な距離関数のコンパクト化の共同研究をおこなった.順序極小構造ではコンパクトと非コンパクトの差がないという考えがあり,この研究はその1つの具体化である.解決し論文に書いた.発表する予定である.3.パリだのJ.Bolte氏を招いて,定義可能関数のLojasiewicz不等式に関する共同研究をおこなった.その不等式はLojasiwicsが局所的に証明した.そのあと多くの人がその拡張を研究したが,得られた結果は本質的に局所的なものであった.それを大域的かつ一般の順序極小構造で定義可能な関数の場合に拡張し,論文を書いた.雑誌に発表する.4.ダラ大学のLa Le Loi氏を招いて定義可能な解析的関数のなす環の共同研究をおこなった.一般の順序極小構造では論じる手法がないと結論に達し,定義可能な解造を考えた.そのとき定義可能な解析的関数のなす環は色々な重要な代数的性質をもつことを証明した.特に環がネーター環になること,Hilbertの17問題が解けること,実零点定理がなりたつことを証明した.これも論文にまとめる予定である.1.イタリア、トレント大学の研究員ジローニを招いた。彼の専門の半代数的集合がいつ代数的集合と位相同形になるかという問題を共同研究した。短期間のため、新しい結果は得られなかったが、研究代表者はこの問題の背景と進展具合を理解し、ジローニに彼の研究に必要となりそうな手法とアイデアを説明した。それは今後の我々の研究に役立つと思う。2.兵庫教育大学の小池はオーストラリアのシドニー大学に出張した。そこでナッシュ関数のブロウナッシュ同値の共同研究を行った。それは従来の研究の続きで、研究代表者との常の大なり小なりの共同研究である。3.イタリア、ピザ大学のアキスタパチェ助教授とブロイア教授を同時期に招いた。研究代表者が共同研究を行った問題は、実数上にモデル理論の順序極小構造を仮定し、定義可能な解析集合の族の統一的な理論を作ることである。その族が有限和、有限共通部分、補集合、連結成分をとるという作業で閉じているかどうかという問題である。4次元まで解決した。一般の場合は来年度に共同研究を続けることにした。解決した部分は論文として発表する予定である。4.研究代表者がフランス、レンヌ大学に出張し、コスト教授と共同研究を行った。上記の順序極小構造で考えて、定義可能な距離関数のコンパクト化の問題を研究した。定義可能な連続関数のコンパクト化は研究代表者達によって解決されているが、次に重要なのは距離関数のコンパクト化である。元々、順序極小構造ではコンパクトとコンパクトでないことに差はないというのが考えで、この研究はその具体化である。これは2次元まで解決した。来年度には完全に解く予定である。本年度の研究は実数体上の順序極小構造を持つ解析的関数の交す環の代数的性質を調べるもの、2つの方向でおこなった。

1つは既に知られた実代数幾何学の結果をこの場合に拡張するもの、もう1つはまだ知られていない結果をモデル理論的方法で得るもの、下記のように3人の人と共同研究をおこない、2つの結果を得た。1.パリ大学のJ.Bolte氏を招いて、定義可能関数のLojasiewicz不等式に関する共同研究をおこなった。その不等式はLojasiewiczが局所的に多項式関数の場合証明した。そのあと多くの人がその拡張を研究したが、得られた結果は本質的に局所的なものであった。それを大域的かつ一般の順序極小構造で定義可能な関数に拡張し、論文を書いた。ジャーナルに発表する。2.Dalat大学のTa Leloi氏を招いて定義可能な解析的関数のなす環の共同研究をおこなった。一般の順序極小構造では論じる手法がないと結論に達し、定義可能な解析的関数の複素化がいつも定義可能であるという条件を満たすそんな順序極小構を考えた。そのとき定義可能な解析的関数のなす環は色々な重要な代数的性質をもつことを証明した。特に環がネーター環になること、Hilbertの17問題が解けること、実零点定理がなりたつことを証明した。これも論文にまとめる予定である。3.Haifa大学のY.Peterzil氏を招いて、定義可能な解析的関数の複素化について共同研究をおこなった。上記2のようにこの問題は重要である。Peterzil氏は順序極小構造の専門家で、彼の来日の前から代表者はメールで研究の情報交換をおこなっていた。その結果代表者は大域的準解析的解析関数の複素化は大域的準解析的であることを証明した。それを論文に書いた。雑誌に発表する予定である。
肺癌培養細胞を用いた抗癌剤感受性,耐性を左右する生化学的機構の解明に関する研究

シスプラチンは、固形癌化学療法のKey drugとして用いられている。従ってシスプラチンに対する耐性機序の解明は癌化学療法による治療効果の改善には必須と思われる。この目的で我々は肺癌培養株よりシスプラチン耐性株を樹立し、その生化学的変化を検討してきた。我々が樹立したCDDP耐性ヒト非小細胞癌株では、各種抗癌剤に対する感受性には変化がみられないのに対し、5FUに対してはシスプラチン耐性PCー7(PCー7/CDDP)は約5倍感受性に変化し、他の2株でも高感受性の傾向が認められた。5FUのRNA系への作用は母細胞に比べPCー7/CDDPで弱く、5FU感受性と相関するのはdTTP減少、DNA鎖切断量などのDNA系への作用であった。又PCー7/CDDPにおける5FUのDNA系に対する阻害作用の増強はThymidylate synthase(TS)阻害に起因するのではなく、チミジンヌクレオシド合成のサルベ-ジ経路が低下し枯渇したdTTPをサルベ-ジ経路により補う事ができない事に原因があった。さらにサルベ-ジ系における変化を検討した結果、PCー7/CDDPではチミジン燐酸化酵素であるThymidylate kinase(TK)活性には変化なく細胞外のチミジンの膜輸送の低下していることが示された。その理由としてPCー7/CDDPでは促進拡散を行う低親和性輸送体のみが存在しエネルギ-依存性の能動輸送を行う高親和性輸送体の存在しない事が示された。この変化とCDDP輸送機構の関連は未知の問題であるが、CDDP耐性細胞におけるチミジンのエネルギ-依存性輸送の欠如はCDDP耐性株でのCDDP細胞膜輸送低下に関連した変化でありうる可能性が示唆された。
かき混ぜ文理解における文脈の影響の認知脳科学的研究

人間の文理解における統語構造と情報構造の影響について、行動指標や脳機能計測などを用いて多角的に検証した。その結果、従来知られていたフィンランド語などのような主要部先行型言語だけでなく日本語のような主要部後続型言語でも統語構造的要因と情報構造的要因がそれぞれの主効果に加えて交互作用を示すこと、ならびにその処理は予測に基づき漸進的に行われていることなどが分かった。リンクタイプとフォーカスタイプのかき混ぜ文について適切な文脈条件を同定し、その中でも特に前置名詞句(被かき混ぜ名詞句)の既出性がオンラインの文理解に与える影響を各種実験で検証した。例えば、Kaiser and Trueswell(2004)はフィンランド語の文読解時間に与える情報構造(旧新語順vs.新旧語順)と統語構造(基本語順vs.かき混ぜ語順)の影響を調べる実験を行い、これら2つの要因が交互作用を示したことを報告しているが、Ferreira and Yoshita(2003)の日本語文産出実験では、語順の選択に対する情報構造と統語構造それぞれの主効果は見られたものの、交互作用は観察されなかった。これら2つの実験における交互作用の有無が、対象言語の違い(フィンランド語vs.日本語)によるものなのか、課題の違い(理解vs.産出)によるものなのかを確かめるために、日本語を用いた文読解実験を行った。その結果、基本語順文よりもかき混ぜ文の読解時間に対してより大きな情報構造の影響が観察された。すなわち、日本語の文理解において情報構造の要因と統語構造の要因が交互作用を示した。このことから、上記2つの先行研究における交互作用の有無の違いは、課題の違いから生じた可能性が高いことが分かった。各部門の研究実施項目は以下のとおりであった。【言語理論部門】1.先行研究の再調査、2.かき混ぜ文の機能の分析、3.文脈条件の同定【文解析部門】1.先行研究の再調査、2.文正誤判断課題実験【脳機能計測部門】1.先行研究の再調査、2.fMRI実験【言語習得部門】1.先行研究の再調査、2.コーパス調査【全部門共通】1.研究打ち合わせ、2.公開セミナー、3.研究計画再検討会調査対象のかき混ぜ文をリンクタイプとフォーカスタイプ以外にも広げるとともに、前置要素の既出性以外の文脈的要因をも考慮に入れて、かき混ぜ文の機能ならびに文理解における情報構造と統語構造との相互作用出現のタイミングおよびその理由を調べた。[理論言語学部門]1.理論的モデルの修正昨年度の各部門の研究成果に基づいて、Reinhart(2006)のReference set computationの概念を援用して、かき混ぜ文理解における文脈の影響に関する言語学的モデルを修正した。[文解析部門]1.文読解実験:かき混ぜ文読解時における統語構造と情報構造の交互作用が生じるタイミングならびにその理由を調べるために、文節毎提示による被験者ペース文章読解実験を実施した。2.眼球運動計測実験:かき混ぜ文の前置名詞句の既出性が文読解に与える影響の大きさとタイミングを調べるために、既出名詞句の先行文脈における出現位置を独立変数にした眼球運動計測実験の準備を行った。[脳機能計測部門]1. fMRI実験:かき混ぜ文理解において、前置名詞句の既出性以外の文脈要因がどのように影響するかを調べるためのfMRI実験の準備を行った。[言語習得部門]1.行動実験:幼児のかき混ぜ文理解における文脈情報利用の発達過程を調べるために、3歳児から6歳児までを対象に、種々の行動実験を実施した。[全部門共通]1.研究打ち合わせ、と2.公開セミナーを実施した。前年度までに引き続文理解における統語的要因と文脈的要因それぞれの影響と両者の交互作用に関する実証的研究を更に発展させるとともに、その成果に基づいて文理解における統語的要因と文脈的要因との関係についての理論的モデルを構築した。[理論言語学部門]理論的モデルの修正:昨年度までの各部門の研究成果に基づいてかき混ぜ文理解における文脈の影響に関する言語学的モデルを修正し、(i)かき混ぜ文の機能および(ii)文脈的要因と文法的要因の交互作用に関する結論をまとめた。[文解析部門]読解実験:かき混ぜ文理解における文脈の影響を調べるために、種々の読解実験を行い、その結果を前年度までの実験結果と比較した。[脳機能計測部門]脳機能計測実験:文理解における文脈の影響を調べるために、物語聴取時の脳活動と意味的逸脱文聴取時の脳活動をNIRSと脳波計を使って計測した。[言語習得部門]脳機能計測実験:文理解における文脈の影響の発達的変化を調べるために、物語聴取時の脳活動と意味的逸脱文聴取時の脳活動をNIRSと脳波計を使って計測し、大人の実験結果と比較した。[全部門共通]例年の研究打ち合わせに加えて以下のことを行った。

(1)海外から外部評価者を招き本研究プロジェクトについてアドヴァイスをもらった。(2)外部評価者の講演会を兼ねて、研究成果を社会に発信するための公開シンポジウムを開催した。
世紀転換期における形而上的文化交流の形―岡倉天心とヴァージニア・ウルフの芸術観

本研究の課題は3つの点に収斂できる。すなわち、1)20世紀初頭に活躍したイギリスのモダニスト作家Virginia Woolfと岡倉覚三(天心)の芸術論/美学の相関関係を解明すること、2)それによって、広くは、いわゆるJaponismeと称される東洋趣味が西洋のモダニズム文学の創生に深くかかわっていることを証明すること、3)ただし、この影響関係は双方向的である。Japonismeと呼ばれる現象の美学的解釈は、西欧の芸術論の用語で語られ、(この用語が横文字で記されるという事実に示されるように)西洋による東洋の解釈と応用が内包されている。「東洋」はモダニズムの発信者であると同時に西洋化された東洋と西洋の受信者でもあることを実証していくこと、である。1)の点については、岡倉とWoolf両者と知的交流があったRoger Fryを媒介として、岡倉とWoolfの間に間接的な関わりが生じ、Woolfは岡倉の著書を通して日本を理解した、と考えてよい。これについて確定的な直接証拠は見いだせないものの、間接的証拠により、これをある程度証明することができたと考える。2)の点については、FryがJaponismeあるいは極東の美術とその美意識がPost-Impressionism(モダニズム芸術)を生み出したことを認識している点が彼の評論の中で明言されている。また、Woolfの書簡の中で、(Japonismeの積極的応用としての)モダニズム芸術の手法を文学に応用しようとしていたことが跡付けられる。3)については、岡倉の著作にみる言説と用語に19世紀末の唯美主義の影響が跡付けられる。例えば岡倉のテキストとOscar Wildeのテキストを比較分析することでこの点がある程度証明できる。以上の論証を、2015年3月に出版した『文学部紀要』論文("West Meets East")において行った。Virginia Woolfと岡倉天心(覚三)との相関関係を探るにあたり、20世紀初頭の文芸誌にみる、イギリスにおける岡倉の受容の状況を調査。調査は、夏期と春期の研修期間を利用してそれぞれ1回の出張を通して、主に大英図書館にて行った。また、岡倉の英文著書の出版年を中心にWoolfの日記と書簡に目を通し、WoolfとWoolf周辺の知識人の日本および「東洋」への関心を探った。この調査の成果は紀要論文として発表したほか、日韓ウルフ学会において発表を行った。論文および発表は以下のとおりである。2013年8月から9月にかけて、約2週間、2014年3月に約10日間、それぞれ、イギリスのThe British Libraryにて、Roger FryとVirginia Woolfにかかわる文献を収集した。その資料をもとに、現在論文を執筆中である。現時点では、岡倉がFryに及ぼした影響、とくにFryの芸術論に見るJaponismeの影響についてほぼ確認をすることができた。また、二人の評論家の共通項が、Wildeに求められるという可能性を追求すべきことが分かった。しかし、岡倉が世紀末の唯美主義者から受けた影響を具体的に示し、両者の複雑な相関関係を示していく作業はまだ半ばである。その一方で、WoolfとFryの影響関係を指摘することで、Woolfの芸術観の中にあるJaponismeを確認することができ、岡倉の芸術論との相関関係につなげられると見て、現在、この問題について論考を準備中である。岡倉覚三の、特に『茶の本』にみる美学・芸術論が近現代の作家、ヴァージニア・ウルフに与えた影響関係を考察することが、研究課題である。この課題を深めるには、まず、1903年から1906年にかけて出版された岡倉の英文著書が、イギリスの文化人・芸術家にいかに受容されたのかを見る必要がある。また、岡倉の著書の受容を考察する際には、「日本」およびその文化がどのように受け止められたのかを探る必要がある。したがって、2011年度の調査は、20世紀初頭のイギリスの知識人の傾向・思潮を顕著に反映した文献として、文芸雑誌『タイムズ文芸紙(TLS)』と『アシーニアム(The Athenaeum)』に注目した。この二つの雑誌は文芸誌としては20世紀初頭のイギリスの知識人においてその評論の質の高さゆえに信頼を得ていた雑誌であった上、ウルフや彼女に関わりの深かった芸術家・評論家が主たる寄稿者であったことで知られている。この二つの文芸紙(誌)における日本と岡倉の受容度は、ウルフと彼女を取り巻く知識人・文化人の日本と岡倉の受容度に重なる部分があると考えた。調査は海外においてはロンドンの大英図書館と国内においては京都大学文学部図書館および国会図書館(関西館)で行った。2011年度の調査の結果、イギリスにおける岡倉および日本の「文化」受容は、日英同盟(1902年)、その下での日露戦争(1904-1905年)と日英博覧会(1910年)という社会的・政治的背景なくしては語れず、こうした政治的思潮の下、世紀末に収束を見ていたジャポニズムが再燃し、20世紀の初頭に第2のジャポニズムと呼ぶべき状況がイギリスにおいて生まれたことが確認された。イギリスのジャポニズムの第2波は、日英博覧会前後にその高まりを見せ、当時の前衛芸術である後期印象主義への関心と美学的に結びつきつつ、岡倉の著書が受け入れられていく過程が確認できた。

すなわち、1)20世紀初頭に活躍したイギリスのモダニスト作家Virginia Woolfと岡倉覚三(天心)の芸術論/美学の相関関係を解明すること、2)それによって、広くは、いわゆるJaponismeと称される東洋趣味が西洋のモダニズム文学の創生に深くかかわっていることを証明すること、3)ただし、この影響関係は双方向的である。Japonismeと呼ばれる現象の美学的解釈は、西欧の芸術論の用語で語られ、(この用語が横文字で記されるという事実に示されるように)西洋による東洋の解釈と応用が内包されている。「東洋」はモダニズムの発信者であると同時に西洋化された東洋と西洋の受信者でもあることを実証していくこと、である。1)の点については、岡倉とWoolf両者と知的交流があったRoger Fryを媒介として、岡倉とWoolfの間に間接的な関わりが生じ、Woolfは岡倉の著書を通して日本を理解した、と考えてよい。これについて確定的な直接証拠は見いだせないものの、間接的証拠により、これをある程度証明することができたと考える。2)の点については、FryがJaponismeあるいは極東の美術とその美意識がPost-Impressionism(モダニズム芸術)を生み出したことを認識している点が彼の評論の中で明言されている。また、Woolfの書簡の中で、(Japonismeの積極的応用としての)モダニズム芸術の手法を文学に応用しようとしていたことが跡付けられる。3)については、岡倉の著作にみる言説と用語に19世紀末の唯美主義の影響が跡付けられる。例えば岡倉のテキストとOscar Wildeのテキストを比較分析することでこの点がある程度証明できる。以上の論証を、2015年3月に出版した『文学部紀要』論文("West Meets East")において行った。Woolfをとりまくイギリス20世紀の知識人が19世紀以来続くジャポニスムの第二波を経験していたことを文芸誌の調査を通じて、ほぼ裏付けることができたと考える。Woolfと日本、あるいは岡倉との関連についても、日記と彼女の知的な交友関係からある程度の「証拠」となる事実を把握できたと考える。2013年度は勤務先の公務が重く、通常なら研究を進められる8月中旬から9月中旬、1月の冬期休暇中、2月下旬から3月にも公務に対応せざるを得ず、調査出張以外に研究日をほとんど確保することができない状態であり、研究時間の捻出に非常に苦慮した。論文も、事実の整理の段階は過ぎて、より精密な実証や論証を要する段階にあり、論文執筆に際してはこれまで以上の集中力を要する。資料収集と資料分析には予想以上に時間を要し、長期研修期間の大半はそれに費やすことになった。第1回(2011年夏)の大英図書館での資料収集はほぼ予定通り進み、その結果は学内紀要に論文として発表できたが、2度目の大英図書館での調査は予定していた時間がとれず、時間切れで、資料収集は8割、収集資料の分析は7割の進捗にとどまる。これは2012年夏の研修期間にまとめ上げる必要がある。また、岡倉研究を進めるために予定していたボストンでの調査は、イギリスにおける岡倉と日本の受容研究を進めたために、2012年度以降にずれ込んだ。岡倉とウルフのテキスト分析は、調査に並行して進める予定であったが、これには時間的ゆとりと集中力が必要で、十分な時間を割けたとは言い難く、遅れている。
骨芽細胞から骨細胞への終末分化における転写因子Runx2の分子機能の解析

Runx2/Cbfa1のホモ欠損マウスは骨形成が完全に欠損する。一方、ヘテロ欠損マウスは、ヒトの頭蓋鎖骨異形成症と,ほぼ同一の表現型を示し、膜性骨の形成に重篤な遅延が観察される。更に、Runx2を骨芽細胞で過剰発現したトランスジェニックマウスでは骨細胞数が減少する。以上からRunx2は骨芽細胞、骨細胞の発生分化に必須であると考えられているが、成体の骨の恒常性の維持過程での機能については未だ不明である。本研究では、Runx2の発現量の減少が、成熟マウスの骨芽細胞の分化や機能に及ぼす影響を検討することを目的とした。成熟マウスにおけるRunx2発現量と骨量の相関を検討するため、成長過程ならびに成熟の野生型およびヘテロ欠損マウスの脛骨近位端の海綿骨量と、骨髄におけるRunx2蛋白の発現の比較を行ったところ、骨量は成長過程、成熟マウス共に変化はなかったが、ヘテロ欠損マウスにおけるRunx2の蛋白量は、野生型に比して低下していた。次に、in vivoで骨形成過程を観察する為に骨髄除去術を行い、Runx2の発現減少が及ぼす影響について検討したところ、野生型では、術後8日目で脛骨の骨髄腔内に骨の再生が認められたが、成熟ヘテロ欠損マウスでは骨再生が有意に抑制された。ヘテロ欠損マウスにおいては術後21日においても骨再生が認められなかったことから、上記の結果は骨形成の単純な遅延ではないことが示唆された。更に、この効果は、成長過程のRunx2ヘテロ欠損マウスでは観察されなかったことから、ヘテロ欠損の効果には、週齢依存性があることが示された。次に、成熟マウスの骨髄細胞の骨芽細胞への分化能を検討したところ、成熟マウスの骨髄細胞からのアルカリフォスファターゼ陽性細胞の形成ならびに石灰化基質の沈着がヘテロ欠損マウスで有意に低下することが明らかとなった。以上から、Runx2のヘテロ欠損は、加齢と共にマウスの骨髄中の骨芽細胞前駆細胞数を低下させることで骨髄除去術後の骨再生を抑制すると考えられた。
外国人労働力受け入れの法理論－社会統合法制を中心として

2018年には日本でもドイツでも、少子高齢化社会に対応するため、外国人労働力の受入れを拡大する新法が成立した。日独どちらにおいても、受け入れた外国人労働力の適正な管理と制御、受け入れた外国人の社会統合は、行政実務にとって喫緊の課題となっている。この課題に応えるため、本研究は、ドイツにおける労働移民の社会統合法制の実態分析を通じて、移民受け入れのあるべき法制度的枠組みを模索する。
遺伝的アルゴリズムを用いた高精度・高分解能破面3次元形状その場の再構築装置の開発

本研究代表者らは、コンピュータ画像処理技術を応用して、ステレオ破面画像を用いた3次元形状再構築手法を開発し、新たな定量解析手段を提供している。しかし、再構築を行う上で最も重要である2枚の画像の対応点の探索法として従来より用いられるSSDA法と相互間法に基づいた粗・精探索手法では、再構築点数は高々40X40点ほどにとどまるとともに、粒界われのように濃淡変化の乏しい画像では3次元形状の再構築そのものが極めて困難であった。これは、探索領域でもっとも適応度の高い点を対応点と見なす粗・精探索手法では、画像ノイズ等により本来の対応点以外の部分を対応点と判断して、探索ミスを生じることが多く、探索精度の向上そのものが困難であったためである。そこで、本研究ではステレオ破面写真の対応点探索に対して遺伝アルゴリズムを用いた高精度・高分解能破面3次元形状その場再構築システムを開発して、その有用性・実用性を確認した。本システムでは走査電子顕微鏡のデジタル画像フォーマットであるTIFFフォーマットを介して高分解能電界放射型走査電子顕微鏡破面画像を直接コンピュータに取り込めるようになってる。本開発システムを用いて、へき開破面、粒界割れ破面、粒内疲労破面、ディンプル破面、およびストライエーション破面などの種々の破面の3次元形状を再構築した。その結果、いずれの破面においても3次元形状を精度良く再構築することが可能であったこと、また、1組のステレオ破面の対応点探索に対して従来より用いられてきた粗・精探索手法、すなわち対応点と見なしうる点をまず大まかに探し(粗探索)、その後その周囲で最も対応する点を探す(精探索)方法にくらべて、本システムでは局所解にとらわれたミスマッチングを大幅に少なくすることができ、しかも計算速度を大幅に上昇できることを明らかにした。さらに本システムにより120X120を超える3次元形状再構築点を求めることが可能であることを示し、本開発システムの有用性を示した。さらに、本システムをSUS316NG鋼およびSGV410鋼の実験室空中疲労破面に適用し、応力拡大係数と破面のあらさの関係について検討した。この結果、SUS316NG鋼の破面あらさと応力拡大係数の間には明瞭な関係は見られなかったが、SGV410鋼の場合は応力拡大係数幅が大きいほど破面あらさが大きくなることを示し、本システムが十分に実用性を有することを示した。本研究代表者らは,コンピュータ画像処理技術を応用して,ステレオ破面画像を用いた3次元形状再構築手法を開発し,新たな定量解析手段を提供している。しかし,再構築を行う上で最も重要である2枚の画像の対応点の探索法として従来より用いられいるSSDA法と相互相関法に基づいた粗・精探索手法では,再構築点数は高々40×40点ほどにとどまるとともに,粒界割れのように濃淡変化の乏しい画像では3次元形状の再構築そのものが極めて困難であった。これは,探索領域で最も適応度の高い点を対応点と見なす粗・精探索手法では,画像ノイズ等により本来の対応点以外の部分を対応点と判断して,探索ミスを生じることが多く,探索精度の向上そのものが困難であったためである。

そこで,本研究では,3次元処理の最も重要である1組2枚の画像の対応点探索に対して,遺伝的アルゴリズムを採用することにより,従来の粗・精探索法による探索精度を飛躍的に向上させるとともに探索精度を損なうことなく高速処理を目的として,高精度・高分解能破面3次元形状その場再構築システムを試作している。今年度は,まず超高分解能電界放射型走査電子顕微鏡のデジタル画像フォーマットであるTIFFフォーマットを数値データに変換するソフトウェアを開発するとともに,ノイズ除去・画像強調などの前処理ソフトウェアを開発した。さらに,遺伝的アルゴリズムに基づく対応点探索基本ソフトウェアを開発した。これを用いて,鋼のへき開割れ破面に適用し,従来法に比べて処理速度が大幅に向上することを確認した。併せて,探索精度を向上させるための,遺伝アルゴリズムにおける,初期集団数,淘汰法,増殖の際の最適交差方法(2点交差,相似交差,分離交差)の選択,突然変異の起こさせ方について検討を加えている。ステレオ破面写真の対応点探索に対して遺伝アルゴリズムを用いた3次元形状再構築システムを開発して,その有用性・実用性を確認した。今年度は走査電子顕微鏡のデジタル画像フォーマットであるTIFFフォーマットを数値データに変換するソフトエェアを用いて,高分解能電界放射型走査電子顕微鏡破面画像を直接コンピュータに取り込み,へき開破面,粒界割れ破面,粒内疲労破面,ディンプル破面,およびストライエーション破面などの種々の破面に対して本開発システムを適用して3次元形状を再構築した。その結果,いずれの破面においても3次元形状を精度良く再構築することが可能であったこと,また,1組のステレオ破面の対応点探索に対して従来より用いられてきた粗・精探索手法,すなわち対応点と見なしうる点をまず大まかに探し(粗探索),その後その周囲で最も対応する点を探す(精探索)方法にくらべて,本開発システムでは局所解にとらわれたミスマッチングを大幅に少なくすることができ,しかも計算速度を大幅に上昇できることを明らかにした。さらに本手法により従来手法では高々40×40点ほどにとどまっていた3次元形状再構築点を120×120を超える再構築点を求めることが可能であることを示し,本開発システムの有用性を示した。さらに,本システムをSUS316NG鋼およびSGV410鋼の実験室空中疲労破面に適用し,応力拡大係数と破面あらさの関係について検討した。この結果,SUS316NG鋼の破面あらさと応力拡大係数の間には明瞭な関係は見られなかったが,SGV410鋼の場合は応力拡大係数幅が大きいほど破面あらさが大きくなることを示し,本システムが十分に実用性を有することを示した。