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栄養状態がサルコペニアの摂食嚥下障害に与える影響の解明

サルコペニアの摂食嚥下障害の有無による栄養指標、ADLの違いを検討した。男性41人、女性21人、平均年齢75±7歳。主な疾患は大動脈疾患11人、脳梗塞・脳出血9人、パーキンソン症候群7人、肺炎6人。全身のサルコペニアを31人(50%)に認めた。サルコペニアの摂食嚥下障害はA群7人(11%)、B群11人(21%)、C群42人(68%)であった。平均BMI21.3±3.3、平均GNRI82.3±12.9、BI中央値25(0、51)。平均BMIはA群18.8、B群18.7、C群22.7で、A群とC群、B群とC群に有意差を認めた。平均GNRIはA群72.2、B群73.2、C群87.5で、A群とC群、B群とC群に有意差を認めた。BI中央値はA群0、B群25、C群35でA群とC群に有意差を認めた。A・B群とC群の2群に分けて年齢、性別で調整したBMI、GNRI、BIのロジスティック回帰分析では、BMI(オッズ比0.54、p<0.001)、GNRI(オッズ比0.88、p<0.001)、BI(オッズ比0.98、p=0.04)いずれもサルコペニアの摂食嚥下障害と関連を認めた。サルコペニアの摂食嚥下障害は栄養指標、ADLと関連していた。平成29年度に予定していた前向きコホート研究のデータ収集を終了したため。また、サルコペニアの摂食嚥下障害診断フローチャートの信頼性、妥当性も検証できたため。サルコペニアの摂食嚥下障害の有病割合と予後を調べるために前向きコホート研究を行った。対象は当院リハビリテーション(リハ)科に摂食嚥下リハ依頼のあった患者108人。摂食嚥下機能は藤島の摂食嚥下レベル(FILS)で、サルコペニアの摂食嚥下障害の有無は、診断フローチャートで評価した。男性72人、女性36人、平均年齢76歳。主な原因疾患は、脳神経疾患36%、心大血管疾患25%、呼吸器疾患14%、がん11%であった。1日エネルギー摂取量の中央値は1159kcal (25パーセンタイル648kcal)であった。FILSの中央値はリハ開始時4、退院時8であった。全身のサルコペニアは49%に、サルコペニアの摂食嚥下障害は32%に認めた。サルコペニアの摂食嚥下障害はFILS低値、下腿周囲長低値、握力低値、BMI低値、血清アルブミン低値、CRP高値と関連を認めた。年齢、性別、リハ開始時FILSで調整した順序ロジスティック回帰分析では、退院時FILSはサルコペニアの摂食嚥下障害の場合に独立して低かった。サルコペニアの摂食嚥下障害の有病割合は摂食嚥下リハ患者の32%と高く、サルコペニアの摂食嚥下障害の場合、摂食嚥下機能の予後が悪かった。1日エネルギー摂取量が少なかったことが予後が悪い一因と考えた。2019年に日本サルコペニア・フレイル学会、日本摂食嚥下リハ学会、日本リハ栄養学会、日本嚥下医学会の4学会によって、「サルコペニアと摂食嚥下障害」のポジションペーパーが発表され、本研究領域に一定の発展を認めた(Fujishima I, et al. Geriatr Gerontol Int. 2019)。今年度に前向きコホート研究で、摂食嚥下障害を認める全患者を対象に、サルコペニアの摂食嚥下障害診断フローチャートを用いて、サルコペニアの摂食嚥下障害の有病割合を調査する。さらにサルコペニアの摂食嚥下障害の可能性がある患者を対象に、摂食嚥下リハビリテーション開始時のサルコペニアの程度、栄養状態、栄養管理が予後に影響を与えるかを検討する。リハビリテーション開始時に年齢、性別、主病名、入院からリハビリテーション開始までの日数、栄養状態の指標(身長、体重、BMI、アルブミン、ヘモグロビン、CRP、MNA-SF、飢餓・侵襲・悪液質の有無)、栄養管理(経口摂取、経管栄養、経静脈栄養の有無、1日エネルギー摂取量、1日エネルギー必要量:基礎エネルギー消費量×活動係数で算出)、気管切開カニューレの有無、反回神経麻痺の有無、理学療法と作業療法の実施の有無、ADL(Barthel指数)、摂食嚥下障害の重症度(藤島の摂食嚥下レベル)、舌圧、握力、歩行速度を調査する。筋肉量は言語聴覚療法開始時に近い腹部CT画像が存在する場合には、第3腰椎レベルのスライスで大腰筋の筋面積を評価して、骨格筋指数を評価する。
低タンパク食によるメサンギウム細胞増殖の制御についての遺伝子レベルからの解析

実験方法:7日間ラットに22%タンパク食(正常タンパク食,NP群)または6%タンパク食(低タンパク食,LP群)を投与した後に抗Thy-1腎炎を惹起させた.各々の食事の投与はラット屠殺時まで継続した.NP群およびLP群のそれぞれの腎炎惹起前,惹起1日後,3日後,6日後,12日後の腎組織を用いて以下の検討を行った.結果:NP,LP両群で腎炎惹起1日目,3日目のmesangiolysisの出現程度および糸球体へのマクロファージ浸潤に差はみられなかったが,LP群では3日目以後の糸球体内PCNA陽性細胞数,αSMAの染色性,PDGF B-chainタンパクの染色性のすべてがNPに比し有意に抑制された.Northern blotおよびISHによるPDGF B-chain mRNAの発現もLP群において有意に抑制されていた.またメサンギウム基質拡大もLP群で3日後以降,有意に軽減していた.結論:低タンパク食の投与による糸球体疾患の進展抑制機序の1つとしてメサンギウム細胞の増殖抑制および糸球体内PDGF B-chain mRNA発現抑制を介する糸球体内細胞外基質蓄積の軽減機序が明らかとなった.実験方法:7日間ラットに22%タンパク食(正常タンパク食,NP群)または6%タンパク食(低タンパク食,LP群)を投与した後に抗Thy-1腎炎を惹起させた.各々の食事の投与はラット屠殺時まで継続した.NP群およびLP群のそれぞれの腎炎惹起前,惹起1日後,3日後,6日後,12日後の腎組織を用いて以下の検討を行った.結果:NP,LP両群で腎炎惹起1日目,3日目のmesangiolysisの出現程度および糸球体へのマクロファージ浸潤に差はみられなかったが,LP群では3日目以後の糸球体内PCNA陽性細胞数,αSMAの染色性,PDGF B-chainタンパクの染色性のすべてがNPに比し有意に抑制された.Northern blotおよびISHによるPDGF B-chain mRNAの発現もLP群において有意に抑制されていた.またメサンギウム基質拡大もLP群で3日後以降,有意に軽減していた.結論:低タンパク食の投与による糸球体疾患の進展抑制機序の1つとしてメサンギウム細胞の増殖抑制および糸球体内PDGF B-chain mRNA発現抑制を介する糸球体内細胞外基質蓄積の軽減機序が明らかとなった.
連語構造における意味素性の適合に関する言語間比較

語の意味を,機械にとって認識が容易な離散的特徴の集合として記述するために,日本語の語の意味分析とその用法の外国語との比較を行った.今年度は特に,従来研究が進んでいない「含蓄的特徴」のうち「対者的特徴」を含む要素についての調査結果を分析し,報告書を作成した.また,同じく「含蓄的特徴」のうち「文体的特徴」に関して記述の枠組を考察し,基礎資料の作成と調査用文例の検討に着手した.次年度には,「文体的特徴」および「評価的特徴」の調査を行い,「含蓄的特徴」に関する記述と外国語対照の問題点を明らかにするとともに,「語義限定的」特徴による連語構造形式に対する規制のあり方を分析する予定である.語の意味を,機械にとって認識が容易な離散的特徴の集合として記述するために,日本語の語の意味分析とその用法の外国語との比較を行った.今年度は特に,従来研究が進んでいない「含蓄的特徴」のうち「対者的特徴」を含む要素についての調査結果を分析し,報告書を作成した.また,同じく「含蓄的特徴」のうち「文体的特徴」に関して記述の枠組を考察し,基礎資料の作成と調査用文例の検討に着手した.次年度には,「文体的特徴」および「評価的特徴」の調査を行い,「含蓄的特徴」に関する記述と外国語対照の問題点を明らかにするとともに,「語義限定的」特徴による連語構造形式に対する規制のあり方を分析する予定である.
低弾性チタン人工股関節モデルでの応力遮蔽抑制効果の検討

同じデザインでTi6Al4V合金とTiNbSn合金のイヌ人工股関節ステムの作製した。TiNbSn合金ステムの弾性率は55GPaであることを確認している。Ti6Al4V合金ステムの弾性率は110GPaであった。10kgの雄ビーグル犬に人工股関節を施行した。術後1年でCT像でのステム周囲の骨新生の観察、人工関節周囲の骨組織評価を行っていく予定である。FEMを用いた応力解析の結果とCT像、組織画像との比較検討を行う予定である。TiNbSn合金の骨癒合促進効果については、ウサギ脛骨モデル、マウス脛骨モデルにおいてステンレススチールあるいはTi6Al4Vに比して骨折部仮骨の骨新生を改善していた。TiNbSn合金のイヌ人工股関節ステムの作製を行っている。10kg程度のイヌの大腿骨CT像の解析から、イヌ大腿骨腔に適合するステムのデザイン開発を行った。現在は、10kg程度のイヌの大腿骨髄腔に適合するようにそれぞれ、TiNbSn合金、Ti6Al4V合金の大腿骨ステムの作製を行っている。良好なステム設置が得られるように、個体差を考えて、3サイズ準備している。同時に股関節臼蓋カップ、大腿骨ステムネックも2サイズずつ作製を行っている。インプラントの完成後にイヌ人工股関節置換手術を順次行って行き、人工関節周囲の応力解析などの検討を行って行く。並行して、TiNbSn合金の陽極酸化処理による骨親和性の改善効果と、TiNbSn合金の特徴である低弾性が骨折後の骨癒合促進効果の検討を行っている。陽極酸化処理による骨親和性の改善効果についての学術論文がPLoSOneに掲載された。iNbSn合金のイヌ人工股関節ステムの作製を行っている。10kg程度のイヌの大腿骨CT像の解析から、イヌ大腿骨腔に適合するステムのデザインは完了した。現在は、10kg程度のイヌの大腿骨髄腔に適合するようにそれぞれ、TiNbSn合金、Ti6Al4V合金の大腿骨ステムの試作段階にある。同時に股関節臼蓋カップ、大腿骨ステムネックも2サイズずつ試作を行っている。インプラントの完成した後に、イヌ人工関節置換術を施行する予定である。TiNbSn合金イヌ人工股関節ステムの作製が完了した。10kgの雄のビーグル犬の大腿骨CTの解析からイヌ大腿骨髄腔に適合するデザインのステムを3サイズ作製した。TiNbSn合金ステムの弾性率は55GPaであることをステム製作後に測定して確認している。今回のステムには加熱処理は行っていない。同様のデザインで従来金属であるTi6Al4V合金のイヌ人工股関節ステムを作製した。大腿骨ラスプ、臼蓋、大腿骨のリーマーなどの手術機械の調整中であり、調整の終了後に実際に10kgの雄ビーグル犬に人工股関節を施行し、術後にCTを撮影して、ステム周囲の骨新生の観察、FEMを用いた応力解析、人工関節周囲の骨組織評価を行っていく予定である。並行して、TiNbSn合金の陽極酸化処理による骨親和性の改善効果と、TiNbSn合金の特徴である低弾性が骨癒合促進に与える影響の検討を行っている。ウサギ脛骨モデル、マウス脛骨モデルにはおいてTiNbSn合金群が、ステンレススチール群あるいはTi6Al4V群に比して骨折部仮骨において骨新生の形成亢進が確認された。癒合後の骨強度も今後評価し、低弾性金属材料の骨癒合促進効果についても明らかにしていきたい。酢酸陽極酸化による骨親和性の改善効果についての学術論文がPLoSOneに掲載された。また低弾性チタン合金の骨癒合に与える影響についての論文も現在投稿中である。10kgの雄のビーグル犬の大腿骨CTの解析からイヌ大腿骨髄腔に適合するステムを3サイズ作製した。同様のデザインで従来金属であるTi6Al4V合金イヌ人工股関節ステムを作製した。手術機械の調整中であり、調整の終了後に実際に10kgの雄ビーグル犬に人工股関節を施行し、FEMを用いた応力解析、人工関節周囲の骨組織評価を行っていく予定である。試作品でのイヌ人工関節置換手術を行う予定である。良好な設置が安定して得られていることを確認後に、術後6、12,18ヶ月での人工関節周囲での骨新生、人工股関節周囲の応力分析、骨組織での骨萎縮の評価を行っていく予定である。作製したTiNbSn合金ならびにTi6Al4V

合金のイヌ人工股関節ステムを用いて人工股関節置換術を行う予定である。良好な設置が得られていることを確認後に術後6,12,18ヶ月での人工股関節周囲の骨新生、FEMを用いた人工股関節周囲の応力分析、骨組織での応力遮蔽による骨萎縮反応の解析を行う予定である。整形外科学次年度使用額が生じた理由としては、消耗品の購入が若干少なかったことが挙げられる。次年度使用額が生じた理由としては、消耗品の購入が若干少なかったことが挙げられる。翌年度分として請求した助成金と合わせて、今回生じた繰り越し金は消耗品の購入、実験動物の購入に使用する予定である。
よりよい適応管理を目的とする塩水浸入による損失、損害についての知識格差の特定

27年度が最終年度であるため、記入しない。スリランカ北部のキリノッチは、内戦により荒廃した乾燥地帯であるが、ここ数年で人の再定住と都市化が進み、再び活性化されつつある。これに伴い、水需要が急激に高まり、同地域の地下水資源の持続可能な利用が求められている。研究対象地域を含むスリランカの各地では貯水池が地域全体に広がり、農業用水と生活用水両方に水を供給するという伝統的な方式の灌漑がこれまで行われてきた。この方式は、気候変動や異常気象に対しては非常にレジリエントな水管理システムだが、需要を満たすには十分ではない。気候変動に対するレジリエンスの向上には、現代の灌漑システムに伝統的な灌漑システムのレジリエンス機能を組み込むことが有効であると考えられる。対策としては、貯水池にある余剰水が利用できる雨季にそれらを地下水涵養させることにより、乾季や水不足の際には表面水と地下水両方の水資源を活用することが考えられる。本研究では、研究対象地域の潜在的な地下水量及び涵養量の計測、塩水化に関する様々な数値シミュレーションのツールを使用し、地下水源の定性的及び定量的な評価を行って、異常気象及び今後の気候変動の影響のための水資源管理ツールを開発することを目指す。平成26年度実施した現地調査では、リモートセンシングと地理情報システム(GIS)を統合的に利用し、同地域の地下水の潜在帯状(GWPZ)マップを作成。地下水採取の有望地として4つの異なる区域が画定された。帯水層パラメータ、土壌データといった空間的な気象強制力データ及び地理空間データの収集し、研究対象地の地下水潜在性のゾーニングをArcGISにて作成した。研究成果の一部は3つの異なる学会にて発表を行い、平成27年度にも発表を予定している。平成26年度は、当初の予定通り、本研究に関連した文献調査を行った。入手可能なデータは限られていたが、様々な地域における涵養量の計算などを行った。これらの文献研究は学術論文や会議発表論文の執筆に役立つものであり、すでに3つの学会において研究成果を発表している。次のステップとして、実際の地下水問題と整合する研究成果を得るためのよりよいモデルを較正するために、スリランカの農業局および農業サービス局からのデータセット収集を予定している。次のステップとして、ArcGIS、WEAP、MODFLOWを統合したモデリングシステムを使用し、スリランカ北部のキリノッチ地区における潜在的涵養量、内陸に向かう塩プルームの移動量の定量分析を行う。文献調査を継続して行い、Arc Hydro及びMODFLOWによる領域モデルの設定を試みる。また、同モデルを実行するために、パラメータの最適化及び較正を行う。検証後のモデル出力に基づき、異常気象及び将来の気候変動の影響のための水資源管理ツールを開発する。本研究によって期待される成果は、科学・研究コミュニティが水の潜在的な利用可能性についての深い洞察を得る手がかりとなり、持続可能な水資源管理に資するものとなる。
実験林への窒素沈着の空間変動の解明と湿性および乾性沈着量の評価

本学の野外実験試験地(FM多摩丘陵)において大気からの窒素化合物の湿性沈着、乾性沈着を評価するために降水試料の捕集、降水量の空間変動の測定等を行った。5台の転倒マス型雨量計を5m間隔で十文字状に設置し降水量の空間代表性を評価した。各測器の値は3%以内で一致した。FM多摩丘陵での長期的な降水量観測の空間代表性もこの程度であると判断した。湿性沈着ではFM多摩丘陵での測定値だけでなく、周辺にある東京都による3つの調査地点、多摩、福生、檜原でのデータを加え、時間変動と空間変動を解析した。いずれの地点でもNO_<3->とNH_<4+>濃度の経年変化において有意なトレンドは認められなかった。FM多摩丘陵でのNO_<3->とNH_<4+>濃度の降水量加重月平均値は42.8,38.2μmolL-1で東京都の3地点での値よりそれぞれ1.6-1.9倍、1.5-2.1倍高かった。特にNO_<3->濃度は多摩での値よりも高かったが、最近のNOなどの集中観測により多摩丘陵ではNOが夜間にゼロになりオゾンとNO_2の反応が促進されN_2O_5を経た硝酸生成の寄与の可能性が出てきた。FM多摩丘陵のNO_<3->とNH_<4+>濃度および沈着量は日本全域と比較しても高いレベルにあり、特にNO_<3->とNH_<4+>濃度は上位10%にあり、沈着量も上位30%に入っていた。なお、乾性沈着に関する観測を行うため森林内に12mの観測タワーの設置し、予備的な観測に供したが、安全性をいっそう確実なものにするための改良を行っている。この改良は当初の予定より大幅に遅れたが、このほど完成し観測を実施中である。本学の野外実験試験地(FM多摩丘陵)において大気からの窒素化合物の湿性沈着、乾性沈着を評価するために降水試料の捕集、パシブサンプラーシステムの設置と運転、降水量の空間変動の測定を開始した。乾性沈着関係の測定は森林内に12mの観測タワーの設置を進めているが、安全性をいっそう確実なものにするための改良中である。また、森林内でのパシブサンプラーによるアンモニアや窒素酸化物の予備的な測定を開始した。いずれも2週間程度の大気暴露で定量できる見込みを得た。風速、風向、日射量、降水強度等の気象要素の測定システムを当該観測タワーで行う予定である。降水量の空間分布は2つのシステムで測定を開始した。一つは直径15cmのプラスチック容器を平坦な露場の中心部の5m四方に9個設置しひと雨ごとに降水量を測定するものである。もうひとつは直径25cmの標準型雨量計を5台、十文字型に設置し降水量0.2mmごとに測定するものである。いずれも降水量は測器により変動するが変動係数は0.1%程度であることが分った。さらに測定を継続しその変動の程度を風速、降水強度、降水量等により解析し、降水測定における一般的な変動係数とその影響要因を明らかにする。初年度はFM多摩丘陵に初めて本格的な測器を展開し、また観測タワーを新たに設置することができた。作業の安全性を含め、データの信頼性を詳細に検討し、十分信頼性のある測定システムであると認めることができた。

現在、化学的な測定項目を増やした観測に入っており、来年度には当初の目的が達成できる見通しである。本学の野外実験試験地(FM多摩丘陵)において大気からの窒素化合物の湿性沈着、乾性沈着を評価するために降水試料の捕集、降水量の空間変動の測定等を行った。5台の転倒マス型雨量計を5m間隔で十文字状に設置し降水量の空間代表性を評価した。各測器の値は3%以内で一致した。FM多摩丘陵での長期的な降水量観測の空間代表性もこの程度であると判断した。湿性沈着ではFM多摩丘陵での測定値だけでなく、周辺にある東京都による3つの調査地点、多摩、福生、檜原でのデータを加え、時間変動と空間変動を解析した。いずれの地点でもNO_3-とNH_4+濃度の経年変化において有意なトレンドは認められなかった。FM多摩丘陵でのNO_3-とNH_4+濃度の降水量加重月平均値は42.8,38.2μmolL-1で東京都の3地点での値よりそれぞれ1.6-1.9倍、1.5-2.1倍高かった。特にNO_3-濃度は多摩での値よりも高かったが、最近のNOなどの集中観測により多摩丘陵ではNOが夜間にゼロになりオゾンとNO_2の反応が促進されN_2O_5を経た硝酸生成の寄与の可能性が出てきた。FM多摩丘陵のNO_3-とNH_4+濃度および沈着量は日本全域と比較しても高いレベルにあり、特にNO_3-とNH_4+濃度は上位10%にあり、沈着量も上位30%に入っていた。なお、乾性沈着に関する観測を行うため森林内に12mの観測タワーの設置し、予備的な観測に供したが、安全性をいっそう確実なものにするための改良を行っている。この改良は当初の予定より大幅に遅れたが、このほど完成し観測を実施中である。
作動記憶スパン課題の成績を規定する要因の認知心理学的モデル

作動記憶は,さまざまな認知課題の遂行時に,一時的に情報を保持する機能・それを支える機構であり,現在,種々の記憶現象や認知心理学における諸概念,発達や加齢における認知機能の変化を説明するための重要なキーワードとなっている。この作動記憶の働きを測定するためにリーディングスパン・テストに代表されるような"作動記憶スパン課題"が考案され,現在頻繁に用いられている。本研究は,作動記憶スパン課題の成績を説明するための統一理論の構築を目的として案施された。昨年度は,リーディングスパン課題を用いて,作動記憶スパン課題に関する"タスクスイッチング仮説(Towse et al.,1998,2000)"を検討した。そして、(1)移動窓パラダイムを用いて、通常のリスト構造効果を追試し、(2)処理量の異なる文(長い文と短い文)の読み時間を等しくしても、リスト構造効果が生起することを示し、(3)処理量の同じ文(同等の音節数の文)の読み時間を変化させてもリスト構造効果は生起しないことを示した。ただし,これらの実験では,各文に含まれる音節数を操作して文処理量を定義したが,この操作では、内的な処理量(表象操作数)と表層的な処理量(音節数)を区別できない。本年度は,文に含まれる音節数を同等にしても内的表象の処理量を変化させることのできる"言語的推論"を使った作動記憶スパン課題を作成し,リスト構造効果を再検討した。その結果,(1)推論スパン課題を用いても,リスト構造効果が得られた。また,(2)推論スパン課題の得点は,読解能力テストの成績と有意な相関を示し,このスパンの妥当性が確認されたが,相関には短長,長短条件による違いはみられなかった。以上の結果は,作動記憶リスト内での時間的減衰を仮定するよりも,処理活動から記憶活動への干渉を仮定することによってうまく説明でき,一方で,作動記憶スパン課題における長期記憶の関与を考えることの必要性を示している。作動記憶スパン課題の成績は、符号化と長期記憶からの検索によって大きく規定されるということが示唆された。この作動記憶の働きを測定するために"作動記憶スパン課題"が考案され,頻繁に用いられている。本研究では,本年度,作動記憶スパン課題におけるリスト構造を実験変数とし,5つの実験を実施した。長い文が最初に提示され短い文が最後に提示される"長短条件"と,その逆の順序の"短長条件"の2つの条件は,リスト全体の文の処理量と記銘単語はまったく同じであるが,得られるスパン得点は,短長条件よりも長短条件で高いことが知られている.このリスト構造効果は,タスクスイッチング仮説の支持証拠となっている。タスクスイッチング仮説によると,短長条件の記銘単語が,長短条件のものよりもリスト内で時間的な遅延にさらされることがリスト構造効果の生起原因である。しかし,2つの条件は,リスト後半部の文の読みに要する時間だけでなく,文の処理量も変化しており,これら2つの要因が交絡している。本研究では,文の読みに要する時間と処理量を独立に操作するため,刺激文をいくつかの部分に分け,順に少しずつ提示するという実験方法を用いた。この方法により,文の長短にかかわらず,一定の読み時間が必要となるように文の読み速度を操作することが可能となり次のことが発見された。(1)処理量の異なる文(長い文と短い文)の読み時間を等しくしても,リスト構造効果は生起した。(2)文の読み時間を変化させても,文の処理量が同じであれば(同等の音節数の文),リスト構造効果は生起しなかった。これらの結果に基づき,作動記憶スパン課題の成績には,リスト内の時間要因ではなく,干渉効果が影響を与えているという可能性が検討された。

その結果,(1)推論スパン課題を用いても,リスト構造効果が得られた。また,(2)推論スパン課題の得点は,読解能力テストの成績と有意な相関を示し,このスパンの妥当性が確認されたが,相関には短長,長短条件による違いはみられなかった。以上の結果は,作動記憶リスト内での時間的減衰を仮定するよりも,処理活動から記憶活動への干渉を仮定することによってうまく説明でき,一方で,作動記憶スパン課題における長期記憶の関与を考えることの必要性を示している。作動記憶スパン課題の成績は、符号化と長期記憶からの検索によって大きく規定されるということが示唆された。
臓器細胞におけるH⌒依存性能動輸送の特性とそのエネルギー論的解明

分離精製した小腸並びに腎尿細管刷子縁膜に存在する小分子ペプチド(di-及びtripeptide)の担体輸送は、【Na^+】には全く依存せず、pH勾配(pHo<pHi)により促進され、かつ起電性を示すことを明らかにした。更にpH勾配と小胞内負の膜電位が存在する条件下ではGly-Glyは著明に上り坂に輸送され、顕著なovershootuptakeが見られることを明らかにした。これらの事実はペプチドが【H^+】と共輸送されることを示している。この共輸送のstoichiometryを決定する目的で、ガマの反転嚢標本を用い、【Na^+】のない条件下で、粘膜測に加えたペプチドによって増大する短絡電流と加えたペプチドの内向きフラックスを同時に測定すると、【H^+】ペプチドの輸送比は1.78となった。等価電気的回路を用いて刷子縁膜を流れる共輸送電流と短絡電流増加の関係を解析すると、1よりやや大となることから、【H^+】/ペプチド共輸送の連結比は2:1と考えられる。無【Na^+】条件下では中性アミノ酸は全く電気的変化を誘発しないが、ジ並びにトリペプチドは何れもMichaelis-Menten速度論に従う膜電位並びに壁内外電位の変化を誘発することが確かめられた。このことからペプチド誘発電位を多種類のペプチドについて観察することにより、ペプチド担体の特異性を明らかにしうるが、グリシル・ジペプチド,アラニル・ジペプチド,トリグリシン,トリアラニンは何れも共通の担体で輸送され、かつKt値は狭い範囲(0.52.0mM)にあることが明らかになった。また9-aminoacridineの蛍光測定とdigitoninによる平衡法を併用して分離小腸上皮細胞で細胞内pHを測定すると、正常メジウム条件下では7.15であり、上皮細胞の表面のいわゆるmicroclimate pHをpH感受性微小電極で測定すると6.106.20であった。このpH差と2:1のstoichlometryから考えると、【H^+】/ペプチド共輸送系は【Na^+】/アミノ酸共輸送系より遙かに高い濃度勾配を作りうる系で、かつ多種類のアミノ酸を無差別に吸収する系と云える。
犯罪のグローバル化と刑法の国外適用について

本研究の目的は、最近のようにグローバル化が進むにつれ、国内では違法であるが、国外では適法な行為を国外で行うケースに対して、刑法を適用する際における解釈論上の問題点を検討することにある。本研究では、刑法の適用をめぐる従来の議論を明らかにするために、刑法適用の諸原則や刑法の適用に関する内外の学説、判例などを収集し、分析したうえで、これをコンピュータに入れてデータベース化した。また、いくつかの研究会に出席し、意見の交換などを行い有益な知見をうると同時に、本研究テーマの周辺分野についても貴重な知見をうることも出来た。そして、これらの研究を通して、初年度は、刑法の適用に関する法的性格に関して通説である処罰条件説と、犯罪の判断基準に関する通説である遍在説による不都合な結論を回避するために、憲法上の原則である国際協調主義の視点が重要であること、そのためには相手国の法的状況を考慮して国内法における犯罪の成否を論ずることが必要であることなどを明らかにした。そして、二年度目には、ドイツ刑法との比較を中心に研究を進めた。そして、ドイツにおいても偏在説の問題点を回避するためにさまざまな解釈論上の試みがなされていることなどを知りえたことは、わが国の刑法の国外的適用の問題を考える上で、きわめて有意義であった。なお、研究の成果については機会をえたので、その一部を公表した。近時、犯罪のグローバル化が進むにつれ、国内では違法であるが、国外では適法な行為を国外で行うケースが増えている。そのなかには、単独犯の場合もあれば、共犯の場合もある。このうち、とくに問題となるのが共犯の場合である。そこで、本年度はこの問題を中心に検討した。すなわち、本年度は、まず、刑法の適用をめぐる従来の議論を明らかにするために、刑法適用の諸原則や刑法の適用に関する内外の学説、判例などを収集し、分析したうえで、これをコンピュータに入れてデータベース化した。これらの研究を通して、本年度は、刑法の適用に関する法的性格に関して通説である処罰条件説と、犯罪の判断基準に関する通説である偏在説によれば、海外で適法な行為を国内で教唆、幇助したときには、それらの行為が国内で違法であるかぎり、つねに共犯が成立するという不都合な結論になること、そして、これを回避するためにさまざまな解釈論上の試みがなされているが、それは必ずしも成功していないこと、問題解決へのアプローチは政策的な観点から行うべきであること、さまざまな領域でグローバル化が行われてことを念頭におくならば、憲法上の原則である国際協調主義の視点が重要であること、そのためには相手国の法的状況を考慮して国内法における犯罪の成否を論ずることが必要であること、刑法の適用についてもいわゆる双方可罰主義に基づいた処理が必要であることなどの点を明らかにすることができた。なお、本年度の研究成果については機会をえたので、その一部を公表した。そして、昨年度に引き続き、本年度も刑法適用の諸原則や刑法の適用に関する内外の学説、判例などを収集し、分析したうえで、これをデータベース化した。また、いくつかの研究会に出席し、意見の交換などを行い有益な知見をうると同時に、本研究テーマの周辺分野についても貴重な知見をうることもできた。本年度は、昨年度の研究を踏まえて、ドイツ刑法との比較を中心に研究を進めた。その結果、ドイツ刑法は、犯罪の判断基準について徹底した遍在説を採用しているが、この点をめぐっては海外で適法な行為を国内で教唆、幇助したときには、それらの行為が国内で違法であるかぎり、つねに共犯が成立するという不都合な結論になることなどの問題点も指摘されていること、これを回避するためにさまざまな解釈論上の試みがなされていることなどを明らかにすることができた。その結果、わが国の刑法の国外的適用の問題を考える上で、貴重な示唆を与えてくれた。

なかでも国際協調主義の観点から、刑法の適用を抑制すべきである旨の見解も指摘されている。それは、昨年度の研究の方向性と基本的に一致するものであることを確認しえたことは、きわめて有意義であった。なお、本年度の研究成果についても機会をえたので、その一部を公表した。
痛覚過敏の中枢性感作における神経伝達物質の役割

口腔領域において、抜歯や抜髄などの歯科治療後の慢性疼痛や痛覚過敏は治療に難渋する事が多い。この誘発因子として神経損傷と炎症性因子が深く関与していると考えられるが、このうち炎症性因子の関与により生じた慢性疼痛から、痛覚過敏を引き起こすと考えられている中枢性感作において、中枢(脊髄)での神経伝達物質であるNOならびにグルタミン酸の役割に着目し、ラットを用いたマイクロダイアリシス法と痛覚過敏モデルであるホルマリンテストから、痛覚過敏におけるNO・グルタミン酸産生および疼痛行動との関連を調べた。なお、実験はラット痛覚過敏モデルであるホルマリンテストにおける疼痛行動の行動的解析を行うと同時に、同一個体において脊髄くも膜下腔に埋入したカテーテルを用いた、マイクロダイアリシス法により脊髄での神経伝達物質であるNO・グルタミン酸産生の経時的変化を測定した。脊髄でのNO産生の経時的変化と疼痛行動との関連に関しては、ホルマリンテストにおける疹痛行動第2相とNO産生亢進の関連が示唆される結果が得られた。また、脊髄でのグルタミシ酸産生も、疼痛行動及びNO産生との関連が示唆される結果が得られた。この結果、ホルマリンテストにおける疼痛行動と脊髄でのNO・グルタミン酸産生には密接な関連があると示唆された。現在、この結果を基に痛覚過敏に対し有効な薬理効果が期待される各種リガンド(NMDA・GABA・セロトニン・オピオイド各受容体への作用物質)投与による、疼痛行動およびマイクロダイアリシス法による脊髄でのNO・グルタミン酸産生の経時的変化の関連性を検索中である。この誘発因子として神経損傷と炎症性因子が深く関与していると考えられるが、このうち炎症性因子の関与により生じた慢性疼痛から、痛覚過敏を引き起こすと考えられている中枢性感作において、中枢(脊髄)での神経伝達物質であるNOならびにグルタミン酸の役割に着目し、ラットを用いたマイクロダイアリシス法と痛覚過敏モデルであるホルマリンテストから、痛覚過敏におけるNO・グルタミン酸産生および疼痛行動との関連を検索中である。現在、ラット痛覚過敏モデルであるホルマリンテストにおける疼痛行動の行動的解析を行うと同時に、同一個体において脊髄くも膜下腔に埋入したカテーテルを用いた、マイクロダイアリシス法による脊髄での神経伝達物質であるNO・グルタミン酸産生に関して予備実験を行っている段階である。脊髄でのNO産生の経時的変化と疼痛行動との関連に関しては、ホルマリンテストにおける疼痛行動第2相とNO産生亢進の関連が示唆される結果が得られている。グルタミン酸に関しては測定機器のセットアップを行っている段階であり、これから自由行動下での経時的測定を行った後、疼痛行動との関連性を検索する予定である。次に、痛覚過敏に対し有効な薬理効果が期待される各種リガンド(NMDA・GABA・セロトニン・オピオイド各受容体への作用物質)投与による、疼痛行動変化およびマイクロダイアリシス法による脊髄でのNO・グルタミン酸産生の経時的変化の関連性を検索する予定である。
神経可塑性誘導調節の分子メカニズム

1.Srcファミリーチロシンリン酸化酵素によりリン酸化されるNMDA受容体NR2Bサブユニットのチロシン残基(チロシン1472)を同定した。このチロシンにリン酸化が入っているものだけを選択的に認識する抗体を作製し、それを用いて、生体の海馬においてもこの部位のリン酸化が起こっており、その程度が発達にしたがって増大することを見出した。さらに、海馬スライスCAl領域の長期増強の発現に伴って、NR2Bサブユニットのチロシン1472のリン酸化が増大することを明らかにした。2.細胞接着分子であるテレンセファリンを欠損するマウスでは、正常シナプス伝達には異常が見られないが、海馬CAl領域での長期増強が増大し、さらに長期増強の飽和レベルが高いことから、シナプス伝達効率の可変域が増大していることがわかった。また、学習・記憶テストにおいて成績が野生型よりもよいことが明らかとなった。3.海馬CAl領域において、3型リアノジン受容体がAMPA受容体媒介性の正常シナプス伝達と長期増強を制御していることを、3型リアノジン受容体を欠損するノックアウトマウスの解析から明らかにした。正常シナプス伝達の変化は、AMPA受容体のシナプス後肥厚部での蛋白量の変化ではなく、既存のAMPA受容体の特性の変化によることが示唆された。4.グリア型のグルタミン酸トランスポーターであるGLT-lが欠損するとシナプス間隙でのグルタミン酸濃度が異常に上昇し、様々な障害を引き起こすことはすでに報告したが、GLT-l欠損により海馬CAl領域のLTPが強く障害されることを新たに見出した。これには、NMDA受容体が異常に強く活性化されることが関与することも明らかにした。1.海馬CAl領域のNMDA受容体のチロシンリン酸化がH-Rasにより制御されていることと、チロシンリン酸化の亢進によりNMDA受容体シナプス応答が増大し、長期増強が増大していることを明らかにした。2.NMDA受容体の単一チャネル特性をH-ras(-/-)マウスと野生型マウスで比較・検討したが、細胞体から引き抜いたパッチでは有意な差は見られなかった。これは、スパインに存在する酵素群と接触していないことによる可能性があるので、今後はnon-stationary analysisを行う予定である。3.Srcファミリーチロシンリン酸化酵素によりリン酸化されるNMDA受容体NR2Bサブユニットのチロシン残基(チロシン1472)を同定した。4.細胞接着分子であるカドヘリン11を欠損するマウスでは、正常シナプス伝達には異常が見られないが、海馬CAl領域での長期増強が増大し、さらに長期増強の飽和レベルが高いことから、シナプス伝達効率の可変域が増大していることがわかった。この変異マウスでは、恐怖心などの情動に異常があることがわかった。5.細胞接着分子であるテレンセファリンを欠損するマウスでは、正常シナプス伝達には異常が見られないが、海馬CAl領域での長期増強が増大し、さらに長期増強の飽和レベルが高いことから、シナプス伝達効率の可変域が増大していることがわかった。
コミュニティ検出における２部グラフ制約緩和の統計物理学的研究

本研究は、新しい大規模自由記述アンケートフレームワーク確立に向けた理論研究という位置付けである。本研究で解決したい問題は、2部グラフとして与えられたデータに対するパフォーマンスの理解である。そのために、まずは2部グラフのクラスタリングアルゴリズムとしてよく知られているLarremoreら(2014)によるアルゴリズムの理解を深めることを目標とした。この方法では、最もシンプルな、貪欲法が採用されている。貪欲法自体の、stochastic block model上の統計的有意性の解析がそもそも明らかになっていないことから、その研究に取り組み、理論的な結果を得た。これはPhysical Review EのRapidCommunicationsから出版されている。この研究については、今後も発展させたいと考えている。アンケートの実データを収集し、解析していく中で、極度にスパースなデータになった場合、通常のランダムグラフモデルによるベイズ推論の方法が構造を検出できない(一様データであるという結果を返す)問題も明らかになってきた。これは、2部グラフ制約のもとでは特にスパースになりやすいことと関連していると考えられる。その一方で、ランダムグラフモデルに基づかない、グラフ上の経路に基づく手法は妥当な結果を返すことも経験的に明らかになってきた。そこで、グラフ上の経路に関する統計性を理解する目的で研究を進めている。全域木の統計量として抵抗距離(resistance distance)というものがあるが、それに関連する関係式を、グラスマン代数を用いて理論的に整理する研究が進み、現在論文投稿準備中である。経路に基づく手法がなぜスパースな2部グラフでうまく機能するのかについて理解するには、resistance distanceの分布の情報を引き出すことが必要であり、次はその研究に着手する予定である。当初の計画である1部グラフ展開は、調査を進めていくうちに、必ずしもうまくいかない可能性があることが発覚し、ひとまずペンディングという方針をとった。しかし、一方で、2部グラフを扱う上での実用的な問題について理論的な知見を与えることに成功した。また、実データ解析を進めていく中で見つけた新たな(おそらく2部グラフであることと関連の深い)問題についても、興味深い進捗があり、論文としてまとめるに至っている。一旦2部グラフであるという設定を外れて、実用上重要な問題に対して知見を増やしてきた。今後は、これまでの成果をさらに一般論として発展させていくと共に、2部グラフとの接点にも意識して研究を進めていきたいと考えている。具体的には、貪欲法のパフォーマンス解析については、実データ上での評価を行うために、信念伝搬法を用いたアプローチを開発していくと共に、2部グラフの場合についての拡張も行なっていく予定である。経路に基づく手法については、resistance distanceの分布、特に分散の振る舞いを、平均場計算によって明らかにすることを目指している。
「源氏小鏡」の書誌的研究-源氏物語との相違-

1、整版『源氏小鏡』の調査十一種類ある整版をすべて閲覧して、本文異同を調べた結果、どの版も本文は同一であるという通説の否を指摘して、「親和国文」第36号にて発表した。2、異本『源氏小鏡』の調査写本は六系統に分かれ、第一・二系統は流布本、第三系統以下は異本で、一本ずつ内容が異なる。物語から離れた粗筋や説話は、流布本よりも異本に多く見られる。そこで異本(計22本)をすべて調査して、特異な点を指摘して、解題にまとめた。3、流布本『源氏小鏡』の調査流布本(計47本)をすべて調査し、系統ごとに代表的な善本を選び出した。4、科学研究費補助金学術図書の交付申請本研究の成果をまとめて『「源氏小鏡」諸本集成』と命名し、日本学術振興会の平成15年度科学研究費補助金公募に応募した。小著の内容は、以下の通り。(1)翻刻:『源氏小鏡』の重要な伝本を系統ごとに13本厳選し、全文を翻刻した。その中には本邦初公開の稀本もある。小著の刊行により『源氏小鏡』の伝本が、初めて系統別にすべて容易に見られるようになる。(2)解題:『源氏小鏡』を系統別に扱い、それぞれの特徴を論じる。小著の刊行により、『源氏小鏡』の全容が初めて解明される。1、「源氏小鏡」の写本を伊井春樹氏は60本余り調査され、以下の結論を導かれた。(1)本文は六系統に大別され、そのうち第二系統はさらに三種類に分けられる。(2)江戸時代に刊行された整版は、第二系統に分類される。整版が第二系統のどの類に属するかは、伊井氏は述べられていない。2、そこで第二系統の写本をすべて閲覧して、本文を比較した結果、三類に分けられるほどの異同は見出せなかった。3、次に整版は七種類あり、互いに対校したところ、次のことが判明した。(1)どの版も同じ系統である。(2)本文が最も良好であるのは、出版が最古の慶安四年版と、それと同版の無刊記版である。4、写本と版本を校合すると、いずれも同一系統で、本文は版本の方が良いことが分かった。5、「源氏小鏡」の第二系統は、影印も翻刻も刊行されていないので、本学所蔵の無刊記版を全文紹介し、解題を付け、平成13年度「親和国文」に発表した。1、流布本『源氏小鏡』の調査(1)問題:『源氏小鏡』は中世・近世において最も流布した梗概書であるのに、影印・翻刻は九本しかなく、いずれも所蔵者が公開したにすぎず、本文は必ずしも良いとは限らない。(2)刷査:前年度で取り上げなかった流布本『源氏小鏡』(計47本)をすべて調査し、系統ごとに代表的な善本を選び出した。(3)結果:翻字をフロッピイに保存し、解題も付けた。2、科学研究費補助金学術図書の交付申請本研究の成果をまとめて『「源氏小鏡」諸本集成』と命名し、日本学術振興会の平成15年度科学研究費補助金公募に応募した。その中には本邦初公用の稀本もある。
対話的定理証明によるソフトウェアの精密な検証

対話的定理証明によるソフトウェアの検証について、様々な角度から研究を行い、事例研究を通じ、小規模なソフトウェアやソフトウェアの核となる部分については、対話的定理証明による検証が可能であることを示した。特に、本研究の代表者が開発しているウェブプログラムの検証ツールPHP文字列解析器について、その核となるアルゴリズムの定式化・検証を行い、正当性を検証済みのプログラムを得ることに成功した。対話的定理証明による検証の事例研究及び,プログラム解析の研究を行った.1.アルゴリズム検証の事例研究として,深さ優先探索の検証の精密化を行った.先行研究で深さ優先探索の検証を行ったが,下で述べるソフトウェアの検証を進める中でより精密に深さ優先探索の性質を検証する必要が生じた.そこで,深さ優先探索の各ステップが保存する性質をより精密に分析し,その検証を行った.2.対話的定理証明によるソフトウェア検証では,プログラムの細かな性質を詳細に検証する必要がある.そのような細かな性質の検証を自動化するために,プログラム解析の研究を行った.具体的には,プログラムが出力しうる文字列の集合を文脈自由言語で近似するプログラム解析を開発した.さらに,このプログラム解析に基づきプログラムの性質を検査するため,XML言語,正則生垣言語と呼ばれる文脈自由言語のサブクラスについて,文脈自由言語との包含を決定するアルゴリズムを構築した.3.ソフトウェアの精密な検証の事例研究として,2の研究で開発した決定アルゴリズムを検証する研究を行った.Isabelle/HOL上で文脈自由言語を形式化し,以下の三つの決定アルゴリズムの正しさを検証した.1)文脈自由言語と正則言語の包含を決定するアルゴリズム.2)与えられた文脈自由言語に属する語がすべて括弧に関してバランスがとれているか決定するアルゴリズム.3)文脈自由言語と正則生垣言語の包含を決定するアルゴリズム,さらに,Isabelle/HOL上で形式化したアルゴリズムから,実行可能な検査プログラムを自動生成し,実際のプログラム検査器の一部として使用可能であることを確認した.ソフトウェアの精密な検証について以下の研究を行った。1)アルゴリズム検証の事例研究として、重み付きグラフに対して最短経路を求めるBellman-Fordアルゴリズムの形式化及び検証を行った。アルゴリズム教科書では、重みとして実数など具体的な代数構造を仮定してアルゴリズムの形式化が行われる。一方、本研究では、必要最低限の性質を仮定し形式化を行った。代数的な構造としてどのような性質が必要かを、厳密な証明をすることで明確にすることができた。また、グラフの経路の形式化をリストの構造に対応するように行うことで、グラフアルゴリズムの形式化が扱いやすくなることが分かった。2)プログラム検証の事例研究として、KMP法による文字列照合のC言語による実装の正しさを検証した。検証には、検証条件生成ツールCaduceusを用いた。ループ不変条件を決定するには、プログラムの精密な分析が必要であったが、検証条件の証明自体は、比較的容易であった。また、検証の過程でアルゴリズムの教科書に掲載されているC言語によるKMP法の実装の誤りを発見することができた。3)Cプログラムに対する検証条件生成ツールCaduceusの最新版を定理証明系Isabelleに対応させる実装を行った。この実装に基づき、Caduceusの解説をコンピュータソフトウェア誌に書いた。Caduceusによる検証の原理から、配列及びポインタを用いたプログラムの検証までを解説した。対話的定理証明によるソフトウェアの検証について以下の研究を行った1)関数型言語のコンパイラで用いられるCPS(Continuation Passing Style)変換と呼ばれるプログラム変換の形式化と検証を行った。形式化と検証には、束縛変数に関する同値性を直接扱えるNominal Logicに基づく定理証明系Nominal Isabelleを用いた。CPS変換をNominal Isabelleで形式化する場合、変換が導入する新しい束縛変数の扱いが難しく、紙の上の証明をそのまま翻訳することができない。本研究では、必要となる補題を系統的に準備して証明を行うことで、定義や証明の主要な部分を自然な形で記述するができることを示した2)ウェブプログラム検証の基礎として、スクリプト言語PHPの操作的意味論の研究を行った。PHPは、値を代入するときにコピーを行うCopy-on-Assignmentが基礎となっている。一方、実装には、書き込みの時にコピーを行うCopy-on-Writeが用いられている。本研究では、これら二つの評価戦略に対して、グラフ書き換えによる操作的意味論を与えた。これらの意味論に基づき、PHPの実装が用いているCopy-on-Writeが正しくCopy-on-Assignmentを実装していないことを示した。さらに、この問題の解決した評価戦略としてMostly Copy-on-Assignmentを提案した。また、操作的意味論の核となる部分を定理証明系lsabelle/HOLにより形式化し、基礎的な性質の証明を行った。
北海道東部の海跡湖能取湖における動物プランクトン群集の中期的変動の解析

北海道東部の海跡湖能取湖における動物プランクトンの中期的経年変動と気候変動の関連性を検討した。全ての分類群の個体数密度と水温および塩分の中期的変動は同調した。また、全動物プランクトンならびにカイアシ類、尾虫類、二枚貝類、棘皮類の変動の周期性は気候変動指数の周期性と類似する傾向を示した。能取湖における動物プランクトンの中期的動態と環境要因の間に関係性が存在する可能性がある。本研究課題は、能取湖の持続可能な漁業に貢献するため、漁業生産の基盤となる動物プランクトン現存量の中期的経年変動を明らかにすることが目的である。平成27年度は、能取湖の最深部(水深約21 m)の定点において、平成27年4月から平成28年3月にかけて月に1回以上の頻度で観測を実施した。(a)環境データ:平成27年度の能取湖では、高温高塩分の宗谷暖流水が5月から9月に分布し、10月から4月には低温低塩分の東樺太海流水が分布した。宗谷暖流水と東樺太海流水が季節的な交替が認められた。動物プランクトンの餌の指標となるクロロフィルa濃度は、4月の深層で高く、5月から6月にかけて低下するが、7月以降は10月にかけて深層から表層に極大層が移動した。冬季にはクロロフィルa濃度は再び低密度となったが、3月には水中全体で高密度となった。(b)動物プランクトン(目合0.1 mmネット):個体数密度で表した動物プランクトンの現存量は、4月は低かったが、6月には4月の10倍にまで増加し、調査期間中で現存量が最も高かった。その後現存量は減少し、8月下旬に再び現存量が増加した後、12月に向かって減少した。結氷期の2月にわずかな増加が認められたが、その後の結氷期は4月の半分程度までに減少した。乾燥重量で表した場合においても、同様の季節変動がみられた。5月から6月は腹足類、7月から10月はカイアシ類と二枚貝類、11月から3月はカイアシ類が優占した。(C)過去のデータ:平成22年度から平成24年度に得られたサンプルの解析を行い、宗谷暖流水と東樺太海流水の季節的な交替が起こること、6月に動物プランクトンの現存量が最も高くなることがわかった。本研究課題は、能取湖における動物プランクトン現存量の中期的経年変動を明らかにすることが目的である。平成27年度から平成29年度の動物プランクトン現存量を単年度毎に明らかにすると同時に、平成26年度以前(平成20年度から)のサンプルを解析する。平成27年度では、4月から結氷期の3月まで能取湖において調査を行った。当該年度の環境データおよび動物プランクトン現存量(個体数密度)の季節変動を分類群レベルで明らかにすることができた。また、乾燥重量として現存量の変動を明らかにした。能取湖に出現する動物プランクトン群集は様々な種によって構成されることが分かった。平成27年度では、優占分類群となるカイアシ類について、種レベルで季節変動を明らかにし、水塊交替に伴って群集構造が変動することがわかった。また、能取湖に出現する枝角類についても、種同定を行って、種レベルの季節変動様式を明らかにすることができた。過去のデータについては、平成27年度は、平成22年度から平成24年度に取得された3年分のサンプルを解析し、分類群レベルの季節変動について明らかにし、6月に動物プランクトン現存量が最も高くなるという類似性が認められた。以上のように、平成27年度は順調に当初の計画通りに進行していると判断される。平成28年度は、能取湖の最深部の定点において、平成28年4月から平成29年3月(10月および1月を除いて)にかけて月に1回以上の頻度で観測を実施した。(a)環境データ:平成28年度の能取湖では、高温高塩分の宗谷暖流水が6月から9月に分布し、11月から4月には低温低塩分の東樺太海流水が分布した。宗谷暖流水と東樺太海流水の季節的な交替が認められた。動物プランクトンの餌の指標となるクロロフィルa濃度は、4月の深層で高く、5月から6月にかけて低下するが、7月から12月(9月を除いて)には深層から中層で高かった。(b)動物プランクトン(目合0.1 mmネット):個体数密度で表した動物プランクトンの現存量は、春季から夏季にかけて増加し、結氷期に向かって減少するという季節変動を示した。すなわち、3月から4月にかけて4倍に増加した。その後現存量は増加傾向を示し、7月に最大を示した。8月以降現存量は低下傾向を示し、12月の現存量は7月の20%にまで減少した。その後現存量は2月まで同程度に推移し、3月の現存量は、観測期間中最も低い現存量(7月の10%)を記録した。5月は腹足類、9月は二枚貝類、その他の月はカイアシ類が優占した。

(C)過去のデータ:平成22年度から平成27年度の非結氷期に得られたサンプルおよびデータの解析を行った。塩分と動物プランクトン現存量のトレンドは類似する傾向がみられた。塩分が低い平成25年度および平成26年度は、動物プランクトン現存量は平年値を下回る傾向がみられた。塩分が平年値より高い平成22年度では、動物プランクトン現存量も平年値よりも高くなる傾向がみられた。本研究課題は、能取湖における動物プランクトン現存量の中期的経年変動を明らかにすることが目的である。平成27年度から平成29年度の動物プランクトン現存量を単年度毎に明らかにすると同時に、平成26年度以前に得られたサンプルを解析する。平成28年度では、4月から結氷期の平成29年3月まで能取湖において観測を行った。当該年度の環境データおよび動物プランクトン現存量(個体数密度)の季節変動を分類群レベルで明らかにすることができた。また、乾燥重量として現存量、ならびに優占分類群となるカイアシ類についても種レベルで季節変動を明らかにした。過去のデータについては、平成28年度は、平成22年度から平成27年度に取得された6年分の動物プランクトンデータおよび環境データを解析し、水塊の指標となる塩分と動物プランクトン現存量のトレンドが類似する傾向がみられた。この結果は、動物プランクトン現存量の年変動と宗谷暖流および東樺太海流の勢力の年変動に何らかの関係があることを示唆している。本年度に得られた成果について国内および国際学会等で公表することができた。以上のように、平成28年度は当初の計画通りに進行していると判断される。本研究課題は、能取湖の持続可能な漁業に貢献するため、漁業生産の基盤となる動物プランクトン現存量の中期的経年変動を明らかにすることが目的である。平成29年度は、能取湖の最深部の定点において、平成29年4月から平成30年3月(平成30年1月を除く)にかけて月に1回以上の頻度で観測を実施した。(a)環境データ:平成29年度の能取湖では、高温高塩分の宗谷暖流水が5月から10月に分布し、11月から4月には低温低塩分の東樺太海流水が分布した。宗谷暖流水と東樺太海流水の季節的な交替が認められた。動物プランクトンの餌の指標となるクロロフィルa濃度は、4月の深層で高く、5月には低下する傾向がみられたが、6月から11月(9月を除いて)には深層から中層で高かった。冬季にはクロロフィルa濃度は増加する傾向がみられた。(b)動物プランクトン(目合0.1 mmネット):個体数密度で表した動物プランクトンの現存量は、4月から6月にかけて増加し、10月に小さな極大を示したが、冬季に向かって減少するという季節変動を示した。動物プランクトン現存量が最も高かった10月では、カイアシ類が65.6%で優占した。一方現存量が少なかった7月では、多毛類が49.9%で第一優占分類群となり、カイアシ類が35.8%で第二優占分類群であった。10月以降、カイアシ類が78%以上で優占した。(C)過去のデータ:平成25年度から平成29年度の5年間のデータを用いてカイアシ類群集の経年変動を明らかにし、気候変動との関係性を検討した。その結果、PDO indexでは2014年1月に温暖レジームから寒冷レジームにシフトした。解析期間中、能取湖の水温が上昇し、沿岸冷水性カイアシ類の個体数密度は増加するが、外洋性カイアシ類の個体数密度は減少する傾向を示した。北海道東部の海跡湖能取湖における動物プランクトンの中期的経年変動と気候変動の関連性を検討した。全ての分類群の個体数密度と水温および塩分の中期的変動は同調した。