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Mn(III)に特化した新奇ラジカルビルディングブロックの開発と複素環化合物合成

従来の炭素ラジカルよりも増炭された炭素ラジカルビルディングブロックとして設計された3-ビニルペンタンジオンや3-シクロヘキシリデンメチルペンタンジオンを合成し、それらを用いたMn(III)特有の酸化的ラジカル環化反応を調べた。その結果、高温条件下の反応では新規な含酸素複素環化合物である多置換アセトキシジヒドロフラン類やスピロジヒドロフラン類が得られた。一方、同様の反応を室温条件下で行うと、1,2-ジオキシノール類やスピロジヒドロジオキシノール類が得られた。これにより、1,3-ジカルボニル化合物の3位に共役系側鎖を持つ化合物は炭素ラジカルビルディングブロックとして有効であることがわかった。共役系を延ばした1,3-ジカルボニルラジカルの候補として3-ビニルペンタンジオン(1)および2-ベンジリデンマロン酸(2)を合成した。ビニルペンタンジオン1は相当する4,5-ジヒドロフラン類の酸分解によって、また、ベンジリデンマロン酸2は対応するアルデヒド類とマロン酸類のKnoevenagel縮合によって合成した。合成した共役系を延ばした類似の1,3-ジカルボニル化合物1およびマロン酸2を用いて分子内付加および分子間反応条件下でMn(III)酸化反応を行ったところ、アセトキシジヒドロフラン類およびジヒドロピラノン類が得られた。このことから、ペンタンジオン1およびマロン酸2から相当する増炭された炭素ラジカルビルディングブロックの構築が可能であることを示すことができた。よって、このような中間体ラジカルの生成を明確にできたので、新たな複素環化合物合成へのルートを確立するために、ペンタンジオン1およびマロン酸2の類似化合物を使った反応を色々な条件下で詳しく調べた。新奇炭素ラジカルビルディングブロックの研究はM2の久野和樹君(平成26年3月修了)に昨年度に引き続き行ってもらった。また、我々はトリケトンである3-(2-オキソプロピル)ピペリジンジオン類のMn(III)酸化反応からプロペラン類が高収率で得られることを報告しているので、テトラケトンであるビス(シクロヘキサンジオン)類からも同様の炭素ラジカルビルディングブロックが生成すると考え、この酸化的ラジカル反応の検証を次に行った。さらに、Mn(III)を用いた酸化的ラジカル反応ではMn(III)が触媒として働く有酸素酸化反応も同時に起こるので、共役系が延長された炭素ラジカルビルディングブロックを用いたMn(III)-触媒有酸素酸化反応を調べた。その結果、予想もしない転位反応が起こり、X線構造解析により構造までは決定できた。Mn(III)特有の炭素ラジカル発生法に着目した従来の炭素ラジカルよりも増炭された新奇炭素ラジカルビルディングブロックの構築を昨年度までに行い、そのビルディングブロックを用いた酸化的ラジカル反応で、多置換アセトキシジヒドロフラン類、スピロジヒドロフラン類および1,2-ジオキシノール類の合成に成功した。環状テトラケトンビルディングブロックを用いたMn(III)に基づく酸化的ラジカル反応では2種類のスピロ化合物の合成に成功し、その生成機構を明らかにすることができた。トリエタノールアミンから得られるビルディングブロックからは窒素をコアとするカゴ型大環状化合物の合成に成功した。また、二置換ナフタレン類をコアとするビルディングブロックからは大環状ナフタレノファン類を得ることに成功し、2D NMRスペクトルおよび単結晶X線構造解析により、正確な構造解析を行った。これらの大環状化合物合成法を「Mn(III)に基づくジヒドロフランークリップ反応」と名付け、発表した。メチレン鎖でつながれた末端アミド系炭素ラジカルビルディングブロックからはダンベル型ビス(アザジオキサビシクロノナンカルボキシラート)類の合成を行った。N-アリール-3-オキソブタンアミドビルディングブロックを用いた反応では、転位反応を伴って多官能基化されたピロリジノン誘導体の定量的合成に成功した。アリールアミノオキソエチルマロネートビルディングブロックからはキノリノン類の合成に成功し、それを用いた置換キノリン類への変換法も確立した。1-(ジアリールビニル)シクロアルカノールビルディングブロックを用いた反応では種々のスピロ化合物が得られた。炭素ラジカルビルディングブロックとインドール類を用いた反応から新規ベンゾカルバゾール類の合成に成功した。合成された新奇複素環化合物50検体について、生物活性試験を行った。Mn(III)特有の炭素ラジカル発生法に着目した従来の炭素ラジカルよりも増炭された新奇炭素ラジカルビルディングブロックの構築を昨年度に引き続き行い、そのビルディングブロックを用いた酸化的ラジカル反応で、多置換アセトキシジヒドロフラン類、スピロジヒドロフラン類および1,2-ジオキシノール類の合成を昨年度に引き続き行った。これにより、これらの合成反応では明らかに置換基効果が見られることが分かった。次に、環状テトラケトンビルディングブロックを用いたMn(III)に基づく酸化的ラジカル反応では2種類のスピロ化合物に加えて新たにジスピロ化合物の合成にも成功し、それらの生成機構をほぼ確立することができた。同様の反応を室温で行うと全く違った反応が起こり、ヘキサヒドロベンゾ[c]クロメントリオンという極めて興味ある化合物が得られた。メトキシナフタレンを置換したブタンジオン類を合成し、1,1-ジフェニルエテン存在下で酢酸マンガン(III)による酸化反応行ったところ、新規ベンゾフロクロメノン類の合成に成功した。

この反応は大変複雑で、その反応機構を詳しく調べた。その結果、反応中間体としてビニルベンゾクロメノン類が生成していることを突き止めた。このビニルベンゾクロメノン類を別途合成し、同様の反応にかけたところ、最終生成物のベンゾフロクロメノン類へ変換されることを確認した。最後に、炭素ラジカルビルディングブロックをインドールに置換し、直接酢酸マンガン(III)による酸化反応を行うことで、これまでにない新規反応を発見し、テトラヒドロアゼピノ[4,5-b]インドール-4-(1H )-オン類や4,9-ジヒドロピラノ[3,4-b]インドール-1(3H)-オン類の合成を達成した。合成された新奇複素環化合物50検体について、昨年と同様に生物活性試験を行った。従来の炭素ラジカルよりも増炭された炭素ラジカルビルディングブロックとして設計された3-ビニルペンタンジオンや3-シクロヘキシリデンメチルペンタンジオンを合成し、それらを用いたMn(III)特有の酸化的ラジカル環化反応を調べた。その結果、高温条件下の反応では新規な含酸素複素環化合物である多置換アセトキシジヒドロフラン類やスピロジヒドロフラン類が得られた。一方、同様の反応を室温条件下で行うと、1,2-ジオキシノール類やスピロジヒドロジオキシノール類が得られた。これにより、1,3-ジカルボニル化合物の3位に共役系側鎖を持つ化合物は炭素ラジカルビルディングブロックとして有効であることがわかった。Mn(III)特有の炭素ラジカル発生法に着目した従来の炭素ラジカルよりも増炭された新奇炭素ラジカルビルディングブロックの構築を達成したこと、続いてそこから発生させた炭素ラジカルとアルケン類の反応から多置換アセトキシジヒドロフラン類、スピロジヒドロフラン類、1,2-ジオキシノール類、スピロ化合物、カゴ型大環状化合物、大環状ナフタレノファン類、ダンベル型ビス(アザジオキサビシクロノナンカルボキシラート)類、多官能基化されたピロリジノン誘導体、キノリノン類、ベンゾカルバゾール類などの新奇複素環化合物が合成できたことは研究目的に沿っており、評価できる。ただし、環状テトラケトンビルディングブロックを用いた有酸素酸化反応から得られるラクトン類の生成反応は、ある程度の反応最適化はできた。しかし、依然として反応機構は不明であり、その転位機構は解明できなかった(平成27年度への課題)。また、平成26年度の研究で得られた新規化合物50検体について、生物活性試験を行った。しかし、二次スクリーニングを行うほどの活性を持った化合物は見出せなかった。有機化学平成27年度も引き続き、新奇炭素ラジカルビルディングブロックを用いた各種反応に挑戦し、その有用性を検証・評価すると共に新規複素環化合物の合成を行う予定である。特に、環状テトラケトンビルディングブロックからは珍しいプロペランタイプの新規複素環化合物の合成を行う予定である。また、炭素ラジカルビルディングブロックを用いたインドール類との反応からは生物活性を目指した縮環インドール類の合成やスピロインドール類の合成を検討する予定である。また、環状テトラケトンビルディングブロックを用いた有酸素酸化反応から得られるラクトン類の反応を最適化し、依然として不明である反応機構の解明を行いたい。
自閉症における対人相互作用障害と皮質-扁桃体の機能的結合との関係の解明

前年度報告した広汎性発達障害(PDD)において臨床群のデータを追加し、投稿論文の執筆を行った。具体的な研究内容を以下に示す。静止画表情認識の先行研究の結果には矛盾があるため、年齢、顔認識能力、症状の影響と表情認識能力との関係を調べた。その結果、PDD群において恐怖表情の認識障害があることが示された。定型発達群では年齢の増加によって表情認識・顔認識能力が向上したが、PDD群ではこの関係が見られなかった。特に年齢の増加による表情認識の促進に群間差が見られ、基礎的な顔認識能力で説明できない情動処理の障害がある可能性が示唆された。また、社会的障害の症状の程度、特に人に対する注意が重い人ほど、恐怖表情の認識成績が悪かった。PDD群には恐怖表情の認識障害があることが示されたが、この障害には非定型的な知覚処理、注意、情動反応が関与している可能性がある。次に、PDD群の動的表情の知覚について調べた。先行研究から、定型発達群では表情が動的に呈示されると同じ強度の静止がよりも誇張した表情として知覚されることが示されている。しかし、PDD群では表情強度が弱い場合に静止画と比較して動画表情の強度が誇張して知覚されないということが示された。PDD群では情動的シグナル増幅して知覚するメカニズムに障害があり、表情の小さな変化を敏感に感知することに障害があることを示唆している。また、PDDにおける視線方向への注意シフトの障害に関わる神経基盤をあきらかにするための前段階として、定型発達者の神経活動の時空間構造についてMEGを用いて調べた。暫定的な結果ではあるが、逸れた視線に対して視線方向の処理に関わる上側頭溝、頭頂-前頭の注意ネットワークが順に活動することが示された。また、これらの脳部位は矢印の向きに対する注意シフトでも活動することが示された。今後はPDD群との比較研究をすすめる予定である。本年度は主にアスペルガー障害おいて対人相互作用に重要な動的表情と視線の処理のどのような側面に問題があるかということについての研究を行った。アスペルガー障害では他者の視線方向への注意シフトが障害されていないが、定型発達でみられる動的表情によって視線による注意シフトが促進されるという現象はみられなかった。しかし、表情が静止画ではなく動的に呈示されるとより誇張した表情として知覚されるかどうかを調べたところ、定型発達群と同様にアスペルガー障害群でも動的な表情は実際よりもより強い表情として知覚されることが示された。以上の結果から、アスペルガー障害では動的表情や視線の知覚的な処理そのものに問題はないが、視線方向と動的表情の情報との統合が障害されていると考えられる。また、静止画表情を呈示して表情の弁別課題を行った場合には定型発達群と比較して表情認識の成績が低いことが示された。初期段階の知覚的処理ではなく認知的・情動的な処理に障害があると考えられる。これらの知見から、定型発達群での研究から明らかになった視線や表情の違いによって異なるふるまいをする脳波成分(N170)や特定の脳部位(上側頭溝・扁桃体)において定型発達者との違いが見られることが示唆される.現在は、今年度の研究で確立した心理実験のパラダイムを用いて視線や表情の処理に関わると考えられる上側頭溝や扁桃体の機能に焦点をあて、アスペルガー障害の持つ対人相互作用障害の基盤となる神経メカニズムを明らかにするための予備実験を行っているところである。本年度は、広汎性発達障害(PDD)における表情知覚・認識についての包括的な研究を行った。静止画表情認識の先行研究の結果には矛盾があるため、参加者の年齢、顔認識能力、症状の影響に焦点をあてて表情認識能力との関係を調べた。定型発達群では年齢の増加によって表情認識・顔認識能力が向上したが、PDD群ではこのような関係が見られなかった。また、社会的障害の症状の程度が重い人ほど、恐怖表情の認識成績が悪かった。いくつかの要因が結果の矛盾に影響することが考えられるが、PDD群には恐怖表情の認識障害があることが示された。次に、PDD群の動的表情処理について調べる行動実験と神経科学研究を行った。前年度の研究から、定型発達群とPDD群において、表情が動的に呈示されると同じ強度の静止がよりも誇張した表情として知覚されることが示されている。しかし、この研究で用いられた表情は情動的表情の強いものであったため、より曖昧な表情の条件を加えた実験を行った。その結果、PDD群では表情強度が弱い場合に静止画と比較して動画表情の強度が誇張して知覚されないということが示された。この結果は、PDD群では他者の情動的シグナル増幅して知覚するメカニズムに障害があり、表情の小さな変化を敏感に感知することに障害があることを示唆している。また、動的表情処理の障害に関わる神経基盤を明らかにするために機能的核磁気共鳴画像法を用いた研究を行った。その結果、PDD群では定型発達群と比較して動的表情に対する運動情報・生物的な動作の処理に関わる脳部位や他者の意図・情動の処理に関わる脳部位の活動が弱いことが示された。

この結果から、PDD群では動的表情からの他者の情動を理解する過程だけでなく、比較的低次の視覚処理にも障害がある可能性が示唆される。前年度報告した広汎性発達障害(PDD)において臨床群のデータを追加し、投稿論文の執筆を行った。具体的な研究内容を以下に示す。静止画表情認識の先行研究の結果には矛盾があるため、年齢、顔認識能力、症状の影響と表情認識能力との関係を調べた。その結果、PDD群において恐怖表情の認識障害があることが示された。定型発達群では年齢の増加によって表情認識・顔認識能力が向上したが、PDD群ではこの関係が見られなかった。特に年齢の増加による表情認識の促進に群間差が見られ、基礎的な顔認識能力で説明できない情動処理の障害がある可能性が示唆された。また、社会的障害の症状の程度、特に人に対する注意が重い人ほど、恐怖表情の認識成績が悪かった。PDD群には恐怖表情の認識障害があることが示されたが、この障害には非定型的な知覚処理、注意、情動反応が関与している可能性がある。次に、PDD群の動的表情の知覚について調べた。先行研究から、定型発達群では表情が動的に呈示されると同じ強度の静止がよりも誇張した表情として知覚されることが示されている。しかし、PDD群では表情強度が弱い場合に静止画と比較して動画表情の強度が誇張して知覚されないということが示された。PDD群では情動的シグナル増幅して知覚するメカニズムに障害があり、表情の小さな変化を敏感に感知することに障害があることを示唆している。また、PDDにおける視線方向への注意シフトの障害に関わる神経基盤をあきらかにするための前段階として、定型発達者の神経活動の時空間構造についてMEGを用いて調べた。暫定的な結果ではあるが、逸れた視線に対して視線方向の処理に関わる上側頭溝、頭頂-前頭の注意ネットワークが順に活動することが示された。また、これらの脳部位は矢印の向きに対する注意シフトでも活動することが示された。今後はPDD群との比較研究をすすめる予定である。
ウラン化合物における多重超伝導相の解明と多極子クーパー対の動的電磁応答

重い電子系超伝導体であるTh置換されたUBe13の新規物性について研究を行なった。時間反転対称性の破れた超伝導相のクーパー対を同定するため、これまでの実験研究から示唆されている2つの有力候補対状態であるE表現のワイル超伝導状態とA表現の非ワイル超伝導状態について、それぞれの物性について調べた。表面低エネルギー準粒子状態をBogoliubov-de-Gennes方程式の解析によって調べ、対状態の違いによる特徴の違いを明らかにし、さらにスピン帯磁率の温度依存性の振る舞いに現れる両者の違いを明らかにした。特に印加磁場の方向による温度依存性の違いが、両者の対状態を区別する上で有用であることが分かった。この結果は、将来の実験研究で本物質の超伝導対状態を決定する際に、重要な情報を与えるものである。さらにE表現状態で発現することが期待される異常熱ホール効果について調べるため、量子補正を含む準古典近似理論を定式化した。熱ホール効果にはE表現状態が生み出すBerry曲率の効果が重要であり、それを量子補正によって取り込んだ準古典近似の方法を開発した。この新しい手法に基づいて、簡単なモデルに対して熱ホール伝導率の計算を実行し、熱流の空間分布について詳細な結果を得て、この方法の有用性を確認した。開いた境界を持つ系や、空間的不均一性を有する系においてBerry曲率に由来する熱ホール流を計算する方法はこれまで確立されていなかったので、本結果は非自明なBerry曲率を有する超伝導体の輸送現象の理解に向けて重要な進歩をもたらすものである。本課題の2つのテーマであるTh置換されたUBe13の多重超伝導相の解明とウラン系強磁性超伝導の研究のうち、前者について大きな進歩を達成した。特にBerry曲率による量子補正を含む拡張された準古典近似の方法を確立したことは、開いた境界を有する系や、空間変化する外場の下でのBerry曲率由来の超伝導輸送現象を理解する上で重要な進歩である。Berry曲率由来の異常熱ホール伝導率に関する従来の計算方法は、無限系や空間均一な系にのみ適用可能であった。また、表面状態の有効理論に基づく計算も先行研究にはあるが、超伝導ギャップ・ノードによるバルク準粒子が存在する系には適用できない。それに対して、本研究で開発された方法はいかなるタイプの超伝導にも適用可能で汎用性が極めて高く、非常に画期的な成果といえる。本成果によりTh置換されたUBe13に関する研究課題はほぼ完成に近づいており、この点で進捗状況は非常に良好と評価される。他方、ウラン系強磁性超伝導の研究については、最近の実験によるUTe2の発見に触発され、この系で観測されている巨大上部臨界磁場の起源を理解する上で重要な非ユニタリ対状態でのスピン磁化率について計算を開始しているところであり、これについても2019年度の前半までに大きな進展を得ることが見込まれる。引き続き、Th置換UBe13で実現している多重超伝導相を解明するため、候補となっている対状態における磁気応答、輸送現象について調べ、それぞれの対状態に固有の特徴的な物性を明らかにする。特に昨年度に開発した量子補正を含む拡張された準古典近似の方法をこの系の具体的なモデルに対して適用し、熱ホール効果の全貌を明らかにする。ウラン系強磁性超伝導については、最近実験で発見されたUTe2に焦点を当て、常磁性正常金属相から非ユニタリー超伝導相への1次相転移を特徴付ける固有の現象を明らかにする。さらに実験で観測されている巨大上部臨界磁場の起源を明らかにするため、横磁場によるパウリ対破壊効果と軌道対破壊効果を取り入れた上部臨界磁場の計算を行う。特にこの物質の電子状態の特徴であるcompensated metalとしての性質に着目し、それが上記の現象に与える影響を解明する。また、強磁性超伝導体UCoGeにおける圧力誘起の強磁性相と常磁性相への転移に伴う超伝導状態の転移の可能性について研究を進める。特にUTe2の研究と関連して、常磁性相での非ユニタリ状態の実現可能性についても調べる。

開いた境界を持つ系や、空間的不均一性を有する系においてBerry曲率に由来する熱ホール流を計算する方法はこれまで確立されていなかったので、本結果は非自明なBerry曲率を有する超伝導体の輸送現象の理解に向けて重要な進歩をもたらすものである。本課題の2つのテーマであるTh置換されたUBe13の多重超伝導相の解明とウラン系強磁性超伝導の研究のうち、前者について大きな進歩を達成した。特にBerry曲率による量子補正を含む拡張された準古典近似の方法を確立したことは、開いた境界を有する系や、空間変化する外場の下でのBerry曲率由来の超伝導輸送現象を理解する上で重要な進歩である。Berry曲率由来の異常熱ホール伝導率に関する従来の計算方法は、無限系や空間均一な系にのみ適用可能であった。また、表面状態の有効理論に基づく計算も先行研究にはあるが、超伝導ギャップ・ノードによるバルク準粒子が存在する系には適用できない。それに対して、本研究で開発された方法はいかなるタイプの超伝導にも適用可能で汎用性が極めて高く、非常に画期的な成果といえる。本成果によりTh置換されたUBe13に関する研究課題はほぼ完成に近づいており、この点で進捗状況は非常に良好と評価される。他方、ウラン系強磁性超伝導の研究については、最近の実験によるUTe2の発見に触発され、この系で観測されている巨大上部臨界磁場の起源を理解する上で重要な非ユニタリ対状態でのスピン磁化率について計算を開始しているところであり、これについても2019年度の前半までに大きな進展を得ることが見込まれる。引き続き、Th置換UBe13で実現している多重超伝導相を解明するため、候補となっている対状態における磁気応答、輸送現象について調べ、それぞれの対状態に固有の特徴的な物性を明らかにする。特に昨年度に開発した量子補正を含む拡張された準古典近似の方法をこの系の具体的なモデルに対して適用し、熱ホール効果の全貌を明らかにする。ウラン系強磁性超伝導については、最近実験で発見されたUTe2に焦点を当て、常磁性正常金属相から非ユニタリー超伝導相への1次相転移を特徴付ける固有の現象を明らかにする。さらに実験で観測されている巨大上部臨界磁場の起源を明らかにするため、横磁場によるパウリ対破壊効果と軌道対破壊効果を取り入れた上部臨界磁場の計算を行う。特にこの物質の電子状態の特徴であるcompensated metalとしての性質に着目し、それが上記の現象に与える影響を解明する。また、強磁性超伝導体UCoGeにおける圧力誘起の強磁性相と常磁性相への転移に伴う超伝導状態の転移の可能性について研究を進める。特にUTe2の研究と関連して、常磁性相での非ユニタリ状態の実現可能性についても調べる。
CFRPにおけるミクロ疲労損傷の陽電子消滅法による非破壊検出手法の創製

熱可塑性樹脂をマトリックスとし,綾織り炭素繊維束を強化材としたCFRTPを作製し疲労試験を実施し,陽電子消滅パラメータと疲労損傷過程の相関について検討した.陽電子消滅パラメータとしては,陽電子が消滅するまでの陽電子寿命および,消滅時のγ線エネルギー分布から定義されるSパラメータを用いた.その結果,Sパラメータは疲労損傷初期に大きく上昇し,その後の繰返しによって徐々に減少する傾向が見られた.応力繰返しによりトランスバースクラックが発生し,繰返しとともにき裂数も増加することが確認された.このように,Sパラメータは疲労損傷を捉えることが可能であった.一方,陽電子寿命は疲労損傷に対して不敏感であった.熱可塑性樹脂PA66をマトリックスとし,綾織り炭素繊維束を強化材としたCFRTPを供試材とした.同材を用いて軸荷重疲労試験を実施し,疲労損傷評価の基礎となる短冊形試験片のS-N線図を取得した.さらに,短冊形試験片に最小断面部が生じるような浅い切欠きを研磨ならびにウォータージェット加工によって導入し,切欠き材における疲労試験を実施した.その結果,応力集中係数が小さいため,切欠き材のS-N線図は短冊形試験片のものとほぼ一致することを確認した.CFRTPのS-N線図は,一般的な金属材料に比較すると傾きが非常に小さく,応力のわずかな変動によって疲労寿命の長短が大きく異なることを確認した.S-N線図の傾きが非常に小さいため,ある応力レベルにおける破断寿命を定義することが非常に難しい.しかし,わずかな傾きを考慮し,破断繰返し数が10万回程度となる応力レベルを設定して疲労試験を実施し,荷重繰返しに伴う疲労損傷の蓄積を経時的に観察した.その結果,荷重軸直角方向に繊維配向した部分で,トランスバースクラックが発生し,荷重の繰返しとともに徐々に増加する現象を確認した.このように,比較的マクロな疲労損傷の荷重繰返しに伴う蓄積を確認したが,繊維ーマトリックス界面におけるはく離など,ミクロ疲労損傷の確認には至らなかった.S-N線図に基づいて疲労試験を実施するとともに,試験を適宜中断して陽電子寿命による疲労損傷測定を試みた.初年度は寿命法のみを実施したが,荷重の繰返しとともに陽電子寿命が短くなることを確認し,疲労損傷評価の可能性を示した.初年度は,CFRTPの疲労損傷評価の基礎となるS-N線図を取得することができた.さらに疲労損傷部位を限定する切欠き材のS-N線図の取得も行った.疲労試験に伴う比較的マクロな疲労損傷の経時的な蓄積と,それに伴う陽電子寿命の変化を示し,陽電子消滅法による疲労損傷評価の可能性を確認することができた.熱可塑性樹脂PA66をマトリックスとし,綾織り炭素繊維束を強化材としたCFRTPを作製し,供試材とした.前年度,短冊形試験片に最小断面部が生じるような浅い切欠きをウォータージェット加工によって導入し,疲労損傷評価を行った.しかし,疲労損傷が最小断面部全体で発生するため,損傷の検出精度が必ずしも高くなかった.そこで今年度は,最小断面部に直径0.7mmの円孔切欠きを導入し,疲労損傷が切欠き底部で集中的に発生するような形状とすることで,計測精度の向上を試みるとともに,陽電子消滅パラメータと疲労損傷過程の相関について検討した.陽電子消滅パラメータとしては,陽電子が消滅するまでの陽電子寿命および,消滅時のγ線エネルギー分布から定義されるSパラメータを用いた.まずは,円孔切欠き材の疲労試験を実施してS-N線図を取得し,1000万回の応力繰返しでも破断しない疲労限度応力を決定した.その後, 1000,1万,10万,100万,1000万回の疲労限度応力を付与した試験片を作製し,それぞれの試験片について陽電子消滅測定を行った.また陽電子消滅測定後,疲労損傷の観察を行った.その結果,陽電子寿命については応力繰返しとともに大きな変化は見られず,1000万回繰返し時にわずかに上昇した.一方,Sパラメータについては,初期状態から応力1000回の繰返しで大きく上昇し,その後の繰返しによって徐々に減少する傾向が見られ,疲労損傷の蓄積と各陽電子消滅パラメータに相関が認められた.円孔切欠き底部の疲労損傷を確認したところ,応力集中によって応力繰返しの初期から比較的大きなトランスバースクラックが認められ,繰返し数の増加とともに切欠き底のき裂数も増加することが確認された.すなわち,Sパラメータは初期損傷を明瞭に捕らえることができた.陽電子寿命が初期損傷に不敏感であった原因については,今後の検討課題である.熱可塑性樹脂をマトリックスとし,綾織り炭素繊維束を強化材としたCFRTPを作製し疲労試験を実施し,陽電子消滅パラメータと疲労損傷過程の相関について検討した.陽電子消滅パラメータとしては,陽電子が消滅するまでの陽電子寿命および,消滅時のγ線エネルギー分布から定義されるSパラメータを用いた.その結果,Sパラメータは疲労損傷初期に大きく上昇し,その後の繰返しによって徐々に減少する傾向が見られた.応力繰返しによりトランスバースクラックが発生し,繰返しとともにき裂数も増加することが確認された.このように,Sパラメータは疲労損傷を捉えることが可能であった.一方,陽電子寿命は疲労損傷に対して不敏感であった.疲労損傷のマクロな観察は行えたが,繊維ーマトリックス界面におけるはく離のようなミクロ損傷の観察には至らなかった.当初の予定どおり,FE-SEMによってミクロな疲労損傷の同定を継続的に行う.さらに,陽電子消滅法の中でも,陽電子寿命の変化のみを初年度に確認した.

そこで,ドップラー幅拡がり法についても検討する予定である.また,各パラメータの経時変化とミクロ損傷の経時変化の相関については,初年度で得ることができなかったため,FE-SEMによる観察結果と,各パラメータの経時変化を定量的に相関させる.疲労破壊初年度では,CFRTPにおけるミクロ損傷観察を行うに至らず,当初予定してたよりも少量のCFRTPの供給と試験片加工で済んだため.H29年度では,全体の研究計画にあるミクロ損傷観察を行い,初年度よりも多いCFRTP作製と試験片加工を行うため,その費用に充てる.
自己集合体内部の疎水環境を活かした完全中性条件下でのエノールの反応化学

有機合成反応はもっぱら有機溶媒を媒体として行われてきたが,近年では有機溶剤に替わる様々な媒体,反応場の利用が試みられるようになっている。本研究は,これまで反応場として積極的に利用されてこなかった人工二分子膜等の自己集合体の疎水的内部環境を利用することで,他の媒体中では利用が容易でないエノールを反応活性種とする分子変換法の開発を主眼とするものである。これまでの検討により、本研究目的を実現するための基礎となる不飽和カルボニル化合物の光エノール化を溶液中にて効率的に実現可能な基質を複数見出すことに成功し、本年度は主に、反応場としての自己集合体としてミセルの利用を検討した。残念ながら、ミセル中においても光エノール化が進行することは確認できたものの、主題とする分子変換反応の開発には至らなかった。しかしこれらの検討結果は、今後の検討を進める上での有益な情報となると考えている。また、ガンマー位に引き抜き可能な水素をもつアシルシランのNorrish II型光開裂反応により、ケイ素置換エノールを発生させる検討についても継続して実施し、溶液中にて高効率でケイ素置換エノールが発生できること、さらに生じたエノールが一般のエノールに較べて高い熱力学的安定性を有することを確認した。また不飽和アシルシラン類の光1,5ー水素移動によるケイ素置換ジエノールの発生についても検討を実施した。この検討では光反応自身が複雑化してしまうことが明らかとなり、目的のジエノールを効率的に発生させるためには、より詳細な分子設計を要することが分かった。今後の検討では、これらの手法で発生させたエノールの反応についてより詳細に検討を実施する計画である。本研究の主目的は各種カルボニル化合物の光反応により中性条件で発生させたエノール類を活用して、新たな分子変換反応を開発しようとするものである。これまでに効率的にエノールを発生可能な基質、反応条件を見出すことに成功しているが、これを用いて求電子剤等との反応を実現するには未だ至っていない。研究目的として掲げた一部の課題については実現できているという点では一定の成果は出ていると言えるものの、主目的である分子変換反応の開発には更なる検討を要するという点では、進捗状況はやや遅れていると考えられる。今後の研究では、これまでに得られた光エノール化に関する知見をもとに、これをより疎水的な反応場を構築可能と考えられる人工二分子膜中で実施することにより、エノールの長寿命化、さらには各種求電子剤等との反応を実現すべく詳細な検討を実施する。また人工膜中での反応に限定することなく、ケイ素置換エノールを活用した新しい分子変換手法の開発研究も展開する計画である。本研究は,これまで反応場として積極的に利用されてこなかった人工二分子膜等の自己集合体の疎水的内部環境を利用することで,他の媒体中では利用が容易でないエノールを反応活性種とする独創的分子変換法を開発することを目指すものである。本年度はその基礎として、溶液中での不飽和カルボニル化合物の光エノール化反応に関する詳細な検討を行った。γ位に引き抜き可能な水素を有する不飽和カルボニル化合物は光異性化でジエノールを発生し得ることは既知であるが、溶液中では分子間プロトン化を経て容易にカルボニルへと戻ってしまう。そこで、光異性化で発生したエノールの寿命を延ばし、分子間反応へ利用できる可能性を高めることを主目的として水素結合アクセプターとなりうる官能基を有する不飽和カルボニル化合物を各種設計・合成し、その光化学的挙動を調査した。加えて、金属配位点を有する不飽和カルボニル化合物も用い、ルイス酸共存下での光エノール化の挙動も検討した。その結果、適切な置換基を有する不飽和カルボン酸誘導体において効率的な光エノール化が進行することを確認した。現時点で生成したエノールの寿命に関する詳細な情報を得るには至っていないが、今後の検討により、エノールの長寿命化と分子間反応への利用を実現可能と考えている。光異性化によって発生したエノールを分子変換反応に利用するためには、エノール自身の長寿命化を実現すると共に、適切な反応場を構築する必要がある。本年度の研究ではこのうちエノールの長寿命化に向けた検討を主として実施したが、効率的な光エノール化を実現できるいくつかの分子を見出すに至っている。本研究目的の実現に向けて基礎となる知見を得ることが出来たことから、おおむね順調に進展していると考えている。昨年度はこの目的を実現するための基礎となる不飽和カルボニル化合物の光エノール化に関する検討を行い、溶液中において効率的な光エノール化を実現するために反応基質に求められる要件をある程度明らかにした。本年度はこの知見を基礎として、不飽和カルボニル化合物から光エノール化で発生するジエノールを、各種求電子剤やアルケン類と反応させる検討を行った。

現時点で期待する反応を実現するには至っていないが、今後自己集合体を用いた疎水環境における反応を詳細に検討する上で参考になる情報が得られたと考えている。また本年度は、より熱力学的安定性の高いエノールを発生させるべく、ケイ素置換基の効果を利用する検討も行った。すなわち、ガンマー位に引き抜き可能な水素をもつアシルシランのNorrish II型光開裂反応により、ケイ素置換エノールの効率的発生法の開発と合成反応への利用を試みた。その結果、適切な分子設計の下ではケイ素置換エノールが効率的に発生できること、また溶液中においてNMRにより観測可能な程度の安定性を有することが確認された。今後の検討では、この手法で発生させたエノールの反応について詳細に研究を実施する計画である。光異性化によって発生したエノール類を分子変換反応に利用するためには、エノール自身の長寿命化を実現すると共に、適切な反応場を構築する必要がある。本年度の研究ではこのうちエノールの長寿命化に向けた検討を主として実施したが、効率的な光エノール化を実現する、あるいはエノールの安定性を高めるための分子設計指針をある程度把握できたと考えられる。本研究目的の実現に向けて基礎となる知見は積み上げられていることから、おおむね順調に進展していると考えている。有機合成反応はもっぱら有機溶媒を媒体として行われてきたが,近年では有機溶剤に替わる様々な媒体,反応場の利用が試みられるようになっている。本研究は,これまで反応場として積極的に利用されてこなかった人工二分子膜等の自己集合体の疎水的内部環境を利用することで,他の媒体中では利用が容易でないエノールを反応活性種とする分子変換法の開発を主眼とするものである。これまでの検討により、本研究目的を実現するための基礎となる不飽和カルボニル化合物の光エノール化を溶液中にて効率的に実現可能な基質を複数見出すことに成功し、本年度は主に、反応場としての自己集合体としてミセルの利用を検討した。残念ながら、ミセル中においても光エノール化が進行することは確認できたものの、主題とする分子変換反応の開発には至らなかった。しかしこれらの検討結果は、今後の検討を進める上での有益な情報となると考えている。また、ガンマー位に引き抜き可能な水素をもつアシルシランのNorrish II型光開裂反応により、ケイ素置換エノールを発生させる検討についても継続して実施し、溶液中にて高効率でケイ素置換エノールが発生できること、さらに生じたエノールが一般のエノールに較べて高い熱力学的安定性を有することを確認した。また不飽和アシルシラン類の光1,5ー水素移動によるケイ素置換ジエノールの発生についても検討を実施した。この検討では光反応自身が複雑化してしまうことが明らかとなり、目的のジエノールを効率的に発生させるためには、より詳細な分子設計を要することが分かった。今後の検討では、これらの手法で発生させたエノールの反応についてより詳細に検討を実施する計画である。本研究の主目的は各種カルボニル化合物の光反応により中性条件で発生させたエノール類を活用して、新たな分子変換反応を開発しようとするものである。これまでに効率的にエノールを発生可能な基質、反応条件を見出すことに成功しているが、これを用いて求電子剤等との反応を実現するには未だ至っていない。
細胞外グルタミン酸濃度上昇に伴う小脳プルキンエ細胞変性および超微形態変化

脳虚血に伴うプルキンエ細胞の形態変化をひきおこす機構に対するグルタミン酸の関与の有無を明らかにするために、細胞外グルタミン酸濃度を上昇させた際の、プルキンエ細胞の変化を調べた。プルキンエ細胞の興奮性シナプスには、グルタミン酸トランスポーターGLASTとEAAT4の2種類があり、これらがシナプス間際に放出されたグルタミン酸を除去していると考えられる。そこで、これらのトランスポーター遺伝子を欠損させたマウスが虚血に陥った際の形態変化を調べた。なお、プルキンエ細胞は虚血をおこすと、細胞死に至らないまでも、樹状突起内の滑面小胞体が平板化し層状に配列するようになるスタッキングとよばれる構造変化を起こすことに着目し、その変化の程度を虚血のレベルの指標として用いた。グルタミン酸のトランスポーターEATT4はプルキンエ細胞に特異的発現し、グルタミン酸トランスポーターGLASTは小脳のバーグマングリア細胞に特異的に発現する。和田、田中が作成したそれらの遺伝子のノックアウトマウスには、組織学的、超微形態的にも異常は見当たらなかった。また、両者の遺伝子をダブルノックアウトしたマウス、それはプルキンエ細胞シナプスに放出されたグルタミン酸の排除機構がほとんど消失することを示唆するが、組織学的にも超微形態的にも異常が見当たらなかった。しかし、数分間の無呼吸負荷を与えると、ダブルノックアウトマウスでは対照マウスに比べスタッキングが亢進しておこっていた。また、代謝性グルタミン酸受容体に対する拮抗薬を投与したマウスでは、虚血状態で引き起こされるスタッキングが起きにくくなるとの報告もあり、以上2つのことをあわせると、プルキンエ細胞の脳虚時には代謝性グルタミン酸受容体が過度に活性化されスタッキングが引き起こされている可能性が高いと考えられる。
マウスレクチンSIGNRファミリーの機能解析

マウスレクチンSIGNRファミリーはヒトDC-SIGNのホモログとして同定された遺伝子群であり、病原微生物を認識する事が明らかになりつつある.この内で、SIGNR3はキャンディダ症原因微生物を認識する事が示されているが、特異抗体が無く、生体内における発現様式は不明であった.本研究では、SIGNR3を認識する単クローン抗体を作製し、これを用いて生体内における発現を検討すると共に、SIGNR3が皮膚マクロファージおよび樹状細胞の一部、さらにそれらの前駆細胞である血中単球に発現する事などを突き止めた.マウスレクチンSIGNRファミリーはヒトDC-SIGNのホモログとして同定された遺伝子群であり、病原微生物を認識する事が明らかになりつつある.この内で、SIGNR3はキャンディダ症原因微生物を認識する事が示されているが、特異抗体が無く、生体内における発現様式は不明であった.本研究では、SIGNR3を認識する単クローン抗体を作製し、これを用いて生体内における発現を検討すると共に、SIGNR3が皮膚マクロファージおよび樹状細胞の一部、さらにそれらの前駆細胞である血中単球に発現する事などを突き止めた.<背景>SIGNR3はヒトC型レクチンDC-SIGNマウスホモログの一員であり、先にこれが微生物取り込みレセプターとして働く事を報告した。今年度は、主に作成した単クローン抗体(mAb)を用いてSIGNR3の生体内発現を解析した。<結果>得られたいくつかのmAbより、他のSIGNRファミリー(SIGNR1、SIGNR4、mDC-SIGN)に交差反応せず、FACSおよびWestern analysisに使用できるclone 4A4を得た。はじめにこれを用いて臓器等におけるSIGNR3の発現を検討したところ、皮膚に最も強く、他に脾臓およびリンパ節にも発現が確認された。皮膚組織の免疫染色およびFACS解析の結果、SIGNR3+細胞は真皮に存在し、CD11b+、MHC II+および一部CD11c+であることからMfまたはDCであると考えられた。そこで、これらの前駆細胞である血液単球におけるSIGNR3発現を、FACSおよびWesternにて検討したところ、単球マーカーCD115+細胞のみに発現が認められた。次に、単球の分化マーカーLy6cの増減に伴うSIGNR3発現を検討したところ、分化の進んだLy6cint-low単球のみに確認された。一方、リンパ節において、SIGNR3+細胞は皮質濾胞間領域他に加えて高内皮細静脈周囲にも存在し、これらはFACS解析によりCD11bhigh-intCD11chigh-intの幾つかの集団に相当すると考えられた。血中単球は、Ly6cの発現低下ともに組織に至りのMf/DCへと分化すると考えられているが、SIGNR3はその過程で発現する事が示唆された。以上のことから、SIGNR3が新たな単球分化マーカーとしても有用であるだけでなく、今後の機能解析により、単球からMf/DCへの分化過程の一端が明らかになるものと期待される。<背景>SIGNR3はヒトC型レクチンDC-SIGNマウスホモログの一員であり、先にこれが病原性酵母Candida albicansを認識する事を報告している。本年度は作製した抗体の特異性を再確認すると共に、SIGNR3のを発現する単球の生体内における動態を検討した。<結果>昨年度、作製した抗SIGNR3抗体が相同性の高い他のSIGNRファミリー分子と交差反応性を示さない事を確認したが、今年度は更にSIGNR3ノックアウトマウス由来組織および細胞において得られた本抗体が反応しないことをWestern blottingで再確認した。次に、生体よりCD115+単球(Gr-1+およびGr-1-を含む)を調製し、蛍光ラベル後に別個体に移入し、骨髄、リンパ節、脾臓および血液内における挙動を経時的に検討した。その結果、定常状態において、マウスに移入した蛍光標識CD115+単球の内でGr-1+の画分(SIGNR3-)がGr-1-の画分に比較してリンパ節により多く流入する事が明らかとなった。また、リンパ節組織切片の免疫染色によって、移入した単球が高内皮細胞周囲に存在することも確かめた。しかし、脾臓においてはGr-1+とGr-1-画分間の比が血液中のそれと同じであり、リンパ節で認められたGr-1+単球の優先的な流入は確認されなかった。以上の結果より、従来、Gr-1+の単球画分が炎症時に組織に流入し樹状細胞/マクロファージに分化すると考えられていたが、Gr-1+単球は定常状態においてもリンパ節に到達し樹状細胞/マクロファージに分化している可能性が示唆された。
日本におけるモニタード・アネスセジア・ケアの安全性と有効性の検討

手術室以外で行われる苦痛を伴う医療行為に対する麻酔科学的な苦痛緩和を図る方法がモニタード・アネスセジア・ケア(MAC)である。本研究により、本邦では麻酔科医ではない医療者によるMACを安全に施行する方法が必要であり、自己調節鎮痛法(PCA)機能付き電動式ポンプを用いてフェンタニル・ケタミン・ドロペリドールの混合薬を投与する静脈内PCAがMACの一法として有効であることが示唆された。平成22年度は山梨大学医学部附属病院におけるモニタードアネスセジアケア(MAC)の現状把握およびMACの安全性に関する前向き調査を行うための基盤整備を中心に研究を行った。【現状把握】1.アンケート調査:院内医師を対象に、聞き取り調査を実施し、MACの対象症例として従来施行してきた肝細胞癌に対する経皮的ラジオ波焼灼術、カテーテルインターベンションによる各種腫瘍に対する塞栓術、子宮癌に対する腔内照射に加えて、前立腺がんに対する小線源療法時の線源埋込の疼痛管理が対処疾患であることが判明した。2.遡及的調査:これまで行ってきたRFAに対するMACを施行された症例を対象における有害事象(呼吸抑制など)の頻度を診療録などから調査し日本麻酔科学会第57回学術集会にて発表した(学術誌に投稿予定)。山梨大学医学部附属病院では2009年1年間で78例に対してMACを施行。そのうち胃がんに対する内視鏡した粘膜剥離術(ESD)において1例呼吸抑制が認められた。ESDなど気道を共有する医療行為に関しては、安全性を確保するためには気管挿管による気道確保を行う必要があると考えられた。3.前向き調査:平成23年度に施行する前向き調査の準備段階として、従来行っているラジオ波焼灼術時の痔痛管理を施行する患者を対象に実施前後に心電図検査を行う体制を構築した。これは静脈内自己調節鎮痛法により投与する薬剤の安全性を評価するためにQT間隔を専用のQT計測ソフトをQTD-2(フクダ電子社製)を用いて行うものである。平成23年度中に前向き調査を行う予定である。【海外視察】米国カリフォルニア大学サンフランシスコ校附属病院を視察した。MACは主に麻酔科医および麻酔看護師が麻酔科医のスーパーバイズ下に施行されていた。いわゆる手術外での全身麻酔に準じた形式で施行されていた。費用に関しては再調査予定である。平成23年度は平成22年度に施行したMAC(モニタードアネスセジアケア)に関しての現状把握を継続し、さらに使用する薬剤に関するRCTおよび呼吸抑制監視装置に関する前向き研究を開始した。【現状把握】遡及的調査:これまで行ってきたRFAに対するMACを施行された症例を対象における有害事項(呼吸抑制など)の頻度を診療録などから調査し日本麻酔科学会第58回学術集会にて発表した(複数年をまとめて学術誌に投稿予定)。山梨大学医学部附属病院では標準化された薬液を用いた静脈内PCAによるMACを平成22年1年間で138例(前年は78例)に対して施行。呼吸抑制などの重篤な副作用はなかった【前向き研究】1.ドロペリドールに関するRCT:MAC用標準薬液には主たる鎮痛剤であるフェンタニルの副作用対策としてドロペリドールが混合してある。ドロペリドールはQTc延長、薬剤性パーキンソニズムなどの副作用を引き起こすことが知られている。フコ・ンタニルを用いた術後硬膜外鎮痛用の標準薬液中に混合されているドロペリドールの有無に関してどのような差異がみられるかを検討するRCTを開始して現在、継続中である。2.呼吸抑制監視装置に関する前向き調査:フェンタニルなどの麻薬性鎮痛薬を用いた差異の呼吸抑制の発生頻度は0.5%とされている。従来、病棟における監視体制は呼吸回数の監視を除いてはおよびパルスオキシメーターを用いた経皮的酸素飽和度の監視など接触型のモニターによるものであった。健康器具として市販されている非接触型の呼吸監視モニターを使用し、消化器外科の術後硬膜外PCA使用症例10例を対象に検討した。電源装置、および測定器具のベッドサイドでの問題点などを改善すれば、医療器具として十分に使用可能であると考えられた(この結果は日本麻酔科学会第58回学術集会で発表予定である)。平成24山梨大学医学部附属病院および平成23年度に始まった関連病院のMAC(モニタードアネスセジアケア)症例に関しての現状把握を継続した。また、フェンタニル。ケタミン・ケタミンを用いた呼吸抑制監視装置に関する前向き研究を継続し、結果を評価して総合的なマニュアルを作成した。【遡及的研究】これまで行ってきたRFAに対するMACを施行された症例を対象における有害事象(呼吸抑制など)の頻度を診療録などから調査し日本麻酔科学会などで報告してきた。その内容を取りまとめて現在投稿準備中である。【前向き研究】1.ドロペリドールに関するRCT:MAC用標準薬液には主たる鎮痛剤であるフェンタニルの副作用対策としてドロペリドールが混合してある。フェンタニルを用いた術後

硬膜外鎮痛用の標準薬液中に混合されているドロペリドールの有無に関してどのような差異がみられるかを検討するRCTを継続中である。2.呼吸抑制監視装置に関する前向き調査:フェンタニルなどの麻薬性鎮痛薬を用いた際の呼吸抑制の発生頻度は0.5%とされている。従来、病棟における監視体制は呼吸回数の監視を除いてはパルスオキシメーターを用いた経皮的酸素飽和度の監視など接触型のモニターによるものであった。現在、健康器具として市販されている非接触型の呼吸監視モニターの改良版を使用し、消化器外科の術後硬膜外PCA使用症例を対象に検討した。この結果は第58回日本麻酔科学会学術集会にて発表した。現在投稿準備中である。【マニュアル作り】上記、遡及的調査および前向き研究の結果を踏まえて、標準化された薬液を用いた静脈内PCAによるMACに関するマニュアルを作成中である。MACに用いる薬剤に関するRCTと呼吸抑制監視装置に関する前向き研究を開始した。呼吸抑制監視装置に関しては、さらに改良を加えた装置を用いた検討を開始予定である。また、標準化した薬液を用いた静脈内PCAによるモニタードアネスセジアケアの検討マニュアルも策定中である24年度が最終年度であるため、記入しない。現在、施行中の2つの前向き研究を継続する。東日本大震災により頓挫していた、モニタードアネスセジアケアに関するアンケート調査を再開予定である。全国規模での現状把握を行い、モニタードアネスセジアケアに関する啓蒙活動もあわせて施行する。24年度が最終年度であるため、記入しない。
異種サービス間における信頼性の高いユーザおよび情報検索コミュニケーション技術

本研究では、実空間と仮想空間の位置情報に基づき、各ユーザにとって信頼ある人および情報とを瞬時に同時発見し、情報を介して即時的に情報交換可能な検索・通信技術の研究開発を目的とする。実空間の位置はSNSデータを発生した携帯端末の緯度経度、仮想空間はWebページのURLである。特に、実空間と仮想空間の位置情報に基づく異種サービス間でのコンテンツのマッピングならびに信頼性の高い人と情報の同時発見、さらに異種サービス間のシームレスなコミュニケーション技術の研究開発を目指すものである。初年度は当初計画以上に進展し、実空間と仮想空間との位置情報に基づくSNSデータとWebページの関連付けおよびユーザ特性抽出によるページとユーザの信頼性ランキング機構を開発できた。また翌年度は端末だけでなく各種スマートフォン上のアバタ等提示手法によるアクセスビリティの高いインタフェースを開発した。その結果、SNSデータ対象領域を拡大でき、米国、日本に加えて欧州のジオ付きツイートストリーミングデータのビッグデータの収集・管理につながった。欧州に拡張することで、これまで日本語と英語のみを対象としていたが、昨年度は新たにフランス語、スペイン語、ドイツ語、イタリア語、オランダ語の多言語分析を行った。さらに、多言語性とモビリティ性を考慮したアバタとなるユーザ特性の可視化Webシステムを構築した。また、データ収集の範囲にオーストラリア、アジア圏内に拡張した。本年度は、データ拡張によるビッグデータ分析を時空間ならびに多言語性を考慮することで群衆やユーザのこれまでにない特性抽出ならびに推薦や検索、可視化への適応を実現した。以上、これらに関連する研究内容において本年度に国内会議3件、国際会議3件、論文誌2件が採択された。実空間と仮想空間との位置情報に基づくSNSデータとWebページの関連付け(要素技術1)ならびにユーザ特性抽出によるページとユーザの信頼性ランキング機構の基盤を開発した。具体的には、まず、対象データの取得ならびに分析を実施し、SNSデータとWebデータの相関性を検証した。SNSとしてTwitterを対象とし、位置情報付きツイートストリームデータの取得管理機能を実装した。次にツイートとWebページの関連付けならびに評価検証を行った。関連付け手法は、Webページから場所名を抽出し、場所名を緯度経度に変換し、半径d以内で発信された一定時間内のツイートを取得し、それらツイート集合から時空間に基づく重要度算出手法を開発し、場所名に関連する特徴語として抽出した。これにより、半径d以内で場所名が含まれていないが、感想や意見を含みかつノイズではなくその場所に関するツイートを取得できた(要素技術1)。最後に、位置情報に基づき取得しWebページと関連付けられた当該ツイートの提示機能を開発した。また、信頼性の高いユーザを発見するためには、ユーザ行動分析が必要となるため、ユーザが公開しているアクセス履歴をリアルタイム取得し、分析した。さらに情報交換時のリアルタイム処理として、複数クライアントのデータを非ブロッキングI/Oを使用したLong pollingによる非同期通信を採用し、検索・閲覧時さらに情報交換時のツイートストリームデータならびにWebログストリームデータを分析し、各種データを実時間で分析・抽出する仕組みを開発した(要素技術2)。以上の研究内容を、国内会議7件、国際会議7件、論文誌2件で成果発表した。当初成果目標として国内会議3件、国際会議1件、論文誌1件を設定していたが、国内会議7件、国際会議7件、論文誌3件、受賞3件と、予定以上の成果を得ることができた。これは開発が予定以上に進み、多くの論文投稿に至ったことと、これら研究の新規性、有用性の高さが認められ、多くの論文が採択に至ったためである。初年度は当初計画以上に進展しており、実空間と仮想空間との位置情報に基づくSNSデータとWebページの関連付けおよびユーザ特性抽出によるページとユーザの信頼性ランキング機構を開発した。本年度は、PCだけでなく各種スマートフォン上のアバタ等提示手法を検討し、アクセシビリティの高いインタフェースを開発した。さらに、SNSデータ対象領域を拡大し、米国と日本に加え、欧州のジオタグ付きツイートストリーミングデータを2016年4月30日より収集を開始した。欧州に拡張することで、これまで日本語と英語のみを対象としていたが、フランス語、スペイン語等の多言語性が増し、言語解析の新たな問題が発生した。また、欧州では国境を超えた移動が比較的多いため、移動中のコンテキスト解析の効率化が問題となる。そこで、ツイートの多言語性およびモビリティ性について調査研究も行った。本調査結果を踏まえて、最終年度に予定しているシステム改善を行う予定である。また、最終年度に予定していた実証実験として、企業の結婚相談コミュニティサイトでの検証も実施した。以上の研究内容を、国内会議8件、国際会議7件、論文誌4件を成果発表した。当初成果目標としては、国内会議4件、国際会議2件、論文誌1件を設定していたが、国内会議8件、国際会議7件、論文誌4件、受賞1件と予定以上の成果を得ることができた。これは初年度の開発が予定以上に進んだことで、当該年度にデータ拡張を行うことができ、それにより新たな研究調査を実施でき、多くの論文投稿に至ったためである。