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ドパミンD2L受容体の細胞内小器官におけるシグナル伝達機構の解明

ドパミンD2受容体には選択的スプライシングによりD2LRとD2SRのアイソフォームが存在し、D2LRのシグナル伝達機構にはチロシンキナーゼ受容体の活性化が関与することが示唆されている。私達はD2SRは主に細胞膜に局在し、D2LRは細胞膜だけでなくゴルジ体にも局在することを報告した。しかしながら、ゴルジ体に存在するD2LRの活性化機構とその役割に関しては未だ明らかとされていない。そこで本研究では、細胞内D2LRとPDGF受容体の細胞内シグナル伝達機構における関連性について検討した。HEK293T細胞にD2LRとPDGFR.を共発現した細胞では、ドパミン刺激によるERKとPDGFR.の持続的な活性化が見られた。さらに、リボソームタンパク質S6の持続的なリン酸化によりドパミンD2受容体の蛋白質合成が促進された。それらの活性化はpertussis-toxin,PDGFR阻害剤、dynamininhibitorにより有意に抑制された。また、PDGFR.遺伝子欠損マウスの線条体において、ドパミンD2受容体の蛋白質発現量は有意に減少した。これらの結果より、細胞内ドパミンD2L受容体はPDGFR.を介して持続的なERKの活性化を引き起こし、ドパミンD2受容体の蛋白質合成を促進することが示唆された。HEK293T細胞にD2LRとPDGF受容体betaを共発現した細胞では、ドパミン刺激によるERKとPDGF受容体betaの持続的な活性化が見られた。それらの活性化はpertussis-toxin, PDGFR阻害剤、dynamin inhibitorにより有意に抑制された。また、PDGF受容体beta遺伝子欠損マウスの線条体において、ドパミンD2受容体の蛋白質発現量は有意に減少した。これらの結果より、細胞内ドパミンD2L受容体はPDGF受容体betaを介して持続的なERKの活性化を引き起こし、ドパミンD2受容体の蛋白質合成を促進することが示唆された。これまでの研究において、PDGF受容体beta遺伝子の一塩基多型とハプロタイプが統合失調症との関連を示すことが報告されている。また、中枢神経特異的PDGF受容体beta遺伝子欠損マウスでは、プレパルス抑制の低下等、統合失調症様行動が見られる。細胞内ドパミンD2L受容体/PDGFRの持続的ERK活性化と病態との関連性について今後解析を続ける予定である。統合失調症や注意欠陥多動性障害などの重篤な精神疾患の発症や、情動や認知機能などの精神活動にはドパミン神経系が深く関与している。D2受容体と統合失調症との関連はほとんどの抗精神病薬がD2受容体遮断作用を有すること、線条体でのD2受容体遮断作用が統合失調症の陽性症状改善効果と相関することからも明らかである。D2受容体作用薬を用いた画像診断によると、統合失調症患者ではD2受容体結合能が帯状回皮質で低下している。さらに、遺伝子解析から、D2受容体に統合失調症患者に共通する遺伝子多型が見出されている。さらに、ヒト死後脳の線条体と前頭前野領域においてD2受容体のイントロン6における一塩基多型が報告されている。しかし、D2受容体のどのシグナル伝達系の異常が統合失調症等の精神疾患を引き起こすのか未だ明らかにされていない。

当研究室では、D2S受容体が細胞膜表面にのみ局在するのに対し、D2L受容体は細胞膜表面に加えて、ゴルジ体を含めた細胞内小器官にも存在することを明らかとした。さらに、D2L受容体細胞内第3ループの29アミノ酸残基に特異的に結合するタンパク質であり、細胞内小器官に局在する脂肪酸結合タンパク質3がD2L受容体の機能を制御することを明らかにした。予備実験では、D2L受容体発現細胞はD2S受容体発現細胞よりも神経細胞の突起伸展が促進されること見出している。また、D2受容体作用薬でのGiからチロシンキナーゼ系を介するERKの活性化において、D2S受容体発現細胞はERK活性が一過性に上昇したが、D2L受容体発現細胞は持続的な活性化が見られた。これらの結果は、D2L受容体にはこれまでの報告とは異なる細胞内小器官における新しいシグナル伝達機構が存在し、神経細胞の樹状突起突起伸長を制御することを示している。D2受容体作動薬quinpirole及びドパミン刺激による細胞内における局在特異的なカルシウム動体を検討するため、小器官特異的カルシウム指示蛍光タンパク質発現ベクターを用いた。D2L受容体及びD2S受容体安定発現Neuro2A細胞株にLipofectaminを用いてこれらのベクターをトランスフェクションし、カルシウムイメージングを行った。D2L受容体安定発現Neuro2A細胞におけるquinpirole刺激による核内カルシウム濃度を測定したところ、細胞核内でのカルシウム濃度の上昇が観察された。本研究の目的を達成するため、以下の2点に関して検討する。1)D2L受容体安定発現細胞における細胞内小器官のGiタンパク質活性化マシナリーの同定2)マウス中脳切片培養細胞とin vivoマウス黒質緻密部におけるD2L受容体過剰発現によるBDNF遺伝子発現とドパミン神経細胞の樹状突起・スパインの定量的解析ドパミンD2受容体の新しい細胞内シグナルを見出すことは、統合失調症をはじめとした精神疾患の原因解明と新たな治療薬の開発に貢献できることが期待できる。一方、これまでの研究においてドパミンD2作動薬は線条体のドパミンD2受容体を刺激し、錐体外路障害を軽減する作用に加えて、黒質のドパミンD2自己受容体の刺激が黒質ドパミン神経細胞死を抑制することから、ドパミンD2自己受容体を介したパーキンソン病等のドパミン神経変性疾患の根本治療の可能性が注目を集めている。しかしながら、ドパミンD2作動薬によるドパミン神経保護作用メカニズムは未だ解明されておらず、その細胞内標的因子も明らかとされていない。黒質ドパミン神経細胞の突起伸長を促進するD2L受容体が、ドパミン神経系が関与する精神疾患、神経変性疾患の新たなターゲットとなるものと期待される。1)D2L受容体安定発現細胞における細胞内小器官のGiタンパク質活性化マシナリーの同定ショ糖密度勾配法を用いて細胞内小器官D2L受容体活性化機構に関与するタンパク質を同定する。細胞質可溶性蛋白質、細胞膜、脂質ラフト、シナプス小胞、ミトコンドリアや小胞体、ゴルジ体等の細胞内小器官をフラクション分画後にGiタンパク質の発現をWestern blot法を用いて検討する。同じ分画を用いて、ERKの活性化に必要とされているチロシンキナーゼ受容体と可溶性チロシンキナーゼの発現も併せて検討する。D2S受容体安定発現細胞と比較検討することによってD2L受容体特異的活性化機構が明らかとなる。
内生的貿易自由化と国際間所得格差の拡大

今年度は「内生的貿易自由化と国際間所得格差の拡大」の研究成果を学術論文に発表することを目指してきた。しかし残念ながらまだ採択には至っていないため、現在は理論モデルの修正に取り組んでいる。具体的には、動学モデルの簡略化をする過程で仮定を多く設定する必要が生まれてしまったので、より少ない仮定の下で同じ結論が導けるのかを検討している。資料収集の面では、研究費の多くを費やすことで欧米や日本の歴史的統計データを収集することができた。今後はモデルの修正を終わらせて学術雑誌への投稿を目指す。またその一方で、研究計画に書いた「人口成長、階級対立および経済成長」というもう一つのプロジェクトに取り組んできた。この研究成果は、以下に挙げるディスカッションペーパーや雑誌記事という形で発表され、現在学術雑誌に投稿中である。また、第7回大阪大学フォーラム(オランダ・グローニンゲン大学)、第9回マクロコンファレンス(慶應義塾大学)、大学のセミナーなど様々な機会で発表された。本研究は現在のところ順調に進んでおり、これまでに以下のような成果が得られた。研究計画で述べたように、この研究において克服すべき点は、動学モデルの構築と歴史的資料の収集である。そして現在までにこの両方において大きな進歩があった。まず理論モデル構築においては、議論の本質を失わずに今まで用いてきたモデルをより単純化させ、直感的にわかりやすいものにした。資料収集の面では、購入可能なものは研究費を使って購入したが、絶版で入手困難なものに関しては他大学図書館から取り寄せた。その結果、必要であったもののほとんどを入手することができた。このように研究が順調にはかどり、その成果を大阪大学社会経済研究所のディスカッションペーパーとして発表することができた。また同時に、世界的に有名な国際雑誌であるInternational Eeonomic Reviewに投稿した。現在同雑誌からの結果を待っている段階であり、2007年後半に返事が来るものと予想される。この間にセミナー発表をさらに行い、そこで得られたコメント等をもとに論文の手直しを行っていきたい。またその一方で、研究計画に書いた「人口成長、階級対立および経済成長」というもうひとつの研究課題に取り組んできた。この研究は当初単独で行う予定であったが、当初予想していた以上に困難で時間がかかりそうであったため共著という形で進めている(共著者は大阪大学経済学研究科の大学院生である中川雅央氏)。この成果は、早くも『週刊エコノミスト』のエッセイという形で公表した。さらに、今年六月にオランダのグローニンゲン大学で行われる大阪大学フォーラムにおいて発表する予定である。'今後の予定であるが、先に述べた投稿中の論文の結果がどのようなものであるにしろ、レフェリーレポートを読んで修正しなければならないであろう。そのときの修正を必要最小限にしてできるだけはやく雑誌に掲載させるために、今の段階から論文の推敲を進めて行きたい。
スリランカ手話における対称性と優位性の制約条件

手話言語の両手サインにおいて対称性制約と優位性制約(Battison 1978)が一般語彙だけではなく類別詞にもかかるというEccarius & Brentari(2007)の説とかからないというAronoff et al.(2003)の説がある。本研究ではスリランカ手話の両手サインにおける音韻的諸要素の分布に基づき分析した結果、一般語彙だけではなく類別詞にも優位性制約と対称性制約が成立することが確認され、Eccarius & Brentari(2007)説が支持された。1)データベースの整備2)データ収集類別詞の手型3タイプと運動4タイプのデータが得られるように刺激データを用意、スリランカで現地調査を実施、データ収集を行った。3)分析a.アメリカ手話など(McDonald, 1982 ; Engberg-Pedersen, 1993)で項構造と動詞意味論に基づいて類別詞分析が行われているが、スリランカ手話でも個体類別詞と自動詞、操作類別詞と他動詞、それぞれについて対応関係が確認された。個体類別詞は移動・位置表現に、操作類別詞は対象操作表現に用いられる。b.手話者が取る視点と類別詞使用との関係について分析したものにPerniss(2007)がある。視点は登場人物視点と観察者視点とがある。スリランカ手話においても典型的に、登場人物視点の場合に操作類別詞が、観察者視点の場合に個体類別詞が使用される。語りにおいて先に観察者視点で要素を談話に導入した後、登場人物視点で詳細に事態描写がなされる。1)データベースの整備2)データ収集手話者が談話の一貫性を保つために用いる視点と類別詞と身体周りの空間との関係を明らかにするためにスリランカで現地調査を実施、データ収集を行った。3)分析a.スリランカ手話の個体類別詞は移動・位置表現に、操作類別詞は対象操作表現に用いられる。b.視点には登場人物視点と観察者視点がある(Perniss 2007)。登場人物視点の場合に操作類別詞が、観察者視点の場合に個体類別詞が使用される。語りにおいてまず観察者視点で要素を談話に導入した後、登場人物視点で詳細に事態描写がなされる。c.手話者の身体周りの空間分割は、指示対象に対する物理的・心理的遠近感と関係がある。すなわち、指示対象が「遠」の場合は身体上空間に、「近」の場合は身体前近接空間に配置、指示される。指示対象が二つある場合は、右空間が「近」のものとして、左空間が「遠」のものとして扱われ、配置、指示される。d.視点と類別詞と空間分割との諸関係は今後の課題となる。語レベルの両手サインにおいて対称性と優位性の制約がかかることが知られている。対称性制約は同一の手型と動きを課し、優位性制約は非利き手の手型と動きの種類を制限する。これらの制約は調動性と認知的顕著性に関わるものなので、語レベル以外の文レベルでも同様の制約がかかるのかを検証する必要がある。そこで、両手による同時的表現について検証を行った。非手指否定マーカーのみで否定ができないスリランカ手話において動詞に後接する手指否定詞は、動詞の否定を両手サインにより、すなわち動詞と否定をそれぞれの手で表示することはできない。同一個体の2つの異なる同時的行為についても両手サインで、すなわち右手と左手でそれぞれの行為を表示できない。文レベルにおけるこれらの例は、それぞれの手が形態素であるものであるが、2つの個体が関わる移動表現や位置表現については、両手サインによる表示が可能である。この場合、認知的顕著性の高い対象は動きを伴う手型により図として、顕著性の低い別の対象は現実の事態において移動していても静止した手型により地として別々に表示される。このとき優位性制約は緩まり、手型にはかからず手の動きにのみかかる(静止した手型のみ許容)。更に談話レベルでも複数の文にまたがり、地となる背景情報を表す静止した手型が、図となる前景情報を表す動きを伴う手型と同時的に生起可能である。このときも優位性制約は手型にはかからず手の動きにのみかかる。・以上のように、両手サインに関わる制約は語レベルに止まらず、その上のレベルでもかかる場合があり、そして語レベルで最も厳しくその上のレベルで緩くなる。この背景には適切な図地配置がある。適切な図地配置のために、サインを構成する要素で視認度の高い手の動きが抑制されるのではないかと考えられる。また、視点との関連でいうと、個体類別詞が用いられる移動・位置表現は観察者視点からの記述となり、図地配置設定と一致する。
日本の大衆規範の明示方法に関する研究

本研究では、新聞に掲載されている4コマ漫画から、日本の大衆社会に暗黙的に流布している大衆規範を明示する方法を探索している。平成30年度は、作業を支援するシステムを作成し、実際に作品のプロファイルの作成を試みた。プロファイルとは、1話ごとに描かれている情報の記録である。平成29年度の活動から、4コマ漫画に描かれている情報は当初想定していたものよりも膨大なことがわかった。そこで、研究の目的を鑑み、依頼・命令に関連する情報について、4コマ漫画から抽出・記録することにした。支援システムは、仮想マシン上のウェブアプリケーションとして作成した。その際、pythonのフレームワークであるDjangoを利用した。支援システムは、4コマ漫画を閲覧しながら、選択的に入力できる手段を提供している。選択肢は常に追加・修正でき、入力や選択肢の変更の時刻を記録・管理できる。また、支援システムは、複数人が並行して作業する環境も提供する。支援システムを利用して試作したプロファイルから、大衆規範の存在を予期させる事例が得られた。例えば、依頼行為に同意で応える事例が多く見られ、この応答が基本となっていることが推測された。そして、この応答から乖離する場合には、緊張感が生じている事例が得られた。これらの事例は、社会的な圧力としての大衆規範の存在を示している可能性がある。以上から、4コマ漫画から大衆規範を導くことに、潜在力があることがわかった。ところで、プロファイルの作成や、大衆規範を導くプロセスには、属人的な解釈に依存する部分が多くある。これに対して、支援システムを利用することにより、社会現象の解釈に関する試行錯誤の過程が記録できることがわかった。今後、1支援システムのリファクタリング、2作業実績の蓄積による選択肢の調整、3統計的な手続きを確立することにより、大衆規範の明示方法の洗練化が期待される。本研究の目的は、日本の大衆社会に暗黙的に流布している規範の明示方法を創出することである。平成28年度は、データとなる4コマ漫画の利用環境を整備した。まず、利用を希望する4コマ漫画について、単行本の調達を試みた。その結果、一部のものについては、すでに絶版で、調達が難しいことがわかった。そのような状況下で、分析対象の選択を試みた。そして、希望する全ての作品が調達可能な、2008年に出版されたものをデータとして利用することにした。次に、4コマ漫画の研究への利用許諾を検討した。本研究では、1スキャナーで読み込みデータベースを作成する、2アンケートを実施する際に被験者に見せる、3成果の公表時に引用するなどで、4コマ漫画を利用する予定である。これらの利用方法については、著作権者の利用許諾が必要と考えた。まず、有識者に対応方法に関する意見を求めた。そして、1と2の利用方法については、申し入れが妥当との見解を得た。また、万が一、データが流出した場合に備えておくように助言を得た。これを受け、12の利用方法について、著作権者に作品利用の申し入れを試みた。その結果、3作品については12の利用に関する申し入れができた。そして、申し入れが叶った3作品について、次年度以降分析を進めることにした。また、3の利用方法については、先方との相談の上、具体的な引用方法が決まってから、改めて許諾を申請することになった。データの整備と並行して、大衆規範を明示するための作業のドライランを行なった。具体的には、いくつかの4コマ漫画の作品から大衆規範と思われる事項を直感的に書き出し、大衆規範に関する具体的なイメージの形成を試みた。その結果、大衆規範の明示のために、登場人物の反応に関する二項関係に注目できることがわかった。また、作業を階層的に整理できることがわかった。平成28年度は、主に、研究全体の準備を行う予定だった。これには、4コマ漫画の単行本の調達と、それらを研究に利用する許諾についての作業が含まれる。まず、単行本の調達に関しては、すでに絶版されているものがあり、全ての作品を調達することができないことが判明した。そして、この問題への対応方法を検討するのに時間がかかってしまった。電子書籍の利用なども検討したが、最終的に、分析対象を絞り込むことで対応することにした。つぎに、4コマ漫画の利用許諾に関する作業についても、やや遅れが生じた。4コマ漫画を研究に利用するためには、関連する法に配慮する必要がある。そこで、著作権の有識者の意見を求めた。そして、有識者から得られた助言に従い、4コマ漫画の研究利用について、研究代表者が直接出版社に申し入れを試みた。その際、申し入れの準備ために時間がかかってしまった。また、いくつかの作品については、未だ著作権者の意向を伺えていない。そこで、申し入れが叶った3作品について研究を進めていくことにより、これ以上の遅れを回避することにした。さらに、本研究では、大衆規範を明示する作業を支援するデータベースシステムの構築を目指している。そして、平成28年度は、このシステムの要件定義を進めることを想定していた。しかし、支援対象となる作業が想定以上に複雑であったため、システムの要件定義が進んでいない。また、本研究では、Pythonのライブラリやフレームワークを利用することを予定しているが、現時点で判明している要件を満たすためには、工夫が必要なことがわかった。したがって、データベースシステムの構築についても、今後、遅れを取り戻す必要がある。

そして、新聞や雑誌に掲載されている4コマ漫画に注目し、そこから大衆規範を明示することを試みている。平成29年度は、素材として利用する4コマ漫画の整理と、大衆規範の明示手順の検討を行った。整理としては、利用許諾が得られた4コマ漫画の作品をデータ化した。そしてIDを割り振り、管理可能な状況にした。大衆規範の明示方法の検討については、いくつかの作品に関して、試験的に4コマ漫画のプロファイルの作成を試みた。プロファイルとは、1話ごとに描かれている情報の記録である。その結果、4コマ漫画に描かれている情報は当初想定していたものよりも膨大なことがわかった。そこで、効果的に作品に描かれている情報を抽出・記録する方法について検討した。そのために、抽出する対象の絞り込みを試みた。まず、プロファイルの作成を2段階で行った。つまり、全ての作品についてプロファイルの作成を試みるのではなく、特定の出来事が描かれている作成を選択し、その作品についてのみプロファイルの作成を試みた。選別のために注目した出来事は、研究の目的を鑑み、他者への依頼・命令とした。そして、依頼・命令に関連する情報について抽出し、記録することにした。これらの絞り込みにより、ある程度、作業量を軽減することが可能となった。データベースシステムの作成に関しては、基本機能の作成に終わった。具体的には、画像を表示し、そこに描かれている属性を選択肢から選べる仕組みを作成した。データベースシステムは、CentOS7上で、pythonのフレームワークのDjangoを利用して作成した。データベースはMariaDBを利用した。今後、この仕組みを4コマ漫画の整理に利用できるように更新してゆく予定である。進捗状況に関してはやや遅れが目立つ。平成29年度には、4コマ漫画のプロファイル作成作業を定型化し、作業分担者に役割分担できる体制を整える予定であった。しかし、作業の定型化にまでは至らず、研究の進捗は少なかった。その主な原因は、4コマ漫画に、想定していた以上の情報が描かれていることが判明したことによる。当初、全作品の全コマに関して、描かれている情報の記録を試みた。その結果、作業量が膨大になったと同時に、得られた記録に一貫性がなくなった。そのため、情報の記録作業を一旦中止し、対策を講じることにした。この問題に対処するには、研究目的から再検討する必要があり、多くのエフォートが割かれた。現在、作品の選別により、この問題を回避することが試みられている。しかし、解決方法になるかは不明で、再検討については今後もしばらく続くと予想されている。大衆規範の明示手順については、当初の予定では、実際のデータによるプロファイルの作成まで考えていたので、遅れていると評価できる。作業を支援するデータベースシステムの作成に関しても、基本機能の作成に終わった。このシステムでは、まだ4コマ漫画のプロファイルの作成に活用できない。
プール沸騰限界熱流束を向上する微細溝加工を施した伝熱面の開発

高い限界熱流束を有する核沸騰伝熱面開発のため,熱伝導率の高い材料と低い材料を効果的に組み合わせて周期的に配置した伝熱面を製作し,その効果を実験により実証した。実験に用いた熱伝導率の異なる材料の組み合わせは,銅とステンレスまたは銅とエポキシ樹脂である。開発した伝熱面は,銅製の平滑面と比較して,高い限界熱流束を示した。また,銅平滑面に対する限界熱流束の向上率は,おなじく平滑面に対する伝熱面表面積の拡大率よりも大きいことが分かった。すなわち,開発した伝熱面は,強制対流沸騰冷却に適用した場合,限界熱流束を向上すると同時に,圧力損失を低く抑えることが可能であることが明らかとなった。超伝導体や電子デバイスの冷却に利用される核沸騰冷却の性能向上のために,限界熱流束を向上する微細構造を有する伝熱面の開発を行っている.平成24年度までに,本研究で提案する微細くぼみ付伝熱面が限界熱流束の向上効果を有することを明らかにした.第2年度目である平成25年度は,24年度に製作した伝熱面のくぼみの深さ,大きさ,形状を変更しながら実験を行うことによって,それらの影響を明らかにした.実験を行った伝熱面の詳細とそれらの限界熱流束向上効果を以下に示す.基準となる伝熱面は,無酸素銅製の円形(直径25 mm)で,その上に,微細な穴が周期的に配置された直径25 mmのSUS304製の薄板を置くことで,くぼみ付き伝熱面を形成する.平成24年度には,三角形くぼみ(一辺の長さ2.5mm,くぼみの深さ0.1 mm,ここではA1と呼ぶこととする)の伝熱面で,平滑な伝熱面に対して限界熱流束が20%向上することを示した.平成25年度は,以下に示す3種類の伝熱面を作成して実験を行った.A1と同じ三角形くぼみでくぼみ深さを浅くした場合(一辺の長さ2.5mm,くぼみの深さ0.05 mm,A2),平滑面に対する限界熱流束向上率は約30%となり,くぼみ深さが浅いほど向上率が高いことがわかった.また,三角形くぼみを小さくした場合(一辺の長さ1.0mm,くぼみの深さ0.05 mm,B2),向上率は25%とA2と比較して若干低くなった.その原因は,蒸発に寄与しないくぼみを隔てる梁の面積が相対的に広くなったためと考えられる.また,溝形状の影響を明らかにするため,円形くぼみ(直径2.2mm,くぼみの深さ0.05 mm,C2)の実験も行い,向上率は20%であることを確認した.この溝の大きさは,A2と熱的に等価であるが,A2の向上率の方が高いことから,三角形のくぼみ形状が有効であることが確認された.高い限界熱流束を有する核沸騰伝熱面開発のため,熱伝導率の高い材料と低い材料を効果的に組み合わせて周期的に配置した伝熱面を製作し,その効果を実験により実証した。超伝導体や電子デバイスの冷却に利用される核沸騰冷却の性能向上のために,限界熱流束を向上する微細構造を有する伝熱面の開発を行っている.第1年度目である平成24年度は,核沸騰熱伝達特性を精密に測定できる実験装置を製作し,また本研究で提案した微細三角形くぼみ付き伝熱面を作成してその核沸騰熱伝達特性を測定した.製作した伝熱面の詳細を以下に示す.伝熱面は,無酸素銅製の円形(直径25 mm)で,その上に,微細な正三角形穴が周期的に配置された直径25 mmのSUS304製の薄板を置くことで,三角形くぼみを形成する.三角形くぼみの一辺の長さは2.5mm,三角形の角部の曲率半径は0.06 mm,くぼみを隔てる梁の幅は0.2 mm,くぼみの深さは0.1 mmである.また,比較のため,SUS板を置かない銅平滑面の核沸騰熱伝達率も測定した.試験流体には,大気圧下の液体窒素を用いた.実験の結果,くぼみ付き伝熱面の限界熱流束は,平滑面に比べて,約20 %向上することを確認した.限界熱流束向上のメカニズムを明らかにするために,くぼみ付き面で沸騰形態が膜沸騰に遷移した際の沸騰様相を観察したところ,蒸気膜に覆われているのはくぼみの内側の銅面上のみで,SUS部は液との接触を保っていることが確認された.

すなわち,SUS部は,蒸気泡の発生には寄与しないものの,高熱流束下でも液との接触を保ち,銅面への液供給を促進して,限界熱流束の向上に寄与したと推察される.超伝導体や電子デバイス等の冷却に用いられる核沸騰冷却に対して高い伝熱性能を有する伝熱面として,熱伝導率の高い銅製の平滑面と熱伝導率の低い材料を効果的に組み合わせることで,核沸騰中の伝熱面への液相供給を促進して限界熱流束を向上する伝熱面の開発を行っている.従来の限界熱流束向上伝熱面と比べ,限界熱流束の向上率に対して伝熱面表面積の拡大率が小さく,強制対流沸騰系に適用しても流動抵抗の増大を抑制できる利点がある.平成25年度までに,銅平滑面上にSUS製微細格子を設置した伝熱面について,SUS格子の形状を様々変えて実験を行い,格子が細かいほど,また格子が薄いほど,限界熱流束の向上効果が高いことなど,伝熱面構造の形状や大きさが限界熱流束向上率に与える影響を明らかにした.最終年度である平成26年度には,平成25年度までに得た知見をもとに,銅製平滑面上に格子状の溝を掘りエポキシ樹脂で埋めた平滑伝熱面を製作し,これまでのSUS格子を用いた伝熱面と同様のメカニズムによる限界熱流束向上効果を有しながら,表面積の小さい伝熱面の開発を行った.銅製平滑面上に掘られた溝は正三角形格子状であり,溝の幅および深さは共に0.5mm,溝によって形成される正三角形突起の一辺の長さは2.3mmである.この溝にエポキシ樹脂を埋め込んで平滑な伝熱面とする.この伝熱面は,単純な銅製の平滑伝熱面に対し,限界熱流束が10%程度向上した.平成25年度までに実験を行ったSUS格子を用いた伝熱面と比較すると,限界熱流束向上率は少し劣るものの,表面が平滑のため強制流動沸騰系では流動抵抗の増大を最大限抑制することが可能となる.これまでの実験結果から,本研究で提案する熱伝導率の高い材料と低い材料を効果的に組み合わせた伝熱面を用いることで,限界熱流束向上のを達成できることが実証された.伝熱工学当初の予定通り,くぼみの形状や大きさを変えて実験することにより,限界熱流束向上効果に及ぼす各パラメータの寄与が明らかとなり,くぼみ形状の最適化への指針を得るとともに,限界熱流束向上のメカニズムに関する議論が可能となった.当初の計画通り,試験装置の製作を完了し,研究実績の概要に示した通り,本研究で提案した伝熱面が高い限界熱流束を達成できることを実証した.また,次年度に予定していた,さらなる限界熱流束向上のために異なる材料やくぼみサイズの伝熱面を製作して検証することについても,すでに着手できている.これまでに得られた結果から,くぼみの大きさをさらに小さくすることで,より高い限界熱流束を達成できる可能性があることが明らかになった.そこで,まずは,これまでよりもくぼみの大きさを小さくして限界熱流束向上効果を確認する.その結果を,これまでに得られている結果と合わせ,限界熱流束向上効果と微細構造の大きさとの関係を明らかにする.本年度製作した伝熱面の限界熱流束向上のメカニズムについて,詳しく検討し,現象を再現する物理モデルを構築する.また,今回限界熱流束の向上を実証した伝熱面と同じ構造でくぼみサイズが異なる伝熱面を製作して検証し,物理モデルの精度向上に利用する.また,24年度の実験で得られた結果をもとに,より高い限界熱流束を実現できる可能性をもつ新たな伝熱面を考案し,その製作および検証を行う.次年度使用額は,実験装置の工夫によって供試体の製作単価や供試体交換の際に必要な消耗品にかかる経費が下がったために生じた未使用額である.平成26年度請求額と合わせ,平成26年度の研究遂行に使用する予定である.上記の通り,供試体の製作単価が当初の計画よりも抑えられているため,実験パラメータを増やして実験回数を重ねることに充て,より詳細なデータを得ることを目指す.当初の予定よりも試験体の交換が容易な装置を製作でき,それに伴って,試験体の単価が当初の予定よりも下がった.そのため,24年度の支出は当初の予定を下回った.その差額は,24年度に得られた結果をもとに新たに考案する,より高い限界熱流束の達成が期待できる微細構造を有する伝熱面の製作に充てる.25年度の請求分については,当初の予定通り,24年度に製作した伝熱面と同じ構造でくぼみサイズが異なる伝熱面の製作の他,成果発表旅費,研究協力者との打ち合わせの旅費等に充てる.
農業用ため池の多面的機能と価値の評価に関する研究

農業用ため池の多面的価値を計測することを目的として、5択一式の調査票を設計し、西日本の16,000人に対してネットアンケートを実施した。データは離散選択モデルを基礎とする混合ロジットで分析を行い、ため池属性の限界価値を測定した。本年度は予定していた以下の3点についての一定の成果を得た1.実際に調査・評価対象とするため池群の選定美浜町内のため池はそのほとんどが美浜町所有であることが判明しているので、その大半(公式には450程度存在するが、航空地図上で確認できるある程度の大きさ以上の者は100以下と思われる)について、現地確認を行った。その結果、受益農地が長期間放棄されたため池が一定数あり、これらについても調査の必要有りと判断した。結局、ため池全体の特徴を表す代表的なため池を7つ程度選定した。2.ため池経済評価に適した属性群の選定経済価値に関わる属性でありながら、目視や既存データからは確認できず測定コストが現実的である属性を選定する必要がある。試行錯誤の結果、現地での調査項目は、魚類、水質(DO,pH,COD,TP,TN,透視度)が望ましいと判断された。3.属性値の計測上記の代表的ため池のいくつか(特に冬枯れのうちしか到達が困難な奥地の池)について、魚類および水質の調査を行い、データを得た。本年度は予定していた以下の3点について、一定の成果を得た。1.ため池の現地調査先に選定された7つの代表的ため池について、魚類及び水質(未調査分について)調査を行い、データを得た。2.経済価値評価手法の選定文献調査を精緻に行い、ため池の経済価値評価に相応しい手法を選定した。これまでの文献調査では日本での経済価値評価手法としてコンジョイント法が多く用いられていることがわかっているが、ため池の価値を属性帰属法によって測定する場合には、プロファイルの作成を制限せざるをえないコンジョイントよりも、混合ロジット法(離散選択モデルの一種)の応用が有効であることがわかり、これにしたがったプロファイル作成を行った。離散選択モデルの選定にあたっては、個人の経済行動に即したモデルであり、しかも混合ロジットモデルは選択対象の代替性について強い課程を置かなくて済むという利点があることを考慮した。3.経済価値評価の実施検討の結果、質問項目として7項目(自宅からの距離、円周での大きさ、周辺管理状況、水際状況、水質、魚類、費用)を選定し、それぞれについて適当な属性レベルの設定を行った。とくに、費用については、毎月の税金上乗せ分としての管理費を適用した。アンケートは4選択1で、直行計画法により属性レベルの異なる64種類のプロファイルの中から4つを一つの提示カードとする16種類の質問票を作成した。選択者の属性は、就業状態、年齢、性別、地域、続柄、年収、貯蓄などである。これについてネットアンケートで、合計約16,000サンプルのデータを得た。愛知県知多郡美浜町の農業用ため池を題材に、ため池の多面的機能ならびに経済価値の測定を行った。現地調査結果に基づき多面的機能の調査項目の設定を行い、経済価値の測定についてはネットアンケートを用いた。選択肢は、周辺の管理状況、水際環境、水質、生息する魚類、管理費用の5つの属性をもつため池の5択とした。また、回答者がため池までアクセスする距離およびため池の大きさについては選択肢間で無差別とした。年齢、性別、仕事の有無、結婚しているか否か、世帯所得、貯蓄高、18歳未満の家族の有無および65歳以上の家族の有無も、回答者の属性として調査した。調査は、皿池および山池の2種類それぞれについて行い、混合ロジットモデルにより属性別の限界価値を測定した。主な分析結果を列記する。(1)山池の周辺管理の方法として、回答者は金網フェンス張りと比べ散策道・ベンチが整備されることに約720円支払っても良いと考える。(2)水際環境が自然のままの場合と比較し、デッキが整備されることに約280円支払っても良いが、コンクリートによる護岸を行う場合は約360円受け取りたいと考える。(3)水質が1段階改善されることに対して約510円支払う意思がある。(4)生息している魚類は種が混在している場合と比較し、日本固有種のみが生息する場合に約780円支払っても良いと考えるが、外来種のみが生息するのであれば約320円受け取りたい。(5)皿池の場合は、コストをかけて居住地域の環境の一部として公園のように活用したり、水質を改善したりという回答者の意識は確認されない。(6)金網フェンスが張られて放置された自然に近い状態から、ため池の各属性のステータスが変更する事に対し、コストを支払っても良いとは考えない。
バイオディーゼル燃料を用いたディーゼルエンジンのナノ粒子の生成過程解明研究

ディーゼルエンジンの燃焼にJIS2号軽油とバイオ・ディーゼル燃料(Bio Diesel Fuel:廃食油を基にFAME化)を用い,大気中に排出されるナノ粒子の生成過程を解明すべく研究を推進した。その結果,燃料中に酸素を11%強含有したBDFは軽油に比べ,排出されるナノ粒子の個数が少なく,ナノ粒子一個一個が凝集して形成される粒子の塊の大きさも小さい事が解明出来た。また,SiC-DPFに比し気孔径の大きなCordierite-DPFにDOCを装着すると,99.9%も低減したナノ粒子数が増加し,粒径分布の形が約70nmの粒子径をピークとした凸形状に変化する事が判明した。特にDOC+Cordierite-DPFのナノ粒子の捕集・スート層形成・脱離・排出のメカニズムは興味深い。これらの現象は,時間毎に計測した排出挙動からも解析でき,2019年5月の自動車技術会春季大会で発表予定である。科研費は殆ど使用せずに,大学の研究費と大学内共同研究費(JPC:Joint Program Center)の費用で,研究を推進したが,2018年初期の段階で排出ガス分析計が故障し,排出ガス(CO,HC,NOx)の計測が不可能になった。その為,研究はナノ粒子の計測・採取・観察・解析に集中して遂行した。しかし,ナノ粒子の生成メカニズムを解明するには,排出ガスの計測・解析も必須の為,本報告の進捗状況的には,やや遅れていると言う区分とした。2019年5月末には,故障した分析計を廃棄し新たな排出ガス分析計にリプレースする為,今後は予定通りの研究遂行が可能と考える。BDFの方が軽油に比べて排出されるナノ粒子の個数が少なく,凝集して形成される粒子塊の大きさも小さい事が解明出来た事,気孔径の大きなCordierite-DPFにDOCを装着するとSiC-DPFにDOCを装着した場合に比べナノ粒子数が増加,粒径分布の形が凸形状に変化する事等がこれまでの研究で明らかになったが,その原因や理由の解明迄には至っていない。Cordierite-DPFにDOCを装着した場合のナノ粒子の捕集・スート層形成・脱離・排出のメカニズムも,ELPI+を用いて時間毎に計測した排出挙動から一部は解明出来たが,それのRepeartabilityや,その現象を起こす真の原因や理由も不明である。更に,軽油とBDFの一個のナノ粒子径の違いや粒子塊の個数が粒径分布のピークを示す粒径が存在する理由,更にその排出されたナノ粒子の組成,DOC+SiC-DPFとCordierite-DPFと同じナノ粒子の捕集・脱離・排出挙動を示さぬ理由,そして研究目的のエンジンの燃焼で生成したナノ粒子が後処理装置で捕集され通過して大気に排出されるメカニズムの解明にはほど遠い。そこで,今後は,ELPI+を駆使し,粒子径毎の排出挙動を追い掛けつつ,そのナノ粒子を採取・観察・解析し,ナノ粒子生成メカニズムの一端の解明を図ると共に,TEMやFE-SEMの観察・解析精度を向上し,ナノ粒子一個の径と構造を把握する事も試みる。更に,ナノ粒子を構成するEC(Elementary Carbon)とOC(Organic Carbon)解析を行う事で,組成も明らかにしたい。SiCとCordierite-DPFにDOCを装着した場合の現象把握も,DPFに堆積したスート層を変化させつつ,触媒の量を代えたDOCも準備,DOCの役割とDPFの仕様違いを解明する事を試みる。

Cordierite-DPFにDOCを装着した場合のナノ粒子の捕集・スート層形成・脱離・排出のメカニズムも,ELPI+を用いて時間毎に計測した排出挙動から一部は解明出来たが,それのRepeartabilityや,その現象を起こす真の原因や理由も不明である。更に,軽油とBDFの一個のナノ粒子径の違いや粒子塊の個数が粒径分布のピークを示す粒径が存在する理由,更にその排出されたナノ粒子の組成,DOC+SiC-DPFとCordierite-DPFと同じナノ粒子の捕集・脱離・排出挙動を示さぬ理由,そして研究目的のエンジンの燃焼で生成したナノ粒子が後処理装置で捕集され通過して大気に排出されるメカニズムの解明にはほど遠い。そこで,今後は,ELPI+を駆使し,粒子径毎の排出挙動を追い掛けつつ,そのナノ粒子を採取・観察・解析し,ナノ粒子生成メカニズムの一端の解明を図ると共に,TEMやFE-SEMの観察・解析精度を向上し,ナノ粒子一個の径と構造を把握する事も試みる。更に,ナノ粒子を構成するEC(Elementary Carbon)とOC(Organic Carbon)解析を行う事で,組成も明らかにしたい。SiCとCordierite-DPFにDOCを装着した場合の現象把握も,DPFに堆積したスート層を変化させつつ,触媒の量を代えたDOCも準備,DOCの役割とDPFの仕様違いを解明する事を試みる。2018年度の研究成果は,大学の研究費と大学内共同研究費(JPC)を用いて遂行した事,そしてナノ粒子計測・解析と同時に計測・解析を行わなければならない排出ガスが,排出ガス分析計の故障で計測不可能になった事などの理由で,当該年度の所要額の消費が進まず,次年度使用額が多くなった。2019年度はJPCの大学内共同研究費が無くなる為,ナノ粒子の個数や粒径分布の計測およびナノ粒子の各粒径毎の個数の計測や採取および時間毎の排出挙動計測・解析に用いるELPI+のレンタル費用に,当該助成金を使用する。更に,現在の廃食油を基にFAME化したBDFに加え,インドネシアやベトナム等のアセアン諸国で用いられているパーム油ベースのBDFを製造,研究に供試し,軽油とBDFのナノ粒子の粒径や構造および凝集形態の解明に迫る事,更には,燃料のCHO(Carbon,Hydrogen, Oxygen)分析およびTEMやFE-SEMの精度向上の為に,観察回数の増加に伴う機器レンタル費用が増加する事などのため,それらに当該助成金を活用する予定である。
p38－p62シグナル阻害を介した視神経軸索保護機構解明

緑内障では視神経軸索障害が先行する網膜神経節細胞死がおこり、症状として視野障害が出現する。緑内障の病態は視神経軸索障害であることから視神経軸索を保護することで視野障害は抑制されると考えられる。我々はオートファジー活性上昇により視神経軸索保護にむかう事を見出している。オートファジーの上流にはMAPKシグナルが存在しており、MAPKシグナルの抑制が視神経軸索にどのような影響を与えるか検討する。また、視神経におけるMAPKシグナルの抑制でのオートファジー関連因子への影響についても検討する。MAPKとオートファジーの経路の観点から緑内障性視神経症への根本治療法導入につながる研究成果を目指す。
心の発達:認知発達障害

計画研究「心の発達:認知発達障害」は特定領域研究に相応しい、障害の先端的な研究を目指した。その一つは障害児研究への新しい研究法の導入である。コンピュータを用いた障害児の行動改善指導法を確立する一方、スクリプトによる障害児のコミュニケーション行動の分析、指導の研究を行った。もう一つは機能脳画像法による障害の基礎的な研究である。現在、ポジトロンCTや機能的MRIを障害児に適用することは難しい。そこで老齢者を含む成人で将来の障害児の脳画像研究を見据えた基礎的な研究を行った。この他に、老齢ザルの認知機能の研究も実施した。障害児のコンピュータ支援指導では、家庭に訓練用のコンピュータを導入した。それによって多数回の、安定して、きめの細かい指導が可能になり、有効だった。訓練は刺激等価性のパラダイムに基づいて行われたが、平仮名の聞き取り、漢字の獲得などで成果を挙げた。スクリプトによるコミュニケーションの分析では、心の理論の基盤をなす、他者の意図の認識が自閉症児はもとより、ダウン症児でも十分でないことが明らかになった。機能脳画像の研究では、心の理論などで話題になっている視線の検出に扁桃核が関係することを明らかにした。しりとり課題が半球優位の決定に有効であることが分かった。また、オノマトペが実際の事物とその名称(言語)の間のギャップを埋める可能性が示唆された。失語症の言語の再獲得に利用可能かもしれない。また、高齢者では語想起において左側頭部、左前頭部の活動が低下していた。高齢者の喚語困難の基盤をなすと思われる。最後に、老齢ザルの認知機能の研究では、学習セットの形成が困難なこと、連続逆転のエラー・パターンの分析などから、前頭葉の眼窩面の機能低下が推定された。老齢ザルは刺激の変化による妨害効果を受けやすい傾向が強かった。ヒトと共通するだろう。発達障害児の認知、言語機能の改善にコンピュータを利用した教育支援システムを適用するための基礎的研究が行われた。その結果、知覚運動協応の形成により、マウスを使ってたコンピュータ使用が可能なこと、2.「文字による単語構成」、「単語による文構成」の成立に有効なこと、3.それらは「文字による文構成(ワープロ・スキル)」へ移行できることなどが明らかになった。ダウン症児と健常児で、「他者の意図、欲求」を尋ねる発話行為の形成、獲得を検討した。機能的脳画像研究では、1.機能的MRIにより言語優位半球を決定するための「しりとり」課題の有効性が確認され、小児失語症の回復が左半球の代償であることを示唆した。2.固有名詞想起の老化を脳活動から検討するために、若年健常者に語想起課題を課し、PETによる賦活部位の検討を行った。その結果左右いずれかの側頭葉前部が賦活されることが分かった。3.自己認知に関与する脳内のネットワークをPETにより検討した。自己の顔写真に注意を向けたときと、他者の顔情報処理時の血流量を比較した。その結果、左島皮質、前頭前野、右帯状回が自己の顔処理に関連することが明らかになり、、自己意識との関連が考察された。4.麻酔下のサルにKanizsaの図形を提示すると、第1次視覚野は応答せず、第2次視覚野のみが応答する。しかし健常者を被験者とした機能的MRIによる研究では、詳細な分析を必要とする事態では、第1次視覚野も関与することが明らかになった。

5.健常者の表情の情動判断、好悪判断と脳の関係をPETにより検討した。その結果、前者では右の前頭葉、後者では左の前頭葉が関与することが明らかになった。老齢ニホンザルの認知機能の低下を、前頭葉腹側部の機能に関連した連続逆転、Go/NoGo弁別、学習セット形成により検討した。内側眼窩前頭部の機能低下が推測された。この計画研究は、発達障害などのいろいろな障害を、機能脳画像とコンピュータ支援などの、新しい技術を取り入れて理解し、その改善の方策を探ることを目指している。機能脳画像については、公募研究と協力しながら、基礎的な側面を中心に研究を進めているが、以下の成果があった。1)様々な聴覚刺激のカテゴリ判断についてポジトロンCTで検討したが、1次、2次聴覚野とともに、ものの音は中側頭回後方、言語音は上側頭回前方に活性化が見られた。両者に関係する擬音語は両者を賦活した。2)機能的MRIを用いて、アミタール法に代わる言語優位半球の決定法を、しりとり課題により確立した3)ポジトロンCTにより、意味カテゴリと音韻にもとづく語想記に関係する脳内機構を検討した結果、両者で左前頭葉下部・後部が活性化すること、前者では左側頭菓の下部・後部が賦活することを見いだした。4)「心の理論」絡みで、視線の認知機構の研究をポジトロシCTにより行い、左の扁桃核が関連することを明らかにした。5)機能的MRIと脳磁界計測により、カナ文字、疑似文字、文字列の形態・音韻・意味処理に関わる脳領域を検討した。形態処理は後頭-側頭下部で両文字に差がない活性化が見られた。単一文字では両側、文字列では左半球優位の活動が見られた。音韻処理には左上側頭溝、緑上回、ブローカ野が関係していた。コンピュータ支援などついては、1)CD-ROMを配布し、発達障害児で、家庭内でコンピュータ支媛による漢字の獲得と等価性の成立を検討した。その結果、漢字の読み、書きに劇的な効果があり、等価性の成立も見られた。2) 1-5歳児で、他者の欲求意図の理解、心的状態の理解の発達を、工作やおやつ等の場面を設定して検討し、その発達過程を明らかにした。重度の自閉症児の家庭にコンピュータを設置し、成績に応じた段階的な訓練プログラムを提供して、平仮名の聞き取りの理解の成立を検討した。その結果、家庭内での訓練は効果を発揮し、理解が成立することが分かった。また、ダウン症児におけるコミュニケーションの成立・発達を理解するために、かれらの他者の心的状態の理解の発達を健常児のそれと比較した。2、3歳児と母親との相互作用場面を設定し、そこでみられた心的状態についての発話を<欲求-叙述>と<自己-他者〉の2軸で分析した。健常児においては、2歳児では自己の欲求に関する発話が大部分であったが、他者の欲求への言及も始まっていた。3歳代では自己の感覚・感情への言及が増え、他者の感情、注意喚起が増加し、他者思考の出現が認められた。ダウン症児も類似した経過を辿ったが、他者思考は見られないのが特徴的だった。語想起の能力は加齢によって低下する。高齢健常者を対象に、固有名詞、人工物名の想起課題と、音韻課題を実施中の脳の活動をポジトロンCTで検討した。その結果、若齢者で見られた固有名詞想起に関わる左側頭葉前部の活動、人工物名想起に関わる左前頭葉下部の活動が見られなかった。
1980年代のアメリカ演劇における演劇思想の研究

当研究の目的は、80年代アメリカ演劇における演劇思想の全体像を明らかにすることにあった。ほぼ予定通りに研究は進み、1)「イメージの演劇」が80年代においてどのように終焉を迎えたのか、2)フェミニスト・パフォーマンスとフェミニズム理論の複雑な関係とそこでの政治性/身体性の問題の分析という、当初の二つの主題に沿って、資料を収集することができた。現在、収集した資料を整理中の段階であるが、当初の予想通り、80年代アメリカにおける政治的社会的保守化という文脈とアカデミーにおけるラディカルな理論の急速な発展という文脈が複雑に絡み合い、そのこととの関係性において「イメージの演劇」がヨーロッパに輸出されることで国内的な挫折を迎え、そのかわりに、より政治的で芸術的な価値を問わないさまざまなパフォーマンスの形態が登場してきたことがほぼ資料的に裏付けられたと考えられる。一方、フェミニスト・パフォーマンスについては、この文脈で考えられることもかなりあるものの、むしろ60年代の西海岸におけるさまざまないわゆるパフォーマンス・アート(ハプニングなど)との理論的な継続性が色濃いことがその資料からうかがわれ、今後の課題としては、ニューヨークを中心とする80年代パフォーマンスをより射程の長い歴史的視座とより広い地理的視座からから捉え直すことが要請される。当研究の成果は、一つにはこの時代の思想的問題を集約的にあつかったトニ-・クシュナーの『エンジェル・イン・アメリカ』という戯曲の分析というやや迂回した形ではあるが論文として96年3月発行予定の論文集(共著)に収録され、また、より広い問題意識から、日本の80年代演劇の問題を論じた小論も雑誌に発表した。
電気的な磁化操作に関する研究

磁石の磁力や磁極の向きを電気的に操ることを目的とし、研究を進めてきた。磁石と半導体の性質を併せ持つ材料において、電界を加えることで磁石の性質を失う温度を変えたり、磁極の向きをスイッチすることに成功した。また、電界による効果のメカニズムに深く迫ることができた。金属の磁石であるコバルトにおいても、磁力のオン・オフを電界で引き起こすことに世界で初めて成功した。同現象は室温で観測でき、応用上重要なステップとなった。本研究では主に強磁性半導体を用いて電気的に磁化を操作することを目的としている。大きな目的は、外部磁場を用いずに電界(ゲート絶縁膜を介した電圧印加)のみで磁化をスイッチすることである。本年度の具体的な成果は以下のとおりである。まず、外部磁場を用いずに電界のみで磁化をスイッチするための条件をシミュレーションによって明らかにすることで、電界により変化させるべき磁気異方性の大きさを具体的に示すことができた(Applied Physics Letters掲載)。また、ナノサイズの窓の配列を規則的に持つメッシュ状のゲート電極を用いて(Ga,Mn)Asに電界を印加することにより、強磁性ナノドット配列を作成することに成功した(Nano Letters掲載)。これにより均一な磁気特性を持つ薄膜から、電界によって磁気的特性が周期的に異なるナノ構造を発現させる技術が実現した。また、(Ga,Mn)Asにおいては無磁場で電界で磁化がスイッチする挙動も観測することができた。磁化反転は安定準位間のエネルギ障壁を乗り越えて起こるが、本結果はこの障壁高さを電界で制御できている証拠となる結果である。これについては、PASPS-IVにて報告した。得られた無磁場での電界誘起磁化反転は準安定状態から安定状態へ遷移であるため、一度スイッチを起こすと外部磁場のアシスト無しでは元に戻せないという問題も分かり、今後は電界のみによる双方向のスイッチの実現を目指すことになる。とはいえ、昨年度と今年度の成果により、すでに当初の目標の大部分が達成に近づいたと考えている。大きな目的は、外部磁場を用いずに電界(ゲート絶縁層を介した強磁性体への電圧印加)のみで磁化をスイッチすることである。本年度の主な成果は以下のとおりである。まず代表的な遷移金属強磁性体であるコバルトの磁気相転移を室温付近で電界誘起することに成功した。これまで強磁性半導体において同様な現象を観測してきたが、強磁性金属において磁性を電界スイッチすることは世界で初めての成果である。±10Vのゲート電圧印加により、強磁性相転移温度が最大で12K程度変化することが分かった。本成果はNature materialsに掲載された。また、ゲート絶縁層の代わりにイオン液体とコバルト界面に形成される電気二重層を用い巨大な電界を印加することで、強磁性相転移温度の制御温度範囲を室温を挟んで100K程度にまで増大することにも成功した。同時に制御ゲート電圧も1/5に低減することに成功し、低電力動作と室温での制御性を実証することができた。本成果はApplied PhysicsLettersに掲載された。これら成果は招待講演4つを含む国際会議、国内会議でも発表し、広く公表することができた。また、コイルに電流を流すことなく磁性体の漏れ磁界を電圧でオンオフできることができるため、電圧駆動型の電磁石への応用が期待できる。同概念に関する特許を出願中である。
MBLおよびESBL産生菌の疫学解析と抗菌薬選択圧の探索的検討

【目的】近年、Escherichia coli等はmetallo β-lactamase(以下、MBL)やExtended spectrum β-lactamase(以下、ESBL)など各種β-ラクタマーゼを産生することにより、耐性化が進んできている。これら腸内細菌の薬剤耐性化は、敗血症や下部消化管術後感染症に対する治療や予後に大きな影響を及ぼす。従って、上記耐性菌による院内感染や市中へのさらなる拡大を防ぐためにも、耐性菌を出現させない抗菌薬治療法の確立が必須であり、耐性化を回避するための継続的な取り組みが必要不可欠である。そこで本研究では、MBLおよびESBL産生菌の疫学解析を行った上で、抗菌薬選択圧を探索し、広域スペクトラム抗菌薬の適正使用ならびに多剤耐性菌の出現リスクの低減を目指す。【成果】MBLおよびESBL産生菌において耐性率は特定抗菌薬のAUDおよびAUD比率と有意な相関が認められたが(p<0.05)、AUD比率のみにおいて差がみられる場合もあった。このことより、抗菌薬の使用量が耐性化に影響を及ぼすと同時に抗菌薬の使用の偏りも重要な要因であることが示唆された。今後は多剤耐性菌増加のリスク低減のため、更なる抗菌薬適正使用の推奨が必要であると考えられた。