hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
格子QCDに基づくハイペロン相互作用と軽いグザイハイパー核の構造

陽子や中性子など核子間に働く力(核力)をストレンジネスを含むように拡張したハイペロン力の理解は、中性子星の内部など高密度の原子核物質の性質を理解する上で欠かせない課題である。特に、観測されている中性子星の最大質量をハイペロン力に基づき、矛盾なく説明できるかどうかは、最近の大きな問題のひとつである。本研究では、ハイペロン力の性質を、量子色力学に基づく格子QCD計算からハイペロンポテンシャルを計算することによって調べた。さまざまなハイペロン核子系の中でも、実験データが比較的豊富で、その性質の理解が他のハイペロン核子系よりも進んでいるラムダ核子系に注目し、これと同じ量子数を持つ系のハイペロンポテンシャルを求めた。PACS-CSグループによって生成された2+1フレーバQCDのゲージ配位を利用し、比較的大きな空間体積(2.9fm^3)中での南部-Bethe-Salpeter波動関数を計算した。時間相関を利用してマルチハドロン系のポテンシャルを効率よく計算するための新しい方法を用いることにより、ラムダ核子ポテンシャル、シグマ核子ポテンシャルを計算することに成功した。得られたポテンシャルを適当な関数形でフィットすることにより、散乱長・有効距離並びに散乱位相差を格子QCDシミュレーションの統計誤差を含めて評価することに成功した。ラムダ核子系の相互作用はスピン三重項・一重項のいずれでも引力的あるのに対し、アイソスピン(I=3/2)のシグマ核子系では、スピン三重項状態では斥力となり、スピン一重項状態では、引力となる結果が得られた。今後は、非弾性チャネルを含む枠組みへの解析方法の拡張を進めていく予定である。中性子星の内部のような、高密度の原子核物質中では、ストレンジネスを持った粒子が安定に存在する可能性がこれまでに指摘されている。しかしながら、どのようなハイペロンがどのような割合で現れるかは、その基本となる相互作用がよくわかっていないために、明らかではない。また、通常核においても、三核子以上の系での多体力の詳細な性質は明らかではない。本研究では、ストレンジネスを含む一般化された核力の性質を、量子色力学に基づいた理論的解析手法の一つである格子QCD計算によって調べた。さまざまなハイペロン核子系の中でも、実験データが最も多く、その性質の理解が比較的進んでいるΛN相互作用の計算を行った。PACS-CSグループによって生成された、2+1フレーバQCDのゲージ配位を利用し、比較的大きな空間体積(2.9fm)^3中での、ΛN系の低エネルギーの散乱状態の波動関数を格子QCDシミュレーションによって求めた。また、さらに大きな空間体積(4.4fm)^3中での、クエンチQCDによる計算もあわせて行った。クォーク質量はπ中間子質量に換算して約400MeV700MeV程度での計算を行った。ΛN-ΛNの弾性散乱チャネルでの波動関数の振る舞いから、中心力ポテンシャル並びにテンソル力ポテンシャルを得ることに成功した。2+1フレーバQCDとクエンチQCD計算で定性的に一致する結果を得た。また、非常に短距離部分の斥力芯と、その外側に引力部分があるという、中間子交換模型などから得られるポテンシャルと定性的に似た振る舞いをしていることがわかった。ΛN-ΛNの対角成分に現れるテンソル力は、通常の核力の場合と比べて弱く、ΛN間にはπ中間子交換が寄与しないことと定性的によく対応する結果が得られた。今後、他のハイペロンチャネルへの拡張、とりわけ非弾性チャネルを含む枠組みへの解析方法の拡張を進め、こうして得られた格子QCDポテンシャルのハイパー核構造計算への適用を進めていく予定である。
ICTと英語を融合し英語授業に化学反応を起すー小中高一貫海外交流授業モデルの完成

研究命題である「日本の若者の国際競争力を高める」には、日々の英語授業に海外交流学習が取り入れられ、英語教科書と連動した小中高それぞれでの学習モデルが必要と考えている。小学校、中学校、高等学校それぞれで、海外交流授業を組み込んだ授業年間計画の完成が必要であると考え、実践を重ねている。研究課題1は、小中高一貫した海外交流授業の連続モデルの完成(8年連続モデル)である。30年度は、本研究の協力校で、1.実践の共有、2.他校種間で互見授業推進、3.学習モデルの試行と点検を計画した。結果は、1.実践の共有、3.学習モデルの試行と点検は、研修会や勉強会で順調に進んだ。2.他校種間で互見授業に関しては、教員の多忙化、校種間の垣根の高さ、抵抗感などからビデオでの視聴にとどまった。次に、研究課題2は、教科書を使った授業と連動した授業モデルの充実と普及である。平成30年度は、小学校、中学校、高等学校で、年間計画作成→授業指導案作成→授業実践→振返りを繰返し、データを蓄積することであった。結果は、小学校5年生で、新学習指導要領に向けての移行期間モデルとして県教育委員会が作成した50時間年間指導計画の中に海外交流学習を組み込む学習モデルを開発、試行、効果検証、修正を終えた。高等学校では、タブレットを使用し、クラス全員の生徒が海外の同学年の生徒と1対1もしくは2対2で個別に英会話する環境が定着した。28年度に開発した年間指導計画をさらに改善した。加えて、授業内容(コンテンツ)の充実に力を注いだ。SDGsを11回にわたり意見交換する学校や、歴史の教員と英語の教員の連携でアジア諸国と日本の過去(台湾併合の歴史)に教科横断型授業で取り組む学校が出てきたことは特筆すべきである。これらの学校は、平成31年度も次の学年の教員が取り組み意思を示しており、学校の年間計画に位置付けられたことは大きな進歩である。小学校では、移行期間の5年生50時間モデルの中に海外交流学習を組み込むモデルを構築し、実行して効果検証ができた。高等学校でも、年間の海外交流モデルができあがり、その授業内でディスカッションする内容の充実に力を注いでいる。中学校での進捗状況が小学校、高等学校ほどは芳しくない。31年度の課題は、中学校現場での実践である。また、学校の年間計画に位置づいていない学校は、年度末の管理職・教員の異動、学年進行で振出しに戻るケースがいくつもあり、研究課題1、研究課題2に取り組む上で、教育委員会や管理職との協力体制、そして核となる教員の育成が不可欠であり、研究課題ではないが取り組むべき課題としてこの点も盛り込んできた。中学校での取り組みが平成30年度は、まったく進まなかった原因はこの点にある。中学校で中心となり取り組んでいた複数の教員が29年度末に異動し、30年度は研究を進めることができなかった中学校現場で平成31年度はいかに遅れを取り戻すことができるかが課題である。まずは、中学校版年間計画を立て、実践するのが31年度の課題である。教員の負担軽減と仕事量削減が教育委員会と学校管理職が最重要項目としてかかげていることであり、その中でこの海外交流学習の優先順位を上げ、日常の学校の活動に取りくむことができるかという状況で一番導入しづらい校種が中学校である。その対応策として、現在ある中学校の校長と検討しているのが放課後の部活動としての活動である。クラブ活動では、学年やクラス固定ではなく、希望すればどの所属の生徒であっても参加でき、やる気のある生徒集団であれば担当教諭もラポートもとりやすく生徒の行動自由度は上がるため生徒主体の活動も可能で、担当教諭の心身の負担は軽減できる可能性がある。現在、中学校1校に協力依頼をしている。先行して、その中学校と隣接する小学校で4,5,6年生の週1回のクラブ活動で海外コミュニケーションクラブが創設された。この小学校は昨年度よりクラス単位で海外交流を6年生で取り入れている。4,5年生にも機会を提供したいと新たな取り組みを開始しており、今後の中学校でのモデルとなる可能性があり、この取り組みをベースに中学校モデルを提案してみたい。このように、平成31年度は教育委員会と学校管理職と連携を密にして、中学校では、放課後のクラブ活動の可能性を探る。加えて、この隣接する小学校と中学校で、小学校4年か中学校3年までの一貫した海外交流モデルの構築を目指したい。このような異校種間の交流には、教育委員会の担当部署と学校管理職の理解と協力が必要であり、実施に向けた環境整備を進める。高等学校では先に記した通り、ディスカッション内容を重視した学校の支援をしながら年間指導計画を充実させるとともに授業モデルを充実させていく。そして、他校への広がりを模索していく。

2.他校種間で互見授業に関しては、教員の多忙化、校種間の垣根の高さ、抵抗感などからビデオでの視聴にとどまった。次に、研究課題2は、教科書を使った授業と連動した授業モデルの充実と普及である。平成30年度は、小学校、中学校、高等学校で、年間計画作成→授業指導案作成→授業実践→振返りを繰返し、データを蓄積することであった。結果は、小学校5年生で、新学習指導要領に向けての移行期間モデルとして県教育委員会が作成した50時間年間指導計画の中に海外交流学習を組み込む学習モデルを開発、試行、効果検証、修正を終えた。高等学校では、タブレットを使用し、クラス全員の生徒が海外の同学年の生徒と1対1もしくは2対2で個別に英会話する環境が定着した。28年度に開発した年間指導計画をさらに改善した。加えて、授業内容(コンテンツ)の充実に力を注いだ。SDGsを11回にわたり意見交換する学校や、歴史の教員と英語の教員の連携でアジア諸国と日本の過去(台湾併合の歴史)に教科横断型授業で取り組む学校が出てきたことは特筆すべきである。これらの学校は、平成31年度も次の学年の教員が取り組み意思を示しており、学校の年間計画に位置付けられたことは大きな進歩である。小学校では、移行期間の5年生50時間モデルの中に海外交流学習を組み込むモデルを構築し、実行して効果検証ができた。高等学校でも、年間の海外交流モデルができあがり、その授業内でディスカッションする内容の充実に力を注いでいる。中学校での進捗状況が小学校、高等学校ほどは芳しくない。31年度の課題は、中学校現場での実践である。また、学校の年間計画に位置づいていない学校は、年度末の管理職・教員の異動、学年進行で振出しに戻るケースがいくつもあり、研究課題1、研究課題2に取り組む上で、教育委員会や管理職との協力体制、そして核となる教員の育成が不可欠であり、研究課題ではないが取り組むべき課題としてこの点も盛り込んできた。中学校での取り組みが平成30年度は、まったく進まなかった原因はこの点にある。中学校で中心となり取り組んでいた複数の教員が29年度末に異動し、30年度は研究を進めることができなかった中学校現場で平成31年度はいかに遅れを取り戻すことができるかが課題である。まずは、中学校版年間計画を立て、実践するのが31年度の課題である。教員の負担軽減と仕事量削減が教育委員会と学校管理職が最重要項目としてかかげていることであり、その中でこの海外交流学習の優先順位を上げ、日常の学校の活動に取りくむことができるかという状況で一番導入しづらい校種が中学校である。その対応策として、現在ある中学校の校長と検討しているのが放課後の部活動としての活動である。クラブ活動では、学年やクラス固定ではなく、希望すればどの所属の生徒であっても参加でき、やる気のある生徒集団であれば担当教諭もラポートもとりやすく生徒の行動自由度は上がるため生徒主体の活動も可能で、担当教諭の心身の負担は軽減できる可能性がある。現在、中学校1校に協力依頼をしている。先行して、その中学校と隣接する小学校で4,5,6年生の週1回のクラブ活動で海外コミュニケーションクラブが創設された。
ポリフェノール化合物の抗ウイルスおよび抗腫瘍活性に関する研究

1)抗ウイルス活性評価(1)抗HIV活性測定試験:抗HIV活性評価試験としては、ヒトCD4陽性T細胞株であるMT-4細胞にHIVを感染させ、ウイルス感染によって生じる細胞変性効果(CPE)の阻止力を検討することで活性を評価した。CPEの阻止は、MTT法で測定した。試験した物質は、赤ピーマンのAnastasia Red、柿の皮の抽出物の他、Azulene誘導体、Tropolone誘導体、インド産医用植物であるIndigoferacordifora抽出物などについて検討した。また、以前からわれわれの研究室で行っていた合成ペプチドT134やT140の誘導体、硫酸化絹タンパク質等についても抗HIV活性評価を行った。(2)抗HSV活性測定試験:単純ヘルペスウイルスの感染・増殖に対する抑制効果を、Vero細胞を感染標的細胞とした実験系で、上記の試験物質によるCPE阻止力で評価した。2)抗腫瘍活性評価(1)ヒト口腔腫瘍細胞株である、HSG、HSC-2、HSC-3およびヒト正常細胞であるHGF、HPC、HPLFに対する、上記試験物質の増殖抑制効果を検討した。(2)DNAフラグメンテーション:試験物質のアポトーシス抑制作用を、試験物質で処理した細胞のDNAフラグメンテーションをみることにより検討した。(3)抗がん薬に対する多剤耐性遺伝子であるMDR1/AをトランスフェクションしたマウスTリンパ球細胞株であるL5178細胞を用いて、耐性遺伝子の発現抑制作用を検討した。(4)他に、カスパーゼ活性測定やESR spectroscopyを用いてラジカル活性を測定した。(5)ケモカインレセプターCXCR4のアンタゴニストである合成ペプチドT134やT140の誘導体のメラノーマ細胞転移抑制効果についても検討を行った。上記試験結果より、Anastasia Red抽出液や柿皮抽出液には、有意な抗腫瘍活性や多剤耐性遺伝子の発現抑制作用があることが分かった。また、Tropolone誘導体にはラジカル関与のレドックス反応による抗腫瘍活性がみられた。さらに、CXCR4アンタゴニストがマウスメラノーマ細胞の肺転移を抑制することも分かった。1)抗ウイルス活性評価(1)抗HIV活性測定試験:抗HIV活性評価試験としては、ヒトCD4陽性T細胞株であるMT-4細胞にHIVを感染させ、いろいろな濃度の試験薬剤を加えて培養し、ウイルス感染によって生じる細胞変性効果(CPE)の阻止力を検討することで活性を評価した。試験した物質は、赤ピーマンのAnastasia Red、柿の皮の抽出物の他、Azulene誘導体、Tropolone誘導体について検討した。

(3)抗がん薬に対する多剤耐性遺伝子であるMDR1/AをトランスフェクションしたマウスTリンパ球細胞株であるL5178細胞を用いて、耐性遺伝子の発現抑制作用を検討した。(4)他に、カスパーゼ活性測定やESR spectroscopyを用いてラジカル活性を測定することで、試験物質の抗腫瘍効果を検討した。上記試験結果より、Anastasia Red抽出液や柿皮抽出液には、有意な抗腫瘍活性や多剤耐性遺伝子の発現抑制作用があることが分かった。また、Tropolone誘導体にはラジカル関与のレドックス反応による抗腫瘍活性がみられた。1)抗ウイルス活性評価(1)抗HIV活性測定試験:抗HIV活性評価試験としては、ヒトCD4陽性T細胞株であるMT-4細胞にHIVを感染させ、いろいろな濃度の試験薬剤を加えて培養し、ウイルス感染によって生じる細胞変性効果(CPE)の阻止力を検討することで活性を評価した。CPEの阻止は、MTT法で測定した。試験した物質は、アルキルオリゴ多糖類、合成ペプチドなどの化合物およびインド産医用植物であるIndigofera cordifora抽出物などについて検討した。(2)抗HSV活性測定試験:単純ヘルペスウイルスの感染・増殖に対する抑制効果を、Vero細胞を感染標的細胞とした実験系で、上記の試験物質によるCPE阻止力で評価した。2)抗腫瘍活性評価(1)ヒト口腔腫瘍細胞株である、HSG、HSC-2、HSC-3およびヒト正常細胞であるHGF、HPC、HPLFに対する、上記試験物質の増殖抑制効果を検討した。(2)DNAフラグメンテーション:試験物質のアポトーシス抑制作用を、試験物質で処理した細胞のDNAフラグメンテーションをみることにより検討した。(5)ケモカインレセプターCXCR4のアンタゴニストである合成ペプチドT134やT140の誘導体のメラノーマ細胞転移抑制効果についても検討を行った。上記試験結果より、種々の植物抽出物中に有意な抗腫瘍活性や多剤耐性遺伝子の発現抑制作用があることが分かった。また、CXCR4アンタゴニストがマウスメラノーマ細胞の肺転移を抑制することも分かった。
全脳虚血に対するβブロッカーの脳保護に関する研究

βーブロッカーによる全脳虚血に対する脳保護効果を検討した。保護効果があるとするならば、この効果が虚血発症前の予防的投与に依存するのか、虚血発症後の治療的効果を有するものか検討した。ラットによる低血圧+総頸動脈楔紮モデルをもちいた。propranolol、esmolol、landiololを虚血前投与した場合効果がないだけでなくpropranololでは死亡率が上昇した。しかし虚血後投与を開始した場合esmolol、landiololは海馬CA1の障害を軽減した。致死的なショック時にはβ1受容体遮断は有害であるが、ショック離脱後に選択的にβ1受容体遮断することは脳保護効果を発揮した。本年度はラットにおける一過性全脳虚血に対する予防的βブロッカー投与の影響を観察した。オスSDラットをイソフルラン麻酔下で気管挿管して調節呼吸を行った。大腿静脈を剥離しカテーテルを留置し、カテーテルは皮下を通し背部皮下に埋めたOsmotic pumpに接続した。溶液投与速度は10μl/hで行うが、生理食塩水10μl/h(コントロール群),プロプラノロール100micg/kg/min(プロプラノロール群),エスモロール200micg/kg/min(エスモロール群),ランジオロール50micg/kg/min(ランジオロール群)で虚血30分前より投与を開始し、5日間持続投与することとした。尾動脈にPE50、右外頚静脈にPE60カテーテルを留置。ヘパリン100単位/kg投与の後、右外頚静脈より脱血により平均動脈圧を35mmHgに維持し、両側総頚動脈を血管クリップにより遮断した。虚血時間は10分。虚血終了後、返血しカテーテルを抜去して閉創する。この間、体温をモニターし37.5度に保った。終了後、麻酔より覚醒させ22度に保った観察箱で5時間観察する。1時間ごとに体温を測定するが加温、冷却はしなかった。機能評価虚血5日後に行った。Sanoらの方法に基づき(Anesthesiology. 1992Feb ; 76(2) : 221-8.)運動機能と活動性の評価を行った。ホルマリン灌流後脳標本(bregmaより後方約2-4mm)を取り出し24-48時間、4度で保存。パラフィンにて固定し切片を作成した。切片はbregmaより後方約3.3mmのところを選択し、海馬のCA1、CA3領域を評価の対象として光学顕微鏡下に正常ニューロン数をカウンした。各群20匹を目標としたが現在まだ目標数に達しなく実行中である。対象はSDラット300-350gのオスをイソフルラン麻酔下で気管挿管して調節呼吸を行った。引き続き人工呼吸を施行しPaO2=130-150mmHg、PaCO2=35-40mmHgに維持した。両側の総頚動脈を慎重に剥離、露出し、ヘパリン100単位/kg投与の後、右外頚静脈より脱血により平均動脈圧を35mmHgに維持し、両側総頚動脈を血管クリップにより遮断した(両側総頚動脈遮断+脱血低血圧モデル)。虚血時間は10分。この間、直腸温、側頭筋温をモニターし、ヒーティングランプを用いてで37.5度に保つった。虚血負荷後の体温の影響を考慮して、虚血終了後まで体温を測定して適宜加温、冷却した。Sanoらの方法に基づき(Anesthesiology. 1992Feb;76(2):221-8.)運動機能と活動性の評価を行った。

ホルマリン灌流後脳標本(bregmaより後方約2-4mm)を取り出し24-48時間、4度で保存。パラフィンにて固定し切片を作成した。切片はbregmaより後方約3.3mmのところを選択し、海馬のCA1、CA3領域を評価の対象として光学顕微鏡下に正常ニューロン数をカウンした。結果は予防的効果はなく逆に悪化する傾向であった。一過性全脳虚血後における治療的βブロッカー投与の影響の検討を行った実験の概要対象はSDラット300-350gのオス。12時間サイクルの照明下、水、飼料へは自由接触可の専用施設で管理。前日夕方より絶食とした対象(ラット)を、イソフルラン麻酔下に挿管、人工呼吸し、尾動脈、外頚静脈にカテーテルを挿入した。血液を脱血し35mmHgとし両側内頚動脈を10分間結血管クリップにより遮断した。その後頚動脈を開放し、返血した。この間体温を37.5Cに保持した。終了後、大腿静脈を剥離しカテーテルを留置し、カテーテルは皮下を通し背部皮下に埋めたOsmotic pumpに接続した。再還流1時間後から生生理食塩水10μl/h(コントロール群),プロプラノロール100micg/kg/min (プロプラノロール群),エスモロール200micg/kg/min (エスモロール群),ランジオロール50 micg/kg/min (ランジオロール群)で投与を開始し、5日間持続投与した。各群20匹としておこなった。機能評価虚血,組織学的評価を5日後に行った。結果は行動機能評価では有意な差が得られなかったが組織学的にはエスモロール、ランジオロール群ともに保護効果がみられた。本年度はラットにおける一過性全脳虚血に対する予防的βブロッカー投与の影響を観察した。対象はSDラット300-350gのオスをイソフルラン麻酔下で気管挿管して調節呼吸を行った。大腿静脈を剥離しカテーテルを留置し、カテーテルは皮下を通し背部皮下に埋めたOsmotic pumpに接続した。溶液投与速度は10μl/hで行うが、生理食塩水10μl/h(コントロール群),プロプラノロール100micg/kg/min (プロプラノロール群),エスモロール200micg/kg/min (エスモロール群),ランジオロール50micg/kg/min (ランジオロール群)で虚血30分後より投与を開始し、5日間持続投与することとした。引き続き人工呼吸を施行しPaO2=130-150mmHg、PaCO2=35-40mmHgに維持した。尾動脈にPE50、右外頚静脈にPE60カテーテルを留置。両側の総頚動脈を慎重に剥離、露出し、ヘパリン100単位/kg投与の後、右外頚静脈より脱血により平均動脈圧を35mmHgに維持し、両側総頚動脈を血管クリップにより遮断した(両側総頚動脈遮断+脱血低血圧モデル)。虚血時間は10分。虚血終了後、返血しカテーテルを抜去して閉創する。この間、体温を37.5度に保つった。虚血負荷後の体温の影響を考慮して、虚血終了後まで体温を測定して適宜加温、冷却した。終了後、麻酔より覚醒させ22度に保った観察箱で5時間観察する。機能評価虚血5日後に行った。結果は虚血後投与の方が組織学的予後を改善する傾向であった。
高機能自閉スペクトラム症児の抑うつの予防に向けたSSTに関する基礎研究

自閉スペクトラム症(ASD)児は二次的な問題として、抑うつ症状を引き起こす事例が多く、児童期から青年期にかけて問題が悪化しやすいことが示されている。本研究は、このようなASD児の抑うつ症状に対する予防要因としてソーシャルスキルについて着目し、その効果について検証するものである。本研究では、ソーシャルスキルを不適応行動の少なさの観点から測定する尺度の開発、加えてソーシャルスキル(対人場面での適切な行動の多さ、不適応行動の少なさ)が抑うつに及ぼす影響について縦断的検討を行う。これらの検討から、ASD児の抑うつ症状の問題に対する予防的支援に関する理論的基盤の確立を目指す。
LIH網膜下注入CNVラットにおけるサリドマイド投与によるCNV抑制効果

本研究では加齢性黄斑変性の新規治療法の確立を目的とし、サリドマイドの血管新生抑制作用に注目し、Lipid Hydroperoxide(LIH)網膜下注射による脈絡膜新生血管(CNV)ラットモデルを用いて、サリドマイド硝子体内投与による抑制効果の有無を評価し、また硝子体内投与の安全性を電気生理学的に評価することを目標とした。ラットに対するサリドマイド硝子体注射の網膜電図を用いた安全性評価を行った。網膜機能評価方法として網膜電図(ERG)を用いて電気生理学的に安全性の評価を行った。サリドマイド溶液(150μg/μl)5μlを成熟ラットに硝子体注射を行い、注射前、注射7日後のERGを測定し比較した。注射前と比べて有意な振幅の減少はみられなかった。1.ERGを用いたラットに対するthalidomide硝子体注射の安全性評価マウスにおいてThalidomide硝子体内投与によりアポトーシスが誘導されないことはHagenらが報告している。しかし、Thalidomide硝子体内投与下で網膜の機能的な評価を行った報告はない。今回網膜機能評価方法として網膜電図(ERG)を用いて電気生理学的に評価を行った。コントロールとして正常ラットのERGを測定し、一方サリドマイド溶液(150μg/μl)5μlを成熟ラットに硝子体注射を行いERGを測定し比較した。注射後1日目、7日目にERGを記録した。正常ラットでもERGの振幅をきれいに測定することが難しく、今後も改善、改良しつつ測定を続けていく予定である。今まで得られたERG波形では正常眼と比べて有意な振幅の減少はみられない印象である。2. Lipid Hydroperoxide(LHP)網膜下注入による脈絡膜新生血管(CNV)ラットモデルの作製LHPは、AMD患者のBruch's膜に存在することが知られており、LHPを家兎の網膜下に注入することでCNVが誘導される事が報告さており、今回LHPをラットの網膜下に投与しCNVを発生させ、今後の研究に使用する。LHP(HpODE[13(S)-hydroperoxy-9Z,11E-octadecadienoic acid])30μgを成熟ラットの網膜下に注入することにより、CNVの発現を認め、約3-4週でCNVの活動性はピークを迎えると考えられるが、網膜下へのLHP注入が煩雑であり、今までのところ合併症なく十分なCNVを作成することができていない。今後も手技や器機の改善、改良をして続けていく予定である。研究の目的加齢黄斑変性(AMD)は視覚障害原因疾患の上位である。現在抗VEGF抗体の硝子体注入療法により視機能の維持、改善が可能となったが、治療の継続性、高額な医療費、治療無効、抵抗例などの課題がある。本研究では加齢性黄斑変性の新規治療法の確立を目的として、thalidomideの血管新生抑制作用に注目し、以下の検討をおこなった。1.網膜電図を用いたラットに対するthalidomide硝子体注射の安全性評価マウスにおいてThalidomide硝子体内投与によりアポトーシスが誘導されないことは報告されている。今回網膜機能評価方法として網膜電図(ERG)を用いて電気生理学的に安全性の評価を行った。コントロールとして正常ラットのERGを測定し、一方thalidomide溶液を成熟ラットに硝子体注射を行い、ERGを測定し比較した。正常眼と比べて有意な振幅の減少はみられなかった。安全性の評価は今後も継続して検証していく。LIH網膜下注によるCNVラットモデルを用いて、thalidomide経口投与、thalidomide硝子体内投与による抑制効果の評価は現在継続中であり、今後さらに分子レベルでの評価としてRT-PCR、Western-blotting法、免疫染色などの手法を用いて、脈絡膜、網膜および新生血管における発現をmRNA・タンパクレベルで解析する予定である。今年度中に(1)ERGを用いたラットに対するthalidomide硝子体注射の安全性評価、(2)Lipid Hydroperoxide(LHP)網膜下注入によるCNVラットモデルの作製、(3)LHP網膜下注によるCNVラットモデルにおけるCNV評価、を行う予定であった。(1)においてERG測定を行っているが安定した波形をえるのが難しく現在も継続中である。また(2)では今後研究を進めるうえで安定して作成できることを必要とするがいまだ作成できておらず、(3)に関してもまだ実行できていない。H23年度に行う予定であった研究を進め、さらにはH24年度予定していた研究も予定通り行う予定である。

研究実施計画書に記載したサリドマイドによるCNV抑制の評価、RT-PCR、Western-blotting法、免疫染色などの分子レベルの評価も予定通りおこなていく。
新しい型の液晶物質の合成, 構造, 物性の研究

1.液晶性ベンゼン誘導体の分子構造の拡張に務め,六方対称性をもつディスコチック液晶相を示す系列として次の5種類を得た.即ち, N, N′-ジアルカノイルー2, 3, 5, 6-テトラキス(アルカノイルオキシ)ベンゼン, N, N′, N′′-トリアルキルー1, 3, 5-ベンゼントリカルボキサミド, N, N′, N′′-トリアリカノイルー2, 4, 6-トリメチルー1, 3, 5-ベンゼントリアミン, N, N′-ジアルカノイルー2-メチルー1, 3-ベンゼンジアミン,並びにN, N′-ジアルカノイルー2, 4-ビス(アルカノイルオキシ)-1, 3-ベンゼンジアミンである.更に,ネマチック液晶相を示す誘導体としてN, N′-ジアルカノイルー2, 4, 6-トリメチルー1, 3-ベンゼンジアミン, N, N′-ジアルカノイルー2, 3, 5-トリメチルー1, 4-ベンゼンジアミン,およびN, N′-ジアルカノイルー2, 5, 6-トリメチルー4-アルカノイルオキシー1, 3-ベンゼンジアミンの3系列を見いだした.2.液晶性アルキルアンモニウム塩における対イオンの影響を調べる目的で,アルカンスルホン酸塩,種々の置換基を導入したベンゼンスルホン酸塩,ならびにナフタレンスルホン酸塩を合成し,熱測定, X-線回折を試みた.いずれもスメクチックA相を与えるが,陰陽両イオンの配置は対イオンにより異なる.3.広い温度領域でネマチック液晶を与える4-(4′-置換ベンゾイルオキシ)ベンジリデンアニリンのアニリン部分の隣合う位置にクロロまたはメチル基を導入して,透明点の変化を調べ,累積効果の存在を確認した.4.2, 5-ビス(4-アルコキシベンジリデン)シクロヘキサノンと関連2系列を合成した.鎖が長くなると,いずれにおいてもスメクチックC相が出現し,等方性液体へ直接に転移する.1.液晶性ベンゼン誘導体の分子構造の拡張に務め,六方対称性をもつディスコチック液晶相を示す系列として次の5種類を得た.即ち, N, N′-ジアルカノイルー2, 3, 5, 6-テトラキス(アルカノイルオキシ)ベンゼン, N, N′, N′′-トリアルキルー1, 3, 5-ベンゼントリカルボキサミド, N, N′, N′′-トリアリカノイルー2, 4, 6-トリメチルー1, 3, 5-ベンゼントリアミン, N, N′-ジアルカノイルー2-メチルー1, 3-ベンゼンジアミン,並びにN, N′-ジアルカノイルー2, 4-ビス(アルカノイルオキシ)-1, 3-ベンゼンジアミンである.更に,ネマチック液晶相を示す誘導体としてN, N′-ジアルカノイルー2, 4, 6-トリメチルー1, 3-ベンゼンジアミン, N, N′-ジアルカノイルー2, 3, 5-トリメチルー1, 4-ベンゼンジアミン,およびN, N′-ジアルカノイルー2, 5, 6-トリメチルー4-アルカノイルオキシー1, 3-ベンゼンジアミンの3系列を見いだした.2.液晶性アルキルアンモニウム塩における対イオンの影響を調べる目的で,アルカンスルホン酸塩,種々の置換基を導入したベンゼンスルホン酸塩,ならびにナフタレンスルホン酸塩を合成し,熱測定, X-線回折を試みた.いずれもスメクチックA相を与えるが,陰陽両イオンの配置は対イオンにより異なる.3.広い温度領域でネマチック液晶を与える4-(4′-置換ベンゾイルオキシ)ベンジリデンアニリンのアニリン部分の隣合う位置にクロロまたはメチル基を導入して,透明点の変化を調べ,累積効果の存在を確認した.4.2, 5-ビス(4-アルコキシベンジリデン)シクロヘキサノンと関連2系列を合成した.鎖が長くなると,いずれにおいてもスメクチックC相が出現し,等方性液体へ直接に転移する.1.アルキルCONH基2個をもつベンゼン誘導体として、N,N′-ジアルカノイル-1.2-ジアミノ-3,4,5,6-テトラメチルベンゼンとN、N′-ジアルカノイル-1.3-ジアミノ-2,4,5,6-テトラメチルベンゼンの2系列を合成し熱測定ならびにX線回折を完了した。出現する液晶相はかなり秩序が高い相と判定された。他方、N,N′-ジアルカノイル-1.4-ジアミノ-2,3,5-トリメチルベンゼンについてはなお実験進行中であるが、その同族体のうちにはネマチック相を示すものが見出された。さらに、前出の基3個をもつN,N′,N′′-トリアルカノイルトリアミノメシチレンについても実験進行中である。液晶相の出現温度は200度以上と高い。2.N,N′-ジアルカノイル-1.4-ジアミノ-2,3,5,6-テトラアルカノイルオキシベンゼンの系列を合成し、熱測定、X線回折,広幅陽子NMR測定を完了した。多くの同族体で広い温度範囲にわたって出現する液晶相は六方対称を示すディスコチック相であることが確められた。既知のヘキサアルカノイルオキシベンゼンに比べ、同じアルカノイル基をもつ同族体の液晶相におけるパラフィン鎖の立体配座の乱れの度合は低いと結論された。3.ベンゼンスルホン酸アルキルアンモニウムは、アルキル基中の炭素原子数が10ないし18のとき、液晶相を与えることが見出された。

パラ位にメチル,エチル,アミノ,ニトロ基,オルトまたはメタ位にアミノ,ニトロ基それぞれをもつベンゼンスルホン酸を用いて、液晶相を与えるに必要なアルキル基の長さ,融点,透明点,後者におけるエンタルピー変化などにおよぼす置換基の効果を検討し、とくにアミノとニトロ基は位置によって大きな効果を与えることを知った。顕微鏡による組織の観察とX線回折の併用によって、いずれの液晶相もスメクチックA相と同定された。
義歯床下骨内部構造における力学的負荷の受容機構と骨改造機転の網羅的解析

力学的負荷による骨形成と炎症による骨吸収を検討する実験モデルとして、骨形成を促す作用を持つBMPシグナルと、過剰な応力等により生じる炎症性サイトカインTNF由来シグナルとのクロストークに関する、細胞内遺伝子発現レベルにおける網羅的な解析を試みた結果、TNFシグナルにより影響を受けるシグナル経路群や同シグナルにより影響を受ける遺伝子群とその特徴についての新たな知見が得られた。本研究は、義歯床圧に対し義歯を支える顎骨の反応について遺伝子発現の視点から解明することにより、義歯の設計や負担様式の判断に役立てることを目的としている。平成19年度は実験モデルとして、(1)ラット下顎骨を用い、はじめに義歯装着の時期を判断するために抜歯窩の治癒を検討した。実験には5週齢雄ラットを用い、ジエチルエーテル、ネンブタール麻酔後、下顎臼歯抜歯用に調整した固定台に設置し、また専用のヘーベルと抜歯鉗子によって抜歯を行った。抜歯後1,2,4,6,8週後、ギ酸脱灰後、組織標本を作製した。歯槽骨は歯槽頂の抜歯窩面から吸収がおこり、4週後には、大部分が新生骨で満たされた。抜歯窩が安定したと思われる4週後に第一臼歯部の印象を採得し、義歯を作製し装着した。義歯装着後の1,2,4週後に過剰麻酔にて屠殺し、標本を作製中で、平成20年度において骨芽細胞、破骨細胞、骨のリモデリングについて形態計測学的に検討する予定である。(2)また予備的にラット脛骨を用いて、圧縮力に対する内部構造の変化を形態学的に確認するために、15週齢のオスラットを用い、ジエチルエーテル、ネンブタールにて全身麻酔後、皮膚切開、脛骨近位端にコイルスプリングを用いた圧縮力を加えた。組織形態学的検討を目的として組織標本の作製を予定している。平成20年度には組織標本から下顎骨でのモデルと同様に、骨芽細胞、破骨細胞、リモデリングを検討する。細胞は圧縮力を受けると、速やかに骨形成因子、BMP2の発現が誘導される場合がある。一方で、炎症性サイトカインTNFが多く分泌される慢性炎症などにおいて、TNFはそのBMPシグナルに抑制的に作用することが知られている。平成20年度は実験モデルとして、細胞培養系を用い、力学的なストレスにより誘導されるBMPシグナルと、過剰な応力等により生じる炎症性サイトカインTNF由来シグナルとのクロストークに関する、遺伝子発現レベルでの網羅的な解析をcDNAマイクロアレイ法により試みた。実験にはBMP受容体の一つであるBMPRIIを安定発現するよう改変したヒト線維芽細胞様HEK293細胞株を用い、無処理(対照群)のサンプル、BMP2単独で3時間処理したサンプル、もしくはBMP2(100ng/ml)とTNF-a(50ng/ml)を共に3時間処理したサンプルを用意し、total RNAを回収し、cDNAに逆転写後、DNAチップ(約25000プローブを搭載)と一色法でそれぞれ反応させ、遺伝子発現の差異を比較した。その結果、BMP2処理により発現量に影響を受ける遺伝子(上昇502遺伝子、抑制451遺伝子)の中でTNF-aの共処理により発現が抑制される遺伝子群(SUSD1遺伝子を含む73遺伝子)と、逆にむしろ発現誘導が促進される遺伝子群(FAM105Bを含む128遺伝子)が抽出された。これらの結果により、BMPシグナルがTNFシグナルにより受ける影響のゲノムワイドなプロファイルを得ることができた。こうした実験モデルから得た遺伝子情報が、将来的な義歯床の分子生物学的評価系の確立に向けた、今後の基盤的研究等に活用されることが期待される。本研究は、義歯床圧に対し義歯を支える顎骨の反応について遺伝子発現の視点から解明することにより、義歯設計や負担様式の判断に役立てることが目的である。細胞は圧縮力を受けると、速やかに骨形成因子(BMP)の発現が誘導される。一方、炎症性サイトカインTNFが多く分泌される慢性炎症等で、TNFはそのBMPシグナルに抑制的に作用する。平成21年度は昨年度に続き、力学的なストレスで誘導されるBMPシグナルと、過剰な応力等により生じるTNF由来シグナルとのクロストークに関する、遺伝子発現レベルでの網羅的解析をDNAチップを用い試みた。実験にはBMP受容体の一つBMPRIIを安定発現するよう改変したヒト細胞株HEK293-BR2を用い、無処理(対照群)の試料、BMP2単独で3時間処理した試料、もしくはBMP2とTNF-αを共に3時間処理した試料を用意し、回収したmRNAをcDNAに逆転写後、DNAチップと一色法でそれぞれ反応させ遺伝子発現の差異を比較した。

その結果、(1)前年度の解析で明らかにした、BMP2処理で発現量が上昇し、かつTNF-αの共処理でその発現上昇が抑制される73の遺伝子群の内、MPPE1を含む9つの遺伝子が上流プロモーター領域にBMP応答領域(BRE)様配列を保有することが明らかとなった。(2)パスウェイ解析手法により、BMP2処理による影響が認められた、Notch経路を始めとする12の細胞内シグナル伝達経路の内、Wnt経路やT細胞受容体経路を始めとする4つのシグナル経路への影響が、TNF-αの共処理により抑制されることが明らかとなった。これらより、BMPシグナルがTNFシグナルにより受ける影響のゲノムワイドな検討材料を得た。本実験モデルから得た遺伝子情報が、将来的な義歯床の分子生物学的評価系の確立に向けた、今後の基盤的研究等に活用されることが期待される。
日本・中南米・オセアニアにおける木材貿易構造、環境規制の変化に関する計量的研究

本年度は、これまでの研究成果を踏まえて37カ国からなる国際研究集会を開催した。1)まず、国産材は低廉・均質な外材に押されて市場競争力を失ってきていること、また、日本の造林費が他国の510倍にも達していること、その結果、利用可能な林齢に達してきた人工林の伐採が遅れ手入れ不足となってきていること、国産材の生産増加が期待できず持続可能な経営が非常に困難となってきていることが指摘される。2)近年の環太平洋地域の木材貿易をめぐる変化に、(1)世界的に環境保護の動きが強まる中で天然林材あるいは2次林材を主な原料基盤としてきた国々が、環境規制の強化による伐採量の大幅な減少や原料コストの上昇により丸太や製品輸出に占める比率を大きく後退させ始めたこと、(2)対照的に、チリやニュージーランド、南アフリカなど外来樹種の導入による短伐期の人工林資源の造成を進めてきた国々からの加工製品の輸出が、原料供給力の拡大と加工部門への積極的投資を背景として急速に増加し始めていることがあげられる。3)国内8地域の製材市場と海外の輸出入モデルによる空間均衡モデルを構築してシミュレーション分析を行った。まず、輸送費用削減効果をみたが、国産材の供給増加はみられない。これは、国内各地域の国産材供給関数が全て価格に対して極めて非弾力的であるため、輸送コストを下げてもその効果が現れないことによる。次に、米材丸太輸入減少効果をみると、国産材製材の供給増加よりも製材輸入の増加をもたらす。これは環境保護等の影響で米材丸太輸入規制があっても、国産材供給の増加は期待できないことを物語っている。4)森林セクターモデルの課題として、まず林業政策の性質を熟知して政策決定に関わる因子を結合し、モデルを修正・拡張することがモデル構築に必要不可欠であること、今後マルチ市場レベルでの空間均衡モデルの開発などが中心になってくることが示唆される。今回の主な調査結果を述べれば、以下のようになる。1.メキシコは北部がマツ類を主にパルプあるいは合板用に、南部はマホガニ-、セドロ等の有用広葉樹を家具用に利用、市場の開拓を目指している。米国、カナダの企業の進出を押さえ、エヒド-という施業単位ごとに森林の経営管理が行われている。資源のデータも比較的整備されおり、今後の資源管理のあり方が模索されている。また対日輸出意欲もあり、今後の展開次第ではメキシコ産の家具、合板等の輸出も考えられる。2.キューバ市場が形成されているのは砂糖等一部の農産物だけであるが、木材も自由市場を設けて経済活性化に寄与しようとしている。最近では、砂糖に代わって外国企業との合併会社により観光産業が外資獲得の重要な産業として顕著な成長をしている。また、ユネスコ関係でエコー・ツ-リストを招く程、森林管理は比較的よく行われている。日本への輸出意欲もあるものの、製材機械は1960年代の旧ソビエト製のものを用いて果物、農産物等向けの木箱を生産している程度である。3.チリの造林費は10001400\/ha程度と我が国の造林費の10分の1以下である。また海上運賃は約40\/m^3、チリのヴァルディビア周辺の事例では、港までの運賃は6\/m^3、伐出費は10\/m^3以下で、伐採から港まで費用は20ドル以下である。日本の産地である宮崎から東京までの運賃は70\/m^3、伐出費は100150\/m^3であり、チリの木材生産費がいかにやすいかが理解される。ブラジルのユ-カリの生長はチリよるもよく生産費も安い。

またアルゼンチンも大規模な植林計画がある。ラジアタパインの梁用集成材は600\/m^3、今後400\/m^3の単価で輸出する計画がある。日本の柱、梁等の価格は500\/m^3以上である。ラジアタパイン、ユ-カリ類の紙パルプ用以外の建築向けの利用が評価されてくれば、チリをはじめ南米のこれらの木材の輸出はさらに拡大しよう。今回の主な調査研究結果を述べれば、以下のようになる。ニュージーランドの人工林を保有する企業には外国資本の企業が多く、木材の2次、次加工部門を有し海外へ輸出しているところが多い。最近パートナーシップ植林運動が盛んになり、牧草地等を分譲し国内の一般の人々からの植林投資が行われている。近年木材の消費国として、韓国、中国のオセアニア、北、中、南米等からの輸入が顕著である。ニュージーランド、北米等の木材については、Jソ-ト(日本向けの高品質材)、次いで韓国のKソ-ト、中国のCソ-ト等のグレイドで基本的に取引されている。韓国では経済成長とともにより高品質の材を建築の内装用に求めており、今後産地の状況如何では日本と競合することも考えられる。中国ではポプラ植林とそれを原料とした合板生産が急増している。また豊富な労働力を背景とした海外の企業が中国に進出し、ニュージーランド等の原木を加工して日本等へ再輸出している。オーストラリアは製材品の国内消費量の3割を輸入に依存しているが、政府の見通しでは2020年を目標とした植林計画が立てられており、この人工林からの丸太供給の増加と加工能力の拡大により、2000年代のはじめには製材品の純輸出国になるであろうとされている。環境保全大国目指すコスタリカは、カーボンボンドの売買により、私有林の買収及び植林への援助を行おうとしているが、カーボンボンドの市場での一般性がなく、価格付けに更なる研究が必要であることが確認された。現在熱帯林からの利用材種はかなり特定されており、全体的に森林経営効率を低下させている。ボリビアでは森林法を改定し、課税方を材積基準から面積基準へ変化することにより、森林資源の効率的な利用を目指している。そのためには、少なくとも木材消費国においては、これまでの未利用材種への市場構築を考えていく必要がある。本年度は、これまでの研究成果を踏まえて37カ国からなる国際研究集会を開催した。1)まず、国産材は低廉・均質な外材に押されて市場競争力を失ってきていること、また、日本の造林費が他国の510倍にも達していること、その結果、利用可能な林齢に達してきた人工林の伐採が遅れ手入れ不足となってきていること、国産材の生産増加が期待できず持続可能な経営が非常に困難となってきていることが指摘される。2)近年の環太平洋地域の木材貿易をめぐる変化に、(1)世界的に環境保護の動きが強まる中で天然林材あるいは2次林材を主な原料基盤としてきた国々が、環境規制の強化による伐採量の大幅な減少や原料コストの上昇により丸太や製品輸出に占める比率を大きく後退させ始めたこと、(2)対照的に、チリやニュージーランド、南アフリカなど外来樹種の導入による短伐期の人工林資源の造成を進めてきた国々からの加工製品の輸出が、原料供給力の拡大と加工部門への積極的投資を背景として急速に増加し始めていることがあげられる。3)国内8地域の製材市場と海外の輸出入モデルによる空間均衡モデルを構築してシミュレーション分析を行った。まず、輸送費用削減効果をみたが、国産材の供給増加はみられない。
視覚障害者のための情報検索インターフェースの開発

1.音声及び点字による視覚障害者への情報提示方法の検討:音声による情報提示と点字ディスプレイを用いた情報提示について、提示タイミング及内容について検討した。また、音声と点字を関連させた場合にどのような形態での提示が効果的か、項目-内容の形式をどのように変えれば認識しやすくなるかについても検討した結果、タイミングや提示の形態よりも、提示に要する時間を適切に制御することの方が重要であることがわかった。2.視覚障害者用の端末インターフェースの設計:音声出力を主体とした端末インターフェースの設計を基にして、点字ディスプレイの操作を含めた形に拡張された、視覚障害者用の端末インターフェースの設計を行った。3.視覚障害者用の端末インターフェースの試作:大規模なデータベースサービスの一例として、筑波大学のUTOPIAシステムをとりあげ、そのコマンド体系を対象とした視覚障害者用の端末インターフェースを、UTOPIAで用いられている情報検索システムFAIRS-Iの利用者出口ルーチンとして作成した。4.端末インターフェースの評価:試作した視覚障害者用の端末インターフェースについて、日本語データベースの検索によって評価を行った結果、利用しやすさについては、一応の改善を見たが、操作に対するレスポンスの遅れに起因する問題については、データ転送速度の向上によらなければ解決しないことがわかった。今後の展望:近年のネットワークの発展に対応して、データ転送速度の点で有利なネットワーク版への拡張、並びに各種のデータベースサービスにおいても使用できるような汎用性を持たせることを検討している。1.視覚障害者の情報検索パターンの解析健常者が検索を行う場合との違いにしぼって、全盲の検索者からの聞き取り調査をもとに検討を行った。それによれば、コマンド入力方式の場合、検索コマンドの使用には特に差異はないが、入力エラー時の対応と検索結果の出力表示において、現行の検索システムでは困難があることが判明した。2.視覚障害者への情報提示方法の検討全盲の検索者の場合には、現在の端末装置では、音声出力装置と点字ディスプレイの2種の装置による情報提示が可能である。音声出力装置による提示では、情報の提示に時間がかかること、どの部分を読み上げているのか判りにくいこと等から、必要最小限の部分のみ読み上げ、不用な部分をスキップする、アブストラクト等の長いテキストについては、指示した時だけ読み上げるようにする等の改良が必要である。また、読み上げ用の辞書の品質により聞き取りの容易さが大きく異なるため、検索用の辞書の整備が必要である。点字を用いた方法については、機器準備等の問題により十分な検討ができなかったため、本年度は音声出力による情報提示方法についての検討に止まった。3.視覚障害者用の端末インターフェースの設計解析に使用している筑波大学学術情報処理センターのUTOPIA情報検索システムを対象とした、音声出力による情報検索用インターフェースを、既存の通信用ソフトウェアの拡張として実現するための、外部設計を行っている。全体的に、点字を用いた情報の提示については、使用機器、ソフトウェアの面から即時的な提示が容易ではないため、検討、試行が遅れる結果となった。1.点字による視覚障害者への情報提示方法の検討平成5年度に行った音声による情報提示の検討に引続き、点字ディスプレイを用いて情報を提示するタイミング及びその内容について検討した。特に、音声と関連させた場合にどのような形態での提示が効果的か、また、項目-内容の形式をどのように変えれば認識しやすくなるかについても検討した結果、タイミングや提示の形態よりも、提示に要する時間を適切に制御することの方が重要であることがわかった。2.視覚障害者用の端末インターフェースの設計前年度の音声出力を主体とした端末インターフェースの設計を基にして、点字ディスプレイの操作を含めた形に拡張された、視覚障害者用の端末インターフェースの設計を行った。3.視覚障害者用の端末インターフェースの試作データベースサービスの一例として、筑波大学のUTOPIAシステムのコマンド体系を対象として、視覚障害者用の端末インターフェースの働きを代行する、FAIRS-Iの利用者出口ルーチンを作成した。4.端末インターフェースの評価

試作した視覚障害者用の端末インターフェースについて、日本語データベースの検索によって評価を行った結果、利用しやすさについては、一応の改善を見たが、操作に対するレスポンスの遅れに起因する問題については、データ転送速度の向上によらなければ解決しないことがわかった。
マルチスケール材料モデリングによるBCC金属の離散転位塑性解析の実現

BCC金属中の転位の特徴的な動き(温度依存性および転位線の方位依存性)を調べるために、分子動力学シミュレーションの解析モデルとして使用可能な任意の転位(刃状、らせんおよび混合転位)を含む原子モデルの作成方法を作成し、任意の転位の移動速度の温度依存性および転位線の方位依存性を調べることを可能にした。このモデルを用いて、任意の転位の転位芯構造を調べた結果、転位線方向に沿ってキンクを潜在的に含むジグザグ形状を有する転位と、キンクを含まない直線形状を有する転位があることがわかった。また、有限温度およびせん断応力下での転位の移動速度を調べたところ、直線形状の転位はモビリティーが非常に低いことがわかり、さらにキンク対を形成して移動することがわかった。キンク対を形成し、熱活性化過程により運動する転位について、キンク対の形成エネルギを計算した。その結果、らせん転位における活性化エネルギは高く、その他の転位においては低いことがわかった。すなわち、ある温度以上になるとらせん転位以外の転位は熱活性化を必要とせず非熱的に運動することが示唆された。分子動力学法により取得したモビリティーの情報を転位動力学法に実装することによって、BCC金属の塑性変形における温度依存性を調べることを可能にした。らせん転位の運動については既存の研究成果を実装した。その結果、温度を変化させることにより、変形応力が低下する傾向を確認することができた。また、本モビリティーのモデルは転位線の方位依存性も考慮しているため、すべての転位のモビリティーを同値とした従来型の転位動力学法と結果を比較したところ、優位な差を見ることができ、本モデルの重要性を確認することができた。さらにスピノーダル分解した金属組織中の転位挙動の解析に本転位動力学を適用し、スピノダール分解の周期、大きさによる臨界分解せん断応力への影響をまとめることに成功した。今年度は,混合転位を含む原子モデルの作成方法の考案と混合転位芯の構造およびエネルギ解析に関する研究を実施した.混合転位を含む原子モデル作成法については,周期的に配列された転位の原子モデルであるPeriodic Array of Dislocations (PAD)モデルを作成するために,転位線の方向と転位の移動方向に周期境界条件を与える必要がある.そのため,原子モデルの作成においては,その最小の単位である単位格子が周期性を持つことが必要である.そのような単位格子を作成するため,転位のすべり面上の原子配列の特性を分析し,任意の結晶方位の周期性を持つ単位格子の作成を可能とした.ここで構築した方法を計算コードに実装し,任意の方位を持つ原子モデルおよび混合転位の挿入までを自動化することに成功した.この計算コードを用いることで,以降の混合転位に関するパラメトリック研究を効率的に進めることが可能になった.混合転位芯の構造およびエネルギ解析においては,様々な混合転位の転位芯構造を,共役勾配法を用いた原子位置の緩和計算を行うことで求めた.その結果,直線的な構造を持つ転位と,潜在的にキンクを有する転位芯構造があることがわかった.転位芯付近の原子のポテンシャルエネルギと,弾性論より求めた転位の自己エネルギの比較を行うことにより,各混合転位において,転位芯半径を求めることに成功した.また,パイエルス応力を求めた結果,直線的な転位芯構造を持つ転位のパイエルス応力が極端に大きな値となることがわかった.すなわち,直線的な転位芯構造を持つ転位は熱的な運動を行い,キンクを有する転位は非熱的な運動を行うことが予想される.さらに,混合転位の非熱的運動の分子動力学モデリングに関する研究も開始し,様々な混合転位に対する様々な温度での転位の易動度や摩擦応力のデータ取得を行った.現在の進捗状況は,平成28年度に計画した研究内容である混合転位を含む原子モデルの作成方法の考案に成功し,また混合転位の転位芯の構造およびエネルギ解析を行うことができた.原子モデルの作成においては,原子モデル作成のためのコードを開発し,原子モデルの作成の自動化および効率化に成功した.転位芯の構造とエネルギ解析では,転位動力学解析で有用な転位芯半径の取得や転位の熱的および非熱的運動の分類に寄与するデータを取得することができた.さらに,平成29年度での実施を予定していた混合転位の非熱的運動の分子動力学モデリングにも着手し,転位の易動度や摩擦応力のデータの取得をすることができた.BCC鉄中における混合転位の非熱的運動に対する易動度について,易動度の変化が著しい100Kから200Kの温度において,さらに詳細に分子動力学法を用いた計算を実施した.その結果,50Kから600Kの温度領域に渡る易動度のデータに対し,sin関数を用いた近似式のフィッティングを行い,温度と混合転位の種類(転位線とバーガースベクトルのなす角度)を変数とした易動度のモデルの作成に成功した.作成した易動度のモデルを転位動力学コードに実装し,各種混合転位による流動応力を計算した.一方,混合転位の熱的運動であるキンク対機構について,活性化エネルギをNudged Elastic Band(NEB)法を持ちいて計算した結果,らせん転位においてキンク対の活性化エネルギが極めて大きく,その他のキンク対機構による移動する混合転位においては,比較的低い活性化エネルギであることがわかった.