hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
LCAを用いた肉用種繁殖牛の放牧新技術に関する環境影響評価

周年放牧システムでは、育成期と分娩前後6ヶ月は舎飼、それ以外の時期は放牧を行うものとした。放牧地について春秋季は耕作放棄地、冬期は耕作放棄地を含む野草地(周年・野草)あるいはイタリアンライグラス草地(周年・牧草)を利用することを想定した。季節放牧システムでは、繁殖牛を春秋季の4.6ヶ月間、耕作放棄地で放牧し、そのほかの時期は舎飼することを想定した。舎飼システムの評価は6戸の各農家について行った。周年・野草が各評価項目(温室効果ガス、酸性化、富栄養化、エネルギー消費およびLIME2統合化指標)で最も環境影響が小さいと評価されたが、季節放牧との差は小さかった。周年・牧草は他の放牧システムと比較して環境影響が大きいと評価された。したがって、季節放牧から周年放牧への転換による環境影響低減効果は高くないものと考えられた。舎飼はすべての項目で最も環境影響が大きいと評価された。一方、評価結果における各舎飼農家間のばらつきは大きく、舎飼の中で最も環境影響が小さいと評価された農家は周年・野草の値を下回っていた。このような環境影響の小さい舎飼システムでは、副産物の飼料への活用および低水準の飼料給与が行われていた。舎飼管理下にある中国地域の肉用種繁殖牛すべてを周年放牧(冬季の放牧地:野草地およびイタリアンライグラス草地を同期間)へ移行させた場合、環境影響低減量(年あたり)は温室効果ガス:2585 t-CO2eq、酸性化:158 t-SO2eq、富栄養化:17.9 t-PO4eq、LIME2統合化指標:17574万円であるが、エネルギー消費は52.2 GJ増加すると試算された。研究計画で示した工程、LCA手法を用いた環境影響評価モデルのインベントリ構築、耕作放棄地の牧養力調査、耕作放棄地放牧下での分娩間隔の調査などを計画通り行っており、目的達成に向け研究が順調に進展しているといえる。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画に、ひごばえ(再生イネ)生産量の調査を平成24年度まで行うと記したが、(1)データをある程度蓄積したこと、および(2)先行研究(日本草地学会誌57巻別号p33)が発表されたことを考慮し、本調査を平成24年度には行わないこととした。この他の調査・解析については当初の計画通り実行する。研究実績の概要に記したように、前年度入手した6戸の和牛繁殖農家の飼養データに加えて、さらに6戸の和牛繁殖農家のデータを2012年2月に入手した。このデータの解析を速やかに行い、放牧導入農家と非導入農家それぞれの平均的な環境影響を評価・比較し、発表したい。
内在性保護因子によるNO誘発ニューロン死の制御機構に関する研究

グルタミン酸およびNOなどのラジカルにより誘発されるニューロン死を制御する内在性新規神経保護活性物質の単離・同定およびその作用の解明を目的として、初代培養大脳皮質ニューロンを用いて以下の研究を行った。前年度までの研究により、ウシ胎仔血清のエチル抽出物に含まれる新規神経保護活性物質がスルホキシド基を含む特有の置換基を持つアチサン骨格の環状ジテルペンであり、分子量が382であることが明らかとなった。我々はこの化合物をセロフェンド酸と命名した。グルタミン酸神経毒性に対するセロフェンド酸の保護作用機序解明のために、セロフェンド酸のグルタミン酸受容体に対する作用、カルシウム流入によって引き起こされるニューロン死に対する作用について検討した。電気生理学的検討により、グルタミン酸受容体のサブタイプ特異的アゴニストであるNMDA、KA、AMPA誘発電流に対するセロフェンド酸の作用を検討した結果、短時間の前処置したセロフェンド酸は各グルタミン酸受容体アゴニスト誘発電流に影響を与えなかった。また、カルシウムイオノブォアであるイオノマイシンを用いた細胞内へのカルシウムの流入によって引き起こされるニューロン死に対してセロフェンド酸は保護作用を示した。今までにセロフェンド酸がNOドナーであるS-ニトロソシステインによって誘発されるニューロン死に対して保護作用を発現することを明らかにしていることと考え合わせると、セロフェンド酸はグルタミン酸受容体への作用は持たず、カルシウム流入以降に作用してNOを介するグルタミン酸神経毒性を抑制することが示唆された。グルタミン酸およびNOなどのラジカルにより誘発されるニューロン死を制御する内在性新規神経保護活性物質の単離・同定およびその作用の解明を目的として、初代培養大脳皮質ニューロンを用いて以下の2項目の研究を行った。1)ウシ胎仔血清のエーテル抽出物に含まれる新規ステロイド系化合物がグルタミン酸神経毒性およびNOドナーにより誘発される神経毒性を抑制した。分子量が382であり、MS/MSの解析により分子量250前後の安定したフラグメントイオンが検出されることやHPLCでの分画の際の挙動がステロイドのそれと類似していることから、新規のステロイドであると推定した。しかし、推定構造と同一の化合物の合成が困難であったことなどから構造的に近い化合物を合成し、NMRにより解析を行った結果、その基本骨格がステロイドではないことが明らかになった。その化学構造を詳細に明らかにするために、ウシ胎仔血清のエーテル抽出物から神経保護活性物質を大量に単離することを試みた。NMRによる解析を行った結果、神経保護活性物質が基本骨格にステロイド骨格を持っておらず、テルペン様の構造を有しており、スルホキシド基を含む特有の置換基を持つ新規化合物であることが明らかとなった。2)NOドナーにより誘発される神経毒性を抑制したことよりNOをトラップして保護活性を発現している可能性も考えられる。そこで、新規保護活性物質のNOのトラップ能について検討した。電子スピン共鳴法を用いて、保護活性物質とNOとの反応を解析した結果、神経保護活性物質はNOトラップ能を有してなかったが、過酸化水素と鉄イオンにより生成するヒドロキシラジカルのトラップ能を有していた。したがって、神経保護活性物質がNOと直接反応してNOドナーによる神経毒性を抑制しているのではなく、NO以外のラジカルとの反応によりNO誘発ニューロン死を抑制していることが示唆された。
アルツハイマー病モデルマウスを用いた酸化ストレス状態制御の試みと治療への応用研究

アルツハイマー病(Alzheimer's disease; AD)では、酸化ストレスが病初期から病態形成に関与することが明らかにされてきた。本来の内因性抗酸化システムを強化する治療が望ましいが、未だ実現していない。間葉系幹細胞(mesenchymal stem cell; MSC)はその神経保護作用や免疫調整作用から、脳内酸化ストレスをターゲットとしたAD新規治療法としての可能性がある。本研究は、ADモデルマウスに対するMSC治療介入を行い、MSC治療を新規治療法として確立するための基礎データを獲得することを目的とした。本研究では、ADモデルマウス(APPswe/PS1dE9マウス)を用い、7.5ヶ月齢のADマウスと同胞の野生型マウスにMSCと培地のみを静脈内投与した。マウスは9ヶ月齢で解析した。モリス水迷路試験では、MSC治療介入を行ったADマウスは、コントロールのADマウスに比べて空間記憶能が有意に優れていた。また、抗Aβ抗体を用いた免疫組織学的検討では、MSC治療介入を行ったADマウス脳の大脳皮質や海馬において、コントロールのADマウスに比べてAβプラークの総面積が減少していた。脳サンプルを用いたELISA法によるAβ定量では、MSC治療介入を行ったADマウスでは、コントロールのADマウスに比べて可溶性Aβ量が減少していた。In vivo EPRイメージング実験では、MSC治療介入を行ったADマウスの大脳皮質におけるレドックス状態はコントロールのADマウスのものに比べて有意に改善していた。また脳の組織学的検討では、MSC治療介入を行ったADマウス脳の大脳皮質ではミクログリアの活性が有意に減少していた一方で、Aβプラーク周囲のミクログリアに着目した場合、MSC治療介入を行ったADマウス脳のミクログリアは細胞体内にAβを取り込む細胞の割合が有意に多かった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。体内で発生した活性酸素種(Reactive Oxygen Species (ROS))やフリーラジカルが酸化ストレスを引き起こし、様々な疾病の原因になっていることが明らかにされてきた。病態と酸化ストレスの関連性をin vivoで定量的に画像評価できるMRI・EPR(電子常磁性共鳴法)両手法を駆逐した磁気共鳴分子イメージングシステムを利用して、アルツハイマー病(AD)モデル動物において神経変性時および治療介入時の脳内酸化ストレスの動態を経時的に解析した。第一の治療介入薬としてADに対する抗認知症薬として使用されているニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)に対しallosteric potentiating ligand(APL)作用を有するガランタミンを用いた。生後3ヶ月、生後6ヶ月のAPdE9マウスに対してガランタミンの薬物代謝動態のデータを参考に投与量を算出し、治療介入を行った。飲用水投与ではマウスの1日飲水量を0.19L/kgとしてガランタミンを30mg/L、60mg/L調整の飲料水を生後3ヶ月、6ヶ月から各開始月齢に連日投与した(それぞれ5.7mg/kg、11.4mg/kg投与の計算になる)。コントロールとしては通常の飲用水投与を生後3ヶ月、6ヶ月から行った。現在、投与終了時点でEPR計測およびモリス水迷路試験を行いコントロール群と比較している。また、評価終了後に脳を摘出して、Aβの量的・質的変化の他、ミクログリアなどの脳内免疫細胞や神経細胞、酸化ストレスマーカーなどの組織学的評価を行っている。ほぼ計画通りに進んでいる。解析結果を論文としてまとめるように計画している。我々はこれまで,神経保護作用を有するミクログリアのα7ニコチン性アセチルコリン受容体(α7nAChR)の発現が,アルツハイマー病(AD)モデルマウスで経時的に低下することを明らかにした.今回我々は,α7nAChRを主な標的とした薬剤であるガランタミンに着目し,超早期治療介入の有効性を明らかにすることを目的とした.APPswe/PS1dE9(APdE9)マウスを用いて,経口摂取によるガランタミン投与を行った.ガランタミン投与のタイムコースは1)生後39ヶ月,2)生後69ヶ月とした.投与期間終了後,行動記憶評価としてnovel objective recognition test(NOR)を施行し,その後,脳を摘出し評価を行った.NORでは,recognition indexが生後39ヶ月投与群と生後69ヶ月投与群で,非投与群と比較して,有意に改善を認めた.また,組織学的評価として行った6E10によるAβの免疫染色では,Aβの沈着量が生後39ヶ月投与群および生後69ヶ月投与群で,非投与群と比較して有意に減少していた.本研究で用いたADモデルマウスの生後3ヶ月齢はAβ蓄積や神経細胞障害が見られない時期であるため,AD患者ではAβ病理出現前の正常の状態からの薬剤投与に相当する.今回,preclinical期よりも前に相当する時期からのガランタミン投与の有効性を明らかにしたことから,将来的には発症前の家族性AD患者に対する治療応用などに発展させることが出来ると考えられる.ほぼ計画通りに進んでいる。

間葉系幹細胞(mesenchymal stem cell; MSC)はその神経保護作用や免疫調整作用から、脳内酸化ストレスをターゲットとしたAD新規治療法としての可能性がある。本研究は、ADモデルマウスに対するMSC治療介入を行い、MSC治療を新規治療法として確立するための基礎データを獲得することを目的とした。本研究では、ADモデルマウス(APPswe/PS1dE9マウス)を用い、7.5ヶ月齢のADマウスと同胞の野生型マウスにMSCと培地のみを静脈内投与した。マウスは9ヶ月齢で解析した。モリス水迷路試験では、MSC治療介入を行ったADマウスは、コントロールのADマウスに比べて空間記憶能が有意に優れていた。また、抗Aβ抗体を用いた免疫組織学的検討では、MSC治療介入を行ったADマウス脳の大脳皮質や海馬において、コントロールのADマウスに比べてAβプラークの総面積が減少していた。脳サンプルを用いたELISA法によるAβ定量では、MSC治療介入を行ったADマウスでは、コントロールのADマウスに比べて可溶性Aβ量が減少していた。In vivo EPRイメージング実験では、MSC治療介入を行ったADマウスの大脳皮質におけるレドックス状態はコントロールのADマウスのものに比べて有意に改善していた。また脳の組織学的検討では、MSC治療介入を行ったADマウス脳の大脳皮質ではミクログリアの活性が有意に減少していた一方で、Aβプラーク周囲のミクログリアに着目した場合、MSC治療介入を行ったADマウス脳のミクログリアは細胞体内にAβを取り込む細胞の割合が有意に多かった。ガランタミンの介入実験とともに、自己の骨髄幹細胞による細胞移植治療がADの制圧に向けた治療体系の新たな選択肢になりうるか否かについて判断できる基礎的資料を提供し、ADに対する再生医療臨床試験の準備を整える。ガランタミンの介入実験と共に、事故の骨髄幹細胞による細部移植治療がADの征服に向けた新たな選択肢になるか否かについて判断できる基礎的資料を提供し、ADに対する介入臨床試験の準備を整える。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
「間」の微気候的環境調節機能による新都市型戸建住宅の開発研究

1.本研究は,都市地域における比較的密度の高い戸建住宅地を想定して2戸連環境調節機能型戸建住宅(住宅周囲に発生する微気候的環境状態を再構成した住宅モデル)のモデルデザインシミュレーヨンを行ったものである。このために2戸連住宅モデルの基本形状を4タイプ作成し,その1/(10)モデルの屋外環境実験の実測データを再集計して精緻化し,その環境特性を把握した。2.この結果,微気候的環境状態の基本的特性として建物周囲の風流として壁面流域と中心軸域の差異が大きいこと,戸建住宅の燐棟間を閉鎖した場合の対流型環境状態の有効性が高いこと,風上と風下の風圧差による室内換気の優位性が明快なこと及び基本形状4タイプ(標準型,凹凸型,中庭型,スリット凹凸型)によって微気候的環境状態が大きく異なることが明らかになった。3.続いて,4タイプ基本形状より実際の適応性が高い,中庭型,くさび型について風流のCGシミュレーションを実施した。CGシミュレーションは基本型を含め3タイプで、風向は3方向,風速はH=10.0mで5m/sを想定し,CGの出力は風ベクトル水平断面(H=1.0m,3.5m),風速のカラーマップ(平面),風の流線表示(H=3.5m)を行い,この結果,中庭型及びくさび型の有用性が高いことを実証した。4.最後に,中庭型を基本形とした都市型2戸連住宅モデルを作成した。1)戸建住宅の隣棟空隙の1/10モデルの屋外実測調査した結果を詳細に再分析した。この結果,(1)4つのモデルタイプの中で,中庭型が隣棟空隙の中心軸における風流特性において屋外基準風速よりきわめて微弱であること,(2)この特性は,中庭が日陰空間となることから夏期において屋外の風の影響を受けずに冷却熱源として利用することが可能であること,(3)さらに,南面の日照による上方熱と関連させて中庭の冷却熱源との対流型の熱交換が可能であること等を実証した。また,(4)くさび型モデルは隣棟空隙の内の風流特性を変化させる装置として有力であること,(5)この装置を利用することによって,季節の変動による通風型及び対流型の利用が可能であることも実証した。2)戸建住宅の隣棟空隙の風流特性を精緻化するために,隣棟空隙の3つのタイプ(標準型,中庭型,くさび型)の風流に関するコンピータグラフィックシミュレーションを行った。シミュレーションの設定として,隣棟空隙の対モデルを対象として主風向を3種(正方向,30度,60度斜方向)に変化させて,平面的な風速分布図,風のベクトル図を作成した。これにより隣棟空隙内の風流特性を視覚的に検証することができた。この結果,隣棟空隙の形状が風向をコントロールすること,詳細には,各形状によって風速域の大きい箇所を確認することができた。また,風上側と風下側との風圧差(屋外実測調査の結果)を併せて視覚的な確認が可能となっ。1.本研究は,都市地域における比較的密度の高い戸建住宅地を想定して2戸連環境調節機能型戸建住宅(住宅周囲に発生する微気候的環境状態を再構成した住宅モデル)のモデルデザインシミュレーションを行ったものである。このために2戸連住宅モデルの基本形状を4タイプ作成し,その1/10モデルの屋外環境実験の実測データを再集計して精緻化し,その環境特性を把握した。2.この結果,微気候的環境状態の基本的特性として建物周囲の風流として壁面流域と中心軸域の差異が大きいこと,戸建住宅の隣棟間を閉鎖した場合の対流型環境状態の有効性が高いこと,風上と風下の風圧差による室内換気の優位性が明快なこと及び基本形状4タイプ(標準型,凹凸型,中庭型,スリット凹凸型)によって微気候的環境状態が大きく異なることが明らかになった。

3.続いて,4タイプ基本形状より実際の適応性が高い,中庭型,くさび型について風流のCGシミュレーションを実施した。CGシミュレーションは基本型を含め3タイプで,風向は3方向,風速はH=10.0mで5m/sを想定し,CGの出力は風ベクトル水平断面(H=1.0m,3.5m),風速のカラーマップ(平面),風の流線表示(H=3.5m)を行い,この結果,中庭型の有用性が高いことを実証した。4.最後に,中庭型を基本形とした都市型2戸連住宅モデルを作成した。
高階差分・補間攻撃等の解析的攻撃に対する共通鍵暗号の強度評価ツールの開発

共通鍵ブロック暗号に対する汎用的な攻撃方法として、差分攻撃、線形攻撃、高階差分攻撃、補間攻撃、線形和攻撃等がある。差分/線形攻撃に対する暗号化関数の耐性は、差分確率/線形確率で評価され、高階差分攻撃に対しては、プール代数次数、補間攻撃/線形和攻撃に対しては、補間多項式の項数・次数・線形和項数で評価される。これらの評価量の基で、最適の攻撃用平文組(を使用したときの攻撃コスト)が暗号化関数の強度を与える。暗号化関数の入力平文ビットおよび途中段変数ビットの全ての組み合わせに対し、全数探索しこれら評価量を自動的に求めることは計算量的に不可能であるが、本研究では、変数を小ブロック(sub-block)の並びと考え、各小ブロックの入出力に関し、以下の評価量を求ある汎用ツールを作成した。・差分攻撃に対し、最良差分確率、最良入出力差分、差分確率分布・線形攻撃に対し、最良線形確率、最良入出力線形マスク、線形確率分布・高階差分/補間/線形和攻撃に対し、入出力特性のプール代数展開式及び任意のGalois拡大体上の補間多項式表現並びに、補間多項式項数、次数、線形和項数これらツールに関して、学会で発表すると共に、東京理科大学理工学部電気電子情報工学科研究室ホームページ上でフリーソフトウエアとして公開中である。このツールで得られる、暗号系の部分ブロックの入出力特性を組み合わせることにより、MISTY1、KASUMI、Camellia、IDEA,RISM等の共通鍵ブロック暗号に対し、新たな攻撃方法を考案し、論文として学会発表している。共通鍵ブロック暗号に対する汎用で強力な攻撃法として1991年に差分攻撃、1993年に線形攻撃が発表され、対策として、証明可能安全性の研究が進み暗号設計技法に反映されてきた。それに配慮した近年の暗号に最も効果を上げているのが、高階差分攻撃、補間攻撃、線形和攻撃等の解析的手法に基づく攻撃法である。その過程で、作成したプログラムをC言語ライブラリイとして、取りまとめ、高階差分・補間攻撃等の解析的攻撃に対する共通鍵暗号の強度評価ツールの基本形を作成した。暗号アルゴリズムが、与えられた時、各種定義体において、補間多項式を構成する未知係数個数が結果として得られ、暗号の強度評価指標を与える。しかし、変数として選ぶ平文ビットにより、攻撃の効率は変わる。率直な変数の選び方として、任意の1バイトを変数として選び、上記10種類の暗号方式相互間の強度比較指標を導いた。全ての変数組み合わせを調査する事は、計算量的に困難であり、暗号方式の構造に基づいた、発見的手法に頼る事となる。このツールを使い、Camellia、MISTY1、KASUMIについてさらなる安全評価を行った。現時点において、これら暗号に対し最も効果を上げている攻撃が、研究発表[雑誌論文]に示した論文である。差分/線形攻撃は、暗号化関数の確率的振る舞いに立脚した攻撃であり、高階差分/補間/線形和攻撃は、代数的な解析に基づくものである。差分/線形攻撃に対する暗号化関数の耐性は、差分確率/線形確率で評価され、高階差分攻撃に対しては、ブール代数次数、補間攻撃/線形和攻撃に対しては、補間多項式の項数、次数、線形和項数で評価される。暗号化関数の入力平文ビットおよび途中段変数ビットの全ての組み合わせに対し、全数探索しこれら評価量を自動的に求めることは計算量的に不可能であるが、本研究では、変数を小ブロック(sub-block)の並びと考え、各小ブロックの入出力に関し、以下の評価量を求める汎用ツールを作成した。・差分攻撃に対し、最良差分確率、最良入出力差分、差分確率分布・線形攻撃に対し、最良線形確率、最良入出力線形マスク、線形確率分布

・高階差分/補間/線形和攻撃に対し、入出力特性のブール代数展開式及び任意のGalois拡大体上の補間多項式表現並びに、補間多項式項数、次数、線形和項数これらツールに関して、学会で発表すると共に、東京理科大学理工学部電気電子情報工学科研究室ホームページ上でフリーソフトウエアとして公開中である。このツールで得られる、暗号系の部分ブロックの入出力特性を組み合わせることにより、MISTY1、KASUMI、Camellia、IDEA, RISM等の共通鍵ブロック暗号に対し、新たな攻撃方法を考案し、論文として学会発表している。
タリウム断層シンチグラムとレ-ザ-組織血流計による下腿虚血時の皮膚・筋血流分布

本研究の目的は、閉塞性動脈硬化症、閉塞性血栓血管炎により虚血に陥った下腿の血流状態を、塩化タリウム断層シンチグラムとレ-ザ-組織血流計を用いて定量化し、前者により筋組織の血流状態を、後者により皮膚の血流分布を把握することであった。臨床的に重度の虚血、つまり潰瘍は、末梢循環のもっとも端である足指に生じやすく、典型的な虚血時血流状態は足指に代表されると考えられる。また、レ-ザ-ドップラ-プロ-ベを再現性よく位置させるためには、第1足指の足底側中央がもっとも適している。一方、ファントムを利用したPreliminary studyの結果、断層シンチグラムは、心筋、下腿などの組織の重なりが大きな部位ではその3次元分解能を利用してより正確な血流状態を把握できるが、3次元分解能を必要としない足指のような部位では、コリメ-タの回転などに伴う測定誤差の少なく、計算によるア-チファクトがないplanar imageの方が優れていることがわかった。planar imageを用いた塩化タリウム血流シンチからは、閉塞性血栓血管炎では末梢組織での取り込みの低下が閉塞性動脈硬化症に比べて著しいことが判明した。レ-ザ-ドップラ-組織血流計での研究として、閉塞性血栓血管炎患者の腰部交感神経節切除術前後での血流の変化を測定した。この結果、測定深度0.7mmのペロ-ベでは術後の血流量改善がみられたが1.3mmのプロ-ベを用いた際には改善がみられなかった。この解離の理由を明らかにするために、測定深度の異なるプロ-ベの測定値から毛細管血流とAVシャント血流の計算を試みたが、計算値のばらつきが大きく結論がでなかった。そこで、テクネチウム標識人大凝集アルブミン動注による血流シンチグラムの結果と比較して、どの測定値または計算値がより実体を反映しているかを検討中である。
スパッタリング窒化物半導体薄膜の作製とX線回折を用いた特性評価

本研究は,窒化物半導体である窒化アルミニウムおよび近年,青色・紫外発光デバイス材料として注目を浴びている窒化ガリウム膜を廉価なガラス基板上にエピタキシャル成長させる作製法の開発と,ナノスケールオーダーの評価法の確率を目的とする.これらの膜は,一般的に化学的気相蒸着法を用いて高価な単結晶シリコンやサファイア基板上に作製される.本研究は,物理的気相蒸着法の一つであり,低温での成膜が可能である高周波マグネトロンスパッタリング法を用いて,ホウ珪酸ガラスおよび石英ガラス基板上に窒化物半導体膜を成長させた.本研究の対象となる窒化物半導体膜は稠密六方構造を有する結晶であり,本研究で得られた膜はすべて基板面法線方向に結晶のc軸が優先配向した構造を有していた.窒化アルミニウムの作製には,雰囲気ガスとしてアルゴン・窒素混合ガスを用いた.変化させたスパッタリング条件は,窒素分圧および基板とターゲットの距離である.窒素分圧が50%以上でc軸配向性の良い窒化アルミニウムが得られるが,窒素分圧の増加とともに圧縮残留応力が増加することが分かった.そして,窒素分圧が100%のとき,すなわち,発生する圧縮残留応力が最大になるとき,膜にクラックが発生した.窒化ガリウムの作製には,雰囲気ガスとして高純度窒素ガスを用いた.変化させたスパッタリング条件は,窒素ガス圧,基板温度,堆積時間および供給電力である.堆積時間および供給電力に対するc軸配向性の変化はほとんどみられなかったが,長い堆積時間および高い供給電力で作製した膜は,-1GPaを越える圧縮応力が発生した.また,低窒素ガス圧および高基板温度で作製するとc軸配向性の良い窒化ガリウム膜が得られることが分かった.しかし,低窒素ガス圧で-1GPaを越える大きな圧縮残留応力が,高基板温度では,膜にクラックが発生するほどの大きな引張残留応力が発生した.直流2極および高周波マグネトロンスパッタリング法を用いてガラス基板上に窒化物半導体膜を堆積させた.補助金を得て用意したガラス基板は,石英ガラスおよびほう珪酸ガラス(コーニング7059)の2種類である.作製した窒化物半導体は窒化アルミニウム,窒化ガリウムおよび窒化インジウムの3種類である.1.窒化アルミニウムに関する研究スパッタリング条件の一つであるターゲットに供給される電力を変化させて,窒化アルミニウム膜の作製を行った.得られた膜すべてに対して原子間力顕微鏡を用いた表面観察,X線回折を用いた結晶配向性および残留応力測定を行った.供給電力を大きくすると,反射スパッタ原子によるpeeningが起こり,膜内に-0.51.0GPa圧縮残留応力が発生することが分かった.また,peeningのエネルギにより結晶の異常成長が発生し,膜表面の凹凸は大きくなることが分かった.供給電力の小さい領域では膜の堆積速度が非常に遅いため,大量生産には適さない.また,引張残留応力が発生する.供給電力P=114Wのとき,残留応力が0の膜が得られた.2.窒化ガリウムに関する研究高周波マグネトロンスパッタリング法を用いて,ほう珪酸ガラス上に窒化ガリウム膜を堆積させた.透明の膜を作製することに成功した.3.窒化インジウムに関する研究高周波マグネトロンスパッタリング法を用いて、ほう珪酸ガラス上に窒化インジウム膜を堆積させた.ガリウムよりも融点が低いため膜生成は困難で,得られた膜はすべて褐色となり希望とする透明膜が得られなかった.本研究は,窒化物半導体である窒化アルミニウムおよび近年,青色・紫外発光デバイス材料として注目を浴びている窒化ガリウム膜を廉価なガラス基板上にエピタキシャル成長させる作製法の開発と,ナノスケールオーダーの評価法の確率を目的とする.これらの膜は,一般的に化学的気相蒸着法を用いて高価な単結晶シリコンやサファイア基板上に作製される.本研究は,物理的気相蒸着法の一つであり,低温での成膜が可能である高周波マグネトロンスパッタリング法を用いて,ホウ珪酸ガラスおよび石英ガラス基板上に窒化物半導体膜を成長させた.本研究の対象となる窒化物半導体膜は稠密六方構造を有する結晶であり,本研究で得られた膜はすべて基板面法線方向に結晶のc軸が優先配向した構造を有していた.窒化アルミニウムの作製には,雰囲気ガスとしてアルゴン・窒素混合ガスを用いた.変化させたスパッタリング条件は,窒素分圧および基板とターゲットの距離である.窒素分圧が50%以上でc軸配向性の良い窒化アルミニウムが得られるが,窒素分圧の増加とともに圧縮残留応力が増加することが分かった.そして,窒素分圧が100%のとき,すなわち,発生する圧縮残留応力が最大になるとき,膜にクラックが発生した.窒化ガリウムの作製には,雰囲気ガスとして高純度窒素ガスを用いた.変化させたスパッタリング条件は,窒素ガス圧,基板温度,堆積時間および供給電力である.堆積時間および供給電力に対するc軸配向性の変化はほとんどみられなかったが,長い堆積時間および高い供給電力で作製した膜は,-1GPaを越える圧縮応力が発生した.また,低窒素ガス圧および高基板温度で作製するとc軸配向性の良い窒化ガリウム膜が得られることが分かった.しかし,低窒素ガス圧で-1GPaを越える大きな圧縮残留応力が,高基板温度では,膜にクラックが発生するほどの大きな引張残留応力が発生した.
線条体と神経ペプチドとのクロストークによる新規疼痛制御システムの解明

本研究助成期間中、末梢組織からの痛み刺激により、線条体に存在するドパミンが遊離され、ドパミンD1受容体を活性化することにより線条体内でのSPのvolume transmission (VT)を亢進させる。SPのVT活性化によってのみ線条体内での神経細胞が種々の濃度のSPに晒され、その結果、介在性アセチルコリン(Ach)受容体を活性化に伴う下行性の疼痛抑制系の線条体Ach-吻側延髄腹内側部神経系の活性化が神経障害性疼痛をはじめとする難治性の慢性疼痛の緩和効果に繋がる可能性が証明された。【目的】線条体は大脳基底核の主要な脳部位であり、運動制御に重要な役割を担っていることが知られている。線条体が疼痛を抑制的に調節している新たな役割に着目し、これまでにホルマリンやcomplete Freund's adjuvant (CFA)のラット足蹠部投与による急性、亜急性疼痛モデルにおいて、脳線条体内へのsubstance P (SP)持続投与が疼痛反応を緩和することを報告した。本年度は神経障害性疼痛モデルラットを用いて、慢性疼痛時における線条体SP神経系の疼痛伝達制御に対する役割を明らかにすることを目的とした。痛閾値を測定した。【結果および考察】PSNL処置7、14日後における疼痛閾値の低下は、SPを60分間持続的に投与することより有意に回復した。また、PSNL処置7日後ラットにおけるSPによる回復効果はneurokinin 1 (NK1)受容体遮断薬を併用持続投与することで拮抗された。一方で、SPを単回投与することでは疼痛閾値の低下に対する回復効果は認められなかった。以上の結果より、PSNLモデルにおいて、線条体へのSP持続投与はNK1受容体を介して疼痛緩和効果を示すことが明らかとなった。一方、その回復効果はSPの単回投与では見られなかったことより、線条体に対してSPが持続的に作用することが神経障害性疼痛に対する抑制的制御に重要である可能性が示唆された。本研究では、リバースマイクロダイアリシス法を用いて各種薬物を線条体内へ灌流持続投与することにより、脳内にトランスポーターを有しない神経ペプチドのサブスタンスPがvolume trnsimitterとして拡散することにより遊離部位からの一定の組織内に濃度の変化が生じながら、つまり遊離部位から拡散する距離に応じてサブスタンスPの濃度が低濃度になることが予想されるのでリバースマイクロダイアリシス法について詳細に以下の検討を行った。まず、本投与法の利点としては1)持続的に薬物を投与することが可能であること、2)半透膜を介し薬物が浸透するため、投与時の薬液体積の影響を無視できることなどが考えられ、有益な薬物投与法であるが欠点としては組織中への投与濃度が明確でない点が挙げられる。今回、invitroにおけるマイクロダイアリシス法のサブスタンスPの回収率を詳細に検討した結果、0.28 ±0.04%であることから、脳組織への半透膜を介した移行は1時間あたり1%未満であることが明らかになった。以上のことから、人工脳脊髄液中に溶解した薬物の約1%が脳実質へ移行している可能性が考えられる。また、以前の報告によると、薬物の浸透範囲はマイクロダイアリシスプローブの周囲1 mm以内に限局していることが明らかになり、平成28年度以降のin vivoの実験結果を考察する上で非常に重要な基礎結果であり平成28年度の実験の解析に大いに役立つと思われる。本研究課題は、末梢組織への「痛み」の刺激が知覚神経を介して脳の線条体に伝達された後に、必要に応じて、過度な「痛み」を抑制する機構が作動するメカニズムを解明することにある。つまり、慢性的な痛み刺激に対して、線条体は痛みを抑制する下降性の神経を活性化して痛みを抑制しようとする。その結果、これまでに急性および慢性末梢刺激により、痛みが抑制されている状態で、線条体からSPがvolume transmitterとして遊離され、神経やグリア組織に再取り込みされずに、線条体の組織全体に作用し、疼痛緩和効果を誘発することを明らかにした。平成28年度の研究計画は、痛みが生じている時に線条体から遊離される「痛み」の伝達物質と、その際に痛みを緩和する役割として遊離される「痛み」の抑制性の生理活性物質を同定することである。線条体においてSPが作用する受容体(NK1受容体)はコリン作動性神経に発現していることや、線条体へのSP局所投与によって線条体アセチルコリン(Ach)遊離量が増加することが報告されていることから、線条体SP持続投与による疼痛緩和効果にAchが関与している可能性について研究した。実験方法として、神経障害性疼痛モデルラットを用いて、SPを線条体に持続投与することによる疼痛緩和効果を確認できる状態で、ニコチン性Ach受容体遮断薬(mecamylamine)及びムスカリン性Ach受容体拮抗薬(atropine)の併用投与による疼痛閾値をvon Frey testにより解析した。その結果、線条体SP持続投与による疼痛緩和効果に対して、mecamylamineとatropineを併用持続投与することで有意に拮抗された。従って、疼痛時の状態で遊離されたSPが、線条体のコリン作動性神経を活性化させ、鎮痛作用を作動させることを解明できた。平成28年度には、サルの疼痛モデルに対する線条体SPの疼痛抑制作用を確認する予定であった。

しかし、今年度はサルMIA(モノヨード酢酸)誘発変形性関節症モデルと内側半月板摘出モデルの線条体でのSPの含有量をSPラジオイムノアッセイで定量したが、個体差があり一定の結果を得ることができなかった。従って、サルでの線条体へのSP持続投与による鎮痛効果の実験遂行の根拠を確認する必要があると思われる。Substance P(以下SP)は知覚神経に存在することから痛みの伝達に関与することが示唆され、その受容体にはNK1、NK2、NK3の3種類のサブタイプがあり、SPはNK1受容体に高親和性を示す。SPは他の古典的神経伝達物質(アミノ酸やカテコールアミンなど)と異なり、神経やグリア細胞などに再取り込みされないことで、受容体への親和性の濃度範囲が非常に広範囲である。このためSPはシナプスへ長期的に作用すること(秒-分)や、シナプス外へと拡散し周囲の神経、グリア細胞などに超微量で作用するvolume transmission (VT)の伝達形式をとるが、VTの薬理学的意義については全く報告されていない。申請者らはラット足底部にホルマリンを投与し「痛み」を脳に伝達されると、脳線条体特異的にSPが、生合成の亢進を伴ってSP遊離量が増加し、脳線条体内に存在するNK1受容体の細胞内情報系を活性化させることにより、疼痛反応時間を有意に短縮させることを世界に先駆けて発表した。本研究助成期間中、ホルマリン以外の刺激すなわち神経障害性疼痛モデルラットや6-hydroxydopamineによる一側性パーキンソン病モデルラットなどを用いて、線条体のSPの疼痛抑制作用のメカニズムを解析した結果、線条体に存在するドパミンが痛み刺激に呼応して遊離され、ドパミンD1受容体を活性化することによりSPのVTを亢進させる。SPのVT活性化によってのみ、線条体の介在性アセチルコリン(Ach)受容体を活性化させ、下行性の疼痛抑制系の線条体ACh-吻側延髄腹内側部(Rostral ventromedial Medulla ; RVM)神経系の活性化が神経障害性疼痛をはじめとする難治性の慢性疼痛の緩和効果に繋がる可能性が証明された。本研究助成期間中、末梢組織からの痛み刺激により、線条体に存在するドパミンが遊離され、ドパミンD1受容体を活性化することにより線条体内でのSPのvolume transmission (VT)を亢進させる。SPのVT活性化によってのみ線条体内での神経細胞が種々の濃度のSPに晒され、その結果、介在性アセチルコリン(Ach)受容体を活性化に伴う下行性の疼痛抑制系の線条体Ach-吻側延髄腹内側部神経系の活性化が神経障害性疼痛をはじめとする難治性の慢性疼痛の緩和効果に繋がる可能性が証明された。平成27年度の研究成果より、マイクロダイアリシス法と高感度ラジオイムノアッセイ法および行動学薬理学を組み合わせ、ラットの線条体より各種の痛みに対応して遊離されるサブスタンスPの線条体を含め脳内とくに黒質での含有量を測定し、サブスタンスP作動性神経が各種の疼痛刺激に対してどのように活性化されているかを刺激後の時間経過とともに検討する。また、同時にサブスタンスPの前駆体タンパク質のプロプレタキキニンの遺伝子をc-Fos遺伝子量とを比較定量することにより、疼痛刺激による脳内のタキキニン神経系の活性化を時間軸と疼痛の強度とともに解析する。
CYP1A2を介したチザニジンの薬物相互作用予測に関する研究

目的チザニジン(Tz)は薬物代謝酵素のCytochrome P-450(CYP)1A2で代謝される筋緊張緩和薬である。Tzの薬物相互作用は、血圧・脈拍低下に加えて尿量減少等、重篤化する場合もあるため、CYP1A2阻害薬との併用についてその影響を明らかにする必要がある。本研究では、Tzの薬物相互作用について以下の2点を目的とした。1)Tzが処方された患者を対象に後ろ向き調査を行い、実際の患者におけるTzとCYP1A2阻害薬の薬物相互作用を明らかにする。2)実際にTzの副作用が疑われた組み合わせについて、健常被験者を対象とした併用投与試験を実施し、Tz体内動態に及ぼすCYP1A2阻害薬の影響を明らかにする。方法1)1999年11月から2008年2月に、筑波大学附属病院でTzが処方された患者を対象に処方歴を用いて後ろ向き調査を実施した。また、CYP1A2阻害薬を併用した患者については診療録を用いて副作用の発症実態を調査した。2)健康常被者を対象としたTzとの併用投与試験は、open label、cross overとした。Tzの血中濃度は液体クロマトグラフ/タンデム質量分析装置を用いて測定した。成果1)Tzが処方された患者1563名のうち685名(44%)が36種類のCYP1A2阻害薬を併用していた。Tzとの薬物相互作用を認めたCYP1A2阻害薬としてメキシレチン(Mex)、チクロピジン(Tic)、シメチジン(Cim)の3種類を確認した。2)健常被験者を対象とした後ろ向き調査でTzとの薬物相互作用が疑われたMex、Tic、Cimのうち、最も副作用が多く発症したMexについて、健常被験者12名(29.3±5.2歳、69.9±12.1kg)を対象にTzとの併用投与試験を実施したところ、Tz単独時と比較してMex併用時においてAUC(血中濃度曲線下面積)が3.8倍と著しい上昇を認めた。(797文字)目的チザニジン(Tz)は薬物代謝酵素のCytochrome P-450(CYP)1A2で代謝される筋緊張緩和薬である。(797文字)
写実的災害イメージ生成のための実測モデリングによる対話的シミュレーション

津波や台風などの広域規模で想定される被災状況を,身近な局所環境における具体的影響として,各地域別,程度別のシミュレーションにより推定される情報を3次元映像化する技術を提案した.屋外用レーザスキャナによる3次元計測の計画・運用・モデル化の基盤技術を開発し,粒子モデルに基づく固液混層流としてシミュレーションと組み合わせ,水害の予測状況を利用者に分かり易いCGとして可視化する技術的な枠組みを検討した.最終的に,利用者視点での実写風景に整合させて表示する拡張現実感表現による浸水被害予測状況の映像化を実現した.今年度は,実在の屋外環境の3次元形状の実計測にもとづいて地物モデルを生成し,物理的な浸水シミュレーションを行う手法の開発に取り組んだ.計画に沿って,次の2点について,それぞれ成果が得られた.(i)地物のモデル化手法:地上用レーザスキャナを効率的に運用するために,サーバ・クライアントモデルにもとづいた広域のレーザスキャン計画システムを構築し,レーザスキャナで計測を遂行するために必要な,最小・最適視点配置を算出する手法を開発した.比較的小さな規模の地物や狭小部における形状計測については,小型のRGB-Dカメラを利用し,可搬型システムにより屋内や小型オブジェクトの形状スキャンとポリゴンモデルの生成が可能であることを確認した.また,Strucrure-from-Motionの技術を応用し,カメラ映像から得られる画像群によって駅構内など構造をモデリングし,その利用可能性を示した.(ii)浸水シミュレーション手法:本研究にて積極的に採用している粒子法による浸水のシミュレーションにおいて,水と干渉するオブジェクトの実測データからのモデル化が重要な事前プロセスの実装を行った.まず,CPUでの実行が可能な粒子流体シミュレーションのプラットフォームを構築した.次に,レーザスキャナによる3次元点群形状データをボリゴンに変換した形状モデルに対し,表面に固定粒子を分布させる処理を行った.乗用車や地下鉄駅の入り口などの実測モデルを用いて,この固定粒子モデルがシミュレーション用粒子との干渉計算が容易になることを確認した.津波や台風などの広域規模で想定される被災状況を,身近な局所環境における具体的影響として,各地域別,程度別のシミュレーションにより推定される情報を3次元映像化する技術を提案した.屋外用レーザスキャナによる3次元計測の計画・運用・モデル化の基盤技術を開発し,粒子モデルに基づく固液混層流としてシミュレーションと組み合わせ,水害の予測状況を利用者に分かり易いCGとして可視化する技術的な枠組みを検討した.最終的に,利用者視点での実写風景に整合させて表示する拡張現実感表現による浸水被害予測状況の映像化を実現した.今年度は,実在の屋外環境の3次元形状を効率的に計測し,物理的な浸水シミュレーションを行うためのオブジェクトとしての地物モデルを生成する手法の開発に取り組んだ.計画に沿って,次の2点について,それぞれ成果が得られた.(i)広域3Dスキャンの数理的プランニング技術:地上用レーザスキャナを効率的に運用して地上構造物の形状計測を行うために,平面図をベースにした従来の計画立案手法の改善と発展を検討した.写真測量によって地物の外形を予めモデル化することで対象構造物と周囲との位置関係を把握し,数理計画法による定式化によって,レーザスキャナで計測を遂行するために必要な,最小・最適視点配置を算出する手法を開発した.比較的小さな規模の地物や狭小部における形状計測については,小型のRGB-Dカメラの利用を検討し,ノートPCやバッテリ,ディスプレイやマウスなどを全て身に着けられる形にまとめ,可搬型システムを開発した.これにより屋内や小型オブジェクトの形状スキャンとポリゴンモデルの生成が可能であることを確認した.また,Web上で利用可能な既存の地図サービスや付随する景観・航空写真を情報ソースとした写真測量によって,得られる建物の簡易モデリングについても,その利用可能性を検討した.(ii)浸水シミュレーションのための形状モデル生成手法:本研究にて積極的に採用している粒子法による浸水のシミュレーションにおいて,水と干渉するオブジェクトの実測データからのモデル化が重要な事前プロセスとなる.まず,CPUでの実行が可能な粒子流体シミュレーションのプラットフォームを構築した.次に,レーザスキャナによる3次元点群形状データをボリゴンに変換した形状モデルに対し,表面に固定粒子を分布させる処理を行った.乗用車の形状データを用いて,この固定粒子モデルがシミュレーション用粒子との干渉計算が容易になることを確認した.最終年度は,屋外環境の3次元モデルを生成するための広域レーザスキャナの運用計画について,初年度から展開してきた独自性の高い方法論を更に発展させることができたほか,物理的モデルによる浸水シミュレーションで生成される水害の浸水深の予測情報に基づいて,実写映像に浸水予測状況を重畳して表示するAR(拡張現実)ハザード表現技術の開発に取り組んだ.本研究の目的において,最終段階となる利用者の視点を重要視した情報提示部分の研究内容となる.詳細は次の通りである.(i)地物モデル化のためのレーザ測量手法:地上用レーザスキャナを効率的に運用するために,最小・最適視点配置を算出する手法の運用方法を確立した.Structure from Motionの技術を応用し,事前調査での簡単なカメラ撮像による映像データによって大まかな3次元モデルを構成し,緻密なレーザスキャンを大域的に行うための費用対効果の試算をシミュレートし数理的に最適な運用計画を算出することが可能なシステムとして実装した.(ii)AR浸水ハザード表現手法:前年度の実施内容による浸水のシミュレーションの結果でえられる,浸水被害を表現する水面のCGを生成可能となった.この浸水被害予測を,利用者の視点で実在感をもって確認できるように実写映像に重ねて表現するAR技術として,標点を必要としないマーカレスARの技術を適用した実装を行った.

これにより,任意の各地点において,シミュレーションによる浸水深予測が,実在シーンに重ね合わせて確認できる映像リソースを提供可能となった.画像工学今年度は,粒子法による浸水シミュレーションの枠組みにおいて,実測形状データに基づいて実在する地物のオブジェクトを生成する手法を開発することが目的であった.これは,様々な規模の地物の形状計測と,得られた形状データを粒子法による物理的な浸水挙動シミュレーションを実施する手法の開発が大きな課題となる.従来の屋外構造物のスキャン計画立案手法では,事前に写真測量による簡易3Dモデルに基づいていたが,その機能をサーバ・クライアントシステムとして実現し,モビリティの高いクラインと端末を使って現場でモデリング作業を行い,サーバと通信しながら立案処理を行うことでし手戻りの無いスキャン計画手法を確立した.既設の屋外レーザスキャナにより,大学構内の構造物を対象として立案と実測の実験を行い,その効果を確認した.また,小規模の構造物については,そのスケールに合わせて可搬性の高い計測システムを適用し,実測ベースの3次元形状モデルを生成することができた.前年度より進めている粒子法による流体シミュレーションを使った浸水シミュレーションに組み込むことができた.以上のことから,当初の研究計画における目標を概ね順調に達成しているものと判断する.これらの成果は次年度以降,土木情報学などの学会等で逐次報告し,論文投稿の予定である.また,当初の計画には特記していなかったが,拡張現実感(AR; augmented reality)表示による浸水状況の可視化システムの開発にも着手し,実装方法に道筋をつけることができた。情報端末を積極的に利用する方法が,今年度検討できたことも,シミュレーションの利用形態の多様性を高める上で,今後,本研究課題において,大きく寄与するものと期待される.初年度の主眼は,粒子法による浸水シミュレーションの枠組みにおいて,実測形状データに基づいて実在する地物のオブジェクトを生成する手法を開発することである.
代数多様体の退化とモノドロミーについて

とくに正標数の多様体の退化を調べる上でエタール層の分岐に関する理論が重要になる.とくに高次元の多様体上定義されたエタール構成可能層の分岐について,その特性サイクルが重要な不変量であり,それを調べるために剰余体が完全でない完備離散付置体の分岐について調べる必要がある.本年度は昨年度に引き続き完備離散付置体の分岐群について研究した.A.Abbesと斎藤毅により定義された完備離散付置体の絶対Galois群の分岐フィルトレーションについて,体が等標数の場合にはその次数商がp倍で消えるabel群になることが示されており,このことは後述する特性サイクルの定義をするうえでも重要な性質である.分岐群の類似物であるlog付き分岐群というものも彼らにより定義されており,これについては体が等標数,混標数いずれの場合においても次数商に関する同様の性質を持つことが既に示されている.このことから通常の分岐群においても上の性質を持つことが期待されるが,この場合に特有の障害があり,既存の方法を応用するだけではうまくいかないことが分かった.またA.Beilinsonと斎藤毅によりなめらかな代数多様体上の構成可能層にたいして特性サイクルが定義された.これについて本年度は研究をすすめた.特性サイクルが定義されたが実際にそれを計算する事はかならずしも容易ではない.特異点をもつ多様体と関連する場合について具体例の計算をすすめた.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度はおもに高次元の多様体上のエタール層の分岐について研究した。エタール層の分岐の不変量として特性サイクルを定義し、それが関手性やミルナー公式などの適切な性質をもつことを示すこと、またそれの応用として多様体の幾何学的な性質を調べることが本研究の目的である。本年度はとくに混標数の多様体の場合についてこれを研究することが目標であった。特性サイクルを定義するためには特性形式を定義する必要がある。このために必要な、混標数の完備離散付置体の絶対ガロワ群の分岐フィルトレーションについての研究をおこなった。これに関して本年度得られた成果は、剰余体の標数pとしたとき、このフィルトレーションの次数商がp倍で消えることを一部の場合をのぞいてしめしたことである。この結果については、現在論文を執筆中である。この研究をさらにすすめて、特性サイクルの定義や、この構成が関手性をみたすかという点について現在研究中である。このことの応用として、本研究におけるエタール層の分岐の定義と、多様体の中の曲線に制限した層を用いて定義する分岐との比較ができることになる。このことは一般の次元における1進層の研究や高次元類体論などにおいて応用があると考えられる。また上記の研究とは直接の関係はないが、ある種の微分方程式の性質に曲線やアーベル多様体の退化の様子が関連するという研究があるということがわかった。このため、多様体の退化の具体例を計算することや、多様体の退化の様子を分岐理論的な不変量であらわすことについても研究を進めている。とくに正標数の多様体の退化を調べる上でエタール層の分岐に関する理論が重要になる.とくに高次元の多様体上定義されたエタール構成可能層の分岐について,その特性サイクルが重要な不変量であり,それを調べるために剰余体が完全でない完備離散付置体の分岐について調べる必要がある.本年度は昨年度に引き続き完備離散付置体の分岐群について研究した.A.Abbesと斎藤毅により定義された完備離散付置体の絶対Galois群の分岐フィルトレーションについて,体が等標数の場合にはその次数商がp倍で消えるabel群になることが示されており,このことは後述する特性サイクルの定義をするうえでも重要な性質である.分岐群の類似物であるlog付き分岐群というものも彼らにより定義されており,これについては体が等標数,混標数いずれの場合においても次数商に関する同様の性質を持つことが既に示されている.このことから通常の分岐群においても上の性質を持つことが期待されるが,この場合に特有の障害があり,既存の方法を応用するだけではうまくいかないことが分かった.またA.Beilinsonと斎藤毅によりなめらかな代数多様体上の構成可能層にたいして特性サイクルが定義された.これについて本年度は研究をすすめた.特性サイクルが定義されたが実際にそれを計算する事はかならずしも容易ではない.特異点をもつ多様体と関連する場合について具体例の計算をすすめた.本年度は特性サイクルについて研究することが当初の目標であったが、そのために必要な分岐群の性質を調べるというところに当初の予定以上に時間がかかった。当初の計画の通り特性サイクルの定義について研究する。またそれの高次元類体論への応用を研究する。また多様体の退化の計算やそれと分岐の関連について調べる。
熱水地帯における地すべり・崩壊の発生機構

熱水や噴気が関与する崩壊・地すべりを、1)火山地帯で噴火活動を伴って発生するもの、2)火山地帯で平常時の火山活動に伴って発生するもの、および3)非火山地帯で構造的要因により発生するもの、に分け、1)については普賢岳噴火に伴う島原・眉山の動態の現地観測を実施し、また2)については箱根・早雲山地すべり、3)については新潟県柵山地すべり、長野県地附山地すべり、大分県山際地すべりを取り上げ、発生当時の状況を調べた。まず眉山では、長崎営林署と市役所によって計測されている山体変動や水位等の測定データを収集するとともに、熱水の賦存状態や動きを調べる目的で、大地の自然電位、比抵抗の測定および湧水の同位体分析を行った。時系列データにはとくに変動は見られず、また湧水の同位体比も天水の域を出るものはなく、今のところ熱水と山体変動の因果関係を示すデータは得られていないが、眉山一帯のマッピングにより、山体内に優勢な地下水が存在し、高所から低所へ流動している様子が捉えられた。また、地質や岩質の違いが鮮明に自然電位に反映していることから、逆に自然電位より地盤の破砕度を推定し、連続測定や繰り返し測定のための適地を選別することができた。さらに、自然電位の等値線図ができ、今後の測定データを解釈する上での有力な資料が得られた。一方、事例調査では、期待したデータが揃っている場合はほとんどなかったが、上記の地すべりすべてで、発生の1ヶ月数日前に群発性の地震が極く近辺で発生していたことが確認された。また、土石流堆積物の温度が数日後でもかなり高温だった(早雲山)、電気伝導度が極めて低い被圧地下水の異常湧水が発生した(山際)、などの熱水の関与を示唆する現象が生起していたことが判明した。しかし、事例調査には限界があり、メカニズムにまで踏み込むためにも、島原で実施中の観測体制を今後も維持してデータの収集・解析を行うつもりである。