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国際化社会に対応した歴史教育内容論及び内容構成論の研究-「自国」認識を中心に-

この研究は,歴史教育をグローバルな視野に立って改善するための基礎研究である。特に,日本とその周辺の歴史教育の現状と今後の課題を整理した。その結果,日本・韓国・台湾はともに歴史的思考力を育成する教育が求められつつも十分でない現状があること。歴史教育内容のあり方について,自国家に固定された視点でなく,「身近な地域」と「東アジア」という他の2つの視点の必要性が自覚されつつも十分でなく今後の課題であること。またそれは,今後,特に深化が望まれる歴史研究上の課題でもあることが確認された。この研究の過程で,日本の歴史教育研究の深化のために今後注目を要する3つの動きがあることが明らかになった。1つは,台湾の歴史教育である。台湾は,大陸からの自立(独立)に政治的力点を移しつつあるが,歴史教育にあって,その動きは,新たな自国史とも言うべき「台湾史」研究の活性化とその教育への活用が期待され,進められつつある。この新たな自国史がどのような「自国史」として描かれるのか,アジア史的広がりをもって描かれるのか注目しなければならない。2つは,韓国の歴史教育である。韓国は,歴史的思考力を評価する評価方法の開発を進めてる。パフォーマンス法・ポートフォリオ法などによる評価とともに,いわゆる学力試験の論述型評価方法における客観性の確立という歴史教育でこれまで困難とされた部分に踏み込んだ実験的試みが進められつつある。この試みは,思考力育成を重視する場合の最重要解決課題である。3つは,ロシア極東地域の動向である。大陸からの分離を意識する台湾と違って,ロシアという国家内部の地域史としての極東地域の主体性の確保というところに研究視点が置かれつつある。地域史と国家史の関係性が問われつつある。以上のような研究視点に立脚した研究者の相互交流は,日本を含む東アジア地域の歴史教育の改善のために今後特に必要とされよう。本研究は2年計画で実施しており,本年度はその1年目にあたる。本年度は,資料調査及び文献の収集を行うとともに計4回の研究会を開いた。研究会においては,グローバル化しつつある現代社会にあって,自国史の教育意義やその内容構成論の再検討の基本的視点に関して論議された。また,日本の近隣諸国の動向も調査した。韓国及び台湾では,自国史(台湾にあっては中国史及び台湾史)については,内容は異なるものの,現在の「自国」認識を基盤とした内容構成をとっており,日本の場合と共通した歴史教育観がみられる。また,その自国認識を問題解決的な手法を取り入れて,生徒に主体的に学習させる教育方法の開発と実践が歴史教育の課題と認識されており,この点でも日本の歴史教育と共通している。現在,日本では,新しい学習指導要領が作成されたが,歴史教育にあっては,従前の内容構成を踏襲しつつも,欧米的な思考力育成を主体とする問題解決的教育観も強調されている。日本では,「自国史」学習を前提とする内容構成論にあって,それと学習者の主体的学習に注目した問題解決的学習との統合が,従来からも実践レベルでは常に問われてきた。この点に関する研究においては,近隣諸国より実践的蓄積を持っている。次年度には,日本における従来の内容構成や教育方法に関する研究の具体的な検討とともに,新学習指導要領に代表される現在の方向性が果たしてどのような効果を持つか,また従来十分には解決し得なかった内容構成上の問題点の改善について,韓国・中国・台湾の研究者を交えた研究会を開いて検討し,報告する予定である。本年度の予備的研究によって,上記の検討課題が整理された。
前糖尿病期の病態に対応した食行動変容プログラム開発

前糖尿病期の病態に対応した食行動・身体活動変容プログラムの開発を目的に、2006-2007年に、出雲市の壮年123名(57.2±8.1歳、BMI26.1±3.2kg/m^2)を対象に、教育による3カ月間の介入研究を行った。生活習慣では、摂取熱量の22%減少および消費熱量の6%増加を認め、その結果、体重は2.8kg有意に減少した。75g経口ブドウ糖負荷試験(OGTT)を用いた前糖尿病期の判別では、介入前は正常耐糖能(NGT)57名、空腹時高血糖(IFG)6名、食後高血糖(IGT)29名、IFG+IGT8名、糖尿病型(T2DM)14名であったが、介入後はNGT79名、IFG11名、IGT14名、IFG+IGT9名、T2DM10名と有意に改善した。プログラム前のIGT群では、糖負荷120分後の血糖値は161mg/dlから135mg/dlに16%低下し、30分後のインスリン値は42.8μU/mlから48.0μU/mlに増加し、インスリンの初期分泌の改善を認めた。T2DM群では、HOMA-IRは2.3とインスリン抵抗性を認めていたが、介入後は1.4に有意に低下し、インスリン抵抗性が改善されていた。糖負荷後60分の血糖は265mg/dlから223mg/dlに、120分後の血糖も253mg/dlから189mg/dlに有意に低下した。空腹時血糖の測定では発見し得ない耐糖能異常を、OGTTによって早期に発見し、食習慣および身体活動習慣の変容を促進し肥満を改善することで、糖尿病への進行を抑制できることが明らかとなった。本プログラムの学習会において、身体・生活習慣等の調査にOGTTを加え、それらの結果に基づき現在の病態と将来のリスクおよび生活習慣との関連について学んだことが、積極的な食行動・身体活動変容を促したと考えられる。前糖尿病期の早期発見・早期介入の重要性が指摘されている。我々は、2000年から継続して行っている肥満改善教育プログラムに、前糖尿病期を判別するための75g経口ブドウ糖負荷試験(OGTT)を導入し、2006年度参加者を対象に、前期糖尿病の病態とそのリスクにっいて学習し教育介入を行う「前糖尿病期の病態に対応した食行動・身体活動変容プログラム」を実施した。参加者数は、男性21人、女性42人、平均年齢は男性57.2±9.7歳、女性55.8土8.0歳であった。プログラム参加により、摂取熱量は、男性で481kcal、女性で405kcal有意に減少した。消費熱量は男性で115kcal、女性で106kcal有意に増加した。体重は、男性で2.1kg減、女性で2.9kg減、BMIは、男性で0.7kg/m^2、女性で1.1kg/m^2、ウエスト囲は男4.9cm、女5.3cmそれぞれ有意に減少し、特に内臓肥満の指標であるウエスト囲の減少が顕著であった。血清脂質は、男性で中性脂肪25.8mg/dlの有意な減少を、女性では総コレステロール11.9mg/dl、LDL-C 7.6mg/dl、中性脂肪13.6mg/dlの有意な減少を認めた。

血圧は、男性では有意な変化は認めなかったが、女性では収縮期血圧が6.OmmHg有意に減少した。空腹時血糖は男女とも有意な改善は認めず、インスリンとHOMA-IRは、女性で有意に低下した。75g0GTTでは、介入前NGT 52%、IFG 3%、IGT 25%、IFGかつIGT 11%、T2D 8%であったが、介入後はNGT 71%、IFG 5%、IGT 11%、IFGかつIGT 8%、T2D 5%とそれぞれ有意に改善した。糖負荷30分後の血糖値は161mg/dlから151mg/dlに6%、2時間後の血糖値は145mg/dlから126mg/dlに13%それぞれ有意に低下した。血糖のAUCは8%の有意な低下を認めた。また、IGT群では、2時間後の血糖値は160mg/dlから129mg/dlに19%、AUCは11%の有意な低下を認めた。IGT群でHOMA-IRは2.0とインスリン抵抗性を認めていたが、介入後は1.4に有意に低下し、インスリン抵抗性が改善した。空腹時インスリンは8.2mU/lから5.6mU/lに、糖負荷120分後は75.7mU/lから44.2mU/lにそれぞれ有意に低下し、インスリン過剰分泌が改善した。我々が実施した3カ月間の食行動・身体活動変容プログラムにより、摂取エネルギーの20%減少と消費エネルギーの5%増加、IGT領域の食後血糖値およびインスリン抵抗性の改善が確認できた。今年度も同様にプログラムを実施し、プログラム評価を行う計画である。前糖尿病期の病態に対応した食行動・身体活動変容プログラムの開発を目的に、出雲市の壮年75名(男28人、女47人)を対象に、教育による3カ月間の介入研究を行った。生活習慣では、摂取熱量の24%減少および消費熱量の8%増加を認め、その結果、体重は3.0kg有意に減少した。75g経ロブドウ糖負荷試験(OGTT)を用いた前糖尿病期の判別では、介入前正常耐糖能(NGT)33名、空腹時高血糖(IFG)4名、食後高血糖(IGT)13名、IFG+IGT 1名、糖尿病型(T2DM)9名であったが、介入後はNGT 34名、IFG 8名、IGT 7名、IFG+IGT 4名、T2DM 7名と有意に改善した。HbAlcは5.5%から5.3%に、インスリン抵抗性を示すHOMA-IRは1.2から0.8に、インスリン基礎分泌能を示すHOMA-βは42.3%から26.3%に、それぞれ有意に低下した。プログラム前のIGT群では、糖負荷120分後の血糖値は162mg/dlから144mg/dlに11%低下し、30分後のインスリン値は29.5μU/mlから52.4μU/mlに有意に増加し、インスリンの初期分泌の改善を認めた。T2DM群では、HOMA-IRは1.7とインスリン抵抗性を認めていたが、介入後は1.0に有意に低下し、インスリン抵抗性が改善されていた。空腹時インスリンは5.1μU/mlから2.6μU/mlに、糖負荷後30分は16.1μU/mlから21.9μU/mlに有意に増加し、高インスリン血症の改善および初期分泌の改善を認め、糖負荷後60分、120分後の血糖も有意に低下した。空腹時血糖の測定では発見し得ない耐糖能異常を、OGTTによって早期に発見し、食習慣および身体活動習慣の変容を促進し肥満を改善することで、糖尿病への進行を抑制できることが明らかとなった。
環境政策におけるアクセス権の位置づけについて

本研究では、90年代後半から各地で進められてきた日本のフットパス事業の特徴と発展状況を、イングランドの状況と比較しつつ幾つかの事例分析を通じて明らかにした。日本の事業は、健康を重視したライフスタイルへの転換、都市を中心としたウォーカーの増加、地域活性化等の背景を受けて、訪問者による自然の美観や人間生活を含めたルーラリティの体感を目的に発展している。その上で、「道」としての機能区分に基づき、それらの交通アクセス、公共空間形成、景観形成としての機能を評価した。その結果、北海道のフットパス事業は、フットパスに対する社会認知やコース設定の自由度の高さを背景に、総じて高い評価となった。フットパスは、里山などと同じく、地域の共用資源、ローカル・コモンズである。その資源を有効に用いることで、個人や社会においてそれぞれ便益をもたらす。例えば社会に対しては、自然環境の保全に寄与する可能性があげられる。それは、特にイギリスなどで制定されている「アクセス権」と関係する。公衆が常にフットパスや入会地等にアクセスできる権利の存在により、排他的な所有権が崩され、所有者の一方的な開発行為を止めることができ、また公衆は自然環境に触れる機会が増すことになる。本研究は、日本およびイギリスのフットパスの現状を明らかにするとともに、アクセス権が自然環境保全にどのような影響を及ぼしうるのかなどを考察した。2012年度は、日本国内のフットパスの現状を把握するとともに、「2つの軸」(フットパス周囲の地権者の数、地方自治体の積極性)と「4種のステークホルダー」(地方自治体、市民団体、地権者、訪問者)が織りなす関係構造に着目して、その実態を明らかにしようとした。最終年度である2013年度は、前年度の調査で不十分であった部分の追加調査(電話及びメールでの聞き取り)を行い、イングランドのフットパスについては現地調査を実施した。調査は主にロンドンおよびコッツウォルズでのフットパスの管理および利用実態について行った。2年間の研究調査の結果、2点を明らかにすることができた。1点目は、日本国内には少なくともフットパスは70あり、総延長は2,961kmとなっている。イングランドの総延長18万8,700kmには遠く及ばないが、この10年間での進捗は目を見張るものがある。2点目は、日本のフットパスは、イングランドのようなアクセス権が存在しないこともあり、その設置や整備には民間アクターの積極性が欠かせない一方で、土地所有者との調整が困難を極めているということである。これらの結果は、論文やHPを作成して公表した。例えば、社会に対しては、自然環境の保全に寄与する可能性があげられる。本研究は、日本およびイギリスのフットパスの現状を明らかにすると共に、アクセス権が自然環境保全にどのような影響を及ぼし得るのかを考察する。2012年度は、まず日本国内のフットパスの現状を把握すると共に、もっとも取り組みが盛んな地域である北海道を重点的にフィールドワークを実施し、「2つの軸」(フットパス周囲の地権者数、地方自治体の積極性)と「4種のステークホルダー」(地方自治体、市民団体、地権者、訪問者)が織りなす関係構造に着目して、その実態を明らかにしようとした。結果、2点を明らかにすることができた。1点目は、日本国内に少なくともフットパスは64あり、総延長は2,685kmとなっている。そして、一つのフットパスには、複数のコースが設定されている場合が多く、コース数は235となっている。イングランドの総延長18万8,700kmには遠く及ばないが、この約10年での進捗は目を見張るものがある。2点目は、北海道のフットパスは、本州のフットパスと比較して、民間のアクターが積極的に展開しており、フットパス周辺の地権者数も少ないため、調整も行いやすく土地所有者との摩擦も少ない。これらの結果は、3本の論文にして公表した。本研究は、日本およびイギリスのフットパスの現状を明らかにすると共に、アクセス権が自然環境保全にどのような影響を及ぼし得るのかを考察するものである。2012年度は、まず日本国内、特にもっとも取り組みが盛んな地域である北海道を重点的にフィールドワークを実施し、その実態を明らかにしようとした。

そして、一つのフットパスには、複数のコースが設定されている場合が多く、コース数は235となっている。イングランドの総延長18万8,700kmには遠く及ばないが、この約10年での進捗は目を見張るものがある。2点目は、北海道のフットパスは、本州のフットパスと比較して、民間のアクターが積極的に展開しており、フットパス周辺の地権者数も少ないため、調整も行いやすく土地所有者との摩擦も少ない。日本国内についての課題を2点、ある程度明らかにできたことから、研究はおおむね予定通り進捗していると考える。2013年度は、フットパスの取り組みが非常に盛んであり、2000年にアクセス権に関する法律が制定されたイングランドの現地調査を中心に研究を進める。具体的には、フットパスの設置に19世紀以降尽力してきたオープンスペース協会への訪問調査や、コッツウォルズのフットパスへ行く予定である。また、ヨーロッパにおけるアクセス権の制定状況やその具体的な条件設定などについて、文献研究も集中的に実施する。前年度までの成果も踏まえ、環境経済・政策学会などで報告を行う。11月以降、Environmental Economics and Policy Studiesなどの英文誌への投稿を想定した最終的な論文をとりまとめる作業に専念するため、10月までには前年度の現地調査の不備等を補う追跡調査も終える。イングランドおよびヨーロッパ各地のフットパスやアクセス権について集中的に研究を行うため、主にイングランドの現地調査およびヨーロッパ各地のアクセス権に関する資料の購入に研究費を用いる。また、研究成果を広く公表するため、英文誌への投稿やHPの作成に関わる費用も計上する。
ガレクチン9による免疫制御性マクロファージの誘導とその機構

表記課題による成果に合わせて、国内外の多くの共同研究によってGalectin-9が免疫系細胞以外の細胞機能の制御に重要な作用を示すことを明らかにされた。Galectinがカビやカイメン等の下等動物から人まで長く保存されていることから免疫のみならず感染等を含む多くのストレスに対する防御因子として存在してきたと考えられる。感染症モデルとして現在治療法が確立されていないLPS誘導急性呼吸促拍症候群を作製し、ガレクチン9(Gal-9)を皮下投与すると症状の著しい改善が見られ、肺病変局所ではCD11bLy-6c細胞数がGal-9投与群で著明に増加していた。それらの細胞はF4/80陽性かつCD11cやMHC class II発現とともにPDCA-1やB220も発現していたことからpDC-likeマクロファージと考えられた。非投与群でも同様の細胞が認められたが、投与群からの細胞はTLR2,TLR4やCD14の発現低下が見られた。実際、投与群、非投与群からのpDC-likeマクロファージを移入すると投与群ではARDS発症が抑制された。Gal-9やGal-9投与で得られるpDC-likeマクロファージが当該疾患治療への応用できる可能性が示唆される(AJRCCMに投稿中)。現在、坦癌動物(肺がん)においてGal-9投与が著明な生存延長を誘導し、1/4のマウスでは投与中止後も長く生存した。腹腔浸潤細胞を検討するとNK細胞、NKT細胞やCD8細胞(CTL)の増加とともにpDC-likeマクロファージ数の著しい増加を認めた。現在、坦癌マウスでGal-9投与により増加したpDC-likeマクロファージの機能の解析とともに当該細胞がどのようなメカニズムで形成されるかについてM-CSFやGM-CSFによるマクロファージ誘導に対するGal-9の効果の検討によりM1マクロファージやM2マクロファージとpDC-likeマクロファージとの関係をin vitroやin vivo実験をとおして解明している。また、Gal-9の種々疾患における作用メカニズムについては業績目録の中で報告しているように国内国外の研究者との共同研究によってその重要性が飛躍的に明らかにされつつある。これまでGal-9が自己免疫モデル動物でIFN産生Th1細胞のアポトーシスをGal-9/Tim-3 Pathwayで誘導することを明らかにしたが、Th1細胞と同様にIL-17を産生するTh17細胞のアポトーシスを同様の機序で誘導することを世界で初めて明らかにした。本プロジェクトで肺がんモデルでは形質細胞様マクロファージを増加させることや抗腫瘍効果を発揮することを明らかにし、当該細胞分化がGal-9によるM-CSFマクロファージ分化修飾の結果であることを示した。興味あることにこのマクロファージと同様の細胞がGal-9による急性呼吸促拍症候群モデルの治療効果についても重要な作用を示すことが明らかにされ、現在、これらの細胞の各種疾患における作用について検討を始めている。また、共同研究により骨髄移植で臨床的に問題となっているGVH反応がGal-9によるT細胞のアポトーシスを誘導することで抑制されることも明らかにした。本年度の特記すべき共同研究としては各種のウイルス感染におけるGal-9の作用についてであり、Gal-9によるHIV感染予防効果をはじめとして多くのウィルス関連の論文を出版した。2011年の論文数は9編、IFは53.278、平均では5.919であった。また2012年で印刷済みまたは印刷中の論文がすでに9報でimpact factorはすでに60に達している。本学における研究の進展とともに世界の研究者との共同研究の進展に本プロジェクトが一部ではあっても貢献したことは異論がないと思われる。また、本プロジェクト遂行中にこれまではGal-9をin vitroで投与するか、モデル動物に外からの投与による研究であったが、生体内でのGal-9産生細胞が全く不明であったが、表面Gal-9発現T細胞やマクロファージが存在することを明らかにし、現在さらなる研究を展開している。研究成果に関しては発表論文の項で示されているように我々が見出したGalectin-9関連論文としては、本課題以外でも共同研究グループから多くのインパクトの高い論文が発表された。すなわち、2010年では論文数13(IF=64)、以下2011年、論文数9(IF=54)、2012年、論文数15(IF=110)、2013年3月まで論文数5(IF=23)とまずまずの成果が得られたものと考える。これまでGalectin-9による免疫反応の制御機構としてはT細胞、その中でもTim-3を介したヘルパーT細胞の制御についての発表が主体をなしていた。しかしながら、我々を中心とした最近の研究によってGalectin-9は免疫低下状態を示す担癌マウスではマクロファージや樹状細胞を活性化し、それら活性化された細胞によって前者ではNK細胞の活性化、後者ではCD8+細胞障害性T細胞の活性化がそれぞれ誘導されることが示された。最近の研究で上記の細胞群のみならず抗体産生を行うB細胞に対しても調節効果を示すことが明らかにされている。逆に過剰免疫ではマクロファージや樹状細胞の活性化によって免疫反応が抑制されることも示された。

このような生体側の免疫状態の違いによりGalectin-9が相反する作用を示すが、その理由の解明によってGalectin-9が免疫低下や過剰免疫で免疫反応を正常状態に維持するというホメオスターシスに重要な物質として、既存の治療とは異なる副作用の少ない治療法の開発が可能になると思われる。また、これまでの研究でGalectin-9が免疫系の細胞以外の細胞機能の制御に重要な作用を示すことを明らかにしてきた。Galectinがカビやカイメン等から保存されていることを考えるとGalectinは古くからストレスに対する防御因子として存在してきた可能性が示唆される。免疫制御性のマクロファージのみならず、ガレクチン9により免疫増強性マクロフナージが免疫低下状態である担癌動物において見られることを明らかにするとともに、当該細胞の分化誘導機構を明らかに出来た。また、本プロジェクト以外でも上述のように共同実験にてGalectin-9による抗ウィルス作用や移植時におけるGalectin-9の作用について多くの研究発表を行った。24年度が最終年度であるため、記入しない。なぜ同一の因子が異なる免疫状態でフェノタイプは同じだが異なる活性を示すマクロファージを誘導できるのかについての実験を行うことが重要となる。すなわち、Galectin-9が過剰免疫状態では免疫抑制を誘導するマクロファージと免疫低下状態では免疫増強を起こすマクロファージを誘導するということは明らかであるが、その機序を明らかにすることでGalectin-9による治療効果発現機構の解明にとどまらず、免疫学的治療を行うために重要な知見を与えると思われる。
歌唱訓練に適した音響空間の実現と歌唱における感覚運動制御の解明に向けた実験的研究

本研究は、音場が歌唱に与える影響に着目し、歌唱時における体性感覚・聴感印象および発声された歌声の音響的特徴に対して音場が及ぼす影響を検証した。その結果、次の3点が示された。1)残響条件によって、異なる聴感的印象の歌声が発声される。2)残響条件によって、歌唱者が異なる体性感覚・異なる聴感的印象を感じながら発声を行う。3)残響条件によって、異なる声帯振動が起こり、異なる音響的特徴の歌声が発声される。本研究は、音場という環境要因がヒトの感覚運動制御に与える影響について基礎的な知見を得ようとするものである。本年度は以下の通り、歌唱者に対する音場の影響を検証するための実験系を改良し、次の2つの目標を達成できた。・目標1:歌唱者が快適に歌唱可能な歌唱実験系を構築する。・目標2:歌唱者の両耳位置における、直接音(歌唱者の口→歌唱者の両耳)に対する残響音(歌唱者の口→ホール→歌唱者の両耳)のレベルが計測可能な歌唱実験系を構築する。なお、具体的な研究実績は以下の通りである。a.スタンドマイクを使った実験系を構築していたが、これでは環境音が混入することにより音質が低下し、歌唱者が快適に歌唱することが困難になるという問題が生じた。そこで、歌手の口元7cm付近に小型マイクを設置するという対策を講じた結果、自然な響きを歌唱者に呈示することが可能となり、上記目標1が達成された。b.歌唱者の外耳道における、直接音(歌唱者の口⇒歌唱者の両耳)に対する残響音(歌唱者の口⇒ホール⇒歌唱者の両耳)のレベルを計測する際に、小型マイクロフォン+ヘッドセットの組み合わせでは、小型マイクが外耳道内で動いてしまい、正しい音圧レベルが計測できないという問題が生じた。そこで、耳にフィットするタイプのバイノーラルマイクロホン(MS-TFB-2)を新規に購入し、実験系に導入したところ、再現性ある計測が可能となり、上記目標2が達成された。本年度は、前年度に構築された実験系を用いて実験的研究を行った。具体的には以下の通り、歌唱者が残響を伴った自身の歌声を聴きながら歌唱する際に、残響条件によって歌唱者の発声がどのように変化をするかを明らかにした。(1)歌唱実験:デジタル残響発生装置による音場呈示システム内で、母音のロングトーン発声からなる歌唱タスクを、歌唱者が発声した。(2)歌声の収録:(1)の実験の際、歌唱者の前方50cmに設置されたマイクロフォンにより、歌唱者の歌声を収録した。(3)収録された歌声の聴感的差異の検証:(2)で収録された歌声を実験者が聴取することにより、歌唱者により発声された歌声の聴こえ方が、歌唱者に呈示された残響条件によってどのように異なるかを聴感的に評価した。その結果、残響条件によって、異なる聴感的印象の歌声が発声されることが示された。(4)歌唱時に歌唱者が感じた感覚的差異の検証:(1)の実験直後の歌唱者に対して実験者がインタビューを行い、歌唱者による主観申告を聴取した。具体的には、各残響条件下において歌唱者がどのように発声を行い、発声時に感じる体性感覚および歌唱者自身の歌声に対する聴感的印象が、残響条件によってどのように異なっていたかを聴取した。その結果、残響条件によって、歌唱者が異なる体性感覚・異なる聴感的印象を感じながら発声を行うことが示唆された。(5)収録された歌声の音響的差異の検証:(2)で収録された歌声を信号処理により解析し、歌唱者が発声した歌声の音響的特徴が、歌唱者に呈示された残響条件によってどのように異なるかを評価した。その結果、残響条件によって、異なる音響的特徴の歌声が発声されることが示された。本年度は以下の通り、歌唱者に対する音場の影響を検証するための実験系を構築することができた。a.歌唱タスクの設計:(1)母音のロングトーンやよく歌われる簡単なメロディーを、模範歌唱に続いて模唱するタスクなどの中から、歌声の音響パラメータの影響を検証できるようなものを選定・設計した。b.歌唱実験を通じた実験データの収集:(2)歌唱者の協力を得て、デジタル残響発生装置による音場呈示システム内で、(1)で設計した歌唱タスクを歌ってもらった。(3)(2)の実験中に録音された歌声を実験者が聴取することにより、被験者の歌声に対する音場の影響を聴感評価した。その結果、残響のパラメータ、歌唱タスクの種類、及びヘッドホンの種類(オープン、クローズド)によって、異なる歌声が発声されることが示された。

(4)(3)の実験後の被験者にアンケートを行い、自分が発声した歌声のピッチの正しさ、及び歌いやすさ等についての主観申告を聴取した。その結果、残響のパラメータ、歌唱タスクの種類、及びヘッドホンの種類(オープン、クローズド)によって、歌唱者から異なる主観申告が得られることが示された。c.制御可能なパラメータを持つ音場を歌唱者に呈示できる実験システムの構築以下(5)の手順により、自然な響きを有し、音場パラメータが系統的に異なる合成音場を歌唱者に呈示可能な、音場シミュレーションシステムを防音室内に構築した。続いて、実験者が、構築したシステム内で歌唱したところ、ヘッドホンから良好な音質の歌唱音が呈示されることを確認できた。(5)申請者らがこれまでに構築した歌唱実験システム上の、デジタル残響発生装置の代わりに、実時間畳込み演算装置を組み込んだ。本研究は、音場という環境要因がヒトの感覚運動制御に与える影響について基礎的な知見を得ようとするものである。本年度は、前年度に構築された実験系を用いて実験的研究を行った。具体的には以下の通り、歌唱者が残響を伴った自身の歌声を聴きながら歌唱する際に、残響条件によって歌唱者の発声がどのように変化をするかを明らかにした。(1)歌唱実験:デジタル残響発生装置による音場呈示システム内で、母音のロングトーン発声からなる歌唱タスクを、歌唱者が発声した。(2)歌声と声帯振動の収録:(1)の実験の際、歌唱者の前方50cmに設置されたマイクロフォンにより歌唱者の歌声を収録するとともに、歌唱者の喉にとりつけられた電気声門図により歌唱者の声帯振動を収録した。(3)収録された歌声の音響的差異の検証:(2)で収録された歌声および声帯振動を信号処理により解析し、歌唱者が発声した歌声および声帯振動の音響的特徴が、歌唱者に呈示された残響条件によってどのように異なるかを評価した。その結果、残響条件によって、異なる音響的特徴・異なる声帯振動の歌声が発声されることが示された。人間情報学a.スタンドマイクを使った実験系を構築していたが、これでは環境音が混入することにより音質が低下し、歌唱者が快適に歌唱することが困難になるという問題が生じた。そこで、歌手の口元7cm付近に小型マイクを設置するという対策を講じた結果、自然な響きを歌唱者に呈示することが可能となり、この問題は解決された。b.歌唱者の外耳道における、直接音(歌唱者の口⇒歌唱者の両耳)に対する残響音(歌唱者の口⇒ホール⇒歌唱者の両耳)のレベルを計測する際に、小型マイクロフォン+ヘッドセットの組み合わせでは、小型マイクが外耳道内で動いてしまい、正しい音圧レベルが計測できないという問題が生じた。そこで、耳にフィットするタイプのバイノーラルマイクロホン(MS-TFB-2)を新規に購入し、実験系に導入したところ、再現性ある計測が可能となり、この問題は解決された。本研究では、音場という環境要因の影響を検証するために多くの実験が必要であった。このため、数多くある選択肢の中から、残響条件によって歌唱者の発声がどのように変化をするかを検証する上で最適な少数の歌唱タスクにまで絞り込むことができない、という問題が生じた。そこで、母音のロングトーン発声からなる少数の歌唱タスクに絞って実験を行った結果、上記の実験結果を得ることができ、この問題は解決された。本研究では、音場という環境要因の影響を検証するための多くの実験が必要であった。
分裂酵母ゴーストを用いた収縮環形成過程のin vitro再構成

本研究の目的は、細胞質分裂を担う収縮環の詳細な形成メカニズムをモデル生物の一つである分裂酵母を用いて明らかにすることである。分裂酵母の細胞壁を取り除いた部分スフェロプラストを膜透過処理することで形成途中の収縮環を含む細胞ゴーストを作製し、in vitroの収縮環形成の再構成を行う。部分スフェロプラストを用い、収縮環形成時に膜透過処理をした細胞ゴーストにATPを添加したところ、ゴースト細胞膜上にあるミオシンのドットが互いに集合するような動きがわずかに見られた。また、ミオシンを含む細胞表層が単離された例もあり、これもATP添加により凝集した。現在この動きについて解析するとともに、最適な再活性化の方法を検討している。また、スフェロプラスト作製法についてさらに検討を行った。温度感受性変異を複数組み合わせることにより、スフェロプラストにおける細胞周期の同調に成功し、高頻度で収縮環を保持する細胞ゴーストを作製することが可能となった。さらに、収縮環の完全単離法についても検討した。細胞壁溶解酵素の濃度、添加のタイミング、処理時間等を検討することで低頻度ではあるが遊離した収縮環の取得、およびその再活性化に成功した。現在はさらに高頻度で単離できる方法を検討している。これらの試料を用い、生物物理学的な実験(収縮力の測定)、微細構造解析(臨界点乾燥法、フリーズレプリカ法、クライオ電子線トモグラフィー)を進めている。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
アメフラシの新規心拍動増強ペプチドの作用機序と組織局在に関する研究

NdWFamide(Asn-D-Trp-Phe-NH_2)は、軟体動物アメフラシ心臓から単離した心拍増強ペプチドである。本補助金の交付期間中にNdWFamideの作用機序と組織局在に関する研究を行い、以下の知見を得た。1.NdWFamideの組織局在(1)NdWFamideを特異的に認識する抗体を用いた免疫染色の結果、抗NdWFamide抗体陽性神経はすべての中枢神経筋と心臓血管系、消化管等の末梢組織に見られた、特に顕著であったのは腹部神経筋のR3-13と呼ばれる一群の神経細胞であった。この神経細胞群から延びる神経繊維は鰓神経を経て鰓・心臓領域に分布していた。NdWFamide含有神経繊維の分布とNdWFamideの作用からNdWFamideはR3-13神経の主要な伝達物質のひとつであることが示唆された。(2)NdWFamide含有神経が中枢・末梢を問わず広く分布し、またNdWFamideが多くの組織で収縮増強作用を示したことからNdWFamideが神経伝達物質または神経ホルモンとしてアメフラシ体内における様々な情報伝達や生理機能の調節に関わることが示唆された。今後は、アメフラシの行動制御とNdWFamide含有神経との関わりを解析する必要がある。2.NdWFamideの作用機序(1)NdWFamideの強力な心拍動増強作用に関わる細胞内情報伝達機構を解明するため、セカンドメッセンジャー物質量に及ぼすNdWFamideの作用を検討した。その結果、NdWFamideはcAMP,cGMP量はいずれも変化させなかったが、IP_3量を増加させる傾向が見られた。また、verapamilで細胞外からのCa_<2+>流入を阻害した条件下でもNdWFamideが拍動増強作用を示したことから、NdWFamideは、IP_3の増大を介して細胞内Ca^<2+>ストアからのCa^<2+>遊離を引き起こし、心拍動を増強することが考えられた。(2)NdWFamideのアミノ酸を一部置換したアナログペプチドの作用は、調べたすべてのアナログで活性の低下が見られた。このことから、NdWFamideとその受容体の結合はかなり特異的であると思われる。(3)今回の情報伝達機構の解析からNdWFamide受容体とG蛋白質の共役の可能性が考えられるので、これらの知見を元に受容体の同定を進める必要がある。1. NdWFaの組織分布(1) NdWFaのアメフラシ各組織における局在を検討するため、まずNdWFaに特異的な抗体を作製し、その特異性を競合的ELISA法で確認した。(2)この抗体を用いた免疫染色の結果、脳、側、腹部などすべての中枢神経節に免疫陽性の神経細胞が観察された。今後、これらの神経細胞の同定を行う予定である。一方、免疫陽性の神経繊維は鰓、心臓、血管系、消化管、雌性生殖器官などに広く分布していた。これらの組織に対し、NdWFaは実際に収縮増強作用を示した。(3) NdWFaの組織含有量を検討するため、各神経節のペプチド抽出物を逆相HPLCで分画した後、各画分中の免疫陽性物質の量を競合的ELISA法で測定した。その結果、いずれの神経節抽出物においてもNdWFaの保持時間に相当する画分にのみ、強い免疫活性が見られた。もっとも含有量の高かったのは腹部神経節で、その量は神経節あたり0.1nmolと推定された。以上の結果は、NdWFaが神経伝達物質または神経ホルモンとしてアメフラシ中枢神経系の情報伝達及び末梢組織の機能調節に関わっていることを示唆している。2. NdWFaの作用機序NdWFaの心拍動増強作用の作用機序を検討するため、摘出心臓、単離心筋細胞を用いてNdWFaの細胞内cAMP量に対する作用を検討したが、いずれにおいてもNdWFaは細胞内cAMP量を変化させなかった。現在、Ca^<2+>,IP_3など、他のセカンドメッセンジャー物質に及ぼす効果を検討している。

2.NdWFamideの作用機序(1)NdWFamideの強力な心拍動増強作用に関わる細胞内情報伝達機構を解明するため、セカンドメッセンジャー物質量に及ぼすNdWFamideの作用を検討した。その結果、NdWFamideはcAMP,cGMP量はいずれも変化させなかったが、IP_3量を増加させる傾向が見られた。また、verapamilで細胞外からのCa_<2+>流入を阻害した条件下でもNdWFamideが拍動増強作用を示したことから、NdWFamideは、IP_3の増大を介して細胞内Ca^<2+>ストアからのCa^<2+>遊離を引き起こし、心拍動を増強することが考えられた。(2)NdWFamideのアミノ酸を一部置換したアナログペプチドの作用は、調べたすべてのアナログで活性の低下が見られた。このことから、NdWFamideとその受容体の結合はかなり特異的であると思われる。(3)今回の情報伝達機構の解析からNdWFamide受容体とG蛋白質の共役の可能性が考えられるので、これらの知見を元に受容体の同定を進める必要がある。
標準模型を超える模型における高次補正の効果と精密テスト

標準模型を越える模型に関して次の研究を行った。(a)高次元ゲージ理論とゲージ階層性の問題ゲージ階層性の問題を解決する候補の1つとして、高次元ヤング・ミルズ理論から出発して、Kaluza-Klein機構により、ヒグス場を得る模型を考案をした。この模型はヒグス場の質量が古典的にゼロであり、1ループ補正による2次発散も消えるという望ましい性質を持つことを示した。lループ補正は有限な質量を生成し、これは"large scaleコンパクト化"の問題と関連している(研究発表リストの1)。(b) SU(3)xSU(3)xU(1)模型(3-3-1模型)ゲージ群SU(3)xSU(2)xU(1)のもっとも簡単な拡張としてSU(3)xSU(3)xU(1)が考えられる。3-3-1模型は、世代数とanomaly free条件との関連、自然なPeccei-Quinn対称性などの観点から面白い模型である。この模型には重いゲージ・ボゾンの他に重いフェルミオン(bileptonなど)の世代が含まれる。重い粒子の効果は輻射補正パラメターS,T,Uを用いて表される。3-3-1模型に関して、S,T,Uに対するZ-Z'混合およびoblique補正の表式を与え、精密実験との比較から重い粒子の質量に対する制限を得た(プレプリントhep-ph 9902475)。(c)標準模型を越える模型におけるCP非保存Bメゾン崩壊やWWZ3点結合に現れるCP非対称性を調べた。超対称な模型のばあいにCPの破れが大きく現れ、測定にかかる可能性が有ることが分かった(研究発表リストの2,3)。
地域潜在生産力評価を用いた土地利用計画法の研究

1.本研究の対象地域として、長野県中央部の中信地域を選定し、そこでの水文気象資料、地形資料等の実測およびデ-タ収集を行い、基礎的な気象デ-タの整備を進めた。2.現地観測は各種地表面(水田、畑、裸地、芝地、コンクリ-ト面等)における温湿度の垂直分布、ならびに熱収支観測等を行った。この結果から、土壌水分の乾湿状態を表現するパラメ-タとして、各種地表面上でのボ-エン比を推定し、このパラメ-タが定性的には季節の相違を示す有効な指標となる可能性を認めた。3.さらに、土壌水分および土壌肥料条件の相違による生産力への影響を検討するため、水稲による圃場実験を行い、各種条件の異なる状況下での光合成、蒸散、気孔低抗などの貴重な実測デ-タの収集、分析を行った。その結果によれば、光合成は主に土壌水分条件によって規定され、土壌栄養条件は葉面積の生長等に対しては影響を及ぼすが、光合成強度に対しては間接的影響に留った。4.生産力評価の導入による土地利用計画法の方法については、十分な検討ができなかったが、今後にむけてのその意義と評価フロ-についての検討を行った。5.以上から、植物生産に係わる気象、生産環境に関する基礎的で貴重な成果を中心として、それらの成果をとりまとめた成果報告書を作成した。1.研究対照地域として、長野県中央部の中信地域を選定し、主にそこでの水文気象資料、地形資料等の実測およびデ-タ収集を行い、基礎的な気象デ-タの整備を進めた。2.とくに、気象資料としては、従来では得られなかった標高の高い森林域での実測デ-タを、現在も継続して収集中であり、山岳域をも含む生産力評価への貴重なデ-タを蓄積できた。3.現地観測は、各種地表面(水田、畑、裸地、芝地、コンクリ-ト面)における温湿度の垂直分布、ならびに熱収支観測等を夏および秋の代表的な1日において実施し、植物生産に大きな影響を及ぼす熱環境の実態把握を検討した。4.土壌水分状態と生産力の関係については、気象条件ならびに土壌水分計等の制約から、期待したデ-タは得られなかった。しかしながら、上述の現地観測によるデ-タにもとづき、土壌水分の乾湿状態を表現するパラメ-タ-として、各種地表面上でのボ-エン比を推定し、これが定性的に有効な指標となる可能性が認められた。次年度においては、ボ-エン比の実測例を重ねて、以上の結果の実証を試みる。5.生産力評価モデルについては、その基本的なモデル化の方法を検討し、これに必要な研究対照地域の地形デ-タ(メッシュデ-タ)の整備を並行して進められている。したがって、次年度においては、モデルによる計算結果検証用の実生産力デ-タの補足調査、資料収集を継続し、土地利用計画法への地域潜在生産力評価の導入の方法を検討する予定である。1.研究対象地域である長野県中央部の中信地域における水文気象資料、地形資料等の実測およびデ-タ収集を行い、基礎的な気象デ-タの整備を進めた。2.前年度に引続き現地観測を行った。これらは各種地表面(水田、畑、裸地、コンクリ-ト面等)における温湿度の垂直分布、ならびに熱収支観測等であり、代表的な各季節の1日変化を実測し、植物生産に大きな影響を及ぼす熱環境の実態把握を検討した。この結果から、土壌水分の乾湿状態を表現するパラメ-タとして、各種地表面上でのボ-エン比を推定し、これが定性的には季節の相違を示す有効な指標となる可能性が認められた。3.本年度は、とくに土壌水分および土壌肥料条件の相違による生産力への影響を検討するため、水稲による圃場実験を行い、各種条件の異なる状況下での光合成、蒸散、気孔低抗などの貴重な実測デ-タの収集、分析がなされた。

4.生産力評価の導入による土地利用計画法の方法については、十分な検討ができなかったが、今後の検討にむけてその意義と評価のフロ-についての検討を行った。5.以上の結果をとりまとめて報告書の作成を行った。
言語構造に符号化された手続き的制約と語用論的推論についての研究

手続き的制約は言語構造の弁別化に有効である。do it照応や空補文照応は指示対象をコンテクストから義務的に補充する意味的手がかりを符号化している点で飽和という表意構築プロセスと関わる。それに対して、do thisのような直示的表現は聞き手の注意を直示領域の特定の項目へ向ける。一方、論理形式に欠損要素をもつ言語構造として、動詞句削除は、統語的手がかりが義務的に非明示要素の補充を指図する点で飽和が関わっている。また、文断片的発話の意味解釈には自由拡充という表意構築のプロセスが関わり、自由拡充を要する典型的な構造よりも相対的に大きい処理労力を相殺する認知効果を得るのは、慣習的に使用されるからである。関連性理論に基づく手続き的説明の発展に伴い、言語表現や構造自体もそれを含む発話の解釈への計算に関する情報を符号化しているということが広く認識されている。しかしながら、その議論はまだ不十分である。本研究において、本年度は、照応表現(動詞句照応と動詞句削除)、直示表現などの言語構造に焦点をあて、それらに符号化された決定不十分な意味が明示的な伝達にどのように貢献するか、その解明について研究を行った。これらの最小限に言語に符号化された構造には、最小限の処理コストで正しい解釈へ導く言語的糸口が含まれているものの、それぞれの構造は、異なる手続き的方法で発話解釈に貢献していると言える。doit照応と動詞句削除を比べた場合、一次的表示として認知した表示の表示(メタ表示)から指示対象にアクセスする手続きを符号化している点は共通である。しかし、唯一の違いは、do it照応が意図された指示対象との内容においての解釈的類似性に基づくものであるのに対して、動詞句削除のような統語的削除の場合は、形式の類似性に基づいている点である。これらの言語構造の理解のプロセスは、それを含む発話の解釈が明示的な言語的手がかりをもとに行なわれるという点で飽和という意味充足プロセスであることがわかる。さらに、照応表現と直示表現は、発話解釈において聞き手の注意の焦点を異なる方法で操作していると言える。照応表現では、注意の焦点を聞き手の頭の中ですでに確立されたまま保つように指図している。それに対して、直示表現では、聞き手の注意の焦点を談話において既存のものからコンテクストにより派生された特定のものへと変化させる働きがある。こうした手続きは談話ダイクシスでも当てはまると考えられる。手続き的分析は、言語表現の構造がそれが生じる発話の解釈にいかに異なる貢献を行なうか、詳細に記述できる点で有効である。(1)当該年度の研究の具体的内容本研究は、言語形式や構造が発話の意味解釈に関わる心的メカニズム、および意図された発話解釈への手続き的制約の差異を解明することを目的とする。当該年度において、そのような異なる言語形式や構造の中で、動詞句照応、直示的表現、および省略表現について、それらが符号化する手続き的制約の差異の比較検討を行った。深層照応/表層照応という伝統的な二分法によれば、深層照応である動詞句照応は、直示的表現と同様に、非言語的コンテクストに存在する対象を直接指示できると説明されてきた。しかし、言語形式や構造が異なるため、符号化された意味(つまり、発話解釈へ導く語用論的推論のタイプ)は異なると考えられる。本研究では、直示的表現は物理的対象に直接的に注意を向けさせるという手続き的意味を符号化するのに対して、動詞句照応のような照応表現は指示対象の心的表示に注意を向けさせるという手続的意味を符号化すると結論づける。一方、照応表現と省略表現は異なる言語形式と構造をもっているが、ともに心的表示をもとに指示対象あるいは省略要素を確定するための手続的意味を共有している。両者の違いは、確定への語用論的推論の起動が、前者は意味的糸口、後者は統語的糸口に基づくことにある。(2)研究の意義と重要性これまで、言語表現の形式と意味との関係についての考察は、それが概念を符号化してはいないという見方を除いては、あまり試みられてこなかったと言える。関連性理論が提示する手続き的分析の利点のひとつは、言語形式や構造がそれらを含む発話の解釈に貢献する推論への制約について、細やかな差異を説明できる点にある。(1)当該年度の研究の具体的内容本課題は、言語の形式や構造が発話の意味解釈に関わる心的メカニズム、および意図された発話解釈への手続き的制約を解明することを目的とする。前年度は、これまで同じ枠組みで説明されてきた深層照応(語用論的に制御された照応)と直示的表現がそれぞれ符号化する手続き的制約の差異を考察した。当該年度は、発話環境に見られる種々の談話標識や省略表現のデータの収集と分析を進めた。この分析において、言語表現や言語構造の手続き的制約はそれが含まれる発話の解釈に関わる推論のタイプを詳細に説明できるという関連性理論の見方をもとに、類似の談話標識や種々の省略現象においても、同様の弁別的・示差的説明が可能であるという考察を行なった。省略現象においても、そのタイプが異なるために符号化された意味(つまり、発話解釈へ導く語用論的推論のタイプ)は異なると考えられる。動詞句削除や自由拡充、文断片的発話などのさまざまなタイプの省略現象が心的表示をもとにした語用論的推論をどのように起動させるのか考察を継続する。(2)研究の意義とその重要性

これまで、省略現象における意味の補充や拡充のプロセスについてあまり考察がなされていないと言える。関連性理論が提示する手続き的制約の利点として、意味の補充や拡充がどのような心的表示に基づいて行なわれるのか、省略という言語構造がそれらを含む発話の解釈に貢献する推論への制約について、細やかな差異を説明できるであろう。本研究は、さまざまな言語構造が符号化する手続き的制約の差異について考察するものである。分析の対象とした言語表現(構造)の中で、do it照応や空補文照応のような動詞句照応とdo thisのような直示的表現は言語形式そのものが、動詞句削除や自由拡充を要する構造および文断片的発話は論理形式内の欠損要素が、それを含む発話の意味解釈のための手続き的制約を符号化している。さらに、形式の有無の点で共通している構造については、手続き的制約が異なると言える。言語形式と手続き的制約の関連において、do it照応や空補文照応は指示対象をコンテクストから義務的に補充するための意味的手がかりを符号化している点で飽和という表意構築プロセスと関わり、メタ言語的類似性あるいは解釈的類似性に基づいて指示対象を確定させる。それに対して、直示的表現は聞き手の注意を直示領域の一部である特定の項目へ向けさせる手続き的制約を符号化している。手続き的制約に基づく言語機能の弁別化は、論理形式において欠損要素をもつ言語構造においても有効である。動詞句削除は統語的手がかりが義務的に非明示要素の補充を行なうため、動詞句照応と同様に飽和のプロセスと関わる。一方、文断片的発話の意味解釈には、自由拡充を要する構造と同様に、自由拡充という表意構築のプロセスが関わっている。論理形式を比べた場合、文断片的発話の意味解釈の際に補充する項の決定は、自由拡充を要する構造のそれよりも難しい。しかしながら、処理コストが大きいにも関わらず認知効果を生み出す(つまり、その伝達と認知が瞬時に行なわれる)のは、文断片的発話の使用の慣習と深く関わっているからだと言える。手続き的制約は言語構造の弁別化に有効である。do it照応や空補文照応は指示対象をコンテクストから義務的に補充する意味的手がかりを符号化している点で飽和という表意構築プロセスと関わる。それに対して、do thisのような直示的表現は聞き手の注意を直示領域の特定の項目へ向ける。一方、論理形式に欠損要素をもつ言語構造として、動詞句削除は、統語的手がかりが義務的に非明示要素の補充を指図する点で飽和が関わっている。また、文断片的発話の意味解釈には自由拡充という表意構築のプロセスが関わり、自由拡充を要する典型的な構造よりも相対的に大きい処理労力を相殺する認知効果を得るのは、慣習的に使用されるからである。言語コーパス(British National Corpus、Collins WordBanks)や映画などから話し言葉や会話データの収集を行なって来たが、それらの収集に予定以上に時間がかかったために、研究全体のデータの分析と考察が思うように進まなかった。また、この一年を通して、共同出版や学会の招待発表の準備に時間をとられることも多かった。研究課題は今年度のなるべく早い時期にまとめ、成果発表を行ないたいと考えている。認知語用論今後は次のような方策で研究をまとめる予定である。(1)言語コーパスの話し言葉のデータや映画の会話などから、データの収集を終了させる。
水蒸気プラズマと固体ソースプラズマを用いた蛍石のドライエッチング技術の基礎研究

光や電子集積回路等の微細パターン露光工程において,パターンの微細化の要求に伴って露光装置に使用される光の波長は短くなり,蛍石を用いる光学系が必須とされている。光学素子には表面に微細パターン構造を有するものが考えられるが,加工方法としてはドライエッチングが使用される。しかし,蛍石を光学素子とする場合には,化学的エッチングモードを発現するエッチングガスが存在しないためエッチングを行うことができず,微細パターンを有する光学素子を蛍石で形成することが非常に困難であった。本研究はこのような問題の克服のために計画されたもので,蛍石の表面を反応性イオンエッチングで加工して光学素子等を製作する方法の開発のための基礎研究およびこのプロセス技術を開発することにある。18年度はOHの利用に着目した実験を行い,誘導結合型(ICP)の液体ソースH_2Oプラズマについて明らかにした。19年度は,固体ソース(氷)を用いたH_2Oプラズマの生成と,CaF_2のドライエッチングプロセスへの応用を試みた。高周波電極の対向電極の代わりに石英板を配置し,SmCoリング型磁石を設置し高密度プラズマを発生させた。試料には光学研磨された直径1cm,厚さ1mmのCaF_2結晶を用いた。H_2Oはプロセスチャンバー内に設置されたビーカー内の水を,チャンバーを真空にする際の気化熱で凍らせることにより固体ソース(氷)とした。気体のH_2Oはこの氷から昇華することによってチャンバー内に供給される。CaF_2のエッチング深さの高周波パワー依存性を調査した結果,CaF_2のエッチングには,Siのトレーが有効であることがわかった。約2μmエッチングした試料のエッチング面はRaで約1nmの粗さであり,透明性もエッチング前と同様と良好な結果であり,光学デバイスへの応用に際して十分な特性をもつことが実証できた。本研究で得られたプロセス技術は,蛍石の回折格子やフレネルレンズなどの光学デバイス製作のほか,OHによる紫外光源や殺菌への応用も考えられる。光学素子として多く用いられている石英の場合には,ドライエッチングとして化学的エッチングモードが使用できる。すなわち,表面にレジスト層を形成してフォトリソグラフィプロセスによりパターニングし,残ったレジストを保護膜として,フッ素系化合物を含有するガスにより石英をエッチングする。その後レジストを除去することにより,表面にパターンを有する石英光学素子を製作する。しかし,蛍石を光学素子とする場合には,このような化学的エッチングモードによるエッチングを行うことができなかった。その理由は,蛍石は化学的に非常に安定な物質であるため,化学的エッチングモードを発現するエッチングガスが存在しないためであった。平成18年度においては,第一に,水蒸気導入機構の構築については,H_2O気化器とH_2O用マスフローコントローラを誘導結合型プラズマ(ICP)エッチング装置に取り付け,液体の水が気体のH_2Oとして真空中に規定の流量で供給されるかどうかを確認した。水蒸気導入プラズマの発生については,水蒸気と不活性ガスであるXeの混合ガスで誘導結合プラズマでの発生のほか,水蒸気単体でも標準的なエッチングプロセス圧力におけるプラズマ発生を確認した。水蒸気導入プラズマと固体ヨウ素をソースとするプラズマの同時生成についても成功した。プラズマ特性の評価については,上記で生成したプラズマを四重極質量分析器を用いて測定し,プラズマ中にH,H_2,OH,H_2O,H_3O,O_2の粒子が確認した。