hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
貧困・生活困窮者の＜自立＞と共同性に関する実証研究

1については、貧困・生活困窮と共同性に関連する文献を整理・検討した。2の調査は、A県において学習支援事業を実施しているNPO法人の協力を仰ぎ、生活保護(あるいは生活困窮)世帯の小学生10名、中学生3名へのアンケート調査(他記式・面接調査)を昨年度実施したものであり、今年度はその結果の追加分析を行った。3は、次年度行う調査の土台固めを行った。今年度4月に研究代表者が転任(異動)したことにより、申請時に研究計画に記したスケジュールからすると若干遅れが生じている。そのため「やや遅れている」と判断する。しかし、調査結果の公表や追加調査の目途は立ったいることから、今後はスケジュール通りに進むものと考えている。本研究の目的は、貧困(あるいは生活困窮)状態からの脱却過程(<自立>プロセス)において、他者とのつながりや集団への所属などによってもたらされる共同性が、どのような意義をもっており、どのような役割を果たしているのかを実証的に解明することである。それを知るために、当初の研究プランでは、生活困窮者自立支援法の下で展開されている1「自立相談支援事業」あるいは「就労準備支援事業」の利用者、2「学習支援事業」参加児童への調査を実施することにより、共同性やつながりが、「意欲」「信頼感」などとどのような関係性をもち、<自立>に対してどのような影響を及ぼしているのかを把握することを想定していた。昨年度まで主として2の調査研究を進めてきたが、子供の属する世帯の経済的・社会的・文化的状況と重ね合わせながら上述した論点を把握する必要性が出来した。また同時に、子供や子育て世帯へ着目することにより、世帯の貧困化・脱貧困化の双方の過程を共同性の観点から照射しうるとの考えに至った。そこで、今年度も上記2に引き続き注力することとした。特に、子育て世帯に着目し、子育て世帯の経済的・文化的環境と社会的ネットワークの関連性を把握する調査をA市において実施した。結果は分析の途上であるが、世帯のもつ社会的ネットワークや集団への所属が、貧困や生活困難に際してどのような機能を果たしているのかを明らかとしたい。昨年度4月に研究代表者が転任(異動)したことにより、研究環境や調査等の協力先との連携に変化が生じたため、申請時に研究計画に記したスケジュールからすると若干遅れが生じている。研究2年目となる次年度(平成29年度)は、調査データをさらに詳細に分析し、結果の公表を行いたいと考えている。また、生活困窮者自立支援法の下で展開されている「自立相談支援事業」あるいは「就労準備支援事業」の利用者を対象としたインタビュー調査の準備を進めたいと考えているが、研究代表者の所属研究機関が変わったことから、当該調査で協力を仰ごうと計画していた機関の協力が得られない可能性もある。その場合は、他の地域で同事業を実施している機関と連携を図るための関係づくりを行いたい。本研究課題の研究期間は4年間であるが、こうした調査研究を通じて、最終的には共同性が<自立>プロセスにおいてもつ意義と役割をとらえたいと考えている。研究3年目となる次年度(平成30年度)は、調査データをさらに詳細に分析し、結果の公表を行いたいと考えている。
各種ワクチンおよびRNAiによるエビ類の急性ウイルス血症の防除

本研究は,養殖クルマエビに多大な被害を出しているクルマエビ急性ウイルス血症原因ウイルス(WSSV)の感染予防を目的とした。WSSVのエンベロープ構成タンパクであるVP-28のリコンビナントタンパクを作製して,サブユニットワクチンとしての効果を明らかにした。さらに,新たな高感度検出法と防除法を確立するために,LAMP法とRNA干渉法を開発し,その有効性を明らかにした。現在,エビ類の養殖で最も大きな問題となっているのは,WSSV,IHHNV,TSVおよびYHVの4種のウイルス病である。これらのウイルスの高感度・定量検出のためのLAMP法を世界に先駆けて開発した。これにより,今までウイルスの検出に2-3時間必要であったが,1時間に短縮された。LAMP法は簡便な方法でもあるので,今後広く世界的に使われると予想される。WSSVの感染予防のために,VP28に対するサブユニットワクチンとRNA干渉法のためのdsRNAを作製して,その効果を確認できた。これにより,新たな予防方法が確立された。さらに,これらの予防方法の作用機作を明らかにする目的で,クルマエビの免疫関連遺伝子について探索した。その結果,世界で初めて甲殻類からtumor necrosis factor遺伝子を発見して,その構造と機能を明らかにした。エビ類に特有といわれるanti-LPS factorも発見して報告した。これらの遺伝子のノックダウンを行うことで,機能を明らかにした。養殖クルマエビに多大な被害を出しているクルマエビ急性ウイルス血症原因ウイルス(WSSV)の感染予防を目的とする。WSSVのエンベロープ構成タンパクであるVP-28およびVP-35の遺伝子を用いて,DNAワクチンを作製した。親クルマエビに対する注射法を用いてDNAワクチンを投与し,その後,WSSVによって攻撃を行った。その結果,いずれのDNAワクチン投与区もWSSVに対して,予防効果を示した。そこで,今後サブユニットワクチンの開発やRNAiによるウイルス疾病抑制に取り組みたい。すでに,基礎的な知見については,国際誌に2報投稿済みである。また,6月と10月の国際学会に口頭発表を行うべく,登録手続きは終了している。平成20年度はDNAワクチンの効果確認試験を行った。ウイルスの高感度検出法であるLAMP法を確立し,学会発表と論文発表を行った。ウイルスとしては,日本で特定疾病に指定されているYHV,IHHNVおよびTSVなど重要な病原性ウイルスを含む。同時に,これらの高感度検出法を発展させて,定量検出法を確立した。本法は高感度定量検出法として,ウイルス病の感染予防に貢献できる。WSSVの感染に重要な役割をはたすVP-28とVP281およびアポトーシスを起こすカスパーゼ遺伝子を標的にしたRNAiを作製し,これらによるWSSV感染防御効果について検討した。その結果RNAiによって,標的遺伝子の発現は抑制されることが明らかとなった。RNAi投与によるWSSV感染防御効果に差は見られたものの,一定の感染防御効果がみられた。とくに,VP-28とカスパーゼ遺伝子による防御効果は高かった。このことから,VP-28が感染に関与していることと,アポトーシスがウイルス感染の拡大に大きな役割を担っている事が明らかとなった。同時に,高感度定量検出法を用いて,RNAi投与後のウイルス感染におけるウイルスの体内に置ける動態を現在調査中である。今後,これらの結果を論文化するとともに,peneidin,crustin,lysozymeなど免疫関連遺伝子の動態なども解析して,ウイルス感染に対するエビ類の生体防御機構を明らかにしたい。
客観的膀胱癌浸潤性判定法の開発に関する研究

膀胱癌浸潤性の客観的指標開発のため、フローサイトメトリー、レーザーサイトメトリーを使用した癌細胞のDNA ploidyならびにbromodeoxyuridine(BrdU)標識率による細胞増殖活性の検討を行った。手術的に摘出された膀胱癌組織に対し、in vitroにおけるBrdU標識を行いフローサイトメトリーによるDNA/BrdU二重解析を行った。病理組織学的に高悪性度、浸潤性を示す腫瘍においてDNA aneuploidy、BrdU標識率の高値が認められた。この結果を基に病理組織学的悪性度、BrdU標識率による腫瘍のスコアリングを試み、症例の予後とを対比検討した。高スコア症例すなわち高悪性度、高BrdU標識腫瘍において極めて不良な予後が示され、本スコアリングシステムによる膀胱癌の客観的浸潤性判定法の可能性が示された。膀胱癌浸潤性の客観的指標を探るためにはまず膀胱癌培養細胞を使用した各種悪性度・浸潤性因子の解析を試みた。これら解析における基本はフローサイトメトリーおよびレーザー・サイトメトリーを使用し、異なる悪性度を有するヒト膀胱癌培養装胞株KU-7,KU-1,T24,NBT-2の4種の細胞株をモデルとして、その増殖性と腫瘍の浸潤性を比較した。増殖性の指標としては、bromodeoxyuridine(BrdU),proliferating cell nuclear antigen(PCNA),Ki-67に注目し、その染色性あるいは染色の異同を比較検討した。増殖動態解析においてはS期細胞の選択的同定にはBrdUが最も正確であり、一方PCNA,Ki-67はG1期あるいは分裂期の一部もその陽性反応を示すことが判明した。これら培養細胞をHoechst33342により生細胞のまま染色し、その染色性によりフローサイトメトリーを用いてG0/G1およびnon-G0/G1細胞に選別し、これら細胞群における増殖性を検討した(第二回泌尿器科細胞解析研究会,1993年2月)。さらに、手術的に摘出した臨床検体に対するBrdUのin vitro標識による各腫瘍のDNA/BrdU二重解析においては、high-gradeの膀胱癌において、DNA ane-uploidyが高頻度に出現し高いBrdU標識率が得られた。これを患者の予後と対比すると、BrdU標識率10%以下と10%以上の腫瘍に分けてその3年生存率を検討すると、低BrdU標識腫瘍は98%、高BrdU標識腫瘍は42.9%とBrdU標識率の高い腫瘍において予後が極めて不良であることが示された(J.Urol.,印刷中)。以上の結果よりbromodeoxyuridineによる細胞増殖性の検討は膀胱癌の客観的悪性度評価方法として臨床応用可能であることが示された。膀胱癌の悪性度・浸潤性の判定基準としてフローサイトメトリーを使用したDNA/bromodeoxyuridine(BrdU)二重解析を行った。High-grade.high-stageの腫瘍においては,DNA aneuploid,BrdU標識率の高値が認められた。これら膀胱癌のBrdU標識率と症例の予後とを比較すると,高BrdU標識腫瘍において予後の著しい低下が示された。そこで,病理組織学的因子を中心とした他の膀胱癌予後規定因子を含め,多変量解析により予後に対する重みの検討を行うと,BrdU標識率は腫瘍悪性度,組織学的腫瘍深達度につぐ予後規定因子となりえることが判明した(J.Urol.,149:739-743,1993)。そこで組織学的腫瘍悪性度およびBrdU標識状態によりこれら因子の予後に与える影響をスコアに表し,膀胱癌のスコアリングを試みた。このスコアにより膀胱癌の予後を良好に判定し得る可能性が示された(Int.J.Urol.,印刷中)。これらの結果は膀胱癌の客観的浸潤性判定がこれらフローサイトメトリーを中心とした方法により可能となることを示すものと考えられた。膀胱癌の悪性度・浸潤性の判定基準としてフローサイトメトリーを使用したDNA/bromodeoxy-uridine(BrdU)二重解析を行った。high-grade,high-stageの腫瘍においてはDNA aneuploid,BrdU標識率の高値が認められた。これら膀胱癌のBrdU標識率と症例の予後とを比較すると高BrdU標識腫瘍において予後の著しい低下が示された。そこで病理組織学的腫瘍悪性度およびBrdU標識状態によるこれら因子の予後に与える影響をスコア化し、膀胱癌のスコアリングを試みたところ高いスコアを示す膀胱癌症例の予後は不良であり、この方法が膀胱癌予後因子として臨床応用可能であることが示された。(Int.J.Urol.,1:37-
メダカをモデル生物に用いた骨形成分子機構の解明

私達はメダカを骨形成のモデル生物として開発しており、その一つとして、メダカの尾びれを用いて、血管損傷のない新たな骨折修復モデルを作成し、破骨細胞と骨芽細胞について解析した。生きたままの状態で経時変化で骨折の修復過程が観察でき、破骨細胞と骨芽細胞の関連した動きが解析可能になった。さらにRANKLに依存しない破骨細胞の存在が明らかになり、この破骨細胞の分化に関与する新しい破骨細胞因子を明らかにする必要がある。以上のように、メダカの骨リモデリングシステムの確立とその解析から、これまで哺乳類では見つかっていない新しい細胞間相互作用と破骨細胞分化の存在が明らかになった。骨は体幹を作る最も重要な器官であるが、どのように骨が発生してくるのか、ほとんどわかっていない。これまでマウスを用いた実験で、細胞生物学的な解析からはcbfa1,BMP・2に代表される骨形成に必須な転写因子、分化因子が解明されてきたが、骨の基本的な形態がどのように形作られるかほとんどわかっていない。メダカは透明で器官形成が見えること、トランスジェニックが作りやすくその蛍光の光で骨形成がトレースできること、さらに突然変異体が得られ、その原因遺伝子を発見しやすいことが挙げられる。我々はこのメダカを実験モデル生物として用い、骨発生・形成の基本的なシステムを解明する。特に、椎骨の発生システムは我々がメダカを用いることによって世界に先駆けて一部の解明を果たし、今後の研究発展が期待される。23年度の成果は以下の通りである。メダカ用いた新たな骨発生・形成、椎骨形成について以下の4項目について検討した。1.椎骨パターニングの解明:2種類の椎骨形成不全メダカの原因遺伝子を明らかにし、その分子機能の詳細な検討が可能になった。2.椎骨形成の細胞系譜:胚発生初期における細胞移植の実験系を確立した。このことにより、骨形成における前駆細胞の移動と分化が明らかにできるようになった。3.神経棘・血管棘形成における破骨細胞の活性化と神経管・血管の役割:破骨トランスジェニックラインにより破骨細胞の分化・活性化機構を明らかにし、国際発生生物学会誌に発表した。4.骨形成突然変異体の解析:頭蓋骨・ヒレ形成不全メダカから原因遺伝子のクローニングの結果、eda遺伝子であることが明らかになり、edaとその受容体edarの発現場所が特定され、特に、ヒレ骨形成のシステムが明らかになった。3種類の椎骨形成変異体について、変異体同士の掛け合わせ、また骨芽細胞関連遺伝子のプロモーターを用いて作成した各種トランスジェニックラインと変異体を掛け合わせたメダカを作成し、それぞれの椎骨形成不全がどの段階のどの細胞によるものかを、解析している。その結果、特にタイプ10コラーゲンプロモータートランスジェニックラインが、椎骨の未熟な骨芽細胞をトレースするのに適しており、椎骨形成に関わる硬節由来細胞と、脊索に存在する細胞のそれぞれの機能が明らかになってきた。メダカ骨形成において、まだ基本的な骨の形作りがわかっていないために、哺乳類との比較が困難である。その基本的な骨形成について検討するために、哺乳類の骨形成のマスター転写遺伝子であるosterix, runx2のノックアウトメダカを、Tallen法で作成することを開始した。すでにosterixのノックアウトは成功しているので、ラインを確立することにより、魚類と哺乳類の骨形成機構の違いをあきらかにできる。椎骨形成には硬節由来の細胞が必要であるが、硬節細胞の欠失をすることにより、この細胞の椎骨形成による機能があきらかになる。その方法としてcell ablation法を検討し、使える目途が立った。この方法と各種トランスジェニックラインを組み合わせることにより、骨発生のダイナミックなメカニズム解明が可能になる。生きたまま細胞動態を追跡できるメダカの骨形成において、骨リモデリングの細胞学的解析により、咽頭歯骨再生と尾びれ骨折修復での新しい作用機作を発見する。1.咽頭歯;メダカの喉奥に数百本ある咽頭歯は再生を繰り返し、歯は咽頭歯骨によって支えられており、咽頭歯骨もリモデリングする。このとき破骨細胞は骨芽細胞によって支えられており、この作用には新しい分泌因子が関与しており、この因子を明らかにする目的で、骨芽細胞のアブレーションを行った。その結果、破骨細胞が維持されなくなり、早い時期に消失した。この結果、この因子は破骨細胞の維持に機能することが明らかになった。さらに宇宙の無重力下ではこの咽頭歯骨のモデリング異常が見られ、骨量が2か月で24%減少した。この一つの原因としてミトコンドリアの機能異常が考えられた。2.尾びれ修復過程ではRANKLに依存しない破骨細胞の出現が見られ、新たに破骨分化因子が想定できる。この因子の特性を検討した。

TGFbeta阻害剤を修復初期過程で処理したところ、破骨細胞が減少した。この結果、破骨分化因子はTGFbetaで発現誘導される因子であることが明らかになった。さらに骨形成に関与するぺリオスチンの骨折修復における役割を検討するため、修復過程におけるぺリオスチンの発現を解析した。その結果2種類あるメダカぺリオスチンはそれぞれ独自に骨折に伴い発現誘導され、骨折修復に何らかの関与が考えられたが、その機能は異なっていることが明らかになった。26年度が最終年度であるため、記入しない。骨生物学26年度が最終年度であるため、記入しない。変異体の原因遺伝子が特定され、新たな骨形成システムの解明が可能になった。メダカ変異体の解析については、その変異による骨芽細胞分化異常を見ることができる新しいメダカトランスジェニックラインの作成に成功し、椎骨形成の新しいメカニズム解明が進む。また3種類のメダカ椎骨形成変異体の原因遺伝子がどのように関わっているか、順調に解明が進んでいる。さらに新しいノックアウトメダカを作成するTALLEN法や、特異的細胞を欠失するAblationの技術が開発され、椎骨形成を総合的に解析できる基盤が整った。メダカを用いた骨形成の解明には、従来の動物個体を用いた発生生物学に、細胞を特定してその機能を解明する細胞生物学の導入が必要である。そのためには、今後、新たなトランスジェニックラインの確立と細胞移植の技術の発展が必要である。3種類のメダカ骨形成変異体の解析を進め、今年度中に論文として発表する。また新たな骨形成特異的ノックアウトメダカの解析により、魚類と哺乳類の骨形成機構の違いを明らかにし、脊椎動物共通の骨形成メカニズム解明に努める。
多様化した気分障害患者に関する画像・分子薬理学的研究

大うつ病患者(30名)と年齢、性をマッチさせた健常者(30名)を対象にMRIで最もよく描出されるN-アスパラギン酸(NAA)を計測し、臨床評価、カテコールアミンの代謝産物である血中MHPG、HVA、脳由来神経栄養因子BDNFなどとの相関について検討した。その結果、頭頂-後頭葉領域でうつ病群は、NAA/Crが有意に低下していた。一方、Glx(glutamate+glutamine)は両群に差はなかった。また、血漿中MHPGは、うつ病群で健常者と比較して有意に高値であったが、血漿中HVA、BDNFとは何ら相関は認めなかった。血漿中のコルチゾール濃度はうつ病群は健常群と比較して高い傾向を示した。また、血漿中BDNF濃度とHVA濃度には両群間には差は認めなかった。さらにうつ病群では、血漿中BDNF濃度とHAMD17得点と血漿中BDNFとは有意な傾向を認めた。平成21年度は、他覚的なうつ病評価尺度であるハミルトンうつ病評価尺度(HAM-D)および自覚的なうつ病評価尺度である社会適応度自己評価尺度(Social Adaptation Self-evaluation Scale : SASS)を用いて、双極性障害を含む6例の気分障害患者を本研究にエントリーした。血中脳由来神経栄養因子(BDNF)、血漿中MHPG,HVAの測定、MRIの撮像条件などは、既に産業医科大学精神医学教室および同放射線科で確立しており、GE社製3テスラーのMRI装置を用い、DTI、容積、高分解能T2強調画像により海馬の詳細な形態変化を検討した。定量的評価は1名の放射線科医がT2強調画像を用いて海馬頭部から尾部、全脳の灰白質、白質、脳脊髄液、脳実質の体積、乳頭体から5スライス(12.5mm)後方における海馬体部の各構造(CA1,CA3-4,海馬台)の厚みなどを測定した。その結果、正常者に比べて、気分障害患者のうつ状態時には海馬(CA3-4の高さとCA1)が小さいことが明らかになった。典型的なうつ病患者の1例はセルトラリン100mgで症状がHAM-D20点が3点に改善したが、その治療後には海馬の測定値もわずかに改善していた。症例数が少ないために放射線科で得られた結果の統計的な解析および生化学的な検討はまだ行っていないが、多様化したうつ病の病態を生物学的なマーカーや脳形態の変化などにより明らかにできると考えている。本研究は、多様化したうつ病の急性期とその6ヶ月後とで、MRI画像、拡散テンソル画像、血中MHPG、HVA、BDNF、BDNFおよび5-HTTP遺伝子多型、認知機能評価(BACS、Iowa Gambling Task)を比較検討し、うつ病の病態解明をすることを目的としている。対象患者は産業医科大学病院神経・精神科の外来通院、あるいは入院している20歳から60歳までの患者でDSM-IV-TRの診断基準で大うつ病性障害を満たした患者である。治療開始時に、性格傾向をみるためにNeo FFI、Early Trauma Inventoryを実施した。治療開始時にコルチゾールと血中MHPG、HVA、BDNF、BDNFおよび5-HTTP遺伝子多型を検討するための採血や認知機能検査(BACS、Iowa Gambling Task)、さらに治療開始時・8週後、6ヶ月後にMHPG、HVA、BDNFを測定するための採血を施行した。2011年3月現在、患者29例、健常者15例を本研究に導入した。患者は13例、健常対象群14例が全過程を終了、残り2例が、現在進行中である。健常者は、3例が脱落し、2例が全過程を終了、残り10例が現在進行中である。今年度、健常者11例を導入予定である。現在までのところ、認知機能検査であるBACSを施行した6名のうつ病患者では、研究導入時と6か月後では、言語性記憶、ワーキング記憶、運動機能、言語流暢性、注意と処理能力、遂行機能等どの項目においても有意な差は認めなかった。6ヶ月後に寛解していた患者と回復していない患者による違いや治療初期の重症度等さまざなデータのバラツキが考えれるが、今後症例数を増やし、MRI撮像による海馬体積の変化、拡散テンソル画像、さらに血液から得られたデータと組み合わせてさまざまなうつ状態の病態を明らかにして、新たなテーラーメイド医療に結びつく治療戦略を立てたいと考えている。

多様化したうつ病の患者を対象に急性期とその6カ月後にMRI画像が撮像できる人を30名集積させることに本研究の時間とエネルギーを要した。対象患者は産業医科大学病院神経・精神科の外来通院、あるいは入院している20歳から60歳までの患者でDSM-IV-TRの診断基準で大うつ病性障害を満たした患者である。本研究の3年目である平成23年度になって、ようやくうつ病患者(N=30)および正常対照者(N=30)のMRIの撮像を完了した。したがって、今年度中に臨床評価とMRSによるGABA、Glutamate+Glutamine(Glx)、N-acetyl-aspartic acid(NAA、さらにモノアミンの代謝産物である血漿中MHPG(4-methylhydoroxyphenyl glycol、血漿中HVA(homovallinic acid)、血中脳由来栄養因子(BDNF:brain derived-neutrophic acid)などとの関係を明らかにする。MRSのデータから得られたNAA値は、正常対照群に比較して低下していた。これまでの研究からは、うつ病患者では脳由来栄養因子(BDNF)、一酸化窒素(NOx)は低下していることを報告したが、各種抗うつ薬の中でミルタザピンは、他の薬剤と異なり効果を示した群では4週目にBDNFが増加していた。また、セロトニン・ノルアドレナリン再取り込み阻害薬(SNRI)の一つであるミルナシプランは、パロキセチン、セルトラリンなどのSSRIと異なり、NOxを増加させた。これらBDNFやNOx値動態の違いは抗うつ薬そのものの効果の違いかうつ病の病態そのものに違いがあるのかもしれない。これらのさまざまな生物学的な指標と臨床症状(HAM-D17項目)を細かく分析して、多様うつ病の病態を明らかにしたい。
データ駆動パラダイムによる協調的ソフトウェア開発支援手法の研究

本研究は,申請者らが提唱している,図的な仕様記述から高度並列処理実行に至るまで一貫したデータ駆動パラダイムの研究の一環として,以下の点に着目し,複数人での図的データ駆動ソフトウェアの開発支援環境の構成法の確立を目指している.1.要求仕様の協調的記述手法:現在採用している,図的表現を許す多面的な仕様記述の表現形式を,グループ内での発散的思考ならびに収束的思考の調和が要求される,いわゆる,要求分析段階にも適用可能なように定式化した.具体的には,必要な機能の列挙が可能な機能ブロック図,ならびに,必要なデータ(集合)の列挙が可能なデータ構造図をブレーン・ストーミングの経過を表現可能なように拡張した.これらに加えて、システム外部から見た可観測な振舞の列挙が可能なシーケンス図も同様に拡張した.2.要求仕様の協調的記述の支援手法:上記手法による記述を,データ駆動原理に基づき解釈し,内部仕様記述,さらには,実行可能プログラムを導出する基礎的手法を定式化した.本手法では,必ずしも完全には記述されない要求仕様記述に対して,不足箇所の誘導ならびに記述相互間の一貫性保証のために,異なる協調者により記述された異なる表現形式間での相互変換を施す.すなわち,処理実行に本質的なデータ依存関係とデータ構造を自然に表現できる,データ駆動型処理モデルを介して,このような相互変換機能を実現する.さらに,上記の手法のカーネル部分を,設備備品として購入した,デスクトップコンピュータ上に構築し,その実現可能性を確認した.今後,実時間制御や通信システムなどの分野における実用的なシステムの開発を想定して,本手法の実用性を実証することが残されている.本研究は,申請者らが提唱している,図的な仕様記述から高度並列処理実行に至るまで一貫したデータ駆動パラダイムの研究の一環として,以下の点に着目し,複数人での図的データ駆動ソフトウェアの開発支援環境の構成法の確立を目指している.1.要求仕様の協調的記述手法:現在採用している,図的表現を許す多面的な仕様記述の表現形式を,グループ内での発散的思考ならびに収束的思考の調和が要求される,いわゆる,要求分析段階にも適用可能なように定式化した.具体的には,必要な機能の列挙が可能な機能ブロック図,ならびに,必要なデータ(集合)の列挙が可能なデータ構造図をブレーン・ストーミングの経過を表現可能なように拡張した.これらに加えて、システム外部から見た可観測な振舞の列挙が可能なシーケンス図も同様に拡張した.2.要求仕様の協調的記述の支援手法:上記手法による記述を,データ駆動原理に基づき解釈し,内部仕様記述,さらには,実行可能プログラムを導出する基礎的手法を定式化した.本手法では,必ずしも完全には記述されない要求仕様記述に対して,不足箇所の誘導ならびに記述相互間の一貫性保証のために,異なる協調者により記述された異なる表現形式間での相互変換を施す.すなわち,処理実行に本質的なデータ依存関係とデータ構造を自然に表現できる,データ駆動型処理モデルを介して,このような相互変換機能を実現する.さらに,上記の手法のカーネル部分を,設備備品として購入した,デスクトップコンピュータ上に構築し,その実現可能性を確認した.今後,実時間制御や通信システムなどの分野における実用的なシステムの開発を想定して,本手法の実用性を実証することが残されている.
近代日本画からの遡及-江戸時代写生画をめぐる図像と言説

私はこれまで、江戸時代花鳥画に対する従来認識の再考を目的とする研究を行ってきた。その研究途上で、以下のような点を気づいた。すなわち今日、江戸時代美術史上において<写生画派>のカテゴリーに括られる円山四条派や秋田蘭画派などは、いずれも「近代日本画」という美術ジャンル創成期の明治時代において、画家や美術批評家たちによって意識的に見出されてきたのである。本研究ではこのような点を重視し、江戸時代以来の写生的な花鳥画の題材(motif)や画題(subject)が、従来では関連性は無いものと考えられてきた「美人画」というジャンルや、あるいは工芸意匠(デザイン)など絵画以外の美術ジャンルとも、きわめて近しい関係にあることを新たに明らかにした。このような事実は、現在の日本美術史研究ではいまだ理解されていない。そこで本研究では、具体的作品に基づく図像検証を重ねるとともに、新聞・雑誌記事の分析により明治昭和初期における花鳥画についての「言説」についても検証を進めた。以上のような分析作業を経て、私は20082011年度までに、2冊の単行本と4本の研究論文を成果として発表した。また2012年度中にも新しい単行本を発表予定である。研究代表者はこれまで、一貫して「江戸の花鳥画」に対する従来認識の再考を目的とする研究に従事してきた。そしてこれらの研究を通じて、次なる問題として今日<写生画派>に括られる円山四条派や森派、および秋田蘭画派などが、いずれも「近代日本画」創造期の明治時代に意識的に見出され、再評価されたことに改めて思い至った。本研究ではそのような視座に立って、明治の近代日本画、とくに江戸時代以来の「写生」の問題を、リアリズム表現として再解釈しようとした画家や作品群から遡及し、現代の美術史研究にまで影響を及ぼしている江戸の写生画に対する理解を、再検証することを試みる。そしてこの検証は逆に、江戸時代当時では高く評価されながら、明治以後は久しく存在が忘れられていった写生画家や画派についても、同時に再考察を加えることとなるであろう。本課題では江戸の写生画と明治近代日本画との関係について、大きく二つの課題(秋田蘭画派と円山四条派)に取り組んでいるが、平成20年度では、秋田蘭画派における「写生」的要素の再検証を中心に、作品調査と資料分析とを行った。その際重要な資料として、秋田蘭画発見の立役者とされる明治の日本画家・平福百穂著『日本洋画曙光』を扱った。しかし従来の秋田蘭画研究では、ほとんどこの書については注目してきていない。改めて平福の秋田蘭画研究をひもとくと、実は彼は秋田蘭画派を、先駆的な「新しい日本画派」であった認識していた節が見られる。平福百穂自身は円山四条派から出発し、そして一時洋画を志すという画歴の中で、最終的には既存の日本画には飽きたらない「新しい日本画」の創造に生きた画家である。その平福によって秋田蘭画派が「見出された」という意味を、近世美術史とは切れることのない近代絵画史の問題として考えた。そこで今回研究代表者は、『日本洋画曙光』に記載された事実内容を改めて検証し、さらにそこから発展し、秋田蘭画派の傑作・小田野直武筆「不忍池図」(重要文化財)を新たに論じる試みを行った。昭和30年代に世上に現れた「不忍池図」を、昭和8年に没した平福が知ることはなかったが、秋田蘭画派における先進性を直感的に見抜いた平福の見識は、「不忍池図」を<名作>と評価する現代の美術史・美術批評観の根幹を成していたと言える。そうした点を踏まえて、研究代表者は同作品の分析を行い、結果として「不忍池図」が単に<山水花鳥画>という絵画ジャンルであったにとどまらず、実は中国美人画の文学的言説に基づく一種の<見立美人画>であり、また同時代の江戸風俗や中国春画の言説、さらには鑑賞における遊びの要素をも駆使した、非常に複雑な意味体系を成す絵画であることを立証するに至った。この研究成果を近く、単著『秋田蘭画の近代--小田野直武筆「不忍池図」を読む』

(東京大学出版会、2009年4月、pp400)として上梓・刊行の予定である。本課題では江戸の写生画と明治近代日本画との関係について、大きく二つの課題(秋田蘭画派および円山応挙を中心とする京派)に取り組んでいるが、平成21年度では、秋田蘭画派における「写生」的要素の再検証を中心に、作品調査と資料分析とを行い、最終成果としての著作を発表した。内容としては、秋田蘭画研究の嚆矢である平福百穂の『日本洋画曙光』を再検証し、彼が秋田蘭画派を先駆的な「新しい日本画派」と認識していたことを明らかにした。さらにそこから発展し、秋田蘭画派の傑作・小田野直武筆「不忍池図」(重要文化財)を新たに論じる試みを行った。昭和30年代に世上に現れた「不忍池図」を、昭和8年に没した平福が知ることはなかったが、秋田蘭画派における先進性を直感的に見抜いた平福の見識は、「不忍池図」を<名作>と評価する現代の美術史・美術批評観の根幹を成していたと言える。そうした点を踏まえて、研究代表者は同作品の分析を行い、結果として「不忍池図」が単に<山水花鳥画>という絵画ジャンルであったにとどまらず、実は中国美人画の文学的言説に基づく一種の<見立美人画>であり、また同時代の江戸風俗や中国春画の言説、さらには鑑賞における遊びの要素をも駆使した、非常に複雑な意味体系を成す絵画であることを立証するに至った。この成果は単著『秋田蘭画の近代-小田野直武筆「不忍池図」を読む』(東京大学出版会、2009年4月、pp400)として上梓した次第である。なお同書は姫路市主催・第22回和辻哲郎文化賞〔一般部門〕を受賞した(平成22年3月1日付)。またこうした研究成果からの新たな問題として、<美人画>と<花鳥画>の境界的作品が江戸中期以降かなりの数が現れることに注目し、伊藤若沖の作例から明治近代絵画を論じる試みを別に行った。こちらの研究成果としては「鸚鵡の肖像-<花鳥画>と<美人画>の境界」(岩波書店『文学』第10巻5号、2009年9月)という論文を発表した。本課題では江戸の写生画と明治近代日本画との関係について、大きく二つの課題(秋田蘭画派および円山派を中心とする京派)に取り組んでいるが、秋田蘭画については一定の成果発表を終えたので、平成22年度以降は近世および近代の京派を中心に写生画の再検証をすすめるべく、作品調査と資料分析とを行っている。この検証作業は2011年3月時点ではまだ全て終えてはいない段階ではあるが、その途中経過として明治近代日本画、なかでも江戸時代の「動物画」および「美人画」の流れを汲む絵画作品の中に、伝統画題を再構築した革新的画題と見なされる作品が複数見出された。そこで2010年度では、動物画に関する調査成果の一部を論文として発表した(「波と兎-「月の光」のかたちと言説」、『学習院女子大学紀要』第13号、2011年3月、pp.1-16)。今回取り上げたテーマは「兎」である。兎をモチーフとする近代日本画は竹内栖鳳をはじめ数多く存在するが、モチーフ自体が写生的に描かれた絵画だけでなく、上村松園「待月」のように人物画(美人画)の中に、花鳥モチーフがあえて「意匠」として表れている例がみられる。従来ではこうした美人画作品は、あくまでもその文脈の中で考察することが当然と考えらえてきたが、画家がなぜに動物画のモチーフを、あえて目立つように美人画の中に織り込んだのかという点については一考をすべきであろう。前掲の拙論では、兎が絵画(および工芸)において用いられる際にたびたび組み合わされる「波」との関係に注目し、その図像の形式と応用範囲、また一定の図像形成に至る際、歴史的に勘案されたと考えられる文学的言説に関して再考をおこなった。
配偶子成熟誘起ホルモンの生成機構

本研究の目的は、我々が先に脊椎動物ではじめて単離、同定した魚類の配偶子成熟誘起ホルモン(17α,20β-ジヒドロキシ-4-プレグネン-3-オン、17α,20β-DP)の生成の分子機構、特に生殖腺刺激ホルモンによる20β-ステロイド水酸基脱水素酵素(20β-HSD、前駆体17α-ヒドロキシプロゲステロンを17α,20β-DPに転換させるステロイド代謝酵素)の転写制御機構を明らかにすることである。初年度には、ニジマスの卵巣から2種類の20β-HSD(I型及びII型)をクローニングし、そのうちI型20β-HSDがコードする蛋白質のみが17α-ヒドロキシプロゲステロンを17α,20β-DPに転換させる活性を持つことを明らかにした。また、I型20β-HSDの発現は、卵成熟期の顆粒膜細胞で特に顕著であった。これらの結果から、I型20β-HSDが卵成熟誘起ホルモンの生成に重要であることが推察された。二年度には、ニジマスの卵巣から得た2種類の20β-HSDについて、それぞれの遺伝子の5′上流領域の塩基配列を決定するとともに、I型20β-HSD遺伝子の5′上流域に存在するCRE配列が生殖腺刺激ホルモンによる20β-HSD遺伝子の転写促進に重要な役割を果たしていることを明らかにした。本研究ではさらに、卵巣と精巣における生殖腺刺激ホルモン(FSHとLH)に配偶子成熟誘起ホルモンの作用機構を解析する目的で、サケ科魚類とティラピア卵巣からFSHとLH受容体のcDNAをクローニングした。さらに、これら2種類の生殖腺刺激ホルモン受容体のうち、LH受容体が配偶子成熟期の卵巣と精巣で強い発現を示すことを明らかにした。以上の結果を総合すると、配偶子成熟誘起ホルモンの生成は、配偶子成熟期に脳下垂体から一過性に分泌されるLHが、20β-HSD遺伝子の5′上流域に存在するCRE配列を介して、20β-HSD遺伝子の転写を促進することにより起こると結論される。今後、顆粒膜細胞に存在すると考えられるCRE結合蛋白質を単離し、LHによる細胞内cAMP上昇/CRE配列を介した20β-HSD遺伝子の発現調節機構を明らかにする必要がある。今年度はニジマスの卵巣からの20β-HSDのcDNAクローニングを重点的に行った。すでに我々がクローニングしているアユの20β-HSDをプローブとしてニジマス卵濾胞組織のcDNAライブラリーをスクリーニングすることにより、2種類のニジマス20β-HSDcDNAを得た。これらの一つのcDNA(I型20β-HSD)を哺乳類の細胞にトランスフェクトし、発現された蛋白質と17α-ヒドロキシプロゲステロンとともにインキュベートすると17α,20β-DPが生成された。しかし、同様なことをII型20β-HSDcDNAを用いて行うと17α,20β-DPは生成されなかった。これらの二種類のcDNAがコードする蛋白質は3個のアミノ酸が異なるのみで、他は全て同じである。II型20β-HSDではNADPH結合領域のIle15がThrに置換されていた。

そこでI型20β-HSDのIle15をThrに変えると20β-HSD酵素活性は消失し、一方,II型20β-HSDのThr15をIleに変換すると17α-ヒドロキシプロゲステロンを17α,20β-DPに転換する活性を示すようになった。さらに、これらの二種のcDNAに特異的な塩基配列をプローブとしてニジマス卵胞の莢膜細胞と顆粒膜細胞をテンプレートとしてRT-PCRを行うと、莢膜細胞と顆粒膜細胞のいずれにも両方の20β-HSD mRNAが発現していた。しかし、卵黄形成期と卵成熟期の卵胞を比較すると、I型20β-HSDは卵成熟期の顆粒膜細胞での発現が顕著に増加した。しかし、莢膜細胞での発現は変わらなかった。一方、II型20β-HSDは二つの時期で変化は示さなかった。また、卵黄形成後期の顆粒膜細胞を分離し、生殖腺刺激ホルモンとともに24時間培養するとI型20β-HSD mRNAの発現が著しく上昇した。したがって、成熟期の顆粒膜細胞におけるI型20β-HSDmRNAの増加は卵成熟期に起こる生殖腺刺激ホルモンのサージによってもたらされるものと推察される。今年度は先ず、昨年度までにニジマスの卵巣から得られた20β一ステロイド水酸基脱水素酵素(20β一HSD)の2種類のcDNA(I型20β-HSD、II型20β-HSD)について、それぞれの遺伝子の5'上流領域の塩基配列を決定した。I型20β-HSD遺伝子の上流にはCRE及びAd4配列が存在するが、II型にはその様な配列は認められなかった。これら二配列の転写活性に及ぼす影響を哺乳類の培養細胞(4B2細胞)を用いたゲルシフトアッセイで解析した結果、CREが転写活性に重要であることが明らかになった。これらのことから、ニジマス卵成熟期の卵胞顆粒膜細胞における生殖腺刺激ホルモン(LH)による20β-HSD遺伝子の発現促進は顆粒膜細胞におけるcAMP量によって主として調節されていると推察される。今年度はまた、ティラピアの卵巣からの20β-HSDcDNAのクローニングも試み、すでにその断片を得ることができた。今後はこのcDNAをもとに全長cDNAを単離し、それを用いて生殖腺刺激ホルモンによる20β-HSD遺伝子の発現調節機構をさらに詳細に調べる予定である。本研究ではさらに、卵巣と精巣における生殖腺刺激ホルモン(FSHとLH)による配偶子成熟誘起ホルモンの作用機構を解析する目的で、サケ科魚類(ニジマス、アマゴ)とティラピア卵巣のcDNAライブラリーからFSH受容体とLH受容体のcDNAをクローニングすることに成功した。ノーザンブロット解析から、FSH受容体は精巣では精子形成期に、卵巣では卵黄形成期に、一方LH受容体は精巣と卵巣のいずれにも成熟期に非常に強い発現を示した。これらの結果は、FSHは配偶子の成長に、LHが配偶子の成熟に重要な役割を果たしていることを示している。今後は、これらの2種類の生殖腺刺激ホルモン受容体遺伝子の発現が如何なる要因により調節されるかについて詳しく解析する必要がある。その際、特に性ホルモン(エストロゲン、アンドロゲン、17α20β-ジヒドロキ-4-プレグネン-3-オン)との関わりが重要となろう。
時空間的位相差による3次元計測と超解像の3次元内視鏡診断への応用検討

医用画像は動画として観察しているにもかかわらず、静止画の情報しか利用していないことが多い。我々は静止画では分かり難い僅かな変位も動画では認知できることを証明してきた。すなわち静止画では情報を棄ててしまっている。そこで我々は動画で記録された上部消化管内視鏡画像から時間差による位置情報変化により、3次元計測と定量的3次元画像化を試みた結果判定量的に可能であった。さらにこの結果は、撮影条件の悪い現行内視鏡画像を基にしているので、時間差による視差画像ではなく複数のビジョンチップによる空間的視差から3次元再構成も試みた。そして消化管の粘膜の3次元計測の条件について検討した。対象は上部消化管の内視鏡画像とデジタルカメラによる粘膜切除直後組織画像と撮影条件を最もコントロールし易い病理組織画像について100例以上の症例を対象にして検討した。そしてこの結果より消化管内部の構造に対するステレオマッチング法の精度と限界について様々な条件の下に検討した。その結果からステレオマッチング法はナビゲーションシステムとしては現状の内視鏡だけで利用可能である。さらに粘膜診断としては現状の内視鏡システムだけでは十分ではない結論に至った。医用画像のほとんどは動画として観察しているにもかかわらず、静止画のみの計測しか利用していない。動画では認知できる僅かな変位も静止画では分かり難いことを、これまでの研究で証明してきた。すなわち静止画では情報を棄てている。そこで我々は上部消化管内視鏡の動画像から得られる時間差による位置情報変化から3次元計測と定量的3次元画像化に成功した。この画像処理によって消化管の粘膜病変の形状と座標情報を定量的に得ることができるようにし、さらに時間的位相差による超解像技術と内視鏡動画像の3次元計測の精度向上を図るために、時間差だけではなく複数のビジョンチップによる空間的視差から超解像技術も試みた。そして消化管の粘膜の3次元的情報・表面の粗さなどを抽出・微細運動の解析を行い診断への寄与も試みた。平成15年度ではこれらの目的を果たすためには、現在のシステムでは画像精度に起因する限界がある。そのために精度と限界について検討するために、高画質の画像を内視鏡とデジタルカメラにて病理標本の画像を記録しサーバに保存し複数施設で共有する画像データベースサーバを構築した。また内視鏡画像の3次元化の研究を継続するとともに、これまでのシステムでは、同時間ではない視差画像を用いているため原理的に精度に問題がある。しかしレンズ間隔の固定された双眼内視鏡によりこの問題は解決できるので、我々の研究協力者である山田憲嗣氏らの開発した複眼ビジョンチップの導入を検討し、空間的視差画像によって精度向上を評価し、3次元化処理のためのアルゴリズムも検討した。また壁の構造評価と壁運動解析のアルゴリズムと運動の評価方法も検討した。医用画像は動画を観察しているにもかかわらず、静止画だけの定量的情報を利用している。ところが静止画では分かり難い僅かな変位も、動画では認知できることを研究で証明してきた。すなわち静止画で棄てられた情報によって得られる情報があることを実証した。そして我々は、上部消化管内視鏡にも応用を試み、動画像から時間差による位置情報変化を利用して3次元計測を行った。この3次元計測の実用化には分解能の向上が必須であることを、ハイビジョン内視鏡と高画素デジタルカメラによって証明し、同時にパラメータを検討した。そして時間的視差による内視鏡動画による3次元計測技術と、一方では複数ビジョンチツプによる空間的視差による3次元計測技術に必要な計測条件を確立した。またこの研究では臨床的情報を増やすために、消化管の粘膜の微細運動の解析と、血管内の赤外線の吸収を利用した血管走行の画像化を試みた。特に粘膜の診断では、近赤外光によって粘膜下の情報を画像として取り出すことが可能である。しかし現在の内視鏡システムは外部の巨大な光源から導光しているが、これと同じ方法で近赤外光は導光するのは困難である。そこでLEDによる照明ならば、大きな装置も要らず先端に取り付けることも可能なので導光の必要もない。その赤外線照射による粘膜組織の画像を複数取り込むことで、粘膜下の血管走行を3次元画像化を行った今後は、これまでの内視鏡システムでは、同時間ではない視差画像を用いているため原理的に精度に問題がある。

そこでレンズ間隔の固定された山田憲嗣氏らの開発した複眼ビジョンチップの導入により、空間的視差画像によって精度向上を検討する。内視鏡画像は動画を観察しているにもかかわらず、診断では静止画だけの定量的情報を利用している。ところが静止画では分かり難い僅かな変位も、動画では認知できることをこれまでの研究で証明してきた。すなわち静止画で棄てられた情報によって得られる情報があることを実証した。上部消化管内視鏡動画像から時間差による位置情報変化を利用して3次元計測が可能であることを実証した。さらに、この3次元計測の実用化には画像精度の向上が必須であることを、一般の内視鏡画像、ハイビジョン内視鏡と高画素デジタルカメラによって検討し、条件についても明らかにした。その結果より時間的視差による内視鏡動画像による3次元計測技術と、計測精度についても計測条件とともに明らかにした。またこの研究では臨床的情報を増やすために、消化管の粘膜の微細運動の解析と、血管内の近赤外線の吸収を利用した血管走行の画像化について反射光によってもヘモグロビンと粘膜組織の吸収率による差から胃粘膜の血管の3次元構造を計測することができた。しかし現在の内視鏡システムは外部の巨大な光源から導光しているが、我々は特異な波長のLEDによる照明によってこれを可能としたので、将来的にも大規模な内視鏡システムなしで胃粘膜組織の観察も期待される。この2つの結果によって、胃の表面構造は、時間差による位置情報変化を利用した画像処理により計測が可能で、胃粘膜の表面は近赤外光により内部構造を観察することが可能になると考える。
極度の忘我状態が引き起こす脳状態の変容－対人相互作用時のフローとチョーキング

昨年度の計画は、フローおよびチョーキング状態のモニタリングシステムの構築:音楽ゲーム等を利用して極度の忘我状態に陥りやすい状況を作り出し、その状況下でAEP (auditory evoked potential)、あるいはSSSEP (somatosensory evoked potential)を計測可能なセットアップをまずはCaltechに構築すること、および、複数の参加者に対して同時にこれらAEP, SSSEPを計測可能な実験環境(hyper-scan)を構築することであった。実績として、音楽リズムゲームを実施している複数の実験参加者がnon-flow状態, individual flow状態、interpersonal flow状態となる実験環境を確立することができた。さらに、複数の実験参加者から同時に脳波を計測し、これら3つの状態に違いがあることを見出し、特に、individual flow状態とinterpersonal flow状態の間に顕著な違いを見出した。このことは、interpersonal flow状態が、単なる個々人のflow状態の重ね合わせではなく、social interactionなど別の活動と密接にリンクした状態であることを示唆している。計画ではflow状態を作り出す実験デザインとhyper-scanを実施できる計測環境を構築することが昨年度の目標であったが、実際にはこうした実験準備に加えて実質的な計測実験を実施することができ、さらにindividual flowとinterpersonal flowの状態に関わる脳内システムに違いがあることを見いだすことが出来た。初年度予定していた研究打ち合わせ(米国にて実施)が次年度に変更になり、その旅費分の差額が生じたため。
ITO透明導電膜の磁性体化の研究

実用的スピントロニクスの基盤として大きなキャリアー移動度が必要であること、ITOがその好適な材料となることを明らかにした。酸化条件でITOの母体であるIn_2O_3にFe酸化物ナノクラスターを分散させ、Fe-In_2O_3が室温でスピングラス転移(Tf=300K)を生じることを明らかにした[Kohikiら:Jpn.J.Appl.Phys.44,L979(2005),Kohikiら:ICMAT & IUMRS-ICAM2005(Singapore,2005)D-6-PO8,Kohikiら:Thin Solid Films(2006)in press]。この転移は誘電体中に分散した強磁性クラスター間の相互作用により生じる。酸素欠損によりIn_2O_3に伝導電子を導入すれば遍歴電子と分散した強磁性クラスターとの交換相互作用により室温強磁性が観測されることになるので、還元条件でFe-In_2O_<3-δ>を合成し、その室温強磁性を確認した[西他,第53回応用物理学関係連合講演会(東京,2006)]。このFe-In_2O_<3-δ>にSnをドープすれば低抵抗で安定な室温強磁性MITOを実現できる。還元条件でFe-ITOを合成し、Fe-ITOが室温強磁性(T_c>300K)を示すことを確認した[岡田他,第53回応用物理学関係連合講演会(東京,2006)]。これらMITOバルクの研究成果を薄膜に適用し、PLD法を用いFe酸化物ナノクラスターが分散したITO薄膜を作製して、Fe-ITO薄膜が室温以上で強磁性的ヒステリシスを示すことを明らかにした[大野ら,第66回応用物理学会(徳島,2005)9a-ZQ-11]。我々の目的は、透明電極材料として実用化されているITO (Sn doped In_2O_3)に磁性を付与し、ITOの透光性、導電性、安定性に加え、更に磁性をも具備する新規スピントロニクス材料Magnetic ITO (MITO)を開発することである。今年度はその第一歩として、In_2O_3のIn^<3+>の一部を遷移金属元素の中で最大の磁気モーメントを持ち得るFe^<3+>(S=5/2)で置換し、透明なIn_2O_3に磁気的特性を付与することを試みた。FeドープIn_2O_3はIn_2O_3結晶構造に帰属可能なX線回折ピークのみを示したが、その格子定数はノンドープIn_2O_3のそれに比べ小さくなっていた。XPS測定よりFeは3価で存在していることがわかっており、格子点のIn^<3+>(0.94Å)をFe^<3+> (low spin:0.69Å、high spin:0.79Å)が置換したと考えると辻褄が合う。FeドープIn_2O_3の光吸収スペクトルは、ノンドープのそれに2.3eV付近の光吸収が乗畳したものとなった。DV-Xα法を用いたFeドープIn_2O_3の電子構造を計算すると、Op-In s,d軌道の混成により価電子帯と伝導帯が形成され、そのエネルギーギャップ内にFe3d軌道起源の電子状態密度(DOS)が生成する。つまり、この光吸収はドープしたFeによるものである。また、Fe3dバンド電子は非対称形のスピンDOSを与え、E_F付近でスピン偏極が生じる。そのため、強い磁気的相互作用の発現が期待できる。FeドープIn_2O_3の直流磁化率温度依存性では、室温付近からFiled-cooled (FC)とZero-filed-cooled (ZFC)の磁化率に差異が観測された。FC磁化率は温度低下とともに増大し、ZFC磁化率はFCのそれと段々と離れて低下する。このFCとZFCの磁化率分離挙動は、クラスター・グラスの挙動に酷似しており、In_2O_3格子中のIn^<3+>を置換したFe^<3+>が局所的なスピンクラスターを形成しているものと考えられる。また、FCとZFCの磁化率の両方で、30Kのカスプも観測されている。今年度は、In_2O_3ベースのスピントロニクス材料開発の第一歩に成功した。今後、ITOのSn^<4+>から供給される伝導電子を介した強磁性への転移実現に向けて研究を進めていく予定である。本研究の最終的な目的は、透明電極材料として実用化されているITO (Sn doped In_2O_3)に磁性を付与し、ITOの透光性、導電性、安定性に加え、更に磁性をも具備する新規スピントロニクス材料Magnetic ITO (MITO)を開発する事である。今回、ITOのベースとなる非磁性誘電体In_2O_3のIn^<3+>の一部を遷移金属元素の中で最大の磁気モーメントを持ち得るFe^<3+>(S=5/2)で置換し、磁気的ナノ構造に基づくと考えられる室温スピングラスの発現に成功した。本FeドープIn_2O_3は室温付近で交流磁化率(虚数部)に大きなピークを示した。このピークの温度は外場の周波数に依存して変化した。その周波数桁当たりの温度変化率は0.02と小さく、スピングラス転移が生じている可能性が大である。

そこで3次の非線形交流磁化率温度依存性を幾つかの周波数で測定し、このピークがスピングラス転移により生じたことを明らかにした。この試料がIn_2O_3結晶構造に帰属可能なX線回折ピークのみを示した事、Fe^<3+>に帰属されるXPSスペクトルを示した事、そして転移点以上で測定した磁化の磁場依存性がS字特性を示した事より、Ih_2O_3中に分散した強磁性Fe_2O_3ナノクラスター間に磁気的フラストレーションが生じ、相分離によるスピングラスが発現したと考えられる。TEMでこの強磁性ナノクラスターを直接観察することはできなかったが、α-LiFeO_2においては高温側で形成されている化学クラスターが温度低下により磁気クラスターとして機能し長距離秩序だけでは説明困難な磁気特性を示す事、そしてこれには分散した磁気ナノクラスター間の相互作用に基づいた解釈が有効である事を明らかにした。以上、強磁性ナノクラスターの相分離の考え方に基づきIn_2O_3をベースとするスピントロニクス材料開発の第一歩に成功した。実用的スピントロニクスの基盤として大きなキャリアー移動度が必要であること、ITOがその好適な材料となることを明らかにした。酸化条件でITOの母体であるIn_2O_3にFe酸化物ナノクラスターを分散させ、Fe-In_2O_3が室温でスピングラス転移(Tf=300K)を生じることを明らかにした[Kohikiら:Jpn.J.Appl.Phys.44,L979(2005),Kohikiら:ICMAT & IUMRS-ICAM2005(Singapore,2005)D-6-PO8,Kohikiら:Thin Solid Films(2006)in press]。この転移は誘電体中に分散した強磁性クラスター間の相互作用により生じる。酸素欠損によりIn_2O_3に伝導電子を導入すれば遍歴電子と分散した強磁性クラスターとの交換相互作用により室温強磁性が観測されることになるので、還元条件でFe-In_2O_<3-δ>を合成し、その室温強磁性を確認した[西他,第53回応用物理学関係連合講演会(東京,2006)]。このFe-In_2O_<3-δ>にSnをドープすれば低抵抗で安定な室温強磁性MITOを実現できる。還元条件でFe-ITOを合成し、Fe-ITOが室温強磁性(T_c>300K)を示すことを確認した[岡田他,第53回応用物理学関係連合講演会(東京,2006)]。これらMITOバルクの研究成果を薄膜に適用し、PLD法を用いFe酸化物ナノクラスターが分散したITO薄膜を作製して、Fe-ITO薄膜が室温以上で強磁性的ヒステリシスを示すことを明らかにした[大野ら,第66回応用物理学会(徳島,2005)9a-ZQ-11]。