hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自律飛行型ドローンによる次世代波浪モニタリングシステムの構築

多点計測を活用した波浪予測アルゴリズムの検証を目的に、水槽実験および複数回の実海域試験を実施した。東京大学生産技術研究所の海洋工学水槽で実施した波浪予測実験では一方向波、多方向波の不規則波に対して、多点計測の計測点を適切に設置することで高精度の波浪予測が可能であることを確認した。実海域試験は、相模湾の沿岸1kmに位置する平塚総合観測タワーにおける波高データを対象に、周辺海域に自作波浪ブイを複数展開することで実施した。ここでもある程度良好な予測が確認されたものの、水槽実験と比較すると精度が低下した。原因として、計測点の漂流影響や波への地形影響などが考えられる。本実験において、実海域における複数点の波高データを取得したこと、またGPSにより漂流現象の定量的なデータ取得を実現したことで今後の予測アルゴリズムの改善に向けた貴重な情報を入手することができた。また力学的知見に基づいた予測アルゴリズムに加えて、データ駆動型の予測アルゴリズム構築の可能性についても検討を実施した。具体的には、数値シミュレーション、水槽実験の計測データと予測地点のデータを学習データさせたニューラルネットワークの予測モデルを構築した。学習に必要なデータ量を変えながら、予測モデルの精度を評価した。十分な学習データを与えた予測モデルでは、力学的知見に基づく予測アルゴリズムと同程度の高い精度で予測が可能であることがわかった。一方で実海域試験では、計測地点が漂流影響があり、観測点と予測点の関係が必ずしも同じではない(つまり独立同分布と見なせない)データ群を対象として学習することになってしまうため、予測に活用することはできなかったと考えられる。漂流効果は力学モデルで定量的に評価・補正が可能であると考えているため、力学的な知見とデータ駆動型の予測モデルを融合させるようなアプローチが今後の展開として期待される。水槽実験や実海域試験など、当初計画されていた研究計画を順調に進められている。実海域試験での予測精度に改善施策が求められているが、複数回の試験によりデータが蓄積しており、手法改善に向けた準備も整っている。実海域試験における予測精度改善に優先的に取り組む。これまでの試験は多方向からの波浪が混在する複雑な海象だったことを鑑み、より予測が簡易と考えられる海域を選定した上で、実海域での検証を進めることを考えている。同時に手法の改善についても検討を進める。本研究が提案する海上オペレーションの安全性・効率・経済性を向上させるための「自律飛行型ドローンによる波浪モニタリングシステム」について、研究開発および実海域実験を実施した。防水仕様のマルチコプター型ドローンの制御プログラムを開発し、自律飛行にて飛行および離着水する機能を持たせた。熊本県天草市の市役所の皆さまに多大なご協力頂き、沿岸域で実施した実海域実験において、500mや1000m先に設定した目的位置までの自律海上飛行、そして自律制御下において波浪中でも安定した着水および離水を実装できていることを確認した。またドローンが着水中においてブイのように水面変位を追随することで、搭載されたIMUセンサから水面変位を計測できることを確認した。波浪計測については神奈川県平塚沖にある平塚沖総合実験タワー(東京大学所有)を利用した実証試験を実施した。ドローンのIMUにより計測される水面変位が観測タワーの超音波波高計と良い精度で一致することを確認した。上記の2つの実海域における実証試験により海上で展開が簡易な波浪計測システムの基本的な技術実証ができたため、今後はドローンの海上での飛行精度を高め、空中からの水面計測などについて検証する。また波浪モニタリング情報の活用手段として、波浪予測への活用を提案している。昨年度までに論文発表と特許取得したアルゴリズムについて、その改善手法についても検討し、学会にて発表を実施している。ドローンを用いた波浪観測について、不確実性が高いと想定していた技術開発および実海域実験が成功した。これにより着実な成果を得られたことで、今後はドローンを活用した更にチャレンジングな波浪モニタリング手法へと展開することを検討する。

漂流効果は力学モデルで定量的に評価・補正が可能であると考えているため、力学的な知見とデータ駆動型の予測モデルを融合させるようなアプローチが今後の展開として期待される。水槽実験や実海域試験など、当初計画されていた研究計画を順調に進められている。実海域試験での予測精度に改善施策が求められているが、複数回の試験によりデータが蓄積しており、手法改善に向けた準備も整っている。飛行するドローンから波浪をモニタリングする手法について検討する。水面に対するセンサ性能の精度(空間解像度の観点)から水面付近を安定して飛行する必要があり、文献調査や海洋試験を通した技術的成立性の評価が重要となる。また実証された着水時の波浪観測についても点観測という欠点を補う手段として、ドローンによる波浪の空撮による波浪場の方向分散性など補完的な情報を確保する可能性が挙げられる。実海域試験における予測精度改善に優先的に取り組む。これまでの試験は多方向からの波浪が混在する複雑な海象だったことを鑑み、より予測が簡易と考えられる海域を選定した上で、実海域での検証を進めることを考えている。同時に手法の改善についても検討を進める。年度末に実証実験を実施したため、予算額が正確に見積もることができず残額が発生してしまった。来年度以降の実験に役立てたい。実海域でのドローン飛行実験について飛行できる環境が整わなかったので、次年度以降で検討することとなった。
摂食調節因子による視床下部・下垂体・性腺系の調節機構

レプチンは脂肪細胞が産生する摂食調節因子であるが、神経内分泌系の機能調節にも重要な役割を果たしていることから、栄養と内分泌系をリンクするメディエーターの候補として注目されている。本研究から得られた主なる新知見は下記のとおりである。1.血中レプチン濃度の雌雄差発現機構。ヒトおよび動物において、血中レプチン濃度は雄よりも雌が高値を示すが、この機構の詳細は明らかではない。本研究から、雄ラットがその新生児期にアンドロゲンへの暴露を受けることが、血中レプチン濃度を下降させる一因であることが示唆された。2.レプチンによるプロラクチン分泌促進機構。この現象の詳細については不明であったが、下記の新知見を得た。ドーパミンやセロトニンなどの脳内活性アミンの関与はなく、またvasoactive intestinal peptide, prolactin-releasing peptide,およびβ-endorphinなどの関与も否定的であった。唯一、α-melanocyte-stimulating hormoneが有意に関与していることが示唆された。3.炎症性サイトカインによる視床下部・下垂体・性腺系の抑制機構。同現象に関与するサイトカインの詳細については不明であった。本研究から、ラット視床下部からのgonadotropin-releasing hormoneの分泌に対して、interleukin-1βとtumor necrosis factor-αはほぼ同等の抑制効果を有するが、interleukin-6は有意な効果を発揮しないことが示された。4.レプチンによる成長ホルモン分泌と脳内メラノコルチン受容体。成長ホルモン分泌に関するメラノコルチン受容体の関与を検討したところ、メラノコルチン3および4受容体のいずれもが有意な役割を果たしていないことが示唆された。全身の栄養状態が視床下部・下垂体・性腺系の機能調節に有意な影響を及ぼすことが知られている。本研究では摂食調節因子の観点からこのことを検討することを目的としているが、平成14年度に得られた知見は下記のとおりである。(1)メラノコルチン(melanocortin、MC)受容体のアゴニスト投与に対するluteinizing hormone(LH)とprolactin(PRL)の反応に性差が存在する可能性について、ラットを用いてin vivoで検討した。その結果、LHとPRLの反応はともに雌ラットの方が雄ラットに比して有意に高いことを見い出した。このことは、本研究組織がこれまで報告してきた一連の成績を支持するものである。(2)GT1-7細胞は、gonadotropin-releasing hormone(GnRH)のcell line(不死化細胞)である。種々の摂食調節ペプチドに対する受容体がGnRHニューロンに存在し、それが機能的なものであることを証明できれば、そのペプチドが直接GnRHニューロンに作用することによってGnRH分泌を調節している可能性が高くなる。本年度は、ciliary neurotrophic factor(CNTF)、leukemia inhibitory factor(LIF)、およびinterleukin-6に対する受容体がGT1-7細胞に存在することをRT-PCR法を用いて見い出した。さらに、CNTFとLIFがともにその生理的濃度でGnRH分泌を促進することを見い出した。この成績は、GnRH分泌に関わるCNTFとLIFの生理的役割を強く示唆する。本研究では摂食調節因子の観点からこのことを検討することを目的としているが、平成15年度に得られた知見は下記のとおりである。1.血中レプチン濃度の雌雄差発現機構以前より血中レプチン濃度には雌雄差(♀>♂)が存在することが知られていたが、その発現機構はなお明らかではない。

内分泌学的雌雄差の発現には、新生児期におけるアンドロジェンへの暴露の有無が重要であることが知られている。このことを鑑み、ラットにおける新生児期性ホルモン環境が、成熟期での血中レプチン値に及ぼす影響を検討した。その結果、雄ラットの新生児期におけるアンドロジェンの存在が、血中レプチン値を雄性化(低値)させる一因であることが示唆された。本研究代表者は以前、レプチンがPRL分泌促進作用を有することを報告した。しかし、その詳細な機構は明らかではなかったので、それについて検討した。その結果、レプチンによるPRL分泌にはドーパミンやセロトニンなどの活性アミン、さらにvasoactive intestinal peptide、prolactin-releasing peptide、β-endorphinなどのペプチドは関与しておらず、唯一α-melanocyte-stimulating hormone(α-MSH)のみが有意な役割を果たしていることが見出された。さらに、このα-MSHの作用を仲介するメラノコルチン(MC)受容体の本態を明らかにすることを試みた。その結果、レプチンによるPRL分泌には、レプチン→α-MSH→MC4受容体というpathwayが重要であることが示唆された。
上皮の異常細胞排除システムを司る細胞間コミュニケーション機構の解明

多細胞生物の上皮組織に癌原性の異常細胞が生じると、組織はそれを積極的に認識・排除することによりその恒常性を保つ。こうした上皮の異常細胞排除システムは、正常発生のみならず、癌の発生メカニズムにも深く関与していると考えられているが、上皮組織がいかにして個体にとって有害な細胞を認識・排除するのか、そのメカニズムの詳細は不明である。当研究室ではこれまでに、(1)ショウジョウバエ成虫原基の上皮組織に生じた極性崩壊細胞がc-Jun-N-terminal kinase(JNK)依存的な細胞死経路により排除されること、またこの細胞排除は(2)正常細胞-異常細胞間で起こる細胞競合に依存しており、(3)極性崩壊細胞がその周囲を正常細胞に取り囲まれたときのみ起こることを見いだした。本研究では、このモデル系を利用し、正常細胞側から極性崩壊細胞側へと伝達される細胞間コミュニケーション機構を明らかにする。この目的を達成するために、まず極性崩壊細胞が上皮組織に生じた際のJNKの活性化パターンを詳細に観察した。その結果、JNKシグナルは排除される極性崩壊細胞においてのみならず、その周囲を取り囲む正常細胞においても活性化していることが明らかになった。そこで、この正常細胞側におけるJNKシグナルの役割を遺伝学的手法により解析した結果、極性崩壊細胞の排除に促進的に機能することが明らかとなった。これらの結果は、正常細胞と極性崩壊細胞との間で起こる細胞競合が、両者におけるJNKシグナル伝達のアウトプット変換機構により制御されていることを示唆するものである。次年度以降において、このJNKシグナルのアウトプット決定機構を明らかにすることで、細胞競合の全容解明に迫るのみならず、細胞間コミュニケーションの分子機構に関する先駆的成果があげられるものと期待される。
妊娠高血圧症候群の病態悪化に関わる脂肪組織の影響～新規培養法を用いた証明

新規培養法として99.5%培地含有ゲルを用いて脂肪組織の浮遊を防ぐ三次元培養を行った。皮下脂肪に比して内臓脂肪組織培養では炎症に関連する液性因子が上昇した。内臓脂肪組織培養では妊娠高血圧腎症患者血清を添加するとTNFα,IL-6,CRP,FFAなどの炎症に関連する液性因子が上昇し、細胞障害性マーカーのLDHは低下していた。培養後の脂肪組織のmRNAを抽出し定量RT-PCRを行ったところ生体に対し不利に働く遺伝子と同時に生体に対して有利に働く遺伝子も上昇を認めた。妊婦において皮下脂肪と内臓脂肪の働きが異なることが確認された。脂肪組織が生体において防御機能を有することが判明した。倫理委員会の承認と文書による同意を得て、婦人科手術のため大網切除を行った生殖可能年齢の患者から大網を内臓脂肪組織として、反復帝王切開症例の皮膚の切除瘢痕組織から皮下脂肪組織を採取した。血清は正常妊婦および重症妊娠高血圧腎症患者から採取した。脂肪組織は液体培地内では浮遊してしまうため、99.5%培地含有ゲル(PuraMatrix,Becton Dickinson&Co.)を用いて組織は培地に固定し、正常妊婦血清と妊娠高血圧患者血清を添加し24時間培養を行った。培養後の上清を回収し、これらについて生化学的検討をくわえた。正常妊婦血清をくわえた実験においてはTNF-α,IL-6,CRP,FFAなど炎症に関連する液性因子は、皮下脂肪組織に比して有意に内臓脂肪組織が上昇していた。また内臓脂肪組織においては、正常妊婦血清に比して妊娠高血圧腎症患者血清をくわえた群が有意にTNF-α,FFAが上昇していた。今回の研究からは成人でも言われているように、妊婦においても皮下脂肪組織と内臓脂肪組織が異なる働きを有していることが明らかになった。特に炎症においては内臓脂肪組織がより密接に関わっている可能性が示唆された。このことは脂肪組織は単なる脂肪の分解・貯留といったエネルギー貯留に関する働きをするだけでなく、脂肪組織が炎症における重要臓器であることを示唆する。脂肪組織は脂肪細胞だけでなくリンパ球、線維芽細胞、結合組織、マクロファージなどから構成される。脂肪組織培養は脂肪細胞培養に比して、より生体内の条件を反映することができ、新しい知見が得られるものと思われた。本研究は脂肪組織培養を用いており、その検体は手術患者から得ている。皮下脂肪組織については手術件数から考えても十二分に採取することが出来た。しかし内臓脂肪組織として採取する大網については採取が十分な症例を確保することが困難で、症例数を集めるのにも時間を要した。原因としては1大網切除症例が婦人科手術症例において稀ではないが少ないこと2主に切除が行われるのは腫瘍を有する患者であるが、実験の性質上、大網に転移性病変を肉眼的および病理学的に認めるものは除外していること3妊娠という背景が研究課題にあることから、採取の対象患者を生殖可能年齢の患者としているために対象患者が少なく、また採取に関する同意が得られにくい4脂肪組織は脂肪細胞と異なり、採取してすぐに実験に用いなければならず時間的制約がある、といった4点が研究を進めるうえで大きな障壁となった。これら課題については正直なところ、研究者サイドで解決しようにも方法がなく、地道に該当患者が現れるのを待ち、その都度真摯に対応していくしかないと思われる。当大学の倫理委員会の承認と患者への説明および文書による同意を得て実験を行った。組織培養に用いる脂肪組織は、婦人科手術のために切除を行った大網を内臓脂肪組織として用いた。組織培養を行う際は脂肪組織は液体培地内では浮遊してしまうために、99.5%培地含有ゲル(PuraMatrix,Becton Dickinson&Co.)を用いて組織をゲル培地内に固定した。そこへ妊娠高血圧症候群患者の血清とコントロールとして正常妊娠患者血清を添加し、培養後の上清を回収して生化学的検討をくわえた。アポトーシスマーカーとしてM30/M65を用いたところ妊娠高血圧症候群患者血清を添加した群が正常妊娠患者血清を添加した群に比して優位に上昇を認めた。ところが細胞障害性の指標として用いられるLDHについてはこれとは逆に正常妊娠患者血清添加群の方が優位に上昇していた。今まで妊娠高血圧症候群患者血清を添加することにより炎症に関連するようなTNF-α、IL-6、CRP、FFAなどの因子が内臓脂肪組織で上昇することを報告してきた。炎症が上昇している状況下に置いて内臓脂肪組織内でアポトーシスマーカーは上昇しているのに、LDHのような細胞障害性マーカーは逆に低下しているという、一見すると矛盾しているように思われる現象が確認された。脂肪組織内では生体にとって攻撃となりうる反応と防御になりうる反応が起こっている可能性が考えられる。前年度の研究成果から本年は内臓脂肪組織を重点的に培養することとしたが、前年度同様に大網を採取できる患者数は少ない点が問題であった。厳密には1大網切除を行う症例は多いが、癌患者が多く転移の問題で除外基準となる。2妊娠に関連する実験ということから生殖可能な患者を対象としており、癌患者では年齢が一般に高くさらに症例数が限定される。3組織の性質上実験に用いることの出来る時間が短く実験に時間的制約がつく、といったことが原因と考える。生殖可能年齢の女性から得られた大網から内臓脂肪組織を、手術における切除瘢痕から皮下脂肪組織を採取した。脂肪組織は液体培地では浮遊するため99.5%

培地含有ゲルを用いて脂肪組織を培地に固定して、患者血清を添加して組織培養を行った。血清は重症妊娠高血圧腎症患者のものを用い、コントロールに正常妊婦血清を用いた。培養後の上清をELISAを用いて測定するとTNF-α,IL-6,CRP,FFAなど炎症に関連する液性因子は、皮下脂肪組織に比して内臓脂肪組織が有意に上昇していた。妊婦においても皮下脂肪組織と内臓脂肪組織が異なる働きをしていることが明らかとなり、特に炎症においては内臓脂肪組織がより密接に関わっていることが示唆された。内臓脂肪組織に患者血清を添加して組織培養を行い細胞障害性について検討したところ、正常妊婦血清添加群に比して妊娠高血圧腎症血清添加群はアポトーシスは亢進しているがLDHなどの細胞障害性マーカーは低下していた。培養後の脂肪組織のmRNAを抽出し炎症をターゲットにした遺伝子について定量RT-PCRを行った。免疫反応においてTh1優位を誘導するIL-18が上昇している一方、BCL6,CCL28,LTB4RのようにTh2優位を誘導する遺伝子の上昇を認めた。TLR4のような酸化ストレスに対して反応性を示す遺伝子の上昇があるが、PRDX5,MIF,NFE2L1,CSF3Rのような宿主免疫を高める遺伝子の上昇を認めた。同様にインスリン抵抗性を誘導するようなIFNGR2,NFX1の上昇もあればインスリン感受性を誘導する遺伝子であるIL10RAの上昇も認めた。これらのことから脂肪組織は炎症などの病態に対して不利に働く遺伝子を誘導するとともに、生体に対して有利に働く遺伝子も誘導する。脂肪組織が生体において防御機能を有することが認められた。新規培養法として99.5%培地含有ゲルを用いて脂肪組織の浮遊を防ぐ三次元培養を行った。皮下脂肪に比して内臓脂肪組織培養では炎症に関連する液性因子が上昇した。内臓脂肪組織培養では妊娠高血圧腎症患者血清を添加するとTNFα,IL-6,CRP,FFAなどの炎症に関連する液性因子が上昇し、細胞障害性マーカーのLDHは低下していた。培養後の脂肪組織のmRNAを抽出し定量RT-PCRを行ったところ生体に対し不利に働く遺伝子と同時に生体に対して有利に働く遺伝子も上昇を認めた。妊婦において皮下脂肪と内臓脂肪の働きが異なることが確認された。脂肪組織が生体において防御機能を有することが判明した。組織を用いる実験という性質上、やや研究の進捗状況として遅れていることは否めないが、対象患者が現れた場合に同意を得ることを含めて、一歩ずつ進めていく。また、組織培養で得られた最大の成果として、やはり内臓脂肪組織は炎症に密接に関わっていることが明らかになった。1ではその炎症を起こしているのは、脂肪組織中の何であるのか?(脂肪細胞なのか?それとも細胞細胞と何かが共同して起こっているのか?)2炎症を惹起するものは何なのか?(今回の研究では血清を添加することにより炎症が起きている。であればこの血清中に炎症を惹起する物質が含まれているのか?そうだとすれば何であるのか?⇒これは判明することにより妊娠高血圧腎症治療の戦略を大きく左右する。)
大脳皮質統合の場としての前障の遺伝学的解析

前障は大脳皮質の幅広い領域と相互的に神経結合し、感覚情報の統合や注意などの脳高次機能に関与すると考えられている。本研究では、前障の投射ニューロンでCreを発現するトランスジェニックマウス(Cla-Creマウス)を用いて、さまざまな遺伝学的手法を駆使することにより、これらの脳高次機能を生み出す神経回路基盤を解明することを目的として実験を行った。前障-大脳皮質間の情報伝達様式を神経解剖学的に明らかにするために、cTRIO法と呼ばれる方法を用いて、前障Cre陽性ニューロンの入出力関係を可視化することを試みた。この方法ではまず、犬アデノウイルス(CAV2)を軸索末端から感染させ、特定の脳領域に投射するCre陽性ニューロンのみでFlp組換え酵素を誘導する。その後、アデノ随伴ウイルス(AAV)を用いてFlp依存的にTVA受容体を発現させ、EnvAで偽型した狂犬病ウイルス(RV)を感染させることにより、特定の脳領域へ投射するCre陽性ニューロンと、その前シナプスニューロンを特異的に蛍光標識する。我々はまず、前障の主な投射先の一つである前頭前野皮質にCAV2を注入し、ここに投射するCre陽性ニューロンの前シナプスニューロンの同定を試みた。その結果、前障内部のニューロンが多数標識されたものの、大脳皮質やその他の皮質下領域には標識された細胞がほとんど見られなかった。このことから、前障では大脳皮質から入力を受ける細胞と前頭前野皮質へ出力する細胞が別個に存在し、お互いが前障内部の神経回路を通じて情報伝達している可能性が示唆された。しかしながら、今回の実験では前障近傍のCre陰性ニューロンにTVA発現細胞が多数観察され、実験系の特異性に関して問題があることから、信頼性のあるデータを得るためには、今後さらに実験条件の検討を行う必要がある。
体液量・電解質調節における腎Na/K/2Cl輸送体(NKCC2)の役割

腎尿細管に発現する膜輸送体遺伝子の発現量は、体の成長・加齢、体内環境の変化に応答する。成長や摂食活動に関連する体液・電解質の変化あるいは疾患により二次的に引き起こされた体液・電解質異常による尿細管の膜輸送体遺伝子の発現量変化を調べるために、2種類のモデル動物を作製した:1)カリウム経口負荷ラット(新生時期)、2)心筋梗塞ラット。1)腎におけるカリウム排出能の発達を日齢を追って調べた。Wistarラットの場合、負荷された過剰なカリウムは、7日齢で調節性に排出した。また、K+負荷-K+排出曲線を外挿することにより、2日齢で既にK+排出能を獲得していることが推定された。遺伝子レベルでは、ROMK2(管腔膜K+チャネル)とKir7.1(側底膜K+チャネル)は、生後直ちに発現し、ROMK1(管腔膜K+チャネル)は遅れて発現した(鈴木喜郎、未発表)。K+負荷がK+分泌能促進のためにKir7.1発現を誘導するかどうかは、今後の課題である。2)心筋梗塞後心不全ラットモデルを作製するため、ラットを麻酔下で開胸し、心室前部の冠状動脈起死部を結紮した。前下行枝あるいは回旋枝が支配する領域の心筋が壊死し、胸部に取り付けた電極から誘導される心電図波形は梗塞像を示した。また実験終了後に、摘出心の組織標本(H-E染色)から形態学的に梗塞範囲を確認した。回旋枝結紮の場合、心筋表面梗塞を惹起し、全層梗塞は誘発しなかった。前下行枝梗塞の場合、尿中電解質は異常な変化を示したが(梗塞処置後、Na+の急激な排出抑制)、このNa+排出抑制は3-4日で回復した。梗塞後3週間経過観察し、心筋梗塞ラットとSham手術ラット間の臓器重量を比較した。肝臓、腎臓の湿重量は増加しなかったが、肺と心臓の湿重量は梗塞ラットで高く、うっ血性心不全の徴候を示した。心不全後の電解質異常と尿細管膜輸送体遺伝子の発現誘導の変化の証明は、今後の課題として残った。本年度は、NKCC1 mRNAの発現調節およびNKCC1蛋白の細胞内膜系から細胞表面膜への移行の時間経過を調べた。ラット腎髄質内層集合管細胞(初代培養)のNKCC1 mRNA量は、培養液にNaC1 or mannitolを加え溶液の浸透圧を500 mOsm/kgH_2Oにすると5-6倍に増加した(Anzai et al,1999)。尿素(髄質内層集合管細胞膜の透過性が高い)は、NKCC1 mRNAの発現を増加させなかったし、NaC1の誘導効果を阻害しなかった。NKCC1 mRNAの発現量増加の時間経過は、既報(Jensen & Hoffmann,1997)に比べ遅かったので、蛋白合成を必要とする何らかの細胞内シグナルの介在を考えた。高浸透圧刺激と同時にActinomycin D(10μg/ml)を加えると、NKCC1 mRNAの発現量は増加しなかった。一方、高浸透圧刺激と同時にcycloheximide(20μg/ml)を加えると、高浸透圧単独刺激にくらべ、誘導量は半減した。

以上の結果は、高浸透圧によるNKCC1 mRNAの発現誘導に何らかの蛋白合成の過程が存在することを示唆する。次に、細胞内で合成されたNKCC1蛋白の発現量の時間経過、細胞内分布を調べた。細胞表面膜と細胞内膜系に発現するNKCC1蛋白量を、それぞれの分画におけるab-NKCC1量で調べた(ウエスタンブロット)。高浸透圧刺激後、細胞内膜系と細胞表面膜におけるab-NKCC1量(比)は、ほぼ一定で、細胞表面膜におけるNKCC1蛋白量が何らかの機序で、細胞内における移行シグナルにフィードバックしていることを示唆した。腎尿細管に発現する膜輸送体遺伝子の発現量は、体の成長・加齢、体内環境の変化に応答する。成長や摂食活動に関連する体液・電解質の変化あるいは疾患により二次的に引き起こされた体液・電解質異常による尿細管の膜輸送体遺伝子の発現量変化を調べるために、2種類のモデル動物を作製した:1)カリウム経口負荷ラット(新生時期)、2)心筋梗塞ラット。1)腎におけるカリウム排出能の発達を日齢を追って調べた。Wistarラットの場合、負荷された過剰なカリウムは、7日齢で調節性に排出した。また、K+負荷-K+排出曲線を外挿することにより、2日齢で既にK+排出能を獲得していることが推定された。遺伝子レベルでは、ROMK2(管腔膜K+チャネル)とKir7.1(側底膜K+チャネル)は、生後直ちに発現し、ROMK1(管腔膜K+チャネル)は遅れて発現した(鈴木喜郎、未発表)。K+負荷がK+分泌能促進のためにKir7.1発現を誘導するかどうかは、今後の課題である。2)心筋梗塞後心不全ラットモデルを作製するため、ラットを麻酔下で開胸し、心室前部の冠状動脈起死部を結紮した。前下行枝あるいは回旋技が支配する領域の心筋が壊死し、胸部に取り付けた電極から誘導される心電図波形は梗塞像を示した。また実験終了後に、摘出心の組織標本(H-E染色)から形態学的に梗塞範囲を確認した。回旋枝結紮の場合、心筋表面梗塞を惹起し、全層梗塞は誘発しなかった。前下行枝梗塞の場合、尿中電解質は異常な変化を示したが(梗塞処置後、Na+の急激な排出抑制)、このNa+排出抑制は3-4日で回復した。梗塞後3週間経過観察し、心筋梗塞ラットとSham手術ラット間の臓器重量を比較した。肝臓、腎臓の湿重量は増加しなかったが、肺と心臓の湿重量は梗塞ラットで高く、うっ血性心不全の徴候を示した。心不全後の電解質異常と尿細管膜輸送体遺伝子の発現誘導の変化の証明は、今後の課題として残った。
準光学的手法による多孔質ポリマー材料を骨格としたミリ波制御液晶デバイスの開発

液晶材料のミリ波用準光学デバイス応用として液晶ミリ波フレネルレンズを目指した。大きな課題である液晶の超厚膜化を実現するために、PMMAモノリスとして知られる多孔質材料を用いてPDLC形の超厚膜液晶層を形成する方法を開発した。バルク状の大型モノリスに機械加工によってフレネルレンズ構造を作製し、磁界印加によるミリ波の収束特性の変化を確認した。さらに、フレネル構造の基板をベースとして、溝部分にスプレー法によって薄膜を積み重ねて超厚膜化を実現する手法の検討を行った。3Dプリンタによるフレネル基板が良好なミリ波レンズ特性を示す事を実証すると共に、スプレー法による薄膜の積層条件を明らかにした。最大の課題である超厚膜の液晶を実現するアプローチとしてPDLD型のセル構造を利用する方針の下に、それを実現するためのキーとなる多孔質PMMA材料に注目した。この材料は、極めて簡単な溶液プロセスで高い空孔率を得られるが、基本的にランダムな孔構造を持っており、今後の液晶デバイス応用を考える上では何らかの分子配向効果を導入する事は重要である。そこで本研究では、フィルム状のサンプルを調製し、加熱延伸処理によって孔構造を変形させる事によって液晶分子の配向効果を発現する可能性について検討を行った。初めに、リボン状に切り出した試料をヒーターで加熱しながら一定の加重で延伸処理を行ったところ、元の長さの2倍程度まで延伸可能であり、孔構造が延伸方向に長くなっている様子がSEM観察によって確認された。また、延伸によって試料の膜厚が60%程度まで薄くなるが、空孔率はほとんど低下しない事などが明らかになっている。次に、液晶分子の配向効果を評価するために、延伸方向に平行および垂直に切り出した延伸試料を導波管に充填し、ミリ波透過特性の測定を行った。その結果、フィルムの延伸方向に液晶分子が配向している事が確かめられた。一方、磁界印加による変化の観察から分子配向のメモリ効果が観察され、デバイス応用の際に考慮すべき課題も明らかになった。一方、具体的なミリ波デバイス応用の検討の為に、バルク状の多孔質PMMA材料を調整する取り組みを開始した。初めの溶液の量を増やしながら最終的に得られる多孔質材料の体積や空孔率を詳しく調べたところ、直径50mm、厚さ10mm程度のバルク状サンプルでも空孔率が低下せず、ある程度の機械加工に耐える強度を持った大型の多孔質PMMA材料を得る目処が得られた。初めに、延伸処理を再現性良く評価する事を目指して均一なフィルム状のテスト用多孔質PMMA材料を調製する方法を検討した。ペトリシャーレを容器として用いて相分離および初期の溶媒蒸発プロセスを行う事により、当初の計画通り円盤状の多孔質PMMAを再現性良く調製する手法を見出した。さらに、一定荷重で加熱延伸処理を行い、微細な孔構造に異方性を導入する事により、液晶分子の配向効果を発現する可能性について検討した。SEMによる孔構造の変化の観察や、導波管による分子配向効果の評価によって、延伸方向に液晶の分子長軸が配向する効果が得られる事を検証した点もほぼ当初の計画通りの進捗状況である。また、ワヤグリッド電極構造を通常の導線およびAgナノインクの印刷法などで作製し、適当な配列周期で良好な透過特性を示す条件等を明らかにした点も当初の計画通りの進捗である。しかし、これらの電極を用いて実際にセルを作製して電圧を印加しても、ミリ波の伝搬特性に優位な変化が観測されなかった。本質的な問題があるのかまだはっきりしないが、液晶の駆動法については今後の継続的な取組みが必要である。昨年度までに開発した多孔質PMMA材料の調製法を拡張し、直径60mm、厚さ10mm程度のバルク状多孔質PMMA材料を準備した。それを基盤として、小型の3D切削加工機を用いてフレネルレンズの試作を行った。外観上は問題無く精度よく加工が可能である事が確認され、機械加工に耐え得る強度を持っている事を実証した。また、加工面のSEM観察の結果、刃物の接触の仕方によっては多孔質構造にやや変形が見られるものの、加工面においても良好な多孔質構造が保たれている事が分かった。多孔質材料の空孔率は80%以上あるため屈折率はほぼ空気と変わらず、フレネルレンズ形状となってもほぼ素通し状態であった。一方、加工後のサンプルに液晶材料を滴下すると、表面から良好に内部に液晶が浸透し、数十分程度で内部の空孔が満たされる事を確認した。この状態では、フレネル構造部分が液晶の屈折率で決まる大きな値となり、回折限界に近い良好なレンズ特性が得られている事が確認された。次に、電磁石を用いた磁場駆動によって液晶レンズの動作確認を行った。ここでは、フレネル構造の溝部分と同じ構造で、適当な屈折率を持つ凹レンズと組み合わせ、磁界印加による液晶の屈折率変調効果を敏感に観測できる構成として動作の定性的検証を試みた。初期のレンズ特性が最適条件からずれてしまう為、ミリ波収束特性におけるピーク強度は大幅に低下するが、磁界の方向によってピーク強度の上昇/下降が切り替わる様子が明確に観察され、磁界による液晶分子配向効果から期待される変化が確認された。また今後の検討を踏まえ、同じフレネル構造の作製において、最近発展のめざましい3Dプリンタの利用の検討を始めた。

3Dプリンタを用いて、内部をできるだけ緻密な構造にして作製したレンズでは、わずか2周期程度のフレネル構造で、回折限界程度まで収束できる良好なレンズ特性が得られる事を確認した。機械加工によってミリ波用のフレネルレンズを実現する試みは、ほぼ想定通り研究が進み液晶分子配向による可変特性の検証も行った。すなわち、機械加工による表面の変形や変質もほとんど見られず、SEM観察によって良好な多孔質構造が加工面においても保持されている事が確認され、機械加工によるバルク状のPDLC型液晶デバイスの作製法の可能性を見出した点はほぼ予定通りの進捗状況である。また、実際に液晶材料の導入も表面から簡単に行う事ができ、80%程度の空孔率を想定して設計したフレネル構造において液晶材料導入後に、ミリ波の収束特性が回折限界程度まで小さくなるような良好なレンズ特性が得られる事も確認されている。一方で、今後は定量的なレンズ特性の評価結果に基づいた議論が必要となるが、液晶分子の動きがまだ十分に得られていない可能性もあり、ミクロな孔構造の制御も並列して進める必要がある。そのため、多孔質PMMAの調製プロセスにおける初期の材料混合プロセスの多孔質構造に与える影響について検討を行っている。しかし現状では、考えられる実験条件の変化に対してSEM観察および空孔率の測定等を行っても、顕著な依存性を見出す段階には至っていない。経験的には全く異なる多孔質構造が発生する事例が生じる事も分っており、多孔質形成メカニズムにも関連する未知の制御条件が存在する可能性もある等、今後検討すべき課題も明らかになっている。一方で、ある程度再現性良くバルク状、またはフィルム状の多孔質PMMAを作製する条件は明らかになっているため、今後の実際のデバイス試作のフェーズへの大きな影響は無いと思われる。多孔質ポリマーを用いたミリ波用液晶フレネルレンズの実現を目指して、3Dプリンタによるミリ波用レンズ基板作製の可能性を検討した。焦点距離を30mm、50mm、100mmとし、直径が50mm程度になるように凸レンズの設計を行った。このときゾーンの周期はわずか2周期程度になるが、レンズ特性の測定結果によると回折限界に迫る良好なミリ波収束特性が得られる事が確認された。3Dプリンタの積層の層厚に対応して、肉眼でもはっきり確認できる凹凸がレンズ表面に存在するが、ミリ波収束特性には大きな影響は無く、多孔質ポリマーを用いて超厚膜液晶層を形成するための基板として十分に使用可能である事が分かった。次に、フレネルレンズ基板のように大きな凹凸構造を有する基板にモノリスを用いて超厚膜液晶層を形成する為に、スプレイ法による多孔質ポリマー膜の形成法およびその積層法について検討した。膜の形成プロセスを詳しく観察した結果、スプレイとほぼ同時に相分離が起こりゲル状の膜が基板上に形成され、その後5分10分程度で徐々に溶媒が乾燥すると共に白濁した薄い膜が形成される事が分かった。顕微鏡やSEM観察によると、乾燥による収縮現象が膜厚方向だけでなく面内方向にも生じており、島状に疎らに多孔質材料が分布した不均一な膜が形成されている事が分かった。一回のスプレイで形成される薄い膜でも強い光散乱効果が生じており、材料そのものの多孔質構造以上に島状の構造が強い光散乱特性を生じる原因になっていると考えられる。また、十分に乾燥させた膜上に順次スプレイ膜を積層できる適当なスプレイ条件を明らかにした。さらに、初期の島状構造の凹凸は35回程度の積層によって緩和され、ほぼ平らな多孔質構造になる事も分かった。
描写力を身に付ける授業開発―美術と国語の教科横断的学習から書く力を磨く―

研究成果授業実践として,中学2年生を対象に次の2つの学習指導に取り組んだ。(1)美術科教員と協力して写真の撮り方(被写体との距離やアングルや構図)を考える授業を展開した後,各自で「友だち」をテーマとした写真を撮る。写真をもとに詩を創作し,相互評価をする。(2)リンゴを被写体として言葉で描写する。また,リンゴをモチーフにした複数の写真からいくつかを組み合わせて物語を創作する。実践(1)から,伝えたい事柄を写真画像として切り取ることと言葉で表現することの2つの関係を意識する生徒の姿が見られた。具体的には,アングルによって伝わるイメージが変わることや構図を工夫して複数の被写体の関係を表現できることなどに気付き,伝えたい事柄に合わせて写真を撮り直す生徒の姿が多く見られた。実践(2)からはリンゴを「赤い」「丸い」といった表層的な表現しかできなかった者が,目の前のリンゴを言葉で描写することで,五感を使って表現したり,リンゴの生育してきた様子まで想像したりすることができるようになり,ほとんどの者に表現の質的な高まりが見られた。また物語の創作に描写表現を効果的に使っていた生徒が多くいた。以上のことから,描写力を身に付けるためには美術科教員の指導助言が有効であることが検証できた。また事前事後のアンケート結果の比較をしてみると,描写力が身に付いたかどうかの自己評価で肯定的な回答が46.1ポイント上昇したことや,描写された文章から書き手の意図を読み取る力が身に付いたかどうかに肯定的な回答をした者が29.0ポイント上昇するなど,顕著な変化が見られた。(N=77)このことから描写力を磨くことは書く力を身に付ける以外にも,読解力によい影響を及ぼすことが分かった。課題としては描写力に対して学習評価をどうするかという点が明確になっていないことがある。
技能教育と現場状況の変動を考慮した大規模施設作業スケジューリング支援システム

本研究の目標は,大型機械のメンテナンス現場などの大規模作業現場において,作業者の技能教育と作業効率のバランスを考慮した長期的なスケジューリングを支援するシステムを開発することである.まず,大型機械のメンテナンス現場のモデル化を行った.次に,「教育値」という技能教育と作業効率のバランスを調整するパラメータを定義し,強化学習を用いて教育値を現場の状況に応じて調整するアルゴリズムを開発した.また,離散・連続混合システムのモデリング手法である場面遷移ネットを用いて,作業者の作業の遷移を離散システム,作業者の習熟・忘却の仕組みを連続システムとしてモデル化し,シミュレーションの動作確認を行った.本研究の目標は、大型機械のメンテナンス現場などの大規模作業現場において、作業者の技能教育と作業効率のバランスを考慮した長期的なスケジューリングを行い、かつ柔軟・迅速なスケジュール変更を可能とする支援システムを開発することである。最終年度は、前年度の成果をもとに、大規模作業現場のモデル構築手法とスケジューリングアルゴリズムの改良を試みた。まず、離散・連続混合システムのモデリング・シミュレーション手法である場面遷移ネットを用いて大規模作業現場のモデリングを行う手法を提案した。ここでは、作業者の作業の遷移を離散事象システムとして、作業者の習熟・忘却の仕組みを連続システムとして作業現場の簡易的なモデリングを行い、動作確認を行った。本成果は、複雑・大規模なシステムの動作をシミュレーションにより検証するための一手法として重要な成果であると考える。また前年度は、本問題を作業効率と教育効果に関する評価値それぞれに重み付けを行い、それらの和を最大化する多目的最適化問題として定義し、機械学習によって問題を解くシステムを構築したが、各評価値の重みの設定が困難という問題があった。そこで今年度は、まず目標とする作業終了時間を入力し、その値に応じて最大限の教育効果が得られるよう、スケジュールの評価基準と、構成する状態空間等の学習システムの見直しを行った。これらの改良により、技能習得者数を一定数確保しつつ、設定した納期に間に合うように最大限の教育効果が得られるようなスケジューリングが可能となった。本システムによって様々な状況下でのスケジューリングルールを学習・保存しておくことにより、現場の状況変動への迅速な対応が可能となる。本研究成果は、作業者の能力・教育計画、納期、作業者の流動化等、様々な要素を全て把握して行う必要があった大規模作業現場のスケジューリングの困難さを解消する手法として意義深いと考える。本研究の目標は,大型機械のメンテナンス現場などの大規模作業現場において,作業者の技能教育と作業効率のバランスを考慮した長期的なスケジューリングを支援するシステムを開発することである.まず,大型機械のメンテナンス現場のモデル化を行った.次に,「教育値」という技能教育と作業効率のバランスを調整するパラメータを定義し,強化学習を用いて教育値を現場の状況に応じて調整するアルゴリズムを開発した.また,離散・連続混合システムのモデリング手法である場面遷移ネットを用いて,作業者の作業の遷移を離散システム,作業者の習熟・忘却の仕組みを連続システムとしてモデル化し,シミュレーションの動作確認を行った.本研究の目標は,大型機械のメンテナンス現場において,技能教育と作業効率のバランスを状況の変化に応じて調整し,また柔軟・迅速なスケジュール変更を可能とするスケジューリング支援システムを開発することである.初年度は,上記システムの要素技術となる,1.大型機械のメンテナンス作業の問題定式化,2.その問題を離散・連続混合システムとしてモデリングし,シミュレーションを行うためのシステムの開発,3.機械学習を用いた技能教育と作業効率の動的バランス調整システムの開発を目指し,下記の研究を行った.まず,大型機械のメンテナンス現場の問題を定式化し,モデル化を行った.本定式化は,本研究で開発するシステムの基盤となるものであり,必要不可欠なものである.次に,上記の定式化に基づき,テキストベースのシミュレーションシステムを開発した.また,本研究で提案する「教育値」という技能教育と作業効率のバランスを調整するパラメータに基づいてスケジューリングを行うアルゴリズムを,上記のシステムに適用した.本システムは,最終的に構築する離散・連続混合システムのシミュレーションの土台となるものであり,下記の機械学習を用いたスケジューリング手法の開発・検証に必要となるものである.そして,GAと強化学習を用いた,「教育値」を現場の状況に応じて調整するアルゴリズムを開発し,検証を行った.これにより,作業進行中の納期の変更(延長・短縮)に応じて最大限の教育効果が得られるスケジューリングを可能とした.また,大規模施設等の作業現場を離散・連続混合システムとしてモデル化し,シミュレーションを行うシステムを構築するための第一歩として,「場面遷移ネット」の拡張を行った.これにより,従来の場面遷移ネットではモデリングが困難であった並列的・階層的なシステム構造が容易にモデリング可能となり,複雑・大規模な作業現場のモデリングを可能とした.まず,大型機械のメンテナンス現場の問題定式化は,これまでの成果をベースに改良を行うことで,ほぼ予定通り完了することができた.また,平成25年度に開発する予定であった,機械学習を用いた技能教育と作業効率のバランスの動的調整システムの開発は,当初の計画よりもより多くの時間を要すると判断し,平成24年度から開発を開始することとした.そのために,まず最終的に構築する離散・連続混合システムのシミュレーションシステムの基礎となる,テキストベースの簡易的なシミュレーションシステムを構築し,機械学習を用いたシステムの開発および検証を行った.これにより,平成25年度で本システムを開発完了とするための土台を築くことができた.

本研究で最終的に構築する,場面遷移ネットを用いた離散・連続システムのシミュレーションシステムの構築は,まず平成24年度は,場面遷移ネットによってより複雑・大規模なシステムをモデリング可能とするために,場面遷移ネットの拡張を行った.これにより,従来の場面遷移ネットではモデリングが困難であった並列的・階層的なシステム構造が容易にモデリング可能となったが,当初平成24年度中に開発予定であった,「場面遷移ネットを用いた大型機械のメンテナンス現場のモデリングとシミュレーション手法の開発」は,平成25年度も継続して行うこととなった.これは,前述の機械学習を用いた技能教育と作業効率のバランスの動的調整システムの開発を,当初の計画から前倒しで開始したことが主な理由であり,本システムの構築を,平成25年度は迅速に進めていく必要がある.平成25年度は,まず前年度から継続して「場面遷移ネットを用いた大型機械のメンテナンス現場のモデリングとシミュレーション手法」の開発を行う.また,前年度に土台を築いた「機械学習を用いた技能教育と作業効率のバランスの動的調整システム」は,現段階では,対応可能な現場の状況変動の要素が限られている(納期の延長・短縮のみ)ため,より多くの要素に対応可能とするためにさらなるアルゴリズムの改良を進めていく.また,前述の機械学習システムを用いて,様々な状況を想定してシミュレーションを行い,現場の状況と適切な教育値の組を「ルール」として多数取得し,データベースを構築する.これにより,状況が突然変動し,スケジュールの変更を余儀なくされた場合でも,本データベースに蓄積されているルールを参照することで,柔軟・迅速にスケジュールの変更を行うことが可能となる.そして,本研究で開発したシステムによって導出された結果と,実際の現場のスケジュール実行結果との比較を,現場管理者に対してヒアリングを実施する等によって行い,提案手法の評価を行う.そして,本研究の成果をまとめ,国内・国外の会議にて本研究の成果を発表し,また日本機械学会論文集などに論文を投稿する.平成24年度の予算のうち,177,664円が次年度繰越となった.この理由について,下記に記す.「研究実績の概要」と「現在までの達成度」で述べたように,平成25年度から開発予定であった「機械学習を用いた技能教育と作業効率のバランスの動的調整システム」の開発を,前倒しで平成24年度から開始した.そのため,平成24年度に開発予定であった「場面遷移ネットを用いた大型機械のメンテナンス現場のモデリングとシミュレーション手法」は年度終了時点で開発途中となり,平成25年度も継続して行うこととなった.本シミュレーションシステムの開発には,プログラム最適化ソフトウェア等の開発ソフトウェアが必要であり,平成24年度に購入予定であったが,場面遷移ネットシミュレーションの仕様の詳細を平成25年度中に決定した段階で,配分された予算の額も考慮に入れた上であらためて選定・購入することとしたため,上記の繰越が発生した.
年輪幅・酸素安定同位体比標準年輪曲線ネットワーク構築とそれに基づく木材産地推定

研究3年目となる本年度は、年輪幅標準年輪曲線の延長と既存の曲線間に生じている年代ギャップを埋め、連続的な標準年輪曲線を構築することに重点を置いた。具体的には、長野県の寺院の古材を対象とした。得られた古材30点以上をデジタルカメラなどを用いて撮影、計測し、6世紀から13世紀にかけての600年長の年輪幅曲線構築を行った。これにより、既存の年輪幅曲線間に生じていた、7世紀から9世紀の年代ギャップを埋め、長期の年輪幅標準年輪曲線を確立することに成功した。また、さらに過去への延長を達成するため、鳥海山周辺から新たに出土した紀元前の埋没木試料を多数収集し、試料調製を行った上で計測を開始した。現生試料の酸素安定同位体分析については、引き続き、新潟、仙台などから得られた新規スギ試料のセルロース抽出・切り出し・秤量を継続するとともに、青森、岩手などの既計測サイトの試料数増加を図り、同様に切り出し・秤量作業を進めた。また、古材試料についても、測定試料の切り出し作業を継続した。ただ、本年度は、質量分析計の不調と測定に必要なヘリウムガスの入手困難という事態が生じたため、予定していただけの測定を実施することができなかった。長期年輪幅標準曲線構築については、今年度予定したとおり、連続的な曲線確立に成功したため、順調に進展したと評価できる。一方、酸素安定同位体比測定については、測定用試料の準備は進んだものの、質量分析計の不調とヘリウムガス入手性という外的要因があり、十分な測定数を確保することができなかった。以上より全体としてはやや遅れていると評価した。本年度得られた長期年輪幅標準曲線構築の成果を査読誌に投稿するとともに、安定同位体比測定について、担当している研究分担者との連絡を密にしながら着実に測定を実施し、成果を得る予定である。研究初年度となる本年度は、日本列島内の試料空白地である中国地方の2か所(島根県、兵庫県)において、新たなスギ現生木年輪試料の採取を行った。試料採取は、成長錐を用いて実施し、両地点において、樹齢200年を超える優良な試料をそれぞれ20点以上収集した。これらの新規試料に加え、既収集済み試料(新潟など)についても、年輪幅計測を実施し、標準年輪曲線構築に着手した。これにより、研究計画の第一段階である九州東北までを網羅する年輪幅標準年輪曲線ネットワーク構築の目途をほぼ立てることができた。木質遺物については、既収集済みの江戸期のアスナロ出土木材について年輪幅計測を実施したものの、現段階では、アスナロ現生木あるいは東北地方のヒノキアスナロ埋没林から得られた標準曲線とのクロスデーティングには成功しておらず、今後、さらに精査する必要がある。また、新規の西日本産試料として、鳥取県の遺跡出土材調査の許可を得て、弥生時代に相当する年代のスギ試料について、年輪幅計測と標準年輪曲線構築を実施した。その結果、一定数の試料のクロスデートには成功したものの、得られた結果はまだ質的に不十分なため、来年度以降も試料数を増やすための調査を実施する必要があると判断された。ヒノキ科現生試料の酸素安定同位体分析については、新たに、新潟、仙台などの試料を選定、準備し、測定に向けたセルロース抽出や年輪の切り出し、秤量作業を実施した。初年度の計画としては、1)試料空白地で新たなヒノキ科年輪試料を採取し、全国を網羅する年輪幅標準年輪曲線ネットワークを構築すること、2)東北日本における長期標準年輪曲線を確立すること、3)西日本における長期の年輪幅標準年輪曲線構築に着手すること、4)東日本の新たなサイトで酸素安定同位体比標準年輪曲線の構築に着手すること、を予定していた。このうち、1)については、一部未着手の地点はあるものの、最大の課題であった中国地方において、2か所のサイトから良好な試料を得ることができ、計測に着手した。また、3)についても、初年度としては、試料調査の許可、調査が比較的順調に進展した。得られた年輪データについては、予想以上に保存処理による試料表面劣化の影響が大きく、年輪が不鮮明になったり、適切に計測できない部分があり、当初想定していたよりも年代を確定できた試料の歩留まりが低下した。ただ、この西日本の新しいサイトにおいて、今後の土台となるデータを収集できたことは一定の評価をしている。4)については、試料の薄切からセルロース抽出、年輪の切り出し、秤量に至るまで、一連の手順を確立できたため、今後はスムーズにデータの生産が可能となる見込みである。3)については、事前の試料情報から、既存の年輪データとのクロスデーティングと年代決定が可能と考えていたが、現状では、良好な結果が得られていない。この点については、さらに試料を収集する必要がある。以上のような状況から、全体としてはおおむね順調に進展していると評価した。研究2年目となる本年度は、昨年度までに採取した中国地方2カ所(島根県、兵庫県)、北陸地方1カ所(新潟県)のスギ試料(各30点以上)の年輪幅計測を実施し、それぞれで十分に質の高い、200年長の年輪幅標準年輪曲線を構築した。さらに、これらを既存の年輪幅標準年輪曲線ネットワークに組み込み、各地域間の同調性を検討した。その結果、島根の曲線は、九州北部や四国北部の曲線と、兵庫県の曲線は、木曽を含む太平洋側の曲線と、そして新潟県の曲線は東北北部日本海側から木曽までの曲線と広く同調することが明らかになった。