hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
音カメラを用いた発声トレーニングの実用化モデルの開発とNIRSによる検証

本研究では,音カメラを用いて声の視覚化を試みた。声は,口や胸部を中心に放射しており,正面のみならず,側面や背面からも放射している状況を視覚的にとらえることができた。声楽熟達者の声は,初学者と比べて,胸部を中心とした声の放射範囲が広くなり,倍音成分を多く含むことを明らかにした。二人で同じ音の高さの声を出し,二人のピッチが合っている状態のときには,二人の間の空間に,音がつながって見える現象を捉えることができた。なお,音カメラは,現段階では高額な装置で,一般に普及していないことから,実際の指導場面におけるNIRSによる検証は研究途上にある。「音カメラ」は,複数の音源の位置を特定し,リアルタイムに音圧レベル(dB)や周波数(Hz)を色や丸い図形の大きさで表示することができる。これまで,耳に入ってくる音情報だけを頼りに指導を行なってきた発声指導を,視覚的な情報を含めて指導することができるようなモデルを開発することが本研究の目的である。(株)熊谷組技術研究所の協力を得て,同研究所の無響室で実験を行った。5つのマイクロホンと1つのCCDカメラを装備している「音カメラ」を用いて,マイクロホンで収録した音情報を用いて音源方向を推定した。それらの情報をCCDカメラからの映像情報とパソコン上で組み合わせ解析および分析を行った。平成26年度に明らかにした点は次の内容である。最初に,男性の声(バリトン歌手)を取り上げ,音の高さ(周波数),声質の違い(地声と歌声),母音の違い(母音のすべて)について検討した。その結果,バリトン歌手の歌声は,胸部を中心に声が放射されており,音の高さによって,放射の位置が移動するという現象は見られないことが明らかとなった。声質の違いについては,地声より歌声の方が胸部を中心として音がまとまっている傾向が見られた。母音の違いについては,母音によって倍音成分が異なり,「ア」「オ」は声がまとまって放射されているが,「イ」については拡散する傾向が見られた。次に,複数の人が同時に声を出したときの音の放射に関わる実験を行った。その結果,女性二人が1mほど離れた位置で同時に声を出すと,同音または1オクターブで声を出したときに,二人の声がほぼ直線でつながるという現象をとらえることができた。ただし,ピッチがずれてしまうと,その直線は見られない。これらの現象をとらえる実験および考察は次年度の研究へと継続する。音楽教育における発声学習では,実際に出ている声を聴くことはできるが,視覚的にとらえることはできないため,そのイメージがつかみにくい。そこで本研究では,音カメラを用いて,実際に出ている声を視覚的にとらえ,学習者にとってよりわかりやすい発声トレーニングのあり方を検討している。音カメラとは,複数の音源の位置を特定し,リアルタイムに音圧レベル(dB)や周波数(Hz)を色や丸い図形の大きさで表示することができる装置である。(株)熊谷組技術研究所の協力を得て本研究を推進し,同研究所の無響室で実験を行っている。平成27年度は,「ア」「イ」といった母音に加えてハミング「ン」の特徴をとらえる実験,口笛と発声を比較する実験,長三度の響きをとらえる実験,同音の響きをとらえる実験,複数で合唱曲を歌っているときの特徴をとらえる実験などを行った。被験者は20代の女性で,いずれも音楽経験者とした。被験者の正面および上面から音カメラを用いての計測を行った。音カメラは5つのマイクロホンと1つのCCDカメラを装備しており,マイクロホンで収録した音情報を用いて音源方向を推定し,CCDカメラから得られた映像情報とパソコン上で組み合わせて表示する。被験者と音源探査装置の距離は1,200mmとした。実験時に正確に音階を発音するために,小型音源(キーボード)から小音量で再生した音階の音を聞きながら発音した。ハミング「ン」の実験では,「口閉,歯閉」「口開,歯開」「口閉,歯開」の3種類の違いや,ハミングから「マ」に移るときの声の視覚化をとらえた。その結果,ハミングのときは,声の発声部位は胸部が中心にまとまっているが,だんだんに口を開いていくと,発声部位が胸部を中心に広がっていくことを確認することができた。ハミングの練習は,よい響きを作るための基礎練習となるといわれている。音カメラで,3種類のハミングの違いを視覚的にとらえることができた。発声の基本となる母音を中心に,音の高さや強さを変化させながら,声の発生部位を特定する実験を順調に進めることができた。また,複数で同時に声を出したときや複数でハーモニーを奏でたときに共鳴しあう瞬間を音カメラでとらえることができた。さらに,3種類のハミングの違いを視覚的にとらえることができた。音は目に見えないため,音楽教育の実技指導では一般に聴覚情報を用いての指導が行われているが,本研究では,視覚的な情報を加えた実技指導ができないか検討している。これまでの研究で,声は頭部や胸部のあたりから放射されていることを確認した。また,二人が同時に同じ音の高さで母音「ア」と発声し,ピッチが合っているときには,二人の間の空間に音がつながる現象を視覚的にとらえることができた。

平成28年度の研究の一つは,この現象に注目し,二人で声が合うとは,どのような状態にあるのか,それを視覚的にとらえることを研究の目的とした。音カメラを用いて,二人が同時に発声する場面を計測した。音カメラとは,複数の音源の位置を特定し,リアルタイムに音圧レベル(dB)や周波数(Hz)を色や丸い図形の大きさで表示することができる装置である。(実験協力者は,発声法の基礎を習得している20代の女性6名とした。その中で,歌声が最も安定している実験協力者Aがaの音の高さで母音「ア」を発声し,約2m離れた場所に立っている実験協力者Bが同じように発声したときに,声がつながる現象をとらえることができるか音カメラを用いて計測した。その他の実験協力者も順番に同様の実験を行った。音カメラと実験協力者との距離は約1.2mとした。解析は,周波数範囲1607600Hz,音圧レベルを40dB以上の成分を対象とした。なお,実験は本研究の共同研究者である(株)熊谷組技術研究所の協力を得て,(株)熊谷組技術研究所の無響室で行った。その結果,二人の間の空間に音がつながる現象を確認することができた実験協力者の周波数特性を比較したところ,高音域の倍音成分が類似していることが明らかになった。この場合,聴覚的にも声がそろっているように聞こえた。逆に,高音域の成分が少ない実験協力者については,二人の間の空間に音のつながる現象が少なくなる傾向がみられた。本研究では,音カメラを用いて声の視覚化を試みた。声は,口や胸部を中心に放射しており,正面のみならず,側面や背面からも放射している状況を視覚的にとらえることができた。声楽熟達者の声は,初学者と比べて,胸部を中心とした声の放射範囲が広くなり,倍音成分を多く含むことを明らかにした。二人で同じ音の高さの声を出し,二人のピッチが合っている状態のときには,二人の間の空間に,音がつながって見える現象を捉えることができた。なお,音カメラは,現段階では高額な装置で,一般に普及していないことから,実際の指導場面におけるNIRSによる検証は研究途上にある。「音カメラ」を用いた実験および分析は,(株)熊谷組技術研究所の協力を得て予定通りに進んでいる。発声トレーニングのモデルを考案するために必要となる歌声の基礎データの蓄積も順調である。母音やハミングによる基礎データが整いつつあるので,今後は,美しい響きの視覚的な特徴をとらえ,視覚的にわかりやすいモデルの構築を進めたいと考えている。また,そのモデルを用いることの学習効果があるかどうかを検証するために,NIRSを用いての脳血流の測定実験に入る予定である。音楽教育引き続き,男性および女性の声のデータ集積を行う。プロとアマチュアの声質の分析および,視覚的な相違点について解明を進める。平成26年度の実験で注目された,複数の人が声を出したときの実験は,ハーモニーが生まれた瞬間を視覚化するためのモデルの考案へとつながるので,引き続き検討を行う。なお,試行的なモデル構築もあわせて行い,NIRSを用いて学習効果の違いを比較するための実験準備を行う。年度末に行う予定であった研究の打ち合わせが行えず,旅費として予定していた予算が未使用額となっている。年度末に行う予定であった実験の打ち合わせが開催できず,旅費として予定していた予算が未使用額となっている。未使用額は,平成28年度の請求額と合算し,実験時に関わる旅費,資料収集や学会参加のための旅費に当てる。
低反応レベルレーザー治療(LLLT)の消炎作用とサイトカインの動態

マウスの皮膚炎症に対する低反応レベルレーザー(LLLT)の効果と各種サイトカインについて、その時間的および空間的動態を解析するため、以下の3点について重点的に研究を進めた。1)マウス皮膚炎症モデルの作成2つの皮膚炎モデルの開発に成功した。第一は後肢足底部への塩酸、ホルマリン、マスタードオイル、およびピクニンA(カラギニン)の注入による急性炎症モデル、第二は耳介皮膚へのジニトロクロロベンゼン塗布による遅延型過敏反応による皮膚炎モデルである。2)皮膚炎症に対するLLLTの効果塩酸、ホルマリン、マスタードオイルによる皮膚炎モデルは一過性で自然治癒が速すぎるため、また、遅延型過敏反応による皮膚炎モデルは発現が遅く、持続が長期間にわたるため、LLLTの効果判定に不適切であった。ピクニンAによる急性炎症は注入直後から注入部後肢に腫脹が発現し、数時間持続するためLLLTの効果判定に最適なモデルであった。このモデルにおいて、LLLTが後肢腫脹容積を減少するかを解析した。2.5%ピクニンA溶液10μlを両側足底部に注入した。注入直後より腫脹が見られ、腫脹容積は2時間で最大に達し、その後6時間以上持続した。片側足底部に低出力レーザー(出力20mW、持続波、照射時間1分)をピクニンA注入前および注入10分後に照射した。照射2時間後の腫脹容積は、対照側と比較して、レーザー照射側で低値を示す傾向が認められた。3)炎症部位におけるサイトカインの定量ピクニンAによる腫脹組織を剥離、ホモゲナイズし、その上清中のインターロイキン-6(IL-6)をELISA法により定量したが、現在の時点ではレーザー照射によるIL-6の量的相違は検出されていない。今後、IL-1およびTNFαの定量を計画している。
地方財政における財政規律の実証分析

地方団体の財政状況を規定する重要な要因として、「地方団体の選好」を取り上げ、ヒアリング、ケーススタディおよび実証的研究を行った。財政状況が急激に悪化してきた大阪および北海道の一部地方団体では、財政規律が緩みがちな傾向があることが指摘できるが、同じように財政状況の悪い他団体では国および都道府県の政策との関連も考えられるとの暫定的な結論を得た。他方、客観的な状況から想定される以上に財政状況の良い地方団体もあり、ヒアリングからは「地方団体の選好」の大きな要因としてソーシャル・キャピタルのレベルが高いことが伺われる。地方団体の財政状況を決定する要因を数量的モデルの手法を活用して明らかにすることが最終的な狙いである。本研究では、地方団体の財政運営に関する「選好」が異なるという仮説の下に、個別団体をグループ化する。その要因として、地域ごとの特性、地方団体の規模、過去からの財政運営の歴史、政治的要因等を想定している。もちろん、地域的条件や高齢化比率などの客観条件を考慮した上で、それでも財政状況に「選好」が影響するかどうかを解明する。平成24年度においては、昨年度に引き続き、ヒアリングおよびケーススタディを研究の中心とし、並行して、その後の研究に必要なデータの整備を進めてきた。今年度は、日本で財政状況の悪い地方自治体の多い北海道を対象とし、特に唯一の財政再建団体である北海道夕張市に関してヒアリングを行った。夕張市の財政担当者に直接ヒアリングし、固有の事情を伺うとともに、北海道の他市町村の財政事情に詳しい有識者からもヒアリングを行い、他地域・他団体と異なると思われる要因を一部抽出した。夕張市に関しては、財政規模に対して過大な投資が行われ、期待された成果が挙がらず、歳入増加に繋がらなかったことが指摘できる。今年度で、日本で財政状況のもっとも悪い北海道および大阪のヒアリングを終え、それぞれの歳入・歳出の問題点を抽出した。また、並行して、「平均的な地方自治体」と考えられる兵庫県および兵庫県内市町村に関する財政状況の調査およびヒアリングを開始した。瀬戸内海側に規模の大きな都市が複数存在する一方で、その他の地域には規模が小さく財政状況の苦しい市町村が多く存在した。「平成の大合併」により、市町村数が半減し、経常収支比率の低下に見られるように、財政状況が改善したかに見えるが、阪神・淡路大震災後に発行した公債費の減少やそれに伴う基準財政需要額の減少など、さまざまな課題を抱えている。地方団体の財政状況を決定するさまざまな要因を数量的に明らかにすることが研究の目的である。本研究では、多くの決定要因に加え、これまで明示的に取り上げてこられなかった地方団体の財政運営に関する「選好」が異なるという仮説の下で研究を進めた。複数団体へのヒアリング、ケーススタディや数量分析の結果、現段階では一部の地方団体においてこの仮設が認められるという限定的な結果が得られた。ただし、「選好」と他の地域性などの要因と独立な要因であるか否かについては、識別できていない。さらに、より多くの地方団体に対してこの仮設が適用可能かどうかについてはさらなる検討が必要である。ただし、この研究経過において、本研究に加え、新たに検討すべき仮設を得たことは重要である。地方団体の財政運営に関する「選好」が一定との仮定の下で研究を進めてきたが、「選好」が財政状況により変わり得るという興味深く、またきわめて現実的な推論に到達した。このことはこれまでなされている本分野での理論的研究および実証的研究での係数一定との仮定に疑問を投げかけるものであるし、地方団体における「選好」がどのように構成されるかについての考察の必要性を提起するものである。また、カナダを対象とした研究においては、地方財政調整制度を構成する各州の「選好」をオンタリオとケベックの2州に焦点を当てて分析し、カナダ平衡交付金の歴史は,「制度項目別」の頑健性という視点から,誕生期の標準税方式(195766年度),発展期の代表的税制方式(19672006年度),成熟期の新定式配分(2007年度以降)の3期間に区分できる、ことを明らかにした。地方団体の財政状況が良好であり続けるか、あるいは悪い状態が続くかを決定する要因を数量的モデルの手法を活用して明らかにすることが最終的な狙いである。これまでになされてきた実証分析の多くが係数を一定と仮定しているため、個別団体ごとの財政運営の違いを明確に識別できていないと思われるためである。このため、本研究では、地方団体の財政運営に関する「選好」が異なるという仮説の下に、個別団体をグループ化する。平成23年度においては、ヒアリングおよびケーススタディを研究の中心とし、その後の研究に必要なデータの整備を並行的に進めてきた。

ヒアリングに関しては、財政状況が急激に悪化してきた大阪府および大阪市にヒアリングを行い、他団体と異なると思われる要因を一部抽出した。また、ケーススタディの対象は大阪府および大阪市に府内市町村を加えた。選定の理由の一つは、身近な地方団体であるため、多様な情報が得やすいことにあり、もう一つは市町村合併がほとんど行われていないため、「選好」が変わっていないと想定できるからである。今後サンプルを他地域にも拡充していく予定である。大阪府・大阪市以外の府内市町村の財政データは、大阪府庁のHPから得られるが、データが平成元年度以降に限られるため、それ以前のデータについても収集中である。また、各団体の沿革・職員数(職種別・退職者数等)・公共施設等のデータに関しては、『自治大阪』別冊「市町村ハンドブック」「データ集」から得られた。ただし、過年度のデータについては十分でないため、現在も収集中である。ある地方団体の財政状況が良好で、一方で、他の団体の財政状況が悪いのかの要因をケーススタディの手法を活用して明らかにし、その後数量分析する、ことを研究目的としているが、研究の進展がやや遅れている。研究の達成度がやや遅れている理由は、最終目的であるモデル作成に関してであり、前半の個別団体を対象としたヒアリング・ケーススタディおよびデータの蓄積は順調に進展している。数量モデル作成がやや遅れている理由を、大別すると、以下の3点にあるが、最終年度に研究を集中し、期間内の完成を目指す。地方自治体の財政状況に影響を与える「選好」を現実的に特定化する際に、多くの要因が関連してくるため、どこまでの要因が不可欠なのかに関しては試行錯誤に頼らざるを得ないので、研究に時間がかかる。これまでのヒアリングとケーススタディにより多くの要因が抽出されてきたが主要な要因を限定することが難しい。しかし、この部分が本研究の大きな特徴であり、これまでなされてきた他の研究との違いであるため、試行錯誤の過程が重要と考えられる。このため、以下に述べるように、当初予定を一部変更した。当初予定では、財政状況の悪い自治体と良い自治体を対象としてヒアリング・ケーススタディを実施することにしていたが、「平均的」な財政状況の自治体として兵庫県および県内市町村を対象に加えることにした。これまでの2年間で財政状況の悪い大阪と北海道の地方公共団体を対象としたヒアリング・ケーススタディを行い、並行して「平均的」と考えられる兵庫県を対象とした研究を行いつつあるが、個別要因が多いことが分かり、一般的なモデル作成に繋がりにくい。制御する環境変数を増やして対応することも視野に入れモデル作成を考察したい。なぜある地方団体の財政状況が良好で、一方で、他の団体の財政状況がどの程度悪いかをケーススタディの手法を活用して明らかにする、ことを研究目的としたが、研究の進展がやや遅れている。研究の達成度がやや遅れている理由は、大別すると、以下の2点にあるが、研究期間内の完成を目指す。ミクロ経済学を基礎とする「選好」を現実的に特定化する際に、多くの要因が関連してくるため、どこまでの要因が不可欠なのかに関しては試行錯誤に頼らざるを得ないので、研究に時間がかかる。
X線結晶解析による有機フォトクロミック化合物の着色体構造の解明

フォトクロミックなサリチリデンアニリン誘導体であるN-3, 5-ジ-tert-ブチルサリチリデン-3-ニトロアニリンの淡黄色結晶にパルスレーザー光(λ=730nm)を照射したところ二光子励起を経て暗赤色に変化した.この結晶にXeランプを用いて可視光(λ>530nm)を照射すると元の淡黄色に戻った.この色変化に伴う分子構造の変化をX線結晶解析で決定した.その結果から,結晶中におけるサリチリデンアニリン類のフォトクロミズムはエノール体とトランス-ケト体との互変異性に由来することが明らかになった.他のサリチリデンアニリン誘導体の合成および単結晶の作成を行い,これらの結晶についてもパルスレーザー光を照射することで,二光子励起を経て着色体を生成することができた.また,サリチリデンアニリンと類似した分子骨格を持つ化合物について高精度のX線結晶解析を行うことで,これらの分子が一般に結晶中でペダル運動を行っていることを明らかにすることが出来た.この結果から,サリチリデンアニリン類の結晶中でのフォトクロミズムがペダル運動によって起こっていることがより確かなものとなった.また,フォトクロミックなシドノン誘導体を合成し,単結晶を作成した.この誘導体においても低温でパルスレーザー光を照射することによって,二光子励起を経て着色体を生成できることがわかった.これらの結果からフォトクロミック分子の結晶に対してパルスレーザー光を照射することで,二光子励起を経て着色体を発生させる方法が一般に適用可能であることがわかった.フォトクロミックなサリチリデンアニリン誘導体であるN-3,5-ジ-tert-ブチルサリチリデン-3-ニトロアニリンの淡黄色結晶にパルスレーザー光(λ=730nm)を照射したところ二光子励起を経て暗赤色に変化した.この結晶にXeランプを用いて可視光(λ>530nm)を照射すると元の淡黄色に戻った.この色変化に伴う分子構造の変化をX線結晶解析で決定した.その結果から,結晶中におけるサリチリデンアニリン類のフォトクロミズムはエノール体とトランス・ケト体との互変異性に由来することが明らかになった.他のサリチリデンアニリン誘導体の合成および単結晶の作成を行った.これらの結晶についてもパルスレーザー光を照射することで,二光子励起を経て着色体を生成することができた.赤外吸収スペクトルによって,着色体の寿命を測定した.その結果,同一の化合物でも結晶中に独立な2分子が存在する場合,その寿命がそれぞれ異なること及びそれが分子間の水素結合の強さに依存することがわかった.また,フォトクロミックなシドノン誘導体を合成し,単結晶を作成した.この誘導体においても低温でパルスレーザー光を照射することによって,二光子励起を経て着色体を生成できることがわかった.これらの結果からフォトクロミック分子の結晶に対してパルスレーザー光を照射することで,二光子励起を経て着色体を発生させる方法が一般に適用可能であることがわかった.また,シドノン誘導体の単結晶における着色体の吸光度には非常に大きな異方性があることがわかった.この着色体の構造をX線結晶解析で決定する前段階として,効率よく着色体を単結晶中に発生させる条件(光照射温度,波長,照射時間)を検討した.フォトクロミックなサリチリデンアニリン誘導体であるN-3, 5-ジ-tert-ブチルサリチリデン-3-ニトロアニリンの淡黄色結晶にパルスレーザー光(λ=730nm)を照射したところ二光子励起を経て暗赤色に変化した.この結晶にXeランプを用いて可視光(λ>530nm)を照射すると元の淡黄色に戻った.この色変化に伴う分子構造の変化をX線結晶解析で決定した.その結果から,結晶中におけるサリチリデンアニリン類のフォトクロミズムはエノール体とトランス-ケト体との互変異性に由来することが明らかになった.他のサリチリデンアニリン誘導体の合成および単結晶の作成を行い,これらの結晶についてもパルスレーザー光を照射することで,二光子励起を経て着色体を生成することができた.また,サリチリデンアニリンと類似した分子骨格を持つ化合物について高精度のX線結晶解析を行うことで,これらの分子が一般に結晶中でペダル運動を行っていることを明らかにすることが出来た.この結果から,サリチリデンアニリン類の結晶中でのフォトクロミズムがペダル運動によって起こっていることがより確かなものとなった.また,フォトクロミックなシドノン誘導体を合成し,単結晶を作成した.この誘導体においても低温でパルスレーザー光を照射することによって,二光子励起を経て着色体を生成できることがわかった.これらの結果からフォトクロミック分子の結晶に対してパルスレーザー光を照射することで,二光子励起を経て着色体を発生させる方法が一般に適用可能であることがわかった.
プラズマ照射による細胞、組織への影響の分子形態学的解析

研究実績の概要これまで先行して行われた計画班A02(研究代表:池原譲、研究課題「医療用マイルドプラズマによる創傷治癒の確立とプラズマ-組織細胞交互作用の解明」)の研究によって、プラズマ止血は組織学的に、膜状構造物を形成して出血を止め、組織障害が無い低侵襲のものであることが光学顕微鏡レベルで明らかにされた。この結果、この構造物は、湿潤療法による治療効果と相同であると考えられた。これらの知見に基づき、本公募班の研究では、さらに、プラズマによる創傷治癒の過程を電子顕微鏡レベルで検討し、さらに糖鎖への影響を、細胞ならびに細胞外基質に存在し、創傷治癒に関与することが知られているガレクチン-1を指標に検討することにより、プラズマ止血が組織障害が無い低侵襲のものであるかどうかについて超微形態学的に検証した。ラット背部皮膚に傷を作り、低温プラズマ止血または高周波電気凝固止血を行い、それぞれの形態変化を電子顕微鏡にて検討した。さらに、ガレクチン-1の発現を免疫組織化学的に検討した。プラズマデバイスは、名古屋大(堀プラズマ)と産総研(榊田プラズマ)のものを使用した。その結果、1)電気凝固では、コラーゲン線維の変性、細胞死が認められたのに対して、低温プラズマ照射ではコラーゲン線維の変性、細胞死は認められなかった。また、プラズマ照射により創傷の最表面に膜状構造物が観察された。これらの結果より、プラズマ止血では膜状構造物を形成する他には、超微形態学的変化がほとんど無く、低侵襲であることが、電子顕微鏡レベルで明らかになった。2)電気凝固ではガレクチン-1の発現が減少したのに対し、プラズマ照射した検体では、特に細胞外基質においてガレクチン-1の発現が増加し、創傷治癒が促進され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。本研究の目的は、プラズマ照射による細胞、組織への影響を分子形態学的に明らかにすることである。皮膚へのプラズマ照射は、止血に有効で、上皮組織の再生を促進することから、炎症性皮膚疾患の治療への応用が期待されている。一方、光学顕微鏡レベルでの検討が行われてきているが、電子顕微鏡レベルでの、系統的な検討は行われていない。本研究では、プラズマ照射による細胞内小器官や細胞外マトリックスへの効果を、超微形態学的に捉え、分子メカニズムとしての理解へと展開する。本年度は、以下の2項目について研究を行った。なお、実験は名古屋大学のプラズマ医療科学総合拠点と産総研のサテライト拠点『プラズマ医療分子生物科学・応用拠点』における装置・技術の協力を得て行った。1.プラズマ照射による細胞、組織、血液への分子形態学的影響の検討結果:ラットの背部皮膚に低温大気圧プラズマを照射したところ、止血をするのに十分な照射の範囲では、細胞膜、細胞内小器官、核および細胞外マトリックスに、ほとんど影響を及ぼさないことが明らかになった。2.プラズマ照射による創傷治癒過程における分子形態学的変化の検討結果:ラットの背部皮膚を切開後、電気凝固ならびに低温大気圧プラズマ照射により止血し、経時的に形態変化を観察した。電気凝固では、表皮の角質細胞と真皮の線維芽細胞の細胞死が観察されたのに対し、低温大気圧プラズマ照射では細胞死は観察されなかった。また、電気凝固では、細胞外マトリックスのコラーゲン線維の形態変化が観察されたのに対し、低温大気圧プラズマ照射ではコラーゲン線維の形態変化は観察されなかった。

実験は名古屋大学のプラズマ医療科学総合拠点と産総研のサテライト拠点『プラズマ医療分子生物科学・応用拠点』における装置と技術の協力を得て行っているため、いろいろな情報を共有して、緊密に打合せを行いながら、おおむね順調に進展している。プラズマ照射による治療効果判定基準となる指標を探索するため、以下の2項目について検討する。1.プラズマ照射による創傷治癒過程におけるガレクチン発現への影響の免疫組織化学的検討:創傷治癒の過程で発現誘導されるガレクチンについて、本研究者はその局在を免疫組織化学的に検討することで、その役割を明らかにしてきた。さらに、プラズマ照射で得られる良好な創傷治癒過程におけるガレクチンの発現の変化を免疫組織化学的に明らかにする。2.プラズマ照射による細胞内タンパク質の糖修飾(O-GlcNAc化)への影響の検討:細胞内タンパク質に対する放射線照射の作用には、糖修飾(O-GlcNAc化)を増加させることが知られている。O-GlcNAc化に注目し、プラズマ照射に引き続いて生じる「細胞内タンパク質の翻訳後修飾への影響」を生化学、及び組織化学的に検討して、変化が顕著な糖タンパク質を明らかにする。研究を遂行する上での問題点およびその解決策として、以下の事が考えられる。市販の抗体を入手できない場合には、抗原とするペプチドの合成、抗体作製を業者に委託する。また、免疫染色によるタンパク質の特異的な検出が困難な場合には、固定条件、染色条件を変えたり、賦活化などを行う。また適宜、異なるエピトープを認識する別の抗体を用いて検討する。
食材性キクイムシの生活とその共生菌

本研究は、養菌性キクイムシとその共生菌、および穿入樹木の3者間の相互関係の解析を通じて、昆虫と菌との共生の機構を解明することを主たる目的として行われたものである。同一地域(愛知県北東部)に生息する2属4種の養菌性キクイムシ(ミカドキクイムシ(Scolytoplatupus mikado)、サクキクイムシ(Xylosandrus crasーsiusculus)、クスノオオキクイムシ(X.mutilatus)、ハネミジカキクイムシ(X.brevis)の生態を調査し、さらに坑道内および虫体上の胞子貯蔵器官(mycangia)内の菌相を分離試験により明らかにした。また、キクイムシの生育に伴う菌相の変遷とそれらの形態上の変化を明らかにするため、走査型電子顕微鏡(SEM)による直接観察も併せて行なった。本研究で新たに得られたおもな知見は、以上の通りである。1.養菌性キクイムシの材内生存率、穿入材サイズと坑道内産卵数との間にはそれぞれ正の相関関係が成立し、繁殖に好適な衰弱木や枯死木が量的に増加することによって、個体数を急激に上昇させる可能性を持つ。2.養菌性キクイムシの主要栄養源となる共生菌(PAF)は、種特異的なAmbrosiella属の菌であり、穿入樹種ごとに異なった酵母類は、副次的共生菌(AAF)と考えられた。3.養菌性キクイムシがmycangiaに共生菌を取り込む時期は、羽化直後の未成熟成虫期と考えられる。4.本結果で明らかにされた潜在的な繁殖力の大きさと、木質そのものに依存しない生存様式から判断して、4種の養菌性キクイムシとアンブロシア菌との間にみられた繁殖サイクルは、キクイムシ側にとってのより栄養価の高い食物資源の安定的供給と、菌側にとっての選択的な胞子の保護、確実な分散による生息域の拡大という相利共的関係を裏付けるものである。愛知県稲武町にある名古屋大学稲武演習林内で、シロモジ(クスノキ科)材の中へ食入したミカドキクイムシ(Scolytoplatypus mikado)と、クスノオオキクイムシ(Xyteborus mutilatus)の2種の養菌性キクイムシを中心にして調査を行った。両種の野外における生活史がほぼ明らかになった。それによると、ミカドキクイは年2世代、クスノオオキクイは年1世代を経過するが、両種とも成虫態で材木内で越冬した。5月から10月までの繁殖期間中に、ほぼ1ヶ月間隔でシロモジ丸太を林内に設置し、キクイムシの食入が確認されたものについて、孔道内の内壁に生育している菌類を採取して、寒天培地上で培養しながらカビの分離を行った。これと並行して、それぞれの時期に成虫を採集して、その体内外にある共生菌胞子貯蔵器官を詳しく観察し、その中の胞子を取り出して寒天培地上に移し、上記と同じ手続きを経て、菌を1種類ずつに分離した。2種の養菌性キクイムシについて、最も主要な共生菌として得られたものは、Ambrosiella属の不完全菌であることが判明した。走査型電子顕微鏡下では、その特徴であるモニリオイド結合がしばしば観察された。このほかに、複数種の酵母(Yeast)がキクイムシと共生関係にあることが確認された。これらの酵母の中の1種はCandida属のものと判明したが、他のものについては未同定である。

以上のほかにさらに、別のグル-プの不完全菌と思われる糸状菌が複数種分離され、これらの微生物が複合体となってキクイムシと共生関係にあると報告した1985年のNorrisらの論文を裏付けるような結論となった。しかしこの事実は、来年さ来年も観察をくりかえして再確認する必要があると考えている。電子顕微鏡観察および坑道内からの共生菌の分離・培養の結果から、いずれのキクイムシについても<Ambrosiella>___ー属の菌が主たる共生関係にあることが確認された。またこの<Ambrosiella>___ー属共生菌の胞子が、キクイムシ成虫の体内にあるきわめて特殊化した胞子貯蔵器官(mycangia)に貯蔵されており、春から夏にかけて成虫が材内に穿孔し産卵する繁殖期には、この器官から植え付けられた<Ambrosiella>___ー属がきわめて顕著に坑道内を優占していることが観察された。その後秋から越冬期になると、<Ambrosiella>___ー属の優占度が低下し、それに代わって複数種の酵母(yeast)ほかの菌類が坑道内を優占するようになった。またこの時期、サクキクイムシの坑道内では、<Paecilomyces>___ー属の菌が優占的に繁茂していることも観察された。このように坑道内における共生菌の生育状態を経時的に追跡することにより、キクイムシの生活史と坑道内の菌相の遷移が関連づけられた。両者の共生関係をさらに詳しく解明しその共進化的意義を探るため、次年度も同様の調査・研究を継続する予定である。上記と並行して、最近北陸地方で発生しているカシ(<Quercus>___ー)属の樹木の集団枯損の原因と見られているカシノナガキクイムシについても、その生活史、加害様式の解明およびそれが坑道内に持ち込む菌類の分離培養を行なっている。最終年度である本年度は、過去2年間の研究成果をふまえ、3属4種の養菌性キクイムシの生活史およびその生育に伴う菌相の遷移についてのとりまとめを行った。キクイムシ坑道内の菌相は、キクイムシの生育段階によって遷移し、その遷移様式には4種に共通した一定の傾向が認められた。すなわち、成虫の穿入期から幼虫期にかけては、4種ともAmbrosiella属の菌が優占的であったが、生育段階が進むにつれて徐々にその他の菌類と置き替わり、新成虫期にはAmbrosiella属の菌はほとんど分離されないことが示された。また、Ambrosiella属の菌種は、キクイムシの種ごとに異なっていたが、同一種のキクイムシの坑道からは、穿入樹種およびキクイムシの世代にかかわらず、同じ種のAmbrosiellaが分離されることが初めて明らかにされた。また、酵母類はいずれの生育段階でもかなり普遍的に存在し、占有率と遷移様式はキクイムシの種により多少異なるものの、産卵期から飛翔期までほぼすべての生育段階で分離された。さらに、Ambrosiella属と酵母類以外の菌類では、ミカドキクイムシ、クスノオオキクイムシとハネミジカキクイムシの場合、Paecilomyces sp.が優占種となった。SEMによる実際の坑道内の観察結果によれば、キクイムシの生育段階に伴う菌相の変化は、分生胞子の形態や坑道内の繁殖状態などから判断して、分離試験の結果をほぼ裏付けるものであった。mycangia(胞子貯蔵器官)内の菌相も、坑道内の場合と同様、キクイムシの生育段階によって異なっていたが、その遷移様式はキクイムシの種によっても異なっていた分離試験、SEM観察の結果から判断して、主共生菌のキクイムシ体内への取り込みは、いずれの種も羽化直後に行われることが明らかにされた。
光受容関連分子と光受容膜の構造と機能の研究

1.研究の目的:光エネルギ-受容タンパク質の光化学系2複合体は約20種類のタンパク質成分と数種類のクロモファアで成分で構成されている。本年度の主要研究目的は、光化学系2反応中心複合体の主要構成成分であるD1タンパク質とD2タンパク質および光化学系2複合体においてMnクラスタ-を保持する役割を担っている表存性33ーkDaタンパク質の構造と機能発現の解明とすることである。2.本年度の研究成果:(1)光化学系2反応中心複合体(D1/D2/Cytb559)をオクチルグリコシドで処理して、クロロフィルとフェオフィチンを結合しているD1/D2タンパク質複合体を単離し、その光化学的・物理化学的性質からこのヘテロダイマ-が反応中心を形成していることを明らかにした。(2)D1タンパク質の前駆体のC末端を切断してD1タンパク質に変換するプロセシング酵素を精製した。(3)D1タンパク質のMn結合部位を同定するために、エンドペプチタ-ゼで処理して得られるD1タンパク質断片をMn2+アフイニティクロマトグラフィにかけ、その結果からMnを結合するアミノ酸配列を推定した。(4)光化学系IIコア複合体を種々のエンドペプチタ-ゼで処理し、43ーkDaタンパク質と47ーkDaタンパク質を特異的に欠く系II複合体を調整した。これらの標品への33ーkDaタンパク質の結合の様相から、33ーkDaタンパク質の結合する内在性成分はD1/D2/Cytb559であることを推定した。また、これらの標品が酸素発生能を保持していることから、43ーkDaタンパク質と47ーkDaタンパク質は酸素発生反応には直接関与していないことが明らかとなった。(5)遊離状態の33ーkDaタンパク質と光化学系IIの内在性成分に結合した状態の33ーkDaタンパク質とをそれぞれ化学修飾し、その結果から33ーkDaタンパク質分子内の結合ドメインを推定した。
ハルデンギャップ反強磁性体の^<15>N-NMRによる研究

1.ハルデンギャップ反強磁性体(CH_3)_4NNi(NO_2)_3(TMNIN)において、Ni^<2+>(S=1)チェーンのNO_2-ボンドのN核を100%^<15>N核で置換した粉末試料の作成を行った。2.同時に、TMNIN試料の単結晶化を行った。1×0.1×0.1mm^3程度の大きさの単結晶作成には成功したが、現時点ではNMR測定は不可能である。より大型の単結晶試料作成を、継続して試みている。3.H10Tの磁場中、測定温度T1.3K,4.2Kで、^<15>N核(I=1/2,γ=0.43143kHz/G)のNMRシグナルは観測できなかった。このとき、チェーン間に存在するテトラメチルアンモニウムイオン中の^<14>N核(I=1,γ=0.30752kHz/G)のNMRシグナルは良い感度で観測されており、チェーンサイトの^<15>N核はスピン-格子緩和時間T_1が短いため観測されないと考えている。TMNINの場合、臨界磁場H_c3T以上の磁場中ではギャップレス状態であるといわれている。そこではNiスピンのゆらぎが大きく、大きな超微細相互作用をもつと思われるNO_2ボンドの^<15>N核のT_1は非常に短くなっていると考えられる。この場合、H_c以下ではギャップ状態であるため観測される可能性があり、現在実験を進行中である。
多文化家庭の子育て戦略の課題　-日韓中の国際カップルへのインタビュー調査

本研究の目的は、日本、韓国、中国に居住する多文化家庭の子育て戦略の特徴を明らかにすることであった。調査対象者は、日本在住の日中、日韓カップル、韓国在住の韓日、韓中カップル、中国在住の中日、中韓カップルとし、「子育て」という一定の枠組みの中で課題を探索するために半構造化インタビューとし、約50人へのインタビューを行った。分析は語られた内容を単位にテーマごとに分類し、項目ごとの相互関係や全体像についての考察を行った。論点の一部を示せば、韓国在住の日本人父親が示す「ムコ意識」、日本人母親による自己実現のための日本語教育グループ運営、日本語教育の外注化としての日本人学校選択などがあがった。本研究では、日本、韓国、中国に居住する多文化家庭の子育て戦略の特徴を明らかにすることを目的に集中的なインタビュー調査を行う。調査対象者は、対象三国の課題を立体的に明確にするため、日本在住の日中、日韓カップル、韓国在住の韓日、韓中カップル、中国在住の中日、中韓カップルとした。今年度は予備調査の年と位置づけ、定期的な研究会(およそ3ヶ月に1回程度)を開き、インタビュー手法や理論枠組みの確認、共同研究者、研究協力者がそれぞれ各国での予備インタビューを行った。理論の枠組みについては最新の理論を各種の書籍や外部の研究会に各人が参加し、それを研究グループに還元する形で行った。インタビューの手法については、おおよその手順を決め、予備調査を通して常に修正していくという方向性をとった。予備調査でのインタビューは予定を大きく上回る22名に行うことができた。日本語以外で行ったインタビューの一部は文字起こしに加えて日本語への翻訳も行い、本調査時に課題になりそうな点を洗い出した。なお、共同研究者、研究協力者の地理的な距離については、Email等を使い、また出張時に研究会や打ち合わせを行うことで比較的スムーズに行うことができた。また、翻訳については予算の関係で予想よりも十分な技能を持った人を多用することが難しいことが判明したため、現在対応を検討中である。本年度の予備調査で得られた知見の一部は、既に整理した上で、国内外での学会発表2回(日本、中国)、及び論文1本(日本)として発表した。本研究の目的は、日本、韓国、中国に居住する多文化家庭の子育て戦略の特徴を明らかにすることであり、本年も昨年に引き続き集中的なインタビューを行った。対象者は日本在住の日韓カップル、日中カップル、韓国在住の韓日カップル、韓中カップル、中国在住の中日カップル、中韓カップルであるが、全体予定数の約半数以上をこなすことができた。特に日本人男性へのインタビューのすべて、韓国人女性、日本人女性については7割程度を終えることができた。インタビューで得られた情報は文字起こしした上で共有した上で、2から3ヶ月に一度開いた研究会を開いて考察を深めた。不安定化する東アジア世界の中で、子どもたちが今どのように育てられようとしているのかを知る事は、今後の東アジア全体の安定を模索するためにも重要な意義を持つだろう。調査対象者は、日本在住の日中、日韓カップル、韓国在住の韓日、韓中カップル、中国在住の中日、中韓カップルとし、ほぼ同時期に行われたインタビューを分析することで、各国の同時代的な状況と各家庭の戦略の現代的な特徴を探究した。インタビューでは「子育て」という一定の枠組みの中で課題を探索するために半構造化インタビューとし、1.5-3時間程度語ってもらった。インタビューは録音の上、文字化し、分析は語られた内容を単位にテーマごとに分類し、項目ごとの相互関係や全体像についての考察を行った。共同研究者5人がそれぞれの性別や母語を軸に主担当を決め、主担当を置かない対象者については、全員で取り組んだ。居住地、国籍、性別の組み合わせごとに2人、全48人を目標としたが、可能な組み合わせでは目標にかかわらずインタビューを行った。結果として、全46人へのインタビューを行うことができたが、すべての組み合わせを満たすことはできなかった(特に中国人男性にかかわる組み合わせ)。調査開始時から中国人男性と日本人、韓国人女性との組み合わせの数が統計的に少ないことはわかっていたものの、期間中に十分に得られなかったことは残念であった。しかし、全体としては目標を大きく超えて収集できた組み合わせもあり、十分な成果を上げることができた。詳細は後述の研究ノートに示したとおりであったが、これらの論点が東アジア三国の多文化家庭の子育て戦略の課題の考察や次世代を担う子どもたちの成長を考える際の一助となれば幸いである。今後は、助成期間中に得られた情報を精査して発表したい。昨年度の予備調査を出発点に相当程度インタビューを進めることができたが、中国人男性については依頼できる研究協力者が確定できず進めることができなかった。

この点がやや遅れているとする理由である。この他の点では、インタビューも進展し、現地でのネットワークづくり、現地情報の収集、理論的な研究など、おおむね順調に進んでいると言えるだろう。教育社会学今後は、既に全量が終了した日本人男性へのインタビューの考察を軸に、理論的枠組みを精緻にしてゆき、その他のインタビューを進め、同時に分析を進めていく。特に中国人男性へのインタビューについては、研究協力者を速やかに確定し進めていきたい。本年度の計画には3本の柱があった。1理論・手法の検討、2各地をつなぐ人脈の構築、3予備調査による問題点の明確化および共有。1について:ナラティブ理論を念頭としたインタビュー調査の枠組みを作成し、実際の予備調査を通して修正をするというサイクルを構築できた。2について:各地への出張に際して既存のネットワークを通して事前に紹介を受けインタビューを実施できた。さらにインタビューした相手とも良好な関係を築き今後の協力も了解してもらえた。3について:当初の予定以上のインタビューを行うことができ、このテーマでのインタビュー実施における要点や課題がおおよそ明確になってきた。以上のことから本年度の達成度は「おおむね順調に進展している」と判断した。総インタビュー数の6分の1に当たる中国人男性へのインタビューを担当できる研究協力者が得られなかったため、インタビュー費用(謝礼、文字起こし、交通費など)が未使用となった。まずは、予備調査から明らかになった課題を精査し、早急に対応策を確定させたい。具体的には、理論枠組みや調査手法について若干の修正が行われることが予想される。文字起こしの頻度や翻訳の頻度をどこまでにするかなどが議論の中心となるだろう。また、予備調査時に増してインタビューの回数が増えるため、日程の調整が重要となる。必要に応じて作業を外部化するなどして、共同研究者、研究協力者がインタビュー内容の分析などに集中できるような環境作りにも配慮したい。早期に中国人男性へのインタビュー担当者を決定し、インタビューを進める予定である。予備調査のインタビューのすべてを文字起こしする予定であったが、インタビューが予想以上に収集できたため、文字起こしするインタビューの選択基準を改め、一部のみを文字起こしすることにした。そのため文字起こし費用を中心に未使用分が積み上がった。文字起こしをしないことによって懸念された研究上の情報交換は、インタビュー概要書およびインタビュー音声自体の共有などで行った。2年目以降の調査時にはより多くのインタビューを文字起こしする予定である。
数学的構造化個体群動態学とその感染症数理モデルへの応用に関する研究

各個体の個性を考慮した上で生物個体群のダイナミクスを微分方程式または積分方程式による構造化個体群モデルによって定式化したうえで、その数理解析をおこなうとともに、感染症数理モデルへの応用を発展させた。とくに個体群ダイナミクスにおいてキーとなる基本概念である基本再生産数とタイプ別再生産数を時間変動のある環境下において定義する新しい方法を示し、それによって既存の基本再生産数理論に統一的な視点を与えた。人口学、疫学における基本再生産数の概念は、ホスト個体群の動態率や感染率が時間に依存しない自律系の方程式にもとづいて定式化されてきた。一方、感染症の伝達率や媒介生物の個体群動態などには明確な季節性、周期性が存在する場合が少なくない。そうした変動環境における感染症流行ないし個体群成長の閾値条件を与えるような、基本再生産数概念の拡張が、これまでHeesterbeek and Roberts, Bacaer, Thieme, Wang and Zhao等の著者によって提案されてきた。本研究では、周期系を超えて、まったく一般的な変動環境における構造化個体群の基本再生産数と内的成長率の定義を提案した。この新定義においては基本再生産数は世代生成作用素によって作り出される新生児の世代分布のサイズの漸近的な幾何学的成長率として定義され、定常環境と周期的環境においては次世代作用素のスペクトル半径に一致することが示される。このことによって周期的環境におけるBacaerによる基本再生産数の定義が、世代解釈を許すことが示され、新定義がこれまでの定義の一般化であることがわかる。さらに一般の変動環境における内的成長率の定義を提案し、それが基本再生産数が正であれば非負であり、基本再生産数が負であれば非正であるという意味で弱い閾値性をもつことを示した。これらの新概念は、構造化個体群の線形モデルにおける成長特性の普遍的、本質的側面を示すものであり、理論モデルに対する統一的視点を与えるとともに、感染症モデルに見られるような変動環境における個体群ダイナミクスの制御という応用研究の基礎となるであろう。[1]感染症数理モデルや構造化個体群モデルにおいては、基本再生産数とともにタイプ別再生産数(T)の概念が基本的である。タイプ別再生産数は、多状態の個体群再生産システムにおいて、特定のタイプ(ターゲット)の個体がその再生産期間のうちに生産する同種の個体数の平均数として定義されるが、ここで重要なことは直接に再生産する個体のみならず、非ターゲットへの再生産を経て間接的に再生産する個体数もカウントすることである。そのため、非ターゲット個体群だけによる再生産数が劣臨界であるという条件のもとで符号条件Sign(RO-1)=Sign(T-1)が成り立ち、タイプ別再生産数は個体群成長の閾値条件を与える。すなわち、ターゲット個体群のコントロールによって全体の個体群成長を制御する場合の測度になる。これまで、タイプ別再生産数は、定常環境でかつ離散的な状態の場合のみ定式化されていたが、本研究では、一般の変動環境下における新たな基本再生産数の定義に依拠して、変動環境下で連続的な状態変数をもつ構造化個体群に対するタイプ別再生産数の定義と基本的特徴付けを与え、その感染症流行制御への応用例を示した。[2]人口学、疫学における基本再生産数の概念は、ホスト個体群の動態率や感染率が時間に依存しない自律系の方程式にもとついて定式化されてきた。そうした変動環境における感染症流行ないし個体群成長の閾値条件を与えるような、基本再生産数概念の拡張が、これまでHeesterbeek and Roberts,Bacaer,Thieme,Wang and Zhao等の著者によって提案されてきた。本研究では、弱エルゴード的な正の周期的発展システムが一様に原始的(uniformly primitive)であれば、フロケタイプの指数関数解をもつことを示し、それにもとついて、線形常微分方程式ないしはMcKendrick型の偏微分方程式で表される周期的パラメータをもつ個体群(感染症)モデルに関して、Baca\"er,Thieme,Wang and Zhaoによる基本再生産数および次世代作用素の定義を再構成して閾値原理を示した。[1]タイプ別再生産数に対する一般的な変動環境下での定義を提起して、具体的なモデルに対して計算をおこなった。タイプ別再生産数は、多状態の個体群再生産システムにおいて、特定のタイプの個体がその再生産期間のうちに生産する同種の個体数の平均数として定義され、ターゲット個体群のコントロールによって全体の個体群成長を制御する場合の測度になる。特に、垂直感染と水平感染の二つのルートをもつ感染症に関して、年齢構造化個体群モデルにおける感染症の基本再生産数と水平感染のタイプ別再生産数の計算法、任意の年齢階級における臨界ワクチン接種割合の算出、パラメータの季節変動がある場合に、流行シーズンのタイプ別再生産数の計算法、またパルスワクチン政策における異本再生産数の計算法等を示した。

[2]個体の異質性や空間分布を考慮してKermack-McKendrickの感染年齢依存モデルを拡張した上で、その基本再生産数によって、必ずしもコンパクトではない状態空間におけるパンデミックが起きる条件が定式化されることを示した。汎流行定理は、基本再生産数の現代的な定義より以前に提唱され、両者の関係はこれまで明らかにされてこなかった。本研究によって、基本再生産数によって汎流行閾値定理が完全に特徴付けられることが示された。[3]年齢構造を持つホスト個体群に対するSIS型感染症流行モデルにおいて、パラメータが時間周期的である場合に、周期的なエンデミック解が存在する閾値条件を示した(國谷氏との共同研究)。特にホスト個体群が人口学的に定常状態にあるなら、基本再生産数が1より大きいという侵入条件が、同時にエンデミック周期解の一意的存在条件になるという一般的原理を、周期系構造化個体群モデルで初めて確認することができた。これは一般的原理としてより普遍的な非自律的構造化個体群における感染症流行モデルへと拡張されると考えられる。当初の目標であった変動環境下における構造化個体群の基本再生産数の定義と計算法を定式化して、それが在来の定常環境、周期環境において提起された定義の真の拡張になっていることを示すことに成功している。24年度が最終年度であるため、記入しない。基本再生産数は構造化個体群モデルの線形化方程式の基本的挙動を示す指標であるが、非線形システムの正定常解の存在を規定する指標でもある。そこで、一般的な非線形の構造化個体群モデルの特性を利用して、高々周期的であるような環境条件下で、基本再生産数によって定式化される閾値条件のもとでの正の定常解の存在と安定性を示すことを考えたい。またこうした基本理論の応用として、個体や環境の異質性を考慮した感染症数理モデルを考察して、従来の非構造モデルとは異なる流行のダイナミクスを解明するとともに、個体群レベルや細胞レベルでの感染や流行のコントロール政策・方法の妥当性・有効性を検討する。
水利用克雪の普及が農業用水の利用体系及び管理機構に及ぼす影響に関する研究

最終年度である本年度は、北陸地方の新潟県小出町および富山県福光町の事例をに中心に調査研究を行った。いずれも河川からの取水による農業用水を利用した雪処理が普及している。小出町はかなり古から流解溝技術が確立されており、市街地での雪処理に最大の効果を発揮している。その水源は、魚野川の支川佐梨川から取水する農業用水であるが、市街地は農業用排水路の流末に位置していて、水源確保に絶好の条件にある。しかし、近年市街地での土地区画整理が行われ、流雪溝整備が進展していて、新たな水源確保や、流解技術の適用が必要となってきた。また、従来の農業水利権から、冬期の雪処理利用のための克雪水利権がされようといている。福光町は、近世中期より、防火用のための農業用水利用が行われ、あわせて冬期の雪処理のために大きな役割を果たしてきた。小矢部川両岸に開けた同町は、刀利ダムからの補給水を得て冬期水利を行っているが、近年では雪処理のための通水量が増加して、従来の用水路断面では処理しきれないものとなってきている。そこで、流雪溝としての機能を高めるために、農業用水路を改修する計画がもたれている。以上の実態から、特に農業用水の利用体系ならびに管理機能に及ぼす影響を抽出すれば抽出すれば次のようである。(1)用水路の大勾配への修正による水温低下の影響(2)水路の台形断面への修正による水理条件の変化(3)克雪水利権生成による新たなる水利調整問題(4)水質汚濁による潅漑用水環境の悪化と生産性の低下(5)道路雪・屋根雪投雪による水路の劣化と維持管理費の増加(6)環境を考慮した石積み水路建設が不可能(7)水利施設の共用バックアロケ-ション(8)農業用水および施設の公共・公益性の評価ならびに維持費の負担問題最終年度である本年度は、北陸地方の新潟県小出町および富山県福光町の事例をに中心に調査研究を行った。(1)用水路の大勾配への修正による水温低下の影響(2)水路の台形断面への修正による水理条件の変化(3)克雪水利権生成による新たなる水利調整問題(4)水質汚濁による潅漑用水環境の悪化と生産性の低下(5)道路雪・屋根雪投雪による水路の劣化と維持管理費の増加(6)環境を考慮した石積み水路建設が不可能(7)水利施設の共用バックアロケ-ション(8)農業用水および施設の公共・公益性の評価ならびに維持費の負担問題本年度においては、東北地方の秋田県および山形県の実態に関する現地調査と資料収集を行い、以下のような研究成果を得た。なお、秋田県では横手市と湯沢市を、山形県は金山町を対象にした。秋田県では、農業用率水路そのものを消・流雪溝として使用するほか、都市施設としての流雪溝整備も行われ、とくに湯沢市での整備の高いことがわかった。これは、市街地が扇状地上に形成され、その中心部を農業用水路が通過しているところから水源確保が容易で、流雪溝への送水はポンプ揚水であるため流雪溝整備が急速に進められたためである。しかし、流雪溝の拡張によって家庭雑廃水が用水路に流れ込んで水質汚濁が進み、このための希釈用水が必要とされていることが今回の調査で新たに判明した。横手市についても同様の問題が発生しており、このため、潅漑期での水利用形態に影響を及ぼすことが懸念される。しかし、用水管理の上からは、地域住民による用水路の維持管理が行われ、水や施設についての意識が向上してきている。山形県では、農業用水の消・流雪利用は全般的に行われている。とくに金山町においては、農業用水路の管理のために水利組合を組織しているが、その受益者は本来は組合員という地位になるのであるが、ここでは会員として用水の運営組織の構成員となっているのである。