hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自閉症スペクトラム障害児童の限局的反復的行動に関連するバイオマーカーの探索

本研究は自閉症スペクトラム症の行動特性である限局的反復的行動(RRBs)の神経基盤の探索を目的とした。研究1:RRBsの認知心理学的基盤である実行機能障害に着目し児童でも脳機能計測下で実施可能な検査開発を試み、光トポグラフィー下で語産生課題を健常者25名に実施、両側前頭前野と上側頭皮質で神経活動増加を検出した。研究2:RRBsの神経学的基盤の有力候補である大脳小脳連関機能不全検出に向け、児童でも実施可能な検査であるNIRSと脳磁図の有用性確認のために小脳損傷神経発達障害患者に対し把握課題施行中の計測を行いcrossed cerebellocerebral diaschisisの検出に成功した。平成25年度の研究では、自閉症スペクトラム障害の限局的反復的行動の基盤をなすと言われている実行機能障害に関する脳活動を捉える臨床検査法の開発を試みた。その中で、児童であっても広く応用可能な「しりとり」に注目し、児童にも抵抗なく適用できる脳機能画像計測法である光トポグラフィーによる計測を健常成人25人に対し行ったdataを解析した。その結果、前頭葉と前頭側頭葉に渡る広い範囲に有意な脳活動を検出することに成功した。このことにより、しりとりは前頭葉機能に大きな負荷をかける課題であり、しりとりの実行機能課題としての適用可能性が示された。また、しりとりとNIRSの組み合わせで、自閉症スペクトラム障害児童の限局的反復的行動に深く関わる実行機能のバイオマーカーを検出できる可能性があることが示唆された。さらに、2つ目の研究として、自閉症スペクトラム障害の限局的反復的行動のバイオマーカー候補である小脳が、認知機能に与える影響を調べるために、幼児期に小脳の右半球を欠損した発達障害症例において、把握運動時の大脳一次運動野の神経活動を光トポグラフィーにより計測した。その結果、右一次運動野は健常者と同様の神経活動を示したが、左一次運動野の神経活動には有意な非定型性が見られた。これは、小脳由来の発達障害患者において、小脳の障害が小脳大脳連関を通して反対側の大脳半球の代謝に反映されるcrossed cerebello-cerebral diaschisisという現象を機能面から捉えた貴重な臨床的知見であると考えられる。平成24年度の研究では、自閉症スペクトラム障害のバイオマーカーとして以前からたびたび報告されている小脳体積の減少に着目し、限局的反復的行動を中心とした自閉症症状との相関を調べることを目的とした。また、上記により取得したデータを解析するために、統計解析ソフトであるSPSS Base System、MatLabと解析のためのノートパソコン及び書籍を購入した。平成26年度の研究では、自閉症スペクトラム障害の反復的限局的行動の主要な原因であると考えられている実行機能の障害を調べるために、日本において幼児でも実施可能な実行機能課題であるしりとり課題を光トポグラフィーによる計測下で実施したデータに対し、いくつかの新しい解析手法の適用を試みた。その結果、しりとり課題は、従来の語産生課題に比べ、前頭葉のみならず側頭葉領域も大きく賦活できる課題であることが見出された。このことから、前頭葉のみならず側頭葉領域にも障害が検出されている自閉症スペクトラム症や統合失調症などの神経発達障害の実行機能を評価する上でしりとり課題は有用であることが示唆された。また自閉症スペクトラム障害で多く報告されていて反復的限局的行動への関連が示唆されている小脳の機能障害について、平成25年度には小脳に直接損傷を持つ患者に光トポグラフィーを適用した研究において、小脳の障害が反対側の大脳半球の機能低下を誘発することを示唆する知見を得たが、平成26年度は、把持運動中に脳磁図を用いて計測したデータの解析により、この知見を支持補強する結果を得た。この結果は、小脳の機能不全が前頭前野及び大脳基底核の活動低下を招くことを示唆し、小脳の機能不全が、自閉症スペクトラム障害の実行機能障害および反復的限局的行動のバイオマーカー候補の一つであることを支持する知見である。なお、上記の研究成果は、現在英文学術専門誌に投稿中である。精神神経科学自閉症スペクトラム障害の限局的反復的行動のバイオマーカーの探究に大きく関連する、光トポグラフィー装置を用いての、実行機能課題遂行中の脳活動の研究と、小脳の損傷による大脳機能障害の研究の論文は、ともに英文の学術誌に投稿する直前まで完成していることから、本研究課題はおおむね順調に進展していると考えられる。構造MRIの撮影および臨床的行動指標の計測は、自閉症スペクトラム障害児童2名、定型発達児童10名に実施した。

また、成人においても同様の計測を行い、自閉症スペクトラム障害者8名、定型発達者11名からデータを収集した。これは、当初の予想を上回るデータ数であり、順調に進展していると考えられる。平成26年度の前半には、光トポグラフィー装置を用いた実行機能課題遂行中の脳活動の研究と、小脳の損傷に起因する大脳機能障害の研究に関する論文2本を、それぞれ異なった英文学術誌に投稿する予定である。平成26年度の後半には、新たな脳機能画像解析に挑戦する。この中で、拡散テンソル画像法を用いて、自閉症スペクトラム障害と関連の深い小脳性神経発達障害症例においてcerebello-cerebral diaschisisの主原因と予想される上小脳脚の描出を試みる。平成25年度の前半では、前年度と同様なデータのさらなる蓄積を試みる。特に、自閉症スペクトラム患者の数を増やすために、ホームページなどを通じて参加を呼び掛ける。後半においては、これらのデータの解析を行う。MRIのデータから小脳の特に虫部を中心とした体積を、SPM8およびMatLabを利用することにより算出し、自閉症スペクトラム患者と定型発達者との間で比較する。さらに、定量化された自閉症スペクトラム障害の症状の臨床指標と小脳体積の間の相関解析を行い、自閉症スペクトラム障害のどのような症状が小脳体積のバイオマーカーに関与しているのかの検出を試みる。また、自閉症スペクトラム障害に特異的な眼球運動および注意機能のパターンを解析し、小脳体積との関わりを考察する。本研究計画の申請後に、使用予定機器の一つである当研究部所有の近赤外分光計では正確な脳血流の測定が皮膚血流の混入により困難であるという高いevidenceを示す論文が発表され、専門家の間でも機器の改良の研究の議論が高まっている状況を鑑み、その機器を用いての実験を始めることを見直すこととなったため、その実験に使う予定であった経費に未使用額が生じた。上記の理由により、計画していた実験の一部を他の機器を用いて行うこととなったため、その機器が設置してある研究機関への旅費に\150000、研究データの解析用パソコンソフトの更新費用に\71500、その研究成果の学会発表のための学会参加費と旅費に\100000、研究データをまとめた論文を作成するに当たり、図表作成用パソコンソフトに\100000、論文の英文校閲、投稿費用に\82885の使用を予定している。繰り越し額と次年度予定額の合計988284円の内、被験者への謝金に200000円、旅費に250000円、学会参加費に45000円、論文作成時の英文校閲費に200000円、学術誌投稿費用に40000円、MatLabの更新費用に70000円、統計ソフトIBM SPSS Regression購入費用に102900円、図表作成ソフトPhotoshop購入費用に85000円支出を予定している(残384円)。
光化学反応を用いた並列演算装置の開発

光応答性分子を利用した分子コンピュータのアーキテクチャを構築すべく、新しいアルゴリズムを提案し、理論検討、簡単な実験による検証を進めた。本研究から次に示す新規のアーキテクチャを考案し検討した。電流による発熱体とある温度で急激に電気抵抗が小さくなる機能性材料、赤外線領域の光により変色する光応答性分子の組み合わせにより経路探索するもので、機能性材料の組み合わせた回路を電子回路シミュレータにより回路網の各所の発熱量を算出した結果、経路探索が可能であることを明らかにした。また、分子コンピュータを小型化するために必要な要素技術の一つである2種類の光に対して照射領域を波長よりも狭い領域に照射できる構造を作製した。研究代表者が提案した新しいコンピュータアーキテクチャからなる並列演算型分子コンピュータ(並列アナログ分子コンピュータ)の研究を行った。本コンピュータは、分子素子で構成された分子であり、(1)演算には光応答性分子の物性操作を、(2)並列演算時の情報の受け渡しには分子間の電子やエネルギーの移動を、(3)並列演算には二次元配列させた光応答性分子を用いた情報の画像化による並列処理を採用している。そこで、本研究を通して、分子素子を用いた新規の演算手法の実現に向けての計算アルゴリズム開発を進めた。特に、ノイマン型コンピュータが苦手とする図形の認識および比較、経路探索問題などの情報処理を高速に行うためのアルゴリズム、光学系、分子素子等について、コンピュータシミュレーションを活用しながら、効率的に分子演算システム開発を行った。光学系に関しては、演算素子の小型化を視野に入れた演算システム及び光を用いた演算素子同士の情報のやり取りなどを考慮した設計を行うために、空間の電磁場分布を時系列に計算できるFinite Difference Time Domain method (FDTD)法を導入して、分子演算に用いるための光制御構造の検討を進めた。その結果、異なる波長の光で可逆的に構造を変化させる光応答性分子を用いた演算システムに適した光入力構造を提案することができた。この成果は、特許出願後、論文等で発表する予定である。また、照射する光の波長によって可逆的変色する光応答性分子を二次元的に配置した基板を道路地図、光の照射位置を走行する車とすることで、光応答性分子が濃く変色する部分が渋滞場所となることを見出しているので、本コンピュータをより実用的なものとするために、本コンピュータに情報を入力するための光の照射位置(走行車の位置)を実際の道路を撮影した画像から抜き出すシステムを開発した。研究代表者が提案した新しいコンピュータアーキテクチャからなる並列演算型分子コンピュータ(並列アナログ分子コンピュータ)の作製及び性能評価を行う。本コンピュータは、分子素子で構成された分子コンピュータであり、(1)演算には光応答性分子の物性の操作を、(2)並列演算時の情報の受け渡しには分子間の電子やエネルギーの移動を、(3)並列演算には二次元配列させた光応答性分子を用いた新規の演算手法の実現に向けて、計算アルゴリズム開発及び基礎データの入手を進めた。分子コンピュータの実現には、独特な性質・機能を持った分子とその機能を生かした演算手法・アルゴリズムを巧みに組み合わせることが鍵となる。昆虫のフェロモンによる集団行動の制御や、伝達物質による神経細胞間の情報伝達など、自然界には問題解決へのアプローチが従来のコンピュータアルゴリズムによるものとは全く異なる現象が数多く存在する。そこで、これらの現象をモデルとした演算アルゴリズムと、それを実行するために多種多様の機能性分子の性質を生かした演算手法の検討を進めた。特に、ノイマン型コンピュータが苦手とする経路探索問題などの情報処理を行うためのアルゴリズムついて、コンピュータシミュレーションを活用しながら、効率的に分子演算システム開発を行った。具体的には、温度により特性が変化する機能素子を利用したコンピュータシステムの動作についてコンピュータシミュレーションを進めることにより、カーナビゲーションのような経路探索が理論上可能であることを見出した。研究代表者が提案した新しいコンピュータアーキテクチャを備えた並列演算型分子コンピュータの作製を進めた。本コンピュータは、演算素子として分子素子及び機能性材料で構成された演算システムであり、(1)演算には、光応答性分子や機能性材料の物性操作を、(2)並列演算時の情報の受け渡しには分子や機能性材料同市の電子やエネルギーの移動を、(3)並列演算には、二次元的に配列させた光応答性分子や機能性材料を用いた新規の演算手法の実現に向けて、計算アルゴリズム開発及び基礎データの入手を進めた。昨年度までは、光応答性分子に照射する位置をコンピュータにより操作して、その色変化量から演算結果を導き出すアルゴリズムを主体に行っていたが、コンピュータ等の既存の演算システムをできるだけ使用しないアーキテクチャについて考察した。このアーキテクチャは、電流による発熱体とある温度で急激に電気抵抗が小さくなる機能性材料、赤外線領域の光により変色する光応答性分子の組み合わせにより経路探索するもので、昨年度に購入したコンピュータシステムを用いたシミュレーションによる理論検討を行った。

2種類の光を光応答性分子に照射する演算装置を小型化する際、照射領域を波長よりも狭くする要望に対して、2種類の光の近接場光を増強させる構造をFDTD計算によるシミュレーションにより検討を進め、提案する微細構造を協力研究先である(独)物質・材料研究機構で作製し光学特性を調べたところ、希望する構造を試作することができた。
低アレルゲン化食品のアレルギー治療・予防効果の検証

1.小麦粉を酵素処理した低アレルゲン化小麦粉中のペプチドを逆相HPLCを用いて分離した。約20ピークのうち、2つが主要であった(溶出順にピーク1、ピーク2とした)。これらを患者末梢血リンパ球刺激試験に供した結果、ピーク2に強い活性が認められた。ピーク2を単離し、質量分析を行った結果、アミノ酸残基が67のペプチドであることが明らかとなったので、アミノ酸シーケンサーなどを用いて構造決定を行っている。2.低アレルゲン化小麦粉臨床試験(長期投与試験)を継続実施した。投与前および期間中、経時的に採血した。小麦グルテンをtotal gliadin,α,β,γ,slowω,fastωの各グリアジンおよびHMW,LMWグルテニンに分画し、各画分に対するELISAを行った。長期投与により患者の大部分は普通の小麦粉食へ移行することが可能となったが、特にslowω,fastωグリアジンおよびHMW,LMWグルテニンに対する抗体価の減少が顕著であった。従って、これらが、発症、寛解にメインに関与する可能性が考えられた。現在、平行して経時的に末梢血リンパ球を採取し、抗原刺激に対する応答の変化を追跡している。3.昨年度に実施した動物実験の結果とも合わせると、アレルゲンをタンパク質分解酵素で処理することで作製した低アレルゲン化食品は、特にT細胞エピトープが残存している場合、アレルギー治療・予防効果を有する可能性が極めて高いことが示された。小麦粉をタンパク質分解酵素で処理することで作製した低アレルゲン化小麦粉が、アレルギー治療・予防効果を有するか否かについて検討を行った結果、以下のような結果が得られた。1.小麦アレルギー患者より末梢血リンパ球を分離し、その培養液に低アレルゲン化小麦粉抽出物(hypo)を1mg/ml濃度で添加し、37度で3日間培養した。培養最終日にBrdUを添加し、その取り込みをELISAにて測定した。その結果、hypoの添加により、無添加時に比べBrdUの取り込みが2倍以上になった。このことから、hypoにT細胞エピトープが存在することが明らかとなった。免疫寛容を誘導するためにはT細胞エピトープの存在が必須であるとされているが、この条件をクリアーしていることが初めて実証された。2.小麦アレルギー患者に低アレルゲン化小麦粉を摂取してもらい、血中IgE値の推移を検討した。その結果、半数以上で摂取により総小麦IgE、塩溶性画分に対するIgE、およびグルテンIgEのいずれもが徐々に低下した。3.より詳細に治療・予防効果を検証するために、IgE応答性のBrown Norwayラットを用いて検討を行った。ラットにグルテンを腹腔内免疫した後、低アレルゲン化小麦粉あるいは同組成のアミノ酸混合物を2週間与え、さらにグルテンを吸入させることで感作させた。吸入24時間後に血中IgG1,IgG2a,およびIgEレベルをELISAにて測定した。その結果、アミノ酸混合食群と比較して、低アレルゲン化小麦粉群では、いずれのクラスの抗体においても低値を示した。
単分子有機磁石及びセミマクロ巨大スピン協同系の磁気双極子スピン波のスピニクス

本年度も、本研究(B)として、群論的に高い対称性をもつ高スピン分子系の設計と合成を引き続き行い、単分子有機磁石(超常磁性体)モデル系となる強スピン分極構造をもつ化学的に安定な高スピン分子(S=3-6のオリゴカルベン系、およびオリゴニトレン系)を極低温下で発生し、CW ESR微細構造スペクトルの全解析によって、同定した。その結果、次元性を制御した水素結合型集積系高スピン分子クラスターの設計が可能であることが分かった。全解析においては、ハイブリッド型の厳密な数値的対角化に基づく固有磁場法をさらに改良し、分子構造とスピン構造が整合するスピンハミルトニアンパラメータが実験的に抽出することができた。分子構造の解析には、オリゴカルベンやニトレンのように一中心型のスピン間相互作用が比較的大きく寄与するスピン構造をもつ系では、S=1のスピンユニット間のスピン-スピン相互作用がどの程度微細構造定数と分子構造に影響を及ぼすかを理論的に詳細に検討し、相互作用の大きさと共役系の大きさとの相関を見いだした。本年度も引き続き、新しいスピニクス分子系として、スピン緩和がスローダウンするようなスピン環境系として、高い対称性をもつC_<60>多価アニオン系をとりあげた結果、新たに見いだした共鳴型のスピントンネル現象は、動的なヤーン・テラー効果を介してC_<60>由来の高温超伝導発現のメカニズムに直接深く関与していることを結論した。研究(A)では、強磁性体薄膜をミクロンオーダーで微細加工した擬一次元及び二次元超格子構造体において見いだした2種類の新たな量子スピン波モードの全解析を行った。一つは、lateral Walkerとも言うべきスピン波で、もう一つは、磁気双極子スピン波である。後者は、超格子の数に依存して出現し、セミマクロスコピックな量子現象である可能性を強く示唆した。マイクロ波の平行励起実験を行ったところ、弱いマイクロ波励起でも、極低温において、擬一次元磁気双極子スピン波モードのみが、非線形現象を示した。引き続き、この特異な現象の理論的な考察を行っている。初年度はまず、群論的な考察をとりいれた新分子設計の指針に基づいてB-1単分子有機磁石(超常磁性体) (本研究(B))モデル分子系(S=2-6)として強スピン分極型の高スピン分子を、合成ルートを開発した。絶対値の大きな負の微細構造定数を持たせるために、軸対称2次元高対称性構造を骨格にもつ共役オリゴカルべン、ポリニトレン系と大きな非局在効果をもつ芳香環をトポロジー的に配置した系を合成した。実験的な困難さ(極低温でのスピントンネル効果の検出)を軽減するために、電子的基底状態において絶対値の大きな微細構造定数をもつ系の開発は重要である。また、(B)では、有機分子固有の単分子磁石の性質を解明するために、分子内に弱いスピン間の交換相互作用をもつホモスピンあるいはへテロスピン系では微細構造テンソルに軸対称性がない場合でもB(静磁場)-assistedスピントンネル効果が現れることに注目した分子設計と合成を行った(B-2)。これらの系では、異なるスピン状態の副準位間に群論的なスピン混合が許される特徴がある。目下、物性的な測定の準備をしている。(A)の研究対象としてのA-1セミマクロスケールで群論的な縮重機能をもつ2次元人工格子型薄膜パーマロイ強磁性体モデル系については、微小巨大スピン束を配列する群論的な対称性(周期性)と個々の束の形状の関連を磁気双極子スピン波の遷移強度に注目して解析した。方法論的には未知な部分が多いが、当面は緩和現象を考慮しない多体系擬スピンハミルトニアンアプローチを用いた。一方、(C)の課題では、すでに予備実験は終えているので初年度からパラメトリック励起実験をデュアルモード空洞共振器(Xバンド)(備品に計上)を用いて行った。本研究で得られるスピン波は、静磁場Bに対する異方性が極端に大きいので、タイムコンシューミングな実験となった。(実際の測定においては特定モードの非線形効果の理論的な予測は指針にならなかった)。人工格子系の熱浴の特性は、目下のところ全く未知なので、極低温に至る広範な温度領域での実験を行い、詳細な測定を現在なお実行中であるが、磁気双極子スピン波のみが選択的に励起される現象を初めて見いだした。今後、理論的な考察を行う予定である。本年度も、本研究(B)として、群論的に高い対称性をもつ高スピン分子系の設計と合成を引き続き行い、単分子有機磁石(超常磁性体)モデル系となる強スピン分極構造をもつ高スピン分子(S=3-6のオリゴカルベン系、およびオリゴニトレン系)を極低温下で発生し、CW ESR微細構造スペクトルの全解析によって、同定した。全解析においては、ハイブリッド型の厳密な数値的対角化に基づく固有磁場法を用いることによってはじめて、分子構造とスピン構造が整合するスピンハミルトニアンパラメータが実験的に抽出することができた。分子構造の解析には、オリゴカルベンやニトレンのように一中心型のスピン間相互作用が比較的大きく寄与するスピン構造をもつ系では、S=1のスピンユニット間のスピン-スピン相互作用がどの程度微細構造定数と分子構造に影響を及ぼすかを理論的に詳細に検討した。その結果、ユニット間の相対的な配向は、ユニット間の相互作用を考慮しても、数度以内であることを明らかにすることができた。

本年度は、また、新しいスピニクス分子系として、スピン緩和がスローダウンするようなスピン環境系として、高い対称性をもつC_<60>多価アニオン系をとりあげた結果、新たに共鳴型のスピントンネル現象を分子系において初めて見出した。研究(A)では、強磁性体薄膜をミクロンオーダーで微細加工した擬一次元及び二次元超格子構造体において、新たな量子スピン波モードを二種類見出した。一つは、lateral Walkerとも言うべきスピン波で、もう一つは、磁気双極子スピン波である。後者は、超格子の数に依存して出現した。したがって、セミマクロスコピックな量子現象である可能性を強く示唆した。マイクロ波の平行励起実験を行ったところ、弱いマイクロ波励起でも、極低温において、擬一次元磁気双極子スピン波モードのみが、非線形現象を示した。目下、この特異な現象の理論的な考察を行っている。本年度も、本研究(B)として、群論的に高い対称性をもつ高スピン分子系の設計と合成を引き続き行い、単分子有機磁石(超常磁性体)モデル系となる強スピン分極構造をもつ化学的に安定な高スピン分子(S=3-6のオリゴカルベン系、およびオリゴニトレン系)を極低温下で発生し、CW ESR微細構造スペクトルの全解析によって、同定した。その結果、次元性を制御した水素結合型集積系高スピン分子クラスターの設計が可能であることが分かった。全解析においては、ハイブリッド型の厳密な数値的対角化に基づく固有磁場法をさらに改良し、分子構造とスピン構造が整合するスピンハミルトニアンパラメータが実験的に抽出することができた。分子構造の解析には、オリゴカルベンやニトレンのように一中心型のスピン間相互作用が比較的大きく寄与するスピン構造をもつ系では、S=1のスピンユニット間のスピン-スピン相互作用がどの程度微細構造定数と分子構造に影響を及ぼすかを理論的に詳細に検討し、相互作用の大きさと共役系の大きさとの相関を見いだした。本年度も引き続き、新しいスピニクス分子系として、スピン緩和がスローダウンするようなスピン環境系として、高い対称性をもつC_<60>多価アニオン系をとりあげた結果、新たに見いだした共鳴型のスピントンネル現象は、動的なヤーン・テラー効果を介してC_<60>由来の高温超伝導発現のメカニズムに直接深く関与していることを結論した。研究(A)では、強磁性体薄膜をミクロンオーダーで微細加工した擬一次元及び二次元超格子構造体において見いだした2種類の新たな量子スピン波モードの全解析を行った。後者は、超格子の数に依存して出現し、セミマクロスコピックな量子現象である可能性を強く示唆した。引き続き、この特異な現象の理論的な考察を行っている。
「防災共育」実現のための理論構築と地域社会での実践

東日本大震災で明らかとなった防災上の課題の一つは、「想定外」の存在であった。知識・技術を伝達することのみが防災教育であるという矮小化された理解がなされているならば、防災教育を通じて想定外の問題を解決するのは困難である。想定外は、専門家が依拠する科学の不確実性に起因するものがほとんであるためである。そこで本研究では、専門家も非専門家がともに学びあう「防災共育」の実現を目指し、理論的検討と教育実践を行った。専門家が非専門家の活動を理解しようとすることが、防災共育の実現の条件であることが明らかとなった。今年度は、まず、昨年度の理論的研究を継続し、実践を踏まえつつ当該理論を発展させるための検討を行った。その結果、専門家と市民の双方向の学びを実現するためには、わけても市民の活動を専門家が分かろうとすることが重要であるとの結論に至った。この理論的検討の成果については、査読付き論文として投稿し、結果待ちの状況にある。一方、当初の研究計画で予定していた医療センター附属の防災学習センターの展示内容及びシナリオに関する検討を今年度は行うことはできなかった。そこで次善の策として、大阪府の防災学習施設である津波・高潮ステーションにおける同様の実践をまずは進めることとした。今年度は、津波・高潮ステーションを運営する西大阪治水事務所職員という治水の専門家とともに活動を行う学生ボランティア団体を組織した。このボランティアの主な役割としては、施設訪問者への案内活動ならびに定期的な防災関連イベントの実施を挙げることができる。今年度は、西大阪治水事務所職員とともに、市民向けの展示内容の解説書を作成するなどした。なお、今年度は、防災学習施設における展示内容や学習シナリオに関する検討を開始することができなかった。しかし、こうした取り組みに関する準備は開始しており、次年度には、検討を開始できる見込みである。また、これに合わせて、東大阪市消防局防災学習センター等の既存の他の防災学習施設における展示内容ならびに学習シナリオに関する調査も行う予定である。研究計画に基づき、今年度は理論研究ならびに英国の防災学習センターの現地調査を行った。理論研究では、正統的周辺参加理論の再検討を行い、新参者の実践共同体への参加という観点に加え、新参者の参加によって実践共同体が変容し、その実践共同体の変容によって、古参者もまた学習するという双方向の「学び合い」について理論的に検討した。また、地震観測所における防災学習の観察によって、古参者の側が新参者の意義を認めていることが、新参者の学習の機会を生み出していることが確認された。英国の防災学習センターの現地調査は、2012年9月に行った。当初の計画では、エジンバラ市のRisk Factory及びニューカッスル市のSafety Worksを訪問する予定であったが、防災学習センターの協議会の情報交換会が、レスター市のWarning Zoneで開催されたため、情報交換会への参加とWarning Zoneの訪問を行った。情報交換会は、年に2回の頻度で開催されており、センターの運営に関する実務的な情報交換の場となっている。情報交換会から、英国の防災学習センターは、その規模や運営主体の違いがあるが、何れのセンターも大きくは異なっていないということが判明した。すなわち、1)シナリオベースの学習環境の提供、2)ボランティアガイドによる運営、の2点が学習センターの共通点である。Warning Zoneでは、設立時からセンターに関わっている職員に、運営上の工夫や問題点に関するインタビュー調査を行った。防災や安全に関して専門知識を持たないボランティアが専門的にガイドを行うことができるようになるための体系だった研修や教材を準備していることが明らかとなった。今年度は、これまでの理論的研究を基盤として、大阪府津波・高潮ステーションをフィールドとした防災共育実現のための実践を開始した。本研究では、実践として地域住民と防災の専門家が防災学習施設の展示内容の改善を目的とした議論を行うためのワークショップ開催を計画している。また、当該ワークショップにおいては、進行補助役であるファシリテーターを大学生に担当してもらうことを予定している。計画では、今年度に上述のワークショップを開催予定であったが、準備の都合上、年度内の開催が困難となった。そこで、2014年12月に20名の高校生を対象としたプレ・ワークショップを大学生の補助を得て開催し、大阪府津波・高潮ステーションを活用した防災学習プログラムについて検討を行った。また、次年度の本格的なワークショップ開催に向けて、運営上の課題を抽出した。加えて、ファシリテーターの研修方法についても検討を行った。なお、当該ワークショップの成果物として作成された防災学習プログラムは、実際に2015年3月に当該施設で一般市民向けに提供することができた。以上に加えて、本研究では地域住民と専門家との協働実践の経過と成果を記録するためのツールの開発も行っている。これまでのところ空間情報の変遷を共有するためのWebGISの開発を行い、引き続き、議論の変遷を共有するためのシステムの開発を行っている。以上の研究成果については、国際会議において発表を行った。本研究では、専門家から非専門家への一方向の知識・技術の伝達を目指す防災教育ではなく、両者の双方向の学び合いである「防災共育」の実現に向けて、理論的研究ならびにその理論に基づいた実践を実施した。本研究の最終年度に当たる平成27年度は、前年度に実施することができなかった大阪府津波・高潮ステーションにおけるワークショップを実施した。

当初は、複数回の連続ワークショップとして、大阪府内の博物館等に広報を依頼するなどして参加者を募ったが、申し込み者が極端に少なく、ワークショップを開催することができなかった。そこで、関係者で内容を再検討し、連続開催が負担に感じられるのではないかという結論に達したことから、1日完結型のワークショップとして再募集を行った。その結果、十分な申し込み者を得ることができ、12月20日に実施することができた。ワークショップでは、どのような防災学習施設(津波・高潮ステーション)を目指すのかということを治水事務所職員という専門家と大阪府民がともに議論することで、それぞれが考える津波・高潮防災の意味を共有し、大阪の津波・高潮防災のあり方を共同構築することを目指した。その結果、専門家も市民も互いに大阪の津波・高潮防災とはどのような活動であるのかということを再確認することができ、両者がお互いから学び合う「防災共育」が生じたことが確認された。また、防災学習施設が当該地域の防災のあり方を反映しているとの考えから、比較的長い歴史のある防災学習施設である雲仙岳災害記念館において、施設の運営方法や市民参加の方法等に関する聞き取り調査を行い、島原地域の防災のあり方が記念館にどの程度反映されているのかを検討した。東日本大震災で明らかとなった防災上の課題の一つは、「想定外」の存在であった。知識・技術を伝達することのみが防災教育であるという矮小化された理解がなされているならば、防災教育を通じて想定外の問題を解決するのは困難である。想定外は、専門家が依拠する科学の不確実性に起因するものがほとんであるためである。そこで本研究では、専門家も非専門家がともに学びあう「防災共育」の実現を目指し、理論的検討と教育実践を行った。専門家が非専門家の活動を理解しようとすることが、防災共育の実現の条件であることが明らかとなった。2014年度は、防災学習施設において地域住民と専門家が協働するためのワークショップを開始する予定であったが、広報等の準備時間不足から年度内の開催が実現できなかった。一方で、高校生を対象としたプレ・ワークショップを行うことはできたので、この成果を基に2015年度中に本格的なワークショップを実施することで、研究の目的を達成できる見込みである。防災教育学、自然災害科学研究期間の延長申請を行い、引き続き、2015年度も科学研究費助成事業として研究を行うことが認められたので、昨年度以上にフィールドである津波・高潮ステーションとの連携を密にし、研究を着実に進められるようにする。また、最終年度であるので、これまでの研究成果をとりまとめ、発表、投稿する予定である。2013年度はフィールドにおいて防災学習シナリオの協働制作を実施する予定であったが、当初予定していたフィールドでの実施が困難となったため、研究目的の達成に影響を与えない別のフィールドで実施することとした。その結果、フィールドとの調整に時間を要することとなり、2013年度中に予定の作業を完了することができなかった。しかしながら、準備作業は実施することができたので、2014年度当初に予定の作業を完了することで、研究期間内に研究の目的を達成できる見込みである。
ラットOTL遺伝子導入によるspf-ashマウス発毛障害改善の解析

Spf(sparse fur)-ash(abnormal skin and hair)マウスは、X染色体連鎖遺伝形式をとるOrnithine transcarbamylase(OTC)欠損症の疾患モデルマウスである。その名前のとおり、大小多数の皺のよった皮膚と発毛障害を呈し、肝臓、小腸のOTC活性は、正常5%程度で、高オロト酸尿症、低シトルリン血症、高アルギニン血症を特徴としている。一方、村上らは、ラットOTC(rOTC)遺伝子をC57BLマウスの受精卵に導入して、トランスジェニックマウスを作製した。我々は、このトランスジェニックマウスの雄(XY/+,+)とspf-ashヘテロ接合体の雌(X′X/-,-)を交配し、rOTC遺伝子導入を試みた。その結果(XY/+.-)、(X′Y/-,-)、(X′Y/+,-)、(X′Y/-,-)の4種類のマウスを得た。(XY/+.-)、(XY/-,-)、(X′Y/+,-)は、外観状区別がつかない皮膚および発毛状態であったが、背部皮膚の生検組織では、毛包の数は、(X′Y+,-)の場合、(XY/-,-)と(X′Y/-,-)の中間の値であったが、(XY/+.-)は、毛包の過剰発現は見られなかった。また、皮膚でのOTCの局在は、免疫組織学的、分子生物学的今回は証明できなかった。今後、毛包の数の違いに注目して、stem cellの発現などを免疫組織学的手技を用い観察してみたい。血中アミノ酸分析で、(X′Y/+,-)のシトルリン、アルギニン値は、ほぼ正常化しており、spf-ashマウスの発毛障害の改善には、血中シトルリン、アルギニンの正常化が大切と思われた。追加実験として、(X′Y/+,-)にアルギニン負荷テストを、(X′Y/-,-)にシトルリン補給を行い、皮膚の状態および発毛状態が、どのようにが変化するか観察したい。
ナノギャップ電極の自己組織化的作製方法の開発とその分析化学的応用

本研究課題では,分子電子デバイス(molecular electronic device)の作製に必要とされるナノギャップ電極を自己組織化的に作製することを目的とした。ナノギャップ電極間にレセプタ(リガンド)分子を挿入し,その分子導電挙動を利用をした電子デバイスの作製を行った。ナノギャップ電極アレイを樹脂マイクロビーズ上に作製し,このビーズの導電挙動を解析することにより,ナノギャップ電極の評価をおこない,ナノギャップ電極がナノサイズ化学センサとして機能することを確認した。DNAの解析など大量試料のハイスループット・センシングおよび微小領域センシングへの期待が高まり,センサの微小化が要求されている。このような背景から,分子デバイスセンサ,特に電子型デバイスが次世代センサとして注目されている。本研究計画では,このデバイスの作製技術である分子-電極接合を現時点で利用が容易なマイクロメータ加工技術で作製する方法について研究を行う。ここで開発する電流型のセンサは光学系を必要とせず,計測が電流計のみで可能となる。また大規模all-in-one-chipセンサ素子の作製に当たっても,簡単な装置構成が可能となる。このような目的の基,今年度は金のナノ粒子,および銀のナノ粒子を表面に一層配列させたマイクロビーズ用いて検討を行った。その結果,数MΩ程度の導電性を有するナノ接合がマイクロビーズ上に安定的に得られたので,この結果を基に表面導電性の測定を交流インピーダンス法を用いて検討を行った。このマイクロビーズは数マイクロメータ径のポリスチレンなどの素材からなる樹脂ビーズであり,その表面を直径30nmの金或いは銀のナノ粒子で被覆したもので,当研究室の独自技術で作製されたものである。その結果,ナノ接合の作製に伴い,抵抗成分だけでなく容量成分も発生していることが観測された。今後様々なナノ粒子間距離を有するマイクロビーズを作製し,この導電特性について,さらに詳細に検討を加える計画である。.ナノギャップ電極はナノメータ間隔で隔てられた金属電極であり,その間に分子がちょうど挿入できる間隔となる。分子が挿入されると電極の電気的性質(導電性,電気容量)が変化するため,これを分析化学的に利用することが可能である。本研究の目的は,このナノギャップ電極の作製技術を確立し,分析化学的応用を考えることにある。1)自己組織化ナノギャップ電極の性能評価ナノギャップ電極が自己組織化により作製可能であることを見いだしたので,この手法を中心にして作製技術の確立を目指した。具体的にはナノギャップを有するナノ粒子アレイを長鎖チオールを用いて樹脂マイクロビーズ上に作製した。ギャップとなるチオールの長さを変化させてビーズの総抵抗の変化を考察したところ,炭素鎖の長いチオールではインターディジットな配向が認められた。これらの考察により,均一なナノ粒子アレイの作製を行うことが可能となった。また,この樹脂ビーズの熱測定(TG/MS測定)を行うことにより,ナノ粒子アレイの作製原理についての考察を行った。さらに,電気抵抗を評価することにより性能試験を行った。2)ナノ接合の電気特性評価ナノ接合が作製されているか,接合のDC導電性および電気容量の評価を行い,接合の特性を評価し,センサ作製のための基礎的データとして検討した。特に性能評価として機能的に検討するため,今年度はAC特性を中心に検討をさらに加えた。また,バイオ関連物質を存在させたときの電気抵抗の変化についても検討を行った。
哺乳動物卵子の体外受精と体外培養に関する研究

1.ラットにおける体外受精:体外受精後2-細胞期に達した胚を偽妊娠雌に移植した結果、8匹の受容雌のうち5匹から計16匹(雄9,雌7)(移植卵数の27%)の産子が得られた。つぎに未熟卵胞卵の体外培養条件を検討した結果、BSA(4mg/ml)およびFCS(10%あるいは20%)の添加培地で培養された卵胞卵の体外受精率はそれぞれ1920%および5091%であったが、分割卵の全侵入卵に対する割合は、FCS(5052%)よりもBSA(90%)の添加培地で培養された卵胞卵において高かった。2.牛卵胞卵の体外受精:授精前の卵胞卵の成熟培地として修正KRB液よりもHEPES緩衝TC-199(H-TC)液を用いた方が成熟率が高いこと、また精子を10mMカフェインを含む培地で洗浄することにより受精能獲得誘起が可能であること、さらにこのカフェインの効果は修正KRB液よりもBO液(ウサギ卵子の体外受精用培地)において高いことを見出した。これらの結果に基づいて、6頭の種雄牛から得た凍結融解精子をカフェイン加BO液で2回洗浄後、同液で再浮遊した精子液50μlを20mg牛血清アルブミン(BSA)/mlで含む50μlのBO液に移し、39°C,5%【CO_2】,95%空気の条件下で約5時間przincubationした。牛胎児血清(FCS)10%を含むH-TC液(0.1ml)で2022時間前培養された卵胞卵に授精した結果、1頭の雄牛からの精子では平均83%の高い受精率が得られたが、他の5頭の雄牛の精子では025%の受精率しか得られなかった。このような個体差は、個々の雄牛からの凍結精子の人工授精による受胎率の差を反映しなかった。不成功に終った山羊卵子の体外受精および当初予定していた体外受精卵の培養については残された課題となったが、今後も引続き検討を進めたい。さらに、低受精率しか得られなかった種雄牛精子について受精率を高める方法の開発も重要な課題と思われる。
グリオーマ癌幹細胞選択的遺伝子発現システムの構築による新規脳腫瘍治療戦略

グリオーマは、脳腫瘍の中で最も多くみられる悪性腫瘍であり、治療後の再発率が高く、予後が悪い。近年、腫瘍治療後の転移・再発の原因として、癌幹細胞が注目されている。これまでに実施されたグリオーマに対する様々な臨床試験は、腫瘍全体を標的としており、治療抵抗性を有する癌幹細胞には有効でなかったため、治療効果が得られなかったと考えられている。そこで本研究では、ヒトグリオーマの癌幹細胞株を樹立し、グリオーマ癌幹細胞株に特異的に発現する遺伝子を同定したことで、グリオーマ癌幹細胞選択的に治療用遺伝子を発現させるための分子基盤を構築した。神経膠腫(グリオーマ)は、脳腫瘍の中で最も多く見られる悪性腫瘍で、治療後の予後も悪い。近年、腫瘍治療後の転移・再発の原因として、癌幹細胞の存在が注目されており、本研究課題では、癌幹細胞をターゲットとした新規治療法の開発を目指している。本年度は、グリオーマ由来癌細胞株における癌幹細胞の同定を行った。癌幹細胞は、血清不含の神経幹細胞培養培地で培養すると、細胞凝集塊(スフェロイド)を形成して増殖することが知られている。そこで、ヒトグリオーマ由来細胞株U87MG及びラットC6グリオーマ細胞株を用いて、スフェロイド形成能を調べた。その結果、U87MG及びラットC6グリオーマでspheroid形成が確認できた。U87MG細胞由来癌幹細胞を単離するため、フローサイトメーターを用いて、96穴プレート1wellあたり1個の細胞を播種し、単一細胞に由来するスフェロイド形成を試みた。その結果、約2.5%のU87MG細胞が、スフェロイドを形成した。そこで、これらの細胞を増殖させ、癌幹細胞のクローン化を行った。一方で、癌幹細胞は、Hoechst33342色素を用いて染色後、フローサイトメーターを用いて二次元展開すると、SP (Side Population)画分として単離されることが知られている。そこで、U87MG細胞を用いて、SP解析を行ったところ、本細胞にはSP画分が存在しないことが明らかとなった。次年度では、クローン化させたU87MG細胞の腫瘍形成能や癌幹細胞マーカーとして知られている分子の発現やその役割について検討する予定である。昨年度は、ヒトグリオーマ由来細胞株U87MGにおいて、SP画分がほとんど存在しておらず、これらの細胞株から癌幹細胞を単離するためには、血清不含培地中で、単一細胞由来スフェロイドを形成させることが有用であることを示した。本年度は、まず、単一細胞由来スフェロイドの形成効率を詳細に解析した。癌幹細胞は生体内において、G0細胞周期に属することが知られている。そこで、培養細胞においても、癌幹細胞がある特定の細胞周期に依存して存在するのではないかと考え、フローサイトメーターを用いてU87MG細胞をG0期、G1期、S期、G2/M期に分画し、各画分の細胞を96 wellプレート上で1 wellあたり1個となるようにソーティングを行い、単一細胞由来スフェロイドの形成効率を調べた。その結果、in vitroでは、S期及びG2/M期に由来する細胞から、スフェロイドが効率よく形成されることが示唆された。さらに、形成されたスフェロイドを継代培養して増殖させ、14種類の癌幹細胞クローンを樹立した。樹立したクローンにおける既知のグリオーマ癌幹細胞マーカー遺伝子(Sox2, Nestin)の発現をRT-PCR法で調べた結果、クローン間で発現量のばらつきが見られた。また、各クローンの増殖速度をDoubling timeにより検討した結果、32-86時間と多様であった。以上のことから、U87MG細胞は、複数種の癌幹細胞が混在した状態であり、シングルセルソーティングによりクローン化することで、これらの癌幹細胞を厳密に区別できることが示唆された。昨年度までに、ヒトグリオーマ由来細胞株U87MGのS期およびG2/M期に由来する細胞から、フローサイトメーターを用いてシングルセルソーティングを行い、単一細胞由来癌幹細胞をbasic FGF及びEGFを含有する非血清培地中で、スフェロイド培養することで、14種類の癌幹細胞クローンを樹立した。本年度は、これらのクローンのうち、増殖速度が最も速く、グリオーマ癌幹細胞マーカーとして知られているSox2やNestinを高発現しているクローンをスフェロイド培養したサンプルと、クローン単離前の親株を接着培養したサンプルからmRNAを抽出し、DNAマイクロアレイにより解析を行った。その結果、樹立したクローンにおいて10倍以上発現量の増加する遺伝子を131遺伝子、10倍以下に発現量の低下する遺伝子を231遺伝子同定した。癌幹細胞マーカーとして知られているSox2遺伝子やCXCR4遺伝子は、癌幹細胞においてのみ発現がみとめられ、FABP7遺伝子及びNestin遺伝子は、癌幹細胞において、それぞれ17倍及び4.8倍高発現していた。さらには、癌幹細胞において特異的に発現しているいくつかの細胞膜表面抗原も新たに見出すことができた。癌幹細胞特異的に発現する細胞膜表面抗原は、癌幹細胞治療を行うための有用なターゲットと成り得るため、本研究から、グリオーマ癌幹細胞選択的な治療法を確立するための有用な知見が得られた。

これまでに実施されたグリオーマに対する様々な臨床試験は、腫瘍全体を標的としており、治療抵抗性を有する癌幹細胞には有効でなかったため、治療効果が得られなかったと考えられている。そこで本研究では、ヒトグリオーマの癌幹細胞株を樹立し、グリオーマ癌幹細胞株に特異的に発現する遺伝子を同定したことで、グリオーマ癌幹細胞選択的に治療用遺伝子を発現させるための分子基盤を構築した。本研究では、当初予定していたSP (Side Population)画分が、U87MG細胞に存在しなかったことから、癌幹細胞を取得する方法を再検討しなければならなくなった。しかしながら、初年度において、single cell derived sphere法を確立し、本法が癌幹細胞クローン株の樹立に有用であることを明らかにできたため、今年度は、順調に進展した。single cell derived sphere法による癌幹細胞クローン株の樹立効率等について詳細に解析し、細胞周期との関連についても知見を得ることができた。また、SP画分は、細胞数が少ないことから、安定した細胞数の癌幹細胞を繰り返し得ることが難しいが、継代培養できるクローン株を樹立したことで、今後の研究を飛躍的に進めることが可能となった。幹細胞生物学今後は、樹立した癌幹細胞クローンの腫瘍原性について調べるため、マウス皮下に移植後の腫瘍形成能について検討する。さらに、癌幹細胞に特異的に発現する分子マーカーを網羅的に解析するため、DNAマイクロアレイを用いた検討を行う予定である。本申請課題を達成するためには、癌幹細胞を単離する方法を確立しておくことが必要である。これまでに、フローサイトメーターを用いてSP細胞を回収する方法がよく試みられており、腫瘍組織からの初代培養細胞を用いた系では多くの報告がある。しかしながら、細胞株を用いた報告は少なく、実際、ヒトグリオーマ由来細胞株で試した結果、安定してSP細胞を分画することはできなかった。そこで、癌幹細胞を単離・培養する方法としてシングルセルソートを用いたスフェロイド形成法を採用した結果、単一細胞由来の継代培養可能なスフェロイドを単離することに成功した。これにより、今後、効率的に研究を展開できる。今後は、樹立した単一細胞由来スフェロイドをクローン化した癌幹細胞株として使用し、クローン化する前の通常培養している癌細胞と腫瘍形成能・発現遺伝子・マーカー分子の発現などについて検討する。
社会性の発達に困難を抱える子どもの早期支援・特別支援教育に関するコホート研究

本研究は、自治体との共同によるコホート研究によって、1ASDなど社会性の発達に困難を抱える子どもの乳児期からの早期徴候や発達機序の検討、2ASDの早期徴候の把握のためのアセスメントや支援の有効性の検証、3支援対象となった子どもの療育・保育・幼児教育および特別支援教育に必要な対応方法やシステムの明示、を目的に実施している。すでに2回の研究助成で、社会性の発達に困難を抱える乳幼児の早期発見および早期対応に有効なスクーリーニング・アセスメントの方法を公表し、前方視的・後方視的研究を進めてきたが、それを継続発展させ、社会性の発達に困難を抱える乳幼児の早期発見や早期支援の社会的実装に生かしていく。
雪崩発生予測に向けた乾雪への水の浸透に関する計算手法の開発

融雪や降雨によって発生する湿雪雪崩の発生予測には、積雪内の水分状態や水分移動を数値計算により予測する必要があるが、適切な計算手法は確立されていない。本研究では、乾雪へ水の浸透の室内実験を実施し、これを再現する数値計算手法の開発を行った。その結果、乾雪への浸透先端では浸透の阻害効果が生じていることが明らかとなり、この効果を数値計算に取り入れることで計算の再現性が向上すること示した。湿雪雪崩の発生予測には、積雪内での水分移動を数値計算により予測する必要がある。本研究の目的は、乾雪への水の浸透過程を明らかにすること、そして、乾雪への浸透の計算手法を確立することである。初年度にあたる平成26年度は、以下の研究を実施した。1)乾雪への浸透先端の移動速度を測定した。低温室でのカラムを用いた乾雪への鉛直1次元の浸透実験を、雪試料の粒子直径や供給水フラックスなどの条件を変えて実施した。カラム内の浸透先端の位置を近赤外線画像を用いて捉え、時間間隔をおいて撮影した近赤外画像の浸透先端の位置の差分から浸透先端の移動速度を求めた。浸透先端の含水状態については、近赤外画像や可視光による画像を用いた測定が困難であることから、平成27年度にMRI撮像による手法を用いて実験を実施する予定である。2)乾雪への水の浸透過程を考察するために、リチャーズ式にもとづいた水分移動モデルで浸透のシミュレーションを行い、実験結果と計算結果とを比較した。実験結果では、浸透開始初期における浸透先端の移動速度が計算より遅く、先端の含水率が後面と比較して高くなる含水率プロファイルとなっていることを示した。また浸透開始初期以降では、実験結果に対するリチャーズ式による水分移動モデルの適合性が高いことを示した。3)乾雪への浸透の数値計算手法の開発に着手した。乾雪への水の浸透を阻害する水侵入圧の効果を取り入れた水分移動モデルを構築し、シミュレーションを実施した。研究期間全体を通じて、以下の研究成果を得た。1)カラムを用いた乾雪への鉛直1次元の浸透実験を低温室において実施し、雪試料の粒子直径や供給水フラックスなどの条件を変えて浸透のデータを取得した。また、MRIを用いて浸透時の含水プロファイルを得た。従来の理論では、一定の速度で単一の積雪層に水が供給されたときには浸透先端が一定で移動するとともに、そのときの高さ方向の含水状態も一定となるとされてきていたが、実験の結果、乾雪への浸透では初期における浸透先端の移動速度が遅く、浸透先端の含水率が後面と比較して高くなる含水率プロファイルとなっていることを示した。2)従来のリチャーズ式にもとづいた水分移動モデルを用いて浸透のシミュレーションを行うとともに、乾雪への水の浸透を阻害する水侵入圧の効果を取り入れた水分移動モデルを構築してシミュレーションを行い、実験結果と計算結果とを比較した。その結果、乾雪への水の浸透を阻害する効果を計算手法に取り入れることによって、浸透先端の移動速度や含水状態の再現性が向上することを示すとともに、開発した水分移動モデルが実用的な再現精度を持つことを示した。乾雪への浸透先端の移動速度の測定に成功し、今後の研究の推進に必要な実験データを当初の計画通りに得ることが出来た。また、平成27年度に研究を予定している乾雪への浸透の数値計算手法の開発に既に着手し、良好な成果が得られていることから、概ね順調に進展していると判断した。雪氷学乾雪への浸透の数値計算手法の開発を行う。モデルでは、乾雪への水の浸透を阻害する水侵入圧の効果を、浸透先端の毛管圧の閾値として導入し、閾値の決定方法やモデルの予測精度や有効性について検討を行う。更に、近年土壌物理学の研究分野で開発された乾いた多孔質体への浸透モデルを今回の事例に導入して、乾雪への浸透の計算手法の高度化を図る。そして、これらのモデルの妥当性を補完するために、浸透先端の含水状態を測定する実験を追加で予定している。実験が当初の計画より順調に推移し、これに必要な旅費の支出が計画よりも少なかったことや、論文投稿のための英文校正を次年度に行うこととしたため、次年度使用額が生じた。次年度は、研究実験と研究成果発表のための旅費、論文投稿のための投稿料や英文校正に対して、研究費の使用を予定している。