hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
構造的類縁プログラムを基軸とした野外教育プログラムの教育・治療構造の検討

近年、野外教育プログラムに関する研究は、場や個別性を考慮した質的アプローチと共に、教育・治療的構造の理論的検討が課題である。そこで本研究の目的は、児童期から青年期を対象に野外教育プログラムを実践し、自己成長の効果に対する定量的及び定性的検討を蓄積しつつ、そのプログラムの構造を理論的に定位することであった。本研究では、(課題1)野外教育プログラムによるクライエントの自己成長効果、(課題2)その個別性への影響、(課題3)その教育・治療構造の理論的検討であった。(課題1)3つの野外教育プログラム(1泊2日大学生雪上、1泊2日大学生MTB、3泊4日児童キャンプ)を実践し、大学生に信頼感および児童に自然体験効果を測定し、それぞれの自己変容を検証した。その結果、大学生に変化は認められず、児童の積極性や自然適応などに向上が認められた。(課題2)雪上野外研修プログラムを体験した大学サッカー部員に、約1年後に半構造化面接にて11名分の質的データを収集した。その後、チームビルディングを分析視点として、SCAT分析を用いて体験の個別性への影響について行なった。その結果、特に過酷な条件から生まれる危機管理意識と緊張感がチーム機能促進に影響し、チームという仕組みを意識できる社会化につながったと考えられる。しかし、すべての参加学生が影響を自覚しているわけではなく、少数は否定的に捉えていた。(課題3)まず、野外教育プログラムの基準関連となる「(一般的な)カウンセリング」「エンカウンターグループ」「作業療法」「環境療法」を、機能的類縁プログラムとして操作的に位置付けて、その教育・治療構造の特徴を比較検討した。具体的には、外的な構造として「空間・時間・学習者・指導者・体制」等について、内的な構造として「学習者と指導者の関係性、指導者の主要な姿勢、体験の意味合い」について、差異や共通性を明らかにした。近年、野外教育プログラムに関する研究は、場(状況)や個別性を考慮した質的アプローチと共に、教育・治療的構造の理論的検討が課題である。そこで本研究の目的は、児童期から青年期を対象に野外教育プログラムを実践し、自己成長の効果に対する定量的及び定性的検討を蓄積しつつ、そのプログラムの構造を理論的に定位することである。特に、平成28年度の研究課題は、(研究課題1)野外教育プログラムによるクライエントの[短期的]な自己成長効果の検証、および(研究課題2)野外教育プログラムによるクライエントの個別性への影響の検討であった。(研究課題1)について、本研究では筆者自身が野外教育プログラムを計画・実施することを前提に、調査を行うことであった。しかし、当初計画どおり1週間程度の野外教育プログラムは実施をしたが、種々の事情により量的データ(質問紙法)の収集ができなかった。そのため、別途実施したショートプログラム(2泊3日)において、量的データの収集を行った。現在は、収集されたデータを整理し、統計的な分析を進めている段階である。(研究課題2)については、雪上における野外教育プログラムを実施し、参与観察を行った。約10ヶ月後に、そのプログラムを体験した11名のクライエントに対して、プログラム前・中・後において感じていたことや考えていたことなどを「半構造化面接」を実施して質的データの収集を行った。現在は、語られたデータを逐語データに変換する作業とともに、別途収集された参与観察データを含めて、総合的に質的分析を進めている段階である。(研究課題1)において、当初計画してた1週間程度のプログラムを実施することはできたが、結果的に十分な量的データの収集ができなかったため。また、収集したデータの分析・解析に関して、当初予定していた進捗に達していないため。(研究課題2)において、半構造化面接で得られた音声データの逐語化は順調に進んでいるが、その分析・解析が予定通り進捗していないため。特に、平成29年度の研究課題は、(研究課題1)野外教育プログラムによるクライエントの[長期的]な自己成長効果の検証、および(研究課題2)野外教育プログラムによるクライエントの個別性への影響の検討であった。(研究課題1)過去野外教育プログラムに参加した小中高生(26名)を対象に、そのプログラムに関して想起する場面・頻度・鮮明度などのデータを収集した。また、筆者がプログラムディレクターとして参画した野外教育プログラムに参加した大学生(約40名)を対象に、自己成長に関する指標を用いて、長期的な変容データを収集した。現在は、収集されたデータを整理し、統計的な分析を進めている。(研究課題2)過去野外教育プログラムに参加した小中高生(26名)を対象に、そのプログラムに関して想起する場面が、現在の自己成長にどのように関連しているかについて、内省記述による質的データを収集した。現在は、収集された質的データの分析を進めている。また、平成28年度課題に半構造化面接で収集された11名の質的データに関して、逐語データ(文字起こし)への変換作業が完了し、質的アプローチを援用した分析が進んでいる。(研究課題1)において、

[長期的]な自己成長効果の検証の方法論に関して、十分な妥当性を保証することが困難であった。そのため、収集したデータの分析・解析に関して、当初予定していた方法以外の工夫が必要となり検討を重ねている。(研究課題2)において、先述したデータ収集以外に、別の調査対象者からアンケート調査と半構造化面接を行う予定であった。しかし、日程調整がつかず、調査が予定通り実施できなかった。近年、野外教育プログラムに関する研究は、場や個別性を考慮した質的アプローチと共に、教育・治療的構造の理論的検討が課題である。そこで本研究の目的は、児童期から青年期を対象に野外教育プログラムを実践し、自己成長の効果に対する定量的及び定性的検討を蓄積しつつ、そのプログラムの構造を理論的に定位することであった。本研究では、(課題1)野外教育プログラムによるクライエントの自己成長効果、(課題2)その個別性への影響、(課題3)その教育・治療構造の理論的検討であった。(課題1)3つの野外教育プログラム(1泊2日大学生雪上、1泊2日大学生MTB、3泊4日児童キャンプ)を実践し、大学生に信頼感および児童に自然体験効果を測定し、それぞれの自己変容を検証した。その結果、大学生に変化は認められず、児童の積極性や自然適応などに向上が認められた。(課題2)雪上野外研修プログラムを体験した大学サッカー部員に、約1年後に半構造化面接にて11名分の質的データを収集した。その後、チームビルディングを分析視点として、SCAT分析を用いて体験の個別性への影響について行なった。その結果、特に過酷な条件から生まれる危機管理意識と緊張感がチーム機能促進に影響し、チームという仕組みを意識できる社会化につながったと考えられる。しかし、すべての参加学生が影響を自覚しているわけではなく、少数は否定的に捉えていた。(課題3)まず、野外教育プログラムの基準関連となる「(一般的な)カウンセリング」「エンカウンターグループ」「作業療法」「環境療法」を、機能的類縁プログラムとして操作的に位置付けて、その教育・治療構造の特徴を比較検討した。具体的には、外的な構造として「空間・時間・学習者・指導者・体制」等について、内的な構造として「学習者と指導者の関係性、指導者の主要な姿勢、体験の意味合い」について、差異や共通性を明らかにした。(研究課題1)に関して、平成29度においても、引き続き1週間程度のプログラムを実施する。その上で、再度、量的データの収集を行う。また、すでに収集した量的データに関しては、早急に統計処理を行い、次年度収集される予定のデータと合わせて分析を試みる。(研究課題2)に関して、MAXqdaソフトを用いて質的データの分析を進める。同時に、研究協力者にデータ解釈のトライアンギュレーションを行ってもらい、分析・解釈の妥当性を保証しなが分析を進める。(研究課題3)に関して、比較対象とする代表的な基軸プログラムを選定および最終決定し、そのプログラムの教育・治療構造と野外教育プログラムとの類似・相違点を検討する。(研究課題
マイクロ光トラップアレー中のリドベルグ原子を用いた量子多体系の量子シミュレーター

本研究は、光トラップ中のレーザー冷却Rb原子をレーザーでリドベルグ(Rydberg)状態に励起することにより、量子多体系の振る舞いを模倣する量子シミュレーターを開発することが目的である。本研究では、空間位相変調器によって作られる2次元マイクロ光トラップを用いて1次元および2次元格子状に原子を1個ずつ並べて配置してイジングモデルで表される量子スピン系の量子シミュレーションが実現可能となる。H29年度において行った5個および6個の原子を用いた1次元格子およびリング格子の実験で、量子シミュレーションの基本的な動作が確認でき、またこの系のコヒーレントな時間発展を観測することができた。H30年度では、この実験結果の理論的な解析を中心に研究を行い、得られた実験結果がほぼ理論的に予想される振る舞いに一致していることを確認した。また現状でのこの実験系の問題点も明らかになり、中間準位からの自然放出やレーザーの周波数ゆらぎによってコヒーレント相互作用時間が約2マイクロ秒に制限されていることが分かった。このため、コヒーレント相互作用時間を長くするため、従来とは別の中間準位を経てRydberg状態に励起する方法を検討し、これに必要となる波長420nmと1013nmの外部共振器型半導体レーザー光源を新たに開発した。また、これら2波長のレーザーの絶対周波数を安定化するために必要なトランスファーの基準光共振器を開発し、その光学特性の評価を行った。H30年度は、実験室がある建物の大規模改修工事が5月から10月まで行われ、約半年に渡って実験室が封鎖され、実験が行えなかった。このため、実験室の封鎖中は理論的な解析を中心に研究を行い、実験室が再開した11月以降からレーザーの開発および実験を再開した。このような事情で、実験に関しては若干遅れているが、全体としては概ね予定通り進んでいる。H30年度に行われた実験室の改修工事により、実験の中断および実験装置の一部の解体により、本格的な量子シミュレーションの実験を再開するのに少々時間がかかる見通しである。このため、現在の実験装置の改良および問題点を改善するための新たな実験装置の開発を中心に研究を行う予定である。本研究は2次元マイクロ光トラップアレー中のレーザー冷却Rb原子をレーザー光でリドベルグ(Rydberg)状態に励起することにより、量子多体系の量子シミュレーションを実現することが目的である。本研究の特徴は、空間位相変調器を用いた光トラップにより、任意の空間配置で原子をトラップすることが可能となり、三角格子やカゴメ格子など物性的に興味がある量子スピン系の量子シミュレーションが実現可能となる点にある。H29年度においては、先ず、先行研究で開発したマイクロ光トラップアレーを用いて原子を一次元格子状に並べ、隣接するスピン間に相互作用があるイジングモデルで表される量子スピン系の量子シミュレーションを実現して、理論と比較して量子シミュレーターとしての性能を評価する。次に先行研究で開発したマイクロ光トラップアレーにおける単一原子の充填率を改善するため、光ピンセットを用いたアレー中の原子の並び替えや、光誘起衝突を用いた単一原子のローディング効率の向上を行う方法を開発して、欠損が無い2050個の原子アレーを実現する。さらに50個程度の多数の原子をリドベルグ状態にコヒーレントに励起するため、高出力かつ周波数高安定なリドベルグ状態励起用のレーザーを開発する。これらの新しい技術および改良を行って最終的に50個程度の量子スピン系の量子シミュレーションを実現することを目指す。当初の予定通り、既存の実験装置を用いて510個の原子を用いた量子スピン系の量子シミュレーションの実験を行うことができ、量子シミュレーターとしての基本的な動作および性能を確認することができた。高効率な単一原子のローディング法に関しては、レーザーの準備および並び替えのデータ作成のプログラムの準備ができている。また励起用のレーザー光源の開発に関しては、420nmおよび1013nmの外部共振器型半導体レーザーおよび基準共振器の準備ができており、ほぼ予定通り研究が進んでいる。

H30年度は、実験室がある建物の大規模改修工事が5月から10月まで行われ、約半年に渡って実験室が封鎖され、実験が行えなかった。このため、実験室の封鎖中は理論的な解析を中心に研究を行い、実験室が再開した11月以降からレーザーの開発および実験を再開した。このような事情で、実験に関しては若干遅れているが、全体としては概ね予定通り進んでいる。H30年度に実験室のある建物の大規模修繕工事が入ることが決定し、約3か月間、実験室が閉鎖されて実験が中断してしまう。また今まで中心となって実験を行っていた博士後期課程の大学院生が卒業してしまうため、この実験を引き継いで行ってもらう大学院生または研究員を確保する必要があり、H30年度は研究が当初の予定より進捗が遅れる可能性がある。このため、今までの実験結果を解析してその問題点を明らかにして、これを基に本格的な量子シミュレーションの実現に必要な要素技術の開発を行う予定である。H30年度に行われた実験室の改修工事により、実験の中断および実験装置の一部の解体により、本格的な量子シミュレーションの実験を再開するのに少々時間がかかる見通しである。このため、現在の実験装置の改良および問題点を改善するための新たな実験装置の開発を中心に研究を行う予定である。
環境改善のための有害有機物と無機物の超音波化学処理

超音波を利用する有害有機物の分解と有害無機物の改質について検討した。有害有機物の分解実験として、染料であるメチレンブルー(MB)の分解について各種実験パラメータの影響について検討し、最適照射条件を探索した。雰囲気ガスの影響を調べた結果、分解速度はアルゴン>酸素>ネオン>ヘリウムの順であり、雰囲気ガスの熱伝導度や生成されるラジカル種の違いにより、MBの分解速度が変化することが確認できた。以降、分解が最も速かったアルゴン雰囲気下で実験を行った。溶液温度の影響を調べた結果、溶液温度が低いほどMBの分解速度が速くなった。これは溶液温度が低いほど、バブル内に存在する水蒸気量が少なくなるためにバブル崩壊後のバブルの温度がより高温になることや、ガスの溶解度が上がるためにキャビテーションバブルの生成量が増加したことが原因と考えられた。バブルの化学的・物理的特徴と活性ラジカルの生成の関係をさらに議論するために、CCl4やC6F14の添加によってMBの分解速度や過酸化水素生成速度がどのように変化するのかについて、異なる溶液pHや添加剤濃度の条件下で検討した。CCl4からのClラジカルの生成やC6F14がHラジカルスキャベンジャーとして働くかどうかについて実験結果より考察した。一方、有害無機物である過マンガン酸イオンの超音波還元処理と還元反応メカニズムの解析について検討した。界面活性剤を共存させて、過マンガン酸イオンの超音波還元について検討した結果、界面活性剤濃度が低い時は超音波照射により発生される過酸化水素が還元剤に、界面活性剤濃度が高い時は超音波照射により発生される有機ラジカルが還元剤に働くことが示唆された。界面活性剤が含まれている系ではMnO2を比較的安定に合成することができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。超音波照射によって生成される微小気泡反応場の化学的特徴や有害有機物の分解メカニズムについて検討するために、微小気泡と溶液の界面領域で分解反応すると考えられる有機物に対して文献調査した。その調査結果を踏まえて本年度は、分解対象物質に各種官能基を有する芳香族化合物(1,4-ベンゾキノン(Be)、ヒドロキノン(Hy)、レゾルシノール(Re)、カテコール(Ca)、フェノール(Ph)、クロロフェノール(Ch))の超音波分解について検討することにした。超音波分解実験を行った結果、分解速度はRe<Ca<Ph<Hy<Ch<Beの順であった。得られた結果を考察するために、芳香族化合物の疎水性を表すLog P(ここでPは水と1-オクタノールへの芳香族化合物の溶解に対する分配係数)と分解速度の関係について検討した。その結果、Ca、PhとChについては、Log Pが大きくなるにつれて分解が速く進行するものと考えられた。これはLog Pの大きい物質は微小気泡界面や近傍に高濃度で存在しやすく、その結果、OHラジカルによる分解や直接熱分解が起こりやすくなったものと考えられた。Beの分解速度が他の化合物と比べて数倍分解速度が速かったため、上記以外の分解機構を考える必要が出てきた。水溶液に超音波を照射すると水が分解してOHラジカルが生成するが、OHラジカル同士の再結合反応の進行により過酸化水素も生成する。そこで比較実験として超音波照射無しで、Beと過酸化水素の反応を実験で確認した。その結果、過酸化水素がBeの分解に寄与している可能性が示唆された。硫酸ナトリウムの添加効果についても検討したが、現在、引き続き検討中である。各種芳香族化合物の超音波分解や新たな分解機構の解析など、着実に実験を進めることができた。

本年度は各種芳香族化合物の分解や超音波照射により生成する過酸化水素の反応性について検討することができた。過酸化水素は有害無機物の過マンガン酸イオンの還元にも利用できるので、今後、芳香族化合物の分解メカニズムをさらに解析するとともに、有害無機物の超音波化学処理法の開発へと発展させていきたいと考えている。
キシログルカンエンドトランスグルコシダーゼによる細胞壁架橋構造形成機構の解析

環境問題や気候変動等への国際的意識の高まりに対する対応として、より環境負荷の少ないバイオマス由来材料の創生が望まれている。一方、現状のバイオマス由来材料は強度や機能性の面で改善が必要とされる。本研究ではこの課題を解決する為、植物が広く有している架橋構造導入酵素キシログルカンエンドトランスグルコシダーゼ(XTH)に着目し、従来の生化学的なアプローチに精製細胞壁成分を用いた人工細胞壁モデルの構築と物理的強度測定を組み合わせる事で、XTH酵素が持つ機能と物理特性への影響を明らかに、知見を得る事を試みる。
原爆線量評価システム(DS86)の再検討〜原因の究明と新しい線量の導出-

本研究の研究内容は、(1)原爆に被爆した岩石や瓦、煉瓦を集め、(2)原爆の中性子により生成された微量放射能を測定し、(3)計算コード(MCNP)をシュミレーション実験でチェックし、(4)放射能のデータとDS86(線量評価体系1986)の矛盾とその原因を考察することにあった。(1)-(3)は初めの2年間の研究でほぼ満足できる十分な結果を得ていることが分かった。最終年度は(4)の矛盾の原因を追求することに重点をおいた。DS86における実験データとの矛盾は本研究代表者らが初めて発見した。問題は広島原爆の中性子であり、1.5Kmの地点でDS86はデータの10-30%位にしかならないほど重大である。チェックを行った項目は以下の通りである。A.原爆の爆発の際発生した中性子のスペクトル。B.その中性子が空気中を透過して地表面に達するまでの計算。C.計算に使った中性子の計算コード(MCNP)ノベンチマークテスト。D.計算に使った空気の成分の(特に水蒸気)高度別の測定。E.地表面における岩石や鉄の放射化の実験結果の検証と計算。F.ガンマ線のデータと計算との比較による正さの検証。最終的な結論としてDS86の計算のうち一番初めの仮定に問題があることが判明した。即ち、(a)長崎においては上記AからFまで全て正しい。(b)広島においては上記BからFまでは正しい。(C)上記Aの広島の場合が誤りである。(C)に関しては原爆の爆発の過程であるので実験の検証はできない。そこでDS86の仮定を変えて計算し放射化のデータと最も合うのはどれかを考えた。その結果分かったことは、広島原爆本体には厚い鉄(約20cm)が使われているが、原爆は爆発の途中で上下ほぼ半分に割れ5%-15%の中性子が直接放出された。これでほぼデータが計算により再現できる。今後は新しい線量の計算が必要となる。平成4年度の研究の目的は、(1)広島原爆で被爆した被爆資料の収集、(2)^<152>Eu/Eu比放射能決定のための放射化分析、(3)中性子の計算機コードMCNPの計算精度の確認、の3点であった。このうち(1)については西区南観音3丁目9-8の沖本進宅の鬼瓦2点がある。また日赤病院については間もなく取り壊す予定であるので、採取の準備をしている。採取予定はガンマ線測定用にタイル、中性子測定用にタイルおよびコンクリートコアの採取を考えている。(2)ついては、^<152>Euについて放射能測定および比放射能決定を継続している。^<152>Euは広島大学原医研のGeガンマ線検出器だけでなく広島大学工学部の測定装置も利用している。広島の爆心から1500m迄の地点までの70点についてコンクリート、花崗岩などについて測定し^<152>Eu/Eu比を求めた。この結果は米国の雑誌Health Physice誌に投稿中である。(3)については、すでに一部の結果をHealth Physics誌に発表済みである。それは、^<252>Cf線源を使用し、中性子の減衰剤として水、ホウ素を含むポリエチレン、花崗岩、塩化アンモニウムの粉末の4種の材料を使用し、中性子の検出に、^<197>Au、^<58>Niそれぞれ熱中子吸収、(n、p)反応による速中性子の検出をする実験であった。

中性子の減衰は、1/1000から1/10000まで達し、この減衰は広島原爆では爆心から1500m以上の距離に対応する。また減衰剤の内で花崗岩は、元安橋に使われていたものであり、元安橋の橋柱内の^<152>Eu/Eu分布をコンピュータで解析する場合の計算精度を確認するためである。このときの計算には、Monte Carlo Code Neutron and Photon Transport Code System(MCNP)を使用した。結果は驚くべきことに15%以内で実験と一致した。この研究はさらに進め、減速剤にアクリル、ナイロンを使用し、検出にインジウムを追加した実験を行っている。本年度の計画は,(a)被爆試料の収集と保管,測定,(b)^<152>Eu/Eu比放射能決定のための放射化分析,(c)中性子の計算コードMCNPの計算コードの計算精度の確認(ベンチマークテスト)であった.(a)に関しては,鬼瓦2点,日赤病院のタイルとコンクリートを収集した.(b)の^<152>Eu/Eu比放射能の測定についてはほとんど測定を終えた.遠距離の試料や深さ分布の試料で深い位置にある試料でまだ継続中のものもある.(c)の計算コードの精度確認は広島大学原医研の_<252>Cf核分裂中性子を使い実験を進めている.透過材料として,水,ポリエチレン,塩化アンモニウム,花崗岩を使用し,MCNPコードの計算値と比較した.中性子の検出にはAu(n,γ)反応,とNi(n,p)反応を使った.その結果1/1000,1/10000までの減衰状態(爆心から1500m以上に対応)にまで15%以内(驚くほど良い)で一致した.さらに,透過材料としてナイロン,アクリルを使って実験を進めている.この材料は固体であるので取り扱いが容易である.この研究の目的は2点ある.それは透過材料のはじめに鉄の10cmの板をおき,広島原爆の本体に使われた鉄を模擬することと,広島原爆の被爆試料の中で測定されるEu,Coを実際に放射化することである.これも実験結果と計算結果は良く一致していて結果はまもなく発表する.これにより原因はほぼ広島原爆の本体にあることが突き止められた.現在はMCNPコードを使って原因を追求している.原因として詳細計算は継続中であるが,従来からのDS86では広島原爆の爆発のはじめの過程で,原爆本体が破壊される以前に中性子が放出され本体の鉄と反応したとしている.しかし,一部は破壊の途中でも放出が起こり,裸の核分裂中性子が直接出てきたとすれば良く説明できる事が分かってきた.本研究の研究内容は、(1)原爆に被爆した岩石や瓦、煉瓦を集め、(2)原爆の中性子により生成された微量放射能を測定し、(3)計算コード(MCNP)をシュミレーション実験でチェックし、(4)放射能のデータとDS86(線量評価体系1986)の矛盾とその原因を考察することにあった。(1)-(3)はこれまでの研究でほぼ満足できる十分な結果を得ていることが分かり、本研究では(4)の矛盾の原因を追及することに重点をおいた。DS86における実験データとの矛盾は本研究代表者らが初めて発見した。問題は広島原爆の中性子であり、1.5kmの地点でDS86はデータの10-30%位にしかならないほど重大である。チェック項目は以下の通りである。A.原爆の爆発の際発生した中性子とガンマ線のスペクトル。
キノコの生活環を制御する物質（ホルモン）の探索

本研究では,前年度に引き続き,以下の検討を行った。1. Strophasterol類とchaxine類のキノコにおける普遍的な内生を証明するため,7種のキノコを入手し,エタノールで抽出した。抽出液を減圧濃縮後,ヘキサン,酢酸エチル,エタノール,水可溶部に分けた。ヘキサン可溶部と酢酸エチル可溶部をLC-MS/MSに供した。その結果,全てのキノコに,strophasterol Aとchaxine Bの内生が示唆された。また,サケツバタケ(Stropharia rugosoannulata)の酢酸エチル可能部を各種クロマトグラフィーに供し分画した。その結果,新規のstrophasterol類縁体を発見した(投稿準備中)。2.フェアリー化合物のキノコにおける普遍的な内生を証明するため,7種のキノコをエタノールで抽出した。エタノール可溶部と水可溶部をLC-MS/MSに供した。その結果,全てのキノコにフェアリー化合物が内生していることが判明した。3.キノコ発生実験の結果を指標に,ブナシメジ,ヤマブシタケ,エリンギおよびクリタケのFLから各種クロマトグラフィーを用いて,化合物の単離精製を試みた。その結果,クリタケFLから新規化合物を発見した。4. Strophasterol類,chaxine類,フェアリー化合物,FL類化合物を対象に,ヤマブシタケ,ブナシメジ,エノキタケ,マツタケおよびサナギタケなど菌株を用いて,恒温恒湿のキノコ栽培室で,子実体形成に対するバイオアッセイをシャーレやポットを用いて行った。その結果,フェアリー化合物にマツタケの菌糸の成長を促進する活性を見出した(投稿準備中)。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,高等菌類の菌糸から子実体を発生させる子実体形成物質(発茸ホルモン)の発見を目指し,以下のような実験を行った。植物や動物にはステロイドホルモンが存在する。我々は,キノコにもステロイドホルモンが存在すると考えた。その候補としてサケツバタケから単離された前例の無いステロイド骨格化合物strophasterol A-Dや茶樹茸から単離されたステロイドchaxine A-Eを考えた。そして,strophasterol Aはヤマブシタケなどの複数のキノコに対して,子実体形成誘導活性が確認された。さらに,110種のキノコ抽出物のLC-MS/MS分析の結果,分類学的には異なった52種にstrophasterol類が,85種にchaxine類が存在することが明らかになった。フェアリーリングを引き起こすキノコであるコムラサキシメジから発見された植物成長調節物質2-azahypoxanthine (AHX),2-aza-8-oxohypoxanthine (AOH)およびimidazole-4-carboxamide (ICA)はヤマブシタケとマツタケの菌糸生長を促進し,エノキタケとブナシメジの子実体形成を誘導することを明らかにした。また,LC-MS/MS分析によって16種のキノコに内生していることが判明した。様々な菌類が子実体を発生させる直前に液体を分泌する。我々は,この液体が子実体形成に深く関与していると考え, fruiting liquid (FL)と命名した。そして,ブナシメジFL (B-FL)のヘキサン可溶部とヤマブシタケFL (Y-FL)はエノキタケの子実体形成を誘導し,さらにYーFLから得られた化合物(FLY-1と仮称)がエノキタケの子実体を誘導した。FLY-1はB-FLとエリンギFLにも存在することが判明した。Strophasterol類,chaxine類とFCsに子実体形成活性を見出し,これらの化合物がキノコに普遍的に存在する可能性を示した。我々の目的である子実体形成機構の分子レベルでの解明(発茸ホルモンの発見)に一歩近づいたことを意味する。多くの生物種は、特有のホルモンを有している。しかし、高等菌類であるキノコにおけるホルモンは全く明らかにされていない。本研究では、菌糸から子実体を発生させる子実体形成物質(発茸ホルモン)の発見を目指し、以下のような実験を行った。1.我々は、キノコにもステロイドホルモンが存在するという仮説をもっている。その候補としてサケツバタケからstrophasterol類や茶樹茸から単離されchaxine類を考えた。昨年度の研究結果で、キノコが普遍的にstrophasterol類とchaxine類を内生している可能性を示唆された。今年度では、strophasterol Aはエノキタケ、コムラサキシメジとウシグソヒトヨタケに対して、菌糸体の成長阻害活性が確認された。Chaxine Bはマツタケに対して、菌糸体の成長促進活性が確認された。3.様々な菌類が子実体を発生させる直前に液体を分泌する。我々は、この液体が子実体形成に深く関与していると考え、fruiting liquid (FL)と命名した。ヤマブシタケFL (Y-FL)から得られた化合物(FLY-1と仮称)がウシグソヒトヨタケの子実体を誘導した。候補化合物、strophasterol Aとchaxine Bが、予想通りキノコの成長に関与していることを確認している。FLからもウシグソヒトヨタケの子実体を誘導する物質を発見した。このように研究はほぼ順調に進行している。

1. Strophasterol類とchaxine類のキノコにおける普遍的な内生を証明するため,7種のキノコを入手し,エタノールで抽出した。抽出液を減圧濃縮後,ヘキサン,酢酸エチル,エタノール,水可溶部に分けた。ヘキサン可溶部と酢酸エチル可溶部をLC-MS/MSに供した。その結果,全てのキノコに,strophasterol Aとchaxine Bの内生が示唆された。また,サケツバタケ(Stropharia rugosoannulata)の酢酸エチル可能部を各種クロマトグラフィーに供し分画した。その結果,新規のstrophasterol類縁体を発見した(投稿準備中)。2.フェアリー化合物のキノコにおける普遍的な内生を証明するため,7種のキノコをエタノールで抽出した。エタノール可溶部と水可溶部をLC-MS/MSに供した。その結果,全てのキノコにフェアリー化合物が内生していることが判明した。3.キノコ発生実験の結果を指標に,ブナシメジ,ヤマブシタケ,エリンギおよびクリタケのFLから各種クロマトグラフィーを用いて,化合物の単離精製を試みた。その結果,クリタケFLから新規化合物を発見した。4. Strophasterol類,chaxine類,フェアリー化合物,FL類化合物を対象に,ヤマブシタケ,ブナシメジ,エノキタケ,マツタケおよびサナギタケなど菌株を用いて,恒温恒湿のキノコ栽培室で,子実体形成に対するバイオアッセイをシャーレやポットを用いて行った。その結果,フェアリー化合物にマツタケの菌糸の成長を促進する活性を見出した(投稿準備中)。研究を継続し,発茸ホルモンの発見を目指す。本研究では、前述した目的を達成するために、前年度に引き続き,以下の検討を行う。1. Strophasterol類とchaxine類のキノコにおける普遍的な内生を証明するため、なるべく多数のキノコを入手し、エタノールで抽出する。抽出液を減圧濃縮後、ヘキサン、酢酸エチル、エタノール、水可溶部に分ける。ヘキサン可溶部と酢酸エチル可溶部をLC-MS/MSに供する。目的物質が検出できない場合は、これら画分をHPLCで分画し、その画分をLC-MS/MSに供する。また、LC-MS/MSの結果によっては数種のキノコからstrophasterol類の類縁体が得られる可能性も有り、各種クロマトグラフィーを用いて、新規のstrophasterol類化合物を単離精製し、NMR等の各種機器分析によって構造を決定する。2.フェアリー化合物のキノコにおける普遍的な内生を証明するため、多数のキノコをエタノールで抽出する。エタノール可溶部と水可溶部をLC-MS/MSに供する。また、フェアリー化合物の代謝産物や類縁体が得られる可能性も有り、その場合は各種機器分析によって構造を決定する。
唇顎口蓋裂患者の鼻咽腔閉鎖機能の総合診断システム

唇顎口蓋裂患者の鼻咽腔閉鎖機能不全の病態を明らかにする目的で、鼻咽腔ファイバースコープおよび超音波検査法を主体とした本機能の診断のシステム化を図った。本研究では、1.超音波検査法の適確な導入、2.両検査法の同時解析による鼻咽腔閉鎖機能の総合判定を主体に検策を進めた。1.超音波検査法の適確な導入:従来より観察が困難とされていた咽頭側壁運動を捉えることができ、鼻咽腔閉鎖に関与する咽頭側壁の経時的且つ定量的な分析を行い得た。この際、常に一定の条件下での観察を可能とした頭部固定装置の開発は有用であり、検査システムの1つとしての超音波検査法の臨床検査への導入をより適確なものとした。2.両検査法の同時解析による鼻咽腔閉鎖機能の総合判定:鼻咽腔ファイバースコープおよび超音波検査法の同時解析により、鼻咽腔運動の三次元的な分析が可能であった。正常者では軟口蓋運動と咽頭側壁運動が各機能時に常に一定した時間的調和を持って鼻咽腔閉鎖が達成された。一方鼻咽腔閉鎖機能不全を有する唇頭口蓋裂患者では、軟口蓋運動と咽頭側壁運動はそれぞれ運動機能低下が認められるだけでなく、正常人の如き時間的調和も一定ではなかった。また各機能でも運動が異なる事が多く、従来分析し得なかった鼻咽腔閉鎖機能不全の病態の程度を判定する事ができた。本機能は手術はもちろん、言語治療によっても変化を示し、治療法の選択あるいは手術の予後判定に際し総合判定は有用であった。以上、この診断システムは、(1)、複雑な運動機構である鼻咽腔閉鎖機能を三次元的に分析可能で、しかも経時的な運動様式も解析できた。(2)、口蓋裂術後鼻咽腔閉鎖機能不全の病態につき定量的に分析し治療方針の選択に有用であった。(3)特に超音波検査法の応用は、人体に対する為害作用がほとんどなく小児に対しても可能であった。唇顎口蓋裂患者における鼻咽腔閉鎖機能診断を目的とし、本年度は主として術後鼻咽腔閉鎖機能不全症例の病態分析を行った。1.超音波検査法による咽頭側壁の形態および運動様式の解析:電子走査方式による咽頭側壁のリアルタイム像では、正常者と比較して明らかな運動性の変化が認められた。すなわち偏位量の減少、機能による運動様式の変化を示す所見が得られた。さらに鼻咽腔閉鎖部位における咽頭側壁の時間-偏位曲線(Mモードecho曲線)では、定量的分析から正常者に比較して運動量・発声との時間差、運動速度において運動性の低下を示していた。2.鼻咽腔ファイバースコープによる解析:超音波検査法による側方からの検索と同時に鼻腔側から、鼻咽腔閉鎖の動態を観察した結果、術後鼻咽腔閉鎖機能不全症例では、機能により閉鎖度に差を認め、軟口蓋運動と咽頭側壁運動の協調についても、正常人とは異なった所見であった。また不全症例に使用しているスピーチエイドを装着した場合、症例により異なるが、運動性の改善する所見も認められた。鼻咽腔閉鎖機能不全の病態につき、鼻咽腔ファイバースコープ所見と咽頭側壁の超音波像を総合的に分析したところ、術後鼻咽腔閉鎖機能不全は単に軟口蓋の短縮あるいは運動性の低下によるものではなく、咽頭側壁を含めた鼻咽腔部全体の運動性の低下が最も重要と考えられた。特に咽頭側壁運動の定量分析により、閉鎖機能不全の程度の判定も可能であった。

またMモード法による曲線の分析から術後鼻咽腔閉鎖不全症例の分類が可能で、他のデータとともに予後の判定にも役立つと考えられた。さらに運動解析にあたって時刻表示を併用した分析では、軟口蓋と咽頭側壁運動の協調性につき有用な結果が得られたが、症例により差異を認め、さらに症例を重ね分析を行う必要があり、次年度も引き続き検討する予定である。
リチウム・遷移金属複合酸化物高イオン導伝体の磁性と局所微細構造

α-NaFeO_2型構造をとるLiNiO_2は、特異な振る舞いの期待されるスピン1/2反強磁性2次元三角格子の好例となる可能性が高い、という予想のもとに長年にわたって詳しく調べられてきたが、Liイオンが飛散しやすく、陽イオンの乱れの無い試料を合成することが困難であるために、実験結果の整合性が悪かった。近年、より低価格でしかもエネルギー密度の高いリチウム二次電池正極材料としてこの物質が注目を集め、実用化研究が盛んに行われるようになり、試料の質が飛躍的に向上した。本研究は、出発原料や焼成条件を変化させた数多くの試料につき、温度と磁場に関する履歴を変えながら、またその磁場の大きさを変えながらそれらの磁化を測定することで、スピン1/2三角格子の本質的な磁性を明らかにし、さらに乱れが磁性に及ぼす影響を調べることを目的としている。本年度の成果は以下の通りである。(1)最も乱れの少ない試料は80K以上でμ_<eff>(有効ボ-ア磁子)=1.91μ_B、Θ(ワイス温度)=29.5Kのキューリ-・ワイス則に従い、この試料中で支配的な磁気的相互作用は、反強磁性的というよりむしろ強磁性的であることがわかった。(2)Li_<1-x>Ni_<1+x>O_2として、x=0.01、0.04、0.08のの試料を比べると、xの値の大きくなるほどΘの値が大きくなり、さらにそれと対応して5Kでの自発磁化の大きさはは、x=0.04のものがx=0.01のそれの約7倍に達するなど、イオン分布の乱れが磁性に敏感に反映されることが分かった。これらのことから、イオン分布の乱れに敏感なLi^+イオンのダイナミクスと磁性の間には、現象論的には相関がある、との結論を得た。
独自試薬によるESI増強重水素標識を鍵とする新世代神経活性ステロイドの脳内解析

アンドロゲンや胆汁酸をはじめとする新世代神経活性ステロイド(NS)の生合成・代謝系を標的とする精神・神経疾患の創薬や治療法開発を究極の目標に,独自のESI増強重水素標識試薬とLC/MS/MSを組み合わせた新規手法を確立し,新世代NSの脳内存否,レベル変動などを解析した.まず,ミアンセリンやミルタザピンが脳内アロプレグナノロン(GABA作動性NS)量を増加させ,抗不安作用を発揮する可能性を見出した.また,ラット脳内胆汁酸(ケノデオキシコール酸など)のレベル,これらの大部分が末梢由来であること,脳内への輸送はその脂溶性に依存した単純拡散である可能性が高いことなどを明らかとした.平成26年度は,高速液体クロマトグラフィー/タンデム質量分析(LC/MS/MS)にエレクトロスプレーイオン化増強重水素標識試薬(EDR),すなわちHMPとD3-HMPを組み合わせ,脳内アンドロゲン[テストステロン(T)及び5α-ジヒドロテストステロン(DHT)]の新規差解析法及び定量法を開発した.これらの方法を用いて拘束ストレスによる脳内アンドロゲンレベル変動を精査したところ,アロプレグナノロン(AP:GABAA受容体の内因性アロステリックモジュレータ)に代表されるプレグナン系神経活性ステロイドとは大きく異なり,ストレスによる増減がほとんどないことが明らかとなった.一方,開発した方法は脳内APの差解析及び定量にも適用可能である.そこで,selective brain steroidogenic stimulant (SBSS:APの合成促進を介して抗不安・抗うつ作用発現し,抗精神病薬の候補となりうる化合物)探索における本法の実用性を試験した.ポジティブコントロールとしてフルオキセチン(FLX,選択的セロトニン再取り込み阻害薬),クロザピン(CLZ,非定型抗精神病薬)を,ネガティブコントロールとしてハロペリドール(HLP,統合失調症治療薬),スルピリド(SLP,統合失調症治療薬)を選択し,これらと生理食塩水(コントロール)をWistar系雄性ラットに腹腔内投与し(各n = 3),60分後に脳を採取した.FLX又はCLZを投与したラットでは,脳内APレベルの有意な上昇が確認できる一方で,HLP,SLP投与群の脳内APレベルは生理食塩水投与群のそれと同等であった.このように開発した方法がSBSS探索に十分な実用性を有することが示された.これらの成果に加えて,平成27年度に実施予定の脳内ビタミンD代謝物分析に向けて,そのEDRを検討した.すなわち,DAPTADとD4-DAPTADを合成し,脳分析に先立って尿中代謝物分析における実用性を評価した.まず,前年度に引き続き,selective brain steroidogenic stimulant [SBSS:アロプレグナノロン(AP:GABAA受容体の内因性アロステリックモジュレータ)の合成促進を介して抗不安・抗うつ作用発現し,向精神薬の候補となりうる化合物]の探索を行った.すなわち,APのケト基に反応するHMP及びD3-HMP [ESI増強重水素標識試薬(EDR)]とLC/MS/MSを組み合わせた差解析法及び定量法を用いて,種々の向精神薬がSBSSか否かを試験した.その結果,前年度のフルオキセチン,クロザピンに続き,今回の試験ではオランザピン及びミアンセリンがSBSSとして見出された.ミアンセリンはSBSSとしての作用が他の薬物に比べて弱いものの,これまで本薬物がSBSSとして働くことは報告されておらず,新規知見が得られた.一方,ベンラファキシンは,ハロペリドールやスルピリドと同様にSBSSとして作用しないことも明らかとした.また,脳内ビタミンD代謝物分析に対し,DAPTADとD4-DAPTADを用いた分析法を開発した.最近,他研究者によりマウス脳内に25-ヒドロキシビタミンD3が存在することが報告されたが,夾雑物との分離,検出感度とも十分ではなく,結果はかなり疑わしいものである.そこで,そのラット脳内存否を明らかにせんと検討したが,25-ヒドロキシビタミンD3は検出されなかった.さらに,脳内胆汁酸用EDRとしてDAPPZとその重水素標識アナログD4-DAPPZを開発した.これらをLC/ESI-MS/MSに組み込み,分析法を開発した.バリデーション試験を残しているものの,ラット脳から遊離型コール酸,ケノデオキシコール酸,デオキシコール酸を検出することに成功した.本課題で開発した新規LC/MS/MS分析法(EDRを用いる差解析法及び定量法)を用いて,既存の向精神薬からSBSSの探索を行い,新たにミアンセリンを見出した.ミアンセリンがSBSSとして働くとの報告はこれまでなされておらず,本薬物に対し,適用拡大(ドラッグリポジショニング)の可能性を示唆する結果を得た.また,本結果は同様の実験を継続することにより,新たなSBSSを見出だせる可能性を強く示している.次に,脳内ビタミンD代謝物分析法を開発して,その存否を検討した.その結果,十分な感度と精度が保証された分析法を用いたにもかかわらず,ラット脳から25-ヒドロキシビタミンD3は検出されなかった.このようにビタミンD代謝物については,当初の予測とは異なり,ほとんど脳には存在しないものと考えられる結果が得られた.一方,新世代神経活性ステロイドとして期待される胆汁酸については,適切なEDR(DAPPZ及びD4-DAPPZ)の開発に成功し,脳内存在を確認することができた.胆汁酸の脳組織からの抽出が大きな課題であったが,加熱エタノールを用いることで良好な結果が得られた.

現在,バリデーション試験を実施中であり,28年度の早い時期に定量法が確立できるものと考えている.また,28年度中に脳内胆汁酸の由来解明を目指しているが,そのための甲状腺機能低下症モデルラットや重水素標識胆汁酸などを27年度に整備することができた.以上を総合し,研究は「おおむね順調に進展している」と判断した.まず,前年度に引き続き,アロプレグナノロン(GABAA受容体の内因性アロステリックモジュレータ)の合成促進を介して脳機能を制御する化合物,すなわちselective brain steroidogenic stimulant (SBSS)の探索を行った.前年度までに確立したEDR (HMP及びD3-HMP)とLC/MS/MSを基盤とする差解析法及び定量法を用いて種々の向精神薬をスクリーニングし,新たにミルタザピンをSBSSとして見出した.ミルタザピンは,前年度までにSBSSと確認されたクロザピン,オランザピン(いずれも非定型抗精神病薬)やミアンセリン(四環系抗うつ薬)と類似の化学構造(ジベンゾアゼピン)を有しており,構造活性相関の点からも興味深い知見を得た.また,脳内ビタミンD代謝物については,前年度にラット脳内には実質的に25-ヒドロキシビタミンD3 [25(OH)D3]が存在しないことを報告したが,より高感度をもたらす試薬が,体液又は組織中ビタミンD代謝物濃度と精神疾患の関係を解明するためのツールとなるものと考え,新規試薬,DEAPTAD,QTADなどとこれらを用いる25(OH)D3定量法を開発した.さらに,脳内胆汁酸用EDRとしてDAPPZとその重水素アナログD4-DAPPZを用い,ラット脳内コール酸,ケノデオキシコール酸(CDCA),デオキシコール酸の同時定量法を開発した.本法を用いて,上記胆汁酸の脳内レベル,これらの大部分が末梢由来であること,脳内への輸送はその脂溶性に依存した単純拡散である可能性が高いことなどを明らかとした.脳腱黄色腫症(知能低下や言語障害が現れる)の治療にCDCAが有効であることが知られており,胆汁酸の神経活性ステロイドとして役割を論じる上で重要な知見が得られた.アンドロゲンや胆汁酸をはじめとする新世代神経活性ステロイド(NS)の生合成・代謝系を標的とする精神・神経疾患の創薬や治療法開発を究極の目標に,独自のESI増強重水素標識試薬とLC/MS/MSを組み合わせた新規手法を確立し,新世代NSの脳内存否,レベル変動などを解析した.まず,ミアンセリンやミルタザピンが脳内アロプレグナノロン(GABA作動性NS)量を増加させ,抗不安作用を発揮する可能性を見出した.また,ラット脳内胆汁酸(ケノデオキシコール酸など)のレベル,これらの大部分が末梢由来であること,脳内への輸送はその脂溶性に依存した単純拡散である可能性が高いことなどを明らかとした.当初の計画通り,脳内アンドロゲンのLC/MS/MS分析法(差解析法及び定量法)を開発することができた.本法は研究課題に掲げた独自のEDRを鍵としており,新規性の高いものである.本法を用いで拘束ストレスによる脳内アンドロゲンレベル変動を解析したところ,ストレスに伴うそれが認められなかった.一方,GABAA受容体の内因性アロステリックモジュレータの中で最も強い活性を示すAPでは,ストレスやFLXなどの薬物投与によって脳内レベルが上昇することが本法で確認でき,その信頼性,感度,実用性が証明された.
渦と相互作用する波動の回析・散乱の研究

本研究では、渦運動と波動と相互作用の研究、および乱流場の中の渦構造の研究を目標としている。実験的には、空気中あるいは水中に強い渦を発生させ、その形状と運動の様子、および散乱波を音響学的および光学的に観測し、測定を行う。理論的には、乱流中の渦に関し、その周辺の速度場の統計法則について新しいモデルによる解析を行うとともに、直接数値シミュレーションのデータについて、その統計法則と構造との関係を明らかにする。応用面では高速流と騒音発生のメカニズムを明らかにすることを目的とする。具体的には、渦輪と衝撃波の相互作用によって散乱される波を研究した。実験的には散乱波を観測し、測定し、さらにノイズ発生のメカニズムを考察した。渦による音波の散乱理論を渦輪と衝撃波の相互作用の問題に応用した。また昨年度製作した乱流実験装置で、乱流場の微細構造である渦について、装置の壁面に埋めこんだ圧力センサーで圧力場の検出を行ない、自発的に生ずる細い渦によると思われる圧力信号を得た。乱流場の統計法則を、乱流場で歪み変形を受ける渦、すなわちバーガース渦のアンサンブルの統計法則によって研究した。2点間の速度差の確率密度関数を求めて、速度差のn次モーメントのスケール則を明らかにするとともに、2次、3次モーメントとエネルギー散逸率について、コルモゴロフの4/5法則が成り立っていることを明らかにした。さらに、高次構造関数のスケール指数も求められた。2次元の系で渦と水面波の相互作用について、Born近似が使えない場合の解析を行い、入射波の転位及び散乱波の解析を行った。本研究で目標としているのは、渦運動と衝撃波および音波との強い相互作用の研究である。これは物理的には純粋に場と場の非線形相互作用の問題であり、応用面では高速流の騒音発生のメカニズムを明らかにすることに対応する。実験に使われた設備は、無隔膜衝撃波管とノズル、および観測のための光学系(凹面鏡・レンズ系、パルス光源)、および音響学的検出装置、などである。既設の無隔膜衝撃波管によって、衝撃波と渦輪の両方が作られる。その相互作用は極超短時間の過程で、これまでの実験ではシャド-グラフを撮り、スキャナーでディジタル画像にして、コンピューターで画像解析を行ない、データの解析を行なった。今年度の科研費でディジタル・カメラ装置とオン・ラインのデータ処理装置を設置した。これは、音響学的実験と同時にディジタル・カメラによって、渦輪と衝撃波の位置を短時間で同定するためのシステムである。既存の精密騒音計を使って、相互作用で生じる波動の音響信号はディジタル的に記録された。それをコンピュータで処理し、散乱波が特定された。散乱波の強度は渦輪同士の衝突で生じる渦音と同程度であった。また、進行方向に垂直な方向で音圧が弱くなるという散乱に特有な特徴もとらえることができた。特に散乱波の多重極成分については、4重極性を示すデータが得られた。渦輪に衝撃波が入射した際の散乱波の発生が、散乱理論を用いて説明された。正面方向への散乱は音の散乱理論と同じ機構で生じていることが分かり、音圧の強度についても一致する結果が得られた。後方への散乱は密度場による反射の可能性があることがわかり、二つの結果から2重極性と4重極性を示すと予想できた。本研究では、乱流場の中の渦構造の研究、および渦運動と波動と相互作用の研究を目標としている。実験的には、水中あるいは空気中に強い渦を発生させ、その形状と運動の様子を光学的および音響学的に観測し、測定を行う。応用面では高速流の騒音発生のメカニズムを明らかにすることを目的とする。

実験に使う装置は、本年度製作した。それは、円筒と2枚の回転円盤からなる回転乱流実験装置で、2枚の円盤はそれぞれ2つのモーターで駆動され、互いに反対の向きに回転し、その間の剪断乱流の場に自発的に生ずる強く細い渦を観測することが目的である。渦は微小な気泡と散乱光によって可視化し、高速高解像度のビデオ装置によって記録した。さらに圧力センサーによって検出した信号を、渦と同定し、そのサイズの定量データを得た。今年度はこのようにして、乱流場の微細構造である渦について、光学的観測および圧力場の検出を行なった。この実験は本年度の修士論文として報告されている。乱流場で歪み変形を受ける渦、すなわちバーガース渦のランダムな集合の有する統計法則を、簡単化したモデルで解析した。渦近傍の2点間の速度差の確率密度関数を求めて、まず速度差のn次モーメントのスケール則を明らかにするとともに、2次、3次モーメントとエネルギー散逸率について、コルモゴロフの4/5法則が成り立っていることを明らかにした。さらに、構造関数のスケール指数も求められた。一様等方性乱流の直接数値シミュレーションのデータについて、散逸率および(速度勾配)^2の条件付確率分布の解析から、縦速度差の確率密度関数の形を明らかにした。2渦輸の斜め衝突の直接数値シミュレーションのデータに基づき、そごで発生する音波を計算して求め、主音源の位置を同定した。本研究では、渦運動と波動と相互作用の研究、および乱流場の中の渦構造の研究を目標としている。実験的には、空気中あるいは水中に強い渦を発生させ、その形状と運動の様子、および散乱波を音響学的および光学的に観測し、測定を行う。理論的には、乱流中の渦に関し、その周辺の速度場の統計法則について新しいモデルによる解析を行うとともに、直接数値シミュレーションのデータについて、その統計法則と構造との関係を明らかにする。応用面では高速流の騒音発生のメカニズムを明らかにすることを目的とする。具体的には、渦輪と衝撃波の相互作用によって散乱される波を研究した。実験的に散乱波を観測し、測定し、さらにノイズ発生のメカニズムを考察した。渦による音波の散乱理論を渦輪と衝撃波の相互作用の問題に応用した。また昨年度製作した乱流実験装置で、乱流場の微細構造である渦について、装置の壁面に埋めこんだ圧力センサーで圧力場の検出を行ない、自発的に生ずる細い渦によると思われる圧力信号を得た。乱流場の統計法則を、乱流場で歪み変形を受ける渦、すなわちバーガース渦のアンサンブルの統計法則によって研究した。2点間の速度差の確率密度関数を求めて、速度差のn次モーメントのスケール則を明らかにするとともに、2次、3次モーメントとエネルギー散逸率について、コルモゴロフの4/5法則が成り立っていることを明らかにした。さらに、高次構造関数のスケール指数も求められた。また平面ポアズイユ流の乱流への遷移の直接数値シミュレーションを行ない、TS(トルミーン・シュリヒティング)型の波動と渦構造、およびSV型の縦渦構造の遷移とを研究した。
自閉症脳のオーバーシュート型発達異常の解明

霊長類の大脳皮質では、出生直後から幼児期にかけてシナプスが急速に増え、児童期に最大値に達した後、減少するということが知られている。シナプス「刈り込み」は、機能的な神経回路を作り上げるために不可欠な過程とされる。近年、このシナプス形成のダイナミクスの異常が、統合失調症・自閉スペクトラム症などの精神疾患に関与していることが明らかになりつつある。本研究では、シナプス再編成過程にニューロン、グリア細胞が果たす役割を詳細に検討するために、霊長類の細胞種特異的なトランスクリプトーム解析、エピジェネティクス解析を行う。