hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海外直接投資ポートフォリオと対外不均衡のマクロ動学

初年度は主にベンチマークとなる理論モデルの構築に時間を割いた。本研究は対外不均衡と金融政策の関連を明らかにすることが一つのテーマであるが、この点に関して、1)金融政策が企業の参入退出に与える影響、さらには、2)生産性の異なる個々の企業に与える影響、3)またその対外不均衡について与える影響に関する考察を重点的に行った。(これらの結果はワーキングペーパーとして近々出版される予定である。)また香港における二つの国際学会において、関連する研究の報告を行った。また一橋大学におけるマクロカンファレンスにおいて上記研究に関する報告を行った。さらに夏季休暇中にはケルンにおけるヨーロッパ経済学会において関連する論文の研究報告を行った。フランス銀行に研究滞在し、研究報告を行った。またPappada研究員と意見交換を行った。冬期休暇中にはオスロ中央銀行主催のワークショップに参加し、研究報告とCao研究員、Maih研究員らと意見交換を行った。金融政策と対外不均衡の動学的理解、という点において、重要な進展を得ることができた。一方、海外直接投資や、対外純資産の動学をも総合的に扱う理論的な枠組みについては目立った進展が得られなかったが、2019年度の主要課題としていきたい。2019年度は、2018年度に構築した理論モデルに、1)内生的なポートフォリオ選択、さらに2)生産性の異なる企業による海外直接投資の二点を含む対外純資産の動学を取り入れていきたい。また合わせてVARなどによる簡単な実証研究にも力点を置きたい。
数式処理による低次元・高精度な多用途対応型航空機 LFR モデル構築法の開発

本研究は,多項式行列基本変換などの数式処理の手法を用いて,条件の変更や用途の違いに応じて複雑さが調整可能なLFR(線形分数表現)モデリングの新技法を考案し,航空制御系の開発効率を向上させることを目的としている.その成果として,符号係数,変動パラメータと独立変数が混在している場合でも,それらを統一的に数式のままで処理できるLFR実現技法を提案した上,大規模・複雑な航空制御系に適用可能なサイズ分割と変数分離のLFR実現技法の構築,およびその分割・分離と再合成のための基本アルゴリズムの開発を行った.また,行列基本変換による数式処理可能なLFRモデルの低次元化アルゴリズムも開発した.本研究は,多項式行列基本変換などの数式処理の手法を用いて,条件の変更や用途の違いに応じて複雑さが調整可能なLFR(線形分数表現)モデリングの新技法を考案し,航空制御系の開発効率を向上させることを目的としている.その成果として,符号係数,変動パラメータと独立変数が混在している場合でも,それらを統一的に数式のままで処理できるLFR実現技法を提案した上,大規模・複雑な航空制御系に適用可能なサイズ分割と変数分離のLFR実現技法の構築,およびその分割・分離と再合成のための基本アルゴリズムの開発を行った.また,行列基本変換による数式処理可能なLFRモデルの低次元化アルゴリズムも開発した.航空制御系の開発は,最初の概念的な発案から最後のシステム実現まで,解析,設計,シミュレーション,性能テスト,故障診断など多岐にわたる極めて複雑な過程であるため,膨大な労九コストと時間が必要とされる.いかにその開発を効率的なものにするかは重要な研究課題である.特に,制御系開発全体の効率を大きく左右するのは,その出発点となるモデリング問題である.高度や天候,積載量など多くの不確定要素を持つ航空機に最先端のロバスト制御技術を適用するには,その変動や不確かさをLFR(線形分数表現)で表現(モデリング)することが必要である本研究は,多項式行列基本変換などの数式処理の手法を用いて,条件の変更や用途の違いに応じて複雑さが調整可能なLFRモデリングの新技法を考案し,航空制御系の開発効率を向上させる技術を開発することを目的としている.H22年度においては,多項式行列基本変換による数式処理の方法を用いて,符号係数変動パラメータと独立変数が混在している場合でも,それらを統一的に数式のままで処理できるLFR実現技法の構築を中心に研究を展開し,具体的に次の成果を得た.まず,1入出力多次元(nD)システムの伝達関数に対し,従来と全く異なる手法でLFR実現問題の行列基本変換問題への定式化を行った上,LFR実現が存在するための条件とその実現アルゴリズムを提案した.そして,多変数伝達関数行列の行列分解表現と行列基本変換との関係を解明することによって,多入出力の場合の行列基本変換によるLFR実現の定式化とその一般的な実現アルゴリズムを提案した.これらの結果によって,LFRを自動的に生成するプログラムの構築が可能となった.さらに,提案した実現法で得たLFR実現の次元(サイズ)を評価する方法とアルゴリズムを与え,それに基づきより低次元の実現を構築する技法を示した本研究は,多項式行列基本変換などの数式処理の手法を用いて,条件の変更や用途の違いに応じて複雑さが調整可能なLFR(線形分数表現)モデリングの新技法を考案し,航空制御系の開発効率を向上させる技術を開発することを目的としている.H23年度においては,大規模・複雑な航空制御系に適用可能なサイズ分割と変数分離のLFR実現技法の構築,およびその分割・分離と再合成のための基本アルゴリズムの開発を行った.具体的に,次のような成果を得た.大きいサイズの伝達関数行列に対し,それをいくつかの適切なサイズのブロックに分割し,基本アルゴリズムでそれぞれのLFRモデルを構築したのち,全体のLFRモデルを合成するサイズ分割の実現技法とそのアルゴリズムを開発した.そして,独立変数や変動パラメータの数が多い場合,繰り返し実現法に基づき,変数と変動パラメータを自由にいくつかの組に分離・組み合わせし,別々実現したのち,統一したLFRモデルを合成する変数分離のLFR実現技法とそのアルゴリズムを開発した.このようなサイズ分割と変数分離の手法に関する成果によって,これまで複雑すぎて航空機など大規模システムに適用困難と考えられてきた数式処理によるLFRモデリングが可能となる.これによって,(1)特殊ケースに対し,値の代入のみでよく再モデリングが不要,(2)調べたい変数・パラメータを特定したモデリングが可能であるので,各種変更への対応やモデル複雑さの調整が容易になり,大幅な航空制御系開発の効率向上とコスト低減が期待できる.また,これらの成果は,自動車産業や宇宙開発など高度な制御技術と大幅な開発コストダウンが必要な産業にも応用可能である.本研究は,多項式行列基本変換などの数式処理の手法を用いて,条件の変更や用途の違いに応じて複雑さが調整可能なLFR(線形分数表現)モデリングの新技法を考案し,航空制御系の開発効率を向上させる技術を開発することを目的としている.H24年度においては,行列基本変換による数式処理可能なLFRモデルの低次元化アルゴリズムの開発を行った.具体的に,次のような成果を得た.まず,行列基本変換によるLFR実現問題の考え方を逆に適用することによって,多次元状態空間モデルとLFRモデルの低次元化問題を多変数多項式行列の基本変換問題として定式化した.

これまでの多次元状態空間モデルの低次元化研究では,既知の多次元状態空間方程式またはLFRモデルの係数行列に対し,実定数行列による変換を施しているため.変換行列はブロック対角行列に制限しなければならない.これは暗黙に異なる独立変数間の可換関係が成り立たないことを仮定し,多次元システムの低次元化問題のボトルネックとなっている.ここで与えられた新しい定式化は,変換行列を多変数多項式行列に拡大し,それによって従来できないブロック間の変換も可能となることが特徴である.次いで,低次元化できるためのパターンと条件を明らかにするとともに,それぞれのパターンに対応する低次元化の技法およびそのアルゴリズムを開発した.最後に,研究用民間航空機モデル(RCAM)を用いて,提案したアルゴリズムの有効性と有用性を示した.本研究の基幹となる数式処理の手法によるシステム変動と不確かさのLFR(線形分数表現)モデリングに関する研究が,計画通り順調に進んでいる.その中心的な成果はMultidimensional Systems and Signal Processing(MSSP)やIEEE Tran.Circuits and Systemなど本分野のトップレベルの学術誌で発表され,そのうち数か月にわたってMSSPのダウンロードランキングの上位を占めている論文も複数あり,注目を集めている状況である.24年度が最終年度であるため、記入しない。現時点において,計画通り研究を進める方針で,特に変更する必要がないと考えている.24年度が最終年度であるため、記入しない。
活性化アルミ微粒子を用いた小型水素生成制御装置の開発と携帯型PDE装置への応用

本年度は,活性化アルミ微粒子を連続投入するための実験装置を作製した。活性化アルミ微粒子は1g当たり約1Lの水素を得ることが出来るので,必要な水素量に対応したアルミ微粒子が必要となるが,発生装置にその全てをあらかじめ入れられるようにするのでは,装置が大型化してしまい,携帯には適さなくなってしまう。したがって,継続して水素を得るためには,アルミ微粒子を連続的に水に投入する必要がある。アルミ微粒子はそのままでは水中に投入することは難しく,また空気に触れると酸化し,反応しなくなる。そこで,微粒子をカプセル化することにより,酸化させることなく,連続的に水中に投入できるようにした。本装置を用いて,水素の分時発生量を一定に保つファジィ制御系を設計し,実験を行った。反応温度や分時発生量を種々に設定し,制御実験を行ったところ,良好な結果が得られた。この研究内容については,現在論文を執筆中である。また,先に製作した携帯型水素発生装置が,水素発生反応の暴走により,膨張し水素漏れを起こしてしまったので,反応特性を種々の条件で把握するための実験を改めて行なった。ARIMAモデルなど他のモデルとの同定結果の比較を行い,提案する方法の有用性が確認できた。一方で,小型携帯装置の完成には至らなかったので,PDEへの応用実験は進まなかった。しかしながら,アルミ微粒子の連続投入が可能な装置と継続的な水素発生が実現できたので,投入装置の更なる小型化とその完全自動化を行なうことで,将来,種々の応用が可能であると考えられる。本年度は,まず携帯型小型水素発生装置作製のための基礎実験を行った。自作した真空容器内で,活性アルミニウム微粒子と純水とを反応させ,構築した自動測定システムにより水素生成特性の測定を行った。水温,水質量,反応器外部温度の条件を種々に設定し,詳細に反応特性について検討した。測定の結果,反応速度は温度依存性があることが確認できたが,活性化アルミ微粒子の種類が異なると,その発生特性は定量的に一致しないことが確認できた。測定結果に基づいて,制御用数学モデルの構築を行った。具体的は,線形のARMAモデルを用い,反応温度を入力,水素発生量を出力に選んだ。反応温度を不規則に変動させて反応速度を変化させながら,適応アルゴリズムを用いてシステム同定を行った。その結果,数学モデルの出力と実際の出力をほぼ誤差なく一致させることができた。すなわち,その反応の詳細がよくわからない水素生成反応を簡単な線形ARMAモデルで記述可能なことがわかり,発生量制御のために,このモデルを利用できることが確認できた。また,実験室で,実際に発生した水素をPDE装置に送り込み,デトネーション波を発生させることができた。その後,小型水素発生装置を設計、試作し,発生実験を試みた。反応容器には反応抑制用に温度制御機構が設けられていたが,水素発生反応が暴走状態に陥り,反応容器の膨張をまねいてしまった。原因として,反応の詳細が不明なことに起因して,実際の発生熱量が計算値よりも大きかったことと,それに伴う温度制御システムの容量不足が挙げられる。なお,この結果は現在製作中の発生容器にいかされている。
テレメーターによる酸素摂取量連続測定システムの開発

本研究は、運動の強度や体力あるいは健康の指標となる酸素摂取量(エネルギー代謝量)を知るため、高精度の酸素電極とガス流量計から成る携帯用酸素消費量計(オキシログ)を改良し、酸素摂取量と毎分換気量を連続的に且つ遠隔測定ができるテレメーター(無線搬送)システムを開発することである。」昭和60年度では、オキシログ,較正ガス,マスフローコントローラー,プリンター,FM帯域専用アンテナを購入し、1)各種信号の送信方式と受信後の信号処理方式を決定し、2)送信側に必要なインターフェースを設計・製作し3)送信方式はパルス周波数変調方式とし、4)受信側でプリントアウトできるようにした。そして今回開発した本システム全体の信頼性を確めるため有線方式で本システムで測定した毎分酸素摂取量,毎分換気量とダグラスバッグ法で測定したそれと比較した。その結果、毎分酸素摂取量は2リットル、毎分換気量は約80リットルまでは両者の測定値はよく一致した。昭和61年度では、今回開発した本システムをスポーツ活動中に応用した。すなわち、健康な成人男女を対象に本システムを用い、硬式テニスの練習およびゲーム,バドミントンの練習およびゲーム,乗馬の練習中の毎分酸素摂取量,毎分換気量,心拍数,呼吸数を1時間から1時間半にわたり連続的に且つ遠隔測定を行なった。その結果、從来ダグラスバッグ法でタイムスタディから求められたそれと比べ、スポーツ活動中の酸素摂取量のピーク値は高く平均値では低かった。また酸素摂取量の変動は、換気量,心拍数および呼吸数の変動ときわめてよく一致することが明らかとなった。ヒトの身体活動における酸素摂取量を知ることは、運動や作業のエネルギー代謝および強度を明らかにするばかりでなく、体力や健康度の指標として極めて重要視されている。従来、酸素摂取量の測定は、ほとんどダグラスバッグ法が用いられてきた。しかし、この方法では多くの手数と時間を要し、長時間(23時間)あるいは短時間(23秒)の酸素摂取量を求めることはほとんど不可能である。したがって、ダグラスバッグ法では広範囲にわたるスポーツ場面でのエネルギー代謝や運動強度に関する詳細な研究を遂行することができない。本研究では、応答速度が極めて速く、高精度の酸素電極と流量計からなる携帯用酸素摂取量計を改良し、呼気ガス中の酸素濃度と換気量を無線搬送(テレメトリー)し、受信機に組み込まれた計算処理システムにより、操作が簡単で精度の高いテレメターによる酸素摂取量測定システムを開発しようとするものである。本年度では、携帯用酸素摂取量計、較正ガス、マスフローコントローラー、プリンターなどを購入し、システムの開発に取り組んできた。すなわち、1.各種信号の送信方式と受信後の信号処理の方式を決定し、2.送信側に必要な補助電気回路を設計・製作,3.受信側のインターフェース回路を設計・製作し、4.換気量計および酸素電極そのものの精度を検討した。さらに、有線方式で本システムにより測定した換気量、酸素濃度および酸素摂取量とダグラスバッグ法で測定したそれとを比較し、本システム全体の信頼性についてテストを行ってきた。
ATP感受性K^+チャネルによるグルコースホメオスターシスの制御-ノックアウトマウスによる解析-

研究成果ATP感受性K^+(K_<ATP>)チャネルは膵β細胞からのグルコースによるインスリン分泌に非常に重要な分子である。しかし、K_<ATP>チャネル欠損マウス(Kir6.2^<-/->)の随時血糖が正常であったことから、我々はKir6.2^<-/->ではK_<ATP>チャネル非依存性にインスリン分泌が惹起されていると考え、以下の検討を行った。1 Kir6.2^<-/->個体レベルでのインスリン分泌能の検討。膵β細胞からのインスリン分泌はグルコースのみならず腸管ホルモン(インクレチン)の分泌を介して促進される。個体レベルでインクレチンであるGlucagon-like peptide-1(GLP-1)によるインスリン分泌を検討したところ、Kir6.2^<-/->でもGLP-1処置によりインスリン分泌は著明に増加し、K_<ATP>チャネル欠損状態でもインクレチンによるインスリン分泌反応は保たれていることが示された。2単離膵ラ氏島でのインスリン分泌能の検討。Kir6.2^<-/->から単離した膵ラ氏島を用いてインスリン分泌反応を検討したところ、インクレチンによるインスリン分泌反応は保たれていた。また、Kir6.2^<-/->では低グルコース状態でもインクレチンによりインスリン分泌が惹起されることが明らかになり、K_<ATP>チャネルが欠損した状態ではインクレチンの分泌量が調節されることにより血糖が維持されている可能性が示唆された。3新たなインスリン分泌調節分子の同定。インクレチンはcAMPの増加を介してインスリン分泌増強効果を示す。我々はcAMPと結合する新たな分子cAMP-GEFIIがcAMPによるインスリン分泌調節に関与していることを発見した(Ozakiet al:Nat Cell Biol 2:805,2000)。現在cAMPによるK_<ATP>チャネル非依存性インスリン分泌調節にけるcAMP-GEFIIの役割について検討中である。ATP感受性K^+チャネル(K_<ATP>チャネル)は膵β細胞でのインスリン分泌のみならず、神経、筋細胞の興奮性など様々な細胞機能を調節している。申請者らはK_<ATP>チャネル欠損マウス(KOマウス)を作製し、膵β細胞およびインスリン作用の標的組織におけるK_<ATP>チャネルの役割を明らかにする目的で以下の研究を行った。チャネルのインスリン標的組織での機能解析として、インスリン未処置および処置後の3H-2-Deoxy-glucoseの取込みを各臓器で測定した。その結果、KOマウスにおいてはインスリン非処置時の骨格筋での糖取込みが対象群に比し有意に亢進していた。このことから、K_<ATP>チャネルの持続的閉鎖により骨格筋でのインスリン非依存性の糖取込みが増強することが示された。現在糖取込みの機構について分子レベルで解析中である。また、KOマウスがグルコースによるインスリン分泌がほとんど認められないにもかかわらず随時血糖が正常であることから、K_<ATP>チャネル非依存性にインスリン分泌されていることが予想された。そこで、KOマウスにアミノ酸、糖質、脂質を投与しインスリン分泌を検討したところ、経口のブドウ糖単独負荷ではほとんどインスリン分泌が惹起されないにもかかわらず、アミノ酸、脂質を糖質とともに負荷すると著明なインスリン分泌が認められた。このことから、インクレチン存在下ではK_<ATP>チャネル非依存性ブドウ糖依存性のインスリン分泌を来たしうることが考えられた。これをin vivoで証明する目的で、KOマウスにglucagon-like peptide-1(GLP-1)を処置し、経口ブドウ糖負荷試験を行ったところ、GLP-1負荷により血糖依存性のインスリン分泌が惹起された。このことから、cAMPを介したGLP-1などインクレチンの刺激はK_<ATP>チャネル非依存性にブドウ糖によるインスリン分泌を増強していることが明らかとなった。現在、KOマウスの単離膵島を用いてin vitroのインスリン分泌を解析中である。また、Kir6.2^<-/->

では低グルコース状態でもインクレチンによりインスリン分泌が惹起されることが明らかになり、K_<ATP>チャネルが欠損した状態ではインクレチンの分泌量が調節されることにより血糖が維持されている可能性が示唆された。3新たなインスリン分泌調節分子の同定。インクレチンはcAMPの増加を介してインスリン分泌増強効果を示す。我々はcAMPと結合する新たな分子cAMP-GEFIIがcAMPによるインスリン分泌調節に関与していることを発見した(Ozakiet al:Nat Cell Biol 2:805,2000)。現在cAMPによるK_<ATP>チャネル非依存性インスリン分泌調節にけるcAMP-GEFIIの役割について検討中である。
光CTの実現を目指した生体内音響光学特性に関する基礎研究

光を用いた生体断層イメージング(光CT)は、生体内の形態・機能情報を分光学的手法により取得することが可能な医療上実用性の高い新技術である。しかしその実現には生体内の光散乱に起因する空間分解能の低下が大きな問題となっており、国内外で多くの研究が行われている。本研究では空間分解能の向上を目指して、超音波の照射により光が変調される現象(音響光学効果)を光生体計測に応用することを考え、基礎的検討を行ってきた。前年度の研究では、生体透過光、後方散乱光の何れに超音波変調を加えた場合においても光CTへの適用可能性を示すことが出来た。本年度は特にCT化の可能性が高い透過変調光の検出に焦点を絞り更なる検討を行った。以下に得られた知見を述べる。1.スペックルパターン変化の計測による検出感度の向上生体のような強散乱条件下では透過変調光が微弱となりS/Nが大きく低下する。この問題について2次元センサ(CCDカメラ)を用いて、変調に伴うスペックルパターンの変化量を検出することにより検出感度の向上を目指した。その結果、超音波照射に伴うパターン変化が十分なS/Nで観測され、総輝度値を指標とすることで検出感度向上の可能性が示された。2.光、超音波のパルス化による局所情報の取得スペックルパターンの計測に加えて更なる空間分解能の向上を目指し、超音波と光をともにパルス化する新たな手法を提案し、その有用性を実験的に検証した。この手法は生体内で超音波パルスが光軸を横切る瞬間にのみ光を照射し、シャッタを開放したCCDカメラによりスペックルパターン変化を検出するものである。結果として、スペックルパターンの計測による高S/N特性は維持されつつ超音波の連続照射に比べて明らかな空間分解能の向上が示された。以上、本研究の結果は光CT実現の妨げとなっている光散乱の問題に対し、音響光学効果を応用した新手法による解決の可能性を示したものである。光による断層イメージング(光CT)は,体内臓器の「形態・機能情報」を分光学的に取得できる医療上実用性の高い新技術であり,国内外で活発に研究が行われている.しかし生体中を直進透過した光の利用を考えた場合,生体組織の持つ強い光散乱性により光路を特定できないことに起困する,検出光量および空間分解能の低下が問題となる.これに対し新たな光生体計測法として,超音波による音響光学効果の利用が考えられる.本研究では散乱体内における光と音波の拳動を明らかにするとともに,その生体透視への応用さらには光CT実現の可能性を拓くことを目的として基礎的検討を行った.以下に得られた知見を述べる.1.超音波照射による散乱媒質中の光路変化に関する検討(1)短パルス光入射による時間分解計測の結果,超音波照射により検出波形に変化が観測された.これは音響エネルギーによる散乱粒子の局在化に起因する散乱状態変化が起こっているものと推測される.(2)波形変化は散乱体の光学的濃度(OD:optical density)が0.71.7の範囲で顕著に観測された.2.超音波照射による散乱媒質の透過散乱光の変調特性に関する検討(1)照射光に対し試料中えで超音波を直交させ,得られる透過変調光の解析を行った.その結果,超音波照射場に到達する以前に入射光のコヒーレンシィが失われている場合,干渉系により検出された位相変調光強度は強度変調光強度に対して5dB程度増加することが示された.また計測システムの最適化により,厚さ10cm程度までの生体試料の計測が可能と考えられる.(2)試料表面から数mmの深さで超音波により位相変調を受けた後方散乱光を干渉系により検出,解析した.その結果,透過法と同程度の変調光強度を検出でき,実用の可能性を示すことができた.以上,本研究の結果は音響光学効果の利用により光CT実現の新たな可能性を示す基礎データとなるものである.光を用いた生体断層イメージング(光CT)は、生体内の形態・機能情報を分光学的手法により取得することが可能な医療上実用性の高い新技術である。

この手法は生体内で超音波パルスが光軸を横切る瞬間にのみ光を照射し、シャッタを開放したCCDカメラによりスペックルパターン変化を検出するものである。結果として、スペックルパターンの計測による高S/N特性は維持されつつ超音波の連続照射に比べて明らかな空間分解能の向上が示された。以上、本研究の結果は光CT実現の妨げとなっている光散乱の問題に対し、音響光学効果を応用した新手法による解決の可能性を示したものである。
医師の業務バランスの見直しによる働き方の改善に関する研究

本研究では、大学病院の医師の業務内容を精査し、専門領域や経験年数による多様な医師の働き方について、臨床・教育・研究・自己研鑽・病院運営などの業務を、実施バランスの観点で評価し、経験年数や診療科等により類型化し、類型別に働き方のモデルを提示する。モデルを基に、臨床業務のみでなく、医師として働くために必要な自己研鑽や教育および研究をバランスよく実施するためのセルフマネジメントの方法を提示、普及することを目的とする。平成30年度は、平成29年度に実施したアンケート調査の結果をまとめ、大学病院勤務医の業務負荷および業務改善に関する認識について論文を作成した。アンケート結果では直接患者と対面して行う業務はすべての年代で半数以上が業務量に問題はないと回答していた。一方、患者と対面していない業務については、特に若い年代の多くが業務量を多いと回答していた。病院の運営や教育に関する業務や研修については50代以上で多いと回答が多かった。研究については多くが実施機会が少ないと回答していた。また、平成30年度は、病院の国際認証の受審のためにはじめられた様々な取り組みについて、医師の業務負荷が増大しないような実施方法をグループで検討していくこととした。これまで国内でいくつかの病院が国際認証を受審しているが、審査のために様々な指標を作成し、それらを改善するためのPDCAサイクルを回さなければならず、新たな業務が追加されている。新たな業務を効率よく、あるいはこれまでに実施していたものを活用することなどで実施できるよう検討を開始した。平成29年度から進捗が遅れていたが、平成30年度に前職を退職し、新たな職場に移ったことにより、新職場にて再度倫理委員会の審査を受けなければならなかったことでさらに遅れている。また、職場が変わったことで環境整備や新規業務などに非常に多くの時間と労力を要し、当初の予定通りに研究を進めることができなかった。今後はこれまでよりも研究の実施時間などを確保したいと考えているが、移籍後2年目であり、これまでの遅れを取り戻すことは難しいと考えている。平成30年度に実施予定だったアクションリサーチ(病院の国際認証の受審のためにはじめられた様々な取り組みについて、医師の業務負荷が増大しないような実施方法をグループで検討していくことなど)を平成31年度に実施し、成果のまとめと普及は翌年度に実施したい。平成30年度下半期からはアルバイトの雇用もでき、研究環境も整いつつあるため、精力的に研究を進めていきたいと考えているが、研究期間の1年間の延長を検討している。さらにモデルを基に、臨床業務のみでなく、医師として働くために必要な自己研鑽や教育および研究をバランスよく実施するためのセルフマネジメントの方法を提示、普及することを目的とする。平成29年度は「業務バランスアクションチェックリスト」を利用したアンケート調査を某医療機関の全勤務医師を対象に実施し、約8割の回収を得た。さらに、フォーカスグループインタビューを行った。アンケート結果から、20代と30代では間接臨床業務とその他の業務を多いと感じているものの割合が高く、それらを改善すべきとするものも多かった。40代でも同様に間接臨床業務とその他の業務が多いと感じているが、研究が少ないと感じているものが非常に多く、研究と間接臨床業務を改善すべきとするものが多かった。50代60代では運営業務を多いと感じているものが他の年代と比較して極端に多く、その他の業務を多いと、研究を少ないと感じているものが多かった。フォーカスグループインタビューの解析も行い、実施業務の過不足等を経験年数別、診療科別等で分析、類型化すること、また類型別に、医師が望む働き方のモデルを提案する予定であったが、実施が遅れている。1所属機関の倫理委員会において書式変更などがあり、年度当初の一定期間倫理審査が行われなかったため、調査開始が遅れた。2適当な研究補助者(アルバイト)が見つからず、効率的に実施することができなかった。3調査を予定していた医療機関での調査実施体制が整わず、今年度の実施を見送ることとなってから、別の医療機関に調査協力依頼を行い、調査実施となったため、調査開始が遅れた。

これまで国内でいくつかの病院が国際認証を受審しているが、審査のために様々な指標を作成し、それらを改善するためのPDCAサイクルを回さなければならず、新たな業務が追加されている。新たな業務を効率よく、あるいはこれまでに実施していたものを活用することなどで実施できるよう検討を開始した。平成29年度から進捗が遅れていたが、平成30年度に前職を退職し、新たな職場に移ったことにより、新職場にて再度倫理委員会の審査を受けなければならなかったことでさらに遅れている。また、職場が変わったことで環境整備や新規業務などに非常に多くの時間と労力を要し、当初の予定通りに研究を進めることができなかった。今後は現時点で調査協力を得ている医療機関を対象として、予定している内容を進めていく。しかし、所属機関が変更したことから、研究再開のため再度新所属での倫理審査等の手続や、その他の研究環境を整えるまでに、ある程度時間を要する可能性がある。新所属に相談し、早急に研究補助者を探し、効率的に研究が進められるよう努力する。今後はこれまでよりも研究の実施時間などを確保したいと考えているが、移籍後2年目であり、これまでの遅れを取り戻すことは難しいと考えている。平成30年度に実施予定だったアクションリサーチ(病院の国際認証の受審のためにはじめられた様々な取り組みについて、医師の業務負荷が増大しないような実施方法をグループで検討していくことなど)を平成31年度に実施し、成果のまとめと普及は翌年度に実施したい。平成30年度下半期からはアルバイトの雇用もでき、研究環境も整いつつあるため、精力的に研究を進めていきたいと考えているが、研究期間の1年間の延長を検討している。人件費を計上していたが、諸事情により適当なアルバイト人員を雇うことができず未使用となった。次年度は早急にアルバイトを雇用し、順調に研究を進める予定である。平成30年度に前職を退職し、新たな職場に移ったため、倫理審査などの再審査があり、研究再開が大幅に遅れてしまった。そのためアルバイトの雇用が9月からとなってしまい、平成29年度に引き続きアルバイトの雇用費用が当初の予定よりも少なかった。次年度は研究を加速させるために、アルバイトの勤務頻度を増やすなどする予定である。
外耳道内圧脈波による非侵襲的頭蓋内圧測定法に関する研究

頭蓋内圧亢進疑われつつも頭蓋骨に対する穿孔が必要である既存の頭蓋内圧検査手法は、患者及び医療従事者それぞれに負担が生じるため、臨床上の不適切使用回避の観点から対象患者を限定する傾向がある。頭蓋内圧亢進を放置することにより、最悪の場合生命重大な危機が生じることは臨床学的にも周知の事実であり、頭蓋内疾患の保有また頭部外傷を発生したなどの患者に対する圧の測定による検査は、非常に重要なファクターであり、また、その後の治療方針の構築に連動する情報の入手となることから、既存検査法と比較して非侵襲かつ簡便装置開発が望まれている。この現状下、体内を巡る血液が頭頚部に辿り着いた時に発生する体内信号(音響)に着目し、測定部位が外耳道へのセンサー留置がデータの収集に効率的ではないかというコンセプトのもと、非侵襲的測定が可能な装置の開発に着手した。単純な測定原理モデルとして、脳脊髄液系の固有共振周波数は、脳組織質量と脳脊髄容積コンプライアンスによって決定できることが明らかになった。具体的には、心臓から駆出される血流脈波が頸動脈、椎骨動脈を経由し脳に至ることで、頭蓋内脈波を形成する。このことで頸動脈波における入出力波形である頭蓋内脈波は共振関係にある。頭蓋内圧が上昇すると脳コンプライアンスは著しく低下し、その共振周波数も上昇することになる。この上昇率は頭蓋内圧に対して指数関数的関係にある。計数は脳重量に依存するが、ほぼ一定で、頭蓋内圧上昇をきたす疾患や年齢、全身状態によらないことを発見に至った。〔はじめに〕頭蓋内圧を知るためには頭蓋内圧センサーを設置するか、脳室ドレナージ圧から類推したり、開頭外減圧した部分を触診したりするが、いずれも手術を必要とする。これまで多くの非侵襲的頭蓋内圧類推方法が検討されてきたが、現時点で一般化され広く使用されている装置はない。ところで頭蓋内圧が亢進すると、脳コンプライアンスが低下するため、血圧に連動した頭蓋内圧波形は先鋭化し、外耳道圧波形も連動する傾向がある。我々はこの変化に着目し、外耳道圧波形から頭蓋内圧を類推する研究を行っており、その進捗について報告する。〔対象と方法〕信州大学医学部医倫理委員会の承認後、2013年7月から治療のため脳室ドレナージもしくは頭蓋内圧センサーが設置された患者に対して、同意を得た上で、ドレナージもしくはセンサー圧と同時に外耳道圧波形を記録した。脳室ドレナージは回路に観血的圧センサー(SCK-7604: Argon社)を接続し記録した。頭蓋内圧センサーはすべてカミノプレッシャーモニタリングカテーテルであった。外耳道圧は専用の音圧センサ(ECMマイクロホン)を用い、90dB以上の音圧が得られる状態を有効として200Hzサンプリングで記録し、オフラインで解析した。〔結果〕解析データは合計29名分であり、実測頭蓋内圧範囲は4100cmH2Oである。統計解析は、患者の性別、年齢、BMI(体重/身長*身長)、上腕収縮・拡張期血圧とともに5秒ごとの外耳道内圧波形情報(計50要因)で行った。このデータに基づくロジスティックモデルによる重回帰分析結果では、類推値と頭蓋内圧との一致率(決定係数)は、0.994で、推定値の標準誤差は1.791 cmH2Oである。〔結論〕外耳道圧波形は頭蓋内圧を類推するのに必要十分な情報を含んでいることが示唆された。さらに症例を重ねることで、類推精度を高めることができると考えている。臨床試験は、患者数34名まで実施でき、脳室ドレナージ圧が580cmH2Oの範囲、およびCamino硬膜外圧センサーが20110cmH2Oの範囲で、両者と同時に外耳道圧波形と総頸動脈圧波形が取得できた。交流成分である外耳道内圧脈波だけから直流成分である頭蓋内圧がどの程度推定可能であるか、患者の性別、年齢、身長、体重、BMI、上腕収縮・拡張期血圧とともに5秒ごとの外耳道圧波形、1階微分した速度波形と2階微分した加速度波形(ピーク値、平均値、実効値、波形率、波高率、正側の標準偏差値、負側の標準偏差値)情報、並びにスペクトル情報(自己回帰モデルに基づくスペクトル包絡、ホルマント周波数と先鋭度)等50要素に基づいてロジスティック重回帰分析と判別分析を行った。重回帰分析は、最初にロジスティックモデルで各要素を正規化し、実測頭蓋内圧(MICP[20cmH2Oを基準としたdB表示])が累積正規分布曲線に近似できることを確認した。次に、その累積曲線の20%区間ごと5グループに分割し、グループごとに重回帰分析を行った。その結果は、頭蓋内圧の実測値と推定値の対応関係は、決定係数が0.9941(相関係数0.997)であること、推定値の標準誤差は1.791 cmH2Oであることなどがわかった。上記5グループ判別分析結果は、元のグループ化されたケースのうち83.6%が正しく分類された。また、新たな患者の場合は、統計解析した患者データ(50要素)との相関係数が0.95以上得られれば確実に頭蓋内圧推定可能であるといえる。

しかし、両者の相関係数値がそれ以下の場合は上記推定精度が保証されないこともわかった。[はじめに]頭蓋内圧が亢進すると、脳コンプライアンスが低下するため、血圧に連動した頭蓋内圧波形は先鋭化し、外耳道圧波形も連動する傾向がある。我々はこの変化に着目し、外耳道圧波形から頭蓋内圧を類推する研究を行ってる。現在まで、非侵襲・侵襲的頭蓋内圧計測による臨床試験の患者数は40名である。有効データ数は合計5221個であり、その実測頭蓋内圧(MICP)範囲は0.95101.6cmH2Oである。[研究方法]頭蓋内における圧力と体積との関係は、指数関数的に増加するが、頭蓋内圧が上昇すると飽和状態になり、傾斜が緩やかになる。この圧力・体積特性に連動して、外耳道圧波形も変化している。その波形変化具合を数量化するために、振幅情報は圧力振幅(Pa)と累積ヒストグラムのlogit(確率pに対しlogit(p)=ln(p/1-p))との対応関係を求める。例えばp=0.5(logit=0)は中央値を意味し、外耳道圧脈波形の平均値とは異なる。その偏差がMICPと相関しているため、最初に-3.2Pa以下で確実にMICPが高く(14個)、0.64Pa以上で確実に低い(1171個)ことが判別できる。次に残りのデータに対して、累積確率p=0.953(logit=3)からp=0.993(logit=5)までの回帰直線の切片を求め、-9.56以下で確実にMICPが高く(231個)、0.072以上で確実に低い(283個)ことが判別できる。このようにして判別できる要因を25種類選定した。[結果]上記判別結果から、最終的に自動的に判別できたMICP値(臨界頭蓋内圧と定義)は、およそ55cmH2Oであり、結果的に対象患者の頭蓋内圧がこの臨界値以下か以上かの判定正答率は100%であるといえる。〔結論〕外耳道圧脈波形は臨界頭蓋内圧を類推するのに必要十分な情報を含んでいることが示唆された。本年度は、頭蓋内物理モデルに基づくICP測定原理の構築を目指した。従来から提案されている循環器系のWindkesselモデルパラメーターの推定法、およびICPに関するUrsino電気回路モデルがその推定法にどの程度有効であるかを検討した。しかし、ICPに関する生体モデルの電気回路パラメータは、患者ごとに推定することが困難であるといえ、その推定法に結び付けるには課題が山積している。次に、入力としての頸動脈圧脈波と出力としての外耳道圧脈波に関する伝達関数は、数学的モデルによって解析可能である。しかし、患者ごとに最適パラメータを決定する必要があり、ICP推定法のための自動パラメータ推定が困難であるといえる。さらに、単純な脳の3次元簡易モデルを使って、固有振動解析を行った。脳組織・血液・脳脊髄液の物理定数と頭蓋内形状を有限要素法でモデル化し、外圧をICPと見なして最低固有共振周波数を求めた。その結果、ICPが増加すると固有共振周波数が上昇する傾向が示唆された。一方、総頚動脈圧脈波と外耳道内圧脈波情報だけから、新しい患者の頭蓋内圧をいかに精度よく類推するかを統計学的に検討している。最初に、ICP値の高低を判別するために有効な要因の選定を行った。その具体的な要因として、圧力振幅(Pa)並びに周波数(Hz)に対する累積ロジスティック分布特性を提案した。例えば振幅情報は、圧力振幅(Pa)と累積ヒストグラムのLogit(確率pに対しLogit(p)=ln(p/1-p))との対応関係に着目し、累積確率pが0.12以下、0.23から0.77の範囲、および0.88以上に分けて回帰直線を求める。統計解析は、判別分析、重回帰分析、およびニューラルネットワーク多層パーセプトロンを採用して、上記物理パラメータと実測した頭蓋内圧との対応関係から、頭蓋内圧推定法を検討している。
大宰府の軍備に関する考古学的研究

大宰府の軍備は、白村江の戦い(663年)を経た「大宰府都城の造営事業(7世紀後半8世紀第1四半期)」で整えられ、兵器生産は筑紫大宰傘下の工房が主体的に担った。大宰府に備蓄された兵器は、7世紀後半に生産されたものを多量に含み、8世紀以降の兵器も含まれる。つまり、大宰府保有兵器は、「大宰府都城の造営事業」の過程で確保された兵器を中核として、奈良時代(8世紀)を通じて補修と補充により、長期間維持されたと結論できる。大宰府に備蓄された兵器は、平時においては大宰府常備軍により守衛され、戦時下では朝廷からの勅により戦時編成された軍団によって運用されたと考えられる。今年度の研究では大宰府成立時に直轄地であった筑前国や、その隣接地である筑後国の資料を重点的に検討した。具体的な検討方法は、古墳時代から平安時代にかけての鉄鏃を網羅的に集成し、出土遺構ごとに組成・数量を整理した。また、その集成結果に基づいて、作図が不十分な資料や資料的価値が高い資料を抽出し、資料調査を実施した。とくに全国的にも著名な官衙遺跡である福岡県小郡官衙遺跡で出土した鉄鏃の実態解明は、本研究の重要な成果である。小郡官衙遺跡出土鉄鏃は出土数の多さのみが強調され、「鉄鏃千余本」という情報のみが一般的に流布してきた。本研究では資料観察に基づいて、資料の残存状況から出土(埋没)状況を復元し、鉄鏃の総数と組成を明らかにした。以上の検討を統合した結果、大宰府出土鉄鏃の年代的位置づけを当該地域の編年観に即した形で絞り込むことができた。古代山城の記事が頻発する7世紀後半は、主力兵器となる鉄鏃の製造量が多く、筑紫大宰体制を経た大宰府体制下でも長期間にわたり保管・運用されたとの仮説を裏付ける研究成果と評価できる。本研究の成果の一部は、発表「大宰府の兵器」『第10回古代武器研究会』(2014・3)で公表した。また、論文「小郡官衙遺跡出土鉄鏃の研究」『九州歴史資料館研究論集』39(2014・3)にまとめた。これらの兵器自体の研究と並行して、大宰府を中心とした九州北部の鉄器生産の検討も進めた。具体的には発掘調査報告書『大宰府政庁周辺官衙跡V』(2014・3)の執筆を通じて、大宰府中枢部での生産活動の変遷を通時的に整理した。また、鉄器生産の燃料となる木炭に関する研究成果を論文「九州北部の木炭生産」『福岡大学考古学論集2』(2013・12)、発表「山岳霊場と山林利用の考古学的研究」『首羅山をとりまく聖なる山々』(2013・8)にまとめた。平成26年度の研究では筑紫大宰体制下の中枢となる筑前・筑後国(筑紫国)の研究を深めるとともに、藤原広嗣の乱の主戦場となった豊前国の資料を重点的に検討した。また、隼人の乱の舞台ともなった薩摩国の資料についても検討を行った。具体的な検討方法であるが、まず筑前・筑後国の研究深化では、大宰府政庁周辺官衙跡や筑後国府先行官衙跡での鉄器生産関連資料を網羅的に集成し、時期別の動向を把握した。豊前国・薩摩国ついては、古墳時代から平安時代にかけての鉄鏃を集成し、出土遺構ごとに組成・数量を整理した。大宰府政庁周辺官衙跡や筑後国府先行官衙跡における鉄器生産の実態解明は、本研究の重要な成果と位置付けられる。本研究では、両遺跡から出土した廃棄品の組成から、7世紀後半に「律令的複合冶金工房」と称される工房の存在を確認し、複合冶金技術の組織導入の実態を明らかにした。また、『日本書紀』天武一四年(685)の「筑紫大宰への『鉄一万斤、箭竹二千連』の輸送」記事に着目し、兵器素材の具体的な輸送先として、大宰府政庁周辺官衙跡や筑後国府先行官衙跡の工房群に注目した。平成25年度までの研究により、「古代山城の記事が頻発する7世紀後半は、主力兵器となる鉄鏃の製造量が多く、筑紫大宰体制を経た大宰府体制下でも長期間にわたり保管・運用された」との仮説を公表していたが、冶金工房の実態解明を試みた平成26年度の研究は、本仮説をさらに補強するものと評価できる。加えて、平成25年度に公表した冶金工房に供給した燃料(木炭)に関する研究成果とも、整合する研究成果と言えよう。これらの研究成果は、発表「大宰府成立前後の冶金工房」『第16回七隈史学会』(2015・9)で公表した。また、論文「大宰府保有兵器の蓄積過程」『古代武器研究vol.10(2015・12)にまとめた。平成27年度の研究では、大宰府の鉄素材入手経路の一つである製鉄工房について、九州北部を対象に検討した。具体的な検討方法は、製鉄炉の築炉技術に比重をおいた分類を試み、各遺跡間を横断する形で製鉄炉の変遷を検討した。あわせて、遺跡形成過程をふまえた上で製鉄工房の立地を検討し、山林利用の様相も把握した。本研究成果は、論文「九州北部の鉄生産」『田中良之教授追悼論文集』(2016)にまとめた。

この研究と並行して、『日本書紀』や『続日本紀』記載の集団戦闘(戦争)記事の検討から、兵器の運用についても研究を試みた。また、大宰府の軍備を特徴づける古代山城についても論を進めた。これらの研究成果については、発表「兵器の様相から見た古代山城」『築城技術と遺物から見た古代山城』(2016・2)、発表「古代兵器から迫る!」『シンポジウム大城(大野城)の謎に迫る!』(2016・2)で公表した。平成27年度は本研究課題の最終年度となるため、平成2527年度に実施した研究を総括し、研究成果報告書『大宰府の軍備に関する考古学的研究』を刊行した(2016・3)。本報告書は4部構成となっており、「第1部研究の目的と経過」・「第2部大宰府の鉄・鉄器生産」・「第3部大宰府の兵器」・「第4部総括」として、これまで公表してきた論文・学会発表を編集して報告書にまとめた。研究成果報告書の刊行に加えて、九州国立博物館にて『シンポジウム大城(大野城)の謎に迫る!』を開催し、本研究成果を広く国民に公開するとともに、研究成果の検証を関連分野の他研究者も交えて公的に行った(2016・2)。本シンポジウムでは、300名を超える参加者が集まり、討論でも活発な議論が展開された。大宰府の軍備は、白村江の戦い(663年)を経た「大宰府都城の造営事業(7世紀後半8世紀第1四半期)」で整えられ、兵器生産は筑紫大宰傘下の工房が主体的に担った。大宰府に備蓄された兵器は、7世紀後半に生産されたものを多量に含み、8世紀以降の兵器も含まれる。つまり、大宰府保有兵器は、「大宰府都城の造営事業」の過程で確保された兵器を中核として、奈良時代(8世紀)を通じて補修と補充により、長期間維持されたと結論できる。大宰府に備蓄された兵器は、平時においては大宰府常備軍により守衛され、戦時下では朝廷からの勅により戦時編成された軍団によって運用されたと考えられる。平成26年度の当初計画は、1資料集成、2資料の編年作業、3古代の武器・武具のライフサイクルのモデルケース構築、4トピック展示・スポット展示での研究成果の公表を実施する予定であった。13については、昨年度から継続して作業を進めており、今年度も学会発表や雑誌論文で研究成果を公表することができた。また、昨年度の課題として残っていた文献史学の学史整理についても、学会発表・論文等で具体的に進めることができた。問題となるのは、1資料集成である。所属機関の異動に伴い、集成作業の基礎となる発掘調査報告書を閲覧できる機会が大幅に減少し、集成作業を計画通りに達成することができなかった。また、4トピック展示・スポット展示についても、所属機関の異動により実施時期を延期せざるを得なかった。考古学平成27年度は、これまでの研究成果をまとめるとともに、報告書の刊行を計画している。学会発表や論文等で公表した研究成果の蓄積も多く、これらを複合的に検証しつつ研究をまとめたい。このため、報告書の印刷・製本費を十分に確保している。また、平成26年度に実施できなかった展示による研究成果の一般への公表は、九州国立博物館での展示等を利用して進めたい。集成作業については、研究成果の統合と並行して作業を進めていく予定である。平成25年度の当初計画では、1文献史学と考古学の学史整理、2資料集成、3資料調査を実施する予定であった。2資料集成と3資料調査は双方向的に実施でき、当初の予定通り、比較的短期間で研究成果をあげることができた。平成25年度段階でおおむね大宰府中枢の様相は把握できたと言える。問題となるのは、1文献史学と考古学の学史整理である。自身の専門分野である考古学については体系的な整理が進んでいるが、重厚な文献史学の学史整理が不十分な状況にある。
強加工法による超微結晶Al-Mg合金のSc添加による組織安定化と疲労特性の評価

結晶粒を微細化することで,高強度の材料が得られることや,超塑性が期待できる。中でも最近注目を集めているのがECAP(Equal Channel Angular Pressing)法による微結晶製造技術である。本手法により,サブミクロンオーダーの結晶粒径を持つバルク状の大型素材が得られる。Lかし,欠点として延性の低下や,結晶粒界が非平衡組織であるため熱的に不安定などいくつかの問題点も残されている。本研究では構造用材料として利用範囲の広いAl-Mg合金を基本とし,上に述べた欠点を改善させるため,ScとZrを微少量添加することにした。これらの元素は再結晶抑制効果をはじめ、溶接性や耐食性を改善することで知られている.なお,同種の合金にECAP法を適用して微結晶化した材料について機械的特性に関する研究がなされているが,疲労特性についてはほとんど不明のままである。本研究では,0.2%以下のScとZrを含むAl-Mg合金にECAP加工を施した微細結晶粒材料について,疲労特性を中心とした機械的特性の調査を行った。さらに,熱的安定性の評価も行った。なお,ScとZrを含まないAl-Mg系合金の代表として,5056アルミニウム合金を用い,比較検討を行った。その結果,以下の結言が得られた。(1)平均結晶粒径は約0.3μmであった。(2)耐力はMg濃度に依存して増加しており、伸びはA5056合金の2倍であった。(3)高サイクル疲労試験による疲労限は120MPa以上あった。(4)773Kまでの熱的安定性はきわめて優れていた。結晶粒を微細化することによって、高強度の材料が得られることや超塑性が期待できることから、超微結晶(UFG)材料への関心が高まっている。UFG材料の作製はECAE(Equal-Channel Angular Extrusion)法やTS(Torsion Straining)法など、材料に強加工を加えることで実現している。本研究では構造用材料として利用範囲の広いAl-Mg合金を基本として、結晶粒の成長抑制と微視的組織の安定化のためにScを少量添加したAl-Mg-Sc合金にTS加工を施した。TS法の加工条件を加工温度一定(20°C)でねじり回数を1、3、5、7、10と変化させた場合と、ねじり回数を一定(5回)とし、加工温度を20°C、200°C、400°Cと変化させ、得られた試料について硬さ特性および組織の調査を行なった。得られた成果は以下の通りである。1.室温でTS加工した場合、試料の中央部より外周部のHvの値は高かった。また加工前の平均微小硬さはHvで120程度であったが、室温で加工した場合、Hvは200以上になった。さらにねじり回数を増加させるとHvは増加した。2.ねじり回数が一定の場合は、加工温度の上昇とともにHvは低下した。またこの場合は試料の外周部と中央部とでHvの差は無かった。3.TS加工前の集合組織は典型的な圧延集合組織であったが、TS加工を施すことによって圧延集合組織は消滅し、新たに強い(111)+(200)集合組織を形成した。4.20°Cで加工した試料の平均結晶粒径は、約90nmと微細化し、結晶粒界は不鮮明であった。一方、加工温度を上昇させると結晶粒界が鮮明になり、加工温度400°Cでは明らかに結晶粒が粗大化していた。これは動的再結晶した後、粗大化したものと推察される。

中でも最近注目を集めているのがECAP(Equal Channel Angular Pressing)法による微結晶製造技術である。本手法により,サブミクロンオーダーの結晶粒径を持つバルク状の大型素材が得られる。しかし,欠点として延性の低下や,結晶粒界が非平衡組織であるため熱的に不安定などいくつかの問題点も残されている。本研究では構造用材料として利用範囲の広いAl-Mg合金を基本とし,上に述べた欠点を改善させるため,ScとZrを微少量添加することにした。これらの元素は再結晶抑制効果をはじめ、溶接性や耐食性を改善することで知られている。なお,同種の合金にECAP法を適用して微結晶化した材料について機械的特性に関する研究がなされているが,疲労特性についてはほとんど不明のままである。本研究では,0.2%以下のScとZrを含むAl-Mg合金にECAP加工を施した微細結晶粒材料について,疲労特性を中心とした機械的特性の調査を行った。さらに,熱的安定性の評価も行った。なお,ScとZrを含まないAl-Mg系合金の代表として、5056アルミニウム合金を用い、比較検討を行った。その結果,以下の結言が得られた。(1)平均結晶粒径は約0.3μmであった。(2)耐力はMg濃度に依存して増加しており、伸びはA5056合金の2倍であった。(3)高サイクル疲労試験による疲労限は120MPa以上あった。(4)773Kまでの熱的安定性はきわめて優れていた。
神経活動に依存した大脳皮質視覚野機能構築の細胞・分子機構

高等哺乳動物の大脳視覚野においては、生後発達初期に神経活動に依存して、神経細胞の視覚反応特性に著しい変化が生じることが知られている。例えば、感受性期に片眼を遮蔽すると、視覚野のニューロンの眼優位性分布に著しい変化が誘導される。この眼優位可塑性の細胞機構として、これまで両眼競合仮説(発達期の視覚野では両眼の入力が同一細胞のシナプス後膜、あるいは、シナプス後細胞由来の栄養因子をそれぞれの神経活動に依存して、互いに競合して占有しようとしている)が提唱されてきており、両眼競合を可能とする視覚野内の特徴的な構造の一つに眼優位カラムが考えられている。眼優位カラムの正常な形成には、中枢視覚経路の神経活動の他にsubplate cell(大脳発達の初期過程で皮質の底部に発現し、LGNなどの視床核と大脳皮質との間に一過性の神経結合を持ち、LGN axonと皮質ニューロンとの神経結合が完成するとアポトーシスにて消失する)の働きが重要であることが示唆されてきている。我々はまず、生後数日の仔ネコの大脳視覚野にカイニン酸を局所注入し、subplate cellの破壊をおこなった。カイニン酸処理を施された動物の視覚野への個々のLGN軸索の終止様式を詳細に検討するために、LGNの背側層に限局してPHA-Lを注入してこれらを順行性標識する実験をおこなった。その結果、通常皮質第4層と6層の一部に限局して終止するはずのLGN軸索終末が、皮質の表層部のまで達し、2-3層に多くの分枝をだしていることがはじめて明らかになった。この新奇的な発見により、LGN軸索終末とsubplate cellの相互作用を通じて、軸索が皮質第4層に終止するために必要な分子発現の調節が行われることが示唆された。